JP2004264099A - 移動体の位置検出装置及び無人搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】位置合わせの対象となる移動体間の相対位置を比較的簡単な構成で検出でき、しかも位置検出に用いられるセンサ等の装置類の組付精度がさほど要求されない。
【解決手段】無人搬送車８は、ガントリークレーン４に対しコンテナ移載可能な位置に停止する。無人搬送車８には測角センサを備える位置割り出し装置２１が組み付けられ、一方、ガントリークレーン４の脚部のビーム４ｄには進行方向に等間隔に３つの反射部２２〜２４が取着されている。位置割り出し装置２１は各反射部２２〜２４にスキャンしたレーザー光の反射光を測角センサで検知することで各反射部２２〜２４の方位角を検出する。方位角の差をとった角度差のさらに差をとった値に基づいてガントリークレーン４に対する自車の正規の停止位置を検出する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異なる軌道上を走行する第１移動体と第２移動体との相対位置を検出する移動体の位置検出装置及び無人搬送車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体間で例えば荷物の移載をするときには、第１移動体を第２移動体に対し荷物の移載が可能な位置に位置決め停止させる。通常、荷物の移載が行われる区域では各移動体のそれぞれの走行経路（軌道）は平行となっている。ところで、第２移動体の停止位置がその都度異なる場合は、第１移動体が床面や地面などに固定された停止マークを検知して停止する方法では対応できないため、第１移動体は第２移動体に対する自車の位置（相対位置）を検出する必要がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、レーザースキャナー及び現在位置算出部が無人搬送車に備えられ、レーザースキャナーが３枚以上の反射板を認識し、反射板の角度と距離のデータを得て、三角測量の原理で現在位置を算出して無人搬送車を誘導するシステムが開示されている。この三角測量で位置検出する原理を応用し、無人搬送車に距離と角度を検出できる位置計測センサを設け、移載相手の移動体に複数の反射板を取り付ける構成が考えられる。この方法では、移載相手の移動体に取り付けられた反射板からの反射光を検出することで、反射板までの距離と角度（方位角）とを計測し、三角測量の原理で移載相手の移動体に対する無人搬送車の現在位置を検出することもできる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−５６８２９号公報（第３−４頁、第１−６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、位置計測センサが内蔵する距離計測用の測長装置は、比較的構造が複雑でセンサそのものが複雑構造かつコスト高になるという問題があった。また、測長装置は温度変化に測長結果が影響され易い温度特性をもっており、温度特性の補正作業が面倒であるという問題もあった。このため、例えば平行に延びる軌道上を各々走行する移動体間で位置を合わせる位置検出を、複雑構造で高価な測長機能をもつセンサではなく、もっと構造が簡素でかつ安価なセンサを用いて行いたいという要望があった。
【０００６】
さらに、位置計測センサによる位置検出精度を高めるには、角度（方位角）が正確に計測される必要があるため、無人搬送車（第１移動体）の車体への位置計測センサの組付け角の精度を高くする必要があり、位置計測センサの組み付けに手間がかかることになる。なお、無人搬送車は例えば地面に敷設された誘導線（軌道）を検知しながら操舵を制御する構成であるため、比較的蛇行走行となり易い。このため、第１移動体が例えば無人搬送車のように蛇行走行し易い場合は、計測センサの計測結果の角度に蛇行による車体の微小変化に起因する角度のずれが含まれてしまう。よって、これが原因で反射板の角度（方位角）の計測精度が低下し、第２移動体に対する自車の位置の検出精度が低くなることも心配される。
【０００７】
本発明の目的は、位置合わせの対象となる移動体間の相対位置を比較的簡単な構成で検出でき、しかも位置検出に用いられるセンサ等の装置類の組付精度がさほど要求されない移動体の位置検出装置及び無人搬送車を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明における位置検出装置では、互いに平行に延びる走行経路をそれぞれ走行する第１移動体と第２移動体との走行経路方向における相対位置を検出する。第１移動体に設けられた出射手段は、電磁波又は音波からなる被検出媒体を出射する。第２移動体に設けられた複数の反射部は、前記被検出媒体を入射方向と平行な方向に反射させる。第１移動体に設けられた測角センサは、前記各反射部にて反射した被検出媒体を検知して前記各反射部の位置する方位角を検出する。第１移動体に設けられた演算手段は、前記測角センサが検出した前記各方位角から少なくとも１組の角度差を求めて該角度差に基づき第１移動体と第２移動体間の相対位置を割り出す。なお、走行経路は、移動体の移動経路全域で平行である必要はなく、少なくとも位置検出が行われる区域において平行であれば足りる。
【０００９】
この発明によれば、第１移動体に設けられた出射手段から出射された電磁波又は音波からなる被検出媒体は、第２移動体に設けられた複数の反射部にて入射方向と平行な方向に反射し、第１移動体に設けられた測角センサにより検知される。この測角センサは各反射部にて反射された被検出媒体を検知することで、各反射部の位置する方位角を検出する。さらに第１移動体に設けられた演算手段は、測角センサが検出した各反射部の方位角から少なくとも１組の角度差を求めて該角度差に基づき第１移動体と第２移動体間の相対位置を割り出す。このとき、各移動体の走行経路が平行であって、測角センサと各反射部との走行経路と直交する方向における距離（間隔）が既知であることから、位置検出には距離を計測しなくとも角度だけの情報で足りる。
【００１０】
ここで、方位角の差をとった角度差に基づき位置検出を行う構成であるので、第１移動体に対する測角センサの組付角のずれに起因して方位角に含まれるそのずれ分の値は、方位角の差をとることでキャンセルされるため、測角センサの組付角の多少のずれは許容される。従って、測角センサを第１移動体に組み付ける際の手間がさほどかからなくなる。また、第１移動体が例えば蛇行走行するような場合であっても、第１移動体の蛇行による姿勢のずれに起因して方位角に含まれるそのずれ分の値が、方位角の差をとることでキャンセルされるため、両移動体間の相対位置をより正確に検出することが可能となる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の移動体の位置検出装置において、前記被検出媒体は光ビームであり、前記出射手段は光ビームを前記各反射部に出射する光出射手段である。前記測角センサは、前記光出射手段から出射され各反射部にて反射した光ビームを検知して前記各反射部の位置する方位角を検出することを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、光出射手段からは被検出媒体として光ビームが各反射部に出射され、反射部（光反射部）にて入射方向と平行な方向に反射された光ビームが、測角センサにより検知され、測角センサは各反射部の方位角を検出する。そして、演算手段は、測角センサが検出した各反射部の方位角の角度差を求めて該角度差に基づき第１移動体と第２移動体との相対位置を割り出す。被検出媒体として光ビームを用いていることから、音波などに比べ散乱等の悪影響が少なく比較的高い位置検出精度が得られる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の移動体の位置検出装置において、前記第２移動体には前記反射部が３つ以上設けられており、前記演算手段は、前記測角センサが検出した３つ以上の方位角から２つの角度差を求めるとともに該２つの角度差のさらに差を求め、該差に基づいて第１移動体と第２移動体との相対位置を割り出すものであり、前記各反射部は、前記第１移動体と前記第２移動体が規定の位置に位置決めされたときに前記差が零となるように位置設定されていることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、第２移動体に反射部が３つ以上設けられていることから、演算手段は、測角センサが検出した３つ以上の方位角から２組の差をとって２つの角度差を求めるとともにこの２つの角度差のさらに差を求める。各反射部は、第１移動体と第２移動体が規定の位置に位置決めされたときにこの差が零となる位置に配置されているため、演算手段は、この差が零になったときに両移動体が規定の位置に位置決めされたと判断する。このとき角度差のさらに差をとることで、この差の値（ずれ量が多いほど零から離れた値をとる値）から両移動体が規定の位置（零値）に位置決めされるまでのずれ量を知り易くなる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体の位置検出装置において、前記第２移動体には前記反射部が３つ以上設けられており、１つの反射部から反射した被検出媒体が検知されなくなっても残りの２つ以上の反射部から反射された被検出媒体を検知することで少なくとも１つの角度差を求め、該角度差に基づき第１移動体と第２移動体との相対位置を検出することを要旨とする。
【００１６】
この発明によれば、第２移動体に反射部が３つ以上設けられていることから、仮に何か障害物が横切るなどして１つの反射部から反射した被検出媒体が検知されなくなっても残り２つ以上の反射部から反射された被検出媒体を検知することで少なくとも１つの角度差は求まるので、その角度差から両移動体間の相対位置を検出することが可能となる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体の位置検出装置において、前記反射部のうち一つにて反射した被検出媒体を検知して、前記第１移動体と前記第２移動体が規定の位置に位置決めされて停止したことを確認する判定手段を備えている。
【００１８】
この発明によれば、判定手段により、反射部のうち一つにて反射した被検出媒体を検知して、第１移動体と第２移動体が規定の位置に位置決めされて停止したことを確認できる。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体の位置検出装置における第１移動体である無人搬送車であって、この無人搬送車は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の前記出射手段、前記測角センサ及び前記演算手段を備えている。
【００２０】
この発明によれば、出射手段、測角センサ及び演算手段を備えた無人搬送車により、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の無人搬送車であって、前記演算手段により割り出された相対位置に基づき自車を第２移動体に対し規定の位置に位置決めして停止させるように走行駆動手段を制御する走行制御手段を備えている。
【００２２】
この発明によれば、無人搬送車は、演算手段により割り出された相対位置に基づき走行制御手段により走行駆動手段が制御されることにより、第２移動体に対し規定の位置に位置決めされて停止する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図７は、海上輸送と陸上輸送との中継地点となるコンテナターミナルを示す模式平面図である。コンテナターミナル１は、岸壁２のエプロン２ａとコンテナ船３との間でコンテナＣを荷降し又は荷積みする複数基（同図では２基）のガントリークレーン４を備える。このガントリークレーン４の荷降し又は荷積みエリアに隣接してストックヤード（コンテナヤード）５が配置され、コンテナＣはこのストックヤード５に一時保管される。複数基のガントリークレーン４，４は、岸壁２のエプロン２ａに敷設された軌道（レール）６に沿って移動可能に設けられている。ガントリークレーン４，４とストックヤード５との間には、ガントリークレーン４，４のコンテナＣの受渡し又は受取りポイントと、ストックヤード５の各列（同図では１列のみ図示）の受取り又は受渡しポイントとを繋いだ周回状の軌道７（一部のみ図示）が複数本敷設されている。各軌道７はガントリークレーン４，４の荷役作業エリアとなるエプロン２ａの路面上に軌道６と平行に４本敷設されている。各軌道７上にはコンテナＣを搬送する複数台の無人搬送車（無人走行式トレーラー）８が走行するようになっている。
【００２４】
軌道７は例えば磁気テープ等の誘導線を路面上に敷設することで構成されている。軌道７には被検知プレート９が経路に沿って点在するように配置されており、無人搬送車８は被検知プレート９を検知することで各種位置情報を入手する。なお、軌道７は、誘導線を有する構成に限らず、被検知プレート９が経路に沿って点在するだけの軌道であってもよい。この場合、無人搬送車８は、被検知プレート９を間欠的に検知して経路に沿うように軌道修正（補正）しながら走行する。もちろん軌道７はレールであっても構わない。
【００２５】
図６に示すように、ガントリークレーン４，４は、自立走行可能な一対（４本）の脚部４ａと、脚部４ａの上端で前後（図６における左右）に延出するとともに途中で折れ曲がり可能なブーム４ｂとを備える。ブーム４ｂの前方延出部分下面にはメインクレーン部（以下クレーン部という）１０が前後方向に移動可能に装備されている。クレーン部１０は、運転室１１とワイヤロープ１２に吊された状態で昇降可能なスプレッダビーム１３とを備え、ガントリークレーン４とコンテナ船３との間で荷降し又は荷積みの作業を行う。クレーン部１０はブーム４ｂに沿った所定範囲でコンテナＣを運搬し、またサブクレーン部１４との間でコンテナＣの受け渡しを行う。サブクレーン部１４は無人搬送車８の４本のレーンを横切る方向（前後方向）にその上方を移動し、そのスプレッダビーム１５をワイヤロープ１２に吊して昇降させることでその下方に停車する無人搬送車８との間で、荷取り又は荷積みの荷役作業を行う。なお、スプレッダビーム１３，１５は４本のスプレッダ（着床ピン）を有し、これをコンテナＣの上面四隅の係止穴に差し込むことでコンテナＣを吊り上げるようになっている。なお、ガントリークレーン４は一つのクレーン部でコンテナ船３と無人搬送車８との間でコンテナＣを搬送する構成のものでもよい。
【００２６】
図５に示すように、ガントリークレーン４は各脚部４ａの下端に設けられた４つの走行部４ｃを駆動させることにより軌道（レール）６上を走行し、コンテナ船３が停船する岸壁２に沿って移動する。ガントリークレーン４はコンテナ船３から吊り上げるコンテナＣの位置又はコンテナ船３へのコンテナＣの吊り下ろし位置にクレーン部１０を位置決めするように必要に応じて軌道６に沿って移動する。このとき無人搬送車８の停止位置をサブクレーン部１４に位置決めするため、このガントリークレーン４の軌道６に沿った移動に合わせて無人搬送車８の停止位置を変える必要がある。また、ガントリークレーン４は、海の波によって揺れ動くコンテナ船３に対しても正しく位置決めするためにコンテナ船３の揺れに応じてその停止位置を微調整する。このときサブクレーン部１４のスプレッダビーム１５が微妙（例えば１０〜１００ｃｍの範囲）に移動するため、コンテナＣを無人搬送車８の載置面８ａにて受け取りできるようにその微妙な移動に合わせて無人搬送車８の停止位置を変える必要もある。
【００２７】
無人搬送車８は車輪１６を走行駆動させてガントリークレーン４の脚部４ａ間の真下まで移動し、サブクレーン部１４のスプレッダビーム１５の荷役作業ポイントに位置決めするように停止する。このガントリークレーン４と無人搬送車８との位置決めのため両者の相対位置を検出するために、本実施形態では位置検出装置２０を採用している。位置検出装置２０は、第１移動体である無人搬送車８に設けられた位置割り出し装置２１と、第２移動体であるガントリークレーン４の脚部４ａのビーム４ｄにその長手方向（横方向）３箇所の位置にそれぞれ取着された３つの反射部２２，２３，２４とからなる。位置割り出し装置２１は、各反射部２２〜２４にスキャニングする光ビームとしてレーザー光を出射するとともに各反射部２２〜２４で反射した反射光を順次受光して各反射部２２〜２４の位置する方位角を検出する。そして、各方位角のデータを加工して得られる判定値に基づき無人搬送車（自車）８とガントリークレーン４との相対位置を検出し、その位置検出結果に基づき無人搬送車８を規定の位置（正規の停止位置）に位置決め停止させる。
【００２８】
図３は、位置検出装置及び無人搬送車の走行駆動系の概略構成を示す。
無人搬送車８に装備された位置割り出し装置２１は、被検出媒体としてレーザー光を出射するレーザースキャナ装置２５と、反射部２２（２３，２４）にて反射したレーザー光を受光して方位角を検出する測角センサ（角度計測センサ）２６とを備えている。レーザースキャナ装置２５は、出射手段及び光出射手段としてのレーザー発生器２７と、ポリゴンミラー２８を電動モータ２９の動力によりギヤボックス３０を介して回転駆動させる出射角制御装置３１とからなる。
【００２９】
ポリゴンミラー２８は６枚のミラー２８ａが六角筒の各外面に貼られており、レーザー発生器２７は、ポリゴンミラー２８へ常に一定の方向から光を照射するように配置されている。ポリゴンミラー２８が回転することでミラー２８ａの反射面の角度が連続的に変化することで、レーザー発生器２７から出射されミラー２８ａにて反射したレーザー光は、ポリゴンミラー２８が６０度回転する毎に１回スキャニングされる。そして、ポリゴンミラー２８が６０度回転する毎に反射面となるミラー２８ａが切り替わるこの周期でレーザー光が繰り返しスキャニングされる。また、電動モータ２９にはその回転角を検出するエンコーダ（ロータリエンコーダ）３２が備えられ、エンコーダ３２の検出信号に基づきレーザー光の出射角度が検出される。また、無人搬送車８が停止位置から少し（例えば２０ｍ）手前にある位置からでもレーザー光が３つの反射部２２〜２４のすべてに照射されるようスキャニング範囲が設定されている。反射部２２〜２４は入射光をその入射方向と平行な方向に反射するように構成されている。この反射部２２〜２４の詳しい構造については後述する。
【００３０】
測角センサ２６は、受光したレーザー光の入射角度（受光角度）を検出するもので、入射角度０°となるその受光部の基準線（軸線）が水平面上で車体８ｂの側面と垂直になるよう組み付けられている。このため測角センサ２６は、入射したレーザー光を反射させた反射部２２〜２４の位置する方位角を検出するようになる。ここで、方位角を正確に検出するためには、測角センサ２６の基準線が車体８ｂの側面と正確に垂直になるように測角センサ２６の組付角精度を高める必要があるが、本実施形態では組付角精度が低くても必要な位置検出精度が得られるように位置検出処理内容で工夫している。なお、測角センサは上記構成の他、ポリゴンミラー２８の回転に同期して光出射方向に受光面を向けるように角度調整される受光器（例えば光電管）と、その受光器の受光角度を検出するエンコーダ３２とから構成することもできる。この場合、受光器の光検知時にエンコーダ３２から出力される信号値から決まる受光角度が方位角とされる。
【００３１】
コントローラ３３は、測角センサ２６、レーザー発生器２７、電動モータ２９、エンコーダ３２、磁気センサ３４及びモータ駆動回路３５，３６と電気的に接続されている。コントローラ３３は、磁気センサ３４が被検知プレート９（図１参照）を検知した検知結果に応じてモータ駆動回路３５を介して操舵用モータ３７を駆動制御するとともに、地上コントローラ（図示せず）からの指令に従って走行駆動手段としての走行用モータ３８を駆動制御する。コントローラ３３は、演算手段及び判定手段としてのマイコン４０を内蔵し、さらにマイコン４０はメモリ４１を備えている。マイコン４０は無人搬送車８が指定されたガントリークレーン４に近づくと、測角センサ２６から入力した方位角データを用いた演算結果に従い、走行用モータ３８を減速及び停止させる速度制御をし、無人搬送車８をガントリークレーン４に位置決め停止させる。なお、コントローラ３３及びモータ駆動回路３６により走行制御手段が構成される。
【００３２】
図４は、光を入射方向と平行な方向に反射させる反射部を示す。反射部２２（２３，２４）の構成は同図（ａ）〜（ｃ）の構造を採用することができる。同図（ａ）に示す反射部２２は、多数の凹状の四角錐面４５ａが裏面一面に多数形成された透明樹脂プレート４５でできており、同図に示すように透明樹脂プレート４５の表面から入射した入射光は四角錐面４５ａの異なる面に２回反射して入射方向と平行な方向に反射して出射する。また、同図（ｂ）に示す反射部２２は、透明プレート４６の内部に多数の透明樹脂ビーズ４７が充填されており、ビーズ４７内に入射した光はその内部で反射して入射光と平行な方向に反射して出射する。さらに同図（ｃ）に示す反射部２２は、半円筒板４８からなり、入射光は半円筒面４８ａに当たると入射方向と平行な方向に反射する。この場合、測角センサ２６の受光部と反射部２２〜２４とが共に同一水平面上（同一高さ）にない場合は、半円筒板４８ではなく反射面を半球面状とした半球板とすることが望ましい。なお、各反射部２２〜２４はコントラストの違いで光の反射量を異ならせる構成でもよく、例えばビーム４ｄの配色に対し明るいコントラストとなる例えば白色の半円筒板又は半球板を用いることもできる。
【００３３】
図１は、位置検出方法を説明する模式図である。
３つの反射部２２〜２４は、ガントリークレーン４のビーム４ｄの側面においてその進行方向に間隔Ｌ（例えばＬ＝５〜１０ｍの範囲内の値）の等間隔に配置されている。反射部２２〜２４は、無人搬送車８がガントリークレーン４に対し規定の位置決め位置（停止位置）にあるときに測角センサ２６の真正面となる位置に１つと、その進行方向両側に等距離となる位置（対称位置）に１つずつ配置されている。すなわち、中央の反射部２３は、水平面上において測角センサ２６の受光部における軌道方向（同図における左右方向）と直交する垂線の延長線上の位置に配置されている。
【００３４】
位置割り出し装置２１を構成するマイコン４０は、図３に示すようにスキャニング周期毎に測角センサ２６から各反射部２２〜２４の方位角のデータ（信号値）を入力する。ここで、図１において、各反射部２２〜２４の位置（中心点）を点Ａ，Ｂ，Ｃとおき、受光点をＯとおく。点Ａ，Ｂ，Ｃの方位角ａ°，ｂ°，ｃ°とすると、マイコン４０は、各方位角ａ°，ｂ°，ｃ°のデータから反射部２２，２３および反射部２３，２４のこれら２組の方位角（ａ°，ｂ°），（ｂ°，ｃ°）の差をそれぞれ計算して角度差α，βを計算する。同図では、∠ＡＯＢと∠ＢＯＣがそれぞれ角度差α，βとなり、角度差α＝（ａ−ｂ）°，β＝（ｂ−ｃ）°として求まる。
【００３５】
図１では、無人搬送車８の実線で示された位置が正規の停止位置であり、このとき角度差α，βは等しくなる（α＝β）。そして、本実施形態では、この角度差αとβのさらに差をとって、γ（＝｜α−β｜）を演算し、このγ値に基づいてガントリークレーン４に対する自車（無人搬送車８）の相対位置を検出する。
【００３６】
メモリ４１には、図２にグラフで示すマップデータＤが記憶されている。このマップデータＤは、移動体の位置（相対位置）と、角度差の差γとの関係を示すものである。同図のグラフにおいて、横軸が移動体の位置Ｙであり、縦軸が角度差の差γとなっている。ここで、移動体の位置Ｙとは、ガントリークレーン４に対する自車（無人搬送車８）の位置（相対位置）を示しており、無人搬送車８が目標点とする正規の停止位置までの位置ずれ量に相当する。角度差の差γと位置Ｙはほぼ比例関係にあり、角度差の差γを基にマップデータＤを参照することで正規の停止位置までの位置（距離）Ｙを検出することが可能である。角度差の差γが零になると無人搬送車８が正規の停止位置に達したとが検出される。
【００３７】
このマップデータＤは、無人搬送車８とガントリークレーン４のビーム４ｄとの距離Ｘに応じてγ値とＹ値の関係が異なるので、メモリ４１には無人搬送車８のレーンに応じたマップデータＤが記憶されている。ここで、距離Ｘは、詳細には無人搬送車８の車体８ｂの側面における測角センサ２６の受光点と、ビーム４ｄの側面に取着された反射部の反射面との軌道と直交する方向における距離であり、軌道６，７が平行であることからこの値Ｘは既知の値となる。この距離Ｘは、本実施形態では、反射部２２〜２４が取着された脚部４ａに一番近い第１レーンの無人搬送車８で例えば約５ｍ、一番遠い第４レーンの無人搬送車８で例えば約２０ｍである。なお、γ値とＹ値との間にはほぼ比例関係があることから、メモリ４１からマップデータＤを廃止し、γ値をそのまま位置のデータとして用いることもできる。
【００３８】
また、マイコン４０は、３つの反射部２２〜２４のうち１つの反射部からの反射光が検知されなくなっても残り２つの反射部からの反射光を検知することで１つの角度差を求め、その１つの角度差に基づきガントリークレーン４に対する自車の位置を検出する。１回のスキャニングでどの反射部が検知されなかったかは、方位角の過去のデータと今回のデータとの比較から特定されるので、１つの角度差がどの２つの反射部からの反射光の検知によるものかが特定され、その１つの角度差からでも位置検出が可能となっている。そのためのマップデータ（図示せず）も３つの反射部２２〜２４のうち検知される１組の方位角の差から求まる角度差と位置の関係を示す内容のものが３つ記憶されている。
【００３９】
次に、本実施形態における位置検出装置の作用について説明する。
無人搬送車８は、地上コントローラからの指令に従い指示されたガントリークレーン４の荷役作業ポイントまで走行する。指示されたガントリークレーン４に近づくと、無人搬送車８ではコントローラ３３が位置割り出し装置２１を作動させる。位置割り出し装置２１からは一定周期でレーザー光がスキャニングされ、ガントリークレーン４の反射部２２〜２４にて順次反射した反射光が測角センサ２６に受光される。こうして無人搬送車８がガントリークレーン４へ接近するときは、測角センサ２６によりその時々の各反射部２２〜２４の方位角ａ°，ｂ°，ｃ°が検出される。
【００４０】
マイコン４０は、測角センサ２６から各反射部２２〜２４の方位角データを入力し、各方位角の２組の差をとってα，βを演算する。さらにマイコン４０はαとβの差の絶対値をとり値γ（＝｜α−β｜）を計算する。このγ値を所定のスキャニング周期毎に繰り返し検出しながら、γ値を得る度にマップデータＤを参照してガントリークレーン４に対する自車の位置Ｙを求める。例えば無人搬送車８が停止位置の手前所定距離の位置に達したことを位置Ｙの値からマイコン４０が認識すると、マイコン４０はモータ駆動回路３６を介して走行用モータ３８を所定の速度勾配で減速させる。そして、無人搬送車８が停止位置に達したことを位置Ｙの値からマイコン４０が認識すると、マイコン４０はモータ駆動回路３６を介して走行用モータ３８の駆動を停止させる。そしてマイコン４０は位置Ｙの値を基に自車が正規の停止位置に停止できたか否かを判断するとともに、中央の反射部２３からの反射光を検知して得られた方位角ｂ°が車体８ｂの側面と垂直な方位を指す０°であるか否かを判断する。こうしてマイコン４０は無人搬送車８が正規の停止位置に停止できたことを二重に確認する。
【００４１】
ここで、γ値を求めるに当たり、方位角ａ°，ｂ°，ｃ°の差をとるため、測角センサ２６の車体８ｂに対する組付角に多少のずれがあっても、その組付角のずれに起因して方位角ａ°，ｂ°，ｃ°に含まれるそのずれ分の値はキャンセルされる。従って、測角センサ２６が車体８ｂに組付角が多少ずれて組付けられていても、γ値にはそのずれ分が含まれないので、位置Ｙは正確に求められる。
【００４２】
また、図１に示すように無人搬送車８（鎖線）が同図における矢印線のように蛇行走行しても、γ値を求めるに当たり、方位角ａ°，ｂ°，ｃ°の差をとるため、蛇行による車体８ｂの姿勢変化に起因して方位角ａ°，ｂ°，ｃ°に含まれるそのずれ分の値はキャンセルされる。このため、γ値にはそのずれ分が含まれないので、無人搬送車８がたとえ蛇行走行しても位置Ｙは正確に求められる。従って、無人搬送車８は、ガントリークレーン４のスプレッダビーム１５に位置決めされた荷役作業ポイント（正規の停止位置）に正確に停止できる。
【００４３】
無人搬送車８の停止後、正規の停止位置に停止できたことを確認して仮にずれていたときは、レーザー光を停車状態で再度スキャニングして各反射部２２〜２４の方位角を取得するとともに角度差の差γを求め、差γに基づき停止位置からどれくらいずれたかその位置Ｙを求める。そして無人搬送車８はその位置Ｙのずれを無くす方向に移動して正規の停止位置に停止し直す。
【００４４】
以上詳述したように本実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）各反射部２２〜２４にレーザー光をスキャンしてその反射光を検知して得られた各反射部２２〜２４の位置する方位角の差をとって得られる２つの角度差α，βのさらに差をとったγ値を用いて位置検出する構成である。よって、測角センサ２６により検出された方位角に含まれる測角センサ２６の組付角のずれに起因するずれ分の値が方位角の差をとることでキャンセルされるので、測角センサ２６を車体８ｂに組付ける際の組付角の精度はさほど要求されない。従って、測角センサ２６の組付けの手間がかからなくなる。
【００４５】
（２）さらに無人搬送車８が蛇行走行しても、その蛇行走行による車体姿勢のずれに起因して方位角に含まれるそのずれ分の値が、方位角の差をとることでキャンセルされる。従って、無人搬送車８が蛇行走行しても、ガントリークレーン４に対する自車の位置を正確に検出することができる。その結果、無人搬送車８はガントリークレーン４に対して正規の停止位置に停止できる。
【００４６】
（３） ガントリークレーン４に３つの反射部２２〜２４を設けたことから、仮に何か障害物が横切るなどしてそのうち１つの反射部からの反射光が検知されなくなっても残り２つの反射部からの反射光を検知することで１つの角度差は求まる。そして、その１つの角度差から無人搬送車８はガントリークレーン４に対する自車の位置を検出するので、仮に何か障害物が横切るなどしてそのうち１つの反射部からの反射光が検知されなくなっても、自車の位置を検出できる。
【００４７】
（４）無人搬送車８の停車時は、３つの反射部２２〜２４のうち中央の反射部２３からの反射光を検知してその方位角をみることで、無人搬送車８が正規の停止位置に停止できたかどうかを判定する。このため、γ値から得られた位置Ｙが零になったところで停止させた無人搬送車８が正規の停止位置に停止できたことを再確認できる。
【００４８】
（５）角度差α，βのさらに差をとったγ値は、無人搬送車８が正規の停止位置にあるときに零をとり、正規の停止位置までのずれ量が多いほどほぼ比例して零から離れた値をとることから、正規の停止位置までの自車のずれ量をγ値からほぼ正確に知ることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 図８に示すように、ストックヤードに配備された門型走行式クレーン（例えばＲＴＧ又はＲＭＧ）５０と無人搬送車８との間で位置決めする構成において位置検出装置を採用することもできる。門型走行式クレーン５０は門型を形作る脚部５０ａとビーム５０ｂとを有し、ビーム５０ｂの下面に沿ってクレーン部５１が移動可能に配備されている。クレーン部５１はスプレッダビーム５１ａによりコンテナＣを吊り上げてストック部と無人搬送車８との間で荷取り又は荷積みの荷役作業を行う。門型走行式クレーン５０の脚部５０ａには無人搬送車８と対面する側面に進行方向に等間隔に３つの反射部２２〜２４（図１と同様）が配置され、各無人搬送車８は位置割り出し装置２１（図１と同様）を備える。門型走行式クレーン５０は例えば特殊形状のコンテナＣの移載時には停止位置が変更される場合もあり、このような場合、無人搬送車８を門型走行式クレーン５０の移載作業位置に位置決めして停車させることができる。この場合、前記実施形態における効果（１）〜（５）が同様に得られる。
【００５０】
○ 前記実施形態とは逆に、第１移動体をガントリークレーン４とし、第２移動体を無人搬送車８としてもよい。この場合、ガントリークレーン４に設けられた位置割り出し装置２１が、無人搬送車８に設けられた各反射部２２〜２４の方位角を検出するとともに、方位角の差をとって求めた角度差のさらに差をとってγ値を求め、さらにγ値を基に位置Ｙを求める。そして位置Ｙを基にガントリークレーン４を無人搬送車８に正規の停止位置に停止させる。もちろん、ガントリークレーン４を基準に無人搬送車８に位置合わせさせる場合は、γ値又は位置Ｙのデータを地上制御局に送信し、地上制御局から無人搬送車８に通信で正規の停止位置まで誘導する指令を出して、無人搬送車８を正規の停止位置に停止させるようにする。これらの構成によれば、無人搬送車８の台数に比べ台数の少ないガントリークレーン４側に位置割り出し装置２１が組み付けられ、無人搬送車８側は反射部２２〜２４のみ組付ければ済む。よって、コストのかかる位置割り出し装置２１の数が少なく済み、システム全体として位置検出装置にかかる費用を安価に抑えることができる。また、第２移動体はガントリークレーン４や無人搬送車に限定されるものではなく、無人搬送車以外の無人車や、ガントリークレーン以外の有人車であってもよい。さらに第１移動体は搬送車に限定されずまた無人車にも限定されず、また停止制御を自動制御で行う有人車であってもよい。
【００５１】
○ レーザー光を使用したが、反射を利用して方位角を検出できるその他の被検出媒体を採用することができる。レーザー光以外の光であってもよい。また、光以外の電磁波を用いてもよく、例えばミリ波を用いることもできる。さらに方位角の検出が可能であれば指向性の高い音波を用いることもできる。
【００５２】
○ 反射部は３つに限定されない。反射部は例えば２つでもよい。反射部が２つあれば方位角の差をとって角度差は求めることができる。よって、測角センサ２６の組付角のずれや無人搬送車８の蛇行時の車体姿勢のずれに起因して方位角に含まれるそのずれ分の値が、方位角の差をとることでキャンセルされるので、前記実施形態の効果（１），（２）が得られる。さらに反射部は４つ又は５つ以上であってもよい。例えば４つの反射部を、無人搬送車８が正規の停止位置にあるときに測角センサ２６の真正面となるビーム４ｄ上の位置を中心にその進行方向両側に対称となるよう２つずつ配置し、その対称中心を挟む２組の反射部ごとに方位角の差を求める。そして、この２つの角度差のさらに差をとったγ値に基づいて位置検出する構成とする。この場合も、無人搬送車が正規の停止位置にあるときは、この差の値γが零となるとともにそのγ値から位置決め位置までのずれ量を知ることができる。
【００５３】
○ 無人搬送車間の位置決めに位置検出装置を採用することもできる。つまり、第１及び第２移動体をともに無人搬送車８，８とする。この場合、１台の無人搬送車８に位置割り出し装置２１と各反射部２２〜２４を共に設け、位置を合わせる側の無人搬送車（第１移動体）８は位置割り出し装置２１により相手側の無人搬送車（第２移動体）８の反射部２２〜２４からの反射光を検知して位置検出する。
【００５４】
○ 位置決めする規定の位置は停止位置に限定されない。例えば第１移動体又は第２移動体の減速開始位置であってもよい。
以下、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を記載する。
【００５５】
（１）請求項１又は２において、前記第２移動体には前記反射部が３つ以上設けられており、前記演算手段は、前記測角センサが検出した３つ以上の方位角から２つの角度差を求めるとともに該２つの角度差のさらに差を求め、該差に基づいて位置を判断することを特徴とする。
【００５６】
（２）請求項３又は技術的思想（１）において、前記反射部は、前記第１移動体と前記第２移動体が規定の位置に位置決めされたときに前記測角センサの真正面となる位置に１つと、その進行方向両側に等距離となる位置に１つずつ配置されている。なお、「測角センサの真正面となる位置」とは、測角センサの受光部（被検出媒体が光の場合）における走行経路方向と直交する垂線の延長線上の位置に当たる。
【００５７】
（３）請求項１又は２において、前記第２移動体には前記反射部が３つ以上設けられている。この発明によれば、仮に障害物が横切るなどして３つ以上の反射部のうち１つにて反射されるはずの被検出媒体が検知されなくなっても残り２つ以上の反射部にて反射された被検出媒体を検知することで少なくとも１つの角度差は求まる。よって、その角度差から位置検出をすることができる。
【００５８】
（４）請求項１〜５及び技術的思想（１）〜（３）のいずれか一項において、前記第１移動体は無人搬送車である。この構成によれば、無人搬送車を第２移動体に対し位置決めする場合、位置検出のために用いられる装置類の車体への組み付けが簡単になるとともに、無人搬送車が蛇行走行しても位置検出精度がさほど低下しない。
【００５９】
（５）請求項１〜６及び技術的思想（１）〜（４）のいずれか一項に記載の位置検出装置における平行に延びる走行経路上をそれぞれ走行する前記第１移動体と前記第２移動体とを備えた搬送システムにおいて、請求項１〜６及び技術的思想（１）〜（４）のいずれか一項に記載の前記出射手段、前記測角センサ及び前記演算手段を備えた第１移動体と、請求項１〜６及び技術的思想（１）〜（４）のいずれか一項に記載の前記複数の反射部が設けられた第２移動体とを備え、前記第１移動体と第２移動体のうち少なくとも一方には前記演算手段により割り出された検出位置に基づき自車を当該両移動体が規定の位置に位置決めされて停止するように走行制御する走行制御手段を備えている。なお、走行制御手段とは、前記実施形態ではマイコン４０，モータ駆動回路３６及び走行用モータ３８により構成される。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、測角センサにより検出された方位角の差をとって得られた角度差に基づく位置検出なので、位置合わせの対象となる移動体間の相対位置を比較的簡単な構成で検出でき、しかも位置検出に用いられるセンサ等の装置類の組付精度がさほど要求されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】２台の移動体間における位置検出方法を説明する模式平面図。
【図２】位置検出用のマップデータを示すデータ図。
【図３】位置検出装置及び無人搬送車の走行駆動系を示す概略構成図。
【図４】３種類の反射部を示し、（ａ），（ｂ）は平面図、（ｃ）は斜視図。
【図５】ガントリークレーンと無人搬送車を示す側面図。
【図６】ガントリークレーンと無人搬送車を示す正面図。
【図７】ガントリークレーンと無人搬送車を示す平面図。
【図８】別例における門型走行式クレーンと無人搬送車を示す正面図。
【符号の説明】
４…ガントリークレーン、６…走行経路としての軌道、７…走行経路としての軌道、８…無人搬送車、８ｂ…車体、２０…位置検出装置、２１…位置割り出し装置、２２〜２４…反射部、２６…測角センサ、２７…出射手段及び光出射手段としてのレーザー発生器、２８…ポリゴンミラー、３１…出射角制御装置、３３…走行制御手段を構成するコントローラ、３６…走行制御手段を構成するモータ駆動回路、３８…走行駆動手段としての走行用モータ、４０…演算手段及び判定手段としてのマイコン、４１…メモリ、α，β…角度差、γ…角度差の差、Ｙ…位置。

Claims (7)

1. 互いに平行に延びる走行経路をそれぞれ走行する第１移動体と第２移動体との走行経路方向における相対位置を検出する位置検出装置であって、
   第１移動体に設けられ電磁波又は音波からなる被検出媒体を出射する出射手段と、
   第２移動体に設けられ前記被検出媒体を入射方向と平行な方向に反射させる複数の反射部と、
   第１移動体に設けられ前記各反射部にて反射した被検出媒体を検知して前記各反射部の位置する方位角を検出する測角センサと、
   第１移動体に設けられ前記測角センサが検出した前記各方位角から少なくとも１組の角度差を求めて該角度差に基づき第１移動体と第２移動体間の相対位置を割り出す演算手段と
   を備えた移動体の位置検出装置。
2. 前記被検出媒体は光ビームであり、前記出射手段は光ビームを前記各反射部に出射する光出射手段であり、
   前記測角センサは、前記光出射手段から出射され前記各反射部にて反射した光ビームを検知して前記各反射部の位置する方位角を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動体の位置検出装置。
3. 前記第２移動体には前記反射部が３つ以上設けられており、前記演算手段は、前記測角センサが検出した３つ以上の方位角から２つの角度差を求めるとともに該２つの角度差のさらに差を求め、該差に基づいて第１移動体と第２移動体との相対位置を割り出すものであり、前記各反射部は、前記第１移動体と前記第２移動体が規定の位置に位置決めされたときに前記差が零となるように位置設定されている請求項１又は２に記載の移動体の位置検出装置。
4. 前記第２移動体には前記反射部が３つ以上設けられており、１つの反射部から反射した被検出媒体が検知されなくなっても残りの２つ以上の反射部から反射された被検出媒体を検知することで少なくとも１つの角度差を求め、該角度差に基づき第１移動体と第２移動体との相対位置を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の移動体の位置検出装置。
5. 前記反射部のうち一つにて反射した被検出媒体を検知して、前記第１移動体と前記第２移動体が規定の位置に位置決めされて停止したことを確認する判定手段を備えている請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体の位置検出装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体の位置検出装置における第１移動体である無人搬送車であって、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の前記出射手段、前記測角センサ及び前記演算手段を備えている無人搬送車。
7. 請求項６に記載の無人搬送車であって、
   前記演算手段により割り出された相対位置に基づき自車を第２移動体に対し規定の位置に位置決めして停止させるように走行駆動手段を制御する走行制御手段を備えている無人搬送車。

Images