特開 2023-49277 移動体の経路決定システム

(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】P2023049277

(43)【公開日】2023-04-10

(54)【発明の名称】移動体の経路決定システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20230403BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021158931

(22)【出願日】2021-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001586

【氏名又は名称】弁理士法人アイミー国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 雅之

(72)【発明者】

【氏名】竹内 愛

(72)【発明者】

【氏名】梶 雄登

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA01

5H301AA09

5H301EE06

5H301EE08

5H301FF04

5H301FF06

5H301FF16

5H301GG08

5H301LL06

(57)【要約】

【課題】移動体の移動ロスを防ぎつつ、作業者が、移動体の移動経路を予め知ることができる移動体の経路決定システムを提供する。
【解決手段】本発明の移動体の経路決定システム（１）は、主経路（１０）と、主経路から分岐して延びる複数の分岐経路（１１）と、主経路および分岐経路上を移動する移動体（３）と、移動体の動きを制御する制御手段と、移動体が移動する分岐経路を決定する分岐経路決定手段（５）とを備える。分岐経路決定手段は、移動体が通る分岐経路を選択して表示する視覚的表示部と、視覚的表示部が選択した分岐経路に対応するサインを表示するサイン表示部とを含む。制御手段は、移動体がサイン表示部に表示されたサインを検出したことに応じて、移動体に対して、視覚的表示部が選択した分岐経路上を移動するよう指示するものである。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の地点から延びる主経路と、
前記主経路から分岐して第２の地点にまで延びる複数の分岐経路と、
前記第１の地点から、前記主経路および前記分岐経路上を移動して前記第２の地点に到達する移動体と、
前記移動体の動きを制御する制御手段と、
前記複数の分岐経路のうち、前記移動体が移動する分岐経路を決定する分岐経路決定手段とを備え、
前記分岐経路決定手段は、
前記移動体が通る分岐経路を手動で選択して視覚的に表示する視覚的表示部と、
前記複数の分岐経路に対応する複数のサインを有し、前記視覚的表示部が選択した分岐経路に対応するサインを表示するサイン表示部とを含み、
前記制御手段は、前記移動体が前記サイン表示部に表示されたサインを検出したことに応じて、前記移動体に対して、前記視覚的表示部が選択した分岐経路上を移動するよう指示するものである、移動体の経路決定システム。

【請求項2】

前記分岐経路決定手段は、上下方向に長いスタンドを備え、
前記視覚的表示部は、前記スタンドの上方領域に設けられ、
前記サイン表示部は、前記スタンドの下方領域に設けられている、請求項１に記載の移動体の経路決定システム。

【請求項3】

前記視覚的表示部は、前記スタンドの上下方向に延びる中心軸線に対して直交する回転軸線を中心として回転する回転体に施された分岐経路表示マークを備え、
前記サイン表示部は、前記スタンドの中心軸線周りを回転する筒体に施された分岐経路表示サインを備え、
前記分岐経路決定手段は、前記回転体の回転運動を前記筒体の回転運動に変換する連結機構を備える、請求項２に記載の移動体の経路決定システム。

【請求項4】

前記主経路は、前記複数の分岐経路との境界領域近傍に前記移動体が検出可能な停止線を有し、
前記移動体は、前記停止線で停止して前記サイン表示部に表示されたサインを検出する、請求項１～３のいずれかに記載の移動体の経路決定システム。

【請求項5】

前記移動体は、所定の経路を形成するラインを検知することで前記経路上を移動する、請求項１～４のいずれかに記載の移動体の経路決定システム。

【請求項6】

前記移動体は、所定の高さの広範囲前方領域を検知する２Ｄ－ＬｉＤＡＲを備え、前記２Ｄ－ＬｉＤＡＲは前記サイン表示部に表示されたサインを検知する、請求項１～５のいずれかに記載の移動体の経路決定システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、特に、所定の経路上を移動する移動体の経路決定システムに関する。

【背景技術】

【0002】

所定の経路上を移動する移動体として、たとえば特許文献１（特開平５－１０８１５６号公報）などが知られている。

【0003】

図７（ａ）に示すように、特許文献１は、路面に設置されたライン１１０をセンサで検知することで、ライン１１０に沿って移動する移動体１００を開示している。

【0004】

ここで、たとえばホテルなどの人や物が多く行き交う場所では、ライン１１０上に荷物などの障害物１２０が配置される場合がある。特許文献１の移動体１１０は、センサで障害物１２０を検知すると、エラー停止する。エラー停止を解消するには、たとえばライン１１０上の障害物１２０を除去する作業などを人力で行う必要があり、移動体１００の移動を円滑に行うことができないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平５－１０８１５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記問題を解決するため、本願出願人は、２０２１年３月３１日に特願２０２１－０５９０１６号として、移動体システムを出願した。この出願に開示された先願発明は、図７（ｂ）に示すように、移動体２００が、複数の分岐路２１０ａ、２１０ｂを含むライン２１０に沿って、目的地２３０まで移動する。移動体２００は、動作を制御する制御部を備える。制御部は、移動体２００が一方の分岐路２１０ａ上で障害物２２０を検知すると、他方の分岐路２１０ｂを移動するルートに変更するように、ルート変更制御を行う。

【0007】

先願発明の移動体２００は、障害物２２０を検知した際に、移動体２００が主体となってルート変更制御を行い、選択した経路上を移動することができる。この場合、移動体２００周囲の作業者は、移動体２００がどの経路を移動するのかを予め知ることができず、作業者が主体になって移動体２００の移動経路を制御したいとする要望があった。

【0008】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、移動体周囲の作業者が主体になって移動体の移動経路を制御することのできる、移動体の経路決定システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施の形態に係る移動体の経路決定システムは、第１の地点から延びる主経路と、主経路から分岐して第２の地点にまで延びる複数の分岐経路と、第１地点から、主経路および分岐経路上を移動して第２地点に到達する移動体と、移動体の動きを制御する制御手段と、複数の分岐経路のうち、移動体が移動する分岐経路を決定する分岐経路決定手段とを備える。分岐経路決定手段は、移動体が通る分岐経路を手動で選択して視覚的に表示する視覚的表示部と、複数の分岐経路に対応する複数のサインを有し、視覚的表示部が選択した分岐経路に対応するサインを表示するサイン表示部とを含む。制御手段は、移動体がサイン表示部に表示されたサインを検出したことに応じて、移動体に対して、視覚的表示部が選択した分岐経路上を移動するよう指示するものである。

【0010】

好ましくは、分岐経路決定手段は、上下方向に長いスタンドを備える。視覚的表示部は、スタンドの上方領域に設けられ、サイン表示部は、スタンドの下方領域に設けられている。

【0011】

好ましくは、視覚的表示部は、スタンドの上下方向に延びる中心軸線に対して直交する回転軸線を中心として回転する回転体に施された分岐経路表示マークを備える。サイン表示部は、スタンドの中心軸線周りを回転する筒体に施された分岐経路表示サインを備える。分岐経路決定手段は、回転体の回転運動を筒体の回転運動に変換する連結機構を備える。

【0012】

好ましくは、主経路は、複数の分岐経路との境界領域近傍に移動体が検出可能な停止線を有する。移動体は、停止線で停止してサイン表示部に表示されたサインを検出する。

【0013】

好ましくは、移動体は、所定の経路を形成するラインを検知することで経路上を移動する。

【0014】

好ましくは、移動体は、所定の高さの広範囲前方領域を検知する２Ｄ－ＬｉＤＡＲを備える。２Ｄ－ＬｉＤＡＲはサイン表示部に表示されたサインを検知する。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、移動体周囲の作業者が主体となって、移動体の移動経路を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施の形態に係る移動体の経路決定システムを模式的に示す図である。

【図2】本実施の形態に係る移動体の経路決定システムの模式図である。

【図3】本実施の形態に係る移動体の経路決定システムを一側面からみた模式図である。

【図4】本実施の形態における分岐経路決定手段を示す模式図であり、（ａ）は第１の分岐経路を示す状態を表したものであり、（ｂ）は第２の分岐経路を示す状態を表したものである。

【図5】本実施の形態における視覚的表示部およびサイン表示部の連結機構を示す斜視図である。

【図6】移動体の経路決定システムを示すフローチャートである。

【図7】移動体の移動経路を模式的に示す図であり、（ａ）は特許文献１の移動経路を示し、（ｂ）は先願発明の移動経路を示す。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本実施の形態の移動体の経路決定システムについて図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0018】

（概要構成について）
はじめに、本実施の形態に係る移動体の経路決定システム１の概要構成について説明する。

【0019】

図１を参照して、移動体の経路決定システム１は、第１の地点Ａから延びる主経路１０と、主経路１０から分岐して第２の地点Ｂにまで延びる複数の分岐経路１１とを備える所定の経路上を移動する移動体３に採用されるものである。なお、本実施の形態における「主経路１０」とは、移動体３がその上を移動しており、分岐経路１１が後に続く経路である。そのため、移動体３が分岐経路上を移動していても、後に更なる分岐経路が続く場合は、移動体３が位置する経路を「実質的な主経路」と見做すことができる。また、本実施の形態では、「分岐経路１１」を２本有する場合を例に挙げて説明するが、３本以上有する場合も同様である。

【0020】

また、所定の経路は、主経路１０と複数の分岐経路１１との境界領域近傍に設けられる停止線１２をさらに備える。停止線１２は、所定の経路上を移動する移動体３に停止指示を出すための線である。なお、「境界領域近傍」とは、主経路１０および複数の分岐経路１１の境界と近接した領域のうち、分岐経路１１よりも主経路１０側の領域である。

【0021】

移動体３は、第１の地点Ａから、主経路１０および分岐経路１１上を移動して第２の地点Ｂに到達する。本実施の形態の移動体３は、移動する分岐経路１１として、主に第２の地点Ｂまでの最短経路である分岐経路１１ａを選択するが、分岐経路１１ａ上に荷物などの障害物２０が載置されている場合は分岐経路１１ａ以外の経路、すなわち分岐経路１１ｂを選択する。

【0022】

（移動体について）
図２、３を参照して、移動体３について説明する。移動体３は、所定の経路を形成するライン（図示せず）を検知することで経路上を移動するものである。本実施の形態のラインは、たとえば色テープであり、路面内に埋設または路面上に貼付することで経路を形成する。なお、ラインの形成はこの手法に限定されず、種々の手法を採用することができる。なお、図２に矢印Ａ１で示す方向を移動体の幅方向、矢印Ａ２で示す方向を移動体の前方とする。

【0023】

移動体３は、路面情報を検知するラインセンサ３２と、所定の高さの広範囲前方領域を検知する障害物センサ３３とを含む。

【0024】

ラインセンサ３２は、路面情報、すなわち所定の経路上に形成されたラインおよび停止線１２を検知する。本実施の形態のラインセンサ３２は、たとえばカラーセンサなどである。本実施の形態では、１つのラインセンサ３２でライン及び停止線１２を検知するものとしているが、図３に一点鎖線で示すラインセンサ３２’をさらに備え、ラインおよび停止線１２を各々のラインセンサ３２，３２’で検知することとしてもよい。

【0025】

本実施の形態のラインセンサ３２は、移動体３から幅方向に３０°以上１８０°以下の角度を有しながら照射することが好ましい。これにより、移動体３がラインから外れてしまうことを防止できる。

【0026】

なお、本実施の形態では、ラインに色テープを採用した例を説明したが、磁気ラインを採用してもよい。この場合、ラインセンサ３２は磁気センサであり、より正確に磁気を検知する観点から、一点鎖線で示すラインセンサ３２’のように、移動体３の底面近傍に設けられることが好ましい。

【0027】

障害物センサ３３は、所定の高さ、すなわち障害物センサ３３が設けられた高さ位置において、水平方向（幅方向）に広がるようにレーザを照射する。本実施の形態の障害物センサ３３は、赤外レーザなどを周囲に向けて照射するレーザ照射部と、照射したレーザに対する散乱光を受光するレーザ受光部とを含む、２Ｄ－ＬｉＤＡＲ（2 Dimensional-Laser Imaging Detection and Ranging）３３である。２Ｄ－ＬｉＤＡＲ３３は、画像処理装置などが不要であり、障害物や作業者を含む周囲の環境を簡便に検知することができる。

【0028】

２Ｄ－ＬｉＤＡＲ３３は、２Ｄ－ＬｉＤＡＲ３３を中心として幅方向（水平方向）に２７０°、高さ方向（垂直方向）に４５°の範囲に亘ってレーザを照射することができる。本実施の形態の２Ｄ－ＬｉＤＡＲ３３は、移動体３の前面に設けることとしたが、より移動体３の後方を検知する観点から、移動体３の上面に突出して設けることとしてもよい。２Ｄ－ＬｉＤＡＲ３３の検知可能範囲は、たとえばレーザ照射部から０．０５～２０ｍの範囲内である。

【0029】

２Ｄ－ＬｉＤＡＲ３３は、後述する分岐経路決定手段５の表示するサイン５０を検知して、移動体３に移動経路を指示する。そのため、障害物センサ３３は「指示センサ」としての機能も有する。

【0030】

なお、障害物センサ３３は、移動体３周囲の障害物および分岐経路決定手段５の表示するサイン５０を検知することができればよく、２Ｄ－ＬｉＤＡＲ３３に限定されない。

【0031】

（分岐経路決定手段について）
次に、本実施の形態の分岐経路決定手段５について説明する。図２は、本実施の形態に係る移動体の経路決定システム１の模式図である。図３は、本実施の形態に係る移動体の経路決定システム１を一側面からみた模式図である。図２、３を参照して、分岐経路決定手段５は、移動体３が通る分岐経路１１を手動で選択して視覚的に表示する視覚的表示部５１と、複数の分岐経路１１に対応する複数のサイン５０を有し、視覚的表示部５１が選択した分岐経路１１に対応するサイン５０を表示するサイン表示部５２とを含む。

【0032】

本実施の形態に係る分岐経路決定手段５は、上下方向に長いスタンド５３を備え、自立可能な形状である。視覚的表示部５１はスタンド５３の上方領域５４に設けられ、サイン表示部５２はスタンド５３の下方領域５５に設けられている。なお、本明細書で言う「上方領域」とはスタンド５３の上下方向中央高さよりも上方を指し、「下方領域」とはスタンド５３の上下方向中央高さよりも下方を指すものとする。

【0033】

視覚的表示部５１の設けられる高さ位置Ｃは、作業者の確認作業をより容易にする観点から、人の目線高さであることが好ましい。高さ位置Ｃは、典型的には１４００ｍｍ以上１７００ｍｍ以下であり、１５００ｍｍ以上１６００ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、作業者は視覚的表示部５１の示す方向が目に入り易く、より確実に移動体３の経路を確認できるため、作業空間における安全面を向上することができる。

【0034】

サイン表示部５２の設けられる高さ位置Ｄは、移動体３の障害物センサ３３がサイン５０をより確実に検知する観点から、移動体３の障害物センサ３３が設けられた高さと略同じ高さであることが好ましい。高さ位置Ｄは、典型的には１００ｍｍ以上８５０ｍｍ以下であり、移動体３に設けられる障害物センサ３３の高さにより、種々の高さを採用することができる。

【0035】

図５をさらに参照して、分岐経路決定手段５は、回転体５６の回転運動を筒体５７の回転運動に変換する連結機構５８を備える。本実施の形態の連結機構５８は、スタンド５３の上下方向に延びる中心軸線Ｐと、回転体５６の回転軸線Ｏとが直交するよう形成された１組のかさ歯車である。

【0036】

視覚的表示部５１は、回転軸線Ｏを中心として回転する回転体５６に施された分岐経路表示マーク５６ａを備える。サイン表示部５２は、スタンド５３の中心軸線Ｐ周りを回転する筒体５７に施された分岐経路表示サイン５０を備える。

【0037】

分岐経路表示マーク５６ａは、典型的にはひとつの矢印であるが、各分岐経路１１に対応する複数のマーク５６ａを含むものであってもよい。この場合、作業者の誤認を防止する観点から、選択された分岐経路以外のマーク５６ａは視認できない構成とすることが好ましい。

【0038】

本実施の形態の分岐経路表示サイン５０は、筒体５７の周囲に複数施されている。表示サイン５０は、移動体３の障害物センサ３３が検知・識別可能なものであればよく、凹凸、色、形状など種々の識別可能な形態を採用することができる。

【0039】

本実施の形態のサイン表示部５２は、筒体５７の外周側において、１つの表示サイン５０のみを視認可能にする窓部が形成された覆い部（図示せず）を含む。これにより、移動体３によるサイン誤検知を防止することができる。

【0040】

図４（ａ），（ｂ）に示すように、本実施の形態の分岐経路決定手段５は、視覚的表示部５１を回転させるだけで、連結機構５８を介して、サイン表示部５２に表示されるサイン５０を切換えることができる。これにより、作業者は移動体３に対して容易に移動経路を指示することができる。また、作業者は分岐経路表示マーク５６ａを見るだけで移動体３の選択する分岐経路を認識することができる。

【0041】

本実施の形態の連結機構５８は、１組のかさ歯車、すなわち２つの回転運動を利用した機構である。しかしながら、連結機構５８は、直線運動（ラックギア）および回転運動（ピニオンギア）の組み合わせ、１つの直線運動または回転運動を利用した機構など、種々の機構を採用することができる。

【0042】

本実施の形態の分岐経路決定手段５は、移設を容易にする観点から、自立可能なスタンド形状であるとした。しかしながら、その形状については特に限定されず、路面や壁面などに固定されたものであってもよい。

【0043】

本実施の形態に係る移動体の経路決定システム１は、分岐経路１１ａ上に障害物２０が確認された場合に、分岐経路決定手段５が予め移動体３の経路を指示しておくことができる。これにより、移動体３は障害物２０を避ける経路に向かってスムーズに移動することができる。すなわち、従来技術または先願発明のように、移動体３は、分岐経路１１ａ上を移動して、一旦引き返してから分岐経路１１ｂ上を移動することがない。これにより、第２の地点Ｂに到達するまでに要する時間を短縮することができる。

【0044】

（制御手段について）
また、本実施の形態の移動体の経路決定システムは、移動体の動きを制御する制御手段（図示せず）を備える。制御手段は、典型的にはＣＰＵ（CENTRAL PROCESSING UNIT）などのプロセッサであり、移動体３がサイン表示部５２に表示されたサイン５０を検出したことに応じて、移動体３に対して、視覚的表示部５１が選択した分岐経路１１上を移動するよう指示するものである。なお、制御手段は、移動体３の外部部材でもよいし、移動体３に内蔵されたものでもよい。以下に、本実施の形態の制御手段を用いた移動体３の経路決定システムについて説明する。

【0045】

（経路決定システムについて）
図１および図６を参照して、移動体３の経路決定システムについて説明する。図６は、移動体３の経路決定システムを示すフローチャートである。

【0046】

はじめに、移動体３は第１の地点Ａから第２の地点Ｂに向かって主経路１０上を移動する（ステップＳ１）。主経路１０上を移動する間、ラインセンサ３２は主経路１０上に形成されたラインを検知し、障害物センサ３３は移動体３の広範囲前方領域の周囲環境を検知している。

【0047】

移動体３のラインセンサ３２は、主経路１０上に設けられた停止線１２を検知する（ステップＳ２）。停止線１２を検知しない場合、移動体３は移動を継続する。停止線１２を検知した場合、停止情報を受けた制御手段が移動体３に移動を停止するよう指示し、移動体３は移動を停止する（ステップＳ３）。

【0048】

停止した移動体３は、障害物センサ３３でサイン表示部５２に表示されたサイン５０を検知する（ステップＳ４）。サイン５０を検知すると、サイン情報を受けた制御手段が移動体３に移動方向を指示し、移動体３はサイン５０に対応する分岐経路１１に向かって移動する（ステップＳ５）。他方、サイン５０を検知できない場合、移動体３は移動停止した位置で待機する。この場合、作業者が視覚的表示部５１を操作することで、移動体３の移動する分岐経路１１を指示する。

【0049】

分岐経路１１上を移動する移動体３は、ラインセンサ３２で分岐経路１１上に形成されたラインを検知し、障害物センサ３３で移動体３の広範囲前方領域の周囲環境を検知しながら、第２の地点Ｂに到着する。

【0050】

なお、第２の地点Ｂから第１の地点Ａに向かって移動する場合、移動体３は、停止線１２を検知しても移動を継続することができる。また、本実施の形態では、サイン表示部５２に表示されるサイン５０以外のサインは覆い部で覆われており、周囲から見えない。これにより、障害物センサ３３がサイン表示部５２の背面側または側面側に位置するサインを誤検知してしまうことを防止できる。

【0051】

本実施の形態の移動体の経路決定システム１によれば、移動体３は、移動体３周囲の作業者が主体になって操作した分岐経路決定手段５が指示する経路上を移動する。すなわち移動体３は、分岐経路決定手段５が指示しない経路上を勝手に移動しない。これに加え、分岐経路決定手段５は、視覚的表示部５１において移動体３が移動する経路を表示している。これにより、作業者は移動体３が通る経路を予め把握できる。また、分岐経路上に障害物２０がある場合、それを避ける経路を移動するように指示できるため、移動体３の移動効率を向上することができる。

【0052】

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0053】

１ 移動体の経路決定システム、３ 移動体、５ 分岐経路決定手段、１０ 主経路、１１、１１ａ、１１ｂ 分岐経路、１２ 停止線、２０ 障害物、３２ ラインセンサ、３３ 障害物センサ、５０ 分岐経路表示サイン、５１ 視覚的表示部、５２ サイン表示部、５３ スタンド、５４ 情報領域、５５ 下方領域、５６ 回転体、５６ａ 分岐経路表示マーク、５７ 筒体、５８ 連結機構。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】