特開 2023-152070 自動走行車の制御システム

(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】P2023152070

(43)【公開日】2023-10-16

(54)【発明の名称】自動走行車の制御システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20231005BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022062011

(22)【出願日】2022-04-01

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村上 拓嗣

(72)【発明者】

【氏名】横田 真人

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA02

5H301BB05

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD05

5H301DD15

5H301FF01

5H301FF16

5H301JJ06

(57)【要約】

【課題】自動走行車の目標地点への停止精度を可及的に高める。
【解決手段】本自動走行車の制御システムは、指定された目標地点を撮影範囲に含む位置に設けられたカメラと、電動機と上記電動機の出力軸に接続された車輪とを有し、上記目標地点へ向けて自動で走行する自動走行車と、上記電動機の駆動指令を上記自動走行車に出力する制御装置と、を備える。上記制御装置は、上記カメラによって撮影された画像に基づいて、上記目標地点から第１距離の範囲に接近した上記自動走行車を検出すると、上記自動走行車の停止位置から上記目標地点までの位置の差分を上記画像に基づいて算出する算出処理と、上記差分を解消するように上記自動走行車を走行させる上記駆動指令を上記自動走行車に出力する出力処理と、を実行する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

指定された目標地点を撮影範囲に含む位置に設けられたカメラと、
電動機と前記電動機により駆動される車輪とを有し、前記目標地点へ向けて自動で走行する自動走行車と、
前記電動機の駆動指令を前記自動走行車に出力する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記カメラによって撮影された画像に基づいて、前記目標地点から第１距離の範囲に接近した前記自動走行車を検出すると、前記自動走行車の停止位置から前記目標地点までの位置の差分を前記画像に基づいて算出する算出処理と、
前記差分を解消するように前記自動走行車を走行させる前記駆動指令を前記自動走行車に出力する出力処理と、を実行する、
自動走行車の制御システム。

【請求項2】

前記制御装置は、前記駆動指令にしたがった前記自動走行車の移動後に前記カメラによって撮影された画像を基に前記移動後の自動走行車の位置が前記目標地点からずれていることを検出した場合には、前記算出処理と前記出力処理とを再度実行する、
請求項１に記載の自動走行車の制御システム。

【請求項3】

前記自動走行車は、
前記目標地点への走行経路を記憶するとともに、前記電動機を制御する制御部を備え、
前記第１距離の範囲に接近するまでは、前記走行経路にしたがって前記目標地点へ向けて走行するように前記制御部によって前記電動機を駆動し、
前記第１距離の範囲に前記自動走行車の位置が接近すると、前記制御装置からの駆動指令を受けて前記電動機を駆動する、
請求項１に記載の自動走行車の制御システム。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記カメラによって撮影された画像に基づいて、前記目標地点から第１距離の範囲に接近した前記自動走行車を検出すると、前記自動走行車を停止させてから、前記算出処理を実行する、
請求項１に記載の自動走行車の制御システム。

【請求項5】

前記カメラは上方から前記目標地点を撮影し、
前記自動走行車及び前記目標地点の夫々には、前記カメラから撮影可能な位置に同一形状のマークが付されており、
前記出力処理では、前記自動走行車に付されたマークと前記目標地点に付されたマークとが、上方から見たときに重なる位置となるように前記自動走行車を走行させる前記駆動指令が出力される、
請求項１から４のいずれか一項に記載の自動走行車の制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動走行車の制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

工場等において、資材の運搬等に自動搬送車（ＡＧＶ）が利用されている。自動搬送車としては、例えば、記憶された地図情報にしたがって自動走行するものや、カメラで撮影した画像を基に自動搬送車の位置を検出するもの、サーボモータがサーボ制御されて移動するものが提案されている（例えば、特許文献１－３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－９２３９３号公報

【特許文献2】特開平４－３０３２１６号公報

【特許文献3】特開平１０－３２００５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

予め記憶した地図情報にしたがって目標地点に向けて自動走行する自動搬送車は、例えば、自動搬送車が認識する現在位置と実際の自動搬送車の現在位置との間とのずれにより、自動搬送車の停止位置が目標地点からずれることがある。このような位置のずれは、自動搬送車によって運搬された資材を利用する後工程の作業効率を低下させる虞がある。そのため、搬送車の停止位置と目標地点とは可及的に一致することが好ましい。このような課題は、自動搬送車に限定されず、予め記憶された地図情報等にしたがって自動走行する一般の自動走行車でも生じ得る。

【0005】

開示の技術の１つの側面は、自動走行車の目標地点への停止精度を可及的に高めることができる自動走行車の制御システム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】

開示の技術の１つの側面は、次のような自動走行車の制御システムによって例示される。本自動走行車の制御システムは、指定された目標地点を撮影範囲に含む位置に設けられたカメラと、電動機と上記電動機の出力軸に接続された車輪とを有し、上記目標地点へ向けて自動で走行する自動走行車と、上記電動機の駆動指令を上記自動走行車に出力する制御装置と、を備える。上記制御装置は、上記カメラによって撮影された画像に基づいて、上記目標地点から第１距離の範囲に接近した上記自動走行車を検出すると、上記自動走行車の停止位置から上記目標地点までの位置の差分を上記画像に基づいて算出する算出処理と、上記差分を解消するように上記自動走行車を走行させる上記駆動指令を上記自動走行車に出力する出力処理と、を実行する。

【0007】

自動走行車は、敷設された磁気テープに沿って移動したり予め記憶した地図情報にしたがって移動したりして目的地へと走行しても、最終的に停止した位置が目標地点からずれている場合がある。上記自動走行車の制御システムによれば、カメラで撮影した画像を基に自動走行車と目標地点との位置の差分を算出し、当該差分を解消するように自動走行車を走行させる駆動指令を出力することで、自動走行車の停止位置を可及的に目標地点に近付けることができる。すなわち、本自動走行車の制御システムによれば、自動走行車の目標地点への停止精度を可及的に高めることができる。

【0008】

上記自動走行車の制御システムは、次の特徴を備えてもよい。前記制御装置は、前記駆動指令にしたがった前記自動走行車の移動後に前記カメラによって撮影された画像を基に前記移動後の自動走行車の位置が前記目標地点からずれていることを検出した場合には、前記算出処理と前記出力処理とを再度実行する。本自動走行車の制御システムは、このような特徴を備えることで、駆動指令にしたがって走行した後に、自動走行車の位置と目標地点の位置の差分が生じているときでも、このような位置の差分を解消することができる。

【0009】

上記自動走行車の制御システムは、次の特徴を備えてもよい。上記自動走行車は、上記目標地点への走行経路を記憶するとともに、上記電動機を制御する制御部を備える。そして、上記自動走行車は、上記第１距離の範囲に接近するまでは、上記走行経路にしたがって上記目標地点へ向けて走行するように上記制御部によって上記電動機を駆動し、上記第１距離の範囲に上記自動走行車の位置が接近すると、上記制御装置からの駆動指令を受けて上記電動機を駆動する。本自動走行車の制御システムは、このような特徴を備えることで、予め走行経路にしたがって走行する自動走行車の停止位置と目標地点とを可及的に一致させることができる。

【0010】

上記自動走行車の制御システムは、次の特徴を備えてもよい。前記制御装置は、前記カメラによって撮影された画像に基づいて、前記目標地点から第１距離の範囲に接近した前記自動走行車を検出すると、前記自動走行車を停止させてから、前記算出処理を実行する。自動走行車を停止させることで、位置の差分の算出中に自動走行車の位置が変動することが抑制される。すなわち、本自動走行車の制御システムは、このような特徴を備えることで、上記算出処理の算出精度を高めることができる。

【0011】

上記自動走行車の制御システムは、次の特徴を備えてもよい。前記カメラは上方から前記目標地点を撮影し、前記自動走行車及び前記目標地点の夫々には、前記カメラから撮影可能な位置に同一形状のマークが付されており、前記出力処理では、前記自動走行車に付されたマークと前記目標地点に付されたマークとが、上方から見たときに重なる位置となるように前記自動走行車を走行させる前記駆動指令が出力される。本自動走行車の制御システムは、このような同一形状のマークを用いることで、自動走行車と目標地点の位置の差分を算出してもよい。

【発明の効果】

【0012】

開示の技術によれば、自動走行車の目標地点への停止精度を可及的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、実施形態に係る制御システムの一例を示す図である。

【図2】図２は、自動搬送車を上方から見た図である。

【図3】図３は、目的地を上方から見た図である。

【図4】図４は、自動搬送車のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図5】図５は、ＰＬＣのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図6】図６は、ＰＬＣの処理ブロックの一例を示す図である。

【図7】図７は、目的地から第１距離の範囲内で停止した自動搬送車と目的地とをカメラで撮影した画像の一例を示す図である。

【図8】図８は、自動搬送車を直進させる場合における車輪の回転数と自動搬送車の移動距離を模式的に示す図である。

【図9】図９は、自動搬送車の現在の進行方向と進行させたい進路方向とのずれ（角度）の算出を模式的に示す図である。

【図10】図１０は、自動搬送車の進行方向の変更を模式的に例示する図である。

【図11】図１１は、実施形態に係る制御システムの処理フローの一例を示す図である。

【図12】図１２は、自動搬送車が目的地から第１の距離の範囲で停止した状態を例示する図である。

【図13】図１３は、Ａ１度回転させた後の自動搬送車の状態を模式的に示す図である。

【図14】図１４は、Ｘ軸に向けて前進させた自動搬送車の状態を模式的に示す図である。

【図15】図１５は、目標地点位置マークに向けて９０度回転させた自動搬送車の状態を模式的に示す図である。

【図16】図１６は、距離Ｄ３だけ自動搬送車を前進させた状態を例示する図である。

【図17】図１７は、自動搬送車が目的地から第１の距離の範囲で停止した状態を模式的に示す図である。

【図18】図１８は、直進後の自動搬送車の状態を模式的に示す図である。

【図19】図１９は、自動搬送車を角度Ａ４だけ車両本体を回転させた状態を模式的に示す図である。

【図20】図２０は、速度制御で自動搬送車の停止位置の調整を行う処理を模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る制御システム１００の一例を示す図である。制御システム１００は、ＰＬＣ１、カメラ２、自動搬送車３、キャスター４、目的地５及びネットワークＮ１を含む。ＰＬＣ１、カメラ２及び自動搬送車３は、ネットワークＮ１によって通信可能に接続される。制御システム１００は、「自動走行車の制御システム」の一例である。

【0015】

ＰＬＣ１は、自動搬送車３が備えるサーボドライバに対する指令信号をネットワークＮ１を介して出力する。ＰＬＣ１は、予め準備されたプログラムに従う処理を実行することによって、例えば、自動搬送車３が備えるサーボドライバの監視装置として機能する。ネットワークＮ１は、例えば、無線ＬＡＮ等の無線通信ネットワークである。ＰＬＣ１は、「制御装置」の一例である。

【0016】

カメラ２は、移動可能なキャスター４に取り付けられ、目的地５を含む撮影範囲を上方から撮影する。カメラ２は、例えば、Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ（ＣＣＤ）イメージセンサーやＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（ＣＭＯＳ）イメージセンサーを有するデジタルカメラである。カメラ２は、静止画を撮影するスチルカメラであっても動画を撮影するビデオカメラであってもよい。カメラ２がキャスター４に取り付けられることで、目的地５の変更に追従してカメラ２の位置を変更することが容易となる。キャスター４は、カメラ２取り付け先の一例である。

【0017】

自動搬送車３は、予め指定された目的地５に向けて指定されたルートを無人で走行する車両である。自動搬送車３は、例えば、工場等において、ある地点で資材を積載する。資材を積載した自動搬送車３は、指定されたルートを走行して目的地５まで資材を搬送する。自動搬送車３は、図２に例示するように、車両本体３１に対して４つの車輪３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが設けられる。車輪３２ａ、車輪３２ｂは自動搬送車３の前輪であり、車輪３２ｃ、車輪３２ｄは自動搬送車３の後輪である。４つの車輪３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを区別しないときは、車輪３２とも称する。詳細は後述するが、自動搬送車３は、例えば、予め記憶部に目的地５までの走行ルートを地図情報として記憶する。そ
して、自動搬送車３は、当該地図情報にしたがって、目的地５に向けて走行する。自動搬送車３は、「自動走行車」の一例である。目的地５は、「目標地点」の一例である。

【0018】

図２は、自動搬送車３を上方から見た図である。自動搬送車３では、車両本体３１の上面に直交する２本の線分第１線分３４及び第２線分３５を含む車両位置マーク３３が設けられる。第１線分３４は、例えば、自動搬送車３の前輪（車輪３２ａ、３２ｂ）を前後方向の中心を結んだ線上に配置される。車両位置マーク３３では、第１線分３４の方が第２線分３５よりも長い。そして、第１線分３４と第２線分３５は直交する。ここで、第１線分３４の両端点の夫々をＰ３１、Ｐ３２と称し、第２線分３５の両端点の夫々をＰ３３、Ｐ３４と称する。また、第１線分３４と第２線分３５の交点をＰ３５と称する。Ｐ３５は、例えば、前輪（車輪３２ａ、３２ｂ）を前後方向の中心を結んだ線分の中点であってもよい。なお、図２では、車両位置マーク３３は車両本体３１の上面に設けられているが、カメラ２から撮影可能な位置であれば車両位置マーク３３は車両本体３１の上面以外の場所に設けられてもよい。車両位置マーク３３は、「マーク」の一例である。

【0019】

図３は、目的地５を上方から見た図である。目的地５には、第１線分５２及び第２線分５３を含む目標地点位置マーク５１が設けられる。目標地点位置マーク５１では、第１線分５２の方が第２線分５３よりも長い。そして、第１線分５２と第２線分５３は直交する。ここで、第１線分５２の両端点の夫々をＰ５１、Ｐ５２と称し、第２線分５３の両端点の夫々をＰ５３、Ｐ５４と称する。また、第１線分５２と第２線分５３の交点をＰ５５と称する。目標地点位置マーク５１と車両位置マーク３３は、例えば、同一形状である。目標地点位置マーク５１は、「マーク」の一例である。

【0020】

図４は、自動搬送車３のハードウェア構成の一例を示す図である。自動搬送車３は、車輪３２、サーボドライバ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、モータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、通信部３８、内蔵ＰＬＣ３９及び接続バスＢ１を備える。サーボドライバ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄ、モータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ、通信部３８及び内蔵ＰＬＣ３９は、接続バスＢ１によって接続される。サーボドライバ３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄを区別しないときは、サーボドライバ３６とも称する。また、モータ３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを区別しないときは、モータ３７とも称する。

【0021】

サーボドライバ３６は、ＰＬＣ１や内蔵ＰＬＣ３９から指令信号を受ける。さらにサーボドライバ３６は、対応するモータ３７からフィードバック信号を受ける。また、サーボドライバ３６は、モータ３７に駆動電流を供給する。サーボドライバ３６においては、それぞれ、速度検出器、トルク検出器、電力生成器等を利用したフィードバック制御を行うサーボ系が形成されており、これらの信号を利用して、モータ３７をサーボ制御し駆動する。すなわち、サーボドライバ３６ａはモータ３７ａを、サーボドライバ３６ｂはモータ３７ｂを、サーボドライバ３６ｃはモータ３７ｃを、サーボドライバ３６ｄはサーボドライバ３６ｄを、サーボ制御し駆動する。

【0022】

モータ３７は、例えば、ＡＣサーボモータである。モータ３７は、サーボドライバ３６からの駆動電流を受ける。モータ３７の出力軸３７１は車輪３２に接続される。モータ３７ａには、車輪３２ａに接続される出力軸３７１ａが設けられる。モータ３７ｂには、車輪３２ｂに接続される出力軸３７１ｂが設けられる。モータ３７ｃには、車輪３２ｃに接続される出力軸３７１ｃが設けられる。モータ３７ｄには、車輪３２ｄに接続される出力軸３７１ｄが設けられる。すなわち、モータ３７ａは車輪３２ａを駆動し、モータ３７ｂは車輪３２ｂを駆動し、モータ３７ｃは車輪３２ｃを駆動し、モータ３７ｄは車輪３２ｄを駆動する。出力軸３７１ａ、３７１ｂ、３７１ｃ、３７１ｄを区別しないときは、出力軸３７１とも称する。

【0023】

モータ３７は、出力軸３７１の変位を検出する。モータ３７が検出する出力軸３７１の変位としては、例えば、出力軸３７１の回転方向や回転量、回転速度等を挙げることができる。モータ３７は、検出された変位を示すフィードバック信号をモータ３７に出力する。モータ３７は、「電動機」の一例である。出力軸３７１は、「出力軸」の一例である。

【0024】

通信部３８は、例えば、ネットワークＮ１とのインターフェースである。通信部３８は、ネットワークＮ１を介してＰＬＣ１と通信を行う。

【0025】

内蔵ＰＬＣ３９は、自動搬送車３内に備えられるＰＬＣである。内蔵ＰＬＣ３９は、記憶部３９１を有し、記憶部３９１には目的地５への走行経路を含む地図情報が予め記憶される。内蔵ＰＬＣ３９は、記憶部３９１に記憶された地図情報にしたがって目的地５へ自動搬送車３が走行するように、サーボドライバ３６に駆動指令を出力する。内蔵ＰＬＣ３９は、「制御部」の一例である。

【0026】

図５は、ＰＬＣ１のハードウェア構成の一例を示す図である。ＰＬＣ１は、プロセッサ１１、記憶部１２及び通信部１３を備える。プロセッサ１１、記憶部１２及び通信部１３は、接続バスＢ１によって接続される。通信部１３は、ネットワークＮ１を介して自動搬送車３と通信を行う。

【0027】

プロセッサ１１は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。記憶部１２は、各種データを記憶する。記憶部１２としては、例えば、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＡＭ）及びＲｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ（ＲＯＭ）、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ（ＨＤＤ）、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ（ＳＳＤ）等を挙げることができる。

【0028】

＜ＰＬＣ１の処理ブロック＞
図６は、ＰＬＣ１の処理ブロックの一例を示す図である。ＰＬＣ１は、初期設定部１０１、検出部１０２、算出部１０３及び調整指令部１０４を備える。ＰＬＣ１は、記憶部１２に記憶されたコンピュータープログラムをプロセッサ１１が実行することで、上記ＰＬＣ１の、初期設定部１０１、検出部１０２、算出部１０３及び調整指令部１０４等の各部としての処理を実行する。

【0029】

初期設定部１０１は、目的地５を撮影範囲に含むようにカメラ２が設置されると、カメラ２によって撮影された画像中の目標地点位置マーク５１の位置を算出する。初期設定部１０１は、算出した目標地点位置マーク５１の位置を記憶部１２に記憶させる。

【0030】

検出部１０２は、目的地５に向けて走行する自動搬送車３と目的地５との距離が予め決定された第１距離の範囲内に接近することをカメラ２によって撮影された画像を基に検出する。第１距離は、例えば、後述する調整指令部１０４による調整指令において自動搬送車３の停止位置を目的地５の位置に調整に好適な距離として予め決定される。決定された第１距離は、例えば、記憶部２２に記憶される。第１距離の範囲内に接近した自動搬送車３を検出した検出部１０２は、自動搬送車３に対して、モータ３７を停止させる停止指令を送信する。停止指令を受信した自動搬送車３では、サーボドライバ３６がモータ３７を停止させることで、自動搬送車３が停止する。

【0031】

算出部１０３は、目的地５から第１距離の範囲内で停止した自動搬送車３と目的地５との位置の差分を算出する。算出部１０３は、例えば、自動搬送車３に設けられた車両位置マーク３３と目的地５に設けられた目標地点位置マーク５１の夫々の位置を、カメラ２によって撮影された画像を基に算出する。

【0032】

図７は、目的地５から第１距離の範囲内で停止した自動搬送車３と目的地５とをカメラ２で撮影した画像２０１の一例を示す図である。算出部１０３は、カメラ２によって撮影された画像２０１を取得すると、自動搬送車３の車両位置マーク３３及び目的地５の目標地点位置マーク５１の夫々の位置を算出する。算出部１０３は、算出した夫々の位置に基づいて、自動搬送車３の車両位置マーク３３の位置及び目的地５の目標地点位置マーク５１の位置の差分を算出する。

【0033】

図６に戻り、調整指令部１０４は、算出部１０３によって算出された位置の差分を解消するために自動搬送車３を走行させる走行距離及び走行方向を決定する。調整指令部１０４は、決定した走行距離及び走行方向に自動搬送車３を走行させるための調整指令を自動搬送車３に出力する。なお、調整指令部１０４は、１回の調整指令で車両位置マーク３３と目標地点位置マーク５１とが重なるように自動搬送車３を走行させてもよい。また、調整指令部１０４は、複数回の調整指令で車両位置マーク３３と目標地点位置マーク５１とが重なるように自動搬送車３を徐々に走行させてもよい。また、ＰＬＣ１は自動搬送車３とマーク３３の相対位置を自動搬送車３の内蔵ＰＬＣ３９に転送し、停止位置の調整自体は自動搬送車３で実施させてもよい。

【0034】

なお、調整指令部１０４による調整指令は、自動搬送車３のモータ３７の出力軸３７１の回転数や回転速度に係るものである。そして、自動搬送車３では、出力軸３７１の回転数に等しい数だけ車輪３２が回転する。図８は、自動搬送車３を直進させる場合における車輪３２の回転数と自動搬送車３の移動距離を模式的に示す図である。図８において、車輪３２の半径をＲ（ｍｍ）、直進で移動させる距離をＺ（ｍｍ）であるとする。この場合、車輪３２が１周したときに自動搬送車３が進む距離は２πＲ（ｍｍ）であることから、自動搬送車３をＺ（ｍｍ）直進させるには、自動搬送車３が備える４つの車輪３２をＺ／（２πＲ）回転させればよい。すなわち、調整指令部１０４は、自動搬送車３が備える４つのモータ３７の出力軸３７１をＺ／（２πＲ）回だけ回転させる調整指令を自動搬送車３に送信すればよい。

【0035】

図９は、自動搬送車３の現在の進行方向と進行させたい進路方向とのずれ（角度）の算出を模式的に示す図である。図９では、目標地点位置マーク５１の第１線分５２と一致するようにＹ軸が設けられ、目標地点位置マーク５１の第２線分５３と一致するようにＸ軸が設けられる。そして、図９では、目標地点位置マーク５１のＰ５５と一致するようにＸＹ座標空間における原点が配置される。なお、図９では、図面が煩雑になることを抑制するため、車輪３２の図示は省略している。

【0036】

自動搬送車３の進行方向は第２線分３５の長手方向のうち車輪３２ａ、３２ｂ側の向きである。そして、自動搬送車３をＹ軸方向に進行させたい場合、自動搬送車３の現在の進行方向と進行させたい方向とのずれ（角度）は、Ａ１によって例示される。ここで、目標地点位置マーク５１のＰ５１と車両位置マーク３３のＰ３５を結ぶ線分をＬ１とする。目標地点位置マーク５１のＰ５１と車両位置マーク３３のＰ３１を結ぶ線分をＬ２とする。車両位置マーク３３のＰ３５とＰ３１を結ぶ線分をＬ３とする。車両位置マーク３３のＰ３５からＸ軸におろした垂線とＸ軸との交点をＰ０１とする。車両位置マーク３３のＰ３１からＸ軸に対しておろした垂線に対して目標地点位置マーク５１のＰ５１から垂線をおろしたときの交点をＰ０２とする。Ｐ３１とＰ０２を結ぶ線分をＬ４とし、Ｐ５１とＰ０２とを結ぶ線分をＬ５とする。そして、線分Ｌ２と線分Ｌ３とのなす角をＡ２とする。線分Ｌ２と線分Ｌ５のなす角をＡ３とする。

【0037】

そして、Ｐ０１のＸＹ座標は（ｘ２，０）である。Ｐ５１のＸＹ座標は（０，ｙ１）である。Ｐ３１のＸＹ座標は（ｘ１，ｙ３）である。Ｐ３５のＸＹ座標は（ｘ２，ｙ２）である。Ｐ５５のＸＹ座標は（０，０）である。このように設定すると、線分Ｌ１、Ｌ２、
Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の夫々の長さは、以下の式（１）から（５）によって算出することができる。

【数1】

【0038】

そして、式（１）から（５）で算出した線分Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５の夫々の長さを用いると、角度Ａ２及び角度Ａ３の夫々は、以下の式（６）、（７）によって算出することができる。

【数2】

【0039】

Ｐ５５、Ｐ５１、Ｐ３１、Ｐ３５、Ｐ０１を結ぶ五角形の内角の和が５４０度であることを考慮すると、角度Ａ１は、以下の式（８）、（９）によって算出することができる。

【数3】

【0040】

つづいて、自動搬送車３の進行方向を上記で算出したＡ１だけ変更する処理について説明する。図１０は、自動搬送車３の進行方向の変更を模式的に例示する図である。図１０に例示する状態では、自動搬送車３の進行方向Ｄ１は、所望の方向Ｄ２から角度Ａ１度ずれているものとする。この状態で自動搬送車３の進行方向をＤ２に向けるには、例えば、自動搬送車３の前輪（車輪３２ａ、３２ｂ）を互いに反対方向に回転させればよい。自動搬送車３は、例えば、自動搬送車３を後進させる方向（車輪３２ｂに向かって反時計回りの方向）に車輪３２ｂを回転させ、自動搬送車３を前進させる方向（車輪３２ａに向かって反時計回りの方向）に車輪３２ａを回転させることで、前輪（車輪３２ａ、３２ｂ）を前後方向の中心を結んだ線分の中点（Ｐ３５）を中心に自動搬送車３を回転させることができる。

【0041】

そして、自動搬送車３をＡ１度だけ回転させる移動量は、車輪３２ａと車輪３２ｂ夫々の幅方向の中心に接するとともに中心がＰ３５に一致する直径Ｗ１の仮想円Ｃ１を考慮すると、仮想円Ｃ１のＤ１とＤ２によって区切られた曲線のうち、自動搬送車３の前方側の曲線Ｚ１の距離となる。Ｚ１は、角度Ａ１を用いて以下の式（１０）によってあらわすことができる。そして、車輪３２の回転量Ｚ２（モータ３７の出力軸３７１の回転量）は、以下の式（１１）によって算出することができる。

【数4】

【数5】

【0042】

図１１は、実施形態に係る制御システム１００の処理フローの一例を示す図である。以下、図１１を参照して、制御システム１００の処理フローの一例について説明する。

【0043】

Ｓ１では、自動搬送車３は、記憶部３９１に記憶された地図情報にしたがって目的地５へ向かって走行するようにＰＬＣ３９によってモータ３７が駆動される。すなわち、Ｓ１の段階では、自動搬送車３は、内蔵ＰＬＣ３９によって制御されるオープンループ制御によって走行する。

【0044】

Ｓ２では、検出部１０２は、カメラ２によって撮影された停止した自動搬送車３と目的地５とを含む画像を取得する。検出部１０２は、取得した画像に基づいて、自動搬送車３が目的地５から第１距離の範囲内に位置することを検出する。自動搬送車３が目的地５から第１距離の範囲内に位置することを検出した検出部１０２は、自動搬送車３を停止させる指令を出力する。

【0045】

Ｓ３では、算出部１０３は、Ｓ２で取得した画像を基に、自動搬送車３の停止位置と目的地５との位置ずれを検出する。位置ずれが検出された場合（Ｓ３でＹＥＳ）、処理はＳ４に進められる。位置ずれが検出されない場合（Ｓ３でＮＯ）、処理は終了される。Ｓ３の処理は、「算出処理」の一例である。

【0046】

Ｓ４では、調整指令部１０４は、Ｓ３で検出された位置ずれを解消するように自動搬送車３を移動させる調整指令を出力する。調整指令部１０４による自動搬送車３の位置の調整は、例えば、図８から図１０を参照して説明したように、自動搬送車３の回転及び前進を組み合わせて行われる。その後、処理はＳ３に進められる。Ｓ２で自動搬送車３を停止させる処理からＳ４までは、自動搬送車３はＰＬＣ１によって制御されるクローズドループ制御によって走行する。Ｓ４の処理は、「出力処理」の一例である。

【0047】

本実施形態では、Ｓ３で検出された位置ずれを解消するための調整指令がＳ４において出力される。そして、自動搬送車３のサーボドライバ３６は調整指令にしたがったサーボ制御によってモータ３７を駆動することで、自動搬送車３の位置が目的地５に向けて調整される。そのため、本実施形態によれば、高精度な制御が可能なサーボ制御によって自動搬送車３の停止位置を可及的に目的地５に一致させることができる。例えば、本実施形態によれば、予め記憶した地図情報にしたがって目的地５へと走行する自動搬送車３の停止位置が目的地５からずれていたとしても、調整指令によって自動搬送車３を目的地５へと走行させることで、自動搬送車３の停止位置を可及的に目的地５に一致させることができる。

【0048】

そして、本実施形態では、Ｓ４の調整指令後においても位置ずれが存在する場合（Ｓ４からＳ３のＹＥＳ）、調整指令の出力が再度実行される。そのため、仮に一度の調整指令で自動搬送車３の停止位置を目的地５と一致させることができなかったとしても、自動搬送車３の停止位置を再度調整することで、自動搬送車３の停止位置を可及的に目的地５に
一致させることができる。

【0049】

本実施形態では、自動搬送車３が目的地５から第１距離の範囲内に接近したことを検出すると、ＰＬＣ１は自動搬送車３を停止させてから自動搬送車３の現在位置と目的地５との位置ずれを算出する。本実施形態では、自動搬送車３を停止させることで自動搬送車３と目的地５との位置ずれを高精度に算出することができる。

【0050】

なお、図１１のＳ２において、検出部１０２は、自動搬送車３を停止させる指令を出力しなくともよい。例えば、目的地５に到着したと判定した自動搬送車３が移動を終了している場合もあるからである。また、自動搬送車３を停止させずに、図１１のＳ３やＳ４の処理が実行されてもよい。

【0051】

＜処理例１＞
以上の説明を踏まえて、算出部１０３及び調整指令部１０４による自動搬送車３の停止位置を調整する処理の具体例について説明する。図１２から図１６は、自動搬送車３の停止位置を調整する第１の例を例示する図である。図１２から図１６の処理は、例えば、図１１のＳ２及びＳ３で行われる処理に対応する。図１２から図１６では、目的地５の付近で停止した自動搬送車３をＸ軸上に移動させ、その後Ｘ軸に沿って目的地５へ向けて移動させる処理の例について説明する。

【0052】

図１２は、自動搬送車３が目的地５から第１の距離の範囲で停止した状態を例示する図である。図１２の例では、自動搬送車３の進行方向とＰ３５からＸ軸におろした垂線とのなす角はＡ１度であることを、カメラ２によって撮影された画像を基にＰＬＣ１の検出部１０２が検出する。調整指令部１０４は、その場でＡ１度回転させる調整指令を自動搬送車３に対して出力する。

【0053】

図１３は、Ａ１度回転させた後の自動搬送車３の状態を模式的に示す図である。カメラ２は、図１２を参照して説明した調整指令による自動搬送車３の移動後において撮影を行う。カメラ２によって撮影された画像には、図１３に例示されるように、Ａ１度回転させたことにより、自動搬送車３の進行方向がＸ軸に向けられた状態が含まれる。

【0054】

算出部１０３は、車両位置マーク３３の第２線分３５のＹ座標値を算出する。Ａ１度回転させたことにより、自動搬送車３の進行方向はＸ軸に向けられている。調整指令部１０４は、検出部１０２によって検出された第２線分３５のＹ座標値の分だけ、Ｘ軸に向けて自動搬送車３を前進させる調整指令を自動搬送車３に対して出力する。なお、自動搬送車３の車輪３２ａ、３２ｂの前後方向の中心を結ぶ線上から第１線分３４の位置がずれいてる場合には、そのずれ（オフセット）を考慮して、車輪３２ａ、３２ｂの前後方向の中心を結ぶ線がＸ軸に重なるように、自動搬送車３が移動されればよい。

【0055】

図１４は、Ｘ軸に向けて前進させた自動搬送車３の状態を模式的に示す図である。カメラ２は、図１３を参照して説明した調整指令による移動後において撮影を行う。カメラ２によって撮影された画像には、図１３の状態から自動搬送車３をＸ軸に向けて第２線分３５のＹ座標値の分だけ前進させたことにより、車両位置マーク３３の第１線分３４とＸ軸とが重なる位置に到達した状態が含まれる。

【0056】

検出部１０２は、自動搬送車３の第１線分３４とＸ軸とが一致する位置に到達したことを、カメラ２によって撮影された画像を基に検出する。算出部１０３は、自動搬送車３の進行方向と、自動搬送車３から目標地点位置マーク５１への方向との方向のずれが９０度であることを算出する。調整指令部１０４は、車両本体３１の進行方向をＸＹ座標の原点、すなわち目標地点位置マーク５１のＰ５５に向けて車両本体３１の向きを９０度回転さ
せる調整指令を自動搬送車３に対して出力する。

【0057】

図１５は、目標地点位置マーク５１のＰ５５に向けて９０度回転させた自動搬送車３の状態を模式的に示す図である。カメラ２は、図１４を参照して説明した調整指令による回転後において撮影を行う。カメラ２によって撮影された画像には、図１４の状態からＰ５５に向けて車両本体３１の向きを９０度回転させたことにより、車両位置マーク３３の第２線分３５とＸ軸とが重なる位置に到達した状態が含まれる。

【0058】

検出部１０２は、車両位置マーク３３の第２線分３５とＸ軸とが重なる位置に到達したことを、カメラ２によって撮影された画像を基に検出する。算出部１０３は、車両位置マーク３３の第１線分３４と目標地点位置マーク５１の第１線分５２との距離Ｄ３を、カメラ２によって撮影された画像を基に算出する。調整指令部１０４は、距離Ｄ３だけ自動搬送車３を前進させる調整指令を自動搬送車３に対して出力する。

【0059】

図１６は、距離Ｄ３だけ自動搬送車３を前進させた状態を例示する図である。カメラ２は、図１５を参照して説明した調整指令による前進後において撮影を行う。カメラ２によって撮影された画像には、図１５の状態から距離Ｄ３だけ前進させたことにより、自動搬送車３が目的地５に到達した状態が含まれる。検出部１０２は、カメラ２によって撮影された画像を基に自動搬送車３の車両位置マーク３３と、初期設定部１０１によって記憶部２２に記憶された目標地点位置マーク５１の位置とが一致していることを検出する。なお、車両位置マーク３３の位置と目標地点位置マーク５１の位置とのずれが検出部１０２によって検出された場合、当該ずれを算出部１０３によって算出し、算出部１０３によって算出されたずれを解消する調整指令が調整指令部１０４によって出力されてもよい。

【0060】

＜処理例２＞
図１７から図１９は、自動搬送車３の停止位置を調整する第２の例を例示する図である。図１７から図１９は、自動搬送車３の停止位置を調整する第２の例を例示する図である。図１７から図１９では、目的地５の付近で停止した自動搬送車３をＸ軸と重なる位置にまで直進させ、その後Ｘ軸に沿って目的地５へ向けて移動させる処理の例について説明する。

【0061】

図１７は、自動搬送車３が目的地５から第１の距離の範囲で停止した状態を模式的に示す図である。図１７の例では、自動搬送車３の進行方向とＸ軸との交点をＰ０３とすると、Ｐ０３のＸ座標が正の値（自動搬送車３の停止位置が目標地点位置マーク５１よりも手前）であることを、カメラ２によって撮影された画像を基にＰＬＣ１の検出部１０２が検出する。算出部１０３は、カメラ２によって撮影された画像を基に車両位置マーク３３の第１線分３４からＸ軸までの、自動搬送車３の進行方向に沿った距離Ｄ４を算出する。

【0062】

調整指令部１０４は、算出部１０３によって算出された距離Ｄ４とオフセットＭ１分だけ自動搬送車３を前進させる調整指令を自動搬送車３に対して出力する。なお、Ｐ０３のＸ座標が負の値（自動搬送車３の停止位置が目標地点位置マーク５１を通過している）である場合、自動搬送車３をその場で回転させる調整指令を出力してＰ０３のＸ座標が正の値となるようにすればよい。

【0063】

図１８は、直進後の自動搬送車３の状態を模式的に示す図である。カメラ２は、図１７を参照して説明した調整指令による前進後において撮影を行う。カメラ２によって撮影された画像には、図１７の状態から前進させたことにより、自動搬送車３の前輪（車輪３２ａ、３２ｂ）の前後方向の中心を結ぶ線分（車両位置マーク３３の第１線分３４）の中心（Ｐ３５）がＸ軸上に到達した状態が含まれる。検出部１０２は、カメラ２によって撮影された画像を基に自動搬送車３の車両本体３１の中心がＸ軸上に到達していることを検出
する。そして、算出部１０３は、Ｙ軸に平行でＰ３５を通過する直線Ｌ６と、車両位置マーク３３の第２線分３５とのなす角Ａ４を算出する。調整指令部１０４は、その場でＡ４だけ自動搬送車３を回転させる調整指令を自動搬送車３に対して出力する。

【0064】

図１９は、自動搬送車３を角度Ａ４だけ車両本体３１を回転させた状態を模式的に示す図である。カメラ２は、図１８を参照して説明した調整指令による回転後において撮影を行う。カメラ２によって撮影された画像には、図１８の状態から車両本体３１を回転させたことにより、自動搬送車３の進行方向が目標地点位置マーク５１に向けられた状態が含まれる。算出部１０３は、カメラ２によって撮影された画像を基に車両位置マーク３３の第１線分３４と目標地点位置マーク５１の第１線分５２との距離Ｄ５を算出する。調整指令部１０４は、自動搬送車３をＤ５だけ前進させる調整指令を自動搬送車３に対して出力する。その結果、図１６のように、自動搬送車３が目的地５に到達する。

【0065】

＜処理例３＞
処理例１及び２では、カメラ２によって撮影された画像を用いて検出した角度に応じた車両本体３１の回転や検出した距離だけ自動搬送車３を走行させる位置制御によって自動搬送車３の目的地５への位置の調整が行われる。処理例３では、所定間隔（例えば、ミリ秒オーダーの間隔）で自動搬送車３の位置をカメラ２に撮影させ、撮影させた画像を基に速度制御で自動搬送車３を目的地５に接近させる。そして、自動搬送車３がある程度目的地５に接近すると、位置制御に遷移して自動搬送車３を目的地５に停止させる。

【0066】

図２０は、速度制御で自動搬送車３の停止位置の調整を行う処理を模式的に示す図である。なお、図２０では、図面が煩雑になることを抑制するため、車輪３２の図示は省略している。第１距離の範囲内で停止した自動搬送車３の現在位置は、図２０の（１）の位置であったものとする。算出部１０３は、所定間隔でカメラ２によって撮影された画像を基に、自動搬送車３の現在位置と目的地５との位置のずれを算出する。調整指令部１０４は、算出部１０３によって算出された位置のずれを解消するように速度制御による調整指令を自動搬送車３に出力する。

【0067】

このような処理を所定間隔で繰り返すことにより、自動搬送車３の位置を、図２０の（１）→（２）→（３）→（４）と徐々に目的地５に接近させることができる。第１距離よりも近い第２距離まで自動搬送車３が目的地５に接近すると、調整指令部１０４は、処理例１及び２で説明した位置制御による調整指令によって、自動搬送車３を目的地５に移動させればよい。処理例３では、自動搬送車３を停止させる頻度が処理例１及び２よりも低減できるため、自動搬送車３を目的地５に停止させるまでの時間を短縮することができる。

【0068】

以上で開示した実施形態や処理例はそれぞれ組み合わせることができる。

【0069】

＜付記１＞
指定された目標地点（５）を撮影範囲に含む位置に設けられたカメラ（２）と、
電動機（３７）と前記電動機（３７）の出力軸（３７１）に接続された車輪（３２）とを有し、前記目標地点（５）へ向けて自動で走行する自動走行車（３）と、
前記電動機（３７）の駆動指令を前記自動走行車（３）に出力する制御装置（１）と、を備え、
前記制御装置（１）は、
前記カメラ（２）によって撮影された画像に基づいて、前記目標地点（５）から第１距離の範囲に接近した前記自動走行車（３）を検出すると、前記自動走行車（３）の停止位置から前記目標地点（５）までの位置の差分を前記画像に基づいて算出する算出処理と、
前記差分を解消するように前記自動走行車（３）を走行させる前記駆動指令を前記自動
走行車（３）に出力する出力処理と、を実行する、
自動走行車の制御システム（１００）。

【符号の説明】

【0070】

１・・ＰＬＣ
２・・カメラ
３・・自動搬送車
４・・キャスター
５・・目的地
１１・・プロセッサ
１２・・記憶部
１３・・通信部
５１・・目標地点位置マーク
５２・・第１線分
５３・・第２線分
３１・・車両本体
３２・・車輪
３２ａ・・車輪
３２ｂ・・車輪
３２ｃ・・車輪
３２ｄ・・車輪
３３・・車両位置マーク
３４・・第１線分
３５・・第２線分
３６・・サーボドライバ
３６ａ・・サーボドライバ
３６ｂ・・サーボドライバ
３６ｃ・・サーボドライバ
３６ｄ・・サーボドライバ
３７・・モータ
３７ａ・・モータ
３７ｂ・・モータ
３７ｃ・・モータ
３７ｄ・・モータ
３８・・通信部
３９・・内蔵ＰＬＣ
１００・・制御システム
１０１・・初期設定部
１０２・・検出部
１０３・・算出部
１０４・・調整指令部
２０１・・画像
３７１・・出力軸
３７１ａ・・出力軸
３７１ｂ・・出力軸
３７１ｃ・・出力軸
３７１ｄ・・出力軸
３９１・・記憶部
Ｂ１・・接続バス
Ｎ１・・ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】