JP2012168602A - 自動追従式台車 - Google Patents

Abstract

【課題】追従すべき作業者を識別し、複数の作業者が同じフロアでそれぞれ台車を追従させて作業できる自動追従式台車を提供する。
【解決手段】台車１に取り付けられる受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌと、作業者３に取り付けられて、その作業者３を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器４と、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで受光した発光パターンを識別することにより作業者３を識別し、その作業者３を追従するよう移動制御を行う制御手段８とを備えている。
これにより、台車１に取り付けられた受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌは、作業者３に取り付けられた発光器４で発光された作業者３を特定する発光パターンを受光して作業者３を識別し、識別した作業者３を追従するよう移動制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、作業者に向かって自動的に追従しながら走行する自動追従式台車に関するものである。

自動的に移動を制御する形式の台車は、従来から各種のものが考案されてきた。
特許文献１には、作業者が携帯する発信器の電波を受信して台車が走行すべき方向を決定するものが開示されている。
特許文献２には、発光器から照射された光を受光器で受光し、受光量と位相に基づいて台車の移動方向を制御するものが開示されている。
特許文献３には、障害物識別センサによって障害物を識別して迂回するよう制御するものが開示されている。
特許文献４には、台車に付されたコードを読み取ることにより、個々の台車がどのステーションに到着したかを判別するものが開示されている。

特開平７−５９１１号公報 特開２００４−２８７７１１号公報 特開平７−３６５４１号公報 特開昭５８−３９５６１号公報

しかしながら、複数の作業員が同じフロアでそれぞれ台車を追従させて作業する場合に、各台車が追従しなければならない作業者を識別できなければ、追従すべき作業者を特定できずに、間違った作業者に追従してしまったり、同じ場所をぐるぐる回ったりしてしまい、作業に混乱が生じるという問題がある。ところが、上記各特許文献には、このような問題に対する課題を意識したものはなく、複数の作業者が同じフロアで混乱なくそれぞれ台車を追従させて作業するというニーズに応えうるものは提供されていなかったのが実情である。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、追従すべき作業者を識別し、複数の作業者が同じフロアでそれぞれ台車を追従させて作業できる自動追従式台車を提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の自動追従式台車は、台車に取り付けられる受光器と、
追従対象に取り付けられて、その追従対象を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器と、
上記受光器で受光した発光パターンを識別することにより追従対象を識別し、その追従対象を追従するよう移動制御を行う制御手段とを備えていることを要旨とする。

本発明の自動追従式台車によれば、台車に取り付けられた受光器は、追従対象に取り付けられた発光器で発光された追従対象を特定する発光パターンを受光して追従対象を識別し、識別した追従対象を追従するよう移動制御を行う。このため、例えば追従対象が作業者で、複数の作業者が同じフロアでそれぞれ台車を追従させていても、それぞれの作業者に対応する台車がその作業者を識別して追従する。したがって、従来のように、追従すべき作業者を特定できずに混乱が生じるというトラブルが発生せず、複数の作業者が同じフロアで混乱なく作業することができる。

本発明において、少なくとも台車前部の左右にそれぞれ受光器が配置され、
上記制御手段は、左右の受光器の受光量を比較することにより、追従対象の方向を検知して移動方向の制御を行う場合には、
左右の受光量の比較により、追従すべき追従対象を特定して追従するよう移動し、複数の作業者が同じフロアで混乱なく作業することができる。

本発明において、少なくとも台車前部の正面には正面受光器が配置され、
さらに台車前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサが取り付けられ、
上記制御手段は、正面受光器の受光量が左右の受光器の受光量より大きいときに、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御する場合には、
追従対象との距離が広がると速度が速くなって速やかに追従し、追従対象との距離が近くなったときには速度が遅くなって追従対象との接触を防止する。したがって、追従対象が作業者であれば、台車との距離が遠くなると速やかに近づいてきて、近い距離ではゆっくり追従するので極めて作業が行ないやすくなる。

本発明において、上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器の受光量とは無関係に台車を停止させるよう制御する場合には、
追従対象を含めた周囲の存在物との距離が一定以上に近くなったときには、追従対象の検出状態にかかわらず台車を停止させることにより、追従対象を含めた周囲の存在物との衝突を防止し、安全性を確保する。

本発明において、上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサが配置された方と反対側に台車が移動するように制御する場合には、
右測距センサにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵し、障害物を避けながら追従対象に追従させることができる。

本発明の第１実施形態の自動追従式台車を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 受光器の詳細を示す断面図である。 自動追従式台車のシステム構成を示すブロック図である。 追従対象を識別する状態を説明する図である。 方向制御の状態を説明する図である。 測距の状態を説明する図である。

以下、本発明の自動追従式台車の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態の自動追従式台車を示す図である。

この例では、追従対象が、台車に荷物を積載したり降ろしたりする作業者である例を説明する。

この自動追従式台車は、台車１に取り付けられる受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌと、追従対象である作業者３に取り付けられて、その作業者３を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器４とを備えている。

上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌとしては、台車１の前部の左右には、それぞれ左受光器２Ｌ、右受光器２Ｒが配置されている。台車１の正面すなわち左受光器２Ｌと右受光器２Ｒの中間には、正面受光器２Ｃが配置されている。さらに台車１の前部、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの下側には、周囲の存在物との距離を検知するための測距センサ５Ｒ、５Ｃ、５Ｌが取り付けられている。上記測距センサ５Ｒ、５Ｃ、５Ｌは、左受光器２Ｌ、右受光器２Ｒおよび正面受光器２Ｃにそれぞれ対応し、台車１の左側、右側およびそれらの中間に設けられている。

上記発光器４は、作業者３の例えばウェストベルト等に取り付けられ、例えば赤外線を所定の発光パターンで発光し、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで上記発光パターンを受光する。そして、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで受光した発光パターンを識別することにより作業者３を識別し、その作業者３を追従するよう移動制御を行うようになっている。

上記発光器４による発光パターンとしては、例えば、４ビットのパルス発光を用いることができる。この場合は（００００）〜（１１１１）まで３２通りの発光パターンを採ることができ、最大３２台の台車１と３２人の作業者３を１対１対応させて識別することが可能になる。

図２は、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの詳細を説明する図である。（Ａ）は左受光器２Ｌの横断面図、（Ｂ）は正面受光器２Ｃの横断面図、（Ｃ）は右受光器２Ｒの横断面図、（Ｄ）は各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの縦断面図である。

これらの受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌは、前面に開口部を有して受光する光の指向性を規制するための指向規制凹部６Ｒ、６Ｃ、６Ｌの奥面に受光センサ７が配置されて構成されている。

右受光器２Ｒの指向規制凹部６Ｒは、右側が４５°の角度に開き、左側は８０〜９０°の角度に絞られて開口しており、正面から右寄りの光を受光し、左方向からの光を受光しないようになっている。
左受光器２Ｌの指向規制凹部６Ｌは、左側が４５°の角度に開き、右側は８０〜９０°の角度に絞られて開口しており、正面から左寄りの光を受光し、右方向からの光を受光しないようになっている。
正面受光器２Ｃの指向規制凹部６Ｒは、左右に７０〜８０°の角度に絞られて開口しており、正面からの光を受光し、右方向および左方向からの光を受光しないようになっている。

上記測距センサ５Ｒ、５Ｃ、５Ｌは、例えば赤外線を発光して周囲の存在物で跳ね返った反射光を受光し、存在物との距離を検知するものを用いることができる。この測距センサ５Ｒ、５Ｃ、５Ｌに用いる赤外線を、上記発光器４から発光させる赤外線の発光パターンと異なる発光パターンにすることにより、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで受光する作業者識別用の発光パターンと混同するのが防止される。

図３は、本実施形態の自動追従式台車の制御系統を説明する図である。

このシステムでは、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光信号および各測距センサ５Ｒ、５Ｃ、５Ｌによる検知信号を受信して各種の制御を行う制御手段８を備えている。

上記制御手段８は、対象識別部９、方向制御部１０、速度制御部１１を備えている。

上記対象識別部９は、上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌで受光した発光パターンを識別することにより追従対象である作業者３を識別する。そして、方向制御部１０がその識別した作業者３を追従するよう移動制御を行う。

図４は、追従対象である作業者３を識別する状態を説明する図である。上述したように、発光器４と台車１は１対１対応しており、各作業者３が１つずつ発光器４を携帯する。各発光器４は赤外線を所定の発光パターンで発光する。上記受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌでは、受光した発光パターンを識別することにより作業者３を識別する。

図５は、受光した赤外線により方向制御を行う状態を説明する図である。

上記方向制御部１０は、左右および正面の受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光量を比較することにより、追従対象である作業者３の方向を検知して移動方向の制御を行う。

（Ａ）は台車１の前方右方向に発光器４を携帯した作業者３がいる場合である。右受光器２Ｒは台車１の前方正面から右寄りの光を受光し、左受光器２Ｌは台車１の右方向からの光を受光せず、正面受光器２Ｃは右方向および左方向からの光を受光しない。このため、この場合は右受光器２Ｒが発光器４からの光を受光する。このとき、方向制御部１０は、操舵装置１２を制御して台車１が右方向に進路をとるように制御する。

（Ｂ）は台車１の前方正面に発光器４を携帯した作業者３がいる場合である。正面受光器２Ｃは台車１の正面の光を受光し、右受光器２Ｒは台車１の左方向からの光を受光せず、左受光器２Ｌは台車１の右方向からの光を受光しない。このため、この場合は正面受光器２Ｃが発光器４からの光を受光する。このとき、方向制御部１０は、操舵装置１２を制御して台車１が直進するように制御する。

（Ｃ）は台車１の前方左方向に発光器４を携帯した作業者３がいる場合である。左受光器２Ｌは台車１の前方正面から左寄りの光を受光し、右受光器２Ｒは台車１の左方向からの光を受光せず、正面受光器２Ｃは右方向および左方向からの光を受光しない。このため、この場合は左受光器２Ｌが発光器４からの光を受光する。このとき、方向制御部１０は、操舵装置１２を制御して台車１が左方向に進路をとるように制御する。

このとき、例えば、左受光器２Ｌが発光器４の光を受光せず、右受光器２Ｒと正面受光器２Ｃがそれぞれ受光したときは、正面受光器２Ｃの受光を優先させて、方向制御部１０は台車１が直進するように操舵装置１２を制御する。同様に、右受光器２Ｒが発光器４の光を受光せず、左受光器２Ｌと正面受光器２Ｃがそれぞれ受光したときは、正面受光器２Ｃの受光を優先させて、方向制御部１０は台車１が直進するように操舵装置１２を制御する。また、右受光器２Ｒ、左受光器２Ｌ、正面受光器２Ｃの全てが発光器４の光を受光したときも、正面受光器２Ｃの受光を優先させて、方向制御部１０は台車１が直進するように操舵装置１２を制御する。

このように、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光の有無に基づいて移動制御を行うことができる。また、各受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光の大小に基づいて移動制御を行ってもよい。いずれの場合も、本発明における受光量を比較することにより移動方向を制御するものである。

このように、本実施形態では、追従対象である作業者３と台車１との対応関係を識別する信号と、移動方向を制御するための信号とを同じ発光パターンの光で兼用しているのである。

図６は、測距の状態を説明する図である。

上記速度制御部１１は、正面受光器２Ｃの受光量が左右の受光器２Ｒ、２Ｌの受光量より大きいときに、正面測距センサ５Ｃによって検知した前方の存在物との距離Ｄによって移動速度を遅くしたり速くしたりするよう制御する。

すなわち、正面受光器２Ｃの受光量が左右の受光器２Ｒ、２Ｌの受光量より大きいときは、台車１の正面に追従対象である作業者３がいるときである。この状態で、正面測距センサ５によって検知した前方の存在物（すなわち作業者３である）との距離Ｄが近くなると移動速度を落とし、上記距離Ｄが遠くなると移動速度を上げることが行われる。

また、上記速度制御部１１は、正面受光器２Ｃの受光量が左右の受光器２Ｒ、２Ｌの受光量より大きいときに、正面測距センサ５Ｃによって検知した前方の存在物との距離Ｄが所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサ５Ｃによって検知した前方の存在物との距離Ｄが所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御することもできる。

例えば、作業者３と台車１との距離Ｄによる移動速度の制御をつぎのようにして行うことができる。
Ｄ≧閾値Ａ 移動速度大
閾値Ａ＞Ｄ＞閾値Ｂ 移動速度中
閾値Ｂ≧Ｄ 移動速度小
閾値Ａと閾値Ｂの大小２段階の閾値を設定し、大きいほうの閾値Ａより距離Ｄが長いときは移動速度大で移動させ、距離Ｄが閾値Ａと閾値Ｂの間にあるときは移動速度中で移動させ、小さいほうの閾値Ｂより距離Ｄが短いときは移動速度小で移動させるよう制御することができる。

また、上記速度制御部１１は、上記制御手段は、左右の測距センサ５Ｒ、５Ｌが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光量とは無関係に台車１を停止させるよう制御することができる。

すなわち、左右の測距センサ５Ｒ、５Ｌが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたときは、障害物や壁に近づいたときであるから、衝突を未然に防止するために速度制御部１１により台車１を停止させるように制御する。

また、左右の測距センサ５Ｒ、５Ｌが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサ５Ｒ、５Ｌが配置された方と反対側に操舵するように制御することもできる。すなわち、右測距センサ５Ｒにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサ５Ｌにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵して障害物を避けるよう制御することができる。

このように、本実施形態によれば、台車１に取り付けられた受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌは、追従対象に取り付けられた発光器４で発光された追従対象である作業者３を特定する発光パターンを受光して作業者３を識別し、識別した作業者３を追従するよう移動制御を行う。このため、複数の作業者３が同じフロアでそれぞれ台車１を追従させていても、それぞれの作業者３に対応する台車１がその作業者３を識別して追従する。したがって、従来のように、追従すべき作業者３を特定できずに混乱が生じるというトラブルが発生せず、複数の作業者３が同じフロアで混乱なく作業することができる。

また、少なくとも台車１前部の左右にそれぞれ左右の受光器２Ｌ、２Ｒが配置され、
上記制御手段８は、左右の受光器２Ｌ、２Ｒの受光量を比較することにより、作業者３の方向を検知して移動方向の制御を行うため、
左右の受光量２Ｌ、２Ｒの比較により、追従すべき作業者３を特定して追従するよう移動し、複数の作業者３が同じフロアで混乱なく作業することができる。

また、少なくとも台車１前部の正面には正面受光器２Ｃが配置され、
さらに台車１前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサ５Ｃが取り付けられ、
上記制御手段８は、正面受光器２Ｃの受光量が左右の受光器２Ｌ、２Ｒの受光量より大きいときに、正面測距センサ５Ｃによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサ５Ｃによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御するため、
作業者３との距離が広がると速度が速くなって速やかに追従し、作業者３との距離が近くなったときには速度が遅くなって作業者３との接触を防止する。したがって、作業者３と台車１との距離が遠くなると速やかに近づいてきて、近い距離ではゆっくり追従するので極めて作業が行ないやすくなる。

また、上記制御手段８は、左右の測距センサ５Ｌ、５Ｒが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器２Ｒ、２Ｃ、２Ｌの受光量とは無関係に台車１を停止させるよう制御する場合には、
作業者３を含めた周囲の存在物との距離が一定以上に近くなったときには、作業者３の検出状態にかかわらず台車１を停止させることにより、作業者３を含めた周囲の存在物との衝突を防止し、安全性を確保する。

また、上記制御手段８は、左右の測距センサ５Ｌ、５Ｒが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサ５Ｌ、５Ｒが配置された方と反対側に台車１が移動するように制御する場合には、
右測距センサ５Ｒにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは左に操舵して障害物を避け、反対に、左測距センサ５Ｌにおいて周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときは右に操舵し、障害物を避けながら作業者３に追従させることができる。

なお、上記実施形態では、追従対象が作業者３である例を例示して説明したが、これに限定するものではなく、追従対象は、他の台車や車両等、各種のものに適用できる趣旨である。

また、上記実施形態では、上記発光器４による発光パターンとして、４ビットのパルス発光を利用することを例示したが、これに限定するものではなく、６ビットや８ビットのパルス発光を利用することもできる。

１：台車
２Ｌ：左受光器
２Ｒ：右受光器
２Ｃ：正面受光器
３：作業者
４：発光器
５Ｌ：左測距センサ
５Ｒ：右測距センサ
５Ｃ：正面測距センサ
６Ｌ：指向規制凹部
６Ｒ：指向規制凹部
６Ｃ：指向規制凹部
７：受光センサ
８：制御手段
９：対象識別部
１０：方向制御部
１１：速度制御部
１２：操舵装置
１３：駆動装置

Claims (5)

1. 台車に取り付けられる受光器と、
   追従対象に取り付けられて、その追従対象を特定するための所定の発光パターンで発光する発光器と、
   上記受光器で受光した発光パターンを識別することにより追従対象を識別し、その追従対象を追従するよう移動制御を行う制御手段とを備えていることを特徴とする自動追従式台車。
2. 少なくとも台車前部の左右にそれぞれ受光器が配置され、
   上記制御手段は、左右の受光器の受光量を比較することにより、追従対象の方向を検知して移動方向の制御を行う請求項１記載の自動追従式台車。
3. 少なくとも台車前部の正面には正面受光器が配置され、
   さらに台車前部には、前方の存在物との距離を検知するための正面測距センサが取り付けられ、
   上記制御手段は、正面受光器の受光量が左右の受光器の受光量より大きいときに、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より近くなると移動速度を遅くし、正面測距センサによって検知した前方の存在物との距離が所定値より遠くなると移動速度を速くするよう制御する請求項１または２記載の自動追従式台車。
4. 上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知すると、受光器の受光量とは無関係に台車を停止させるよう制御する請求項３記載の自動追従式台車。
5. 上記制御手段は、左右の測距センサが周囲の存在物との距離が一定以下に近づいたことを検知したときに、検知した測距センサが配置された方と反対側に台車が移動するように制御する請求項３記載の自動追従式台車。

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