特許 7559542 搬送システムおよび搬送方法

(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】2024-09-24

(45)【発行日】2024-10-02

(54)【発明の名称】搬送システムおよび搬送方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240925BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020212894

(22)【出願日】2020-12-22

(65)【公開番号】P2021128755

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2023-10-11

(31)【優先権主張番号】P 2020020966

(32)【優先日】2020-02-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】堀田 周平

(72)【発明者】

【氏名】鈴本 悠輝

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１９－５３４８２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１６０４１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／００－１／８７

Ｂ６５Ｇ １／００－１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷物台と、前記荷物台に載置された物体を搬送する走行体と、を備える搬送システムであって、
前記荷物台は、指標を備え、
前記走行体は、
前記荷物台の位置を含む地図情報と、前記走行体の位置を示す自己位置情報と、を記憶する記憶部と、
前記指標を検出して、前記指標と前記走行体との相対位置を示すデータを取得する環境認識部と、
前記相対位置と前記地図情報とに基づいて、前記自己位置情報を更新する自己位置更新部と、を備え、
前記荷物台に載置された物体の下方に、前記走行体が走行可能な空間が形成され、
前記指標は、前記空間に接する位置に設けられる、
搬送システム。

【請求項2】

前記指標は、光を反射する素材から形成され、
前記環境認識部は、光を射出して、前記指標から反射された光を検出して、前記指標との間の距離を測定する、
請求項１に記載の搬送システム。

【請求項3】

情報処理装置をさらに備え、
前記情報処理装置は、
前記地図情報に基づいて、走行する経路を示す経路情報を生成し、生成された経路情報を前記走行体に送信し、
前記走行体は、
前記経路情報を受信する通信部と、
前記経路情報に基づいて走行する駆動制御部と、をさらに備える、
請求項１または２に記載の搬送システム。

【請求項4】

前記荷物台は、
前記荷物台に載置された物体を検出するセンサと、
前記物体が検出されたことを示す信号を前記情報処理装置に送信する通信器と、を備える、
請求項３に記載の搬送システム。

【請求項5】

荷物台に載置された物体を搬送する走行体が、
前記荷物台の位置を含む地図情報と、前記走行体の位置を示す自己位置情報と、を記憶し、
前記荷物台に備えられた指標を検出して、前記指標と前記走行体との相対位置を示すデータを取得し、
前記相対位置と前記地図情報とに基づいて、前記自己位置情報を更新し、
前記荷物台に載置された物体の下方に、前記走行体が走行可能な空間が形成され、
前記指標は、前記空間に接する位置に設けられる、
搬送方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、搬送システムおよび搬送方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、物流倉庫等において、コンベアや、決められた軌道に沿って走行する無人搬送車等を使って、棚に保管された物品を出庫場所まで移動させる方法が知られている。

【0003】

例えば、回収指示を受けてウェハを回収して、回収したウェアキャリアＢＯＸをステーションまで配送する無人搬送車が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述した従来の技術では、コンベアや無人搬送車の決められた軌道を確保するため、レイアウトの制限が大きく、レイアウトの変更が困難であった。

【0005】

開示の技術は、レイアウトを簡単に変更できる搬送システム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】

【0006】

開示の技術は、荷物台と、前記荷物台に載置された物体を搬送する走行体と、を備える搬送システムであって、前記荷物台は、指標を備え、前記走行体は、前記荷物台の位置を含む地図情報と、前記走行体の位置を示す自己位置情報と、を記憶する記憶部と、前記指標を検出して、前記指標と前記走行体との相対位置を示すデータを取得する環境認識部と、前記相対位置と前記地図情報とに基づいて、前記自己位置情報を更新する自己位置更新部と、を備え、前記荷物台に載置された物体の下方に、前記走行体が走行可能な空間が形成され、前記指標は、前記空間に接する位置に設けられる、搬送システムである。

【発明の効果】

【0007】

搬送システムのレイアウトを簡単に変更できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】搬送システムの全体構成の一例を示す図である。

【図2】無人搬送車の外観の一例を示す図である。

【図3】無人搬送車のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図4】バケットステーションの外観の一例を示す図である。

【図5】バケットステーションのバケットの設置状態の一例を示す図である。

【図6】バケットステーションのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図7】運行管理サーバのハードウェア構成の一例を示す図である。

【図8】無人搬送車の機能の一例を示す図である。

【図9】運行管理サーバの機能の一例を示す図である。

【図10】走行制御サーバの機能の一例を示す図である。

【図11】ウェイポイント情報の一例を示す図である。

【図12】進行方向情報の一例を示す図である。

【図13】進行方向を説明するための図である。

【図14】地図情報の一例を示す図である。

【図15】無人搬送車情報の一例を示す図である。

【図16】排他ロック情報の一例を示す図である。

【図17】バケット搬送処理のシーケンスの一例を示す図である。

【図18】自己位置推定処理のシーケンスの一例を示す図である。

【図19】自己位置更新処理のシーケンスの一例を示す図である。

【図20】自己位置更新処理の処理フローの一例を示す図である。

【図21】進行方向の横方向および回転方向の自己位置の更新方法を説明するための図である。

【図22】進行方向の自己位置の更新方法を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、図面を参照して、本発明に係る搬送システムの実施の形態について説明する。

【0010】

図１は、搬送システムの全体構成の一例を示す図である。

【0011】

搬送システム１は、運行管理サーバ１０と、走行制御サーバ２０と、無人搬送車（ＡＧＶ；Automated Guided Vehicle）３０と、バケットステーション４０と、オートレータ５０と、を備える。

【0012】

運行管理サーバ１０は、バケットステーション４０と通信可能に接続されている。なお、バケットステーション４０のレイアウトの自由度を上げるため、無線通信が望ましいが、有線通信であっても良い。また、運行管理サーバ１０は、走行制御サーバ２０と通信可能に接続されている。

【0013】

運行管理サーバ１０は、無人搬送車３０の運行を管理する。具体的には、バケットステーション４０からバケット（荷物かご）が載置されたことを示す信号を受信すると、バケットを搬送する無人搬送車３０を選定する。そして、運行管理サーバ１０は、移動要求を示す信号を走行制御サーバ２０に送信する。移動要求を示す信号は、選定された無人搬送車３０を識別する識別子と、バケットが載置されたバケットステーション４０を識別子と、を含む。

【0014】

走行制御サーバ２０は、無人搬送車３０の走行を制御する。具体的には、走行制御サーバ２０は、無線通信によって無人搬送車３０と通信可能に接続されている。走行制御サーバ２０は、運行管理サーバ１０から移動要求を示す信号を受信すると、選定された無人搬送車３０の現在の位置と、移動先の位置と、に基づいて移動経路を決定する。そして、無人搬送車３０に、移動経路を示す情報を送信する。

【0015】

無人搬送車３０は、バケットを搬送する走行体である。無人搬送車３０は、走行制御サーバ２０から移動経路を示す情報を受信すると、移動経路に沿って走行する。そして、無人搬送車３０は、バケットステーション４０に載置されたバケットを、オートレータ５０まで搬送する。なお、本実施形態において、無人搬送車３０は、複数存在しても良い。

【0016】

バケットステーション４０は、バケットを載せるための荷物台である。バケットステーション４０は、センサによって載置されたバケットを検出して、バケットが検出されたことを示す信号を運行管理サーバ１０に送信する。なお、本実施形態において、バケットステーション４０は、複数存在しても良い。

【0017】

オートレータ５０は、バケットの搬送機である。本実施形態においては、オートレータ５０は、無人搬送車３０がバケットを搬送する搬送先である。以下では、オートレータ５０が１つである例を示す。

【0018】

次に、各機器の外観およびハードウェア構成について説明する。

【0019】

図２は、無人搬送車の外観の一例を示す図である。

【0020】

無人搬送車３０は、車輪３０１と、コンベア３０２と、ＬＲＦ（Laser Range Finder）３０３と、光電センサ３０４と、を備える。

【0021】

無人搬送車３０は、車輪３０１を駆動して走行し、バケットステーション４０に到達すると、コンベア３０２を駆動してバケットを載せる。さらに、無人搬送車３０は、ＬＲＦ３０３および光電センサ３０４によって、バケットステーション４０に張り付けられたマーカを検出する。具体的なマーカの検出方法については後述するが、無人搬送車３０は、検出されたマーカによって、バケットステーション４０の正確な位置を把握することができる。

【0022】

図３は、無人搬送車のハードウェア構成の一例を示す図である。

【0023】

無人搬送車３０は、前述した構成要素の他に、無線通信器３０５と、ＣＰＵ３０６と、メモリ３０７と、エンコーダ３０８と、車輪用モータ３０９と、コンベア用モータ３１０と、Ｄ／Ａ変換器３１１と、を備える。

【0024】

無線通信器３０５は、走行制御サーバ２０と無線通信によって通信する機器である。

【0025】

ＣＰＵ３０６は、後述する各種処理を実行する演算処理装置である。

【0026】

メモリ３０７は、揮発性または不揮発性の記憶媒体であって、各種情報を記憶し、ＣＰＵ３０６の作業領域として機能する。

【0027】

エンコーダ３０８は、車輪３０１の回転角度を検出するセンサ（ロータリーエンコーダ）である。エンコーダ３０８は、検出した車輪３０１の回転角度を示すデータをＣＰＵ３０６に送信する。

【0028】

車輪用モータ３０９は、車輪３０１を回転させる駆動装置である。車輪用モータ３０９は、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ）変換器３１１を介して、ＣＰＵ３０６による制御を受けて駆動する。

【0029】

コンベア用モータ３１０は、コンベア３０２を回転させる駆動装置である。コンベア用モータ３１０は、Ｄ／Ａ（デジタルアナログ）変換器３１１を介して、ＣＰＵ３０６による制御を受けて駆動する。

【0030】

図４は、バケットステーションの外観の一例を示す図である。

【0031】

バケットステーション４０は、バケットを載置するための台である。載置されたバケットの下には、無人搬送車３０が走行するための空間がある。

【0032】

具体的には、バケットステーション４０は、電装４１０と、反射テープ４２０と、反射板４３０と、を備える。

【0033】

電装４１０は、後述する電子装置を含む。例えば、電装４１０は、光電センサ４１４を備える。

【0034】

光電センサ４１４は、載置されたバケットを検出するための反射型の光電センサである。

【0035】

反射テープ４２０および反射板４３０は、無人搬送車３０が走行する空間に接する位置にそれぞれ張り付けられている。反射テープ４２０および反射板４３０は、それぞれマーカ（指標）の一例である。

【0036】

反射テープ４２０は、無人搬送車３０の進行方向に沿って直線状に張り付けられている。すなわち、反射テープ４２０の、無人搬送車３０の進行方向に沿った長さは、バケットステーション４０の向きを検出するために十分な長さとなっている。

【0037】

反射板４３０は、無人搬送車３０の進行方向に沿って複数張り付けられている。それぞれの反射板４３０の、無人搬送車３０の進行方向に沿った長さは、進行方向の位置を明確にするために、短くなっている。また、反射板４３０は、反射テープ４２０と区別できるように、反射テープ４２０と異なる反射率の素材によって形成されている。

【0038】

図５は、バケットステーションのバケットの設置状態の一例を示す図である。

【0039】

バケット６０は、設置状態において、光電センサ４１４の検出範囲に入る。

【0040】

図６は、バケットステーションのハードウェア構成の一例を示す図である。

【0041】

バケットステーション４０の電装４１０は、前述した構成要素の他に、無線通信器４１１と、ＣＰＵ４１２と、メモリ４１３と、を備える。

【0042】

無線通信器４１１は、運行管理サーバ１０と無線通信によって通信する機器である。

【0043】

ＣＰＵ４１２は、各種処理を実行する演算処理装置である。具体的には、ＣＰＵ４１２は、光電センサ４１４がバケット６０を検出すると、無線通信器４１１を制御して、バケット６０が検出されたことを示す信号を運行管理サーバ１０に送信させる。

【0044】

メモリ４１３は、揮発性または不揮発性の記憶媒体であって、各種情報を記憶し、ＣＰＵ４１２の作業領域として機能する。具体的には、メモリ４１３には、バケットステーション４０の地図上の位置を示す情報（後述するウェイポイントＩＤ）が格納されている。

【0045】

図７は、運行管理サーバのハードウェア構成の一例を示す図である。

【0046】

運行管理サーバ１０は、それぞれバスＢで相互に接続されている入力装置１０１、出力装置１０２、ドライブ装置１０３、補助記憶装置１０４、メモリ装置１０５、演算処理装置１０６及びインターフェース装置１０７を含む。

【0047】

入力装置１０１は、各種の情報の入力を行うための装置であり、例えばキーボードやポインティングデバイス等により実現される。出力装置１０２は、各種の情報の出力を行うためものであり、例えばディスプレイ等により実現される。インターフェース装置１０７は、ＬＡＮカード等を含み、ネットワークに接続する為に用いられる。

【0048】

本実施形態の情報処理プログラムは、運行管理サーバ１０を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。情報処理プログラムは例えば記録媒体１０８の配布やネットワークからのダウンロード等によって提供される。情報処理プログラムを記録した記録媒体１０８は、ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光磁気ディスク等の様に情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記憶媒体、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記憶媒体を用いることができる。

【0049】

また、情報処理プログラムは、情報処理プログラムを記録した記録媒体１０８がドライブ装置１０３にセットされると、記録媒体１０８からドライブ装置１０３を介して補助記憶装置１０４にインストールされる。ネットワークからダウンロードされた情報処理プログラムは、インターフェース装置１０７を介して補助記憶装置１０４にインストールされる。

【0050】

補助記憶装置１０４は、インストールされた情報処理プログラムを格納すると共に、上述した各データベース等の必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置１０５は、運行管理サーバ１０の起動時に補助記憶装置１０４から情報処理プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置１０６はメモリ装置１０５に格納された情報処理プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。

【0051】

なお、走行制御サーバ２０のハードウェア構成も、運行管理サーバのハードウェア構成と同様である。

【0052】

次に、各機器の機能構成について説明する。

【0053】

図８は、無人搬送車の機能の一例を示す図である。

【0054】

無人搬送車３０は、記憶部３１と、通信部３２と、環境認識部３３と、自己位置更新部３４と、駆動制御部３５と、コンベア制御部３６と、自己位置推定部３７と、走行状態取得部３８と、を備える。

【0055】

記憶部３１は、各種の情報を記憶する。具体的には、記憶部３１は、地図情報９０１と、走行状態情報９０２と、自己位置情報９０３と、を記憶する。前述のメモリ３０７は、記憶部３１として機能する。

【0056】

地図情報９０１は、無人搬送車３０が走行する領域の地図を示す情報である。地図情報９０１の詳細については後述する。

【0057】

走行状態情報９０２は、無人搬送車３０の走行状態を示す情報である。具体的には、走行状態情報９０２は、無人搬送車３０が移動中か停止中かを示す情報と、停止中の場合の停止理由を示す情報と、を含む。

【0058】

自己位置情報９０３は、無人搬送車３０の位置を示す情報である。具体的には、自己位置情報９０３は、地図情報９０１の地図に設定されたｘｙ座標値と、ｘ軸正方向を基準とする角度と、を含む。

【0059】

通信部３２は、走行制御サーバ２０と通信する。具体的には、通信部３２は、走行制御サーバ２０から経路情報を受信する。また、通信部３２は、定期的に、例えば１０秒ごとに、走行状態情報９０２および自己位置情報９０３を、走行制御サーバ２０に送信する。前述の無線通信器３０５は、通信部３２として機能する。

【0060】

環境認識部３３は、周囲の環境を認識する。具体的には、環境認識部３３は、ＬＲＦ３０３および光電センサ３０４によって、バケットステーション４０に張り付けられたマーカを検出する。

【0061】

自己位置更新部３４は、環境認識部３３が取得したデータに基づいて、自己位置情報９０３を更新する。具体的には、自己位置更新部３４は、ＬＲＦ３０３および光電センサ３０４による測定データから、無人搬送車３０とバケットステーション４０との距離および相対角度を示す値を算出する。

【0062】

そして、自己位置更新部３４は、算出した距離および相対角度を示す値と、地図情報９０１に含まれるバケットステーション４０の位置および角度と、に基づいて、無人搬送車３０の座標値と向きとを示す値を算出する。

【0063】

このようにして、自己位置更新部３４は、自己位置情報９０３を算出された値で更新する。

【0064】

駆動制御部３５は、通信部３２が受信した経路情報に基づいて、無人搬送車３０を駆動する制御を実行する。具体的には、駆動制御部３５は、ＣＰＵ３０６によって実現され、Ｄ／Ａ変換器３１１を介して車輪用モータ３０９を駆動する。

【0065】

コンベア制御部３６は、自己位置更新部３４が自己位置を更新後に、バケットステーション４０からバケット６０を受け取るために、コンベア３０２を駆動する制御を実行する。具体的には、コンベア制御部３６は、ＣＰＵ３０６によって実現され、Ｄ／Ａ変換器３１１を介してコンベア用モータ３１０を駆動する。

【0066】

自己位置推定部３７は、自己位置を推定する。具体的には、自己位置推定部３７は、エンコーダ３０８から取得した車輪３０１の回転数と向きとに基づいて、無人搬送車３０の座標と向きの差分を示す値を算出する。そして、自己位置推定部３７は、自己位置情報９０３の示す値に、算出された差分を示す値を加算することによって、自己位置情報９０３を、最新の自己位置を示す値に更新する。なお、自己位置推定部３７は、定期的に、例えば１０秒ごとに、自己位置を推定する。

【0067】

また、自己位置の推定方法は他でも良い。例えば、環境認識部３３がカメラを備え、自己位置推定部３７は、カメラの撮影した画像を解析することによって、自己位置を推定しても良い。あるいは、環境認識部３３が超音波センサを備え、自己位置推定部３７は、著音波センサによって得られた周囲の壁、柱等を認識して、地図情報９０１と照合することによって、自己位置を推定しても良い。その場合、地図情報９０１には、壁、柱等の位置を示す情報が含まれる。

【0068】

走行状態取得部３８は、走行状態を示す情報を取得する。具体的には、走行状態取得部３８は、エンコーダ３０８から車輪３０１の回転数に基づいて、無人搬送車３０が移動中であるか停止中であるかを判定する。例えば、走行状態取得部３８は、あらかじめ決められた閾値Ｔｈ１以下の回転数であれば、停止中であると判定しても良い。走行状態取得部３８は、判定した結果を走行状態情報９０２に反映する。

【0069】

図９は、運行管理サーバの機能の一例を示す図である。

【0070】

運行管理サーバ１０は、記憶部１１と、通信部１２と、無人搬送車選択部１３と、移動指示情報生成部１４と、を備える。

【0071】

記憶部１１は、各種情報を記憶する。具体的には、記憶部１１は、地図情報９０１を記憶する。地図情報９０１については、後述する。

【0072】

通信部１２は、走行制御サーバ２０またはバケットステーション４０と通信する。

【0073】

無人搬送車選択部１３は、移動させる無人搬送車３０を選択する。具体的には、無人搬送車選択部１３は、走行制御サーバ２０から無人搬送車情報を取得して、取得した無人搬送車情報に基づいて、無人搬送車３０を選択する。例えば、無人搬送車選択部１３は、バケットステーション４０に載置されたバケット６０を搬送するための無人搬送車３０を、移動中でない無人搬送車３０の中から選択する。なお、複数の無人搬送車３０が該当する場合は、無人搬送車選択部１３は、地図情報９０１に基づいて、バケットステーション４０との間の経路上の移動距離が最も短い無人搬送車３０を選択する。

【0074】

移動指示情報生成部１４は、選択された無人搬送車３０への移動の指示を示す情報（移動指示情報）を生成する。具体的には、移動指示情報は、無人搬送車３０を識別するための無人搬送車ＩＤと、移動先の位置を示す情報（後述するウェイポイントＩＤ）と、を含む。生成された移動指示情報は、通信部１２によって走行制御サーバ２０に送信される。

【0075】

図１０は、走行制御サーバの機能の一例を示す図である。

【0076】

走行制御サーバ２０は、記憶部２１と、通信部２２と、交通整理部２３と、走行経路生成部２４と、を備える。

【0077】

記憶部２１は、各種の情報を記憶する。具体的には、記憶部２１は、地図情報９０１と、無人搬送車情報９０４と、排他ロック情報９０５と、を記憶する。

【0078】

無人搬送車情報９０４は、無人搬送車３０についての走行状態等を示す情報である。無人搬送車情報９０４は、無人搬送車３０から受信した自己位置情報および走行状態情報に基づいて、定期的に更新される。

【0079】

排他ロック情報９０５は、地図上の排他区間についての情報である。排他区間は、１つの無人搬送車３０しか通れない区間である。排他区間は、例えば、道幅が狭く、複数の無人搬送車３０がすれ違うことができない場所に対して、地図情報９０１に設定される。

【0080】

通信部２２は、運行管理サーバ１０または無人搬送車３０と通信する。

【0081】

交通整理部２３は、排他区間に複数の無人搬送車３０が通らないように、各無人搬送車３０の交通を整理する。

【0082】

走行経路生成部２４は、運行管理サーバ１０から移動要求信号を受信すると、地図情報９０１に基づいて、無人搬送車３０が自己位置から目的地まで最短で移動できる経路を決定し、決定した経路を示す経路情報を生成する。

【0083】

次に、各種の情報について、図面を参照して説明する。

【0084】

地図情報９０１は、ウェイポイント情報と進行方向情報とを含む。

【0085】

図１１は、ウェイポイント情報の一例を示す図である。

【0086】

ウェイポイント情報９０１Ａは、項目として、「ウェイポイントＩＤ」と、「座標」と、「排他区間フラグ」と、「バケットステーションフラグ」と、「バケットステーションの向き」と、「オートレータフラグ」と、を有する。

【0087】

項目「ウェイポイントＩＤ」の値は、ウェイポイントを識別するための識別子である。ウェイポイントは、地図上の地点を示す概念である。

【0088】

項目「座標」の値は、各ウェイポイントの地図上のｘｙ座標値である。ｘｙ座標値は、実際の搬送経路の長さで、例えばｃｍ単位で表される。

【0089】

項目「排他区間フラグ」の値は、各ウェイポイントが排他区間であるか否かを示す値である。

【0090】

項目「バケットステーションフラグ」の値は、各ウェイポイントがバケットステーション４０の設置された地点であるか否かを示す値である。

【0091】

項目「バケットステーションの向き」の値は、各ウェイポイントがバケットステーション４０の設置された地点である場合に、バケットステーション４０の向きを示す値である。具体的には、バケットステーションの向きは、上方から見て、地図上のｘ軸正方向を基準にしたバケットステーション４０の正面方向の角度である。

【0092】

なお、バケットステーション４０には、正面方向が規定されていて、例えば、無人搬送車３０が通過する際の進行方向を正面方向とする。

【0093】

項目「オートレータフラグ」の値は、各ウェイポイントがオートレータ５０の設置された地点であるか否かを示す値である。本実施形態においては、オートレータ５０の設置された地点が、バケット６０の搬送先である。

【0094】

図１２は、進行方向情報の一例を示す図である。

【0095】

進行方向情報９０１Ｂは、無人搬送車３０が進行可能な経路を示す情報である。具体的には、進行方向情報９０１Ｂは、項目として、「始点のウェイポイントＩＤ」と、「終点のウェイポイントＩＤ」と、を有する。

【0096】

項目「始点のウェイポイントＩＤ」の値は、無人搬送車３０が進行可能な経路の始点を示すウェイポイントＩＤである。

【0097】

項目「終点のウェイポイントＩＤ」の値は、無人搬送車３０が進行可能な経路の終点を示すウェイポイントＩＤである。

【0098】

図１３は、進行方向を説明するための図である。

【0099】

例えば、ウェイポイントＩＤ「１」とウェイポイントＩＤ「２」の間は、図１２に示した第１レコードによって、ウェイポイントＩＤ「１」からウェイポイントＩＤ「２」に進行することが可能である。

【0100】

これに対して、進行方向情報９０１Ｂに、項目「始点のウェイポイントＩＤ」の値が「２」、項目「終点のウェイポイントＩＤ」の値が「１」というレコードが存在しない場合には、ウェイポイントＩＤ「２」からウェイポイントＩＤ「１」に進行することはできない。

【0101】

また、例えば、ウェイポイントＩＤ「２」とウェイポイントＩＤ「４」の間は、図１２に示した第３レコードと第４レコードによって、双方向に進行することが可能である。

【0102】

このように、進行方向情報９０１Ｂは、各ウェイポイント間を無人搬送車３０がどのように進行できるかを規定している。

【0103】

図１４は、地図情報の一例を示す図である。

【0104】

地図情報９０１は、ウェイポイント情報９０１Ａと進行方向情報９０１Ｂとを統合した情報である。具体的には、ウェイポイント情報９０１Ａと進行方向情報９０１Ｂによって、各ウェイポイントの座標と、進行可能な経路が規定されるため、これらの情報に基づいて図示すれば、図１４に示すように、各ウェイポイントをｘｙ空間にプロットした地図となる。

【0105】

図１５は、無人搬送車情報の一例を示す図である。

【0106】

無人搬送車情報９０４は、項目として、「無人搬送車ＩＤ」と、「現在地のウェイポイントＩＤ」と、「走行状態」と、「停止理由」と、「目的地のウェイポイントＩＤ」と、を有する。

【0107】

項目「無人搬送車ＩＤ」の値は、無人搬送車３０を識別するための識別子である。

【0108】

項目「現在地のウェイポイントＩＤ」の値は、無人搬送車３０の現在（最新）の位置に相当するウェイポイントＩＤである。

【0109】

項目「走行状態」の値は、無人搬送車３０の現在（最新）の走行状態を示すテキストである。具体的には、項目「走行状態」の値は、「停止中」および「移動中」のいずれかである。

【0110】

項目「停止理由」の値は、項目「走行状態」の値が「停止中」の場合の停止した理由を示すテキストである。項目「停止理由」の値には、「排他区間待ち」、「荷積み完了」等が含まれる。

【0111】

項目「停止理由」の値が「排他区間待ち」となっている場合は、排他区間を他の無人搬送車３０が使用（ロック）している場合に、交通整理部２３によって排他区間のロックが解放されるのを待つように指示された状態であることを示す。

【0112】

また、項目「停止理由」の値が「荷積み完了」となっている場合は、バケットステーション４０においてバケット６０を回収して、次の指示を待っている状態であることを示す。

【0113】

項目「目的地のウェイポイントＩＤ」の値は、無人搬送車３０が移動指示を受けて、向かっている目的地のウェイポイントＩＤである。

【0114】

図１６は、排他ロック情報の一例を示す図である。

【0115】

排他ロック情報９０５は、排他区間を使用（ロック）している無人搬送車３０を示す情報である。具体的には、排他ロック情報９０５は、項目として、「無人搬送車ＩＤ」と、「排他ロックウェイポイントＩＤ」と、を有する。

【0116】

項目「無人搬送車ＩＤ」の値は、無人搬送車３０を識別するための識別子である。

【0117】

項目「排他ロックウェイポイントＩＤ」の値は、ロックしている排他区間のウェイポイントＩＤである。なお、具体的には後述するが、複数のウェイポイントＩＤがロックされている場合もある。

【0118】

次に、本実施形態に係る搬送システム１の動作について説明する。

【0119】

図１７は、バケット搬送処理のシーケンスの一例を示す図である。

【0120】

バケットステーション４０にバケット６０が置かれると、バケットステーション４０の光電センサ４１４は、バケット６０を検知する（ステップＳ１０１）。

【0121】

そして、バケットステーション４０の無線通信器４１１は、運行管理サーバ１０に移動要求信号を送信する（ステップＳ１０２）。移動要求信号は、移動先ウェイポイントＩＤを含む。移動先ウェイポイントＩＤは、バケットステーション４０のメモリ４１３に格納されたバケットステーション４０（自己）のウェイポイントＩＤである。

【0122】

運行管理サーバ１０の通信部１２は、移動要求信号を受信すると、無人搬送車情報の送信を要求する信号（無人搬送車情報要求信号）を、走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ１０３）。

【0123】

走行制御サーバ２０の通信部２２は、無人搬送車情報要求信号を受信すると、記憶部２１に格納されている無人搬送車情報９０４を運行管理サーバ１０に送信する（ステップＳ１０４）。なお、無人搬送車情報９０４には、後述する自己位置推定処理および自己位置更新処理によって、最新の無人搬送車３０の位置および走行状態が反映されている。

【0124】

次に、運行管理サーバ１０の無人搬送車選択部１３は、バケット６０を搬送する無人搬送車３０を選択する（ステップＳ１０５）。具体的には、無人搬送車選択部１３は、ステップＳ１０４で受信した無人搬送車情報９０４を参照して、移動中でない無人搬送車３０の中から搬送する無人搬送車３０を選択する。

【0125】

さらに、複数の無人搬送車３０が該当する場合は、無人搬送車選択部１３は、地図情報９０１に基づいて、バケットステーション４０との間の経路上の移動距離が最も短い無人搬送車３０を選択する。

【0126】

次に、移動指示情報生成部１４は、移動指示情報を生成する。移動指示情報は、移動先のウェイポイントＩＤと、無人搬送車ＩＤと、を含む。

【0127】

通信部１２は、移動指示情報を走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ１０６）。走行制御サーバ２０の通信部２２が移動指示情報を受信すると、走行経路生成部２４は、経路を決定する（ステップＳ１０７）。

【0128】

具体的には、走行経路生成部２４は、地図情報９０１に基づいて、無人搬送車３０が自己位置から目的地まで最短で移動できる経路を決定する。そして、走行経路生成部２４は、決定した経路を示す経路情報を生成する。

【0129】

経路情報は、現在地から目的地までのウェイポイントＩＤを示す情報である。例えば、現在地のウェイポイントＩＤが３、目的地のウェイポイントＩＤが１０である場合の経路情報は、（３，４，８，１２，１０）のように、現在地から目的地までの間に通過するウェイポイントＩＤを順に示すデータ列である。

【0130】

通信部２２は、経路情報を無人搬送車３０に送信する（ステップＳ１０８）。無人搬送車３０の通信部３２が経路情報を受信すると、駆動制御部３５は、車輪用モータ３０９を駆動する制御を実行する。そして、無人搬送車３０は、目的地として設定されたバケットステーション４０に移動する（ステップＳ１０９）。

【0131】

無人搬送車３０は、バケットステーション４０に到達すると、自己位置更新処理を実行する（ステップＳ１１０）。自己位置更新処理は、バケットステーション４０に張り付けられたマーカを読み取って、記憶部３１に格納された自己位置情報９０３を更新する処理である。自己位置更新処理の詳細については、後述する。

【0132】

続いて、無人搬送車３０は、荷積みを行う（ステップＳ１１１）。具体的には、コンベア制御部３６は、コンベア用モータ３１０を駆動する制御を実行する。これによって、バケットステーション４０に載置されたバケット６０が無人搬送車３０に回収される。

【0133】

通信部３２は、荷積みの完了を通知する信号を走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ１１２）。そして、無人搬送車３０は、記憶部１１の走行状態情報９０２を、「走行状態：停止中」と「停止理由：荷積み完了」とを示す情報に更新する。

【0134】

運行管理サーバ１０の通信部１２は、定期的に、無人搬送車情報要求信号を走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ１１３）。走行制御サーバ２０の通信部２２は、無人搬送車情報要求信号を受信すると、記憶部２１に格納されている無人搬送車情報９０４を運行管理サーバ１０に送信する（ステップＳ１１４）。

【0135】

なお、走行制御サーバ２０の記憶部２１に格納された無人搬送車情報９０４は、後述する自己位置推定処理によって、定期的に、最新の走行状態が反映されるため、ステップＳ１１２の後に更新された「走行状態：停止中」と「停止理由：荷積み完了」が反映される。

【0136】

運行管理サーバ１０の無人搬送車選択部１３は、「走行状態：停止中」と「停止理由：荷積み完了」となっている無人搬送車３０を選択する（ステップＳ１１５）。そして、移動指示情報生成部１４は、移動先ポイントＩＤがオートレータ５０のウェイポイントＩＤであって、無人搬送車ＩＤが選択された無人搬送車３０のＩＤである移動指示情報を生成する。

【0137】

通信部１２は、生成された移動指示情報を走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ１１６）。走行制御サーバ２０の通信部２２が移動指示情報を受信すると、走行経路生成部２４は、経路を決定する（ステップＳ１１７）。

【0138】

通信部２２は、経路情報を無人搬送車３０に送信する（ステップＳ１１８）。無人搬送車３０の通信部３２が経路情報を受信すると、駆動制御部３５は、車輪用モータ３０９を駆動する制御を実行する。そして、無人搬送車３０は、目的地として設定されたオートレータ５０に移動する（ステップＳ１１９）。

【0139】

次に、無人搬送車３０は、荷おろしを行う（ステップＳ１２０）。具体的には、コンベア制御部３６は、コンベア用モータ３１０を駆動する制御を実行する。これによって、無人搬送車３０は、バケット６０を送り出して、送り出したバケット６０をオートレータ５０に回収させる。

【0140】

無人搬送車３０の通信部３２は、荷おろしが完了したことを通知する信号を、走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ１２１）。

【0141】

このようにして、搬送システム１は、バケットステーション４０におかれたバケット６０は、オートレータ５０まで搬送する。

【0142】

次に、定期的に実行される自己位置推定処理について説明する。

【0143】

図１８は、自己位置推定処理のシーケンスの一例を示す図である。

【0144】

無人搬送車３０の自己位置推定部３７は、自己位置を推定する（ステップＳ２０１）。具体的には、自己位置推定部３７は、エンコーダ３０８から取得した車輪３０１の回転数と向きとに基づいて、無人搬送車３０の座標と向きの差分を示す値を算出する。そして、自己位置推定部３７は、自己位置情報９０３の示す値に、算出された差分を示す値を加算することによって、自己位置情報９０３を、最新の自己位置を示す値に更新する。

【0145】

次に、走行状態取得部３８は、走行状態を示す情報を取得する（ステップＳ２０２）。具体的には、走行状態取得部３８は、エンコーダ３０８から車輪３０１の回転数に基づいて、無人搬送車３０が移動中であるか停止中であるかを判定する。走行状態取得部３８は、判定した結果を走行状態情報９０２に反映する。

【0146】

次に、通信部３２は、自己位置情報９０３と走行状態情報９０２とを走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ２０３）。走行制御サーバ２０の通信部２２が、自己位置情報９０３と走行状態情報９０２とを受信すると、走行制御サーバ２０は、記憶部２１に格納された無人搬送車情報９０４に反映して更新する（ステップＳ２０４）。

【0147】

次に、交通整理部２３は、排他ロック処理を実行する（ステップＳ２０５）。具体的には、交通整理部２３は、更新された無人搬送車情報９０４に基づいて、排他区間に閾値Ｔｈ２以上の距離まで近づいた無人搬送車３０を抽出する。閾値Ｔｈ２は、予め記憶部２１に設定情報として格納されている。

【0148】

交通整理部２３は、抽出された無人搬送車３０が近づいた排他区間を示すレコードが、排他ロック情報９０５にすでに含まれているか否かを判定し、含まれていないと判定した場合は、排他ロック情報９０５にレコードを挿入する。

【0149】

また、交通整理部２３は、抽出された無人搬送車３０が近づいた排他区間を示すレコードが、すでに含まれていると判定した場合には、通信部２２を介して、移動停止を要求する信号を無人搬送車３０に送信する（ステップＳ２０６）。

【0150】

また、ステップＳ２０５の排他ロック処理において、交通整理部２３は、排他ロック情報９０５に含まれているレコードのうち、排他区間を通過した無人搬送車３０を抽出する。そして、交通整理部２３は、抽出された無人搬送車３０が通過した排他区間を示すレコードを排他ロック情報９０５から削除する。

【0151】

交通整理部２３は、さらに、削除したレコードに示される排他区間に対して、「排他区間待ち」の停止理由で停止している無人搬送車３０を、無人搬送車情報９０４から抽出して、続くステップＳ２０６において、移動再開を要求する信号を、抽出された無人搬送車３０に送信する。

【0152】

続いて、無人搬送車３０は、通信部３２が受信した信号に応じて、移動停止または移動再開を行う。

【0153】

なお、交通整理部２３は、地図上の連続した排他区間のウェイポイントＩＤを、グループ化した一群の排他区間として扱っても良い。例えば、ウェイポイントＩＤ３と４がともに排他区間であって、地図上で連続している場合、交通整理部２３は、ウェイポイントＩＤ３と４をまとめて、ロックまたは解放しても良い。

【0154】

次に、図１７に示したバケット搬送処理のステップＳ１１０において実行される自己位置更新処理について説明する。

【0155】

図１９は、自己位置更新処理のシーケンスの一例を示す図である。

【0156】

無人搬送車３０の環境認識部３３は、バケットステーション４０に張り付けられたマーカを検知する（ステップＳ３０１）。そして、自己位置更新部３４は、検知の結果に基づいて、自己位置情報９０３を更新する（ステップＳ３０２）。

【0157】

続いて、通信部３２は、更新された自己位置情報９０３を走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ３０３）。走行制御サーバ２０は、通信部２２が自己位置情報９０３を受信すると、無人搬送車情報９０４を更新する（ステップＳ３０４）。

【0158】

次に、自己位置更新処理における無人搬送車３０の実行する処理について、具体的に説明する。

【0159】

図２０は、自己位置更新処理の処理フローの一例を示す図である。

【0160】

図１７に示したバケット搬送処理のステップＳ１１０において、環境認識部３３は、ＬＲＦ３０３により、バケットステーション４０に張り付けられた反射テープ４２０を検知する（ステップＳ４０１）。そして、自己位置更新部３４は、進行方向の横方向および回転方向の自己位置を更新する（ステップＳ４０２）。

【0161】

図２１は、進行方向の横方向および回転方向の自己位置の更新方法を説明するための図である。

【0162】

ＬＲＦ３０３は、光を射出して、射出した光が反射テープ４２０に当たって反射した光を検知する。環境認識部３３は、検知した光の強度によって、反射テープ４２０であるか否かを判定する。例えば、環境認識部３３は、閾値Ｔｈ３以上かつ閾値Ｔｈ４未満の強度の光を反射テープ４２０に当たって反射した光であると判定する。閾値Ｔｈ３および閾値Ｔｈ４を示すデータは、あらかじめメモリ３０７に格納されている。

【0163】

環境認識部３３は、反射強度の高い物体の連続した点群を１つの反射テープ４２０と認識し、反射テープ４２０の形状または反射テープ４２０の間の距離によって、左右いずれの反射テープ４２０であるかを判別する。また、環境認識部３３は、地図情報９０１および自己位置情報９０３を参照して、自己位置に最も近いバケットステーション４０を、検出した反射テープ４２０を備えるバケットステーション４０であると判別する。

【0164】

環境認識部３３は、バケットステーション４０を判別すると、反射テープ４２０との間の距離に基づいて、反射テープ４２０と無人搬送車３０との相対位置を示すデータを取得する。具体的には、環境認識部３３は、反射テープ４２０を示す点群の回帰分析を行って近似直線を算出し、図２１に示されるｄ１、ｄ２、ｄ３およびｄ４の長さを算出する。また、環境認識部３３は、反射テープ４２０と無人搬送車３０の進行方向との間の相対的な角度θを算出する。

【0165】

次に、自己位置更新部３４は、ｄ１、ｄ２、ｄ３およびｄ４の長さに基づいて、進行方向の横方向の自己位置を更新する。また、自己位置更新部３４は、角度θに基づいて、回転方向の自己位置を更新する。

【0166】

なお、図２１には、進行方向の前方に、ＬＲＦ３０３が設置されている例が示されているが、左右それぞれ一つずつ設置されていても良い。また、環境認識部３３は、進行方向に沿って無人搬送車３０が移動しながら、ＬＲＦ３０３が複数回検知したデータを使用しても良い。

【0167】

図２０に戻り、次に、環境認識部３３は、光電センサ３０４により、反射板４３０を検知する（ステップＳ４０３）。そして、自己位置更新部３４は、進行方向の自己位置を更新する（ステップＳ４０４）。

【0168】

図２２は、進行方向の自己位置の更新方法を説明するための図である。

【0169】

光電センサ３０４は、光を射出して、射出した光が反射板４３０に当たって反射した光を検知する。環境認識部３３は、検知した光の強度によって、反射板４３０であるか否かを判定する。例えば、環境認識部３３は、閾値Ｔｈ４以上の強度の光を反射板４３０に当たって反射した光であると判定する。

【0170】

なお、バケットステーション４０に反射板４３０が張り付けられた位置を示すデータは、あらかじめメモリ３０７に格納されている。これによって、環境認識部３３は、地図情報９０１におけるバケットステーション４０の位置（ウェイポイントの座標値）から、反射板４３０を検知すると想定される位置を算出する。そして、環境認識部３３は、反射板４３０を実際に検知した位置と、地図情報９０１から想定される検知位置との進行方向の差分の長さｔ１を算出する。

【0171】

自己位置更新部３４は、長さｔ１に基づいて、進行方向の自己位置を更新する。

【0172】

なお、図２２は、１つの反射板４３０を検知した場合の例を示したが、環境認識部３３は、左右それぞれ複数の反射板４３０を検知した複数のデータの統計値を使用しても良い。このようにすれば、高い精度で自己位置を更新できる。

【0173】

図２０に戻り、次に、通信部３２は、更新された自己位置情報を走行制御サーバ２０に送信する（ステップＳ４０５）。

【0174】

上述した実施形態に係る搬送システム１によれば、バケットステーション４０に張り付けられたマーカ（指標）を検知することによって、無人搬送車３０は自己位置情報９０３を更新する。これによって、無人搬送車３０の自己位置情報９０３は、バケットステーション４０の位置に合わせて補正されるため、バケットステーション４０の位置が地図情報９０１と厳密に合っていなくても、バケットステーション４０との相対位置の精度が高くなるため、バケット６０の回収をより正確に行うことができる。

【0175】

したがって、バケットステーション４０は、例えば床、壁等に固定されていなくても良い。バケットステーション４０を普段は別の場所に置き、使うときだけ地図情報９０１に合わせた位置に設置することも可能である。また、各装置の地図情報９０１を更新すれば良いため、簡単にレイアウトを変更できる。

【0176】

上述した実施形態において、マーカ（指標）をＬＲＦまたは光電センサによって検知する例を示したが、他の方法によって検知しても良い。例えば、環境認識部３３は、カメラで撮像した画像を解析して、バケットステーション４０との相対位置を算出しても良い。

【0177】

バケット６０の搬送先が１つである例を示したが、複数の搬送先から選択できるようにしても良い。その場合、バケット６０に搬送先を示す情報を埋め込んだバーコード等を張り付け、バケットステーション４０が張り付けられたバーコードを読み取って、搬送先を示す情報を取得し、運行管理サーバ１０に送信するようにしても良い。

【0178】

上述した実施形態において、エンコーダ３０８が車輪３０１の回転数と角度を示すデータを取得して、自己位置を推定する例を示したが、他の方法によって自己位置を推定しても良い。例えば、カメラの撮影した画像を解析しても良いし、超音波センサによって壁や柱等を検知しても良い。

【0179】

上述した実施形態に記載された装置群は、本明細書に開示された実施形態を実施するための複数のコンピューティング環境のうちの１つを示すものにすぎない。

【0180】

ある実施形態では、運行管理サーバ１０は、サーバクラスタといった複数のコンピューティングデバイスを含む。複数のコンピューティングデバイスは、ネットワークや共有メモリなどを含む任意のタイプの通信リンクを介して互いに通信するように構成されており、本明細書に開示された処理を実施する。同様に、走行制御サーバ２０は、互いに通信するように構成された複数のコンピューティングデバイスを含むことができる。

【0181】

さらに、運行管理サーバ１０および走行制御サーバ２０は、開示された処理ステップ、例えば図１７の処理を様々な組み合わせで共有するように構成できる。例えば、運行管理サーバ１０の無人搬送車選択部１３によって実行されるプロセスは、走行制御サーバ２０によって実行され得る。同様に、走行制御サーバ２０の交通整理部２３の機能は、運行管理サーバ１０によって実行することができる。また、運行管理サーバ１０と走行制御サーバ２０の各要素は、１つのサーバ装置にまとめられていても良いし、複数の装置に分けられていても良い。なお、運行管理サーバ１０および走行制御サーバ２０は、情報処理装置の一例である。

【0182】

上記で説明した実施形態の各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡや従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

【0183】

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0184】

１０ 運行管理サーバ
１１ 記憶部
１２ 通信部
１３ 無人搬送車選択部
１４ 移動指示情報生成部
２０ 走行制御サーバ
２１ 記憶部
２２ 通信部
２３ 交通整理部
２４ 走行経路生成部
３０ 無人搬送車
３１ 記憶部
３２ 通信部
３３ 環境認識部
３４ 自己位置更新部
３５ 駆動制御部
３６ コンベア制御部
３７ 自己位置推定部
３８ 走行状態取得部
４０ バケットステーション
５０ オートレータ
３０１ 車輪
３０２ コンベア
３０３ ＬＲＦ
３０４ 光電センサ
３０５ 無線通信器
３０６ ＣＰＵ
３０７ メモリ
３０８ エンコーダ
３０９ 車輪用モータ
３１０ コンベア用モータ
４１０ 電装
４１１ 無線通信器
４１２ ＣＰＵ
４１３ メモリ
４１４ 光電センサ
４２０ 反射テープ
４３０ 反射板

【先行技術文献】

【特許文献】

【0185】

【文献】特開平４－１４４８０６号公報

【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】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】