(57)【要約】【課題】床面上にマーカが無くても移動体の自律移動を可能にする。【解決手段】位置検出装置が、移動体に搭載の距離センサから計測距離データセットを受ける都度に、当該計測距離データセットと、地図データ（一つ以上の距離データセットを基に作成され一つ又は複数の運搬物置き場を含んだ屋内の地図を示すデータ）とを基に、移動体の位置を計算し、且つ、移動体の向きを計算する。位置検出装置が、一つ以上の運搬物を一つ以上の計測距離データセットから特定することを含んだ処理を行う。位置検出装置が、移動体の目標位置及び目標向きと移動体の上記計算された位置及び向きとに基づく自律移動制御に関する情報を出力する。目標位置は、いずれかの運搬物の位置に従う位置、又は、いずれかの空きの運搬物置き場の位置に従う位置である。目標向きは、平面視において目標位置に移動体の上記計算された位置が重なったときの移動体の向きである。【選択図】図１
2020064563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に搭載の距離センサにより計測された距離を示すデータセットである計測距離データセットを受ける都度に、当該計測距離データセットと、一つ又は複数の運搬物置き場を含んだ屋内の地図を示す地図データとを基に、前記移動体の位置を計算し、且つ、前記移動体の向きを計算する移動体計算部と、
前記一つ又は複数の運搬物置き場にある一つ以上の運搬物を一つ以上の計測距離データセットから特定することを含んだ処理を行う運搬物計算部と、
前記移動体の目標位置及び目標向きと前記移動体の前記計算された位置及び向きとに基づく自律移動制御に関する情報を出力する出力部と
を備え、
前記地図データは、前記搭載の距離センサ又はそれとは別の距離センサにより得られた複数の距離データセットを基に作成されたデータであり、
前記目標位置は、前記処理の結果に基づく位置であって、いずれかの運搬物の位置に従う位置、又は、いずれかの空きの運搬物置き場の位置に従う位置であり、
前記目標向きは、平面視において前記目標位置に前記移動体の前記計算された位置が重なったときの前記移動体の向きである、
位置検出装置。
【請求項２】
前記移動体計算部は、
前記計測距離データセットと前記地図データとを基に、前記移動体の位置を同定し、且つ、前記移動体の向きを同定し、
前記目標位置及び前記目標向きに対する相対的な前記同定された位置及び向きである相対目標位置及び相対目標向きを計算し、
前記自律移動制御に関する情報は、前記計算された相対目標位置及び相対目標向きに基づく情報である、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記移動体の前記計算された向きは、前記屋内の地図の座標系である絶対座標系に対する第１の二次元直交座標系の相対的な向きであり、
前記第１の二次元直交座標系は、前記移動体の基準位置を原点とし第１の軸と第２の軸とを有する座標系であり、
対象運搬物の向きは、前記絶対座標系に対する第２の二次元直交座標系の相対的な向きであり、
前記対象運搬物は、前記一つ以上の運搬物のうち運搬の対象とされた運搬物であり、
前記第２の二次元直交座標系は、前記対象運搬物の基準位置を原点とし第３の軸と第４の軸とを有する座標系であり、
前記目標位置は、前記第２の二次元直交座標系上の位置であり、
前記移動体の前記計算された位置が前記目標位置に重なっているときに前記移動体の計算された向きが前記目標向きを満たしている場合、
前記第１の軸の向きと前記第３の軸の向きは、同じであり、且つ、前記第１の軸と前記第３の軸は、重なっている、又は、平行である、
前記第２の軸の向きと前記第４の軸の向きは、同じであり、且つ、前記第２の軸と前記第４の軸は、重なっている、又は、平行である、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記運搬物計算部は、前記移動体の前記計算された位置及び向きが前記目標位置及び前記目標向きを満たすまでの間、対象運搬物の位置及び向きを監視し、
前記対象運搬物は、前記一つ以上の運搬物のうち運搬の対象とされた運搬物であり、
前記対象運搬物の位置の変更が検出された場合、前記対象運搬物の変更後の位置に従う位置に前記目標位置が変更され、
前記対象運搬物の向きの変更が検出された場合、前記対象運搬物の変更後の向きに従う向きに前記目標向きが変更される、
請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項５】
駆動系と運搬物に連結するための連結装置とを備える移動体であって、
距離センサと、
前記距離センサにより計測された距離を示すデータセットである計測距離データセットを受ける都度に、当該計測距離データセットと、一つ又は複数の運搬物置き場を含んだ屋内の地図を示す地図データとを基に、前記移動体の位置を計算し、且つ、前記移動体の向きを計算する移動体計算部と、
前記一つ又は複数の運搬物置き場にある一つ以上の運搬物を一つ以上の計測距離データセットから特定することを含んだ処理を行う運搬物計算部と、
前記移動体の前記計算された位置及び向きが前記移動体の目標位置及び目標向きを満たすよう前記駆動系を制御する移動コントローラと
を備え、
前記地図データは、前記距離センサまたはそれとは別の距離センサにより得られた複数の距離データセットを基に作成されたデータであり、
前記目標位置は、いずれかの運搬物の位置に従う位置、又は、いずれかの空きの運搬物置き場の位置に従う位置であり、
前記目標向きは、平面視において前記目標位置に前記移動体の前記計算された位置が重なったときの前記移動体の向きである、
移動体。
【請求項６】
前記移動体計算部は、
前記計測距離データセットと前記地図データとを基に、前記移動体の位置を同定し、且つ、前記移動体の向きを同定し、
前記目標位置及び前記目標向きに対する相対的な前記同定された位置及び向きである相対目標位置及び相対目標向きを計算し、
前記移動コントローラは、前記計算された相対目標位置及び相対目標向きに基づいて前記駆動系を制御する、
請求項５に記載の移動体。
【請求項７】
前記移動体の前記計算された向きは、前記屋内の地図の座標系である絶対座標系に対する第１の二次元直交座標系の相対的な向きであり、
前記第１の二次元直交座標系は、前記移動体の基準位置を原点とし第１の軸と第２の軸とを有する座標系であり、
対象運搬物の向きは、前記絶対座標系に対する第２の二次元直交座標系の相対的な向きであり、
前記対象運搬物は、前記一つ以上の運搬物のうち運搬の対象とされた運搬物であり、
前記第２の二次元直交座標系は、前記対象運搬物の基準位置を原点とし第３の軸と第４の軸とを有する座標系であり、
前記目標位置は、前記第２の二次元直交座標系上の位置であり、
前記移動体の前記計算された位置が前記目標位置に重なっているときに前記移動体の計算された向きが前記目標向きを満たしている場合、
前記第１の軸の向きと前記第３の軸の向きは、同じであり、且つ、前記第１の軸と前記第３の軸は、重なっている、又は、平行である、
前記第２の軸の向きと前記第４の軸の向きは、同じであり、且つ、前記第２の軸と前記第４の軸は、重なっている、又は、平行である、
請求項５に記載の移動体。
【請求項８】
前記運搬物計算部は、前記移動体の前記計算された位置及び向きが前記目標位置及び前記目標向きを満たすまでの間、対象運搬物の位置及び向きを監視し、
前記対象運搬物は、前記一つ以上の運搬物のうち運搬の対象とされた運搬物であり、
前記対象運搬物の位置の変更が検出された場合、前記対象運搬物の変更後の位置に従う位置に前記目標位置が変更され、
前記対象運搬物の向きの変更が検出された場合、前記対象運搬物の変更後の向きに従う向きに前記目標向きが変更される、
請求項５に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、自律移動の制御の支援に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１（例えば段落００１２）によれば、屋内の床面にマーカ（例えば、バーコード）が設置されており、無人搬送車は、床面上のマーカを読み取ることで、無人搬送車の現在位置を推定する。また、無人搬送車は、制御装置から経路情報を受信する。無人搬送車は、当該経路情報に沿った走行を、推定された現在位置を基に行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０４７７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
採用されるマーカの種類によっては、マーカそれ自体に、マーカの位置を示す情報の他に、移動体に対する指示（例えば、移動体の向きの指示）も、移動体が読み取り可能に埋め込んでおくことができる。つまり、マーカに埋め込まれた情報を基に、移動体の自律運搬を制御することができる。
【０００５】
しかし、床面上にマーカの設置が必須であると、マーカ設置の負担があり、また、マーカ設置が不可能なエリアにおいては、位置検出（及び自律移動の制御の更なる支援）は難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
移動体の位置検出装置が、移動体に搭載の距離センサにより計測された距離を示すデータセットである計測距離データセットを受ける都度に、当該計測距離データセットと、一つ又は複数の運搬物置き場を含んだ屋内の地図を示す地図データとを基に、移動体の位置を計算し、且つ、移動体の向きを計算する。位置検出装置が、一つ又は複数の運搬物置き場にある一つ以上の運搬物を一つ以上の計測距離データセットから特定することを含んだ処理を行う。位置検出装置が、移動体の目標位置及び目標向きと移動体の上記計算された位置及び向きとに基づく自律移動制御に関する情報を出力する。地図データは、上記搭載の距離センサ又はそれとは別の距離センサにより得られた複数の距離データセットを基に作成されたデータである。目標位置は、いずれかの運搬物の位置に従う位置、又は、いずれかの空きの運搬物置き場の位置に従う位置である。目標向きは、平面視において目標位置に移動体の上記計算された位置が重なったときの移動体の向きである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、床面上にマーカが無くても移動体の自律運搬が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る移動体の構成を示すブロック図である。
【図２】実施例１に係る移動体及び台車の外観の模式図である。
【図３】実施例１に係る屋内地図の模式図である。
【図４】時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５における移動体の位置及び向きの概要を示す模式図である。
【図５】時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５における移動体の距離計測の概要を示す模式図である。
【図６】時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５における相対関係（移動体と台車の相対的な位置及び向き）を示す模式図である。
【図７】実施例２に係る移動体及び台車の外観の模式図である。
【図８】実施例２に係る屋内地図の模式図である。
【図９】時刻ｔ２１〜時刻ｔ２６における移動体の位置及び向きの概要を示す模式図である。
【図１０】時刻ｔ２１〜時刻ｔ２６における移動体の距離計測の概要を示す模式図である。
【図１１】時刻ｔ２１〜時刻ｔ２６における相対関係（移動体と台車の相対的な位置及び向き）を示す模式図である。
【図１２】実施例３に係る移動体及び台車の外観の模式図である。
【図１３】実施例３に係る屋内地図の模式図である。
【図１４】時刻ｔ３１〜時刻ｔ３５における移動体の位置及び向きの概要を示す模式図である。
【図１５】時刻ｔ３１〜時刻ｔ３５における移動体の距離計測の概要を示す模式図である。
【図１６】時刻ｔ３１〜時刻ｔ３５における相対関係（移動体と台車の相対的な位置及び向き）を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の説明では、「インターフェース部」は、一つ以上のインターフェースでよい。当該一つ以上のインターフェースは、一つ以上の同種のインターフェースデバイスであってもよいし二つ以上の異種のインターフェースデバイスであってもよい。
【００１０】
また、以下の説明では、「メモリ部」は、一つ以上のメモリであり、典型的には主記憶デバイスでよい。メモリ部における少なくとも一つのメモリは、揮発性メモリであってもよいし不揮発性メモリであってもよい。
【００１１】
また、以下の説明では、「ＰＤＥＶ部」は、一つ以上のＰＤＥＶであり、典型的には補助記憶デバイスでよい。「ＰＤＥＶ」は、物理的な記憶デバイス（Physical storage DEVice）を意味し、典型的には、不揮発性の記憶デバイス、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）又はＳＳＤ（Solid State Drive）である。
【００１２】
また、以下の説明では、「記憶部」は、メモリ部とＰＤＥＶ部の少なくとも一部とのうちの少なくとも一つ（典型的には少なくともメモリ部）である。
【００１３】
また、以下の説明では、「プロセッサ部」は、一つ以上のプロセッサである。少なくとも一つのプロセッサは、典型的には、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなマイクロプロセッサであるが、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）のような他種のプロセッサでもよい。少なくとも一つのプロセッサは、シングルコアでもよいしマルチコアでもよい。少なくとも一つのプロセッサは、処理の一部又は全部を行うハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit））といった広義のプロセッサでもよい。
【００１４】
また、以下の説明では、「ｋｋｋ部」（インターフェース部、記憶部及びプロセッサ部を除く）の表現にて機能を説明することがあるが、機能は、一つ以上のコンピュータプログラムがプロセッサ部によって実行されることで実現されてもよいし、一つ以上のハードウェア回路（例えばＦＰＧＡ又はＡＳＩＣ）によって実現されてもよい。プログラムがプロセッサ部によって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶部及び／又はインターフェース部等を用いながら行われるため、機能はプロセッサ部の少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、プロセッサ部あるいはそのプロセッサ部を有する装置が行う処理としてもよい。プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布計算機又は計算機が読み取り可能な記録媒体（例えば非一時的な記録媒体）であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。
【００１５】
また、以下の説明では、同種の要素を区別しないで説明する場合には、参照符号のうちの共通符号を使用し、同種の要素を区別する場合は、参照符号を使用することがある。例えば、台車を区別しない場合には、「台車２０１」と言い、台車を区別する場合には、「台車２０１Ａ」「台車２０１Ｂ」のように言う。
【００１６】
また、以下の説明では、「データセット」とは、アプリケーションプログラムのようなプログラムから見た一つの論理的な電子データの塊であり、例えば、レコード、ファイル、キーバリューペア及びタプルのうちのいずれでもよい。以下の説明では、便宜上、レーザ距離センサのような距離センサにより得られた距離データを、「距離データセット」と言う。
【００１７】
以下、幾つかの実施例を説明する。なお、以下の実施例では、移動体により運搬される運搬物は、台車であるが、運搬物は、台車以外の運搬物でもよい。
【実施例１】
【００１８】
図１は、移動体１０３の構成を示すブロック図である。
【００１９】
移動体１０３は、レーザ距離センサ１０１（距離センサの一例）と、位置検出装置１０５と、移動コントローラ１０９と、駆動系１２５と、連結装置１０４（台車に連結する連結装置の一例）とを有する。レーザ距離センサ１０１が、位置検出装置１０５に接続されている。レーザ距離センサ１０１が、位置検出装置１０５の構成要素であってもよい。
【００２０】
レーザ距離センサ１０１は、レーザを用いて当該センサ１０１からレーザの計測範囲内の物体までの距離を計測し、計測された距離を示すデータセットである計測距離データセットを出力する。計測距離データセットは、位置検出装置１０５に入力される。一つの計測距離データセットは、計測された複数の距離（計測範囲内にある複数の部位にそれぞれ対応した複数の距離）を示す。
【００２１】
位置検出装置１０５は、図示しないが、インターフェース部と、記憶部と、それらに接続されたプロセッサ部とを有する。プロセッサ部に基づき、収集部１１１、移動体計算部１１２、台車計算部１１４及び出力部１１５が実現される。インターフェース部には、レーザ距離センサ１０１が接続される。また、インターフェース部には、例えば、後述の地図システム１４８及び上位コントローラ１１８が接続されてもよい。
【００２２】
収集部１１１は、計測距離データセットをレーザ距離センサ１０１から定期的に又は不定期的に受け地図システム１４８へ出力する。地図システム１４８は、地図データを生成するシステムであり、例えば遠隔の計算機において所定のソフトウェアが実行されることで実現される。地図システム１４８は、収集部１１１から受けた複数の計測距離データセットを基に地図データを生成する。図１では、移動体１０３に搭載のレーザ距離センサ１０１が、地図データの基になる距離データセットを出力するレーザ距離センサを兼ねているが、地図データの基になる距離データセットを取得するレーザ距離センサは移動体１０３に搭載のレーザ距離センサ１０１とは別のレーザ距離センサでもよい。別の言い方をすれば、レーザ距離センサ１０１からの計測距離データセットを基に地図データから移動体１０３の位置及び向きが同定可能であれば、地図データの基になる距離データセットはいずれのレーザ距離センサから出力されたデータでもよい。地図システム１４８により生成された地図データは、予め移動体１０３内の記憶部（例えば、位置検出装置１０５内又は外の記憶部）に格納されていてもよい。地図データは、複数（又は一つ）の台車置き場を含む屋内の地図を示すデータである。
【００２３】
移動体計算部１１２は、レーザ距離センサ１０１により計測された距離を示すデータセットである計測距離データセットを受ける都度に、当該計測距離データセットと、地図データとを基に、移動体１０３の位置を計算し、且つ、移動体１０３の向きを計算する。本実施例では、移動体１０３の位置と向きの両方が、計測距離データセットと地図データとを基に計算されてもよい。移動体１０３の向きの計算には、別の情報（例えばジャイロセンサにより検出された情報）が更に使用されてもよい。移動体１０３の位置が、計測距離データセットと地図データとを基に計算され、移動体１０３の向きは、別の情報（例えばジャイロセンサにより検出された情報）を基に計算されてもよい。
【００２４】
具体的には、例えば、移動体計算部１１２は、計測距離データセットと地図データとを基に、移動体１０３の位置及び向きを同定（推定）し、同定された位置及び向きに従い相対目標位置及び相対目標向きを更新する。「相対目標位置」は、移動体１０３の目標位置に対する相対的な上記同定された位置である。「相対目標向き」は、移動体１０３の目標向きに対する相対的な上記同定された向きである。「目標位置」は、本実施例では、いずれかの運搬物の位置に従う位置である。「目標向き」は、屋内の平面視（複数の台車置き場を含む自律移動範囲を上から見た平面視）において目標位置に相対目標位置が重なったときの移動体１０３の向きである。
【００２５】
台車計算部１１４は、複数の台車置き場にある一つ以上の台車を一つ以上の計測距離データセットから特定することを含んだ処理を行う。これにより、移動体１０３は、台車置き場から運搬される台車に接近するための自律移動ができる。なお、台車計算部１１４は、上記処理において、地図データが示す複数の台車置き場のうち台車が特定されなかった台車置き場を空きの台車置き場と特定してもよい。この場合、移動体１０３は、連結されている台車を空きの台車置き場に置くために当該台車を当該空きの台車置き場へ自律的に運搬してもよい。
【００２６】
また、台車計算部１１４が行う上記処理は、特定された一つ以上の台車の各々について、下記を特定することを含む。なお、下記のうちの少なくとも一つを特定するために、台車計算部１１４は、地図データを参照する。
・台車絶対位置：絶対座標系（地図データが示す屋内地図の二次元直交座標系）における台車位置。
・台車相対位置：絶対座標系における台車置き場位置（当該台車が存在する台車置き場が占める範囲）に対する相対的な台車位置。
・台車相対向き：絶対座標系における台車置き場向きに対する相対的な台車向き。具体的には、例えば、台車について距離が計測された各部位（例えば各足）の相対的な位置関係から特定された台車の向きと、台車置き場の向きとから特定された向き。
・連結相対位置：台車相対位置を基に得られる、台車に関する対象位置（本実施例では、移動体１０３と連結する部分の位置）。
【００２７】
台車計算部１１４は、処理の結果を示す情報、例えば、特定された一つ以上の台車に各々について計算された情報（例えば、少なくとも、目標位置の基となる連結相対位置と、目標向きの基となる台車相対向きとを含む情報）を上位コントローラ１１８に出力する。上位コントローラ１１８が、当該情報から目標セット（目標位置と目標向きの組合せ）を決定し、決定した目標セットを、位置検出装置１０５に入力する（目標セットは、位置検出装置１０５に代えて又は加えて、移動コントローラ１０９に入力されてもよい）。移動体計算部１１２が、当該入力された目標位置及び目標向きと、移動体１０３の同定された位置及び向きとを基に、移動体１０３の相対目標位置及び相対目標向きを更新する。上位コントローラ１１８は、遠隔の計算機でもよいし、移動体１０３に搭載のコントローラでもよい。目標位置の基となる連結相対位置は、手動で選択されてもよいし、所定のポリシー（例えば出口に最も近い台車（又は台車置き場）を選択するといったポリシー）に従い自動で選択されてもよい。また、台車計算部１１４は、処理の結果を示す情報を上位コントローラ１１８に出力することに代えて、当該処理の結果を基に目標位置及び目標向きを決定して移動体計算部１１２や出力部１１５に入力してもよい。
【００２８】
出力部１１５は、移動体１０３の位置及び向き（例えば相対目標位置及び相対目標向き）と目標位置及び目標向きとに基づく自律移動制御に関する情報を出力する。「自律移動制御に関する情報」は、例えば、下記のうちの少なくとも一つを含む。
・移動体１０３の位置及び向き（例えば相対目標位置及び相対目標向き）を示す情報。
・移動体１０３の目標位置及び目標向きを示す情報。
・移動体１０３の位置及び向きと移動体１０３の目標位置及び目標向きとに基づき決定された移動方向や速度等が指定された移動指示。
【００２９】
移動コントローラ１０９は、出力部１１５からの情報に基づき、移動体１０３の位置及び向きが移動体１０３の目標位置及び目標向きを満たすよう駆動系１２５を制御する。
【００３０】
駆動系１２５は、移動体１０３の走行装置（例えば車輪や輪軸）や走行装置を駆動する駆動装置（例えばモータ）を含む。
【００３１】
連結装置１０４は、台車に連結する装置である。本実施例では、連結装置１０４は、移動コントローラ１０９の制御の下で、台車を床面側から押し上げたり、押し上げられた状態の台車を床面に着くように降ろしたりする装置である。つまり、本実施例では、台車を押し上げることが、台車に連結することの一例である。
【００３２】
図１において、出力部１１５相当の機能が、移動コントローラ１０９に設けられてよい。移動コントローラ１０９が、移動体計算部１１２からの出力と台車計算部１１４からの出力とを基に駆動系１２５を制御してもよい。
【００３３】
図２は、実施例１に係る移動体１０３及び台車２０１の外観の模式図である。
【００３４】
台車２０１は、複数本（例えば４本）の足を有する。台車２０１は、床面との間に、移動体１０３が位置することが可能な高さを持ったスペースを有する。移動体１０３が当該スペースに入った後に、連結装置１０４が、台車２０１を押し上げると、台車２０１の各足が床面から離れ、移動体１０３が当該台車２０１を運搬することが可能である。すなわち、移動体１０３の位置及び向きが目標位置及び目標向きを満たしている場合、移動体１０３の位置及び向きは、台車２０１を連結装置１０４により押し上げて当該台車２０１を運搬することが開始可能な位置及び向きにある。
【００３５】
なお、実施例１では、台車２０１が、押し上げられた状態で運搬されるため、台車２０１に車輪は無くてもよい。
【００３６】
図３は、実施例１に係る屋内地図の模式図である。
【００３７】
実施例１では、屋内は、二つの入口３０１Ａ及び３０１Ｂ、一つの出口３０３、及び、８つの台車置き場３０５Ａ〜３０５Ｈを有する。屋内地図の座標系は、絶対座標系であり、以下、その座標系を、ｘｙ座標系とする。
【００３８】
図４〜図６を参照して、実施例１に係る自律運搬の流れの一例を説明する。図４〜図６は、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５における屋内の全体又は一部の平面視に従う図である。具体的には、図４は、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５における移動体１０３の位置及び向きの概要を示す。図５は、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５における移動体１０３の距離計測の概要を示す。図５において、移動体１０３から延びる直線矢印が、レーザによる距離計測を示す。図５における太線が、移動体１０３からの距離が計測された部位を示す。図６は、時刻ｔ１１〜時刻ｔ１５における相対関係（移動体１０３と台車２０１の相対的な位置及び向き）を示す。なお、以下の説明では、台車置き場の参照符号の末尾と、当該台車置き場に対応した台車の参照符号の末尾を同じ符号とする。また、見易さを優先するため、図４〜図６のうちの図４にのみ参照符号を付すこととする。
【００３９】
＜時刻ｔ１１＞
【００４０】
時刻ｔ１１は、移動体１０３が入口３０１Ａに位置した時刻である。入口３０１Ａでの距離計測において、台車計算部１１４は、台車置き場３０５Ｂ、３０５Ｄ、３０５Ｆ及び３０５Ｇにそれぞれ台車２０１Ｂ、２０１Ｄ、２０１Ｆ及び２０１Ｇ（例えば、台車２０１Ｂ、２０１Ｄ、２０１Ｆ及び２０１Ｇの各々の足）があることを特定する。
【００４１】
台車計算部１１４が、台車２０１Ｂ、２０１Ｄ、２０１Ｆ及び２０１Ｇの各々について、台車絶対位置、台車相対位置、台車相対向き及び連結相対位置を計算することを含む処理を行い、当該処理の結果を示す情報を上位コントローラ１１８に送信する。上位コントローラ１１８が、当該情報に基づき目標位置及び目標向きを決定し、決定された目標位置及び目標向きを位置検出装置１０５に入力する。図４〜図６において、目標位置に対応した台車、つまり対象台車は、台車２０１Ｂである。なお、台車２０１Ｂ、２０１Ｄ、２０１Ｆ及び２０１Ｇの各々について台車絶対位置、台車相対位置、台車相対向き及び連結相対位置を計算することに代えて、次の処理が行われてもよい。すなわち、台車計算部１１４が、台車２０１Ｂ、２０１Ｄ、２０１Ｆ及び２０１Ｇの存在を上位コントローラ１１８に通知する。台車計算部１１４が、上位コントローラ１１８により台車２０１Ｂが選択された場合に、台車２０１Ｂ、２０１Ｄ、２０１Ｆ及び２０１Ｇのうちの台車２０１Ｂについてのみ、台車絶対位置、台車相対位置、台車相対向き及び連結相対位置を計算する。計算された連結相対位置及び台車相対向きに従う目標位置及び目標向きが、位置検出装置１０５に入力される。台車２０１Ｂの台車相対位置は、台車置き場３０５Ｂの位置と、台車２０１Ｂの各位置（例えば各足）の距離（移動体１０３からの距離）とに基づき特定されてよい。台車２０１Ｂの台車相対向きは、台車２０１Ｂの各位置（例えば各足）の関係に基づき特定されてよい。台車２０１Ｂの連結相対位置は、台車２０１Ｂの台車相対位置と台車２０１Ｂの台車相対向きとに基づき特定されてよい（例えば、台車相対位置から台車相対向きに基づく方向へ一定距離進んだ位置とされてよい）。また、目標位置及び目標向きは、上位コントローラ１１８に代えて台車計算部１１４により決定されてよい。
【００４２】
移動体計算部１１２は、レーザ距離センサ１０１から計測距離データセットを受ける都度に、当該計測距離データセットと、地図データとを基に、移動体１０３の位置及び向きを計算する。
【００４３】
図６によれば、移動体１０３の向きは、ｘｙ座標系の向きに対するｘｒｙｒ座標系（第１の二次元直交座標系の一例）の相対的な向きに相当する。ｘｒｙｒ座標系は、ｘｒ軸（第１の軸の一例）とｙｒ軸（第２の軸の一例）とを有し、移動体１０３に関する対象位置（基準位置の一例）を原点とした座標系である。移動体１０３に関する対象位置は、例えば、連結装置１０４の平面視における或る位置である。
【００４４】
また、図６によれば、台車２０１Ｂの台車相対向きは、ｘｙ座標系の向きに対するαβ座標系（第２の二次元直交座標系の一例）の相対的な向きに相当する。αβ座標系は、α軸（第３の軸の一例）とβ軸（第４の軸の一例）とを有し、台車２０１Ｂに関する対象位置（基準位置の一例）を原点とした座標系である。台車２０１Ｂに関する対象位置は、例えば、台車２０１Ｂの連結相対位置である。
【００４５】
このように、本実施例では、目標位置は、台車２０１Ｂの連結相対位置に従う位置であり、目標向きは、台車２０１Ｂの台車相対向きに従う向きである。つまり、図４〜図６は、台車２０１Ｂを台車置き場３０５Ｂから運搬するための自律運搬の例を示す。
【００４６】
＜時刻ｔ１２＞
【００４７】
時刻ｔ１２は、移動体１０３が入口３０１Ａから台車２０１Ｂに到達する（正確には、「移動体１０３の位置及び向きが目標位置及び目標向きを満たす」）までの或る時刻である。移動コントローラ１０９が、移動体１０３の位置及び向きが目標位置及び目標向きを満たすように（言い換えれば、ｘｒｙｒ座標系の原点からαβ座標系の原点へ延びたベクトルの大きさがゼロになるように）移動体１０３の移動を制御するようになっている。図６によれば、移動体１０３の位置（相対目標位置）は、ｘｒｙｒ座標系の原点であり、移動体１０３の向き（相対目標向き）は、ｘｙ座標系の向きに対するｘｒｙｒ座標系の相対的な向きである。目標位置は、ｘｒｙｒ座標系で言えば、ｘｒｙｒ座標系の原点から離れた位置にあるが、αβ座標系で言えば、原点である。目標向きは、ｘｙ座標系の向きに対するαβ座標系の相対的な向きである。「移動体１０３の位置及び向きが目標位置及び目標向きを満たす」とは、下記を満たすことである。これにより、移動体１０３を台車２０１Ｂに対して高精度に位置及び向きを合わせることができる。
・ｘｒｙｒ座標系の原点がαβ座標系の原点に重なる（又は、所定のオフセット分、ｘｒ方向及びｙｒ方向の少なくとも一つの方向に沿って離れている）。
・ｘｒ軸の向き（正の向き）とα軸の向き（正の向き）は、同じであり、且つ、ｘｒ軸とα軸は、重なる（又は、平行である）。
・ｙｒ軸の向き（正の向き）とβ軸の向き（正の向き）は、同じであり、且つ、ｙｒ軸とβ軸は、重なる（又は、平行である）。
【００４８】
なお、移動体１０３が入口３０１Ａから台車２０１Ｂに到達するまでの移動経路、及び、当該移動経路における各位置での移動体１０３の向きは、移動体１０３の相対目標位置から台車２０１Ｂの連結相対位置までの距離と方向に基づき決定されてよい。例えば、−α方向側（台車２０１Ｂの後方側）から台車２０１Ｂのスペースに移動体１０３が−α方向側の足（台車２０１Ｂの足）に接触しないような角度で入る制御（例えば、台車２０１Ｂの後方においてα軸にｘｒ軸が重なる位置及び向きに移動体１０３が到達した後に移動体１０３が＋ｘｒ方向へまっすぐ進む制御）がされてもよい。また、移動体１０３が台車２０１Ｂに到達するための最終の目標セット（目標位置及び目標向き）に加えて、一つ以上の中間の目標セットが位置検出装置１０５（及び移動コントローラ１０９）に設定され、各目標セットを満たすように移動体１０３の移動（位置及び向き）が制御されてもよい。
【００４９】
また、少なくとも移動体１０３が入口３０１Ａから台車２０１Ｂに到達するまでの間、台車計算部１１４は、台車２０１Ｂの位置及び向きを監視してよい。例えば、台車計算部１１４は、計測距離データセットを受信する都度に、受信した計測距離データセットを基に、台車２０１Ｂ、２０１Ｄ、２０１Ｆ及び２０１Ｇの少なくとも台車２０１Ｂについて、位置及び向きの変更の有無をチェックしてよい。台車２０１Ｂの位置の変更（例えば台車２０１Ｂの位置が台車置き場３０５Ｂに対して相対的に変更されたこと）が検出された場合、移動体１０３において管理される目標位置が変更される。台車２０１Ｂの向きの変更（例えば台車２０１Ｂの向きが台車置き場３０５Ｂに対して相対的に変更されたこと）が検出された場合、移動体１０３において管理される目標向きが変更される。これにより、移動体１０３の台車２０１Ｂに対して高精度に位置及び向きを合わせることを維持することができる。なお、目標位置や目標向きの変更は、例えば下記のうちのいずれかにより行われてよい。
・台車２０１Ｂに関する変更後の位置又は向き（例えば台車相対向き又は連結相対位置）が上位コントローラ１１８に送信され、上位コントローラ１１８が、当該変更後の位置又は向きに基づく目標位置又は目標向きを位置検出装置１０５に入力する。
・台車２０１Ｂに関する変更後の位置又は向きに基づき、台車計算部１１４が、当該変更後の位置又は向きに基づく目標位置又は目標向きを決定する。
【００５０】
＜時刻ｔ１３＞
【００５１】
時刻ｔ１３は、移動体１０３が台車２０１Ｂに到達した時刻、具体的には、移動体１０３の位置及び向きが目標位置及び目標向きを満たした時刻である。移動体１０３は、台車２０１Ｂの床面との間のスペースに入り込んでいる。ｘｒｙｒ座標系はαβ座標系に原点及び向きを同一に重なっている。
【００５２】
移動体１０３の位置及び向きが目標位置及び目標向きを満たしたことは、移動コントローラ１０９が、出力部１１５からの情報を基に特定することができる。この場合、移動コントローラ１０９は、連結装置１０４により台車２０１Ｂを押し上げる。
【００５３】
＜時刻ｔ１４＞
【００５４】
時刻ｔ１４は、台車２０１Ｂを押し上げた状態の移動体１０３が出口３０３へ移動することを開始してから到達するまでの或る時刻である。移動体１０３の出口３０３への異動のために、出口３０３に関する位置及び向きが目標位置及び目標向きとして設定されてもよいし、或いは、移動コントローラ１０９が、台車２０１を押し上げた場合には出口３０３へ移動するよう駆動系１２５を制御するようになっていてもよい。移動体１０３が出口３０３へ到達するまでの間、ｘｒｙｒ座標系がαβ座標系に原点及び向きを同一に重なっている状態は、維持される。
【００５５】
＜時刻ｔ１５＞
【００５６】
時刻ｔ１５は、対象台車２０１Ｂを押し上げた状態の移動体１０３が出口３０３に到達した時刻である。この場合、移動コントローラ１０９が、連結装置１０４により対象台車２０１Ｂを床に着くように降ろす。
【００５７】
本実施例によれば、レーザ距離センサ１０１からの計測距離データセットを基に、台車２０１Ｂの位置及び向きが計算され、台車２０１Ｂの位置及び向きを基に目標位置及び目標向きが決まる。そして、レーザ距離センサ１０１からの計測距離データを基に、移動体１０３の位置及び向きが、目標位置及び目標向きを満たすように、移動体１０３の自律移動が制御される。具体的には、計測距離データセットに基づき移動体１０３の同定される位置及び向きが更新される都度に、目標位置及び目標向きに対する相対的な移動体１０３の位置及び向きである相対目標位置及び相対目標向きが更新され、相対目標位置及び相対目標向きが、目標位置及び目標向きを満たすように、移動体１０３の自律移動が制御される。これにより、床面上にマーカが無くても移動体１０３の自律運搬が可能である。
【００５８】
台車のような運搬物の形状や、運搬物の連結の態様や、移動体の種類等に関わらず、本発明を適用することができる。以下、その幾つかの例を実施例２及び３を例に取り説明する。その際、実施例１との相違点を主に説明し、実施例１との共通点については説明を省略又は簡略する。
【実施例２】
【００５９】
図７は、実施例２に係る移動体１０３及び台車２０１の外観の模式図である。
【００６０】
台車２０１は、床面側へ延びた突起７０１を有する。移動体１０３の連結装置１０４が、後方へ延び貫通孔７１３を有する連結部７１１を備える。連結部７１１の貫通孔７１３に台車２０１の突起７０１が入ることが、台車が連結することの一例である。連結部７１１の傾き（角度）が、連結装置１０４及び移動コントローラ１０９を通じて位置検出装置１０５に入力されてもよい。連結部７１１の傾きが、連結装置１０４を通じて移動コントローラ１０９により制御されてもよい。
【００６１】
図８は、実施例２に係る屋内地図の模式図である。
【００６２】
実施例２では、屋内は、一つの入口３０１、一つの出口３０３、及び、９つの台車置き場３０５Ａ〜３０５Ｉを有する。
【００６３】
図９〜図１１を参照して、実施例２に係る自律運搬の流れの一例を説明する。図９〜図１１は、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２６における屋内の全体又は一部の平面視に従う図である。具体的には、図９は、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２６における移動体１０３の位置及び向きの概要を示す。図１０は、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２６における移動体１０３の距離計測の概要を示す。図１１は、時刻ｔ２１〜時刻ｔ２６における相対関係（移動体１０３と台車２０１の相対的な位置及び向き）を示す。また、見易さを優先するため、図９〜図１１のうちの図９にのみ参照符号を付すこととする。
【００６４】
＜時刻ｔ２１＞
【００６５】
時刻ｔ２１は、台車２０１が連結されている移動体１０３が入口３０１に位置した時刻である。入口３０１での距離計測において、台車計算部１１４は、台車置き場３０５Ａ、３０５Ｃ、３０５Ｆ及び３０５Ｉにそれぞれ台車２０１Ａ、２０１Ｃ、２０１Ｆ及び２０１Ｉがあることを特定する。別の言い方をすれば、台車計算部１１４は、空きの台車置き場３０５Ｂ、３０５Ｄ、３０５Ｅ、３０５Ｇ及び３０５Ｈを特定する。
【００６６】
台車計算部１１４が行う処理の結果を示す情報を基に、上位コントローラ１１８により（又は台車計算部１１４により）、空きの台車置き場３０５Ｂ、３０５Ｄ、３０５Ｅ、３０５Ｇ及び３０５Ｈのうちの空きの台車置き場３０５Ｂが、台車２０１の置き場として決定される。そのため、図９〜図１１では、時刻ｔ２１において台車２０１に連結されている台車の参照符号は「２０１Ｂ」である。
【００６７】
台車置き場３０５Ｂの位置及び向き（例えば地図データから特定される位置及び向き）を基に、一つの中間の目標セットが、上位コントローラ１１８により（又は台車計算部１１４により）設定される。ここで言う中間の目標セットは、台車２０１Ｂを台車置き場３０５Ｂに置くための最終の目標セットに至る前の目標セットである。当該中間の目標セットによれば、ｘｙ座標系において、台車置き場３０５Ｂの位置から所定方向へ所定距離から位置が、目標位置である。目標向きは、当該目標位置を原点としたα１β１座標系の向き（＋α１方向及び＋β１方向）に相当する。
【００６８】
＜時刻ｔ２２＞
【００６９】
時刻ｔ２２は、移動体１０３の位置及び向きが中間の目標セットを満たした時刻である。なお、台車２０１Ｂは移動体１０３の後方で連結されているため、レーザの計測範囲内に無いが、移動体１０３の向きに対する台車２０１Ｂの相対的な向きは、連結部７１１の傾きから推定されてよい。
【００７０】
＜時刻ｔ２３＞
【００７１】
時刻ｔ２３は、移動体１０３の位置及び向きが中間の目標セットを満たしたことを契機に次の目標セットが設定された時刻である。次の目標セットは、別の中間の目標セットでもよいが、本実施例では、台車２０１Ｂを台車置き場３０５Ｂに置くための最終の目標セットである。最終の目標セットは、例えば、台車置き場３０５Ｂの位置及び向きと、上記中間の目標セットとの相対的な関係を基に決定された目標セットである。最終の目標セットによれば、ｘｙ座標系において、目標向きは、目標位置を原点としたα２β２座標系の向き（＋α２方向及び＋β２方向）に相当する。
【００７２】
＜時刻ｔ２４＞
【００７３】
時刻ｔ２４は、移動体１０３の位置及び向きが最終の目標セットを満たした時刻である。このため、台車２０１Ｂは台車置き場３０５Ｂの範囲内に収まっている。この場合、例えば連結部７１１が下降することにより台車２０１Ｂの突起７０１が貫通孔７１３から外れ、結果として、台車２０１Ｂの連結が解除される。
【００７４】
台車２０１Ｆが運搬対象として決定され、結果として、台車２０１Ｆの位置及び向きに基づく目標セットが設定される。例えば、台車計算部１１４は、位置検出装置１０５の初期設定後（例えば時刻ｔ２１の後）、定期的に受信する計測距離データセットに基づく処理の結果を示す情報を、定期的に上位コントローラ１１８に送信し、上位コントローラ１１８から位置検出装置１０５に、運搬対象とされた台車２０１Ｆの位置及び向きに基づく目標セットが設定されてよい。当該目標セットによれば、目標向きは、目標位置を原点としたα３β３座標系の向き（＋α３方向及び＋β３方向）に相当する。
【００７５】
＜時刻ｔ２５＞
【００７６】
時刻ｔ２５は、移動体１０３の位置及び向きが、時刻ｔ２４で設定された目標セットを満たす前の一つ前の段階における時刻である。具体的には、実施例２のように後方に台車２０１が連結される種類の移動体１０３が台車２０１Ｆにアプローチする場合には、位置検出装置１０５又は移動コントローラ１０９は、目標位置の基である連結相対位置（台車２０１Ｆの相対連結位置）と、目標向きである台車相対向き（台車２０１Ｆの台車相対向き）と、連結部７１１の位置と、連結部７１１の長さとを基に、一つ前の段階の移動体１０３の位置及び向きが決まる。図１１によれば、下記の通りである。
・ｘｒ軸とα３軸は重なるが、＋ｘｒ方向は＋α３方向と反対である。
・ｙｒ軸とβ３軸は平行であり、＋ｙｒ方向は＋β３方向と反対である。
・ｙｒ軸とβ３軸の距離、言い換えれば、α３β３座標系の原点からｘｒｙｒ座標系の原点までの距離は、連結部７１１の長さに基づく。
【００７７】
＜時刻ｔ２６＞
【００７８】
時刻ｔ２６は、移動体１０３の位置及び向きが、時刻ｔ２４で設定された目標セットを満たした時刻である。具体的には、時刻ｔ２５での移動体１０３が前後反転することで、ｘｒｙｒ座標系がα３β３座標系に重なる。すなわち、ｘｒｙｒ座標系の原点がα３β３座標系の原点に重なり、ｘｒ軸がα３軸と方向を同一に重なり、ｙｒ軸がβ３軸と方向を同一に重なる。この場合、連結部７１１の貫通孔７１３に、台車２０１Ｆの突起７０１が入る、つまり、移動体１０３に台車２０１Ｆが連結する。
【実施例３】
【００７９】
図１２は、実施例３に係る移動体１０３及び台車２０１の外観の模式図である。
【００８０】
移動体１０３の連結装置１０４が、連結装置１０４から上へ延びたり連結装置１０４に収まったりする突起１２２４Ａ及び１２２４Ｂを備える。突起１２２４Ａ及び１２２４Ｂは、台車２０１の図示しない穴（以下、嵌合穴）に嵌ることが、台車が連結することの一例である。
【００８１】
図１３は、実施例３に係る屋内地図の模式図である。
【００８２】
実施例３では、屋内は、一つの入口３０１、一つの出口３０３、及び、１０の台車置き場３０５Ａ〜３０５Ｊを有する。
【００８３】
図１４〜図１６を参照して、実施例３に係る自律運搬の流れの一例を説明する。図１４〜図１６は、時刻ｔ３１〜時刻ｔ３５における屋内の全体又は一部の平面視に従う図である。具体的には、図１４は、時刻ｔ３１〜時刻ｔ３５における移動体１０３の位置及び向きの概要を示す。図１５は、時刻ｔ３１〜時刻ｔ３５における移動体１０３の距離計測の概要を示す。図１６は、時刻ｔ３１〜時刻ｔ３５における相対関係（移動体１０３と台車２０１の相対的な位置及び向き）を示す。図１４〜図１６のうちの図１４にのみ参照符号を付すこととする。
【００８４】
＜時刻ｔ３１＞
【００８５】
時刻ｔ３１は、移動体１０３が入口３０１に位置した時刻である。入口３０１での距離計測において、台車計算部１１４は、台車置き場３０５Ａ、３０５Ｃ、３０５Ｆ、３０５Ｈ及び３０５Ｉにそれぞれ台車２０１Ａ、２０１Ｃ、２０１Ｆ、２０１Ｈ及び２０１Ｉがあることを特定する。
【００８６】
台車計算部１１４が行う処理の結果を示す情報を基に、上位コントローラ１１８により（又は台車計算部１１４により）、台車２０１Ｃが運搬対象として決定され、結果として、台車２０１Ｃの位置及び向きに基づく目標セットが設定される。ここでは、例えば、最終の目標セットに加えて、最終の目標セットの一つ前の中間の目標セットも設定される。
【００８７】
最終の目標セットによれば、ｘｙ座標系において、目標向きは、目標位置を原点としたα５β５座標系の向き（＋α５方向及び＋β５方向）に相当する。目標位置は、平面視において、連結装置１０４の突起１２２４Ａ及び１２２４Ｂが台車２０１Ｃの嵌合穴に嵌る位置である。
【００８８】
中間の目標セットによれば、ｘｙ座標系において、目標向きは、目標位置を原点としたα４β４座標系の向き（＋α４方向及び＋β４方向）に相当する。具体的には、例えば、中間の目標セットによれば、台車２０１Ｃの正面に対して移動体１０３の正面が所定距離を隔てて対向する位置及び向きが目標位置及び目標向きとされる。
【００８９】
＜時刻ｔ３２＞
【００９０】
時刻ｔ３２は、移動体１０３の位置及び向きが中間の目標セットを満たした時刻である。具体的には、時刻ｔ３２は、ｘｒｙｒ座標系がα４β４座標系に重なった時刻、より具体的には、ｘｒｙｒ座標系の原点がα４β４座標系の原点に重なり、ｘｒ軸がα４軸と方向を同一に重なり、ｙｒ軸がβ４軸と方向を同一に重なった時刻である。
【００９１】
＜時刻ｔ３３＞
【００９２】
時刻ｔ３３は、時刻ｔ３２での位置及び向きにある移動体１０３が前方へ直進したことでｘｒｙｒ座標系がα５β５座標系に重なった時刻、より具体的には、ｘｒｙｒ座標系の原点がα５β５座標系の原点に重なり、ｘｒ軸がα５軸と方向を同一に重なり、ｙｒ軸がβ５軸と方向を同一に重なった時刻である。この場合、移動体１０３は、台車２０１Ｃの床面との間のスペースにいる。台車２０１Ｃの嵌合穴に、連結装置１０４の突起１２２４Ａ及び１２２４Ｂが嵌合する、つまり、移動体１０３に台車２０１Ｃが連結する。
【００９３】
＜時刻ｔ３４＞
【００９４】
時刻ｔ３４は、時刻ｔ３３での位置及び向きにあり台車２０１Ｃが連結した移動体１０３が、前後反転した時刻である。
【００９５】
＜時刻ｔ３５＞
【００９６】
時刻ｔ３５は、台車２０１Ｃが連結した移動体１０３が出口３０３へ移動することを開始してから到達するまでの或る時刻である。移動体１０３が出口３０３へ到達するまでの間、ｘｒｙｒ座標系がα５β５座標系に原点及び向きを同一に重なっている状態は、維持される。
【００９７】
以上、幾つかの実施例を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実行することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１０５：位置検出装置
【図１】
2020064563.tif 000003
【図２】
2020064563.tif 000004
【図３】
2020064563.tif 000005
【図４】
2020064563.tif 000006
【図５】
2020064563.tif 000007
【図６】
2020064563.tif 000008
【図７】
2020064563.tif 000009
【図８】
2020064563.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020064563.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2020064563.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2020064563.tif 000016
【図１５】
2020064563.tif 000017
【図１６】
2020064563.tif 000018