JP2022075659A - 自動走行車、搬送装置、自動走行車の制御方法、及び搬送装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】周囲に移動する物体が存在する環境において自動的に走行する自動走行車を提供する。【解決手段】実施形態の自律移動可能な自動走行車は、駆動部と、第１検出部と、第２検出部と、自己位置推定部と、経路生成部と、制御部と、を持つ。駆動部は、自動走行車を移動させる。第１検出部は、自動走行車の周囲に存在する物体の高さ位置に比して高い位置に設けられ、自動走行車の周囲の第１範囲を走査した第１データを検出する。第２検出部は、自動走行車の周囲の第２範囲を走査した第２データを検出する。自己位置推定部は、第１データに基づいて所定領域内における自動走行車の推定位置を算出する。経路生成部は、第２データに基づいて自動走行車の周囲に存在する物体の位置を算出すると共に、推定位置及び物体の位置に基づいて目標位置までの経路を算出する。制御部は、経路に基づいて駆動部を制御して目標位置まで自動走行車を走行させる。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、自動走行車、搬送装置、自動走行車の制御方法、及び搬送装置の制御方法に関する。

物流現場や店舗バックヤードにおいては、荷物・商品が積載されたカゴ台車を用いて搬送作業が行われている。特に、物流現場では、カゴ台車は、荷物が積載された状態においてトラックに積載され、配送センターにおいてトラックから降ろされ、ベルトコンベア近傍まで運搬される。カゴ台車に積載された荷物は、ベルトコンベアに載せられるというデパレタイジング作業が行われ、ソータにより仕向地ごとに分けられ、ベルトコンベアから他のカゴ台車に移載されるというパレタイジング作業が行われる。

パレタイジング作業により荷物が載置されたカゴ台車は、再び移動され仕向地ごとのトラックに積載される。カゴ台車は、人手により移動される。荷物が載置されたカゴ台車は、例えば、台車重量を含めると最大600[kg]の重量である。そのため、カゴ台車を移動する作業は、作業者に負担が生じる。そこで、カゴ台車を搬送する移動ロボットを用いることにより、トラックからベルトコンベア近傍への移動が自動的に行われ、作業者の負担が低減される。

移動ロボットが目的位置へ移動するためには、走行中の自己位置を推定する必要がある。工場内で用いられている無人搬送車(Automatic Guided Vehicle：AGV)は、例えば、レーザ距離計を用いて壁面に取り付けられた反射板までの方向と距離を測定することにより自己位置を算出し、算出結果に基づいて自動走行している。

移動ロボットにおいて、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)と呼ばれる自己位置推定と環境地図作成を同時に行う手法が知られている。SLAMにおいて移動ロボットは、LRF (Laser Range Finder)で検出された周囲の壁面や固定された設備等の地図が作成され、その地図に基づいて自己位置を推定して走行している。近年、工場において、SLAMを用いた自己位置推定誘導方式が導入されつつある。

SLAMは地図作成時と走行時の環境が同じであることを前提としている。店舗や物流現場では、商品棚が設置されており、壁面や固定された設備等は少ない。また、商品棚は、床面近くまで商品が陳列されていることが多い。物流現場においては、他のカゴ台車や作業員が多く、空間も広い。

特開２０１９－１３１３９２号公報

本発明が解決しようとする課題は、周囲に移動する物体が存在する環境において自動的に搬送対象物を搬送することができる自動走行車、搬送装置、自動走行車の制御方法、及び搬送装置の制御方法を提供することである。

実施形態の自動走行車は、駆動部と、第１検出部と、第２検出部と、自己位置推定部と、経路生成部と、制御部と、を持つ。自動走行車は、自律移動可能である。駆動部は、前記自動走行車を移動させる。第１検出部は、前記自動走行車の周囲に存在する物体の高さ位置に比して高い位置に設けられ、前記自動走行車の周囲の第１範囲を走査した第１データを検出する。第２検出部は、前記自動走行車の周囲の第２範囲を走査した第２データを検出する。自己位置推定部は、前記第１データに基づいて所定領域内における前記自動走行車の推定位置を算出する。経路生成部は、前記第２データに基づいて前記自動走行車の周囲に存在する物体の位置を算出すると共に、前記推定位置及び前記物体の位置に基づいて目標位置までの経路を算出する。制御部は、前記経路に基づいて前記駆動部を制御して前記目標位置まで前記自動走行車を走行させる。

搬送装置の構成を示す図。 搬送装置の構成を示す斜視図。 搬送装置の構成を示すブロック図。 搬送装置の処理を示すフローチャート。 第２の実施形態に係る搬送装置の構成を示す図。 第２の実施形態に係る搬送装置の構成を示すブロック図。 第５の実施形態に係る搬送装置の構成を示すブロック図。

以下、実施形態の自動走行車、搬送装置、自動走行車の制御方法、及び搬送装置の制御方法を、図面を参照して説明する。本発明は、実施形態としての自動走行車に適用することができる。また本発明は、実施形態として、搬送対象物を運搬する搬送装置に適用することができる。搬送装置は、物流現場や店舗バックヤードにおいて荷物・商品等が積載された搬送対象物を搬送するものである。

（第１の実施形態）
図１及び図２に示されるように、搬送装置１（移動ロボット、自動走行車ともいう）は、搬送対象物Ｄを運搬する。搬送対象物Ｄは、例えば、カゴ台車である。搬送対象物Ｄは、例えば、走行方向Ｐが定められている。搬送対象物Ｄは、例えば、矩形の板状に形成された底板Ｄ１と、底板Ｄ１の下面側に設けられた複数の車輪Ｃ（脚部）と、底板Ｄ１の上面側に設けられた枠体Ｄ２とを備える。

底板Ｄ１の上面側には、搬送対象物（不図示）が載置される。底板Ｄ１の上面側において、枠体Ｄ２が搬送対象物を囲うように設けられている。枠体Ｄ２は、底板Ｄ１の上方を含めて周囲の４面側を囲うように形成されている。枠体Ｄ２は、４面のうち少なくとも１面が開閉自在な扉に形成されている。枠体Ｄ２において扉を設けずに１面が開口していてもよい。

底板Ｄ１の下面側の四隅において４個の車輪Ｃが配置されている。複数の車輪Ｃは、底板Ｄ１を床面Ｅに対して移動させる。底板Ｄ１の下面側において走行方向Ｐに対して２組の一対の車輪Ｃが所定間隔離間して配置されている。上記構成により、搬送対象物Ｄは、走行方向Ｐの方向に外力を与えることにより床面Ｅに対して走行する。搬送対象物Ｄは、搬送装置１により目標位置に搬送される。

搬送装置１は、例えば、搬送対象物Ｄを搬送する移動台車２と、移動台車２に設けられたセンシング用の複数の検出部を備える。複数の検出部は、第１検出部１０と、第２検出部１１と、第３検出部１２とを含む。移動台車２は、例えば、上面側に底板Ｄ１を載置する荷台３を備える。荷台３の下面側には、複数の車輪６が設けられている。車輪６は、後述のように駆動部１４（図２参照）により駆動される。荷台３は、車輪６が駆動されることによって床面Ｅ上を走行することができる。

車輪６は、後述の駆動部１４により、一般的な２輪独立駆動方式により任意の方向に移動するように駆動される。車輪６は、ステアリングホイールや、特殊な車輪を用いて全方向に移動するように駆動されてもよい。

荷台３は、搬送対象物Ｄの底板Ｄ１と床面Ｅとの間に進入可能な高さに設定されている。荷台３の上面側には、高さが調整自在なリフタ４が設けられている。リフタ４は、後述のように制御部１１０により制御される。リフタ４は、荷台３が底板Ｄ１と床面Ｅとの間に挿入された際に高さ位置を上昇させ、搬送対象物Ｄを持ち上げる。荷台３は、リフタ４により搬送対象物Ｄを持ち上げた状態により搬送する。荷台３は、搬送対象物Ｄを持ち上げずに底板Ｄ１の下面側とリフタ４の上面側との摩擦により搬送対象物Ｄを搬送してもよい。移動台車２は、荷台３、リフタ４を設けずにピンなどを用いて搬送対象物Ｄを引っ掛けて牽引して搬送してもよい。

荷台３は、例えば、走行方向Ｐに対して前側に後述の制御装置１００が収納された筐体７が設けられている（図１参照）。筐体７は、直方体状に形成されている。筐体７は、荷台３の前側において上面側から上方に起立して設けられている。筐体７の上面側には、周囲に接近を報知する回転灯Ｋが設けられている。回転灯Ｋは、例えば、周囲の作業者に視認されるように光源が回転し、移動台車２の接近に対して注意を喚起させる。

筐体７の上面側には、更に棒状体により形成された支持部材８が設けられている。支持部材８は、上方に起立して設けられている構成とする。支持部材８は、例えば、走行方向Ｐに沿った方向から見て枠状に形成されている。詳細には、支持部材８は、まず上方に２本の棒状部材が起立して設けられ、さらに１本の棒状部材がこれら２本の棒状部材とは交差するようにして連結する構成となっている。支持部材８は、振動を防止するために前後方向に曲げ剛性を増加させるように補強されたトラス構造、その他の構造に形成されていてもよい。

支持部材８の上端には、周囲の物体を検出する第１検出部１０と、回転灯Ｋとが設けられている。第１検出部１０は、例えば、ＬＲＦである。第１検出部１０は、レーザ光線を走査し、物体から反射した反射光を受光し、反射光の位相差や到達時間差に基づいて物体の表面までの距離を計測する。第１検出部１０は、移動台車２の周囲の第１範囲を走査した第１データを検出する。第１検出部１０は、例えば、自体の周囲の水平面方向における所定角度範囲を走査し、自体の周囲の物体の表面までの距離の第１データを複数点において検出する。

第１データは、後述のように移動台車２の自己位置推定用地図を作成するために用いられる。自己位置推定用地図を作成した時と、実際の搬送作業実行時で、周囲環境に違いがあると自己位置推定精度が低くなる。物流現場や店舗バックヤードなどでは、周囲に人がいたり、他のカゴ台車が置かれたりしており、周囲環境は時々刻々変化している。また、例えば、物流現場や店舗バックヤードにおいては、商品棚などに、床面近くまで商品が陳列されていることが多く、商品の多寡は時間的に変化する。

従って、それに応じて、ＬＲＦで検出する対象物の状態は時間的に変化し得る。物流現場においては、例えば、カゴ台車や作業員の移動が多く、ＬＲＦで検出する対象は変化する。周囲環境には、周囲壁面、固定された設備、柱等、移動台車２の運用時に位置の移動や形状の変化が想定されない環境固有物と、周囲環境のうち環境固有物以外であって移動台車２の運用時に位置の移動や形状の変化が想定され、かつ移動台車２の周囲に存在する物体（移動台車、カゴ台車などの搬送対象物、人など）である周囲存在物体が含まれる。

この周囲存在物体は、環境固有物と比較すると、移動する移動台車２に対してより近くに位置していることが多い。そこで、周囲環境のうちの周囲壁面、固定された設備、柱等の環境固有物は変動がないので、周囲環境のうちの移動物体や移動可能物体などの周囲存在物体が存在しないと予め想定される高さ位置に第１検出部１０が取り付けられる。即ち、第１検出部１０は、移動台車２の周囲に存在する物体（周囲存在物体）の高さ位置に比して高い位置に設けられている。

第１検出部１０は、移動が可能な物体や作業者等が多い環境では、周囲の環境が変動する要因となる、他の搬送対象物（カゴ台車）、人等の動的障害物よりも高い位置に取り付けられていることが望ましい。第１検出部１０は、例えば、一般的な人の身長に比して高い位置である１．８ｍ以上の高さ位置に設けられている。物流現場や店舗バックヤードにより用いられるカゴ台車の高さは異なる。第１検出部１０は、例えば、周囲に存在する動的障害物等の物体の高さ位置に比して高い位置となるように高さを、手動で自在に調整できるように設けられている。また、第１検出部１０には、周囲に存在する動的障害物等の物体の高さ位置に比して高い位置となるように、高さを自動的に調整する調整部（不図示）が設けられていてもよい。

走行方向Ｐにおいて、筐体７の前側には、移動台車２の周囲の第２範囲を走査した第２データを検出する第２検出部１１が設けられている。第２検出部１１は、例えば、ＬＲＦである。第２検出部１１は、レーザ光線を走査し、物体から反射した反射光を受光し、反射光の位相差や到達時間差に基づいて物体の表面までの距離を計測する。第２検出部１１は、例えば、自体の前方の水平面方向における所定角度範囲を走査し、自体の前方の物体の表面までの距離の第２データを複数点において検出する。第２検出部１１は、例えば、周囲の移動物体や移動可能物体を検出する。移動可能物体は、設置位置を任意に変更できる什器や一時停止している他の搬送対象物Ｄ、人等の移動物体等を含む。

走行方向Ｐにおいて、荷台３の後側には、第３検出部１２が設けられている。第３検出部１２は、搬送対象物Ｄの下部に設けられた車輪６（脚部）の位置に関する第３データを検出する。第３検出部１２は、例えば、ＬＲＦである。第３検出部１２は、車輪６を検出するため低い位置に取り付けられている。第３検出部１２は、レーザ光線を走査し、車輪６から反射した反射光を受光し、反射光の位相差や到達時間差に基づいて車輪６の表面までの距離を計測する。

第３検出部１２は、例えば、レーザ走査方向の水平面方向における所定角度範囲を走査し、自体の前方の車輪６の表面までの距離の第３データを複数点において検出する。後述のように第３検出部１２により検出された第３データに基づいて、搬送対象物Ｄを支持する複数の車輪６の位置を検出し、走行方向Ｐに関して対向して配置された一対の車輪６の間に荷台３を挿入させることができる。第３検出部１２は、ＬＲＦだけでなく距離情報を取得可能なデプスカメラが用いられてもよく、複数の赤外線距離センサにより構成されていてもよい。

次に、搬送装置１の制御について説明する。

図３に示されるように、搬送装置１は、制御装置１００により走行が制御される。制御装置１００は、例えば、筐体７内に収納されている。制御装置１００は、サーバ装置により構成され、ネットワークを通じて移動台車２を制御するものであってもよい。移動台車２は、図示された構成の他に電源装置（不図示）を備える。ここで、サーバ装置は、複数の移動台車２と通信が可能な装置であり、複数の移動台車２を集中して制御するよう構成されている。サーバ装置は、例えば、複数の移動台車２との間で通信を行う通信部と、ＣＰＵなどのプロセッサと、ストレージとを備える。

制御装置１００は、例えば、各種のデータを記憶する記憶部１０２と、搬送装置１の位置を推定するための地図を生成する地図生成部１０４と、第１検出部１０が検出した第１データと地図に基づいて移動台車２の推定位置を算出する自己位置推定部１０６と、第２検出部１１が検出した第２データと推定位置に基づいて搬送装置１の目標位置までの経路を算出する経路生成部１０８と、経路及び第３検出部１２により形成された第３データに基づいて駆動部１４を制御して目標位置まで移動台車を走行させる制御部１１０と、搬送対象物Ｄとのドッキングを制御するドッキング制御部１１２とを備える。

地図生成部１０４、自己位置推定部１０６、経路生成部１０８と、制御部１１０、ドッキング制御部１１２の機能部のうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサが、記憶部１０２に記憶されたプログラム（ソフトウェア）を実行することで実現される。また、これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵ等のハードウェア（回路部：circuitryを含む）によって実現されていてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されていてもよい。プログラムは、予めＨＤＤやフラッシュメモリなどの記憶装置に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

搬送装置１の自己位置を推定するためにSLAMにより自己位置推定用地図が作成される。SLAMは地図作成時と移動ロボットの走行時の環境が同じであることを前提としている。自己位置推定用地図は、最初に搬送装置１を手動操作により走行させることにより作成される。搬送装置１が走行対象となる事業所などの所定領域内を走行した際に、第１検出部１０により形成された第１データが記憶部１０２に記憶される。記憶部１０２は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリなどの記憶媒体によって実現される。

地図生成部１０４は、例えば、第１データを用いて周囲の壁面や固定された設備等の環境固有物に関する２次元形状を算出し、算出結果に基づいて自己位置推定用地図を作成する。地図生成部１０４は、第１データに基づく自己位置推定用地図だけでなく、第２データに基づく自己位置推定用地図を作成してもよい。地図生成部１０４は、建築図面データに基づいて、別途、第１検出部１０の測定高さにおける水平面の自己位置推定用地図を作成してもよい。地図生成部１０４により作成された自己位置推定用地図は、記憶部１０２に記憶される。

自己位置推定部１０６は、第１検出部１０により検出された第１データに基づいて搬送装置１（移動台車２）の周囲の壁面や固定された設備等の環境固有物に関する２次元距離情報を算出する。自己位置推定部１０６は、算出した２次元距離情報と、自己位置推定用地図とを照合し、自己位置推定用地図から２次元距離情報と一致する所定領域を抽出する。

自己位置推定部１０６は、抽出した所定領域および算出した２次元距離情報に基づいて抽出した所定領域における搬送装置１の水平面方向における相対角度（姿勢）、相対位置を算出する。自己位置推定部１０６は、算出結果に基づいて自己位置推定用地図における搬送装置１の２次元座標である推定位置を算出する。

経路生成部１０８は、第２検出部１１により検出された第２データに基づいて、搬送装置１の周囲に存在する障害物の形状を算出する。経路生成部１０８は、抽出した所定領域における搬送装置１の周囲の壁面や固定された設備等の環境固有物に関する２次元距離情報と、第２データに基づく搬送装置１の周囲に存在する物体の形状とを比較して、搬送装置１の周囲に存在する障害物を抽出する。経路生成部１０８は、搬送装置１の推定位置から目標位置までの経路を生成する。

この際、経路生成部１０８は、抽出した障害物を回避する経路を生成する。経路生成部１０８は、第２データに基づいて、障害物の数、位置、移動方向、速度、大きさ等のリアルタイムの情報を所定のタイミング毎に更新し、障害物を回避する経路を更新する。所定のタイミングは、搬送装置１の移動速度に応じて調整される。経路生成部１０８は、障害物の移動状態に基づいて、回避する経路だけでなく移動台車２の速度を調整して障害物を回避するようにしてもよい。

制御部１１０は、経路生成部１０８により生成された経路に基づいて駆動部１４を制御して、移動台車２を経路に沿って走行させる。駆動部１４は、移動台車２において左右設けられた車輪６をそれぞれ独立して制御し、移動台車２の速度、方向を制御する。制御部１１０は、障害物が予め定められた基準以下の距離に接近した場合、駆動部１４を制御して移動台車２を停止又は障害物を回避するように制御する。制御部１１０は、このとき、搬送対象物Ｄを搬送している場合、荷崩れを防止するように駆動部１４の減速及び方向を調整する。

制御部１１０は、人が予め定められた基準以下の距離に接近した場合、回転灯Ｋの発光パターンを変更して点灯させてもよい。制御部１１０は、回転灯Ｋだけでなくスピーカー（不図示）から音声を発して報知するようにしてもよい。制御部１１０は、障害物が他の搬送装置１である場合、他の搬送装置１との間で通信し、相対的な離間距離を調整するようにしてもよい。制御部１１０は、ネットワークを通じて管理装置（不図示）と通信し、他の搬送装置１との相対的な位置を調整するようにしてもよい。

ドッキング制御部１１２は、第３検出部により検出された第３データに基づいて、搬送対象物Ｄの複数の車輪Ｃの配置を認識する。ドッキング制御部１１２は、第３データに基づいて、搬送対象物Ｄの下面側の車輪Ｃの間の空間を認識する。搬送対象物Ｄの相対位置、姿勢を認識する。対向して配置された一対の車輪Ｃの間隔は、搬送対象物Ｄの走行方向Ｐと走行方向Ｐに直交する方向とでは異なる。ドッキング制御部１１２は、認識した走行方向Ｐと走行方向Ｐに直交する方向における一対の車輪Ｃの間隔に基づいて、搬送対象物Ｄに対する移動台車２の挿入方向を決定する。ドッキング制御部１１２は、第３データに基づいて、移動台車２を複数の車輪Ｃの間に挿入するドッキング経路を生成する。

制御部１１０は、ドッキング制御部１１２により生成されたドッキング経路に基づいて、駆動部１４を制御して移動台車２を搬送対象物Ｄに設置させる。制御部１１０は、駆動部１４を制御して搬送対象物Ｄの下面側に移動台車２を後部から挿入する。制御部１１０は、移動台車２が搬送対象物Ｄの下面側における所定位置に到達した場合、駆動部１４を停止すると共に、リフタ４を制御して搬送対象物Ｄの底板Ｄ１を持ち上げ、搬送対象物Ｄを搬送可能な状態を生成する。

次に、搬送装置１の制御方法について説明する。

図４には、搬送装置１の制御方法の処理を示すフローチャートが示されている。先ず、予め搬送装置１を使用する建物等の領域内において、搬送装置１を手動により走行させ、第１データ、第２データを取得する。自己位置推定部１０６は、搬送対象物を運搬する移動台車の周囲に存在する物体の高さ位置に比して高い位置において移動台車の周囲の第１範囲を走査した第１データに基づいて、自己位置推定用地図を生成する（ステップＳ１００）。

ドッキング制御部１１２は、第３検出部１２により取得された第３データに基づいて搬送対象物Ｄの複数の車輪Ｃの間の空間を認識する。制御部１１０は、認識された空間に基づいて、移動台車２を搬送対象物Ｄの下側の空間内に設置する（ステップＳ１０２）。自己位置推定部１０６は、第１検出部１０により検出された第１データに基づいて周辺領域の形状を算出し、算出結果と自己位置推定用地図とを比較して自己位置推定用地図に一致する所定領域を抽出する。

自己位置推定部１０６は、抽出した所定領域における移動台車の推定位置を算出する（ステップＳ１０４）。経路生成部１０８は、移動台車２の周囲の第２範囲を走査した第２データに基づいて、周辺領域の形状、位置を算出し、算出した形状と自己位置推定用地図とに基づいて移動台車２の周囲の障害物を抽出する（ステップＳ１０６）。経路生成部１０８は、推定位置に基づいて目標位置までの経路を生成すると共に、第１データ及び第２データに基づいて、障害物を回避する目標位置までの経路を生成する（ステップＳ１０８）。制御部１１０は、経路に基づいて駆動部１４を制御し目標位置まで移動台車２を走行させる（ステップＳ１１０）。他の搬送対象物がある場合は、ステップ１０２以下を繰り返す。

上述したように搬送装置１によれば、物流現場や店舗バックヤードにおいて荷物・商品等が積載されたカゴ台車等の搬送対象物Ｄを自動的に搬送することができる。搬送装置１によれば、第１検出部１０が周囲の障害物等に比して高い位置に設けられているため、障害物の影響を受けずに自己の推定位置を算出することができる。搬送装置１によれば、第２検出部１１が周囲の障害物を検知するため、障害物を回避して目標位置までの経路を走行することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。以下の説明では、上記実施形態と同一の構成については同一の名称及び符号を用い、重複する説明については適宜省略する（以下同じ）。

図５及び図６に示されるように、第２の実施形態に係る搬送装置１Ａは、第１検出部１０の設置位置において移動台車２の周囲を撮像するカメラＲが設けられていてもよい。カメラＲは、例えば、広角の領域を撮像する。カメラＲは、第１検出部１０の位置において搬送装置１の周囲を俯瞰して撮像する。カメラＲは、例えば、物体との距離を算出するデプスカメラであってもよい。

制御装置１００において、カメラＲの撮像データに基づいて搬送対象物Ｄ及び移動台車２の周囲に存在する物体を認識する認識部１１４が設けられていてもよい。認識部１１４は、撮像データに基づいて、移動台車２の周囲に存在する障害物を抽出する。認識部１１４は、撮像データに基づいて搬送対象物Ｄを認識してもよい。認識部１１４は、撮像データに基づいて搬送対象物Ｄを抽出し、搬送対象物Ｄまでの距離、搬送対象物Ｄの相対的な姿勢、移動台車２の挿入方向を認識する。

制御部１１０は、認識部１１４により認識された認識結果を用いて駆動部１４を制御して移動台車２を搬送対象物Ｄの下面側に挿入するように走行させ搬送対象物Ｄの下面側に設置する。

経路生成部１０８は、認識部１１４により抽出された障害物の位置、速度、移動方向、大きさ等に基づいて、障害物を回避する目標位置までの経路を生成する。制御部１１０は、生成された経路に基づいて障害物を回避しつつ移動台車２を目標位置まで走行させる。経路生成部１０８は、カメラＲの撮像データに加えて第２検出部１１の第２データを用いて周囲に存在する障害物を抽出してもよい。上記のカメラＲは、距離を計測する複数の赤外線距離センサが用いられてもよい。

上述したように、搬送装置１Ａによれば、カメラＲを用いることにより、簡便に周囲の障害物を回避することができる。搬送装置１Ａによれば、カメラＲを用いることにより、搬送対象物Ｄの下面側に移動台車２を設置することができる。また、搬送対象物を搬送先に降ろす際に、他の搬送対象物に並べて降ろすことができる。

（第３の実施形態）
上記実施形態においては、第２検出部１１やカメラＲによって移動台車２の周囲に存在する物体を抽出していた。第３の実施形態においては、第１検出部１０の第１データを用いて移動台車２の周囲の物体を抽出してもよい。第１検出部１０に、例えば、上下方向も走査可能な３次元ＬＲＦが用いられる場合、経路生成部１０８は、第１検出部１０により検出された第１データに基づいて、移動台車２の周囲の障害物等の物体を抽出してもよい。

上述したように第３の実施形態によれば、第１検出部１０により検出された第１データに基づいて、移動台車２の周囲の物体を抽出することができ、装置構成を単純化することができる。

（第４の実施形態）
第１検出部１０は、支持部材８を介して高所に取り付けられている。そのため、第１検出部１０の取り付け位置の誤差や移動台車２の走行に伴って発生する振動の影響により、第１データの値にブレが生じる虞がある。第４の実施形態においては、制御装置１００は、第２検出部１１により取得された第２データと、第１検出部１０により検出された第１データとを比較して、第１検出部の設置誤差や振動により生じた誤差のキャリブレーションを行う。

このときの第２検出部１１による計測対象物は、建物の壁や柱など、第２検出部１１の検出位置と第１検出部１０の検出位置において略同じ形状となることが想定される環境固有物から選定される。第２検出部１１は、移動台車２の筐体７に設けられているため、第２データの方が第１データに比して安定している。そこで、制御装置１００において、第１データと第２データとを比較して照合することにより、第１データのキャリブレーションを行うことができる。経路生成部１０８は、第１データに基づいて周囲の物体の形状を算出する。経路生成部１０８は、第２データに基づいて周囲の物体の形状を算出する。経路生成部１０８は、例えば、第１データ及び第２データに基づいて、建物の壁や柱の角部等の特徴的な部分をそれぞれ抽出する。

経路生成部１０８は、第２データに基づく建物の第２特徴的部分と第１データに基づく建物の第１特徴的部分とを比較する。経路生成部１０８は、例えば、第２特徴的部分の距離、姿勢、形状、等のデータと第１特徴的部分の距離、姿勢、形状、等のデータとを比較して、第１検出部の設置誤差や振動により生じた誤差のキャリブレーションを行う。

第４の実施形態によれば、同一の計測対象を第２検出部１１及び第１検出部１０により計測した場合に、第１データに比して安定して計測された第２データと第１データとを比較することにより、第１データに含まれる第１検出部１０の設置誤差や振動により生じた誤差をキャリブレーションすることができる。

（第５実施形態）
第４の実施形態においては、第１検出部１０の第１データと第２検出部１１の第２データとを比較して第１データに含まれる第１検出部１０の設置誤差や振動により生じた誤差をキャリブレーションしていた。第５の実施形態においては、第１検出部１０の揺れを検出して第１データを補正する。

図７に示されるように、搬送装置１Ｂは、移動台車２において第１検出部１０の揺れを示す第4データを検出する第４検出部Ｖを備える。第４検出部Ｖは、例えば、６軸の加速度センサ（慣性センサ）である。第４検出部Ｖは、例えば、第１検出部１０の近傍に取り付けられている。自己位置推定部１０６は、第４検出部Ｖにより検出された第４データに基づいて、第１検出部１０の姿勢を算出する。自己位置推定部１０６は、算出された姿勢に基づいて、第１検出部１０により検出された第１データを揺れが生じていない状態のデータに補正する。

上記各実施形態では、地図生成部１０４、自己位置推定部１０６、経路生成部１０８、ドッキング制御部１１２、及び認識部１１４は、ソフトウェア機能部であるものとしたが、ＬＳＩ等のハードウェア機能部であってもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、自動走行車は、自律移動可能な自動走行車であって、自動走行車を移動させる駆動部１４と、自動走行車の周囲に存在する物体の高さ位置に比して高い位置に設けられ、自動走行車の周囲の第１範囲を走査した第１データを検出する第１検出部１０と、自動走行車の周囲の第２範囲を走査した第２データを検出する第２検出部１１と、第１データに基づいて所定領域内における自動走行車の推定位置を算出する自己位置推定部１０６と、第２データに基づいて自動走行車の周囲に存在する物体の位置を算出すると共に、推定位置及び物体の位置に基づいて目標位置までの経路を算出する経路生成部１０８と、経路に基づいて駆動部を制御して目標位置まで自動走行車を走行させる制御部１１０と、を持つことにより、周囲に移動する物体が存在する環境において自動的に走行することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…搬送装置、１Ａ…搬送装置、１Ｂ…搬送装置、２…移動台車、３…荷台、４…リフタ、６…車輪、７…筐体、８…支持部材、１０…第１検出部、１１…第２検出部、１２…第３検出部、１４…駆動部、１００…制御装置、１０２…記憶部、１０４…地図生成部、１０６…自己位置推定部、１０８…経路生成部、１１０…制御部、１１２…ドッキング制御部、１１４…認識部、Ｃ…車輪、Ｄ…搬送対象物、Ｄ１…底板、Ｄ２…枠体、Ｅ…床面、Ｋ…回転灯、Ｒ…カメラ、Ｖ…第４検出部

Claims (16)

1. 自律移動可能な自動走行車であって、
   前記自動走行車を移動させる駆動部と、
   前記自動走行車の周囲に存在する物体の高さ位置に比して高い位置に設けられ、前記自動走行車の周囲の第１範囲を走査した第１データを検出する第１検出部と、
   前記自動走行車の周囲の第２範囲を走査した第２データを検出する第２検出部と、
   前記第１データに基づいて所定領域内における前記自動走行車の推定位置を算出する自己位置推定部と、
   前記第２データに基づいて前記自動走行車の周囲に存在する物体の位置を算出すると共に、前記推定位置及び前記物体の位置に基づいて目標位置までの経路を算出する経路生成部と、
   前記経路に基づいて前記駆動部を制御して前記目標位置まで前記自動走行車を走行させる制御部と、を備える自動走行車。
2. 前記自動走行車の周囲に存在する物体は、移動可能である、
   請求項１に記載の自動走行車。
3. 前記自動走行車の周囲に存在する物体は、形状が変化する、
   請求項１に記載の自動走行車。
4. 請求項１から３のうちいずれか１項に記載の前記自動走行車が搬送対象物を運搬可能に構成されている、搬送装置。
5. 前記自動走行車は、搬送対象物を運搬可能な移動台車である、
   請求項４に記載の搬送装置。
6. 前記第１検出部は、前記物体の高さ位置に比して高い位置となるように高さが調整自在に設けられている、
   請求項４または５に記載の搬送装置。
7. 前記第１検出部は、１．８ｍ以上の高さ位置に設けられている、
   請求項４から６のうちいずれか１項に記載の搬送装置。
8. 前記搬送対象物の下部に設けられた脚部の位置に関する第３データを検出する第３検出部を備え、
   前記制御部は、前記第３データに基づいて前記駆動部を制御して前記自動走行車を前記搬送対象物に設置させる、
   請求項４から７のうちいずれか１項に記載の搬送装置。
9. 前記第１検出部の設置位置において前記自動走行車の周囲を撮像するカメラと、
   前記カメラが撮像した撮像データに基づいて前記搬送対象物及び前記物体を認識する認識部と、を備え、
   前記制御部は、前記認識部により認識された認識結果に基づいて前記駆動部を制御して前記自動走行車を走行させる、
   請求項４から８のうちいずれか１項に記載の搬送装置。
10. 前記経路生成部は、前記第１データに基づいて前記物体の位置を算出する、
    請求項４から９のうちいずれか１項に記載の搬送装置。
11. 前記経路生成部は、前記第２データと前記第１データとを比較して、前記第１検出部の設置誤差のキャリブレーションを行う、
    請求項４から１０のうちいずれか１項に記載の搬送装置。
12. 前記第１検出部の揺れを示す第4データを検出する第4検出部を備え、
    前記自己位置推定部は、前記第4データに基づいて前記第１データの補正を行う、
    請求項４から１１のうちいずれか１項に記載の搬送装置。
13. 自律移動可能な自動走行車の周囲に存在する物体の高さ位置に比して高い位置において前記自動走行車の周囲の第１範囲を走査した第１データを検出し、
    前記自動走行車の周囲の第２範囲を走査した第２データを検出し、
    前記第１データに基づいて所定領域内における前記自動走行車の推定位置を算出し、
    前記第２データに基づいて前記物体の位置を算出すると共に、前記推定位置及び前記物体の位置に基づいて目標位置までの経路を算出し、
    前記経路に基づいて前記自動走行車を移動させる駆動部を制御して前記目標位置まで前記自動走行車を走行させる、
    自動走行車の制御方法。
14. 前記自動走行車の周囲に存在する物体は、移動可能である、
    請求項１３に記載の自動走行車の制御方法。
15. 前記自動走行車の周囲に存在する物体は、形状が変化する、
    請求項１３または１４に記載の自動走行車の制御方法。
16. 請求項１３から１５のうちいずれか１項に記載の前記自動走行車は、搬送対象物を運搬可能に構成されている、搬送装置の制御方法。

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