JP2020087307A - 自己位置推定装置、自己位置推定方法及び荷役システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体の自己位置の推定精度を向上させることができる自己位置推定装置、自己位置推定方法及び荷役システムを提供する。【解決手段】自己位置推定装置６３は、互いに異なる自己位置推定技術を用いてトレーラー２の自己位置候補をそれぞれ推定する複数の自己位置候補推定部５４〜５９と、複数の自己位置候補推定部５４〜５９によりそれぞれ推定された複数の自己位置候補の信頼度を算出する信頼度算出部６０と、信頼度算出部６０により算出された複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補をトレーラー２の自己位置として決定する自己位置決定部６１とを備える。【選択図】図５

Description

本発明は、自己位置推定装置、自己位置推定方法及び荷役システムに関する。

従来の自己位置推定装置としては、例えば特許文献１に記載されているように、レーザレンジファインダで検出した周囲の３次元形状から周囲の３次元地図を作製し、この３次元地図と予め受信した模擬地図とのマッチングによって移動体の自己位置を推定する技術が知られている。

特開２０１７−２２８１９８号公報

しかしながら、上記従来技術においては、移動体の周囲環境によっては自己位置推定結果にずれが生じることがあるため、移動体の自己位置を高精度に推定することが困難である。

本発明の目的は、移動体の自己位置の推定精度を向上させることができる自己位置推定装置、自己位置推定方法及び荷役システムを提供することである。

本発明の一態様は、移動体の自己位置を推定する自己位置推定装置であって、互いに異なる自己位置推定技術を用いて移動体の自己位置候補をそれぞれ推定する複数の自己位置候補推定部と、複数の自己位置候補推定部によりそれぞれ推定された複数の自己位置候補の信頼度を算出する信頼度算出部と、信頼度算出部により算出された複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補を移動体の自己位置として決定する自己位置決定部とを備える。

このような自己位置推定装置においては、まず互いに異なる自己位置推定技術を用いて移動体の自己位置候補が複数推定される。そして、各自己位置候補の信頼度が算出され、各自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補が移動体の自己位置として決定される。これにより、移動体の自己位置の推定精度が向上する。

信頼度算出部は、複数の自己位置候補のうち基準となる自己位置候補の期待値と複数の自己位置候補のうち他の自己位置候補の期待値との差と、複数の自己位置候補のばらつきと、基準となる自己位置候補のばらつきの範囲と他の自己位置候補のばらつきの範囲とが重なる面積とを用いて、複数の自己位置候補の信頼度を算出してもよい。このような構成では、単純な計算式を用いて、複数の自己位置候補の信頼度を確実に算出することができる。

複数の自己位置候補推定部の一つは、衛星を利用した自己位置推定技術を用いて移動体の自己位置候補を推定してもよい。このような構成では、移動体が屋外を移動する際に、移動体の自己位置候補を精度良く推定することができる。これにより、移動体の自己位置の推定精度を一層向上させることができる。

本発明の他の態様は、移動体の自己位置を推定する自己位置推定方法であって、互いに異なる自己位置推定技術を用いて移動体の自己位置候補を複数推定し、複数の自己位置候補の信頼度を算出し、複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補を移動体の自己位置として決定する。

このような自己位置推定方法においては、まず互いに異なる自己位置推定技術を用いて移動体の自己位置候補が複数推定される。そして、各自己位置候補の信頼度が算出され、各自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補が移動体の自己位置として決定される。これにより、移動体の自己位置の推定精度が向上する。

本発明の更に他の態様は、荷物が載置される載置部を有する移動体と、荷物を吊り上げる吊上部を有するクレーンとを使用して、荷物の荷役を行う荷役システムであって、移動体の自己位置を推定する自己位置推定装置と、自己位置推定装置により推定された移動体の自己位置に基づいて、移動体を走行させる走行装置とを備え、自己位置推定装置は、互いに異なる自己位置推定技術を用いて移動体の自己位置候補をそれぞれ推定する複数の自己位置候補推定部と、複数の自己位置候補推定部によりそれぞれ推定された複数の自己位置候補の信頼度を算出する信頼度算出部と、信頼度算出部により算出された複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補を移動体の自己位置として決定する自己位置決定部とを有する。

このような荷役システムにおいては、まず互いに異なる自己位置推定技術を用いて移動体の自己位置候補が複数推定される。そして、各自己位置候補の信頼度が算出され、各自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補が移動体の自己位置として決定される。これにより、移動体の自己位置の推定精度が向上する。

走行装置は、移動体がクレーンの吊上部の下方で停止するように移動体を走行させ、自己位置候補推定部は、移動体が吊上部の下方に誘導される際に、複数の自己位置候補を推定してもよい。このような構成では、上述したように移動体の自己位置の推定精度が向上するため、移動体をクレーンの吊上部の下方の所望位置に精度良く停止させることができる。

荷役システムは、衛星を利用した自己位置推定技術を用いてクレーンの自己位置を推定し、クレーンの自己位置に基づいて、クレーンを走行させるクレーン運行装置を更に備えてもよい。このような構成では、クレーンが屋外を移動する際に、クレーンの自己位置を精度良く推定することができる。これにより、クレーンを屋外の所定位置に精度良く停止させることができる。

本発明によれば、移動体の自己位置の推定精度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る荷役システムを示す概略構成図である。 図１に示されたトレーラー及びクレーンが作業位置において荷役作業を行う様子を示す正面図である。 図１に示されたトレーラー及びクレーンを作業位置に移動させる概念を示す図である。 図１に示されたクレーンの演算・制御系構成を示すブロック図である。 図１に示されたトレーラーの演算・制御系構成を示すブロック図である。 図５に示された信頼度算出部により実行される信頼度算出処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図６に示されたフローチャートによる各自己位置候補の信頼度算出の概念を示す図である。 図１に示された運行管理装置の制御系構成を示すブロック図である。 図８に示された制御ユニットにより実行される第１走行パターンによる走行制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。 図８に示された制御ユニットにより実行される第２走行パターンによる走行制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る荷役システムを示す概略構成図である。図１において、本実施形態の荷役システム１は、例えばコンテナターミナルにおいて、移動体であるトレーラー２と移動式のクレーン３とを使用して、荷物であるコンテナＣ（図２参照）の荷役を行うシステムである。なお、トレーラー２及びクレーン３の数としては、１台ずつでもよいし、複数台ずつでもよい。

トレーラー２は、図２に示されるように、コンテナＣが載置される載置部４を有している。なお、載置部４には、コンテナＣの位置ずれを防ぐための拘束爪（図示せず）が設けられている。トレーラー２は、無人で走行可能である。

移動式のクレーン３は、図２に示されるように、走行体５と、この走行体５の上部に配置された支持体６と、この支持体６に支持され、コンテナＣを吊り上げる吊上部７とを有している。吊上部７の先端部（下端部）には、コンテナＣを把持する把持具８が設けられている。

クレーン３は、コンテナＣの荷役作業を行うための作業機械である。具体的には、クレーン３は、トレーラー２の載置部４にコンテナＣを積む作業（積荷作業）を行ったり、トレーラー２の載置部４に積まれたコンテナＣを降ろす作業（荷卸し作業）を行う。クレーン３の走行及び荷役は、遠隔操作によって行われる。

荷役システム１は、上記のトレーラー２及びクレーン３と、基準局クレーン１０と、基準局トレーラー１１と、運行管理装置１２とを備えている。荷役システム１は、図３に示されるように、トレーラー２及びクレーン３の自己位置を推定し、トレーラー２及びクレーン３を作業位置Ｘまで移動させ、作業位置Ｘにおいてクレーン３によりコンテナＣの荷役を行う。

基準局クレーン１０は、予め定まった位置に設置されている。基準局クレーン１０は、複数の衛星１３から送信される電波を衛星受信アンテナ１４により受信して、各衛星１３からの電波の位相を計測し、各衛星１３からの電波の位相データを送信アンテナ１５によりクレーン３に送信する。

基準局トレーラー１１は、予め定まった位置に設置されている。基準局トレーラー１１は、例えば図３に示されるように、基準局クレーン１０に隣接して設置されている。基準局トレーラー１１は、複数の衛星１３から送信される電波を衛星受信アンテナ１６により受信して、各衛星１３からの電波の位相を計測し、各衛星１３からの電波の位相データを送信アンテナ１７によりトレーラー２に送信する。

図４は、クレーン３の演算・制御系構成を示すブロック図である。図４において、クレーン３は、ＧＮＳＳ受信機２０と、データ受信機２１と、演算・制御ユニット２２と、データ送信機２３と、走行ユニット２４とを備えている。

ＧＮＳＳ受信機２０は、各衛星１３からの電波を衛星受信アンテナ２５により受信して、クレーン３における各衛星１３からの電波の位相を計測する。データ受信機２１は、基準局クレーン１０における各衛星１３からの電波の位相データ及び運行管理装置１２からのクレーン指令信号（後述）を受信アンテナ２６により受信する。

演算・制御ユニット２２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。演算・制御ユニット２２は、クレーン３における各衛星１３からの電波の位相及び基準局クレーン１０における各衛星１３からの電波の位相データを用いて、クレーン３の自己位置を推定すると共に、運行管理装置１２からのクレーン指令信号に応じて走行ユニット２４を制御する。

データ送信機２３は、演算・制御ユニット２２により推定されたクレーン３の自己位置データを送信アンテナ２７により運行管理装置１２に送信する。走行ユニット２４は、例えば走行モータ及び操舵ユニット等を有し、クレーン３を自動で走行させる。

演算・制御ユニット２２は、自己位置推定部２８と、走行制御部２９とを有している。自己位置推定部２８は、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（realtime kinematic-globalnavigation satellite system）測位法を用いて、クレーン３の自己位置を推定する。ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法は、衛星を利用して自己位置推定を行う自己位置推定技術である。ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法は、屋外での推定精度が屋内での推定精度よりも高い自己位置推定技術である。自己位置推定部２８は、クレーン３の自己位置としてクレーン３の二次元位置及び姿勢を推定する。

具体的には、自己位置推定部２８は、ＧＮＳＳ受信機２０により計測されたクレーン３における各衛星１３からの電波の位相とデータ受信機２１より受信された基準局クレーン１０における各衛星１３からの電波の位相との位相差を算出し、その位相差を用いて最小二乗計算を行うことにより、クレーン３の自己位置を推定する。そして、自己位置推定部２８は、そのクレーン３の自己位置データをデータ送信機２３を介して運行管理装置１２に送信する。

走行制御部２９は、運行管理装置１２から送られてきたクレーン指令信号に応じて走行ユニット２４を制御することにより、クレーン３の走行を制御する。

以上において、ＧＮＳＳ受信機２０、データ受信機２１、自己位置推定部２８、走行制御部２９、データ送信機２３及び走行ユニット２４は、衛星１３を利用した自己位置推定技術を用いてクレーン３の自己位置を推定し、クレーン３の自己位置に基づいてクレーン３を走行させるクレーン運行装置４０を構成している。

図５は、トレーラー２の演算・制御系構成を示すブロック図である。図５において、トレーラー２は、ＧＮＳＳ受信機４１と、データ受信機４２と、エンコーダ４３と、慣性計測ユニット４４と、ＡＲマーカ用カメラ４５と、レーザセンサ４６と、ＳＬＡＭ用カメラ４７と、演算・制御ユニット４８と、データ送信機４９と、走行ユニット５０とを備えている。

ＧＮＳＳ受信機４１は、各衛星１３からの電波を衛星受信アンテナ５１により受信して、トレーラー２における各衛星１３からの電波の位相を計測する。データ受信機４２は、基準局トレーラー１１における各衛星１３からの電波の位相データ及び運行管理装置１２からのトレーラー指令信号（後述）を受信アンテナ５２により受信する。

エンコーダ４３は、トレーラー２の車輪の回転角度を検出する。慣性計測ユニット４４は、ＩＭＵ（inertial measurement unit）と称され、トレーラー２の角速度及び加速度を検出する。ＡＲマーカ用カメラ４５は、コンテナターミナルに設置された専用のＡＲ（augmentedreality）マーカを撮像する。レーザセンサ４６は、トレーラー２の前方にレーザを照射し、レーザの反射光を受光する。ＳＬＡＭ用カメラ４７は、トレーラー２の前方を撮像する。

演算・制御ユニット４８は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。演算・制御ユニット４８は、トレーラー２における各衛星１３からの電波の位相及び基準局トレーラー１１における各衛星１３からの電波の位相データを用いて、トレーラー２の自己位置を推定すると共に、運行管理装置１２からのトレーラー指令信号に応じて走行ユニット５０を制御する。

データ送信機４９は、演算・制御ユニット４８により推定されたトレーラー２の自己位置データを送信アンテナ５３により運行管理装置１２に送信する。走行ユニット５０は、例えば走行モータ及び操舵ユニット等を有し、トレーラー２を自動で走行させる。

演算・制御ユニット４８は、第１自己位置候補推定部５４と、第２自己位置候補推定部５５と、第３自己位置候補推定部５６と、第４自己位置候補推定部５７と、第５自己位置候補推定部５８と、第６自己位置候補推定部５９と、信頼度算出部６０と、自己位置決定部６１と、走行制御部６２とを有している。

第１自己位置候補推定部５４は、エンコーダ４３により検出された車輪の回転角度に基づいてトレーラー２の移動量を求め、その結果からトレーラー２の自己位置候補を推定する。つまり、第１自己位置候補推定部５４は、オドメトリ手法という自己位置推定技術を用いて、トレーラー２の自己位置候補を推定する。

第２自己位置候補推定部５５は、慣性計測ユニット４４により検出されたトレーラー２の角速度及び加速度に基づいて、トレーラー２の自己位置候補を推定する。つまり、第２自己位置候補推定部５５は、慣性計測ユニット（ＩＭＵ）手法という自己位置推定技術を用いて、トレーラー２の自己位置候補を推定する。

第３自己位置候補推定部５６は、上記のＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法を用いて、トレーラー２の自己位置候補を推定する。具体的には、第３自己位置候補推定部５６は、ＧＮＳＳ受信機４１により計測されたトレーラー２における各衛星１３からの電波の位相とデータ受信機４２より受信された基準局トレーラー１１における各衛星１３からの電波の位相との位相差を算出し、その位相差を用いて最小二乗計算を行うことにより、トレーラー２の自己位置候補を推定する。

第４自己位置候補推定部５７は、ＡＲマーカ用カメラ４５によるＡＲマーカの撮像画像を画像処理し、その結果からトレーラー２の自己位置候補を推定する。つまり、第４自己位置候補推定部５７は、ＡＲマーカ手法という自己位置推定技術を用いて、トレーラー２の自己位置候補を推定する。

第５自己位置候補推定部５８は、レーザセンサ４６の検出結果を利用したＬＩＤＡＲ（laser imaging detection andranging） ＳＬＡＭ（simultaneous localization andmapping）手法を用いて、トレーラー２の自己位置候補を推定する。ＳＬＡＭは、センサデータ及び地図データを使って自己位置推定を行う自己位置推定技術である。ＬＩＤＡＲ ＳＬＡＭは、レーザレンジスキャナー等を利用して、自己位置推定と環境地図の作成とを同時に行う。

第６自己位置候補推定部５９は、ＳＬＡＭ用カメラ４７の撮像画像を利用したＶｉｓｕａｌ ＳＬＡＭ手法を用いて、トレーラー２の自己位置候補を推定する。Ｖｉｓｕａｌ ＳＬＡＭは、カメラの撮像画像を利用して、自己位置推定と環境地図の作成とを同時に行う。

信頼度算出部６０は、第１自己位置候補推定部５４、第２自己位置候補推定部５５、第３自己位置候補推定部５６、第４自己位置候補推定部５７、第５自己位置候補推定部５８及び第６自己位置候補推定部５９によりそれぞれ推定された各トレーラー２の自己位置候補の信頼度を算出する。

図６は、信頼度算出部６０により実行される信頼度算出処理手順の詳細を示すフローチャートである。なお、各トレーラー２の自己位置候補の信頼度αｉ（ｉ＝１…Ｎ）は、所定時間周期で算出される。ここでは、Ｎ＝６である。また、自己位置候補は、２次元座標（Ｘ，Ｙ座標）で表される（図７参照）。

図６において、信頼度算出部６０は、まず第１自己位置候補推定部５４、第２自己位置候補推定部５５、第３自己位置候補推定部５６、第４自己位置候補推定部５７、第５自己位置候補推定部５８及び第６自己位置候補推定部５９によりそれぞれ推定された各自己位置候補データを取得する（手順Ｓ１０１）。

続いて、信頼度算出部６０は、複数の自己位置候補のうち基準となる自己位置候補の期待値と複数の自己位置候補のうち他の自己位置候補の期待値との差の二乗和Ａｉを算出する（手順Ｓ１０２）。期待値とは、ある試行を行ったときに、その結果として得られる数値の平均値のことである。

例えば図７に示されるように、基準となる自己位置候補をＰとし、他の自己位置候補をＱ，Ｒとした場合、自己位置候補Ｐの期待値Ｐaveと自己位置候補Ｑの期待値Ｑaveとの差の二乗はｍ^２となり、自己位置候補Ｐの期待値Ｐaveと自己位置候補Ｒの期待値Ｒaveとの差の二乗はｎ^２となる。従って、二乗和Ａｉは下記式で表される。なお、図７に示される例では、自己位置候補の数を便宜上３つとしている。
Ａｉ＝ｍ^２＋ｎ^２

続いて、信頼度算出部６０は、各自己位置候補のばらつき（２σ）の二乗Ｓｉを算出する（手順Ｓ１０３）。図７に示される例では、自己位置候補Ｐのばらつき（２σ）はＰ_２σであり、自己位置候補Ｑのばらつき（２σ）はＱ_２σであり、自己位置候補Ｒのばらつき（２σ）はＲ_２σである。自己位置候補のばらつき（２σ）の二乗Ｓｉは、下記式で表される。
Ｓｉ＝（２σ）^２

続いて、信頼度算出部６０は、基準となる自己位置候補のばらつき（２σ）の範囲と他の自己位置候補のばらつき（２σ）の範囲とが重なる面積の和Σｉを算出する（手順Ｓ１０４）。ここでは、自己位置候補のばらつき（２σ）の範囲は、自己位置候補の期待値を中心とし、自己位置候補のばらつき（２σ）を直径とした円で表される。

図７に示される例では、基準となる自己位置候補Ｐのばらつき（２σ）の範囲と他の自己位置候補Ｑのばらつき（２σ）の範囲とが重なる面積はＺであり、基準となる自己位置候補Ｐのばらつき（２σ）の範囲と他の自己位置候補Ｒのばらつき（２σ）の範囲とが重なる面積は０である。従って、基準となる自己位置候補のばらつき（２σ）の範囲と他の自己位置候補のばらつき（２σ）の範囲とが重なる面積の和Σｉは、Ｚとなる。

続いて、信頼度算出部６０は、各自己位置候補の信頼度αｉを算出する（手順Ｓ１０５）。各自己位置候補の信頼度αｉは、基準となる自己位置候補のばらつき（２σ）の範囲と他の自己位置候補のばらつき（２σ）の範囲とが重なる面積の和Σｉを、基準となる自己位置候補の期待値と他の自己位置候補の期待値との差の二乗和Ａｉと、各自己位置候補のばらつき（２σ）の二乗Ｓｉとの加算値で除した値である。つまり、各自己位置候補の信頼度αｉは、下記式で表される。
αｉ＝Σｉ／（Ａｉ＋Ｓｉ）

図５に戻り、自己位置決定部６１は、信頼度算出部６０により算出された各自己位置候補の信頼度αｉのうち最も高い信頼度αｉに相当する自己位置候補をトレーラー２の自己位置として決定する。そして、自己位置決定部６１は、トレーラー２の自己位置データをデータ送信機４９を介して運行管理装置１２に送信する。

走行制御部６２は、運行管理装置１２から送られてきたトレーラー指令信号に応じて走行ユニット５０を制御することにより、トレーラー２の走行を制御する。

以上において、ＧＮＳＳ受信機４１、データ受信機４２、エンコーダ４３、慣性計測ユニット４４、ＡＲマーカ用カメラ４５、レーザセンサ４６、ＳＬＡＭ用カメラ４７、第１自己位置候補推定部５４、第２自己位置候補推定部５５、第３自己位置候補推定部５６、第４自己位置候補推定部５７、第５自己位置候補推定部５８、第６自己位置候補推定部５９、信頼度算出部６０、自己位置決定部６１及びデータ送信機４９は、トレーラー２の自己位置を推定する自己位置推定装置６３を構成している。

データ受信機４２、走行制御部６２及び走行ユニット５０は、自己位置推定装置６３により推定されたトレーラー２の自己位置に基づいて、トレーラー２を走行させる走行装置６４を構成している。

図８は、運行管理装置１２の制御系構成を示すブロック図である。図８において、運行管理装置１２は、受信機７０と、制御ユニット７１と、送信機７２とを備えている。

受信機７０は、クレーン運行装置４０の自己位置推定部２８で推定されたクレーン３の自己位置データと自己位置推定装置６３の自己位置決定部６１で決定されたトレーラー２の自己位置データとを受信アンテナ７３により受信する。

制御ユニット７１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インターフェース等により構成されている。制御ユニット７１は、クレーン３の自己位置データに基づいて、クレーン３を走行または停止させるためのクレーン指令信号を生成すると共に、トレーラー２の自己位置データに基づいて、トレーラー２を走行または停止させるためのトレーラー指令信号を生成する。

送信機７２は、制御ユニット７１により生成されたクレーン指令信号及びトレーラー指令信号を送信アンテナ７４により送信する。

図９は、制御ユニット７１により実行される第１走行パターンによる走行制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。図９において、制御ユニット７１は、まずホストコンピュータ（図示せず）からの荷役開始信号または作業者による手動スイッチの入力操作によって荷役作業が指示されたかどうかを判断する（手順Ｓ１１１）。

制御ユニット７１は、荷役作業が指示されたと判断したときは、クレーン３を作業位置Ｘ（図２及び図３参照）まで移動させるためのクレーン移動指令信号を出力する（手順Ｓ１１２）。作業位置情報は、例えばホストコンピュータから送られてくる。これにより、クレーン移動指令信号が送信機７２を介してクレーン運行装置４０の走行制御部２９に送られ、走行ユニット２４がクレーン移動指令信号に応じて制御されるため、クレーン３が作業位置Ｘに向けて移動する。

続いて、制御ユニット７１は、受信機７０により受信されたクレーン３の自己位置データを取得する（手順Ｓ１１３）。そして、制御ユニット７１は、クレーン３の自己位置データに基づいて、クレーン３が作業位置Ｘに達したかどうかを判断する（手順Ｓ１１４）。制御ユニット７１は、クレーン３が作業位置Ｘに達していないと判断したときは、手順Ｓ１１３，Ｓ１１４を再度実行する。

制御ユニット７１は、クレーン３が作業位置Ｘに達したと判断したときは、クレーン３を停止させるためのクレーン停止指令信号を出力する（手順Ｓ１１５）。これにより、クレーン停止指令信号が送信機７２を介してクレーン運行装置４０の走行制御部２９に送られ、走行ユニット２４がクレーン停止指令信号に応じて制御されるため、クレーン３が作業位置Ｘで停止する。

続いて、制御ユニット７１は、トレーラー２を作業位置Ｘまで移動させるためのトレーラー移動指令信号を出力する（手順Ｓ１１６）。これにより、トレーラー移動指令信号が送信機７２を介して走行装置６４の走行制御部６２に送られ、走行ユニット５０がトレーラー移動指令信号に応じて制御されるため、トレーラー２が作業位置Ｘに向けて移動する。

続いて、制御ユニット７１は、受信機７０により受信されたトレーラー２の自己位置データを取得する（手順Ｓ１１７）。そして、制御ユニット７１は、トレーラー２の自己位置データに基づいて、トレーラー２が作業位置Ｘに達したかどうかを判断する（手順Ｓ１１８）。制御ユニット７１は、トレーラー２が作業位置Ｘに達していないと判断したときは、手順Ｓ１１７，Ｓ１１８を再度実行する。

制御ユニット７１は、トレーラー２が作業位置Ｘに達したと判断したときは、トレーラー２を停止させるためのトレーラー停止指令信号を出力する（手順Ｓ１１９）。これにより、トレーラー停止指令信号が送信機７２を介して走行装置６４の走行制御部６２に送られ、走行ユニット５０がトレーラー停止指令信号に応じて制御されるため、トレーラー２が作業位置Ｘで停止する。

以上のような第１走行パターンでは、まずクレーン３が先に作業位置Ｘで停止する。その後、トレーラー２が作業位置Ｘで停止する。このとき、トレーラー２は、クレーン３の吊上部７の下方位置で停止するように誘導される。トレーラー２がクレーン３の吊上部７の下方位置に誘導される際には、複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補がトレーラー２の自己位置として決定され、そのトレーラー２の自己位置に基づいてトレーラー２が誘導される。

図１０は、制御ユニット７１により実行される第２走行パターンによる走行制御処理手順の詳細を示すフローチャートである。図１０において、制御ユニット７１は、まず図９の手順Ｓ１１１と同様に、荷役作業が指示されたかどうかを判断する（手順Ｓ１２１）。

制御ユニット７１は、荷役作業が指示されたと判断したときは、クレーン移動指令信号及びトレーラー移動指令信号を出力する（手順Ｓ１２２）。これにより、クレーン３及びトレーラー２が作業位置Ｘに向けて移動する。

続いて、制御ユニット７１は、受信機７０により受信されたクレーン３及びトレーラー２の自己位置データを取得する（手順Ｓ１２３）。そして、制御ユニット７１は、クレーン３の自己位置データに基づいて、クレーン３が作業位置Ｘに達したかどうかを判断する（手順Ｓ１２４）。制御ユニット７１は、クレーン３が作業位置Ｘに達したと判断したときは、クレーン停止指令信号を出力する（手順Ｓ１２５）。これにより、クレーン３が作業位置Ｘで停止する。

制御ユニット７１は、クレーン３が作業位置Ｘに達していないと判断したときは、トレーラー２が作業位置Ｘの手前の所定位置に達したかどうかを判断する（手順Ｓ１２６）。制御ユニット７１は、トレーラー２が作業位置Ｘの手前の所定位置に達していないと判断したときは、手順Ｓ１２３，Ｓ１２４，Ｓ１２６を再度実行する。

制御ユニット７１は、トレーラー２が作業位置Ｘの手前の所定位置に達したと判断したときは、トレーラー停止指令信号を出力する（手順Ｓ１２７）。これにより、トレーラー２が作業位置Ｘの手前の所定位置で停止する。

続いて、制御ユニット７１は、受信機７０により受信されたクレーン３の自己位置データを取得する（手順Ｓ１２８）。そして、制御ユニット７１は、クレーン３の自己位置データに基づいて、クレーン３が作業位置Ｘに達したかどうかを判断する（手順Ｓ１２９）。制御ユニット７１は、クレーン３が作業位置Ｘに達していないと判断したときは、手順Ｓ１２８，１２９を再度実行する。制御ユニット７１は、クレーン３が作業位置Ｘに達したと判断したときは、クレーン停止指令信号を出力する（手順Ｓ１２５）。これにより、クレーン３が作業位置で停止する。

制御ユニット７１は、手順Ｓ１２５が実行された後、トレーラー移動指令信号を出力する（手順Ｓ１３０）。これにより、トレーラー２が作業位置Ｘに向けて移動する。続いて、制御ユニット７１は、受信機７０により受信されたトレーラー２の自己位置データを取得する（手順Ｓ１３１）。そして、制御ユニット７１は、トレーラー２の自己位置データに基づいて、トレーラー２が作業位置Ｘに達したかどうかを判断する（手順Ｓ１３２）。

制御ユニット７１は、トレーラー２が作業位置Ｘに達していないと判断したときは、手順Ｓ１３１，Ｓ１３２を再度実行する。制御ユニット７１は、トレーラー２が作業位置Ｘに達したと判断したときは、トレーラー停止指令信号を出力する（手順Ｓ１３３）。これにより、トレーラー２が作業位置Ｘで停止する。

以上のような第２走行パターンでは、クレーン３及びトレーラー２が同時に走行を開始する。トレーラー２がクレーン３よりも先に作業位置Ｘに到達しそうなときは、トレーラー２が作業位置Ｘの手前で一旦停止する。そして、クレーン３が作業位置Ｘで停止した後、トレーラー２が走行を再開し、作業位置Ｘで停止する。このとき、トレーラー２は、クレーン３の吊上部７の下方位置で停止するように誘導される。トレーラー２がクレーン３の吊上部７の下方位置に誘導される際には、上記の第１走行パターンと同様に、複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補がトレーラー２の自己位置として決定され、そのトレーラー２の自己位置に基づいてトレーラー２が誘導される。

以上のように本実施形態にあっては、まず互いに異なる自己位置推定技術を用いてトレーラー２の自己位置候補が複数推定される。そして、各自己位置候補の信頼度が算出され、各自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補がトレーラー２の自己位置として決定される。これにより、トレーラー２の自己位置の推定精度が向上する。

また、本実施形態では、複数の自己位置候補のうち基準となる自己位置候補の期待値と複数の自己位置候補のうち他の自己位置候補の期待値との差と、複数の自己位置候補のばらつきと、基準となる自己位置候補のばらつきの範囲と他の自己位置候補のばらつきの範囲とが重なる面積とを用いて、複数の自己位置候補の信頼度が算出される。従って、単純な計算式を用いて、複数の自己位置候補の信頼度を確実に算出することができる。

また、本実施形態では、自己位置推定技術の一つとして衛星を利用した自己位置推定技術を用いてトレーラー２の自己位置候補を推定するので、トレーラー２が屋外を移動する際に、トレーラー２の自己位置候補を精度良く推定することができる。これにより、トレーラー２の自己位置の推定精度を一層向上させることができる。

ところで、クレーン３及びトレーラー２を作業位置Ｘで停止させる際、クレーン３の位置をトレーラー２の位置に対して調整するよりも、トレーラー２の位置をクレーン３の位置に対して調整するほうが容易である。このため、上記の第１走行パターン及び第２走行パターンのように、クレーン３をトレーラー２よりも先に作業位置Ｘに停止させている。しかし、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法のみを用いてトレーラー２の自己位置を推定する場合には、クレーン３をトレーラー２よりも先に作業位置Ｘに停止させると、トレーラー２がクレーン３の吊上部７の下方位置に誘導される際に、衛星受信アンテナ５１の視野がクレーン３の支持体６及び吊上部７によって制限されるため、トレーラー２の自己位置の推定精度が悪化しやすくなる。従って、トレーラー２をクレーン３の吊上部７の下方の所望位置に精度良く停止させることができず、トレーラー２またはクレーン３の位置調整が必要となり、結果的に荷役効率の悪化につながる。

それに対し実施形態では、上述したようにトレーラー２の自己位置の推定精度が向上するため、トレーラー２をクレーン３の吊上部７の下方の所望位置に精度良く停止させることができる。これにより、トレーラー２またはクレーン３の位置調整が不要となり、荷役効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、衛星を利用した自己位置推定技術を用いてクレーン３の自己位置を推定するので、クレーン３が屋外を移動する際に、クレーン３の自己位置を精度良く推定することができる。これにより、クレーン３を屋外の作業位置Ｘに精度良く停止させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法を含む６種類の自己位置推定技術を用いて、トレーラー２の自己位置候補を６つ推定しているが、特にその形態には限られず、互いに異なる複数種類の自己位置推定技術を用いて、トレーラー２の自己位置候補を複数推定すればよい。

このとき、上記の６種類の自己位置推定技術から、作業環境に適した自己位置推定技術を必要な数だけ選択してもよい。例えば、屋内では、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法以外の自己位置推定技術を選択したり、降雨時には、ＬＩＤＡＲ ＳＬＡＭ以外の自己位置推定技術を選択してもよい。この場合には、必要最小限の自己位置推定技術のみを使用するため、システムコストを低減することができる。また、複数の自己位置候補の信頼度を算出する際に、作業環境に応じてパラメータに重みを付けてもよい。この場合には、複数の自己位置候補の信頼度を最適化することができる。

また、上記実施形態では、自己位置推定技術の一つとしてＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法を用いているが、衛星を利用して自己位置推定を行う自己位置推定技術としては、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ測位法の代わりに、単独測位法または相対測位法等を用いてもよい。この場合には、基準局クレーン１０及び基準局トレーラー１１が不要となる。

また、上記実施形態では、トレーラー２の自己位置を推定するときは、常に複数の自己位置候補を推定し、複数の自己位置候補の信頼度を算出して、トレーラー２の自己位置を推定しているが、特にその形態には限られない。例えば、トレーラー２がクレーン３の吊上部７の下方位置に誘導される前までは、衛星を利用した自己位置推定技術等を用いてトレーラー２の自己位置を推定し、トレーラー２がクレーン３の吊上部７の下方位置に誘導される際に、複数の自己位置候補を推定し、複数の自己位置候補の信頼度を算出して、トレーラー２の自己位置を推定してもよい。

また、上記実施形態では、クレーン３をトレーラー２よりも先に作業位置Ｘで停止させているが、特にその形態には限られず、トレーラー２をクレーン３よりも先に作業位置Ｘで停止させてもよい。

また、上記実施形態では、移動式のクレーン３を使用しているが、特にその形態には限られず、固定式のクレーンを使用してもよい。また、上記実施形態では、トレーラー２を使用しているが、コンテナＣが載置される移動体としては、特にトレーラー２には限られず、台車等であってもよい。

さらに、上記実施形態は、コンテナＣの荷役を行う荷役システム１であるが、本発明は、コンテナ以外の荷物の荷役を行う荷役システムにも適用可能である。また、本発明は、移動体の自己位置を推定するのであれば、荷役システム以外のシステムにも適用可能である。

１…荷役システム、２…トレーラー（移動体）、３…クレーン、４…載置部、７…吊上部、４０…クレーン運行装置、５４…第１自己位置候補推定部（自己位置候補推定部）、５５…第２自己位置候補推定部（自己位置候補推定部）、５６…第３自己位置候補推定部（自己位置候補推定部）、５７…第４自己位置候補推定部（自己位置候補推定部）、５８…第５自己位置候補推定部（自己位置候補推定部）、５９…第６自己位置候補推定部（自己位置候補推定部）、６０…信頼度算出部、６１…自己位置決定部、６３…自己位置推定装置、６４…走行装置、Ｃ…コンテナ（荷物）、Ｘ…作業位置。

Claims (7)

1. 移動体の自己位置を推定する自己位置推定装置であって、
   互いに異なる自己位置推定技術を用いて前記移動体の自己位置候補をそれぞれ推定する複数の自己位置候補推定部と、
   前記複数の自己位置候補推定部によりそれぞれ推定された複数の自己位置候補の信頼度を算出する信頼度算出部と、
   前記信頼度算出部により算出された前記複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補を前記移動体の自己位置として決定する自己位置決定部とを備える自己位置推定装置。
2. 前記信頼度算出部は、前記複数の自己位置候補のうち基準となる自己位置候補の期待値と前記複数の自己位置候補のうち他の自己位置候補の期待値との差と、前記複数の自己位置候補のばらつきと、前記基準となる自己位置候補のばらつきの範囲と前記他の自己位置候補のばらつきの範囲とが重なる面積とを用いて、前記複数の自己位置候補の信頼度を算出する請求項１記載の自己位置推定装置。
3. 前記複数の自己位置候補推定部の一つは、衛星を利用した自己位置推定技術を用いて前記移動体の自己位置候補を推定する請求項１または２記載の自己位置推定装置。
4. 移動体の自己位置を推定する自己位置推定方法であって、
   互いに異なる自己位置推定技術を用いて前記移動体の自己位置候補を複数推定し、
   複数の自己位置候補の信頼度を算出し、
   前記複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補を前記移動体の自己位置として決定する自己位置推定方法。
5. 荷物が載置される載置部を有する移動体と、前記荷物を吊り上げる吊上部を有するクレーンとを使用して、前記荷物の荷役を行う荷役システムであって、
   前記移動体の自己位置を推定する自己位置推定装置と、
   前記自己位置推定装置により推定された前記移動体の自己位置に基づいて、前記移動体を走行させる走行装置とを備え、
   前記自己位置推定装置は、
   互いに異なる自己位置推定技術を用いて前記移動体の自己位置候補をそれぞれ推定する複数の自己位置候補推定部と、
   前記複数の自己位置候補推定部によりそれぞれ推定された複数の自己位置候補の信頼度を算出する信頼度算出部と、
   前記信頼度算出部により算出された前記複数の自己位置候補の信頼度のうち最も高い信頼度に相当する自己位置候補を前記移動体の自己位置として決定する自己位置決定部とを有する荷役システム。
6. 前記走行装置は、前記移動体が前記クレーンの前記吊上部の下方で停止するように前記移動体を走行させ、
   前記自己位置候補推定部は、前記移動体が前記吊上部の下方に誘導される際に、前記複数の自己位置候補を推定する請求項５記載の荷役システム。
7. 衛星を利用した自己位置推定技術を用いて前記クレーンの自己位置を推定し、前記クレーンの自己位置に基づいて、前記クレーンを走行させるクレーン運行装置を更に備える請求項５または６記載の荷役システム。

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