JP2001072208A - 倉庫内無人車両誘導装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 倉庫内の固定設備が少なく倉庫レイアウトの
変更などに対してフレキシビリティーがありかつ自走精
度の高い無人車両誘導装置の提供を目的とする。 【解決手段】 通路幅の広い幹線通路は現在位置検出装
置３からの現在位置検出データとデジタルマップデータ
上の経路データを比較して自立走行し、幹線通路から正
確な位置データが必要なパレット棚Ｔ間の通路に入ると
きは実環境認識手段４の画像取り込み装置である車両前
方カメラ４１により前方の画像を取り込み画像処理装置
４３でパレット棚Ｔ間の通路を認識しもし進行方向がは
ずれていれば修正しパレット棚Ｔ間の通路に進み、パレ
ット棚Ｔ間の通路ではパレット棚Ｔに取り付けた位置デ
ータを読みとり現在位置データを更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は倉庫における無人搬
送車の誘導に関し、特に固定設備が少なくレイアウト変
更などに対するフレキシビリティーの高い誘導装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年食品冷凍保存のニーズの高まりによ
る冷凍食品保存倉庫の普及あるいは、食文化の変化に伴
う物流システムの関係から倉庫内の物の出入りも頻繁に
なっており、この種の無人搬送車は、作業者が倉庫内に
入り運搬車を操縦しなければならないといった過酷な作
業をなくし作業能率をも向上させるような自動化に大き
く貢献している。このような無人搬送車における代表的
なものとしては、倉庫内の経路などのデジタルマップデ
ータを記憶している記憶装置と自車位置を検出するヨー
レートセンサ、さらに走行距離センサなどからなる位置
検出装置を備え、位置検出装置から算出される現在位置
データを記憶装置のデジタルマップデータに合わせるよ
うにコントロールし走行するよう構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのような単
純な位置検出方式では、ヨーレートセンサの誤差や車輪
の滑りによる走行距離データの誤差により現在位置デー
タに誤差が発生し、そのために経路からはずれてしまう
という問題があり、さらには走行経路上に障害物があっ
た場合の処理が困難であった。

【０００４】本発明は、画像読みとり装置により真の位
置データを読みとり現在位置データを置き換えることに
より正確な経路を走行するとともに画像処理を行うこと
により障害物も発見し、搬送作業を円滑にする無人搬送
車を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明になる倉庫内無人
車両誘導装置は、倉庫内地図をデジタル化し記憶したデ
ジタルマップ記憶手段と、そのマップ上に車両の進行経
路を設定する経路設定手段と設定した経路に従い移動し
た車両の位置を検出する現在位置検出手段と、倉庫内実
環境を認識する実環境認識手段と、現在位置検出手段に
よって検出された位置を実環境認識手段によって認識さ
れた実環境座標へ整合すべく制御する位置整合制御手段
とを備えることを特徴とする。

【０００６】また、現在位置検出手段として、車両の転
回角速度を検出するヨーレートセンサと車両の移動距離
を検出するエンコーダとそれらの出力の積算に基づき現
在位置を出力する演算回路とで構成することを特徴とす
る。

【０００７】また、実環境認識手段として、車両進行方
向の進行路認識をする進行路認識視覚センサとそれと直
角方向の所定の棚位置を検出する棚位置認識視覚センサ
で構成することを特徴とする。

【０００８】また、実環境認識手段として、複数方位の
検出を同時に行い所望位置を認識する全方位視覚センサ
により構成することを特徴とする。

【０００９】また、実環境認識手段において、車両進行
方向の棚列の接地部位を抽出強化処理し、それと直角方
向の各パレット格納しきり毎に抽出強化を施すことを特
徴とする。

【００１０】また、実環境認識手段は、倉庫内に適宜配
置した各パレット格納棚に番地指定表示を施すことを特
徴とする。

【００１１】また、現在位置検出手段が出力する現在位
置と内実環境認識手段によって認識する位置とのずれを
検出しそのずれ量を実環境座標を基準に所定移動距離以
内で収斂すべく制御する制御手段を備えることを特徴と
する。

【００１２】さらに、実環境認識手段としての視覚セン
サが検出する画像情報をその検出現場から離れた場所に
設けたモニター室へ伝送し、その画像情報に基づきオペ
レーターが遠隔操縦可能に構成したことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、通路幅の広く多少走行
誤差の発生しても問題ない幹線通路は現在位置検出装置
３からの現在位置検出データとデジタルマップデータ上
の経路データを比較して自立走行し、幹線通路から正確
な位置データが必要なパレット棚Ｔ間の通路に入るとき
は実環境認識手段４の画像取り込み装置である車両前方
カメラ４１により前方の画像を取り込み画像処理装置４
３でパレット棚Ｔ間の通路を認識しもし進行方向がはず
れていれば修正しパレット棚Ｔ間の通路に進み、パレッ
ト棚Ｔ間の通路ではパレット棚Ｔに取り付けた位置デー
タを読みとり現在位置データを更新する。また、画像デ
ータを倉庫外に伝送し、走行を自立走行からオペレータ
の操作によるリモートコントロールに切り替えることが
出来る。このような手段を備えたことにより正確な位置
に走行しまた、障害物があった場合にはたとえば異常信
号を発生するとともに画像データを倉庫外のオペレータ
ーに送り、リーモートコントロールすることにより搬送
作業を続けることが出来る。

【００１４】

【実施例】以下、本発明に係る倉庫内無人車両誘導装置
の一実施例について図面を用いて説明する。図１は代表
的倉庫内のレイアウトの一部を示し、図２は車両に搭載
する誘導装置の基本的ブロック図を示すものであって、
図１におけるＴ１〜Ｔ４は倉庫内の所定位置に配置され
たパレット棚である。

【００１５】図１においてフォークリフトに代表される
ような車両の現在位置（作業待機位置）をＡ点とする。
Ｂ点はパレット棚Ｔ１とＴ２の間の通路内で作業車両で
あるフォークリフトの通行路として指定したＣＤライン
の延長線上でかつ位置ずれを修正するのに十分な距離を
もってあらかじめ設定した点を示し、Ｘ点は経路の目的
位置であり、点Ｅ，Ｆ、Ｇ、はパレット棚Ｔ１の角の位
置（エッジ）を示す。同様に点Ｈ、Ｉ、Ｊはパレット棚
Ｔ２の角位置（エッジ）を示す。

【００１６】図２において、１は、車両の走行すべき経
路データを、予め倉庫内の地図をデジタル化して記憶し
てあるデジタルマップ記憶手段２に車両の作業軌道通路
として倉庫内デジタルマップ上に設定する経路設定手
段、３は、移動する車両の位置を検出する現在位置検出
手段、４は、車両の周囲の状態を認識する実環境認識手
段であって、周囲の現実のパレット棚Ｔの位置などの環
境をビジュアル情報として捕らえる。

【００１７】５は、実環境認識手段４によって認識され
た実環境座標により現在位置検出手段３の現在位置デー
タを整合するよう制御する位置整合制御手段、６は、デ
ジタルマップ記憶手段２に設定された経路データと現在
位置検出手段３によって検出された現在位置データとを
比較し車両を経路に従って走行させるために車両をコン
トロールする制御手段である。

【００１８】なお、伝送手段７は、車両の現在位置から
離れた場所にあるモニター室に設置した表示操作盤８
に、実環境認識手段４にて撮像処理した周囲環境のビジ
ュアルデータを伝送し、表示操作盤８にて表示される環
境映像にて操作されるオペレータの人為的操作信号を受
信して車両を手動操作するよう制御手段６を遠隔制御出
来るようにしたものである。

【００１９】また、現在位置検出手段３は、ジャイロの
ような代表的位置検出手段を採用してもよいが、倉庫内
の狭いエリアにて現在位置を検出するより安価な構成を
用いることができる。すなわち、図３のブロック図にて
示すように、自車の車両の中央部に取り付けられたヨー
レートセンサー３１と車輪の回転を検出するエンコーダ
ー３２と両者の出力から移動距離を計算し、前回の位置
から現在位置を算出する演算回路３３とからなる。

【００２０】また、実環境認識手段４は、倉庫内のパレ
ット棚Ｔのエッジや走行通路などをビジュアル的に捕ら
えるため、図４に示すように、車両の進行方向の環境を
捕らえ特に進行路認識をする車両前方カメラ４１（進行
路認識視覚センサ）およびこれと略直交する方向の環境
を捕らえたとえばパレット棚Ｔの位置を画像認識する車
両測方カメラ４２（棚位置認識視覚センサ）、および両
カメラ４１，４２による画像信号を入力し、位置データ
として処理する画像処理回路４３とから構成され、車両
の進行方向にある倉庫の床とパレッタ棚Ｔのエッジを検
出し画像処理回路４３によってパレット棚Ｔ間の通路を
割り出し進行方向の通路中央に対する変位を求め出力す
るとともに、パレット棚Ｔに設けた番地表示を認識し番
地データを求め進行方向に対して画像の中央になったと
きに一致信号を出力する。

【００２１】こうした構成において、車両が設定された
経路Ａ−Ｂ−Ｘを走行するとき、車両は先ずＡ−Ｂの経
路データに従って現在位置検出手段３による検出データ
との比較調整によって走行するが、ヨーレートセンサ３
１やエンコーダ３２による位置検出自体その走行によっ
て検出誤差が累積してしまい正しい走行経路からはずれ
てしまう。このはずれた点をＢ１、Ｂ２で表す。

【００２２】車両がＡ点からスタートし現在位置検出手
段３からの現在位置データとデジタルマップ記憶手段２
からの倉庫内マップデータ上に設定された走行経路デー
タとの比較により制御手段６によって車両の走行経路を
調整しＢ点に向かって走行する。現在位置検出手段３か
らの現在位置データが点Ｂに到達したと判断すると実環
境認識手段４により実際の周囲環境を検出し画像処理す
ることで通路の方向を検出し通路の中央線ＣＤに近づき
ながらＸに向かって進む。このとき車両はＢ１とＢ２の
範囲にいるが、位置ずれを修正するのに十分な距離をも
ってあらかじめ設定してあるため誤った経路に進むこと
はない。

【００２３】このとき進行方向はＣＤの方向に進むが、
ヨーレートセンサー３１とエンコーダー３２によって得
られた現在位置データは誤差を含んでいる可能性がある
ため、実環境認識手段４の画像処理回路４３が出力する
番地データと一致信号を位置整合制御手段５が取り込み
現在位置検出手段３による現在位置データを更新するた
め、真の現在位置データに修正でき、このデータに基づ
き制御手段６によって車両の走行方向が制御されより正
確にＸ点に到達できる。

【００２４】パレット棚Ｔに取り付ける番地表示は、た
とえばラベルにＴ１，Ｔ２といった棚単位の表示を施し
て貼着するようにしてもよいし、あるいはより細かく棚
の段（格納しきり）毎に識別表示を施し、実環境認識手
段４によってこれを認識し作業位置の確定を行うように
すれば、搬出搬入の棚位置を正確に認識し作業を行うこ
とができる。

【００２５】また、車両前方カメラ４１にて認識するパ
レット棚Ｔのエッジは、棚自体の角形状から認識しても
よいが各々のエッジにカラーマーカー等認識し易い処理
を行えばより早く正確に棚位置を認識でき現在位置と走
行経路の確定が容易となる。また、実環境認識手段４の
画像処理回路４３は、車両前方カメラ４１および車両側
方カメラ４２にて捕らえた棚列の設置部位を抽出強化処
理し、さらにパレット棚Ｔの各パレット収納しきり毎に
そのラインを抽出強化処理し、位置決定のためのデジタ
ルデータとして処理し易いように構成している。

【００２６】ここでの画像取り込み装置としてのカメラ
は、実施例のような車両前方カメラ４１および車両側方
カメラ４２といった複数台のカメラを用いる代わりに、
単一のＣＣＤカメラと３６０度の反射ミラーを組み合わ
せた複数方位の検出を動じに行えるいわゆる全方位視覚
センサを用いることで、より広範囲の実環境情報を捕ら
えることができ、その中の必要データのみを抽出処理す
ることで同様の実環境認識を行うことが可能となる。

【００２７】また、位置整合制御手段５は、現在位置検
出手段３によって検出した現在位置データと実環境認識
手段４によって認識した位置とのずれを検出し現在位置
データの修正を行うものであるが、検出比較されたずれ
量をデジタルマップ記憶手段２に記憶してある倉庫内デ
ジタルマップデータに基づく実環境座標を基準にして所
定移動距離以内（走行経路を大きくはずれない許容でき
るずれ範囲）でデータを収斂すべく制御するものであ
る。

【００２８】このように、実環境認識手段４によって走
行する実際の周囲環境を認識し、現在位置検出手段３に
よる位置データの検出誤差をより正しい位置データに収
斂しながら自走するよう制御するため、目的の走行経路
に正しく沿った走行が容易に行え、また倉庫内のパレッ
ト棚レイアウトの変更に際してもその倉庫レイアウト設
計データを利用したデジタルマップ化によって容易に対
応することが可能となる。

【００２９】さらに、実環境認識手段４によって進行方
向に障害物が認識されると異常警報を発生させるような
認識処理を付与することも容易に達成することができ、
そうした警報と車両前方カメラ４１と車両側方カメラ４
２の画像を無線装置により倉庫外のモニター室に設置し
た表示操作盤８に送るとともに位置整合制御手段５によ
る位置制御あるいは制御手段６による直接の車両制御を
無線装置を介した遠隔操縦に切り替えることによりオペ
レータが状況を確認して作業を進めることが出来る。

【００３０】

【発明の効果】本発明は、たとえば幹線通路は現在位置
検出装置３からの現在位置検出データとデジタルマップ
データ上の経路データを比較して自立走行し、幹線通路
から正確な位置データが必要なパレット棚Ｔ間の通路に
入るときは実環境認識手段４にてパレット棚Ｔ間の通路
を認識し現在位置のずれを修正してパレット棚Ｔ間の通
路に進み、ありいはパレット棚Ｔ間の通路ではパレット
棚Ｔに取り付けた位置データを読みとり現在位置データ
を更新するよう構成したことにより、正確な走行経路に
沿った自立走行が可能となり、走行軌道のような固定設
備が少なく倉庫のレイアウト変更に対してもフレキシビ
リティーの高い誘導装置を提供できる。また、障害物が
あった場合にはたとえば異常信号を発生するとともに画
像データを倉庫外のオペレーターに送り、オペレータに
よってリーモートコントロールすることにより搬送作業
を続けることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の倉庫内無人車両誘導装置を適用する倉
庫内レイアウトの一部を示す倉庫内マップ説明図であ
る。

【図２】本発明の倉庫内無人車両誘導装置の構成を示す
基本的ブロック図である。

【図３】本発明の倉庫内無人車両誘導装置における現在
位置検出手段の一実施例を示すブロック図である。

【図４】本発明の倉庫内無人車両誘導装置における実環
境認識手段の一実施例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 経路設定手段 ２ デジタルマップ記憶手段 ３ 現在位置検出手段 ４ 実環境認識手段 ５ 位置整合制御手段 ６ 制御手段 ７ 伝送手段 ８ 表示操作盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F022 FF02 LL06 MM08 MM70 NN01 NN13 NN31 NN57 PP06 QQ03 QQ17 5H301 AA02 AA10 BB05 CC03 CC06 DD01 DD06 FF11 FF27 GG03 GG09 GG12 GG16

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 倉庫内地図をデジタル化し記憶したデジ
   タルマップ記憶手段と、そのマップ上に車両の進行経路
   を設定する経路設定手段と設定した経路に従い移動した
   車両の位置を検出する現在位置検出手段と、倉庫内実環
   境を認識する実環境認識手段と、現在位置検出手段によ
   って検出された位置を実環境認識手段によって認識され
   た実環境座標へ整合すべく制御する位置整合制御手段と
   を備えることを特徴とする倉庫内無人車両誘導装置。
2. 【請求項２】 前記現在位置検出手段は、車両の転回角
   速度を検出するヨーレートセンサと、車両の移動距離を
   検出するエンコーダと、これらの出力に基づき現在位置
   を出力する演算回路とで構成したことを特徴とする請求
   項１に記載の倉庫内無人車両誘導装置。
3. 【請求項３】 前記実環境認識手段は、車両進行方向の
   進行路認識をする進行路認識視覚センサと、倉庫内に配
   置された所定の棚位置を検出するよう前記進行路認識視
   覚センサと略直交する方向を認識する棚位置認識視覚セ
   ンサとで構成されることを特徴とする請求項１に記載の
   倉庫内無人車両誘導装置。
4. 【請求項４】 前記実環境認識手段は、複数方位の検出
   を同時に行い所望位置を認識する全方位視覚センサによ
   って構成されることを特徴とする請求項１に記載の倉庫
   内無人車両誘導装置。
5. 【請求項５】 前記実環境認識手段は、倉庫内に配置さ
   れる車両進行方向の棚列の接地部位を抽出強化処理し、
   それと直角方向の各パレット格納しきり毎に抽出強化を
   施すことを特徴とする請求項１に記載の倉庫内無人車両
   誘導装置。
6. 【請求項６】 前記実環境認識手段は、倉庫内に配置さ
   れた各パレット格納棚に番地指定表示を施すことを特徴
   とする請求項４もしくは請求項５に記載の倉庫内無人車
   両誘導装置。
7. 【請求項７】 前記位置整合制御手段は、前記現在位置
   検出手段が出力する現在位置と前記実環境認識手段によ
   って認識する位置とのずれを検出し、そのずれ量を実環
   境座標を基準に所定移動距離以内で収斂すべく制御する
   ことを特徴とする特請求項１に記載の倉庫内無人車両誘
   導装置。
8. 【請求項８】 前記実環境認識手段にて検出する画像情
   報を、その検出位置から離れた場所に設けたモニター室
   へ伝送し、その画像情報に基づきオペレーターが車両を
   遠隔操縦可能に構成したことを特徴とする特許請求項１
   に記載の倉庫内無人車両誘導装置。