JP6989551B2 - 移動体、制御装置、周囲物体検出器、及び監視装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、移動体、制御装置、周囲物体検出器、及び監視装置に関する。

従来、物流倉庫内の荷物の搬送の省力化のために、自律移動（走行）するロボットや搬送車などの移動体が実用化されている。移動体の走行を制御する方式には、例えば、床面の誘導線に沿って走行するガイド方式と、移動体の周囲の環境を検出して自律的な制御を行うガイドレス方式とがある。また、移動体は、監視領域内の障害物を検出する非接触の障害物検出器や、障害物検出器による検出結果を用いて、移動体を停止させる制御部を備える。これにより、移動体の進行方向に障害物がある場合でも、障害物に衝突せずに停止させることが可能である。

また、近年では、３個以上の駆動輪を備え、全方向に移動可能な全方向移動機構を有する移動体が知られている。全方向移動機構に用いられる駆動輪には、例えば、メカナムホイールが用いられる。全方向に移動可能な移動体は、前進や、方向転換のほか、真横への移動や、その場での旋回など、複雑な動作を瞬時に行える。ここで、移動体には、人の保護を目的とした安全制御系を備えるものがある。安全制御系は、例えば、センサ等によって監視領域内の障害物が検出されると、移動体を低速にしたり、停止させたりする。

また、移動体は、監視領域内の物体を常に障害物として検出してしまうと、例えば、搬送対象物に近付いた際に停止してしまい、搬送対象物を搬送するという本来の目的を達成できない。そこで、移動体が所定速度以下で走行した場合には、搬送対象物の近くに移動したと見なして、監視領域を縮小させることにより、搬送対象物を障害物として検出しないようにすることが可能である。

ここで、全方向に移動可能な移動体が所定速度以下であるか否かを判定するにあたり、移動体の速度制御に用いられる速度指令値を用いたとする。この場合、例えば、モータ制御系や移動体の慣性による時間の遅れや、信号処理の遅延や、エラーなどにより、速度指令値が示す速度と、実際の移動体の速度とが異なってしまうことがある。このため、実際には移動体の速度が所定速度以下ではないにもかかわらず、所定速度以下であると判定しまうと、監視領域を縮小させてしまうことがある。したがって、適切に障害物を検出することができず、全方向に移動可能な移動体の安全を保障することができないおそれがあった。

特開２０１６−１５１８９７号公報 特開２０１６−０６２４４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、全方向に移動可能な移動体の安全性を向上させることができる、移動体、制御装置、周囲物体検出器、及び監視装置を提供することである。

実施形態の移動体は、駆動輪と、回転速度検出部と、物体検出部と、制御部と、変更部と、を持つ。駆動輪は、移動体を全方向に移動させるための３個以上の駆動輪であって、それぞれが独立して駆動される３個以上の駆動輪である。回転速度検出部は、前記駆動輪のそれぞれの回転速度を検出する。物体検出部は、前記移動体の周囲の物体を検出する。制御部は、前記物体検出部によって監視領域内で物体が検出された場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる。変更部は、前記回転速度検出部によって検出される前記駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かを判定し、前記判定の結果の論理積に基づいて、前記監視領域の範囲を変更する。

第１の実施形態に係る全方向移動体１の全体構成の一例を示す図。 制御信号４０の具体例を示す図。 メカナムホイール１１ａ〜１１ｄの構成の一例を示す図。 全方向移動体１およびメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの座標系の一例を示す図。 監視領域４００の一例を示す図。 変更された監視領域４００の一例を示す図。 全方向移動体１の速度と、メカナムホイール１１の回転速度（角速度）との関係の一例を示す図。 第１の実施形態に係る速度判定のロジックを示す図。 第１の実施形態に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すフローチャート。 第１の実施形態の変形例１に係る防護領域４０１の切り替えのロジックを示す図。 第１の実施形態の変形例１に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図。 第１の実施形態の変形例２に係る防護領域４０１の切り替えのロジックを示す図。 第１の実施形態の変形例２に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図。 第１の実施形態の変形例３に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図。 第１の実施形態の変形例４に係る防護領域４０１の切り替えのロジックを示す図。 第１の実施形態の変形例５に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図。 全方向移動体１６００及びオムニホイール１６０１ａ〜１６０１ｄの座標系の一例を示す図。 全方向移動体１７００及びオムニホイール１７０１ａ〜１７０１ｃの座標系の一例を示す図。 第３の実施形態に係る速度判定のロジックを示す図。

以下、実施形態の移動体、制御装置、周囲物体検出器、及び監視装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１Ａは、第１の実施形態に係る全方向移動体１の全体構成の一例を示す図である。全方向移動体１は、例えば、自律移動（走行）する搬送ロボットである。具体的には、全方向移動体１は、物流倉庫内における物流用のかご台車を搬送する。全方向移動体１は、駆動系と、制御系とを備える。

まず、駆動系について説明する。駆動系は、４個のメカナムホイール１１ａ〜１１ｄと、４個の駆動モータ１２ａ〜１２ｄと、４個の回転速度検出器１３ａ〜１３ｄとを備える。なお、メカナムホイール１１ａ〜１１ｄは、特に区別する必要がない場合には、単に「メカナムホイール１１」と記す。同様に、駆動モータ１２ａ〜１２ｄおよび回転速度検出器１３ａ〜１３ｄについても、「駆動モータ１２」、「回転速度検出器１３」と記す場合がある。

メカナムホイール１１は、車輪円周上に設けられた樽がそれぞれ回転することにより、全方向移動体１の、前進、方向転換、真横への移動や、その場での旋回などを、準備動作なく瞬時に行うことを可能にする。なお、メカナムホイール１１の詳細については、図２を用いて後述する。

駆動モータ１２は、トルクを発生させて、メカナムホイール１１を駆動させる。駆動モータ１２は、減速機の機能を含む。減速機は、駆動モータ１２の回転を減速させ（トルクを増加させ）、メカナムホイール１１に回転力を伝える。

回転速度検出器１３は、速度センサであり、メカナムホイール１１の回転速度を検出し、回転量を電気信号に変換する。回転速度検出器１３には、例えば、ロータリエンコーダが用いられる。また、各車輪の回転を止める制動機１４が備えられていてもよい。制動機１４は駆動モータ１２への通電を遮断すると制動力が作用するタイプのものを用いることが好適である。なお、図１Ａのモータ制御回路２３と駆動モータ１２を繋ぐ矢印線は、モータ駆動用の配線と、制動機１４を用いる場合の制動機１４への通電配線を意味している。

次に、制御系について説明する。制御系は、外部通信機２１と、主制御器２２と、モータ制御回路２３と、セーフティーレーザスキャナ３１と、防護領域制御器３２と、遮断器３３とを備える。外部通信機２１は、ネットワークを介して、外部の通信装置との無線による通信を行う。外部通信機２１は、物流倉庫内のすべての全方向移動体１を管理する外部のコンピューター装置から、所定のタイミングで移動計画を受信する。

移動計画は、例えば、物流倉庫内における全方向移動体１の移動経路や、低速走行するエリアの情報、搬送対象物であるかご台車を示す情報、搬送対象物の搬送先を示す情報など、全方向移動体１の搬送に関する様々な情報を含む。外部通信機２１は、受信した情報を主制御器２２へ出力する。外部通信機２１は、通信インターフェースである。なお、ネットワークは、例えば、インターネット、ＷＡＮ（Wide Area Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、セルラー網、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near field communication）、赤外線通信などを含む。

セーフティーレーザスキャナ３１は、全方向移動体１の周囲の物体の存在を検出するセンサである。具体的には、セーフティーレーザスキャナは、赤外線レーザを走査し、反射してくる光の時間の遅れを測定することにより、周囲の物体までの距離や物体の形状を測定する。セーフティーレーザスキャナ３１は、例えば、全方向移動体１の前方に取り付けられている。

セーフティーレーザスキャナ３１は、予め設定した領域（監視領域）に物体があるか否かの判定を行う。セーフティーレーザスキャナ３１は、予め設定した領域に物体があると判定した場合、駆動モータ１２等の機器を停止させるための停止信号を主制御器２２へ出力する。

ここで、セーフティーレーザスキャナの出力信号には、非安全信号と、安全信号とがある。非安全信号は、全方向移動体１の減速など、全方向移動体１を保護する目的で使用される。一方で安全信号は、電源遮断のためのリレーなど、危険事象の発生時に確実に全方向移動体１を止めるための信号として用いられる。非安全信号は、例えば、主制御器２２へ出力される。安全信号は、例えば、遮断器３３や主制御器２２へ出力される。

主制御器２２は、全方向移動体１の移動計画を用いて、全方向移動体１の動作を切り替えるための動作信号をモータ制御回路２３へ出力する。なお、主制御器２２は、移動計画を、外部通信機２１から無線によって取得することに限らず、操作者の操作入力によって取得してもよいし、外部の装置と有線で接続することによって取得してもよい。

また、主制御器２２は、セーフティーレーザスキャナ３１によって監視領域内で物体が検出された場合は、全方向移動体１を減速させるための動作信号をモータ制御回路２３へ出力する。

モータ制御回路２３は、主制御器２２から出力された動作信号を用いて、駆動モータの回転を制御し、全方向移動体１を所定の速度で所定の方向に移動させたり、減速させたりする。全方向移動体１を停止させる手段としては、主制御器２２からの回転数指令値に従う制御停止の他、モータ制御回路２３への電源を遮断した場合に、各駆動モータ１２への駆動力が消失することによる惰性での回転停止や、モータ制御回路２３および駆動モータ系の電気抵抗での回生電力散逸による制動トルクを利用することもできる。また、制動機１４を備える場合には、モータ制御回路２３から制動機１４への通電を遮断させることで制動力が生じる。これにより、全方向移動体１を停止させることも可能である。

ここで、全方向移動体１を含む自律移動ロボットの制御系は、通常制御系と、安全制御系との２つの制御系を含む。通常制御系は、周囲の障害物等の状況を検出して、効率的に全方向移動体１を移動させるための制御系である。例えば、通常制御系は、セーフティーレーザスキャナ３１によって得られる値と、地図情報と、移動計画とから、全方向移動体１の動作を制御することである。例えば、通常制御系は、セーフティーレーザスキャナ３１からの非安全信号に含まれる、周囲の物体との距離データを用いて地図情報の作成も行う。また、通常制御系は、移動計画や、操作者が操作するインターフェースとしての機能も有する。

自律移動ロボットの制御系では、動作の不具合による事故の回避や、他の動作に優先すべき、人との衝突の回避など、人を保護する目的として、十分な信頼性を確保する必要がある。通常制御系の機能だけでは、このような信頼性を確保することは不十分であり、また、搬送の効率化と、搬送の安全性とを両立させることが困難な場合がある。

そこで、全方向移動体１の制御系は、通常制御系とは別に、安全制御系を備える。安全制御系は、主に安全を確保するための制御系である。具体的には、安全制御系は、セーフティーレーザスキャナ３１によって周囲の状況を監視して、障害物などの物体の接近が検出された場合に、全方向移動体１を確実に停止させる。なお、図１Ａにおいて、符号４０は、安全関連信号を含む制御信号を示す。

例えば、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域内に物体を検出すると、遮断器３３へ安全信号を出力する。そして、遮断器３３は、安全信号が入力されると、モータ制御回路２３に供給する電力を遮断することにより、各メカナムホイール１１の駆動を停止させる。停止は、駆動力消失により惰性で回転が停止する他、モータ制御回路２３と駆動モータ系での電気抵抗（回生電力消費）による制動トルクの発生、さらに制動機１４を備える場合にはその制動力が利用される。遮断器３３は、例えば、セーフティーリレーによって実現される。

また、安全制御系は、通常制御系に異常が生じた場合でも、全方向移動体１を確実に停止させるために、長期間にわたって故障しない頑健性や、故障を検出する機能、故障した際に全方向移動体１を安全に停止させる機能などが求められる。

ここで、監視領域には、セーフティーレーザスキャナ３１の中心から遠方に向かって、例えば、防護領域と、警告領域とが設定されている。セーフティーレーザスキャナ３１は、監視領域の範囲を示す複数のパターンを記憶することが可能である。

防護領域制御器３２は、セーフティーレーザスキャナ３１に設定されるパターンを切り替える。具体的には、防護領域制御器３２は、全方向移動体１が単体で走行する動作や、搬送対象物を搬送する動作や、搬送対象物をピックアップする動作など、それぞれの動作に応じて、パターン（警告領域や防護領域の範囲）を切替える。

ここで、安全制御系が常に機能すると、全方向移動体１の利便性を阻害し、本来の利用目的を達成できない場合がある。例えば、全方向移動体１が、搬送対象物をピックアップ（ドッキング）する場合に、安全制御系が機能していると、搬送対象物を障害物として検出してしまい、全方向移動体１が停止してしまうことがある。すなわち、搬送対象物をピックアップすること（搬送対象物の下に潜り込むこと）ができず、搬送対象物を搬送するという本来の目的を達成することができないことがある。

そこで、安全制御系は、全方向移動体１が搬送対象物に接近した場合には、セーフティーレーザスキャナ３１に設定される防護領域の範囲を一時的に小さく、または、防護領域の範囲を無効（ミューティング）にする。具体的には、全方向移動体１が所定速度以下となった場合に、防護領域制御回路３０２は、一時的に防護領域を小さく、または、無効にする。これにより、全方向移動体１は、搬送対象物をピックアップすることが可能になる。

なお、各機器間を伝達する信号には、定期的に故障を検出するための信号が含まれてもよい。また、信号を受信する機器は、故障を検出するための信号には反応しない時間的フィルタなどを備えていてもよい。また、図１Ａにおいて、各機器間を伝達する信号線は、１本の線を示すが、一般的な安全制御系に用いられる信号の配線と同様に、２重化されていてもよい。また、各機器間の情報伝達には、産業用通信プロトコル（例えば、Ethernet/IP，PROFINET，EtherCAT，Profibus，Modbus，CC-Link,CANopenなど）、および、その安全対応の通信プロトコルを用いてもよい。

なお、主制御器２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。また、モータ制御回路２３および防護領域制御回路３０２は、それぞれハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現される。

ただし、モータ制御回路２３、および防護領域制御回路３０２は、それぞれ、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサがプログラムを実行することにより実現されてもよい。また、主制御器２２、モータ制御回路２３、および防護領域制御回路３０２は、これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ−ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。プロセッサが記憶部に記憶されているプログラムを実行することによって、各機能部が実現される。

（制御信号４０の具体例について）
図１Ｂは、制御信号４０の具体例を示す図である。図１Ｂにおいて、図１Ａに示した制御信号４０は、減速(警報)信号４１と、動作モード信号４２と、異常時停止信号４３とを含む。減速信号４１は、セーフティーレーザスキャナ３１によって警告領域内の物体が検知されると、セーフティーレーザスキャナ３１から主制御器２２へ出力される信号である。主制御器２２は、減速信号４１が入力されると、モータ制御回路２３を制御して、全方向移動体１の速度を減速させる。

動作モード信号４２は、ドッキングモードに移行する場合などに、主制御器２２から、を防護領域制御器３２へ出力される信号である。防護領域制御器３２は、動作モード信号４２が入力されると、セーフティーレーザスキャナ３１に設定される防護領域の範囲を一時的に小さく、または、防護領域の範囲を無効（ミューティング）にする。

異常時停止信号４３は、防護領域制御器３２によって、全方向移動体１の速度が設計上の上限速度に達している等の速度値の異常が判定された場合に、防護領域制御器３２から遮断器３３へ出力される信号である。遮断器３３は、異常時停止信号４３が入力されると、モータ制御回路２３へ供給される電力を遮断する。これにより、全方向移動体１の速度を減速（停止）させる。

（メカナムホイール１１ａ〜１１ｄの構成について）
図２は、メカナムホイール１１ａ〜１１ｄの構成の一例を示す図である。図２において、メカナムホイール１１ａ〜１１ｄは、それぞれ、複数の樽型ころ２０１を備える。複数の樽型ころ２０１は、車輪の外周上に車輪軸に対して傾いて取り付けてある。メカナムホイール１１ａ〜１１ｄの車輪径は、いずれも同じ車輪径である。ただし、これらの車輪径は、異なる車輪径であってもよい。

図２において、中心線２０２は、樽型ころ２０１の傾きを示す。各メカナムホイール１１ａ〜１１ｄにおいて、複数の樽型ころ２０１は、それぞれ、同方向に同じ回転速度で回転する。メカナムホイール１１ａ〜１１ｄには、樽型ころ２０１が右上がりに傾いて取り付けられた右勝手と、樽型ころ２０１が左上がりに傾いて取り付けられた左勝手との２種類がある。メカナムホイール１１ａ〜１１ｄは、それぞれ、４輪の自動車のように、全方向移動体１の筐体３００（図３参照）の前後左右４か所に配置される。

また、右側（または左側）に配置されメカナムホイール１１ａ、１１ｂ（１１ｃ、１１ｄ）は、前後で異なる種類（右勝手と左勝手）が配置される。また、全方向移動体１の対角線上に配置されるメカナムホイール１１ａ、１１ｄ（１１ｂ、１１ｃ）は、それぞれ同じ種類の右勝手（左勝手）が配置される。なお、メカナムホイール１１ａ、１１ｄと、メカナムホイール１１ｂ、１１ｃとのうち、いずれを右勝手とするか左勝手とするかは、設計に応じて任意とすることができる。

このようにメカナムホイール１１ａ〜１１ｄを配置することにより、各車輪の発生する推力のつり合いによって、移動体の進行方向および姿勢が安定する。例えば、各車輪を所定速度で回転させることにより、全方向移動体１を一方向に移動させることが可能である。例えば、前進、後進、真横に移動、旋回、斜め移動などが可能である。

（全方向移動体１及びメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの座標系について）
図３は、全方向移動体１及びメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの座標系の一例を示す図である。図３に示すように、ｘ軸と、ｙ軸と、ｚ軸とを右手座標系により定義する。ｘ軸は、前後方向を示す。ｙ軸は、横方向を示す。ｚ軸は、高さ方向を示す。全方向移動体１の前進方向の速度を主移動速度Ｖｘとする。全方向移動体１の横方向の速度をＶｙとする。全方向移動体１の旋回速度をωとする。

各メカナムホイール１１の回転方向は、それぞれ、全方向移動体１への取り付け方向に向かって反時計方向を正（プラス）とする。また、メカナムホイール１１ａの車輪の回転速度をφ１とし、メカナムホイール１１ｂの車輪の回転速度をφ２とし、メカナムホイール１１ｃの車輪の回転速度をφ３とし、メカナムホイール１１ｄの車輪の回転速度をφ４とする。

以下に、全方向移動体１が、前進する場合、真横に移動する場合、その場で旋回する場合のそれぞれについて、例示する。
（前進する場合）
φ１＝−１ｒａｄ／ｓ、φ２＝−１ｒａｄ／ｓ、φ３＝１ｒａｄ／ｓ、φ４＝１ｒａｄ／ｓとすると、全方向移動体１は、ｘ軸方向に１ｍ／ｓの主移動速度Ｖｘで前進移動する。
（真横に移動場合）
φ１＝−１ｒａｄ／ｓ、φ２＝１ｒａｄ／ｓ、φ３＝−１ｒａｄ／ｓ、φ４＝１ｒａｄ／ｓとすると、全方向移動体１は、ｙ軸方向に１ｍ／ｓの速度Ｖｙで横方向に移動する。
（その場で旋回する場合）
φ１＝−０．５ｒａｄ／ｓ、φ２＝−０．５ｒａｄ／ｓ、φ３＝−０．５ｒａｄ／ｓ、φ４＝−０．５ｒａｄ／ｓとすると、全方向移動体１は、その場で、ω≒１ｒａｄ／ｓの角速度で旋回する。

なお、回転、および並進方向の符号は、定義した座標系や向きと、メカナムホイール１１の左右の種類の配置とによって決まる。例えば、定義した座標系や向きと、メカナムホイール１１の左右の種類とが、図示とは異なる場合、移動方向の符号が、上記の例示と異なることになる。

ここで、４個のメカナムホイール１１を備える全方向移動体１について、各メカナムホイール１１の回転速度と全方向移動体１の移動速度との関係について説明する。各メカナムホイール１１の回転速度と全方向移動体１の移動速度とは、数式（１）で表すことができる。

Ａは３×４行列である。行列成分には、メカナムホイール１１の車輪径や、車輪配置に関係する係数が入る。数式（１）は、順運動学と呼ばれる数式である。

一方、数式（２）は、逆運動学と呼ばれる数式である。数式（２）は、全方向移動体１の目標速度から、必要な車輪回転速度を算出する計算式である。

Ｂは４×３行列である。行列成分には、メカナムホイール１１の車輪径や、車輪配置に関係する係数が入る。主制御器２２は、数式（１）および数式（２）の関係を用いることにより、全方向移動体１の目標速度から、４つのメカナムホイール１１の目標回転速度を算出する。主制御器２２は、算出した目標回転速度をモータ制御回路２３に出力することにより、全方向移動体１を所望の方向へ所望の速度で移動させることができる。

（監視領域４００の一例について）
図４は、監視領域４００の一例を示す図である。図４において、全方向移動体１の前方には、セーフティーレーザスキャナ３１によって物体が検出される監視領域４００が設定されている。監視領域４００は、全方向移動体１に近い防護領域４０１と、防護領域４０１よりも遠方の警告領域４０２とを含む。

防護領域４０１は、全方向移動体１が停止するまでの距離を勘案して設定され、例えば、全方向移動体１の前方方向の５０ｃｍ以内の領域である。防護領域４０１に障害物が存在することがセーフティーレーザスキャナ３１によって検出されると、遮断器３３（図１Ａ参照）がモータ制御回路２３に供給する電力を遮断することにより、全方向移動体１は停止する。

警告領域４０２は、例えば、全方向移動体１の前方方向の５０ｃｍ〜数ｍ以内の領域である。警告領域４０２に障害物が存在することがセーフティーレーザスキャナ３１によって検出されると、主制御器２２がモータ制御回路２３を制御して、全方向移動体１を減速させる。監視領域４００（防護領域４０１および警告領域４０２）は、それぞれ状況に応じて範囲が変更可能な領域である。

（監視領域４００の範囲の変更について）
図５は、変更された監視領域４００の一例を示す図である。図５に示すように、全方向移動体１の前方には、搬送対象物５００（かご台車）が存在する。すなわち、全方向移動体１が移動計画に基づいて、搬送対象物５００を搬送するために、搬送対象物５００に近付いた状況を示している。ここで、セーフティーレーザスキャナ３１が搬送対象物５００を障害物として検出してしまうと、全方向移動体１が停止し、搬送対象物５００を搬送することができない。

そのため、搬送対象物５００の近くに移動すると、一時的に防護領域４０１の範囲を小さくし（または無効にし）、搬送対象物５００を障害物として検出しないようにする。また、警告領域４０２は、例えば、一時的に無効とされる。これにより、全方向移動体１は、搬送対象物５００をピックアップすること（搬送対象物５００の下に潜り込むこと）ができる。

（全方向移動体１の速度と、メカナムホイール１１の回転速度との関係について）
図６は、全方向移動体１の速度と、メカナムホイール１１の回転速度（角速度）との関係の一例を示す図である。図６において、横軸は、全方向移動体１の速度の絶対値｜Ｖ｜を示す。すなわち、｜Ｖ｜は数式（３）で表すことができる。

縦軸は、４個のメカナムホイール１１の回転速度のうち最大値の絶対値｜φ｜を示す。また、図６に示す｜ω｜は、全方向移動体１の旋回の回転速度（角速度）の絶対値を示す。｜ω｜は、０ｒａｄ／ｓ、０．２５ｒａｄ／ｓ、０．５ｒａｄ／ｓのうちのいずれかを示す。

図６に示すように、例えば、回転速度｜φ｜（縦軸）が０．３ｒａｄ／ｓ以下（図中Ａ）ならば、速度｜Ｖ｜（横軸）は、０．３ｍ／ｓ以下（図中Ｂ）となる、という関係が成り立つ。また、｜ω｜が大きくなったとしても、この関係は成り立つ。

このため、４個のメカナムホイール１１の回転速度のうち最大値の絶対値｜φ｜が０．３ｒａｄ／ｓ以下であることを判定することにより、全方向移動体１の速度｜Ｖ｜が０．３ｍ／ｓ以下であると（低速走行していると）見なすことができる。第１の実施形態では、４個のメカナムホイール１１の回転速度をそれぞれ検出し、いずれもが、閾値（例えば、０．３ｒａｄ／ｓ）以下である場合に、低速走行しているものと見なして、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。

（速度判定のロジックについて）
図７は、第１の実施形態に係る速度判定のロジックを示す図である。図７に示すロジック７００は、メカナムホイール１１の各車輪の回転速度が閾値以下であるか否かを判定し、その判定結果の論理積を出力するロジックがある。具体的には、ロジック７００は、回転速度φ１〜φ４のいずれもが閾値Ｎ未満になると、すなわち、ＡＮＤ条件が成立すると、防護領域制御器３２が防護領域４０１の切り替え信号を出力するロジックを示す。

一方で、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄによって検出されるメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの回転速度φ１〜φ４のうち、いずれか１つでも閾値Ｎ以上であると、防護領域４０１の切り替え信号は出力されない。これにより、回転速度φ１〜φ４のいずれもが閾値Ｎ未満になった場合に、すなわち、全方向移動体１が低速（低速値Ｖｓ以下）で走行した場合に、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１の範囲を縮小することができる。

なお、本実施形態では、各メカナムホイール１１ａ〜１１ｄの車輪径は、同一としたが、これに限らず、異なっていてもよい。各メカナムホイール１１ａ〜１１ｄの車輪径が異なる場合には、ロジック７００の回転速度の判定において、各車輪の回転速度に、換算係数を乗じて判定すればよい。また、ロジック７００の回転速度の判定において、異なる閾値が設定されてもよい。

また、閾値Ｎは、１段階としたが、これに限らず、複数段階とすることも可能である。例えば、警告領域４０２の範囲を縮小させる場合には、閾値Ｎよりも大きい値の閾値を設定し、当該閾値を用いた論理積を出力することにより、警告領域４０２の範囲を縮小させることが可能である。なお、この場合、論理積の演算ロジックについては、多段階のロジックになり、また、信号の出力についても多段階の出力になる。

（防護領域４０１の切り替えを行う工程について）
図８は、第１の実施形態に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すフローチャートである。図８のステップＳ８０１において、防護領域制御器３２は、全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）以下となるまで待機する。具体的には、防護領域制御器３２は、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄによって検出されるメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの回転速度φ１〜φ４のいずれもが閾値Ｎ（例えば０．３ｒａｄ／ｓ）未満となるまで待機する。

全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下になると、防護領域制御器３２が、セーフティーレーザスキャナ３１へ、防護領域４０１の範囲を切り替えるための切り替え信号を出力する。これにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１を縮小し（または無効にし）（ステップＳ８０２）、一連の工程を終了する。

以上説明した、第１の実施形態の全方向移動体１によれば、全方向移動体１が低速で走行（低速値Ｖｓ以下）した場合に、セーフティーレーザスキャナ３１の防護領域４０１の範囲を縮小することができる。これにより、搬送対象物５００に近付いて低速走行した際に、セーフティーレーザスキャナ３１が搬送対象物５００を障害物として検出してしまうことを抑えることができる。したがって、全方向移動体１は、搬送対象物５００をピックアップすること（搬送対象物５００の下に潜り込むこと）ができ、搬送対象物５００を搬送することができる。

特に、第１の実施形態に係る全方向移動体１では、障害物を検出する複数のセンサなどを設けずに、メカナムホイール１１の回転速度を用いて、防護領域４０１の範囲を縮小することができるため、簡単な構成で安全制御系の制御を行うことができる。したがって、全方向移動体１を、簡単な構成で安全に動作させることができる。

（第１の実施形態の変形例１）
上述した第１の実施形態では、図７に示したように、各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積の出力結果に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明した。第１の実施形態の変形例１では、「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積」と、「主制御器２２から出力される動作信号」との論理積に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。なお、以下の各変形例および他の実施形態において、第１の実施形態で説明した内容と同様の内容については、同様の符号を付すとともに、適宜説明を省略する。

（防護領域４０１の切り替えのロジックについて）
図９は、第１の実施形態の変形例１に係る防護領域４０１の切り替えのロジックを示す図である。図９に示すロジック９００は、ロジック７００の出力結果と、主制御器２２からの動作信号との論理積を出力するロジックである。主制御器２２からの動作信号は、搬送対象物５００（かご台車）とドッキング（ピックアップする際の動作）する場合など、目標とする移動計画に応じて、主制御器２２から出力される信号である。この動作信号の入力と、ロジック７００に示す速度の判定結果との、ＡＮＤ条件の成立により、防護領域制御器３２は、防護領域４０１を縮小させるための信号を出力する。

（防護領域４０１の切り替えを行う工程について）
図１０は、第１の実施形態の変形例１に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図である。図１０のステップＳ１００１において、主制御器２２は、移動計画を参照し、全方向移動体１の搬送対象物５００の搬送開始を示すドッキングモードの開始となるまで待機する。ドッキングモードの開始となると、主制御器２２は、防護領域制御器３２へ動作信号（例えば、ミューティング信号）を出力する（ステップＳ１００２）。

一方、防護領域制御器３２は、ステップＳ１００３において、全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下となるまで待機する。具体的には、防護領域制御器３２は、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄによって検出されるメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの回転速度φ１〜φ４のいずれもが閾値Ｎ未満となるまで待機する。

全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下になり、且つ、主制御器２２から動作信号を入力すると、すなわち、ＡＮＤ条件が成立すると、防護領域制御器３２は、セーフティーレーザスキャナ３１に対して、防護領域４０１の範囲を切り替えるための切り替え信号を出力する。これにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１を縮小し（または無効にし）（ステップＳ１００４）、一連の工程を終了する。

第１の実施形態に係る変形例１によれば、搬送対象物５００が配置される位置の近くで全方向移動体１が低速走行（低速値Ｖｓ以下）した際に、セーフティーレーザスキャナ３１によって搬送対象物５００が障害物として検出されないようにすることができる。すなわち、全方向移動体１が低速走行したとしても、搬送対象物５００が配置される位置の近くでなければ、防護領域４０１を縮小しないようにすることができる。したがって、不適切な位置で防護領域４０１の範囲を縮小させることによって、安全性が低下してしまうことを抑えることができる。また、より適切なタイミングで防護領域４０１の範囲を縮小できるため、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

（第１の実施形態の変形例２）
上述した第１の実施形態では、図７に示したように、各車輪の回転速度の判定結果を用いた論理積の出力結果に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明した。第１の実施形態の変形例２では、「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積」と、「メカナムホイール１１のそれぞれの回転速度を用いて算出した算出値」との論理和に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。

ここで言う算出値とは、全方向移動体１のｘ方向（「主進行方向」ともいう）の主移動速度Ｖｘである。変形例２では、主移動速度Ｖｘが負となる場合、すなわち、主進行方向に対して、全方向移動体１が後退する場合に、防護領域４０１の範囲を縮小させることについて説明する。主進行方向に対して、全方向移動体１が後退しているか否かは、数式（４）によって判定することができる。

数式（４）の左辺は、主移動速度Ｖｘを示す。数式（４）を満たす場合、全方向移動体１が後退していると判定できる。

（防護領域４０１の切り替えのロジックについて）
図１１は、第１の実施形態の変形例２に係る防護領域４０１の切り替えのロジックを示す図である。図１１に示すロジック１１００は、ロジック７００の出力結果と、全方向移動体１が後退していることの判定結果との、論理和（ＯＲ条件の結果）を出力するロジックである。このロジック１１００を用いて、これらのＯＲ条件が成立することにより、防護領域制御器３２は、防護領域４０１を縮小させるための信号を出力する。

（防護領域４０１の切り替えを行う工程について）
図１２は、第１の実施形態の変形例２に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図である。図１２のステップＳ１２０１において、防護領域制御器３２は、全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下となるまで待機する。具体的には、防護領域制御器３２は、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄによって検出されるメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの回転速度φ１〜φ４のいずれもが閾値Ｎ未満となるまで待機する。

また、防護領域制御器３２は、ステップＳ１２０２において、全方向移動体１が後退することを示す、主移動速度Ｖｘが０未満になるまで（−（φ１＋φ２）＋（φ３＋φ４）＜０を満たすまで）待機する。全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下になるか、もしくは、主移動速度Ｖｘが０未満になると、すなわち、ＯＲ条件を満たすと、防護領域制御器３２は、セーフティーレーザスキャナ３１に対して、防護領域４０１の範囲を切り替えるための切り替え信号を出力する。これにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１を縮小し（または無効にし）（ステップＳ１２０３）、一連の工程を終了する。

第１の実施形態に係る変形例２によれば、全方向移動体１の移動速度が低下したとき（低速値Ｖｓ以下）のみならず、全方向移動体１が後退するときにも、防護領域４０１の範囲を縮小させることができる。例えば、全方向移動体１が搬送対象物５００の近くで、搬送対象物５００に対する向き（正対する向き）を整える場合など後退するような場合でも、防御領域の範囲を適切に縮小させ、搬送対象物５００を障害物として検出しないようにすることができる。したがって、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

（第１の実施形態の変形例３）
上述した第１の実施形態の変形例１では、「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積」と、「主制御器２２から出力される動作信号」との論理積に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明した。第１の実施形態の変形例３では、変形例１で説明した「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積と、主制御器２２からの動作信号との論理積」と、変形例２で説明した「メカナムホイール１１のそれぞれの回転速度を用いて算出した算出値」との、論理和に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。

（防護領域４０１の切り替えを行う工程について）
図１３は、第１の実施形態の変形例３に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図である。図１３のステップＳ１３０１において、主制御器２２は、移動計画を参照し、全方向移動体１の搬送対象物５００の搬送開始を示すドッキングモードの開始となるまで待機する。ドッキングモードの開始となると、主制御器２２は、防護領域制御器３２へ動作信号（例えば、ミューティング信号）を出力する（ステップＳ１３０２）。

一方、防護領域制御器３２は、ステップＳ１３０３において、全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下となるまで待機する。具体的には、防護領域制御器３２は、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄによって検出されるメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの回転速度φ１〜φ４のいずれもが閾値Ｎ未満となるまで待機する。

また、防護領域制御器３２は、ステップＳ１３０４において、全方向移動体１が後退することを示す、主移動速度Ｖｘが０未満になるまで（−（φ１＋φ２）＋（φ３＋φ４）＜０を満たすまで）待機する。

（１）「全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下になり、且つ、主制御器２２からの動作信号の入力がある」というＡＮＤ条件が成立するか、もしくは、（２）主移動速度Ｖｘが０未満になると、すなわち、（１）と（２）のＯＲ条件が成立したとする。この場合、防護領域制御器３２は、セーフティーレーザスキャナ３１に対して、防護領域４０１の範囲を切り替えるための切り替え信号を出力する。これにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１を縮小し（または無効にし）（ステップＳ１３０５）、一連の工程を終了する。

第１の実施形態に係る変形例３によれば、変形例１および変形例２の両方の効果を得ることができる。したがって、全方向移動体１の安全性が低下してしまうことを抑えることができるとともに、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

（第１の実施形態の変形例４）
上述した第１の実施形態では、図７に示したように、各車輪の回転速度の判定に用いられる閾値を１種類（閾値Ｎのみ）とし、回転速度の判定を１段階とした場合について説明した。第１の実施形態の変形例４では、各車輪の回転速度の判定に用いられる閾値を車輪ごとに異なる閾値とし、また、回転速度の判定を複数段階（２段階）にして、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。変形例４では、ドッキングモードに入る前の特定の動作であることを判別することにより、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。

（防護領域４０１の切り替えのロジックについて）
図１４は、第１の実施形態の変形例４に係る防護領域４０１の切り替えのロジックを示す図である。図１４に示すロジック１４００は、メカナムホイール１１の各車輪の回転速度が、それぞれ同一または異なる閾値以下であるか否かを判定し、その判定結果の論理積を出力するロジックがある。

図１４に示す車輪ごとに設定される閾値Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４は、ドッキングモードに入る前の特定の動作を判別するための値である。防護領域制御器３２は、回転速度検出器１３ａによって検出されるメカナムホイール１１ａの回転速度φ１が閾値Ａ１未満となると、さらに、その後に、回転速度φ１が閾値Ｂ１未満となるまで待機する。

同様に、防護領域制御器３２は、回転速度検出器１３ｂ〜１３ｄによって検出されるメカナムホイール１１ｂ〜ｄの回転速度φ２〜φ４がそれぞれ閾値Ａ２〜Ａ４未満となると、さらに、その後に、回転速度φ２〜φ４が閾値Ｂ２〜Ｂ４未満となるまで待機する。

防護領域制御器３２は、回転速度φ１〜φ４がいずれも、順次条件が成立していき、図１４に示す２段階の条件を全て満たすと、すなわち、ＡＮＤ条件が成立すると、ドッキングモードに入る前の特定の動作が行われたものと見なさせる。このため、防護領域制御器３２から、セーフティーレーザスキャナ３１に対して、防護領域４０１の範囲を切り替えるための切り替え信号が出力される。これにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１を縮小（または無効にし）する。

また、主制御器２２は、所定時間が経過すると動作信号を出力する。これにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１の縮小または無効をリセットする。なお、防護領域制御器３２が主制御器２２から動作信号を入力することにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域制御器３２からの指示に基づいて、防護領域４０１の縮小または無効をリセットしてもよい。また、セーフティーレーザスキャナ３１は、主制御器２２から直接、リセットを示す動作信号を入力することにより、防護領域４０１の縮小または無効をリセットしてもよい。

また、セーフティーレーザスキャナ３１は、タイマの計測結果に基づいて、防護領域４０１の縮小または無効をリセットしてもよい。タイマは、防護領域制御器３２に設けられていてもよいし、セーフティーレーザスキャナ３１に設けられていてもよい。防護領域制御器３２にタイマが設けられている場合、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域制御器３２からのタイマの計測結果に基づく指示に基づいて、防護領域４０１の縮小または無効をリセットしてもよい。

第１の実施形態に係る変形例４によれば、全方向移動体１がドッキングモードに入る前の特定の動作を行った際に、セーフティーレーザスキャナ３１によって搬送対象物５００が障害物として検出されないようにすることができる。したがって、防御領域の範囲を縮小させることによって、安全性が低下してしまうことを抑えることができる。また、より適切なタイミングで防護領域４０１の範囲を縮小できるため、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

さらに、第１の実施形態に係る変形例４によれば、主制御器２２からの動作信号を用いなくても、ドッキングモードに入る前の特定の動作であることを判別して、防護領域４０１の範囲を縮小させることができる。これにより、主制御器２２が行う動作信号の出力に係る負荷を抑えることができる。

なお、第１の実施形態に係る変形例４に、第１の実施形態に係る変形例１を適用してもよい。すなわち、主制御器２２から出力される動作信号を用いて、防護領域４０１の範囲を縮小させるようにしてもよい。具体的には、「回転速度φ１〜φ４が図１４に示す２段階の条件を全て満たしたことの論理積」と、「主制御器２２から出力される動作信号」との論理積に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させてもよい。

これにより、搬送対象物５００が配置される位置で、全方向移動体１が特定の動作を行った際に（搬送対象物５００とドッキングする際）に、セーフティーレーザスキャナ３１によって搬送対象物５００が障害物として検出されないようにすることができる。すなわち、全方向移動体１が特定の動作を行ったとしても、搬送対象物５００が配置される位置の近くでなければ、防御領域を縮小しないようにすることができる。したがって、不適切な位置で、防御領域の範囲を縮小させることによって、安全性が低下してしまうことを抑えることができる。また、より適切なタイミングで防護領域４０１の範囲を縮小できるため、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

（第１の実施形態の変形例５）
上述した第１の実施形態では、各車輪の回転速度のみに応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明した。第１の実施形態の変形例５では、「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積」と、「回転異常の検出結果」との論理積に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。

メカナムホイール１１の各車輪の回転速度について、異常を検出するには、数式（５）、数式（６）が用いられる。

回転速度検出器１３に異常が無く、さらに、路面と車輪間との間に滑りがない理想的な状態では、数式（５）に示す「｜ｈ｜」は、ゼロとなる。一方で、φ１〜φ４の少なくともいずれかの値が異常値を示す場合には、「｜ｈ｜」はゼロ以上の値を示す。そこで「ξ」を許容値として設定することにより、数式（６）によって異常値を判定できる。

ここで、上述した順運動学の数式（１）において、φ１、φ２、φ３、φ４と、Ｖｘ、Ｖｙ、ωとの関係を示した。数式（１）において、φ１、φ２、φ３、φ４は、理論上は任意の値がとることができるが、実際には路面と車輪との間の拘束条件により、任意の値をとることはできない。

一方で、上述した逆運動学の数式（２）では、Ｖｘ、Ｖｙ、ωは、任意の値をとることができる。数式（６）は、数式（１）で拘束条件から外れたφ１〜φ４のいずれかの値が入力されたことを判定する式である。

順運動学の数式（１）を用いて、
φ１＝−１、φ２＝−１、φ３＝１、φ４＝１、とすると、
Ｖｘ＝１、Ｖｙ＝０、ω＝０
である。
このとき、｜ｈ｜＝０である。

次に、順運動学の数式（１）を用いて、
φ１＝０、φ２＝−１、φ３＝１、φ４＝１、とすると、
Ｖｘ＝０．７５、Ｖｙ＝−０．２５、ω＝−０．４８３５
である。
このとき、｜ｈ｜＝１である。
ｈ≠０であるため、一部の車輪の回転速度に異常があると判定できる。

得られたＶｘ、Ｖｙ、ωを逆運動学の数式（２）に代入してみると、
φ１＝−０．２４９、φ２＝−０．７４９、φ３＝１．２５０、φ４＝０．７５
となり、入力した値である、
φ１＝０、φ２＝−１、φ３＝１、φ４＝１
と矛盾することからも、一部の車輪の回転速度に異常があると判定できる。

（防護領域４０１の切り替えを行う工程について）
図１５は、第１の実施形態の変形例５に係る全方向移動体１が行う、防護領域４０１の切り替えを行う工程を示すシーケンス図である。図１５のステップＳ１５０１において、防護領域制御器３２は、全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下となるまで待機する。具体的には、防護領域制御器３２は、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄによって検出されるメカナムホイール１１ａ〜１１ｄの回転速度φ１〜φ４のいずれもが閾値Ｎ未満となるまで待機する。

また、防護領域制御器３２は、ステップＳ１５０２において、異常を検出するまで、すなわち、「｜ｈ｜＜ξ」となるまで待機する。異常を検出すると、ステップＳ１５０３において、防護領域制御器３２は、一定時間持続したか否かを判定する。ここで、一定時間持続したか否かの判定を行うには、例えば、平均化フィルタが用いられる。これによって、ノイズや一時的な車輪の滑りによって、回転異常と判定してしまい、停止してしまうことを抑えることができる。

異常が一定時間持続しない場合には、ＮＯＴ条件が成立する。このＮＯＴ条件の成立と、ステップＳ１５０１において全方向移動体１の速度が低速値Ｖｓ以下になることとの、ＡＮＤ条件が成立したとする。この場合、防護領域制御器３２は、セーフティーレーザスキャナ３１に対して、防護領域４０１の範囲を切り替えるための切り替え信号を出力する。これにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１を縮小し（または無効にし）（ステップＳ１５０４）、一連の工程を終了する。

一方で、異常が一定時間持続した場合には、防護領域制御器３２は、全方向移動体１を停止させるための保護停止信号を出力する。保護停止信号は、防護領域制御器３２から遮断器３３へ直接、または、他の機器（主制御器２２、モータ制御回路２３、セーフティーレーザスキャナ３１など）を介して、遮断器３３へ出力される。遮断器３３は、停止信号を入力すると、駆動モータ１２を停止させ（ステップＳ１５０５）、一連の工程を終了する。

第１の実施形態に係る変形例５によれば、回転異常がある場合や回転速度検出器１３に異常がない場合において、全方向移動体１が低速（低速値Ｖｓ以下）で走行した場合に、セーフティーレーザスキャナ３１の防護領域４０１の範囲を縮小することができる。したがって、回転異常がなく、正常に動作している場合に、防護領域４０１の範囲を縮小し、搬送対象物５００をピックアップすることができる。したがって、安全性を向上させつつ、全方向移動体１を適切に動作させることができる。

また、第１の実施形態に係る変形例５によれば、回転異常がある場合や回転速度検出器１３に異常がある場合には、全方向移動体１を停止させることができる。したがって、安全性をより向上させることができる。

また、第１の実施形態に係る変形例５では、車輪の回転異常を一定時間検出した場合に、全方向移動体１を停止させる。このため、ノイズや一時的な車輪の滑りで車輪の回転異常であると判定してしまうことにより、全方向移動体１を停止させてしまうことを抑えることができる。これにより、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、全方向移動体１の駆動輪を、４個のメカナムホイール１１とした場合について説明した。第２の実施形態では、全方向移動体１の駆動輪を、４個のオムニホイールとした場合について説明する。

（オムニホイール１６０１ａ〜１６０１ｄの座標系について）
図１６は、全方向移動体１６００及びオムニホイール１６０１ａ〜１６０１ｄの座標系の一例を示す図である。なお、オムニホイール１６０１ａ〜１６０１ｄは、特に区別する必要がない場合には、単に「オムニホイール１６０１」と記す。図１６に示すように、全方向移動体１６００は、４個のオムニホイール１６０１を備える。４個のオムニホイール１６０１は、オムニホイール１６０１ａおよびオムニホイール１６０１ｄを結ぶ車軸と、オムニホイール１６０１ｂおよびオムニホイール１６０１ｃを結ぶ車軸とが、全方向移動体１６００の中心を通り、相互に９０°の角度をなすように配置される。

図１６において、全方向移動体１６００の進行方向（前進方向）をｘ軸とし、横方向をｙ軸とし、紙面に垂直方向をｚ軸（不図示）とする。また、ｘ軸は、図示の上方を正の向きとする。ｙ軸は図示の左方向を正の向きとする。また、旋回方向は、図示の反時計回りを正の向きとする。また、全方向移動体１６００の前進方向の速度をＶｘとする。全方向移動体１６００の横方向の速度をＶｙとする。また、全方向移動体１６００の旋回速度をωとする。

各オムニホイール１６０１の回転方向は、それぞれ、全方向移動体１６００への取り付け方向（全方向移動体１７００の中心）に向かって反時計方向を正（プラス）とする。また、オムニホイール１６０１ａの車輪の回転速度をφ１とし、オムニホイール１６０１ｂの車輪の回転速度をφ２とし、オムニホイール１６０１ｃの車輪の回転速度をφ３とし、オムニホイール１６０１ｄの車輪の回転速度をφ４とする。

オムニホイール１６０１についても、第１の実施形態で説明したメカナムホイール１１と同様に、上述した数式（１）〜（３）を適用することができる。したがって、主制御器２２は、算出した目標回転速度をモータ制御回路２３に出力することにより、全方向移動体１６００を所望の方向へ所望の速度で移動させることができる。

また、第１の実施形態の変形例２と同様に、主進行方向に対して全方向移動体１６００が後退しているか否かは、上述した数式（４）によって判定することができる。また、第１の実施形態の変形例５と同様に、オムニホイール１６０１についての各車輪の回転速度の異常の有無は、上述した数式（５）、（６）によって判定することができる。

したがって、第２の実施形態に係る、オムニホイール１６０１を用いた全方向移動体１６００によれば、第１の実施形態に示したメカナムホイール１１を用いた全方向移動体１と同様の効果を奏することができる。また、第２の実施形態においても、第１の実施形態の変形例１〜５に示した各変形例を適用することができる。

（第３の実施形態）
上述した第２の実施形態では、全方向移動体１の駆動輪を、４個のオムニホイールとした場合について説明した。第３の実施形態では、全方向移動体１の駆動輪を、３個のオムニホイールとした場合について説明する。

（オムニホイール１７０１ａ〜１７０１ｃの座標系について）
図１７は、全方向移動体１７００及びオムニホイール１７０１ａ〜１７０１ｃの座標系の一例を示す図である。なお、オムニホイール１７０１ａ〜１７０１ｃは、特に区別する必要がない場合には、単に「オムニホイール１７０１」と記す。図１７に示すように、全方向移動体１７００は、３個のオムニホイール１７０１を備える。３個のオムニホイール１７０１は、それぞれの車軸が全方向移動体１７００の中心を通るように配置される。また、３個のオムニホイール１７０１は、それぞれの車軸間の間隔が１２０°の角度をなすように配置される。

図１７において、全方向移動体１７００の進行方向（前進方向）をｘ軸とし、横方向をｙ軸とし、紙面に垂直方向をｚ軸（不図示）とする。また、ｘ軸は、図示の上方を正の向きとする。ｙ軸は図示の左方向を正の向きとする。また、旋回方向は、図示の反時計回りを正の向きとする。また、全方向移動体１７００の前進方向の速度をＶｘとする。全方向移動体１７００の横方向の速度をＶｙとする。また、全方向移動体１７００の旋回速度をωとする。

各オムニホイール１７０１の回転方向は、それぞれ、全方向移動体１７００への取り付け方向（全方向移動体１７００の中心）に向かって反時計方向を正（プラス）とする。また、オムニホイール１７０１ａの車輪の回転速度をφ１とし、オムニホイール１７０１ｂの車輪の回転速度をφ２とし、オムニホイール１７０１ｃの車輪の回転速度をφ３とする。

ここで、３輪のオムニホイール１７０１を備える全方向移動体１７００について、各オムニホイール１７０１の回転速度と全方向移動体１７００の移動速度との関係について説明する。各オムニホイール１７０１の回転速度と全方向移動体１の移動速度は、数式（７）で表すことができる。数式（７）は、順運動学と呼ばれる数式である。

Ｃは３×３行列である。行列成分には、オムニホイール１７０１の車輪径や、車輪配置に関係する係数が入る。

一方、数式（８）は、逆運動学と呼ばれる数式である。数式（８）は、全方向移動体１７００の目標速度から、必要な車輪回転速度を算出する計算式である。

Ｄは３×３行列である。行列成分には、オムニホイール１７０１の車輪径や、車輪配置に関係する係数が入る。主制御器２２は、数式（７）および数式（８）の関係を用いることにより、全方向移動体１７００の目標速度から、３つのオムニホイール１７０１の目標回転速度を算出する。主制御器２２は、算出した目標回転速度をモータ制御回路２３に出力することにより、全方向移動体１７００を所望の方向へ所望の速度で移動させることができる。

（速度判定のロジックについて）
図１８は、第３の実施形態に係る速度判定のロジックを示す図である。図１８に示すロジック１８００は、オムニホイール１７０１の各車輪の回転速度が閾値以下であるか否かを判定し、その判定結果の論理積を出力するロジックがある。具体的には、ロジック１８００は、回転速度φ１〜φ３のいずれもが閾値Ｑ未満になると、すなわち、ＡＮＤ条件が成立すると、防護領域４０１の切り替え信号を出力するロジックを示す。

回転速度検出器１３ａ〜１３ｄによって検出されるオムニホイール１７０１ａ〜１７０１ｃの回転速度φ１〜φ３のいずれもが閾値Ｑ未満となることは、全方向移動体１７００が閾値以下（低速）であることを示す。すなわち、ロジック１８００における論理積の出力結果は、全方向移動体１７００が閾値以下（低速）であることを示す。

回転速度φ１〜φ３のいずれもが閾値Ｑ未満となると、防護領域制御器３２から、セーフティーレーザスキャナ３１に対して、防護領域４０１の範囲を切り替えるための切り替え信号が出力される。これにより、全方向移動体１７００が低速で走行した場合に、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域４０１の範囲を縮小することができる。

以上説明した、第３の実施形態に係る、３個のオムニホイール１７０１を用いた全方向移動体１７００によれば、第１の実施形態に示したメカナムホイール１１を用いた全方向移動体１と同様の効果を奏することができる。

また、第３の実施形態においても、第１の実施形態の変形例１，３〜５に対応する変形例を適用することができる。なお、第１の実施形態の変形例５に示した、「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積」と、「回転異常の検出結果」との論理積に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させることについて補足する。３個のオムニホイール１７０１を備えた全方向移動体１７００の場合、各車輪の回転速度を任意にとることができるため、３個のオムニホイール１７０１のそれぞれの回転速度のみから回転数の異常を検出することはできない。すなわち、第１の実施形態の変形例５に示した、数式（５）、（６）に対応する式を得ることができない。

このため、主制御器２２の指示に基づく回転速度の目標値と、回転速度検出器１３によって検出される実際の車輪回転数との差が、所定の閾値よりも大きい場合に異常と見なすようにしてもよい。これにより、３個のオムニホイール１７０１を備えた全方向移動体１７００において、「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積」と、「回転異常の検出結果」との論理積に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させることができる。

（第３の実施形態の変形例１）
第３の実施形態の変形例１では、第１の実施形態の変形例２に対応する例について説明する。上述した第３の実施形態では、各車輪の回転速度の判定結果を用いた論理積の出力結果に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明した。第３の実施形態の変形例１では、「各車輪の回転速度が閾値以下であることの論理積」と、「オムニホイール１７０１のそれぞれの回転速度を用いて算出した算出値」との論理和に応じて、防護領域４０１の範囲を縮小させる場合について説明する。

ここで言う算出値は、全方向移動体１７００のｘ方向（「主進行方向」ともいう）の主移動速度Ｖｘの判定に用いられる。変形例１では、算出値が所定値ｍ未満となる場合に、防護領域４０１の範囲を縮小させることについて説明する。数式（９）は、主進行方向に対する全方向移動体１の速度の判定式を示す。

ｍは、判定閾値である。ｋ１、ｋ２、ｋ３は、いずれも適切な係数である。

図１７に示す例において、例えば、ｋ１＝０、ｋ２＝−１、ｋ３＝１とすると、数式（９）は、数式（１０）によって表される。

数式（９）および数式（１０）に基づく判定結果を用いることにより、例えば、全方向移動体１７００が後退していると判定することができる。

第３の実施形態の変形例１では、図１８に示したロジック１８００の出力結果と、オムニホイール１７０１のそれぞれの回転速度を用いて算出した算出値を用いた判定結果との、論理和（ＯＲ条件の結果）を出力するロジックを用いる。そして、このロジックを用いて、これらのＯＲ条件が成立することにより、防護領域制御器３２は、防護領域４０１を縮小させるための信号を出力する。これにより、全方向移動体１は、防護領域４０１の範囲を縮小させることができる。

第３の実施形態に係る変形例１によれば、全方向移動体１７００の移動速度が低下したときのみならず、例えば、全方向移動体１７００が後退するときにも、防護領域４０１の範囲を縮小させることができる。例えば、全方向移動体１７００が搬送対象物５００の近くで、搬送対象物５００に対する向き（正対する向き）を整える場合など後退するような場合に、防御領域の範囲を適切に縮小させ、搬送対象物５００を障害物として検出しないようにすることができる。したがって、全方向移動体１７００が行う搬送の効率化を図ることができる。

（第１の実施形態〜第３の実施形態の機能的構成について）
次に、上述した第１の実施形態〜第３の実施形態に係る全方向移動体１、１６００、１７００（以下「全方向移動体１等」と称する）の機能的構成について説明する。全方向移動体１等は、駆動輪と、回転速度検出部と、物体検出部と、制御装置とを備える。制御装置は、減速制御部（制御部）と、変更部とを備える。

駆動輪は、全方向移動体１等を全方向に移動させるための３個以上の駆動輪であって、それぞれが独立して駆動される。駆動輪は、例えば、４個のメカナムホイール１１ａ〜１１ｄ（図３参照）、４個のオムニホイール１６０１ａ〜１６０１ｄ（図１６参照）、および、３個のオムニホイール１７０１ａ〜１７０１ｃ（図１７参照）のうちの、いずれかを用いることができる。

回転速度検出部は、駆動輪のそれぞれの回転速度を検出する。回転速度検出部は、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄ（図１Ａ参照）によって実現される。回転速度検出部（回転速度検出器１３ａ〜１３ｄ）には、ロータリエンコーダを用いたが、これに限らない。例えば、回転速度検出部には、タコジェネレータ、レゾルバなど、他の速度センサを用いてもよい。また、回転速度検出部から出力される信号は、アナログ電圧値でもよいし、アナログ電圧値を変換したデジタル値であってもよい。

物体検出部は、全方向移動体１等の周囲の物体を検出する。物体は、人や物などの障害物である。物体検出部は、例えば、監視領域４００（図４参照）内の物体を検出する。監視領域４００は、防護領域４０１と、警告領域４０２とを含む。物体検出部は、例えば、セーフティーレーザスキャナ３１（図１Ａ参照）によって実現される。ただし、物体検出部は、セーフティーレーザスキャナ３１に限らず、物体を撮像するカメラを用いたり、超音波式のセンサなど他のセンサを用いたりすることも可能である。また、物体検出部は、複数設けられていてもよい。例えば、物体検出部は、全方向移動体１等の左右や後方に設けられていてもよい。

減速制御部は、物体検出部によって監視領域４００内で物体が検出された場合に、全方向移動体１等を減速させる。減速には、停止を含むものとする。減速制御部は、例えば、停止させる機能が遮断器３３（図１Ａ参照）によって実現され、減速させる機能が主制御器２２によって実現される。例えば、減速制御部は、物体検出部によって監視領域４００のうち防護領域４０１内で物体が検出された場合に、遮断器３３の機能によって、全方向移動体１等を停止させる。また、減速制御部は、物体検出部によって監視領域４００のうち警告領域４０２内で物体が検出された場合に、主制御器２２の機能によって全方向移動体１等を、停止させずに減速させる。

変更部は、回転速度検出部によって検出される駆動輪のそれぞれの回転速度に基づいて、監視領域４００の範囲を変更する。変更部は、例えば、駆動輪のそれぞれの回転速度が閾値以下、すなわち、全方向移動体１等の速度が低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）以下になると、物体検出部に設定される監視領域４００のうち、防護領域４０１の範囲を縮小させる。

なお、変更部は、駆動輪のそれぞれの回転速度に基づいて、防護領域４０１の範囲のみならず、警告領域４０２の範囲を変更してもよい。また、変更部は、防護領域４０１の範囲のみを変更し、警告領域４０２の範囲については変更しないでもよいし、警告領域４０２の範囲のみを変更し、防護領域４０１の範囲については変更しないでもよい。

以上説明した、少なくともひとつの実施形態によれば、各駆動輪の回転速度に基づいて、監視領域４００（防護領域４０１）の範囲を変更する変更部を持つことにより、複数のセンサなどを設けなくても、簡単な構成で、防護領域４０１の範囲を縮小できる。したがって、搬送対象物５００の近くで、搬送対象物５００を障害物として判別して、全方向移動体１が停止してしまうことを抑えることができる。この結果、全方向移動体１等の安全性を向上させることができる。このため、全方向移動体１を簡単且つ適切に動作させることができる。

（安全制御系をハードウェアまたはソフトウェアによって実現する場合について）
変更部は、駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かを判定し、当該判定の結果の論理積に基づいて、監視領域４００の範囲を変更する。例えば、図７に示したように、変更部は、メカナムホイール１１のそれぞれについての回転速度が閾値以下であることを示すＡＮＤ条件（論理積）が成立した場合に、防護領域４０１の範囲を縮小させる。

具体的には、変更部は、例えば、防護領域制御器３２（ハードウェア）によって実現される。ただし、変更部は、主制御器２２（ソフトウェア）によって実現されてもよい。すなわち、所定の監視領域変更プログラムをＣＰＵに実行させることによって、物体検出部の監視領域４００の範囲を変更する、という変更部の機能を実現してもよい。

また、減速制御部のうち、停止させる機能は、遮断器３３（例えばセーフティーリレー）によって実現される。ただし、減速制御部のうち、停止させる機能は、主制御器２２（ソフトウェア）によって実現されてもよい。すなわち、所定の停止プログラムをＣＰＵに実行させることによって、全方向移動体１等を停止させる、という減速制御部の機能を実現してもよい。この場合、減速制御部には、例えば、安全認証が取得済みのセーフティコントローラが用いられる。ただし、減速制御部には、通常のコントローラ、ＰＣ、シーケンサなどを用いることも可能である。

ただし、安全制御系の機能である、変更部の機能と、減速制御部の停止させる機能とを、ソフトウェアによって実現したとすると、回転速度検出部によって検出される回転速度から全方向移動体等１の移動速度を算出するという、演算処理が必要になる。この演算処理を安全制御系に組み込むことは、安全面を担保するという観点から、開発者には多大な時間と労力がかかる。具体的には、バグやエラーの有無などを鋭意検証し、パフォーマンスレベル（PL：Performance Level）や、安全度水準（SIL：Safety Integrity Level）といった性能指標を得る必要があるため、ソフトウェアの開発プロセスにおいて多大な時間と労力がかかってしまう。

そこで、変更部や、減速制御部の停止させる機能を、制約可変言語を用いる安全対応ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）などの機器によって実現することにより、このような、開発プロセスにおける多大な時間とコストを抑えることができる。また、ソフトウェアによる演算処理を不要とすることができるため、演算処理に係る制御の負荷を抑えることができる。また、簡単な構成で正確な出力結果を得ることができる。したがって、全方向移動体１等を、より簡単な構成で適切に動作させることができるとともに、全方向移動体１等の安全性の向上を図ることができる。

（移動速度を示す算出値に基づく監視領域４００の変更について）
変更部は、駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される全方向移動体１等の移動速度を示す算出値に基づいて、監視領域の範囲を変更する。全方向移動体１等の移動速度を示す算出値は、例えば、上述した数式（４）の左辺に示す主移動速度Ｖｘである。変更部は、例えば、主移動速度Ｖｘが０未満になると、すなわち、後退すると、防護領域４０１の範囲を縮小させる。なお、主移動速度Ｖｘの判定は、「０未満」に限らず、所定速度未満としてもよい。ただし、ここで言う所定速度は、全方向移動体１等の速度が低速を示す低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）よりも低い値であればよい。

これにより、全方向移動体１が搬送対象物５００の近くで、搬送対象物５００に対する向き（正対する向き）を整える場合など、より低速（低速値Ｖｓ以下）または後退するような場合に、防御領域の範囲を適切に縮小させ、搬送対象物５００を障害物として検出しないようにすることができる。したがって、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

（論理和に基づく監視領域４００の変更について）
変更部は、駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以上であるか否かを判定し、「当該判定の結果の論理積」と、「駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される全方向移動体１等の移動速度を示す算出値」と、の論理和に基づいて、監視領域４００の範囲を変更する。具体的には、変更部は、図１１に示したように、全方向移動体１等が低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）以下で走行するか、主移動速度Ｖｘが０未満になるかの、いずれか一方の条件（ＯＲ条件）の成立により、防護領域４０１の範囲を縮小させる。

これにより、全方向移動体１が搬送対象物５００に近づいて、低速走行（低速値Ｖｓ以下）した場合のみならず、搬送対象物５００に対する向き（正対する向き）を整える場合など、より低速または後退するような場合にも、防御領域の範囲を適切に縮小させて搬送対象物５００を障害物として検出しないようにすることができる。したがって、全方向移動体１が行う搬送の効率化を図ることができる。

（動作信号に基づく監視領域４００の変更について）
変更部は、駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以上であるか否かを判定し、「判定の結果の論理積」と、「全方向移動体１等の移動計画を用いて生成された、全方向移動体１等の動作を切り替えるための動作信号」と、の論理積に基づいて、監視領域の範囲を変更する。具体的には、変更部は、図９に示したように、全方向移動体１等が低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）以下で走行することと、動作信号（例えば、ミューティング信号）の入力との、これらの両方の条件（ＡＮＤ条件）が成立することにより、防護領域４０１の範囲を縮小させる。また、動作信号は、ミューティング信号に限らず、防護領域４０１の範囲を縮小させるための信号や、警告領域４０２の範囲を縮小させるための信号であってもよい。

これにより、搬送対象物５００が配置される位置の近くで全方向移動体１等が低速走行（低速値Ｖｓ以下）した際に、物体検出部によって搬送対象物５００が障害物として検出されないようにすることができる。すなわち、全方向移動体１等が低速走行したとしても、搬送対象物５００が配置される位置の近くでなければ、防護領域４０１を縮小しないようにすることができる。したがって、不適切な位置で、防御領域の範囲を縮小させることによって、安全性が低下してしまうことを抑えることができる。また、より適切なタイミングで防護領域４０１の範囲を縮小できるため、全方向移動体１等が行う搬送の効率化を図ることができる。

（異常検出時の停止について）
減速制御部は、駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される駆動輪の状態を示す算出値が、異常を示す閾値以上である場合に、全方向移動体１等を停止させる。駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される駆動輪の状態を示す算出値は、例えば、上述した数式（５）によって得られる値「ｈ」の絶対値「｜ｈ｜」である。異常を示す閾値は、例えば、上述した数式（６）の「ξ」である。減速制御部は、算出値「｜ｈ｜」が、異常を示す閾値「ξ」以上である場合に、全方向移動体１等を停止させる。

これにより、全方向移動体１等に、回転異常がある場合や回転速度検出器１３に異常がある場合に、全方向移動体１等を停止させることができる。したがって、安全性をより向上させることができる。

（異常検出時の停止の他の例について）
減速制御部は、駆動輪のそれぞれの速度指令値が示す各回転速度と、回転速度検出部によって検出される駆動輪のそれぞれの回転速度と、の相違に基づいて、全方向移動体１等を停止させてもよい。具体的には、回転異常や回転速度検出器１３の異常を検出する別の方法として、減速制御部は、主制御器２２の指示に基づく回転速度の目標値と、回転速度検出部によって検出される実際の車輪回転数との差が、所定の閾値よりも大きい場合に異常と見なして、異常を検出するようにしてもよい。

このようにしたとしても、全方向移動体１等に、回転異常がある場合や回転速度検出器１３に異常がある場合に、全方向移動体１等を停止させることができる。したがって、安全性をより向上させることができる。

（平均化フィルタを用いた例について）
変更部は、駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される算出値が示す状態が一定時間継続したか否かに基づいて、監視領域４００の範囲を変更する。回転速度を用いて算出される算出値が示す状態は、例えば、図１５に示したように、回転異常を示す状態、すなわち、駆動輪の状態を示す算出値「｜ｈ｜」が異常を示す閾値「ξ」以上となる状態である。一定時間継続したか否かの判定には、例えば、平均化フィルタが用いられる。変更部は、駆動輪の状態を示す算出値「｜ｈ｜」が、異常を示す閾値「ξ」以上となったことが一定時間以上継続していない場合において、全方向移動体１が低速（低速値Ｖｓ以下）で走行した場合に、防護領域４０１の範囲を縮小させる。

一方で、駆動輪の状態を示す算出値「｜ｈ｜」が、異常を示す閾値「ξ」以上となったことが一定時間以上継続した場合は、全方向移動体１が低速走行した否かにかかわらず、全方向移動体１等を停止させる。これによって、ノイズや一時的な車輪の滑りによって、回転異常と判定してしまい、停止してしまうことを抑えることができる。

ただし、回転速度を用いて算出される算出値が示す状態は、回転異常を示す状態に限らない。例えば、全方向移動体１等の速度が低速を示す低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）以下である状態や、全方向移動体１が後退していることを示す状態（例えば主移動速度Ｖｘ＜０）や、ドッキングモードに入る前の特定の動作を示す状態であってもよい。これらの状態については、一定時間継続した場合に、防護領域４０１の範囲を縮小させてもよい。

これにより、ノイズ等によって、これらの状態であると判定してしまうことにより、防護領域４０１を縮小させてしまうことを抑えることができる。このため、不適切なタイミングで防護領域４０１を縮小させてしまうことを抑えることができ、安全性をより向上させることができる。

（ドッキング時以外の速度の監視について）
なお、上述した説明では、監視領域４００の変更は、ドッキング時に行われる場合について説明したが、ドッキング時以外のときに行われてもよい。例えば、監視領域４００の変更は、速度のみに応じて行われてもよい。例えば、全方向移動体１等が低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）以下で走行した場合に、警告領域４０２の範囲を縮小させ、全方向移動体１等が低速を示す速度を超えた速度（高速）で走行した場合に、警告領域４０２の範囲を広げてもよい。

ここで、衝突時の危害の大きさは、全方向移動体１等の運動エネルギーに依存することから、人との衝突のおそれがある場合には速度を落とすことが大原則である。また、衝突を回避するための処理時間の観点からも、高速で移動している場合には、障害物を非接触で検出してから、物理的な接触に至るまでの時間が短く、衝突を回避する動作が間に合わない場合がある。このため、低速の移動であれば、時間的に衝突を回避する動作が間に合う。このように、全方向移動体１等の速度に応じて、監視領域４００の範囲を変更するといった速度の監視を行うことにより、ドッキング時以外のときの安全性についても向上させることができる。

（速度の監視の利用例について）
ここで、通常制御系は、安全制御系の有効または無効を制御してもよい。例えば、フェールセーフ機能として速度の監視を行ってもよい。具体的には、安全制御系が無効の状態で、全方向移動体１等が第１の速度（制限速度）を超えた場合に、安全制御系を有効にし、安全制御系が全方向移動体１等を停止させてもよい。また、安全制御系の有効または無効にかかわらず、第２の速度（非常停止速度）を越えた場合には、安全制御系による制御を最優先して、安全制御系が全方向移動体１等を停止させてもよい。

（縮小した防護領域４０１の解除について）
また、上述した説明において、全方向移動体１等の移動速度が閾値以上（例えば低速値Ｖｓ以上）の状態から、全方向移動体１等の移動速度が閾値以下（例えば低速値Ｖｓ以下）になると、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域制御器３２から切り替え信号が入力されて、防護領域４０１を縮小する。

その後、全方向移動体１等の移動速度が閾値以上になると、セーフティーレーザスキャナ３１は、防護領域制御器３２からの切り替え信号の出力が解除されることにより、セーフティーレーザスキャナ３１は、縮小した防護領域４０１の範囲を通常の範囲に戻す。なお、防護領域４０１の範囲を切り替える際のチャタリングを防止するために、移動速度の閾値は、切り替え信号が出力されるときと、切り替え信号の出力が解除されるときとで、異なる値としてもよい。

（防護領域４０１を縮小した際の速度監視について）
また、防護領域制御器３２は、防護領域４０１の範囲を縮小させる切り替え信号を、主制御器２２にも出力してもよい。主制御器２２は、防護領域制御器３２から切り替え信号が出力されている間は（防護領域４０１の範囲が縮小している間は）、移動速度が閾値以上にならないように、モータ制御回路２３を制御して、速度を監視してもよい。ここでいう閾値は、低速値Ｖｓであるか否かを判定する閾値でもよいし、それよりも低い値（低い速度）でもよい。

また、切り替え信号が出力されている間に、移動速度が閾値を超えた場合、遮断器３３は、駆動モータ１２を停止させ、全方向移動体１等を停止させる。また、防護領域制御器３２は、例えば、主制御器２２からの切り替え信号の解除の指令を受けて、セーフティーレーザスキャナ３１によって監視領域４００内に物体が検出されていない場合は、切り替え信号の出力を解除する。そして、防護領域制御器３２からの切り替え信号の出力が解除されると、主制御器２２は、移動速度の閾値を再設定する。ここでいう閾値は、低速値Ｖｓであるか否かを判定する閾値Ｖｓでもよいし、それよりも高い値（高い速度）でもよい。

（制御装置の他の一例について）
次に、制御装置の他の一例について説明する。上述した説明では、制御装置が、減速制御部と、変更部とを備える場合について説明した。ここでは、制御装置の他の一例として、制御装置が変更部のみを備える場合について説明する。ここで説明する制御装置は、周囲物体検出器に接続して使用される。周囲物体検出器は、例えば、上述した物体検出部の機能を有する。具体的には、周囲物体検出器は、例えば、セーフティーレーザスキャナ３１によって実現される。周囲物体検出器は、周囲の物体を監視領域４００内で検出した場合に、機械（例えば、全方向移動体１等）の動作を減速あるいは停止させるための信号を出力する。

また、制御装置（変更部）は、周囲物体検出器に接続して使用され、周囲物体検出器の監視領域４００の範囲を変更する。制御装置は、３個以上の各々独立の移動速度量検出器からの移動速度信号を入力する。移動速度量検出器は、例えば、上述した回転速度検出部の機能を有する。具体的には、移動速度量検出器は、例えば、回転速度検出器１３ａ〜１３ｄ（図１Ａ参照）によって実現される。制御装置は、入力したそれぞれの移動速度信号に基づいて、監視領域４００の範囲を変更するための信号を出力する。これにより、周囲物体検出器は、監視領域４００の範囲を変更する。

このような制御装置によれば、移動速度量検出器からの移動速度信号に基づいて、監視領域４００（防護領域４０１）の範囲を変更することができるため、複数のセンサなどを設けなくても、簡単な構成で、防護領域４０１の範囲を縮小できる。したがって、搬送対象物５００の近くで、搬送対象物５００を障害物として判別して、機械（全方向移動体１）が停止してしまうことを抑えることができる。この結果、機械の安全性を向上させることができる。このため、制御装置の他の一例によれば、制御装置の機能によって、機械を簡単且つ適切に動作させることができる。

（周囲物体検出器について）
次に、周囲物体検出器に着目して説明する。周囲物体検出器は、例えば、上述した物体検出部の機能を有する。具体的には、周囲物体検出器は、例えば、セーフティーレーザスキャナ３１によって実現される。周囲物体検出器は、周囲の物体を監視領域４００内で検出した場合に、機械（例えば、全方向移動体１等）の動作を減速あるいは停止させるための信号を出力する。

また、周囲物体検出器は、３個以上の各々独立の移動速度量検出手段から出力されたそれぞれの移動速度信号に基づいて、監視領域４００の範囲が変更される。具体的には、周囲物体検出器は、例えば、移動速度信号から得られる機械の速度が低速値Ｖｓ（例えば０．３ｍ／ｓ）以下になると、監視領域４００のうち、防護領域４０１の範囲が縮小される。

このような周囲物体検出器によれば、移動速度量検出器からの移動速度信号に基づいて、監視領域４００（防護領域４０１）の範囲が変更されるため、複数のセンサなどを設けなくても、簡単な構成で、防護領域４０１の範囲を縮小できる。したがって、搬送対象物５００の近くで、搬送対象物５００を障害物として判別して、機械（全方向移動体１）が停止してしまうことを抑えることができる。この結果、機械の安全性を向上させることができる。このため、周囲物体検出器によれば、周囲物体検出器の機能によって、機械を簡単且つ適切に動作させることができる。

（監視装置について）
次に、監視装置について説明する。上述した「制御装置の他の一例」の説明では、周囲物体検出器と、制御装置とが別々に設けられる場合について説明した。ここでは、周囲物体検出器と、制御装置とが一体として設けられる監視装置について説明する。ここで説明する周囲物体検出器は、例えば、上述した物体検出部の機能を有する。具体的には、周囲物体検出器は、例えば、セーフティーレーザスキャナ３１によって実現される。周囲物体検出器は、周囲の物体を監視領域４００内で検出した場合に、機械（例えば、全方向移動体１等）の動作を減速あるいは停止させるための信号を出力する。

制御装置は、周囲物体検出器に接続して使用され、周囲物体検出器の監視領域４００の範囲を変更する。制御装置は、３個以上の各々独立の移動速度量検出器からの移動速度信号を入力とし、入力したそれぞれの移動速度信号に基づいて、監視領域４００の範囲を変更するための信号を出力する。これにより、周囲物体検出器は、監視領域４００の範囲を変更する。

このような監視装置によれば、移動速度量検出器からの移動速度信号に基づいて、監視領域４００（防護領域４０１）の範囲を変更することができるため、複数のセンサなどを設けなくても、簡単な構成で、防護領域４０１の範囲を縮小できる。したがって、搬送対象物５００の近くで、搬送対象物５００を障害物として判別して、機械（全方向移動体１）が停止してしまうことを抑えることができる。この結果、機械の安全性を向上させることができる。このため、監視装置によれば、監視装置の機能によって、機械を簡単且つ適切に動作させることができる。

なお、上述した実施形態における全方向移動体１の機能の少なくとも一部をコンピューターで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。また、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピューターシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピューターシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、コンピューターシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。記憶装置は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリー等の可搬媒体も含む。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、短時間の間、動的にプログラムを保持するものでもよい。具体的には、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線等である。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」は、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。具体的には、サーバーやクライアントとなるコンピューターシステム内部の揮発性メモリー等である。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上記プログラムは、上述した機能をコンピューターシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１６００、１７００…全方向移動体、１１ａ〜１１ｄ…メカナムホイール、１２ａ〜１２ｄ…駆動モータ、１３ａ〜１３ｄ…回転速度検出器、２１…外部通信機、２２…主制御器、２３…モータ制御回路、３１…セーフティーレーザスキャナ、３２…防護領域制御器、３３…遮断器、２０１…樽型ころ、４００…監視領域、４０１…防護領域、４０２…警告領域、５００…搬送対象物、１６０１ａ〜１６０１ｄ…オムニホイール、１７０１ａ〜１７０１ｃ…オムニホイール

Claims (18)

1. 移動体を全方向に移動させるための３個以上の駆動輪であって、それぞれが独立して駆動される３個以上の駆動輪と、
   前記駆動輪のそれぞれの回転速度を検出する回転速度検出部と、
   前記移動体の周囲の物体を検出する物体検出部と、
   前記物体検出部によって監視領域内で物体が検出された場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる制御部と、
   前記回転速度検出部によって検出される前記駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かを判定し、前記判定の結果の論理積に基づいて、前記監視領域の範囲を変更する変更部と、
   を備える移動体。
2. 前記変更部は、
   前記駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かを判定し、前記判定の結果の論理積と、
   前記駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される前記移動体の移動速度を示す算出値と、
   の論理和に基づいて、前記監視領域の範囲を変更する、
   請求項１に記載の移動体。
3. 前記変更部は、
   前記駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かを判定し、前記判定の結果の論理積と、
   前記移動体の移動計画を用いて生成された、前記移動体の動作を切り替えるための動作信号と、
   の論理積に基づいて、前記監視領域の範囲を変更する、
   請求項１または２に記載の移動体。
4. 前記制御部は、前記駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される前記駆動輪の状態を示す算出値が、異常を示す閾値以上である場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる、
   請求項１〜３いずれか一項に記載の移動体。
5. 前記制御部は、
   前記駆動輪のそれぞれの速度指令値が示す各回転速度と、前記回転速度検出部によって検出される前記駆動輪のそれぞれの回転速度と、の相違に基づいて、前記移動体を減速あるいは停止させる、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の移動体。
6. 前記変更部は、前記駆動輪のそれぞれの回転速度を用いて算出される算出値が示す状態が一定時間継続したか否かに基づいて、前記監視領域の範囲を変更する、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の移動体。
7. 前記駆動輪は、４個のメカナムホイールである、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体。
8. 前記駆動輪は、４個のオムニホイールである、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体。
9. 前記駆動輪は、３個のオムニホイールである、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の移動体。
10. 移動体を全方向に移動させるための３個以上の駆動輪であって、それぞれが独立して駆動される３個以上の駆動輪と、
    前記駆動輪のそれぞれの回転速度を検出する回転速度検出部と、
    前記移動体の周囲の物体を検出する物体検出部と、
    を備える前記移動体に用いられる制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記物体検出部によって監視領域内で物体が検出された場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる制御部と、
    前記回転速度検出部によって検出される前記駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かを判定し、前記判定の結果の論理積に基づいて、前記監視領域の範囲を変更する変更部と、
    を備える制御装置。
11. 周囲の物体を監視領域内で検出した場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための出力を有する周囲物体検出器に接続して使用され、前記周囲物体検出器の前記監視領域の範囲を変更するために用いられる制御装置であって、
    ３個以上の各々独立の移動速度量検出器からの移動速度信号を入力とし、入力したそれぞれの移動速度信号から得られる各駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かの判定結果の論理積に基づいて、前記監視領域の範囲を変更するための信号を出力する制御装置。
12. 周囲の物体を監視領域内で検出した場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための出力を有し、
    ３個以上の各々独立の移動速度量検出手段から出力されたそれぞれの移動速度信号から得られる各駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かの判定結果の論理積に基づいて、前記監視領域の範囲が変更される、
    周囲物体検出器。
13. 周囲の物体を監視領域内で検出した場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための出力を有する周囲物体検出器と、
    前記周囲物体検出器に接続して使用され、前記周囲物体検出器の前記監視領域の範囲を変更するために用いられる制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、３個以上の各々独立の移動速度量検出器からの移動速度信号を入力とし、入力したそれぞれの移動速度信号から得られる各駆動輪のそれぞれの回転速度が所定値以下であるか否かの判定結果の論理積に基づいて、前記監視領域の範囲を変更するための信号を出力する、
    監視装置。
14. 移動体を全方向に移動させるための４個のメカナムホイールであって、それぞれが独立して駆動される４個のメカナムホイールと、
    前記メカナムホイールのそれぞれの回転速度を検出する回転速度検出部と、
    前記移動体の周囲の物体を検出する物体検出部と、
    前記物体検出部によって監視領域内で物体が検出された場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる制御部と、
    前記回転速度検出部によって検出される前記メカナムホイールのそれぞれの回転速度に基づいて、前記監視領域の範囲を変更する変更部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記メカナムホイールのそれぞれの回転速度を用いて、加法および減法により前記メカナムホイールの状態を示す算出値を算出し、前記算出値が異常を示す閾値以上である場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる、
    移動体。
15. 移動体を全方向に移動させるための４個のメカナムホイールであって、それぞれが独立して駆動される４個のメカナムホイールと、
    前記メカナムホイールのそれぞれの回転速度を検出する回転速度検出部と、
    前記移動体の周囲の物体を検出する物体検出部と、
    を備える前記移動体に用いられる制御装置であって、
    前記制御装置は、
    前記物体検出部によって監視領域内で物体が検出された場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる制御部と、
    前記回転速度検出部によって検出される前記メカナムホイールのそれぞれの回転速度に基づいて、前記監視領域の範囲を変更する変更部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記メカナムホイールのそれぞれの回転速度を用いて、加法および減法により前記メカナムホイールの状態を示す算出値を算出し、前記算出値が異常を示す閾値以上である場合に、前記移動体を減速あるいは停止させる、
    制御装置。
16. 周囲の物体を監視領域内で検出した場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための出力を有する周囲物体検出器に接続して使用され、前記周囲物体検出器の前記監視領域の範囲を変更するために用いられる制御装置であって、
    ４個の各々独立の移動速度量検出器からの移動速度信号を入力とし、入力したそれぞれの移動速度信号から得られる各メカナムホイールのそれぞれの回転速度を用いて、加法および減法により前記メカナムホイールの状態を示す算出値を算出し、前記算出値が異常を示す閾値以上である場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための信号を出力する制御装置。
17. 周囲の物体を監視領域内で検出した場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための出力を有し、
    ４個の各々独立の移動速度量検出手段から出力されたそれぞれの移動速度信号から得られる各メカナムホイールのそれぞれの回転速度を用いて、加法および減法により算出された前記メカナムホイールの状態を示す算出値が異常を示す閾値以上である場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための信号を出力する、
    周囲物体検出器。
18. 周囲の物体を監視領域内で検出した場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための出力を有する周囲物体検出器と、
    前記周囲物体検出器に接続して使用され、前記周囲物体検出器の前記監視領域の範囲を変更するために用いられる制御装置と、
    を備え、
    前記制御装置は、４個の各々独立の移動速度量検出器からの移動速度信号を入力とし、入力したそれぞれの移動速度信号から得られる各メカナムホイールのそれぞれの回転速度を用いて、加法および減法により算出された前記メカナムホイールの状態を示す算出値の異常を示す閾値以上である場合に、機械の動作を減速あるいは停止させるための信号を出力する、
    監視装置。

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