(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路に沿って配置された複数のＩＣタグと、
走行駆動機構と、前記ＩＣタグの情報を読み取るタグリーダと、これらの走行駆動機構とタグリーダの動作をコントロールする制御部とを備え位置を把握しながら搬送経路に沿って走行する搬送台車とにより構成され、
前記搬送台車は、当該搬送台車の進行方向前端部において幅方向に右、中央、左の複数のタグリーダを備え、また、
前記制御部は、搬送経路に関するマップ情報を格納するメモリと、前記走行駆動機構を駆動制御するドライバと、搬送台車とセンター装置との間のデータの送受信を行う通信部と、前記タグリーダで読み取られたＩＣタグ情報とマップ情報に基づいてドライバをコントロールするＣＰＵとを備え、
ＣＰＵは、前記マップ情報を基に搬送台車を一のＩＣタグと次のＩＣタグとの間で自律走行させる一方、
前記自律走行中において、先ず中央タグリーダによるＩＣタグの検出があったか否かをチェックし、検出があった場合は慣性走行を続行し、検出がなかった場合は、次に、右（または左）タグリーダによるＩＣタグの検出があったか否かをチェックし、検出があった場合は右（または左）へ舵を切るような制御信号をドライバへ出力して搬送台車が正規な軌道に戻って慣性走行するよう制御するように、
前記複数のタグリーダからのＩＣタグ情報により搬送台車の搬送経路からのずれを検出してドライバに制御信号を送付することを特徴とする自律走行搬送システム。
【請求項２】
ＩＣタグとタグリーダとの間ではＲＦ（Radio-Frequency）データ処理により情報の送受が行われることを特徴とする請求項１記載の自律走行搬送システム。
【請求項３】
搬送台車にマップデータおよび各種指令データを送信するセンター装置を含み、
前記センター装置は、各種コマンドが入力される入力部と、搬送台車の動作制御の指令を生成するサブコントローラと、マップ情報及び各種指令データを格納する記憶部と、搬送台車との間で通信動作を行う通信部とを有することを特徴とする請求項１記載の自律走行搬送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工場の中において製品の材料や部品を運搬供給する自律走行搬送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車工業や電気機器工業などを始めとする各種製造工場においては、工業製品の材料や部品、或いは中間製品や最終製品の搬送工程があるが、従来、一般的にはフォークリフト、電動トラバーサやコンベアラインで搬送している事例が多い。 例えば工業製品の材料は、通常フォークリフトで材料倉庫から製造現場まで供給しており、使用後の残材料はフォークリフト又は搬送用コンベアで戻している。 生産方法として、例えばカンバン方式などの普及により    高速化および小ロットを要求される昨今では材料の置き換えが頻繁で、フォークリフトが走り回り作業者にとって非常に危険であるとともに埃や排気ガスが舞い騒音もあり労働環境を悪化させる。
【０００３】
このような作業条件を改善するための搬送システムとして、例えば特許文献１に示すような技術がある。この発明は、ＩＣタグを通路に埋め込み、バッテリ駆動の搬送台車に設けたタグリーダでデータを読み込み位置を把握し、物品の搬送を行うものである。これにより物品の搬送に関して、或る程度の作業環境の改善を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１２８４７２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、上記特許文献１に記載の発明では、搬送台車は直線方向の搬送運動しかできないために、搬送経路は直線状に設定する必要があり、物品の搬送という観点からは、汎用性、および状況への対応性に欠けるという不具合があった。
【０００６】
本発明はかかる従来の欠点に鑑みてなされたもので、その目的は、どのような経路であってもその経路に沿って搬送することができ、且つ経路から外れた場合に迅速、且つ的確にもとの経路に戻ることができる自律走行搬送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、搬送経路に沿って配置された複数のＩＣタグと、走行駆動機構と、前記ＩＣタグの情報を読み取るタグリーダと、これらの走行駆動機構とタグリーダの動作をコントロールする制御部とを備え位置を把握しながら搬送経路に沿って走行する搬送台車とにより構成され、前記搬送台車は、当該搬送台車の進行方向前端部において幅方向に右、中央、左の複数のタグリーダを備え、また、前記制御部は、搬送経路に関するマップ情報を格納するメモリと、前記走行駆動機構を駆動制御するドライバと、搬送台車とセンター装置との間のデータの送受信を行う通信部と、前記タグリーダで読み取られたＩＣタグ情報とマップ情報に基づいてドライバをコントロールするＣＰＵとを備え、ＣＰＵは、前記マップ情報を基に搬送台車を一のＩＣタグと次のＩＣタグとの間で自律走行させる一方、前記自律走行中において、先ず中央タグリーダによるＩＣタグの検出があったか否かをチェックし、検出があった場合は慣性走行を続行し、検出がなかった場合は、次に、右（または左）タグリーダによるＩＣタグの検出があったか否かをチェックし、検出があった場合は右（または左）へ舵を切るような制御信号をドライバへ出力して搬送台車が正規な軌道に戻って慣性走行するよう制御するように、前記複数のタグリーダからのＩＣタグ情報により搬送台車の搬送経路からのずれを検出してドライバに制御信号を送付するようにした自律走行搬送システムを実現する。これにより搬送経路が直線でも、曲線でも、マップにしたがって移動でき、且つ経路から外れた場合は軌道修正をし得るから汎用性、実用性に優れた搬送システムが実現できる。本発明の一態様では、前記ＩＣタグとタグリーダとの間ではＲＦ（Radio-Frequency）データ処理により情報の送受が行われる。
【０００８】
さらに、本発明の別の態様として、搬送台車にマップデータおよび各種指令データを送信するセンター装置を含み、前記センター装置は、各種コマンドが入力される入力部と、搬送台車の動作制御の指令を生成するサブコントローラと、マップ情報及び各種指令データを格納する記憶部と、搬送台車との間で通信動作を行う通信部とを有するようにすることもできる。これにより、複数の搬送台車を個別に作業内容に応じて運行制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上の構成により、バッテリ駆動の搬送台車が直線、曲線を問わず、あらゆるコースを走行するので、実用性、汎用性、および状況への対応性に優れた物品搬送が行える。
【００１０】
また、搬送台車の幅方向に複数のタグリーダを設置しているため、搬送台車走行中における経路からのずれを検出して修正制御ができ、確実性のある搬送動作を実行できる。
【００１１】
また、搬送台車の大局的な制御を行うセンター装置を設置することにより、搬送台車が複数あっても個別の制御ができ、且つ軌道追従や軌道修正のみならず、経路の交差点制御や搬送台車運行の集中化、分散化を行うことができるなどの効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る自律走行搬送システムの搬送台車の構成とＩＣタグの設置例を示す平面図
【図２】前記実施の形態において用いられる搬送台車の制御部の構成を示すブロック図
【図３】前記実施の形態において搬送台車を大局的にコントロールする中央コントロール装置の構成を示すブロック図
【図４】前記実施の形態における搬送区域の一例を示す平面図
【図５】前記実施の形態における搬送経路及びそのマップ情報の一例を示す平面図
【図６】前記実施の形態における搬送区域の一例を示す平面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は本発明の一実施の形態に係る自律走行搬送システムの搬送台車の構成とＩＣタグの設置例を示す平面図である。搬送台車１は、筐体としての車体２と、車体２の下部に設けられた４個の車輪３（それぞれ前右側車輪３ａ、前左側車輪３ｂ、後右側車輪３ｃ、後左側車輪３ｄとする）と、車体２の後側車輪３ｃ、３ｄに連結された駆動用のモータ４と、モータ４に接続され当該モータ４に電力を供給するバッテリ５とを備えており、搬送台車１としての基本的な構成を有する。この搬送台車１において、モータ４としては、後右側車輪３ｃに連結された第１モータ４ａと、後左側車輪３ｄに連結された第２モータ４ｂとが用いられ、それぞれバッテリ５に並列に接続されている。また搬送台車１は、当該搬送台車１の走行を制御する制御部６と、この搬送台車１の走行制御に必要なデータを取得するための一種のセンサであるタグリーダ７が積載されている。タグリーダ７は搬送台車１の前部に、当該搬送台車１の幅方向に右、中央、左の３個のタグリーダ７ａ、７ｂ、７ｃがほぼ等間隔で設けられる一方、搬送台車１の後部に、当該搬送台車１の幅方向に右、中央、左の３個のタグリーダ７ｄ、７ｅ、７ｆがほぼ等間隔で設けられ、合計で６個のタグリーダが設けられている。上記タグリーダ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆは制御部６に接続されている。具体的な例として、タグリーダ７ａ〜７ｆは無線アンテナ装置から構成され、通信相手となるＩＣタグとの間で無線通信を行う構成となっている。搬送台車１の前部のタグリーダ７ａ、７ｂ、７ｃはそれぞれの間でスイッチ切替え（アンテナ切替え）を行うことによりいずれか１つを作動させることができるようになっている。また、搬送台車１の後部のタグリーダ７ｄ、７ｅ、７ｆもまた、それぞれの間でスイッチ切替えを行うことによりいずれか１つを作動させることができるようになっている。
【００１４】
他方、搬送台車１が走行する地面または床面には、搬送台車１の走行経路（搬送経路）に沿って複数のＩＣタグ８が設置或いは埋設されている。図１においてＩＣタグ８は、搬送経路に沿って搬送台車１の前方側に、当該搬送台車１に近い側からＩＣタグ８ａ、８ｂ、８ｃ、…のように設置されている。また、搬送台車１の後方にもＩＣタグ８ｄが設置されている。各ＩＣタグ８ａ、８ｂ、８ｃ、…及び８ｄにはそれぞれのＩＣタグに関する固有の情報、例えばそれぞれのＩＣタグ８ａ、８ｂ、８ｃ、…及び８ｄが設置されている位置情報が記憶されている。ＩＣタグ８とタグリーダ７との間ではＲＦ（Radio-Frequency）信号による通信動作が行われ、ＩＣタグ８の情報（位置情報など）がタグリーダ７により読み取り（受信）される。
【００１５】
図２は本実施の形態で用いられる制御部６の構成を示すブロック図である。図２において二点鎖線で囲まれた部分が制御部６である。制御部６はタグリーダ７によって受信されたＲＦ信号を処理するＲＦ信号処理部１１と、モータ４に駆動信号を送付するドライバ１２と、搬送台車１の走行制御を行うために必要な各種データが格納されるメモリ１３と、センターに設置された中央コントロール装置（後出）との間でデータの送受信を行う通信部１４と、上記各機能部１１，１２，１３，１４をコントロールするＣＰＵ１５とから構成される。さらに制御部６には搬送台車１に取り付けられた各種センサ１６や、カメラ１７などが接続されている。
【００１６】
ＲＦ信号処理部１１はＩＣタグ７からの情報の入力部としての機能を有し、ＣＰＵ１５にＩＣタグ７の位置情報などを伝達する。メモリ１３には、モータ４を駆動制御するための駆動制御データ及び搬送台車１が走行すべき搬送経路を示すマップ情報が格納される。このマップ情報は予めメモリ１３に格納されているものもあれば、搬送作業を行う際にセンターから送付を受けるものもある。例えば特定の搬送台車１にとって常時或いは毎日決まって同じ搬送経路で搬送作業をする場合は、その搬送作業に該当するマップは予めメモリ１３に格納されているが、臨時に或いは不定期に搬送作業をする搬送経路については、センターから該当するマップの送付を受け、その受領したマップに示された搬送経路に沿って搬送作業を行う。通信部１４は別の場所に設置されたコントロール装置或いはオペレータが所持するコントロールボックスとの間で通信を行う。また、センターに設置された中央処理装置との間でデータの送受信動作も行う。
【００１７】
図３はセンターに設置されたコントロール装置２０の構成を示すブロック図である。このコントロール装置２０は搬送台車１を大局的に走行制御するものである。具体的にはこのコントロール装置２０は、搬送台車１の走行制御に必要なデータやコマンドを入力する入力部２１と、搬送台車１の走行制御に必要な各種データ及び搬送経路のマップ情報が格納される記憶部２２と、各搬送台車１のそれぞれに対応した走行制御動作を行う複数のサブコントローラ２３と、搬送台車１との間でデータの送受信動作を行う通信部２４と、上記入力部２１、記憶部２２、サブコントローラ２３、通信部２４の動作を監視し、且つこれらの各機能部との間でデータのやりとりを行う中央処理装置２５とから成る。中央処理装置２５は入力部２１から搬送台車１による搬送指示が入力されることによりその搬送指示に対応するマップ情報を搬送台車１の制御部６へ送付し、搬送台車１ではそのマップ情報がメモリ１３に格納される。なお上述のように、マップ情報がすでにメモリ１３に格納されているときは中央処理装置２５から搬送台車１の制御部６へのマップ情報の送付は行わない。
【００１８】
図４は本実施の形態における搬送台車による搬送区域の一例を示す平面図である。また、この図はＩＣタグ８が設置される位置の決め方の一例を示す図でもある。図４では本発明による搬送システムが採用されている工場の敷地３１と、２棟の工場の建屋３２ａ、３２ｂと、建屋３２ａの内部及びそこから建屋３２ｂの内部へかけて構成された搬送経路３３とが示されている。この実施の形態では、敷地３１の１つのコーナーを敷地座標原点３１ａとし、図４において横方向にＸＹ二次元直交座標系のＸ軸、縦方向にＸＹ二次元直交座標系のＹ軸をとって各地点の位置をＸ−Ｙ座標で表している。例えば図４の敷地３１の中において、敷地座標原点３１ａは図４中左下コーナーにとられ、その地点は（Ｘ００００，Ｙ００００）で表される。また、図４中右下コーナーの地点３１ｂは（Ｘ９０００，Ｙ００００）で表される。以下同様にして、図４中右上コーナーの地点３１ｃは（Ｘ９０００，Ｙ６０００）、図４中左上コーナーの地点３１ｄは（Ｘ００００，Ｙ６０００）で表される。敷地３１内の全ての地点は上記Ｘ−Ｙ座標の範囲内の任意の値により表される。搬送経路３３はそれぞれの建屋３２ａ、３２ｂの内部において、建屋の周壁に沿って延設され、また建屋３２ａ、３２ｂの中央部分において建屋平面を２分する経路３３ａ、３３ｂが延設されている。さらに、建屋３２ａと建屋３２ｂとの間では、一方の建屋（例えば３２ａ）から他方の建屋（例えば３２ｂ）の内部へかけて搬送経路３３が連続して延設されている。なお図４では搬送経路３３は建屋３２ａ、３２ｂの内部に延設されている事例が示されているが、建屋３２ａ、３２ｂの外部（工場の外庭領域）に延設されていてもよい。
【００１９】
図５は本実施の形態における搬送経路及びそのマップ情報の一例を示す平面図である。図５においては、緩やかにカーブするＬ字形の搬送経路３３ｃが示されその搬送経路３３ｃに沿って複数のＩＣタグ８が床下に埋め込まれている。図５において、各ＩＣタグ８に付けられた（０００００２３）、（０００００２４）、（０００００２５）、・・・（０００００２９）はタグ番号（ＩＤ）であり、マップ情報の一つである。また、図５には示されていないが、マップ情報としては各タグ８が埋め込まれた地点の位置情報が図４で説明した座標データとして与えられている。例えば図５において、ＩＣタグ（０００００２３）については地点Ａの位置情報が与えられ、ＩＣタグ（０００００２４）については地点Ｂの位置情報が与えられ、以下同様にして地点Ｃ、地点Ｄ、地点Ｅ、地点Ｆ、地点Ｇ（ＩＣタグ（０００００２９））の位置情報が与えられる。
【００２０】
かかる構成を有する自律走行搬送システムの制御動作について以下説明する。図６は、本実施の形態における搬送システムの制御動作、具体的には搬送台車１の走行制御動作を説明するフローチャートである。ここでは、搬送台車１は図５に示されたマップにしたがい搬送経路３３ｃに沿って図５中矢印Ｓの方向へ走行（前進）するものとする。走行動作が開始されると、ＣＰＵ１５は走行に必要な信号をドライバ１２へ出力し搬送台車１がマップにしたがい慣性走行するよう制御する（ステップＳＴ１）。この制御動作中、ＣＰＵ１５はタグリーダ７からの信号をＲＦ信号処理部を介して取り込み上記慣性走行が正しく行われているかを監視するため、中央タグリーダ７ｂによるＩＣタグ８（ここではＩＣタグ（０００００２３）とする）の検出があったか否かをチェックする（ステップＳＴ２）。そして、このチェック動作によって中央タグリーダ７ｂによるＩＣタグ（０００００２３）の検出があったと判断した場合は、慣性走行が正しく行われているから、次にＩＣタグ（０００００２３）の位置（地点Ａ）は走行停止位置ＩＤであるか否かをチェックする（ステップＳＴ３）。このチェック動作によって地点Ａが走行停止位置ＩＤである場合はＣＰＵ１５は搬送台車１を停止させる（ステップＳＴ４）一方、地点Ａが走行停止位置ＩＤでない場合はステップＳＴ１の処理に戻って次のＩＣタグ（０００００２４）を検出するまで慣性走行するよう制御する。
【００２１】
ステップＳＴ２において中央タグリーダ７ｂによるＩＣタグ（０００００２３）の検出がなかったと判断した場合は、次に、左タグリーダ７ｃによるＩＣタグ（０００００２３）の検出があったか否かをチェックする（ステップＳＴ５）。そして、このチェック動作によって左タグリーダ７ｃによるＩＣタグ（０００００２３）の検出があったと判断した場合は、ＩＣタグ（０００００２３）の位置（地点Ａ）は走行停止位置ＩＤであるか否かをチェックする（ステップＳＴ６）。このチェック動作によって地点Ａが走行停止位置ＩＤである場合はＣＰＵ１５は搬送台車１を停止させる（ステップＳＴ７）一方、地点Ａが走行停止位置ＩＤでない場合は搬送台車１の走行軌道を修正し（ステップＳＴ８）、その後ステップＳＴ１の処理に戻って次のＩＣタグ（０００００２４）を検出するまで慣性走行するよう制御する。ステップＳＴ８における軌道修正処理は次のようにして行う。すなわち、ステップＳＴ７で左タグリーダ７ｃによるＩＣタグ（０００００２３）の検出があったということは、搬送台車１は正規の軌道よりも右側へずれて走行していることになる。そこで、ＣＰＵ１５は、ステップＳＴ８において搬送台車１が左方向へ舵を切るような制御信号をドライバ１２へ出力し搬送台車１が正規な軌道に戻って慣性走行するよう制御する。これにより搬送台車１は軌道が修正され、再びマップにしたがい搬送経路３３ｃに沿った走行を行う。
【００２２】
ステップＳＴ５において左タグリーダ７ｃによるＩＣタグ（０００００２３）の検出がなかったと判断した場合は、次に、右タグリーダ７ａによるＩＣタグ（０００００２３）の検出があったか否かをチェックする（ステップＳＴ９）。そして、このチェック動作によって右タグリーダ７ａによるＩＣタグ（０００００２３）の検出があったと判断した場合は、ＩＣタグ（０００００２３）の位置（地点Ａ）は走行停止位置ＩＤであるか否かをチェックする（ステップＳＴ１０）。このチェック動作によって地点Ａが走行停止位置ＩＤである場合はＣＰＵ１５は搬送台車１を停止させる（ステップＳＴ１１）一方、地点Ａが走行停止位置ＩＤでない場合は搬送台車１の走行軌道を修正し（ステップＳＴ１２）、その後ステップＳＴ１の処理に戻って次のＩＣタグ（０００００２４）を検出するまで慣性走行するよう制御する。ステップＳＴ１２における軌道修正処理では、ＣＰＵ１５は先のステップＳＴ８における機動修正処理と右、左が違うのみで同じ処理動作によって実行し、搬送台車１は正規な軌道に戻って慣性走行するよう制御する。これにより搬送台車１は軌道が修正され、再びマップにしたがい搬送経路３３ｃに沿った走行を行う。
【００２３】
ステップＳＴ９において右タグリーダ７ａによってもＩＣタグ（０００００２３）の検出がなかったと判断した場合は、次に、ＣＰＵは所定のタグ間距離は設定範囲よりも大きいか否かをチェックし（ステップＳＴ１３）、所定のタグ間距離は設定範囲よりも大きくないと判断したときは、搬送台車１を停止させる（ステップＳＴ１４）一方、所定のタグ間距離は設定範囲よりも大きいと判断したときは、ステップＳＴ１の処理に戻って次のＩＣタグ（０００００２４）を検出するまで慣性走行するよう制御する。
以上のような搬送システムの制御動作によれば、搬送台車１は全般的にはマップ情報にしたがって慣性走行する一方、搬送経路からずれた場合は直ちに軌道修正して元のマップ情報にしたがった慣性走行することができるため、曲線部分を含む搬送経路であっても自動的にその経路に沿って自律走行が行える。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の自律走行搬送システムは、搬送経路に沿って配置された複数のＩＣタグと、走行駆動機構と、前記ＩＣタグの情報を読み取るタグリーダと、これらの走行駆動機構とタグリーダの動作をコントロールする制御部とを備え位置を把握しながら搬送経路に沿って走行する搬送台車とにより構成され、前記搬送台車は、当該搬送台車の進行方向前端部及び後端部において幅方向に複数のタグリーダを備えている。したがって、どのような経路であってもその経路に沿って搬送することができ、且つ経路から外れた場合に迅速、且つ的確にもとの経路に戻ることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１  搬送台車
２  車体
３  車輪
４  モータ
５  バッテリ
６  制御部
７  タグリーダ
８  ＩＣタグ
１１  ＲＦ信号処理部
１２  ドライバ
１３  メモリ
１４  通信部
１５  ＣＰＵ
１６  センサ
１７  カメラ
２０  コントロール装置
２１  入力部
２２  記憶部
２３  サブコントローラ
２４  中央処理装置
３１  敷地
３２  建屋
３３  搬送経路
【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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