JP2020067702A - Inclination detector and transport system - Google Patents

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宗彦 前田
Munehiko Maeda
宗彦 前田
肇 坂野
Hajime Sakano
肇 坂野
良夫 香月
Yoshio Katsuki
良夫 香月
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Abstract

To provide a position detector adapted to realize the safe travel of a transport vehicle carrying an object-of-transport.SOLUTION: An inclination detector comprises a distance sensor 21 that is mounted on a transport vehicle 1 and measures a distance between the transport vehicle and a surrounding object by scanning a laser beam, and a computing section 22 that computes an inclination of the object-of-transport from the distance data measured by the distance sensor.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、姿勢検出装置及び運搬システムに関する。   The present invention relates to a posture detection device and a transportation system.

下記特許文献１には、コンテナを牽引してコンテナヤード内を自律走行する運搬車両が開示されている。特許文献１に記載の運搬車両には、レーザレンジファインダが搭載されており、このレーザレンジファインダを用いて運搬車両の前方における障害物を検知している。   Patent Document 1 below discloses a transport vehicle that pulls a container and autonomously travels in a container yard. The transport vehicle described in Patent Document 1 is equipped with a laser range finder, and this laser range finder is used to detect obstacles in front of the transport vehicle.

特開２０１７−２２８１９８号公報JP, 2017-228198, A

しかしながら、特許文献１では、運搬車両が走行する上で当該運搬車両が牽引しているコンテナについては何も考慮されてないため、運搬車両の安全走行を実現するには、改善の余地がある。
なお、このような問題はコンテナを牽引する運搬車両に限られた問題ではなく、種々の運搬対象物を運搬する運搬車両に共通する問題である。 However, in Patent Document 1, no consideration is given to the container towed by the transport vehicle when the transport vehicle travels, and therefore there is room for improvement to realize safe travel of the transport vehicle.
It should be noted that such a problem is not limited to a transport vehicle that pulls a container, but is a problem that is common to transport vehicles that transport various transport objects.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、運搬対象物を運搬する運搬車両の安全走行を実現することである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to realize safe traveling of a transportation vehicle that transports an object to be transported.

本発明の一態様は、運搬車両が運搬する運搬対象物の姿勢を検出する検出部を備えることを特徴とする姿勢検出装置である。   One aspect of the present invention is an attitude detection device including a detection unit that detects the attitude of a transportation target carried by a transportation vehicle.

本発明の一態様は、上述の姿勢検出装置であって、前記検出部は、前記運搬車両に搭載され、レーザ光を走査して前記運搬車両と周囲物体との距離を計測する距離センサと、前記距離センサで計測された距離データから前記運搬対象物の姿勢を算出する算出部と、を備える。   One aspect of the present invention is the posture detection device described above, wherein the detection unit is mounted on the transportation vehicle, and a distance sensor that scans a laser beam to measure a distance between the transportation vehicle and a surrounding object, And a calculator that calculates the posture of the object to be transported from the distance data measured by the distance sensor.

本発明の一態様は、上述の姿勢検出装置であって、前記算出部は、前記距離データから、前記運搬車両の走行方向に対する前記運搬対象物の傾きを前記姿勢として算出する。   One aspect of the present invention is the posture detection apparatus described above, wherein the calculation unit calculates, as the posture, the inclination of the transportation target object with respect to the traveling direction of the transportation vehicle from the distance data.

本発明の一態様は、上述の姿勢検出装置であって、前記運搬対象物はコンテナであって、前記算出部は、前記距離データから、前記コンテナにおける外面の水平方向の傾きを算出することで前記運搬対象物の水平方向の傾きを算出する。   One aspect of the present invention is the posture detection apparatus described above, wherein the transported object is a container, and the calculation unit calculates the horizontal inclination of the outer surface of the container from the distance data. The horizontal inclination of the object to be transported is calculated.

本発明の一態様は、上述の姿勢検出装置であって、前記距離センサは、前記運搬車両の左右端にそれぞれ設置されている。   One mode of the present invention is the above-mentioned posture detecting device, wherein the distance sensors are installed at the left and right ends of the transport vehicle, respectively.

本発明の一態様は、上述の姿勢検出装置であって、前記距離センサは、前記運搬車両の上部に設置されている。   One mode of the present invention is the above-mentioned posture detecting device, wherein the distance sensor is installed on an upper portion of the transportation vehicle.

本発明の一態様は、上述の姿勢検出装置と、前記運搬車両に搭載され、前記運搬車両の走行の障害物を検知する障害物検知センサを備え、前記距離センサは、前記障害物検知センサと兼用されている運搬システムである。   One aspect of the present invention includes the posture detection device described above, and an obstacle detection sensor that is mounted on the transportation vehicle and detects an obstacle in traveling of the transportation vehicle, and the distance sensor includes the obstacle detection sensor. This is a dual-purpose transportation system.

以上説明したように、本発明によれば、運搬対象物を運搬する運搬車両の安全走行を実現することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to realize safe traveling of a transportation vehicle that transports a transportation object.

第１の実施形態に係る姿勢検出装置を備えた運搬システムＡの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the conveyance system A provided with the attitude | position detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る運搬車両１の正面図である。It is a front view of the transportation vehicle 1 which concerns on 1st Embodiment. 第１の実施形態に係る運搬車両１の側面図及び平面図である。FIG. 3 is a side view and a plan view of the transportation vehicle 1 according to the first embodiment. 第１の実施形態に係る算出部２２のコンテナＣの姿勢の算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the attitude | position of the container C of the calculation part 22 which concerns on 1st Embodiment. 第２の実施形態に係る姿勢検出装置２Ｂを備えた運搬システムＢの概略構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of schematic structure of the conveyance system B provided with the attitude | position detection apparatus 2B which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る運搬車両１の側面図及び平面図である。It is the side view and top view of the transportation vehicle 1 which concerns on 2nd Embodiment. 第２の実施形態に係る算出部２２ＢのコンテナＣの姿勢の算出方法を説明する図である。It is a figure explaining the calculation method of the attitude | position of the container C of the calculation part 22B which concerns on 2nd Embodiment.

以下、本発明の一実施形態に係る姿勢検出装置を、図面を用いて説明する。   Hereinafter, a posture detection device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の一実施形態に係る運搬システムは、運搬対象物（例えば、コンテナＣ）を目的の場所に運搬する又はその運搬を支援するシステムである。本実施形態に係る運搬システムは、運搬対象物を運搬している運搬車両を備え、当該運搬車両の自律走行を行うシステムである。ただし、本発明の運搬システムは、これに限定されず、運搬車両の遠隔操縦を可能とするシステムであってもよいし、運搬車両の運転手の運転を支援するシステムであってもよい。   A transportation system according to an embodiment of the present invention is a system for transporting an object to be transported (for example, a container C) to a target place or supporting the transportation. The transport system according to the present embodiment is a system that includes a transport vehicle that transports an object to be transported, and that autonomously runs the transport vehicle. However, the transport system of the present invention is not limited to this, and may be a system that enables remote control of the transport vehicle or a system that assists the driver of the transport vehicle in driving.

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る姿勢検出装置を備えた運搬システムＡの概略構成の一例を示す図である。
図１に示すように、運搬システムＡは、運搬車両１、姿勢検出装置２、及び制御装置３を備える。 (First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of a transportation system A including the attitude detection device according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the transportation system A includes a transportation vehicle 1, an attitude detection device 2, and a control device 3.

運搬車両１は、運搬対象物を目的の場所へ運搬する車両であって、本実施形態では湾や内陸地等のコンテナヤードにおいて、コンテナＣを牽引して目的の場所へコンテナＣを運搬する車両である。運搬車両１は、例えば、フルトレーラやセミトレーラである。ただし、本発明の運搬車両１は、コンテナＣを牽引する車両には限定されず、ダム堤体の施工や盛土工事等に用いられる材料や機械を運搬する工事車両であってもよい。なお、コンテナＣは、本発明の「運搬対象物」の一例である。
本実施形態の運搬車両１は、トレーラヘッド１１（トラクタともいう。）及びシャーシ（トレーラともいう。）１２を備える。 The transport vehicle 1 is a vehicle that transports an object to be transported to a target location, and in the present embodiment, a vehicle that pulls the container C and transports the container C to the target location in a container yard such as a bay or an inland area. Is. The transport vehicle 1 is, for example, a full trailer or a semitrailer. However, the transportation vehicle 1 of the present invention is not limited to a vehicle that pulls the container C, and may be a construction vehicle that transports materials and machines used for dam dam construction, embankment construction, and the like. The container C is an example of the “transportation object” in the present invention.
The transport vehicle 1 of the present embodiment includes a trailer head 11 (also called a tractor) and a chassis (also called a trailer) 12.

トレーラヘッド１１には、シャーシ１２が連結されている。このトレーラヘッド１１は、シャーシ１２が連結されている状態で走行する。   A chassis 12 is connected to the trailer head 11. The trailer head 11 travels while the chassis 12 is connected.

シャーシ１２には、コンテナＣが積載される。そして、シャーシ１２は、コンテナＣが積載された状態でトレーラヘッド１１により牽引される。
このように、本実施形態に係る運搬車両１では、トレーラヘッド１１とシャーシ１２とが連結され、シャーシ１２にコンテナＣが積載された状態でトレーラヘッド１１が走行することで、コンテナＣを牽引することができる。 A container C is loaded on the chassis 12. The chassis 12 is pulled by the trailer head 11 with the containers C loaded.
As described above, in the transport vehicle 1 according to the present embodiment, the trailer head 11 and the chassis 12 are connected to each other, and the trailer head 11 travels while the container C is loaded on the chassis 12 to pull the container C. be able to.

姿勢検出装置２は、運搬車両１に搭載されており、運搬車両１が牽引するコンテナＣの姿勢を検出する。以下に、本発明の一実施形態に係る姿勢検出装置２の概略構成について、説明する。   The attitude detection device 2 is mounted on the transportation vehicle 1 and detects the attitude of the container C towed by the transportation vehicle 1. The schematic configuration of the posture detection device 2 according to the embodiment of the present invention will be described below.

姿勢検出装置２は、距離センサ２１及び算出部２２を備える。なお、距離センサ２１及び算出部２２は、本発明の「検出部」を構成する。   The posture detection device 2 includes a distance sensor 21 and a calculation unit 22. The distance sensor 21 and the calculation unit 22 form the “detection unit” of the present invention.

距離センサ２１は、運搬車両１に搭載され、水平方向にレーザ光を走査して運搬車両１と周囲物体との距離を計測する。本実施形態において、距離センサ２１がレーザ光を走査する水平方向は、３６０°の全方位である。なお、距離センサ２１は、水平方向に加えて、垂直方向に対してもレーザ光を走査してもよい。例えば、距離センサ２１は、２次元又は３次元のＬＲＦ（Laser Range Finder）や２次元又は３次元のＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）である。   The distance sensor 21 is mounted on the transportation vehicle 1 and scans a laser beam in the horizontal direction to measure the distance between the transportation vehicle 1 and a surrounding object. In the present embodiment, the horizontal direction in which the distance sensor 21 scans the laser beam is 360 ° in all directions. The distance sensor 21 may scan the laser light not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. For example, the distance sensor 21 is a two-dimensional or three-dimensional LRF (Laser Range Finder) or a two-dimensional or three-dimensional LIDAR (Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging).

次に、第１の実施形態に係る距離センサ２１の設置位置について、図２及び図３を用いて説明する。
図２は、第１の実施形態に係る運搬車両１の正面図である。図３（ａ）は、第１の実施形態に係る運搬車両１の側面図であり、図３（ｂ）は、第１の実施形態に係る運搬車両１の平面図である。 Next, the installation position of the distance sensor 21 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
FIG. 2 is a front view of the transport vehicle 1 according to the first embodiment. FIG. 3A is a side view of the transport vehicle 1 according to the first embodiment, and FIG. 3B is a plan view of the transport vehicle 1 according to the first embodiment.

図２に示すように、距離センサ２１は、トレーラヘッド１１を正面から見た場合において、運搬車両１の左右端にそれぞれ設置される。すなわち、運搬車両１には二つの距離センサ２１が設置されることになる。例えば、距離センサ２１は、トレーラヘッド１１におけるフロントバンパーの左右端に設置される。以下の説明において、トレーラヘッド１１を正面から見た場合において、トレーラヘッド１１の左端に設置された距離センサ２１を「距離センサ２１−Ｌ」と称し、トレーラヘッド１１の右端に設置された距離センサ２１を「距離センサ２１−Ｒ」と称する。   As shown in FIG. 2, the distance sensors 21 are respectively installed at the left and right ends of the transport vehicle 1 when the trailer head 11 is viewed from the front. That is, two distance sensors 21 are installed in the transportation vehicle 1. For example, the distance sensors 21 are installed at the left and right ends of the front bumper of the trailer head 11. In the following description, when the trailer head 11 is viewed from the front, the distance sensor 21 installed at the left end of the trailer head 11 is referred to as “distance sensor 21-L”, and the distance sensor installed at the right end of the trailer head 11. 21 is referred to as a “distance sensor 21-R”.

このように、水平方向に３６０°走査可能な距離センサ２１−Ｌ及び距離センサ２１−Ｒをトレーラヘッド１１に設置したことにより、図３に示すように、距離センサ２１−Ｌ及び距離センサ２１−Ｒは、運搬車両１の周囲を計測して障害物を検知することができる。さらに、距離センサ２１−Ｌ及び距離センサ２１−Ｒは、運搬車両１の後方も走査しているため、運搬車両１が後方で牽引しているコンテナＣの長手方向における外面、すなわち外側面Ｓの位置を計測することができる。例えば、距離センサ２１−ＬがコンテナＣの一方の外側面Ｓ−Ｌの位置を計測し、距離センサ２１−Ｒが他方の外側面Ｓ−Ｒの位置を計測することができる。   In this way, by installing the distance sensor 21-L and the distance sensor 21-R capable of scanning 360 ° in the horizontal direction in the trailer head 11, as shown in FIG. 3, the distance sensor 21-L and the distance sensor 21- The R can measure the surroundings of the transport vehicle 1 and detect an obstacle. Furthermore, since the distance sensor 21-L and the distance sensor 21-R also scan the rear of the transport vehicle 1, the outer surface in the longitudinal direction of the container C that the transport vehicle 1 pulls rearward, that is, the outer surface S. The position can be measured. For example, the distance sensor 21-L can measure the position of one outer surface S-L of the container C, and the distance sensor 21-R can measure the position of the other outer surface S-R.

図１に戻り、算出部２２は、距離センサ２１で計測された距離データからコンテナＣの姿勢を算出する。本実施形態では、算出部２２は、距離センサ２１で計測された距離データから、運搬車両１の走行方向に対するコンテナＣの傾きを、コンテナＣの姿勢として算出する。なお、算出部２２は、運搬車両１の走行方向を公知の技術を用いて取得し、その取得方法には特定に限定されないが、例えば、運搬車両１に搭載されているジャイロセンサにより取得することができる。
以下に、第１の実施形態に係る算出部２２のコンテナＣの姿勢の算出方法を、図４を用いて具体的に説明する。 Returning to FIG. 1, the calculation unit 22 calculates the attitude of the container C from the distance data measured by the distance sensor 21. In the present embodiment, the calculation unit 22 calculates the inclination of the container C with respect to the traveling direction of the transport vehicle 1 as the attitude of the container C from the distance data measured by the distance sensor 21. Note that the calculation unit 22 acquires the traveling direction of the transportation vehicle 1 using a known technique, and the acquisition method is not limited to a particular method, but may be acquired by, for example, a gyro sensor mounted on the transportation vehicle 1. You can
Hereinafter, the method of calculating the attitude of the container C of the calculation unit 22 according to the first embodiment will be specifically described with reference to FIG.

距離センサ２１−Ｌ及び２１−Ｒは、計測範囲に対してレーザ光を水平方向又は垂直方向に走査し、そのレーザ光の反射光から当該計測範囲内における複数の計測点（距離データ）を取得する。そして、算出部２２は、距離センサ２１−Ｌ及び２１−Ｒのそれぞれで計測された複数の計測点から、俯瞰視点での平面図で見た場合のコンテナＣの二次元の輪郭形状を抽出する。ここで、この輪郭形状とは、平面図で見た場合のコンテナＣのすべての輪郭形状ではなく、一部の輪郭形状である。そして、算出部２２は、この抽出した輪郭形状からコンテナＣの姿勢を算出する。   The distance sensors 21-L and 21-R scan the measurement range with laser light in the horizontal direction or the vertical direction, and obtain a plurality of measurement points (distance data) within the measurement range from the reflected light of the laser light. To do. Then, the calculation unit 22 extracts the two-dimensional contour shape of the container C when viewed in a plan view from an overhead view point, from a plurality of measurement points measured by the distance sensors 21-L and 21-R, respectively. . Here, this contour shape is not all the contour shapes of the container C as seen in a plan view, but a partial contour shape. Then, the calculation unit 22 calculates the posture of the container C from the extracted contour shape.

例えば、図４に示すように、コンテナＣが運搬車両１の走行方向に対してθだけ傾いているとする。この場合には、算出部２２は、距離センサ２１−Ｒで計測された複数の計測点から、俯瞰視点での平面図で見た場合のコンテナＣの長辺部分Ｈ１を抽出する。そして、算出部２２は、運搬車両１の走行方向に対する長辺部分Ｈ１の水平方向の傾き（方位角）θを算出することで、コンテナＣの姿勢を検出する。なお、コンテナＣの長辺部分Ｈ１の傾きθは、コンテナＣの外側面の傾きに相当する。より具体的には、例えば、算出部２２は、距離センサ２１−Ｒで計測された複数の計測点をＸＹ平面（例えば、ｘ軸方向が走行方向）に投影して、長辺部分Ｈ１を抽出する。そして、算出部２２は、その抽出した長辺部分Ｈ１のベクトルと走行方向のベクトルとに対して逆三角関数を適用して、２つのベクトルのなす角、すなわち傾きθを算出する。なお、図４の示す例では、距離センサ２１−Ｌからは外側面Ｓ−Ｌが計測されないので、距離センサ２１−Ｒで計測された計測点を用いて傾きθを算出するが、本発明はこれに限定されず、距離センサ２１−Ｌ及び距離センサ２１−Ｒの双方で外側面Ｓを計測することができた場合には、算出部２２は、距離センサ２１−Ｌの計測点を用いて傾きθを算出してもよいし、距離センサ２１−Ｒの計測点を用いて傾きθを算出してもよいし、距離センサ２１−Ｌ及び距離センサ２１−Ｒの双方の計測点を用いて傾きθを算出してもよい。   For example, as shown in FIG. 4, it is assumed that the container C is inclined by θ with respect to the traveling direction of the transport vehicle 1. In this case, the calculation unit 22 extracts the long side portion H1 of the container C when viewed in a plan view from the overhead view point from the plurality of measurement points measured by the distance sensor 21-R. Then, the calculation unit 22 detects the attitude of the container C by calculating the horizontal inclination (azimuth angle) θ of the long side portion H1 with respect to the traveling direction of the transport vehicle 1. The inclination θ of the long side portion H1 of the container C corresponds to the inclination of the outer surface of the container C. More specifically, for example, the calculation unit 22 projects the plurality of measurement points measured by the distance sensor 21-R onto the XY plane (for example, the x-axis direction is the traveling direction) to extract the long side portion H1. To do. Then, the calculation unit 22 calculates the angle formed by the two vectors, that is, the inclination θ by applying the inverse trigonometric function to the extracted vector of the long side portion H1 and the vector of the traveling direction. In the example shown in FIG. 4, since the outer surface SL is not measured by the distance sensor 21-L, the inclination θ is calculated using the measurement point measured by the distance sensor 21-R. Without being limited to this, when both the distance sensor 21-L and the distance sensor 21-R can measure the outer surface S, the calculation unit 22 uses the measurement points of the distance sensor 21-L. The inclination θ may be calculated, the inclination θ may be calculated using the measurement points of the distance sensor 21-R, or the measurement points of both the distance sensor 21-L and the distance sensor 21-R may be used. The inclination θ may be calculated.

制御装置３は、運搬車両１の走行を制御する。例えば、運搬車両１は、予め設定された走行ルートに沿って運搬車両１を自律走行させる。具体的には、制御装置３は、距離センサ２１−Ｌ及び２１−Ｒにより運搬車両１の走行の障害物が検知された場合には、当該障害物に衝突することを回避する。例えば、制御装置３は、障害物を回避するための走行ルートを探索して、その探索の結果得られた走行ルートに沿って運搬車両１を走行させる。
ここで、通常、障害物検知を行う場合には、障害物検知用の距離センサ（以下、「障害物検知センサ」という。）が必要になる。ただし、本実施形態では、距離センサ２１を障害物検知センサとしても用いている。すなわち、距離センサ２１−Ｌ及び２１−Ｒは、コンテナＣの姿勢検知用と障害物検知用とを兼用している。これにより、障害物検知センサを新たに設ける必要がない。 The control device 3 controls the traveling of the transport vehicle 1. For example, the transportation vehicle 1 autonomously travels along the preset traveling route. Specifically, when the distance sensors 21-L and 21-R detect an obstacle for traveling of the transport vehicle 1, the control device 3 avoids colliding with the obstacle. For example, the control device 3 searches for a travel route for avoiding an obstacle and causes the transport vehicle 1 to travel along the travel route obtained as a result of the search.
Here, normally, when performing obstacle detection, a distance sensor for obstacle detection (hereinafter, referred to as "obstacle detection sensor") is required. However, in this embodiment, the distance sensor 21 is also used as an obstacle detection sensor. That is, the distance sensors 21-L and 21-R serve both for detecting the posture of the container C and for detecting obstacles. Thereby, it is not necessary to newly provide the obstacle detection sensor.

さらに、制御装置３は、姿勢検出装置２が検出したコンテナＣの姿勢に基づいて、運搬車両１の走行を制御することができる。例えば、制御装置３は、姿勢検出装置２が検出したコンテナＣの姿勢に基づいて、コンテナＣが障害物に衝突しないようなステアリング角度や速度（アクセル量やブレーキ量）を求めて、その求めたステアリング角度や速度に応じて運搬車両１の走行を制御してもよい。また、制御装置３は、姿勢検出装置２が検出したコンテナＣの姿勢に基づいて、コンテナＣが障害物に衝突しないような走行ルートやコンテナＣを搭載している運搬車両１が障害物に衝突しないような走行ルートを逐次探索して、その探索した結果得られた走行ルートに沿って運搬車両１を走行させるように制御してもよい。さらに、制御装置３は、運搬車両１が直進している場合において姿勢検出装置２により検出されたコンテナＣの姿勢が所定の範囲を超えた場合には、そのコンテナＣの姿勢を所定範囲内にするようなステアリング角度を求めて、当該ステアリング角度に基づいて運搬車両１の走行を制御することで、コンテナＣの姿勢を所定範囲内に制御してもよい。   Further, the control device 3 can control the traveling of the transport vehicle 1 based on the attitude of the container C detected by the attitude detection device 2. For example, the control device 3 obtains the steering angle and speed (accelerator amount and brake amount) such that the container C does not collide with an obstacle based on the posture of the container C detected by the posture detection device 2 and then obtains the steering angle and speed. The traveling of the transport vehicle 1 may be controlled according to the steering angle and the speed. Further, the control device 3 controls the traveling route such that the container C does not collide with the obstacle based on the posture of the container C detected by the posture detection device 2 or the transportation vehicle 1 equipped with the container C collides with the obstacle. It is also possible to sequentially search for a travel route that does not occur and control the transportation vehicle 1 to travel along the travel route obtained as a result of the search. Further, when the posture of the container C detected by the posture detection device 2 exceeds the predetermined range when the transport vehicle 1 is traveling straight, the control device 3 sets the posture of the container C within the predetermined range. The attitude of the container C may be controlled within a predetermined range by obtaining such a steering angle and controlling the traveling of the transport vehicle 1 based on the steering angle.

このように、第１の実施形態の姿勢検出装置２は、運搬車両１が運搬するコンテナＣの姿勢を検出する。具体的には、姿勢検出装置２は、運搬車両１の左右端にそれぞれ設置される距離センサ２１と、距離センサ２１で計測された距離データからコンテナＣの姿勢を算出する算出部２２を備える。
これにより、コンテナＣを運搬する運搬車両１において、コンテナＣの姿勢を考慮した走行を実現することが可能となり、運搬車両１の安全走行を実現することができる。 In this way, the posture detection device 2 of the first embodiment detects the posture of the container C carried by the transportation vehicle 1. Specifically, the posture detection device 2 includes a distance sensor 21 installed at each of the left and right ends of the transport vehicle 1, and a calculation unit 22 that calculates the posture of the container C from the distance data measured by the distance sensor 21.
As a result, in the transport vehicle 1 that transports the container C, it is possible to realize traveling in consideration of the posture of the container C, and it is possible to realize safe traveling of the transport vehicle 1.

ここで、運搬車両１がトラックである場合においては、当該運トラックは、トラックの荷台に運搬対象物を積載して運搬することになる。ただし、トラックの荷台に対する運搬対象物の固定が不十分である場合には、トラックの走行中に運搬対象物が傾いてしまう場合がある。これは、運搬対象物を牽引して運搬する場合も同様であって、例えば、シャーシに対する運搬対象物の固定が不十分である場合には運搬車両１の走行中にシャーシに対して運搬対象物が傾いてしまう場合がある。そして、このような状況では、トラックやシャーシの傾きを検出しても運搬対象物の状態を知ることができない。
一方、本実施形態に係る姿勢検出装置２は、運搬車両１（例えば、トラックやシャーシ等）の姿勢ではなく、運搬対象物の姿勢を検出することで、上記の状況であっても、運搬対象物の姿勢を検出することができ、運搬車両１の安全走行を実現することができる。
（第２の実施形態）
以下に、第２の実施形態に係る姿勢検出装置２Ｂについて、説明する。第２の実施形態に係る姿勢検出装置２Ｂは、第１の実施形態に係る姿勢検出装置２と比較して、距離センサ２１の設置位置が異なる点で相違する。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。 Here, in the case where the transport vehicle 1 is a truck, the transport truck loads and transports an object to be transported on the bed of the truck. However, if the object to be conveyed is not sufficiently fixed to the bed of the truck, the object to be conveyed may tilt during traveling of the truck. This is also the case when the object to be conveyed is towed and conveyed. For example, when the object to be conveyed is not sufficiently fixed to the chassis, the object to be conveyed with respect to the chassis while the transportation vehicle 1 is traveling. May tilt. In such a situation, the state of the object to be transported cannot be known even if the inclination of the truck or chassis is detected.
On the other hand, the posture detection device 2 according to the present embodiment detects the posture of the object to be transported, not the posture of the transportation vehicle 1 (for example, a truck or a chassis), so that the transportation target is detected even in the above situation. The posture of the object can be detected, and the safe traveling of the transport vehicle 1 can be realized.
(Second embodiment)
The posture detection device 2B according to the second embodiment will be described below. The attitude detection device 2B according to the second embodiment is different from the attitude detection device 2 according to the first embodiment in that the installation position of the distance sensor 21 is different. In addition, in the drawings, the same or similar portions may be denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

図５は、第２の実施形態に係る姿勢検出装置２Ｂを備えた運搬システムＢの概略構成の一例を示す図である。
図５に示すように、運搬システムＢは、運搬車両１、姿勢検出装置２Ｂ、及び制御装置３を備える。 FIG. 5: is a figure which shows an example of schematic structure of the conveyance system B provided with the attitude | position detection apparatus 2B which concerns on 2nd Embodiment.
As shown in FIG. 5, the transportation system B includes a transportation vehicle 1, an attitude detection device 2B, and a control device 3.

姿勢検出装置２Ｂは、距離センサ２１及び算出部２２Ｂを備える。なお、距離センサ２１及び算出部２２Ｂは、本発明の「検出部」を構成する。   The posture detection device 2B includes a distance sensor 21 and a calculation unit 22B. The distance sensor 21 and the calculation unit 22B form the "detection unit" of the present invention.

以下、第２の実施形態に係る距離センサ２１の設置位置について、図６を用いて説明する。
図６（ａ）は、第２の実施形態に係る運搬車両１の側面図であり、図６（ｂ）は、第２の実施形態に係る運搬車両１の平面図である。 The installation position of the distance sensor 21 according to the second embodiment will be described below with reference to FIG.
FIG. 6A is a side view of the transportation vehicle 1 according to the second embodiment, and FIG. 6B is a plan view of the transportation vehicle 1 according to the second embodiment.

図６に示すように、距離センサ２１は、運搬車両１の上部に設置される。すなわち、第２の実施形形態では、一つの距離センサ２１のみを用いている。
このように、水平方向に３６０°走査する一つの距離センサ２１をトレーラヘッド１１の上部に設置したことにより、図６に示すように、距離センサ２１は、運搬車両１の周囲を計測して障害物を検知することができる。さらに、距離センサ２１は、運搬車両１の後方も走査しているため、運搬車両１が後方で牽引しているコンテナＣの短手方向における外面、すなわち前面Ｆの位置を計測することができる。 As shown in FIG. 6, the distance sensor 21 is installed on the upper portion of the transport vehicle 1. That is, in the second embodiment, only one distance sensor 21 is used.
In this way, by installing one distance sensor 21 that scans 360 ° in the horizontal direction on the upper part of the trailer head 11, the distance sensor 21 measures the surroundings of the transport vehicle 1 and causes an obstacle, as shown in FIG. Objects can be detected. Further, since the distance sensor 21 also scans the rear of the transportation vehicle 1, it is possible to measure the position of the outer surface, that is, the front surface F, in the lateral direction of the container C towed by the transportation vehicle 1 in the rear direction.

算出部２２Ｂは、距離センサ２１で計測された距離データからコンテナＣの姿勢を算出する。本実施形態では、算出部２２Ｂは、距離センサ２１で計測された距離データから、運搬車両１の走行方向に対するコンテナＣの傾きを、コンテナＣの姿勢として算出する。なお、算出部２２Ｂは、第１の実施形態と同様に、運搬車両１の走行方向を公知の技術を用いて取得することができる。
以下に、本実施形態に係る算出部２２ＢのコンテナＣの姿勢の算出方法を、図７を用いて具体的に説明する。 The calculation unit 22B calculates the posture of the container C from the distance data measured by the distance sensor 21. In the present embodiment, the calculation unit 22B calculates the inclination of the container C with respect to the traveling direction of the transport vehicle 1 from the distance data measured by the distance sensor 21 as the attitude of the container C. Note that the calculation unit 22B can acquire the traveling direction of the transport vehicle 1 using a known technique, as in the first embodiment.
Hereinafter, the method of calculating the posture of the container C of the calculation unit 22B according to this embodiment will be specifically described with reference to FIG. 7.

算出部２２Ｂは、距離センサ２１で計測された複数の計測点から、俯瞰視点での平面図で見た場合のコンテナＣの二次元の輪郭形状を抽出する。ここで、この輪郭形状とは、第１の形態と同様に、平面図で見た場合のコンテナＣのすべての輪郭形状ではなく、一部の輪郭形状である。そして、算出部２２Ｂは、この抽出した輪郭形状からコンテナＣの姿勢を算出する。   The calculation unit 22B extracts the two-dimensional contour shape of the container C when viewed in a plan view from the overhead view point from the plurality of measurement points measured by the distance sensor 21. Here, this contour shape is not the whole contour shape of the container C as seen in the plan view but a part of the contour shape as in the first embodiment. Then, the calculator 22B calculates the posture of the container C from the extracted contour shape.

例えば、図７に示すように、コンテナＣが運搬車両１の走行方向に対してθ１だけ傾いているとする。この場合には、算出部２２Ｂは、距離センサ２１で計測された複数の計測点から、俯瞰視点での平面図で見た場合のコンテナＣの短辺部分Ｈ２を抽出する。そして、算出部２２Ｂは、短辺部分Ｈ２の水平方向の傾き（方位角）を算出することで、コンテナＣの姿勢を検出する。例えば、算出部２２Ｂは、走行方向に対する短辺部分Ｈ２の傾きθ２を算出し、その算出した傾きθ２から９０°を差し引くことで、コンテナＣの傾きθ１を算出する。なお、本実施形態に係るコンテナＣの傾きθ１は、コンテナの前面Ｆの傾きに相当する。より具体的には、例えば、算出部２２は、距離センサ２１で計測された複数の計測点をＸＹ平面（例えば、ｘ軸方向が走行方向）に投影して、短辺部分Ｈ２を抽出する。そして、算出部２２は、その抽出した短辺部分Ｈ２のベクトルと走行方向のベクトルとに対して逆三角関数を適用して、２つのベクトルのなす角、すなわち傾きθ２を算出する。次に、算出部２２Ｂは、この算出した傾きθ２から９０°を差し引くことで、コンテナＣの傾きθ１を算出する。   For example, as shown in FIG. 7, it is assumed that the container C is inclined by θ1 with respect to the traveling direction of the transport vehicle 1. In this case, the calculation unit 22B extracts the short side portion H2 of the container C when viewed in a plan view from the overhead view point from the plurality of measurement points measured by the distance sensor 21. Then, the calculation unit 22B detects the attitude of the container C by calculating the horizontal inclination (azimuth) of the short side portion H2. For example, the calculation unit 22B calculates the inclination θ2 of the short side portion H2 with respect to the traveling direction and subtracts 90 ° from the calculated inclination θ2 to calculate the inclination θ1 of the container C. The inclination θ1 of the container C according to the present embodiment corresponds to the inclination of the front surface F of the container. More specifically, for example, the calculation unit 22 projects the plurality of measurement points measured by the distance sensor 21 on the XY plane (for example, the x-axis direction is the traveling direction) to extract the short side portion H2. Then, the calculation unit 22 applies an inverse trigonometric function to the extracted vector of the short side portion H2 and the vector of the traveling direction to calculate the angle formed by the two vectors, that is, the inclination θ2. Next, the calculation unit 22B calculates the tilt θ1 of the container C by subtracting 90 ° from the calculated tilt θ2.

第２の実施形態に係る制御装置３は、第１の実施形形態と同様に、距離センサ２１により運搬車両１の走行の障害物が検知された場合には、当該障害物に衝突することを回避するように運搬車両１の走行を制御する。
したがって、第２の実施形態においても、距離センサ２１を障害物検知センサとしても用いている。すなわち、第２の実施形態に係る距離センサ２１は、コンテナＣの姿勢検知用と障害物検知用とを兼用している。これにより、障害物検知センサを新たに設ける必要がない。 Similarly to the first embodiment, the control device 3 according to the second embodiment is configured to, when the distance sensor 21 detects an obstacle for traveling of the transport vehicle 1, collide with the obstacle. The traveling of the transport vehicle 1 is controlled so as to avoid it.
Therefore, also in the second embodiment, the distance sensor 21 is used as an obstacle detection sensor. That is, the distance sensor 21 according to the second embodiment serves both for detecting the posture of the container C and for detecting an obstacle. Thereby, it is not necessary to newly provide the obstacle detection sensor.

なお、第２の実施形態に係る制御装置３は、第１の実施形態の制御装置３と同様な機能を有するため、具体的な説明は省略するが、姿勢検出装置２Ｂが検出したコンテナＣの姿勢に基づいて、コンテナＣが障害物に衝突しないように運搬車両１の走行を制御してもよい。   Since the control device 3 according to the second embodiment has the same function as the control device 3 of the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted, but the container C detected by the posture detection device 2B is not described. Based on the posture, the traveling of the transport vehicle 1 may be controlled so that the container C does not collide with an obstacle.

このように、第２の実施形態の姿勢検出装置２Ｂは、運搬車両１が牽引するコンテナＣの姿勢を検出する。具体的には、姿勢検出装置２Ｂは、運搬車両１の上部に設置された距離センサ２１と、当該距離センサ２１で計測された距離データからコンテナＣの姿勢を算出する算出部２２Ｂを備える。
これにより、コンテナＣを牽引する運搬車両１において、コンテナＣの姿勢を考慮した走行を実現することが可能となり、運搬車両１の安全走行を実現することができる。 In this way, the posture detection device 2B of the second embodiment detects the posture of the container C towed by the transport vehicle 1. Specifically, the posture detection device 2B includes a distance sensor 21 installed on the upper portion of the transport vehicle 1 and a calculation unit 22B that calculates the posture of the container C from the distance data measured by the distance sensor 21.
As a result, in the transport vehicle 1 towing the container C, it is possible to realize traveling in consideration of the posture of the container C, and it is possible to realize safe traveling of the transport vehicle 1.

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。   Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.

（変形例１）上記実施形態では、姿勢検出装置２，２Ｂは、距離センサ２１の代わりに全方位カメラを用いてもよい。この場合には、全方位カメラの設置位置は、距離センサ２１と同様である。例えば、姿勢検出装置２は、検出部として、運搬車両の左右端のそれぞれに設けられた全方位カメラと、その全方位カメラで撮像した画像からコンテナＣの姿勢を算出する算出部２２を備える。この場合の算出部２２は、第１の実施形態で図４を用いて説明した方法と同様の方法で、コンテナＣの姿勢を算出することができる。
また。姿勢検出装置２Ｂは、検出部として、運搬車両の上部に設けられた全方位カメラと、その全方位カメラで撮像した画像からコンテナＣの姿勢を算出する算出部２２Ｂを備える。この場合の算出部２２Ｂは、第２の実施形態で図７を用いて説明した方法と同様の方法で、コンテナＣの姿勢を算出することができる。 (Modification 1) In the above embodiment, the attitude detection devices 2 and 2B may use an omnidirectional camera instead of the distance sensor 21. In this case, the installation position of the omnidirectional camera is the same as that of the distance sensor 21. For example, the posture detection device 2 includes, as a detection unit, an omnidirectional camera provided on each of the left and right ends of the transportation vehicle, and a calculation unit 22 that calculates the posture of the container C from an image captured by the omnidirectional camera. In this case, the calculation unit 22 can calculate the attitude of the container C by the same method as the method described with reference to FIG. 4 in the first embodiment.
Also. The attitude detection device 2B includes, as a detection unit, an omnidirectional camera provided on the upper portion of the transportation vehicle and a calculation unit 22B that calculates the attitude of the container C from an image captured by the omnidirectional camera. In this case, the calculation unit 22B can calculate the attitude of the container C by the same method as the method described with reference to FIG. 7 in the second embodiment.

（変形例２）上記実施形態では、運搬システムＡ，Ｂは、運搬車両１の自律運転を行うシステムとして説明したが、本発明はこれに限定されず、運搬車両１の遠隔操縦を可能とするシステムであってもよいし、運搬車両の運転手の運転を支援するシステムであってもよい。運搬システムＡ，Ｂが運搬車両１の遠隔操縦を可能とするシステムや運搬車両の運転手の運転を支援するシステムである場合には、制御装置３は、運搬車両１の走行を自動で制御しなくてもよい。また、制御装置３は、姿勢検出装置２が検出したコンテナＣの姿勢を、遠隔操縦している操作者や運搬車両１を運転している運転手に報知してもよい。報知の態様は、特に限定されないが、例えば、操作者や運転手が視認可能な表示装置にコンテナＣの姿勢を表示してもよいし、コンテナＣの姿勢を音声出力してもよい。さらに、制御装置３は、運搬車両１が直進している場合において姿勢検出装置２，２Ｂが検出したコンテナＣの姿勢が所定の範囲を超えている場合には、その旨をアラームや表示等により操作者や運転手に報知してもよい。 (Modification 2) In the above embodiment, the transport systems A and B have been described as systems that autonomously drive the transport vehicle 1, but the present invention is not limited to this, and enables remote control of the transport vehicle 1. It may be a system or a system that supports driving of a driver of a transportation vehicle. When the transport systems A and B are systems that enable remote control of the transport vehicle 1 or systems that assist the driver of the transport vehicle, the control device 3 automatically controls the travel of the transport vehicle 1. You don't have to. Further, the control device 3 may notify the posture of the container C detected by the posture detection device 2 to an operator who is remotely controlling the vehicle or a driver who is driving the transportation vehicle 1. The mode of notification is not particularly limited, but, for example, the attitude of the container C may be displayed on a display device that can be visually recognized by the operator or the driver, or the attitude of the container C may be output by voice. Further, if the posture of the container C detected by the posture detection devices 2 and 2B exceeds the predetermined range when the transport vehicle 1 is moving straight, the control device 3 notifies the fact by an alarm or display. The operator or driver may be informed.

（変形例３）上記実施形態では、運搬システムＡ，Ｂは、運搬車両１を含む構成として説明したが、本発明はこれに限定されず、運搬車両１が運搬システムＡ，Ｂの構成に含まれなくてもよい。 (Modification 3) In the above embodiment, the transport systems A and B have been described as including the transport vehicle 1, but the present invention is not limited to this, and the transport vehicle 1 is included in the configurations of the transport systems A and B. You don't have to.

（変形例４）上記実施形態では、距離センサ２１は、水平方向に３６０°走査したが、本発明はこれに限定されない。例えば、距離センサ２１−Ｌ及び距離センサ２１−Ｒは、双方で運搬車両１の周囲の障害物を検知し、且つ、コンテナＣの姿勢を検出可能な範囲で水平方向を走査すればよい。 (Modification 4) In the above embodiment, the distance sensor 21 scans 360 ° in the horizontal direction, but the present invention is not limited to this. For example, the distance sensor 21-L and the distance sensor 21-R may both detect an obstacle around the transport vehicle 1 and scan in the horizontal direction within a range in which the attitude of the container C can be detected.

（変形例５）上記実施形態では、姿勢検出装置２，２Ｂは、運搬車両１に設けられる場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、運搬車両１外に設けられていてもよい。例えば、姿勢検出装置２，２Ｂは、コンテナヤード内の所定位置に設けられていてもよい。 (Modification 5) In the above embodiment, the posture detection devices 2 and 2B are provided in the transport vehicle 1, but the present invention is not limited to this and may be provided outside the transport vehicle 1. . For example, the posture detection devices 2 and 2B may be provided at predetermined positions in the container yard.

以上、説明したように、上記実施形態に係る姿勢検出装置は、運搬車両１が牽引するコンテナＣの姿勢を検出する。   As described above, the posture detection device according to the above-described embodiment detects the posture of the container C towed by the transport vehicle 1.

このような構成によれば、コンテナＣの姿勢を考慮した走行を実現することが可能となり、コンテナＣが障害物に衝突することを低減することができる。したがって、コンテナＣ等の被牽引物を牽引する運搬車両の安全走行を実現することができる。   With such a configuration, it is possible to realize traveling in consideration of the posture of the container C, and it is possible to reduce the collision of the container C with an obstacle. Therefore, it is possible to realize the safe traveling of the transport vehicle that pulls the towed object such as the container C.

また、上記実施形態に係る姿勢検出装置は、運搬車両に搭載され、レーザ光を走査して運搬車両と周囲物体との距離を計測する距離センサと、距離センサで計測された距離データから被牽引物の姿勢を算出する算出部と、を備えてもよい。   In addition, the posture detection device according to the above-described embodiment is mounted on a transportation vehicle, and a distance sensor that scans a laser beam to measure a distance between the transportation vehicle and a surrounding object, and a towed object based on distance data measured by the distance sensor. A calculation unit that calculates the posture of the object may be provided.

このような構成によれば、非接触でコンテナＣ等の被牽引物の姿勢を検出することができ、簡便である。   According to such a configuration, the attitude of the towed object such as the container C can be detected without contact, which is simple.

また、上記実施形態に係る算出部は、距離データから、運搬車両の走行方向に対するコンテナＣの水平方向の傾きを、コンテナＣの姿勢として算出してもよい。ここで、コンテナＣの水平方向の傾きとは、例えば、走行方向に対するコンテナＣにおける外面の水平方向の傾きである。   Further, the calculation unit according to the above-described embodiment may calculate the horizontal inclination of the container C with respect to the traveling direction of the transportation vehicle as the attitude of the container C from the distance data. Here, the horizontal inclination of the container C is, for example, the horizontal inclination of the outer surface of the container C with respect to the traveling direction.

このような構成によれば、コンテナＣ等の被牽引物の姿勢を容易に検出することができる。   With such a configuration, the attitude of the towed object such as the container C can be easily detected.

また、上記実施形態に係る距離センサは、運搬車両に搭載されている障害物検知システムの障害物検知センサと兼用されてもよい。   Further, the distance sensor according to the above embodiment may also be used as an obstacle detection sensor of an obstacle detection system mounted on a transportation vehicle.

このような構成によれば、障害物検知センサを新たに追加することがなく、低コストである。   According to such a configuration, an obstacle detection sensor is not newly added, and the cost is low.

Ａ，Ｂ 運搬システム
Ｃ コンテナ
１ 運搬車両
２ 姿勢検出装置
３ 制御装置
２１ 距離センサ
２２，２２Ｂ 算出部 A, B transportation system C container 1 transportation vehicle 2 attitude detection device 3 control device 21 distance sensor 22, 22B calculation unit

Claims (7)

運搬車両が運搬する運搬対象物の姿勢を検出する検出部を備えることを特徴とする姿勢検出装置。   An attitude detection device comprising: a detection unit that detects the attitude of an object to be carried by a transportation vehicle. 前記検出部は、
前記運搬車両に搭載され、レーザ光を走査して前記運搬車両と周囲物体との距離を計測する距離センサと、
前記距離センサで計測された距離データから前記運搬対象物の姿勢を算出する算出部と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載の姿勢検出装置。 The detection unit,
A distance sensor mounted on the transportation vehicle, which measures a distance between the transportation vehicle and a surrounding object by scanning a laser beam,
A calculation unit that calculates the posture of the object to be transported from the distance data measured by the distance sensor,
The posture detection device according to claim 1, further comprising: 前記算出部は、前記距離データから、前記運搬車両の走行方向に対する前記運搬対象物の水平方向の傾きを前記姿勢として算出することを特徴とする、請求項２に記載の姿勢検出装置。   The posture detection device according to claim 2, wherein the calculation unit calculates, as the posture, a horizontal inclination of the transportation target with respect to a traveling direction of the transportation vehicle from the distance data. 前記運搬対象物はコンテナであって、
前記算出部は、前記距離データから、前記コンテナにおける外面の水平方向の傾きを算出することで前記運搬対象物の水平方向の傾きを算出することを特徴とする、請求項３に記載の姿勢検出装置。 The object to be transported is a container,
The posture detection according to claim 3, wherein the calculation unit calculates the horizontal inclination of the outer surface of the container from the distance data, thereby calculating the horizontal inclination of the object to be transported. apparatus. 前記距離センサは、前記運搬車両の左右端にそれぞれ設置されていることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。   The posture detection device according to claim 2, wherein the distance sensors are respectively installed at left and right ends of the transportation vehicle. 前記距離センサは、前記運搬車両の上部に設置されていることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の姿勢検出装置。   The posture detection device according to any one of claims 2 to 4, wherein the distance sensor is installed on an upper portion of the transportation vehicle. 請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の姿勢検出装置と、
前記運搬車両に搭載され、前記運搬車両の走行の障害物を検知する障害物検知センサを備え、
前記距離センサは、前記障害物検知センサと兼用されていることを特徴とする運搬システム。 A posture detection device according to any one of claims 2 to 6,
Mounted on the transport vehicle, comprising an obstacle detection sensor for detecting an obstacle in traveling of the transport vehicle,
The transportation system, wherein the distance sensor is also used as the obstacle detection sensor.
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