JPWO2019064913A1 - 移動体及び生産システム - Google Patents

Abstract

移動体は、作業ロボットの作業対象物を前記作業ロボットに運搬する自走式移動体であって、移動空間内に存在する物体の形状を検出する形状検出センサと、前記形状検出センサが形状を検出した結果に基づいて、前記移動空間内における自移動体の位置を判定する位置判定部と、移動体の動作の種類と、形状とが互いに対応付けられている形状である所定形状について（判定する判定部であって）、前記形状検出センサが検出する形状が、前記所定形状である場合に、前記所定形状に対応付けられている前記種類を判定する動作判定部と、前記位置判定部の判定結果と、前記動作判定部の判定結果とに基づいて、自移動体の動作を制御する動作制御部と、を備える。

Description

本発明は、移動体及び生産システムに関する。

例えば、特許文献１には、レーザーレンジファインダによって障害物を検出し、障害物との接触を避けつつ予め定められた経路を自律的に移動する移動体の例が開示されている。

特開２０１５−９５０３２号公報

ここで、移動体は、製品の組み立てを行う作業ロボットの作業対象物の運搬に用いられる場合がある。この場合、移動体の自律的な動作（例えば、障害物を避ける動作等）の他、作業対象物の運搬等、状況に応じた動作（例えば、ある位置で停止する動作等）を、移動体の外部から移動体に対して指示したい場合がある。しかしながら、このような移動体の外部からの動作の指示を移動体が受け取るための構成（例えば、センサや受信器等）を移動体に更に搭載すると、部品点数が増えたり、設計変更したりする手間が増えてしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上記の問題を解決するために、外部からの動作の指示を移動体が受け取るための構成を更に搭載することなく、外部からの動作の指示に基づいて動作する移動体を提供することを目的とする。

本発明の移動体の一つの態様は、作業ロボットの作業対象物を前記作業ロボットに運搬する自走式移動体であって、移動空間内に存在する物体の形状を検出する形状検出センサと、前記形状検出センサが形状を検出した結果に基づいて、前記移動空間内における自移動体の位置を判定する位置判定部と、移動体の動作の種類と、形状とが互いに対応付けられている形状である所定形状について（判定する判定部であって）、前記形状検出センサが検出する形状が、前記所定形状である場合に、前記所定形状に対応付けられている前記種類を判定する動作判定部と、前記位置判定部の判定結果と、前記動作判定部の判定結果とに基づいて、自移動体の動作を制御する動作制御部と、を備える。

本発明の移動体の一つの態様は、前記形状検出センサとは、物体の立体形状の検出が可能なセンサであり、前記所定形状とは、対応付けられている前記種類を、物体の少なくとも一部の立体形状の種類によって示す形状であって、前記動作判定部は、前記形状検出センサが検出する立体形状の種類に対応する前記種類を判定する。

本発明の移動体の一つの態様は、前記動作判定部は、前記形状検出センサが前記所定形状を所定の時間検出したことに基づいて、前記所定形状に対応付けられている前記種類を判定する。

本発明の移動体の一つの態様は、前記動作判定部は、前記形状検出センサが前記所定形状に対する検出方向を変化させて検出した複数の検出結果に基づいて、前記所定形状に対応付けられている前記種類を判定する。

本発明の移動体の一つの態様は、前記所定形状は、前記作業ロボットの作業対象物を収納する容器内の作業対象物の量に応じた前記種類を示す形状であって、前記所定形状に対応する動作とは、作業対象物を供給する動作又は作業対象物を供給しない動作である。

本発明の移動体の一つの態様は、前記所定形状は、前記移動空間内に存在する他の移動体の全部又は一部の形状である。

本発明の移動体の一つの態様は、非接触給電方式により電力を送電する送電共振器を備える非接触給電装置から無線で伝送された電力によって駆動される移動体であって、前記送電共振器が送電する電力を受電する受電共振器と、前記受電共振器が受電した電力を蓄電する蓄電部と、前記蓄電部に蓄電される電力によって動作するモータと、を備え、前記動作制御部は、前記受電共振器による受電動作中において、前記形状検出センサが検出する前記形状が、受電動作の停止の動作と対応付けられている所定形状であると前記動作判定部が判定した場合、受電動作を停止する。

本発明の移動体の一つの態様は、前記形状検出センサは、前記作業ロボットによる作業が終了した場合に前記作業ロボットが提示する物体であって、自移動体の作業終了の動作が対応付けられている所定形状を有する物体の形状を検出し、前記動作制御部は、前記形状検出センサが検出する前記形状が、前記作業終了の動作に対応付けられている所定形状であると前記動作判定部が判定した場合、前記作業終了の動作を行う。

本発明の生産システムの一つの態様は、上述したいずれかの移動体と、作業ロボットと、を備える。

外部からの動作の指示を移動体が受け取るための構成を更に搭載することなく、外部からの動作の指示に基づいて動作する移動体を提供することができる。

第１実施形態に係る移生産システムの概要を示す図である。 第１実施形態に係る所定形状の一例を示す図である。 第１実施形態に係る所定形状と、動作の種類との対応の一例を示す図である。 第１実施形態に係る開閉式遮断機の動作の一例を示す図である。 第１実施形態に係る移動体の構成の一例を示す図である。 第１実施形態に係る移動体の動作の一例を示す図である。 第１実施形態に係る形状検出センサの検出方向の一例を示す図である。 第２実施形態に係る所定形状が容器に付される一例を示す図である。 第２実施形態に係る所定形状が容器に付される他の例を示す図である。 第２実施形態に係る所定形状が移動体に付される一例を示す図である。 第２実施形態に係る所定形状が非接触給電装置の近傍に配置される第１物体に付される一例を示す図である。 第２実施形態に係る所定形状が作業ロボットの配置する物体に付される一例を示す図である。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照して、移動体１０の概要について説明する。

＜１−１．移動体の動作環境について＞
図１は、第１実施形態に係る移生産システム１の概要を示す図である。生産システム１は、作業ロボットＲＢと、作業ロボットＲＢが作業する工場内を自律的に移動する移動体（以下、移動体１０）とを備える。移動体１０とは、例えば、所定の範囲内（例えば、工場内）を移動するＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）である。また、移動体１０は、作業ロボットＲＢが作業を行う対象である物体（以下、作業対象物ＷＫ）を積載し、工場内を移動する。移動体１０は、作業ロボットＲＢに対して、積載した作業対象物ＷＫを運搬する。本実施形態において、工場内を１台の移動体１０が移動する場合について説明する。以降の説明において、移動体１０の位置や移動方向及び工場内の座標を示す場合には、ＸＹＺ直交座標系を用いて説明する。ＸＹ平面は、移動体１０が移動する面（例えば、床面）に平行な面である。Ｚ軸は、鉛直方向を示す。移動体１０は、例えば、工場内部の形状を示す地図情報(以下、地図情報Ｄ１）を有しており、地図情報Ｄ１が示す範囲を自律的に移動する。地図情報Ｄ１が示す工場内部の形状は、例えば、壁や柱の形状及び常設されている設備（例えば、作業台ＴＢ）の形状である。移動体１０は、制御装置１１と、形状検出センサ１２と、受電共振器１３と、蓄電池１４と、モータ１５とを備える。制御装置１１は、移動体１０の動作を制御する装置である。ここで、工場とは、移動体１０の移動空間の一例である。

形状検出センサ１２は、物体又は物体の一部の立体形状を検出するセンサである。形状検出センサ１２は、例えば、レーザーレンジファインダである。形状検出センサ１２は、移動体１０の周辺の範囲（以下、検出範囲ＳＡＲ）において、移動体１０が移動する面（この一例では、床面）から所定高さの位置においてレーザーを走査する。形状検出センサ１２は、物体にあたって反射したレーザーを受光するまでの時間に基づいて、当該物体の形状を検出する。形状検出センサ１２は、例えば、検出範囲ＳＡＲに存在する物体をの形状を、常時又は所定の時間間隔において検出する。この物体には、移動体１０の移動を妨げる障害物の他、工場内を構成する物体（例えば、壁や柱）が含まれる。障害物とは、例えば、地図情報Ｄ１にその形状が含まれていない物体である。制御装置１１は、形状検出センサ１２の検出結果に基づいて、物体と接触しないように移動体１０の移動を制御する。

また、移動体１０は、形状検出センサ１２の検出結果に基づいて工場内を移動する。本実施形態において、制御装置１１は、形状検出センサ１２の検出結果に基づいて、地図情報Ｄ１が示す工場内の範囲のうち、予め定められた経路（以下、移動経路ＲＴ）を移動体１０が走行するように、移動体１０の走行を制御する。具体的には、移動体１０は、形状検出センサ１２の検出結果と、地図情報Ｄ１とに基づいて、移動体１０の現在位置（以下、現在位置Ｐ１）が工場内のどの位置（座標）であるかを判定する。制御装置１１は、判定した現在位置Ｐ１と、地図情報Ｄ１とに基づいて、移動体１０を移動経路ＲＴに沿って移動体１０を移動させる。また、本実施形態において、制御装置１１は、移動経路ＲＴに障害物が存在する場合、当該障害物と接触しない位置まで移動体１０を移動させ、その場で停止させる。

受電共振器１３は、非接触給電装置２０が備える送電共振器２１から非接触給電方式により電力を受電する。非接触給電装置２０は、送電共振器２１を備え、非接触給電方式により電力を受電共振器１３に送電する装置である。受電共振器１３は、送電共振器２１が電力を送電することが可能な範囲、つまり、受電共振器１３が電力を受電することが可能な範囲（以下、給電範囲ＦＡＲ）において、電力を受電する。例えば、地図情報Ｄ１には、給電範囲ＦＡＲの位置を示す座標が含まれており、制御装置１１は、移動体１０（受電共振器１３）が受電動作を行う場合、当該給電範囲ＦＡＲ内であって、受電が可能な位置（以下、受電位置Ｐ２）に移動体１０を移動させる。

蓄電池１４は、受電共振器１３が非接触給電装置２０から給電した電力を蓄電する。モータ１５は、蓄電池１４に蓄電される電力によって駆動される。また、モータ１５は、制御装置１１の制御に基づいて動作する。蓄電池１４とは、蓄電部の一例である。

ここで、移動体１０は、作業ロボットＲＢが作業対象物ＷＫを使用するタイミングにおいて作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫを運搬したり、作業対象物ＷＫの残量が少なくなったことに応じて作業対象物ＷＫを運搬したりする動作を行うことが好ましい。本実施形態の移動体１０は、予め移動体１０の動作が対応付けられた所定の形状（以下、所定形状８００）を形状検出センサ１２が検出することに伴い、当該動作を実行する。

＜１−２．所定形状について＞
以下、図２を参照し、移動体１０の動作の詳細について説明する。
図２は、第１実施形態に係る所定形状８００の一例を示す図である。図２に示される一例は、図１に示される作業ロボットＲＢ及び作業台ＴＢの近傍を拡大した図である。
図２に示されるように、作業ロボットＲＢは、作業台ＴＢ上に配置され、作業を行う。ここで、作業台ＴＢの側面には、所定の形状（以下、所定形状８００）が付される。所定形状８００とは、形状検出センサ１２によって検出が可能な位置に付される形状であって、移動体１０の動作の種類を示す形状である。また、所定形状８００の形状は、地図情報Ｄ１に記憶される工場内の形状とは異なる形状である。したがって、制御装置１１は、形状検出センサ１２が検出した物体が工場を構成する物体であるか、所定形状８００が付された物体であるかを識別することができる。以降の説明において、移動体１０の動作の種類を単に動作の種類とも記載する。制御装置１１は、所定形状８００と、動作の種類との対応を示す情報（以下、動作情報Ｄ２）を有する。制御装置１１は、形状検出センサ１２の検出結果と、動作情報Ｄ２とに基づいて、動作の種類を判定する。

以下、図３を参照し、所定形状８００と、動作の種類との対応について説明する。
図３は、第１実施形態に係る所定形状８００と、動作の種類との対応の一例を示す図である。本実施形態において、動作情報Ｄ２は、第１所定形状８００ａ、第２所定形状８００ｂ、第３所定形状８００ｃ、第４所定形状８００ｄ及び第５所定形状８００ｅの５つの所定形状８００と、各所定形状８００に互いに対応付けられた動作の種類を示す情報である。

第１所定形状８００ａは、例えば、方形の凹凸の形状である。第１所定形状８００ａには、「第１所定形状８００ａの近傍まで移動し、所定の時間停止する」という種類の動作が対応付けられる。第２所定形状８００ｂは、例えば、半月型が所定の間隔で配置された形状である。第２所定形状８００ｂには、「作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫを運搬する」という種類の動作が対応付けられる。第３所定形状８００ｃは、のこぎり型の形状である。第３所定形状８００ｃには、「所定の時間その場で停止する」という種類の動作が対応付けられる。第４所定形状８００ｄは、方形と尖形を組み合わせた形状が所定の間隔で配置された形状である。第４所定形状８００ｄには、「受電動作を停止し、移動経路ＲＴに沿って移動を開始する」という種類の動作が対応付けられる。第５所定形状８００ｅは、半月型が接して配置された形状である。第５所定形状８００ｅには、「終了動作」が対応付けられる。「終了動作」とは、例えば、移動体１０が給電範囲ＦＡＲまで移動し、受電動作を開始する動作である。
なお、各所定形状８００の形状と、形状に互いに対応付けられた移動体１０の動作の種類とは、一例であって、これに限られない。各所定形状８００には、上述した以外の移動体１０の動作の種類が対応付けられる構成であってもよい。また、上述した移動体１０の動作の種類には、形状検出センサ１２によって検出が可能な形状であれば、上述した所定形状８００とは異なる形状が対応付けられていてもよい。

図２に示される一例において、作業台ＴＢの側面のうち、移動体１０の移動経路ＲＴ側に配置される側面には、「第１所定形状８００ａの近傍まで移動し、所定の時間停止する」という種類の動作が対応付けられた第１所定形状８００ａが付される。したがって、形状検出センサ１２が第１所定形状８００ａを検出した場合、制御装置１１は、第１所定形状８００ａの近傍まで移動体１０を移動させ、停止させる。作業ロボットＲＢは、作業台ＴＢの前方において移動体１０が停止している間に、移動体１０が運搬する作業対象物ＷＫを把持するなどして取得する。

ここで、移動体１０が作業台ＴＢの近傍に到着するタイミングと、作業ロボットＲＢが移動体１０の運搬する作業対象物ＷＫを用いる作業を行うタイミングとが一致しない場合がある。この場合、作業対象物ＷＫを作業ロボットＲＢが把持する前に、移動体１０が作業対象物ＷＫを積載したまま、作業台ＴＢの近傍から離れてしまう可能性がある。このような動作を抑制するため、以下のような工夫が行われる構成であってもよい。

＜１−３．開閉式遮断機について＞
図２に示される一例において、作業台ＴＢの近傍には、開閉式の遮断機（以下、開閉式遮断機ＣＢ）が設置される。開閉式遮断機ＣＢが設置される位置は、閉状態において、移動体１０の移動経路ＲＴを遮る位置である。開閉式遮断機ＣＢの開閉は、操作スイッチＳＷによって行われる。操作スイッチＳＷは、例えば、作業ロボットＲＢ又は作業ロボットＲＢの近傍にて作業する作業者によって操作される。本実施形態において、操作スイッチＳＷは、作業ロボットＲＢによって操作される。作業ロボットＲＢが作業対象物ＷＫを取得するまでの間又は移動体１０に作業対象物ＷＫや運搬対象の物体を作業ロボットＲＢが配置するまでの間、移動体１０は、停止していることが好ましい。上述したように、移動体１０は、形状検出センサ１２の検出結果が第１所定形状８００ａを検出したこと示す場合、第１所定形状８００ａの近傍まで移動し、所定の時間停止する。所定の時間が経過した後、制御装置１１は、移動体１０を移動経路ＲＴに沿って移動させる。しかしながら、開閉式遮断機ＣＢが移動経路ＲＴ上に存在するため、制御装置１１は、開閉式遮断機ＣＢと接触しない位置まで移動体１０を移動させ、停止させる。

図４は、第１実施形態に係る開閉式遮断機ＣＢの動作の一例を示す図である。図４に示される一例において、作業ロボットＲＢは、作業対象物ＷＫを用いる作業が終了した後、操作スイッチＳＷを操作し、開閉式遮断機ＣＢを開状態にする。これにより、形状検出センサ１２は、移動経路ＲＴ上の障害物（この場合、開閉式遮断機ＣＢ）を検出しない。この場合、制御装置１１は、移動体１０を移動経路ＲＴに沿って移動させる。

＜１−４．制御装置について＞
以下、図５を参照し、移動体１０の構成について説明する。
図５は、第１実施形態に係る移動体１０の構成の一例を示す図である。
上述したように、移動体１０は、制御装置１１と、形状検出センサ１２と、受電共振器１３と、蓄電池１４と、モータ１５とを備える。形状検出センサ１２は、制御装置１１に接続され、検出結果を示す情報（以下、検出結果情報）を制御装置１１に供給する。制御装置１１は、制御部１１０と、記憶部１２０とを備える。記憶部１２０は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。また、記憶部１２０の一部または全部は、ＮＡＳ（Network Attached Storage）や外部のストレージサーバなど、制御装置１１がアクセス可能な外部装置であってもよい。この場合、制御装置１１は、外部と通信する通信部を有する。図５に示されるように、記憶部１２０には、地図情報Ｄ１と、動作情報Ｄ２とが記憶される。

制御部１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。制御部１１０は、例えば、位置判定部１１１と、動作判定部１１２と、動作制御部１１３とをその機能部として実現する。また、これらの構成要素のうち一部または全部（内包する記憶部を除く）は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

位置判定部１１１は、形状検出センサ１２から取得した検出結果情報に基づいて、工場内における移動体１０の現在位置Ｐ１を判定する。位置判定部１１１は、現在位置Ｐ１を示す情報を動作制御部１１３に供給する。
動作判定部１１２は、形状検出センサ１２から取得した検出結果情報と、動作情報Ｄ２とに基づいて、形状検出センサ１２が所定形状８００を検出したか否かを判定する。また、動作判定部１１２は、検出結果情報が所定形状８００を検出したこと示す場合、当該所定形状８００に対応付けられる動作の種類を判定する。動作判定部１１２は、判定した動作の種類を示す情報（以下、種類判定情報）を動作制御部１１３に供給する。
動作制御部１１３は、位置判定部１１１から取得した現在位置Ｐ１を示す情報と、地図情報Ｄ１とに基づいて、移動体１０の動作を制御する。動作制御部１１３は、例えば、現在位置Ｐ１を示す情報と、地図情報Ｄ１とに基づいて、移動体１０が移動経路ＲＴに沿って移動するように移動体１０の動作を制御する。また、動作制御部１１３は、動作判定部１１２から取得した種類判定情報に基づいて、当該種類判定情報が示す種類の動作を移動体１０に行わせる。具体的には、動作制御部１１３は、移動体１０が種類判定情報の示す種類の動作をするように、モータ１５を制御する。

＜１−５．移動体の動作について＞
図６は、第１実施形態に係る移動体１０の動作の一例を示す図である。
形状検出センサ１２は、検出範囲ＳＡＲ内の物体の形状を検出する（ステップＳ１１０）。制御装置１１が備える動作判定部１１２は、形状検出センサ１２から供給された検出結果情報が所定形状８００を検出したことを示すか否かを判定する（ステップＳ１２０）。動作制御部１１３は、検出結果情報が所定形状８００を検出したことを示さない場合（ステップＳ１２０；ＮＯ）、移動体１０に所定の移動を行わせる（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０において、位置判定部１１１は、形状検出センサ１２から供給された検出結果情報に基づいて、移動体１０の現在位置Ｐ１を判定する。また、動作制御部１１３は、位置判定部１１１が判定した現在位置Ｐ１を示す情報と、地図情報Ｄ１とに基づいて、移動経路ＲＴに沿って移動するように、移動体１０の移動を制御する。

動作判定部１１２は、検出結果情報が所定形状８００を検出したことを示す場合（ステップＳ１２０；ＹＥＳ）、検出結果情報と、動作情報Ｄ２とに基づいて、所定形状８００に対応付けられた動作の種類を判定する（ステップＳ１４０）。動作制御部１１３は、動作判定部１１２から供給された種類判定情報に基づいて、当該種類判定情報が示す種類の動作を移動体１０が行うように、移動体１０の動作を制御する（ステップＳ１５０）。

＜１−６．形状検出センサによる所定形状の検出について＞
なお、上述では、移動体１０の移動中に形状検出センサ１２が所定形状８００を検出する場合について説明したが、これに限られない。ここで、移動体１０が移動している場合、形状検出センサ１２が所定形状８００を適切に検出できない場合がある。例えば、形状検出センサ１２は、移動体１０の移動中に検出範囲ＳＡＲを検出することに伴い、工場内の物体（例えば、壁や柱等）を所定形状８００として精度高く検出することが困難である可能性がある。これに伴い、動作判定部１１２は、形状検出センサ１２の検出結果情報が、所定形状８００を所定の時間検出したことを示す場合、当該所定形状８００に対応付けられた動作を判定する構成であってもよい。所定の時間とは、例えば、６秒程度の時間である。また、制御装置１１は、動作判定部１１２が、所定形状８００を検出したと判定することに伴い、移動体１０の移動を停止さる構成であってもよい。これにより、形状検出センサ１２は、精度高く所定形状８００を検出することができる。

また、形状検出センサ１２は、所定形状８００に対する検出方向を変化させて所定形状８００を検出する構成であってもよい。
図７は、第１実施形態に係る形状検出センサ１２の検出方向の一例を示す図である。
動作制御部１１３は、例えば、動作判定部１１２が、所定形状８００を検出したと判定することに伴い、移動体１０をその場で所定の時間毎に所定の角度ずつ回転するように動作を制御する。これにより、制御装置１１は、形状検出センサ１２の所定形状８００に対する検出方向が所定の時間毎に変化する。図７に示される一例では、動作制御部１１３は、所定形状８００に対する移動体１０の方向（向き）を第１検出範囲ＳＡＲ１、第２検出範囲ＳＡＲ２及び第３検出範囲ＳＡＲ３の３つ方向に制御する。したがって、形状検出センサ１２は、所定形状８００を複数の検出方向（この一例では、第１検出範囲ＳＡＲ１〜第３検出範囲ＳＡＲ３）から検出することにより、精度高く所定形状８００を検出することができる。

＜１−７．検出範囲内の物体を検出するセンサについて＞
なお、上述では、移動体１０が備えるセンサであって、検出範囲ＳＡＲ内の物体を検出するセンサが、形状検出センサ１２（例えば、レーザーレンジファインダ）である場合について説明したが、これに限られない。移動体１０は、例えば、検出範囲ＳＡＲを撮像した画像に基づいて、検出範囲ＳＡＲ内に存在する物体を検出する構成であってもよい。この場合、移動体１０は、形状検出センサ１２に代えて撮像装置を備える。撮像装置とは、例えば、撮像対象物の奥行きを撮像可能なカメラ（例えば、ステレオカメラ）である。撮像装置は、例えば、検出範囲ＳＡＲを撮像し、画像を生成する。撮像装置は、生成した画像に基づいて、検出範囲ＳＡＲ内に存在する物体又は物体の一部の立体形状を検出する。撮像装置は、検出範囲ＳＡＲ内に存在する物体又は物体の一部の立体形状を検出した検出結果情報を制御装置１１に供給する。なお、撮像装置が検出範囲ＳＡＲ内に存在する物体の立体形状を検出する構成に代えて、制御装置１１が、撮像装置の撮像した画像に基づいて検出範囲ＳＡＲ内に存在する物体を検出する構成であってもよい。

以上説明したように、本実施形態の移動体１０は、作業ロボットＲＢの作業対象物ＷＫを作業ロボットＲＢに運搬する移動体１０であって、移動空間内（この一例では、工場内）に存在する物体の形状を検出する形状検出センサ１２と、形状検出センサ１２が形状を検出した結果（この一例では、検出結果情報）に基づいて、工場内における移動体１０の位置を判定する位置判定部１１１と、移動体１０の動作の種類と、形状とが互いに対応付けられている形状である所定形状８００について、形状検出センサ１２が検出する形状が、所定形状８００である場合に、所定形状８００に対応付けられている動作の種類を判定する動作判定部１１２と、位置判定部１１１の判定結果と、動作判定部１１２の判定結果とに基づいて、移動体１０の動作を制御する動作制御部１１３と、を備える。これにより、本実施形態の移動体１０は、外部からの動作の指示を移動体が受け取るための構成を更に搭載することなく、外部からの動作の指示に基づいて動作することができる。

また、本実施形態において、形状検出センサ１２とは、物体の立体形状の検出が可能なセンサ（例えば、レーザーレンジファインダ）であり、所定形状８００とは、対応付けられている動作の種類を、物体の少なくとも一部の立体形状の種類によって示す形状であって、動作判定部１１２は、形状検出センサ１２が検出する立体形状の種類に対応する動作の種類を判定する。ここで、移動体１０が自律的に移動する際、障害物等の検出には、一般に、物体の立体形状の検出が可能な形状検出センサ１２（例えば、レーザーレンジファインダ）が用いられる。本実施形態の移動体１０は、移動体１０の動作の指示（この一例では、動作の種類）を検出する構成を新たに設けることなく、形状検出センサ１２によって移動体１０の動作を指示することができる。

[第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、図８を参照して、移動体１０の動作環境について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

＜２−１．所定形状が容器に付される場合＞
図８は、第２実施形態に係る所定形状８００が容器に付される一例を示す図である。
図９は、第２実施形態に係る所定形状８００が容器に付される他の例を示す図である。
第１実施形態では、所定形状８００が作業台ＴＢに付される場合について説明したが、所定形状８００は、作業台ＴＢ以外の場所に付される構成であってもよい。図８及び図９に示す一例において、所定形状８００は、作業対象物ＷＫを収納する容器（以下、容器ＰＤ）に付される場合について説明する。ここで、容器ＰＤは、光を透過する素材であって、容器ＰＤの側面から容器ＰＤ内を視認することが可能な素材（例えば、強化ガラスやアクリル板）によって形成される。本実施形態において、容器ＰＤには、「作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫ運搬する」という種類の動作が対応付けられた第２所定形状８００ｂが付される。図８及び図９に示されるように、容器ＰＤに付される第２所定形状８００ｂは、当該容器ＰＤ内に十分に作業対象物ＷＫが収納されている場合、形状検出センサ１２の検出が困難な位置であって、十分に作業対象物ＷＫが収納されていない場合、形状検出センサ１２の検出が可能な位置に付される。この場合、第２所定形状８００ｂは、第２所定形状８００ｂと、移動体１０の移動経路ＲＴとの間に作業対象物ＷＫが配置される位置に付される。つまり、第２所定形状８００ｂは、容器ＰＤ内の作業対象物ＷＫの量に応じて、動作の種類を示す形状である。

図８に示される一例において、容器ＰＤには、十分に作業対象物ＷＫが収納されているため、形状検出センサ１２は、第２所定形状８００ｂを検出することができない。また、図９に示される一例において、容器ＰＤには、十分に作業対象物ＷＫが収納されていないため、形状検出センサ１２は、第２所定形状８００ｂを検出する。第２所定形状８００ｂを検出することに伴い、動作判定部１１２は、第２所定形状８００ｂに対応付けられる「作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫを運搬する」という動作の種類を判定する。動作制御部１１３は、動作判定部１１２から取得した種類判定情報に基づいて、工場内の作業対象物ＷＫが置かれている位置まで移動する。移動体１０には、当該位置に待機する作業者や作業ロボットＲＢによって作業対象物ＷＫが積載される。移動体１０は、作業対象物ＷＫが積載されたことに伴い、作業ロボットＲＢ（容器ＰＤ）に作業対象物ＷＫを運搬する。

以上説明したように、本実施形態の移動体１０において、所定形状８００は、作業ロボットＲＢの作業対象物ＷＫを収納する容器ＰＤ内の作業対象物ＷＫの量に応じて動作の種類を示す形状であって、所定形状８００に対応する動作とは、作業対象物ＷＫを供給する動作又は作業対象物ＷＫを供給しない動作である。これにより、本実施形態の移動体１０は、容器ＰＤ内の作業対象物ＷＫの状態（この一例では、量）に応じて、動作することができる。したがって、本実施形態の移動体１０は、作業者や作業ロボットＲＢによる動作指示を必要とせずに容器ＰＤ内の作業対象物ＷＫの量を適正に保つことができる。

なお、容器ＰＤに「作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫを運搬する」という種類の動作が対応付けられた第２所定形状８００ｂを付す場合について説明したが、これに限られない。例えば、容器ＰＤに十分に作業対象物ＷＫが収納されていない場合、作業ロボットＲＢは、「作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫを運搬する」という種類の動作が対応付けられた所定形状８００が付された物体ＯＢ（不図示）を把持し、形状検出センサ１２によって当該所定形状８００の検出が可能な位置に配置する構成であってもよい。形状検出センサ１２によって所定形状８００の検出が可能な位置とは、例えば、容器ＰＤと、移動体１０との間である。
また、移動体１０は、常時「作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫを運搬する」動作を行う構成であってもよい。容器ＰＤに十分に作業対象物ＷＫが収納されている場合、作業ロボットＲＢは、「作業ロボットＲＢに作業対象物ＷＫを運搬しない」という種類の動作が対応付けられた物体ＯＢを、形状検出センサ１２によって所定形状８００の検出が可能な位置に配置する構成であってもよい。

＜２−２．所定形状が移動体に付される場合＞
以下、図１０を参照し、所定形状８００が移動体１０に付される場合について説明する。
図１０は、第２実施形態に係る所定形状８００が移動体１０に付される一例を示す図である。
以降の説明では、工場内を複数の移動体１０が移動する場合について説明する。図１０に示される一例において、２台の移動体１０（第１移動体１０ａ及び第２移動体１０ｂ）が工場内を移動する。また、各移動体１０には、「所定の時間その場で停止」という種類の動作が対応付けられた第３所定形状８００ｃが付される。第３所定形状８００ｃは、例えば、移動体１０の全体（全部）又は移動体１０の一部の形状である。図１０に示される一例では、移動体１０の移動方向に対して背部となる面（一部）に第３所定形状８００ｃが付される。

図１０に示される一例において、第１移動体１０ａと、第２移動体１０ｂとのうち、第１移動体１０ａが第２移動体１０ｂの前方を移動する。これにより、第２移動体１０ｂの形状検出センサ１２は、第１移動体１０ａの背部に付された第３所定形状８００ｃを検出する。第２移動体１０ｂの動作判定部１１２は、第３所定形状８００ｃが対応付けられた動作が、「所定の時間その場で停止する」という種類の動作であると判定する。したがって、第２移動体１０ｂの制御装置１１は、第２移動体１０ｂをその場で所定の時間停止させる。第２移動体１０ｂは、例えば、所定時間が経過した後、第１移動体１０ａの第３所定形状８００ｃを検出しない場合、移動経路ＲＴに沿って移動する。
これに対し、第１移動体１０ａは、移動経路ＲＴ上の前方を移動する移動体１０が存在しない。このため、第１移動体１０ａは、第１所定形状８００ａの付された作業台ＴＢに接近し、第１所定形状８００ａに対応付けられた種類の動作を行う。また、第１移動体１０ａが第１所定形状８００ａを検出する場合、第２移動体１０ｂは、第１移動体１０ａによって第１所定形状８００ａが遮られ、第１所定形状８００ａを検出することが困難である。したがって、第２移動体１０ｂは、第１移動体１０ａが第１所定形状８００ａに対応付けられた動作を行い、作業台ＴＢの前から移動するまでの間、第１所定形状８００ａに対応付けられた動作を行わない。

ここで、第１移動体１０ａと、第２移動体１０ｂとの距離や、作業台ＴＢに付される第１所定形状８００ａに対する角度によっては、第２移動体１０ｂの形状検出センサ１２が、第１所定形状８００ａを第１移動体１０ａより先に又は第１移動体１０ａと同様のタイミングによって検出する場合がある。この場合、第２移動体１０ｂは、作業ロボットＲＢの作業の妨げになる可能性がある。したがって、後方の移動体１０は、前方の移動体１０に対する作業ロボットＲＢの作業が完了するまでの間、作業ロボットＲＢの妨げとならない位置（以下、待機位置Ｐ３）において、待機することが好ましい。第２移動体１０ｂは、例えば、作業ロボットＲＢの第１移動体１０ａに対する作業が終わるまでの間、図１に示される待機位置Ｐ３において待機する。これにより、後方の移動体１０（この一例では、第２移動体１０ｂ）が前方の移動体１０（この一例では、第１移動体１０ａ）に衝突することを抑制することができる。また、後方の移動体１０が、前方の移動体１０に対して行われる作業ロボットＲＢの作業の妨げになることを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態の移動体１０において、所定形状８００は、移動空間内（この一例では、工場内）に存在する他の移動体１０の全部又は一部の形状である。上述したように、本実施形態において、移動体１０は、移動経路ＲＴに沿って移動する。したがって、後方の移動体１０は、前方の移動体１０の背部を形状検出センサ１２によって検出しつつ、移動する。移動体１０の全部又は一部の形状を所定形状８００にすることにより、所定形状８００を付した物体ＯＢを別途設けることなく、前方の移動体１０によって後方の移動体１０に対して動作の指示を行うことができる。

＜２−３．所定形状が送電共振器近傍の物体に付される場合＞
以下、図１１を参照し、所定形状８００が非接触給電装置２０の近傍に配置される物体ＯＢ（以下、第１物体ＯＢａ）に付される場合について説明する。
図１１は、第２実施形態に係る所定形状８００が非接触給電装置２０の近傍に配置される第１物体ＯＢａに付される一例を示す図である。
図１１に示される一例において、給電範囲ＦＡＲには、３台の移動体１０（第１移動体１０ａ、第２移動体１０ｂ及び第３移動体１０ｃ）が存在する。図１に示す通り、給電範囲ＦＡＲは、移動経路ＲＴの一部に存在する。上述したように、地図情報Ｄ１には、工場内における給電範囲ＦＡＲの位置が示される。移動体１０は、現在位置Ｐ１と、地図情報Ｄ１とに基づいて、現在位置Ｐ１が給電範囲ＦＡＲであることを示す場合、停止する。また、移動体１０の受電共振器１３は、給電範囲ＦＡＲにおいて移動体１０が停止することに伴い、非接触給電装置２０の送電共振器２１から送電される電力を給電する動作（以下、受電動作）を行う。

移動体１０は、例えば、給電範囲ＦＡＲにおいて停止する際、前方に存在する移動体１０と接触しない位置まで移動し、停止する。これにより、給電範囲ＦＡＲ内には、より多くの移動体１０が停止することが可能である。つまり、より多くの移動体１０が受電動作を行うことができる。

ここで、給電範囲ＦＡＲの近傍には、第１物体ＯＢａが配置される。第１物体ＯＢａには、「受電動作を停止し、移動経路ＲＴに沿って移動を開始する」という種類の動作が対応付けられた第４所定形状８００ｄが付される。第１物体ＯＢａは、給電範囲ＦＡＲと給電範囲ＦＡＲ以外との境界の位置であって、移動経路ＲＴとの交点である位置のうち、移動経路ＲＴの前方の交点（図示する、交点ＣＰ）の近傍に配置される。つまり、第１物体ＯＢａは、給電範囲ＦＡＲの出口付近に配置される。

給電範囲ＦＡＲに存在する移動体１０のうち、最も移動経路ＲＴの前方に存在する移動体１０（この一例では、第１移動体１０ａ）の形状検出センサ１２は、第１物体ＯＢａに付される第４所定形状８００ｄを検出する。したがって、第１移動体１０ａは、受電動作を停止し、移動経路ＲＴに沿って移動を開始する。これに対し、第１移動体１０ａ以外の移動体１０は、第１移動体１０ａによって、第４所定形状８００ｄが遮られ、第４所定形状８００ｄを検出することが困難である。したがって、第２移動体１０ｂ及び第３移動体１０ｃは、受電動作を継続する。

なお、給電範囲ＦＡＲ内では、移動経路ＲＴに沿って移動しない構成であってもよい。この場合、移動体１０は、給電範囲ＦＡＲ内に留まって受電動作を継続するように給電範囲ＦＡＲ内を移動する構成であってもよい。その際、先に給電範囲ＦＡＲ内に侵入した移動体１０は、後から給電範囲ＦＡＲ内に侵入した移動体１０よりも給電範囲ＦＡＲの出口付近に近い位置に移動する。給電範囲ＦＡＲの出口付近方向に移動した移動体１０のうち、第４所定形状８００ｄを検出した移動体１０から、受電動作を停止し、移動経路ＲＴに沿って移動を開始する。これにより、より多くの移動体１０が受電動作を行うことができる。また、先に給電範囲ＦＡＲ内に侵入した移動体１０が、後から給電範囲ＦＡＲ内に侵入した移動体１０よりも先に給電範囲ＦＡＲを出ていく。このため、後から給電範囲ＦＡＲ内に侵入した移動体１０が、十分に受電動作を行わずに受電動作を停止することを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態の移動体１０は、非接触給電方式により電力を送電する送電共振器２１を備える非接触給電装置２０から無線で伝送された電力によって駆動される移動体１０であって、非接触給電装置２０が送電する電力を受電する受電共振器１３と、受電共振器１３が受電した電力を蓄電する蓄電池１４と、蓄電池１４に蓄電される電力によって動作するモータ１５と、を備え、動作制御部１１３は、受電共振器１３による受電動作中において、形状検出センサ１２が検出する検出結果情報が、受電動作の停止の動作と対応付けられている所定形状８００であると動作判定部１１２が判定した場合、受電動作を停止する。これにより、本実施形態の移動体１０は、作業者や作業ロボットＲＢによる動作指示を必要とせずに受電動作を行うことができる。

＜２−４．所定形状が終了動作を指示する物体に付される場合＞
以下、図１２を参照し、所定形状８００が作業の終了に伴い作業ロボットＲＢが配置する物体ＯＢ（以下、第２物体ＯＢｂ）に付される場合について説明する。
図１２は、第２実施形態に係る所定形状８００が作業ロボットＲＢの配置する物体に付される一例を示す図である。
図１２に示される一例において、作業ロボットＲＢは、作業の終了に伴い、第２物体ＯＢｂを移動体１０の形状検出センサ１２によって検出が可能な位置に配置する。作業ロボットＲＢの作業の終了の状態とは、操業時間の終了時刻における状態や、当該作業ロボットＲＢが行う作業が完了した状態である。第２物体ＯＢｂには、「終了動作」という動作の種類が対応付けられた第５所定形状８００ｅが付される。第２物体ＯＢｂは、例えば、通常状態（作業が終了した状態以外の状態）において、移動体１０の形状検出センサ１２が第２物体ＯＢｂの第５所定形状８００ｅの検出が困難な位置に配置される。作業ロボットＲＢは、作業の終了に伴い、第２物体ＯＢｂを把持し、移動体１０の形状検出センサ１２によって検出が可能な位置に第２物体ＯＢｂを配置する。移動体１０は、第２物体ＯＢｂに付される第５所定形状８００ｅを検出する。したがって、移動体１０は、「終了動作」として、給電範囲ＦＡＲまで移動し、受電動作を開始する。

なお、「終了動作」は、移動体１０が給電範囲ＦＡＲまで移動し、受電動作を開始する動作に代えて、その場で移動体１０の電源を切る動作であってもよく、給電範囲ＦＡＲ以外の位置（例えば、待機位置Ｐ３）に移動する動作であってもよい。

以上説明したように、本実施形態の移動体１０において、形状検出センサ１２は、作業ロボットＲＢによる作業が終了した場合に作業ロボットＲＢが提示する物体であって、移動体１０の作業終了の動作が対応付けられている第５所定形状８００ｅを有する第２物体ＯＢｂの形状を検出し、動作制御部１１３は、形状検出センサ１２が検出する第２物体ＯＢｂが、作業終了の動作に対応付けられている第５所定形状８００ｅであると動作判定部１１２が判定した場合、作業終了の動作を行う。これにより、本実施形態の移動体１０は、作業者や作業ロボットＲＢによる動作指示を必要とせずに終了動作を行うことができる。

なお、所定形状８００は、作業ロボットＲＢの先端に付される構成であってもよい。この場合、作業ロボットＲＢは、作業の終了に伴い、作業ロボットＲＢの先端を移動体１０の形状検出センサ１２によって検出が可能な位置に配置する。具体的には、作業ロボットＲＢは、作業の終了に伴い、可動部を下げて、先端を床面に配置する。床面に配置された状態における作業ロボットＲＢの先端の形状は、例えば、「作業終了」という種類の動作が対応付けられた第５所定形状８００ｅである。移動体１０は、作業ロボットＲＢの先端の形状である第５所定形状８００ｅを検出する。したがって、移動体１０は、「終了動作」として、給電範囲ＦＡＲまで移動し、受電動作を開始する。これにより、本実施形態の移動体１０は、作業者や作業ロボットＲＢによる動作指示を必要とせずに終了動作を行うことができる。

また、上記実施形態及び各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせられてよい。

１…生産システム、１０…移動体、１０ａ…第１移動体、１０ｂ…第２移動体、１０ｃ…第３移動体、１１…制御装置、１２…形状検出センサ、１３…受電共振器、１４…蓄電池、１５…モータ、２０…非接触給電装置、２１…送電共振器、１１０…制御部、１１１…位置判定部、１１２…動作判定部、１１３…動作制御部、１２０…記憶部、８００…所定形状、８００ａ…第１所定形状、８００ｂ…第２所定形状、８００ｃ…第３所定形状、８００ｄ…第４所定形状、８００ｅ…第５所定形状、ＣＢ…開閉式遮断機、Ｄ１…地図情報、Ｄ２…動作情報、ＦＡＲ…給電範囲、ＯＢ…物体、ＯＢａ…第１物体、ＯＢｂ…第２物体、Ｐ１…現在位置、Ｐ２…受電位置、Ｐ３…待機位置、ＰＤ…容器、ＲＢ…作業ロボット、ＲＴ…移動経路、ＳＡＲ…検出範囲、ＳＡＲ１…第１検出範囲、ＳＡＲ２…第２検出範囲、ＳＡＲ３…第３検出範囲、ＳＷ…操作スイッチ、ＴＢ…作業台、ＷＫ…作業対象物

Claims (9)

1. 作業ロボットの作業対象物を前記作業ロボットに運搬する自走式移動体であって、
   移動空間内に存在する物体の形状を検出する形状検出センサと、
   前記形状検出センサが形状を検出した結果に基づいて、前記移動空間内における自移動体の位置を判定する位置判定部と、
   移動体の動作の種類と、形状とが互いに対応付けられている形状である所定形状について、前記形状検出センサが検出する形状が、前記所定形状である場合に、前記所定形状に対応付けられている前記種類を判定する動作判定部と、
   前記位置判定部の判定結果と、前記動作判定部の判定結果とに基づいて、自移動体の動作を制御する動作制御部と、を備える移動体。
2. 前記形状検出センサとは、物体の立体形状の検出が可能なセンサであり、
   前記所定形状とは、対応付けられている前記種類を、物体の少なくとも一部の立体形状の種類によって示す形状であって、
   前記動作判定部は、前記形状検出センサが検出する立体形状の種類に対応する前記種類を判定する、請求項１に記載の移動体。
3. 前記動作判定部は、前記形状検出センサが前記所定形状を所定の時間検出したことに基づいて、前記所定形状に対応付けられている前記種類を判定する、請求項１又は請求項２に記載の移動体。
4. 前記動作判定部は、前記形状検出センサが前記所定形状に対する検出方向を変化させて検出した複数の検出結果に基づいて、前記所定形状に対応付けられている前記種類を判定する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の移動体。
5. 前記所定形状は、前記作業ロボットの作業対象物を収納する容器内の作業対象物の量に応じて前記種類を示す形状であって、
   前記所定形状に対応する動作とは、作業対象物を供給する動作又は作業対象物を供給しない動作である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の移動体。
6. 前記所定形状は、前記移動空間内に存在する他の移動体の全部又は一部の形状である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の移動体。
7. 非接触給電方式により電力を送電する送電共振器を備える非接触給電装置から無線で伝送された電力によって駆動される移動体であって、
   前記送電共振器が送電する電力を受電する受電共振器と、
   前記受電共振器が受電した電力を蓄電する蓄電部と、
   前記蓄電部に蓄電される電力によって動作するモータと、
   を備え、
   前記動作制御部は、
   前記受電共振器による受電動作中において、前記形状検出センサが検出する前記形状が、受電動作の停止の動作と対応付けられている所定形状であると前記動作判定部が判定した場合、受電動作を停止する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の移動体。
8. 前記形状検出センサは、前記作業ロボットによる作業が終了した場合に前記作業ロボットが提示する物体であって、自移動体の作業終了の動作が対応付けられている所定形状を有する物体の形状を検出し、
   前記動作制御部は、
   前記形状検出センサが検出する前記形状が、前記作業終了の動作に対応付けられている所定形状であると前記動作判定部が判定した場合、前記作業終了の動作を行う、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の移動体。
9. 請求項１から請求項８のいずれかに記載の移動体と、
   作業ロボットと、を備える生産システム。

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