JP7164230B1 - 搬送車制御システムおよび荷物管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送車を所定のルートで正確に移動させる搬送車制御システムを提供する。【解決手段】本発明の搬送車制御システム１０は、倉庫内を移動する搬送車５０と、倉庫１内の所定の位置に設置されたターゲット２を備え、搬送車５０は、ターゲット２の方向に光を照射し、照射する光量を変更可能に構成された照明部５７と、ターゲット２を撮像する撮像部５１を備え、ターゲット２は、照明部５７が照射した光を照射元に向けて反射する反射部を備え、搬送車５０は、撮像部５１が撮像した反射部の画像により、ターゲット２が検出できたか否かに応じて、照明部５７が照射する光量を変更し、撮像部５１が撮像した反射部の画像のうち、ターゲット２が検出できた画像に基づいて、搬送車５０をターゲット２に向けて移動制御する制御部を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、倉庫内を飛行する飛行体を備えた搬送車制御システムおよびこの搬送車制御システムを用いて倉庫内の荷物を管理する荷物管理システムに関する。

倉庫における荷物を管理する技術として、荷物に付与した識別コードを読み取ることにより、倉庫内の荷物の有無や設置場所を管理する方法が提案されている。最近では、倉庫内を飛行する飛行体（ドローン）を用いて、倉庫内の高いラック上に保管された荷物の情報を取得することにより、倉庫内の荷物の点検や棚卸作業の負荷を低減する技術も提案されている。

例えば、特許文献１、２では、倉庫内の荷物の画像を撮影するカメラが搭載されたドローンと、ドローンとケーブルで接続され倉庫内を移動する移動機とを備えた荷物管理システムが提案されている。移動機との間のケーブルを用いてドローンを駆動するための電源の充電を行うので、ドローンのカメラによる長時間に渡っての画像取得が可能となる。

特開２０１７－２１８３２５号公報 特開２０１９－１６７１７７号公報

ここで、ドローンと移動機を組み合わせて倉庫内の荷物の位置を管理する荷物管理システムにおいては、ドローンの制御や荷物の画像を収集する移動機を倉庫内の所定のルートに従って移動させることが前提となっている。移動機を倉庫内において正確に誘導できない場合には、荷物の情報を取得するドローンのホバリングが不安定にとなり、その結果として倉庫内の荷物の有無や位置の管理を正確に行うことができないという問題がある。

本発明は、以上のような問題を解消するためになされたものであり、倉庫内において、搬送車を所定のルートで正確に移動させる搬送車制御システムを提供し、安全かつ確実に倉庫内の荷物の有無や位置を管理する荷物管理システムを提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明の搬送車制御システムは、倉庫内を移動する搬送車と、倉庫内の所定の位置に設置されたターゲットを備え、前記搬送車は、前記ターゲットの方向に光を照射する照明部であって、照射する光量を変更可能に構成された照明部と、前記ターゲットを撮像する第１の撮像部を備え、前記ターゲットは、前記照明部が照射した光を反射する反射部であって、照射された光を照射元に向けて反射する反射部を備え、前記搬送車は、前記第１の撮像部が撮像した前記反射部の画像により、前記ターゲットが検出できたか否かに応じて、前記照明部が照射する光量を変更し、前記第１の撮像部が撮像した前記反射部の画像のうち、前記ターゲットが検出できた画像に基づいて、前記搬送車を前記ターゲットに向けて移動制御する制御部を備える。

上述したような課題を解決するために、本発明の搬送車制御システムは、倉庫内を移動する搬送車と、倉庫内の所定の位置に設置されたターゲットを備え、前記搬送車は、前記ターゲットの方向に光を照射する照明部であって、照射する光量を変更可能に構成された照明部と、前記ターゲットを撮像する第１の撮像部を備え、前記ターゲットは、前記照明部が照射した光を反射する反射部であって、照射された光を照射元に向けて反射する反射部を備え、前記搬送車は、前記照明部が照射する光量を所定の範囲内で変更し、前記第１の撮像部が撮像した前記反射部の画像のうち、前記ターゲットが検出できた画像に基づいて、前記搬送車を前記ターゲットに向けて移動制御する制御部を備える。

また、本発明の荷物管理システムは、上述した搬送車制御システムを備え、前記搬送車から空中に浮揚して飛行する飛行体と、倉庫内に載置された複数の荷物のそれぞれに付与された識別コードと、前記複数の荷物を管理する荷物管理装置とを備え、前記飛行体は、前記識別コードを撮像する第２の撮像部と、前記第２の撮像部で撮像した画像情報、または前記第２の撮像部で撮像した画像から読み取った前記識別コードの情報を前記搬送車に送信する送信部を備え、前記搬送車は、前記飛行体から受信した情報と、当該受信した情報の受信時間情報を関連付けて前記荷物管理装置に送信する送信部を備え、前記荷物管理装置は、前記倉庫内の前記搬送車の位置、及び前記受信時間情報に基づいて、前記倉庫内の前記荷物の位置を管理するように構成されている。

本発明によれば、倉庫内において、搬送車を所定のルートで正確に移動させる搬送車制御システムを提供し、その搬送車制御システムを用いることで、安全かつ確実に倉庫内の荷物の有無や位置を管理する荷物管理システムを提供することが可能となる。

図１は、本発明の実施の形態における搬送車制御システムおよび荷物管理システムの構成の一例である。 図２は、本発明の実施の形態における搬送車制御システムを構成する飛行体及び搬送車の機能ブロックの一例である。 図３は、本発明の実施の形態における搬送車の移動を説明するための図である。 図４は、本発明の実施の形態における荷物管理システムの動作シーケンスの一例である。 図５は、本発明の実施の形態における荷物管理データの一例である。 図６は、本発明の実施の形態における搬送車制御システムおよび荷物管理システムの構成の他の例である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。尚、本発明は、様々な実施の形態で実施することが可能であり、以下に説明する発明の実施の形態に限定されるものではない。

＜搬送車制御システム、荷物管理システムの構成＞
図１は、本発明の実施の形態における搬送車制御システムおよび荷物管理システムの構成の一例である。図１の搬送車制御システム１０は、地上を移動する搬送車５０と地上から空中に浮揚して飛行する飛行体４０とから構成されている。荷物管理システム２０は、搬送車制御システム１０で取得した情報を用いて、倉庫１内の多段ラック３に複数段積載されている荷物４を管理するように構成されている。

荷物４には、それぞれ荷物を識別するための固有の識別コード５が付与されており、飛行体４０が搭載するカメラ部４１（第２の撮像部）により撮像した画像から読み取った識別コード５により各荷物４が識別できるように構成されている。荷物管理システム２０では、倉庫１内を飛行する飛行体４０に搭載されたカメラ部４１により撮像した画像から読み取った識別コード５を用いて、倉庫１内の荷物４の有無や設置位置の管理を行う。

搬送車５０は、ターゲット２に向かって倉庫１内を移動し、飛行体４０は、搬送車５０の上をホバリングしながら倉庫１内を飛行する。ターゲット２は、例えば、レトロリフレクタからなるＡｒＵｃｏマーカーにより構成することができる。ターゲット２のレトロリフレクタは、照射された光を所定の反射率で照射元に向けて反射する反射部である。

搬送車５０は、照明部５７とカメラ部５１を備えており、照明部５７から照射光を照射し、レトロリフレクタであるターゲット２で反射された反射光を用いてターゲット２の位置と方向を検出して、ターゲット２に向かって倉庫１内を移動する。飛行体４０は、オプティカルフローを用いた自律制御を行うことで、搬送車５０に追随しながら倉庫内を移動する。

搬送車５０は、レトロリフレクタであるターゲット２で反射された反射光を用いてターゲット２の位置と方向を検出して、ターゲット２に向かって倉庫１内を移動する。ここで、レトロリフレクタからなるターゲット２を検出するためには、ターゲット２に対して、ある程度の光量の光を照射する必要がある。光量が小さすぎる場合には、ターゲット２の検出精度が低下する場合があり、一方、光量が大きすぎる場合でも、反射光の光量が大きくなって、ターゲット２の検出精度が低下するという問題も起こり得る。

本実施の形態では、ターゲット２が正確に検出できるように搬送車５０の照明部５７の光量を制御することで、搬送車５０を倉庫１内の所定のルートに従って、正確に移動させることができるように構成されている。光量の制御方法としては、反射光の画像によりターゲット２が正確に検出できたか否かを判定し、その判定結果に基づいて光量を増加、あるいは減少させるフィードバック制御や、所定の光量の範囲内で光量の増加、あるいは減少を繰り返し行いながら反射光の画像を取得し、取得した画像の中からターゲット２が正確に検出できた画像を選択するオープン制御が考えられる。ターゲット２が正確に検出できたか否かは、ターゲット２に埋め込まれたコード情報が取得できるか否かに応じて判断すればよい。

ターゲット２との距離が大きく、照明部５７の光量を増加しても、ターゲット２の画像の認識精度が向上しない場合には、カメラ部５１の露出を増大させることで、ターゲット２の画像の認識精度を向上させるようにしてもよい。

荷物管理システム２０は、倉庫１内を飛行する飛行体４０に搭載されたカメラ部４１により撮像した画像から読み取った識別コード５の情報により、倉庫１内の荷物４の有無や設置位置を管理する。倉庫１内の荷物４の有無は、識別コード５を把握することに管理することができ、荷物４の位置は、搬送車５０の倉庫１内における位置と関連付けることにより管理することができる。

図１の荷物管理システムは、荷物４が多段ラック３に収容されている多段ラック倉庫を対象としているが、これに限定されず、本発明は、荷物４が複数段積載されている平置き倉庫等の他の形態の倉庫に対しても適用することができる。

＜飛行体、搬送車の構成＞
図２は、本発明の実施の形態における搬送車制御システムを構成する飛行体及び搬送車の機能ブロックの一例である。

搬送車５０は、倉庫１内を自走するための走行機能を備え、ターゲット２の画像情報を取得するためのカメラ部５１（第１の撮像部）、制御部５３の制御や情報の送受信等の処理を行うための中央処理部５２、搬送車５０を移動制御する制御部５３、飛行体４０及び荷物管理装置６０と信号を送受信するための無線部５４、各種情報等を保存するためのメモリ５５、各部を動作させるための電池５６、ターゲット２に照射光を照射するための照明部５７、及びカメラ部５１により取得した画像に基づいて、照明部５７の光量を制御する光量制御部５８を備える。照明部５７は、照射する光量を変更可能に構成されており、カメラ部５１により取得した画像に基づいて、光量を変更（増加／減少）させることができる。搬送車５０は、搭載されたカメラ部５１により取得したターゲット２の画像情報に基づいて倉庫１内の所定のルートに沿って移動することができる。

飛行体４０は、荷物４の識別コードの画像情報を取得するためのカメラ部４１、画像情報からの識別コード５の読み取りや識別コード５の送信等の処理を行うための中央処理部４２、プロペラ４７を駆動制御するための制御部４３、撮像した画像情報または撮像した画像から読み取った識別コード５の情報を送信する送信部として機能する無線部４４、各種情報等を保存するためのメモリ４５、各部を動作させるための電池４６、飛行体４０を飛行させるためのプロペラ４７を備える。飛行体４０に搭載されたプロペラ４７の駆動制御は、オプティカルフローを用いた自律制御により制御される。

＜倉庫内における搬送車の移動＞
図３は、本発明の実施の形態における搬送車の移動を説明するための図である。図３では、出発点において静止した状態からターゲット２に向けて移動し、ターゲット２に到着するまでの搬送車５０の移動動作を説明する。尚、図３では、搬送車５０に追随して飛行する飛行体４０の飛行制御の説明については省略する。

図３の（１）の段階では、照明部５７により周囲に光を照射し、ターゲット２から反射された反射光の画像をカメラ部５１により取得することによりターゲット２を探索する。搬送車５０は、探索の結果、補足されたターゲット２の画像の方向に向けて移動を開始する。

照射光の光量の制御は、上述したように、反射光の画像によりターゲット２が正確に検出できたか否かを判定し、その判定結果に基づいて光量を増加、あるいは減少させるフィードバック制御や、所定の光量の範囲内で光量の増加、あるいは減少を繰り返し行いながら反射光の画像を取得し、取得した画像の中からターゲット２が正確に検出できた画像を選択するオープン制御が考えられる。図３の（１）の段階では、ターゲット２が比較的離れた位置にあるため、ターゲット２を捕捉するために、照明部５７からは比較的光量の大きい照射光が照射される。

図３の（２）の段階では、ターゲット２の画像を捕捉できたので、搬送車５０は、ターゲット２の画像の大きさがより大きくなる方向に向けて移動する。搬送車５０がターゲット２に接近するにつれて、ターゲット２の画像が大きくなるので、搬送車５０は、ターゲット２に向けて移動していることを確認することができる。

図３の（３）の段階では、ターゲット２の大きさが所定の大きさを超えたので、搬送車５０は、ターゲット２の付近に到達したと判断し移動を停止する。

ターゲット２としては、照射された光を照射元に向けて反射するレトロリフレクタ部材であればよく、図３で例示したＡｒＵｃｏマーカーの他、バーコードや他の形態のものを用いてもよい。

＜荷物管理システムの動作シーケンス＞
図４を用いて、荷物管理システムにおける動作シーケンスを説明する。図４は、本発明の実施の形態における荷物管理システムの動作シーケンスの一例である。

識別コード５が付与された荷物４が倉庫１内に搬入され、所定の位置に載置されると、飛行体４０は、搭載されたカメラ部４１により、識別コード５を含む荷物４の画像を取得し、取得した画像情報から識別コード５を読み取り、読み取ったコード情報を搬送車５０に送信する。飛行体４０は、倉庫１内を所定の移動経路に沿って飛行しながら、コード情報を送信する。

搬送車５０は、識別コード５の情報を受信すると、識別コード５のコード情報とともに、コード情報の受信時間情報を保存する。ここで、飛行体４０が、取得した画像情報を搬送車５０に送信し、搬送車５０において、取得した画像情報から識別コード５の情報を読み取るようにしてもよい。

搬送車５０は、飛行体４０からコード信号や画像情報を受信しながら、コード情報等の受信時間情報を収集し、移動終了時に、コード情報や画像情報及びそれらの受信時間情報を関連付けて、荷物管理装置６０に送信する。

荷物管理装置６０には、荷物４と対応する識別コード５のコード情報が予め登録されており、搬送車５０から受信した情報を用いて、荷物４毎に、コード情報、及びコード情報の受信時間情報を管理する荷物管理データが構成される。

ここで、搬送車５０を、所定の時間における倉庫１内の位置が特定できるように倉庫１内の予め定めた移動経路に沿って移動させ、搬送車５０におけるコード信号の受信時間情報に基づいて、その受信時間における搬送車５０の倉庫１内の位置を特定し、その特定された搬送車５０の位置に基づいて荷物４の倉庫１内における位置を特定することができる。

飛行体４０が搬送車５０の上空で安定的にホバリングしている際に、識別コード５の画像情報を取得するようにすれば、より正確な荷物４の倉庫１内における位置を特定することが可能となる。

＜荷物管理データ＞
図５は、本発明の実施の形態における荷物管理データの一例である。この荷物管理データは、荷物管理装置６０に保存されている。

荷物管理装置６０では、搬送車５０から受信するコード情報に基づき、識別コード５が付与された荷物４の有無と倉庫１内における位置を管理する。この荷物管理データでは、荷物毎に、荷物情報とコード情報、及びコード情報の受信時間情報を管理している。これらの情報に加えて倉庫１内における荷物４の位置を示す情報を登録するようにしてもよい。

＜他の実施の形態＞
図６は、本発明の実施の形態における搬送車制御システムおよび荷物管理システムの構成の他の例である。図６の構成では、図１の構成に加えて、搬送車５０が複数の照明部５９（第２の照明部）を備えており、飛行体４０は、カメラ部４１で複数の照明部５９の画像を取得し、この画像を用いてオプティカルフローによる自律的なホバリング制御を行うものである。

図６の構成によれば、図１の構成と比較して、飛行体４０の自律的なホバリング制御が安定するというメリットを有する。特に、夜間の倉庫やラックの高さが非常に高い倉庫等のように地上の画像の取得が困難な場合には、搬送車５０の照明部５９を用いたホバリング制御は有効である。

このように、本実施の形態によれば、倉庫内において、搬送車を所定のルートで正確に移動させる搬送車制御システムを提供し、その搬送車制御システムを用いることで、倉庫内の荷物の情報を取得する飛行体を安定的にホバリングさせることができるので、安全かつ確実に倉庫内の荷物の有無や位置を管理する荷物管理システムを提供することが可能となる。

１…倉庫、２…ターゲット、３…多段ラック、４…荷物、５…識別コード、１０…搬送車制御システム、２０…荷物管理システム、４０…飛行体、４１…カメラ部（第２の撮像部）、４２…中央処理部、４３…制御部、４４…無線部、４５…メモリ、４６…電池、４７…プロペラ、５０…搬送車、５１…カメラ部（第１の撮像部）、５２…中央処理部、５３…制御部、５４…無線部、５５…メモリ、５６…電池、５７…照明部（第１の照明部）、５８…光量制御部、５９…照明部（第２の照明部）、６０…荷物管理装置。

Claims (4)

1. 倉庫内を移動する搬送車と、倉庫内の所定の位置に設置されたターゲットを備え、
   前記搬送車は、前記ターゲットの方向に光を照射する照明部であって、照射する光量を変更可能に構成された照明部と、前記ターゲットを撮像する第１の撮像部を備え、
   前記ターゲットは、前記照明部が照射した光を反射する反射部であって、照射された光を照射元に向けて反射する反射部を備え、
   前記搬送車は、前記第１の撮像部が撮像した前記反射部の画像により、前記ターゲットが検出できたか否かを判定し、前記ターゲットが検出できたか否かに応じて、前記照明部が照射する光量を変更し、前記第１の撮像部が撮像した前記反射部の画像のうち、前記ターゲットが検出できた画像に基づいて、前記搬送車を前記ターゲットに向けて移動制御する制御部を備える
   搬送車制御システム。
2. 倉庫内を移動する搬送車と、倉庫内の所定の位置に設置されたターゲットを備え、
   前記搬送車は、前記ターゲットの方向に光を照射する照明部であって、照射する光量を変更可能に構成された照明部と、前記ターゲットを撮像する第１の撮像部を備え、
   前記ターゲットは、前記照明部が照射した光を反射する反射部であって、照射された光を照射元に向けて反射する反射部を備え、
   前記搬送車は、前記照明部が照射する光量を所定の範囲内で変更しながら、前記第１の撮像部が撮像した前記反射部の画像を取得し、前記第１の撮像部が撮像した前記反射部の画像のうち、前記ターゲットが検出できた画像に基づいて、前記搬送車を前記ターゲットに向けて移動制御する制御部を備える
   搬送車制御システム。
3. 前記制御部は、前記反射部の画像を認識できるように、前記第１の撮像部の露出を制御する
   請求項１または２に記載の搬送車制御システム。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の搬送車制御システムを備えた荷物管理システムであって、
   前記搬送車から空中に浮揚して飛行する飛行体と、倉庫内に載置された複数の荷物のそれぞれに付与された識別コードと、前記複数の荷物を管理する荷物管理装置とを備え、
   前記飛行体は、
   前記識別コードを撮像する第２の撮像部と、前記第２の撮像部で撮像した画像情報、または前記第２の撮像部で撮像した画像から読み取った前記識別コードの情報を前記搬送車に送信する送信部を備え、
   前記搬送車は、
   前記飛行体から受信した情報と、当該受信した情報の受信時間情報を関連付けて前記荷物管理装置に送信する送信部を備え、
   前記荷物管理装置は、
   前記倉庫内の前記搬送車の位置、及び前記受信時間情報に基づいて、前記倉庫内の前記荷物の位置を管理するように構成されている
   荷物管理システム。

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