JP7509993B2

JP7509993B2 - 移動体

Info

Publication number: JP7509993B2
Application number: JP2023506428A
Authority: JP
Inventors: 秀一郎鬼頭; 琢也小田
Original assignee: 株式会社Fuji
Filing date: 2021-03-16
Publication date: 2024-07-02
Anticipated expiration: 2041-03-16

Description

本明細書では、移動体を開示する。

従来、自らの動力で移動可能な移動体としては、物を載置可能な載置面と、その載置面を昇降させる昇降装置とを備えたものが知られている。例えば、特許文献１に記載された移動体では、載置面を定期的に撮像した画像に基づいて載置面上に物があるか否かを判定し、物があったならば、現在画像とその直前の画像との差分画像を生成し、差分量に基づいて荷崩れなどの判定を行う。

２０１９－１４７６４９号公報

しかしながら、特許文献１の移動体では、載置面の昇降位置を画像を用いて簡単に認識することはできなかった。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、載置面の昇降位置を画像を用いて簡単に認識することを主目的とする。

本開示の移動体は、
物を載置可能な載置面と、
前記載置面を昇降させる昇降装置と、
前記載置面の近傍に設けられ、昇降不能に固定された固定面と、
前記載置面が下降位置にあるときに前記載置面及び前記固定面の両方にわたって描かれた所定の模様と、
前記載置面及び前記固定面の両方が写った画像に基づいて、前記載置面の昇降位置の判定を行う判定装置と、
を備えたものである。

この移動体では、載置面及び固定面の両方が写った画像に基づいて、載置面の昇降位置の判定を行う。したがって、載置面の昇降位置を画像を用いて簡単に認識することができる。なお、「載置面の近傍」は、載置面の周囲であってもよいが、これに限定されるものではない。

移動体１０の概略構成を示す斜視図。車体１２の平面図。制御装置５０の電気的接続を示すブロック図。パターンマッチングに用いられるパターンの説明図。昇降位置判定ルーチンのフローチャート。載置面２２が下降位置にあるときの斜視図。載置面２２が上昇位置にあるときの斜視図。載置面２２に物６０が載っているときの斜視図。別例のパターンマッチングに用いられるパターンの説明図。

本開示の移動体の好適な実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。図１は移動体１０の概略構成を示す斜視図、図２は車体１２の平面図、図３は制御装置５０の電気的接続を示すブロック図、図４はパターンマッチングに用いられるパターンの説明図である。なお、図２にはカメラ４０及び支持体４６の図示を省略した。また、本明細書中で前後左右上下は、図１に示した通りである。

移動体１０は、車体１２の前後左右に４つの車輪１４～１７が取り付けられた自走式の無人搬送車（ＡＧＶ）であり、予め床面に貼られた誘導用の磁気テープに沿って移動する。前方の左右二つの車輪１４，１５は操舵可能な従動輪であり、後方の左右二つの車輪１６，１７は個別のモータ１６ａ，１７ａ（図３参照）で回転駆動される駆動輪である。移動体１０は、直進する際には左右の車輪１６，１７を同じ回転速度で回転させ、旋回する際には左右の車輪１６，１７をそれぞれ異なる回転速度で回転させる。モータ１６ａ，１７ａは、車体１２に搭載された図示しない充電可能なバッテリによって給電される。

移動体１０は、荷台２０と、昇降装置３０と、カメラ４０と、制御装置５０（図３参照）とを備える。

荷台２０は、車体１２の上面であり、荷物を載置可能で昇降可能な載置面２２と、載置面２２の周囲に昇降不能に固定された固定面２４とを備える。載置面２２と固定面２４とは、境界線２３によって分離されている。載置面２２は、車体１２の中央に昇降可能に嵌め込まれた載置台２６の上面である。荷台２０には、所定の模様２８が描かれている。模様２８は、載置面２２が下降位置にあるときに載置面２２及び固定面２４の両方にわたって描かれたものである。本実施形態では、模様２８は、図２に示すように、種々の大きさの白色長方形と黒色長方形とをランダムに配置したものとした。

昇降装置３０は、載置台２６の下方に配置され、図示しないロッドを伸縮させることにより載置台２６を昇降させる装置である。載置台２６が昇降装置３０によって持ち上げられていないとき、載置面２２は固定面２４と同一平面になる下降位置に位置決めされる。載置台２６が昇降装置３０によって持ち上げられたとき、載置面２２は上昇位置に位置決めされる。

カメラ４０は、支持体４６に取り付けられている。支持体４６は、車体１２から水平方向（後方）に延びだしたあと上方に延びだしたＬ字状の部材であり、上端にカメラ４０を支持している。カメラ４０は、レンズを備えたＣＣＤカメラであり、上方から斜め下向きに載置面２２及び固定面２４を撮像可能となっている。カメラ４０によって撮像される画像は、載置面２２及び固定面２４の両方を上方から斜め下向きに撮像した画像である。

制御装置５０は、図３に示すように、ＣＰＵ５１やＲＯＭ５２、ＲＡＭ５３、ストレージ５４などを含む汎用のコンピュータである。ＣＰＵ５１は、各種処理を実行する。ＲＯＭ５２は、処理プログラムなどを記憶する。ＲＡＭ５３は、データなどを一時的に記憶する作業領域である。ストレージ５４は、データやファイルなどを読み出し可能に記憶する保存領域である。ストレージ５４は、後述するパターンマッチングに用いられるパターンＰ１，Ｐ２（図４Ａ及び図４Ｂ参照）を保存している。パターンＰ１は、模様２８の全体を上方から斜め下向きに見たときの図柄である。パターンＰ２は、模様２８のうち載置面２２に描かれた部分のみを上方から斜め下向きに見たときの図柄である。制御装置５０からは、モータ１６ａ，１７ａへの駆動信号や昇降装置３０への昇降信号、カメラ４０への指令信号などが出力される。制御装置５０には、カメラ４０からの画像信号などが入力される。制御装置５０は、本開示の移動体が備える判定装置に相当する。

次に、移動体１０の使用例について説明する。図５は、昇降位置判定ルーチンのフローチャートである。昇降位置判定ルーチンのプログラムは、制御装置５０のＲＯＭ５２に記憶されている。制御装置５０のＣＰＵ５１は、所定タイミングで昇降位置判定ルーチンのプログラムをＲＯＭ５２から読み出して実行する。所定タイミングとしては、例えば非常停止時や電源オン時、電源オフ時、動作開始時などが挙げられる。また、昇降位置判定とは、載置面２２が上昇位置にあるか下降位置にあるかを判定することをいう。

ＣＰＵ５１は、昇降位置判定ルーチンを開始すると、まず、カメラ４０のシャッタをオンしてカメラ４０に画像を撮像させ、その撮像画像を読み込む（Ｓ１１０）。

図６は載置面２２が下降位置にあるときの斜視図である。図６に示すように、載置面２２が下降位置にあるとき、載置面２２と固定面２４とは同一面上に位置している。カメラ４０に写る撮像範囲４２は、図６の１点鎖線の枠内、つまり、載置面２２及び固定面２４の両方が写る範囲である。このとき、カメラ４０によって撮像された画像４４には、上方から斜め下向きに見た模様２８の全部が写っている。

図７は載置面２２が上昇位置にあるときの斜視図である。図７に示すように、載置面２２が上昇位置にあるとき、載置面２２は固定面２４よりも上方に位置している。このとき、カメラ４０によって撮像された画像４４には、上方から斜め下向きに見た模様２８の全部は写っていないが、その模様２８のうち載置面２２に描かれた部分は写っている。

図８は載置面２２に運搬物が載っているときの斜視図である。図８に示すように、載置面２２に物６０が載っているとき、模様２８は物６０によって隠される。このとき、カメラ４０によって撮像された画像４４には、上方から斜め下向きに見た模様２８の全部は写っておらず、その模様２８のうち載置面２２に描かれた部分も写っていない。なお、図６～図８はカメラ４０及び支持体４６の図示を省略した。

次に、ＣＰＵ５１は、読み込んだ撮像画像の中にパターンＰ１（図４Ａ）と一致するところがあるか否かを判定する（Ｓ１２０）。図６～図８に示した画像４４のうち、パターンＰ１と一致するところがあるのは、図６の画像４４である。Ｓ１２０で撮像画像の中にパターンＰ１と一致するところがあったならば、ＣＰＵ５１は、載置面２２は下降位置にあると判定し（Ｓ１３０）、本ルーチンを終了する。

一方、Ｓ１２０で撮像画像の中にパターンＰ１と一致するところがなかったならば、ＣＰＵ５１は、撮像画像の中にパターンＰ２（図４Ｂ）と一致するところがあるか否かを判定する（Ｓ１４０）。図６～図８に示した画像４４のうち、パターンＰ１とは一致しないがパターンＰ２と一致するところがあるのは、図７の画像４４である。図６～図８に示した画像４４のうち、パターンＰ１ともパターンＰ２とも一致しないのは図８の画像４４である。Ｓ１４０で撮像画像の中にパターンＰ２と一致するところがあったならば、ＣＰＵ５１は、載置面２２は上昇位置にあると判定し（Ｓ１５０）、本ルーチンを終了する。

一方、Ｓ１４０で撮像画像の中にパターンＰ２と一致するところがなかったならば、ＣＰＵ５１は、載置面２２に物６０が載っていると判定し（Ｓ１６０）、本ルーチンを終了する。

ＣＰＵ５１は、本ルーチンを終了したあと、判定した結果に応じた処理を実行してもよい。例えば、ＣＰＵ５１は、移動体１０の動作開始前に昇降位置判定ルーチンを実行し、載置面２２が下降位置にあると判定したときには、特に何もせず、載置面２２が上昇位置にあると判定したときには、載置面２２が下降位置まで下降するように昇降装置３０を制御してもよい。また、移動体１０の動作開始前に載置面２２に物６０が載っていたときには、ＣＰＵ５１は載置面２２から物６０を下ろすように図示しないスピーカを用いて音声を出力してもよい。

以上説明した移動体１０によれば、制御装置５０は載置面２２及び固定面２４の両方が写った画像に基づいて載置面２２の昇降位置の判定を行う。したがって、載置面２２の昇降位置を撮像画像を用いて簡単に認識することができる。

また、制御装置５０は、載置面２２及び固定面２４の両方が写った画像に基づいて、載置面２２に物６０が載っているか否かの判定も行う。そのため、載置面２２に物６０が載っているか否かも撮像画像を用いて簡単に認識することができる。

更に、移動体１０は、画像を撮像可能なカメラ４０を備えている。そのため、移動体１０は自らが備えるカメラ４０によって載置面２２及び固定面２４の両方が写った画像を撮像することができる。

更にまた、載置面２２の昇降位置の判定に用いる画像は、載置面２２及び固定面２４の両方を上方から斜め下向きに撮像した画像であるため、その画像に基づいて載置面２２の昇降位置を判定しやすい。

そして、移動体１０は自走式であるため、手動で押したり引いたりする必要がない。

そしてまた、制御装置５０は、パターンマッチングの結果に基づいて載置面２２の昇降位置を判定する。すなわち、制御装置５０は、載置面２２及び固定面２４の両方が写った画像４４の中にパターンＰ１と一致するところがあったならば、載置面２２は下降位置にあると判定し、パターンＰ１とは一致しないがパターンＰ２と一致するところがあったならば、載置面２２は上昇位置にあると判定する。そのため、簡単かつ正確に昇降位置を判定することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

例えば、上述した実施形態では、載置面２２及び固定面２４の両方を上方から斜め下向きに撮像した画像４４を用いて載置面２２の昇降位置を判定したが、特にこれに限定されない。例えば、カメラ４０の向きを調整して、載置面２２及び固定面２４の両方を上方から真下に向かって撮像した画像を用いて載置面２２の昇降位置を判定してもよい。その場合、載置面２２が下降位置にあるときの載置面２２上の模様をパターンＰ３（図９Ａ参照）とし、載置面２２が上昇位置にあるときの載置面２２上の模様をパターンＰ４（図９Ｂ参照）として、それぞれストレージ５４に保存する。パターンＰ４は、カメラ４０に近い載置面２２の模様であるため、パターンＰ３よりも拡大率が大きい。制御装置５０は、カメラ４０の載置面２２及び固定面２４の両方を上方から真下に向かって撮像した画像の中にパターンＰ３と一致する部分があったならば載置面２２は下降位置にあると判定し、パターンＰ４と一致する部分があったならば載置面２２は上昇位置にあると判定する。なお、この場合においてカメラ４０のレンズは、テレセントリックレンズ以外のレンズ（例えばＣＣＴＶレンズ）を使用する。テレセントリックレンズは遠近感が得られないからである。

上述した実施形態では、移動体１０がカメラ４０を備えていたが、移動体１０がカメラ４０を備えていなくてもよい。その場合、移動体１０の移動経路の所定の場所に外部カメラを設置しておき、制御装置５０が昇降位置判定ルーチンを実行する際にその外部カメラの近傍に移動体１０が移動し、外部カメラによって載置面２２及び固定面２４の両方が写った画像が撮像されるようにしてもよい。

上述した実施形態では、移動体１０として、自走式のＡＧＶを例に挙げて説明したが、特にＡＧＶに限定されるものではない。例えば、移動体として、周囲を検知して自由なルートで移動するＡＭＲを採用してもよいし、自走式ではなく手動で移動させる台車を採用してもよい。

上述した実施形態では、模様２８として、種々の大きさの白色長方形と黒色長方形とをランダムに配置したものを採用したが、特にこれに限定されない。例えば、模様として、幾何学模様（多角形や円などを組み合わせた模様）を採用してもよいし、絵柄（人物画や風景画など）を採用してもよいし、文字（アルファベットなど）を採用してもよい。

本開示の移動体は、例えば物を運搬するために利用可能である。

１０移動体、１２車体、１４～１７車輪、１６ａ，１７ａモータ、２０荷台、２２載置面、２３境界線、２４固定面、２６載置台、２８模様、３０昇降装置、４０カメラ、４２撮像範囲、４４画像、４６支持体、５０制御装置、５１ＣＰＵ、５２ＲＯＭ、５３ＲＡＭ、５４ストレージ、６０物、Ｐ１～Ｐ４パターン。

Claims

物を載置可能な載置面と、
前記載置面を昇降させる昇降装置と、
前記載置面の近傍に設けられ、昇降不能に固定された固定面と、
前記載置面が下降位置にあるときに前記載置面及び前記固定面の両方にわたって描かれた所定の模様と、
前記載置面及び前記固定面の両方が写った画像に基づいて、前記載置面の昇降位置の判定を行う判定装置と、
を備えた移動体。
前記判定装置は、前記載置面及び前記固定面の両方が写った画像に基づいて、前記載置面に物が載っているか否かの判定も行う、
請求項１に記載の移動体。
請求項１又は２に記載の移動体であって、
前記画像を撮像可能なカメラ
を備えた移動体。
前記画像は、前記載置面及び前記固定面の両方を上方から斜め下向きに撮像した画像である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の移動体。
前記画像は、前記載置面及び前記固定面の両方を上方から真下に向かって撮像した画像である、
請求項１～３のいずれか１項に記載の移動体。
前記移動体は、自走式移動体であり、
前記判定装置は、前記載置面及び前記固定面の両方が写った画像と前記模様から得られるパターンとのパターンマッチングの結果に基づいて、前記判定を行うものである、
請求項１～５のいずれか１項に記載の移動体。