特開 2022-123953 図書館の所蔵本返却補助台車および追従台車

(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】P2022123953

(43)【公開日】2022-08-25

(54)【発明の名称】図書館の所蔵本返却補助台車および追従台車

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/137 20060101AFI20220818BHJP

【ＦＩ】

B65G1/137 G

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021021433

(22)【出願日】2021-02-15

(71)【出願人】

【識別番号】000191353

【氏名又は名称】新明工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074273

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 英夫

(74)【代理人】

【識別番号】100173222

【弁理士】

【氏名又は名称】藤本 英二

(74)【代理人】

【識別番号】100151149

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 幸城

(72)【発明者】

【氏名】濱嶋 竜也

(72)【発明者】

【氏名】落合 浩之

【テーマコード（参考）】

3F522

【Ｆターム（参考）】

3F522AA05

3F522BB13

3F522BB35

3F522CC05

3F522DD03

3F522DD04

3F522DD05

3F522DD23

3F522DD32

3F522EE15

3F522GG02

3F522GG07

3F522GG09

3F522HH18

3F522JJ02

3F522LL42

(57)【要約】

【課題】 図書館の利用者の邪魔になることなく職員による書籍の運搬を補助することができる簡素で実用的な図書館の所蔵本返却補助台車および追従台車を提供する。
【解決手段】
職員８の手元の位置にて書籍４を載置可能な書籍載置棚１１と、この書籍載置棚１１に載置される各書籍４に添付されたＩＤタグ１０から書籍コードを読み取る書籍コード読み取り手段１２と、読み取った書籍コードを用いてサーバ６に接続して各書籍の収容場所を検索し取得する収容場所検索手段１３と、各収容場所Ｌ１，Ｌ２…を巡回する走行ルートＲに沿って移動する共に収容場所Ｌ１，Ｌ２…で一旦停止できる自立走行装置１４と、書籍載置棚１１に載置された書籍の収容場所Ｌ１，Ｌ２…に移動させるための移動開始入力手段１５とを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

保管されている各書籍をそれぞれ所定の収容場所に収容すると共に間に通路を形成するように配置された複数の本棚を備えてなる図書館において、図書館内の通路を自走可能な図書館の所蔵本返却補助台車であって、
職員の手元の位置にて書籍を載置可能な書籍載置棚と、
この書籍載置棚に載置される各書籍に添付されたＩＤタグから書籍コードを読み取る書籍コード読み取り手段と、
読み取った書籍コードを用いてサーバに接続して各書籍の収容場所を検索し取得する収容場所検索手段と、
各収容場所を巡回する走行ルートに沿って移動する共に収容場所で一旦停止する自立走行装置と、
書籍載置棚に載置された書籍の収容場所に移動させるための移動開始入力手段とを備えることを特徴とする図書館の所蔵本返却補助台車。

【請求項2】

前記自立走行装置は、
任意の方向に移動し停止する駆動力を供給する駆動部と、
図書館内の現在位置を取得する現在位置取得部と、
各書籍の収容場所と現在位置の関係および図書館内の通路マップを用いて書籍載置棚にある各書籍の収容場所を巡回するように走行する走行ルートを検索するルート検索手段と、
周囲の障害物を検知する距離センサと、
走行ルートに沿って走行すると共に障害物を避ける回避行動を制御し、各書籍の収容場所において停止させる走行制御部とを備える請求項１に記載の図書館の所蔵本返却補助台車。

【請求項3】

初期動作として前記自立走行装置を用いて未知の図書館内の通路を移動させながら、前記現在位置取得部によって取得した現在位置および前記距離センサによって計測した現在位置における通路幅の計測値を用いて図書館内の通路マップを作成する通路マッピング手段を有し、前記自立走行装置は通路マップにおいて確認出来る通路の端を衝突回避の為の必要最小限の間隔をあけて走行するものである請求項２に記載の図書館の所蔵本返却補助台車。

【請求項4】

少なくとも前記書籍コード読み取り手段は前記通信部によって接続される端末に搭載されたカメラ、および、端末の演算処理部によって実行可能であって前記カメラによって撮像された画像から書籍コードを読み出すエンコードプログラムであり、前記移動開始入力手段は端末の演算処理部により実行可能なプログラムによって端末の画面に表示されるボタンである請求項１～請求項３のいずれかに記載の図書館の所蔵本返却補助台車。

【請求項5】

請求項１～請求項４の何れかに記載の図書館の所蔵本返却補助台車に追従する追従台車であって、
職員の手元の位置にて書籍を載置可能な書籍載置棚と、
前方の所蔵本返却補助台車の通信部と通信することによりその走行ルートを取得する通信部と、
この走行ルートに沿って走行すると共に所蔵本返却補助台車に対して所定の距離を開けて走行または停止する追従走行装置とを備え、
この追従走行装置は、少なくとも
任意の方向に移動し停止する駆動力を供給する駆動部と、
図書館内の現在位置を取得する現在位置取得部と、
周囲の障害物を検知する距離センサと、
前記自立走行装置の走行ルートに沿って走行すると共に障害物を避ける回避行動を制御し、各書籍の収容場所において停止させる走行制御部とを備えることを特徴とする追従台車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、図書館の所蔵本返却補助台車および追従台車に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、図書館では、利用者が図書館内で書籍（本）を閲覧可能であり、閲覧後の書籍は本棚に返却される。加えて、図書館は貸出期間を決めて書籍を貸し出すこともある。貸し出された書籍は、返却期間（貸出期限）が来るまでに返却され、図書館の職員は返却された書籍を所定の本棚の所定の位置まで運んでいき、所定の収容場所に収容していたが、返却される書籍が多いときには、その全てを持って図書館内の所定の本棚に収容するためには重い書籍を運搬する必要があり、それだけ職員の労力を要するという問題があった。

【0003】

そこで、職員は返却された書籍を手押し台車などに載せて返却する場所まで運んでいき、収容していた。ところが、一般的な台車の荷台の高さはフロアから数十～百数十ｍｍ程度なので、職員は重い書籍を台車に載置する場合にも、台車から拾い上げるときにも腰をかがめて行う動作を必要としており、それだけ、職員の作業負担が大きいという問題があった。また、台車を何かにぶつかることなく押して移動させるためにも職員の労力を消費していた。

【0004】

加えて、図書館の職員は返却された全ての書籍を収容するための本棚を把握しきれていないことがあり、本の返却ができないという問題があった。そこで、近年では、書籍にＩＤタグを添付することが行なわれている。すなわち、ＩＤタグ内に書籍の収容場所を書き込むことにより、パソコンや移動端末（タブレット端末）などを用いてこの書籍の収容場所を検索できるようにすることも考えられている。

【0005】

そこで、例えば特許文献１のように、図書館における各本棚に対する書籍の出納業務を大幅に機械化するロボットが発明されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１－２３３４０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、引用文献１の発明のようなロボットは本棚に対する書籍の出納を行なう為の機構は大がかりにならざるを得ず、ロボットの大型化が避けられなかった。このため、ロボット稼働の為の広いスペースを必要としており、図書館にある本棚から自分の目で選び、自分の手にとって館内で閲覧し、その後元の収納位置に返却する利用者にとって大がかりなロボットの存在は邪魔であった。

【0008】

加えて，本棚に対する書籍の出納を行う機構は立体的な移動距離の長い搬送を行うだけでなく、傷みやすい書籍を傷つけることなく把持したり、本棚の収容位置の様子を確認したりしながら他の書籍も傷つけることなく収容する繊細な動作を必須とするものであるから、それだけアーム部の構造の複雑化と高度な制御を必要としており、必然的に機構が大型化することに加えて製造コストが跳ね上がるという問題もあった。

【0009】

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、図書館の利用者の邪魔になることなく職員による書籍の運搬を補助することができる簡素で実用的な図書館の所蔵本返却補助台車および追従台車を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記課題を解決するため、第１発明は、保管されている各書籍をそれぞれ所定の収容場所に収容すると共に間に通路を形成するように配置された複数の本棚を備えてなる図書館において、図書館内の通路を自走可能な図書館の所蔵本返却補助台車であって、
職員の手元の位置にて書籍を載置可能な書籍載置棚と、
この書籍載置棚に載置される各書籍に添付されたＩＤタグから書籍コードを読み取る書籍コード読み取り手段と、
読み取った書籍コードを用いてサーバに接続して各書籍の収容場所を検索し取得する収容場所検索手段と、
各収容場所を巡回する走行ルートに沿って移動する共に収容場所で一旦停止する自立走行装置と、
書籍載置棚に載置された書籍の収容場所に移動させるための移動開始入力手段とを備えることを特徴とする図書館の所蔵本返却補助台車を提供する（請求項１）。

【0011】

前記構成の図書館の所蔵本返却補助台車は、利用者から返却された書籍を職員の手元の位置に形成された書籍載置棚に載置することができるので、職員は重い書籍であっても楽な姿勢で無理することなく書籍載置棚に載置することができる。なお、職員の手元の位置とは高さにおいて一般的な職員が腰をかがめたり，背伸びをしたり、大きく体幹を変形させたりせずに、肩から先の手を動かすだけで、載置したり拾い上げたりできる高さの棚であることを示し、具体的には床からの高さが６００ｍｍ～１３００ｍｍ程度の高さであり、より好ましくは８００ｍｍ～１０００ｍｍ程度の高さであるときに、作業負担を小さくすることができて有用である。

【0012】

所蔵本返却補助台車は、停止時には、前記書籍載置棚を職員の手元の高さに調整された位置に持ち上げ、走行時には書籍載置棚を下限の高さまで降ろす、昇降装置を備える場合には、停止時における作業性の向上と走行時の安定性の向上を両立させることも可能となる。

【0013】

書籍コード読み取り手段は書籍載置棚に載置する書籍に添付されたＩＤタグを読み取るものであり、例えばバーコードまたは二次元コードのリーダであり、走査させながらレーザ光を照射するレーザ光照射部とバーコードまたは二次元コードからの反射光を受信する受信部と受信した反射光を解析して書籍コードに変換するデコーダとを備えるものであることが考えられる。なお、ＩＤタグとして二次元コードを採用した場合、書籍コード読み取り手段は二次元コードを撮像する撮像手段と、撮像した画像を解析して書籍コードを得るデコーダとを備えるものであってもよい。さらに、ＩＤタグとしてＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentifier）による近距離無線通信を採用した場合のように、電磁波を介して書籍コードを得るＩＤタグを備えるものであってもよい。

【0014】

書籍コード読み取り手段は書籍載置棚に据え付けることにより、これに書籍を載置する動作を行うときに同時に書籍コードを読み取ることができる。また、ＩＤタグとしてＲＦＩＤタグを採用するときには書籍載置棚上の書籍のＲＦＩＤタグとの通信が確立できた時点で書籍コードを自動的に読み取ることも可能である。他にも、書籍コード読み取り手段は無線通信を用いた通信部によって接続された情報端末のプログラムによって実現されたものであってもよい。

【0015】

何れの方法であっても読み取った書籍の書籍コードは、書籍載置棚に搭載された書籍の書籍リストとして保存されることはいうまでもない。

【0016】

収容場所検索手段は図書館の収容場所データベースを有するサーバに接続可能な通信プロトコルによる無線通信を行うものであり、図書館内の無線ＬＡＮを構築している場合には、この無線ＬＡＮに接続される無線アダプタと、この無線ＬＡＮを介してサーバにアクセスして収容場所データベースを参照することにより書籍コードに紐付けされた書籍の収容本棚を含む収容場所（棚位置）の情報を引出す収容場所検索プログラムとからなる。

【0017】

また、無線ＬＡＮに接続可能な情報端末を用いる場合には、無線ＬＡＮを介して所蔵本返却補助台車に接続可能な情報端末を用いて必要な情報処理を行うことにより、情報端末を所蔵本返却補助台車の一部として用い、所蔵本返却補助台車本体の構成を簡略化することも可能であることはいうまでもない。

【0018】

なお、収容場所データベース（本棚を特定する本棚情報と収容場所の水平方向の位置を含む情報のデータベース）は各所蔵本返却補助台車に記憶させることが好ましく、この場合の通信部は所蔵本返却補助台車内の演算処理部から収容場所データベースを収容したメモリへの通信部である。

【0019】

また、書籍載置棚に搭載されたすべての書籍の収容場所は、これらの書籍を対応する本棚に収容させるための巡回ルートを形成するために、収容場所（棚位置）リストとして保存されることが好ましい。

【0020】

移動開始入力手段は例えば職員によって操作される移動開始ボタンであり、書籍コードの読み取りが完了し、書籍載置棚への書籍の載置が終わった後で押されることにより、書籍の収納場所までの移動を開始する動作を開始するためのものである。なお、職員は一つの書籍を書籍載置棚に載置したらすぐに移動を開始させてもよいが、複数の書籍の書籍コードを読み取って、複数の書籍を載置してから移動を開始させる場合、特定の書籍を選択して収納する順番を職員からの指示で指定してもよい。また、書籍載置棚にある書籍の収容場所に到着したら停止させることにより、職員に該当する書籍の本棚への収容を促すことができる。

【0021】

職員は書籍の収容場所に到着した所蔵本返却補助台車から該当する書籍を本棚に戻した後、移動開始入力手段を用いて再び移動開始の指示を入力することにより、所蔵本返却補助台車はこの収容位置に収容される書籍について書籍載置棚に搭載された書籍リストおよび収容場所リストから削除して、残った書籍リストのおよび収容場所リストの中から現在位置に近い書籍の収容場所への移動を再開する。なお、残った収容場所リストの中に記録されている書籍の収容場所のうち同じ本棚のものがあれば先にその収容場所に移動することが好ましい。

【0022】

前記自立走行装置は、任意の方向に移動し停止する駆動力を供給する駆動部と、図書館内の現在位置を取得する現在位置取得部と、各書籍の収容場所と現在位置の関係および図書館内の通路マップを用いて書籍載置棚にある各書籍の収容場所を巡回するように走行する走行ルートを検索するルート検索手段と、周囲の障害物を検知する距離センサと、走行ルートに沿って走行すると共に障害物を避ける回避行動を制御し、各書籍の収容場所において停止させる走行制御部とを備える場合（請求項２）には、走行ルートに沿った走行を行うと共に、多数の障害物が存在する環境においても安全に移動することができる。

【0023】

駆動部には種々の形態が考えられるが、例えば互いに９０°異なる方向に配置されて回転方向に動力を伝達し、回転方向に対して直角方向には平行移動するように外周に多数のローラが形成された４つの車輪と、これらの車輪のそれぞれを回転させる駆動モータを備えるものであることが好ましい。

【0024】

現在位置取得部は、例えば車輪の回転数と移動方向を用いて現在位置を算出する、いわゆるオドメトリによる自己位置推定を用いることができる。なお、オドメトリによる自己位置推定に加えて、ジャイロセンサを用いた自己位置推定、台車の前後に設けた距離センサの計測距離による自己位置推定を用いて互いに補完しあうことにより、さらに正確な現在位置を取得できるようにすることが好ましい。

【0025】

ルート検索手段は現在位置と各書籍の収容場所の比較を行い、通路マップを用いて最も近い位置の収容場所まで移動する走行ルートを生成するものである。とりわけ、同じ並びの本棚に収容する書籍は連続して収容できるようにすることが好ましい。また、生成された走行ルートも所蔵本返却補助台車内に保存されることが好ましい。

【0026】

距離センサは所蔵本返却補助台車の周囲にある障害物との距離の分布を広い角度で計測する距離計であることが好ましく、例えば人体に害の無い程度の強度のレーザ光を走査線状に照射して障害物に跳ね返ってきた光の到達時間で距離を測るものであることにより、正確かつ迅速に距離を計測して衝突を確実に防止することができる。また、距離センサは所蔵本返却補助台車の前後両端に設けて、全方位の障害物との距離を計測可能とするものであることが好ましい。

【0027】

なお、距離計はレーザ光やマイクロ波を用いるものが簡素でありながら正確な測定が行えるために有用であるが、距離計として超音波を用いるもの、複数のカメラで撮像した映像を解析して距離を求めるものなど種々の変形のものを用いてもよいことはいうまでもない。

【0028】

走行制御部は前記走行ルートに沿って走行するように前記駆動部を制御するものであるが、走行ルート上に障害物がある場合には障害物を避ける回避行動をとるように制御するものであることにより安全な移動を可能としている。

【0029】

初期動作として前記自立走行装置を用いて未知の図書館内の通路を移動させながら、前記現在位置取得部によって取得した現在位置および前記距離センサによって計測した現在位置における通路幅の計測値を用いて図書館内の通路マップを作成する通路マッピング手段を有し、前記自立走行装置は通路マップにおいて確認出来る通路の端を衝突回避の為の必要最小限の間隔をあけて走行するものである場合（請求項３）には、実際の図書館の通路の状況に合わせて移動することが可能であると共に、可能な限り他の利用者の通行の妨げになることなく移動できる。

【0030】

なお、通路マッピング手段は通常の運用時にも作動してもよく、この場合には通路マップは時々刻々と変化する状況に合わせて変更されることにより、周囲の状況に柔軟に対応することが可能となる。

【0031】

少なくとも前記書籍コード読み取り手段は前記通信部によって接続される端末に搭載されたカメラ、および、端末の演算処理部によって実行可能であって前記カメラによって撮像された画像から書籍コードを読み出すエンコードプログラムであり、前記移動開始入力手段は端末の演算処理部により実行可能なプログラムによって端末の画面に表示されるボタンである場合（請求項４）には、使用者の手元で操作可能な端末を用いて入力操作が可能であり、それだけ操作が容易となる。

【0032】

また、書籍コードを読み取るための画像を撮像するカメラ、および撮像した画像から書籍コードを読み取るための高度な演算処理を行なうエンコードプログラムは、一般的な情報端末に備わる機能を用いて代用でき、それだけ所蔵本返却補助台車の構造を軽量かつ簡素にすることができ、図書館の所蔵本返却補助台車の製造コストの削減を図ることができる。

【0033】

第２発明は、図書館の所蔵本返却補助台車に追従する追従台車であって、職員の手元の位置にて書籍を載置可能な書籍載置棚と、前方の所蔵本返却補助台車の通信部と通信することによりその走行ルートを取得する通信部と、この走行ルートに沿って走行すると共に所蔵本返却補助台車に対して所定の距離を開けて走行または停止する追従走行装置とを備え、この追従走行装置は、少なくとも任意の方向に移動し停止する駆動力を供給する駆動部と、図書館内の現在位置を取得する現在位置取得部と、周囲の障害物を検知する距離センサと、前記自立走行装置の走行ルートに沿って走行すると共に障害物を避ける回避行動を制御し、各書籍の収容場所において停止させる走行制御部とを備えることを特徴とする追従台車を提供する（請求項５）。

【0034】

前記追従台車を用いることにより、図書館の所蔵本返却補助台車の書籍載置棚に載置しきれなかった書籍を追従台車の書籍載置棚に載置して運搬することが可能となる。なお、追従台車の書籍載置棚は図書館の所蔵本返却補助台車の書籍載置棚と同様に、職員の手元の位置に形成された高さの棚であり、職員による書籍の収受を容易としている。また、追従台車の書籍載置棚に載置した書籍も図書館の所蔵本返却補助台車によって管理されるものであり、その収容場所は前記ルート検索手段による走行ルートの検索に用いられる。

【0035】

前記通信部は前方の所蔵本返却補助台車の通信部と通信することにより、所蔵本返却補助台車の走行ルートを取得することができる。したがって、追従台車は先行する台車の走行ルートに沿って走行することにより、目的とする収容場所まで追従するように移動可能であり、図書館内を縦に行儀よく並んで移動することにより、他の利用者の移動の妨げとなりにくくなるだけでなく、動作に愛嬌があるため利用者を和ませることができる。

【0036】

追従走行装置の構成は基本的に図書館の所蔵本返却補助台車の自立走行装置の構成とほぼ同じであり、その駆動部は、例えば互いに９０°異なる方向に配置され、外周に多数のローラが形成された４つの車輪と、これらの車輪のそれぞれを回転させる駆動モータを備えるものであることが好ましい。

【0037】

現在位置取得部は、例えば車輪の回転数と移動方向を用いて現在位置を算出する、いわゆるオドメトリによる自己位置推定、ジャイロセンサを用いた自己位置推定、台車の前後に設けた距離センサの計測距離による自己位置推定を用いて互いに補完しあうことにより、さらに正確な現在位置を取得できるようにすることが好ましい。

【0038】

距離センサは所蔵本返却補助台車の周囲にある障害物との距離の分布を広い角度で計測する距離計であることが好ましく、例えば走査線状にレーザ光を照射して障害物との距離を測るものであることが好ましい。

【0039】

走行制御部は前記走行ルートに沿って走行するように前記駆動部を制御するものであるが、走行ルート上に障害物がある場合には障害物を避ける回避行動をとるように制御するものであることが好ましい。また、前方の台車との間には所定の距離を置いて走行し、停止する。

【0040】

したがって、職員は所蔵本返却補助台車の書籍載置棚に書籍が載せきれない場合に、追従台車を用いてその書籍載置棚に書籍を載置することができるので、一度の巡回で多数の書籍を本棚に返却することができる。また、複数の追従台車を用いることも考えられるが、その場合は先行する追従台車に後続する追従台車が追従することにより、同じ、走行ルートに沿って移動することができる。

【0041】

上述したように、第１発明の図書館の所蔵本返却補助台車によれば、職員は重い書籍を持ち歩くことなく書籍載置棚に載置することにより、所蔵本返却補助台車がこの書籍の収容場所まで移動して、書籍を本棚に収容することができる。自立走行装置は距離センサによって衝突回避を行なうものであるから安全に移動できる。また、収容場所に到着した所蔵本返却補助台車から該当する書籍を本棚に戻した後、移動開始入力手段を用いて再び移動開始の指示を入力することにより、次の書籍の収容場所まで移動させることができる。これを、書籍載置棚上の書籍の数だけ繰り返すことにより、全ての書籍を本棚に収容することができる。

【0042】

第２発明の追従台車によれば、図書館の所蔵本返却補助台車と同じ走行ルート上を追従するように移動させることができるので、この追従車両の書籍載置棚にも書籍を載置可能であるから、より多くの書籍を一度に運ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】本発明の実施形態に係る図書館の所蔵本返却補助台車を用いる図書館の構成を示す平面図である。

【図2】前記所蔵本返却補助台車の稼働環境を説明する図である。

【図3】図書館の通信環境と所蔵本返却補助台車の構造および動作を説明するブロック図である。

【図4】前記所蔵本返却補助台車の構成を示す透視側面図である。

【図5】前記所蔵本返却補助台車の構成を示す透視斜視図である。

【図6】所蔵本返却補助台車の動作を概略的に説明する図である。

【図7】第２実施形態の所蔵本返却補助台車の追従台車の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

以下、図１～図６を用いて、本発明の第１実施形態にかかる図書館の所蔵本返却補助台車１の構成および動作を説明する。

【0045】

図１に示すように、本実施形態の所蔵本返却補助台車１は、複数の本棚２（２Ａ～２Ｔ）を配置する図書館３に配置されて、利用者から返却された書籍４を規定の本棚２に返却するための補助を行うものである。

【0046】

前記本棚２は間隔を開けて配置されることにより、間に通路５を形成するものであり、この図書館３には、各本棚２Ａ，２Ｂ…に関する情報として、少なくとも各書籍４（４Ａ，４Ｂ…）の収容場所Ｌ１、Ｌ２…を記録した収容場所データベースＤａ（図３参照）、貸出状況および返却期限を示す貸出状況データベースＤｂ（図３参照）などの各書籍４に関する情報を書籍コードに紐づけさせて記録してなるデータベースＤを有するサーバ６および、このサーバ６を設置すると共に図書館３の入口３Ａから見える位置において、職員８の作業空間を確保するテーブル状のカウンタ７（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ）を設けている。

【0047】

本例に示す図書館３において、本棚２Ａ～２Ｈは互いに背中合わせに連結されて表裏両側から書籍を収容可能とする本棚２Ａ１，２Ａ２を組み合わせたものであり、本棚２Ｉ～２Ｔは壁面に背面を付けるように並べて配置されたものであり、各本棚２の間には利用者が通路５を通行するのに十分なように二人の利用者が横方向に並んで履行可能な程度の通路幅を形成している。

【0048】

９は職員８が所持する業務用のタブレット型情報端末（以下、端末９という）であり、図書館３内に設けられた無線ルータ６Ｒ（図３参照）などの通信部によって構築された無線ＬＡＮを介することにより、サーバ６および所蔵本返却補助台車１の本体１Ａに対して双方向の通信を行うことができるように接続されている。なお、端末９の記録部には前記データベースＤ（とりわけ収容場所データベースＤｂ）をコピーして、毎回無線ルータ６Ｒを介することなく、書籍４の収容場所Ｌ１，Ｌ２…を検索できるようにすることが好ましい。

【0049】

各書籍４にはこれを特定するための書籍コードがバーコードによって記載されたＩＤタグ１０を貼り付けており、このＩＤタグ１０が示す書籍コードを用いてサーバ６のデータベースＤを検索することにより、書籍４の収容位置Ｌ１，Ｌ２…などの情報を得ることができるように構成されている。本例のようにＩＤタグ１０としてバーコードを採用することにより、各書籍４に取り付けるＩＤタグ１０を極めて安価にて作成でき、それだけシステム全体のコストを削減することができる。しかしながら、本発明はこの点に限定されるものではなく、ＩＤタグ１０として二次元コードを印刷したものや、ＲＦＩＤタグなどを採用してもよい。

【0050】

図２に示すように、カウンタ７内には利用者が借りた書籍４の返却窓口が設けられており、職員８が返却された書籍４を受け取って、前記端末９のカメラ９Ｃを用いて書籍４のＩＤタグ１０を読み取ることにより、サーバ６（図１、図３参照）と通信して書籍４（４Ａ，４Ｂ…）の返却処理を行うと共に、返却処理を行った後にこれらの書籍４を所蔵本返却補助台車１に載せて運搬することにより職員８の負担を軽減する。

【0051】

次に、図３を用いて、図書館３の通信環境と所蔵本返却補助台車１の構造および動作を説明する。所蔵本返却補助台車１はその本体１Ａが無線ＬＡＮを介して前記端末９と無線接続されることにより、端末９を所蔵本返却補助台車１の一部として用い、端末９の演算処理装置によって実行可能な各種ソフトウェアを用いて所蔵本返却補助台車１に必要な動作を実現している。しかしながら、端末９と所蔵本返却補助台車１の本体１Ａとの間の接続は無線ＬＡＮを介するもののみならず、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ(Bluetooth SIG, Inc.の登録商標）などの近距離無線通信規格に準拠する通信によって接続されていてもよい。

【0052】

さらに、本発明は端末９を通信部によって所蔵本返却補助台車１の本体１Ａに接続する構成に限定されるものではなく、端末９を所蔵本返却補助台車１の本体１Ａ内に一体的に形成してもよく、また、所蔵本返却補助台車１の本体１Ａ内に設けた演算処理装置によって実行可能なソフトウェアを用いて各手段を実現してもよいことはいうまでもない。

【0053】

本実施形態の所蔵本返却補助台車１は、職員８の手元の位置にて書籍４を載置可能な書籍載置棚１１と、この書籍載置棚１１に載置される各書籍４Ａ，４Ｂ…に添付されたＩＤタグ１０から書籍コードを読み取る書籍コード読み取り手段１２と、読み取った書籍コードを用いてサーバ６に接続して各書籍４の収容場所Ｌ１、Ｌ２…を検索し取得する収容場所検索手段１３と、各収容場所Ｌ１，Ｌ２…を巡回する走行ルートＲに沿って移動する共に収容場所ｌ１、Ｌ２…で一旦停止できる自立走行装置１４と、書籍載置棚１１に載置された書籍４の収容場所Ｌ１，Ｌ２…に移動させるための移動開始入力手段１５とを備える。なお、Ｂは書籍コード読み取り手段１２によって書籍コードを読み取り、書籍載置棚１１に載置している書籍４の書籍リストである。

【0054】

また、前記自立走行装置１４は、任意の方向に移動し停止する駆動力を供給する駆動部１６と、図書館３内の現在位置を取得する現在位置取得部１７と、各書籍４Ａ，４Ｂ…の収容場所と現在位置の関係および図書館３内の通路マップＭを用いて書籍載置棚１１に載置された書籍リストＢにある各書籍４の収容場所Ｌ１，Ｌ２…を巡回するように走行する走行ルートＲを検索するルート検索手段１８と、周囲の障害物を検知する距離センサ１９と、走行ルートに沿って走行すると共に障害物を避ける回避行動を制御し、各書籍４Ａ，４Ｂ…の収容場所において停止させる走行制御部２０とを備える。

【0055】

前記所蔵本返却補助台車１の本体１Ａは好ましくは前記通路５の通路幅の半分以下の横幅に形成された樽のような円柱形状であり、前記無線ＬＡＮに接続可能とする無線の通信部２１と、前記通路５のマッピングを行なう通路マッピング手段２２と、この通路マッピング手段２２を用いて生成された通路マップＭおよび収納位置Ｌの記録部２３とを備える。

【0056】

なお、２４は前記各手段１７，１８，２２を構成するソフトウェアを実行可能であると共に前記記録部２３を有する演算処理部および駆動部１６の一部として４つのサーボモータ１６Ａにそれぞれ電力を供給する駆動回路１６Ｂを備えた台車制御部であり、２５は各サーボモータ１６Ａに連結されて互いに９０°異なる方向に回転力を伝達する車輪、２６はサーボモータ１６Ａの回転を確認する４つのロータリーエンコーダ、２７は前記書籍載置棚１１の昇降装置である。

【0057】

また、前記現在位置取得部１７は４つの車輪２５の回転状況を示すロータリーエンコーダ２６の出力を用いて計算される車輪２５の回転数と移動方向を用いて現在位置を算出する、いわゆるオドメトリによる自己位置推定と、台車本体１Ａの前後両端に設けた距離センサ１９（１９Ａ，１９Ｂ）による距離の測定値と、図示していないジャイロセンサによる測定値とを用いた補正を施すことにより、より正確な現在位置を取得するものである。

【0058】

前記書籍載置棚１１の高さは前記昇降装置２７によって職員８にとって手元となる高さに調整されていることが好ましく、この職員８の手元とは高さにおいて職員８が腰をかがめたり、背伸びをしたり、大きく体幹を変形させたりせずに、肩から先の手を動かすだけで、載置したり拾い上げたりできる高さを職員８にあわせて設定可能であることを示し、具体的には一般的な職員８にとって手元となる、床からの高さが６００ｍｍ～１３００ｍｍ程度であり、より好ましくは８００ｍｍ～１０００ｍｍ程度の高さである。

【0059】

本実施形態の書籍コード読み取り手段１２は端末９の演算処理装置によって実行可能な書籍コード読み取りプログラムによって実現され、端末９のカメラ９Ｃを用いて撮像した画像に含まれるＩＤタグ１０のバーコードを解析することにより、当該書籍４の書籍コードを取得するものである。同様に、収容場所検索手段１３も端末９の演算処理装置によって実行可能な収容場所検索プログラムによって実現され、前記書籍コードを用いて無線ＬＡＮによってつながったサーバ６にアクセスすることにより、当該書籍の収容場所を得るものである。

【0060】

また、本実施形態の前記移動開始入力手段１５は所蔵本返却補助台車１の本体１Ａの側面に設けたハードウェアボタン１５Ａと、端末９の画面上に表示させたソフトウェアボタン１５Ｂとを備え、どちらのボタン１５を押した場合も同じように所蔵本返却補助台車１の移動を開始させることができるように構成している。

【0061】

本実施形態のように一般的なタブレット型の端末９に通常備わっている機能を活用して各手段１２，１３およびボタン１５Ｂを形成することにより、所蔵本返却補助台車１の本体１Ａの構成を簡素にすることが可能であるから、それだけ所蔵本返却補助台車１の製造コストを削減することが可能である。しかしながら、端末９の機能を所蔵本返却補助台車１の本体１Ａに内蔵させることも容易に考えられることはいうまでもない。

【0062】

図４，図５は前記所蔵本返却補助台車１の本体１Ａの構成をさらに詳細に示す図であり、前記駆動部１６のより具体的な構成を示す。すなわち、本実施形態における車輪２５はそれぞれが９０°異なる方向に回転可能に取り付けられた略円盤状の車輪本体２５Ａと、この車輪本体２５Ａの外周に形成されて、車輪２５の回転方向に対して直角方向に回動自在であると共に、外周がほぼ円形になるように配置された複数のローラ２５Ｂからなる、特殊な形状の車輪である。

【0063】

これら４つの車輪２５のそれぞれにサーボモータ１６Ａが連結されて、任意の速度で任意の回転方向に回転させることができるように構成している。つまり、駆動部１６には車輪２５、サーボモータ１６Ａ、およびこのサーボモータ１６Ａを任意の速度と方向に回転させるための電力を供給する駆動回路１６Ｂが含まれており、このような駆動部１６によれば所蔵本返却補助台車１を任意の方向に、任意の速度で移動させ、その向かう方向を回転させることも自在に制御することができるように構成している。

【0064】

前記各サーボモータ１６Ａの回転方向や回転角を含む回転速度はロータリーエンコーダ１６Ａによって検出されるので、これらが台車制御部２４内の演算処理部に入力されて前記現在位置取得部１７を実現する現在位置取得プログラムが実行されることにより、所蔵本返却補助台車１の本体１Ａの正確な位置を演算によって求めることができる。加えて、図示していないジャイロセンサや、本体１Ａの前後両側に設けた前記距離センサ１９Ａ，１９Ｂによって計測される距離を用いて補正することにより、より精度の高い現在位置を演算によって求められるように構成している。なお、図書館３内は通常上下方向に移動のない平坦な床面であるから、平坦な床面ｎを水平方向に移動する所蔵本返却補助台車１は必要最小限の電力消費で図書館３内を移動することが可能である。

【0065】

前記ルート検索手段１８は台車制御部２４内の演算処理部によって実行されるルート検索プログラムによって実現されるものであり、前記収容場所検索手段１３によって検索した書籍載置棚１１上の書籍４の収容場所を現在位置から近い順に巡回するように通路５を走行するルートを求めるものである。なお、書籍載置棚１１上の書籍４Ａ，４Ｂ…の書籍コード、および、収容場所Ｌ１，Ｌ２…は収容場所リストＬとして演算処理装置の記録部に記録してあることが好ましく、この収容場所Ｌ１，Ｌ２…のリストＬに従って、走行ルートＲ（Ｒ１，Ｒ２…）を検査して演算処理装置の記録部に記録する。

【0066】

距離センサ１９Ａ、１９Ｂは所蔵本返却補助台車１の前後両側において周囲に障害物がないことを確認するために例えば水平方向に３６０°、上下方向に少なくとも本体１Ａの高さ以上の視野角を走査しながらレーザ光を照射し、障害物からの反射波の到達時間を用いて障害物との距離および方向を正確に測定するＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）技術を用いたレーザ測位センサである。

【0067】

従って、走行制御部２０は走行ルートＲに沿って移動しているときにも距離センサ１９Ａ，１９Ｂによって計測された障害物のイメージを確認することにより本棚２などの固定物のみならず、他の利用者などの障害物が所蔵本返却補助台車１に近づいているときに、走行ルートＲを外れた回避行動をとらせたり、停止させたりすることにより、所蔵本返却補助台車１が障害物に衝突することを確実に回避することができるように構成されている。

【0068】

前記昇降装置２７は書籍載置棚１１の下部に連接される昇降ガイド２７Ａと、この昇降ガイド２７Ａを上下方向に移動させる昇降駆動部２７Ｂとを備え、書籍載置棚１１の高さを、走行時の安定性を高める下端部から、職員８の手元の高さまで昇降移動可能に構成している。

【0069】

図６は上記構成の所蔵本返却補助台車１の動作を概略的に説明する図である。
本発明の図書館の所蔵本返却補助台車１は、起動時に通路マップの作成を実行する。つまり、前記距離センサ１９Ａ、１９Ｂを用いて本棚や周囲の障害物の配置を確認しながら図書館３内を移動することにより、図書館３内の本棚２、カウンタ７等の設置物の配置および通路５の幅を確認して生成された通路マップＭを、通路マップ記録部２３に保存する。(ステップＳ１）なお、このステップＳ１は図書館３に初めて設置するときに実行し、通路マップＭを保存した後はスキップしてもよく、さらには、通路マップＭを既存データとして入力する実施変形も容易に考えられることはいうまでもない。

【0070】

通路マップＭが作成されると、前記移動開始入力手段１５を用いて職員によって移動開始が入力されたかどうかを判断する。（ステップＳ２）

【0071】

ここで、移動開始が入力された場合、次にステップＳ９を実行し、移動開始の入力が無い場合には、次にステップＳ３を実行する。なお、移動開始入力は書籍載置棚１１に書籍４が存在する場合、つまり、書籍リストが書籍載置棚１１内の書籍の存在を示す場合にのみ実行することが好ましい。

【0072】

次いで、書籍コード読み取り手段１２を用いて職員による書籍４の書籍コードの読み取りを開始したかどうかを確認する（ステップＳ３）。この書籍コードの読み取りが行われた場合には、次のステップＳ４を実行し、そうでない場合にはステップＳ２に戻ることにより、職員による操作入力を待ち受けする。

【0073】

ステップＳ３において書籍コードの読み取り開始が入力されたと判断された場合、書籍４のＩＤタグ１０から書籍４の書籍コードの読み取りが行われる。（ステップＳ４）

【0074】

本実施形態の場合、書籍コードの読み取りは端末９内の書籍コード読み取り手段１２である端末９のカメラ９Ｃによって撮像された画像を書籍コード読み取りプログラム（アプリケーション）の実行によって解析することによって行われる。なお、ＩＤタグ１０がＲＦＩＤである場合、ステップＳ３の読み取り開始およびステップＳ４の読み取りは、書籍載置棚１１への書籍４の載置によってＲＦＩＤとの通信が可能になると自動的に行われることが好ましい。あるいは、書籍コードの読み取りにバーコードリーダを用いる変形も容易に考えられる。

【0075】

書籍コードの読み取りが行われると読み取った書籍コードの書籍４が図書館３に返却されたことをサーバ６内の貸出状況データベースＤｂに記録すると共に、書籍載置棚１１に載置した書籍をリスト化した書籍リストＢに追加する。（ステップＳ５）

【0076】

次に、書籍リストＢに記録された各書籍コードに対応する書籍４の収容場所Ｌ１，Ｌ２…をサーバ６内または端末９内にコピーした収容場所データベースＤａから検査する。（ステップＳ６）

【0077】

前記収容場所の検索は収容場所検索手段１３として、端末９内の演算処理装置によって実行可能な収容場所検索プログラム（アプリケーション）の実行によって行われ、収容場所が検索されると、書籍載置棚１１内の全ての書籍４についてその書籍コードの書籍リストＢ内に紐付けされた収容場所Ｌ１，Ｌ２の収容場所リストＬを作成する。

【0078】

次に、書籍リストＢに含まれる全ての書籍４…について、その収容場所リストＬ（Ｌ１，Ｌ２…）を、現在位置から近い順に並べ替えることにより書籍リストＢを更新する。（ステップＳ７）

【0079】

なお、書籍リストＢの並べ替えは後に行うルート検索において移動に無駄のないように行うことが好ましく、また、この段階で職員が書籍リストＢの順番を任意に入替えられるようにすることが好ましい。次いで、並べ替えられた書籍リストＢと収容場所（棚位置）Ｌ１、Ｌ２…のリストＬは所蔵本返却補助台車１の本体１Ａの演算処理装置の記憶部にコピーする。

【0080】

次に、各書籍４の収容場所を巡回するルートＲ（Ｒ１～Ｒ５）を検索する。（ステップＳ８）その後、前記ステップＳ２に戻る。

【0081】

ルートＲの検索はルート検索手段１８として所蔵本返却補助台車１の本体１Ａに設けた演算処理装置によって実行可能なルート検索プログラムによって実現され、ステップＳ１によって作成した通路マップＭを用いて検索する。ここで、検索されたルートＲ１，Ｒ２…は収容場所Ｌ１、Ｌ２…に順次移動するためのルートであり、ルートＲ５は最後の収容場所Ｌ４から現在位置まで戻ってくるルートである。また、各ルートＲ１，Ｒ２…は通路５の真ん中ではなく、通路５の端を走行するように設定することにより、図書館３の利用者の邪魔にならないように走行することができる。

【0082】

前記ステップＳ２において職員による移動の開始が入力されたと判断された場合には、ルートＲ（Ｒ１，Ｒ２…）に沿った移動を開始する。(ステップＳ９）

【0083】

本実施形態において所蔵本返却補助台車１は書籍載置棚１１を昇降駆動する昇降装置２７を備えるので、移動を開始する前に、まず昇降装置２７を用いて書籍載置棚１１を最下端に移動させて、可能な限り重心を低くすることにより、移動時における安定性を向上させる。

【0084】

次いで、前記駆動部１６の駆動回路１６Ｂを用いて４つのサーボモータ１６Ａに４つの車輪２５を回転させるための電力を供給することにより、任意の方向に旋回させ、任意の方向に移動させる。また、ロータリーエンコーダ２６によって各車輪２５の回転角を計測することにより、これをオドメトリによる現在位置取得に用いる。他方、現在位置取得手段１７はオドメトリによる現在位置の取得に加えて、前記距離センサ１９による測定値およびジャイロセンサを用いて補正することにより、正確な現在位置を取得する。

【0085】

移動時には前記距離センサ１９を用いて所蔵本返却補助台車１の周囲にある障害物を確認し、衝突が予想される障害物があるかどうかを判断する。(ステップＳ１０）ここで障害物ありと判断した場合はステップＳ１１を実行し、障害物がないと判断した場合はステップＳ１２にジャンプする。

【0086】

ステップＳ１０において障害物がありと判断された場合は、この障害物の回避行動をとる。（ステップＳ１１）

【0087】

これにより、図書館３の利用者などの障害物が存在する環境においても所蔵本返却補助台車１から衝突することはなく、安全な移動を可能としている。なお、回避方法としては障害物を回避するようにルートＲを一部変更する回避行動を試行し、ルート変更による回避が不能であるときには障害物がなくなるまで一旦停止することにより衝突を回避することが考えられる。

【0088】

なお、所蔵本返却補助台車１の近くには職員がいるため、所蔵本返却補助台車１の走行の妨げとなる障害物を職員が移動させることも、図書館３の利用者に声をかけて安全確保を行なうことも可能であるから、この障害物の回避は簡易的なもので十分である。

【0089】

次に、現在位置取得手段１７が取得した現在位置と、目的地としている収容場所Ｌ１、Ｌ２…の情報を比較し、これらが一致する、つまり、収容場所Ｌ１、Ｌ２…に到着したかどうかを判断する。（ステップＳ１２）

【0090】

収容場所Ｌ１、Ｌ２…に到着したと判断できた場合は次にステップＳ１３を実行し、到着していないと判断したときはステップＳ９に戻って繰り返し処理を実行する。

【0091】

収容場所Ｌに到着すると、この収容場所Ｌにて所蔵本返却補助台車１の移動を停止させる。（ステップＳ１３）

【0092】

また、本実施形態の所蔵本返却補助台車１は書籍載置棚１１に昇降装置２７を備えるので、所蔵本返却補助台車１の移動を停止させた後に、書籍載置棚１１を元の高さにリフトすることにより、職員は手元の位置から書籍４を書籍載置棚１１から取り上げて、定められた本棚２の定められた収容位置に収容する。このとき、端末９には書籍４の名称および収容場所を表示することにより、職員は書籍４を間違いなく本棚２の所定の収容場所Ｌに収容することができる。

【0093】

従って、ステップＳ１３において所蔵本返却補助台車１の移動を停止させたときに、対象となる書籍４を、書籍載置棚１１に載置した書籍リストＢから削除し、これに対応する収容場所リストＬおよびルートＲの削除も行なう。これによって、書籍４の収容が完了する。次に、ステップＳ２に戻って、書籍載置棚１１が空になるまで処理を繰り返す。

【0094】

最後の書籍４を本棚２に収納した後は、カウンタ内の所定位置まで所蔵本返却補助台車１を戻すための移動を行なう。

【0095】

図７は本発明の第２実施形態にかかる追従台車３０の構成を示すものであり、これは第１実施形態の所蔵本返却補助台車１に追従する追従台車３０であって、職員８の手元の位置にて書籍４を載置可能な書籍載置棚１１と、前方の所蔵本返却補助台車１の通信部２１と通信することによりその走行ルートＲを取得する通信部３１と、この走行ルートＲに沿って走行すると共に所蔵本返却補助台車１に対して衝突を避けられる所定の距離を開けて走行または停止する追従走行装置３２とを備え、この追従走行装置３２は、少なくとも任意の方向に移動し停止する駆動力を供給する駆動部１６と、図書館３内の現在位置を取得する現在位置取得部１７と、周囲の障害物を検知する距離センサ１９（１９Ａ，１９Ｂ）と、前記自立走行装置１４の走行ルートＲに沿って走行すると共に障害物を避ける回避行動を制御し、各書籍４の収容場所Ｌ１，Ｌ２において停止させる走行制御部２０とを備えることを特徴としている。

【0096】

なお、本実施形態において、図１～６と同じ符号を付した部材は同一または同等の部材であるから、その詳細な説明を省略することにより、重複説明を避ける。

【0097】

本実施形態における追従台車３０は、常時カウンタ内に収容されており、前記所蔵本返却補助台車１の書籍載置棚１１に書籍４が載せきれなかった場合に用いられるものである。通信部３１は前記無線ＬＡＮに接続することにより、無線ＬＡＮを介して前記所蔵本返却補助台車１から走行ルートＲを取得できるようにするものである。

【0098】

前記追従走行装置３２が前記走行ルートＲに沿って追従台車３０を移動させることにより、追従台車３０は所蔵本返却補助台車１の後をついていくような動作をする。また、追従台車３０にも周囲の障害物を検知する距離センサ１９を備えるので、追従台車３０の走行中に他の利用者などの障害物に衝突する可能性が生じると、走行ルートＲを一時的に変更、または停止させることにより障害物の回避を行なうことができる。

【0099】

従って、上記追従台車３０を所蔵本返却補助台車１に合わせて用いることにより、より多くの書籍４を一度に搬送することができるので、それだけ、本棚２への書籍４の収納を効率よく行うことができる。なお、追従台車３０の書籍載置棚１１は所蔵本返却補助台車１の書籍載置棚１１の拡張であるから、前記書籍リストＢには所蔵本返却補助台車１のみならず、追従台車３０に搭載したものも含められることが好ましい。

【0100】

上述の第１実施形態および第２実施形態のいずれにおいても、書籍載置棚１１に搭載された書籍４に対して除菌のための紫外線を照射するための紫外線発光部を備えることが好ましい。

【0101】

また、前記所蔵本返却補助台車１および追従台車３０は、図書館３の利用者に対して案内や広告宣伝を表示するための表示部を備えてもよい。

【0102】

さらに、所蔵本返却補助台車１および追従台車３０を用いて図書館３の利用者に対いておしぼり、ティッシュ、除菌グッズなどの小物を供給するサービス提供部を設けてもよい。

【符号の説明】

【0103】

１ 所蔵本返却補助台車
２ 本棚
３ 図書館
４ 書籍
５ 通路
６ サーバ
８ 職員
９ 端末
１０ ＩＤタグ
１１ 書籍載置棚
１２ 書籍コード読み取り手段
１３ 収容場所検索手段
１４ 自立走行装置
１５ 移動開始入力手段
１７ 現在位置取得部
１８ ルート検索手段
１９ 距離センサ
２０ 走行制御部
２１，３１ 通信部
２２ 通路マッピング手段
３０ 追従台車
３２ 追従走行装置
Ｌ１，Ｌ２… 収容場所
Ｍ 通路マップ
Ｒ１、Ｒ２… 走行ルート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】