特許 7000870 無人搬送車およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-28

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】無人搬送車およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20220112BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 X

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018004749

(22)【出願日】2018-01-16

(65)【公開番号】P2019125131

(43)【公開日】2019-07-25

【審査請求日】2020-04-06

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100166235

【弁理士】

【氏名又は名称】大井 一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100179936

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 明日香

(72)【発明者】

【氏名】大森 保

(72)【発明者】

【氏名】石川 洋彦

【審査官】藤崎 詔夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０２６８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０９５１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２０３８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４９７３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２４６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１４５９２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／１５７２９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２９７７９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

段差走行態様および非段差走行態様のいずれかで走行可能な無人搬送車の制御方法であって、
前記無人搬送車が前記非段差走行態様で走行している場合に、前記無人搬送車が段差領域に対して第１の範囲内に存在するか否かを判定する、第１範囲判定ステップと、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第１の範囲内に存在する場合に、前記無人搬送車と前記段差領域との第１相対位置情報を取得する、第１相対位置情報取得ステップと、
前記第１相対位置情報に基づき、前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達したか否かを判定する、第２範囲判定ステップと、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達した場合に、前記無人搬送車を前記段差走行態様で走行させるステップと、
を備え、
前記第１相対位置情報は、
前記無人搬送車の第１幅方向位置において、前記無人搬送車の進行方向上に定義される、前記無人搬送車と前記段差領域との距離ｂ１を表す情報と、
前記無人搬送車の前記第１幅方向位置から、幅方向に距離ａだけ隔たった第２幅方向位置において、前記無人搬送車の進行方向上に定義される、前記無人搬送車と前記段差領域との距離ｂ２を表す情報と、
を含み、
前記第２範囲判定ステップは、距離ｃに基づいて実行され、
ただし、ｃ＝ｂ１・ｓｉｎθであり、θ＝ｔａｎ ^－１ （ａ／ｂ３）であり、ｂ３＝ｂ２－ｂ１である、
方法。

【請求項2】

前記方法は、
前記無人搬送車の絶対位置情報と、前記段差領域の絶対位置情報とに基づいて、前記無人搬送車と前記段差領域との第２相対位置情報を決定するステップをさらに備え、
前記第１範囲判定ステップは、前記第２相対位置情報に基づいて実行される、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第１相対位置情報と前記第２相対位置情報との誤差が所定の誤差範囲を超える場合には、前記第２範囲判定ステップを実行しない、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記無人搬送車が前記段差走行態様で走行しており、前記無人搬送車が前記段差領域に対して第３の範囲内に存在しない場合に、前記無人搬送車を前記非段差走行態様で走行させるステップをさらに備える、請求項１または２に記載の方法。

【請求項5】

前記第１相対位置情報取得ステップは、前記段差領域の境界の位置を取得するステップ
を備え、
前記第１相対位置情報は、前記無人搬送車と前記境界との距離を表す情報を含む、
請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

段差走行態様および非段差走行態様のいずれかで走行可能な無人搬送車の制御方法であって、
前記無人搬送車が前記非段差走行態様で走行している場合に、前記無人搬送車が段差領域に対して第１の範囲内に存在するか否かを判定する、第１範囲判定ステップと、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第１の範囲内に存在する場合に、前記無人搬送車と前記段差領域との第１相対位置情報を取得する、第１相対位置情報取得ステップと、
前記第１相対位置情報に基づき、前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達したか否かを判定する、第２範囲判定ステップと、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達した場合に、前記無人搬送車を前記段差走行態様で走行させるステップと
を備え、
前記段差領域は、レール領域と、レール領域の両側に形成されるレール溝領域とを備え、
前記第１相対位置情報は、前記無人搬送車と前記レール溝領域との距離を表す情報を含み、
前記第１相対位置情報取得ステップは、
前記レール領域の位置を取得するステップと、
前記レール領域の位置に基づき、前記レール溝領域の位置を決定するステップと、
を備える、
方法。

【請求項7】

前記段差領域は、レール領域と、レール領域の両側に形成されるレール溝領域とを備え、
前記第１相対位置情報は、前記無人搬送車と前記レール溝領域との距離を表す情報を含み、
前記第１相対位置情報取得ステップは、
前記レール領域の位置を取得するステップと、
前記レール領域の位置に基づき、前記レール溝領域の位置を決定するステップと、
を備える、
請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

段差走行態様および非段差走行態様のいずれかで走行可能な無人搬送車であって、
前記無人搬送車が前記非段差走行態様で走行しており、前記無人搬送車が段差領域に対して第１の範囲内に存在する場合に、前記無人搬送車と前記段差領域との第１相対位置情報を取得するための、第１相対位置情報取得手段と、
前記第１相対位置情報に基づき、前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達したか否かを判定する、第２範囲判定手段と、
を備え、
前記第１相対位置情報取得手段は、
前記無人搬送車の第１幅方向位置において、前記無人搬送車の進行方向上に定義される、前記無人搬送車と前記段差領域との距離ｂ１を表す情報と、
前記無人搬送車の前記第１幅方向位置から、幅方向に距離ａだけ隔たった第２幅方向位置において、前記無人搬送車の進行方向上に定義される、前記無人搬送車と前記段差領域との距離ｂ２を表す情報と、
を含む前記第１相対位置情報を取得し、
前記第２範囲判定手段は、
ｃ＝ｂ１・ｓｉｎθであり、θ＝ｔａｎ ^－１ （ａ／ｂ３）であり、ｂ３＝ｂ２－ｂ１であるとき、
距離ｃに基づいて判定し、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達した場合に、前記段差走行態様で走行する、無人搬送車。

【請求項9】

段差走行態様および非段差走行態様のいずれかで走行可能な無人搬送車であって、
前記無人搬送車が前記非段差走行態様で走行しており、前記無人搬送車が段差領域に対して第１の範囲内に存在する場合に、前記無人搬送車と前記段差領域との第１相対位置情報を取得するための、第１相対位置情報取得手段と、
前記第１相対位置情報に基づき、前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達したか否かを判定する、第２範囲判定手段と、
を備え、
前記段差領域は、レール領域と、レール領域の両側に形成されるレール溝領域とを備え、
前記第１相対位置情報は、前記無人搬送車と前記レール溝領域との距離を表す情報を含み、
前記第１相対位置情報取得手段は、
前記レール領域の位置を取得し、取得した前記レール領域の位置に基づき、前記レール溝領域の位置を決定し、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達した場合に、前記段差走行態様で走行する、無人搬送車。

【請求項10】

段差走行態様および非段差走行態様のいずれかにより、段差領域と前記段差領域以外の障害物とが存在する港湾を走行可能な無人搬送車の制御方法であって、
ＧＰＳシステムを介して取得される前記無人搬送車の絶対位置情報と、無線機を介して取得される前記段差領域の絶対位置情報とに基づいて、前記無人搬送車と前記段差領域との第２相対位置情報を決定する、第２相対位置情報決定ステップと、
前記無人搬送車が前記非段差走行態様で走行している場合に、前記無人搬送車が前記段差領域に対して第１の範囲内に存在するか否かを前記第２相対位置情報に基づいて判定する、第１範囲判定ステップと、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第１の範囲内に存在する場合に、カメラによって取得されたカメラ画像に基づき、前記無人搬送車と前記段差領域との第１相対位置情報を取得する、第１相対位置情報取得ステップと、
前記第１相対位置情報に基づき、前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達したか否かを判定する、第２範囲判定ステップと、
前記無人搬送車が前記段差領域に対して第２の範囲内に到達した場合に、前記無人搬送車を前記段差走行態様で走行させるステップと、
を備える、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、無人搬送車およびその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

外部からの搬送指示に基づいて走行する無人搬送車が公知である。無人搬送車の構成の例は特許文献１に記載される。特許文献１の例では、無人搬送車は、荷台を有する車体と、この車体に支持された４つの車輪と、各車輪をそれぞれ駆動する複数の走行モータ及び複数の操舵モータと、各走行モータ及び各操舵モータを制御する制御部とを備えている。このような無人搬送車は、たとえば港湾においてコンテナを載せて走行することによりコンテナを搬送する。

【0003】

なお、無人搬送車に関する技術ではないが、特許文献２には、画像認識技術を用いて路面の高さを検出することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－０２０５１４号公報

【文献】特開２０１４－０８９５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の無人搬送車では、走行経路中に存在する段差を乗り越えて走行するのが困難であるという問題があった。

【0006】

図１２に、このような段差の例を示す。ガントリークレーン２０２のレール２００に沿って段差領域２１０が形成されている。従来の無人搬送車３００は、段差領域２１０を乗り越えることができず、レール２００より陸側で作業を行っている。

【0007】

無人搬送車は重量物搬送を行うためのものであるため、従来の無人搬送車は平坦路のみを走行することを想定した設計となっていた。したがって、通常の走行路面程度の凹凸による振動には対応可能であるが、ガントリークレーンのレールに沿った段差を乗り越える際のような短時間衝撃を想定した設計はなされていない。

【0008】

また、特許文献２に記載されるような画像認識を用いた技術は、障害物が多く存在する場所では検出精度が低くなる。無人搬送車が運用される場所では障害物が多く存在する場合があり、そのような場合には不適である。

【0009】

この発明はこのような問題点を解消するためになされたものであり、段差を乗り越えて走行することが可能な無人搬送車およびその制御方法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】

【0010】

この発明に係る方法は、段差走行態様および非段差走行態様のいずれかで走行可能な無人搬送車の制御方法であって、無人搬送車が非段差走行態様で走行している場合に、無人搬送車が段差領域に対して第１の範囲内に存在するか否かを判定する、第１範囲判定ステップと、無人搬送車が段差領域に対して第１の範囲内に存在する場合に、無人搬送車と段差領域との第１相対位置情報を取得する、第１相対位置情報取得ステップと、第１相対位置情報に基づき、無人搬送車が段差領域に対して第２の範囲内に到達したか否かを判定する、第２範囲判定ステップと、無人搬送車が段差領域に対して第２の範囲内に到達した場合に、無人搬送車を段差走行態様で走行させるステップとを備える。

【0011】

この構成によれば、無人搬送車と段差領域との位置関係に応じて走行態様が制御される。

【0012】

特定の態様によれば、第１相対位置情報は、無人搬送車の第１幅方向位置において、無人搬送車の進行方向上に定義される、無人搬送車と段差領域との距離ｂ１を表す情報と、無人搬送車の第１幅方向位置から、幅方向に距離ａだけ隔たった第２幅方向位置において、無人搬送車の進行方向上に定義される、無人搬送車と段差領域との距離ｂ２を表す情報と、を含み、第２範囲判定ステップは、距離ｃに基づいて実行され、ただし、ｃ＝ｂ１・ｓｉｎθであり、θ＝ｔａｎ^－１（ａ／ｂ３）であり、ｂ３＝ｂ２－ｂ１である。
特定の態様によれば、方法は、無人搬送車の絶対位置情報と、段差領域の絶対位置情報とに基づいて、無人搬送車と段差領域との第２相対位置情報を決定するステップをさらに備え、第１範囲判定ステップは、第２相対位置情報に基づいて実行される。
特定の態様によれば、第１相対位置情報と第２相対位置情報との誤差が所定の誤差範囲を超える場合には、第２範囲判定ステップを実行しない。
特定の態様によれば、無人搬送車が段差走行態様で走行しており、無人搬送車が段差領域に対して第３の範囲内に存在しない場合に、無人搬送車を非段差走行態様で走行させるステップをさらに備える。
特定の態様によれば、段差領域は、レール領域と、レール領域の両側に形成されるレール溝領域とを備え、第１相対位置情報は、無人搬送車とレール溝領域との距離を表す情報を含み、第１相対位置情報取得ステップは、レール領域の位置を取得するステップと、レール領域の位置に基づき、レール溝領域の位置を決定するステップと、を備える。
特定の態様によれば、第１相対位置情報取得ステップは、段差領域の境界の位置を取得するステップを備え、第１相対位置情報は、無人搬送車と境界との距離を表す情報を含む。

【0013】

また、この発明に係る無人搬送車は、段差走行態様および非段差走行態様のいずれかで走行可能な無人搬送車であって、無人搬送車が非段差走行態様で走行しており、無人搬送車が段差領域に対して第１の範囲内に存在する場合に、無人搬送車と段差領域との第１相対位置情報を取得するための、第１相対位置情報取得手段と、第１相対位置情報に基づき、無人搬送車が段差領域に対して第２の範囲内に到達したか否かを判定する、第２範囲判定手段と、を備え、無人搬送車が段差領域に対して第２の範囲内に到達した場合に、段差走行態様で走行する。

【発明の効果】

【0014】

この発明によれば、段差が所定範囲内に存在する場合に段差との相対位置情報を取得するので、段差の位置をより正確に認識することができ、段差を乗り越えて走行することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態１に係る無人搬送車の構成の例を示す図である。

【図2】図１の走行ユニットの構成を模式的に示す図である。

【図3】図１の無人搬送車の周辺の構成の例を示す、レールの長手方向と直交する方向から見た概略図である。

【図4】図１の無人搬送車の周辺の構成の例を示す上面概略図である。

【図5】図１のレールを含む段差領域の構成の例を模式的に示す図である。

【図6】図１の無人搬送車が段差領域を通過する際の経路の一例を示す。

【図7】図１の無人搬送車が図６に示すような経路に沿って段差領域を通過する際の処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】図１の無人搬送車が図６に示すような経路に沿って段差領域を通過する際の処理の流れを示す、別のフローチャートである。

【図9】実施の形態２に係る第１相対位置情報を説明するための図である。

【図10】実施の形態３に係る第１相対位置情報を説明するための図である。

【図11】実施の形態４に係る第１相対位置情報を説明するための図である。

【図12】従来の無人搬送車が乗り越えて走行するのが困難な段差の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．

【0017】

図１に、無人搬送車１００の構成の例を示す。無人搬送車１００は、港湾向けの無人搬送車を例として示している。無人搬送車１００は、フレーム１０と、１つ以上（この例では４個）の走行ユニット３０と、１台以上（この例では８台）のカメラ４０とを備える。フレーム１０は走行ユニット３０に支持され、走行ユニット３０が動作することによって無人搬送車１００が移動する。

【0018】

また、無人搬送車１００は、制御装置２０、自己位置・方向認識手段２１、走行速度算出用センサ２２および無線機２３を備える。制御装置２０、自己位置・方向認識手段２１、走行速度算出用センサ２２および無線機２３は、フレーム１０に搭載される。

【0019】

制御装置２０は演算・指令装置であり、演算手段および記憶手段を備える。制御装置２０はコンピュータとして動作可能なものであってもよい。自己位置・方向認識手段２１は、無人搬送車１００の位置および方向を表す情報を取得するための構成要素であり、たとえば操舵角センサまたはジャイロ等である。走行速度算出用センサ２２は、無人搬送車１００の走行速度を表す情報を取得するための構成要素であり、たとえばサーボモータ回転数センサ等である。無線機２３は、無人搬送車１００に対して上位となるシステム（港湾制御システムその他のコンピュータ等）と無線通信を介して情報の送受信を行うための構成要素である。無線機２３は、たとえば、後述する段差領域に関する情報の他に、コンテナの位置や他の無人搬送車の位置等に関する情報を受信してもよい。

【0020】

無人搬送車１００は、段差走行態様および非段差走行態様のいずれかで走行可能である。段差走行態様とは、段差を含む領域（または比較的大きい段差を含む領域）での走行により適した走行態様として定義される走行態様の一種であり、非段差走行態様とは、段差を含まない領域（または比較的小さい段差しか含まない領域）での走行に適した走行態様として定義される走行態様の一種である。非段差走行態様は、平地または平坦な路面等での走行に適した平地走行態様であってもよい。無人搬送車１００は、制御装置２０の制御に応じて、段差走行態様で走行することもでき、非段差走行態様で走行することもできる。本実施形態では、これらの走行態様は、制御装置２０の制御に応じて、走行ユニット３０の動作により選択的に実現される。

【0021】

図２に、走行ユニット３０の構成を模式的に示す。走行ユニット３０は、駆動輪３１と、アクスル３２と、走行モータ３３と、サスペンション用シリンダ３４と、図示しないシリンダ駆動装置とを備える。

【0022】

駆動輪３１はアクスル３２に固定され、アクスル３２と一体に運動する。また、アクスル３２には走行モータ３３が連結され、走行モータ３３がアクスル３２を駆動して回転させると、これに応じて駆動輪３１が回転するように構成されえている。また、アクスル３２はフレーム１０に回転可能に連結されており、駆動輪３１の回転に応じて無人搬送車１００が移動するように構成されている。本実施形態では、図１に示すように８個の駆動輪３１が設けられ、２個ずつが対となってアクスル３２に取り付けられる。

【0023】

サスペンション用シリンダ３４は、フレーム１０とアクスル３２とを連結し、これらの間のサスペンションを提供する。サスペンション用シリンダ３４は、図示しないシリンダ駆動装置の動作に応じて、サスペンションのロックを実施しまたは解除する。サスペンションのロックは、たとえば、油圧用のオイルが収容されたアキュムレータへの経路を開閉するバルブを操作することによって、操作可能である。

【0024】

本実施形態では、非段差走行態様は、各駆動輪３１のサスペンションのロックが実施された状態での走行態様である。この走行態様では、走行ユニット３０は、平坦な路面において、より安定して積載物を支持することができる。しかしながら、この走行態様で段差を通過すると、駆動輪３１からフレーム１０を介して積載物に伝達される衝撃が比較的大きくなるおそれがある。

【0025】

本実施形態では、段差走行態様は、サスペンションのロックが解除された状態での走行態様である。この走行態様では、段差を通過しても、駆動輪３１の衝撃がより吸収されやすく、積載物に伝達される衝撃を低減できる可能性がある。しかしながら、この走行態様で路面の走行を継続すると、積載物に対する安定性が低下するおそれがある。

【0026】

このように、平坦な路面を走行している場合と、段差を乗り越える場合とで、適切に走行態様を切り替えることができれば、積載物に対する安定性と、衝撃の緩和とを、よりバランス良く実現することができると言える。

【0027】

走行ユニット３０はそれぞれ、他の走行ユニット３０から独立して動作可能であってもよい。たとえば、サスペンション用シリンダ３４は、それぞれ独立してロックを実施または解除することができ、また、それぞれ独立して駆動輪３１の高さを制御することができる。さらに、アクスル３２はそれぞれ独立して駆動可能であってもよく、また、それぞれ独立して操舵可能であってもよい。

【0028】

カメラ４０は、画像検出装置の例である。カメラ４０はフレーム１０に固定されており、無人搬送車１００周辺の路面の画像を撮影する。本実施形態では、２台のカメラ４０が対となったカメラ対が４対設けられている。カメラ対は、無人搬送車１００の進行方向両端にそれぞれ２対ずつ配置される。なお、本実施形態では、無人搬送車１００は進行方向において両方の向きに進むことができ、前後は走行の向きに従って定義される。

【0029】

また、カメラ対は、無人搬送車１００の幅方向（たとえば進行方向を前後としたときの左右方向）にそれぞれ２対ずつ配置される。なお本実施形態において無人搬送車１００の進行方向と幅方向とは互いに直交する。

【0030】

制御装置２０は、本明細書に記載される制御方法に従って、自己位置・方向認識手段２１、走行速度算出用センサ２２、無線機２３、走行ユニット３０およびカメラ４０を含む無人搬送車１００全体の動作を制御する。また、制御装置２０は図示しない無線送信装置を有しており外部コンピュータからの搬送指示に基づいて無人搬送車を動作させる。

【0031】

図３および図４に、この発明の実施の形態１に係る無人搬送車１００の周辺の構成の例を示す。図３はレール２００の長手方向と直交する方向から見た概略図であり、図４は上面概略図である。なお図中の各構成要素の寸法比率は正確ではない。

【0032】

無人搬送車１００が用いられる港湾には、ガントリークレーン２０２が設置される。また、ガントリークレーン２０２を移動させるためのレール２００が配置される。図示の例ではレール２００は２本設けられる。ガントリークレーン２０２はトロリー２０３を備え、トロリー２０３がコンテナ船２０１と無人搬送車１００との間でコンテナを搬送する。

【0033】

トロリー２０３は、海側領域２０４と、レール間領域２０５と、陸側領域２０６とを移動可能であり、海側領域２０４においてコンテナ船２０１とコンテナの受け渡し作業を行い、レール間領域２０５において無人搬送車１００とコンテナの受け渡し作業を行う。ここで、無人搬送車１００の位置によっては、レール間領域２０５でなく陸側領域２０６において無人搬送車１００との作業を行うことも可能であるが、レール間領域２０５において行うほうがガントリークレーン２０２の動作時間を短縮することができる。とくに、ガントリークレーン２０２が港湾輸送のボトルネックとなる場合が多く、そのような場合には、ガントリークレーン２０２の動作時間を短縮することにより、全体の作業効率が向上する可能性がある。

【0034】

無人搬送車１００は、図示の位置に到達するために、陸側から走行して走行経路上に存在するレール２００の一方を乗り越え、レール間領域２０５に進入する必要がある。レール２００の周辺には、レール２００自体を含む段差領域２１０が形成されており、レール２００を乗り越えるためには段差領域２１０を通過することになる。

【0035】

図５に、レール２００を含む段差領域２１０の構成の例を模式的に示す。この図はレール２００の長手方向と垂直な断面によるものである。路面にレール溝２１１が形成されており、レール溝２１１にレール２００が収容されている。レール２００を固定するための構造等は図示を省略する。段差領域２１０とは、レール２００およびレール溝２１１によって形成され、路面とは不連続な領域であるということができる。なお図５の例では、レール２００の上端面と路面との高さが異なっているが、これらの高さが一致する場合についてもとくに除外しない。

【0036】

無人搬送車１００は、陸側のヤードから図３および図４に示す位置へと（またはその逆に）移動するために、このレール溝２１１を横切る必要がある。すなわち、各駆動輪３１が段差領域２１０を通過する必要がある。

【0037】

図６に、無人搬送車１００が段差領域２１０を通過する際の経路の一例を示す。図６（ａ）は通過前の状態を示し、図６（ｂ）は通過後の状態を示す。無人搬送車１００は直線状の経路に沿って一定の車速Ｖで走行し、段差領域２１０を通過する。この経路と段差領域２１０の長手方向とがなす角度をθ（ｒａｄ）とする。無人搬送車１００は、段差領域２１０を通過することに関連して走行態様を切り替える。

【0038】

なお、駆動輪３１の寸法（径および幅等）は、図示の経路に沿って無人搬送車１００が段差領域２１０を通過することが可能であるよう設計されているものとする。たとえば駆動輪３１の直径は段差領域２１０の幅と同程度であるか、またはこれより大きい。

【0039】

図７および図８は、無人搬送車１００が図６に示すような経路に沿って段差領域２１０を通過する際の処理の流れを示すフローチャートである。図７の処理はたとえば所定の処理周期で繰り返し実行され、図８の処理はたとえば段差領域２１０を通過する都度実行される。図７の処理と図８の処理とはそれぞれ独立して実行可能である。

【0040】

これらの処理は、たとえば制御装置２０によって実行される。例として、無人搬送車１００が非段差走行態様で走行するという動作は、制御装置２０が無人搬送車１００を非段差走行態様で走行させる処理によって実現されることになる。

【0041】

なお、無人搬送車１００が走行する経路は任意の方法で決定することができる。港湾制御システム等から無線機２３を介して経路を表す情報を受信してもよいし、制御装置２０の記憶手段に事前に記憶されていてもよいし、他の情報に基づいて制御装置２０が算出または決定してもよい。

【0042】

図７の処理において、まず無人搬送車１００は、カメラ４０によって取得された画像（カメラ画像）を取得する（ステップＳ１）。そして、カメラ画像に基づき、無人搬送車１００と段差領域２１０との相対位置情報（第１相対位置情報）を取得する（ステップＳ２、第１相対位置情報取得ステップ）。このステップＳ１において、制御装置２０は第１相対位置情報取得手段として機能する。本実施形態では、第１相対位置情報は無人搬送車１００と段差領域２１０との距離を表す情報である。

【0043】

第１相対位置情報の取得方法（たとえばカメラ画像に基づく距離の算出方法）は任意に設計可能であるが、図１および図６（ａ）を用いて一例を説明する。公知の画像認識技術等を用いて、カメラ画像に現れる段差領域２１０の位置５０を複数（図６（ａ）の例では６箇所）検出する。そして、検出された各位置５０について補間処理（たとえば線形補間処理）を行い、段差領域２１０の形状を決定する。さらに、決定された段差領域２１０の形状に基づき、無人搬送車１００と段差領域２１０との最短距離を算出する。

【0044】

段差領域２１０の形状は、幅を持つものとして決定されてもよいし、幅を持たない線として決定されてもよい。幅を持つ場合には、幅は予め決定され制御装置２０の記憶手段に記憶されていてもよいし、カメラ画像に基づいて任意の方法で決定されてもよい。

【0045】

また、別の例として、図１のように複数のカメラ４０が対となって設けられている構成では、対の各カメラ４０によってそれぞれ撮影される画像に基づき、画像内の構造物までの距離を算出または決定してもよい。

【0046】

距離の算出に用いる無人搬送車１００の厳密な位置の決定方法は、任意に設計可能である。たとえば無人搬送車１００の重心の位置であってもよい。または、無人搬送車１００の形状を制御装置２０の記憶手段に記憶しておき、無人搬送車１００の姿勢または向きに応じて段差領域２１０に最も近い無人搬送車１００上の点の位置を、無人搬送車１００の位置としてもよい。

【0047】

次に、無人搬送車１００は、無人搬送車１００自身の絶対位置情報を取得する（ステップＳ３）。無人搬送車１００の絶対位置情報はたとえば自己位置・方向認識手段２１を介して取得されるものである。より具体的には、たとえばＧＰＳシステムまたはトランスポンダ等を介して取得されてもよい。本明細書において、「無人搬送車１００の絶対位置情報」とは、無人搬送車１００の位置を表す情報であって段差領域２１０の位置に依存しない形式のものを意味し、段差領域２１０以外の基準（たとえば地球または港湾内の基準位置）に対して相対的であるものを除外しない。

【0048】

次に、無人搬送車１００は、段差領域２１０の絶対位置情報を取得する（ステップＳ４）。段差領域２１０の絶対位置情報はたとえば無線機２３を介して取得されるものである。港湾制御システム等が段差領域２１０の絶対位置情報を送信してもよい。本明細書において、「段差領域２１０の絶対位置情報」とは、段差領域２１０の位置を表す情報であって無人搬送車１００の位置に依存しない形式のものを意味し、無人搬送車１００以外の基準（たとえば地球または港湾内の基準位置）に対して相対的であるものを除外しない。

【0049】

次に、無人搬送車１００は、無人搬送車１００の絶対位置情報と、段差領域２１０の絶対位置情報とに基づき、無人搬送車１００と段差領域２１０との相対位置情報（第２相対位置情報）を決定する（ステップＳ５）。本実施形態では、第２相対位置情報は無人搬送車１００と段差領域２１０との距離を表す情報である。

【0050】

なお図７のステップＳ１およびＳ２とステップＳ３～Ｓ５とは独立に実行されてもよい。また、カメラ４０が動作していない場合には、ステップＳ１およびＳ２の実行を省略してもよい。

【0051】

次に図８の処理について説明する。まず無人搬送車１００は、非段差走行態様で走行する（ステップＳ１１）。すなわち、無人搬送車１００は走行態様を非段差走行態様に切り替える。たとえば、走行ユニット３０のサスペンションのロックを実施する。この時点で、無人搬送車１００は、段差領域２１０でない領域（たとえば平坦な路面）を通過するのにより適した走行態様にあるということができる。

【0052】

次に、無人搬送車１００は、無人搬送車１００が段差領域２１０に対して所定範囲（第１の範囲）内に存在するか否かを判定する（ステップＳ１２、第１範囲判定ステップ）。このステップＳ１２において、制御装置２０は第１範囲判定手段として機能する。本実施形態ではこの判定は第２相対位置情報に基づいて行われる。具体例としては、ＧＰＳシステムを介して取得された無人搬送車１００の絶対位置情報と、無線機２３を介して取得された段差領域２１０の絶対位置情報とに基づいて算出された、無人搬送車１００と段差領域２１０との距離が、所定の閾値ｘ以内であるか否かに基づいて行われる。

【0053】

無人搬送車１００が段差領域２１０に対して第１の範囲内に存在しない場合には、無人搬送車１００はステップＳ１２の判定を繰り返す。

【0054】

無人搬送車１００が段差領域２１０に対して第１の範囲内に存在する場合、すなわち無人搬送車１００が段差領域２１０にある程度接近した場合には、無人搬送車１００はカメラ４０を起動する（ステップＳ１３）。すなわち、図７のステップＳ１およびＳ２は、ステップＳ１３実行前には実行されていなかった場合であっても、ステップＳ１３実行後には実行されることになる。

【0055】

次に、無人搬送車１００は、第１相対位置情報と第２相対位置情報との誤差が、所定の誤差範囲以内であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。本実施形態では、第１相対位置情報が表す距離と、第２相対位置情報が表す距離との誤差がｕ以内であるか否かを判定する。

【0056】

誤差がｕを超える場合には、無人搬送車１００はステップＳ１４を繰り返す。すなわち、この場合には、誤差がｕ以内となるまで、後続の各ステップは実行されない。この処理により、カメラ４０が段差領域２１０を誤検出した場合等の影響を抑制することができる。たとえば、障害物の多い港湾等において、カメラ４０が障害物を誤って段差領域２１０と認識した場合には、無人搬送車１００から段差領域２１０までの距離（第２相対位置情報）と、無人搬送車１００から当該障害物までの距離（不適切な第１相対位置情報）とに大きな差がある可能性があり、その時点では無人搬送車１００の走行態様は変化しない。このため、段差領域２１０に到達していないのに段差走行態様で走行するという事態の発生を抑制することができる。

【0057】

誤差がｕ以内である場合には、無人搬送車１００は、第１相対位置情報に基づき、無人搬送車１００が段差領域２１０に対して所定の範囲（第２の範囲）内に到達したか否かを判定する（ステップＳ１５、第２範囲判定ステップ）。このステップＳ１５において、制御装置２０は第２範囲判定手段として機能する。具体例としては、カメラ４０に基づいて算出された無人搬送車１００と段差領域２１０との距離が、所定の閾値ｙ以内であるか否かを判定する。

【0058】

無人搬送車１００が段差領域２１０に対して第２の範囲内に到達していない場合には、無人搬送車１００はステップＳ１５の判定を繰り返す。

【0059】

無人搬送車１００が段差領域２１０に対して第２の範囲内に到達した場合には、無人搬送車１００は段差走行態様で走行する（ステップＳ１６）。すなわち、無人搬送車１００は走行態様を段差走行態様に切り替える。たとえば、走行ユニット３０のサスペンションのロックを解除する。この時点で、無人搬送車１００は段差領域２１０を通過するのにより適した走行態様となったということができる。

【0060】

図８にはとくに示さないが、ステップＳ１６の実行後に、無人搬送車１００は段差領域２１０を通過することになる。この時点では走行態様が段差走行態様に切り替わっているので、無人搬送車１００は段差領域２１０を適切に通過することができる。このようにして、図６（ａ）に示すように段差領域２１０が無人搬送車１００の前方にある状態から、図６（ｂ）に示すように段差領域２１０が無人搬送車１００の後方にある状態に変化する。

【0061】

ここで、無人搬送車１００が段差領域２１０を通過したか否かの判定処理を実行してもよい。たとえば、段差領域２１０が無人搬送車１００の進行方向前方に存在するか進行方向後方に存在するかの判定を行ってもよい。段差領域２１０が進行方向前方に存在する場合にはステップＳ１７以降の処理を実行せず当該判定処理を繰り返してもよく、段差領域２１０が進行方向後方に存在する場合にはステップＳ１７以降の処理を実行してもよい。

【0062】

次に、無人搬送車１００は、第１相対位置情報に基づき、無人搬送車１００が段差領域２１０に対して所定の範囲（第３の範囲）内に存在するか否かを判定する（ステップＳ１７、第３範囲判定ステップ）。このステップＳ１７において、制御装置２０は第３範囲判定手段として機能する。具体例としては、カメラ４０に基づいて算出された無人搬送車１００と段差領域２１０との距離が、所定の閾値ｚ以上であるか否かを判定する。なお、図１のようにカメラ４０が無人搬送車１００の前後に分散して配置されている場合には、適宜用いるカメラ４０を切り替えてもよい。たとえば、ステップＳ１５までは図６（ａ）に示すように前方のカメラ４０を用い、ステップＳ１７では図６（ｂ）に示すように後方のカメラ４０を用いるようにしてもよい。

【0063】

無人搬送車１００が段差領域２１０に対して第３の範囲内に存在する場合には、無人搬送車１００はステップＳ１７の判定を繰り返す。

【0064】

無人搬送車１００が段差領域２１０に対して第３の範囲内に存在しない場合には、無人搬送車１００は非段差走行態様で走行する（ステップＳ１８）。すなわち、無人搬送車１００は走行態様を非段差走行態様に切り替える。たとえば、走行ユニット３０のサスペンションのロックを再び実施する。この時点で、無人搬送車１００は、段差領域２１０でない領域（たとえば平坦な路面）を通過するのにより適した走行態様に戻るということができる。なお、カメラ４０が動作している場合には、このステップＳ１８においてカメラ４０を停止させてもよい。

【0065】

以上説明するように、本発明の実施の形態１に係る無人搬送車１００およびその制御方法によれば、無人搬送車１００と段差領域２１０との位置関係に応じて適切に走行態様を制御するので、段差領域２１０を乗り越えて走行することが可能となる。または、段差領域２１０を乗り越える際により適切な走行態様を取ることが可能となる。

【0066】

また、段差領域２１０を通過することが可能となるので、従来のように図１２に示す無人搬送車３００の位置でなく、図３および図４に示す無人搬送車１００の位置においてコンテナ等の受け渡し作業を行うことができる。このため、ガントリークレーン２０２のトロリー２０３の移動距離を低減することができる。とくに、トロリー２０３の動作速度が港湾輸送のボトルネックとなるような状況においては、全体の作業効率を劇的に向上させることができる。

【0067】

また、段差領域２１０を通過する際の、積載物への衝撃を低減することができる。さらに、段差領域２１０を通過する際に比較的大きな速度を維持することができ、コンテナ等の搬送効率が向上する。

【0068】

また、ステップＳ１４では、段差領域２１０の検出の際に、カメラ４０に基づく相対位置情報（第１相対位置情報）と、他の根拠に基づく情報（第２相対位置情報）とを比較し、誤差判定を行うので、カメラ４０の視野内に段差領域２１０以外の障害物が多数存在する場合でも、段差領域２１０の位置を適切に認識できる可能性が高まる。

【0069】

実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、第１相対位置情報を取得する方法を変更するものである。以下、実施の形態１との相違点を説明する。
図９を用いて、実施の形態２における第１相対位置情報について説明する。実施の形態２では、カメラ４０は、無人搬送車１００の進行方向前方右側に配置された右側カメラ４１（またはカメラ対）と、進行方向前方左側に配置された左側カメラ４２（またはカメラ対）とを含む。右側カメラ４１および左側カメラ４２は、左右方向に距離ａだけ隔たっている。

【0070】

右側カメラ４１の画像に基づき、右側カメラ４１から無人搬送車１００の進行方向前方に向けて測定した段差領域２１０までの距離ｂ１（ｍ）が測定される。同様に、左側カメラ４２の画像に基づき、左側カメラ４２から無人搬送車１００の進行方向前方に向けて測定した段差領域２１０までの距離ｂ２（ｍ）が測定される。実施の形態２では、第１相対位置情報は、このような距離ｂ１を表す情報および距離ｂ２を表す情報を含む。

【0071】

なお図９では説明の便宜上、段差領域２１０の幅をゼロとして示しているが、段差領域２１０がゼロでない幅を持つ場合であっても、距離ｂ１およびｂ２を適切に定義し測定することは可能である。

【0072】

ここで、左右方向は進行方向と直交する方向であり、「幅方向」とも表現することができる。すなわち、距離ｂ１は、無人搬送車１００の第１幅方向位置において、無人搬送車１００の進行方向上に定義される、無人搬送車１００と段差領域２１０との距離であるということができる。同様に、距離ｂ２は、無人搬送車１００の第１幅方向位置から、幅方向に距離ａだけ隔たった第２幅方向位置において、無人搬送車１００の進行方向上に定義される、無人搬送車１００と段差領域２１０との距離であるということができる。

【0073】

実施の形態２において、無人搬送車１００と段差領域２１０との距離は、右側カメラ４１および左側カメラ４２のうち段差領域２１０に近い方（図９の例では右側カメラ４１）と段差領域２１０との距離ｃとして定義される。実施の形態２では、図８のステップＳ１５はこの距離ｃに基づいて実行される。すなわち、ｃ＞ｙである間はステップＳ１５が繰り返し実行され、ｃ≦ｙとなるとステップＳ１６以降が実行される。

【0074】

距離ｃ（ｍ）は次のようにして算出することができる。
ｃ＝ｂ１・ｓｉｎθ
ただし、θ＝ｔａｎ^－１（ａ／ｂ３）であり、ｂ３（ｍ）は、ｂ３＝ｂ２－ｂ１である。

【0075】

以上説明するように、本発明の実施の形態２に係る無人搬送車１００およびその制御方法によっても、実施の形態１と同様に、無人搬送車１００と段差領域２１０との位置関係に応じて適切に走行態様を制御することができる。

【0076】

なお図９では段差領域２１０が無人搬送車１００の進行方向前方に存在する場合について説明したが、進行方向後方に存在する場合についても同様である。その場合には、後方に配置されたカメラ４０を用いてもよい。

【0077】

実施の形態３．
実施の形態３は、実施の形態１において、第１相対位置情報を取得する方法を変更するものである。以下、実施の形態１および２との相違点を説明する。
図１０を用いて、実施の形態３における第１相対位置情報について説明する。段差領域２１０は、レール２００を表すレール領域と、レール溝２１１を表すレール溝領域とを備える。レール溝領域は、レール領域の両側に形成されている。

【0078】

実施の形態３における第１相対位置情報は、無人搬送車１００とレール溝領域との距離を表す情報とを含む。実施の形態３では、無人搬送車１００は、ステップＳ２（第１相対位置情報取得ステップ）において、まずレール領域の位置を取得する。レール領域の位置を取得するための具体的な方法は任意に設計可能であるが、たとえば、公知の画像処理技術を用いてレール２００の特徴点２１２を検出する処理を含んでもよい。

【0079】

次に、無人搬送車１００は、レール領域の位置に基づき、レール溝領域の位置を決定する。レール溝領域の位置を決定するための具体的な方法は任意に設計可能であるが、たとえば、レール２００の特徴点２１２の位置から所定方向（たとえば段差領域２１０の幅方向）に所定距離２１３以内の領域をレール溝領域として決定してもよい。実施の形態３では、このようにしてステップＳ２が実行される。

【0080】

なお、レール溝領域が長さまたは幅を持つ領域である場合には、レール溝領域中のどの点を用いて距離を算出するかは適宜設計可能である。たとえばレール溝領域のうち無人搬送車１００に最も近い点を用いてもよい。

【0081】

以上説明するように、本発明の実施の形態３に係る無人搬送車１００およびその制御方法によっても、実施の形態１および２と同様に、無人搬送車１００と段差領域２１０との位置関係に応じて適切に走行態様を制御することができる。

【0082】

実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態１において、第１相対位置情報を取得する方法を変更するものである。以下、実施の形態１～３との相違点を説明する。
図１１を用いて、実施の形態４における第１相対位置情報について説明する。実施の形態４では、無人搬送車１００は段差領域２１０の境界２１４を検出する。無人搬送車１００は、ステップＳ２（第１相対位置情報取得ステップ）において、段差領域２１０の境界２１４の位置を取得する。境界２１４の位置を取得するための具体的な方法は任意に設計可能であるが、たとえば、公知の画像処理技術を用いて境界２１４を検出する処理を含んでもよい。実施の形態４における第１相対位置情報は、無人搬送車１００と境界２１４との距離を表す情報を含む。

【0083】

なお、境界２１４が複数または連続的に存在する場合には、それらのうちどの点を用いて距離を算出するかは適宜設計可能である。たとえば境界２１４のうち無人搬送車１００に最も近い点を用いてもよい。

【0084】

以上説明するように、本発明の実施の形態４に係る無人搬送車１００およびその制御方法によっても、実施の形態１～３と同様に、無人搬送車１００と段差領域２１０との位置関係に応じて適切に走行態様を制御することができる。

【0085】

上述の実施の形態１～４において、次のような変形を施すことができる。
実施の形態１～４では、走行態様はサスペンションのロックによって制御される。すなわち、段差走行態様ではサスペンションのロックが解除され、非段差走行態様ではサスペンションのロックが実施される。変形例として、走行態様は衝撃を抑える任意の処理によって制御されてもよい。たとえば、段差走行態様では無人搬送車１００の構成を衝撃を抑える態様にし、非段差走行態様ではそうでない態様としてもよい。

【0086】

また、走行態様は走行ユニット３０ごとまたは駆動輪３１ごとに制御されてもよい。たとえば、制御装置２０は無人搬送車１００における各走行ユニット３０または各駆動輪３１の位置を記憶していてもよく、また、第１相対位置情報または第２相対位置情報は無人搬送車１００の姿勢または向きを表す情報を含んでもよい。このような構成とすると、無人搬送車１００の姿勢または向きに基づいて、各走行ユニット３０または各駆動輪３１について段差領域２１０との距離等を取得することができるので、走行ユニット３０ごとまたは駆動輪３１ごとに走行態様を制御することが可能となる。

【0087】

たとえば、サスペンション用シリンダ３４は、シリンダ駆動装置の動作に応じて、駆動輪３１の位置を高くしまたは低くするよう動作可能であってもよい。駆動輪３１の位置は、たとえば、サスペンション用シリンダ３４の上側空間および下側空間にそれぞれ注入されるオイルの量を操作することによって、変更可能である。このような構成では、無人搬送車１００は、各駆動輪３１について、当該駆動輪３１が段差走行態様にある場合には、当該駆動輪３１の位置を所定位置より高くする。また、当該駆動輪３１が非段差走行態様にある場合には、当該駆動輪３１の位置を低くする（すなわち、所定位置に戻す）。

【0088】

カメラ４０の数または配置を変更してもよい。たとえば進行方向前方に１つ、後方に１つ、合計２個のカメラを配置してもよい。また、カメラ４０以外の構成を用いてもよく、たとえばレーザーセンサを用いて距離を測定してもよい。

【0089】

実施の形態１～４では、サスペンション用シリンダ３４は油圧シリンダであるが、サスペンションの方式は任意に変更可能である。たとえば電動シリンダまたは空圧シリンダを用いてもよい。油圧シリンダ以外のシリンダを用いることにより、オイル漏洩対策が不要となる。

【0090】

実施の形態１～４では段差領域２１０はレール２００およびレール溝２１１から構成されるが、実施の形態１および２については、段差領域２１０の構成は、長手方向が定義可能なもの（長手方向に一定の距離を持つ物）であればこれに限らない。レール溝２１１以外の溝であってもよく、例えば、雨水等を流すための溝であってもよい。一方、溝が設けられず路面から突出したレールであってもよい。

【0091】

実施の形態１～４において、ステップＳ１３を省略してもよく、その場合にはカメラは常に動作していてもよい。また、カメラを用いた認識処理の精度が十分に高い場合等には、ステップＳ１４の判定を省略してもよい。

【符号の説明】

【0092】

２０ 制御装置（第１相対位置情報取得手段、第２範囲判定手段）、１００ 無人搬送車、２１０ 段差領域、ｂ１，ｂ２，ｃ 距離、Ｓ１２ 第１範囲判定ステップ、Ｓ１５ 第２範囲判定ステップ、Ｓ２ 第１相対位置情報取得ステップ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】