JP6539958B2 - 搬送車 - Google Patents
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Description
本発明は、搬送車、特に経路を自動走行する搬送車に関する。
従来、経路を自動走行する搬送車が知られている。このような搬送車は、例えば環境地図記憶部、測距センサ及び制御部を有している。
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、搬送車の例えば前方１９０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。
特に、搬送車の位置を正確に取得することを目的として、ラックの柱に貼付した反射板を検出することで、柱の本***置を算出する搬送車が知られている（例えば特許文献１を参照）。
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、搬送車の例えば前方１９０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。
特に、搬送車の位置を正確に取得することを目的として、ラックの柱に貼付した反射板を検出することで、柱の本***置を算出する搬送車が知られている（例えば特許文献１を参照）。
上記の搬送車においては、経路情報としての近似線と環境地図の線分とを照合するときには、両方のデータの幾何的な特徴（例えば、角部）同士を重ねるようにすることで、互いのデータの相対的な位置と姿勢を算出している。そのため、レーザ光のスキャン領域において、例えば３本の柱が１本の直線上に並ぶように配置されている場合は、搬送車の位置を特定することが難しい。
本発明の課題は、測距センサによって反射光を検知することで位置を知る搬送車において、レーザ光のスキャン領域において、互いに直交する複数の直線を構成するように複数の被検出物が配置されていない場合に、搬送車の位置を特定できるようにすることにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る搬送車は、搬送車本体と、測距センサと、地図データ記憶部と、位置算出部と、を備えている。
搬送車本体は、経路を走行可能である。
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することで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している。
位置算出部は、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基準点を算出して、次に、集合同士を結ぶ直線と地図データの直線とを基準点を用いて照合することで、搬送車本体の位置を算出する。基準点とは、上記測定データの集合から導き出される点であり、例えば、平面座標における平均点である。
搬送車本体は、経路を走行可能である。
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することで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している。
位置算出部は、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基準点を算出して、次に、集合同士を結ぶ直線と地図データの直線とを基準点を用いて照合することで、搬送車本体の位置を算出する。基準点とは、上記測定データの集合から導き出される点であり、例えば、平面座標における平均点である。
この搬送車では、集合同士を結ぶ直線と地図データの直線とを照合することで搬送車本体の位置を算出するのに、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から算出された基準点を用いている。したがって、位置算出部は、レーザ光のスキャン領域において、被検出物が直交する複数の直線を構成するように配置されていない場合に、搬送車本体の位置を特定できる。
位置算出部は、直線を作成するのに、複数の基準点同士を結んでもよい。
この搬送車では、直線は、複数の基準点同士を結ぶことで得られ、位置算出部は、その直線を地図データの直線と比較することで、直線同士の傾きを算出する。
この搬送車では、直線は、複数の基準点同士を結ぶことで得られ、位置算出部は、その直線を地図データの直線と比較することで、直線同士の傾きを算出する。
位置算出部は、地図データと照合する直線として、所定長さ範囲外の直線を選ばなくてもよい。
この搬送車では、位置算出部は、地図データと照合する直線として、所定長さ範囲外の直線を除外する。したがって、無駄な照合作業が行われず、そのため位置算出の計算量を減らせる。
この搬送車では、位置算出部は、地図データと照合する直線として、所定長さ範囲外の直線を除外する。したがって、無駄な照合作業が行われず、そのため位置算出の計算量を減らせる。
位置算出部は、隣接する２つの基準点ごとに１本の直線を作成してもよい。
この搬送車では、位置算出部が１本の直線を作成するのは、隣接する２つの基準点ごとである。つまり、隣接する３つの基準点がある場合は、２本の直線が作成される。したがって、直線作成のための基準点の選択が容易になり、そのため位置算出の計算量を減らせる。
基準点は、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各集合の中心点であってもよい。
この搬送車では、位置算出部が１本の直線を作成するのは、隣接する２つの基準点ごとである。つまり、隣接する３つの基準点がある場合は、２本の直線が作成される。したがって、直線作成のための基準点の選択が容易になり、そのため位置算出の計算量を減らせる。
基準点は、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各集合の中心点であってもよい。
本発明に係る搬送車では、集合同士を結ぶ直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のに、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から算出された基準点を用いているので、位置算出部は、レーザ光のスキャン領域において、互いに直交する複数の直線を構成するように被検出物が配置されていない場合に、搬送車の位置を特定できる。
（１）搬送車システム
（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４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆと、走行エリアを走行する搬送車３と、が含まれる。
（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４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆと、走行エリアを走行する搬送車３と、が含まれる。
ラック４は、例えば２つのラック４を１組として配置されている。図１では、ラック４ａ及びラック４ｂが隣接して１組として配置されている。同様に、ラック４ｃ及びラック４ｄが１組として配置され、ラック４ｅ及びラック４ｆが１組として配置される。ラック４は、図２に示すように、複数の柱１０ａ、１０ｂ、１０ｃなどと床板１１とを組み合わせることで、上下左右に複数段の収納棚が形成されるように構成されている。収納棚には大小様々な荷物１５が載置される。
走行エリアは搬送車３が走行する経路である。ラック４の荷物の出し入れは、ラック４が面しているエリアを走行する搬送車３により行われる。例えば、ラック４ｂは走行エリアに面しており、搬送車３により荷物１５の出し入れがなされる。一方、ラック４ａは別の走行エリアに面しており、搬送車３により荷物１５の出し入れがなされる。
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４参照）とを有している。搬送車本体３ａは、経路を走行可能である。搬送車本体３ａには、走行モータ５１（図４参照）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。
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４参照）とを有している。搬送車本体３ａは、経路を走行可能である。搬送車本体３ａには、走行モータ５１（図４参照）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。
（１−２）ラックの柱及び反射板
次に、ラック４の柱１０ａ、１０ｂ、１０ｃなど及び反射板２０ａ、２０ｂ、２０ｃなどについて、図３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。
走行エリアに面してラック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。
次に、ラック４の柱１０ａ、１０ｂ、１０ｃなど及び反射板２０ａ、２０ｂ、２０ｃなどについて、図３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。
走行エリアに面してラック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。
図３に示すように、例えばラック４の柱１０は４つの面を有する正方形状であり、一辺が走行エリアの延在方向に平行である。反射板２０を設ける位置は様々であるが、例えば、少なくとも走行エリアに対向する面に反射板２０を設ける場合、あるいは、走行エリアに対向する面にのみ反射板２０を設ける場合などが挙げられる。
一例として、ラック４の端に位置する柱１０ａには、走行エリアを走行する搬送車３が反射光を検出可能な２つの面に反射板２０ａが設けられている。
また、ラック４の端以外に位置する柱１０ｂ、１０ｃ・・・には、反射板２０ｂ、２０ｃ・・・が走行エリアに対向する１つの面に設けられている。
（２）搬送車の制御構成
次に、搬送車３の制御構成について図１及び図４を用いて説明する。図４は搬送車の制御構成を示す構成図である。
搬送車３は、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。
次に、搬送車３の制御構成について図１及び図４を用いて説明する。図４は搬送車の制御構成を示す構成図である。
搬送車３は、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。より具体的には、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することで複数の測定データを取得する。さらに具体的には、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の例えば前方約１９０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。
走行モータ５１は、走行車輪３ｂに駆動力を与え、搬送車本体３ａを走行可能にする駆動部である。
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。
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。
記憶部４１は、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しており、少なくともラック４の柱１０の位置を記述した地図データを記憶している。地図データには、その他、壁２の位置が記述されていてもよい。
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。
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示す測定データを記憶している。
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機能を有している。より具体的には、位置算出部４６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基準点を算出して、次に、集合同士を結ぶ近似線（直線）と地図データの直線とを基準点を用いて照合することで、搬送車本体３ａの位置を算出する（後述）。
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機能を有している。より具体的には、位置算出部４６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基準点を算出して、次に、集合同士を結ぶ近似線（直線）と地図データの直線とを基準点を用いて照合することで、搬送車本体３ａの位置を算出する（後述）。
走行制御部４８は、与えられた走行指令及び現在位置に基づいて走行モータ５１を制御する機能を有している。
（３）搬送車の位置算出方法
以下に、搬送車３の制御部４０による制御動作を説明する。
（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５及び図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。図５では、搬送車３は、図上側を向いており、２本の柱１０ａの反射板２０ａと、２本の柱１０ｂの反射板２０ｂがセンサの範囲に入っている。図６では、搬送車３は、図右側を向いており、柱１０ａの反射板２０ａと、柱１０ｂの反射板２０ｂと、柱１０ｃの反射板２０ｃがセンサの範囲に入っている。
以下に、搬送車３の制御部４０による制御動作を説明する。
（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５及び図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。図５では、搬送車３は、図上側を向いており、２本の柱１０ａの反射板２０ａと、２本の柱１０ｂの反射板２０ｂがセンサの範囲に入っている。図６では、搬送車３は、図右側を向いており、柱１０ａの反射板２０ａと、柱１０ｂの反射板２０ｂと、柱１０ｃの反射板２０ｃがセンサの範囲に入っている。
搬送車３が走行エリアを走行している場合に、測距センサ５０は光を例えば前方約１９０度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。
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。
（３−２）近似線の算出
（ａ）エリアの判定
最初に、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が所定の走行をエリアを走行しているかを判断する。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がどの走行エリアにいるかを判定する。
（ａ）エリアの判定
最初に、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が所定の走行をエリアを走行しているかを判断する。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がどの走行エリアにいるかを判定する。
（ｂ）エリアごとの近似線の算出
近似線算出部４７は、搬送車３が所定の走行エリア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が別の走行エリア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。例えば、この別の走行エリアは壁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。
近似線算出部４７は、搬送車３が所定の走行エリア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が別の走行エリア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。例えば、この別の走行エリアは壁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。
（ｃ）走行エリアでの近似線算出、地図データとの照合、位置・姿勢を算出の詳細
次に、図７を用いて、走行エリアでの近似線算出、地図データとの照合、位置・姿勢を算出の詳細を説明する。図７は、本実施形態の処理の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおける各ステップは必要に応じて省略可能であり、またステップの順番は必要に応じて変更可能である。
搬送車３が図６に示すように走行エリア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する（ステップＳ１）。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。
次に、図７を用いて、走行エリアでの近似線算出、地図データとの照合、位置・姿勢を算出の詳細を説明する。図７は、本実施形態の処理の流れを示すフローチャートである。なお、このフローチャートにおける各ステップは必要に応じて省略可能であり、またステップの順番は必要に応じて変更可能である。
搬送車３が図６に示すように走行エリア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する（ステップＳ１）。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、受光強度閾値ＤＢ４４から所定の閾値を読み出す。ここで、所定の閾値とは、反射板２０から反射された光か否かを判断するための値である。
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（ステップＳ２）。例えば、図５に示すように、ラック４ｂ及び４ｃの反射板２０ａ、２０ｂ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。
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（ステップＳ２）。例えば、図５に示すように、ラック４ｂ及び４ｃの反射板２０ａ、２０ｂ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。
続いて、近似線算出部４７は、抽出した測定データから、近似線を算出する（ステップＳ３）。近似線は、近似線ＤＢ４３に保存される。
さらに、位置算出部４６は、近似線ＤＢに保存された近似線と地図データＤＢ４２との照合を行い、さらに、照合結果に基づいて、搬送車３の位置及び姿勢を算出する（ステップＳ４）。
さらに、位置算出部４６は、近似線ＤＢに保存された近似線と地図データＤＢ４２との照合を行い、さらに、照合結果に基づいて、搬送車３の位置及び姿勢を算出する（ステップＳ４）。
次に、図８及び図９を用いて、近似線算出ステップＳ３を詳細に説明する。図８は、近似線算出処理を示すフローチャートである。図９は、走行エリア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）は測定データの集合を示す説明図であり、（ｂ）は近似線を示す説明図である。
図９の（ａ）によると、複数の測定データ２５が柱１０ｂ、１０ｃの反射板２０ｂ、２０ｃに沿って分布している。
図９の（ａ）によると、複数の測定データ２５が柱１０ｂ、１０ｃの反射板２０ｂ、２０ｃに沿って分布している。
図９（ａ）には、所定の閾値以上の測定データ２５の集合として、ラック４ｂの柱１０ｂ、１０ｃに対応した集合Ｃ、Ｄが示されている。柱１０ｂ、１０ｃには１面にのみ反射板２０が設けられているため、柱１０ｂ、１０ｃの１面に沿って測定データ２５が分布している。近似線算出部４７は、柱１０ｂ、１０ｃの位置を地図データＤＢ４２から読み出して、柱１０ｂ、１０ｃにそれぞれ近接して対応する測定データ２５をそれぞれ集合Ｃ、Ｄとする。
図９（ｂ）に示すように、近似線算出部４７は、集合Ｃにおける複数の測定データ２５の座標平均を算出することで、中心点２５Ｃを算出する。さらに、近似線算出部４７は、集合Ｄにおける複数の測定データ２５の座標平均を算出することで、中心点２５Ｄを算出する（ステップＳ１１）。
図９（ｂ）に示すように、近似線算出部４７は、中心点２５Ｃと中心点２５Ｄとを結ぶ近似線１０９を算出する（ステップＳ１２）。なお、近似線（直線）の算出方法は、中心点を結ぶ以外の方法であってもよい。
図９（ｂ）に示すように、近似線算出部４７は、中心点２５Ｃと中心点２５Ｄとを結ぶ近似線１０９を算出する（ステップＳ１２）。なお、近似線（直線）の算出方法は、中心点を結ぶ以外の方法であってもよい。
次に、近似線算出部４７は、近似線１０９が基準値の範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。基準値の範囲ではないとは、検出された２点が本来測定の対象となる柱同士ではないことを意味する。例えば、図１０に示すように、反射板２０ａ間の近似線１０１、奥行き方向に並んだ反射板２０ａと２０ｂ間の近似線１０３、１０５は、壁を構成する柱同士として認識されるべきものである。しかし、斜め方向に並んだ反射板２０ａと２０ｂ間の近似線１０９、１１１は、壁を構成する柱同士として認識されるべきものではない。例えば、近似線１０３、１０５の長さ以下を基準値範囲として設定しておけば、近似線１０９、１１１は保存されない。なお、近似線１０９が基準値の範囲内であるか否かを判断せずに、全ての近似線を保存するようにしてもよい。
基準値の範囲内であれば（ステップＳ１３でＹｅｓ）プロセスはステップＳ１４に移行し、基準値の範囲外であれば（ステップＳ１３でＮｏ）プロセスはステップＳ１４をスキップする。
近似線算出部４７は、近似線（つまり、２つの中心点の座標）を近似線ＤＢ４３に保存する（ステップＳ１４）。
近似線算出部４７は、近似線（つまり、２つの中心点の座標）を近似線ＤＢ４３に保存する（ステップＳ１４）。
近似線算出部４７は、全ての近似線について判断を行ったか否かを判断する（ステップＳ１５）。
判断を行っていなければプロセスはステップＳ１３に戻り、判断を行っていればプロセスは終了する。
以上の処理によって、測定されたデータに基づく単数の又は複数の近似線が近似線ＤＢ４３に保存される。
判断を行っていなければプロセスはステップＳ１３に戻り、判断を行っていればプロセスは終了する。
以上の処理によって、測定されたデータに基づく単数の又は複数の近似線が近似線ＤＢ４３に保存される。
（３−３）搬送車の位置・姿勢の算出
次に、搬送車本体３ａの現在位置の算出方法について図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、近似線と地図データとの照合処理を示すフローチャートである。図１２は、２本の直線の角度合わせ・平行移動を説明するための模式図である。
位置算出部４６は、近似線ＤＢ４３から、直近に算出された複数の近似線のうちの１本を読み出す。続いて、位置算出部４６は地図データＤＢ４２内の地図データの直線を読み出す（ステップＳ１６）。地図データの直線は、近似線の端点座標と、走行車の現在の概略位置情報とに基づいて、近似線に対応している可能性が最も高いものが選ばれる。地図データには、図９に示すように少なくとも各柱の配置を示すデータが含まれており、前述の直線は、一対の柱の位置を結ぶ線分である。
次に、搬送車本体３ａの現在位置の算出方法について図１１及び図１２を用いて説明する。図１１は、近似線と地図データとの照合処理を示すフローチャートである。図１２は、２本の直線の角度合わせ・平行移動を説明するための模式図である。
位置算出部４６は、近似線ＤＢ４３から、直近に算出された複数の近似線のうちの１本を読み出す。続いて、位置算出部４６は地図データＤＢ４２内の地図データの直線を読み出す（ステップＳ１６）。地図データの直線は、近似線の端点座標と、走行車の現在の概略位置情報とに基づいて、近似線に対応している可能性が最も高いものが選ばれる。地図データには、図９に示すように少なくとも各柱の配置を示すデータが含まれており、前述の直線は、一対の柱の位置を結ぶ線分である。
そして、位置算出部４６は図１０に示すように近似線と地図データの線分情報とを照合する。つまり、近似線と地図データの直線とが一致するように適合させる。具体的には、位置算出部４６は、図１２（ａ）に示すように、近似線１０９と、地図データの直線１２０との角度差θを算出する（ステップＳ１７）。位置算出部４６は、図１２（ｂ）に示すように、近似線１０９を地図データの直線１２０と角度が一致するように回転させる（ステップＳ１８）。言い換えると、センサの向きとマップの向きを合わせる。
さらに、位置算出部４６は、近似線１０９と地図データの直線１２０との互いの間の距離Ｗ及び長さ方向のずれＬを算出する（ステップＳ１９）。
さらに、位置算出部４６は、上記の情報に基づいて、近似線１０９を地図データの直線１２０に一致するように平行移動させる（ステップＳ２０）。最初に、図１２（ｃ）に示すように、線分同士を重ね合わせるように移動し、次に、図１２（ｄ）に示すように、長さ方向に一致するように移動させる。この移動時には、端点座標同士の誤差が小さくなるように行われる。
なお、２本の線分をマッチングする手法は、前記実施形態に限定されない。
さらに、位置算出部４６は、上記の情報に基づいて、近似線１０９を地図データの直線１２０に一致するように平行移動させる（ステップＳ２０）。最初に、図１２（ｃ）に示すように、線分同士を重ね合わせるように移動し、次に、図１２（ｄ）に示すように、長さ方向に一致するように移動させる。この移動時には、端点座標同士の誤差が小さくなるように行われる。
なお、２本の線分をマッチングする手法は、前記実施形態に限定されない。
対象の近似線が全て対応付けられたか否かが判断される（ステップＳ２１）。全て対応付けられていれば（ステップＳ２１でＹｅｓ）プロセスはステップＳ２２に移行し、全て対応付けられていなければ（ステップＳ２１でＮｏ）プロセスはステップＳ１６に戻る。
全ての近似線が対応付けられれば、走行車の位置及び姿勢が推定される（ステップＳ２２）。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。これにより、走行エリアを走行する搬送車３の現在位置を正確に特定することができる。
全ての近似線が対応付けられれば、走行車の位置及び姿勢が推定される（ステップＳ２２）。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。これにより、走行エリアを走行する搬送車３の現在位置を正確に特定することができる。
なお、２本目からの近似線の角度合わせ及び平行移動では、他の近似線も考慮することで、それぞれにおいて、全体として端点座標同士の誤差が小さくなるように行われる。
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。
（４）実施形態の特徴
搬送車３（搬送車の一例）は、搬送車本体３ａ（搬送車本体の一例）と、測距センサ５０（測距センサの一例）と、地図データＤＢ４２（地図データ記憶部の一例）と、位置算出部４６（位置算出部の一例）と、を備えている。
搬送車本体３ａは、経路を走行可能である。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することで複数の測定データ２５を取得する。地図データＤＢ４２は、経路に沿って設けられた柱（構成物の一例）が記録された地図データを記憶している。位置算出部４６は、複数の測定データ２５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中心点２５Ｃ、２５Ｄ（基準点の一例）を算出して、次に、集合同士を結ぶ近似線１０９と地図データの直線１２０とを中心点２５Ｃ、２５Ｄを用いて照合することで、搬送車本体３ａの位置を算出する。
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。
（４）実施形態の特徴
搬送車３（搬送車の一例）は、搬送車本体３ａ（搬送車本体の一例）と、測距センサ５０（測距センサの一例）と、地図データＤＢ４２（地図データ記憶部の一例）と、位置算出部４６（位置算出部の一例）と、を備えている。
搬送車本体３ａは、経路を走行可能である。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することで複数の測定データ２５を取得する。地図データＤＢ４２は、経路に沿って設けられた柱（構成物の一例）が記録された地図データを記憶している。位置算出部４６は、複数の測定データ２５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中心点２５Ｃ、２５Ｄ（基準点の一例）を算出して、次に、集合同士を結ぶ近似線１０９と地図データの直線１２０とを中心点２５Ｃ、２５Ｄを用いて照合することで、搬送車本体３ａの位置を算出する。
この搬送車３では、集合同士を結ぶ近似線１０９と地図データの直線１２０とを照合することで搬送車本体３ａの位置を算出するのに、中心点２５Ｃ、２５Ｄを用いている。したがって、位置算出部４６は、レーザ光のスキャン領域において、互いに直交する複数の直線を構成するように柱が配置されていない場合に、搬送車本体３ａの位置を特定できる。
（５）各位置における位置検出
（５−１）壁部
壁２がスキャンされた場合は、複数の測定データが壁に沿って得られる。したがって、近似線算出部４７は複数の測定データを用いて近似線を算出し、位置算出部が近似線と地図データの直線とを照合する。以上の照合において、近似線の端点座標は利用されてもよいし、利用されなくてもよい。又、壁２において角部の情報が利用可能な場合は、当該角部の情報を用いて照合を行ってもよい。
（５−２）柱
図５に示すように一対の柱１０ａ及び一対の柱１０ｂがスキャンされた場合は、柱１０ａ及び１０ａにおける座標に基づいて近似線１０１が照合され、図右側の柱１０ａ及び柱１０ｂにおける座標に基づいて近似線１０３が照合され、図左側の柱１０ａ及び柱１０ｂにおける座標に基づいて近似線１０３が照合される。
図６に示すように一対の柱１０ａ、図右側の柱１０ａ、１０ｂ、１０ｃがスキャンされた場合は、柱１０ａ、１０ｂにおける座標に基づいて近似線１０３が照合に用いられ、さらに、図右側の柱１０ｂ及び柱１０ｃにおける座標に基づいて近似線１０７が照合に用いられる。
（５）各位置における位置検出
（５−１）壁部
壁２がスキャンされた場合は、複数の測定データが壁に沿って得られる。したがって、近似線算出部４７は複数の測定データを用いて近似線を算出し、位置算出部が近似線と地図データの直線とを照合する。以上の照合において、近似線の端点座標は利用されてもよいし、利用されなくてもよい。又、壁２において角部の情報が利用可能な場合は、当該角部の情報を用いて照合を行ってもよい。
（５−２）柱
図５に示すように一対の柱１０ａ及び一対の柱１０ｂがスキャンされた場合は、柱１０ａ及び１０ａにおける座標に基づいて近似線１０１が照合され、図右側の柱１０ａ及び柱１０ｂにおける座標に基づいて近似線１０３が照合され、図左側の柱１０ａ及び柱１０ｂにおける座標に基づいて近似線１０３が照合される。
図６に示すように一対の柱１０ａ、図右側の柱１０ａ、１０ｂ、１０ｃがスキャンされた場合は、柱１０ａ、１０ｂにおける座標に基づいて近似線１０３が照合に用いられ、さらに、図右側の柱１０ｂ及び柱１０ｃにおける座標に基づいて近似線１０７が照合に用いられる。
（６）他の実施形態
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。
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。
（ａ）上記実施形態では、複数の近似線を作成してそれぞれを地図データの線分と照合していたが、複数の近似線を作成可能な場合でも、１本の近似線のみを作成してそれを地図データの線分と照合してもよい。
（ｂ）上記実施形態では、複数の近似線を作成した後に、１本の近似線ずつ回転と平行移動を行っていたが、複数の近似線全体で回転を行い、次に複数の近似線全体で平行移動を行うようにしてもよい。
（ｃ）上記実施形態では所定の閾値以上の光の強度を有する測定データは、柱に設けられた反射板から得られていたが、その対象は特に限定されない。
（ｂ）上記実施形態では、複数の近似線を作成した後に、１本の近似線ずつ回転と平行移動を行っていたが、複数の近似線全体で回転を行い、次に複数の近似線全体で平行移動を行うようにしてもよい。
（ｃ）上記実施形態では所定の閾値以上の光の強度を有する測定データは、柱に設けられた反射板から得られていたが、その対象は特に限定されない。
本発明は、周辺物がある走行経路を自動走行する搬送車に広く適用できる。
１ ：搬送車システム
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
４ｃ ：ラック
４ｄ ：ラック
４ｅ ：ラック
４ｆ ：ラック
１０ａ ：柱
１０ｂ ：柱
１０ｃ ：柱
１０ｄ ：柱
１１ ：床板
１５ ：荷物
２０ａ ：反射板
２０ｂ ：反射板
２０ｃ ：反射板
２０ｄ ：反射板
２５ ：測定データ
２５Ａ ：中心点
２５Ｂ ：中心点
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
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
４ｃ ：ラック
４ｄ ：ラック
４ｅ ：ラック
４ｆ ：ラック
１０ａ ：柱
１０ｂ ：柱
１０ｃ ：柱
１０ｄ ：柱
１１ ：床板
１５ ：荷物
２０ａ ：反射板
２０ｂ ：反射板
２０ｃ ：反射板
２０ｄ ：反射板
２５ ：測定データ
２５Ａ ：中心点
２５Ｂ ：中心点
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
Claims (3)
- 経路を走行可能な搬送車本体と、
前記搬送車本体に設けられ、反射光の強度を複数回測定することで複数の測定データを取得する測距センサと、
前記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している地図データ記憶部と、
前記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前記集合ごとに基準点を算出し、複数の前記基準点同士を結ぶことで前記集合同士を結ぶ直線を作成し、当該作成された直線と前記地図データの直線とを前記基準点を用いて照合することで、前記搬送車本体の位置を算出する位置算出部と、
を備え、
前記基準点は、前記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各集合の中心点であり、
前記位置算出部は、前記作成された直線及び前記地図データの直線の端点座標同士の誤差が小さくなるように、前記作成された直線を前記地図データの直線に一致するように移動させ、
前記位置算出部は、前記作成された直線を前記地図データの直線に一致するように移動させる動作として、
前記作成された直線と前記地図データの直線との角度差を算出し、前記作成された直線を前記地図データの直線と角度が一致するように回転させ、
前記作成された直線と前記地図データの直線との互いの間の距離及び長さ方向のずれを算出し、
前記作成された直線と前記地図データの直線同士を重ね合わせるように、前記距離だけ前記作成された直線を平行移動させ、
前記作成された直線と前記地図データの直線を長さ方向に一致するように、前記ずれだけ前記作成された直線を移動させる、
搬送車。 - 前記位置算出部は、前記地図データと照合する直線として、所定長さ範囲外の直線を除外する、請求項１に記載の搬送車。
- 前記位置算出部は、隣接する２つの基準点ごとに１本の直線を作成する、請求項１又は２に記載の搬送車。
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