JP2007033119A - ずれ量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】床上を走行する移動体において、予め決められた経路に対する移動体の移動方向のずれを検出する。
【解決手段】床面に位置情報発信体が配設された室内を、予め決められた移動経路に沿って移動する移動体に搭載されるずれ量検出装置において、位置検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から取得した位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第１の現在位置検出手段と、位置検出用交信範囲を包含するずれ検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体の取得した位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第２の現在位置検出手段と、検出された現在位置を移動経路と照合し前記移動体の移動方向を特定する移動方向特定手段と、前記各現在位置検出手段により検出された各現在位置から移動方向に対するずれ量を検出するずれ量検出手段と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、床に規則的に配置された複数の位置情報発信体から送信される位置情報に基づいて、指定された経路に沿って床上を走行する移動体の走行時における指定された経路からのずれ量検出に関する。

床の上を走行する移動体を指定された経路に沿って走行させようとする場合、指定された経路と実際の走行経路とは必ずしも一致するとは限らないため、移動体に制御装置を搭載し、移動体の走行時における位置を検出させることが一般に行なわれている。

移動体の位置を検出する方法として、予め配置場所の位置情報が記憶されているＲＦＩＤタグなどの位置情報発信体が床に規則的に配置され、移動体に備えられたＩＤリーダにＲＦＩＤ用アンテナの検出範囲にある位置情報発信体から位置情報を受信させ、受信された位置情報に基づいて制御装置が移動体の位置を検出する方法が提案されている。

例えば、特許文献１には、移動体として買い物用のカートの位置を検出する方法が提案されている。その方法について図６を用いて説明する。図６はＲＦＩＤタグ４１の配置場所と買い物用のカートに備えられたＩＤリーダ（図示せず）の交信範囲（位置検出用交信範囲４０とする）の関係を示している。

特許文献１において、ＲＦＩＤタグ４１は格子状に所定の間隔（＝ｗ）で配置されている。ＩＤリーダの位置検出用交信範囲４０は直径√２ｗの円形であり、ＲＦＩＤ用アンテナは位置検出用交信範囲４０に含まれるＲＦＩＤタグ４１を検出し、移動体に備えられた制御装置が検出したＲＦＩＤタグ４１の位置情報に基づいて移動体の位置を算出することが示されている。

特開２００２−１３２８８６号公報

しかしながら、ＩＤリーダの位置検出用交信範囲４０が一つであり、その位置検出用交信範囲４０に含まれるＲＦＩＤタグ４１の位置情報に基づいて移動体の位置を検出する場合、移動体が指定された移動経路からずれたとしても、移動経路から離れた場所にあるＲＦＩＤタグ４１が位置検出用交信範囲４０に含まれるまで、移動体の移動方向がずれていることを検出できない。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑み、移動体の指定された移動経路に対する移動方向のずれをより確実に検知するずれ量検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、床面に位置情報発信体が配設された室内を、予め決められた移動経路に沿って移動する移動体に搭載され、予め決められた移動経路と実際の移動経路とのずれを検出するずれ量検出装置において、前記位置情報発信体から位置情報を取得するための位置検出用交信範囲を床面に形成し、前記位置検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から取得した位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第１の現在位置検出手段と、前記第１の現在位置検出手段が形成する位置検出用交信範囲を包含し且つ前記位置情報発信体の配設間隔より大きい半径であるずれ検出用交信範囲を形成し、前記ずれ検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報取得手段により取得された位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第２の現在位置検出手段と、前記第１の現在位置検出手段により検出された現在位置を予め決められた移動経路と照合することによって前記移動体の移動方向を特定する移動方向特定手段と、前記各現在位置検出手段により検出された各現在位置から移動方向に対するずれ量を検出するずれ量検出手段と、を有することを特徴とする。

本発明は、床面に位置情報発信体が配設された室内を予め決められた移動経路に沿って移動する移動体における、予め決められた移動経路と実際の移動経路とのずれを検出するずれ量検出方法において、前記位置情報発信体から位置情報を取得するための位置検出用交信範囲を床面に形成し、前記位置検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から取得した位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第１の現在位置検出ステップと、前記第１の現在位置検出ステップにおいて形成された位置検出用交信範囲を包含し且つ前記位置情報発信体の配設間隔より大きい半径のずれ検出用交信範囲を形成し、前記ずれ検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から位置情報を取得する位置情報取得ステップと、前記位置情報取得ステップにおいて取得された位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第２の現在位置検出ステップと、前記第１の現在位置検出ステップにおいて検出された現在位置を予め決められた移動経路と照合することによって前記移動体の移動方向を特定する移動方向特定ステップと、前記各現在位置検出ステップにおいて検出された各現在位置から移動方向に対するずれ量を検出するずれ量検出ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、予め決められた移動体の移動経路に対し、位置検出用交信範囲を包含する交信範囲であるずれ検出用交信範囲に、移動体の移動方向と異なる方向にある位置情報発信体が含まれた場合に、移動体の移動方向がずれたことをより確実に検出することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に従って説明する。図１は、床面に位置情報発信体であるＲＦＩＤタグ１４が配設された倉庫１０、およびその床上を移動する本発明に係るずれ量検出装置を備えるフォークリフト１８の位置関係を示す図である。

倉庫１０の床１２には、一定間隔ｗ（５０ｃｍ程度）で格子状に複数のＲＦＩＤタグ１４が配設される。各ＲＦＩＤタグ１４は、記憶部（図示せず）およびタグアンテナ（図示せず）を備え、無線によって記憶部に保持された情報を外部へ送信したり、外部から受信した情報を記憶部に書き込んだりすることが可能である。各ＲＦＩＤタグ１４は、記憶部に自己のＲＦＩＤタグ１４の配置場所を表す固有の位置情報を保持しており、無線によってその位置情報を外部へ送信する。

床１２の上には、倉庫１０に搬入された搬入出物１６を搬送するための移動体であるフォークリフト１８がある。フォークリフト１８は、通信アンテナ２４を備え、通信アンテナ２４を通してフォーク制御ＰＣ２１と交信する。フォーク制御ＰＣ２１は、フォークリフト１８の位置や搬入出物１６の位置を把握し、これらの情報に基づいてフォークリフト１８の移動経路を決定し、移動経路情報をフォークリフト１８へ送信する役割を有する。

フォークリフト１８は、床１２に配設されているＲＦＩＤタグ１４と交信するためのＲＦＩＤアンテナ２０、フォーク制御ＰＣ２１から指定された移動経路とＩＤリーダ２２が受信したＲＦＩＤタグ１４の情報とに基づいてフォークリフト１８の位置のずれ量を検出するずれ量検出装置２６を備える。

ＲＦＩＤアンテナ２０はコイルをループ状に巻いた半径２０ｃｍ程度のループアンテナであり、ＲＦＩＤアンテナ２０は交信範囲に含まれるＲＦＩＤタグ１４と無線によって交信する。その際、交信範囲に含まれる全てのＲＦＩＤタグ１４から一括で情報を受信する。また、ＲＦＩＤアンテナ２０は、通信パワーを強めることによって交信範囲を広く形成したり、通信パワーを弱めることによって交信範囲を狭く形成したりすることが可能である。なお、交信範囲を床面に形成する構成として、本実施の形態では、ＲＦＩＤアンテナ２０をフォークリフト１８の床面側に配設したが、この構成に限定する必要はなく、例えばフォークリフト１８の側面にＲＦＩＤアンテナ２０に設け、遮蔽板などで交信範囲が床面に形成されるようにするなどして構成してもよい。

ずれ量検出装置２６は、図２に示すように、ＲＦＩＤアンテナ２０を通してＲＦＩＤタグ１４から送信される位置情報を受信するＩＤリーダ２２と、ＩＤリーダ２２が受信した各ＲＦＩＤタグ１４の位置情報を基にフォークリフト１８の測定位置を算出する位置算出装置２８と、通信アンテナ２４によって受信された移動経路情報からフォークリフト１８の予測位置を算出する予測位置算出装置３２と、測定位置と予測位置を照合することによってフォークリフト１８の指定された移動経路に対するずれ量を検出する位置照合装置３０とを備える。

フォークリフト１８の進むべき移動経路と実際の走行経路とのずれ量検出の手順およびフォークリフト１８の走行制御について、図３〜５を用いて説明する。図３はＲＦＩＤアンテナ２０の２つの交信範囲とその交信範囲に含まれるＲＦＩＤタグ１４の配設場所を示した図であり、図４はフォークリフト１８の移動経路を示した図であり、図５は、ずれ量検出の手順についての処理フローを示したフローチャートである。

図３に示す図のうち上方の４つの図（状態１〜状態４）は、フォークリフト１８が、ＲＦＩＤタグ１４が配設された格子方向に沿って移動した場合におけるＲＦＩＤアンテナ２０の交信範囲とＲＦＩＤタグ１４の位置関係を表す。状態１においてＲＦＩＤアンテナ２０の交信範囲の中心はＲＦＩＤタグ１４の真上にある。状態２、状態３、状態４は、状態１からＲＦＩＤタグ１４が配設された格子方向にそれぞれｗ／４，ｗ／２，３ｗ／４移動した時点のＲＦＩＤアンテナ２０の交信範囲を示している。図３に示す図のうち下方の４つの図（状態１，状態２下，状態３下，状態４下）は、状態１に示す位置からフォークリフト１８が、ＲＦＩＤタグ１４が配設された格子方向に対して図の下方に少しずつずれながら移動した場合におけるＲＦＩＤアンテナ２０の交信範囲とＲＦＩＤタグ１４の位置関係を表す。状態１においてＲＦＩＤアンテナ２０の交信範囲の中心はＲＦＩＤタグ１４の真上にある。状態２下、状態３下、状態４下は、状態１からＲＦＩＤタグ１４が配設された格子方向にそれぞれｗ／４，ｗ／２，３ｗ／４と進むにつれて、図３の下方に移動方向がずれた場合におけるＲＦＩＤアンテナ２０の交信範囲とＲＦＩＤタグ１４の位置関係を表す。

ずれ量検出装置２６は、フォークリフト１８の現在位置を算出する（Ｓ１）。ずれ量検出装置２６は、通信パワーを制御してＲＦＩＤタグ１４の配置間隔ｗ程度を直径とする交信範囲（以後、位置検出用交信範囲４０とする）を形成する。ＩＤリーダ２２は、位置検出用交信範囲４０に存在するＲＦＩＤタグ１４から、それぞれの位置情報を受信する。位置算出装置２８は、受信した位置情報に基づいてフォークリフト１８のおおよその位置を算出する。

続いて、ずれ量検出装置２６は、通信パワーを制御して交信範囲を広くし、ＲＦＩＤタグ１４の配置間隔ｗ以上を半径とする交信範囲（以後、ずれ検出用交信範囲４２とする）を形成する。ＩＤリーダ２２は、ずれ検出用交信範囲４２に存在するＲＦＩＤタグ１４から、それぞれの位置情報を受信する。位置算出装置２８は、受信した位置情報に基づいてフォークリフト１８の位置を算出する。

フォークリフト１８の位置を算出する際、位置算出装置２８は、ＩＤリーダ２２からＮ個のＲＦＩＤタグ１４の位置情報（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、・・・、（ｘＮ，ｙＮ）を受信した場合、フォークリフト１８の位置Ｐを式１、
Ｐ＝（ｘ１＋ｘ２＋・・・＋ｘＮ）／Ｎ，（ｙ１＋ｙ２＋・・・＋ｙＮ）／Ｎ）・・・（１）
と、算出する。例えば、図３においてＲＦＩＤタグ１４ｄが埋め込まれている場所を座標（０，０）とすると、状態１において位置検出用交信範囲４０には、ＲＦＩＤタグ１４ｄのみが含まれているため、式１を用いてフォークリフト１８の位置は（０，０）と算出される。また、ずれ検出用交信範囲４２には、ＲＦＩＤタグ１４ａ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆが含まれ、式１を用いてフォークリフト１８の位置は（０，０）と算出される。

続いて、ずれ量検出装置２６は、通信アンテナ２４を通して、Ｓ１においてずれ検出用交信範囲４２に存在するＲＦＩＤタグ１４の位置情報に基づいて算出された現在位置をフォーク制御ＰＣ２１へ送信する（Ｓ２）。

フォーク制御ＰＣ２１は、フォークリフト１８の現在位置を受信すると、フォークリフト１８の進むべき経路を算出する。フォーク制御ＰＣ２１は、フォークリフト１８の現在位置と、フォークリフト１８の目的地の位置、倉庫１０内に配置されている搬入出物１６の位置、他のフォークリフト１８の経路情報に基づいて、フォークリフト１８が搬入出物１６および他のフォークリフト１８にぶつからないように、経路を算出する。その後、算出された経路情報をフォークリフト１８へ送信する。

本実施の形態におけるフォーク制御ＰＣ２１による経路の算出方法について図４を用いて説明する。図４は、倉庫１０内を上から見たときの搬入出物１６の位置とフォークリフト１８の経路を示した図である。例えば、現在位置が（０，０）であり、目的先の位置が（１０ｗ，１０ｗ）であり、倉庫１０内の（３ｗ，４ｗ）および（７ｗ，５ｗ）を含む領域に搬入出物１６ａ，１６ｂが置かれているとする。この場合、各搬入出物１６ａ，１６ｂにぶつからないように目的位置（１０ｗ，１０ｗ）へフォークリフト１８を移動させるように経路が算出され、移動経路におけるフォークリフト１８が方向転換する位置が経路情報として与えられる。本実施の形態において、例えば図４に示すような経路が算出された場合、フォークリフト１８へ送信される経路情報は（５ｗ，０），（５ｗ，１０ｗ），（１０ｗ，１０ｗ）というように与えられる。

ずれ量検出装置２６は、通信アンテナ２４を通してフォーク制御ＰＣ２１において算出された経路情報を受信する（Ｓ３）。

予測位置算出装置３２は、Ｓ１において算出されたフォークリフト１８の現在位置から、フォーク制御ＰＣ２１に指示された経路に従ってｗ／４進むと仮定した場合の、移動後のフォークリフト１８の予測位置を算出する（Ｓ４）。

ずれ量検出装置２６は、予測位置を、Ｓ１に基づいて算出された現在位置から、フォークリフト１８の移動方向へ、移動距離（＝ｗ／４）移動した位置として算出する。例えば、状態１の場所から図２のＸ方向へ移動する場合、フォークリフト１８の現在位置はＳ１において（０，０）と算出されており、経路情報より与えられた座標（５ｗ，０）が現在位置（０，０）よりＸの正方向であることから進行方向はＸの正方向であり、移動距離は例えばＲＦＩＤタグ１４の配設間隔ｗの１／４である。予測位置算出装置３２は、これらの情報を基に予測位置を（０，０）＋（ｗ／４，０）＝（ｗ／４，０）と算出する。また、別の例として、状態２の場所から図２のＸ方向へ移動する場合において、ずれ検出用交信範囲４２に存在するＲＦＩＤタグ１４の位置情報に基づいて算出されるフォークリフト１８の現在位置は（ｗ／４，０）であり、経路情報より与えられた座標（５ｗ，０）が現在位置（０，０）よりＸの正方向であることから進行方向はＸの正方向であり、移動距離は例えばＲＦＩＤタグ１４の配設間隔ｗの１／４である。予測位置算出装置３２は、これらの情報を基に予測位置を（ｗ／４，０）＋（ｗ／４，０）＝（ｗ／２，０）と算出する。

フォークリフト１８は、フォーク制御ＰＣ２１に指示された経路に従って、ｗ／４移動する（Ｓ５）。フォークリフト１８の移動距離は、フォークリフト１８の車輪の円周と回転数とに基づいて算出される。

位置算出装置２８は、ずれ検出用交信範囲４２の範囲に存在するＲＦＩＤタグ１４から式１を用いてフォークリフト１８の位置を算出する（Ｓ６）。ずれ検出用交信範囲４２は、位置検出用交信範囲４０を包含する交信範囲である。ずれ検出用交信範囲４２は、位置検出用交信範囲４０内に存在するＲＦＩＤタグ１４の更に外側のＲＦＩＤタグ１４を検出できるような大きさである。

例えば、図３の状態１の位置からフォークリフト１８が指定された経路を通りｗ／４移動した場合（状態２）、ずれ検出用交信範囲４２にはＲＦＩＤタグ１４ｄ（０，０），ＲＦＩＤタグ１４ｅ（ｗ，０）が含まれ、フォークリフト１８の位置は式１より（ｗ／２，０）と算出される。一方、図３の状態１からフォークリフト１８が指定された経路と比べ、図３の下方にｗ／６程度ずれた場合（状態２下）、ずれ検出用交信範囲４２にはＲＦＩＤタグ１４ｄ（０，０），ＲＦＩＤタグ１４ｅ（ｗ，０），ＲＦＩＤタグ１４ｆ（０，−ｗ）が含まれ、フォークリフト１８の位置は式１より（ｗ／３，−ｗ／３）と算出される。

位置照合装置３０は、Ｓ４において算出した予測位置と、Ｓ６において算出した位置（以後、実測位置とする）が一致するか否か比較する（Ｓ７）。

予測位置と実測位置が異なる場合（Ｓ７／ＮＯ）、ずれ量検出装置２６は、予測位置と実測位置の差分から、フォークリフト１８が指示された経路と比べてどの方向にどの程度ずれているかを算出する（Ｓ８）。

フォークリフト１８はフォーク制御ＰＣ２１に指示された経路に従って移動しつつ、位置照合装置３０によって算出されたずれ量に従って、フォークリフト１８の移動方向を正しい方向に戻すように移動方向に対し垂直な方向に修正移動する（Ｓ９）。そして、Ｓ１へ処理が移る。

一方、予測位置と実測位置が一致する場合（Ｓ７／ＹＥＳ）、フォークリフト１８の移動方向はフォークリフト１８が指示された経路に沿っていると判断される。そのため、修正移動せずにＳ１へ処理が移り、フォークリフト１８がｗ／４移動するごとに、Ｓ１〜Ｓ９の処理が繰り返される。

以降、フォークリフト１８が目的地まで移動するまで、ずれ量検出装置２６が指示された経路に対するフォークリフト１８の移動方向のずれ量を検出し、フォークリフト１８はずれ量に基づいて修正移動を繰り返す。

このように、位置検出用交信範囲４０に存在するＲＦＩＤタグ１４を検出しフォークリフト１８の位置を算出し、一方、位置検出用交信範囲４０より広いずれ検出用交信範囲４２を形成し、フォークリフト１８が移動する方向に対して垂直方向にあるＲＦＩＤタグ１４を検出することによって、フォークリフト１８が予め決められた経路に対し移動方向の垂直方向にずれた場合に、ずれた方向にあるＲＦＩＤタグ１４の位置情報が、算出されるフォークリフト１８の位置に反映されるので、フォークリフト１８が指定された経路に対してずれたことがより確実に検出される。

尚、本実施の形態において、ＲＦＩＤタグ１４の記憶部にＲＦＩＤタグ１４に配置場所を示す位置情報を保持しているとしたが、ＲＦＩＤタグ１４の記憶部に保持される情報は、個々のＲＦＩＤタグ１４を特定する情報であれば良いため、このような情報は位置情報に限らない。例えば、ＲＦＩＤタグ１４の記憶部にＲＦＩＤタグ１４の識別情報が記憶されており、ＩＤリーダに識別情報を送信しても良い。この場合、ＲＦＩＤタグ１４の識別情報と対応する位置情報の対応マップを別の領域に保持しておき、受信した識別情報を基にＲＦＩＤタグ１４の位置情報を取得すればＲＦＩＤタグ１４の識別情報から、フォークリフト１８の位置を算出することができる。

本発明の実施の形態における倉庫内部における配置図である。 本発明の実施の形態におけるずれ量検出装置のブロック図である。 本発明の実施の形態におけるＲＦＩＤアンテナの交信範囲とＲＦＩＤタグの配置の関係を示した図である。 フォークリフト１８の移動経路を示した図である。 本発明の実施の形態における、ずれ量検出のフローチャートである。 本発明の実施の形態における、フォークリフトの経路の一例である。

符号の説明

１０ 倉庫、１２ 床、１４ ＲＦＩＤタグ、１６ 搬入出物、１８ フォークリフト、２０ ＲＦＩＤアンテナ、２１ フォーク制御ＰＣ、２２ ＩＤリーダ、２４ 通信アンテナ、２６ ずれ量検出装置、２８ 位置算出装置、３２ 予測位置算出装置、３０ 位置照合装置、４０ 位置検出用交信範囲、４２ ずれ検出用交信範囲。

Claims (2)

1. 床面に位置情報発信体が配設された室内を、予め決められた移動経路に沿って移動する移動体に搭載され、予め決められた移動経路と実際の移動経路とのずれを検出するずれ量検出装置において、
   前記位置情報発信体から位置情報を取得するための位置検出用交信範囲を床面に形成し、前記位置検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から取得した位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第１の現在位置検出手段と、
   前記第１の現在位置検出手段が形成する位置検出用交信範囲を包含し且つ前記位置情報発信体の配設間隔より大きい半径のずれ検出用交信範囲を形成し、前記ずれ検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から位置情報を取得する位置情報取得手段と、
   前記位置情報取得手段により取得された位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第２の現在位置検出手段と、
   前記第１の現在位置検出手段により検出された現在位置を予め決められた移動経路と照合することによって前記移動体の移動方向を特定する移動方向特定手段と、
   前記各現在位置検出手段により検出された各現在位置から移動方向に対するずれ量を検出するずれ量検出手段と、
   を有することを特徴とするずれ量検出装置。
2. 床面に位置情報発信体が配設された室内を予め決められた移動経路に沿って移動する移動体における、予め決められた移動経路と実際の移動経路とのずれを検出するずれ量検出方法において、
   前記位置情報発信体から位置情報を取得するための位置検出用交信範囲を床面に形成し、前記位置検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から取得した位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第１の現在位置検出ステップと、
   前記第１の現在位置検出ステップにおいて形成された位置検出用交信範囲を包含し且つ前記位置情報発信体の配設間隔より大きい半径のずれ検出用交信範囲を形成し、前記ずれ検出用交信範囲に存在する前記位置情報発信体から位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
   前記位置情報取得ステップにおいて取得された位置情報から前記移動体の現在位置を検出する第２の現在位置検出ステップと、
   前記第１の現在位置検出ステップにおいて検出された現在位置を予め決められた移動経路と照合することによって前記移動体の移動方向を特定する移動方向特定ステップと、
   前記各現在位置検出ステップにおいて検出された各現在位置から移動方向に対するずれ量を検出するずれ量検出ステップと、
   を有することを特徴とするずれ量検出方法。

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