JP2020191008A - 自律移動装置および自律移動装置における搬送情報読取方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無人搬送にかかる搬送効率および作業性を最大化する自律移動装置を提供する。【解決手段】自律移動装置１であって、検出領域に光を射出し、射出された光が前記検出領域に存在する物体により反射された反射光を受光する第１のセンサ９と、前記第１のセンサからの信号に基づき、前記検出領域に存在する搬送対象物２０に装着されていて当該搬送対象物にかかる搬送情報を含む識別部材２１を検知する検知手段４と、当該自律移動装置の移動を制御する移動制御手段４と、を備え、前記検知手段により前記識別部材を検知すると、前記移動制御手段は、当該自律移動装置を減速走行あるいは一時停止させ、前記識別部材へ近づくよう制御し、前記検知手段は、前記移動制御手段によって近づいた前記識別部材における前記搬送対象物にかかる搬送情報を読み取る。【選択図】図１

Description

本発明は、自律移動装置および自律移動装置における搬送情報読取方法に関する。

従来、自律移動装置である無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）を用いて、倉庫内の搬送作業を自動化することは、世の中で広く検討されている。具体的には、無人搬送車に接続機構を設け、無人搬送車に搬送対象物（カゴ台車）を接続して倉庫内を搬送する、という構成は既に知られている。

特許文献１には、無人搬送車の走行速度を搬送経路におけるエリア毎に変更する技術が開示されている。より詳細には、特許文献１には、搬送効率を高めることを目的として、無人搬送車が単に走行するだけの第２のエリアにおける無人搬送車の最高走行速度が、搬送対象物が存在する可能性がある特定のエリアである第１のエリアにおける無人搬送車の最高走行速度よりも速くなるように、無人搬送車を走行させる技術が開示されている。

しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、搬送対象物の有無に関わらず、特定のエリアを走行する際には減速して走行しているので、必要以上に搬送時間が掛かっており、搬送効率の向上（換言すると、生産性の向上）、という観点で改善の余地がある。

また、特許文献１に開示された技術によれば、搬送対象物を特定のエリアに停車させておく必要があるため、作業性という観点でも改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無人搬送にかかる搬送効率および作業性を最大化することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、自律移動装置であって、検出領域に光を射出し、射出された光が前記検出領域に存在する物体により反射された反射光を受光する第１のセンサと、前記第１のセンサからの信号に基づき、前記検出領域に存在する搬送対象物に装着されていて当該搬送対象物にかかる搬送情報を含む識別部材を検知する検知手段と、当該自律移動装置の移動を制御する移動制御手段と、を備え、前記検知手段により前記識別部材を検知すると、前記移動制御手段は、当該自律移動装置を減速走行あるいは一時停止させ、前記識別部材へ近づくよう制御し、前記検知手段は、前記移動制御手段によって近づいた前記識別部材における前記搬送対象物にかかる搬送情報を読み取る、ことを特徴とする。

本発明によれば、無人搬送にかかる搬送効率および作業効率を最大化することができる、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる搬送システムにおける自走ロボットとカゴ台車とを示す説明図である。 図２は、カゴ台車にＩＤパネルが配置された例を示す斜視図である。 図３は、ＩＤパネルの例を示す図である。 図４は、搬送システムを適用することが想定される物流倉庫の一例を示す説明図である。 図５は、反射材の設置例を示す図である。 図６は、自走ロボットのコントローラのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図７は、自走ロボットのコントローラが発揮する機能的構成例を示すブロック図である。 図８は、ＩＤパネルの検出処理およびＩＤ読取処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図９は、仮置きエリア内でのカゴ台車に装着されたＩＤパネルの検知手法を示す図である。 図１０は、自走ロボットによるＩＤパネルの認識を示す図である。 図１１−１は、自走ロボットの仮置きエリアにおける探索動作を示す図である。 図１１−２は、自走ロボットの仮置きエリアにおける探索動作を示す図である。 図１２は、第２の実施の形態にかかる搬送システムにおけるカゴ台車を示す斜視図である。 図１３は、ＩＤパネルの検出処理およびＩＤ読取処理の流れを概略的に示すフローチャートである。 図１４は、自走ロボットによるＩＤパネルおよび再帰反射テープの認識を示す図である。 図１５は、第３の実施の形態にかかる搬送システムにおける自走ロボットのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、自律移動装置および自律移動装置における搬送情報読取方法の実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる搬送システムにおける自走ロボット１とカゴ台車２とを示す説明図である。本実施形態は、連結対象であるカゴ台車２のような搬送対象物に自動で接続して牽引することで、カゴ台車２を所望の搬送先へ自動搬送する無人搬送車（ＡＧＶ：Automated Guided Vehicle）としての自走ロボット１を、自律移動装置に適用した誘導システムの一例である搬送システムの例である。

自走ロボット１は、搬送物を積載するカゴ台車２に自動で連結する機能を持った自律移動装置である。これにより、自走ロボット１には積載が可能な構成を持たせることなく、自走ロボット１によってカゴ台車２を牽引させることで、カゴ台車２に積載された多数の搬送物を搬送することができる。

図１に示すように、自走ロボット１は、装置本体であるロボット本体部１００、磁気センサ３、検出装置であるコントローラ４、電力源（バッテリー）６、動力モータ７、モータドライバ８、第１のセンサである測域センサ９、連結装置１０、駆動車輪７１及び従動車輪７２等を備える。測域センサ９は、自走ロボット１の周辺環境を認識する。

本実施形態の搬送システムでは、自走ロボット１の走行可能な経路の床面にガイドテープとして磁気テープを設置し、自走ロボット１は、磁気センサ３を用いて磁気テープを検出することにより自走ロボット１が走行可能な経路上に位置していることを認識することができる。床面にテープを設置する誘導方式としては、磁気テープを用いる構成（磁気式）に限らず、光学テープを用いる構成（光学式）としてもよい。光学テープを用いる場合は、磁気センサ３の代わりに反射センサやイメージセンサなどが利用できる。

また、本実施形態の搬送システムでは、自走ロボット１は、二次元地図あるいは三次元地図と測域センサ９の検出結果との照合によって自己位置を認識する自律走行を行うことができる。測域センサ９は、物体にレーザ光を照射してその反射光から物体までの距離を測定する走査式のレーザ距離センサ（レーザレンジファインダ（ＬＲＦ））である。

なお、検出結果と二次元地図あるいは三次元地図との照合によって自己位置の認識に用いるセンサとしては、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）以外に、ステレオカメラやデプスカメラなども利用できる。

自走ロボット１は、磁気センサ３や測域センサ９の検出結果に基づいてコントローラ４がモータドライバ８を介して動力モータ７の駆動を制御し、動力モータ７が駆動車輪７１を回動駆動することで自走ロボット１が自律走行を行う。

図１に示すように、カゴ台車２は、カゴ部２０を保持する底板２２と、四角形状の底板２２の四隅に配置されたキャスター２３と、カゴ部２０の側面に配置された識別部材であるＩＤパネル２１とを備える。

所定の場所に置かれたカゴ台車２には、ＩＤパネル２１の認識用マーカーが表示されたＩＤパネル２１が取り付けられている。ＩＤパネル２１の認識用マーカーは、帯状部材である再帰反射テープ２１ｂ（図３参照）等を用いて構成されている。

本実施形態では、カゴ台車２に設置されたＩＤパネル２１の認識用マーカーとして、再帰反射テープ２１ｂを用いている。自走ロボット１は、周辺環境との距離を取得するレーザレンジファインダ（ＬＲＦ）等の測域センサ９を用いてＩＤパネル２１の認識用マーカーを読み取る。

自走ロボット１のコントローラ４は、測域センサ９を用いてＩＤパネル２１の認識用マーカーを認識した場合、接続対象となるＩＤパネル２１を備えたカゴ台車２であると認識する。

また、自走ロボット１のコントローラ４は、測域センサ９を用いて位置を認識したＩＤパネル２１と測域センサ９との距離情報からＩＤパネル２１の位置座標を算出する。算出したＩＤパネル２１の位置座標を用いて、自走ロボット１のコントローラ４が動力モータ７の駆動制御を行うことで、自走ロボット１をカゴ台車２におけるＩＤパネル２１正面の所定の位置に位置決めする。

また、ＩＤパネル２１の認識用マーカーは、搬送対象物であるカゴ台車２にかかる搬送情報を含んでいる。搬送情報も、帯状部材である再帰反射テープ２１ｂ（図３参照）等を用いて構成されている。搬送情報としては、カゴ台車２の識別番号情報（ＩＤ情報）、搬送位置などの搬送先情報、搬送の優先度情報などがコード化されている。

自走ロボット１には、搬送情報を読み取る読取装置が設置されている。読取装置は、測域センサ９と復号部とからなる。本実施形態ではコントローラ４が復号部としての機能を有する。コントローラ４は、測域センサ９の検出結果から搬送情報のコードを認識する。コントローラ４の復号部では認識した搬送情報のコード情報をデコードすることで、カゴ台車２の認識番号情報、搬送先情報、優先度情報を得る。

次に、ＩＤパネル２１について詳述する。

ここで、図２はカゴ台車２にＩＤパネル２１が配置された例を示す斜視図である。図２に示すように、ＩＤパネル２１は、カゴ台車２の正面の略中央部に配置される。より詳細には、ＩＤパネル２１は、自走ロボット１の測域センサ９に対して対向する位置に配置される（図１参照）。ＩＤパネル２１は、カゴ台車２に着脱可能であって、カゴ台車２の中央の骨組み（縦棒）などの所定の位置に作業者によって設置される。なお、ＩＤパネル２１の角度は、カゴ台車２の角度と同義となるので、カゴ台車２の正面部分に対して平行になるように設置する。

自走ロボット１がカゴ台車２を連結するために、自走ロボット１は、カゴ台車２と自走ロボット１との距離と角度を検出して、カゴ台車２に向かって走行を行う必要がある。しかしながら、測域センサ９でカゴ台車２の形状を認識する場合、カゴ台車２の積載状況により認識すべき形状が変化することから、カゴ台車２との距離と角度を正確に検出することは難しい。そこで、本実施形態においては、カゴ台車２にＩＤパネル２１を装着して、自走ロボット１に搭載した測域センサ９でＩＤパネル２１を検出する。

ここで、識別部材であるＩＤパネル２１を技術的に説明する。ＩＤパネル２１はレーザレンジファインダ（ＬＲＦ）等の電磁波等を用いた測域センサ９により、検出対象の検出や識別を行うための識別部材である。ＩＤパネル２１は、電磁波等で検出するために、電磁波等が検出する定型のサイズの平面である検出面（例えば、ＩＤパネル２１の表面）を幾何学的に第一の方向（図２に示すＩＤパネル２１では、水平方向）において少なくとも３つの領域に分割されている。そして、ＩＤパネル２１は、分割された複数の領域において、少なくとも隣り合う領域の電磁波等に対する反射率が異なるように設定されている。

この第一の方向は、測域センサ９による走査方向と平行する方向である。図３に示すＩＤパネル２１の例では、紙面横方向（水平方向）において領域が分割されており、測域センサ９の走査方向は紙面横方向（水平方向）となる。

そして、自走ロボット１は、電磁波等を照射した際の反射信号の強度の違いを利用して特定のパターン（信号）を検出することで、検出対象の検出や識別を行う。

図３は、ＩＤパネル２１の例を示す図である。図３に示すように、本実施の形態においては、例えばＡ４サイズの厚紙のような板状部材を識別部材であるＩＤパネル２１とする。該板状部材の表面２１ａに対して、該板状部材の表面２１ａの両端やその間に、再帰反射テープ２１ｂを貼ることにより、認識用マーカーおよび搬送情報を形成する。また、板状部材の表面２１ａと再帰反射テープ２１ｂにより、検出面２１ｃを構成する。

板状部材の表面２１ａと再帰反射テープ２１ｂとは電磁波等に対する反射率が異なるので、このように構成することで、上記した電磁波等が検出する検出面を幾何学的に第一の方向において少なくとも３つの領域ａ，ｂ，ｃに分割し、分割された複数の領域ａ，ｂ，ｃにおいて、少なくとも隣り合う領域の電磁波等に対する反射率が異なるように設定することを実現する。

図３（ａ）に示すように、分割された少なくとも３つの領域は、第一の方向における検出面２１ｃの一端側から他端側に向かって、第一領域ａである再帰反射テープ２１ｂ、第二領域ｂである板状部材の表面２１ａ、第三領域ｃである再帰反射テープ２１ｂであり、第一領域ａの反射率と第二領域ｂの反射率は異なり、第三領域ｃの反射率と第二領域ｂの反射率は異なるように構成される。

ここで、第一領域ａと第三領域ｃとに異なる反射率の再帰反射テープ２１ｂを貼ることで、第一領域ａの反射率と、第二領域ｂの反射率と、第三領域ｃの反射率と、を異ならせることを実現できる。また、第一領域ａと第三領域ｃとに同じ反射率の再帰反射テープ２１ｂを貼ることで、第一領域ａの反射率と第三領域ｃの反射率とが等しくなるように構成してもよい。

また、第一領域ａの反射率と第三領域ｃとは、第二領域ｂの反射率よりも高い必要はなく、第一領域ａの反射率と第三領域ｃとの少なくとも一方が、第二領域ｂの反射率より低くてもよい。

また、識別部材であるＩＤパネル２１は、一つの板状部材で構成されなくてもよく、例えば２つの板状部材を並べることで検出面２１ｃを構成してもよい。

第１のセンサである測域センサ９により、第一領域ａで反射された第一受光量と、第二領域ｂで反射された第二受光量と、及び第三領域ｃで反射された第三受光量と、測域センサ９から第一領域ａまでの第一距離と、測域センサ９から第二領域ｂまでの第二距離と、測域センサ９から第三領域ｃまでの第三距離と、が検出される。

詳細は後述するが、ＩＤパネル２１は、第一受光量と、第二受光量と、第三受光量と、第一距離と、第二距離と、第三距離と、に基づいて識別される。

ＩＤパネル２１の両端の再帰反射テープ２１ｂは、スタートビットおよびストップビットを表すものであり、認識領域を規定する。このスタートビットおよびストップビットを表す両端の再帰反射テープ２１ｂの間に貼られたパターンを構成する再帰反射テープ２１ｂの位置に応じて、ＩＤパネル２１が保有する情報（カゴ台車２の認識番号情報、搬送先情報、優先度情報）が表される。なお、パターンを構成する再帰反射テープ２１ｂは、検出面２１ｃの両端に配置された２つの再帰反射テープ２１ｂに比べて、水平方向の長さが短く（すなわち、細く）なっていてもよい。すなわち、第二領域ｂに配置される再帰反射テープ２１ｂは、情報を有するパターンである。

図３に示したＩＤパネル２１の例では、板状部材の表面２１ａに対して再帰反射テープ２１ｂを貼ることで、ＩＤパネル２１の表面である検出面を矩形形状の領域に分割しているが、分割される領域の形状は矩形に限定されるものではなく、幾何学的な形状であればよい。なお、この図３に示したＩＤパネル２１の例は、再帰反射テープ２１ｂを貼っているので、簡単で安価に識別部材を製造することが可能となる。

測域センサ９から照射されたレーザは、検出面２１ｃを構成するＩＤパネル２１の再帰反射テープ２１ｂおよび板状部材の表面２１ａに当たった後、（反射率や入射角などに応じた強度で）反射し、測域センサ９内部のディテクタで検出される。測域センサ９の内部では、レーザの往復にかかった時間から距離を算出し、検出したレーザ光の強度値から反射強度を算出し、結果をコントローラ４に送信する。

図３（ａ）に示すＩＤパネル２１の例によれば、Ａｍｍ、Ｂｍｍのそれぞれの距離（幅）に応じて、ＩＤパネル２１が保有する情報（カゴ台車２の認識番号情報、搬送先情報、優先度情報）が識別される。また、図３（ｂ）に示すＩＤパネル２１の例によれば、Ｃｍｍ、Ｄｍｍ、Ｅｍｍのそれぞれの距離（幅）に応じて、ＩＤパネル２１が保有する情報（カゴ台車２の認識番号情報、搬送先情報、優先度情報）が識別される。

なお、ＩＤパネル２１に貼り付ける再帰反射テープ２１ｂは、ＩＤパネル２１の板状部材の表面２１ａに対して反射（輝度差の絶対値）に差があればよい。したがって、ＩＤパネル２１に貼り付ける部材は、光の再帰反射に限るものではなく、光を吸収するものであってもよい。

認識用マーカーおよび搬送情報を再帰反射テープ２１ｂで構成することで、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）である測域センサ９を用いた読み取りに好適となる。再帰反射テープ２１ｂを用いる構成では、コントローラ４は、測域センサ９から得たＩＤパネル２１の両端の再帰反射テープ２１ｂまでの距離、反射強度を得て、距離および反射強度からカゴ台車２と自走ロボット１との距離と角度を計算する。

ここで、反射強度とは、測域センサ９の内部の受光素子で受光した光の強さに応じた電圧を数値化したものである。ＩＤパネル２１に貼り付ける再帰反射テープ２１ｂは反射強度の値が高くでるので、位置を正確に識別し、連結時の自走ロボット１の位置決めに用いるフィードバック情報として用いることができる。

自走ロボット１を用いた本実施形態の搬送システムは、物流倉庫などにおける、カゴ台車２などの搬送対象物を搬送する作業を自動化するものである。本実施形態の搬送システムは、カゴ台車２などの搬送対象物にＩＤパネル２１を配置して、所定のエリア内に置いておくだけで、周回走行している複数台の自走ロボット１が搬送対象となるカゴ台車２を見つけて、目的地の車庫に搬送するものである。自走ロボット１による搬送動作は、次の（１）〜（３）の三つの作業に分割される。
（１）仮置きエリアでの搬送対象の探索および連結
（２）走行エリアの走行
（３）保管エリアでの保管場所探索と荷卸し

図４は、搬送システムを適用することが想定される物流倉庫１０００の一例を示す説明図である。図４は、物流倉庫１０００を天井側から見た床面を平面図として示している。図４に示されたＸＹ平面が床面と並行な面であり、Ｚ軸が高さ方向を示している。図４に示す物流倉庫１０００において、上記（１）における仮置きエリアＡ１は、例えばピッキング（倉庫内での集荷作業）後の荷物や荷卸しされた荷物を整列しておく場所が想定される。上記（３）における保管エリアＡ２は、トラックバースの各方面別のトラック駐車位置前などのエリア、エレベータなどで他階へ移送する場合のエレベータ前エリアが想定される。また、上記（２）における走行エリアＡ３は、磁気テープにより示される周回経路（走行路）である走行ライン５１のうち、仮置きエリアＡ１と保管エリアＡ２との側方に位置する走行ライン５１を含む場所が想定される。本実施形態の搬送システムは、カゴ台車２などの搬送対象物や車庫の探索エリアを、自走ロボット１の走行エリアＡ３の側方における一定距離全域としている。

自走ロボット１は、本線動作は床面に設置された磁気テープの走行ライン５１を磁気センサ３で認識するライン認識による誘導方式で移動する。また、自走ロボット１は、走行ライン５１の横にあるエリアマーク５２を検出してエリアを判断する。また、ＩＤパネル２１には、搬送先となる保管エリアＡ２の情報と優先順位の情報が含まれている。

図４に示すように、走行エリアＡ３には自走ロボット１の誘導用の磁気テープがライン状に設けられ、自走ロボット１が走行する走行ライン５１が設けられている。また、走行エリアＡ３における仮置きエリアＡ１、保管エリアＡ２の開始位置と終了位置には、走行ライン５１の近傍にエリアマーク５２が配置されており、自走ロボット１がどのエリアに居るかを認識できるようになっている。

後述する自走ロボット１が実行するプログラムでは、エリアごとに動作を指定できるようになっている。自走ロボット１は、仮置きエリアＡ１ではカゴ台車２の接続動作、保管エリアＡ２ではカゴ台車２の車庫入れ動作を行う。自走ロボット１は、カゴ台車２の保管エリアＡ２への搬送が完了した後、次のカゴ台車２を運ぶためにカゴ台車２が置かれた仮置きエリアＡ１に作業者の手を借りず自走により移動する。

なお、本実施形態においては、走行エリアＡ３に自走ロボット１の誘導用の磁気テープによる走行ライン５１を設けるようにしたが、これに限るものではない。例えば、走行エリアＡ３には走行ライン５１は必須ではなく、所定の間隔でエリアマークが設置されていてもよい。この場合、自走ロボット１は、エリアマークの間は駆動車輪７１及び従動車輪７２の回転数等から自己位置を判断して走行する。

本実施形態においては、仮置きエリアＡ１と保管エリアＡ２とが、走行ライン５１を含む走行エリアＡ３のすぐ横にある構成である。自走ロボット１は、カゴ台車２を搬送していない時は一定の走行速度で走行ライン５１を走行したまま、仮置きエリアＡ１内であって走行ライン５１から一定距離の範囲にあるカゴ台車２などの搬送対象物を連続的に検知する探索走行を行う。自走ロボット１は、仮置きエリアＡ１内に搬送対象となるカゴ台車２を見つけたら、走行ライン５１上からカゴ台車２への連結動作に移行し、カゴ台車２の識別情報に従って目的地に搬送する。また、自走ロボット１は、一定の走行速度で走行ライン５１を走行したまま、保管エリアＡ２に対しても、走行ライン５１から保管エリアＡ２内の車庫の空き番地を探索して、カゴ台車２の車庫入れ動作を行う。

保管エリアＡ２に対するカゴ台車２の駐車が終わったら、自走ロボット１は、探索走行を再度開始するが、仮置きエリアＡ１と保管エリアＡ２とである探索エリアを明示的に指示せずにタスクを連続的に行わせる。このとき、自走ロボット１は、カゴ台車２の探索走行ではＩＤ検知のために速度を低下させずに走行するので、広い仮置きエリアＡ１だったとしても生産性が低下することは無い。

なお、自走ロボット１が搬送速度を低下させるのは、仮置きエリアＡ１においてカゴ台車２を接続する際と、保管エリアＡ２へカゴ台車２を駐車させる際だけで、走行エリアＡ３を走行している自走ロボット１の走行速度は一定である。このため、全体制御システムを使わなくても、走行エリアＡ３が複数の自走ロボット１で詰まったり、他の自走ロボット１を待たせたりすることがない。つまり、全体制御システムで複数の自走ロボット１を制御する必要がない。

加えて、図４に示す物流倉庫１０００において、保管エリアＡ２に対して走行ライン５１を挟んだ向かい側であって保管エリアＡ２から離間した位置には、反射材である再帰反射テープ５３（案内部材）が複数設置されている。複数の再帰反射テープ５３は、走行ライン５１に沿った方向（Ｘ軸方向、所定方向）に設置されており、物流倉庫１０００の壁面や棚を利用して、自走ロボット１の測域センサ９が検出できる位置に設置されている。自走ロボット１は、複数の再帰反射テープ５３の設置情報をもとに、自己位置推定を行う。

図４に示されるように、保管エリアＡ２内には、自走ロボット１の誘導用の磁気テープによる走行ラインが設置されていない。すなわち、保管エリアＡ２付近などで、走行ライン５１から外れた所定の位置にカゴ台車２を自走ロボット１から切り離ししようとする場合に、走行ライン５１に拠らない自車位置の認識方法が必要となる。

そこで、本実施の形態においては、自走ロボット１は、保管エリアＡ２内の全体を測域センサ９によりスキャンし、複数の停車位置の中から停車する停車位置を決定し、決定した停車位置に対応する再帰反射テープ５３の設置情報に基づいて、自己位置を判断しながら決定した停車位置に停車する。

ここで、複数の再帰反射テープ５３を設置する際の間隔の条件について説明する。

ここで、図５は反射材の設置例を示す図である。図５に示すように、カゴ台車２を駐車する保管エリアＡ２と走行ライン５１を挟んで向かい側であって、自走ロボット１の測域センサ９が検出できる位置に、反射材である複数の再帰反射テープ５３が設置されている。自走ロボット１は、再帰反射テープ５３の設置情報に基づく自己位置推定を、例えば次のように行う。自走ロボット１は、複数の再帰反射テープ５３の設置間隔をあらかじめ記憶しておき、測域センサ９により自車位置から少なくとも２つの再帰反射テープ５３を検出する。自走ロボット１は、間隔の分かっている２つの再帰反射テープ５３に対する距離と角度から、三角測量を用いた自己位置推定を行う。

図５では、保管エリアＡ２内において、２行２列に配置された４つの車庫が示されている。そして、どちらの列の車庫に車庫入れする際にも測域センサ９が少なくとも２つの再帰反射テープ５３を検出できるように、再帰反射テープ５３を３つ設置している。これら３つの再帰反射テープ５３はそれぞれがユニークな形状や大きさである必要はなく、再帰反射テープ５３が再帰反射テープ５３であることが認識できる形状や大きさであればよい。なお、ここでは３つの再帰反射テープ５３は同一の形状で同一の大きさとしている。このように、再帰反射テープ５３の形状や大きさに制約がないので、設置の容易性が高まり、また安価に設置することができる。また、同一の形状で同一の大きさの再帰反射テープ５３を用いることで、より設置の容易性が高まり、より安価に設置することができる。

図５に示すように、保管エリアＡ２と走行ライン５１を挟んで向かい側であって、自走ロボット１の測域センサ９が検出できる位置に、複数の再帰反射テープ５３を設置することにより、次のような効果が得られる。例えば、棚などの障害物に囲まれていて複数に区切られた車庫を有する保管エリアＡ２内の空いている車庫に駐車したい場合、保管エリアＡ２に進入してからも進行する方向とは逆側の視野を使って再帰反射テープ５３を認識することができるので、自車位置を推定することができる。

なお、物品棚の向かい側に保管エリアＡ２を設定する場合においては、棚の側面やフレームを利用して複数の再帰反射テープ５３を貼り付けると良い。荷物を積載したカゴ台車２をけん引した状態での後進走行での車庫入れ時は、自走ロボット１の後方の視界確保が難しくなるが、視界が確保される前方に再帰反射テープ５３が設置されていることで、自車位置が分かるので、このような後進走行での駐車に最適となる。

次に、自走ロボット１のコントローラ４について説明する。

ここで、図６は自走ロボット１のコントローラ４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。コントローラ４は、図６に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などの制御装置１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの主記憶装置１２と、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの補助記憶装置１３と、ディスプレイなどの表示装置１４と、キーボードなどの入力装置１５と、無線通信インタフェイスなどの通信装置１６と、を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

制御装置１１は、主記憶装置１２や補助記憶装置１３に記憶されている各種プログラムを実行することで、コントローラ４（自走ロボット１）全体の動作を制御し、後述する各種機能部を実現する。

自走ロボット１のコントローラ４で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。

さらに、自走ロボット１のコントローラ４で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、自走ロボット１のコントローラ４で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

次に、自走ロボット１のコントローラ４の制御装置１１が主記憶装置１２や補助記憶装置１３に記憶されたプログラムを実行することによって、自走ロボット１のコントローラ４が発揮する機能について説明する。なお、ここでは従来から知られている機能については説明を省略し、本実施の形態の自走ロボット１のコントローラ４が発揮する特徴的な機能について詳述する。

なお、自走ロボット１のコントローラ４が発揮する機能の一部または全部をＩＣ（Integrated Circuit）などの専用の処理回路を用いて構成してもよい。

図７は、自走ロボット１のコントローラ４が発揮する機能的構成例を示すブロック図である。図７に示すように、自走ロボット１のコントローラ４は、検知手段１１１と、移動制御手段１１２と、を備える。

検知手段１１１は、搬送対象物であるカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１を検知する。

移動制御手段１１２は、カゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１までの自走ロボット１の移動を制御する。特に、移動制御手段１１２は、検知手段１１１がＩＤパネル２１を検知した場合、減速走行するように制御してＩＤパネル２１へと自走ロボット１を移動させる。

次に、検知手段１１１による仮置きエリアＡ１内での搬送対象物であるカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１の検出手法について説明する。本実施形態の自走ロボット１は、走行速度を維持したまま、カゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１の検出を行うことを特徴としている。

ここで、図８はＩＤパネル２１の検出処理およびＩＤ読取処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図８に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、測域センサ９の反射強度値からピークを検出する（ステップＳ１）。

ここで、図９は仮置きエリアＡ１内でのカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１の検知手法を示す図である。仮置きエリアＡ１では、図９に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、測域センサ９の値を確認しながら、走行ライン５１上を一定の走行速度で走行する。

ここで、測域センサ９によるカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１の検知範囲について説明する。図９に示すように、測域センサ９によるカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１の検知範囲として、角度範囲φと検知距離Ｌとが予め設定される。

角度範囲φは、カゴ台車２を認識できる角度を設定する。カゴ台車２を認識してから停止するまでの距離が有るため、進行方向前方の角度を多めにとると良い。本実施形態においては、角度範囲φは、２７０度とする。

検知距離Ｌは、カゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１の設置範囲内までの距離を設定する。

上述したように、カゴ台車２に装着されるＩＤパネル２１は、定型のサイズの平面である検出面（例えば、ＩＤパネル２１の表面）を有し、検出面中に再帰反射テープ２１ｂによる高反射部分を有している。

そして、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、測域センサ９からの反射強度のピーク値を検出する。

図８に戻り、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、測域センサ９の反射強度値からピークを検出すると（ステップＳ１）、検出したピーク間距離（幅）がＩＤパネル２１の再帰反射テープ２１ｂ間の距離（幅）に該当するかを判断する（ステップＳ２）。

ここで、図１０は自走ロボット１によるＩＤパネル２１の認識を示す図である。図１０（ａ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、測域センサ９を用いて読み取った角度ごとの反射強度に基づき、検出したピーク間の距離（幅）を計算し、ＩＤパネル２１の再帰反射テープ２１ｂ間距離と比較する。

自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、ＩＤパネル２１の再帰反射テープ２１ｂの貼り付け幅と同じ反射のピークの幅Δθ（高反射部）を持つと判断した場合（ステップＳ２のＹｅｓ）、ＩＤパネル２１の候補とし、ステップＳ３に進む。

一方、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、ＩＤパネル２１の再帰反射テープ２１ｂの貼り付け幅と同じ反射のピークの幅Δθ（高反射部）を持たないと判断した場合（ステップＳ２のＮｏ）、ＩＤパネル２１の候補とせず、ステップＳ１に戻る。

次いで、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、ピークを含めたピーク間における測域センサ９の距離情報値に基づく検出面がＩＤパネル２１の検出面２１ｃに該当するかを判断する（ステップＳ３）。

具体的には、図１０（ｂ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、ステップＳ２で候補とされたＩＤパネル２１のエリアについて、測域センサ９からＩＤパネル２１までの距離を求める。なお、測域センサ９からの距離は、レーザが戻ってくる時間によって求めることが可能である。そして、測域センサ９により距離情報値に基づき、検出範囲内にある物体の測域センサ９から見た形状を検出することが可能となる。検出範囲内にＩＤパネル２１が存在する場合は、測域センサ９から見たＩＤパネル２１の検出面２１ｃの形状（面形状）を検出することが可能となる。

例えば、測域センサ９の走査方向におけるＩＤパネル２１の検出面２１ｃの中心に対して正面からＩＤパネル２１の検出面２１ｃに正対して測域センサ９で検出動作を行った場合、測域センサ９が検出するＩＤパネル２１までの距離情報値はほぼ同じ値となる（厳密にいえば、両端部が遠距離となるが、簡潔に説明するために、ここでは距離情報値はほぼ同じ値として説明する）ので、検出範囲内に測域センサ９から見た形状が平面の物体が存在する、と判断することができる。

すなわち、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、測域センサ９を用いて読み取った角度ごとの物体距離である距離情報値に基づき、ＩＤパネル２１の大きさに相当する一定幅の平面であることを認識する。

自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、ＩＤパネルの検出面２１ｃに該当すると判断した場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、接続対象となるＩＤパネル２１を備えたカゴ台車２であると認識する（ステップＳ４）。

なお、ＩＤパネル２１の反射強度データは、走行中のぶれによってＩＤを認識できる解像力をもつデータにならなくても良く、高反射部があることを認識できれば良い。

一方、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、ＩＤパネルの検出面２１ｃに該当しないと判断した場合（ステップＳ３のＮｏ）、ＩＤパネル２１とせず、ステップＳ１に戻る。

そして、自走ロボット１のコントローラ４（移動制御手段１１２）は、接続対象となるカゴ台車２に装着されるＩＤパネル２１を認識した場合（ステップＳ４）、走行によるぶれの影響を低減できるように減速あるいは一時停止して、確実にＩＤパネル２１のＩＤ読取を実行する（ステップＳ５）。

次に、自走ロボット１の仮置きエリアＡ１における探索動作について詳述する。

図１１−１〜図１１−２は、自走ロボット１の仮置きエリアＡ１における探索動作を示す図である。

図１１−１〜図１１−２に示す動作例は、自走ロボット１が、仮置きエリアＡ１においてカゴ台車２を接続した後に、再度走行ライン５１上の走行動作に復帰する一連の動作である。

まず、図１１−１（ａ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（移動制御手段１１２）は、エリアマーク５２を見つけるまで走行ライン５１上を走行するよう自走ロボット１を制御する。

次に、図１１−１（ｂ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１、移動制御手段１１２）は、エリアマーク５２を検出すると、測域センサ９でカゴ台車２に装着されるＩＤパネル２１を探索しながら走行（高速走行）する。

そして、図１１−１（ｃ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１、移動制御手段１１２）は、カゴ台車２に装着されるＩＤパネル２１を検知した場合、低速走行あるいは一時停止に切替えて、測域センサ９でのカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１内の識別番号情報（ＩＤ情報）、搬送位置などの搬送先情報、搬送の優先度情報等についての検知を作動する。

図１１−１（ｄ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１、移動制御手段１１２）は、カゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１内の識別番号情報（ＩＤ情報）、搬送位置などの搬送先情報、搬送の優先度情報等についての測域センサ９での読取りが完了した場合、カゴ台車２の接続動作に移行する。

次いで、図１１−２（ｅ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（移動制御手段１１２）は、測域センサ９で接続対象となるカゴ台車２の位置を認識しながら接続動作を行う。

次いで、図１１−２（ｆ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（移動制御手段１１２）は、接続対象となるカゴ台車２を接続し、走行ライン５１に復帰する。

そして、図１１−２（ｇ）に示すように、自走ロボット１のコントローラ４（移動制御手段１１２）は、接続したカゴ台車２に装着されているＩＤパネル２１から読み取った搬送先情報に従い目的地に搬送する。

このように本実施形態によれば、カゴ台車２の仮置きエリアＡ１内にカゴ台車２が無いかを探索する測域センサ９を自走ロボット１に有し、カゴ台車２を検知したときに減速あるいは一時停止するようにする。これにより、カゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１内の識別番号情報（ＩＤ情報）等についての読み取りが必要な区間のみを減速あるいは一時停止させることで、走行速度や振動によるブレの影響を低減させた精度の良い識別番号情報（ＩＤ情報）等の読取が可能になるとともに、減速や一時停止の区間を最小限にすることで無人搬送にかかる搬送効率を最大化することができる。

また、自走ロボット１（検知手段１１１、移動制御手段１１２）は、カゴ台車２を搬送していない場合に、周回経路（走行路）である走行ライン５１から左右の一定距離の範囲にあるカゴ台車２を連続的に検知する探索走行を行い、自走ロボット１（移動制御手段１１２）は、カゴ台車２が見つかった場合、カゴ台車２を接続し、カゴ台車２の搬送情報に従って走行ライン５１に沿って目的地に搬送する。これにより、搬送物探索エリアと走行エリアとを区別することなく、カゴ台車２を仮置きできることで、作業者が仮置きエリアまで搬送して並べる作業が削減できるので、作業者の工数削減に効果がある。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態は、カゴ台車２の４隅の縦フレームに再帰反射テープを貼り付ける点が、第１の実施の形態とは異なる。以下、第２の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１２は、第２の実施の形態にかかる搬送システムにおけるカゴ台車２を示す斜視図である。図１２に示すように、カゴ台車２には、ＩＤパネル２１に加え、カゴ部２０の４隅の縦フレーム上であってＩＤパネル２１を挟む位置に、再帰反射テープ２４が貼り付けられている。

検知手段１１１は、搬送対象物であるカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１を検知するとともに、再帰反射テープ２４を検知する。

次に、検知手段１１１による仮置きエリアＡ１内での搬送対象物であるカゴ台車２に装着されたＩＤパネル２１の検出手法について説明する。

ここで、図１３はＩＤパネル２１の検出処理の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、図１３に示すステップＳ１〜Ｓ３については、図８において説明したステップＳ１〜Ｓ３と何ら変わるものではないので、ここでの説明は省略する。

自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、ＩＤパネルの検出面２１ｃに該当すると判断した場合（ステップＳ３のＹｅｓ）、検出したピーク間距離（幅）がカゴ部２０の縦フレーム上の再帰反射テープ２４間の距離（幅）に該当するかを判断する（ステップＳ１１）。

ここで、図１４は自走ロボット１によるＩＤパネル２１および再帰反射テープ２４の認識を示す図である。図１４に示すように、自走ロボット１の検知手段１１１は、測域センサ９を用いて読み取った角度ごとの反射強度に基づき、ＩＤパネル２１の再帰反射テープ２１ｂの貼り付け幅と同じ反射のピークの幅に加え、カゴ部２０の縦フレーム上の再帰反射テープ２４の貼り付け幅と同じ反射のピークの幅Δθ（高反射部）を持つことを認識する。

自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、検出したピーク間距離（幅）がカゴ部２０の縦フレーム上の再帰反射テープ２４間の距離（幅）に該当すると判断した場合（ステップＳ１１のＹｅｓ）、接続対象となるＩＤパネル２１を備えたカゴ台車２であると認識する（ステップＳ４）。

一方、自走ロボット１のコントローラ４（検知手段１１１）は、検出したピーク間距離（幅）がカゴ部２０の縦フレーム上の再帰反射テープ２４間の距離（幅）に該当しないと判断した場合（ステップＳ１１のＮｏ）、ＩＤパネル２１とせず、ステップＳ１に戻る。

そして、自走ロボット１のコントローラ４（移動制御手段１１２）は、接続対象となるカゴ台車２に装着されるＩＤパネル２１を認識した場合（ステップＳ４）、走行によるぶれの影響を低減できるように減速あるいは一時停止して、確実にＩＤパネル２１のＩＤ読取を実行する（ステップＳ５）。

すなわち、本実施の形態においては、自走ロボット１の検知手段１１１は、カゴ部２０の縦フレーム上の再帰反射テープ２４のペアを更に認識することを条件として、接続対象となるＩＤパネル２１を備えたカゴ台車２であることを認識する。

このように本実施形態によれば、カゴ台車２のカゴ部２０の４隅の縦フレーム上であってＩＤパネル２１を挟む位置に再帰反射テープ２４を貼り付け、検知手段１１１が、測域センサ９を用いて読み取った角度ごとの反射強度に基づき、再帰反射テープ２４の貼り付け幅と同じ反射のピークの幅Δθ（高反射部）を持つことを認識するようにした。これにより、特徴点を増やし、搬送対象物の認識精度を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。

第３の実施の形態は、更に識別手段（例えば、バーコードリーダなど）を備えて、ＩＤパネル２１内のコードを読み取る点が、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態とは異なる。以下、第３の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第２の実施の形態と異なる箇所について説明する。

図１５は、第３の実施の形態にかかる搬送システムにおける自走ロボット１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１５に示すように、本実施の形態の自走ロボット１は、第２のセンサであるカメラ５を備えている。また、ＩＤパネル２１の第二領域ｂに配置されるバーコード（画像パターン）は、搬送対象物であるカゴ台車２にかかる搬送情報（カゴ台車２の識別番号情報（ＩＤ情報）、搬送位置などの搬送先情報、搬送の優先度情報など）を有するパターンである。

カメラ５は、復号部として機能するコントローラ４とともに識別手段を構成する。コントローラ４は、カメラ５の撮影画像から搬送情報の特徴の画像認識によって搬送情報のコードを認識する。コントローラ４の復号部では認識した搬送情報のコード情報をデコードすることで、カゴ台車２の認識番号情報、搬送先情報、優先度情報などを得る。

搬送情報の表示方法は、画像パターンとしての一般的なバーコードやＱＲコード（登録商標）を使うことができる。また、搬送情報としてカラーコードや、濃淡バーコードなどの画像パターンによって単位面積当たりの情報量を増やすことで、より遠くから認識できるようになる。

本実施形態では、カゴ台車２に設置されたＩＤパネル２１の第二領域ｂに配置される搬送情報として、バーコードを用いているため、カメラ５をバーコードリーダとして用いて読み取っている。なお、カゴ台車２に設置されたＩＤパネル２１の第二領域ｂに配置される搬送情報がＱＲコードの場合は、カメラ５をＱＲコードリーダとして用いることになる。

このように本実施の形態によれば、ＩＤパネル２１の検出とＩＤパネル２１の搬送情報の識別とを分けて行うため、簡単な構成のセンサ（測域センサ９）で遠距離からでも安定してＩＤパネル２１を検出した後に、検出したＩＤパネル２１に近づいてから識別番号情報、搬送先情報、搬送の優先度情報等の詳細な搬送情報を取得することができる。

なお、本実施の形態においては、カゴ台車２に設置されたＩＤパネル２１の第二領域ｂに配置される搬送情報として、バーコードやＱＲコードを用いるようにしたが、これに限るものではなく、搬送情報を表す特定の色の組み合わせ、または、幾何学的な模様を含むものであってもよい。例えば、カゴ台車２に設置されたＩＤパネル２１の第二領域ｂに配置される搬送情報として、濃淡バーコード、カラーコード等を用いるようにしてもよい。

１ 自律移動装置
５ 第２のセンサ
９ 第１のセンサ
１１１ 検知手段
１１２ 移動制御手段

特開２０１３−２０５９５４号公報

Claims (7)

1. 自律移動装置であって、
   検出領域に光を射出し、射出された光が前記検出領域に存在する物体により反射された反射光を受光する第１のセンサと、
   前記第１のセンサからの信号に基づき、前記検出領域に存在する搬送対象物に装着されていて当該搬送対象物にかかる搬送情報を含む識別部材を検知する検知手段と、
   当該自律移動装置の移動を制御する移動制御手段と、
   を備え、
   前記検知手段により前記識別部材を検知すると、前記移動制御手段は、当該自律移動装置を減速走行あるいは一時停止させ、前記識別部材へ近づくよう制御し、
   前記検知手段は、前記移動制御手段によって近づいた前記識別部材における前記搬送対象物にかかる搬送情報を読み取る、
   ことを特徴とする自律移動装置。
2. 当該自律移動装置が前記搬送対象物を搬送せずに移動している際に、前記検知手段は、走行路から左右の一定距離の範囲にある前記搬送対象物を検知する探索走行を行う、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。
3. 前記移動制御手段は、前記搬送情報を読み取った後、当該自律移動装置を前記搬送対象物と接続し、前記搬送情報に従って走行路に沿って目的地に搬送する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の自律移動装置。
4. 前記識別部材は、一定の大きさの平板と再起反射する部分を有する部材によって構成され、
   前記第１のセンサは、レーザ光を水平方向に走査し、物体からの反射光を検知することで、物体までの距離と反射強度とを検知するレーザ測域センサであって、
   前記検知手段は、前記識別部材の大きさに相当する平面の大きさと、予め定められた幅と、の両方を検知することで、前記識別部材を検知したことを認識する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。
5. 前前記搬送情報は、前記再起反射する部分により表される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の自律移動装置。
6. 画像を撮影する第２のセンサをさらに有し、
   前記識別部材は、当該識別部材の前記搬送対象物にかかる搬送情報を表す特定の色の組み合わせ、または、幾何学的な模様を含み、
   前記検知手段は、前記第２のセンサによって、前記移動制御手段により近づいた前記識別部材の前記搬送対象物にかかる搬送情報を読み取る、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の自律移動装置。
7. 自律移動装置における搬送情報読取方法であって、
   前記自律移動装置は、検出領域に光を射出し、射出された光が前記検出領域に存在する物体により反射された反射光を受光する第１のセンサと、
   前記自律移動装置の移動を制御する移動制御部と、
   を備え、
   前記第１のセンサからの信号に基づき、前記検出領域に存在する搬送対象物に装着されていて当該搬送対象物にかかる搬送情報を含む識別部材を検知する検知工程と、
   前記検知工程により前記識別部材を検知すると、前記移動制御部により前記自律移動装置を減速走行あるいは一時停止させ、前記識別部材へ近づくよう制御する移動制御工程と、
   前記移動制御工程によって近づいた前記識別部材における前記搬送対象物にかかる搬送情報を読み取る工程と、
   を含むことを特徴とする自律移動装置における搬送情報読取方法。

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