特許 7583496 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】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(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 1/43 20240101AFI20241107BHJP

   G05D 1/646 20240101ALI20241107BHJP

   G05D 1/69 20240101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

G05D1/43

G05D1/646

G05D1/69

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2024145258

(22)【出願日】2024-08-27

【審査請求日】2024-08-27

【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】周 暁航

(72)【発明者】

【氏名】恩智 英治

(72)【発明者】

【氏名】林 拓武

【審査官】牧 初

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１２８９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－４０９５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第７４７３２７３（ＪＰ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／００－１／８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

周回可能な既定の経路上で複数の走行装置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、
前記停車エリアに属していることを検知するエリア検知部と、
前方の別の走行装置に近接していることを検知する装置検知部と、
前記停車エリアでの停止を指示するための無線信号を受信可能な通信部と、
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、
前記無線信号の受信後に前記停車エリア内への進入を検知した場合には、当該停車エリアの終点で停止することを目標に設定し、
前記目標の設定後に当該停車エリアの終点に到達したときには、自己の走行装置を当該停車エリアの終点付近にて停止させ、
前記目標を設定した場合及び前記目標を設定していない場合のいずれの場合においても、自己の走行装置が前方の別の走行装置に近接したことを検知したときには自己の走行装置を一時停止させる
システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記無線信号の受信後から所定時間経過しても、前記エリア検知部により前記停車エリアに属していることを検知できない場合には、前記通信部から前記停車エリアに属していないことを報知するための無線信号を発信する
請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記システムは、前記無線信号を発信可能な基地局を含み、
前記経路上を走行する前記走行装置の総数は、Ｎ台（Ｎは２以上の整数）であり、
前記停車エリアには、それぞれＭ台（Ｍは２以上の整数）の前記走行装置を停止させることが可能であり、
一度前記基地局から前記無線信号を発信してから前記複数の走行装置のすべてが停止するまでのアクションの試行回数Ｓは、（Ｎ／Ｍ）＋１以上である
請求項１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に記載のシステム。

【請求項5】

複数の停車エリアが設けられた周回可能な既定の経路上を走行可能な走行装置であって、
前記停車エリアに属していることを検知するエリア検知部と、
前方の別の走行装置に近接していることを検知する装置検知部と、
前記停車エリアでの停止を指示する無線信号を受信可能な通信部と、
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、
前記無線信号の受信後に前記停車エリア内への進入を検知した場合には、当該停車エリアの終点で停止することを目標に設定し、
前記目標の設定後に当該停車エリアの終点に到達したときには、自己の走行装置を当該停車エリアの終点付近にて停止させ、
前記目標を設定した場合及び前記目標を設定していない場合のいずれの場合においても、自己の走行装置が前方の別の走行装置に近接したことを検知したときには自己の走行装置を一時停止させる
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既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】

また、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。

【0004】

また、本願出願人は、複数の走行装置を既定の経路上で走行させるためのシステムにおいて、各走行装置を経路上の複数の停車エリア（例えば充電エリア）に分散して自律的に停止させることのできるアルゴリズムを提案している（特許文献３）。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（コントロールセンタ）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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第７３６５０８４号公報

【文献】特開２００６－１８１２４１号公報

【文献】特許第７４７３２７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、特許文献３によれば、一度の停止アクションにより複数の走行装置を複数の停車エリアに確実に分散停止させることができる。一方で、停止アクションの試行回数を増やしてでも、各走行装置を停車エリアに分散停止させる時間をさらに短縮したいという要望がある。

【0007】

そこで、本発明は、複数の走行装置を既定経路上の停車エリアに分散停止させる時間をより短縮することを主な目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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ためのアルゴリズムを改良し、この改良された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、各走行装置をより短時間で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。

【0009】

本発明の第１の側面は、周回可能な既定の経路１０上で複数の走行装置２０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。停車エリアＡＲの一例は、走行装置２０を充電するための充電エリアである。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、エリア検知部、装置検知部、通信部、及び制御部を有する。エリア検知部は、停車エリアＡＲに属していることを検知するための要素である。例えば停車エリアＡＲが充電エリアである場合には、エリア検知部は走行装置２０に搭載されたバッテリが充電されているときに、停車エリアＡＲに属していることを検知する。装置検知部は、前方の別の走行装置２０に近接していることを検知するための要素である。通信部は、停車エリアＡＲでの停止を指示する無線信号を受信可能な要素である。この通信部は、走行装置２０から無線信号を発信可能なものであってもよい。なお、この無線信号は、外部の基地局や、あるいは別の走行装置から発信されたものである。この無線信号は、これらの基地局等により自動的に発信されたものでもよいし、人間のオペレータが基地局等を操作して手動で発信されたものでもよい。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、無線信号の受信後に停車エリアＡＲ内への進入を検知した場合には、当該停車エリアＡＲの終点で停止することを目標に設定する。また、制御部は、この目標の設定後に当該停車エリアＡＲの終点に到達したときには、自己の走行装置２０を当該停車エリアＡＲの終点付近にて停止させる。ただし、制御部は、この目標を設定した場合及びこの目標を設定していない場合のいずれの場合においても、自己の走行装置２０が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は自己の走行装置２０を一時停止させる。このような条件で発進又は停止するアルゴリズムを各走行装置２０に実装しておくことで、上位の制御局等によって各走行装置２０を個別に制御しなくても、各走行装置２０を自律的に既定経路１０上の停車エリアＡＲに分散して停止させることができる。また、このアルゴリズムによれば、各走行装置２０を経路１０上に停止させるアクションを複数回試行することで、各走行装置２０を確実に停車エリアＡＲ内に停止させることができる。さらに、このアルゴリズムによれば、例えば特許文献３に記載のシステムと比較して、複数の走行装置２０を停車エリアＡＲ内に停止させる時間を短縮することができる。

【0010】

本発明に係システム１００において、制御部は、無線信号の受信後から所定時間経過しても、エリア検知部により停車エリアＡＲに属していることを検知できない場合には、通信部から停車エリアＡＲに属していないことを報知するための無線信号を発信することとしてもよい。このように、停車エリアＡＲに属さない走行装置２０がその旨を報知するための無線信号を発信した場合には、再びすべの走行装置２０を発進させて、その後再び停車エリアＡＲでの停止を指示するための無線信号を各走行装置２０に受信させればよい。これにより、各走行装置２０は停止アクションを再び実行することになる。このように停止アクションの試行回数を増やすことで、最終的にはすべての走行装置２０を停車エリアＡＲ内に停止させることができる。

【0011】

本発明に係るシステム１００は、無線信号を発信可能な基地局３０を含むこととしてもよい。ここで、経路１０上を走行する走行装置２０の総数を、Ｎ台（Ｎは２以上の整数）とする。また、停車エリアＡＲには、それぞれＭ台（Ｍは２以上の整数）の走行装置２０を停止させることが可能であるとする。この場合に、一度基地局３０から無線信号を発信してから複数の走行装置２０のすべてが停止するまでのアクションの試行回数Ｓは、（Ｎ／Ｍ）＋１以上であることが好ましく、（Ｎ／Ｍ）＋１とすることが特に好ましい。本発明におけるアルゴリズムによれば、（Ｎ／Ｍ）＋１回の試行でほぼ確実にすべての走行装置２０を停車エリアＡＲ内に停止させることができる。

【0012】

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に停止中の走行装置２０を充電することができる。

【0013】

本発明の第２の側面は、走行装置２０そのものに関する。本発明に係る走行装置２０は、複数の停車エリアＡＲが設けられた周回可能な既定の経路１０上を走行する。走行装置２０は、停車エリアＡＲに属していることを検知するエリア検知部と、前方の別の走行装置２０に近接していることを検知する装置検知部と、停車エリアＡＲでの停止を指示する無線信号を受信可能な通信部と、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、無線信号の受信後に停車エリアＡＲ内への進入を検知した場合には、当該停車エリアＡＲの終点で停止することを目標に設定する。また、制御部は、目標の設定後に当該停車エリアＡＲの終点に到達したときには、自己の走行装置２０を当該停車エリアＡＲの終点付近にて停止させる。また、制御部は、目標を設定した場合及び目標を設定していない場合のいずれの場合においても、自己の走行装置２０が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は自己の走行装置２０を一時停止させる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、複数の走行装置を既定経路上の停車エリアに分散して停止させる時間をより短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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、主に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、調整走行開始から終了までのフローの例を示している。

【図6】図６は、調整走行時における各工程を模式的に示している。

【図7】図７は、調整走行時における各工程を模式的に示している。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

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。

【0022】

また、走行装置２０は、バッテリ２５を充電するための無線受電器２６を備える。無線受電器２６は、受電用コイルと、この受電用コイルで受けた電力をバッテリ２５に供給する回路を含む。受電用コイルは、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（無線送電器）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に電力が供給される。この受電用コイル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、走行装置２０受電用コイル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。また、バッテリ２５の充電が開始されると、その信号が制御装置２１（プロセッサ２１ａ）に送出される。これにより、バッテリ２５の充電状態／日充電状態は、プロセッサ２１ａにより監視されることになる。

【0023】

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、ＮＦＣ（近距離無全通信）センサ２７ａを備えることとしてもよい。例えば経路上の所定位置にはＮＦＣタグを設置が設置されている。走行装置２０のＮＦＣセンサ２７ａは、経路上のＮＦＣタグに近づいたときに、このＮＦＣタグから発信される無線信号を検知して、その検知情報を制御装置２１に伝達する。これにより、制御装置２１は、ＮＦＣセンサ２７ａの検知情報に基づいて、走行装置２０が経路上の所定位置に近接又は到達したと判断できる。後述するように、走行装置２０は、停車エリアＡＲの終点付近にて停止できる機能を有する必要がある。このため、停車エリアＡＲの終点付近にＮＦＣタグを設けておき、走行装置２０がこのＮＦＣセンサ２７ａによってＮＦＣタグの存在を検知したときに、停車エリアＡＲの終点付近であると判断し、そのＮＦＣタグの設置個所にて停止することとしてもよい。

【0024】

ただし、走行装置２０が停車エリアＡＲの終点付近にて停止する方法は、これに限定されない。例えば、走行装置２０は、経路上に描かれたマーカを読み取るための投光部と受光部を備えることとしてもよい。これらの投光部と受光部は、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２７と受光部２７としては、特定波長の光をマーカに対して投光し、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。例えばマーカとして蛍光顔料が用いられている場合、投光部は、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。受光部は、マーカの蛍光顔料から可視光を受光すると、受光部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。また、その他、停車エリアＡＲを検知するためのセンサとしては、音センサや、ＲＦＩＤ、ＱＲコード（登録商標）センサ、バーコードセンサ、ＩＲマーカセンサ、画像認識センサ、ＵＷＢセンサ、磁石・Ｈａｌｌセンサなどの各種公知のセンサを利用することができる。

【0025】

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２７ｂをさらに含む。この近接センサ２７ｂは、走行装置２０の車体の前端部分に取り付けられている。近接センサ２７ｂは、自己の走行装置２０が、その前方の走行装置２０に対して所定距離未満まで近接したことを検知する。近接センサ２７ｂとしては、公知のものを用いることができる。近接センサ２７ｂ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２７ｂとして用いて、前方の走行装置２０との距離が所定距離未満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。一方で、この自動停止後、前方の走行装置２０との距離が所定距離以上になったことを検知した場合、走行装置２０は、再び発進して走行を継続する。

【0026】

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。

【0027】

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３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。

【0028】

無線モジュール２１ｃは、基地局３０との間で無線信号の送受信を行う。基地局３０からは、例えば、走行装置２０を停止させるための停止信号、走行装置２０を発進させるための発進信号、及び、走行装置２０の充電を開始するための充電信号が発信される。これらの基地局３０から発信される無線信号（停止信号、発進信号、及び充電信号）は、経路上を走行する複数の走行装置２０全体を対象としたものであり、すべての走行装置２０に対して同じ指示内容の無線信号が発信されることとなる。すなわち、基地局３０は、各走行装置２０に対して個別に無線信号を送信して、その無線信号によって各走行装置２０の停止や発進等を個別に制御するものではない。無線信号には、その信号による制御の対象となる走行装置２０を特定するための情報は含まれない。各走行装置２０は、走行中に基地局３０から停止信号を受信すると、その場で停止する。また、各走行装置２０は、停止中に基地局３０から発進信号を受信すると、走行を開始する。また、各走行装置２０は、走行中に基地局３０から充電信号を受信すると、詳しくは後述する調整走行を開始する。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。また、各走行装置２０は、無線モジュール２１ｃを介して基地局３０に対して所定の無線信号を発信することもできる。

【0029】

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。

【0030】

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２７ｂ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２７ｂ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２７ｂ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。

【0031】

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。

【0032】

続いて、図４から図７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６及び図７に示されるように、経路１０付近には基地局３０が設けられており、この基地局３０から経路１０上の走行装置２０全体を対象として無線信号が発信される。ただし、この基地局３０からは、走行装置２０のそれぞれに対して個別に停車や発進等に関わる制御命令が提供されているわけではない。複数の走行装置２０は、基地局３０からの無線信号を受けると、それぞれに実装されたアルゴリズムに基づいて停止や発進を行うことを独自に判断する。それにも関わらず、本実施形態では、最終的には、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４及び図５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。また、図６及び図７は、経路１０における複数の走行装置２０の動作の一例を模式的に示している。

【0033】

図４に示すように、各走行装置２０は、基本的には、経路１０上において自由走行状態にある（ステップＳ１）。走行装置２０は、例えば基地局３０から発進信号を受けると、モータ２２を駆動させて発進し、そのまま経路１０での自由走行を継続する。なお、走行装置２０は、自由走行状態においても、近接センサ２７ｂにより前方の別の走行装置２０が近接したことを検知したときには、その前方の走行装置２０との距離が所定以上離間するまで一時停止する。この走行装置２０の自由走行は、基地局３０から停止信号を受信するか、充電信号を受信するまで継続する。すべての走行装置２０は、基地局３０から停止信号を受信した場合には、その場で停止する。また、すべての走行装置２０は、基地局３０から充電信号を受信した場合には、後述する調整走行へと移行する。ここでは、基地局３０から充電信号が発信された場合について詳しく説明する。

【0034】

複数の走行装置２０は、自由走行状態において、基地局３０から充電信号を受信した場合（ステップＳ２）、充電用の停車エリアＡＲ（以下「充電エリア」ともいう。）に分散停止するための調整走行を開始する（ステップＳ３）。調整走行開始後から終了までの詳細なフローは、図５を参照して後述する。

【0035】

各走行装置２０は、自由走行状態において、基地局３０から充電信号を受信して調整走行へと移行した場合、その時点において、充電エリア内に属しているかどうかを判断する（ステップＳ４）。例えば図６（ａ）に示すように、周回可能な経路１０上には、複数の充電エリアが設けられている。各充電エリアには、走行装置２０のバッテリ２５を無線充電するための充電器４０が複数台設けられている。各充電エリアは、収容可能な走行装置２０の台数に制限があり、この制限台数以内の走行装置２０であれば同時に無線充電が可能である。図６及び図７に示した例では、各充電エリアに収容可能な走行装置２０の台数は３台となっている。各走行装置２０は、経路１０上の充電エリア内に入ると、充電エリアに設けられた充電器４０から電力を受け取り、バッテリ２５の無線充電が開始される。このため、各走行装置２０は、バッテリ２５が充電状態にあるときには充電エリア内に属していると判断し、バッテリ２５が非充電状態にあるときには充電エリア内に属していないと判断する。

【0036】

その後、ステップＳ４において充電エリアに属さないと判断した走行装置２０は、そのまま自由走行を継続することになるが、いずれは充電エリアに進入することとなる（ステップＳ５）。この場合、充電信号受信時点においては非充電状態であった走行装置２０は、充電エリアに進入したことにより充電状態へと変化する。このように、調整走行を開始してから終了するまでの所定時間内に、充電信号の受信後に充電エリアに進入したことにより非充電状態から充電状態に変化した場合には、その走行装置２０は、その充電エリアの終点に向けて目標停止走行を開始する（ステップＳ６）。目標停止走行とは、充電エリアの終点付近で停止することを目標にして走行することをいう。上記の条件を満たした走行装置２０は、目標停止走行のフラグが立ち、目標停止走行状態特有の動作を行う。このように目標停止走行を行う走行装置２０を、「目標停止走行車」という。なお、後述するように、目標停止走行車であっても、近接センサ２７ｂにより前方の別の走行装置２０が近接したことを検知したときには、その前方の走行装置２０との距離が所定以上離間するまで一時停止する。また、調整走行が終了するまでの所定時間内に充電エリアに進入しなかった場合には、その走行装置２０は目標停止走行を行わない。

【0037】

一方で、ステップＳ４において充電エリアに属すると判断した走行装置２０は、そのまま充電エリア外に向けて自由走行を継続する（ステップＳ７）。走行装置２０は、充電エリアから離脱すると充電状態から非充電に変化する。この走行装置２０は、充電エリアを抜けた後もそのまま自由走行を継続する。ただし、近接センサ２７ｂにより前方の別の走行装置２０が近接したことを検知したときには、その前方の走行装置２０との距離が所定以上離間するまで一時停止する。なお、充電信号受信時点において充電エリアに属していた走行装置２０であっても、調整走行を開始してから終了するまでの所定時間内に、再び充電エリアに進入したことにより非充電状態から充電状態に変化した場合（ステップＳ５）には、その充電エリアの終点に向けて目標停止走行を開始することとなる（ステップＳ６）。

【0038】

図６（ａ）は、基地局３０から充電信号が発信された時点での経路１０上における走行装置２０の配置例を模式的に示している。また、図６（ｂ）は、調整走行中に、図６（ａ）に示した状態からある程度の時間が経過した後の走行装置２０の配置例を示している。この例では、経路１０上に７台の走行装置２０（それぞれ１番～７番の番号で示している）が存在し、またこの経路１０上の３箇所に充電エリア（それぞれＡ～Ｃの符号で示している）が設けられている。また、各充電エリアに収容可能な走行装置２０の台数は３台である。図６（ａ）に示すように、経路１０上を走行する７台の走行装置２０のうち、充電信号の受信時点において充電エリアに属していないものは、１番、４番、及び７番の走行装置２０である。また、これらの走行装置２０のうち、図６（ｂ）に示すように時間経過後に充電エリアに進入したものは、４番と７番の走行装置２０である。このため、これらの４番と７番の走行装置２０は、自らが目標停止走行車であると判断する。特に、４番の走行装置２０は、充電エリアＡに進入したことから、この充電エリアＡの終点付近にて停止することを目標に設定する。また、７番の走行装置２０は、充電エリアＢに進入したことから、この充電エリアＢの終点付近にて停止することを目標に設定する。なお、１番の走行装置２０も充電エリアに進入した時点で目標停止走行車となる。他方で、経路１０上を走行する７台の走行装置２０のうち、充電信号の受信時点において充電エリアに属していたものは、２番、３番、５番、及び６番の走行装置２０である。これらの走行装置２０は、充電エリア外に向け走行し、充電エリアからの離脱後はそのまま自由走行を継続する。

【0039】

続いて、図５は、主に調整走行を開始してから調整走行が終了するまでのフローを示している。図４に示したフローと図５に示したフローは並行して実行される。

【0040】

図５に示されるように、各走行装置２０の制御装置２１は、充電信号を受信して調整走行を開始すると（ステップＳ３）、調整走行の開始時点からの経過時間の計測を開始する。なお、走行装置２０は、経過時間の計測と共に、又は経過時間の計測に代えて、調整走行開始時点から走行した距離の計測を行うこととしてもよい。

【0041】

この各走行装置２０の調整走行は、所定時間の経過により終了となる。このため、各走行装置２０は、調整走行開始時から所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ８）。そして、各走行装置２０は、所定時間が経過した場合には調整走行を終了させる（ステップＳ１５）。一方で、各走行装置２０は、所定時間が経過するまでは、以下に説明するステップＳ９～Ｓ１４までの処理を行う。ここにいう「所定時間」は、例えば、経路１０にて隣り合う２つの充電エリアのうち、先の充電エリアの始点から次の充電エリアの終点までの距離が最も長くなる区間を、走行装置２０が走行し終えるのに要する時間を基準として決定すればよい。図６及び図７に示した例では、充電エリアＡの始点から充電エリアＢの終点までの区間が最長区間となる。すべての走行装置２０はおよそ等速（±１０％以内）で経路１０を走行していることから、この最長区間を走行し終えるのに要する時間はどの走行装置２０もおよそ同じとなる。走行装置２０の走行速度に例えば±１０％以上のバラつきがある場合には、経路１０を同時に走行装置２０の平均速度に基づいて、この最長区間の走行に要する時間（すなわち所定時間）を求めればよい。なお、走行装置２０が調整走行開始時点からの走行距離を計測している場合には、ステップＳ８において上記した所定時間を経過したか否かを判断することに代えて、所定距離を走行したか否かを判断することもできる。この場合に、この所定距離は、上記した最長区間を基準として決定すればよい。

【0042】

調整走行開始後、所定時間が経過するまでの間、ステップＳ６において目標停止走行車に設定された走行装置２０は、自己の目標とする充電エリアの終点に到達したか否かを判断する（ステップＳ９）。充電エリアの終点であるかどうかは、例えば、充電エリアの終点付近に設置されたＮＦＣタグをＮＦＣセンサ２７ａで読み取ることによって判断してもよい。また、例えば、充電エリアの全長は既知であることから、走行装置２０は、充電エリアに進入してから走行距離の計測を開始し、その計測した走行距離が充電エリアの全長（つまり終点までの距離）に達したときに終点に到達したと判断してもよい。また、充電エリアの全長と走行装置２０の走行速度は既知であることから、走行装置２０は、充電エリアに進入してから走行している時間の計測を開始し、その計測した走行時間が充電エリアの全長を走行するのに要する時間に達したときに終点に到達したと判断してもよい。このようにして、目標停止走行車である走行装置２０は、充電エリアの終点に到達できたと判断した場合には、その充電エリアの終点に付近にて停止する（ステップＳ１０）。一方で、目標停止走行車である走行装置２０は、充電エリアの終点に到達できていないと判断した場合には、次のステップ（ステップＳ１１）へ移行する。なお、ステップＳ９とステップＳ１０は、ステップＳ６において目標停止走行車に設定された走行装置２０のみが行うものであり、他の走行装置２０については、このステップＳ９とステップＳ１０は省略される。

【0043】

次に、各走行装置２０は、調整走行中、その前方の走行装置２０に近接し、前方の走行装置２０との間の間隔が所定距離未満となったか否かを判断する（ステップＳ１１）。前方の走行装置２０との間の間隔は、近接センサ２７ｂの検知情報に基づいて制御装置２１が測定する。なお、このステップＳ１１の判断は、目標停止走行車であるか否かに関わらず、すべての走行装置２０が行う。前方の走行装置２０との間の間隔が所定距離となった場合に、走行装置２０は、前方の走行装置２０との間隔を空けながらその場に停止する（ステップＳ１２）。一方で、前方の走行装置２０との間の間隔が所定距離以上である場合、走行装置２０は走行を継続し、所定時間が経過したか否か（ステップＳ８）、充電エリアの終点に到達したか否か（ステップＳ９、ただし目標停止走行車に限る）の判断を行う。

【0044】

次に、各走行装置２０は、調整走行中、その前方の走行装置２０に近接して一時停止した場合、前方の走行装置２０が離間し、前方の走行装置２０との間の間隔が所定距離以上となったか否かを判断する（ステップＳ１３）。前方の走行装置２０との間の間隔が所定距離以上となった場合に、走行装置２０は、再び発進して経路１０上での走行を継続する（ステップＳ１４）。前方の走行装置２０との間の間隔が所定距離未満である場合には、走行装置２０は、その場での停止を継続する。その後、走行装置２０は、所定時間が経過したか否か（ステップＳ８）、充電エリアの終点に到達したか否か（ステップＳ９、ただし目標停止走行車に限る）の判断を行う。

【0045】

各走行装置２０は、上記したステップＳ９～Ｓ１４までの処理を、調整走行開始時から所定時間が経過するまで継続して行う。そして、各走行装置２０は、所定時間の経過したときに調整走行を終了させる（ステップＳ１５）。所定時間の調整走行を行うことで、経路１０上の走行装置２０は、基本的にはステップＳ１０又はステップＳ１２により停止することになる。ただし、例外的に所定時間を経過しても停止していない走行装置２０が存在する可能性もあることから、調整走行の終了時点にて各走行装置２０は走行の停止を行う（ステップＳ１５）。なお、すでに停止している走行装置２０はそのまま停止し続ける。

【0046】

調整走行終了後に、各走行装置２０は、自身が充電エリアに属しているか否かを判断する（ステップＳ１７）。つまり、各走行装置２０は、バッテリ２５の充電が行われていれば充電エリアに属し、バッテリ２５の充電が行われていなければ充電エリアに属していないと判断する。充電エリアに属していると判断した走行装置２０は、そのまま充電エリアに停止することでバッテリ２５の充電を行う。一方で、充電エリアに属していないと判断した走行装置２０は、無線モジュール２１ｃを介して、充電エリアに属していないことを知らせるための無線信号を基地局３０に向けて発信する。基地局３０は、走行装置２０からの無線信号を受信する。調整走行の終了後、各走行装置２０は、再び基地局３０から発進信号が発信されるまでその場での待機を続けることとなる。

【0047】

図７は、図６に引き続き、調整走行中の各走行装置２０の動作の一例を示している。図７（ｃ）に示すように、４番、６番、及び７番の走行装置２０は、調整走行中に、非充電状態から充電エリアへと進入することによって充電状態へと変化したため、目標停止走行車として設定されている。その結果、４番、６番、及び７番の走行装置２０は、各充電エリアの終点付近にて停止することとなる。また、他の１番、２番、３番、及び５番の走行装置２０は、前方の走行装置２０との間の間隔が所定距離未満となったことを理由にその場で停止している。なお、これらの１番、２番、３番、及び５番の走行装置２０の中には、調整走行中に、非充電状態から充電状態へと変化したため目標停止走行車として設定されたものも存在するが、それらの走行装置２０はその前方に別の走行装置２０が存在することが原因で、充電エリアの終点まで到達できていない。

【0048】

図７（ｃ）に示した例では、各充電エリアは３台の走行装置２０まで受け入れることができる。充電エリアＡには、４番及び５番の走行装置２０が属し、充電エリアＢには７番、１番、及び２番の走行装置２０が属し、充電エリアＣには６番の走行装置２０が属している。しかしながら、３番の走行装置２０はいずれの充電エリアにも属することができない。充電エリアＢにはすでに３台の走行装置２０が属しており、３番の走行装置２０は、その前方にて２番の走行装置２０が停止していることから充電エリアＢに進入できずにその手前で停止していることとなる。この場合、調整走行の所定時間を経過した時点で、３番の走行装置２０は、充電エリアに属することができなかったことを知らせる無線信号を基地局３０へと発信する。

【0049】

基地局３０は、走行装置２０のいずれかから充電エリアに属することができなかったことを知らせる無線信号を受信すると、各走行装置２０に対して発進信号を発信し、それと同時又はその直後に再び調整走行を開始するための充電信号を発信する。すなわち、基地局３０は、各走行装置２０に対して発進信号を発信した後、走行装置２０が充電エリアから離脱し始める前に充電信号を発信する。基地局３０は自動的に発進信号及び充電信号を発信するようにプログラムされたものであってもよいし、オペレータが基地局３０等を手動で操作してこれらの信号を基地局３０から発信させることとしてもよい。各走行装置２０は、基地局３０から充電信号を受信すると、現在属している充電エリアから離脱し、次の充電エリアへ向けて走行することとなる。

【0050】

図７（ｄ）は、図７（ｃ）に示した状態で発進信号及び充電信号が基地局３０から発信され、その後に各走行装置２０が調整走行を終えて再び停止した状態を示している。図７（ｄ）に示すように、充電エリアＡでは、６番の走行装置２０が先頭の目標停止走行車となり、その終点付近で停止している。充電エリアＢでは、図７（ｃ）に示した状態では充電エリアＢに進入できなかった３番の走行装置２０が先頭の目標停止走行車となり、その終点付近で停止している。また、充電エリアＢには、３番の走行装置２０に続き、４番及び５番の走行装置２０が停止している。また、充電エリアＣでは、７番の走行装置２０が先頭の目標停止走行車となってその終点付近で停止し、これに続いて１番及び２番の走行装置２０が停止している。そして、図７（ｄ）に示した状態では、すべての走行装置２０が充電エリア内に停止することに成功している。このように、調整走行を複数回繰り返すことで、いずれ必ずすべての走行装置２０を充電エリア内に停止させることが可能となる。

【0051】

上記した例では、調整走行後に充電エリアに停止できなった走行装置２０が無線信号を発信することで、再び調整走行を行うこととした。ただし、これに限らず、予め調整走行を繰り返す回数を定めおき、調整走行後に充電エリアに停止できなった走行装置２０が存在するか否かに関わらず、所定回数の調整走行を行うようにしてもよい。具体的には、経路１０上を走行する走行装置２０の総数をＮ台（Ｎは２以上の整数）とし、充電エリアに一度に停止させることのできる走行装置２０の許容数をＭ台（Ｍは２以上の整数）とする。この場合に、調整走行を繰り返す試行回数Ｓ（小数点以下切り捨て）は、（Ｎ／Ｍ）＋１又はそれ以上とすればよい。例えば、図６及び図７に示した例では、走行装置２０の総数Ｎは７台であり、充電エリアの許容数Ｍは３台である。この場合、調整走行の試行回数Ｓは、（７／３）＋１であるため、３回となる。このように、図示した例では、調整走行を少なくとも３回繰り返し行うことで、理論上は必ずすべての走行装置２０が充電エリア内にて停止することとなる。

【0052】

上記した各走行装置２０に実装されたアルゴリズムに基づいて、各走行装置２０が停止と発進を繰り返すことで、経路１０上の複数の充電エリアに各走行装置２０を分散して停止させることができる。また、本実施形態では基地局３０から各走行装置２０に対して無線信号（発進信号、停止信号、充電信号）を発信することとしているが、この無線信号は複雑な情報を含むものではないことから、各走行装置２０に対して伝達しやすい。そして、本実施形態によれば、複数の走行装置２０を既定経路１０上の充電エリアに分散して停止させる時間をより短縮することができる。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

また、例えば、前述した実施形態では、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】

【0056】

１０…経路 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…無線受電器
２７…センサ ２７ａ…ＮＦＣセンサ
２７ｂ…近接センサ ２８…発光素子
２９…カバー ３０…基地局
４０…充電器 １００…システム
ＡＲ…停車エリア（充電エリア）

【要約】

【課題】複数の走行装置を既定経路上の停車エリアに分散して停止させる時間をより短縮する。
【解決手段】周回可能な既定の経路１０上で複数の走行装置２０を走行させるためのシステムであって、走行装置２０のそれぞれは、経路１０上の停車エリアＡＲに属していることを検知するエリア検知部と、前方の走行装置２０に近接していることを検知する装置検知部と、停車エリアＡＲでの停止を指示するための無線信号を受信する通信部と、走行装置２０の発進と停止を制御する制御部を有する。各走行装置２０は、無線信号の受信後に停車エリアＡＲへの進入を検知した場合には、当該停車エリアＡＲの終点で停止することを目標に設定し、目標の設定後に当該停車エリアＡＲの終点に到達したときにはその場で停止し、目標を設定の有無に関わらず前方の走行装置２０に近接したことを検知したときにはその場で一時停止する。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】