JP7478182B2

JP7478182B2 - 誘導システム

Info

Publication number: JP7478182B2
Application number: JP2022062398A
Authority: JP
Inventors: 彰卯路
Original assignee: Mitsubishi Logisnext Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Logisnext Co Ltd
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2022-04-04
Publication date: 2024-05-02
Anticipated expiration: 2042-04-04
Also published as: JP2023152406A

Description

本発明は、無人飛行体と有人搬送車とを備えた誘導システムに関する。

工場や倉庫内で使用される有人搬送車は、オペレータが操作することで動作するように構成されている。有人搬送車は、例えば、フォークリフトからなる。フォークリフトは、フォークを使って荷役するように構成されている。

ところで、ホバリング可能な１つの無人飛行体と、有人搬送車と、無人飛行体を制御する管理装置と、を備えた誘導システムが知られている（特許文献１等参照）。

無人飛行体は、路面に対して誘導画像を投影するプロジェクタを備えている。誘導画像は、例えば、特定した方向を指し示す矢印であって、有人搬送車の前方の路面に投影される。これにより、有人搬送車を操作中のオペレータは、誘導画像を確認することで、荷役位置に誘導されるように構成されている。

ところで、従来の誘導システムでは、１つの無人飛行体が有人搬送車を誘導するので、有人搬送車を操作するオペレータが荷役位置までの距離および方向等を直感的に認識することが難しいという問題がある。

特開２０２０－５２６２９号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、無人飛行体を使用して有人搬送車を誘導するとともに、オペレータに荷役位置までの距離および方向等を直感的に認識させることができる誘導システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る誘導システムは、
ホバリング可能な複数の無人飛行体と、有人搬送車と、管理装置と、を備える誘導システムであって、
無人飛行体は、光もしくは画像またはその両方を投影する投影部を有し、
管理装置は、施設マップおよび荷役位置を記憶する記憶部と、
有人搬送車の位置と、荷役位置と、施設マップとに基づいて、有人搬送車を荷役位置に誘導するためのルートを決定するルート決定部と、
決定されたルート上における各無人飛行体の配置位置を決定する配置決定部と、を有し、
複数の無人飛行体は、配置位置でホバリングしながら光もしくは画像またはその両方を投影して有人搬送車を誘導する、ことを特徴とする。

上記誘導システムは、好ましくは、
配置決定部が、複数の無人飛行体間の水平距離が一定になるよう配置位置を決定する。

上記誘導システムは、好ましくは、
配置決定部が、複数の無人飛行体の高さが一定になるよう配置位置を決定する。

上記誘導システムは、好ましくは、
有人搬送車が、複数であって、
配置決定部は、複数の有人搬送車のルートが重ならないようルートを決定する。

上記誘導システムは、好ましくは、
管理装置が、投影制御部をさらに有し、
投影制御部は、ルート上における屈曲位置、荷役位置および他の位置に応じて、光の色または画像の色をそれぞれ異ならせて投影部に投影させる。

上記誘導システムは、好ましくは、
管理装置が、投影制御部をさらに有し、
投影制御部は、ルート上における屈曲位置、荷役位置および他の位置に応じて、光の大きさもしくは画像の大きさ、または光の形状もしくは画像の形状をそれぞれ異ならせて投影部に投影させる。

上記誘導システムは、好ましくは、
管理装置が、投影制御部をさらに有し、
投影制御部は、複数の投影部に、流れるように連続的に点滅投影させる。

上記誘導システムは、好ましくは、
管理装置が、投影制御部をさらに有し、
投影制御部は、有人搬送車と所定の距離内になった無人飛行体の投影を停止させる。

上記誘導システムは、好ましくは、
管理装置が、投影制御部をさらに有し、
配置決定部は、無人飛行体が荷の載置位置の高さに配置されるよう配置位置を決定し、
投影部は、下方および上方に投影可能に構成されており、
投影制御部は、載置位置の高さが所定高さ以下のとき、投影部に上方に向かって投影させる。

上記誘導システムは、好ましくは、
投影制御部が、投影対象に応じて、光もしくは画像またはその両方の大きさ、または光もしくは画像またはその両方の形状を決定する。

上記誘導システムは、好ましくは、
無人飛行体が、さらに、スピーカを有し、
管理装置は、さらに、音声制御部を有し、
音声制御部は、屈曲位置および荷役位置のいずれかまたは両方をスピーカに報知させる。

上記誘導システムは、好ましくは、
投影制御部が、有人搬送車と所定の距離内の無人飛行体に投影させず、
音声制御部は、投影をしない無人飛行体のスピーカによって報知する。

上記誘導システムは、オペレータに荷役位置までの距離および方向等を直感的に認識させることができる。

本発明の一実施形態に係る誘導システムを示し、Ａは側面図であり、Ｂは平面図である。Ａは図１に示された誘導システムの斜視図であり、Ｂは図２に示された無人飛行体を示す拡大斜視図である。図１に示された誘導システムの機能ブロック図である。Ａは無人飛行体に投影された光の像の例を示し、Ｂは無人飛行体に投影された別の光の像の例を示す。Ａは図１Ａに示された無人飛行体の高さの別の例を示し、Ｂは無人飛行体のさらに別の高さの例を示す。ＡおよびＢは、図１Ａに示された無人飛行体の高さのさらに別の例を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に係る誘導システムの一実施形態について説明する。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は互いに直交する方向である。

図１は、本発明の一実施形態に係る誘導システムＳを示し、Ａは側面図であり、Ｂは平面図である。また、図２Ａは、図１に示された誘導システムＳの斜視図である。図３は、誘導システムＳの機能ブロック図である。図１および図２Ａに示すように、誘導システムＳは、有人搬送車１と、無人飛行体２（２ａ、２ｂ、２ｃ）と、管理装置３と、を備えている。図１において無人飛行体２は、７つ示されているが、本発明における無人飛行体の数はこれに限定されない。棚Ｒ１には有人搬送車１の搬送対象である荷Ｗが載置されている。荷Ｗが載置されている位置、または、これから荷Ｗが載置される位置が、本発明の「載置位置」に相当する。

有人搬送車１は、オペレータＯによって操作されるフォークリフトであるが、単なる一例であって本発明に係る有人搬送車１はこのフォークリフトに限定されない。例えば、自律して動作する無人モードと、オペレータＯの操作によって動作する有人モードとを有する有人無人兼用のフォークリフトであってもよい。有人搬送車１は、管理装置３と通信可能に構成されている。

有人搬送車１は、車体１０と、車体１０の前方に配置されたフォーク１１と、を備えている。オペレータＯは、荷Ｗをフォーク１１によってすくい上げて搬送する。図３に示すように、有人搬送車１は、さらに、位置検出部１２を備えている。位置検出部１２は、有人搬送車１の位置を検出するとともに、検出した有人搬送車１の位置を管理装置３に送信する。

図２Ｂに示すように、無人飛行体２は、いわゆるドローンと称される飛行体であって、本体２０と、本体２０の四方に配置された４つのプロペラ２１、プロペラ２１を回転させる動力部（図示略）と、を備えている。図３に示すように、無人飛行体２は、さらに、飛行制御部２２と、記憶部２３と、投影部２４と、スピーカ２５と、を備えている。無人飛行体２は、管理装置３と通信可能に構成されている。

飛行制御部２２は、無人飛行体２の位置を公知技術によって検出するとともに、プロペラ２１の回転を制御し、無人飛行体２を管理装置３から受信した配置位置まで飛行させたり、配置位置でホバリングさせたりする。

記憶部２３は、無人飛行体２を誘導するための誘導画像を記憶している。誘導画像は、図１Ｂに示すように、有人搬送車１が走行する方向を示す第１画像Ｄ１と、有人搬送車１が方向転換する位置（本発明の「屈曲位置」に相当）および走行方向を示す第２画像Ｄ２と、荷役位置を示す第３画像Ｄ３とを含む。以下では、第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３をまとめて誘導画像Ｄということがある。本発明における「荷役位置」は、有人搬送車１が停止して荷役をする位置を意味する。第１および第２画像Ｄ１、Ｄ２の矢印は走行方向を示し、第３画像Ｄ３の矢印は載置位置の方向を示している。第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の形状、大きさおよび色は、それぞれ異なっていることが好ましいが、例えば、形状、大きさおよび色のいずれかが異なっていてもよい。本実施形態に係る第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、色違いの円と、円の中に配置された色違いの矢印とによって構成されている。

記憶部２３は、さらに、オペレータＯを誘導するための音声Ｖを記憶している。音声Ｖは、「○ｍ」、「先を左折です」、「先、目的地です」、「この先、障害物あり」、「ご注意ください」等を含む。

投影部２４は、本実施形態では、プロジェクタによって構成されている。投影部２４は、本体２０の下面に配置されており、図１Ａおよび図２Ａに示すように、誘導画像Ｄを下方に向かって投影する。投影された誘導画像Ｄは、図１Ｂに示すように、路面に表示される。本実施形態では、投影部２４は、無人飛行体２の直下に誘導画像Ｄを投影する。

スピーカ２５は、本体２０に配置されており、オペレータＯに向かって音声Ｖを出力する。

管理装置３は、例えば、サーバコンピュータであって、不図示の記憶手段および演算手段を有する。記憶手段には、サーバコンピュータを本実施形態に係る管理装置３として機能させるためのプログラムが記憶されている。

図３に示すように、管理装置３は、記憶部３０と、ルート決定部３１と、配置決定部３２と、投影制御部３３と、音声制御部３４と、を備えている。

記憶部３０は、施設マップ、荷役位置および載置位置を記憶する。施設マップには、棚Ｒの位置、棚Ｒの高さ、通行路の位置、障害物の位置が含まれている。また、施設マップには、通行路の幅も記憶されている。本実施形態では、管理装置３は、複数の有人搬送車１を管理しており、記憶部３０は、複数の有人搬送車１に係る荷役位置および載置位置を記憶している。

ルート決定部３１は、有人搬送車１の位置と、荷役位置と、施設マップとに基づいて、有人搬送車１が荷役位置へと向かうルート（以下、単に「ルート」という）を決定する。ルート決定部３１は、例えば、有人搬送車１と荷役位置とを結ぶ最短のルートを決定したり、または、オペレータＯの過去の走行ルート、通行路の車幅、通行路の状態（段差など）を考慮してルートを決定したりしてもよい。また、ルート決定部３１は、複数の有人搬送車１のルートが重ならないようにルートを決定する。ルート決定部３１は、例えば、複数の有人搬送車１が走行する時刻を考慮してルートを決定したり、複数の有人搬送車１の現在位置に基づいて、リアルタイムでルートを更新したりしてもよい。

配置決定部３２は、決定されたルート上における各無人飛行体２の配置位置を決定する。より詳細には、配置決定部３２は、ルート上における屈曲位置、荷役位置上方にそれぞれ無人飛行体２を配置するとともに、その他の位置の上方にも無人飛行体２を配置する。また、配置決定部３２は、複数の無人飛行体２間の水平距離Ｑ１およびホバリング高さＨ（以下、単に「高さＨ」という）が一定になるよう配置位置を決定する。無人飛行体２の高さＨは、オペレータＯの前方の視界を遮らないよう、オペレータＯの頭部位置よりも高い方が好ましい。無人飛行体２間の水平距離Ｑ１は、例えば、１ｍ～１０ｍの間で固定されていてもよい。本実施形態では、当該水平距離Ｑ１は、５ｍに構成されている。

投影制御部３３は、図１Ａに示すように、所定の距離Ｑ１をおいて等間隔に配置された無人飛行体２に図１Ｂに示された第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を投影させる。これにより、誘導システムＳは、誘導画像Ｄを所定の距離Ｑ２をおいて等間隔で路面に表示させることができる。また、誘導システムＳは、当該距離Ｑ２を所定の距離で固定しているので、誘導画像Ｄの数によって、屈曲位置、荷役位置までの距離をオペレータＯに直感的に認識させることができる。

投影制御部３３は、図１Ｂに示すように、ルート上における屈曲位置、荷役位置および他の位置に応じて、第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を投影部２４に投影させる。第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の色は互いに異なっているので、誘導システムＳは、各位置で表示された誘導画像Ｄの色によって、オペレータＯに屈曲位置、荷役位置を認識させることができ、単に形状を異ならせた誘導画像Ｄよりも直感的に各位置を認識させることができる。本実施形態では、各位置に対応する第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が予め無人飛行体２の記憶部２３に記憶されているので、投影制御部３３は、屈曲位置、荷役位置および他の位置の上方に配置された無人飛行体２の投影部２４を制御して、各位置に対応する誘導画像Ｄを投影させる。

また、投影制御部３３は、第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を走行方向に流れるように周期的に点滅させて、その流れ点滅効果によって有人搬送車１を誘導させてもよい。または、投影制御部３３は、第１画像Ｄ１のみを流れ点滅させ第２画像Ｄ２および第３画像Ｄ３は、点灯させておいてもよい。さらに、投影制御部３３は、第２および第３画像Ｄ３のみを点滅させてもよい。投影制御部３３は、このように、第１、第２および第３画像Ｄ３全体を特定のパターンで点滅させたり、第１、第２および第３画像Ｄ３をそれぞれ異なるパターンで点灯、点滅させたりすることにより、オペレータＯに直感的にルートの方向、各位置関係等を認識させることができる。

また、投影制御部３３は、有人搬送車１の前方数メートルの位置において画像なしスペースＱ３を設け、その画像なしスペースＱ３上方の無人飛行体２ａに投影させない。これは、オペレータＯの視線が下方に集中し、オペレータＯが前方を認識できなくなることを防止するためである。すなわち、投影制御部３３は、画像なしスペースＱ３を設けることにより、オペレータＯの視線を前方に向かせ、運転中の安全性を向上させる。なお、有人搬送車１が移動することにより画像なしスペースＱ３もそれに伴って移動するので、投影制御部３３は、画像なしスペースＱ３上方内に位置することになった無人飛行体２の投影をさらに停止させる。

音声制御部３４は、画像なしスペースＱ３の上方に配置された無人飛行体２のスピーカ２５を制御して、屈曲位置および荷役位置のいずれかまたは両方ならびにその他の情報を、オペレータＯに報知させる。報知させる音声Ｖは、例えば、「１５ｍ先を左折です」、「３０ｍ先、目的地です」、「この先、障害物あり。ご注意ください」などでもよい。当該音声Ｖは、記憶部２３に記憶されている「○ｍ」、「先を左折です」、「先、目的地です」、「この先、障害物あり。」、「ご注意ください」を適宜組み合わされ生成されてもよい。誘導システムＳは、これら音声Ｖによる報知によって、オペレータＯにさらに直感的に屈曲位置、荷役位置などを認識させることができる。

図２Ａを参照して、配置決定部３２によって配置された各無人飛行体２の役割について改めて説明する。有人搬送車１の前方２つの無人飛行体２ａは、誘導画像Ｄを投影せず、音声Ｖによって有人搬送車１を誘導する。無人飛行体２と屈曲位置との間、および屈曲位置と荷役位置との間に配置された無人飛行体２ｂは、第１画像Ｄ１を投影し、有人搬送車１を誘導する。そして、屈曲位置、荷役位置にそれぞれ配置された無人飛行体２ｃ、２ｄは、第２および第３画像Ｄ２、Ｄ３を投影し屈曲位置および荷役位置をそれぞれ示して、有人搬送車１を誘導する。なお、有人搬送車１が無人飛行体２の下方を通過すると、無人飛行体２は、役割を終え、管理装置３によって新たな誘導位置に配置されたり、充電するために所定場所に向かったりしてもよい。

上記構成を備えていることにより、誘導システムＳは、荷役位置までの距離および方向等をオペレータＯに直感的に認識させることができる。しかも、誘導システムＳは、無人飛行体２を固定距離Ｑ１ごとに配置し、それによって誘導画像Ｄを固定距離Ｑ２ごとに路面に表示させるので、オペレータＯの視認性を向上させることができる。さらに、誘導システムＳは、従来の有人搬送車の構成を特に変更することなく運用することができる。

以上、本発明の一実施形態に係る誘導システムＳについて説明してきたが、本発明に係る誘導システムＳは、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態は、以下のように変形してもよく、また、以下変形例と組み合わせて実施してもよい。

（１）誘導システムＳは、図４Ａおよび４Ｂに示すように、第１、第２および第３画像Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の代わりに単純な丸い光の像Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６や矢印の光の像Ｄ７、Ｄ８、Ｄ９を誘導画像Ｄとして、無人飛行体２に投影させてもよい。この場合、誘導システムＳは、図４Ａおよび４Ｂに示すように、ルート上における屈曲位置、荷役位置および他の位置に応じて、当該光の像の大きさ、色および形状をそれぞれ異ならせてもよい。図４Ａおよび図４Ｂにおいて、光の像Ｄ４、Ｄ７は走行方向を示し、光の像Ｄ５、Ｄ８は屈曲位置と走行方向を示し、光の像Ｄ６、Ｄ９は荷役位置と載置位置とをそれぞれ示している。

（２）誘導システムＳは、例えば、図５Ａに示すように、無人飛行体２を載置位置の高さに配置してもよい。この場合、配置決定部３２は、無人飛行体２が載置位置の高さに配置されるよう配置位置を決定する。または、誘導システムＳは、例えば、図５Ｂに示すように、無人飛行体２をオペレータＯの顔の高さと載置位置の高さとを結ぶ直線Ｌに沿って配置してもよい。この場合、配置決定部３２は、無人飛行体２を直線Ｌに沿う高さに配置されるよう配置位置を決定する。これらのように無人飛行体２を配置することにより、誘導システムＳは、載置位置の高さもオペレータＯに直感的に認識させることができる。

なお、誘導システムＳは、このように無人飛行体２の位置を配置した場合、載置位置が低い位置のとき、無人飛行体２によって誘導画像Ｄが遮られ、誘導画像ＤをオペレータＯに認識させることができない。そこで、誘導システムＳは、無人飛行体２の投影部２４を下方および上方に誘導画像Ｄを投影可能に構成され、載置位置の高さが所定高さ以下のとき、投影制御部３３によって投影部２４を制御して、図６Ａに示すように、天井に向かって誘導画像Ｄを投影させるよう構成されてもよい。所定高さは、例えば、０．５ｍ～１ｍとしてもよい。この場合、オペレータＯは、天井に投影された誘導画像Ｄによってルートの方向、屈曲位置、荷役位置を認識するとともに、無人飛行体２の高さＨによって載置位置の高さを認識することができる。

さらに、誘導システムＳは、オペレータＯの視線が上方に向かい前方を認識できなくなることを防止するために、天井に向かって投影させるとき、図６Ｂに示すように、画像なしスペースＱ３の距離をさらに長く設定してもよい。この場合、例えば、オペレータＯの視線の角度を認識する視線認識部をさらに備え、投影制御部３３は、オペレータＯの視線の角度に基づいて画像なしスペースＱ３の距離を調整するよう構成してもよい。視線認識部は、カメラを有し、当該カメラは、例えば、無人飛行体２、有人搬送車１または棚Ｒ等に配置されてもよい。また、投影制御部３３は、投影対象に応じて、光もしくは画像またはその両方の大きさ、または光もしくは画像またはその両方の形状を決定する。すなわち、投影制御部３３は、天井に投影させる誘導画像Ｄの大きさ、形状を路面に投影させるときと異ならせてもよい。

（３）誘導システムＳは、有人搬送車１の位置を施設内に設けられたカメラや無人飛行体２に設けたカメラによって認識してもよい。この場合、有人搬送車１は、位置認識部を備えなくてもよい。

（４）誘導システムＳは、誘導画像Ｄを、例えば、第１画像Ｄ１のみで構成し、屈曲位置および荷役位置に投影された第１画像Ｄ１を点滅させることによりオペレータＯに屈曲位置および荷役位置を認識させてもよい。さらに誘導システムＳは、スピーカ２５が発する音声Ｖをブザー、チャイム等によって構成し、その音声Ｖによって屈曲位置および荷役位置をオペレータＯに報知してもよい。

１有人搬送車
１０車体
１１フォーク
１２位置検出部
２無人飛行体
２０本体
２１プロペラ
２２飛行制御部
２３記憶部
２４投影部
２５スピーカ
３管理装置
３０記憶部
３１ルート決定部
３２配置決定部
３３投影制御部
３４音声制御部
Ｄ１第１画像
Ｄ２第２画像
Ｄ３第３画像
Ｈホバリング高さ
Ｌ直線
Ｏオペレータ
Ｑ１無人飛行体間の水平距離
Ｑ２誘導画像間の距離
Ｑ３画像なしスペース
Ｒ棚
Ｓ誘導システム
Ｖ音声
Ｗ荷

Claims

ホバリング可能な複数の無人飛行体と、
有人搬送車と、
管理装置と、を備える誘導システムであって、
前記無人飛行体は、光もしくは画像またはその両方を投影する投影部を有し、
前記管理装置は、
施設マップおよび荷役位置を記憶する記憶部と、
前記有人搬送車の位置と、前記荷役位置と、前記施設マップとに基づいて、前記有人搬送車を前記荷役位置に誘導するためのルートを決定するルート決定部と、
前記決定されたルート上における各前記無人飛行体の配置位置を決定する配置決定部と、を有し、
前記複数の無人飛行体は、前記配置位置でホバリングしながら光もしくは画像またはその両方を投影して前記有人搬送車を誘導する
ことを特徴とする誘導システム。
前記配置決定部は、前記複数の無人飛行体間の水平距離が一定になるよう前記配置位置を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記配置決定部は、前記複数の無人飛行体の高さが一定になるよう前記配置位置を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記有人搬送車は、複数であって、
前記ルート決定部は、前記複数の有人搬送車のルートが重ならないようルートを決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記管理装置は、投影制御部をさらに有し、
前記投影制御部は、前記ルート上における屈曲位置、前記荷役位置および他の位置に応じて、光の色または画像の色をそれぞれ異ならせて前記投影部に投影させる
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記管理装置は、投影制御部をさらに有し、
前記投影制御部は、前記ルート上における屈曲位置、前記荷役位置および他の位置に応じて、光の大きさもしくは画像の大きさ、または光の形状もしくは画像の形状をそれぞれ異ならせて投影部に投影させる
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記管理装置は、投影制御部をさらに有し、
前記投影制御部は、複数の前記投影部に、流れるように連続的に点滅投影させる
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記管理装置は、投影制御部をさらに有し、
前記投影制御部は、前記有人搬送車と所定の距離内になった前記無人飛行体の投影を停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記管理装置は、投影制御部をさらに有し、
前記配置決定部は、前記無人飛行体が荷の載置位置の高さに配置されるよう前記配置位置を決定し、
前記投影部は、下方および上方に投影可能に構成されており、
前記投影制御部は、前記載置位置の高さが所定高さ以下のとき、前記投影部に前記投影部の上方に向かって投影させる
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記投影制御部は、投影対象に応じて、前記光もしくは前記画像またはその両方の大きさ、または前記光もしくは前記画像またはその両方の形状を決定する
ことを特徴とする請求項９に記載の誘導システム。
前記無人飛行体は、さらに、スピーカを有し、
前記管理装置は、さらに、音声制御部を有し、
前記音声制御部は、前記ルート上における屈曲位置および前記荷役位置のいずれかまたは両方をスピーカに報知させる
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導システム。
前記音声制御部は、投影をしない前記無人飛行体の前記スピーカによって報知する
ことを特徴とする請求項１１に記載の誘導システム。