JP5601332B2 - 搬送車 - Google Patents
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Description
環境地図記憶部は、経路を構成する構成物が存在する領域と存在しない領域とを表した環境地図を保存している。測距センサは、例えば搬送車の前方に設けられており、搬送車の前方270度の範囲にわたってレーザ光をスキャンする。これにより、測距センサは、経路を構成する構成物からの反射光に基づいて反射物の位置データを取得し、経路情報を取得する。制御部は、環境地図と取得した経路情報とを照合することで搬送車の位置の計算を行う(例えば特許文献1を参照)。
搬送車本体は、第1エリアと、第1エリア以外の第2エリアと、を含む経路を走行する。
測距センサは、搬送車本体に設けられ、反射光の強度を複数回測定し、複数の測定データを取得する。
地図データ記憶部は、経路に沿って設けられた構成物が記録された地図データを記憶する。
近似線算出部は、第1エリアでは、複数の測定データのうち所定の閾値以上の光の強度を有する測定データの集合に基づいて近似線を算出し、第2エリアでは、複数の測定データの集合に基づいて近似線を算出する。
位置算出部は、近似線と地図データとを照合することで、搬送車本体の位置を算出する。
例えば、第1エリアは経路の周辺環境が変化しやすい、荷物を載置するためのラック間のエリアであり得る。ラック内には大小様々な大きさの荷物が出し入れされるため、第1エリアでは荷物の有無及び荷物の大小等によって経路の周辺環境が変化する。そのため、測距センサが取得する測定データも荷物などの周辺環境によって、測定時によって変わり得る。そこで、第1エリアには、例えば、所定の閾値以上の強度で光を反射する反射板が経路に沿って設けられる。
近似線算出部は、周辺環境が変化しやすい第1エリアでは、所定の閾値以上の強度を有する測定データの集合に基づいて近似線を算出する。つまり、近似線算出部は、搬送車が第1エリアを走行している場合は、反射板からの反射光を検出した測定データのみに基づいて近似線を算出する。荷物の有無及び荷物の大小等によって経路の周辺環境が変化しても、反射板からの反射光は周辺環境の変化により影響を受け難い。このように周辺環境の影響を受け難い測定データのみにより経路を示す近似線を算出することで、経路情報を正確に算出できる。
一方、例えば、第2エリアは経路の周辺環境の変化が少ない、壁などを含むエリアであり得る。第2エリアには反射板が設けられておらず、光は所定の閾値より小さい強度で反射される。そして、近似線算出部は、搬送車が第2エリアを走行している場合は、測距センサにより測定されたあらゆる測定データに基づいて近似線を算出する。第2エリアは第1エリアと比較して周辺環境の変化が少なく、近似線を算出するための測定データを所定のデータに限定する必要はない。
以上のように、第1エリアと第2エリアとでそれぞれ近似線を算出することで、周辺環境に応じた精度の高い近似線を算出することができる。よって、周辺環境が変化する場合であっても、正確に経路情報を取得し、搬送車本体の位置を正確に算出することができる。
(1−1)全体構成
図1、図2を用いて搬送車システムの構成について説明する。図1は搬送車システムの平面図である。図2はラックに荷物が載置されている様子を示す説明図である。
搬送車システム1は、例えば図1に示すように壁2に取り囲まれた室内に設けられている。搬送車システム1には、荷物を載置するためのラック4(4a、4b、4c、4d、4e、4f)と、第1及び第2エリアA、Bと、第1及び第2エリアA、Bを走行する搬送車3と、が含まれる。
搬送車3は、主に、搬送車本体3aと、測距センサ50と、制御部40(図5参照)とを有している。搬送車本体3aには、走行モータ51(図5参照)と、走行車輪3bとが設けられている。図1には搬送車3の走行方向の一例が太矢印で示されている。
次に、ラック4の柱及び反射板20について図3及び図4を用いて説明する。図3はラックの柱に設けられた反射板を示す説明図である。図4はラックの柱に設けられた反射板の拡大図であり、(a)は柱10aの拡大図であり、(b)は柱10bの拡大図である。
図3に示すように、ラック4bとラック4cとの間が第1エリアAであり、ラック4b及び4cと壁2との間が第2エリアBある。第1エリアAに面してラック4b及び4cの柱10a、10b、10c・・・が設けられている。柱10aはラック4b及び4cの端に位置している。
また、柱10aとは反対の端に設けられた柱10dは、図4の(c)に示すように、第1面10d−1、第2面10d−2、第3面10d−3及び第4面10d−4を有する。第1面10d−1が第1エリアAの延在方向に平行な面であり、第2面10d−2が第2エリアBに対向する面である。反射板20dは、第1面10d−1及び第3面10d−3に設けられており、第2面10d−2及び第4面10d−4には設けられていない。
次に、搬送車3の制御構成について図1及び図5を用いて説明する。図5は搬送車の制御構成を示す構成図である。
搬送車3は、機能部として制御部40を有している。制御部40は、CPU、RAM、ROMからなるコンピュータであり、所定のプログラムを実行することで、走行制御を実現する。制御部40には、測距センサ50及び走行モータ51等が接続されている。
測距センサ50は、搬送車3の走行方向前側にある障害物を検出するためのセンサである。測距センサ50は、レーザレンジファインダであり、レーザ発信器によって、目標物へレーザパルス信号を発信し、そしてレーザ受信器により、目標物から反射したレーザパルス信号を受信すると共に、その反射したレーザパルス信号に基づいて距離を計算する。測距センサ50は、射出したレーザを回転ミラーで反射させることで搬送車本体3aの前方約270度の扇状に水平方向に照射できる。レーザレンジファインダの走査周期は、例えば、25〜100msec間隔である。
制御部40は、記憶部41と、位置算出部46と、近似線算出部47と、走行制御部48と、を有している。また、記憶部41は、地図データDB(Data Base)42と、近似線DB43と、受光強度閾値DB44と、測距データDB45と、を有している。
近似線DB43は近似線算出部47が算出した近似線を記憶する。
受光強度閾値DB44は、反射板20からの反射光か、反射板20以外からの反射光かを区別するための受光強度閾値を記憶している。
近似線算出部47は、測距センサ50が測定した測定データに基づいて近似線を算出する機能を有している。
位置算出部46は、算出された近似線と地図データとを比較することで搬送車本体3aの現在位置を特定する。これにより、搬送車3の現在位置を正確に把握する機能を有している。
(3)搬送車の位置算出方法
(3−1)反射光の測定
測距センサ50は光を照射してあらゆる反射光の受光強度を測定する。図6は測距センサ50により反射光を測定している様子を示す説明図である。搬送車3が第1エリアAを走行している場合も、第2エリアBを走行している場合も、測距センサ50は光を約270の範囲で照射して反射光を測定している。このように測距センサ50は、例えば壁2、柱10、反射板20及び荷物15からの反射光など、あらゆる反射光の受光強度を測定する。
測距データDB45は、測距センサ50が測定した反射光の受光強度を、測定データとして記憶する。
(a)エリアの判定
まず、近似線算出部47は、地図データDB42の地図データと、走行制御部48からの走行データと、に基づいて搬送車3が第1エリアA及び第2エリアBのいずれを走行しているかを特定する。例えば、近似線算出部47は、速度及び走行方向等を含む走行データに基づいて、地図データ内の初期位置に対して搬送車3がどのエリアにいるかを判定する。
近似線算出部47は、搬送車3が第1エリアAに位置すると判定した場合、複数の測定データのうち所定の閾値以上の光の強度を有する測定データを選択する。近似線算出部47は、選択した測定データの集合に基づいて近似線を算出する。
一方、近似線算出部47は、搬送車3が第2エリアBに位置すると判定した場合、測定データを選択することなく、全ての測定データを用いて近似線を算出する。第2エリアBは壁2に面した経路であり、測距センサ50は主に壁2からの反射光の強度を測定している。よって、近似線算出部47は壁2に対応した近似線を算出できる。なお、近似線算出部47は、全ての測定データを用いるのではなく、地図データ中の壁2に沿った測定データのみを用いて近似線を算出してもよい。
次に、第1エリアAでの近似線の算出方法について、図6、図7を用いて以下に具体的に説明する。図7は第1エリアAでの近似線の算出に用いる測定データの集合を示す説明図であり、(a)は測定データの小集合を示す説明図であり、(b)は各小集合の近似線を示す説明図である。
搬送車3が図6に示すように第1エリアAを走行しているとする。このとき、測距センサ50はあらゆる反射光の強度を測定している。例えば、ラック4b及び4cの反射板20a、20b、20c、荷物15等からの反射光が測定され、測距データDB45に格納される。
近似線算出部47は、測距データDB45の測定データと、所定の閾値とを比較して、所定の閾値以上の測定データを選択する。つまり、図6に示すように、ラック4b及び4cの反射板20a、20b、20cから反射された反射光についての測定データのみが抽出される(図6の太破線参照)。選択された所定の閾値以上の測定データは、例えば図7の(a)に示すように分布している。
例えば、近似線算出部47は、ラック4bの各柱10a、10b、10cの位置を地図データDB42から読み出し、ラック4bの柱10a、10b、10cそれぞれに近接して対応する測定データ25をそれぞれ小集合A、B、Cとする。そして、近似線算出部47は各小集合A、B、Cごとに近似線60を算出する。このとき、近似線算出部47は、図7の(b)に示すように、ラック4bの柱10aについては2面に沿った2つの近似線60a、60dを算出している。また、近似線算出部47は、ラック4bの柱10b、10cについてはそれぞれ近似線60b、60cを算出している。同様に、近似線算出部47はラック4cの柱10aについては近似線60e、60hを算出し、ラック4cの柱10b、10cについてはそれぞれ近似線60f、60gを算出している。
次に、近似線算出部47は、近似線60の延在方向が概ね同一方向であり、かつ、x座標が同程度であり、距離的に近い複数の小集合を一の集合とみなす。ここで、近似線60a、60b、60c、60dはx座標が−x1の近傍であり同程度である。しかし、近似線60a、60b、60cと近似線60dとは延在方向が異なる。よって、近似線60dの算出に用いられた測定データ25は小集合Aからは除外される。これにより小集合Aには、近似線60aに沿った測定データ25のみが含まれる。そして、y座標が−y1、y1、y2であり距離的に近い小集合A、B、Cが一の集合とみなされる。近似線算出部47は、一の集合に含まれる近似線60a、60b、60cに沿った測定データ25に基づいて、ラック4bの各柱10a、10b、10cに沿った近似線62を算出する。同様に、近似線算出部47は、近似線60e、60f、60gに沿った測定データ25を一の集合とみなし、これらの測定データに基づいてラック4cの各柱10a、10b、10cに沿った近似線62を算出する。
近似線算出部47は、算出した近似線を近似線DB43に格納する。
図8は第1エリアAでの近似線の誤差を説明する説明図であり、(a)は柱と測定データとの関係図であり、(b)各柱ごとの近似線であり、(c)は複数の柱に対応した近似線である。
図8の(a)に示すように、柱10aに対応して複数の測定データ25が抽出されている。同様に、柱10bに対応して複数の測定データ25が抽出されている。そして、柱10a、10bごとに近似線60a、60bをそれぞれ算出すると図8の(b)に示すようになる。一方、柱10a、10b両方の測定データ25を用いて近似線62を算出すると図8の(c)に示すようになる。図8の(b)よりも図8の(c)の方が柱10a、10bに沿った近似線を算出できており、誤差が少ないことが分かる。
次に、搬送車本体3aの現在位置の算出方法について図9及び図10を用いて説明する。図9は地図データ中の柱の配置を示す説明図である。図10は近似線と地図データとの照合を示す説明図である。
位置算出部46は地図データDB42から地図データを読み出す。地図データには、図9に示すように少なくとも各柱10の配置を示すデータが含まれる。図9において、ラック4bの柱10とラック4cの柱10との間が第1エリアAである。
走行制御部48は、算出された現在位置及び走行指令に基づいて走行モータ51を制御し、搬送車3を走行させる。
上記の通り、第1エリアAは経路の周辺環境が変化しやすい、荷物を載置するためのラック間のエリアであり得る。ラック内には大小様々な大きさの荷物が出し入れされるため、第1エリアAでは荷物の有無及び荷物の大小等によって経路の周辺環境が変化する。そのため、測距センサが取得する測定データも荷物などの周辺環境によって、測定時によって変わり得る。そこで、第1エリアAには、例えば、所定の閾値以上の強度で光を反射する反射板が経路に沿って設けられる。
近似線算出部47は、周辺環境が変化しやすい第1エリアAでは、所定の閾値以上の強度を有する測定データの集合に基づいて近似線を算出する。つまり、近似線算出部47は、搬送車が第1エリアAを走行している場合は、反射板20からの反射光を検出した測定データのみに基づいて近似線を算出する。荷物の有無及び荷物の大小等によって経路の周辺環境が変化しても、反射板20からの反射光は周辺環境の変化により影響を受け難い。このように周辺環境の影響を受け難い測定データのみにより経路を示す近似線を算出することで、経路情報を正確に算出できる。
以上のように、第1エリアAと第2エリアBとでそれぞれ近似線を算出することで、周辺環境に応じた精度の高い近似線を算出することができる。よって、周辺環境が変化する場合であっても正確に経路情報を取得し、搬送車本体の位置を正確に算出することができる。
図11は本実施形態の処理の流れを示すフローチャートの一例である。
ステップS1:測距センサ50は光を照射してあらゆる反射光の受光強度を測定し、測距データDB45に格納する。
ステップS2:近似線算出部47は、地図データ及び走行データ等に基づいて、搬送車3が第1エリアA又は第2エリアBのいずれに位置するかを判定する。搬送車3が第1エリアAに位置する場合はステップS3に進み、第2エリアBに位置する場合はステップS5に進む。
ステップS4:近似線算出部47は、抽出した測定データを用いて近似線を算出し、近似線DB43に格納する。
ステップS6:位置算出部46は、地図データDB42の地図データと、近似線とを照合する。
ステップS7:位置算出部46は照合結果に基づいて搬送車本体3aの現在位置を算出する。
上記実施形態は、下記のように表現可能である。
搬送車本体3aは、第1エリアAと、前記第1エリアA以外の第2エリアBと、を含む経路を走行する。
測距センサ50は、搬送車本体3aに設けられ、反射光の強度を複数回測定し、複数の測定データを取得する。
地図データDB42は、経路に沿って設けられた構成物が記録された地図データを記憶する。
近似線算出部47は、第1エリアAでは、複数の測定データのうち所定の閾値以上の光の強度を有する測定データの集合に基づいて近似線を算出し、第2エリアBでは、複数の測定データの集合に基づいて近似線を算出する。
位置算出部46は、近似線と地図データとを照合することで、搬送車本体3aの位置を算出する。
例えば、第1エリアAは経路の周辺環境が変化しやすい、荷物を載置するためのラック間のエリアであり得る。ラック内には大小様々な大きさの荷物が出し入れされるため、第1エリアAでは荷物の有無及び荷物の大小等によって経路の周辺環境が変化する。そのため、測距センサ50が取得する測定データも荷物などの周辺環境によって、測定時によって変わり得る。そこで、第1エリアAには、例えば、所定の閾値以上の強度で光を反射する反射板20が経路に沿って設けられる。
近似線算出部47は、周辺環境が変化しやすい第1エリアAでは、所定の閾値以上の強度を有する測定データの集合に基づいて近似線を算出する。つまり、近似線算出部47は、搬送車が第1エリアAを走行している場合は、反射板20からの反射光を検出した測定データのみに基づいて近似線を算出する。荷物の有無及び荷物の大小等によって経路の周辺環境が変化しても、反射板20からの反射光は周辺環境の変化により影響を受け難い。このように周辺環境の影響を受け難い測定データのみにより経路を示す近似線を算出することで、経路情報を正確に算出できる。
一方、例えば、第2エリアBは経路の周辺環境の変化が少ない、壁などを含むエリアであり得る。第2エリアBには反射板20が設けられておらず、光は所定の閾値より小さい強度で反射される。そして、近似線算出部47は、搬送車が第2エリアBを走行している場合は、測距センサ50により測定されたあらゆる測定データに基づいて近似線を算出する。第2エリアBは第1エリアAと比較して周辺環境の変化が少なく、近似線を算出するための測定データを所定のデータに限定する必要はない。
以上のように、第1エリアAと第2エリアBとでそれぞれ近似線を算出することで、周辺環境に応じた精度の高い近似線を算出することができる。よって、周辺環境が変化する場合であっても正確に経路情報を取得し、搬送車本体3aの位置を正確に算出することができる。
反射板20は少なくとも第1エリアAに対向する面に設けられる。これにより、第1エリアAでは反射板20により反射され所定の閾値以上の強度を有する反射光を検出することができる。そして、所定の閾値に基づいて、複数の測定データのうち、反射板20により反射された反射光の測定データを選択して近似線の算出に用いることができる。一方、第2エリアBではあらゆる測定データを近似線の算出に用いるので、所定の閾値を基準に測定データを選択する必要はない。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
また、ラック4の端以外に位置する柱10b、柱10c・・・には、図12に示すように、第1エリアAを走行する搬送車3が反射光を検出可能な3つの面に反射板20aが設けられてもよい。図12は第1エリアAの搬送車3が反射光を検出可能な3つの面に反射板が設けられている様子を示す説明図である。図12に示すように、柱10bには、第1面10b−1、第2面10b−2及び第3面10b−3に反射板20bが設けられている。第1エリアAに対向しない第4面10b−4には反射板20bが設けられていない。その他、柱10b、10c・・・には、第1エリアAを走行する搬送車3が反射光を検出可能な3つの面のうち、いずれか2つの面に反射板20aが設けられてもよい。
(c)搬送車3が第1エリアAと第2エリアBとの境界を走行している場合には、反射板20からの測定データ及び壁2等からの測定データの両方に基づいて搬送車3の位置が算出されてもよい。このとき、測距センサ50は、走査角度に応じて、反射板20から反射された光と壁2等から反射された光とを検出する。近似線算出部47は、反射板20から反射され所定の閾値以上の測定データと、壁2等から反射された所定の閾値よりも小さい測定データと、の両方に基づいて近似線を算出する。位置算出部46は、反射板20からの測定データ及び壁2等からの測定データの両方に基づいて搬送車3の位置を算出する。
(d)上記実施形態では、測距データDB45は、測距センサ50が測定したあらゆる反射光の受光強度を記憶している。近似線算出部47は、搬送車3が第1エリアAに位置すると判定した場合、複数の測定データのうち所定の閾値以上の光の強度を有する測定データを選択する。そして、この選択された測定データに基づいて搬送車3の位置が算出される。しかし、搬送車3が第1エリアAに位置する場合、測距データDB45は、所定の閾値より小さい受光強度を記憶しないようにしてもよい。また、所定の閾値より小さい受光強度の反射光を受光しないようなフィルタを測距センサ50に設けてもよい。
(e)近似線算出部47は、近似線の精度を高めるために、柱10の位置に対して所定の範囲内に位置する測定データのみを選択し、選択された測定データのみに基づいて近似線を算出してもよい。柱10の位置からかけ離れた測定データを除外することで精度の高い近似線を算出できる。
2 壁
3 搬送車
3a 搬送車本体
3b 走行車輪
4 ラック
4a ラック
4b ラック
10 柱
10a〜10d 柱
10a−1〜4 第1〜第4面
10b−1〜4 第1〜第4面
10c−1〜4 第1〜第4面
10d−1〜4 第1〜第4面
11 床板
15 荷物
20 反射板
20a〜20d 反射板
25 測定データ
26 測定データ
40 制御部
41 記憶部
42 地図データDB
43 近似線DB
44 受光強度閾値DB
45 測距データDB
46 位置算出部
47 近似線算出部
48 走行制御部
50 測距センサ
51 走行モータ
60a 近似線
60b 近似線
60c 近似線
60d 近似線
60e 近似線
60f 近似線
60g 近似線
60h 近似線
62 近似線
Claims (3)
- 反射板が設けられた複数の柱を有しており、出し入れがなされる荷物が載置されるラック同士の間に形成された第1エリアと、前記第1エリア以外の第2エリアと、を含む経路を走行する搬送車本体と、
前記搬送車本体に設けられ、少なくとも前記荷物及び前記反射板からの反射光を含んだ反射光の強度を複数回測定し、複数の測定データを取得する測距センサと、
少なくとも前記複数の柱の配置を示すデータを含む地図データを記憶する地図データ記憶部と、
前記第1エリアでは、前記複数の測定データのうち、所定の閾値以上の強度を有する、前記反射板からの反射光の測定データの集合に基づいて近似線を算出し、前記第2エリアでは、前記複数の測定データのすべてに基づいて近似線を算出する近似線算出部と、
前記近似線と前記地図データとを照合することで、前記搬送車本体の位置を算出する位置算出部と、
を備えた搬送車。 - 前記反射板からの反射光の測定データの集合は、前記複数の柱の前記反射板が取り付けられた面に沿って分布する複数の測定データを有し互いが前記複数の柱の互いの間隔に対応した所定の距離離れた複数の小集合を形成しており、
前記近似線算出部は、前記所定の距離離れた複数の小集合のそれぞれに含まれる測定データを用いて前記近似線を算出する、請求項1に記載の搬送車。 - 前記反射板は、前記柱の前記第1エリアに対向する面にのみ設けられている、請求項1又は2に記載の搬送車。
Priority Applications (3)
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