JP2018016435A - ピッキングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】作業効率を向上できるピッキングシステムを提供する。【解決手段】物品保管部３を有する保管手段２と、ピッキング作業に関する情報を送信する管理装置11を有する上位システムと、物品を保持した状態で飛行可能な無人飛行体13とを備える。管理装置11からの情報を受信した無人飛行体13は、出発部16からピッキング作業対象の対象物品が保管された物品保管部３に対応した目標位置へ移動する。無人飛行体13は、目標位置に到着したピッキング作業者Ａと合流し、ピッキング作業者Ａによって対象物品が物品保管部３から取り出されて無人飛行体13に積み込まれる。対象物品が積み込まれた無人飛行体13は集荷部７に移動し、集荷部７で物品が取り卸された後、出発部16に移動して次の作業に向けて待機する。【選択図】図１

Description

本発明は、無人飛行体を用いたピッキングシステムに関する。

従来のピッキングシステムとして、例えば特許文献１には、受注したオーダに関するオーダ情報に基づいて、物品を保管する保管手段である保管棚に沿って作業者がカートを移動させ、その作業者が機器からの指示に従って物品保管部から物品を取り出してカートに集品するピッキング作業が行われるピッキングシステムが記載されている。

特開２０１３−１４６９号公報

この種のピッキングシステムでは、多様なオーダに柔軟に対応できるように、ピッキング作業の効率化が望まれている。

本発明はこのような点に鑑みなされたもので、作業効率を向上できるピッキングシステムを提供することを目的とする。

請求項１に記載されたピッキングシステムは、ピッキング作業に関する情報を通信可能な上位システムからの指令に基づいて、物品が保管された物品保管部に対してピッキング作業が行われるピッキングシステムであって、前記物品を飛行運搬可能な無人飛行体を備え、前記無人飛行体は、飛行運搬対象の物品が保管された前記物品保管部に対応する目標位置への移動指令を上位システムから受信する通信部と、前記通信部が受信した前記移動指令に基づいて、前記目標位置へ自機を移動させるように制御する制御部とを有するものである。

請求項２に記載されたピッキングシステムは、請求項１記載のピッキングシステムにおいて、物品保管部を複数有する保管手段に沿って構成された通路を移動する作業者によって、前記物品保管部から物品がピッキングされるピッキングシステムであって、前記作業者に対して、飛行運搬対象の物品が保管される物品保管部から無人飛行体への前記物品のピッキング作業を指示する指示手段を備えるものである。

請求項３に記載されたピッキングシステムは、請求項２記載のピッキングシステムにおいて、指示手段は、通路を移動する各作業者と紐付いており、前記各作業者のうち無人飛行体に対するピッキング作業者として選択された作業者に紐付いた指示手段には、目標位置への移動指示および前記目標位置に到着後の前記無人飛行体との合流指示が表示されるものである。

請求項４に記載されたピッキングシステムは、請求項１ないし３いずれか一記載のピッキングシステムにおいて、建物内でピッキング作業が行われるピッキングシステムであって、無人飛行体の飛行方向を誘導する飛行誘導部を備え、前記無人飛行体は、前記飛行誘導部から誘導情報を取得する情報取得部を有し、前記無人飛行体の制御部は、前記情報取得部で取得した誘導情報に従って自機を移動させるものである。

請求項５に記載されたピッキングシステムは、請求項１ないし３いずれか一記載のピッキングシステムにおいて、建物内でピッキング作業が行われるピッキングシステムであって、連続的な線状に配置され無人飛行体の飛行方向を誘導する飛行誘導部を備え、前記無人飛行体は、自機の情報を検知する内界センサと、外部の情報を検知する外界センサとを有し、前記無人飛行体の制御部は、前記内界センサが検知した情報に基づいて自機の移動情報を取得するとともに、前記外界センサから検知した情報に基づいて自機の飛行に関する情報を取得して、前記飛行誘導部の連続方向に沿って自機を移動させるものである。

請求項６に記載されたピッキングシステムは、請求項５記載のピッキングシステムにおいて、誘導飛行部は、建物内における位置情報が付与された複数の識別体が間隔を空けて配置され、外界センサは、前記識別体を検知可能であり、無人飛行体の制御部は、前記外界センサが検知した前記識別体から前記位置情報を取得し、この位置情報および内界センサで取得した移動情報から建物内における自機の位置を把握するものである。

請求項７に記載されたピッキングシステムは、請求項２ないし６いずれか一記載のピッキングシステムにおいて、作業者とともに移動するカートを備え、前記カートは、収納状態と無人飛行体が着地可能な設置状態とに変更可能な着地部を有し、着地部は、設置状態において前記無人飛行体の着地を誘導する着地誘導体を有するものである。

請求項８に記載されたピッキングシステムは、請求項２ないし７いずれか一記載のピッキングシステムにおいて、作業者によって無人飛行体に対して動作指令を入力可能な入力手段を備え、前記動作指令は、前記作業者がピッキング作業を行う一の無人飛行体にのみ有効であるものである。

請求項９に記載されたピッキングシステムは、請求項８記載のピッキングシステムにおいて、入力手段は、ピッキング作業開始前の無人飛行体の着地動作およびピッキング作業完了後の無人飛行体の発進動作の動作指令を入力可能であるものである。

請求項１０に記載されたピッキングシステムは、請求項８または９記載のピッキングシステムにおいて、入力手段と、ピッキング作業対象である一の無人飛行体とが一時的にペアリングされることで、前記入力手段に入力された動作指令が前記無人飛行体の通信部に直接受信されるものである。

請求項１１に記載されたピッキングシステムは、請求項２ないし１０いずれか一記載のピッキングシステムにおいて、無人飛行体は、下方へ光を照射する光照射手段を有し、前記無人飛行体の制御部は、作業者の移動を管理する上位システムから目標位置への作業者の接近情報または到着情報を受信すると、目標位置に対応した通路上空で自機をホバリングさせ、光照射手段を点灯させるものである。

本発明によれば、作業効率が向上したピッキングシステムを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るピッキングシステムの全体の概略斜視図である。 同上ピッキングシステムの飛行誘導部を示す平面図である。 同上ピッキングシステムの無人飛行体を示す正面図である。 同上ピッキングシステムの無人飛行体における上ユニットを示す平面図である。 同上ピッキングシステムの無人飛行体における下ユニットを示す平面図である。 同上ピッキングシステムにおけるカートを示す正面図である。 （ａ）は同上ピッキングシステムのカートにおいてポートが収納された収納状態を示す側面図であり、（ｂ）は同上ピッキングシステムのカートにおいてポートが設置された設置状態を示す側面図である。 同上ピッキングシステムにおけるポートを示す平面図である。 同上ピッキングシステムの上位システム、カートおよび無人飛行体の構成の一例を示すブロック図である。 同上ピッキングシステムにおける無人飛行体を用いたピッキング作業を説明するフローチャートである。 同上ピッキングシステムにおける表示器の画面表示の一例である。

以下、本発明の一実施の形態の構成について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、ピッキングシステム１の設備構成の一例を示す概略図である。このピッキングシステム１は、例えば倉庫、物流センタ等の建物内において、物品のピッキング作業が行われるピッキング設備である。

ピッキングシステム１は、物品が保管される保管手段２を備えている。保管手段２には、複数（例えば４つ）の保管エリアとしての保管棚４が互いに離間して配置されている。

保管棚４は、物品が保管される複数の物品保管部３を有している。保管棚４は、列状に配置されており、各列の間隔を含む各保管棚４に沿った空間は、作業者としてのピッキング作業者Ａの作業および移動が行われる通路５として使用される。なお、保管エリアとして床面を使用し、床面を所定範囲毎に区切ることで、その所定範囲を物品保管部３としてもよいし、保管エリア内で床面と保管棚４を組み合わせた構成にしてもよい。

また、通路５には、複数の識別体としてのＲＦＩＤタグ67が間隔を空けて列状に配置された保管棚４に沿って配置されている。各ＲＦＩＤタグ67には設備内の位置情報として、固有の位置情報が付与されており、各ＲＦＩＤタグ67を読み取ることで設備内の絶対的な位置（例えば、所定の保管棚４に基づく位置等）を取得することができる。

ピッキングシステム１では、ピッキング作業および作業者の一例として、カート12を伴ってピッキング作業を行うピッキング作業者Ａが移動可能に配置され、ピッキング作業者Ａによって物品保管部３とカート12との間でピッキング作業が行われる。すなわち、ピッキング作業者Ａは、物品保管部３から取り出した物品をカート12に収納する作業を行う。

また、ピッキングシステム１では、物品を飛行運搬する例えばドローン等の無人飛行体13が用いられ、ピッキング作業者Ａは、物品保管部３と無人飛行体13との間でピッキング作業を行う。すなわち、ピッキング作業者Ａは、物品保管部３から取り出した物品を無人飛行体13に積み込む作業を行う。

ピッキングシステム１は、ピッキング作業が行われた物品が集荷される集荷部７を備えている。

集荷部７では、無人飛行体13が運搬して来た物品を次工程に送るための荷合わせ作業が行われる。集荷部７の荷合わせ作業には、空の集品容器６が搬送される供給コンベヤ部8aと、供給コンベヤ部8aの下流に配置され荷合わせ作業が行われる荷合わせコンベヤ部8bと、荷合わせのために物品を一時的に載置可能な仮置台8cと、荷合わせが終了した集品容器６を次工程の下流に搬出する第１搬出コンベヤ部8dとが用いられる。

また、集荷部７には、ピッキング作業者Ａがカート12で運搬してきた物品が投入され、その物品を下流に搬出する第２搬出コンベヤ8eが設置されている。

図１および図９を参照して、上位システムについて説明する。ピッキングシステム１は、上位システムを有している。上位システムは、サーバ装置100と、サーバ装置100と接続されてピッキング作業に関わる情報を処理する管理装置11とを有している。

サーバ装置100は、顧客からのオーダの受注および在庫管理等を行う。このサーバ装置100には、設備内のレイアウト情報、在庫情報、顧客情報等が管理され、設備内の各物品保管部３の配置および各物品保管部３に保管された物品の品種・数量が管理されている。

サーバ装置100は、顧客からのオーダ情報を受信すると、オーダ情報を処理するための作業を指示する作業指示情報を管理装置11に送信する。

管理装置11は、受信した作業指示情報に基づいて制御部71によってピッキング作業情報を作成し、通信部72を通じてカート12および無人飛行体13等にピッキング作業情報を送信する。

なお、ピッキング作業情報にはピッキング作業の内容や手順等が含まれる。また、通信部72は、カート12および無人飛行体13から送信された情報を受信して、カート12および無人飛行体13の作業状況や移動状況等の各種状況を管理することができる。さらに、管理装置11は、カート12および無人飛行体13から受信した情報をサーバ装置100に送信することができ、これにより、在庫情報やオーダ情報の更新等が行われる。

図１を参照すると、このピッキングシステム１には、管理装置11と、設備内の隅に設けられた無線機としての無線ＬＡＮ基地局14、および、保管棚４に設けられた無線ＬＡＮ中継機15が設置されている。管理装置11と設備内を移動するカート12および無人飛行体13とは、これら無線ＬＡＮ基地局14または無線ＬＡＮ中継機15を介して交信される。なお、無線機は、管理装置11とカート12および無人飛行体13とが交信できればよく、無線機の設置方法は適宜変更可能である。

図１に示すように、ピッキングシステム１の空中（建物の天井）には、連続した線状に配置され無人飛行体13の飛行方向を誘導する飛行誘導部としての誘導ライン21が設置されている。

この誘導ライン21は、各物品保管部３に対応して配置されている。すなわち、保管エリアである保管棚４の列に沿って連続するＹ方向ライン21aと、保管棚４の列と交差し、隣り合うＹ方向ライン同士を接続するＸ方向ライン21bとが、碁盤目状になるように配置されている。

誘導ライン21は、無人飛行体13を各物品保管部３へ誘導するための保管棚誘導部22を有する。また、保管棚誘導部22には、無人飛行体13を後述の出発部16から保管棚誘導部22へ誘導するための出発誘導部23と、無人飛行体13を保管棚誘導部22から後述の到着部17へ誘導するための到着誘導部24と、無人飛行体13を到着部17から保管棚誘導部22の一部を通って出発部16へ誘導するための返送誘導部25とが接続されている。

なお、出発誘導部23と、到着誘導部24と、返送誘導部25とでは、無人飛行体13が一方通行であることが好ましい。

また、図２に示すように、誘導ライン21は、直線状のライン部26を有する。ライン部26には、識別体である位置情報体として、ライン部26の表面に所定間隔毎もしくは保管棚の所定区画毎に配置された複数の位置マーカ27と、ライン部26の表面に一定間隔で配置された複数の距離マーカ28とが設置されている。

位置マーカ27は、それぞれが固有の位置情報を有しており、位置マーカ27を読み取ることで設備内の絶対的な位置（例えば、所定の保管棚４に基づく位置等）を取得できる。また、距離マーカ28を読み取り、カウントすることで自機の移動距離を推定できる。なお、これら位置マーカ27および距離マーカ28の設置方法は、位置マーカ27をＹ方向ライン21aとＸ方向ライン21bとの交差地点に設置してもよいし、距離マーカ28は図２に示すように位置マーカ27の間に設置してもよく、適宜変更可能である。

図１に示すように、ピッキングシステム１には、無人飛行体13がピッキング作業に向けて待機する出発部16が設けられている。出発部16は、無人飛行体13を待機させる待機部を複数有しており、待機部ごとに識別体としてのＩＤタグ18が設置されている。このＩＤタグ18は、無人飛行体13による待機部の位置取得、および、着地動作誘導のために使用される。

さらに、出発部16には、無人飛行体13を充電する充電手段(図示せず)が設けられており、待機中の無人飛行体13が充電される。なお、充電手段は非接触給電を使用することができ、各無人飛行体13の待機位置および充電状況は無人飛行体13から管理装置11に送信される。

図１に示すように、ピッキングシステム１には、ピッキング作業者Ａによるピッキング作業を終えた無人飛行体13から物品を取り卸す工程に進むための到着部17を備えている。到着部17は、集荷部７に併設されて設置されており、到着部17に到着した無人飛行体13が飛行運搬した物品は、集荷部７に配置された作業者としての集荷作業者Ｂによって無人飛行体13から取り卸される。

到着部17は、無人飛行体13が着地するための着地部を複数有しており、着地部ごとに識別体としてのＩＤタグ19が設置されている。このＩＤタグ19は、無人飛行体13による着地部位置取得と着地動作誘導のために使用される。

また、到着部17には、コンベヤが用いられる。集荷作業者Ｂによる、到着部17の最下流に位置する無人飛行体13からの物品の取り卸しが終わると、無人飛行体13が出発部16へ向け発進する。最下流の無人飛行体13が発進すると、コンベヤが動作して次の無人飛行体13が最下流に移動するとともに、最上流には、新たな無人飛行体13を受け入れ可能な着地部が出現する。

なお、到着部17は、保管手段２を介して出発部16の反対側に設置されているが、出発部16と到着部17とが近接して設置される等、設置場所は適宜変更可能である。

図３に示すように、無人飛行体13は、本体部31を備え、この本体部31の上側には、フレーム32と、上ユニット33とが設けられ、フレーム32には、複数（例えば４つ）の揚力発生手段34が設けられている。また、本体部31の下側には物品を収納可能な収納部としての収納箱部35が設けられ、収納箱部35の下側には、下ユニット36と複数（例えば４つ）の脚部37とが設けられている。

本体部31には、後述する制御部76(飛行体制御部）が設置されている。制御部76には、各種情報を取得するための情報取得部78、管理装置11と通信するための後述する通信部75、後述する光照射手段としてのスポットライト47、バッテリー（図示せず）等が接続されている。情報取得部78としては、各種センサを使用することができ、本体部31には、加速度センサ、磁気センサおよびジャイロセンサ等の内界センサ79が設置されている。

揚力発生手段34は、プロペラ41とモータ42とを有しており、モータ42の駆動力によりプロペラ41を回転させて揚力を発生させて飛行する。なお、作業者の安全のために、プロペラ41の周囲にはガード部材が設けられることが好ましい。

収納箱部35は、内部が空洞で一側面に開口部が設けられた箱部本体43と、箱部本体43の開口部を開閉する扉部44と、開口部が扉部44によって閉塞された状態を保持するロック手段45とを有している。

箱部本体43の内部の収納空間には、収納された物品が飛行中に内部空間で移動して破損しないように、物品を固定する固定手段や、ゴム等の高摩擦部材や、衝撃緩衝部材等が設けられていることが好ましい。また、扉部44の外側面には、無人飛行体13を識別するための識別体46が設けられている。

図４に示すように、上ユニット33には、外界センサとしての上カメラ38が設けられている。上カメラ38の視野は上方を向くように設置されている。

図５に示すように、下ユニット36には、光照射手段としてのスポットライト47と、外界センサとしての下カメラ48および距離センサ49とが設けられている。スポットライト47は下方向へ向けてスポット光を照射するように設置されている。また、下カメラ48の視野は下方を向くように設置されており、距離センサ49は下方からの距離を計測可能である。なお、距離センサ49としては、例えば超音波センサが用いられる。また、下ユニット36には、自機の高度を検知する高度センサとして、例えば気圧センサ（図示せず）が設置される。

図９には、無人飛行体13の概要を示すブロック図を示しており、無人飛行体13は、制御部76、制御部76に接続された通信部75、スポットライト47および情報取得部78を有している。

通信部75は、制御部76に制御され、管理装置11との間で情報の送受信を行う。なお、通信部73は、カート12と情報を直接送受信できるようにしてもよい。

情報取得部78は、内界センサ79として、加速度センサ、磁気センサおよびジャイロセンサを備えている。また、外界センサとして、撮像装置（上カメラ38および下カメラ48）および距離センサ49を備えている。制御部76には、内界センサ79が検知した自機の移動情報が送信され、撮像装置が検知（撮影）した画像情報および距離センサが検知した対象までの距離情報が送信される。

制御部76は、情報取得部78が取得した情報および通信部75が受信した情報に基づいて、自機の動作を制御する。つまり、制御部76は、各モータ42の駆動力を制御して、自機の飛行速度、飛行方向、飛行高度等を調整する。また、制御部76はスポットライト47のオン・オフを制御する。

図６を参照してカート12を説明する。カート12は、車輪51が設けられたカート本体部52と、このカート本体部52の上部に柱部材53を介して設けられた台座部54とを有している。

カート本体部52の上面には、ピッキング作業者Ａによってピッキングされた物品が投入される集品容器としてのコンテナ55aが載置されている。

台座部54の上面には、無線通信を行う通信部73と、この通信部73と接続された制御部57とを有するコンピュータが設置されている。

さらに、台座部54の上面には、入出力部として、物品の品種情報等を取得するための入力手段としてのコードリーダ58と、ピッキング作業に関する指示情報を表示する出力部および各種情報を入力可能な入力部としての表示器59とが設けられている。なお、入出力部には、入出力機能の両方またはいずれか片方を有する機器を用いることができ、例えば、コードリーダ58としてバーコードリーダを使用し、表示器59としてタッチパネル式の液晶モニタを使用することができる。また、表示器59は、入出力手段であり、かつ、ピッキング作業者Ａにピッキング作業を指示する指示手段でもある。

さらに、カート本体部52の下面には、入力手段としてのＲＦＩＤリーダ56が、走行面である床面と間隔を空けて対向するように設置されている。

また、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、台座部54の上面には物品保管部３から取り出された物品が投入される集品容器としてのコンテナ55bが載置される。さらに、このコンテナ55bの上部には、無人飛行体13が着地する着地部としての板状のポート62が取外可能に固定される。

そして、ピッキング作業者Ａがコンテナ55bに対してピッキング作業を行う際には、図７（ａ）に示すように、コンテナ55bの開口部が開放された状態とする。この状態では、コンテナ55bへの作業を妨げないようにポート62はカート12に収納されている。一方、ピッキング作業者Ａが無人飛行体13に対してピッキング作業を行う際には、図７（ｂ）に示すように、ピッキング作業者Ａがコンテナ55b上にポート62を設置し、このポート62に無人飛行体13が着地可能な状態とする。

また、台座部54の下面には、情報取得部61として、加速度センサや磁気センサやジャイロセンサ等の自機の移動情報を検知する内界センサが設置されている。

図８に示すように、ポート62の上面には、無人飛行体13の着地動作を誘導するための着地誘導体としての着地マーカ63と、カート12を特定するための識別体としての特定マーカ64とが設けられている。なお、特定マーカ64を着地マーカとして使用してもよい。

着地マーカ63は、カート12における無人飛行体13の着地位置を示す円形状の着地位置指示部65と、無人飛行体13が着地する際の向きを示す三角形状の着地方向指示部66とを有している。また、特定マーカ64には、各カート12固有の情報が付与されおり、図形、ＲＦＩＤ、ＱＲコード（登録商標）、バーコード等の識別体で構成され、この特定マーカ64を検知（認識）することで、カート12の固体情報を取得することができる。

図９には、カート12の概要を示すブロック図を示しており、カート12は制御部57と、制御部57に接続された通信部73、入出力部および情報取得部を有している。

通信部73は、制御部57に制御されて管理装置11との間で情報の送受信を行う。なお、通信部73は、無人飛行体13と情報を直接送受信できるようにしてもよい。

入出力部には、出力手段および入力手段である表示器59、入力手段であるコードリーダ58およびＲＦＩＤリーダ56が用いられる。表示器59は、制御部に制御されて情報を表示するとともに、表示器59に入力された情報が制御部に送信される入力・出力をかねた入出力手段として機能する。また、コードリーダ58およびＲＦＩＤリーダ56が検知した（読み取った）識別体の情報が制御部57に送信され、制御部57で処理される。

情報取得部は、内界センサとして、加速度センサ、磁気センサおよびジャイロセンサ等を備えており、内界センサが検知した自機の移動情報が制御部57に送信される。なお、情報取得部には、外界センサとしてカメラ等を設けることもできる。

なお、各ピッキング作業者Ａとそのピッキング作業者Ａによって操縦されるカート12（カート12のコンピュータおよび表示器59等を含む）は紐付けられており、上位システム(管理装置11)で管理されている。

次に、ピッキングシステム１におけるピッキング作業者Ａによるカートピッキング作業について説明する。

カート12の通信部73が上位システムに含まれる管理装置11からのピッキング作業指令を受信すると、制御部57はピッキング作業を特定のピッキング作業者Ａに対して指示する指示手段としての表示器59を制御してピッキング作業を指示する情報を表示する。

そして、ピッキング作業者Ａは、表示器59に指示された作業順番に基づいて通路５をカート12と一緒に移動しながら指示された物品保管部３から物品を所定個数分だけ取り出して、指示されたコンテナ55aに収納する作業を繰り返す。そして、ピッキング作業が完了すると、ピッキング作業者Ａはカート12を移動させて集荷部7に移動してコンテナ55aをカート12から取り卸して第２搬出コンベヤ8e上にコンテナ55aを積み込む。

カート12の制御部は、内界センサが検知したカート12自身の移動情報と、図６のようにカード12の移動に伴ってＲＦＩＤリーダ56が読み取ったＲＦＩＤタグ67との位置情報とから設備内のカート12自身の位置を取得する。そして、取得したカート12自身の位置情報を管理装置11へ周期的に送信する。これによって、管理装置11は、カート12の作業設備内の位置情報を管理する。

次に、ピッキングシステム１における無人飛行体13の飛行動作について説明する。

無人飛行体13が設備内を移動して目標位置へ向かう際には、まず、目標位置への移動指令を管理装置11から受信する。移動指令は、目標位置までの飛行ルートを含むものでもよいし、無人飛行体13の制御部76が目標位置への飛行ルートを作成してもよい。

無人飛行体13の制御部76は、上カメラ38が撮影した誘導ライン21に沿って飛行するように揚力発生手段を制御する。制御部76は、例えば、画像から抽出した誘導ライン21から算出した所定点（例えば幅方向中心点、重心点）が上カメラ38の画角中の所定範囲（例えば画角中央）に位置するように機体を制御しつつ、誘導ライン21の連続方向(長手方向)に向けて機体を移動させる制御を行う。なお、機体の高度調整については、気圧センサを使用することができる。

また、無人飛行体13の制御部76は、飛行移動中に内界センサ79が検知した自機の移動情報から自機の目標位置への接近状態や設備内の位置を取得する。無人飛行体13は、誘導ライン21に沿って移動するため、飛行状態が安定し、内界センサ79の検知情報の信頼性が向上する。

さらに、上カメラ38は、飛行中に識別体である位置マーカ27や距離マーカ28を撮影する。したがって、制御部76は、位置マーカ27から取得した位置情報や距離マーカ28から取得した移動情報を利用して自機の位置情報を補正して、設備内の自機の位置または目標位置に対する自機の位置をより高い精度で認識する。

そして、目標位置へ到達したと制御部76が判断すると、制御部76は無人飛行体13を待機させるなど、ピッキング作業に向けて準備する。

なお、位置情報や移動情報は無人飛行体13の通信部15から管理装置11の通信部72と通信しながら飛行してもよい。

次に、図１０のフローチャートを参照して、ピッキングシステム１における、無人飛行体13を用いたピッキング作業を説明する。なお、設備内では、複数のピッキング作業者Ａが、通常のオーダ情報に対するカートピッキング作業を実行中である。

まず、サーバ装置100が、例えば緊急的に出荷が必要なオーダや少量の物品のみのオーダ等に関するオーダ情報（特殊オーダ情報）を受信する。そして、サーバ装置100は、その特殊オーダ情報が無人飛行体13を使用する必要があるか、および、その対象物品の重量や大きさをから無人飛行体13で運搬可能かを判断し、無人飛行体13からピッキング作業への使用を決定する（ステップ１）。なお、無人飛行体13をピッキング作業に使用できないと判断した場合は、カートピッキングで対応する。

次に、サーバ装置100は特殊オーダ情報を処理するための作業指示情報を管理装置11に送信する。そして、管理装置11はピッキング作業の対象物品が保管された物品保管部３に対応した目標位置へ向けての作業指令としての移動指令を無人飛行体13に送信して、その移動指令に基づいて制御部76が無人飛行体13を飛行させる（ステップ２）。

ここで、移動指令は出発部16に待機した無人飛行体13から選択した機体に対して送信される。なお、無人飛行体13の選択方法は、例えば充電が完了しており、もっとも待機時間が長い機体から選択される。

次に、管理装置11は、建物内のピッキング作業者Ａのうち、対象物品の物品保管部３に接近中（接近予定）のピッキング作業者Ａ、または、対象物品の物品保管部３に最も近いピッキング作業者Ａ等のように、所定の条件で無人飛行体13へのピッキング作業を実行するピッキング作業者Ａを選択する（ステップ３）。

また、管理装置11は、無人飛行体13へのピッキング作業を指示するピッキング作業指令をその選択されたピッキング作業者Ａのカート12に対して送信し、そのカート12の表示器59には、図１１（ａ）のような無人飛行体13へのピッキング作業を要求する情報が表示される（ステップ４）。

ピッキング作業者Ａがその作業要求を承認すると、表示器59には、無人飛行体13との合流（無人飛行体13の受け取り）地点である目標位置へ移動するように、図１１（ｂ）のような移動先の情報が表示されて指示される（ステップ５）。

次に、無人飛行体13は、管理装置11からの作業者の目標位置への接近情報を受信すると、自機を制御して通路５における目標位置の上空でホバリング動作を行い、さらにスポットライト47を点灯させる。また、ピッキング作業者Ａは、目標位置への到着に合わせて、ポート62を設置するとともに、無人飛行体13が照射するスポット光を目印にして、ピッキング位置へカートとともに目標位置へ移動する。

ピッキング作業者Ａが、ポート62の所定範囲内にスポット光が照射される位置までカート12を移動させると、無人飛行体13の下カメラ48でポート62の特定マーカ64が認識される。無人飛行体13が認識した特定マーカ64の情報が管理装置11に送信され、特定マーカ64で特定されるカート12は合流準備が完了したとものとして、管理装置11からそのカート12に対して、合流作業としての着地作業指令が送信される。カート12にその着地作業指令が送信されると、表示器59に図１１（ｃ）の画面が表示され、ピッキング作業者Ａが画面を操作して無人飛行体13に動作指令としての着地許可を入力する。

ピッキング作業対象の無人飛行体13は着地許可を受信し、着地マーカ63の認識情報に基づいて、そのカート12におけるポート62の着地位置指示部65へ向けて、機体を制御しながら自動降下し、ポート62上に無人飛行体13が着地する（ステップ６）。

無人飛行体13がポート62に着地すると、ピッキング作業に関する図１１（ｄ）のような作業内容が表示器59に表示される（ステップ７）。

また、ピッキング作業者Ａは、表示された作業内容に従って飛行運搬対象の物品を物品保管部３から所定個数取り出して、その取り出した物品の識別コードをコードリーダ58でスキャンして検品する。その物品が正しい場合には、表示器59に物品が正しい旨が表示される。

ピッキング作業者Ａは、検品作業後、無人飛行体13の収納箱部35の扉部44を開口し、収納箱部35内にその物品を収納して、扉部44を閉める。そして、ピッキング作業者Ａは、表示器59を操作して、ピッキング作業の完了情報を入力し、管理装置11はその完了情報を受信する（ステップ８）。

管理装置11はその完了情報を受けると、カート12に発進作業指令を送信する。発進作業指令を受信したカート12の制御部76は、表示器59を制御して図１１（ｅ）の画面を表示させる。ピッキング作業者Ａが動作指令として発進許可を入力すると、ピッキング作業対象の無人飛行体13が発進許可を受けてカート12から上昇して発進する（ステップ９）。

次に、管理装置11は、無人飛行体13による他のピッキング作業が残っているか否かを判断する（ステップ１０）。

他のピッキング作業が残っている場合には、ステップ２に戻って、無人飛行体13は、次に飛行運搬対象の物品が保管された物品保管部３の目標位置へ向けて移動する。

一方、無人飛行体13は、他のピッキング作業が残っていない場合には、集荷部７へ向けて移動する（ステップ１１）。

到着誘導部24に沿って到着部17に移動してきた無人飛行体13は、到着部17上で着地可能でかつ最も下流のＩＤタグ19の位置に向かって自律的に着地する。

集荷部７の荷合わせコンベヤ部8bでは、集荷作業者Ｂによって、到着部17に到着した無人飛行体13から物品が取り卸され、供給コンベヤ部8aから供給された集品容器６に収納される。また、仮置台8cは、複数の無人飛行体13に分割して搬送された場合、一の出荷先のオーダに対応する複数の物品を荷合わせするために、到着した無人飛行体13が運搬してきた順番に物品を一箇所にまとめて仮置きするために使用される。

そして、集荷作業が完了した集品容器６は、第１搬出コンベヤ8dで次工程へ送り出される。なお、集荷部７では、一の出荷先に対するオーダ情報が無人飛行体13とカート12に分割されて別々に集品されてきた場合に、それらの物品を荷合わせするようにしてもよい。

集荷作業者Ｂによって、飛行搬送物品が取り出された無人飛行体13は、到着部17から発進し、返送誘導部25に沿って出発部16へ向けて移動する。無人飛行体13が出発部16に到着すると、着地可能な待機部のＩＤタグ19の位置に向かって自律的に着地する。そして、着地した無人飛行体13に対して充電が行われるとともに、無人飛行体13が待機する待機部の位置および充電状況が管理装置11に送信され、管理装置11で管理される。

本ピッキングシステム１では、例えば通常オーダをカートを用いてピッキングし、通常オーダより優先的に対応する必要があるオーダや物品量の僅かなオーダ等の特殊オーダに対しては無人飛行体13を使用してピッキングするといった、オーダの内容によって作業方法を変更することができ、効率的かつ柔軟にオーダに対応できる。

また、特殊オーダを通常オーダより先に割り込ませてピッキング作業者Ａ（カート作業者）に優先的に作業させる場合は、この通常オーダの作業順位が繰り下げられるため通常オーダの作業が遅延し、作業効率が悪化する可能性があり、緊急オーダの商品数が少ない場合等には、その緊急オーダの作業にのみ作業者が割り当てられることで、作業効率が悪化する可能性があるが、ピッキングシステム１では、通常オーダ情報に基づくピッキング作業と、特殊オーダ情報に基づくピッキング作業とをピッキング作業者Ａが並行して進行でき、作業効率の向上を図ることができる。

また、特殊オーダ情報の対象物品のピッキング作業位置（目標位置）および集荷部７まで飛行体が自律的に移動するため、目標位置までの素早く到着でき、特殊オーダ情報に対する物品のピッキング作業効率を向上できる。

特殊オーダ情報に基づく物品の無人飛行体13へのピッキングはピッキング作業者Ａによって行われるため、無人飛行体13が飛行できるスペースさえあれば導入でき、例えば既存の倉庫等の設備にも導入しやすい。

カート12は、無人飛行体13が着地可能なポート62を有しているため、ピッキング作業者Ａによる無人飛行体13へのピッキング作業が容易である。

カート12への無人飛行体13への着地や、カート12からの無人飛行体13の発進を、ピッキング作業者Ａが行うことにより、発着を自動化した場合に比べて無人飛行体13の制御を単純化できる。さらに、ピッキング作業者Ａが自らのタイミングで発着を指示できるため、無人飛行体13が自動で発着するよりも、発着の上昇・下降動作の際にピッキング作業者Ａと接触する危険度が低下する。

また、発着指示は、カートに固定された表示器59によって指示されることにより、無人飛行体13からピッキング作業者Ａが離間した状態で発着が行われるため、無人飛行体13の発着の際のピッキング作業者Ａとの接触をより確実に防止できる。

無人飛行体13が誘導ライン21をトレースしながらその誘導ライン21に沿って飛行するため、簡単な構成で飛行状態を安定させやすい。

また、誘導ライン21に設けられた位置情報体から取得した位置情報を取得し、内界センサ79からの移動情報とマッチングさせて補正することで、無人飛行体13のオーバーランや自機位置をロストすることを防止できる。さらに、これにより無人飛行体13の飛行位置をより正確に取得でき、室内においても自律飛行の精度が向上し、自律的に目標位置に向けて飛行させることができる。

無人飛行体13は、スポットライト47を有しているため、ピッキング作業者Ａに対して、ピッキング位置を報知でき、カート12上に光が照射される位置までカート12を移動させるだけで、無人飛行体13がカート12に対して適切に着地できるため、ピッキング作業者Ａがカート12を停止させる位置がわかりやすいうえ、目的の物品保管部３を探す手間も低減され、特殊オーダ情報に対するピッキング作業の作業効率を向上できる。

なお、上記一実施の形態では、オーダ情報に応じて保管手段２から物品を集荷するピッキングシステム１としたが、このような構成に限定されず、物品を所定位置まで移送するピッキングシステムに適用できる。

また、ピッキングシステム１は、倉庫等の建物内に設置された構成としたが、このような構成には限定されず、物品を移送する目的に応じて、様々な屋内施設や屋外施設に適用できる。

さらに、ピッキングシステム１が建物内に設置された場合においても、無人飛行体13が待機する出発部16が同一の建物内に設置された構成には限定されず、出発部16がその建物の外に設置された構成等にしてもよい。到着部17および集荷部７についても同様である。

保管手段２が保管棚４を有する構成としたが、このような構成には限定されず、保管手段２は、例えば物品がパレット等に載置された構成等にしてもよい。

無人飛行体13を誘導するための飛行誘導部としての誘導ライン21が設けられた構成には限定されず、他の手段により無人飛行体13の飛行を制御する方法を適用してもよい。

また、誘導ライン21は、建物の天井に設けられた構成には限定されず、例えば保管棚４の上面や、床面に設けられた構成にしてもよい。

さらに、飛行誘導部は、線状の誘導ライン21である構成には限定されず、無人飛行体13を誘導できる構成であればよい。

また、誘導ライン21は、連続的な線状である構成であればよく、例えば間欠的に線状に配置された構成等にしてもよい。

さらに、誘導ライン21は、直線状である構成には限定されず、必要に応じて曲線部が設けられた構成にしてもよい。

無人飛行体13は、物品を保持した状態で飛行可能であれば、その構成は適宜変更できる。つまり、本実施の形態では、無人飛行体13は、物品を収納可能な収納部としての収納箱部35が設けられた構成としたが、このような構成には限定されず、例えば物品をハンド装置等によって把持するように保持する構成や、容器（袋）をぶら下げる構成等でもよい。

さらに、無人飛行体13は、ピッキング作業者Ａによってカート12への着地およびカート12からの発進が操作される構成には限定されず、他の方法でカート12に対する着地および発進が操作される構成にしてもよい。

また、指示手段に表示される作業内容等は、画面表示のみならず音声表示とすることができる。

また、ピッキングシステム１では、種まき式ピッキングおよび摘み取り式ピッキングのいずれのピッキング方式に適用させることができ、無人飛行体13から取り出した物品を物品保管部３に収納する方式と、物品保管部３から取り出した物品を無人飛行体13に保持させる方式のいずれにも適用させることができる。つまり、ピッキング作業情報に応じて、一次作業者が無人飛行体13に作業対象の物品を積み込み、次に無人飛行体13をその物品が保管されるべき物品保管部３へ向けて移動させ、２次作業者が無人飛行体13から物品を取り出して対応する物品保管部３に収納するような方式にも適用できる。

また、ピッキング作業者Ａが無人飛行体13を直接操縦できるようにしてもよい。まず、入力手段である表示器59を通じて、無人飛行体13を直接操縦するための機能が制御部57に備えられている。また、一のピッキング作業者Ａに対応する表示器59がコントローラとして、その一のピッキング作業者Ａによって作業される一の無人飛行体13とペアリングするための認証手段としての暗号鍵が一時的に管理装置11からそのカート12に送信される。この暗号鍵を受け取った制御部57は、作業対象の無人飛行体13とペアリングを行い、表示器59を制御して操作画面を表示し、表示器59が一の無人飛行体13専用のコントローラとなり、無人飛行体13へ着地や発進等に関する動作指令を直接送ることができる。これにより、ピッキング作業者Ａによる細かな無人飛行体13の操作が反応良く可能となり、例えばピッキング作業後に発進した無人飛行体13を誘導ライン21が認識できる位置に戻す操作等が容易となる。なお、表示器59から無人飛行体13を直接操作する構成には限定されず、表示器59に入力された操作情報が上位システムを介して無人飛行体13を操作する構成にしてもよい。

また、無人飛行体13には、距離センサとして例えば超音波センサを用いて進行方向前方に飛行する無人飛行体13との接触を防ぐようにしてもよい。また、超音波センサと気圧センサ等の検知対象が異なるセンサとを組み合わせて使用することで、気圧センサにより計測した高度、および、予め決まっている床面の高さ寸法やカート12の所定箇所の高さ寸法を用いて着地に関する情報を補完することができる。例えば、超音波センサが検知した下方からの距離と、気圧センサが検知した飛行高度との差により、ピッキング作業者Ａの無人飛行体13の下方への到着を認識するようにしてもよい。

なお、ピッキング作業者Ａを選択する等の文言は、作業者の固有情報に作用するだけではなく、作業者と対となって紐付くカート等の情報に対して作用する場合を含むことができる。さらに、無線通信の送信元または受信先をカート12と記載した場合は、カート12または各作業者に備えられた通信端末（またはピッキング作業者Ａが有する通信端末）と情報が送受信され、例えば、表示器59がタブレット端末のような通信部を含む通信端末である場合等は、表示器59と通信が行われる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

１ ピッキングシステム
２ 保管手段
３ 物品保管部
５ 通路
12 カート
13 無人飛行体
21 飛行誘導部としての誘導ライン
27 識別体としての位置マーカ
28 識別体としての距離マーカ
38 外界センサとしての上カメラ
47 光照射手段としてのスポットライト
48 外界センサとしての下カメラ
49 外界センサとしての距離センサ
59 指示手段および入力手段としての表示器
62 着地部としてのポート
75 通信部
76 制御部
78 情報取得部
79 内界センサ
Ａ 作業者としてのピッキング作業者

Claims (11)

1. ピッキング作業に関する情報を通信可能な上位システムからの指令に基づいて、物品が保管された物品保管部に対してピッキング作業が行われるピッキングシステムであって、
   前記物品を飛行運搬可能な無人飛行体を備え、
   前記無人飛行体は、
   飛行運搬対象の物品が保管された前記物品保管部に対応する目標位置への移動指令を上位システムから受信する通信部と、
   前記通信部が受信した前記移動指令に基づいて、前記目標位置へ自機を移動させるように制御する制御部とを有する
   ことを特徴とするピッキングシステム。
2. 物品保管部を複数有する保管手段に沿って構成された通路を移動する作業者によって、前記物品保管部から物品がピッキングされるピッキングシステムであって、
   前記作業者に対して、飛行運搬対象の物品が保管される物品保管部から無人飛行体への前記物品のピッキング作業を指示する指示手段を備える
   ことを特徴とする請求項１記載のピッキングシステム。
3. 指示手段は、通路を移動する各作業者と紐付いており、
   前記各作業者のうち無人飛行体に対するピッキング作業者として選択された作業者に紐付いた指示手段には、目標位置への移動指示および前記目標位置に到着後の前記無人飛行体との合流指示が表示される
   ことを特徴とする請求項２記載のピッキングシステム。
4. 建物内でピッキング作業が行われるピッキングシステムであって、
   無人飛行体の飛行方向を誘導する飛行誘導部を備え、
   前記無人飛行体は、前記飛行誘導部から誘導情報を取得する情報取得部を有し、
   前記無人飛行体の制御部は、前記情報取得部で取得した誘導情報に従って自機を移動させる
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のピッキングシステム。
5. 建物内でピッキング作業が行われるピッキングシステムであって、
   連続的な線状に配置され無人飛行体の飛行方向を誘導する飛行誘導部を備え、
   前記無人飛行体は、自機の情報を検知する内界センサと、外部の情報を検知する外界センサとを有し、
   前記無人飛行体の制御部は、前記内界センサが検知した情報に基づいて自機の移動情報を取得するとともに、前記外界センサから検知した情報に基づいて自機の飛行に関する情報を取得して、前記飛行誘導部の連続方向に沿って自機を移動させる
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のピッキングシステム。
6. 誘導飛行部は、建物内における位置情報が付与された複数の識別体が間隔を空けて配置され、
   外界センサは、前記識別体を検知可能であり、
   無人飛行体の制御部は、前記外界センサが検知した前記識別体から前記位置情報を取得し、この位置情報および内界センサで取得した移動情報から建物内における自機の位置を把握する
   ことを特徴とする請求項５記載のピッキングシステム。
7. 作業者とともに移動するカートを備え、
   前記カートは、収納状態と無人飛行体が着地可能な設置状態とに変更可能な着地部を有し、
   着地部は、設置状態において前記無人飛行体の着地を誘導する着地誘導体を有する
   ことを特徴とする請求項２ないし６いずれか一記載のピッキングシステム。
8. 作業者によって無人飛行体に対して動作指令を入力可能な入力手段を備え、
   前記動作指令は、前記作業者がピッキング作業を行う一の無人飛行体にのみ有効である
   ことを特徴とする請求項２ないし７いずれか一記載のピッキングシステム。
9. 入力手段は、ピッキング作業開始前の無人飛行体の着地動作およびピッキング作業完了後の無人飛行体の発進動作の動作指令を入力可能である
   ことを特徴とする請求項８記載のピッキングシステム。
10. 入力手段と、ピッキング作業対象である一の無人飛行体とが一時的にペアリングされることで、前記入力手段に入力された動作指令が前記無人飛行体の通信部に直接受信される
    ことを特徴とする請求項８または９記載のピッキングシステム。
11. 無人飛行体は、下方へ光を照射する光照射手段を有し、
    前記無人飛行体の制御部は、作業者の移動を管理する上位システムから目標位置への作業者の接近情報または到着情報を受信すると、目標位置に対応した通路上空で自機をホバリングさせ、光照射手段を点灯させる
    ことを特徴とする請求項２ないし１０いずれか一記載のピッキングシステム。

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