JP2003018663A - 無人走行台車の走行環境制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周辺装置を一括して制御でき、無人走行台車
の小型化とコスト低減ができる無人走行台車の走行環境
制御システムを得る。 【解決手段】本発明の無人走行台車の走行環境制御シス
テムは、無人走行台車101と、無人走行台車に搭載され
無人走行台車の制御を行う無人走行台車制御手段102
と、無人走行台車制御手段に人間から無人走行台車の動
作指令を与える操作手段113〜115と、無人走行台車の走
行途中にあり無人走行台車と相互作用を為す周辺装置11
6,118,120,122と、周辺装置の制御を行う周辺装置制御
手段とを備え、無人走行台車制御手段、操作手段、及び
周辺装置制御手段119,121,123を統括して制御する統合
管理手段112と、これらを結びつけるネットワーク111と
を有する構成にしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００1】

【発明の属する技術分野】本発明は、工場や医療福祉施
設、家庭等で搬送業務を行う無人走行台車の走行環境制
御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の無人走行台車制御システムにおい
ては、無人走行台車と無人走行台車の走行環境に存在す
る操作装置との無線通信を行うために、移動電話または
無線LANによる方式を用いている。その中で、例えば特
開平5-091556公報では、移動電話を用いた例が記載され
ている。図4はその無人走行台車制御システムの例を示
す説明図である。図において、401は無人走行台車（図
示しない）の制御装置で、制御装置401はバッテリ等の
無人走行台車の動力源402から電力を受けている。制御
装置401には、無人走行台車の駆動装置403、無人走行台
車の状態及び無人走行台車の周囲の状態を検知するセン
サ404、並びに無人走行台車の周囲の画像を得るカメラ4
05が接続されている。406は電話等の音声をディジタル
信号に変換したり、ディジタル信号を音声信号に変換し
たりするモデムまたは音響カプラ等の変復調装置、407
は無線を利用した自動車電話等の移動電話、408は移動
電話407のアンテナである。そして、これらは全て無人
走行台車に搭載されている。一方、走行環境側におい
て、409は移動電話407との交信を通信インタフェース41
0を介して行う移動電話局の子局、411は移動電話局の子
局409と通信回線ネットワーク412によって接続され、移
動電話局の子局409との交信および移動電話局の子局409
の無線管理を行う移動電話局の親局である。移動電話局
の親局411は通信回線ネットワーク412により電話局413
に接続されている。また、414は無人走行台車の状態を
表示したり、無人走行台車への動作指令を入力したりす
る無人走行台車の操作装置、415は操作装置414から出力
されるディジタル信号を音声信号に変換したり、音声信
号をディジタル信号に変換して操作装置414に入力する
変復調装置で、変復調装置415は電話回線416を介して電
話局413に接続され、変復調装置415から入出力される音
声信号が伝達可能になっている。この例では無人走行台
車制御装置と操作装置の間の通信に音声による移動電話
を使用していたが、通信形態はすべてディジタル信号に
よるネットワーク無線通信、例えば無線のイーサネット
（登録商標）LANなどでも同様に考えられる。以上示し
たような構成により、無人走行台車と無人走行台車の操
作装置との間に物理的拘束となる配線を要することな
く、情報通信を行うことができる。しかし、従来方式の
問題点は、無人走行台車の操作が無線で接続された専用
の操作装置から、専用のソフトウェアを用いてしか行え
ないところにある。利用者にとって導入を容易ならしめ
るためには、誰でも使用でき、また拡張改変が容易なソ
フトウェアによるインタフェースが必要となる。また今
一つの問題点は、導入後のメンテナンスにおいて、開発
者も専用操作装置からしか無人走行台車の状況を知るこ
とができないということにある。開発者が専用操作装置
を操作するため現場にメンテナンスに度々赴くことはコ
スト増を招く。ところで、このような例は無人走行台車
が走行する外環境の周辺装置に関してはそのシステム内
に入れずに構成していたが、実際に無人走行台車に搬送
や掃除などの作業を行わせようとした場合には、必ず外
環境に存在する周辺装置と何らかの相互作用を及ぼしな
がら行動することになる。例えば走行路にドアがあった
場合にはドアを開閉する必要があり、多層建造物におい
て階層間移動をする場合にはエレベータ等の手段が必要
となる。また、搬送業務を行う場合には目的地において
ローダ・アンローダ等により荷物の積み下ろしを行う必
要がある。システム自動化のためには、無人走行台車は
これらの作業を人間の手を借りずに、全て自動的に行わ
なければならない。例えば、従来のドア開閉装置は、無
人走行台車が自動的にドアの開閉を行うために図5のよ
うな構成を有している（特開平9-274518）。図5におい
て、右側から左側に無人走行台車501が移動しており、
自動ドア502に接近している。自動ドア502は熱検知セン
サ503の出力により開放されるようになっている。熱検
知センサ503は検知エリア504の熱源を検知しており、検
知エリア504に熱があるとこれを検知し、検知結果を自
動ドア502に出力する。自動ドア502は、熱検知センサ50
3からの検知結果により開放される。ここで、無人走行
台車501には、環境認識センサ505およびヒータ506が搭
載されている。環境認識センサ505で自動ドア付近に来
たことを確認すると、ヒータ506を加熱し、熱検知セン
サ503がこの熱を検知することにより、自動ドア502を開
放する。これによって、無人走行台車501は人間の手を
借りずに、自動的にドアの開閉を行うことができる。ま
た、従来のエレベータ制御装置では、無人走行台車が自
動的にエレベータの呼び出しを行えるように、図6のよ
うな構成を有している（特開平6-282329）。無人走行台
車601は無線通信手段602を搭載し、無線通信手段603、
モデム604を介してコンピュータ605と無線で通信するこ
とができる。無人走行台車601からのエレベータ呼出し
信号は無線でコンピュータ605に送られ、コンピュータ6
05と中間ユニット606を介して有線にて結ばれたエレベ
ータ制御部607に送られる。エレベータ制御部607はこの
指令に従い、巻き上げ部608を制御してエレベータ籠609
を昇降させる。またエレベータ籠609が到着すると、そ
の旨がエレベータ制御部607からコンピュータ605に伝え
られ、コンピュータ605から無線通信によって無人走行
台車601に伝えられる。これによって、無人走行台車は
人間の手を借りずに、自動的にエレベータの呼び出しを
行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
な従来の方式では、各周辺装置がばらばらに無人走行台
車によって制御されるため、無人走行台車上にすべての
周辺装置の操作機構を搭載しなくてはならず、これによ
り無人走行台車が大型化しコスト高になるという問題が
あった。また、周辺装置の動作状況を統括して把握する
部分が無いため、周辺装置を連携して操作することもで
きず、効率が悪いという問題点があった。また、前述の
ように、無人走行台車の操作が無線で接続された専用の
操作装置から、専用のソフトウェアを用いてしか行えな
いため、利用者にとって使用しづらく、また拡張改版が
難しいソフトウェアにより不慣れなインタフェースを強
いられることになり、導入が難しいという問題点があっ
た。また、導入後のメンテナンスにおいても、開発者が
専用操作装置を操作するため現場にメンテナンスに度々
赴くことはコスト増を招くという問題点があった。そこ
で、本発明は周辺装置の一括制御が可能で、周辺装置の
操作機構が少なく小型化で安価な無人走行台車が得ら
れ、かつ、周辺装置と効率的な連携ができ操作性に優
れ、導入後のメンテナンスが容易で低コストの無人走行
台車の走行環境制御システムを提供することを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明は、無人走行台車と、無人走行台車に搭載さ
れ、無人走行台車の制御を行う無人走行台車制御手段
と、無人走行台車制御手段に人間から無人走行台車の動
作指令を与える機能を備えた操作手段と、無人走行台車
の走行途中にあり無人走行台車と相互作用を為す周辺装
置と、周辺装置の制御を行う周辺装置制御手段とを備え
た無人走行台車の走行環境制御システムにおいて、前記
無人走行台車制御手段、操作手段、及び周辺装置制御手
段を統括して制御する統合管理手段と、前記統合管理手
段と前記無人走行台車制御手段、操作手段、周辺装置制
御手段を結びつけるネットワークとを備えた構成にして
いる。また、前記統合管理手段は、一定エリア内の要素
機器を統括する区域処理系と、区域処理系を複数束ねて
スケジューリングを行う中央管理系とから成る構成にし
てもよい。また、前記周辺装置は、前記無人走行台車が
建造物階層間を移動可能なエレベータシステム、又は無
人走行台車が部屋間を移動可能な自動ドア開閉装置、又
は走行台車が積載物の積み下ろし可能なローダ・アンロ
ーダ、又はエレベータシステム、自動ドア開閉装置、ロ
ーダ・アンローダの組み合わせにしてもよい。 （作用）上記手段により、無人走行台車および周辺装置
はすべて統合管理手段から統括的に制御される。周辺装
置への動作指令は統合管理手段から発せられるため、無
人走行台車上には周辺装置の操作機構を搭載する必要が
無く、無人走行台車の小型化・低コスト化を図ることが
できる。また、統合管理手段が無人走行台車および周辺
装置の動作状況を把握しているため、各々の連携動作を
効率的に行うことができる。さらに、ネットワークによ
り統合管理手段が各利用者の端末にも接続されているた
め、利用者は汎用のパソコン等の端末からWebブラウザ
のような拡張改版が容易で使い慣れたインタフェースに
より操作可能であるために導入が容易である。しかも、
導入後のメンテナンスにおいても、ネットワークにより
統合管理手段が外部インターネットにも接続されている
ため、開発者は現場に赴かずともLAN経由で無人走行台
車の状態をモニタすることができ、メンテナンスコスト
を低減できる。また、走行中に得られた外界情報は統合
管理手段に一括して蓄積されるため、２台目からの導入
時の教示が不要になる。天井カメラをインフラ側に設置
し無人走行台車の相互位置を直接測定することで、大域
的ナビゲーションを行うことができ、頑健なナビゲーシ
ョンシステムを構築することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。 （第１の実施形態）図１は本発明の第１の実施形態を示
す無人走行台車の制御システムの説明図である。図１に
おいて、101は無人走行台車、102は無人走行台車の制御
装置で、制御装置102はバッテリ等の無人走行台車の動
力源103から電力を受けている。制御装置102には、無人
走行台車の駆動装置104、並びに無人走行台車の状態及
び無人走行台車の周囲の状態を検知するセンサ105が接
続されている。制御装置102には無線モデム106およびア
ンテナ107が接続されており、無線通信108によりアンテ
ナ109および無線モデム110を介してネットワーク111に
接続されている。ネットワーク111上には各種装置を統
括管理する統合管理手段112、ユーザ端末として利用者
の卓上に置かれる操作装置113~115が接続されている。
また、環境の天井に取り付けられて無人走行台車を撮像
するカメラ116の画像を元に無人走行台車の位置を測定
する画像処理装置117、自動ドア118を制御する自動ドア
制御装置119、エレベータ120を制御するエレベータ制御
装置121、及びローダ・アンローダ122を制御するローダ
・アンローダ制御装置123がすべてネットワーク111に接
続されている。さらにネットワーク111はゲートウェイ1
24を仲介してインターネット125に接続しており、同様
にインターネット125に接続したゲートウェイ126を介し
てネットワーク127上の別の操作装置128と情報のやり取
りを行うことができる。以上のシステム例を図２を用い
て具体的に述べる。無人走行台車201は無人走行台車制
御装置202によって制御され、積荷203を運搬する。無人
走行台車201上には、無人走行台車の状態及び無人走行
台車の周囲の状態を検知するセンサ204が搭載されてい
る。無人走行台車制御装置202には、無線モデム205およ
びアンテナ206が接続されており、無線通信207によって
アンテナ208、無線モデム209と通信を行う。無線モデム
209が接続する建物内ネットワーク210上には、環境の天
井に取り付けられて無人走行台車を撮像するカメラ211
の画像を元に無人走行台車の位置を測定する画像処理装
置212、自動ドア213を制御する自動ドア制御装置214、
エレベータ215を制御するエレベータ制御装置216、及び
ローダ・アンローダ217を制御するローダ・アンローダ
制御装置218が接続されている。統合管理手段219は、画
像処理装置212、自動ドア制御装置214、エレベータ制御
装置216、およびローダ・アンローダ制御装置218を統括
管理する。統合管理手段219、およびユーザ端末として
利用者の卓上に置かれた操作装置220~222もまたネット
ワーク210に接続されている。さらにネットワーク210は
ゲートウェイ223を仲介してインターネット224に接続し
ており、同様にインターネット224に接続したゲートウ
ェイ225を介してネットワーク226上の別の外部操作装置
227と情報のやり取りを行うことができる。

【０００６】つぎに、本システムの動作について述べ
る。いま、ユーザ端末220〜222からネットワーク210経
由でユーザが配送指令を送ると、統合管理手段219は無
人走行台車201が走行すべきルートを決定し、ネットワ
ーク210および無線通信207を介して無人走行台車制御手
段204に走行指令を与える。走行する無人走行台車201お
よび走行路上の障害物は走行環境にある天井カメラ211
によって撮像され、画像処理装置212によって無人走行
台車201および障害物の位置を算出する。算出情報は統
合管理手段219にネットワーク210により送られ、統合管
理手段219はこれをもとに無人走行台車制御装置202への
走行指令を修正する。無人走行台車制御装置202は統合
管理手段219からの指令に従って無人走行台車201を走行
させつつ、突然の障害物等に関しては、搭載したセンサ
204で検出し、走行停止などの動作を行う。無人走行台
車201と周辺装置は統合管理手段219に統括されているた
め、連携して作業を行うことができる。例えば無人走行
台車201がドア213付近に到達する前に、統合管理手段21
9は無人走行台車制御装置202とは別に、自動ドア制御装
置214にもネットワーク210経由で指令を送り、ドアをあ
らかじめ開いておく。また無人走行台車201がエレベー
タ215付近に到達する前に、統合管理手段219はエレベー
タ制御装置216にネットワーク210経由で指令を送り、エ
レベータを呼び出しておく。また無人走行台車201がロ
ーダ・アンローダ217付近に到達する前に、統合管理手
段219はローダ・アンローダ制御装置218にネットワーク
210経由で指令を送り、移載の準備をしておく。このよ
うに無人走行台車が走行する環境の周辺装置のほうが先
回りして動作することで、効率的な作業を行うことがで
きる。また、周辺装置は全て統合管理手段によって操作
されるため、無人走行台車上には周辺装置の操作機構は
不要であり、統合管理手段との通信機能だけ搭載すれば
よい。このため無人走行台車の小型化・低コスト化が図
れる。

【０００７】本システムをユーザ側から見ると、無人走
行台車への作業の依頼は、統合管理手段219に置かれた
作業依頼リストに各ユーザの端末220〜222からWebブラ
ウザを介してアクセスし記入することで行える。すなわ
ち、統合管理手段の設置場所まで赴くことなく、汎用の
パソコンなどを用いた各ユーザの既存の卓上端末から、
使い慣れたWebブラウザのインタフェースで操作するこ
とができる。また、統合管理手段から同様にWebブラウ
ザ経由で情報を引き出すことで、無人走行台車の現在の
予約状況や積荷の内容を参照することも可能である。ま
た、本システムをメーカ側から見ると、無人走行台車お
よび周辺機器システムのメンテナンスを行う場合、イン
ターネット224を介してメーカ側のネットワーク226上の
端末227から統合管理手段219のデータを参照することが
できるようにすれば、開発者が統合管理手段のある現場
に赴かなくても、インターネット経由で無人走行台車の
状況を確認したり、動作パラメータを調整したりするこ
とができる。これによりメンテナンスコストを低減する
ことができる。本無人走行台車が走行中にセンサ204、
および天井カメラ211から得られた外界情報は統合管理
手段219に一括して外界地図として蓄積される。これに
より、例えば本無人走行台車を同一環境下にもう1台追
加するような場合には、１台目の無人走行台車が得た外
界情報をそのまま利用できるので、導入時の外界情報入
力が不要になるという利点もある。また複数台の無人走
行台車を同一環境下で協調して動作させる場合、無人走
行台車に搭載された外界センサのみでは局所的ナビゲー
ションしかできないためデッドロックに陥る可能性が大
きくなるが、天井カメラ211をインフラ側に設置し無人
走行台車の相互位置を直接測定することで、大域的ナビ
ゲーションを行うことができ、頑健なナビゲーションシ
ステムを構築することができる。本実施形態では、各要
素間をつなぐネットワーク210は、イーサネットとした
が、これに限らず、RS232C、IEEE1394等の有線もしくは
無線のシリアル通信、又はPHS等の有線もしくは無線の
電話回線網であってもよい。

【０００８】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態を図３に示す。図３は本発明の第２の実施形態を示す
無人走行台車の制御システムの説明図である。本システ
ムがカバーする領域が広大な場合に、統合管理手段を各
エリア毎に区域処理系として配置したものである。各区
域処理系を統合しスケジューリングを行うとともに、ユ
ーザや外部インターネットとの接続を行う中央管理系を
配置することも可能である。図２に示した実施例の統合
管理手段をエリア301,302,303ごとに配置し、各々を区
域処理系とする。区域処理系はまたネットワーク304で
中央管理系305に接続されている。中央管理系305はネッ
トワーク304とは別のネットワーク306にも接続し、この
ネットワークにはユーザ端末群307、インターネットを
介した外部端末308も接続されている。中央管理系305は
ユーザ端末群307からの作業指令を整理統合し、複数の
無人走行台車のスケジューリングをするとともに、その
動作を各エリア毎に分割する。分割した動作は各エリア
の区域処理系301〜303に送られ、エリア内での作業を行
わせる。この例では、無人走行台車と周辺装置を制御す
るため高速が要求されるネットワークと、ユーザ端末や
外部端末が接続されるため通信確保やセキュリティが必
須のネットワークとが分離されており、これによってネ
ットワーク負荷による無人走行台車制御への影響を最小
限にできるとともに、また逆に無人走行台車側の問題に
より一般のユーザネットワークに致命的なダメージを与
えることを防ぐことができる。

【０００９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、無
人走行台車および周辺装置はすべて統合管理手段から統
括的に制御され、周辺装置への動作指令は統合管理手段
から発せられるため、無人走行台車上には周辺装置の操
作機構を搭載する必要が無く、無人走行台車の小型化・
低コスト化を図ることができる。また、統合管理手段が
無人走行台車および周辺装置の動作状況を把握している
ため、各々の連携動作を効率的に行うことができる。さ
らに、ネットワークにより統合管理手段が各利用者の端
末にも接続されているため、利用者は汎用のパソコン等
の端末からWebブラウザのような拡張改版が容易で使い
慣れたインタフェースにより操作可能であるために導入
が容易である。また導入後のメンテナンスにおいても、
ネットワークにより統合管理手段が外部インターネット
にも接続されているため、開発者は現場に赴かずともLA
N経由で無人走行台車の状態をモニタすることができ、
メンテナンスコストを低減できる。また走行中に得られ
た外界情報は統合管理手段に一括して蓄積されるため、
２台目からの導入時の教示が不要になる。天井カメラを
インフラ側に設置し無人走行台車の相互位置を直接測定
することで、大域的ナビゲーションを行うことができ、
頑健なナビゲーションシステムを構築することができる
などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の第１の実施形態を示す無人走行台車の
制御システムの説明図である。

【図2】本発明の第１の実施形態の詳細を示す無人走行
台車の制御システムの説明図である。

【図3】本発明の第２の実施形態を示す無人走行台車の
制御システムの説明図である。

【図４】従来の無人走行台車制御システムの一例を示す
説明図である。

【図５】従来の無人走行台車によるドア開閉システムの
一例を示す説明図である。

【図６】従来の無人走行台車によるエレベータ制御シス
テムの一例を示す説明図である。

【符号の説明】

101無人走行台車 102無人走行台車の制御装置 103動力源 104無人走行台車の駆動装置 105センサ 106無線モデム 107アンテナ 108無線通信 109アンテナ 110無線モデム 111ネットワーク 112統合管理手段 113~115 操作装置 116カメラ 117画像処理装置 118自動ドア 119自動ドア制御装置 120エレベータ 121エレベータ制御装置 122ローダ・アンローダ 123ローダ・アンローダ制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高瀬 國克 東京都調布市調布ヶ丘１丁目５番１号 電 気通信大学内 (72)発明者 羽田 芳朗 東京都調布市調布ヶ丘１丁目５番１号 電 気通信大学内 Ｆターム(参考） 3F002 AA08 CA10 GA05 GA06 3F022 AA03 AA05 AA06 AA07 AA10 JJ11 JJ19 LL07 LL16 MM03 MM08 MM52 NN31 NN38 NN41 NN51 NN55 PP02 QQ17 5K048 AA03 BA47 DC04 DC07 EB02 HA01 HA02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】無人走行台車と、無人走行台車に搭載さ
   れ、無人走行台車の制御を行う無人走行台車制御手段
   と、無人走行台車制御手段に人間から無人走行台車の動
   作指令を与える機能を備えた操作手段と、無人走行台車
   の走行途中にあり無人走行台車と相互作用を為す周辺装
   置と、周辺装置の制御を行う周辺装置制御手段とを備え
   た無人走行台車の走行環境制御システムにおいて、 前記無人走行台車制御手段、操作手段、及び周辺装置制
   御手段を統括して制御する統合管理手段と、前記統合管
   理手段と前記無人走行台車制御手段、操作手段、周辺装
   置制御手段を結びつけるネットワークとを備えたことを
   特徴とする無人走行台車の走行環境制御システム。
2. 【請求項２】前記統合管理手段は、一定エリア内の要素
   機器を統括する区域処理系と、区域処理系を複数束ねて
   スケジューリングを行う中央管理系とから成ることを特
   徴とする請求項１記載の無人走行台車の走行環境制御シ
   ステム。
3. 【請求項３】前記周辺装置は、前記無人走行台車が建造
   物階層間を移動可能なエレベータシステム、又は無人走
   行台車が部屋間を移動可能な自動ドア開閉装置、又は走
   行台車が積載物の積み下ろし可能なローダ・アンロー
   ダ、又はエレベータシステム、自動ドア開閉装置、ロー
   ダ・アンローダの組み合わせであることを特徴とする請
   求項１または２記載の無人走行台車の走行環境制御シス
   テム。