JP2010105644A

JP2010105644A - 移動台車

Info

Publication number: JP2010105644A
Application number: JP2008282419A
Authority: JP
Inventors: Masahito Sano; 雅仁佐野; Takeshi Takanose; 剛高野瀬; Akiko Numata; 亜紀子沼田
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-13
Anticipated expiration: 2028-10-31
Also published as: JP4898760B2

Abstract

【課題】買い物カゴに投入した商品が勝手に持ち去られたり不要な商品を勝手に追加されたりする心配をなくして顧客に安心感を与えると共に、人為的な操作ミスをなくしてハードウェアを十分に活用することができる移動台車を提供すること。
【解決手段】開口面を開閉するシャッタ８を備えた商品収納カゴ４にモータで駆動される駆動輪６を取り付け、カメラ１４ａ，１４ｂで撮影される映像に基づいて使用者を追従するようにモータを制御する。移動台車１の走行中にはシャッタ８を閉鎖し、停止時やバーコードスキャナ１２でバーコードが読み取られた際にシャッタ８を開放するように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車輪を備えた台車の荷台に荷物を積載して搬送する買い物カートなどの移動台車に関する。

従来、商品販売店舗にて客が買い物した商品の精算処理を、キャッシャを要せず自動で行う自動精算システムに関する発明や、高齢者などが商品を購入する際の利便性を向上させるための発明などが多数なされている。

例えば、特許文献１には、商品コードを読み取るバーコードスキャナや、制御盤の制御により開閉可能なシャッタを設けた買い物カートによる自動精算システムに関する発明が記載されている。

また、特許文献２には、買い物カートにモータで駆動される駆動輪や使用者を認識する手段を設け、買い物客がカートを押さずとも自動的に買い物客に追従して購入商品を搬送する自立移動式の買い物カートに関する発明が記載されている。
特開平１０−２０８１５２号公報特開２００６−１５５０３９号公報

上記特許文献１に記載された自動精算システムでは、所定のカードを用いて顧客の認証を行った上で顧客が操作キーを受け取り、この操作キーを買い物カートに設けられた差込口に差し込んで操作することによってシャッタの開閉などを行っている。このように手動の操作でシャッタの開閉制御を行うのでは、顧客が少しだけ離れた場所にある商品を取りに行く場合などにシャッタを閉め忘れたり、操作キーを抜き忘れたりするなどの人為的ミスが発生し易い。そのため、買い物カートが備えるシャッタなどのハードウェアの機能が十分に発揮されない可能性がある。また、顧客の不正を防止するための大掛かりな重量検知装置が必要であるため高コストであり、十分な設置スペースが必要であるため、システムの導入が困難であるという問題がある。

上記特許文献２に記載された自立移動式の買い物カートでは、後ろからついてくる買い物カートに入れた商品を顧客が目視することができないため、商品の持ち去りや不要商品の追加などのいたずらをされる可能性がある。そのため、顧客は、安心して買い物ができないという問題がある。

本発明は、上記のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、買い物カゴに投入した商品が勝手に持ち去られたり不要な商品を勝手に追加されたりする心配をなくして顧客に安心感を与えると共に、人為的な操作ミスをなくしてハードウェアを十分に活用することができる移動台車を提供することである。

本発明に係る移動台車は、商品を収納する収納手段と、この収納手段を走行させる走行手段と、前記収納手段の開口面を遮蔽する遮蔽手段と、前記収納手段の走行状態に応じて前記遮蔽手段の開閉を制御する開閉制御手段とを備えてなることを特徴としている。

かかる手段を講じた本発明によれば、買い物カゴに投入した商品が勝手に持ち去られたり不要な商品を勝手に追加されたりする心配をなくして顧客に安心感を与えると共に、人為的な操作ミスをなくしてハードウェアを十分に活用することができる移動台車を提供することができる。

以下、本発明を実施するための第１の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態は、本発明をスーパーマーケットなどで顧客が使用する買い物カゴを積載した移動台車に適用した場合である。

図１は、本実施の形態における移動台車１の模式的斜視図である。移動台車１は、基台部２に４本の支持柱３を介して収納手段である商品収納カゴ４および開閉制御手段である制御盤５を取り付けて構成されている。基台部２は、駆動輪６および補助輪７を備えている。駆動輪６は、左右一対の駆動輪６ａ，６ｂで構成される。補助輪７は、左右一対の補助輪７ａ，７ｂで構成される。

商品収納カゴ４は、遮蔽手段であるシャッタ８と、開口面の上端左右に複数設けられた発光ダイオードなどの発光器９と、この複数の発光器９と対になるように複数設けられたフォトダイオードなどの受光器１０とを備えている。シャッタ８は、透明あるいは半透明のシート若しくはパネルを材料とし、制御盤５により制御され、開口面の上端左右に設けられたガイドに案内されて当該開口面を遮蔽する。シャッタ８の開閉は、リニアモータやモータでワイヤを巻き取ることなどで行う。複数の発光器９は、それぞれ対となる受光器１０に対して所定の光線を発する。受光器１０は、発光器９が発した光線を検知した場合には、所定の電気信号を制御盤５に出力する。

制御盤５は、各種の情報を表示するディスプレイ１１、商品に付されたバーコードを読み取るための読取手段であるバーコードスキャナ１２、情報入力に使用される入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１３および前方を撮像する一対のカメラ１４ａ，１４ｂを備えている。入力インターフェイス１３は、置数キーなどの操作ボタンや、挿入口から挿入された磁気カードに記憶された情報を読み取るカードリーダなどからなる。カメラ１４ａ，１４ｂは、一対に設けられているため、双方で撮像した映像に映し出された物体との距離を三角測量などの周知の方法で算出することができる。

次に、移動台車１の制御回路について説明する。図２は、移動台車１の制御回路を示すブロック図である。移動台車１は、制御の中枢としてＣＰＵ（Central Processing Unit）などで構成される制御部２０を備えている。この制御部２０に対してメモリ２１、信号処理部２２、モータ駆動ドライバ２３、エンコーダ２４ａ，２４ｂ、ディスプレイコントローラ２５、入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）コントローラ２６、スキャナコントローラ２７、カメラコントローラ２８、およびシャッタ駆動部２９を接続して移動台車１の制御回路が構成されている。

メモリ２１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成され、制御プログラムや、商品コードに商品名や価格などの商品情報を対応付けて構成した商品データベースなど各種の情報を記憶する。
信号処理部２２は、上記受光器１０および加速度センサ３０を接続している。加速度センサ３０は、移動台車１の運動における、Ｚ軸方向すなわち重力方向の加速度に応じて異なる電圧の電気信号を信号処理部２２に出力する。なお、加速度センサ３０が出力した電気信号は、ＬＰＦ（Low Pass Filter）３１により高周波成分が除去された後、信号処理部２２へ出力される。この電気信号の入力を受けた信号処理部２２は、電気信号の電圧に基づいてＺ軸方向の加速度を算出し、制御部２０に出力する。

モータ駆動ドライバ２３は、減速機を介して駆動輪６ａを回転駆動する正逆回転可能なモータ３３ａと、減速機を介して駆動輪６ｂを回転駆動する正逆回転可能なモータ３３ｂとを接続し、これらモータ３３ａ，３３ｂの回転数を制御する。モータ３３ａ，３３ｂの回転数は、同時に異なる値を設定可能である。エンコーダ２４ａ，２４ｂは、それぞれモータ３３ａ，３３ｂの回転数を検出して制御部２０に伝達する。なお、モータ３３ａ，３３ｂと駆動輪６ａ，６ｂとは、移動台車１の走行手段を構成する。

ディスプレイコントローラ２５はディスプレイ１１を接続し、入力インターフェイスコントローラ２６は入力インターフェイス１３を接続し、スキャナコントローラ２７は、バーコードスキャナ１２を接続し、カメラコントローラ２８はカメラ１４ａ，１４ｂを接続し、シャッタ駆動部２９はシャッタ８を接続している。ディスプレイコントローラ２５は、ディスプレイ１１の表示を制御する。入力インターフェイスコントローラ２６は、入力インターフェイス１３が操作キーの押下や磁気カードの読み取りに応じて出力する電気信号をデジタルデータに変換して制御部２０に出力する。スキャナコントローラ２７は、バーコードスキャナ１２がバーコードを読み取った際に出力する電気信号をデジタルデータに変換して制御部２０に出力する。カメラコントローラ２８は、カメラ１４ａ，１４ｂを制御して前方の映像を撮影する。シャッタ駆動部２９は、制御部２０からの指示に応じてシャッタ８の開閉を制御する。

移動台車１が移動する際には、先ず、制御部２０がモータ３３ａ，３３ｂの回転数の目標値を決定し、モータ駆動ドライバ２３に当該目標値を伝達する。このときモータ駆動ドライバ２３は、伝達された回転数の目標値でモータ３３ａ，３３ｂを駆動する。さらに、制御部２０は、エンコーダ２４ａ，２４ｂからフィードバックされるモータ３３ａ，３３ｂの回転数と、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影された映像とに基づいて、新たな回転数の目標値を設定し、モータ駆動ドライバ２３に伝達する。かくして、移動台車１は、制御部２０の制御により前進、後退、左右へのカーブや回転など、自在に移動することができる。

顧客が商品収納カゴ４に商品を投入する際には、先ず商品に付されたバーコードをバーコードスキャナ１２で読み取って商品コードを入力する。そして、入力された商品コードに基づいてメモリ２１に記憶された商品データベースから当該商品の商品名、価格、生産者情報などからなる商品情報が特定されてメモリ２１に累積的に記憶されるとともに、ディスプレイ１１に表示される。

商品収納カゴ４に投入された商品の代金を清算する際には、顧客はレジに移動し、入力インターフェイス１３を構成する精算ボタンを操作する。このとき、メモリ２１に累積的に記憶された商品情報に基づいて商品収納カゴ４に投入された商品の合計金額が算出され、ディスプレイ１１に表示される。顧客は、ディスプレイ１１に表示された金額を店員に支払い、取引が完了する。

次に、上記のような構成による作用について説明する。
顧客が使用を開始する際、初期状態として移動台車１のシャッタ８は開放されている。顧客は、移動台車１の使用を開始する際に自己に割り当てられた利用者ＩＤの登録処理を行う。かくして移動台車１は、使用状態に移行する。

上記登録処理を図３の流れ図を用いて説明する。使用開始前の初期状態において、利用者ＩＤの入力が受け付けられ（ＳＴ１０１）、制御部２０により入力が完了したか否かが判断される（ＳＴ１０２）。利用者ＩＤの入力は、顧客の所持する磁気カードがカードリーダ（不図示）に挿入された際に、当該磁気カードに記憶された利用者ＩＤを読み取ることで行われる。

制御部２０により利用者ＩＤの入力が完了したと判断されたときには（ＳＴ１０２のＹｅｓ）、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影した映像に基づいて利用者である顧客のテクスチャ情報等が取得され、入力された利用者ＩＤとともにメモリ２１の所定領域に登録される（ＳＴ１０３）。このように利用者ＩＤが登録されることにより、移動台車１は、使用状態に移行する。

使用状態において、移動台車１は、ＳＴ１０３の処理にて登録されたテクスチャ情報等に基づいてカメラ１４ａ，１４ｂにより撮影される映像から利用者である顧客を認識し（使用者認識手段）、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影される映像から利用者であると認識した顧客との距離を上述の如く算出する（距離算出手段）。そして、当該顧客との距離が一定となるように、利用者であると認識した顧客を追従制御する（追従制御手段）。追従制御は、例えば当該顧客がカメラ１４ａ，１４ｂの正面に映し出されるように軌道を計算し、計算結果に応じてモータ３３ａ，３３ｂの回転数をそれぞれ指定することで行われる。

さて、使用状態において、移動台車１が走行している間はシャッタ８が閉鎖され、移動台車１が停止し、かつ追従対象となる顧客との距離が一定である場合にはシャッタ８が開放される。走行中であるか否かは、エンコーダ２４ａ，２４ｂから取得されるモータ３３ａ，３３ｂの回転数に基づいて判定することができる（走行判定手段）。

この処理を、図４の流れ図を用いて説明する。先ず、制御部２０によりエンコーダ２４ａ，２４ｂからモータ３３ａ，３３ｂの回転数が取得される（ＳＴ２０１）。さらに、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影された映像に基づいて、制御部２０により追従対象者である顧客との距離が算出される（ＳＴ２０２）。しかる後、エンコーダ２４ａ，２４ｂから取得されたモータ３３ａ，３３ｂの回転数に基づいて、制御部２０により移動台車１が停止しているか否かが判定さる（ＳＴ２０３）。このとき、移動台車１が停止していないと判定される場合には（ＳＴ２０３のＮｏ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ２０４）。なお、既にシャッタ８が閉鎖されている場合には、閉鎖状態が維持される。

一方、移動台車１が停止していると判定される場合には（ＳＴ２０３のＹｅｓ）、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影された映像に基づいて算出された追従対象者である顧客との距離に変化がなくなったか否かが判定される（ＳＴ２０５）。このとき、例えば所定時間経過前後における当該顧客との距離の変化が、所定微差の範囲内である場合には当該顧客との距離に変化がなくなったと判定され、所定微差の範囲内にない場合には当該顧客との距離に変化があると判定されるようにする。このような方法により追従対象者である顧客との距離に変化があると判定される場合には（ＳＴ２０５のＮｏ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ２０４）。なお、既にシャッタ８が閉鎖されている場合には、閉鎖状態が維持される。

一方、追従対象者である顧客との距離に変化がないと判定される場合には（ＳＴ２０５のＹｅｓ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の開放指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が開放される（ＳＴ２０６）。なお、既にシャッタ８が開放されている場合には、開放状態が維持される。このようにシャッタ８の閉鎖（ＳＴ２０４）若しくは開放（ＳＴ２０６）を行った後、モータ３３ａ，３３ｂの回転数の取得、顧客との距離の算出、移動台車１が停止しているか否かの判定及び顧客との距離に変化があるか否かの判定が、使用状態が解除されるまで繰り返される。

このように、移動台車１の走行状態と顧客との距離に基づいてシャッタ８の開閉を制御する他、使用状態においては移動台車１が転倒したか否かを検知する転倒判定処理が行われている（転倒検知手段）。この処理において移動台車１が転倒したと判定された場合には、シャッタ８が閉鎖制御される。移動台車１が転倒したか否かは、加速度センサ３０が出力するＺ軸方向の加速度に応じた電気信号に基づいて判定される。

図５および図６を用いて、移動台車１の転倒判定方法について説明する。図５は、横軸を時間、縦軸を加速度センサ３０が出力するＺ軸方向加速度に応じた電気信号の加速度換算値とした波形図であり、図６は、図５に示した波形図と同時刻において、加速度センサ３０から出力される電気信号にＬＰＦ３１によりローパスフィルタ処理を施した後の加速度換算値を縦軸に採用した波形図である。図５に示した波形図においては、走行の振動による高周波成分を含む波形となるが、この高周波成分をローパスフィルタ処理で除去することにより、図６に示したように円滑化された波形が得られる。

Ｚ軸方向加速度は、通常走行時においては、概ね重力値である−１Ｇを示す（Ａ領域）。何らかの外力が移動台車１に加わり転倒が始まると、Ｚ軸方向加速度が徐々に増加する（Ｂ領域）。そして、移動台車１が完全に転倒（横倒）すると、Ｚ軸方向加速度が零になる（Ｃ領域）。上記Ｂ領域（好ましくは−０．７Ｇ〜−０．８Ｇ）においてシャッタ８を閉鎖制御する。本実施の形態においては、ローパスフィルタ処理後のＺ軸方向の加速度換算値が、−０．７Ｇに達したときにシャッタ８の閉鎖制御を行う。

転倒判定処理において移動台車１の制御回路で実行される処理の流れ図を図７に示している。当該処理では、制御部２０によりローパスフィルタ処理後のＺ軸方向の加速度換算値が監視されている（ＳＴ３０１）。そして、制御部２０によりＺ軸方向の加速度換算値が転倒判定の閾値である−０．７Ｇを超えたか否かが判定される（ＳＴ３０２）。このとき、閾値である−０．７Ｇを超えたと判定された場合には（ＳＴ３０２のＹｅｓ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ３０３）。なお、既にシャッタ８が閉鎖された状態である場合には、閉鎖状態が維持される。

また、移動台車１は、商品に付されたバーコードがバーコードスキャナ１２により読み取られたことに応じてシャッタ８を開放し、その後商品が商品収納カゴ４に投入されたことに応じてシャッタ８を閉鎖する。

この処理を、図８の流れ図を用いて説明する。使用状態においては、バーコードスキャナ１２によるバーコードの読み取りが受け付けられており（ＳＴ４０１）、制御部２０によりバーコードが読み取られたか否かが判定される（ＳＴ４０２）。このときバーコードが読み取られていないと判定される場合には（ＳＴ４０２のＮｏ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ４０３）。なお、既にシャッタ８が閉鎖されている場合には、閉鎖状態が維持される。

一方、バーコードが読み取られたと判定される場合には（ＳＴ４０２のＹｅｓ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の開放指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が開放される（ＳＴ４０４）。なお、既にシャッタ８が開放されている場合には、開放状態が維持される。

かくしてシャッタ８が開放されたことに応じて、発光器９が発光を開始する。受光器１０は、発光器９が発する光を検知している間、信号処理部２２に電気信号を出力する。受光器１０から出力される電気信号は信号処理部２２により監視される（ＳＴ４０６）。顧客が商品を投入して発光器９が発した光を遮っている間、受光器１０は光を検出しないので電気信号が出力されない。このように受光器１０からの電気信号の出力が途切れたとき（ＳＴ４０６のＹｅｓ）、信号処理部２２から制御部２０にその旨が通知される。かくして制御部２０により商品収納カゴ４への商品の投入が検知される（検知手段）。このとき、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ４０３）。なお、既にシャッタ８が閉鎖されている場合には、閉鎖状態が維持される。

一方、バーコードが読み取られてから所定時間以上経過しても受光器１０から信号処理部２２への電気信号の出力が途切れない場合には（ＳＴ４０６のＮｏ）、ディスプレイ１１に商品が投入されなかった旨のメッセージを表示するなどの警告を行い（ＳＴ４０７）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ４０３）。

このようにシャッタ８の閉鎖（ＳＴ４０３）を行った後、再びバーコードスキャナ１２によるバーコードの読み取りを受け付ける状態に移行する。

以上説明したように、移動台車１は、走行状態においてはシャッタ８を閉鎖する。そのため、顧客が移動している際には商品収納カゴ４に収納された商品がいたずらで抜き取られたり、追加されたりすることがない。そして、移動台車１は、移動を停止した際にシャッタ８を開放する。そのため、顧客が立ち止まって商品を商品収納カゴ４に投入しようとする際には別段シャッタ８の開放操作をすることなく商品収納カゴ４に商品を投入することができる。

また、移動台車１は、使用状態において転倒判定処理を行い、転倒途中であると判定された際には自動的にシャッタ８を閉鎖する。そのため、転倒時に商品収納カゴ４に収納した商品が周囲に散乱することがない。

また、シャッタ８は、透明または半透明なシートやパネルを材料としている。そのため、シャッタ８を閉鎖した際にも商品収納カゴ４に収納した商品を視認でき、投入した商品を常時確認することができる。

また、顧客がバーコードスキャナ１２により商品に付されたバーコードを読み取ったときにシャッタ８が開放される。すなわち、必ず商品が商品収納カゴ４に投入されるタイミングでシャッタ８が開放されるので、顧客はシャッタ８が閉鎖されていることに不便を感じることがなく、また、確実にいたずらを防止できる。

また、バーコードが読み取られていない場合には商品収納カゴ４に商品を投入することができないので、顧客がバーコードを読み取らずに商品を商品収納カゴ４に投入するといった不正も未然に防止することができる。

また、発光器９と受光器１０とを用いて商品収納カゴ４への商品の投入を監視し、商品の投入を検知したことに応じてシャッタ８を閉鎖する。そのため、バーコードを読み取った商品を商品収納カゴ４に投入した後、バーコードを読み取っていない商品をも投入するような不正を防止できる。

また、バーコードが読み取られた後、所定時間が経過しても商品の投入を検知しない場合には、所定の警告がなされる。そのため、顧客が会計処理を済ませたにもかかわらず、その商品を投入し忘れるといった事態を防止することができる。さらに、理論在庫量と実在庫量との不整合を防止するという効果も得る。

また、シャッタ８の開閉は自動的に行われるので、顧客が移動台車１の操作方法を知らないためにシャッタ８などのハードウェアを十分に活用できなかったり、シャッタ８を閉鎖し忘れたりする心配がない。

次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本実施の形態では、移動台車１が停止しかつ追従対象となる顧客との距離に変化がなくなったことに応じてシャッタ８を開放するのではなく、移動台車１が停止しかつ追従対象となる顧客が移動台車１側を向いているときにシャッタ８が開放される点で第１の実施の形態と異なる。移動台車１の構成や登録処理、転倒判定処理およびバーコードの読み取りに応じたシャッタ８の開閉処理などは第１の実施の形態と同じであるので、同一の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施の形態における使用状態にて行われる処理を、図９の流れ図を用いて説明する。先ず、制御部２０によりエンコーダ２４ａ，２４ｂからモータ３３ａ，３３ｂの回転数が取得される（ＳＴ５０１）。さらに、制御部２０により、カメラ１４ａ，１４ｂで撮影された映像の中から、追従対象者である顧客の頭部が特定される（ＳＴ５０２）。頭部の特定は、例えば上記登録処理にて頭髪の色彩をテクスチャ情報として登録し、映像中から当該色彩と同一の色彩部分を抽出することや、映像中の顧客の胴体とのバランスから頭部と認識される箇所を抽出することなどで行う。このように頭部を特定した後、エンコーダ２４ａ，２４ｂから取得されたモータ３３ａ，３３ｂの回転数に基づいて、制御部２０により移動台車１が停止しているか否かが判定さる（ＳＴ５０３）。このとき停止していないと判定される場合には（ＳＴ５０３のＮｏ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ５０４）。なお、既にシャッタ８が閉鎖されている場合には、閉鎖状態が維持される。

一方、移動台車１が停止していると判断される場合には（ＳＴ５０３のＹｅｓ）、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影された映像の中で頭部と特定された部分に顔パターンが検出されるか否かが判定される（ＳＴ５０５）。このとき、例えば頭部と特定された部分に両目、鼻、口からなるパターンが映し出されている場合には顔パターンが検出されたと判定され、両目、鼻、口からなるパターンが映し出されていない場合には顔パターンが検出されていないと判定されるようにする。かくして、顧客が移動台車１側を向いているか否かが検出される（方位検出手段）。

上記方法により追従対象者である顧客の顔パターンが検出されていないと判定される場合には（ＳＴ５０５のＮｏ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が閉鎖される（ＳＴ５０４）。なお、既にシャッタ８が閉鎖されている場合には、閉鎖状態が維持される。

このように停止判定を行った後に顔パターンが検出されたか否かを判定するのは、走行中は制御部２０のリソースを追従制御に、停止時には顔パターンの検出にそれぞれ制御部２０のリソースを集中できるからである。こうすることで、制御部２０を高速で高価なＣＰＵで構成する必要がなくなる。

一方、追従対象者である顧客の顔パターンが検出されていると判定される場合には（ＳＴ５０５のＹｅｓ）、制御部２０からシャッタ駆動部２９にシャッタ８の開放指令が通知され、シャッタ駆動部２９によりシャッタ８が駆動制御されて商品収納カゴ４の開口面が開放される（ＳＴ５０６）。なお、既にシャッタ８が開放されている場合には、開放状態が維持される。

このようにシャッタ８の閉鎖（ＳＴ５０４）若しくは開放（ＳＴ５０６）を行った後、モータ３３ａ，３３ｂの回転数の取得、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影した映像からの頭部の特定、移動台車１が停止しているか否かの判定及び顔パターンが検出されたか否かの判定が、使用状態が解除されるまで繰り返される。

以上説明したように、移動台車１は、走行状態においてはシャッタ８を閉鎖し、移動を停止してかつ追従対象である顧客の顔パターンが検出された場合にはシャッタ８を開放する。すなわち、ただ顧客が商品の品定め等をするために立ち止まったりするだけではシャッタ８が開放せず、商品を商品収納カゴ４に投入しようと移動台車１側を振り返ったときにのみシャッタ８が開放される。このようにシャッタ８の開放タイミングを限定することで、より一層のいたずら防止効果が期待できる。

なお、第１の実施の形態と同様の効果を奏することはいうまでもない。

次に、本発明の第３の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施の形態は、移動台車がモータなどの自走手段を備えず、顧客の手押しにより移動する点で、上記各実施の形態と異なる。同一の箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

図１０は、本実施の形態における移動台車４０の模式的斜視図である。移動台車４０は、走行手段である一対の後方キャスタ４１ａ，４１ｂと一対の前方キャスタ４２ａ，４２ｂとを備える基台部に２本の支持柱４３を介して商品収納手段である商品収納カゴ４４および開閉制御手段である制御盤４５とを取り付けて構成されている。

商品収納カゴ４４は、遮蔽手段であるシャッタ４６を備える。シャッタ４６は、透明あるいは半透明のシート若しくはパネルを材料とし、制御盤４５により制御され、開口面の上端左右に設けられたガイドに案内されて当該開口面を遮蔽する。シャッタ４６の開閉は、リニアモータやモータでワイヤを巻き取ることなどで行う。

制御盤５は、情報入力に使用される入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４７を備えている。入力インターフェイス４７は、置数キーなどの操作ボタンや磁気カードから情報を読み取るカードリーダなどからなる。

次に、移動台車４０の制御回路について説明する。図１１は、移動台車４０の制御回路を示すブロック図である。移動台車４０は、制御の中枢としてＣＰＵなどで構成される制御部５０を備えている。この制御部５０に対してメモリ５１、信号処理部５２、入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）コントローラ５３、およびシャッタ駆動部５４を接続して移動台車４０の制御回路が構成されている。

メモリ２１は、ＲＯＭやＲＡＭで構成され、各種の情報を記憶する。
信号処理部５２は、角速度計測手段である角速度センサ（レートジャイロ）５５および加速度計測手段である加速度センサ５６を接続している。角速度センサ５５は、移動台車４０の運動における角速度に応じて異なる電圧の電気信号を信号処理部５２に出力する。この電気信号の入力を受けた信号処理部５２は、当該電気信号の電圧に基づいて角速度を算出し、制御部５０に出力する。加速度センサ５６は、移動台車４０の運動における、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向の３次元の加速度のそれぞれについて、加速度に応じて異なる電圧の電気信号を信号処理部５２に出力する。なお、加速度センサ５６が出力した重力方向（Ｚ方向）の加速度に応じた電気信号は、ＬＰＦ５７により高周波成分が除去された後、信号処理部５２へ出力される。この電気信号の入力を受けた信号処理部５２は、各電気信号の電圧に基づいてＸ軸方向，Ｙ軸方向，Ｚ軸方向の加速度を算出し、制御部５０に出力する。

入力インターフェイスコントローラ５３は入力インターフェイス４７を接続し、シャッタ駆動部５４はシャッタ４６を接続している。入力インターフェイスコントローラ５３は、入力インターフェイス４７が操作キーの押下や磁気カードの読み取りに応じて出力する電気信号をデジタルデータに変換して制御部５０に出力する。シャッタ駆動部５４は、制御部５０からの指示に応じてシャッタ４６の開閉を制御する。

次に、上記のような構成による作用について説明する。
顧客が使用を開始する際、初期状態として移動台車４０のシャッタ４６は開放されている。顧客は、移動台車４０の使用を開始する際に、図３を用いて説明した登録処理を行う。この登録処理が行われたとき、移動台車４０は現在静止状態でることを識別し、使用状態に移行する。

使用状態において、移動台車４０は、自身が向いている方向および自身の進行速度などの走行状態を常時計算する。図１２は、移動台車４０が向いている方向および進行速度の算出方法について説明するための図である。登録処理が行われた位置を原点とし、そのとき加速度センサ５６によりＸ方向加速度が算出される方向にＸ軸を、Ｙ方向加速度が算出される方向にＹ軸をとる。

登録処理から所定時間経過後に、位置Ａまで移動台車４０が移動したとする。このとき、角速度センサ５５の出力電圧をＶ_ｇとすると、移動台車４０のＸ軸に対する姿勢方向θは、次式で表される。

また、加速度センサ５６から出力されるＸ軸方向加速度およびＹ軸方向加速度に応じた電気信号の電圧をＶ_ｘおよびＶ_ｙとすると、位置Ａにおいて加速度センサ５６によりＸ方向加速度が算出される方向にｘ軸を、Ｙ方向加速度が算出される方向にｙ軸をとった移動台車座標系でのｘ軸方向の速度成分ｖ_ｘｃおよびｙ軸方向の速度成分ｖ_ｙｃは、次式で表される。

そのときの実速度をＵ、位置Ａにおける移動台車座標系のｘ軸を基準とした進行方向角度をφは、次式で表される。

ここで、移動台車４０の初期位置における座標系で速度成分を表すと、進行速度は次式で表される。

これらの数式を用いて静止状態を基準とした移動台車４０の進行速度を算出することができる。なお、ｋ，ｌ，ｍは定数である。

本実施の形態においては、上記の如く算出される進行速度に基づいて移動台車４０が走行中であるか否かが判定され（走行判定手段）、その判定結果に応じてシャッタ８の開閉が制御される。

この処理を、図１３に示した流れ図を用いて説明する。先ず、制御部５０により上記のような計算方法により移動台車４０の進行速度が算出される（ＳＴ６０１）。しかる後、算出された進行速度が予め定められた閾値以下であるか否かが判定される（ＳＴ６０２）。このとき、進行速度が閾値以下でない場合には（ＳＴ６０２のＮｏ）、制御部５０からシャッタ駆動部５４にシャッタ４６の閉鎖指令が通知され、シャッタ駆動部５４によりシャッタ４６が駆動制御されて商品収納カゴ４４の開口面が閉鎖される（ＳＴ６０３）。なお、既にシャッタ４６が閉鎖されている場合には、閉鎖状態が維持される。

一方、進行速度が閾値以下である場合には（ＳＴ６０２のＹｅｓ）、制御部５０からシャッタ駆動部５４にシャッタ４６の開放指令が通知され、シャッタ駆動部５４によりシャッタ４６が駆動制御されて商品収納カゴ４４の開口面が開放される（ＳＴ６０４）。なお、既にシャッタ４６が開放されている場合には、開放状態が維持される。このようにシャッタ４６が開放された後、角速度センサ５５および加速度センサ５６の出力する電気信号の電圧に明確な変化があるか否かが判定される（ＳＴ６０５）。明確な変化の有無は、例えば各センサ５５，５６の出力する電気信号の電圧が、所定時間内に予め定めた判断基準値に達したか否かに基づいて判定する。すなわち、各センサ５５，５６の出力する電気信号の電圧が判断基準値に達しなかった場合には、明確な変化がなかったと判定し、各センサ５５，５６の出力する電気信号の電圧が判断基準値に達した場合には、明確な変化があったと判定する。その結果、各センサ５５，５６の出力に明確な変化があると判定される場合には（ＳＴ６０５のＹｅｓ）、再び進行速度の算出（ＳＴ６０１）を行う。一方、各センサ５５，５６の出力に明確な変化がないと判定される場合には（ＳＴ６０５のＮｏ）、進行速度の算出がリセットされる（ＳＴ６０６）。すなわち、現在の位置を原点とし、そのとき加速度センサ５６によりＸ方向加速度が算出される方向にＸ軸を、Ｙ方向加速度が算出される方向にＹ軸をとり、進行速度の算出を開始する（ＳＴ６０１）。このように実速度の算出をリセットするのは、姿勢方向θおよび移動台車座標系でのＸ軸方向の速度成分ｖ_ｘｃおよびＹ軸方向の速度成分ｖ_ｙｃを算出する際の積分により累積される誤差により、移動台車４０の停止中でも算出される実速度が完全には零にならなくなるためである。この停止状態の判定には、加速度センサ５６が出力するＺ方向の加速度に応じた電気信号を考慮することでより精度を上げることができる。

以上説明したように、本実施の形態における移動台車４０は、モータや駆動輪からなる自走手段を備えないので、前記各実施の形態における移動台車に比べて製造コストが低く、導入が容易である。かかる場合でも、自身の進行速度を角速度センサ５５および加速度センサ５６により算出するので、走行状態に応じてシャッタ４６の開閉を制御することができる。

なお、この発明は前記各実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階においては、その要旨を逸脱しない範囲内にて各構成要素を適宜変形して具体化することができる。

例えば、図４および図９を用いて説明した使用状態における処理では、エンコーダ２４ａ，２４ｂから取得したモータ３３ａ，３３ｂの回転数に基づいて移動台車１が停止しているか否かを判定するとしたが、第３の実施の形態において説明したように、角速度センサおよび加速度センサが出力する電気信号を用いて進行速度を算出し、移動台車１が停止しているか否かを判定するようにしてもよい。

また、第１の実施の形態では、移動台車１は、カメラ１４ａ，１４ｂにより撮影した映像に基づいて追従対象である顧客との距離などを把握して追従するとしたが、他の方法により顧客との距離などを把握するようにしてもよい。例えば、超音波センサを用いて顧客の位置および顧客までの距離を把握する方法、レーザ光を走査して顧客との距離と角度を検知するレーザレンジファインダを用いる方法、または顧客にＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）タグを持たせ、移動台車１にＲＦＩＤリーダを設け、このＲＦＩＤリーダが発する電波にＲＦＩＤタグが応答した電波の方向や強さから顧客との距離などを把握する方法を採用してもよい。なお、ＲＦＩＤタグおよびＲＦＩＤリーダを用いる場合には、電池を内蔵してＲＦＩＤリーダからの問い合わせ用の電波を受信した際に自ら電波を発するアクティブタイプのＲＦＩＤタグを用いることが好ましい。バックスキャッタ変調を利用したパッシブタイプのＲＦＩＤタグを用いる場合よりも長い応答距離を確保することができるなどの利点を有するからである。さらに、前方に存在する追従対象である顧客以外の障害物を、カメラ１４ａ，１４ｂや上記超音波センサなどのセンサを用いて検知し、制御部２０がこの障害物を回避する軌道を計算し、計算結果である軌道に応じてモータ３３ａ，３３ｂが制御されるようにしてもよい。このようにすることで、移動台車１が転倒したり、追従対象である顧客を見失ったりする蓋然性を軽減することができる。

また、第２の実施の形態では、移動台車１が停止したと判定された後に顔パターンが検出されるか否かを判定し、その判定結果に応じてシャッタ８を開閉するとしたが、制御部２０を構成するＣＰＵの性能が十分に高い場合には、追従制御中であっても顔パターンが検出されるか否かを判定するようにしてもよい。

また、第１の実施の形態における利用者ＩＤの登録処理において、利用者ＩＤは、顧客が所持する磁気カードに記憶された利用者ＩＤをカードリーダで読み取ることで入力されるとしたが、他の方法で入力されるようにしてもよい。例えば移動台車１にＲＦＩＤリーダを取り付け、顧客が所持するＩＣカードをこのＲＦＩＤリーダにかざすことでＩＣカードに記憶された利用者ＩＤが読み取られて入力されるようにしてもよいし、顧客が入力インターフェイス１３が備える各種操作キーを操作することで利用者ＩＤが入力されるようにしてもよい。

また、第１の実施の形態において、商品の代金の精算を行う際に、精算ボタンが操作されたことに応じて合計金額がディスプレイ１１に表示されるとしたが、顧客が挿入した磁気カードがカードリーダから抜き取られたことに応じて合計金額がディスプレイ１１に表示されるようにしてもよい。

この他、前記各実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成することができる。例えば、前記各実施の形態に示される全体構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を組合せてもよい。

第１の実施形態における移動台車の模式的斜視図。同実施形態における移動台車の制御回路を示すブロック図。同実施形態における登録処理の流れ図。同実施形態におけるシャッタ開閉制御の流れ図。同実施形態におけるＺ方向加速度に応じた電気信号の波形図。図５の波形図にローパスフィルタ処理を施した際の波形図。同実施形態における転倒判定処理にて制御回路で実行される処理の流れ図。同実施形態においてバーコードが読取られた際に実行される処理の流れ図。第２の実施形態におけるシャッタ開閉制御の流れ図。第３の実施形態における移動台車の模式的斜視図。同実施形態における移動台車の制御回路を示すブロック図。同実施形態における移動台車の進行速度等の算出方法を説明するための図。同実施形態におけるシャッタ開閉制御の流れ図。

符号の説明

１…移動台車、２…基台部、４…商品収納カゴ、５…制御盤、６…駆動輪、７…補助輪、８…シャッタ、９…発光器、１０…受光器、１１…ディスプレイ、１２…バーコードスキャナ、１３…入力インターフェイス、１４ａ，１４ｂ…カメラ

Claims

商品を収納する収納手段と、
この収納手段を走行させる走行手段と、
前記収納手段の開口面を遮蔽する遮蔽手段と、
前記収納手段の走行状態に応じて前記遮蔽手段の開閉を制御する開閉制御手段とを備えてなることを特徴とする移動台車。
前記走行手段は、駆動輪と、この駆動輪の回転を制御するモータとを有し、
使用者を認識する使用者認識手段と、
この使用者認識手段により認識した使用者との距離を算出する距離算出手段と、
この距離算出手段により算出した距離が一定となるように、前記使用者認識手段により認識した使用者を追従するよう前記モータを回転制御する追従制御手段とをさらに備えてなることを特徴とする請求項１に記載の移動台車。
当該移動台車が走行中であるか否かを判定する走行判定手段をさらに備え、
前記開閉制御手段は、前記走行判定手段により当該移動台車が走行中であると判定されている間、前記収納手段の開口面を閉鎖するよう前記遮蔽手段を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動台車。
使用者を認識する使用者認識手段と、
この使用者認識手段により認識した使用者との距離を算出する距離算出手段と、
当該移動台車が走行中であるか否かを判定する走行判定手段とをさらに備え、
前記開閉制御手段は、前記走行判定手段により当該移動台車が走行中でないと判定され、かつ前記距離算出手段により算出される使用者との距離が一定となったことに応じて前記収納手段の開口面を開放するよう前記遮蔽手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の移動台車。
使用者を認識する使用者認識手段と、
この使用者認識手段により認識した使用者の顔が当該移動台車側を向いているか否かを検出する方位検出手段と、
当該移動台車が走行中であるか否かを判定する走行判定手段とをさらに備え、
前記開閉制御手段は、前記走行判定手段により当該移動台車が走行中でないと判定され、かつ前記方位検出手段により使用者の顔が当該移動台車側を向いていると検出されたことに応じて前記収納手段の開口面を開放するよう前記遮蔽手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の移動台車。
走行時の角速度を計測する角速度計測手段と、
走行時の加速度を計測する加速度計測手段とを備え、
前記走行判定手段は、前記角速度計測手段により計測される角速度と、前記加速度計測手段により計測される加速度とに基づいて当該移動台車が走行中であるか否かを判定することを特徴とする請求項３乃至５のうちいずれか１に記載の移動台車。
当該移動台車が転倒したか否かを検知する転倒検知手段をさらに備え、
前記開閉制御手段は、前記転倒検知手段が当該移動台車の転倒を検知したことに応じて前記収納手段の開口面を閉鎖するよう前記遮蔽手段を制御することを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１に記載の移動台車。
バーコードを読み取る読取手段をさらに備え、
前記開閉制御手段は、前記読取手段によりバーコードが読み取られたことに応じて前記収納手段の開口面を開放するよう前記遮蔽手段を制御することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１に記載の移動台車。
前記収納手段に商品が収納されたか否かを検知する検知手段をさらに備え、
前記開閉制御手段は、前記読取手段によりバーコードが読み取られたことに応じて前記収納手段の開口面を開放するよう前記遮蔽手段を制御した後、前記検知手段により商品が前記収納手段に収納されたことが検知されたことに応じて前記収納手段の開口面を閉鎖するよう前記遮蔽手段を制御することを特徴とする請求項８に記載の移動台車。
前記遮蔽手段は、略透明な部材で形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１に記載の移動台車。