JP6707596B2

JP6707596B2 - レーザー式無人搬送車および無人搬送システム

Info

Publication number: JP6707596B2
Application number: JP2018171528A
Authority: JP
Inventors: 絢介甲斐
Original assignee: Mitsubishi Logisnext Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Logisnext Co Ltd
Priority date: 2018-09-13
Filing date: 2018-09-13
Publication date: 2020-06-10
Anticipated expiration: 2038-09-13
Also published as: JP2020042714A

Description

本発明は、反射板をレーザースキャナで認識して走行するレーザー式無人搬送車および無人搬送システムに関するものである。

特許文献１および２に開示されているように、レーザースキャナを備えたレーザー式無人搬送車が知られている。レーザースキャナは、レーザーを水平に３６０度回転しながら送信し、さらに、倉庫内の予め定められた場所に配置された反射板で反射されたレーザーを受信することで、反射板を認識する。こうして、レーザー式無人搬送車は、反射板までの距離と反射板の角度（方位）とを算出し、現在位置を推定し、予め設定された経路を走行する。

また、特許文献３に開示されているように、倉庫内には、荷物を保管する複数の棚が設置されている。レーザー式無人搬送車は、棚に荷物を置く荷置き作業や、棚から荷物を取る荷取り作業を行う。

特開２０００−５６８２８号公報特開２０００−６５５７１号公報特開２００３−２０１０２号公報

ところが、棚に荷物が保管されると、レーザー式無人搬送車から送信されたレーザーが荷物で遮られる場合があった。また、特に、棚が移動可能な移動棚である場合には、レーザーが移動した棚で遮られる場合があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、送受信されるレーザーが遮られないように構成されたレーザー式無人搬送車および無人搬送システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、倉庫内に設置された反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体と、前記無人走行体に追従して飛行可能な無人飛行体とを備え、前記無人飛行体には、前記レーザースキャナが設けられ、前記無人飛行体は、前記レーザースキャナの高さが変化するように飛行可能であることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のレーザー式無人搬送車において、前記無人飛行体の飛行を制御する飛行制御装置を備え、前記飛行制御装置は、前記レーザースキャナにより認識した前記反射板が所定数未満であるとき、前記無人飛行体を上昇または下降させることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のレーザー式無人搬送車において、前記無人飛行体が着陸する飛行体着陸部を備えていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、レーザー式無人搬送車と移動棚とを備える無人搬送システムにおいて、前記レーザー式無人搬送車は、レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、倉庫内に設置された反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体とを備え、前記レーザースキャナは、前記無人走行体に追従して飛行可能な無人飛行体に設けられ、前記無人飛行体は、前記レーザースキャナの高さが変化するように飛行可能であることを特徴とする。

本発明によれば、送受信されるレーザーが遮られないように構成されたレーザー式無人搬送車および無人搬送システムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る無人搬送システムの概要図である。同実施形態に係るレーザー式無人搬送車の側面図である。同実施形態に係るレーザー式無人搬送車のブロック図である。同実施形態に係るレーザー式無人搬送車によるレーザーの送受信を示す模式図である。

図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、無人搬送システム１の概要図である。

図１に示すように、無人搬送システム１は、レーザー式無人搬送車である無人フォークリフト１０と、倉庫Ｓ内に設けられた複数の反射板５０と、荷物Ｎ（図４参照）を保管する複数の棚７０とを備えている。

無人フォークリフト１０は、棚７０に荷物Ｎを置く荷置き作業や、棚７０から荷物Ｎを取る荷取り作業を行うために、レーザーＬによる反射板５０の認識結果に基づいて、倉庫Ｓ内を移動する。無人フォークリフト１０の詳細な構成については、図２および図３を参照して後述する。

反射板５０は、倉庫Ｓ内の壁に固定されており、無人フォークリフト１０からのレーザーＬを反射するように所定の高さに配置されている。無人フォークリフト１０の現在位置の推定精度を高める観点から、多数の反射板５０が設けられていることが好ましい。

棚７０は、通路延設方向Ｘに沿って延びており、通路延設方向Ｘに垂直な移動方向Ｙにおいて移動可能な移動棚である。棚７０は、電動アクチュエータ（図示略）により移動し、棚７０を移動させることで、任意の棚７０の傍に無人フォークリフト１０が走行可能な通路を形成することができる。

図２に示すように、無人フォークリフト１０は、反射板５０の認識結果に基づいて無人で走行する無人走行体１０Ａと、荷置き作業および荷取り作業を行う荷役装置１０Ｂと、レーザースキャナ１０Ｃと、無人走行体１０Ａに追従して飛行可能な無人飛行体１０Ｄとを備えている。

無人フォークリフト１０は、荷役装置１０Ｂの構成要素として、荷物Ｎを支持するフォーク２１と、フォーク２１を昇降させるリフト装置２２とを備えている。リフト装置２２は、上下方向に延びたマスト２２Ａと、フォーク２１が取り付けられたリフトブラケット２２Ｂとを備える。リフト装置２２は、マスト２２Ａに沿ってリフトブラケット２２Ｂを上下方向に移動させることで、フォーク２１を昇降させる。

レーザースキャナ１０Ｃは、レーザーＬを水平に３６０°回転しながら送信し、反射板５０で反射されたレーザーＬを受信する。レーザースキャナ１０Ｃは、レーザーＬの送受信結果として、レーザーＬを送信してから受信するまでの時間、および、反射板５０で反射されたレーザーＬの移動方向角度を出力する。レーザースキャナ１０Ｃは、無人飛行体１０Ｄに設けられており、無人飛行体１０Ｄは、レーザースキャナ１０Ｃの高さが変化するように飛行可能である。

また、無人フォークリフト１０は、無人飛行体１０Ｄが着陸する飛行体着陸部１０Ｅを備えている。本実施形態においては、飛行体着陸部１０Ｅは、後述するマスト２２Ａの上端部により構成されている。無人飛行体１０Ｄを飛行体着陸部１０Ｅに着陸させることによって、無人飛行体１０Ｄを飛行させずにレーザースキャナ１０Ｃを所定の高さに配置することができる。

図３に示すように、無人フォークリフト１０は、無人走行体１０Ａの構成要素として、無線通信装置１１と、演算装置１２と、走行装置１３と、走行制御装置１４とを備える。無線通信装置１１は、無人飛行体１０Ｄと無線で通信し、レーザースキャナ１０ＣによるレーザーＬの送受信結果を受信する。演算装置１２は、レーザーＬの送受信結果に基づいて、レーザーＬを反射した３つ以上の反射板５０を認識し、レーザースキャナ１０Ｃから反射板５０までの距離と反射板５０の角度（方位）とを算出する。具体的には、演算装置１２は、レーザーＬを送信してから受信するまでの時間に基づいて、レーザースキャナ１０Ｃから反射板５０までの距離を算出し、反射板５０で反射されたレーザーＬの移動方向角度に基づいて、反射板５０の角度を算出する。そして、演算装置１２は、反射板５０までの距離と角度の算出結果に基づいて、無人フォークリフト１０の現在位置を推定する。走行装置１３は、荷置き作業および荷取り作業を行うために倉庫Ｓ内を走行する。走行制御装置１４は、無人フォークリフト１０の現在位置の推定結果に基づいて、無人走行体１０Ａが倉庫Ｓ内の予め設定された経路を走行するように走行装置１３を制御する。

無人フォークリフト１０は、無人飛行体１０Ｄの構成要素として、無線通信装置４１と、飛行装置４２と、飛行制御装置４３とを備える。無線通信装置４１は、無人走行体１０Ａと無線で通信し、レーザースキャナ１０ＣによるレーザーＬの送受信結果を送信する。飛行装置４２は、複数の回転翼を備えており、無人飛行体１０Ｄが飛行するための下方への気流を発生させる。飛行制御装置４３は、無人飛行体１０Ｄが無人走行体１０Ａに追従するとともに無人走行体１０Ａの上方を飛行するように、飛行装置４２を制御する。また、飛行制御装置４３は、レーザースキャナ１０Ｃの高さが変化するように、無人飛行体１０Ｄを昇降させる。

無人飛行体１０Ｄが無人走行体１０Ａに追従するための構成としては、例えば、飛行制御装置４３が、無線通信装置４１を介して無人走行体１０Ａの走行制御装置１４から走行方向および走行速度に係る走行制御信号を取得し、当該走行制御信号に基づいて、飛行装置４２を制御する構成を採用することができる。また、これに代えて、無人飛行体１０Ｄに無人走行体１０Ａを撮影する走行体撮影カメラ（図示略）を設け、飛行制御装置４３が、走行体撮影カメラにより撮影された画像の認識結果に基づいて、飛行装置４２を制御する構成を採用してもよい。

また、本実施形態においては、無人飛行体１０Ｄの昇降は、レーザースキャナ１０Ｃにより認識した反射板５０の個数に基づいて行われる。具体的には、飛行制御装置４３は、レーザースキャナ１０Ｃにより認識した反射板５０が所定数（例えば３つ）未満であれば、所定数以上の反射板５０を認識するために、無人飛行体１０Ｄを上昇または下降させ、レーザースキャナ１０Ｃの高さを変える。一方、飛行制御装置４３は、レーザースキャナ１０Ｃにより認識した反射板５０が所定数（例えば３つ）以上であれば、無人飛行体１０Ｄを昇降させず、レーザースキャナ１０Ｃの高さを維持する。

図４（Ａ）は、レーザースキャナ１０Ｃと反射板５０との間に、棚７０や荷物Ｎが存在しない状態を示している。このとき、図４（Ａ）で示すように、所定の高さに配置されたレーザースキャナ１０Ｃは、反射板５０にレーザーＬを送信し、反射板５０で反射されたレーザーＬを受信することができる。

図４（Ｂ）は、レーザースキャナ１０Ｃと反射板５０との間に、棚７０および荷物Ｎが存在している状態を示している。図４（Ｂ）で示すように、図４（Ａ）の状態に比べて高い位置に無人飛行体１０Ｄが上昇することで、レーザースキャナ１０Ｃは、反射板５０にレーザーＬを送信し、反射板５０で反射されたレーザーＬを受信することができる。すわなち、レーザースキャナ１０Ｃの高さを変えることによって、棚７０や棚７０に置かれた荷物ＮにレーザーＬが遮られない。

本実施形態では以下の効果が得られる。
（１）無人飛行体１０Ｄは、レーザースキャナ１０Ｃの高さが変化するように飛行可能であるため、レーザースキャナ１０Ｃの高さを変化させることで、レーザーＬが荷物Ｎや棚７０で遮られないようにすることができる。

（２）飛行制御装置４３は、レーザースキャナ１０Ｃにより認識した反射板５０が所定数未満であるときは、無人飛行体１０Ｄを上昇または下降させる。この構成によれば、無人フォークリフト１０の走行に支障が有ると考えられる状況において、レーザースキャナ１０Ｃの高さを変更することができる。

（３）無人フォークリフト１０は、無人飛行体１０Ｄが着陸する飛行体着陸部１０Ｅを備えている。この構成によれば、無人飛行体１０Ｄを飛行させない状態で、レーザースキャナ１０Ｃを用いてレーザーＬを送受信し、反射板５０を認識することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記構成を適宜変更することもできる。例えば、上記実施形態を、以下のように変更して実施してもよく、以下の変更を適宜組み合わせてもよい。

・飛行体着陸部１０Ｅを省略して、無人飛行体１０Ｄが、レーザースキャナ１０ＣによるレーザーＬの送受信時において、無人走行体１０Ａの上方を常に飛行するように構成してもよい。

・無人フォークリフト１０の現在位置を推定する演算装置が、無人飛行体１０Ｄに設けられていてもよい。このような構成においては、走行制御装置１４は、無線通信装置１１を介して無人飛行体１０Ｄから無人フォークリフト１０の現在位置の推定結果を受信することができる。

・飛行装置４２を制御する飛行制御装置が、無人走行体１０Ａに設けられていてもよい。このような構成においては、飛行制御装置は、無線通信装置１１を介して無人飛行体１０Ｄに制御信号を送信することで、飛行装置４２を制御することができる。

・レーザースキャナ１０Ｃが、レーザーＬの送受信結果を送信する無線通信装置を備え、無人飛行体１０Ｄの無線通信装置４１を介さずに、無人走行体１０Ａと無線で通信を行ってもよい。

・無人走行体１０Ａと無人飛行体１０Ｄとの通信、または、無人走行体１０Ａとレーザースキャナ１０Ｃとの通信が、無線に代えて有線で行われるように構成してもよい。

・無人飛行体１０Ｄの昇降は、レーザースキャナ１０Ｃにより認識した反射板５０の個数に基づいて行われなくてもよく、任意のタイミングで適宜行われてもよい。例えば、飛行制御装置４３は、断続的かつ定期的に無人飛行体１０Ｄを昇降させてもよい。

・無人フォークリフト１０以外のレーザー式無人搬送車に本発明を適用してもよい。すなわち、フォーク以外の移載装置を備えた無人搬送車や、移載装置を備えていない無人搬送車に本発明を適用することもできる。

１無人搬送システム
１０無人フォークリフト（レーザー式無人搬送車）
１０Ａ無人走行体
１０Ｂ荷役装置
１０Ｃレーザースキャナ
１０Ｄ無人飛行体
１０Ｅ飛行体着陸部
４３飛行制御装置
５０反射板
７０棚

Claims

レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、倉庫内に設置された反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、
前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体と、
前記無人走行体に追従して飛行可能な無人飛行体とを備え、
前記無人飛行体には、前記レーザースキャナが設けられ、前記無人飛行体は、前記レーザースキャナの高さが変化するように飛行可能である
ことを特徴とするレーザー式無人搬送車。
前記無人飛行体の飛行を制御する飛行制御装置を備え、
前記飛行制御装置は、前記レーザースキャナにより認識した前記反射板が所定数未満であるとき、前記無人飛行体を上昇または下降させる
ことを特徴とする請求項１に記載のレーザー式無人搬送車。
前記無人飛行体が着陸する飛行体着陸部を備えている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザー式無人搬送車。
レーザー式無人搬送車と移動棚とを備える無人搬送システムにおいて、
前記レーザー式無人搬送車は、
レーザーを水平に３６０°回転しながら送信して、倉庫内に設置された反射板で反射された前記レーザーを受信するレーザースキャナと、
前記レーザースキャナによる前記反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体とを備え、
前記レーザースキャナは、前記無人走行体に追従して飛行可能な無人飛行体に設けられ、
前記無人飛行体は、前記レーザースキャナの高さが変化するように飛行可能である
ことを特徴とする無人搬送システム。