JP2022042165A - 無人走行台車および無人走行台車を用いた搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】無人走行台車の搬送ルートを変更でき、可能な限りシンプルな構成で障害物が存在してもできる限り物品搬送を継続できる無人走行台車および無人走行台車を用いた搬送システムを提供する。【解決手段】走行エリア内の搬送ルートを走行する無人走行台車１であって、搬送ルートの左右両側の床面のガイドライン及び標識を撮像する撮像手段１０と、前方の障害物を検知する測域センサ１１と、撮像された画像からガイドラインの位置を識別するライン識別手段１２と、画像を用いた標識識別手段１３と、ガイドラインの位置に合せて操舵すると共に標識の種類に合わせて操舵方向と走行速度を制御する走行制御手段１４と、検知した障害物が目的地上にない場合に搬送ルートを外れて障害物を回避した後に元のルートに復帰させ、目的地に停止する場合に障害物がなくなるまで停止させる障害物回避制御手段１５とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、無人走行台車および無人走行台車を用いた搬送システムに関する。

従来より、特許文献１のように、磁気テープや誘導線を感知することにより軌道（搬送ルート）上を走行することができる無人走行台車および無人走行台車を用いた搬送システムが発明され、実用化に至っている。

図８は従来の無人走行台車９１（以下、単に台車９１という）および台車９１を用いた搬送システム９０の構成を示す。図８において、９３は床面に張り付けられた磁気テープなどの誘導テープ（または誘導線）、９４は誘導センサ、９５は台車９１前方の障害物を検知する障害物センサである。つまり、誘導センサ９４が誘導テープ９３を感知することにより、誘導テープ９３が示す搬送ルート上を台車９１が走行することができ、また、台車９１前方の障害物をセンサ９５で感知したなら、台車９１を停止させて、衝突を避けることができる。

また、前記誘導テープ９３による搬送ルートには、搬入ステーション９６Ａにおいて物品９２Ａを搬入する搬送ルート９７Ａと、搬入ステーション９６Ｂにおいて別の物品９２Ｂを搬入する搬送ルート９７Ｂと、共通の搬送ルート９７Ｃとがあり、この共通の搬送ルート９７Ｃ上に物品９２Ａ、９２Ｂの搬出ステーション９６Ｃが配置されている。また、一方の搬送ルート９７Ａ、９７Ｂは他方の搬送ルート９７Ｂ，９７Ａの迂回ルートとして機能する。

また、運行制御盤９８は、各台車９１にそれぞれの搬送ルート９７Ａ、９７Ｃまたは９７Ｂ、９７Ｃを走行する走行プログラムを送信し、台車９１はこの走行プログラムをインストールして実行する演算処理装置を備えることにより、プログラムされた通りに物品９２Ａ，９２Ｂを搬送することができる。

加えて、搬入ステーション９６Ａ，９６Ｂで物品９２Ａ，９２Ｂを搬入するプログラムを個々の台車９１にインストールしているため、個々の台車９１は搬入ステーション９６Ａまたは９６Ｂにおいて一旦停止して物品９２Ａまたは９２Ｂを台車９１に搭載して、搬出ステーション９６Ｃにおいて再び一旦停止して物品９２Ａまたは９２Ｂを荷降ろしすることが可能である。

特開２００６－１３１１２０号公報

しかしながら、上述の従来の搬送システム９０では、誘導テープ９３を用いて台車９１を誘導させているので、誘導テープ９３上に台車９１を含む何らかの障害物が存在すると、後続する台車９１が移動することができないため、組み付けラインの全体が停止することがあった。つまり、従来より搬入ステーション９６Ａ，９６Ｂに台車９１が停止しているときは、これを回避する迂回ルート９６Ｂ，９６Ａによる搬送を続行することが可能ではある一方、共通の搬送ルート９７Ｃ上で故障などのために台車９１が停止している場合には、これを回避する迂回ルートが無いために、障害物を迂回できないという問題があった。

加えて、床面に施した誘導テープ９３等による搬送ルート９７Ａ～９７Ｃでは融通がないため、搬送ルート９７Ａ～９７Ｃの変更を行うためには、床面に施した誘導テープや磁気テープなどのマーキングを一旦除去した後に、新しい搬送ルートに沿う誘導テープや磁気テープなどのマーキング施工を行う必要があり、施工工事や調整時間に多大な時間が必要となるという問題があった。

そこで、誘導テープ９３による誘導を行わず、台車９１の位置情報を用いて搬入ステーション９６Ａ，９６Ｂから搬出ステーション９６Ｃの間の物品９２Ａ，９２Ｂの搬送ルートの走行を自立的に行う所謂自動運転プログラムを各台車９１にインストールすることも考えられるが、この場合は、自動運転に必要な多数のセンサやカメラを設けたり、複雑な自動運転プログラムを高速に実行する制御装置を必要とすると共に、自動運転プログラムを各台車９１にインストールする必要があるため、これが調整時間の増大に繋がるという問題があった。

本発明は上述の事柄を考慮に入れてなされたものであり、床面へのマーキングをほとんど変更しなくても、無人走行台車の搬送ルートを変更可能でありながら、可能な限りシンプルな構成で搬送ルート上に障害物がある場合にもできる限り物品の搬送を継続できる無人走行台車および無人走行台車を用いた搬送システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、第１発明は、走行エリア内の目的地として物品の搬入ステーションから搬出ステーションの間の搬送ルートを走行する無人走行台車であって、この無人走行台車の前方に、搬送ルートの左右両側の床面に形成されたガイドラインに加えて搬送ルート上の床面に形成された標識を撮像可能な位置に配置された撮像手段と、無人走行台車前方の障害物を検知する測域センサと、前記撮像手段によって撮像された画像を用いて前記左右のガイドラインの位置を識別するライン識別手段と、この画像を用いて前記標識の種類を識別する標識識別手段と、前記左右のガイドラインの位置に合せて無人走行台車を操舵すると共に標識の種類に合わせた無人走行台車の操舵方向と走行速度の制御を行う走行制御手段と、前記測域センサが前方の障害物を検知したときに、この障害物が目的地に停止するものでない場合に、前記走行制御手段に搬送ルートを外れて障害物を回避した後に再び元の搬送ルートに復帰させる障害物回避および復帰動作を実行させ、目的地に停止するものであるときには前記走行制御手段に障害物がなくなるまで無人走行台車を停止させる障害物回避制御手段とを備え、前記標識識別手段は、前記撮像手段によって撮像可能な多数の画像を用いた深層学習によって標識の特徴パターンを学習した人工知能を備えるものであることを特徴とする無人走行台車を提供する。（請求項１）

撮像手段によって撮像された画像には搬送ルートの左右のガイドラインが含まれており、走行制御手段は画像を用いて左右のガイドラインの位置を確認し、左右のガイドラインの間の搬送ルートを外れないように無人走行台車を操舵する。画像に含まれるガイドラインは左右対称位置（画角の左右両端から同じ距離）にあるときに無人走行台車は搬送ルートの中心にあるので、走行制御手段は無人走行台車を直進させることにより搬送ルートの中心を走行させることができる。他方、前記画像に含まれる左右のガイドラインの位置が右または左にずれているとき、無人走行台車は搬送ルートに対して左または右にずれていることを示しているので、走行制御手段はずれ量に合せた操舵を行うことにより、無人走行台車を走行ルートの中心に戻して走行させることができる。

標識識別手段が撮像手段によって撮像された画像を用いて識別の種類を識別することにより、走行制御手段は標識の種類に従って無人走行台車の操舵方向と走行速度の制御を行うことができる。なお、標識の種類は、例えば、次の角で右への旋回を指示する右旋回標識、左への旋回を指示する左旋回標識、右の車線に移動させる平行右移動標識、左の車線に移動させる平行左移動標識、定められた時間停止する一時停止標識、目的地およびその手前を示す目的地標識、充電ステーションの位置を示す充電標識などが考えられる。搬送ルートの変更を行う場合には、これらの標識の位置を変更するだけでガイドライン全体を変更する必要はない。

測域センサは無人走行台車の前方に障害物があるときにこれを検出し、障害物回避制御手段は測域センサによって検出された障害物に衝突することがないように、前記走行制御手段を制御する。より詳細には、障害物回避制御手段は測域センサが障害物の検出をしたときに、この障害物の位置が目的地すなわち搬入ステーションまたは搬出ステーションでない場合には、前記走行制御手段にガイドラインを越えて搬送ルートを外れるように横方向に移動させ、障害物を越えた後に再び搬送ルートに復帰させることにより障害物を回避して復帰させることができる。

他方、測域センサが障害物を検出した場合でも、この障害物の位置が目的地またはその手前である場合（すなわち目的地標識を読み取った場合）、障害物回避制御手段は前記走行制御手段に、障害物の手前で無人走行台車を停止させ、測域センサが障害物を検出しなくなるまで待機させることにより障害物との衝突を回避することができる。

標識識別手段は深層学習によって標識の特徴パターンを学習した人工知能を備えているので、撮像手段によって撮像された画像からの標識種類の識別を迅速かつ確実に行うことができる。なお、この人工知能は撮像手段に接続されて画像を入力可能に構成されたワンチップの演算処理装置によって実行可能な数値解析プログラムを用いて形成されるものであることが考えられる。

上記構成の無人走行台車はガイドラインによって案内される多数のルートの中から、標識に従って選択される搬送ルートに沿って走行し、物品の搬送を行うことができ、搬送ルート上に障害物がある場合には適宜の障害物回避・復帰運動を実行して、安全かつ可能な限り円滑に物品の搬送を行うことができる。

無人走行台車の左右側面にそれぞれ側面測域センサを備え、前記障害物回避および復帰動作には、搬送ルートを外れさせる場合に前記側面測域センサによって障害物を検出しない側に搬送ルートを外れさせ、元の搬送ルートに戻らせる場合に搬送ルート側の側面測域センサが障害物を検出しなくなった後に戻らせる一連の動作シーケンスが含まれている場合（請求項２）には、搬送ルートを外れる場合にも、元の搬送ルートに復帰する場合にも、側面測域センサによって安全を確認してから移動させることが可能であるから、安全性が向上する。

前記搬送ルートが複数であり、前記標識識別手段は、標識として各搬送ルートに属する各目的地および全搬送ルートに共通の目的地を示す目的地標識を識別可能であり、かつ、前記走行制御手段は搬送ルートの選択値を入力するルート選択部を備え、このルート選択部に選択された搬送ルートに属する目的地および共通の目的地において停車させるものである場合（請求項３）には、走行エリア内に複数の搬送ルートを形成して物品を搬送する事が可能であり、複数の搬送ルートの設定を目的地標識の設定のみで容易に変更することが可能である。

第２発明は、前記無人走行台車を用いた搬送システムであって、走行エリアの床面に形成されて複数の搬送ルートに沿って移動する無人走行台車の両側部に形成されたガイドラインと、これらのガイドラインの間の搬送ルート上の床面に形成されて物品の搬入ステーションおよび搬出ステーションにおいて無人走行台車を停止させる目的地標識に加え搬送ルートの選択をさせる標識と備えることを特徴とする無人走行台車を用いた搬送システムを提供する。（請求項４）

前記ガイドラインは走行エリアに形成可能な複数の搬送ルートを形成するように、各搬送ルートの左右両側の床面に形成されるものであり、走行エリアの環境に合わせて固定的に設けられるものである。このガイドラインには搬送ルートを平行に配置するべく平行に３本以上並べて形成されることが考えられる。また、ガイドラインは略直角に交差させた交差点を備えることも考えられる。

前記標識は複数の搬送ルートの中から物品の搬入ステーションおよび搬出ステーションを目的地として巡回する搬送ルートを選択させ、かつ、搬入ステーションおよび搬出ステーションにおいては無人走行台車を一時停止させるべく、走行中の搬送ルートのガイドラインの間の床面に形成されるものである。標識は標識識別手段によって認識されるようにガイドラインの間の床面に形成してあることにより、無人走行台車は複数の搬送ルートの中から物品の搬送を行なう為の搬入ステーションと搬出ステーションを巡回できる搬送ルートを選択して無人走行台車を走行させることができる。

なお、標識は搬送ルート毎に異なる複数種類の標識と全搬送ルートに共通の標識があり、前記標識識別手段は搬送ルート毎に異なる標識の種類を見分けることにより、無人走行台車に設定する搬送ルートを選択的に走行させることができるものであることが好ましい。すなわち、標識の種類には、例えば、次の交差点で右への旋回を指示する右旋回標識、左への旋回を指示する左旋回標識、右の車線に移動させる平行右移動標識、左の車線に移動させる平行左移動標識、定められた時間停止する一時停止標識、目的地およびその手前を示す目的地標識、非接触充電ステーションの位置を示す充電標識などが考えられる。

走行エリアに形成されるガイドラインは、この走行エリアの環境に合わせて最初に形成されるが、基本的に変更する必要がない。他方、物品の搬入ステーションや搬出ステーションを変更する場合など、搬送ルートを変更する必要がある場合には、標識の位置または種類を変更するだけで、搬送ルートの変更を行うことが可能である。

前述したように、第1発明によれば、走行エリアの環境に合わせて形成された複数の搬送ルートの中から、物品の搬送に用いることができる搬送ルートを選択して自走する無人走行台車によって、物品を搬送させることができる。搬送ルートを変更する場合には、複雑なプログラムを変更することなく、標識の位置または種類を変更するだけで良い。

本発明の無人走行台車は、限られた走行エリア内において形成されている左右両側のガイドラインの間における搬送ルートを正確に走行することができ、かつ、限られた標識によってガイドされる搬送ルート上を走行するものであるから、自律的な走行を行なうものでありながら、いわゆる自動運転車を実現するための多数のセンサを設ける必要も、複雑な自動運転プログラムをインストールする必要も、この自動運転プログラムを実行可能な高速演算処理装置も不要であり、極めて簡素な構造で低コストにて製造できる。

また、走行エリア内には各搬送ルートを管理するための運行制御盤を不要としているので、無人走行台車は、この運行制御盤からの走行プログラムを受信するための通信部も不要としており、それだけ簡素化を図ることができる。

無人走行台車は前方に障害物がある場合には、障害物の手前で停止することにより、安全走行を確保することができるだけでなく、目的地以外において停止する前方の無人走行台車を含む障害物がある場合には、この障害物を回避した後に再び元の搬送ルートに復帰することが可能となるので、安全性の確保と効率的な搬送の両立を行なうことができる。

第２発明の無人走行台車を用いた搬送システムによれば、搬送ルートを管理するための運行管理盤を不要としており、各無人走行台車はスタンドアローンにて走行して、物品の搬送に必要な搬送ルートを巡回することができる。つまり、無人走行台車を用いた搬送システムの飛躍的な簡素化を図ることができる。

本発明の実施形態に係る無人走行台車を用いた搬送システムの例を示す図である。 前記実施形態に係る無人走行台車の構成を示すブロック図である。 前記無人走行台車の構成を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。 前記無人走行台車の撮像手段によって撮像された画像の例を説明する図である。 前記無人走行台車の走行制御手段の動作を説明する図である。 前記無人走行台車の障害物回避制御手段の動作を説明する図である。 前記無人走行台車が障害物を回避する動作を説明する図である。 従来の無人走行台車による搬送システムの構成を示す図である。

以下、図１～図７を用いて、本発明の第１実施形態に係る無人走行台車１およびこの無人走行台車１を用いた搬送システムＳの構成を説明する。図１は、本発明に係る無人走行台車１が走行可能な走行エリア２の構成を示す平面図であり、２種類の物品３Ａ，３Ｂ（以下、区別が不要なときは物品３という）を搬入する搬入ステーション４Ａ，４Ｂと、両物品３Ａ，３Ｂの搬出ステーション４Ｃと、無人走行台車１の充電ステーション５とを備え、走行エリア２の床面には無人走行台車１の搬送ルート６の左右両側にガイドライン７と、このガイドライン７の間に各種の標識８が形成されている。なお、９は搬送ルート６上にある障害物である。

図２は無人走行台車１の構成を示すブロック図、図３（Ａ），（Ｂ）は無人走行台車１の正面図及び側面図である。図２、図３に示すように、無人走行台車１はその前方に、少なくとも前記ガイドライン７に加えて搬送ルート６上の床面に形成された標識８を撮像可能な位置に配置された撮像手段１０と、少なくとも前方の障害物９を検知する測域センサ１１と、前記撮像手段１０によって撮像された画像を用いて前記左右のガイドライン７の位置を識別するライン識別手段１２と、この画像を用いて前記標識８の種類を識別する標識識別手段１３と、前記左右のガイドライン７の位置に合せて無人走行台車１を操舵すると共に標識８の種類に合わせた無人走行台車の操舵方向と走行速度の制御を行う走行制御手段１４と、前記測域センサ１１が前方の障害物を検知したときに、この障害物が目的地に停止するものでない場合に、前記走行制御手段に搬送ルート６を外れて障害物を回避した後に再び元の搬送ルート６に復帰させる障害物回避および復帰動作を実行させ、目的地に停止するものであるときには前記走行制御手段に障害物がなくなるまで無人走行台車１を停止させる障害物回避制御手段１５とを備え、前記標識識別手段１３は、前記撮像手段１０によって撮像可能な多数の画像を用いた深層学習によって標識の特徴パターンを学習した人工知能を備えるものである。

本実施形態では前記ライン識別手段１２、標識識別手段１３、走行制御手段１４の一部１４Ａ、障害物回避制御手段１５を演算処理部１Ｃにおいて実行可能なプログラムによって実現している。なお、前記走行制御手段１４はその一部１４Ａが走行制御プログラムＰ１の動作によって動作するソフトウェア構成部分であり、１４Ｂは走行制御プログラムＰ１によって制御された電力を各部に供給する電子回路によって実現されるドライブ回路および状態検出回路からなるハードウェア構成部分である。また、１６は前記無人走行台車１を駆動するための二次電池（以下バッテリという）、１７はバッテリ１６からの電力が走行制御手段１４などを介して供給されることにより無人走行台車１を任意の方向および任意の速度で移動させることができる駆動輪、１７ｍは駆動輪１７を回転駆動させるモータ、１８は駆動輪１７の操舵部、１９Ｌ、１９Ｒは無人走行台車１の左側面と右側面に配置された側面測域センサである。さらに、Ｒは無人走行台車１が走行するルートを選択するルート選択部である。

本実施形態の無人走行台車１は、走行エリア２内の搬入ステーション４Ａ，４Ｂ、搬出ステーション４Ｃ、および、充電ステーション５の位置に合わせて形成された搬送ルート６を周回するものであり、物品３Ａを搬送するルートＡの無人走行台車１Ａと、物品３Ｂを搬送するルートＢの無人走行台車１Ｂが同じ搬送ルート６上を周回するように移動することにより、物品３Ａまたは３Ｂを搬入ステーション４Ａまたは４Ｂから搬出ステーション４Ｃまで搬送させるものである。

走行エリア２の床面に形成されるガイドライン７は搬送ルート６の車線をガイドをするように、搬送ルート６の左右両側に形成してあるものであり、走行エリア２の環境に応じて半固定的に設けられ、走行エリア２の床面と対照的な色で形成される。なお、本例では走行エリア２の床面が黒に着色され、ガイドライン７は白に着色されている。

前記ガイドライン７は走行エリア２の環境に合わせて形成される、いわゆる車線を示すものであり、搬送ルート６上に障害物９がある場合などに、無人走行台車１が超えることができないガイドライン７Ａと、一時的に超えることができるガイドライン７Ｂとがあり、このガイドライン７Ｂには例えば定期的にスリット７Ｓを形成している。他にもガイドライン７Ｂをガイドライン７Ａとは異なる色で形成することにより超えることができるガイドライン７Ｂを識別できるようにする変形も考えられる。

充電ステーション５はこれに止まった無人走行台車１のバッテリ１６を充電させるための領域であり、この充電ステーション５の領域に止まった無人走行台車１に対して、図示していない充電コネクタを接続するコネクタ接続アクチュエータを備えて、この無人走行台車１のバッテリ１６を充電するための電力を供給する充電器５Ａを備える。なお、充電器５Ａは電磁波などを用いた非接触充電を行なうものであってもよい。

いずれの場合にも、無人走行台車１は充電ステーション５に止まった状態で、バッテリ１６の充電が完了するまで停止し、充電完了後に再び搬送ルート６上を巡回するように自走する。各無人走行台車１は自身のバッテリ１６の充電量が搬送ルート６を１周するために必要な電力より十分大きいときには、充電ステーション５を素通りし、バッテリ１６の残り充電量が少なくなった場合には充電ステーション５の位置において停止する。

標識８は例えば次の角において約９０°左に方向転換すること指示する左旋回標識８Ａ、右の車線に移動させる平行右移動標識８Ｂ、目的地を示す目的地標識８Ｄ、次の目的地標識８ＤがルートＡまたはルートＢの無人走行台車１Ａまたは無人走行台車１Ｂに関係するものであることを示すルート別目的地標識８Ｅ，８Ｆ、次の目的地標識８Ｄは全てのルートに共通のものであることを示す全ルート目的地標識８Ｇ、および、充電ステーションの位置を示す充電標識８Ｈを有する。なお、本実施形態では用いていないが、走行エリア２の環境によっては、標識８として、次の角において約９０°右に方向転換することを指示する右旋回標識、左の車線に移動させる平行左移動標識、安全確保のために定められた時間停止する一時停止標識などを設けることも考えられる。

従って、前記ガイドライン７と標識８によって無人走行台車１が自動走行する周回の搬送ルート６を定めることができ、標識８の位置や種類を変えることにより、無人走行台車１Ａ，１Ｂによる搬送ルート６を変更することが可能である。

前記障害物９は搬送ルート６上を無人走行台車１が走行するときの妨げとなりうるあらゆるものが含まれており、場合によっては、故障などにより停止した前方の無人走行台車１Ｘ（図１参照）である場合も考えられる。

図４に示すように、無人走行台車１の前方に取付けられた撮像手段１０は、搬送ルート６の左右両側の床面に形成されたガイドライン７Ａ，７Ｂと、これらのガイドライン７Ａ，７Ｂの間に形成された標識８を撮像可能な位置に取り付られている。なお、１０Ａは撮像手段によって撮像された画像であるから、この画像１０Ａに含まれる各部２，７，８は単なる映像であるが、便宜上撮像対象と同じ符号を用いて説明する。

本実施形態では、走行エリア２の床面が黒に近い濃厚色に着色されており、かつ、ガイドライン７が白またはこれに近い明るい色に着色されているので、撮像手段１０はモノクロ画像を検知するものであればよい。これによって製造コストを削減できるとともに、撮像した画像１０Ａの信号処理も簡潔に行うことができる。

測域センサ１１は無人走行台車１の前方においてレーザ光を走査しながら照射する発光部と、障害物９によって各走査角において反射するレーザ光を受光する受光部と、受光した各走査角における反射レーザ光を用いて障害物９の位置を求める処理部とを備え、少なくとも無人走行台車１前方の走行の妨げとなり得る範囲内に障害物９を検出可能とするものである。同様に側面測域センサ１９Ｌ，１９Ｒの構成も測域センサ１１と同様であり、無人走行台車１が障害物９を回避するときに無人走行台車１の側部における障害物９を検知可能となるように側位領域を設定してある。

前記ライン識別手段１２は画像１０Ａに含まれるガイドライン７Ａ，７Ｂの位置からライン認識位置１２Ａ，１２Ｂを求めることによって自車位置を測定するものである。なお、ライン識別位置１２Ａ，１２Ｂは画像１０Ａにおける横走査線方向のガイドライン７Ａ，７Ｂの位置によって求められる。つまり、画角の左右両端からライン識別位置１２Ａ，１２Ｂが同じ距離にあるとき、無人走行台車１は搬送ルート６の中心にあり、ライン識別位置１２Ａ，１２Ｂが左にずれている場合には搬送ルート６に対して右にずれた位置にあり、ライン識別位置１２Ａ，１２Ｂが左にずれている場合には搬送ルート６に対して左にずれた位置にある。

ライン識別位置１２Ａ，１２Ｂは無人走行台車１の前方において無人走行台車１の前方の近傍から少し離れた地点までのガイドライン７の位置から求められるものであるから、ガイドライン７に少々の汚れや切れがあっても、無人走行台車１が車線の中心にいるかどうかを正確に判定することができる。また、本実施形態ではガイドライン７Ｂにはスリット７Ｓを形成しているので、このスリット７Ｓのあるガイドライン７Ｂははみ出すことが可能であることを容易に判別することができる。

前記標識識別手段１３は多数の画像１０Ａを用いた深層学習（ディープラーニング）によって標識８の種類を識別可能とする人工知能を備えることにより、画像１０Ａのデータから標識８の種類を的確かつ迅速に判別可能としている。

障害物回避制御手段１５は、測域センサ１１が前方の障害物９を検知したときに実行されるプログラムであって、障害物９が停止している位置が自車の目的地であるかどうかを確認し、障害物９の位置が目的地でない場合、すなわち、標識８Ｄ～８Ｇによって自車の属するルートの目的値を検知していない場合に、障害物９の回避および復帰を行う一方、障害物９が自車のルートの目的値である場合に前方の無人走行台車１の後ろに止まって前方の無人走行台車１が移動するまで待機する。

走行制御手段１４はライン識別手段１２によって識別されたライン識別位置１２Ａ，１２Ｂによって無人走行台車１を操舵する。つまり、無人走行台車１が搬送ルート６に対して左右にずれているなら、これを補正するべく操舵方向を制御する。また、前記識別手段１３が識別した標識８に合わせて左右に旋回させたり、隣接する車線に並行移動するように無人走行台車１を操舵する。さらに、標識８が示す停車位置において無人走行台車１を停車させと共に、障害物９がある場合にも場合によっては無人走行台車１を停車させるように、走行速度の制御を行なうものである。

図５は無人走行台車１の演算処理部１Ｃによって実行可能な走行制御プログラムＰ１、すなわち、前記走行制御部１４のソフトウェア構成部分１４Ａの動作を説明する図である。

図５に示すように、走行制御プログラムＰ１を実行すると、まず前記撮像手段１０によって撮像した画像１０Ａのデータを取り込む。（ステップＳ１）

次いで、画像１０Ａのデータを用いて左右のライン識別位置１２Ａ，１２Ｂを求める。すなわち、画像１０Ａの左右走査線方向におけるガイドライン７（７Ａ，７Ｂ）の位置を示すライン識別位置１２Ａ，１２Ｂを求めることにより、無人走行台車１が車線の中央にあるかどうかを確認可能とすることができる。（ステップＳ２）本実施形態ではこのステップＳ２がライン識別手段１２であり、これをソフトウェアによって形成することにより、製造コストの削減を図っている。

無人走行台車１の前方に設置された撮像手段１０によって撮像される画像１０Ａにおいて、前記左右のライン識別位置１２Ａ，１２Ｂの位置は、無人走行台車１が向かっている方向を示すものであるから、左右のライン識別位置１２Ａ，１２Ｂが画像１０Ａの画角の両側から同距離にあるかどうかによって無人走行台車１がガイドライン７によってガイドされる車線（搬送ルート６）の中心にあるかどうかを容易に判別することができる。（ステップＳ３）すなわち、左右のライン識別位置１２Ａ，１２Ｂの位置が画像１０Ａの画角の両側から等距離でない場合には次のステップＳ４を実行し、等距離である場合にはステップＳ５を実行する。

無人走行台車１が車線（搬送ルート６）の中央から外れている場合には、前記操舵部１８を用いて操舵角を調整することにより、無人走行台車１を車線の中央に戻すように操舵する。（ステップＳ４）なお、ライン識別位置１２Ａ，１２Ｂが画像データの右に寄って映し出されている場合は、無人走行台車１が車線の左に偏っているので右に操舵角を調整し、逆に右に寄って映し出されている場合は、左に操舵角を調整する。

他方、無人走行台車１がガイドライン７によってガイドされた車線の中心にある場合には、前記操舵部１８による操舵角を０に調整することにより、そのまま直進して搬送ルート６に沿った方向に移動させることができる。（ステップＳ５）

次に、画像データを用いて標識の種類を識別する。（ステップＳ６）このステップＳ６のプログラムは標識識別手段１３をソフトウェアによって実現したものであり、より詳しくは、数値解析ソフトウェアを基本プログラムとして実行される人工知能である。この標識識別手段１２として機能する人工知能は、標識８が映し出された多数の画像データを用いた深層学習によって、標識８（８Ａ～８Ｈ）の種類を判別可能とするものである。

標識８には次の標識８が関係する無人走行台車１のルートを示すものがあり、これによって無人走行台車１のにおいて、次の標識８が自車のルート選択部Ｒに選択されたルートと一致するかどうかを判断することができる。（ステップＳ７）このステップＳ７において、自車に対する標識であることを判断した場合には、次のステップＳ８の動作を実行し、そうでない場合には、標識８を何も識別できなかった場合も含めて、前記ステップＳ１に戻って繰返し動作する。

上記ステップＳ７において標識８が自車に対するものであることを識別した場合には、前記モータ１７ｍへの供給電力の調整を行ったり、操舵部１８の制御を行うことにより、標識に従った走行制御を行う。（ステップＳ８）それから、前記ステップＳ１に戻って、繰返し実行することができる。

なお、本実施形態の標識８の中には次の角において約９０°左に方向転換する左旋回標識８Ａ、右の車線に移動させる平行右移動標識８Ｂがあるので、これを認識した場合にはステップＳ８の動作によって前記ライン識別位置１２Ａ，１２Ｂが示す車線を超えて、旋回や車線変更を行なう。同様に、標識８として自車のルート選択部Ｒに選択されたものと同じルートの目的地標識８Ｄおよび充電標識８Ｈを認識した場合は、ステップＳ８の動作により、標識８Ｄ，８Ｈが示す目的地で目的が完了するまで無人走行台車１を停止させることが含まれる。標識８Ｅ～８Ｇは次の標識が自車のルート選択部Ｒに選択されたルートのものであるかどうかを判断するものであり、これを認識した時点で次に自車のルートに属する目的地があることを識別するフラグを立てることができる。

上記ステップＳ１～Ｓ８に示す極めてシンプルなプログラムを実行することにより、ガイドライン７および標識８によって定められる搬送ルート６に沿って無人走行台車１を巡回させることができる。

図６は無人走行台車１の演算処理部１Ｃによって実行可能な障害物回避制御プログラムＰ２、すなわち、障害物回避制御手段１５の動作を説明する図であり、図７は障害物回避制御手段１５によって障害物９を回避する動作を示す平面図である。

図６に示すように、測域センサ１１によって測定した結果を取り込み、無人走行台車１の前方の車線範囲内に何らかの障害物９があるかどうかを確認する。（ステップＳ９）なお、障害物９とは搬送ルート６を走行する妨げとなりうるあらゆるものを意味しており、前方で故障などによって停止している無人走行台車１も含まれる。

次に、前記測域センサ１１が障害物を検知したかどうかで分岐処理を行なう。（ステップＳ１０）すなわち、前方に障害物９が何もない場合、ステップＳ９に戻って処理を繰り返す。他方、図７に示すように、測域センサ１１の測域エリア１１Ａ内に障害物９を検知した場合は次のステップＳ１１を実行する。

障害物９の位置が自車の停車位置であるかどうかを確認する。（ステップＳ１１）すなわち、障害物９が自車の停車位置である場合には、次にステップＳ１２を実行する。逆に、障害物９の位置が自車の停車位置でない場合にはステップＳ１３を実行する。なお、標識８には次に現れる目的地標識８Ｄが属するルートを示すものがあるので、これが認識された直後に障害物９を検知した場合には、障害物９が自車のルート上の停車位置に停車しているかどうかを判断することができる。

前記ステップＳ１１で障害物９の位置が自車の停車位置であると判断した場合には、障害物９に衝突しないように障害物９の手前にて無人走行台車１を停車させてステップＳ９に戻る。（ステップＳ１２）

前記ステップＳ１１で障害物９の位置が自車の停車位置ではないと判断した場合には、障害物９を回避するための車線変更の方向を確認する。（ステップＳ１３）本実施形態の場合、車線変更可能なガイドライン７Ｂにスリット７Ｓ（図４も参照）を形成しているので、スリット７Ｓのある方のガイドライン７Ｂを超えるように車線変更する。加えて、走行エリア２が黒に近い濃厚色に着色されているので、走行エリア２の境界が無い方には車線変更可能であることを確認できる。さらに、無人走行台車１の側面に設けた側面測域センサ１９Ｌ，１９Ｒによって障害物が無い方向を車線変更可能とすることも可能である。これらの条件が揃う方向を車線変更方向として確認することが考えられる。なお、上述した条件のうちの少なくとも一つを車線変更方向の条件とすることも容易に考えられる。

車線変更方向が決まると、図１に示す矢印２０および図７の矢印２０Ａに示すように障害物９を回避するためにステップＳ１３で確認した方向に車線変更し、矢印２０Ｂに示すように障害物９を回避した走行を行なうことができるように前記走行制御手段１４のハードウェア構成部分１４Ｂを制御する。（ステップＳ１４）

次いで、障害物９を追い越したかどうかを側面の側面測域センサ１９Ｌ（または１９Ｒ）によって確認し、側面測域センサ１９Ｌ（または１９Ｒ）が障害物９を追い越してこれを検出しなくなるまで繰り返す。（ステップＳ１５）なお、このステップＳ１５の動作は障害物９を追い越すために必要な時間の計測によって代用し、側面測域センサ１９Ｌ，１９Ｒを省略することも考えられることはいうまでもない。

障害物９を追い越したことを確認した後に、矢印２０Ｃに示すように再び元の搬送ルート６に復帰させるように復帰動作を実行させるように前記ハードウェア構成部分１４Ｂを制御した後に、再びステップＳ９に戻る。（ステップＳ１６）

上記ステップＳ９～Ｓ１６からなる障害物回避制御プログラムＰ１を実行することにより、搬送ルート６上に障害物９がある場合にもこれを回避して物品３Ａ，３Ｂの搬送を行うことができる。また、同じ搬送ルート６上を走行する無人走行台車１であっても自車のルート選択部Ｒに選択されたものと異なるルートにおける目的地と異なる位置に障害物９がある場合にはこれを回避して追い越すことにより、搬送システムＳ全体の搬送を止めることがない。

また、前記プログラムＰ１，Ｐ２は何れも単純な情報処理を行うものであり、比較的安価な演算処理部１Ｃによって実行可能なプログラムであるから、製造コストの削減を図ることができる。

上記構成の無人走行台車１を用いた搬送システムＳでは、目的地となる各ステーション４Ａ～４Ｃの位置および充電ステーション５の位置を変更する場合や、搬送ルート６を変更する場合に、前記標識８の位置または種類を変更するだけでよい。すなわち、従来のように、各無人走行台車１に新しい搬送ルートを走行するためのプログラムを入力したり配信する必要がなく、さらには、ガイドライン７を形成し直す必要も無い。

従って、搬送システムＳの変更を極めて柔軟に、迅速かつ低コストにて行うことができる。各無人走行台車１は自律的に搬送ルート６に沿った自動運転を行うものであるが、その搬送ルート６は標識８によって定められた搬送エリア２内を周回するものであり、かつ、標識８によって定められた各目的地４Ａ～４Ｃ，５を巡回することにより物品３Ａ，３Ｂの搬送を行うものであるから、その構成を極めて簡素にすることが可能である。

とりわけ、人工知能を取り入れた標識識別手段１３は標識８の種類を特定することに特化して多数の画像を用いた深層学習を行うことにより、極めて精度良く標識８の種類を特定でき、無人走行台車１が間違いなく搬送ルート６を巡回することを可能としている。加えて、標識識別手段１３を比較的低コストにて製造可能な処理能力の限られた演算処理装置１Ｃによって実行可能な数値解析ソフトウェアを基本プログラムとして実行される人工知能として製造コストの更なる削減を図っている。しかしながら、本発明はこの点に限定されるものではなく、標識識別手段１３をニューロチップのようなハードウェア構成を用いた人工知能としてもよいことはいうまでもない。

上述の実施形態では障害物９を回避するときに乗り越えることができるガイドライン７Ｂにスリット７Ｓを形成して判別可能としているが、本発明はこの点に限定されるものではない。すなわち、ガイドライン７Ｂを、乗り越えることができないガイドライン７Ａと異なる色、太さなどで形成することも考えられる。さらには、障害物９を追い越す方向を常に搬送ルート６の外側または内側と定めることも可能である。

１ 無人走行台車
２ 走行エリア
３ 物品
４Ａ，４Ｂ 搬入ステーション
４Ｃ 搬出ステーション
６ 搬送ルート
７ ガイドライン
８ 標識
９ 障害物
１０ 撮像手段
１１ 測域センサ
１２ ライン識別手段
１３ 標識識別手段
１４ 走行制御手段
１５ 障害物回避制御手段
１９Ｌ、１９Ｒ 側面測域センサ
Ｒ ルート選択部
Ｓ 搬送システム

Claims (4)

1. 走行エリア内の目的地として物品の搬入ステーションから搬出ステーションの間の搬送ルートを走行する無人走行台車であって、
   この無人走行台車の前方に、搬送ルートの左右両側の床面に形成されたガイドラインに加えて搬送ルート上の床面に形成された標識を撮像可能な位置に配置された撮像手段と、
   前方の障害物を検知する測域センサと、
   前記撮像手段によって撮像された画像を用いて前記左右のガイドラインの位置を識別するライン識別手段と、
   この画像を用いて前記標識の種類を識別する標識識別手段と、
   前記左右のガイドラインの位置に合せて無人走行台車を操舵すると共に標識の種類に合わせた無人走行台車の操舵方向と走行速度の制御を行う走行制御手段と、
   前記測域センサが前方の障害物を検知したときに、この障害物が目的地に停止するものでない場合に、前記走行制御手段に搬送ルートを外れて障害物を回避した後に再び元の搬送ルートに復帰させる障害物回避および復帰動作を実行させ、目的地に停止するものであるときには前記走行制御手段に障害物がなくなるまで無人走行台車を停止させる障害物回避制御手段とを備え、
   前記標識識別手段は、前記撮像手段によって撮像可能な多数の画像を用いた深層学習によって標識の特徴パターンを学習した人工知能を備えるものであることを特徴とする無人走行台車。
2. 無人走行台車の左右側面にそれぞれ側面測域センサを備え、
   前記障害物回避および復帰動作には、搬送ルートを外れさせる場合に前記側面測域センサによって障害物を検出しない側に搬送ルートを外れさせ、元の搬送ルートに戻らせる場合に搬送ルート側の側面測域センサが障害物を検出しなくなった後に戻らせる一連の動作シーケンスが含まれている請求項１に記載の無人走行台車。
3. 前記搬送ルートが複数であり、前記標識識別手段は、標識として各搬送ルートに属する各目的地および全搬送ルートに共通の目的地を示す目的地標識を識別可能であり、かつ、前記走行制御手段は搬送ルートの選択値を入力するルート選択部を備え、このルート選択部に選択された搬送ルートに属する目的地および共通の目的地において停車させるものである請求項１または請求項２に記載の無人走行台車。
4. 請求項１～請求項３に記載の無人走行台車を用いた搬送システムであって、走行エリアの床面に形成されて複数の搬送ルートに沿って移動する無人走行台車の両側部に形成されたガイドラインと、これらのガイドラインの間の搬送ルート上の床面に形成されて物品の搬入ステーションおよび搬出ステーションにおいて無人走行台車を停止させる目的地標識に加え搬送ルートの選択をさせる標識と備えることを特徴とする無人走行台車を用いた搬送システム。

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