JP3900887B2 - 産業車両の作業モード切替装置及び産業車両 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業車両の作業モード切替装置及び産業車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フォークリフト等の産業車両の分野において、高所に位置するフォークの位置合わせを支援するシステムが開発されている。このシステムの一種として、例えば米国特許５５８６６２０号には、フォークを支持するキャリッジにカメラを取り付け、このカメラで撮影した画像を運転席から表示装置の画面を通して見られる技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カメラで撮影した画像を基にフォークを自動で位置合わせする技術が考えられる。フォークリフトの荷役作業には、フォークにより荷を取る荷取り作業と、フォーク上の荷を所定位置に置く荷置き作業とがあるため、フォークを自動で位置合わせする場合には、荷役作業に応じて作業モードとして荷取りモードと荷置きモードを設定する必要があった。そして、その作業モードは荷役作業に応じた正確なモードに設定する必要があった。
【０００４】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、荷役作業を自動で行う際に実際の荷役作業と異なる作業モードが設定されても、その作業モードを正しく設定できる産業車両のモード切替装置及び産業車両を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、産業車両により行われる各種作業のうち、所定作業が自動で実行される産業車両の作業モード切替装置であって、前記所定作業を自動で行う際に、その作業状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づき、前記所定作業の作業内容に応じて予め設定された複数種の作業モードのうち１つの作業モードを設定する作業モード設定手段と、前記作業モード設定手段により設定された前記作業モードを手動で切替えるための切替手段と、アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、前記荷役作業の作業状態を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により取り込まれた画像データを基に、前記作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードに応じて決まる位置検出のための標識を画像認識処理し、画面座標における前記標識の座標位置を算出する標識位置算出手段と、前記標識位置算出手段の算出結果を基に実座標における前記アタッチメントの座標位置を算出し、目標位置に対して前記アタッチメントの動かすべき距離を算出する移動距離算出手段と、前記アタッチメントが前記目標位置に位置するように、前記移動距離算出手段により算出された距離だけ前記アタッチメントを移動させるべく前記アクチュエータを駆動する制御手段とを備えた。
【０００６】
この発明によれば、荷役作業を自動で行う際には、荷役作業の作業状態を検出する検出手段からの検出値に基づき、作業モード設定手段により複数種の作業モードのうち１つの作業モードが設定される。そして、作業モード設定手段により設定された作業モードが実際の荷役作業と異なる場合には、手動で切替手段を操作して作業モードが切替えられるので、検出手段の誤認識により作業モードが誤設定されても正しいモードに設定変更が行える。また、標識位置算出手段は撮影手段により設営された画像データを基に、作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードに応じて決まる位置検出のための標識を画像認識処理し、画面座標における標識の座標位置を算出する。そして、移動距離算出手段は標識位置算出手段の算出結果を基に、実座標におけるアタッチメントの座標位置を算出し、目標位置に対してアタッチメントの動かすべき距離を算出する。続いて、制御手段は移動距離算出手段により算出された距離だけアタッチメントを移動させるべくアクチュエータを駆動し、その結果、アタッチメントが目標位置に位置する。従って、画像認識処理を用いてアタッチメントが自動で位置合わせされる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記作業モード設定手段により設定された作業モードを報知する報知手段を備えた。
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、作業モード設定手段により設定された作業モードが報知手段によって報知される。そして、報知手段からの報知に従って作業モードが実際の荷役作業と異なる場合には、手動で切替手段を操作することで作業モードが正しいモードに設定変更される。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記報知手段は、前記作業モード設定手段により設定された作業モードを視覚的に報知する表示手段である。
この発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、報知手段は作業モード設定手段により設定された作業モードを視覚的に報知するので、作業モードの確認が視覚的に行える。
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記検出手段は、アタッチメント上の荷重を検出する荷重検出手段であって、前記モード設定手段は前記荷重検出手段の検出結果から求まる荷重に基づき、前記作業モードが荷取りモードか荷置きモードであるかを設定し、前記切替手段を操作することによって前記作業モードが手動で前記荷取りモードと荷置きモードの間で切替えられる。
【０００９】
この発明によれば、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷重検出手段からの検出値に基づき、作業モード設定手段によって作業モードが荷取りモードと荷置きモードのうち一方に設定される。そして、切替手段を操作することで、作業モードが手動により作業モードが荷取りモードと荷置きモードの間で切替えられる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記アタッチメントの位置合わせを自動で行う産業車両の作業モード切替装置であって、前記作業モード設定手段は、前記アタッチメントを位置合わせする際に、予め設定された複数種の作業モードのうち１つの作業モードを設定する。
【００１１】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、アタッチメントの位置合わせを自動で行う際に、作業モード設定手段により設定された作業モードが誤設定となっても、切替手段を操作することで正しいモードに設定変更される。なお、定義として位置合わせとは、荷又は荷を置く位置に対してアタッチメントを高さ及び横方向でほぼ一致させることに限らず、決められた所定の高さや横方向位置にアタッチメントを位置させることも含むものとする。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記切替手段は、荷役作業時に操作される荷役レバーに設けられている。
【００１３】
この発明によれば、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷役レバーの操作に続いて切替手段の操作が行え、切替手段を操作する際に荷役レバーから手を離す必要がなくなる。特に、荷役作業時は荷役レバーを操作する頻度が多く、切替手段を荷役レバーに設けることで荷役作業時の一連の操作性が向上する。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の発明において、アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、始動操作手段の操作信号により指定された揚高位置まで前記アタッチメントを上昇させる自動揚高装置とを備え、前記始動操作手段の操作信号により該当する高さが指定された際に、前記始動操作手段の操作信号と、前記作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードとから決まる所定高さに、前記アタッチメントを移動させるべく前記アクチュエータを駆動する制御手段を備えた。
【００１９】
この発明によれば、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、始動操作手段が操作されるとその操作信号により該当する高さが指定される。そして、始動操作手段の操作信号により指令された高さに対し、作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードにより決まる所定高さが目標揚高として定まり、この目標揚高に向かってアタッチメントを所定位置に位置させるようにアクチュエータが駆動される。この結果、指令された高さに対し、作業モードに応じて決まる目標揚高位置にアタッチメントが位置合わせされる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、産業車両は請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の作業モード切替装置を備える。
この発明によれば、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の作用と同様の作用が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した産業車両の作業モード切替装置の第１実施形態を図１〜図９に従って説明する。
【００２２】
図１は、フォークリフトの斜視図である。産業車両としてのリーチ型フォークリフトトラック（以下、単にフォークリフトと記す）１は、車体２の前側に左右一対のリーチレグ３を備え、リーチレグ３に沿ってマスト装置４が前後方向に移動（リーチ動作）可能となっている。車体２にはリーチシリンダ５が配設され、このリーチシリンダ５によりマスト装置４がリーチ動作される。マスト装置４はアタッチメントとしてのフォーク６を備え、フォーク６はマスト装置４のリーチ動作に伴い前後方向で位置調整される。
【００２３】
マスト装置４はキャリッジ７を備え、キャリッジ７は左右一対のリフトシリンダ８（片側のみ図示）が駆動したときに、多段式（本例では３段式）のマスト９がスライド伸縮することで上下方向に移動する。フォーク６はキャリッジ７に取り付けられ、マスト９のスライド伸縮に伴い上下方向に位置調整される。キャリッジ７にはサイドシフタ１０が配設され、サイドシフタ１０はサイドシフトシリンダ１１（図５参照）が駆動されることで左右方向に移動可能となっている。フォーク６は、サイドシフタ１０のサイドシフトに伴い左右方向で位置調整される。また、キャリッジ７にはティルトシリンダ１２（図５参照）が接続され、このティルトシリンダ１２がティルト動作することによりフォーク６の傾動角が調整される。なお、リーチシリンダ５、リフトシリンダ８、サイドシフトシリンダ１１、ティルトシリンダ１２がアクチュエータを構成する。
【００２４】
各リーチレグ３には、先端部に前輪（従動輪）１３ａが取り付けられ、車体２には後輪（駆動輪）１３ｂが取り付けられている。後輪１３ｂは操舵輪を兼ねており、車体２に配備されたバッテリ２ａを電源として駆動される走行用モータ１４の動力により走行駆動される。車体２の後部右部分には、立席タイプの運転席１５が設けられ、ハンドル１６を操作することで後輪１３ｂが操舵される。
【００２５】
フォークリフト１には、高所（高揚高範囲）におけるフォーク６の位置合わせ操作を支援する荷役操作支援装置（フォーク位置決め操作支援装置）１７が設けられ、この荷役操作支援装置１７はサイドシフタ１０の前面中央部に組み付けられたカメラ昇降装置１８を備えている。カメラ昇降装置１８は、撮影手段としてのカメラ（ＣＣＤカメラ）１９を内蔵したカメラユニット２０を備え、カメラユニット２０はキャリッジ７の前面中央部に組み付けられたハウジング２１内に格納される格納位置と、ハウジング２１の下端から突出する下降位置との間を昇降するようになっている。カメラユニット２０は、フォーク６が高所にあるときに、荷物（パレット）を取り出す荷取り作業時に格納位置に、フォーク６上に載せられた荷物を所定位置に載置する荷置き作業時に下降位置に位置するように位置調整される。
【００２６】
カメラユニット２０は、カメラ１９の撮影部（レンズ）２２から、フォーク６の前方の荷役作業エリアを撮影することが可能となっている。また、ハウジング２１の前面下部には撮影窓２３が形成され、この撮影窓２３を通して格納位置からでも荷役作業エリアの撮影が可能である。つまり、このカメラ１９によって、格納位置と下降位置の二位置からフォーク６の正面（前方）を撮影できる。また、サイドシフタ１０のサイドシフト時には、フォーク６とともにカメラ昇降装置１８も左右方向に移動する。
【００２７】
車体２の上部を覆うルーフ２４には、運転席１５に立つ運転者からよく見える位置に報知手段（表示手段）としての表示装置（液晶ディスプレイ装置）２５が取り付けられている。表示装置２５の画面には、荷役作業時にカメラ１９によって撮影されたフォーク６の前方のエリアの画像が映し出される。運転者は、この表示装置２５の画面を見ながら荷役作業が行えるようになっている。
【００２８】
図２は、カメラ１９を備えたフォークリフト１で荷役作業を行うときの模式側面図である。荷２６の荷役作業は、パレット２７に載置された状態で行われる。また、荷２６を載置するための棚２８は多段構造となっており、その全長高さがフォークリフト１の高さの２倍以上のものもある。このように棚２８の全長が高いと、高所に位置する棚部２９で荷役作業を行うときに、運転者が運転席１５から荷役作業を見ることができない場合がある。これを解消するために、カメラ１９を備えたこのフォークリフト１では、カメラ１９によってフォーク６の前方のエリアを撮影し、この撮影された画像を基にしてフォーク６の位置合わせを自動で行うことで荷役作業を支援している。
【００２９】
図３は、フォーク６の位置合わせを自動で行うフォーク自動位置制御についての説明図である。パレット２７および棚２８には、パレット２７、棚２８に対するフォーク６の相対位置を求めるための標識としてのマークＭ１，Ｍ２が付されている。つまり、パレット２７の側面（正面）には、２つの差込孔２７ａ，２７ａの間の中央にマークＭ１が付されている。一方、棚２８の棚部２９には、その正面中央にマークＭ２が付されている。
【００３０】
マークＭ１はパターンＰ１，Ｐ１を２個並べて構成され、マークＭ２はパターンＰ２，Ｐ２を２個並べて構成されている。ここでは、マークとは全体の模様、パターンとはマークを構成する２つの模様を指す。２つのマークＭ１，Ｍ２の各パターンＰ１，Ｐ２は、互いに白と黒が反転した模様となっている。各パターンＰ１，Ｐ２は、一点を中心として放射状に真っ直ぐ延びる複数本の境界線によって白と黒に色分けされた模様である。本実施形態の各パターンＰ１，Ｐ２は、正方形の２本の対角線により区画された４つの領域を白と黒で色分けした模様である。
【００３１】
そして、フォーク６の位置合わせを自動で行うフォーク自動位置制御が実行されると、これらマークＭ１，Ｍ２を目標にフォーク６が自動で位置合わせされる。要するに、荷取り作業を行う「荷取りモード」時は、パレット２７に付されたマークＭ１を目標にして、フォーク６がパレット２７の差込孔２７ａに相対するように自動で位置合わせが行われる。また、荷置き作業を行う「荷置きモード」時は、棚２８に付されたマークＭ２を目標にして、フォーク６が棚部２９の棚面（荷置き面）２９ａの上方所定高さ（棚面２９ａから例えば１０〜２０ｃｍ上方の高さ）に位置するとともに、２つのフォーク６の中間点がマークＭ２と左右方向でほぼ同じ位置となるように自動で位置合わせが行われる。フォーク６の位置合わせは、リフトシリンダ８を駆動することで上下方向（同図ではＺ方向）に、サイドシフトシリンダ１１を駆動することで左右方向（同図ではＹ方向）に移動させることにより行われる。
【００３２】
図４は、運転席の斜視図である。運転席１５の前部にはインストルメントパネル３０が設けられ、このインストルメントパネル３０にリフトレバー３１、ティルトレバー３２、リーチレバー３３、サイドシフトレバー３４、アクセルレバー３５が配設されている。フォーク６は、リフトレバー３１を操作することで上下方向に、リーチレバー３３を操作することで前後方向に、サイドシフトレバー３４を操作することで左右方向にそれぞれ移動し、ティルトレバー３２を操作することで傾動する。なお、これらレバー３１〜３４が荷役レバーに相当する。
【００３３】
リフトレバー３１はレバー本体３１ａを備え、そのレバー本体３１ａの上部にグリップ部（ノブ）３６が形成されている。グリップ部３６の上面３６ａには、作動スイッチ３７が設けられ、作動スイッチ３７を押すことによってフォーク６が自動で動き始めて位置合わせが行われる。また、グリップ部３６の側面３６ｂには、切替手段としてのモード切替スイッチ３８が設けられている。フォーク自動位置制御の作動モードは、モード切替スイッチ３８を押すことにより、荷物を取り出す荷取りモードと、荷物を所定位置に置く荷置きモードの間で切替えられる。
【００３４】
図５は、フォークリフト１の電気構成図である。荷役操作支援装置１７はコントローラ３９を備え、このコントローラ３９は画像制御部４０、制御手段及び作業モード設定手段を構成する荷役制御部４１、駆動回路４２，４３、ソレノイド駆動回路４４を備えている。画像制御部４０は、入力側にカメラ１９、出力側に表示装置２５およびスピーカ４５が接続されており、カメラ１９からの映像信号（画像信号）を基にして表示装置２５の画面２５ａ（図８及び図９参照）に映像画像を表示させたり、スピーカ４５から所定のアナウンスを報知させる。
【００３５】
一方、荷役制御部４１には上限位置検知スイッチ４６、下限位置検知スイッチ４７、各レバー３１〜３４のポテンショメータ４８〜５１、作動スイッチ３７、モード切替スイッチ３８、さらに揚高センサ５２、検出手段（荷重検出手段）としての荷重センサ５３、サイドシフトセンサ５４、ティルト角センサ５５等が接続されている。また、荷役制御部４１には駆動回路４２，４３を介して電動アクチュエータ５６および荷役モータ（電動モータ）５７がそれぞれ接続されるとともに、ソレノイド駆動回路４４を介してオイルコントロールバルブ５８に組み付けられた各種電磁切換弁５９〜６２のソレノイドが接続されている。
【００３６】
荷役制御部４１は、各ポテンショメータ４８〜５１からの信号を基に電磁切換弁５９〜６２の電流値制御と荷役モータ５７の駆動制御を行う。荷役モータ５７が作動することで荷役ポンプ（油圧ポンプ）６３が駆動され、オイルコントロールバルブ５８に作動油が供給される。そして、各レバー３１〜３４の操作時に出力される信号を基に、その操作に対応する各電磁切換弁５９〜６２が切換制御され、リーチシリンダ５、リフトシリンダ８、サイドシフトシリンダ１１、ティルトシリンダ１２が油圧制御され、フォーク６の昇降操作、リーチ操作、サイドシフト操作、ティルト操作が行われる。
【００３７】
荷役制御部４１はフォーク自動位置制御を司る。そして、フォーク自動位置制御はフォーク６を一定高さ以上に上昇させて行われる高所の荷役作業を支援するためのものである。ちなみに、フォーク自動位置制御は揚高センサ５２により検出された揚高が設定揚高（例えば約２メートル）以上であるときに限り実行される。
【００３８】
揚高センサ５２は、フォーク６が設定揚高以上の高さ（揚高）にあるか否かを検出するもので、例えば設定揚高でオン・オフが切換わる揚高スイッチからなる。なお、揚高センサ５２は、フォーク６の揚高を連続的に検出可能なセンサであってもよい。例えば揚高センサ５２として、キャリッジ７の昇降に合わせてワイヤが繰出し・巻取りされるリールの回転量を検出するリール型揚高センサや、リフトシリンダ８内の油中を伝播する超音波がピストンに反射して戻るまでの時間計測からシリンダストロークを検出する超音波式揚高センサを採用することができる。
【００３９】
荷重センサ５３は、フォーク６に積載された荷の重量（荷重）を検出するもので、本実施形態ではリフトシリンダ８内の油圧を検出する圧力センサからなる。荷重センサ５３はフォーク６上の荷の重量に応じた電圧値の検出信号を出力する。また、ティルト角センサ５５は、フォーク６の水平姿勢にあるときの角度（水平角）を基準とした傾斜角を検出するもので、例えばポテンショメータからなる。
【００４０】
荷役制御部４１は荷重センサ５３からの検出値を基に、フォーク自動位置制御の作業モードを荷取りモードと荷置きモードのうちの一方に設定する。即ち、荷役制御部４１は荷重センサ５３の検出値から求まる荷重が設定値以下（荷重Ｗ≦設定値Ｗ0）のとき、フォーク６上に荷が載置されていない「荷無し」と判断して作業モードを「荷取りモード」に設定する。一方、荷役制御部４１は荷重センサ５３の検出値から求まる荷重が設定値を超える（荷重Ｗ＞設定値Ｗ0）とき、フォーク６上に荷が載置されている「荷有り」と判断して作業モードを「荷置きモード」に設定する。これにより、操作者の操作に関係なく、フォーク６上の荷重に基づき自動で作業モードが設定される。
【００４１】
荷重センサ５３の検出値にはキャリッジ７等の重量分も含まれるので、空荷のときの検出値またはその検出値に少し余裕をみた値が設定値Ｗ0に設定されている。例えばパレット２７のみを積んだときには「荷有り」と判定され得るしきい値Ｗ0を設定することが望ましい。なお、この作業モードの設定処理は一定時間（例えば数１０msec．）ごとに実行される。
【００４２】
荷役制御部４１はカメラユニット２０の昇降制御も実行し、フォーク６上に荷が無い荷取りモードではカメラユニット２０を格納位置に配置し、フォーク６上に荷が有る荷置きモードではカメラユニット２０を下降位置に配置する。カメラユニット２０の昇降のため駆動された電動アクチュエータ５６は、カメラユニット２０が上限位置に達して上限位置検知スイッチ４６がオンしたときと、カメラユニット２０が下限位置に達して下限位置検知スイッチ４７がオンしたときに駆動停止される。
【００４３】
一方、画像制御部４０には入力側にカメラ１９が接続され、出力側に表示装置２５およびスピーカ４５が接続されている。画像制御部４０はカメラ１９により撮影された画像を表示装置２５に表示させるとともに、スピーカ４５に所定の音声を報知させる。また、画像制御部４０はフォーク自動位置合わせ時にフォーク６のずれ量を求めるために、カメラ１９により取り込まれた画像データを基に画像処理を実行する。
【００４４】
画像制御部４０は表示処理部６４、画像処理部６５、描画表示部６６、描画データ記憶部６７および音声合成部６８を備えている。表示処理部６４は、カメラ１９により撮影された画像が画面に映し出されるようにカメラ１９から入力した映像信号を表示装置２５に出力する。画像処理部６５は表示処理部６４から画像データを入力し、その画像データを基に画像認識処理を行い、表示装置２５の画面２５ａ上（図６（ａ）に示す画面座標系）のマークＭ１，Ｍ２の座標位置を算出する。
【００４５】
描画表示部６６は画像処理部６５の処理結果を基に、描画データ記憶部６７に記憶された描画データとして画面２５ａ上に移動目標点６９やターゲット線７０（ともに図８及び図９参照）等の描画を表示させる。この描画表示部６６は作業モードが荷取りモードのとき画面２５ａ上に「荷取りモード」と、作業モードが荷置きモードのとき「荷置きモード」とそれぞれ表示させる。また、音声合成部６８は音声アナウンスなどのための音声合成処理を行ってスピーカ４５に音声信号を出力する。
【００４６】
画像処理部６５は、画像認識処理部７１、テンプレート記憶部７２および画面座標位置算出部７３を備えている。一方、荷役制御部４１は実座標位置算出部７４とずれ量算出部７５とを備えている。以下、画像認識処理部７１、画面座標位置算出部７３、実座標位置算出部７４およびずれ量算出部７５が行う処理内容を図６及び図７に従って説明する。なお、画像認識処理部７１、テンプレート記憶部７２および画面座標位置算出部７３が標識位置算出手段を構成し、実座標位置算出部７４とずれ量算出部７５が移動距離算出手段を構成する。
【００４７】
図６（ａ）は画面上に設定された画面座標系を示す画面図であり、画面座標系では座標を画素の単位で取り扱うものとする。また、同図におけるＨは表示装置２５の画面２５ａの横方向画素数であり、Ｖは画面２５ａの縦方向画素数である。一方、図６（ｂ）は実座標系を示す表示図であり、図６（ａ）の画面図と相似関係をとっている。
【００４８】
テンプレート記憶部７２にはマークＭ１用のテンプレートＴ１と、マークＭ２用のテンプレートＴ２が記憶されている。そして、画像認識処理部７１はカメラ１９により取り込んだ画像データを基に、荷取りモードのときテンプレートＴ１を、荷置きモードのときテンプレートＴ２を用いて画像認識処理（パターンマッチング処理）を行い、表示装置２５の画面２５ａ上、つまり画面座標系におけるマークＭ１，Ｍ２の認識を行う。
【００４９】
即ち、図６（ａ）に示すように作業モードが荷取りモードでマークＭ１が認識される場合、画像認識処理部７１はマークＭ１を構成する２つのパターンＰ１，Ｐ１に対しテンプレートＴ１により２箇所でマッチングし、各パターンＰ１，Ｐ１を認識する。なお、作業モードが荷置きモードの場合も同様に、マークＭ２を構成する２つのパターンＰ２，Ｐ２に対し、テンプレートＴ２による２箇所マッチングによって各パターンＰ２，Ｐ２が認識される。
【００５０】
パターン認識後、画面座標位置算出部７３は画面座標系における各パターンＰ１，Ｐ１の中心点（放射中心点）の座標（Ｉ1，Ｊ1），（Ｉ2，Ｊ2）を算出する。そして、画面座標位置算出部７３はこれら２つの座標値を基にマークＭ２の重心座標（Ｉ，Ｊ）を算出するとともに、パターンＰ１，Ｐ１の中心間距離Ｄを算出する。なお、作業モードが荷置きモードの場合もマークＭ１と同様の手順で、マークＭ２の重心座標とパターンＰ２，Ｐ２の中心間距離とが算出される。
【００５１】
実座標位置算出部７４は画面座標系の重心座標（Ｉ，Ｊ）と中心間距離Ｄの値を用い幾何変換を行って、図６（ｂ）に示す実座標系（ＸＹＺ座標系）におけるカメラ１９のマークＭに対する３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を計算する。カメラ１９の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は次式より算出される。
Ｘｃ＝＝−Ｈｄ／（２Ｄtan α）
Ｙｃ＝ｄ／Ｄ（Ｉ−Ｈ／２）
Ｚｃ＝ｄ／Ｄ（Ｊ−Ｖ／２）
ここで、「α」は図７に示すカメラ１９の水平画角の２分の１、ｄは実座標系においてマークＭ１の２つのパターンＰ１，Ｐ１の中心間距離である。Ｈ，Ｖ，α，ｄ値は既知の値であるため、Ｉ，Ｊ，Ｄ値を算出すれば、カメラ１９の３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が求まる。
【００５２】
そして、ずれ量算出部７５はこの実座標系で求めたカメラ１９の相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を基にフォーク６の位置ずれ量を算出する。そして、フォーク自動位置制御を実行するときには、荷役制御部４１はずれ量算出部７５で算出されたずれ量に基づきリフトシリンダ８とサイドシフトシリンダ１１を駆動し、フォーク６の位置合わせを実行する。
【００５３】
図８は荷取りモード時の表示装置２５の画面図、図９は荷置きモード時の表示装置２５の画面図である。画面２５ａには、フォーク６が位置合わせされたときにマークＭ１またはＭ２と重なった状態となる移動目標点６９が描画されている。また、画面２５ａには略十字状のターゲット線７０が表示され、このターゲット線７０は作業モードが荷取りモード時にマークＭ１上に、荷置きモード時にマークＭ２上に表示される。
【００５４】
画面２５ａの左側上部には作業モードが表示され、そのときの作業モードに応じて「荷取りモード」または「荷置きモード」が表示される。そして、リフトレバー３１の作動スイッチ３７を押してフォーク自動位置制御が実行され、フォーク６の位置合わせが完了すると、荷取りモード時には移動目標点６９とマークＭ１が、荷置きモード時には移動目標点６９とマークＭ２とが一致した状態となる。
【００５５】
次に、前記のように構成された産業車両の作業モード切替装置の作用について説明する。
まず、荷置き作業を行う場合において、非常に軽量の荷を載せたパレット２７を棚部２９に載置する荷置き作業を行うとする。このとき、荷があまりに軽量過ぎる場合、荷重センサ５３はセンサ感度上の問題から荷の荷重を検知できないことがある。また、フォーク６を下降させるときには下降速度（加速度）に応じた浮力が荷に働き、実際の荷重よりも小さい値が荷重センサ５３により検出されることもある。よって、本来なら作業モードが荷置きモードに設定されるべきところを荷取りモードと誤設定され、図８に示すように表示装置２５の画面２５ａ上に荷取りモードと表示されてしまう。
【００５６】
この荷置き作業時、操作者は表示装置２５の画面２５ａで表示された作業モードを見て、現在行っている荷役作業に対し作業モードが正しく設定されているか否かを確認する。この場合、荷置き作業を行っているにも拘わらず、作業モードが荷取りモードに設定されていることから、操作者は作業モードを切替える必要があると判断してリフトレバー３１のモード切替スイッチ３８を押す。これにより、作業モードが荷取りモードから荷置きモードに切替わり、図９に示すように作業モードが荷置きモードに設定される。
【００５７】
一方、荷取り作業を行う場合において、フォーク６を上昇させたときに上昇速度（加速度）に応じた負荷がフォーク６にかかり、荷重センサ５３がその負荷を荷重として検出することがある。よって、本来なら作業モードが荷取りモードに設定されるべきところを荷置きモードと誤設定され、図９に示すように表示装置２５の画面２５ａ上に荷置きモードと表示されてしまう。しかし、操作者によってモード切替スイッチ３８が押されると、作業モードが荷置きモードから荷取りモードに切替えられ、図８に示すように作業モードが荷取りモードに設定される。
【００５８】
従って、荷重センサ５３から求まる荷重に基づき作業モードが自動で設定される構成では、過度に軽量な荷をフォーク６上に載置したときや、フォーク６の昇降の際に実際と異なる荷重が検出されることがある。これらを原因として作業モードが実際の荷役作業と一致しない場合でも、リフトレバー３１に設けられたモード切替スイッチ３８を操作することで作業モードが荷役作業に応じた正確なモードに設定可能になる。
【００５９】
従って、この実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）荷重センサ５３の検出値から求まる荷重を基に、作業モードとして荷取りモードか荷置きモードであるかが自動設定され、その設定された作業モードが誤設定であるときに作業モードを手動で切替えるモード切替スイッチ３８をリフトレバー３１に設けた。ところで、荷重センサ５３の検知感度が比較的鈍いことが原因で、荷があまりに軽量すぎる場合に荷重センサ５３が荷を検出できないことや、フォーク６を昇降させる際の加速度が原因で、荷が実際よりも軽めにまたは重めに検出されたりすることで荷重センサ５３が荷を誤認識することがある。しかし、荷重センサ５３の誤認識により作業モードが誤設定されたとしても、モード切替スイッチ３８を操作することで作業モードを荷役作業に応じた正しいモードに設定することができる。
【００６０】
（２）画面２５ａには設定された作業モードが表示されるので、画面２５ａ上に表示された作業モードを確認することにより、実際に行っている荷役作業に対して、設定された作業モードが正しいか否かを判断することができる。
【００６１】
（３）リフトレバー３１のグリップ部３６にモード切替スイッチ３８が設けられているので、リフトレバー３１から手を離すことなくスイッチ３８を操作でき、フォーク自動位置制御時の作業効率を向上できる。特に、フォーク６の移動はリフトレバー３１を用いて昇降させることが多く、リフトレバー３１にスイッチ３８を設けることで、作業モードの切替え作業をスムーズに行うことができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図１０〜図１２に従って説明する。この実施形態は、産業車両に装備された自動揚高装置に適用した例である。自動揚高装置とは、フォークの高さデータを予めメモリに操作ボタンと関連づけて登録しておき、ボタンを操作するとそれと対応する高さにフォークを自動で上昇させる制御を行う装置である。
【００６３】
図１１に示すように、フォークリフト１のインストルメントパネル３０には、リフトレバー３１と別操作でフォーク６を所定位置へ自動的に位置調整するためのコントロールパネル８０が設けられている。コントロールパネル８０には荷入（荷置き）時に発光するＬＥＤ８１と、荷出（荷取り）時に発光するＬＥＤ８２とが設けられている。コントロールパネル８０は、セットキー９１，３個の番号キー９２ａ〜９２ｃ，荷入キー９３，荷出キー９４，水平キー９５，高さ制限キー９６，停止キー９７および、各キーに対する隣接位置に設けられたＬＥＤ９８とから構成されている。なお、ＬＥＤ８１，８２が報知手段に相当する。
【００６４】
セットキー９１は荷出または荷入を行うときのフォーク６の揚高位置をセットしたり、フォーク６の高さ制限位置をセットするときに使用される。番号キー９２ａ〜９２ｃはフォーク６の揚高位置をセットするときや、フォーク６を自動的に揚高させるときに使用されるものであって、３箇所の揚高位置を「１，２，３」により区分できるようになっている。荷入キー９３はフォーク６に荷が搭載された状態でフォーク６を自動的に揚高させて荷入するときや、揚高位置をセットするときに使用される。荷出キー９４は所定高さに格納された荷を荷出する際に、フォーク６を自動的に揚高させるときや、揚高位置をセットするときに使用される。揚高位置は荷役作業の種別毎に区別してセットできるようになっている。
【００６５】
この実施形態では、荷入キー９３と荷出キー９４は揚高位置をセットするときにだけ用いる。もちろん、揚高位置をセットする方法として番号キー９２ａ〜９２ｃを選択し、例えば荷出高さ（荷取高さ）をセットすればこれと所定距離上方位置に自動的に荷置高さを設定する方法を採用し、荷入キー９３と荷出キー９４を無くすこともできる。なお、番号キー９２ａ〜９２ｃは始動操作手段を構成する。
【００６６】
図１２は、この自動揚高装置の電気的構成を示す。前記第１の実施形態のカメラ昇降制御系と画像制御系の構成部分が無く、これに替え、コントロールパネル８０が入力側に接続されている。荷役系の構成部分は第１の実施形態と同様である。揚高センサ５２には連続的に揚高を検出可能なセンサが使用されている。
【００６７】
荷置作業と荷取作業とではフォーク６の揚高位置が若干異なるが、荷重センサ５３の検出値を基にフォーク６上の荷の有無を検知し、荷無し判定（荷重Ｗ≦設定値Ｗ0）のときは荷置モード（荷入作業）と判定し、荷有り判定（荷重Ｗ＞設定値Ｗ0）のときは荷取モード（荷出作業）と判定する。そして、３個の番号キー９２ａ〜９２ｃを押すことにより、予め番号キー毎にセットされた荷取位置と荷置位置のうち検出荷重から決まる一方の位置までフォーク６が揚高する。
【００６８】
高さ制限キー９６はリフトレバー３１の操作や自動揚高時におけるフォーク６の揚高高さを制限するときに使用される。各ＬＥＤ８１，８２，９８は、揚高位置の設定時、自動揚高操作時、高さ制限設定時、水平停止操作時等において、各キーの押下に対応して、コントローラ３９により点灯又は点滅制御される。
【００６９】
コントローラ３９の荷役制御部４１はメモリ８３を備え、このメモリ８３には予めコントロールパネル８０にて設定された目標位置データが記憶されている。つまり、目標位置データは荷入と荷出ごとに各番号キー９２ａ〜９２ｃに応じて設定されたデータであり、棚２８が有する高さの異なる各棚部２９に対して荷置目標位置データと荷取目標位置データとが設定されている。
【００７０】
自動揚高でフォーク６を目標位置まで上昇させる場合には、その目標位置に応じた番号キー９２ａ〜９２ｃのいずれかを押下する。荷役制御部４１は、荷重センサ５３の検出値を基に荷の有無を判定し、荷置きモードであれば押下された番号キー９２ａ〜９２ｃに対応する荷置目標位置データを読出し、荷取りモードであれば押下された番号キー９２ａ〜９２ｃに対応する荷取目標位置データを読出す。そして、目標位置にフォーク６を移動させるようにコントロールバルブ５８を作動させる。このリフトシリンダ８の駆動中、揚高センサ５２からの検出信号に基づいて、荷役制御部４１はフォーク６の揚高位置を所定時間毎に検出する。
【００７１】
そして、フォーク６の揚高位置が目標位置の所定距離手前の高さに到達すると、荷役制御部４１は電磁制御弁５９の電流値を制御してリフトシリンダ８の伸長動作を停止させ、フォーク６を目標位置で停止させる。つまり、図１０（ａ）に示すようにフォーク６上に荷２６があれば棚面２９ａからΔＬ１離れた上方位置にフォーク６が停止され、その高さで荷入が行われる。また、図１０（ｂ）に示すようにフォーク６上に荷２６が無ければ棚面２９ａからΔＬ２離れた上方位置に停止され、その高さで荷出が行われる。そして、その高さでの作業を終えると、フォーク６をその高さから移動させる。例えば、引き続き自動揚高を行うときには、そのまま次に番号キー９２ａ〜９２ｃのいずれかを押下してフォーク６を自動で次の目標位置まで移動させる。
【００７２】
ところで、荷があまりに軽量過ぎる場合にセンサ感度上の問題から荷重センサ５３が荷の荷重を検知できないことや、フォーク６を昇降させるときにその速度（加速度）に応じた浮力や負荷が荷に働くことにより、荷重センサ５３が実際と異なる荷重を検出することがある。これにより、実際の荷役作業に対して作業モードが誤設定され、フォーク６上に荷が載っているにも拘わらず荷取りモードに設定されて荷出用のＬＥＤ８２が発光したり、フォーク６上に荷がないにも拘わらず荷置きモードに設定されて荷入用のＬＥＤ８１が発光してしまう。
【００７３】
しかし、２つのＬＥＤ８１，８２のうちコントロールパネル８０上で発光するＬＥＤが実際の荷役作業と異なる場合には、操作者（運転者）はリフトレバー３１のモード切替スイッチ３８を押して作業モードを切替える。従って、フォーク６上に荷が載っているにも拘わらず荷取りモードと設定されたときや、フォーク６上に荷がないにも拘わらず荷置きモードと設定された場合には、モード切替スイッチ３８を押すことで作業モードが荷役作業に応じた正確なモードに設定可能になる。
【００７４】
この実施形態によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（３）と同様の効果が得られるとともに、以下の効果を得ることができる。
（４）番号キー９２ａ〜９２ｃのいずれかを押下すれば、荷取りモードのときには「荷取位置」を目標位置としてフォーク６が上昇し、荷置きモードのときには「荷置位置」を目標位置としてフォーク６が上昇する。
よって、荷取りか荷置きかを操作者が判断して操作すべきキーを選択する必要がなく、番号キー９２ａ〜９２ｃのうち希望する高さの１つを押下するだけで、フォーク６を自動で所望の位置まで上昇させることができる。
【００７５】
なお、実施形態は前記に限定されず、例えば、次の態様に変更してもよい。
○ 前記各実施形態において、自動で行われる制御はマークＭ１（Ｍ２）に対するフォーク６の位置や、自動揚高装置によりフォーク６の高さを位置合わせするものに限定されない。例えば、フォーク６をリーチ動作して棚２８の荷をフォーク６によって取り出す動作や、フォーク６上の荷を棚２８に置くときの動作を自動化するようにしてもよい。そして、このときに設定される複数の作業モードをモード切替スイッチ３８により手動で切替えてもよい。
【００７６】
○ 前記各実施形態において、作業モードは荷取りモードと荷置きモードに限定されず、荷役作業、運搬作業等の各種作業において必要なモードであればどのようなものでもよい。また、検出手段も荷重センサ５３に限定されず、荷取りモードおよび荷置きモード以外のモードを設定する際に必要な検出値を求めるものであればどのようなものでもよい。
【００７７】
○ 前記各実施形態において、作業モードは荷取りモードと荷置きモードの２つに限定されず、この２つに所定のモードを加えた３つ以上であってもよい。この場合、作業モードはモード切替スイッチ３８を一回ずつ押すごとに順に切替わるものでもよいし、各モードごとに専用のスイッチを設けてもよい。
【００７８】
○ 前記各実施形態において、表示装置２５や報知用のＬＥＤ８１，８２により、そのときに設定された作業モードを報知する必要は必ずしもない。つまり、この種の報知手段を搭載せずに作業モードを目視で確認し、その目視の結果として作業モードが実際の荷役作業と異なっている場合に、モード切替スイッチ３８を操作して作業モードを切替えてもよい。
【００７９】
○ 前記各実施形態において、画像認識処理によりフォーク６の位置合わせを行う機能と自動揚高装置との両方をフォークリフト１に搭載してもよいし、どちらか一方を搭載するようにしてもよい。
【００８０】
○ 前記各実施形態において、荷役レバーは操作機能ごとにレバーが異なる構成に限定されず、一つのレバーでリーチ操作、リフト操作、サイドシフト操作、ティルト操作を行うことが可能なマルチレバーであってもよい。そして、このマルチレバーの所定位置にモード切替スイッチ３８を設けてもよい。
【００８１】
○ 前記各実施形態において、切替手段であるモード切替スイッチ３８はリフトレバー３１に設けられることに限らず、リフトレバー３１以外にティルトレバー３２、リーチレバー３３、サイドシフトレバー３４等に設けてもよい。また、例えばインストルメントパネル３０等、レバー以外の箇所に設けてもよい。
【００８２】
○ 前記各実施形態において、切替手段であるモード切替スイッチ３８はスイッチ式であることに限定されず、例えばオンオフ式のレバーやタッチパネル式のものなど作業モードが切替えられるものであればよい。
【００８３】
○ 前記各実施形態において、切替手段は、荷取りモードと荷置きモードとの間で作業モードを切替える一つのスイッチであることに限定されない。即ち、荷取りモード用のスイッチと、荷置きモード用のスイッチとを別々に設けてもよい。
【００８４】
○ 前記各実施形態において、荷重検出手段は荷重に応じた検出値を出力する荷重センサ５３に限定されず、例えば荷検知手段としてリミットスイッチや近接スイッチ等の荷の有無を検出するセンサであってもよい。
【００８５】
○ 前記各実施形態において、アクチュエータは本例のフォーク自動位置制御を行う際に駆動される各種シリンダ５，８，１１，１２に限定されず、例えばモータ等であってもよい。
【００８６】
○ 前記各実施形態において、報知手段は視覚的に報知する表示装置２５やＬＥＤ８１，８２に限らず、例えば、設定された作業モードをスピーカ４５から音声により出力することで聴覚的に報知してもよい。この場合、スピーカ４５が報知手段に相当する。また、視覚的に報知するにしても文字表示に限定されず、ＬＥＤ等のランプを点灯させて放置するようにしてもよい。
【００８７】
○ 前記第１実施形態において、マークＭ１（Ｍ２）を画像認識処理する方式に限定されない。例えば、パレット２７や棚２８を標識として画像認識処理し、その処理結果に基づきカメラ１９の実座標位置を求めてフォーク６のずれ量を算出するようにしてもよい。
【００８８】
○ 前記第２実施形態において、リフトレバー３１を操作して操作者が所定位置までフォーク６を上昇させ、その後、番号キーを押して所望の揚高位置まで自動で上昇させてもよい。この場合、フォーク６の揚高位置が揚高センサにより逐次検出され、番号キーが押された時点から目標揚高位置までの高さを求めて、その分だけフォーク６を上昇させるようにする。
【００８９】
○ 前記各実施形態において、産業車両はリーチ型フォークリフトトラック１に限定されず、カウンタバランス式のフォークリフトでもよい。また、アタッチメントもフォーク６に限定されず、ロールクランプなどの他のものを採用してもよい。
【００９０】
前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（１）アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、前記所定作業を自動で行う際に前記アクチュエータを駆動する制御手段とを備えた。この場合、アクチュエータを駆動して荷役作業を自動で行うことができる。
【００９１】
（２）前記荷役レバーは前記アタッチメントを昇降させるリフトレバーである。この場合、アタッチメントの昇降操作に続けて、レバーを離すことなく作業モードの切替えを行うことができる。
【００９２】
（３）前記検出手段は、荷の有無を検知する荷検知手段である。この場合、荷検知手段のオンオフ信号により荷の有無を検知できる。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、手動で作業モードを切替える切替手段を設けたので、荷役作業を自動で行う際に実際の荷役作業と異なる作業モードが設定されても、切替手段を操作することにより作業モードを正しく設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態におけるフォークリフトの斜視図。
【図２】 カメラを備えたフォークリフト１で荷役作業を行うときの模式側面図。
【図３】 フォークの位置合わせを自動で行うフォーク自動位置制御についての説明図。
【図４】 運転席の斜視図。
【図５】 フォークリフトの電気構成図。
【図６】 （ａ）は画面上に設定された画面座標系を示す画面図、（ｂ）は実座標系を示す表示図。
【図７】 カメラ位置を求める際の算出方法を説明するための説明図。
【図８】 荷取りモード時の表示装置の画面図。
【図９】 荷置きモード時の表示装置の画面図。
【図１０】 第２実施形態における（ａ）は荷入（荷置き）時の作業状態を示す説明図、（ｂ）は荷出（荷取り）時の作業状態を示す説明図。
【図１１】 コントロールパネルの平面図。
【図１２】 フォークリフトの電気構成図。
【符号の説明】
１…産業車両としてのフォークリフト、５…アクチュエータを構成するリーチシリンダ、６…アタッチメントとしてのフォーク、８…アクチュエータを構成するリフトシリンダ、１１…アクチュエータを構成するサイドシフトシリンダ、１２…アクチュエータを構成するティルトシリンダ、２５…報知手段（表示手段）としての表示装置、２５ａ…画面、３１〜３４…荷役レバーを構成する各種レバー、３８…切替手段としてのモード切替スイッチ、４１…制御手段及び作業モード設定手段を構成する荷役制御部、５３…検出手段（荷重検出手段）としての荷重センサ、７１…標識位置算出手段を構成する画像認識処理部、７２…標識位置算出手段を構成するテンプレート記憶部、７３…標識位置算出手段を構成する画面座標位置算出部、７４…移動距離算出手段を構成する実座標位置算出部、７５…移動距離算出手段を構成するずれ量算出部、８１，８２…報知手段としてのＬＥＤ、９２ａ〜９２ｃ…始動操作手段を構成する番号キー、Ｍ１，Ｍ２…標識としてのマーク。
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業車両の作業モード切替装置及び産業車両に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フォークリフト等の産業車両の分野において、高所に位置するフォークの位置合わせを支援するシステムが開発されている。このシステムの一種として、例えば米国特許５５８６６２０号には、フォークを支持するキャリッジにカメラを取り付け、このカメラで撮影した画像を運転席から表示装置の画面を通して見られる技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、カメラで撮影した画像を基にフォークを自動で位置合わせする技術が考えられる。フォークリフトの荷役作業には、フォークにより荷を取る荷取り作業と、フォーク上の荷を所定位置に置く荷置き作業とがあるため、フォークを自動で位置合わせする場合には、荷役作業に応じて作業モードとして荷取りモードと荷置きモードを設定する必要があった。そして、その作業モードは荷役作業に応じた正確なモードに設定する必要があった。
【０００４】
本発明は前記の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、荷役作業を自動で行う際に実際の荷役作業と異なる作業モードが設定されても、その作業モードを正しく設定できる産業車両のモード切替装置及び産業車両を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、産業車両により行われる各種作業のうち、所定作業が自動で実行される産業車両の作業モード切替装置であって、前記所定作業を自動で行う際に、その作業状態を検出する検出手段と、前記検出手段の検出値に基づき、前記所定作業の作業内容に応じて予め設定された複数種の作業モードのうち１つの作業モードを設定する作業モード設定手段と、前記作業モード設定手段により設定された前記作業モードを手動で切替えるための切替手段と、アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、前記荷役作業の作業状態を撮影する撮影手段と、前記撮影手段により取り込まれた画像データを基に、前記作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードに応じて決まる位置検出のための標識を画像認識処理し、画面座標における前記標識の座標位置を算出する標識位置算出手段と、前記標識位置算出手段の算出結果を基に実座標における前記アタッチメントの座標位置を算出し、目標位置に対して前記アタッチメントの動かすべき距離を算出する移動距離算出手段と、前記アタッチメントが前記目標位置に位置するように、前記移動距離算出手段により算出された距離だけ前記アタッチメントを移動させるべく前記アクチュエータを駆動する制御手段とを備えた。
【０００６】
この発明によれば、荷役作業を自動で行う際には、荷役作業の作業状態を検出する検出手段からの検出値に基づき、作業モード設定手段により複数種の作業モードのうち１つの作業モードが設定される。そして、作業モード設定手段により設定された作業モードが実際の荷役作業と異なる場合には、手動で切替手段を操作して作業モードが切替えられるので、検出手段の誤認識により作業モードが誤設定されても正しいモードに設定変更が行える。また、標識位置算出手段は撮影手段により設営された画像データを基に、作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードに応じて決まる位置検出のための標識を画像認識処理し、画面座標における標識の座標位置を算出する。そして、移動距離算出手段は標識位置算出手段の算出結果を基に、実座標におけるアタッチメントの座標位置を算出し、目標位置に対してアタッチメントの動かすべき距離を算出する。続いて、制御手段は移動距離算出手段により算出された距離だけアタッチメントを移動させるべくアクチュエータを駆動し、その結果、アタッチメントが目標位置に位置する。従って、画像認識処理を用いてアタッチメントが自動で位置合わせされる。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記作業モード設定手段により設定された作業モードを報知する報知手段を備えた。
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、作業モード設定手段により設定された作業モードが報知手段によって報知される。そして、報知手段からの報知に従って作業モードが実際の荷役作業と異なる場合には、手動で切替手段を操作することで作業モードが正しいモードに設定変更される。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記報知手段は、前記作業モード設定手段により設定された作業モードを視覚的に報知する表示手段である。
この発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加え、報知手段は作業モード設定手段により設定された作業モードを視覚的に報知するので、作業モードの確認が視覚的に行える。
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明において、前記検出手段は、アタッチメント上の荷重を検出する荷重検出手段であって、前記モード設定手段は前記荷重検出手段の検出結果から求まる荷重に基づき、前記作業モードが荷取りモードか荷置きモードであるかを設定し、前記切替手段を操作することによって前記作業モードが手動で前記荷取りモードと荷置きモードの間で切替えられる。
【０００９】
この発明によれば、請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷重検出手段からの検出値に基づき、作業モード設定手段によって作業モードが荷取りモードと荷置きモードのうち一方に設定される。そして、切替手段を操作することで、作業モードが手動により作業モードが荷取りモードと荷置きモードの間で切替えられる。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記アタッチメントの位置合わせを自動で行う産業車両の作業モード切替装置であって、前記作業モード設定手段は、前記アタッチメントを位置合わせする際に、予め設定された複数種の作業モードのうち１つの作業モードを設定する。
【００１１】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、アタッチメントの位置合わせを自動で行う際に、作業モード設定手段により設定された作業モードが誤設定となっても、切替手段を操作することで正しいモードに設定変更される。なお、定義として位置合わせとは、荷又は荷を置く位置に対してアタッチメントを高さ及び横方向でほぼ一致させることに限らず、決められた所定の高さや横方向位置にアタッチメントを位置させることも含むものとする。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記切替手段は、荷役作業時に操作される荷役レバーに設けられている。
【００１３】
この発明によれば、請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、荷役レバーの操作に続いて切替手段の操作が行え、切替手段を操作する際に荷役レバーから手を離す必要がなくなる。特に、荷役作業時は荷役レバーを操作する頻度が多く、切替手段を荷役レバーに設けることで荷役作業時の一連の操作性が向上する。
【００１８】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の発明において、アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、始動操作手段の操作信号により指定された揚高位置まで前記アタッチメントを上昇させる自動揚高装置とを備え、前記始動操作手段の操作信号により該当する高さが指定された際に、前記始動操作手段の操作信号と、前記作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードとから決まる所定高さに、前記アタッチメントを移動させるべく前記アクチュエータを駆動する制御手段を備えた。
【００１９】
この発明によれば、請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、始動操作手段が操作されるとその操作信号により該当する高さが指定される。そして、始動操作手段の操作信号により指令された高さに対し、作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードにより決まる所定高さが目標揚高として定まり、この目標揚高に向かってアタッチメントを所定位置に位置させるようにアクチュエータが駆動される。この結果、指令された高さに対し、作業モードに応じて決まる目標揚高位置にアタッチメントが位置合わせされる。
【００２０】
請求項８に記載の発明では、産業車両は請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の作業モード切替装置を備える。
この発明によれば、請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の作用と同様の作用が得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した産業車両の作業モード切替装置の第１実施形態を図１〜図９に従って説明する。
【００２２】
図１は、フォークリフトの斜視図である。産業車両としてのリーチ型フォークリフトトラック（以下、単にフォークリフトと記す）１は、車体２の前側に左右一対のリーチレグ３を備え、リーチレグ３に沿ってマスト装置４が前後方向に移動（リーチ動作）可能となっている。車体２にはリーチシリンダ５が配設され、このリーチシリンダ５によりマスト装置４がリーチ動作される。マスト装置４はアタッチメントとしてのフォーク６を備え、フォーク６はマスト装置４のリーチ動作に伴い前後方向で位置調整される。
【００２３】
マスト装置４はキャリッジ７を備え、キャリッジ７は左右一対のリフトシリンダ８（片側のみ図示）が駆動したときに、多段式（本例では３段式）のマスト９がスライド伸縮することで上下方向に移動する。フォーク６はキャリッジ７に取り付けられ、マスト９のスライド伸縮に伴い上下方向に位置調整される。キャリッジ７にはサイドシフタ１０が配設され、サイドシフタ１０はサイドシフトシリンダ１１（図５参照）が駆動されることで左右方向に移動可能となっている。フォーク６は、サイドシフタ１０のサイドシフトに伴い左右方向で位置調整される。また、キャリッジ７にはティルトシリンダ１２（図５参照）が接続され、このティルトシリンダ１２がティルト動作することによりフォーク６の傾動角が調整される。なお、リーチシリンダ５、リフトシリンダ８、サイドシフトシリンダ１１、ティルトシリンダ１２がアクチュエータを構成する。
【００２４】
各リーチレグ３には、先端部に前輪（従動輪）１３ａが取り付けられ、車体２には後輪（駆動輪）１３ｂが取り付けられている。後輪１３ｂは操舵輪を兼ねており、車体２に配備されたバッテリ２ａを電源として駆動される走行用モータ１４の動力により走行駆動される。車体２の後部右部分には、立席タイプの運転席１５が設けられ、ハンドル１６を操作することで後輪１３ｂが操舵される。
【００２５】
フォークリフト１には、高所（高揚高範囲）におけるフォーク６の位置合わせ操作を支援する荷役操作支援装置（フォーク位置決め操作支援装置）１７が設けられ、この荷役操作支援装置１７はサイドシフタ１０の前面中央部に組み付けられたカメラ昇降装置１８を備えている。カメラ昇降装置１８は、撮影手段としてのカメラ（ＣＣＤカメラ）１９を内蔵したカメラユニット２０を備え、カメラユニット２０はキャリッジ７の前面中央部に組み付けられたハウジング２１内に格納される格納位置と、ハウジング２１の下端から突出する下降位置との間を昇降するようになっている。カメラユニット２０は、フォーク６が高所にあるときに、荷物（パレット）を取り出す荷取り作業時に格納位置に、フォーク６上に載せられた荷物を所定位置に載置する荷置き作業時に下降位置に位置するように位置調整される。
【００２６】
カメラユニット２０は、カメラ１９の撮影部（レンズ）２２から、フォーク６の前方の荷役作業エリアを撮影することが可能となっている。また、ハウジング２１の前面下部には撮影窓２３が形成され、この撮影窓２３を通して格納位置からでも荷役作業エリアの撮影が可能である。つまり、このカメラ１９によって、格納位置と下降位置の二位置からフォーク６の正面（前方）を撮影できる。また、サイドシフタ１０のサイドシフト時には、フォーク６とともにカメラ昇降装置１８も左右方向に移動する。
【００２７】
車体２の上部を覆うルーフ２４には、運転席１５に立つ運転者からよく見える位置に報知手段（表示手段）としての表示装置（液晶ディスプレイ装置）２５が取り付けられている。表示装置２５の画面には、荷役作業時にカメラ１９によって撮影されたフォーク６の前方のエリアの画像が映し出される。運転者は、この表示装置２５の画面を見ながら荷役作業が行えるようになっている。
【００２８】
図２は、カメラ１９を備えたフォークリフト１で荷役作業を行うときの模式側面図である。荷２６の荷役作業は、パレット２７に載置された状態で行われる。また、荷２６を載置するための棚２８は多段構造となっており、その全長高さがフォークリフト１の高さの２倍以上のものもある。このように棚２８の全長が高いと、高所に位置する棚部２９で荷役作業を行うときに、運転者が運転席１５から荷役作業を見ることができない場合がある。これを解消するために、カメラ１９を備えたこのフォークリフト１では、カメラ１９によってフォーク６の前方のエリアを撮影し、この撮影された画像を基にしてフォーク６の位置合わせを自動で行うことで荷役作業を支援している。
【００２９】
図３は、フォーク６の位置合わせを自動で行うフォーク自動位置制御についての説明図である。パレット２７および棚２８には、パレット２７、棚２８に対するフォーク６の相対位置を求めるための標識としてのマークＭ１，Ｍ２が付されている。つまり、パレット２７の側面（正面）には、２つの差込孔２７ａ，２７ａの間の中央にマークＭ１が付されている。一方、棚２８の棚部２９には、その正面中央にマークＭ２が付されている。
【００３０】
マークＭ１はパターンＰ１，Ｐ１を２個並べて構成され、マークＭ２はパターンＰ２，Ｐ２を２個並べて構成されている。ここでは、マークとは全体の模様、パターンとはマークを構成する２つの模様を指す。２つのマークＭ１，Ｍ２の各パターンＰ１，Ｐ２は、互いに白と黒が反転した模様となっている。各パターンＰ１，Ｐ２は、一点を中心として放射状に真っ直ぐ延びる複数本の境界線によって白と黒に色分けされた模様である。本実施形態の各パターンＰ１，Ｐ２は、正方形の２本の対角線により区画された４つの領域を白と黒で色分けした模様である。
【００３１】
そして、フォーク６の位置合わせを自動で行うフォーク自動位置制御が実行されると、これらマークＭ１，Ｍ２を目標にフォーク６が自動で位置合わせされる。要するに、荷取り作業を行う「荷取りモード」時は、パレット２７に付されたマークＭ１を目標にして、フォーク６がパレット２７の差込孔２７ａに相対するように自動で位置合わせが行われる。また、荷置き作業を行う「荷置きモード」時は、棚２８に付されたマークＭ２を目標にして、フォーク６が棚部２９の棚面（荷置き面）２９ａの上方所定高さ（棚面２９ａから例えば１０〜２０ｃｍ上方の高さ）に位置するとともに、２つのフォーク６の中間点がマークＭ２と左右方向でほぼ同じ位置となるように自動で位置合わせが行われる。フォーク６の位置合わせは、リフトシリンダ８を駆動することで上下方向（同図ではＺ方向）に、サイドシフトシリンダ１１を駆動することで左右方向（同図ではＹ方向）に移動させることにより行われる。
【００３２】
図４は、運転席の斜視図である。運転席１５の前部にはインストルメントパネル３０が設けられ、このインストルメントパネル３０にリフトレバー３１、ティルトレバー３２、リーチレバー３３、サイドシフトレバー３４、アクセルレバー３５が配設されている。フォーク６は、リフトレバー３１を操作することで上下方向に、リーチレバー３３を操作することで前後方向に、サイドシフトレバー３４を操作することで左右方向にそれぞれ移動し、ティルトレバー３２を操作することで傾動する。なお、これらレバー３１〜３４が荷役レバーに相当する。
【００３３】
リフトレバー３１はレバー本体３１ａを備え、そのレバー本体３１ａの上部にグリップ部（ノブ）３６が形成されている。グリップ部３６の上面３６ａには、作動スイッチ３７が設けられ、作動スイッチ３７を押すことによってフォーク６が自動で動き始めて位置合わせが行われる。また、グリップ部３６の側面３６ｂには、切替手段としてのモード切替スイッチ３８が設けられている。フォーク自動位置制御の作動モードは、モード切替スイッチ３８を押すことにより、荷物を取り出す荷取りモードと、荷物を所定位置に置く荷置きモードの間で切替えられる。
【００３４】
図５は、フォークリフト１の電気構成図である。荷役操作支援装置１７はコントローラ３９を備え、このコントローラ３９は画像制御部４０、制御手段及び作業モード設定手段を構成する荷役制御部４１、駆動回路４２，４３、ソレノイド駆動回路４４を備えている。画像制御部４０は、入力側にカメラ１９、出力側に表示装置２５およびスピーカ４５が接続されており、カメラ１９からの映像信号（画像信号）を基にして表示装置２５の画面２５ａ（図８及び図９参照）に映像画像を表示させたり、スピーカ４５から所定のアナウンスを報知させる。
【００３５】
一方、荷役制御部４１には上限位置検知スイッチ４６、下限位置検知スイッチ４７、各レバー３１〜３４のポテンショメータ４８〜５１、作動スイッチ３７、モード切替スイッチ３８、さらに揚高センサ５２、検出手段（荷重検出手段）としての荷重センサ５３、サイドシフトセンサ５４、ティルト角センサ５５等が接続されている。また、荷役制御部４１には駆動回路４２，４３を介して電動アクチュエータ５６および荷役モータ（電動モータ）５７がそれぞれ接続されるとともに、ソレノイド駆動回路４４を介してオイルコントロールバルブ５８に組み付けられた各種電磁切換弁５９〜６２のソレノイドが接続されている。
【００３６】
荷役制御部４１は、各ポテンショメータ４８〜５１からの信号を基に電磁切換弁５９〜６２の電流値制御と荷役モータ５７の駆動制御を行う。荷役モータ５７が作動することで荷役ポンプ（油圧ポンプ）６３が駆動され、オイルコントロールバルブ５８に作動油が供給される。そして、各レバー３１〜３４の操作時に出力される信号を基に、その操作に対応する各電磁切換弁５９〜６２が切換制御され、リーチシリンダ５、リフトシリンダ８、サイドシフトシリンダ１１、ティルトシリンダ１２が油圧制御され、フォーク６の昇降操作、リーチ操作、サイドシフト操作、ティルト操作が行われる。
【００３７】
荷役制御部４１はフォーク自動位置制御を司る。そして、フォーク自動位置制御はフォーク６を一定高さ以上に上昇させて行われる高所の荷役作業を支援するためのものである。ちなみに、フォーク自動位置制御は揚高センサ５２により検出された揚高が設定揚高（例えば約２メートル）以上であるときに限り実行される。
【００３８】
揚高センサ５２は、フォーク６が設定揚高以上の高さ（揚高）にあるか否かを検出するもので、例えば設定揚高でオン・オフが切換わる揚高スイッチからなる。なお、揚高センサ５２は、フォーク６の揚高を連続的に検出可能なセンサであってもよい。例えば揚高センサ５２として、キャリッジ７の昇降に合わせてワイヤが繰出し・巻取りされるリールの回転量を検出するリール型揚高センサや、リフトシリンダ８内の油中を伝播する超音波がピストンに反射して戻るまでの時間計測からシリンダストロークを検出する超音波式揚高センサを採用することができる。
【００３９】
荷重センサ５３は、フォーク６に積載された荷の重量（荷重）を検出するもので、本実施形態ではリフトシリンダ８内の油圧を検出する圧力センサからなる。荷重センサ５３はフォーク６上の荷の重量に応じた電圧値の検出信号を出力する。また、ティルト角センサ５５は、フォーク６の水平姿勢にあるときの角度（水平角）を基準とした傾斜角を検出するもので、例えばポテンショメータからなる。
【００４０】
荷役制御部４１は荷重センサ５３からの検出値を基に、フォーク自動位置制御の作業モードを荷取りモードと荷置きモードのうちの一方に設定する。即ち、荷役制御部４１は荷重センサ５３の検出値から求まる荷重が設定値以下（荷重Ｗ≦設定値Ｗ0）のとき、フォーク６上に荷が載置されていない「荷無し」と判断して作業モードを「荷取りモード」に設定する。一方、荷役制御部４１は荷重センサ５３の検出値から求まる荷重が設定値を超える（荷重Ｗ＞設定値Ｗ0）とき、フォーク６上に荷が載置されている「荷有り」と判断して作業モードを「荷置きモード」に設定する。これにより、操作者の操作に関係なく、フォーク６上の荷重に基づき自動で作業モードが設定される。
【００４１】
荷重センサ５３の検出値にはキャリッジ７等の重量分も含まれるので、空荷のときの検出値またはその検出値に少し余裕をみた値が設定値Ｗ0に設定されている。例えばパレット２７のみを積んだときには「荷有り」と判定され得るしきい値Ｗ0を設定することが望ましい。なお、この作業モードの設定処理は一定時間（例えば数１０msec．）ごとに実行される。
【００４２】
荷役制御部４１はカメラユニット２０の昇降制御も実行し、フォーク６上に荷が無い荷取りモードではカメラユニット２０を格納位置に配置し、フォーク６上に荷が有る荷置きモードではカメラユニット２０を下降位置に配置する。カメラユニット２０の昇降のため駆動された電動アクチュエータ５６は、カメラユニット２０が上限位置に達して上限位置検知スイッチ４６がオンしたときと、カメラユニット２０が下限位置に達して下限位置検知スイッチ４７がオンしたときに駆動停止される。
【００４３】
一方、画像制御部４０には入力側にカメラ１９が接続され、出力側に表示装置２５およびスピーカ４５が接続されている。画像制御部４０はカメラ１９により撮影された画像を表示装置２５に表示させるとともに、スピーカ４５に所定の音声を報知させる。また、画像制御部４０はフォーク自動位置合わせ時にフォーク６のずれ量を求めるために、カメラ１９により取り込まれた画像データを基に画像処理を実行する。
【００４４】
画像制御部４０は表示処理部６４、画像処理部６５、描画表示部６６、描画データ記憶部６７および音声合成部６８を備えている。表示処理部６４は、カメラ１９により撮影された画像が画面に映し出されるようにカメラ１９から入力した映像信号を表示装置２５に出力する。画像処理部６５は表示処理部６４から画像データを入力し、その画像データを基に画像認識処理を行い、表示装置２５の画面２５ａ上（図６（ａ）に示す画面座標系）のマークＭ１，Ｍ２の座標位置を算出する。
【００４５】
描画表示部６６は画像処理部６５の処理結果を基に、描画データ記憶部６７に記憶された描画データとして画面２５ａ上に移動目標点６９やターゲット線７０（ともに図８及び図９参照）等の描画を表示させる。この描画表示部６６は作業モードが荷取りモードのとき画面２５ａ上に「荷取りモード」と、作業モードが荷置きモードのとき「荷置きモード」とそれぞれ表示させる。また、音声合成部６８は音声アナウンスなどのための音声合成処理を行ってスピーカ４５に音声信号を出力する。
【００４６】
画像処理部６５は、画像認識処理部７１、テンプレート記憶部７２および画面座標位置算出部７３を備えている。一方、荷役制御部４１は実座標位置算出部７４とずれ量算出部７５とを備えている。以下、画像認識処理部７１、画面座標位置算出部７３、実座標位置算出部７４およびずれ量算出部７５が行う処理内容を図６及び図７に従って説明する。なお、画像認識処理部７１、テンプレート記憶部７２および画面座標位置算出部７３が標識位置算出手段を構成し、実座標位置算出部７４とずれ量算出部７５が移動距離算出手段を構成する。
【００４７】
図６（ａ）は画面上に設定された画面座標系を示す画面図であり、画面座標系では座標を画素の単位で取り扱うものとする。また、同図におけるＨは表示装置２５の画面２５ａの横方向画素数であり、Ｖは画面２５ａの縦方向画素数である。一方、図６（ｂ）は実座標系を示す表示図であり、図６（ａ）の画面図と相似関係をとっている。
【００４８】
テンプレート記憶部７２にはマークＭ１用のテンプレートＴ１と、マークＭ２用のテンプレートＴ２が記憶されている。そして、画像認識処理部７１はカメラ１９により取り込んだ画像データを基に、荷取りモードのときテンプレートＴ１を、荷置きモードのときテンプレートＴ２を用いて画像認識処理（パターンマッチング処理）を行い、表示装置２５の画面２５ａ上、つまり画面座標系におけるマークＭ１，Ｍ２の認識を行う。
【００４９】
即ち、図６（ａ）に示すように作業モードが荷取りモードでマークＭ１が認識される場合、画像認識処理部７１はマークＭ１を構成する２つのパターンＰ１，Ｐ１に対しテンプレートＴ１により２箇所でマッチングし、各パターンＰ１，Ｐ１を認識する。なお、作業モードが荷置きモードの場合も同様に、マークＭ２を構成する２つのパターンＰ２，Ｐ２に対し、テンプレートＴ２による２箇所マッチングによって各パターンＰ２，Ｐ２が認識される。
【００５０】
パターン認識後、画面座標位置算出部７３は画面座標系における各パターンＰ１，Ｐ１の中心点（放射中心点）の座標（Ｉ1，Ｊ1），（Ｉ2，Ｊ2）を算出する。そして、画面座標位置算出部７３はこれら２つの座標値を基にマークＭ２の重心座標（Ｉ，Ｊ）を算出するとともに、パターンＰ１，Ｐ１の中心間距離Ｄを算出する。なお、作業モードが荷置きモードの場合もマークＭ１と同様の手順で、マークＭ２の重心座標とパターンＰ２，Ｐ２の中心間距離とが算出される。
【００５１】
実座標位置算出部７４は画面座標系の重心座標（Ｉ，Ｊ）と中心間距離Ｄの値を用い幾何変換を行って、図６（ｂ）に示す実座標系（ＸＹＺ座標系）におけるカメラ１９のマークＭに対する３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を計算する。カメラ１９の座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）は次式より算出される。
Ｘｃ＝＝−Ｈｄ／（２Ｄtan α）
Ｙｃ＝ｄ／Ｄ（Ｉ−Ｈ／２）
Ｚｃ＝ｄ／Ｄ（Ｊ−Ｖ／２）
ここで、「α」は図７に示すカメラ１９の水平画角の２分の１、ｄは実座標系においてマークＭ１の２つのパターンＰ１，Ｐ１の中心間距離である。Ｈ，Ｖ，α，ｄ値は既知の値であるため、Ｉ，Ｊ，Ｄ値を算出すれば、カメラ１９の３次元相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）が求まる。
【００５２】
そして、ずれ量算出部７５はこの実座標系で求めたカメラ１９の相対位置座標（Ｘｃ，Ｙｃ，Ｚｃ）を基にフォーク６の位置ずれ量を算出する。そして、フォーク自動位置制御を実行するときには、荷役制御部４１はずれ量算出部７５で算出されたずれ量に基づきリフトシリンダ８とサイドシフトシリンダ１１を駆動し、フォーク６の位置合わせを実行する。
【００５３】
図８は荷取りモード時の表示装置２５の画面図、図９は荷置きモード時の表示装置２５の画面図である。画面２５ａには、フォーク６が位置合わせされたときにマークＭ１またはＭ２と重なった状態となる移動目標点６９が描画されている。また、画面２５ａには略十字状のターゲット線７０が表示され、このターゲット線７０は作業モードが荷取りモード時にマークＭ１上に、荷置きモード時にマークＭ２上に表示される。
【００５４】
画面２５ａの左側上部には作業モードが表示され、そのときの作業モードに応じて「荷取りモード」または「荷置きモード」が表示される。そして、リフトレバー３１の作動スイッチ３７を押してフォーク自動位置制御が実行され、フォーク６の位置合わせが完了すると、荷取りモード時には移動目標点６９とマークＭ１が、荷置きモード時には移動目標点６９とマークＭ２とが一致した状態となる。
【００５５】
次に、前記のように構成された産業車両の作業モード切替装置の作用について説明する。
まず、荷置き作業を行う場合において、非常に軽量の荷を載せたパレット２７を棚部２９に載置する荷置き作業を行うとする。このとき、荷があまりに軽量過ぎる場合、荷重センサ５３はセンサ感度上の問題から荷の荷重を検知できないことがある。また、フォーク６を下降させるときには下降速度（加速度）に応じた浮力が荷に働き、実際の荷重よりも小さい値が荷重センサ５３により検出されることもある。よって、本来なら作業モードが荷置きモードに設定されるべきところを荷取りモードと誤設定され、図８に示すように表示装置２５の画面２５ａ上に荷取りモードと表示されてしまう。
【００５６】
この荷置き作業時、操作者は表示装置２５の画面２５ａで表示された作業モードを見て、現在行っている荷役作業に対し作業モードが正しく設定されているか否かを確認する。この場合、荷置き作業を行っているにも拘わらず、作業モードが荷取りモードに設定されていることから、操作者は作業モードを切替える必要があると判断してリフトレバー３１のモード切替スイッチ３８を押す。これにより、作業モードが荷取りモードから荷置きモードに切替わり、図９に示すように作業モードが荷置きモードに設定される。
【００５７】
一方、荷取り作業を行う場合において、フォーク６を上昇させたときに上昇速度（加速度）に応じた負荷がフォーク６にかかり、荷重センサ５３がその負荷を荷重として検出することがある。よって、本来なら作業モードが荷取りモードに設定されるべきところを荷置きモードと誤設定され、図９に示すように表示装置２５の画面２５ａ上に荷置きモードと表示されてしまう。しかし、操作者によってモード切替スイッチ３８が押されると、作業モードが荷置きモードから荷取りモードに切替えられ、図８に示すように作業モードが荷取りモードに設定される。
【００５８】
従って、荷重センサ５３から求まる荷重に基づき作業モードが自動で設定される構成では、過度に軽量な荷をフォーク６上に載置したときや、フォーク６の昇降の際に実際と異なる荷重が検出されることがある。これらを原因として作業モードが実際の荷役作業と一致しない場合でも、リフトレバー３１に設けられたモード切替スイッチ３８を操作することで作業モードが荷役作業に応じた正確なモードに設定可能になる。
【００５９】
従って、この実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）荷重センサ５３の検出値から求まる荷重を基に、作業モードとして荷取りモードか荷置きモードであるかが自動設定され、その設定された作業モードが誤設定であるときに作業モードを手動で切替えるモード切替スイッチ３８をリフトレバー３１に設けた。ところで、荷重センサ５３の検知感度が比較的鈍いことが原因で、荷があまりに軽量すぎる場合に荷重センサ５３が荷を検出できないことや、フォーク６を昇降させる際の加速度が原因で、荷が実際よりも軽めにまたは重めに検出されたりすることで荷重センサ５３が荷を誤認識することがある。しかし、荷重センサ５３の誤認識により作業モードが誤設定されたとしても、モード切替スイッチ３８を操作することで作業モードを荷役作業に応じた正しいモードに設定することができる。
【００６０】
（２）画面２５ａには設定された作業モードが表示されるので、画面２５ａ上に表示された作業モードを確認することにより、実際に行っている荷役作業に対して、設定された作業モードが正しいか否かを判断することができる。
【００６１】
（３）リフトレバー３１のグリップ部３６にモード切替スイッチ３８が設けられているので、リフトレバー３１から手を離すことなくスイッチ３８を操作でき、フォーク自動位置制御時の作業効率を向上できる。特に、フォーク６の移動はリフトレバー３１を用いて昇降させることが多く、リフトレバー３１にスイッチ３８を設けることで、作業モードの切替え作業をスムーズに行うことができる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態を図１０〜図１２に従って説明する。この実施形態は、産業車両に装備された自動揚高装置に適用した例である。自動揚高装置とは、フォークの高さデータを予めメモリに操作ボタンと関連づけて登録しておき、ボタンを操作するとそれと対応する高さにフォークを自動で上昇させる制御を行う装置である。
【００６３】
図１１に示すように、フォークリフト１のインストルメントパネル３０には、リフトレバー３１と別操作でフォーク６を所定位置へ自動的に位置調整するためのコントロールパネル８０が設けられている。コントロールパネル８０には荷入（荷置き）時に発光するＬＥＤ８１と、荷出（荷取り）時に発光するＬＥＤ８２とが設けられている。コントロールパネル８０は、セットキー９１，３個の番号キー９２ａ〜９２ｃ，荷入キー９３，荷出キー９４，水平キー９５，高さ制限キー９６，停止キー９７および、各キーに対する隣接位置に設けられたＬＥＤ９８とから構成されている。なお、ＬＥＤ８１，８２が報知手段に相当する。
【００６４】
セットキー９１は荷出または荷入を行うときのフォーク６の揚高位置をセットしたり、フォーク６の高さ制限位置をセットするときに使用される。番号キー９２ａ〜９２ｃはフォーク６の揚高位置をセットするときや、フォーク６を自動的に揚高させるときに使用されるものであって、３箇所の揚高位置を「１，２，３」により区分できるようになっている。荷入キー９３はフォーク６に荷が搭載された状態でフォーク６を自動的に揚高させて荷入するときや、揚高位置をセットするときに使用される。荷出キー９４は所定高さに格納された荷を荷出する際に、フォーク６を自動的に揚高させるときや、揚高位置をセットするときに使用される。揚高位置は荷役作業の種別毎に区別してセットできるようになっている。
【００６５】
この実施形態では、荷入キー９３と荷出キー９４は揚高位置をセットするときにだけ用いる。もちろん、揚高位置をセットする方法として番号キー９２ａ〜９２ｃを選択し、例えば荷出高さ（荷取高さ）をセットすればこれと所定距離上方位置に自動的に荷置高さを設定する方法を採用し、荷入キー９３と荷出キー９４を無くすこともできる。なお、番号キー９２ａ〜９２ｃは始動操作手段を構成する。
【００６６】
図１２は、この自動揚高装置の電気的構成を示す。前記第１の実施形態のカメラ昇降制御系と画像制御系の構成部分が無く、これに替え、コントロールパネル８０が入力側に接続されている。荷役系の構成部分は第１の実施形態と同様である。揚高センサ５２には連続的に揚高を検出可能なセンサが使用されている。
【００６７】
荷置作業と荷取作業とではフォーク６の揚高位置が若干異なるが、荷重センサ５３の検出値を基にフォーク６上の荷の有無を検知し、荷無し判定（荷重Ｗ≦設定値Ｗ0）のときは荷置モード（荷入作業）と判定し、荷有り判定（荷重Ｗ＞設定値Ｗ0）のときは荷取モード（荷出作業）と判定する。そして、３個の番号キー９２ａ〜９２ｃを押すことにより、予め番号キー毎にセットされた荷取位置と荷置位置のうち検出荷重から決まる一方の位置までフォーク６が揚高する。
【００６８】
高さ制限キー９６はリフトレバー３１の操作や自動揚高時におけるフォーク６の揚高高さを制限するときに使用される。各ＬＥＤ８１，８２，９８は、揚高位置の設定時、自動揚高操作時、高さ制限設定時、水平停止操作時等において、各キーの押下に対応して、コントローラ３９により点灯又は点滅制御される。
【００６９】
コントローラ３９の荷役制御部４１はメモリ８３を備え、このメモリ８３には予めコントロールパネル８０にて設定された目標位置データが記憶されている。つまり、目標位置データは荷入と荷出ごとに各番号キー９２ａ〜９２ｃに応じて設定されたデータであり、棚２８が有する高さの異なる各棚部２９に対して荷置目標位置データと荷取目標位置データとが設定されている。
【００７０】
自動揚高でフォーク６を目標位置まで上昇させる場合には、その目標位置に応じた番号キー９２ａ〜９２ｃのいずれかを押下する。荷役制御部４１は、荷重センサ５３の検出値を基に荷の有無を判定し、荷置きモードであれば押下された番号キー９２ａ〜９２ｃに対応する荷置目標位置データを読出し、荷取りモードであれば押下された番号キー９２ａ〜９２ｃに対応する荷取目標位置データを読出す。そして、目標位置にフォーク６を移動させるようにコントロールバルブ５８を作動させる。このリフトシリンダ８の駆動中、揚高センサ５２からの検出信号に基づいて、荷役制御部４１はフォーク６の揚高位置を所定時間毎に検出する。
【００７１】
そして、フォーク６の揚高位置が目標位置の所定距離手前の高さに到達すると、荷役制御部４１は電磁制御弁５９の電流値を制御してリフトシリンダ８の伸長動作を停止させ、フォーク６を目標位置で停止させる。つまり、図１０（ａ）に示すようにフォーク６上に荷２６があれば棚面２９ａからΔＬ１離れた上方位置にフォーク６が停止され、その高さで荷入が行われる。また、図１０（ｂ）に示すようにフォーク６上に荷２６が無ければ棚面２９ａからΔＬ２離れた上方位置に停止され、その高さで荷出が行われる。そして、その高さでの作業を終えると、フォーク６をその高さから移動させる。例えば、引き続き自動揚高を行うときには、そのまま次に番号キー９２ａ〜９２ｃのいずれかを押下してフォーク６を自動で次の目標位置まで移動させる。
【００７２】
ところで、荷があまりに軽量過ぎる場合にセンサ感度上の問題から荷重センサ５３が荷の荷重を検知できないことや、フォーク６を昇降させるときにその速度（加速度）に応じた浮力や負荷が荷に働くことにより、荷重センサ５３が実際と異なる荷重を検出することがある。これにより、実際の荷役作業に対して作業モードが誤設定され、フォーク６上に荷が載っているにも拘わらず荷取りモードに設定されて荷出用のＬＥＤ８２が発光したり、フォーク６上に荷がないにも拘わらず荷置きモードに設定されて荷入用のＬＥＤ８１が発光してしまう。
【００７３】
しかし、２つのＬＥＤ８１，８２のうちコントロールパネル８０上で発光するＬＥＤが実際の荷役作業と異なる場合には、操作者（運転者）はリフトレバー３１のモード切替スイッチ３８を押して作業モードを切替える。従って、フォーク６上に荷が載っているにも拘わらず荷取りモードと設定されたときや、フォーク６上に荷がないにも拘わらず荷置きモードと設定された場合には、モード切替スイッチ３８を押すことで作業モードが荷役作業に応じた正確なモードに設定可能になる。
【００７４】
この実施形態によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（３）と同様の効果が得られるとともに、以下の効果を得ることができる。
（４）番号キー９２ａ〜９２ｃのいずれかを押下すれば、荷取りモードのときには「荷取位置」を目標位置としてフォーク６が上昇し、荷置きモードのときには「荷置位置」を目標位置としてフォーク６が上昇する。
よって、荷取りか荷置きかを操作者が判断して操作すべきキーを選択する必要がなく、番号キー９２ａ〜９２ｃのうち希望する高さの１つを押下するだけで、フォーク６を自動で所望の位置まで上昇させることができる。
【００７５】
なお、実施形態は前記に限定されず、例えば、次の態様に変更してもよい。
○ 前記各実施形態において、自動で行われる制御はマークＭ１（Ｍ２）に対するフォーク６の位置や、自動揚高装置によりフォーク６の高さを位置合わせするものに限定されない。例えば、フォーク６をリーチ動作して棚２８の荷をフォーク６によって取り出す動作や、フォーク６上の荷を棚２８に置くときの動作を自動化するようにしてもよい。そして、このときに設定される複数の作業モードをモード切替スイッチ３８により手動で切替えてもよい。
【００７６】
○ 前記各実施形態において、作業モードは荷取りモードと荷置きモードに限定されず、荷役作業、運搬作業等の各種作業において必要なモードであればどのようなものでもよい。また、検出手段も荷重センサ５３に限定されず、荷取りモードおよび荷置きモード以外のモードを設定する際に必要な検出値を求めるものであればどのようなものでもよい。
【００７７】
○ 前記各実施形態において、作業モードは荷取りモードと荷置きモードの２つに限定されず、この２つに所定のモードを加えた３つ以上であってもよい。この場合、作業モードはモード切替スイッチ３８を一回ずつ押すごとに順に切替わるものでもよいし、各モードごとに専用のスイッチを設けてもよい。
【００７８】
○ 前記各実施形態において、表示装置２５や報知用のＬＥＤ８１，８２により、そのときに設定された作業モードを報知する必要は必ずしもない。つまり、この種の報知手段を搭載せずに作業モードを目視で確認し、その目視の結果として作業モードが実際の荷役作業と異なっている場合に、モード切替スイッチ３８を操作して作業モードを切替えてもよい。
【００７９】
○ 前記各実施形態において、画像認識処理によりフォーク６の位置合わせを行う機能と自動揚高装置との両方をフォークリフト１に搭載してもよいし、どちらか一方を搭載するようにしてもよい。
【００８０】
○ 前記各実施形態において、荷役レバーは操作機能ごとにレバーが異なる構成に限定されず、一つのレバーでリーチ操作、リフト操作、サイドシフト操作、ティルト操作を行うことが可能なマルチレバーであってもよい。そして、このマルチレバーの所定位置にモード切替スイッチ３８を設けてもよい。
【００８１】
○ 前記各実施形態において、切替手段であるモード切替スイッチ３８はリフトレバー３１に設けられることに限らず、リフトレバー３１以外にティルトレバー３２、リーチレバー３３、サイドシフトレバー３４等に設けてもよい。また、例えばインストルメントパネル３０等、レバー以外の箇所に設けてもよい。
【００８２】
○ 前記各実施形態において、切替手段であるモード切替スイッチ３８はスイッチ式であることに限定されず、例えばオンオフ式のレバーやタッチパネル式のものなど作業モードが切替えられるものであればよい。
【００８３】
○ 前記各実施形態において、切替手段は、荷取りモードと荷置きモードとの間で作業モードを切替える一つのスイッチであることに限定されない。即ち、荷取りモード用のスイッチと、荷置きモード用のスイッチとを別々に設けてもよい。
【００８４】
○ 前記各実施形態において、荷重検出手段は荷重に応じた検出値を出力する荷重センサ５３に限定されず、例えば荷検知手段としてリミットスイッチや近接スイッチ等の荷の有無を検出するセンサであってもよい。
【００８５】
○ 前記各実施形態において、アクチュエータは本例のフォーク自動位置制御を行う際に駆動される各種シリンダ５，８，１１，１２に限定されず、例えばモータ等であってもよい。
【００８６】
○ 前記各実施形態において、報知手段は視覚的に報知する表示装置２５やＬＥＤ８１，８２に限らず、例えば、設定された作業モードをスピーカ４５から音声により出力することで聴覚的に報知してもよい。この場合、スピーカ４５が報知手段に相当する。また、視覚的に報知するにしても文字表示に限定されず、ＬＥＤ等のランプを点灯させて放置するようにしてもよい。
【００８７】
○ 前記第１実施形態において、マークＭ１（Ｍ２）を画像認識処理する方式に限定されない。例えば、パレット２７や棚２８を標識として画像認識処理し、その処理結果に基づきカメラ１９の実座標位置を求めてフォーク６のずれ量を算出するようにしてもよい。
【００８８】
○ 前記第２実施形態において、リフトレバー３１を操作して操作者が所定位置までフォーク６を上昇させ、その後、番号キーを押して所望の揚高位置まで自動で上昇させてもよい。この場合、フォーク６の揚高位置が揚高センサにより逐次検出され、番号キーが押された時点から目標揚高位置までの高さを求めて、その分だけフォーク６を上昇させるようにする。
【００８９】
○ 前記各実施形態において、産業車両はリーチ型フォークリフトトラック１に限定されず、カウンタバランス式のフォークリフトでもよい。また、アタッチメントもフォーク６に限定されず、ロールクランプなどの他のものを採用してもよい。
【００９０】
前記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。
（１）アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、前記所定作業を自動で行う際に前記アクチュエータを駆動する制御手段とを備えた。この場合、アクチュエータを駆動して荷役作業を自動で行うことができる。
【００９１】
（２）前記荷役レバーは前記アタッチメントを昇降させるリフトレバーである。この場合、アタッチメントの昇降操作に続けて、レバーを離すことなく作業モードの切替えを行うことができる。
【００９２】
（３）前記検出手段は、荷の有無を検知する荷検知手段である。この場合、荷検知手段のオンオフ信号により荷の有無を検知できる。
【００９３】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、手動で作業モードを切替える切替手段を設けたので、荷役作業を自動で行う際に実際の荷役作業と異なる作業モードが設定されても、切替手段を操作することにより作業モードを正しく設定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施形態におけるフォークリフトの斜視図。
【図２】 カメラを備えたフォークリフト１で荷役作業を行うときの模式側面図。
【図３】 フォークの位置合わせを自動で行うフォーク自動位置制御についての説明図。
【図４】 運転席の斜視図。
【図５】 フォークリフトの電気構成図。
【図６】 （ａ）は画面上に設定された画面座標系を示す画面図、（ｂ）は実座標系を示す表示図。
【図７】 カメラ位置を求める際の算出方法を説明するための説明図。
【図８】 荷取りモード時の表示装置の画面図。
【図９】 荷置きモード時の表示装置の画面図。
【図１０】 第２実施形態における（ａ）は荷入（荷置き）時の作業状態を示す説明図、（ｂ）は荷出（荷取り）時の作業状態を示す説明図。
【図１１】 コントロールパネルの平面図。
【図１２】 フォークリフトの電気構成図。
【符号の説明】
１…産業車両としてのフォークリフト、５…アクチュエータを構成するリーチシリンダ、６…アタッチメントとしてのフォーク、８…アクチュエータを構成するリフトシリンダ、１１…アクチュエータを構成するサイドシフトシリンダ、１２…アクチュエータを構成するティルトシリンダ、２５…報知手段（表示手段）としての表示装置、２５ａ…画面、３１〜３４…荷役レバーを構成する各種レバー、３８…切替手段としてのモード切替スイッチ、４１…制御手段及び作業モード設定手段を構成する荷役制御部、５３…検出手段（荷重検出手段）としての荷重センサ、７１…標識位置算出手段を構成する画像認識処理部、７２…標識位置算出手段を構成するテンプレート記憶部、７３…標識位置算出手段を構成する画面座標位置算出部、７４…移動距離算出手段を構成する実座標位置算出部、７５…移動距離算出手段を構成するずれ量算出部、８１，８２…報知手段としてのＬＥＤ、９２ａ〜９２ｃ…始動操作手段を構成する番号キー、Ｍ１，Ｍ２…標識としてのマーク。
Claims (8)
- 産業車両により行われる各種作業のうち、所定作業が自動で実行される産業車両の作業モード切替装置であって、
前記所定作業を自動で行う際に、その作業状態を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出値に基づき、前記所定作業の作業内容に応じて予め設定された複数種の作業モードのうち１つの作業モードを設定する作業モード設定手段と、
前記作業モード設定手段により設定された前記作業モードを手動で切替えるための切替手段と、
アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、
前記荷役作業の作業状態を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段により取り込まれた画像データを基に、前記作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードに応じて決まる位置検出のための標識を画像認識処理し、画面座標における前記標識の座標位置を算出する標識位置算出手段と、
前記標識位置算出手段の算出結果を基に実座標における前記アタッチメントの座標位置を算出し、目標位置に対して前記アタッチメントの動かすべき距離を算出する移動距離算出手段と、
前記アタッチメントが前記目標位置に位置するように、前記移動距離算出手段により算出された距離だけ前記アタッチメントを移動させるべく前記アクチュエータを駆動する制御手段と
を備えた産業車両の作業モード切替装置。 - 前記作業モード設定手段により設定された作業モードを報知する報知手段を備えた請求項１に記載の産業車両の作業モード切替装置。
- 前記報知手段は、前記作業モード設定手段により設定された作業モードを視覚的に報知する表示手段である請求項２に記載の産業車両の作業モード切替装置。
- 前記検出手段は、アタッチメント上の荷重を検出する荷重検出手段であって、
前記モード設定手段は前記荷重検出手段の検出結果から求まる荷重に基づき、前記作業モードが荷取りモードか荷置きモードであるかを設定し、前記切替手段を操作することによって前記作業モードが手動で前記荷取りモードと荷置きモードの間で切替えられる請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の産業車両の作業モード切替装置。 - 前記アタッチメントの位置合わせを自動で行う産業車両の作業モード切替装置であって、
前記作業モード設定手段は、前記アタッチメントを位置合わせする際に、予め設定された複数種の作業モードのうち１つの作業モードを設定する請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の産業車両の作業モード切替装置。 - 前記切替手段は、荷役作業時に操作される荷役レバーに設けられている請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の産業車両の作業モード切替装置。
- アタッチメントを動かすために駆動される少なくとも１つのアクチュエータと、
始動操作手段の操作信号により指定された揚高位置まで前記アタッチメントを上昇させる自動揚高装置とを備え、
前記始動操作手段の操作信号により該当する高さが指定された際に、前記始動操作手段の操作信号と、前記作業モード設定手段又は切替手段により設定された作業モードとから決まる所定高さに、前記アタッチメントを移動させるべく前記アクチュエータを駆動する制御手段を備えた請求項１〜６のうちいずれか一項に記載の産業車両の作業モード切替装置。 - 請求項１〜７のうちいずれか一項に記載の作業モード切替装置を備えた産業車両。
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