JP2023154902A - 障害物検知装置及び走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行予定経路と実際の走行経路とがずれても、障害物の誤検知を抑制することができる障害物検知装置及び走行制御装置を提供する。【解決手段】障害物検知装置３０は、複数の経路点Ｐで形成されたフォークリフト１の走行予定経路Ｒを取得する経路生成部３２と、経路生成部３２により取得された走行予定経路Ｒの経路点Ｐに対してフォークリフト１を全体的に取り囲む検知枠Ｆをマッピングすることで、フォークリフト１の進行方向に存在する障害物Ｘを検知するための障害物検知領域Ｅを設定する検知領域設定部３５と、障害物Ｘを検出する障害物センサ２３と、障害物センサ２３の点群データに基づいて、検知領域設定部３５により設定された障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在しているかどうかを判定する障害物判定部３７とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、障害物検知装置及び走行制御装置に関する。

従来の走行制御装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の走行制御装置は、作業車両の走行を制御する車両ＥＣＵと、ＧＰＳアンテナで受信した測位信号に基づいて作業車両の自己位置を算出し、予定走行経路と自己位置とを比較して車両ＥＣＵに対する制御信号を送信する自動運転ＥＣＵと、作業車両の前方の障害物の有無を検出する障害物センサとを備えている。

特開２０１９－９７４５４号公報

ところで、無人の自動運転では、走行予定経路と実際の走行経路とがずれることがある。この場合には、作業車両の前方に障害物が存在していると間違って検知され、作業車両が停止してしまうことがある。

本発明の目的は、走行予定経路と実際の走行経路とがずれても、障害物の誤検知を抑制することができる障害物検知装置及び走行制御装置を提供することである。

（１）本発明の一態様に係る障害物検知装置は、複数の経路点で形成された産業車両の走行予定経路を取得する経路取得部と、経路取得部により取得された走行予定経路の経路点に対して産業車両を全体的に取り囲む検知枠をマッピングすることで、産業車両の進行方向に存在する障害物を検知するための障害物検知領域を設定する検知領域設定部と、障害物を検出する障害物検出部と、障害物検出部の検出データに基づいて、検知領域設定部により設定された障害物検知領域に障害物が存在しているかどうかを判定する障害物判定部とを備える。

このような障害物検知装置においては、複数の経路点で形成された産業車両の走行予定経路が取得される。そして、走行予定経路の経路点に対して産業車両を全体的に取り囲む検知枠をマッピングすることで、産業車両の進行方向に存在する障害物を検知するための障害物検知領域が設定される。そして、障害物を検出する障害物検出部の検出データに基づいて、障害物検知領域に障害物が存在しているかどうかが判定される。従って、産業車両の実際の走行経路が走行予定経路とずれてしまっても、複数の検知枠から得られた障害物検知領域に障害物が存在していれば、産業車両の進行方向に障害物が存在すると検知される。これにより、走行予定経路と実際の走行経路とがずれても、障害物の誤検知が抑制される。

（２）（１）において、検知枠の寸法は、産業車両の外形寸法よりも産業車両の前後方向及び左右方向に大きくてもよい。このような構成では、検知枠の寸法が産業車両の外形寸法に対して産業車両の前後方向及び左右方向にマージンを有することとなるため、大きな障害物検知領域が設定される。従って、産業車両を走行予定経路に沿って走行させる際に生じる誤差に関わらず、産業車両の進行方向に障害物が存在するかどうかが精度良く検知される。

（３）（１）または（２）において、産業車両は、産業車両の前後方向及び左右方向の少なくとも一方の寸法が異なる複数種類の着脱可能な作業具を有し、検知領域設定部は、作業具の種類に応じて、寸法が異なる検知枠をマッピングしてもよい。このような構成では、使用される作業具の種類によって、走行予定経路の経路点に対して適切な検知枠がマッピングされることとなる。従って、複数種類の作業具が使用される場合でも、障害物の誤検知が抑制される。

（４）（１）～（３）の何れかにおいて、障害物検知装置は、障害物検出部の検出データにおいて障害物以外の物体に相当する部分を除去する除去処理部を更に備え、障害物判定部は、除去処理部により障害物以外の物体に相当する部分が除去された処理後データに基づいて、障害物検知領域に障害物が存在しているかどうかを判定してもよい。このような構成では、障害物検出部の検出データにおいて障害物以外の物体に相当する部分が除去されるため、障害物の誤検知が更に抑制される。

（５）本発明の他の態様に係る走行制御装置は、産業車両を走行させる駆動部と、複数の経路点で形成された産業車両の走行予定経路を取得する経路取得部と、産業車両を走行予定経路に沿って走行させるように駆動部を制御する第１制御部と、経路取得部により取得された走行予定経路の経路点に対して産業車両を全体的に取り囲む検知枠をマッピングすることで、産業車両の進行方向に存在する障害物を検知するための障害物検知領域を設定する検知領域設定部と、障害物を検出する障害物検出部と、障害物検出部の検出データに基づいて、検知領域設定部により設定された障害物検知領域に障害物が存在しているかどうかを判定する障害物判定部と、障害物判定部により障害物検知領域に障害物が存在していると判定されたときに、産業車両を減速または停止させるように駆動部を制御する第２制御部とを備える。

このような走行制御装置においては、複数の経路点で形成された産業車両の走行予定経路が取得される。そして、走行予定経路の経路点に対して産業車両を全体的に取り囲む検知枠をマッピングすることで、産業車両の進行方向に存在する障害物を検知するための障害物検知領域が設定される。そして、障害物を検出する障害物検出部の検出データに基づいて、障害物検知領域に障害物が存在しているかどうかが判定される。従って、産業車両の実際の走行経路が走行予定経路とずれてしまっても、複数の検知枠から得られた障害物検知領域に障害物が存在していれば、産業車両の進行方向に障害物が存在すると検知される。これにより、走行予定経路と実際の走行経路とがずれても、障害物の誤検知が抑制される。

（６）（５）において、第２制御部は、障害物までの距離が規定値以下であるときは、産業車両を停止させるように駆動部を制御し、障害物までの距離が規定値よりも長いときは、産業車両を減速させるように駆動部を制御してもよい。このような構成では、産業車両の進行方向に障害物が存在すると検知されたときは、産業車両から障害物までの距離に応じて、産業車両の走行状態が適切に制御される。

本発明によれば、走行予定経路と実際の走行経路とがずれても、障害物の誤検知を抑制することができる。

本発明の実施形態に係る障害物検知装置及び走行制御装置を具備した産業車両としてフォークリフトを示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る走行制御装置の構成を示すブロック図である。 フォークリフトの走行予定経路の一例を示す平面図である。 図２に示された誘導制御部により実行される誘導制御処理の手順を示すフローチャートである。 図２に示された検知領域設定部により実行される検知領域設定処理の手順を示すフローチャートである。 図２に示された検知領域設定部により設定される障害物検知領域の一例を示す図である。 図６に示される障害物検知領域を形成する検知枠とフォークリフトとの寸法関係を示す図である。 図２に示された減速停止制御部により実行される減速停止制御処理の手順を示すフローチャートである。 比較例として、実際のフォークリフトの位置に基づいて障害物検知領域が設定される場合に、障害物が誤検知される様子を示す概略平面図である。 図２に示された障害物検知装置においてフォークリフトの自己位置が走行予定経路からずれたときの動作状態を示す概略平面図である。 本発明の第２実施形態に係る走行制御装置の構成を示すブロック図である。 ノーマルフォークを使用してパレットの荷積み作業を行う様子と、ロングフォークを使用してパレットの荷降ろし作業を行う様子とを示す平面図である。 図１１に示された検知領域設定部により実行される検知領域設定処理の手順を示すフローチャートである。 ノーマルフォーク用の検知枠及びロングフォーク用の検知枠をフォークリフトとの寸法関係と共に示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図中、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る障害物検知装置及び走行制御装置を具備した産業車両としてフォークリフトを示す斜視図である。図１において、フォークリフト１は、荷役を行う産業車両である。フォークリフト１は、走行装置２と、この走行装置２の前側に配置された荷役装置３とを備えている。

走行装置２は、車体４と、この車体４の前部に配置された左右１対の駆動輪である前輪５と、車体４の後部に配置された左右１対の操舵輪である後輪６とを有している。

荷役装置３は、車体４の前端部に取り付けられたマスト７と、このマスト７にリフトブラケット８を介して昇降可能に取り付けられた左右１対のフォーク９と、このフォーク９を昇降させるリフトシリンダ１０と、マスト７を傾動させるティルトシリンダ１１とを有している。フォーク９は、パレット１２（図３参照）を保持する作業具である。フォーク９は、リフトブラケット８に着脱可能に取り付けられている。

パレット１２は、例えばプラスチック製または木製の平パレットである。パレット１２は、平面視で四角形状を呈している。パレット１２上には、荷物（図示せず）が載置される。パレット１２には、各フォーク９が差し込まれる左右１対のフォーク穴１３が設けられている。

図２は、本発明の第１実施形態に係る走行制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の走行制御装置２０は、例えば図３に示されるように、パレット１２の荷降ろし作業を行う際に、フォークリフト１を荷降ろし位置まで自動走行させるように制御する装置である。荷降ろし位置は、フォーク９をパレット１２のフォーク穴１３に差し込むことが可能な位置である。走行制御装置２０は、フォークリフト１に搭載されている。

図２において、走行制御装置２０は、レーザセンサ２１と、地図記憶部２２と、障害物センサ２３と、車速センサ２４と、駆動部２５と、警報器２６と、コントローラ２７とを備えている。

レーザセンサ２１は、フォークリフト１の周囲に向けてレーザ光を照射し、レーザ光の反射光を受光することにより、フォークリフト１の周囲に存在する物体までの距離を検出して点群データを取得する。点群は、レーザ光の反射点の集まりである。フォークリフト１の周囲に存在する物体には、パレット１２も含まれる。レーザセンサ２１としては、例えばＬＩＤＡＲ（light detection and ranging）またはレーザレンジファインダ等が使用される。

地図記憶部２２は、フォークリフト１により荷役作業を実施するエリアの地図データを記憶する。地図データには、柱、棚及び壁等が含まれている。

障害物センサ２３は、フォークリフト１の周囲に存在する障害物Ｘ（図６参照）を検出する障害物検出部である。障害物Ｘは、作業者及び他の車両等である。障害物センサ２３としては、レーザセンサ２１と同様に、ＬＩＤＡＲまたはレーザレンジファインダ等が使用される。障害物センサ２３の数としては、１つでもよいし、複数でもよい。車速センサ２４は、フォークリフト１の走行速度（車速）を検出する。

駆動部２５は、例えば図示はしないが、駆動輪である前輪５を回転させる走行モータと、操舵輪である後輪６を転舵させる操舵モータとを有している。警報器２６は、フォークリフト１の前方（進行方向）に障害物Ｘが存在することが検知されたときに、警報音または警報表示によって警報を行う。

コントローラ２７は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ２７は、パレット位置算出部３１と、経路生成部３２と、自己位置推定部３３と、誘導制御部３４（第１制御部）と、検知領域設定部３５と、除去処理部３６と、障害物判定部３７と、減速停止制御部３８（第２制御部）とを有している。これらの機能は、例えば操作スイッチ（図示せず）によりフォークリフト１の自動走行の開始が指示されると実行される。

経路生成部３２、検知領域設定部３５、除去処理部３６及び障害物判定部３７は、障害物センサ２３と協働して、フォークリフト１の進行方向に障害物Ｘが存在するかどうかを検知する障害物検知装置３０を構成している。

パレット位置算出部３１は、レーザセンサ２１の点群データに基づいて、フォークリフト１に対するパレット１２の位置を算出する。パレット位置算出部３１は、例えばＲＡＮＳＡＣ（Random Sample Consensus）や最小二乗法等を用いてパレット１２の前面の平面方程式を算出し、その平面方程式に基づいてフォークリフト１に対するパレット１２の位置を算出する。

経路生成部３２は、パレット位置算出部３１により算出されたフォークリフト１に対するパレット１２の位置に基づいて、荷降ろし位置（前述）までのフォークリフト１の走行予定経路Ｒ（図３参照）を生成する。走行予定経路Ｒは、フォークリフト１が走行しようとする経路であり、複数の経路点Ｐ（図６参照）で形成されている。経路生成部３２は、複数の経路点Ｐで形成されたフォークリフト１の走行予定経路Ｒを取得する経路取得部を構成している。

自己位置推定部３３は、レーザセンサ２１の点群データ及び地図記憶部２２に記憶された地図データに基づいて、フォークリフト１の自己位置を推定する。具体的には、自己位置推定部３３は、例えばＳＬＡＭ（simultaneous localization andmapping）手法を用いて、点群データと地図データとをマッチングさせてフォークリフト１の自己位置を推定する。ＳＬＡＭは、センサデータ及び地図データを用いて自己位置推定を行う自己位置推定技術である。

誘導制御部３４は、経路生成部３２により生成された走行予定経路Ｒに沿ってフォークリフト１を荷降ろし位置まで誘導走行させるように駆動部２５を制御する。

図４は、誘導制御部３４により実行される誘導制御処理の手順を示すフローチャートである。図４において、誘導制御部３４は、まず経路生成部３２により生成された走行予定経路Ｒのデータと自己位置推定部３３により推定されたフォークリフト１の自己位置データとを取得する（手順Ｓ１２１）。

続いて、誘導制御部３４は、フォークリフト１の自己位置と走行予定経路Ｒとのズレ量が閾値以下であるかどうかを判断する（手順Ｓ１２２）。閾値は、例えば検知枠Ｆの幅寸法Ｗ１（図７参照）である。

誘導制御部３４は、フォークリフト１の自己位置と走行予定経路Ｒとのズレ量が閾値以下であると判断したときは、フォークリフト１を荷降ろし位置に向けて走行させるように駆動部２５を制御する（手順Ｓ１２３）。このとき、誘導制御部３４は、フォークリフト１の自己位置が走行予定経路Ｒに近づくように駆動部２５を制御する。

続いて、誘導制御部３４は、フォークリフト１が荷降ろし位置に達したかどうかを判断する（手順Ｓ１２４）。誘導制御部３４は、フォークリフト１が荷降ろし位置に達していないと判断したときは、上記の手順Ｓ１２１を再度実行する。誘導制御部３４は、フォークリフト１が荷降ろし位置に達したと判断したときは、フォークリフト１を停止させるように駆動部２５を制御する（手順Ｓ１２５）。

誘導制御部３４は、手順Ｓ１２２でフォークリフト１の自己位置と走行予定経路Ｒとのズレ量が閾値よりも大きいと判断したときは、フォークリフト１を緊急停止させるように駆動部２５を制御する（手順Ｓ１２６）。誘導制御部３４は、警報を行うように警報器２６を制御する（手順Ｓ１２７）。

図２に戻り、検知領域設定部３５は、経路生成部３２により生成された走行予定経路Ｒの経路点Ｐに対してフォークリフト１を全体的に取り囲む検知枠をマッピングすることで、フォークリフト１の進行方向に存在する障害物Ｘを検知するための障害物検知領域を設定する。

図５は、検知領域設定部３５により実行される検知領域設定処理の手順を示すフローチャートである。図５において、検知領域設定部３５は、まず経路生成部３２により生成された走行予定経路Ｒのデータを取得する（手順Ｓ１０１）。

続いて、検知領域設定部３５は、図６及び図７に示されるように、走行予定経路Ｒの複数の経路点Ｐに対してフォークリフト１を全体的に取り囲む矩形の検知枠Ｆをマッピングする（手順Ｓ１０２）。このとき、経路点Ｐが検知枠Ｆの中心に位置するように、検知枠Ｆが経路点Ｐに対してマッピングされる。これにより、複数の検知枠Ｆからなる障害物検知領域Ｅが設定される。

検知枠Ｆの寸法は、図７に示されるように、フォークリフト１の外形寸法よりもフォークリフト１の前後方向及び左右方向に大きくなっている。具体的には、検知枠Ｆの長さ寸法Ｌ１は、フォークリフト１の全長Ｌ２よりも大きい。フォークリフト１の全長Ｌ２は、フォークリフト１のフォーク９の先端（前端）から車体４の後端までの長さ寸法である。検知枠Ｆの幅寸法Ｗ１は、フォークリフト１の全幅Ｗ２よりも大きい。フォークリフト１の全幅Ｗ２は、フォークリフト１の車幅寸法である。

検知枠Ｆの寸法は、フォークリフト１の外形寸法よりも前後左右に規定量ｄだけ大きい。自己位置推定部３３により生じる自己位置の推定誤差及び誘導制御部３４により生じる誘導誤差等によって、フォークリフト１の実際の走行経路が走行予定経路Ｒに対してずれることがある。そこで、規定量ｄは、走行予定経路Ｒに対するフォークリフト１の実際の走行経路のずれ量を吸収することが可能な値に設定されている。

検知領域設定部３５は、走行予定経路Ｒの全ての経路点Ｐに対して検知枠Ｆをマッピングする必要はなく、所定間隔毎の経路点Ｐに対して検知枠Ｆをマッピングしてもよい。これにより、計算処理時間の短縮につながる。この場合、隣り合う検知枠Ｆの一部同士が重なるようにマッピングを行う経路点Ｐの間隔を設定することにより、障害物検知領域Ｅの一部に抜けが生じることが防止される。

なお、障害物検知領域Ｅの抜けが生じる部分においてのみ、マッピングを行う経路点Ｐの間隔を短くしてもよいし、或いは障害物検知領域Ｅの抜けが生じる部分では、検知枠Ｆの寸法を大きくしてもよい。

検知領域設定部３５は、手順Ｓ１０２を実行した後、障害物検知領域Ｅのデータを障害物判定部３７に出力する（手順Ｓ１０３）。

図２に戻り、除去処理部３６は、障害物センサ２３の点群データにおいて障害物Ｘ以外の物体に相当する反射点を除去する。つまり、除去処理部３６は、障害物センサ２３の検出データにおいて障害物Ｘ以外の物体に相当する部分を除去する。これにより、障害物Ｘ以外の物体に相当する反射点が除去された点群データ（処理後データ）が得られる。

障害物Ｘ以外の物体は、位置及び寸法が既知または取得可能な物体である。ここでは、障害物Ｘ以外の物体としては、フォーク９及びパレット１２等がある。フォーク９の位置、フォーク９の長さ及びパレット１２の寸法は、予め分かっている。フォークリフト１に対するパレット１２の位置は、パレット位置算出部３１より取得される。従って、障害物センサ２３の点群データにおいて、フォーク９及びパレット１２等に相当する部分を容易に除去することができる。

障害物判定部３７は、障害物センサ２３の点群データに基づいて、検知領域設定部３５により設定された障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在しているかどうかを判定する。このとき、障害物判定部３７は、除去処理部３６により障害物Ｘ以外の物体に相当する反射点が除去された処理後データに基づいて、障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在しているかどうかを判定する。

減速停止制御部３８は、障害物判定部３７により障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在していると判定されたときに、フォークリフト１を減速または停止させるように駆動部２５を制御すると共に、警報を行うように警報器２６を制御する。減速停止制御部３８は、障害物Ｘまでの距離が規定値以下であるときは、フォークリフト１を停止させるように駆動部２５を制御し、障害物Ｘまでの距離が規定値よりも長いときは、フォークリフト１を減速させるように駆動部２５を制御する。

図８は、減速停止制御部３８により実行される減速停止制御処理の手順を示すフローチャートである。図８において、減速停止制御部３８は、まず障害物判定部３７により障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在していると判定されたかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。

減速停止制御部３８は、障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在していると判定されたと判断したときは、車速センサ２４の検出値を取得する（手順Ｓ１１２）。そして、減速停止制御部３８は、車速センサ２４の検出値に基づいて、フォークリフト１が走行予定経路Ｒに沿って走行する際にフォークリフト１の走行を停止させるための距離を算出する（手順Ｓ１１３）。

ここで、フォークリフト１の現在の車速をｖとし、フォークリフト１の減速度をａとした場合、フォークリフト１の走行を停止させるためには、下記式の時間ｔが必要となる。なお、減速度ａは、予め決まっている。
ｔ＝ｖ／ａ

フォークリフト１の走行を停止させるための距離ｘは、フォークリフト１の現在の車速ｖを積分することで、下記式で表される。
ｘ＝ｖ^２／２ａ

続いて、減速停止制御部３８は、障害物検知領域Ｅ内の停止エリアｅ１（図６参照）に障害物Ｘが存在しているかどうかを判断する（手順Ｓ１１４）。停止エリアｅ１は、障害物検知領域Ｅ内における停止用閾値Ｓ１（規定値）よりもフォークリフト１に近いエリアである。

停止用閾値Ｓ１は、フォークリフト１の車速ｖを極低速に相当する固定値ｖ０としたときの上記の距離ｘにマージンを加えた値である。極低速に相当する固定値ｖ０は、フォークリフト１の実際の車速ｖよりも低い。停止用閾値Ｓ１は、例えば停止エリアｅ１と減速エリアｅ２（後述）とを含む検知枠Ｆにおける経路点Ｐに相当する位置である（図６参照）。

減速停止制御部３８は、障害物検知領域Ｅ内の停止エリアｅ１に障害物Ｘが存在していると判断したときは、フォークリフト１を停止させるように駆動部２５を制御する（手順Ｓ１１５）。また、減速停止制御部３８は、停止用警報を行うように警報器２６を制御する（手順Ｓ１１６）。

減速停止制御部３８は、障害物検知領域Ｅ内の停止エリアｅ１に障害物Ｘが存在していないと判断したときは、障害物検知領域Ｅ内の減速エリアｅ２（図６参照）に障害物Ｘが存在しているかどうかを判断する（手順Ｓ１１７）。減速エリアｅ２は、障害物検知領域Ｅ内における停止用閾値Ｓ１と減速用閾値Ｓ２との間のエリアである。

減速用閾値Ｓ２は、停止用閾値Ｓ１よりもフォークリフト１から遠い位置にある。減速用閾値Ｓ２は、フォークリフト１の現在の車速ｖにおける上記の距離ｘにマージンを加えた値である。減速用閾値Ｓ２は、例えば減速エリアｅ２におけるフォークリフト１から最も遠い検知枠Ｆの進行方向側の端に相当する位置である（図６参照）。

減速停止制御部３８は、障害物検知領域Ｅ内の減速エリアｅ２に障害物Ｘが存在していると判断したときは、フォークリフト１を減速させるように駆動部２５を制御する（手順Ｓ１１８）。また、減速停止制御部３８は、減速用警報を行うように警報器２６を制御し（手順Ｓ１１９）、上記の手順Ｓ１１１を再度実行する。

減速停止制御部３８は、障害物検知領域Ｅ内の減速エリアｅ２に障害物Ｘが存在していないと判断したときは、上記の手順Ｓ１１１を再度実行する。

ところで、例えば現在のハンドル１５（図１参照）の操作方向及び操作量に基づいて走行予定経路Ｒを予測する場合には、実際のフォークリフト１の走行経路が走行予定経路から大きくずれる可能性がある。有人運転では、作業者がハンドル操作を行うため、実際の走行経路に障害物Ｘが存在していなければ、フォークリフト１の走行を停止させることはない。しかし、無人運転では、実際の走行経路が走行予定経路からずれると、実際の走行経路に障害物Ｘが存在していなくても、障害物Ｘが存在していると間違って検知されることがある。この場合には、実際の走行経路に障害物Ｘが存在していないにも関わらず、フォークリフト１の走行が停止してしまう。

例えば図９（ａ）に示されるように、実際のフォークリフト１の位置に基づいて障害物検知領域Ｅが設定される場合には、フォークリフト１の走行予定経路Ｒに関係なく、実際のフォークリフト１の位置によって障害物検知領域Ｅの位置が変わる。従って、図９（ｂ）に示されるように、フォークリフト１の実際の走行経路が走行予定経路Ｒからずれたときには、実際の走行経路に障害物Ｘが存在していなくても、障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在していると、フォークリフト１の進行方向に障害物Ｘが存在すると誤検知されてしまう。

そのような課題に対し、本実施形態では、図１０（ａ）に示されるように、フォークリフト１の走行予定経路Ｒに基づいて、複数の検知枠Ｆからなる障害物検知領域Ｅが設定される。このため、フォークリフト１の実際の走行経路が走行予定経路Ｒからずれても、障害物検知領域Ｅの位置は変わらず、障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在していなければ、フォークリフト１の進行方向に障害物Ｘが存在すると誤検知されることはない。

また、図１０（ｂ）に示されるように、フォークリフト１の自己位置が走行予定経路Ｒから必要以上にずれたときは、障害物Ｘの有無に関わらず、フォークリフト１が緊急停止する。

以上のように本実施形態においては、複数の経路点Ｐで形成されたフォークリフト１の走行予定経路Ｒが取得される。そして、走行予定経路Ｒの経路点Ｐに対してフォークリフト１を全体的に取り囲む検知枠Ｆをマッピングすることで、フォークリフト１の進行方向に存在する障害物Ｘを検知するための障害物検知領域Ｅが設定される。そして、障害物Ｘを検出する障害物センサ２３の検出データに基づいて、障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在しているかどうかが判定される。従って、フォークリフト１の実際の走行経路が走行予定経路Ｒとずれてしまっても、複数の検知枠Ｆから得られた障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在していれば、フォークリフト１の進行方向に障害物Ｘが存在すると検知される。これにより、走行予定経路Ｒと実際の走行経路とがずれても、障害物Ｘの誤検知が抑制される。その結果、障害物Ｘの誤検知によるフォークリフト１の走行停止を抑制することができる。

また、本実施形態では、検知枠Ｆの寸法は、フォークリフト１の外形寸法よりもフォークリフト１の前後方向及び左右方向に大きい。この場合には、検知枠Ｆの寸法がフォークリフト１の外形寸法に対してフォークリフト１の前後方向及び左右方向にマージンを有することとなるため、大きな障害物検知領域Ｅが設定される。従って、フォークリフト１を走行予定経路Ｒに沿って走行させる際に生じる誤差に関わらず、フォークリフト１の進行方向に障害物Ｘが存在するかどうかが精度良く検知される。

また、本実施形態では、障害物センサ２３の点群データにおいて障害物Ｘ以外の物体（フォーク９及びパレット１２等）に相当する反射点が除去され、その反射点が除去された処理後データに基づいて、障害物検知領域Ｅに障害物Ｘが存在しているかどうかが判定される。このように障害物センサ２３の点群データにおいて障害物Ｘ以外の物体に相当する反射点が除去されるため、障害物Ｘの誤検知が更に抑制される。

また、本実施形態では、障害物Ｘまでの距離が停止用閾値Ｓ１以下であるときは、フォークリフト１を停止させるように駆動部２５が制御され、障害物Ｘまでの距離が停止用閾値Ｓ１よりも長いときは、フォークリフト１を減速させるように駆動部２５が制御される。このようにフォークリフト１の進行方向に障害物Ｘが存在すると検知されたときは、フォークリフト１から障害物Ｘまでの距離に応じてフォークリフト１の走行状態が適切に制御される。

図１１は、本発明の第２実施形態に係る走行制御装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の走行制御装置２０Ａは、パレット１２の荷積み作業及び荷降ろし作業を行う際に、フォークリフト１を自動走行させるように制御する装置である。

走行制御装置２０Ａは、図１２（ａ）に示されるように、パレット１２の荷積み作業を行う際には、ノーマルフォーク４１によりパレット１２が保持された状態のフォークリフト１を荷積み位置まで自動走行させるように制御する。ノーマルフォーク４１は、上記の第１実施形態におけるフォーク９と同じである。ここでは、荷積み位置は、ノーマルフォーク４１に保持されたパレット１２を既に置かれた他のパレット１２の上に積むことが可能な位置である。

走行制御装置２０Ａは、図１２（ｂ）に示されるように、パレット１２の荷降ろし作業を行う際には、ロングフォーク４２が装着されたフォークリフト１を荷降ろし位置まで自動走行させるように制御する。ロングフォーク４２は、ノーマルフォーク４１よりも長いフォークである。ロングフォーク４２を使用することにより、前後方向（奥行方向）に配置された２つのパレット１２を一緒に荷降ろしすることができる。荷降ろし位置は、ロングフォーク４２を２つのパレット１２のフォーク穴１３に差し込むことが可能な位置である。

ノーマルフォーク４１及びロングフォーク４２は、フォークリフト１の前後方向の寸法が異なる複数種類の着脱可能な作業具である。

図１１において、走行制御装置２０Ａは、上記の第１実施形態における構成に加え、作業指示スイッチ４３を備えている。作業指示スイッチ４３は、作業者が荷積み作業及び荷降ろし作業の何れかを指示するための操作スイッチである。

また、走行制御装置２０Ａのコントローラ２７は、上記の第１実施形態における検知領域設定部３５に代えて、検知領域設定部４５を有している。

経路生成部３２、検知領域設定部４５、除去処理部３６及び障害物判定部３７は、障害物センサ２３と協働して、フォークリフト１の進行方向に障害物Ｘが存在するかどうかを検知する障害物検知装置３０Ａを構成している。

検知領域設定部４５は、走行予定経路Ｒの経路点Ｐに対して検知枠Ｆをマッピングすることで、フォークリフト１の進行方向に存在する障害物Ｘを検知するための障害物検知領域Ｅを設定する。このとき、検知領域設定部４５は、使用されるフォークの種類に応じて、寸法が異なる検知枠Ｆをマッピングする（図１４参照）。

図１３は、検知領域設定部４５により実行される検知領域設定処理の手順を示すフローチャートであり、図４に対応している。図１３において、検知領域設定部４５は、まず作業指示スイッチ４３により荷積み作業が指示されたかどうかを判断する（手順Ｓ１０５）。

検知領域設定部４５は、荷積み作業が指示されたと判断したときは、図１４（ａ）に示されるように、ノーマルフォーク４１用の検知枠Ｆａを選択する（手順Ｓ１０６）。ノーマルフォーク４１用の検知枠Ｆａは、上記の第１実施形態における検知枠Ｆと同じである。

検知領域設定部４５は、荷積み作業が指示されていないと判断したときは、荷降ろし作業が指示されているということで、図１４（ｂ）に示されるように、ロングフォーク４２用の検知枠Ｆｂを選択する（手順Ｓ１０７）。ロングフォーク４２用の検知枠Ｆｂの長さ寸法Ｌ１は、ロングフォーク４２の長さとノーマルフォーク４１の長さとの差分だけノーマルフォーク４１用の検知枠Ｆａの長さ寸法Ｌ１よりも大きい。ロングフォーク４２用の検知枠Ｆｂの幅寸法Ｗ１は、ノーマルフォーク４１用の検知枠Ｆａの幅寸法Ｗ１と等しい。

検知領域設定部４５は、手順Ｓ１０６または手順Ｓ１０７を実行した後、経路生成部３２により生成された走行予定経路Ｒのデータを取得する（手順Ｓ１０１）。続いて、検知領域設定部４５は、走行予定経路Ｒの経路点Ｐに対して手順Ｓ１０６で選択された検知枠Ｆａまたは手順Ｓ１０７で選択された検知枠Ｆｂをマッピングすることで、障害物検知領域Ｅを設定する（手順Ｓ１０２）。続いて、検知領域設定部４５は、障害物検知領域Ｅのデータを障害物判定部３７に出力する（手順Ｓ１０３）。

以上のような本実施形態においても、上記の第１実施形態と同様に、走行予定経路Ｒと実際の走行経路とがずれても、障害物Ｘの誤検知が抑制される。

また、本実施形態では、使用されるフォークの種類（ノーマルフォーク４１及びロングフォーク４２）によって、走行予定経路Ｒの経路点Ｐに対して適切な検知枠Ｆがマッピングされることとなる。従って、複数種類のフォークが使用される場合でも、障害物Ｘの誤検知が抑制される。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。上記の第１実施形態では、パレット１２の荷降ろし作業を行う際に、フォークリフト１が荷降ろし位置まで走行するように制御されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、上記の第２実施形態と同様に、パレット１２の荷積み作業を行う際に、フォーク９によりパレット１２が保持された状態のフォークリフト１を荷積み位置まで走行させるように制御してもよい。また、フォーク９を使用した他の荷役作業を行う際に、フォークリフト１を所定位置まで走行させるように制御してもよい。

また、上記の第２実施形態では、ノーマルフォーク４１を使用してパレット１２の荷積み作業を行う際に、フォークリフト１が荷積み位置まで走行するように制御され、ロングフォーク４２を使用してパレット１２の荷降ろし作業を行う際に、フォークリフト１が荷降ろし位置まで走行するように制御されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、着脱可能なフォーク及びアタッチメントを使用して、荷役作業を行ってもよい。フォーク及びアタッチメントは、フォークリフト１の前後方向及び左右方向のうち少なくとも左右方向の寸法が異なる複数種類の作業具である。この場合には、フォーク用の検知枠とアタッチメント用の検知枠とが設定されることとなる。

また、上記実施形態では、検知枠Ｆの長さ寸法Ｌ１がフォークリフト１の全長Ｌ２よりも大きくなっていると共に、検知枠Ｆの幅寸法Ｗ１がフォークリフト１の全幅Ｗ２よりも大きくなっているが、特にそのような形態には限られない。フォークリフト１を全体的に取り囲むのであれば、検知枠Ｆの長さ寸法Ｌ１のみがフォークリフト１の全長Ｌ２よりも大きくてもよいし、検知枠Ｆの幅寸法Ｗ１のみがフォークリフト１の全幅Ｗ２よりも大きくてもよい。また、検知枠Ｆの長さ寸法Ｌ１がフォークリフト１の全長Ｌ２と等しく、検知枠Ｆの幅寸法Ｗ１がフォークリフト１の全幅Ｗ２と等しくてもよい。

また、上記実施形態では、検知枠Ｆの形状は矩形であるが、検知枠Ｆの形状としては、特に矩形には限られず、フォークリフト１を全体的に取り囲むような多角形であればよい。

また、上記実施形態では、レーザセンサ２１の点群データに基づいて、フォークリフト１に対するパレット１２の位置が算出されると共に、レーザセンサ２１の点群データと地図記憶部２２に記憶された地図データとに基づいて、フォークリフト１の自己位置が推定されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、パレット検知用のレーザセンサと自己位置推定用のレーザセンサとを別々に備えてもよい。

また、上記実施形態では、レーザセンサ２１の点群データによるＳＬＡＭ手法を用いて、フォークリフト１の自己位置が推定されているが、特にそのような形態には限られない。フォークリフト１の自己位置を推定する手法としては、例えばカメラの画像データによるＳＬＡＭ手法、フォークリフト１の移動量及び移動方向を検出するオドメトリセンサ、或いはフォークリフト１の角速度及び加速度を計測する慣性計測ユニット（ＩＭＵ）等を用いてもよい。

また、上記実施形態では、フォークリフト１に対するパレット１２の位置に基づいて、フォークリフト１の走行予定経路Ｒが生成されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、フォークリフト１に対するパレット１２の位置が算出されない場合には、フォークリフト１のハンドル１５の操作方向及び操作量等に基づいて、フォークリフト１の走行予定経路Ｒを予測してもよい。

また、上記実施形態では、フォークリフト１が走行予定経路Ｒに沿って所定位置まで走行するように制御されているが、本発明は、トーイングトラクタ等の産業車両にも適用可能である。

１…フォークリフト（産業車両）、９…フォーク（作業具）、２０，２０Ａ…走行制御装置、２３…障害物センサ（障害物検出部）、２５…駆動部、３０，３０Ａ…障害物検知装置、３２…経路生成部（経路取得部）、３４…誘導制御部（第１制御部）、３５…検知領域設定部、３６…除去処理部、３７…障害物判定部、３８…減速停止制御部（第２制御部）、４１…ノーマルフォーク（作業具）、４２…ロングフォーク（作業具）、４５…検知領域設定部、Ｐ…経路点、Ｒ…走行予定経路、Ｅ…障害物検知領域、Ｆ…検知枠、Ｆａ，Ｆｂ…検知枠、Ｌ１…長さ寸法、Ｗ１…幅寸法、Ｌ２…全長（前後方向の寸法）、Ｗ２…全幅（左右方向の寸法）、Ｓ１…停止用閾値（規定値）、Ｘ…障害物。

Claims (6)

1. 複数の経路点で形成された産業車両の走行予定経路を取得する経路取得部と、
   前記経路取得部により取得された前記走行予定経路の前記経路点に対して前記産業車両を全体的に取り囲む検知枠をマッピングすることで、前記産業車両の進行方向に存在する障害物を検知するための障害物検知領域を設定する検知領域設定部と、
   前記障害物を検出する障害物検出部と、
   前記障害物検出部の検出データに基づいて、前記検知領域設定部により設定された前記障害物検知領域に前記障害物が存在しているかどうかを判定する障害物判定部とを備える障害物検知装置。
2. 前記検知枠の寸法は、前記産業車両の外形寸法よりも前記産業車両の前後方向及び左右方向に大きい請求項１記載の障害物検知装置。
3. 前記産業車両は、前記産業車両の前後方向及び左右方向の少なくとも一方の寸法が異なる複数種類の着脱可能な作業具を有し、
   前記検知領域設定部は、前記作業具の種類に応じて、寸法が異なる前記検知枠をマッピングする請求項１記載の障害物検知装置。
4. 前記障害物検出部の検出データにおいて前記障害物以外の物体に相当する部分を除去する除去処理部を更に備え、
   前記障害物判定部は、前記除去処理部により前記障害物以外の物体に相当する部分が除去された処理後データに基づいて、前記障害物検知領域に前記障害物が存在しているかどうかを判定する請求項１記載の障害物検知装置。
5. 産業車両を走行させる駆動部と、
   複数の経路点で形成された前記産業車両の走行予定経路を取得する経路取得部と、
   前記産業車両を前記走行予定経路に沿って走行させるように前記駆動部を制御する第１制御部と、
   前記経路取得部により取得された前記走行予定経路の前記経路点に対して前記産業車両を全体的に取り囲む検知枠をマッピングすることで、前記産業車両の進行方向に存在する障害物を検知するための障害物検知領域を設定する検知領域設定部と、
   前記障害物を検出する障害物検出部と、
   前記障害物検出部の検出データに基づいて、前記検知領域設定部により設定された前記障害物検知領域に前記障害物が存在しているかどうかを判定する障害物判定部と、
   前記障害物判定部により前記障害物検知領域に前記障害物が存在していると判定されたときに、前記産業車両を減速または停止させるように前記駆動部を制御する第２制御部とを備える走行制御装置。
6. 前記第２制御部は、前記障害物までの距離が規定値以下であるときは、前記産業車両を停止させるように前記駆動部を制御し、前記障害物までの距離が前記規定値よりも長いときは、前記産業車両を減速させるように前記駆動部を制御する請求項５記載の走行制御装置。

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