JP2020135085A - レーザ誘導方式の無人搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】従来よりもレーザスキャナ装置の消費電力が低減された無人搬送車を提供する。【解決手段】本発明に係る無人搬送車１０は、回転しながら周囲にレーザ光Ｌを投光するレーザスキャナ装置１５と、荷役装置４０と、走行装置４１とを備え、レーザスキャナ装置１５で現在位置を特定しながら荷役作業を行うレーザ誘導式の無人搬送車であって、レーザスキャナ装置１５におけるレーザ光Ｌの輝度および回転を制御するスキャナ制御部３０をさらに備えている。スキャナ制御部３０は、走行装置４１による走行の速度に応じて上記回転の回転数を通常回転数とゼロとの間で変化させるよう構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、誘導方式としてレーザスキャナ装置によるレーザ誘導を採用した無人搬送車に関する。

特許文献１に見られるように、倉庫等の建屋内で荷役作業を行う無人搬送車の誘導方式として、レーザ誘導が知られている。この方式では、無人搬送車のそれぞれに搭載されたレーザスキャナ装置が回転しながら周囲にレーザ光を投光するとともに建屋内に複数設置された反射体からの反射光を検出することにより、反射体までの距離と該反射体の方位を算出する。そして、このようにして認識した３つの反射体がなす三角形が予め用意された反射体マップに示されたどの三角形に該当するのかを特定することにより、無人搬送車の現在位置および向きを特定する。

レーザ誘導方式は、走行経路に沿って磁性体を埋め込んでおく必要がある磁気誘導等の他の誘導方式に比べ、建屋内のレイアウト変更に対して融通が利くという利点がある。

特開２０００−５６８２８号公報

しかしながら、レーザ誘導方式の無人搬送車では、レーザスキャナ装置がバッテリに蓄積された電力を少なからず消費し、その分だけ稼働時間が短くなることがしばしば問題となっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、従来よりもレーザスキャナ装置の消費電力が低減された無人搬送車を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る無人搬送車は、回転しながら周囲にレーザ光を投光するレーザスキャナ装置と、荷役装置と、走行装置とを備え、レーザスキャナ装置で現在位置を特定しながら荷役作業を行うレーザ誘導式の無人搬送車であって、レーザスキャナ装置におけるレーザ光の輝度および回転を制御するスキャナ制御部をさらに備え、スキャナ制御部は、走行装置による走行の速度に応じて上記回転の回転数を通常回転数とゼロとの間で変化させる、との構成を有している。

上記無人搬送車のスキャナ制御部は、走行装置による走行が停止しているとき、または荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに上記回転数をゼロとする、との構成を有していてもよい。

また、上記無人搬送車のスキャナ制御部は、走行装置による走行が停止しているとき、または荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに上記輝度をゼロとする、との構成を有していることが好ましい。

本発明によれば、従来よりもレーザスキャナ装置の消費電力が低減された無人搬送車を提供することができる。

本発明の第１実施例に係る無人搬送車の外観を示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。 無人搬送車が荷役作業を行う建屋内のレイアウトの一例を示す平面図である。 本発明の第１実施例に係る無人搬送車のブロック図である。 本発明の第１実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。 本発明の第２実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。 本発明の第３実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。 本発明の第４実施例に係る無人搬送車の動作を示すタイミング図である。 本発明の変形例に係る無人搬送車のブロック図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る無人搬送車の実施例について説明する。

［第１実施例］
図１に、本発明の第１実施例に係る無人搬送車１０を示す。同図に示すように、無人搬送車１０は、走行輪１４を有する車両本体１１と、車両本体１１に対して水平方向に移動可能に設けられたマスト１２と、マスト１２に対して昇降可能に設けられたフォーク１３とを備えている。フォーク１３は、マスト１２が水平方向に移動することにより、符号１３’で示した位置をとることができる。また、フォーク１３は、マスト１２に沿って上昇することにより、符号１３”で示した位置をとることもできる。

無人搬送車１０は、車両本体１１の最上部に設けられたレーザスキャナ装置１５をさらに備えている。レーザスキャナ装置１５は、回転しながら周囲にレーザ光Ｌを投光するとともに、建屋１００内に複数設置された反射体１０２によって再帰反射されたレーザ光Ｌ’（反射光）を検出するように構成されている（図２参照）。ここで、レーザ光Ｌ，Ｌ’は、建屋１００内に設置された棚１０１や高く積まれた荷物（不図示）によって遮られる場合がある。また、前述した通り、レーザ誘導方式では、３つの反射体１０２が認識されなければならない。建屋１００内における反射体１０２の数および配置は、これらのことを考慮して決定されている。

図３に示すように、無人搬送車１０は、制御装置２０と、マスト１２、フォーク１３およびこれらを駆動するための駆動系からなる荷役装置４０と、走行輪１４およびこれを駆動するための駆動系からなる走行装置４１と、通信装置４２とを備えている。制御装置２０および通信装置４２は、車両本体１１の内部に設けられている。荷役装置４０および走行装置４１の一部も、車両本体１１の内部に設けられている。

通信装置４２は、建屋１００内に設置された不図示の管理装置と無線通信を行い、行うべき荷役作業に関する情報（荷役指令）を受信する。また、通信装置４２は、荷役作業の進捗や特定された現在位置に関する最新の情報を管理装置に逐次送信する。

制御装置２０は、車両位置特定部２１と、マップ記憶部２２と、荷役制御部２３と、走行制御部２４とを有している。また、車両位置特定部２１は、スキャナ制御部３０を含んでいる。

車両位置特定部２１は、レーザスキャナ装置１５と協働して無人搬送車１０の現在位置を特定するとともに、特定した現在位置に関する情報を荷役制御部２３、走行制御部２４および通信装置４２に送る。現在位置の特定にあたり、車両位置特定部２１は、マップ記憶部２２に予め格納された、建屋１００内における反射体１０２の配置が示された反射体マップを参照する。

走行制御部２４は、現在位置に関する情報を参照しながら、荷役指令にしたがって走行装置４１を制御する。具体的には、走行制御部２４は、無人搬送車１０が所定の荷役作業位置に向かうように、走行輪１４の操舵角を制御しながら該走行輪１４を転動させる。

荷役制御部２３は、現在位置に関する情報を参照しながら、荷役指令にしたがって荷役装置４０を制御する。具体的には、荷役制御部２３は、無人搬送車１０が所定の荷役作業位置に到着すると、マスト１２およびフォーク１３を動かして荷取りまたは荷置きを行わせる。

車両位置特定部２１のスキャナ制御部３０は、走行装置４１および荷役装置４０の状態に基づいて、レーザスキャナ装置１５を構成する投受光部１６および回転駆動部１７を制御する。ここで、投受光部１６は、指令された輝度のレーザ光Ｌを水平方向に投光する投光素子と、受光したレーザ光Ｌ’（反射光）の輝度に応じた電気信号を出力する受光素子とからなっている。また、回転駆動部１７は、指令された回転数（ｒｐｍ）で投受光部１６を高速回転させるモータからなっている。

本実施例におけるスキャナ制御部３０の動作について、さらに詳しく説明する。

スキャナ制御部３０は、走行装置４１の状態、すなわち、走行装置４１による走行の速度（以下、単に「走行速度」という）に応じて、回転駆動部１７の回転数を通常回転数Ｒ１と回転数Ｒ２（ただし、０≦Ｒ２＜Ｒ１）との間で変化させる。ここで、通常回転数とは、レーザスキャナ装置１５に所定の性能を発揮させるのに必要な回転数をいう。通常回転数は、一般的な使い方をする場合の回転数ということもできる。

回転駆動部１７の回転数が通常回転数Ｒ１よりも低下すると、その分だけ３つの反射体１０２を認識する頻度が低下し、その結果、車両位置特定部２１における現在位置の特定の頻度が低下する。しかしながら、回転駆動部１７の回転数が低下するのは、走行速度が遅いとき、すなわち単位時間あたりの現在位置の変化量が小さいときに限られているので、これにより誘導に支障が生じることはない。

図４に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、走行速度が変化すると、それに応じて回転駆動部１７の回転数がＲ１とＲ２の間で変化することを示している。なお、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、荷役装置４０の状態、すなわち、マスト１２およびフォーク１３が荷取りまたは荷置きのための動作（以下、「荷役動作」という）を行っているか否かによっては、回転駆動部１７の回転数を変化させない。また、本実施例では、レーザ光Ｌの輝度は通常輝度Ｉ１から変化しない。ここで、通常輝度Ｉ１とは、受光素子に十分な輝度の反射光Ｌ’を到達させ得る輝度をいう。

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、レーザスキャナ装置１５の回転駆動部１７が消費する電力を低減することができる。

［第２実施例］
本発明の第２実施例に係る無人搬送車１０は、スキャナ制御部３０の動作が第１実施例と異なっているが、その他の点については第１実施例と共通している。

本実施例におけるスキャナ制御部３０は、走行速度に応じて、回転駆動部１７の回転数を通常回転数Ｒ１と回転数Ｒ３（ただし、０＜Ｒ３＜Ｒ１）の間で変化させる。また、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていれば、回転駆動部１７の回転数をゼロにする。

図５に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、走行速度が変化すると、それに応じて回転駆動部１７の回転数がＲ１とＲ３の間で変化することを示している。また、同図は、荷役動作が行われている時刻ｔ３−ｔ４の間に、回転駆動部１７の回転数がゼロになることを示している。なお、本実施例では、レーザ光Ｌの輝度は通常輝度Ｉ１から変化しない。

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、レーザスキャナ装置１５の回転駆動部１７が消費する電力を低減することができる。

［第３実施例］
本発明の第３実施例に係る無人搬送車１０は、スキャナ制御部３０の動作が第１実施例と異なっているが、その他の点については第１実施例と共通している。

本実施例におけるスキャナ制御部３０は、走行速度に応じて、回転駆動部１７の回転数を通常回転数Ｒ１と回転数Ｒ２（ただし、０≦Ｒ２＜Ｒ１）の間で変化させる。また、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、走行速度がゼロよりも大きければ、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度Ｉ１とする一方、走行速度がゼロであれば、レーザ光Ｌの輝度を輝度Ｉ２（ただし、０≦Ｉ２＜Ｉ１）とする。

レーザ光Ｌの輝度が通常輝度Ｉ１よりも低下すると、車両位置特定部２１は、現在位置を特定することができなくなる可能性がある。しかしながら、走行速度がゼロであれば現在位置は一切変化しないので、これにより誘導に支障が生じることはない。なお、この場合、荷役制御部２３、走行制御部２４および通信装置４２は、最後に特定された現在位置を利用すればよい。

図６に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、走行速度が変化すると、それに応じて回転駆動部１７の回転数がＲ１とＲ２の間で変化することを示している。また、同図は、走行速度がゼロである時刻ｔ０−ｔ１の間、および時刻ｔ２以降に、レーザ光Ｌの輝度がＩ２にまで低下することを示している。なお、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っているか否かによっては、回転駆動部１７の回転数およびレーザ光Ｌの輝度を変化させない。

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、レーザスキャナ装置１５の回転駆動部１７が消費する電力のみならず、投受光部１６が消費する電力をも低減することができる。

［第４実施例］
本発明の第４実施例に係る無人搬送車１０は、スキャナ制御部３０の動作が第１実施例と異なっているが、その他の点については第１実施例と共通している。

本実施例におけるスキャナ制御部３０は、走行速度に応じて、回転駆動部１７の回転数を通常回転数Ｒ１と回転数Ｒ３（ただし、０＜Ｒ３＜Ｒ１）の間で変化させる。また、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っているときに、回転駆動部１７の回転数をゼロにする。さらに、本実施例におけるスキャナ制御部３０は、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていなければ、レーザ光Ｌの輝度を通常輝度Ｉ１とする一方、マスト１２およびフォーク１３が荷役動作を行っていれば、レーザ光Ｌの輝度を輝度Ｉ２（ただし、０≦Ｉ２＜Ｉ１）とする。

前述した通り、レーザ光Ｌの輝度が通常輝度Ｉ１よりも低下すると、車両位置特定部２１は、現在位置を特定することができなくなる可能性がある。しかしながら、荷役動作は、通常、走行が停止しているときに行うことになっているため、これにより誘導に支障が生じることはない。

図７に、本実施例に係る無人搬送車１０の動作の一例を示す。同図は、走行速度が変化すると、それに応じて回転駆動部１７の回転数がＲ１とＲ３の間で変化することを示している。また、同図は、荷役動作が行われている時刻ｔ３−ｔ４の間に、回転駆動部１７の回転数がゼロにまで低下するとともに、レーザ光Ｌの輝度がＩ２にまで低下することを示している。

本実施例に係る無人搬送車１０によれば、レーザスキャナ装置１５の回転駆動部１７が消費する電力のみならず、投受光部１６が消費する電力をも低減することができる。

［変形例］
以上、本発明に係る無人搬送車１０の第１〜第４実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれらに限定されるものではない。

例えば、各実施例における制御部２０は、図８に示すように、第１〜第４実施例における車両位置特定部２１に相当する第１車両位置特定部２５と、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）誘導等の別の誘導方式により現在位置を特定する第２車両位置特定部２６とからなる車両位置特定部２７を備えていてもよい。本実施例に係る無人搬送車１０によれば、第１車両位置特定部２５による現在位置の特定の頻度が低下したとき、または現在位置の特定が行えないときに、第２車両位置特定部２６を用いて現在位置を特定し続けることができる。なお、図８においては、レーザスキャナ装置１５の図示が省略されている。

また、本発明は、レーザスキャナ装置、荷役装置および走行装置を備えた任意のタイプの無人搬送車に適用することができる。

１０ 無人搬送車
１１ 車両本体
１２ マスト
１３ フォーク
１４ 走行輪
１５ レーザスキャナ装置
１６ 投受光部
１７ 回転駆動部
２０ 制御部
２１ 車両位置特定部
２２ マップ記憶部
２３ 荷役制御部
２４ 走行制御部
２５ 第１車両位置特定部
２６ 第２車両位置特定部
２７ 車両位置特定部
３０ スキャナ制御部
４０ 荷役装置
４１ 走行装置
４２ 通信装置
１００ 建屋
１０１ 棚
１０２ 反射体

上記課題を解決するために、本発明に係る無人搬送車は、回転しながら周囲にレーザ光を投光するレーザスキャナ装置と、荷役装置と、走行装置とを備え、レーザスキャナ装置で現在位置を特定しながら荷役作業を行うレーザ誘導式の無人搬送車であって、レーザスキャナ装置におけるレーザ光の輝度および回転を制御するスキャナ制御部をさらに備え、スキャナ制御部は、荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っていないときは、走行装置による走行の速度に応じて上記回転の回転数を通常回転数Ｒ１と回転数Ｒ３（ただし、０＜Ｒ３＜Ｒ１）との間で変化させ、荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときは、上記回転の回転数をゼロとする、との構成を有している。

また、上記無人搬送車のスキャナ制御部は、荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っていないときは、上記輝度を通常輝度Ｉ１とし、荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときは、上記輝度を輝度Ｉ２（ただし、０≦Ｉ２＜Ｉ１）とする、との構成を有していることが好ましい。

Claims (3)

1. 回転しながら周囲にレーザ光を投光するレーザスキャナ装置と、荷役装置と、走行装置とを備え、前記レーザスキャナ装置で現在位置を特定しながら荷役作業を行うレーザ誘導式の無人搬送車であって、
   前記レーザスキャナ装置における前記レーザ光の輝度および前記回転を制御するスキャナ制御部をさらに備え、
   前記スキャナ制御部は、前記走行装置による走行の速度に応じて前記回転の回転数を通常回転数とゼロとの間で変化させる
   ことを特徴とする無人搬送車。
2. 前記スキャナ制御部は、前記走行装置による走行が停止しているとき、または前記荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに前記回転数をゼロとする
   ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
3. 前記スキャナ制御部は、前記走行装置による走行が停止しているとき、または前記荷役装置が荷取りまたは荷置きのための動作を行っているときに前記輝度をゼロとする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の無人搬送車。

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