特開 2024-141246 搬送車および荷役プログラム

(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】P2024141246

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】搬送車および荷役プログラム

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20241003BHJP

   B66F 9/14 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

B66F9/24 P

B66F9/14 A

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052777

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000232807

【氏名又は名称】三菱ロジスネクスト株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 徹郎

【テーマコード（参考）】

3F333

【Ｆターム（参考）】

3F333AA02

3F333AE02

3F333BA21

3F333FA05

3F333FA11

3F333FA21

3F333FD11

3F333FD15

3F333FE04

3F333FE05

3F333FE09

(57)【要約】

【課題】荷積載部に対する荷の位置関係を参照しながら荷積載部をサイドシフトすることができる搬送車を提供する。
【解決手段】搬送車１は、フォーク１６と、フォーク１６をサイドシフトさせるサイドシフト部１９と、フォーク１６に積載されている荷に水平にレーザを照射して点群を取得する点群取得部２２と、取得された点群に基づいて、荷のエッジの位置を特定するエッジ特定部と、荷位置特定部と、サイドシフト部１９のサイドシフト量を制御するサイドシフト制御部と、を備えている。荷位置特定部は、フォーク１６がサイドシフトしているとき、特定された荷のエッジの位置に基づいて、フォーク１６に対する荷の位置関係が変化するか否かを検出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷積載部と、
前記荷積載部をサイドシフトさせるサイドシフト部と、
前記荷積載部に積載されている荷に水平にレーザを照射して点群を取得する点群取得部と、
取得された前記点群に基づいて、前記荷のエッジの位置を特定するエッジ特定部と、
荷位置特定部と、
前記サイドシフト部のサイドシフト量を制御するサイドシフト制御部と、を備え、
前記荷位置特定部は、前記荷積載部がサイドシフトしているとき、特定された前記荷の前記エッジの位置に基づいて、前記荷積載部に対する前記荷の位置関係が変化するか否かを検出する、搬送車。

【請求項2】

サイドシフト停止部をさらに備え、
前記サイドシフト停止部は、前記荷積載部がサイドシフトしているとき、前記荷積載部に対する前記荷の位置関係が変化していることが検出されると、前記サイドシフト部の稼働を停止させる、請求項１に記載の搬送車。

【請求項3】

前記サイドシフト制御部は、荷積載時において、前記荷積載部に対する前記荷の位置関係が変化していることが検出されるまで、前記サイドシフト部によって前記荷積載部をサイドシフトさせる、請求項１に記載の搬送車。

【請求項4】

距離算出部をさらに備え、
前記点群取得部は、荷積載位置に隣接している物体にもレーザを照射可能な位置に配置されており、
前記エッジ特定部は、取得された前記点群に基づいて、前記物体の前記エッジをさらに特定し、
前記距離算出部は、特定された前記荷および前記物体の前記エッジの位置に基づいて、前記荷と前記物体との左右方向の距離を算出し、
前記サイドシフト制御部は、算出された前記荷と前記物体との左右方向の距離に基づいて、前記サイドシフト量を決定する、請求項１に記載の搬送車。

【請求項5】

前記エッジ特定部は、取得された前記点群を左右方向の距離を軸とする度数分布を用いて解析し、実質的に度数のない領域に隣接する度数のある区間を前記荷の左右方向における前記エッジの位置として特定する、請求項４に記載の搬送車。

【請求項6】

前記エッジ特定部は、取得された前記点群を前後方向の距離を軸とする度数分布を用いて解析し、上側の領域におけるピーク値の区間を前記物体の前記エッジとして特定するとともに下側の領域におけるピーク値の区間を前記荷の前記エッジの位置として特定する、請求項５に記載の搬送車。

【請求項7】

前記サイドシフト制御部は、前記荷と前記物体との左右方向の距離がない場合、前記物体から前記荷積載位置の方向へ前記荷積載部をサイドシフトさせる、請求項４に記載の搬送車。

【請求項8】

前記点群取得部は、前記荷積載部に積載された前記荷と、荷積載位置とにレーザを照射することができる位置に配置されている、請求項１に記載の搬送車。

【請求項9】

前記搬送車は、フォークリフトであって、バックレストを備え、
前記点群取得部は、前記バックレストに設けられている、請求項１に記載の搬送車。

【請求項10】

コンピュータを請求項１の前記エッジ特定部、前記荷位置特定部および前記サイドシフト制御部として動作させる、荷役プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷を搬送する搬送車および荷役プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、特許文献１に示すように、自律して走行し荷役を行う無人搬送車がある。特許文献１に開示の無人搬送車は、フォークと、フォークを昇降させる昇降装置と、自機位置を検出するレーザスキャナと、を備えている。無人搬送車は、自機位置を検出しながら予め定められた荷役位置まで移動し、フォークを昇降させて荷役作業を行うよう構成されている。また、特許文献２に開示の無人搬送車は、サイドシフト部を備え、このサイドシフト部によってバックレストと、フォークを左右方向に移動させる。

【0003】

ところで、荷を積載するとき、狭い空間に荷を積載しなければいけないときがある。このとき、荷を積載する前に、サイドシフト部によるサイドシフトによって荷の着地点を調整することができる。ただし、有人搬送車であれば、荷が周囲の物体に接触したことを目視で認識できるが、無人搬送車の場合、検知できないという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－０３０６４２号公報

【特許文献2】特開２０２１－１４３０３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、荷積載部に対する荷の位置関係を参照しながら荷積載部をサイドシフトすることができる搬送車を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、本発明に係る搬送車は、
荷積載部と、
荷積載部をサイドシフトさせるサイドシフト部と、
荷積載部に積載されている荷に水平にレーザを照射して点群を取得する点群取得部と、取得された点群に基づいて、荷のエッジの位置を特定するエッジ特定部と、
荷位置特定部と、サイドシフト部のサイドシフト量を制御するサイドシフト制御部と、を備え、
荷位置特定部は、荷積載部がサイドシフトしているとき、特定された荷のエッジの位置に基づいて、荷積載部に対する荷の位置関係が変化するか否かを検出する。

【0007】

上記搬送車は、好ましくは、
サイドシフト停止部をさらに備え、
サイドシフト停止部は、荷積載部がサイドシフトしているとき、荷積載部に対する荷の位置関係が変化していることが検出されると、サイドシフト部の稼働を停止させる。

【0008】

上記搬送車は、好ましくは、
サイドシフト制御部が、荷積載時において、荷積載部に対する荷の位置関係が変化していることが検出されるまで、サイドシフト部によって荷積載部をサイドシフトさせる。

【0009】

上記搬送車は、好ましくは、
距離算出部をさらに備え、
点群取得部は、荷積載位置に隣接している物体にもレーザを照射可能な位置に配置されており、
エッジ特定部は、取得された点群に基づいて、物体のエッジをさらに特定し、
距離算出部は、特定された荷および物体のエッジの位置に基づいて、荷と物体との左右方向の距離を算出し、
サイドシフト制御部は、算出された荷と物体との左右方向の距離に基づいて、サイドシフト量を決定する。

【0010】

上記搬送車は、好ましくは、
エッジ特定部が、取得された点群を左右方向の距離を軸とする度数分布を用いて解析し、実質的に度数のない領域に隣接する度数のある区間を荷の左右方向におけるエッジの位置として特定する。なお、本発明における「実質的に度数のない」とは、ノイズ等により何もない領域に度数があった場合を除くということである。エッジ特定部は、公知の技術により、ノイズ等による度数を削除、または少ない度数を無視して解析してもよい。

【0011】

上記搬送車は、好ましくは、
エッジ特定部が、取得された点群を前後方向の距離を軸とする度数分布を用いて解析し、上側の領域におけるピーク値の区間を物体のエッジとして特定するとともに下側の領域におけるピーク値の区間を荷のエッジの位置として特定する。

【0012】

上記搬送車は、好ましくは、
サイドシフト制御部が、荷と物体との左右方向の距離がない場合、物体から荷積載位置の方向へ荷積載部をサイドシフトさせる。

【0013】

上記搬送車は、好ましくは、
点群取得部が、荷積載部に積載された荷と、荷積載位置とにレーザを照射することができる位置に配置されている。

【0014】

上記搬送車は、例えば、フォークリフトであって、バックレストを備え、
点群取得部は、バックレストに設けられている。

【0015】

上記課題を解決するために、本発明に係る荷役プログラムは、
コンピュータを上記エッジ特定部、上記荷位置特定部および上記サイドシフト制御部として動作させる。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係る搬送車は、荷積載部に対する荷の位置関係を参照しながら荷積載部をサイドシフトすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施形態に係る荷役車の側面図である。

【図2】制御部の機能ブロック図である。

【図3】連結部を示し、Ａは正面上から見た斜視図であり、Ｂは平面図であり、Ｃは正面図である。

【図4】２次元LiDARセンサのレーザの照射を示す平面図である。

【図5】２次元LiDARセンサのレーザの照射を示す斜視図である。

【図6】Ａは左側の２次元LiDARセンサによって取得された点群を示す図であり、ＢはＡの点群を左右方向のヒストグラムで表示させた図であり、ＣはＡの点群を前後方向のヒストグラムで表示させた図である。

【図7】Ａは左側の２次元LiDARセンサによって取得された別の点群を示した図であり、ＢはＡの点群を左右方向のヒストグラムで表示させた図であり、ＣはＡの点群を前後方向のヒストグラムで表示させた図である。

【図8】Ａは左側の２次元LiDARセンサによって取得されたさらに別の点群を示した図であり、ＢはＡの点群を左右方向のヒストグラムで表示させた図である。

【図9】Ａは左側の２次元LiDARセンサによって取得されたさらに別の点群を示した図であり、ＢはＡの点群を前後方向のヒストグラムで表示させた図であり、ＣはＡの点群を前後方向のヒストグラムで表示させた図である。

【図10】Ａは左側の２次元LiDARセンサによって取得されたさらに別の点群を示した図であり、ＢはＡの点群を前後左右方向のヒストグラムで表示させた図であり、ＣはＡの点群を前後方向のヒストグラムで表示させた図である。

【図11】Ａ、ＢおよびＣは、搬送車の一連の動作をそれぞれ示す図である。

【図12】Ａ、ＢおよびＣは、搬送車の一連の動作をさらにそれぞれ示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、添付図を参照しつつ、本発明の搬送車および荷役プログラムの一実施形態について説明する。図中における両矢印Ｘは左右方向を示し、両矢印Ｙは前後方向を示し、両矢印Ｚは上下方向を示している。

【0019】

図１は本実施形態に係る搬送車１の側面図であり、図２は、制御部３０の機能ブロック図である。本実施形態に係る搬送車１は、自律して走行および荷役を行う無人搬送車であるが、単なる一例であって、本発明に係る搬送車１は、これに限定されるものではない。例えば、搬送車１は、有人無人兼用の搬送車１でもよい。

【0020】

図１および図２に示すように、搬送車１は、複数の車輪１０と、車体１１と、駆動部１２と、レーザスキャナ１３と、左右のマスト１４と、リフトブラケット１５と、左右のフォーク１６と、昇降部１７と、バックレスト１８と、サイドシフト部１９と、左右のキャリッジ２０と、左右のリーチレグ２１と、左右の２次元LiDARセンサ２２と、左右の連結部２３と、制御部３０と、を備えている。搬送車１は、リーチ式フォークリフトであるが、これも単なる一例であって、本発明に係る搬送車１は、カウンター式フォークリフトであってもよい。

【0021】

車体１１は、車輪１０の上に配置され、駆動部１２は、車体１１の内部に配置されている。駆動部１２は、車輪１０を回転させたり、停止させたりするよう構成されている。

【0022】

レーザスキャナ１３は、車体１１の上方に配置されており、水平に回転してレーザを照射する。そして、レーザスキャナ１３は、レーザの反射光をスキャンすることにより、施設内に配置されたリフレクタの位置を特定することで搬送車１の現在位置を特定する。

【0023】

左右のマスト１４は、上下に延びるとともに車体１１の前に配置されている。リフトブラケット１５は、左右のフォーク１６を固定させるフィンガーバーを有し、昇降部１７によって左右のマスト１４に沿って昇降させられるよう構成されている。左右のフォーク１６が本発明の「荷積載部」に相当する。なお、本実施形態では、フォーク１６の数は、４本で構成されているが、２本でも６本でもよく特に限定されない。搬送車１は、４本のフォーク１６を備えていることにより、２つのパレット（荷）を同時にすくい上げることができる。

【0024】

バックレスト１８は、枠状で形成されており、上下左右に延びるとともに積載された荷Ｗ１を受けるよう構成されている。なお、図３および図５に示すバックレスト１８は、外枠のみが図示されており、この外枠はフォーク１６よりも左右方向外側に配置されている。

【0025】

サイドシフト部１９は、アクチュエータを有し、アクチュエータによってバックレスト１８をフォーク１６とともに左右方向に移動させるよう構成されている。これにより、サイドシフト部１９は、パレットのフォーク差し込み孔に対するフォーク１６の左右方向の位置を調整したり、荷Ｗ１を積載する位置を調整することができる。アクチュエータは、油圧アクチュエータでも電動アクチュエータでもよく、特に限定されない。

【0026】

左右のキャリッジ２０は、左右のマスト１４の外側にそれぞれ設けられており、左右のリーチレグ２１は、車体１１から前方に延びている。左右のリーチレグ２１の内側には、キャリッジ２０を案内するガイドが設けられており、マスト１４は、不図示のリーチシリンダによってキャリッジ２０とともに前進位置または後退位置に移動させられる。

【0027】

左右の２次元LiDARセンサ２２は、レーザスキャナによって構成されており水平方向に回転しながらレーザを照射するとともに、レーザの反射光をスキャンして２次元LiDARセンサ２２の周囲の物との距離を点群ＰＧで取得することができるよう構成されている。２次元LiDARセンサ２２が、本発明の「点群取得部」に相当する。点群取得部は、例えば、２次元LiDARセンサ２２の代わりに３次元LiDARセンサ、３次元ToF（Time of Flight）カメラでもよく、２次元LiDARセンサに限定されない。

【0028】

図１および図３に示すように、左右の連結部２３は、第１端部２３ａと、中間部２３ｂと、第２端部２３ｃと、を有する。

【0029】

第１端部２３ａは、バックレスト１８の左右端に固定されており、中間部２３ｂは、平面視、第１端部２３ａからバックレスト１８の斜め後ろに延びている。第２端部２３ｃは、中間部２３ｂから連続する水平面を有し、水平面によって２次元LiDARセンサ２２を支持している。

【0030】

中間部２３ｂの長さは、第２端部２３ｃに支持された２次元LiDARセンサ２２がフォーク１６に積載される荷の側面よりも外側に位置するよう構成されている。すなわち、バックレスト１８の横幅が狭く荷がバックレスト１８よりも大きく左右にはみ出すのであれば、中間部２３ｂの長さはそれにともなって長く構成されることなる。

【0031】

図４は、２次元LiDARセンサ２２のレーザの照射範囲ＬＥを示す平面図であり、図５は、２次元LiDARセンサ２２のレーザの照射範囲ＬＥを示す斜視図である。また、図４および図５は、フォーク１６に積載された荷Ｗ１と、その前方の荷積載位置Ｐに隣接して積載されている荷Ｗ２を示している。荷積載位置Ｐは、例えば、荷役予定に含まれる移動棚の所定の積載位置、トラックＴの荷台の所定の積載位置などである。

【0032】

２次元LiDARセンサ２２は、図４および図５に示すように、フォーク１６に積載された荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐとにレーザを水平に照射可能な位置に配置されている。そして、２次元LiDARセンサ２２は、水平に回転しながらレーザを照射して反射光を受信することで、照射角度ごとの物体までの距離を取得する。この距離データは、点群ＰＧとして取得される。

【0033】

図６Ａは、左側の２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧを示す図である。図６Ａ、図６ＢのＸ軸は、左右方向の距離を示し、図６Ａ、図６ＣのＹ軸は、前後方向の距離を示し、また、Ｘ軸とＹ軸の交点（原点）は、２次元LiDARセンサ２２の位置を示している。また、添付図における点群ＰＧは、取得される点群ＰＧの一例を示すためのイメージ図であって、実際に取得された点群ＰＧではない。図６Ａに示すとおり、フォーク１６に積載された荷Ｗ１および荷積載位置Ｐに隣接して積載されている荷Ｗ２の端面に沿って点群ＰＧが取得されている。

【0034】

図１に示すように、制御部３０は、車体１１の内部に配置されている。制御部３０は、記憶装置と、演算部と、メモリと、を有するコンピュータによって構成されている。記憶装置には、コンピュータに、次に説明するエッジ特定部３５、荷位置特定部３７およびサイドシフト制御部４０として動作させる荷役プログラムが記憶されている。

【0035】

図２に示すように、制御部３０は、記憶部３２と、走行制御部３４と、エッジ特定部３５と、距離算出部３６と、荷位置特定部３７と、昇降制御部３８と、サイドシフト制御部４０と、サイドシフト停止部４１と、を有する。

【0036】

記憶部３２には、荷役予定が記憶されており、荷役予定には、荷積載位置Ｐが含まれている。また、記憶部３２には、左右の２次元LiDARセンサ２２の位置と、マスト１４の後退位置から前進位置までの距離も含まれている。

【0037】

走行制御部３４は、駆動部１２を制御するよう構成されており、記憶部３２に記憶されている荷積載位置Ｐと、レーザスキャナ１３によって取得された現在位置とを参照して搬送車１を荷積載位置Ｐまで走行させる。

【0038】

エッジ特定部３５は、後で説明するように、取得された点群ＰＧを前後および左右方向の距離をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とする度数分布を用いて解析し、実質的に度数のない領域に隣接する度数のある区間を荷Ｗ１または周囲の物体（例えば荷Ｗ２）の左右、前後方向におけるエッジの位置として特定する。なお、上述したとおり、本発明における「実質的に度数のない」とは、ノイズ等により何もない領域に度数があった場合を除くということである。エッジ特定部３５は、公知の技術により、ノイズ等による度数を削除、または少ない度数を無視して解析してもよい。以下では、「実質的に度数のない」の記載を「度数のない」との記載に省略する。

【0039】

距離算出部３６は、後で説明するように、エッジ特定部３５によって特定された荷Ｗ１および物体（例えば、荷Ｗ２）の左右、前後方向におけるエッジの位置に基づいて、荷Ｗ１と物体との左右、前後方向の距離を算出する。

【0040】

走行制御部３４は、距離算出部３６によって算出された荷Ｗ１と荷Ｗ２との間の前後方向の距離Ｄ２と、マスト１４の後退位置から前進位置までの距離とに基づいて、荷下ろしに必要な前進距離を算出し、算出された距離に基づいて搬送車１を前進させてもよい。

【0041】

荷位置特定部３７は、エッジ特定部３５によって特定された荷Ｗ１（Ｗ３）の左右、前後方向におけるエッジの位置を、荷Ｗ１（Ｗ３）の左右いずれかの側面位置、正面位置として特定する。

【0042】

また、荷位置特定部３７は、特定した荷Ｗ１（Ｗ３）の左右の側面位置に基づいて、荷Ｗ１（Ｗ３）の左右方向中央の位置を算出する。

【0043】

さらに、荷位置特定部３７は、サイドシフト部１９によってフォーク１６がサイドシフトしているとき、特定された荷Ｗ１のエッジの位置に基づいて、２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ１との位置関係の変化を検出する。また、荷位置特定部３７は、フォーク１６が荷荷Ｗ１（Ｗ３）から引き抜かれるとき、２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ１（Ｗ３）との位置関係の変化を検出する。２次元LiDARセンサ２２と、フォーク１６との位置関係は固定なので、結局、荷位置特定部３７は、フォーク１６（荷積載部）に対する荷Ｗ１の位置関係が変化するか否かを検出していることになる。

【0044】

昇降制御部３８は、昇降部１７を制御するよう構成されており、記憶部３２に記憶されている荷積載位置Ｐに基づいて、昇降部１７によってフォーク１６を昇降させる。

【0045】

サイドシフト制御部４０は、サイドシフト部１９のサイドシフト量を制御するよう構成されている。そして、サイドシフト制御部４０は、距離算出部３６によって特定された荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物との間の左右方向の距離Ｄ１に基づいて、サイドシフト部１９のサイドシフト量を決定する。

【0046】

これにより、サイドシフト制御部４０は、荷Ｗ１を荷積載位置Ｐに隣接している物に寄せたり、離したりする。その結果、サイドシフト制御部４０は、荷Ｗ１と荷Ｗ２との間をつめて荷Ｗ１を積載したり、荷Ｗ１がオーバーラッピングする状態を回避させたりすることができる。

【0047】

なお、サイドシフト制御部４０は、後で説明するように、荷積載時において荷Ｗ１を物体に押し付けたいのであれば、荷位置特定部３７によって２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ１の位置関係の変化が検出されるまでサイドシフト部１９によって荷積載部をサイドシフトさせてもよい。

【0048】

サイドシフト停止部４１は、フォーク１６がサイドシフトしているとき、荷位置特定部３７によって２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ１の位置関係の変化が検出されると、サイドシフト部１９の稼働を停止させる。これにより、搬送車１は、荷Ｗ１が荷積載位置Ｐに隣接する物（例えば荷Ｗ２）に接触すると、サイドシフト部１９によるフォーク１６の左右方向の移動が停止するので、例えば、トラックＴのフロントパネルなどを破損させることを防止することができる。

【0049】

＜エッジ位置特定方法および距離算出方法＞
次に、エッジ特定部３５が荷Ｗ１や物のエッジの位置を特定し、距離算出部３６が荷Ｗ１と荷Ｗ２との間の左右方向の距離Ｄ１を算出する方法について、図６を参照しつつあらためて説明する。図６Ｂおよび図６Ｃは、図６Ａの点群ＰＧを左右方向および上下方向のヒストグラムで示したものである。なお、この説明では、左側の２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧに基づいて説明している。したがって、右側の２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧに基づいて、本発明に係るエッジ位置特定方法および距離算出方法を実施する場合は、左右が逆になる。

【0050】

図６Ｂに示すように、Ｘ軸における度数分布によれば、中央に度数のない領域がある。この領域は、２次元LiDARセンサ２２によるレーザの反射が他の領域よりも極端に低いかまたはなかった領域を示している。

【0051】

エッジ特定部３５は、度数のない領域に隣接する右側の度数のある区間Ｓ１を荷Ｗ１の左側のエッジの位置（左右方向の座標）として特定する。また、エッジ特定部３５は、度数のない領域に隣接する左側の度数のある区間Ｓ２を荷Ｗ２の右側のエッジの位置（左右方向の座標）として特定する。

【0052】

また、図６Ｃに示すように、Ｙ軸における度数分布によれば、原点から一番近い方の度数のない領域と、原点から２番目に近い方の度数のない領域がある。これら領域も、２次元LiDARセンサ２２によるレーザの反射が他の領域よりも極端に低いかまたはなかった領域を示している。

【0053】

エッジ特定部３５は、原点から一番近い方の度数のない領域の上側に隣接する度数のある区間Ｓ３を搬送車１から見た荷Ｗ１の正面側のエッジの位置（上下方向の座標）として特定する。また、エッジ特定部３５は、原点から２番目に近い方の度数のない領域に隣接する上側の度数のある区間Ｓ４を荷Ｗ２の正面側エッジの位置（上下方向の座標）として特定する。

【0054】

なお、区間Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４にはそれぞれ数値の幅があるので、各区間の数値の平均値を各エッジの位置としてもよいし、区間Ｓ１における最小値、または最大値を各エッジの位置としてもよい。

【0055】

距離算出部３６は、左右方向における特定された荷Ｗ１のエッジの位置と荷Ｗ２のエッジの位置との間隙の距離Ｄ１、すなわち、左右方向における各エッジの座標間の距離Ｄ１を算出する。次いで、距離算出部３６は、上下方向における特定された荷Ｗ１のエッジの位置と荷Ｗ２のエッジの位置との間隙の距離Ｄ２、すなわち、上下方向における各エッジの座標間の距離Ｄ２を算出する。

【0056】

ところで、図６Ｃに示すように、Ｙ軸における度数分布によれば、２番目の度数のない領域を挟む上側の区間群と下側の区間群とでそれぞれピーク値が存在する。したがって、エッジ特定部３５は、この２つのピーク値の区間のうち、下側の区間を搬送車１から見た荷Ｗ１の正面側のエッジの位置（上下方向の座標）として特定してもよい。また、エッジ特定部３５は、この２つのピーク値の区間のうち、上側の区間を荷Ｗ２の正面側エッジの位置（上下方向の座標）として特定してもよい。

【0057】

このように、搬送車１は、２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧを度数分布を用いて解析することにより、荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物の各エッジの位置を特定することができ、さらに、荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物との間の左右方向の距離Ｄ１および前後方向の距離Ｄ２を算出することができる。

【0058】

これにより、搬送車１は、移動棚やトラックＴなどが所定の位置からずれていても、後から荷積載位置Ｐを補正することができるので、適切な位置に荷Ｗ１を積載することができる。なお、図６Ｂおよび図６Ｃのヒストグラムは、本明細書における度数分布説明のためのものであって、エッジ特定部３５がヒストグラムを作成する必要は特にない。

【0059】

図７～図１０は、搬送車１による度数分布解析によって取得することができる情報の例を示している。

【0060】

図７Ａは、荷積載位置Ｐがフレーム状のラックであった場合の、２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧを示している。図７Ａの左側は、２本のフレームにレーザが照射されて取得された２つの点群ＰＧを示している。また、図７Ｂおよび図７Ｃは、取得された点群ＰＧを左右方向および上下方向のヒストグラムで示している。

【0061】

エッジ特定部３５は、上述と同様の手法により、度数のない領域に隣接する右側の度数のある区間Ｓ１を荷Ｗ１の左側のエッジの位置（左右方向の座標）として特定する。また、エッジ特定部３５は、度数のない領域に隣接する左側の度数のある区間Ｓ２をフレームの右側のエッジの位置（左右方向の座標）として特定する。

【0062】

さらに、エッジ特定部３５は、原点から一番近い方の度数のない領域に隣接する上側の度数のある区間Ｓ３を搬送車１から見た荷Ｗ１の正面側のエッジの位置（上下方向の座標）として特定する。また、エッジ特定部３５は、原点から２番目に近い方の度数のない領域に隣接する上側の度数のある区間Ｓ４をフレームの正面側エッジの位置（上下方向の座標）として特定する。

【0063】

次いで、距離算出部３６は、上述と同様の手法により、左右方向における特定された荷Ｗ１のエッジの位置と荷Ｗ２のエッジの位置との間隙の距離Ｄ１を算出する。また、距離算出部３６は、上下方向における特定されたフレームのエッジの位置と荷Ｗ２のエッジの位置との間隙の距離Ｄ２を算出する。

【0064】

また、図８Ａは、２次元LiDARセンサ２２の位置をバックレスト１８の高さの中央に配置した場合の、２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧを示している。図８Ａの右側には、バックレスト１８の端部へのレーザの反射によって取得された点群ＰＧが示されている。

【0065】

この場合、エッジ特定部３５は、上側の区間群と下側の区間群のそれぞれのピーク値の区間のうち、下側の区間Ｓ５を搬送車１から見た荷Ｗ１の正面側のエッジの位置として特定し、上側の区間Ｓ６を荷Ｗ２の正面側エッジの位置（上下方向の座標）として特定する。なお、エッジ特定部３５は、左右方向における荷Ｗ１、荷Ｗ２のエッジの位置は、同様の方法で特定する。

【0066】

次いで、距離算出部３６は、同様の手法により、間隙の距離Ｄ１およびＤ２を算出する。

【0067】

また、図９Ａは、荷崩れが起こっているなどといった積み込み先空間で異常があった場合の、２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧを示している。図９Ａの上側には、異常発生箇所へのレーザの反射によって取得された点群ＰＧが示されている。

【0068】

この場合、図９Ｂに示すように、左右方向の中央に度数のない領域がない。したがって、エッジ特定部３５は、荷Ｗ１および荷Ｗ２のエッジを特定することができない。言い変えると、エッジ特定部３５は、荷Ｗ１と荷Ｗ２との間に間隙が無いことを特定することができる。これにより、積み込み先空間で異常があった場合など、荷物同士の干渉なく荷役を行えないことを認識することができる。このとき、制御部３０は、搬送車１の荷役動作を中止させてもよい。

【0069】

なお、積み込み先空間で異常がない場合もある。そこで、サイドシフト制御部４０は、荷Ｗ１と物体（荷Ｗ２）との左右方向の距離がない場合、物体から荷積載位置Ｐの方向へ荷積載部をサイドシフトさせるよう構成されてもよい。荷Ｗ１と物体（荷Ｗ２）との左右方向の距離がない場合とは、例えば、荷Ｗ１と荷Ｗ２が左右方向で重なっている場合のことである。

【0070】

図１０Ａは、２次元LiDARセンサ２２によって荷Ｗ１のみにレーザが照射され取得された点群ＰＧを示している。

【0071】

図１０Ｂおよび図１０Ｃに示すように、エッジ特定部３５は、原点から近い方の度数のある区間Ｓ７、Ｓ８を荷Ｗ１の左右方向、上下方向のエッジの位置として特定する。

【0072】

次いで、距離算出部３６は、２次元LiDARセンサ２２（原点）から特定された荷Ｗ１の左側および正面側のエッジの位置までの距離Ｄ３、Ｄ４を算出する。これにより、荷Ｗ１と２次元LiDARセンサ２２との位置関係を取得することができる。

【0073】

背景技術の段落で簡単に説明したように、従来、LiDARセンサを用いた解析では、予め特定しておいた物体の形状・特徴と、取得された点群ＰＧとの比較、マッチングを行うことにより、周囲の物体とLiDARセンサとの距離を特定している。この手法では、荷下ろし先がフレーム状の細い構造物であるとき、バックレスト１８を含む周囲構造物がLiDARセンサによって検出されたとき、または積み込み先空間で異常があったときに周囲の物体との距離を安定して取得することが難しい。

【0074】

また、従来のLiDARセンサを用いた解析では、予め特定しておいた物体の形状・特徴を認識する手法であるので、荷Ｗ１に対してレーザを照射してレーザが遮られないよう、LiDARセンサの位置が調整されている。そのため、従来の手法では、搬送車１と、荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物との互いの位置関係をLiDARセンサのみで取得することはできない。したがって、従来の手法では、別途他の距離測定、干渉確認などを行う必要があり、そのために別途他のセンサなどを配置する必要があった。

【0075】

一方、本発明に係る方法によれば、左右の２次元LiDARセンサ２２のみを用いるだけで、搬送車１と、積載している荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物もしくは荷Ｗ２と、の互いの位置関係を取得することができる。しかも、本発明に係る方法によれば、荷下ろし先がフレーム状の細い構造物であるとき、またはバックレスト１８を含む周囲構造物が２次元LiDARセンサ２２によって検出されたときにも、常に安定して荷Ｗ１と荷Ｗ２との距離を取得することができる。さらに、本発明に係る方法によれば、積み込み先空間で異常があったときには、速やかに荷役作業を中止することもできる。

【0076】

次に、図１１および図１２を参照して、本発明に係る搬送車１の一連の動作の例について説明する。なお、本説明において、図１１および図１２における搬送車１は、カウンター式フォークリフトとしている。したがって、マスト１４の前後方向の位置は、移動することがないとして説明している。

【0077】

（１）（１－１）図１１Ａに示すように、搬送車１は、荷Ｗ３をすくい上げる前に、左右の２次元LiDARセンサ２２によってレーザを荷Ｗ３に照射する。
（１－２）次に、搬送車１は、取得した点群ＰＧをエッジ特定部３５によって度数分布を用いて解析することによりこの荷Ｗ３の左右端のエッジ位置を特定する。
（１－３）次に、搬送車１は、荷位置特定部３７によって荷Ｗ３の左右方向中央の位置を算出するとともに、距離算出部３６によって荷Ｗ３の左右方向の中央の位置とバックレスト１８の左右方向中央の位置との距離Ｄ５を算出する。
（１－４）さらに、搬送車１は、算出された距離Ｄ５に基づいて、サイドシフト部１９によってフォーク１６を左右方向に移動させ、それによってフォーク１６と荷Ｗ３とのセンターずれを修正する。

【0078】

なお、例えば、搬送車１がサイドフォーク車である場合、搬送車１は、特定した距離Ｄ５に基づいて、走行制御部３４によって車体１１を移動させることにより、フォーク１６と荷Ｗ３とのセンターずれを修正することができる。

【0079】

（２）（２－１）次いで、搬送車１は、荷Ｗ３（Ｗ１）をすくい上げてトラックＴまで搬送するとともに、図１１Ｂに示すように、トラックＴ側の２次元LiDARセンサ２２によってレーザをトラックＴの荷台に向けて照射しながら、トラックＴの荷台に並行して走行する。
（２－２）次に、搬送車１は、取得した点群ＰＧをエッジ特定部３５によって度数分布を用いて解析することにより、荷台上の荷積載位置Ｐに隣接している物体（荷Ｗ２）のエッジの位置を特定するとともに、距離算出部３６によって、特定したエッジの位置と、２次元LiDARセンサ２２の位置と、荷Ｗ１の位置との互いの距離（位置関係）を算出する。
（２－３）次に、搬送車１は、この物体のエッジの位置を特定すると、走行制御部３４によって、特定したエッジの位置と、２次元LiDARセンサ２２の位置と、荷Ｗ１との位置関係に基いて、トラックＴ側に方向転換する。

【0080】

（３）（３－１）次いで、搬送車１は、図１１Ｃに示すように、荷積載位置Ｐに向かって前進する前に、２次元LiDARセンサ２２によって水平方向にレーザを照射する。
（３－２）次に、搬送車１は、取得した点群ＰＧをエッジ特定部３５によって度数分布を用いて解析することにより、荷Ｗ１、荷Ｗ２のエッジの位置を特定する。
（３－３）次に、搬送車１は、距離算出部３６によって、荷Ｗ１と荷Ｗ２と間の距離Ｄ１を算出することにより、荷Ｗ１が荷Ｗ２に干渉することがないか否かを判定する。このとき、上述したように、搬送車１は、異常が発生していることを特定した場合、荷役を中止してもよい。

【0081】

（４）（４－１）次いで、搬送車１は、距離算出部３６によって算出した荷Ｗ１と荷Ｗ２との前後方向の距離Ｄ２に基づいて走行制御部３４によって荷積載位置Ｐまで前進する。
（４－２）次に、搬送車１は、図１２Ａに示すように、荷Ｗ１を下ろす前に、２次元LiDARセンサ２２によって水平方向にレーザを照射する。
（４－３）次に、搬送車１は、取得した点群ＰＧをエッジ特定部３５によって度数分布を用いて解析することにより、荷Ｗ１と荷Ｗ２のエッジを特定する。
（４－４）次に、搬送車１は、距離算出部３６によって荷Ｗ１と荷Ｗ２と間の距離Ｄ１を算出する。
（４－５）次に、搬送車１は、算出した距離Ｄ１に基づいて、サイドシフト制御部４０によって適切なサイドシフト量を決定する。

【0082】

これにより、搬送車１は、サイドシフト部１９によって荷Ｗ１を荷Ｗ２に適切に寄せることができる。

【0083】

（５）（５－１）次いで、搬送車１は、図１２Ｂに示すように、サイドシフト部１９によってフォーク１６を左に移動する際に、２次元LiDARセンサ２２によってレーザを照射する。
（５－２）次に、搬送車１は、エッジ特定部３５によって荷Ｗ１のエッジを特定し、かつ荷位置特定部３７によって２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ１との位置関係を特定しながら、サイドシフト部１９によってフォーク１６を移動させる。
（５－３）このとき、搬送車１は、荷位置特定部３７によって２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ１との位置関係の変化を検出すると、サイドシフト停止部４１によってサイドシフト部１９の稼働を停止させる。

【0084】

これにより、搬送車１は、荷Ｗ１がフォーク１６上で滑り始めることを検出することができる。したがって、例えば、搬送車１は、荷Ｗ１をトラックＴのフロントパネルまたはリアパネルといった物に押し当てたことを検出し、この検出後、フォーク１６の移動を停止させることでフロントパネルやリアパネルを破損させることを防止することができる。

【0085】

一方、搬送車１は、荷Ｗ１を荷Ｗ２に押し付けたいのであれば、サイドシフト制御部４０によって、荷Ｗ１がフォーク１６上で滑り始めることを検出されるまでサイドシフト部１９によって荷積載部をサイドシフトさせてもよい。

【0086】

（６）（６－１）次いで、搬送車１は、図１２Ｃに示すように、フォーク１６を荷Ｗ３から引き抜く際に、２次元LiDARセンサ２２によってレーザを照射する。
（６－２）次に、搬送車１は、取得した点群ＰＧをエッジ特定部３５によって度数分布を用いて解析し荷Ｗ３のエッジを特定し、荷位置特定部３７によって２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ３の位置関係とを特定しながらフォーク１６を引き抜く。
（６－３）このとき、搬送車１は、荷位置特定部３７によって２次元LiDARセンサ２２と荷Ｗ３との位置関係の変化がないことが検出されると、走行制御部３４によって搬送車１の移動を停止させる。

【0087】

これにより、搬送車１は、フォーク１６によって荷Ｗ３を引きずることを防止する。

【0088】

以上、説明してきたように、２次元LiDARセンサ２２は、荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐとにレーザを照射することができる位置に配置されていることにより、荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物（例えば、荷Ｗ２）とにレーザを照射して、荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物からの反射光を検出し点群ＰＧを取得することができる。これにより、搬送車１は、エッジ特定部３５によって、荷Ｗ１と荷Ｗ２のエッジの位置を特定し、距離算出部３６によって距離Ｄ１、Ｄ２を算出することができるので、移動棚やトラックＴなどが所定の位置からずれていても、後から荷積載位置Ｐを補正し、適切に荷役作業を行うことができる。

【0089】

しかも、搬送車１は、荷位置特定部３７によってフォーク１６に対する荷Ｗ１の位置関係が変化するか否かを検出するので、荷Ｗ１が周囲の物体に接触したことを検出することができる。

【0090】

加えて、搬送車１は、度数分布を用いて点群ＰＧを解析することにより、荷Ｗ１と、荷Ｗ２と、２次元LiDARセンサ２２（搬送車１）との３つの相対的な位置関係を特定することができるので、上記（１）～（６）の一連の動作を行うことができる。

【0091】

以上、本発明に係る搬送車および荷役プログラムの一実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係る搬送車は、以下の変形例によって実施されてもよい。

【0092】

＜変形例＞
・連結部２３の第２端部２３ｃは、バックレスト１８の上方に位置していなくてもよい。この場合、２次元LiDARセンサ２２によって取得された点群ＰＧは、図８Ａに示された点群ＰＧとなるが、エッジ特定部３５が荷Ｗ１、Ｗ２のエッジの位置を特定できること、および距離算出部３６が荷Ｗ１と荷Ｗ２と間の距離を算出することができることは、すでに説明したとおりである。また、連結部２３の第１端部２３ａは、バックレスト１８の上端に設けられていてもよい。

【0093】

・２次元LiDARセンサ２２は、例えば、荷積載部１６に積載された荷Ｗ１と、荷積載位置Ｐに隣接している物とにレーザを照射可能な位置に配置されているのであれば、例えば、車体１１、フィンガーバーに固定されていてもよいし、または連結部２３の第１端部２３ａがフォーク１６の上下方向に延びる垂設部１６ａの側面（図１参照）に固定されていてもよい。もしくは、２次元LiDARセンサ２２は、連結部を介して、車体１１、フォーク１６の垂設部１６ａ、フィンガーバーに固定されていてもよい。

【0094】

・荷積載部は、例えば、フォーク１６の代わりにプラテンによって構成されていてもよい。

【符号の説明】

【0095】

Ｗ１ 荷積載部に積載された荷
Ｗ２ 荷積載位置に隣接して積載されている荷
Ｗ３ 荷積載位置に積載されている荷
Ｄ１ 左右方向の距離
Ｄ２ 前後方向の距離
Ｐ 荷積載位置
ＬＥ レーザ照射範囲
ＰＧ 点群
Ｔ トラック
１ 搬送車
１０ 車輪
１１ 車体
１２ 駆動部
１３ レーザスキャナ
１４ マスト
１５ リフトブラケット
１６ フォーク（荷積載部）
１６ａ 垂設部
１７ 昇降部
１８ バックレスト
１９ サイドシフト部
２０ キャリッジ
２１ リーチレグ
２２ ２次元LiDARセンサ（点群取得部）
２３ 連結部
２３ａ 第１端部
２３ｂ 中間部
２３ｃ 第２端部
３０ 制御部
３２ 記憶部
３４ 走行制御部
３５ エッジ特定部
３６ 距離算出部
３７ 荷位置特定部
３８ 昇降制御部
４０ サイドシフト制御部
４１ サイドシフト停止部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】