CN114056863A

CN114056863A - 无人搬运车***

Info

Publication number: CN114056863A
Application number: CN202110884695.4A
Authority: CN
Inventors: 冈崎吉洋; 尾辻勇一; 星昌良; 北口亮一
Original assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Current assignee: Nakanishi Metal Works Co Ltd
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2021-08-03
Publication date: 2022-02-18
Anticipated expiration: 2041-08-03
Also published as: JP2022028342A; CN114056863B; JP7489013B2

Abstract

本发明提供一种无人搬运车***，在车身上具备检测反射器的激光传感器，无人搬运车在货物收容体的内外进行自主行驶，在设置反射器的作业上不费事，即使轨道的停止位置偏离规定的位置，也不需要重新设置反射器，反射器不会成为妨碍。无人搬运车(1)是在货物收容体(A)的内部进行货物(W)的装卸作业的无人搬运车***。无人搬运车(1)在车身(2)具备检测反射器(5、6)的激光传感器(3、4)，在货物收容体(A)的内部以及外部自主行驶。将反射器(5、6)以面向无人搬运车(1)自主行驶的通路(G)的方式设置于货物收容体(A)的入口(E)的左右。

Description

无人搬运车***

技术领域

本发明涉及无人搬运车在货物收容体的内部进行货物的装卸作业的无人搬运车***，更详细而言，涉及进行所述作业的无人搬运车在货物收容体的内外自主行驶的无人搬运车***。

背景技术

作为无人搬运车***，有无人搬运车在卡车的集装箱等货物收容体的内部进行货物的装卸作业的***(例如，参照专利文献1及2)。

在专利文献1的无人搬运车***中，作为无人搬运车的移动机器人6在作为卡车4的货物收容体的货厢5内自主行驶而进行物品W的装卸作业。移动机器人6具有激光束产生装置，向上方和两侧方宽范围地照射激光束([0013])。通过利用传感器检测在货厢5的侧壁以及顶棚的内表面侧的固定的位置粘贴的多个、由作为反射器的反射板9反射的激光，移动机器人6能够知道货厢5内部的自身的位置以及姿势([0013])。

在专利文献2的无人搬运车***中，作为无人搬运车的搬运车辆1在作为卡车T的货物收容体的收容体C内自主行驶而进行货物W的装卸作业。搬运车辆1具备：基准位置设定部件10，其配置于收容体C的外部并设定车身2的基准位置；距离获取部11A、11B，其获取与车身2和基准位置设定部件10之间的距离相关的信息([0016]-[0019])。基准位置设定部件10，具有沿着车身2的宽度方向延伸的形状，在车身2要从收容体C的外部向收容体C内进入时的车身2的行驶开始位置，被配置在收容体C的外部的平台上([0017])。

在控制部20的行驶状态获取部31基于由距离获取部11A获取的第一距离信息和由距离获取部11B获取的第二距离信息，判定为车身2是从基准方向SD倾斜的异常状态的情况下，控制部20的驱动控制部32进行用于修正所述异常状态的控制，使车身2返回到直行状态([0025]-[0026])。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-101554公报

专利文献2：日本特开2020-1845公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1的无人搬运车***的结构中，需要在货物收容体的侧壁以及顶棚的内表面侧的一定的范围内设置较多的反射板9。因此，每当成为作业对象的货物收容体改变时，需要进行重新将较多的反射板9重新设置于货物收容体内的作业，因此，在上述作业上花费较大的工夫。

在专利文献2的无人输送车***的结构中，需要将设定车身2的基准位置的、具有沿着车身2的宽度方向延伸的形状的基准位置设定部件10配置并固定在货物收容体的外部的平台上。因此，当卡车的停止位置从规定的位置偏离时，需要重新设置基准位置设定部件10。而且，由于将具有沿着车身2的宽度方向延伸的形状的基准位置设定部件10配置在平台上，所以存在基准位置设定部件10成为障碍的情况。

本发明的目的在于，在车身具备检测反射器的激光传感器的无人搬运车***中，设置反射器的作业不费事，即使卡车的停止位置偏离规定的位置，也不需要重新设置反射器，反射器不会成为妨碍。

用于解决课题的手段

本发明的无人搬运车***为了解决上述课题而进行，是无人搬运车在货物收容体的内部进行货物的装卸作业的无人搬运车***，

所述无人搬运车，在车身具备检测反射器的激光传感器，在所述货物收容体的内部和外部自主行驶，

在所述货物收容体的入口的左右、以面向所述无人搬运车自主行驶的通路的方式设置所述反射器。

根据这样的结构，将反射器以面向无人搬运车自主行驶的通路的方式设置于货物收容体的入口的左右。并且，无人搬运车在通过车身所具备的激光传感器检测所述反射器的同时，在货物收容体的内部以及外部自主行驶。因此，无人搬运车即使不设置感应带等，也能够在维持较高的行驶精度的同时，在货物收容体的内外进行自主行驶而来来往往。

而且，由于无人搬运车在货物收容体的内部以及外部行驶时能够使用相同的反射器，因此能够减少反射器的数量。而且，在货物收容体的入口的左右设置的反射器例如能够通过磁铁等容易地设置，因此反射器的设置作业变得非常简单。即，仅在货物收容体的入口的左右设置反射器即可，因此，无需如专利文献1中的反射器的设置作业那样，每当成为作业对象的货物收容体改变时，都要重新将较多的反射器重新设置在货物收容体内。

而且，即使在卡车的停止位置从规定的位置偏离而货物收容体的位置从规定的位置偏离的情况下，只要在货物收容体的入口的左右设置反射器即可，因此，无需如专利文献2的基准位置设定部件那样重新设置反射器。而且，由于将反射器设置在货物收容体的入口的左右，因此不会如专利文献2的具有沿着左右方向延伸那样的形状而配置在平台上的基准位置设定部件那样成为障碍。

在此，所述反射器的优选实施方式如下，

包括将半圆柱的中心轴作为铅直方向的、沿着所述半圆柱的侧面的形状，或者，包括将四棱柱的侧面间的边作为铅直方向的、沿着所述四棱柱的3个侧面的形状。

根据这样的结构，在无人搬运车从货物收容体的外部向内部进入时、以及无人搬运车从货物收容体的内部向外部退出时，能够使从无人搬运车的激光传感器照射并入射至反射器的激光的反射方向进一步连续地变化。由此，在无人搬运车往来货物收容体的内外时，能够连续准确地检测出无人搬运车相对于反射器的位置。

另外，作为所述激光传感器，更优选的实施方式是，在所述车身的前后对角的位置上具备前方的激光传感器及后方的激光传感器。

根据这样的结构，在无人搬运车往来货物收容体的内外时，通过在车身的前后对角的位置具备的前方及后方的激光传感器，能够持续检测设置于货物收容体的入口的左右的反射器。

而且，更优选的实施方式是，所述无人搬运车存储所述货物收容体内的地图，

在所述货物收容体内，所述前方的激光传感器测量到所述货物收容体的横壁及所述反射器的一方为止的距离，所述后方的激光传感器测量到所述货物收容体的横壁及所述反射器双方的距离，

将所述前方的激光传感器及所述后方的激光传感器的测量数据统合，用于所述无人搬运车的自身位置推定。

根据这样的结构，在货物收容体的全长较长的情况下，即使无人输送车进入到距货物收容体的入口远的货物收容体的深处，通过将前方的激光传感器测量出的到货物收容体的横壁以及反射器的一方的距离数据、以及后方的激光传感器测量出的到货物收容体的横壁以及反射器双方的距离数据统合，并与所存储的货物收容体内的地图上的反射器以及横壁的位置进行核对，从而无人输送车能够在准确地掌握自身位置以及向绕上下轴旋转的方向的姿势偏离的同时在货物收容体内自主行驶。

另外，更进一步优选的实施方式为，所述激光传感器是二维激光传感器，

在与所述货物收容体的入口相连地设置的装卸平台的左右，以面向所述无人搬运车自主行驶的通路的方式设置第二反射器。

根据这样的结构，在以消除货物收容体的地板面的高度与平台的地板面的高度不同的情况下的台阶的方式设置了装卸平台的情况下，无人搬运车通过车身所具备的二维激光传感器，能够一边检测以无人搬运车面向自主行驶的通路的方式设置在装卸平台的左右的第二反射器，一边准确地检测出装卸平台的位置而在装卸平台上行走。而且，设置于装卸平台的左右的第二反射器例如能够利用磁铁等容易地设置，因此第二反射器的设置作业也非常简单。

发明效果：

如上所述，根据本发明的无人搬运车***，在车身上具备检测反射器的激光传感器的无人搬运车在货物收容体的内外进行自主行驶的无人搬运车***中，设置反射器的作业不费事，即使卡车的停止位置偏离规定的位置，也不需要重新设置反射器，且反射器不会成为妨碍。

附图说明

图1是本发明的实施方式的无人搬运车***的部分横截面俯视图。

图2是同样部分的纵截面主视图。

图3是表示具备装卸平台的例子的本发明的实施方式的无人搬运车***的部分横截面俯视图。

图4是同样部分的纵截面主视图。

图5是本发明的实施方式的无人搬运车的立体图。

图6是同样的主视图。

图7表示本发明的实施方式的反射器的例子，其中，(a)是立体图，(b)是俯视图。

图8表示反射器的变形例，其中，(a)是立体图，(b)是俯视图。

图9是图3中的反射器周围的主要部分放大俯视图。

图10是图4中的反射器周围的主要部分放大主视图。

符号说明：

1 无人搬运车

2 车身

3、4 激光传感器

5、6 反射器

7、8 第二反射器

9 半圆柱

9A 半圆柱的侧面

10 四棱柱

10A、10B、10C 四棱柱的侧面

11 磁铁

A 货物收容体

B 装卸装置

C 移动装置

D 装卸平台

E 入口

F 货叉

G 通路

H 下方水平面

I 倾斜面

J 平台的地板面

K 提升托架

L1、L2 激光

M 立柱

N 货物收容体的地板面

O 半圆柱的中心轴

P 托盘

Q 装载物

R 边

S1、S2 横壁

T 卡车

U 反射器的高度

V 抵接面

W 货物

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

在以下的实施方式中，将无人搬运车从货物收容体的外部进入内部的方向设为前，朝向前方定义左右，将从左方观察的图设为主视图。

作为本发明的实施方式所涉及的无人搬运车***，图1的部分横截面俯视图以及图2的部分纵剖面主视图示出了例如在作为卡车T的集装箱的货物收容体A的地板面N与平台的地板面J之间没有台阶的例子，图3的部分横截面俯视图以及图4的部分纵截面主视图示出了由于存在所述台阶而具备装卸平台D的例子。

无人搬运车1在货物收容体A的内部及外部自主行驶，在货物收容体A的内部进行货物W的装卸作业。货物W例如是托盘P以及装载于托盘P的装载物Q。

无人搬运车1在车身2具备二维激光传感器3、4。在此，激光传感器3、4是二维激光传感器。

在图1以及图2的例子中，在货物收容体A的入口E的左右设置有反射器5、6，在图3以及图4的例子中，除了反射器5、6之外，在遮光罩D的左右还设置有第二反射器7、8。反射器5～8面向无人搬运车1自主行驶的通路G(图1、图3)。

无人搬运车1的激光传感器3、4在图1及图2的例子中，检测反射器5、6(例如，参照图1的激光L1、L2)。

在图3以及图4的例子中，在无人搬运车1位于平台的地板面J的情况下，由于激光传感器3、4为二维激光传感器，因此无法检测反射器5、6。无人搬运车1的激光传感器3、4在图3及图4的例子中，检测反射器5～8(例如，参照图3的激光L1、L2)。

在此，即使想要在货物收容体A的里侧的抵接面V上设置反射器，由于在货物收容体A内通常从里侧配置货物W，因此在抵接面V上无法设置反射器。另外，假设在货物W上设置反射器，则由于货物W被堆积，反射器的位置会发生变动。即，通过在货物收容体A的入口E的左右设置反射器5、6，将设置于货物收容体A的反射器的设置位置最佳化。

激光传感器3、4例如是LiDAR(Light Detection And Ranging：激光雷达)，一边改变方向一边以脉冲状照射激光L1、L2，检测反射回来的散射光，由测量被物体反射而返回为止的时间来测定到对象物的距离、方向等。通过利用光束密度比电波高、短波长的激光L1、L2，能够高精度地检测位置、形状等。

本发明的实施方式的无人搬运车1例如是无人叉车，如图5的立体图及图6的主视图所示，具备进行装卸作业的装卸装置B、进行行驶动作及回转动作的移动装置C、以及控制装卸装置B及移动装置C的控制装置等。

装卸装置B具有上下升降、沿前后方向倾动的桅杆M、装载货物W的货叉F、以及支承货叉F且沿桅杆M上下移动的升降托架K等。移动装置C具有左右一对前轮以及作为驱动轮并且是转向轮的后轮以及后轮的驱动装置。控制装置具有控制装卸装置B以及移动装置C的驱动并且与地上侧的控制装置进行通信的通信装置等。

无人搬运车1是自主移动式，具有推定环境地图中的自身位置的自身位置推定功能。上述自身位置推定功能例如是由JIS D6801：2019的“与无人搬运车***有关的用语”定义的“激光SLAM式”或“图像SLAM式”(“SLAM”是Simultaneously Localization AndMapping的缩写)。即，利用无人搬运车1上的激光测距仪或者能够计测距离的摄像机计测到墙壁、柱子等的表面的距离，制作周围的环境地图，并且推定环境地图上的自身位置。

无人搬运车1的车身2所具备的激光传感器是前方的激光传感器3以及后方的激光传感器4，前方的激光传感器3位于车身2的左前部，后方的激光传感器4位于车身2的右后部(也参照图9的主要部分放大俯视图)。也可以将前方的激光传感器3配置在车身2的右前部，将后方的激光传感器4配置在车身2的左后部，即，激光传感器3、4设置在车身2的前后对角的位置即可。

通过在车身2的前后对角的位置设置激光传感器3、4，在无人搬运车1往来货物收容体A的内外时，通过激光传感器3、4，能够持续检测设置于货物收容体A的入口E的左右的反射器5、6。

也可以在车身2的前后，在左右的位置各配置一个(合计4个)激光传感器3和4(变形配置例1)。

前方的激光传感器3及后方的激光传感器4的配置位置并不限定于车身2的前后对角的位置。例如，也可以在车身2的左右方向的中央部的前后配置激光传感器3以及4(变形配置例2)。在该情况下，为了使激光到达车身2的侧方，在车身2设置狭缝。

另外，除了车身2的左右方向的中央部的前后以外，还可以在车身2的左右的侧面也设置激光传感器(变形配置例3)。或者，也可以在车身2的上方设置能够检测车身2的周围360度的3维激光传感器(变形配置例4)。

如变形配置例1和3那样，若在车身2配置4个激光传感器，则激光传感器的数量增加而花费成本。如变形配置例2那样，若在车身2设置狭缝，则车身2的强度降低。在如变形配置例4那样在车身2的上方设置3维激光传感器的情况下，有可能被装载于无人搬运车1的货物W、桅杆M等遮挡从3维激光传感器朝向反射器射出的激光。以上，在车身2的前后对角的位置配置激光传感器3、4是更优选的实施方式。

无人搬运车1存储图1至图4的货物收容体A内的地图。在货物收容体A内，前方的激光传感器3测量到货物收容体A的横壁S1、S2以及反射器的一方5为止的距离，后方的激光传感器4测量到货物收容体A的横壁S1、S2以及反射器双方5、6(参照图1以及图3的激光L2)为止的距离。然后，将前方的激光传感器3及后方的激光传感器4的测量数据整合，用于无人搬运车1的自身位置推定。

根据这样的结构，在货物收容体A的全长较长的情况下，即使无人搬运车1进入到距货物收容体A的入口E远的货物收容体A的深处，也将前方的激光传感器3测定的到货物收容体A的横壁S1、S2以及反射器的一方5为止的距离数据、以及后方的激光传感器4测量出的到货物收容体A的横壁S1、S2以及反射器这两方5、6为止的距离数据进行整合，并与所存储的货物收容体A内的地图上的反射器5、6以及横壁S1、S2的位置进行对照，由此，无人搬运车1能够在准确地掌握自身位置以及向绕上下轴旋转的方向的姿势的偏离的同时在货物收容体A内自主行驶。

在图1至图4中，无人搬运车1从货物收容体A的外部到货物收容体A的入口E，在货物收容体A的外部的地图中，使用反映了入口E的反射器5、6的位置的地图进行自主行驶。无人搬运车1从入口E进入货物收容体A内时，货物收容体A内的地图按每个货物收容体A而不同，因此无人搬运车1读出存储的货物收容体A内的环境地图，或者在该场所获取或者制作货物收容体A内的环境地图，并一边推定环境地图上的自身位置一边进行自主行驶。

图7(a)的立体图及图7(b)的俯视图所示的本发明的实施方式的反射器5、6及第二反射器7、8例如为同一形状。反射器5～8包括以半圆柱9的中心轴O为铅垂方向的、沿着半圆柱9的侧面9A的形状。

图8(a)的立体图及图8(b)的俯视图所示的变形例的反射器5、6及第二反射器7、8也例如为相同形状。反射器5～8包括将四棱柱10的侧面间的边R作为铅直方向的、沿着四棱柱10的3个侧面10A、10B、10C的形状。反射器5～8在图8(a)以及图8(b)的例子中，沿着侧面10A、10B、10C的反射器分离为3个，但也可以是将它们相连的一体的反射器。

反射器5～8的高度U设定为能够接收来自无人搬运车1的激光传感器3、4的激光。例如，在图4的部分纵剖面主视图以及图10的主要部分放大主视图中，在无人搬运车1在平台的地板面J上行驶的情况下，无人搬运车1在装卸平台D的倾斜面I上行驶的情况下、以及无人搬运车1在货物收容体A的地板面N上行驶的情况下，反射器5～8能够接收来自激光传感器3、4的激光L1、L2(参照图3的部分横截面俯视图以及图9的主要部分放大俯视图)。

根据以上那样的反射器5以及6的形状，在无人搬运车1从货物收容体A的外部进入内部时、以及无人搬运车1从货物收容体A的内部向外部退出时，能够使从无人搬运车1的激光传感器3、4照射并入射至反射器5、6的激光L1、L2的反射方向进一步连续地变化。由此，在无人搬运车1往来于货物收容体A的内外时，能够连续准确地检测无人搬运车1相对于反射器5、6的位置。

另外，根据以上那样的反射器7以及8的形状，在无人搬运车1相对于装卸平台D从后方进入时、以及无人搬运车1从装卸平台D向后方退出时，能够使从无人搬运车1的激光传感器3、4照射并入射至反射器7、8的激光L1、L2的反射方向进一步连续地变化。由此，在无人搬运车1往来于货物收容体A的内外而通过装卸平台D时，能够连续且准确地检测无人搬运车1相对于第二反射器7、8的位置。

图7的(a)以及图7的(b)以及图8的(a)以及图8的(b)所示的例子的反射器5～8在它们的下表面固定有磁铁11，因此通过磁铁11的磁吸附力，在货物收容体A的入口E的左右设置反射器5、6的作业、以及在装卸平台D的左右设置第二反射器7、8的作业非常简单。

如图9的主要部分放大俯视图以及图10的主要部分放大主视图所示，在具备装卸平台D的例子中，设置于装卸平台D的左右的第二反射器7、8设置于接近装卸平台D的倾斜面I的最下部的下方水平面H的左右。装卸平台D不具有倾斜面I，在利用升降机构使水平面升降的情况下，第二反射器7、8只要在装卸平台D的水平面中设置在离货物收容体A最远的区域(例如，与图9和图10的具有倾斜面I的装卸平台D中的下方水平面H对应的区域)的左右即可。

这样，通过设置第二反射器7、8，在以消除货物收容体A的地板面N的高度与平台的地板面J的高度不同的情况下的台阶的方式设置了装卸平台D的情况下，无人搬运车1能够通过车身2所具备的激光传感器3、4，一边检测第二反射器7、8，一边准确地检测出装卸平台D的位置而在装卸平台D上行驶。

如图9以及图10所示，在装卸平台D具有倾斜面I的情况下，无人搬运车1在倾斜面I上行驶时的无人搬运车1的倾斜通过搭载于车身2的倾斜传感器来识别。

如图3以及图4的最右侧记载的无人搬运车1那样，在无人搬运车1在平台的地板面J上朝向装卸平台D行驶时，在货物收容体A的外部的地图中，使用反映了装卸平台D上的第二反射器7、8的位置的地图进行自主行驶。在无人搬运车1在装卸平台D上行驶时，在货物收容体A的外部的地图中，使用反映了货物收容体A的入口E的反射器5、6的位置的地图进行自主行驶。无人搬运车1从入口E进入货物收容体A内时，无人搬运车1读出存储的货物收容体A内的环境地图，或者此时获取或者制作货物收容体A内的环境地图，且一边推定环境地图上的自身位置一边进行自主行驶。

根据以上那样的无人搬运车***，无人搬运车1即使不设置感应带等，也能够在维持较高的行驶精度的同时，在货物收容体A的内外通过自主行驶而来来往往。另外，即使在轨道T的停止位置从规定的位置偏离而货物收容体A的位置从规定的位置偏离的情况下，只要在货物收容体A的入口E的左右设置反射器5、6即可，因此不需要重新设置反射器5、6。而且，由于将反射器5、6设置在货物收容体A的入口E的左右，所以反射器5、6不会成为障碍。

以上的实施方式的记载全部为例示，并不限定于此。能够在不脱离本发明的范围的情况下实施各种改良和变更。

Claims

1.一种无人搬运车***，其是无人搬运车在货物收容体的内部进行货物的装卸作业的无人搬运车***，其特征在于，

所述无人搬运车，在车身具备检测反射器的激光传感器，并在所述货物收容体的内部和外部自主行驶，

2.根据权利要求1所述的无人搬运车***，其特征在于，

所述反射器，包括将半圆柱的中心轴作为铅直方向的、沿着所述半圆柱的侧面的形状，或者，包括将四棱柱的侧面间的边作为铅直方向的、沿着所述四棱柱的3个侧面的形状。

3.根据权利要求1所述的无人搬运车***，其特征在于，

在所述车身的前后对角的位置上具备前方的激光传感器及后方的激光传感器作为所述激光传感器。

4.根据权利要求2所述的无人搬运车***，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的无人搬运车***，其特征在于，

所述无人搬运车存储所述货物收容体内的地图，

6.根据权利要求4所述的无人搬运车***，其特征在于，

所述无人搬运车存储所述货物收容体内的地图，

7.根据权利要求1至6中任一项所述的无人搬运车***，其特征在于，

所述激光传感器是二维激光传感器，

在以与所述货物收容体的入口相连的方式设置的装卸平台的左右，以面向所述无人搬运车自主行驶的通路的方式设置第二反射器。