JP5170594B2

JP5170594B2 - 無人搬送システム

Info

Publication number: JP5170594B2
Application number: JP2011100396A
Authority: JP
Inventors: 秀人稲田; 茂樹山口
Original assignee: 日本輸送機株式会社
Priority date: 2011-04-28
Filing date: 2011-04-28
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2031-04-28
Also published as: JP2012234238A

Description

本発明は、誘導ラインと該誘導ラインに沿って走行する無人搬送車とを備えた無人搬送システムに関する。

図６に示すように、従来から、路面に敷設された誘導ライン２２と、誘導ライン２２に沿って所定の走行速度で走行する無人搬送車２３と、誘導ライン２２の近傍に設けられたバーコード状のマーカー２４とを備えた無人搬送システム２１が知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかるマーカー２４を備えた無人搬送システム２１においては、無人搬送車２３が、誘導ライン２２およびマーカー２４を撮像してこれらの画像データを生成するための光学的撮像手段２５ａ、２５ｂと、生成した画像データからマーカー２４に表示されている走行速度制御用のコマンドコードを読み取り、読み取ったコマンドコードに基づいて無人搬送車２３の走行速度を制御する走行制御部２６と、車体の四隅に設けられ、走行制御部２６の制御下で駆動される車輪２７とを有している。

この無人搬送システム２１によれば、無人搬送車２３はマーカー２４に表示されているコマンドコードにしたがって所定の速度で走行するので、走行速度を変化させたい地点にあらかじめマーカー２４を設けておくことで、無人搬送車２３の走行速度を自由に制御することができる。

特開２００１−１８８６１０号公報

しかしながら、上記従来の無人搬送システム２１では、走行速度を変化させる地点すべてにマーカー２４を設けておく必要があるので、マーカー２４の数が多くなり、マーカー２４を敷設する手間がかかってしまうという問題があった。

さらに、従来の無人搬送システム２１では、マーカー２４の一部が汚れたり欠けたりした場合、無人搬送車２３はマーカー２４に表示されている走行速度制御用のコマンドコードを正確に読み取ることができず、走行速度を制御することができなくなり、その結果、脱線等の事故を招いてしまうおそれがあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、マーカーを設けることなく無人搬送車の走行速度を制御することができる無人搬送システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る無人搬送システムは、路面に敷設された誘導ラインと、該誘導ラインに沿って所定の走行速度で走行する無人搬送車とを備えた無人搬送システムであって、誘導ラインは、異なる色で着色された複数の着色領域を有し、無人搬送車は、誘導ラインを含む領域の画像データを生成する撮像手段と、生成された画像データに基づいて無人搬送車が通過した着色領域間の境界線の数を算出し、該境界線の数に基づいて目標速度を設定する目標速度設定部と、目標速度に一致するように走行速度をフィードバック制御する走行制御部と、境界線の数と走行速度との関係があらかじめ格納された記憶部と、を有し、誘導ラインは、互いに異なる色で着色された粘着テープからなり、境界線は、誘導ラインに直交しており、目標速度設定部は、画像データに境界線が含まれているときは、無人搬送車がこれまでに通過してきた境界線の数に１を加算したものを新たな境界線の数として算出し、記憶部を参照して新たな境界線の数に対応した走行速度を目標速度として設定する一方、画像データに境界線が含まれていないときは、画像データにおける着色領域の色が直前に生成された画像データにおける着色領域の色と異なる場合に限って、無人搬送車が１つの境界線を通過したものとして、無人搬送車がこれまでに通過してきた境界線の数に１を加算したものを新たな境界線の数として算出し、記憶部を参照して新たな境界線の数に対応した走行速度を目標速度として設定することを特徴とする。

この構成によれば、誘導ラインにおける着色領域の色情報（境界線の数）に基づいて無人搬送車の目標速度が設定され、この目標速度に一致するように走行速度がフィードバック制御されるので、誘導ラインの一部が汚れたり欠けたりしても、マーカーを設けることなく無人搬送車の走行速度を確実に制御することができる。また、この構成によれば、互いに異なる色で着色された粘着テープを路面に貼り付けるだけで、走行速度を制御するための情報をもった誘導ラインを形成することができるので、マーカーを設ける場合と比べて、コストや手間を大幅に低減することができる。

本発明によれば、マーカーを設けることなく無人搬送車の走行速度を制御することができる無人搬送システムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る無人搬送システムの概略構成図である。境界線の数と走行速度との関係を示すデータの一例である。本発明における走行制御部のブロック図である。本発明の第２実施形態に係る無人搬送システムの概略構成図である。本発明における誘導ラインの変形例であって、（Ａ）は第１変形例を示す平面図、（Ｂ）は第２変形例を示す平面図である。従来の無人搬送システムの概略構成図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。

[第１実施形態］
図１に、本発明の第１実施形態に係る無人搬送システム１Ａの概略構成図を示す。同図に示すように、本実施形態に係る無人搬送システム１Ａは、走行経路の路面に敷設された誘導ライン２Ａと、誘導ライン２Ａに沿って所定の走行速度で走行する無人搬送車３とを備えている。

誘導ライン２Ａは、路面と明確に区別可能な色に着色された複数の着色領域２ａ、２ｂを有している。路面の色は白色、灰色、黒色等の無彩色であることが多いので、着色領域２ａ、２ｂの色としては赤色、青色、緑色等の有彩色を選択することが好ましい。

また、誘導ライン２Ａは、塗料を塗布したり、色付きの粘着テープを貼り付けたりすることにより形成される。本実施形態では、赤色と青色とが交互に現れるように着色された粘着テープにより、赤色の第１着色領域２ａと青色の第２着色領域２ｂを有する誘導ライン２Ａを形成している。第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂとの境界線Ｌ（Ｌ_n、Ｌ_n+1、・・・）は、誘導ライン２Ａに直交している。

無人搬送車３は、誘導ライン２Ａを含む一定の領域を光学的に撮像して該領域の画像データを生成するＣＣＤカメラ等の撮像手段４ａ、４ｂと、撮像手段４ａ、４ｂによって生成された画像データから目標速度を設定する目標速度設定部５と、目標速度を設定する際に参照されるデータ等が格納された記憶部６と、目標速度設定部５によって設定された目標速度に一致するように無人搬送車３の走行速度をフィードバック制御する走行制御部７と、車体の四隅に設けられ、走行制御部７の制御下で駆動される車輪８とを備えている。撮像手段４ａ、４ｂは、誘導ライン２Ａに沿って２つ設けられているが、通常、進行方向側の撮像手段（図１では、４ａ）のみが使用され、一定時間おきに連続的に画像データを生成する。

目標速度設定部５は、マイコン等から構成されたものであり、撮像手段４ａ、４ｂによって生成された画像データにおける第１および第２着色領域２ａ、２ｂの色情報に基づいて無人搬送車３の目標速度を設定する。本実施形態では、色情報は、無人搬送車３が通過した第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂの境界線Ｌの数である。

記憶部６は、メモリ等から構成されたものである。記憶部６には、第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂの境界線Ｌの数と無人搬送車３の走行速度との関係を示すデータ（図２参照）があらかじめ格納されている。このデータは、例えば、誘導ライン２Ａのカーブに差し掛かる前に走行速度が低くなるように、境界線Ｌの数と走行速度とが関係付けられている。目標速度設定部５は、記憶部６に格納されたこのデータを参照して、境界線Ｌの数に対応した走行速度を目標速度として設定する。

走行制御部７は、図３に示すように、トルク指令値算出手段９と、車輪８に駆動力を伝達するモータ１１を駆動するためのインバータ１０と、モータ１１の回転数ωを検出する不図示の回転数検出手段とを有している。

トルク指令値算出手段９は、回転数検出手段によって検出されたモータ１１の回転数ωから無人搬送車３の走行速度を算出し、算出した走行速度と目標速度設定部５によって設定された目標速度との偏差がゼロになるようにＰＩ演算を行いトルク指令値を算出する。インバータ１０は、トルク指令値算出手段９によって算出されたトルク指令値にしたがってモータ１１を駆動する。

次に、無人搬送車３がカーブを曲がる場合における無人搬送車３の走行速度の制御について、再び図１および図２を参照して具体的に説明する。

なお、無人搬送車３は、誘導ライン２Ａに沿って走行速度Ｖ１で走行しており、走行し始めてから図１に示す地点に到達するまでに、第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂの境界線Ｌをｎ−１個通過したものとする。また、以下の説明では、無人搬送車３の進行方向側における第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂの境界線Ｌを、無人搬送車３から近い順に、Ｌ_n、Ｌ_n+1、Ｌ_n+2、・・・とし、無人搬送車３の記憶部６には、図２に示す境界線Ｌの数と走行速度との関係を示すデータがあらかじめ格納されているものとする。

まず、無人搬送車３が境界線Ｌ_nに到達すると、撮像手段４ａによって境界線Ｌ_nを含む画像データが生成される。目標速度設定部５は、生成された画像データから境界線Ｌ_nを特定するとともに無人搬送車３が通過した境界線Ｌの数ｎを算出し、算出した境界線Ｌの数ｎと記憶部６に格納されているデータに基づいて目標速度をＶ１に設定する。この目標速度Ｖ１は現在の走行速度Ｖ１と等しいため、無人搬送車３は、走行制御部７の制御下で走行速度Ｖ１を維持したまま走行する。

無人搬送車３が境界線Ｌ_n+1に到達し、撮像手段４ａによって境界線Ｌ_n+1を含む画像データが生成されると、目標速度設定部５は、生成された画像データから境界線Ｌ_n+1を特定するとともに無人搬送車３が通過した境界線Ｌの数ｎ＋１を算出し、算出した境界線Ｌの数ｎ＋１と記憶部６に格納されているデータに基づいて目標速度をＶ２（＜Ｖ１）に設定する。目標速度がＶ２に設定されると、走行制御部７は、目標速度Ｖ２に一致するように走行速度をフィードバック制御する。このため、無人搬送車３は、走行制御部７の制御下で走行速度Ｖ１から走行速度Ｖ２まで減速される。

無人搬送車３が境界線Ｌ_n+2に到達し、撮像手段４ａによって境界線Ｌ_n+2を含む画像データが生成されると、上記と同様にして、目標速度設定部５は目標速度をＶ３（＜Ｖ２）に設定し、走行制御部７は目標速度Ｖ３に一致するように走行速度をフィードバック制御する。このため、無人搬送車３は、走行制御部７の制御下で走行速度Ｖ３までさらに減速される。

無人搬送車３が境界線Ｌ_n+3に到達し、撮像手段４ａによって境界線Ｌ_n+3を含む画像データが生成されると、上記と同様にして、目標速度設定部５は目標速度をＶ３に設定する。この目標速度Ｖ３は現在の走行速度Ｖ３と等しいため、無人搬送車３は、走行制御部７の制御下で走行速度Ｖ３を維持したまま低速で走行する。

そして、無人搬送車３が境界線Ｌ_n+4に到達し、撮像手段４ａによって境界線Ｌ_n+4を含む画像データが生成されると、上記と同様にして、目標速度設定部５は目標速度をＶ１に設定し、走行制御部７は目標速度Ｖ１に一致するように走行速度をフィードバック制御する。このため、無人搬送車３は、走行制御部７の制御下でカーブに差し掛かる前の通常の走行速度Ｖ１まで加速される。

上記のように、本実施形態に係る無人搬送システム１Ａによれば、第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂの境界線Ｌの数に基づいて無人搬送車３の目標速度が設定され、この目標速度に一致するように走行速度がフィードバック制御されるので、従来の無人搬送システム２１のようにマーカー２４を設けることなく無人搬送車３の走行速度を自由に制御することができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る無人搬送システム１Ｂについて、図４を参照して説明する。

上記第１実施形態に係る無人搬送システム１Ａでは、目標速度設定部５が、第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂの境界線Ｌの数に基づいて目標速度を設定するのに対して、本実施形態に係る無人搬送システム１Ｂでは、目標速度設定部５が、第１着色領域２ａおよび第２着色領域２ｂの色に基づいて目標速度を設定する。したがって、本実施形態では、第１着色領域２ａや第２着色領域２ｂの色自体が色情報となる。

図４に示すように、本実施形態における誘導ライン２Ｂは、無人搬送車３を通常よりも低い走行速度（例えば、Ｖ２）で走行させる区間が赤色に着色され（第１着色領域２ａ）、無人搬送車３を通常の走行速度（例えば、Ｖ１）で走行させる区間が青色に着色されている（第２着色領域２ｂ）。そして、記憶部６には、第１着色領域２ａの赤色および第２着色領域２ｂの青色と走行速度との関係（赤色の場合は走行速度をＶ２とし、青色の場合は走行速度をＶ１とする関係）を示すデータがあらかじ格納されている。

無人搬送車３が誘導ライン２Ｂの第２着色領域２ｂ上を走行している場合は、撮像手段４ａにより第２着色領域２ｂの画像データが生成され、目標速度設定部５は、生成された画像データから第２着色領域２ｂの青色を特定するとともに、記憶部６を参照して第２着色領域２ｂの青色に対応した走行速度Ｖ１を、目標速度として設定する。

一方、無人搬送車３が誘導ライン２Ｂの第１着色領域２ａ上を走行している場合は、撮
像手段４ａにより第１着色領域２ａの画像データが生成され、目標速度設定部５は、生成
された画像データから第１着色領域２ａの赤色を特定するとともに、記憶部６を参照して
第１着色領域２ａの赤色に対応した走行速度Ｖ２を、目標速度として設定する。

目標速度設定部５により目標速度が設定されると、走行制御部７は設定された目標速度に一致するように無人搬送車３の走行速度をフィードバック制御する。

上記のように、本実施形態に係る無人搬送システム１Ｂによれば、第１着色領域２ａおよび第２着色領域２ｂの色に基づいて無人搬送車３の目標速度が設定され、この目標速度に一致するように走行速度がフィードバック制御されるので、従来の無人搬送システム２１のようにマーカー２４を設けることなく無人搬送車３の走行速度を制御することができる。

また、本実施形態に係る無人搬送システム１Ｂでは、第１着色領域２ａの色に応じた目標速度を、所定の条件のもと第１着色領域２ａの長さに応じた目標速度に置き換えることで、無人搬送車３の走行速度をより細かく制御することができる。具体的には、第１着色領域２ａの長さが長くなると、第１着色領域２ａを含む画像データの連続生成回数が増加するので、第１着色領域２ａを含む画像データの連続生成回数が所定回数以上になった場合に、走行速度をＶ２からＶ３に置き換えるためのデータをあらかじめ記憶部６に格納しておく。これにより、無人搬送車３が通過した第１着色領域２ａの長さが所定の長さを超え、第１着色領域２ａを含む画像データの連続生成回数が所定回数以上になると、目標速度設定部５は、走行速度Ｖ３を目標速度として設定し、走行制御部７の制御下で無人搬送車３の走行速度はＶ２からＶ３に減速される。

なお、本実施形態に係る無人搬送システム１Ｂでは、後述するように、異なる色の着色領域（図５（Ｂ）参照）を追加することによっても、無人搬送車３の走行速度をより細かく制御することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、種々の変形例が考えられる。

例えば、図５は、上記第１実施形態における誘導ライン２Ａの変形例を示す図であって、（Ａ）は第１変形例における誘導ライン２Ｃの平面図、（Ｂ）は第２変形例における誘導ライン２Ｄの平面図である。

図５（Ａ）に示すように、第１変形例における誘導ライン２Ｃは、第１着色領域２ａと第２着色領域２ｂとの境界線Ｌ’が誘導ライン２Ｃと直交する線に対して所定の角度（例えば、３０°〜６０°）傾いていること以外の点において、上記第１実施形態における誘導ライン２Ａと共通している。本変形例における誘導ライン２Ｃによれば、境界線Ｌ’が誘導ライン２Ａの境界線Ｌよりも長くなるので、誘導ライン２Ａでは境界線Ｌを認識することができないような広範囲にわたる汚れや欠けが生じたとしても、境界線Ｌ’を認識することができる場合がある。すなわち、本変形例における誘導ライン２Ｃを用いることで、より汚れや欠けに強い無人搬送システムを提供することができる。

一方、図５（Ｂ）に示す第２変形例における誘導ライン２Ｄは、第１着色領域２ａや第２着色領域２ｂと異なる色（例えば、黄色）に着色された第３着色領域２ｃを有していること以外の点において、上記第１実施形態における誘導ライン２Ａと共通している。このため、本変形例における誘導ライン２Ｄを上記第２実施形態に係る無人搬送システム１Ｂに用いて、第３着色領域２ｃの黄色に対応する走行速度をＶ１’（ただし、Ｖ１＞Ｖ１’＞Ｖ２とする。）に設定しておくことで、無人搬送車３の走行速度を３段階に制御することができる。

また、誘導ライン２Ｄを、第１着色領域２ａの赤色、第２着色領域２ｂの青色、第３着色領域２ｃの黄色が順繰りに現れるように着色することにより、無人搬送車３の走行方向を特定することができる。具体的には、色の順番と走行方向との関係を示すデータを記憶部６にあらかじめ格納しておき、撮像手段４ａ、４ｂによって生成された画像データに含まれる第１〜第３着色領域２ａ〜２ｃの色の履歴も記憶部６に格納されるようにするとともに、記憶部６を参照して走行方向を特定する走行方向特定部を無人搬送車３に設ける。これにより、走行方向特定部は、記憶部６に格納された色の履歴を参照して、色の順番が赤色、青色、黄色の順になっているか、黄色、青色、赤色の順になっているかを判断することができ、さらに、この色の順番とあらかじめ記憶部６に格納されているデータに基づいて、無人搬送車３がどの方向に走行しているのかを特定することができる。

また、第１実施形態に係る無人搬送システム１Ａでは、境界線Ｌを含む画像データから境界線Ｌを特定するとともに無人搬送車３が通過した境界線Ｌの数を算出しているが、汚れ等により境界線Ｌを含む画像データが生成されない場合に、生成された画像データが、第１着色領域２ａの画像データから第２着色領域２ｂの画像データ、もしくは第２着色領域２ｂの画像データから第１着色領域２ａの画像データに変わった時点で、目標速度設定部５に無人搬送車３が境界線Ｌを通過したものと判断させて、境界線Ｌの数を算出させてもよい。

さらに、上記第１および第２実施形態に係る無人搬送システム１Ａ、１Ｂでは、誘導ライン２Ａ、２Ｂを赤色と青色とが交互に現れるように着色された１本の粘着テープにより構成したが、赤色と青色の２本の粘着テープにより構成してもよい。

１Ａ、１Ｂ無人搬送システム
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ誘導ライン
２ａ第１着色領域
２ｂ第２着色領域
２ｃ第３着色領域
３無人搬送車
４ａ、４ｂ撮像手段
５目標速度設定部
６記憶部
７走行制御部
８車輪
９トルク指令値算出手段
１０インバータ
１１モータ

Claims

路面に敷設された誘導ラインと、該誘導ラインに沿って所定の走行速度で走行する無人搬送車とを備えた無人搬送システムであって、
前記誘導ラインは、異なる色で着色された複数の着色領域を有し、
前記無人搬送車は、
前記誘導ラインを含む領域の画像データを生成する撮像手段と、
生成された前記画像データに基づいて前記無人搬送車が通過した前記着色領域間の境界線の数を算出し、該境界線の数に基づいて目標速度を設定する目標速度設定部と、
前記目標速度に一致するように前記走行速度をフィードバック制御する走行制御部と、
前記境界線の数と前記走行速度との関係があらかじめ格納された記憶部と、
を有し、
前記誘導ラインは、互いに異なる色で着色された粘着テープからなり、
前記境界線は、前記誘導ラインに直交しており、
前記目標速度設定部は、
前記画像データに前記境界線が含まれているときは、前記無人搬送車がこれまでに通過してきた境界線の数に１を加算したものを新たな境界線の数として算出し、前記記憶部を参照して前記新たな境界線の数に対応した走行速度を前記目標速度として設定する一方、
前記画像データに前記境界線が含まれていないときは、前記画像データにおける前記着色領域の色が直前に生成された画像データにおける前記着色領域の色と異なる場合に限って、前記無人搬送車が１つの境界線を通過したものとして、前記無人搬送車がこれまでに通過してきた境界線の数に１を加算したものを新たな境界線の数として算出し、前記記憶部を参照して前記新たな境界線の数に対応した走行速度を前記目標速度として設定することを特徴とする無人搬送システム。