JP5444171B2 - 無人搬送車および走行制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、無人搬送車および走行制御方法の技術に関する。

工場の生産ラインや倉庫等において、省人化や搬送の正確性を向上させるため、自動制御で、目標走行経路上を自動的に走行させ、荷物の積み降ろしを行う無人搬送車（ＡＧＶ：Automatic Guided Vehicle）が導入されている。このような無人搬送車では、地図データと、レーザ距離センサから取得された計測データとをマッチングさせることによって、自車位置を推定する。しかしながら、地図データ作成後に物品などが置かれたり、作業員が移動してきたり、他の設備が一時的に設置されたりすると、地図データと、計測データに食い違いが生じてしまうため、自車位置の推定精度が低下してしまう。

特許文献１には、走行路に配設した磁気誘導体に沿って走行する無人搬送車用走行設備において、走行路の交差部に位置する磁気誘導体の交点を除く交点の近傍に削除部を設けることで、無人搬送車を正確に誘導走行させる無人搬送車用走行設備が開示されている。
また、特許文献２には、レーザ距離計から発射され、反射板で反射される反射光の変化により、反射板の両エッジの位置を検出し、レーザ測定ユニットから両エッジまでの距離をレーザ距離計で測定し、三角形の三辺からレーザ距離ユニットの相対的位置を同定することで、障害物により反射板の途中で反射光量が変化しても、位置同定誤差を少なくできる無人搬送車の位置同定方法が開示されている。

特開平１０−２８３０３０号公報 特開平７−１９１７４４号公報

ところで、無人搬送車の走行エリアにおいて、レーザ距離センサで計測するたびに状況が変わるエリア（例えば、パレット置場や、充電器置場など）では、前記したように地図データと、計測データに食い違いが生じてしまうため、自車位置の推定精度が低下してしまうことが頻繁に生じることとなる。

このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、自車位置の推定精度を向上させる無人搬送車および走行制御方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、計測データと地図データとのマッチングにおいて、不一致箇所が検出されても、その不一致箇所をマッチングの対象から除外するマスクエリアを、地図データにおいて設定することを特徴とする。無人搬送車の位置推定の際には、その不一致箇所を除外した計測データを用いる。
その他の解決手段については、実施形態中で適宜記載する。

本発明によれば、自車位置の推定精度を向上させる無人搬送車および走行制御方法を提供することができる。

本実施形態に係る無人搬送システムの構成例を示す図である。 本実施形態に係る無人搬送車におけるコントローラの構成例を示すブロック図である。 地図データ作成処理の手順を示すフローチャートである。 計測データの収集方法を示す図である。 地図データの例を示す図である。 マスクエリアを設定した地図データの例を示す図である。 計測データの取得範囲の例を示す図である。 無人搬送車が図７の位置で取得した計測データを示す図である。 図８の計測データからマスクエリアに該当する障害物データを除去した計測データを示す図である。 経路データ作成処理の手順を示すフローチャートである。 経路の例を示す図である。 経路データの例を示す図である。 本実施形態に係る経路と座標の対応情報の例を示す図である。 本実施形態に係る無人搬送車の走行時における処理の手順を示すシーケンス図である。 本実施形態に係る走行制御処理の手順を示すフローチャートである。 経路が直線である場合における操舵角および実際の移動距離の決定方法を説明する図である。 経路が曲線である場合における操舵角および実際の移動距離の決定方法を説明する図である。 本実施形態に係る停止判定方法を示す図である。 本実施形態に対する停止判定を用いた場合における無人搬送車の停止状態を示した図である。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同様の構成要素には同一の符号を付して、説明を省略する。

（システム構成）
図１は、本実施形態に係る無人搬送システムの構成例を示す図である。
無人搬送システム９は、無人搬送車１、ホストコンピュータ（外部装置）２および運行管理コンピュータ（外部装置）３を有している。さらに、ホストコンピュータ２の上に上位ホストを設置することもある（図示省略）。
無人搬送車１は、経路データ１３３（図２）に従って走行エリア内を移動し、荷を積んで移動したり、卸したりするものである。
ホストコンピュータ２は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワーク５を介して運行管理コンピュータ３と接続しており、運行管理コンピュータ３と同じく無人搬送車１から送られた計測データ１３１（図２）などから地図データ１３２（図２）を作成したり、ユーザによる経路データ１３３の作成を行ったりする機能を有する。
運行管理コンピュータ３は、ホストコンピュータ２と同じく無人搬送車１から送られた計測データ１３１（図２）などから地図データ１３２を作成したり、無線親局４を介した無線ＬＡＮなどによって、無人搬送車１に対し指示を送ったり、無人搬送車１から状態報告を受けたりする機能を有している。

無人搬送車１は、コントローラ１０、レーザ距離センサ２０、プログラマブルコントローラ３０、操舵輪４０、走行輪５０、タッチパネルディスプレイ６０および無線子局７０を有している。
コントローラ１０は、無人搬送車１の動作を制御する装置である。なお、コントローラ１０の詳細は図２を参照して後記する。
レーザ距離センサ２０は、物体までの距離を計測可能なセンサであり、レーザや、ミリ波などを発射し、その反射光（反射波）を検知して障害物までの距離を測定するセンサである。レーザ距離センサ２０は、レーザ波や、ミリ波を左右に大きくスキャンすることから、レーザ距離センサ２０は、無人搬送車１の１８０度以上計測可能な位置に取り付けられる。つまり、レーザ距離センサ２０は、１８０度以上のレンジで回転することができ、所定の角度ごとにレーザを発射することができるようになっている。
プログラマブルコントローラ３０は、操舵角をパラメータとして制御される操舵輪４０および速度をパラメータとして制御される走行輪５０の制御を行う装置である。
タッチパネルディスプレイ６０は、無人搬送車１の各種設定や、保守などを行う際の情報入出力装置である。
無線子局７０は、無線親局４から送信される通信伝文を受信し、コントローラ１０へわたす装置である。

（コントローラ構成）
次に、図１を参照しつつ、図２に沿ってコントローラの構成を説明する。
図２は、本実施形態に係る無人搬送車におけるコントローラの構成例を示すブロック図である。
コントローラ１０は、ＲＯＭ（Read Only Memory）などのプログラムメモリ１１０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのデータメモリ１３０と、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）とを有している。
データメモリ１３０には、計測データ１３１、地図データ１３２および経路データ１３３が格納されている。
計測データ１３１は、レーザ距離センサ２０により測定した障害物までの距離に関するデータである。
地図データ１３２は、計測データ１３１に基づき、認識処理された結果を用いて、ホストコンピュータ２、運行管理コンピュータ３あるいは図示しない地図データ作成用パソコンにて作成され、伝送された地図情報であり、無人搬送車１が走行する走行エリアの地図情報である。また、地図データ１３２には、計測データ１３１との不一致箇所（障害物）が検出された場合、その障害物に関するデータを計測データ１３１から除去する（マッチングを行わない）ためのマスクエリアが設定されている。マスクエリアには、無人搬送車１の走行エリアにおいて、レーザ距離センサ２０で計測するたびに状況が変わるエリア（例えば、パレット置場や、充電器置場など）が設定されるのが望ましい。地図データ１３２については、後記して説明する。
経路データ１３３は、地図データ１３２上に作成された無人搬送車１の走行を予定している経路情報である。なお、経路データ１３３は、地図データ１３２の作成同様、ユーザがホストコンピュータ２などで実行されている地図データ１３２を参照して編集ソフトウェアにより作成されるものである。経路データ１３３は、ホストコンピュータ２、運行管理コンピュータ３あるいは図示しない地図データ作成用パソコンから無人搬送車１へ送られることによってデータメモリ１３０に格納される。なお、経路データ１３３には、各場所における無人搬送車１の速度情報などが含まれている。経路データ１３３については、後記して説明する。

プログラムメモリ１１０には、無人搬送車１を制御するための各プログラムが格納されており、これらのプログラムがＣＰＵで実行されることにより、情報を処理する処理部（制御部）１１１を具現化している。処理部１１１は、座標変換部１１２、データ取得部１１３、計測データ取得部１１４、マッチング部１１５、位置推定部１１６、走行経路決定部１１７、走行制御部１１８および停止制御部１１９を含んでいる。

座標変換部１１２は、ホストコンピュータ２から取得した作業指示に含まれている目的番地を地図データ１３２で定義されている（すなわち、走行エリアに設定されている）座標に変換する機能を有する。ここで、番地とは、無人搬送車１が走行する走行エリアにおける所定の場所である。
データ取得部１１３は、データメモリ１３０から経路データ１３３や、地図データ１３２などの各種データを取得する機能を有する。
計測データ取得部１１４は、リモコンによる手動運転時や、無人搬送車１の走行制御時に、レーザ距離センサ２０で収集された計測データ１３１を取得する機能を有する。
マッチング部１１５は、無人搬送車１の走行制御時にレーザ距離センサ２０から送られた計測データ１３１と、地図データ１３２とをマッチングさせる機能を有する。また、マッチング部１１５は、地図データ１３２と、計測データ１３１とのマッチングの結果、不一致箇所（障害物）が検出され、さらにその障害物が地図データ１３２に設定されているマスクエリア内に存在するか否かを判定する機能を有する。
位置推定部１１６は、マッチング部１１５によるマッチング結果を基に、無人搬送車１の現在位置を推定する機能を有する。また、マッチング部１１５によって、地図データ１３２に設定されているマスクエリア内に障害物が検出された場合、その障害物に関するデータを計測データ１３１から除去して、無人搬送車１の現在位置を推定する機能も有する。

走行経路決定部１１７は、経路データ１３３に含まれている無人搬送車１の速度情報と、位置推定部１１６で推定された現在位置に基づいて、経路上における次の移動先位置を決定する機能を有する。また、無人搬送車１の経路からのずれから、操舵角を算出する機能も有している。
走行制御部１１８は、経路データ１３３に含まれている速度情報や、走行経路決定部１１７が算出した操舵角をプログラマブルコントローラ３０へ指示する機能を有する。
停止制御部１１９は、無人搬送車１が目的番地に達したか否かを判定し、達していれば無人搬送車１を停止させる機能を有する。

無人搬送車１を走行させるためには、無人搬送車１をオンライン投入（自動運転）する前に地図データ１３２と経路データ１３３を作成して、無人搬送車１に記憶させる必要がある。また、目的番地と、経路データ１３３の座標とを対応付ける必要がある。以下、図１および図２を参照しつつ、図３〜図１３に沿って地図データ１３２と経路データ１３３の作成手順について説明する。

＜地図データ作成処理＞
図３は、地図データ作成処理の手順を示すフローチャートであり、図４は計測データの収集方法を示す図である。
まず、手動コントローラまたはリモコン（リモートコントローラ）などでユーザが周囲を目視しつつ、無人搬送車１を手動により低速運転する。この際、レーザ距離センサ２０が計測データ１３１を収集する（Ｓ１０１）。
このとき、図４に示されるように、レーザ距離センサ２０は、図示しないレーザ発射部を、例えば０．５度ずつ、１８０度（または１８０度以上）回転させて、３０ｍｓ周期でレーザ光４１１を発射する。これは、無人搬送車１が１ｃｍから１０ｃｍ程度進む毎に１８０度分の計測を行っていることになる。レーザ距離センサ２０は、発射したレーザ光４１１の反射光を受光し、レーザ光４１１が発射されてから受光するまでの時間を基に障害物４２１までの距離を算出（計測）する。計測データ取得部１１４は、算出した障害物までの距離に関するデータを計測データ１３１としてデータメモリ１３０に格納する。なお、計測データ１３１は、一定時間毎に収集される。符号４０１〜４０３は後記して説明する。

エリア内におけるすべての計測データ１３１を収集後、計測データ１３１は図示しない外部インタフェースなどを介して、ホストコンピュータ２、運行管理コンピュータ３あるいは図示しない地図データ作成用パソコンに出力される。
そして、ユーザが、ホストコンピュータ２、運行管理コンピュータ３あるいは図示しない地図データ作成用パソコン上で稼動している地図作成ソフトウェアを操作することで、出力された計測データ１３１に基づく地図データ１３２を作成する（図３のＳ１０２）。具体的には、収集した各計測データ１３１を重ね合わせることで地図データ１３２を作成する。

さらに、ユーザが、ホストコンピュータ２、運行管理コンピュータ３あるいは図示しない地図データ作成用パソコン上で稼動している地図作成ソフトウェアを操作することで、地図データ１３２にマスクエリアを設定する（Ｓ１０３）。
作成された地図データ１３２は、図示しない外部インタフェースなどを介して無人搬送車１に送られ、データメモリ１３０に格納される。
なお、一度作成された地図データ１３２は、再度ステップＳ１０１〜Ｓ１０２の処理が行われない限り、更新されることはない。

（地図データ例）
図５は、地図データの例を示す図である。
図５に示すように、地図データ１３２には走行エリアにおける壁５０１および障害物５０２がデータとして記録されている。

図６〜図９を参照して、本実施形態に関するマスクエリアを用いた障害物データ除去処理を説明する。
図６は、マスクエリアを設定した地図データの例を示す図である。
図６に示すように、地図データ１３２には、走行エリアにおける壁５０１および障害物５０２がデータとして記録されていると共に、マスクエリア５１０が設定されている。
前記したように、マスクエリア５１０は、計測データ１３１において、このエリア内に障害物が検出された場合、検出された障害物を除去した上で、地図データ１３２と計測データ１３１とのマッチングを行うために設定されているものである。

図７のように、マスクエリア５１０が設定されたエリア内に事後的に物体８００が置かれた状況で、無人搬送車１が自動で走行し、図７で示す位置でレーザ距離センサ２０による計測を行って計測データ１３１を取得したとする。

図８は、無人搬送車が図７の位置で取得した計測データを示す図である。つまり、計測データ１３１ａにおける符号８０２は、図７において、レーザ距離センサ２０から発射されたレーザがあたった箇所のデータを示している。ここで、符号８０２で示すデータのうち、図７の物体８００にレーザが当たった箇所に相当するデータ（障害物データ）が符号８０１で示すものである。

ここで、マッチング部１１５が地図データ１３２と、計測データ１３１とをマッチングさせると、符号８０１のデータが障害物データとして検出されるが、符号８０１が図６のマスクエリア５１０内に存在しているので、位置推定部１１６は、図９に示すように計測データ１３１ａから符号８０１を除去した計測データ１３１ｂを作成し、この計測データ１３１ｂを用いて、地図データ１３２とのマッチングを行って、無人搬送車１の現在位置の推定を行う。
なお、計測データ１３１ｂと、地図データ１３２とのマッチングを行うと、図７の符号８００の影に隠れている壁面部分のデータが不一致として検出されるが、この壁面はマスクエリアに該当するとして、マッチングの対象から除去される。

なお、障害物のような物体だけでなく、カーテンなど変化が生じやすい箇所もマスクエリア５１０に指定することで、カーテンが開け閉めされることによる変化に対応できる。

＜経路データ作成処理＞
次に、図１０〜図１３を参照して、無人搬送車１が進むべき経路を示す経路データを予め作成する経路データ作成処理を説明する。
図１０は、経路データ作成処理の手順を示すフローチャートである。
まず、ユーザは、ホストコンピュータ２、運行管理コンピュータ３あるいは図示しない地図データ作成用パソコンで実行されている経路作成ソフトウェアを利用して、地図データ１３２上に経路を指定することによって経路位置情報を設定する（Ｓ２０１）。経路作成ソフトウェアは、ユーザが経路作成ソフトウェアで表示している地図データを参照し、地図画面上をマウスなどのポインティングデバイスでなぞることにより、簡単に地図上に経路を作成できる機能を有している。このように作成された経路位置情報は地図データ１３２において定義される座標の羅列によって表現されているデータである。また、経路位置情報の設定の際に、ユーザは番地の設定を行うことによって、経路データ１３３に番地と座標との対応情報を設定する。

次に、ユーザは、経路作成ソフトウェアにより作成した経路上に無人搬送車１が無人で走行するときの速度を指定する速度情報の設定を行う（Ｓ２０２）。例えば、図４を参照して説明すると、最初の区間４０３では、２速（１．２［ｋｍ／ｈ］）、次のカーブの区間４０２では、１速（０．６［ｋｍ／ｈ］）、カーブを抜けた区間４０１では、３速（２．４［ｋｍ／ｈ］）で走行するというように経路上に設定する。
速度設定は、クリープ速度（微速前進速度）、１速、２速などの順で何段階かに設定できる。例えば、最高速度を９ｋｍ／ｈｒ（１５０ｍ／ｍｉｎ）として、１０分割するなどして決定してもよい。ただし、クリープ速度は、１速よりも遅い速度に決めておく（例えば、０．３ｋｍ／ｈｒなど）。

（経路データ例）
次に、図１１および図１２を参照して経路データ１３３の例を説明する。
図１１は、経路の例を示す図である。
図１１では無人搬送車１の走行エリアである工場内における経路の例を示しており、「Ａ」〜「Ｈ」は「Ａ番地」〜「Ｈ番地」を示している。
また、図１１の「Ａ番地」、「Ｃ番地」、「Ｅ番地」および「Ｇ番地」は「卸作業」が行われる箇所を示している。また、図１１の「Ｂ番地」、「Ｄ番地」、「Ｆ番地」および「Ｈ番地」は「積作業」が行われる箇所を示している。
なお、番地の指定は、白線のライン上を無人搬送車が走行する従来のシステムから引き継いだレガシな部分である。

図１２は、経路データの例を示す図である。
図１２において、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｅ」、「Ｇ」は図１１の「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｅ」、「Ｇ」に対応するものである。
図１２（ａ）では、「Ｂ番地」で荷を積んで、「Ｃ番地」で卸す経路を示している（Ｂ→Ｃ）。
同様に、図１２（ｂ）では、「Ｂ番地」で荷を積んで、「Ｅ番地」で卸す経路を示しており（Ｂ→Ｅ）、図１２（ｃ）では、「Ｂ番地」で荷を積んで、「Ｇ番地」で卸す経路を示している（Ｂ→Ｇ）。
このように、経路データ１３３は積箇所→卸箇所あるいは卸箇所→積箇所で指定することができる。

図１１の例で、設定可能な経路データ１３３は、例えば以下の通りとなる。
（１）卸→積
Ａ→Ｂ、Ａ→Ｄ、Ａ→Ｆ、Ａ→Ｈ
Ｃ→Ｂ、Ｃ→Ｄ、Ｃ→Ｆ、Ｃ→Ｈ
Ｅ→Ｂ、Ｅ→Ｄ、Ｅ→Ｆ、Ｅ→Ｈ
Ｇ→Ｂ、Ｇ→Ｄ、Ｇ→Ｆ、Ｇ→Ｈ

（２）積→卸
Ｂ→Ａ、Ｂ→Ｃ、Ｂ→Ｅ、Ｂ→Ｇ
Ｄ→Ａ、Ｄ→Ｃ、Ｄ→Ｅ、Ｄ→Ｇ
Ｆ→Ａ、Ｆ→Ｃ、Ｆ→Ｅ、Ｆ→Ｇ
Ｈ→Ａ、Ｈ→Ｃ、Ｈ→Ｅ、Ｈ→Ｇ

地図データ１３２と、経路データ１３３の作成は、１台の無人搬送車１で収集した計測データ１３１を基にホストコンピュータ２、運行管理コンピュータ３あるいは図示しない地図データ作成用パソコンで行われ、使用するすべての無人搬送車１に適用する。
なお、地図データ１３２と経路データ１３３の作成は、オンライン投入するすべての無人搬送車１のそれぞれについて行うこともできる。なぜならば、レーザ距離センサ２０や走行系（操舵輪４０、走行輪５０）の固体差が大きい場合は、１台の無人搬送車１で収集した地図データ１３２をすべての無人搬送車１に適用するよりは、個別に適用した方が有効と考えられるからである。

図１３は、本実施形態に係る経路と座標の対応情報の例を示す図である。
図１３に示すように、経路データ１３３では、経路が座標で管理されている。具体的には、経路データ１３３は、座標の羅列で表現されている。そして、経路データ１３３には、番地１１０１〜１１０３が座標に対応付けられたデータも格納されている。なお、番地１１０１〜１１０３は、図１１および図１２の番地「Ａ」〜「Ｈ」などに相当するものである。

＜走行時における制御処理＞
次に、図１および図２を参照しつつ、図１４および図１５に沿って無人搬送車１を無人で走行させる際の処理を説明する。
図１４は、本実施形態に係る無人搬送車の走行時における処理の手順を示すシーケンス図である。
オンライン投入する際、まず、ユーザが無人搬送車１をある番地まで持っていき、例えばタッチパネルディスプレイ６０を介して現在番地を入力する。
これにより、無人搬送車１はホストコンピュータ２へオンライン投入した旨の情報を送る（Ｓ３０１）。ここで、オンライン投入は、次作業の問い合わせを兼ねている。
運行管理コンピュータ３を介して、無人搬送車１からの兼・次作業問い合わせを受信したホストコンピュータ２は無人搬送車１へ作業指示を送信する（Ｓ３０２）。この作業指示には、目的番地と、その目的番地で行われる作業内容に関する情報が格納されている（ステップＳ３０２の例では積作業が行われる）。
運行管理コンピュータ３を介して作業指示を受信した無人搬送車１は、図１５で後記する走行制御を行い（Ｓ３０３）、現在の状態（番地通過情報、作業完了情報など）を運行管理コンピュータ３へ報告する（Ｓ３０４）。
無人搬送車１は、目的番地へ到着するまでステップＳ３０３およびステップＳ３０４の処理を繰り返す。

そして、走行制御（Ｓ３０５）後、目的番地へ到着し、作業（ここでは、積作業）が完了すると、無人搬送車１は積作業が完了した旨の状態報告を運行管理コンピュータ３へ送信する（Ｓ３０６）。
積作業が完了した旨の状態報告を受信した運行管理コンピュータ３は、同様の状態報告をホストコンピュータ２へ送信する。
次に、ホストコンピュータ２は、次作業として卸作業の作業指示を運行管理コンピュータ３を介して無人搬送車１へ送信する（Ｓ３０７）。この作業指示には、目的番地と作業内容（ステップＳ３０７の例では卸作業）に関する情報が格納されている。
運行管理コンピュータ３を介して作業指示を受信した無人搬送車１は、図１５で後記する走行制御を行い（Ｓ３０８）、現在の状態（番地通過情報、作業完了情報など）を運行管理コンピュータ３へ報告する（Ｓ３０９）。
無人搬送車１は、目的番地へ到着するまでステップＳ３０８およびステップＳ３０９の処理を繰り返す。

そして、走行制御（Ｓ３１０）後、目的番地へ到着し、作業（ここでは、卸作業）が完了すると、無人搬送車１は卸作業が完了した旨の状態報告（卸作業完了報告）を運行管理コンピュータ３へ送信する（Ｓ３１１）。これは、次作業の問い合わせを兼ねている。
卸作業が完了した旨の状態報告を受信した運行管理コンピュータ３は、同様の状態報告をホストコンピュータ２へ送信する。

運行管理コンピュータ３を介して、卸作業完了報告を受信したホストコンピュータ２は無人搬送車１へ、次の作業指示を送信する（Ｓ３１２）。
ここでは、作業内容として移動（積作業および卸作業を行わない）を指示することとする。
運行管理コンピュータ３を介して作業指示を受信した無人搬送車１は、図１５で後記する走行制御を行い（Ｓ３１３）、現在の状態（番地通過情報、作業完了情報など）を運行管理コンピュータ３へ報告する（Ｓ３１４）。
無人搬送車１は、目的番地へ到着するまでステップＳ３１３およびステップＳ３１４の処理を繰り返す。

そして、走行制御（Ｓ３１５）後、目的番地へ到着すると、無人搬送車１は目的番地へ到着した旨の状態報告（移動作業完了報告）を運行管理コンピュータ３へ送信する（Ｓ３１６）。これは、次作業の問い合わせを兼ねている。
移動作業が完了した旨の状態報告を受信した運行管理コンピュータ３は、同様の状態報告をホストコンピュータ２へ送信する。
運行管理コンピュータ３を介して移動作業完了報告を受信したホストコンピュータ２は、次作業の確認を行う（Ｓ３１７）。

なお、図１４では、ステップＳ３０６で積作業の完了報告を受けたホストコンピュータ２が、すぐに次作業である卸作業の指示を無人搬送車１に送信しているが、無人搬送車１からの次作業問い合わせを受信してから次作業の指示を無人搬送車１へ送信するようにしてもよい。なお、卸作業や、移動作業の場合も同様である。
また、図１４で目的番地に到達していない場合は、無人搬送車１は状態報告を行わないようにしてもよい。

さらに、無人搬送車１に異常が発生した場合、オンライン投入時と同じように例えばタッチパネルディスプレイ６０を介して無人搬送車１に現在番地を入力することによって、無人搬送車１が自律的に現在位置を取得するようにしてもよい。

＜走行制御処理＞
図１５は、本実施形態に係る走行制御処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１５の処理は、図１４のステップＳ３０３，Ｓ３０５，Ｓ３０８，Ｓ３１０，Ｓ３１３，Ｓ３１５の処理の詳細に該当する処理である。
まず、無人搬送車１は運行管理コンピュータ３を介して作業指示を受信する（Ｓ４０１）。
次に、無人搬送車１の座標変換部１１２は、経路データ１３３に格納されている番地と座標との対応情報に従って、作業指示に含まれている目的番地を座標に変換する（Ｓ４０２）。
そして、無人搬送車１のデータ取得部１１３は、データメモリ１３０に格納されている経路データ１３３より、現在番地から目的番地へ向かう経路データ１３３を選択すると、該当する経路データ１３３を取得する（Ｓ４０３）。

続いて、レーザ距離センサ２０が、図４で説明したレーザ測距を行い、計測データ取得部１１４がレーザ測距の結果を取得する位置決定用レーザ距離センサ計測を行う（Ｓ４０４）。
そして、マッチング部１１５が、データメモリ１３０に格納されている地図データ１３２と、ステップＳ４０４で取得した計測データ１３１とのマッチングを行う（Ｓ４０５）。

次に、マッチング部１１５は、マッチングの結果、地図データ１３２と不一致となる障害物が検出されたか否かを判定する（Ｓ４０６）。
ステップＳ４０６の結果、障害物が検出されていない場合（Ｓ４０６→Ｎｏ）、処理部１１１はステップＳ４１１へ処理を進める。
ステップＳ４０６の結果、障害物が検出された場合（Ｓ４０６→Ｙｅｓ）、マッチング部１１５は、その障害物がマスクエリア内に存在しているか否かを判定する（Ｓ４０７）。
ステップＳ４０７の結果、マスクエリア内に存在していない場合（Ｓ４０７→Ｎｏ）、マッチング部１１５は、地図データ１３２と計測データ１３１との一致率を算出し、推定精度とする。そして、マッチング部１１５は、推定精度が所定値以下であるか否かを判定する（Ｓ４０８）。
一致率は、マッチング部１１５が、マッチングの度合いの率を計算することで算出され、これを推定精度とする。例えば、地図データ１３２と計測データ１３１とのデータのすべてが一致するときの一致率を１００％とすると、４０％（ステップＳ４０８における所定値）以下となれば、マッチング部１１５は一致率が低いと判定し、処理部１１１が後記するステップＳ４０９において無人搬送車１を停止させるよう初期設定しておく。

ステップＳ４０８の結果、推定精度が所定値より大きければ（Ｓ４０８→Ｎｏ）、処理部１１１は、後記するステップＳ４１１へ処理を進める。

ステップＳ４０８の結果、推定精度が所定値以下であれば（Ｓ４０８→Ｙｅｓ）、処理部１１１は無人搬送車１を停止させる（Ｓ４０９）。このとき、タッチパネルディスプレイ６０や、ホストコンピュータ２に警告表示を行い、さらに図示しない音声出力装置から警告音を発するなどしてもよい。その後、作業者が障害物を作業場から除去し、タッチパネルディスプレイ６０の再走行ボタンを押下することによって、無人搬送車１が走行を開始する。
なお、本実施形態では、推定精度が低い場合に無人搬送車１を停止させたが、推定精度が減速閾値（例えば５０％）以下で停止閾値（例えば４０％）より大きい場合に、処理部１１１が無人搬送車１を減速走行させ、停止閾値以下の場合に、処理部１１１が無人搬送車１を停止させるようにしてもよい。

ステップＳ４０７の結果、マスクエリア内に存在する場合（Ｓ４０７→Ｙｅｓ）、位置推定部１１６は、その障害物のデータ（障害物データ）を計測データ１３１から除去した（Ｓ４１０：図９）上で、マッチング結果を基に現在の無人搬送車１の現在位置（Ｘ，Ｙ）を推定する（Ｓ４１１）。ステップＳ４０５およびステップＳ４１１の処理は、特許第４３７５３２０号明細書などに記載の技術であるため詳細な説明を省略するが、概略すると計測データ１３１の形状に合致する箇所を地図データ１３２上で検索し、その検索結果から無人搬送車１の現在位置を推定する。推定された現在位置は、座標の形で得られる。

次に、走行経路決定部１１７が、経路データ１３３に設定されている速度情報ｖに基づき、移動距離ｄ、実際の移動距離ｄａを決定する（Ｓ４１２）。実際の移動距離ｄａの算出は図１６および図１７を参照して後記する。
なお、ステップＳ４１２において、無人搬送車１が、経路から外れている場合、走行経路決定部１１７は、無人搬送車１から一番近い経路の部分に設定されている速度情報を用いる。本実施形態では、無人搬送車１の基準点から経路に垂線を伸ばして、その垂線と経路が交わる点に設定されている速度情報を用いる。なお、本実施形態では、無人搬送車１の基準点を、無人搬送車１の前面中央とする。
移動距離の決定は、経路データ１３３に設定されている速度が大きいほど、移動距離が大きくなるようにする。例えば、速度と移動距離を正比例の関係を持たせるようにしてもよいし、速度と移動距離の関係を二次関数や、さらに、高次の関数の関係を有するようにしてもよい。

ここで、速度と移動距離ｄとの関係を例示する。以下のように、次の距離センサ計測時までに移動距離ｄの終点である移動先まで到達しないよう、十分な長さをとるようにしている。
１速：５．０ｍｍ／３０ｍｓ（０．６ｋｍ／ｈ）、移動距離ｄ：１００ｍｍ
２速：１０．０ｍｍ／３０ｍｓ（１．２ｋｍ／ｈ）、移動距離ｄ：２００ｍｍ
３速：２０．０ｍｍ／３０ｍｓ（２．４ｋｍ／ｈ）、移動距離ｄ：３００ｍｍ
４速：２６．７ｍｍ／３０ｍｓ（３．２ｋｍ／ｈ）、移動距離ｄ：４００ｍｍ
ここで、３０ｍｓ毎の距離となっているのは、レーザ距離センサ２０の計測間隔が３０ｍｓとした場合の例示であり、計測間隔により数値は変わってくる。

ステップＳ４１２の後、走行経路決定部１１７は、ステップＳ４１２で求めた移動距離ｄと、現在位置座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて、経路上に目標となる移動先座標を決定することによって当面の移動先位置を決定する（Ｓ４１３）。

次に、走行経路決定部１１７は、現在座標（Ｘ，Ｙ）とステップＳ４１３で決定した移動先座標を基に、操舵角θを決定する（Ｓ４１４）。ステップＳ４１４の処理は、図１６および図１７を参照して後記する。
また、走行経路決定部１１７は、現在座標（Ｘ，Ｙ）に基づき、経路上に設定されている速度ｖを経路データ１３３から再度取得することによって速度を決定する（Ｓ４１５）。

この段階で、無人搬送車１を動かすための操舵角θ、速度ｖが決定されたので、走行制御部１１８は、これらのパラメータをプログラマブルコントローラ３０に送ることにより、移動距離ｄの終点である移動先を目指して、無人搬送車１を移動させる（Ｓ４１６）。実際には、移動距離ｄ分の移動時間より早いタイミングで、次のレーザ距離センサ２０の計測が行われる。

次のレーザ距離センサ計測時（３０ｍｓｅｃ後）、停止制御部１１９は、無人搬送車１が目的番地（目的番地に対応した座標）に到達したか否かを判定する（Ｓ４１７）。ステップＳ４１７の処理は、図１８〜図１９を参照して後記する。
ステップＳ４１７の結果、無人搬送車１が目的番地に到達していない場合（Ｓ４１７→Ｎｏ）、コントローラ１０はステップＳ４０４へ処理を戻す。
ステップＳ４１７の結果、無人搬送車１が目的番地に到達している場合（Ｓ４１７→Ｙｅｓ）、コントローラ１０は走行制御処理を終了する。

なお、無人搬送車１が目的番地まで到達したら、コントローラは現在座標の情報をそのままデータメモリ１３０に保持することで、次の作業時に用いることができる。

＜操舵角・実際の移動距離の決定＞
次に、図１および図２を参照しつつ、図１６および図１７に沿って操舵角および実際の移動距離の決定方法を説明する。これは、図１５のステップＳ４１２，Ｓ４１４の処理で行われる処理である。
図１６は、経路が太い実線で示すような直線である場合における操舵角および実際の移動距離の決定方法を説明する図である。
本実施形態では、無人搬送車１の基準点１２０１を無人搬送車１の前面中央としている。速度に基づいて移動距離ｄが求まると、走行経路決定部１１７は、無人搬送車１の基準点１２０１から経路上（経路データ１３２で示される座標の羅列）に下ろした垂線の足１２０３から経路に沿って移動距離ｄにあたる点を求め、移動先座標１２０２とする。そして、走行経路決定部１１７は、無人搬送車１を移動先座標１２０２の方向に動かせる（向かわせる）ように、操舵輪４０の角度を操舵角θとする。
このとき、実際の移動距離ｄａと、移動距離ｄとの関係は、ｄａ＝ｄ／ｃｏｓθとなる。

図１７は、経路が太い実線で示すような曲線である場合における操舵角および実際の移動距離の決定方法を説明する図である。
経路が曲線である場合においても、走行経路決定部１１７は、無人搬送車１の基準点１２０１から、経路上に垂線の足１３０１（無人搬送車１の基準点１２０１から経路上において最短距離となる点）を求め、点１３０１から曲線の長さを移動距離ｄとして計算することによって、経路上の移動先座標１３０２を決定する。このような方法では、計算量が大きくなるが、経路の曲率が大きいときに、正確な経路上の移動先座標１３０２を求めることができる。
なお、実際の移動距離ｄａと、移動距離ｄとの関係は、ｄａ＝ｄ／ｃｏｓθとなる。

図１６および図１７に記載の方法によれば、現在座標が経路上にのっていなくても次の移動先座標で経路上にのるように操舵角と速度を決めることができる。
前記したように、本実施形態では、無人搬送車１の走行速度に応じて、速度が大きくなるにつれて、移動距離を大きくとり、経路上の目標となる移動先座標を遠くにとるので、無人搬送車１のブレの少ない安定した走行を行うように制御することができる。

＜停止判定＞
次に、図１および図２を参照しつつ、図１８，図１９に沿って停止判定方法を説明する。これは、図１５のステップＳ４１７の処理で行われる処理である。

図１８および図１９は、本実施形態に係る停止判定方法を示す図である。
図１８に示すように、停止制御部１１９は、無人搬送車１が経路から外れていたとき、すなわち、無人搬送車１の進行方向が図１６および図１７の移動先座標１２０２および移動先座標１３０２に向かう操舵角θを有するとき、無人搬送車１の中心点１５０１を通って、操舵輪４０の方向(進行方向）と直角を有するように目標停止線１５０２を定める。この目標停止線１５０２は、横断線１５０３との間で、角度θ（操舵角）をなすことになる。なお、符号１６０１は目的番地に対応した座標である。

図１９は、本実施形態に対する停止判定を用いた場合における無人搬送車の停止状態を示した図である。
図１９に示されるように、図１８で説明した目標停止線１５０２が目的番地に対応した座標１６０１上にのるか、目的番地に対応した座標を越えたときに、停止判定部は、無人搬送車１が目的番地に到達したと判定する（図１５のＳ４１７→Ｙｅｓ）。無人搬送車１は目標停止線１５０２を停止の判定に用いることにより。操舵角θが０度ではない場合、つまり無人搬送車１が経路からずれている状態でも、停止時における無人搬送車１の中心点１５０１と、目的番地に対応した座標１６０１のずれを小さくして停止することができる。

また、本実施形態では、番地を座標に変換しているが、これに限らず、座標情報のみで無人搬送車１の走行制御を行ってもよい。

（まとめ）
本実施形態によれば、目的番地を座標で管理しているため、電線や反射テープなどのハードウェア的な走行制御で行われていた番地の指定を可能としつつ、電線や反射テープなど使用せずに無人搬送車１を自走させることができるとともに、よく物体が置かれたり、作業員の通過が多かったり、他の設備がよく設置されたりする箇所などを予めマスクエリアとして地図データ１３２に設定しておき、このマスクエリア内に障害物が検知された場合、計測データ１３１と、地図データ１３２とのマッチング対象から、この障害物を除去することによって、無人搬送車１の位置推定の精度を維持することができる。
つまり、無人搬送車１の走行エリアにおいて、レーザ距離センサ２０で計測するたびに状況が変わるエリア（例えば、パレット置場や、充電器置場など）をマスクエリア５１０とすることで、このマスクエリア５１０に相当する走行エリアに置かれた物品（障害物）に関しては、計測データ１３１と地図データ１３２とのマッチングを行わないことで、計測データ１３１と地図データ１３２とに食い違いが生じてしまい、自車位置の推定精度が低下してしまうことを防止することができる。
また、操舵角θを算出し、操舵輪４０を操舵角θで制御することにより、無人搬送車１が経路から外れていても、経路上に戻ることが可能となる。
また、目標停止線１５０２を算出し、適用することで、目的番地到達時のずれを小さくすることができる。

１ 無人搬送車
２ ホストコンピュータ
３ 運行管理コンピュータ
４ 無線親局
５ ネットワーク
９ 無人搬送システム
１０ コントローラ
２０ レーザ距離センサ
３０ プログラマブルコントローラ
４０ 操舵輪
５０ 走行輪
７０ 無線子局
１１０ プログラムメモリ
１１１ 処理部（制御部）
１１２ 座標変換部
１１３ データ取得部
１１４ 計測データ取得部
１１５ マッチング部
１１６ 位置推定部
１１７ 走行経路決定部
１１８ 走行制御部
１１９ 停止制御部
１２０ データメモリ
１２１ 計測データ
１２２ 地図データ
１２３ 経路データ
５１０ マスクエリア
ｄ 移動距離
ｄａ 実際の移動距離

Claims (2)

1. 物体までの距離を測定可能なセンサにより周辺環境の状況を計測して、地図データと前記計測により得られる計測データとをマッチングすることによって、現在位置を求め、前記求められた現在位置を基に、予め設定されている経路データに沿って走行する無人搬送車であって、
   前記計測データと前記地図データとのマッチングにおいて、不一致箇所が検出されても、その不一致箇所を前記マッチングの対象から除外するマスクエリアを、予め設定しておき、
   前記計測データと前記地図データとのマッチングにおいて、不一致箇所が検出されても、その不一致箇所が前記マスクエリアに属す場合は、前記不一致箇所を前記マッチングの対象から除外した後、前記現在位置を求める制御部
   を有することを特徴とする無人搬送車。
2. 物体までの距離を測定可能なセンサにより周辺環境の状況を計測して、地図データと前記計測により得られる計測データとをマッチングすることによって、現在位置を求め、前記求められた現在位置を基に、予め設定されている経路データに沿って走行する無人搬送車による走行制御方法であって、
   前記計測データと前記地図データとのマッチングにおいて、不一致箇所が検出されても、その不一致箇所を前記マッチングの対象から除外するマスクエリアが設定されており、
   制御部が、
   前記計測データと前記地図データとのマッチングにおいて、不一致箇所が検出されても、その不一致箇所が前記マスクエリアに属す場合は、前記不一致箇所を前記マッチングの対象から除外した後、前記現在位置を求める、
   ことを特徴とする走行制御方法。

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