特許 7473273 走行システム及び走行装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-15

(45)【発行日】2024-04-23

(54)【発明の名称】走行システム及び走行装置

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/242 20240101AFI20240416BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20240416BHJP

   G05D 1/69 20240101ALI20240416BHJP

【ＦＩ】

G05D1/242

G05D1/43

G05D1/69

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024012272

(22)【出願日】2024-01-30

【審査請求日】2024-01-30

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501041894

【氏名又は名称】チームラボ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116850

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 隆行

(74)【代理人】

【識別番号】100165847

【弁理士】

【氏名又は名称】関 大祐

(72)【発明者】

【氏名】恩智 英治

(72)【発明者】

【氏名】周 暁航

(72)【発明者】

【氏名】小山 嘉

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１８７４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９６１０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１５４１７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／２４２

Ｇ０５Ｄ １／４３

Ｇ０５Ｄ １／６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の走行装置に既定の経路上を走行させるためのシステムであって、
前記経路上には複数の停車エリアが設けられており、
前記走行装置のそれぞれは、
前記経路上の指定点までの距離を測定するための測距部と、
前方の別の走行装置に近接していることを検知する検知部と、
所定のアルゴリズムに基づいて自己の走行装置の発進と停止を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
自己の走行装置が前記指定点に到達したか又は前方の別の走行装置に近接したことを検知したときに自己の走行装置を一時停止させ、
一時停止中に自己の走行装置から前記指定点までの距離を算出し、
前記指定点までの距離に基づいて自己の走行装置が属するグループを推定し、
前記グループの情報に基づいて自己の走行装置が前記停車エリアで停止するための停止情報を求め、
前記停止情報に基づいて自己の走行装置を前記停車エリアで停止させる
システム。

【請求項2】

前記制御部は、
前方の別の走行装置に近接したことを検知したことによって自己の走行装置を一時停止させた場合に、
自己の走行装置を前方の別の走行装置から所定の車間距離を保持して停止させ、
前記指定点までの距離、前記車間距離、及び走行装置の全長に基づいて前記指定点まで続く走行装置の列における自己の走行装置の順位を推定することによって、自己の走行装置が属するグループの番号を推定し、
前記グループの番号に基づいて自己の走行装置が前記停車エリアを通過する通過数を求め、当該通過数を過ぎた後に自己の走行装置を前記停車エリアで停止させる
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記システムは、前記指定点の近傍に設置された基地局を備え、
前記基地局は、電波信号、音波信号、又は光信号の無線信号を発信しており、
前記走行装置の前記制御部は、前記測距部により受信した前記無線信号に基づいて自己の走行装置から前記指定点までの距離を算出する
請求項１又は請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記停車エリアは、前記走行装置に搭載されているバッテリを充電するための充電器を含む
請求項１又は請求項２に記載のシステム。

【請求項5】

前記走行装置の数は、前記停車エリアの数よりも多く、
前記停車エリアの数は、前記グループの数と同じか又は前記グループの数よりも多い
請求項１又は請求項２に記載のシステム。

【請求項6】

前記走行装置は、外部のコンピュータからの制御を受けず、前記アルゴリズムのみに基づいて発進と停止の制御が行われる
請求項１又は請求項２に記載のシステム。

【請求項7】

複数の停車エリアが設けられてる既定の経路上を走行可能な走行装置であって、
前記経路上の指定点までの距離を測定するための測距部と、
前方の別の走行装置に近接していることを検知する検知部と、
所定のアルゴリズムに基づいて自己の走行装置の発進と停止を制御する制御部を有し、
前記制御部は、
自己の走行装置が前記指定点に到達したか又は前方の別の走行装置に近接したことを検知したときに自己の走行装置を一時停止させ、
一時停止中に自己の走行装置から前記指定点までの距離を算出し、
前記指定点までの距離に基づいて自己の走行装置が属するグループを推定し、
前記グループの情報に基づいて自己の走行装置が前記停車エリアで停止するための停止情報を求め、
前記停止情報に基づいて自己の走行装置を前記停車エリアで停止させる
走行装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自律走行可能な複数の走行装置を規定の経路上に沿って走行させるためのシステムに関する。また、本発明は、自律走行可能な走行装置それ自体にも関する。

【背景技術】

【0002】

本願出願人は、以前より、予め敷設されたレーンを走行するモータ駆動の走行装置を提案している（特許文献１）。この特許文献１に記載の走行装置は、レーンの左右に設けられた側壁に接触しながら走行することが想定されている。

【0003】

その他にも、従来から、走行面に描かれた軌道に沿って自律走行する走行玩具が知られている（例えば特許文献２）。特許文献２に記載の走行玩具は、走行面に描かれた軌道を検知するためのフォトセンサ（光学センサ）を備えており、このフォトセンサによって走行面からの反射光に基づいて軌道を光学的に検出するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第７３６５０８４号公報

【文献】特開２００６－１８１２４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１や特許文献２に示された走行装置を、既定の経路上で複数台連続的に走行させ続けることを考える。その場合は、例えば、経路上の各所に充電エリアを設けておき、走行装置を定期的に充電エリアで停止させ、ワイヤレス方式の充電器で走行装置に搭載されたバッテリを充電して、走行を再開させることが有効である。このように充電のための停止と発進とを自動的に繰り返すことで、各走行装置は経路上を走行し続けることが可能となる。

【0006】

このように走行装置を自律走行させる場合には、コントロールセンターのような上位の制御局を設けておき、この制御局から全ての走行装置に対して停止と発進に関わる制御指令を送信し、この指令に基づいて走行装置の走行状態を制御することが一般的であると考えられる。しかしながら、上位の制御局によって全ての走行装置の走行状態を制御する場合、例えば各走行装置が自己の位置や充電残量などの報告を上位の制御局に行ったり、制御局が各走行装置に対して充電エリアを指定する命令を送信したりするなど、走行装置と制御局との間で情報の送受信を頻繁に行う必要がある。その結果、システム全体の通信データ量が自ずと増えてしまい、通信スピードが非常に早い環境でないと、走行装置の制御処理が追いつかないという問題が発生する。特に走行装置の数が多いと通信の負担が膨大になるため、そのようなシステムの実現はより困難となる。例えば通信環境の悪い室内において走行装置を密集して走行させるような場合には、全ての走行装置を上位の制御局によって中央管理することは現実的ではない。

【0007】

一方で、上記のような通信データ量の問題から、上位の制御局により走行装置を制御することを断念し、各走行装置をそれぞれ独自に走行させることも検討される。しかしながら、その場合には、各走行装置は他の走行装置の状況を把握することができなくなるため、どの充電エリアで停止すればよいのかを独自に判断することが難しいという問題が発生する。特に、既定の経路上に充電エリアを設けた場合、それぞれの走行装置が勝手に充電エリアで停止すると、その後続の走行装置の障害となってしまい、後続の走行装置と衝突したり、後続の走行装置が停止中の走行装置を超えて前に進めなくなる。また、多数の走行装置が重複して１つの充電エリアで停止しようとすると、充電エリアに一度に停止できる走行装置の許容値を超えることも懸念される。なお、走行装置を充電エリアで停止させる場合に限らず、走行装置を経路上の所定の停車エリアで適宜停止させて、経路上にて走行装置を適度に分散して走行させるといったような場合にも同様の問題が発生し得る。

【0008】

そこで、本発明は、既定の経路上で複数の走行装置を走行させる場合に、上位の制御局からの制御に依らずに、各走行装置を適切に停車エリアにて停止させることを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の発明者は、上記の問題を解決する手段について鋭意検討した結果、複数の走行装置を複数の停車エリアに分散して停止させることのできるアルゴリズムを開発し、このアルゴリズムを走行装置のそれぞれに搭載しておくことで、上位の制御局からの制御に依らずに、各走行装置を適切に停車エリアに停止させることができるようになるという知見を得た。そして、本発明者は、このような知見に基づけば上記の問題を解決できることに想到し、本発明を完成させた。

【0010】

本発明の第１の側面は、複数の走行装置２０に既定の経路１０上を走行させるためのシステム１００に関する。この経路１０上には、複数の停車エリアＡＲが設けられている。なお、この経路１０は、経路１０の左右両側に側壁を設けておき、走行装置２０をこの側壁に接触させながら走行させるものであってもよいし、それに代えて、経路１０上に誘導線を引いておき、この誘導線に沿って走行装置２０を走行させるものであってもよい。複数の走行装置２０は、それぞれは測距部、検知部、及び制御部を有する。測距部は、経路１０上の指定点Ｐまでの距離を測定するための要素である。測距部としては、例えば電波信号を受信する無線モジュールや、音波信号を受信するマイクロフォン、光信号を受信する光センサを利用できる。検知部は、前方の別の走行装置に近接していることを検知する。制御部は、所定のアルゴリズムに基づいて自己の走行装置の発進と停止を制御する。具体的には、制御部は、自己の走行装置２０が指定点Ｐに到達したか又は前方の別の走行装置２０に近接したことを検知したときに自己の走行装置２０を一時停止させる。次に、制御部は、一時停止中に自己の走行装置２０から指定点Ｐまでの距離を算出する。次に、制御部は、自己の走行装置２０から指定点Ｐまでの距離に基づいて自己の走行装置２０が属するグループを推定する。次に、制御部は、ここで推定したグループの情報に基づいて自己の走行装置が停車エリアＡＲで停止するための停止情報を求める。そして、制御部は、この停止情報に基づいて自己の走行装置を停車エリアＡＲで停止させる。このように、走行装置２０のそれぞれに発進と停止を制御するためのアルゴリズムを実装することで、各走行装置は、上位の制御局と通信しなくても適切に停車エリアＡＲに停止できるようになる。

【0011】

なお、本発明に係る走行装置２０は、指定点検出部をさらに備えていてもよい。指定点検出部は、経路１０を走行中に走行装置２０が指定点Ｐに到達したことを検出する。指定点の検出方法は特に制限されないが、例えば光学式（可視光、紫外線、赤外線を含む）のセンサによって経路１０に付与された指定点Ｐを示すマーカを読み取ったり、集音装置（マイク）によって指定点Ｐ付近から放出されている音（超音波を含む）と取得したり、磁気センサによって指定点Ｐから発生している磁気を検出したりする方法が挙げられる。その他にも、バーコードや、ＱＲコード（登録商標）、近距離無線通信（ＮＦＣ）、Bluetooth（登録商標）、Quuppa（登録商標）などの無線位置特定技術を利用して、走行装置２０は経路１０上の指定点Ｐを特定することができる。

【0012】

本発明に係るシステム１００において、走行装置２０の制御部が、前方の別の走行装置２０に近接したことを検知したことによって自己の走行装置２０を一時停止させた場合について考える。この場合、制御部は、自己の走行装置２０を前方の別の走行装置２０から所定の車間距離を保持して停止させる。そして、制御部は、指定点Ｐまでの距離、車間距離、及び走行装置２０の全長に基づいて、指定点Ｐまで続く走行装置２０の列における自己の走行装置２０の順位を推定することによって、自己の走行装置２０が属するグループの番号を推定することが好ましい。また、制御部は、このグループの番号に基づいて自己の走行装置２０が停車エリアＡＲを通過する通過数（ｎ）を求め、当該通過数（ｎ）を過ぎた後に自己の走行装置を停車エリアＡＲで停止させると良い。これにより、各走行装置２０をそれぞれ重複させずに、適切な停車エリアＡＲに停止させることができる。

【0013】

本発明に係るシステム１００は、指定点Ｐの近傍に設置された基地局３０をさらに備えることが好ましい。この基地局３０は、電波信号、音波信号、又は光信号といった無線信号を発信している。この場合、走行装置２０の前記制御部は、測距部により受信した無線信号に基づいて自己の走行装置２０から指定点Ｐまでの距離を算出することが好ましい。これにより、簡単な構成で走行装置２０から指定点Ｐまでの距離を効率良く算出できる。

【0014】

本発明に係るシステム１００において、停車エリアＡＲは、走行装置２０に搭載されているバッテリ２５を充電するための充電器４０を含むことが好ましい。充電器４０は、有線又は無線のどちらでもよいが、走行装置２０に充電用のケーブルを差し込む手間を省略するために、無線充電方式のものを採用することが好ましい。これにより、停車エリアＡＲに停車中の走行装置２０を充電することができる。

【0015】

本発明に係るシステム１００において、走行装置２０の数は、停車エリアＡＲの数よりも多いことが好ましい。また、停車エリアＡＲの数は、グループの数と同じか又はグループの数よりも多いことが好ましい。本発明に係るシステム１００は、このような条件下であっても、各走行装置２０を効率良く停車エリアＡＲにて分散して停止させることができる。

【0016】

本発明に係るシステム１００において、走行装置２０は、外部のコンピュータ（上位の制御局）からの制御を受けず、所定のアルゴリズムのみに基づいて発進と停止の制御が行われることが好ましい。これにより、例えば室内などの通信状態の悪い環境下においても、各走行装置２０を適切に停車エリアＡＲにて停止させることができる。

【0017】

本発明の第２の側面は、走行装置２０そのものに関する。走行装置２０は、複数の停車エリアＡＲが設けられてる既定の経路１０上を走行可能である。走行装置２０は、経路１０上の指定点Ｐまでの距離を測定するための測距部と、前方の別の走行装置２０に近接していることを検知する検知部と、所定のアルゴリズムに基づいて自己の走行装置２０の発進と停止を制御する制御部を有する。制御部は、自己の走行装置２０が指定点Ｐに到達したか又は前方の別の走行装置２０に近接したことを検知したときに自己の走行装置２０を一時停止させる。制御部は、一時停止中に自己の走行装置２０から指定点Ｐまでの距離を算出する。制御部は、指定点Ｐまでの距離に基づいて自己の走行装置２０が属するグループを推定する。制御部は、グループの情報に基づいて自己の走行装置２０が停車エリアＡＲで停止するための停止情報を求める。制御部は、停止情報に基づいて自己の走行装置２０を停車エリアＡＲで停止させる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、既定の経路上で複数の走行装置を走行させる場合に、上位の制御局からの制御に依らずに、各走行装置を適切に停車エリアにて停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、所定の経路上を自律走行する走行装置の例を示した模式図である。

【図2】図２は、経路の構成要素を示した分解斜視図である。

【図3】図３は、走行装置の構成要素の例を示したブロック図である。

【図4】図４は、走行装置に実装されたアルゴリズムの例を示したフロー図である。

【図5】図５は、自由走行ステップ（Ｓ１）と算出ステップ（Ｓ２）を模式的に示している。

【図6】図６は、通過ステップ（Ｓ３）と停車ステップ（Ｓ４）を模式的に示している。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を用いて本発明を実施するための形態について説明する。本発明は、以下に説明する形態に限定されるものではなく、以下の形態から当業者が自明な範囲で適宜変更したものも含む。

【0021】

図１は、本発明に係る走行システム１００において、所定の経路１０（レーン）の上を走行装置２０が走行する様子を示している。走行装置２０は、車体の駆動機構から推進力を得て経路１０に沿って走行する。この経路１０は、走行面の左右両側に側壁が設けられており、走行装置２０の車体はこのレーンの側壁に接触しながら進行する。これにより、走行装置２０はレーンの形状に沿って直進したりカーブしたりしながら前進することとなる。また、走行装置２０には発光機構が備わっている。また、走行装置２０は、車体の上部に取り付けられたドーム状のカバー２９を備える。このカバー２９は透明又は半透明であることから、カバー２９内に設けられた発光機構が発光すると、その光はカバー２９を透過して外部から視認される。

【0022】

次に、図２及び図３を参照して、走行装置２０の構成例について説明する。図２に示されるように、走行装置２０は、制御装置２１と２つのモータ２２を備える。各モータ２２は、この電子基板等を介して制御装置２１に電気的に接続されており、この制御装置２１による制御を受ける。各モータ２２には、それぞれ独立して駆動輪２３が取り付けられている。バッテリ２５から電力を供給して各モータ２２を駆動させることで駆動輪２３が回転し、これらの駆動輪２３が経路１０の路面に接することで走行装置２０は推進力を得る。本実施形態において、走行装置２０は、後輪駆動方式を採用しているため、各モータ２２は走行装置２０のシャーシの後方に搭載されている。図示した例では、走行装置２０の進行方向を基準として、第１のモータ２２（Ｒ）が右側の第１の駆動輪２３（Ｒ）を回転させるものとなり、第２のモータ２２（Ｌ）が左側の第２駆動輪２３（Ｌ）を回転させるものとなる。なお、走行装置２０は後輪駆動方式に限らず、前輪駆動方式としてもよい。

【0023】

各モータ２２としては、公知のものを採用することができる。具体的には、各モータ２２は、ステータ及びロータを含む回転部と、この回転部で得られた回転力を外部に出力するための出力軸（シャフト）を備える。また、各駆動輪２３も、公知のものを採用することができる。具体的には、各駆動輪２３は、金属製又はプラスチック製のホイール部材と、このホイール部材の外周に取り付けられた摩擦力の高いゴム製のタイヤ部材を備える。なお、タイヤ部材は、消耗品であることから、ホイール部材から取り外して適宜交換することが可能である。本実施形態では、各駆動輪２３のホイール部材が、各モータ２２の出力軸に直接固定されている。なお、ホイール部材と出力軸は、両者の間に生じる摩擦力で固定されていてもよいし、接着剤や溶接等の公知の固定手法を採用することとしてもよい。ただし、モータ２２の出力軸と車輪のホイール部材は、ギアやシャフト等の中間部品を介在させることによって連動させることも可能である。

【0024】

また、走行装置２０は、図２に示されるように、上記した各モータ２２に固定された各駆動輪２３に加えて、経路１０の路面に接触する一又は複数の従動輪２４を備える。この従動輪２４は、モータ２２等の駆動源には接続されておらず、走行装置２０の走行を補助するための車輪である。本実施形態において、従動輪２４は、走行装置２０のシャーシの前方の左右二箇所に配置されている。なお、走行装置２０の大きさ等に応じて従動輪２４の数を増減することもできる。

【0025】

また、走行装置２０は、バッテリ２５を備える。バッテリ２５は、一次電池であってもよいし、二次電池であってもよい。ただし、繰り返し充電可能とした方が運用効率が高いことから、バッテリ２５としては二次電池を採用することが好ましい。特に、本実施形態では、バッテリ２５を繰り返し自動的に充電することで、走行装置２０を連続的に走行させることを想定している。バッテリ２５の電力は、例えば制御装置２１や、各モータ２２や、センサ２７、及び発光素子２８に供給される。また、バッテリ２５の充電残量は、プロセッサ２１ａにより監視することとしてもよい。

【0026】

また、走行装置２０は、バッテリ２５を充電するための受電用コイル２６を備える。受電用コイル２６は、外部からの電磁誘導によって電力を受け取ることができる。例えば、走行装置２０が停車エリアＡＲに停止したときに、この停車エリアＡＲに設置された充電器４０が備える送電用コイルから、電磁誘導によって受電用コイル２６に電力が供給される。この受電用コイル２６で受け取った電力は、整流回路などを経由してバッテリ２５へと供給され、バッテリ２５は非接触式で充電される。このように、受電用コイル２６によって外部機器からワイヤレスで電力を受け取ることができ、バッテリ２５の充電が可能となる。

【0027】

また、走行装置２０は、図２に示されるように、センサ２７として、例えば経路上に描かれた指定点のマーカを読み取るための投光部２７ａと受光部２７ｂを備える。これらの投光部２７ａと受光部２７ｂは、制御装置２１に接続されており、検知情報を制御装置２１に伝達する。経路上の指定点を示すマーカは、例えば特定波長の光を反射するものである。このため、投光部２７ａと受光部２７ｂとしては、特定波長の光を誘導線１３に対して投光し、その反射光を受光することでマーカを検知することのできる光電センサを用いればよい。例えば指定点を示すマーカとして蛍光顔料が用いられている場合、投光部２７ａは、経路１０の走行面に対して紫外光（ブラックライト）を照射し、受光部２７ｂは、紫外光を受けてマーカの蛍光顔料から放射された可視光を受光する。受光部２７ｂは、マーカの蛍光顔料から可視光を受光すると、受光部２７ｂに対するマーカの相対位置などに関する情報を電気信号に変換して制御装置２１に伝達する。なお、本実施形態では、上記のように投光部２７ａと受光部２７ｂを指定点検出部として利用しているが、指定点Ｐを検出する手法はこれに限定されない。

【0028】

また、走行装置２０のセンサ２７は、図２に示されるように、近接センサ２７ｃをさらに含む。この近接センサ２７ｃは、自己の走行装置２０が、その前方の走行装置２０に対して所定距離以下まで近接したことを検知する。近接センサ２７ｃとしては、公知のものを用いることができる。近接センサ２７ｃは、例えば、赤外線センサやミリ波レーダー、超音波センサ等を用いることができる。これらのセンサは、自己の走行装置２０の前方に他の走行装置２０が存在する場合、その距離を計測することが可能である。具体的には、赤外線センサは赤外線を送信してその反射光を計測する。ミリ波レーダーは電波を送信してその反射波を計測する。超音波センサは音波を送信してその反射音を計測する。このような遠隔計測センサを近接センサ２７ｃとして用いて、前方の走行装置２０との距離が所定距離以下に近づいたことを検知した場合、走行装置２０間の衝突を防止するために、走行装置２０は、前方の走行装置２０に対して所定の車間距離を確保して自動的に停止する。

【0029】

また、走行装置２０は、図２に示されるように、一又は複数の発光素子２８をさらに備えていてもよい。複数の発光素子２８は、電子基板等を介して制御装置２１に電気的に接続されており、この制御装置２１による制御を受ける。また、走行装置２０のカバー２９は、透明又は半透明であることから、発光素子２８が発光すると、その光はカバー２９を透過して外部から視認される。カバー２９としては、例えば公知のポリカーボネート素材やシリコン素材を用いることができる。さらに、カバー２９は、ハーフミラーによって構成されていてもよい。ハーフミラーは、その内部から外部へ向かう光を透過し、外部から内部へ向かう光は反射する。この場合、例えばシリコン部材からなるカバー２９の内面にハーフミラーのフィルムを貼付すればよい。

【0030】

図３は、制御装置２１を中心とした制御系を示したブロック図である。図６に示した例において、制御装置２１は、プロセッサ２１ａ、メモリ２１ｂ、無線モジュール２１ｃ、駆動制御回路２１ｄ、センサ制御回路２１ｅ、及び発光制御回路２１ｆを含む。プロセッサ２１ａの例は、公知のＣＰＵやその他の制御回路である。プロセッサ２１ａは、メモリ２１ｂに記憶されている所定のアルゴリズム（プログラム）やデータに従って所定の演算処理を行い、その演算結果をメモリ２１ｂの作業空間に書き出しながら各種の制御処理を実行する。メモリ２１ｂは、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリや、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成され、上記したプロセッサ２１ａによる演算処理に利用される。本実施形態において、プロセッサ２１ａは、メモリ２１ｂに記憶されたプログラムを読み出し、このプログラムに従って、各モータ２２を駆動させたり、各発光素子２８を発光させるための処理を行う。

【0031】

無線モジュール２１ｃは、経路１０上の指定点Ｐの直ぐ傍に設置された基地局３０（図５，図６参照）から発信されている無線信号を受信する。プロセッサ２１ａは、無線モジュール２１ｃが受信した無線信号の強度に基づいて、自己の走行装置２０から指定点Ｐ（厳密には基地局３０）までの距離を算出できる。具体的には、指定点Ｐの位置での基地局３０の受信電波強度を予め測定しておき、その強度を参照値として走行装置２０のメモリ２１ｂに記憶しておく。次に、実際に走行装置２０の無線モジュール２１ｃが基地局３０から受信した電波強度を測定する。そして、メモリ２１ｂに保存してある電波強度（参照値）と実際に測定した電波強度との差分を算出する。この差分は、基地局３０からの距離に反比例することから、予めこの差分と距離の関係を実験的に求めておくことで、算出した差分に基づいて走行装置２０から指定点Ｐまでの実際の距離を特定できる。基地局３０が発信する電波は、２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ、又はＳｕｂ１Ｇｈｚなどの公知の無線規格に準じたものとすればよい。

【0032】

駆動制御回路２１ｄは、プロセッサ２１ａの制御命令に基づいて、モータ２２（Ｒ，Ｌ）が所定の回転条件（回転速度、回転方向等）で駆動するように、バッテリ２５から電力を各モータ２２に供給する回路である。なお、各モータ２２の回転方向を切り替えることで、走行装置２０の前進と後退を切り替えることもできる。また、この駆動制御回路２１ｄは、第１のモータ２２（Ｒ）及び第２のモータ２２（Ｒ）をそれぞれ独立して制御することが可能である。

【0033】

センサ制御回路２１ｅは、プロセッサ２１ａの制御命令に基づいて、バッテリ２５から電力をセンサ２７に供給してそのオンオフを制御したり、受光部２７ｂや近接センサ２７ｃにより得られた情報（電気信号）をプロセッサ２１ａに伝達する回路である。プロセッサ２１ａは、例えば、受光部２７ｂによって検知された経路１０上の指定点を示すマーカの位置情報に基づいて、モータ２２を停止するための制御命令を生成し、駆動制御回路２１ｄに出力する。また、プロセッサ２１ａは、例えば、近接センサ２７ｃによって前方の走行装置２０の近接状態が検知されたときに、モータ２２を停止するための制御命令を生成し、駆動制御回路２１ｄに出力する。また、プロセッサ２１ａは、近接センサ２７ｃによって前方の走行装置２０の離脱が検知されたときに、モータ２２を再度駆動するための制御命令を生成し、駆動制御回路２１ｄに出力する。

【0034】

発光制御回路２１ｆは、プロセッサ２１ａの制御命令に基づいて、各発光素子２８が所定の発光条件（発光色、明度等）で発光するように、バッテリ２５から電力を各発光素子２８に供給する回路である。この発光制御回路２１ｆは、各発光素子２８をそれぞれ独立して制御することが可能である。

【0035】

続いて、図４から図６を参照して、経路１０上を走行する複数の走行装置２０がそれぞれ独自にバッテリ充電用の停車エリアＡＲで停止する判断を行うためのアルゴリズムについて説明する。図５及び図６に示されるように、経路１０上に設けられた指定点Ｐの近傍には基地局３０が設置されており、この基地局３０からは前述したとおり電波による無線信号が発せられている。ただし、この基地局３０は、単純に無線信号（電波）を発信しているだけであり、走行装置２０に対しては停車や発進等に関わる制御命令は何ら提供していない。複数の走行装置２０は、それぞれに実装されたアルゴリズムに基づいて自身が停止すべき停車エリアＡＲを独自に判断する。それにも関わらず、本実施形態では、一つの停車エリアＡＲの収容台数以上の走行装置２０が集中して停止したり、走行装置２０同士が経路１０で衝突したりすることなく、すべての走行装置２０を円滑に複数の停車エリアＡＲ（バッテリ充電用）に分散して停止させることができる。図３は、これを実現するために各走行装置２０に実装されたアルゴリズムの例を示している。図３に示されるように、走行装置２０によって実行される処理のフローは、大きく分けて自由走行ステップ（Ｓ１）、算出ステップ（Ｓ２）、通過ステップ（Ｓ３）、及び停車ステップ（Ｓ４）を含む。自由走行ステップ（Ｓ１）の概要は図５（ａ）に、算出ステップ（Ｓ２）の概要は図５（ｂ）に、通過ステップ（Ｓ３）の概要は図６（ｃ）に、停車ステップ（Ｓ４）の概要は図６（ｄ）に、それぞれ示されている。

【0036】

まず、自由走行ステップ（Ｓ１）は、次の算出ステップ（Ｓ２）に入るまでの間、複数の走行装置２０が経路１０に沿って自由に走行するステップである。自由走行ステップでは、まず、複数の走行装置２０がそれぞれ発進する（Ｓ１－１）。各走行装置２０は、所定の停止条件を満たすまで経路１０に沿って走行し続けることとなる。

【0037】

本実施形態において、走行装置２０が一時停止する条件は２つである。第１の停止条件としては、走行装置２０が経路１０に設けられた指定点Ｐに到達したとき、その走行装置２０はその指定点Ｐで一時停止する（Ｓ１－２，Ｓ２－１）。指定点Ｐには、例えばそこが指定点Ｐであることを示すマーカ（図５等において▲で示している）が経路１０に設けられている。走行装置２０は、例えばセンサ２７（投光部２７ａと受光部２７ｂ）によってこのマーカを検知すると、その場で一時停止する。第２の停止条件としては、ある走行装置２０が近接センサ２７ｃによって前方の走行装置２０に所定距離以下まで近接していることを検知したときに、その走行装置２０はその場で一時停止する（Ｓ１－３，Ｓ２－１）。図６（ｂ）に示した例では、複数の走行装置２０は列をなして一時停止しているが、その列の先頭の走行装置２０（０番）は、指定点Ｐに到達したことより第１の停止条件によって一時停止している。一方、先頭よりも後方に続く複数の走行装置２０は、前方の走行装置２０に所定距離以下まで近接したことを検知したことにより第２の停止条件によって一時停止していることとなる。このようにして一時停止した走行装置２０は、次の算出ステップ（Ｓ２）へと移行する。

【0038】

なお、先頭の走行装置２０が指定点Ｐに到達したこと以外にも、何らかの原因によって２つの走行装置２０の車間距離が所定距離以下となり、走行装置２０が第２の停止条件によって一時停止することもあるが、その場合も一時停止した走行装置２０は算出ステップ（Ｓ２）へと移行する。ただし、算出ステップ（Ｓ２）へと移行した後、前方の車両が後方の車両から離脱し、２つの走行装置２０の車間距離が所定距離以上となったときには、算出ステップ（Ｓ２）は中止され、再び自由走行ステップ（Ｓ１）へと戻ることになる。なお、その際に走行装置２０は計算結果を破棄する。このようにすれば、２つの走行装置２０が経路１０で衝突することを回避できる。

【0039】

なお、指定点Ｐに到達した走行装置２０は、必ずしも無条件に一時停止させる必要はなく、例えば走行装置２０に搭載されているバッテリ２５の充電残量が所定値以下となっている状態で指定点Ｐに到達した場合に限り、走行装置２０を指定点Ｐで一時停止させることとしてもよい。走行用の経路１０が短い場合など、走行装置２０が短期間の間に繰り返し指定点Ｐを通過する場合も考えられるが、その度に指定点Ｐ上で走行装置２０を停止させることは非効率である。このため、第１の停止条件の付加条件として、バッテリ２５の充電残量が所定値以下となっていることを加えることとしてもよい。

【0040】

続いて、算出ステップ（Ｓ２）は、走行装置２０がそれぞれ自己の一時停止している位置に基づいて停車エリアＡＲを通過する数を求めるステップである。前述の通り、走行装置２０は、第１の停止条件又は第２の停止条件を満たしたときにその場で一時停止して、算出ステップに移行する（Ｓ２－１）。算出ステップ（Ｓ２）では、まず、走行装置２０は、それぞれ指定点Ｐまでの距離を算出する（Ｓ２－２）。指定点Ｐの近傍に設置された基地局３０からは無線信号が発信されており、各走行装置２０はこの無線信号を受信して、その信号強度を測定することにより指定点Ｐまでの距離を算出することができる。なお、図５（ｂ）に示されるように、第１の停止条件により指定点Ｐで一時停止している先頭の走行装置２０は、指定点Ｐまでの距離はゼロとなる。それ以降の走行装置２０もそれぞれ指定点Ｐまでの距離を算出する。

【0041】

次に、各走行装置２０は、指定点Ｐまでの距離を利用して、指定点Ｐ上で停止している走行装置２０を先頭とする列における自己の順位を推定する（Ｓ２－３）。具体的には、各走行装置２０は、以下の式１により自己の順位を推定できる。
［式１］順位＝指定点Ｐまでの距離／（車間距離＋走行装置の全長）
なお、上記式１より算出された解の小数点以下は切り捨てればよい。

【0042】

上記式１において、「指定点Ｐまでの距離」は変数であり、Ｓ２－２で算出した距離を代入する。なお、「車間距離」とは２つの走行装置２０の間の１つ分の車間距離であり、「走行装置の全長」とは１台分の走行装置２０の進行方向の長さである。車間距離と走行装置の全長は定数であり、走行装置２０のメモリ２１ｂに予め保存されている固定値を読み出せばよい。これにより、走行装置２０は自己の順位を推定できる。図５（ｂ）に示した例では、先頭から合計１０台の走行装置２０が列をなしているが、先頭の走行装置２０の順位は「０」となる。それ以降の残り９台の走行装置２０の順位は、それぞれ「１」、「３」、「４」、「５」、「６」、「８」、「９」、「１０」、「１１」となっている。この例では、「２」と「７」の順位が抜けているが、各走行装置２０から指定点Ｐまでの距離にバラツキがあるため、順位の推定に誤差が生じる場合がある。ただし、本実施形態のアルゴリズムの優れた点として、このような誤差を許容することができる。

【0043】

次に、各走行装置２０は、Ｓ２－３で求めた順位を利用して、自己が属するグループの番号を推定する（Ｓ２－４）。例えば、図５（ｂ）に示した例では、１０台の走行装置２０が列をなして一時停止しているが、１つのグループに最大３台の走行装置２０が属することができ、またこのようなグループを最大５つ作成することができるようになっている。具体的には、順位０～２番の走行装置２０はグループＧ０に属し、順位３～５番の走行装置２０はグループＧ１に属し、順位６～８番の走行装置２０はグループＧ２に属し、順位９～１１番の走行装置２０はグループＧ３に属し、順位１２～１４番の走行装置２０はグループＧ４に属することが予め定められている。このように、この例では、１つのグループに属することのできる最大の台数が３台となっているが、この最大台数は経路１０の１つの停車エリアＡＲに停止させることのできる収容台数と一致させるか、この収容台数よりも少なくするとよい。また、この例では、最大のグループ数は５であるが、最大グループ数は経路１０上の停車エリアＡＲの数と一致させるか、停車エリアＡＲの数よりも少なくするとよい。なお、図５（ｂ）に示した例では走行装置２０の台数は１０台に限られているため、グループＧ４は作成されない。

【0044】

各走行装置２０は、Ｓ２－３で求めた順位が決まると、以下の［式２］により自己が属するグループの番号を推定できる。
［式２］グループ番号＝順位／１つのグループに属する台数
なお、上記式２より算出された解の小数点以下は切り捨てればよい。
例えば、１つのグループに属する台数は３台であるため、順位１１番の走行装置２０の場合は、１１／３＝３．６６となり、グループ番号は「３」（Ｇ３）となる。

【0045】

次に、各走行装置２０は、Ｓ２－３で求めたグループ番号を利用して、再発進した後に通過する停車エリアの数（通過数）を算出する（Ｓ２－５）。通過数は、例えば以下の式３により求めることができる。
［式３］通過数＝最大グループ数－自己のグループ番号
例えば、図５に示した例では最大グループ数は５であるため、グループ番号「０」（Ｇ０）の通過数は５となり、グループ番号「４」（Ｇ４）の通過数は１となる。なお、通過数は上記式３により計算で求めるのではなく、予め各グループに対して通過数を対応付けおき、その対応データを走行装置２０のメモリ２１ｂ等に記憶しておくこととしてもよい。このようにして通過数の算出が終わると、各走行装置２０は次の通過ステップ（Ｓ３）へと移行する。

【0046】

続いて、通過ステップ（Ｓ３）は、走行装置２０が再発進して、算出ステップ（Ｓ２）で求めた通過数分の停車エリアＡＲを通過するステップである。通過ステップ（Ｓ３）では、まず、通過数の算出を終えた走行装置２０がそれぞれ再発進する（Ｓ３－１）。再発進後にそれぞれの走行装置２０は、指定点Ｐを通過する。

【0047】

その後、各走行装置２０は、経路１０上を進行しながら、通過した停車エリアＡＲの数をカウントし（Ｓ３－２）、通過した停車エリアＡＲの数が自己の通過数に達したか否かを判断する（Ｓ３－３）。走行装置２０が停車エリアＡＲの数をカウントする方法としては、例えば、各停車エリアＡＲに走行装置２０のセンサ２７（投光部２７ａ，受光部２７ｂ）によって読み取り可能なマーカを設けておき、センサ２７がこのマーカを読み取ったときに、走行装置２０は停車エリアＡＲに到達したものとしてカウントしてもよい。また、例えば、停車エリアＡＲに設けられた充電器４０から走行装置２０に電力が供給されたときに、走行装置２０は停車エリアＡＲに到達したものとしてカウントしてもよい。このようにして、停車エリアＡＲを通過した数が自己の通過数分に達するまで、各走行装置２０は経路１０上を走行し続ける。通過数分のカウントが終了すると、各走行装置２０は次の停車ステップ（Ｓ４）へと移行する。

【0048】

停車ステップ（Ｓ４）は、各走行装置２０が停車エリアＡＲにて再停止するステップである。このとき、停車エリアＡＲに充電器４０が設けられている場合には、その充電器４０から走行装置２０に対して電力が供給され、走行装置２０に搭載されたバッテリ２５が充電される。まず、各走行装置２０は、通過ステップ（Ｓ３）において停車エリアＡＲを通過した数が自己の通過数分に達すると、その次の停車エリアＡＲで停止する（Ｓ４－１）。例えば、グループＧ０に属する走行装置２０の通過数は５であるため、このグループＧ０の走行装置２０は５箇所の停車エリアＡＲを通過し終えると、その次の６箇所目の停車エリアＡＲにて停止する。他のグループに属する走行装置２０も同様である。

【0049】

図６（ｄ）では、すべての走行装置２０が停車エリアＡＲに停止した状態を示している。この図に示されるように、複数の走行装置２０の複数の停車エリアＡＲに分散して停止しているため、一つの停車エリアＡＲの収容台数を超えて走行装置２０が集中することはない。また、停車エリアＡＲ上に停止している走行装置２０が、その後続の走行装置２０の走行の妨げになることもない。

【0050】

その後、停車エリアＡＲにて停止した走行装置２０は、それぞれ所定時間が経過するまでその停車エリアＡＲで待機する（ステップＳ４－２）。図５及び図６に示した例において、各停車エリアＡＲには充電器４０が設けられており、この充電器４０は電磁誘導によって電力を供給するための送電用コイル（図示省略）を備える。停車エリアＡＲで停止した走行装置２０は、その待機時間中、各停車エリアＡＲの充電器４０の送電用コイルから供給された電力を受電用コイル２６によって受け取り、その電力を整流回路などを経由してバッテリ２５へと供給する。これにより、走行装置２０が停車エリアＡＲにて待機している間、バッテリ２５が非接触で充電される。走行装置２０を停車エリアＡＲで待機させる時間は適宜調整可能であるが、例えば３０秒～５分程度とするとよい。

【0051】

停車エリアＡＲでの所定時間の待機を終えると、各走行装置２０は発進し、再び自由走行ステップ（Ｓ１）に移行する。停車ステップ（Ｓ４）から自由走行ステップ（Ｓ１）に移行する際に、各走行装置２０これまでの計算結果を破棄する。このようにして、各走行装置２０は、すべて自己判断及び自己計算にて自由走行ステップ（Ｓ１）から停車ステップ（Ｓ４）を繰り返す。これにより、各走行装置２０は、適時バッテリ２５の充電を行いながら、経路１０上で走行し続けることが可能となる。各走行装置２０は、自己に実装されたアルゴリズムに従って走行と停止を行うものの、このアルゴリズムによれば、停車エリアＡＲの収容台数を超えて走行装置２０が集中することや、停止中の走行装置２０が後続の走行装置２０の走行を妨げることなどを回避することができる。また、このアルゴリズムは、各走行装置２０による距離の測定や計算に多少の誤差があったとしても、それを許容することができるため、システム全体の走行装置２０の流れを適切に維持することができる。

【0052】

以上、本願明細書では、本発明の内容を表現するために、図面を参照しながら本発明の実施形態の説明を行った。ただし、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本願明細書に記載された事項に基づいて当業者が自明な変更形態や改良形態を包含するものである。

【0053】

例えば、前述した実施形態では、走行装置２０の走行制御手段として、２つのモータ２２を独立して制御することにより走行装置２０の進行方向を調整するという手段を採用した。ただし、走行装置２０の走行制御手段はこれに限られない。例えば、駆動輪２３（後輪）を回転させるモータ２２の他に、一又は複数の従動輪２４（前輪）の向き（ヨー角）を回動させるための操舵用モータを設け、この操舵用モータで従動輪の向きを制御することにより、走行装置２０全体の進行方向を調整することも可能である。走行装置２０の進行方向は従動輪２４の向きによって決まることとなる。なお、この場合、駆動輪２３（後輪）を回転させる２つのモータ２２を独立制御する必要はなく、単純に同じ回転数かつ同じ回転方向とすればよい。その他、走行装置２０の走行制御手段は公知のものを採用することが可能である。

【0054】

また、例えば、前述した実施例では、各停車エリアＡＲに充電器４０を設けることとしているが、必ずしも停車エリアＡＲに充電器４０を設ける必要はない。例えば、複数の走行装置２０が経路１０上を連続的走行していると、各走行装置２０の速度差などによって部分的に走行装置２０が密集したり、反対に走行装置２０の間が離れすぎたりすることがある。このとき、本発明により、各走行装置２０を一時停止させた後、経路１０上に設けられた停車エリアＡＲに分散させてそこで一時的に待機させることで、経路１０上において走行装置２０が走行する間隔を適度に調整することができる。

【符号の説明】

【0055】

１０…経路 １１…鏡面
１２…フィルム １３…誘導線
２０…走行装置 ２１…制御装置
２１ａ…プロセッサ ２１ｂ…メモリ
２１ｃ…無線モジュール ２１ｄ…駆動制御回路
２１ｅ…センサ制御回路 ２１ｆ…発光制御回路
２２…モータ ２３…駆動輪
２４…従動輪 ２５…バッテリ
２６…受電用コイル ２７…センサ
２７ａ…投光部 ２７ｂ…受光部
２７ｃ…近接センサ ２８…発光素子
２９…カバー ３０…基地局
４０…充電器 １００…走行システム
ＡＲ…停車エリア Ｐ…指定点

【要約】

【課題】上位の制御局からの制御に依らずに複数の走行装置を適切に既定経路上の複数の停車エリアにて停止させる。
【解決手段】複数の走行装置２０は、それぞれ、既定の経路１０上の指定点Ｐまでの距離を測定するための測距部と、前方の別の走行装置２０に近接していることを検知する検知部と、所定のアルゴリズムに基づいて発進と停止を制御する制御部を有する。制御部は、自己の走行装置２０が指定点Ｐに到達したか又は前方の別の走行装置２０に近接したことを検知したときに自己の走行装置２０を一時停止させ、一時停止中に指定点Ｐまでの距離を算出し、指定点Ｐまでの距離に基づいて自己の走行装置２０が属するグループを推定し、グループの情報に基づいて停車エリアＡＲで停止するための停止情報を求め、停止情報に基づいて自己の走行装置２０を停車エリアＡＲで停止させる。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】