JP3443829B2 - ロケーション管理システムとそれに用いる有人フォークリフト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の利用分野】この発明はロケーション管理システ
ムやそれに用いる有人フォークリフトに関し、特に作業
位置の指示と確認に関する。

【０００２】

【従来技術】有人フォークリフトでは、車載のコントロ
ーラが上位コントローラから搬送指令を受信して、作業
内容を表示することが行われている。作業者は表示に従
ってフォークリフトを運転し、目的位置で移載を行い、
作業の完了をコントローラに入力する。しかしながら作
業位置を確認する手段が無く、作業者が作業位置を誤ま
ることがある。従って、作業者の錯覚で誤った棚から物
品を出庫した場合や、指示と異なる棚に物品を入庫した
場合は、チェックのしようがない。このような問題は、
運転手によって操作される種々の作業車両においても同
様である。

【０００３】

【発明の課題】この発明の課題は、有人フォークリフト
での作業位置を簡単に確認できるようにすることにある
（請求項１〜６）。請求項２の発明での追加の課題は、
作業の高さ位置も含めて、３次元的に作業位置を確認で
きるようにすることにある。請求項４，６の発明での追
加の課題は、作業の正誤を簡単に確認できるようにする
ことにある。

【０００４】

【発明の構成】この発明は、作業位置を上位コントロー
ラから有人フォークリフトの車載コントローラに指定し
て作業させるようにした、ロケーション管理システムに
おいて、マップに位置を記憶した複数の反射板からの反
射光の方位を、レーザー光を水平面内で３６０°スキャ
ンすることによってレーザーナビゲータで求めて、有人
フォークリフトの水平面内での位置を求めるようにする
と共に、確認指令により、求めた水平面内位置と指定さ
れた作業位置とを車載コントローラにより比較して、不
一致時にその旨を車載コントローラの表示部に表示する
と共に、一致時に上位コントローラに実行済みの部分を
報告し、かつ次の作業位置を車載コントローラの表示部
に表示する、ように構成したことを特徴とする（請求項
１）。

【０００５】好ましくは、有人フォークリフトに、作業
の高さ位置を求めるためのセンサを設けて、レーザーナ
ビゲータで求めた水平面内位置と高さセンサで求めた高
さ位置とにより、作業した棚番地を求める（請求項
２）。センサは特に好ましくは、フォークや作業台等を
昇降させる昇降機構に設けた、ロータリーエンコーダや
レゾルバ等のエンコーダとし、昇降に伴う回動量をエン
コードするものとする。

【０００６】好ましくは、有人フォークリフトのフォー
クが上昇した後に有人フォークリフトが前進し、次いで
有人フォークリフトが後退してフォークが下降する動作
をした場合に、該動作中のフォークの最高高さを高さ位
置として記憶する（請求項３）。

【０００７】特に好ましくは、前記確認指令により、レ
ーザーナビゲータで求めた水平面内位置と記憶した高さ
位置とから作業した棚番地を求めて、指定された作業位
置と比較し、一致時に作業の実行を上位コントローラに
報告し、不一致時にその旨を運転手に表示する（請求項
４）。

【０００８】この発明の有人フォークリフトは、車載コ
ントローラを備え、指定された作業位置で作業を行う有
人フォークリフトにおいて、レーザー光を水平面内で３
６０°スキャンすることによって、マップに位置を記憶
した複数の反射板からの反射光の方位を、レーザーナビ
ゲータで求めて、有人フォークリフトの水平面内での位
置を求めるようにすると共に、確認指令により、求めた
水平面内位置と指定された作業位置とを車載コントロー
ラにより比較して、不一致時にその旨を表示すると共
に、一致時に上位コントローラに実行済みの部分を報告
し、かつ次の作業位置を車載コントローラの表示部に表
示することを特徴とする（請求項５）。

【０００９】好ましくは、有人フォークリフトのフォー
クの高さを求めるためのセンサを設けて、フォークが上
昇した後に有人フォークリフトが前進し、次いで有人フ
ォークリフトが後退してフォークが下降する動作をした
場合に、該動作中のフォークの最高高さを高さ位置とし
て記憶し、かつ前記確認指令により、前記水平面内位置
と記憶した高さ位置とから作業した棚番地を求めて指定
された作業位置と比較し、一致時に作業の実行を上位コ
ントローラに報告し、不一致時にその旨を運転手に表示
する（請求項６）。

【００１０】

【発明の作用と効果】この発明では、マップに位置を記
憶した複数の反射板からの反射光の方位を、レーザーナ
ビゲータで求めて、有人フォークリフトの水平面内での
位置を求めるようにすると共に、確認指令により、求め
た水平面内位置と指定された作業位置とを比較して、不
一致時に表示する。このため、簡単に作業位置を確認で
き、作業位置が多数あるような場合にも、容易に正しい
位置で作業できる（請求項１〜６）。

【００１１】好ましくは有人フォークリフトを、有人フ
ォ−クリフト等の高さ方向に作業位置を変えることがで
きるものとし、作業位置を変えるための昇降機構の駆動
量等を測定するためのセンサを設けて、作業の高さ位置
を求める。このようにすれば水平面内での作業位置と作
業の高さ位置とを組み合わせて、３次元的に作業位置を
求めることができる（請求項２）。

【００１２】ここで、有人フォークリフトのフォークが
上昇した後に有人フォークリフトが前進し、次いで有人
フォークリフトが後退してフォークが下降する動作は、
荷積みや荷下ろしに特有の動作で、この時のフォークの
最高高さを作業の高さ位置として記憶すると、作業を行
った高さを容易に求めることができる（請求項３）。

【００１３】さらに作業終了時（完了時）に、指定され
た作業位置と作業した棚番地とを車載コントローラで比
較し、一致時に作業の実行を上位コントローラに報告
し、不一致の場合に運転手に、車載コントローラの表示
画面等でその旨を表示すると、作業の正誤を容易に確認
できる（請求項４，６）。なおこの明細書において、上
位コントローラの「上位」は、車載コントローラと対比
する意味である。

【００１４】有人フォークリフトは、例えば架線作業用
の高所有人フォークリフト等でもよい。

【００１５】

【実施例】図１〜図５に、実施例とその変形とを示す。
図１に、実施例の有人フォークリフト２を示すと、４は
荷台のフォークで、ガイドローラ６等によってアームに
沿って昇降し、アーム頂部７にはレーザーナビゲータ８
が設けてある。レーザーナビゲータ８は、レーザー光を
水平面内で３６０゜スキャンし、反射光を受光するとそ
の方位を検出するものである。１０は車載コントローラ
で、上位コントローラ１１との通信で搬送指令を受信
し、搬送済みの結果を報告する。

【００１６】１２は有人フォークリフト２の走行路で、
例えば倉庫内や工場の建屋内などに設け、１４は棚であ
り、レーザーナビゲータ８付近の高さに反射板１６を設
けてある。この反射板１６は、どの方向から光が入射し
ても、入射方向に反射光を返す性質を有している。

【００１７】図２に走行路１２と棚１４との配置を示す
と、例えば複数の棚１４が走行路１２に接して設けら
れ、各棚１４にはレーザーナビゲータ８程度の高さに反
射板１６が貼り付けられている。走行路１２に接して平
置倉庫２０が設けてあり、ここには物品を段積みするの
で反射板１６は設けていない。

【００１８】図３に、実施例の車載コントローラ１０の
構成を示す。２２は制御部で、上位コントローラ１１か
らの搬送指令を受信して記憶すると共に、実行済みの搬
送指令を上位コントローラ１１に報告する指令記憶部２
２ａ、実行すべき搬送指令の表示を制御するための表示
制御部２２ｂ、実際に作業を行った棚番地と搬送指令中
の棚番地とを比較するための比較部２２ｃ、及び作業を
行った棚番地の確認を要求する確認処理部２２ｄ等を有
している。２４は液晶ディスプレイ等の表示部で、次の
搬送指令等を表示し、２６は入力部で、制御部２２への
運転手からの入力部である。

【００１９】２８は位置認識部で、検出ヘッドからの入
力信号を例えばマップに記憶した反射板１６の位置等と
照合して、水平面内での現在位置を認識するためのもの
である。検出ヘッドにはアーム頂部７に設けたレーザー
ナビゲータ８を用いる。ここで有人フォークリフト２の
位置とは有人フォークリフト２に関連した位置との意味
であり、有人フォークリフト２自体の位置の他に、フォ
ーク４の位置等を含む。３０はエンコーダで、例えば有
人フォークリフト２のフォーク４のガイドローラ６等に
接続して、フォーク４の高さ位置を求める。３２は棚番
地検出部で、位置認識部２８で求めた水平面内での位置
と、エンコーダ３０で求めた作業位置の高さとから、作
業を行った棚番地を求める。

【００２０】水平面内での位置の認識はレーザーナビゲ
ータ８以外のものでも可能で、このような比較例を図４
(a),(b)に示すと、図４(a)の４０はＣＣＤカメラで、４
２は棚の前面の走行路１２等に貼り付けたバーコード
で、例えば棚の連番号等が記載してある。４４はバーコ
ード認識部で、ＣＣＤカメラ４０で撮像したバーコード
４２から連番号を求め、これを棚番地検出部３２へ入力
する。

【００２１】図４(b)ではＣＣＤカメラ４０で走行路１
２付近の風景を撮像し、風景認識部４６で水平面内での
現在位置を認識する。ただし図４(b)の場合、類似の棚
１４を多数配列した大型倉庫等の場合、現在位置の認識
が難しいという問題がある。また図４(a)のバーコード
４２の場合、有人フォークリフト２をバーコード４２を
確実に認識できる位置に停止させねばならないとの問題
がある。例えば走行路１２にバーコード４２を貼り付け
ると汚れやすく誤認識の元となり、棚１４にバーコード
４２を貼り付けると、バーコード４２を遠方から認識し
なければならないか、あるいはバーコード４２の直近ま
で有人フォークリフト２を移動させねばならない等の問
題が生じる。

【００２２】図５に実施例での移載先の検証アルゴリズ
ムを示す。搬送指令記憶部２２ａは上位コントローラ１
１から搬送指令を入力されると、表示制御部２２ｂを介
して表示部２４で搬送指令を表示する。搬送指令は例え
ば、搬送元(from）から搬送先（to）へ物品を搬送する
ことを示したデータからなり、運転手は表示に従って有
人フォークリフト２を運転し、荷積みポイントに到着す
るとフォーク４を操作して荷積みを行う。この時フォー
ク４は一旦上昇した後、有人フォークリフト２が前進
し、次いで有人フォークリフト２が後退し、最後にフォ
ーク４が下降するという特徴的なパターンを辿る。フォ
ーク４の動作から、好ましくフォーク４の昇降の間に有
人フォークリフト２の前後進が介在するとの動作から、
移載を行ったことを検出し、エンコーダ３０はこの時の
ガイドローラ６の回転を検出して、フォーク４の最高高
さを求めて記憶する。なお運転手によって操作される移
載動作完了ボタンを設け、このボタンの操作で、その時
のフォーク４の高さや水平面内での位置を求めて記憶す
るようにしても良い。

【００２３】荷積みが完了すると、運転手は入力部２６
から完了した旨を入力し、これに基づいて確認処理部２
２ｄは検出ヘッドに水平面内での位置の確認指令を送
り、検出ヘッドのレーザーナビゲータ８が３６０゜周囲
をスキャンして反射板１６の方位を求める。そして位置
認識部２８は反射板１６からの反射光の方位に基づい
て、走行路１２に対する反射板１６の位置を記憶したマ
ップを参照し、有人フォークリフト２の水平面内での現
在位置を求める。棚番地検出部３２はエンコーダ３０で
求めた作業高さと位置認識部２８で求めた現在位置とか
ら、荷積みを行った棚番地を求め、比較部２２ｃで搬送
指令記憶部２２ａに記憶した搬送指令中の荷積みポイン
トと比較する。これらの棚番地が一致すれば、例えば搬
送指令中の荷積みを終了したことを上位コントローラ１
１に報告し、表示部２４には次の行き先（荷下ろしポイ
ント）を表示する。

【００２４】求めた棚番地と搬送指令中との棚番地とが
一致しない場合、表示部２４にその旨を表示し、運転手
は例えば荷積みした荷物を元の棚に返納する。そして表
示部２４の表示に従って、指定された荷積みポイントま
で走行し、荷積み作業を再度行う。

【００２５】このようにして搬送指令の前半である荷積
みを終了すると、運転手は表示部２４の表示に従って、
荷下ろしポイントへ走行し、同様に荷下ろし作業を行
う。そして荷下ろしを行った棚番地を同様に認識し、同
様に搬送指令中の行き先の棚番地と比較し、指令通りの
搬送作業が行われたか否かを検証する。

【００２６】実施例では棚１４との間の移載を示した
が、平置倉庫２０との間の移載の場合も同様に実施でき
る。図２に戻りこのことを示すと、有人フォークリフト
２が平置倉庫２０との間で移載を行う場合、レーザーナ
ビゲータ８は３６０゜スキャンするので、有人フォーク
リフト２の後方の反射板１６を認識でき、これから現在
位置を認識できる。このため移載を行う対象自体に反射
板等のマークが無くても、現在位置を認識できる。

【００２７】実施例では有人フォークリフト２を例とし
たが、これ以外に作業台をクレーンで昇降させて高所作
業を行う高所作業車等に応用しても良い。これらの多く
の作業では、作業高さと水平面内での作業位置との双方
が問題となり、作業高さはフォークや作業台等の昇降量
からエンコーダで求めることが好ましい。また水平面内
での現在位置はレーザーナビゲータにより求めるのが好
ましいが、それに限るものではない。

【００２８】実施例での効果を示すと、搬送指令と一致
する位置に対して移載を行ったか否かを、搬送指令を実
行する都度、容易に検証できる。この検証は車載コント
ローラ１０内で行うことができ、しかも上位コントロー
ラ１１に搬送作業の進捗状況を報告できる。

【００２９】

【参考例】図６〜図１０に、平置倉庫でのレーン番号を
バーコードリーダで読み取るようにした、参考例を示
す。図１〜図５と同じ符号は同じものを示す。図６〜図
１０において、５０は新たな有人フォークリフトで、５
２はアーム頂部７などに設けたバーコードリーダで、走
行路１２などの建屋天井に貼り付けたバーコード５８を
認識して、レーン番号等を読み取るようにしてある。５
４はアンテナ、５６は新たな車載コントローラ、５９は
物品のパレットである。

【００３０】図７に示すように、平置倉庫には多数のゾ
ーン６０−１〜６０−６等が設けられ、各ゾーンには複
数のレーンが設けてある。例えば図７では、レーン１−
１０〜１−１３等を示し、先頭の１はフロア番号で、後
半の１０〜１３等の数字はフロアでのレーン番号であ
る。そして例えば１レーンにパレット５９を２列に段積
みして配置し、有人フォークリフト５０は２パレットず
つパレット５９を搬送する。また１つのレーンには同じ
品番の物品のみを収容する。

【００３１】バーコードはレーン番号を示すもので、１
つのレーンの天井部に同じレーン番号のバーコードを複
数枚設けると共に、レーンの手前の走行路にも同じレー
ン番号のバーコードを設けて、レーンの手前まで来た時
に目的のレーンか否かが分かるようにする。例えば図７
では、走行路の右側の天井には右側のレーンのバーコー
ドがあり、左側の天井には左側のレーンのバーコードが
ある。

【００３２】バーコード５８の構成を図８に示すと、バ
ーコードでのデータは１−８７や１−８７−３等で、１
−８７は１Ｆの８７番目のレーンを示し、１−８７−３
は１Ｆの８７番目のレーンで、奧あるいは手前から数え
て、３枚目のバーコードを示している。バーコード５８
のデータは、レーンの番号等の作業位置（ロケーショ
ン）を特定できるものであれば良く、直接レーン番号を
指定する代わりに、フロアでの座標を指定して、座標を
車載コントローラ５６などでレーン番号に換算しても良
い。またバーコード５８の種類は、２次元バーコードな
どに変えても良い。

【００３３】図９に示すように、有人フォークリフト
は、走行路を走行中に、天井のバーコード５８をバーコ
ードリーダ５２で読み取り、現在位置（レーン番号）を
求める。走行しながらバーコードを読み取ることは失敗
する可能性があるが、同じレーン番号を示すバーコード
が複数枚、そのレーン上とレーンか走行路上に貼られて
いるので、複数回バーコードを読み取ることにより、安
定して読み取ることができる。

【００３４】平置倉庫の運用では、１つのレーンには１
種類の物品しか置かないようにし、レーンが決まれば物
品の種類が決まるようにしておく。数十程度のレーンの
ある倉庫では、扱い量の少ない物品を除いて、１物品に
１レーン以上割り当てることができる。そして取扱量の
少ない物品を置いたレーンに対してのみ、運用を変更す
る等の処置を行えばよい。

【００３５】上位コントローラ１１からは、作業の種類
（ここでは平置入庫）と、ロケーション番号（入庫など
の作業を行うレーン番号）、作業対象の物品の品番、ロ
ット番号、数量などのデータが送られ、車載コントロー
ラ５６の表示画面にその旨が表示される。またバーコー
ドリーダ５２で読み取った現在位置が表示される。運転
手はこれらを見てフォークリフトを運転し、指定された
ロケーションと現在位置とが一致する位置で入出庫など
を行い、作業が終わると画面上の完了スイッチにタッチ
する。車載コントローラ５６は、現在位置と指定された
ロケーションとを比較し、一致すれば指定された作業が
行われたものとして、作業完了の旨を上位コントローラ
１２に報告する。不一致の場合、音声や画面上の表示な
どで、運転手に警告し、再作業する。ここで、完了の入
力はフォーク４の動作などから自動で行っても良い。

【００３６】ロケーション番号や現在位置の表示方法は
任意で、例えば図１０に示す車載コントローラの画面の
ように、図形的に表示しても良い。図にはレーンを幾何
的に示し、斜線を付したレーンが目標のレーンである。
また有人フォークリフトの位置はレーンの下側に示して
ある。この例では、作業の内容を画面の下段に示し、作
業完了時にタッチするアイコンを設ける。そしてアイコ
ンへのタッチで現在位置と指定されたロケーションとを
比較して、一致時に作業の完了を上位コントローラへ報
告し、不一致時にその旨を運転手に報知する。

【００３７】参考例では、レーザーナビゲータなどの高
価な設備を必要とせず、天井にバーコードを貼り付ける
ので、汚損したり障害物の陰になって見えなくなるおそ
れがない。バーコードのデータはレーンの番号なので、
単純にレーンの上部の天井等に貼れば良い。また１つの
レーンに対して複数枚のバーコードを貼り付けるので、
走行しながら読み取っても、読み取りに失敗することが
ない。参考例では、平置き倉庫での入出庫を例にした
が、棚やコンベヤ等をロケーションを求めるための対象
としても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の有人フォークリフトを示す斜視図

【図２】 実施例の有人フォークリフトでの反射板の
配置を示す平面図

【図３】 実施例の有人フォークリフトでの、車載コ
ントローラのブロック図

【図４】 比較例での水平面内位置の認識を示し、
(a)はバーコードによる認識を、(b)はＣＣＤカメラによ
る風景の撮影を用いた認識を示す図

【図５】 実施例で移載位置の確認アルゴリズムを示
すフローチャート

【図６】 参考例の有人フォークリフトを示す斜視図

【図７】 参考例での建屋の天井へのバーコード配置
の例を示す平面図

【図８】 参考例でのバーコードを示す図

【図９】 参考例での車載コントローラの表示系を示
すブロック図

【図１０】 参考例での車載コントローラの画面表示の
変形例を示す図

【符号の説明】

２ 有人フォークリフト ４ フォーク ６ ガイドローラ ７ アーム頂部 ８ レーザーナビゲータ １０ 車載コントローラ １１ 上位コントローラ １２ 走行路 １４ 棚 １６ 反射板 ２０ 平置倉庫 ２２ 制御部 ２４ 表示部 ２６ 入力部 ２８ 位置認識部 ３０ エンコーダ ３２ 棚番地検出部 ４０ ＣＣＤカメラ ４２ バーコード ４４ バーコード認識部 ４６ 風景認識部 ５０ 有人フォークリフト ５２ バーコードリーダ ５４ アンテナ ５６ 車載コントローラ ５８ バーコード ５９ パレット ６０−１〜６０−６ ゾーン １−１０〜１３ レーン ６２，６３ コンベヤ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−194411（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−105628（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−132300（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−302408（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−173699（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−338498（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B66F 9/24 G05D 1/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業位置を上位コントローラから有人フ
   ォークリフトの車載コントローラに指定して作業させる
   ようにした、ロケーション管理システムにおいて、 マップに位置を記憶した複数の反射板からの反射光の方
   位を、レーザー光を水平面内で３６０°スキャンするこ
   とによってレーザーナビゲータで求めて、有人フォーク
   リフトの水平面内での位置を求めるようにすると共に、 確認指令により、求めた水平面内位置と指定された作業
   位置とを車載コントローラにより比較して、不一致時に
   その旨を車載コントローラの表示部に表示すると共に、
   一致時に上位コントローラに実行済みの部分を報告し、
   かつ次の作業位置を車載コントローラの表示部に表示す
   る、ように構成したことを特徴とするロケーション管理
   システム。
2. 【請求項２】 有人フォークリフトに、作業の高さ位置
   を求めるためのセンサを設けて、レーザーナビゲータで
   求めた水平面内位置と高さセンサで求めた高さ位置とに
   より、作業した棚番地を求めるようにしたことを特徴と
   する、請求項１のロケーション管理システム。
3. 【請求項３】 有人フォークリフトのフォークが上昇し
   た後に有人フォークリフトが前進し、次いで有人フォー
   クリフトが後退してフォークが下降する動作をした場合
   に、該動作中のフォークの最高高さを高さ位置として記
   憶するようにしたことを特徴とする、請求項２のロケー
   ション管理システム。
4. 【請求項４】 前記確認指令により、レーザーナビゲー
   タで求めた水平面内位置と記憶した高さ位置とから作業
   した棚番地を求めて、指定された作業位置と比較し、一
   致時に作業の実行を上位コントローラに報告し、不一致
   時にその旨を運転手に表示するようにしたことを特徴と
   する、請求項３のロケーション管理システム。
5. 【請求項５】 車載コントローラを備え、指定された作
   業位置で作業を行う有人フォークリフトにおいて、レーザー光を水平面内で３６０°スキャンすることによ
   って、 マップに位置を記憶した複数の反射板からの反射
   光の方位を、レーザーナビゲータで求めて、有人フォー
   クリフトの水平面内での位置を求めるようにすると共
   に、 確認指令により、求めた水平面内位置と指定された作業
   位置とを車載コントローラにより比較して、不一致時に
   その旨を表示すると共に、一致時に上位コントローラに
   実行済みの部分を報告し、かつ次の作業位置を車載コン
   トローラの表示部に表示する、ように構成したことを特
   徴とする有人フォークリフト。
6. 【請求項６】 有人フォークリフトのフォークの高さを
   求めるためのセンサを設けて、フォークが上昇した後に
   有人フォークリフトが前進し、次いで有人フォークリフ
   トが後退してフォークが下降する動作をした場合に、該
   動作中のフォークの最高高さを高さ位置として記憶し、
   かつ前記確認指令により、前記水平面内位置と記憶した
   高さ位置とから作業した棚番地を求めて指定された作業
   位置と比較し、一致時に作業の実行を上位コントローラ
   に報告し、不一致時にその旨を運転手に表示するように
   したことを特徴とする、請求項５の有人フォークリフ
   ト。