JP2020201862A - 無人搬送車 - Google Patents

Abstract

【課題】作業者の操作の習熟度によらず、容易に無人搬送車の手動操作を行うことができる、無人搬送車を提供する。【解決手段】ビークルシステム８０は、走行モードが手動運転モードに設定された場合、予め設定されたガイド用走行経路ＭＬに沿って、位置推定部９２での推定結果、及び操作端末６０での操作に基づいた走行をするように制御する。このように、作業者の意図も反映させつつも、ビークルシステム８０は、自動運転モードで用いられていた無線のＲＦＩＤタグ９５による位置推定部９２での推定結果を用いて、予め設定されたガイド用走行経路ＭＬに沿った走行を行わせることができる。これにより、作業者は、複雑な操作を行わなくとも、適切な経路に沿って無人搬送車１０を走行させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、無人搬送車に関する。

従来、例えば特許文献１に記載されるような無人搬送車が知られている。この無人搬送車は、予め設定された走行経路に沿って自動的に走行を行う。また、無人搬送車が走行する走行面には、位置情報を保持したＲＦＩＤが設けられている。これにより、無人搬送車は、ＲＦＩＤから無線で位置情報を読み取ることで、自己位置を推定しながら、自動運転を行っている。

特開２０１６−１１５２０７号公報

ここで、無人搬送車のメンテナンスなどが必要になった場合は、自動運転用の走行経路から外して、メンテナンスを行う場所へ無人搬送車を移動させる必要がある。この場合、作業者が操作端末を操作することによって、手動操作によって、無人搬送車を運転する必要がある。しかしながら、このような手動操作による運転の難易度は、作業者の操作の習熟度に左右される。

本発明の目的は、作業者の操作の習熟度によらず、容易に無人搬送車の手動操作を行うことができる、無人搬送車を提供することである。

本発明の一態様に係る無人搬送車は、走行面を走行して貨物を搬送する無人搬送車であって、走行面に配置された無線の位置情報保持部から読み取った位置情報に基づいて、無人搬送車の位置を推定する位置推定部と、無人搬送車の走行制御を行う走行制御部と、を備え、走行制御部は、自動運転モード及び手動運転モードの何れかに走行モードを設定し、走行モードが自動運転モードに設定された場合、位置推定部での推定結果に基づいて、予め設定された自動運転用走行経路に従って走行するように制御し、走行モードが手動運転モードに設定された場合、予め設定されたガイド用走行経路に沿って、位置推定部での推定結果、及び操作部での操作に基づいた走行をするように制御する。

無人搬送車では、走行制御部は、自動運転モード及び手動運転モードの何れかに走行モードを設定することができる。走行制御部は、走行モードが自動運転モードに設定された場合、位置推定部での推定結果に基づいて、予め設定された自動運転用走行経路に従って走行するように制御する。これに対し、走行制御部は、走行モードが手動運転モードに設定された場合、予め設定されたガイド用走行経路に沿って、位置推定部での推定結果、及び操作部での操作に基づいた走行をするように制御する。このように、手動運転モードでは、操作部での操作に基づいて無人搬送車を走行させることで、作業者の意図に従って無人搬送車を所望の場所へ移動させることができる。このように、作業者の意図も反映させつつも、走行制御部は、自動運転モードで用いられていた無線の位置情報保持部による位置推定部での推定結果を用いて、予め設定されたガイド用走行経路に沿った走行を行わせることができる。これにより、作業者は、複雑な操作を行わなくとも、適切な経路に沿って無人搬送車を走行させることができる。以上より、作業者の操作の習熟度によらず、容易に無人搬送車の手動操作を行うことができる。

無人搬送車において、走行制御部は、手動運転モードに設定されているときに、操作部において一の方向へ走行する旨の操作がなされた場合、無人搬送車がガイド用走行経路を前進するように制御してよい。この場合、作業者は、操作部を一の方向へ操作を行うだけの簡単な操作にて、適切な経路に沿って無人搬送車を走行させることができる。

無人搬送車において、走行制御部は、手動運転モードに設定されているとき、操作部での操作量に応じて、ガイド用走行経路を走行する速度を変化させてよい。この場合、作業者は、無人搬送車にガイド用走行経路を走行させつつ、操作部での操作量を調整することで、容易に無人搬送車の速度を調整することができる。

無人搬送車において、手動運転モードに設定されているとき、ガイド用走行経路は表示部に表示されてよい。この場合、作業者は、無人搬送車がどのような経路を通って移動するのかを容易に理解することができる。

本発明によれば、作業者の操作の習熟度によらず、容易に無人搬送車の手動操作を行うことができる、無人搬送車を提供することである。

本発明の実施形態に係る無人搬送車の操作システムが用いられるコンテナターミナルの様子を示す概略平面図である。 図１に示すコンテナヤードでの無人搬送車の様子を示す概略側面図である。 操作システムのシステム構成を示すブロック図である。 走行モードが手動運転モードに設定された場合の動作について説明するための模式図である。

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、本発明の実施形態に係る無人搬送車１０の操作システム１００が用いられるコンテナターミナルの様子を示す概略平面図である。図２は、図１に示すコンテナヤードでの無人搬送車１０の様子を示す概略側面図である。まず、図１及び図２を参照して、無人搬送車１０の構成、及びコンテナヤードでの無人搬送車１０の動作態様について説明する。

図１に示すように、港湾におけるコンテナターミナルでは、外部司令部としての管制塔１０１（上位管理装置）からの指令Ｓ１により複数台の無人搬送車（ＡＧＶ）１０が予め定められた自動運転用走行経路Ｒを走行している。無人搬送車１０は、管制塔１０１から無線により無人搬送車１０の走行状態を制御する指令Ｓ１を受け、自動運転用走行経路Ｒを走行している。各無人搬送車１０は、指令Ｓ１によりコンテナＷ（貨物）の積載位置に停車する。クレーン１０３は、管制塔１０１により位置が制御されている。クレーン１０３は、コンテナＷを吊り下げた状態でコンテナＷの積載位置まで移動させられる。クレーン１０３の位置情報は、管制塔１０１にフィードバックされている。各無人搬送車１０には、コンテナ船１０２からコンテナＷがクレーン１０３で積み降ろされる。クレーン１０３により積み降ろされたコンテナＷが無人搬送車１０に搭載される。コンテナＷが搭載された無人搬送車１０は、自動運転用走行経路Ｒに沿ってラバータイヤクレーン１０４まで走行する。ラバータイヤクレーン１０４により無人搬送車１０に搭載されたコンテナＷが降ろされる。コンテナＷが降ろされて空車となった無人搬送車１０は、自動運転用走行経路Ｒに沿ってクレーン１０３まで戻る。

図２に示すように、無人搬送車１０の車体１１は、荷台２０と、複数の駆動輪３０と、複数のモータ４０とを備えている。荷台２０には、クレーン１０３により吊り下げられたコンテナＷを載置する載置面２１が設けられている。載置面２１は、水平に延びる平面状である。載置面２１は、コンテナＷの下面ｂｓよりも広く形成された四角形状をなしている。モータ４０は、駆動輪３０を動作させるための動力を発生する。モータ４０には、動力源としての走行モータ４１と、操舵モータ４２とが採用されている。走行モータ４１は、無人搬送車１０を前後方向に走行させるための駆動力を発生する。走行モータ４１は、回転軸１３を介して駆動輪３０に駆動力を付与する。操舵モータ４２は、無人搬送車１０の進行方向を変更するべく駆動輪３０を操舵するための動力を発生する。操舵モータ４２は、操舵軸１２を介して駆動輪３０を操舵する。

次に、本発明の実施形態に係る無人搬送車１０を操作する操作システム１００について説明する。操作システム１００は、複数の無人搬送車１０の中から、特定の無人搬送車１０を作業者の端末操作によって、手動で操作を行うためのシステムである。例えば、上述のように自動運転を行っている無人搬送車１０の中で、特定の無人搬送車１０にメンテナンスなどが必要となった場合、作業者が操作端末６０（操作部）を用いて無人搬送車１０を手動で操作する。図１に示すように、操作システム１００は、複数の無人搬送車１０と、無人搬送車を操作する操作端末６０と、を備える。なお、図１には、操作端末６０が一つだけ示されているが、複数の作業者がそれぞれ操作端末６０を有することで、操作システム１００が複数の操作端末６０を備えていてもよい。

次に、図３を参照して、本発明の実施形態に係る無人搬送車１０の操作システム１００のシステム構成について説明する。図３は、操作システム１００のシステム構成を示すブロック図である。

図３に示すように、無人搬送車１０は、通信部７１と、表示部７２と、走行モータコントローラ７３と、操舵モータコントローラ７６と、情報読取部７８と、ジャイロ７９と、ビークルシステム８０（走行制御部）と、ナビゲーションシステム９０と、を備える。

通信部７１は、操作端末６０及び管制塔１０１との間で、各種情報の送受信を行う。通信部７１は、操作端末６０から動作指令信号を受信する。また、通信部７１は、管制塔１０１から自動運転用走行経路Ｒなどに関する情報を受信する。表示部７２は、各種情報を表示する部分である。走行モータコントローラ７３は、ビークルシステム８０からの制御信号を受信して、前述の走行モータ４１を制御する機器である。操舵モータコントローラ７６は、ビークルシステム８０からの制御信号を受信して、前述の操舵モータ４２を制御する機器である。

情報読取部７８は、走行面Ｆに配置されたＲＦＩＤタグ９５（位置情報保持部）に保持された位置情報を読み取るための機器である。ＲＦＩＤタグ９５は、所定のピッチで走行面Ｆ中に複数設けられている（図４も参照）。ＲＦＩＤタグ９５は、図１で説明した自動運転用走行経路Ｒとなる走行面Ｆ中に設けられると共に、メンテナンス時に手動で操作を行うときに走行する走行面Ｆ中にも設けられる。それぞれのＲＦＩＤタグ９５は、設けられた場所に応じて、当該場所を示す様な位置情報を保持している。情報読取部７８は、ＲＦＩＤタグ９５に近接して、当該ＲＦＩＤタグ９５の上方を通過するときに、無線でＲＦＩＤタグ９５から位置情報を読み取る。情報読取部７８は、読み取った位置情報をナビゲーションシステム９０へ送信する。ジャイロ７９は、無人搬送車１０の加速度を検出する。ジャイロ７９は、検出結果をナビゲーションシステム９０へ送信する。

ビークルシステム８０及びナビゲーションシステム９０は、プロセッサ、メモリ、及びストレージを備えて構成されている。プロセッサは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算器である。メモリは、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの記憶媒体である。ストレージは、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶媒体である。プロセッサは、メモリ、ストレージ、通信インターフェース及びユーザインターフェースを統括し、後述するビークルシステム８０及びナビゲーションシステム９０の機能を実現する。ビークルシステム８０及びナビゲーションシステム９０では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。

ビークルシステム８０は、無人搬送車１０の走行制御を行うシステムである。ビークルシステム８０は、車両制御部８１と、走行モード設定部８２と、を備える。車両制御部８１は、無人搬送車１０を所望の方向、速度で走行させるために、走行モータコントローラ７３を介して走行モータ４１を制御すると共に、操舵モータコントローラ７６を介して操舵モータ４２を制御する。車両制御部８１は、ナビゲーションシステム９０から、走行経路に関する情報を取得した場合、無人搬送車１０が当該走行経路を走行するための制御を実行する。また、車両制御部８１は、操作端末６０からの操作指令信号を受け取った場合、当該操作指令信号に基づいた動作を行うように、走行モータ４１及び操舵モータ４２を制御する。

走行モード設定部８２は、操作端末６０での操作に基づいて、無人搬送車１０の走行モードを設定する。走行モード設定部８２は、自動運転モード及び手動運転モードの何れかに走行モードを設定する。走行モード設定部８２で設定された走行モードに応じて、ビークルシステム８０による走行制御がなされるが、詳細は後述する。

ナビゲーションシステム９０は、無人搬送車１０が自動走行を行うときに、無人搬送車１０がどのような経路を搬送すればよいかを案内する部分である。ナビゲーションシステム９０は、誘導制御部９１と、位置推定部９２と、を備える。誘導制御部９１は、管制塔１０１から予め設定された自動運転用走行経路Ｒの情報を取得する。また、誘導制御部９１は、取得した自動運転用走行経路Ｒに基づいて、車両制御部８１に対して、どのような経路で走行すればよいかを誘導するような情報を送信する。位置推定部９２は、情報読取部７８で読み取った情報、及びジャイロ７９で検出された検出結果を取得すると共に、これらの情報に基づいて無人搬送車１０の現在の位置を推定する。位置推定部９２は、推定結果を誘導制御部９１へ送信する。

操作端末６０は、走行モード切替部６１と、コントロール部６２と、表示部６３と、通信部６４と、を備える。走行モード切替部６１は、無人搬送車１０の走行モードを自動運転モードと手動運転モードとの間で切り替える。走行モード切替部６１は、作業者によって操作可能なスイッチやボタンなどによって構成される。

コントロール部６２は、手動運転モードのときに、作業者が無人搬送車１０を操作するために入力を行う部分である。コントロール部６２は、少なくとも、無人搬送車１０の進行方向、及び当該進行方向へ移動する際の速度を入力することができる。速度は、コントロール部６２の操作量によって調整可能である。例えば、コントロール部６２がレバーなどで構成されている場合、レバーの傾きの方向によって無人搬送車１０の進行方向を指示でき、レバーの操作量（傾きの大きさ）によって無人搬送車１０の速度を指示できる。また、コントロール部６２がタッチパネルなどで構成されている場合、タッチパネルを指でなぞった方向によって無人搬送車１０の進行方向を指示でき、タッチパネルの操作量（指でなぞる量の大きさ）によって無人搬送車１０の速度を指示できる。なお、コントロール部６２は、レバーやタッチパネル以外のインタフェースによって構成されてもよい。

表示部６３は、各種情報を作業者に対して表示可能な部分である。通信部６４は、無人搬送車１０の通信部７１と各種情報の送受信を行う。なお、各図において、通信部６４，７１間では、無線で通信が行われる様子を示しているが、有線で通信が行われてもよい。

次に、無人搬送車１０の走行モードが自動運転モードに設定されたとき、及び手動運転モードに設定されたときの動作について、より詳細に説明する。

走行モードが自動運転モードに設定された場合、ビークルシステム８０の車両制御部８１は、位置推定部９２での推定結果に基づいて、予め設定された自動運転用走行経路Ｒに従って走行するように制御する。このとき、車両制御部８１は、操作端末６０からの操作を受け付けない。すなわち、無人搬送車１０の速度及び進行方向は、自動運転用走行経路Ｒを所定の速度で走行できるように、予め設定されたものとなる。

一方、走行モードが手動運転モードに設定された場合の動作について、図４を参照して説明する。この場合、図４（ａ）に示すように、ビークルシステム８０の車両制御部８１は、予め設定されたガイド用走行経路ＭＬに沿って、操作端末６０での操作に基づいた走行をするように制御する。すなわち、車両制御部８１は、作業者がコントロール部６２にて、進行方向を細かく操作しなくとも、無人搬送車１０がガイド用走行経路ＭＬに沿って走行を行う。作業者は、コントロール部６２にて、無人搬送車１０をメンテナンス場へ向かわせるような意図を示すような操作を行うだけで、無人搬送車１０は、ガイド用走行経路ＭＬ上を走行する。例えば、ガイド用走行経路ＭＬは、方向Ｄ１（第１の方向）に対して傾斜する傾斜部Ｐ１を有しているが、コントロール部６２で斜め方向への操作を行わなくとも、方向Ｄ１へ向かう旨の操作を維持したままの状態にて、無人搬送車１０は傾斜部Ｐ１に沿った方向へ移動する。

ガイド用走行経路ＭＬは、自動運転用走行経路Ｒにおける所定の位置から、メンテナンスを行う場所へ至るまでの経路を予め設定したものである。ガイド用走行経路ＭＬは、所定のピッチで配置されたＲＦＩＤタグ９５同士を複数繋ぎ合わせるように設定される。従って、無人搬送車１０が自動運転用走行経路Ｒを走行するときは、位置推定部９２は、ＲＦＩＤタグ９５に保持された位置情報をその都度、確認する。そして、車両制御部８１は、検出したＲＦＩＤタグ９５の位置から、次のＲＦＩＤタグへ向かう様に制御を行う。なお、ガイド用走行経路ＭＬは、操作端末６０の表示部６３、及び無人搬送車１０の表示部７２の少なくとも一方に表示される。

ビークルシステム８０の車両制御部８１は、手動運転モードに設定されているときに、操作端末６０において方向Ｄ１へ走行する旨の操作がなされた場合、無人搬送車１０がガイド用走行経路ＭＬを前進するように制御する。なお、ここでは、メンテナンス場所へ向かう方向へ進むことを「前進」とする。一方、車両制御部８１は、操作端末６０において方向Ｄ１とは反対側の方向Ｄ２へ走行する旨の操作がなされた場合、図４（ｂ）に示すように、無人搬送車１０がガイド用走行経路ＭＬを後退するように制御する。車両制御部８１は、無人搬送車１０が前進している途中でコントロール部６２に方向Ｄ２へ向かう旨の入力がなされた場合、前進を中断して、当該位置から後退を行う。なお、コントロール部６２は、方向Ｄ１と方向Ｄ２以外の方向への操作が行われた場合に、当該操作入力を受け付けなくともよい。

また、車両制御部８１は、手動運転モードに設定されているとき、操作端末６０での操作量に応じて、ガイド用走行経路ＭＬを走行する速度を変化させる。すなわち、操作端末６０での操作量が大きい場合（例えば、レバーの傾きが大きい場合など）、車両制御部８１は、速度が大きくなるように制御する。また、操作端末６０での操作量が小さくなった場合、車両制御部８１は、速度を低下させる。

以上のように、手動運転モードでは、走行モータ４１の回転方向（前進と後進）、及び回転速度（無人搬送車１０の速度）は、コントロール部６２での操作に基づいてコントロールがなされる。操舵モータ４２の操舵タイミング及び操舵量は、コントロール部６２での操作による影響を受けず、自動的な制御に従ってコントロールがなされる。その一方、自動運転モードでは、走行モータ４１の回転速度・回転方向、及び操舵モータ４２の操舵タイミング・操舵量は、コントロール部６２での操作とは関係なく、自動的な制御に従ってコントロールがなされる。

次に、本実施形態に係る無人搬送車１０の作用・効果について説明する。

無人搬送車１０では、ビークルシステム８０は、自動運転モード及び手動運転モードの何れかに走行モードを設定することができる。ビークルシステム８０は、走行モードが自動運転モードに設定された場合、位置推定部９２での推定結果に基づいて、予め設定された自動運転用走行経路Ｒに従って走行するように制御する。これに対し、ビークルシステム８０は、走行モードが手動運転モードに設定された場合、予め設定されたガイド用走行経路ＭＬに沿って、位置推定部９２での推定結果、及び操作端末６０での操作に基づいた走行をするように制御する。このように、手動運転モードでは、操作端末６０での操作に基づいて無人搬送車１０を走行させることで、作業者の意図に従って無人搬送車１０を所望の場所へ移動させることができる。このように、作業者の意図も反映させつつも、ビークルシステム８０は、自動運転モードで用いられていた無線のＲＦＩＤタグ９５による位置推定部９２での推定結果を用いて、予め設定されたガイド用走行経路ＭＬに沿った走行を行わせることができる。これにより、作業者は、複雑な操作を行わなくとも、適切な経路に沿って無人搬送車１０を走行させることができる。以上より、作業者の操作の習熟度によらず、容易に無人搬送車１０の手動操作を行うことができる。

無人搬送車１０において、ビークルシステム８０は、手動運転モードに設定されているときに、操作端末６０において一の方向へ走行する旨の操作がなされた場合、無人搬送車１０がガイド用走行経路ＭＬを前進するように制御する。この場合、作業者は、操作端末６０を一の方向へ操作を行うだけの簡単な操作にて、適切な経路に沿って無人搬送車１０を走行させることができる。

無人搬送車１０において、ビークルシステム８０は、手動運転モードに設定されているとき、操作端末６０での操作量に応じて、ガイド用走行経路ＭＬを走行する速度を変化させる。この場合、作業者は、無人搬送車１０にガイド用走行経路ＭＬを走行させつつ、操作端末６０での操作量を調整することで、容易に無人搬送車１０の速度を調整することができる。

無人搬送車１０において、手動運転モードに設定されているとき、ガイド用走行経路ＭＬは、表示部６３，７２に表示される。この場合、作業者は、無人搬送車１０がどのような経路を通って移動するのかを容易に理解することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

上述の実施形態では、走行モードとして、自動運転モードと手動運転モードの二つを選択可能であった。それに加え、手動運転モードとして二段階のモードを選択可能としてもよい。すなわち、上述のようなガイド付き手動運転モードと、完全に操作端末６０での操作に従った完全手動運転モードと、を選択できるようにしてもよい。

図３に示すブロック構成は一例に過ぎず、適宜変更してもよい。

図４に示すガイド用走行経路ＭＬは一例に過ぎず、あらゆる経路が設定されてよい。例えば、手動運転モードを開始した位置と、メンテナンス場所との位置とを鑑みて、適切な経路を適宜設定してよい。また、複数のガイド用走行経路を設定して、作業者が選択できるようにしてもよい。

１０…無人搬送車、６０…操作端末（操作部）、６３…表示部、７２…表示部、８０…ビークルシステム、９２…位置推定部、９５…ＲＦＩＤタグ（位置情報保持部）。

Claims (4)

1. 走行面を走行して貨物を搬送する無人搬送車であって、
   前記走行面に配置された無線の位置情報保持部から読み取った位置情報に基づいて、前記無人搬送車の位置を推定する位置推定部と、
   前記無人搬送車の走行制御を行う走行制御部と、を備え、
   前記走行制御部は、
   自動運転モード及び手動運転モードの何れかに走行モードを設定し、
   前記走行モードが前記自動運転モードに設定された場合、前記位置推定部での推定結果に基づいて、予め設定された自動運転用走行経路に従って走行するように制御し、
   前記走行モードが前記手動運転モードに設定された場合、予め設定されたガイド用走行経路に沿って、前記位置推定部での推定結果、及び操作部での操作に基づいた走行をするように制御する、無人搬送車。
2. 前記走行制御部は、前記手動運転モードに設定されているときに、前記操作部において一の方向へ走行する旨の操作がなされた場合、前記無人搬送車が前記ガイド用走行経路を前進するように制御する、請求項１に記載の無人搬送車。
3. 前記走行制御部は、前記手動運転モードに設定されているとき、前記操作部での操作量に応じて、前記ガイド用走行経路を走行する速度を変化させる、請求項１又は２に記載の無人搬送車。
4. 前記手動運転モードに設定されているとき、前記ガイド用走行経路は表示部に表示される、請求項１〜３の何れか一項に記載の無人搬送車。

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