JP7334466B2 - 走行車 - Google Patents

Description

本発明は、走行車に関し、特に、手動操作モードと自動運転モードを有する走行車に関する。

自動倉庫等において、一般的に、レール上を自動走行する無人走行車が用いられている。走行車は、一般に、自動運転モードと手動操作モードと切り換えて走行できる。手動操作モードにおいて、操作者は有線又は無線のリモコン操作で走行車を走行させることができる。手動操作モードは、走行車の調整、自動走行メンテナンス等を行うために用いられる。

特許文献１には、台車間通信で衝突防止を行っている走行車システムが開示されている。
特許文献２には、障害物センサで衝突防止を行う無人搬送車が開示されている。

特開２００８－１７１０８８号公報 特開平１１－２０２９４０号公報

無線リモコンで遠隔操作を行う場合、リモコン操作者から見えない場所で走行車が動作することになるので、走行車が作業者や物に衝突するおそれがある。特に複数の走行車が走行している環境では、手動操作モード中に走行車が作業者や物に衝突することを防止する技術が重要である。
従来の走行車システムでは、手動操作モード中の走行車は、警報音を発生するか、又は走行車の走行速度を超低速にすることで、手動操作モードであることを作業者に知らせていた。これにより、作業者が目の前の走行車が手動操作モードであることを把握して、衝突を回避していた。

しかし、警報音を発生する解決策では、衝突のリスクを十分に減らせない可能性がある。複数の走行車が走行している場合、いずれの走行車から警報音を発生しているのかが分かりにくいからである。
また、走行車の走行速度を超低速にする解決策では、作業効率が悪くなる。

本発明の目的は、手動操作時に走行車の衝突を防止することにある。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。

本発明の一見地に係る走行車は、手動操作モード及び自動運転モードを切り替えて走行できる走行車であって、走行部と、障害物検出センサと、コントローラと、を備えている。
障害物検出センサは、走行部に搭載されている。
コントローラは、手動操作モードでは障害物検出センサを有効とし、自動運転モードでは障害物検出センサを無効とする。
この走行車では、手動操作モード時には障害物検出センサを有効とすることで、人や物を検知して速度制御することで、衝突を確実に防止できる。そして、自動運転モード時には障害物検出センサを無効にすることで、誤検出に起因する誤停止を防ぐことができる。また、自動運転モード時に誤停止が発生すると復旧に時間がかかり作業効率が落ちてしまうが、そのような事態を防ぐこともできる。

走行車は、少なくとも前方走行車と通信を行う通信装置をさらに備えていてもよい。
コントローラは、前方走行車との衝突を防止するための車間距離演算部をさらに有していてもよい。
コントローラは、手動操作モードでは車間距離演算部を無効とし、自動運転モードでは車間距離演算部を有効としてもよい。
この走行車では、自動運転モード時には車間距離演算部により確実に衝突を防止し、手動操作モード時には通信不成立による衝突可能性を考慮して別手段による衝突防止を行う。

障害物検出センサは、走行部の側方位置に設けられていてもよい。
障害物検出センサは少なくとも走行車前方及び後方を検出範囲としてもよい。
この走行車では、走行車の前方後方を１台のセンサで検出できる。

走行車は、走行部に搭載された外向きカメラと、外向きカメラの映像を送信する送信部をさらに備えていてもよい。
コントローラは、手動操作モード時には、送信部に外向きカメラの映像を手動操作者の手元の端末に送信させてもよい。
この走行車では、手動操作時に手動操作者が画像確認をすることで、正しく操作していることを確認できる。

本発明に係る走行車では、手動操作時に走行車の衝突を防止することができる。

走行車システムの模式的平面図。 走行車の模式的平面図。 走行車システムの制御構成を示機能ブロック図。 無線リモコンの斜視図。 無線リモコンの表示パネルに表示されたカメラ画像の一例。 モード切替制御動作を示すフローチャート。 第２実施形態のモード切替制御動作を示すフローチャート。 第３実施形態のモード切替制御動作を示すフローチャート。

１．第１実施形態
（１）走行車システム
図１及び図２を用いて、走行車システム１を説明する。図１は、走行車システムの模式的平面図である。図２は、走行車の模式的平面図である。
走行車システム１は、定められた軌道７上に複数の走行車３を走行させるためのシステムである。走行車３は、軌道７上を一方向に走行し、管理コントローラ１１（後述）によって割り付けられる搬送指令に従い、目的のステーション９から物品を積み込み、次に搬送先のステーション９で走行して物品を積み出す。

走行車システム１は、管理コントローラ１１を有している。管理コントローラ１１は、複数の走行車３を管理し、これらに搬送指令を割り付ける割り付け機能を有している。なお、「搬送指令」は、走行に関する指令や、荷つかみ位置と荷おろし位置に関する指令を含んでいる。
管理コントローラ１１は、搬送指令を作成するために各走行車３と連続的に通信して、各走行車３から送信された位置データをもとにその位置情報を得ている。例えば、エンコーダを走行車３に設けておいて、ポイントを通過してからの走行距離を走行車３から管理コントローラ１１へ位置データとして送信させ、管理コントローラ１１がこれによって走行車３の位置を把握する。

走行車３は、走行装置２１（図３）を有している。走行装置２１は、公知の技術であり、走行車本体２１ａ、モータ、駆動機構等を有する。
走行車３は、移載装置２２（図３）を有している。移載装置２２は、公知の技術であり、モータ、駆動機構、移載アーム等を有する。なお、移載装置２２は任意である。

走行車３は、図２に示すように、障害物検出センサ２３を有している。障害物検出センサ２３は、走行車本体２１ａの側方の１カ所に位置に設けられている。より詳細には、障害物検出センサ２３は、例えば、レーザを送出し、走行車本体２１ａ自機周囲の扇状の監視エリア内に物体（障害物情報）を検出するセンサである。障害物検出センサ２３は、検出範囲が走行車３の前方および後方を含んでいる。したがって、走行車３の前方後方を１台のセンサで検出できる。
なお、障害物検出センサ２３は、走行車本体２１ａの側方片側（軌道７の周回路の外側）のみを検出する。走行車本体２１ａの反対の側方片側は軌道７の周回路の内側であるので人や物が存在する可能性が低いからである。

より詳細には、障害物検出センサ２３は、レーザレンジファインダであり、扇状かつ水平方向にかつレーザを射出し、各射出角度について、障害物により反射した反射波の伝播時間を計測し、それに基づいて物体までの距離と角度、即ち相対位置を求めることができる。
障害物検出センサ２３は、内部に検出制御部（図示せず）を備えている。検出制御部は、外部からの設定により、障害物検出センサ２３が計測する測定領域を制限することができる。具体的には、検出制御部は、設定された測定領域外にて測定されたデータを無視することによって、設定された測定領域内に存在する物体のみを検出する。障害物検出センサ２３はこのように構成されているため、測定領域を走行車本体の前方、後方、及び側方片側（周回路の外側）の領域Ａに制限している。
障害物検出センサ２３が人や物を検知すると、走行制御部３２が減速または停止の速度制御を行う。この結果、走行車３が人や物に衝突を防止できる。
なお、障害物検出センサの数、位置、及び検出範囲は上記例に限定されない。

走行車３は、第１外向きカメラ２４と第２外向きカメラ２５を有している。これらが撮影した映像は、第３通信装置２８（後述）から無線リモコン５に送信される。

走行車３は、第１通信装置２６を有している。第１通信装置２６は、前方走行車３及び後方走行車３と無線通信を行う。これにより、前方走行車３の詳細な走行位置情報や走行状態に関する情報（走行速度・停止距離・カーブ情報等）が走行車３に伝達される。
走行車３は、第２通信装置２７（図３）を有している。第２通信装置２７は、管理コントローラ１１と通信可能である。走行車３からは、管理コントローラ１１に向けて、走行車３の情報（例えば、おおまかな走行位置情報）が送信される。その情報は、最新の情報として管理コントローラ１１に保存される。管理コントローラ１１からは、各走行車３に対して、前方走行車３に関する情報（例えば、前方走行車のおおまかな走行位置情報）が送信される。その情報は、コントローラ３０の記憶部３７に保存される。
走行車３には、第３通信装置２８（図３）を有している。第３通信装置２８は、無線リモコン５と通信可能であり、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の無線通信を介して接続される。

（２）走行車の制御構成
図３を用いて、走行車システム１の制御構成を説明する。図３は、走行車システムの制御構成を示す機能ブロック図である。
走行車３は、コントローラ３０を有している。コントローラ３０は、走行車３の動作制御を行う装置である。

コントローラ３０は、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ）と、記憶装置（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤなど）と、各種インターフェース（例えば、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェースなど）を有するコンピュータシステムである。コントローラ３０は、記憶部（記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応）に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
コントローラ３０は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
コントローラ３０の各要素の機能は、一部又は全てが、制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、コントローラ３０の各要素の機能の一部は、カスタムＩＣにより構成されていてもよい。
コントローラ３０には、図示しないが、荷物の大きさ、形状及び位置検出するセンサ、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。

コントローラ３０は、走行モード切替・判定部３１を有している。走行モード切替・判定部３１は、記憶部３７（後述）に格納された状態を参照して、走行モードが自動運転モードであるか否かを判定する。さらに、走行モード切替・判定部３１は、無線リモコン５らのリモコン信号を受信して、走行モード設定の切替を行う。
コントローラ３０は、走行制御部３２を有している。走行制御部３２は、走行装置２１に走行制御指令を送信する。

コントローラ３０は、障害物検出センサ設定部３３を有している。障害物検出センサ設定部３３は、手動操作モードでは障害物検出センサ２３を有効とし、自動運転モードでは障害物検出センサ２３を無効とする。このように手動操作モード時には障害物検出センサ２３を有効とすることで、人や物を検知して速度制御できる。その結果、衝突を確実に防止できる。そして、自動運転モード時には障害物検出センサ２３を無効にすることで、誤検出に起因する誤停止を防ぐことができる。

なお、障害物検出センサ２３を「無効にする」の態様は例えば下記の４種類であり、いずれの態様でもよい。
１．障害物検出センサ２３をＯＦＦにする。つまり、障害物検出センサ２３からのレーザの送出を停止する。
２．レーザの送出はそのままで、物体を検出しても障害物検出センサ２３からの出力を行わない（センサコントローラが検出結果を無視する）。
３．レーザの送出はそのままで、物体を検出すると障害物検出センサ２３は障害物情報を出力するが、コントローラ３０が無視する。
４．障害物検出センサ２３の測定領域を極端に小さくすることで、物体を検出しないようにする。

コントローラ３０は、車間距離演算部３４を有している。車間距離演算部３４は、第１通信装置２６によって前方の走行車３と通信を行うことで前方走行車３の位置情報を受信し、さらに両走行車３の位置から車間距離を算出する。これにより、前方走行車３との衝突を防止するための走行制御が可能になる。なお、車間距離演算部３４は、前方走行車３の位置情報を管理コントローラ１１から入手してもよい。なお、車間距離演算部３４は第２実施形態のみで実行されるので、第１実施形態では存在しない構成としてもよい。

コントローラ３０は、車間距離演算部設定部３５を有している。車間距離演算部設定部３５は、手動操作モードでは車間距離演算部３４を無効とし、自動運転モードでは車間距離演算部３４を有効とする。このようにして、自動運転モード時には車間距離演算部３４により確実に衝突を防止し、手動操作モード時には通信不成立による衝突可能性を考慮して別手段による衝突防止を行う。なお、車間距離演算部設定部３５は第２実施形態のみで実行されるので、第１実施形態では存在しない構成としてもよい。

コントローラ３０は、外向きカメラ設定部３６を有している。外向きカメラ設定部３６は、第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５の有効・無効を切り換える。なお、外向きカメラ設定部３６は第３実施形態のみで実行されるので、第１実施形態では存在しない構成としてもよい。
コントローラ３０は、記憶部３７を有している。記憶部３７には、走行モードの設定（自動運転モードであるか、手動操作モードであるか）を示す情報が格納されている。

走行車３は、自動運転モードと、手動操作モードとで走行可能である。
自動運転モードでは、走行車３は、例えば管理コントローラ１１から送信される指示に従って、自動的に動作を行う。

手動操作モードでは、走行車３は、無線リモートコントローラ５（以下、「無線リモコン５」という）からの指示に基づいて、動作を行う。具体的には、操作者は、無線リモコン５によって、走行車の停止・発進、各種設定変更等の作業を行うことができる。
無線リモコン５は、単独でも使用可能であり、作業者からの操作指示を受け付ける携帯機器（例えば、スマートフォン、タブレット）と組み合わせて使用可能である。

図４及び図５を用いて、無線リモコン５を詳細に説明する。図４は、無線リモコンの斜視図である。図５は、無線リモコンの表示パネルに表示されたカメラ画像の一例である。
無線リモコン５は、表示パネル４１、動作ボタン４２、及び各種ボタン（後述）を備えており、動作ボタン４２が押圧された状態で各種ボタンのいずれかが押下された場合に、無線リモコン５前方の信号射出部４３から、押下されたボタンに応じたリモコン信号（例えば赤外線信号）が放射されるものである。動作ボタン４２は、リモコンが作業者に握られた際に押圧され、押下状態となる。

各種ボタンの一例として、停止指示ボタン４４、自動運転モード設定ボタン４５、手動操作モード設定ボタン４６、前方走行指示ボタン４７、後方走行指示ボタン４８が設けられている。
動作ボタン４２が押圧された状態で手動操作モード設定ボタン４６が押下された場合、手動操作モードの設定を指示するリモコン信号が射出され、走行車３は手動操作モードに設定される。
動作ボタン４２が押圧された状態で自動運転モード設定ボタン４５が押下された場合、自動運転モードの設定を指示するリモコン信号が射出され、走行車３は自動運転モードに設定される。

表示パネル４１には各種情報が表示される。さらに、表示パネル４１には、コントローラ３０から送信されてきた第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５の画像が、図５に示すように表示される。なお、図５では第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５の一方の画像が表示されているが、両方が表示されてもよい。

（３）制御動作
図６を用いて、コントローラ３０によるモード切替制御動作を説明する。図６は、モード切替制御動作を示すフローチャートである。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、各装置の動作は、制御部から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。

ステップＳ１では、モード切替が行われるのを待機する。具体的には、走行モード切替・判定部３１が、無線リモコン５からモード切替信号が送信されるのを待機する。モード切替信号が送信されると、プロセスはステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、手動操作モードか自動運転モードのいずれかが判断される。具体的には、走行モード切替・判定部３１が上記判断を実行する。手動操作モードであればプロセスはステップＳ３に移行し、自動運転モードであればプロセスはステップＳ５に移行する。

ステップＳ３では、手動操作モードの設定が行われる。具体的には、走行モード切替・判定部３１が、記憶部３７のモード設定を書き換えることで、手動操作モードへの切替設定を行う。なお、自動運転モードから手動操作モードへの切替は、走行車３の停止が条件になっている。したがって、手動操作モードへの切替を指示する信号の前に、走行車３を停止させる信号が送信されている。
ステップＳ４では、障害物検出センサ２３が有効に切り替えられる。具体的には、障害物検出センサ２３をＯＦＦからＯＮにする。その後、プロセスはステップＳ１に戻る。

ステップＳ５では、自動運転モードの設定が行われる。具体的には、走行モード切替・判定部３１が、記憶部３７のモード設定を書き換えることで、自動運転モードへの切替設定を行う。
ステップＳ６では、障害物検出センサ２３が無効に切り替えられる。具体的には、障害物検出センサ２３をＯＮからＯＦＦにする。その後、プロセスはステップＳ１に戻る。

自動運転モードにおいては、例えば走行車３は、例えば管理コントローラ１１から送信される指示に従って、自動的に動作を行う
手動操作モードでは、操作者は、無線リモコン５を操作して対象の走行車３を制御する。具体的には、操作者は、動作状態を確認したり、異常リセットを行ったりする。

２．第２実施形態
図７を用いて、第２実施形態を説明する。図７は、第２実施形態のモード切替制御動作を示すフローチャートである。
基本的な構成は第１実施形態と同じであるので、異なる点のみを説明する。
ステップＳ７が、第１実施形態の図６のステップＳ４の後に設けられている。ステップＳ７では、車間距離演算部３４が有効から無効に切り替えられる。具体的には、車間距離演算が行われない、又は車間距離演算が行われてもその結果が無視される。

ステップＳ８が、第１実施形態の図６のステップＳ６の後に設けられている。ステップＳ８では、車間距離演算部３４が無効から有効に切り替えられる。具体的には、車間距離演算部３４が前方走行車３との車間距離を算出する。その結果、車間距離に基づいて走行制御部３２が速度制御を行う。
このように手動操作モードでは車間距離演算部３４を無効とし、自動運転モードでは車間距離演算部３４を有効とする。したがって、自動運転モード時には、車間距離演算部３４により確実に衝突を防止することできる。一方、手動操作モード時には、通信不成立による衝突可能性を考慮して別手段による衝突防止を行う。例えば、別手段としては、走行車本体に設けられた測距センサによって前方走行車３との車間距離を測定できる。

３．第３実施形態
図８を用いて、第３実施形態を説明する。図８は、第３実施形態のモード切替制御動作を示すフローチャートである。
基本的な構成は第１実施形態と同じであるので、異なる点のみを説明する。
ステップＳ９が、第１実施形態の図６のステップＳ４の後に設けられている。ステップＳ９では、第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５が無効から有効に切り替えられる。この場合、手動操作モード時には、第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５の映像を手動操作者の手元の無線リモコン５に送信される。その結果、図５に示すように、走行車３の周囲の状況が無線リモコン５の表示パネル４１に表示される。

ステップＳ１０が、第１実施形態の図６のステップＳ６の後に設けられている。ステップＳ８では、第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５が有効から無効に切り替えられる。具体的には、撮影が停止される、又は撮影は行われても送信が行われない。
このように手動操作モードでは第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５を有効とし、自動運転モードでは第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５を無効とする。
上記のように、手動操作時に操作者が第１外向きカメラ２４及び第２外向きカメラ２５の撮影画像を確認することで、走行車３を正しく操作していることを確認できる。
なお、第２実施形態と第３実施形態を組み合わせてもよい。

４．実施形態の共通事項
上記第１～第３実施形態は、下記の構成及び機能を共通に有している。
走行車（例えば、走行車３）は、手動操作モード及び自動運転モードを切り替えて走行できる走行車であって、走行部（例えば、走行装置２１）と、障害物検出センサ（例えば、障害物検出センサ２３）と、コントローラ（例えば、コントローラ３０）と、を備えている。
障害物検出センサは、走行部に搭載されている。
コントローラは、手動操作モードでは障害物検出センサを有効とし（例えば、図６のステップＳ４）、自動運転モードでは障害物検出センサを無効とする（例えば、図６のステップＳ６）。
この走行車では、手動操作モード時には障害物検出センサを有効とすることで、人や物を検知して速度制御することで、衝突を確実に防止できる。そして、自動運転モード時には障害物検出センサを無効にすることで、誤検出に起因する誤停止を防ぐことができる。

５．他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
走行車の種類は特に限定されない。有軌道台車以外に、無軌道の走行車、周回ルートを有する走行車であってもよい。
障害物検出センサは、カメラを利用するセンサでもよい。

本発明は、手動操作モードと自動運転モードを有する走行車に広く適用できる。

１ ：走行車システム
３ ：走行車
５ ：無線リモートコントローラ
７ ：軌道
９ ：ステーション
１１ ：管理コントローラ
２１ ：走行装置
２１ａ ：走行車本体
２２ ：移載装置
２３ ：障害物検出センサ
２４ ：第１外向きカメラ
２５ ：第２外向きカメラ
２６ ：第１通信装置
２７ ：第２通信装置
２８ ：第３通信装置
３０ ：コントローラ
３１ ：判定部
３２ ：走行制御部
３３ ：障害物検出センサ設定部
３４ ：車間距離演算部
３５ ：車間距離演算部設定部
３６ ：外向きカメラ設定部
３７ ：記憶部

Claims (4)

1. 操作者が有線又は無線のリモコン操作で走行車を走行させることができる手動操作モード及び自動運転モードを切り替えて走行できる走行車であって、
   走行部と、
   前記走行部に搭載された障害物検出センサと、
   コントローラと、を備え、
   前記コントローラは、手動操作モードでは前記障害物検出センサを有効とし、自動運転モードでは前記障害物検出センサを無効とする、走行車。
2. 少なくとも前方走行車と通信を行う通信装置をさらに備え、
   前記コントローラは、
   前記前方走行車との衝突を防止するための車間距離演算部をさらに有し、
   手動操作モードでは前記車間距離演算部を無効とし、自動運転モードでは前記車間距離演算部を有効とする、請求項１に記載の走行車。
3. 前記障害物検出センサは、前記走行部の側方位置に設けられ、
   前記障害物検出センサは少なくとも走行車前方及び後方を検出範囲とする、請求項１又は２に記載の走行車。
4. 前記走行部に搭載された外向きカメラと、前記外向きカメラの映像を送信する送信部をさらに備え、
   前記コントローラは、手動操作モード時には、前記送信部に前記外向きカメラの映像を前記操作者の手元の端末に送信させる、請求項１～３のいずれかに記載の走行車。

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