JP7163782B2

JP7163782B2 - Autonomous cart

Info

Publication number: JP7163782B2
Application number: JP2019004351A
Authority: JP
Inventors: 泰栗山
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2039-01-15
Also published as: JP2020113108A

Description

本発明は製造工場や倉庫で物品を搬送するための自律走行台車に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an autonomous traveling vehicle for transporting articles in manufacturing factories and warehouses.

製造工場や倉庫では素材、部品、製品、器具など種々の物品が棚に保管されている。このような場所で働く作業者は、無人で走行する自律走行台車を利用してこれらの物品を荷物として搬送することがある。棚と台車との間で荷物を載せ換える場合、台車の構造、荷物の大きさや重さ、棚の形状、作業に関わる棚板の高さや範囲、作業者の体形や好みによっては、台車が自由な向きを向いていると作業がしにくく、効率が悪いことがある。例えば、前方を探索するレーザーレンジファインダー（ＬＲＦ）などのセンサーが台車の上面前端から上方に突出するように取り付けられているような場合、台車がセンサー側を作業者に向けて止まるとセンサーが邪魔になって搬送物を載せ換えしにくいことがある。このような場合、従来は作業者が自分でリモコン操作や手押しして台車を作業しやすい位置や向きに移動・回転させてから作業を行っていた。 In manufacturing factories and warehouses, various articles such as materials, parts, products, and tools are stored on shelves. Workers working in such places sometimes transport these articles as cargo using an autonomously traveling trolley that travels unmanned. When transferring items between a shelf and a trolley, the trolley can be freely selected depending on the structure of the trolley, the size and weight of the load, the shape of the shelf, the height and range of the shelves involved in the work, and the body shape and preference of the worker. If you face the wrong direction, it is difficult to work and efficiency may be poor. For example, if a sensor such as a laser range finder (LRF) that searches the front is installed so as to protrude upward from the front end of the top surface of the cart, the sensor will interfere when the cart stops with the sensor side facing the worker. As a result, it may be difficult to replace the conveyed object. In such a case, conventionally, the operator operated the remote control or pushed the cart by himself/herself to move/rotate the cart to a position/orientation that facilitated the work, and then started the work.

特開２０１５－１２１９２８号公報JP 2015-121928 A

特開２０１５－１２１９２８号公報には、画像処理を用いたマーカー認識と自己位置推定を用いた経路追従を組み合わせて実行することにより目的地に到達する自律走行ロボットが記載されている。しかし、この文献では正確に目的地に到達することは考慮されているが、その目的地にて実際に物品の載せ換えを行う人の作業効率は考慮されていない。したがって、作業者がリモコン操作や手押しで台車の向きを変える手間を省くことができるようにすることが求められる。 Japanese Patent Laying-Open No. 2015-121928 describes an autonomous mobile robot that reaches a destination by executing a combination of marker recognition using image processing and route tracking using self-position estimation. However, although this document considers the accurate arrival at the destination, it does not consider the work efficiency of the person who actually reloads the articles at the destination. Therefore, it is required to save the labor of the operator to change the direction of the cart by operating the remote control or manually pushing the cart.

本発明の一つの側面は自律走行台車であって、物品または搬送容器を載せるための積載部を有するボディと、複数の車輪と、複数の車輪の少なくとも一つを駆動する駆動装置と、物体を検出するためのセンサーと、自律走行台車の動作を制御する制御装置とを備え、制御装置は、作業者の指示に基づいて自律走行台車が指定された作業場所に向かうように駆動装置を制御し、自律走行台車がその作業場所に到着したと判断したらセンサーからのデータに基づいて所定の探索領域内に存在する所定の条件に合った物体を目的の作業者として認識し、作業場所における棚とその目的の作業者とに対して所定の向きで停止するように駆動装置を制御する。 One aspect of the present invention is an autonomous traveling trolley, which includes a body having a loading section for placing an article or a transport container, a plurality of wheels, a driving device for driving at least one of the plurality of wheels, and an object. Equipped with a sensor for detection and a control device that controls the operation of the autonomous traveling cart. , when it is determined that the autonomous traveling cart has arrived at the work site, it recognizes an object that meets predetermined conditions within a predetermined search area as the target worker based on data from the sensor, and recognizes it as a shelf at the work site. The driving device is controlled so as to stop in a predetermined orientation with respect to the intended worker.

実施形態によっては、制御装置は、作業者の指示を受けた際に指定された向きで自律走行台車が停止するように駆動装置を制御する。 In some embodiments, the control device controls the drive device such that the autonomous mobile vehicle stops in the specified orientation when instructed by the operator.

実施形態によっては、制御装置は、停止すべき向きをあらかじめ作業者と作業場所の少なくとも一方に関連付けて記憶しており、指示を受けた際に指定された作業者と作業場所の少なくとも一方に関連付けられた向きで自律走行台車が停止するように駆動装置を制御する。 Depending on the embodiment, the control device stores in advance the direction to stop in association with at least one of the worker and the work place, and associates it with at least one of the worker and the work place specified when the instruction is received. The driving device is controlled so that the autonomous mobile vehicle stops in the specified direction.

実施形態によっては、制御装置は、自律走行台車の積載部が作業者と棚の間の方向を向くように駆動装置を制御する。 In some embodiments, the control device controls the drive device such that the loading section of the autonomous mobile vehicle is oriented between the worker and the shelf.

実施形態によっては、制御装置は、自律走行台車の積載部が棚の方向を向くように駆動装置を制御する。 In some embodiments, the control device controls the drive device such that the loading section of the autonomous mobile vehicle faces the shelf.

実施形態によっては、制御装置は、自律走行台車が棚の前面から概して作業者と同じ距離でかつ自律走行台車の正面方向が作業者の方向に対して棚から離れる側に９０～１８０度の範囲内の角度を成すような向きで停止するように駆動装置を制御する。 In some embodiments, the controller controls that the autonomous vehicle is generally the same distance from the front of the shelf as the operator and the front direction of the autonomous vehicle is in the range of 90 to 180 degrees away from the shelf relative to the direction of the operator. Control the drive to stop at an angle within.

実施形態によっては、制御装置は、自律走行台車が作業者に対して所定の距離で停止するように駆動装置を制御する。 In some embodiments, the control device controls the drive device such that the autonomous mobile vehicle stops at a predetermined distance from the worker.

本発明の各実施形態によれば自律走行台車が作業場所に到着した際に作業者がリモコン操作や手押しで台車の向きを変える手間を省くことができる。 According to each embodiment of the present invention, when the autonomous traveling cart arrives at the work site, the operator can save the trouble of changing the direction of the cart by remote control operation or manual push.

本発明のひとつの実施形態としての自律走行台車の斜視図である。1 is a perspective view of an autonomous traveling vehicle as one embodiment of the present invention; FIG. 自律走行台車の電気的構成を示す図である。It is a figure which shows the electrical structure of an autonomous traveling vehicle. 自律走行台車のセンサーの検出領域を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing detection areas of sensors of the autonomous traveling vehicle; 自律走行台車を制御するために制御装置が行う処理手順を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the processing procedure which a control apparatus performs in order to control an autonomous traveling vehicle. 自律走行台車が作業場所に向かう平面図である。FIG. 4 is a plan view of the autonomous traveling vehicle heading to the work place; 自律走行台車が作業場所で作業者を認識している平面図である。FIG. 4 is a plan view of an autonomous traveling vehicle recognizing a worker at a work site; 自律走行台車が作業者に対して所定の向きで停止した平面図である。FIG. 4 is a plan view of the autonomous traveling vehicle stopped in a predetermined orientation with respect to the worker; 自律走行台車が作業者に対して別の所定の向きで停止した平面図である。FIG. 11 is a plan view of the autonomous traveling vehicle stopped in another predetermined orientation with respect to the worker;

以下に本発明の様々な実施形態について図面を参照しながら説明する。 Various embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings.

［自律走行台車の基本構造］
図１はひとつの実施形態としての自律走行台車１０（無人搬送車）を示している。この図では例として円柱状のボディ１１を有する自律走行台車１０を示しているが、自律走行台車１０は用途や作業現場等に応じてボディ１１の外観、形状、大きさを自由に設計することができる。自律走行台車１０はボディ１１に積載部１２を備えている。積載部１２は、例えば素材、部品、製品など、製造工場や倉庫において搬送すべき部品（図示なし）を載せるためのものである。積載部１２は、例えば図１に示すように自律走行台車１０のボディ１１の上面に設定することができるが、前面や側面に設定することもできる。積載部１２は、図１に示すように搬送する部品を直接載せる荷台や容器部とするほか、物品を入れるための搬送容器を取り付けることのできる構造としてもよい。 [Basic structure of the autonomous traveling vehicle]
FIG. 1 shows an autonomous traveling vehicle 10 (automatic guided vehicle) as one embodiment. In this figure, an autonomous traveling vehicle 10 having a cylindrical body 11 is shown as an example, but the appearance, shape, and size of the body 11 of the autonomous traveling vehicle 10 can be freely designed according to the application, work site, etc. can be done. The autonomous traveling carriage 10 has a loading section 12 on a body 11 . The loading section 12 is for loading parts (not shown) to be transported in a manufacturing factory or warehouse, such as materials, parts, and products. The loading unit 12 can be set on the upper surface of the body 11 of the autonomous traveling vehicle 10 as shown in FIG. 1, for example, but can also be set on the front surface or the side surface. As shown in FIG. 1, the loading section 12 may be a loading platform or a container section on which parts to be conveyed are directly placed, or may have a structure in which a conveying container for storing articles can be attached.

図１に示すように、自律走行台車１０は複数の車輪を備えている。車輪は例えば前側の左右の駆動輪１４と後側の左右の従動輪１６である。駆動輪１４や従動輪１６は図１に示すように前後方向に向けて配置しても良いが、場合によっては周方向に向けて配置しても良い。駆動輪１４は前後方向に向きを固定し、従動輪１６は進行方向に応じて向きが自由に変わるようにしても良い。左右の駆動輪１４はそれぞれ左右のモーター１８にて前進方向または後進方向に回転駆動される。なお、駆動輪１４はモーター１８以外の駆動装置を用いて駆動することもできる。また、車輪は市販のオムニホイール（登録商標）など、接線方向を軸とするローラーを複数備え車軸方向への移動をも可能とする車輪としてもよい。 As shown in FIG. 1, the autonomous traveling vehicle 10 has a plurality of wheels. The wheels are, for example, left and right driving wheels 14 on the front side and left and right driven wheels 16 on the rear side. The driving wheels 14 and the driven wheels 16 may be arranged in the front-rear direction as shown in FIG. 1, but may be arranged in the circumferential direction in some cases. The direction of the driving wheels 14 may be fixed in the front-rear direction, and the direction of the driven wheels 16 may be freely changed according to the traveling direction. Left and right drive wheels 14 are driven to rotate forward or backward by left and right motors 18, respectively. The driving wheels 14 can also be driven using a driving device other than the motor 18. FIG. The wheel may be a commercially available omniwheel (registered trademark) or the like, which has a plurality of rollers whose axis is in the tangential direction and which can also move in the axial direction.

［制御装置］
図１、図２に示すように、自律走行台車１０は、自律走行台車１０を制御する制御装置２０、制御装置２０やセンサーやモーター１８などの電気機器に電力を供給するバッテリー２２、作業者が制御装置２０の起動と停止を行うためのメインスイッチ２４を設ける。例えば制御装置２０は、左右のモーター１８にそれぞれ制御信号を送り、それぞれの回転を組み合わせて制御することによって、自律走行台車１０に前進、後退、左右への旋回、その場での回転などの動作をさせる。制御装置２０は自律走行台車１０に組み込まれたコンピューターシステムとして構成することができ、制御プログラムや各種データを保存する記憶手段３４（例えばハードディスクドライブ）と、制御プログラムに従って様々な処理を行う処理手段３６（例えばＣＰＵ）とを備える。 [Control device]
As shown in FIGS. 1 and 2, the autonomous traveling carriage 10 includes a control device 20 that controls the autonomous traveling carriage 10, a battery 22 that supplies electric power to the control device 20 and electric devices such as sensors and motors 18, and a worker. A main switch 24 is provided for starting and stopping the controller 20 . For example, the control device 20 sends control signals to the left and right motors 18, respectively, and controls the respective rotations in combination, thereby causing the autonomous traveling vehicle 10 to move forward, backward, turn left and right, and rotate on the spot. Let The control device 20 can be configured as a computer system incorporated in the autonomous traveling vehicle 10, and includes storage means 34 (for example, a hard disk drive) for storing control programs and various data, and processing means 36 for performing various processes according to the control programs. (for example, CPU).

［その他の装備］
自律走行台車１０にはタッチスクリーン２６を設けることもできる。例えば、タッチスクリーン２６は自律走行台車１０の動作状態やバッテリー２２の残量を表示したり、作業者から入力を受けたりすることができる。制御装置２０はこのタッチスクリーン２６に対する入出力も行う。自律走行台車１０には、制御装置２０と外部のコンピュータ（パーソナルコンピュータなど）との間で種々のデータを送受信するため通信用コネクタ２８を設けることもできる。例えば外部のコンピュータで作成した制御プログラムなどのソフトウェアをこの通信用コネクタ２８を介して記憶手段３４に記憶させることができる。自律走行台車１０にはさらに、作業者に各種情報を音声で知らせるためのスピーカー３０などの音声出力手段や、自律走行台車１０の状態を知らせるための表示灯３２を設けても良い。 [Other Equipment]
A touch screen 26 may also be provided on the autonomous vehicle 10 . For example, the touch screen 26 can display the operating state of the autonomous mobile vehicle 10 and the remaining amount of the battery 22, and receive input from the operator. The control device 20 also performs input and output with respect to this touch screen 26 . The autonomous traveling vehicle 10 can also be provided with a communication connector 28 for transmitting and receiving various data between the control device 20 and an external computer (such as a personal computer). For example, software such as a control program created by an external computer can be stored in the storage means 34 via the communication connector 28 . The autonomous traveling vehicle 10 may further include audio output means such as a speaker 30 for informing the operator of various information by voice, and an indicator light 32 for informing the status of the autonomous traveling vehicle 10 .

［メインセンサー］
自律走行台車１０には、周囲の物体（障害物、設備、人間など）の位置や大きさに関するデータを取得するセンサー（メインセンサー）を設ける。メインセンサーは例えばレーザーレンジファインダー（ＬＲＦ）４０や測域センサーなどの測距センサーとすることができる。このような測距センサーは、レーザーを発して周囲の物体からの反射光を検出し、レーザーの往復にかかった時間から物体表面までの距離を算出する。メインセンサーは例えばボディ１１の上面前端に配置することができるが、上面中央や前側面に配置しても良い。 [Main sensor]
The autonomous traveling vehicle 10 is provided with a sensor (main sensor) that acquires data on the position and size of surrounding objects (obstacles, equipment, people, etc.). The main sensor can be, for example, a laser range finder (LRF) 40 or a ranging sensor such as a range sensor. Such a distance measuring sensor emits a laser beam to detect reflected light from surrounding objects, and calculates the distance to the surface of the object from the time required for the laser to make a round trip. The main sensor can be arranged, for example, at the front end of the upper surface of the body 11, but it may also be arranged at the center of the upper surface or the front side surface.

ＬＲＦ４０は、レーザーを平面状に走査させることにより２次元の検出領域をもつものとしても、立体的に走査させることにより３次元の検出領域をもつものとしてもよい。図３は、例として、床面からほぼ一定の高さで水平方向に広がる扇形の検出領域４２を示しており、ＬＲＦ４０はこの検出領域４２内の物体の位置や大きさを測定することが可能である。検出領域４２は、例えば、ＬＲＦ４０を中心とし、半径約５ｍ、中心角約２７０°の扇形である。ＬＲＦ４０は、例えば、検出領域４２内でのＬＲＦ４０からの方向（角度）とその方向に存在する物体表面までの距離の組を含むデータを出力する。制御装置２０はＬＲＦ４０から入力されたデータを処理し、例えばこのデータを基に各物体の横幅を算出することができる。制御装置２０には作業者が設定した一つ以上の検出領域を記憶させておき、ＬＲＦ４０が使用すべき検出領域４２を目的に応じて選択できるようにすることも可能である。この場合さらに、作業者は外部のコンピュータで検出領域定義用のプログラムを用いてＬＲＦ４０の最大検出可能領域４４内に所望の形状と大きさをもつ検出領域を定義し、その検出領域を制御装置２０に転送することもできる。 The LRF 40 may have a two-dimensional detection area by planar scanning with a laser, or a three-dimensional detection area by three-dimensional scanning. FIG. 3 shows, as an example, a fan-shaped detection area 42 extending horizontally at a substantially constant height from the floor surface, and the LRF 40 can measure the position and size of an object within this detection area 42. is. The detection area 42 is, for example, a sector centered on the LRF 40 with a radius of about 5 m and a central angle of about 270°. The LRF 40 outputs data including, for example, a set of directions (angles) from the LRF 40 within the detection area 42 and distances to object surfaces existing in those directions. The control device 20 can process the data input from the LRF 40 and, for example, calculate the width of each object based on this data. It is also possible to store one or more detection areas set by the operator in the control device 20 so that the detection area 42 to be used by the LRF 40 can be selected according to the purpose. In this case, the operator further uses an external computer to define a detection area having a desired shape and size within the maximum detectable area 44 of the LRF 40 using a program for defining the detection area. can also be transferred to

別の例として、メインセンサーは２台のカメラを含むステレオカメラシステムで構成してもよい。この場合、メインセンサーは同時に２台のカメラで周囲を撮影した２枚の画像を取得する。そして制御装置２０はメインセンサーから受信したこれらの画像間の視差から三角測量に基づいて各物体までの距離を算出する。 As another example, the main sensor may consist of a stereo camera system including two cameras. In this case, the main sensor simultaneously acquires two images of the surroundings captured by two cameras. The controller 20 then calculates the distance to each object based on triangulation from the parallax between these images received from the main sensor.

［他のセンサー］
自律走行台車１０には一つ以上の物体検出のための補助センサー４６を追加することもできる。補助センサー４６はメインセンサーとは異なる方法で周囲の物体の存在を検出する装置とし、例えば超音波センサーとする。例えばメインセンサーとしてＬＲＦ４０を用いた場合、レーザーが透過するガラス等の検出が不充分な可能性が考えられるため、このような補助センサー４６を追加するとよい。左右の補助センサー４６は対応する駆動輪１４の前方に存在する物体（障害物）の位置や大きさに関するデータを制御装置２０に出力する。制御装置２０は補助センサー４６から入力されたデータを処理し、障害物を検出する。 [Other sensors]
The autonomous vehicle 10 can also be supplemented with one or more auxiliary sensors 46 for object detection. The auxiliary sensor 46 is a device that detects the presence of surrounding objects in a different way than the main sensor, for example an ultrasonic sensor. For example, if the LRF 40 is used as the main sensor, there is a possibility that the detection of glass or the like through which the laser penetrates may be insufficient, so such an auxiliary sensor 46 should be added. The left and right auxiliary sensors 46 output data regarding the position and size of an object (obstacle) present in front of the corresponding drive wheel 14 to the control device 20 . The controller 20 processes data input from the auxiliary sensor 46 and detects obstacles.

自律走行台車１０には、床に敷設された磁気テープや色テープなどの誘導線や、壁に張られた反射テープなど、特定の種類のマーカーを検出できるマーカーセンサー（図示しない）を設けても良い。 The autonomous traveling vehicle 10 may be provided with a marker sensor (not shown) capable of detecting a specific type of marker, such as guidance lines such as magnetic tape or colored tape laid on the floor, or reflective tape stretched on the wall. good.

自律走行台車１０にはさらに自律走行台車１０前方の床面の状態を検知するための床面センサー４８を追加することもできる。床面センサー４８は、例えばレーザーや赤外線を用いた測距センサーであり、自律走行台車１０のやや前方の床面までの距離を計測し、前方の床面の凹凸や段差の有無を検出する。床面センサー４８は、前方の床面までの距離などの床面状態を表すデータを制御装置２０に出力する。制御装置２０は床面センサー４８から入力されたデータを処理する。 A floor surface sensor 48 for detecting the state of the floor surface in front of the autonomous traveling vehicle 10 can also be added to the autonomous traveling vehicle 10 . The floor surface sensor 48 is, for example, a distance measuring sensor using a laser or infrared rays, measures the distance to the floor surface slightly ahead of the autonomous traveling vehicle 10, and detects the presence or absence of unevenness or steps on the front floor surface. The floor sensor 48 outputs to the control device 20 data representing the state of the floor such as the distance to the floor in front. The controller 20 processes data input from the floor sensor 48 .

［無線操作装置］
作業者は無線操作装置８０を通じて自律走行台車１０を操作することもできる。無線操作装置８０は例えば、専用の無線リモコンや、ネットワーク経由で制御装置２０と無線接続された携帯端末機器（ハンディターミナル）などとすることができる。無線操作装置８０は、図２に示すように、プログラムを記憶する記憶手段８２、プログラムに従って処理を行う処理手段８４、アンテナ９０、電源となるバッテリー８６を備える。一方、自律走行台車１０には、無線操作装置８０と無線で信号を送受信するためのアンテナ３８、受信手段３６Ａ、送信手段３６Ｂを備える。自律走行台車１０と無線操作装置８０は処理手段３６、８４によってアンテナ３８、９０を介して互いに信号を受送信する。また、無線操作装置８０には、キーボード、タッチスクリーン８８、ボタンなどの入力手段を設けることができる。そして、作業者が何らかの入力をすると、処理手段８４がそれに対応するデータや操作信号を自律走行台車１０に送信する。 [Radio operation device]
The operator can also operate the autonomous traveling carriage 10 through the wireless operation device 80 . The wireless operation device 80 can be, for example, a dedicated wireless remote controller or a mobile terminal device (handy terminal) wirelessly connected to the control device 20 via a network. As shown in FIG. 2, the wireless operation device 80 includes storage means 82 for storing programs, processing means 84 for performing processing according to the programs, an antenna 90, and a battery 86 as a power supply. On the other hand, the autonomous traveling carriage 10 is provided with an antenna 38 for wirelessly transmitting and receiving signals to and from the wireless operation device 80, receiving means 36A, and transmitting means 36B. The autonomous vehicle 10 and the remote control device 80 receive and transmit signals from each other via the antennas 38,90 by means of the processing means 36,84. Further, the wireless operation device 80 can be provided with input means such as a keyboard, a touch screen 88, and buttons. Then, when the operator makes some input, the processing means 84 transmits corresponding data and operation signals to the autonomous traveling vehicle 10 .

［自律走行台車の制御］
以下では、製造工場や倉庫において上述のような自律走行台車１０で部品や製品の搬送を行う際に制御装置２０が行う制御方法について、図４～図８を用いて説明する。したがって、以下で自律走行台車１０が行うとして説明している手順は制御装置２０が行う。図４は制御の流れを示す図である。図５～図８は、倉庫や製造工場などにおける自律走行台車１０の走行エリア６０の一部の平面図である。倉庫や製造工場などには通常、部品や製品などの物品を保管するための棚６２Ａ、６２Ｂが複数配置される。 [Control of Autonomous Carriage]
4 to 8, the control method performed by the control device 20 when parts and products are conveyed by the above-described autonomous traveling cart 10 in a manufacturing factory or warehouse will be described below. Therefore, the control device 20 performs the procedure described below as being performed by the autonomous traveling vehicle 10 . FIG. 4 is a diagram showing the flow of control. 5 to 8 are plan views of a portion of the travel area 60 of the autonomous travel vehicle 10 in a warehouse, manufacturing factory, or the like. A plurality of shelves 62A and 62B for storing articles such as parts and products are usually arranged in warehouses, manufacturing factories, and the like.

［作業者からの呼び出し］
自律走行台車１０で物品の搬送を行う場合、作業者５０は棚６２Ａ、６２Ｂから自律走行台車１０への積み込みや、自律走行台車１０から棚６２Ａ、６２Ｂへの積み下ろしなどの作業を行う必要がある。その場合、作業者５０はまずリモコンなどの無線操作装置８０で自律走行台車１０の呼び出しを行い、予定の作業場所まで自律走行台車１０を移動させる。通常、物品の載せ換え作業は特定の棚６２Ａの特定の区画６４（場合によっては棚の全体でもよい）で行われ、したがって各作業場所は棚の区画に対応している。図５～図８では、作業を行う棚の区画６４を斜めのハッチングで表している。呼び出しの際、作業者５０は無線操作装置８０に設けられたキーボード等の入力手段で作業場所の識別子（例えば棚の区画を表す番号や記号）を入力したり、無線操作装置８０のタッチスクリーン８８に表示された製造工場内の地図画像にタッチしたりすることによって作業場所を指定することができる。作業者５０は呼び出しの時点で必ずしも作業場所に待機していなくて良いが、自律走行台車１０が到着するよりも先に作業場所に到着していることが望ましい。 [Call from worker]
When goods are transported by the autonomous traveling carriage 10, the worker 50 is required to perform tasks such as loading from the shelves 62A and 62B onto the autonomous traveling carriage 10 and unloading from the autonomous traveling carriage 10 onto the shelves 62A and 62B. . In this case, the worker 50 first calls the autonomous traveling carriage 10 with a wireless operation device 80 such as a remote controller, and moves the autonomous traveling carriage 10 to the planned work place. Typically, an item transfer operation is performed in a particular section 64 of a particular shelf 62A (or even an entire shelf in some cases), so each work location corresponds to a section of the shelf. In FIGS. 5 to 8, the section 64 of the shelf in which work is performed is indicated by diagonal hatching. At the time of calling, the operator 50 inputs a work place identifier (for example, a number or a symbol representing a section of a shelf) using an input means such as a keyboard provided on the wireless operation device 80, or uses the touch screen 88 of the wireless operation device 80. The work place can be specified by touching the map image in the manufacturing factory displayed in the . The worker 50 does not necessarily have to be on standby at the work site at the time of the call, but it is desirable that the worker 50 has arrived at the work site before the arrival of the autonomous traveling vehicle 10 .

［作業場所への移動］
製造工場内にいる自律走行台車１０は、作業者５０から呼び出しを受けると（ステップＳ１０、Ｙｅｓ）、自律走行により図５に示すように指定された作業場所に向かって移動を開始する（ステップＳ２０、自律走行モード）。自律走行台車１０は、検出領域４２内に含まれる棚６２Ａ、６２Ｂの外形（棚の各部位までの距離）をＬＲＦ４０で常に認識し、これを自身が保持する走行エリア６０の地図データと照合することにより自律走行台車１０の現在位置を推定する。図５、図６では自律走行台車１０が認識している棚６２Ａ、６２Ｂの外形を太線で表している。そして自律走行台車１０は地図を参照しながら、棚や壁などの障害物を回避しながら目的の作業場所に向かって走行する。自律走行台車１０はあらかじめ与えられた走行エリア６０の地図データをもとに自己位置を推定しても良いが、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）技術により移動中にＬＲＦ４０から得られた情報をもとに自律走行台車１０自身の位置の推定と環境地図の作成・更新を同時に行っても良い。あるいは別の例として、マーカーセンサーを用いて床面に各作業場所まで敷設された誘導テープをたどることにより作業場所に向かっても良い。自律走行台車１０は、あらかじめ各作業場所と関連付けて図６に示すような所定の床面領域を到着領域６６として記憶しておくことができる。そして、自律走行台車１０はその所定の到着領域６６に入ったことを認識したら、目的の作業場所に到着したと判断する（ステップＳ３０、Ｙｅｓ）。 [Move to Workplace]
When the autonomous traveling carriage 10 in the manufacturing factory receives a call from the worker 50 (step S10, Yes), it autonomously travels toward the designated work place as shown in FIG. 5 (step S20 , autonomous driving mode). The autonomous traveling carriage 10 always recognizes the outer shape (distance to each part of the shelf) of the shelves 62A and 62B included in the detection area 42 by the LRF 40, and compares it with the map data of the traveling area 60 held by itself. Thus, the current position of the autonomous traveling vehicle 10 is estimated. In FIGS. 5 and 6, the contours of the shelves 62A and 62B recognized by the autonomous traveling vehicle 10 are indicated by thick lines. Then, the autonomous traveling carriage 10 travels toward the target work place while avoiding obstacles such as shelves and walls while referring to the map. The autonomous traveling vehicle 10 may estimate its own position based on the map data of the traveling area 60 given in advance, but based on the information obtained from the LRF 40 during movement by SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) technology Alternatively, the estimation of the position of the autonomous traveling vehicle 10 itself and the creation/updating of the environment map may be performed at the same time. Alternatively, as another example, a marker sensor may be used to follow a guide tape laid on the floor to each work location to navigate to the work location. The autonomous traveling vehicle 10 can store a predetermined floor area as an arrival area 66 in association with each work place in advance, as shown in FIG. 6 . Then, when the autonomous traveling vehicle 10 recognizes that it has entered the predetermined arrival area 66, it is determined that it has arrived at the target work place (step S30, Yes).

なお別の例として、自律走行台車１０は、自動で作業場所に向けて自律走行する代わりに、作業場所まで移動していく作業者を追尾しても良い（追尾モード）。例えば、作業者がＬＲＦ４０の検出領域４２内に入って無線操作装置８０で所定の操作をすると、自律走行台車１０がその作業者を追尾対象として記憶するようにする。あるいは、自律走行台車１０が検出領域４２内へと移動してきた物体を自動的に追尾対象の作業者として記憶するようにしても良い。自律走行台車１０は、検出領域４２内に作業者を認識できている場合には、検出領域４２内に検出された障害物を回避しながら作業者を追尾する。 As another example, the autonomous traveling carriage 10 may track a worker moving to the work place (tracking mode) instead of automatically traveling toward the work place. For example, when a worker enters the detection area 42 of the LRF 40 and performs a predetermined operation with the wireless operation device 80, the autonomous traveling vehicle 10 stores the worker as a tracking target. Alternatively, the autonomous traveling vehicle 10 may automatically store an object that has moved into the detection area 42 as the worker to be tracked. When the worker can be recognized within the detection area 42, the autonomous traveling vehicle 10 tracks the worker while avoiding obstacles detected within the detection area 42. - 特許庁

［作業者の探索］
作業場所に到着したと判断した場合（ステップＳ３０、Ｙｅｓ）、自律走行台車１０は目的の作業者５０を探索する（ステップＳ４０、探索モード）。なお、自律走行台車１０が発見すべき作業者５０は自律走行台車１０を呼び出した作業者と同じであっても違っていても良い。具体的には、自律走行台車１０は、ＬＲＦ４０から取得したデータ（方向と距離など）を基に、作業場所に対応する所定の探索領域６８内の各物体の大きさを算出する。そして、自律走行台車１０は探索領域６８内にあってかつ特定の条件を満たす物体を作業者５０であると判断する（ステップＳ５０、Ｙｅｓ）。例えば、自律走行台車１０は（検出領域４２の高さにおける）横幅が所定の範囲内にある物体を人間であると推定し、目的の作業者５０であると判断することができる。横幅の範囲は作業者５０がどちらを向いていても検出できるような範囲（例えば４０ｃｍ程度～７０ｃｍ程度）に設定するのが好ましい。さらに、他の適切な条件を追加することもできる。例えば、上記の横幅の条件を満たす物体のうち自律走行台車１０に最も近い位置にあるものを目的の作業者５０であると判断することもできる。探索領域６８が広すぎて設定された検出領域４２内に収まらない場合は、自律走行台車１０は前述の所定の到着領域の中を移動しながら探索を行っても良い。 [Search for workers]
When it is determined that it has arrived at the work place (step S30, Yes), the autonomous traveling vehicle 10 searches for the target worker 50 (step S40, search mode). The worker 50 to be found by the autonomous traveling vehicle 10 may be the same as or different from the worker who called the autonomous traveling vehicle 10 . Specifically, the autonomous traveling vehicle 10 calculates the size of each object within a predetermined search area 68 corresponding to the work place based on the data (direction, distance, etc.) acquired from the LRF 40 . Then, the autonomous traveling vehicle 10 determines that an object that is within the search area 68 and that satisfies a specific condition is the worker 50 (step S50, Yes). For example, the autonomous traveling vehicle 10 can presume that an object whose width (at the height of the detection area 42) is within a predetermined range is a human being, and can determine that the object is the target worker 50 . It is preferable to set the width range to a range (for example, about 40 cm to about 70 cm) that can be detected regardless of which direction the operator 50 is facing. Additionally, other suitable conditions may be added. For example, it is possible to determine that the target operator 50 is the object closest to the autonomous traveling vehicle 10 among the objects that satisfy the width condition. If the search area 68 is too wide to fit within the set detection area 42, the autonomous traveling carriage 10 may perform the search while moving within the aforementioned predetermined arrival area.

［所定の向きでの停止］
作業者５０を発見した場合（ステップＳ６０）、自律走行台車１０は自動で作業者５０に対して所定の向きを向いて停止する（ステップＳ７０、待機モード）。この時、作業者５０は無線操作装置８０での操作や手押しで自律走行台車１０を動かす必要はない。停止すべき向きは、あらかじめ各作業者や各作業場所と関連付けて記憶させておくことも、自律走行台車１０の呼び出し時に逐一指定することもできる。例えば、図７、図８に示すように、自律走行台車１０から作業者５０への方向を基準としたとき、自律走行台車１０の正面方向Ｆが目的の棚６２Ａから遠ざかる側に成す角度θが約９０～約１８０度の範囲内となる向きにすることができる。一つの例として、この角度θは図７に示すように１３０～１４０度の範囲内（例えば１３５度）とすることができる。特に、自律走行台車１０の積載部１２が中心に対して後寄りにある場合や、自律走行台車１０の水平方向の寸法が大きい場合や、図１に示すようにボディ１１の上面前側にＬＲＦ４０等の突出した機器が取り付けられている場合、このような角度範囲にすると作業者５０が棚６２Ａと台車との間で物品の載せ換えがしやすくなり、有利である。あるいは、自律走行台車１０の積載部１２を棚６２Ａに対面する方向と作業者５０の方向の間に向けることもできる。積載部１２が自律走行台車１０の上面の中心からいずれかの方向にずれているときに特に適する。別の例として、図８に示すように、角度θは約９０度とすることもできる。言い換えれば、自律走行台車１０の積載部１２を棚６２Ａの方向に向けることもできる。このような方向とすることにより重量の大きい搬送物を棚６２Ａから自律走行台車１０に載せる際の移動距離が少なくて済む利点がある。 [Stop in specified orientation]
When the worker 50 is found (step S60), the autonomous traveling vehicle 10 automatically faces the worker 50 in a predetermined direction and stops (step S70, standby mode). At this time, the operator 50 does not need to operate the wireless operation device 80 or move the autonomous traveling carriage 10 manually. The direction to stop can be stored in advance in association with each worker or each work place, or can be specified one by one when the autonomous traveling carriage 10 is called. For example, as shown in FIGS. 7 and 8, when the direction from the autonomous traveling truck 10 to the worker 50 is used as a reference, the front direction F of the autonomous traveling truck 10 forms an angle θ on the side away from the target shelf 62A. It can be oriented to be within the range of about 90 to about 180 degrees. As an example, this angle θ can be in the range of 130 to 140 degrees (eg, 135 degrees) as shown in FIG. In particular, when the loading unit 12 of the autonomous traveling carriage 10 is located rearward with respect to the center, or when the horizontal dimension of the autonomous traveling carriage 10 is large, or as shown in FIG. Such an angular range is advantageous in that it facilitates the transfer of items between the shelf 62A and the carriage by the operator 50 when protruding equipment is installed. Alternatively, the loading unit 12 of the autonomous traveling carriage 10 can be oriented between the direction facing the shelf 62A and the direction of the operator 50 . It is particularly suitable when the loading section 12 is offset in some direction from the center of the upper surface of the autonomous mobile vehicle 10 . Alternatively, as shown in FIG. 8, the angle θ can be approximately 90 degrees. In other words, the loading section 12 of the autonomous traveling carriage 10 can be directed toward the shelf 62A. By adopting such a direction, there is an advantage that the moving distance when placing a heavy article from the shelf 62A onto the autonomous traveling carriage 10 is short.

自律走行台車１０は、上述のように所定の向きになるとともに、図７、図８に示すように目的の作業者５０から所定の距離ｄだけ離れた位置に来て（近寄って）停止することもできる。この距離は実際に作業を行う作業者５０の好みにより自由に設定でき、例えば３０ｃｍ～５０ｃｍの範囲の距離とすることができる。上述の向きと同様に、この距離もまたあらかじめ各作業者や各作業場所と関連付けて記憶させておいたり、自律走行台車１０の呼び出し時に逐一指定したりすることができる。 The autonomous traveling carriage 10 is oriented in a predetermined direction as described above, and as shown in FIGS. 7 and 8, the autonomous traveling carriage 10 comes to (approaches) a position away from the target worker 50 by a predetermined distance d and stops. can also This distance can be freely set according to the preferences of the operator 50 who actually performs the work, and can be set to a distance in the range of 30 cm to 50 cm, for example. Similar to the direction described above, this distance can also be stored in advance in association with each worker and each work place, or can be designated one by one when the autonomous traveling vehicle 10 is called.

場合によっては、自律走行台車１０は上述の所定の向きを保ったまま作業者に追尾し、作業者５０に対する距離を維持することもできる（追尾モード）。このような追尾モードは、例えば指定した棚６２Ａの区画が広い場合など、作業者が作業場所においてある程度の範囲を移動しながら作業する場合に有利である。作業者は自律走行台車１０の呼び出し時や到着時にこのような追尾モードを指定することが可能である。この目的のため、自律走行台車１０が停止すべき向き（角度θ）は、作業者５０が設定されたＬＲＦ４０の検出領域４２に入るような範囲に制限することもできる。別の例として、このＬＲＦ４０とは異なる方向に向けたもう一つのセンサー（ＬＲＦなど）で作業者５０を認識して追尾するようにしても良い。 In some cases, the autonomous traveling vehicle 10 can track the worker while maintaining the above-described predetermined orientation and maintain a distance to the worker 50 (tracking mode). Such a tracking mode is advantageous, for example, when the designated shelf 62A has a large section, and the worker works while moving over a certain range in the work place. The operator can designate such a tracking mode when the autonomous traveling vehicle 10 is called or when it arrives. For this purpose, the orientation (angle θ) in which the autonomous traveling vehicle 10 should stop can be limited to a range in which the operator 50 enters the set detection area 42 of the LRF 40 . As another example, the worker 50 may be recognized and tracked by another sensor (such as an LRF) directed in a different direction from the LRF 40 .

［作業終了後の移動］
載せ換えなどの作業が終了したら、作業者５０は他の場所に移動する前に自律走行台車１０を他の場所に向かわせることができる。例えば、作業者５０から作業終了を知らせる入力があった場合（ステップＳ８０、Ｙｅｓ）、自律走行台車１０は自律走行モードで出発地点に帰還することができる（ステップＳ９０）。別の例として、作業者５０から作業終了の入力があった場合、自律走行台車１０は自律走行モードで次の作業場所に向かったり、作業者を離れて搬送拠点や何らかの搬送先に向かったりすることもできる。さらに別の例として、自律走行台車１０は追尾モードで次の作業場所に向かう作業者に追尾することもできる。自律走行台車１０を他の場所に向かわせる指示は、自律走行台車１０が備えるタッチスクリーン２６と作業者５０が所持する無線操作装置８０のタッチスクリーンのいずれで行うこともできる。 [Moving after work]
After the work such as reloading is completed, the worker 50 can direct the autonomous traveling carriage 10 to another place before moving to another place. For example, when there is an input from the worker 50 to notify the end of the work (step S80, Yes), the autonomous traveling vehicle 10 can return to the departure point in the autonomous traveling mode (step S90). As another example, when there is an input from the worker 50 to finish the work, the autonomous traveling carriage 10 moves to the next work place in the autonomous traveling mode, or leaves the worker and heads to a transportation base or some transportation destination. can also As yet another example, the autonomous vehicle 10 can also follow the worker heading to the next work place in the tracking mode. An instruction to direct the autonomous traveling vehicle 10 to another location can be given on either the touch screen 26 of the autonomous traveling vehicle 10 or the touch screen of the wireless operation device 80 possessed by the worker 50 .

［実施形態の有利な効果］
以上に説明した実施形態の自律走行台車１０によれば、自律走行台車１０が作業場所に到着した際に作業者５０がリモコン操作や手押しで台車の向きを変える手間を省くことができるという有利な効果が得られる。 [Advantageous effects of the embodiment]
According to the autonomous traveling carriage 10 of the embodiment described above, it is advantageous that the worker 50 can save the trouble of changing the direction of the carriage by remote control operation or manual pushing when the autonomous traveling carriage 10 arrives at the work place. effect is obtained.

以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば本発明の目的を逸脱することなく様々な置換、改良、変更を施すことが可能である。 Although the present invention has been described in terms of specific embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and those skilled in the art can make various substitutions, improvements, and modifications without departing from the scope of the present invention. Changes can be made.

１０自律走行台車
１１ボディ
１２積載部
１４駆動輪
１６従動輪
１８モーター
２０制御装置
２６タッチスクリーン
３４記憶手段
４０レーザーレンジファインダー（ＬＲＦ）
４２検出領域
５０作業者
６０走行エリア
６２Ａ、６２Ｂ棚
６４棚の区画
６６到着領域
６８探索領域
８０無線操作装置
８８タッチスクリーン
Ｆ正面方向 10 Autonomous traveling cart 11 Body 12 Loading unit 14 Drive wheel 16 Driven wheel 18 Motor 20 Control device 26 Touch screen 34 Storage means 40 Laser range finder (LRF)
42 detection area 50 worker 60 travel area 62A, 62B shelf 64 shelf section 66 arrival area 68 search area 80 wireless operation device 88 touch screen F front direction

Claims

An autonomous traveling vehicle,
a body having a loading portion for placing an article or a transport container;
a plurality of wheels;
a driving device that drives at least one of the plurality of wheels;
a sensor for detecting an object;
A control device that controls the operation of the autonomous traveling carriage,
The control device controls the drive device so that the autonomous traveling trolley heads to the designated work place based on the operator's instruction,
When it is determined that the autonomous traveling vehicle has arrived at the work site, it recognizes an object that meets predetermined conditions within a predetermined search area as the target worker based on the data from the sensor,
An autonomous traveling cart that controls a drive device so that the autonomous traveling cart stops in a specified direction when receiving an operator's instruction.

An autonomous traveling vehicle,
a body having a loading portion for placing an article or a transport container;
a plurality of wheels;
a driving device that drives at least one of the plurality of wheels;
a sensor for detecting an object;
A control device that controls the operation of the autonomous traveling carriage,
The control device controls the drive device so that the autonomous traveling trolley heads to the designated work place based on the operator's instruction,
When it is determined that the autonomous traveling vehicle has arrived at the work site, it recognizes an object that meets predetermined conditions within a predetermined search area as the target worker based on the data from the sensor,
With respect to the shelf and the intended worker in the work place, the autonomous traveling carriage is generally the same distance from the front of the shelf as the worker, and the front direction of the autonomous traveling carriage is 90 to the side away from the shelf with respect to the direction of the worker. An autonomous vehicle that controls the drive to stop at an angle within the range of 180 degrees.

3. The autonomous traveling vehicle according to claim 1, wherein the control device controls the driving device so that the autonomous traveling vehicle stops at a predetermined distance from the worker.