JP2001273032A - 無人移動車における障害物対処システムおよび装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 移動ロボットにおいて、それ以上近付くと、
やがて動作停止に至ることを報知する。 【解決手段】 エリアセンサ１０に広狭異なる２つの検
出エリアＥw1、Ｅw2を設定し、広域検出エリアＥw2内に
人が侵入したとき、ブザーにより警報音を鳴らす。この
ため、人はエリアセンサ１０の広域検出エリアＥw1内に
入ったことを知り、これ以上、移動ロボット１に近付く
と、ロボットアーム６の動作停止を招くであろうことを
認識する。従って、人が不用意に移動ロボット１に近付
いたとしても、警報音が鳴らされることで、人はそれ以
上移動ロボット１に近付かないように注意を払うように
なり、ロボットアーム６の動作を停止させてしまうこと
を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無人移動車におけ
る障害物対処システムおよび装置に係り、特に検出エリ
アが広狭異なる２つの障害物検出手段を設け、障害物を
検出したエリアによって対処の仕方を異ならせるように
したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、組立工場などにおいて、移動ロボ
ットシステムが導入されてきている。この移動ロボット
システムでは、工場の床上に移動ロボットの走行路を設
け、この走行路に沿って複数の作業ステーションが設け
られる。そして、移動ロボットが走行路に沿って移動し
ながら、各作業ステーションの前で停止して組立作業な
どを行うように構成される。

【０００３】ところで、移動ロボットは、周知のよう
に、無人移動車本体にロボットアームを搭載して構成さ
れている。この移動ロボットには、移動中、或いはロボ
ットアームによる動作中に、人などとの衝突を避けるた
めに、例えば赤外線センサからなるエリアセンサ（障害
物検出手段）が設けられている。そして、エリアセンサ
が障害物を検出すると、無人移動車本体の走行を停止し
たり、ロボットアームの動作を停止したりするように構
成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】移動ロボットが作業ス
テーションで停止してロボットアームにより作業をして
いるときなどに、人（オペレータ）が移動ロボットの近
くにある設備の様子を見たりする場合がある。しかしな
がら、人は移動ロボットのエリアセンサの検出エリアを
認識することはできないため、どの程度まで移動ロボッ
トに近付いて良いのか分からず、移動ロボットとの間隔
を保持するように注意していても、結果として近付き過
ぎてロボットアームを停止させる事態を招いてしまった
りする。

【０００５】このように、移動ロボットと衝突しないよ
うに注意していても、エリアセンサの検出エリアが分か
らないために、結果として移動ロボットの移動を止めて
しまったり、その搭載設備であるロボットアームの動作
を停止させてしまったりすると、その分だけ時間を無駄
に費やすこととなって作業のサイクルタイムが長くな
り、生産性の低下を来すなどの不具合を生ずる。

【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、それ以上近付くと、やがて動作停止に
至ることを報知することができる無人移動車における障
害物対処システムおよび装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、検出エリアが
広狭異なる第１および第２の障害物検出手段を設け、検
出エリアの広い第２の障害物検出手段が障害物を検出し
たとき、その旨を人に報知し、検出エリアの狭い第１の
障害物検出手段が障害物を検出したとき、障害物との衝
突を回避するために、無人移動車本体の走行、この無人
移動車本体に設備が搭載されているときはその設備の動
作を停止させるようにしたことを特徴とする。

【０００８】この構成によれば、人などの障害物が無人
移動車に近付いて第２の障害物検出手段の検出エリア内
に入ると、その旨の報知がなされる。このため、人は第
２の障害物検出手段の検出エリア内に入ったことを知
り、これ以上、無人移動車に近付くと、動作の停止を招
くであろうことを認識する。従って、人が不用意に無人
移動車に近付いたとしても、報知がなされることで、そ
れ以上、人はそれ以上無人移動車に近付かないように注
意を払うようになり、無人移動車の走行を停止させてし
まったり、ロボットアームなどの搭載設備の動作を停止
させてしまったりすることを回避できる。そして、報知
がなされた後、更に障害物が無人移動車に近付いた場合
には、走行や搭載設備の動作を停止させる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を移動ロボットシス
テムに適用した一実施例につき、図面を参照しながら説
明する。まず、本実施例の移動ロボットシステムの概要
を説明するに、このシステムは図１に示すように、工場
などの床上に無人移動車としての移動ロボット１の走行
路２が設けられており、この走行路２に沿って作業ステ
ーションを構成する複数の固定設備３が設置されている
と共に、図示はしないがそれら固定設備３を連ねるよう
にしてワーク搬送用のコンベアが設けられている。そし
て、移動ロボット１は、走行路２に設けられたガイドラ
イン４にガイドされて走行路２上を移動しながら各固定
設備３で停止し、固定設備３が備える部品供給装置（図
示せず）により供給される部品をコンベアによって送ら
れてくるワークに組み付けたりする作業を自動で実行す
るように構成されている。

【００１０】移動ロボット１は、図１および図２に示す
ように、無人移動車本体５上に、搭載設備としてロボッ
トアーム６を搭載して構成されている。そして、無人移
動車本体５は、底部に複数の車輪７やそれらの車輪７を
駆動するための走行用および操舵用のモータ８などから
なる走行機構９を備えている。また、図示はしないが、
無人移動車本体５の底部には、ガイドライン４を検出す
るためのガイドセンサや、固定設備３の前に設けられた
停止マーカを検出するための停止マーカセンサが設けら
れている。

【００１１】さて、無人移動車本体５には、障害物検出
手段として２種類のエリアセンサ１０および１１が設け
られている。これらエリアセンサ１０および１１は例え
ば赤外線センサからなり、そのうち一方のエリアセンサ
１０は、走行障害検出用とされ、無人移動車本体５の前
後両側面に１個ずつ配設されて、移動ロボット１が前進
方向および後退方向に移動する際に、その移動方向前方
の障害物を検出する。他方のエリアセンサ１１は、作業
障害検出用とされ、無人移動車本体５の前後両側面に１
個ずつ、左右の両側面に２個ずつ配設されて無人移動車
本体５の周囲全体をカバーできるようにしている。この
場合、作業障害検出用のエリアセンサ１１は、ロボット
アーム６が無人移動車本体５上に搭載されている関係
上、斜め上向きに設けられて赤外線を斜め上向きに放射
するようにしている。これにより、エリアセンサ１１
は、検出エリア内に無人移動車本体５の周囲におけるロ
ボットアーム６の作業領域全体を包含することができる
ようになっている。

【００１２】ここで、エリアセンサ１０、１１から放射
された赤外線は、障害物により反射され、エリアセンサ
１０、１１により受光される。そして、エリアセンサ１
０、１１は、赤外線を受光すると、その受光エネルギー
に応じた電圧信号を検出信号として出力する。エリアセ
ンサ１０、１１が受光する赤外線は、障害物までの距離
が近いほど大きなエネルギーを有しており、従って、エ
リアセンサ１０、１１の出力電圧の大きさによって、障
害物までの距離が分かる。

【００１３】上記の各エリアセンサ１０および１１が出
力する電圧信号は、図３に示すように、それぞれ第１の
レベル検出部１２および１３、第２のレベル検出部１４
および１５に入力される。第１のレベル検出部１２、１
３および第２のレベル検出部１４、１５は、それぞれ所
定の基準電圧を有しており、エリアセンサ１０、１１か
ら入力される電圧信号が基準電圧を越えると、障害物検
出信号Ｓr1、Ｓr2、Ｓw1、Ｓw2を出力するように構成さ
れている。

【００１４】この場合、第１および第２のレベル検出部
１２、１３および１４、１５の基準電圧は互いに異な
り、第２のレベル検出部１４、１５の基準電圧は第１の
レベル検出部１２、１３のそれよりも低く設定されてい
る。このため、第２のレベル検出部１２、１３が障害物
検出信号を出力するエリア（検出エリア）は、第１のレ
ベル検出部１２、１３の検出エリアを含むエリアであっ
てそれよりも広いエリアとなっている。

【００１５】図２に走行障害検出用のエリアセンサ１０
について、第１のレベル検出部１１による検出エリアを
Ｅr1で示し、第２のレベル検出部１２による検出エリア
をＥr2で示した。また、図１および図２に作業障害検出
用のエリアセンサ１１について、第１のレベル検出部１
３による検出エリアをＥw1で示し、第２のレベル検出部
１４による検出エリアをＥw2で示した。そして、以下の
説明では、Ｅr1を走行時狭域検出エリア、Ｅr2を走行時
広域検出エリア、Ｅw1を作業時狭域検出エリア、Ｅw2を
作業時広域検出エリアと称することとする。

【００１６】以上の走行障害検出用のエリアセンサ１０
は第１および第２のレベル検出部１２および１４とで走
行障害検出用の第１および第２の障害物検出手段を構成
し、作業障害検出用のエリアセンサ１１はの第１および
第２のレベル検出部１３および１５とで作業障害検出用
の第１および第２の障害物検出手段を構成する。

【００１７】さて、第１のレベル検出部１２、１３およ
び第２のレベル検出部１４、１５から出力される障害物
検出信号Ｓr1、Ｓw1、Ｓr2、Ｓw2は図３に示す制御手段
としての制御装置１６に与えられる。この制御装置１６
は、マイクロコンピュータを主体として構成され、作業
プログラムに従って走行機構９のモータ８、ロボットア
ーム６を制御し、一連の組み付け作業を実行する。ま
た、制御装置１６には、報知手段としてのブザー１７が
接続されており、制御装置１６は、第１および第２のレ
ベル検出部１２、１３および１４、１５からの障害物検
出信号Ｓr1、Ｓr2およびＳw1、Ｓw2の入力、障害物検出
対処用のプログラムに基づいて、ブザー１７を鳴動させ
たり、走行機構９のモータ８、ロボットアーム６の動作
を制御したりする。従って、制御装置１６は走行制御手
段、ロボットアーム制御手段、ブザー制御手段として機
能する。

【００１８】次に上記構成の作用を、本発明に直接関係
する障害物侵入の対処法について図４のフローチャート
をも参照しながら説明する。なお、図４のフローチャー
トは一定時間毎に実行される割り込み処理プログラムと
なっている。制御装置１６が図４のプログラムの実行に
入ると、まずステップＳ１でエリアセンサ１０、１１の
有効無効化設定を行う。この有効無効化設定は、複数個
のエリアセンサ１０、１１のうち、状況に応じてどのセ
ンサを有効化するかを設定するためのものである。

【００１９】例えば、移動ロボット１が走行中にある場
合には、走行障害検出用のエリアセンサ１０を有効化
し、作業障害検出用のエリアセンサ１１は無効化してお
く。移動ロボット１が走行中にロボットアーム６を動作
させる場合には、両方のエリアセンサ１０、１１を有効
化しておく。また、移動ロボット１が固定設備３の前で
停止してロボットアーム６が作業を行っている状況で
は、走行障害検出用のエリアセンサ１０は無効化し、作
業障害検出用のエリアセンサ１１を有効化する。この場
合、作業障害検出用のエリアセンサ１１を全て有効化す
ると、固定設備３に面しているエリアセンサ１１の検出
エリア内に固定設備３が入り、第１のレベル検出部１
３、第２のレベル検出部１５が障害物検出信号ＳW1、Ｓ
W2を出力してしまうので、その固定設備３に面している
エリアセンサは無効化し、他のエリアセンサは有効化し
ておくようにする。

【００２０】このように状況に応じて有効化すべきエリ
アセンサが異なるので、まず最初のステップＳ１で状況
に応じてエリアセンサ１０、１１の有効無効化設定を行
うのである。ここでは、移動ロボット１が固定設備３の
前で停止してロボットアーム６が作業を実行しているも
のとし、走行障害検出用のエリアセンサ１０は無効化さ
れ、また、作業障害検出用のエリアセンサ１１のうち、
固定設備３に面した２個のエリアセンサは無効化され、
残りの作業障害検出用のエリアセンサは全て有効化され
ているものとする。

【００２１】制御装置１６はステップＳ１の実行後、ス
テップＳ２に移行し、ここで作業時広域検出エリアＥw2
で障害物が検出されたか否か、すなわち第２のレベル検
出部１５から障害物検出信号Ｓw2が入力されたか否かを
判断する。第２のレベル検出部１５から障害物検出信号
Ｓw2が入力されなければ、制御装置１６はステップＳ２
で「ＮＯ」と判断してステップＳ３でブザー１７をオフ
のままにし、次のステップＳ４でロボットアーム６の動
作を継続させる状態のままにしてリターンとなる。

【００２２】さて、人が固定設備３の部品供給装置など
の様子を見るために移動ロボット１に近付き、そして、
作業時広域検出エリアＥw2内に入ったとする。すると、
第２のレベル検出部１５から障害物検出信号Ｓw2が入力
されるため、制御装置１６は、次の図４のプログラムの
実行時において、ステップＳ２で「ＹＥＳ」と判断して
ステップＳ５に移行し、ここで作業時狭域検出エリアＥ
w1で障害物が検出されたか否か、すなわち第１のレベル
検出部１３から障害物検出信号Ｓw1が入力されたか否か
を判断する。第１のレベル検出部１３から障害物検出信
号Ｓw1が入力されなければ、制御装置１６はステップＳ
５で「ＮＯ」と判断してステップＳ６でブザー１７をオ
ンして警報音を発生させ、次いで、前記ステップＳ４に
移行してロボットアーム６の動作を継続させる状態を維
持してリターンとなる。

【００２３】このように人が作業時広域検出エリアＥw2
内に入ると、ブザー１７が警報音を発するので、人はエ
リアセンサ１１の検出エリア内に侵入したことを認識
し、それ以上、移動ロボット１側に近付かないように注
意を払うようになる。その人が注意しながら固定設備３
の様子を見ている最中に、何かの拍子に作業時狭域検出
エリアＥw1に入ったとすると、第１のレベル検出部１３
が障害物検出信号Ｓw1を出力するため、制御装置１６
は、次の図１のプログラムの実行時にステップＳ５で
「ＹＥＳ」となってステップＳ７に移行し、ここでロボ
ットアーム６の動作を瞬時に停止させ（停止手段）、次
いでステップＳ８に移行してブザー１７をオンのまま維
持し、警報音を発し続ける状態にしてリターンとなる。

【００２４】このように作業時狭域検出エリアＥw1内に
人が侵入すると、ロボットアーム６が瞬時に停止するの
で、人へのロボットアーム６の衝突が回避される。そし
て、人が作業時狭域検出エリアＥw1から出ると、制御装
置１６は、次の図１のプログラムの実行時にステップＳ
５で「ＮＯ」となり、そしてステップＳ６に移行してブ
ザー１５をオンのままにして警報音を発する状態のまま
に維持し、次のステップＳ４でロボットアーム６の動作
を再開させ、リターンとなる。更に、人が作業時広域検
出エリアＥw2から出ると、制御装置１６は次の図１のプ
ログラムの実行時にステップＳ２で「ＮＯ」となってス
テップＳ３に移行し、ここでブザー１７をオフして警報
音を停止させると共に、ステップＳ４でロボットアーム
６の動作を継続させる状態に維持してリターンとなる。

【００２５】このように本実施例によれば、人などの障
害物が移動ロボット１に近付いて作業時広域検出エリア
Ｅw2内に入ると、ブザー１７が警報音を発するので、人
は第エリアセンサ１１の作業時広域検出エリアＥw2内に
入ったことを知り、これ以上、移動ロボット１に近付く
と、ロボットアーム６の停止を招くであろうことを認識
する。従って、人が仮に不用意に移動ロボット１に近付
いたとしても、それ以上移動ロボット１に近付かないよ
うに注意を払うようになり、ロボットアーム６の動作を
停止させてしまったりすることを回避できる。

【００２６】図４のフローチャートによって示されるよ
うな障害物検出時の対処制御は、移動ロボット１が走行
しているときも同様に実行される。この場合の制御内容
は、作業時広域検出エリアＥr2で障害物が検出されたと
きには、ブザー１６が警報音を発し（同時に移動ロボッ
ト１の走行速度を低下させるようにしても良い）、作業
時狭域検出エリアＥr1で障害物が検出されたときには、
走行機構９のモータ８を停止して移動ロボット１（無人
移動車本体５）を停止する、というものである。

【００２７】なお、本実施例は上記し、且つ図面に示す
実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或
いは変更が可能である。広域検出エリアＥr2、Ｅw2で障
害物が検出されたとき、ブザー１７による警報音に代え
て、ランプ（報知手段）を点灯させるようにしても良
く、また、ブザー１７の警報音に加えてランプを点灯さ
せるようにしても良い。無人移動車としては、移動ロボ
ット１に限らず、無人移動車本体５に部品を搭載して搬
送する無人搬送車（ＡＧＶ）であっても良く、また、無
人移動車本体５に搭載する設備としてはロボットアーム
６に限られない。１つのエリアセンサに第１および第２
のレベル検出部を接続して広狭２つの検出エリアを設定
する構成に限らず、検出エリアが広狭異なる２つのエリ
アセンサを設けるようにしても良い。エリアセンサは赤
外線センサからなるものに限らない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す平面図

【図２】移動ロボットの側面図

【図３】電気的構成を示すブロック図

【図４】障害物検出時の対処のための制御内容を示すフ
ローチャート

【符号の説明】

図中、１は移動ロボット（無人移動車）、３は固定設
備、５は無人移動車本体、６はロボットアーム（搭載設
備）、１０、１１はエリアセンサ（第１、第２の障害物
検出手段）、１２、１３は第１のレベル検出部（第１の
障害物検出手段）、１４、１５は第２のレベル検出部
（第２の障害物検出手段）、１６は制御装置（停止手
段）、１７はブザー（報知手段）である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F059 AA01 AA08 AA10 BB07 CA04 CA06 DA02 DA05 DA09 DB09 DC07 DD11 FA03 FB01 FB12 FB15 FC02 FC03 FC13 FC14 3F060 AA01 AA10 CA12 CA21 GA05 GA13 HA35 5H301 AA02 AA09 CC03 CC06 CC10 EE03 GG08 GG23 GG25 GG28 LL01 LL08 LL11 LL14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 障害物を検出する第１の障害物検出手段
   と、この第１の障害物検出手段の検出エリアを含む広い
   エリアで障害物を検出する第２の障害物検出手段を設
   け、 検出エリアの広い前記第２の障害物検出手段が障害物を
   検出したとき、その旨を報知し、 検出エリアの狭い前記第１の障害物検出手段が障害物を
   検出したとき、障害物との衝突を回避するために、無人
   移動車本体の走行、この無人移動車本体に設備が搭載さ
   れているときはその設備の動作を停止させるようにした
   ことを特徴とする無人移動車における障害物対処システ
   ム。
2. 【請求項２】 無人移動車本体と、 障害物を検出する第１の障害物検出手段と、 この第１の障害物検出手段の検出エリアを含む広いエリ
   アで障害物を検出する第２の障害物検出手段と、 検出エリアの広い前記第２の障害物検出手段が障害物を
   検出したとき、その旨を報知する報知手段と、 検出エリアの狭い前記第１の障害物検出手段が障害物を
   検出したとき、前記無人移動車本体の走行を停止させる
   停止手段とを具備してなる無人移動車における障害物対
   処装置。
3. 【請求項３】 前記無人移動車本体にはロボットアーム
   が搭載され、 検出エリアの狭い前記第２の障害物検出手段が障害物を
   検出したとき、前記停止手段は前記ロボットアームの動
   作を停止させることを特徴とする請求項２記載の無人移
   動車における障害物対処装置。