JP2022052938A - 走行制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】走行制御システムの改良を図ることであり、例えば、安全性の低下を抑制しつつ作業効率を向上させることである。【解決手段】本発明に係る走行制御システムにおいて、当該搬送車と、その搬送車の周辺物体との距離がしきい値より短い場合に、衝突を回避するための走行制御が行われるが、しきい値が当該搬送車が走行しているエリアまたは周辺物体に基づいて可変とされる。このように、しきい値を、エリアや周辺物体に基づいて可変とすることにより、安全性の低下を抑制しつつ作業効率を向上させることができる。【選択図】図４

Description

本発明は、自動走行可能な搬送車の走行を制御する走行制御システムに関するものである。

特許文献１には、予め定められた軌道上を走行する搬送車である自車両と、その軌道と同一の軌道を走行する自車両とは他の搬送車との間隔に基づいて、その自車両の速度を制御して、衝突を回避する走行制御システムが記載されている。

特開２００９－１０７７５３号公報

本発明の課題は、走行制御システムの改良を図ることであり、例えば、安全性の低下を抑制しつつ作業効率を向上させることである。

上記課題を解決するため、本発明に係る走行制御システムにおいて、当該搬送車である自車両と、その自車両の周辺の物体である周辺物体との距離がしきい値より短い場合に、衝突を回避するための走行制御が行われるが、しきい値が自車両が走行しているエリアまたは周辺物体の種類に基づいて決定される。
例えば、図１に示すように、搬送車が作業を行う作業場は、棚と棚との間のエリアである棚間エリアと、棚間エリアに交差する交差点を含むエリアである交差点エリアとを含む場合がある。搬送車が、棚間エリアを走行する場合には交差点エリアを走行する場合より、しきい値を短くすることが望ましい。棚間エリアにおいて、搬送車は作業を行っている場合が多く、作業の支障にならないようにすることが望ましいからである。また、周辺物体が人である場合には他の搬送車である場合よりしきい値を長くすることが望ましい。しきい値を長くすることにより、安全性の低下を抑制することができる。
このように、しきい値が、エリアや周辺物体に基づいて決定されるようにすることにより、安全性の低下を抑制しつつ作業効率を向上させることができる。

本発明の実施例１に係る走行制御システムによって走行が制御される搬送車が走行可能な作業場の内部を概念的に示す図である。 上記走行制御システムの走行制御部およびその周辺を概念的に示す図である。 上記走行制御部の記憶部に記憶された走行制御プログラムを表すフローチャートである。 上記走行制御部の記憶部に記憶されたしきい値決定プログラムを表すフローチャートである。 前記搬送車の走行状態を概念的に示す図である。 前記搬送車の別の走行状態を概念的に示す図である。

発明の実施形態

以下、本発明の一実施形態である走行制御システムついて図面に基づいて説明する。

図２に示すように、実施例１に係る走行制御システムは、搬送車Ｖの走行装置１０を制御することにより、搬送車Ｖの走行を制御するものであり、搬送車Ｖに設けられた周辺環境取得装置１２、走行制御部１４等を含む。搬送車Ｖは、図１に示す作業場（例えば、工場内）を、作業を行いつつ走行するものである。搬送車Ｖは、運転者によるマニュアル運転によることなく自動で走行可能なものとすることができる。

図１に示すように、作業場には、搬送車Ｖが作業を行う棚Ｔが複数列、間隔を隔てて設けられる。本実施例において、これら複数の棚Ｔの間のエリアを棚間エリアＲＴと称し、棚間エリアＲＴと交差して伸びたエリア、換言すると、棚間エリアＲＴとの交差点を含むエリアを交差点エリアＲＣと称する。

搬送車Ｖは、棚間エリアＲＴにおいて、例えば、棚Ｔに載置された商品を取り出したり、棚Ｔに商品を載置したりする等の作業を行う。搬送車Ｖは、商品の出し入れ等の作業を行うロボットを有するものであると考えたり、搬送車Ｖが、商品の出し入れ等の作業を行う機能を有するロボットであると考えたりすること等ができる。また、搬送車Ｖは、作業を行う棚を移動する場合には、交差点エリアＲＣを走行するのが普通である。交差点エリアＲＣは、例えば、壁Ｈに沿って設けられる場合がある。

複数列の棚Ｔの各々の交差点エリアＲＣ側のコーナおよびそのコーナの近傍を含む部分であるコーナ部には、それぞれ、タグＦｘ、Ｆｙが設けられる。タグＦｘは、棚Ｔの図１の右側のコーナ部に設けられ、タグＦｙは、棚Ｔの図１の左側のコーナ部に設けられる。

走行装置１０は、駆動装置２０、制動装置２２、操舵装置２４等を含む。駆動装置２０は、搬送車Ｖに駆動力を加えるものであり、例えば、駆動源としての電動モータである駆動用モータ等を含むもの等とすることができる。駆動用モータの駆動力が図示しない車輪に伝達されて、搬送車Ｖが走行する。駆動用モータの制御により駆動力が制御される。

制動装置２２は、搬送車Ｖに制動力を加えるものであり、例えば、駆動用モータの回転を抑制する回生制動装置を含むもの等とすることができる。回生制動装置を制御することにより、制動力が制御される。

操舵装置２４は、搬送車の車輪のうちの操舵輪を転舵するものであり、駆動源としての電動モータである転舵用モータにより左右の操舵輪を連結する連結ロッドを移動させるものであっても、操舵輪の各々を個別に転舵するものであってもよい。転舵用モータの制御により、操舵輪の転舵角が制御され、搬送車Ｖの旋回状態が制御される。

周辺環境取得装置１２は、当該周辺環境取得装置１２が搭載された搬送車（以下、自車両と称する場合がある）Ｖの周辺に存在する物体を取得したり、自車両Ｖが位置するエリアを取得したりするものであり、カメラ３０等、物体認識部３２、通信装置３４、タグリーダ３６等を含むものである。
周辺環境取得装置１２は、カメラ３０に代わって、または、カメラ３０に加えて、ミリ波センサ、レーダ、赤外線センサ等のうちの１つ以上を含むものとすることができる。カメラ３０等は、例えば、搬送車Ｖの前部に取り付けられ、図１に示すように、搬送車Ｖの前方の予め定められた範囲ＲＶを撮像する。

物体認識部３２は、カメラ３０等からの情報に基づいて、自車両Ｖの周辺の、範囲ＲＶ内に存在する物体である周辺物体Ｚを認識し、その周辺物体Ｚと自車両Ｖとの相対位置関係を取得する。物体認識部３２は、認識した周辺物体Ｚの種類、すなわち、周辺物体Ｚが、人、自車両Ｖとは別の搬送車、棚Ｔ、壁Ｈ等のいずれであるかを識別するが、これらの識別は、画像認識等により行ったり、赤外線センサを利用して行ったりすること等ができる。また、物体認識部３２は、周辺物体Ｚと自車両Ｖとの相対位置関係としての周辺物体Ｚと自車両Ｖとの前後方向の距離（前後方向の間隔）Ｄｆ、横方向の距離（横方向の間隔）Ｄｗを取得する。

通信装置３４は、作業場に設けられた集中管理装置４４との間で通信を行うものである。例えば、通信装置３４と集中管理装置４４との間の通信により、搬送車Ｖが位置するエリアを取得することができる。例えば、通信装置３４から集中管理装置４４に、搬送車Ｖが存在するｘｙ座標上の位置を表す情報を送信すると、集中管理装置４４から通信装置３４に搬送車Ｖが位置するエリアを表す情報が供給される場合、また、通信装置３４から集中管理装置４４に信号を送信すると、集中管理装置４４において、搬送車Ｖの位置が取得され、エリアが取得され、そのエリアを表す情報が集中管理装置４４から通信装置３４に供給される場合等がある。
なお、搬送車Ｖが作業場内のエリアマップ（エリアおよびｘｙ座標）を記憶している場合には、通信によらなくても、搬送車Ｖにおいて、自身が位置するエリアが取得可能な場合もある。

タグリーダ３６は、タグＦｘ，Ｆｙとの間で通信（ＲＦＩＤ：Radio frequency identifier）を行い、タグＦｘ，ＦｙのＩＤ（identifier）情報を取得するものである。タグリーダ３６は、搬送車Ｖの左前方に設け、指向性の強いアンテナを有するものとすることが望ましい。タグＦｘ，タグＦｙは、互いに異なるＩＤ情報を有するものであり、本実施例において、タグＦｘのＩＤ情報を取得した場合には、交差点エリアＲＣに入ると推測され、タグＦｙのＩＤ情報を取得した場合には棚間エリアＲＴに入ると推測される。

走行制御部１４は、図示しない実行部、記憶部、入出力部等を含むコンピュータを主体とするものであり、入出力部には、周辺環境取得装置１２、走行装置１０等が接続される。走行制御部１４は、搬送車Ｖが予め定められた作業に基づいて作成された図示しないプログラムに従って走行するように走行装置１０を制御するが、自車両Ｖと周辺物体Ｚとの前後方向の距離Ｄｆがしきい値Ｄｆｔｈより小さい場合や自車両Ｖと周辺物体Ｚとの幅方向の距離Ｄｗがしきい値Ｄｗｔｈより小さい場合には、自車両Ｖが周辺物体Ｚとの衝突を回避するように走行装置１０を制御する。

また、本実施例において、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが、搬送車Ｖが走行するエリアで可変とされる。搬送車Ｖが、棚間エリアＲＴを走行する場合には交差点エリアＲＣを走行する場合より、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈを短くすることが望ましい。棚間エリアＲＴにおいて、搬送車Ｖは作業を行っている場合が多く、不必要に衝突回避制御が行われ難くすることが望ましいからである。また、周辺物体Ｚが人である場合には他の搬送車である場合よりしきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈを長くすることが望ましい。周辺物体Ｚが人である場合には、棚間エリアＲＴであっても交差点エリアＲＣであっても、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈを長くして、安全性の向上を図るためである。

図３の衝突回避プログラムは搬送車Ｖの走行中、予め定められた設定時間毎に実行される。
ステップ１（以下、Ｓ１と略称する。他のステップについても同様とする）において、周辺環境取得装置１２によって取得された周辺物体Ｚ（図５，６参照）と自車両Ｖとの間の距離Ｄｆ、Ｄｗが取得され、Ｓ２において、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが取得される。Ｓ３において、距離Ｄｆ、Ｄｗがそれぞれしきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈより短いか否かが判定される。距離Ｄｆがしきい値Ｄｆｔｈより短い場合、または、距離Ｄｗがしきい値Ｄｗｔｈより短い場合には、判定がＹＥＳとなり、Ｓ４において、自車両Ｖと周辺物体Ｚとの衝突を回避するように、自車両Ｖの走行装置１０が制御される。例えば、距離Ｄｆがしきい値Ｄｆｔｈより短い場合には、制動装置２２の制御により、自車両Ｖを減速させたり、停止させたりする。また、距離Ｄｗがしきい値Ｄｗｔｈより短い場合には、操舵装置２４の転舵用モータの制御により自車両Ｖを周辺物体Ｚから遠ざかる向きに旋回させること等ができる。

しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈは、図４のフローチャートで表されるしきい値決定プログラムの実行により決定される。
Ｓ１１において、周辺物体Ｚが人であるか否かが判定され、Ｓ１２において、タグＦｘ，Ｆｙとタグリーダ３６との通信により自車両Ｖが存在するエリアが取得されたか否かが判定され、Ｓ１３において、集中管理装置４４と通信装置３４との通信により自車両Ｖが存在するエリアが取得されたか否かが判定される。

Ｓ１２において、例えば、タグＦｘ，Ｆｙのいずれかが有するＩＤ情報を予め定められた設定時間内に取得した場合、棚Ｔに対する作業を終了して次の棚Ｔへ移動する場合に、タグＦｘ，ＦｙのＩＤ情報を取得した場合等には、タグＦｘ，ＦｙのＩＤ情報が取得されて、搬送車Ｖが走行するエリアが取得されたと考えることができる。それに対して、設定時間以上、タグＦｘ，ＦｙのＩＤ情報を取得していない場合、棚Ｔを移動する場合に、タグＦｘ，ＦｙのＩＤ情報が取得されなかった場合等には、タグＦｘ，ＦｙのＩＤ情報に基づいてエリアの取得ができなかったと考えることができる。例えば、タグリーダ３６とタグＦｘ，Ｆｙとの間の通信エラー等に起因すると考えられる。

Ｓ１３において、例えば、作業プログラムに基づいて自車両Ｖが存在する位置（作業場内のｘｙ座標上の位置）がわかる場合には、その位置情報を通信装置３４から集中管理装置４４に送信し、集中管理装置４４から通信装置３４に自車両が位置するエリアの情報が供給された場合、集中管理装置４４と通信装置３４との通信により、集中管理装置４４において自車両Ｖが位置するＸＹ座標上の位置が取得され、エリアが取得され、そのエリアの情報が通信装置３４に送信された場合等には、集中管理装置４４との通信により自車両が位置するエリアが取得されたと考えることができる。それに対して、集中管理装置４４から通信装置３４にエリアの情報が供給されなかった場合には、エリアが取得されなかったと考えることができる。

Ｓ１２，１３のいずれかにおいて、エリアを取得できた場合には、Ｓ１４において、そのエリアが棚間エリアＲＴであるか否かが判定される。判定がＮＯである場合には、Ｓ１５において、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが通常の長さＡｆ、Ａｗに設定され、判定がＹＥＳである場合には、Ｓ１６において、しきい値Ｄｔｈが通常の長さＡｆ、Ａｗより短い長さＢｆ（＜Ａｆ）、Ｂｗ（＜Ａｗ）に設定される。また、周辺物体Ｚが人である場合には、Ｓ１１の判定がＹＥＳとなり、Ｓ１５において、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが通常の長さＡｆ、Ａｗとされる。換言すれば、周辺物体Ｚが棚Ｔである場合には、Ｓ１１の判定がＮＯとなり、自車両Ｖが棚間エリアＲＴを走行中である場合には、Ｓ１６において、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが短い長さＢｆ、Ｂｗとされる。

例えば、図５に示すように、搬送車Ｖが棚間エリアＲＴを走行している場合には、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが短い方の値Ｂｆ、Ｂｗとされる。自車両Ｖが矢印Ｐ１またはＰ２に沿って交差点エリアＲＣから棚間エリアＲＴに入った場合において、タグＦｙのＩＤ情報を取得できた場合、通信装置３４と集中管理装置４４との間の通信によりエリア情報を取得できた場合等には、しきい値Ｄｆｔｈ、ＤｗｔｈがＢｆ、Ｂｗに決定される。そのため、他の搬送車Ｚとの間隔Ｄｆがしきい値Ｂｆより小さくなるまで衝突回避制御が行われることがない。また、例えば、矢印Ｐ３に沿って、作業を行うために自車両Ｖが棚Ｔに接近し、棚Ｔと自車両Ｖとの間の距離Ｄｗが短くなる場合があるが、距離Ｄｗがしきい値Ｄｗｔｈより短くなるまで衝突回避制御が開始されることはない。
このように、搬送車Ｖが棚間エリアＲＴを走行している場合には、不必要に衝突回避制御が開始され難くすることができる。それにより、作業効率の向上を図ることができる。

それに対して、例えば、図６に示すように、自車両Ｖが矢印Ｑ１またはＱ２に沿って、交差点エリアＲＣに入った場合において、自車両Ｖのタグリーダ３６がタグＦｘのＩＤ情報を取得した場合、通信装置３４と集中管理装置４４との間の通信によりエリア情報を取得できた場合等には、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが通常の長さＡｆ、Ａｗとされる。
交差点エリアＲＣにおいては、同じレーンを走行中の他の搬送車Ｚ１と自車両Ｖとの距離ＤｆがＡｆより小さくなると、衝突回避制御が開始される。また、対向車線を走行中の他の搬送車Ｚと自車両Ｖとの間隔Ｄｗがしきい値Ａｗより短くなると、衝突回避制御が行われる。このように、交差点エリアＲＣにおいては、しきい値Ｄｆｔｈ，Ｄｗｔｈが通常の長さＡｆ，Ａｗとされるため、安全性の低下を抑制することができる。

また、周辺物体Ｚが人である場合には、図６に示すように、搬送車Ｖが棚間エリアＲＴを走行していても、交差点エリアＲＣを走行していても、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈが通常の長さＡｆ、Ａｗとされる。その結果、安全性の低下を抑制することができる。なお、エリアの取得ができなかった場合にも、しきい値Ｄｆｔｈ、Ｄｗｔｈは通常の長さＡｆ、Ａｗとされる。

以上、本実施例において、周辺環境取得装置１２の物体認識部３２等により周辺物体取得装置が構成され、通信装置３４、タグリーダ３６等によりエリア取得部が構成され、走行制御部１４のうち図４のフローチャートで表されるしきい値決定プログラムを記憶する部分、実行する部分等によりしきい値決定部が構成される。

なお、自車両Ｖが位置するエリアの取得方法は問わない。例えば、周辺環境取得装置１２において取得された周辺物体Ｚの認識、周辺物体Ｚと自車両Ｖとの相対位置関係等に基づいてエリアが取得されるようにすることができる。例えば、周辺物体Ｚとして棚Ｔが認識され、棚Ｔと自車両Ｖとの相対位置関係に基づき、棚Ｔが自車両Ｖの両側または片側に棚Ｔが連続して位置することが取得された場合には、自車両Ｖが棚間エリアＲＴを走行していると取得し、自車両Ｖの片側に壁Ｈが連続して位置していることが取得された場合には、交差点エリアＲＣを走行していると取得することができる。この場合には、通信装置３４、タグリーダ３６は不要となる。

また、走行制御部１４、エリア取得部を集中管理装置４４に設け、集中管理装置４４からの指令に基づいて搬送車Ｖの走行装置１０が制御されるようにすることができる。本実施例においては、搬送車Ｖと集中管理装置４４との間の通信を行う通信装置は必要である。
さらに、タグＦｘ，Ｆｙの設置位置は問わない。例えば、棚Ｔとは別の部材（例えば、ポール）に設けることができる。
また、搬送車Ｖはどのようなものであってもよい。例えば、運転者によるマニュアル運転により走行可能なものであってもよく、作業は作業者によって行われるものであってもよい等、本発明は、上記実施例の他、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

１０：走行装置 １２：周辺環境取得装置 １４：走行制御部 ２０:駆動装置 ２２；制動装置 ２４：操舵装置 ３０：カメラ ３２：物体認識部 ３４：通信装置 ３６：タグリーダ ４４：集中管理装置

特許請求可能な発明

（１） 搬送車の走行を制御する走行制御システムであって、
前記搬送車に設けられ、前記搬送車である自車両の周辺の物体である周辺物体を取得する周辺物体取得装置と、
その周辺物体取得装置によって取得された前記周辺物体と前記自車両との間の距離が予め定められたしきい値より短い場合に、前記自車両と前記周辺物体との衝突を回避するように前記自車両の走行を制御する走行制御部と
を含むとともに、
当該走行制御システムが、前記自車両が存在するエリアを取得するエリア取得部を含み、
前記走行制御部が、前記しきい値を、前記周辺物体取得装置によって取得された前記周辺物体と、前記エリア取得部によって取得された前記自車両が位置するエリアとの少なくとも一方に基づいて決定するしきい値決定部を含む走行制御システム。

搬送車（自車両を含む）の走行は、予め定められた作業プログラムに従って制御されるが、周辺物体と自車両との距離がしきい値より短くなった場合には、その周辺物体との衝突を回避するよう自車両の走行が制御される。
走行制御部、エリア取得部は、それぞれ、搬送車の各々に個別に設けても、作業場に設けてよい。

（２）前記しきい値決定部が、前記エリアが、複数列の棚の間のエリアである棚間エリアである場合には、複数の前記棚間エリアに交差するエリアである交差点エリアである場合より、前記しきい値を小さい値に決定するものである(1)項に記載の走行制御システム。

（３）前記しきい値決定部が、前記周辺物体が前記自車両とは別の搬送車である場合には、前記周辺物体が人であるより、前記しきい値を小さい値に決定するものである(1)項または(2)項に記載の走行制御システム。

Claims (1)

1. 搬送車の走行を制御する走行制御システムであって、
   前記搬送車に設けられ、前記搬送車である自車両の周辺の物体である周辺物体を取得する周辺物体取得装置と、
   その周辺物体取得装置によって取得された前記周辺物体と前記自車両との間の距離が予め定められたしきい値より短い場合に、前記自車両と前記周辺物体との衝突を回避するように前記自車両の走行を制御する走行制御部と
   を含むとともに、
   当該走行制御システムが、前記自車両が存在するエリアを取得するエリア取得部を含み、
   前記走行制御部が、前記しきい値を、前記周辺物体取得装置によって取得された前記周辺物体と、前記エリア取得部によって取得された前記自車両が位置するエリアとの少なくとも一方に基づいて決定するしきい値決定部を含む走行制御システム。

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