特許 6747764 レーザ誘導方式の無人搬送車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6747764

(24)【登録日】2020年8月11日

(45)【発行日】2020年8月26日

(54)【発明の名称】レーザ誘導方式の無人搬送車

(51)【国際特許分類】

   G01S 17/931 20200101AFI20200817BHJP

   G01S 7/484 20060101ALI20200817BHJP

   G05D 1/02 20200101ALI20200817BHJP

   B66F 9/24 20060101ALI20200817BHJP

【ＦＩ】

   G01S17/931

   G01S7/484

   G05D1/02 L

   B66F9/24 A

   B66F9/24 H

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2019-24186(P2019-24186)

(22)【出願日】2019年2月14日

(65)【公開番号】特開2020-134180(P2020-134180A)

(43)【公開日】2020年8月31日

【審査請求日】2019年2月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232807

【氏名又は名称】三菱ロジスネクスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】特許業務法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】泉 剛司

【審査官】 山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−０５６８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−２０５０４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１８／００８８２１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−０４８４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｓ ５／１６

Ｇ０１Ｓ ７／４８− ７／５１

Ｇ０１Ｓ１７／００−１７／９５

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転しながら周囲にレーザ光を投光するレーザスキャナ装置と、荷役装置と、走行装置とを備え、前記レーザスキャナ装置で現在位置を特定しながら荷役作業を行うレーザ誘導式の無人搬送車であって、
前記レーザスキャナ装置における前記レーザ光の輝度および前記回転を制御するスキャナ制御部をさらに備え、
前記スキャナ制御部は、前記走行装置による走行が停止し、かつ前記荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っていないときに前記輝度を通常輝度よりも低くゼロよりも高い輝度にし、前記荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに前記輝度をゼロにする
ことを特徴とする無人搬送車。

【請求項2】

前記スキャナ制御部は、さらに、前記荷役装置の状態および前記走行装置の状態の一方または両方が予め定められた状態になっているときに、前記回転を停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。

【請求項3】

前記スキャナ制御部は、前記荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに前記回転を停止させる
ことを特徴とする請求項２に記載の無人搬送車。

【請求項4】

前記スキャナ制御部は、前記走行装置による走行が停止しているときに前記回転を停止させる
ことを特徴とする請求項２または３に記載の無人搬送車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘導方式としてレーザスキャナ装置によるレーザ誘導を採用した無人搬送車に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に見られるように、倉庫等の建屋内で荷役作業を行う無人搬送車の誘導方式として、レーザ誘導が知られている。この方式では、無人搬送車のそれぞれに搭載されたレーザスキャナ装置が回転しながら周囲にレーザ光を投光するとともに建屋内に複数設置された反射体からの反射光を検出することにより、反射体までの距離と該反射体の方位を算出する。そして、このようにして認識した３つの反射体がなす三角形が予め用意された反射体マップに示されたどの三角形に該当するのかを特定することにより、無人搬送車の現在位置および向きを特定する。

【0003】

レーザ誘導方式は、走行経路に沿って磁性体を埋め込んでおく必要がある磁気誘導等の他の誘導方式に比べ、建屋内のレイアウト変更に対して融通が利くという利点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−５６８２８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、レーザ誘導方式の無人搬送車では、レーザスキャナ装置がバッテリに蓄積された電力を少なからず消費し、その分だけ稼働時間が短くなることがしばしば問題となっていた。

【0006】

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、従来よりもレーザスキャナ装置の消費電力が低減され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】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る無人搬送車は、回転しながら周囲にレーザ光を投光するレーザスキャナ装置と、荷役装置と、走行装置とを備え、レーザスキャナ装置で現在位置を特定しながら荷役作業を行うレーザ誘導式の無人搬送車であって、レーザスキャナ装置におけるレーザ光の輝度および回転を制御するスキャナ制御部をさらに備え、スキャナ制御部は、走行装置による走行が停止し、かつ荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っていないときに上記輝度を通常輝度よりも低くゼロよりも高い輝度にし、荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに上記輝度をゼロにする、との構成を有している。

【0010】

また、上記無人搬送車のスキャナ制御部は、荷役装置の状態および走行装置の状態の一方または両方が予め定められた状態になっているときに回転を停止させる、との構成を有していることが好ましい。

【0011】

また、上記無人搬送車のスキャナ制御部は、荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに回転を停止させる、との構成を有していてもよい。

【0012】

また、上記無人搬送車のスキャナ制御部は、走行装置による走行が停止しているときに回転を停止させる、との構成を有していてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、従来よりもレーザスキャナ装置の消費電力が低減され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】

【0014】

【図1】本発明の第１実施例に係る無人搬送車の外観を示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。

【図2】無人搬送車が荷役作業を行う建屋内のレイアウトの一例を示す平面図である。

【図3】本発明の第１実施例に係る無人搬送車のブロック図である。

【図4】本発明の第１実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。

【図5】本発明の第２実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。

【図6】本発明の第３実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。

【図7】本発明の第４実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。

【図8】本発明の変形例に係る無人搬送車のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る無人搬送車の実施例について説明する。

【0016】

［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係る無人搬送車１０を示す。同図に示すように、無人搬送車１０は、走行輪１４を有する車両本体１１と、車両本体１１に対して水平方向に移動可能に設けられたマスト１２と、マスト１２に対して昇降可能に設けられたフォーク１３とを備えている。フォーク１３は、マスト１２が水平方向に移動することにより、符号１３’で示した位置をとることができる。また、フォーク１３は、マスト１２に沿って上昇することにより、符号１３”で示した位置をとることもできる。

【0017】

無人搬送車１０は、車両本体１１の最上部に設けられたレーザスキャナ装置１５をさらに備えている。レーザスキャナ装置１５は、回転しながら周囲にレーザ光Ｌを投光するとともに、建屋１００内に複数設置された反射体１０２によって再帰反射されたレーザ光Ｌ’（反射光）を検出するように構成されている（図２参照）。ここで、レーザ光Ｌ，Ｌ’は、建屋１００内に設置された棚１０１や高く積まれた荷物（不図示）によって遮られる場合がある。また、前述した通り、レーザ誘導方式では、３つの反射体１０２が認識されなければならない。建屋１００内における反射体１０２の数および配置は、これらのことを考慮して決定されている。

【0018】

図３に示すように、無人搬送車１０は、制御装置２０と、マスト１２、フォーク１３およびこれらを駆動するための駆動系からなる荷役装置４０と、走行輪１４およびこれを駆動するための駆動系からなる走行装置４１と、通信装置４２とを備えている。制御装置２０および通信装置４２は、車両本体１１の内部に設けられている。荷役装置４０および走行装置４１の一部も、車両本体１１の内部に設けられている。

【0019】

通信装置４２は、建屋１００内に設置された不図示の管理装置と無線通信を行い、行うべき荷役作業に関する情報（荷役指令）を受信する。また、通信装置４２は、荷役作業の進捗や特定された現在位置に関する最新の情報を管理装置に逐次送信する。

【0020】

制御装置２０は、車両位置特定部２１と、マップ記憶部２２と、荷役制御部２３と、走行制御部２４とを有している。また、車両位置特定部２１は、スキャナ制御部３０を含んでいる。

【0021】

車両位置特定部２１は、レーザスキャナ装置１５と協働して無人搬送車１０の現在位置を特定するとともに、特定した現在位置に関する情報を荷役制御部２３、走行制御部２４および通信装置４２に送る。現在位置の特定にあたり、車両位置特定部２１は、マップ記憶部２２に予め格納された、建屋１００内における反射体１０２の配置が示された反射体マップを参照する。

【0022】

走行制御部２４は、現在位置に関する情報を参照しながら、荷役指令にしたがって走行装置４１を制御する。具体的には、走行制御部２４は、無人搬送車１０が所定の荷役作業位置に向かうように、走行輪１４の操舵角を制御しながら該走行輪１４を転動させる。

【0023】

荷役制御部２３は、現在位置に関する情報を参照しながら、荷役指令にしたがって荷役装置４０を制御する。具体的には、荷役制御部２３は、無人搬送車１０が所定の荷役作業位置に到着すると、マスト１２およびフォーク１３を動かして荷取りまたは荷置きを行わせる。

【0024】

車両位置特定部２１のスキャナ制御部３０は、荷役装置４０の状態および走行装置４１の状態の一方または両方に基づいて、レーザスキャナ装置１５を構成する投受光部１６および回転駆動部１７を制御する。ここで、投受光部１６は、指令された輝度のレーザ光Ｌを水平方向に投光する投光素子と、受光したレーザ光Ｌ’（反射光）の輝度に応じた電気信号を出力する受光素子とからなっている。また、回転駆動部１７は、指令された回転数（ｒｐｍ）で投受光部１６を高速回転させるモータからなっている。

【0025】

本実施例におけるスキャナ制御部３０の動作について、さらに詳しく説明する。

【0026】

スキャナ制御部３０は、荷役装置４０の状態、すなわち、マスト１２およびフォーク１３が荷取りまたは荷置きのための動作（以下、「荷役動作」という）を行っているか否かを荷役制御部２３から取得する。そして、スキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていなければ、投受光部１６を構成する投光素子に通常輝度のレーザ光Ｌを投光させる。ここで、通常輝度とは、受光素子に十分な輝度の反射光Ｌ’を到達させ得る輝度をいう。一方、スキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていれば、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度よりも低下させる。このとき、スキャナ制御部３０は、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度の５０％程度にしてもよいし、ゼロにしてもよい。

【0027】

レーザ光Ｌの輝度が通常輝度よりも低下すると、車両位置特定部２１は、現在位置を特定することができなくなる可能性がある。しかしながら、荷役動作は、通常、走行が停止しているときに行うことになっているため、荷役動作中に現在位置を特定することができなくても特に問題はない。なお、この場合、荷役制御部２３、走行制御部２４および通信装置４２は、最後に特定された現在位置を利用すればよい。

【0028】

図４に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、荷役動作が行われている時刻ｔ３−ｔ４の間に、レーザ光Ｌの輝度が通常輝度よりも低下させられることを示している。なお、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、走行装置４１の状態（走行速度）によっては、レーザ光Ｌの輝度を変化させない。また、本実施例では、回転駆動部１７の回転数は通常回転数から変化しない。

【0029】

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、荷役動作中にレーザスキャナ装置１５の投受光部１６が消費する電力を低減することができる。

【0030】

［第２実施例］
本発明の第２実施例に係る無人搬送車１０は、スキャナ制御部３０の動作が第１実施例と異なっているが、その他の点については第１実施例と共通している。

【0031】

本実施例におけるスキャナ制御部３０は、走行装置４０の状態、すなわち、現在の走行速度を走行制御部２４から取得する。そして、スキャナ制御部３０は、走行速度がゼロよりも大きければ、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度とする。一方、スキャナ制御部３０は、走行速度がゼロであれば、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度よりも低下させる。このとき、スキャナ制御部３０は、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度の５０％程度にしてもよいし、ゼロにしてもよい。

【0032】

図５に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、走行速度がゼロである時刻ｔ０−ｔ１の間、時刻ｔ２−ｔ５の間、および時刻ｔ６以降に、レーザ光Ｌの輝度が通常輝度よりも低下させられることを示している。なお、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、荷役装置４０の状態によっては、レーザ光Ｌの輝度を変化させない。また、本実施例では、回転駆動部１７の回転数は通常回転数から変化しない。

【0033】

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、走行停止中にレーザスキャナ装置１５の投受光部１６が消費する電力を低減することができる。

【0034】

［第３実施例］
本発明の第３実施例に係る無人搬送車１０は、スキャナ制御部３０の動作が第１実施例と異なっているが、その他の点については第１実施例と共通している。

【0035】

本実施例におけるスキャナ制御部３０は、走行装置４０の状態、すなわち、現在の走行速度を走行制御部２４から取得する。そして、スキャナ制御部３０は、走行速度がゼロであれば、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度の５０％にまで低下させる。また、スキャナ制御部３０は、荷役装置４０の状態、すなわち、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っているか否かを荷役制御部２３から取得する。そして、スキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていれば、レーザ光Ｌの輝度をゼロにまで低下させる。これらの条件を満たさない場合、スキャナ制御部３０は、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度とする。

【0036】

図６に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、走行速度がゼロである時刻ｔ０−ｔ１の間、時刻ｔ２−ｔ３の間、時刻ｔ４−ｔ５の間、および時刻ｔ６以降に、レーザ光Ｌの輝度が通常輝度の５０％にまで低下させられることを示している。また、同図は、荷役動作が行われている時刻ｔ３−ｔ４の間に、レーザ光Ｌの輝度がゼロにまで低下させられることを示している。なお、本実施例では、回転駆動部１７の回転数は通常回転数から変化しない。

【0037】

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、走行停止中および荷役動作中にレーザスキャナ装置１５の投受光部１６が消費する電力を低減することができる。

【0038】

ここで、レーザ光Ｌの輝度をゼロから通常輝度に復帰させるのには、ある程度の時間がかかる。また、５０％からの復帰はゼロからの復帰に比べれば、短時間で済む。これが、走行停止中の輝度をゼロではなく通常輝度の５０％とした理由である。本実施例に係る無人搬送車１０によれば、走行が開始されてから現在位置の特定ができるようになるまでのタイムラグを低減することができる。

【0039】

［第４実施例］
本発明の第４実施例に係る無人搬送車１０は、スキャナ制御部３０の動作が第１実施例と異なっているが、その他の点については第１実施例と共通している。

【0040】

本実施例におけるスキャナ制御部３０は、荷役装置４０の状態、すなわち、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っているか否かを荷役制御部２３から取得する。そして、スキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていなければ、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度とするとともに、回転駆動部１７の回転数を通常回転数とする。一方、スキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていれば、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度よりも低下させるとともに、回転駆動部１７の回転数をゼロとする。このとき、スキャナ制御部３０は、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度の５０％程度にしてもよいし、ゼロにしてもよい。

【0041】

図７に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、荷役動作が行われている時刻ｔ３−ｔ４の間に、レーザ光Ｌの輝度が通常輝度よりも低下させられることを示している。また、同図は、時刻ｔ３−ｔ４の間に、回転駆動部１７の回転数がゼロにまで低下させられることを示している。

【0042】

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、荷役動作中にレーザスキャナ装置１５の投受光部１６および回転駆動部１７が消費する電力を低減することができる。すなわち、本実施例に係る無人搬送車１０によれば、レーザスキャナ装置１５の消費電力を第１実施例よりも低減することができる。

【0043】

［変形例］
以上、本発明に係る無人搬送車１０の第１〜第４実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。

【0044】

例えば、第２実施例におけるスキャナ制御部３０は、荷役動作中または走行停止中に回転駆動部１７の回転数をゼロにまで低下させてもよい。同様に、第３実施例におけるスキャナ制御部３０は、荷役動作中または走行停止中に回転駆動部１７の回転数をゼロにまで低下させてもよい。

【0045】

また、各実施例における制御部２０は、図８に示すように、第１〜第４実施例における車両位置特定部２１に相当する第１車両位置特定部２５と、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）誘導等の別の誘導方式により現在位置を特定する第２車両位置特定部２６とからなる車両位置特定部２７を備えていてもよい。本実施例に係る無人搬送車１０によれば、第１車両位置特定部２５による現在位置の特定が行えないとき、すなわち、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度よりも低下させたときに、第２車両位置特定部２６を用いて現在位置を特定し続けることができる。なお、図８においては、レーザスキャナ装置１５の図示が省略されている。

【0046】

また、各実施例における５０％は単なる一例であり、適宜変更されてもよい。

【0047】

また、本発明は、レーザスキャナ装置、荷役装置および走行装置を備えた任意のタイプの無人搬送車に適用することができる。

【符号の説明】

【0048】

１０ 無人搬送車
１１ 車両本体
１２ マスト
１３ フォーク
１４ 走行輪
１５ レーザスキャナ装置
１６ 投受光部
１７ 回転駆動部
２０ 制御部
２１ 車両位置特定部
２２ マップ記憶部
２３ 荷役制御部
２４ 走行制御部
２５ 第１車両位置特定部
２６ 第２車両位置特定部
２７ 車両位置特定部
３０ スキャナ制御部
４０ 荷役装置
４１ 走行装置
４２ 通信装置
１００ 建屋
１０１ 棚
１０２ 反射体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】