JP2024014115A - 識別部材、検出装置、および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】識別部材を多数用意しなくても、多くの行先を指示することができる識別部材、検出装置、および移動体を提供する。【解決手段】本発明は、搬送する物体を識別する識別部材であって、前記物体の側面に前記識別部材を取り付ける取付部と、前記識別部材内における前記物体の行先の表示領域を示す領域マークと、前記表示領域内において前記行先毎に区切られた複数の領域のいずれかに貼り付ける指示マークと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、識別部材、検出装置、および移動体に関する。

小売店では、補充商品がカゴ車（搬送対象物）で納品されることが多いが、トラックから降ろされた補充商品を店舗内の商品棚の近くまで搬送する「引き込み」という作業がある。補充商品の入ったカゴ車は、重量が重く、屋外から店舗内への通路は必ずしも平たんではないため、カゴ車を人手で運ぶ作業は負荷の高い作業となっていた。

そこで、カゴ車に再帰反射テープを使った識別部材を取り付け、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）等で水平方向にレーザスキャンしたときの高反射部の変化パターンによってＩＤを認識し、識別部材が取り付けられたカゴ車の目的地を指示する技術が開示されている。

特許文献１には、搬送対象物の角度検出の精度向上、遠距離から搬送対象物の角度を検出できる自律移動装置を提供する目的で、所定の場所に置かれたカゴ車に、認識用のマーカが表示されたＩＤパネルを取り付ける技術が開示されている。ここで、マーカには、帯状部材の再帰反射テープ等を用いて、カゴ車の識別番号情報（ＩＤ情報）、搬送位置等の搬送先情報、搬送の優先度情報がコード化されている。また、カゴ車の識別番号情報（ＩＤ情報）は、テーブル参照等によって認識することができる。

しかしながら、上記の識別部材は、取り外し可能な識別部材をカゴ車に取り付け、ＡＧＶ（Automatic Guided Vehicle）がレーザセンサで識別部材を読み取ることで目的地または接続目標として判断することを実現しているが、目的地が変わる度に識別部材を取り替えたり、目的地が多くなると目的地の数だけ識別部材を用意したりしなければならない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、識別部材を多数用意しなくても、多くの行先を指示することができる識別部材、検出装置、および移動体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、搬送する物体を識別する識別部材であって、前記物体の側面に前記識別部材を取り付ける取付部と、前記識別部材内における前記物体の行先の表示領域を示す領域マークと、前記表示領域内において前記行先毎に区切られた複数の領域のいずれかに貼り付ける指示マークと、を有する。

本発明によれば、識別部材を多数用意しなくても、多くの行先を指示することができる、という効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態にかかる搬送システムを適用することが想定される物流倉庫の一例を示す説明図である。 図２は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車の構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施の形態にかかるカゴ車の構成の一例を示す図である。 図４は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の一例を説明するための図である。 図５は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車が有するコントローラのハードウェア構成図である。 図６は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車が有するコントローラの機能構成の一例を示す図である。 図７は、第１の実施の形態にかかる制御システムにおける無人搬送車の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図８は、第２の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の一例を示す図である。 図９は、第２の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の他の例を示す図である。 図１０は、第３の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照して、識別部材、検出装置、および移動体の実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる搬送システムを適用することが想定される物流倉庫の一例を示す説明図である。図１は、物流倉庫１０００を天井側から見た床面を平面図として示している。図１に示されたＸＹ平面が床面と並行な面であり、Ｚ軸が高さ方向を示している。図１に示す物流倉庫１０００において、出庫エリアＡ１は、荷卸しされた荷物を整列しておく場所が想定される。駐車エリアＡ２は、エレベータ等で他階へ移送する場合のエレベータ前エリアが想定される。また、走行エリアＡ３は、図１中の矢印によって出庫エリアＡ１と駐車エリアＡ２との往復経路を示す場所が想定される。

本実施の形態にかかる搬送システムは、図１に示すように、無人搬送車１を制御して、カゴ車２等の搬送する物体（搬送対象物）を自動搬送する。本実施の形態では、無人搬送車１は、カゴ車２等の搬送対象物を自動接続および自動切り離しが可能な牽引型の無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）である。

無人搬送車１の走行エリアＡ３は、ライン認識による誘導方式とする。また、無人搬送車１は、認識したラインの横にある番地マーク（エリアマーク）５２を検出して、エリアを判断する。また、無人搬送車１は、駐車エリアＡ２では、ガイドテープを使用しない自己位置認識による車庫入れ動作を行う。

無人搬送車１の走行エリアＡ３は、光学式または磁気式の走行ラインが床に敷設されており、無人搬送車１は走行ライン５１上をトレースして走行する。無人搬送車１の出庫エリアＡ１および駐車エリアＡ２の手前には、番地マーク５２が敷設されており、どのエリアに来たかを認識可能である。プログラムでは、エリア毎に動作をしてできるようになっている。出庫エリアＡ１では、無人搬送車１に対するカゴ車２等の搬送対象物の接続動作、駐車エリアＡ２では、カゴ車２の車庫入れ動作を行う。

本実施の形態においては、出庫エリアＡ１と駐車エリアＡ２とが走行ライン５１のすぐ横にある構成である。無人搬送車１は、走行ライン５１を走行したまま、出庫エリアＡ１または駐車エリアＡ２のエリア内の探索を行う。駐車エリアＡ２内に搬送対象となるカゴ車２を見つけたら、走行ライン５１上からカゴ車２への連結動作に移行する。また、駐車エリアＡ２に対しても、走行ライン５１上から空き番地を探索して、カゴ車２の車庫入れ動作を行う。

駐車エリアＡ２の走行ライン５１を挟んで向かい側には、ＬＲＦ（Laser Range Finder）が検知できる位置に再帰反射テープ５３が何箇所か設置されており、再帰反射テープの設置情報をもとに、無人搬送車１は、自己位置の推定を行う。

図２は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車の構成の一例を示す図である。図２に示すように、無人搬送車１は、装置本体である無人搬送車本体部１００、磁気センサ３、検出装置の一例であるコントローラ４、電力源（バッテリ）６、動力モータ７、モータドライバ８、測域センサ９、連結装置１０、ＩＤ認識部１１、駆動車輪７１、および従動車輪７２等を備える。測域センサ９は、無人搬送車１の周辺環境を認識する。

ＩＤ認識部１１は、カメラ等を有し、カゴ車２に取り付けられた識別部材２１（図３参照）を撮影する撮影部の一例である。ここで、識別部材２１は、搬送する物体の一例であるカゴ車２を識別可能とする識別標識である。

本実施の形態にかかる搬送システムでは、無人搬送車１の走行可能な経路の床面に磁気テープを設置し、磁気センサ３を用いて磁気テープを検出することにより無人搬送車１が走行可能な経路上に位置していることを認識することができる。床面にテープを設置する誘導方式としては、磁気テープを用いる構成（磁気式）に限らず、光学テープを用いる構成（光学式）としてもよい。光学テープを用いる場合は、磁気センサ３の代わりに反射センサまたはイメージセンサ等が利用できる。

また、本実施形態の搬送システムでは、二次元あるいは三次元地図と測域センサ９の検出結果との照合によって自己位置を認識する自律走行を行うことができる。測域センサ９は、物体にレーザ光を照射してその反射光から物体までの距離を測定する走査式のレーザ距離センサ（ＬＲＦ：レーザレンジファインダ）である。以降において、測域センサ９をＬＲＦ９と表記する場合がある。

なお、無人搬送車１と周囲の物体との間の距離の検出結果と、二次元あるいは三次元地図と、の照合によって自己位置の認識に用いるセンサとしては、ステレオカメラまたはデプスカメラ等も利用できる。

無人搬送車１は、磁気センサ３または測域センサ９の検出結果に基づいてコントローラ４がモータドライバ８を介して動力モータ７の駆動を制御し、動力モータ７が駆動車輪７１を回動駆動し、かつ従動車輪７２を従動回転することで無人搬送車１が自律走行を行う。電力源６は、動力モータ７に対して電力を供給する。連結装置１０は、カゴ車２と無人搬送車１とを連結させる。

図３は、第１の実施の形態にかかるカゴ車の構成の一例を示す図である。本実施の形態では、カゴ車２は、図３に示すように、カゴ部２０を保持する底板２２と、四角形状の底板２２の四隅に配置されたキャスター２３と、カゴ部２０の側面に配置された識別部材２１（ＩＤパネル等）と、を備える。

図４は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の一例を説明するための図である。識別部材２１は、搬送対象物（カゴ車２等）に取り付けられ、当該搬送対象物を識別可能とする部材である。識別部材２１には、行先（目的地）の一例である搬送エリア（例えば、駐車エリアＡ２）の情報が含まれている。

識別部材２１は、作業指示書に近い形で、作業者が目的地を確認しやすいようにすることが好ましい。識別部材２１は、その裏面にフック２１ａを取り付ける等して、カゴ車２等の搬送対象物に取り付け易くすることが好ましい。すなわち、フック２１ａは、カゴ車２の側面に識別部材２１を取り付ける取付部の一例である。本実施の形態では、識別部材２１は、フック２１ａによりカゴ車２に取り付けられているが、これに限定するものではなく、マグネット等で、カゴ車２の金属のフレームに張り付くようにしたり、カゴ車２にフレームを付けて当該フレームに識別部材２１を差し込んで取り付けたりするような形態でも良い。

識別部材２１のパネルの中には、識別部材２１内の表示領域２１ｅを示す領域マーク２１ｂが設けられる。すなわち、領域マーク２１ｂは、識別部材２１内におけるカゴ車２の行先の表示領域２１ｅを示す領域マークの一例である。例えば、領域マーク２１ｂには、図４に示すように、黒の四角い枠線を領域マークとして使用しても良い。領域マーク２１ｂには、カメラ等のＩＤ認識部１１で撮影した画像からその特徴を抽出しやすい色または形のマークを用いることが好ましい。

また、識別部材２１のパネルの中には、指示マーク２１ｃが含まれる。指示マーク２１ｃは、識別部材２１内の表示領域内の予め決めた場所（座標位置）に付けられるマークであり、搬送対象物（カゴ車２）の行先（目的地）を指示する。具体的には、指示マーク２１ｃは、識別部材２１内の表示領域２１ｅ内において行先毎に区切られた複数の領域２１ｆのいずれかに貼り付く指示マークの一例である。これにより、１つの識別部材２１によって、カゴ車２の複数の行先を指示することが可能となるので、カゴ車２に複数の行先がある場合に、多くの種類の識別部材２１を用意および保管する必要がなく、行先を指示する作業を容易化することができる。

指示マーク２１ｃは、複数の領域２１ｆのいずれかに貼り付く磁石を有していても良い。また、指示マーク２１ｃは、その色が、カゴ車２の行先毎に区切られた複数の領域２１ｆと異なっていても良い。これにより、識別部材２１が貼り付けられた領域２１ｆと、指示マーク２１ｃと、の識別を容易にすることができる。本実施の形態では、指示マーク２１ｃには、磁石を使う例を示すが、識別部材２１に対して取り外しが可能な物であればこれに限定するものではなく、例えば、軽い粘着部材であっても良いし、マジックテープ（登録商標）等も利用できる。

また、識別部材２１は、領域マーク位置決め部材２１ｄを有する。領域マーク位置決め部材２１ｄは、領域マーク２１ｂが決められた位置（領域２１ｆ）に取り付けられるように当該位置を規制するための部材である。指示マーク２１ｃとして磁石を使用する場合には、領域マーク位置決め部材２１ｄには、鉄板を使うことができる。また、指示マーク２１ｃが、マジックテープ（登録商標）の場合は、マジックテープ（登録商標）の対になる部材を領域マーク位置決め部材２１ｄとして用いても良い。

図５は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車が有するコントローラのハードウェア構成図である。図５に示されているように、コントローラ４は、コンピュータによって構築されており、図５に示されているように、ＣＰＵ５０１、ＲＯＭ５０２、ＲＡＭ５０３、ＨＤ５０４、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)コントローラ５０５、ディスプレイ５０６、外部機器接続Ｉ／Ｆ(Interface)５０８、ネットワークＩ／Ｆ５０９、データバス５１０、キーボード５１１、ポインティングデバイス５１２、ＤＶＤ－ＲＷ(Digital Versatile Disk Rewritable)ドライブ５１４、メディアＩ／Ｆ５１６を備えている。

これらのうち、ＣＰＵ５０１は、コントローラ４全体の動作を制御する。ＲＯＭ５０２は、ＩＰＬ等のＣＰＵ５０１の駆動に用いられるプログラムを記憶する。ＲＡＭ５０３は、ＣＰＵ５０１のワークエリアとして使用される。ＨＤ５０４は、プログラム等の各種データを記憶する。ＨＤＤコントローラ５０５は、ＣＰＵ５０１の制御にしたがってＨＤ５０４に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。ディスプレイ５０６は、カーソル、メニュー、ウィンドウ、文字、または画像等の各種情報を表示する。外部機器接続Ｉ／Ｆ５０８は、各種の外部機器を接続するためのインターフェースである。この場合の外部機器は、例えば、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)メモリやプリンタ等である。ネットワークＩ／Ｆ５０９は、通信ネットワークを利用してデータ通信をするためのインターフェースである。データバス５１０は、図５に示されているＣＰＵ５０１等の各構成要素を電気的に接続するためのアドレスバスまたはデータバス等である。

また、キーボード５１１は、文字、数値、各種指示等の入力のための複数のキーを備えた入力手段の一種である。ポインティングデバイス５１２は、各種指示の選択および実行、処理対象の選択、カーソルの移動等を行う入力手段の一種である。ＤＶＤ－ＲＷドライブ５１４は、着脱可能な記録媒体の一例としてのＤＶＤ－ＲＷ５１３に対する各種データの読み出しまたは書き込みを制御する。なお、ＤＶＤ－ＲＷに限らず、ＤＶＤ－Ｒ等であってもよい。メディアＩ／Ｆ５１６は、フラッシュメモリ等の記録メディア５１５に対するデータの読み出しまたは書き込み（記憶）を制御する。

図６は、第１の実施の形態にかかる無人搬送車が有するコントローラの機能構成の一例を示す図である。本実施の形態では、無人搬送車１のコントローラ４は、検出部１１１と、算出部１１２と、移動制御部１１３と、を備える。本実施の形態では、ＣＰＵ５０１が、ＲＡＭ５０３を作業領域として用いて、ＲＯＭ５０２に記憶されるプログラムを実行することにより、検出部１１１と、算出部１１２と、移動制御部１１３と、を実現しても良い。

検出部１１１は、ＩＤ認識部１１により撮影した画像から、識別部材２１を検出する。

算出部１１２は、検出部１１１による識別部材２１の検出結果に基づいて、搬送対象物の一例であるカゴ車２の行先（目的地）を算出する。具体的には、算出部１１２は、検出部１１１により検出される識別部材２１に含まれる領域マーク２１ｂに基づいて、表示領域２１ｅを抽出する。次いで、算出部１１２は、抽出された表示領域２１ｅから指示マーク２１ｃを検出する。そして、算出部１１２は、検出した指示マーク２１ｃが貼り付けられた領域２１ｆに対応する行先を、カゴ車２の行先として算出する。

移動制御部１１３は、無人搬送車１の移動を制御する移動制御部の一例であり、算出部１１２により算出した行先への無人搬送車１の移動を制御する。

図７は、第１の実施の形態にかかる制御システムにおける無人搬送車の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。無人搬送車１が本線（走行エリアＡ３）の走行を開始すると（ステップＳ７０１）、コントローラ４の移動制御部１１３は、磁気センサ３を用いて、番地マーク５２を検知して、出庫エリアＡ１に来たかを検知する（ステップＳ７０２）。

無人搬送車１が出庫エリアＡ１に来たことを検知した場合（ステップＳ７０２：Ｙｅｓ）、移動制御部１１３は、出庫エリアＡ１への無人搬送車１の進入動作を行う（ステップＳ７０３）。次に、コントローラ４は、磁気センサ３および測域センサ９等を用いて、搬送対象のカゴ車２を選定する（ステップＳ７０４）。次いで、コントローラ４は、連結装置１０を制御して、無人搬送車１に対してカゴ車２を接続する（ステップＳ７０５）。その際、コントローラ４の検出部１１１は、ＩＤ認識部１１により撮影した画像から、カゴ車２に取り付けられた識別部材２１を検出する。次いで、コントローラ４の算出部１１２は、検出部１１１による識別部材の検出結果に基づいて、カゴ車２の行先を算出する。

その後、移動制御部１１３は、無人搬送車１に対するカゴ車２の接続が検知されると（ステップＳ７０６：Ｙｅｓ）、本線（走行エリアＡ３）に無人搬送車１を合流させ（ステップＳ７０７）、かつ無人搬送車１を本線で走行させる（ステップＳ７０８）。次いで、移動制御部１１３は、磁気センサ３を用いて、番地マーク５２を検知して、カゴ車２の行先の番地（駐車エリアＡ２）に来たか否かを判断する（ステップＳ７０９）。

カゴ車２の行先の番地に到着した場合（ステップＳ７０９：Ｙｅｓ）、移動制御部１１３は、駐車エリアＡ２への無人搬送車１の進入動作を行う（ステップＳ７１０）。次に、コントローラ４は、測域センサ９を用いて、駐車エリアＡ２内の空き車庫をスキャン（検出）する（ステップＳ７１１）。そして、移動制御部１１３は、検出した空き車庫の中から、カゴ車２を駐車する番地を選定し（ステップＳ７１２）、選定した番地へのカゴ車２の車庫入れを行う（ステップＳ７１３）。その後、移動制御部１１３は、再び、無人搬送車１を本線へ合流させ、出庫エリアＡ１へ戻す（ステップＳ７１４）。

このように、第１の実施の形態にかかる制御システムによれば、１つの識別部材２１によって、カゴ車２の複数の行先を指示することが可能となるので、カゴ車２に複数の行先がある場合に、多くの種類の識別部材２１を用意および保管する必要がなく、行先を指示する作業を容易化することができる。

（第２の実施の形態）
本実施の形態は、領域マークとしてＱＲコード（登録商標）等のファインダパターンを用いる例である。以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成については説明を省略する。

図８は、第２の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の一例を示す図である。本実施の形態では、識別部材８００は、領域マーク８０１としてＱＲコード（登録商標）を有する。第１の実施の形態では、領域マーク８０１として黒の四角い枠線を用いた場合、識別部材８００内において間違った場所を表示領域２１ｅとして検出する可能性がある。そこで、本実施の形態では、領域マーク８０１としてＱＲコード（登録商標）を用いる。具体的には、識別部材２１は、矩形の表示領域２１ｅを有する。そして、領域マーク８０１は、当該矩形の表示領域２１ｅの少なくとも３つの角に設けられるＱＲコード（登録商標）とすることにより、識別部材８００内の表示領域２１ｅを誤検出することを抑制する。

図９は、第２の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の他の例を示す図である。本実施の形態では、識別部材９００は、領域マーク９０１としてファインダパターンを有しても良い。ファインダパターンは、ＱＲコード（登録商標）で使われている２重の四角いマークである。ファインダパターンは、縦、横、斜めに関わらず、中心を通る直線でスキャンしたときに、黒と白のパターンが１：１：２：１：１になるため、画像処理によってパターンを探し出しやすいという利点がある。

このように、第２の実施の形態にかかる制御システムによれば、ＩＤ認識部１１によって識別部材８００内の表示領域２１ｅを識別し易くなるので、識別部材８００内の表示領域２１ｅを誤検出することを抑制できる。

（第３の実施の形態）
本実施の形態は、領域マーク位置決め部材として磁石を用いる例である。以下の説明では、第１の実施の形態と同様の構成については説明を省略する。

図１０は、第３の実施の形態にかかる無人搬送車により認識する識別部材の一例を示す図である。本実施の形態では、識別部材１００１は、領域マーク位置決め部材１００２として磁石を用いても良い。例えば、識別部材１００１は、領域マーク９０１および指示マーク２１ｃが印刷（プリント出力）された表面と、領域マーク位置決め部材１００２としての磁石が配置される台紙（例えば、プラスチックの板）と、を貼り合わせた部材であっても良い。

領域マーク位置決め部材１００２として用いる磁石は、指示マーク２１ｃを取り付け可能な予め設定された位置（領域２１ｆ）毎に個別に設けられ、当該予め設定された位置に指示マーク２１ｃの磁石が吸着される。すなわち、識別部材１００１の表示領域２１ｅを区切った複数の領域２１ｆのそれぞれが、個別の磁石（領域マーク位置決め部材１００２）を有し、指示マーク２１ｃが有する磁石が吸着される。

このように、第３の実施の形態にかかる制御システムによれば、作業者が識別部材２１に指示マーク２１ｃを貼り付けた際に当該指示マーク２１ｃの貼り付け位置がずれて行先が誤検出されることを防止できる。

上記で説明した実施の形態の各機能は、一または複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサ、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

１ 無人搬送車
２ カゴ車
３ 磁気センサ
４ コントローラ
６ バッテリ
７ 動力モータ
８ モータドライバ
９ 測域センサ
１０ 連結装置
１１ ＩＤ認識部
２１ 識別部材
２１ａ フック
２１ｂ 領域マーク
２１ｃ 指示マーク
２１ｄ 領域マーク位置決め部材
２１ｅ 表示領域
２１ｆ 領域
７１ 駆動車輪
７２ 従動車輪

特開２０２０－１５５１３１号公報

Claims (7)

1. 搬送する物体を識別する識別部材であって、
   前記物体の側面に前記識別部材を取り付ける取付部と、
   前記識別部材内における前記物体の行先の表示領域を示す領域マークと、
   前記表示領域内において前記行先毎に区切られた複数の領域のいずれかに貼り付ける指示マークと、
   を有する識別部材。
2. 前記指示マークは、前記領域に貼り付く磁石を有する、請求項１に記載の識別部材。
3. 前記指示マークは、前記領域とは色が異なる、請求項１または２に記載の識別部材。
4. 前記表示領域は、矩形の領域であり、
   前記領域マークは、前記表示領域の少なくとも３角に設けられるファインダパターンを有する、請求項１に記載の識別部材。
5. 前記複数の領域のそれぞれは、個別の磁石を有し、前記指示マークが有する磁石が吸着される、請求項１記載の識別部材。
6. 搬送する物体を識別する識別部材を撮影する撮影部と、
   前記撮影部により撮影した画像から前記識別部材を検出する検出部と、
   を備え、
   前記識別部材は、
   前記物体の側面に前記識別部材を取り付ける取付部と、
   前記識別部材内における前記物体の行先の表示領域を示す領域マークと、
   前記表示領域内において前記行先毎に区切られた複数の領域のいずれかに貼り付ける指示マークと、
   を有する検出装置。
7. 請求項６に記載の検出装置と、
   前記検出部による前記識別部材の検出結果に基づいて、前記行先を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された前記行先への移動体の移動を制御する移動制御部と、
   を備える移動体。

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