(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷役対象に設けられた標識を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により得られた画像データを画像処理して、前記標識位置を検出する標識位置検出手段と、
荷役機器の位置合わせ先となる目標点を算出する目標点算出手段と、
前記標識位置検出手段の画像処理結果に基づき、前記目標点と現在の荷役機器の位置との間のずれ量を算出する位置ずれ量算出手段と、
自動位置決め制御を作動して、前記位置ずれ量算出手段により求まる前記ずれ量をなくすようにアクチュエータを駆動して前記荷役機器を位置合わせする制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記自動位置決め制御の作動モードが荷取りモードのとき前記荷役機器を前記目標点に対し上下左右方向で位置合わせし、前記作動モードが荷置きモードのとき前記荷役機器を上下方向にのみ位置合わせする産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項２】
前記自動位置決め制御を作動させるときに操作される操作手段を備えた請求項１に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項３】
前記撮影手段により撮影された画像を表示する表示手段を備えた請求項１又は２に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項４】
前記撮影手段の画像を表示する際の画面上で前記標識の表示サイズが変わっても、その標識を１つで認識可能な形状のテンプレートを記憶した記憶手段を備え、
前記標識位置検出手段は、前記テンプレートを用いたパターンマッチング処理により前記標識を画像認識する請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項５】
前記自動位置決め制御の作動モードを荷役作業に応じたモードにマニュアル操作可能なモード切換手段を備えた請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項６】
前記荷役機器の傾動角を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、傾動用アクチュエータを駆動して前記荷役機器を車体に対して水平状態にする水平制御手段を備えた請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項７】
前記水平制御手段は、前記自動位置決め制御の作動モードが荷取りモードのときのみに作動する請求項６に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項８】
前記水平制御手段は、前記自動位置決め制御を行う前に自動水平制御を行って前記荷役機器を前記車体に対して水平状態にする請求項６又は７に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項９】
前記標識位置検出手段は、前記撮影手段により得られた画像データを基に、前記標識の画面座標上における位置及びサイズを検出する標識情報検出手段を備え、
前記位置ずれ量算出手段は、前記標識情報検出手段から求まる前記標識の位置及びサイズと所定の既知情報とを基に前記ずれ量を算出する請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項１０】
前記撮影手段は前記荷役機器を支持するキャリッジに対して取り付けられ、前記撮影手段が荷役作業に応じた配置位置となるように当該撮影手段を駆動する昇降用アクチュエータと、
前記昇降用アクチュエータを駆動して前記撮影手段を昇降させる昇降制御手段とを備えた請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項１１】
前記荷役機器がインナマストの最上端に位置した後の上方位置では、前記荷役機器とインナマストとの相対位置関係が不変となった状態でマストがスライド伸縮する昇降機構を備え、
前記撮影手段は、前記インナマストのうち前記荷役機器に荷を載せても前方が撮影可能となる位置に固定されている請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項１２】
画面上において前記標識が位置すべき目標として移動目標点を算出する移動目標点算出手段と、
前記表示手段の画面上に前記移動目標点を描画として表示させる表示制御手段とを備えた請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の荷役機器の自動位置制御装置を備えた産業車両。
【請求項１４】
撮影手段により得られた画像データを画像処理して、標識位置検出手段が荷役対象に設けられた標識の位置を検出し、目標点算出手段が荷役機器の位置合わせ先となる目標点を算出し、前記標識位置検出手段の画像処理結果に基づき、位置ずれ量算出手段が前記目標点と現在の荷役機器の位置との間のずれ量を算出し、前記位置ずれ量算出手段により求まる前記ずれ量をなくすように、制御手段が自動位置決め制御を作動することによりアクチュエータを駆動して前記荷役機器を位置合わせする荷役機器の自動位置制御方法であって、
前記制御手段は、前記自動位置決め制御の作動モードが荷取りモードのとき前記荷役機器を前記目標点に対し上下左右方向で位置合わせし、前記作動モードが荷置きモードのとき前記荷役機器を上下方向にのみ位置合わせする荷役機器の自動位置制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業車両における荷役機器の自動位置制御装置、産業車両及び荷役機器の自動位置制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、この種の産業車両であるフォークリフトでは、多段式のマストが車体に備えられ、フォーク等の荷役機器（アタッチメント）を有したキャリッジがマストに沿って昇降可能に設けられている。例えば棚の高所で荷取り作業や荷置き作業をする際は、運転者は荷役レバー（リフトレバー）を操作して多段式マストを油圧駆動でスライド伸長させることにより、フォーク等の荷役機器をマストに沿って上昇させ、荷役機器を棚上のパレットまたは棚面に対し所定の位置関係となるように位置合わせを行う。
【０００３】
この際、運手者は高所（例えば３〜６メートル）を仰ぎ見ながらフォークがパレットの穴または棚面の少し上方位置に合ったかどうかを目で確認しつつ荷役レバーを操作する必要がある。しかし、高所を下方から仰ぎ見ながらフォークとパレット等が水平方向に位置合わせされたかを目視で判断することは困難で、熟練者でもこの位置合わせに時間を要するという問題があった。
【０００４】
従来、フォークリフト等の産業車両の分野において、高所に位置するフォークの位置合わせを支援するシステムが開発されている。このシステムの一種として、例えば米国特許５５８６６２０号には、フォークを支持するキャリッジにカメラを取り付け、このカメラで撮影した画像を運転席から表示装置の画面を通して見られる技術が開示されている。この場合、カメラで撮影した高所位置の画像を表示装置の画面を通して見られるので、高所の荷役作業でも運転者はフォークの位置合せ作業を比較的簡単かつ正確に行うことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記特許公報は運転席から見難い高所領域が、カメラ映像によって運転者にとって見易くなるという視覚的支援を行っているに過ぎない。従って、前記特許公報では高所領域が見易くなる分だけ荷役作業が行い易くなるものの、荷役対象に対してフォークを位置決めするという動作は運転者がマニュアル操作で行う必要があり、必ずしも荷役作業を大幅に簡易化するものではない。特に、運転者にとっては荷役作業にかかる負荷をなるべく軽減したい要望がある。
【０００６】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、荷役作業時に運転者にかかる負荷を軽減できる産業車両における荷役機器の自動位置制御装置、産業車両及び荷役機器の自動位置制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、撮影手段は荷役対象に設けられた標識を撮影する。標識位置検出手段は前記撮影手段により得られた画像データを画像処理して、前記標識位置を検出する。目標点算出手段は前記標識位置検出手段の画像処理結果に基づき、前記荷役機器の自動位置合わせ先となる目標点を算出する。ずれ量算出手段は前記目標点算出手段により求まる前記目標点と、現在の荷役機器の位置との間のずれ量を算出する。制御手段は自動位置決め制御を作動して、前記位置ずれ量算出手段により求まる前記ずれ量をなくすようにアクチュエータを駆動して前記荷役機器を位置合わせする。また、前記制御手段は、前記自動位置決め制御の作動モードが荷取りモードのとき前記荷役機器を前記目標点に対し上下左右方向で位置合わせし、前記作動モードが荷置きモードのとき前記荷役機器を上下方向にのみ位置合わせする。
【０００８】
この発明によれば、自動位置決め制御により荷役機器が目標点に対して自動で位置合わせされるので、運転者は荷役機器の位置決めを自分で行わずに済み、荷役作業が簡易化する。また、作動モードが荷取りモードのときには荷役機器が目標点と一致するように上下左右方向で位置合わせが行われ、作動モードが荷置きモードのときには目標点に対し荷役機器が上下方向のみで位置合わせされる。ところで、荷役機器に荷を載せた状態で左右方向に自動位置合わせを実行すると、場合によっては荷崩れを起こすことも考えられるが、荷置き作業のときには上下方向にのみ自動位置合わせが行われるので、このような問題が生じずに済む。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記自動位置決め制御を作動させるときに操作される操作手段を備えた。
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、操作手段を操作したときに自動位置決め制御が作動し、荷役機器の自動位置合わせが開始される。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記撮影手段により撮影された画像を表示する表示手段を備えた。
この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、表示手段には撮影手段により撮影された画像が表示されるので、荷役機器の位置合わせ状態が視覚的に認識可能になる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記撮影手段の画像を表示する際の画面上で前記標識の表示サイズが変わっても、その標識を１つで認識可能な形状のテンプレートを記憶した記憶手段を備え、前記標識位置検出手段は、前記テンプレートを用いたパターンマッチング処理により前記標識を画像認識する。
【００１２】
この発明によれば、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、画像処理の際に用いるテンプレートとして、画面上での表示サイズが変わってもその標識を１つで認識可能な形状のテンプレートを使用するので、画像処理の際に必要なテンプレートが相対的に少なくて済む。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記自動位置決め制御の作動モードを荷役作業に応じたモードにマニュアル操作可能なモード切換手段を備えた。
【００１４】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、モード切換手段を操作することによって、自動位置制御機能の作動モードを荷役作業に応じたモードにマニュアル設定可能になる。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、前記荷役機器の傾動角を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づき、傾動用アクチュエータを駆動して前記荷役機器を車体に対して水平状態にする水平制御手段を備えた。
【００１８】
この発明によれば、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷役機器を水平状態にする自動水平制御を行うので、荷役機器が水平状態となる。このため、例えば撮影手段が荷役機器と同期して動く構成の場合において、撮影手段により撮影された画像が実空間に対して傾いたものにならず、画像処理により求まる目標点や、荷役機器と目標点との間のずれ量に誤差が生じずに済む。また、荷役機器を前方に移動させた場合に、目標点からずれてしまうこともない。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の発明において、前記水平制御手段は、前記自動位置決め制御の作動モードが荷取りモードのときのみに作動する。
【００２０】
この発明によれば、請求項６に記載の発明の作用に加え、自動水平制御は自動位置決め制御の作動モードが荷取り作業のときのみに実行される。ところで、荷役機器に荷を載せた状態で自動水平制御を実行すると、場合によっては荷崩れを起こすことも考えられるが、荷を積んだ荷置き作業のときには自動水平制御を行わないので、自動水平制御に起因する荷崩要因をなくせる。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、請求項６又は７に記載の発明において、前記水平制御手段は、前記自動位置決め制御を行う前に自動水平制御を行って前記荷役機器を前記車体に対して水平状態にする。
【００２２】
この発明によれば、請求項６又は７に記載の発明の作用に加え、自動位置決め制御を行う前に自動水平制御が実行されて荷役機器が水平状態に位置合わせされる。従って、自動位置決め制御を実行する際に、撮影手段により得られる画像データから画像処理を行って荷役機器の目標点に対するずれ量を算出しても誤差が生じ難くなる。
【００２３】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の発明において、前記標識位置検出手段は前記撮影手段により得られた画像データを基に、前記標識の画面座標上における位置及びサイズを検出する標識情報検出手段を備え、前記位置ずれ量算出手段は前記標識情報検出手段から求まる前記標識の位置及びサイズと所定の既知情報とを基に前記ずれ量を算出する。
【００２４】
この発明によれば、請求項１〜８のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、標識サイズ検出手段から求まる前記標識の位置及びサイズと所定の既知情報とを基に、位置ずれ量算出手段によって目標点と荷役機器との間のずれ量が算出される。
【００２５】
請求項１０に記載の発明では、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記撮影手段は前記荷役機器を支持するキャリッジに対して取り付けられ、前記撮影手段が荷役作業に応じた配置位置となるように当該撮影手段を駆動する昇降用アクチュエータと、前記昇降用アクチュエータを駆動して前記撮影手段を昇降させる昇降制御手段とを備えた。
【００２６】
この発明によれば、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、撮影手段は荷役機器を支持するキャリッジに取り付けられ、昇降制御手段により昇降用アクチュエータが駆動されることで、荷役作業に応じた配置位置となるように昇降する。従って、荷置き作業時に荷役機器に荷が載せられていても、例えば撮影手段を降下させれば撮影手段の前方が荷によって遮断されずに済み、充分な撮影視界が得られる。
【００２７】
請求項１１に記載の発明では、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記荷役機器がインナマストの最上端に位置した後の上方位置では、前記荷役機器とインナマストとの相対位置関係が不変となった状態でマストがスライド伸縮する昇降機構を備え、前記撮影手段は、前記インナマストのうち前記荷役機器に荷を載せても前方が撮影可能となる位置に固定されている。
【００２８】
この発明によれば、請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、撮影手段はインナマストに固定されているので、荷役機器の位置に対して干渉を受けずに済み、荷を積んだ状態でも充分な撮影視界が得られる。さらに、この昇降機構においてはインナマストの最上端よりも上方の位置では、撮影手段と荷役機器との位置関係が不変となるので、画像処理を用いて荷役機器と目標点との間のずれ量を算出する際の計算が簡単になる。
【００２９】
請求項１２に記載の発明では、請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、画面上において前記標識が位置すべき目標として移動目標点を算出する移動目標点算出手段と、前記表示手段の画面上に前記移動目標点を描画として表示させる表示制御手段とを備えた。
【００３０】
この発明によれば、請求項１〜１１のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷役機器が目標点に対して位置合わせされたとき、表示手段の画面上では移動目標点と標識とが一致した状態となる。従って、運転者にとって荷役機器が目標点に対して位置合わせされたか否かが容易に判断可能になる。
【００３１】
請求項１３に記載の発明では、請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の荷役機器の自動位置制御装置を備えた産業車両である。
この発明によれば、請求項１〜１２のうちいずれか一項に記載の作用と同様の作用が得られる。
【００３２】
請求項１４に記載の発明では、撮影手段により得られた画像データを画像処理して、標識位置検出手段が荷役対象に設けられた標識の位置を検出し、目標点算出手段が荷役機器の位置合わせ先となる目標点を算出し、前記標識位置検出手段の画像処理結果に基づき、位置ずれ量算出手段が前記目標点と現在の荷役機器の位置との間のずれ量を算出し、前記位置ずれ量算出手段により求まる前記ずれ量をなくすように、制御手段が自動位置決め制御を作動することによりアクチュエータを駆動して前記荷役機器を位置合わせする。また、前記制御手段は、前記自動位置決め制御の作動モードが荷取りモードのとき前記荷役機器を前記目標点に対し上下左右方向で位置合わせし、前記作動モードが荷置きモードのとき前記荷役機器を上下方向にのみ位置合わせする。
【００３３】
この発明によれば、自動位置決め制御により荷役機器が目標点に対して自動で位置合わせされるので、運転者は荷役機器の位置決めを自分で行わずに済み、荷役作業が簡易化する。また、作動モードが荷取りモードのときには荷役機器が目標点と一致するように上下左右方向で位置合わせが行われ、作動モードが荷置きモードのときには目標点に対し荷役機器が上下方向のみで位置合わせされる。ところで、荷役機器に荷を載せた状態で左右方向に自動位置合わせを実行すると、場合によっては荷崩れを起こすことも考えられるが、荷置き作業のときには上下方向にのみ自動位置合わせが行われるので、このような問題が生じずに済む。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をフォークリフトに具体化した一実施形態を図１〜図１４に従って説明する。
【００３５】
図１は、フォークリフト１の斜視図である。産業車両（車両）としてのリーチ型フォークリフトトラック（以下、単にフォークリフトと記す）１は、車体（機台）２の前側に左右一対のリーチレグ３を備え、リーチレグ３に沿ってマスト装置４が前後方向に移動（リーチ動作）可能となっている。車体２にはリーチシリンダ５が配設され、このリーチシリンダ５によりマスト装置４がリーチ動作される。マスト装置４は荷役機器としてのフォーク６を備え、フォーク６はマスト装置４のリーチ動作に伴い前後方向で位置調整される。
【００３６】
マスト装置４のマスト７はアウタマスト７ａ、ミドルマスト７ｂ、インナマスト７ｃからなる３段マストであり、中央のリフトシリンダ８ａと左右一対のリフトシリンダ８ｂ，８ｂ（片側のみ図示）とを駆動源とするテレスコピック型（フルフリー型）である。詳述すると、まず中央のリフトシリンダ８ａが駆動されるとキャリッジ９のみが上昇し、キャリッジ９がインナマスト７ｃの最上位置に到達した後にマスト７がスライド伸縮することでキャリッジ９が上下方向に移動する。また、フォーク６はキャリッジ９に取り付けられ、マスト７のスライド伸縮に伴い上下方向に位置調整される。なお、各種シリンダ５，８ａ，８ｂ，１１，１２がアクチュエータを構成する。
【００３７】
キャリッジ９にはサイドシフタ１０が配設され、サイドシフタ１０はサイドシフトシリンダ１１（図５参照）が駆動されることで左右方向に移動可能となっている。フォーク６は、サイドシフタ１０のサイドシフトに伴い左右方向で位置調整される。また、キャリッジ９にはティルトシリンダ（傾動用アクチュ−タ）１２（図５参照）が接続され、このティルトシリンダ１２がティルト動作することによりフォーク６の傾動角が調整される。
【００３８】
各リーチレグ３には、先端部に前輪（従動輪）１３ａが取り付けられ、車体２には車輪としての後輪（駆動輪）１３ｂが取り付けられている。後輪１３ｂは操舵輪を兼ねており、車体２に配備されたバッテリ２ａを電源として駆動される走行用モータ１４の動力により走行駆動される。車体２の後部右部分には、立席タイプの運転席１５が設けられ、ハンドル１６を操作することで後輪１３ｂが操舵される。ハンドル１６は樹脂製であり、その上面にはハンドル１６を操作する際に運転者により握られるハンドルノブ１７が形成されている。
【００３９】
フォークリフト１は高所（高揚高範囲）におけるフォーク６の位置合わせ操作を支援するために、サイドシフタ１０の前面中央部に組み付けられたカメラ昇降装置１８を備えている。カメラ昇降装置１８は撮影手段としてのカメラ（ＣＣＤカメラ）１９を内蔵したカメラユニット２０を備え、カメラユニット２０はキャリッジ９の前面中央部に組み付けられたハウジング２１内に格納される格納位置と、ハウジング２１の下端から突出する下降位置との間を昇降するようになっている。カメラユニット２０はフォーク６が高所にあるときに、荷物（パレット）を取り出す荷取り作業時に格納位置に、フォーク６上に載せられた荷物を所定位置に載置する荷置き作業時に下降位置に位置するように位置調整される。
【００４０】
カメラユニット２０はカメラ１９の撮影部（レンズ）２２から、フォーク６の前方の荷役作業エリアを撮影することが可能となっている。また、ハウジング２１の前面下部には撮影窓２３が形成され、この撮影窓２３を通して格納位置からでも荷役作業エリアの撮影が可能である。つまり、このカメラ１９によって格納位置と下降位置の二位置からフォーク６の正面（前方）を撮影できる。また、サイドシフタ１０のサイドシフト時にはフォーク６とともにカメラ昇降装置１８も左右方向に移動する。
【００４１】
車体２の上部を覆うルーフ２４には、運転席１５に立つ運転者からよく見える位置に表示手段としての液晶ディスプレイ装置（以下、単にディスプレイ装置と記す）２５が取り付けられている。ディスプレイ装置２５の表示画面２５ａには、荷役作業時にカメラ１９によって撮影されたフォーク６の前方のエリアの画像が映し出される。運転者は、このディスプレイ装置２５の表示画面２５ａを見ながら荷役作業が行えるようになっている。
【００４２】
図２は、カメラ１９を備えたフォークリフト１で荷役作業を行うときの模式側面図である。荷２６の荷役作業は、パレット２７に載置された状態で行われる。また、荷２６を載置するための棚２８は多段構造となっており、その全長高さがフォークリフト１の高さの２倍以上のものもある。このように棚２８の全長が高いと、高所に位置する棚部２９で荷役作業を行うときに、運転者が運転席１５から荷役作業を見ることができない場合がある。これを解消するために、カメラ１９を備えたこのフォークリフト１では、カメラ１９によってフォーク６の前方のエリアを撮影し、この撮影された画像を基にしてフォーク６の位置合わせを自動で行うことで荷役作業を支援している。
【００４３】
図３はマルチレバー３１の平面図である。インストルメントパネル３０上には、マルチレバー３１が設けられている。マルチレバー３１は、これ１つで走行操作と荷役操作の全ての操作を可能とするもので複数種類の操作部を備えている。マルチレバー３１はインストルメントパネル３０上のスロット３２に沿って前後方向に傾動するレバー本体３３を有し、このレバー本体３３は操作しない状態ではパネル面に対し略垂直となる中立位置にバネ（図示せず）の付勢力により復帰する。レバー本体３３の上端部には、グリップ部３４が車幅方向に対し３０度〜６０度程度の角度をもって傾斜する姿勢に取付けられている。
【００４４】
グリップ部３４の左端部には、略円筒形のリフト用ノブ３５が回転可能に設けられている。また、グリップ部３４の左部分前縁にシーソースイッチ３６が、グリップ部３４の左部分背面に十字スイッチ３７が、グリップ部３４の左部分前面に操作手段としての作動スイッチ３８がそれぞれ設けられている。マルチレバー３１は右手で操作され、グリップ部３４を握った状態では親指でリフト用ノブ３５または十字スイッチ３７を操作でき、人差し指でシーソースイッチ３６または作動スイッチ３８を操作できる。
【００４５】
グリップ部３４を握った右手でレバー本体３３を前方に傾けるとフォークリフト１が前進し、レバー本体３３を後方に傾けるとフォークリフト１が後進する。リフト用ノブ３５に形成された突起３５ａを親指で上方へ押してノブ３５を上側に回すとフォーク６が上昇し、親指で突起３５ａを下方へ押してリフト用ノブ３５を下側に回すとフォーク６が下降する。また、人差し指でシーソースイッチ３６の前端３６ａを押すとマスト装置４が前方に移動し、人差し指でシーソースイッチ３６の後端３６ｂを押すとマスト装置４が後方に移動する。
【００４６】
十字スイッチ３７は上下・左右の４方向に操作可能になっており、上下方向の操作でマスト７のティルトを操作し、左右方向の操作でサイドシフトを操作する。即ち、親指で十字スイッチ３７の上端部３７ａを押すとフォーク６が前傾し、十字スイッチ３７の下端部３７ｂを押すとフォーク６が後傾する。また親指で十字スイッチ３７の右端部３７ｃを押すとフォーク６が右方向に移動し、十字スイッチ３７の左端部３７ｄを押すとフォーク６が左方向に移動する。
【００４７】
図５は、キャリッジ９の側断面図である。キャリッジ９はフォーク６を支持するリフトブラケット３９を備えている。リフトブラケット３９はチェーン（図示省略）を介して吊り下げ支持され、リフトシリンダ８ａ，８ｂが駆動されたとき左右２つづずのローラ３９ａ（片側のみ図示）がインナマスト７ｃの内面に沿って転動しながら昇降する。リフトブラケット３９の前面にはフィンガーバー４０が前後方向に傾動可能に支持され、そのフィンガーバー４０にはサイドシフタ１０が相対移動可能に取り付けられている。
【００４８】
サイドシフトシリンダ１１はサイドシフタ１０とフィンガーバー４０との間に接続され、サイドシフトシリンダ１１の駆動に伴いサイドシフタ１０がフィンガーバー４０に対して相対移動することでフォーク６が左右方向に移動する。一方、ティルトシリンダ１２はリフトブラケット３９とフィンガーバー４０との間に接続され、ティルトシリンダ１２の駆動に伴いフィンガーバー４０がリフトブラケット３９に対して傾動することでフォーク６が前後方向に傾動する。
【００４９】
リフトブラケット３９には、例えばポテンショメータからなる検出手段としてのティルト角センサ４１が取り付けられている。ティルト角センサ４１はセンサ本体４２に対して回動するレバー４３を有し、そのレバー４３の先端がフィンガーバー４０の当接部４４に当接している。そして、フィンガーバー４０の傾動に伴いレバー４３が回動して、ティルト角センサ４１はフォーク６の傾動角に応じた信号を出力する。また、フィンガーバー４０にはカメラ１９の上限位置を検出する上限位置検知スイッチ４５と、下限位置を検出する下限位置検知スイッチ４６とが配設されている。
【００５０】
図４は、フォークの位置合わせを自動で行うフォーク自動位置決め制御についての説明図である。荷役対象としてのパレット２７および棚２８には、パレット２７、棚２８に対するフォーク６の相対位置を求めるための標識としてのマークＭ１，Ｍ２が付されている。つまり、パレット２７の側面（正面）には、２つの差込孔２７ａ，２７ａの間の中央にマークＭ１が付されている。一方、棚２８の棚部２９には、その正面中央にマークＭ２が付されている。ここで、パレット２７に付されたマークＭ１と、棚２８に付されたマークＭ２とは図形が同じであるが、白黒が反転した模様となっている。そして、フォーク６の位置合わせを自動で行うフォーク自動位置決め制御が実行されると、これらマークＭ１，Ｍ２を目標にフォーク６が自動で位置合わせされる。
【００５１】
要するに、荷取り作業を行う荷取りモード時は、パレット２７に付されたマークＭ１を目標にして、フォーク６がパレット２７の差込孔２７ａに相対するように自動で位置合わせが行われる。また、荷置き作業を行う荷置きモード時は、棚２８に付されたマークＭ２を目標にして、フォーク６が棚部２９の棚面（荷置き面）２９ａの上方所定高さ（棚面２９ａから例えば１０〜２０ｃｍ上方の高さ）に位置するとともに、２つのフォーク６の中間点がマークＭ２と左右方向でほぼ同じ位置となるように自動で位置合わせが行われる。フォーク６の位置合わせは、リフトシリンダ８ｂを駆動することで上下方向（同図ではｚ方向）に、サイドシフトシリンダ１１を駆動することで左右方向（同図ではｙ方向）に移動させることにより行われる。
【００５２】
図６は、フォークリフト１の電気的構成図である。フォークリフト１はコントローラ４８を備え、このコントローラ４８は画像制御部４９、制御手段、水平制御手段、昇降制御手段を構成する荷役制御部５０、駆動回路５１，５２、ソレノイド駆動回路５３を備えている。荷役制御部５０には、その入力側に上限位置検知スイッチ４５、下限位置検知スイッチ４６、揚高センサ５４、荷重センサ５５、ティルト角センサ４１が接続されている。また、荷役制御部５０の入力側には、マルチレバー３１のレバー本体３３の変位量を検出するレバー用ポテンショメータ５６、リフト用ノブ３５の変位量を検出するノブ用ポテンショメータ５７と、各種スイッチ３６〜３８が接続されている。
【００５３】
荷役制御部５０の出力側には、駆動回路５１，５２を介して昇降用アクチュエータとしてのカメラ昇降モータ５８および荷役モータ（電動モータ）５９がそれぞれ接続されている。また、荷役制御部５０の出力側にはソレノイド駆動回路５３を介してオイルコントロールバルブ６０に組付けられた各種電磁比例弁６０ａ〜６０ｄのソレノイドが接続されている。これら電磁比例弁６０ａ〜６０ｄは、リフトシリンダ８ａ，８ｂ、リーチシリンダ５、サイドシフトシリンダ１１、ティルトシリンダ１２にそれぞれ接続される。
【００５４】
荷役制御部５０はマルチレバー３１からの操作信号を基に、電磁比例弁６０ａ〜６０ｄの電流値制御と荷役モータ５９の駆動制御を行う。オイルコントロールバルブ６０には、荷役モータ５９の作動により荷役ポンプ（油圧ポンプ）５９ａが駆動されることで作動油が供給される。マルチレバー３１が操作されたとき、マルチレバー３１からの操作信号を基にその操作に対応する各電磁比例弁６０ａ〜６０ｄが比例制御されることにより、リフトシリンダ８ａ，８ｂ、リーチシリンダ５、サイドシフトシリンダ１１、ティルトシリンダ１２が油圧制御される。そして、フォーク６の移動操作として昇降操作、リーチ操作、サイドシフト操作、ティルト操作が行われる。
【００５５】
揚高センサ５４はフォーク６が設定揚高以上の高さ（揚高）にあるか否かを検出するもので、例えばキャリッジ９がインナマスト７ｃの最上位に位置してインナマスト７ｃがスライドするときにオン・オフが切換わる揚高スイッチからなる。荷重センサ５５は、フォーク６に積載された荷の重量（荷重）を検出するもので、本実施形態ではリフトシリンダ８ａ，８ｂ内の油圧を検出する圧力センサからなる。荷重センサ５５は、フォーク６上の荷の重量に応じた電圧値の検出信号を出力する。
【００５６】
フォークリフト１は、フォーク自動位置合わせシステム（ロックオンシステム）６１を備えている。このロックオンシステム６１はカメラ１９により撮影された画像データを基に、マークＭ１，Ｍ２の画像認識処理を行ったり、ターゲットとして設定したマークＭ１（Ｍ２）を目標としてフォーク６の自動位置決め制御を実行する。ちなみに、ロックオンシステム６１は画像認識処理やフォーク自動位置決め制御を行う各種部材から構成され、例えば主にカメラ１９、ディスプレイ装置２５、作動スイッチ３８、画像制御部４９、荷役制御部５０、モードスイッチ６２，６３等から構成される。
【００５７】
荷役制御部５０は荷重センサ５５からの検出値を基に、ロックオンシステム６１の作動モードを荷取りモードと荷置きモードのうちの一方に設定する。即ち、荷役制御部５０は荷重センサ５５の検出値から求まる荷重が設定値以下（荷重Ｗ≦設定値Ｗo ）のとき、フォーク６上に荷が載置されていない「荷無し」と判断して作動モードを「荷取りモード」に設定する。一方、荷役制御部５０は荷重センサ５５の検出値から求まる荷重が設定値を超える（荷重Ｗ＞設定値Ｗo ）とき、フォーク６上に荷が載置されている「荷有り」と判断して作動モードを「荷置きモード」に設定する。
【００５８】
これにより、操作者の操作に関係なく、フォーク６上の荷重に基づき自動で作動モードが設定される。また、荷重センサ５５の検出値にはキャリッジ９等の重量分も含まれるので、空荷のときの検出値またはその検出値に少し余裕をみた値が設定値Ｗo に設定されている。例えば、パレット２７のみを積んだときには「荷有り」と判定され得る設定値Ｗo を設定することが望ましい。なお、この作動モードの設定処理は一定時間（例えば数１０msec．）ごとに実行される。
【００５９】
一方、ハンドルノブ１７には荷取りモードスイッチ６２および荷置きモードスイッチ６３が形成されている。即ち、ロックオンシステム６１の作動モード設定は荷重センサ５５の検出値に基づき自動で行われることに限らず、これらスイッチ６２，６３を押すことでマニュアル設定することも可能である。この２つのスイッチ６２，６３は、無線通信により荷役制御部５０の入力側に接続されている。
【００６０】
そして、これらスイッチ６２，６３のうち荷取りモードスイッチ６２が押されると荷役制御部５０は作動モードを「荷取りモード」に設定し、荷置きモードスイッチ６３が押されると作動モードを「荷置きモード」に設定する。また、作動モード設定は荷重センサ５５の検出値を用いた自動設定よりも、スイッチ６２，６３を用いたマニュアル設定が優先される。なお、作動モードをマニュアル操作で設定するスイッチは、スイッチを押す度に作動モードが荷取りモードと荷置きモードの間で切り替わる一つのスイッチでもよい。
【００６１】
また、荷役制御部５０はマルチレバー操作時の荷役制御の他に、フォーク６の自動水平制御を行う。ところで、図７（ａ）に示すようにフォーク６が水平でない場合、カメラ１９も同じ分だけ傾いた状態となる。この状態でカメラ１９によりマークＭ１（Ｍ２）を撮影すると、カメラ１９の座標系（画面座標系）がマークＭ１（Ｍ２）の座標系（実座標系）に対して傾いてしまい、フォーク自動位置決め制御時にフォーク６の推定位置として高さ方向にΔＺ（＝Ａtan θ）だけ誤差が生じてしまう。
【００６２】
この問題を解消するために、フォーク自動位置決め制御の前段階の作業として自動水平制御が実行される。即ち、荷役制御部５０はティルト角センサ４１からの検出値に基づきフォーク６の傾動角を算出している。そして、荷役制御部５０は作動スイッチ３８が押されたときにフォーク自動位置決め制御の前に自動水平制御を行い、フォーク６が水平となるようにティルトシリンダ１２を駆動してフォーク６の傾動角を調整する。この結果、図７（ｂ）に示すようにフォーク６が水平状態となり、これと共にカメラ１９も水平状態となってフォーク６の推定位置として高さ方向に誤差が生じなくなる。
【００６３】
荷役制御部５０は、カメラユニット２０の昇降制御とフォーク自動位置決め制御も行う。荷役制御部５０はフォーク自動位置決め制御を、揚高センサ５４により検出されたフォーク６の揚高が設定揚高（例えば約２メートル）以上にあるときに限り行い、２メートル未満ではカメラユニット２０を格納位置の状態にする。また、荷役制御部５０はカメラユニット昇降制御として、荷取りモードではカメラユニット２０を格納位置に配置し、荷置きモードではカメラユニット２０を下降位置に配置する。カメラ昇降モータ５８はカメラユニット２０が上限位置に達して上限位置検知スイッチ４５がオンしたときと、カメラユニット２０が下限位置に達して下限位置検知スイッチ４６がオンしたときに駆動停止される。
【００６４】
一方、画像制御部４９には入力側にカメラ１９が接続され、出力側にディスプレイ装置２５が接続されている。ディスプレイ装置２５は表示画面２５ａと出力手段としてのスピーカ６４とを備え、画像制御部４９はカメラ１９により撮影された画像（映像）を表示画面２５ａに表示させるとともに、スピーカ６４に所定の音声を報知させる。また、画像制御部４９はフォーク自動位置決め制御時にフォーク６のずれ量を求めるために、カメラ１９により取り込まれた画像データを基に画像処理を実行する。
【００６５】
画像制御部４９は表示処理部６５、標識位置検出手段としての画像処理部６６、表示制御手段としての描画表示部６７、描画データ記憶部６８および音声処理部６９を備えている。表示処理部６５は、カメラ１９により撮影された画像が表示画面２５ａに映し出されるようにカメラ１９から入力した映像信号をディスプレイ装置２５に出力する。画像処理部６６は表示処理部６５から画像データを入力し、その画像データを基に画像認識処理を行い、表示画面２５ａ上（図１０（ａ）に示す画面座標系）のマークＭ１，Ｍ２の座標、移動目標点７０（図１３，１４参照）の座標等を算出する。
【００６６】
描画表示部６７は画像処理部６６の処理結果を基にして、描画データ記憶部６８に記憶された描画データとして表示画面２５ａ上に移動目標点７０やターゲット線７１（図１３，１４参照）等の描画を表示させる。また、描画表示部６７は作動モードが荷取りモードのときに表示画面２５ａ上に「荷取りモード」（図１３参照）と、作業モードが荷置きモードのときに「荷置きモード」（図１４参照）とそれぞれ表示させる。
【００６７】
画像処理部６６は、画像認識処理部７２、記憶手段としてのテンプレート記憶部７３および画面座標位置算出部７４を備えている。また、画面座標位置算出部７４は標識情報検出手段としてのマーク位置算出部７５と移動目標点算出手段としての移動目標点算出部７６とを備えている。一方、荷役制御部５０は実座標位置算出部７７とずれ量算出部７８とを備えている。また、ずれ量算出部７８は目標点算出手段としての既知情報設定部７９を備えている。なお、実座標位置算出部７７とずれ量算出部７８により位置ずれ量算出手段が構成される。以下、フォーク自動位置決め制御時に画像制御部４９および荷役制御部５０が行う処理内容を図８〜図１２に従って説明する。
【００６８】
テンプレート記憶部７３には、マークＭ１用のテンプレートＴ１と、マークＭ２用のテンプレートＴ２が記憶されている。即ち、図８（ａ）に示すマークＭ１は同図（ｂ）に示すパターンＰ１，Ｐ１を２個並べて構成され、同図（ｃ）に示すマークＭ２は同図（ｄ）に示すパターンＰ２，Ｐ２を２個並べて構成されている。マークとは全体の模様、パターンとはマークを構成する２つの模様を指す。パターンマッチング処理に使うテンプレートＴ１，Ｔ２は、パターンＰ１，Ｐ２と同じ模様を有する。
【００６９】
２つのマークＭ１，Ｍ２の各パターンＰ１，Ｐ２は、互いに白と黒が反転した模様となっている。各パターンＰ１，Ｐ２は、一点を中心として放射状に真っ直ぐ延びる複数本の境界線によって白と黒に色分けされた模様である。本実施形態の各パターンＰ１，Ｐ２は、正方形の２本の対角線により区画された４つの領域を白と黒で色分けした模様である。但し、テンプレートの四角形の辺に相当する外形線は模様の一部ではない。
【００７０】
パターンＰ１，Ｐ２にこの種の模様を用いることで、マークとカメラの距離の違いに応じて表示画面２５ａ上に映し出されるマークＭ１，Ｍ２の大きさが変化しても、その撮影されたパターンＰ１，Ｐ２の中心部分には常にテンプレートＴ１，Ｔ２と同サイズのパターンが存在することになる。よって、画像認識処理部７２は１つのテンプレートＴ１，Ｔ２を用いただけのパターンマッチング処理によりマークＭ１，Ｍ２を認識できるようになっている。テンプレートＴ１，Ｔ２は、マークＭ１，Ｍ２が認識されなければならない所定サイズに設定してあり、所定距離以内で撮影されたマークＭ１，Ｍ２は全て認識可能となっている。
【００７１】
また、図１０（ａ）は画面上に設定された画面座標系を示す画面図であり、画面座標系では座標を画素の単位で取り扱うものとする。また、同図におけるＨはディスプレイ装置２５の表示画面２５ａの横方向画素数であり、Ｖは表示画面２５ａの縦方向画素数である。一方、図１０（ｂ）は実座標系を示す表示図であり、図１０（ａ）の画面図と相似関係をとっている。
【００７２】
画像認識処理部７２はカメラ１９により取り込んだ画像データを基に、荷取りモードのときテンプレートＴ１を、荷置きモードのときテンプレートＴ２を用いて、図９に示すように各パターンＰ１，Ｐ１の２箇所で画像認識処理（パターンマッチング処理）を行う。そして、画像認識処理部７２はディスプレイ装置２５の表示画面２５ａ上、つまり画面座標系におけるマークＭ１，Ｍ２の認識を行う。
【００７３】
即ち、図１０（ａ）に示すように作動モードが荷取りモードでマークＭ１が認識された場合、画像認識処理部７２はマークＭ１を構成する２つのパターンＰ１，Ｐ１に対しテンプレートＴ１により２箇所でマッチングし、各パターンＰ１，Ｐ１を認識する。なお、作動モードが荷置きモードの場合も同様に、マークＭ２を構成する２つのパターンＰ２，Ｐ２に対し、テンプレートＴ２による２箇所マッチングによって各パターンＰ２，Ｐ２が認識される。
【００７４】
パターン認識後、マーク位置算出部７５は画面座標系における各パターンＰ１，Ｐ１の中心点（放射中心点）の座標（Ｉ1，Ｊ1），（Ｉ2，Ｊ2）を算出する。そして、マーク位置算出部７５はこれら２つの座標値を基にマークＭ２の重心座標（Ｉ，Ｊ）を算出するとともに、パターンＰ１，Ｐ１の中心間距離Ｄを算出する。なお、作業モードが荷置きモードの場合もマークＭ１と同様の手順で、マークＭ２の重心座標とパターンＰ２，Ｐ２の中心間距離とが算出される。
【００７５】
実座標位置算出部７７は画面座標系の重心座標（Ｉ，Ｊ）と中心間距離Ｄの値を用い幾何変換を行って、図１０（ｂ）に示す実座標系（ＸＹＺ座標系）におけるカメラ１９のマークＭに対する３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を計算する。カメラ１９の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は次式より算出される。
Ｘｃ＝＝−Ｈｄ／（２Ｄtan α）  …  (1)
Ｙｃ＝ｄ／Ｄ（Ｉ−Ｈ／２）      …  (2)
Ｚｃ＝ｄ／Ｄ（Ｊ−Ｖ／２）      …  (3)
ここで、「α」は図１１に示すカメラ１９の水平画角の２分の１、ｄは実座標系においてマークＭ１の２つのパターンＰ１，Ｐ１の中心間距離である。Ｈ，Ｖ，α，ｄ値は既知の値であるため、Ｉ，Ｊ，Ｄ値を算出すれば、カメラ１９の３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が求まる。この３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は、図１２に示すようにカメラ位置をＣ、フォーク位置をＦ、目標点をＰ、マーク重心位置（原点）をＯとおくと、座標ＯＣとして求まる。また、目標点Ｐはフォーク６の位置合わせ先であり、荷取りモードではパレット２７、荷置きモードでは棚面２９ａから所定高さの位置となる。
【００７６】
この後、ずれ量算出部７８は(1) 〜(3) 式を用いて求めたカメラ座標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を基に、フォーク６のずれ量としてベクトルＦＰを算出する。フォーク６のずれ量を算出するに先立ち、まず既知情報設定部７９はマーク重心を原点とすることで、ベクトルＯＰとベクトルＣＦを既知情報として読み込む。即ち、点Ｃと点Ｆ、点Ｏと点Ｐはそれぞれ同一鉛直線上の位置にとるものであるため、ベクトルＣＦ，ＯＰはそれぞれカメラ位置Ｃとフォーク位置Ｆとの距離、マーク重心位置Ｏとパレット位置Ｐとの距離に相当してともに既知情報となり、既知情報設定部７９はこれら既知情報を読み込む。
【００７７】
また、図１２に示すように点Ｏ，Ｐ，Ｃ，Ｆの間にはベクトルＦＰ＝ベクトルＯＰ−ベクトルＯＣ−ベクトルＣＦの関係がある。このため、カメラ座標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が求まれば、既知情報であるベクトルＯＰ、ベクトルＣＦを用いてベクトルＦＰを求めることが可能になる。そして、ベクトルＦＰを求めることでフォーク６の目標点に対する相対的なずれ量が算出されることになる。よって、作動スイッチ３８が押されてフォーク自動位置決め制御を実行するとき、荷役制御部５０はずれ量算出部７８で算出されたベクトルＦＰを「０」とするようにリフトシリンダ８ｂとサイドシフトシリンダ１１を駆動し、フォーク６の位置合わせを実行する。
【００７８】
一方、移動目標点算出部７６はフォーク６の現在位置に応じた点として表示画面２５ａ上に表示される移動目標点７０の中心座標（Ｉt，Ｊt）を算出している。即ち、目標点Ｐをパレット２７の位置に相当する荷取位置Ｐとし、既知情報であるベクトルＯＰの成分（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）、ベクトルＣＦの成分（Ｘcf，Ｙcf，Ｚcf）とそれぞれおくと、荷取り作業時において移動目標点の中心座標（Ｉt，Ｊt）は次式により求まる。なお、Ｙｐ，Ｚｐ、Ｙcf、Ｚcfは、既知の値である。
Ｉｔ＝Ｈ／２＋（Ｙｐ−Ｙcf）×Ｄ／ｄ  …  (4)
Ｊｔ＝Ｖ／２＋（Ｚｐ−Ｚcf）×Ｄ／ｄ  …  (5)
同様に荷置き作業時を考えると、目標点Ｐを荷置位置Ｒとし、この荷置位置Ｒをフォーク６を棚部２９に対し位置合わせする棚面２９ａから所定距離（１０〜２０ｃｍ）上方位置とすると、ベクトルＣＦ，ＯＲが既知情報となる。ベクトルＯＲは、マーク重心位置Ｏと荷置位置Ｒとの距離に相当する。この既知情報についてベクトルＯＲの成分（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）、ベクトルＣＦの成分（Ｘcf，Ｙcf，Ｚcf）とそれぞれおくと、フォーク６を荷置位置Ｒに位置合わせするために画面２５ａ上でマークＭ２を移動させるべき移動目標点の座標（Ｉt，Ｊt）は次式により求まる。なお、Ｙｒ，Ｚｒ、Ｙcf、Ｚcfは、既知の値である。
Ｉｔ＝Ｈ／２＋（Ｙｒ−Ｙcf）＊Ｄ／ｄ  …  (6)
Ｊｔ＝Ｖ／２＋（Ｚｒ−Ｚcf）＊Ｄ／ｄ  …  (7)
そして、移動目標点算出部７６は移動目標点７０の中心座標（Ｉｔ，Ｊｔ）を、荷取り作業時ではデータＤ値を用いて(4) ，(5) 式に従い、荷置き作業時ではデータＤ値を用いて(6) ，(7) 式に従って算出する。移動目標点７０の中心座標（Ｉt，Ｊt）が求まると、描画表示部６７は画面２５ａの画像上における中心座標（Ｉt，Ｊt）の位置に図１３，１４に示す移動目標点７０を描画する。なお、移動目標点７０は４つの三角形が頂点を中心を向けて等角度間隔に配置された図形として画面２５ａ上に表示され、各４頂点で囲まれた中心点が中心座標（Ｉｔ，Ｊｔ）となる。
【００７９】
次に、フォーク６を自動位置合わせするまでの流れを説明する。
まず、マルチレバー３１のリフト用ノブ３５を操作して、フォーク６を２メートル以上に上昇させる。そして、荷取り作業を行う場合には図１３（ａ）に示すように表示画面２５ａ上に荷取り対象とするパレット２７とそのマークＭ１を映し出す。この状態で作動スイッチ３８が押されると、まず荷役制御部５０により自動水平制御が実行されてフォーク６が水平状態となる。続いて、画像認識処理部７２により画像処理（パターンマッチング処理）が行われ、これによりマークＭ１が画像認識され、画面座標系においてマークＭ１のＩ，Ｊ，Ｄ値が算出される。
【００８０】
マークＭ１のＩ，Ｊ，Ｄ値が求まると、実座標位置算出部７７によりカメラ１９の座標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が算出される。続いて、このカメラ座標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）と既知情報であるベクトルＣＦ，ＯＰとに基づき、ずれ量算出部７８によってベクトルＦＰが算出される。そして、荷役制御部５０によってベクトルＦＰが「０」となるように各種シリンダ８ｂ，１１が駆動され、フォーク６の自動位置合わせが実行される。これにより、図１３（ａ）に示す状態から、表示画面２５ａ上において移動目標点７０とマークＭ１とが一致した図１３（ｂ）に示す状態となってフォーク自動位置決め制御が完了する。
【００８１】
これにより、フォーク６がパレット２７に対して自動で位置合わせが行われるので、運転者はフォーク６の位置決めを自分で行わずに済み、荷役作業が楽になる。また、フォーク６に対し自動水平制御が実行される構成であるので、カメラ１９の画像データからなる画面座標系とマークＭ１を撮影した実座標系との間に傾きが生じず、カメラ座標ＯＣを算出する際にその傾きに起因する誤差が生じない。さらに、この自動水平制御によりフォーク６が水平になっているので、荷取り作業時にフォーク６がパレット２７の差込孔２７ａに６がスムーズにささることにもなる。
【００８２】
一方、荷置き作業のときも同様であり、図１４（ａ）に示すように表示画面２５ａ上に荷置き対象とする棚部２９とそのマークＭ２を表示させる。この状態で作動スイッチ３８が押されると、荷取り作業のときと同様にフォーク６の自動水平制御が行われ、続いてマークＭ２が画像認識されて画面座標系におけるマークＭ２のＩ，Ｊ，Ｄ値が算出される。そして、カメラ座標ＯＣと既知情報であるベクトルＣＦ，ＯＲとに基づき、ずれ量算出部７８によってベクトルＦＲが算出される。
【００８３】
そして、荷役制御部５０によってベクトルＦＰに基づき、上下方向にのみ位置合わせをするようにリフトシリンダ８ｂが駆動され、フォーク６が上下方向にのみ自動で位置決めされる。そして、十字スイッチ３７の右端部３７ｃ，左端部３７ｄを操作して、表示画面２５ａ上で移動目標点７０とマークＭ２が一致するようにフォーク６をマニュアル操作でサイドシフトさせる。これにより、図１４（ｂ）に示すように移動目標点７０とマークＭ２が一致し、フォーク６が位置合わせされた状態となる。
【００８４】
ところで、フォーク６に荷２６を載せた状態でフォーク６を自動で左右方向にサイドシフトさせると荷崩れを起こすことも考えられる。しかし、フォーク自動位置決め制御の制御内容として上下方向にのみ位置決めする構成であるので、フォーク自動位置決め制御において荷崩れ発生要因をなくせる。また、荷置き作業においてフォーク６の位置合わせを全て自動化していないが、上下方向ではフォーク６を自動で位置合わせするので、全ての位置決めをマニュアル操作で行う場合に比べれば荷役作業は簡易化する。
【００８５】
従って、この実施形態では以下のような効果を得ることができる。
（１）フォークリフト１にロックオンシステム６１を搭載し、このロックオンシステム６１によりフォーク６の自動位置決め制御が実行される。従って、フォーク６がパレット２７や棚２８に対して自動で位置合わせが行われるので、運転者はフォーク６の位置決めを自分で行わずに済み、荷役作業にかかる負荷を軽減することができる。
【００８６】
（２）マルチレバー３１にはフォーク自動位置決め制御を作動させる作動スイッチ３８が設けられているので、この作動スイッチ３８を押すことにより任意のタイミングでフォーク自動位置決め制御を開始することができる。
【００８７】
（３）フォークリフト１にはディスプレイ装置２５が設置されているので、このディスプレイ装置２５の表示画面２５ａを見ることでフォーク６の位置合わせ状態を確認することができる。また、表示画面２５ａには移動目標点７０が描画されるので、フォーク６が位置決めされたか否かを移動目標点７０とマークＭ１（Ｍ２）との位置関係で判断することができ、位置合わせ状態を容易に判断することができる。
【００８８】
（４）パターンＰ１，Ｐ２に本例のような模様を用いることで、マークとカメラの距離の違いに応じて表示画面２５ａ上に映し出されるマークＭ１，Ｍ２の大きさが変化しても、その撮影されたパターンＰ１，Ｐ２の中心部分には常にテンプレートＴ１，Ｔ２と同サイズのパターンが存在する。従って、１つのテンプレートＴ１，Ｔ２を用いただけのパターンマッチング処理によりマークＭ１，Ｍ２を認識でき、用いるテンプレートをＴ１，Ｔ２の各１つずつで済ますことができる。
【００８９】
（５）ハンドルノブ１７には荷取りモードスイッチ６２とに置きモードスイッチ６３が設けられているので、ロックオンシステム６１の作動モードをマニュアル操作により設定することができる。
【００９０】
（６）フォーク自動位置決め制御が実行される前に、フォーク６に対し自動水平制御が実行される構成であるので、カメラ１９の画像データからなる画面座標系とマークＭ１を撮影した実座標系との間に傾きが生じない。従って、カメラ座標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を正確な値で算出でき、これに伴いフォーク６のずれ量も正確に算出することができる。さらに、この自動水平制御によりフォーク６が水平になっているので、フォーク６を前方に移動させたときにフォーク６のずれを防止でき、例えば荷取り作業時にフォーク６をパレット２７の差込孔２７ａに６がスムーズに挿し込むことができる。
【００９１】
（７）荷置きモード時では、フォーク自動位置決め制御の制御内容として上下方向にのみ位置決めする構成としている。従って、フォーク自動位置決め制御を実行する構成において、荷役機器のサイドシフト動作に起因する荷崩れを防止することができる。
【００９２】
（８）カメラ１９はカメラ昇降モータ５８を駆動源として、荷取りモードのときには格納位置に荷置きモードのときには下降位置に位置するので、荷によって撮影視界を邪魔されずに済む。また、フォーク６の揚高が２メートル未満の場合にはカメラ１９が格納位置に位置した状態となるので、フォーク６が最下端に位置してもカメラ１９が邪魔になることはない。
【００９３】
なお、実施形態は前記に限定されず、例えば、次の態様に変更してもよい。
○  カメラ１９の取付位置はキャリッジ９に限定されない。例えば、図１５に示すようにカメラ１９は左右のインナマスト７ｃ，７ｃを連結するミドルビーム９０に固定されていてもよい。テレスコピック型の昇降機構を備えたフォークリフト１ではフォーク６がインナマスト７ｃの最上端に位置した後、その上方位置でフォーク６を昇降させる場合にはフォーク６とカメラ１９との位置関係が不変となる。よって、カメラ座標やずれ量を算出する際に複雑な計算を行わずに済み、簡単にカメラ座標やずれ量が算出できる。
【００９４】
○  インナマスト７ｃにカメラ１９が固定された図１５に示すフォークリフト１において、作動スイッチ３８が押された状態（自動位置決め制御作動時）で、かつ荷置きモードのときに、ティルト角を手動操作可能としてもよい。従って、フォーク自動位置決め制御時に十字スイッチ３７を操作してフォーク６のティルト角を後傾状態にすることで、フォーク６上の荷を落下し難い状態にすることができる。また、このフォークリフト１ではフォーク６を後傾させてもカメラ１９は荷役対象に対して傾かないので、ティルト角を手動操作可能としても自動位置決め制御の際に画像処理により求まるずれ量に誤差が生じずに済む。また、ずれ量の誤差が許容範囲となるのであれば、カメラ１９がキャリッジ９に固定された第１実施形態に示すフォークリフト１でティルト角を手動操作可能としてもよい。
【００９５】
○  インナマスト７ｃにカメラ１９が固定された図１５に示すフォークリフト１において、作動スイッチ３８が押された状態で、かつ荷置きモードのときに、フォーク６のティルト角を所定の後傾角度に保持させてもよい。即ち、作動スイッチ３８が押され、このときの作動モードが荷置きモードのとき、荷役制御部５０がティルトシリンダ１２を駆動してフォーク６の傾動角を所定の後傾角度にする。従って、フォーク自動位置決め制御の際にフォーク６上の荷を落下し難い状態にすることができる。また、このフォークリフト１ではフォーク６を後傾させてもカメラ１９は荷役対象に対して傾かないので、フォーク６を後傾角度としても自動位置決め制御の際に画像処理により求まるずれ量に誤差が生じずに済む。また、ずれ量の誤差が許容範囲となるのであれば、カメラ１９がキャリッジ９に固定された第１実施形態に示すフォークリフト１でフォーク６を後傾角度に保持させてもよい。
【００９６】
○  ロックオンシステム６１の作動モードが荷置きモードのとき、フォーク自動位置決め制御としてフォーク６の位置合わせが上下方向にのみ行われることに限定されない。例えば、荷置きモードのときにも上下左右の４方向でフォーク６を自動で位置合わせしてもよい。
【００９７】
○  ロックオンシステム６１のフォーク自動位置決め制御は、リフトシリンダ８ｂとサイドシフトシリンダ１１の２つを駆動させてフォーク６を上下左右の４方向で行うことに限定されない。例えば、リーチ操作も含ませて前後方向でもフォーク６を自動で位置合わせするようにしてもよい。
【００９８】
○  自動水平制御は荷取りモードと荷置きモードの両方で行われることに限定されず、例えば荷取りモードのときのみに実行してもよい。フォークリフト１ではフォーク６に荷２６を載せた状態でフォーク自動位置決め制御によりサイドシフト操作させると、場合によっては荷崩れを起こすことも考えられるが、荷置きモード時には自動水平制御を行わないので、自動水平制御に起因する荷崩要因をなくせる。
【００９９】
○  フォークリフト１には必ずしもディスプレイ装置２５を搭載する必要はなく、ディスプレイ装置２５がない構成でもよい。また、ディスプレイ装置２５の配置位置は運転席１５に対して前方斜め上方であることに限らず、運転席１５から見える位置であればその配置位置は特に限定されない。
【０１００】
○  ロックオンシステム６１を作動させる作動スイッチ３８は必ずしも必要ではなく、例えばカメラ１９によりマークＭ１（Ｍ２）が画像認識された時点でフォーク６の位置合わせが開始される構成でもよい。また、作動スイッチ３８は押ボタン式のものに限らず、例えばレバー式でもよい。また、操作手段は作動スイッチ３８に代えて、ロックオンシステム６１の作動を解除する解除スイッチでもよい。さらに、荷取りモードスイッチ６２や荷置きモードスイッチ６３はなくてもよく、荷重センサ５５の検出値に基づき自動でモード設定されるのみの構成でもよい。
【０１０１】
○  画像認識処理部７２が行うパターンマッチング方法は、同一テンプレートＴ１（Ｔ２）を用いた２ヶ所マッチングに限定されない。例えば、表示画面２５ａに表示されるマークＭ１（Ｍ２）の表示サイズに合わせて複数のテンプレートを用意し、そのテンプレートを用いて１つ１つマッチングさせる方式でもよい。
【０１０２】
○  走行操作や荷役操作を行うレバーはマルチレバー３１に限らず、操作系ごとにレバーが別々にあるものでもよい。即ち、操作系・荷役系レバーとしてアクセルレバー、リフトレバー、リーチレバー、ティルトレバー、サイドシフトレバーを有するものでもよい。この場合、これらレバーのうちのどれかに作動スイッチ３８が設けられる。
【０１０３】
○  フォークリフト１に搭載されるカメラは１つであることに限定されない。即ち、カメラは複数であってもよく、車両前方を撮影するカメラ１９の他に、車両後方や側方を撮影するカメラを取り付けてもよい。
【０１０４】
○  荷取りモードスイッチ６２と荷置きモードスイッチ６３のコントローラ４８に対する接続方式は、有線方式と無線方式のどちらでもよい。本例ではスイッチ６２，６３がハンドルノブ１７に設けられているので、ハンドル１６は回転操作が行われることから、配線の干渉等を考慮に入れるとなるべく無線方式とした方がよい。
【０１０５】
○  検出手段としてティルト角センサ４１はポテンショメータに限らず、傾斜角センサ等の他の構成のものを用いてもよい。
○  産業車両はリーチ型フォークリフトトラック１に限定されず、カウンタバランス式のフォークリフトでもよい。また、荷役機器もフォーク６に限定されず、ロールクランプなどの他のものを採用してもよい。
【０１０６】
前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（１）前記標識位置検出手段は、テンプレートを用いてパターンマッチングにより前記標識を画像認識する。この場合、パターンマッチング処理により標識を画像認識できる。
【０１０７】
（２）前記標識位置検出手段は、前記テンプレートを用いた２箇所マッチング処理により前記標識を画像認識する。この場合、標識のサイズ（大きさ）を算出することができる。
【０１０８】
（３）前記制御手段は前記アクチュエータを駆動して、前記荷役機器をリフト操作及びサイドシフト操作することで当該荷役機器を自動位置合わせする。この場合、上下左右方向で荷役機器を位置決めできる。
【０１０９】
（４）前記制御手段は前記アクチュエータを駆動して、前記荷役機器を上下左右前後方向で位置合わせする。この場合、荷役機器を上下左右前後方向で位置決めできる。
【０１１０】
（５）前記荷役機器の傾動角を調整するときに操作される傾動角用操作手段（３７）を備え、前記自動位置決め制御作動時、かつ当該制御の作動モードが荷置きモードのとき、前記傾動角用操作手段を操作して前記荷役機器の傾動角が手動操作可能である。この場合、自動位置決め制御を行う構成とした際に荷役機器上の荷を好適な状態に調整することができる。
【０１１１】
（６）前記自動位置決め制御作動時、かつ当該制御の作動モードが荷置きモードのとき、前記荷役機器の傾動角を所定の後傾角度に保持する保持制御手段（５０）を備えた。この場合、自動位置決め制御時に荷を落下し難くできる。
【０１１２】
（７）前記ずれ量算出手段は、前記標識情報検出手段により求まる前記標識の画面座標上における位置及びサイズに基づき、前記撮影手段の実座標上の位置を算出する実座標位置算出手段（７７）を備え、
前記既知情報は実座標上における前記標識の位置を原点として、当該標識と目標点との間の距離、及び前記撮影手段の位置と前記荷役機器の位置との間の距離を構成要素とし、前記位置ずれ量算出手段は実座標上における前記撮影手段の位置と前記既知情報とを基に、前記荷役機器と目標点との間のずれ量を算出する。
【０１１３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、画像処理を用いた自動位置決め制御により荷役機器が自動で位置合わせされるので、荷役作業時に運転者にかかる負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態におけるフォークリフトの斜視図。
【図２】  荷役作業を行うとき作業状態を説明する模式側面図。
【図３】  マルチレバーの平面図。
【図４】  フォーク自動位置決め制御についての説明図。
【図５】  キャリッジの側断面図。
【図６】  フォークリフトの電気的構成図。
【図７】  自動水平制御の説明図であり、（ａ）が自動水平制御前、（ｂ）が自動水平制御後である。
【図８】  （ａ），（ｃ）はマーク、（ｂ），（ｄ）はテンプレートの正面図。
【図９】  ２箇所マッチングについての説明図。
【図１０】  （ａ）は画面上に設定された画面座標系を示す画面図。（ｂ）は実座標系を示す表示図。
【図１１】  カメラ座標を求める際の算出方法を説明する説明図。
【図１２】  フォークのずれ量の求め方を説明する説明図。
【図１３】  荷取りモードのときの表示画面図であり、（ａ）は位置合わせ前、（ｂ）は位置合わせ後である。
【図１４】  荷置きモードのときの表示画面図であり、（ａ）は位置合わせ前、（ｂ）は位置合わせ後である。
【図１５】  別例におけるフォークリフトの斜視図。
【符号の説明】
１…産業車両としてのフォークリフト、２…車体、６…荷役機器としてのフォーク、５，８ａ，８ｂ，１１，１２…アクチュエータを構成する各種シリンダ、７…マスト、７ｃ…インナマスト、９…キャリッジ、１９…撮影手段としてのカメラ、２５…表示手段としてのディスプレイ装置、２５ａ…表示画面、２６…荷、２７…荷役対象としてのパレット、２８…荷役対象としての棚、３８…操作手段としての作動スイッチ、４１…検出手段としてのティルト角センサ、５０…制御手段、水平制御手段、昇降制御手段を構成する荷役制御部、５８…昇降用アクチュエータとしてのカメラ昇降モータ、６２，６３…モード切換手段としての各種スイッチ、６６…標識位置検出手段としての画像処理部、６７…表示制御手段としての描画表示部、７０…移動目標点、７３…記憶手段としてのテンプレート記憶部、７５…標識情報検出手段としてのマーク位置算出部、７６…移動目標点算出手段としての移動目標点算出部、７７…位置ずれ量算出手段を構成する実座標位置算出部、７８…位置ずれ量算出手段を構成するずれ量算出部、７９…目標点算出手段としての既知情報設定部、Ｍ１，Ｍ２…標識としてのマーク、Ｐ，Ｒ…目標点、Ｔ１，Ｔ２…テンプレート、ずれ量…ベクトルＦＰ、既知情報…ベクトルＯＰ、ベクトルＣＦ。
【図１】
0003900942.tif 000002
【図２】
0003900942.tif 000003
【図３】
0003900942.tif 000004
【図４】
0003900942.tif 000005
【図５】
0003900942.tif 000006
【図６】
0003900942.tif 000007
【図７】
0003900942.tif 000008
【図８】
0003900942.tif 000009
【図９】
0003900942.tif 000010
【図１０】
0003900942.tif 000011
【図１１】
0003900942.tif 000012
【図１２】
0003900942.tif 000013
【図１３】
0003900942.tif 000014
【図１４】
0003900942.tif 000015
【図１５】
0003900942.tif 000016