(57)【要約】【課題】白とびのない画像データを生成することができる誘導ライン撮像装置、および該装置を備えた無人搬送車を提供する。【解決手段】本発明に係る誘導ライン撮像装置は、路面に敷設された誘導ラインに沿って走行する無人搬送車に備えられた誘導ライン撮像装置であって、誘導ラインを含む領域を撮像面で光学的に撮像して該領域の画像データを生成する撮像手段と、撮像する領域を照射面から照射した光によって照らす１つ以上の照明手段と、撮像面上に設けられた第１偏光フィルタ６と、照射面上に設けられた第２偏光フィルタ７とを備え、第１偏光フィルタ６を透過し得る光Ｌ５の振動方向および第２偏光フィルタ７を透過し得る光Ｌ２（Ｌ３）の振動方向が異なることを特徴とする。【選択図】図２
2012230601.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
路面に敷設された誘導ラインに沿って走行する無人搬送車に備えられた誘導ライン撮像装置であって、
前記誘導ラインを含む領域を撮像面で光学的に撮像して該領域の画像データを生成する撮像手段と、
前記領域を照射面から照射した光によって照らす１つ以上の照明手段と、
前記撮像面上に設けられた第１偏光フィルタと、
前記照射面上に設けられた第２偏光フィルタと、
を備え、
前記第１偏光フィルタを透過し得る光の振動方向、および前記第２偏光フィルタを透過し得る光の振動方向が異なることを特徴とする誘導ライン撮像装置。
【請求項２】
前記第１偏光フィルタおよび前記第２偏光フィルタが同一面上にあり、かつ、前記第１偏光フィルタを透過し得る光の振動方向および前記第２偏光フィルタを透過し得る光の振動方向が４５°以上異なることを特徴とする請求項１に記載の誘導ライン撮像装置。
【請求項３】
路面に敷設された誘導ラインに沿って走行する無人搬送車であって、
少なくとも１つの操舵輪と、
前記誘導ラインを含む領域の画像データを生成する請求項１または２に記載の誘導ライン撮像装置と、
生成された前記画像データにおける前記誘導ラインの位置に基づいて、前記操舵輪の操舵角を変化させる制御部と、
を備えたことを特徴とする無人搬送車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
誘導ラインに沿って走行する無人搬送車に備えられた誘導ライン撮像装置、および該装置を備えた無人搬送車に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、工場や倉庫等においては、走行経路の路面に敷設された誘導ラインに沿って走行し、荷物を搬送する無人搬送車が使用されている。このような無人搬送車は種々の方式のものが知られているが、例えば特許文献１には、誘導ラインを光学的に撮像する誘導ライン撮像装置を備えた無人搬送車が開示されている。
【０００３】
図６に示すように、従来の誘導ライン撮像装置１００は、誘導ライン１２を含む領域（撮像領域Ａ）を撮像して該領域の画像データを生成する撮像手段２と、路面１１の撮像領域Ａを含む領域を照らす照明手段１０１とを備えている。この誘導ライン撮像装置１００によれば、照明手段１０１によって撮像領域Ａが明るく照らされているので、誘導ライン１２とその他の部分（路面１１）とがはっきりと区別された画像データを生成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−６４６３２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、この従来の誘導ライン撮像装置１００は、発光強度が均一ではない比較的安価な照明手段１０１、すなわち照射面１０２の一部分から他の部分よりも強度の高い光が照射されてしまう照明手段１０１を使用した場合に、路面１１において反射した強度の高い反射光が撮像手段２に到達して、図７に示すように、画像データＰ’に白とびＷが発生するおそれがあった。白とびＷが発生すると、誘導ライン１２が欠けたり、または完全に隠れたりして、無人搬送車を誘導ライン１２に沿って走行させることが困難になる。
【０００６】
ここで、上記の問題は照明手段１０１の発光強度が均一ではないことに起因するので、発光強度が均一な照明手段を使用することにより解決することができる。しかしながら、発光強度が均一な照明手段は一般に高価かつサイズが大きいので、かかる照明手段を使用すると、誘導ライン撮像装置１００ひいては無人搬送車のコスト増や大型化を招いてしまう。
【０００７】
また、発光強度が均一ではない照明手段１０１を使用する場合であっても、路面１１と照明手段１０１との距離を十分に離すことができれば、白とびＷの発生をある程度は抑えることができる。しかしながら、無人搬送車は低背なものが多いので、このような手法で白とびＷの問題を解決するのは現実的ではない。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、白とびのない画像データを生成することができる誘導ライン撮像装置、および該装置を備えた無人搬送車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る誘導ライン撮像装置は、路面に敷設された誘導ラインに沿って走行する無人搬送車に備えられた誘導ライン撮像装置であって、誘導ラインを含む領域を撮像面で光学的に撮像して該領域の画像データを生成する撮像手段と、撮像する領域を照射面から照射した光によって照らす１つ以上の照明手段と、撮像面上に設けられた第１偏光フィルタと、照射面上に設けられた第２偏光フィルタとを備え、第１偏光フィルタを透過し得る光の振動方向、および第２偏光フィルタを透過し得る光の振動方向が異なることを特徴としている。
【００１０】
この構成では、第１偏光フィルタを透過し得る光の振動方向と第２偏光フィルタを透過し得る光の振動方向が異なっているので、照明手段から照射された光の一次反射光（路面において１回だけ反射した後の光）が撮像手段の撮像面に到達することはない。言い換えると、撮像手段の撮像面には、路面および／または各部で複数回反射した後の光（以下、“散乱光”という）のうち、第１偏光フィルタの偏光方向と同一の方向に振動する光のみが到達する。したがって、この構成によれば、照射面の一部分から強度の高い光が照射されたとしても、該光の一次反射光が撮像手段に到達することはないので、画像データに白とびが発生するのを防ぐことができる。
【００１１】
上記誘導ライン撮像装置は、第１偏光フィルタおよび第２偏光フィルタが同一面上に配置され、かつ、第１偏光フィルタを透過し得る光の振動方向および第２偏光フィルタを透過し得る光の振動方向が４５°以上異なることが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、照明手段から照射された光の一次反射光が撮像手段の撮像面に到達するのを確実に防ぐことができる。
【００１３】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る無人搬送車は、路面に敷設された誘導ラインに沿って走行する無人搬送車であって、少なくとも１つの操舵輪と、誘導ラインを含む領域の画像データを生成する上記いずれかの誘導ライン撮像装置と、生成された画像データにおける誘導ラインの位置に基づいて、操舵輪の操舵角を変化させる制御部とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、白とびのない鮮明な画像データに基づいて操舵輪の操舵角が制御されるので、誘導ラインに沿って確実に走行することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、白とびのない画像データを生成することができる誘導ライン撮像装置、および該装置を備えた無人搬送車を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る誘導ライン撮像装置の正面図である。
【図２】本発明における偏光フィルタの役割を説明するための図であって、（Ａ）は一次反射光が第１偏光フィルタを透過できないことを示す図、（Ｂ）は散乱光の一部が第１偏光フィルタを透過できることを示す図である。
【図３】本発明に係る誘導ライン撮像装置で生成された画像データの一例である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る誘導ライン撮像装置の正面図である。
【図５】無人搬送車の平面図であって、（Ａ）は第１実施形態に係る誘導ライン撮像装置を備えた無人搬送車、（Ｂ）は第２実施形態に係る誘導ライン撮像装置を備えた無人搬送車である。
【図６】従来の誘導ライン撮像装置の正面図である。
【図７】従来の誘導ライン撮像装置で生成された画像データの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る誘導ライン撮像装置および無人搬送車の好ましい実施形態について説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る誘導ライン撮像装置を無人搬送車の前側から見た正面図である。同図に示すように、誘導ライン撮像装置１Ａは、ＣＣＤカメラ等からなる撮像手段２と、複数のＬＥＤ等からなる照明手段４とを備えている。撮像手段２および照明手段４は、いずれも無人搬送車の内部に固定されている。
【００１９】
撮像手段２は撮像面３を有し、この撮像面３は路面１１に向けられている。撮像手段２は、誘導ライン１２を含む撮像領域Ａを例えば１５回／秒の頻度で撮像し、撮像領域Ａの画像データＰ（図３参照）を生成する。生成された画像データＰは、後述する制御部に送られる。
【００２０】
照明手段４は照射面５を有し、撮像面３と同様、この照射面５は路面１１に向けられている。図１に示すように、照射面５は、撮像手段２の撮像面３と同一面上にある。照射面５から照射された光は、路面１１の一定の領域を照らす。この領域は、撮像領域Ａの全部をカバーしていることが好ましい。
【００２１】
誘導ライン撮像装置１Ａは、さらに、撮像手段２の撮像面３上に設けられた第１偏光フィルタ６と、照明手段４の照射面５上に設けられた第２偏光フィルタ７とを備えている。第１偏光フィルタ６および第２偏光フィルタ７は、特定の一方向に振動する光のみを透過させ、それ以外の方向に振動する光を遮断するという性質を有している。本実施形態では、第１偏光フィルタ６を透過し得る光の振動方向（以下、“第１偏光方向”という）と、第２偏光フィルタ７を透過し得る光の振動方向（以下、“第２偏光方向”という）とは、９０°異なっている。また、第１偏光フィルタ６および第２偏光フィルタ７は同一面上に配置されている。
【００２２】
同図に示すように、撮像面３および照射面５は、第１偏光フィルタ６および第２偏光フィルタ７によってそれぞれ完全に覆われている。したがって、路面１１には、照射面５から照射された様々な方向に振動する光のうち、第２偏光方向に振動する光だけが到達する。また、撮像面３には、第１偏光方向に振動する光だけが到達し、それ以外の方向に振動する光は到達し得ない。
【００２３】
図２を参照して、本発明における第１偏光フィルタ６および第２偏光フィルタ７の役割をさらに詳しく説明する。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、照射面５から照射された光Ｌ１は、照射されたときには様々な方向に振動する光を含んでいるが、第２偏光フィルタ７を透過する際に第２偏光方向以外の方向に振動する光が遮断されるので、路面１１には第２偏光方向に振動する光Ｌ２だけが到達する。そして、光Ｌ２は路面１１において反射され、光Ｌ２と同一の方向（第２偏光方向）に振動する一次反射光Ｌ３が第１偏光フィルタ６に到達する。しかしながら、第１偏光フィルタ６は、第１偏光方向に振動する光のみを透過させ、それ以外の方向に振動する光を透過させることはない。このため、一次反射光Ｌ３は第１偏光フィルタ６によって遮断され、撮像手段２の撮像面３に到達することはない。
【００２５】
一方、第１偏光フィルタ６には、図２（Ｂ）に示すように、一次反射光Ｌ３以外の光、すなわち、路面１１および／または各部で複数回反射した後の散乱光Ｌ４も到達する。反射を繰り返しているうちに振動方向が元の振動方向（第２偏光方向）からずれた結果、散乱光Ｌ４には様々な方向に振動する光が含まれている。第１偏光フィルタ６は、散乱光Ｌ４のうち、振動方向が第１偏光方向である光Ｌ５のみを透過させ、該光Ｌ５は撮像手段２の撮像面３に到達する。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る誘導ライン撮像装置１Ａでは、照明手段４の照射面５から照射された光Ｌ１の一次反射光Ｌ３が撮像手段２の撮像面３に到達することはなく、撮像面３に到達し得るのは、散乱光Ｌ４のうち、振動方向が第１偏光方向である光Ｌ５のみとなっている。したがって、本実施形態に係る誘導ライン撮像装置１Ａによれば、照射面５の一部分から強度の高い光が照射されたとしても、該光の一次反射光により画像データに白とびが発生するのを防ぐことができる。
【００２７】
図５（Ａ）に、第１実施形態に係る誘導ライン撮像装置１Ａを備えた無人搬送車の平面図を示す。同図に示すように、本実施形態に係る無人搬送車９Ａは、撮像手段２（第１偏光フィルタ６）および照明手段４（第２偏光フィルタ７）からなる誘導ライン撮像装置１Ａの他、車体四隅に設けられた操舵輪１０と、誘導ライン撮像装置１Ａによって生成された画像データＰに基づいて各操舵輪１０の操舵角を変化させる制御部８とを備えている。
【００２８】
撮像手段２は無人搬送車９Ａの車両中心線上に配置されている。一方、同図において右方向に走行することを前進とした場合、照明手段４は撮像手段２の右側に配置されている。ただし、照明手段４の位置はこれに限定されず、撮像手段２の前側（図５（Ａ）参照）左側、後側であってもよい。つまり、照明手段４の位置は、撮像領域Ａを照らすことができる位置であれば任意に変更することができる。
【００２９】
制御部８は、画像データＰの予め決められた位置（例えば、画像データＰの中心線上）に誘導ライン１２がくるように各操舵輪１０の操舵角を変化させる。これにより、無人搬送車９Ａは誘導ライン１２に沿って走行することができる。なお、操舵輪１０の幾つかは駆動輪も兼ねている。
【００３０】
本実施形態に係る無人搬送車９Ａによれば、誘導ライン撮像装置１Ａによって生成された白とびのない鮮明な画像データＰに基づいて各操舵輪１０の操舵角が制御されるので、誘導ライン１２に沿って確実に走行することができる。
【００３１】
［第２実施形態］
図４は、本発明の第２実施形態に係る誘導ライン撮像装置を無人搬送車の前側から見た正面図である。誘導ライン撮像装置１Ｂは、２つの照明手段（第１照明手段４ａおよび第２照明手段４ｂ）を備えている点において、第１実施形態に係る誘導ライン撮像装置１Ａと異なっている。第１照明手段４ａおよび第２照明手段４ｂは照明手段４と同じものである。
【００３２】
本実施形態においても、撮像手段２の撮像面３上には第１偏光フィルタ６が設けられ、各照明手段４ａ、４ｂの照射面５ａ、５ｂ上には第２偏光フィルタ７が設けられている。第１偏光フィルタ６および２つの第２偏光フィルタ７は、同一面上に配置されている。また、第１偏光方向および第２偏光方向は９０°異なっている。
【００３３】
同図に示すように、誘導ライン撮像装置１Ｂでは、撮像手段２を中心として第１照明手段４ａおよび第２照明手段４ｂが対称に配置され、撮像領域Ａが２つの照明手段４ａ、４ｂによって照らされる。したがって、本実施形態に係る誘導ライン撮像装置１Ｂによれば、照明手段が１つの場合に起こり得る問題、すなわち、撮像領域Ａ内における輝度むらを軽減し、より鮮明な画像データＰを生成することができる。
【００３４】
当然ながら、本実施形態においても、第１偏光方向および第２偏光方向が異なっているので、第１実施形態に係る誘導ライン撮像装置１Ａと同様、図３に示す白とびのない画像データＰを生成することができる。
【００３５】
図５（Ｂ）に、第２実施形態に係る誘導ライン撮像装置１Ｂを備えた無人搬送車の平面図を示す。同図に示すように、本実施形態に係る無人搬送車９Ｂは、誘導ライン撮像装置１Ｂが２つの照明手段（第１照明手段４ａおよび第２照明手段４ｂ）および２つの第２偏光フィルタ７を備えている点において、第１実施形態に係る無人搬送車９Ａと異なっている。
【００３６】
本実施形態においても、撮像手段２は無人搬送車９Ｂの車両中心線上に配置されている。一方、第１照明手段４ａおよび第２照明手段４ｂは撮像手段２を挟んで左右対称に配置されている。ただし、第１照明手段４ａおよび第２照明手段４ｂの位置はこれに限定されず、撮像手段２の前後に配置してもよい。
【００３７】
本実施形態に係る無人搬送車９Ｂによれば、誘導ライン撮像装置１Ｂによって生成された白とびおよび輝度むらのない鮮明な画像データＰに基づいて各操舵輪１０の操舵角が制御されるので、より確実に誘導ライン１２に沿って走行することができる。
【００３８】
以上、本発明に係る誘導ライン撮像装置および無人搬送車の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の構成に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、各実施形態では、撮像手段２をＣＣＤカメラ、照明手段４、４ａ、４ｂをＬＥＤ、無人搬送車９Ａ、９Ｂを全方向に走行可能なタイプの無人搬送車としたが、これらは全て一例であり、他の同等のものに置き換えることができる。
【００４０】
また、一次反射光が撮像面３に到達するのを確実に防ぐという観点から、第１偏光方向および第２偏光方向は９０°異なっていることが好ましいが、経験上、４５°以上異なっていればほぼ同等の効果を得ることができる。また、同様の観点から、第１偏光フィルタ６および第２偏光フィルタ７は同一面上にあることが好ましいが、第１偏光方向および第２偏光方向が９０°近く異なっている場合は、第１偏光フィルタ６に対して第２偏光フィルタ７が多少傾いていても構わない。
【符号の説明】
【００４１】
１Ａ、１Ｂ    誘導ライン撮像装置
２    撮像手段
３    撮像面
４、４ａ、４ｂ    照明手段
５、５ａ、５ｂ    照射面
６    第１偏光フィルタ
７    第２偏光フィルタ
８    制御部
９Ａ、９Ｂ    無人搬送車
１０    操舵輪
１１    路面
１２    誘導ライン
【図１】
2012230601.tif 000003
【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】
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