(57)【要約】【課題】センサの数が少ないシンプルな構成でありながら、ターゲットに対する移動体の種々の位置ずれ量を高精度に検知することができる位置ずれ量検知システムを提供する。【解決手段】本発明に係る位置ずれ量検知システムは、ターゲット側に設けられた被検知面２１と、移動体側に設けられたセンサ５４，５５と、センサ５４，５５の出力に基づいて位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部６０Ａとを備える。センサ５３は、静止時に光Ｌ１が凸部２２にかかるような位置に設けられ、センサ５５は、静止時に光Ｌ２が凸部２２にかからないような位置に設けられている。位置ずれ量算出部６０Ａは、センサ５４の出力のうち凸部２２ではない部分に関するものから算出した距離ａ１と、センサ５５の出力から算出した距離ａ２とに基づいて、Ｚ軸周りの回転に関する位置ずれ量Ｇθを算出する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロア上に設置されたターゲットに対する、前記フロア上を移動可能な移動体の静止時の位置ずれの量を検知する位置ずれ量検知システムであって、
前記ターゲット側に設けられた、前記フロアに垂直な被検知面と、
前記移動体側に設けられた第１センサおよび第２センサと、
前記第１センサおよび前記第２センサの出力に基づいて、前記位置ずれの量を算出する位置ずれ量算出部と、
を備え、
前記被検知面は、少なくとも１つの凹／凸部を含み、
前記第１センサおよび前記第２センサは、前記フロアに平行なライン状に光を照射するとともに該光に対応する反射光を検出し、前記反射光に関する出力を行う二次元変位センサであり、
前記第１センサは、前記静止時に前記第１センサの前記光が前記凹／凸部の少なくとも一部にかかるような位置に設けられ、
前記第２センサは、前記静止時に前記第２センサの前記光が前記凹／凸部にかからないような、前記第１センサから前記フロアに平行な方向に離れた位置に設けられ、
前記位置ずれ量算出部は、前記第１センサの出力のうち、前記凹／凸部ではない部分に関するものから算出した前記第１センサと前記被検知面との間の距離と、前記第２センサの出力から算出した前記第２センサと前記被検知面との間の距離とに基づいて、前記フロアの法線周りの回転に関する前記位置ずれの量を算出する
ことを特徴とする位置ずれ量検知システム。
【請求項２】
前記位置ずれ量算出部は、さらに、前記第１センサの出力から特定した前記凹／凸部の位置に基づいて、前記フロアおよび前記被検知面の両方に略平行な方向における前記位置ずれの量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の位置ずれ量検知システム。
【請求項３】
前記位置ずれ量算出部は、算出した前記第１センサと前記被検知面との間の距離を予め定めておいた前記第１センサのリニアリティ精度に関するルールにしたがって補正し、補正後の距離と、算出した前記第２センサと前記被検知面との間の距離とに基づいて、前記フロアの法線周りの回転に関する前記位置ずれの量を算出する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の位置ずれ量検知システム。
【請求項４】
前記移動体は、無人搬送車であり、
前記ターゲットは、前記無人搬送車に搬送させるべき荷物が置かれた荷台である
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の位置ずれ量検知システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロア上に設置されたターゲットに対する、フロア上を移動可能な移動体の静止時の位置ずれの量を検知する位置ずれ量検知システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無人工場等においては、（１）移動体としての無人搬送車がターゲットとしての荷台の近くまで移動して静止する、（２）無人搬送車が当該荷台から荷物を受け取る、（３）荷物を受け取った無人搬送車が別の荷台の近くまで移動して静止する、（４）無人搬送車が当該荷台に荷物を受け渡す、といったことが自動的に繰り返し行われている。このようないわゆる無人搬送システムにおいては、荷物の受け取り／受け渡しを確実かつ正確に行うために、ターゲットに対する移動体の高精度な位置合わせが求められている。
【０００３】
無人搬送システムではないが、ターゲットに対する位置合わせに関する従来の技術としては、例えば、特許文献１に記載のシステムがある。このシステムは、左右２個の超音波式変位センサによってターゲットとしてのパレットに対するフォークの平行度を検知するとともに、左右２個の光学式位置センサによってパレットに対するフォークの横ずれを検知するよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２９１７９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のシステムは、（１）２種類の位置ずれを検知するために４個のセンサを用意しなければならない、（２）超音波式変位センサによって検知した回転に関する位置ずれ量の精度が決して高くはない、（３）横方向の位置ずれの有無は検知することができるが、その量を検知することはできない、といった種々の問題を抱えている。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、センサの数が少ないシンプルな構成でありながら、ターゲットに対する移動体の種々の位置ずれ量を高精度に検知することができる位置ずれ量検知システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る位置ずれ量検知システムは、フロア上に設置されたターゲットに対する、フロア上を移動可能な移動体の静止時の位置ずれの量を検知する位置ずれ量検知システムであって、ターゲット側に設けられた、フロアに垂直な被検知面と、移動体側に設けられた第１センサおよび第２センサと、第１センサおよび第２センサの出力に基づいて位置ずれの量を算出する位置ずれ量算出部とを備え、被検知面は、少なくとも１つの凹／凸部を含み、第１センサおよび第２センサは、フロアに平行なライン状に光を照射するとともに該光に対応する反射光を検出し、反射光に関する出力を行う二次元変位センサであり、第１センサは、静止時に第１センサの光が凹／凸部の少なくとも一部にかかるような位置に設けられ、第２センサは、静止時に第２センサの光が凹／凸部にかからないような、第１センサからフロアに平行な方向に離れた位置に設けられ、位置ずれ量算出部は、第１センサの出力のうち、凹／凸部ではない部分に関するものから算出した第１センサと被検知面との間の距離と、第２センサの出力から算出した第２センサと被検知面との間の距離とに基づいて、フロアの法線周りの回転に関する位置ずれの量を算出することを特徴とする。
【０００８】
上記位置ずれ量検知システムの位置ずれ量算出部は、さらに、第１センサの出力から特定した凹／凸部の位置に基づいて、フロアおよび被検知面の両方に略平行な方向における位置ずれの量を算出することが好ましい。
【０００９】
また、上記位置ずれ量検知システムの位置ずれ量算出部は、算出した第１センサと被検知面との間の距離を予め定めておいた第１センサのリニアリティ精度に関するルールにしたがって補正し、補正後の距離と、算出した第２センサと被検知面との間の距離とに基づいて、フロアの法線周りの回転に関する位置ずれの量を算出することが好ましい。
【００１０】
また、上記位置ずれ量検知システムの移動体は、例えば、無人搬送車であり、ターゲットは、例えば、無人搬送車に搬送させるべき荷物が置かれた荷台である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、センサの数が少ないシンプルな構成でありながら、ターゲットに対する移動体の種々の位置ずれ量を高精度に検知することができる位置ずれ量検知システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施例に係る位置ずれ量検知システムが組み込まれた無人搬送システムの全体を示す概略平面図である。
【図２】第１実施例に係る位置ずれ量検知システムが組み込まれた無人搬送システムの一部を示す平面図および側面図である。
【図３】第１実施例に係る位置ずれ量検知システムを示す図である。
【図４】図３に示した第１センサおよび第２センサから出力されたデータ群を示す図である。
【図５】図３に示した第１位置ずれ量算出部の動作を説明するための図である。
【図６】第１実施例に係る位置ずれ量検知システムを示す図（ただし、図３とは位置ずれの態様が異なる）である。
【図７】本発明の第２実施例に係る位置ずれ量検知システムを示す図である。
【図８】図７に示した第１距離補正部の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係る位置ずれ量検知システムの実施例について説明する。
【００１４】
［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係る位置ずれ量検知システムが組み込まれた無人搬送システム１０を示す。同図に示すように、無人搬送システム１０は、フロア１１上に敷設された略環状の誘導ライン１２と、フロア１１上に設置された３つの荷台２０，３０，４０と、誘導ライン１２に沿ってフロア１１上を移動する４台の無人搬送車ＡＧＶ１，ＡＧＶ２，ＡＧＶ３，ＡＧＶ４とを備えている。本実施例において、各無人搬送車ＡＧＶ１，ＡＧＶ２，ＡＧＶ３，ＡＧＶ４は、第１荷台２０または第２荷台３０から受け取った荷物Ｗを第３荷台４０に搬送する。なお、本実施例では、荷台２０，３０，４０が本発明の“ターゲット”に相当し、無人搬送車ＡＧＶ１，ＡＧＶ２，ＡＧＶ３，ＡＧＶ４が本発明の“移動体”に相当する。
【００１５】
図２に、第１荷台２０と、荷物Ｗの受け取りのために第１荷台２０の近くで静止した第１無人搬送車ＡＧＶ１とを示す。同図に示すように、第１荷台２０は、フロア１１に垂直な被検知面２１を備え、被検知面２１は凸部２２を含んでいる。また、第１無人搬送車ＡＧＶ１は、下部に複数の車輪５１を有する本体部５０と、荷物Ｗの受け取り／受け渡しを担う移載装置５３と、本体部５０および移載装置５３の間に設けられた移載補正機構５２と、第１荷台２０の方を向いた第１センサ５４および第２センサ５５と、本体部５０に収容された位置ずれ量算出部６０Ａとを備えている。本実施例に係る位置ずれ量検知システムは、これらのうちの被検知面２１、第１センサ５４、第２センサ５５および位置ずれ量算出部６０Ａから構成されている。
【００１６】
なお、以下では、フロア１１に平行な面をＸＹ平面、被検知面２１に平行な面をＸＺ平面とする。また、第１荷台２０の近傍では、誘導ライン１２はＸ方向に延び、第１荷台２０に対する第１無人搬送車ＡＧＶ１の位置ずれ量がゼロであるとき、第１センサ５４および第２センサ５５は、Ｘ方向のみにおいて離間しているものとする。
【００１７】
第１センサ５４および第２センサ５５は、フロア１１（ＸＹ平面）に平行なライン状の光Ｌ１，Ｌ２を照射するとともに、照射した光Ｌ１，Ｌ２に対応する反射光を検出し、当該反射光に関するデータを位置ずれ量算出部６０Ａに出力する、光学反射式の二次元変位センサである。図２（Ａ）に示すように、第１センサ５４は、第１無人搬送車ＡＧＶ１が静止しているときに、光Ｌ１が被検知面２１の凸部２２にかかるような位置、より具体的には、光Ｌ１が凸部２２を横断するような位置に設けられている。一方、第２センサ５５は、第１無人搬送車ＡＧＶ１が静止しているときに、光Ｌ２が凸部２２にかからないような位置に設けられている。
【００１８】
位置ずれ量算出部６０Ａは、第１センサ５４および第２センサ５５が出力したデータに基づいて、第１荷台２０に対する第１無人搬送車ＡＧＶ１の位置ずれ量を検知するとともに、検知した位置ずれ量を移載補正機構５２に出力する。そして、移載補正機構５２は、この位置ずれ量に基づいて、荷台２０に向かって伸びて荷物Ｗの受け取り／受け渡しを行うアーム等からなる移載装置５３の位置（本体部５０を基準とした相対的な位置）および動作を補正する。これにより、第１荷台２０に対する第１無人搬送車ＡＧＶ１の位置ずれがキャンセルされ、荷物Ｗの確実かつ正確な受け取り／受け渡しが可能となる。
【００１９】
なお、後で詳細に説明するが、位置ずれ量算出部６０Ａは、フロア１１の法線（Ｚ軸）周りの回転に関する位置ずれの量（以下、「第１位置ずれ量Ｇθ」という）と、フロア１１および被検知面２１の両方に略平行な方向（Ｘ方向）における位置ずれの量（以下、「第２位置ずれ量ＧＸ」という）とを算出する。第１位置ずれ量Ｇθおよび第２位置ずれ量ＧＸは、上述した従来技術における平行度および横ずれにそれぞれ相当する。
【００２０】
位置ずれ量がキャンセルされるまでの手順を整理すると、以下の通りとなる。
（１）第１無人搬送車ＡＧＶ１が第１荷台２０の近傍で静止する。
（２）第１センサ５４および第２センサ５５が光Ｌ１，Ｌ２の照射を開始する。
（３）第１センサ５４および第２センサ５５が出力したデータに基づいて、位置ずれ量算出部６０Ａが第１荷台２０に対する第１無人搬送車ＡＧＶ１の位置ずれ量を検知する。
（４）検知された位置ずれ量に基づいて、移載補正機構５２が移載装置５３の位置および動作を補正する。
【００２１】
続いて、図３〜図６を参照しながら、位置ずれ量算出部６０Ａの動作についてさらに詳細に説明する。
【００２２】
図３等に示すように、位置ずれ量算出部６０Ａは、第１距離算出部６１と、第２距離算出部６２と、第１位置ずれ量算出部６３と、第２位置ずれ量算出部６４とを有している。第１距離算出部６１は、第１センサ５４および第１位置ずれ量算出部６３に接続され、第２距離算出部６２は、第２センサ５５および第１位置ずれ量算出部６３に接続されている。また、第２位置ずれ量算出部６４は、第１センサ５４に接続されている。図示していないが、第１位置ずれ量算出部６３および第２位置ずれ量算出部６４は、移載補正機構５２にも接続されている。
【００２３】
第１距離算出部６１は、第１センサ５４によって得られたデータ群Ｐ１（図４（Ａ）参照）を構成するｎ個のデータＤ１１，Ｄ１２，・・・，Ｄ１ｎのうち、凸部２２にかかっていない領域Ｐ１１，Ｐ１３に含まれるものを利用して第１センサ５４と被検知面２１との間の距離（以下、「第１距離ａ１」という）を算出する。より詳しくは、第１距離算出部６１は、領域Ｐ１１，Ｐ１３に含まれる各データが示す第１センサ５４と被検知面２１との間の距離を平均することにより、第１距離ａ１を算出する。このとき、第１距離算出部６１は、領域Ｐ１１，Ｐ１３に含まれるデータの全部ではなく一部を利用してもよい。
【００２４】
第２距離算出部６２は、第２センサ５５によって得られたデータ群Ｐ２（図４（Ｂ）参照）を構成するｎ個のデータＤ２１，Ｄ２２，・・・，Ｄ２ｎを利用して第２センサ５５と被検知面２１との間の距離（以下、「第２距離ａ２」という）を算出する。より詳しくは、第２距離算出部６２は、データ群Ｐ２に含まれる各データが示す第２センサ５５と被検知面２１との間の距離を平均することにより、第２距離ａ２を算出する。このとき、第２距離算出部６２は、データ群Ｐ２に含まれる全てのデータを利用することが好ましい。
【００２５】
本実施例では、ｎは６３１である。図４は模式的な図であり、このｎの数が正確に表現されていない点に注意が必要である。
【００２６】
第１位置ずれ量算出部６３は、算出された第１距離ａ１および第２距離ａ２に基づいて第１位置ずれ量Ｇθを算出する。より詳しくは、第１位置ずれ量算出部６３は、図５から導き出された次式を用いて第１位置ずれ量Ｇθを算出する。
【数１】
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ここで、ｂは、第１センサ５４の中央および第２センサ５５の中央の間の距離である。本実施例では、ｂは３５０ｍｍである。また、被検知面２１に到達したときの光Ｌ１，Ｌ２のＸＹ平面上での拡がりは、それぞれ約１８．９２５°である。
【００２７】
第２位置ずれ量算出部６４は、第１センサ５４によって得られたデータ群Ｐ１から特定した凸部２２の位置に基づいて第２位置ずれ量ＧＸを算出する。より詳しくは、第２位置ずれ量算出部６４は、データ群Ｐ１から領域Ｐ１１，Ｐ１２の境界と領域Ｐ１２，Ｐ１３の境界とを抽出することにより凸部２２の位置を特定する。そして、第２位置ずれ量算出部６４は、凸部２２の中央とデータ群Ｐ１の中央との位置関係に基づいて第２位置ずれ量ＧＸを算出する。両者が一致するとき、第２位置ずれ量ＧＸはゼロである。
【００２８】
図３に示した一例では、第１距離ａ１と第２距離ａ２とが不一致で、凸部２２の中央とデータ群Ｐ１の中央とが一致する。この場合、移載補正機構５２は、第１位置ずれ量Ｇθに関する補正のみを行う。
【００２９】
図６に示した別の一例では、第１距離ａ１と第２距離ａ２とが一致し、凸部２２の中央とデータ群Ｐ１の中央とが一致する。この場合、移載補正機構５２は、補正を行わない。
【００３０】
なお、第１位置ずれ量Ｇθは、データ群Ｐ１の領域Ｐ１１を構成するデータから算出した第３距離と領域Ｐ１３を構成するデータから算出した第４距離との差をとることによっても算出することができる。しかしながら、このような構成にすると、第３距離および第４距離の算出の基になったデータの数が少ないため、第３距離および第４距離の算出が不正確になり、第１位置ずれ量Ｇθの算出も不正確になり得る。第３距離と第４距離の差が小さいことも、第１位置ずれ量Ｇθを不正確にする。したがって、第１センサ５４だけを用いて第１位置ずれ量Ｇθを算出することは好ましくない。
【００３１】
このように、本実施例に係る位置ずれ量検知システムによれば、従来よりも少ない２つのセンサを備えただけのシンプルな構成でありながら、ターゲット（荷台）に対する移動体（無人搬送車）の種々の位置ずれ量を高精度に検知することができる。
【００３２】
［第２実施例］
第１センサ５４によって得られたデータ群Ｐ１を構成するデータの一部を利用して算出された第１距離ａ１は、第２センサ５５によって得られたデータ群Ｐ２を構成する全てのデータを利用して算出した第２距離ａ２に比べ、リニアリティ精度の点でやや劣る。これを確認するべく、第１位置ずれ量Ｇθをゼロに保ったまま第１荷台２０と第１無人搬送車ＡＧＶ１との間の距離を変化させたときの第１距離ａ１および第２距離ａ２を算出すると、図８に示す通り、第１距離ａ１と実際の距離（第２距離ａ２）との間には若干の差があることが分かった。具体的には、第１距離ａ１は、第１荷台２０と第１無人搬送車ＡＧＶ１との間の距離が２００ｍｍよりも小さい領域では実際の距離よりも小さくなり、第１荷台２０と第１無人搬送車ＡＧＶ１との間の距離が２００ｍｍよりも大きい領域では実際の距離よりも大きくなることが分かった。
【００３３】
本発明の第２実施例に係る位置ずれ量検知システムは、第１距離ａ１の精度不足を補うために、位置ずれ量算出部６０Ａの代わりに位置ずれ量算出部６０Ｂを備えている点で第１実施例と相違している。図７に示すように、位置ずれ量算出部６０Ｂは、第１距離算出部６１と、第２距離算出部６２と、第１位置ずれ量算出部６３と、第２位置ずれ量算出部６４とに加え、さらに第１距離補正部６５を有している。
【００３４】
第１距離補正部６５は、予め定めておいた第１センサ５４のリニアリティ精度に関する補正のルールにしたがって、第１距離算出部６１が算出した第１距離ａ１を補正する。例えば、第１距離補正部６５は、事前の実験で図８に示したような結果が得られた場合は、次式で表される線形近似式にしたがって第１距離ａ１を補正する。
【数２】
2019220049.tif 000004
ここで、ａ１’は、補正後の第１距離である。
【００３５】
そして、第１位置ずれ量算出部６３は、第１距離補正部６５による補正後の第１距離ａ１’および第２距離算出部６２によって算出された第２距離ａ２に基づいて第１位置ずれ量Ｇθを算出する。
【００３６】
第２実施例に係る位置ずれ量検知システムによれば、第１実施例よりも高精度に第１位置ずれ量Ｇθを検知することができる。
【００３７】
以上、本発明に係る位置ずれ量検知システムの第１実施例および第２実施例について説明してきたが、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、本発明を適用することができる分野は、無人搬送システムに限定されない。言い換えると、本発明は、任意のターゲットに対する任意の移動体の静止時の位置ずれ量を検知するために使用することができる。
【００３９】
また、被検知面２１は、凸部２２の代わりに凹部を有していてもよい。
【００４０】
また、第１距離ａ１の補正のためのルールの形式は、線形近似式に限定されず、例えば、テーブル形式であってもよい。
【００４１】
また、位置ずれ量算出部６０Ａ，６０Ｂは、移動体の外部に備えられていてもよい。
【００４２】
また、第１センサ５４が照射した光Ｌ１は、凸部（または凹部）２２の少なくとも一部分にかかっていればよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０    無人搬送システム
１１    フロア
１２    誘導ライン
２０    第１荷台
２１    被検知面
２２    凸部
３０    第２荷台
４０    第３荷台
５０    本体部
５１    車輪
５２    移載補正機構
５３    移載装置
５４    第１センサ
５５    第２センサ
６０Ａ    位置ずれ量算出部（第１実施例）
６０Ｂ    位置ずれ量算出部（第２実施例）
６１    第１距離算出部
６２    第２距離算出部
６３    第１位置ずれ量算出部
６４    第２位置ずれ量算出部
６５    第１距離補正部
ＡＧＶ１    第１無人搬送車
ＡＧＶ２    第２無人搬送車
ＡＧＶ３    第３無人搬送車
ＡＧＶ４    第４無人搬送車
Ｗ    荷物
【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】
2019220049.tif 000011
【図８】
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