(57)【要約】【課題】本開示は、一般に、倉庫および工場において自律車両の動きを監視し、衝突を回避する動作をとるためのシステムおよび方法に関する。【解決手段】計画経路全体を監視し、障害物との衝突を回避するために遅延、再経路指定または緊急停止するために、車両管理システムにアラートメッセージを送信することによって、自律車両を案内するためのシステムおよび方法。システムは、第1経路が妨害された場合に、代替経路を開始し、車両識別子および車両と、自律車両の計画経路に沿った任意の障害物の現在の位置を報告することができる。【選択図】図１
2019109879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律車両（10）を案内するための方法であって、
前記自律車両（10）が移動する計画経路を表す経路データを獲得するステップと、
前記自律車両（10）の前記計画経路が横切る領域を監視下におく多数のカメラ(2)を配置するステップと、
前記自律車両（10）が、前記領域内の前記計画経路に沿って動いている間に、前記カメラ(2)を使用して、画像データを獲得するステップと、
前記領域内の物体の存在を検出し、前記物体の現在の位置を決定するために、前記画像データを処理するステップと、
その現在の位置における前記物体が、前記自律車両（10）の前記計画経路を妨害しているか否かを判定するステップと、
前記物体が、前記自律車両（10）の前記計画経路を妨害している場合、車両案内情報を表すデータを生成するステップと、
前記データを、自律車両（10）の動きを制御するように構成される車両管理システム(8)にアクセス可能なフォーマットを有する、前記自律車両（10）の現在の動きを変更するためのコマンドを表す車両案内信号に変換するステップと、
前記車両管理システム(8)において前記車両案内信号を受信するステップと、
前記車両管理システム(8)から前記自律車両（10）に、受信された前記車両案内信号の機能である、制御信号を送信するステップと、
前記制御信号の受信に応答して、前記自律車両（10）の現在の動きを変更するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記コマンドの前記車両管理システム(8)による受信に応答して、前記自律車両（10）を遅延させる、または速度を落とさせる制御信号を、前記車両管理システム(8)から送信するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記自律車両（10）に積荷があるか、積荷がないかを検出するために、前記画像データを処理するステップであって、前記自律車両（10）に積荷がある場合、前記自律車両（10）の速度を落とす前記コマンドは、前記自律車両（10）の最大負荷に対して設計された所定の速度を含む、ステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
前記物体が、前記自律車両（10）の前記計画経路を妨害していた現在の時間間隔を決定するステップと、
前記現在の時間間隔が指定された閾値よりも大きいか否かを判定するステップとをさらに含み、
前記現在の時間間隔が前記指定された閾値を超過している場合、前記車両案内信号の少なくとも一部は、前記物体を回避する、前記自律車両（10）の代替経路のためのルーティングデータを表す、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記自律車両（10）に対する一意の識別子を検出するために、前記画像データを処理するステップと、
前記車両管理システム(8)にアクセス可能なフォーマットを有する、前記一意の識別子を表す車両識別信号を生成するステップと、
前記自律車両（10）の現在の動きを変更する前記コマンドと共に、前記車両識別信号を、前記車両管理システム(8)に送信するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項６】
自律車両（10）を案内するためのシステムであって、
領域を横切る計画経路に沿って移動するように構成される自律車両（10）と、
前記自律車両（10）の動きを制御するように構成される車両管理システム(8)と、
前記領域を監視下におくように配置される多数のカメラ(2)と、
前記領域の監視中に、前記多数のカメラ(2)によって獲得される画像データを受信するように接続され、前記領域内の物体の存在を検出し、前記物体の現在の位置を決定するために、前記画像データを処理するように構成される画像処理サーバ(12)と、
前記画像処理サーバ(12)から処理されたデータを受信するように接続され、前記物体が、前記自律車両（10）の位置に対して、制約を破る現在の位置を有するか否かを判定し、前記物体が前記制約を破る現在の位置を有する場合、車両案内情報を表すデータを生成するように構成される経路制御サーバ(6)と、
前記経路制御サーバ(6)からの前記データを、前記車両管理システム(8)にアクセス可能なフォーマットを有する車両案内信号に変換するように構成されるインタフェース(16)とを含み、
前記車両管理システム(8)は、前記インタフェース(16)から前記車両案内信号を受信するように通信可能に結合され、前記車両管理システム(8)から前記自律車両（10）に、受信された前記車両案内信号の機能である、制御信号を送信するように構成され、
前記自律車両（10）は、前記車両管理システム(8)から前記制御信号を受信するように通信可能に結合され、前記制御信号の受信に応答して、現在の動きを止めるように構成される、システム。
【請求項７】
前記画像処理サーバ(12)は、前記計画経路に沿った、前記自律車両（10）の現在の位置を決定するようにさらに構成され、前記制約は、前記物体が、前記自律車両（10）の前記現在の位置のきわめて接近したところにないことであり、前記経路制御サーバ(6)は、前記物体と前記自律車両（10）を分離する現在の分離距離を決定し、次いで、前記分離距離が指定された閾値未満であるか否かを判定するようにさらに構成され、前記分離距離が、前記指定された閾値未満である場合、前記車両案内信号の少なくとも一部は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す、請求項6に記載のシステム。
【請求項８】
前記制約は、前記物体が、前記自律車両（10）の前記計画経路に沿った妨害位置にないことであり、前記車両案内信号の少なくとも一部は、前記物体が前記妨害位置にあるとき、前記自律車両（10）を遅延させる、または速度を落とさせるコマンドを表す、請求項6に記載のシステム。
【請求項９】
前記経路制御サーバ(6)は、
前記物体が前記妨害位置にある現在の時間間隔を決定し、
前記現在の時間間隔が、指定された閾値よりも大きいか否かを判定し、
前記現在の時間間隔が前記指定された閾値を超過している場合、前記物体を回避する、前記自律車両（10）のための代替経路を決定するようにさらに構成され、前記車両案内信号の少なくとも一部は、前記代替経路のためのルーティングデータを表す、請求項8に記載のシステム。
【請求項１０】
前記画像処理サーバ(12)は、前記自律車両（10）に対する一意の識別子を検出するために、前記画像データを処理するようにさらに構成され、
前記インタフェースは、前記車両管理システム(8)にアクセス可能なフォーマットを有する前記一意の識別子を表す、車両識別信号を生成するようにさらに構成される、請求項6に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、倉庫および工場において自律車両の動きを監視し、衝突を回避する動作をとるためのシステムおよび方法に関する。本明細書で使用されるように、「自律車両」という用語は、固定経路に従う無人搬送車（AGV）と、固定経路に従わない移動ロボットの両方を含む。
【背景技術】
【０００２】
自律車両には、衝突検出センサが備え付けられているが、自律車両が動作する範囲は、その搭載用センサのカバレッジ領域に制限される。この範囲は、一般に、車両およびペイロードの周りの一様な領域に適するように設計されている。典型的には、自律車両は、妨害している物体に対するプログラム可能な距離または時間に基づいて車両を停止するために、近接センサ等の安全機能を有する。また、車両の位置は、経路に埋め込まれた最新の既知のノード位置に関連して計算される。欠点は、車両は、自身の周りの限定された範囲内の衝突のみを感知することができ、情報の欠如により、応答時間に制限されることである。加えて、自律車両が他の生産活動と共存しなければいけない高トラフィック領域において計画外のイベントが起こり得る。現在の解決手段は、経路全体に対する可視性を欠き、搭載用のセンサ指定のレーティングを超え得る範囲を制御する。車両センサが検出することができない、出入り口の向こうの見通し外の障害物等の他の問題が存在する。既存の解決手段は、冗長性を提供せず、多くの場合には、制御ペンダントを持つ車両を追うオペレータまたはスポッタを必要とする。このオプションは、追加の労働を加え、注意深く組織化された自動システムを有する代わりに人間の判断に基づく依存を生み出す。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
以下でいくらか詳細に開示された内容は、自律車両（すなわち、AGVまたは移動ロボット）の計画経路全体を監視し、物体または人との衝突を回避するために遅延、再経路指定または緊急停止するために、車両管理システムにアラートメッセージを送信するためのシステムおよび方法に向けられている。システムは、自律車両の第1経路が妨害された場合に、代替経路を開始し、車両識別子および車両と、自律車両の計画経路に沿った任意の障害物（例えば、人または物体）の現在の位置を報告することができる。
【０００４】
以下の議論は、AGVを案内するためのシステムおよび方法に焦点を当てるが、以下で詳細に開示される技術的特徴の多くはまた、移動ロボットの案内への適用も有する。提案されたシステムは、分散カメラのネットワークを、各AGVに衝突回避での使用のための搭載用センサが既に備え付けられているAGVシステムと統合する。しかしながら、典型的AGVに搭載されたセンサシステムは、AGV経路に沿った限定された距離を「見る」ことができるだけであり、数千フィートであり得る計画経路全体を「見る」ことはできない。分散カメラと、それらのカメラによって獲得された画像を処理する画像処理サーバは、全方向での計画経路全体に沿った可視性を可能にし、それによって、AGVの状況認識を大幅に高め、搭載用センサからは典型的には利用可能でない情報を提供する。いくつかの実施形態に従って、システムは、遅延、再経路指定または緊急停止手順がAGVによって実行されることができるように、物体の識別と人間の位置情報と予想衝突時間をAGVと共有するように構成される。より具体的には、AGVは、何の物体が検出されているか、その物体の位置および経路の妨害が存在した時間の長さに依存して、緊急停止、一時停止または再経路指定の3つの応答のうちの1つによって適切に応答することができる。任意で、提案されるシステムはまた、AGVが見通しのきかない角の周辺に近づいているときに、工場の労働者に可視アラートを提供する。
【０００５】
少なくともいくつかの実施形態に従って、AGVは、経路の妨害の通知を受け、その後、適切であれば再経路を選択する。現在、典型的なAGVは、経路内に妨害がある場合に、無期限に停止するようにプログラムされるが、本明細書で開示される向上したセンサ能力によって、AGVが、代替のルートを選択することによって、そのルートを開始し、任意の遅延を取り除く前に、AGVは、ルートの妨害を見ることができる。AGVのためのこの向上した状況認識は、センサシステムをAGVシステムと相乗的に統合することの結果である。この追加の能力は、遅延を取り除き、効率を高め、生産部にダメージを与えないままにし、ならびに、領域内の技法へのより安全な労働環境を作るための機会をAGVに与える。統合およびデータ交換は、生産業務を独自に高める。
【０００６】
AGVを案内するためのシステムおよび方法の様々な実施形態は、以下でいくらか詳細に説明されるが、AGVと移動ロボットの両方に適用可能な技術は、以下の態様の1つまたは複数によって特徴付けられることができる。
【０００７】
以下で詳細に開示される内容の1つの態様は、障害物を回避するために自律車両（すなわち、AGVまたは移動ロボット）を案内するための方法であり、自律車両の計画経路が横切る領域を監視下におく多数のカメラを配置するステップと、自律車両が、領域内の計画経路に沿って動いている間に、カメラを使用して、画像データを獲得するステップと、領域内の物体の存在を検出し、物体の現在の位置を決定するために、画像データを処理するステップと、物体が、自律車両の位置に対して、制約を破る現在の位置を有するか否かを判定するステップと、物体が制約を破る現在の位置を有する場合、車両案内情報を表すデータを生成するステップと、データを、自律車両の動きを制御するように構成される車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する車両案内信号に変換するステップと、車両管理システムにおいて、車両案内信号を受信するステップと、車両管理システムから自律車両に、受信された車両案内信号の機能である、制御信号を送信ステップと、制御信号の受信に応答して、自律車両の現在の動きを止めるステップとを含む。
【０００８】
前述の段落に記載される方法の少なくともいくつかの実施形態に従って、制約は、物体が、自律車両にきわめて接近したところにないことである。この制約のために、方法は、計画経路に沿った自律車両の現在の位置を決定するステップと、物体と自律車両を分離する現在の分離距離を決定するステップと、分離距離が指定された閾値未満であるか否かを判定するステップとをさらに含む。分離距離が、指定された閾値未満である場合、車両案内信号の少なくとも一部は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す。そのコマンドの受信に応答して、車両管理システムは、自律車両を停止させる制御信号を送信する。
【０００９】
少なくともいくつかの実施形態に従って、制約は、物体が、自律車両の計画経路に沿った妨害位置にないことである。この制約のために、車両案内信号の少なくとも一部は、物体が妨害位置にあるとき、自律車両を遅延させる、または速度を落とさせるコマンドを表す。1つの提案された実施では、方法は、自律車両に積荷があるか、積荷がないかを検出するために、画像データを処理するステップをさらに含む。自律車両に積荷がある場合、自律車両の速度を落とすコマンドは、自律車両の最大負荷に対して設計された所定の速度を含む。別の提案された実施では、方法は、物体が妨害位置にある現在の時間間隔を決定するステップと、現在の時間間隔が、指定された閾値よりも大きいか否かを判定するステップと、現在の時間間隔が指定された閾値を超過している場合、車両案内信号の少なくとも一部は、物体を回避する、自律車両の代替経路のためのルーティングデータを表す。
【００１０】
前述の方法は、自律車両に対する一意の識別子を検出するために、画像データを処理するステップと、車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する、一意の識別子を表す車両識別信号を生成するステップと、車両案内信号と共に、車両識別信号を、車両管理システムに送信するステップとをさらに含む。
【００１１】
以下で詳細に開示される内容の別の態様は、自律車両（すなわち、AGVまたは移動ロボット）を案内するためのシステムであって、システムは、領域を横切る計画経路に沿って移動するように構成される自律車両と、自律車両の動きを制御するように構成される車両管理システムと、領域を監視下におくように配置される多数のカメラと、領域の監視中に、多数のカメラによって獲得される画像データを受信するように接続され、領域内の物体の存在を検出し、物体の現在の位置を決定するために、画像データを処理するように構成される画像処理サーバと、画像処理サーバから処理されたデータを受信するように接続され、物体が、自律車両の位置に対して、制約を破る現在の位置を有するか否かを判定し、物体が制約を破る現在の位置を有する場合、車両案内情報を表すデータを生成するように構成される経路制御サーバと、経路制御サーバからのデータを、車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する車両案内信号に変換するように構成されるインタフェースとを含む。車両管理システムは、インタフェースから車両案内信号を受信するように通信可能に結合され、車両管理システムから自律車両に、受信された車両案内信号の機能である、制御信号を送信するように構成される。自律車両は、車両管理システムから制御信号を受信するように通信可能に結合され、制御信号の受信に応答して、現在の動きを止めるように構成される。
【００１２】
前述の段落に記載されるシステムの少なくともいくつかの実施形態に従って、画像処理サーバは、計画経路に沿った、自律車両の現在の位置を決定するようにさらに構成され、制約は、物体が、自律車両の現在の位置のきわめて接近したところにないことであり、経路制御サーバは、物体と自律車両を分離する現在の分離距離を決定し、次いで、分離距離が指定された閾値未満であるか否かを判定するようにさらに構成され、分離距離が、指定された閾値未満である場合、車両案内信号の少なくとも一部は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す。
【００１３】
システムの少なくともいくつかの実施形態に従って、制約は、物体が、自律車両の計画経路に沿った妨害位置にないことであり、車両案内信号の少なくとも一部は、物体が妨害位置にあるとき、自律車両を遅延させる、または速度を落とさせるコマンドを表す。加えて、経路制御サーバは、物体が妨害位置にある現在の時間間隔を決定し、現在の時間間隔が、指定された閾値よりも大きいか否かを判定し、現在の時間間隔が指定された閾値を超過している場合、物体を回避する、自律車両のための代替経路を決定するようにさらに構成され、車両案内信号の少なくとも一部は、代替経路のためのルーティングデータを表す。
【００１４】
システムの少なくともいくつかの実施形態に従って、画像処理サーバは、自律車両に対する一意の識別子を検出するために、画像データを処理するようにさらに構成され、インタフェースは、車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する一意の識別子を表す、車両識別信号を生成するようにさらに構成される。
【００１５】
以下で詳細に開示される内容のさらなる態様は、自律車両を案内するための方法であって、方法は、自律車両が移動する計画経路を表す経路データを獲得するステップと、自律車両の計画経路が横切る領域を監視下におく多数のカメラを配置するステップと、自律車両が、領域内の計画経路に沿って動いている間に、カメラを使用して、画像データを獲得するステップと、領域内の物体の存在を検出し、物体の現在の位置を決定するために、画像データを処理するステップと、その現在の位置における物体が、自律車両の計画経路を妨害しているか否かを判定するステップと、物体が、自律車両の計画経路を妨害している場合、車両案内情報を表すデータを生成するステップと、データを、自律車両の動きを制御するように構成される車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する、自律車両の現在の動きを変更するためのコマンドを表す車両案内信号に変換するステップと、車両管理システムにおいて車両案内信号を受信するステップと、車両管理システムから自律車両に、受信された車両案内信号の機能である、制御信号を送信するステップと、制御信号の受信に応答して、自律車両の現在の動きを変更するステップとを含む。
【００１６】
自律車両を案内するためのシステムおよび方法の他の態様は、以下に開示される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
前述の節で議論された特徴、機能および利点は、様々な実施形態で独立して達成されることができ、または、さらに他の実施形態において結合されてもよい。様々な実施形態は、以下では、上で説明された態様および他の態様を例示する目的のために、図面を参照して説明される。この節において簡潔に説明される図のいずれも、縮尺通りには描かれていない。
【００１８】
【図１】図1は、案内ユニットを有する典型的なAGVの正射影図を表す図である。
【図２】図2は、製造設備の内部で動く多数のAGV（図1で描かれるタイプのもの）の正射影図を表す図である。
【図３】図3は、カメラおよび固定経路（破線で示される）に従うように構成されているAGVと無線通信するためのアクセスポイントの位置を持つ、一般的な工場のフロアプランを示す図である。
【図４】図4は、計画経路全体に沿ってAGVを監視し、衝突を回避するために、遅延、再経路指定または緊急停止を開始するためのアラートメッセージを送信するためのシステムの構成要素を識別するブロック図である。
【図５】図5は、いくつかの実施形態に従って、車両監視システムの構成要素を識別するブロック図である。
【図６】図6は、計画経路全体に沿ってAGVを監視し、衝突を回避するために、遅延、再経路指定または緊急停止を開始するためのアラートメッセージを送信するためのシステムの追加の構成要素を識別するブロック図である。
【図７】図7は、積荷がないAGVの計画経路の状態（例えば、妨げがないか、妨害されている）によって、積荷がないAGVを制御するためにとられる動作を決定するためのロジックベースの判断実行プロセスのステップを識別するフローチャートである。
【図８】図8は、積荷があるAGVの計画経路の状態（例えば、妨げがないか、妨害されている）によって、積荷があるAGVを制御するためにとられる動作を決定するためのロジックベースの判断実行プロセスのステップを識別するフローチャートである。
【図９Ａ】図9Aは、緊急停止を開始する時間t1が、最大速度で動いている満載されたAGVを停止するために必要な時間の間隔よりも長い時間の間隔によって衝突が生じる時間よりも先に起こるように選択されることを示す図である。
【図９Ｂ】図9Bは、遅延を開始する時間t2が、図9Aに描かれる緊急停止を開始するための時間よりも先に起こるように選択されることを示す図である。
【図９Ｃ】図9Cは、再経路指定を開始するための時間t3が、図9Bに描かれる遅延を開始する時間よりも先に起こるように選択されることを示す図である。
【図１０】図10は、1つの実施形態に従って、AGVを再経路指定するための方法のステップを識別するフローチャートである。
【図１１】図11は、QRコード（登録商標、以下同じ）パターンマーカーの1つの例を表す図である。
【００１９】
以下では、異なる図内の同様の要素が、同じ参照番号を持つ図に対して参照が行われる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
自律車両を案内するためのシステムおよび方法の例示的な実施形態が、以下でいくらか詳細に説明される。しかしながら、実際の実装の全ての特徴が、本明細書に記載されているわけではない。当業者は、このような任意の実際の実施形態の開発において、多くの実装特有の判断が、システム関連かつビジネス関連の制約とのコンプライアンス等、開発者特有の目的を達成するために行われる必要があり、これによって、実装ごとに違いが生じることを理解する。さらに、このような開発努力は、複雑で、時間を消費するものになり得るが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとって日常的な作業であることは理解される。
【００２１】
本明細書で開示される技術は、AGVまたは移動ロボットの第1の経路が、障害物によって妨害されたときに、代替の安全経路を提供するか、車両を遅延させるか、または速度を落とさせ、または、分離距離が、指定された最小値未満になるとき（すなわち、衝突が起こり得る、または差し迫っているとき）、緊急停止手順を実行するためにAGVまたは移動ロボットを制御するために使用されることができる。以下でいくらか詳細に開示される様々な実施形態は、以下の特徴のうちの1つまたは複数を組み込む：
【００２２】
(1) システムは、自律車両の計画経路内の障害物を検出し、その後、車両制御に第1または第2の信号を提供する。第1の信号は、緊急停止を開始するか、または、新しい経路に車両を再経路指定することができる。第2の信号は、車両制御を、時間および速度変化によって援助するために使用されることができる。
【００２３】
(2) 協調センサ通信は、経路全体をカバーし、車両の搭載用センサの範囲を越えて検出することを可能にする。
【００２４】
(3) システムは、自律車両の完全な計画経路をリアルタイムでレビューして、車両管理システムに対して継続または再経路指定を開始する。
【００２５】
(4) 車両負荷および停止する時間のデータは、リアルタイムで計算され、車両管理システムに通信される。データが、経路状態（妨げがないか、妨害されているか）と結合されるとき、システムは、継続、遅延、再経路指定または緊急停止に対する信号を自動的に開始することができる。停止する時間は、ペイロードがあるか、またはペイロードがない車両の重量、平均停止時間および最大車両速度から計算される。
【００２６】
(5) システムは、自律車両に対する一意の識別子を検出する能力を有する。この特徴は、全車両から特定の車両を識別し、それらの経路に沿って、車両のネットワークの状態を報告することができる。
【００２７】
(6) システムは、コンピュータビジョンおよび車両経路に沿って工場の壁/天井に取り付けられた他のセンサを使用して、空の車両または車両の後ろの引きと対比した負荷の状態を決定するように構成される。全てのセンサは、統合された方法で、車両経路を監視する中央制御にネットワークされている。
【００２８】
(7) 本明細書で開示される技術は、車両制御の外側にある外部システムが、別のレイヤの安全性を追加するために車両管理システムと通信することを可能にする。このシステムは、限られた視野を持つセンサのクラスタから成り、しかしながら、統合されると、1つの視野から別の視野に通過する同じ物体を追跡することができる。結合された安全経路センサは、経路内の車両および他の物体を持つ、完全な経路を統合およびマップアウトすることができる。
【００２９】
(8) 特定の車両ブランド、作りまたはモデルに依存しない一般的な解決手段。制御システムは、2ウェイのフォーマットでメッセージを交換するように構成されたインタフェースを有する。例として、車両速度は、提案された遅延、再経路または緊急停止手順の開始のために車両管理システムにメッセージを開始し返すために、車両管理システムから通信されることができ、積荷サイズおよび経路状態と共に利用されることができる。
【００３０】
以下でいくらか詳細に開示される技術は、巻込戸、狭い角および見えないスポットを含み得る、車両移動経路全体を問い合わせることによって、さらなる安全レベルを追加する。加えて、システムは、明確かつ安全な動作に干渉し得る物体によって経路が妨害されるとき、インフラストラクチャを操作する車両に対して早期警告信号を送信することができる。自律車両経路は、人の目には見えず、他の車両、通行人または材料によって簡単に妨害され得る。車両経路を管理することによって、システムは、その計画経路が妨害されている自律車両の速度の変化、または代替のルーティングのために、車両管理システムに早期警告信号を円滑に送信することによって動作する。センサから収集されたデータは、起こり得る衝突を評価し、アクシデントまたは物的損害を回避するために緊急停止を開始することができる。
【００３１】
例示の目的のために、AGVを案内するためのシステムは、ここで、いくらか詳細に説明される。しかしながら、AGVに対して案内を提供することを参照して説明される構想、方法論および構成要素はまた、移動ロボットを案内するためのシステムにおける適用を有することは理解されるべきである。2つのタイプの自律車両間の主要な違いは、AGVの計画経路は、事前に存在している多数の固定経路のうちの1つに従わなければいけない一方で、移動ロボットの計画経路は、事前に存在している固定経路に沿って移動することには限定されないことである。より具体的には、移動ロボットは工場の床上の任意の位置から任意の方向で移動することができる。
【００３２】
無人搬送車（AGV）は、異なるタイプの動作を実行するために使用されることができる。例えば、車両のこれらのタイプは、物体を引っ張り、積荷を搬送し、材料を輸送し、フォークリフト運転を実行し、かつ/または他の適切なタイプの動作を実行するために使用されることができる。典型的には、AGVのための経路は、AGVが動く地面内に、またはその上に形成される。1つの例示的な例として、経路は、スロットを設備の床に切断し、このスロットに導電ワイヤを埋め込むことによって形成されることができる。AGVは、ワイヤから送信された無線周波数信号を検出するためにセンサを使用する。AGVは、床に埋め込まれたワイヤに従うために、この検出された無線周波数信号を使用する。あるいは、磁気バーが、スロットに埋め込まれてもよい。別の例示的な例では、経路は、地面上にテープを置くことによって形成される。テープは、例えば、限定されることなく、色付きテープであっても磁気テープであってもよい。AGVは、テープによって形成された経路を辿るために、任意の数のセンサを使用してよい。いくつかの現在利用可能なAGVは、事前に定義された経路を辿るために、レーザーシステムおよび/または三次元イメージングシステムを使用する。
【００３３】
図1は、案内ユニット214を有する典型的なAGV 200の正射影図を表す図である。AGV 200は、製造設備206における地面204上を動くように構成される。この例示的な例では、磁気バー208は、地面204に埋め込まれる。次にAGV 200には、磁気バー208の存在を検出する磁気センサが備え付けられている。磁気バー208は、AGV 200がそれに沿って動く地面204上の経路を定義する。この例示的な例では、AGV 200は、案内ユニット214を有する。案内ユニット214は、AGV 200の動きを制御および案内するように構成される。描かれるように、案内ユニット214は、AGV 200に取り付けられたセンサシステム216とモーションコントローラ218を含む。
【００３４】
例えば、このセンサシステム216は、AGV 200の経路における障害物の存在をスキャンする1つまたは複数のレーザースキャナーを含んでよい。このようなレーザースキャナーは、レーザー範囲計等の、既成のレーザーベースの距離測定デバイスを含んでよい。レーザー範囲計からの測定データは、AGV経路における障害物に対する、レーザー範囲計からの（すなわち、AGV 200からの）それぞれの距離の推定を取得するために使用されることができる。典型的なレーザー範囲計は、束ねられた、通常可視の、レーザービーム210を送信するレーザーダイオードを含む。この例では、レーザー範囲計は、パンチルト機構（図示せず）に取り付けられてよく、これは、レーザー範囲計が、パンおよびチルト軸の周りを回転することを可能にする。障害物によって後方散乱し、かつ/または反射する光は、光学を受信することによって、受光装置の有効表面上に映される。レーザーダイオードは、ビデオカメラの位置および向きに対して固定されている位置および向きを有し、受光装置は、レーザーダイオードの位置および向きに対して固定されている位置および向きを有する。光の送受信間のタイム・オブ・フライトは、レーザー範囲計と障害物との間の距離を計算するために、モーションコントローラ218によって使用されることができる。
【００３５】
図1に描かれるように、モーションコントローラ218は、AGV 200に搭載された制御システム222において実装される。特に、この制御システム222は、この例示的な例において、コンピュータまたはプロセッサの形態をとり得る。モーションコントローラ218は、磁気バー208によって定義される経路に沿って、AGV 200を案内するように構成される。特に、モーションコントローラ218は、センサシステム216からのデータを処理するように構成される。例えば、指定された閾値未満の、AGVと障害物間の分離距離を表すセンサデータを受信したことに応答して、モーションコントローラ218は、AGV 200に、停止するか、速度を落とすように命令するコマンドを発行してよい。モーションコントローラ218は、AGV 200の推進駆動システム224にコマンドを送信する。この例示的な例では、推進駆動システム224は、無限軌道システム226である。推進駆動システム224は、モーションコントローラ218から受信したコマンドに基づいて、AGV 200を動かす。
【００３６】
図2は、製造設備300内で動く多数のAGV（図1で描かれるタイプのもの）の正射影図を表す図である。この例示的な例では、モバイルシステムは、第1のAGV 304、第2のAGV 306、第3のAGV 308および第4のAGV 310を含む。案内システムは、製造設備300を通して異なるAGV を操舵するように構成される。案内システムは、第1のAGV 304を案内するように構成される第1の案内ユニット312、第２のAGV 306を案内するように構成される第2の案内ユニット314、第3のAGV 308を案内するように構成される第3の案内ユニット316および第4のAGV 310を案内するように構成される第4の案内ユニット318を含む。これらの案内ユニットの各々は、図1に描かれる案内ユニット214と同じ方式で実装されることができる。
【００３７】
第1の案内ユニット312は、第1のAGV 304に関連付けられた第1のセンサシステム322および第1のAGV 304のための制御システム326内で実装される第1のコントローラ324を含む。第2の案内ユニット314は、第2のAGV 306に関連付けられた第2のセンサシステム328および第2のAGV 306のための制御システム332内で実装される第2のコントローラ330を含む。第３の案内ユニット316は、第3のAGV 308に関連付けられた第3のセンサシステム334および第3のAGV 308のための制御システム338内で実装される第3のコントローラ336を含む。第4の案内ユニット318は、第4のAGV 310に関連付けられた第4のセンサシステム340および第4のAGV 310のための制御システム344内で実装される第4のコントローラ342を含む。案内システムは、製造設備300の地面346上の異なる経路に沿ってAGVを案内するように構成される。異なる経路は、地面346上の磁気バーの複数348によって定義される。地面346上の磁気バー348は、例えば、磁気バー350-353を含んでよい。
【００３８】
図3は、外壁40、または多数の内壁42のうちの1つのいずれかに取り付けられた分散カメラ2a-2uのネットワークを有する一般的な工場のフロアプランを示す図である。しかしながら、カメラは代わりに、天井、柱、ドア上の壁および工場の床に置かれるポータブルサポート構造のうちの任意の1つまたは複数に取り付けられてよいことは理解されるべきである。カメラ2a-2uの特定の位置は、例示の目的のためだけに選択されている。カメラ2a-2mは、他の位置に置かれ得ることは理解されるべきである。
【００３９】
図3には示されていないが、カメラ2a-2uの全ては、イーサネット（登録商標、以下同じ）ケーブルに接続され、イーサネットケーブルは、パワー・オーバー・イーサネットスイッチ（以下では、図4に示されるように「カメラPOEスイッチ4」）に接続される。パワー・オーバー・イーサネットは、ネットワークケーブルが、電力を搬送することを可能にする技術である。カメラ2a-2uは、カメラ2a-2u からプロセッサ（図3には示されていないが、図4における経路制御サーバ6を参照されたい）に画像データを送信するために使用される同じネットワーク接続を介して電力を受信するように、POEが有効にされている。加えて、カメラ2a-2uの各々は、「インターネットプロトコルカメラ」と一般に呼ばれるデジタルビデオカメラのタイプであり、コンピュータネットワークおよびインターネットを介してデータを送受信することができることを意味する。
【００４０】
図3はまた、AGV 10がそれに沿って移動するように構成されている工場の床20上の固定経路30を表す破線を含む。図3に描かれる状況では、AGV 10は、最初に、固定経路30の一端に配置され、固定経路30の別のエンドポイント32に向かって固定経路30に沿って移動することができる。AGV 10がエンドポイント32に到達した場合、同じ固定経路30に沿って反対方向に移動することができる。図3に描かれる例では、固定経路30は、直角に横切る一連の直線経路セグメントを含むが、固定経路30は、この幾何学的形状に限定されない。例えば、相互に直交した直線経路セグメントは、円弧状の経路セグメントによって、または、相互に直交した直線経路セグメントと整列した辺を有する直角三角形の斜辺に沿ってある直線経路セグメントによって接続され得る。あるいは、固定経路30は、直線および曲線経路セグメントから成り、または、曲線経路セグメントのみから成り得る。
【００４１】
AGV 10が固定経路30に沿って移動すると、AGV 10に搭載された通信プロセッサ（図示せず）は、工場内の固定位置を有する、複数の無線アクセスポイント26（図10を参照されたい）の最も近い無線アクセスポイントと無線で通信する。図3に描かれる例では、2つの無線アクセスポイント26aおよび26bが示される。しかしながら、任意の数の分散された無線アクセスポイント26が提供されることができる。各無線アクセスポイント26aおよび26bは、工場の床20の上に置かれることができ、天井から吊るされることができ（図3には示されていない）、または内壁42に取り付けられることができる。
【００４２】
図3には示されていないが、他のAGVまたは物体が、工場の床20の上に存在してよい。本明細書で開示される技術は、特に、AGV 10が物体に向かって動いている間に、固定経路30上に現在位置し得る工場内部の物体に関する。いくつかの場合では、物体は静止しており、他の場合では、物体は、AGV 10に向かう方向で、または、AGV 10から離れる方向で、しかし、衝突が最後には生じ得るAGV 10の速度よりも十分にゆっくりな速度で、固定経路30に沿って動いている。本明細書で使用されるように、「障害物」という用語は、これらの場合：すなわち、AGV 10が動いている方に向かって、固定経路上で静止している物体、または、AGV 10が動いている方に向かって、固定経路30に沿って動いている物体、AGV 10の移動の方向と反対方向に動いているか、AGV 10が物体に追いつくほど十分にゆっくりな速度で同じ方向に動いている物体のうちの任意の1つを包含するように広く解釈されるべきである。
【００４３】
図4は、計画経路の任意の部分に沿って（例えば、図3に描かれる固定経路30に沿って）、AGV 10を監視し、衝突を回避するために、遅延、再経路指定または緊急停止を開始するために、車両管理システム8にアラートメッセージを送信するためのシステムの構成要素を識別するブロック図である。本明細書で使用されるように、「計画経路」という用語（AGVのみに適用されるとき）は、AGVの現在の位置からAGVの目的地（固定経路30のエンドポイント32であってよい）まで延伸する固定経路の部分を意味する。車両管理システム8は、障害物が検出されると、AGV 10の計画経路を変更するための制御信号を送信することを含む、AGV 10の動きを制御するように構成される。
【００４４】
さらに図4を参照すると、AGV 10を案内するためのシステムは、AGV 10の計画経路が横切る領域を監視下におくように配置される多数のカメラ2をさらに含む。工場の基準のフレーム内の物体の位置の座標の決定を可能にするために、工場の基準のフレーム内の、各カメラの位置および向きが精密に測定される。好ましくは、各カメラ2は、180度に等しい視野を有する。カメラ2は、システムが固定経路30全体に対する可視性を有するように、ある程度分散される。いくつかの例では、カメラは、重複する視野を作るように配置される。分散カメラ2は、工場および作業場全体を集約的にカバーすることができる。好ましくは、いくつかのカメラ2は、それらの視野が、出入り口を越えた、および角周辺の見通し外の障害物を包含することができるように配置される。
【００４５】
図4に描かれるシステムは、領域の監視中に、多数のカメラ4によって獲得される画像データを受信するように接続される画像処理サーバ12をさらに含む。カメラ2は、画像処理サーバ12に対して部分的なビューを提供し、ビュー全体を再構築して、次いで、2次元マップを動的にアップデートするように構成される。より具体的には、画像処理サーバ12は、領域内の物体の存在を検出して、その現在の位置を決定するために、画像データを処理するように構成される。少なくともいくつかの実施形態に従って、画像処理サーバ12は、計画経路に沿って、AGV 10の現在の位置を決定して、AGV 10の一意の識別子を検出するために画像データを処理するようにさらに構成される。より具体的には、画像処理サーバ12は、物体またはAGVの現在の位置が画像データから導出される、局在化機能を実行するように構成されてよい。カメラによって獲得された画像データから構築されたマップを使用して、位置情報を取得するための様々な方法は、当技術分野において既知である。このような1つのシステムにおいて採用される構想は、物体の距離は、2つの異なるカメラ画像から三角関係によって計算されることである。例えば、反対方向から獲得される同じ物体の2つの画像は、同形異義性を使用して、単一の画像に結合されることができる。2次元マップ上の物体画像のサイズおよび中心位置は、計算されることができる。
【００４６】
図4に描かれるシステムは、画像処理サーバ12から処理されたデータを受信するように接続され、物体が、AGV 10の位置に対して、制約を破る現在の位置を有するか否かを判定し、物体が制約を破る現在の位置を有する場合、車両案内情報を表すデータを生成するように構成される経路制御サーバ6をさらに含む。少なくともいくつかの実施形態に従って、制約は、物体が、AGV 10の現在の位置のきわめて接近したところにないことであり、この場合、経路制御サーバ6は、物体とAGV 10を分離する現在の分離距離を決定し、次いで、分離距離が指定された閾値未満であるか否かを判定するようにさらに構成される。分離距離が、指定された閾値未満である場合、車両案内データの少なくとも一部は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す。少なくともいくつかの実施形態に従って、制約は、物体が、AGV 10の計画経路に沿った妨害位置にないことであり、この場合、車両案内データの少なくとも一部は、物体が妨害位置にあるとき、AGV 10を遅延させる、または速度を落とさせるコマンドを表す。これらの実施形態では、経路制御サーバ6は、物体が妨害位置にある現在の時間間隔を決定し、現在の時間間隔が、指定された閾値よりも大きいか否かを判定し、現在の時間間隔が指定された閾値を超過している場合、物体を回避する、AGV 10のための代替経路を決定するようにさらに構成され、車両案内データの少なくとも一部は、代替経路のためのルーティングデータを表す。
【００４７】
車両管理システム8は、指定されたフォーマットで、車両案内データを含む信号を受信するように通信可能に結合され、車両案内データの機能である制御信号を、AGV 10に送信するように構成される。AGV 10は、車両管理システム8から制御信号を受信するように通信可能に結合され、制御信号の受信に応答して、現在の動きを停止するかまたは変更するように構成される。
【００４８】
図5は、1つの実施形態に従って、車両監視システム8のいくつかの構成要素を識別する。本実施形態における車両監視システム8は、有線イーサネット接続を介して、車両案内信号を受信するために経路制御サーバ6に通信可能に結合されるトラフィック制御コンピュータ22（例えば、パーソナルコンピュータ）を含む。トラフィック制御コンピュータ22は、経路制御サーバ6から受信した車両案内データに含まれるアクション可能な情報に依存してよく、依存しなくてもよい、デジタルルーティング情報を出力するように構成される。加えて、車両監視システム8は、有線イーサネット接続を介して、ルーティング情報を受信するためにトラフィック制御コンピュータ22に通信可能に結合されているマスタプログラマブルロジックコントローラ18（以下「マスタPLC 18」）を含む。プログラマブルロジックコントローラ（別名、プログラマブルコントローラ）は、自動製造プロセスの制御のために耐久性を高め、採用されてきた産業デジタルコンピュータである。本実施形態では、マスタPLC 18は、トラフィック制御コンピュータ22から受信したルーティング情報に従うAGV 10に、AGV制御信号を出力するように構成される。1つの実装に従って、マスタPLC 18は、スイッチ24および、それらの間の2方向有線イーサネット通信のためにスイッチ24に結合される通信プロセッサ28から成る。
【００４９】
通信プロセッサ28は、スイッチ24を介して、トラフィック制御コンピュータ22からルーティング情報を受信し、そのルーティング情報を処理し、その後、スイッチ24および1つまたは複数のアクセスポイント26を介して、AGV 10および他のAGV（図示せず）に、AGV制御信号を送信する。スイッチ24は、有線イーサネット接続を介して、AGV制御信号をアクセスポイント26に送信し、一方で各アクセスポイント26は、無線イーサネット接続を介して、同じAGV制御信号をブロードキャストする。より具体的には、各アクセスポイント26は、送信アンテナ44aを介して無線周波数信号を送信し、受信アンテナ44bを介して無線周波数信号を受信するように構成される。同様に、各AGV 10は、送信アンテナ46aを介して無線周波数信号を送信し、受信アンテナ46bを介して無線周波数信号を受信するように構成される。
【００５０】
上で説明された技術は、車両管理システム8と通信する、車両制御の外側にある外部システム（すなわち、経路制御サーバ6）が、安全性の別のレイヤを、AGVシステムに既に組み込まれているレイヤに加えることを可能にする。本明細書で開示されるシステムは、限られた視野を持つ多数のカメラを含み、しかしながら、統合されると、それらは、1つの視野から別の視野に通過したときに同じオブジェクトを追跡することができる。結合されたカメラ4は、画像処理サーバ12が、任意の自律車両の計画経路内の車両および他の物体を持つ、完全な経路を統合およびマップアウトするために使用される。
【００５１】
システムは、特定の自律車両ブランド、作りまたはモデルに依存しない一般的な解決手段を提供するように構成される。車両制御システムは、2ウェイのフォーマットでメッセージを交換するように構成されたインタフェースを有する。例として、車両速度は、提案された遅延、再経路または緊急停止手順の開始のために車両管理システム8にアラートメッセージを開始し返すために、車両管理システム8から経路制御サーバ6に通信されることができ、積荷サイズおよび経路状態と共に利用されることができる。
【００５２】
図6は、計画経路全体に沿ってAGVを監視し、衝突を回避するために、遅延、再経路指定または緊急停止を開始するために、アラートメッセージを送信するためのシステムの追加の構成要素（例えば、インタフェース16）を識別するブロック図である。システムは、第1経路が妨害され、経路に沿って、車両の位置および識別番号を報告することができるとき、代替経路を開始する。ここで開示される技術は、代替の安全な経路を提供するように、AGVまたは移動ロボットを制御するために、または、自律車両の第1の経路が障害物によって妨害されているとき、または、衝突が差し迫っているときに、車両に速度を落とさせるために使用されることができる。
【００５３】
図6を参照すると、画像処理サーバ12は、多数の分散カメラ2から画像データを受信し、その後、その画像データを処理するように（画像データからアクション可能な知恵を抜き出すことを含む）構成されるコンピュータシステムである。より具体的には、画像処理サーバ12は、AGV経路が横切る領域の監視中に、多数のカメラ2によって獲得される画像データを受信するように接続される。加えて、画像処理サーバ12は、領域内の物体の存在を検出し、物体の現在の位置を決定するために、画像データを処理するように構成される。画像データは、分析され、分析の結果は、記憶およびさらなる処理のために、経路制御サーバ6にプッシュされる。画像処理サーバ12のデータフローアウトはまた、他の能力を提供するために外部のネットワークに送信されてよい。
【００５４】
経路制御サーバ6は、画像処理サーバ12から出力された画像処理を受信して、その後、ロジックツリーを使用して、画像処理結果の機能である車両案内データを出力するように構成されるコンピュータである。より具体的には、経路制御サーバ6は、画像処理サーバ12から処理されたデータを受信するように接続され、物体が、AGV 10の位置に対して、制約を破る現在の位置を有するか否かを判定し、物体が制約を破る現在の位置を有する場合、車両案内情報を表すデータを生成するように構成される。経路制御サーバ6は、AGV経路の全体の状態に関して車両管理システム8に助言し、ニアミスまたは緊急事態を回避するために、詳細な制御動作を提供する。
【００５５】
インタフェース16は、通信プロトコルおよび経路制御サーバ6から車両管理システム8に通過するデータである。インタフェース16は、車両管理システム8にアクセス可能なフォーマットを有する車両案内信号に、経路制御サーバ6からのデータを変換するように構成される。異なるインタフェースは、経路制御サーバ6が、異なるAGV供給者から商業上利用可能な車両管理システムと通信することを可能にするように構成されることができる。
【００５６】
車両管理システム8は、AGVシステムを制御するように構成される。これは、動作命令および診断を任意の車両に、かつ、ネットワーク上のリモートコンピュータに提供する。本明細書で開示される実施形態に従って、車両管理システム8は、インタフェース16から車両案内信号を受信するように通信可能に結合され、受信された車両案内信号の機能である制御信号をAGV 10に送信するように構成される。車両管理システム8は、供給者固有であるため、インタフェース16は、共通フォーマットのデータを受信し、その後、供給者固有の車両管理システムが必要とする固有フォーマットに変換することによって、この問題に対処するように構成される。インタフェース16によって出力される車両案内信号は、EtherCAT（制御オートメーション技術のためのイーサネット）接続を介して車両管理システム8に入る。これらの車両案内信号は、車両管理システム8が諾否できる助言またはコマンドを含む。さらに具体的には、車両案内信号は、AGV経路状態（すなわち、妨げがないか、妨害されている）、AGV 10の識別および位置、障害物の位置および将来の動作に対するロジックベースの助言を含んでよい。本明細書で開示されるシステムは、自律車両の計画経路全体を監督する能力を有する。AGV 10は、車両管理システム8から制御信号を受信するように通信可能に結合され、制御信号の受信に応答して、現在の動きを止めるか、変更するように構成される。
【００５７】
次の未処理画像データがカメラ4から受信されると、そのデータは、AGV 10による次の動きから生じる更新位置を検出するために、画像処理サーバ12によって処理されることができる。AGV 10の現在の動きおよび経路を表すこのデータは、入ってくるデータを、事前にプログラムされた経路およびヘディングを表す記憶されたデータと比較する、経路制御サーバ6によって受信される。事前にプログラムされた経路およびヘディングを表すデータ（図6における基準の動き14）は、名目上の状態を参照するために、経路制御サーバ6にロードされる。論理的な判断を行うために、経路制御サーバ6は、基準線のAGV経路レイアウトおよびプログラムを参照するこのデータベースを参照するように構成される。経路制御サーバ6は、名目上の動作およびシステムに戻る反復カメラ入力から観察された偏差に依存して結果を出力するように構成される。
【００５８】
いくつかの実施形態に従って、経路制御サーバ6は、固定経路30の一つのエンドから他のエンドまでの移動中に、各ポイントにおけるAGV 10の正確な位置を決定することができるアルゴリズムによって構成されている。経路制御サーバ6はまた、カメラ画像内に現れ得る任意の障害物202（図1を参照されたい）の正確な位置を決定することができるアルゴリズムによって構成される。加えて、経路制御サーバ6は、各時点における、AGV 10と障害物202を分離する分離距離を決定することができるアルゴリズムによって構成されている。経路制御サーバ6は、推定された分離距離が指定された閾値未満になるときにどのような制御動作をとるかを決定することができるアルゴリズムによってさらに構成されている。典型的には、制御動作は、車両管理システム8への車両案内信号の送信をトリガすることであり、車両案内信号は、とられるべき推奨動作、例えば、衝突を回避するために、AGV 10を遅延させ、再経路指定し、または緊急停止することを表すデジタル情報を含む。他のアルゴリズムは、カメラ画像データからのアクション可能な情報の他のタイプを抜き出すことを目的として実行されてよい。例えば、当技術分野においてよく知られているパターン認識アルゴリズムが採用されることができる。特に、このようなパターン認識アルゴリズムは、少なくとも1つのカメラ2の視野内にあるAGV 10の表面に適用される可視識別パターンを検出するために使用されることができる。
【００５９】
図7は、積荷がないAGV 52の計画経路の状態（例えば、妨げがないか、妨害されている）によって、積荷がないAGV 52を制御するためにとられる動作を決定するためのロジックベースの判断実行プロセス50（ここでは「ロジックツリー」とも呼ばれる）のステップを識別するフローチャートである。経路制御サーバ6によって実行される、このロジックベースの判断実行プロセス50は、以下の論理的な判断および動作を含む。
【００６０】
最初に、経路制御サーバ6は、積荷がないAGV 52の計画経路に沿って妨害位置に物体があるかどうかを判定する。妨害位置に物体がある場合、経路制御サーバ6は、物体が妨害位置にある現在の時間間隔を決定する。その後、現在の時間間隔が指定された閾値（例えば、3分）よりも大きいか、またはそれ未満であるかの判定が行われる。図7に描かれるロジックに従って、障害物の現在の時間間隔tが、3分未満である場合（状態58）、その後、経路制御サーバ6は、積荷がないAGV 52を遅延させ、または速度を落とさせるコマンドを表す車両案内データを生成する（状態60）。この車両案内データは、代替ルートに関する助言を含まない。反対に、障害物の現在の時間間隔tが、3分よりも長い場合（状態54）、その後、経路制御サーバ6は、積荷がないAGV 52を遅延させ、または速度を落とさせるコマンドを表し、かつ、代替経路を表すルーティングデータをさらに含む車両案内データを生成する（動作56）。経路制御サーバ6は、物体と積荷がないAGV 52を分離する現在の分離距離dを決定して、その後、分離距離dが指定された閾値（例えば、2 ft）未満であるか否かを判定するようにさらに構成される。分離距離が、指定された閾値未満である場合（例えば、d<2 ft）、すなわち、物体が、きわめて接近したところにある場合（状態62）、その後、経路制御サーバ6は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す車両案内データを生成する（動作64）。AGV経路に妨げがない場合（状態66）、その後、経路制御サーバ6は、とられるべき動作または従うべき代替経路を表すいかなる車両案内データも生成しない（動作68）。
【００６１】
図8は、積荷があるAGV 72の計画経路の状態（例えば、妨げがないか、妨害されている）によって、積荷があるAGV 72を制御するためにとられる動作を決定するためのロジックベースの判断実行プロセス70のステップを識別するフローチャートである。経路制御サーバ6によって実行される、このロジックベースの判断実行プロセス70は、以下の論理的な判断および動作を含む。
【００６２】
最初に、経路制御サーバ6は、積荷があるAGV 72の計画経路に沿って妨害位置に物体があるかどうかを判定する。妨害位置に物体がある場合、経路制御サーバ6は、物体が妨害位置にある現在の時間間隔を決定する。その後、現在の時間間隔が指定された閾値（例えば、3分）よりも大きいか、またはそれ未満であるかの判定が行われる。図8に描かれるロジックに従って、障害物の現在の時間間隔tが、3分未満である場合（状態78）、その後、経路制御サーバ6は、積荷があるAGV 72を遅延させ、または最大負荷状況に対して設計された所定の速度で、速度を落とさせるコマンドを表す車両案内データを生成する（状態80）。この車両案内データは、代替ルートに関する助言を含まない。反対に、障害物の現在の時間間隔tが、3分よりも長い場合（状態74）、その後、経路制御サーバ6は、積荷があるAGV 72を遅延させ、または最大負荷状況に対して設計された所定の速度で、速度を落とさせるコマンドを表し、かつ、代替経路を表すルーティングデータをさらに含む車両案内データを生成する（動作76）。経路制御サーバ6は、物体と積荷があるAGV 72を分離する現在の分離距離dを決定して、その後、分離距離dが指定された閾値（例えば、2 ft）未満であるか否かを判定するようにさらに構成される。分離距離が、指定された閾値未満である場合（例えば、d<2 ft）、すなわち、物体が、きわめて接近したところにある場合（状態82）、その後、経路制御サーバ6は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す車両案内データを生成する（動作84）。AGV経路に妨げがない場合（状態86）、その後、経路制御サーバ6は、とられるべき動作または従うべき代替経路を表すいかなる車両案内データも生成しない（動作88）。
【００６３】
AGVプログラミングによって、直線経路を移動する積荷があるAGV 72は、曲線経路に沿って動く積荷があるAGVとは異なる計算された減速率という結果になる。典型的なAGVは、直線経路をトラバースする速度と同じ速度で角およびカーブをトラバースすることができるが、正確性を維持するために、AGVプログラミングは、車両の最大速度を低減する。
【００６４】
車両案内信号の発行のためのタイミングは、とられるべき動作のタイプによって変化する。図9Aは、緊急停止を開始する時間t1が、最大速度で動いている満載されたAGVを停止するために必要な時間の間隔よりも長い時間の間隔によって衝突が生じる時間よりも先に起こるように選択されることを示す図である。図9Bは、遅延を開始する時間t2が、図9Aに描かれる緊急停止を開始するための時間t1よりも先に起こるように選択されることを示す図である。図9Cは、再経路指定を開始するための時間t3が、図9Bに描かれる遅延を開始する時間t2よりも先に起こるように選択されることを示す図である。
【００６５】
図10は、1つの実施形態に従って、AGV 10を再経路指定するための方法100のステップを識別するフローチャートである。経路制御サーバ6は、各命令またはコマンドを処理および優先させ（ステップ102）、次いで、ルーティングデータを生成する（ステップ104）ように構成される。このルーティングデータは、その後、インタフェース16によって出力される車両案内信号によって搬送される情報の部分として、マスタPLC 18に送信される（ステップ106）。マスタPLC 18は、その後、ルーティングテーブルを選択し、それをパッケージ化し、アクセスポイント26を介して、そのパッケージをAGV 10に送信する。AGV 10が、1つのアクセスポイント26のカバレッジ範囲（セル）から別のアクセスポイント26のカバレッジ範囲（セル）に動く場合、無線接続が維持される（これはローミングと呼ばれる）。ルーティングデータは、AGV 10によって受信され、バッファされ、先入れ先出し原理で処理するために搭載プロセッサに送信される（ステップ110）。搭載プロセッサは、ルーティングデータを処理して、コマンドを生成する（ステップ112）。AGV 10に搭載された適切なアクチュエータは、その後、AGV 10に代替経路に従わせる方式で、それらのコマンドを実行する（ステップ114）。
【００６６】
上述のとおりいくらか詳細に開示されるように、カメラ2および画像処理サーバ12は、統合ロジックベースの判断実行のために必要な詳細および情報を捕捉する。カメラ2によって捕捉された画像は、モーション内および所定のAGV経路内にある物体がどのようなタイプであるかを決定するために画像データを処理する、物体および位置検出アルゴリズム（画像処理サーバ12によって実行される）に入れられる。AGV 10に対してインプリントされるコードパターンまたは基準マーカーは、システムが画像処理サーバ12に任意の他の物体からAGV 10を分離させることを可能にする。これは、経路制御サーバ6上で実行するソフトウェアが、基準線のAGV経路を利用して、将来のイベントを予測するとともに、孤立したイベント上で、トラフィック制御コンピュータ22（図5を参照されたい）上で動作するAGV制御ソフトウェアに助言することを可能にする。
【００６７】
それぞれのコードパターンマーカーは、各AGV 10の表面に適用されることができる。各コードパターンマーカーにおけるペイロードは、各AGV 10を識別する一意の識別子を含む。カメラ2は、その視野内の任意のコードパターンマーカーを含む、環境の画像を獲得する。画像処理サーバ12は、コードパターンマーカーにプリントされるAGV識別コードを読出しかつ復号するように構成される。
【００６８】
商業的に利用可能な適切なコードパターンの一例はQRコードである。QRコードは、統合登録基準シンボル（別名、登録マーク）を有する、2次元パーコード（別名、マトリックバーコード）のタイプである。図11は、QRコードパターンマーカー34の１つの例を表す図である。QRコードパターンマーカー34は、QRコードパターン35が印刷された可撓性基板36を含む。QRコードパターン35は、QRコードパターンマーカー34が付着するAGV 10を識別するデータから成るペイロード37を含む。加えて、QRコードパターン35は、コードパターンの左下角にある登録基準シンボル38a、コードパターンの左上角にある登録基準シンボル38bおよびコードパターンの右上角にある登録基準シンボル38cを含む。
【００６９】
さらに、本開示は、以下の箇条による例を含む：
【００７０】
箇条1：障害物を回避するために自律車両を案内するための方法であって、自律車両の計画経路が横切る領域を監視下におく多数のカメラを配置するステップと、自律車両が、領域内の計画経路に沿って動いている間に、カメラを使用して、画像データを獲得するステップと、領域内の物体の存在を検出し、物体の現在の位置を決定するために、画像データを処理するステップと、物体が、自律車両の位置に対して、制約を破る現在の位置を有するか否かを判定するステップと、物体が制約を破る現在の位置を有する場合、車両案内情報を表すデータを生成するステップと、データを、自律車両の動きを制御するように構成される車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する車両案内信号に変換するステップと、車両管理システムにおいて、車両案内信号を受信するステップと、車両管理システムから自律車両に、受信された車両案内信号の機能である、制御信号を送信ステップと、制御信号の受信に応答して、自律車両の現在の動きを止めるステップとを含む、方法。
【００７１】
箇条2：計画経路に沿って、自律車両の現在の位置を決定するステップをさらに含み、制約が破られたかどうかを判定するために使用される自律車両の位置は、現在の位置である、箇条1に記載の方法。
【００７２】
箇条3：制約は、物体が、自律車両にきわめて接近したところにないことであり、物体と自律車両を分離する現在の分離距離を決定するステップと、分離距離が指定された閾値未満であるか否かを判定するステップとをさらに含み、分離距離が、指定された閾値未満である場合、車両案内信号の少なくとも一部は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す、箇条2に記載の方法。
【００７３】
箇条4：車両管理システムによる、緊急停止手順を開始するコマンドを表す車両案内信号の受信に応答して、車両管理システムから、自律車両を停止させる制御信号を送信するステップをさらに含む、箇条3に記載の方法。
【００７４】
箇条5：制約は、物体が、自律車両の計画経路に沿った妨害位置にないことであり、車両案内信号の少なくとも一部は、物体が妨害位置にあるとき、自律車両を遅延させる、または速度を落とさせるコマンドを表す、箇条1に記載の方法。
【００７５】
箇条6：自律車両に積荷があるか、積荷がないかを検出するために、画像データを処理するステップであって、自律車両に積荷がある場合、自律車両の速度を落とすコマンドは、自律車両の最大負荷に対して設計された所定の速度を含む、箇条5に記載の方法。
【００７６】
箇条7：物体が妨害位置にある現在の時間間隔を決定するステップと、現在の時間間隔が、指定された閾値よりも大きいか否かを判定するステップと、現在の時間間隔が指定された閾値を超過している場合、物体を回避する、車両案内信号の少なくとも一部は、自律車両のための代替経路のためのルーティングデータを表す、箇条5に記載の方法。
【００７７】
箇条8：自律車両に対する一意の識別子を検出するために、画像データを処理するステップと、車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する、一意の識別子を表す車両識別信号を生成するステップと、搭載案内信号と共に、車両識別信号を、車両管理システムに送信するステップとをさらに含む、箇条1に記載の方法。
【００７８】
箇条9：自律車両は、無人搬送車である、箇条1に記載の方法。
【００７９】
箇条10：自律車両は、移動ロボットである、箇条1に記載の方法。
【００８０】
箇条11：自律車両を案内するための方法であって、自律車両が移動する計画経路を表す経路データを獲得するステップと、自律車両の計画経路が横切る領域を監視下におく多数のカメラを配置するステップと、自律車両が、領域内の計画経路に沿って動いている間に、カメラを使用して、画像データを獲得するステップと、領域内の物体の存在を検出し、物体の現在の位置を決定するために、画像データを処理するステップと、その現在の位置における物体が、自律車両の計画経路を妨害しているか否かを判定するステップと、物体が、自律車両の計画経路を妨害している場合、車両案内情報を表すデータを生成するステップと、データを、自律車両の動きを制御するように構成される車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する、自律車両の現在の動きを変更するためのコマンドを表す車両案内信号に変換するステップと、車両管理システムにおいて車両案内信号を受信するステップと、車両管理システムから自律車両に、受信された車両案内信号の機能である、制御信号を送信するステップと、制御信号の受信に応答して、自律車両の現在の動きを変更するステップとを含む、方法。
【００８１】
箇条12：車両管理システムによる、コマンドの受信に応答して、車両管理システムから、自律車両を遅延させる、または速度を落とさせる制御信号を送信するステップをさらに含む、箇条11に記載の方法。
【００８２】
箇条13：自律車両に積荷があるか、積荷がないかを検出するために、画像データを処理するステップであって、自律車両に積荷がある場合、自律車両の速度を落とすコマンドは、自律車両の最大負荷に対して設計された所定の速度を含む、箇条11に記載の方法。
【００８３】
箇条14：物体が、自律車両の計画経路を妨害していた現在の時間間隔を決定するステップと、現在の時間間隔が指定された閾値よりも大きいか否かを判定するステップとをさらに含み、現在の時間間隔が指定された閾値を超過している場合、車両案内信号の少なくとも一部は、物体を回避する、自律車両の代替経路のためのルーティングデータを表す、箇条11に記載の方法。
【００８４】
箇条15：自律車両に対する一意の識別子を検出するために、画像データを処理するステップと、車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する、一意の識別子を表す車両識別信号を生成するステップと、自律車両の現在の動きを変更するためのコマンドと共に、車両識別信号を、車両管理システムに送信するステップとをさらに含む、箇条11に記載の方法。
【００８５】
箇条16：自律車両を案内するためのシステムであって、領域を横切る計画経路に沿って移動するように構成される自律車両と、自律車両の動きを制御するように構成される車両管理システムと、領域を監視下におくように配置される多数のカメラと、領域の監視中に、多数のカメラによって獲得される画像データを受信するように接続され、領域内の物体の存在を検出し、物体の現在の位置を決定するために、画像データを処理するように構成される画像処理サーバと、画像処理サーバから処理されたデータを受信するように接続され、物体が、自律車両の位置に対して、制約を破る現在の位置を有するか否かを判定し、物体が制約を破る現在の位置を有する場合、車両案内情報を表すデータを生成するように構成される経路制御サーバと、経路制御サーバからのデータを、車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する車両案内信号に変換するように構成されるインタフェースとを含み、車両管理システムは、インタフェースから車両案内信号を受信するように通信可能に結合され、車両管理システムから自律車両に、受信された車両案内信号の機能である、制御信号を送信するように構成され、自律車両は、車両管理システムから制御信号を受信するように通信可能に結合され、制御信号の受信に応答して、現在の動きを止めるように構成される、システム。
【００８６】
箇条17：画像処理サーバは、計画経路に沿った、自律車両の現在の位置を決定するようにさらに構成され、制約は、物体が、自律車両の現在の位置のきわめて接近したところにないことであり、経路制御サーバは、物体と自律車両を分離する現在の分離距離を決定し、次いで、分離距離が指定された閾値未満であるか否かを判定するようにさらに構成され、分離距離が、指定された閾値未満である場合、車両案内信号の少なくとも一部は、緊急停止手順を開始するコマンドを表す、箇条16に記載のシステム。
【００８７】
箇条18：制約は、物体が、自律車両の計画経路に沿った妨害位置にないことであり、車両案内信号の少なくとも一部は、物体が妨害位置にあるとき、自律車両を遅延させる、または速度を落とさせるコマンドを表す、箇条16に記載のシステム。
【００８８】
箇条19：経路制御サーバは、物体が妨害位置にある現在の時間間隔を決定し、現在の時間間隔が、指定された閾値よりも大きいか否かを判定し、現在の時間間隔が指定された閾値を超過している場合、物体を回避する、自律車両のための代替経路を決定するようにさらに構成され、車両案内信号の少なくとも一部は、代替経路のためのルーティングデータを表す、箇条18に記載のシステム。
【００８９】
箇条20：画像処理サーバは、自律車両に対する一意の識別子を検出するために、画像データを処理するようにさらに構成され、インタフェースは、車両管理システムにアクセス可能なフォーマットを有する一意の識別子を表す、車両識別信号を生成するようにさらに構成される、箇条16に記載のシステム。
【００９０】
箇条21：自律車両は、無人搬送車である、箇条16に記載のシステム。
【００９１】
箇条22：自律車両は、移動ロボットである、箇条16に記載のシステム。
【００９２】
自律車両を案内するためのシステム及び方法が様々な実施形態を参照して説明されてきたが、本明細書における教示の範囲を逸脱することなく、様々な変更が行われてよく、かつ、均等物はその要素と置き換えられることができることは、当業者によって理解される。加えて、その範囲を逸脱することなく、本明細書における教示を特定の状況に適合させるために多くの修正が行われ得る。従って、特許請求の範囲は、本明細書で開示される特定の実施形態に限定されないこが意図されている。
【００９３】
上で開示される実施形態は、1つまたは複数のコンピュータシステムを使用する。特許請求の範囲で使用されるように、「コンピュータシステム」という用語は、有線または無線接続を介して通信する単一の処理または計算デバイスまたは複数の処理または計算デバイスを含む。このような処理または計算デバイスは、典型的には、プロセッサ、コントローラ、中央処理装置、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータプロセッサ、特定用途向け集積回路、プログラマブル論理回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、デジタル信号プロセッサおよび/または本明細書に記載の機能を実行することができる任意の他の回路または処理デバイスのうちの1つまたは複数を含む。上の例は、単なる例示であり、従って、「コンピュータシステム」という用語の定義および/または意味をなんら限定するようには意図されていない。
【００９４】
本明細書に記載の方法は、限定無しに、記憶デバイスおよび/またはメモリデバイスを含む、非一時的な有形のコンピューター読み取り可能な記憶媒体に埋め込まれた実行可能な命令としてエンコードされてよい。このような命令は、処理または計算システムによって実行されると、システムデバイスに、本明細書に記載の方法の少なくとも一部を実行させる。
【００９５】
以下で明らかにされるプロセスの請求項は、請求項の言語が、これらのステップの一部または全てが実行される特定の順序を示す条件を明示的に指定または記載していない限り、記載されるステップが、アルファベット順で（請求項における任意のアルファベットの順序は、前に記載されたステップを参照する目的でのみ使用される）、または、記載されている順序で実行されることを要求するとは解釈されるべきでない。また、プロセスの請求項は、請求項の言語がこのような解釈を排除する条件を明示的に述べていない限り、2以上のステップの任意の部分が同時にまたは交互に実行されることを排除すると解釈されるべきではない。
【符号の説明】
【００９６】
2  カメラ
4  カメラPOEスイッチ
6  経路制御サーバ
8  車両管理システム
10  無人搬送車
12  画像処理サーバ
14  基準の動き
16  インタフェース
18  マスタPLC
22  トラフィック制御コンピュータ
24  スイッチ
26  アクセスポイント
28  通信プロセッサ
【図１】
2019109879.tif 000003
【図２】
2019109879.tif 000004
【図３】
2019109879.tif 000005
【図４】
2019109879.tif 000006
【図５】
2019109879.tif 000007
【図６】
2019109879.tif 000008
【図７】
2019109879.tif 000009
【図８】
2019109879.tif 000010
【図９Ａ】
2019109879.tif 000011
【図９Ｂ】
2019109879.tif 000012
【図９Ｃ】
2019109879.tif 000013
【図１０】
2019109879.tif 000014
【図１１】
2019109879.tif 000015
【外国語明細書】
2019109879000001.pdf