特許 7306311 認識装置

(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】2023-07-03

(45)【発行日】2023-07-11

(54)【発明の名称】認識装置

(51)【国際特許分類】

   B66F 9/24 20060101AFI20230704BHJP

【ＦＩ】

B66F9/24 P

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020073503

(22)【出願日】2020-04-16

(65)【公開番号】P2021169360

(43)【公開日】2021-10-28

【審査請求日】2022-07-14

(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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124062

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 敬史

(74)【代理人】

【識別番号】100148013

【弁理士】

【氏名又は名称】中山 浩光

(72)【発明者】

【氏名】開田 宏介

(72)【発明者】

【氏名】倉田 好和

【審査官】太田 義典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１７８５６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５１６５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０１９５９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１９４００５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６６Ｆ ９／００－１１／０４

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体の進行方向に存在する認識対象物を認識する認識装置であって、
前記移動体に設けられ、前記移動体に対する前記認識対象物の距離及び角度を検出する検出部と、
前記検出部の検出データに基づいて、前記認識対象物の前面に相当する検出点群を取得する点群取得部と、
前記点群取得部により取得された検出点群に基づいて、前記認識対象物の前面を表す直線を算出する直線算出部と、
前記直線算出部により算出された直線を用いて、前記点群取得部により取得された検出点群を補正する点群補正部と、
前記点群補正部により補正された検出点群に基づいて、前記認識対象物の位置を認識する位置認識部とを備え、
前記点群補正部は、前記点群取得部により取得された検出点群を構成する複数の検出点を、前記直線算出部により算出された直線上に前記検出部が位置する角度方向に投影することにより、前記検出点群を補正する認識装置。

【請求項2】

前記移動体は、フォークリフトであり、
前記認識対象物は、前記フォークリフトのフォークが差し込まれるフォーク収容部が設けられたパレットである請求項１記載の認識装置。

【請求項3】

前記点群取得部により取得された検出点群を構成する前記複数の検出点のうち、前記フォークの差し込み方向に垂直な方向に相当する前記パレットの幅方向に沿った複数の端点を抽出する端点抽出部を更に備え、
前記複数の端点は、前記パレットの前面の端部に位置する検出点と、前記パレットの前面における前記フォーク収容部との境界部に位置する検出点とを含み、
前記点群補正部は、前記複数の端点を前記直線上に前記検出部が位置する角度方向に投影する請求項２記載の認識装置。

【請求項4】

前記位置認識部は、前記点群補正部により補正された検出点群に基づいて、前記パレットの前面の中心位置を算出する請求項３記載の認識装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、認識装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の認識装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の認識装置は、レーザ光を照射すると共に、その照射したレーザ光の反射光から周辺物体までの距離を計測する測域センサと、この測域センサにより計測された距離データを、パレットの前面から反射される反射光による観測点群に座標変換し、その観測点群から、パレットの前面をスキャンした結果となる直線を抽出し、観測点群及び直線に基づいて、パレットの前面の中心位置を特定する演算装置とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１７８５６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記従来技術においては、パレットの前面からの反射光による観測点群を用いて、パレットの前面の中心位置を特定することで、パレットの位置を認識している。しかし、観測点群を構成する複数の観測点には、例えばセンサ誤差等によるばらつきが含まれている。このため、認識対象物であるパレットの位置を高精度に認識することが困難である。

【0005】

本発明の目的は、認識対象物の位置を高精度に認識することができる認識装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、移動体の進行方向に存在する認識対象物を認識する認識装置であって、移動体に設けられ、移動体に対する認識対象物の距離及び角度を検出する検出部と、検出部の検出データに基づいて、認識対象物の前面に相当する検出点群を取得する点群取得部と、点群取得部により取得された検出点群に基づいて、認識対象物の前面を表す直線を算出する直線算出部と、直線算出部により算出された直線を用いて、点群取得部により取得された検出点群を補正する点群補正部と、点群補正部により補正された検出点群に基づいて、認識対象物の位置を認識する位置認識部とを備え、点群補正部は、点群取得部により取得された検出点群を構成する複数の検出点を、直線算出部により算出された直線上に検出部が位置する角度方向に投影することにより、検出点群を補正する。

【0007】

このような認識装置においては、検出部により移動体に対する認識対象物の距離及び角度が検出され、検出部の検出データに基づいて認識対象物の前面に相当する検出点群が取得される。そして、検出点群に基づいて認識対象物の前面を表す直線が算出され、その直線を用いて検出点群が補正される。そして、補正された検出点群を用いて、認識対象物の位置が認識される。ここで、例えば検出部の検出誤差等によって、検出点群を構成する複数の検出点の位置がずれることがある。そこで、検出点群を構成する複数の検出点を、直線上に検出部が位置する角度方向に投影することにより、各検出点が適切な位置に補正される。これにより、認識対象物の位置が高精度に認識される。

【0008】

移動体は、フォークリフトであり、認識対象物は、フォークリフトのフォークが差し込まれるフォーク収容部が設けられたパレットであってもよい。

【0009】

このような構成では、パレットには、フォークリフトのフォークが差し込まれるフォーク収容部が設けられている。このため、フォークリフトに対するパレットの距離の検出データにずれが生じやすくなり、その結果として検出点群を構成する複数の検出点の位置がずれやすくなる。そこで、検出点群を構成する複数の検出点を、直線上に検出部が位置する角度方向に投影することにより、各検出点が適切な位置に補正される。これにより、パレットの位置が高精度に認識される。

【0010】

認識装置は、点群取得部により取得された検出点群を構成する複数の検出点のうち、フォークの差し込み方向に垂直な方向に相当するパレットの幅方向に沿った複数の端点を抽出する端点抽出部を更に備え、複数の端点は、パレットの前面の端部に位置する検出点と、パレットの前面におけるフォーク収容部との境界部に位置する検出点とを含み、点群補正部は、複数の端点を直線上に検出部が位置する角度方向に投影してもよい。

【0011】

このような構成では、検出点群を構成する複数の検出点のうち、パレットの幅方向に沿った複数の端点のみが直線上に投影される。従って、検出点群の補正処理の簡略化が図られる。

【0012】

位置認識部は、点群補正部により補正された検出点群に基づいて、パレットの前面の中心位置を算出してもよい。

【0013】

このような構成では、複数の端点を直線上に検出部が位置する角度方向に投影することにより、各端点が適切な位置に補正される。従って、複数の端点から、パレットの前面の中心位置が正確に算出される。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、認識対象物の位置を高精度に認識することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係る認識装置を備えた自動走行制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。

【図2】自動走行制御装置が搭載されるリーチ式のフォークリフトの側面図である。

【図3】認識装置により認識されるパレットの斜視図である。

【図4】レーザセンサからパレットに向けてレーザ光が照射される様子を示す概略平面図である。

【図5】点群取得部により取得される検出点群及び直線算出部により算出される直線の一例を示す図である。

【図6】直線算出部により実行される直線算出処理の手順を示すフローチャートである。

【図7】ＲＡＮＳＡＣを用いて、検出点群を構成する複数の検出点からパレットの前面に近い直線を抽出する様子を示す図である。

【図8】最小二乗法を用いて、ＲＡＮＳＡＣにより抽出された直線付近に存在する複数の検出点から誤差が最小となるような直線を抽出する様子を示す図である。

【図9】図５に示された検出点群を構成する複数の検出点から端点が抽出される様子を示す図である。

【図10】レーザセンサから照射されたレーザ光がパレットに当たる位置と、パレットの認識に必要な検出点とを示す断面図である。

【図11】点群補正部によって検出点群を構成する複数の検出点のうちの複数の端点が直線上に投影される様子を示す図である。

【図12】位置認識部によってパレットの前面の中心位置が算出される手法を示す正面図である。

【図13】経路生成部により生成される走行経路を示す概略平面図である。

【図14】レーザセンサから照射されたレーザ光がパレットの２箇所に当たることで、レーザセンサにより誤った検出点が得られる一例を示す断面図である。

【図15】点群補正部において、端点が直線上にレーザ光の光軸方向に投影される様子と、端点が直線上に垂直に投影される様子とを比較して示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0017】

図１は、本発明の一実施形態に係る認識装置を備えた自動走行制御装置の構成を概略的に示すブロック図である。図１において、自動走行制御装置１は、図２に示すようなリーチ式のフォークリフト２（移動体）に搭載されている。

【0018】

フォークリフト２は、車体３と、この車体３の前側に配置された左右１対のレグ４（図４参照）と、各レグ４間に配置され、前後方向に移動なマスト５と、このマスト５に昇降可能に取り付けられた左右１対のフォーク６（図４参照）と、各レグ４の先端部にそれぞれ配設された前輪７と、車体３の左側下部に配設された後輪８と、車体３の右側下部に配設されたキャスタ輪９とを有している。フォーク６は、パレット１０（図３参照）を持ち上げる荷役用部材である。車体３は、運転席１１と、この運転席１１の上方に配置されたヘッドガード１２とを有している。

【0019】

パレット１０は、図３に示されるような平面視四角形状の平パレットである。パレット１０は、荷物を載せるための荷役台である。パレット１０は、前面１０ａと、この前面１０ａと前後方向（Ｘ方向）に対向する後面１０ｂと、前面１０ａ及び後面１０ｂと直交すると共に左右方向（Ｙ方向）に対向する２つの側面１０ｃとを有している。前面１０ａは、フォークリフト２の各フォーク６によりパレット１０を持ち上げる際に、フォークリフト２と向き合う面である。

【0020】

パレット１０には、各フォーク６が差し込まれるフォークポケット１３，１４（フォーク収容部）が設けられている。フォークポケット１３，１４は、パレット１０に２つずつ設けられている。フォークポケット１３は、パレット１０の前面１０ａから後面１０ｂまで前後方向に延びている。フォークポケット１４は、パレット１０の一方の側面１０ｃから他方の側面１０ｃまで左右方向に延びている。フォークポケット１３，１４は、互いに垂直方向に交差している。フォークポケット１３，１４の形状は、正面視で矩形状である。なお、パレット１０には、フォークポケット１４が設けられていなくてもよい。

【0021】

パレット１０の前後方向は、パレット１０の前面１０ａ側に位置するフォークリフト２から見たときの前後方向である。パレット１０の前後方向は、パレット１０におけるフォーク６の差し込み方向に相当する。パレット１０の左右方向は、パレット１０の前面１０ａ側に位置するフォークリフト２から見たときの左右方向である。パレット１０の左右方向は、パレット１０の幅方向であり、フォーク６の差し込み方向に垂直な方向に相当する。

【0022】

図１に戻り、自動走行制御装置１は、フォークリフト２をパレット１０の手前まで自動的に走行させる装置である。自動走行制御装置１は、レーザセンサ１５，１６と、駆動部１７と、コントローラ１８とを備えている。

【0023】

レーザセンサ１５は、図２に示されるように、フォークリフト２の上部に設けられている。レーザセンサ１５は、例えばヘッドガード１２の前端部に取り付けられている。レーザセンサ１５は、フォークリフト２の周囲にレーザ光を照射し、そのレーザ光の反射光を受光することにより、フォークリフト２の周囲に存在する物体を検出する。物体は、壁や柱等であり、地図データ（後述）に登録されている。レーザセンサ１５としては、例えばレーザレンジファインダが使用される。レーザセンサ１５から照射されるレーザ光としては、２Ｄレーザでもよいし、３Ｄレーザでもよい。

【0024】

レーザセンサ１５は、レーザ光をフォークリフト２の周囲に扇状に照射する。具体的には、レーザセンサ１５は、フォークリフト２の前方直進方向を中心とした規定の角度範囲にレーザ光を照射する。レーザセンサ１５から照射されたレーザ光は物体に当たり、その物体で反射したレーザ光がレーザセンサ１５で受光される。そして、レーザセンサ１５は、フォークリフト２に対する物体の距離及び角度を検出する。フォークリフト２に対する物体の距離及び角度は、レーザセンサ１５から照射されたレーザ光が物体に当たる位置及び角度から検出可能である。

【0025】

レーザセンサ１６は、図２に示されるように、フォークリフト２の下部に設けられている。レーザセンサ１６は、例えば一方のレグ４の先端部（前端部）に取り付けられている。レーザセンサ１６は、フォークリフト２の前方に存在するパレット１０にレーザ光を照射し、パレット１０で反射したレーザ光を受光することにより、フォークリフト２に対するパレット１０の距離及び角度を検出する検出部である。フォークリフト２に対するパレット１０の距離及び角度は、レーザセンサ１６から照射されたレーザ光がパレット１０に当たる位置及び角度から検出可能である。

【0026】

レーザセンサ１６は、図４に示されるように、レーザ光をフォークリフト２の周囲に扇状に照射する。具体的には、レーザセンサ１６は、フォークリフト２の前方直進方向を中心した規定の角度範囲にレーザ光を照射する。レーザセンサ１６としては、例えばレーザセンサ１５と同様に、レーザレンジファインダが使用される。レーザセンサ１６から照射されるレーザとしては、２Ｄレーザが用いられる。

【0027】

駆動部１７は、特に図示はしないが、例えば駆動輪である後輪８を回転させる走行モータと、操舵輪でもある後輪８を転舵させる操舵モータとを有している。

【0028】

コントローラ１８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ１８は、自己位置推定部２０と、点群取得部２１と、直線算出部２２と、端点抽出部２３と、点群補正部２４と、位置認識部２５と、経路生成部２６と、駆動制御部２７とを有している。

【0029】

ここで、レーザセンサ１６、点群取得部２１、直線算出部２２、端点抽出部２３、点群補正部２４及び位置認識部２５は、本実施形態の認識装置２８を構成している。認識装置２８は、フォークリフト２の進行方向に存在する認識対象物であるパレット１０を認識する装置である。

【0030】

自己位置推定部２０は、レーザセンサ１５の検出データとフォークリフト２の周囲環境の地図データとを用いて、フォークリフト２の自己位置を推定する。自己位置推定部２０は、ＳＬＡＭ（simultaneous localization andmapping）手法を用いて、フォークリフト２の自己位置を推定する。ＳＬＡＭは、センサデータ及び地図データを使って自己位置推定を行う自己位置推定技術である。ＳＬＡＭは、レーザセンサ等を利用して、自己位置推定と環境地図の作成とを同時に行う。

【0031】

具体的には、自己位置推定部２０は、レーザセンサ１５の検出データとフォークリフト２の周囲環境の地図データとをマッチングさせて、フォークリフト２の自己位置の推定演算を行う。なお、フォークリフト２の自己位置は、位置座標（ＸＹ座標）及び向き（角度）で表される。

【0032】

点群取得部２１は、レーザセンサ１６の検出データに基づいて、パレット１０の前面１０ａに相当する検出点群を取得する。検出点群は、複数の検出点から構成される。検出点は、レーザセンサ１６から照射されたレーザ光がパレット１０に当たる点（反射点）である。検出点は、位置座標（ＸＹ座標）で表される。

【0033】

このとき、パレット１０のフォークポケット１３では、パレット１０の前面１０ａに比べて、パレット１０の奥側の位置（レーザセンサ１６から遠い位置）にレーザ光が当たる。このため、図５（ａ）に示されるように、パレット１０の前面１０ａで生じる検出点Ｐ１の密度がフォークポケット１３で生じる検出点Ｐ２の密度に比べて高くなるような検出点群Ｐｇが得られる。

【0034】

直線算出部２２は、点群取得部２１により取得された検出点群に基づいて、パレット１０の前面１０ａを表す直線を算出する。パレット１０の前面１０ａを表す直線は、パレット１０の左右方向に延在する線である。このとき、図５（ｂ）に示されるように、検出点群Ｐｇを構成する各検出点Ｐの誤差が最小となるような直線Ｓが算出される。

【0035】

図６は、直線算出部２２により実行される直線算出処理の手順を示すフローチャートである。図６において、直線算出部２２は、まずＲＡＮＳＡＣ（Random Sample Consensus）を用いて、検出点群を構成する複数の検出点からパレット１０の前面１０ａに近い直線を抽出する（手順Ｓ１０１）。

【0036】

ＲＡＮＳＡＣは、点群から直線を抽出する手法である。具体的には、ＲＡＮＳＡＣは、点群において任意の２点を結ぶ直線を設定し、直線の近傍に存在する点の数を求め、近傍に存在する点の数が最多となる直線を抽出する。

【0037】

例えば図７に示されるような検出点群Ｐｇにおいて、任意の２つの検出点Ｐを結ぶ直線Ｓ１の近傍範囲に存在する検出点Ｐの数を求める場合、図７（ａ）で選択された２つの検出点Ｐｓを結ぶ直線Ｓ１の近傍に存在する検出点Ｐｓの数よりも、図７（ｂ）で選択された２つの検出点Ｐｓを結ぶ直線Ｓ１の近傍に存在する検出点Ｐｓの数のほうが多く、図７（ｃ）で選択された２つの検出点Ｐｓを結ぶ直線Ｓ１の近傍に存在する検出点Ｐｓの数のほうが更に多い。このため、図８（ａ）に示されるように、図７（ｃ）で選択された２つの検出点Ｐｓを結ぶ直線Ｓ１がパレット１０の前面１０ａに最も近い直線Ｓ２として抽出される。

【0038】

続いて、直線算出部２２は、最小二乗法を用いて、ＲＡＮＳＡＣにより抽出された直線付近に存在する複数の検出点から誤差が最小となるような直線を抽出する（手順Ｓ１０２）。具体的には、直線算出部２２は、ＲＡＮＳＡＣにより抽出された直線付近に存在する全ての検出点との距離を加算した値が最小となるような直線を抽出する。

【0039】

例えば図８（ａ）に示されるように、ＲＡＮＳＡＣにより抽出された直線Ｓ２付近に存在する複数の検出点Ｐに対して、最小二乗法を採用した場合には、図８（ｂ）に示されるように、ＲＡＮＳＡＣにより抽出された直線Ｓ２（２点鎖線参照）よりも、パレット１０の前面１０ａに近い直線Ｓが得られる。

【0040】

端点抽出部２３は、点群取得部２１により取得された検出点群を構成する複数の検出点のうち、パレット１０の左右方向（幅方向）に沿った複数の端点を抽出する。ここで、複数の端点は、パレット１０の前面１０ａの端部に位置する検出点と、パレット１０の前面１０ａにおけるフォークポケット１３との境界部に位置する検出点とを含んでいる。

【0041】

具体的には、複数の端点Ｐｔとしては、図９に示されるように、パレット１０の前面１０ａの両端部に位置する端点Ｐｔ１と、パレット１０の前面１０ａにおけるフォークポケット１３の左右方向外側の縁部との境界点に位置する端点Ｐｔ２と、パレット１０の前面１０ａにおけるフォークポケット１３の左右方向内側の縁部との境界点に位置する端点Ｐｔ３とが含まれる。隣り合う端点Ｐｔ同士は、互いに離間している。

【0042】

点群補正部２４は、直線算出部２２により算出された直線を用いて、点群取得部２１により取得された検出点群を補正する。点群補正部２４は、点群取得部２１により取得された検出点群を構成する複数の検出点のうち、端点抽出部２３により抽出された複数の端点を、直線算出部２２により算出された直線上に投影することにより、検出点群を補正する。

【0043】

ここで、レーザセンサ１６から照射されたレーザ光がパレット１０のフォークポケット１３に達する場合には、図１０（ａ）に示されるように、レーザ光がパレット１０の前面１０ａよりも奥側に位置するパレット１０の内壁面に当たって反射する。このとき、得られる検出点Ｐの位置は、パレット１０の前面１０ａよりもレーザセンサ１６から遠いパレット１０の内壁面となる。しかし、パレット１０の位置の認識に必要な検出点Ｐは、図１０（ｂ）に示されるように、パレット１０の前面１０ａに位置する点である。従って、点群取得部２１により取得された検出点群を補正する必要がある。

【0044】

そこで、点群補正部２４は、検出点群を構成する複数の検出点のうち複数の端点を、直線算出部２２により算出された直線上にレーザセンサ１６から照射されるレーザ光の光軸方向に投影することにより、検出点群を補正する。レーザ光の光軸方向は、端点（検出点）から見てレーザセンサ１６が位置する角度方向に相当する。つまり、複数の端点は、直線算出部２２により算出された直線上にレーザセンサ１６と端点とを直線的に結ぶ仮想線に沿って投影される。

【0045】

これにより、図１１に示されるように、端点抽出部２３により抽出された複数の端点Ｐｔが直線算出部２２により算出された直線Ｓ上に存在していなくても、複数の端点Ｐｔが直線Ｓ上にレーザ光の光軸方向に投影される。つまり、複数の端点Ｐｔは、パレット１０の前面１０ａを表す直線Ｓ上に位置することになる。

【0046】

位置認識部２５は、点群補正部２４により補正された検出点群に基づいて、パレット１０の位置を認識する。具体的には、位置認識部２５は、直線算出部２２により算出された直線上に投影された複数の端点に基づいて、パレット１０の前面１０ａの中心位置を算出する。パレット１０の前面１０ａの中心位置は、パレット１０の左右方向（幅方向）における前面１０ａの中心位置である。

【0047】

このとき、図１２に示されるように、２つの端点Ｐｔ１間の中心点Ａと、２つの端点Ｐｔ２間の中心点Ｂと、２つの端点Ｐｔ３間の中心点Ｃとの平均値が計算される。そして、中心点Ａ～Ｃの平均値がパレット１０の前面１０ａの中心位置Ｇとして得られる。

【0048】

なお、中心点Ａ～Ｃのうち２つの平均値をパレット１０の前面１０ａの中心位置Ｇとしてもよいし、中心点Ａ～Ｃの何れか１つをパレット１０の前面１０ａの中心位置Ｇとしてもよい。

【0049】

経路生成部２６は、自己位置推定部２０により推定されたフォークリフト２の自己位置と位置認識部２５により算出されたパレット１０の前面１０ａの中心位置とに基づいて、フォークリフト２からパレット１０の手前までの走行経路Ｒを生成する。走行経路Ｒは、例えば図１３に示されるように、パレット１０の左右方向中央部の手前位置においてフォークリフト２の各フォーク６をそれぞれフォークポケット１３に差し込むことが可能となるような経路である。

【0050】

駆動制御部２７は、経路生成部２６により生成された走行経路Ｒに従ってフォークリフト２をパレット１０に向けて走行させるように駆動部１７を制御する。

【0051】

ところで、図１４に示されるように、レーザセンサ１６から照射されるレーザ光は、光ぼうＨを有している。光ぼうＨとは、レーザ光の幅のことである。このため、レーザセンサ１６から照射されたレーザ光が、パレット１０の前面１０ａとフォークポケット１３を形成するパレット１０の内壁面との２箇所に当たることがある。この場合には、レーザセンサ１６により得られる検出点としては、レーザ光がパレット１０の前面１０ａに当たる点Ｆ１及びレーザ光がパレット１０の内壁面に当たる点Ｆ２ではなく、当該点Ｆ１，Ｆ２の間におけるレーザ光の光軸上の任意の点Ｆに誤検出されてしまう。また、レーザセンサ１６自体の検出誤差も、レーザセンサ１６により得られる検出点の位置がずれる要因となり得る。

【0052】

そこで、点群補正部２４により検出点群を補正する際には、図１５（ａ）に示されるように、複数の検出点Ｐの一部である端点Ｐｔを、直線算出部２２により算出された直線Ｓ上に垂直に投影することが考えられる。しかし、この場合には、直線Ｓ上に投影された端点Ｐｔがレーザ光の光軸上にないため、端点Ｐｔの位置がパレット１０の左右方向にずれることになる。このため、パレット１０の前面１０ａの中心位置Ｇを正しく算出することができない。その結果、フォークリフト２のフォーク６がパレット１０のフォークポケット１３に差し込まれると、フォーク６がパレット１０に干渉してしまう。

【0053】

そのような不具合に対し、本実施形態では、図１５（ｂ）に示されるように、複数の検出点Ｐの一部である端点Ｐｔは、直線算出部２２により算出された直線Ｓ上にレーザセンサ１６から照射されるレーザ光の光軸方向に投影される。従って、端点Ｐｔがレーザ光の光軸上の適切な位置に補正されることになる。これにより、パレット１０の前面１０ａの中心位置Ｇを正しく算出することができる。

【0054】

以上のように本実施形態によれば、レーザセンサ１６によりフォークリフト２に対するパレット１０の距離及び角度が検出され、レーザセンサ１６の検出データに基づいて、パレット１０の前面１０ａに相当する検出点群が取得される。そして、検出点群に基づいてパレット１０の前面１０ａを表す直線が算出され、その直線を用いて検出点群が補正される。そして、補正された検出点群を用いて、パレット１０の位置が認識される。ここで、例えばレーザセンサ１６の検出誤差等によって、検出点群を構成する複数の検出点の位置がずれることがある。また、パレット１０にはフォークポケット１３が設けられているため、フォークリフト２に対するパレット１０の距離の検出データにずれが生じやすくなり、その結果として検出点群を構成する複数の検出点の位置がずれやすくなる。そこで、検出点群を構成する複数の検出点を、直線上にレーザセンサ１６が位置する角度方向に投影することにより、各検出点が適切な位置に補正される。これにより、パレット１０の位置が高精度に認識される。

【0055】

また、本実施形態では、検出点群を構成する複数の検出点のうち、パレット１０の左右方向に沿った複数の端点が抽出される。そして、複数の検出点のうち複数の端点のみが直線上に投影される。従って、検出点群の補正処理の簡略化が図られる。

【0056】

また、本実施形態では、補正された検出点群に基づいて、パレット１０の前面１０ａの中心位置が算出される。このとき、複数の端点を直線上にレーザセンサ１６が位置する角度方向に投影することにより、各端点が適切な位置に補正される。従って、複数の端点から、パレット１０の前面１０ａの中心位置が正確に算出される。これにより、フォークリフト２のフォーク６がパレット１０のフォークポケット１３に差し込まれる際に、フォーク６がパレット１０に干渉することが防止される。

【0057】

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、ＲＡＮＳＡＣ及び最小二乗法を用いて、検出点群からパレット１０の前面１０ａを表す直線が算出されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、ＲＡＮＳＡＣのみを用いて、パレット１０の前面１０ａを表す直線を算出してもよいし、或いは最小二乗法のみを用いて、パレット１０の前面１０ａを表す直線を算出してもよい。

【0058】

また、上記実施形態では、検出点群を構成する複数の検出点のうち、パレット１０の左右方向に沿った複数の端点が抽出され、複数の端点を直線上にレーザセンサ１６によるレーザ光の光軸方向に投影することにより、検出点群が補正されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、検出点群を構成する複数の検出点を直線上にレーザセンサ１６によるレーザ光の光軸方向に投影することにより、検出点群を補正した後、補正された検出点群を構成する複数の検出点のうち、パレット１０の左右方向に沿った複数の端点を抽出してもよい。

【0059】

また、上記実施形態では、レーザ光を照射するレーザセンサ１６によって、フォークリフト２に対するパレット１０の距離及び角度が検出されているが、特にレーザセンサ１６には限られず、例えば赤外線を照射する赤外線センサ等を使用して、フォークリフト２に対するパレット１０の距離及び角度を検出してもよい。

【0060】

また、上記実施形態では、パレット１０が平パレットであり、そのパレット１０の前面１０ａの中心位置が算出されているが、パレット１０としては、特に平パレットには限られず、フォークリフト２のフォーク６が差し込まれるフォーク収容部を有するパレットであればよい。そのようなパレットとしては、例えば少なくとも１対の脚部を有する網パレット等であってもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、フォークリフト２によって荷すくいが行われるパレット１０の位置が認識されているが、例えば移動体がフォークリフト以外の車両等である場合には、認識対象物としては、パレット以外の物体であってもよい。この場合、本発明は、認識対象物の前面の中心位置の認識には限られず、例えば認識対象物の前面の端部や角部の認識にも適用可能である。

【0062】

また、上記実施形態では、フォークリフト２がパレット１０に向かって前進する際に、フォークリフト２の前方に存在するパレット１０の位置が認識されているが、本発明は、移動体の後進時に、移動体の後方に存在する認識対象物の位置を認識する場合にも適用可能である。

【符号の説明】

【0063】

２…フォークリフト（移動体）、６…フォーク、１０…パレット（認識対象物）、１０ａ…前面、１３…フォークポケット（フォーク収容部）、１６…レーザセンサ（検出部）、２１…点群取得部、２２…直線算出部、２３…端点抽出部、２４…点群補正部、２５…位置認識部、２８…認識装置、Ｐｇ…検出点群、Ｐ…検出点、Ｐｔ…端点、Ｓ…直線、Ｇ…中心位置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】