JP4281067B2 - 搬送車システム - Google Patents

Description

この発明は、天井走行車や有軌道台車、地上を無軌道で走行する無人搬送車などを用いたシステムに関し、特に搬送車間の通信に関する。

天井走行車や有軌道台車、無人搬送車などの搬送車を用いたシステムでは、搬送車に設けたビームセンサで先行搬送車を検出し、追突を防止する。しかしビームセンサは指向性の強いセンサなので分岐部や合流部、カーブ区間などでの追突の防止には限界がある。そこで分岐部や合流部、カーブ区間、袋小路区間などに対して、搬送車コントローラによりブロッキング制御を行い、同時に１つの区間に進入する搬送車を１台に制限する（特許文献１）。

しかしながらこのような制御は、搬送車コントローラの制御下に１台ずつ搬送車を通過させる制御で、搬送車コントローラの負担が大きく、通信量も多くなる。またデッドロックを生じないためには、複雑な制御が必要になる。発明者は、このような問題を分岐部や合流部等の走行に対して自立分散的な制御を行えば解決できると考えて、この発明に到った。そして自立分散制御の前提は、コントローラを介さずに、搬送車間で直接ローカルな通信ができることである。
特許３２１２０２９号

この発明の基本的課題は、搬送車間の衝突を防止するための新たな構成を提供することにある。
この発明での追加の課題は、搬送車間の衝突を確実に防止することにある。
請求項２の発明での追加の課題は、搬送車間の衝突を更に確実に防止できるようにすることにある。

この発明の搬送車システムは、搬送車の後方にＲＦタグを設けると共に、無線により前記ＲＦタグに電力を供給すると共に前記ＲＦタグのデータを読み取るＲＦタグリーダを、搬送車の前方に設けることにより、先行の搬送車のＲＦタグを後行の搬送車のＲＦタグリーダで読み取るようにし、さらに搬送車に、読み取ったＲＦタグからの情報に基づいて、搬送車間の衝突を回避するように搬送車の走行制御を行うための制御手段を設けたものである。ここでＲＦタグ及びＲＦタグリーダを搬送車の前後双方に設けても良い。

好ましくは、各搬送車にさらに、ＲＦタグライタと走行ルートを記憶したマップとを設けて、自車のＲＦタグに前記マップ上の自車の位置に関する位置情報を書き込むようにする。

また好ましくは、後行の搬送車は、前記ＲＦタグリーダで先行の搬送車の前記ＲＦタグを読み取ると、前記制御手段により先行の搬送車との衝突を回避するように走行制御を行う。

この発明では、搬送車にＲＦタグリーダを設けて、先行する搬送車のＲＦタグを読み取る。ビームセンサなどに比べて、ＲＦタグとＲＦタグリーダとを用いると、障害物の形状自体を検出するのではないので、処理装置などを先行する搬送車と誤認識することがない。また搬送車コントローラの介在無しに、ＲＦタグを読み取ることにより搬送車は自立的に衝突を回避できる。

各搬送台車にＲＦタグを設けると、後行の搬送車は先行の搬送車のＲＦタグを読み取ることにより、先行の搬送車との衝突を回避できる。特にＲＦタグは読み取り可能な角度範囲が広いので、カーブ区間での衝突を確実に防止でき、しかも衝突の防止にコントローラの介在を必要としない。更に分岐部の場合、先行の搬送車が分岐部を直進しても分岐しても、後行の搬送車からＲＦタグを読み取れるので、分岐部での衝突を自立的に防止できる。このため例えば、コントローラは分岐部でのブロッキング制御を行わなくても良い。

各搬送台車にＲＦタグとＲＦタグリーダと走行ルートを記憶したマップとを設けて、自車の位置情報を書き込んで例えば定期的に更新する。後行の搬送車は先行の搬送車のＲＦタグを読み出してマップを参照すると、走行ルートが同一かどうかと、走行ルートが同一の場合の車間距離とを知ることができ、衝突を確実に回避できる。

またＲＦタグリーダが先行する搬送車のＲＦタグを読み取ることができる範囲は、ＲＦタグリーダのアンテナの構造やＲＦ出力などにより調整できる。そこで追突を回避すべき範囲をＲＦタグを読み取ることができる範囲として、先行する搬送車のＲＦタグを読み取ると、停止または減速するようにしても良い。

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。

図１〜図３に、実施例を示す。図において、２は搬送車システムで、４は例えばインターベイのメインルートで、６はイントラベイルートである。８は特定区間で、例えば区間内に滞在できる搬送車２０の台数が１台に制限されている区間で、他に合流部や袋小路区間なども特定区間と見なす。１０，１２は分岐部で、１１，１３は合流部、前記の特定区間８は例えば分岐部１２と合流部１３の間の区間である。なお合流部１１，１３も特定区間と見なす。１４，１５は特定区間８に設けた処理装置のロードポートで、２０ａ，２０ｂは、先行と後行の搬送車である。

搬送車の種類は任意であるが、ここでは天井走行車とし、ルート４，６や特定区間８はクリーンルームの天井付近に沿って設けた走行レールから成るものとする。搬送車２０の例えば後側にＲＦタグ２２を設け、前方にＲＦタグリーダ２４を設ける。なおＲＦタグリーダ２４は、少なくともＲＦタグ２２のデータを読み取れれば充分であるが、実施例では、ＲＦタグリーダ／ライタとする。またＲＦタグ２２を搬送車２０ａ，２０ｂの後側にのみ設けるのではなく例えば前後双方に設け、これに対応してＲＦタグリーダ２４も搬送車２０ａ，２０ｂの前後双方に設けても良い。ＲＦタグは、無線により電力を供給すると共に、読み取りや書き込みを行うタグで、読み取りや書き込みが容易で、読み取り時や書き込み時の指向性が低い。

ＲＦタグリーダ２４の読み取り範囲は図１の２５，２６のようになり、衝突が問題になる範囲に先行の搬送車２０ａが存在する場合、直進区間でも分岐区間でもＲＦタグ２２を読み取ることができる。例えば分岐部１０，１２の場合、先行の搬送車２０ａが直進しても分岐しても、後行の搬送車２０ｂでＲＦタグを読み取ることができる。ＲＦタグリーダ２４がＲＦタグ２２を読み取る際の指向性や通信範囲などは、アンテナの構造やＲＦ出力などにより任意に調整できる。ＲＦタグ２２には、搬送車２０ａ，２０ｂの位置データを所定の時間毎に書き込み、後行の搬送車で先行の搬送車の位置データを読み出し、車間距離を求めて追突を回避する。なおＲＦタグ２２に位置データを書き込まず、ＲＦタグリーダ２４によりＲＦタグを読み取れる範囲を追突を回避すべき範囲として、前方に他の搬送車が存在すれば、一律に停止または減速するようにしてもよい。

搬送車２０ａ，２０ｂにはドッグセンサ２７を設けて、メインルート４やイントラベイルート６などに沿って設けた図示しないドッグを読み取り、これを基に現在位置を求める。そしてドッグとドッグとの間では、搬送車の走行制御系のエンコーダの値などを用いて、現在位置を求め、１０ｍ秒〜１秒程度の所定時間間隔で、ＲＦタグ２２の位置データを更新する。２８は通信インターフェースで、移動体通信により、搬送車間の通信と搬送車コントローラ３２と通信する。

合流部１１，１３では、先行の搬送車の後部のＲＦタグを読み取って、衝突回避を行うのに適しない場合がある。例えば２台の搬送車がほぼ並行して合流部に進入すると、搬送車の前面同士で衝突する恐れがある。そこで合流部１１，１３の入口側に、地上側固定のＲＦタグ３０を設け、合流部に進入する前に搬送車はＲＦタグ３０を読み込んで、占有する旨が書き込まれている場合は進入せず、占有されていない場合は、占有する旨をＲＦタグ３０に書き込んで進入する。そして合流部１１，１３を通過し終わると、適宜の書き込み部３１から占有を解除する旨をＲＦタグ３０に書き込む。後側のＲＦタグ３０に搬送車から書き込みが可能であれば、書き込み部３１はなくても良い。

同様の制御を特定区間８に対して行う。例えば特定区間８の入口側の分岐部１２にＲＦタグ３０を設け、特定区間８に進入する前に搬送車は特定区間が先行の搬送車で占有されていないかどうかをチェックする。占有されていない場合、ＲＦタグ３０に占有する旨を書き込んで特定区間８に進入し、特定区間８を脱出すると、その旨を書き込み部３１から書き込んで、ＲＦタグ３０の占有データを抹消する。

図２に搬送車２０の制御系を示すと、走行制御部３４はサーボモータＭ１に対する走行制御を行い、特にＲＦタグリーダ２４の情報により、衝突を回避するように制御する。移載制御部３６は図示しない昇降台の昇降制御用にサーボモータＭ２を駆動し、物品のチャックと解放や横送りなどのためのサーボモータＭ３を駆動する。位置認識部３８は前記のドッグセンサの信号と、サーボモータＭ１の走行距離とを用いて、所定の時間間隔で現在位置を認識する。通信インターフェース２８は他の搬送車や搬送車コントローラ３２と通信し、マップ４０には走行ルートのマップと各ポイント間の走行距離が記載されている。

ＲＦタグリーダ２４は先行の搬送車のＲＦタグを読み取り、特にその位置データを読み取って衝突回避を行う。ＲＦタグの位置データは、マップ４０に記載された走行ルート中のポイント（物理的にはドッグに対応）のＩＤと、ポイントからの距離とを示している。そこで後行の搬送車は先行の搬送車のＲＦタグを読み取ると、どの走行ルートのどの位置かが判明し、異なるルートで有れば衝突の恐れはない。また同じルートの場合、車間距離が判明するので、これから衝突を回避できる。

合流部１１，１３へ進入する際や、特定区間８に進入する際に、ＲＦタグ３０に占有済みとのデータが記載されているかどうかをチェックし、占有されていない場合、占有済みとのデータを書き込んで進入する。そして合流部１１，１３の走行を終了し、あるいは特定区間８から脱出すると、書き込み部３１からＲＦタグ３０の占有データを抹消する。ライタ４２は自機のＲＦタグ２２に書き込みを行い、特に所定の時間間隔で位置認識部３８で求めた現在位置を書き込む。

図３に、実施例での衝突回避アルゴリズムを示す。なおこれ以外の走行制御や、搬送指令の割付、移載の制御などのアルゴリズムは、実施例と直接関係がないので省略する。搬送車は先行する搬送車のＲＦタグを読み込み、位置データを抽出して、自機との車間距離などを求めて、衝突を回避する。そして所定の時間毎に自機のＲＦタグの位置情報を更新する。合流部などの特定区間にさしかかると、その入口側でＲＦタグを読み込み、占有されているかどうかをチェックする。占有されている場合には占有が解除されるまで待ち、占有されていないと特定区間に進入して、その入口側のＲＦタグに占有する旨を書き込む。そして特定区間を通過し終わると、占有の解除を書き込む。

実施例では天井走行車を例としたが、有軌道台車や無人搬送車、あるいは同じ走行レール上を走行する複数のスタッカークレーンなどの、搬送車間通信にも利用できる。通信の目的は衝突の回避に限らない。例えば先行の搬送車が後行の搬送車に対して自己の行き先や、正常／低速走行中／故障で停止中、などの状態を書き込むと、後行の搬送車は、このデータから走行ルートの変更の要否を判断できる。また走行ルートに異常が生じている個所や渋滞情報などを、ＲＦタグとＲＦタグリーダとを通じて、搬送車間で通信することもできる。さらに搬送車間で、相手方のＲＦタグに書き込みを行うと便利がことがある。例えば後行の搬送車が優先搬送を行っている場合、後行の搬送車のライタ兼用のＲＦタグリーダから先行の搬送車のＲＦタグに、優先搬送中であることと行く先とを書き込む。この場合、先行の搬送車のリーダ兼用のライタはその旨を読み出し、分岐が可能な位置で分岐する旨を自機のＲＦタグに書き込んで、後行の搬送車に読み出させて分岐する。このようにすると、衝突の回避以外により一般的な自立的な走行制御ができる。

実施例の搬送車システムのレイアウトを模式的に示す平面図 実施例で用いた搬送車の制御系を示すブロック図 実施例での衝突回避アルゴリズムを示すフローチャート

符号の説明

２ 搬送車システム
４ メインルート
６ イントラベイルート
８ 特定区間
１０，１２ 分岐部
１１，１３ 合流部
１４，１５ ロードポート
２０ 搬送車
２２ ＲＦタグ
２４ ＲＦタグリーダ
２５，２６ 読み取り範囲
２７ ドッグセンサ
２８ 通信インターフェース
３０ ＲＦタグ
３１ 書き込み部
３２ 搬送車コントローラ
３４ 走行制御部
３６ 移載制御部
３８ 位置認識部
４０ マップ
４２ ライタ

Claims (3)

1. 搬送車の後方にＲＦタグを設けると共に、無線により前記ＲＦタグに電力を供給すると共に前記ＲＦタグのデータを読み取るＲＦタグリーダを、搬送車の前方に設けることにより、先行の搬送車のＲＦタグを後行の搬送車のＲＦタグリーダで読み取るようにし、
   さらに搬送車に、読み取ったＲＦタグからの情報に基づいて、搬送車間の衝突を回避するように搬送車の走行制御を行うための制御手段を設けた、搬送車システム。
2. 各搬送車にさらに、自車のＲＦタグに書き込みを行うＲＦタグライタと走行ルートを記憶したマップとを設けると共に、該タグライタにより自車のＲＦタグに前記マップ上の自車の位置に関する位置情報を書き込むようにしたことを特徴とする、請求項１の搬送車システム。
3. 後行の搬送車は、前記ＲＦタグリーダで先行の搬送車の前記ＲＦタグを読み取ると、前記制御手段により先行の搬送車との衝突を回避するように走行制御を行うことを特徴とする、請求項１の搬送車システム。
   

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