JP3594599B2 - 自動誘導ビークルを制御する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、添付の請求の範囲１および５の前提部に各々示したAGVを制御する方法および装置に関する。
例えば、ある輸送手段から別の輸送手段への積み替え中における荷物の取り扱いの合理化を求める声が広がっている。これは、船舶、鉄道車輌、トラック、コンテナ、飛行機などの積み出しおよび積み込みに適応する。これに関して、自動誘導ビークル（Automatically Guided Vehicles）すなわちAGVを用いた実験が行われている。AGVは、現時点では、荷物が積み込まれるまたは積み出される移動作業領域の位置決めに高い精度を必要とする。
一般に、これは、相対位置が不明の多くの「スペース」として知られるものを包含する問題であり、これは、これらのスペース内およびスペース間で行われる活動を自動化しようとするとき障害となる。
例えば、国際公開番号90/11561から、荷物運送ビークルでの自動積み込みおよび積み出しを行うためにAGVを用いることは既に知られている。ビークルは、ビークルの移動積み込みスペースと実質的に同じ高さにある積み込みプラットホームまたは他の固定積み込みスペースに駐留している。従来技術から明らかなように、ビークルは比較的高い精度で積み込みプラットホームに接続させておくことが必要である。これは、公知の積み込みプラットホームには光検出器が配備され、光検出器は、荷物運送ビークルの反射器が積み込みプラットホームに対して長さ方向および角方向の固定位置に配置されていることを感知するからである。システムは、移動積み込み領域が固定積み込み領域に対して所定の位置にある場合、これを示し、この場合、「準備OK」信号がAGVに伝送され、移動積み込み領域の積み出しが行われる。AGVが移動積み込み領域に到着して初めて、AGVの位置決めを含む操作が積み込み領域内の複数の参照装置（reference device）によって実行される。
公知のシステムは、その機能に関しては、移動作業領域またはスペースを静止作業領域またはスペースの一部と見なす必要がある。すなわち、移動スペースは、移動スペースが静止スペースの一部を形成するように静止スペースに対して固定される方位を持たなければならない。
上述の公知のシステムは、理想位置からの僅かな偏差には耐え得るが、実際には、移動スペースが高精度で位置決めされることを必要とする。進行中の積み込みおよび積み出しの間に移動スペースの位置が変化すると、そのスペースはシステムの許容範囲から外れる結果となり得る。これらの欠点により、位置合わせのための時間および特別な適応装置を設置するための費用がかかる。
本発明の目的は、上述の欠点を解消し、AGVのための異なる作業領域またはスペース間の位置的および角度的偏差の許容範囲をかなり大きくし、これにより、自動積み込みおよび積み出しを行うための特別な装置を必要としない、方法および装置を提供することである。
上記の目的は、本発明の方法および装置によって達成される。本発明の特徴は、添付の請求の範囲１および２から明らかである。
本発明を、さらに、以下の添付図面を参照して具体的な実施例の形で以下に述べる。
図１は、本発明の方法および装置が利用される荷物積み替えターミナルの概略図である。
図２は、積み込みまたは積み出し中のAGVユニット及び荷物運送ユニットの拡大図である。
図１に示す実施例は荷物積み替えターミナルであり、一般荷物を積み込みまたは積み出しするための倉庫１、および倉庫の前の、好ましくは倉庫の床面と同じ高さの、積み込みプラットホーム２および積み込み傾斜板20の形状の固定作業領域を有する。これらは移動荷物運送ユニット４、５、６、例えばコンテナ、のための駐留領域３に対しては高い位置にある。コンテナは、各コンテナの積み込み領域７がターミナル作業領域２と実質的に同じ高さに位置するように駐留される。このプラントは、１つ以上の自動制御ビークル（AGV）８を備え、これらは、倉庫１と適切な荷物運送ユニット５との間を人手を介せず移動して、荷物の積み込みまたは積み出しを行うように配置される。AGV制御および操作システムは一般に公知の型のものであり、AGVの活動領域内でのAGVの操作のために、AGVの近辺に識別のない参照点を用いる。このようなシステムの１つの例は、スウェーデン国特許出願第451 770号に記載されている。このシステムは、例えば、AGVに配置された回転レーザ９を用い、固定作業領域またはスペース２もしくは移動作業領域またはスペース７などの、実質的にAGV搬送面に平行な面内のAGVの作業領域を一掃照射する。これらの作業領域またはスペース２、７内では、従って、AGVは自動的に移動し、積み込みまたは積み出し作業もしくは他の活動を行う。固定作業領域またはスペース２の近くに、例えば倉庫１の壁10の内側および外側に、例えば簡単な反射器の形状の、識別のない、従って自らの識別を有しない参照器具が配置され、作業領域２を横切るAGVの操作の補助をする。
異なる作業領域またはスペース、すなわち、ターミナル積み込み領域２と現在積み込みまたは積み出しが行われている移動積み込み領域７との間のAGVの移動に対して本発明の方法および装置が提供される。本発明はAGV自体よりなり、移動荷物運送装置５に属し、すなわち積み込み領域７に対して固定位置にある、識別のない少なくとも２つの参照器具11、12の援助により、最初の作業領域２、すなわちターミナル積み込み領域内にいる間に、AGVが位置している部屋に対する他の部屋の位置および方位を決定する。この実施例では２つの参照器具を示している。２つでも原則的には機能するが、実際には３つ以上の参照器具が推奨される。図２にさらに明瞭に示すように、参照器具11、12は、荷物運送装置５の扉16、17のヒンジ13、14に接続して配置され得る。扉が閉まっているときは、参照器具11、12は機能しない。従って、AGV8の操作装置は器具11、12を検出しない。光レーザおよび参照器具として反射器を用いる本実施例では、AGV8に配置されたレーザ９が一掃光線を放射し、これにより、参照器具11、12における反射によって検出が行われる。これら器具は、一掃光線が識別のない反射器に当たるように適切な位置および高さ範囲を有している。操作システムのコンピュータは、移動荷物運送装置への移動の間、反射の瞬間の反射器への角度を繰り返し測定する。このデータから、移動荷物運送装置／スペースの位置および方位が規則的な間隔で決定され、AGVは移動荷物運送装置のこのようにして明らかとなった位置に対して制御される。
固定作業領域またはスペース２から移動作業領域またはスペース７への移動のためのAGVの制御は、距離および角度に関する移動作業領域７の固定作業領域２に対する位置を操作システムによって計算することに基づく。本システムは、固定作業領域２内のAGVの操作を固定座標系に基づいて行う。一方で、参照器具11、12は、移動作業領域７と固定関係にある異なる座標系を定義する。参照器具11、12が検出されるときの固定作業領域の座標系における荷物運送装置ユニット５の位置および角度についてのAGVの知識を通して、その明らかとなった相対位置および角度により、両方の座標系が互いに対して固定され得、また移動作業領域７への運転経路が選択され得る。
本実施例では、参照器具11、12の検出は、荷物運送装置が存在するときのみ、さらに、扉16、17が開いているときのみ行われる。これにより、コンテナ５が定位置にあることが保証される。
従って本発明によれば、AGV8は、移動作業領域に入る前に、固定作業領域に対する移動領域の位置を検出する。これにより、AGVの移動領域への進入はコンテナの位置および作業の性質に依って準備され得る。この結果、移動作業領域７の固定作業領域に対する位置についての要求は、積み込みを手動で制御する場合に比べて高いということはない。本実施例では、積み込みおよび積み出し中のAGVのコンテナ５への移動は、固定作業領域の積み込み縁部18に沿って、すなわち、境界に沿って、コンテナ５の開口部19の方向に行われる。これにより、移動作業領域の位置は、連続して、すなわち、連続的にまたは間欠的に、参照器具11、12によって検出され、AGVが移動作業領域７を横断する最適な移動を計算し得るように、AGVを適切に選択された経路21に沿って前進させる。従って。AGVは、２つのスペースの相対位置に依存して、制御プログラムによって決定された経路に沿って、荷物運送装置ユニット５の方向におよびこれから離れる方向に移動する。
移動領域７から固定作業領域２に移動するとき、好適な実施態様によれば、AGV8は、移動領域内の位置にあるとき、固定領域に属する識別のない参照器具もまた検出することによって、作業領域の相対位置の確証的な計算を行うことができる。このようにして、AGVの経路は、作業の進行中に移動作業領域の相対位置の変化に適合することができる。
本発明は図面によって示した上述の実施態様に限定されることはなく、添付の請求の範囲内で変更が可能である。例えば、識別のない少なくとも２つの参照器具までの距離測定は、角度および距離測定の組み合わせにされ得る。一例としては、本発明は、原則的には、縦方向、横方向、および角度方向の位置に関して互いに固定した関係を有しない異なるスペース、作業領域、または構造間で移動が必要であるときの活動がAGVによって行われる場合であればいかなる分野にも適用され得る。この活動は、例えば、危険な環境下で行われる検査、ならびに港、鉄道ターミナル、道路輸送ターミナル、空港ターミナルなどでのすべての種類の荷物の取り扱いであり得る。スペース数は、２つから多数の固定および移動スペースまで変動し得る。AGVの数は最低１台から複数台まで変動し得る。作業領域またはスペースは必ずしも互いに離れた位置に配置される必要はなく、重なってもよく、または第２の作業領域（１つまたは複数）を完全に第１の作業領域の境界以内に配置してもよい。上述のように、システムは原則的には２つの参照器具により作動し得る。しかし、実際には、各作業領域に対して３つ以上の参照器具を用いれば精度が向上する。明瞭化のために、図面には単純な直線の縁部を有する積み込みプラットホームを示している。実際には、各積み込みベイに対して個々の積み込み縁部を有する伸張可能なベロー型のランプが用いられることが多い。実施例で示した設計は容易に採用され得る。

Claims (7)

1. ある作業領域またはスペース（２、７）から別の異なる作業領域またはスペース（２、７）への経路の選択のためにAGV（８）を制御する方法であって、該作業領域またはスペース（２、７）内を該AGVが移動し、該作業領域またはスペース（２、７）は、それらの相互位置に関して互いに固定関係はなく、その結果、該 作業領域またはスペース（2,7）は、所定の配置に拘束 されず、第１の作業領域またはスペースは、固定作業領 域またはスペース（２）であり、そして、第２の作業領 域またはスペースが、移動作業領域またはスペース （７）であり、
   該方法は、以下の工程：
   ａ）少なくとも２つの参照器具を含む、参照器具の第１の組に基づいて、該第１の作業領域またはスペース（２）を経由する自動移動のために該AGV（８）の位置を決定する工程であって、該参照器具の第１の組が、該 第１の作業領域またはスペース（２）内に位置付けられ ている、工程、
   ｂ）該AGVが、該第２の作業領域またはスペース（７）に位置する少なくとも２つの第２の参照器具（11、12）を含む、参照器具の第２の組の位置を該第１の領域またはスペース（２）から検出する工程であって、該参照器 具の第２の組において、該第２の少なくとも２つの参照器具（11、12）の各々が、該第２の作業領域またはスペース（７）に対して固定して位置される、工程、
   ｃ）該検出に基づいて、該第１の作業領域またはスペース（２）に対して該第２の作業領域またはスペース（７）の位置を計算する工程、ならびに
   ｄ）該AGVが、該第１の作業領域またはスペース（２） および該２の作業領域またはスペース（２）の該計算さ れた相対位置に依存して選択された経路（21）を利用して該第１の作業領域またはスペース（２）から該第２の作業領域またはスペース（７）へ通過する工程、
   を包含する、方法。
2. 前記第２の作業領域またはスペース（７）の位置が、前記固定作業領域またはスペース（２）に対する平行移動および回転の両方に関して計算されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 経路選択に関して、前記AGVが、前記第２の作業領域またはスペース（７）から前記第１の作業領域またはスペース（２）に移動している場合、該AGV が、前記固定領域（２）内の参照器具の第１の組および 移動作業領域（７）内の参照器具の第２の組を検出する ことによって、該作業領域の相対位置の確証的な計算を 実行し、従って、該第１の作業領域またはスペース （２）、および該第２の作業領域またはスペース（７）の相対位置の確証的な決定が行われ、これにより、該移動のための該AGVの経路が調整され得ることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. ある作業領域またはスペース（２、７）から別の異なる作業領域またはスペース（２、７）への経路の選択のためにAGV（８）の制御をするためのデバイスであって、該作業領域またはスペース（２、７）内を該AGVが移動し、該作業領域またはスペース（２、７）は、それらの相互位置に関して互いに固定関係はなく、その結果、該作業領域またはスペース（２、７）は、所 定の配置に拘束されず、第１の作業領域またはスペース は、固定作業領域またはスペース（２）であり、そし て、第２の作業領域またはスペースが、移動作業領域ま たはスペース（７）であり、
   それにより該AGV（８）は、少なくとも２つの参照器具を含む参照器具の第１の組に対して該AGVの位置を自動制御するための位置検出および制御デバイス（９）を備え、該第１の組の参照器具が該第１の作業領域またはス ペース（２）に位置する、デバイスであって、
   該デバイスが、該第２の作業領域またはスペース（７）に位置する少なくとも２つの第２の参照器具（11、12）を含む参照器具の第２の組を備え、該第２の少なくとも ２つの参照器具（11、12）の第２の組の各々が、該第２の作業領域またはスペース（７）に対して固定された位置を有し、
   そして該AGV（８）が、該第１の作業領域またはスペース（２）の内にある場合、参照器具（11、12）の第２の組の位置の検出に基づいて、該第１の作業領域またはスペース上で第２の作業領域またはスペース（７）を誘導するため、および該第１の作業領域またはスペース （２）に対する該第２の作業領域またはスペース（７）の位置を計算するために配置され、
   そしてここで該AGVが、該第１の作業領域またはスペース（２）または該第２の作業領域またはスペース（７）の計算された相対位置に依存して選択された経路（21）を利用して該第１の作業領域またはスペース（２）から該第２の領域またはスペース（７）へ通過することを特徴とする、デバイス。
5. 前記第２の少なくとも２つの参照器具（11、12）が、前記第２の作業領域またはスペース（７）内の所定の特定の位置に配置されることを特徴とする、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記第２の少なくとも２つの参照器具（11、12）の数が、３以上であることを特徴とする、請求項５に記載のデバイス。
7. 前記作業領域が、１つの第１の固定作業領域（２）および１つ以上の第２の移動作業領域（７）とを有することを特徴とする、請求項６に記載のデバイス。

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