(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷物の載置台と脚部とからなる門型パレットの下方に車体を潜り込ませ，該車体に備えた昇降機構により上記門型パレットを持ち上げて搬送する荷役搬送車において，
上記門型パレットの脚部へ向けて略同一の平面内で複数のレーザビームを放射状に投光する複数の発光器を有する投光手段と，
上記平面に対して撮像軸が交差するように配置され，上記複数のレーザビームの投光された断続的な投光点を映す門型パレットを撮像する撮像手段と，
上記撮像された門型パレットの画像上の断続的な投光点の画像解析により，該門型パレットの特徴点の位置を求める画像解析手段と，
上記特徴点の位置に基づいて上記門型パレットに対する車体の相対位置姿勢を演算する演算手段とを具備してなることを特徴とする荷役搬送車。
【請求項２】
上記演算手段が，上記投光手段および上記撮像手段の位置関係と上記特徴点の位置とに基づいて上記門型パレットに対する車体の相対位置姿勢を演算するものである請求項１に記載の荷役搬送車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，荷役搬送車に係り，詳しくは門型パレットに搭載された積荷を運搬する荷役搬送車に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図９は，従来の荷役搬送車１′の一例における概略構成を示す模式図である。
同図においては，油圧シリンダ１ｄにより昇降する荷台１ｃを車体１ａに装備した荷役搬送車１′により，門型パレット２上に積載された重量貨物を運搬する様子を示している。
まず，荷台１ｃに門型パレット２を載せる。この場合は，荷台を下降させた状態で車体１ａをパレット下に潜り込ませ，その後荷台を上昇させてパレットを持ち上げる。そして，所定の位置までパレットを運んだ後に荷台１ｃから門型パレット２を降ろす。この場合は荷台を再び下降させてパレットを降ろし，車体１ａをパレットの下から退出させる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したような従来の荷役搬送車１′では，門型パレット２の下部の横幅Ｗｐと車体１ａの幅Ｗｖとの差が小さいため，パレット下に潜り込んだ状態での平面的に見たパレット中心軸に対する車体の傾き，及びパレット横幅方向の車体の横ずれの許容値はいずれも極めて小さい。このため，車体のパレット２下への潜り込みに際しては，パレット前方の位置で車体の傾きと横ずれとを補正し，その後車体とパレットとの間隙を保ちつつ車体をパレット下に進入させる必要がある。
従来は，このような作業は運転席１ｂ１に乗った運転者が目視あるいは勘を頼りに行っていたため，荷役搬送車１′の運転には熟練を要した。
さらに，運転者がパレットに向かって反対側の運転席１ｂ２に乗って後向きに潜り込まなければならない場合もあるが，この時には車外の補助者による指示等が必要となり，人手がかかっていた。
本発明は，このような従来の技術における課題を解決するために，荷役搬送車を改良し，運転者の勘や補助者に頼ることなく容易に運転することのできる荷役搬送車を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，荷物の載置台と脚部とからなる門型パレットの下方に車体を潜り込ませ，該車体に備えた昇降機構により上記門型パレットを持ち上げて搬送する荷役搬送車において，上記門型パレットの脚部へ向けて略同一の平面内で複数のレーザビームを放射状に投光する複数の発光器を有する投光手段と，上記平面に対して撮像軸が交差するように配置され，上記複数のレーザビームの投光された断続的な投光点を映す門型パレットを撮像する撮像手段と，上記撮像された門型パレットの画像上の断続的な投光点の画像解析により，該門型パレットの特徴点の位置を求める画像解析手段と，上記特徴点の位置に基づいて上記門型パレットに対する車体の相対位置姿勢を演算する演算手段とを具備してなることを特徴とする荷役搬送車として構成されている。
ここで，上記演算手段は，上記投光手段および上記撮像手段の位置関係と上記特徴点の位置とに基づいて上記門型パレットに対する車体の相対位置姿勢を演算するものであってもよい。
さらには，上記門型パレットに対する車体の相対位置姿勢を表示する表示手段を具備した荷役搬送車である。
【０００５】
本発明によれば，荷物の載置台と脚部とからなる門型パレットの下方に車体を潜り込ませ，該車体に備えた昇降機構により上記門型パレットを持ち上げて搬送するに際し，上記門型パレットの脚部へ向けて略同一の平面内で複数のレーザビームが投光手段により放射状に投光される。上記平面に対して撮像軸が交差するように配置された撮像手段により，上記レーザビームの投光された門型パレットが撮像される。上記撮像された門型パレット上の投光点の画像解析により，該門型パレットの特徴点の位置が画像解析手段により求められる。上記特徴点の位置に基づいて上記門型パレットに対する車体の相対位置姿勢が演算手段により演算される。
これにより，車体の傾き，横ずれの算出が正確に行えるため，門型パレットと車体との衝突の危険性が減少する。
さらに，上記門型パレットに対する車体の相対位置姿勢が表示手段により表示されるようにすれば，運転者は門型パレットに対する車体の相対位置姿勢を確認しながら同パレット下方への潜り込み／退出を容易に行うことができる。
その結果，運転者の勘や補助者に頼ることなく容易に荷役搬送車の運転を行うことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
及び
【実施例】
以下添付図面を参照して，本発明の実施の形態及び実施例につき説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態及び実施例は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態及び実施例に係る荷役搬送車１の概略構成を示すブロック図，図２は荷役搬送車１の平面図，正面図及び側面図，図３はレーザ光源の構成例を示す模式図，図４は門型パレットへの潜り込みの手順を示す説明図，図５は撮像されたレーザ点列の画像処理結果を示す説明図，図６は車体の傾きと横ずれの求め方を示す説明図，図７は変形例１の荷役搬送車の門型パレットへの潜り込みの様子を示す説明図，図８は変形例２の荷役搬送車の門型パレットへの潜り込みの様子を示す説明図である。尚，前記図９に示した従来の荷役搬送車１′の一例における概略構成を示す模式図と共通する要素には同一符号を使用する。
【０００７】
図１に示すごとく，本発明の実施の形態及び実施例に係る荷役搬送車１は，荷物の載置台と脚部とからなる門型パレット２の下方に車体１ａを潜り込ませ，この車体に備えた昇降機構により門型パレット２を持ち上げて搬送する点で従来例と同様である。しかし，本実施の形態及び実施例では，門型パレット２の脚部へ向けて略同一の平面内で複数のレーザビームを放射状に投光するレーザ光源３（投光手段に相当）と，上記平面に対して撮像軸が交差するように配置され，上記レーザビームの投光された門型パレット２を撮像するＣＣＤカメラ４（撮像手段に相当）と，上記撮像された門型パレット２の投光点画像解析により，この門型パレットの特徴点の位置を求める画像処理機５（画像解析手段に相当）と，上記特徴点の位置に基づいて上記門型パレット２に対する車体１ａの相対位置姿勢を演算するＣＰＵ６（演算手段に相当）とを具備してなる点で従来例と異なる。さらに，上記門型パレット２に対する車体１ａの相対位置姿勢を表示するＣＲＴディスプレイ７ａ，７ｂ（表示手段に相当）を具備してもよく，この点でも従来例と異なる。
【０００８】
以下，この荷役搬送車１の構造を図２を参照してさらに明らかにする。
図２に示すように，上部に荷台１ｃを装備した車体１ａは，油圧シリンダ１ｄ（昇降機構に相当）により昇降可能となっている。車体１ａの前部には，複数のレーザビームを投光するレーザ光源３が設置され，車体１ａの前方に向かって水平方向に複数のレーザビームを放射状に投射する。レーザ光源３の下方にはＣＣＤカメラ４が取り付けられており，その撮像軸は車体１ａの前方の斜め上方向に向いているため，レーザビームのなす面に交差している。車体１ａ内には，図１に示した画像処理機５とＣＰＵ６とが設置されており，ここでＣＣＤカメラ４により撮像した画像が解析され，門型パレット２に対する車体１ａの相対位置姿勢が計算される。車体１ａの前後に設けられた運転席１ｂ１，１ｂ２には，それぞれＣＰＵ６による計算結果を表示するＣＲＴディスプレイ７ａ，７ｂが設置されている。
【０００９】
ここで，レーザ光源３の構成例を図３を参照して説明する。
図３に示すように，レーザ光源３は，例えばレーザ電源８に接続された複数のレーザダイオード９（発光器に相当）を並列に配置し，それぞれのレーザダイオードからの出射光をコリメータレンズ１０により平行ビームにした後，凹レンズ１１により進行方向を曲げて放射状となすものであり，これにより略同一面内で複数のレーザビームを放射状に投光することができる。勿論他の方法により，同様の投光を行っても何ら支障はない。
次にこの荷役搬送車１による門型パレット２への潜り込みの様子を図４を参照して説明する。
先ず，門型パレット２に潜り込む前に図４に示すように，レーザ光源３からレーザビームを門型パレット２の脚部に向けて投光する。この時ＣＣＤカメラ４には門型パレット２の側壁２ｃ２及び脚２ｂ２に当ったレーザビームの画像が，図５に示すような点列Ｑ１，Ｑ２，…，Ｑ１′，Ｑ２′，…となって撮像される。この画像を画像処理機５に入力し，適当なしきい値を用いて２値化して門型パレット２の特徴点の点列を抽出し，さらに，ＣＰＵ６によりレーザ光源３とＣＣＤカメラ４との位置関係を用いて，各点の車体１ａに対する相対位置を計算する。
【００１０】
このときの門型パレット２に対する車体１ａの相対位置姿勢は次のように表される。
【数１】
0003661236.tif 000002
ここに，図６に示すようにθｙは門型パレット２の仮想的な中心線Ｌｐと車体１ａの中心線Ｌｖとのなす角度（傾き），ｄは中心線Ｌｖ上にとった原点Ｏｖと中心線Ｌｐとの距離（横ずれ），Ｗｐは門型パレット２の内側の横幅である。また，ここではパレット内壁によるレーザビームの散乱点Ｑｍ，Ｑｎ（ｍ≠ｎ）の原点Ｏｖを中心とした三次元座標値を（Ｘｍ，０，Ｚｍ），（Ｘｎ，０，Ｚｎ）としている。
また，車体１ａが門型パレット２内に潜り込む前では，門型パレット２の左脚部２ｂ２の前面にもレーザビームが当り，散乱光点列Ｑ１′，Ｑ２′，…が検出できる。点列Ｑ１，Ｑ２，…を通る直線の交点Ｐは門型パレット２の左脚２ｂ２のコーナに相当するので，点Ｐの三次元座標値（Ｘ，０，Ｚ）を使って，門型パレット前面上の点Ｏｐと原点Ｏｖから中心線Ｌｐへ引いた垂線の足との間隔Ｄを計算することができる。
【００１１】
【数２】
0003661236.tif 000003
上記（１）〜（４）式を用いた計算をＣＰＵ６により行い，その結果をＣＲＴディスプレイ７ａ，７ｂに表示する。運転者はこれを見て傾きθｙ，横ずれｄの値がいずれも許容範囲以下になるように車体１ａの姿勢を調整して門型パレット２の下方に進入する。これにより，パレット前部に車体が衝突することなく，容易にパレット下に進入することができる。但し，計算結果の表示の代わりに，上記車体姿勢の調整を自動的に行うようにしてもよい。また，ＣＲＴディスプレイ７ａ，７ｂは運転席１ｂ１，１ｂ２のそれぞれに配置されているので，運転者がどちらの運転席に乗っていても容易にパレットへの潜り込み／退出が可能である。
【００１２】
尚，画像処理機５により，レーザビームの散乱点の画像上での座標値（Ｘｇｉ，Ｙｇｉ）から，三次元座標値（Ｘｉ，０，Ｚｉ）への変換は次式で示される。
【数３】
0003661236.tif 000004
ここでは，レーザ光源３の出射口が原点Ｏｖにあって，αをＣＣＤカメラ４とレーザビームの面とのなす角度，ｙ０をＣＣＤカメラ４とレーザ光源３との間隔としている。また，ｂはＣＣＤカメラ４のパラメータであって，カメラレンズの焦点距離をｆ，光学倍率をｍとすれば，次式で表される。
ｂ＝ｆ（１＋１／ｍ）                            …（７）
【００１３】
引き続いて，本実施の形態及び実施例の変形例について述べる。
（変形例１）
上記実施の形態及び実施例では，門型パレット２の内側の幅Ｗｐは既知であるとして，車体１ａの位置姿勢を計算している。もし，幅Ｗｐがパレットの種類によって異なっていたり，未知である場合には，図７に示すようにパレットの左右の脚部２ｂ１，２ｂ２の両方を検出するように２組のレーザ光源３ａ，３ｂとＣＣＤカメラ４ａ，４ｂとを用いればよい。
（変形例２）
図８に示すように，門型パレット２の内壁２ｃ２に向けてレーザビームを投光するレーザ光源３ａの他に，この光源３ａとは別の方向から門型パレット２の脚部２ｂ２に向けてレーザビームを投光するレーザ光源３ｂを用いることによって，内壁２ｃ２からの散乱光点列と脚部２ｂ２の前面からの散乱光点列とを同時に検出できる車体１ａの位置範囲が広がる。つまり，門型パレット２と車体１ａとの間隔Ｄを検出できる範囲が広がるため使い勝手がよりよくなる。
以上のように，本実施の形態及び実施例または変形例によれば，車体の傾き，横ずれの算出が正確に行えるため，パレットと車体との衝突の危険性が減少する。
また，運転者がパレットに対する車体の相対位置姿勢を表示を確認しながらパレットへの潜り込み／退出が行える。
その結果，いずれの場合においても運転者の勘や補助者に頼ることなく容易に荷役搬送車の運転を行うことができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明に係る，荷役搬送車は，上記したように構成されているため，車体の傾き，横ずれの算出が正確に行えるため，パレットと車体との衝突の危険性が減少する。
また，運転者がパレットに対する車体の相対位置姿勢の表示を確認しながらパレットへの潜り込み／退出が行える。
その結果，いずれの場合においても運転者の勘や補助者に頼ることなく容易に荷役搬送車の運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態及び実施例に係る荷役搬送車１の概略構成を示すブロック図。
【図２】  荷役搬送車１の平面図，正面図及び側面図。
【図３】  レーザ光源の構成例を示す模式図。
【図４】  門型パレットへの潜り込みの手順を示す説明図。
【図５】  撮像されたレーザ点列の画像処理結果を示す説明図。
【図６】  車体の傾きと横ずれの求め方を示す説明図。
【図７】  変形例１の荷役搬送車の門型パレットへの潜り込みの様子を示す説明図。
【図８】  変形例２の荷役搬送車の門型パレットへの潜り込みの様子を示す説明図。
【図９】  従来の荷役搬送車１′の一例における概略構成を示す模式図。
【符号の説明】
１…荷役搬送車
１ａ…車体
２…門型パレット
３…レーザ光源（投光手段に相当）
４…ＣＣＤカメラ（撮像手段に相当）
５…画像処理機（画像解析手段に相当）
６…ＣＰＵ（演算手段に相当）
７ａ，７ｂ…ＣＲＴディスプレイ（表示手段に相当）
【図１】
0003661236.tif 000005
【図２】
0003661236.tif 000006
【図３】
0003661236.tif 000007
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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