JP2020154451A - 自律移動装置、プログラムおよび自律移動装置の操舵方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送対象物を搬送する自律移動装置の走行時のふらつきを抑制する。【解決手段】搬送対象物を搬送する自律移動装置において、前記搬送対象物にかかる共振周波数を求める周波数取得手段と、当該自律移動装置の操舵を制御する制御信号について、前記制御信号から前記共振周波数を減衰させて操舵制御を行う制御手段と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、自律移動装置、プログラムおよび自律移動装置の操舵方法に関する。

従来、自律移動装置である無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）を用いて、倉庫内の搬送作業を自動化することは、世の中で広く検討されている。具体的には、無人搬送車に接続機構を設け、無人搬送車に搬送対象物（カゴ車）を接続して倉庫内を搬送する、という構成は既に知られている。

特許文献１には、搬送の経路を自動的に判断して制御する自動搬送車が開示されている。

また、特許文献２には、自律移動装置を搬送対象物（カゴ台車）と自動連結する際に、容易かつ確実に連結するための技術が開示されている。

ところで、自律移動装置である無人搬送車（ＡＧＶ）は、軌道上をトレースして移動する際に常に左右へ操舵する必要があり、この操舵により左右へ移動しながら軌道上をトレースしている。換言すると、無人搬送車（ＡＧＶ）は、走行時は常にふらつきが生じている、といえる。また、無人搬送車（ＡＧＶ）が搬送対象物（カゴ台車）と連結されて走行している際、換言すると、無人搬送車（ＡＧＶ）が搬送対象物（カゴ台車）を搬送している際に、搬送対象物（カゴ台車）の重量に応じて特定の周波数に共振が生じ、この共振が生じている特定の周波数においてふらつきが増大する、ということを発見した。特に、例えば倉庫内の狭い通路を走行する際においてこのふらつきの影響は大きく、ふらつきが大きいと通路を走行することが困難となっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、搬送対象物を搬送する自律移動装置の走行時のふらつきを抑制することを目的とする。特に搬送対象物を搬送している際の搬送対象物に積載された荷物の重量に応じた特定の周波数におけるふらつきの増大を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、搬送対象物を搬送する自律移動装置において、前記搬送対象物にかかる共振周波数を求める周波数取得手段と、当該自律移動装置の操舵を制御する制御信号について、前記制御信号から前記共振周波数を減衰させて操舵制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、搬送対象物を搬送する自律移動装置の走行時のふらつきを抑制することができる、という効果を奏する。特に搬送対象物を搬送している際の搬送対象物に積載された荷物の重量に応じた特定の周波数におけるふらつきの増大を抑制することができる、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる搬送システムにおける自走ロボットとカゴ台車とを示す説明図である。 図２は、カゴ台車にＩＤパネルが配置された例を示す斜視図である。 図３は、搬送システムを適用することが想定される物流倉庫の一例を示す説明図である。 図４は、自走ロボットのコントローラのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図５は、自走ロボットのコントローラが発揮する機能的構成例を示すブロック図である。 図６は、操舵制御系の構成について示す図である。 図７は、制御対象の周波数特性の例について示す図である。 図８は、舵角を制御する制御信号を説明する図である。 図９は、搬送対象物の重量と電流の関係について示す図である。 図１０は、第２の実施の形態のふらつきの周波数の検出にかかる搬送対象物の重量と電流の関係について示す図である。

以下に添付図面を参照して、自律移動装置、プログラムおよび自律移動装置の操舵方法の実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる搬送システムにおける自走ロボット１とカゴ台車２とを示す説明図である。本実施形態は、連結対象であるカゴ台車２のような被牽引台車に自動で接続して牽引することで、カゴ台車２を所望の搬送先へ自動搬送する無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）としての自走ロボット１を、自律移動装置に適用した搬送システムの例である。

自走ロボット１は、搬送物を積載するカゴ台車２に自動で連結する機能を持った自律移動装置である。これにより、自走ロボット１には積載が可能な構成を持たせることなく、簡易な移動装置によってカゴ台車２を牽引させることで、カゴ台車２に積載された多数の搬送物を搬送させることができる。

図１に示すように、自走ロボット１は、装置本体であるロボット本体部１００、磁気センサ３、検出装置であるコントローラ４、電力源（バッテリー）６、動力モータ７、モータドライバ８、第１のセンサである測域センサ９、連結装置１０、駆動車輪７１及び従動車輪７２等を備える。測域センサ９は、自走ロボット１の周辺環境を認識する。

本実施形態の搬送システムでは、自走ロボット１の走行可能な経路の床面にガイドテープである磁気テープを設置し、磁気センサ３を用いて磁気テープを検出することにより自走ロボット１が走行可能な経路上に位置していることを認識することができる。床面にテープを設置する誘導方式としては、磁気テープを用いる構成（磁気式）に限らず、光学テープを用いる構成（光学式）としてもよい。光学テープを用いる場合は、磁気センサ３の代わりに反射センサやイメージセンサなどが利用できる。

また、本実施形態の搬送システムでは、二次元あるいは三次元地図と測域センサ９の検出結果との照合によって自己位置を認識する自律走行を行うことができる。測域センサ９は、物体にレーザ光を照射してその反射光から物体までの距離を測定する走査式のレーザ距離センサ（レーザレンジファインダ（ＬＲＦ））である。以降において、測域センサ９をＬＲＦ９と表記する場合がある。

なお、検出結果と二次元あるいは三次元地図との照合によって自己位置の認識に用いるセンサとしては、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）以外に、ステレオカメラやデプスカメラなども利用できる。

自走ロボット１は、磁気センサ３や測域センサ９の検出結果に基づいてコントローラ４がモータドライバ８を介して動力モータ７の駆動を制御し、動力モータ７が駆動車輪７１を回動駆動することで自走ロボット１が自律走行を行う。

図１に示すように、カゴ台車２は、カゴ部２０を保持する底板２２と、四角形状の底板２２の四隅に配置されたキャスター２３と、カゴ部２０の側面に配置された識別部材であるＩＤパネル２１とを備える。

所定の場所に置かれたカゴ台車２には、認識用のマーカーが表示されたＩＤパネル２１が取り付けられている。マーカーは、帯状部材である再帰反射テープ２１ｂ（図２参照）等を用いて、カゴ台車２の識別番号情報（ＩＤ情報）、搬送位置などの搬送先情報、搬送の優先度情報がコード化されている。カゴ台車２の識別番号情報（ＩＤ情報）は、テーブル参照などによって認識することができる。

自走ロボット１には、マーカー読取装置が設置されている。マーカー読取装置はＩＤ認識手段である測域センサ９と復号部とからなる。本実施形態ではコントローラ４が復号部としての機能を有する。コントローラ４は、測域センサ９の検出結果からマーカーのコードを認識する。コントローラ４の復号部では認識したマーカーのコード情報をデコードすることで、カゴ台車２の認識番号情報、搬送先情報、優先度情報を得る。

本実施形態では、カゴ台車２に設置されたマーカーとして再帰反射テープ２１ｂを用いている。自走ロボット１は、周辺環境との距離を取得するレーザレンジファインダ（ＬＲＦ）等の測域センサ９を用いて読み取る。コントローラ４は、測域センサ９によって位置を認識したＩＤパネル２１と測域センサ９との距離情報からＩＤパネル２１の位置座標を算出する。算出したＩＤパネル２１の位置座標を用いて、コントローラ４が動力モータ７の駆動制御を行うことで、自走ロボット１をカゴ台車２におけるＩＤパネル２１正面の所定の位置に位置決めする。

次に、ＩＤパネル２１について詳述する。

ここで、図２はカゴ台車２にＩＤパネル２１が配置された例を示す斜視図である。図２に示すように、ＩＤパネル２１は、カゴ台車２の正面の略中央部に配置される。より詳細には、ＩＤパネル２１は、自走ロボット１の測域センサ９に対して対向する位置に配置される（図１参照）。ＩＤパネル２１は、カゴ台車２に着脱可能であって、カゴ台車２の中央の骨組み（縦棒）などの所定の位置に作業者によって設置される。なお、ＩＤパネル２１の角度は、カゴ台車２の角度と同義となるので、カゴ台車２の正面部分に対して平行になるように設置する。

自走ロボット１がカゴ台車２を連結するために、自走ロボット１は、カゴ台車２と自走ロボット１との距離と角度を検出して、カゴ台車２に向かって走行を行う必要がある。しかしながら、測域センサ９でカゴ台車２の形状を認識する場合、カゴ台車２の積載状況により認識すべき形状が変化することから、カゴ台車２との距離と角度を正確に検出することは難しい。そこで、本実施形態においては、カゴ台車２にＩＤパネル２１を装着して、自走ロボット１に搭載した測域センサ９でＩＤパネル２１を検出する。

ここで、識別部材であるＩＤパネル２１を技術的に説明する。ＩＤパネル２１はレーザレンジファインダ（ＬＲＦ）等の電磁波等を用いた検出装置により、検出対象の検出や識別を行うための識別部材である。電磁波等で検出するために、電磁波等が検出する検出面（例えば、ＩＤパネル２１の表面）を幾何学的に第一の方向（図２に示すＩＤパネル２１では、水平方向）において少なくとも３つの領域に分割し、分割された複数の領域において、少なくとも隣り合う領域の電磁波等に対する反射率が異なるように設定されている。また、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）等の検出装置は、この第一の方向に走査を行う。レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）の場合は、レーザの走査をこの第一の方向に行う。

そして、検出装置は、電磁波等を照射した際の反射信号の強度の違いを利用して特定のパターン（信号）を検出することで、検出対象の検出や識別を行う。

自走ロボット１を用いた本実施形態の搬送システムは、物流倉庫などにおける、カゴ台車２などのキャスター付き搬送対象を搬送する作業を自動化するものである。自走ロボット１による搬送動作は、次の（１）〜（３）の三つの作業に分割される。
（１）仮置きエリアでの搬送対象の探索および連結
（２）走行エリアの走行
（３）保管エリアでの保管場所探索と荷卸し

図３は、搬送システムを適用することが想定される物流倉庫１０００の一例を示す説明図である。図３は、物流倉庫１０００を天井側から見た床面を平面図として示している。図３に示されたＸＹ平面が床面と並行な面であり、Ｚ軸が高さ方向を示している。図３に示す物流倉庫１０００において、上記（１）の仮置きエリアＡ１は、例えばピッキング（倉庫内での集荷作業）後の荷物や荷卸しされた荷物を整列しておく場所が想定される。上記（３）の保管エリアＡ２は、トラックバースの各方面別のトラック駐車位置前などのエリア、エレベータなどで他階へ移送する場合のエレベータ前エリアが想定される。また、上記（２）の走行エリアＡ３は図３中の矢印によって仮置きエリアＡ１と保管エリアＡ２との往復経路を示す場所が想定される。

自走ロボット１は、本線動作は床面に設置された磁気テープのラインをセンサで認識するライン認識による誘導方式で移動する。また、ラインの横にあるエリアマーク５２を検出してエリアを判断する。また、ＩＤパネル２１には、搬送先となる保管エリアＡ２の情報と優先順位の情報が含まれている。

図３に示すように、走行エリアＡ３には自走ロボット１の誘導用の磁気テープがライン状に設けられ、自走ロボット１が走行する走行ライン５１が設けられている。また、走行エリアＡ３における仮置きエリアＡ１、保管エリアＡ２の開始位置と終了位置には、走行ライン５１の近傍にエリアマーク５２が配置されており、自走ロボット１がどのエリアに居るかを認識できるようになっている。

後述する自走ロボット１が実行するプログラムでは、エリアごとに動作を指定できるようになっている。自走ロボット１は、仮置きエリアＡ１ではカゴ台車２の接続動作、保管エリアＡ２ではカゴ台車２の車庫入れ動作を行う。自走ロボット１は、カゴ台車２の保管エリアＡ２への搬送が完了した後、次のカゴ台車２を運ぶためにカゴ台車２が置かれた仮置きエリアＡ１に作業者の手を借りず自走により移動する。

なお、本実施形態においては、走行エリアＡ３に自走ロボット１の誘導用の磁気テープによる走行ライン５１を設けるようにしたが、これに限るものではない。例えば、走行エリアＡ３には走行ライン５１は必須ではなく、所定の間隔でエリアマークが設置されていてもよい。この場合、自走ロボット１は、エリアマークの間は駆動車輪７１及び従動車輪７２の回転数等から自己位置を判断して走行する。

本実施形態においては、仮置きエリアＡ１と保管エリアＡ２とが走行ライン５１のすぐ横にある構成である。自走ロボット１は、走行ライン５１を走行したまま、仮置きエリアＡ１や保管エリアＡ２のエリア内の探索を行う。仮置きエリアＡ１内に搬送対象となるカゴ台車２を見つけたら、走行ライン５１上からカゴ台車２への連結動作に移行する。また、保管エリアＡ２に対しても、走行ライン５１上から空き番地を探索して、カゴ台車２の車庫入れ動作を行う。

加えて、図３に示す物流倉庫１０００において、保管エリアＡ２に対して走行ライン５１を挟んだ向かい側であって保管エリアＡ２から離間した位置には、反射材である再帰反射テープ５３が複数設置されている。複数の再帰反射テープ５３は、自走ロボット１の測域センサ９が検出できる位置に設置されている。自走ロボット１は、複数の再帰反射テープ５３の設置情報をもとに、自己位置推定を行う。

次に、自走ロボット１のコントローラ４について説明する。

ここで、図４は自走ロボット１のコントローラ４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。コントローラ４は、図４に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの制御装置１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの主記憶装置１２と、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置１３と、ディスプレイなどの表示装置１４と、キーボードなどの入力装置１５と、無線通信インタフェイスなどの通信装置１６と、を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

制御装置１１は、主記憶装置１２や補助記憶装置１３に記憶されている各種プログラムを実行することで、コントローラ４（自走ロボット１）全体の動作を制御し、後述する各種機能部を実現する。

自走ロボット１のコントローラ４で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、自走ロボット１のコントローラ４で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、自走ロボット１のコントローラ４で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

次に、自走ロボット１のコントローラ４の制御装置１１が主記憶装置１２や補助記憶装置１３に記憶されたプログラムを実行することによって、自走ロボット１のコントローラ４が発揮する機能について説明する。なお、ここでは従来から知られている機能については説明を省略し、本実施の形態の自走ロボット１のコントローラ４が発揮する特徴的な機能について詳述する。

なお、自走ロボット１のコントローラ４が発揮する機能の一部または全部をＩＣ（Integrated Circuit）などの専用の処理回路を用いて構成してもよい。

図５は、自走ロボット１のコントローラ４が発揮する機能的構成例を示すブロック図である。図５に示すように、自走ロボット１のコントローラ４は、周波数取得手段１１１と、フィードバック制御手段１１２と、を備える。

周波数取得手段１１１は、搬送対象物（カゴ台車２）の重量に基づく共振周波数を取得する。具体的な取得方法については後述する。

フィードバック制御手段１１２は、舵角を制御する制御信号（詳細は後述）から、周波数取得手段１１１により取得した共振周波数域を減衰させ、操舵のフィードバック制御を実行する。

次に、自走ロボット１の操舵のフィードバック制御（操舵制御）について説明する。

一般に、ライントレース型の無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）である自走ロボット１においては、左右の駆動輪の車輪径誤差、組付け誤差があることや、特に差動駆動型の場合はモータの回転数の個体差があることから、直進の走行指示に対してもわずかに曲がっていくことが有るため、直進する際においても常に左右へ操舵して進行方向を修正する必要がある。そこで、自走ロボット１は、軌道上をトレースして移動する際に、常に左右へ操舵することで進行方向を修正するフィードバック制御を行っている。

常に左右へ操舵することで進行方向を修正するということは、換言すると、自走ロボット１は左右へふらつきながら軌道上をトレースして移動している、ということである。しかしながら、搬送対象物（カゴ台車２）に積載された荷物の重量に応じて、共振する周波数が異なる。そのため、この軌道上をトレースして移動する際の左右へふらつきを増大する周波数が異なる。換言すると、搬送対象物（カゴ台車２）に積載された荷物の重量に応じて、ふらつきを増大する特定の周波数（ふらつきの周波数）が存在する。

なお、操舵のフィードバック制御では、左右へ操舵する周期（左右へ操舵するスピード）の逆数が周波数であり、左右へ操舵する舵角の大きさを決定する係数がゲインとなる。

すなわち、本実施形態の自走ロボット１のように、搬送対象物（カゴ台車２）をけん引する場合においては、常に操舵を行いながら走行することで、搬送対象物（カゴ台車２）の重量に応じた特定の周波数においてふらつきが増大することになるため、それを防止することが重要となる。

ここで、図６は操舵制御系の構成について示す図である。図６に示すように、操舵コントローラ１０１は、フィードバック制御手段１１２として機能するものであって、比較器１０２と、制御器１０３と、ＢＥＦ（Band Elimination Filter）１０４と、操舵制御部１０５と、を備える。操舵コントローラ１０１は、概略的には、自律移動装置である自走ロボット１を制御対象とし、自律移動装置である自走ロボット１が軌道上を走行する際に、左右へ操舵して進行方向を修正する。また、計測器５は、カメラ１０６と、位置算出部１０７と、を備える。カメラ１０６は、自走ロボット１からみた軌道の位置をセンシングし、位置算出部１０７は、カメラ１０６でセンシングした軌道に対する自走ロボット１の位置を算出し、操舵コントローラ１０１に入力する。

なお、図６において、細い矢印は信号の流れを示しており、太い矢印は操舵コントローラ１０１の制御により自走ロボット１が制御されること、及び計測器５により自走ロボット１をセンシングすることを示している。

操舵コントローラ１０１の比較器１０２は、計測器５から入力された軌道に対する自走ロボット１の位置と目標値（＝位置誤差が０）との差分を偏差（＝位置誤差）として制御器１０３に入力する。

操舵コントローラ１０１の制御器１０３は、入力された偏差を０とするための舵角を制御する制御信号（１）を作成し、ＢＥＦ１０４へ出力する。

ＢＥＦ１０４は、ある範囲の周波数の信号のみ減衰させ、それ以外の周波数の信号を通すフィルタ回路のことで、帯域除去フィルタ（band-rejection filter）、バンドストップフィルタなどともいう。

ＢＥＦ１０４は、制御信号（１）から周波数取得手段１１１で取得した搬送対象物（カゴ台車２）の重量に基づく共振周波数を減衰させた制御信号（２）を生成し、操舵制御部１０５へ出力する。

操舵制御部１０５は、制御信号（２）に基づき、自走ロボット１の舵角を制御する。

本実施の形態においては、周波数取得手段１１１は、搬送開始時の駆動電流から搬送対象物（カゴ台車２）に積載された荷物の重量を推定して、ふらつきを増大する特定の周波数（ふらつきの周波数）を求めて、操舵のフィードバック制御において、このふらつきの周波数を減衰させた制御信号により自走ロボット１の舵角の制御を行うことで、搬送対象物（カゴ台車２）を搬送する自走ロボット１の走行時のふらつきを抑制する。

ここで、図７は制御対象の周波数特性の例について示す図である。

図７（ａ）は、制御対象への操舵入力に対する応答の周波数特性の例を表すものである。なお、図７（ａ）は、縦軸、横軸とも対数である。図７（ａ）においては、自走ロボット１が一定速度で走行中に、一定の大きさの操舵を制御する制御信号を様々な周波数で加えた場合の周波数ごとの応答性を表している。

図７（ａ）に示すように、制御信号の周波数が低い場合は、自走ロボット１の応答性は高く、自走ロボット１の操舵に応じた移動量は相対的に大きく、制御信号の周波数が高くなると、自走ロボット１の応答性は低くなり、自走ロボット１の操舵に応じた移動量は相対的に小さくなる。

ただし、図７（ａ）においては、およそ０．６〜０．８Ｈｚ付近は、自走ロボット１の応答性が高くなっている。これは、自走ロボット１の舵角を制御する制御信号にこの０．６から０．８Ｈｚ付近の周波数が含まれている場合、自走ロボット１の応答性が高くなり、自走ロボット１の操舵に応じた移動量が大きくなること、換言すると、ふらつきやすいことを示している。

この現象は、自走ロボット１の重量、自走ロボット１と搬送対象物（カゴ台車２）とが連結されている場合は両者を合わせた重量に応じて特定の周波数に共振が生じることによる。

ここで、自走ロボット１の重量は変化しないが、自走ロボット１からみた搬送対象物（カゴ台車）の重量は、搬送対象物（カゴ台車２）の荷物の積載状況により変化する。つまり、この共振が生じる周波数（共振周波数）は、自走ロボット１からみた搬送対象物（カゴ台車）の重量は、搬送対象物（カゴ台車２）の荷物の積載状況により変化する。

そして、自走ロボット１からみた搬送対象物（カゴ台車２）の重量が搬送対象物（カゴ台車２）の荷物の積載状況により変化するため、自走ロボット１の舵角を制御する制御信号からこの共振周波数を取り除くことが難しかったが、自走ロボット１からみた搬送対象物（カゴ台車２）の重量を推定することで、この共振周波数を取り除くための操舵コントローラ１０１内のＢＥＦ１０４の周波数域を設定することが可能になる。

図７（ｂ）は、ＢＥＦ１０４の周波数特性の例を表すものである。なお、図７（ｂ）は、縦軸、横軸とも対数である。図７（ｂ）の縦軸は、出力である制御信号（２）の大きさ（自走ロボット１を操舵する際の舵角の大きさ）を、入力である制御信号（１）の大きさ（自走ロボット１を操舵する際の舵角の大きさ）で除算したものであり、制御工学では「ゲイン」と呼ばれている。

例えば、図７（ｂ）に示すように、ＢＥＦ１０４は、入力された制御信号（１）から操舵入力するとふらつきを励振しやすい０．６から０．８Ｈｚ付近の周波数を減衰させた制御信号（２）を生成するフィルタとして設定される。

図８は、舵角を制御する制御信号である制御信号（１）と制御信号（２）を説明する図である。図８における制御信号（１）は、目標の舵角を１．０［rad］とまで２．６秒かけて操舵する信号であることを示している。対して、制御信号（１）から０．６から０．８Ｈｚ付近の周波数を減衰させた制御信号（２）では、目標の舵角を１．０［rad］とまで５秒かけて操舵する信号となる。このように、制御信号から特定の周波数を減衰することで、目標の舵角へ操舵するまでの制御時間（図８における傾き）が変化する。

次に、搬送対象物（カゴ台車２）の重量の推定について説明する。ここで、図９は搬送対象物の重量と電流の関係について示す図である。

周波数取得手段１１１は、搬送対象物（カゴ台車２）の重量の推定は、例えば以下の方法で行う。モータが一定回転時には、モータにかかる負荷トルクと入力電流が比例することと、カゴ台車２の重量がカゴ台車２の車輪の転がり抵抗として作用すること（＝負荷トルクがカゴ台車２の重量に比例すること）を利用する。まず、重量が既知の搬送物をカゴ台車２に積載し、特定の（左右とも２５００ｒｐｍ程度の）モータ回転数で自走ロボット１を走行させる。その時に、モータドライバへの入力電流［Ａ］を計測し、重量に対してプロットすることで、図９に示すような搬送対象物（カゴ台車２）の重量と電流の関係を作っておく。さらに、カゴ台車２の重量とふらつきの周波数の関係は、直線軌道を走行させた場合の実測、または機構シミュレーション等によって、同様に把握しておく。

以上から、実稼働時は、上記と同様に特定の（左右とも２５００ｒｐｍ程度の）モータ回転数で、１ｍ程度、自走ロボット１を走行させ、モータドライバへの入力電流を測ることで、事前に求めた図９に示す関係から、搬送対象物（カゴ台車２）の重量を推定し、ＢＥＦ１０４で設定する周波数域を得ることが可能となる。

このように本実施の形態によれば、搬送対象物（カゴ台車２）を搬送する自走ロボット１の走行時のふらつきを抑制することができる。特に搬送対象物を搬送している際の搬送対象物に積載された荷物の重量に応じた特定の周波数におけるふらつきの増大を抑制することができる。

さらに、例えば倉庫内の狭い通路を走行する際においてこのふらつきの影響は大きいが、ふらつきを抑制することで狭い通路においても搬送対象物（カゴ台車２）を搬送することができる。

なお、本実施の形態においては、制御対象の自律移動装置である自走ロボット１は軌道上を走行するライントレース型であるとしたが、これに限るものではなく、自走ロボット１が仮想の走行軌道を走行するガイドレス（無軌道）型であってもよい。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態の搬送システムは、搬送開始直後のふらつき周波数を計測する点が、第１の実施の形態と異なる。以下、第２の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態と異なる箇所について説明する。

第１の実施の形態では、搬送開始時の駆動電流から搬送対象物（カゴ台車２）に積載された荷物の重量を推定して、ふらつきの周波数を求めるようにしたが、第２の実施の形態においては、搬送開始直後のふらつき周波数を計測して、ふらつきの周波数を求めるようにしたものである。

ここで、図１０は第２の実施の形態のふらつきの周波数の検出にかかる搬送対象物の重量と電流の関係について示す図である。

例えば、自走ロボット１は、搬送対象物（カゴ台車２）を接続した状態で、１０ｍの直線部分を０．５ｍ／ｓで走行する。このようにして走行中の自走ロボット１に接続された搬送対象物（カゴ台車２）のふらつきを計測する。

なお、このような計測データの取得は、自走ロボット１と搬送対象物（カゴ台車２）と接続部分に角度センサを設ける、自走ロボット１に搭載した測域センサを用いる、自走ロボット１に搬送対象物（カゴ台車２）との距離を測る測距センサを設ける、自走ロボット１のバンパー部分に圧力センサを設けるなど、様々な方法を用いることができる。

上述のようにして計測したデータは、例えば図１０に示す図のようになる。図１０に示す例では、値のpeak-to-peakの繰り返しが２０秒あたり何個あるかを数える。計測時間の２０秒で割ることで、ふらつきの周波数を求めることができる。図１０の場合、８個／２０秒より、ふらつきの周波数は０．４Ｈｚである。

操舵コントローラ１０１は、以上のように求めたふらつきの周波数から図７（ｂ）に示すＢＥＦ１０４の周波数域を設定し、搬送対象物（カゴ台車２）のふらつきを防止することが可能になる。

また、搬送対象物（カゴ台車２）のふらつきの周波数を求めるために走行する時間は、搬送対象物（カゴ台車２）を自走ロボット１に接続して走行開始後から３０秒以内とすることが望ましい。最初はふらつくが、それ以降はふらつきを抑えられて、狭い通路に入っていくことができる。

このように本実施の形態によれば、動力源が電動モータ以外の自律移動装置であっても、搬送対象物（カゴ台車２）を搬送する自走ロボット１の走行時のふらつきを抑制すること、特に搬送対象物を搬送している際の搬送対象物（カゴ台車２）に積載された荷物の重量に応じた特定の周波数におけるふらつきの増大を抑制することができる。

なお、上記の計測と同様の動作を自走ロボット１にさせて、自走ロボット１の軌道に対する位置誤差を求めることでも、搬送対象物（カゴ台車２）のふらつきの周波数を得ることができる。これは、搬送対象物（カゴ台車２）のふらつきによって、先導する自走ロボット１にも旋回方向のトルクがかかり、軌道に対する位置誤差の挙動となって現れるためである。

なお、各実施形態においては、連結対象であるカゴ台車２のような被牽引台車に自動で接続して牽引することで、カゴ台車２を所望の搬送先へ自動搬送する無人搬送車（ＡＧＶ）としての自走ロボット１を、自律移動装置に適用した例について説明したが、これに限るものではなく、各種の自律移動装置に適用可能であることはいうまでもない。

１ 自律移動装置
２ 搬送対象物
１１１ 周波数取得手段
１１２ フィードバック制御手段

特許第５８４８９１５号公報 特開２０１８−０９００８４号公報

Claims (8)

1. 搬送対象物を搬送する自律移動装置において、
   前記搬送対象物にかかる共振周波数を求める周波数取得手段と、
   当該自律移動装置の操舵を制御する制御信号について、前記制御信号から前記共振周波数を減衰させて操舵制御を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする自律移動装置。
2. 前記周波数取得手段は、前記共振周波数を、前記搬送対象物の重量を推定して求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。
3. 前記周波数取得手段は、前記共振周波数を、走行挙動に基づいて求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。
4. 前記周波数取得手段は、前記共振周波数を、前記搬送対象物のふらつき挙動から求める、
   ことを特徴とする請求項３に記載の自律移動装置。
5. 前記周波数取得手段は、前記共振周波数を、当該自律移動装置のふらつき挙動から求める、
   ことを特徴とする請求項３に記載の自律移動装置。
6. 前記周波数取得手段は、前記共振周波数を求めるために移動する時間を、移動開始してから３０秒以内とする、
   ことを特徴とする請求項３ないし５の何れか一項に記載の自律移動装置。
7. 搬送対象物を搬送する自律移動装置を制御するコンピュータを、
   前記搬送対象物にかかる共振周波数を求める周波数取得手段と、
   前記自律移動装置の操舵を制御する制御信号について、前記制御信号から前記共振周波数を減衰させて操舵制御を実行する制御手段と、
   として機能させるためのプログラム。
8. 搬送対象物を搬送する自律移動装置の操舵方法であって、
   前記搬送対象物にかかる共振周波数を取得する周波数取得工程と、
   前記自律移動装置の操舵を制御する制御信号について、前記制御信号から前記共振周波数を減衰させて操舵制御を実行する制御工程と、
   を含むことを特徴とする自律移動装置の操舵方法。

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