JP2009525553A - 可変走行路を有する自動案内車両 - Google Patents

Abstract

本発明は、材料を取扱う施設の床に形成される摩耗模様を減少させるために、自動案内車両（ＡＧＶ）の走行路を変更し得る自動案内車両及びその制御方法に関する。この自動案内車両の走行路は該自動案内車両が走行する選択された所定のルートから変化した偏位を意図的に付与することにより変更される。【選択図】図１

Description

本願は、２００６年２月１日付出願の米国特許予備出願第６０／７６４，０９４の権益を請求し、該予備出願の全開示内容は本願における開示内容の一部として考慮される。

本発明は、概して材料取扱い用車両に係り、特に、材料取扱い施設の床において発生する摩耗模様ないしパターンを減少させるために、その走行路を変化し得る自動案内車両に関する。

自動化されていない材料取扱い用車両は、例えば施設内にある材料を１つの場所から他の場所へ運搬するのに作業者により作動されるフォークリフト・トラックを有する。このような非自動の材料取扱い用車両の場合には、材料運搬の際に人的誤差や作業者毎の相違などにより同じ運搬ルートを走行しても同一の走行路を追従することはない。

現今においては、荷物運搬等のために非自動の車両に代って、材料取扱い業界全般にわたって、自動案内車両（以下、「ＡＧＶ」とも称する）の使用が著しく増大している。ＡＧＶは所定のルートに沿って材料を搬送し、そのルートはＡＧＶによって検出あるいは検知される。このルートの検出は、電磁的、光学的又は他の検出手段を有するシステムで遂行される。ＡＧＶによって搬送される荷物は、そのサイズが種々異なるものでもよく、又、特にＡＧＶに適しているのは、所定の案内路に沿って極めて大型あるいは大量のスチールコイルなどの重量の大きな荷物の搬送の場合である。

自動案内車両（ＡＧＶ）は、搬送すべき荷物を載置するフレーム、ホイール及び誘導システムを備える。ここにおいて、「自動案内車両（ＡＧＶ）」の用語は、任意の複数の自動案内システムを備えた頑丈な車両構造を有するものに一般的に用いられる。又、「自動案内カート（ＡＧＣ）」の用語は、より構造が簡略された同様の車両について一般に用いられる。本願において使用される用語「自動案内車両（ＡＧＶ）」は、一般に言われる「自動案内車両（ＡＧＶ）」と「自動案内カート（ＡＧＣ）」及びこれと同様に自動で案内される他の車両をも包含するものと解されるべきである。

自動案内車両（ＡＧＶ）は、種々の構造のものが見られるが、概して、フレームと、その略四隅に配置されたホイールと、推進手段と、カートを方向づける手段とを備える。あるＡＧＶでは、フレームの略四隅に旋回するキャスターを備えるとともに、分離した駆動ホイール・アセンブリと、カートの方向制御のための固定のキャスターとを備える。又、他のＡＧＶでは、２つの固定のキャスターを備え、それらキャスターはフレームに固定されるとともにカートフレームの各側部にある旋回キャスターの間の略中間位置に配置される構成となっている。更に他のＡＧＶでは、該ＡＧＶを推進させる固定の駆動ホイールと、該ＡＧＶの運動方向を決める操縦可能なキャスターとを備える構成である。

自動案内車両システムは、自動案内車両（ＡＧＶ）に共通に配置される誘導システムを備える。代表的な案内システムは、有線誘導、レーザ誘導、磁気テープ誘導、距離計測誘導、慣性誘導、光学的誘導、及びＧＰＳなどの位置誘導の手段を備える。これらの誘導システムによる代表的な制御は、ＡＧＶの速度、方向、始動／停止動作及び場合によっては、搬送すべき材料の積込み、荷下し、更には種々の作業ステーションでの動作の制御である。又、この誘導システムは、一つのＡＧＶの、所望ルート内あるいはそれに沿う他のＡＧＶ、障害物あるいは人に対する運動制御のためにも用いられる。

作業者によって動作する非自動の車両に代えて自動案内車両（ＡＧＶ）を用いる場合の１つの問題は、該車両が同じルートを繰り返して走行することから、その結果として該ＡＧＶが作動する施設の床に摩耗模様（パターン）が生じることである。ＡＧＶは所定のルートに繰り返して追従するようにプログラムされているので、時間を経るに従って作業施設の床に深刻な摩耗模様を発生させる。このような摩耗模様は床の早期の腐食を招くとともにＡＧＶを案内路から不用意に誤った案内をしてしまったり、あるいは例えば障害物を避けるために所定のルートからＡＧＶを偏位させようとする場合に、その制御が困難になるといった問題があった。又、ＡＧＶに載置された荷物が重く、その使用頻度が大の場合には、この摩耗模様は施設の床に、例えば、溝の形成、車輪跡の形成、くぼみの形成、穴の形成など深刻な損傷を及ぼす恐れがある。

上記の問題に鑑み、この種の自動案内車両（ＡＧＶ）においては、施設における摩耗発生を最小限に抑えて所定のルート上で材料を効率的に搬送することが求められ、特に、材料を取扱う施設の床の摩耗を減少させるために、自動案内車両（ＡＧＶ）を該所定のルートから実際の走行路を自動的に変化させることができる自動案内車両が求められるのであり、これを解決することが本発明の目的である。

課題を解決するための手段及び発明の効果

上記本発明の目的を達成するために、本発明は、材料を取扱う施設の床の摩耗発生を減少させるために、走行路を自動的に変化させるように構成された自動案内車両（ＡＧＶ）及びその制御方法を提案するものである。本発明の制御方法は、ＡＧＶを変化する走行路に沿って移動させるように操縦機構及び駆動機構を制御する誘導システムにより構成される。該誘導システムは、所定のルートに対する車両の位置に関するデータを検出システムから収集し、所定のルートからの偏位ファクタを付与してＡＧＶを該所定のルートと同一でない走行路に沿うように意図的に向かわせる。付与される偏位ファクタで、ＡＧＶの走行路は所定のルートに概ね追従するが、しかし該所定のルートとは合致しない。

本発明における自動案内車両（ＡＧＶ）は、位置データを蓄積するとともに少なくとも一部が所定のルートでは異なる走行路を算出するコントローラと、ＡＧＶのための所望のルートと対比されるデータを検出する検出システムを有する誘導システムを備える。

本発明のその他の特徴は、本発明の実施形態の説明、図面及び特許請求の範囲の記載から明らかになる。しかし、本発明は実施形態の具体的説明に限定されるものでなく、種々の変更態様も本発明に含まれるものである。

本発明は、材料を取扱う施設の床に生じる磨耗模様を減少させるために、可変の走行路に沿って自動案内車両（ＡＧＶ）を案内するための方法及び装置に向けられる。

図１において、１０は自動案内車両（ＡＧＶ）であり、材料を取扱う施設の床に設定した所定のルート１２を追従して矢印で示すように走行するようになっている。この例において、ＡＧＶ１０は、所定のルート１２に沿って走行するホイール１４と搬送すべき荷物（図示せず）を受けるフレーム１６を備える。ここに示すＡＧＶは４つのホイール１４を備えた構造のものを示してあるが、この数は本発明において限定されず、例えば、１つの駆動ホイールと１つの操縦ホイールを備えて全体で３つのホイール構成のもの等、種々の変形例も本発明に含まれる。ＡＧＶ１０のフレーム１６は、検出システムと連結して使用されるコントローラ１８を備える。該コントローラ１８にはＡＧＶ１０が追従する少なくとも１つの所定のルートがローディングされる。フレーム１６は、図示のごとき平坦なベッド状のものに限定されず、又、スキッドとともに用いられるフォークリフト機構を備えたものでもよい。

本発明において、ＡＧＶ１０のための誘導システムは、コントローラ１８と、図において例示的に示した一対のセンサ２０を有する検出システムよりなる。検出システムのセンサ２０は、床内に埋設された案内ワイヤないしマーカー２２を通る電流により発生する磁界の検出及び追跡をなす。この検出システムにより、ＡＧＶ１０の位置に関するデータが検出されるとともに該データがコントローラ１８へ送られ、この指令によりＡＧＶ１０が所定のルートに追従するように指令される。この実施形態においては、検出システムをセンサ及び磁界を使用した構成のものを示してあるが、本発明においては、任意の公知の誘導システム、例えば、ホイールエンコーダとジャイロスコープを用いた慣性誘導システムを用い得る。又、使用可能な誘導システムの例として、１９９１年２月５日発行の米国特許第４，９９０，８４１号、名称「磁気案内車両」及び１９９１年７月１８日発行の米国特許第５，４３４，７８１号、名称「磁界を発生するケーブルを追跡するセンサを用いてドライバーレス車両を案内する方法及び装置」が挙げられる。

図２は、材料を取扱う施設の床２４に設けた所定のルート１２に追従するホイール１４とフレーム１６を備えた自動案内車両（ＡＧＶ）を示す。上述のように、ＡＧＶが同じ走行路を繰り返して追従することと該ＡＧＶにより支持された荷物の重量のために、床２４内には磨耗模様２６が形成される。

この実施形態において、コントローラ１８は、ＡＧＶ１０上に搭載されているが、更に、追加のコントローラ（図示せず）をＡＧＶ１０上に搭載せずに、制御管理室をなすセンターに配置して、これを複数のＡＧＶ１０上のコントローラ１８と通信状態に接続して用いることもできる。コントローラ１８は、所定のルート１２に対するＡＧＶ１０の走行路を制御するのに用いられる。概してコントローラ１８は、ＡＧＶ１０の位置に関する誘導システムから受けたデータを該誘導システムによって受けられ、又、コントローラ１８へ入力した参照データと比較するようにプログラムされている。公知のシステムにおいて、該コントローラは、誘導システムから受けたデータと参照データの相違を測定し、所定のルートに合致するように走行路を定常的に修正することにより、所定のルートに極力同一となる走行路上にＡＧＶ１０を維持するのに用いられる。本発明においては、アルゴリズムが使用されるか、又は、追加して参照データがコントローラ１８に入力され、ＡＧＶを所定のルートから偏位又はオフセットした走行路を追従させる。所定のルートからの変動又は偏位は、ランダム、特定又はその組合せでもよい。例えば、コントローラ１８は、所定のルートからの走行路をランダムに変化させ、それによって、所定のルートに追従する毎に該所定のルートに沿ってＡＧＶの走行路がランダムに選択されるようにプログラムされる。又、該コントローラ１８は、各ＡＧＶ上の各々のコントローラ１８が若干異なる変動又は偏位を与えるようにプログラムしてよい。この例の場合、各ＡＧＶが所定のルート１２に沿って異なる走行路を追従する間、特定の前位のＡＧＶが所定のルートを追従する毎に、複数のそれに続くＡＧＶを有するシステムにおいて他のＡＧＶが実質的に類似した走行路に沿い、従って施設内の床の磨耗を減少させることが可能である。コントローラ１８は、所定のルート１２の一部のみを変化させることも可能であり、これによって、種々の走行路を形成するとともに小部分の僅かな変化がＡＧＶの引き続く完全な走行路を形成する。

本発明においてはコントローラ１８は、どのような異なる状況ないし環境においてもＡＧＶの走行路１２を変化させるようにプログラムされる。例えば、図３に示すように、該ＡＧＶ１０に旋回動作が求められる場合に、その旋回ＡからＢへシンプルに変化させ、それによって床２４の磨耗を減少させるようＡＧＶ１０のプログラムができる。旋回半径をわずかに変化させたり、又は旋回距離を変化させることにより、その後の走行路が所定のルート１２から実質的に変更される。図４に示す他の例のように、ＡＧＶ１０は、旋回半径を半径ＣからＤへ変更するようにもプログラム可能である。

コントローラ１８は、所定のルートに沿って走行する他のＡＧＶ１０の周期ないし周回速度に関する情報を基に該ＡＧＶ１０の走行路を変更するようにプログラムすることもできる。例えば、該通路を通る他のＡＧＶの周回速度をコントローラ１８で算出するようにプログラムして走行路を該コントローラ１８により変化させる。又、コントローラ１８は各変化を記録（ログ）して、それに続く所定のルートに沿う走行路のための異なる変化を利用することもできる。代表例として、所定のルートからの変化量の限界が設定される。例えば、人との相互関係が少ないとか、特定のルートに沿って走行するＡＧＶの頻度が高いような領域においては、該所定のルートが人々の歩行域に隣接する場合よりも、該所定のルートからの変化を大きくするように設定し得る。所定のルートからの偏向ないし変化は、例えば、その付与する変化量を制限するとか、あるいは所定のルートからの所望離間距離を測定するとともに該距離が特定の領域でこれを超えて過大になった場合に修正すること、あるいはその組合せにより、容易に制限することが保証される。

図５及び６において本発明の自動案内車両（ＡＧＶ）における走行路の変更動作を説明する。図１に示すように、コントローラ１８は、材料を取扱う施設の床に形成される摩耗模様（パターン）を減少させるために、ＡＧＶ１０の走行路１２を変更させるようにプログラムされている。図５は、該ＡＧＶ１０が実線で示す単純なループ形状の第１の走行路３０及び第２の走行路３２を追従する態様を示す。第１の走行路３０は直角の旋回部を有する矩形の形状であり、第２の走行路３２は、その多くの部分において第１の走行路３０を利用するが、いくつかの部分では破線で示すように該第１の走行路３０から変化ないし偏位している。すなわち、この例において、２つの旋回部は、直角の旋回部から湾曲した旋回部３４に変更されるとともに１つの直線部３６が第１の走行路３０からオフセットした状態に変更されている。他の例として、図６はＡＧＶ１０が実線で示す複雑なループ形状の第１の走行路４０と、これから変更された破線で示す第２の走行路４２を追従する態様を示す。第１の走行路４０は、直角な旋回部をなす４つの矩形状の走行路よりなる。コントローラ１８はＡＧＶ１０を第２の走行路４２を採るようにプログラムされている。該第２の走行路４２は第１の走行路４０と同形状ではあるが、全体の軌跡が破線で示すように実線で示す第１の走行路４０とはオフセットした状態に変更されている。

以上説明した内容は、本発明の実施形態に基づくものであれば、本発明はこの実施形態に限定されず、当業者において想到し得る変形例をも含むものである。

材料を取扱う施設の床上に磁気ワイヤないしマーカーを備えた走行路に沿って走行する自動案内車両（ＡＧＶ）の概略斜視図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って走行路及びその上を走行するＡＧＶの拡大断面図である。 本発明に従ってＡＧＶが案内される種々の走行路の態様を示す概略平面図である。 本発明に従ってＡＧＶが案内される他の異なる走行路の態様を示す概略平面図である。 本発明に係るＡＧＶの種々の走行路を構成する単純なループ形状の概略平面図である。 本発明に係るＡＧＶの種々の走行路を構成する複雑なループ形状の概略平面図である。

Claims (20)

1. 少なくとも１つの自動案内車両（ＡＧＶ）を有する自動案内車両システムを制御する方法であって、
   自動案内車両が追従する少なくとも１つの所定のルートをコントローラにローディングするステップと、
   該自動案内車両を該少なくとも１つの所定のルートに追従させるように指令するステップと、
   該所定のルートに沿う自動案内車両の走行通路が該所定のルートから変化するように該所定のルートからのランダムな偏位を選択的に付与するステップと、
   をコントローラにローディングするステップと、
   を備えてなる方法。
2. 少なくとも１つの所定のルートに沿う前位の自動案内車両に続く自動案内車両が、前位の自動案内車両の走行路及び該所定のルートから変化した走行路を有するように該所定のルートからの偏位を選択的に付与するステップを更に備えてなる請求項１に記載の方法。
3. 該自動案内車両を該少なくとも１つの所定のルートに追従させるように指令する前記ステップは、該少なくとも１つの所定のルートに対する該自動案内車両の位置に関連する少なくとも１つの検出システムからのデータを収集するステップを含んでなる請求項１に記載の方法。
4. 該所定のルートからの偏位を選択的に付与する前記ステップは、前記コントローラ及び検出システムから収集されたデータに基づいてなる請求項３に記載の方法。
5. 前記走行路は、該所定のルートの一部について、該所定のルートから偏位してなる請求項１に記載の方法。
6. 前記走行路は、前記所定のルートと同じルートの部分を含んでなる請求項１に記載の方法。
7. 前記所定のルートからの偏位が付与された後、該所定のルートの選択された距離範囲内に該自動案内車両が留まることを保証するステップを更に備えてなる請求項１に記載の方法。
8. 前記選択された距離範囲は、該所定のルートに沿って変化してなる請求項７に記載の方法。
9. 少なくとも１つの自動案内車両（ＡＧＶ）を有する自動案内車両システムを制御する方法であって、
   自動案内車両が追従する少なくとも１つの所定のルートをコントローラにローディングするステップと、
   該自動案内車両を該少なくとも１つの所定のルートに追従させるように指令するステップと、
   該所定のルートに沿う自動案内車両の走行通路が該所定のルートから変化するように該所定のルートからのランダムな偏位を選択的に付与するステップと、
   前記所定のルートからの偏位が付与された後、該所定のルートの選択された距離範囲内に該自動案内車両が留まることを保証するステップと、
   該自動案内車両が該選択された距離範囲外にあるとき、該走行路を修正するステップと、
   を備えてなる方法。
10. 前記偏位は、該所定の通路に沿う旋回半径の変化、該所定のルートに対する走行路の整合、該所定のルートからの走行路のオフセット、該自動案内車両での方向動作を遂行する前の所定のルートに沿う予想走行距離の変化、又はこれらの組合せよりなる請求項１に記載の方法。
11. 前記自動案内車両システムは、該所定のルートがそこまで延出する目的地ステーションを備え、該自動案内車両が該目的地ステーションに到達する前に、該所定のルートに実質的に合致するように該自動案内車両の走行路を修正するステップを更に備えてなる更に備えてなる請求項１に記載の方法。
12. 前記コントローラは、該自動案内車両上に配置されてなる請求項１に記載の方法。
13. 前記コントローラは、センターに配置され、複数の自動案内車両と通信状態におかれてなる請求項１に記載の方法。
14. 所定のルートに沿って、ステーションの間で複数の自動案内車両を制御する方法であって、
    目的地ステーションまで所定のルートに追従するように第１の自動案内車両に指令するステップと、
    該第１の自動案内車両の走行路が該所定のルートに合致しないように該第１の自動案内車両の走行路に偏位を付与するステップと、
    前記目的地ステーションまで前記所定のルートに追従するように第２の自動案内車両に指令するステップと、
    該第２の自動案内車両の走行路が該第１の自動案内車両の走行路に合致しないように該第２の自動案内車両の走行路に偏位を付与するステップと、
    を備えてなる方法。
15. 前記付与された偏位はランダムである請求項１４に記載の方法。
16. 前記付与された偏位は、該車両の旋回半径における偏位、該自動案内車両での方向制御動作を遂行する前に走行した距離における偏位、所定のルートからのオフセット距離、該所定のルートに対する走行路の角度、又は、これらの組合せよりなる請求項１４に記載の方法。
17. 偏位を付与する前記ステップは、該所定のルートから走行路を変化させるために該所定のルートに沿う多数の微小偏位を付与することを含んでなる請求項１４に記載の方法。
18. もし、該自動案内車両が許容された範囲よりも大きく該所定のルートより外れた場合に該走行路を修正するステップを更に備えてなる請求項１４に記載の方法。
19. 該自動案内車両が該ステーションに到達する前に該所定のルートに走行路を合致させるステップを更に備えてなる請求項１４に記載の方法。
20. 自動案内車両をルートに沿って案内するための案内システムを有する自動案内車両において、
    該ルートに到達するデータを検出するための検出システムと、
    該データを用いて該ルートとは異なる少なくとも１つのランダムに選択された部分を有する走行路を選択的に算出するためのコントローラと、
    を備えてなる自動案内車両。
    

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