無人搬送車および走行制御方法
【課題】障害物を回避す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。
【解決手段】経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物１７０１を検知すると、回避距離だけ横行した後、前方へ走行することを特徴とする。また、回避距離は、回避方向と共に経路データにおける区間毎に設定されていてもよい。さらに、回避経路を走行中に取得した計測データに、障害物１７０１が検出されなくなったときから、車長＋所定距離だけ前方に移動した後、元の経路１７０２に戻る。
【解決手段】経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物１７０１を検知すると、回避距離だけ横行した後、前方へ走行することを特徴とする。また、回避距離は、回避方向と共に経路データにおける区間毎に設定されていてもよい。さらに、回避経路を走行中に取得した計測データに、障害物１７０１が検出されなくなったときから、車長＋所定距離だけ前方に移動した後、元の経路１７０２に戻る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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の障害物回避方式として各種のものが開発・適用されている。
【０００３】
特許文献１には、斜方向にレーザ光を発射し、レール上に備えられた反射板からの反射レーザ光を受光すると、無人搬送車が障害物ありと判定し、自身を停止させる無人搬送台の衝突防止装置が開示されている。
特許文献２には、レーザ光などの光を発光し、その光が地上ステーションに設置されている反射板によって反射された反射光を受光できなかった場合、地上ステーションと無人搬送車との間に障害物が存在していると判定し、無人搬送車を停止させる無人搬送車走行システムの安全装置が開示されている。
また、特許文献３には、無人搬送車の前輪に、先行する無人搬送車との距離を計測する距離計測センサを配設し、先行する無人搬送車との車間距離が一定距離以下となると、自身を減速または停止させる無人搬送車の衝突防止装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２５９１３３号公報
【特許文献２】特開平８−１６１０４７号公報
【特許文献３】特開２０００−２０１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載の技術は、前方に障害物を検知すると減速または停止させるものである。
【０００６】
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、障害物を回避す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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物を検知すると、回避距離だけ横行した後、前方へ走行することを特徴とする。
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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、障害物を回避す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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】計測データの収集方法を示す図である。
【図５】地図データの例を示す図である。
【図６】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。
【図７】経路の例を示す図である。
【図８】経路データの例を示す図である。
【図９】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１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】本実施形態に係る回避制御処理を概要を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る障害物の回避制御処理の流れを説明するための図である（その１）。
【図１６】本実施形態における各種範囲の例を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る障害物の回避制御処理の流れを説明するための図である（その２）。
【図１８】本実施形態に係る回避制御処理の流れを示すフローチャートである（その１）。
【図１９】本実施形態に係る回避制御処理の流れを示すフローチャートである（その２）。
【図２０】本実施形態に係る停止判定方法を示す図である。
【図２１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
（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。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。
【００１４】
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、停止制御部１１９および回避制御部１２０を含んでいる。
【００１５】
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。
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。
【００１６】
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。
回避制御部１２０は、無人搬送車１の走行中において、前方に障害物を検知すると、その障害物を回避して走行するよう制御する機能を有する。
【００１７】
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９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。
【００１８】
＜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は区間を示しており、これらの区間毎に回避情報（回避距離および回避方向など）が設定されている。
【００１９】
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。
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
＜経路データ作成処理＞
次に、図６〜図９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６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。
【００２２】
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）。
【００２３】
そして、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、経路データ１３２における区間毎に回避距離および回避方向などの回避情報を設定する（Ｓ２０３）。回避情報は、具体例は後記するが、例えば（回避方向，回避距離）のように設定する。例えば、（進行方向右，５ｍ）などである。
【００２４】
（経路データ例）
次に、図７および図８を参照して経路データ１３３の例を説明する。
図７は、経路の例を示す図である。
図７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７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７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。
【００２５】
図８は、経路データの例を示す図である。
図８において、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｅ」、「Ｇ」は図７の「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｅ」、「Ｇ」に対応するものである。
図８（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８（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８（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。
【００２６】
図７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
【００２７】
（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
【００２８】
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。
【００２９】
図９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９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７および図８の番地「Ａ」〜「Ｈ」などに相当するものである。
【００３０】
＜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１０および図１１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１０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１１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。
【００３１】
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１１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。
【００３２】
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。
【００３３】
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１１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。
【００３４】
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）。
【００３５】
なお、図１０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１０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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜走行制御処理＞
図１１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１１の処理は、図１０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）。
【００３８】
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、回避制御部１２０が回避制御処理を行う（Ｓ４０６）。回避制御処理については、後記して説明する。
そして、位置推定部１１６が、ステップＳ４０５の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（Ｓ４０７）。ステップＳ４０５およびステップＳ４０７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。
【００３９】
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（Ｓ４０８）。実際の移動距離ｄａの算出は図１２および図１３を参照して後記する。
なお、ステップＳ４０８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。
【００４０】
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するよう、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。
【００４１】
ステップＳ４０８の後、走行経路決定部１１７は、ステップＳ４０８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（Ｓ４０９）。
【００４２】
次に、走行経路決定部１１７は、現在座標（Ｘ，Ｙ）とステップＳ４０９で決定した移動先座標を基に、操舵角θを決定する（Ｓ４１０）。ステップＳ４１０の処理は、図１２および図１３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（Ｓ４１１）。
【００４３】
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（Ｓ４１２）。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。
【００４４】
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（Ｓ４１３）。ステップＳ４１３の処理は、図１４〜図２１を参照して後記する。
ステップＳ４１３の結果、無人搬送車１が目的番地に到達していない場合（Ｓ４１３→Ｎｏ）、コントローラ１０はステップＳ４０４へ処理を戻す。
ステップＳ４１３の結果、無人搬送車１が目的番地に到達している場合（Ｓ４１３→Ｙｅｓ）、コントローラ１０は走行制御処理を終了する。
【００４５】
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。
【００４６】
＜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１２および図１３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１１のステップＳ４０８，Ｓ４１０で行われる処理である。
図１２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。
【００４７】
図１３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。
【００４８】
図１２および図１３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。
【００４９】
＜回避制御＞
図１４は、本実施形態に係る回避制御処理を概要を示す図である。
本実施形態では、図１４（ａ）に示すように、経路１７０２を走行している無人搬送車１が前方に障害物１７０１を検知すると、図１４（ｂ）に示すように障害物１７０１を迂回することによって、障害物を回避する。
【００５０】
（回避制御処理の流れ）
次に、図１５〜図１７を参照して、本実施形態に係る障害物の回避制御処理の流れを説明する。
まず、無人搬送車１が経路１７０２上を走行しているときに、回避制御部１２０が前方に障害物１７０１を検知する（図１５（ａ））。障害物１７０１の検知は、レーザ距離センサ２０から取得した計測データ１３１において、自車前方に物体が検知されたか否かによって判定される。
図１６に示すように、無人搬送車１と障害物の距離によって、注意・減速範囲（第１の距離）１９０３、停止範囲（第２の距離）１９０２、緊急停止範囲１９０１が設定されている。障害物との距離が、どの範囲にあるかは、回避制御部１２０が、現在の走行速度や、地図データ１３２とのマッチング結果などから推測する。
【００５１】
ここで、各範囲について説明すると、障害物が注意・減速範囲１９０３に存在する場合、回避制御部１２０は無人搬送車１を低速走行（例えば、１速走行）させる。
障害物が停止範囲１９０２内に存在する場合、回避制御部１２０は一定時間停止した後、障害物１７０１を迂回する回避制御処理を行う。なお、一定時間停止するのは、停止中に障害物が移動することを期待してのものである。
緊急停止範囲１９０１は、急に無人搬送車１の前に障害物が置かれた場合などに使用される範囲であり、回避制御部１２０が行う処理は停止範囲１９０２と同様である。
【００５２】
図１５（ａ）で検知された障害物１７０１が注意・減速範囲１９０３（図１６）内であれば、回避制御部１２０は、無人搬送車１を低速走行（例えば、１速走行）させる。
障害物１７０１が除去されず、無人搬送車１と障害物１７０１との距離が、停止範囲１９０２（図１６）内に入ると、回避制御部１２０は、無人搬送車１を一定時間停止させる（図１５（ｂ））。
一定時間停止後においても、障害物１７０１が除去されていない場合、無人搬送車１は予め設定されている距離ｘａだけ、無人搬送車１を横行させる（図１５（ｃ））。横行距離ｘａは、前記したように経路データ１３３において、区間毎に設定されている。例えば、ある区間Ａでは、左方向に３ｍ、次の区間Ｂでは、右方向に２ｍなどという具合に設定されている。１つの区間に左方向に３ｍ、右方向に２ｍ設定し、左方向を優先し、レーザ距離センサ２０による計測の結果、障害物が左方向に３ｍ以上あるようであれば、右方向に移動するなどのように設定してもよい。
【００５３】
横行後、無人搬送車１は、レーザ距離センサ２０による計測データ１３１を取得しつつ、前方へ低速走行する（図１５（ｄ））。つまり、経路１７０２と平行に進む。
【００５４】
回避制御部１２０は、計測データ１３１に障害物が検出されているか否かを常に判定しながら、前方に進み、計測データ１３１に障害物が検出されなくなったときを、無人搬送車１の先頭が障害物１７０１の後方の縁と重なったものと判定する（図１７（ａ））。
回避制御部１２０は、計測データ１３１に障害物１７０１が検出されなくなったときから、車長＋αだけ前方へ低速走行すると、再び無人搬送車１を横行させて（図１７（ｂ））、経路１７０２上に無人搬送車１を戻し、通常走行を開始する（図１７（ｃ））。
【００５５】
（回避制御処理の詳細）
次に、図１および図２を参照しつつ、図１８および図１９に沿って、回避制御処理の詳細を説明する。
図１８および図１９は、本実施形態に係る回避制御処理の流れを示すフローチャートである。これまでの無人搬送車は、経路前方に障害物を検知すると、一次停止し、一定時間以内に障害物を除去しなければ、異常通知を行いつつ停止する異常停止を行うものであった（図１８のステップＳ５１１〜Ｓ５１３の処理に相当）。
これに対し、本実施形態に係る無人搬送車１は、以下のような回避処理を行うことによって、このような異常停止を減少させるものである。
回避制御部１２０は、経路前方に障害物を検知したか否かを判定する（図１８のＳ５０１）。前記したように、この判定は、レーザ距離センサ２０による測距の際に経路前方に物体があるか否かを回避制御部１２０が判定することによって行われる。
ステップＳ５０１の結果、経路前方に障害物を検知していない場合（Ｓ５０１→Ｎｏ）、回避制御部１２０は、図１１のステップＳ４０７へ処理を進める。
ステップＳ５０１の結果、経路前方に障害物を検知した場合（Ｓ５０１→Ｙｅｓ：図１５（ａ））、回避制御部１２０は、その障害物までの距離が注意・減速範囲内であるか否かを判定する（Ｓ５０２）。
ステップＳ５０２の結果、障害物までの距離が注意・減速範囲内ではない場合（Ｓ５０２→Ｎｏ）、処理部１１１は、通常の走行を行った（Ｓ５０３）後、ステップＳ５０２へ処理を戻す。ステップＳ５０３の処理は、図１１のステップＳ４０４，４０５，４０７〜４１２の処理と同様であるため、詳細を省略する。
【００５６】
ステップＳ５０２の結果、障害物までの距離が注意・減速範囲内である場合（Ｓ５０２→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は無人搬送車１を低速走行（１速走行）させる（Ｓ５０４）。このとき、回避制御部１２０は、タッチパネルディスプレイ６０に警告表示を行うとともに、ホストコンピュータ２などにも警告表示を行わせるようにしてもよい。また、回避制御部１２０が、図示しない音声発生装置から警告音を出力させてもよい。
その後、回避制御部１２０は、障害物までの距離が停止範囲内であるか否かを判定する（Ｓ５０５）。
ステップＳ５０５の結果、障害物までの距離が停止範囲内ではない場合（Ｓ５０５→Ｎｏ）、回避制御部１２０はステップＳ５０４へ処理を戻す。
【００５７】
ステップＳ５０５の結果、障害物までの距離が停止範囲以内である場合（Ｓ５０５→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は無人搬送車１を一時停止させる（Ｓ５０６：図１５（ｂ））。
一時停止している間、回避制御部１２０は一定周期で障害物が除去されたか否かを判定する（Ｓ５０７）。障害物が除去されたか否かは、レーザ距離センサ２０から取得した計測データ１３１を基に判定される。
ステップＳ５０７の結果、障害物が除去されていれば（Ｓ５０７→Ｙｅｓ）、処理部１００は図１１のステップＳ４０４へ処理を戻す。
【００５８】
ステップＳ５０７の結果、障害物が除去されていなければ（Ｓ５０７→Ｎｏ）、回避制御部１２０は、回避経路上に障害物を検知したか否かを判定する（Ｓ５０８）。ここでは、現在停止している位置でレーザ距離センサ２０による計測データ１３１を取得し、取得して計測データ１３１で認識できる範囲内において、回避経路上に障害物が検知されたか否かを回避制御部１２０が判定する。なお、回避経路とは、横行後に無人搬送車１が走行する経路である。
ステップＳ５０８の結果、回避経路上に障害物が検知された場合（Ｓ５０８→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は、一時停止を継続しつつステップＳ５０６へ処理を戻す。
【００５９】
ステップＳ５０８の結果、回避経路上に障害物が検知されなかった場合（Ｓ５０８→Ｎｏ）、回避制御部１２０は経路データ１３３から現在無人搬送車１が存在している区間に設定されている回避距離および回避方向などの回避情報を取得し（Ｓ５０９）、操舵輪を制御して、取得した回避方向に回避距離だけ無人搬送車１を横行させて、障害物回避を行う（Ｓ５１０：図１５（ｃ））。
【００６０】
そして、回避制御部１２０は、レーザ距離センサ２０による測距を行いつつ、無人搬送車１を回避経路上で低速（例えば１速走行）で走行させる（Ｓ５１４：図１５（ｄ））。
そして、回避経路上を低速走行させつつ、回避制御部１２０は前方に障害物を検知したか否かを判定する（Ｓ５１５）。
ステップＳ５１５の結果、経路前方に障害物を検知した場合（Ｓ５１５→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は、無人搬送車１を停止させる（Ｓ５１１）。以降、作業者が回避経路上および経路上の障害物を除去し、タッチパネルディスプレイ６０における再走行ボタンを押下するまで、無人搬送車１は停止したままとなる。
作業者が経路（図１５の符号１７０２）上の障害物を除去し、タッチパネルディスプレイ６０における再走行ボタンを押下すると（Ｓ５１２）、回避制御部１２０は無人搬送車１を経路（図１５の符号１７０２）まで戻し（Ｓ５１３）、処理部１００が図１１のステップＳ４０４まで処理を戻し、通常走行制御を行う。
【００６１】
なお、ステップＳ５１５において、経路前方に障害物を検知した場合（Ｓ５１５→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０がステップＳ５０２〜Ｓ５０５と同様の処理を行った後、ステップＳ５０６と同様に一時停止し、前方の障害物が除去されるまで（レーザ距離センサ２０によって障害物が検知されなくなるまで）待機し、障害物の除去を検知すると（障害物が検知されなくなると）、元の経路（図１４の符号１７０２で示す経路）に無人搬送車１を戻し、処理を図１１のステップＳ４０４へ戻してもよい。
【００６２】
ステップＳ５１５の結果、経路前方に障害物を検知しなかった場合（Ｓ５１５→Ｎｏ）、回避制御部１２０は、現在位置が経路データ１３３の回避区間を越えているか否かを判定することによって、障害物が異なる回避区間をまたいで存在しているか否かを判定する（図１９のＳ５１６）。回避区間とは、経路データ１３３において、回避距離や、回避方向が適用可能に定義されている区間のことである。回避区間は、図３の符号４０１〜４０３などに示す区間と一致してもよいし、個別に設定してもよい。
ステップＳ５１６の結果、障害物が異なる回避区間をまたいで存在している場合（Ｓ５１６→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は無人搬送車１を停止させる（図１８のＳ５１１）。以降、作業者が回避経路上および経路上の障害物を除去し、タッチパネルディスプレイ６０における再走行ボタンを押下するまで無人搬送車１は停止したままとなる（図１８のＳ５１２，Ｓ５１３）。
【００６３】
ステップＳ５１６の結果、異なる回避区間をまたいで存在していない場合（Ｓ５１６→Ｎｏ）、回避制御部１２０はレーザ距離センサ２０が測距している範囲（測距範囲）内に障害物があるか否かを判定することによって、障害物を通過したか否かを判定する（Ｓ５１７）。これは、図１７（ａ）に示すように、レーザ距離センサは１８０°の方向に回転して発射されているレーザが障害物を検知しなければ、無人搬送車１は障害物を越えていると判定できるためである。
ステップＳ５１７の結果、障害物を通過していない場合（Ｓ５１７→Ｎｏ）、処理部１１１は図１８のステップＳ５１４へ処理を戻す。
ステップＳ５１７の結果、障害物を通過している場合（Ｓ５１７→Ｙｅｓ：図１７（ａ））、回避制御部１２０は回避経路上を所定距離（車長＋α）走行した（Ｓ５１８：図１７（ｂ））後、無人搬送車１を横行させて、経路上に無人搬送車１を戻す（Ｓ５１９：図１７（ｃ））。以降、処理部１００が図１１のステップＳ４０４へ処理を戻し、無人搬送車１は経路１７０２（図１７）上を走行する通常走行制御を行う。
【００６４】
＜停止判定＞
次に、図１および図２を参照しつつ、図２０、図２１に沿って停止判定方法を説明する。これは、図１１のステップＳ４１３の処理で行われる処理である。
【００６５】
図２０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１２および図１３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。
【００６６】
図２１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１の停止状態を示した図である。
図２１に示されるように、図２０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１１のＳ４１３→Ｙｅｓ）。無人搬送車１は経路上を走行するように制御されているので、最後には、目的番地に対応した座標１６０１と中心点１５０１が、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。
【００６７】
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。
【００６８】
（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。加えて、経路上に障害物が存在するような場合も、この障害物を自律的に回避することができる。これにより、作業を滞らせるような状況が生じることを減らすことができる。
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。
【符号の説明】
【００６９】
１ 無人搬送車１
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
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 回避制御部
１３０ データメモリ
１３１ 計測データ
１３２ 地図データ
１３３ 経路データ
１９０２ 停止範囲（第２の距離）
１９０３ 注意・減速距離範囲（第１の距離）
ｄ 移動距離
ｄａ 実際の移動距離
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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の障害物回避方式として各種のものが開発・適用されている。
【０００３】
特許文献１には、斜方向にレーザ光を発射し、レール上に備えられた反射板からの反射レーザ光を受光すると、無人搬送車が障害物ありと判定し、自身を停止させる無人搬送台の衝突防止装置が開示されている。
特許文献２には、レーザ光などの光を発光し、その光が地上ステーションに設置されている反射板によって反射された反射光を受光できなかった場合、地上ステーションと無人搬送車との間に障害物が存在していると判定し、無人搬送車を停止させる無人搬送車走行システムの安全装置が開示されている。
また、特許文献３には、無人搬送車の前輪に、先行する無人搬送車との距離を計測する距離計測センサを配設し、先行する無人搬送車との車間距離が一定距離以下となると、自身を減速または停止させる無人搬送車の衝突防止装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２５９１３３号公報
【特許文献２】特開平８−１６１０４７号公報
【特許文献３】特開２０００−２０１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に記載の技術は、前方に障害物を検知すると減速または停止させるものである。
【０００６】
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、障害物を回避す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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物を検知すると、回避距離だけ横行した後、前方へ走行することを特徴とする。
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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、障害物を回避す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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】計測データの収集方法を示す図である。
【図５】地図データの例を示す図である。
【図６】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。
【図７】経路の例を示す図である。
【図８】経路データの例を示す図である。
【図９】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１０】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。
【図１１】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。
【図１２】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。
【図１３】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。
【図１４】本実施形態に係る回避制御処理を概要を示す図である。
【図１５】本実施形態に係る障害物の回避制御処理の流れを説明するための図である（その１）。
【図１６】本実施形態における各種範囲の例を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る障害物の回避制御処理の流れを説明するための図である（その２）。
【図１８】本実施形態に係る回避制御処理の流れを示すフローチャートである（その１）。
【図１９】本実施形態に係る回避制御処理の流れを示すフローチャートである（その２）。
【図２０】本実施形態に係る停止判定方法を示す図である。
【図２１】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
（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。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。
【００１４】
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、停止制御部１１９および回避制御部１２０を含んでいる。
【００１５】
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。
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。
【００１６】
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。
回避制御部１２０は、無人搬送車１の走行中において、前方に障害物を検知すると、その障害物を回避して走行するよう制御する機能を有する。
【００１７】
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９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。
【００１８】
＜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は区間を示しており、これらの区間毎に回避情報（回避距離および回避方向など）が設定されている。
【００１９】
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。
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
＜経路データ作成処理＞
次に、図６〜図９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６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。
【００２２】
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）。
【００２３】
そして、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、経路データ１３２における区間毎に回避距離および回避方向などの回避情報を設定する（Ｓ２０３）。回避情報は、具体例は後記するが、例えば（回避方向，回避距離）のように設定する。例えば、（進行方向右，５ｍ）などである。
【００２４】
（経路データ例）
次に、図７および図８を参照して経路データ１３３の例を説明する。
図７は、経路の例を示す図である。
図７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７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７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。
【００２５】
図８は、経路データの例を示す図である。
図８において、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｅ」、「Ｇ」は図７の「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｅ」、「Ｇ」に対応するものである。
図８（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８（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８（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。
【００２６】
図７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
【００２７】
（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
【００２８】
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。
【００２９】
図９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９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７および図８の番地「Ａ」〜「Ｈ」などに相当するものである。
【００３０】
＜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１０および図１１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１０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１１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。
【００３１】
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１１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。
【００３２】
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。
【００３３】
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１１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。
【００３４】
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）。
【００３５】
なお、図１０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１０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。
【００３６】
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。
【００３７】
＜走行制御処理＞
図１１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１１の処理は、図１０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）。
【００３８】
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、回避制御部１２０が回避制御処理を行う（Ｓ４０６）。回避制御処理については、後記して説明する。
そして、位置推定部１１６が、ステップＳ４０５の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（Ｓ４０７）。ステップＳ４０５およびステップＳ４０７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。
【００３９】
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（Ｓ４０８）。実際の移動距離ｄａの算出は図１２および図１３を参照して後記する。
なお、ステップＳ４０８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。
【００４０】
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するよう、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。
【００４１】
ステップＳ４０８の後、走行経路決定部１１７は、ステップＳ４０８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（Ｓ４０９）。
【００４２】
次に、走行経路決定部１１７は、現在座標（Ｘ，Ｙ）とステップＳ４０９で決定した移動先座標を基に、操舵角θを決定する（Ｓ４１０）。ステップＳ４１０の処理は、図１２および図１３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（Ｓ４１１）。
【００４３】
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（Ｓ４１２）。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。
【００４４】
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（Ｓ４１３）。ステップＳ４１３の処理は、図１４〜図２１を参照して後記する。
ステップＳ４１３の結果、無人搬送車１が目的番地に到達していない場合（Ｓ４１３→Ｎｏ）、コントローラ１０はステップＳ４０４へ処理を戻す。
ステップＳ４１３の結果、無人搬送車１が目的番地に到達している場合（Ｓ４１３→Ｙｅｓ）、コントローラ１０は走行制御処理を終了する。
【００４５】
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。
【００４６】
＜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１２および図１３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１１のステップＳ４０８，Ｓ４１０で行われる処理である。
図１２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。
【００４７】
図１３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。
【００４８】
図１２および図１３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。
【００４９】
＜回避制御＞
図１４は、本実施形態に係る回避制御処理を概要を示す図である。
本実施形態では、図１４（ａ）に示すように、経路１７０２を走行している無人搬送車１が前方に障害物１７０１を検知すると、図１４（ｂ）に示すように障害物１７０１を迂回することによって、障害物を回避する。
【００５０】
（回避制御処理の流れ）
次に、図１５〜図１７を参照して、本実施形態に係る障害物の回避制御処理の流れを説明する。
まず、無人搬送車１が経路１７０２上を走行しているときに、回避制御部１２０が前方に障害物１７０１を検知する（図１５（ａ））。障害物１７０１の検知は、レーザ距離センサ２０から取得した計測データ１３１において、自車前方に物体が検知されたか否かによって判定される。
図１６に示すように、無人搬送車１と障害物の距離によって、注意・減速範囲（第１の距離）１９０３、停止範囲（第２の距離）１９０２、緊急停止範囲１９０１が設定されている。障害物との距離が、どの範囲にあるかは、回避制御部１２０が、現在の走行速度や、地図データ１３２とのマッチング結果などから推測する。
【００５１】
ここで、各範囲について説明すると、障害物が注意・減速範囲１９０３に存在する場合、回避制御部１２０は無人搬送車１を低速走行（例えば、１速走行）させる。
障害物が停止範囲１９０２内に存在する場合、回避制御部１２０は一定時間停止した後、障害物１７０１を迂回する回避制御処理を行う。なお、一定時間停止するのは、停止中に障害物が移動することを期待してのものである。
緊急停止範囲１９０１は、急に無人搬送車１の前に障害物が置かれた場合などに使用される範囲であり、回避制御部１２０が行う処理は停止範囲１９０２と同様である。
【００５２】
図１５（ａ）で検知された障害物１７０１が注意・減速範囲１９０３（図１６）内であれば、回避制御部１２０は、無人搬送車１を低速走行（例えば、１速走行）させる。
障害物１７０１が除去されず、無人搬送車１と障害物１７０１との距離が、停止範囲１９０２（図１６）内に入ると、回避制御部１２０は、無人搬送車１を一定時間停止させる（図１５（ｂ））。
一定時間停止後においても、障害物１７０１が除去されていない場合、無人搬送車１は予め設定されている距離ｘａだけ、無人搬送車１を横行させる（図１５（ｃ））。横行距離ｘａは、前記したように経路データ１３３において、区間毎に設定されている。例えば、ある区間Ａでは、左方向に３ｍ、次の区間Ｂでは、右方向に２ｍなどという具合に設定されている。１つの区間に左方向に３ｍ、右方向に２ｍ設定し、左方向を優先し、レーザ距離センサ２０による計測の結果、障害物が左方向に３ｍ以上あるようであれば、右方向に移動するなどのように設定してもよい。
【００５３】
横行後、無人搬送車１は、レーザ距離センサ２０による計測データ１３１を取得しつつ、前方へ低速走行する（図１５（ｄ））。つまり、経路１７０２と平行に進む。
【００５４】
回避制御部１２０は、計測データ１３１に障害物が検出されているか否かを常に判定しながら、前方に進み、計測データ１３１に障害物が検出されなくなったときを、無人搬送車１の先頭が障害物１７０１の後方の縁と重なったものと判定する（図１７（ａ））。
回避制御部１２０は、計測データ１３１に障害物１７０１が検出されなくなったときから、車長＋αだけ前方へ低速走行すると、再び無人搬送車１を横行させて（図１７（ｂ））、経路１７０２上に無人搬送車１を戻し、通常走行を開始する（図１７（ｃ））。
【００５５】
（回避制御処理の詳細）
次に、図１および図２を参照しつつ、図１８および図１９に沿って、回避制御処理の詳細を説明する。
図１８および図１９は、本実施形態に係る回避制御処理の流れを示すフローチャートである。これまでの無人搬送車は、経路前方に障害物を検知すると、一次停止し、一定時間以内に障害物を除去しなければ、異常通知を行いつつ停止する異常停止を行うものであった（図１８のステップＳ５１１〜Ｓ５１３の処理に相当）。
これに対し、本実施形態に係る無人搬送車１は、以下のような回避処理を行うことによって、このような異常停止を減少させるものである。
回避制御部１２０は、経路前方に障害物を検知したか否かを判定する（図１８のＳ５０１）。前記したように、この判定は、レーザ距離センサ２０による測距の際に経路前方に物体があるか否かを回避制御部１２０が判定することによって行われる。
ステップＳ５０１の結果、経路前方に障害物を検知していない場合（Ｓ５０１→Ｎｏ）、回避制御部１２０は、図１１のステップＳ４０７へ処理を進める。
ステップＳ５０１の結果、経路前方に障害物を検知した場合（Ｓ５０１→Ｙｅｓ：図１５（ａ））、回避制御部１２０は、その障害物までの距離が注意・減速範囲内であるか否かを判定する（Ｓ５０２）。
ステップＳ５０２の結果、障害物までの距離が注意・減速範囲内ではない場合（Ｓ５０２→Ｎｏ）、処理部１１１は、通常の走行を行った（Ｓ５０３）後、ステップＳ５０２へ処理を戻す。ステップＳ５０３の処理は、図１１のステップＳ４０４，４０５，４０７〜４１２の処理と同様であるため、詳細を省略する。
【００５６】
ステップＳ５０２の結果、障害物までの距離が注意・減速範囲内である場合（Ｓ５０２→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は無人搬送車１を低速走行（１速走行）させる（Ｓ５０４）。このとき、回避制御部１２０は、タッチパネルディスプレイ６０に警告表示を行うとともに、ホストコンピュータ２などにも警告表示を行わせるようにしてもよい。また、回避制御部１２０が、図示しない音声発生装置から警告音を出力させてもよい。
その後、回避制御部１２０は、障害物までの距離が停止範囲内であるか否かを判定する（Ｓ５０５）。
ステップＳ５０５の結果、障害物までの距離が停止範囲内ではない場合（Ｓ５０５→Ｎｏ）、回避制御部１２０はステップＳ５０４へ処理を戻す。
【００５７】
ステップＳ５０５の結果、障害物までの距離が停止範囲以内である場合（Ｓ５０５→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は無人搬送車１を一時停止させる（Ｓ５０６：図１５（ｂ））。
一時停止している間、回避制御部１２０は一定周期で障害物が除去されたか否かを判定する（Ｓ５０７）。障害物が除去されたか否かは、レーザ距離センサ２０から取得した計測データ１３１を基に判定される。
ステップＳ５０７の結果、障害物が除去されていれば（Ｓ５０７→Ｙｅｓ）、処理部１００は図１１のステップＳ４０４へ処理を戻す。
【００５８】
ステップＳ５０７の結果、障害物が除去されていなければ（Ｓ５０７→Ｎｏ）、回避制御部１２０は、回避経路上に障害物を検知したか否かを判定する（Ｓ５０８）。ここでは、現在停止している位置でレーザ距離センサ２０による計測データ１３１を取得し、取得して計測データ１３１で認識できる範囲内において、回避経路上に障害物が検知されたか否かを回避制御部１２０が判定する。なお、回避経路とは、横行後に無人搬送車１が走行する経路である。
ステップＳ５０８の結果、回避経路上に障害物が検知された場合（Ｓ５０８→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は、一時停止を継続しつつステップＳ５０６へ処理を戻す。
【００５９】
ステップＳ５０８の結果、回避経路上に障害物が検知されなかった場合（Ｓ５０８→Ｎｏ）、回避制御部１２０は経路データ１３３から現在無人搬送車１が存在している区間に設定されている回避距離および回避方向などの回避情報を取得し（Ｓ５０９）、操舵輪を制御して、取得した回避方向に回避距離だけ無人搬送車１を横行させて、障害物回避を行う（Ｓ５１０：図１５（ｃ））。
【００６０】
そして、回避制御部１２０は、レーザ距離センサ２０による測距を行いつつ、無人搬送車１を回避経路上で低速（例えば１速走行）で走行させる（Ｓ５１４：図１５（ｄ））。
そして、回避経路上を低速走行させつつ、回避制御部１２０は前方に障害物を検知したか否かを判定する（Ｓ５１５）。
ステップＳ５１５の結果、経路前方に障害物を検知した場合（Ｓ５１５→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は、無人搬送車１を停止させる（Ｓ５１１）。以降、作業者が回避経路上および経路上の障害物を除去し、タッチパネルディスプレイ６０における再走行ボタンを押下するまで、無人搬送車１は停止したままとなる。
作業者が経路（図１５の符号１７０２）上の障害物を除去し、タッチパネルディスプレイ６０における再走行ボタンを押下すると（Ｓ５１２）、回避制御部１２０は無人搬送車１を経路（図１５の符号１７０２）まで戻し（Ｓ５１３）、処理部１００が図１１のステップＳ４０４まで処理を戻し、通常走行制御を行う。
【００６１】
なお、ステップＳ５１５において、経路前方に障害物を検知した場合（Ｓ５１５→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０がステップＳ５０２〜Ｓ５０５と同様の処理を行った後、ステップＳ５０６と同様に一時停止し、前方の障害物が除去されるまで（レーザ距離センサ２０によって障害物が検知されなくなるまで）待機し、障害物の除去を検知すると（障害物が検知されなくなると）、元の経路（図１４の符号１７０２で示す経路）に無人搬送車１を戻し、処理を図１１のステップＳ４０４へ戻してもよい。
【００６２】
ステップＳ５１５の結果、経路前方に障害物を検知しなかった場合（Ｓ５１５→Ｎｏ）、回避制御部１２０は、現在位置が経路データ１３３の回避区間を越えているか否かを判定することによって、障害物が異なる回避区間をまたいで存在しているか否かを判定する（図１９のＳ５１６）。回避区間とは、経路データ１３３において、回避距離や、回避方向が適用可能に定義されている区間のことである。回避区間は、図３の符号４０１〜４０３などに示す区間と一致してもよいし、個別に設定してもよい。
ステップＳ５１６の結果、障害物が異なる回避区間をまたいで存在している場合（Ｓ５１６→Ｙｅｓ）、回避制御部１２０は無人搬送車１を停止させる（図１８のＳ５１１）。以降、作業者が回避経路上および経路上の障害物を除去し、タッチパネルディスプレイ６０における再走行ボタンを押下するまで無人搬送車１は停止したままとなる（図１８のＳ５１２，Ｓ５１３）。
【００６３】
ステップＳ５１６の結果、異なる回避区間をまたいで存在していない場合（Ｓ５１６→Ｎｏ）、回避制御部１２０はレーザ距離センサ２０が測距している範囲（測距範囲）内に障害物があるか否かを判定することによって、障害物を通過したか否かを判定する（Ｓ５１７）。これは、図１７（ａ）に示すように、レーザ距離センサは１８０°の方向に回転して発射されているレーザが障害物を検知しなければ、無人搬送車１は障害物を越えていると判定できるためである。
ステップＳ５１７の結果、障害物を通過していない場合（Ｓ５１７→Ｎｏ）、処理部１１１は図１８のステップＳ５１４へ処理を戻す。
ステップＳ５１７の結果、障害物を通過している場合（Ｓ５１７→Ｙｅｓ：図１７（ａ））、回避制御部１２０は回避経路上を所定距離（車長＋α）走行した（Ｓ５１８：図１７（ｂ））後、無人搬送車１を横行させて、経路上に無人搬送車１を戻す（Ｓ５１９：図１７（ｃ））。以降、処理部１００が図１１のステップＳ４０４へ処理を戻し、無人搬送車１は経路１７０２（図１７）上を走行する通常走行制御を行う。
【００６４】
＜停止判定＞
次に、図１および図２を参照しつつ、図２０、図２１に沿って停止判定方法を説明する。これは、図１１のステップＳ４１３の処理で行われる処理である。
【００６５】
図２０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１２および図１３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。
【００６６】
図２１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１の停止状態を示した図である。
図２１に示されるように、図２０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１１のＳ４１３→Ｙｅｓ）。無人搬送車１は経路上を走行するように制御されているので、最後には、目的番地に対応した座標１６０１と中心点１５０１が、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。
【００６７】
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。
【００６８】
（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。加えて、経路上に障害物が存在するような場合も、この障害物を自律的に回避することができる。これにより、作業を滞らせるような状況が生じることを減らすことができる。
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。
【符号の説明】
【００６９】
１ 無人搬送車１
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
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 回避制御部
１３０ データメモリ
１３１ 計測データ
１３２ 地図データ
１３３ 経路データ
１９０２ 停止範囲（第２の距離）
１９０３ 注意・減速距離範囲（第１の距離）
ｄ 移動距離
ｄａ 実際の移動距離
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物を検知すると、前記回避距離だけ横行した後、前方へ走行する回避制御処理を行う回避制御部
を有することを特徴とする無人搬送車。
【請求項２】
前記回避制御部は、
前記障害物を検知した後、前記障害物との距離が第１の距離以内である場合、減速走行し、
前記障害物との距離が、第１の距離より短い第２の距離以内となった場合、前記回避制御処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【請求項３】
前記回避制御部は、
前記障害物との距離が、前記第２の距離以内となった場合、一時停止し、該停止後、前記障害物が検知されると、前記回避制御処理を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の無人搬送車。
【請求項４】
前記回避制御部は、
前記横行後、前方へ走行中に、前記計測データにおいて、前記障害物が検知されなくなると、
前記無人搬送車の車長＋所定の距離だけ走行した後、前記元の経路へ前記無人搬送車を戻す
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【請求項５】
前記回避距離は、経路データの区間毎に設定されており、
前記回避制御部は、
前記横行後、前方へ走行中に、障害物が異なる区間をまたいで存在していることを検知した場合、前記無人搬送車を停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【請求項６】
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、
前記無人搬送車は、
前記経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物を検知すると、前記回避距離だけ横行した後、前方へ走行する回避制御処理を行う
ことを特徴とする走行制御方法。
【請求項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、
前記経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物を検知すると、前記回避距離だけ横行した後、前方へ走行する回避制御処理を行う回避制御部
を有することを特徴とする無人搬送車。
【請求項２】
前記回避制御部は、
前記障害物を検知した後、前記障害物との距離が第１の距離以内である場合、減速走行し、
前記障害物との距離が、第１の距離より短い第２の距離以内となった場合、前記回避制御処理を行う
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【請求項３】
前記回避制御部は、
前記障害物との距離が、前記第２の距離以内となった場合、一時停止し、該停止後、前記障害物が検知されると、前記回避制御処理を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の無人搬送車。
【請求項４】
前記回避制御部は、
前記横行後、前方へ走行中に、前記計測データにおいて、前記障害物が検知されなくなると、
前記無人搬送車の車長＋所定の距離だけ走行した後、前記元の経路へ前記無人搬送車を戻す
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【請求項５】
前記回避距離は、経路データの区間毎に設定されており、
前記回避制御部は、
前記横行後、前方へ走行中に、障害物が異なる区間をまたいで存在していることを検知した場合、前記無人搬送車を停止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の無人搬送車。
【請求項６】
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、
前記無人搬送車は、
前記経路データ上に、回避距離を予め設定しておき、進行方向前方に障害物を検知すると、前記回避距離だけ横行した後、前方へ走行する回避制御処理を行う
ことを特徴とする走行制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−５３８３８（Ｐ２０１２−５３８３８Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９７８６６（Ｐ２０１０−１９７８６６）
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３日（２０１０．９．３）
【出願人】（０００００５４５２）株式会社日立プラントテクノロジー (1,767)
【Ｆターム（参考）】
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