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特許7164085移動体を用いたワークの搬送方法、コンピュータプログラム、および移動体
(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】2022-10-24
(45)【発行日】2022-11-01
(54)【発明の名称】移動体を用いたワークの搬送方法、コンピュータプログラム、および移動体
(51)【国際特許分類】
B65G 47/52 20060101AFI20221025BHJP
B61B 13/00 20060101ALI20221025BHJP
G05D 1/02 20200101ALN20221025BHJP
【ＦＩ】
B65G47/52 101A
B61B13/00 V
G05D1/02 H
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2018052460
(22)【出願日】2018-03-20
(65)【公開番号】P2019163138
(43)【公開日】2019-09-26
【審査請求日】2021-03-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000107147
【氏名又は名称】日本電産シンポ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100135703
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 英隆
(74)【代理人】
【識別番号】100188813
【弁理士】
【氏名又は名称】川喜田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(72)【発明者】
【氏名】則座 真史
【審査官】大塚 多佳子
(56)【参考文献】
【文献】実開平０１－０８５３２３（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６５Ｇ ４７／５２
Ｂ６１Ｂ １３／００
Ｇ０５Ｄ １／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
移動体を用いたワークの搬送方法であって、前記移動体は、自律的に移動することが可能であり、かつワークの搬送時に前記ワークが載置される搬送テーブルを有し、
前記搬送方法は、
（ａ）第１位置において、前記移動体に搬送テーブル上で前記移動体の進行方向に対して第１の向きにあるワークを受け取らせ、
（ｂ）ラックが設置された第２位置に前記移動体を移動させ、
（ｃ）前記第２位置において、前記移動体に、前記ワークを前記ラックに移設させ、
（ｄ）前記ワークの移設後に前記移動体に、前記第２位置において前記移動体の向きを変更させ、
（ｅ）前記移動体に、前記ラックに移設された前記ワークを前記搬送テーブル上で受け取らせることによって前記移動体の進行方向に対する前記ワークの向きを、前記第１の向きとは異なる第２の向きにし、
（ｆ）前記移動体を第３位置に移動させ、
（ｇ）前記第３位置において、前記ワークを引き渡しさせる、ワークの搬送方法。
【請求項2】
前記第２位置において、前記搬送テーブル上に載置された前記ワークは、所定の方向に関して前記搬送テーブルよりも長く、
前記ラックは、前記所定の方向に関して前記ワークよりも短く、かつ前記搬送テーブルよりも広い開口を有しており、
前記工程（ｃ）は、前記移動体に前記開口内に進入させ、前記開口内の前記第２位置において前記ワークを前記ラックで支持させることにより、前記ワークを前記ラックに移設させる工程である、請求項１に記載の搬送方法。
【請求項3】
前記移動体は、前記搬送テーブルを上下させるリフタ機構を有し、前記工程（ｃ）は、前記移動体が前記リフタ機構を上昇および／または下降させることにより、前記ワークを前記ラックに移設させる工程である、請求項１または２に記載の搬送方法。
【請求項4】
前記工程（ｇ）は、前記移動体が前記リフタ機構を上昇および／または下降させることにより、前記ワークを引き渡しさせる工程である、請求項１から３のいずれかに記載の搬送方法。
【請求項5】
前記工程（ｇ）において前記ワークが引き渡しされる向きは予め定められており、前記工程（ｄ）は、前記ワークが引き渡される前記向きに応じて、前記移動体の向きを変更させる工程である、請求項１から４のいずれかに記載の搬送方法。
【請求項6】
前記工程（ｄ）は、前記移動体を旋回させて前記移動体の向きを変更させる工程である、請求項５に記載の搬送方法。
【請求項7】
前記工程（ａ）は、第１コンベヤから排出された前記ワークを、前記第１位置において前記移動体に受け取らせる工程である、請求項１から６のいずれかに記載の搬送方法。
【請求項8】
前記工程（ｇ）は、前記第１コンベヤとは異なる第２コンベヤに、前記第３位置において、前記ワークを引き渡しさせる工程であって、前記第２コンベヤへの前記ワークの引き渡し方向は、前記第１コンベヤの前記ワークの排出方向とは異なる工程である、請求項７に記載の搬送方法。
【請求項9】
請求項１から８のいずれかの搬送方法を、前記移動体が有するコントローラに実行させるためのコンピュータプログラム。
【請求項10】
自律的に移動することが可能な移動体であって、前記移動体を移動させる駆動装置と、
前記駆動装置を制御して前記移動体を移動させるコントローラと、
搬送テーブルと
を備え、
前記コントローラは、
第１位置において、搬送テーブル上で前記移動体の進行方向に対して第１の向きにあるワークを受け取らせ、
ラックが設置された第２位置に前記移動体を移動させ、
前記第２位置において、前記ワークを前記ラックに移設させ、
前記ワークの移設後に、前記第２位置において前記移動体の向きを変更させ、
前記ラックに移設された前記ワークを前記搬送テーブル上で受け取らせることによって前記移動体の進行方向に対する前記ワークの向きを、前記第１の向きとは異なる第２の向きにし、
前記移動体を第３位置に移動させ、
前記第３位置において前記ワークを引き渡しさせる
、移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、移動体を用いたワークの搬送方法、コンピュータプログラム、および移動体
に関する。
に関する。
【背景技術】
【0002】
無人搬送車または移動ロボットなどの、自律的に移動する移動体の研究および開発が進められている。たとえば特開２００８－１２９６１４号公報および特開２０１２－１０８７５６号公報は、環境地図を参照しながら自律的に移動する移動体の例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２００８-１２９６１４号公報
【文献】特開２０１２－１０８７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば、工場等において、無人搬送車がコンベヤからワークを受け取り、搬送テーブル上に載置して搬送し、他のコンベヤに当該ワークを引き渡す例を考える。引き渡した後の工程との関係により、引き渡し時のワークの向きが予め決められている場合がある。ワークの受け取り時と引き渡し時とでワークの向きが異なる場合には、旋回機構を搭載した搬送テーブルを無人搬送車に採用する必要があった。しかしながらそのような特別な機構を設けるとコストが上昇する。
【0005】
本開示の実施形態は、旋回機構を必要としない無人搬送車を用いたワークの搬送技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の例示的な実施形態によれば、ワークの搬送方法は、移動体を用いたワークの搬送方法であって、前記移動体は、自律的に移動することが可能であり、かつワークの搬送時に前記ワークが載置される搬送テーブルを有し、前記搬送方法は、（ａ）第１位置において、前記移動体に搬送テーブル上でワークを受け取らせ、（ｂ）ラックが設置された第２位置に前記移動体を移動させ、（ｃ）前記第２位置において、前記移動体に、前記ワークを前記ラックに移設させ、（ｄ）前記ワークの移設後に前記移動体に、前記移動体の向きを変更させ、（ｅ）前記移動体に、前記ラックに移設された前記ワークを前記搬送テーブル上で受け取らせ、（ｆ）前記移動体を第３位置に移動させ、（ｇ）前記第３位置において、前記ワークを引き渡しさせる工程であって、前記第３位置における前記ワークの向きは、前記移動体の進行方向に関して前記第１位置における前記ワークの向きと異なる。
【0007】
本開示の例示的な他の実施形態によれば、コンピュータプログラムは、上述の搬送方法を移動体が有するコントローラに実行させるためのコンピュータプログラムである。
【0008】
本開示の例示的なさらに他の実施形態によれば、移動体は、自律的に移動することが可能な移動体であって、前記移動体を移動させる駆動装置と、前記駆動装置を制御して前記移動体を移動させるコントローラと、搬送テーブルと備え、前記コントローラは、第１位置において、搬送テーブル上でワークを受け取らせ、ラックが設置された第２位置に前記移動体を移動させ、前記第２位置において、前記ワークを前記ラックに移設させ、前記ワークの移設後に前記移動体の向きを変更させ、前記ラックに移設された前記ワークを前記搬送テーブル上で受け取らせ、前記移動体を第３位置に移動させ、前記第３位置において前記ワークを引き渡しさせることにより、前記移動体によって前記ワークを搬送し、前記第３位置における前記ワークの向きは、前記移動体の進行方向に関して前記第１位置における前記ワークの向きと異なる。
【発明の効果】
【0009】
本開示の例示的な実施形態によれば、移動体がワークを第１位置で受け取り、台が設けられた第２位置まで搬送し、ワークを台に載置する。移動体は旋回し、その後、載置されたワークを台から受け取って第３位置まで搬送する。このとき、第１位置と第３位置とでは、移動体の進行方向に関してワークの向きが異なっている。これにより、移動体の簡易な動作により、安価にワークを排出する方向を変更することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜用語＞
本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。
本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。
【0012】
「無人搬送車」（ＡＧＶ）とは、本体に人手または自動で荷物を積み込み、指示された場所まで自動走行し、人手または自動で荷卸しをする無軌道車両を意味する。「無人搬送車」は、無人牽引車および無人フォークリフトを含む。
【0013】
「無人」の用語は、車両の操舵に人を必要としないことを意味しており、無人搬送車が「人（たとえば荷物の積み下ろしを行う者）」を搬送することは除外しない。
【0014】
「無人牽引車」とは、人手または自動で荷物の積み込み荷卸しをする台車を牽引して、指示された場所まで自動走行する無軌道車両である。
【0015】
「無人フォークリフト」とは、荷物移載用のフォークなどを上下させるマストを備え、フォークなどに荷物を自動移載し指示された場所まで自動走行し、自動荷役作業をする無軌道車両である。
【0016】
「無軌道車両」とは、車輪と、車輪を回転させる電気モータまたはエンジンを備える移動体（vehicle）である。
【0017】
「移動体」とは、人または荷物を載せて移動する装置であり、移動のための駆動力(traction)を発生させる車輪、二足または多足歩行装置、プロペラなどの駆動装置を備える。本開示における「移動体」の用語は、狭義の無人搬送車のみならず、モバイルロボット、サービスロボット、およびドローンを含む。
【0018】
「自動走行」は、無人搬送車が通信によって接続されるコンピュータの運行管理システムの指令に基づく走行と、無人搬送車が備える制御装置による自律的走行とを含む。自律的走行には、無人搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれる。また、無人搬送車は、一時的に作業者の指示に基づくマニュアル走行を行ってもよい。「自動走行」は、一般には「ガイド式」の走行および「ガイドレス式」の走行の両方を含むが、本開示では「ガイドレス式」の走行を意味する。
【0019】
「ガイド式」とは、誘導体を連続的または断続的に設置し、誘導体を利用して無人搬送車を誘導する方式である。
【0020】
「ガイドレス式」とは、誘導体を設置せずに誘導する方式である。本開示の実施形態における無人搬送車は、自己位置推定装置を備え、ガイドレス式で走行することができる。
【0021】
「自己位置推定装置」は、レーザレンジファインダなどの外界センサによって取得されたセンサデータに基づいて環境地図上における自己位置を推定する装置である。
【0022】
「外界センサ」は、移動体の外部の状態をセンシングするセンサである。外界センサには、たとえば、レーザレンジファインダ（測域センサともいう）、カメラ（またはイメージセンサ）、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および磁気センサがある。
【0023】
「内界センサ」は、移動体の内部の状態をセンシングするセンサである。内界センサには、たとえばロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と称することがある）、加速度センサ、および角加速度センサ（たとえばジャイロセンサ）がある。
【0024】
「ＳＬＡＭ（スラム）」とは、Simultaneous Localization and Mappingの略語であり、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うことを意味する。
【0025】
＜例示的な実施形態＞
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および移動体システムの一例を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および移動体システムの一例を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【0026】
本開示において説明する移動体は、被搬送物であるワークを載置する載置テーブルを有し、自律的に移動しながらワークを搬送することが可能である。そのような移動体の例は、食品工場においてワークとして食品を搬送する無人搬送車（例えば図６）である。以下、図１および図２を参照しながら、本開示の移動体の構成および動作の概要を説明する。
【0027】
図１は、本開示の例示的な実施形態における移動体の概略構成を示すブロック図である。移動体１０１は、搬送テーブル１０３と、コントローラ１０５と、駆動装置１０７とを有する。
【0028】
搬送テーブル１０３は、ワークを載置する平板である。ただし平板であることは一例であり、必須ではない。
【0029】
コントローラ１０５は、駆動装置１０７を制御して移動体１０１を移動させる。コントローラ１０５は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）またはデジタル信号処理プロセッサなどの集積回路（ＩＣ）チップであり得る。コントローラ１０５は、不図示のメモリに格納されているコンピュータプログラムを実行する。コンピュータプログラムを実行したコントローラ１０５の制御により、移動体１０１は後述の動作を行ってワークを搬送する。なお、メモリは、例えばＲＡＭなどの半導体揮発性メモリ、フラッシュＲＯＭなどの半導体不揮発性メモリ、およびハードディスクドライブなどのストレージ装置を含み得る。メモリの少なくとも一部は、取り外し可能な記録媒体であってもよい。
【0030】
駆動装置１０７は、移動体１０１を移動させる機構を備えている。駆動装置１０９は、例えば少なくとも１台の駆動用電気モータ（以下、単に「モータ」と称する）、および、当該モータを制御するモータ制御回路を備え得る。
【0031】
本実施形態にかかる移動体１０１のコントローラ１０５は、コンピュータプログラムに従って、以下の動作を実現する。図２は、移動体１０１の動作の手順を示すフローチャートである。図２のフローチャートは主としてコントローラ１０５によって実行される。
【0032】
ステップＳ１において、コントローラ１０５は、ある位置（第１位置）で搬送テーブル１０３上にワークが載置されたこと、すなわちワークの受け取りを検出する。受け取りは、例えば搬送テーブル１０３に設けられた重量センサによって検出されても良いし、搬送テーブル１０３に設けられた物理的なスイッチの押下によって検出されても良い。第１位置は、例えばコンベヤの排出口である。
【0033】
ステップＳ２において、コントローラ１０５は、駆動装置１０７を制御して、後述のラックが予め設置された位置（第２位置）に移動体１０１を移動させる。ステップＳ３において、移動体が第２位置に到着すると、ワークはラックに移設される。例えば、コントローラ１０５が移動体をラック内に進入させることで、ワークが自動的にラックに移設されても良い。または、コントローラ１０５が後述の「リフタ」を動作させてラック上に載置することによってワークがラックに移設されても良い。
【0034】
次に、ステップＳ４において、コントローラ１０５は、移動体１０１の向きを変更させる。例えばコントローラ１０５は、移動体１０１をその場で９０度旋回させる。その後、コントローラ１０５は、ステップＳ５において、ラックに移設されたワークを再度搬送テーブル１０３上で受け取り、ステップＳ６において、移動体１０１をワークの引き渡し位置（第３位置）まで移動させる。
【0035】
第３位置に到達すると、コントローラ１０５はステップＳ７を実行する。ステップＳ７において、コントローラ１０５は、ワークを、例えば次のコンベヤに引き渡す。
【0036】
ここで、ワークの向き（角度）に注目する。移動体１０１は、搬送の途中で、ワークをラックに仮置きし、所定の角度だけ旋回する。その結果、ワークの仮置きの前後で、旋回した角度分、移動体１０１とワークとの相対的な位置関係が変化する。例えばコントローラ１０５が、移動体１０１をその場で時計回りにＫ度旋回させたとする。移動体１０１がワークを再度受け取った後は、ワークは移動体１０１から見て反時計回りにＫ度回転したことになる。なお、本実施形態では「Ｋ度」は、３６０度またはその整数倍の回転を含まない、任意の角度である。
【0037】
移動体の進行方向を基準とするワークの向きに着目すれば、ワーク受け取り時の第１位置におけるワークの向きと、ワーク引き渡し時の第３位置におけるワークの向きとは、互いに異なる。
【0038】
コンベヤなどの工場設備の配置の事情等から、移動体１０１がワークを受け取る際のワークの向き、および、移動体１０１がワークを引き渡す際のワークの向きはそれぞれ独立して決定され得る。移動体１０１は、受け取り時および引き渡し時のワークの各向きが決定された状況下、ワークを搬送する。そのような、ワークの受け取り時と引き渡し時との間でワークの向きを変えることが要請される場合、上述した移動体１０１の動作によれば、非常に容易に当該要請に応えることができる。従来、搬送テーブルに旋回機構を搭載して、ワークの向きを変更していたが、本開示の実施形態によれば、旋回機構よりも遙かにコストが低いラックと移動体の動作とによってワークの向きの変更を実現できる。
【0039】
以下、移動体が無人搬送車である場合のより具体的な例を説明する。本明細書では、略語を用いて、無人搬送車を「ＡＧＶ」と記述することがある。なお、以下の説明は、矛盾がない限り、ＡＧＶ以外の移動体、例えば移動ロボット、ドローン、または有人の車両などにも同様に適用することができる。
【0040】
上述の動作に関連する動作の説明は、「（７）ＡＧＶの動作例」においてより詳細に説明する。
【0041】
（１）システムの基本構成
図３は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、少なくとも１台のＡＧＶ１０と、ＡＧＶ１０の運行管理を行う運行管理装置５０とを含む。図３には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。
図３は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、少なくとも１台のＡＧＶ１０と、ＡＧＶ１０の運行管理を行う運行管理装置５０とを含む。図３には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。
【0042】
ＡＧＶ１０は、走行に磁気テープなどの誘導体が不要な「ガイドレス式」走行が可能な無人搬送台車である。ＡＧＶ１０は、自己位置推定を行い、推定の結果を端末装置２０および運行管理装置５０に送信することができる。ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０からの指令に従って移動空間Ｓ内を自動走行することが可能である。ＡＧＶ１０は、さらに、人または他の移動体に追従して移動する「追尾モード」で動作することが可能である。
【0043】
運行管理装置５０は各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングし、各ＡＧＶ１０の走行を管理するコンピュータシステムである。運行管理装置５０は、デスクトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータであり得る。運行管理装置５０は、複数のアクセスポイント２を介して、各ＡＧＶ１０と通信する。たとえば、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０が次に向かうべき位置の座標のデータを各ＡＧＶ１０に送信する。各ＡＧＶ１０は、定期的に、たとえば１００ミリ秒ごとに自身の位置および姿勢（orientation）を示すデータを運行管理装置５０に送信する。指示した位置にＡＧＶ１０が到達すると、運行管理装置５０は、さらに次に向かうべき位置の座標のデータを送信する。ＡＧＶ１０は、端末装置２０に入力されたユーザ１の操作に応じて移動空間Ｓ内を走行することも可能である。端末装置２０の一例はタブレットコンピュータである。典型的には、端末装置２０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成時に行われ、運行管理装置５０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成後に行われる。
【0044】
図４は、３台のＡＧＶ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが存在する移動空間Ｓの一例を示している。いずれのＡＧＶも図中の奥行き方向に走行しているとする。ＡＧＶ１０ａおよび１０ｂは天板に載置された荷物を搬送中である。ＡＧＶ１０ｃは、前方のＡＧＶ１０ｂに追従して走行している。なお、説明の便宜のため、図４では参照符号１０ａ、１０ｂおよび１０ｃを付したが、以下では、「ＡＧＶ１０」と記述する。
【0045】
ＡＧＶ１０は、天板に載置された荷物を搬送する方法以外に、自身と接続された牽引台車を利用して荷物を搬送することも可能である。図５Ａは接続される前のＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。牽引台車５の各足にはキャスターが設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５と機械的に接続される。図５Ｂは、接続されたＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。ＡＧＶ１０が走行すると、牽引台車５はＡＧＶ１０に牽引される。牽引台車５を牽引することにより、ＡＧＶ１０は、牽引台車５に載置された荷物を搬送できる。
【0046】
ＡＧＶ１０と牽引台車５との接続方法は任意である。ここでは一例を説明する。ＡＧＶ１０の天板にはプレート６が固定されている。牽引台車５には、スリットを有するガイド７が設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５に接近し、プレート６をガイド７のスリットに差し込む。差し込みが完了すると、ＡＧＶ１０は、図示されない電磁ロック式ピンをプレート６およびガイド７に貫通させ、電磁ロックをかける。これにより、ＡＧＶ１０と牽引台車５とが物理的に接続される。
【0047】
再び図３を参照する。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、たとえば１対１で接続されてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信を行うことができる。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、１または複数のアクセスポイント２を利用してＷｉ－Ｆｉ（登録商標）に準拠した通信を行うこともできる。複数のアクセスポイント２は、たとえばスイッチングハブ３を介して互いに接続されている。図３には２台のアクセスポイント２ａ、２ｂが記載されている。ＡＧＶ１０はアクセスポイント２ａと無線で接続されている。端末装置２０はアクセスポイント２ｂと無線で接続されている。ＡＧＶ１０が送信したデータはアクセスポイント２ａで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ｂに転送され、アクセスポイント２ｂから端末装置２０に送信される。また、端末装置２０が送信したデータは、アクセスポイント２ｂで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ａに転送され、アクセスポイント２ａからＡＧＶ１０に送信される。これにより、ＡＧＶ１０および端末装置２０の間の双方向通信が実現される。複数のアクセスポイント２はスイッチングハブ３を介して運行管理装置５０とも接続されている。これにより、運行管理装置５０と各ＡＧＶ１０との間でも双方向通信が実現される。
【0048】
（２）環境地図の作成
自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されており、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。
自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されており、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。
【0049】
ＡＧＶ１０は、ユーザの操作によってデータ取得モードに遷移する。データ取得モードにおいて、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダを用いたセンサデータの取得を開始する。レーザレンジファインダは周期的にたとえば赤外線または可視光のレーザビームを周囲に放射して周囲の空間Ｓをスキャンする。レーザビームは、たとえば、壁、柱等の構造物、床の上に置かれた物体等の表面で反射される。レーザレンジファインダは、レーザビームの反射光を受けて各反射点までの距離を計算し、各反射点の位置が示された測定結果のデータを出力する。各反射点の位置には、反射光の到来方向および距離が反映されている。測定結果のデータは「計測データ」または「センサデータ」と呼ばれることがある。
【0050】
位置推定装置は、センサデータを記憶装置に蓄積する。移動空間Ｓ内のセンサデータの取得が完了すると、記憶装置に蓄積されたセンサデータが外部装置に送信される。外部装置は、たとえば信号処理プロセッサを有し、かつ、地図作成プログラムがインストールされたコンピュータである。
【0051】
外部装置の信号処理プロセッサは、スキャンごとに得られたセンサデータ同士を重ね合わせる。信号処理プロセッサが重ね合わせる処理を繰り返し行うことにより、空間Ｓの地図を作成することができる。外部装置は、作成した地図のデータをＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、作成した地図のデータを内部の記憶装置に保存する。外部装置は、運行管理装置５０であってもよいし、他の装置であってもよい。
【0052】
外部装置ではなくＡＧＶ１０が地図の作成を行ってもよい。上述した外部装置の信号処理プロセッサが行った処理を、ＡＧＶ１０のマイクロコントローラユニット（マイコン）などの回路が行えばよい。ＡＧＶ１０内で地図を作成する場合には、蓄積されたセンサデータを外部装置に送信する必要が無くなる。センサデータのデータ容量は一般には大きいと考えられる。センサデータを外部装置に送信する必要がないため、通信回線の占有を回避できる。
【0053】
なお、センサデータを取得するための移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が走行することによって実現し得る。たとえば、ＡＧＶ１０は、端末装置２０を介して無線でユーザから前後左右の各方向への移動を指示する走行指令を受け取る。ＡＧＶ１０は走行指令にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成する。ＡＧＶ１０がジョイスティック等の操縦装置と有線で接続されている場合には、当該操縦装置からの制御信号にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成してもよい。レーザレンジファインダを搭載した計測台車を人が押し歩くことによってセンサデータを取得してもよい。
【0054】
なお、図３および図４には複数台のＡＧＶ１０が示されているが、ＡＧＶは１台であってもよい。複数台のＡＧＶ１０が存在する場合、ユーザ１は端末装置２０を利用して、登録された複数のＡＧＶのうちから一台のＡＧＶ１０を選択して、移動空間Ｓの地図を作成させることができる。
【0055】
地図が作成されると、以後、各ＡＧＶ１０は当該地図を利用して自己位置を推定しながら自動走行することができる。自己位置を推定する処理の説明は後述する。
【0056】
（３）ＡＧＶの構成
図６は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。なお、ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図６には示されていない。また、図６には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されているが、左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。
図６は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。なお、ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図６には示されていない。また、図６には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されているが、左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。
【0057】
ＡＧＶ１０は、さらに、障害物を検知するための少なくとも１つの障害物センサ１９を備えている。図６の例では、フレーム１２の４隅に４つの障害物センサ１９が設けられている。障害物センサ１９の個数および配置は、図６の例とは異なっていてもよい。障害物センサ１９は、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、またはステレオカメラなどの、距離計測が可能な装置であり得る。障害物センサ１９が赤外線センサである場合、例えば一定時間ごとに赤外線を出射し、反射された赤外線が戻ってくるまでの時間を計測することにより、一定距離以内に存在する障害物を検知することができる。ＡＧＶ１０は、少なくとも１つの障害物センサ１９から出力された信号に基づいて経路上の障害物を検知したとき、その障害物を回避する動作を行う。
【0058】
走行制御装置１４は、ＡＧＶ１０の動作を制御する装置であり、主としてマイコン（後述）を含む集積回路、電子部品およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置１４は、上述した、端末装置２０とのデータの送受信、および前処理演算を行う。
【0059】
レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外線または可視光のレーザビーム１５ａを放射し、当該レーザビーム１５ａの反射光を検出することにより、反射点までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザビーム１５ａを放射し、各レーザビーム１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８１ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。なお、本実施形態では、レーザレンジファインダ１５が行う周囲の空間のスキャンは実質的に床面に平行であり、平面的（二次元的）である。しかしながら、レーザレンジファインダ１５は高さ方向のスキャンを行ってもよい。
【0060】
ＡＧＶ１０の位置および姿勢（向き）と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶ１０は、空間Ｓの地図を作成することができる。地図には、ＡＧＶの周囲の壁、柱等の構造物、床の上に載置された物体の配置が反映され得る。地図のデータは、ＡＧＶ１０内に設けられた記憶装置に格納される。
【0061】
一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。二次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。
【0062】
レーザビーム１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。
【0063】
レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。
【0064】
レーザレンジファインダ１５は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。
【0065】
走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。なお、保持されている地図データは、他のＡＧＶ１０が作成した地図データであってもよい。
【0066】
【0067】
ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、２台のモータ１６ａおよび１６ｂと、駆動装置１７と、車輪１１ａおよび１１ｂと、２つのロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂとを備えている。
【0068】
走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄと、位置推定装置１４ｅとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃ、通信回路１４ｄおよび位置推定装置１４ｅは通信バス１４ｆで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。レーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｆに接続されており、計測結果である計測データを、マイコン１４ａ、位置推定装置１４ｅおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。
【0069】
マイコン１４ａは、走行制御装置１４を含むＡＧＶ１０の全体を制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路（コンピュータ）である。典型的にはマイコン１４ａは半導体集積回路である。マイコン１４ａは、制御信号であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を駆動装置１７に送信して駆動装置１７を制御し、モータに印加する電圧を調整させる。これによりモータ１６ａおよび１６ｂの各々が所望の回転速度で回転する。
【0070】
左右のモータ１６ａおよび１６ｂの駆動を制御する１つ以上の制御回路（たとえばマイコン）を、マイコン１４ａとは独立して設けてもよい。たとえば、モータ駆動装置１７が、モータ１６ａおよび１６ｂの駆動をそれぞれ制御する２つのマイコンを備えていてもよい。それらの２つのマイコンは、エンコーダ１８ａおよび１８ｂから出力されたエンコーダ情報を用いた座標計算をそれぞれ行い、所与の初期位置からのＡＧＶ１０の移動距離を推定してもよい。また、当該２つのマイコンは、エンコーダ情報を利用してモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを制御してもよい。
【0071】
メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。
【0072】
記憶装置１４ｃは、不揮発性の半導体メモリ装置である。ただし、記憶装置１４ｃは、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または、光ディスクに代表される光学式記録媒体であってもよい。さらに、記憶装置１４ｃは、いずれかの記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すためのヘッド装置および当該ヘッド装置の制御装置を含んでもよい。
【0073】
記憶装置１４ｃは、走行する空間Ｓの地図データＭ、および、１または複数の走行経路のデータ（走行経路データ）Ｒを記憶する。地図データＭは、ＡＧＶ１０が地図作成モードで動作することによって作成され記憶装置１４ｃに記憶される。走行経路データＲは、地図データＭが作成された後に外部から送信される。本実施形態では、地図データＭおよび走行経路データＲは同じ記憶装置１４ｃに記憶されているが、異なる記憶装置に記憶されてもよい。
【0074】
走行経路データＲの例を説明する。
【0075】
端末装置２０がタブレットコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０はタブレットコンピュータから走行経路を示す走行経路データＲを受信する。このときの走行経路データＲは、複数のマーカの位置を示すマーカデータを含む。「マーカ」は走行するＡＧＶ１０の通過位置（経由点）を示す。走行経路データＲは、走行開始位置を示す開始マーカおよび走行終了位置を示す終了マーカの位置情報を少なくとも含む。走行経路データＲは、さらに、１以上の中間経由点のマーカの位置情報を含んでもよい。走行経路が１以上の中間経由点を含む場合には、開始マーカから、当該走行経由点を順に経由して終了マーカに至る経路が、走行経路として定義される。各マーカのデータは、そのマーカの座標データに加えて、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）および走行速度のデータを含み得る。ＡＧＶ１０が各マーカの位置で一旦停止し、自己位置推定および端末装置２０への通知などを行う場合には、各マーカのデータは、当該走行速度に達するまでの加速に要する加速時間、および／または、当該走行速度から次のマーカの位置で停止するまでの減速に要する減速時間のデータを含み得る。
【0076】
端末装置２０ではなく運行管理装置５０（たとえば、ＰＣおよび／またはサーバコンピュータ）がＡＧＶ１０の移動を制御してもよい。その場合には、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がマーカに到達する度に、次のマーカへの移動をＡＧＶ１０に指示してもよい。たとえば、ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０から、次に向かうべき目的位置の座標データ、または、当該目的位置までの距離および進むべき角度のデータを、走行経路を示す走行経路データＲとして受信する。
【0077】
ＡＧＶ１０は、作成された地図と走行中に取得されたレーザレンジファインダ１５が出力したセンサデータとを利用して自己位置を推定しながら、記憶された走行経路に沿って走行することができる。
【0078】
通信回路１４ｄは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。たとえばＡＧＶ１０を走行させて地図を作成するモードでは、通信回路１４ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１で端末装置２０と通信する。
【0079】
位置推定装置１４ｅは、地図の作成処理、および、走行時には自己位置の推定処理を行う。位置推定装置１４ｅは、ＡＧＶ１０の位置および姿勢とレーザレンジファインダのスキャン結果とにより、移動空間Ｓの地図を作成する。走行時には、位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５からセンサデータを受け取り、また、記憶装置１４ｃに記憶された地図データＭを読み出す。レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。位置推定装置１４ｅは、局所的地図データが地図データＭに一致した程度を表す「信頼度」のデータを生成する。自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データは、ＡＧＶ１０から端末装置２０または運行管理装置５０に送信され得る。端末装置２０または運行管理装置５０は、自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データを受信して、内蔵または接続された表示装置に表示することができる。
【0080】
本実施形態では、マイコン１４ａと位置推定装置１４ｅとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅの各動作を独立して行うことが可能な１つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図７Ａには、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅを包括するチップ回路１４ｇが示されている。以下では、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが別個独立に設けられている例を説明する。
【0081】
２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ａおよび１１ｂに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ａおよび１１ｂはそれぞれ駆動輪である。本明細書では、モータ１６ａおよびモータ１６ｂは、それぞれＡＧＶ１０の右輪および左輪を駆動するモータであるとして説明する。
【0082】
移動体１０は、さらに、車輪１１ａおよび１１ｂの回転位置または回転速度を測定するエンコーダユニット１８をさらに備えている。エンコーダユニット１８は、第１ロータリエンコーダ１８ａおよび第２ロータリエンコーダ１８ｂを含む。第１ロータリエンコーダ１８ａは、モータ１６ａから車輪１１ａまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。第２ロータリエンコーダ１８ｂは、モータ１６ｂから車輪１１ｂまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。エンコーダユニット１８は、ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂによって取得された信号を、マイコン１４ａに送信する。マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから受信した信号だけでなく、エンコーダユニット１８から受信した信号を利用して、移動体１０の移動を制御してもよい。
【0083】
駆動装置１７は、２台のモータ１６ａおよび１６ｂの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを有する。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂの各々はいわゆるインバータ回路を含む。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂは、マイコン１４ａまたはモータ駆動回路１７ａ内のマイコンから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。
【0084】
図７Ｂは、ＡＧＶ１０の第２のハードウェア構成例を示している。第２のハードウェア構成例は、レーザ測位システム１４ｈを有する点、および、マイコン１４ａが各構成要素と１対１で接続されている点において、第１のハードウェア構成例（図７Ａ）と相違する。
【0085】
レーザ測位システム１４ｈは、位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５を有する。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されている。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５の各動作は上述した通りである。レーザ測位システム１４ｈは、ＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を示す情報をマイコン１４ａに出力する。
【0086】
マイコン１４ａは、種々の汎用Ｉ／Ｏインタフェースまたは汎用入出力ポート（図示せず）を有している。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄ、レーザ測位システム１４ｈ等の、走行制御装置１４内の他の構成要素と、当該汎用入出力ポートを介して直接接続されている。
【0087】
【0088】
本開示の実施形態におけるＡＧＶ１０は、図示されていないバンパースイッチなどのセーフティセンサを備えていてもよい。ＡＧＶ１０は、ジャイロセンサなどの慣性計測装置を備えていてもよい。ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂまたは慣性計測装置などの内界センサによる測定データを利用すれば、ＡＧＶ１０の移動距離および姿勢の変化量(角度)を推定することができる。これらの距離および角度の推定値は、オドメトリデータと呼ばれ、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の情報を補助する機能を発揮し得る。
【0089】
（４）地図データ
図８Ａ～図８Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示す。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図７Ａおよび図７Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。
図８Ａ～図８Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示す。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図７Ａおよび図７Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。
【0090】
図８Ａには、レーザレンジファインダ１５を用いて周囲の空間をスキャンするＡＧＶ１０が示されている。所定のステップ角毎にレーザビームが放射され、スキャンが行われる。なお、図示されたスキャン範囲は模式的に示した例であり、上述した合計２７０度のスキャン範囲とは異なっている。
【0091】
図８Ａ～図８Ｆの各々では、レーザビームの反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて模式的に示されている。レーザビームのスキャンは、レーザレンジファインダ１５の位置および姿勢が変化する間に短い周期で実行される。このため、現実の反射点の個数は、図示されている反射点４の個数よも遥かに多い。位置推定装置１４ｅは、走行に伴って得られる黒点４の位置を、たとえばメモリ１４ｂに蓄積する。ＡＧＶ１０が走行しながらスキャンを継続して行うことにより、地図データが徐々に完成されてゆく。図８Ｂから図８Ｅでは、簡略化のためスキャン範囲のみが示されている。当該スキャン範囲は例示であり、上述した合計２７０度の例とは異なる。
【0092】
地図は、地図作成に必要な量のセンサデータを取得した後、そのセンサデータに基づいて、このＡＧＶ１０内のマイコン１４ａまたは外部のコンピュータを用いて作成してもよい。あるいは、移動しつつあるＡＧＶ１０が取得したセンサデータに基づいてリアルタイムで地図を作成してもよい。
【0093】
図８Ｆは、完成した地図４０の一部を模式的に示す。図８Ｆに示される地図では、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群(Point Cloud)によって自由空間が仕切られている。地図の他の例は、物体が占有している空間と自由空間とをグリッド単位で区別する占有格子地図である。位置推定装置１４ｅは、地図のデータ（地図データＭ）をメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに蓄積する。なお図示されている黒点の数または密度は一例である。
【0094】
こうして得られた地図データは、複数のＡＧＶ１０によって共有され得る。
【0095】
ＡＧＶ１０が地図データに基づいて自己位置を推定するアルゴリズムの典型例は、ＩＣＰ(Iterative Closest Point)マッチングである。前述したように、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を推定することができる。
【0096】
ＡＧＶ１０が走行するエリアが広い場合、地図データＭのデータ量が多くなる。そのため、地図の作成時間が増大したり、自己位置推定に多大な時間を要するなどの不都合が生じる可能性がある。そのような不都合が生じる場合には、地図データＭを、複数の部分地図のデータに分けて作成および記録してもよい。
【0097】
図９は、４つの部分地図データＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示している。この例では、１つの部分地図データは５０ｍ×５０ｍの領域をカバーしている。Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて隣接する２つの地図の境界部分に、幅５ｍの矩形の重複領域が設けられている。この重複領域を「地図切替エリア」と呼ぶ。１つの部分地図を参照しながら走行しているＡＧＶ１０が地図切替エリアに到達すると、隣接する他の部分地図を参照する走行に切り替える。部分地図の枚数は４枚に限らず、ＡＧＶ１０が走行するフロアの面積、地図作成および自己位置推定を実行するコンピュータの性能に応じて適宜設定してよい。部分地図データのサイズおよび重複領域の幅も、上記の例に限定されず、任意に設定してよい。
【0098】
（５）運行管理装置の構成例
図１０は、運行管理装置５０のハードウェア構成例を示している。運行管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６とを有する。
図１０は、運行管理装置５０のハードウェア構成例を示している。運行管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６とを有する。
【0099】
ＣＰＵ５１、メモリ５２、位置ＤＢ５３、通信回路５４、地図ＤＢ５５および画像処理回路５６は通信バス５７で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。
【0100】
ＣＰＵ５１は、運行管理装置５０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ５１は半導体集積回路である。
【0101】
メモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、ＣＰＵ５１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。
【0102】
位置ＤＢ５３は、各ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。位置データは、たとえば管理者によって工場内に仮想的に設定された座標によって表され得る。位置データは管理者によって決定される。
【0103】
通信回路５４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路５４はアクセスポイント２(図３)と有線で接続されており、アクセスポイント２を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路５４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス５７を介してＣＰＵ５１から受信する。また通信回路５４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス５７を介してＣＰＵ５１および／またはメモリ５２に送信する。
【0104】
地図ＤＢ５５は、ＡＧＶ１０が走行する工場等の内部の地図のデータを格納する。当該地図は、地図４０（図８Ｆ）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。各ＡＧＶ１０の位置と１対１で対応関係を有する地図であれば、データの形式は問わない。たとえば地図ＤＢ５５に格納される地図は、ＣＡＤによって作成された地図であってもよい。
【0105】
位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。
【0106】
画像処理回路５６はモニタ５８に表示される映像のデータを生成する回路である。画像処理回路５６は、専ら、管理者が運行管理装置５０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、モニタ５９は運行管理装置５０と一体化されていてもよい。また画像処理回路５６の処理をＣＰＵ５１が行ってもよい。
【0107】
【0108】
ＡＧＶ１０および運行管理装置５０の動作の概要は以下のとおりである。以下では、あるＡＧＶ１０が現在、位置Ｍ１におり、幾つかの位置を通過して、最終的な目的地である位置Ｍｎ＋１（ｎ：１以上の正の整数）まで走行する例を説明する。なお、位置ＤＢ５３には位置Ｍ１の次に通過すべき位置Ｍ２、位置Ｍ２の次に通過すべき位置Ｍ３等の各位置を示す座標データが記録されている。
【0109】
運行管理装置５０のＣＰＵ５１は、位置ＤＢ５３を参照して位置Ｍ２の座標データを読み出し、位置Ｍ２に向かわせる走行指令を生成する。通信回路５４は、アクセスポイント２を介して走行指令をＡＧＶ１０に送信する。
【0110】
ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から、アクセスポイント２を介して、定期的に現在位置および姿勢を示すデータを受信する。こうして運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングすることができる。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の現在位置が位置Ｍ２に一致したと判定すると、位置Ｍ３の座標データを読み出し、位置Ｍ３に向かわせる走行指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。つまり運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がある位置に到達したと判定すると、次に通過すべき位置に向かわせる走行指令を送信する。これにより、ＡＧＶ１０は最終的な目的位置Ｍｎ＋１に到達することができる。上述した、ＡＧＶ１０の通過位置および目的位置は「マーカ」と呼ばれることがある。
【0111】
（７）ＡＧＶの動作例
次に、ＡＧＶ１０の動作のより具体的な例を説明する。
次に、ＡＧＶ１０の動作のより具体的な例を説明する。
【0112】
図１２は、ワーク８０を搬送する１０を模式的に示している。本実施形態では、後述するラックにワーク８０を仮置き（移設）するため、ワーク８０は、所定の方向に関して搬送テーブル１３よりも長い。図１２の例では、矢印によって示すＡＧＶ１０の進行方向と垂直な車幅方向に関して、ワーク８０は搬送テーブル１３よりも長い。進行方向または他の方向に関して、ワーク８０が搬送テーブル１３よりも長くてもよい。
【0113】
図１３Ａおよび図１３Ｂは、本実施形態による動作を行うＡＧＶ１０の位置および姿勢の時系列的な変化を示している。搬送に伴うワーク８０の向きを明確化するため、ワーク８０を示す矩形の１つの角に切り欠きを設けた。
【0114】
【0115】
初めに、ＡＧＶ１０は、コンベヤ２００から排出されたワーク８０を位置Ｐ１において受け取る。その後、ＡＧＶ１０は、ラック２１０が設置された位置Ｐ２まで移動する。位置Ｐ２には、ラック２１０が予め設置されている。ＡＧＶ１０の移動は、位置推定装置１４ｅによって推定した位置を用いて行われる。ただし、ＡＧＶ１０は位置推定装置１４ｅを有していなくてもよく、例えば予め定められた動作パターンにしたがって走行してもよい。位置Ｐ２に到着すると、ワーク８０はラック２１０に移設される。その後、ＡＧＶ１０はその場で旋回する。
【0116】
図１４Ａは、ワーク８０を搬送しながらラック２１０に向かうＡＧＶ１０を示している。例示的な実施形態では、ラック２１０は複数本のフレームによって組み立てられた構造体である。参考のため、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示した。
【0117】
ラック２１０は、Ｘ軸方向に所定の幅の開口２１２を有している。本実施形態では、「所定の幅」は、Ｘ軸方向に関して、ワーク８０より短い。また、開口２１２においてワーク８０の下面の位置は、ラック２１０の高さと概ね一致する。また、本実施形態では、ラック２１０の開口２１２からＹ軸方向に向かって、フレーム２１４が＋Ｚ軸方向に傾斜している。これにより、ワーク８０を搬送するＡＧＶ１０が開口２１２からラック２１０の内部に進入すると、ワーク８０はラック２１０のＹ軸方向の２本の横棒によって支持され、やがてＡＧＶ１０の搬送テーブル１３から離脱して、ラック２１０上に移設される。図１４Ｂは、ラック２１０に移設されたワーク８０を示している。
【0118】
図１４Ｂの状態で、ＡＧＶ１０はその場で時計回りにＫ度旋回する。「Ｋ度」の一例は半時計回り方向を正とすると、－９０度（時計回り方向に９０度）である。これにより、ＡＧＶ１０の進行方向の向きを変更することができる。
【0119】
Ｋ度旋回後、ＡＧＶ１０は再び開口２１２からラック２１０の外部に出る。その途上、搬送テーブル１３と再びワーク８０とが再び接触し、やがてＡＧＶ１０は再度搬送テーブル１３上でワーク８０を受け取る。図１４Ｃは、ワーク８０を受け取り、かつ向きが変更されたＡＧＶ１０を示している。進行方向が矢印で示されている。なおＡＧＶ１０の移動経路が破線で例示されている。
【0120】
図１３Ｂを参照する。ワーク８０を再度搬送テーブル１３に載置したＡＧＶ１０は、次に位置Ｐ３に向かって走行する。位置Ｐ３はワーク８０の引き渡し位置であり、例えば他のコンベヤ２２０へのワーク８０の供給口である。位置Ｐ３に到着すると、ＡＧＶ１０はワーク８０をコンベヤ２２０に引き渡す。引き渡し処理は、例えば位置Ｐ３に設置されたロボットアームを用いて行われ得る。
【0121】
位置Ｐ２にラック２１０を設け、ワーク８０を仮置きしてＡＧＶ１０を旋回動作させることにより、位置Ｐ１で受け取った際のワーク８０の向きと、位置Ｐ３で引き渡す際のワーク８０の向きとを変えることができた。これにより、位置Ｐ３におけるコンベヤ２２０へのワーク８０の引き渡し方向がコンベヤ２００の排出方向と異なっていても、ワーク８０をコンベヤ２２０に適切に供給することができる。非常に簡易な構造体（ラック２１０）とＡＧＶ１０の基本的な動作により、安価にワークの向きを変更する仕組みを実現することができた。
【0122】
次に、異なる機構を用いたワーク８０の向きの変更方法を説明する。
【0123】
図１５は、リフタ機構１９が実装されたＡＧＶ１０を示している。例示的な実施形態では、リフタ機構１９は、不図示のモータまたは油圧シリンダによって１以上のＸ字状アーム（例えばアーム１９ａ、１９ｂ）が伸縮し、搬送テーブル１３を水平に上昇および下降させる昇降装置である。図示されたリフタ機構１９は、パンタグラフ式リフタと呼ばれることがある。なお、リフタ機構１９は公知であるから、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。本実施形態では、リフタ機構１９の昇降動作は、マイコン１４ａによって制御される。
【0124】
以下、図１６Ａ～図１６Ｈを参照しながら、リフタ機構１９を有するＡＧＶ１０が、位置Ｐ２（図１３Ａ、１３Ｂ）において実行する動作を説明する。位置Ｐ２以外の動作は、図１３Ａおよび図１３Ｂ等を参照しながら説明した動作と同じである。よって再度の説明は省略する。なお、特に言及する場合を除き、ラック２１０の構成、搬送テーブル１３とワーク８０とラック２１０のＸ軸方向に関する寸法は、これまでの説明と同じである。
【0125】
図１６Ａは、ワーク８０を搬送するＡＧＶ１０とラック２１０との関係を示す側面図である。参考のため、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示した。なお、図１６Ａ～図１６Ｈに示す例では、ラック２１０のフレーム２１４はＹ軸に平行である。
【0126】
図１６Ｂは、ラック２１０から離れた位置でリフタ機構１９を伸長させたＡＧＶ１０を示している。Ｚ軸方向に関して、ワーク８０の下面の位置は、フレーム２１４の＋Ｚ軸側の面よりも高い。この状態でＡＧＶ１０はラック２１０の開口２１２に向かって走行する。
【0127】
図１６Ｃは、ラック２１０の開口２１２に進入したＡＧＶ１０を示している。リフタ機構１９は引き続き伸長した状態である。
【0128】
図１６Ｄは、搬送テーブル１３が下降したＡＧＶ１０を示している。搬送テーブル１３を下降させることにより、ワーク８０はラック２１０上に移設される。
【0129】
図１６Ｅは、その場で時計回りに９０度旋回したＡＧＶ１０を示している。ワーク８０は引き続きラック２１０上に載置されている。
【0130】
図１６Ｆは、リフタ機構１９を伸長させたＡＧＶ１０を示している。リフタ機構１９の上昇動作によってＡＧＶ１０の搬送テーブル１３が－Ｚ方向からワーク８０に接触し、さらにワーク８０をラック２１０から持ち上げる。
【0131】
図１６Ｇは、その場で時計回りにさらに９０度旋回したＡＧＶ１０を示している。ワーク８０は、ＡＧＶ１０の旋回動作に伴って時計回りに９０度回転する。
【0132】
図１６Ｈは、ラック２１０の開口２１２から脱出したＡＧＶ１０を示している。この後、ＡＧＶ１０はリフタ機構１９を下降させて、位置Ｐ３まで走行する。
【0133】
上述の動作により、ワーク８０の向きは位置Ｐ２への到達前後で、９０度変化している。図１６Ｂおよび図１６Ｈには、向きが異なるワーク８０がそれぞれ示されている。リフタ機構１９を設けてワーク８０をラック２１０に一時的に預け、その間にＡＧＶ１０が旋回することにより、先に説明した例と同様、非常に簡易な構造体（ラック２１０）とＡＧＶ１０の基本的な動作により、安価にワークの向きを変更する仕組みを実現することができる。
【0134】
なお、本例では、ＡＧＶ１０は２回の旋回動作を行っている（図１６Ｅおよび図１６Ｇ）。しかしながらこれらは一例である。ＡＧＶ１０が図１４Ｃに示すような経路で開口２１２から脱出できる場合には、２回目の旋回動作を省略することができる。
【産業上の利用可能性】
【0135】
本開示の移動体および移動体管理システムは、工場、倉庫、建設現場、物流、病院などで荷物、部品、完成品などの物の移動および搬送に好適に利用され得る。
【符号の説明】
【0136】
８０ ワーク（被搬送物）、 １００ 移動体管理システム、 １０１ 移動体、 １０３ 搬送テーブル、 １０５ コントローラ、 １０７ 駆動装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図8E】
【図8F】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図16D】
【図16E】
【図16F】
【図16G】
【図16H】