(57)【要約】【課題】レーザにより位置認識をおこなう無人搬送車において、停止位置で精度よく停止することのできるようにすることができる。【解決手段】地図データと、走行速度が設定された経路データとを保持し、レーザにより周辺環境の状況を計測して、地図データと計測されたデータとをマッチングして、現在位置を求める無人搬送車において、経路データには、無人搬送車の走行を停止させる終点、予め設定しておく。そして、無人搬送車の現在位置と操舵角により定まる目標停止線が、終点上にのるか、終点を越えたときに、前記無人搬送車を停止させるように制御する。【選択図】図６
2011141665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地図データと、前記地図データの表す地図の経路を示す経路データとを格納し、レーザにより周辺環境の状況を計測して、前記地図データと計測されたデータとをマッチングして、現在位置を求める無人搬送車において、
前記経路上には、前記無人搬送車の走行を停止させる終点が定義されており、
前記無人搬送車の現在位置と操舵角により定まる目標停止線が、前記終点上にのるか、前記終点を越えたときに、前記無人搬送車を停止させるように制御することを特徴とする無人搬送車。
【請求項２】
前記目標停止線は、無人搬送車の基準点を通り、操舵輪の方向と直行するように定められたことを特徴とする請求項１記載の無人搬送車。
【請求項３】
地図データと、前記地図データの表す地図の経路を示す経路データとを格納し、レーザにより周辺環境の状況を計測して、前記地図データと計測されたデータとをマッチングして、現在位置を求める無人搬送車の制御方法において、
前記経路データ上に、前記無人搬送車の走行を停止させる終点が定義されており、
前記無人搬送車の現在位置と操舵角により定まる目標停止線が、前記終点上にのるか、前記終点を越えたときに、前記無人搬送車を停止させるように制御することを特徴とする無人搬送車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人搬送車、および、その走行制御方法に係り、レーザ方式により周囲の環境を認識して、走行するインテリジェントな無人搬送車を精度よく停止させる用途に用いて好適な無人搬送車、および、その走行制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場の生産ラインや倉庫等において、省人化や搬送の正確性を向上させるために、自動制御によって、目標走行経路を自動的に走行させ、荷物の積み降ろしをおこなう無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）が導入されている。このような無人搬送車においては、その目標走行経路の誘導方式には各種のものが開発・適用されている。
【０００３】
例えば、電磁誘導方式は、床に埋設された電線から発信される誘導磁界を無人搬送車に搭載したコイルにより検出し、無人搬送車の走行速度制御と操舵制御をおこない、目標走行経路に追従した自律走行をおこなうものである。
【０００４】
また、光学方式は、床面に貼り付けられた反射テープからの反射光を無人搬送車に搭載した光学センサにより検出し、無人搬送車の走行速度制御と操舵制御をおこない、目標走行経路に追従した自律走行をおこなうものである。
【０００５】
また、磁気誘導方式は、床に埋設された永久磁石または、床面に貼り付けられた磁気テープの磁気を無人搬送車に搭載した磁気検出センサにより検出し、無人搬送車の走行速度制御と操舵制御をおこない、目標走行経路に追従した自律走行をおこなうものである。
【０００６】
さらに、ジャイロ方式は、無人搬送車に搭載したジャイロセンサ、および、床に埋め込んだ位置補正用の基準位置マーカーを無人搬送搬送車に搭載したセンサにより検出し、無人搬送車の走行速度制御と操舵制御をおこない、目標走行経路に追従した自律走行をおこなうものである。
【０００７】
その他にレーザー方式がある。これは走行経路周辺の壁・柱・設備等に無人搬送車から発せられるレーザ光を反射するための反射板を取り付け、無人搬送車から発せられたレーザ光の反射光を無人搬送車に搭載したレーザ反射光検出センサにより検出しその反射光の受光角度に基づく三角測量法等の演算処理により位置を特定し、無人搬送車の走行速度制御と操舵制御をおこない、目標走行経路に追従した自律走行をおこなうものである。このような自律走行の方式は、目標走行経路が固定であるため、センサのズレ量に応じて走行方向を決定する仕組みとなっている。さらに、この方式は、走行センサとは別に独立して安全センサを無人搬送車に搭載し、固定範囲内で障害物や人間を判断し、無人搬送車の走行に問題がある場合、減速や停止ををおこなうのが一般的である。
【０００８】
例えば、特許文献１の無人搬送車の停止位置決め装置においては、投光器からの投射光を反射する反射板からの反射光を検出したときに、無人搬送車を停止させる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−１７１５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来技術に係る自律走行の無人搬送車では、反射板などの特別の装置が必要であり、停止するときの精度もレーザ方式を利用したものほど精度は期待できない。
【００１１】
また、従来技術に係るレーザ方式の無人搬送車においても、どのように精度よくレーザによる位置認識を利用して、停止させるかは提案されてこなかった。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、その目的は、レーザにより位置認識をおこなう無人搬送車において、停止位置で精度よく停止することのできるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の無人搬送車は、先ず、予備段階として、レーザ距離センサにより測定した測定データに基づいて、地図データと、その地図データの表す地図の経路を示す経路データとを作成しておく。
【００１４】
走行時には、レーザにより周辺環境の状況を計測して、地図データと計測されたデータとをマッチングして、現在位置を求める。
【００１５】
そして、無人搬送車の現在位置と操舵角により定まる目標停止線が、終点上にのるか、終点を越えたときに、前記無人搬送車を停止させるように制御する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、レーザにより位置認識をおこなう無人搬送車において、停止位置で精度よく停止することのできるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態の無人搬送車のハードウェア構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態の無人搬送車の走行を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態の無人搬送車の走行制御の処理を示すフローチャートである。
【図４】従来技術に係る停止処理を説明する図である。
【図５】本発明の目標停止線の概念を説明する図である。
【図６】本発明の目標停止線による停止の判定を説明する図である。
【図７】操舵角が０度のときの目標停止線の様子を説明する図である。
【図８】操舵角が９０度のときの目標停止線の様子を説明する図である。
【図９】操舵角が４５度のときの目標停止線の様子を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る一実施形態を、図１ないし図９を用いて説明する。
先ず、図１を用いて本発明の一実施形態の無人搬送車のハードウェア構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態の無人搬送車のハードウェア構成を示す図である。
【００１９】
無人搬送車１００は、図１に示されるように、コントローラ１１０、プログラムメモリ１２０、データメモリ１３０、プログラマブルロジックコントローラ１４０、操舵輪１５０、走行輪１６０、レーザ距離センサ１８０、レーザ装置１７０、外部インタフェース１９０、リモコンインタフェース１９５からなる。
【００２０】
コントローラ１１０は、無人搬送車１００の各部を制御し、データメモリ１３０に格納されている各データを参照して、プログラムメモリ１２０に格納された各モジュールを実行する。
【００２１】
プログラムメモリ１２０は、走行制御のためのプログラムを格納する記憶装置である。
【００２２】
データメモリ１３０は、走行制御のためのデータを格納する記憶装置である。
【００２３】
プログラマブルロジックコントローラ１４０は、操舵輪と走行輪を制御する。操舵輪１５０は、操舵角をパラメータとして制御され、走行輪１６０は、速度をパラメータとして制御される。
【００２４】
レーザ装置１７０は、レーザ光を発射する装置である。本実施形態のレーザ装置１８０は、無人搬送車１００の先頭に取り付けられ、１８０度のレンジで回転することができ、所定の角度ごとにレーザを発射することができるようになっている。
【００２５】
レーザ距離センサ１８０は、レーザ装置によるレーザ光の反射光を検知して、障害物までの距離を測定するセンサである。
【００２６】
外部インタフェース１９０は、外部のパソコンなどの情報処理機器からデータをやり取りするためのインタフェースである。
【００２７】
リモコンインタフェース１９５は、外部から電波によりリモコン装置で、この無人搬送車を操作するときに用いられるインタフェースである。
【００２８】
データメモリ１３０には、地図データ１３１、経路データ１３２、レーザ測定データ１３３が格納されている。
【００２９】
レーザ測定データ１３１は、レーザ距離センサ１８０により測定したデータである。
【００３０】
地図データ１３２は、レーザ測定データ１３１に基づき、外部のパソコンなどにより認識処理した作成した地図データである。
【００３１】
経路データ１３３は、外部のパソコンなどの地図データの編集ソフトウェアにより、地図データ上に作成された無人搬送車１００の走行を予定している経路のデータである。
【００３２】
プログラムメモリ１２０には、コントローラ１１０で実行するモジュールとして、レーザ測定データ取込モジュール１２１、位置決定モジュール１２２、走行経路決定モジュール１２３、制御モジュール１２４、停止決定モジュール１２６が格納されている。
【００３３】
レーザ測定データ取込モジュール１２１は、リモコンによる手動運転時に、レーザ距離センサ１８０から収集されたデータを取り込むためのモジュールである。
【００３４】
位置決定モジュール１２２は、走行中に地図データ１３２と、レーザ距離センサ１８０の計測値に基づき、無人搬送車１００の現在の位置を求めるモジュールである。
【００３５】
走行経路決定モジュール１２３は、無人搬送車１００の速度と、現在位置に基づいて、経路データ１３３による無人搬送車１００の走行経路を定めるモジュールである。
【００３６】
制御モジュール１２４は、無人搬送車１００の速度と、操舵角をプログラマブルロジックコントローラ１４０に指示するモジュールである。
【００３７】
停止決定モジュール１２６は、無人搬送車１００の停止の制御をすることを決定するモジュールである。
【００３８】
次に、図２および図３を用いて、本発明の一実施形態に係る無人搬送車の走行制御の処理の流れについて説明する。
図２は、本発明の一実施形態の無人搬送車の走行を説明する図である。
図３は、本発明の一実施形態の無人搬送車の走行制御の処理を示すフローチャートである。
【００３９】
無人搬送車を走行させるためには、地図データ１３２と経路データ１３３を作成する必要がある。これらのデータを作成するためには、通常の運行の前に、予備走行としてリモコンによる手動運転をおこない、走行する地形のデータを収集する。
【００４０】
ユーザは、無人搬送車１００を、通常の運行経路に近いルートを予測して、リモコンにより制御して走行させる。このときに、図２に示されるように、レーザ装置１８０は、５ｃｍから１０ｃｍごとに、レーザ装置１７０を１８０度回転させて、例えば、０．５度ずつ、３０ｍｓごとにレーザ光３を発射し、レーザ距離センサ１８０は、そのレーザ光の反射光によるレーザ測定データ１３１を収集する（図３のＳ１００）。
【００４１】
レーザ測定データ１３１は、データメモリ１３０に格納されるので、次のフェーズとしては、外部インタフェースを介して、外部のパソコンなどの情報処理装置に出力する。
【００４２】
ユーザは、パソコンなどの情報処理装置上で稼動する地図作成ソフトウェアにより、地図データを作成する（Ｓ１０１）。
【００４３】
次に、ユーザは、パソコンの地図編集ソフトウェアの経路作成機能を利用して、地図上に経路を指定し、経路データを作成する（Ｓ１０２）。パソコンの地図編集ソフトウェアには、表示された地図データを表す地図画面上をマウスなどのポインティングデバイスで操作することにより、簡単に地図上に経路を作成できる機能を有している。また、作成した経路上に無人搬送車１００が走行するときの速度を指定する（Ｓ１０３）。例えば、図２に示されるように、最初の区間では、２速（１．２［ｋｍ／ｈ］）、次のカーブの区間では、１速（０．６［ｋｍ／ｈ］）、カーブを抜けた所では、３速（２．４［ｋｍ／ｈ］）で走行するというように経路上に設定する。
【００４４】
このようにして、地図データ１３２と経路データ１３３が作成されるので、外部インタフェース１９０を介して、パソコンからデータメモリ１３０に取り込む。
【００４５】
この段階で、無人搬送車１００の走行のためのデータが準備できたので、走行を開始する（Ｓ１０４）。
【００４６】
無人搬送車１００は、走行中は、レーザ距離センサ１８０により、レーザ装置１７０のレーザの反射光を測定する（Ｓ１０５）。
【００４７】
そして、地図データ１３２とＳ１０５のレーザ測定データをマッチングして（Ｓ１０６）、現在の無人搬送車１００の現在位置（Ｘ，Ｙ）を決定する（Ｓ１０７）。
【００４８】
そして、現在位置（Ｘ，Ｙ）と経路データに基づき、走行経路を決定する（Ｓ１０９）。
【００４９】
次に、コントローラ１１０は、現在位置（Ｘ，Ｙ）とＳ１０９で求めた走行経路から、操舵角θを求め、プログラマブルロジックコントローラ１４０にそれを指示する（Ｓ１１０）。
【００５０】
また、コントローラ１１０は、現在位置（Ｘ，Ｙ）に基づき、経路上に設定されている速度ｖを、プログラマブルロジックコントローラ１４０に指示する（Ｓ１１１）。
【００５１】
この段階で、無人搬送車１００を動かすための操舵角θ、速度ｖが与えられたので、このパラメタに従って、一定の時間または一定の距離分、無人搬送車１００を動作させる（Ｓ１１２）。
【００５２】
Ｓ１１２の無人搬送車１００の動作が終わったとき、または、Ｓ１１２の無人搬送車の動作中に、目標停止線が経路上に定められた終点上にのるか、または、終点を越えたかを判定する（Ｓ１１３）。目標停止線の定め方は、後に詳細に説明する。
【００５３】
Ｓ１１２の無人搬送車１００の動作が終わったときにも、目標停止線が経路上に定められた終点を越えないときには、Ｓ１０５に行き走行動作を繰り返す。
【００５４】
Ｓ１１２の無人搬送車１００の動作が終わったとき、または、Ｓ１１２の無人搬送車の動作中に、目標停止線が経路上に定められた終点上にのるか、または、終点を越えたときには、無人搬送車１００の走行は終了する。
【００５５】
次に、図４ないし図９を用いて目標停止線の概念とそれを用いた無人搬送車の停止処理について説明する。
図４は、従来技術に係る停止処理を説明する図である。
図５は、本発明の目標停止線の概念を説明する図である。
図６は、本発明の目標停止線による停止の判定を説明する図である。
図７は、操舵角が０度のときの目標停止線の様子を説明する図である。
図８は、操舵角が９０度のときの目標停止線の様子を説明する図である。
図９は、操舵角が４５度のときの目標停止線の様子を説明する図である。
【００５６】
従来では、図４に示されるように、無人搬送車１００の基準点６が、走行経路上に設けられた終点８の停止範囲内に入ったとき停止の判定をおこなっていた。
【００５７】
本実施形態では、図５に示されるように、無人搬送車１００の操舵輪の角度、すなわち、操舵角がθのときに、無人搬送車１００の基準点６を通って、操舵輪１５０の方向と直行するように目標停止線１０を定める。このとき、無人搬送車１００の基準点６を通って車体に横断するように引かれた線（仮に、「横断線１２」ということにする。）とは、角度θをなすことになる。
【００５８】
そして、停止するときの決定は、図６に示される状況のように、目標停止線１０が終点上にのるか、終点を越えたときに、無人搬送車１００を停止するものとする。無人搬送車１００は経路上を走行するように制御されているので、最後には、終点７と基準点６が一致するように動くが、この目標停止線を停止の判断に用いることにより。操舵角が０度ではない場合、また、終点７と基準点６とに少しずれが生じる場合であっても、精度よく停止の判定をおこなうことができる。
【００５９】
図７は、操舵角が０度のときの目標停止線の様子を示したものであるが、このときは、横断線１２と、目標停止線１０は一致する。
【００６０】
図８は、操舵角が９０度のときの目標停止線の様子を示したものであり、無人搬送車１００は、横向きに移動している。このような場合でも、目標停止線１０と終点７の関係を用いることにより、精度よく停止の判定をおこなうことができる。
【００６１】
図９は、操舵角が４５度のときの目標停止線の様子を示したものであり、無人搬送車１００は、経路に対して４５度傾いている。このような場合でも、目標停止線１０と終点７の関係を用いることにより、精度よく停止の判定をおこなうことができる。
【００６２】
図８や図９のような場合には、横断線１２を用いるより、目標停止線１０により、停止の判定をおこなう方が合理的であることが理解できるであろう。
【符号の説明】
【００６３】
１００…無人搬送車、１１０…コントローラ、１２０…プログラムメモリ、１３０…データメモリ、１４０…プログラマブルロジックコントローラ、１５０…操舵輪、１６０…走行輪…、１７０…レーザ距離センサ、１８０…レーザ装置、１９０…外部インタフェース、１９５…リモコンインタフェース。
２…経路、３…レーザ光、６…基準点、７…終点、１０…目標停止線、１２…横断線。
【図１】
2011141665.tif 000003
【図２】
2011141665.tif 000004
【図３】
2011141665.tif 000005
【図４】
2011141665.tif 000006
【図５】
2011141665.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011141665.tif 000009
【図８】
2011141665.tif 000010
【図９】
2011141665.tif 000011