JP2020090381A - フォークリフトの注意喚起システム、及びフォークリフト - Google Patents
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Abstract
Description
運輸現場や製造現場におけるフォークリフトが関与する事故は、長年に亘って発生し続けている。
例えば、我が国における平成26年から平成28年の3年間のフォークリフトに起因する死亡者数は、平成26年が27人、平成27年が24人、平成28年が28人であり、事故の型別では、「墜落・転落」が27%、「はさまれ・巻き込まれ」が24%、「激突され」が22%、「転倒」が14%となっており、「墜落・転落」による死亡事故が多いことが分かる(非特許文献1参照)。
運転者が乗って走行操作及び荷役操作を行う有人フォークリフトにおいて、バックレストやフォーク上の大きな荷により視界が遮られること等による事故の発生を防止するため、カメラ及びモニタ装置を用いて視認性を改善するものがある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記のとおり死傷事故は減少していない。
フォークに荷を積載した状態で、フォークリフトが小さな障害物や段差が存在する箇所を通過すると、障害物や段差の程度、及び走行速度により、フォーク上の荷が一定以上の大きさの振動や衝撃を受けることになる。
その場合、荷の内容によっては、製品品質に悪影響を及ぼすおそれがある。また、小さな障害物や段差が存在する箇所を通過しないように、フォークリフトの運転者が足元の床面や地面を気にしながら運転するのは困難である。
〔1〕運転者が乗って走行操作及び荷役操作を行うフォークリフトの注意喚起システムであって、
前記フォークリフトは、
走行禁止領域が設定された環境地図を基に、走行中に前記走行禁止領域に近づいたことを認識する自己位置推定手段を備え、
前記自己位置推定手段の前記走行禁止領域への接近の検出時において、
前記走行禁止領域への接近の検出を、当該フォークリフトの運転者へ報知する報知手段を有することを特徴とする、
フォークリフトの注意喚起システム。
障害物及び/又は段差を検出する障害物・段差検出センサをさらに備え、
前記自己位置推定手段の前記走行禁止領域への接近の検出時、及び
前記障害物・段差検出センサの障害物及び/又は段差の検出時における夫々の検出時において、
前記走行禁止領域への接近の検出、及び前記障害物及び/又は段差の検出を、当該フォークリフトの運転者へ報知する報知手段を有する、
前記〔1〕に記載のフォークリフトの注意喚起システム。
当該カメラにより撮像した画像を運転席に表示する表示手段を有し、当該表示手段により、フォーク上に載置した荷による死角を表示する、
前記〔1〕又は前記〔2〕に記載のフォークリフトの注意喚起システム。
前記〔2〕又は前記〔3〕に記載のフォークリフトの注意喚起システム。
フォークリフト本体の前部に、レーザースキャナーをさらに備える、
前記〔4〕に記載のフォークリフトの注意喚起システム。
前記〔2〕〜前記〔5〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
当該モニタの画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時にアラートを出す、
前記〔1〕〜前記〔6〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
当該モニタの画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時、及び前記障害物及び/又は段差の検出時にアラートを出す、
前記〔2〕〜前記〔7〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
当該モニタの画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時、及び前記障害物及び/又は段差の検出時にアラートを出す、
前記〔2〕〜前記〔8〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
前記障害物・段差検出センサが検出した障害物及び/又は段差をリアルタイムに表示する第2のモニタ画面、及び
カメラにより撮像した実画像をリアルタイムに表示する第3のモニタ画面を運転席に備え、
前記第1のモニタ画面、前記第2のモニタ画面、及び前記第3のモニタ画面は、フォークリフトの運転者が選択して拡大することができ、
前記運転者により拡大された、前記第1のモニタ画面、前記第2のモニタ画面又は前記第3のモニタ画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時、及び前記障害物及び/又は段差の検出時にアラートを出す、
前記〔2〕〜前記〔6〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
前記〔1〕〜前記〔10〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
前記〔2〕〜前記〔11〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
前記〔1〕〜前記〔12〕の何れかに記載のフォークリフトの注意喚起システム。
(1)自己位置推定手段を構成するセンサはより広範な範囲における自己位置を推定できることから、自己位置推定手段による走行禁止領域への接近検出のタイミングの方が、障害物・段差検出センサによる障害物及び/又は段差検出のタイミングよりも早くなる。それにより、障害物・段差検出センサのみを備えた従来のフォークリフトの注意喚起システムよりも早いタイミングで、フォークリフトの運転者へ報知することができる。
(2)走行禁止領域に、センサでは検知できないような小さな障害物及び/又は段差が存在する領域を含めておけば、当該領域への接近が自己位置推定手段により検出され、報知手段により運転者へ報知されるので、当該領域を通過しないように運転者がフォークリフトを運転できる。それにより、センサでは検知できないような小さな障害物及び/又は段差が存在する領域をフォークリフトが通過する際のような振動や衝撃を受けることがないので、フォークに積載した荷の製品品質に悪影響を及ぼさない。
(3)自己位置推定手段と障害物・段差検出センサを備えることにより、これらによる、走行禁止領域への接近の検出時、及び障害物及び/又は段差の検出時に、報知手段が運転者へ所要のアラートを出す。先ず、自己位置推定手段により走行禁止領域へ接近したことを検出した際に、報知手段が運転者へアラートを出して注意を喚起する。次に、障害物・段差検出センサにより障害物及び/又は段差を検出した際に、報知手段が運転者へアラートを出す。このように運転者に対して2段階に出されるアラートにより、フォークリフトの事故の発生を抑制する効果を高めることができる。
(4)自己位置推定手段を備えることにより、障害物・段差検出センサが働かなくなったときにもアラートを出すことができるので、事故の発生を抑制するために運転者へ出すアラートの信頼性を向上できる。
以下の実施形態において、フォークリフトのフォークの根元側から先端側を見る方向を前、その反対方向を後とし、前方に向かって左右を定義し、前方から見た図を正面図とする。
図1の概略斜視図、並びに図2及び図3の斜視図に示す本発明に係る実施形態に係るフォークリフト1は、運転席7に乗った図示しない運転者(作業者)が走行操作及び荷役操作を行う有人フォークリフトである。
フォークリフト1は、例えばカウンタバランスフォークリフトであり、本体1Aの前方にフォーク2及びマストM等を備え、本体1Aの後方にバランスウェイトを備える。
さらに、フォークリフト1は、運転者に注意を促す注意喚起システムを備える。
なお、本発明の注意喚起システムは、カウンタバランスフォークリフトへの適用に限定されるものではなく、他の様々な種類の有人フォークリフトに対しても適用できる。
走行装置Fは、左右の前輪8,8及び左右の後輪9,9を備え、駆動輪である前輪8,8の駆動装置、及び操舵輪である後輪9,9の操舵装置等を備える。
荷役装置Hは、上下に昇降し、前後方向に傾動するマストM、荷を積載するフォーク2、及び、フォーク2を支持する、マストMに沿って上下するリフトブラケット3を有する。
フォーク2及びリフトブラケット3は、昇降駆動装置によりインナマスト4に沿って上下する。
マストMは、リフトブラケット3を支持して昇降するインナマスト4、及びインナマスト4を昇降可能にガイドするアウタマスト5からなる。
アウタマスト5は、ティルトシリンダ6により前後方向に傾動する。
本願発明の実施の形態に係るフォークリフト1の注意喚起システムにおいて、フォークリフト1は、後述する自己位置推定手段A及び障害物・段差検出センサBを備える。
図1の概略斜視図において、走行禁止領域Rは、例えば、トラックヤードTYにおけるプラットフォームPFの周囲である、トラックT,T,…が積卸しのために乗り付けるトラックバースTB、並びに、入荷品又は出荷品置き場I、及び柱J,J,…等である。
前記環境地図は、例えば自己位置推定と環境地図作成とを同時に行う手法であるSLAM(Simultaneously Localization And Mapping)により作成する。なお、環境地図として、人手により作製したマップを用いてもよい。
図1の概略斜視図において、障害物Oは、例えば、入荷品又は出荷品置き場Iに置かれた荷W,W,…、柱J,J,…、及び他のフォークリフト1、並びに作業者K,K等である。
また、段差Nは、例えば、トラックヤードTYのプラットフォームPFの周縁部E等である。
障害物O及び段差Nは、前記具体例に限定されるものではなく、フォークリフト1が作業を行う環境により異なる。
報知手段Cとしては、例えば、運転席7に設置した表示手段Dであるモニタ10への表示、警告灯の点灯又は点滅、並びに警告音の鳴動等のアラートがある。
図2の斜視図、及び図4の正面図に示すように、本体1Aの前部に、前部センサユニットS1を設ける。図6の斜視図に示すように、前部センサユニットS1は、例えば、深度カメラ(RGB-depthカメラ)11及びレーザースキャナー12である。
また、撮影した前方の死角を運転席7のモニタ10に表示することにより、前方の死角を無くすことができる。
その上、深度カメラ11を、フォークリフト本体1Aの前部の下方に設けることにより、足元の障害物Oや段差Nを検知できる。それにより、止む無く急旋回を強いられた場合等において、急旋回直後に足元に障害物Oや段差Nが存在する場合であっても、障害物Oや段差Nを検出できる。
図3の斜視図、及び図5の背面図に示すように、本体1Aの後部に、後部センサユニットS2を設ける。図7の斜視図に示すように、後部センサユニットS2は、例えば、深度カメラ11、単眼カメラ13及び慣性計測装置(IMU,Inertial Measurement Unit)14、並びにステレオカメラ15である。
また、撮影した後方の死角を運転席7のモニタ10に表示することにより、後方の死角を無くすことができる。
ステレオカメラ15は、カメラ画像を用いて自己位置を認識するビジュアルオドメトリを行う。それにより、SLAMの精度を向上させる。
図1の概略斜視図に示すトラックヤードTYにおいて、フォークリフト1は、トラックバースTBに乗り付けたトラックT,T,…に対して、例えばパレットP及びパレットP上の積載物Qである荷Wを積み込む作業、及び前記荷Wを取り卸す作業を行う。
プラットフォームPFとトラックTの荷台Lの床とは段差が無いことから、あるいは段差と検出できないくらい高さが低い段差しか無いか、走行に支障がないとシステムが判断する段差しか無いことから、障害物・段差検出センサBは段差Nを検出しないので、報知手段Cが段差Nの検出を運転者へ報知することはない。
その状態では、例えば、運転席7に設置したモニタ10に、走行禁止領域Rへの接近による表示、段差Nの検出による表示がされ、さらに、警告灯が点灯し、警告音が鳴動する。
その状態では、例えば、運転席7に設置したモニタ10に、走行禁止領域Rへの接近による表示、段差Nの検出による表示がされ、さらに、警告灯が点灯し、警告音が鳴動する。
また、報知手段Cにより、障害物・段差検出センサBによる障害物O及び/又は段差Nの検出をフォークリフト1の運転者へ報知するタイミングは、運転者がブレーキを操作して安全に停止できる位置にフォークリフト1があるときとする。それにより、当該報知を受けた運転者のブレーキ操作によりフォークリフト1が停止することで、フォークリフト1の障害物O及び/又は段差Nへの侵入をより確実に禁止できる。
先ず、自己位置推定手段Aにより走行禁止領域Rへ接近したことを検出した際に、報知手段Cが運転者へアラートを出して注意を喚起する。次に、障害物・段差検出センサBにより障害物O及び/又は段差Nを検出した際に、報知手段Cが運転者へアラートを出す。
このように運転者に対して2段階に出されるアラートにより、フォークリフト1の事故の発生を抑制する効果を高めることができる。特に、死亡事故が多いフォークリフト1の「墜落・転落」を防止する効果が高くなる。
その上、自己位置推定手段Aを備えることにより、障害物・段差検出センサBが働かなくなったときにもアラートを出すことができるので、事故の発生を抑制するために運転者へ出すアラートの信頼性を向上できる。
(表示灯の例)
図2の斜視図、及び図5の背面図、図8の拡大背面図に示すように、フォークリフト1は、運転席7の例えば右上前に表示手段Dであるモニタ10を備え、モニタ10に表示するGUI画面の例えば右方に表示灯16〜18を備える。
例えば、表示灯16は青色、表示灯17は黄色、表示灯18は赤色である。
アラートが無い場合には、表示灯16が点灯し、表示灯17,18は点灯しない。表示灯17及び18はアラートがある場合の報知手段Cである警告灯として用いる。
運転席7の表示手段Dであるモニタ10には、図9〜図11Bの概略図に示すGUI(Graphical User Interface)画面を表示できる。
すなわち、モニタ10には、環境地図内における自己位置推定手段Aが推定した自己位置をリアルタイムに表示する第1のモニタ画面G1、障害物O及び/又は段差Nをリアルタイムに表示する第2のモニタ画面G2、カメラにより撮像した実画像をリアルタイムに表示する第3のモニタ画面G3を表示することができる。
また、第3のモニタ画面G3は、図11Aの前方画像と図11Bの後方画像とを容易に切り替えることができる。例えば図11Aの「FRONT」にタッチすると図11Bの後方画像に切り替わり、図11Bの「BACK」にタッチすると図11Aの前方画像に切り替わる。
図9〜図11BのGUI画面内における報知手段Cとして、フォークリフト1の走行中に自己位置推定手段Aが走行禁止領域Rへの接近を検出した場合、拡大したモニタ画面G1,G2,G3内において、画面の外周側を赤色等で色付けしたアラートを表示し、それにより運転者に注意を促す。
図9のように、環境地図内における自己位置推定手段Aが推定した自己位置をリアルタイムに表示する第1のモニタ画面G1が拡大画面であり、障害物・段差検出センサBが障害物O及び/又は段差Nを検出した場合、画面内に色付け文字等によるアラートを表示し、それにより運転者に注意を促す。
第3のモニタ画面G3内に、拡張現実(AR,Augmented Reality)技術を用いて、検出した画面内の障害物O及び/又は段差Nを赤色等で色付けしたアラートを表示し、それにより運転者に注意を促すようにしてもよい。
本発明のフォークリフトの注意喚起システムは、そのような例に限定されるものではなく、障害物・段差検出センサBを備えずに自己位置推定手段Aのみを備えたものであってもよい。
したがって、障害物・段差検出センサのみを備えた従来のフォークリフトの注意喚起システムよりも早いタイミングで、フォークリフトの運転者へ報知することができる。
それにより、センサでは検知できないような小さな障害物及び/又は段差が存在する領域をフォークリフトが通過する際のような振動や衝撃を受けることがないので、フォークに積載した荷の製品品質に悪影響を及ぼさない。
それにより、運輸現場や製造現場におけるフォークリフトが関与する事故を一層減少することに繋がると考えられる。
2 フォーク 3 リフトブラケット
4 インナマスト 5 アウタマスト
6 ティルトシリンダ 7 運転席
8 前輪 9 後輪
10 モニタ 11 深度カメラ
12 レーザースキャナー 13 単眼カメラ
14 慣性計測装置 15 ステレオカメラ
16〜18 表示灯
A 自己位置推定手段 B 障害物・段差検出センサ
C 報知手段 D 表示手段
E プラットフォームの周縁部 F 走行装置
G1 自己位置をリアルタイムに表示する第1のモニタ画面
G2 障害物及び/又は段差をリアルタイムに表示する第2のモニタ画面
G3 カメラにより撮像した実画像をリアルタイムに表示する第3のモニタ画面
H 荷役装置 I 入荷品又は出荷品置き場
J 柱 K 作業者
L 荷台 M マスト
N 段差 O 障害物
P パレット PF プラットフォーム
Q 積載物 R 走行禁止領域
S1 前部センサユニット S2 後部センサユニット
T トラック TB トラックバース
TY トラックヤード U,V 位置
W 荷
Claims (14)
- 運転者が乗って走行操作及び荷役操作を行うフォークリフトの注意喚起システムであって、
前記フォークリフトは、
走行禁止領域が設定された環境地図を基に、走行中に前記走行禁止領域に近づいたことを認識する自己位置推定手段を備え、
前記自己位置推定手段の前記走行禁止領域への接近の検出時において、
前記走行禁止領域への接近の検出を、当該フォークリフトの運転者へ報知する報知手段を有することを特徴とする、
フォークリフトの注意喚起システム。 - 前記フォークリフトは、
障害物及び/又は段差を検出する障害物・段差検出センサをさらに備え、
前記自己位置推定手段の前記走行禁止領域への接近の検出時、及び
前記障害物・段差検出センサの障害物及び/又は段差の検出時における夫々の検出時において、
前記走行禁止領域への接近の検出、及び前記障害物及び/又は段差の検出を、当該フォークリフトの運転者へ報知する報知手段を有する、
請求項1に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - フォークリフト本体の前部にはカメラが設置され、
当該カメラにより撮像した画像を運転席に表示する表示手段を有し、当該表示手段により、フォーク上に載置した荷による死角を表示する、
請求項1又は2に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記障害物・段差検出センサは、フォークリフト本体の前部の下方に設けている、
請求項2又は3に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記障害物・段差検出センサは、深度カメラであり、
フォークリフト本体の前部に、レーザースキャナーをさらに備える、
請求項4に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記障害物・段差検出センサは、フォークリフト本体の前部及び後部に設けた深度カメラである、
請求項2〜5の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記環境地図内における前記自己位置推定手段が推定した自己位置をリアルタイムに表示する画面を有するモニタを運転席に備え、
当該モニタの画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時にアラートを出す、
請求項1〜6の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記障害物・段差検出センサが検出した障害物及び/又は段差をリアルタイムに表示する画面を有するモニタを運転席に備え、
当該モニタの画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時、及び前記障害物及び/又は段差の検出時にアラートを出す、
請求項2〜7の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - カメラにより撮像した実画像をリアルタイムに表示する画面を有するモニタを運転席に備え、
当該モニタの画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時、及び前記障害物及び/又は段差の検出時にアラートを出す、
請求項2〜8の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記環境地図内における前記自己位置推定手段が推定した自己位置をリアルタイムに表示する第1のモニタ画面、
前記障害物・段差検出センサが検出した障害物及び/又は段差をリアルタイムに表示する第2のモニタ画面、及び
カメラにより撮像した実画像をリアルタイムに表示する第3のモニタ画面を運転席に備え、
前記第1のモニタ画面、前記第2のモニタ画面、及び前記第3のモニタ画面は、フォークリフトの運転者が選択して拡大することができ、
前記運転者により拡大された、前記第1のモニタ画面、前記第2のモニタ画面又は前記第3のモニタ画面内に、前記報知手段として、前記走行禁止領域への接近の検出時、及び前記障害物及び/又は段差の検出時にアラートを出す、
請求項2〜6の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記報知手段により、前記自己位置推定手段による前記走行禁止領域への接近の検出を当該フォークリフトの運転者へ報知するタイミングは、前記運転者がブレーキを操作して安全に停止できる位置に当該フォークリフトがあるときとする、
請求項1〜10の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記報知手段により、前記障害物・段差検出センサによる前記障害物及び/又は段差の検出を当該フォークリフトの運転者へ報知するタイミングは、前記運転者がブレーキを操作して安全に停止できる位置に当該フォークリフトがあるときとする、
請求項2〜11の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 前記走行禁止領域に、センサでは検知できないような小さな障害物及び/又は段差が存在する領域を含む、
請求項1〜12の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システム。 - 請求項1〜13の何れか1項に記載のフォークリフトの注意喚起システムを備えたフォークリフト。
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