(57)【要約】【課題】往路をダイレクトに教示するだけで復路を自動的に生成することができる移動台車を提供することを目的とする。【解決手段】外部環境を検知するセンサ３と、目的地までの経路情報を記憶する経路記憶装置５と、センサ３と経路記憶装置５との情報に基づいて走行を制御する走行制御装置４を備える移動台車１において、経路記憶装置５に記憶された出発点から目的地までの経路情報に基づいて目的地から出発点までの復路情報を生成する復路生成装置６を備える。【選択図】図１
2004341864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部環境を検知するセンサと、目的地までの経路情報を記憶する経路記憶装置と、前記センサと前記経路記憶装置との情報に基づいて走行を制御する走行制御装置を備える移動台車において、
前記経路記憶装置に記憶された出発点から目的地までの経路情報に基づいて目的地から出発点までの復路情報を生成する復路生成装置を備えることを特徴とする移動台車。
【請求項２】
前記走行制御装置は、前記センサからの情報をもとに走行中の通路の左右および前の壁の有無からなる複数通りのコーナーパターンとして分類することを特徴とする請求項１記載の移動台車。
【請求項３】
前記走行制御装置は、コーナーにおいて次にとるべき進行方向を左右および前の壁の有無ならびに左折右折および直進の組み合わせからなる複数通りの動作パターンとして分類することを特徴とする請求項１乃至２記載の移動台車。
【請求項４】
前記走行制御装置は、前回通過したコーナーからの走行距離と該コーナーにおける前記動作パターンとの組を経路情報として前記経路記憶装置に記憶することを特徴とする請求項１乃至３記載の移動台車。
【請求項５】
前記復路生成装置は、前記経路記憶装置に記憶された前記動作パターンを逆方向に走行した場合の動作パターンに変換させるための対照表を有し、前記経路情報のうち、走行距離は変化させずに動作パターンのみを前記対照表に従い変換させることを特徴とする請求項１乃至４記載の移動台車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工場や事務所、病院、福祉施設といった施設において、無人で目的地まで移動するための移動台車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
施設内を無人で走行する無軌道自律移動台車において、その走行経路を作成する方法として、従来はＣＡＤ等の図面入力ソフトウェアを使用して直線や曲線から構成される経路を作成し、これを移動台車に読み込ませることで移動経路を教示する、いわゆるオフライン教示が行われていた。しかしこの方法では不慣れなユーザがＣＡＤ等のソフトウェアを取り扱う必要があり、使い勝手が悪く経路作成上の負担が大きいという問題があった。
これに対し、事前に教示者が手動操作で移動台車を目標とする経路の通りに走行させ、この時の経路を記憶し、次にこの記憶内容を読み出すことで同じ動作を再現する、いわゆるダイレクト教示が提案されている。その中には、移動台車に搭載された距離センサ情報を用いて周囲の壁の有無を検出し、この壁の有無の状態変化を経路情報として記憶する方法がある。
【０００３】
以下、図に基づいて説明する。図８は、従来例における移動台車の構成図である。図８において、１０１は移動台車である。１０２は移動台車１０１に搭載された駆動装置であり、図示しないアクチュエータと、その出力軸に接続された車輪あるいは操舵軸を複数組有する。１０３は移動台車１０１に搭載されたセンサであり、移動台車１０１の車体周辺の物体との距離を計測する。センサ１０３には例えば超音波センサを用いる。センサ１０３を移動台車１０１の左右および前方に配置し、前方のセンサで障害物を、左右のセンサで通路の壁面に対する車体の平行度を検出する。１０４は走行制御装置であり、センサ１０３からの情報および駆動装置１０２からの車輪角度や操舵量の情報をもとに、駆動装置１０２に対し走行速度や操舵量の指令値を送信する。例えば走行路上に障害物を検出した場合にはこれを回避したり、路面と車輪との滑りによって壁面との平行度が変化した場合には、これを戻すように走行と操舵を行う。１０５は経路記憶装置であり、走行中の左右の壁の有無の状態変化を目的地までの経路情報として記憶する。
【０００４】
図９は、走行中に壁の有無の状態変化を検出する方法の一例を示す図である。
図９において、１０１は移動台車、１０３ａは車体左側に配置されたセンサ、１０３ｂは車体右側に配置されたセンサ、１０６は十字路である。台車の通路が略９０°の縦横に交差している環境下では、台車が通路から十字路１０６に進入したとき、図９（ａ）に示すように、左右に取り付けられたセンサ１０３ａ、１０３ｂは壁の反応が無い状態となり、走行制御装置１０４によってこれが検出される。一方、十字路１０６から通路に進入する場合には、図９（ｂ）に示すように、左右のセンサ１０３ａ、１０３ｂによって壁の反応が得られるようになるため、通路への進入が検出される。同様の手法で、Ｔ字路やＬ字路への進入も検出することができる。
【０００５】
図１０は、目的地までの経路情報の一例である。図１０（ａ）において、１０７ａ〜ｅは移動台車が通過すべき経由点であり、出発点１０７ａからＬ字路１０７ｂ、十字路１０７ｃ、Ｔ字路１０７ｄを経て目的地１０７ｅと続いている。上記経路を走行する間に、左右のセンサ１０３ａ、１０３ｂから得られる壁の反応は、図１０（ｂ）に示すように変化する。そこで、移動台車のダイレクト教示中に、この左右センサ情報の状態変化の推移を経路記憶装置１０５に記憶させる。そして移動台車の自動走行時には、経路記憶装置１０５に記憶した左右センサ情報の状態変化に一致するように走行することで、ダイレクト教示時と同じ経路で走行することができる。
このように、従来の移動台車では、出発点１０７ａから目的地１０７ｅまでの経路を、途中に存在する十字路、Ｔ字路、Ｌ字路といったコーナーでの左右の壁の有無の状態変化で記憶するようになっている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２７６２２８号公報（第１０図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の移動台車では、目的地１０７ｅまで到達した後に出発点１０７ａまで戻るような往復動作をさせようとすると、目的地から出発点まで戻る復路に関しても、往路と同様にダイレクト教示を行う必要があり、教示に時間がかかり非効率的であるという問題があった。また、コーナーの識別に左右のセンサしか用いていないため、例えばＴ字路と十字路を見分けることができず、コーナーを正確に記述できないという問題があった。また、コーナーにおける右折左折、直進といった動作を記憶する方法について明示されていないという問題も抱えていた。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、往路をダイレクト教示するだけで復路を自動的に生成可能であり、コーナー種別をより正確に記述でき、また該コーナーにおける動作もあわせて記憶することができる、移動台車を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
本発明の請求項１記載の移動台車は、外部環境を検知するセンサと、目的地までの経路情報を記憶する経路記憶装置と、前記センサと前記経路記憶装置との情報に基づいて走行を制御する走行制御装置を備える移動台車において、前記経路記憶装置に記憶された出発点から目的地までの経路情報に基づいて目的地から出発点までの復路情報を生成する復路生成装置を備えることを特徴とするものである。
このようになっているため、出発点から目的地までの経路（往路）情報をダイレクト教示することで、目的地から出発点までの経路（復路）情報を自動的に生成することができる。このため、経路の教示に必要な時間を半分にすることができ、効率がよい。
【０００９】
本発明の請求項２記載の移動台車は、前記走行制御装置は、前記センサからの情報をもとに走行中の通路の左右および前の壁の有無からなる複数通りのコーナーパターンとして分類することを特徴とするものである。
このようになっているため、例えばＴ字路と十字路を見分けることができるなど、コーナー種別をより正確に記述できるほか、外環境の変動に関わらず、外環境情報を一般化して簡単に取り扱うことができる。
【００１０】
本発明の請求項３記載の移動台車は、前記走行制御装置は、コーナーにおいて次にとるべき進行方向を左右および前の壁の有無ならびに左折右折および直進の組み合わせからなる複数通りの動作パターンとして分類することを特徴とするものである。
このようになっているため、外環境や教示者操作量の変動に関わらず、教示情報を一般化して簡単に取り扱うことができる。
【００１１】
本発明の請求項４記載の移動台車は、前記走行制御装置は、前回通過したコーナーからの走行距離と該コーナーにおける前記動作パターンとの組を経路情報として前記経路記憶装置に記憶することを特徴とするものである。
このようになっているため、目的地までの経路として必要十分な情報を、より簡略化した形式で記述することができる。また往路情報から復路情報を簡単に作成することができる。
【００１２】
本発明の請求項５記載の移動台車は、前記復路生成装置は、前記経路記憶装置に記憶された前記動作パターンを逆方向に走行した場合の動作パターンに変換させるための対照表を有し、前記経路情報のうち、走行距離は変化させずに動作パターンのみを前記対照表に従い変換させることを特徴とするものである。
このようになっているため、往路の経路情報から復路の経路情報を簡単に作成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明における移動台車の構成図である。図１において、１は移動台車である。２は移動台車１に搭載された駆動装置であり、図示しないアクチュエータと、その出力軸に接続された車輪あるいは操舵軸を複数組有する。３は移動台車１に搭載されたセンサであり、移動台車１の車体周辺の物体との距離を計測する。センサ３には例えば超音波センサを用いる。センサ３を移動台車１の左右および前方に配置し、前方のセンサで障害物を、左右のセンサで通路の壁面に対する車体の平行度を検出する。４は走行制御装置であり、センサ３からの情報および駆動装置２からの車輪角度や操舵量の情報をもとに、駆動装置２に対し走行速度や操舵量の指令値を送信する。例えば走行路上に障害物を検出した場合にはこれを回避したり、路面と車輪との滑りによって壁面との平行度が変化した場合には、これを戻すように走行と操舵を行う。５は経路記憶装置であり、走行中の左右の壁の有無の状態変化を、後述する方式で目的地までの経路情報として記憶する。６は復路生成装置であり、記憶装置５に記憶された出発点から目的地までの経路（往路）情報をもとに、目的地から出発点までの経路（復路）情報を自動的に生成する。
【００１４】
図２は、走行中に壁の有無の状態変化を検出する方法の一例を示す図である。
図２において、１は移動台車、３ａは車体左側に配置されたセンサ、３ｂは車体右側に配置されたセンサ、３ｃは車体前方に配置されたセンサ、７は十字路である。台車の通路が略９０°の縦横に交差している環境下では、台車が通路から十字路７に進入したとき、図２（ａ）に示すように、左右に取り付けられたセンサ３ａ、３ｂは壁の反応が無い状態となり、走行制御装置４によってこれが検出される。また、前方に取り付けられたセンサ３ｃは通路においても十字路７においても、壁の反応が無い状態が継続する。一方、図２（ｂ）に示すように、台車が通路からＴ字路８に進入したときには、左右のセンサ３ａ、３ｂは壁の反応が無い状態となり、また前方に取り付けられたセンサ３ｃは壁の反応が得られるようになる。上記により、走行制御装置４は十字路とＴ字路を識別することができるようになる。同様に左右および前の壁の有無の組み合わせによって、２の３乗すなわち８通りのコーナーパターンが得られるため、コーナー種別をより正確に記述できる。
【００１５】
図３はコーナーパターンの一覧を示す図である。走行制御装置４は、センサ３ａ〜３ｃから得られた左右および前の壁の有無をもとに、現在走行中の通路をコーナーパターンＣ１〜Ｃ８に分類する。これにより、外環境の変動に関わらず、外環境情報を一般化して簡単に取り扱うことができる。
図４は、前記コーナーパターンに、該コーナーにおける移動台車の動作を組み合わせた、動作パターンの一覧を示す図である。移動台車の動作は左折右折および直進の３通りあるので、組み合わせは前記コーナーパターンの８通りにさらに３を乗算した２４通りになるが、このうち特に移動台車の経路を記述するのに必要な１１通りを記載している。走行制御装置４は、ダイレクト教示時にコーナーに到達したことを認識すると、コーナーパターンおよび該コーナーでの教示者の進行方向操作を、動作パターンＭ１〜Ｍ１１に分類する。これにより、外環境や教示者操作量の変動に関わらず、教示情報を一般化して簡単に取り扱うことができる。
【００１６】
図５は、目的地までの経路情報の一例である。図５（ａ）において、９ａ〜９ｅは移動台車が通過すべき経由点であり、出発点９ａからＬ字路９ｂ、十字路９ｃ、Ｔ字路９ｄを経て目的地９ｅと続いている。移動台車のダイレクト教示中に、移動台車１が出発点９ａからＬ字路９ｂに向かっている場合を例にとると、走行制御装置４はセンサ３の情報から通路走行中のコーナーパターンを、両側に壁があるＣ２と認識している。Ｌ字路９ｂに接近してコーナーパターンが右Ｌ字すなわちＣ４に変化したことを認識すると、走行制御装置４は移動台車１を停止させ、出発点９ａからの走行距離Ｌ１を算出し、経路記憶装置５に記憶する。算出には、例えば駆動装置２から得られる、車輪の回転量や操舵量の情報を用いる。続いて教示者に該コーナーでの進行方向を問い合わせる。教示者が右折を教示すると、走行制御装置４はコーナーパターンと教示内容をあわせ、右Ｌ字右折、すなわち動作パターンＭ１として、経路記憶装置５に記憶する。上記のように、コーナーを検出するまで走行し、コーナーで停止して教示者が進行方向を教示するという手順を繰り返す。この結果、経路記憶装置６には、図５（ｂ）に示すような経路情報が記憶される。ただし、Ｌ１〜Ｌ４は、それぞれ経由点９ａ〜９ｅ間の走行距離である。
【００１７】
上記方法によって、目的地までの経路として必要十分な情報を、より簡略化した形式で記述することができる。また後述する通り、往路情報から復路情報を簡単に作成できるようになる。上記実施例では、Ｌ字路に到達した場合にも教示者に進行方向の問い合わせを行わせたが、Ｌ字路の場合は進行方向は一つに限定されるので、自動的に判断して進んでしまってもよい。
図６は、復路生成装置６が有する対照表の一例であり、図４に示した動作パターンＭ１〜Ｍ１１と、それを逆方向に実行した場合の動作パターンとの関係をあらわしている。例えば往路でＭ１すなわち右Ｌ字右折であった動作パターンは、復路にはＭ２すなわち左Ｌ字路左折として実行される。
【００１８】
図７は、復路生成装置６が往路の情報から復路の情報を自動生成する手順を示す図である。まず、経路記憶装置５に保存された往路情報を、開始と終了の指令を除いてすべて上下逆に反転する。続いて、反転した往路情報のうち、走行距離は変化させずに、動作パターンのみを前記対照表に従い変換させる。これにより、往路の経路情報から復路の経路情報を簡単に作成することができる。復路生成装置６が復路を自動作成完了すると、移動台車１は目的地９ｅで姿勢を１８０°反転し、作成した復路情報に従って自動的に出発点９ａまで走行する。これにより、教示者は往路のみダイレクト教示すればよいので、経路の教示に必要な時間を半分にすることができ、効率がよい。
【００１９】
上記実施例では、コーナーにおける移動台車の動作として左折右折および直進のみを取り上げているが、これに加えて停止や反転、あるいは他の作業を追加しても同様に構成することができる。また、移動台車周囲のセンサ数を増やすことで、通路が略９０°の縦横に交差していない環境下でも同様に適用することができる。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の請求項１に記載の移動台車によれば、出発点から目的地までの経路（往路）情報をダイレクト教示することで、目的地から出発点までの経路（復路）情報を自動的に生成することができる。このため、経路の教示に必要な時間を半分にすることができ、効率がよいという効果がある。
請求項２に記載の移動台車によれば、例えばＴ字路と十字路を見分けることができるなど、コーナー種別をより正確に記述できるほか、外環境の変動に関わらず、外環境情報を一般化して簡単に取り扱うことができるという効果がある。
請求項３に記載の移動台車によれば、外環境や教示者操作量の変動に関わらず、教示情報を一般化して簡単に取り扱うことができるという効果がある。
請求項４に記載の移動台車によれば、目的地までの経路として必要十分な情報を、より簡略化した形式で記述することができる。また往路情報から復路情報を簡単に作成することができるという効果がある。
請求項５に記載の移動台車によれば、往路の経路情報から復路の経路情報を簡単に作成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す移動台車の構成図
【図２】本発明における検出方法の一例を示す図
【図３】本発明におけるコーナーパターンの一覧を示す図
【図４】本発明における動作パターンの一覧を示す図
【図５】本発明における目的地までの経路情報の一例を示す図
【図６】本発明における復路生成装置が有する対照表の一例
【図７】本発明における復路生成装置の作用を説明する図
【図８】従来例における移動台車の構成図
【図９】従来例における検出方法の一例を示す図
【図１０】従来例における目的地までの経路情報の一例を示す図
【符号の説明】
１  移動台車
２  駆動装置
３  センサ
４  走行制御装置
５  経路記憶装置
６  復路生成装置
７  十字路
８  Ｔ字路
９  経由点
１０１  移動台車
１０２  駆動装置
１０３  センサ
１０４  走行制御装置
１０５  経路記憶装置
１０６  十字路
１０７  経由点
【図１】
2004341864.tif 000003
【図２】
2004341864.tif 000004
【図３】
2004341864.tif 000005
【図４】
2004341864.tif 000006
【図５】
2004341864.tif 000007
【図６】
2004341864.tif 000008
【図７】
2004341864.tif 000009
【図８】
2004341864.tif 000010
【図９】
2004341864.tif 000011
【図１０】
2004341864.tif 000012