(57)【要約】 【課題】  人が移動体を操作する場合、障害物センサから障害物信号が生じずに移動できる範囲を把握できるようにし、移動体が自律移動する場合、周囲の人が移動体を避ける必要があるかどうかを把握できるようにする。【構成】  移動体は、監視エリア内の障害物を検出する障害物センサと、平面視で前記監視エリアを表す投光エリアに投光する投光装置とを備え、障害物センサが障害物を検出した際に、移動体は移動を停止または減速する。【選択図】    図１
2017224136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動機構により移動する移動体であって、
移動体の移動を制御するコントローラと、
監視エリア内の障害物を検出する障害物センサと、
平面視で前記監視エリアを表す投光エリアに投光する投光装置とを備え、
前記コントローラは、前記障害物センサが障害物を検出した際に、移動体の移動を停止または減速させるように構成されていることを特徴とする、移動体。  
【請求項２】
前記投光装置は、移動体が走行する移動面に投光するように構成され、前記障害物センサは前記移動面よりも高い位置の障害物を検出するように構成されていることを特徴とする、請求項１の移動体。
【請求項３】
前記監視エリアと前記投光エリアの広さが、移動体の速度に応じて２段階以上に変化するように、前記障害物センサと前記投光装置とが構成されていることを特徴とする、請求項１または２の移動体。
【請求項４】
前記移動体は、前記駆動機構により自走する台車と、荷物を搬出入するための前記台車に設置されているコンベヤとを備え、
前記コントローラは、低速で移動中に障害物を検出した際に台車を停止させるように構成されていることを特徴とする、請求項３の移動体。
【請求項５】
移動体に取り付けられて、障害物を検出するための障害物検出装置であって、
監視エリア内の障害物を検出する障害物センサと、
平面視で前記監視エリアを表す投光エリアに投光する投光装置とを備え、
移動体からの入力に基づいて、前記監視エリアと前記投光エリアの広さを２段階以上に変化させるように構成されていることを特徴とする、移動体用の障害物検出装置。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は移動体と移動体用の障害物検出装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体に障害物センサを設け、障害物を検出すると、停止あるいは減速することが知られている（特許文献１：JP2011-165025A）。障害物センサは例えばレーザ距離計などから成り、周囲をレーザ光によりスキャンし、障害物からの反射光を検出する。そして反射光を受光するまでの光の移動時間などから、障害物までの距離を測定し、監視エリア内に障害物が存在すると、障害物信号を出力する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】JP2011-165025A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の障害物センサは監視するエリアを表示しない。例えば、移動体を作業者がマニュアルで操作している場合を検討する。移動体が目標位置の物体にどれだけ接近しても良いのか分かりにくいので、障害物を避けようとして不必要に細かな操作を作業者に強い、あるいは障害物に接近しすぎて移動体が停止してしまったりしやすい。また無人搬送車等の移動体は、工場内等を人と共存しながら自律移動する。この場合、周囲の人は移動体を避けて移動する必要があるのか、分かりにくい。このため、不必要に移動体を避けて退避するか、あるいは移動体の走行経路内に留まって移動体を停止させるかになりやすい。
【０００５】
この発明の課題は、障害物センサの監視エリアを表示することにより、
・  人が移動体を操作する場合、障害物センサから障害物信号が生じずに移動できる範囲を把握できるようにし、
・  移動体が自律移動する場合、周囲の人が移動体を避ける必要があるかどうかを把握できるようにすることにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の移動体は、駆動機構により移動し、
移動体の移動を制御するコントローラと、
監視エリア内の障害物を検出する障害物センサと、
平面視で前記監視エリアを表す投光エリアに投光する投光装置とを備え、
前記コントローラは、前記障害物センサが障害物を検出した際に、移動体の移動を停止または減速させるように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明の移動体用の障害物検出装置は、移動体に取り付けられて、障害物を検出し、
監視エリア内の障害物を検出する障害物センサと、
平面視で前記監視エリアを表す投光エリアに投光する投光装置とを備え、
移動体からの入力に基づいて、前記監視エリアと前記投光エリアの広さを２段階以上に変化させるように構成されていることを特徴とする。  
【０００８】
この発明では、障害物センサによる監視エリアを平面視で表す投光エリアに投光するので、人は監視エリアを容易に把握できる。このためどの範囲まで移動体を移動させても良いか、どこまで移動体が接近すると人が退避しなければならないかを、容易に把握できる。なお投光エリアは監視エリアを平面視で表せば良く、投光エリア全体に均一に投光しても、またその輪郭のみに投光しても良い。
【０００９】
好ましくは、前記投光装置は移動体が走行する移動面に投光するように構成され、前記障害物センサは前記移動面よりも高い位置の障害物を検出するように構成されている。監視エリアを平面視で表す投光エリアの移動面に投光することにより、監視エリアの範囲を人が容易に認識できる。  
【００１０】
好ましくは、前記監視エリアと前記投光エリアの広さが、移動体の速度に応じて２段階以上に変化するように、前記障害物センサと前記投光装置とが構成されている。高速では監視エリアが広くなり、低速では監視エリアが狭くなるように、速度に応じて監視エリアの広さを変化させるので、監視エリアを狭くできる。また監視エリアに応じて投光エリアの広さも変化させるので、常に監視エリアの範囲を人が容易に認識できる。
【００１１】
特に好ましくは、前記移動体は、前記駆動機構により自走する台車と、荷物を搬出入するための前記台車に設置されているコンベヤとを備え、前記コントローラは、低速で移動中に障害物を検出した際に台車を停止させるように構成されている。このような移動体は、コンテナ等に荷物を搬出入する荷役装置として用いることができ、コンテナ内等の狭いスペースで荷物と衝突しないように移動できる。そして低速では監視エリアと投光エリアを狭くするので、荷物に極く接近して停止できる。高速で障害物を検出すると、減速あるいは停止し、例えば減速により干渉を回避し、低速での監視エリア内等まで障害物が接近すると停止する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】コンテナ内で作業している実施例の荷役装置の平面図
【図２】実施例の荷役装置の側面とコンテナの鉛直方向断面とを示す図
【図３】実施例の障害物検出装置のブロック図
【図４】実施例の障害物検出装置を模式的に示す図
【図５】変形例の障害物検出装置を模式的に示す図
【図６】実施例の荷役装置での障害物検出アルゴリズムを示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。
【実施例】
【００１４】
図１〜図６に、荷役装置２を例に実施例とその変形とを示す。図１，図２において、荷役装置２はコンテナ３０内に進入して、デバンニング（荷物３２の搬出）あるいはバンニング（荷物３２の積み込み）を行う。荷役装置２の台車４は、車輪５，８により自走し、車輪５は駆動輪でモータを有する走行機構６に駆動され、車輪８は従動輪で例えばステアリング機構９に接続されている。
【００１５】
台車４にはコンベヤ１２が設けられ、コンベヤ１２はターンテーブル１０により鉛直軸回りに回転自在で、さらに可動アーム１３により水平面よりも上向き及び下向きに向きを変えることができる。先端コンベヤ１４は荷物３２に接近して、荷物を搬出あるいは搬入するためのコンベヤである。そしてコンベヤ１２，１４間に、姿勢が可変で従動のローラコンベヤ１５が設けられ、コンベヤ１２よりも台車４の後方側にローラコンベヤ１６が設けられている。また荷役装置２は、ローラコンベヤ１６の後方に、他のコンベヤを牽引しても良い。  
【００１６】
コンベヤ１２，１４に各々操作盤１７，１８が設けられ、例えばコンテナ３０の外部では後方の操作盤１７により、例えばコンテナ３０の内部では前方の操作盤１８により、荷役装置２を操作できる。また先端コンベヤ１４の下方に、作業者が乗るための昇降台２０が設けられ、荷物３２の高さに合わせて昇降台２０を昇降できる。操作盤１７，１８は作業者とのインターフェースとして同じ機能を有し、操作盤１７は荷役装置２全体のコントローラを兼ね、走行機構６，ステアリング機構９、コンベヤ１２，１４、昇降台２０等を制御する。  
【００１７】
この明細書では、荷役装置２の先端コンベヤ１４側を前方、ローラコンベヤ１６側を後方という。また左右は、荷役装置２の前後に水平面内で直角な方向である。コンテナ３０には荷物３２が積み重ねられ、上下左右に積み重ねられた複数の荷物３２から成る面を面３４という。
【００１８】
コンベヤ１２の前部下方などの、先端コンベヤ１４及び作業者を誤検出しない位置に、障害物検出装置２２が設けられている。障害物検出装置２２の設置位置は任意で、特に作業者を検出対象からソフトウェア的に除外できる場合、障害物検出装置２２を設置できる範囲はより広くなる。障害物検出装置２２は後述の障害物センサと投光装置とを含み、実施例では、障害物センサの監視エリアを平面視で見たものが投光装置からの投光エリアに等しい。しかし投光エリアは、視覚的に監視エリアの範囲を作業者に把握させることができれば良く、監視エリアを平面視で見たエリアと正確に同一である必要はない。障害物検出装置２２は、台車が高速前進する時の広い監視エリアと、低速前進する時の狭い監視エリアとを有し、高速では投光エリア３６，３７，３７'に投光し、低速では投光エリア３７，３７'に投光する。投光エリア３７は荷役装置２の前方の狭い範囲をカバーし、投光エリア３７'は荷役装置２の前部側面をカバーする。
【００１９】
実施例では、荷役装置２が移動体であるが、ＡＧＶ、電動台車、電動車いす、フォークリフト、ロボット等の地上を移動する移動体等でも良い。これらの移動体を人が操作して移動させる場合、障害物センサの監視エリアに投光することにより、どこまで障害物信号を発生させずに移動できるかを、操作者が把握できる。また移動体の周囲の人は、自分が移動体と干渉するかどうかを把握できるので、退避の要否を判断できる。
【００２０】
図３〜図５は障害物検出装置２２の構造を示す。図３に示すように、障害物検出装置２２は、操作盤１８，１７から監視エリアを例えば広狭２段階に入力され、障害物の検出信号（以下、障害物信号という）を操作盤１７，１８へ出力する。広狭２段階の監視エリアではなく、コンテナ内等での荷役装置２の位置と速度とに基づいて、監視エリアの範囲が定まるように、監視板１８，１７あるいはコントローラ２４を設定しておいても良い。そしてコンテナの内部に荷役装置がどれだけ進入したかと、速度はどれだけかとに基づいて、監視エリアを変化させても良い。障害物検出装置２２は、操作盤１７，１８とのインターフェースを兼ねるコントローラ２４からの信号に基づき、監視エリアを障害物センサ２５と投光装置２６とに入力し、障害物センサ２５が障害物を検出すると、障害物信号を出力する。荷役装置のコントローラを兼ねる操作盤１７は、障害物信号により台車４の移動を停止させる。なお実施例では、障害物センサ２５と投光装置２６が同じハウジング内にあるが、これらを別々の位置に設置するようにしても良い。またコントローラ２４を設けず、障害物センサ２５が操作盤１７から監視エリアの範囲を表す信号を直接入力され、監視エリアの範囲の信号を投光装置２６へ転送するようにしても良い。
【００２１】
障害物センサ２５が障害物を監視する監視エリアと、投光装置２６が投光する投光エリアは、平面視で略同一であるが、障害物センサ２５からの監視ビームは荷役装置が走行する移動面よりも高い位置にあり、投光装置２６は移動面へ向けて投光する。そして投光装置２６からの投光エリアの輪郭を、平面視での監視エリアの輪郭と略一致させる。なお投光装置２６は投光エリア内を均一に照らしても良く、あるいは投光エリアの輪郭、特に荷役装置から見て前方の輪郭と、左右両側の側方の輪郭のみに投光しても良い。また障害物センサ２５は超音波等の光以外のセンサでも良い。
【００２２】
監視エリアの範囲は、２段階よりもより多段に、例えば移動体の速度に応じて連続的に変化しても良い。この場合、投光エリアは監視エリアに応じて、例えば連続的に広さを変化させる。さらに、建物あるいはコンテナの壁、固定の設備、等の障害物の位置が予め分かっている場合、これらの障害物を除くように、監視エリアを定めることが好ましい。また監視エリア内の障害物を検出すると、移動体はコントローラの制御により、例えば停止するが、障害物までの距離により減速するか停止するかを定めるようにしても良い。
【００２３】
図４はプロジェクタタイプの投光装置を用いる実施例を示し、障害物センサ２５はレーザ等の投光ユニット４０と、障害物からの反射光を受光する受光ユニット４１，及び信号処理ユニット４２を備えている。信号処理ユニット４２は、レーザビームの向きを線分状にあるいはビーム状に変化させ、監視エリア内をスキャンするように、投光ユニット４０を制御する。信号処理ユニット４０はさらに、受光信号から障害物までの距離を算出し、監視エリア内の障害物を検出する。
【００２４】
ＬＥＤ等の光源４４からの可視光を、ミラー４５あるいは図示しないレンズ等により平行な光ビームに変化させ、液晶パネル４６を介して、投光エリアに投光する。そしてコントローラ２４により、液晶パネル４６を透明／不透明に制御すると、投光エリアを可変にできる。液晶パネルの耐久性に疑問がある場合、例えばメカニカルなシャッタ等により投光エリアを可変にする。    
【００２５】
図５は、レーザビームを投光エリアに投光する変形例の障害物検出装置を示す。半導体等のレーザ４８はビーム状の可視光を出力し、例えば２軸に対して向きが可変な可動ミラー４９をコントローラ２４により制御し、レーザビームを移動面に投光する。レーザビームを移動面に投光する位置を、投光エリアの輪郭に沿って移動させるように、可動ミラー４９を制御する。このように、投光エリアの全体に投光する必要はなく、投光エリアの輪郭に投光して、監視エリアの範囲を示しても良い。
【００２６】
図６は障害物検出のアルゴリズムを示し、作業者は昇降台寄りの操作盤から荷役装置をマニュアル操作で走行させるものとする。ステップS1で前進か後進かを操作盤から設定する。後進は例えば低速での後進に限られ、低速での前進と同様に障害物を監視し、荷役装置の側面が障害物と干渉することを防止する（ステップS2）。
【００２７】
前進する場合、ステップS3で高速か低速かを入力し、高速であれば障害物の監視エリアを広くし（ステップS4）、低速であれば障害物の監視エリアを狭くする（ステップS5）。そして監視エリア内に投光装置から投光し（ステップS6）、監視エリア内の障害物を検出すると（ステップS7）、低速の場合は停止する（ステップS8)。低速の場合は減速により干渉を回避し、障害物が例えば低速での監視エリア内まで接近すると、停止する（ステップS8'）。
【００２８】
ステップS9でコンベヤを動作させる旨の割込の有無をチェックし、割込があればコンベヤを動作させて、デバンニングあるいはバンニングを行う（ステップS10）。図１，図２に示したように、荷役装置２は先端コンベヤ１４を上下左右に移動させ、デバンニングあるいはバンニングする。一つの面３４を処理すると、ステップS11で荷役装置２の台車４を移動させ、デフォールトの場合は低速前進とするが、後退あるいは高速前進も選択できるようにする。
【００２９】
障害物検出装置の投光装置から監視エリアに略等しい範囲の移動面に投光するので、作業者は監視エリアが次の面に重なる直前で停止するように荷役装置を操作できる。このため１回の荷役装置の前進を短時間で正確に行うことができる。１個のコンテナには多数の面があるので、各面で荷役装置の移動時間を短縮し、あるいは次の面に対して最適な位置で停止できると、全体としてバンニング、デバンニングを効率化できる。
【符号の説明】
【００３０】
２          荷役装置
４          台車
５，８      車輪
６          走行機構
９          ステアリング機構
１０        ターンテーブル
１２        コンベヤ
１３        可動アーム
１４        先端コンベヤ
１５，１６  ローラコンベヤ
１７，１８  操作盤
２０        昇降台
２２        障害物検出装置
２４        コントローラ
２５        障害物センサ
２６        投光装置
３０        コンテナ
３２        荷物
３４        面
３６，３７  投光エリア
４０        投光ユニット
４１        受光ユニット
４２        信号処理ユニット
４４        光源
４５        ミラー
４６        液晶パネル
４８        レーザ
４９        可動ミラー    
【図１】
2017224136.tif 000003
【図２】
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【図３】
2017224136.tif 000005
【図４】
2017224136.tif 000006
【図５】
2017224136.tif 000007
【図６】
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