JP7426881B2

JP7426881B2 - 荷役作業支援システム

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Publication number: JP7426881B2
Application number: JP2020062507A
Authority: JP
Inventors: 美徳佐藤
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2024-02-02
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021160860A

Description

本発明は、荷台に対する荷の荷役作業を支援するシステムに関する。

従来、天井に設けられたレーザスキャナから照射されるレーザ光によってフォークリフトを目的地まで導く誘導システムが提案されていた（例えば特許文献１参照）。

特開平１０－２５４５４４号公報

しかしながら、上記誘導システムは、フォークリフトを目的地まで導くことはできるが、フォークリフトのような車両の積荷の荷役作業について適正な支援を行うことは難しかった。

本発明は、荷台の積載領域に対する荷の荷役作業を効果的に支援することを課題とする。

上記目的を達成するため、本発明は、荷役作業支援システムにおいて、
トラックの通行可能なフィールドに設置され、前記トラックの荷台の積荷空間の積載面に沿って奥行き方向に距離検出を行うと共に、検出可範囲内にフォークリフトが位置している状態で当該フォークリフトに対する距離検出を行う距離測定装置と、
前記距離測定装置の検出結果から積荷の荷役作業を行う前記フォークリフトの前記荷台に対する位置を検出する車両位置検出部と、
前記距離測定装置の検出結果に基づいて、前記フォークリフトから前記積荷の荷役位置への移動情報又は移動指令を前記フォークリフトに通知する通知処理部とを備える構成としている。

本発明によれば、荷台の積載領域に対する積荷の荷役作業を効果的に支援することが可能となる。

図１（Ａ）は実施形態に係る荷役作業支援システムの概略構成図、図１（Ｂ）は荷台の積載領域の奥行き方向の距離検出結果を示す線図である。フォークリフトの側面図である。フォークリフトの支援端末のブロック図である。中央端末のブロック図である。図５（Ａ）は荷下ろし作業に適用した荷役作業支援システムの概略構成図、図５（Ｂ）は荷台の積載領域の奥行き方向の距離検出結果を示す線図である。図６（Ａ）は測域センサに対するフォークリフト及びリフレクタの実際の配置を示す平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の配置による測域センサの検出結果を示す。図７（Ａ）～図７（Ｃ）は画像差分の手法で積荷の位置を特定する方法を示す説明図、図７（Ｄ）は捕捉的にパレット特徴を利用してパレットを検出する例を示す説明図である。荷台の右側面図の撮像画像である。荷台の右側面図撮像画像に対して、領域分割の手法で積荷の位置を求める説明図である。積荷の積載作業時において荷役作業支援システムが実行する処理を示すフローチャートである。積荷の荷下ろし作業時において荷役作業支援システムが実行する処理を示すフローチャートである。フォークリフトの他の形態を示すブロック図である。

［発明の実施形態の概略構成］
以下、図面を参照しながら、本発明に係る荷役作業支援システムの一実施形態について説明する。図１（Ａ）は実施形態に係る荷役作業支援システム１００の概略構成図、図１（Ｂ）は荷台の積載領域の奥行き方向の距離検出結果を示す線図である。

この荷役作業支援システム１００は、積荷Ｌの荷役作業を行う産業車両であるフォークリフト１２０によりトラック１４０の荷台１４２に対して積荷Ｌの積載作業及び荷下ろし作業を行う場合に作業支援を行うためのシステムである。
荷役作業支援システム１００は、トラック１４０の通行可能なフィールドに設置され、トラック１４０の荷台１４２の積荷空間の積載面１４１に沿って奥行き方向に距離検出を行う距離測定装置としての測域センサ２０と、荷台１４２を撮像する撮像装置３０と、フォークリフト１２０の支援端末１３０に移動情報を提供する中央端末４０とを備えている。
なお、以下の説明では、積荷Ｌの積載作業（荷台への積み込み作業）と荷下ろし作業（荷台からの運び出し作業）とを総称して荷役作業という。
また、積載作業時におけるフォークリフト１２０が積荷Ｌを置きに行く荷台１４２上の目標位置と、荷下ろし作業時におけるフォークリフト１２０が積荷Ｌを取りに行く荷台１４２上の目標位置と総称して荷役位置という。

［トラック］
トラック１４０は、図１（Ａ）に示すように、内部の積荷空間の底面が積荷Ｌの積載面１４１となる箱型の荷台１４２を備えている。
荷台１４２の上面部は、左右に二分割されて、それぞれが左側部又は右側部の側面と一体化されている。そして、トラック１４０は、一体化された上面の左半分と左側面及び一体化された上面右半分と右側面が、それぞれ上方に跳ね上げられるように回動して開かれるウィングタイプの荷台１４２を備えている。

以下の説明では、トラック１４０の荷台１４２を鉛直上方から見た状態で、トラック１４０における前後方向をＹ軸方向、トラック１４０の横幅方向をＸ軸方向、鉛直上下方向をＺ軸方向とし、これらは互いに直交しているものとする。また、説明の便宜上、Ｙ軸方向の一方（トラック１４０における前方）を「前」又はＹ（＋）、Ｙ軸方向の他方（トラック１４０における後方）を「後」又はＹ（－）、Ｘ軸方向の一方（トラック１４０における左方）を「左」又はＸ（＋）とし、Ｘ軸方向の他方（トラック１４０における右方）を「右」又はＸ（－）と説明する。
なお、この方向の定義は、後述するフォークリフト１２０については除外する。

なお、この荷役作業支援システム１００は、ウィングタイプのトラック１４０に限られず、積載面を備え、側面部又は後部から積荷Ｌの荷役作業が可能なあらゆるトラックに適用することが可能である。

［フォークリフト］
図２はフォークリフト１２０の側面図である。図２に示すように、フォークリフト１２０は、前後に車輪１２１が取り付けられた車体１２２に、運転手が着座する運転席１２３、車体１２２の前方に延びる左右一対のフォーク１２４を有して構成されている。図示しないが、運転席１２３の前方には、アクセルペダル、ブレーキペダル、車輪を転舵させるステアリングハンドル、フォーク１２４を昇降させる操作レバー等の操縦機器と支援端末１３０が設けられている。

フォークリフト１２０の車輪１２１は、図示しないステアリング駆動装置に接続されており、図示しない駆動源により走行動力が付与される。また、ステアリングハンドルによる運転者の操作がステアリング駆動装置を通じて車輪１２１に付与され、任意に操縦を行うことができる。
また、左右一対のフォーク１２４は、いずれも略Ｌ字形状であり、図示しない油圧機構により上下方向に昇降動作が付与される。

さらに、フォークリフト１２０は、車体１２２における後端部の左右側と前端部の右側の三箇所に、測域センサ２０により位置検出が容易に行われるリフレクタ１２５が装備されている。
リフレクタ１２５は、測域センサ２０が検出を行うレーザ光を良好に反射する材料からなる。また、リフレクタ１２５は、再帰性反射を行うものがより好ましい。なお、リフレクタ１２５に替えて、同様に機能するマーカを使用しても良い。
測域センサ２０は、荷台１４２の積載面１４１に沿って当該積載面１４１よりも高い所定の高さで距離検出（奥行き検出）を行うため、このリフレクタ１２５は、測域センサ２０が検出を行う所定の高さに設けられている。

図３はフォークリフト１２０の支援端末１３０のブロック図である。図３に示すように、支援端末１３０は、通信部１３１、表示部１３２、コントローラ１３３、メモリ１３４を備えている。

通信部１３１は、無線のデータ通信装置からなり、中央端末４０からの移動情報を受信する。通信部１３１は、中央端末４０との間でのみ無線通信可能なデータ通信装置であっても良いし、基地局を介してネットワーク回線を通じて通信を行うデータ通信装置であっても良い。
表示部１３２は、中央端末４０からの移動情報を表示するためのディスプレイである。
メモリ１３４は、通信部１３１を通じて取得した移動情報を格納する半導体メモリや不揮発性の記憶装置である。
コントローラ１３３は、通信部１３１を通じて中央端末４０から受信した移動情報をメモリ１３４に格納し、また、表示部１３２に表示する制御を行う。

［測域センサ］
測域センサ２０は、検出方向前方に対して二次元の範囲で距離検出を行うセンサであり、例えば、ＬＩＤＥＲ（Light Detection and Ranging）のようなレーザスキャナを用いた距離計測器である。
この測域センサ２０は、検出方向前方に向かう基準線から両側に広がりを持つ二次元の検出面Ｗを距離検出の範囲としており、測域センサ２０を中心として、前述した検出面Ｗに沿ってレーザ光を走査して、走査によってレーザ光が照射された各位置における距離を検出することで、照射方向先の物体の検出面Ｗに沿った断面形状を示す位置データを取得することができる。なお、図示の扇形で描かれた検出面Ｗは検出可能な距離を示しているものではなく、その検出範囲の角度幅を示している。測域センサ２０は、図示のトラック１４０の荷台１４２の最も奥の部分（右端部）まで到達し、検出可能である。

測域センサ２０は、トラック１４０の開放された荷台１４２の左側面に対向するように配置され、検出面Ｗの基準線（以下、検出方向とする）を右側（荷台１４２の奥行き方向）に向けている。
ここでで、「奥行き方向」とは、荷台１４２に対して積載作業時に積荷Ｌが運び込まれる方向又は荷下ろし作業時に積荷Ｌが取り出される方向をいう。
トラック１４０のように、荷台１４２の左右が開放される構造の場合、積荷Ｌの荷役作業は左右方向（Ｘ軸方向）が奥行き方向となる。

なお、測域センサ２０の検出方向は、厳格に奥行き方向（Ｘ軸方向）に平行となるように配置しなくともよく、荷台１４２の内側全域に対して距離検出を行うことが可能な方向であれば、多少の傾斜が生じても良い。
また、検出面Ｗの基準線が荷台１４２の積載面１４１よりも幾分上であって離れ過ぎない高さとなるように測域センサ２０を配置することが好ましい。即ち、検出面Ｗの基準線は、荷台１４２の積載面１４１近傍がよく、上方に離れ過ぎると、積載面１４１に積載された積荷Ｌの上をレーザ光が通過して積荷Ｌを検出することができなくなるからである。

この測域センサ２０により、例えば、空の荷台１４２に対して検出を行うと、荷台１４２の前壁面１４３、右壁面１４７及び後壁面１４４を検出面Ｗに正射影した形状を示す位置データが検出される。
また、図１（Ａ）に示すように、積載面１４１の後部に積荷Ｌが積載された状態の場合には、図１（Ｂ）に示すように、荷台１４２の前壁面１４３、右壁面１４７及び積荷Ｌの前側の面１４５の検出面Ｗに正射影した形状を示す位置データが検出される。
上記のように、空の荷台１４２の場合と積荷がある場合のいずれの場合も、荷台１４２に対する測域センサ２０の検出により、左側に向かって開口した矩形の形状の位置データが検出される。

そして、この位置データの矩形の開口の内側が積荷Ｌを積載する場合の積載領域１４６となる。
この測域センサ２０は、中央端末４０に接続されており、検出により得られた位置データは、中央端末４０に出力される。

［撮像装置］
撮像装置３０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を有するデジタルカメラである。撮像装置３０は、荷台１４２を開放側（左側）から撮像する。
撮像装置３０は、測域センサ２０の近傍で、測域センサ２０の検出方向と平行に視線を向けた状態で配置される。なお、この撮像装置３０も視線を厳格にＸ軸方向に平行としなくともよい。
但し、荷台１４２の左側面全体が撮像範囲に収まるように配置される。
この撮像装置３０は、中央端末４０に接続されており、撮像により得られた画像データは、中央端末４０に出力される。

［中央端末］
図４は中央端末４０のブロック図である。
中央端末４０は、例えば、パーソナルコンピュータ等の情報処理端末から構成され、図４に示すように、制御部４４、通信部４１、入力部４２、表示装置４３、データ記憶部４５、メモリ４６を備えている。

通信部４１は、無線のデータ通信装置からなり、フォークリフト１２０の支援端末１３０との間で無線通信を行う。通信部４１は、支援端末１３０との間でのみ無線通信可能なデータ通信装置であっても良いし、基地局を介してネットワーク回線を通じて通信を行うデータ通信装置であっても良い。
入力部４２は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル等からなり、作業支援に必要な情報や設定の入力を行うことができる。
表示装置４３は、例えば、ディスプレイを備え、測域センサ２０の検出に基づく位置データや撮像装置３０の撮像画像の表示を行う。
データ記憶部４５は、制御部４４が実行するプログラムやその処理に関する各種の情報を記憶する不揮発性の記憶装置である。
メモリ４６は、測域センサ２０の検出による位置データや撮像装置３０の撮像による画像データを記憶する。メモリ４６は、半導体メモリや不揮発性の記憶装置を使用することができる。

制御部４４は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成されている。
制御部４４は、領域抽出部４４１、車両位置検出部４４２、通知処理部４４３、積荷位置特定部４４４を備えている。これらは、制御部４４が備えるＣＰＵがデータ記憶部４５内のプログラムを実行することにより実現する機能的な構成である。
なお、領域抽出部４４１、車両位置検出部４４２、通知処理部４４３、積荷位置特定部４４４は、プログラムにより実現する機能的な構成である場合に限らず、それぞれの機能を実行する専用の回路やチップで構成しても良い。

領域抽出部４４１は、測域センサ２０による検出結果から荷台１４２の両端部又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部を抽出する処理を実行する。なお、両端部とは、奥行き方向（Ｘ軸方向）に直交する方向（Ｙ軸方向）における両端部である。
前述したように、測域センサ２０により、空の荷台１４２又は一部に積荷Ｌが積載された荷台１４２に対して検出が行われると、Ｘ（＋）側に向かって開口した矩形を示す位置データが検出される。

領域抽出部４４１は、測域センサ２０から得られた矩形の位置データから、荷台１４２の奥行き（Ｘ軸方向幅）に近い長さを有するＸ軸方向に沿った二本の直線部分ｌ１，ｌ２を抽出する。
抽出されたこれら二本の直線部分ｌ１，ｌ２は、それぞれ荷台１４２の前壁面１４３と後壁面１４４又は荷台１４２の前壁面１４３と積荷Ｌの前側の面１４５となるので、これによって、荷台１４２の両端部又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部を抽出することができる。
そして、一方の直線部分ｌ１のＸ（＋）側の端部と他方の直線部分ｌ２のＸ（＋）側の端部の間となる部分が積載領域１４６の入り口を示す。

また、図５（Ａ）のように、積載面１４１に積荷Ｌが既に満載状態の荷台１４２に対して、測域センサ２０による測定が行われた場合には、各積荷Ｌの右側の面が荷台１４２の右側端部に迫っているので、図１（Ｂ）のような荷台１４２では奥行きに近い長さの直線部分を抽出することはできない。
このように、荷台１４２の奥行きに近い長さの直線部分が抽出できない場合には、図５（Ｂ）に示すように、領域抽出部４４１は、より短い直線部分ｌ１１，ｌ１２を抽出する。これらの直線部分ｌ１１，ｌ１２は、荷台１４２の前壁面１４３と後壁面１４４に該当するので、荷台１４２の両端部を抽出することができる。

領域抽出部４４１は、直線部分の長さについて、予め大小二つの閾値を定め、最初は大きな閾値に従って直線部分を抽出し、大きな閾値では直線部分が得られない場合には小さな閾値で直線部分を抽出することで、荷台１４２が空の場合、一部に積荷Ｌが積載されている場合、積荷が満載されている場合のいずれの場合でも、荷台１４２の両端部又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部を抽出することができる。

車両位置検出部４４２は、荷台１４２に対するフォークリフト１２０の位置を検出する処理を実行する。
図６（Ａ）は測域センサ２０に対するフォークリフト１２０及びリフレクタ１２５の実際の配置を示す平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の配置による測域センサ２０の検出結果を示す。
即ち、図６（Ａ）に示すように、測域センサ２０の検出可範囲内にフォークリフト１２０が位置している状態で、車両位置検出部４４２は、測域センサ２０の検出可範囲内において、フォークリフト１２０の三つのリフレクタ１２５を検出する。リフレクタ１２５は、測域センサ２０が照射するレーザ光を格別に反射するので、その反射強度から三つのリフレクタ１２５の位置を検出することができる。
但し、測域センサ２０が三つの点を検出しただけの状態では、それらがフォークリフト１２０に搭載された三つのリフレクタ１２５であるか否かを認識することが認識できない。
このため、データ記憶部４５に、フォークリフト１２０に取り付けられた三つのリフレクタ１２５の相対的な位置情報が格納されている。車両位置検出部４４２は、図６（Ｂ）に示すように、三つの点が検出されると、それらの相対的な位置と三つのリフレクタ１２５の相対的な位置情報とを照合して、三つの点がフォークリフト１２０に取り付けられた三つのリフレクタ１２５であることを識別することができる。

また、三つのリフレクタ１２５の内の比較的近くに位置する二つのリフレクタ１２５は、フォークリフト１２０の後端部の左右に取り付けられており、離れて位置する一つのリフレクタ１２５は、フォークリフト１２０の前端部右側に取り付けられている。
このため、測域センサ２０によって、当該測域センサ２０のＸ－Ｙ座標系における三つのリフレクタ１２５の位置が検出されると、当該Ｘ－Ｙ座標系におけるフォークリフト１２０の位置及び向きを特定することができる。

さらに、前述した領域抽出部４４１によって、測域センサ２０の座標系における荷台１４２の両端部の位置又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部の位置を抽出することができるので、車両位置検出部４４２と協働することにより、荷台１４２の両端部の位置又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部の位置に対するフォークリフト１２０の相対的な位置関係及び向きを求めることができる。

積荷位置特定部４４４は、(1)画像差分、(2)特徴検出、(3)領域分割の手法を利用して、撮像装置３０の撮像画像から荷台１４２内の積荷Ｌの位置を特定する。

(1)画像差分の手法は、積荷Ｌの積載作業の場合に実行される。
即ち、積荷位置特定部４４４は、図７（Ａ）に示すように、撮像装置３０により、積載作業前の空の状態の荷台１４２を撮像し、空の状態の荷台１４２の撮像画像を取得する。
そして、積荷Ｌが積載された状態で、図７（Ｂ）に示すように、撮像装置３０により、再び、荷台１４２を撮像し、当該撮像画像から空の状態の荷台１４２の撮像画像の差分を取ることで、図７（Ｃ）に示すように、積載された積荷Ｌのみの差分画像を抽出する。さらに、空の状態の荷台１４２の撮像画像と抽出された積荷Ｌのみの抽出画像との対比によって、荷台１４２における積荷Ｌの位置を求めることができる。

(2)特徴検出の手法は、積載作業と荷下ろし作業のいずれの場合にも実行される。
この手法は、積荷Ｌの下に敷かれるパレットＰを利用して、荷台１４２内の積荷Ｌの位置を特定する。
即ち、パレットＰの正面から見たパレット特徴Ｆのデータを予め用意する。そして、積荷位置特定部４４４は、図７（Ｄ）に示すように、撮像装置３０による積荷Ｌが積載された荷台１４２の撮像画像から、パレット特徴Ｆに基づいてパレットＰを検出し、パレットＰ及び積荷Ｌの位置を特定する。

(3)領域分割の手法は、荷下ろし作業の場合に実行される。
この手法は、荷台１４２内の全幅に渡って積荷Ｌが積載された状態から積荷Ｌの荷下ろし作業を行う際の支援において実行される。
この領域分割を行う場合には、荷台１４２内に並べられた積荷Ｌの個数又は敷かれたパレットＰの幅が既値のデータとしてデータ記憶部４５に予め用意されていることを要する。
そして、図８に示す、撮像装置３０によって取得された荷台１４２の撮像画像に対して、図９に示すように、荷台１４２の内側領域を既値である積荷Ｌの個数又はパレットＰの幅で均等に分割して区画する。これにより、その一つ一つの区画領域が積荷Ｌの位置として算出される。
なお、各パレットＰに隙間を空けて積荷Ｌが積載された場合等に、上記分割された一つ一つの区画領域の位置精度が不充分となる場合がある。そのような場合には、(2)の特徴検出を併用し、各区画領域内で個別にパレット特徴Ｆに基づいてパレットＰを検出することで、より精度良く迅速に、パレットＰ及び積荷Ｌの位置を特定することができる。

通知処理部４４３は、領域抽出部４４１によって抽出された荷台１４２の両端部又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部の位置と、車両位置検出部４４２によって検出された荷台１４２に対するフォークリフト１２０の位置と、積荷位置特定部４４４によって特定された荷台１４２内の積荷Ｌの位置とに基づいて、フォークリフト１２０を適正な積荷Ｌの荷役位置に導くための移動情報をフォークリフト１２０に提供する。

通知処理部４４３は、具体的には、荷台１４２に対する積荷Ｌの積載作業時には、抽出された荷台１４２の両端部又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部の位置に対して、特定された荷台１４２内の積荷Ｌの位置を考慮して、荷台１４２に対して次に積荷Ｌを積載すべき位置を特定する。
例えば、空の荷台１４２の両端部又は積荷Ｌをさけた積載領域１４６の両端部の間であって、いずれか一方の端部を積荷Ｌを積載すべき位置に設定する。
そして、通知処理部４４３は、当該積載すべき位置に対して、相対的に、フォークリフト１２０がいずれに位置し、いずれの方向を向いているかを示す移動情報をフォークリフト１２０の支援端末１３０に送信する。この移動情報は、積載すべき位置とフォークリフト１２０の位置座標を示すデータでも良いが、例えば、荷台１４２と、積載すべき位置と、フォークリフト１２０の位置及び向きとをそれぞれアイコン等で画像化し、フォークリフト１２０の運転者が視覚的且つ直感的に現在地からどちらに向かえば良いかが容易に理解可能な情報であることがより好ましい。

また、通知処理部４４３は、具体的には、荷台１４２に対する積荷Ｌの荷下ろし作業時には、抽出された荷台１４２の両端部又は荷台１４２の積載領域１４６の両端部の位置に対して、特定された荷台１４２内の積荷Ｌの位置によって、荷役位置を特定する。
例えば、特定された積荷Ｌが一つであれば当該積荷Ｌの位置、特定された積荷Ｌが複数であれば、いずれか一方の端部の積荷Ｌの位置を荷下ろし作業において取りに行く位置に設定する。
そして、通知処理部４４３は、当該荷下ろしすべき積荷Ｌ（パレットＰ）の位置に対して、相対的に、フォークリフト１２０がいずれに位置し、いずれの方向を向いているかを示す移動情報をフォークリフト１２０の支援端末１３０に送信する。この移動情報も、荷下ろしの積荷Ｌを取りに行く位置とフォークリフト１２０の位置座標を示すデータでも良いが、荷台１４２と、荷下ろしの積荷Ｌを取りに行く位置と、フォークリフト１２０の位置及び向きとを画像化し、フォークリフト１２０の運転者が視覚的且つ直感的に現在地からどちらに向かえば良いかが容易に理解可能な情報であることがより好ましい。

［積荷の積載作業時における荷役作業支援システムの処理］
積荷Ｌの積載作業時において荷役作業支援システム１００が実行する処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、一つの積荷Ｌの積載実行時の処理である。

荷役作業支援システム１００の制御部４４は、トラック１４０の荷台１４２にまだ一つも積荷Ｌが積載されていない空の状態であるか、つまり、積荷Ｌの積載数が一つ目であるか否かを判定する（ステップＳ１）。
積荷Ｌが積載されていない空の状態であるか否かの判断は、例えば、入力部４２において、荷台１４２が空の状態から積荷Ｌの積載作業が開始されることが予め設定されている場合に、その設定情報から判断しても良いし、撮像装置３０によって荷台１４２を撮像し、その撮像画像から判断する構成としても良い。

このとき、積荷Ｌの積載数が一つ目である場合には、荷台１４２にはまだ一つも積荷がない状態であり、制御部４４は、撮像装置３０を制御して荷台１４２を撮像する（ステップＳ３：図７（Ａ））。荷台１４２の撮像画像データはメモリ４６内に格納される。

そして、領域抽出部４４１は、測域センサ２０により荷台１４２の距離検出を実行し（図１（Ａ）参照）、得られた位置データから、荷台１４２の両端部を抽出する（ステップＳ５：図１（Ｂ）参照）。
次に、車両位置検出部４４２は、測域センサ２０により、フォークリフト１２０の位置検出を実行する（ステップＳ７：図６）

そして、通知処理部４４３が、領域抽出部４４１によって抽出された荷台１４２の両端部のいずれか一方の端部を積荷Ｌを積載すべき位置と定め、車両位置検出部４４２によって検出された荷台１４２に対するフォークリフト１２０の位置から、積荷Ｌを積載すべき位置に対して、相対的に、フォークリフト１２０がいずれに位置し、いずれの方向を向いているかを示す移動情報をフォークリフト１２０の支援端末１３０に送信する（ステップＳ９）。これにより、処理を終了する。

一方、ステップＳ１において、積荷Ｌの積載数が二つ目以降であると判定した場合には、制御部４４は、測域センサ２０により荷台１４２の距離検出を実行し、測域センサ２０の距離検出によって得られた位置データから、領域抽出部４４１は、荷台１４２の積載領域１４６の両端部を抽出する（ステップＳ１１：図１（Ｂ））。

ついで、積荷位置特定部４４４は、撮像装置３０により、荷台１４２の撮像を行い（図７（Ｂ））、画像差分の手法に従って、現在の撮像画像と最初の積荷Ｌの積載作業時にステップＳ３で取得された空の荷台１４２の撮像画像との差分を行い、積載された積荷Ｌのみの差分画像を抽出する（図７（Ｃ））。これにより、荷台１４２内の積荷Ｌの位置が求められるので、後の処理で、通知処理部４４３が、その隣となる位置を新たな積荷Ｌの積載すべき位置に特定することができる（ステップＳ１３）。

また、積荷位置特定部４４４は、上記画像差分の手法に替えて、特徴検出の手法に従って、現在の撮像画像に対して、パレット特徴Ｆに基づいてパレットＰを検出し、パレットＰ及び積荷Ｌの位置を特定しても良い（図７（Ｄ））。この場合も、荷台１４２内の積荷Ｌの位置が求められるので、後の処理で、通知処理部４４３が、その隣となる位置を新たな積荷Ｌの積載すべき位置に特定することができる

次に、車両位置検出部４４２が、測域センサ２０により、フォークリフト１２０の位置検出を実行する（ステップＳ１５：図６）
そして、通知処理部４４３が、領域抽出部４４１によって抽出された積載領域１４６の両端部の位置と車両位置検出部４４２によって検出された荷台１４２に対するフォークリフト１２０の位置とから、積荷Ｌを積載すべき位置に対して、相対的に、フォークリフト１２０がいずれに位置し、いずれの方向を向いているかを示す移動情報をフォークリフト１２０の支援端末１３０に送信する（ステップＳ１７）。これにより、処理を終了する。

移動情報を受信したフォークリフト１２０の支援端末１３０は、表示部１３２に移動情報の内容を表示し、運転者に、積荷Ｌを積載すべき位置がフォークリフト１２０に対していずれに位置し、いずれの方向に向かえば良いかを示すことができる。
従って、フォークリフト１２０の運転者は、適正な支援を受けて、積荷の積載作業を円滑に行うことができる。

［積荷の荷下ろし作業時における荷役作業支援システムの処理］
積荷Ｌの荷下ろし作業時において荷役作業支援システム１００が実行する処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、一つの積荷Ｌの荷役実行時の処理である。
この積荷Ｌの荷下ろし作業は、トラック１４０の荷台１４２に積荷Ｌが満載された状態から開始されることを前提とする。

まず最初に、制御部４４は、撮像装置３０を制御して、荷台１４２に積荷Ｌが満載の状態荷台１４２撮像する（ステップＳ３１：図８）。荷台１４２の撮像画像データはメモリ４６内に格納される。

そして、領域抽出部４４１は、測域センサ２０により荷台１４２の距離検出を実行し（図５（Ａ））、得られた位置データから、荷台１４２の両端部を抽出する（ステップＳ３３：図５（Ｂ））。

ついで、積荷位置特定部４４４は、撮像装置３０の撮像によって取得した現在の荷台１４２の撮像画像に対して、領域分割の手法に従って、荷台１４２の内側領域を既値である積荷Ｌの個数又はパレットＰの幅で分割して区画する（図９）。これにより、その一つ一つの区画領域が積荷Ｌの位置として特定される（ステップＳ３５）。
また、積荷位置特定部４４４は、一つ一つの区画領域内において、特徴検出の手法に従って、パレット特徴Ｆに基づいてパレットＰを検出し、パレットＰ及び積荷Ｌの位置をさらに絞り込んだ位置に特定しても良い。
これらにより、Ｙ軸方向に沿って並んだ個々のパレットＰの位置が特定されたら、その内のＹ軸方向にいずれか一方の端部に位置するパレットＰを次の荷下ろし作業において取りに行く位置に決定する。

次に、車両位置検出部４４２は、測域センサ２０により、フォークリフト１２０の位置検出を実行する（ステップＳ３７：図６）
そして、通知処理部４４３が、領域抽出部４４１によって抽出された荷台１４２の両端部の位置と積荷位置特定部４４４によって特定された次の荷下ろし作業において取りに行く位置と車両位置検出部４４２によって検出された荷台１４２に対するフォークリフト１２０の位置とから、次の次の荷下ろし作業において取りに行く位置に対して、相対的に、フォークリフト１２０がいずれに位置し、いずれの方向を向いているかを示す移動情報をフォークリフト１２０の支援端末１３０に送信する（ステップＳ３９）。これにより、処理を終了する。

移動情報を受信したフォークリフト１２０の支援端末１３０は、表示部１３２に移動情報の内容を表示し、運転者に、次の荷下ろし作業において取りに行く位置がフォークリフト１２０に対していずれに位置し、いずれの方向に向かえば良いかを示すことができる。
従って、フォークリフト１２０の運転者は、適正な支援を受けて、積荷Ｌの荷下ろし作業を円滑に行うことができる。

［荷役作業支援システムの技術的効果］
上記荷役作業支援システム１００は、測域センサ２０の検出結果に基づいて、フォークリフト１２０から積荷の荷役位置への移動情報をフォークリフトに通知する通知処理部４４３を備えている。
このため、積荷Ｌの荷役作業について適正な支援を行うことが可能となり、フォークリフト１２０の運転者の作業負担の軽減を実現することが可能となる。

さらに、上記荷役作業支援システム１００は、測域センサ２０によって、荷台１４２の両端部又は積載領域１４６の両端部を抽出する領域抽出部４４１を備え、通知処理部４４３が、荷台１４２の両端部又は積載領域１４６の両端部を考慮して、フォークリフト１２０から積荷Ｌの荷役位置への移動情報をフォークリフト１２０に通知している。
このため、積荷Ｌの荷役作業についてより適正な荷役位置に移動させる支援を行うことが可能となり、フォークリフト１２０の運転者の作業負担のさらなる軽減を実現することが可能となる。

また、上記測域センサ２０は、二次元検出型の測域センサを利用することができ、センサ数やコストの低減を図ることが可能となる。また、三次元検出型の測域センサを利用することも可能だが、二次元検出型の測域センサであれば、取得する情報量が必要十分な範囲で低減することができるので、システムコストの低減も図ることが可能となる。
また、荷役作業支援システム１００の支援方式であれば、積荷Ｌごと又はトラック１４０ごとにマーカの貼付が不要であり、作業負担の軽減を図ることが可能である。

また、通知処理部４４３は、積荷Ｌの荷役位置とフォークリフト１２０の相対的な位置を示す移動情報をフォークリフト１２０に提供するので、フォークリフト１２０を適正に積荷Ｌの荷役位置に導くことができ、作業負担のさらなる軽減を図ることが可能となる。

また、荷役作業支援システム１００は、荷台１４２を撮像する撮像装置３０と、撮像装置３０の撮像画像から荷台１４２内の積荷Ｌの位置を特定する積荷位置特定部４４４とを備えているので、荷台１４２内の積荷Ｌを考慮した荷役位置にフォークリフト１２０を導くことができ、さらに適正な支援を行うことが可能となる。

また、上記積荷位置特定部４４４は、複数の撮像画像の差分画像から積荷の位置を特定するので、負担が軽く処理の高速化を図ることが可能となる。

さらに、上記積荷位置特定部４４４は、撮像画像内のパレットの特徴Ｆから積荷Ｌの位置を特定することもできるので、パレットＰの位置からより正確に積荷Ｌの位置を特定することができ、より適正な積荷Ｌの荷役位置にフォークリフト１２０を導くことが可能となる。

また、通知処理部４４３は、積荷位置特定部４４４によって特定された積荷の位置以外の積荷の荷役位置への移動情報を通知する処理を行うので、積荷Ｌの積載作業を行う場合に、より適正な位置にフォークリフト１２０を導くことが可能となる。

また、通知処理部４４３は、積荷位置特定部４４４によって特定された積荷Ｌの位置を積荷Ｌの荷役位置とする移動情報を通知する処理を行うので、積荷Ｌの荷下ろし作業を行う場合に、より適正な位置にフォークリフト１２０を導くことが可能となる。

また、車両位置検出部４４２は、フォークリフト１２０に装備されたマーカ又はリフレクタ１２５から荷台１４２に対するフォークリフト１２０の位置を検出するので、フォークリフト１２０の位置をより正確に検出することが可能となる。
さらに、フォークリフト１２０にマーカ又はリフレクタ１２５を複数箇所に設けることにより、フォークリフト１２０の向いている方向をより正確に検出することが可能となる。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態及び変形例に限られない。実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、荷役作業支援システム１００は、積荷Ｌの荷役作業を行う車両として、運転者が運転するフォークリフト１２０を例示したが、図１２に示す、所定の指令に基づいて走行する無人走行型のフォークリフト１２０Ａに対する支援を行うことも可能である。
フォークリフト１２０Ａは、図１２に示すように、走行駆動とステアリング動作とを行うステアリング駆動部１３５Ａを備え、コントローラ１３３Ａがステアリング駆動部１３５Ａを制御することで、無人で自在に走行することができる。
このような、フォークリフト１２０Ａに対して、荷役作業支援システム１００の通知処理部４４３は、移動情報の提供に替えて、移動情報に基づくフォークリフト１２０Ａの進路を誘導する移動指令を送信する構成とする。
これにより、フォークリフト１２０Ａは、適正な経路に従って移動を行い、積荷Ｌの荷役作業を効果的に支援することが可能となる。

また、荷役作業支援システム１００では、測域センサ２０が、荷台１４２の積載面（Ｘ－Ｙ平面）に沿った水平な検出面によって奥行き方向の距離検出を行う構成を例示したが、測域センサ２０とは別に、Ｘ－Ｚ平面に沿った垂直な検出面によって高さ方向の距離検出を行う測域センサを付加しても良い。

２０測域センサ
３０撮像装置
４０中央端末
４４制御部
４５データ記憶部
４６メモリ
１００作業支援システム
１２０，１２０Ａフォークリフト
１２５リフレクタ
１３０支援端末
１３３，１３３Ａコントローラ
１４０トラック
１４１積載面
１４２荷台
１４３前壁面
１４４後壁面
１４５積荷の前側の面
１４６積載領域
１４７右壁面
４４１領域抽出部
４４２車両位置検出部
４４３通知処理部
４４４積荷位置特定部
Ｆパレット特徴
Ｌ積荷
Ｐパレット
Ｗ検出面

Claims

トラックの通行可能なフィールドに設置され、前記トラックの荷台の積荷空間の積載面に沿って奥行き方向に距離検出を行うと共に、検出可範囲内にフォークリフトが位置している状態で当該フォークリフトに対する距離検出を行う距離測定装置と、
前記距離測定装置の検出結果から積荷の荷役作業を行う前記フォークリフトの前記荷台に対する位置を検出する車両位置検出部と、
前記距離測定装置の検出結果に基づいて、前記フォークリフトから前記積荷の荷役位置への移動情報又は移動指令を前記フォークリフトに通知する通知処理部とを備える荷役作業支援システム。
前記距離測定装置の検出結果から前記荷台の両端部又は前記荷台の積載領域の両端部を抽出する領域抽出部を備え、
前記通知処理部は、前記荷台の両端部又は前記積載領域の両端部と前記フォークリフトの前記荷台に対する位置とに基づいて、前記フォークリフトから前記積荷の荷役位置への移動情報又は移動指令を前記フォークリフトに通知する
請求項１に記載の荷役作業支援システム。
前記荷台を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置の撮像画像から前記荷台内の前記積荷の位置を特定する積荷位置特定部と、
を備える請求項１又は２に記載の荷役作業支援システム。
前記積荷位置特定部は、複数の前記撮像画像の差分画像から前記積荷の位置を特定する
請求項３に記載の荷役作業支援システム。
前記積荷位置特定部は、前記撮像画像内のパレットの特徴から前記積荷の位置を特定する
請求項３又は４に記載の荷役作業支援システム。
前記通知処理部は、
前記積荷位置特定部によって特定された前記積荷の位置以外の前記積荷の荷役位置への移動情報又は移動指令を前記フォークリフトに通知する処理を行う
請求項３から５のいずれか一項に記載の荷役作業支援システム。
前記通知処理部は、
前記積荷位置特定部によって特定された前記積荷の位置を前記積荷の荷役位置とする移動情報又は移動指令を前記フォークリフトに通知する処理を行う
請求項３から５のいずれか一項に記載の荷役作業支援システム。
前記車両位置検出部は、前記フォークリフトに装備されたマーカ又はリフレクタから前記フォークリフトの前記荷台に対する位置を検出する
請求項１から７のいずれか一項に記載の荷役作業支援システム。