特開 2021-12534 パレット搬送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-12534(P2021-12534A)

(43)【公開日】2021年2月4日

(54)【発明の名称】パレット搬送システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20210108BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2019-126278(P2019-126278)

(22)【出願日】2019年7月5日

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002734

【氏名又は名称】特許業務法人藤本パートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】安田 克己

(72)【発明者】

【氏名】宮下 裕司

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 圭悟

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301BB08

5H301CC03

5H301CC06

5H301LL03

5H301LL11

5H301LL14

5H301QQ01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】パレットの位置の検出ができなくなる場面を低減したパレット搬送システムを提供する。
【解決手段】パレット１における一対の脚部１２１Ｌ、１２１Ｒに検出光を照射することで複数の検出データを取得するデータ収集工程と、前記一対の脚部の各々における単一の起点データＳ、を設定する起点データ設定工程と、設定された各起点データを起点として、一対の脚部の各々で、前記起点データを含む前記複数の検出データの中から、搬送車との前記一対の脚部の対向面の最端部に位置する最端データ点Ａを探索する最端データ探索工程と、一対の脚部の各々の前記最端データ点を用いて、前記一対の脚部の中心位置を導くパレット位置導出工程と、導かれた前記一対の脚部の中心位置に合わせて搬送車２を移動させる搬送車移動工程と、を実施する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷台及び前記荷台を幅方向に間隔を空けて下方から支持する一対の脚部を有するパレットの前記荷台の下方に配置された状態で前記パレットを地面から浮かせつつ移動させる搬送車によるパレット搬送システムにおいて、
前記搬送車は、前記一対の脚部に検出光を照射する照射部と、前記検出光が前記一対の脚部に反射された反射光を受光する受光部と、を有し、
前記一対の脚部に前記照射部から前記検出光を照射して前記受光部で前記反射光を受光することで複数の検出データを取得するデータ収集工程と、
前記複数の検出データから、前記一対の脚部のうち一方側脚部と他方側脚部の各々における単一の起点データを設定する起点データ設定工程と、
設定された各起点データを起点として、前記一方側脚部と前記他方側脚部の各々で、前記起点データを含む前記複数の検出データの中から、前記搬送車に対する前記一対の脚部の対向面の最端部に位置する最端データ点を探索する最端データ探索工程と、
前記一方側脚部と前記他方側脚部の各々の前記最端データ点を用いて、前記一対の脚部の中心位置を導くパレット位置導出工程と、
導かれた前記一対の脚部の中心位置に合わせて前記搬送車を移動させる搬送車移動工程と、を実施する、パレット搬送システム。

【請求項2】

前記最端データ探索工程における前記探索は、内側または外側へ順に前記複数の検出データの個々の検出位置を認識していくことにより行われ、
前記認識は、前記データ収集工程における走査間隔に基づいて行われる、請求項１に記載の、パレット搬送システム。

【請求項3】

前記搬送車が前記パレットにおける前記荷台の下方に進入している途中において、前記一対の脚部のうち、前記パレットの奥行方向半ばに位置するものに対して、前記データ収集工程以降の各工程を実施する、請求項１または２に記載の、パレット搬送システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷役用のパレットを無人運転可能な搬送車により搬送する際に用いられる、パレット搬送システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

例えば製鉄所等の製造施設において、荷役用のパレットの下部空間に搬送車を進入させ、搬送車がパレットを持ち上げることで、パレットごと荷物を搬送する方法がある。この方法の一例が特許文献１に記載されている。

【0003】

無人運転する搬送車をパレットの下部空間に誘導する方法に関し、特許文献１には、搬送車の車体に対するパレットの相対位置と角度を検出するために、車体に取り付けたセンサからレーザ光を、パレットが有する両脚における柱部に照射することで、測定点の集合したデータ群であり、かつ、対向した関係にあるものを得ることにより柱部の内法位置を検出し、これをもとにパレットの両脚の方向と両脚の中心線とを演算している。なお、柱部は形鋼（Ｈ形鋼など）を用いたラーメン構造またはトラス構造からなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４４２７３６０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし前記方法では、例えば搬送車がパレットに対し、進入前に斜め向きに停車した場合に、柱部の内法部分がレーザ光の陰になってしまうと、前記対向した関係にあるデータ群が得られないことで、柱部の内法位置を検出できなくなり、その結果、パレットの両脚の方向と両脚の中心線の演算ができなくなる場面があった。

【0006】

そこで本発明は、パレットの位置の検出ができなくなる場面が生じることを低減したパレット搬送システムを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、荷台及び前記荷台を幅方向に間隔を空けて下方から支持する一対の脚部を有するパレットの前記荷台の下方に配置された状態で前記パレットを地面から浮かせつつ移動させる搬送車によるパレット搬送システムにおいて、前記搬送車は、前記一対の脚部に検出光を照射する照射部と、前記検出光が前記一対の脚部に反射された反射光を受光する受光部と、を有し、前記一対の脚部に前記照射部から前記検出光を照射して前記受光部で前記反射光を受光することで複数の検出データを取得するデータ収集工程と、前記複数の検出データから、前記一対の脚部のうち一方側脚部と他方側脚部の各々における単一の起点データを設定する起点データ設定工程と、設定された各起点データを起点として、前記一方側脚部と前記他方側脚部の各々で、前記起点データを含む前記複数の検出データの中から、前記搬送車に対する前記一対の脚部の対向面の最端部に位置する最端データ点を探索する最端データ探索工程と、前記一方側脚部と前記他方側脚部の各々の前記最端データ点を用いて、前記一対の脚部の中心位置を導くパレット位置導出工程と、導かれた前記一対の脚部の中心位置に合わせて前記搬送車を移動させる搬送車移動工程と、を実施する、パレット搬送システムである。

【0008】

この構成によれば、従来のように対向した関係にあるデータ群を得ることで脚部の内法位置を検出することなしに、一対の脚部の中心位置を導いてその位置に搬送車を移動させることができる。

【0009】

そして、本発明は、前記最端データ探索工程における前記探索は、内側または外側へ順に前記複数の検出データの個々の検出位置を認識していくことにより行われ、前記認識は、前記データ収集工程における走査間隔に基づいて行われることができる。

【0010】

この構成によれば、最端データ探索工程における探索を、データ収集工程における走査間隔に基づいて行うことにより、関係のないノイズに影響された誤認識を抑制できる。

【0011】

そして、本発明は、前記搬送車が前記パレットにおける前記荷台の下方に進入している途中において、前記一対の脚部のうち、前記パレットの奥行方向半ばに位置するものに対して、前記データ収集工程以降の各工程を実施することができる。

【0012】

この構成によれば、搬送車がパレットにおける荷台の下方に進入している途中における進入精度を高めることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明では、従来のように脚部の内法位置を検出することなしに、一対の脚部の中心位置を導いてその位置に搬送車を移動させることができるため、例えば搬送車がパレットに対して斜め向きに停車した場合であっても、パレットの位置の検出ができなくなる場面が生じることを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係るパレット搬送システムにおいて用いられるパレットの一例を示す左側面図である。

【図2】前記パレットの一例を、搬送車（二点鎖線表示）と共に示す正面図である。

【図3】同パレット搬送システムにおけるデータ収集工程を説明するための概要図である。

【図4】図３のうち、パレットの右脚部を拡大して示した図である。

【図5】同パレット搬送システムにおける、目標エリア設定工程以降の各工程を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明のパレット搬送システムにつき、一実施形態を取り上げて、図面とともに以下説明を行う。

【0016】

本実施形態のパレット搬送システムは、パレット１が有する荷台１１の下方に配置された状態でパレット１を地面から浮かせつつ移動させる搬送車２によるシステムである。なお、搬送車２の制御を遠隔的に行う場合には、搬送車２から離れた位置に制御部（図示しない）が設けられる。

【0017】

まず、本実施形態のパレット搬送システムにおける適用対象物であるパレット１について説明する。パレット１は、図１及び図２に示すように、荷物を積載できる荷台１１と、この荷台１１を幅方向（図２における左右方向）に間隔を空けて下方から支持する一対の脚部１２とを有する。本実施形態における一対の脚部１２は、図２に示すように、左右に間隔を空けて対向している。一対の脚部１２のそれぞれ（各脚部１２）は、上下方向に延びる複数の柱部１２１と、複数の柱部１２１を下方で連結する脚底部１２２とを有する。本実施形態では各柱部１２１は鉛直方向（パレット置き場Ｙの地面に対して垂直方向）に延びており、荷台１１と各脚部１２とでラーメン構造を構成している。ただし、これに限られず、各柱部１２１が斜め方向に延びていてもよい。この場合は、ラーメン構造またはトラス構造となる。図２に示すように、本実施形態のパレット１はいわゆる「門型」形状であって、荷台１１の下方に空間１１Ｓが形成される。

【0018】

搬送車２は、一般に「キャリアパレット車」と呼ばれ、パレット１における荷台１１の下方に存在する空間１１Ｓに入り込むように配置することのできる車高に形成されている（図２に二点鎖線で示している）。そして、車高が伸長することで、パレット１を地面から浮かせつつ移動させることができるよう構成されている。この搬送車２は、前後両端に運転台を有していて有人走行も可能であるが、本実施形態のパレット搬送システムに用いられる場合には主に無人走行する。ただし、本実施形態のパレット搬送システムを、有人走行の際に補助的に適用してもよい。搬送車２は、向かい合う位置にあるパレット１（詳しくはパレット１における各脚部１２）に向かって検出光を照射する照射部２１と、照射された検出光がパレット１に反射された反射光を受光する受光部２２と、を有する。照射部２１及び受光部２２としては、光線を発受光することで検知を行う種々のセンサ類を用いることができる。図３に示した二点鎖線は、検出光及び反射光に相当する。少なくとも照射部２１は、搬送車２が有する車体に対して上下に延びる軸線周りに回動（例えば方向Ｒに回動）して走査を行う。

【0019】

パレット１における一対の脚部１２（詳しくは脚部１２のうち柱部１２１）は、それぞれ、パレット１の手前側（図１参照）に搬送車２が配置された場合において、この搬送車２に対向する対向面１２１１を有する。本実施形態の各脚部１２における柱部１２１はＨ形鋼から形成されている。Ｈ形鋼の前側フランジにおける外面である平面が対向面１２１１となる。

【0020】

次に、本実施形態のパレット搬送システムにて行われる複数の工程について、図５（フロー図）と共に説明する。まず、搬送車２は、予め設定された、パレット置き場Ｙの地図データと、パレット置き場Ｙにおいて搬送車２が走行した経路データ（走行経路の履歴データ）との照合により、前記パレット置き場Ｙに配置されたパレット１における一対の脚部１２の手前側に停車する。この停車までの搬送車２の動きは、車上に設けられた制御部により自律的になされてもよいし、車外に設けられた制御部から例えば無線で指示を受けることでなされてもよい。

【0021】

本実施形態のパレット搬送システムでは、パレット１における荷台１１の下方に搬送車２を進入させる前（一対の脚部１２の手前側端部に搬送車２の前端がかかる前）の段階において、主に、目標エリア設定工程、データ収集工程、起点データ設定工程、検出位置認識工程、パレット位置導出工程、搬送車移動工程を順に実施する。なお、これらの工程に加え、補助的な他工程を実施することもできる。これらの工程は、車上に設けられた制御部により自律的に実施される。または、車外に設けられた制御部で実施され、車外の制御部から例えば無線で指示を受けることにより車上での動作がなされる。

【0022】

目標エリア設定工程では、予め設定された、パレット置き場Ｙの地図データと、置き場において搬送車２が走行した経路データ（走行経路の履歴データ）との照合により、パレット１における一対の脚部１２が存在すると推定される目標エリアを各脚部１２（本実施形態では、搬送車２から見た場合の左右の脚部１２）について設定する（ステップＳ１）。なお、前記方法のほか、搬送車２に設けられたカメラを利用して、画像認識により目標エリアを設定することもできる。

【0023】

データ収集工程では、パレット１における一対の脚部１２が存在すると推定される目標エリアに、搬送車２における照射部２１から検出光を照射して、搬送車２における受光部２２で反射光を受光する走査を行うことで複数の検出データ（検出データ群）を取得する（ステップＳ２）。なお、データ収集工程で取得された検出データにはノイズデータが混入していてもよい。このノイズデータは後の工程において排除される。図３に複数の二点鎖線で示したように、データ収集工程における走査間隔（角度間隔）は、均等とされている。図３及び図４では、検出データ群を模式的に円形で示している。検出光としては、レーザ光が用いられている。ただし、検出光はレーザ光に限定されず、他の種類の光線であってもよい。

【0024】

起点データ設定工程では、データ収集工程で取得された検出データ群から、一対の脚部１２のうち一方側脚部（例えば、搬送車２から見た場合の右脚部）１２１Ｒと他方側脚部（例えば、搬送車２から見た場合の左脚部）１２１Ｌの各々における単一の起点データ（データ点Ｓ、Ｓ’）を設定する。単一の起点データの設定については、各脚部１２Ｒ、１２Ｌにおいて、検出データ群から任意の検出データを一つ選択すればよい。この選択のため、例えば、照射部２１及び受光部２２（センサ）からの距離が所定範囲内にあることを基準とすることができる。

【0025】

本実施形態では、図５に示すように、まず一方側脚部１２Ｒに対して起点データ設定工程（ステップＳ３）と後述の最端データ探索工程（ステップＳ４〜Ｓ９）が実施され、その後、他方側脚部１２Ｌに対して起点データ設定工程（ステップＳ１０）と後述の最端データ探索工程（ステップＳ１１〜Ｓ１６）が実施される。

【0026】

最端データ探索工程では、起点データ設定工程で設定された各起点データの検出位置に係る各脚部１２Ｒ、１２Ｌ上のデータ点Ｓ、Ｓ’を起点として、一方側脚部１２Ｒと他方側脚部１２Ｌの各々で、起点データを含む複数の検出データの中から、各脚部１２Ｒ、１２Ｌにおける対向面１２１１の最端部に位置する最端データ点を探索する。具体的には、各脚部１２Ｒ、１２Ｌの対向方向での内側または外側へ順に検出データ群における個々の検出データの検出位置を認識していく探索をすることで、最内端部または最外端部に位置する最端データ点を得る。本実施形態では、図４に矢印Ｔの方向で示すように、内側へ認識を行っていき、最内端部に位置する最端データ点を得る。この最端データ探索工程において、最端データ点の探索の際の、複数の検出データの検出位置の内側または外側へ順に行っていく認識は、データ収集工程における走査間隔に基づいて行われる。つまり、認識の間隔がデータ収集工程における走査間隔に一致する。これにより、関係のないノイズ、つまり、データ収集工程において現実に収集されておらずに混入したデータに影響された誤認識を抑制できる。

【0027】

本実施形態では、まず、起点データに係るデータ点近傍の、検出データの間隔値を算出する（ステップＳ４、Ｓ１１）。そして、データ点の番号が１に設定される（ステップＳ５、Ｓ１２）。これにより、各起点データの検出位置に係る各脚部１２Ｒ、１２Ｌ上の点が「第１データ点」となる。

【0028】

そして、第１データ点からパレット１の内側方向に前記間隔値分だけ隔たれた位置の近傍に検出データが有るか無いかを判断する（ステップＳ６、Ｓ１３）。検出データが有る場合、その検出データに係るデータ点を第２データ点に設定する（ステップＳ７、Ｓ１４）と共に、データ点の番号が２に設定される（ステップＳ８、Ｓ１５）。パレット１の内側方向で検出データが無くなるまでこれが繰り返され、最後の検出データにおけるデータ点Ａ、Ａ’を最端データ点（最も内側のデータ点）として設定する（ステップＳ９、Ｓ１６）。なお、最初に設定した起点データが最も内側のデータ点だと判断されると、起点データが最端データ点（最も内側のデータ点）として設定される。

【0029】

パレット位置導出工程では、最端データ探索工程で認識された複数の検出データの検出位置のうちで、探索結果の最端データに関する最内端（本実施形態におけるデータ点Ａ、Ａ’）または最外端である一対の検出位置を用いて、一対の脚部１２の中心位置Ｃを導く（ステップＳ１７）。前記「最内端または最外端」は、一方側脚部１２Ｒと他方側脚部１２Ｌの各々における、複数の検出データのうち略直線方向に並ぶものでの最内端または最外端である。また、前記「略直線方向」は、本実施形態では図３に一点鎖線で示すラインＬに沿う方向であって、対向面１２１１（Ｈ形鋼の前側フランジにおける外面）に沿う方向である。このように、パレット位置導出工程が各脚部１２Ｒ、１２Ｌにおける対向面１２１１に沿って行われることから、もし、搬送車２がパレット１に対し、進入前に斜め向きに停車した場合であっても、各脚部１２Ｒ、１２Ｌの対向面１２１１に沿って、複数の検出データの検出位置が必ず存在するため、一対の脚部１２の中心位置Ｃを導くことが不可能になることはない。なお、前記最内端または最外端である一対の検出位置は、一点対一点の関係になる。このため、従来のように対向する関係（複数点対複数点）とはならない。

【0030】

本実施形態では、各脚部１２において設定された最も内側のデータ点Ａ、Ａ’同士の中点をパレット１の中心位置Ｃとし、各データ点Ａ、Ａ’を結ぶ線分に直交する線分である中心線ＣＬの方向を、パレット１の中心線の方向（つまり、搬送車２に対するパレット１の傾き）とする。

【0031】

搬送車移動工程では、パレット位置導出工程で得られた一対の脚部１２の中心位置Ｃ及び中心線ＣＬに合わせて搬送車２を移動させる。

【0032】

以上のように、パレット１に対して搬送車２を移動させるので、本実施形態によれば、従来のように脚部１２の内法位置を検出することなしに、一対の脚部１２の中心位置Ｃを導いてその位置に搬送車２を移動させることができる。

【0033】

本発明につき一実施形態を取り上げて説明してきたが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0034】

例えば、搬送車２がパレット１における荷台１１の下方に進入している途中において、パレット１における一対の脚部１２のうち、パレット１の奥行方向半ばに位置するものに対して、前記データ収集工程以降の各工程を重ねて実施することもできる。こうすることにより、搬送車２の進入途中でも搬送車２を一対の脚部１２の中心位置Ｃに合わせて移動させられるので、もし進入途中の段階で搬送車２が一対の脚部１２の中心位置Ｃからずれていたとしても、そこで修正がされるため、進入途中で搬送車２が脚部１２を擦るような事態が発生しない。よって、搬送車２がパレット１における荷台１１の下方に進入している途中における進入精度を高めることができる。

【0035】

また、前記実施形態では、最端データ探索工程において、各脚部１２Ｒ、１２Ｌの内側へ順に検出データ群における個々の検出データの検出位置を認識していた。しかし、外側へ順に認識していくこともできる。この場合、図３からも理解できるように、最も外側の検出データにおけるデータ点Ｂ、Ｂ’の近傍には、対向面１２１１以外の部分でデータ点が現れない。各脚部１２Ｒ、１２Ｌの外側部分（Ｈ形鋼のフランジ間）には、対向面１２１１により検出光が遮られて当たらないためである。このため、外側へ順に認識していくことにより、誤検出の可能性を低下させられる。

【0036】

更に、最端データ探索工程において、内側と外側の両側に認識を行い、得られた最も内側のデータ点の位置と最も外側のデータ点の位置との中間位置を導いた上で、この中間位置を用いてパレット位置導出工程を実施することもできる。

【0037】

また、前記実施形態のパレット１において、各脚部１２における柱部１２１はＨ形鋼から形成されていた。しかし、これに限定されず、搬送車２に対向する対向面１２１１を有する材料であれば、種々の材料を用いることができる。このため、柱部１２１は例えば角型鋼管やチャンネル材、アングル材であってもよい。更には、柱部１２１に円形の鋼管を用い、搬送車２の照射部２１から照射された検出光を受ける部分の側面に平板が取り付けられ、この平板の表面が対向面１２１１とされていてもよい。

【符号の説明】

【0038】

１ パレット
１１ 荷台
１２ 脚部
１２Ｌ 他方側脚部（左脚部）
１２Ｒ 一方側脚部（右脚部）
１２１ 柱部
１２１１ 対向面
１２２ 脚底部
２ 搬送車
２１ 照射部
２２ 受光部
Ｃ 一対の脚部の中心位置
ＣＬ 中心線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】