JP2022086361A - 車両制御装置および方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明では、自動フォークリフト１などの荷役車両での荷役などの動作を安全に、また、効率的に実行することを課題とする。【解決手段】上記の課題を解決するために、本発明では、車両安全監視範囲４を監視するレーザスキャナ２と、安全監視領域２１1を監視するレーザカーテン２１を用意し、これらを自動フォークリフト１の動作の状況に応じて連携させて機能させる。この一態様として、本発明では、荷役を実行する際に、レーザカーテン２１を用いて、安全監視領域２１１での安全状態が確認された場合、レーザスキャナ２による車両安全監視範囲４を無効化することで、車両安全監視無効化範囲４１を設定する。【選択図】 図４

Description

本発明は、荷物に対して荷役を実行する荷役車両を制御する技術に関する。
現在、物流や生産現場で、荷物を取り扱う荷役車両が用いられている。荷役車両は、その動作として、自身が移動する移動（走行）、荷物に対する荷役を実行している。荷役車両の制御に関する技術として、特許文献１が提案されている。特許文献１には、無人で走行および荷役を行う自動フォークリフトに関する技術が開示されている。ここで、荷役車両による荷役を実行する際には、作業員（人）が支援作業を行ったり、他の荷役車両や装置（ロボット等）と連携したりすることがある。さらに、荷役対象でない他の荷物やゴミ等の障害物が、作業領域に落ちていることもある。なお、これらを異物と称する。
例えば、自動フォークリフトが稼働する環境は、倉庫、工場、港湾など、作業者と混在する環境が多い。このような人混在環境を含む異物との混在環境における安全確保を実現するための技術として、特許文献２や非特許文献１が提案されている。
このため、特許文献２には、フォークリフトが走行を行う際に、フォークリフトの周辺の安全監視手段と、前記安全監視手段の監視領域内にフォークリフトの走行状態（操舵角、速度など）に基づいて警戒領域を設定する設定手段と、前記警戒領域内に作業員が侵入した場合に、所定のアクション（警報鳴動など）を行うフォークリフトの安全装置に関する技術が開示されている。
また、非特許文献１には、フォークリフトが安全監視手段（文献内ではPresonnel Detection Means：人検出手段）を無効化する際の手順が開示されている。つまり、非特許文献１によれば、荷物に対して十分に接近したのちに安全監視手段を無効化することと、無効化状態では極低速で移動することが記載されている。
特開２０１７－０１９５９６号公報 特開２０１６－１９４４８１号公報
ISO3691-4 Industrial trucks - Safety requirements and verification Part 4: Driverless industrial trucks and their systems, 4.8.2.3 Muting of the personnel detection means, pp.16, First edition 2020-02.
混在環境における安全確保を行っている特許文献２では、フォークリフトが荷役作業を実施する場合、特にパレットにフォークツメを刺す場合には、パレットに十分接近する必要がある。そのため、一時的にフォークリフトに搭載している安全監視手段を無効化する必要が生じる。また、非特許文献１では、周辺に作業員がいる場合に安全監視手段を無効化してしまうと、その後は作業員を検知できなくなる。
つまり、特許文献２や非特許文献１では、混在環境での荷役の際の安全監視と荷役の効率化の両立が、以下のとおり困難であった。荷役車両が荷役を実行している際に、自身のセンサが稼働していると、荷役の対象である荷物と、作業員等の区別ができない。つまり、荷物を作業員等と誤認識して、荷役が進められない。逆に、荷役車両が荷役を実行する際に、自身のセンサが稼働していないと、作業員等の接近、危険を検知できない。
そこで、本発明では、作業員等と荷役車両が混在する混在環境においても、荷役場所の周辺の安全監視と荷役の効率化を可能とすることを課題とする。
上記の課題を解決するために、本発明では、車両安全監視範囲を監視する第１の安全監視装置と、安全監視領域を監視する第２の安全監視装置を用意し、これらを荷役車両の動作の状況に応じて連携させて機能させる。この一態様として、本発明では、荷役を実行する際に、第２の安全監視装置を用いて、安全監視領域での安全状態が確認された場合、第１の安全装置による車両安全監視範囲を変更する。なお、この変更には、無効化が含まれる。
より具体的には、荷役車両における移動および荷役を含む動作を制御する車両制御装置において、前記動作を制御するための制御指示を生成する演算処理部と、前記荷役車両の走行を制御する走行制御装置および前記荷役車両の荷役動作を制御する荷役制御装置と接続し、前記制御指示を出力する通信部と、第１の安全監視装置であって、車両安全監視範囲を監視し、前記荷役車両の動作を停止させるための安全状態データを出力可能な第１の安全監視装置と接続する入出力部とを有し、前記演算処理部は、前記荷役車両での荷役を実行する際における、第２の安全監視装置による前記車両安全監視範囲を網羅する安全監視領域に対する監視結果が、安全状態を示す場合、前記車両安全監視範囲を変更することで、前記荷役車両による前記荷役の実行を可能とする車両制御装置である。
また、本発明には、車両制御装置を用いた車両制御方法が含まれる。また、車両制御装置を機能させるためのプログラムやこれを格納した記憶媒体も含まれる。
本発明によれば、荷役車両での荷役などの動作を安全に、また、効率的に実行することが可能になる。
従来技術による自動フォークリフトの構成を示す図である。 図１に示す従来の自動フォークリフトの走行の際における安全監視状態を示す図である。 図１に示す従来の自動フォークリフトの荷役の際における安全監視状態を示す図である。 本発明の実施例１における自動フォークリフトの荷役作業状態を示す図である。 本発明の実施例１における車両制御装置の詳細およびこれと連携する各種装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１における車両制御装置１１の処理手順を説明するフロー図である。 本発明の実施例２における自動フォークリフトの荷役作業状態を示す図である。 本発明の実施例３における自動フォークリフトの荷役作業状態を示す図である。 本発明の実施例４における自動フォークリフトの荷役作業状態を示す図である。 本発明の実施例１で用いられる管理データを示す図である。
以下、各実施例を、図面を用いて説明する。各実施例では、自動フォークリフトの安全監視を含む制御を例にして説明する。
但し、これら各実施例は、あくまでも一例であり、本発明を自動フォークリフトの安全監視以外への適用が可能である。本発明の適用先としては、荷役車両、特に、自動運転を行う荷役車両が含まれる。
ここで、荷役には、荷物の積載、荷卸（荷下ろし）や設置が含まれる。また、荷役車両には、フォークリフトトップリフター、クレーン車（移動式クレーン）の他、クレーン付きトラック、船舶が含まれる。さらに、移動可能で、荷役を行ういわゆるロボットも含まれる。また、本発明の荷役車両は倉庫、工場、港湾などで用いられ、その場所は問わない。
以下、本発明の実施例１を、荷役を行う自動フォークリフトの制御を例に説明する。
図１は、従来技術による自動フォークリフト１’の構成を示す図である。自動フォークリフト１’は、車体に設置されたレーザスキャナ２と、荷役を行うための荷役装置３を備えている。この荷役装置３は、マストおよび油圧装置（もしくは電動装置）を有し、フォークツメの前後移動、フォークに搭載される荷物の上げ下げ、荷物を傾けることが可能である。つまり、フォークのリーチ動作、マストの上下下降動作、チルト動作が可能である。この自動フォークリフト１’は、後述する自動フォークリフト１と同様に、無人で動作し、リーチ式のフォークリフトである。レーザスキャナ２は、自動フォークリフト１’周辺の障害物を検出している。このために、レーザスキャナ２は、車両安全監視範囲４が設定されている。この構成により、自動フォークリフト１’の車両制御装置（図示せず）は、車両安全監視範囲４内での障害物などの異物の有無を監視が可能となる。つまり、車両制御装置は、レーザスキャナ２を用いることで、そのレーザの照射範囲など所定距離内で特定される車両安全監視範囲４に、異物があるかを検知可能となる。
図２は、図１に示す従来の自動フォークリフト１’の走行の際における安全監視状態を示す図である。自動フォークリフト１’は、床に置かれた荷物の一種であるパレット５１を把持するため、移動している。具体的には、自動フォークリフト１’は、パレット５１に対して荷役装置３のフォークツメを前にして接近している。そして、自動フォークリフト１’とパレット５１との間に作業員５０が存在し、自動フォークリフト１の移動に伴い、車両安全監視範囲４の範囲に作業員５０が含まれるようになる。すると、レーザスキャナ２によって作業員５０が検知され、車両制御装置によって自動フォークリフト１’は停止する。
次に、図３は、図１に示す自動フォークリフトの荷役の際における安全監視状態を示す図である。自動フォークリフト１’は、パレット５１に対して十分に、つまり、パレット５１を持ち上げるために接近すると、車両制御装置は、レーザスキャナ２の設定を変更し、車両安全監視範囲４を無効化する。図３において、無効化された車両安全監視範囲を車両安全監視無効化範囲４１として示す。ここで、従来の自動フォークリフト１’においては、レーザスキャナ２では、の障害物等の異物有無は検出できる一方、検出した異物がパレット５１か作業員５０などの人間かの判定はできない。
このため、従来の自動フォークリフト１’では、レーザスキャナ２もしくはこれによる車両安全監視範囲４を有効にしたままでは、車両制御装置が異物の検知に応じて、安全機能が稼働し、自動フォークリフト１’の動作を停止させる。つまり、自動フォークリフト１’は、パレット５１に接触できず、荷役作業が実施できない。逆に、レーザスキャナ２による車両安全監視範囲４を無効化、つまり、車両安全監視無効化範囲４１を設定すると、パレット５１に接近しても、自動フォークリフト１’が停止することはなく、パレット５１周辺の異物を検知できない。つまり、異物との衝突といった事故のリスクが生じる。このように、自動フォークリフト１’などの従来の荷役車両においては、荷役作業の実施の際に、安全性を優先させると荷役を含む動作が停止し、荷役の実行を優先すると安全性が損なわれるという課題がある。そこで、本実施例では、これらの両立を図る。
図４は、本実施例における自動フォークリフト１の荷役作業状態を示す図である。本実施例においては、パレット５１の周辺に壁６および壁６に４つのレーザカーテン２１が設置され、パレット置き場、すなわち、自動フォークリフト１の荷役に関する安全監視領域２１１を構成している。つまり、安全監視領域２１１は、壁６と、互いに対向するレーザカーテン２１のレーザ光で区切られる。なお、このレーザ光は、安全監視領域２１１を直接照射しないが、安全監視領域２１１がレーザカーテン２１の監視領域、すなわち、異物の検知領域である。このように、本実施例では、レーザカーテン２１で代表されるセンサを自動フォークリフト１の外部に設置しているが、この設置場所に限定されない。また、安全監視領域２１１は、車両安全監視範囲４と同一ないしこれを含む形で形成することが望ましい。これは、車両安全監視範囲４を網羅する安全監視領域２１１で安全状態が確保されていれば、車両安全監視範囲４の状態も確保されていると判定できるためである。但し、このレーザ光、すなわち、レーザカーテン２１の照射範囲を、安全監視領域２１１としてもよい。
レーザカーテン２１は、安全監視領域２１１への物体の侵入を監視している。つまり、レーザカーテン２１は、安全監視領域２１１における異物の検知を行う。但し、本実施例では、レーザカーテン２１はミューティング機能を備えることによって、自動フォークリフト１の侵入は検知せず、作業員５０など異物の侵入は検知するように設定している。このため、自動フォークリフト１は、自身の車両制御装置１１の制御によって、レーザカーテン２１によってパレット置き場の安全監視が実施されている場合に、自身に搭載されたレーザスキャナ２を無効化して荷役作業を実施する。なお、図４には、安全監視領域２１１に１台の自動フォークリフト１を記載したが、当該領域では複数の自動フォークリフト１が動作してもよい。
以上のように、本実施例では、レーザスキャナ２とレーザカーテン２１の２種類のセンサを用いる。但し、本発明では、これらに限定されず、それぞれが異物の検知が可能であるレーザスキャナ２で代表される第１の安全監視装置およびレーザカーテン２１で代表される第２の安全監視装置を用いることが可能である。レーザスキャナ２は、これら第１の安全監視装置および第２の安全監視装置は、安全信号を含む安全状態を示す安全状態データを出力することになる。この安全状態データに基づき、車両制御装置１１は、自動フォークリフト１の停止を含む制御指令を作成する。特に、安全状態が確認されない場合には、安全状態データは、自動フォークリフト１の動作を停止させることを示す。
以下、車両制御装置１１およびこれと連携する各種装置について、説明する。図５は、本実施例における車両制御装置１１の詳細およびこれと連携する各種装置の構成を示す図である。車両制御装置１１は、自動フォークリフト１の走行動作および荷役動作を制御するための情報処理を実行する。車両制御装置１１は、ＣＰＵによってソフトウェアを実行する演算処理部１１１と、他の装置との通信が可能であり、デジタル信号やアナログ信号などを入出力する入出力部１１２とを有する。さらに、車両制御装置１１は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）や無線通信などの処理を行う通信部１１３と、プログラムや制御データを保存する記憶部１１４とで構成される。そして、演算処理部１１１が、プログラムに従って、自動フォークリフト１の動作を制御するための「制御指示」を作成する。この処理の内容については、図６を用いて後述する。なお、このプログラムは、ネットワーク１０００を介して配信されたり、記憶媒体に格納されたものが読み込まれて、記憶部１１４に格納されたりする。
また、レーザスキャナ２は、車両安全監視範囲４内での障害物など異物の有無を監視、つまり、検知する。障害物などが車両安全監視範囲４内で検知されなかった場合、つまり通常においては、安全信号を入出力部１１２に出力する。障害物が検知された場合や、レーザスキャナに故障が発生した場合には、安全信号の出力を停止する。車両制御装置１１は演算処理部１１１を用いて、安全信号が停止されたことをもって、異物が発見された、もしくはレーザスキャナ２が故障した、レーザスキャナ２と通信できないなどと判定する。つまり、演算処理部１１１を用いて、安全状態が失われたことを判定する。このような判定がなされると、演算処理部１１１は、自動フォークリフト１の動作を停止させるための停止指示を作成する。このように、レーザスキャナ２は、自動フォークリフト１の走行用センサとして機能する。
なお、レーザスキャナ２は、自動フォークリフト１に設置されることが望ましいが、上述した機能を発揮すればよく、これに限定されない。また、異物の検知のために、レーザ以外を媒体とするスキャナ、監視装置を用いてもよい。例えば、赤外線、超音波、ミリ波レーダーなどを媒体としてもよい。また、監視装置として、カメラを用い、画像により異物を監視してもよい。さらに、レーザスキャナ２の個数も限定されない。
荷役制御装置３１は、自動フォークリフト１に設けられ、車両制御装置１１と通信ネットワークにより接続されている。荷役制御装置３１は、車両制御装置１１からの制御指示を受けて、荷役装置３を制御する。具体的には、フォークのリーチ動作や、マストの上昇下降動作、チルト動作などを制御する。つまり、荷役制御装置３１は、自動フォークリフト１に対し主に荷役の動作を制御する。
走行制御装置７１は、自動フォークリフト１に設けられ、車両制御装置１１と通信ネットワークにより接続されている。走行制御装置７１は、車両制御装置１１からの制御指示を受けて、走行装置７を制御する。具体的には、フォークの前進、後退、停止、操舵などを制御する。つまり、走行制御装置７１は、自動フォークリフト１に対し主に移動の動作を制御する。
レーザカーテン２１は、設定された安全監視領域２１１内での異物の有無を検知する。レーザカーテン２１は、障害物などの異物が安全監視領域２１１内で検知されなかった場合には、安全信号を通信装置２３に出力する。通信装置２３は、無線通信などにより安全信号を車両制御装置１１の入出力部１１２に送信する。このように、レーザカーテン２１は、自動フォークリフト１の荷役用センサとして機能する。なお、通信装置２３と車両制御装置１１の通信は、ネットワーク１０００を介して接続してもよい。
なお、本実施例では、入出力部１１２が、レーザスキャナ２と通信装置２３や後述するネットワーク１０００との情報のやり取りを行うが、別途通信部を設けてもよい。
ここで、レーザカーテン２１のいずれかで障害物等の異物が検知された場合や、レーザカーテン２１のいずれかに故障が発生した場合には、安全信号の出力を停止する。車両制御装置１１は演算処理部１１１を用いて、安全信号が停止したことをもって、障害物等の異物が発見された、もしくはレーザカーテン２１が故障した、または無線通信が途絶したなどと判定する。つまり、演算処理部１１１は、安全状態が失われたことを判定する。
なお、本実施例では、レーザカーテン２１を用いるが、レーザスキャナ２と同様に、他のスキャナ、監視装置を用いてもよい。また、本実施例では、レーザカーテン２１を壁に４つ設置したが、この個数、設置場所は限定されない。さらに、安全監視領域２１１にタグセンサを設けてもよい。このタグセンサでは、所定のタグ（ＲＦＩＤ、ＩＣカードなど）を保持もしくは設置された人、物が入場する場合は、安全信号を出力する構成とする。そして、当該タグセンサがタグを保持ないし設置されていない異物を検知した場合に、安全信号の出力を停止する。なお、タグセンサについても、レーザカーテン２１と同様に、安全信号の出力に限らず、異物の検知結果について判別可能な信号を出力すればよい。
さらに、レーザカーテン２１などにおいては、安全監視領域２１１における異物の存在を検知してもよいし、これらを出入口付近に設置し、安全監視領域２１１への異物の侵入、退出を検知してもよい。後者の場合、レーザカーテン２１などでは、侵入、退出を検知する。そして、車両制御装置１１などで、荷役の際に、安全監視領域２１１に異物が残っているかを判定する。なお、レーザカーテン２１の一例については、実施例３で説明する。
また、本実施例では、車両制御装置１１は、ネットワーク１０００を介して、管理端末２０００や作業管理サーバ３０００と接続される。なお、本実施例において、この接続は入出力部１１２を介するが、上述の通信部を用いてもよい。また、ネットワーク１０００は、管理端末２０００や作業管理サーバ３０００と通信ができればよい。但し、自動フォークリフト１の動作の制御に関わる情報が通信されるので、セキュリティが確保されることが望ましい。
次に、作業管理サーバ３０００は、サーバ等のコンピュータで実現され、ネットワーク１０００を介して、車両制御装置１１と接続する。本実施例では、自動フォークリフト１の動作を制御するため処理として、いわゆる安全制御系と呼ばれる制御指令の作成を行うが、作業管理サーバ３０００が少なくともその一部の処理を行うことが可能である。さらに、安全制御系の処理を車両制御装置１１が行い、いわゆる計画・知能系の処理を作業管理サーバ３０００で行ってもよい。より具体的には、作業管理サーバ３０００は、自動フォークリフト１の動作の計画作成、全体最適化を行うことが望ましい。これに対して、車両制御装置１１は、安全制御系と呼ばれる、制御指令を作成することが望ましい。なお、作業管理サーバ３０００と車両制御装置１１の処理の分担には、上述した例に限らない。例えば、これらをまとめて、作業管理サーバ３０００と車両制御装置１１のいずれか一方で行ってもよい。
なお、作業管理サーバ３０００が制御指令を作成する場合、車両制御装置１１は作業管理サーバ３０００と荷役制御装置３１や走行制御装置７１の中継と行うことになる。また、作業管理サーバ３０００を用いる場合、安全監視領域２１１に複数の自動フォークリフト１が存在する場合に特に好適である。また、次に、図６を用いて説明する本実施例の処理は、説明を間単にするために、制御指令の作成に絞って説明する。
さらに、作業管理サーバ３０００は、自動フォークリフト１に関する上述の処理、特に、計画・知能系の処理で用いられる管理データ３００１を、記憶装置に記憶している。この管理データ３００１を、図１０に示す。管理データ３００１は、自動フォークリフトごとに、以下尾各項目を有する。それは、自動フォークリフトＩＤ３００１－１、動作計画３００１－２、動作状況３００１－３、動作種別３００１－４、レーザカーテン２１検知状況３００１－５、レーザスキャナ２検知状況３００１－６およびレーザスキャナ２稼働制御３００－７である。
ここで、自動フォークリフトＩＤ３００１－１は、自動フォークリフト１を識別する情報である。また、動作計画３００１－２は、該当の自動フォークリフト１の移動や荷役に関する計画を示す情報である。図示したように、動作計画は荷役対象の荷物と、その移動ルートが含まれることが望ましい。この移動ルートには、出発位置と目的位置が含まれる。
また、動作種別３００１－４は、その時点で該当の自動フォークリフト１の動作の内容を示す項目である。動作種別３００１－４は、動作状況３００１－３での動作が、移動なのか、荷役なのかを示す項目である。また、レーザカーテン２１検知状況３００１－５は、該当の自動フォークリフト１が存在する安全監視領域２１１のレーザカーテン２１が、安全信号を出力しているか、つまり、異物を検知したかを示す項目である。
また、レーザスキャナ２検知状況３００１－６は、該当の自動フォークリフト１のレーザスキャナ２が、安全信号を出力しているか、つまり、異物を検知したかを示す項目である。
さらに、レーザスキャナ２稼働制御３００１－７は、レーザスキャナ２の車両安全監視範囲４の変更結果を示す項目である。この変更結果を特定するために、作業管理サーバ３０００が、動作種別３００１－４、レーザカーテン２１検知状況３００１－５およびレーザスキャナ２検知状況３００１－６を用いる。本実施例では、車両安全監視範囲４の変更結果として、レーザスキャナ２の稼働維持（変更なし）もしくは停止（変更あり）を用いる。この車両安全監視範囲４を変更については、図６のフロー図を用いて後述する。
また、管理端末２０００は、自動フォークリフト１の動作を管理する管理者が用いられるコンピュータである。このため、管理端末２０００は、自動フォークリフト１の動作内容（制御結果）や動作計画が表示される。また、管理者が、管理端末２０００に対し、動作内容（制御結果）や動作計画を入力し、これに従って自動フォークリフト１が動作してもよい。なお、図５の構成は、他の実施例でも用いられる。
次に、図６は、本実施例における車両制御装置１１の処理手順を説明するフロー図である。 本フロー図では、ステップＳ１１１１から処理を開始する。このために、車両制御装置１１は入出力部１１２を用いて、ネットワーク１０００を介して作業管理サーバ３０００から送信される管理データ３００１のうち、対応する自動フォークリフト１のレコードを受信する。そして、演算処理部１１１は、入出力部１１２を介して、レーザスキャナ２、荷役制御装置３１および走行制御装置７１へ、起動指示を送信する。このことにより、レーザスキャナ２が、稼働することになる。また、自動フォークリフト１の荷役装置３や走行装置７の稼働が可能になる。
そして、演算処理部１１１は、受信した管理データ３００１の動作計画３００１－２に従って、動作するように、荷役制御装置３１や走行制御装置７１に動作指示を通知する。この結果、自動フォークリフト１は、荷役装置３や走行装置７を動作することで、荷役開始位置まで移動する。なお、自動フォークリフト１は、既にフォークに荷物が乗っている場合に荷役装置３を移動用の位置に移動させるが、他の場合は荷役装置３の動作は無くともよい。
なお、本ステップでは、動作開始時間を車両制御装置１１が検知することで、本処理を開始してもよい。また、管理データ３００１については、自動フォークリフト１の記憶部１１４が自身のレコードを記憶していてもよい。この場合、本ステップで、演算処理部１１１が、記憶部１１４からこの管理データのうち、動作計画３００１－２を読み出す。なお、以下の説明では、管理データ３００１（自動フォークリフト１のレコード分）を記憶部１１４が記憶しているものとして説明する。
次に、ステップＳ１１１２では、演算処理部１１１は、自動フォークリフト１の荷役開始位置への移動を制御する。つまり、演算処理部１１１は、走行制御装置７１、動作計画３００１－２に含まれる出発位置で示される荷役作業の対象となるパレット５１にフォークツメを刺すために好適な場所、つまり、荷役開始位置まで移動する制御指示を出力する。この結果、自動フォークリフト１は、走行装置７により、出発位置である荷役開始位置まで移動する。
この移動の際、演算処理部１１１は、管理データ３００１の動作種別３００１－４を移動と記録する。また、演算処理部１１１は、レーザカーテン２１からの検知結果、つまり、安全状態を、入出力部１１２を介して受け付け、この結果を記憶部１１４のレーザカーテン２１検知状況３００１－５に記録する。またさらに、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２からの検知結果、つまり、安全状態を、入出力部１１２を介して受け付け、この結果を記憶部１１４のレーザスキャナ２検知状況３００１－６に記録する。
ここで、上述のように、レーザカーテン２１やレーザスキャナ２からは、異物を検知しない場合、安全信号が出力される。但し、レーザカーテン２１やレーザスキャナ２からは、異物を検知した際や検知結果に限らず検知結果を示す信号を出力する構成としてもよい。このように、安全状態とは、安全監視領域２１１や車両安全監視範囲４のような荷役における所定領域に異物の存在を確認できない状況を示す。
そして、演算処理部１１１は、自動フォークリフト１が荷役開始位置に到着したことを検知すると、ステップＳ１１１３に進む。この検知には、図示しないＧＰＳセンサ、ジャイロセンサなどを用いてもよい。演算処理部１１１は、レーザカーテン２１とレーザスキャナ２から安全信号を、周期的もしくは継続的に受信し、これが停止したバイア、結果に変化があった場合に、記憶部１１４の内容を修正する。なお、本実施例では、演算処理部１１１は、安全信号の受信により、異物の検知の判定を行っている。但し、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２やレーザカーテン２１から異物を検知した際にそのことを示す異物検知信号を受信する構成としてもよい。さらに、演算処理部１１１は、異物を検知したかしないかに限らず、レーザスキャナ２やレーザカーテン２１から検知結果を受信し、その結果を判定してもよい。このようにして、自動フォークリフト１の荷役を実行する際におけるレーザカーテン２１により安全監視領域２１１の安全状態を監視することが可能になる。
次に、ステップＳ１１１３において、演算処理部１１１は、荷役開始位置でのレーザカーテン２１で検知される安全状態を確認する。このために、演算処理部１１１は、レーザカーテン２１からの安全信号を継続して受信しているか否かを確認する。この際、演算処理部１１１は、記憶部１１４のレーザカーテン２１検知状況３００１－５を用いて確認することが望ましい。
この結果、安全信号を継続して受信している場合（安全信号受信、ＹＥＳ）には、安全状態が確認されたとしてステップＳ１１１４に進む。レーザカーテン２１からの安全信号が受信できない場合（安全信号停止、ＮＯ）には、本ステップを繰り返して、安全状態の確認を継続する。なお、安全信号が停止している場合には、演算処理部１１１は、非安全状態であると判断して荷役作業を中止してもよい。具体的には、演算処理部１１１は、記憶部１１４に記憶された管理データ３００１の動作状況３００１－３、動作種別３００１－４の少なくとも一方に、非安全状態のためン荷役が中止されたことを記録することが望ましい。
次に、ステップＳ１１１４では、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２での安全状態を確認する。ここでもステップＳ１１１３と同様に、レーザスキャナ２からの安全信号を継続して受信しているか否かを確認する。この際、演算処理部１１１は、記憶部１１４のレーザスキャナ２検知状況３００１－６を用いて確認することが望ましい。
この結果、安全信号を継続して受信している場合（安全信号受信：ＹＥＳ）には、安全状態が確認されたとしてステップＳ１１１５に進む。レーザスキャナ２からの安全信号が停止受信できない場合（安全信号停止：ＮＯ）には、本ステップを繰り返して、安全状態の確認を継続する。なお、安全信号が停止している場合には、演算処理部１１１は、非安全状態であると判断して荷役作業を中止してもよい。具体的には、演算処理部１１１は、記憶部１１４に記憶された管理データ３００１の動作状況３００１－３、動作種別３００１－４の少なくとも一方に、非安全状態のためン荷役が中止されたことを記録することが望ましい。
なお、ステップＳ１１１３およびステップＳ１１１４において、記憶部１１４に記憶した所定時間や所定回数、安全状態が確認されない場合、演算処理部１１１は、管理端末２０００や作業管理サーバ３０００にこの結果を通知することが望ましい。特に、管理端末２０００に通知することで、管理者自らもしくは管理者から作業者への指示より、安全状態を確保する作業、行動を行うことが可能になる。
なお、このステップＳ１１１４は省略してもよい。この場合、ステップＳ１１１３において、レーザカーテン２１での安全状態が確認された場合に、ステップＳ１１１６に進むことになる。
次に、ステップＳ１１１５では、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２の車両安全監視範囲を変更する。例えば、演算処理部１１１は、この変更として、レーザスキャナ２での車両安全監視範囲４を無効化する。ここで、ステップＳ１１１３の処理で、記憶部１１４のレーザカーテン２１検知状況３００１－５は安全信号受信となっている。また、テップＳ１１１４の処理で、記憶部１１４のレーザスキャナ２検知状況３００１－６も安全信号受信となっている。そこで、ステップＳ１１１５では、演算処理部１１１は、レーザカーテン２１検知状況３００１－５およびレーザスキャナ２検知状況３００１－６が安全信号受信の場合に、車両安全監視範囲４の変更を行う。つまり、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２稼働制御３００１－７を停止（無効化）に変更する。図１０に示す自動フォークリフトＩＤが「００００２」の例が、これに該当する。
また、自動フォークリフトＩＤが「００００３」の例は、レーザスキャナ２検知状況３００１－６が安全信号停止（異物検知）のため、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２稼働制御３００１－７を稼働維持とする。なお、自動フォークリフトＩＤが「００００１」の例は、動作種別３００１－４が移動、つまり、荷役開始位置に到着していない。このため、レーザカーテン２１検知状況３００１－５およびレーザスキャナ２検知状況３００１－６に寄らず、レーザスキャナ２稼働制御３００１－７は稼働維持となる。
そして、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２稼働制御に従ったレーザスキャナ２への制御指示を作成し、これに出力する。
なお、記憶部１１４の記憶内容を用いることはあくまでも一例であり、演算処理部１１１は、レーザカーテン２１やレーザスキャナ２からの最新に出力された検知結果を用いて判断してもよい。
なお、無効化の一例としては、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２の検知結果によらず、継続して安全信号が出力されるように、レーザスキャナ２に対し設定指示を出力する。また、この無効化には、演算処理部１１１によって、レーザスキャナ２の機能を停止し、記憶部１１４のレーザスキャナ２検知状況３００１－６の内容を安全信号受信として維持することも含まれる。さらに、演算処理部１１１によって、レーザスキャナ２の機能を維持したまま、その入力を遮断して、記憶部１１４のレーザスキャナ２検知状況３００１－６の内容を安全信号受信として維持することも、この無効化に含まれる。
ここで、車両安全監視範囲４の変更には、（１）無効化（有効化）、（２）範囲・方向変更、（３）質の変更、（４）出力パワーの変更、（５）感度変更といった態様が含まれる。（１）については、記述したので、以下（２）～（５）について、簡単に説明する。
まず、（２）範囲・方向変更とは、レーザスキャナ２の向きを修正することで、走査範囲の方向をシフトする。この際、走査領域を、荷物ないし荷役装置３とは別方向に変更することが望ましい。この態様の具体的な例は、実施例２で説明する。
次に、（３）質の変更とは、レーザカーテン２１と同様に、ミューティング機能により、荷物の検知を抑止し、異物を選択的に検知することを可能とする。なお、この態様には、レーザスキャナ２からカメラや温度センサを用いた人感センサに切り替えることも含まれる。
また、（４）出力パワーの変更は、レーザスキャナ２と入出力部１１２の間に減衰装置を設け、入出力部１１２でノイズと判断されるように信号を減衰する。これは、上述の無効化の一種とも理解できる。つまり、ノイズを受信しても、記憶部１１４のレーザスキャナ２検知状況３００１－６の内容を安全信号受信として維持する。
最後に、（５）感度変更とは、演算処理部１１１が、レーザスキャナ２における異物検知のための基準となる感度を変更する。このことで、人などの異物が検知しても、安全信号を出力することになる。
なお、以上の各態様は、レーザスキャナ２が安全信号を出力するのでなく、異物検知の際に信号を出力する場合も異物を検知したかしないかに限らず検知結果を出力する場合も適用できる。
次に、ステップＳ１１１６では、演算処理部１１１は、荷役作業としての荷積み作業を実施するための制御指示を作成し、荷役制御装置３１に対して出力する。そして、荷役作業が行われ、これが完了すると、ステップＳ１１１７において、演算処理部１１１は、荷役制御装置３１やその他センサなどの検知結果（フォークに荷物が載せられる）を用いて、荷積み作業の終了を検知する。
次に、ステップＳ１１１８において、演算処理部１１１は、レーザスキャナ２の車両安全監視範囲４を復元する。つまり、演算処理部１１１は、スキャナステップＳ１１１５で実行された車両安全監視範囲４の変更をそれ以前に戻す制御指示を作成し、レーザスキャナ２等へ出力する。出力先は、監視変更の対象となる装置、部位である。
次に、ステップＳ１１１９において、演算処理部１１１は、記憶部１１４の動作計画３００１－２が完了したかを判定する。図１０に示す自動フォークリフトＩＤが「０００２」を用いた本実施例での処理フローでは、荷積みが完了しており、その後に、出荷位置での荷下ろしが残っている。このため、この例では、演算処理部１１１は完了していない（ＮＯ）と判定し、ステップＳ１１１２に戻る。なお、図６では、ステップＳ１１１２、Ｓ１１１１６およびＳ１１１７では荷積みと表現したが、ここでは荷下ろしのための処理を実行することになる。また、演算処理部１１１は、完了した（ＹＥＳ）と判定した場合は、処理を終了する。
以上で、実施例１の説明を終了する。なお、本実施例によって、荷役の際に、レーザスキャナ２のような走行用のセンサもしくは車載センサを無効化する際でも、荷役用センサもしくは外部に設置されたセンサにより、自動フォークリフト１周辺の侵入者等の異物を検知することが可能となる。
次に、図７を用いて本発明の実施例２を説明する。本実施例では、車両安全監視範囲４の変更として、上述した（２）範囲・方向変更の一例を示すものである。なお、図７において、図１～図６と同一符号は同一部品を示すので、再度の説明は省略する。
図７は、実施例２における自動フォークリフト１の荷役作業状態を示す図である。図７に示すように、本実施例では、自動フォークリフト１の車両安全監視範囲４を変更する場合に、車両安全監視範囲４全体を無効化するのではなく、一部を無効化、つまり、方向と範囲を変更している。具体的には、車両制御装置１１は、荷役装置３の作業領域に基づいて、車両安全監視範囲４を範囲４２へ変更している。この範囲４２は、荷役装置３の作業方向に、パレット５１と同程度の幅を有する矩形上の領域である。なお、このために、作業管理サーバ３０００もしくは記憶部１１４の管理データ３００１は、荷役の対象になる荷物の大きさのデータを記憶していることが望ましい。もしくは、レーザスキャナ２ないし他の自動フォークリフト１の有するセンサで荷物の大きさを検知してもよい。
本実施例によって、荷役の際にレーザスキャナ２を部分的に無効化などの範囲・方向を変更する場合でも、無効化領域以外での障害物などの異物を検知することが可能となる。
次に、図８を用いて本発明の実施例３を説明する。本実施例では、第２の安全監視装置として、自律飛行体８に備えた安全監視装置２２を用いる。なお、図８において、図１～図７と同一符号は同一部品を示すので、再度の説明は省略する。
図８は、本発明の実施例における自動フォークリフト１の荷役作業状態を示す図である。図８に示すように、自律飛行体８は、センサやカメラで実現可能な安全監視装置２２を備える。本構成によれば、自動フォークリフト１に追従して自律飛行体８が飛行し、自律飛行体８から送信される検知結果に応じて、車両制御装置１１が本実施例における安全監視領域２２１を設ける。このことによって、自動フォークリフト１は、設けられた安全監視領域２２１に応じた任意の場所での荷役作業が可能となる。なお、自律飛行体８は、無人航空機（ＵＡＶ）を含む概念である。
次に、図９を用いて本発明における実施例４を説明する。本実施例では、第２の安全監視装置として、非常停止ボタン２４を設ける。なお、図９において、図１～図８と同一符号は同一部品を示すので、再度の説明は省略する。
図９は、本発明の実施例４における自動フォークリフト１の荷役作業状態を示す図である。図９に示すように、第２の安全監視装置として、非常停止ボタン２４を設けている。非常停止ボタン２４は、作業員５０により、ボタンが押されていない場合には安全信号を出力し、ボタンが押されたり、何らかの故障があったりした場合には安全信号の出力を停止する。そして、非常停止ボタン２４は、ネットワーク１０００を介して、自動フォークリフト１にその出力を送信する。ここで、安全信号を受け付けた場合、車両制御装置１１では、車両安全監視範囲４を無効化、例えば、車両安全監視無効化範囲４１を設定する。なお、上述のように、第２の安全監視装置である非常停止ボタン２４の出力は、安全信号に限定されない。つまり、非常停止ボタン２４は、ボタンが押されたなどの場合に、限定的に異常通知を行ってもよい。
本実施例によれば、自動フォークリフト１が荷役作業を開始するにあたって、非常停止ボタン２４の状態に基づいて、荷役実施の可否を判断することが可能となる。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１…自動フォークリフト、１１…車両制御装置、１１１…演算処理部、１１２…入出力部、１１３…通信部、１１４…記憶部、２…レーザスキャナ、２１…レーザカーテン、２１１…安全監視領域、２３…通信装置、３…荷役装置、３１…荷役制御装置、４…車両安全監視範囲、４１…車両安全監視無効化範囲、５０…作業員、５１…パレット、６…壁、７…走行装置、７１…走行制御装置、２０００…管理端末、３０００…作業管理サーバ、３００１…管理データ

Claims (8)

  1. 荷役車両における移動および荷役を含む動作を制御する車両制御装置において、
    前記動作を制御するための制御指示を生成する演算処理部と、
    前記荷役車両の走行を制御する走行制御装置および前記荷役車両の荷役動作を制御する荷役制御装置と接続し、前記制御指示を出力する通信部と、
    第１の安全監視装置であって、車両安全監視範囲を監視し、前記荷役車両の動作を停止させるための安全状態データを出力可能な第１の安全監視装置と接続する入出力部とを有し、
    前記演算処理部は、前記荷役車両での荷役を実行する際における、第２の安全監視装置による前記車両安全監視範囲を網羅する安全監視領域に対する監視結果が、安全状態を示す場合、前記車両安全監視範囲を変更することで、前記荷役車両による前記荷役の実行を可能とする車両制御装置。
  2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
    前記演算処理部は、前記車両安全監視範囲の変更として、前記第１の安全監視装置の無効化処理を実行する車両制御装置。
  3. 請求項１に記載の車両制御装置において、
    前記演算処理部は、前記第１の安全監視装置の無効化処理として、前記第１の安全監視装置での検知結果によらず安全信号の出力を継続させる車両制御装置。
  4. 請求項１に記載の車両制御装置において、
    前記演算処理部は、前記荷役が終了した場合、変更された前記車両安全監視範囲を復元する車両制御装置。
  5. 荷役車両における移動および荷役を含む動作を制御する車両制御装置を用いた車両制御方法において、
    前記車両制御装置は、前記動作を制御するための制御指示を生成する演算処理部と、前記荷役車両の走行を制御する走行制御装置および前記荷役車両の荷役動作を制御する荷役制御装置と接続し、前記制御指示を出力する通信部と、第１の安全監視装置であって、車両安全監視範囲を監視し、前記荷役車両の動作を停止させるための安全状態データを出力可能な第１の安全監視装置と接続する入出力部とを有し、
    前記演算処理部により、
    前記荷役車両での荷役を実行する際における、第２の安全監視装置による前記車両安全監視範囲を網羅する安全監視領域に対する監視結果を受け付け、
    前記監視結果が安全状態を示す場合、前記車両安全監視範囲を変更することで、前記荷役車両による前記荷役の実行を可能とする車両制御方法。
  6. 請求項５に記載の車両制御方法において、
    前記演算処理部により、前記車両安全監視範囲の変更として、前記第１の安全監視装置の無効化処理を実行する車両制御方法。
  7. 請求項５に記載の車両制御方法において、
    前記演算処理部により、前記第１の安全監視装置の無効化処理として、前記第１の安全監視装置での検知結果によらず安全信号の出力を継続させる車両制御方法。
  8. 請求項５に記載の車両制御方法において、
    前記演算処理部により、前記荷役が終了した場合、変更された前記車両安全監視範囲を復元する車両制御方法。
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