JP7370288B2 - 演算装置、車両、荷役システム、演算方法及びプログラム - Google Patents
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Description
特許文献1には、関連する技術として、フォークリフトのフォークに2次元レーザレーダが取り付けられており、フォークの昇降動作によって3次元距離画像を生成し、パレット位置を検出するシステムに関する技術が記載されている。
以下、本開示の第1実施形態による荷役システム1について説明する。
(荷役システムの構成)
荷役システム1は、図1に示すように、産業車両10(車両の一例)、トラック20、反射板30、充電装置40を備える。荷役システム1は、トラック20に積載されたパレットの状態が特定し、特定したパレットの状態に応じて、特定したパレットについて効率よく荷役作業を行うことのできる走行経路を特定するシステムである。
なお、図1におけるホーム位置は、例えば、産業車両10が電気で動作する車両である場合、産業車両10に電力を供給するための位置である。また、図1におけるスタート位置は、産業車両10が荷役作業を行うためのスタート位置である。
(産業車両の構成)
産業車両10は、産業車両10の操舵角、産業車両10の進行方向、産業車両10の車速、産業車両10の加速度、その他の検知しうる産業車両10の情報(以下、車両状態)及び、産業車両10の位置に基づいて、パレットの状態を特定するときに産業車両10が走行する経路を特定する車両である。
産業車両10は、図2に示すように、操作装置101、荷役機構102、距離計測装置103、演算装置104、2次元レーザレーダ105を備える。2次元レーザレーダ105は、レーザを放射し、反射板30で反射されたレーザを受けることによって反射板30との距離を計測する。
産業車両10は、例えば、電気で動作する車両である。
また、車両位置取得部1042は、特定した産業車両10の位置と、産業車両10と対象物の間の距離とを関連付けて記憶部1047に記録する。
なお、車両位置取得部1042が特定した産業車両10の位置をつなぎ合わせると、距離計測装置103が産業車両10と対象物の間の距離を計測したときに産業車両10が走行した経路(第1経路の一例)となる。
図5や図6などについて説明したように、距離計測装置103が計測する産業車両10と対象物の間の距離とパレットの穴の位置とは、パレットの穴の位置において計測された距離は長くなるという関係にある。また、パレット間の間隔は、穴の幅よりも狭い。そのため、例えば、パレット状態演算部1043は、特定した産業車両10の移動量と検出距離とのパターンと、予め用意した例えば図5に示すような産業車両10の移動量と検出距離との関係を示すパターンとを比較する。パレット状態演算部1043は、両方のパターンが許容可能な誤差の範囲内で一致すると判定した場合、予め用意したパターンに従って(つまり、予め用意したパターンにおけるパレットの前面、パレットの穴の位置、パレット間の隙間と同様のパターンであると判定して)各パレットの位置、パレットの向き、パレットの穴の位置を特定することができる。
例えば、図6に示すように、距離計測装置103が産業車両10と対象物の間の距離を計測したときに産業車両10が走行した経路の方向を基準(0度)として、3つの各パレットが角度θ1、θ2、θ3だけずれていた場合、走行経路演算部1044は、3つの角度の平均値(θ1+θ2+θ3)÷3を演算し、その角度をなす経路を各パレットについて荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の角度と決定する。また、走行経路演算部1044は、図5に示すように、各パレットにおける2つの穴のそれぞれの中心位置のさらに中心位置を特定し、その位置をパレットの中心位置と決定する。そして、走行経路演算部1044は、例えば、各パレットの中心位置と産業車両10との距離の平均値が産業車両10が荷役作業のし易い距離(例えば、少ないステアリング操作による走行で複数の荷物を連続して荷役操作を行うことのできる距離)になるように、荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路(第2経路の一例)を決定する。
そのため、高さ判定部1045は、パレット状態演算部1043が各パレットについて穴が2つあることを示す産業車両10の移動量と検出距離とのパターンとならないことを特定した場合、距離計測装置103の高さを変更する必要があると判定する。
例えば、車両制御部1046は、距離計測装置103が産業車両10と対象物の間の距離を計測するときに、産業車両10に所定の経路を走行させる指令を操作装置101に出力する。
また、例えば、車両制御部1046は、走行経路演算部1044が荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路を決定した場合、産業車両10にその経路を走行させる指令を操作装置101に出力する。
また、例えば、車両制御部1046は、高さ判定部1045が距離計測装置103の高さを変更する必要があると判定した場合、最後に2つの穴を特定できた位置まで産業車両10を戻す指令を操作装置101へ出力する。車両制御部1046は、フォーク102fを上下方向に動かす指令を操作装置101に出力する。なお、フォーク102fが上下方向に動くときに、パレット状態演算部1043は、2つの穴を特定できたパレットの中心位置と同程度の距離を距離取得部1041が取得した場合に、パレット前面の高さの中心を特定する。そして、車両制御部1046は、距離計測装置103の高さがパレット状態演算部1043が特定した高さの中心となるように、操作装置101に指令を出力する。
次に、荷役システム1が行う処理について説明する。
ここでは、図9に示す各パレットについて荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路を決定するときの荷役システム1の処理フローについて説明する。
なお、ここでは、産業車両10が図10に示すスタート位置から走行するものとし、スタート位置において、距離計測装置103の高さが、パレットが置かれているトラック20の荷台の高さにパレットの高さの2分の1の高さを加えた高さとなるように調整されているものとして荷役システム1の処理について説明する。なお、距離計測装置103の高さを、パレットが置かれているトラック20の荷台の高さにパレットの高さの2分の1の高さを加えた高さとなるように調整する方法の例としては、人がマニュアルで高さの設定値を入力する方法や、後述するステップS7~ステップS10のような方法が挙げられる。
車両制御部1046は、最後に2つの穴を特定できた位置まで産業車両10を戻す指令を操作装置101へ出力する(ステップS7)。車両制御部1046は、フォーク102fを上下方向に動かす指令を操作装置101に出力する(ステップS8)。
フォーク102fが上下方向に動くときに、パレット状態演算部1043は、2つの穴を特定できたパレットの中心位置と同程度の距離を距離取得部1041が取得した場合に、パレット前面の高さの中心を特定する(ステップS9)。
車両制御部1046は、距離計測装置103の高さがパレット状態演算部1043が特定した高さの中心となる指令を操作装置101に出力する(ステップS10)。
例えば、走行経路演算部1044は、距離計測装置103が産業車両10と対象物の間の距離を計測したときに産業車両10が走行した経路の方向を基準(0度)とする、各パレットの角度の平均値を演算し、その角度をなす経路を各パレットについて荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の角度と決定する。また、走行経路演算部1044は、例えば、各パレットの中心位置と産業車両10との距離の平均値が産業車両10が荷役作業のし易い距離(例えば、少ないステアリング操作による走行で複数の荷物を連続して荷役操作を行うことのできる距離)になるように、荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路を決定する。
そして、車両制御部1046は、走行経路演算部1044が決定した経路を走行させる指令を操作装置101に出力する(ステップS14)。
走行経路演算部1044が決定した経路を走行させる指令により、産業車両10は、例えば、図12に示すような荷役作業を実行する。
以上、本開示の第1実施形態による荷役システム1について説明した。
演算装置104において、走行経路演算部1044は、距離計測装置103が産業車両10と対象物の間の距離を計測したときに産業車両10が走行した経路の各位置における産業車両10と荷役対象のパレットとの間の距離に基づいて、産業車両10が前記経路を走行した後に行われる荷役対象のパレットに係る荷役作業時に産業車両10を走行させる荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路を特定する。
こうすることで、演算装置104は、産業車両10が荷役作業のし易い経路を特定することができ、効率の良い荷役作業を実現することができる。
次に、本開示の第2実施形態による荷役システム1について説明する。
(荷役システムの構成)
荷役システム1は、産業車両10、トラック20、反射板30、充電装置40、オムニ移動式仮置き台50(搬送車両の一例)を備える。なお、図13は、本開示の第2実施形態による荷役システム1を示す図の一例である。ただし、図13では、反射板30、充電装置40を省略している。
産業車両10は、操作装置101、荷役機構102、距離計測装置103、演算装置104を備える。また、産業車両10は、図示していない2次元レーザレーダ105を備える。2次元レーザレーダ105は、レーザを放射し、反射板30で反射されたレーザを受けることによって反射板30との距離を計測する。
産業車両10は、例えば、電気で動作する車両である。
通信部1048は、走行経路演算部1044が演算した各パレットについての荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の情報を、オムニ移動式仮置き台50に送信する。
以上、本開示の第2実施形態による荷役システム1について説明した。
荷役システム1は、オムニ移動式仮置き台50を備える。荷役システム1において、通信部1048は、走行経路演算部1044が演算した各パレットについての荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の情報を、オムニ移動式仮置き台50に送信する。
オムニ移動式仮置き台50が、走行経路演算部1044が演算した各パレットについての荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の情報に基づいて、その経路と平行になる位置と向きに移動することによって、荷降ろし位置がパレット及び荷役作業時の産業車両10の走行経路とほぼ平行になる。そのため、本開示の第2実施形態による荷役システム1は、本開示の第1実施形態による荷役システム1に比べて、より効率よく荷役作業を行うことができる。
次に、本開示の第3実施形態による荷役システム1について説明する。
(荷役システムの構成)
荷役システム1は、産業車両10、トラック20、反射板30、充電装置40、AGV(Automated Guided Vehicle、無人搬送車)60(搬送車両の一例)を備える。なお、図15は、本開示の第3実施形態による荷役システム1を示す図の一例である。ただし、図15では、反射板30、充電装置40を省略している。
産業車両10は、操作装置101、荷役機構102、距離計測装置103、演算装置104を備える。また、産業車両10は、図示していない2次元レーザレーダ105を備える。2次元レーザレーダ105は、レーザを放射し、反射板30で反射されたレーザを受けることによって反射板30との距離を計測する。
産業車両10は、例えば、電気で動作する車両である。
通信部1048は、走行経路演算部1044が演算した各パレットについての荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の情報を、AGV60に送信する。
以上、本開示の第3実施形態による荷役システム1について説明した。
荷役システム1は、AGV60を備える。荷役システム1において、通信部1048は、走行経路演算部1044が演算した各パレットについての荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の情報を、AGV60に送信する。
AGV60が、走行経路演算部1044が演算した各パレットについての荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の情報に基づいて、その経路と平行になる位置と向きに移動することによって、荷降ろし位置がパレット及び荷役作業時の産業車両10の走行経路とほぼ平行になる。そのため、本開示の第3実施形態による荷役システム1は、本開示の第1実施形態による荷役システム1に比べて、より効率よく荷役作業を行うことができる。
また、本開示の第3実施形態による荷役システム1では、AGV60は、1つの荷物が積載される度に、直ちに次の工程を行う場所に移動することができる。そのため、本開示の第3実施形態による荷役システム1は、本開示の第2実施形態による荷役システム1に比べて、次の工程を早く進めることができる。
また、本開示の別の実施形態による荷役システム1は、産業車両10とは別の産業車両10aをさらに備え、走行経路演算部1044が演算した各パレットについての荷役作業を行うときに産業車両10を走行させる経路の情報に基づいて、産業車両10と同様の荷役作業を実行するものであってもよい。なお、産業車両10と産業車両10aとが並行して荷役作業を行うものであってもよい。
例えば、産業車両10aは、演算装置104の代わりに通信部1048を備え、産業車両10から送信される指令に応じて、操作装置101が産業車両10aを動作させるものであってもよい。
図17は、少なくとも1つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ5は、図17に示すように、CPU6、メインメモリ7、ストレージ8、インターフェース9を備える。
例えば、上述の充電装置40、オムニ移動式仮置き台50、AGV60、上位装置70、操作装置101、距離計測装置103、演算装置104、その他の制御装置のそれぞれは、コンピュータ5に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ8に記憶されている。CPU6は、プログラムをストレージ8から読み出してメインメモリ7に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、CPU6は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ7に確保する。
なお、他の実施形態においては、演算装置104、その他の制御装置のそれぞれは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてPLD(Programmable Logic Device)などのカスタムLSI(Large Scale Integrated Circuit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、GPU(Graphics Processing Unit)、及びこれらに類する処理装置を備えてもよい。PLDの例としては、PAL(Programmable Array Logic)、GAL(Generic Array Logic)、CPLD(Complex Programmable Logic Device)、FPGA(Field Programmable Gate Array)が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
本開示の各実施形態に記載の演算装置104、産業車両10(車両の一例)、荷役システム1、演算方法及びプログラムは、例えば以下のように把握される。
5・・・コンピュータ
6・・・CPU
7・・・メインメモリ
8・・・ストレージ
9・・・インターフェース
10・・・産業車両
20・・・トラック
30・・・反射板
40・・・充電装置
50・・・オムニ移動式仮置き台
60・・・AGV
70・・・上位装置
101・・・操作装置
102・・・荷役機構
102a・・・アウターマスト
102b・・・インナーマスト
102c・・・リフトブラケット
102d・・・ヘッド
102e・・・バックレスト
102f・・・フォーク
103・・・距離計測装置
104・・・演算装置
1041・・・距離取得部
1042・・・車両位置取得部
1043・・・パレット状態演算部
1044・・・走行経路演算部
1045・・・高さ判定部
1046・・・車両制御部
1047・・・記憶部
Claims (10)
- 自律走行可能な車両が走行する第1経路の各位置における前記車両と荷役対象のパレットとの間の距離に基づいて、前記車両が前記第1経路を走行した後に行われる前記パレットに係る荷役作業時に前記車両及び前記車両とは別の車両のうちの少なくとも一方を走行させる第2経路を特定する第1特定部、
を備える演算装置。 - 前記車両及び前記別の車両のうちの少なくとも一方を前記第2経路に沿って走行させる第1制御部、
を備える請求項1に記載の演算装置。 - 前記距離の情報を距離計測装置から取得する情報取得部、
を備え、
前記第1特定部は、
前記情報取得部が取得した前記距離の情報に基づいて、前記第2経路を特定する、
請求項1または請求項2に記載の演算装置。 - 前記別の車両が前記第2経路の情報を取得できる状態にする通信部、
を備える請求項1から請求項3の何れか一項に記載の演算装置。 - 請求項1から請求項4の何れか一項に記載の演算装置と、
前記演算装置からの指令に基づいて車両を操作する操作装置と、
を備える車両。 - 請求項5に記載の車両と、
前記車両の演算装置が特定した第2経路に基づいて、自律して位置を変更する搬送車両であって、前記車両と異なりかつ前記別の車両と異なる搬送車両と、
を備える荷役システム。 - 請求項5に記載の車両と、
前記車両の演算装置が特定した第2経路に沿って走行する前記別の車両と、
を備える荷役システム。 - 前記車両の演算装置が特定した第2経路に基づいて、自律して位置を変更する搬送車両であって、前記車両と異なりかつ前記別の車両と異なる搬送車両、
を備える請求項7に記載の荷役システム。 - 自律走行可能な車両が走行する第1経路の各位置における前記車両と荷役対象のパレットとの間の距離に基づいて、前記車両が前記第1経路を走行した後に行われる前記パレットに係る荷役作業時に前記車両及び前記車両とは別の車両のうちの少なくとも一方を走行させる第2経路を特定すること、
を含む演算方法。 - コンピュータに、
自律走行可能な車両が走行する第1経路の各位置における前記車両と荷役対象のパレットとの間の距離に基づいて、前記車両が前記第1経路を走行した後に行われる前記パレットに係る荷役作業時に前記車両及び前記車両とは別の車両のうちの少なくとも一方を走行させる第2経路を特定すること、
を実行させるプログラム。
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