JP2021079890A - 台車、搬送支援システム及び搬送支援方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に示すように、管理者端末10、台車20、オペレータ端末30を用いる。台車20は、管理者端末10及びオペレータ端末30と、無線によりデータの送受信を行なう。管理者端末10〜オペレータ端末30は、情報処理装置として機能する。
図1に示すように、台車20は、水平断面が略四角形状をした本体部に、駆動車輪としてのホイール24、昇降機構としてのジャッキ25を備える搬送装置である。このホイール24は、コンピュータにより制御される。本実施形態では、ホイール24として、メカナムホイールを用いる。メカナムホイールを用いることにより、台車20を、任意のスピードにおいて、前後進、横移動、旋回、斜め移動させることができる。
測域センサ27は、レーザ光をスキャニングしながら検出物までの距離を測定することにより、配置情報を取得する走査型の光距離センサである。本実施形態では、測域センサ27は、2次元走査型の光距離センサを用いて、2次元配置情報を取得するが、2軸走査により3次元配置情報を取得するようにしてもよい。そして、測域センサ27を用いて、フロアの環境マップの作成や、コンテナ40の脚部41の形状の特定、障害物の認識を行なう。
次に、図3を用いて、コンテナ40の構成を説明する。このコンテナ40は、搬送時に、台車20の載置面において搬送対象物の資機材70を載置した状態で持ち上げられる。
図4は、管理者端末10、台車20、オペレータ端末30等として機能する情報処理装置H10のハードウェア構成例である。
次に、図5を用いて、管理者端末10の機能を説明する。管理者端末10は、台車20の管理者が用いるコンピュータ端末(搬送支援システム)である。この管理者端末10を用いて、台車20に対して、搬送指示を行なう。管理者端末10は、制御部11、フロアマップ記憶部12、設定情報記憶部13を備える。
エリア設定部111は、フロアレイアウト図において、搬送に関連する各エリアを設定する処理を実行する。本実施形態では、ストックエリア、ゴールエリア、エンプティエリア、リターンエリア、ホームポジション等を設定する。
コンテナ情報には、台車20により搬送するコンテナ40に関する情報が記録される。具体的には、コンテナ情報には、コンテナID、搬送対象物のサイズ、ストックエリアID、ゴールエリアID、着地位置・向きに関する情報が記録される。なお、搬送対象物のサイズには、コンテナ40と資機材70のサイズの内、大きな方を用いる。
オプション情報には、コンテナ40の搬送順序、搬送の終了条件に関する情報が記録される。
次に、図6を用いて、台車20の機能を説明する。
台車20は、制御部21、環境マップ記憶部22、設定情報記憶部23を備える。上述したように、更に、台車20は、ホイール24、ジャッキ25、カメラ26、アーム261、アーム駆動部262、測域センサ27を備える。
各ジャッキ25は、それぞれジャッキ駆動部251により、昇降制御される。これにより、台車20の載置面を上昇させたり降下させたりすることができる。
アーム駆動部262は、先端にカメラ26が取り付けられたアーム261を回動させる。
走行制御部212は、ホイール24を駆動して、目的地(搬送元、搬送先)に移動する処理を実行する。この場合、走行制御部212は、積載制御部213が特定した搬送対象物(コンテナ)の下までの走行経路を決定し、この走行経路に応じて、ホイール24を駆動する。
オペレータ端末30は、仮設エレベータのかごの昇降を操作するオペレータが使用するコンピュータ端末である。オペレータ端末30を用いることにより、無線通信により、台車20に対して仮設エレベータのかごへの乗車や降車の指示を行なう。
次に、図9〜図11を用いて、上述した台車20における搬送指示の登録処理について説明する。この搬送指示の登録処理は、管理者端末10を用いて、搬送経路の設定処理、コンテナの設定処理、搬送先の設定処理の順番で行われる。搬送経路の設定処理では、現場内における搬送元と搬送先の領域とその間の経路等を設定する。コンテナの設定処理では、サイズに基づくコンテナ40の分類と2次元コードの割り振りを設定する。搬送先の設定処理では、搬送先領域へのコンテナ40の割り振りと位置・向きを設定する。
図9を用いて、搬送経路の設定処理について説明する。
まず、管理者端末10の制御部11は、領域の設定処理を実行する(ステップS1−1)。具体的には、管理者端末10において、搬送経路の設定指示が入力された場合、制御部11の設定管理部110は、設定画面を出力する。この設定画面を用いて、仮設エレベータの有無、空コンテナの回収の有無、搬送先の数を入力する。この場合、設定管理部110は、搬送元のストックエリア(S)、搬送先のゴールエリア(G*)、ホームポジション(H)の各エリアを設定する。更に、必要に応じて、エンプティエリア(E*)、リターンエリア(R)、仮設エレベータ(ELV)の各エリアを設定する。なお、「*」は、複数のゴールエリア、エンプティエリアを設定する場合に、各エリアを識別するための番号である。そして、エリア設定部111は、配置された各エリアの座標を含めたエリア情報を設定情報記憶部13に記録する。
移動ハンドルh1は、エリアを移動させる場合に用いる。この場合、アプローチも同時に移動する。
リサイズハンドルh3はエリアの大きさを変更する場合に用いる。この場合、アプローチは幅の比率を維持しながら移動する。
そして、エリア設定部111は、修正された領域により、設定情報記憶部13のエリア情報を更新する。
そして、経路設定部112は、修正された経路により、設定情報記憶部13の経路情報を更新する。
次に、図10を用いて、コンテナの設定処理について説明する。
まず、管理者端末10の制御部11は、コンテナ設定画面の表示処理を実行する(ステップS2−1)。具体的には、管理者端末10において、コンテナの設定指示が入力された場合、制御部11の設定管理部110は、コンテナ設定画面を出力する。
そして、コンテナ設定部113は、設定情報記憶部13において、各コンテナIDに対して、サイズ(幅、奥行、高さ)、名称をコンテナ情報に記録する。
次に、図11を用いて、搬送先の設定処理について説明する。
まず、管理者端末10の制御部11は、コンテナの搬送先領域の設定処理を実行する(ステップS3−1)。具体的には、管理者端末10において、搬送先の設定指示が入力された場合、制御部11の設定管理部110は、搬送先設定画面を出力する。
・少なくともストックエリア、ゴールエリア、ホームポジションが各1箇所あること。
・少なくとも1つのコンテナIDが有効なコンテナタイプに割り当てられていること。
・搬送先が複数の場合、すべての専用コンテナに搬送先を設定していること。
そして、すべての設定が完了した場合、設定管理部110は、搬送開始指示を台車20に送信する。この搬送開始指示には、設定情報記憶部13に記録されたエリア情報、経路情報、コンテナ情報、オプション情報を含める。
次に、図12を用いて、搬送管理処理について説明する。
まず、台車20の制御部21は、ホームポジションにて待機処理を実行する(ステップS4−1)。具体的には、制御部21の走行制御部212は、ホームポジションにおいて、管理者端末10からの搬送開始指示の受信を待機する。
次に、図13を用いて、積載時処理について説明する。
ここでは、台車20の制御部21は、コンテナの探索処理を実行する(ステップS5−1)。具体的には、制御部21の積載制御部213は、アーム駆動部262を駆動して、アーム261を回動させて、カメラ26の高さを上げて視野を確保する。この状態で、積載制御部213は、台車20をその場で360度旋回させ、その間にカメラ26で検出できたコンテナ40を、カメラ26から見た相対位置情報と合わせてリスト化を行なう。ここで、コンテナ40の認識には、コンテナの色情報を用いる。この場合、積載制御部213は、各種前処理(画像のリサイズ、色相変換、ノイズ除去等)、後処理(ノイズ除去、フィルタリング等)によって認識精度の向上を図る。そして、積載制御部213は、コンテナ40の正面と側面の色とを識別することで、潜り込み可能な正面と、潜り込み不可な側面とを識別する。
次に、図14を用いて、エレベータ利用処理について説明する。この処理は、設定情報記憶部23に記録された経路情報に、仮設エレベータ(ELV)が設定されている場合に行なわれる。
(1)本実施形態では、台車20は、ホイール24、ジャッキ25を備えている。台車20の制御部21は、ホイール24の回転方向及び速度を制御することにより、所定方向(前後方向、左右方向、斜め方向)に走行させ又は旋回させる。また、制御部21は、ジャッキ25により載置面を昇降させる。すなわち、ホイール24の回転方向と速度とを個別に制御することにより、その場において、台車20の走行方向の変更や台車20の中心を軸とした旋回を行なうことができる。また、複数のジャッキ25によって載置面を昇降させることにより、その場において、資機材70の積載や荷下ろしができる。従って、狭い空間においても、効率的に搬送することができる。
・上記実施形態の台車20は、駆動車輪としてメカナムホイールを用いる。台車20の駆動車輪としては、回転方向及び速度の制御により、少なくとも直進移動及び中心軸回りの旋回が可能なホイールであれば、メカナムホイールに限定されず、オムニホイール(登録商標)を用いてもよい。ここで、回転方向及び速度の制御により、少なくとも直進移動及び中心軸回りの旋回ができれば、台車に取り付けるホイールの数は、4つに限定されず、例えばオムニホイールの場合は3つ等であってもよい。
例えば、図24に示すように、上方位置のカメラ26に対して、下方位置(台車20の側面)にカメラ26bを設けてもよい。この場合には、カメラ26の収納時には、カメラ26bを用いて画像認識を行なう。更に、カメラ26でコンテナ40の色を探して、カメラ26bでマーカーのデコードを行なうようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、台車20の制御部21は、コンテナの探索処理(ステップS5−1)、マーカー読み取り処理(ステップS5−2)を実行する。この場合、カメラ26bを用いてもよい。
例えば、図25(a)に示すように、可動筐体部202に、各ホイール24を上下させる昇降部242(昇降機構)を取り付ける。この昇降部242は、ホイール24毎に、ホイール24間に設ける。そして、昇降部242には、モータの回転力を直線の動きに変換するラック・アンド・ピニオン機構や、アクチュエータによる伸縮機構を用いることができる。また、ホイール24を収納したホイールボックスを、回動可能な支持部材で可動筐体部202に固定して、この支持部材を回動させることにより、可動筐体部202からホイール24がせり出すようにしてもよい。なお、この場合には、カメラや測域センサの収納部203を、可動筐体部202に取り付けておく。そして、図25(a)に示す載置面を下げた状態から、図25(b)に示すように、昇降部242を用いて、各ホイール24を押し下げることにより、可動筐体部202の載置面の高さを上げる。
Claims (7)
- 回転方向及び速度を制御可能な駆動車輪と、
前記駆動車輪の駆動を制御する制御部と、
搬送対象物を載置するための載置面と、
前記載置面の高さ位置を変える昇降機構と、
搬送対象物を撮影する撮影部と、
周囲の配置情報を取得する状況取得部とを備え、
前記制御部は、
前記撮影部から取得した画像に基づいて、搬送対象物を特定し、
前記状況取得部から取得した配置情報を用いて、前記搬送対象物の下に移動するように、前記駆動車輪を駆動し、
前記昇降機構により、前記載置面に前記搬送対象物を載置させることを特徴とする台車。 - 前記制御部は、前記撮影部から、前記搬送対象物に付されたマーカーを取得し、
前記マーカーに基づいて前記搬送対象物を特定することを特徴とする請求項1に記載の台車。 - 前記制御部は、前記マーカーの配置に応じて、前記搬送対象物の下に入り込むためのルートを特定することを特徴とする請求項2に記載の台車。
- 前記撮影部を支持する支持部を更に備え、
前記制御部は、
前記撮影部により前記周囲を撮影する場合には、前記支持部を第1高さに配置し、
前記搬送対象物の下に移動する場合には、前記撮影部が載置面よりも低い第2高さになるように前記支持部を配置することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の台車。 - 前記制御部は、
搬送開始領域及び搬送終了領域が設定されたマップを保持し、
前記撮影部を用いて、前記マップの前記搬送開始領域における前記搬送対象物を特定して、前記搬送対象物を載置し、
前記マップの搬送終了領域において前記載置した搬送対象物を荷下ろしすることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の台車。 - 表示部と、
回転方向及び速度を制御可能な駆動車輪と、搬送対象物を載置するための載置面と、前記載置面の高さ位置を変える昇降機構と、搬送対象物を撮影する撮影部と、周囲の配置情報を取得する状況取得部とを備えて自走する台車を用いた搬送指示を行なう制御部とを備えた搬送支援システムであって、
前記制御部が、
前記表示部に、前記台車が移動可能なマップを含めたエリア設定画面を表示し、
前記エリア設定画面において、前記マップにおいて設定された搬送開始領域及び搬送終了領域の配置に関するエリア情報を取得し、
前記表示部に、搬送するコンテナの識別情報を設定するためのコンテナ設定画面を表示し、
前記コンテナ設定画面において、搬送対象のコンテナの識別情報に関するコンテナ情報を取得し、
前記台車に対して、前記撮影部及び前記状況取得部を用いて、前記識別情報のコンテナを前記昇降機構で前記載置面に載置し、前記駆動車輪を駆動して走行させて、前記マップにおける前記搬送開始領域から前記搬送終了領域に搬送する搬送指示を送信することを特徴とする搬送支援システム。 - 表示部と、
回転方向及び速度を制御可能な駆動車輪と、搬送対象物を載置するための載置面と、前記載置面の高さ位置を変える昇降機構と、搬送対象物を撮影する撮影部と、周囲の配置情報を取得する状況取得部とを備えて自走する台車を用いた搬送指示を行なう制御部とを備えた搬送支援システムを用いる搬送支援方法であって、
前記制御部が、
前記表示部に、前記台車が移動可能なマップを含めたエリア設定画面を表示し、
前記エリア設定画面において、前記マップにおいて設定された搬送開始領域及び搬送終了領域の配置に関するエリア情報を取得し、
前記表示部に、搬送するコンテナの識別情報を設定するためのコンテナ設定画面を表示し、
前記コンテナ設定画面において、搬送対象のコンテナの識別情報に関するコンテナ情報を取得し、
前記台車に対して、前記撮影部及び前記状況取得部を用いて、前記識別情報のコンテナを前記昇降機構で前記載置面に載置し、前記駆動車輪を駆動して走行させて、前記マップにおける前記搬送開始領域から前記搬送終了領域に搬送する搬送指示を送信することを特徴とする搬送支援方法。
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