JP2003212489A - 産業車両における荷役機器の自動位置制御装置、産業車両及び荷役機器の自動位置制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 荷役作業時に運転者にかかる負荷を軽減でき
る産業車両における荷役機器の自動位置制御装置、産業
車両及びその自動位置制御方法を提供する。 【解決手段】 フォークリフト１はフォークを自動で位
置合わせするロックオンシステム６１を備えている。ロ
ックオンシステム６１の作動形態として、まず画像認識
処理部７２はカメラ１９により得られた画像をマッチン
グ処理して、荷役対象に設けられたマークを画像認識す
る。そして、マーク位置算出部７５は画面座標系におけ
るマークの座標（Ｉ，Ｊ）とＤ値を算出する。次に、実
座標位置算出部７７はこれら値を基に、カメラ１９の実
座標系におけるカメラ座標ＯＣを算出する。そして、ず
れ量算出部７８はカメラ座標ＯＣと所定の既知情報に基
づき、フォークと目標点との間のずれ量としてベクトル
ＦＰを求める。そして、荷役制御部５０はこのベクトル
ＦＰが「０」となるようにシリンダ８ｂ，１１等を駆動
してフォークを移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業車両における
荷役機器の自動位置制御装置、産業車両及び荷役機器の
自動位置制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、この種の産業車両であるフォー
クリフトでは、多段式のマストが車体に備えられ、フォ
ーク等の荷役機器（アタッチメント）を有したキャリッ
ジがマストに沿って昇降可能に設けられている。例えば
棚の高所で荷取り作業や荷置き作業をする際は、運転者
は荷役レバー（リフトレバー）を操作して多段式マスト
を油圧駆動でスライド伸長させることにより、フォーク
等の荷役機器をマストに沿って上昇させ、荷役機器を棚
上のパレットまたは棚面に対し所定の位置関係となるよ
うに位置合わせを行う。

【０００３】この際、運手者は高所（例えば３〜６メー
トル）を仰ぎ見ながらフォークがパレットの穴または棚
面の少し上方位置に合ったかどうかを目で確認しつつ荷
役レバーを操作する必要がある。しかし、高所を下方か
ら仰ぎ見ながらフォークとパレット等が水平方向に位置
合わせされたかを目視で判断することは困難で、熟練者
でもこの位置合わせに時間を要するという問題があっ
た。

【０００４】従来、フォークリフト等の産業車両の分野
において、高所に位置するフォークの位置合わせを支援
するシステムが開発されている。このシステムの一種と
して、例えば米国特許５５８６６２０号には、フォーク
を支持するキャリッジにカメラを取り付け、このカメラ
で撮影した画像を運転席から表示装置の画面を通して見
られる技術が開示されている。この場合、カメラで撮影
した高所位置の画像を表示装置の画面を通して見られる
ので、高所の荷役作業でも運転者はフォークの位置合せ
作業を比較的簡単かつ正確に行うことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記特許公
報は運転席から見難い高所領域が、カメラ映像によって
運転者にとって見易くなるという視覚的支援を行ってい
るに過ぎない。従って、前記特許公報では高所領域が見
易くなる分だけ荷役作業が行い易くなるものの、荷役対
象に対してフォークを位置決めするという動作は運転者
がマニュアル操作で行う必要があり、必ずしも荷役作業
を大幅に簡易化するものではない。特に、運転者にとっ
ては荷役作業にかかる負荷をなるべく軽減したい要望が
ある。

【０００６】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、荷役作業時に運転者にかかる
負荷を軽減できる産業車両における荷役機器の自動位置
制御装置、産業車両及び荷役機器の自動位置制御方法を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、撮影手段は荷役対象
に設けられた標識を撮影する。標識位置検出手段は前記
撮影手段により得られた画像データを画像処理して、前
記標識位置を検出する。目標点算出手段は前記標識位置
検出手段の画像処理結果に基づき、前記荷役機器の自動
位置合わせ先となる目標点を算出する。ずれ量算出手段
は前記目標点算出手段により求まる前記目標点と、現在
の荷役機器の位置との間のずれ量を算出する。制御手段
は自動位置決め制御を作動して、前記位置ずれ量算出手
段により求まる前記ずれ量をなくすようにアクチュエー
タを駆動して前記荷役機器を位置合わせする。

【０００８】この発明によれば、自動位置決め制御によ
り荷役機器が目標点に対して自動で位置合わせされるの
で、運転者は荷役機器の位置決めを自分で行わずに済
み、荷役作業が簡易化する。

【０００９】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記自動位置決め制御を作動させる
ときに操作される操作手段を備えた。この発明によれ
ば、請求項１に記載の発明の作用に加え、操作手段を操
作したときに自動位置決め制御が作動し、荷役機器の自
動位置合わせが開始される。

【００１０】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、前記撮影手段により撮影され
た画像を表示する表示手段を備えた。この発明によれ
ば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、表示手
段には撮影手段により撮影された画像が表示されるの
で、荷役機器の位置合わせ状態が視覚的に認識可能にな
る。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記撮影手
段の画像を表示する際の画面上で前記標識の表示サイズ
が変わっても、その標識を１つで認識可能な形状のテン
プレートを記憶した記憶手段を備え、前記標識位置検出
手段は、前記テンプレートを用いたパターンマッチング
処理により前記標識を画像認識する。

【００１２】この発明によれば、請求項１〜３のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、画像処理の際に
用いるテンプレートとして、画面上での表示サイズが変
わってもその標識を１つで認識可能な形状のテンプレー
トを使用するので、画像処理の際に必要なテンプレート
が相対的に少なくて済む。

【００１３】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記自動位
置決め制御の作動モードを荷役作業に応じたモードにマ
ニュアル操作可能なモード切換手段を備えた。

【００１４】この発明によれば、請求項１〜４のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、モード切換手段
を操作することによって、自動位置制御機能の作動モー
ドを荷役作業に応じたモードにマニュアル設定可能にな
る。

【００１５】請求項６に記載の発明では、請求項１〜５
のうちいずれか一項に記載の発明において、前記制御手
段は、前記自動位置決め制御の作動モードが荷取りモー
ドのとき前記荷役機器を前記目標点に対し上下左右方向
で位置合わせし、前記作動モードが荷置きモードのとき
前記荷役機器を上下方向にのみ位置合わせする。

【００１６】この発明によれば、請求項１〜５のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、作動モードが荷
取りモードのときには荷役機器が目標点と一致するよう
に上下左右方向で位置合わせが行われ、作動モードが荷
置きモードのときには目標点に対し荷役機器が上下方向
のみで位置合わせされる。ところで、荷役機器に荷を載
せた状態で左右方向に自動位置合わせを実行すると、場
合によっては荷崩れを起こすことも考えられるが、荷置
き作業のときには上下方向にのみ自動位置合わせが行わ
れるので、このような問題が生じずに済む。

【００１７】請求項７に記載の発明では、請求項１〜６
のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、前記荷
役機器の傾動角を検出する検出手段と、前記検出手段の
検出値に基づき、傾動用アクチュエータを駆動して前記
荷役機器を車体に対して水平状態にする水平制御手段を
備えた。

【００１８】この発明によれば、請求項１〜６のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷役機器を水平
状態にする自動水平制御を行うので、荷役機器が水平状
態となる。このため、例えば撮影手段が荷役機器と同期
して動く構成の場合において、撮影手段により撮影され
た画像が実空間に対して傾いたものにならず、画像処理
により求まる目標点や、荷役機器と目標点との間のずれ
量に誤差が生じずに済む。また、荷役機器を前方に移動
させた場合に、目標点からずれてしまうこともない。

【００１９】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載の発明において、前記水平制御手段は、前記自動位置
決め制御の作動モードが荷取りモードのときのみに作動
する。

【００２０】この発明によれば、請求項７に記載の発明
の作用に加え、自動水平制御は自動位置決め制御の作動
モードが荷取り作業のときのみに実行される。ところ
で、荷役機器に荷を載せた状態で自動水平制御を実行す
ると、場合によっては荷崩れを起こすことも考えられる
が、荷を積んだ荷置き作業のときには自動水平制御を行
わないので、自動水平制御に起因する荷崩要因をなくせ
る。

【００２１】請求項９に記載の発明では、請求項７又は
８に記載の発明において、前記水平制御手段は、前記自
動位置決め制御を行う前に自動水平制御を行って前記荷
役機器を前記車体に対して水平状態にする。

【００２２】この発明によれば、請求項７又は８に記載
の発明の作用に加え、自動位置決め制御を行う前に自動
水平制御が実行されて荷役機器が水平状態に位置合わせ
される。従って、自動位置決め制御を実行する際に、撮
影手段により得られる画像データから画像処理を行って
荷役機器の目標点に対するずれ量を算出しても誤差が生
じ難くなる。

【００２３】請求項１０に記載の発明では、請求項１〜
９のうちいずれか一項に記載の発明において、前記標識
位置検出手段は前記撮影手段により得られた画像データ
を基に、前記標識の画面座標上における位置及びサイズ
を検出する標識情報検出手段を備え、前記位置ずれ量算
出手段は前記標識情報検出手段から求まる前記標識の位
置及びサイズと所定の既知情報とを基に前記ずれ量を算
出する。

【００２４】この発明によれば、請求項１〜９のうちい
ずれか一項に記載の発明の作用に加え、標識サイズ検出
手段から求まる前記標識の位置及びサイズと所定の既知
情報とを基に、位置ずれ量算出手段によって目標点と荷
役機器との間のずれ量が算出される。

【００２５】請求項１１に記載の発明では、請求項１〜
１０のうちいずれか一項に記載の発明において、前記撮
影手段は前記荷役機器を支持するキャリッジに対して取
り付けられ、前記撮影手段が荷役作業に応じた配置位置
となるように当該撮影手段を駆動する昇降用アクチュエ
ータと、前記昇降用アクチュエータを駆動して前記撮影
手段を昇降させる昇降制御手段とを備えた。

【００２６】この発明によれば、請求項１〜１０のうち
いずれか一項に記載の発明の作用に加え、撮影手段は荷
役機器を支持するキャリッジに取り付けられ、昇降制御
手段により昇降用アクチュエータが駆動されることで、
荷役作業に応じた配置位置となるように昇降する。従っ
て、荷置き作業時に荷役機器に荷が載せられていても、
例えば撮影手段を降下させれば撮影手段の前方が荷によ
って遮断されずに済み、充分な撮影視界が得られる。

【００２７】請求項１２に記載の発明では、請求項１〜
１０のうちいずれか一項に記載の発明において、前記荷
役機器がインナマストの最上端に位置した後の上方位置
では、前記荷役機器とインナマストとの相対位置関係が
不変となった状態でマストがスライド伸縮する昇降機構
を備え、前記撮影手段は、前記インナマストのうち前記
荷役機器に荷を載せても前方が撮影可能となる位置に固
定されている。

【００２８】この発明によれば、請求項１〜１０のうち
いずれか一項に記載の発明の作用に加え、撮影手段はイ
ンナマストに固定されているので、荷役機器の位置に対
して干渉を受けずに済み、荷を積んだ状態でも充分な撮
影視界が得られる。さらに、この昇降機構においてはイ
ンナマストの最上端よりも上方の位置では、撮影手段と
荷役機器との位置関係が不変となるので、画像処理を用
いて荷役機器と目標点との間のずれ量を算出する際の計
算が簡単になる。

【００２９】請求項１３に記載の発明では、請求項１〜
１２のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、画
面上において前記標識が位置すべき目標として移動目標
点を算出する移動目標点算出手段と、前記表示手段の画
面上に前記移動目標点を描画として表示させる表示制御
手段とを備えた。

【００３０】この発明によれば、請求項１〜１２のうち
いずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷役機器が目
標点に対して位置合わせされたとき、表示手段の画面上
では移動目標点と標識とが一致した状態となる。従っ
て、運転者にとって荷役機器が目標点に対して位置合わ
せされたか否かが容易に判断可能になる。

【００３１】請求項１４に記載の発明では、請求項１〜
１３に記載の荷役機器の自動位置制御装置を備えた産業
車両である。この発明によれば、請求項１〜１３のうち
いずれか一項に記載の作用と同様の作用が得られる。

【００３２】請求項１５に記載の発明では、撮影手段に
より得られた画像データを画像処理して、標識位置検出
手段が荷役対象に設けられた標識の位置を検出し、目標
点算出手段が荷役機器の位置合わせ先となる目標点を算
出し、前記標識位置検出手段の画像処理結果に基づき、
位置ずれ量算出手段が前記目標点と現在の荷役機器の位
置との間のずれ量を算出し、前記位置ずれ量算出手段に
より求まる前記ずれ量をなくすように、制御手段が自動
位置決め制御を作動することによりアクチュエータを駆
動して前記荷役機器を位置合わせする。

【００３３】この発明によれば、自動位置決め制御によ
り荷役機器が目標点に対して自動で位置合わせされるの
で、運転者は荷役機器の位置決めを自分で行わずに済
み、荷役作業が簡易化する。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明をフォークリフトに
具体化した一実施形態を図１〜図１４に従って説明す
る。

【００３５】図１は、フォークリフト１の斜視図であ
る。産業車両（車両）としてのリーチ型フォークリフト
トラック（以下、単にフォークリフトと記す）１は、車
体（機台）２の前側に左右一対のリーチレグ３を備え、
リーチレグ３に沿ってマスト装置４が前後方向に移動
（リーチ動作）可能となっている。車体２にはリーチシ
リンダ５が配設され、このリーチシリンダ５によりマス
ト装置４がリーチ動作される。マスト装置４は荷役機器
としてのフォーク６を備え、フォーク６はマスト装置４
のリーチ動作に伴い前後方向で位置調整される。

【００３６】マスト装置４のマスト７はアウタマスト７
ａ、ミドルマスト７ｂ、インナマスト７ｃからなる３段
マストであり、中央のリフトシリンダ８ａと左右一対の
リフトシリンダ８ｂ，８ｂ（片側のみ図示）とを駆動源
とするテレスコピック型（フルフリー型）である。詳述
すると、まず中央のリフトシリンダ８ａが駆動されると
キャリッジ９のみが上昇し、キャリッジ９がインナマス
ト７ｃの最上位置に到達した後にマスト７がスライド伸
縮することでキャリッジ９が上下方向に移動する。ま
た、フォーク６はキャリッジ９に取り付けられ、マスト
７のスライド伸縮に伴い上下方向に位置調整される。な
お、各種シリンダ５，８ａ，８ｂ，１１，１２がアクチ
ュエータを構成する。

【００３７】キャリッジ９にはサイドシフタ１０が配設
され、サイドシフタ１０はサイドシフトシリンダ１１
（図５参照）が駆動されることで左右方向に移動可能と
なっている。フォーク６は、サイドシフタ１０のサイド
シフトに伴い左右方向で位置調整される。また、キャリ
ッジ９にはティルトシリンダ（傾動用アクチュ−タ）１
２（図５参照）が接続され、このティルトシリンダ１２
がティルト動作することによりフォーク６の傾動角が調
整される。

【００３８】各リーチレグ３には、先端部に前輪（従動
輪）１３ａが取り付けられ、車体２には車輪としての後
輪（駆動輪）１３ｂが取り付けられている。後輪１３ｂ
は操舵輪を兼ねており、車体２に配備されたバッテリ２
ａを電源として駆動される走行用モータ１４の動力によ
り走行駆動される。車体２の後部右部分には、立席タイ
プの運転席１５が設けられ、ハンドル１６を操作するこ
とで後輪１３ｂが操舵される。ハンドル１６は樹脂製で
あり、その上面にはハンドル１６を操作する際に運転者
により握られるハンドルノブ１７が形成されている。

【００３９】フォークリフト１は高所（高揚高範囲）に
おけるフォーク６の位置合わせ操作を支援するために、
サイドシフタ１０の前面中央部に組み付けられたカメラ
昇降装置１８を備えている。カメラ昇降装置１８は撮影
手段としてのカメラ（ＣＣＤカメラ）１９を内蔵したカ
メラユニット２０を備え、カメラユニット２０はキャリ
ッジ９の前面中央部に組み付けられたハウジング２１内
に格納される格納位置と、ハウジング２１の下端から突
出する下降位置との間を昇降するようになっている。カ
メラユニット２０はフォーク６が高所にあるときに、荷
物（パレット）を取り出す荷取り作業時に格納位置に、
フォーク６上に載せられた荷物を所定位置に載置する荷
置き作業時に下降位置に位置するように位置調整され
る。

【００４０】カメラユニット２０はカメラ１９の撮影部
（レンズ）２２から、フォーク６の前方の荷役作業エリ
アを撮影することが可能となっている。また、ハウジン
グ２１の前面下部には撮影窓２３が形成され、この撮影
窓２３を通して格納位置からでも荷役作業エリアの撮影
が可能である。つまり、このカメラ１９によって格納位
置と下降位置の二位置からフォーク６の正面（前方）を
撮影できる。また、サイドシフタ１０のサイドシフト時
にはフォーク６とともにカメラ昇降装置１８も左右方向
に移動する。

【００４１】車体２の上部を覆うルーフ２４には、運転
席１５に立つ運転者からよく見える位置に表示手段とし
ての液晶ディスプレイ装置（以下、単にディスプレイ装
置と記す）２５が取り付けられている。ディスプレイ装
置２５の表示画面２５ａには、荷役作業時にカメラ１９
によって撮影されたフォーク６の前方のエリアの画像が
映し出される。運転者は、このディスプレイ装置２５の
表示画面２５ａを見ながら荷役作業が行えるようになっ
ている。

【００４２】図２は、カメラ１９を備えたフォークリフ
ト１で荷役作業を行うときの模式側面図である。荷２６
の荷役作業は、パレット２７に載置された状態で行われ
る。また、荷２６を載置するための棚２８は多段構造と
なっており、その全長高さがフォークリフト１の高さの
２倍以上のものもある。このように棚２８の全長が高い
と、高所に位置する棚部２９で荷役作業を行うときに、
運転者が運転席１５から荷役作業を見ることができない
場合がある。これを解消するために、カメラ１９を備え
たこのフォークリフト１では、カメラ１９によってフォ
ーク６の前方のエリアを撮影し、この撮影された画像を
基にしてフォーク６の位置合わせを自動で行うことで荷
役作業を支援している。

【００４３】図３はマルチレバー３１の平面図である。
インストルメントパネル３０上には、マルチレバー３１
が設けられている。マルチレバー３１は、これ１つで走
行操作と荷役操作の全ての操作を可能とするもので複数
種類の操作部を備えている。マルチレバー３１はインス
トルメントパネル３０上のスロット３２に沿って前後方
向に傾動するレバー本体３３を有し、このレバー本体３
３は操作しない状態ではパネル面に対し略垂直となる中
立位置にバネ（図示せず）の付勢力により復帰する。レ
バー本体３３の上端部には、グリップ部３４が車幅方向
に対し３０度〜６０度程度の角度をもって傾斜する姿勢
に取付けられている。

【００４４】グリップ部３４の左端部には、略円筒形の
リフト用ノブ３５が回転可能に設けられている。また、
グリップ部３４の左部分前縁にシーソースイッチ３６
が、グリップ部３４の左部分背面に十字スイッチ３７
が、グリップ部３４の左部分前面に操作手段としての作
動スイッチ３８がそれぞれ設けられている。マルチレバ
ー３１は右手で操作され、グリップ部３４を握った状態
では親指でリフト用ノブ３５または十字スイッチ３７を
操作でき、人差し指でシーソースイッチ３６または作動
スイッチ３８を操作できる。

【００４５】グリップ部３４を握った右手でレバー本体
３３を前方に傾けるとフォークリフト１が前進し、レバ
ー本体３３を後方に傾けるとフォークリフト１が後進す
る。リフト用ノブ３５に形成された突起３５ａを親指で
上方へ押してノブ３５を上側に回すとフォーク６が上昇
し、親指で突起３５ａを下方へ押してリフト用ノブ３５
を下側に回すとフォーク６が下降する。また、人差し指
でシーソースイッチ３６の前端３６ａを押すとマスト装
置４が前方に移動し、人差し指でシーソースイッチ３６
の後端３６ｂを押すとマスト装置４が後方に移動する。

【００４６】十字スイッチ３７は上下・左右の４方向に
操作可能になっており、上下方向の操作でマスト７のテ
ィルトを操作し、左右方向の操作でサイドシフトを操作
する。即ち、親指で十字スイッチ３７の上端部３７ａを
押すとフォーク６が前傾し、十字スイッチ３７の下端部
３７ｂを押すとフォーク６が後傾する。また親指で十字
スイッチ３７の右端部３７ｃを押すとフォーク６が右方
向に移動し、十字スイッチ３７の左端部３７ｄを押すと
フォーク６が左方向に移動する。

【００４７】図５は、キャリッジ９の側断面図である。
キャリッジ９はフォーク６を支持するリフトブラケット
３９を備えている。リフトブラケット３９はチェーン
（図示省略）を介して吊り下げ支持され、リフトシリン
ダ８ａ，８ｂが駆動されたとき左右２つづずのローラ３
９ａ（片側のみ図示）がインナマスト７ｃの内面に沿っ
て転動しながら昇降する。リフトブラケット３９の前面
にはフィンガーバー４０が前後方向に傾動可能に支持さ
れ、そのフィンガーバー４０にはサイドシフタ１０が相
対移動可能に取り付けられている。

【００４８】サイドシフトシリンダ１１はサイドシフタ
１０とフィンガーバー４０との間に接続され、サイドシ
フトシリンダ１１の駆動に伴いサイドシフタ１０がフィ
ンガーバー４０に対して相対移動することでフォーク６
が左右方向に移動する。一方、ティルトシリンダ１２は
リフトブラケット３９とフィンガーバー４０との間に接
続され、ティルトシリンダ１２の駆動に伴いフィンガー
バー４０がリフトブラケット３９に対して傾動すること
でフォーク６が前後方向に傾動する。

【００４９】リフトブラケット３９には、例えばポテン
ショメータからなる検出手段としてのティルト角センサ
４１が取り付けられている。ティルト角センサ４１はセ
ンサ本体４２に対して回動するレバー４３を有し、その
レバー４３の先端がフィンガーバー４０の当接部４４に
当接している。そして、フィンガーバー４０の傾動に伴
いレバー４３が回動して、ティルト角センサ４１はフォ
ーク６の傾動角に応じた信号を出力する。また、フィン
ガーバー４０にはカメラ１９の上限位置を検出する上限
位置検知スイッチ４５と、下限位置を検出する下限位置
検知スイッチ４６とが配設されている。

【００５０】図４は、フォークの位置合わせを自動で行
うフォーク自動位置決め制御についての説明図である。
荷役対象としてのパレット２７および棚２８には、パレ
ット２７、棚２８に対するフォーク６の相対位置を求め
るための標識としてのマークＭ１，Ｍ２が付されてい
る。つまり、パレット２７の側面（正面）には、２つの
差込孔２７ａ，２７ａの間の中央にマークＭ１が付され
ている。一方、棚２８の棚部２９には、その正面中央に
マークＭ２が付されている。ここで、パレット２７に付
されたマークＭ１と、棚２８に付されたマークＭ２とは
図形が同じであるが、白黒が反転した模様となってい
る。そして、フォーク６の位置合わせを自動で行うフォ
ーク自動位置決め制御が実行されると、これらマークＭ
１，Ｍ２を目標にフォーク６が自動で位置合わせされ
る。

【００５１】要するに、荷取り作業を行う荷取りモード
時は、パレット２７に付されたマークＭ１を目標にし
て、フォーク６がパレット２７の差込孔２７ａに相対す
るように自動で位置合わせが行われる。また、荷置き作
業を行う荷置きモード時は、棚２８に付されたマークＭ
２を目標にして、フォーク６が棚部２９の棚面（荷置き
面）２９ａの上方所定高さ（棚面２９ａから例えば１０
〜２０ｃｍ上方の高さ）に位置するとともに、２つのフ
ォーク６の中間点がマークＭ２と左右方向でほぼ同じ位
置となるように自動で位置合わせが行われる。フォーク
６の位置合わせは、リフトシリンダ８ｂを駆動すること
で上下方向（同図ではｚ方向）に、サイドシフトシリン
ダ１１を駆動することで左右方向（同図ではｙ方向）に
移動させることにより行われる。

【００５２】図６は、フォークリフト１の電気的構成図
である。フォークリフト１はコントローラ４８を備え、
このコントローラ４８は画像制御部４９、制御手段、水
平制御手段、昇降制御手段を構成する荷役制御部５０、
駆動回路５１，５２、ソレノイド駆動回路５３を備えて
いる。荷役制御部５０には、その入力側に上限位置検知
スイッチ４５、下限位置検知スイッチ４６、揚高センサ
５４、荷重センサ５５、ティルト角センサ４１が接続さ
れている。また、荷役制御部５０の入力側には、マルチ
レバー３１のレバー本体３３の変位量を検出するレバー
用ポテンショメータ５６、リフト用ノブ３５の変位量を
検出するノブ用ポテンショメータ５７と、各種スイッチ
３６〜３８が接続されている。

【００５３】荷役制御部５０の出力側には、駆動回路５
１，５２を介して昇降用アクチュエータとしてのカメラ
昇降モータ５８および荷役モータ（電動モータ）５９が
それぞれ接続されている。また、荷役制御部５０の出力
側にはソレノイド駆動回路５３を介してオイルコントロ
ールバルブ６０に組付けられた各種電磁比例弁６０ａ〜
６０ｄのソレノイドが接続されている。これら電磁比例
弁６０ａ〜６０ｄは、リフトシリンダ８ａ，８ｂ、リー
チシリンダ５、サイドシフトシリンダ１１、ティルトシ
リンダ１２にそれぞれ接続される。

【００５４】荷役制御部５０はマルチレバー３１からの
操作信号を基に、電磁比例弁６０ａ〜６０ｄの電流値制
御と荷役モータ５９の駆動制御を行う。オイルコントロ
ールバルブ６０には、荷役モータ５９の作動により荷役
ポンプ（油圧ポンプ）５９ａが駆動されることで作動油
が供給される。マルチレバー３１が操作されたとき、マ
ルチレバー３１からの操作信号を基にその操作に対応す
る各電磁比例弁６０ａ〜６０ｄが比例制御されることに
より、リフトシリンダ８ａ，８ｂ、リーチシリンダ５、
サイドシフトシリンダ１１、ティルトシリンダ１２が油
圧制御される。そして、フォーク６の移動操作として昇
降操作、リーチ操作、サイドシフト操作、ティルト操作
が行われる。

【００５５】揚高センサ５４はフォーク６が設定揚高以
上の高さ（揚高）にあるか否かを検出するもので、例え
ばキャリッジ９がインナマスト７ｃの最上位に位置して
インナマスト７ｃがスライドするときにオン・オフが切
換わる揚高スイッチからなる。荷重センサ５５は、フォ
ーク６に積載された荷の重量（荷重）を検出するもの
で、本実施形態ではリフトシリンダ８ａ，８ｂ内の油圧
を検出する圧力センサからなる。荷重センサ５５は、フ
ォーク６上の荷の重量に応じた電圧値の検出信号を出力
する。

【００５６】フォークリフト１は、フォーク自動位置合
わせシステム（ロックオンシステム）６１を備えてい
る。このロックオンシステム６１はカメラ１９により撮
影された画像データを基に、マークＭ１，Ｍ２の画像認
識処理を行ったり、ターゲットとして設定したマークＭ
１（Ｍ２）を目標としてフォーク６の自動位置決め制御
を実行する。ちなみに、ロックオンシステム６１は画像
認識処理やフォーク自動位置決め制御を行う各種部材か
ら構成され、例えば主にカメラ１９、ディスプレイ装置
２５、作動スイッチ３８、画像制御部４９、荷役制御部
５０、モードスイッチ６２，６３等から構成される。

【００５７】荷役制御部５０は荷重センサ５５からの検
出値を基に、ロックオンシステム６１の作動モードを荷
取りモードと荷置きモードのうちの一方に設定する。即
ち、荷役制御部５０は荷重センサ５５の検出値から求ま
る荷重が設定値以下（荷重Ｗ≦設定値Ｗo ）のとき、フ
ォーク６上に荷が載置されていない「荷無し」と判断し
て作動モードを「荷取りモード」に設定する。一方、荷
役制御部５０は荷重センサ５５の検出値から求まる荷重
が設定値を超える（荷重Ｗ＞設定値Ｗo ）とき、フォー
ク６上に荷が載置されている「荷有り」と判断して作動
モードを「荷置きモード」に設定する。

【００５８】これにより、操作者の操作に関係なく、フ
ォーク６上の荷重に基づき自動で作動モードが設定され
る。また、荷重センサ５５の検出値にはキャリッジ９等
の重量分も含まれるので、空荷のときの検出値またはそ
の検出値に少し余裕をみた値が設定値Ｗo に設定されて
いる。例えば、パレット２７のみを積んだときには「荷
有り」と判定され得る設定値Ｗo を設定することが望ま
しい。なお、この作動モードの設定処理は一定時間（例
えば数１０msec．）ごとに実行される。

【００５９】一方、ハンドルノブ１７には荷取りモード
スイッチ６２および荷置きモードスイッチ６３が形成さ
れている。即ち、ロックオンシステム６１の作動モード
設定は荷重センサ５５の検出値に基づき自動で行われる
ことに限らず、これらスイッチ６２，６３を押すことで
マニュアル設定することも可能である。この２つのスイ
ッチ６２，６３は、無線通信により荷役制御部５０の入
力側に接続されている。

【００６０】そして、これらスイッチ６２，６３のうち
荷取りモードスイッチ６２が押されると荷役制御部５０
は作動モードを「荷取りモード」に設定し、荷置きモー
ドスイッチ６３が押されると作動モードを「荷置きモー
ド」に設定する。また、作動モード設定は荷重センサ５
５の検出値を用いた自動設定よりも、スイッチ６２，６
３を用いたマニュアル設定が優先される。なお、作動モ
ードをマニュアル操作で設定するスイッチは、スイッチ
を押す度に作動モードが荷取りモードと荷置きモードの
間で切り替わる一つのスイッチでもよい。

【００６１】また、荷役制御部５０はマルチレバー操作
時の荷役制御の他に、フォーク６の自動水平制御を行
う。ところで、図７（ａ）に示すようにフォーク６が水
平でない場合、カメラ１９も同じ分だけ傾いた状態とな
る。この状態でカメラ１９によりマークＭ１（Ｍ２）を
撮影すると、カメラ１９の座標系（画面座標系）がマー
クＭ１（Ｍ２）の座標系（実座標系）に対して傾いてし
まい、フォーク自動位置決め制御時にフォーク６の推定
位置として高さ方向にΔＺ（＝Ａtan θ）だけ誤差が生
じてしまう。

【００６２】この問題を解消するために、フォーク自動
位置決め制御の前段階の作業として自動水平制御が実行
される。即ち、荷役制御部５０はティルト角センサ４１
からの検出値に基づきフォーク６の傾動角を算出してい
る。そして、荷役制御部５０は作動スイッチ３８が押さ
れたときにフォーク自動位置決め制御の前に自動水平制
御を行い、フォーク６が水平となるようにティルトシリ
ンダ１２を駆動してフォーク６の傾動角を調整する。こ
の結果、図７（ｂ）に示すようにフォーク６が水平状態
となり、これと共にカメラ１９も水平状態となってフォ
ーク６の推定位置として高さ方向に誤差が生じなくな
る。

【００６３】荷役制御部５０は、カメラユニット２０の
昇降制御とフォーク自動位置決め制御も行う。荷役制御
部５０はフォーク自動位置決め制御を、揚高センサ５４
により検出されたフォーク６の揚高が設定揚高（例えば
約２メートル）以上にあるときに限り行い、２メートル
未満ではカメラユニット２０を格納位置の状態にする。
また、荷役制御部５０はカメラユニット昇降制御とし
て、荷取りモードではカメラユニット２０を格納位置に
配置し、荷置きモードではカメラユニット２０を下降位
置に配置する。カメラ昇降モータ５８はカメラユニット
２０が上限位置に達して上限位置検知スイッチ４５がオ
ンしたときと、カメラユニット２０が下限位置に達して
下限位置検知スイッチ４６がオンしたときに駆動停止さ
れる。

【００６４】一方、画像制御部４９には入力側にカメラ
１９が接続され、出力側にディスプレイ装置２５が接続
されている。ディスプレイ装置２５は表示画面２５ａと
出力手段としてのスピーカ６４とを備え、画像制御部４
９はカメラ１９により撮影された画像（映像）を表示画
面２５ａに表示させるとともに、スピーカ６４に所定の
音声を報知させる。また、画像制御部４９はフォーク自
動位置決め制御時にフォーク６のずれ量を求めるため
に、カメラ１９により取り込まれた画像データを基に画
像処理を実行する。

【００６５】画像制御部４９は表示処理部６５、標識位
置検出手段としての画像処理部６６、表示制御手段とし
ての描画表示部６７、描画データ記憶部６８および音声
処理部６９を備えている。表示処理部６５は、カメラ１
９により撮影された画像が表示画面２５ａに映し出され
るようにカメラ１９から入力した映像信号をディスプレ
イ装置２５に出力する。画像処理部６６は表示処理部６
５から画像データを入力し、その画像データを基に画像
認識処理を行い、表示画面２５ａ上（図１０（ａ）に示
す画面座標系）のマークＭ１，Ｍ２の座標、移動目標点
７０（図１３，１４参照）の座標等を算出する。

【００６６】描画表示部６７は画像処理部６６の処理結
果を基にして、描画データ記憶部６８に記憶された描画
データとして表示画面２５ａ上に移動目標点７０やター
ゲット線７１（図１３，１４参照）等の描画を表示させ
る。また、描画表示部６７は作動モードが荷取りモード
のときに表示画面２５ａ上に「荷取りモード」（図１３
参照）と、作業モードが荷置きモードのときに「荷置き
モード」（図１４参照）とそれぞれ表示させる。

【００６７】画像処理部６６は、画像認識処理部７２、
記憶手段としてのテンプレート記憶部７３および画面座
標位置算出部７４を備えている。また、画面座標位置算
出部７４は標識情報検出手段としてのマーク位置算出部
７５と移動目標点算出手段としての移動目標点算出部７
６とを備えている。一方、荷役制御部５０は実座標位置
算出部７７とずれ量算出部７８とを備えている。また、
ずれ量算出部７８は目標点算出手段としての既知情報設
定部７９を備えている。なお、実座標位置算出部７７と
ずれ量算出部７８により位置ずれ量算出手段が構成され
る。以下、フォーク自動位置決め制御時に画像制御部４
９および荷役制御部５０が行う処理内容を図８〜図１２
に従って説明する。

【００６８】テンプレート記憶部７３には、マークＭ１
用のテンプレートＴ１と、マークＭ２用のテンプレート
Ｔ２が記憶されている。即ち、図８（ａ）に示すマーク
Ｍ１は同図（ｂ）に示すパターンＰ１，Ｐ１を２個並べ
て構成され、同図（ｃ）に示すマークＭ２は同図（ｄ）
に示すパターンＰ２，Ｐ２を２個並べて構成されてい
る。マークとは全体の模様、パターンとはマークを構成
する２つの模様を指す。パターンマッチング処理に使う
テンプレートＴ１，Ｔ２は、パターンＰ１，Ｐ２と同じ
模様を有する。

【００６９】２つのマークＭ１，Ｍ２の各パターンＰ
１，Ｐ２は、互いに白と黒が反転した模様となってい
る。各パターンＰ１，Ｐ２は、一点を中心として放射状
に真っ直ぐ延びる複数本の境界線によって白と黒に色分
けされた模様である。本実施形態の各パターンＰ１，Ｐ
２は、正方形の２本の対角線により区画された４つの領
域を白と黒で色分けした模様である。但し、テンプレー
トの四角形の辺に相当する外形線は模様の一部ではな
い。

【００７０】パターンＰ１，Ｐ２にこの種の模様を用い
ることで、マークとカメラの距離の違いに応じて表示画
面２５ａ上に映し出されるマークＭ１，Ｍ２の大きさが
変化しても、その撮影されたパターンＰ１，Ｐ２の中心
部分には常にテンプレートＴ１，Ｔ２と同サイズのパタ
ーンが存在することになる。よって、画像認識処理部７
２は１つのテンプレートＴ１，Ｔ２を用いただけのパタ
ーンマッチング処理によりマークＭ１，Ｍ２を認識でき
るようになっている。テンプレートＴ１，Ｔ２は、マー
クＭ１，Ｍ２が認識されなければならない所定サイズに
設定してあり、所定距離以内で撮影されたマークＭ１，
Ｍ２は全て認識可能となっている。

【００７１】また、図１０（ａ）は画面上に設定された
画面座標系を示す画面図であり、画面座標系では座標を
画素の単位で取り扱うものとする。また、同図における
Ｈはディスプレイ装置２５の表示画面２５ａの横方向画
素数であり、Ｖは表示画面２５ａの縦方向画素数であ
る。一方、図１０（ｂ）は実座標系を示す表示図であ
り、図１０（ａ）の画面図と相似関係をとっている。

【００７２】画像認識処理部７２はカメラ１９により取
り込んだ画像データを基に、荷取りモードのときテンプ
レートＴ１を、荷置きモードのときテンプレートＴ２を
用いて、図９に示すように各パターンＰ１，Ｐ１の２箇
所で画像認識処理（パターンマッチング処理）を行う。
そして、画像認識処理部７２はディスプレイ装置２５の
表示画面２５ａ上、つまり画面座標系におけるマークＭ
１，Ｍ２の認識を行う。

【００７３】即ち、図１０（ａ）に示すように作動モー
ドが荷取りモードでマークＭ１が認識された場合、画像
認識処理部７２はマークＭ１を構成する２つのパターン
Ｐ１，Ｐ１に対しテンプレートＴ１により２箇所でマッ
チングし、各パターンＰ１，Ｐ１を認識する。なお、作
動モードが荷置きモードの場合も同様に、マークＭ２を
構成する２つのパターンＰ２，Ｐ２に対し、テンプレー
トＴ２による２箇所マッチングによって各パターンＰ
２，Ｐ２が認識される。

【００７４】パターン認識後、マーク位置算出部７５は
画面座標系における各パターンＰ１，Ｐ１の中心点（放
射中心点）の座標（Ｉ₁，Ｊ₁），（Ｉ₂，Ｊ₂）を算出す
る。そして、マーク位置算出部７５はこれら２つの座標
値を基にマークＭ２の重心座標（Ｉ，Ｊ）を算出すると
ともに、パターンＰ１，Ｐ１の中心間距離Ｄを算出す
る。なお、作業モードが荷置きモードの場合もマークＭ
１と同様の手順で、マークＭ２の重心座標とパターンＰ
２，Ｐ２の中心間距離とが算出される。

【００７５】実座標位置算出部７７は画面座標系の重心
座標（Ｉ，Ｊ）と中心間距離Ｄの値を用い幾何変換を行
って、図１０（ｂ）に示す実座標系（ＸＹＺ座標系）に
おけるカメラ１９のマークＭに対する３次元相対位置座
標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を計算する。カメラ１９の座標
（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は次式より算出される。 Ｘｃ＝＝−Ｈｄ／（２Ｄtan α） … (1) Ｙｃ＝ｄ／Ｄ（Ｉ−Ｈ／２） … (2) Ｚｃ＝ｄ／Ｄ（Ｊ−Ｖ／２） … (3) ここで、「α」は図１１に示すカメラ１９の水平画角の
２分の１、ｄは実座標系においてマークＭ１の２つのパ
ターンＰ１，Ｐ１の中心間距離である。Ｈ，Ｖ，α，ｄ
値は既知の値であるため、Ｉ，Ｊ，Ｄ値を算出すれば、
カメラ１９の３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）
が求まる。この３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚ
ｃ）は、図１２に示すようにカメラ位置をＣ、フォーク
位置をＦ、目標点をＰ、マーク重心位置（原点）をＯと
おくと、座標ＯＣとして求まる。また、目標点Ｐはフォ
ーク６の位置合わせ先であり、荷取りモードではパレッ
ト２７、荷置きモードでは棚面２９ａから所定高さの位
置となる。

【００７６】この後、ずれ量算出部７８は(1) 〜(3) 式
を用いて求めたカメラ座標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を
基に、フォーク６のずれ量としてベクトルＦＰを算出す
る。フォーク６のずれ量を算出するに先立ち、まず既知
情報設定部７９はマーク重心を原点とすることで、ベク
トルＯＰとベクトルＣＦを既知情報として読み込む。即
ち、点Ｃと点Ｆ、点Ｏと点Ｐはそれぞれ同一鉛直線上の
位置にとるものであるため、ベクトルＣＦ，ＯＰはそれ
ぞれカメラ位置Ｃとフォーク位置Ｆとの距離、マーク重
心位置Ｏとパレット位置Ｐとの距離に相当してともに既
知情報となり、既知情報設定部７９はこれら既知情報を
読み込む。

【００７７】また、図１２に示すように点Ｏ，Ｐ，Ｃ，
Ｆの間にはベクトルＦＰ＝ベクトルＯＰ−ベクトルＯＣ
−ベクトルＣＦの関係がある。このため、カメラ座標Ｏ
Ｃ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が求まれば、既知情報であるベ
クトルＯＰ、ベクトルＣＦを用いてベクトルＦＰを求め
ることが可能になる。そして、ベクトルＦＰを求めるこ
とでフォーク６の目標点に対する相対的なずれ量が算出
されることになる。よって、作動スイッチ３８が押され
てフォーク自動位置決め制御を実行するとき、荷役制御
部５０はずれ量算出部７８で算出されたベクトルＦＰを
「０」とするようにリフトシリンダ８ｂとサイドシフト
シリンダ１１を駆動し、フォーク６の位置合わせを実行
する。

【００７８】一方、移動目標点算出部７６はフォーク６
の現在位置に応じた点として表示画面２５ａ上に表示さ
れる移動目標点７０の中心座標（Ｉ_t，Ｊ_t）を算出して
いる。即ち、目標点Ｐをパレット２７の位置に相当する
荷取位置Ｐとし、既知情報であるベクトルＯＰの成分
（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ）、ベクトルＣＦの成分（Ｘcf，Ｙ
cf，Ｚcf）とそれぞれおくと、荷取り作業時において移
動目標点の中心座標（Ｉ _t，Ｊ_t）は次式により求まる。
なお、Ｙｐ，Ｚｐ、Ｙcf、Ｚcfは、既知の値である。 Ｉｔ＝Ｈ／２＋（Ｙｐ−Ｙcf）×Ｄ／ｄ … (4) Ｊｔ＝Ｖ／２＋（Ｚｐ−Ｚcf）×Ｄ／ｄ … (5) 同様に荷置き作業時を考えると、目標点Ｐを荷置位置Ｒ
とし、この荷置位置Ｒをフォーク６を棚部２９に対し位
置合わせする棚面２９ａから所定距離（１０〜２０ｃ
ｍ）上方位置とすると、ベクトルＣＦ，ＯＲが既知情報
となる。ベクトルＯＲは、マーク重心位置Ｏと荷置位置
Ｒとの距離に相当する。この既知情報についてベクトル
ＯＲの成分（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）、ベクトルＣＦの成分
（Ｘcf，Ｙcf，Ｚcf）とそれぞれおくと、フォーク６を
荷置位置Ｒに位置合わせするために画面２５ａ上でマー
クＭ２を移動させるべき移動目標点の座標（Ｉ_t，Ｊ_t）
は次式により求まる。なお、Ｙｒ，Ｚｒ、Ｙcf、Ｚcf
は、既知の値である。 Ｉｔ＝Ｈ／２＋（Ｙｒ−Ｙcf）＊Ｄ／ｄ … (6) Ｊｔ＝Ｖ／２＋（Ｚｒ−Ｚcf）＊Ｄ／ｄ … (7) そして、移動目標点算出部７６は移動目標点７０の中心
座標（Ｉ_ｔ，Ｊ_ｔ）を、荷取り作業時ではデータＤ値を
用いて(4) ，(5) 式に従い、荷置き作業時ではデータＤ
値を用いて(6) ，(7) 式に従って算出する。移動目標点
７０の中心座標（Ｉ_t，Ｊ_t）が求まると、描画表示部６
７は画面２５ａの画像上における中心座標（Ｉ_t，Ｊ_t）
の位置に図１３，１４に示す移動目標点７０を描画す
る。なお、移動目標点７０は４つの三角形が頂点を中心
を向けて等角度間隔に配置された図形として画面２５ａ
上に表示され、各４頂点で囲まれた中心点が中心座標
（Ｉ_ｔ，Ｊ_ｔ）となる。

【００７９】次に、フォーク６を自動位置合わせするま
での流れを説明する。まず、マルチレバー３１のリフト
用ノブ３５を操作して、フォーク６を２メートル以上に
上昇させる。そして、荷取り作業を行う場合には図１３
（ａ）に示すように表示画面２５ａ上に荷取り対象とす
るパレット２７とそのマークＭ１を映し出す。この状態
で作動スイッチ３８が押されると、まず荷役制御部５０
により自動水平制御が実行されてフォーク６が水平状態
となる。続いて、画像認識処理部７２により画像処理
（パターンマッチング処理）が行われ、これによりマー
クＭ１が画像認識され、画面座標系においてマークＭ１
のＩ，Ｊ，Ｄ値が算出される。

【００８０】マークＭ１のＩ，Ｊ，Ｄ値が求まると、実
座標位置算出部７７によりカメラ１９の座標ＯＣ（Ｘ
ｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が算出される。続いて、このカメラ座
標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）と既知情報であるベクトル
ＣＦ，ＯＰとに基づき、ずれ量算出部７８によってベク
トルＦＰが算出される。そして、荷役制御部５０によっ
てベクトルＦＰが「０」となるように各種シリンダ８
ｂ，１１が駆動され、フォーク６の自動位置合わせが実
行される。これにより、図１３（ａ）に示す状態から、
表示画面２５ａ上において移動目標点７０とマークＭ１
とが一致した図１３（ｂ）に示す状態となってフォーク
自動位置決め制御が完了する。

【００８１】これにより、フォーク６がパレット２７に
対して自動で位置合わせが行われるので、運転者はフォ
ーク６の位置決めを自分で行わずに済み、荷役作業が楽
になる。また、フォーク６に対し自動水平制御が実行さ
れる構成であるので、カメラ１９の画像データからなる
画面座標系とマークＭ１を撮影した実座標系との間に傾
きが生じず、カメラ座標ＯＣを算出する際にその傾きに
起因する誤差が生じない。さらに、この自動水平制御に
よりフォーク６が水平になっているので、荷取り作業時
にフォーク６がパレット２７の差込孔２７ａに６がスム
ーズにささることにもなる。

【００８２】一方、荷置き作業のときも同様であり、図
１４（ａ）に示すように表示画面２５ａ上に荷置き対象
とする棚部２９とそのマークＭ２を表示させる。この状
態で作動スイッチ３８が押されると、荷取り作業のとき
と同様にフォーク６の自動水平制御が行われ、続いてマ
ークＭ２が画像認識されて画面座標系におけるマークＭ
２のＩ，Ｊ，Ｄ値が算出される。そして、カメラ座標Ｏ
Ｃと既知情報であるベクトルＣＦ，ＯＲとに基づき、ず
れ量算出部７８によってベクトルＦＲが算出される。

【００８３】そして、荷役制御部５０によってベクトル
ＦＰに基づき、上下方向にのみ位置合わせをするように
リフトシリンダ８ｂが駆動され、フォーク６が上下方向
にのみ自動で位置決めされる。そして、十字スイッチ３
７の右端部３７ｃ，左端部３７ｄを操作して、表示画面
２５ａ上で移動目標点７０とマークＭ２が一致するよう
にフォーク６をマニュアル操作でサイドシフトさせる。
これにより、図１４（ｂ）に示すように移動目標点７０
とマークＭ２が一致し、フォーク６が位置合わせされた
状態となる。

【００８４】ところで、フォーク６に荷２６を載せた状
態でフォーク６を自動で左右方向にサイドシフトさせる
と荷崩れを起こすことも考えられる。しかし、フォーク
自動位置決め制御の制御内容として上下方向にのみ位置
決めする構成であるので、フォーク自動位置決め制御に
おいて荷崩れ発生要因をなくせる。また、荷置き作業に
おいてフォーク６の位置合わせを全て自動化していない
が、上下方向ではフォーク６を自動で位置合わせするの
で、全ての位置決めをマニュアル操作で行う場合に比べ
れば荷役作業は簡易化する。

【００８５】従って、この実施形態では以下のような効
果を得ることができる。 （１）フォークリフト１にロックオンシステム６１を搭
載し、このロックオンシステム６１によりフォーク６の
自動位置決め制御が実行される。従って、フォーク６が
パレット２７や棚２８に対して自動で位置合わせが行わ
れるので、運転者はフォーク６の位置決めを自分で行わ
ずに済み、荷役作業にかかる負荷を軽減することができ
る。

【００８６】（２）マルチレバー３１にはフォーク自動
位置決め制御を作動させる作動スイッチ３８が設けられ
ているので、この作動スイッチ３８を押すことにより任
意のタイミングでフォーク自動位置決め制御を開始する
ことができる。

【００８７】（３）フォークリフト１にはディスプレイ
装置２５が設置されているので、このディスプレイ装置
２５の表示画面２５ａを見ることでフォーク６の位置合
わせ状態を確認することができる。また、表示画面２５
ａには移動目標点７０が描画されるので、フォーク６が
位置決めされたか否かを移動目標点７０とマークＭ１
（Ｍ２）との位置関係で判断することができ、位置合わ
せ状態を容易に判断することができる。

【００８８】（４）パターンＰ１，Ｐ２に本例のような
模様を用いることで、マークとカメラの距離の違いに応
じて表示画面２５ａ上に映し出されるマークＭ１，Ｍ２
の大きさが変化しても、その撮影されたパターンＰ１，
Ｐ２の中心部分には常にテンプレートＴ１，Ｔ２と同サ
イズのパターンが存在する。従って、１つのテンプレー
トＴ１，Ｔ２を用いただけのパターンマッチング処理に
よりマークＭ１，Ｍ２を認識でき、用いるテンプレート
をＴ１，Ｔ２の各１つずつで済ますことができる。

【００８９】（５）ハンドルノブ１７には荷取りモード
スイッチ６２とに置きモードスイッチ６３が設けられて
いるので、ロックオンシステム６１の作動モードをマニ
ュアル操作により設定することができる。

【００９０】（６）フォーク自動位置決め制御が実行さ
れる前に、フォーク６に対し自動水平制御が実行される
構成であるので、カメラ１９の画像データからなる画面
座標系とマークＭ１を撮影した実座標系との間に傾きが
生じない。従って、カメラ座標ＯＣ（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚ
ｃ）を正確な値で算出でき、これに伴いフォーク６のず
れ量も正確に算出することができる。さらに、この自動
水平制御によりフォーク６が水平になっているので、フ
ォーク６を前方に移動させたときにフォーク６のずれを
防止でき、例えば荷取り作業時にフォーク６をパレット
２７の差込孔２７ａに６がスムーズに挿し込むことがで
きる。

【００９１】（７）荷置きモード時では、フォーク自動
位置決め制御の制御内容として上下方向にのみ位置決め
する構成としている。従って、フォーク自動位置決め制
御を実行する構成において、荷役機器のサイドシフト動
作に起因する荷崩れを防止することができる。

【００９２】（８）カメラ１９はカメラ昇降モータ５８
を駆動源として、荷取りモードのときには格納位置に荷
置きモードのときには下降位置に位置するので、荷によ
って撮影視界を邪魔されずに済む。また、フォーク６の
揚高が２メートル未満の場合にはカメラ１９が格納位置
に位置した状態となるので、フォーク６が最下端に位置
してもカメラ１９が邪魔になることはない。

【００９３】なお、実施形態は前記に限定されず、例え
ば、次の態様に変更してもよい。 ○ カメラ１９の取付位置はキャリッジ９に限定されな
い。例えば、図１５に示すようにカメラ１９は左右のイ
ンナマスト７ｃ，７ｃを連結するミドルビーム９０に固
定されていてもよい。テレスコピック型の昇降機構を備
えたフォークリフト１ではフォーク６がインナマスト７
ｃの最上端に位置した後、その上方位置でフォーク６を
昇降させる場合にはフォーク６とカメラ１９との位置関
係が不変となる。よって、カメラ座標やずれ量を算出す
る際に複雑な計算を行わずに済み、簡単にカメラ座標や
ずれ量が算出できる。

【００９４】○ インナマスト７ｃにカメラ１９が固定
された図１５に示すフォークリフト１において、作動ス
イッチ３８が押された状態（自動位置決め制御作動時）
で、かつ荷置きモードのときに、ティルト角を手動操作
可能としてもよい。従って、フォーク自動位置決め制御
時に十字スイッチ３７を操作してフォーク６のティルト
角を後傾状態にすることで、フォーク６上の荷を落下し
難い状態にすることができる。また、このフォークリフ
ト１ではフォーク６を後傾させてもカメラ１９は荷役対
象に対して傾かないので、ティルト角を手動操作可能と
しても自動位置決め制御の際に画像処理により求まるず
れ量に誤差が生じずに済む。また、ずれ量の誤差が許容
範囲となるのであれば、カメラ１９がキャリッジ９に固
定された第１実施形態に示すフォークリフト１でティル
ト角を手動操作可能としてもよい。

【００９５】○ インナマスト７ｃにカメラ１９が固定
された図１５に示すフォークリフト１において、作動ス
イッチ３８が押された状態で、かつ荷置きモードのとき
に、フォーク６のティルト角を所定の後傾角度に保持さ
せてもよい。即ち、作動スイッチ３８が押され、このと
きの作動モードが荷置きモードのとき、荷役制御部５０
がティルトシリンダ１２を駆動してフォーク６の傾動角
を所定の後傾角度にする。従って、フォーク自動位置決
め制御の際にフォーク６上の荷を落下し難い状態にする
ことができる。また、このフォークリフト１ではフォー
ク６を後傾させてもカメラ１９は荷役対象に対して傾か
ないので、フォーク６を後傾角度としても自動位置決め
制御の際に画像処理により求まるずれ量に誤差が生じず
に済む。また、ずれ量の誤差が許容範囲となるのであれ
ば、カメラ１９がキャリッジ９に固定された第１実施形
態に示すフォークリフト１でフォーク６を後傾角度に保
持させてもよい。

【００９６】○ ロックオンシステム６１の作動モード
が荷置きモードのとき、フォーク自動位置決め制御とし
てフォーク６の位置合わせが上下方向にのみ行われるこ
とに限定されない。例えば、荷置きモードのときにも上
下左右の４方向でフォーク６を自動で位置合わせしても
よい。

【００９７】○ ロックオンシステム６１のフォーク自
動位置決め制御は、リフトシリンダ８ｂとサイドシフト
シリンダ１１の２つを駆動させてフォーク６を上下左右
の４方向で行うことに限定されない。例えば、リーチ操
作も含ませて前後方向でもフォーク６を自動で位置合わ
せするようにしてもよい。

【００９８】○ 自動水平制御は荷取りモードと荷置き
モードの両方で行われることに限定されず、例えば荷取
りモードのときのみに実行してもよい。フォークリフト
１ではフォーク６に荷２６を載せた状態でフォーク自動
位置決め制御によりサイドシフト操作させると、場合に
よっては荷崩れを起こすことも考えられるが、荷置きモ
ード時には自動水平制御を行わないので、自動水平制御
に起因する荷崩要因をなくせる。

【００９９】○ フォークリフト１には必ずしもディス
プレイ装置２５を搭載する必要はなく、ディスプレイ装
置２５がない構成でもよい。また、ディスプレイ装置２
５の配置位置は運転席１５に対して前方斜め上方である
ことに限らず、運転席１５から見える位置であればその
配置位置は特に限定されない。

【０１００】○ ロックオンシステム６１を作動させる
作動スイッチ３８は必ずしも必要ではなく、例えばカメ
ラ１９によりマークＭ１（Ｍ２）が画像認識された時点
でフォーク６の位置合わせが開始される構成でもよい。
また、作動スイッチ３８は押ボタン式のものに限らず、
例えばレバー式でもよい。また、操作手段は作動スイッ
チ３８に代えて、ロックオンシステム６１の作動を解除
する解除スイッチでもよい。さらに、荷取りモードスイ
ッチ６２や荷置きモードスイッチ６３はなくてもよく、
荷重センサ５５の検出値に基づき自動でモード設定され
るのみの構成でもよい。

【０１０１】○ 画像認識処理部７２が行うパターンマ
ッチング方法は、同一テンプレートＴ１（Ｔ２）を用い
た２ヶ所マッチングに限定されない。例えば、表示画面
２５ａに表示されるマークＭ１（Ｍ２）の表示サイズに
合わせて複数のテンプレートを用意し、そのテンプレー
トを用いて１つ１つマッチングさせる方式でもよい。

【０１０２】○ 走行操作や荷役操作を行うレバーはマ
ルチレバー３１に限らず、操作系ごとにレバーが別々に
あるものでもよい。即ち、操作系・荷役系レバーとして
アクセルレバー、リフトレバー、リーチレバー、ティル
トレバー、サイドシフトレバーを有するものでもよい。
この場合、これらレバーのうちのどれかに作動スイッチ
３８が設けられる。

【０１０３】○ フォークリフト１に搭載されるカメラ
は１つであることに限定されない。即ち、カメラは複数
であってもよく、車両前方を撮影するカメラ１９の他
に、車両後方や側方を撮影するカメラを取り付けてもよ
い。

【０１０４】○ 荷取りモードスイッチ６２と荷置きモ
ードスイッチ６３のコントローラ４８に対する接続方式
は、有線方式と無線方式のどちらでもよい。本例ではス
イッチ６２，６３がハンドルノブ１７に設けられている
ので、ハンドル１６は回転操作が行われることから、配
線の干渉等を考慮に入れるとなるべく無線方式とした方
がよい。

【０１０５】○ 検出手段としてティルト角センサ４１
はポテンショメータに限らず、傾斜角センサ等の他の構
成のものを用いてもよい。 ○ 産業車両はリーチ型フォークリフトトラック１に限
定されず、カウンタバランス式のフォークリフトでもよ
い。また、荷役機器もフォーク６に限定されず、ロール
クランプなどの他のものを採用してもよい。

【０１０６】前記実施形態及び別例から把握できる技術
的思想について、以下にその効果とともに記載する。 （１）請求項１〜１３において、前記標識位置検出手段
は、テンプレートを用いてパターンマッチングにより前
記標識を画像認識する。この場合、パターンマッチング
処理により標識を画像認識できる。

【０１０７】（２）請求項４〜１３において、前記標識
位置検出手段は、前記テンプレートを用いた２箇所マッ
チング処理により前記標識を画像認識する。この場合、
標識のサイズ（大きさ）を算出することができる。

【０１０８】（３）請求項１〜１３において、前記制御
手段は前記アクチュエータを駆動して、前記荷役機器を
リフト操作及びサイドシフト操作することで当該荷役機
器を自動位置合わせする。この場合、上下左右方向で荷
役機器を位置決めできる。

【０１０９】（４）請求項１〜１３において、前記制御
手段は前記アクチュエータを駆動して、前記荷役機器を
上下左右前後方向で位置合わせする。この場合、荷役機
器を上下左右前後方向で位置決めできる。

【０１１０】（５）請求項１〜１３において、前記荷役
機器の傾動角を調整するときに操作される傾動角用操作
手段（３７）を備え、前記自動位置決め制御作動時、か
つ当該制御の作動モードが荷置きモードのとき、前記傾
動角用操作手段を操作して前記荷役機器の傾動角が手動
操作可能である。この場合、自動位置決め制御を行う構
成とした際に荷役機器上の荷を好適な状態に調整するこ
とができる。

【０１１１】（６）請求項１〜１３において、前記自動
位置決め制御作動時、かつ当該制御の作動モードが荷置
きモードのとき、前記荷役機器の傾動角を所定の後傾角
度に保持する保持制御手段（５０）を備えた。この場
合、自動位置決め制御時に荷を落下し難くできる。

【０１１２】（７）請求項１０〜１３において、前記ず
れ量算出手段は、前記標識情報検出手段により求まる前
記標識の画面座標上における位置及びサイズに基づき、
前記撮影手段の実座標上の位置を算出する実座標位置算
出手段（７７）を備え、前記既知情報は実座標上におけ
る前記標識の位置を原点として、当該標識と目標点との
間の距離、及び前記撮影手段の位置と前記荷役機器の位
置との間の距離を構成要素とし、前記位置ずれ量算出手
段は実座標上における前記撮影手段の位置と前記既知情
報とを基に、前記荷役機器と目標点との間のずれ量を算
出する。

【０１１３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、画
像処理を用いた自動位置決め制御により荷役機器が自動
で位置合わせされるので、荷役作業時に運転者にかかる
負荷を軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 一実施形態におけるフォークリフトの斜視
図。

【図２】 荷役作業を行うとき作業状態を説明する模式
側面図。

【図３】 マルチレバーの平面図。

【図４】 フォーク自動位置決め制御についての説明
図。

【図５】 キャリッジの側断面図。

【図６】 フォークリフトの電気的構成図。

【図７】 自動水平制御の説明図であり、（ａ）が自動
水平制御前、（ｂ）が自動水平制御後である。

【図８】 （ａ），（ｃ）はマーク、（ｂ），（ｄ）は
テンプレートの正面図。

【図９】 ２箇所マッチングについての説明図。

【図１０】 （ａ）は画面上に設定された画面座標系を
示す画面図。（ｂ）は実座標系を示す表示図。

【図１１】 カメラ座標を求める際の算出方法を説明す
る説明図。

【図１２】 フォークのずれ量の求め方を説明する説明
図。

【図１３】 荷取りモードのときの表示画面図であり、
（ａ）は位置合わせ前、（ｂ）は位置合わせ後である。

【図１４】 荷置きモードのときの表示画面図であり、
（ａ）は位置合わせ前、（ｂ）は位置合わせ後である。

【図１５】 別例におけるフォークリフトの斜視図。

【符号の説明】

１…産業車両としてのフォークリフト、２…車体、６…
荷役機器としてのフォーク、５，８ａ，８ｂ，１１，１
２…アクチュエータを構成する各種シリンダ、７…マス
ト、７ｃ…インナマスト、９…キャリッジ、１９…撮影
手段としてのカメラ、２５…表示手段としてのディスプ
レイ装置、２５ａ…表示画面、２６…荷、２７…荷役対
象としてのパレット、２８…荷役対象としての棚、３８
…操作手段としての作動スイッチ、４１…検出手段とし
てのティルト角センサ、５０…制御手段、水平制御手
段、昇降制御手段を構成する荷役制御部、５８…昇降用
アクチュエータとしてのカメラ昇降モータ、６２，６３
…モード切換手段としての各種スイッチ、６６…標識位
置検出手段としての画像処理部、６７…表示制御手段と
しての描画表示部、７０…移動目標点、７３…記憶手段
としてのテンプレート記憶部、７５…標識情報検出手段
としてのマーク位置算出部、７６…移動目標点算出手段
としての移動目標点算出部、７７…位置ずれ量算出手段
を構成する実座標位置算出部、７８…位置ずれ量算出手
段を構成するずれ量算出部、７９…目標点算出手段とし
ての既知情報設定部、Ｍ１，Ｍ２…標識としてのマー
ク、Ｐ，Ｒ…目標点、Ｔ１，Ｔ２…テンプレート、ずれ
量…ベクトルＦＰ、既知情報…ベクトルＯＰ、ベクトル
ＣＦ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F333 AA02 AB13 FA17 FA23 FA25 FA40 FD12 FD13 FD14 FE04 FE05 FE10

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 荷役対象に設けられた標識を撮影する撮
   影手段と、 前記撮影手段により得られた画像データを画像処理し
   て、前記標識位置を検出する標識位置検出手段と、 荷役機器の位置合わせ先となる目標点を算出する目標点
   算出手段と、 前記標識位置検出手段の画像処理結果に基づき、前記目
   標点と現在の荷役機器の位置との間のずれ量を算出する
   位置ずれ量算出手段と、 自動位置決め制御を作動して、前記位置ずれ量算出手段
   により求まる前記ずれ量をなくすようにアクチュエータ
   を駆動して前記荷役機器を位置合わせする制御手段とを
   備えた産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
2. 【請求項２】 前記自動位置決め制御を作動させるとき
   に操作される操作手段を備えた請求項１に記載の産業車
   両における荷役機器の自動位置制御装置。
3. 【請求項３】 前記撮影手段により撮影された画像を表
   示する表示手段を備えた請求項１又は２に記載の産業車
   両における荷役機器の自動位置制御装置。
4. 【請求項４】 前記撮影手段の画像を表示する際の画面
   上で前記標識の表示サイズが変わっても、その標識を１
   つで認識可能な形状のテンプレートを記憶した記憶手段
   を備え、 前記標識位置検出手段は、前記テンプレートを用いたパ
   ターンマッチング処理により前記標識を画像認識する請
   求項１〜３のうちいずれか一項に記載の産業車両におけ
   る荷役機器の自動位置制御装置。
5. 【請求項５】 前記自動位置決め制御の作動モードを荷
   役作業に応じたモードにマニュアル操作可能なモード切
   換手段を備えた請求項１〜４のうちいずれか一項に記載
   の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
6. 【請求項６】 前記制御手段は、前記自動位置決め制御
   の作動モードが荷取りモードのとき前記荷役機器を前記
   目標点に対し上下左右方向で位置合わせし、前記作動モ
   ードが荷置きモードのとき前記荷役機器を上下方向にの
   み位置合わせする請求項１〜５のうちいずれか一項に記
   載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
7. 【請求項７】 前記荷役機器の傾動角を検出する検出手
   段と、 前記検出手段の検出値に基づき、傾動用アクチュエータ
   を駆動して前記荷役機器を車体に対して水平状態にする
   水平制御手段を備えた請求項１〜６のうちいずれか一項
   に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御装
   置。
8. 【請求項８】 前記水平制御手段は、前記自動位置決め
   制御の作動モードが荷取りモードのときのみに作動する
   請求項７に記載の産業車両における荷役機器の自動位置
   制御装置。
9. 【請求項９】 前記水平制御手段は、前記自動位置決め
   制御を行う前に自動水平制御を行って前記荷役機器を前
   記車体に対して水平状態にする請求項７又は８に記載の
   産業車両における荷役機器の自動位置制御装置。
10. 【請求項１０】 前記標識位置検出手段は、前記撮影手
    段により得られた画像データを基に、前記標識の画面座
    標上における位置及びサイズを検出する標識情報検出手
    段を備え、 前記位置ずれ量算出手段は、前記標識情報検出手段から
    求まる前記標識の位置及びサイズと所定の既知情報とを
    基に前記ずれ量を算出する請求項１〜９のうちいずれか
    一項に記載の産業車両における荷役機器の自動位置制御
    装置。
11. 【請求項１１】 前記撮影手段は前記荷役機器を支持す
    るキャリッジに対して取り付けられ、前記撮影手段が荷
    役作業に応じた配置位置となるように当該撮影手段を駆
    動する昇降用アクチュエータと、 前記昇降用アクチュエータを駆動して前記撮影手段を昇
    降させる昇降制御手段とを備えた請求項１〜１０のうち
    いずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動
    位置制御装置。
12. 【請求項１２】 前記荷役機器がインナマストの最上端
    に位置した後の上方位置では、前記荷役機器とインナマ
    ストとの相対位置関係が不変となった状態でマストがス
    ライド伸縮する昇降機構を備え、 前記撮影手段は、前記インナマストのうち前記荷役機器
    に荷を載せても前方が撮影可能となる位置に固定されて
    いる請求項１〜１０のうちいずれか一項に記載の産業車
    両における荷役機器の自動位置制御装置。
13. 【請求項１３】 画面上において前記標識が位置すべき
    目標として移動目標点を算出する移動目標点算出手段
    と、 前記表示手段の画面上に前記移動目標点を描画として表
    示させる表示制御手段とを備えた請求項１〜１２のうち
    いずれか一項に記載の産業車両における荷役機器の自動
    位置制御装置。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３に記載の荷役機器の自
    動位置制御装置を備えた産業車両。
15. 【請求項１５】 撮影手段により得られた画像データを
    画像処理して、標識位置検出手段が荷役対象に設けられ
    た標識の位置を検出し、目標点算出手段が荷役機器の位
    置合わせ先となる目標点を算出し、前記標識位置検出手
    段の画像処理結果に基づき、位置ずれ量算出手段が前記
    目標点と現在の荷役機器の位置との間のずれ量を算出
    し、前記位置ずれ量算出手段により求まる前記ずれ量を
    なくすように、制御手段が自動位置決め制御を作動する
    ことによりアクチュエータを駆動して前記荷役機器を位
    置合わせする荷役機器の自動位置制御方法。