JP6410391B2 - 自律走行車、自律走行システム及び自動化工場 - Google Patents

Description

本発明は、走行経路の状況に応じて走行動作を変更可能な自律走行車、自律走行システム及び自動化工場に関する。

工場において、製品を製造するための部品や治具等の搬送作業を省力化するために自律走行車が用いられている。自律走行車は、待機位置から部品ストックまで移動し、部品ストックの部品を搭載し、加工ラインまで搬送し、加工ラインの部品投入部に部品をセットし、待機位置まで戻るという一連の走行動作を実行するように、自律走行車に内蔵されたコンピュータがプログラムされている。この種の自律走行車は、特許文献１に記載されている。

しかしながら、工場の状況に応じて、プログラムされた通常の走行動作から走行動作を一時的に変更したい時には、自律走行車の外部から指示を与える必要がある。こうした場合、作業者が手元スイッチボックスを使用して指示を与えるか、別のコンピュータを用意しておき、無線で指示を与えるといった手法が用いられていた。引用文献２には、作業者が自走式電子機器本体に搭載されたカメラに向かって指先等を用いて直接指示を与えることが記載されている。

特開２０１４−００２６３８号公報 特開２０１３−２５０７４７号公報

しかしながら、手元スイッチボックスを使用する手法では、自律走行車との間で有線接続する必要があるので使い勝手が悪い。また、別のコンピュータを用意しておき、無線で指示を与える手法では、電源などのインフラを整備する必要があり、自律走行車の利便性を損なうという問題がある。

また、作業者がカメラに向かって指先等を用いて直接指示を与える手法では、多数の作業者が指示動作を正確に再現するのは困難であり、しかも指示の種類が限られるという問題がある。

上記課題を解決するために、本発明の自律走行車は、車両本体と、前記車両本体に配置されたモータと、前記モータに取り付けられた駆動輪とを備えた、自律走行車であって、
前記車両本体は、自己位置を認識する自己位置認識部と、複数の走行経路を予め記憶する走行経路記憶メモリと、自己位置認識部により認識された自己位置と走行経路記憶メモリに予め記憶された走行経路に基づき、当該走行経路に追従して自律走行するように走行制御を行う走行制御部と、走行動作の変更を指示するコマンド図形を撮像する撮像装置と、撮像装置によって撮像されたコマンド図形から特徴部分を抽出するコマンド図形特徴抽出部と、コマンド図形の特徴部分を予め記憶するコマンド図形特徴記憶メモリと、コマンド図形特徴抽出部により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された特徴部分とを照合するコマンド図形特徴照合部と、前記コマンド図形に対応したコマンドを実行するためのコマンドプログラムが記憶されたコマンドプログラムメモリと、を備え、
前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致した場合には、コマンド図形特徴照合部の照合結果に応じて選択されたコマンドプログラムに従って、走行経路を変更し、前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致しない場合には、通常走行プログラムを実行するように構成されたことを特徴とする。

また、本発明の自律走行システムは、走行経路の周辺に設置可能であり走行動作の変更を指示するコマンド図形を掲示するコマンド掲示体と、走行経路に沿って走行可能であり、コマンド図形に応じて走行動作を変更可能であって、車両本体、前記車両本体に配置されたモータ、前記モータに取り付けられた駆動輪を有する自律走行車と、を備えた自律走行システムであって、前記自律走行車は、自己位置を認識する自己位置認識部と、複数の走行経路を予め記憶する走行経路記憶メモリと、自己位置認識部により認識された自己位置と走行経路記憶メモリに予め記憶された走行経路に基づき、当該走行経路に追従して自律走行するように走行制御を行う走行制御部と、前記コマンド掲示体に掲示されたコマンド図形を撮像する撮像装置と、この撮像装置によって撮像されたコマンド図形から特徴部分を抽出するコマンド図形特徴抽出部と、コマンド図形の特徴部分を予め記憶するコマンド図形特徴記憶メモリと、コマンド図形特徴抽出部により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された特徴部分とを照合するコマンド図形特徴照合部と、前記コマンド図形に対応したコマンドを実行するためのコマンドプログラムが記憶されたコマンドプログラムメモリと、を備え、
前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致した場合には、コマンド図形特徴照合部の照合結果に応じて選択されたコマンドプログラムに従って、走行経路を変更し、前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致しない場合には、通常走行プログラムを実行するように構成されたことを特徴とする。

また、本発明の自動化工場は、加工ラインと、加工ラインに部品を供給するための部品ストックと、加工ラインと部品ストックの間に設けられた走行経路と、走行経路の周辺に設置可能であり、走行動作の変更を指示するコマンド図形を掲示するコマンド掲示体と、
走行経路に沿って走行可能であり、コマンド図形に応じて走行動作を変更可能であって、車両本体、前記車両本体に配置されたモータ、前記モータに取り付けられた駆動輪を有する自律走行車と、を備え、
前記自律走行車は、自己位置を認識する自己位置認識部と、複数の走行経路を予め記憶する走行経路記憶メモリと、自己位置認識部により認識された自己位置と走行経路記憶メモリに予め記憶された走行経路に基づき、当該走行経路に追従して自律走行するように走行制御を行う走行制御部と、前記コマンド掲示体に掲示されたコマンド図形を撮像する撮像装置と、この撮像装置によって撮像されたコマンド図形から特徴部分を抽出するコマンド図形特徴抽出部と、コマンド図形の特徴部分を予め記憶するコマンド図形特徴記憶メモリと、コマンド図形特徴抽出部により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された特徴部分とを照合するコマンド図形特徴照合部と、前記コマンド図形に対応したコマンドを実行するためのコマンドプログラムが記憶されたコマンドプログラムメモリと、を備え、
前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致した場合には、コマンド図形特徴照合部の照合結果に応じて選択されたコマンドプログラムに従って、走行経路を変更し、前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致しない場合には、通常走行プログラムを実行するように構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、コマンド図形を撮像し、コマンド図形の照合結果に応じて走行制御を行うようにしたので、外部機器との接続、電源等のインフラ整備が不要であり、しかも豊富な種類の走行動作の変更指示を安定して与えることができる。また、本発明によれば、コマンド図形の特徴部分を抽出して、予め記憶されたものと照合するようにしたので、照合に要するデータ処理時間を短縮することができる。

本発明の実施形態における自律走行車の全体構成を示す図である。 本発明の実施形態における自律走行車が走行する自動化工場の構成例を示す図である。 本発明の実施形態におけるコマンド図形の例を示す図である。 本発明の実施形態におけるコマンド図形の特徴部分を説明する図である。 本発明の実施形態における自律走行車のシステム構成を示す図である。 本発明の実施形態における自律走行車の動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における自律走行車の走行経路変更動作を説明する図である。 本発明の実施形態における自律走行車の追い越し禁止動作を説明する図である。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜自律走行車の構成＞
図１は、本発明の実施形態における自律走行車１の構成を示す図である。自律走行車１は、主として、車両本体２と、車両本体２の前方に配置されたモータ６，７と、それぞれのモータ６，７に取り付けられた駆動輪１２，１３と、車両本体２の後方に配置された従動輪１８，１９と、制御装置１００と、制御装置１００に電力を供給するバッテリＢＴと、回転センサ８，９と、カメラ２０と、舵角センサ２１と、環境センサ２２と、を備える。

制御装置１００は、マイクロコンピュータ（以下「マイコン」という）３０と、走行制御部４０と、を備える。走行制御部４０は、モータドライバとして、マイコン３０からのコマンドに応じて、モータ６，７を回転駆動するための制御電流を生成する。

装置本体２の前方における中央部には、軸部材３が固定配置されており、軸部材３には回転部材（ベアリング）４が回転自在に取り付けられている。そして、ベアリング４には操舵プレート５が取り付けられており、操舵プレート５は、ベアリング４を介して装置本体２に対し回転自在に取り付けられている。ここで、操舵プレート５には、舵角センサ２１としてのエンコーダが設けられており、舵角センサ２１により、操舵プレート５の舵角φが計測される。

また、操舵プレート５の両端部には、回転軸をそれぞれ有するモータ６，７が取り付けられている。そして、それぞれのモータ６，７には、回転軸の回転を検出する回転センサ８，９としてのエンコーダが取り付けられている。また、駆動輪１２，１３は、減速機１０，１１を介してモータ６，７の回転軸に一体的に取り付けられている。そして、回転センサ８，９により、回転軸及び駆動輪１２，１３の回転位置が検出される。

上記のように駆動輪１２，１３は、モータ８，９を介して操舵プレート５に取り付けられる。そのため、駆動輪１２，１３は、左右のモータ８，９の回転状態に応じて走行方向を装置本体２に対して自在に変更することができるようになっている。

また、車両本体２の後方の左右にはそれぞれ固定部１４，１５が設けられており、それぞれの固定部１４，１５には車軸１６，１７が一体的に取り付けられている。そして、それぞれの車軸１６，１７に従動輪１８，１９が回転自在に取り付けられている。

カメラ２０及び環境センサ２２は、車両本体２の先方の中央部に取り付けられている。カメラ２０はマイコン３０が処理可能な画像データを生成可能なデジタルカメラで構成することができる。環境センサ２２は距離センサとしてのレーザレンジファインダ（以下「ＬＲＦ」という。）で構成され、マイコン３０が処理可能な距離信号を生成する。

カメラ２０は、車両本体２の周辺に存在する物体の画像、特に、走行経路もしくはその周辺に設置され、走行動作の変更を指示するコマンド図形を撮像する。マイコン３０は撮像されたコマンド図形から特徴部分を画像データとして抽出し、この抽出された画像データと、予め記憶されたコマンド図形の特徴部分の画像データとを比較照合し、その照合結果に応じてコマンド図形に対応するコマンドを走行制御部４０に与える。これにより、自律走行車１の走行動作の変更を可能としている。

環境センサ２２は、車両本体２から車両本体２の周辺に存在する物体までの距離（車両本体⇔物体）を検出する。環境センサ２２は、略水平面内において車両本体２の前方を所定の角度範囲内において、放射方向にて所定の角度おきにスキャニングしながら、車両本体２の周辺に存する物体までの距離を検出する。そのため、環境センサ２２により、自律走行車１の前方および左右（一部後方も含む）に存する物体（周辺に存する物体）までの距離を所定の角度範囲内において網羅的に計測することができる。

そして、マイコン３０は、この環境センサ２２からの距離信号により、自己位置を認識することに加え、車両本体２周辺の環境地図と、走行経路を作成することができる。
このように、自律走行車１は、自律して、すなわち操作者又は乗客により走行方向を操作することなく、自動で予め定められた所定の走行経路上を略トレースして自動で走行することができることに加え、走行経路に設置されたコマンド図形に基づいて走行動作を変更することができる。

以下では、自律走行車１が走行する自動化工場と、走行動作の変更を可能とするための自律走行システムの構成例を詳しく説明する。

＜自律走行車が走行する自動化工場の構成＞
図２は、自律走行車１が走行する自動化工場２００の構成例を示す図である。図示のように、自動化工場２００は、加工ラインＡ，Ｂ，Ｃと、受け入れ部品ストック２０１と、出荷待ち製品ストック２０２と、これらライン・ストックの間に設けられた走行経路２０３と、走行経路２０３を走行する自律走行車１と、自律走行車１のバッテリＢＴを充電するための充電ステーション２０４を備える。

加工ラインＡ，Ｂ，Ｃは、それぞれ部品を組み立て又は加工して製品を製造するラインである。加工ラインＡ，Ｂ，Ｃの前後の領域には、それぞれ部品ストック２０５Ａ，２０５Ｂ，２０５Ｃと、製品ストック２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃが設けられている。受け入れ部品ストック２０１は、部品荷下ろし作業エリアから部品を受け入れて一時的にストックする。出荷待ち製品ストック２０２は、例えば製品荷積み作業エリアに隣接して配置され、出荷待ちの製品を一時的にストックする。

自律走行車１は、走行経路２０３を経由して、待機位置から受け入れ部品ストック２０１まで移動し、必要な部品を搭載し、加工ラインＡ，Ｂ，Ｃに設けられた部品ストック２０５Ａ，２０５Ｂ，２０５Ｃまで搬送し、加工ラインＡ，Ｂ，Ｃに設けられた製品ストック２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６Ｃにストックされた製品を搭載して出荷待ち製品ストック２０２まで搬送するという一連の走行動作を自動的に実行する。

そして、走行経路２０３の周辺には、走行動作の変更を指示するコマンド図形を掲示するコマンド掲示体としてのコマンドポスト２０７と、コマンド図形が掲示されたコマンドプレートを収納するコマンドバケット２０８が配置されている。コマンド図形は必要とされるコマンドに応じて、コマンドプレートに貼り付け、又は印刷した状態で多数準備されており、コマンドポスト２０７の掲示面に取り付け可能になっている。

コマンドポスト２０７は、一種の道路標識のように、支持柱と、この支持柱の上端に取り付けられる円形の掲示板等で構成することができる。作業者は、コマンドバケット２０８から自動化工場２００の状況に応じて必要なコマンドプレートを取り出し、自律走行車１が到来する前にコマンドポスト２０７の掲示面（掲示板等）に取り付ける。

こうして、作業者はコマンド図形の付け替え、交換を容易に行うことができ、しかも、コマンドポスト２０７と、コマンドバケット２０８等の設置や運用に際しては電源が不要である。なお、コマンプレートは、コマンドポスト２０７の他、後述する追い越し禁止を指示するコマンド図形（Ｎｏ Ｐａｓｓｉｎｇ）のように自律走行車１の背面に取り付ける場合もある。また、コマンド図形は人が手に持って、掲示する場合もある。

図３及び図４は、コマンド図形の例を示す図である。図３（ａ）の「ＳＴＯＰ」は一時停止、図３（ｂ）の「ＲＥＴＵＲＮ」は待機位置への移動、図３（ｃ）の「ＬＥＦＴ ＣＯＵＲＳＥ」は左折、図３（ｄ）の「Ｎｏ Ｐａｓｓｉｎｇ」は追い越し禁止、図３（ｅ）の「ＲｏｕｔｅＡ」はルートＡへの走行経路変更、図３（ｆ）の「Ｈ３」は充電ステーション２０４への移動を指示している。

上記コマンド図形は、文字を円で囲んだものであるが、コマンド図形には、文字、図形、模様、バーコード若しくはこれらの結合が含まれ、人間が見て自律走行車１の挙動を理解しやすいものであることが好ましい。なお、図４は、図３（ａ）の「ＳＴＯＰ」のコマンド図形を拡大して示したものであるが、後述するコマンド図形の特徴部分の抽出の説明で参照される。

＜自律走行車のシステム構成例＞
図５は、自律走行車１の走行動作の変更を可能としたシステムの構成例を示す図である。前述のように、制御装置１００はマイコン３０と、走行制御部４０とを備える。このシステムの要部である走行動作変更部３００は、マイコン３０に内蔵することができる。

図示のように、走行動作変更部３００は、カメラ２０によって撮像されたコマンド図形の画像データが入力され、その画像データから特徴部分を抽出するコマンド図形特徴抽出部３１と、コマンド図形の特徴部分を予め画像データとして記憶するコマンド図形特徴記憶メモリ３２と、コマンド図形特徴抽出部３１により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリ３２に記憶された特徴部分とを照合するコマンド図形特徴照合部３３と、コマンド図形に対応したコマンドを実行するためのコマンドプログラムが記憶されたコマンドプログラムメモリ３４を備える。

コマンド図形の種類は複数用意されているので、コマンド図形特徴記憶メモリ３２には、複数のコマンド図形の特徴部分がインデックス付きで記憶される。また。コマンドプログラムメモリ３４にも、各コマンドに対応する複数のコマンドプログラムが記憶される。

そして、コマンド図形特徴照合部３３による照合が成立した時、つまり、コマンド図形特徴抽出部３１により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリ３２に記憶された特徴部分とが一致したと判定された時に、複数のコマンドプログラムの中で、一致したと判定されたコマンド図形に対応するコマンドプログラムが選択される。この場合、例えば、特徴部分が複数の図形特徴を含む場合、全ての図形特徴が相互に一致した時だけでなく、予め決められた割合以上の図形特徴が相互に一致した時にも、両者は一致したと判定されるように構成することができる。

走行制御部４０は、選択されたコマンドプログラムに従って走行制御、つまり、車輪・舵角制御部４１の制御を行う。この車輪・舵角制御部４１は、操舵プレート５と、モータ６，７に相当し、実質的にはモータ６，７の駆動制御を行うことで、車輪・舵角の制御（走行速度と走行方向の制御）を行うことになる。

コマンド図形の照合は、コマンド図形の全体の画像データを照合することによっても可能であるが、コマンド図形は多数準備されることから、照合に要するデータ処理時間が長くなり、図形データを記憶するメモリ容量も大きくなる。そこで、この自律走行車１においては、コマンド図形の特徴部分を抽出して、予め記憶されたものと照合することで、データ処理時間を短縮し、メモリ容量も小さくすることを可能にしている。また、コマンド図形が部分的に隠れているために全体を撮像できない場合や、光の反射等により画像データが外乱を受ける場合に、それらの影響を抑制することができる。

コマンド図形は、全体として、複数のエッジ部、コーナー部を有しており、その特徴部分は、これらの部位に現れやすい。そこで、コマンド図形の特徴部分は、コマンド図形のエッジ部、コーナー部の中から抽出されたパターン、つまり、コマンド図形の部分パターンとして定義されることが好ましい。部分パターンには、単なる画像バターンだけでなく、画像パターンに演算処理を施すことにより得られた数値列（特徴ベクトル）も含まれる。

図４においては、コマンド図形の特徴部分は、「ＳＴＯＰ」という文字列に存在する多数のエッジ部、コーナー部の中から、複数の箇所、例えば４箇所を抽出してなる部分パターンＦ１〜Ｆ４として定義されている。Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３はエッジ部、Ｆ４はコーナー部に対応している。この場合、コマンド図形の特徴部分は、画像データ処理上、これらの４箇所に部分的にオーバーラップされた四角の窓領域に含まれるパターンである。例えば、各文字が黒で、その周辺領域が白であれば、コマンド図形の特徴部分は窓領域内の黒領域と白領域からなるパターン画像データとして抽出される。

また、コマンドデータの特徴部分はコマンド図形に存在する全てのエッジ部と、コーナー部を抽出してなる複数の部分パターンとして一意的に定義することができる。さらに、複数のコマンド図形の特徴部分の識別を確実に行うために、部分パターンの形状に加えて、そのパターン座標を含めて、コマンド図形の特徴部分として定義することもできる。

マイコン３０は、走行動作変更部３００の他に、通常の自律走行を可能にするための自律走行制御部を備えている。この自律走行制御部は、自己位置認識部３５と、環境地図メモリ３６と、走行経路記憶メモリ３７と、走行経路追従制御部３８、障害物検出部３９と、を備えている。

環境地図メモリ３６と、走行経路記憶メモリ３７には、事前に行われる教示走行等により、カメラ２０や、環境センサ２２を介して、それぞれに予め環境地図データ、走行経路データが記憶されている。自己位置認識部３５は、カメラ２０からの画像データ、環境センサ２２からの距離信号等に基づき、環境地図データ上の自律走行車１の自己位置を認識する。走行経路追従制御部３８は、自己位置認識部３５によって認識された自己位置と、走行経路データ等に基づき、自律走行車１が走行経路に追従して自律走行するように、走行制御部４０を制御する。この場合、回転センサ８，９と、舵角センサ２１の各センサ出力が制御量として利用される。

障害物検出部３９は、カメラ２０からの画像データ又は環境センサ２２からの距離信号に応じて障害物を検出する。障害物検出部３９が障害物を検出すると、その検出信号に基づき、自律走行車１は停止するか、障害物を回避して走行を続行する。

自律走行制御部は、通常の自律走行を制御するため、不図示のプログラムメモリに記憶された通常走行プログラムに従って制御動作を実行する。そして、コマンド図形の照合が成立した時には、この通常走行の実行を一時中止して、選択されたコマンドプログラムを実行する。このコマンドプログラムに基づく走行制御に際しても、環境地図データ、走行経路データ、回転センサ８，９、舵角センサ２１の各センサ出力等が利用される。そして、コマンドプログラムを実行した後には元の通常走行プログラムに復帰したり、もしくは通常走行プログラムを中断して、別のプログラムを実行するように切り替え可能に構成されている。

なお、マイコン３０は、コマンド図形特徴記憶メモリ３２、コマンドプログラムメモリ３４等の各種メモリを例えばフラッシュメモリとして内蔵することができるが、これらのメモリはマイコン３０の外部に設けることもできる。

次に、自律走行車１の走行動作の変更を図６に基づいて説明する。先ず、ステップＳ１において、カメラ２０によって撮像されたコマンド図形の画像データがコマンド図形特徴抽出部３１に入力される。次のステップＳ２において、コマンド図形特徴抽出部３１は、画像データから特徴部分を抽出する。次のステップＳ３において、コマンド図形特徴照合部３３は、コマンド図形特徴抽出部３１により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリ３２に記憶された特徴部分とを照合する。

この場合、コマンド図形の種類は複数用意されているので、コマンド図形特徴記憶メモリ３２には、複数のコマンド図形の特徴部分が記憶されている。そのため、コマンド図形特徴照合部３３による照合処理は、複数のコマンド図形について繰り返し行われる。

コマンド図形特徴照合部３３による照合の結果、コマンド図形特徴抽出部３１により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリ３２に記憶された特徴部分とが一致したと判定された時、ステップＳ４において、複数のコマンドプログラムの中で、一致したと判定されたコマンド図形に対応するコマンドプログラムが選択され、走行制御部４０は、このコマンドプログラムを実行し、走行制御を行う。

前述のように、例えば、特徴部分が複数の図形特徴（例えば、図４に示したコマンド図形のエッジ部や、コーナー部における複数の部分パターン）を含む場合、全ての図形特徴が相互に一致した時だけでなく、予め決められた割合以上の図形特徴が相互に一致した時にも、両者は一致したと判定されるように構成することができる。

一方、コマンド図形特徴照合部３３による照合の結果、コマンド図形特徴抽出部３１により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリ３２に記憶された特徴部分とが一致しないと判定された時は、ステップＳ５において、通常走行プログラムに従って、通常走行処理が行われる。

このように、自律走行車１は、コマンド図形を撮像し、コマンド図形の照合結果に応じて走行制御を行うようにしたので、外部機器との接続、電源等のインフラ整備が不要であり、しかも豊富な種類の走行変更指示を安定して与えることができる。また、コマンド図形の特徴部分を抽出して、予め記憶されたものと照合するようにしたので、照合に要するデータ処理時間を短縮することができる。

＜自律走行車の走行動作変更例＞
次に、自律走行車１の走行動作変更例を図７及び図８に基づいて説明する。先ず、自律走行車１の走行経路変更動作を図７に基づいて説明する。図示のように、走行経路２０３の途中に製品搬出口があり、不定期にフォークリフト２０９が走行経路２０３のルートＡを横切って、製品搬出口との間で往復するなどの作業を行う場合がある。このような場合、自律走行車１の障害物検出部３９がフォークリフト２０９を障害物として検出し、自律走行車１を停止させることも可能であるが、自律走行車１を停止させると、加工ラインのタイムロスが生じるので望ましくない。

そこで、ルートＡを含む正規の走行経路２０３に加えて、別のルートＢを走行経路記憶メモリ３７に記憶させておく。このルートＢは、正規の走行経路２０３を迂回して再び正規の走行経路２０３に合流し、フォークリフト２０９が稼働しても干渉することがない分岐走行経路である。

そして、フォークリフト２０９が走行経路２０３のルートＡを横切って、製品搬出口との間で往復するなどの作業を行う前に、ルートＢへの走行経路変更を指示するコマンド図形（ＲＯＵＴＥ Ｂ）が取り付けられたコマンドポスト２０７をルートＢへの分岐地点手前に設置しておくと、自律走行車１は、上述の走行動作変更部３００の処理に従ってルートＢに走行経路を変更する。これにより、フォークリフト２０９は安全に作業を行うことができ、自律走行車１は停止することなく、目的地に向けて走行を継続することができる。

次に、自律走行車の追い越し禁止動作を図８に基づいて説明する。部品や製品等の搬送量を確保しつつ、安全運転を図るため、図２の自動化工場２００内で複数の自律走行車１を走行させることがある。

この場合、通常走行動作では障害物として、走行経路２０３上に人や物があったとき、これを回避して走行を続行することが好ましい。しかしながら、先行する自律走行車１が部品ストック２０１，２０５Ａ〜２０５Ｃや製品ストック２０２，２０６Ａ〜２０６Ｃで作業中の場合、順番待ちのために、後続の自律走行車１は先行する自律走行車１を回避せずに、先行する自律走行車１の背後で待機する必要がある。

そこで、複数の自律走行車１の背面に、追い越し禁止を指示するコマンド図形（Ｎｏ Ｐａｓｓｉｎｇ）を掲示しておく。そして、自律走行車１は、上述の走行動作変更部３００の処理に従って、先行する自律走行車１を回避せずに待機する。すなわち、この場合は、コマンド図形の指示に基づき、障害物を検出した時に回避ルートを生成するプログラムと、停止して待機するプログラムの切り替えが行われる。

一般に、人や物などの障害物と、自律走行車１を識別することは困難であるが、本発明の実施形態によれば、コマンド図形の掲示により、自律走行車１かどうかを識別することなしに、追従動作を実現することができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に種々の変更を加えたものを含む。

１ 自律走行車 ２ 車両本体 ３ 軸部材 ４ 回転部材
５ 操舵プレート ６，７ モータ ８，９ 回転センサ
１０，１１ 減速機 １２，１３ 駆動輪 １４，１５ 固定部
１６，１７ 車軸 １８，１９ 従動輪 ２０ カメラ
２１ 舵角センサ ２２ 環境センサ ３０ マイコン
３１ コマンド図形特徴抽出部 ３２ コマンド図形特徴記憶メモリ
３３ コマンド図形特徴照合部 ３４ コマンドプログラムメモリ
３５ 自己位置認識部 ３６ 環境地図メモリ
３７ 走行経路記憶メモリ ３８ 走行経路追従制御部
３９ 障害物検出部 ４０ 走行制御部 ４１ 車輪・舵角制御部
ＢＴ バッテリ １００ 制御装置 ２００ 自動化工場
２０１ 受け入れ入れ部品ストック ２０２ 出荷待ち製品ストック
２０３ 走行経路 ２０４ 充電ステーション
２０５Ａ，２０５Ｂ，２０５Ｃ 部品ストック
２０６Ａ，２０６Ｂ，２０６ 製品ストック ２０７ コマンドポスト
２０８ コマンドバケット ２０９ フォークリフト
３００ 走行動作変更部

Claims (9)

1. 車両本体と、前記車両本体に配置されたモータと、前記モータに取り付けられた駆動輪とを備えた、自律走行車であって、
   前記車両本体は、
   自己位置を認識する自己位置認識部と、
   複数の走行経路を予め記憶する走行経路記憶メモリと、
   自己位置認識部により認識された自己位置と走行経路記憶メモリに予め記憶された走行経路に基づき、当該走行経路に追従して自律走行するように走行制御を行う走行制御部と、
   走行動作の変更を指示するコマンド図形を撮像する撮像装置と、
   撮像装置によって撮像されたコマンド図形から特徴部分を抽出するコマンド図形特徴抽出部と、
   コマンド図形の特徴部分を予め記憶するコマンド図形特徴記憶メモリと、
   コマンド図形特徴抽出部により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された特徴部分とを照合するコマンド図形特徴照合部と、
   前記コマンド図形に対応したコマンドを実行するためのコマンドプログラムが記憶されたコマンドプログラムメモリと、を備え、
   前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致した場合には、コマンド図形特徴照合部の照合結果に応じて選択されたコマンドプログラムに従って走行経路を変更し、
   前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致しない場合には、通常走行プログラムを実行するように構成されたことを特徴とする自律走行車。
2. 前記特徴部分は、コマンド図形の部分パターンであることを特徴とする請求項１に記載の自律走行車。
3. 前記部分パターンは、コマンド図形に存在する複数のエッジ部又はコーナー部の中から抽出されたパターンであることを特徴とする請求項２に記載の自律走行車。
4. 走行経路の周辺に設置可能であり走行動作の変更を指示するコマンド図形を掲示するコマンド掲示体と、走行経路に沿って走行可能であり、コマンド図形に応じて走行動作を変更可能であって、車両本体、前記車両本体に配置されたモータ、前記モータに取り付けられた駆動輪を有する自律走行車と、を備えた自律走行システムであって、
   前記自律走行車は、自己位置を認識する自己位置認識部と、
   複数の走行経路を予め記憶する走行経路記憶メモリと、
   自己位置認識部により認識された自己位置と走行経路記憶メモリに予め記憶された走行経路に基づき、当該走行経路に追従して自律走行するように走行制御を行う走行制御部と、
   前記コマンド掲示体に掲示されたコマンド図形を撮像する撮像装置と、
   この撮像装置によって撮像されたコマンド図形から特徴部分を抽出するコマンド図形特徴抽出部と、
   コマンド図形の特徴部分を予め記憶するコマンド図形特徴記憶メモリと、
   コマンド図形特徴抽出部により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された特徴部分とを照合するコマンド図形特徴照合部と、
   前記コマンド図形に対応したコマンドを実行するためのコマンドプログラムが記憶されたコマンドプログラムメモリと、を備え、
   前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致した場合には、コマンド図形特徴照合部の照合結果に応じて選択されたコマンドプログラムに従って走行経路を変更し、
   前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致しない場合には、通常走行プログラムを実行するように構成されたことを特徴とする自律走行システム。
5. 前記特徴部分は、コマンド図形の部分パターンであることを特徴とする請求項４に記載の自律走行システム。
6. 前記部分パターンは、コマンド図形に存在する複数のエッジ部又はコーナー部の中から抽出されたパターンであることを特徴とする請求項５に記載の自律走行システム。
7. 加工ラインと、
   加工ラインに部品を供給するための部品ストックと、
   加工ラインと部品ストックの間に設けられた走行経路と、
   走行経路の周辺に設置可能であり、走行動作の変更を指示するコマンド図形を掲示するコマンド掲示体と、
   走行経路に沿って走行可能であり、コマンド図形に応じて走行動作を変更可能であって、車両本体、前記車両本体に配置されたモータ、前記モータに取り付けられた駆動輪を有する自律走行車と、を備え、
   前記自律走行車は、自己位置を認識する自己位置認識部と、
   複数の走行経路を予め記憶する走行経路記憶メモリと、
   自己位置認識部により認識された自己位置と走行経路記憶メモリに予め記憶された走行経路に基づき、当該走行経路に追従して自律走行するように走行制御を行う走行制御部と、
   前記コマンド掲示体に掲示されたコマンド図形を撮像する撮像装置と、
   この撮像装置によって撮像されたコマンド図形から特徴部分を抽出するコマンド図形特徴抽出部と、
   コマンド図形の特徴部分を予め記憶するコマンド図形特徴記憶メモリと、
   コマンド図形特徴抽出部により抽出された特徴部分と、コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された特徴部分とを照合するコマンド図形特徴照合部と、
   前記コマンド図形に対応したコマンドを実行するためのコマンドプログラムが記憶されたコマンドプログラムメモリと、を備え、
   前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致した場合には、コマンド図形特徴照合部の照合結果に応じて選択されたコマンドプログラムに従って走行経路を変更し、
   前記コマンド図形特徴抽出部により抽出された前記コマンド図形の特徴部分と、前記コマンド図形特徴記憶メモリに記憶された前記コマンド図形の特徴部分とが一致しない場合には、通常走行プログラムを実行するように構成されたことを特徴とする自動化工場。
8. 前記特徴部分は、コマンド図形の部分パターンであることを特徴とする請求項７に記載の自動化工場。
9. 前記部分パターンは、コマンド図形に存在する複数のエッジ部又はコーナー部の中から抽出されたパターンであることを特徴とする請求項８に記載の自動化工場。

Images