JP5895791B2 - 位置計測システムを備えた物品保管設備 - Google Patents
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フォークリフトの位置座標を算出する方法として、例えば、送信部としての無線式の位置検出用タグをフォークリフトに取り付け、かつ、受信部としての無線式の測位基地局を保管用空間における所定の位置に固定して取り付けて、位置検出用タグが送信する位置検出用の信号としての電波を測位基地局にて受信し、その電波に基づいて測位基地局に対する位置検出用タグの相対位置を計測し、その相対位置情報に基づいて、保管用空間における位置検出用タグの平面視での位置座標を算出するものがあった(例えば、特許文献1参照)。
前記相対位置計測装置は、前記送信部と前記受信部との相対位置として、前記受信部と前記送信部との相対距離を計測可能に構成され、前記受信部が、前記三次元直交座標系における高さ方向の軸に沿って前記高さ方向に離間する状態で一対設けられ、前記位置算出部は、前記相対位置計測装置にて計測した前記複数の受信部の夫々と前記送信部との相対距離情報に基づいて、前記送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出する高さ算出処理を実行自在に構成され、前記移動対象空間が、物品を保管する保管用空間内に設定され、前記移動体が、前記保管用空間に設定された移動空間を移動自在で、かつ、物品を高さ方向に搬送すべく物品を支持した状態で昇降移動自在な荷役部を備えたフォークリフトであり、前記送信部が、前記荷役部と一体に昇降移動するように構成され、前記一対の受信部は、当該一対の受信部の設置位置を上下端とする高さ範囲と、前記送信部の高さ方向での移動範囲とが少なくとも一部において重複する位置に配置されている点にある。
そして、位置算出部は、上記のように平面視での位置座標が等しく高さ方向の位置座標のみが互いに異なる受信部の夫々と送信部との相対位置情報に基づいて、送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出することになる。
つまり、複数の受信部の高さ方向の位置座標と、これらの受信部と送信部との間の三次元的な相対距離とが分かれば、送信部の高さ方向の位置座標が判明する。
したがって、相対位置計測装置にて計測した複数の相対位置情報に含まれる誤差のうち、平面視における位置座標の誤差による影響を排して、送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を精度よく算出することができる。
また、この位置計測システムによれば、平面視での位置座標が等しく高さ方向の位置座標のみが互いに異なる受信部の夫々と送信部との相対位置情報に基づいて送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出する場合に、少なくとも2つの受信部と送信部との相対位置情報が得られれば、それら2つの相対位置情報に基づいて、送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出することができる。
そこで、移動対象空間において異なる高さでかつ平面視で同じ位置に設ける受信部を2つとすることによって、受信部を3つ以上設ける場合に較べて、機器の設置コストの増大を抑制することができるとともに、送信部の高さ方向の位置座標を算出するための構成の簡素化を図ることができる。
そして、物品を保管する保管用空間内に設定された移動対象空間を移動して物品を搬送するフォークリフトを備える物品保管設備において、上記位置計測システムは、変動送信部の変動送信部の移動対象空間における三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を精度よく算出することができるものであるから、変動送信部をフォークリフトにおける物品を昇降搬送自在な荷役部と一体に昇降移動するように取り付けておけば、フォークリフトの荷役部や当該荷役部に支持されている物品の昇降高さを精度よく算出することができる。
なお、例えば在庫管理システム等で物品の収納位置を管理するに当たって、上記のように算出したフォークリフトの荷役部や当該荷役部に支持されている物品の昇降高さに係る情報を用いれば、収納部を上下方向に複数並べて備える物品収納棚に物品を収納する場合に、当該物品を上下方向に並ぶ収納部のいずれの段に収納したかを適切に管理することができるものとなる。
この場合、受信部夫々を中心とし、受信部と送信部との間の距離を半径とする複数の球の方程式を立て、それら複数の球の方程式から、三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出する。ここで、三次元直交座標系の座標値を(x,y,z)とすると、各受信部夫々の位置座標における(x,y)の値は等しいため、上記方程式からxとyとを消去して、zについての方程式を得る。これにより、送信部のz座標を求めることができる。
図1は本実施形態の物品保管設備としての倉庫Aの平面図であり、図2は、倉庫Aの一部を示す斜視図である。
本実施形態の倉庫Aは壁体Awで包囲されて構成されており、その内部空間2に、物品を収納部5Sを棚横幅方向及び棚上下方向に並べて備える複数の物品収納棚5と、物品の受け渡しのための荷受台6が設置されている。また、倉庫Aの内部空間2における物品収納棚5又は荷受台6の設けられていない空間は、物品Bを搬送する移動体としてのフォークリフト1が走行する移動対象空間となる。
なお、本実施形態において、変動タグS2を支柱1pの上端に取り付けるのは、フォーク1nに物品Bを載置支持した場合において、変動タグS2が当該フォーク1nに載置支持した物品Bの陰になって後述するアクセスポイントJとの通信を阻害されないようにするためである。また、固定タグS1を2つ取り付けるのは、フォークリフト1の向きを検出するためである。
測位用コンピュータHは、図示はしないが、演算部と記憶部とを備え、さらに、入出力装置として表示部、キーボード及びマウス等を備えている。
図示はしないが、物品Bには物品識別情報が記録されたRFIDやバーコードが取り付けられ、各別に識別自在となっている。そして、管理コンピュータHUは、物品Bの識別情報と上記収納部5Sに対して各別に付与された収納部識別情報とを対応付けて管理することで、在庫管理を行うようになっている。
プログラムモジュールとして、少なくとも、アクセスポイントJから取得した情報に基づいて、アクセスポイントJとタグSとの相対距離及びアクセスポイントJから見たタグSの角度を算出する相対位置算出プログラムと、上記相対位置算出プログラムでの算出結果に基づいて、内部空間2において鉛直方向にZ軸が沿う状態で設定された三次元直交座標系(図2のX−Y−Zの3軸で示す座標系)におけるタグSの位置座標を算出する位置座標算出プログラムとが実行されている(位置座標の算出方法については後述する)。
図5において、測位用コンピュータHは、上記相対位置算出プログラムを実装することで相対位置算出部H1を備えており、上記位置算出プログラムを実装することで位置算出部H2を備えている。
測位用コンピュータHは、タグS(変動タグS2)の位置座標を取得すべく、複数のアクセスポイント対Jtの夫々に問合せ要求を指令する(ステップ#1)。
測位用コンピュータHは、複数のアクセスポイント対Jtのうち、アクセスポイントJが受信するタグSからの受信電波が最初に揃ったアクセスポイント対Jtを位置算出用のアクセスポイント対Jtとして選択する。以降、選択したアクセスポイント対Jtを本発明の受信部として演算を行う(ステップ#2)。
下方側アクセスポイントJ1の三次元直交座標系における位置座標を(x1,y1,z1)とすると、上方側アクセスポイントJ2の三次元直交座標系における位置座標は、X軸方向とY軸方向の位置が同一であるため、(x1,y1,z2)となる。
(式1)において、下方側アクセスポイントJ1の設置高さであるz1と、上方側アクセスポイントJ2の設置高さであるz2とは既知であり、高い精度で与えることができる。また、下方側アクセスポイントJ1と変動タグS2との間の相対距離D1、及び、上方側アクセスポイントJ2と変動タグS2との間の相対距離D2とは上述の通り高い精度で与えることができる。したがって、z1、z2、D1、D2より算出されるz3についても、高い精度で算出することができるものとなる。
(1)上記実施形態では、位置計測用信号として、UWB方式の無線信号を用いる形態を説明したが、このような構成に限定されるものではなく、例えば、無線LAN(IEEE802.11にて規定された無線通信方式)の無線信号や超音波等を用いる構成としてもよい。
この場合、複数の変動タグS2の夫々のZ軸方向の位置座標が複数算出されるが、これらの平均値を算出すれば、より精度よく可動部のZ軸方向の位置座標を算出することができる。
1n 荷役部
A 物品保管設備
B 物品
D1、D2 相対位置情報
H1 相対位置計測装置
H2 位置算出部
J 受信部
S 送信部
Claims (2)
- 移動対象空間を移動自在な移動体に設けられかつ当該移動体の位置を検出するための位置計測用信号を送信自在な送信部と、
前記送信部から送信された位置計測用信号を受信自在な受信部と、
前記送信部から送信された位置計測用信号に基づいて、前記受信部に対する前記送信部の相対位置を計測する相対位置計測装置と、
前記相対位置計測装置が計測した前記送信部と前記受信部との相対位置情報に基づいて、前記移動対象空間において鉛直方向に一軸が沿う状態で設定された三次元直交座標系における前記送信部の位置座標を算出する位置算出部と、を備えた位置計測システムが設けられた物品保管設備であって、
前記相対位置計測装置は、前記送信部と前記受信部との相対位置として、前記受信部と前記送信部との相対距離を計測可能に構成され、
前記受信部が、前記三次元直交座標系における高さ方向の軸に沿って前記高さ方向に離間する状態で一対設けられ、
前記位置算出部は、前記相対位置計測装置にて計測した前記複数の受信部の夫々と前記送信部との相対距離情報に基づいて、前記送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出する高さ算出処理を実行自在に構成され、
前記移動対象空間が、物品を保管する保管用空間内に設定され、
前記移動体が、前記保管用空間に設定された移動空間を移動自在で、かつ、物品を高さ方向に搬送すべく物品を支持した状態で昇降移動自在な荷役部を備えたフォークリフトであり、
前記送信部が、前記荷役部と一体に昇降移動するように構成され、
前記一対の受信部は、当該一対の受信部の設置位置を上下端とする高さ範囲と、前記送信部の高さ方向での移動範囲とが少なくとも一部において重複する位置に配置されている物品保管設備。 - 前記位置算出部は、前記高さ算出処理として、前記複数の受信部夫々の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標と、前記相対位置計測装置が計測した前記送信部と前記複数の受信部の夫々との相対距離情報とに基づいて、前記送信部の前記移動対象空間における前記三次元直交座標系についての高さ方向の位置座標を算出するように構成されている請求項1記載の物品保管設備。
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