(57)【要約】【課題】  上位の管理システムを省略可能としつつ、任意の場所から、ワゴンの搬送を開始し、行き先まで配送するシステムを提供することを目的とする。【解決手段】  複数のＡＧＶがワゴンを搬送する搬送システムが開示される。このシステムでは、ＡＧＶのそれぞれは、ＡＧＶを所定の走行方向に走行させる移動機構と、ワゴンを連結する連結機構と、走行方向の前方の検知情報を取得するセンサと、移動機構および連結機構を制御するコントローラとを備える。コントローラは、検知情報に基づいてワゴンの存在を認識した際に、移動機構によりＡＧＶをワゴンの位置まで移動し、連結機構によりＡＧＶとワゴンを連結し、移動機構により連結したワゴンを所定の位置まで搬送する、制御を行う。【選択図】  図１
2018163415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＡＧＶがワゴンを搬送する搬送システムであって、
前記ＡＧＶのそれぞれは、
前記ＡＧＶを所定の走行方向に走行させる移動機構と、
前記ワゴンを連結する連結機構と、
前記走行方向の前方の検知情報を取得するセンサと、
前記移動機構および連結機構を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記検知情報に基づいて前記ワゴンの存在を認識した際に、前記移動機構により前記ＡＧＶを前記ワゴンの位置まで移動し、
前記連結機構により前記ＡＧＶと前記ワゴンを連結し、
前記移動機構により連結した前記ワゴンを所定の位置まで搬送する、制御を行う、
搬送システム。
【請求項２】
前記ＡＧＶは搬送路の上を走行し、
前記搬送路は、
前記走行方向が一方向に限定される場合であっても、任意の位置に到達できるように構成されている、
請求項１記載の搬送システム。
【請求項３】
前記ＡＧＶのセンサはカメラであり、前記走行方向の前方を視野に含み、
前記ワゴンはマーカを備え、
前記コントローラは、前記カメラが取得した画像に基づいて、前記マーカを認識した場合に、前記ワゴンの存在を認識する、
請求項１記載の搬送システム。
【請求項４】
前記ＡＧＶのセンサはカメラであり、前記走行方向の前方を視野に含み、
前記ワゴンはマーカを備え、
前記コントローラは、前記カメラが取得した画像に基づいて、前記マーカを認識した場合に、当該マーカの画像に基づいて前記ワゴンを搬送する所定の位置を示す情報を取得する、
請求項１記載の搬送システム。
【請求項５】
前記ＡＧＶによって搬送されるワゴンを複数備え、
前記コントローラは、
第１のワゴンを搬送中であり、かつ、第２のワゴンの存在を認識した際に、前記第１のワゴンとの連結を解除し、
前記移動機構により前記第２のワゴンの位置まで移動し、
前記連結機構により前記第２のワゴンを連結し、
前記移動機構により前記第２のワゴンを所定の位置まで搬送する、制御を行う、
請求項１記載の搬送システム。
【請求項６】
前記ＡＧＶのそれぞれは、
前記検知情報に基づいて前記ワゴンの存在を認識する際には、所定速度で走行中であるように前記コントローラにより制御される、
請求項２記載の搬送システム。
【請求項７】
前記ＡＧＶのそれぞれは、
前記検知情報に基づいて前記ワゴンの存在を認識する際には、待機所で待機中であるように前記コントローラにより制御される、
請求項２記載の搬送システム。
【請求項８】
前記ＡＧＶのそれぞれは、
前記走行方向の後方の検知情報を取得する後方センサを備え、
前記コントローラは、
前記待機所で待機中に、前記後方センサで検知した後方検知情報に基づいて他のＡＧＶの存在を認識した際に、前記移動機構により前記待機所から前記走行方向に移動する、
請求項7記載の搬送システム。
【請求項９】
バッテリと、
前記バッテリで駆動されるモータと、
前記モータで回転力が与えられる車軸と、
前記車軸に連結された車輪と、
前記車輪の方向を変化させる操舵機構と、
搬送対象物を連結する連結機構と、
走行方向の前方の検知情報を取得するセンサと、
前記センサからの信号を受信するとともに、前記モータ、前記操舵機構、および前記連結機構を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記センサからの信号に基づいて、前記搬送対象物の存在を認識した際に、当該搬送対象物に接近し、前記連結機構により前記搬送対象物を連結し、所定の位置まで搬送する制御を行う、
自動搬送車。
【請求項１０】
前記コントローラは、
前記搬送対象物を搬送中の場合、前記搬送対象物の存在を認識した場合、および、メンテナンスが必要な場合を除き、所定速度で走行するように制御を行う、
請求項９記載の自動搬送車。
【請求項１１】
前記センサと反対方向の後方検知情報を取得する後方センサをさらに備え、
前記コントローラは、
前記搬送対象物を搬送中の場合、前記搬送対象物の存在を認識した場合、および、メンテナンスが必要な場合を除き、所定位置に停止するように制御を行い、かつ、
前記後方センサからの信号に基づいて、他の自動搬送車の存在を認識した際に、前記所定位置から移動するように制御を行う、
請求項９記載の自動搬送車。
【請求項１２】
前記連結機構は、
前記搬送対象物の一部に対して、前記走行方向の後方側から接触する第１の部材と、前記走行方向の前方側から接触する第２の部材を備え、前記第１の部材の接触の後に前記第２の部材の接触が行われるように制御される、
請求項９記載の自動搬送車。
【請求項１３】
複数のＡＧＶと、前記ＡＧＶが走行できる搬送路と、前記ＡＧＶによって搬送されるワゴンを用いる搬送方法であって、
前記ＡＧＶのそれぞれは、
前記ＡＧＶを走行させる移動機構と、
前記ワゴンを連結する連結機構と、
前記走行する方向の前方の検知情報を取得するセンサと、
前記移動機構および連結機構を制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記検知情報に基づいて前記ワゴンの存在を認識した際に、前記移動機構により前記ＡＧＶを前記ワゴンの位置まで移動する第１のステップ、
前記連結機構により前記ＡＧＶと前記ワゴンを連結する第２のステップ、
前記移動機構により連結した前記ワゴンを所定の位置まで搬送する第３のステップ、
を行うように制御する、搬送方法。
【請求項１４】
前記コントローラは、
前記ＡＧＶが、前記搬送路を一方向に走行するように制御を行い、
前記搬送路は、
前記ＡＧＶが、前記搬送路を一方向にのみ走行するように制御され、走行方向が限定される場合であっても、任意の位置に到達できるように構成されている、
請求項１３記載の搬送方法。
【請求項１５】
前記ＡＧＶによって搬送されるワゴンを複数備え、
前記コントローラは、
前記ＡＧＶが第１のワゴンを搬送中であり、かつ、第２のワゴンの存在を認識した際に、前記ＡＧＶと前記第１のワゴンとの連結を解除する第４のステップ、
前記移動機構により前記ＡＧＶを前記第２のワゴンの位置まで移動する第５のステップ、
前記連結機構により前記ＡＧＶと前記第２のワゴンを連結する第６のステップ、
前記移動機構により連結した前記第２のワゴンを所定の位置まで搬送する第７のステップ、
を行うように制御をする、請求項１４記載の搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
工場、倉庫などで、貨物を搭載するワゴンを配送する自動搬送技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
省力化された自動車や家電製品などの組み立て工場、或いは物流倉庫おいては、部品の生産現場までの配送、或いは物品の移動にＡＧＶ（Automated Guided Vehicle：自動搬送車）を用いることが多い。この場合、貨物或いは貨物を入れたコンテナ等を直接、ＡＧＶに搭載する方法と、貨物はワゴン・台車などに搭載し、そのワゴン・台車をＡＧＶが搬送する方法がある。比較的小型の貨物や一カ所に届ける個数が少ない場合は前者が用いられることが多い。また、貨物が大きい、または、一カ所に届ける数が多い場合は、ＡＧＶの積載量の制限や、貨物を一括して運べる利便性から、後者の方式が用いられることが多い。
【０００３】
さらにワゴンを搬送する方式は大きく分けて、ワゴンをＡＧＶに積載し、ワゴンの車輪は浮かせて搬送する方法と、ワゴンの車輪は接地させたまま、ＡＧＶと連結し、搬送する方法がある。ワゴンをＡＧＶに積載する方式では、搬送中、ワゴンの車輪が接地しないため、ワゴン車輪の転がり抵抗がＡＧＶの走行に影響しない利点があるが、ＡＧＶ上にワゴンを積載する為の設備、或いはＡＧＶ自体にワゴンを持ち上げる機構が必要であり、積み下ろしに要する停止時間も長くなる。一方、ワゴンをＡＧＶに連結搬送する方式では、ワゴン車輪の転がり抵抗の影響を受けるものの、ワゴンに把持可能な部分があれば、ＡＧＶには比較的簡単な連結機構を設けるだけで済み、搬送終了時は連結を外すだけなので、停止時間も短い。
【０００４】
ＡＧＶがワゴンを毎回同一とは限らない指示される場所に運ぶ自動搬送システムの例としては、特許文献１及び特許文献２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８５４１４号公報
【特許文献２】特開２０１３−８６９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の方式は、ワゴンに行き先情報を記録した情報記録媒体を備えることで、ＡＧＶへの行き先指示を簡単化しようというものである。まず、搬送すべきワゴンの近くにＡＧＶがいない場合、制御局からワゴン搬送を指示された空荷のＡＧＶが、指定された場所にワゴンを回収に行く。ワゴンは行き先情報を記録した情報記録媒体を備えている。搬送すべきワゴンを連結したＡＧＶは、制御局にワゴン搬送中であることを報告し、ワゴンの情報記録媒体からワゴンの行き先を読み取る。ＡＧＶのコントローラが内蔵の地図に従って移動経路を決定、或いは制御局へ行き先を通知し、制御局が移動経路を決定し、それに従ってＡＧＶは移動する。ＡＧＶが行き先に到達した時点で、ワゴンとの連結を外し、ワゴン搬送を完了する。
【０００７】
特許文献１の方式では、ＡＧＶの搬送経路上であれば、どこへでもワゴンの配送が可能である。しかし、ワゴン搬送中に経路前方に搬送すべきワゴンが置かれた場合、それを回避するなどの運行管理のために経路地図を備えた制御局は必須となり、通信のために無線局の設置も必要であるため、レイアウト変更に対応する際の負荷は大きくなる。また、電波ノイズ源が多く、通信落ちの可能性がある場所や、既に無線通信機器が多く混戦の心配がある場所など、使用場所の無線環境が良くない場所では使いにくい。
【０００８】
特許文献２は、自動倉庫或いは部品集積所の一部としてＡＧＶを効率的に利用する一形態である。倉庫への搬入用と、倉庫からの搬出用に、それぞれ一方通行のＡＧＶの周回経路が設定されており、無線接続されたＡＧＶ制御装置からの状態指示とワークＩＤ情報によりＡＧＶは運行する。一方通行の経路で、搬入用と搬出用に経路が分かれており、搬入経路と搬出経路のそれぞれにおいて、ワゴンを連結し、搬送開始する場所と、ワゴンとの連結を解き、搬送を終了する場所は、はっきり区別されており重複しない。このように、搬入ルートと搬出ルートを独立構成にすることで、管理システム側の管理データを増大させることがない点が主張されている。
【０００９】
しかし、組み立て工場内での部品搬送を想定した場合、部品を載せたワゴンを組み立て現場へ搬送し、空になったワゴンは現場から回収する必要があるが、特許文献２の方式では、１つの組み立て現場に対し、部品を載せたワゴンの配送と、空ワゴンの回収という二つの独立したＡＧＶ経路が必要になる。また、依然として上位装置であるＡＧＶ制御装置を用いている。
【００１０】
そこで、本発明は上位の管理システムを省略可能としつつ、任意の場所から、ワゴンの搬送を開始し、行き先まで配送するシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一側面は、複数のＡＧＶがワゴンを搬送する搬送システムである。このシステムでは、ＡＧＶのそれぞれは、ＡＧＶを所定の走行方向に走行させる移動機構と、ワゴンを連結する連結機構と、走行方向の前方の検知情報を取得するセンサと、移動機構および連結機構を制御するコントローラとを備える。コントローラは、検知情報に基づいてワゴンの存在を認識した際に、移動機構によりＡＧＶをワゴンの位置まで移動し、連結機構によりＡＧＶとワゴンを連結し、移動機構により連結したワゴンを所定の位置まで搬送する、制御を行う。
【００１２】
本発明の他の一側面は、自動搬送車である。この自動搬送車は、バッテリと、バッテリで駆動されるモータと、モータで回転力が与えられる車軸と、車軸に連結された車輪と、車輪の方向を変化させる操舵機構と、搬送対象物を連結する連結機構と、走行方向の前方の検知情報を取得するセンサと、センサからの信号を受信するとともに、モータ、操舵機構、および連結機構を制御するコントローラを備える。コントローラは、センサからの信号に基づいて、搬送対象物の存在を認識した際に、当該搬送対象物に接近し、連結機構により搬送対象物を連結し、所定の位置まで搬送する制御を行う。
【００１３】
本発明の他の一側面は、複数のＡＧＶと、ＡＧＶが走行できる搬送路と、ＡＧＶによって搬送されるワゴンを用いる搬送方法である。この方法では、ＡＧＶのそれぞれは、ＡＧＶを走行させる移動機構と、ワゴンを連結する連結機構と、走行する方向の前方の検知情報を取得するセンサと、移動機構および連結機構を制御するコントローラとを備える。コントローラは、検知情報に基づいてワゴンの存在を認識した際に、移動機構によりＡＧＶをワゴンの位置まで移動する第１のステップ、連結機構によりＡＧＶとワゴンを連結する第２のステップ、移動機構により連結したワゴンを所定の位置まで搬送する第３のステップ、を行うように制御する。
【発明の効果】
【００１４】
上位の管理システムを省略可能としつつ、任意の場所から、ワゴンの搬送を開始し、行き先まで配送するシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の構成の一例を示す概略平面図である。
【図２】実施例１のＡＧＶとワゴン、表示板、走行スペースなどを示す概略斜視図である。
【図３】実施例１におけるワゴンを連結した状態のＡＧＶを示す透視斜視図である。
【図４】実施例１のＡＧＶの構成を示すブロック図である。
【図５】実施例１のＡＧＶの動作の流れを示すフロー図である。
【図６】実施例２の構成の一例を示す概略平面図である。
【図７】実施例２のＡＧＶの動作の流れを示すフロー図である。
【図８】実施例２における後方からの接近検知手法の例を示す概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、重複する説明は省略することがある。
【００１７】
同一あるいは同様な機能を有する要素が複数ある場合には、同一の符号に異なる添字を付して説明する場合がある。ただし、複数の要素を区別する必要がない場合には、添字を省略して説明する場合がある。
【００１８】
本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数、順序、もしくはその内容を限定するものではない。また、構成要素の識別のための番号は文脈毎に用いられ、一つの文脈で用いた番号が、他の文脈で必ずしも同一の構成を示すとは限らない。また、ある番号で識別された構成要素が、他の番号で識別された構成要素の機能を兼ねることを妨げるものではない。
【００１９】
図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
【００２０】
以下で詳細に説明する実施例の一つは、複数のＡＧＶが、一方通行できるように（例えば環状に）構成された走行スペース内の軌道（搬送路）を周回し、それぞれに行き先マーカが付された複数のワゴンを個々に搬送する、搬送システムである。
【００２１】
このシステムでは、ＡＧＶのそれぞれは、ワゴンを搬送し、搬送を解除するワゴンフックと、マーカを視認するためのカメラと、カメラによりマーカを視認した際にワゴンの位置まで自律移動する機能と、ワゴンを搬送してマーカにて指定された位置まで自律走行する機能と、を有する。
【００２２】
各ＡＧＶは走行スペース内に他のＡＧＶによって搬送されていない第一のワゴンを発見した場合、第一のワゴンのマーカから行き先を認識し、第一のワゴンをワゴンフックで連結し、第一のワゴン行き先まで第一のワゴンを搬送する。
【００２３】
第一のワゴンを発見したＡＧＶ自身が別の第二のワゴンを搬送中であった場合は、搬送中の第二のワゴンとの連結を解き、搬送を中断し、発見したワゴンの搬送に向かう機能を有する。
【００２４】
搬送を中断された第二のワゴンは、ＡＧＶの後続を周回走行している第二のＡＧＶによって発見され、第一のワゴンと同様の手順で第二のＡＧＶによって搬送される。また、各ＡＧＶはワゴン搬送中であっても、自身のバッテリー残量低下等の不調を検出した場合、ワゴンの搬送を中止、ワゴンとの連結を解き、自身は充電ステーションに向かう機能を持つ。
【実施例１】
【００２５】
図１は、本発明による自律分散型配送システムの、一実施例の概要を示す平面図である。本実施例では部品積載所1002から、各作業場1001へ部品700を積載したワゴン201Wを搬送し、各作業場1001から部品積載所1002に空荷のワゴン201Vを搬送することを想定している。もっとも、各作業場1001から部品積載所1002あるいは他の場所へ、完成品等を搬送することもできる。
【００２６】
ＡＧＶ走行スペース(搬送路)401は、部品積載所1002、作業場1001、ＡＧＶの充電を行う充電待機所402（図１では7台分準備されている）などを結んでいる。図1では、２箇所ある作業場1001は、搬送路401等で囲まれている。部品積載所1002は、搬送路401に沿って配置される任意の大きさの空間である。ただし、図1のレイアウトは一例であり、図1の部品積載所1002と作業場1001の配置を入れ替えることもできる。
【００２７】
搬送路401は、経路中には分岐もあるが、一方通行で周回可能な構造で、ワゴン201を搬送するＡＧＶ101が安全に走行できる十分な幅を持っている。すなわち、ＡＧＶ101が、一方向にのみ走行するように制御され、走行方向が限定される場合であっても、任意の位置に到達できるように搬送路401が構成されている。この構成によれば、搬送路401のどこにワゴン201があっても、一方向に走行するＡＧＶ101はワゴン201を搬送することができる。
【００２８】
搬送路401はその他の区画と区別する為、床面上の白線405等で明示されており、ワゴン搬送先、交差点、充電定期場所等の場所を示す表示板501、502、503が各所に置かれている。この表示板は可搬であり、作業場等のレイアウト変更に容易に合せることができる。また、ＡＧＶ101が待機できる待機所403を示す待機線504のような、必要な表示がある。
【００２９】
充電待機所402には、ＡＧＶ101のバッテリ116を充電するための充電設備と充電待機中のＡＧＶ101Cが駐車できる余地がある。部品積載所1002や作業場1001には、作業者301が作業できる余地がある。搬送路401は、搬送通路Ａ406、搬送通路Ｂ407の様にルートが複数存在してもよい。なお、本実施例では、ＡＧＶ101は動力源としてバッテリ116を備えているが、ＡＧＶ101外に給電用の架線を準備して、外部から給電するように構成してもよい。
【００３０】
ワゴン201の後方には、ワゴンの行き先を示す行き先表示マーカ204が設置されている。ＡＧＶ101は、搬送路401を基本的に一方向に走行する。部品積載所1002を出発した積載物のあるワゴン201Wを搬送中のＡＧＶ101Wは、行き先表示マーカ204に従った行き先（目的地）である各作業場1001に向かって走行する。作業場1001で、積載物の部品700を作業者301等が荷下ろしし、空荷となったワゴン201Vは、空荷ワゴンを搬送するＡＧＶ101Vによって、部品積載所1002に搬送される。後に詳細に説明するように、ワゴン201とＡＧＶ101は、連結および連結の解除が可能な構成である。例えば、ワゴン連結解除中のＡＧＶ101Dは、いままで連結していたワゴン201を切り離し、その後、別のワゴン201に再連結することができる。
【００３１】
図２は本実施例のＡＧＶ101とワゴン201、表示板501、搬送路401などを示す概略斜視図である。ＡＧＶ101は、前方カメラ109、カメラ画像を処理し、ＡＧＶの走行制御をするコントローラ115、電源となるバッテリ116、ワゴンと連結する為の前方ワゴンフック（前方押さえ板）107および後方ワゴンフック（後方押さえ板）108、前方動作中表示灯112および後方動作中表示灯113、後方ＡＧＶ検知器114、前方障害物検知用レーザセンサ110、衝突時緊急停止用の接触センサ111、車輪117等を備えている。ＡＧＶ101は、図中矢印299の方向（走行方向）に移動するものとする。
【００３２】
本例でのＡＧＶ101の大きさは、ワゴン201の下側の床面との隙間、ワゴン車輪間を走行可能な車体高さと幅である。ＡＧＶ101は、コントローラ115で前方カメラ109の視野118内に捉えた白線405の位置と姿勢を解析し、搬送路401内での自車の左右位置、進行方向を認識し、搬送路401を安定走行する様に制御を行う。搬送路401全体内での自己位置認識は各所に設けられた表示板501を認識することで行い、表示板501、502、503が視野内にない場合は前回認識した位置からオドメトリにより推定走行をする。
【００３３】
表示板501は、大きさが決まっており、表示板位置と結びついた文字、ＱＲコード（登録商標）、色などの記号が書かれるが、これら文字や記号は、ＡＧＶ101に対する指示や情報を含む場合もある。
【００３４】
ワゴン201は、例えば車輪205と207を備える４輪である。少なくとも前方２輪が方向自在に構成された車輪（自在キャスター）205であり、後方に行き先表示マーカ204が取り付けられている。行き先表示マーカ204は、ワゴンに引っ掛けて取り付ける、或いは予めワゴンに備えられている取付ポケットに差し込まれるプレートやシート、又は表示変更可能なディスプレイなどで構成することができる。行き先表示マーカ204は、取り付け位置と大きさが決まっており、ワゴンの配送先を示す文字、ＱＲコード、色などの記号が表示されている。
【００３５】
ＡＧＶ101は、前方カメラの視野118内に捉えた行き先表示マーカ204の画像上での大きさ（視角）と位置から、自車に対する位置と姿勢を認識し、配送先を示す文字、或いは記号を照合することで、ワゴン201の配送先を認識する。同時に、ワゴン201が搬送路内にあるかないか、ワゴン201を搬送中の他のＡＧＶがいるかどうかを判別し、ワゴン201が搬送路401内にあり、ワゴン201を搬送中の他のＡＧＶなしと、判断した場合、ワゴン201を連結、行き先まで搬送する動作に入る。
【００３６】
ワゴン201を搬送中の他のＡＧＶの有無は、前方カメラ109の画像に基づいて、ワゴン201下に他のＡＧＶが認識できるか、或いは他のＡＧＶの後方動作中表示灯が見えるかどうかなどで判定できる。その他には、ＡＧＶ101に、搬送中のワゴン201の行き先マーカをカバーで隠すなどの機能を設け、他のＡＧＶに対してワゴンの存在を認識させないという方法もある。
【００３７】
また走行方式は前輪駆動前輪操舵を想定しているが、ワゴンの特性、走行スペースとの兼ね合いから全輪駆動やスキッドステアリングなどの方式も有りうる。搬送路401内は、車体の遥動が原因でＡＧＶ101の前方カメラ109の視野内から、表示板501や走行スペース内に置かれた行き先表示マーカ204、及びＡＧＶの後方に取り付けた後方動作中表示灯113、走行スペースを示す白線405が外れることがない程度に平らである。
【００３８】
さらに、通常ＡＧＶ101の運行には、コントローラ115に行き先に向かうための距離情報を持つマップが必要になる場合がある。しかし、本実施例では、交差点など適切な場所に表示板501を設置すれば、マップは経路情報だけで良く、距離情報は必要なくなり、作業場のレイアウト変更への対応はより簡単になる。なお、ＡＧＶ101にはカバーが付くことが多いが、図２では内部を説明するためにカバーを省略している。
【００３９】
図３は本実施例におけるワゴン201を連結した状態のＡＧＶ101を示す概略斜視図である。ワゴンの連結は図３に示すように、ワゴン201の前方両側の方向自在に構成された車輪205の回転機構部206を、ＡＧＶ101両側の前方ワゴンフック107と後方ワゴンフック108で挟み込む様に抑えることで行う。
【００４０】
図３では説明のために、ワゴン201本体は描いていない。一般的な方向自在車輪では、車輪とワゴン本体との連結部が円筒形の回転機構となっており、この部分を摩擦の低い物体で挟み込んでも、車輪の方向転換を妨げることはない。
【００４１】
ワゴン201の下に侵入し、行き先表示マーカ204でのワゴン位置姿勢認識とＡＧＶ101自身のオドメトリ測定から、ワゴンの後方車輪207をやり過ごしたと判断したＡＧＶ101は、後方ワゴンフック108を先に展開し、徐行前進する。後方ワゴンフック108に回転機構部206が当たったと荷重センサ等で判断したのち、徐行前進を続けながら、前方ワゴンフック107を振り出し、挟み込む。
【００４２】
自在車輪回転機構部を、前方ワゴンフック107および後方ワゴンフック108で挟むと摩擦が低いので、車輪205にはＡＧＶ101に対して外側に移動しようとする力が働く。しかし、ワゴンの反対側の車輪205も同様に挟み込まれて外に移動しようとするので、両側の車輪を保持することで、ワゴンをしっかり連結できる。この連結方法ではワゴンを前方に押す力は、主に後方ワゴンフック108が受け持ち、後方に押す力は前方ワゴンフック107が主に受け持っている。後方ワゴンフック108の駆動機構にクラッチを設けておくことにより、ワゴンを行き先に配送し、連結解除する場合、停止した瞬間に後方ワゴンフック108のクラッチ接続を解除することで、後方ワゴンフックはフリーとなるので、ＡＧＶ101は前進を再開することができ、連結解除中の停止時間も短くできる。
【００４３】
以上は、ＡＧＶ101によるワゴン201の保持方法の一例である。他にも、電磁石でワゴン201と結合させたり、ワゴン201全体を持ち上げて連結する手法も採用が可能である。
【００４４】
図４は、本実施例のＡＧＶ101の制御ブロック図である。動力源であるバッテリ116は図示しない電力線路により、ＡＧＶ101の各部に電力を供給する。機械的な駆動力を要するものとして、車輪117を図示しない車軸を介して駆動するモータ801、車輪を操舵する操舵機構802、およびワゴンを連結するための連結機構803がある。図３の例では、連結機構803は、具体的には前方ワゴンフック107と後方ワゴンフック108で構成される。
【００４５】
制御系統としては、コントローラ115と、コントローラ115に対して情報を提供する、前方カメラ109、前方障害物検知用レーザセンサ110、衝突時緊急停止用の接触センサ111、および後方ＡＧＶ検知器114がある。これらの要素は、図示しないデータバスで連結されている。コントローラ115は、例えば１チップマイコンで構成することができる。
【００４６】
１チップマイコンは、例えば、情報を処理するるプロセッサ(CPU)804、情報を記憶するメモリ(MEM)805、外部との情報をやり取りするためのインターフェース(I/F)806を備える。本実施例では、計算や制御等の処理は、メモリ805に格納されたプログラムがプロセッサ804によって実行されることで、定められた処理を他のハードウェア（モータ801、操舵機構802、連結機構803等）と協働して実現することにした。もっとも、本実施例中、ソフトウエアで構成した機能と同等の機能は、FPGA（Field Programmable Gate Array）、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウエアでも実現できる。
【００４７】
本実施例では、ＡＧＶ101は基本的に上位装置の制御が無くても自立的に動作が可能となっており、動作を制御するプログラムは、予めインターフェース806からフラッシュメモリなどで構成されるメモリ805に書き込み、必要に応じてプロセッサ804で読み出し、処理が行われる。
【００４８】
図５は、本実施例のコントローラ115により実行される、ＡＧＶ101の制御フローである。実線は処理の流れを、点線は情報の流れを示す。本実施例におけるワゴン自動搬送システムの仕組みについて図１も適宜参照しつつ説明する。
【００４９】
図１に見られるように、搬送システムには複数台のＡＧＶ101が存在し、搬送路401を一方通行で運行する。ワゴンを搬送していないＡＧＶ101は、搬送すべきワゴンが見つかるまで、周回を続ける。作業者301は運んでほしいワゴン201、203に対し、行き先表示マーカ204を付け、搬送路401に出す。
【００５０】
ＡＧＶ101は、搬送路401内に搬送すべき（ＡＧＶに搬送されていない）ワゴンを発見した場合、そのワゴンと連結し、ワゴン行き先まで搬送する。
【００５１】
図５を参照して処理フローを説明する。動作開始により、ＡＧＶ101は搬送路401を所定速度で一方行に走行する（S501）。走行ルートは、メモリ805に地図データを格納しておいて、予めプログラムしておいても良いし、前方カメラ109で取得した表示板501、502、503の情報に基づいて制御してもよい。各ＡＧＶ101にはそれぞれ独自のルートを定めることができる。走行速度は任意であるが、一定速度（例えば時速５ｋｍ）でよい。
【００５２】
本実施例では基本的にＡＧＶ101は、ワゴン201を行き先に搬送中の場合、前方に他のＡＧＶ101に搬送されていないワゴン201を発見した場合、およびバッテリ116の低下などのメンテナンスが必要な場合を除き、上述のように搬送路401内を漫然と巡回している。
【００５３】
ＡＧＶ101は、前方カメラ109の画像に基づいて、前方の他のＡＧＶに搬送されていないワゴン201の有無を、常時モニタしている（S502）。搬送すべきワゴンを発見した際には、ＡＧＶ自身がワゴン搬送中であるかどうかを判定する（S503）。判定は、コントローラ115が連結機構803の状態を確認することで行うことができる。ＡＧＶ自身がワゴン搬送中であった場合は、搬送中のワゴン201との連結を解く（S504）。搬送中だったワゴン201は、一時的にその場に放置されることになる。
【００５４】
搬送中のワゴン201との連結を解いたＡＧＶ101は、発見したワゴンの搬送に向かう。すなわち、ＡＧＶ101のコントローラ115は、前方カメラ109の取得した画像に基づいて、モータ801、操舵機構802、連結機構803等を制御し、ＡＧＶ101を前方のワゴン201まで接近し、これを連結する（S505）。このとき、必要に応じて前方障害物検知用レーザセンサ110や、衝突時緊急停止用の接触センサ111の情報も利用する。
【００５５】
なお、前方のワゴン201への接近中に、前方カメラ109は前方のワゴン201の行き先表示マーカ204の画像を取得し、取得した画像に基づいてワゴンの行き先を判定する。そして、ワゴンの行き先表示マーカに従って行き先に移動する（S506）。
【００５６】
一方、処理S504で連結を解かれたワゴンは、後続のワゴンを連結していないＡＧＶによって発見され、行き先まで運ばれる。後続のＡＧＶもまたワゴンを連結していた場合には、そのＡＧＶは同様に、いままで連結していたワゴンの連結を解除し、前方のワゴンを牽引する。このようにして、ＡＧＶ101間でワゴン201を引き継ぐことで、最終的には全てのワゴンは行き先に到着する。
【００５７】
行き先に到着し、ＡＧＶ101との連結を解かれたワゴン202は、作業者301により搬送路401外へ引き出される。ワゴン202の連結を解除したＡＧＶ101は継続して巡回を続ける（S501）。
【００５８】
ＡＧＶ101が自身のバッテリ残量が低下したと判断したら（S507）、充電処理を行う（S508）。充電処理では例えば、ＡＧＶ101は充電待機所402に移動し、充電を行い、充電完了の後再び搬送路401の周回行動に復帰する。
【００５９】
ＡＧＶ101がバッテリ残量低下を検知した際、ワゴン201を搬送中であれば、充電待機所402に入る前に、ワゴン201との連結を解き、搬送路401上にワゴンを置いていく。放置されたワゴンは、後続の別のＡＧＶ101によって搬送される。
【００６０】
搬送通路Ａ406、Ｂ407の様にルートが複数存在する場合は、通行が偏らない様に順番に、或いは、ワゴンの搬送が多い方を優先的に周回する様にあらかじめ設定することができる。運行中に状況が変化した場合は、表示板503の表示を変更して指示を出し、優先ルートを変更することも可能である。
【実施例２】
【００６１】
図６は本発明の第２の実施例による自律分散型配送システムの一例を示す概略図である。本実施例においては、搬送路401は一方通行で周回な構造であるが、搬送路中に待機所403A、403B、403C、403D及び7台分（数は任意である）の充電待機所402が存在する。
【００６２】
本実施例では、待機所403と充電待機所402での待機可能台数と、運用されるＡＧＶ101の総台数は同じにしてある。総台数が同じであると、すべてのＡＧＶ101がいずれかの待機所で待機状態をとることができる。その条件は必須ではないが、待機所の数のほうが多いと、スペースが無駄になり、ＡＧＶ101の数のほうが多いと、待機状態を取れないＡＧＶ101がでてくる。
【００６３】
待機所403A、403B、403C、403Dは、搬送されるべきワゴンが搬送路上に置かれた時に、待機するＡＧＶが前方カメラ109等により、発見できる位置に設けられる。
【００６４】
図７は、本実施例のコントローラ115により実行される、ＡＧＶ101の制御フローである。実線は処理の流れを、点線は情報の流れを示す。
【００６５】
ＡＧＶ101の基本動作は、実施例１と同様に、自身の前方カメラ109の視野118内の搬送路401上に、搬送されていないワゴン201を発見したら（S502）、そのワゴン201を連結し（S505）を行き先まで搬送するものである（S506）。
【００６６】
制御の相違点としては、ＡＧＶ101は、ワゴン201搬送中でなく、またワゴンも発見していない状況では、バッテリ残量低下や後方からの他のＡＧＶの接近などの場合を除いて、前方の最寄りの待機所403まで前進し、その待機所に留まり待機する（基本状態：S701）。すなわち、行き先に到着し、ワゴン201の連結を解除したＡＧＶ101は、前方の待機所403まで前進し、そこで待機する（S703）。
【００６７】
待機中に後方から他のＡＧＶ101が接近してきたことを、後方ＡＧＶ検知器114で検知した場合は（S702）、ワゴンがなくとも待機所403から出発する。出発後は、前方の最寄りの待機所403まで前進し、その待機所に留まり待機し（S703）、基本状態に戻る（S701）。
【００６８】
図７には示していないが、ＡＧＶ101がバッテリ116の低下を感知した場合は、図５の実施例１と同様に充電待機所402へ向かい、充電を行う。ただし、本実施例では、ワゴン201搬送中にバッテリ残量低下を検知しても、ワゴン201を配送した後に、充電待機所402に向かうことができるように、バッテリ残量低下を検知するレベルを引き上げる。これにより、ワゴン搬送中にバッテリ残量低下を検知したら、ワゴン配送を中途でやめることなく、ワゴン配送したのちに、充電待機所402に向かうことができる。
【００６９】
なお、充電の必要がないＡＧＶ101は、充電待機所402を通常の待機所403として使用することができる。この場合、充電の必要があるＡＧＶ101が充電中に充電待機所402を追い出されることがないように、充電中のＡＧＶ101に待機の優先権を持たせるように制御しても良い。
【００７０】
図６を用いて、本実施例での搬送システムの処理フローを、事例をもとにして説明する。図中央下の待機所403Cに待機中のＡＧＶ101Pは、前方カメラ109の視野内に搬送するべきワゴン201Sを発見すると、待機所403Cから経路601を通り搬送に出発する。
【００７１】
ＡＧＶ101Pはワゴン201Sを連結し、経路602によりワゴン201Sを搬送する。ワゴン行き先603に到着したＡＧＶ101Pはワゴン201Sとの連結を解き、道なり前方の待機所403Aに向かおうとする。ここで、前方の待機所403AではＡＧＶ101Kが待機中であるが、後方からのＡＧＶ101Pの接近に従い、ＡＧＶ101Kは一つ前方の待機所403Bに進む（図７の処理S702およびS703）。
【００７２】
403BにはＡＧＶ101Lが待機中であるが、ＡＧＶ101Lは後方からのＡＧＶ101Kの接近を検知して、待機所403Bを出発し、経路604により道なり前方の空いている待機所に向かう（図７の処理S702およびS703）。
【００７３】
ＡＧＶ101Pがいた待機所403Cは空いているので、ＡＧＶ101Lは待機所403Cに侵入し、待機状態となる。同様に、待機所403Dで待機中のＡＧＶ101Mに後方からワゴン搬送中のＡＧＶ101Nが近づいた場合、ＡＧＶ101Nの接近を検知したＡＧＶ101Mは待機所403Dを出発し、前方の空いている待機所へ向かう。
【００７４】
しかし充電待機所402は塞がっているので、ＡＧＶ101Mは待機所403Aにつく。ワゴン搬送中のＡＧＶ101Nは待機所403Dを通り過ぎ、ワゴン行き先605で、ワゴンとの連結を解除したのち、前方の空いている待機所へと向かい、待機所403Aに到着する。
【００７５】
この時、待機所403AにはＡＧＶ101Mがいるが、ＡＧＶ101MはＡＧＶ101Nの接近を検知し、待機所403Bへ進み、待機所403BにいたＡＧＶは前方の空いている待機所403Dに進むことになる。待機所にいたＡＧＶが自身のバッテリ残量低下を検知したら、ワゴンの発見に寄らず、待機所を出発し、充電待機所402に向かう。充電待機所402では、先の例と同様に各ＡＧＶが１つずつ前進し、先頭のＡＧＶ101Qが出発する。
【００７６】
図８は、本実施例のＡＧＶ101の構成斜視図である。後方からのＡＧＶの接近を検知する手法はいくつかあるが、一例としては図８に示すように、待機中のＡＧＶ101-1の後方ＡＧＶ検知器114をレーザ受光器及び回路で構成し、ＡＧＶ101-2の前方障害物検知用レーザセンサ110のレーザ光を検知したら、ＡＧＶ101-2が接近したとみなす方法がある。
【００７７】
これ以外にも、後方ＡＧＶ検知器114をカメラとし、ＡＧＶ101-2の前部左右にあり間隔の決まっている前方動作中表示灯112を画像認識することで距離を測定する方法がある。また、ＡＧＶ車体本体を形状認識する方法を採用することもできる。
【００７８】
あるいは、後方ＡＧＶ検知器114を特定のレーザ光信号パターンの受光器とし、接近しているＡＧＶ101-2が前方カメラ109を用いて、ＡＧＶ101-1の後部左右にあり間隔の決まっている後方動作中表示灯113を画像認識し、距離を測定し、近接した場合に、障害物検知レーザセンサのレーザ光を特定のパターンで明滅させ、後方ＡＧＶ検知器114でその信号パターンを受光した場合に、後方から接近するＡＧＶ101-2ありとＡＧＶ101-1が判断する方法などがある。
【００７９】
このように、待機所を設けることで、ワゴン搬送の量が少ない場合のＡＧＶ101の走行を減らし、エネルギーを節約できる。ここでは、説明のためにここの事象が独立に生じた様に説明したが、実際には平行して生じる場合もある。
【００８０】
実施例１及び２に示した搬送の仕組みは、必ずしも独立したものではなく、搬送すべきワゴンが多い場合は実施例１の仕組みで運行し、搬送すべきワゴンが少ない場合は、ＡＧＶを充電待機所などに退避させ、実施例２の仕組みに移行する運用方法も有りうる。
【００８１】
さらには、充電待機所に待機するＡＧＶ台数を切り替えることで、走行しているＡＧＶを減らした、中間的な運用もある。この中間的な運用の場合、全ＡＧＶが待機所で待機しているわけではないので、実施例２に比べるとワゴン搬送開始までの平均待ち時間が短くなり、かつ待機所に待機しているＡＧＶがある分、実施例１よりエネルギーの節約になる。また図１における搬送通路毎にＡＧＶを割り当てておき、どちらの仕組みで運行するかを搬送通路毎に変える方法も有りうる。
【００８２】
以上説明した実施例によれば、一方通行の走行スペースを準備することで、各ＡＧＶの運行を集中管理することなく、任意の場所から行き先までワゴンを搬送する、自立分散型の搬送システムを構築できる。
【００８３】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８４】
101  ＡＧＶ
107  前方ワゴンフック（前方押さえ板）
108  後方ワゴンフック（後方押さえ板）
109  前方カメラ
115  コントローラ
201  ワゴン
204  行き先表示マーカ
205  車輪（自在キャスター）
206  回転機構部
207  ワゴンの後方車輪
301  作業者
401  ＡＧＶ走行スペース（搬送路）
501  表示板
502  表示板
503  表示板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018163415.tif 000009
【図８】
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