特開 2024-89356 自律走行台車

(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】P2024089356

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】自律走行台車

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240626BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022204669

(22)【出願日】2022-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100116274

【弁理士】

【氏名又は名称】富所 輝観夫

(72)【発明者】

【氏名】徳田 貴司

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA01

5H301BB05

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301GG08

5H301GG09

5H301GG10

5H301HH10

5H301HH19

5H301LL11

5H301LL14

(57)【要約】

【課題】物体検知部に関し、ユーザにわかりやすく報知できる自律走行台車を提供する。
【解決手段】自律走行台車は、周囲の物体を検知するための物体検知部と、物体検知部による物体の検知に基づいて報知を行う報知部と、を備える。物体検知部の検知状況に応じて報知部による報知態様を異ならせる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自律走行台車であって、
周囲の物体を検知するための物体検知部と、
前記物体検知部による物体の検知に基づいて報知を行う報知部と、を備え、
前記物体検知部の検知状況に応じて前記報知部による報知態様を異ならせる自律走行台車。

【請求項2】

複数の物体検知部を備え、
前記複数の物体検知部の検知状況に応じて前記報知部による報知態様を異ならせる請求項１に記載の自律走行台車。

【請求項3】

前記複数の物体検知部のうちのいずれの物体検知部が検知しているかに応じて前記報知部による報知態様を異ならせる請求項２に記載の自律走行台車。

【請求項4】

前記物体検知部と物体との距離に応じて前記報知部による報知態様を異ならせる請求項１に記載の自律走行台車。

【請求項5】

前記複数の物体検知部それぞれに対して、別々の報知部を備える請求項２に記載の自律走行台車。

【請求項6】

通常モードとは別の特別モードの実行指示を受け付けることにより、物体検知部の検知状況に応じて前記報知部による報知態様を異ならせる請求項１に記載の自律走行台車。

【請求項7】

前記報知部は、本自律走行台車の動作状態の報知も行う請求項１に記載の自律走行台車。

【請求項8】

前記物体検知部が物体を検知した方向に応じて前記報知部による報知態様を異ならせる請求項１に記載の自律走行台車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自律走行台車に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、自律走行台車の異常状態、特に周囲の障害物位置情報を取得するための物体検知部に関連する異常状態を検出可能な技術を開示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１７０３１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の自律走行台車は、例えば物体検知部の動作確認において物体検知部の異常状態を検知した場合など、ユーザにわかりやすい報知をする観点で改善の余地がある。

【0005】

本発明はこうした状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、物体検知部に関し、ユーザにわかりやすく報知できる自律走行台車の提供にある。

【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、本発明のある態様の自律走行台車は、自律走行台車であって、周囲の物体を検知するための物体検知部と、物体検知部による物体の検知に基づいて報知を行う報知部と、を備える。物体検知部の検知状況に応じて報知部による報知態様を異ならせる。

【0007】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、物体検知部に関し、ユーザにわかりやすく報知できる自律走行台車を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】ＡＭＲを斜め上側から見た斜視図である。

【図2】ＡＭＲを斜め下側から見た斜視図である。

【図3】ＡＭＲの正面図である。

【図4】ＡＭＲの左側面図である。

【図5】ＡＭＲの右側面図である。

【図6】ＡＭＲの天板を取り外した状態を示す平面図である。

【図7】ランプの配置を示す図である。

【図8】図８（ａ）～（ｃ）は、障害物センサの動作確認の様子を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。

【0011】

自律走行台車（以下、ＡＭＲ（autonomous mobile robot）という）では、定期または不定期に、障害物センサ（物体検知センサ）の動作確認（異常の有無の確認）が必要である。従来の動作確認は、センサの出力を外部装置にデジタルデータなどで表示し、センサとそれに近づけた物体との距離と、そのときのセンサの出力とを見比べることで行っていた。したがって、従来の動作確認では、センサに異常が発生しているか否か直感的に把握しにくい。また、センサの出力を表示するための外部装置を準備したり、センサの出力を表示するためのアプリケーションを起動したりする必要があり、煩わしかった。本実施の形態は、このような知見に基づき、センサの動作確認を簡単にするためになされた。

【0012】

図１～図７を参照する。なお図７では突起５２、くぼみ５４および取付用タップ穴５６の表示を省略している。

【0013】

ＡＭＲ１０は、目的とする場所まで自律移動するタイプの物流ロボット（自律移動ロボット）であり、無人搬送車の一種でもある。ＡＭＲ１０は、本体１２、複数の車輪１４Ａ～１４Ｄ、モータ１６、バッテリー１８、天板２０、周囲検出センサ２４、障害物センサ２６で総称される複数の障害物センサ２６ａ～２６ｅ、カメラ２８、操作ボタン３０、ディスプレイ３２、複数のランプ（第１報知部）４６、スピーカ４０（第２報知部）、制御装置５０を備える。ＡＭＲ１０は、例えば、平面視で１辺が５００ｍｍ以下の正方形状である。ここでの正方形は、隣り合う辺の長さの比が１：１．１以下の範囲内の形状をいう。

【0014】

本体１２は、下向きに開放する箱状をなす。本体１２の上面部にはヒートシンク３８が設けられる。ヒートシンク３８は、本体１２と天板２０との間に露出する。制御装置５０で発生した熱は、ヒートシンク３８を介して放熱される。本体１２の上面部にはスピーカ４０が設けられる。スピーカ４０は、本体１２と天板２０との間の隙間空間に配置される。本体１２の上面部は、真ん中に上向きに凸となるなだらかな山状となっている。これにより防水効果を発揮できる。本体１２の上面部には天板２０を支持する複数の柱４２が設けられる。

【0015】

複数の車輪１４Ａ～１４Ｄはそれぞれ、その一部が本体１２から下側にはみ出るように本体１２に取り付けられる。複数の複数の車輪１４Ａ～１４Ｄは、左右二つの複合車輪４４を構成する。二つの複合車輪４４は、不図示のサスペンションを介して、本体１２に取り付けられる。二つの複合車輪４４はそれぞれ、駆動輪１４Ａと、駆動輪１４Ａの前側に配置される前従動輪１４Ｂと、駆動輪１４Ａの後ろ側に配置される後ろ従動輪１４Ｃと、前従動輪１４Ｂの左右方向内側に配置される補助輪１４Ｄと、を含む。ＡＭＲ１０は、平坦な接地面の走行時、左右二つの駆動輪１４Ａと、左右四つの従動輪１４Ｂ、１４Ｃを用いて走行する六輪構造である。駆動輪１４Ａの外径は大きく、従動輪１４Ｂ、１４Ｃの外径は駆動輪１４Ａの外径より小さい。従動輪１４Ｂ、１４Ｃは鉛直軸周りに回転可能に設けられる。これにより、ＡＭＲ１０の本体１２はその場で容易に旋回できる。

【0016】

モータ１６は本体１２の内部に配置され、本体１２に取り付けられる。モータ１６は、左右の駆動輪１４Ａのそれぞれの左右方向内側に対となって個別に設けられる。モータ１６が出力する回転は、図示しない減速機で減速されたうえで駆動輪１４Ａに出力される。

【0017】

バッテリー１８は、一対のモータ１６の間に配置される。バッテリー１８は、モータ１６、周囲検出センサ２４、障害物センサ－２６、カメラ２８、ディスプレイ３２および制御装置５０などの各電気機器の電源となる。

【0018】

天板２０は、荷物を載せる場所である。天板２０には複数の突起５２がある。これにより荷物がすべりにくくなっている。天板２９には四つのくぼみ５４がある。くぼみ５４には不図示のクッションゴムを装着できる。これにより、荷物に対するグリップを向上させることができる。天板２０には複数（図では８個）の取付用タップ穴５６があり、アルミフレーム等の各種フレームを簡単に取り付けることができる。

【0019】

天板２０の裏側には障害物検知および崖検知用のセンサ５８が設置される。本体１２の前面部の上寄りの部分には、上方に向かって後方に凹む凹部６０が設けられ、その凹部６０には操作ボタン３０およびディスプレイ３２を配置したパネル部６２が設けられる。天板２０の裏側のセンサ５８は、光学センサであり、凹部６０によって凹んだ箇所を通るように検知光を投射する。これにより、より近くを検知できる。

【0020】

本体１２の中央部には周囲検出センサ２４が搭載される。周囲検出センサ２４は、例えば、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）である。周囲検出センサ２４は、マップを作成するときや、自動運転するときに用いられる。周囲検出センサ２４は、例えば、自身が投射した検出光の反射光を受光することで検出範囲内の被検知物を検知可能である。周囲検出センサ２４は、本体１２と天板２０との間の隙間空間において、周囲検出センサ２４を中心として放射状に広がる範囲（柱４２によって隠れる範囲は除く）に検出光を投射する。これにより、本体１２の周囲のできるだけ広い範囲を検出範囲とすることができる。

【0021】

本体１２の前面部には、３つの障害物センサ２６ａ～２６ｃが配置される。障害物センサ２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、左右方向にこの順に等間隔に並び、障害物センサ２６ｂは左右方向における中央に位置する。本体１２の左側面部の前よりの部分に１つの障害物センサ２６ｄが配置され、本体１２の右側面部の前よりの部分に１つの障害物センサ２６ｅが配置される。障害物センサ２６ａ～２６ｅは、周囲検出センサ２４と合わせて、自動運転時に障害物を回避するために用いられる。なお、前面部、左側面部、右側面部に配置される障害物センサの数や配置位置は特に限定されないし、後面部など他の箇所に障害物センサを配置してもよい。障害物センサ２６ａ～２６ｅは、障害物との距離を計測可能なセンサであれば特に限定されないが、例えば赤外線などの参照光を使ってＴＯＦ（Time of Flight）方式で距離を計測するセンサであってもよいし、超音波を使って距離を計測するセンサであってもよい。

【0022】

カメラ２８は、本体１２の前面部に配置される。カメラ２８は、ライントレースや２次元マーカーを検知するために使用される。ライントレースをする場合、床のラインをカメラ２８によって読み取ってトレースする。例えば、ＡＭＲ１０に読み込んだマップを参照しつつ移動した際に、ラインを読み取ることを契機として、ライントレースを開始してもよい。２次元マーカーを検知する場合、床、壁等の他、棚等の什器、備品等にある２次元マーカー（２次元コード）をカメラ２８によって読み取る。カメラ２８の撮像素子への光の入射経路には偏光フィルム（不図示）が配置される。偏光フィルムは、水平方向を吸収軸とする。これにより、日光が差し込む環境でもラインの認識率が向上する。

【0023】

操作ボタン３０は、本体１２の前面部に配置される。操作ボタン３０は、エラー解除や再起動のために使用される。

【0024】

ディスプレイ３２は、本体１２の前面部に配置される。ディスプレイ３２は、本体１２のステータス表示、バッテリー残量表示などに使用される。

【0025】

複数のランプ４６は、下向きに光を照射するように天板２０の下面部に搭載される。複数のランプ４６は、本体１２の外周に沿ってライン状に配置される。図７の例では、前面部に沿って１２個のランプ４６が配置され、左側面部および右側面部に沿ってそれぞれ９個のランプ４６が配置される。

【0026】

制御装置５０は、バッテリー１８の上に積み上げられる。制御装置５０は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリをはじめとする素子や回路を利用できる。ソフトウェア資源として、オペレーティングシステム、アプリケーション等のプログラムを利用できる。

【0027】

制御装置５０は、ＡＭＲ１０を統括的に制御する。例えば制御装置５０は、モータ１６を制御してＡＭＲ１０を走行させる。また制御装置５０は、ＡＭＲ１０が走行しているときに周囲検出センサ２４によりＡＭＲ１０の周囲をスキャンしてマップを作成する。

【0028】

制御装置５０は、複数のランプ４６およびスピーカ４０を制御し、複数のランプ４６およびスピーカ４０による報知を制御する。

【0029】

制御装置５０は、複数のランプ４６による報知について、通常モードと、通常モードとは別のモードである特別モードとを実行可能である。制御装置５０は、基本的には通常モードでの報知を実行し、特別モードの実行指示を受け付けると特別モードでの報知を実行し、特別モードの解除指示を受け付けると通常モードでの報知に戻る。制御装置５０は、ネットワークを介して接続されたスマートフォン、タブレット、ＰＣ等の図示しない外部の操作端末から送信される特別モードの実行指示を受け付けてもよいし、本体１２に直接入力された、例えば操作ボタン３０を操作して入力された特別モードの実行指示を受け付けてもよい。

【0030】

通常モードは、ＡＭＲ１０の動作ステータス（動作状態）をランプ４６の点灯により報知するモードである。例えば通常モードにおいて制御装置５０は、動作ステータスごとでランプ４６を異なる色に点灯させることで、ＡＭＲ１０の動作ステータスを報知する。例えば制御装置５０は、運転待機中は緑色、走行中は水色、マップの作成中は青色、エラー発生中は赤色、ライントレース中は黄色にランプ４６を点灯させる

【0031】

特別モードは、障害物センサ２６の動作確認に使用されるモードであって、障害物センサ２６による物体の検知状況をランプ４６の点灯によって報知するモードである。特別モードでは、障害物センサ２６による物体の検知状況によってランプ４６による報知態様（点灯態様）を異ならせることで、障害物センサ２６による物体の検知状況を報知する。

【0032】

詳しくは、本実施の形態では、特別モードにおいて制御装置５０は、（１）複数の障害物センサ２６ａ～２６ｅのうちのいずれの障害物センサ２６が物体を検知しているかに応じて、ランプ４６による報知態様を異ならせる。また、特別モードにおいて制御装置５０は、（２）障害物センサ２６が検知する物体までの距離に応じてランプ４６による報知態様を異ならせる。

【0033】

（１）について説明する。制御装置５０は、複数の障害物センサ２６ａ～２６ｅのうちのいずれの障害物センサ２６が物体を検知しているかに応じて、点灯するランプ４６を異ならせる。例えば、制御装置５０は、物体を検知している障害物センサ２６に対応する位置（例えば真上近傍）にある１つまたは複数のランプ４６を点灯させる。

【0034】

具体的には、障害物センサ２６ａが物体を検知している場合は、障害物センサ２６ａの真上近傍に位置する複数のランプ４６（図７において破線７０で囲まれた３つのランプ４６）を点灯する。障害物センサ２６ｂが物体を検知している場合は、障害物センサ２６ｂの真上近傍に位置する複数のランプ４６（図７において破線７２で囲まれた４つのランプ４６）を点灯する。障害物センサ２６ｃが物体を検知している場合は、障害物センサ２６ｃの真上近傍に位置する複数のランプ４６（図７において破線７４で囲まれた３つのランプ４６）を点灯する。障害物センサ２６ｄが物体を検知している場合は、障害物センサ２６ｄの真上近傍に位置する複数のランプ４６（図７において破線７６で囲まれた３つのランプ４６）を点灯する。障害物センサ２６ｅ（図７では不図示）が物体を検知している場合は、障害物センサ２６ｅの真上近傍に位置する複数のランプ４６（図７において破線７８で囲まれた３つのランプ４６）を点灯する。

【0035】

（１）によれば、いずれの障害物センサ２６による物体の検知状況を報知しているか容易に把握できる。

【0036】

また、１つの障害物センサ２６に複数のランプ４６を対応づけることにより、障害物センサ２６に対応する或るランプ４６が故障しても、当該障害物センサ２６に対応する他のランプ４６によって当該障害物センサ２６による物体の検知状況を報知できる。

【0037】

なお（１）の変形例として、制御装置５０は、複数の障害物センサ２６ａ～２６ｅのうちのいずれの障害物センサ２６が検知しているかに応じてランプ４６が点灯する色を変えてもよい。

【0038】

続いて（２）について説明する。制御装置５０は、障害物センサ２６が物体を検知している場合にランプ４６を点灯する輝度を、障害物センサ２６から物体までの距離に応じて変化させてもよく、例えば物体までの距離が短いほどランプ４６を点灯する輝度を高くしてもよい。また、制御装置５０は、障害物センサ２６が物体を検知している場合にランプ４６を点灯する色を、障害物センサ２６から物体までの距離に応じて変化させてもよく、例えば物体までの距離が短いほど赤色で点灯し、物体までの距離が長いほど白色で点灯してもよい。いずれにせよ（２）によれば、障害物センサ２６が物体までの距離を計測できているか容易に把握できる。

【0039】

以上がＡＭＲ１０の基本構成である。続いてその動作について説明する。

【0040】

図８を参照する。ここでは、ランプ４６は、障害物センサ２６ａから検知される物体までの距離が短いほど高い輝度で点灯するものとする。

【0041】

図８（ａ）～（ｃ）では、障害物センサ２６ａの正面、すなわち障害物センサ２６ａの検知範囲に手を差し出している。図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）の順に、ユーザの手は障害物センサ２６ａの近くにある。ユーザは、図８（ａ）→図８（ｂ）→図８（ｃ）の順に手を移動させて手を障害物センサ２６ａから遠ざけたり、図８（ｃ）→図８（ｂ）→図８（ａ）の順に手を移動させて手を障害物センサ２６ａに近づけたりし、そのときに点灯するランプ４６の輝度を確認する。

【0042】

図８（ａ）～（ｃ）のように手を差し出した場合において、障害物センサ２６ａに対応するランプ４６（破線で囲んだランプ４６）が点灯し、さらに図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）の順に高い輝度でランプが点灯している場合、障害物センサ２６ａに異常がないことが確認できる。

【0043】

一方、図８（ａ）～（ｃ）のように手を差し出した場合において、障害物センサ２６ａに対応するランプ４６（破線で囲んだランプ４６）が点灯しない場合、あるいは図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）の順に高い輝度でランプが点灯していない場合、障害物センサ２６ａに異常が発生していることが確認できる。

【0044】

ユーザは、障害物センサ２６ｂ～２６ｅについても同様の動作確認を順番に行う。

【0045】

本実施の形態によれば、障害物センサ２６の動作確認として、障害物センサ２６の前に手を差し出して遠ざけたり近づけたりしたときのランプ４６の輝度を確認すればよく、障害物センサ２６に異常が発生しているか否かを直感的に把握できる。また、センサの出力を表示するための外部装置を準備する必要もなく、極めて容易に障害物センサ２６の動作確認を行うことができる。

【0046】

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

【0047】

（変形例１）
報知部はランプに限定されるものではなく、ユーザに報知を行えるものであればよく、例えば、実施の形態とは異なり、特別モードにおいて制御装置５０は、障害物センサ２６による物体の検知に基づいて所定の情報をスピーカ４０から音声出力することで、障害物センサ２６による物体の検知状況を報知してもよい。例えば制御装置５０は、所定の周期（例えば５秒）で、物体（例えばユーザの手）を検知している障害物センサ２６を一意に識別する識別情報とともに、当該障害物センサ２６から物体までの距離を、スピーカ４０から音声出力してもよい。本変形例によれば、実施の形態と同様の作用効果をそうすることができる。

【0048】

（変形例２）
実施の形態とは異なり、特別モードにおいて制御装置５０は、ランプ４６による報知に変えて、またはランプ４６による報知に加えて、物体（例えばユーザの手）を検知している障害物センサ２６を一意に識別する識別情報とともに、当該障害物センサ２６から物体までの距離をディスプレイ３２に表示してもよい。

【0049】

（変形例３）
実施の形態および上述の変形例では、特別モードにおいて、障害物センサ２６による物体の検知状況をランプ４６の点灯あるいはスピーカ４０からの音声出力によって報知する場合について説明したが、これには限定されず、物体を検知するための他のセンサによる物体の検知状況をランプ４６の点灯あるいはスピーカ４０からの音声出力によって報知してもよい。この場合、当該他のセンサの動作確認を容易に行うことができる。

【0050】

例えば、特別モードにおいて、周囲検出センサ２４による物体の検知状況をランプ４６の点灯によって報知してもよい。周囲検出センサ２４がＬｉＤＡＲである場合、周囲検出センサ２４から物体までの距離に応じてランプ４６による報知態様を異ならせるとともに、物体を検知した方向に応じてランプ４６による報知態様を異ならせればよい。例えば、周囲検出センサ２４から物体までの距離に応じてランプ４６を点灯する輝度を変化させ、周囲検出センサ２４が物体を検知した方向に応じてランプ４６が点灯する色を変化させてもよい。

【0051】

（変形例４）
また、実施の形態においては、通常モードとは異なる特別モード（障害物センサ２６の動作確認モード）において、物体検知部の検知状況に応じて報知部による報知態様を異ならせていたが、「物体検知部の検知状況に応じて報知部による報知態様を異ならせる」状況は特に限定されない。例えば、通常モードにおいてＡＭＲ１０が走行中に障害物センサ２６が物体を検知した場合に、検知状況（どの障害物センサが物体を検知したか、物体までの距離など）に応じて報知部（ランプ４６）の報知態様を異ならせて（物体を検知した障害物センサに応じて光らせるランプ４６を異ならせたり、物体との距離に応じて輝度を変化させたりして）もよい。この場合にも、ユーザに物体（障害物）の検知状況をわかりやすく報知できる。

【符号の説明】

【0052】

１０ ＡＭＲ、 ２４ 周囲検出センサ、 ２６ 障害物センサ、 ４０ スピーカ、 ４６ ランプ、 ５０ 制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】