JP2024034406A - 荷役車両を制御するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】荷役作業の対象を検出できる荷役車両を制御するためのシステム及び方法を提供すること。【解決手段】車体と、車体の前方に配置されるように車体に支持され、車体に対して移動可能なフォークを有する作業機と、を備える荷役車両を制御するためのシステムは、フォークとともに移動するように作業機の少なくとも一部に取り付けられ、物体を検出する前方センサと、作業機にかかる負荷を検出する作業機負荷センサと、作業機を制御するコントローラと、作業機の制御を開始させる制御指令を生成する操作装置と、を備える。コントローラは、制御指令を受信し、且つ、作業機負荷センサの検出データに基づいて、作業機に運搬物が支持されていないと判定した場合、作業機を所定の姿勢に調整した後、前方センサの物体検出データに基づいて、作業機を制御する作業機制御部、を有する。【選択図】図１３

Description

本開示は、荷役車両を制御するためのシステム及び方法に関する。

荷役車両に係る技術分野において、特許文献１に開示されているようなフォークリフトが知られている。

特開２０１５－２２５４５０号公報

荷役車両を用いて荷役作業を自動的に行う場合、荷役作業の対象を適切に検出できる技術が要望される。

本開示は、荷役作業の対象を検出できる荷役車両を制御するためのシステム及び方法を提供することを目的とする。

本開示に従えば、車体と、車体の前方に配置されるように車体に支持され、車体に対して移動可能なフォークを有する作業機と、を備える荷役車両を制御するためのシステムが提供される。システムは、フォークとともに移動するように作業機の少なくとも一部に取り付けられ、物体を検出する前方センサと、作業機にかかる負荷を検出する作業機負荷センサと、作業機を制御するコントローラと、作業機の制御を開始させる制御指令を生成する操作装置と、を備える。コントローラは、制御指令を受信し、且つ、作業機負荷センサの検出データに基づいて、作業機に運搬物が支持されていないと判定した場合、作業機を所定の姿勢に調整した後、前方センサの物体検出データに基づいて、作業機を制御する作業機制御部、を有する。

本開示によれば、荷役作業の対象を検出できる荷役車両を制御するためのシステム及び方法が提供される。

図１は、実施形態に係る荷役車両を示す前方からの斜視図である。 図２は、実施形態に係る物体センサを模式的に示す図である。 図３は、実施形態に係る荷役車両を上方から見た図である。 図４は、実施形態に係る第１前方センサを模式的に示す図である。 図５は、実施形態に係る第２前方センサが対象を検出している状態を模式的に示す図である。 図６は、実施形態に係る第２前方センサが対象を検出している状態を模式的に示す図である。 図７は、実施形態に係る荷役車両の制御システムの構成を示すブロック図である。 図８は、実施形態に係るコントローラを示すブロック図である。 図９は、実施形態に係る対象を識別する方法の一例を示す概略図である。 図１０は、実施形態に係る対象の周囲に存在する荷置きスペースの位置を示す模式図である。 図１１は、実施形態に係る荷役作業を模式的に示す図である。 図１２は、実施形態に係る荷役車両の制御方法を示すフローチャートである。 図１３は、実施形態に係る自動モード許可スイッチが操作されたときに表示装置に表示される表示データの一例を示す図である。 図１４は、実施形態に係る自動モード開始スイッチが操作されたときに表示装置に表示される表示データの一例を示す図である。 図１５は、実施形態に係る距離と経路データとの関係を模式的に示す図である。 図１６は、実施形態に係る作業機を所定の姿勢に調整している状態を模式的に示す図である。 図１７は、実施形態に係る生成された経路に基づいて対象に接近するように走行する荷役車両を模式的に示す図である。 図１８は、実施形態に係る荷役車両が対象に接近している状態を模式的に示す図である。 図１９は、実施形態に係る荷役車両が対象に接近している状態を模式的に示す図である。 図２０は、実施形態に係る荷役車両が対象に接近している状態を模式的に示す図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示は実施形態に限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

実施形態においては、左、右、前、後、上、及び下の用語を用いて各部の位置関係について説明する。これらの用語は、荷役車両に規定された車体座標系の原点を基準とする相対位置又は方向を示す。

［荷役車両］
図１は、実施形態に係る荷役車両１を示す前方からの斜視図である。実施形態においては、荷役車両１を適宜、フォークリフト１、と称する。実施形態において、荷役車両１は、カウンタバランス型フォークリフトである。なお、荷役車両は特に限定されるものではなく、例えば、フォークアタッチメントを取り付け可能なホイールローダであってもよい。

フォークリフト１は、荷役作業を行う。荷役作業は、所定の保管位置に置かれている運搬物を取り上げる荷取り作業と、取り上げた運搬物を所定の目標位置に置く荷置き作業とを含む。フォークリフト１は、荷役作業の少なくとも一部を自動的に行う。実施形態において、フォークリフト１の動作モードは、オペレータの操作に基づいて荷役作業を行う手動モードと、荷役作業の少なくとも一部を自動的に行う自動モードとを含む。実施形態において、運搬物は、荷物を積載する荷役台や容器である。運搬物は、例えば、パレットやスキッド、コンテナである。運搬物は、一対のフォーク挿し込み穴を有する。

フォークリフト１は、車体２と、車体２に支持されるキャブ３と、車体２の前方に配置される作業機４と、車体２を支持する車輪５と、物体を検出する物体センサ７とを備える。

車体２は、カウンタウエイト６と、フェンダ８とを含む。カウンタウエイト６は、車体２の後部に配置される。カウンタウエイト６は、フォークリフト１が運搬物を取り上げた際に、フォークリフト１の前後方向の重量バランスをとるために車体２の後部に取り付けられる。フェンダ８は、車体２の前部に配置される。フェンダ８は、車体２の左側及び右側のそれぞれに配置される。

キャブ３は、運転室を形成する。フォークリフト１のオペレータは、キャブ３に搭乗して、フォークリフト１を操作することができる。

作業機４は、荷役作業の少なくとも一部を行う。作業機４は、車体２の前方に配置される。作業機４は、車体２に支持される。作業機４は、マスト４１と、ブラケット４２と、フォーク４３とを有する。

マスト４１は、車体２の前部に傾動可能に支持される。マスト４１は、上下方向に長い。ブラケット４２は、フォーク４３を支持する。ブラケット４２は、マスト４１に支持される。ブラケット４２は、マスト４１に沿って上下方向に移動可能である。フォーク４３は、運搬物を支持する。フォーク４３は、ブラケット４２を介してマスト４１に支持される。

フォーク４３は、一対設けられる。フォーク４３は、第１のフォーク４３Ａと、第１のフォーク４３Ａよりも右側に配置される第２のフォーク４３Ｂとを含む。ブラケット４２は、第１のフォーク４３Ａと第２のフォーク４３Ｂとを支持する。

車輪５は、車体２を支持する。車輪５の少なくとも一部は、車体２よりも下方に配置される。車輪５は、前輪５Ｆと後輪５Ｒとを有する。前輪５Ｆは、後輪５Ｒよりも前方に配置される。前輪５Ｆは、車体２の左側及び右側のそれぞれに配置される。後輪５Ｒは、車体２の左側及び右側のそれぞれに配置される。前輪５Ｆ及び後輪５Ｒのそれぞれは、回転軸を中心に回転可能である。

実施形態において、左右方向は、フォークリフト１が直進状態で走行するときの前輪５Ｆ及び後輪５Ｒの回転軸に平行な方向である。上下方向は、前輪５Ｆ及び後輪５Ｒの接地面に直交する方向である。前後方向は、左右方向及び上下方向のそれぞれに直交する方向である。

フェンダ８は、前輪５Ｆの少なくとも一部を覆うように配置される。フェンダ８の少なくとも一部は、前輪５Ｆよりも上方に配置される。フェンダ８の少なくとも一部は、前輪５Ｆよりも後方に配置される。フェンダ８は、車体２の左側及び右側のそれぞれに配置される。左側のフェンダ８は、左側の前輪５Ｆの少なくとも一部を覆うように配置される。右側のフェンダ８は、右側の前輪５Ｆの少なくとも一部を覆うように配置される。

物体センサ７は、フォークリフト１の周辺の物体を検出する。物体センサ７により検出される物体は、荷役作業を行う際に目標とする対象を含む。実施形態において、対象は、例えば、運搬物、運搬物を載置可能な荷置きスペース、又は、貨物車両の荷台である。物体センサ７は、フォークリフト１に複数取り付けられる。実施形態において、物体センサ７は、側方センサと前方センサとを有する。側方センサは、車体２の左側の側部に取り付けられる左側方センサ７Ａと、車体２の右側の側部に取り付けられる右側方センサ７Ｂとを含む。前方センサは、車体２の前部に取り付けられる第１前方センサ７Ｃと、作業機４の少なくとも一部に取り付けられる第２前方センサ７Ｄとを含む。

図２は、実施形態に係る物体センサ７を模式的に示す図である。物体センサ７は、少なくとも３次元センサ７２を含む。実施形態において、物体センサ７は、カメラ７１と、３次元センサ７２とを含む。カメラ７１と３次元センサ７２とは、上下方向に配置される。カメラ７１と３次元センサ７２とは、固定される。カメラ７１と３次元センサ７２との相対位置は、変化しない。

カメラ７１は、物体の画像データを取得する。３次元センサ７２は、物体の３次元データを取得する。物体の３次元データは、物体の表面に規定される複数の検出点からなる点群を含む。点群は、３次元センサ７２と物体の表面に規定される複数の検出点のそれぞれとの相対距離及び相対位置を示す。３次元センサ７２として、レーザ光を射出することにより物体を検出するレーザセンサ（ＬｉＤＡＲ：Light Detection and Ranging）が例示される。なお、３次元センサ７２は、赤外光を射出することにより物体を検出する赤外線センサ又は電波を射出することにより物体を検出するレーダセンサ（ＲＡＤＡＲ：Radio Detection and Ranging）でもよい。

カメラ７１の撮像範囲７１０と、３次元センサ７２の測定範囲７２０の少なくとも一部とは、重複する。以下の説明において、撮像範囲７１０と測定範囲７２０とを適宜、検出範囲７０、と総称する。

図３は、実施形態に係るフォークリフト１を上方から見た図である。図１及び図３に示すように、フォークリフト１は、複数の物体センサ７を備える。物体センサ７は、車体２の左側の側部に取り付けられる左側方センサ７Ａと、車体２の右側の側部に取り付けられる右側方センサ７Ｂと、車体２の前部に取り付けられる第１前方センサ７Ｃと、作業機４の少なくとも一部に取り付けられる第２前方センサ７Ｄとを含む。

物体センサ７の検出範囲７０は、左側方センサ７Ａの検出範囲７０Ａと、右側方センサ７Ｂの検出範囲７０Ｂと、第１前方センサ７Ｃの検出範囲７０Ｃと、第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄとを含む。

左側方センサ７Ａの検出範囲７０Ａは、車体２の左斜め前方に規定される。右側方センサ７Ｂの検出範囲７０Ｂは、車体２の右斜め前方に規定される。第１前方センサ７Ｃの検出範囲７０Ｃは、車体２の前方に規定される。第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄは、車体２の前方に規定される。

前後方向において、左側方センサ７Ａ及び右側方センサ７Ｂのそれぞれは、作業機４よりも後方に配置される。左側方センサ７Ａ及び右側方センサ７Ｂのそれぞれは、マスト４１よりも後方に配置される。

前後方向において、左側方センサ７Ａ及び右側方センサ７Ｂのそれぞれは、車体２の中心よりも前方に配置される。

上下方向において、左側方センサ７Ａ及び右側方センサ７Ｂのそれぞれは、前輪５Ｆの中心とカウンタウエイト６の上端部との間に配置される。

実施形態において、左側方センサ７Ａは、左側のフェンダ８の上面に取り付けられる。右側方センサ７Ｂは、右側のフェンダ８の上面に取り付けられる。

前後方向において、第１前方センサ７Ｃは、作業機４よりも後方に配置される。第１前方センサ７Ｃは、マスト４１よりも後方に配置される。第１前方センサ７Ｃは、作業機４よりも後方に配置されるように、車体２の前部に取り付けられる。

実施形態において、第１前方センサ７Ｃは、左側のフェンダ８の上面に取り付けられる。なお、第１前方センサ７Ｃは、右側のフェンダ８の上面に取り付けられてもよい。

第１前方センサ７Ｃは、地面に近い位置に存在する物体を検出可能である。上下方向において、第１前方センサ７Ｃの検出範囲７０Ｃの位置は、前輪５Ｆの少なくとも一部の位置に一致する。上下方向において、第１前方センサ７Ｃの検出範囲７０Ｃの少なくとも一部の位置は、上下方向におけるフォーク４３の可動範囲の下端部の位置に一致する。

第２前方センサ７Ｄは、フォーク４３とともに上下方向に移動するように、作業機４の少なくとも一部に取り付けられる。左右方向において、第２前方センサ７Ｄは、第１のフォーク４３Ａと第２のフォーク４３Ｂとの間に配置される。実施形態において、第２前方センサ７Ｄは、ブラケット４２に取り付けられる。左右方向において、第２前方センサ７Ｄは、第１のフォーク４３Ａと第２のフォーク４３Ｂとの間に配置されるように、ブラケット４２に取り付けられる。

［第１前方センサ］
図４は、実施形態に係る第１前方センサ７Ｃを模式的に示す図である。図４に示すように、フォーク４３が対象５０を支持している場合、第２前方センサ７Ｄは、対象５０に遮られて、フォークリフト１の前方の物体を検出できない可能性がある。実施形態において、フォークリフト１は、車体２の前部に取り付けられる第１前方センサ７Ｃを備える。そのため、第２前方センサ７Ｄがフォークリフト１の前方の物体を検出できない状況が発生しても、第１前方センサ７Ｃがフォークリフト１の前方の物体を検出することができる。

上述のように、上下方向において、第１前方センサ７Ｃの検出範囲７０Ｃの少なくとも一部の位置は、上下方向におけるフォーク４３の可動範囲の下端部の位置に一致する。図３に示すように、フォーク４３が対象５０を支持した状態でフォークリフト１が走行する場合、フォーク４３は上昇される。そのため、第１前方センサ７Ｃは、対象５０に遮られること無く、フォークリフト１の前方の物体を検出することができる。

［第２前方センサ］
図５及び図６のそれぞれは、実施形態に係る第２前方センサ７Ｄが対象５０を検出している状態を模式的に示す図である。図５及び図６に示すように、第２前方センサ７Ｄは、作業機４と対象５０とが正対した状態で、対象５０を検出することができる。第２前方センサ７Ｄは、フォーク４３とともに上下方向に移動、及び前後方向に傾斜することができる。そのため、図５に示すようにフォーク４３で支持する対象５０が下方に配置されている場合、及び図６に示すようにフォーク４３で支持する対象５０が上方に配置されている場合のそれぞれにおいて、フォーク４３とともに第２前方センサ７Ｄが上下方向に移動、又は前後方向に傾斜することにより、第２前方センサ７Ｄは、対象５０に設けられているフォーク挿し込み穴を検出することができる。すなわち、上下方向においてフォーク挿し込み穴がどの位置に存在しても、フォーク４３とともに第２前方センサ７Ｄが上下方向に移動、又は前後方向に傾斜することにより、第２前方センサ７Ｄは、フォーク挿し込み穴を検出することができる。

［制御システム］
図７は、実施形態に係る荷役車両１の制御システム１０の構成を示すブロック図である。図７に示すように、制御システム１０は、動力源１１と、油圧ポンプ１２と、作業機駆動装置４５と、走行装置１４と、制御弁ユニット１３と、操作装置１５と、出力装置１６と、コントローラ１００とを備える。

動力源１１は、油圧ポンプ１２を駆動する。動力源１１は、例えばエンジンである。

油圧ポンプ１２は、動力源１１によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、制御弁ユニット１３を介して、リフトシリンダ４５１、チルトシリンダ４５２、サイドシフトシリンダ４５３、走行モータ１４１、及びステアリングシリンダ１４２のそれぞれに供給される。

作業機駆動装置４５は、作業機４を作動させる。作業機駆動装置４５は、リフトシリンダ４５１と、チルトシリンダ４５２と、サイドシフトシリンダ４５３とを有する。

実施形態において、リフトシリンダ４５１、チルトシリンダ４５２、及びサイドシフトシリンダ４５３のそれぞれは、油圧シリンダである。リフトシリンダ４５１は、車体２に対してフォーク４３を上下方向に移動させる。チルトシリンダ４５２は、車体２に対してフォーク４３を前後方向に傾斜させる。サイドシフトシリンダ４５３は、車体２に対してフォーク４３を左右方向に移動させる。

リフトシリンダ４５１は、マスト４１とブラケット４２との間に配置される。リフトシリンダ４５１は、ブラケット４２を上下方向に移動することにより、フォーク４３を上下方向に移動させる。ブラケット４２とフォーク４３とは、上下方向に一緒に移動する。ブラケット４２とフォーク４３とは、マスト４１に沿って上下方向に移動する。チルトシリンダ４５２は、車体２とマスト４１との間に配置される。チルトシリンダ４５２は、マスト４１を前後方向に傾斜させることにより、フォーク４３を前後方向に傾斜させる。

走行装置１４は、フォークリフト１を走行させる。走行装置１４は、フォークリフト１の進行、制動、及び操舵を行う。進行とは、フォークリフト１が前進又は後進することをいう。制動とは、フォークリフト１が減速又は停止することをいう。操舵とは、フォークリフト１の走行方向が変更されることをいう。走行装置１４は、走行モータ１４１と、ブレーキ装置（不図示）と、ステアリングシリンダ１４２とを有する。

走行モータ１４１は、フォークリフト１を進行させるための駆動力を発生する。走行モータ１４１は、前輪５Ｆを回転させることによって、フォークリフト１を前進又は後進させる。走行モータ１４１は、油圧ポンプ１２から吐出される作動油によって駆動する。前輪５Ｆは、走行モータ１４１が発生する回転力により回転する駆動輪である。ブレーキ装置は、フォークリフト１を制動させる。ブレーキ装置は、フォークリフト１を減速又は停止させる。

ステアリングシリンダ１４２は、フォークリフト１を操舵する。ステアリングシリンダ１４２は、後輪５Ｒを操舵することによって、フォークリフト１の走行方向を変更させる。後輪５Ｒは、ステアリングシリンダ１４２により操舵される操舵輪である。

制御弁ユニット１３は、リフトシリンダ４５１、チルトシリンダ４５２、サイドシフトシリンダ４５３、走行モータ１４１、及びステアリングシリンダ１４２等の油圧アクチュエータと、油圧ポンプ１２との間に配置される。制御弁ユニット１３は、走行モータ１４１に供給される作動油の流量及び方向を制御する走行制御弁１３１と、ステアリングシリンダ１４２に供給される作動油の流量及び方向を制御するステアリング制御弁１３２と、リフトシリンダ４５１、チルトシリンダ４５２、及びサイドシフトシリンダ４５３のそれぞれに供給される作動油の流量及び方向を制御する作業機制御弁１３３とを有する。制御弁ユニット１３は、後述するコントローラ１００によって制御される。

操作装置１５は、フォークリフト１を操作するための装置である。操作装置１５は、キャブ３に配置されている。操作装置１５は、作業機駆動装置４５及び走行装置１４を動作させるためのオペレータによる操作を受け付け、操作に応じた操作信号を出力する。操作装置１５は、例えば、ステアリングホイール１５１と、作業機レバー１５２と、前後進切換レバー１５３と、アクセルペダル１５４と、ブレーキペダル１５５と、自動モード許可スイッチ１５６と、自動モード開始スイッチ１５７とを有する。

手動モードにおいて、ステアリングホイール１５１がオペレータに操作されることにより、後輪５Ｒが操舵される。手動モードにおいて、作業機レバー１５２がオペレータに操作されることにより、フォーク４３の位置及び姿勢が調整される。前後進切換レバー１５３がオペレータに操作されることにより、フォークリフト１の前進と後進とが切り換えられる。アクセルペダル１５４及びブレーキペダル１５５の少なくとも一方がオペレータに操作されることにより、フォークリフト１の走行速度が調整される。

自動モード許可スイッチ１５６は、オペレータに操作されることにより、荷役作業を自動的に行うための対象を識別する処理を開始させる制御指令を生成する。手動モードにおいて、自動モード許可スイッチ１５６が操作されることにより、コントローラ１００は、物体センサ７の物体検出データに基づいて、対象を識別する処理を開始する。

自動モード開始スイッチ１５７は、オペレータに操作されることにより、走行自動制御又は作業機自動制御を開始させる制御指令を生成する。自動モード許可スイッチ１５６が操作された後、自動モード開始スイッチ１５７が操作されることにより、コントローラ１００は、フォークリフト１の動作モードを手動モードから自動モードに遷移させる。

出力装置１６は、キャブ３に配置されている。出力装置１６は、オペレータに出力データを提供する。実施形態において、出力装置１６は、表示装置１６１と、音声出力装置１６２とを含む。表示装置１６１は、出力データとしてオペレータに表示データを提供する。表示装置１６１として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）又は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electroluminescence Display）のようなフラットパネルディスプレイが例示される。音声出力装置１６２は、出力データとしてオペレータに音声データを提供する。音声出力装置１６２として、ブザー又はスピーカが例示される。なお、出力装置１６は、ランプを含んでもよい。

コントローラ１００は、フォークリフト１を制御する。コントローラ１００は、フォークリフト１の走行及び作業機４の少なくとも一方を制御する。上述のように、フォークリフト１の動作モードは、手動モードと、自動モードとを含む。手動モードにおいて、フォークリフト１は、オペレータの運転操作に基づいて荷役作業を行う。自動モードにおいて、フォークリフト１は、物体センサ７の物体検出データに基づいて荷役作業の少なくとも一部を自動的に行う。

自動モードにおいて、走行装置１４及び作業機駆動装置４５の少なくとも一方がコントローラ１００により自動で制御される。自動モードにおいて、コントローラ１００は、物体センサ７の物体検出データに基づいて、走行装置１４及び作業機駆動装置４５の少なくとも一方を制御する。以下の説明において、自動モードにおいて走行装置１４が自動制御されることを適宜、走行自動制御、と称し、自動モードにおいて作業機駆動装置４５が自動制御されることを適宜、作業機自動制御、と称する。

実施形態において、走行自動制御は、フォークリフト１の操舵を自動制御することを含む。自動モードにおいて、ステアリングシリンダ１４２がコントローラ１００により自動制御される。

実施形態において、作業機自動制御は、フォーク４３の位置及び姿勢を自動制御することを含む。自動モードにおいて、リフトシリンダ４５１、チルトシリンダ４５２、及びサイドシフトシリンダ４５３の少なくともいずれか１つがコントローラ１００により自動制御される。

制御システム１０は、フォークリフト１の走行速度を検出する車速センサ１４３と、後輪５Ｒの操舵角を検出するステアリングセンサ１４４と、車体２に対するフォーク４３の上下方向の位置を検出するリフトセンサ４６と、車体２に対するフォーク４３の前後方向の傾斜を検出するチルトセンサ４７と、車体２に対するフォーク４３の左右方向の位置を検出するサイドシフトセンサ４８と、作業機４にかかる負荷を検出する作業機負荷センサ４９とを有する。作業機負荷センサ４９は、例えば、作業機４の少なくとも一部に配置された歪ゲージやロードセル等の荷重測定デバイスである。作業機負荷センサ４９により検出された負荷データは、コントローラ１００へ出力される。なお、作業機４にかかる負荷は、例えば、リフトシリンダ４５１を駆動させる圧油の圧力を検出する油圧センサを用いて検出してもよい。この場合、運搬物がフォーク４３によって支持されている状態と支持されていない状態とで、作業機４に掛かる負荷が変化する。作業機負荷センサ４９は、作業機４に掛かる負荷の変化を検出する。

［コントローラ］
図８は、実施形態に係るコントローラ１００を示すブロック図である。コントローラ１００は、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。コントローラ１００の機能は、コンピュータプログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、コンピュータプログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、コンピュータプログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

図７に示すように、コントローラ１００は、検出データ取得部１０１と、識別部１０２と、制御指令受信部１０３と、決定部１０４と、位置算出部１０５と、選択部１０６と、経路生成部１０７と、方位角算出部１０８と、切換部１０９と、走行制御部１１０と、作業機制御部１１１と、出力制御部１１２と、記憶部１１３とを有する。

記憶部１１３は、対象を識別するための対象辞書データ、及び自動モードにおけるフォークリフト１の走行条件を示す経路データを記憶する。記憶部１１３は、対象と正対するようにフォークリフト１を走行させるための経路データを記憶する。経路データは、予め定められる。実施形態において、記憶部１１３は、複数の経路データを記憶する。

検出データ取得部１０１は、物体センサ７、車速センサ１４３、ステアリングセンサ１４４、リフトセンサ４６、チルトセンサ４７、サイドシフトセンサ４８、及び作業機負荷センサ４９のそれぞれの検出データを取得する。

識別部１０２は、物体センサ７の物体検出データに基づいて、物体センサ７が検出した物体から荷役作業を行うための対象を識別する。対象を識別する方法については後述する。

制御指令受信部１０３は、自動モード許可スイッチ１５６が操作されることにより生成された制御指令を受信する。制御指令受信部１０３は、対象を識別する処理を開始させる制御指令を自動モード許可スイッチ１５６から受信する。制御指令受信部１０３は、自動モード開始スイッチ１５７が操作されることにより生成された制御指令を受信する。制御指令受信部１０３は、走行自動制御又は作業機自動制御を開始させる制御指令を自動モード開始スイッチ１５７から受信する。

決定部１０４は、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令に基づいて、識別部１０２によって識別されている対象を荷役作業を自動的に行う目標として決定する。

位置算出部１０５は、物体センサ７の物体検出データに基づいて、フォークリフト１と荷役作業を自動的に行うための対象の位置を算出する。

選択部１０６は、位置算出部１０５により算出された対象の位置に基づいて、記憶部１１３に記憶されている複数の経路データから１つの経路データを選択する。

経路生成部１０７は、選択部１０６により選択された経路データに基づいて、経路を生成する。

方位角算出部１０８は、物体センサ７の物体検出データに基づいて、物体センサ７を基準とした、荷役作業を自動的に行うための対象の方位角を算出する。

切換部１０９は、方位角算出部１０８により算出された対象の方位角に基づいて、対象の識別に使用される物体センサ７の物体検出データを切り換える。

切換部１０９は、作業機負荷センサ４９の検出データに基づいて、対象の識別に使用される第１前方センサ７Ｃの物体検出データと第２前方センサ７Ｄの物体検出データとを切り換える。切換部１０９は、作業機負荷センサ４９の検出データに基づいて、フォーク４３が運搬物を支持しているか否かを判定することができる。切換部１０９は、フォーク４３に運搬物が支持されていないとき、フォークリフト１の前方に存在する対象の識別に使用される物体センサ７の物体検出データを、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに決定する。切換部１０９は、フォーク４３に荷物が支持されているとき、フォークリフト１の前方に存在する対象の識別に使用される物体センサ７の物体検出データを、第１前方センサ７Ｃの物体検出データに決定する。

走行制御部１１０は、物体センサ７の物体検出データ及び経路データに基づいて、フォークリフト１の走行を制御する。

作業機制御部１１１は、物体センサ７の物体検出データに基づいて、作業機４を制御する。

出力制御部１１２は、走行装置１４及び作業機４の少なくとも一方の状態が変化した時点において、出力装置１６から出力データを出力させる。

［対象の識別］
図９は、実施形態に係る対象を識別する方法の一例を示す概略図である。フォークリフト１は、対象を識別して、フォークリフト１を当該対象に対して自動で正対するように走行制御が行われる。

実施形態において、識別部１０２は、３次元センサ７２の物体検出データに基づいて、フォークリフト１の周囲に存在する物体から対象を識別する。図９に示す例においては、対象５０は、運搬物である。図９に示す運搬物は、例えば、箱形状のパレットである。（ａ１）は、運搬物に３次元センサ７２からレーザ光を照射して得られた物体検出データである点群を示す。（ａ２）は、（ａ１）の点群から推定した平面を網掛けして示す。平面は、点群が示す、３次元センサ７２と物体の表面に規定される複数の検出点のそれぞれとの相対位置に基づいて推定される。推定された平面は、フォークリフト１が運搬物を取り上げる際にフォークリフト１と正対する面である。（ａ３）は、（ａ２）を上下方向視（平面視）に視点を変換した図である。（ａ３）において、（ａ２）で推定した平面を破線で示す。（ａ３）では、（ａ２）で推定した平面より左方に点群が表れている。楕円で囲んだ点群は、（ａ２）で推定した平面を通過した点群を示す。言い換えると、楕円で囲んだ点群は、運搬物に設けられたフォーク挿し込み穴を通過した点群である。（ａ４）は、推定した平面と、平面を通過した点群と３次元センサ７２の座標系基準とを結ぶ直線との交点を求めた図である。（ａ５）は、（ａ４）で求めた交点の位置に点群を補完した図である。（ａ６）は、推定した平面を正面から見た二値画像に変換した図である。四角で囲んだ部分は、（ａ５）で補完した点群を示す。識別部１０２は、記憶部１１３に記憶された対象辞書データを参照して、補完した点群がフォーク挿し込み穴を示す特徴部であるか否かを判定し、運搬物を識別する。

例えば、運搬物を一時保管しておく施設では、運搬物が隣接して載置されている。このため、３次元センサ７２の物体検出データである点群から、各運搬物を独立した物体として識別することが難しい。しかしながら、各運搬物に設けられたフォーク挿し込み穴を識別することにより、隣接した運搬物群から１つの運搬物を識別することが可能である。

次に、識別部１０２による荷置きスペースの識別について説明する。識別部１０２は、対象を識別し、識別した対象の周囲に存在する所定の大きさの空間に基づいて、荷置きスペースを識別する。

図１０は、実施形態に係る対象５３の周囲に存在する荷置きスペース５５の位置を示す模式図である。識別部１０２は、３次元センサ７２からの物体検出データから、基準となる対象５３を識別する。図１０に示す例において、基準となる対象５３は、運搬物である。

識別部１０２は、物体検出データから、基準となる対象５３の周囲に存在する所定の大きさの空間を探索する。対象の周囲とは、その対象に隣接する位置のことである。図１０に示す例において、対象５３の周囲は、対象５３の前方、対象５３の後方、対象５３の右方、及び対象５３の上方である。所定の大きさの空間とは、フォークリフト１が取り上げた運搬物を載置可能な空間である。所定の大きさの空間とは、例えば、運搬物の寸法以上の大きさを有する空間である。

識別部１０２は、探索した運搬物を載置可能な大きさの空間を荷置きスペース５５として識別する。

実施形態においては、識別部１０２は、３次元センサ７２からの物体検出データを用いて対象の識別を行うが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、識別部１０２は、カメラ７１が撮像した撮像画像から特徴量を抽出し、抽出した特徴量と対象辞書データとに基づいて、撮像画像から対象を識別してもよい。対象の識別方法は、例えば、パターンマッチング、機械学習に基づく識別処理を行ってもよい。

［制御方法］
図１１は、実施形態に係る荷役作業を模式的に示す図である。図１２は、実施形態に係るフォークリフト１の制御方法を示すフローチャートである。

図１１に示す例において、荷役作業を自動的に行うための対象５０は、運搬物である。図１１に示すように、荷役現場において、複数の対象５０が所定の保管位置に置かれる。複数の対象５０は、荷役現場に並ぶように配置される。複数の対象５０は、対象５０の正面５０Ｆが走行路５９を向くように配置される。対象５０の正面５０Ｆとは、フォークリフト１が対象５０を取り上げる際にフォークリフト１と正対する面である。対象５０の正面５０Ｆには、一対のフォーク挿し込み穴が設けられる。図１１に示す例において、対象５０は、第１の対象５１と第２の対象５２とを含む。第１の対象５１と第２の対象５２とは、隣接して配置される。対象５０の正面５０Ｆは、対象５１の正面５１Ｆと、対象５２の正面５２Ｆとを含む。コントローラ１００は、隣接して配置された複数の対象５０のうち、１つの対象５０を作業機４のフォーク４３で取り上げるように、走行自動制御及び作業機自動制御を行う。

フォークリフト１は、複数の対象５０のうち、１つの対象５０をフォーク４３で取り上げるために、複数の対象５０の正面５０Ｆ側に存在する走行路５９を前進する。フォークリフト１は、複数の対象５０の正面５０Ｆ側を順次通過するように、走行路５９を直進する。

左側方センサ７Ａの検出範囲７０Ａは、車体２の左斜め前方に規定される。そのため、フォークリフト１が走行路５９を第１方向に前進する場合、左側方センサ７Ａは、フォークリフト１の左側に存在する対象５０を検出することができる。左側方センサ７Ａの物体検出データは、コントローラ１００に送信される。検出データ取得部１０１は、左側方センサ７Ａの物体検出データを取得する。

自動モード開始スイッチ１５７が操作されるまで、フォークリフト１は、手動モードで走行路５９を前進する。オペレータは、フォークリフト１が走行路５９を前進するように、ステアリングホイール１５１及びアクセルペダル１５４を操作する。フォークリフト１の動作モードを手動モードから自動モードに遷移させる場合、オペレータは、自動モード許可スイッチ１５６を操作した後に、自動モード開始スイッチ１５７を操作する。

自動モード許可スイッチ１５６がオペレータに操作されることにより、制御指令受信部１０３は、自動モード許可スイッチ１５６からの制御指令を受信する。自動モード許可スイッチ１５６からの制御指令が制御指令受信部１０３に受信されると、対象５０を探索する処理が開始される。識別部１０２は、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて、対象５０の探索を開始する（ステップＳ１）。

識別部１０２は、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて、対象５０を１つずつ識別する。識別部１０２は、複数の対象５０のうち、１つの対象５０を識別したか否かを判定する（ステップＳ２）。

図１３は、実施形態に係る自動モード許可スイッチ１５６が操作されたときに表示装置１６１に表示される表示データの一例を示す図である。表示装置１６１は、カメラ７１が撮像した画像データを表示する。図１３に示す例において、表示装置１６１は、複数の対象５０を含む画像データを表示する。図１３に示すように、自動モード許可スイッチ１５６が操作された後、且つ、自動モード開始スイッチ１５７が操作される前の状態において、複数の対象５０のうち、第１の対象５１が識別された場合、出力制御部１１２は、対象５１が撮像された画像データとともに、識別された対象５１を示すシンボル３６を表示装置１６１に表示させる。シンボル３６は、画像データの対象５１の位置に重畳するように表示される。実施形態において、シンボル３６は、対象５１を囲むように表示されるフレーム画像である。オペレータは、シンボル３６により、複数の対象５０のうち、対象５１が識別されたことを認識することができる。複数の対象５０のうち、対象５２は識別されていないので、対象５２を示すシンボル３６は表示されない。

ステップＳ２において、対象５０が識別されていないと判定した場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、コントローラ１００は、ステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ２において、複数の対象５０のうち、１つの対象５１が識別されたと判定された場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、決定部１０４は、制御指令受信部１０３が自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ３）。

上述のように、自動モード許可スイッチ１５６が操作された後に、自動モード開始スイッチ１５７が操作されることにより、フォークリフト１の動作モードが手動モードから自動モードに遷移する。オペレータは、対象５１の荷取り作業を自動モードで行う場合、識別部１０２により対象５１が識別されている状態で、自動モード開始スイッチ１５７を操作する。自動モード開始スイッチ１５７がオペレータに操作されることにより、制御指令受信部１０３は、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信する。

ステップＳ３において、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令が受信されていないと判定した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、コントローラ１００は、ステップＳ１の処理に戻る。

ステップＳ３において、識別部１０２により対象５１が識別されている状態で、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令が制御指令受信部１０３に受信されたと判定した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、決定部１０４は、荷取り作業を自動的に行うための対象５０を対象５１に決定する（ステップＳ４）。

自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令が受信され、識別部１０２によって識別されている対象５１が荷取り作業を自動的に行うための目標として決定されることにより、フォークリフト１の動作モードが手動モードから自動モードに遷移する。フォークリフト１の動作モードが手動モードから自動モードに遷移することにより、対象５１の荷取り作業を行うための走行自動制御が開始される。

図１４は、実施形態に係る自動モード開始スイッチ１５７が操作されたときに表示装置１６１に表示される表示データの一例を示す図である。オペレータは、対象５１の荷取り作業を自動モードで行う場合、対象５１を示すシンボル３６が表示された状態で、自動モード開始スイッチ１５７を操作する。自動モード開始スイッチ１５７がオペレータに操作されることにより、制御指令受信部１０３は、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信する。識別部１０２により対象５１が識別されている状態で、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令が制御指令受信部１０３に受信された場合、出力制御部１１２は、対象５１が撮像された画像データとともに、自動モードによる荷取り作業の対象５１を示すシンボル３７を表示装置１６１に表示させる。シンボル３７は、画像データの対象５１の位置に重畳するように表示される。実施形態において、シンボル３７は、対象５１を囲むように表示されるフレーム画像である。オペレータは、シンボル３７により、複数の対象５０のうち、対象５１が自動モードによる荷取り作業の目標として決定されたことを認識することができる。

出力制御部１１２は、シンボル３６の表示形態とシンボル３７の表示形態とが異なるように、シンボル３６及びシンボル３７のそれぞれを表示装置１６１に表示させる。異なる表示形態とは、例えば、色、線種、太さの少なくともいずれかであってもよい。一例として、シンボル３６は、例えば青色のフレーム画像であり、シンボル３７は、例えば赤色のフレーム画像である。

出力制御部１１２は、制御指令受信部１０３が自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信した時点において、出力装置１６から出力データを出力させる。実施形態において、出力制御部１１２は、制御指令受信部１０３が自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信した時点において、音声出力装置１６２から音声データを出力させる。これにより、オペレータは、フォークリフト１の動作モードが手動モードから自動モードに遷移したことを認識することができる。音声データは、例えばブザー音である。

出力制御部１１２は、走行自動制御が開始された時点において、出力装置１６から出力データを出力させてもよい。これにより、オペレータは、走行装置１４の自動制御が開始されたことを認識することができる。

なお、オペレータは、自動モードで対象５２の荷取り作業を行う場合、自動モード許可スイッチ１５６を操作した後、識別部１０２により対象５２が識別されるまで、フォークリフト１を手動モードで走行路５９を前進させる。対象５２が識別され、画像データの対象５２にシンボル３６が重畳するように表示された後、オペレータは、自動モード開始スイッチ１５７を操作する。識別部１０２により対象５２が識別された状態で、自動モード開始スイッチ１５７が操作されることにより、荷取り作業を自動的に行うための対象５０に対象５２が決定され、画像データの対象５２にシンボル３７が重畳するように表示される。自動モードによる荷取り作業の対象５２が決定されることにより、自動モードに基づいて対象５２の荷取り作業が開始される。

荷取り作業の対象５１が決定された後、位置算出部１０５は、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて、対象５１の位置を算出する。対象５１の位置は、フォークリフト１と対象５１との距離を含む（ステップＳ５）。

位置算出部１０５は、フォークリフト１の車体座標系の原点から、識別部１０２によって推定された対象５１の平面までの距離Ｄを算出する。より詳しくは、位置算出部１０５は、識別部１０２によって推定された対象５１の正面５１Ｆの平面と直交する方向における、フォークリフト１の車体座標系の原点と対象５１の正面５１Ｆの平面までの距離Ｄを算出する。フォークリフト１の車体座標系の原点は、例えば、前輪５Ｆの回転軸と車体２の幅方向中心を通る軸の交点である。図１１に示す例において、識別部１０２によって推定された対象５１の正面５１Ｆの平面に平行な方向を第１方向、識別部１０２によって推定された対象５１の正面５１Ｆの平面と直交する方向を第２方向とする。すなわち、第２方向は、フォークリフト１が対象５１を取り上げるために、フォークリフト１が対象５１の正面に正対する方向を示す。

位置算出部１０５は、フォークリフト１の車体座標系の原点を基準として、対象５１の位置を算出する。より詳しくは、位置算出部１０５は、フォークリフト１の車体座標系の原点を基準として、識別部１０２によって決定された対象５１の基準点５１Ｒの上下方向の位置（高さ）を算出する。実施形態において、対象５１の基準点５１Ｒは、対象５１の正面５１Ｆに有する一対のフォーク挿し込み穴５４の各々を結ぶ線分の中心である。対象５１の基準点５１Ｒは、識別部１０２がフォーク挿し込み穴５４を識別した際、識別部１０２によって物体センサ７の物体検出データに基づいて決定される。

選択部１０６は、ステップＳ５において位置算出部１０５により算出された距離Ｄに基づいて、記憶部１１３に記憶されている複数の経路データから１つの経路データを選択する（ステップＳ６）。

図１５は、実施形態に係る距離Ｄと経路データとの関係を模式的に示す図である。記憶部１１３は、複数の経路データを記憶する。経路データのそれぞれは、走行自動制御におけるフォークリフト１の目標経路６０を含む。経路データは、フォークリフト１を第２方向に向かって走行させる走行条件を規定する。経路データは、対象５１の正面に対して直行する方向にフォークリフト１を走行させる走行条件を規定する。図１５に示す例において、記憶部１１３に記憶されている目標経路６０は、第１目標経路６１と、第２目標経路６２とを含む。

目標経路６０は、自動モードにおけるフォークリフト１の目標位置の集合体である。フォークリフト１の目標位置を含む目標経路６０は、例えば車体座標系において規定される。

目標経路６０は、目標経路６０が開始する開始点６０Ｓと、目標経路６０が終了する終了点６０Ｅと、開始点６０Ｓから延びる第１走行経路６０Ａと、フォークリフト１を第２方向に向かって走行させるように終了点６０Ｅへ延びる第２走行経路６０Ｂと、第１走行経路６０Ａと第２走行経路６０Ｂとを繋ぐ曲線経路６０Ｃとを含む。第１走行経路６０Ａは、開始点６０Ｓからの曲線長に比例して曲率が増加するクロソイド曲線に沿った経路である。第２走行経路６０Ｂは、終了点６０Ｅからの曲線長に比例して曲率が増加するクロソイド曲線に沿った経路である。曲線経路６０Ｃは、第１走行経路６０Ａの終端部と第２走行経路６０Ｂの前端部とを繋ぐ円弧状の経路である。第１走行経路６０Ａの曲率は、開始点６０Ｓから第１走行経路６０Ａの終端部に向かって増加する。第２走行経路６０Ｂの曲率は、終了点６０Ｅから第２走行経路６０Ｂの始端部に向かって増加する。第１走行経路６０Ａの終端部と曲線経路６０Ｃの始端部とが結ばれる。曲線経路６０Ｃの終端部と第２走行経路６０Ｂの始端部とが結ばれる。曲線経路６０Ｃの曲率と、第１走行経路６０Ａの終端部における曲率と、第２走行経路６０Ｂの始端部における曲率とは、等しい。目標経路６０の曲率は、開始点６０Ｓから第１走行経路６１Ａの終端部、曲線経路６０Ｃ、及び第２走行経路６１Ｂの始端部を経て、終了点６０Ｅに至るまで、連続的に変化する。目標経路６０は、滑らに曲がる経路を形成する。

複数の目標経路６０のそれぞれにおいて、第２方向におけるフォークリフト１と対象５１との距離が異なる。複数の目標経路６０のそれぞれにおいて、曲線経路６０Ｃの曲率が異なる。図１５に示す例において、第２方向における第１目標経路６１のフォークリフト１と対象５１との距離Ｄ１は、第２方向における第２目標経路６２のフォークリフト１と対象５１との距離Ｄ２よりも短い。第１目標経路６１の曲線経路６０Ｃの曲率１／ｒ_６１は、第２目標経路６２の曲線経路６０Ｃの曲率１／ｒ_６２よりも大きい。

選択部１０６は、ステップＳ５において位置算出部１０５により算出された距離Ｄに基づいて、記憶部１１３に記憶されている複数の経路データから１つの経路データを選択する。位置算出部１０５により算出された距離Ｄが第１目標経路６１の開始点６０Ｓと対象５１との距離Ｄ１に同一又は近似する場合、選択部１０６は、記憶部１１３に記憶されている複数の経路データから第１目標経路６１を規定する第１の経路データを選択する。位置算出部１０５により算出された距離Ｄが第２目標経路６２の開始点６０Ｓと対象５１との距離Ｄ２に同一又は近似する場合、選択部１０６は、記憶部１１３に記憶されている複数の経路データから第２目標経路６２を規定する第２の経路データを選択する。

なお、図１５に示した例において、経路データは２種類であるが、経路データは３種類でもよいし、４種類以上の任意の複数種類でもよい。

経路生成部１０７は、ステップＳ６において選択部１０６により選択された経路データに基づいて、経路を生成する（ステップＳ７）。

経路生成部１０７は、フォークリフト１の車体座標系における対象５１の基準点５１Ｒの位置を決定する。経路生成部１０７は、選択部１０６により選択された目標経路６０の終了点６０Ｅと対象５１の基準点５１Ｒとの第１方向における位置が一致するように、且つ、選択部１０６により選択された目標経路６０の開始点６０Ｓとフォークリフト１の車体座標系の原点１Ｇとの第２方向における位置が一致するように目標経路６０を配置する。経路生成部１０７は、目標経路６０の終了点６０Ｅと対象５１の基準点５１Ｒとを結ぶ直線経路６３を生成する。

作業機制御部１１１は、作業機負荷センサ４９の検出データに基づいて、作業機４を所定の姿勢に調整する（ステップＳ８）。

作業機制御部１１１は、作業機負荷センサ４９の検出データに基づいて、フォークリフト１のフォーク４３に運搬物が支持されていないと判定した場合、ステップＳ５において位置算出部１０５により算出された対象５１の位置に基づいて、作業機４の所定の姿勢を決定する。具体的には、作業機制御部１１１は、ステップＳ５において位置算出部１０５により算出された対象５１の基準点５１Ｒの上下方向の位置（高さ）に基づいて、対象５１の基準点５１Ｒが第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄ内に入るように、作業機４の所定の姿勢を決定する。

第２前方センサ７Ｄは、作業機４に取り付けられている。そのため、作業機４の姿勢により、第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄの向きが変化する。例えば、マスト４１の傾動角度により、第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄの指向方向が変化する。そのため、作業機４の姿勢が適切でない場合、第２前方センサ７Ｄが基準点５１Ｒを検出できない可能性がある。

図１６は、実施形態に係る作業機４を所定の姿勢に調整している状態を模式的に示す図である。実施形態においては、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令が制御指令受信部１０３により受信され、自動モードが開始された場合、作業機制御部１１１は、ステップＳ５において位置算出部１０５により算出された対象５１の基準点５１Ｒの位置Ｈ（高さ）に基づいて、識別部１０２が識別した対象５１の基準点５１Ｒが第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄ内に入るように、作業機４の姿勢を調整する。

走行制御部１１０は、ステップＳ７において経路生成部１０７により生成された経路に基づいて、走行装置１４を制御する（ステップＳ９）。

図１７は、実施形態に係る生成された経路６５に基づいて対象５１に接近するように走行するフォークリフト１を模式的に示す図である。図１７に示すように、走行制御部１１０は、ステップＳ７において生成された経路６５に基づいて、対象５１に正対して接近するように走行装置１４を制御する。走行制御部１１０は、第１方向に進行するフォークリフト１が旋回して、第２方向へ進行しながら対象５１に接近するように走行装置１４を制御する。

自動モードにおいて、フォークリフト１は、操舵が自動制御される。走行制御部１１０は、ステアリングセンサ１４４の検出データに基づいて、経路データにより規定される目標経路６０及び経路生成部１０７により生成された直線経路６３に従ってフォークリフト１が走行するように、ステアリングシリンダ１４２を制御する。自動モードにおいて、フォークリフト１の進行及び制動は、オペレータによるアクセルペダル１５４及びブレーキペダル１５５の操作により行われる。すなわち、走行自動制御において、フォークリフト１の操舵は、目標経路６０に基づいて自動的に行われ、フォークリフト１の進行及び制動は、オペレータの運転操作に基づいて手動的に行われる。なお、自動モードにおいて、フォークリフト１の進行及び制動も自動的に行われてもよい。

経路データは、第１走行経路６０Ａ、曲線経路６０Ｃ、及び第２走行経路６０Ｂのそれぞれを走行するときのフォークリフト１の制限速度を含む。制限速度は、目標経路６０に従って走行するフォークリフト１が目標経路６０から逸脱しないように予め定められる。例えば、オペレータがアクセルペダル１５４を大きく踏み込んでも、走行制御部１１０は、車速センサ１４３の検出データに基づいて、フォークリフト１の走行速度が制限速度を上回らないように走行装置１４を制御する。

曲線経路６０Ｃの制限速度は、第１走行経路６０Ａの制限速度よりも低い。第２走行経路６０Ｂの制限速度は、曲線経路６０Ｃの制限速度よりも低い。すなわち、フォークリフト１が対象５１に接近するほど制限速度が低くなる。

実施形態において、曲線経路６０Ｃの曲率が大きいほど制限速度は低い。図１５に示す例においては、第１目標経路６１の曲線経路６０Ｃを走行するときのフォークリフト１の制限速度は、第２目標経路６２の曲線経路６０Ｃを走行するときのフォークリフト１の制限速度よりも低い。すなわち、曲線経路６０Ｃの曲がり具合がきついほど、フォークリフト１の走行速度が高くならないように、制限速度が定められる。

フォークリフト１が目標経路６０に従って走行するとき、方位角算出部１０８は、左側方センサ７Ａの物体検出データ及び第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、左側方センサ７Ａを基準とした対象５１の方位角、及び第２前方センサ７Ｄを基準とした対象５１の方位角を算出する。（ステップＳ１０）。

図１８、図１９、及び図２０のそれぞれは、実施形態に係るフォークリフト１が対象５１に接近している状態を模式的に示す図である。図１８は、フォークリフト１が第１方向に向かって走行している状態を示す。図１９は、フォークリフト１が第１方向から第２方向に向かって旋回している状態を示す。図２０は、フォークリフト１が第２方向に向かって走行している状態を示す。

図１８、図１９、及び図２０に示すように、方位角算出部１０８は、左側方センサ７Ａを基準とした対象５１の方位角として、左側方センサ７Ａの指向方向を示す第１方向線ＬＡ１と、左側方センサ７Ａと対象５１の基準点５１Ｒとを結ぶ第２方向線ＬＡ２とがなす第１角度θａを算出する。方位角算出部１０８は、第２前方センサ７Ｄを基準とした対象５１の方位角として、第２前方センサ７Ｄの指向方向を示す第３方向線ＬＣ１と、第２前方センサ７Ｄと対象５１の基準点５１Ｒとを結ぶ第４方向線ＬＣ２とがなす第２角度θｃを算出する。

方位角算出部１０８は、算出した第１角度θａと第２角度θｃとを比較して、第２角度θｃが第１角度θａ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１において、第２角度θｃが第１角度θａよりも大きいと判定された場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、コントローラ１００は、ステップＳ１０の処理に戻る。識別部１０２は、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて、対象５１を識別し続けることができる。

ステップＳ１１において、第２角度θｃが第１角度θａ以下であると判定された場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、切換部１０９は、対象５１の識別に使用される物体センサ７の物体検出データを、左側方センサ７Ａの物体検出データから第２前方センサ７Ｄの物体検出データに切り換える（ステップＳ１２）。

実施形態において、フォークリフト１が走行路５９を第１方向に向かって走行しているときのフォークリフト１と対象５１との相対角度αは、実質的に９０度となる。フォークリフト１が第１方向から第２方向に向かって走行することにより、フォークリフト１と対象５１との相対角度αは、９０度から徐々に小さくなる。フォークリフト１が対象５１の正面に正対するときのフォークリフト１と対象５１との相対角度αは、実質的に０度となる。

図１８に示すように、フォークリフト１が第１方向に向かって走行しているとき、左側方センサ７Ａは、対象５１を検出することができる。すなわち、フォークリフト１と対象５１との相対角度αが大きいとき、左側方センサ７Ａの検出範囲７０Ａ内に対象５１があるため、左側方センサ７Ａは、対象５１を検出することができる。

図１９に示すように、フォークリフト１が、第１方向から第２方向へ向かって旋回すると、左側方センサ７Ａ及び第２前方センサ７Ｄの両方が、対象５１を検出することができる。すなわち、フォークリフト１と対象５１との相対角度αが９０度から徐々に小さくなると、左側方センサ７Ａの検出範囲７０Ａ内、且つ、第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄ内に対象５１があるため、左側方センサ７Ａ及び第２前方センサ７Ｄの両方が、対象５１を検出することができる。

図２０に示すように、フォークリフト１が第２方向へ向かって走行しているとき、左側方センサ７Ａは、対象５１を検出できない可能性がある。すなわち、フォークリフト１と対象５１との相対角度αが０度に近づくと、左側方センサ７Ａの検出範囲７０Ａの外に対象５１があるため、左側方センサ７Ａは、対象５１を検出できない。一方、フォークリフト１と対象５１との相対角度αが０度に近づくと、第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄ内に対象５１があるため、第２前方センサ７Ｄは、対象５１を検出することができる。

このように、フォークリフト１と対象５１との相対角度αにより、対象５１を検出することができる物体センサ７が変化するため、切換部１０９は、方位角算出部１０８の判定に基づいて、対象５１の識別に使用される物体センサ７の物体検出データを、左側方センサ７Ａの物体検出データから第２前方センサ７Ｄの物体検出データに切り換える。

識別部１０２は、第２角度θｃが第１角度θａよりも大きい場合、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて対象５１を識別する。識別部１０２は、第２角度θｃが第１角度θａ以下である場合、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて対象５１を識別する。これにより、フォークリフト１が旋回しても、識別部１０２は、左側方センサ７Ａの物体検出データ及び第２前方センサ７Ｄの物体検出データのいずれか一方に基づいて、対象５１を識別し続けることができる。

識別部１０２は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、フォークリフト１が対象５１の正面に配置されたか否かを判定する。すなわち、識別部１０２は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、フォークリフト１が対象５１の正面５１Ｆに正対したか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ステップＳ１３において、フォークリフト１が対象５１の正面５１Ｆに配置されていないと判定された場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、コントローラ１００は、ステップＳ８の処理に戻る。

ステップＳ１３において、フォークリフト１が対象５１の正面５１Ｆに配置されたと判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、走行自動制御が解除される（ステップＳ１４）。

出力制御部１１２は、フォークリフト１が対象５１の正面５１Ｆに配置された時点において、出力装置１６から出力データを出力させる。実施形態において、出力制御部１１２は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいてフォークリフト１が対象５１の正面５１Ｆに配置されたと判定された時点において、音声出力装置１６２から音声データとしてブザー音を出力させる。これにより、オペレータは、フォークリフト１が対象５１の正面５１Ｆに正対したことを認識することができる。

走行自動制御が解除された後、オペレータは、作業機自動制御を開始するために、自動モード開始スイッチ１５７を操作する。制御指令受信部１０３は、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信する（ステップＳ１５）。

制御指令受信部１０３が自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信することにより、作業機自動制御が開始される。

出力制御部１１２は、制御指令受信部１０３が自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信した時点において、出力装置１６から出力データを出力させる。実施形態において、出力制御部１１２は、制御指令受信部１０３が自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信した時点において、音声出力装置１６２から音声データとしてブザー音を出力させる。これにより、オペレータは、作業機自動制御が開始されたことを認識することができる。

作業機制御部１１１は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、フォーク４３の先端部の位置と一対のフォーク挿し込み穴５４の位置とが一致するように、作業機４を制御する。すなわち、作業機制御部１１１は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、フォーク４３と対象５１の一対のフォーク挿し込み穴５４との距離が予め定められている所定値以下になるように、フォーク４３の位置及び姿勢を制御する。作業機制御部１１１は、フォーク４３の先端部の位置と一対のフォーク挿し込み穴５４の位置とが一致するように、リフトシリンダ４５１、チルトシリンダ４５２、及びサイドシフトシリンダ４５３の少なくとも一つを制御する（ステップＳ１６）。

出力制御部１１２は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、フォーク４３の先端部の位置と一対のフォーク挿し込み穴５４の位置とが一致したと判定された時点において、出力装置１６から出力データを出力させる。実施形態において、フォーク４３と対象５１の所定部位である一対のフォーク挿し込み穴５４との距離が予め定められている所定値以下になった時点において、音声出力装置１６２から音声データとしてブザー音を出力させる。これにより、オペレータは、フォーク４３の先端部の位置と一対のフォーク挿し込み穴５４の位置とが一致したことを認識することができる。

［効果］
以上説明したように、車体２と、車体２の前方に配置されるように車体２に支持され、車体２に対して移動可能なフォーク４３を有する作業機４と、を備えるフォークリフト１は、フォーク４３とともに移動するように作業機４の少なくとも一部に取り付けられ、物体を検出する第２前方センサ７Ｄと、作業機４にかかる負荷を検出する作業機負荷センサ４９と、作業機４を制御するコントローラ１００と、作業機４の制御を開始させる制御指令を生成する操作装置である自動モード開始スイッチ１５７と、を備える。コントローラ１００は、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令を受信し、且つ、作業機負荷センサ４９の検出データに基づいて、作業機４に運搬物が支持されていないと判定した場合、作業機４を所定の姿勢に調整した後、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、作業機４を制御する作業機制御部１１１と、を有する。

実施形態によれば、自動モード開始スイッチ１５７からの制御指令が制御指令受信部１０３により受信され、自動モードが開始された場合、作業機制御部１１１は、作業機負荷センサ４９の検出データに基づいて、フォークリフト１のフォーク４３に運搬物が支持されているか否かを判定する。フォークリフト１のフォーク４３に運搬物が支持されていないと判定した場合、作業機制御部１１１は、作業機４が所定の姿勢に調整する。作業機４が所定の姿勢に調整されることにより、作業機４に取り付けられている第２前方センサ７Ｄの姿勢が調整される。これにより、切換部１０９によって、対象５１の識別に使用される物体センサ７の物体検出データが左側方センサ７Ａの物体検出データから第２前方センサ７Ｄの物体検出データに切り換えられる前に、作業機制御部１１１が第２前方センサ７Ｄの姿勢を調整するので、対象５１の識別に使用される物体センサ７の物体検出データが左側方センサ７Ａの物体検出データから第２前方センサ７Ｄの物体検出データに切り換わった後も、第２前方センサ７Ｄによって荷役作業の対象５１を適切に検出することができる。そのため、コントローラ１００は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、荷役作業を自動的に行うことができる。

実施形態において、フォークリフト１は、車体２の側部に取り付けられ、物体を検出する左側方センサ７Ａを備える。コントローラ１００は、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて、検出された物体を対象５１として識別する識別部１０２と、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて、フォークリフト１の車体座標系の原点を基準として、識別部１０２が識別した対象５１の位置を算出する位置算出部１０５と、を有する。作業機制御部１１１は、位置算出部１０５により算出された対象５１の位置に基づいて、作業機４の所定の姿勢を決定する、これにより、作業機制御部１１１は、位置算出部１０５により算出された対象５１の位置（高さ）に基づいて、対象５１が第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄ内に入るように、作業機４の姿勢を調整することができる。

実施形態において、識別部１０２は、左側方センサ７Ａの物体検出データに基づいて、対象５１の基準点５１Ｒを決定する。作業機制御部１１１は、対象５１の基準点５１Ｒの位置に基づいて、識別部１０２が識別した対象５１の基準点５１Ｒが第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄ内に入るように、作業機４の所定の姿勢を決定する。これにより、作業機制御部１１１は、位置算出部１０５により算出された対象５１の位置（高さ）に基づいて、識別部１０２が決定した対象５１の基準点５１Ｒが第２前方センサ７Ｄの検出範囲７０Ｄ内に入るように、作業機４の姿勢を調整することができる。作業機制御部１１１は、第２前方センサ７Ｄの物体検出データに基づいて、フォーク４３の先端部の位置とフォーク挿し込み穴５４の位置とが一致するように、作業機４を制御することができる。

［その他の実施形態］
上述の実施形態においては、走行路５９を第１方向に走行するフォークリフト１の左側に、荷役作業を自動的に行うための対象が配置され、左側方センサ７Ａが対象を検出することとした。走行路５９を第１方向に走行するフォークリフト１の右側に、荷役作業を自動的に行うための対象が配置される場合、対象は右側方センサ７Ｂに検出される。識別部１０２は、右側方センサ７Ｂの物体検出データに基づいて、対象を識別する。

上述の実施形態においては、フォークリフト１の動力源１１がエンジンであることとしたが、これに限定されない。例えば、フォークリフト１の動力源１１は、電力を供給するバッテリであってもよい。この場合、走行モータ１４１は、電動モータでもよい。また、油圧ポンプ１２は、電動モータによって駆動されてもよい。

上述の実施形態においては、自動モード許可スイッチ１５６と自動モード開始スイッチ１５７とが別々のスイッチであることとしたが、これに限定されない。例えば、自動モード許可スイッチ１５６と自動モード開始スイッチ１５７とが同一のスイッチでもよい。１つのスイッチが操作されることにより、荷役作業を自動的に行うための対象を識別する処理を開始させる制御指令が生成され、更に操作されることにより、走行自動制御又は作業機自動制御を開始させる制御指令が生成されてもよい。

上述の実施形態においては、キャブ３に搭乗したオペレータがフォークリフト１を操作可能であることとしたが、これに限定されない。例えば、フォークリフト１を操作する操作装置がフォークリフト１の遠隔地に配置され、フォークリフト１が遠隔操作されてもよい。

上述の実施形態においては、自動モード開始スイッチ１５７が操作されるまで、フォークリフト１は、手動モードで前進するとしたが、これに限定されない。例えば、フォークリフト１は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などの自車位置を検出するための測位システムを備え、対象の位置情報を含む地図データと自車位置とを参照しながら目的の対象まで自動で走行してもよい。また、決定部１０４は、目的の対象が識別部１０２によって識別されたと判定された場合、荷役作業を自動的に行うための対象を決定してもよい。

上述の実施形態においては、走行自動制御の際、フォークリフト１の進行及び制動は、オペレータの運転操作に基づいて手動的に行われるとしたが、これに限定されない。走行制御部１１０は、フォークリフト１の進行及び制動を制御してもよい。走行制御部１１０は、経路データに含まれるフォークリフト１の制限速度に基づいて、フォークリフト１の進行及び制動を制御してもよい。

１…フォークリフト（荷役車両）、１Ｇ…原点、２…車体、３…キャブ、４…作業機、５…車輪、５Ｆ…前輪、５Ｒ…後輪、６…カウンタウエイト、７…物体センサ、７Ａ…左側方センサ、７Ｂ…右側方センサ、７Ｃ…第１前方センサ、７Ｄ…第２前方センサ、８…フェンダ、１０…制御システム、１１…動力源、１２…油圧ポンプ、１３…制御弁ユニット、１４…走行装置、１５…操作装置、１６…出力装置、３６…シンボル、３７…シンボル、４１…マスト、４２…ブラケット、４３…フォーク、４３Ａ…第１のフォーク、４３Ｂ…第２のフォーク、４５…作業機駆動装置、４６…リフトセンサ、４７…チルトセンサ、４８…サイドシフトセンサ、４９…作業機負荷センサ、５０…対象、５０Ｆ…正面、５１…対象、５１Ｆ…正面、５１Ｒ…基準点、５２…対象、５２Ｆ…正面、５３…対象、５４…フォーク挿し込み穴、５５…荷置きスペース、５９…走行路、６０…目標経路、６０Ａ…第１走行経路、６０Ｂ…第２走行経路、６０Ｃ…曲線経路、６０Ｅ…終了点、６０Ｓ…開始点、６１…第１目標経路、６２…第２目標経路、６３…直線経路、６５…経路、７０…検出範囲、７０Ａ…検出範囲、７０Ｂ…検出範囲、７０Ｃ…検出範囲、７０Ｄ…検出範囲、７１…カメラ、７２…３次元センサ、１００…コントローラ、１０１…検出データ取得部、１０２…識別部、１０３…制御指令受信部、１０４…決定部、１０５…位置算出部、１０６…選択部、１０７…経路生成部、１０８…方位角算出部、１０９…切換部、１１０…走行制御部、１１１…作業機制御部、１１２…出力制御部、１１３…記憶部、７１０…撮像範囲、７２０…測定範囲、１３１…走行制御弁、１３２…ステアリング制御弁、１３３…作業機制御弁、１４１…走行モータ、１４２…ステアリングシリンダ、１４３…車速センサ、１４４…ステアリングセンサ、１５１…ステアリングホイール、１５２…作業機レバー、１５３…前後進切換レバー、１５４…アクセルペダル、１５５…ブレーキペダル、１５６…自動モード許可スイッチ、１５７…自動モード開始スイッチ、１６１…表示装置、１６２…音声出力装置、４５１…リフトシリンダ、４５２…チルトシリンダ、４５３…サイドシフトシリンダ、１０００…コンピュータシステム、１００１…プロセッサ、１００２…メインメモリ、１００３…ストレージ、１００４…インターフェース、ＬＡ１…第１方向線、ＬＡ２…第２方向線、ＬＣ１…第３方向線、ＬＣ２…第４方向線、α…相対角度、θａ…第１角度、θｃ…第２角度。

Claims (4)

1. 車体と、前記車体の前方に配置されるように前記車体に支持され、前記車体に対して移動可能なフォークを有する作業機と、を備える荷役車両を制御するためのシステムであって、
   前記フォークとともに移動するように前記作業機の少なくとも一部に取り付けられ、物体を検出する前方センサと、
   前記作業機にかかる負荷を検出する作業機負荷センサと、
   前記作業機を制御するコントローラと、
   前記作業機の制御を開始させる制御指令を生成する操作装置と、を備え、
   前記コントローラは、
   前記制御指令を受信し、且つ、前記作業機負荷センサの検出データに基づいて、前記作業機に運搬物が支持されていないと判定した場合、前記作業機を所定の姿勢に調整した後、前記前方センサの物体検出データに基づいて、前記作業機を制御する作業機制御部、を有する、
   システム。
2. 前記車体の側部に取り付けられ、前記物体を検出する側方センサを備え、
   前記コントローラは、
   前記側方センサの物体検出データに基づいて、検出された物体を対象として識別する識別部と、
   前記側方センサの物体検出データに基づいて、前記荷役車両の車体座標系の原点を基準として、前記識別部が識別した対象の位置を算出する位置算出部と、を有し、
   前記作業機制御部は、前記対象の位置に基づいて、前記所定の姿勢を決定する、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記識別部は、前記側方センサの検出データに基づいて、前記対象の基準点を決定し、
   前記作業機制御部は、前記対象の基準点の位置に基づいて、前記識別部が決定した前記対象の基準点が前方センサの検出範囲内に入るように前記所定の姿勢を決定する、
   請求項２に記載のシステム。
4. 車体と、前記車体の前方に配置されるように前記車体に支持され、前記車体に対して移動可能なフォークを有する作業機と、を備える荷役車両を制御するための方法であって、
   前記フォークとともに移動するように前記作業機の少なくとも一部に取り付けられた前方センサで物体を検出し、
   前記作業機にかかる負荷を作業機負荷センサで検出し、
   前記作業機の制御を開始させる制御指令を生成し、
   前記制御指令を受信し、且つ、前記作業機負荷センサの検出データに基づいて、前記作業機に運搬物が支持されていないと判定した場合、前記作業機を所定の姿勢に調整した後、前記前方センサの物体検出データに基づいて、前記作業機を制御する、
   方法。

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