特開 2022-36559 搬送車

(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】P2022036559

(43)【公開日】2022-03-08

(54)【発明の名称】搬送車

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20220301BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020140833

(22)【出願日】2020-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】000000262

【氏名又は名称】株式会社ダイヘン

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100108213

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 豊隆

(72)【発明者】

【氏名】阪下 英知

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA02

5H301AA10

5H301BB05

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301GG08

5H301LL01

5H301LL06

5H301LL11

5H301LL14

5H301LL16

(57)【要約】

【課題】狭所での走行を容易にすることができる搬送車を提供する。
【解決手段】車体周辺に存在し得る障害物までの距離を測定するセンサ部１１と、車体の進行方向側に位置し、少なくとも車幅よりも広い幅を有する第１領域内に障害物が存在する場合に、センサ部１１により測定された障害物までの距離に基づいて、障害物の仮想の位置を示す近似直線を算出する算出部１２と、車体の進行方向ベクトルと近似直線とのなす角が減少するように、車体の進行方向を制御する走行制御部１３と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体周辺に存在し得る障害物までの距離を測定するセンサ部と、
車体の進行方向側に位置し、少なくとも車幅よりも広い幅を有する第１領域内に前記障害物が存在する場合に、前記センサ部により測定された前記障害物までの距離に基づいて、前記障害物の仮想の位置を示す近似直線を算出する算出部と、
車体の進行方向ベクトルと前記近似直線とのなす角が減少するように、車体の進行方向を制御する走行制御部と、
を備える搬送車。

【請求項2】

前記走行制御部は、車体の進行方向ベクトルと前記近似直線によるベクトルとの差分が減少するように、車体の進行方向を制御する、
請求項１記載の搬送車。

【請求項3】

前記走行制御部は、車体の進行方向の単位ベクトルと前記近似直線による単位ベクトルとの内積が１に近づくように、車体の進行方向を制御する、
請求項１記載の搬送車。

【請求項4】

前記算出部は、前記第１領域を進行方向に対して左右に分けた領域のそれぞれに前記障害物が検知された場合に、それぞれの前記障害物に対応する前記近似直線を算出し、当該算出した各前記近似直線の中央に位置する直線を算出し、
前記走行制御部は、車体の進行方向ベクトルと前記中央に位置する直線とのなす角が減少するように、車体の進行方向を制御する、
請求項１記載の搬送車。

【請求項5】

前記走行制御部は、前記第１領域の内側に位置する第２領域内に前記障害物が検知された場合に、前記障害物が第２領域の外側に外れるように、車体を回転させる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の搬送車。

【請求項6】

前記走行制御部は、前記第１領域の内側に位置する第２領域内に前記障害物が検知された場合に、前記障害物が第２領域の外側に外れるように、前記障害物が検知されたときの進行方向とは異なる方向に車体を走行させる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の搬送車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送車に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、目的地までの走行経路に沿って自律的に走行することで、被案内者を目的地まで案内する案内用ロボットが開示されている。この案内用ロボットは、誘導型モードと操作型モードとを切り替えながら走行する。誘導型モードは、走行経路に基づいて決定される進行方向に対して自律的に走行するモードである。他方、操作型モードは、入力装置であるグリップに対する入力操作に基づいて決定される方向に移動するモードである。案内用ロボットは、通常は、誘導型モードで走行し、エレベータホールやエレベータ内等のモード切り替えエリアに移動したときにのみ、操作型モードに切り替えて移動する。案内用ロボットは、操作型モードで移動する際も走行経路に沿って走行することになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６０１００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、工場等で荷物等を搬送する搬送車の中には、特許文献１の案内用ロボットのように、予め設定された走行経路に沿って移動するだけではなく、工場内を自在に走行する搬送車もある。このような搬送車の走行を手動で操作する場合、車体の両側に十分なスペースがある場合には、搬送車を安定して走行させることができる。しかしながら、車体の両側に十分なスペースがないような狭所では、例えば障害物検知機能により減速や停止が頻繁に発生してしまい、搬送車を安定して走行させることに困難を要する。

【0005】

そこで、本発明は、狭所での走行を容易にすることができる搬送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】

【0006】

本発明の一態様による搬送車は、車体周辺に存在し得る障害物までの距離を測定するセンサ部と、車体の進行方向側に位置し、少なくとも車幅よりも広い幅を有する第１領域内に障害物が存在する場合に、センサ部により測定された障害物までの距離に基づいて、障害物の仮想の位置を示す近似直線を算出する算出部と、車体の進行方向ベクトルと近似直線とのなす角が減少するように、車体の進行方向を制御する走行制御部と、を備える。

【0007】

この態様によれば、搬送車の進行方向側に位置する第１領域内に障害物が存在する場合に、センシングされた障害物までの距離に基づいて障害物の仮想の位置を示す近似直線を算出し、その近似直線と搬送車の進行方向ベクトルとのなす角が減少するように、搬送車の進行方向を制御することができる。これにより、搬送車が障害物に近づきすぎないように抑制することが可能となる。

【0008】

上記態様において、走行制御部は、車体の進行方向ベクトルと近似直線によるベクトルとの差分が減少するように、車体の進行方向を制御することとしてもよい。

【0009】

この態様によれば、搬送車の進行方向ベクトルと近似直線によるベクトルとの差分が減少するように搬送車の進行方向を制御することができるため、搬送車が障害物に近づきすぎないように抑制することが可能となる。

【0010】

上記態様において、走行制御部は、車体の進行方向の単位ベクトルと近似直線による単位ベクトルとの内積が１に近づくように、車体の進行方向を制御することとしてもよい。

【0011】

この態様によれば、搬送車の進行方向の単位ベクトルと近似直線による単位ベクトルとの内積が１に近づくように制御することができるため、搬送車が障害物に近づきすぎないように抑制することが可能となる。

【0012】

上記態様において、算出部は、第１領域を進行方向に対して左右に分けた領域のそれぞれに障害物が検知された場合には、それぞれの障害物に対応する近似直線を算出し、当該算出した各近似直線の中央に位置する直線を算出し、走行制御部は、車体の進行方向ベクトルと中央に位置する直線とのなす角が減少するように、車体の進行方向を制御することとしてもよい。

【0013】

この態様によれば、上記第１領域を進行方向に対して左右に分けた領域のそれぞれに障害物が検知された場合には、左右それぞれの障害物に対応する近似直線を算出し、それら近似直線の中央に位置する直線と搬送車の進行方向ベクトルとのなす角が減少するように、搬送車の進行方向を制御することができる。これにより、搬送車が左右両側にある障害物に近づきすぎないように抑制することが可能となる。

【0014】

上記態様において、走行制御部は、第１領域の内側に位置する第２領域内に障害物が検知された場合に、障害物が第２領域の外側に外れるように、車体を回転させることとしてもよい。

【0015】

この態様によれば、上記第１領域の内側に位置する第２領域内に障害物が検知された場合には、障害物が第２領域の外側に外れるように搬送車を回転させ、搬送車の向きを変更させることができるため、障害物に迫ろうとする搬送車を障害物から退避させることができる。

【0016】

上記態様において、走行制御部は、第１領域の内側に位置する第２領域内に障害物が検知された場合に、障害物が第２領域の外側に外れるように、障害物が検知されたときの進行方向とは異なる方向に車体を走行させることとしてもよい。

【0017】

この態様によれば、上記第１領域の内側に位置する第２領域内に障害物が検知された場合には、障害物が検知されたときの進行方向とは異なる方向に搬送車を走行させて、障害物が第２領域の外側に外れるように搬送車の位置を変更させることができるため、障害物に迫ろうとする搬送車を障害物から退避させることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、狭所での走行を容易にすることができる搬送車を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係る搬送車を真上から観た模式図である。

【図2】図１に示す搬送車の機能構成を例示するブロック図である。

【図3】通路を走行する搬送車を真上から観た模式図である。

【図4】通路を走行する搬送車を真上から観た模式図である。

【図5A】監視エリア内に障害物を検知した搬送車を真上から観た模式図である。

【図5B】監視エリア内に障害物を検知した搬送車を真上から観た模式図である。

【図6】監視エリア内に障害物を検知した搬送車を真上から観た模式図である。

【図7】車幅監視エリア内に障害物を検知した搬送車を真上から観た模式図である。

【図8】実施形態に係る搬送車の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

【0021】

図１は、実施形態に係る搬送車を真上から観た模式図である。搬送車１は、自律的に走行する装置であり、例えば、車体上に荷物等を載せて搬送する搬送台車であってもよいし、荷物等を搬送する搬送ロボットであってもよい。本実施形態では、例示的に、搬送車１が、搬送台車である場合について説明する。搬送車１は、自動又は手動で３６０度全ての方向に移動することができる。

【0022】

搬送車１は、２つのセンサＳａ、Ｓｂを搭載する。センサＳａ、Ｓｂは、対象物までの距離を測定するセンサであり、例えば、レーザースキャナや、ＴＯＦ（Time Of Flight）センサが該当する。本実施形態では、センサＳａ、Ｓｂが、レーザー光で２７０度の範囲を走査可能なレーザースキャナである場合について説明する。

【0023】

図１に示すように、センサＳａの走査範囲ＲａとセンサＳｂの走査範囲Ｒｂとは一部で重なり合い、二つの走査範囲Ｒａ、Ｒｂを合わせることで、搬送車１の周囲全体を走査することができる。これにより、搬送車１の周辺（全方位）に存在し得る障害物を検知することができる。

【0024】

なお、搬送車１に搭載するセンサは、２つであることには限定されず、1つであっても、３つ以上であってもよい。搬送車１が移動することができる全ての方向に存在する障害物を、搭載したセンサを用いて検知することができればよい。

【0025】

搬送車１は、障害物検知機能を搭載する。障害物検知機能は、センサＳａ、Ｓｂにより検出された障害物が所定の減速エリア内に存在する場合には搬送車１を減速させ、センサＳａ、Ｓｂにより検出された障害物が所定の停止エリア内に存在する場合には搬送車１を停止させる。減速エリア及び停止エリアは、安全性を考慮して適宜設定することができるが、停止エリアは、減速エリアよりも狭い範囲に設定される。

【0026】

図２を参照して、搬送車１の機能構成について説明する。同図に示すように、搬送車１は、機能的な構成として、例えば、センサ部１１と、算出部１２と、走行制御部１３と、を有する。

【0027】

センサ部１１は、物理的には、上記センサＳａ、Ｓｂであり、搬送車１の周辺に存在する障害物までの距離を測定する。障害物として、例えば、通路壁、通路に配置されている棚や配管、通路に存在する他の搬送車や人物等が該当する。

【0028】

算出部１２は、搬送車１の進行方向側に位置する監視エリア（第１領域）内に障害物が存在すると判定した場合に、障害物までの距離に基づいて障害物の仮想の位置を示す近似直線を算出する。この算出部１２について、以下に詳細に説明する。

【0029】

図３を参照し、監視エリアについて説明する。同図は、通路を走行する搬送車１を真上から観た模式図である。搬送車１は、通路壁Ｗａ、Ｗｂにより形成される通路上を、矢印Ｙの向きに走行している。監視エリアＡの縦方向の長さはＤであり、監視エリアＡの横方向の長さはＬである。車体前辺の中点を始点とし、向きを矢印Ｙ方向とし、大きさをＤとするベクトルを、搬送車１の進行方向ベクトルＶとする。

【0030】

監視エリアＡの縦方向の長さＤは、例えば、停止エリアの縦方向の長さに設定することが好ましい。なお、監視エリアＡの縦方向の長さＤを、停止エリアの縦方向の長さから減速エリアの縦方向の長さまでの間に設定することとしてもよい。

【0031】

監視エリアＡの横方向の長さＬは、少なくとも搬送車１の車幅Ｌｗよりも長い長さに設定する。

【0032】

なお、図３では、搬送車１の進行方向が矢印Ｙ方向であるため、搬送車１の紙面上側に監視エリアＡが位置しているが、監視エリアＡの位置はこれに限定されない。例えば、搬送車１の進行方向が矢印Ｙ方向と垂直に交わる紙面右方向である場合には、搬送車１の紙面右側に監視エリアＡが位置することになる。

【0033】

図４を参照し、算出部１２が、監視エリアＡ内に障害物を検知する機能について説明する。同図は、通路を走行する搬送車１を真上から観た模式図である。搬送車１は、通路壁Ｗａ、Ｗｂにより形成される通路上を、進行方向ベクトルＶの向きに走行している。同図では、監視エリアＡ内に通路壁Ｗａの一部が存在している。

【0034】

この場合、算出部１２は、センサＳａにより測定される各距離データに基づいて、監視エリアＡの縦方向の長さＤよりも短い距離データｄが、監視エリアＡ内に存在すると判定する。つまり、算出部１２は、監視エリアＡ内に障害物が存在すると判定する。このとき、判定誤差を低減するために、長さＤよりも短い距離データｄの数が、所定数以上ある場合に、監視エリアＡ内に障害物が存在すると判定することが好ましい。

【0035】

図５Ａ及び図５Ｂを参照し、算出部１２が、近似直線を算出する機能について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは、監視エリアＡ内に障害物を検知した搬送車１を真上から観た模式図である。

【0036】

図５Ａに示すように、算出部１２は、センサＳａにより測定される通路壁Ｗａまでの各距離データに基づいて、通路壁Ｗａの仮想の位置を示す近似直線Ｍを算出する。近似直線Ｍは、例えば最小二乗法等の公知の手法を用いて算出することができる。算出部１２は、算出した近似直線Ｍを、点Ｐを通るように平行移動させる（図５Ｂ参照）。点Ｐは、監視エリアＡ内で測定された各距離データにより特定される通路壁Ｗａのうち、進行方向ベクトルＶに最も近い点である。

【0037】

図４及び図５は、搬送車１が進行方向左側にある通路壁Ｗａに近づいた場合について例示した図となる。しかしながら、搬送車１が進行方向右側にある通路壁Ｗｂに近づく場合や、搬送車１が左右両側にある通路壁Ｗａ、Ｗｂ等の障害物に近づく場合もある。

【0038】

そこで、本実施形態では、搬送車１の左右のどちら側に障害物が存在するのかを区別するために、図４及び図５に示すように、監視エリアＡを、左右２つのエリアＡｌ、Ａｒに分割する。そして、それぞれのエリアＡｌ、Ａｒごとに障害物が存在するかどうかを判定し、障害物が存在すると判定したエリアＡｌ、Ａｒについて、上述した手順に従って近似直線Ｍを算出する。つまり、搬送車１が進行方向右側にある通路壁Ｗｂに近づいた場合には、上述した搬送車１が進行方向左側にある通路壁Ｗａに近づいた場合と同様の手順で、近似直線Ｍを算出することができる。

【0039】

他方、搬送車１が左右両側にある通路壁Ｗａ、Ｗｂに近づいた場合には、例えば、以下のように近似直線Ｍを算出することができる。図６を参照して具体的に説明する。

【0040】

同図に示す状況において、算出部１２は、左右２つのエリアＡｌ、Ａｒそれぞれに障害物が存在すると判定することになる。算出部１２は、左右２つのエリアＡｌ、Ａｒごとに、それぞれの障害物となる通路壁Ｗａ、Ｗｂに対応する近似直線Ｍｌ、Ｍｒを算出する。近似直線Ｍｌ、Ｍｒは、上述した搬送車１が進行方向左側にある通路壁Ｗａに近づいた場合と同様に算出することができる。

【0041】

算出部１２は、算出した各近似直線Ｍｌ、Ｍｒの中央に位置する直線を算出し、その直線に基づいて近似直線ベクトルＶｍを算出する。

【0042】

図２の説明に戻る。走行制御部１３は、搬送車１（車体）の走行を制御する。例えば、走行モードが自動モードである場合に、走行制御部１３は、メモリに格納された制御プログラム及び制御データ並びに各種センサにより検出されたデータ等に基づいて、搬送車１を自律的に走行させる。他方、走行モードが手動モードである場合に、走行制御部１３は、メモリに格納された制御プログラム及び制御データ並びに各種センサにより検出されたデータに加え、ユーザが操作するリモコン（手動操作器）から送信される操作信号に基づいて搬送車１を走行させる。

【0043】

本実施形態では、例示的に、走行モードが手動モードである場合を前提にして説明するが、走行モードが自動モードである場合にも同様に適用することができる。

【0044】

走行制御部１３は、搬送車１の進行方向ベクトルＶと、近似直線Ｍ又は近似直線ベクトルＶｍとのなす角が減少するように、搬送車１の進行方向を制御する。具体的に、走行制御部１３は、以下の（ａ）又は（ｂ）に記載のように、搬送車１の進行方向を制御する。

【0045】

（ａ）走行制御部１３は、搬送車１の進行方向ベクトルＶと、近似直線Ｍによるベクトル又は近似直線ベクトルＶｍとの差分が減少するように、搬送車１の進行方向を制御する。

【0046】

（ｂ）走行制御部１３は、搬送車１の進行方向ベクトルＶの単位ベクトルと、近似直線によるベクトルの単位ベクトル又は近似直線ベクトルＶｍの単位ベクトルとの内積が１に近づくように、搬送車１の進行方向を制御する。

【0047】

走行制御部１３は、監視エリアＡの内側に位置する車幅監視エリア（第２領域）Ａｗ内に障害物が検知された場合に、以下の（ｃ）又は（ｄ）に記載のように、搬送車１を制御する。図３に示すように、車幅監視エリアＡｗの縦方向の長さは、監視エリアＡと同じＤであるが、車幅監視エリアＡｗの横方向の長さは、監視エリアＡの横方向の長さＬよりも短い車幅の長さＬｗとなる。

【0048】

（ｃ）走行制御部１３は、障害物が車幅監視エリアＡｗの外側に外れるように、搬送車１を回転させる。

【0049】

（ｄ）走行制御部１３は、障害物が車幅監視エリアＡｗの外側に外れるように、障害物が検知されたときの進行方向とは異なる方向に搬送車１を走行させる。

【0050】

上記（ｃ）又は（ｄ）により搬送車１を制御し、障害物が車幅監視エリアＡｗの外側に外れた場合には、上記（ａ）又は（ｂ）により搬送車１の進行方向を制御することとすればよい。

【0051】

ここで、図７を参照し、算出部１２が、車幅監視エリアＡｗ内に障害物を検知する機能について説明する。同図は、車幅監視エリアＡｗ内に障害物を検知した搬送車１を真上から観た模式図である。搬送車１は、通路壁Ｗａ、Ｗｂにより形成される通路上を、進行方向ベクトルＶの向きに走行している。同図では、監視エリアＡ及び車幅監視エリアＡｗ内に通路壁Ｗａの一部が障害物として存在している。

【0052】

この場合、算出部１２は、センサＳａにより測定される各距離データに基づいて、監視エリアＡの縦方向の長さＤよりも短い距離データｄが、車幅監視エリアＡｗ内に存在すると判定する。つまり、算出部１２は、車幅監視エリアＡｗ内に障害物が存在すると判定する。このとき、判定誤差を低減するために、長さＤよりも短い距離データｄの数が、所定数以上ある場合に、車幅監視エリアＡｗ内に障害物が存在すると判定することが好ましい。

【0053】

次に、図８を参照し、実施形態に係る搬送車１の動作について、その一例を説明する。

【0054】

最初に、搬送車１の算出部１２は、センサ部１１により測定される各距離データに基づいて、監視エリアＡ内に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０１）。この判定がＮＯの場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、ＹＥＳになるまでこの判定を繰り返す。

【0055】

上記ステップＳ１０１の判定で、監視エリアＡ内に障害物が存在すると判定された場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）に、搬送車１の算出部１２は、センサ部１１により測定される各距離データに基づいて、車幅監視エリアＡｗ内に障害物が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。

【0056】

この判定がＹＥＳの場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）に、搬送車１の走行制御部１３は、障害物が車幅監視エリアＡｗの外側に外れるように、搬送車１を回転させる（ステップＳ１０３）。そして、このステップＳ１０２の判定がＮＯになるまで当該判定処理を繰り返す。

【0057】

上記ステップＳ１０２の判定で、車幅監視エリアＡｗ内に障害物が存在しないと判定された場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）に、搬送車１の算出部１２は、センサ部１１により測定される障害物までの各距離データに基づいて、障害物の仮想の位置を示す近似直線Ｍを算出する（ステップＳ１０４）。

【0058】

続いて、搬送車１の走行制御部１３は、搬送車１の進行方向ベクトルＶと、近似直線Ｍとのなす角が減少するように、搬送車１の進行方向を制御する（ステップＳ１０５）そして、上記ステップＳ１０１の判定処理に戻る。

【0059】

上述したように、実施形態における搬送車１によれば、搬送車１の進行方向側に位置する監視エリアＡ内に障害物が存在する場合に、センサによりセンシングされた障害物までの距離に基づいて障害物の仮想の位置を示す近似直線Ｍを算出し、その近似直線Ｍと搬送車１の進行方向ベクトルＶとのなす角が減少するように、搬送車１の進行方向を制御することができる。これにより、搬送車１が障害物に近づきすぎないように抑制することが可能となる。

【0060】

また、実施形態における搬送車１によれば、車幅監視エリアＡｗ内に障害物が検知された場合には、障害物が車幅監視エリアＡｗの外側に外れるように搬送車１を回転させ、搬送車１の向きを変更させることができる。これにより、障害物に迫ろうとする搬送車１を障害物から退避させることができる。

【0061】

さらに、実施形態における搬送車１によれば、監視エリアＡを左右に分けた２つのエリアＡｌ、Ａｒのそれぞれに障害物が検知された場合には、左右それぞれの障害物に対応する近似直線Ｍｌ、Ｍｒを算出し、それら近似直線Ｍｌ、Ｍｒの中央に位置する直線と搬送車１の進行方向ベクトルＶとのなす角が減少するように、搬送車１の進行方向を制御することができる。これにより、搬送車１が左右両側にある障害物に近づきすぎないように抑制することが可能となる。

【0062】

それゆえ、実施形態における搬送車１によれば、狭所での走行を容易にすることができる。

【0063】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0064】

１…搬送車、１１…センサ部、１２…算出部、１３…走行制御部、Ａ…監視エリア、Ａｗ…車幅監視エリア、Ｍ…近似直線、Ｓａ，Ｓｂ…センサ、Ｖ…進行方向ベクトル、Ｖｍ…近似直線ベクトル、Ｗａ，Ｗｂ…通路壁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】