特開 2023-17275 荷役車両システムおよび車載コントローラ

(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】P2023017275

(43)【公開日】2023-02-07

(54)【発明の名称】荷役車両システムおよび車載コントローラ

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20230131BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 S

G05D1/02 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021121407

(22)【出願日】2021-07-26

(71)【出願人】

【識別番号】000005108

【氏名又は名称】株式会社日立製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】永崎 佑里

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 誠也

(72)【発明者】

【氏名】小野 達矢

(72)【発明者】

【氏名】木庭 亜弥美

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301BB05

5H301CC03

5H301CC06

5H301GG08

5H301LL01

5H301LL06

5H301LL15

(57)【要約】

【課題】
本発明では、荷の重量と重心位置を考慮した安全かつ運搬効率の高い走行経路を生成することを課題とする。
【解決手段】
荷の搬送先を送信する運行管理部と、荷形状を演算する荷形状演算部と、荷重心位置を演算する荷重心演算部と、荷重量を演算する荷重量演算部と、倉庫内の二次元地図を送信する環境地図格納部とを備え、走行経路候補と荷重心位置と荷台移動量候補に基づき、車両が走行安定性を維持しながら走行可能な速度上限値を算出する走行速度上限演算部と、走行経路候補と荷形状と二次元地図と荷台移動量候補に基づき、走行時の荷役車両と固定障害物の干渉判定を実施する障害物回避判定部と、走行速度上限演算部の演算結果と障害物回避判定部の判定結果に基づき、荷役車両が固定障害物を回避可能かつ搬送先への到達時間が短い走行経路と荷台移動量を決定する走行指令決定部と、を備える。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷役車両の荷役のための動作を支援するための荷役車両システムにおいて、
前記荷役の対象である荷を積載した前記荷役車両である積載時無人搬送車の力学的な特性を示す物理特性に基づいて、前記荷役車両の前記荷役のための動作計画の候補である複数の動作計画候補を生成する動作計画候補生成部と、
前記荷役車両の速度上限値を演算する走行速度上限演算部と、
前記荷役車両の動作における障害物との回避可能性を判定する障害物回避判定部と、
前記速度上限値および前記判定の結果に応じて、前記複数の動作計画候補から動作計画を決定する動作計画決定部を有する荷役車両システム。

【請求項2】

請求項１に記載の荷役車両システムにおいて、
前記物理特性は、前記積載時無人搬送車の形状、重心および重量を示す情報であり、
前記走行速度上限演算部は、前記重心および前記重量に基づいて、前記速度上限値を演算し、
前記走行速度上限演算部は、前記形状を用いて、前記障害物との回避可能性を判定する荷役車両システム。

【請求項3】

請求項２に記載の荷役車両システムにおいて、
前記動作計画候補生成部は、前記動作計画候補として、前記荷役車両の走行経路候補および荷台移動量候補の少なくとも一方を生成する荷役車両システム。

【請求項4】

請求項２に記載の荷役車両システムにおいて、
前記動作計画候補生成部は、その場旋回を含む前記荷役車両の走行経路候補を生成する荷役車両システム。

【請求項5】

荷役車両に設けられ、当該荷役車両の荷役のための動作を制御する車載コントローラにおいて、
前記荷役の対象である荷を積載した前記荷役車両である積載時無人搬送車の力学的な特性を示す物理特性に基づいて作成される、前記荷役車両の前記荷役のための動作計画の候補である複数の動作計画候補を受け付ける通信部と、
前記荷役車両の速度上限値を演算する走行速度上限演算部と、
前記荷役車両の動作における障害物の回避を判定する障害物回避判定部と、
前記速度上限値および前記判定の結果に応じて、前記複数の動作計画候補から動作計画を決定する動作計画決定部を有する車載コントローラ。

【請求項6】

請求項５に記載の車載コントローラにおいて、
前記物理特性は、前記積載時無人搬送車の形状、重心および重量を示す情報であり、
前記走行速度上限演算部は、前記重心および前記重量に基づいて、前記速度上限値を演算し、
前記走行速度上限演算部は、前記形状を用いて、前記障害物との回避可能性を判定する車載コントローラ。

【請求項7】

請求項６に記載の車載コントローラにおいて、
前記通信部は、前記動作計画候補として、前記荷役車両の走行経路候補および荷台移動量候補の少なくとも一方を受け付ける車載コントローラ。

【請求項8】

請求項６に記載の車載コントローラにおいて、
前記通信部は、その場旋回を含む前記荷役車両の走行経路候補を受け付ける車載コントローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、いわゆる荷役を行う荷役車両の動作を制御するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、荷役を行う荷役車両が利用されている。その一例として、物流倉庫内での荷の運搬作業では、無人搬送車やフォークリフトをはじめとした荷役車両が利用されている。一方、近年、少子高齢化による労働力不足やE-コマース市場拡大による物流件数の増加に伴い、物流倉庫内の省人化や作業効率の向上が課題となっている。この課題を解決するために、無人で動作可能な無人産業車両の導入が進められている。

【0003】

荷役車両は安全性の観点から、車両転倒や周辺障害物との接触等が起こらないよう走行することが求められている。また、運搬効率の観点から、与えられた荷の搬送先に到達するまでの走行時間を短縮する必要がある。荷役車両は搬送する荷の形状・重量・重心位置をはじめとした搬送荷の状態に応じて走行可能な経路や速度上限値が変化するため、搬送荷の状態に応じた柔軟な走行制御手法が求められる。

【0004】

例えば、特許文献１では、荷の形状に基づき走行経路を変化させることで障害物回避を行う技術について開示されている。より具体的には、搬送車両と搬送荷が一体となった積載時荷役車両の形状を取得し、積載時荷役車両が障害物回避可能な範囲で運搬効率が向上するような走行経路の生成を行っている。特許文献１の構成を実現することで、荷と周辺障害物と干渉せずに運搬効率の高い走行経路を走行することができ、荷役車両の走行時の安全性および生産性が向上する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－７７２９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、特許文献１では、荷の重心位置や重量による車両速度上限を考慮した経路生成がなされていない。これにより、決定した経路を走行する際に必要以上な減速を要し、搬送効率の低下が生じる可能性がある。そこで、本発明の目的は、荷の重量と重心位置を考慮した安全かつ運搬効率の高い走行経路を生成することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の課題を解決するために、本発明では、荷役車両と荷（荷を積載した前記荷役車両である積載時無人搬送車）の力学的な特性を示す物理特性を用いて、荷役車両の動作計画を作成する。

【0008】

より詳細には、荷役車両の荷役のための動作を支援するための荷役車両システムにおいて、前記荷役の対象である荷を積載した前記荷役車両である積載時無人搬送車の力学的な特性を示す物理特性に基づいて、前記荷役車両の前記荷役のための動作計画の候補である複数の動作計画候補を生成する動作計画候補生成部と、前記荷役車両の速度上限値を演算する走行速度上限演算部と、前記荷役車両の動作における障害物との回避可能性を判定する障害物回避判定部と、前記速度上限値および前記判定の結果に応じて、前記複数の動作計画候補から動作計画を決定する動作計画決定部を有する荷役車両システムである。

【0009】

また、本発明には、荷役車両システムを構成する車載コントローラや交通管理部、もしくはこれらを用いた方法も含まれる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、より適切な動作計画を作成でき、荷役車両をより安全に運搬効率を高く運用することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１にかかる無人搬送車の側面図である。

【図2】実施例１にかかる無人搬送車の上面図である。

【図3】実施例１にかかる荷役車両システムの機能構成例を示すブロック図である。

【図4】実施例１にかかる走行経路及び障害物を示す図である。

【図5】実施例１にかかる無人搬送車の座標系および大きさを説明する図である。

【図6】実施例１にかかる走行指令決定部の機能構成例を示す機能ブロック図である。

【図7】実施例１にかかる荷役車両システムの処理フローを示すフローチャートである。

【図8】実施例１にかかるステップＳ７２１の処理フローを示すフローチャートである。

【図9】実施例１にかかるステップＳ７２２の処理フローを示すフローチャートである。

【図10】実施例１での荷の走行エリアを説明するための図である。

【図11】実施例１で用いられる走行経路・荷台移動量情報の一例を示す図である。

【図12】実施例２にかかる走行指令決定部の機能構成例を示す機能ブロック図である。

【図13】実施例２にかかる走行経路を示す図である。

【図14】実施例３にかかる荷役車両システムの機能構成例を示すブロック図である。

【図15】実施例３にかかる荷役車両システムの処理フローを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の一実施形態について、説明する。本実施形態では、荷を搬送可能な荷役車両における荷役についての動作計画を作成する。この際、荷が搭載された荷役車両の物理特性に基づいて、障害物等との干渉性および走行安定性を判定し、この判定結果に基づいて、動作計画を決定する。なお、動作には、走行、荷台等への荷の積載が含まれる。

【0013】

次に、実施形態をより具体的に示す実施例１～３について、説明する。各実施例では、荷役車両として、無人搬送車を例に説明する。

【実施例0014】

まず、実施例１を、図１～図１１を参照して説明する。本実施例では、荷役車両の一例である無人搬送車を例とする。そして、本実施例では、動作計画として、荷の形状、荷の重量、荷の重心位置に基づき、搬送荷を荷積みした際の車両位置から荷の搬送先までの走行経路および荷台移動量を決定する。以下、その詳細を説明する。

【0015】

＜無人搬送車１００＞
まず、本実施例で用いられる無人運転が可能な無人搬送車１００について、説明する。図１は、本実施例にかかる無人搬送車１００の側面図である。また、図２は、本実施例にかかる無人搬送車１００の上面図である。図１および図２に示すように、無人搬送車１００は、バンパ１１５を備えた車両フレーム１０１と、車両フレーム１０１に、積載荷を上下および左右自在に移動可能な移載装置１０２と、積載荷を支持する荷役部材１０３が具備されている。また、無人搬送車１００の内部には、移載用アクチュエータ１０４を備えており、前記移載装置１０２は移載用アクチュエータ１０４により駆動される。

【0016】

次に、無人搬送車１００の駆動関係の構成について説明する。無人搬送車１００には、自身を支持する駆動輪１０５、従動輪１０６、キャスタホイール１０７が配設されている。そして、無人搬送車１００の内部には、走行モータ１０８が設けられており、駆動輪１０５は走行モータ１０８により駆動される。また、無人搬送車１００の内部には、操舵モータ１０９が設けられており、駆動輪１０５は操舵モータ１０９により駆動される。駆動関係の構成は、この構成に限定されない。特に、無人搬送車１００として、いわゆる搬送ロボットを用いる場合、駆動輪１０５を４輪駆動とすることが望ましい。

【0017】

またさらに、無人搬送車１００は、積載する荷の荷重および左右方向の重心位置を取得する荷重センサ１１０（例えば、圧力センサ）を、荷役部材１０３に前後方向に複数備える。また、無人搬送車１００は、荷役部材１０３の傾斜を取得する傾斜センサ１１１を、荷役部材１０３に備える。

【0018】

また、無人搬送車１００は、荷形状検知用ＬｉＤＡＲ１１２を。例えば車両フレーム１０１に左右１台ずつ設置する。ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）は、レーザー光の照射角度を変化させながら照射範囲に存在する物体との距離を計測するセンサをさす。レーザー照射時の光軸角度の情報と、物体との距離の情報から、物体の形状を示す特徴点の点群情報を取得することが可能である。なお、物体を認識できればＬｉＤＡＲ以外のセンサを用いてもよい。

【0019】

また、車両フレーム１０１の上面には自己位置推定用ＬｉＤＡＲ１１３を備える。自己位置推定用ＬｉＤＡＲ１１３は、走行時の周辺障害物との距離を計測する。自己位置推定用ＬｉＤＡＲ１１３も他のセンサを用いてもよい。

【0020】

また、車両フレーム１０１の上面には車載コントローラ１１４が搭載されている。車載コントローラ１１４では、上述のセンサより取得した値に基づき、車両の自己位置推定、および自己位置を踏まえた無人搬送車１００の運動制御を実現するための動作指令値を演算する。

【0021】

＜荷役車両システム３００＞
次に、走行経路を決定する荷役車両システム３００について説明する。図３は、本実施例にかかる荷役車両システム３００の機能構成例を示すブロック図である。図３において、矢印付きの実線はデータの流れを表している。

【0022】

本実施例にかかる荷役車両システム３００は、交通管制部２０１および車載コントローラ１１４から構成される。そして、無人搬送車１００に搭載された車載コントローラ１１４上に、本実施例の主たる処理を実行する走行指令演算部３１０が実装される。以降では、交通管制部２０１および車載コントローラ１１４が有する機能について記載する。なお、以降では各機能の概要のみ記載し、各機能の具体的な処理フローに関しては後述する。以下、荷役車両システム３００を構成する各装置、各部について説明する。

【0023】

＜交通管制部２０１＞
交通管制部２０１は、無人搬送車１００に対する運行管理を行う。本発明において、交通管制部２０１は、環境地図格納部２０２、運行管理部２０３、走行経路候補生成部２０４、通信装置２０５から構成される。以下、交通管制部２０１の各部について説明する。

【0024】

＜環境地図格納部２０２＞
環境地図格納部２０２は、無人搬送車１００の走行領域（動作環境）である倉庫内の障害物の位置情報が付与された二次元地図を格納している。ここで、図４は、環境地図格納部２０２に格納された二次元地図をベースとした走行経路及び障害物を示す図である。

【0025】

二次元地図は、環境地図位置基準座標系４００を位置基準座標とし、Ｘ_Ｇ軸およびＹ_Ｇ軸に表される二つの直行する軸を基準軸としている。環境地図格納部２０２は、図４に示す基準座標系である環境地図位置基準座標系４００における、棚４２１や壁４２２の位置や形状情報を格納している。二次元地図の作成方法は、例えば、無人搬送車１００を有人走行させながら自己位置推定用ＬｉＤＡＲ１１３を用いて周辺障害物の点群データを取得し、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｍｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）方式により作成する方法がある。

【0026】

＜運行管理部２０３＞
次に、運行管理部２０３は、無人搬送車１００が積載する荷の搬送先を決定する。搬送先の決定のためには、例えば、利用者からの入力を用いたり、荷の搬送予定を用いたりする。

【0027】

＜走行経路候補生成部２０４＞
走行経路候補生成部２０４は、無人搬送車１００が運行管理部２０３で指定された荷の搬送先に到達可能、かつ二次元地図上に格納された固定障害物を回避可能な走行経路候補４０１を複数生成する。ここで、図４を用いて、作成される複数の走行経路候補４０１の詳細を説明する。走行経路候補４０１の各経路は、荷役車両の通過点となるノード４０３と、近接するノードをつなぐエッジ４０４で構成される。各ノードには、環境地図位置基準座標系４００に対する二次元位置座標、走行速度上限、進行方向を備えている。例えば、ノードの間隔の目安は２．０（ｍ）～５．０（ｍ）程度である。

【0028】

また、走行経路候補４０１の設定例としては、以下の３つの例が挙げられる。
（１）無人搬送車１００が空荷走行の際に通過する最短経路４０５、
（２）無人搬送車１００が空荷走行時に高速度上限を維持しながら走行可能な走行経路４０６、
（３）無人搬送車１００が空荷走行時に固定障害物との距離が最も遠くなるような経路４０７。

【0029】

または、無人搬送車１００が空荷の際に固定障害物と干渉せずに走行可能なエリアを算出し、その後そのエリアを等分した曲線を走行経路候補４０１として設定することも可能である。なお、この走行経路候補４０１の生成において必要な情報として、走行経路候補生成部２０４は、無人搬送車１００の形状を特徴づける、車体幅方向と車体長さ方向における車両フレーム１０１及び荷役部材１０３の二次元形状情報を所有している。

【0030】

無人搬送車１００は、前方注視モデルを用いて走行経路を追従することで、走行を実現する。前方注視モデルを用いた経路追従時には経路に対する自車の位置誤差および姿勢誤差が生じることが想定される。そこで、走行経路候補生成部２０４では、これら誤差を踏まえて走行経路候補４０１を生成する。経路追従誤差の目安は、位置誤差０．１０（ｍ）、姿勢誤差０．０５（ｒａｄ）程度である。

【0031】

以上のように、走行経路候補生成部２０４は、無人搬送車１００の動作計画の一種である走行経路候補４０１と、荷台移動量候補格納部３０８を生成する動作計画候補生成部の一種である。なお、動作計画候補生成部は、動作計画候補して、走行経路候補４０１および荷台移動量候補の少なくとも一方を生成すればよい。このため、本実施例では、図示しない荷台移動量候補生成部を有することが望ましい。また、走行経路候補生成部２０４や動作計画候補生成部は、車載コントローラ１１４に設けてもよい。

【0032】

＜通信装置２０５＞
通信装置２０５は、交通管制部２０１に格納された情報を、車載コントローラ１１４に送信する。以上が、交通管制部２０１の内部構成である。

【0033】

なお、交通管制部２０１については、ネットワークを介して車載コントローラ１１４と接続するコンピュータで実現することも可能である。この場合、交通管制部２０１は、いわゆるサーバで交通管理装置として実現できる。

【0034】

＜車載コントローラ１１４＞
続いて、車載コントローラ１１４の内部構成について説明する。以降では、車載コントローラ１１４内部に実装される各機能について説明する。車載コントローラ１１４は、いわゆるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）で実現できる。以下、車載コントローラ１１４の各部について、説明する。

【0035】

＜自己位置推定部３０９＞
自己位置推定部３０９は、図４に示した環境地図位置基準座標系４００に対する、無人搬送車１００の自己位置４１２および自己姿勢４１３を推定する。図５は、本実施例にかかる無人搬送車１００の座標系および大きさを説明する図である。図５では、自己位置４１２よび自己姿勢４１３の推定で使用する、荷役車両基準座標系４１１を示す。無人搬送車１００の位置基準点は、車両の中心位置とする（図中黒丸の位置）。

【0036】

そして、無人搬送車１００の位置基準点から荷役部材１０３の先端方向に延びる軸をＹｖ軸とする。また、無人搬送車１００の位置基準点から、Ｙｖ軸正方向に対して右側にある従動輪１０６のタイヤ中心方向に延びる軸を、Ｘｖ軸とする。また、無人搬送車１００の位置基準点から車両高さ方向に鉛直に延びる軸を、Ｚｖ軸とする。自己位置４１２は、環境地図位置基準座標系４００における無人搬送車１００の位置基準点の位置座標に相当し、自己姿勢４１３は、環境地図位置基準座標系４００のＹ_Ｇ軸と荷役車両基準座標系４１１のＹｖ軸のなす角に相当する。上記の状況を、自己位置推定部３０９が推定する。

【0037】

＜荷重量演算部３０１＞
荷重量演算部３０１は、無人搬送車１００が積載している荷の重量ｍ（ｋｇ）を、荷重センサ１１０の検知結果に基づいて演算する。なお、荷の重量は、このために、無人搬送車１００に重量計を設けることが望ましい。

【0038】

＜荷重心演算部３０２＞
荷重心演算部３０２は、荷役車両基準座標系４１１における荷の三次元重心位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）（ｍ）を、荷重センサ１１０の検知結果に基づいて演算する。

【0039】

＜荷形状演算部３０３＞
荷形状演算部３０３は、図５に示す、無人搬送車１００が積載する荷５００（つまり、搬送される搬送荷）の幅方向の長さｗ１（ｍ）および奥行き方向の長さｌ１（ｍ）を、荷形状ＬｉＤＡＲ１１２の検知結果に基づいて演算する。

【0040】

＜情報格納部３０４＞
情報格納部は、無人搬送車１００の車体特徴に関する情報が格納されている。情報格納部３０４は、車両形状格納部３０５と、車両重量格納部３０６と、車両重心位置格納部３０７と、荷台移動量候補格納部３０８から構成される。

【0041】

車両形状格納部３０５は、無人搬送車１００の形状特徴を示す情報を格納する。図５に、車両形状格納部３０５が格納する値の概要を示す。車両形状格納部３０５は、無人搬送車１００の幅方向に関する長さ情報として、トレッド長さＷ１（ｍ）を格納している。車両重量格納部３０６は、無人搬送車１００の重量Ｍ（ｋｇ）を格納している。車両重心位置格納部３０７は、荷役車両基準座標系４１１における無人搬送車１００の重心位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）（ｍ）を格納している。荷台移動量候補格納部３０８は、無人搬送車１００の走行時の荷台移動量候補値を格納している。

【0042】

図５では、無人搬送車１００がＸｖ軸正方向にｓ（ｍ）荷台移動（サイドシフト）を実施した状態を示している。荷台移動量候補格納部３０８では、図５のｓ（ｍ）にあたる荷台移動量候補を複数格納している。荷台移動量候補値の例として、無人搬送車１００のサイドシフト最大可動域を１０分割した１０個の候補値を備えることなどが挙げられる。

【0043】

ここで、荷台移動とは、一対の荷役部材を左右同方向に移動させるサイドシフト動作のように、車両が積載荷を支えた状態で荷の位置を移動させる動作をさす。荷台移動量とは、基準位置における荷台の位置と、荷台移動後の荷台の位置の差分をさす。なお、この荷台移動については、荷役車両の他の例であるフォークリフトのフォークでも生じる。

【0044】

＜走行指令演算部３１０＞
走行指令演算部３１０は、走行経路候補生成部２０４で生成した走行経路候補４０１と、荷台移動量候補格納部３０８に格納される荷台移動量候補の中から、無人搬送車１００が走行する走行経路と、走行経路走行の際の荷台移動量を決定する。つまり、走行経路候補生成部２０４は、動作計画決定部の一種であり、走行経路および荷台移動量の少なくとも一方を決定すればよい。

【0045】

なお、無人搬送車１００は走行中に、走行経路上の各ノードに到達したことをトリガーに、荷台移動量を変化させる。そのため、走行指令演算部３１０では、走行経路と、走行経路の各ノードにおける荷台移動量を決定する。

【0046】

ここで、図６に、本実施例にかかる走行指令演算部３１０の機能構成例を示す機能ブロック図である。走行指令演算部３１０は、走行速度上限演算部５０１、障害物回避判定部５０２、走行指令決定部５０３からなる。以降では、走行指令演算部３１０が有する機能の概要を記載する。

【0047】

＜走行速度上限演算部５０１＞
走行速度上限演算部５０１は、走行経路候補４０１に格納されている各経路、各ノード位置において、各荷台移動量に基づき荷台を移動させて走行した場合の、速度上限値を算出する。ここで述べる速度上限値とは、車両の転倒モーメントが車両の復元モーメントを超過しない範囲内の最大値を指し、その値は走行経路の旋回半径と積載時の無人搬送車１００の重心位置により算出される。なお、積載時の無人搬送車１００を、積載した荷と併せて１つの構成として、以下、積載時無人搬送車６００を称する。

【0048】

＜障害物回避判定部５０２＞
障害物回避判定部５０２は、走行経路候補４０１に格納されている各経路、各ノード位置において、各荷台移動量に基づき荷台を移動させて走行した場合に、二次元地図上に格納された固定障害物と干渉するかどうかを判定する。

【0049】

＜走行指令決定部５０３＞
走行指令決定部５０３は、走行速度上限演算部５０１の演算結果、障害物回避判定部５０２の判定結果を元に、走行経路と走行経路情報内の各ノードにおける荷台移動量を決定する。走行経路および荷台移動量は、積載時無人搬送車６００が固定障害物と干渉を回避でき、かつ積載時無人搬送車６００の走行安定性を担保した範囲で走行した際に最終ノード４０２への到達時間が短くなるものが選択される。なお、上述のように、走行経路および荷台移動量は、動作計画の一種である。以上が、走行指令演算部３１０を構成する機能ブロック構成の一例である。これは、あくまでも一例であり、他の構成を付加したり、一部の構成を省略したりすることも可能である。以上で走行指令演算部３１０の説明を終了する。

【0050】

＜動作指令生成部３１１＞
動作指令生成部３１１は、走行指令演算部３１０、自己位置推定部３０９からの入力に基づき、走行指令演算部３１０で演算された走行経路および荷台移動量に従った荷役の動作を実行するための動作指令を演算する。そして、動作指令生成部３１１は、走行モータ１０８、操舵モータ１０９、移載用アクチュエータ１０４に、動作指令を出力する。この結果、無人搬送車１００が、走行経路および荷台移動量に従った動作を実行する。以上が、本実施例を実現するための機能ブロック構成の一例である。

【0051】

＜処理フロー＞
次に、実施例１の処理フローを、図７～図１１を参照して、詳述する。図７は、本実施例における荷役車両システム３００の処理フローを示すフローチャートである。

【0052】

無人搬送車１００に対する積み荷が終了すると、ステップＳ７０１において、走行経路候補生成部２０４が、環境地図格納部２０２から二次元環境地図情報を取得する。また走行指令演算部３１０が、通信装置３５０を介し、環境地図格納部２０２から二次元環境地図情報を取得する。

【0053】

次に、ステップＳ７０２では、運行管理部２０３が、荷の搬送先の位置座標を走行経路候補生成部２０４に送信する。次に、ステップＳ７０３では、走行経路候補生成部２０４が、空荷時の無人搬送車１００が最終ノード４０２に到達するまでに、固定障害物に干渉せずに走行可能な領域を算出する。このために、走行経路候補生成部２０４は、ステップＳ７０１で取得した二次元環境地図、ステップＳ７０２で取得した搬送先の位置情報、車両フレーム１０１形状および荷役部材１０３に関する情報、経路追従時の位置誤差および姿勢誤差に関する情報を用いる。そして、運行管理部２０３が、算出結果を元に、無人搬送車１００が走行可能なエリアを通過する走行経路候補４０１を複数設定する。そして、運行管理部２０３が、設定された走行経路候補４０１を走行指令演算部３１０に送信する。

【0054】

次に、ステップＳ７０４では、荷形状検知用ＬｉＤＡＲ１１２が、光軸角度情報と対応する周辺物体との距離情報を荷形状演算部３０３に送信する。次に、ステップＳ７０５では、荷形状演算部３０３が、ステップＳ７０４で受信した光軸角度情報と対応する障害物との距離情報から荷形状を計算する。荷形状の一例には、図５に示す、荷の幅方向の長さｗ１（ｍ）および奥行き方向の長さｌ１（ｍ）が含まれる。この場合の演算方法の例としては、ステップＳ７０４で取得した各点群データ間の距離を計測し、閾値以内である点群に対して直線近似を行う。そして、近似した直線の長さから荷の幅方向および奥行き方向の長さを算出する方法がある。

【0055】

なお、荷形状の演算方法は上記以外でも良く、例えば荷役動作前に無人搬送車１００が荷に正対した状態で荷の点群データを取得し、荷の形状を検知するようにしてもよい。ステップＳ７０５では、荷形状演算部３０３が、計算結果を走行指令演算部３１０に送信する。

【0056】

次に、ステップＳ７０６では、自己位置推定用ＬｉＤＡＲ１１３が、取得した周辺障害物との距離情報を自己位置推定部３０９に送信する。次に、ステップＳ７０７では、自己位置推定部３０９が、通信装置３５０から二次元地図情報を取得する。そして、自己位置推定部３０９は、二次元地図情報とステップＳ７０６より受信した周辺障害物との距離情報を用いて自己位置４１２および自己姿勢４１３を演算する。また、自己位置推定部３０９は、この演算結果を走行指令演算部３１０に送信する。

【0057】

また、ステップＳ７０８では、荷重センサ１１０が、センサにかかる荷重を計測する。そして、荷重センサ１１０は、取得した値を荷重量演算部３０１および荷重心演算部３０２に送信する。次に、ステップＳ７０９では、荷重量演算部３０１が、ステップＳ７０８で取得した荷重センサ１１０の計測値の総和から、荷役部材１０３に積載される荷の荷重ｍ（ｋｇ）を演算する。そして、荷重量演算部３０１は、演算した値を走行指令演算部３１０に送信する。

【0058】

また、ステップＳ７１０では、傾斜センサ１１１が、荷役部材１０３の傾斜角θ（ｒａｄ）を取得する。そして、傾斜センサ１１１は、取得した値を荷重心演算部３０２に送信する。

【0059】

また、ステップＳ７１１では、荷重心演算部３０２が、荷役車両位置基準系における荷の重心位置（ｘ１、ｙ１、ｚ１）（ｍ）を演算する。この演算のために、荷重心演算部３０２は、ステップＳ７０８で取得した、荷重センサ１１０の計測値に基づき、左右方向の重心位置ｘ１（ｍ）、および前後方向の重心位置ｙ１（ｍ）を演算する。なお、これら重心位置を特定するために、荷重センサ１１０を複数用意し、これらの荷重割合を用いてもよい。また、荷重心演算部３０２は、積載の高さ方向の重心位置ｚ１（ｍ）を、以下の（数１）に従って算出する。

【0060】

ここで、（数１）では、以下の情報を用いる。
荷重センサ１１０の前後方向の設置距離Ｄ１（ｍ）
ステップＳ７０８で計測した荷の重量ｍ（ｋｇ）
重力加速度ｇ（ｍ／ｓ^２）
ステップＳ７１０で計測した荷役部材１０３の傾斜角θ（ｒａｄ）、
荷役部材１０３が地面に対し水平である場合の荷重センサ１１０の検出値Ｆ１（ｋｇ）、
荷役部材が地面に対し傾斜角θ（ｒａｄ）
傾斜した場合の荷役部材１０３に先端部に備えられた荷重センサの検出値Ｆ２（ｋｇ）
ｚ１＝Ｄ１/（ｍｇ・ｔａｎθ）・（Ｆ１－Ｆ２/ｃｏｓθ）・・・（数１）
そして、荷重心演算部３０２は、演算した荷の重心位置（ｘ１，ｙ１，ｚ１）（ｍ）を走行指令演算部３１０に送信する。なお、ステップＳ７０６～Ｓ７１１の処理順序は、記載された順序に特に限定されない。

【0061】

次に、ステップＳ７１２では、走行指令演算部３１０が、以下の情報を取得する。
車両形状格納部３０５に格納される車両形状情報、
車両重量格納部３０６に格納されている車両重量、
車両重心位置格納部３０７に格納されている車両重心位置、
荷台移動量候補格納部３０８に格納されている荷台移動量候補。

【0062】

このことで、ステップＳ７１２では、走行指令演算部３１０は、積載時無人搬送車６００の形状、重量および重心位置を特定する。これらは、積載時無人搬送車６００の物理特性の一種である。このため、形状、重量および重心位置の一部やこれら以外の情報を用いてもよい。

【0063】

次に、ステップＳ７１３では、走行指令決定部５０３が、動作計画の一種である走行経路および荷台移動量を決定する。このために、ステップＳ７１３では、走行速度上限値の算出（ステップＳ７２１）、荷５００と固定障害物の干渉判定（ステップＳ７２２）およびこれらに基づいて走行経路や荷台移動量の決定を行う。ここで、ステップＳ７２１では、走行速度上限演算部５０１が、走行経路内各ノード位置と各荷台移動量の組み合わせに対する、走行速度上限値を算出する。また、ステップＳ７２２では、障害物回避判定部５０２が、走行経路内各ノード位置と、各荷台移動量の組み合わせに対する、荷５００と固定障害物の干渉判定を実施する。そして、走行指令決定部５０３が、ステップＳ７２１の走行速度上限演算の結果と、障害物の干渉判定の結果から、走行経路と荷台移動量を決定する。

【0064】

以下、これらステップＳ７２１およびステップＳ７２２の詳細を説明する。図８は、本実施例にかかる走行速度上限値の算出であるステップＳ７２１の処理フローを示すフローチャートである。また、図９は、本実施例にかかる荷５００と固定障害物の干渉判定ステップＳ７２２の処理フローを示すフローチャートである。

【0065】

まず、図８を用いて、ステップＳ７２１の詳細を説明する。ステップＳ７４１では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７０３で生成した走行経路候補４０１から走行経路の一つを取得する。

【0066】

次に、ステップＳ７４２では、走行速度上限演算部５０１が、無人搬送車１００が走行開始後最初に到達すべきノードを算出する。このために、走行速度上限演算部５０１は、ステップＳ７０７で受信した環境地図位置基準座標系４００上における自己位置４１２およびステップＳ７２１で取得した走行経路のノード情報を用いる。ここでは、自己位置４１２と走行経路候補情報が備える各ノードの位置座標の距離が最も小さいノードを、各走行経路における最近接ノードとする。つまり、本ステップでは、最近傍ノードが算出される。

【0067】

最近接ノードが無人搬送車１００の進行方向に存在する場合は、最近接ノードが無人搬送車１００の走行開始時に最初に到達すべきノードである。また、最近接ノードが無人搬送車１００の進行方向に対して逆方向に存在する場合は、最近接ノードの次に指定されているノードが該当ノードとなる。

【0068】

次に、ステップＳ７４３では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７４１で取得した走行経路を構成するノードを一つ取得する。また、走行速度上限演算部５０１は、ノード位置における旋回半径を、取得したノードとその前後ノードを接続するエッジの角度から演算する。また、ステップＳ７４４では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７１２で取得した荷台移動量候補から、荷台移動量を一つ取得する。

【0069】

また、ステップＳ７４５では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７１２で取得した荷台移動量に対し、荷役車両基準座標系４１１における積載時無人搬送車６００の重心位置（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）を算出する。

【0070】

ここで、荷台移動量をｓ（ｍ）とした場合、以下の情報を用いて、下記（数２）～（数４）に従って重心位置（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）を算出する。
台移動後の荷５００の重心位置（ｘ１＋ｓ，ｙ１，ｚ１）（ｍ）
ステップＳ７１２で取得した無人搬送車１００の重心位置（ｘ２，ｙ２，ｚ２）（ｍ）
ステップＳ７１１で取得した荷５００の重量ｍ（ｋｇ）
ステップＳ７１２で取得した無人搬送車１００の重量Ｍ（ｋｇ）
ｘｇ＝（ｍ・（ｘ１＋ｓ）＋Ｍ・ｘ２）/（Ｍ＋ｍ）・・・（数２）
ｙｇ＝（ｍ・（ｙ１＋ｓ）＋Ｍ・ｙ２）/（Ｍ＋ｍ）・・・（数３）
ｚｇ＝（ｍ・（ｚ１＋ｓ）＋Ｍ・ｚ２）/（Ｍ＋ｍ）・・・（数４）
次に、ステップＳ７４６では、走行速度上限演算部５０１が、車両が安定して走行可能な速度上限値を算出する。このために、走行速度上限演算部５０１は、ステップＳ７４５で演算した荷台移動後の積載時無人搬送車６００の重心位置（ｘｇ，ｙｇ，ｚｇ）（ｍ）およびステップＳ７４３で取得したノード地点での走行経路の曲率を用いる。この速度上限値とは、車両が転倒しないための速度上限であり、積載時無人搬送車６００の走行安定性を示す情報を用いてよい。

【0071】

ここで、積載時無人搬送車６００が走行時、Ｘｖ軸方向に遠心力がかかる走行経路を仮定した場合、Ｘｖ軸方向における積載時荷役車両の重心位置とタイヤの距離をｄ、重力加速度をｇ（ｍ／ｓ^２）、旋回半径をｒ（ｍ）、重心高さをｈ（ｍ）とすると、車両が転倒しないための速度上限値ｖ（ｍ／ｓ）は、（数５）により求めることができる。
ｖ＝√（ｒｇｄ/ｈ）・・・（数５）
ただし、ｄ＝（Ｗ１/２）－ｘｇ（ｍ）、ｈ＝ｚｇ（ｍ）である。このように、ステップＳ７４６では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７４３で取得した走行ノードおよびステップＳ理７４４で取得した荷台移動量に対する走行速度上限値を演算することになる。

【0072】

次に、ステップＳ７４７では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７１２で取得した荷台移動量候補のそれぞれに対し、ステップＳ７４４～ステップＳ７４６が実行されたかを判定する。つまり、各荷台移動量候補に対する処理が終了したかを判定する。この結果、処理が実行されている場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７４８に移行する。実行されていない場合（Ｎｏ）、ステップＳ７４４に戻り、残りの荷台移動量候補に対する処理を実行する。

【0073】

次に、ステップＳ７４８では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７４２で取得した最近傍ノードから、目標到達位置をつなぐ各ノードについて、ステップＳ７４２～ステップＳ７４７が実行されているかを判定する。この結果、実行されている場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７４８に移行する。実行されていない場合（Ｎｏ）、ステップＳ７４３に戻り、残りのノードへの処理を実行する。

【0074】

次に、ステップＳ７４９では、走行速度上限演算部５０１が、ステップＳ７０３で生成した各走行経路候補４０１について、ステップＳ７４２～ステップＳ７４８が実行されている場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７５０に移行する。実行されていない場合（Ｎｏ）、ステップＳ７４１に戻り、残りの走行経路候補４０１に対して、処理を実行する。

【0075】

次に、ステップＳ７５０では、走行速度上限演算部５０１が、各走行ノード、荷台移動量の組み合わせに対する走行速度上限の演算結果を、走行指令決定部５０３へ送信する。以上が、ステップＳ７２１の処理の詳細である。

【0076】

次に、図９を用いて、荷５００と固定障害物の干渉判定ステップＳ７２２の詳細を説明する。

【0077】

まず、ステップＳ７６１では、障害物回避判定部５０２が、ステップＳ７４１と同様に、ステップＳ７０３で生成した走行経路候補４０１から走行経路を一つ取得する。次に、ステップＳ７６２では、障害物回避判定部５０２が、ステップＳ７４２と同様に、無人搬送車１００が走行開始後最初に到達すべきノードを算出する。

【0078】

次に、ステップＳ７６３では、障害物回避判定部５０２が、ステップＳ７４４と同様に、ステップＳ７１２で取得した荷台移動量候補から、荷台移動量を一つ取得する。なお、ステップＳ７６１～ステップＳ７６３とステップＳ７４１、ステップＳ７４２およびステップＳ７４４は、それぞれ、まとめて実行されてよい。

【0079】

次に、ステップＳ７６４では、障害物回避判定部５０２が、荷役車両基準座標系４１１における荷の走行エリアを算出する。ここで、図１０を用いて、荷の走行エリアについて説明する。図１０内Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆで囲む領域が荷の走行エリアである。このエリアは、荷５００の形状に対し、積載時無人搬送車６００の走行時の経路追従誤差として想定される位置誤差０．１０（ｍ）および姿勢誤差０．０５（ｒａｄ）をマージンとして持たせたものである。なお、後述の障害物判定においては、ここで算出した荷の走行エリアを任意の走行経路にマッピングし、二次元地図上の固定障害物との干渉判定を行うことで、経路追従誤差を考慮した障害物干渉判定を実施することが可能になる。

【0080】

また、図１０のように荷台をＸｖ方向にｓ（ｍ）移動させた際の、荷役車両基準座標系４１１における荷の特徴点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆの座標位置は、以下の（数６）～（数１１）により算出される。
Ａ（ｘａ，ｙａ）＝（ｗ１/２＋ｓ＋０．１０＋ｌ１／２ｔａｎ（０．０５），ｌ１/２）・・・（数６）
Ｂ（ｘｂ，ｙｂ）＝（－ｗ１/２＋ｓ－０．１０－ｌ１／２ｔａｎ（０．０５），ｌ１/２）・・・（数７）
Ｃ（ｘｃ，ｙｃ）＝（－ｗ１/２＋ｓ－０．１０－ｌ１／２ｔａｎ（０．０５），－ｌ１/２）・・・（数８）
Ｄ（ｘｄ，ｙｄ）＝（ｗ１/２＋ｓ－０．１０－ｌ１／２ｔａｎ（０．０５），－ｌ１/２）・・・（数９）
Ｅ（ｘｅ，ｙｅ）＝（ｗ１/２＋ｓ＋０．１０，０）・・・（数１０）
Ｆ（ｘｆ，ｙｆ）＝（－ｗ１/２＋ｓ＋０．１０，０）・・・（数１１）
以上のように、このステップＳ７６４では、荷役車両基準座標系４１１における荷の走行エリアとしてＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆで結ばれる領域が算出される。

【0081】

次に、ステップＳ７６５では、障害物回避判定部５０２が、走行エリアと固定障害物が干渉しているかを判定する。このために、障害物回避判定部５０２は、ステップＳで算出した荷役車両位置基準座標系における荷の走行エリアと、ステップＳ７６１で取得した走行経路と、ステップＳ７０１で取得した環境地図を用いる。つまり、障害物回避判定部５０２は、これらを用いて、各走行経路候補に格納されるノード位置に対し、荷台移動後の荷５００の走行エリアを環境地図上にマッピングするこことで、判定を行う。

【0082】

次に、ステップＳ７６６では、障害物回避判定部５０２が、ステップＳ７１２で取得した各荷台移動量に対して、ステップＳ７６３～ステップＳ７６５が実施されたかを判定する。この結果、実行された場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７６７に移行する。実施されていない場合（Ｎｏ）、ステップＳ７６３に戻り、残りの荷台移動量候補に対する処理を実施する。

【0083】

次に、ステップＳ７６７では、障害物回避判定部５０２が、ステップＳ７０３で取得した各走行経路候補に対して、ステップＳ７６２～ステップＳ７６６が実施されたかを判定する。この結果、処理が実施された場合（Ｙｅｓ）、ステップＳ７６８に移行する。実施されていない場合（Ｎｏ）、ステップＳ７６１に戻り、残りの走行経路候補に対して処理を実施する。

【0084】

次に、ステップＳ７６８では、障害物回避判定部５０２が、各走行ノード、荷台移動量の組み合わせに対する干渉の判定結果である演算結果を、走行指令決定部５０３へ送信する。以上で、ステップＳ７２２の詳細の処理を終了する。

【0085】

そして、図７のフローチャートの説明に戻る。ステップＳ７１３では、走行指令決定部５０３が、ステップＳ７２１およびステップＳ７２２の結果を用いて、走行経路や荷台移動量を決定する。このために、ステップＳ７５０で送信される走行速度上限における、ステップＳ７６８で送信される干渉の判定結果をマージする。このマージにより、作成される走行経路・荷台移動量情報の一例を、図１１に示す。

【0086】

図１１に示す例では３つのノードで構成された走行経路候補Ａ、Ｂ、Ｃが存在し、また荷台移動量候補としてａ（ｍ），ｂ（ｍ），ｃ（ｍ），ｄ（ｍ）が存在する。各経路、ノード、荷台移動量に対応する表内マスについて、上段ステップＳ７２１により演算した走行速度上限値（ｍ／ｓ）、下段にステップＳ７２２による固定障害物との干渉判定結果（障害物に干渉、または障害物を回避可能）が記載されている。

【0087】

また、ステップＳ７１３においては、走行指令決定部５０３が、走行経路・荷台移動量情報を用いて、障害物回避可能なノード位置及び荷台移動量を抽出する。具体的には、図１１内走行経路上の各ノードおよび荷台移動量について、下段に回避と記載のある走行ノードおよび荷台移動量を抽出する。例えば、経路Ａのノード２はすべての荷台移動量について判定結果が干渉となっている。この場合、走行経路候補Ａは走行経路の選択肢から除外される。

【0088】

また、走行指令決定部５０３は、走行経路・荷台移動量情報に基づき、各ノードに付与された荷台移動量候補の中で、走行速度上限が大きい荷台移動量と、合わせて走行速度上限値を抽出する。ここで、走行速度上限が大きいとは、所定値以上ないし予め定められた件数の上位（例えば、最も大きい）などが含まれる。

【0089】

例えば、経路Ｂについて、ノード１では台動作量ｃ（ｍ）、ノード２では荷台移動量ｂ（ｍ）、ノード３では荷台移動量ａ（ｍ）が選択される。この処理により、各経路のノード位置における適切な荷台移動量を算出することができる。

【0090】

次に、走行指令決定部５０３は、取得したノード位置における走行速度上限とノード間エッジ長さから、各経路に対する走行時間の演算を行う。例えば、経路Ｂについて、ノード１の次のエッジの走行速度は０．８［ｍ／ｓ］、エッジ距離はノード１とノード２の距離であるため、走行時間は（ノード１とノード２の距離）／０．８（ｓ）となる。この計算を、各ノード間において計算し、各経路の走行時間を算出する。

【0091】

また、走行指令決定部５０３は、前処理から取得した各走行経路に対する走行時間の演算結果から、走行時間が短くなる走行経路を抽出する。そして、走行指令決定部５０３は、抽出した走行経路と各ノードにおける荷台移動量を、動作指令生成部３１１へ送信する。以上のように、本実施例のステップＳ７１３では、走行経路および荷台移動量を決定する。これは、動作計画決定部での動作計画の決定の一種である。このため、無人搬送車１００の動作計画として、走行経路および荷台移動量の少なくとも一方や他の情報を用いてもよい。本ステップを実行すると、以下の処理で無人搬送車１００が走行を行う。

【0092】

次に、ステップＳ７１４では、自己位置推定部３０９が、ステップＳ７０７と同様の方法で、自己位置４１２および自己姿勢４１３を演算する。また、自己位置推定部３０９が、自己位置推定結果を動作指令生成部３１１に送信する。

【0093】

次に、ステップＳ７１５では、動作指令生成部３１１が、ステップＳ７１４で推定した自己位置の情報を元に、ステップＳ７１３で演算された走行速度上限で走行するような走行モータ１０８への指令値を生成する。

【0094】

また、動作指令生成部３１１は、ステップＳ７１３で決定された走行経路を追従するような操舵モータ１０９への指令値を生成する。さらに、動作指令生成部３１１は、ステップＳ７１３で決定された各ノード位置における荷台移動量を実現するための移載アクチュエータ指令値を生成する。なお、目標荷台移動量はノードごとに設定されているため、自己位置と進行方向に対する最接近ノードの距離が閾値以下になった際、移載アクチュエータにより荷台移動量を変化させる。

【0095】

次に、ステップＳ７１６では、動作指令生成部３１１は、ステップＳ７１５で演算された各指令値に基づき、走行モータ１０８、操舵モータ１０９、移載用アクチュエータ１０４を駆動させる。この結果、走行モータ１０８、操舵モータ１０９、移載用アクチュエータ１０４が駆動し、無人搬送車１００が走行、荷の運搬を行うことになる。

【0096】

次に、ステップＳ７１７では、動作指令生成部３１１が、無人搬送車１００が荷の搬送先に到着したかを判定する。このために、動作指令生成部３１１が、無人搬送車１００の自己位置と、荷の搬送先である最終ノード４０２の距離が閾値以下になった時点で、無人搬送車１００が荷の搬送先に到着したと判定する。そして、搬送先に到着すると、動作指令生成部３１１は、走行モータ１０８、操舵モータ１０９、移載用アクチュエータ１０４へ停止指令を出力する。この結果、無人搬送車１００が停止する。

【0097】

また、無人搬送車１００が荷の搬送先に到着していない場合、ステップＳ７１４に戻り、走行を継続する。以上で実施例１の説明を終了する。

【実施例0098】

次に、実施例２を、図１２および図１３を用いて説明する。本実施例および後述の実施例３にあって、実施例１と共通する構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0099】

本実施例は、実施例１と比較して、走行経路候補にその場旋回経路候補を追加している。ここで、その場旋回とは、無人搬送車１００が車両位置基準点である従動輪１０６の中点を旋回中心位置とし、旋回中心位置を固定したまま車両の姿勢のみを変更し、方向転換を行う動作のことをさす。図１２は、本実施例にかかる走行指令演算部３１０の機能構成例を示す機能ブロック図である。以降では、実施例１の走行指令演算部３１０（図６）に追加または変更した機能ブロックを中心に説明する。なお、本実施例での荷役車両システムは、走行指令演算部３１０以外は２と同様の構成である。

【0100】

＜走行経路候補生成部２０４＞
本実施例において、走行経路候補生成部２０４は、その場旋回経路を含む走行経路を生成する。この走行経路について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施例にかかる走行経路を示す図である。図１３に示す最短経路４０５である走行経路および走行経路４０６は走行旋回経路であり、走行経路１１１０はその場旋回を実施する走行経路である。ここで、走行経路１１１０は、その場旋回ノード１１１１と、その場旋回前に走行するエッジ１１１２およびその場旋回後に走行するエッジ１１１３からなる。その場旋回ノード１１１１は、空荷時にその場旋回可能な位置座標に設定され、例えば方向転換前の通路の中線と方向転換後の通路の中線の交点に設定する方法がある。ただし、設定するその場旋回ノードの位置座標はこれ以外でもよく、複数候補所有していてもよい。

【0101】

各ノードには環境地図位置基準座標系４００に対する二次元位置座標、走行速度上限、進行方向に加え、そのノード上でその場旋回を実施するかどうかを表す情報を備えている。なお、以降ではノード上でその場旋回を実施するノードをその場旋回ノードと記載する。

【0102】

＜走行旋回経路抽出部２００２＞
走行旋回経路抽出部２００２では、走行経路候補生成部２０４で作成された走行経路候補の中から、その場旋回ノードを含まない走行経路を抽出する。

【0103】

＜その場旋回経路抽出部２００３＞
その場走行旋回経路抽出部２００３では、走行経路候補生成部２０4で作成された走行経路候補の中から、その場旋回ノードを含む走行経路を抽出する。

【0104】

＜走行旋回走行指令演算部２００４＞
走行旋回走行指令演算部２００４では、走行旋回経路抽出部２００２から取得した走行旋回経路情報を元に、取得した経路候補および荷台移動量候補の中から障害物回避可能かつ走行時間が短くなるような走行経路と荷台移動量の組み合わせを演算する。

【0105】

＜その場旋回走行指令演算部２００５＞
その場旋回走行指令演算部２００５では、その場旋回経路抽出部２００３に格納されたその場旋回経路について走行時の障害物回避判定および走行時間算出を行い、障害物回避可能かつ走行時間が短くなるような走行経路を演算する。なお、具体的な処理内容に関しては後述する。

【0106】

＜走行指令決定部５０３＞
走行指令決定部５０３は、走行旋回走行指令演算部２００４より取得した走行経路と、その場旋回走行指令演算部２００５により取得した走行経路から、動作指令生成部３１１に送信する走行経路を決定する。なお、具体的な処理内容に関しては後述する。

【0107】

以上が、実施例２における走行指令演算部３１０の構成である。なお、本実施例においては、実施例１の走行指令演算部３１０の走行速度上限演算部５０１、障害物回避判定部５０２および走行指令決定部５０３も設けてもよい。

【0108】

＜処理フロー＞
以降では、実施例２の処理フローを説明する。なお、実施例１と実施例２の処理の差分は、ステップＳ７１２が完了した状態からステップＳ７１３が完了した状態までである。そこで、以下、この差分についてのみ説明する。

【0109】

まず、走行旋回経路抽出部２００２が、走行経路候補生成部２０４で作成された走行旋回経路のノード群情報を、走行旋回走行指令演算部２００４に送信する。その後、走行旋回走行指令演算部２００４が、取得された走行旋回経路情報を用いて実施例１で述べたステップＳ７１３と同じ処理を実施する。この結果、走行旋回走行指令演算部２００４は、障害物回避可能かつ走行時間が最も短くなるような走行経路と荷台移動量の組み合わせを決定する。その後、走行旋回走行指令演算部２００４は、決定した走行経路および荷台移動量を走行指令決定部に送信する。

【0110】

次に、その場旋回経路抽出部２００３が、走行経路候補生成部２０４で抽出したその場旋回経路のノード群情報を、その場旋回走行指令演算部２００５に送信する。その後、その場旋回走行指令演算部２００５が、その場旋回経路候補抽出部２０１４が取得したその場旋回経路について、図１０で示す荷の走行エリアに対する障害物回避判定を実施する。なお、ここで述べた荷の走行エリアは、実施例１のステップＳ７６４と同様の処理により演算される。

【0111】

その場旋回の際の障害物回避判定では、積載時無人搬送車６００がその場旋回ノードに到達した状態からその場旋回を終了しエッジ１１１３の方向を向く状態までにおける、環境地図位置基準座標系４００上での積載時無人搬送車６００の位置および姿勢を算出する。次に、その場旋回走行指令演算部２００５が、算出したその場旋回時の積載時無人搬送車６００の自己位置４１２、自己姿勢４１３に基づき算出された荷の走行エリアを二次元地図上にマッピングし、障害物と干渉するかを判定する。この判定を、各その場旋回経路について実施後、次の処理に移行する。

【0112】

次に、その場旋回走行指令演算部２００５が、その場旋回経路について、走行経路を走行するのに所要する時間を、エッジ１１１２を通過する時間、その場旋回に所要する時間、エッジ１１１３を通過する時間の和により算出する。エッジ１１１２を通過する時間、エッジ１１１３を通過する時間は、走行手前ノードに格納される走行速度上限と、エッジの長さにより算出される。また、その場旋回に所要する時間は、車体性能により決定されるその場旋回時の速度上限と、エッジ１１１２およびエッジ１１１３のなす角により算出される。その場旋回に所要する時間は機体によって異なるが、一般に９０（度）旋回する場合は１５．０（ｓ）程度所要する。この走行時間の計算を、各その場旋回経路について実施後、次の処理に移行する。

【0113】

次に、その場旋回走行指令演算部２００５は、各その場旋回走行経路について、障害物回避判定結果および走行時間算出結果から、障害物を回避可能かつ走行時間が短くなるような走行経路情報と、走行時間の情報を走行指令決定部５０３に送信する。その後、次の処理に移行する。

【0114】

次に、走行指令決定部５０３が、走行旋回に要する時間と、その場旋回走行に要する時間を比較する。この結果、走行旋回に要する時間の方が短い場合は、走行指令決定部５０３は、走行旋回走行指令演算部２００４より送信された走行経路および荷台移動量を動作指令生成部３１１に送信する。また、その場旋回に要する時間の方が短い場合は、走行旋回走行指令演算部２００４より送信された走行経路を動作指令生成部３１１に送信する。以上が、実施例２における走行指令演算部３１０の処理の流れである。