走行車及び走行車システム
【課題】走行領域の全域にわたって、走行車の現在位置の認識精度を高めることを可能とする走行車等を提供する。
【解決手段】全域にわたって複数のマークが配置された走行領域内を走行する走行車１００であって、走行領域内における位置を示す位置情報をマークごとに格納するマーク座標テーブル１１１を保持するテーブル保持部１１０と、走行領域内の一部の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域として、検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出部１１２と、マーク座標テーブル１１１に格納されたマークの中から、マーク検出部１１２が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの位置情報と、当該走行車１００と検出領域との位置関係とを用いて、走行領域内における当該走行車１００の現在位置を算出する位置算出部１１３とを備えることを特徴とする。
【解決手段】全域にわたって複数のマークが配置された走行領域内を走行する走行車１００であって、走行領域内における位置を示す位置情報をマークごとに格納するマーク座標テーブル１１１を保持するテーブル保持部１１０と、走行領域内の一部の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域として、検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出部１１２と、マーク座標テーブル１１１に格納されたマークの中から、マーク検出部１１２が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの位置情報と、当該走行車１００と検出領域との位置関係とを用いて、走行領域内における当該走行車１００の現在位置を算出する位置算出部１１３とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行領域内を走行する走行車等に関し、特に走行領域内における自車の現在位置を算出可能な走行車等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、コンピュータ制御によって無人で自動走行する走行車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、床面に設けられた磁気テープ等により誘導が行われている。この磁気テープによる誘導では、走行車は、進路を知ることができても、現在位置を知ることはできない。
【０００３】
そこで、従来、走行車の現在位置を知るための様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の走行車は、走行領域内の走行経路に沿って配置されたＩＤマークを撮像し、得られた画像からＩＤマークのＩＤ番号を読み取ることにより、現在位置を特定する。
【特許文献１】特開２００１−１３４３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の走行車が現在位置を特定できるのは、個々に識別可能なＩＤマーク等が設置された場所に限定されるという問題があった。
【０００５】
つまり、ＩＤマーク等が設置されていない場所では、走行車は正確な現在位置を認識できない。そのため、ＩＤマーク等が設置されていない場所において、タイヤがスリップするなどにより、走行車の現在位置が想定位置から大きく乖離した場合には、走行車は、目的の場所に到達することができなかった。
【０００６】
また、走行領域外から走行領域内に走行車を持ち込む際に、ＩＤマーク等が設置されていない場所から走行車を走行開始させる場合には、作業者は、手動で走行車の初期位置を登録する必要があった。そのため、誤った位置が初期位置として登録されることがあり、走行車が誤作動する原因となっていた。
【０００７】
さらに、ＩＤマーク等を設置したい場所にマンホールの蓋等の障害物がある場合には、その場所での正確な現在位置の認識はできないという問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、走行領域の全域にわたって、走行車の現在位置の認識精度を高めることができる走行車等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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る走行車は、走行領域内を走行する走行車であって、前記走行領域内には、前記走行領域内の全域にわたって、複数のマークが配置され、前記走行車は、前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、前記走行領域内の一部の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域として、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、走行領域内の全域にわたって配置された複数のマークの配置パターンを用いて、走行領域内における走行車の現在位置を特定することが可能となる。したがって、走行領域の全域にわたって、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００１１】
また、走行領域内の全域にわたって走行車の現在位置を特定することができるので、走行領域外から走行領域内に走行車を持ち込む際に、走行車は自動で初期位置を登録することが可能となる。つまり、作業者が手動で初期位置を登録することが不要となるので、走行車の誤作動を低減させることが可能となる。
【００１２】
また、前記複数のマークは、不規則な位置関係で配置され、前記マーク検出手段は、前記検出領域内に不規則な位置関係で配置されたマークを検出し、前記位置算出手段は、前記不規則な位置関係で配置されたマークの配置パターンと一致するマークを特定し、前記現在位置を算出することが好ましい。
【００１３】
これにより、検出領域内にマークが存在すれば、走行車の現在位置を特定することができるので、検出領域の一部にマンホールの蓋等の障害物があっても、検出領域内の障害物がない領域に存在するマーク２０１を利用して、走行車の現在位置を特定することが可能となる。
【００１４】
また、前記走行車は、さらに、当該走行車の前記走行領域内における現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した現在位置を用いて、前記マーク検出手段が検出したマークの前記位置情報を算出し、算出された前記位置情報を前記マーク座標テーブルに登録する登録手段とを備えることが好ましい。
【００１５】
これにより、走行領域内の全域にわたって、不規則に配置されたマークの位置を、走行車が自動でテーブルに登録することができるので、作業者が手動でマークの位置を登録する場合に比べて、登録ミスを軽減し、登録時間を短縮することが可能となる。
【００１６】
なお、複数台の走行車が走行領域内を走行する走行車システムの場合、少なくとも１台の走行車が、この登録手段を備えていればよい。
【００１７】
また、前記複数のマークは、磁力の強さが異なる二種以上のマークからなり、前記マーク座標テーブルには、前記位置情報に関連付けて、さらに、磁力の強さを示す磁力情報が格納され、前記マーク検出手段は、前記走行車の底面に設けられた磁気センサからなり、前記マークの磁力を検知することにより、前記検出領域内に配置されたマークの配置及び磁力の強さを検出し、前記位置算出手段は、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置及び磁力のパターンに一致するマークを特定し、前記現在位置を算出することが好ましい。
【００１８】
これにより、検出領域内において検出されるマークのパターンが、走行領域内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができるので、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００１９】
また、前記マーク検出手段は、少なくとも三個以上の前記磁気センサからなり、少なくとも三個以上のマークを略同時に検出することができることが好ましい。
【００２０】
これにより、走行車は、移動することなく、検出領域内のマークを検出することが可能となるので、走行車の初期位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００２１】
また、前記位置算出手段は、さらに、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、当該走行車の向きを算出することが好ましい。
【００２２】
これにより、走行領域内における走行車の向きを検出することが可能となるので、走行車の位置を高精度に制御することが可能となる。
【００２３】
また、本発明に係る走行車システムは、走行領域内に配置された複数のマークと前記走行領域内を走行する走行車とからなる走行車システムであって、前記複数のマークは、前記走行領域内の全域にわたって配置され、前記走行車は、前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、前記走行領域内の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域とした場合、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、走行車システムは、上述の走行車と同一の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明は、このような走行車又は走行車システムが備える特徴的な手段をステップとする走行車の位置算出方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、走行領域内を走行する走行車において、走行領域の全域にわたって、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る走行車について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る走行車１００の斜視図である。
【００２９】
走行車１００は、走行領域２００内をコンピュータ制御によって無人で自動走行するＡＧＶであり、走行領域２００内の全域にわたって、不規則な位置関係で配置されたマーク２０１に基づいて、走行領域２００内における自車の現在位置を算出することができる点に特徴を有する。
【００３０】
走行領域２００は、走行車１００が走行可能な床面上に設けられた領域であり、複数のマーク２０１が埋設されている。また、走行領域２００は、例えば、図に示すような境界線２２０により、走行領域の内と外とが区画される。なお、境界線２２０は、説明の便宜のため設けたものであり、本発明において、必ずしも境界線２２０により、走行領域の内と外を区画する必要はない。
【００３１】
なお、図に示すように、走行領域２００内の位置は、ｘｙ直交座標系により表される。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態に係る走行車１００を下側から見た平面図である。
【００３３】
図に示すように、走行車１００の底面には、複数の磁気センサ１０１が、格子状に配設されている。これらの磁気センサ１０１のそれぞれは、走行領域２００内の床面に配置されたマーク２０１のうち、当該磁気センサ１０１の近傍にあるマーク２０１の磁力を検知することができる。つまり、走行車１００は、移動することなく、走行車１００の下方に存在するマーク２０１のすべてを、検出することができる。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態に係る走行車１００の主要な機械的構成を示す図である。
【００３５】
図に示すように、走行車１００は、磁気センサ１０１、走行車輪１０２、ロータリーエンコーダ１０３、ステアリング１０４、駆動装置１０５、及び制御装置１０６等を備える。
【００３６】
磁気センサ１０１のそれぞれは、例えばホール素子等からなり、マーク２０１が有する磁力を検知する。検知された磁力は、制御装置１０６に通知され、走行車１００に対するマーク２０１の相対的な位置及び磁力レベルが検出される。
【００３７】
走行車輪１０２は、例えば４本のゴムタイヤであり、駆動装置１０５から得られる動力により回転し、走行車１００を走行させる。
【００３８】
ロータリーエンコーダ１０３は、走行車輪１０２の回転数を検知し、検知した回転数を制御装置１０６に通知する。
【００３９】
ステアリング１０４は、制御装置１０６からの指示に基づいて、走行車輪１０２の向き（操舵角）を変更する。これにより、走行車１００は、進行方向を変更することが可能となる。また、ステアリング１０４は、操舵角を検知する舵角センサを有しており、検知された操舵角は、制御装置１０６に通知される。
【００４０】
駆動装置１０５は、例えば電気モータ、蓄電池等からなり、走行車１００を走行させるための動力を発生する。
【００４１】
制御装置１０６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ等からなり、上記の機構部を制御する。また、制御装置１０６は、後述するように、各機構部より得られる情報に基づいて、走行領域２００における走行車１００の現在位置を算出する。
【００４２】
図４は、走行領域２００内のマーク２０１の配置を示す図である。
【００４３】
マーク２０１は、例えば永久磁石等の磁力を有する部材であり、走行領域２００の全域にわたって、不規則な位置関係で複数埋設されている。このマーク２０１は、個々に識別可能な特徴を有しない。つまり、マーク２０１は、個々に識別可能な文字、バーコード、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等を有しない。
【００４４】
また、図に示すように、マーク２０１は、磁力の強さが異なる２種類のマークで構成される。複数のマーク２０１のうち、磁力の強いものが強磁力マーク２０２であり、磁力の弱いものが弱磁力マーク２０３である。
【００４５】
検出領域２１０は、走行車１００がマーク２０１を検出する領域であり、かつ、走行車１００とともに移動する領域である。具体的には、走行車１００の底面に設けられた磁気センサ１０１がマーク２０１を検出する領域である。
【００４６】
なお、図に示すように、検出領域２１０内の位置、つまり走行車１００からの相対的な位置は、ｕｖ直交座標系により表される。また、ｕｖ直交座標系における原点は、走行車１００の底面の中心が床面に投影された位置とし、ｘｙ座標系における走行車１００の現在位置を示すものとする。
【００４７】
このように、マーク２０１を、走行領域２００内の全域にわたって不規則に配置することにより、検出領域２１０内において検出されるマーク２０１の配置及び磁力のパターンが、走行領域２００内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができる。その結果、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００４８】
また、マーク２０１が、磁力の強さが異なる強磁力マーク２０２及び弱磁力マーク２０３で構成されることにより、さらに、検出領域２１０内において検出されるマーク２０１の配置及び磁力のパターンが、走行領域２００内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができる。つまり、走行車の現在位置の認識精度を、さらに、高めることが可能となる。
【００４９】
また、作業者は、マーク２０１を不規則に配置すればよいので、規則的に配置するよりも、マーク２０１の配置に要する労力を低減することができる。
【００５０】
なお、説明の便宜のため、本実施の形態において、マーク２０１の種類は、強磁力マーク２０２及び弱磁力マーク２０３の２種類であるが、さらに多くの種類のマーク２０１であってもよい。これにより、走行車の現在位置の認識精度を、さらに、高めることが可能となる。
【００５１】
図５は、本発明の実施の形態に係る走行車１００の特徴的な機能を示すブロック図である。
【００５２】
図に示すように、走行車１００は、テーブル保持部１１０、マーク検出部１１２、位置算出部１１３、位置検出部１１４、及び登録部１１５を備える。
【００５３】
テーブル保持部１１０は、例えば制御装置１０６が有する不揮発性のメモリ等からなり、走行領域２００内における位置を示す位置情報と、マーク２０１の磁力の強さを示す磁力情報とを、マーク２０１ごとに格納するマーク座標テーブル１１１を保持する。マーク座標テーブル１１１の詳細については、図６を用いて後述する。
【００５４】
マーク検出部１１２は、複数の磁気センサ１０１等からなり、検出領域２１０内に配置されたマーク２０１のすべてを、略同時に検出する。
【００５５】
具体的には、マーク検出部１１２は、マーク２０１の磁力を検知し、検知した磁力から、検出領域２１０内に存在するすべてのマーク２０１の配置と磁力とを検出する。
【００５６】
位置算出部１１３は、制御装置１０６等からなり、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力のパターンに基づいて、走行領域２００内における自車の現在位置を算出する。
【００５７】
具体的には、位置算出部１１３は、マーク座標テーブル１１１に格納されたマーク２０１の中から、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力のパターンと一致するマーク２０１を特定する。そして、位置算出部１１３は、特定されたマーク２０１の位置情報と、当該走行車と検出領域２１０との位置関係とを用いて、走行領域２００内における当該走行車の現在位置を算出する。
【００５８】
位置検出部１１４は、ロータリーエンコーダ１０３、ステアリング１０４等からなり、走行領域２００内における自車の現在位置を検出する。
【００５９】
具体的には、位置検出部１１４は、ロータリーエンコーダ１０３から得られる回転数の時系列情報と、ステアリング１０４から得られる操舵角の時系列情報とから、走行車１００の走行経路を特定し、走行領域２００内における自車の現在位置を検出する。
【００６０】
つまり、走行車１００は、異なる方法により自車の現在位置を特定することができる２つの構成部（位置算出部１１３及び位置検出部１１４）を備える。
【００６１】
登録部１１５は、制御装置等からなり、位置検出部１１４が検出した現在位置を用いて、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の位置情報を算出し、算出された位置情報とマーク検出部１１２が検出したマーク２０１の磁力情報とをマーク座標テーブル１１１に登録する。
【００６２】
図６は、マーク座標テーブル１１１の一例を示す図である。
【００６３】
図に示すように、マーク座標テーブル１１１は、マークＩＤ３０１、ｘ座標３０２、ｙ座標３０３、及び磁力レベル３０４を格納する。
【００６４】
ここで、マークＩＤ３０１は、マーク２０１を特定するための識別番号である。また、ｘ座標３０２及びｙ座標３０３は、走行領域２００内における位置を示す位置情報である。また、磁力レベル３０４は、マーク２０１の磁力の強さを示す磁力情報であり、図３に示す強磁力マーク２０２をレベル１、弱磁力マーク２０３をレベル２とする。
【００６５】
例えば、図に示すマーク座標テーブル１１１において、マークＩＤ３０１が「１」であるマーク２０１は、ｘ座標３０２が「２００」、ｙ座標３０３が「１４００」であり、磁力レベル３０４が「１」であることを示す。
【００６６】
次に、以上のように構成された本実施の形態における走行車１００の基本的な動作について説明する。
【００６７】
図７は、走行領域２００内における走行車１００の現在位置の算出に関する処理手順を示したフローチャートである。
【００６８】
まず、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在するマーク２０１の磁力を検知し、マーク２０１の座標（ｕ，ｖ）及び磁力レベルを検出する（ステップＳ１０１）。
【００６９】
次に、位置算出部１１３は、マーク座標テーブル１１１の中から、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力パターンと一致するマーク２０１を特定する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
次に、位置算出部１１３は、ステップＳ１０２において特定されたマーク２０１のｘ座標３０２及びｙ座標３０３から、ｕｖ直交座標系の原点に対応するｘ座標３０２及びｙ座標３０３を算出する。さらに、位置算出部１１３は、ステップＳ１０２において特定されたマーク２０１の配置に基づくｕ軸方向と、ｘ軸方向とが成す角度を算出する（ステップＳ１０３）。ここで算出されたｘ座標３０２及びｙ座標３０３が、走行領域２００内における自車の現在位置を示す。また、ここで算出された角度が、走行領域２００内における自車の向きを示す。
【００７１】
続いて、図８〜図１０を用いて、図７に示した位置算出に関する処理の具体例を説明する。
【００７２】
図８は、マーク検出部１１２により検出されたマーク２０１を説明するための図である。また、図９及び図１０は、走行領域２００内における走行車の現在位置を算出する処理を説明するための図である。
【００７３】
ここで、図８には、ｕｖ直交座標系におけるマーク２０１の位置が丸印で示されている。また、図９及び図１０には、ｘｙ直交座標系におけるマーク２０１の位置が丸印で示されている。なお、図９及び図１０において、マーク２０１の近傍に表示されている数字は、図６に示すマーク座標テーブル１１１に格納されたマーク２０１のマークＩＤ３０１に対応する。
【００７４】
図８に示すように、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在する３個のマーク（第一マーク２１１、第二マーク２１２、及び第三マーク２１３）を検出する。
【００７５】
ここで、第一マーク２１１は、座標（ｕ，ｖ）が（０，０）であり、かつ、磁力レベルが「レベル１」である。また、第二マーク２１２は、座標（ｕ，ｖ）が（−４００，０）であり、かつ、磁力レベルが「レベル１」である。また、第三マーク２１３は、座標（ｕ，ｖ）が（４００，２００）であり、かつ、磁力レベルが「レベル２」である。
【００７６】
次に、位置算出部１１３は、図９に示すように、検出領域２１０に対応させる探索領域２３０の初期位置を設定する。この探索領域２３０の初期位置は、例えば、位置算出部１１３が前回算出した自車の現在位置、位置検出部１１４が検出した自車の現在位置等に基づいて設定される。
【００７７】
そして、図８に示すように、位置算出部１１３は、探索領域２３０を様々な方向に移動及び回転させながら、図８に示すマークの配置及び磁力のパターンと一致するｘｙ直交座標系におけるマーク２０１の組合せを探索する。
【００７８】
例えば、３点のマークを結ぶ三角形のデータを保管し、この三角形が一致する組合せを探索してもよい。また、マーク検出部１１２が３点以上のマークを同時に検出する場合には、隣接する複数の三角形が一致する組合せを探索してもよい。ここで、三角形のデータは、３点を結ぶ距離のデータからなっている。また、三角形のデータは、２点とその間の角度としてもよい。
【００７９】
その結果、位置算出部１１３は、図１０に示すように、マーク２０１の組合せ（マークＩＤ３０１が「７」、「８」、「９」のマーク２０１）を特定する。このように特定されたマーク２０１の組合せから、位置算出部１１３は、ｕｖ直交座標系の原点に対応するｘｙ直交座標系における座標（２６００，１４００）を算出する。ここで、算出された座標が、走行領域２００内における自車の現在位置となる。
【００８０】
また、位置算出部１１３は、特定されたマーク２０１の組合せから特定されるｕ軸方向とｘ軸方向との成す角度（３０度）を算出する。ここで算出された角度が、走行領域２００内における自車の向きとなる。
【００８１】
以上の処理により、位置算出部１１３は、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力のパターンに基づいて、走行領域２００における走行車１００の現在位置を算出することができる。
【００８２】
このように、走行領域２００内の全域にわたって不規則な位置関係で配置された複数のマーク２０１の配置及び磁力のパターンを用いて、走行領域２００内における走行車１００の現在位置を特定することが可能となる。したがって、走行領域２００の全域にわたって、走行車１００の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８３】
また、走行領域２００内の全域にわたって走行車１００の現在位置を特定することができるので、走行領域２００外から走行領域２００内に走行車を持ち込む際に、走行車１００は自動で初期位置を登録することが可能となる。つまり、作業者が手動で初期位置を登録することが不要となるので、走行車１００の誤作動を低減させることが可能となる。
【００８４】
また、検出領域２１０内にマーク２０１が存在すれば、走行車１００の現在位置を特定することができるので、検出領域２１０内の一部にマンホールの蓋等の障害物があっても、検出領域２１０内の障害物がない領域に存在するマーク２０１を利用して、走行車の現在位置を特定することが可能となる。
【００８５】
また、磁力を有する永久磁石等をマーク２０１として埋設することにより、従来から走行車に使用される磁気センサを用いて、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８６】
また、磁力の強さが異なる複数種のマーク２０１を埋設することにより、検出領域２１０内において検出されるマーク２０１のパターンが、走行領域２００内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができるので、走行車１００の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８７】
また、複数のマーク２０１を略同時に検出可能とすることにより、走行車１００は、移動することなく、検出領域２１０内のマークを検出することが可能となるので、走行車１００の初期位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８８】
また、走行領域２００内における走行車１００の向きを検出することが可能となるので、走行車１００の位置を高精度に制御することが可能となる。
【００８９】
次に、マーク座標テーブル１１１へのマーク２０１の登録に関する処理の流れを説明する。
【００９０】
図１１は、マーク座標テーブル１１１へのマーク２０１の登録に関する処理手順を示したフローチャートである。
【００９１】
まず、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在するマーク２０１を検出する（ステップＳ２０１）。例えば、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在するマーク２０１の座標（ｕ，ｖ）が（１００，０）であり、磁力レベルが「１」であることを検出する。
【００９２】
次に、位置検出部１１４は、走行領域２００内における自車の現在位置（ｘ座標及びｙ座標）を検出する（ステップＳ２０２）。
【００９３】
例えば、位置検出部１１４は、ロータリーエンコーダ１０３から得られる走行車輪１０２の回転数の時系列情報と、ステアリング１０４から得られる操舵角の時系列情報とから、自車の走行経路を特定する。そして、位置検出部１１４は、特定した走行経路より、走行領域２００内における自車の現在位置を示す座標（ｘ，ｙ）が、（１０００，１０００）であることを検出する。
【００９４】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０１で検出されたマーク２０１の中から、まだ以下のステップＳ２０３〜ステップＳ２０５までの処理が実行されていないマーク２０１を選択する（ステップＳ２０３）。
【００９５】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０２で検出された自車の現在位置に基づいて、ステップＳ２０３で選択されたマーク２０１の、走行領域２００内における位置（ｘ座標及びｙ座標）を算出する（ステップＳ２０４）。
【００９６】
例えば、登録部１１５が、ステップＳ２０３において、ｕｖ座標（１００，０）のマーク２０１を選択していたとする。この場合、登録部１１５は、ステップＳ２０２において検出されたｘｙ座標（１０００，１０００）と、選択されたマーク２０１のｕｖ座標（１００，０）とから、走行領域２００内におけるマーク２０１のｘｙ座標（１１００，１０００）を算出する。
【００９７】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０４において算出されたｘ座標３０２及びｙ座標３０３と、ステップＳ２０１において検出された磁力レベル３０４とを、既に登録されているマークの配置及び磁力のパターンと重複しないことを確認しながら登録する（ステップＳ２０５）。なお、既に登録されているマークの配置及び磁力のパターンと重複する場合、登録部１１５は、エラーを出して、マークの追加を促す。
【００９８】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０１において検出されたマーク２０１のすべてが、ステップＳ２０３において選択されたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、検出されたマーク２０１のすべてが選択されていない場合（ステップＳ２０６でＮｏ）、再度ステップＳ２０３からの処理を繰り返す。一方、検出されたマーク２０１のすべてが選択されている場合（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００９９】
このように、走行領域２００内の全域にわたって、不規則な位置関係で配置されたマーク２０１の位置を、走行車１００が自動でマーク座標テーブル１１１に登録することができるので、作業者が手動でマーク２０１の位置を登録する場合に比べて、登録ミスを軽減し、登録時間を短縮することが可能となる。
【０１００】
以上、本発明に係る走行車について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。
【０１０１】
例えば、上記実施の形態において、走行領域内に不規則な位置関係で配置されるマークは磁力を備えていたが、マークは、磁力を備えない幾何学的形状であってもよい。この場合、マーク検出手段は、磁気センサではなく、カメラ等の撮像装置で構成され、撮像された画像からマークを検出することとなる。
【０１０２】
さらに、マークに幾何学的形状を用いる場合には、マークの階調、形状、大きさ、向き、又は色彩が異なる複数種のマークを用いてもよい。これにより、上記実施の形態において、磁力が異なるマークを複数種用いるのと同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
また、上記実施の形態において、マークは、走行領域内の床面に配置されていたが、走行領域内の天井、壁等に配置されてもよい。つまり、走行車が備えるマーク検知部が検知可能な位置に配置されればどこでもよい。
【０１０４】
また、上記実施の形態において、マーク検出部は、検出領域内に存在するマークのすべてを略同時に検出できたが、走行車が移動することにより、検出領域内に存在するマークのすべてを検出できようにしてもよい。
【０１０５】
また、上記実施の形態において、位置検出部は、ロータリーエンコーダ、舵角センサ等により、走行領域内における自車の現在位置を検出していたが、他の方法、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等により自車の現在位置を検出してもよい。
【０１０６】
また、本発明は、上記実施の形態に示した走行車とマークとからなる走行車システムとして実現することもできる。
【０１０７】
さらに、本発明は、上記実施の形態に示した走行車と、ネットワークを介して走行車と接続されたコンピュータとからなる走行車システムとして実現することもできる。この場合、図５に示すテーブル保持部１１０、位置算出部１１３、及び登録部１１５は、当該コンピュータが備えることとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明に係る走行車等は、自車の現在位置を認識可能な走行車等として、例えば、物品を無人で搬送するＡＧＶ等として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施の形態に係る走行車の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る走行車を下側からみた平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る走行車の主要な機械的構成を示す図である。
【図４】走行領域内のマークの配置を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る走行車の特徴的な機能を示すブロック図である。
【図６】マーク座標テーブルの一例を示す図である。
【図７】走行領域内における走行車の現在位置の算出に関する処理手順を示したフローチャートである。
【図８】マーク検出部により検出されたマークを説明するための図である。
【図９】走行領域内における走行車の現在位置を算出する処理を説明するための図である。
【図１０】走行領域内における走行車の現在位置を算出する処理を説明するための図である。
【図１１】マーク座標テーブルへのマークの登録に関する処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１００ 走行車
１０１ 磁気センサ
１０２ 走行車輪
１０３ ロータリーエンコーダ
１０４ ステアリング
１０５ 駆動装置
１０６ 制御装置
１１０ テーブル保持部
１１１ マーク座標テーブル
１１２ マーク検出部
１１３ 位置算出部
１１４ 位置検出部
１１５ 登録部
２００ 走行領域
２０１ マーク
２０２ 強磁力マーク
２０３ 弱磁力マーク
２１０ 検出領域
２１１ 第一マーク
２１２ 第二マーク
２１３ 第三マーク
２２０ 境界線
２３０ 探索領域
３０１ マークＩＤ
３０２ ｘ座標
３０３ ｙ座標
３０４ 磁力レベル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行領域内を走行する走行車等に関し、特に走行領域内における自車の現在位置を算出可能な走行車等に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、コンピュータ制御によって無人で自動走行する走行車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）は、床面に設けられた磁気テープ等により誘導が行われている。この磁気テープによる誘導では、走行車は、進路を知ることができても、現在位置を知ることはできない。
【０００３】
そこで、従来、走行車の現在位置を知るための様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の走行車は、走行領域内の走行経路に沿って配置されたＩＤマークを撮像し、得られた画像からＩＤマークのＩＤ番号を読み取ることにより、現在位置を特定する。
【特許文献１】特開２００１−１３４３１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の走行車が現在位置を特定できるのは、個々に識別可能なＩＤマーク等が設置された場所に限定されるという問題があった。
【０００５】
つまり、ＩＤマーク等が設置されていない場所では、走行車は正確な現在位置を認識できない。そのため、ＩＤマーク等が設置されていない場所において、タイヤがスリップするなどにより、走行車の現在位置が想定位置から大きく乖離した場合には、走行車は、目的の場所に到達することができなかった。
【０００６】
また、走行領域外から走行領域内に走行車を持ち込む際に、ＩＤマーク等が設置されていない場所から走行車を走行開始させる場合には、作業者は、手動で走行車の初期位置を登録する必要があった。そのため、誤った位置が初期位置として登録されることがあり、走行車が誤作動する原因となっていた。
【０００７】
さらに、ＩＤマーク等を設置したい場所にマンホールの蓋等の障害物がある場合には、その場所での正確な現在位置の認識はできないという問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、走行領域の全域にわたって、走行車の現在位置の認識精度を高めることができる走行車等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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る走行車は、走行領域内を走行する走行車であって、前記走行領域内には、前記走行領域内の全域にわたって、複数のマークが配置され、前記走行車は、前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、前記走行領域内の一部の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域として、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
これにより、走行領域内の全域にわたって配置された複数のマークの配置パターンを用いて、走行領域内における走行車の現在位置を特定することが可能となる。したがって、走行領域の全域にわたって、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００１１】
また、走行領域内の全域にわたって走行車の現在位置を特定することができるので、走行領域外から走行領域内に走行車を持ち込む際に、走行車は自動で初期位置を登録することが可能となる。つまり、作業者が手動で初期位置を登録することが不要となるので、走行車の誤作動を低減させることが可能となる。
【００１２】
また、前記複数のマークは、不規則な位置関係で配置され、前記マーク検出手段は、前記検出領域内に不規則な位置関係で配置されたマークを検出し、前記位置算出手段は、前記不規則な位置関係で配置されたマークの配置パターンと一致するマークを特定し、前記現在位置を算出することが好ましい。
【００１３】
これにより、検出領域内にマークが存在すれば、走行車の現在位置を特定することができるので、検出領域の一部にマンホールの蓋等の障害物があっても、検出領域内の障害物がない領域に存在するマーク２０１を利用して、走行車の現在位置を特定することが可能となる。
【００１４】
また、前記走行車は、さらに、当該走行車の前記走行領域内における現在位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段が検出した現在位置を用いて、前記マーク検出手段が検出したマークの前記位置情報を算出し、算出された前記位置情報を前記マーク座標テーブルに登録する登録手段とを備えることが好ましい。
【００１５】
これにより、走行領域内の全域にわたって、不規則に配置されたマークの位置を、走行車が自動でテーブルに登録することができるので、作業者が手動でマークの位置を登録する場合に比べて、登録ミスを軽減し、登録時間を短縮することが可能となる。
【００１６】
なお、複数台の走行車が走行領域内を走行する走行車システムの場合、少なくとも１台の走行車が、この登録手段を備えていればよい。
【００１７】
また、前記複数のマークは、磁力の強さが異なる二種以上のマークからなり、前記マーク座標テーブルには、前記位置情報に関連付けて、さらに、磁力の強さを示す磁力情報が格納され、前記マーク検出手段は、前記走行車の底面に設けられた磁気センサからなり、前記マークの磁力を検知することにより、前記検出領域内に配置されたマークの配置及び磁力の強さを検出し、前記位置算出手段は、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置及び磁力のパターンに一致するマークを特定し、前記現在位置を算出することが好ましい。
【００１８】
これにより、検出領域内において検出されるマークのパターンが、走行領域内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができるので、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００１９】
また、前記マーク検出手段は、少なくとも三個以上の前記磁気センサからなり、少なくとも三個以上のマークを略同時に検出することができることが好ましい。
【００２０】
これにより、走行車は、移動することなく、検出領域内のマークを検出することが可能となるので、走行車の初期位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００２１】
また、前記位置算出手段は、さらに、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、当該走行車の向きを算出することが好ましい。
【００２２】
これにより、走行領域内における走行車の向きを検出することが可能となるので、走行車の位置を高精度に制御することが可能となる。
【００２３】
また、本発明に係る走行車システムは、走行領域内に配置された複数のマークと前記走行領域内を走行する走行車とからなる走行車システムであって、前記複数のマークは、前記走行領域内の全域にわたって配置され、前記走行車は、前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、前記走行領域内の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域とした場合、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、走行車システムは、上述の走行車と同一の効果を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明は、このような走行車又は走行車システムが備える特徴的な手段をステップとする走行車の位置算出方法として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ−Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等の記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、走行領域内を走行する走行車において、走行領域の全域にわたって、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態に係る走行車について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係る走行車１００の斜視図である。
【００２９】
走行車１００は、走行領域２００内をコンピュータ制御によって無人で自動走行するＡＧＶであり、走行領域２００内の全域にわたって、不規則な位置関係で配置されたマーク２０１に基づいて、走行領域２００内における自車の現在位置を算出することができる点に特徴を有する。
【００３０】
走行領域２００は、走行車１００が走行可能な床面上に設けられた領域であり、複数のマーク２０１が埋設されている。また、走行領域２００は、例えば、図に示すような境界線２２０により、走行領域の内と外とが区画される。なお、境界線２２０は、説明の便宜のため設けたものであり、本発明において、必ずしも境界線２２０により、走行領域の内と外を区画する必要はない。
【００３１】
なお、図に示すように、走行領域２００内の位置は、ｘｙ直交座標系により表される。
【００３２】
図２は、本発明の実施の形態に係る走行車１００を下側から見た平面図である。
【００３３】
図に示すように、走行車１００の底面には、複数の磁気センサ１０１が、格子状に配設されている。これらの磁気センサ１０１のそれぞれは、走行領域２００内の床面に配置されたマーク２０１のうち、当該磁気センサ１０１の近傍にあるマーク２０１の磁力を検知することができる。つまり、走行車１００は、移動することなく、走行車１００の下方に存在するマーク２０１のすべてを、検出することができる。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態に係る走行車１００の主要な機械的構成を示す図である。
【００３５】
図に示すように、走行車１００は、磁気センサ１０１、走行車輪１０２、ロータリーエンコーダ１０３、ステアリング１０４、駆動装置１０５、及び制御装置１０６等を備える。
【００３６】
磁気センサ１０１のそれぞれは、例えばホール素子等からなり、マーク２０１が有する磁力を検知する。検知された磁力は、制御装置１０６に通知され、走行車１００に対するマーク２０１の相対的な位置及び磁力レベルが検出される。
【００３７】
走行車輪１０２は、例えば４本のゴムタイヤであり、駆動装置１０５から得られる動力により回転し、走行車１００を走行させる。
【００３８】
ロータリーエンコーダ１０３は、走行車輪１０２の回転数を検知し、検知した回転数を制御装置１０６に通知する。
【００３９】
ステアリング１０４は、制御装置１０６からの指示に基づいて、走行車輪１０２の向き（操舵角）を変更する。これにより、走行車１００は、進行方向を変更することが可能となる。また、ステアリング１０４は、操舵角を検知する舵角センサを有しており、検知された操舵角は、制御装置１０６に通知される。
【００４０】
駆動装置１０５は、例えば電気モータ、蓄電池等からなり、走行車１００を走行させるための動力を発生する。
【００４１】
制御装置１０６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリ等からなり、上記の機構部を制御する。また、制御装置１０６は、後述するように、各機構部より得られる情報に基づいて、走行領域２００における走行車１００の現在位置を算出する。
【００４２】
図４は、走行領域２００内のマーク２０１の配置を示す図である。
【００４３】
マーク２０１は、例えば永久磁石等の磁力を有する部材であり、走行領域２００の全域にわたって、不規則な位置関係で複数埋設されている。このマーク２０１は、個々に識別可能な特徴を有しない。つまり、マーク２０１は、個々に識別可能な文字、バーコード、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等を有しない。
【００４４】
また、図に示すように、マーク２０１は、磁力の強さが異なる２種類のマークで構成される。複数のマーク２０１のうち、磁力の強いものが強磁力マーク２０２であり、磁力の弱いものが弱磁力マーク２０３である。
【００４５】
検出領域２１０は、走行車１００がマーク２０１を検出する領域であり、かつ、走行車１００とともに移動する領域である。具体的には、走行車１００の底面に設けられた磁気センサ１０１がマーク２０１を検出する領域である。
【００４６】
なお、図に示すように、検出領域２１０内の位置、つまり走行車１００からの相対的な位置は、ｕｖ直交座標系により表される。また、ｕｖ直交座標系における原点は、走行車１００の底面の中心が床面に投影された位置とし、ｘｙ座標系における走行車１００の現在位置を示すものとする。
【００４７】
このように、マーク２０１を、走行領域２００内の全域にわたって不規則に配置することにより、検出領域２１０内において検出されるマーク２０１の配置及び磁力のパターンが、走行領域２００内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができる。その結果、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００４８】
また、マーク２０１が、磁力の強さが異なる強磁力マーク２０２及び弱磁力マーク２０３で構成されることにより、さらに、検出領域２１０内において検出されるマーク２０１の配置及び磁力のパターンが、走行領域２００内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができる。つまり、走行車の現在位置の認識精度を、さらに、高めることが可能となる。
【００４９】
また、作業者は、マーク２０１を不規則に配置すればよいので、規則的に配置するよりも、マーク２０１の配置に要する労力を低減することができる。
【００５０】
なお、説明の便宜のため、本実施の形態において、マーク２０１の種類は、強磁力マーク２０２及び弱磁力マーク２０３の２種類であるが、さらに多くの種類のマーク２０１であってもよい。これにより、走行車の現在位置の認識精度を、さらに、高めることが可能となる。
【００５１】
図５は、本発明の実施の形態に係る走行車１００の特徴的な機能を示すブロック図である。
【００５２】
図に示すように、走行車１００は、テーブル保持部１１０、マーク検出部１１２、位置算出部１１３、位置検出部１１４、及び登録部１１５を備える。
【００５３】
テーブル保持部１１０は、例えば制御装置１０６が有する不揮発性のメモリ等からなり、走行領域２００内における位置を示す位置情報と、マーク２０１の磁力の強さを示す磁力情報とを、マーク２０１ごとに格納するマーク座標テーブル１１１を保持する。マーク座標テーブル１１１の詳細については、図６を用いて後述する。
【００５４】
マーク検出部１１２は、複数の磁気センサ１０１等からなり、検出領域２１０内に配置されたマーク２０１のすべてを、略同時に検出する。
【００５５】
具体的には、マーク検出部１１２は、マーク２０１の磁力を検知し、検知した磁力から、検出領域２１０内に存在するすべてのマーク２０１の配置と磁力とを検出する。
【００５６】
位置算出部１１３は、制御装置１０６等からなり、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力のパターンに基づいて、走行領域２００内における自車の現在位置を算出する。
【００５７】
具体的には、位置算出部１１３は、マーク座標テーブル１１１に格納されたマーク２０１の中から、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力のパターンと一致するマーク２０１を特定する。そして、位置算出部１１３は、特定されたマーク２０１の位置情報と、当該走行車と検出領域２１０との位置関係とを用いて、走行領域２００内における当該走行車の現在位置を算出する。
【００５８】
位置検出部１１４は、ロータリーエンコーダ１０３、ステアリング１０４等からなり、走行領域２００内における自車の現在位置を検出する。
【００５９】
具体的には、位置検出部１１４は、ロータリーエンコーダ１０３から得られる回転数の時系列情報と、ステアリング１０４から得られる操舵角の時系列情報とから、走行車１００の走行経路を特定し、走行領域２００内における自車の現在位置を検出する。
【００６０】
つまり、走行車１００は、異なる方法により自車の現在位置を特定することができる２つの構成部（位置算出部１１３及び位置検出部１１４）を備える。
【００６１】
登録部１１５は、制御装置等からなり、位置検出部１１４が検出した現在位置を用いて、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の位置情報を算出し、算出された位置情報とマーク検出部１１２が検出したマーク２０１の磁力情報とをマーク座標テーブル１１１に登録する。
【００６２】
図６は、マーク座標テーブル１１１の一例を示す図である。
【００６３】
図に示すように、マーク座標テーブル１１１は、マークＩＤ３０１、ｘ座標３０２、ｙ座標３０３、及び磁力レベル３０４を格納する。
【００６４】
ここで、マークＩＤ３０１は、マーク２０１を特定するための識別番号である。また、ｘ座標３０２及びｙ座標３０３は、走行領域２００内における位置を示す位置情報である。また、磁力レベル３０４は、マーク２０１の磁力の強さを示す磁力情報であり、図３に示す強磁力マーク２０２をレベル１、弱磁力マーク２０３をレベル２とする。
【００６５】
例えば、図に示すマーク座標テーブル１１１において、マークＩＤ３０１が「１」であるマーク２０１は、ｘ座標３０２が「２００」、ｙ座標３０３が「１４００」であり、磁力レベル３０４が「１」であることを示す。
【００６６】
次に、以上のように構成された本実施の形態における走行車１００の基本的な動作について説明する。
【００６７】
図７は、走行領域２００内における走行車１００の現在位置の算出に関する処理手順を示したフローチャートである。
【００６８】
まず、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在するマーク２０１の磁力を検知し、マーク２０１の座標（ｕ，ｖ）及び磁力レベルを検出する（ステップＳ１０１）。
【００６９】
次に、位置算出部１１３は、マーク座標テーブル１１１の中から、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力パターンと一致するマーク２０１を特定する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
次に、位置算出部１１３は、ステップＳ１０２において特定されたマーク２０１のｘ座標３０２及びｙ座標３０３から、ｕｖ直交座標系の原点に対応するｘ座標３０２及びｙ座標３０３を算出する。さらに、位置算出部１１３は、ステップＳ１０２において特定されたマーク２０１の配置に基づくｕ軸方向と、ｘ軸方向とが成す角度を算出する（ステップＳ１０３）。ここで算出されたｘ座標３０２及びｙ座標３０３が、走行領域２００内における自車の現在位置を示す。また、ここで算出された角度が、走行領域２００内における自車の向きを示す。
【００７１】
続いて、図８〜図１０を用いて、図７に示した位置算出に関する処理の具体例を説明する。
【００７２】
図８は、マーク検出部１１２により検出されたマーク２０１を説明するための図である。また、図９及び図１０は、走行領域２００内における走行車の現在位置を算出する処理を説明するための図である。
【００７３】
ここで、図８には、ｕｖ直交座標系におけるマーク２０１の位置が丸印で示されている。また、図９及び図１０には、ｘｙ直交座標系におけるマーク２０１の位置が丸印で示されている。なお、図９及び図１０において、マーク２０１の近傍に表示されている数字は、図６に示すマーク座標テーブル１１１に格納されたマーク２０１のマークＩＤ３０１に対応する。
【００７４】
図８に示すように、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在する３個のマーク（第一マーク２１１、第二マーク２１２、及び第三マーク２１３）を検出する。
【００７５】
ここで、第一マーク２１１は、座標（ｕ，ｖ）が（０，０）であり、かつ、磁力レベルが「レベル１」である。また、第二マーク２１２は、座標（ｕ，ｖ）が（−４００，０）であり、かつ、磁力レベルが「レベル１」である。また、第三マーク２１３は、座標（ｕ，ｖ）が（４００，２００）であり、かつ、磁力レベルが「レベル２」である。
【００７６】
次に、位置算出部１１３は、図９に示すように、検出領域２１０に対応させる探索領域２３０の初期位置を設定する。この探索領域２３０の初期位置は、例えば、位置算出部１１３が前回算出した自車の現在位置、位置検出部１１４が検出した自車の現在位置等に基づいて設定される。
【００７７】
そして、図８に示すように、位置算出部１１３は、探索領域２３０を様々な方向に移動及び回転させながら、図８に示すマークの配置及び磁力のパターンと一致するｘｙ直交座標系におけるマーク２０１の組合せを探索する。
【００７８】
例えば、３点のマークを結ぶ三角形のデータを保管し、この三角形が一致する組合せを探索してもよい。また、マーク検出部１１２が３点以上のマークを同時に検出する場合には、隣接する複数の三角形が一致する組合せを探索してもよい。ここで、三角形のデータは、３点を結ぶ距離のデータからなっている。また、三角形のデータは、２点とその間の角度としてもよい。
【００７９】
その結果、位置算出部１１３は、図１０に示すように、マーク２０１の組合せ（マークＩＤ３０１が「７」、「８」、「９」のマーク２０１）を特定する。このように特定されたマーク２０１の組合せから、位置算出部１１３は、ｕｖ直交座標系の原点に対応するｘｙ直交座標系における座標（２６００，１４００）を算出する。ここで、算出された座標が、走行領域２００内における自車の現在位置となる。
【００８０】
また、位置算出部１１３は、特定されたマーク２０１の組合せから特定されるｕ軸方向とｘ軸方向との成す角度（３０度）を算出する。ここで算出された角度が、走行領域２００内における自車の向きとなる。
【００８１】
以上の処理により、位置算出部１１３は、マーク検出部１１２が検出したマーク２０１の配置及び磁力のパターンに基づいて、走行領域２００における走行車１００の現在位置を算出することができる。
【００８２】
このように、走行領域２００内の全域にわたって不規則な位置関係で配置された複数のマーク２０１の配置及び磁力のパターンを用いて、走行領域２００内における走行車１００の現在位置を特定することが可能となる。したがって、走行領域２００の全域にわたって、走行車１００の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８３】
また、走行領域２００内の全域にわたって走行車１００の現在位置を特定することができるので、走行領域２００外から走行領域２００内に走行車を持ち込む際に、走行車１００は自動で初期位置を登録することが可能となる。つまり、作業者が手動で初期位置を登録することが不要となるので、走行車１００の誤作動を低減させることが可能となる。
【００８４】
また、検出領域２１０内にマーク２０１が存在すれば、走行車１００の現在位置を特定することができるので、検出領域２１０内の一部にマンホールの蓋等の障害物があっても、検出領域２１０内の障害物がない領域に存在するマーク２０１を利用して、走行車の現在位置を特定することが可能となる。
【００８５】
また、磁力を有する永久磁石等をマーク２０１として埋設することにより、従来から走行車に使用される磁気センサを用いて、走行車の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８６】
また、磁力の強さが異なる複数種のマーク２０１を埋設することにより、検出領域２１０内において検出されるマーク２０１のパターンが、走行領域２００内の複数の場所で同一となる可能性を低減させることができるので、走行車１００の現在位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８７】
また、複数のマーク２０１を略同時に検出可能とすることにより、走行車１００は、移動することなく、検出領域２１０内のマークを検出することが可能となるので、走行車１００の初期位置の認識精度を高めることが可能となる。
【００８８】
また、走行領域２００内における走行車１００の向きを検出することが可能となるので、走行車１００の位置を高精度に制御することが可能となる。
【００８９】
次に、マーク座標テーブル１１１へのマーク２０１の登録に関する処理の流れを説明する。
【００９０】
図１１は、マーク座標テーブル１１１へのマーク２０１の登録に関する処理手順を示したフローチャートである。
【００９１】
まず、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在するマーク２０１を検出する（ステップＳ２０１）。例えば、マーク検出部１１２は、検出領域２１０内に存在するマーク２０１の座標（ｕ，ｖ）が（１００，０）であり、磁力レベルが「１」であることを検出する。
【００９２】
次に、位置検出部１１４は、走行領域２００内における自車の現在位置（ｘ座標及びｙ座標）を検出する（ステップＳ２０２）。
【００９３】
例えば、位置検出部１１４は、ロータリーエンコーダ１０３から得られる走行車輪１０２の回転数の時系列情報と、ステアリング１０４から得られる操舵角の時系列情報とから、自車の走行経路を特定する。そして、位置検出部１１４は、特定した走行経路より、走行領域２００内における自車の現在位置を示す座標（ｘ，ｙ）が、（１０００，１０００）であることを検出する。
【００９４】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０１で検出されたマーク２０１の中から、まだ以下のステップＳ２０３〜ステップＳ２０５までの処理が実行されていないマーク２０１を選択する（ステップＳ２０３）。
【００９５】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０２で検出された自車の現在位置に基づいて、ステップＳ２０３で選択されたマーク２０１の、走行領域２００内における位置（ｘ座標及びｙ座標）を算出する（ステップＳ２０４）。
【００９６】
例えば、登録部１１５が、ステップＳ２０３において、ｕｖ座標（１００，０）のマーク２０１を選択していたとする。この場合、登録部１１５は、ステップＳ２０２において検出されたｘｙ座標（１０００，１０００）と、選択されたマーク２０１のｕｖ座標（１００，０）とから、走行領域２００内におけるマーク２０１のｘｙ座標（１１００，１０００）を算出する。
【００９７】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０４において算出されたｘ座標３０２及びｙ座標３０３と、ステップＳ２０１において検出された磁力レベル３０４とを、既に登録されているマークの配置及び磁力のパターンと重複しないことを確認しながら登録する（ステップＳ２０５）。なお、既に登録されているマークの配置及び磁力のパターンと重複する場合、登録部１１５は、エラーを出して、マークの追加を促す。
【００９８】
次に、登録部１１５は、ステップＳ２０１において検出されたマーク２０１のすべてが、ステップＳ２０３において選択されたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。ここで、検出されたマーク２０１のすべてが選択されていない場合（ステップＳ２０６でＮｏ）、再度ステップＳ２０３からの処理を繰り返す。一方、検出されたマーク２０１のすべてが選択されている場合（ステップＳ２０６でＹｅｓ）、処理を終了する。
【００９９】
このように、走行領域２００内の全域にわたって、不規則な位置関係で配置されたマーク２０１の位置を、走行車１００が自動でマーク座標テーブル１１１に登録することができるので、作業者が手動でマーク２０１の位置を登録する場合に比べて、登録ミスを軽減し、登録時間を短縮することが可能となる。
【０１００】
以上、本発明に係る走行車について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。
【０１０１】
例えば、上記実施の形態において、走行領域内に不規則な位置関係で配置されるマークは磁力を備えていたが、マークは、磁力を備えない幾何学的形状であってもよい。この場合、マーク検出手段は、磁気センサではなく、カメラ等の撮像装置で構成され、撮像された画像からマークを検出することとなる。
【０１０２】
さらに、マークに幾何学的形状を用いる場合には、マークの階調、形状、大きさ、向き、又は色彩が異なる複数種のマークを用いてもよい。これにより、上記実施の形態において、磁力が異なるマークを複数種用いるのと同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
また、上記実施の形態において、マークは、走行領域内の床面に配置されていたが、走行領域内の天井、壁等に配置されてもよい。つまり、走行車が備えるマーク検知部が検知可能な位置に配置されればどこでもよい。
【０１０４】
また、上記実施の形態において、マーク検出部は、検出領域内に存在するマークのすべてを略同時に検出できたが、走行車が移動することにより、検出領域内に存在するマークのすべてを検出できようにしてもよい。
【０１０５】
また、上記実施の形態において、位置検出部は、ロータリーエンコーダ、舵角センサ等により、走行領域内における自車の現在位置を検出していたが、他の方法、例えばＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）等により自車の現在位置を検出してもよい。
【０１０６】
また、本発明は、上記実施の形態に示した走行車とマークとからなる走行車システムとして実現することもできる。
【０１０７】
さらに、本発明は、上記実施の形態に示した走行車と、ネットワークを介して走行車と接続されたコンピュータとからなる走行車システムとして実現することもできる。この場合、図５に示すテーブル保持部１１０、位置算出部１１３、及び登録部１１５は、当該コンピュータが備えることとなる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明に係る走行車等は、自車の現在位置を認識可能な走行車等として、例えば、物品を無人で搬送するＡＧＶ等として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の実施の形態に係る走行車の斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る走行車を下側からみた平面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る走行車の主要な機械的構成を示す図である。
【図４】走行領域内のマークの配置を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る走行車の特徴的な機能を示すブロック図である。
【図６】マーク座標テーブルの一例を示す図である。
【図７】走行領域内における走行車の現在位置の算出に関する処理手順を示したフローチャートである。
【図８】マーク検出部により検出されたマークを説明するための図である。
【図９】走行領域内における走行車の現在位置を算出する処理を説明するための図である。
【図１０】走行領域内における走行車の現在位置を算出する処理を説明するための図である。
【図１１】マーク座標テーブルへのマークの登録に関する処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１０】
１００ 走行車
１０１ 磁気センサ
１０２ 走行車輪
１０３ ロータリーエンコーダ
１０４ ステアリング
１０５ 駆動装置
１０６ 制御装置
１１０ テーブル保持部
１１１ マーク座標テーブル
１１２ マーク検出部
１１３ 位置算出部
１１４ 位置検出部
１１５ 登録部
２００ 走行領域
２０１ マーク
２０２ 強磁力マーク
２０３ 弱磁力マーク
２１０ 検出領域
２１１ 第一マーク
２１２ 第二マーク
２１３ 第三マーク
２２０ 境界線
２３０ 探索領域
３０１ マークＩＤ
３０２ ｘ座標
３０３ ｙ座標
３０４ 磁力レベル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行領域内を走行する走行車であって、
前記走行領域内には、前記走行領域内の全域にわたって、複数のマークが配置され、
前記走行車は、
前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、
前記走行領域内の一部の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域として、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、
前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備える
ことを特徴とする走行車。
【請求項２】
前記複数のマークは、不規則な位置関係で配置され、
前記マーク検出手段は、前記検出領域内に不規則な位置関係で配置されたマークを検出し、
前記位置算出手段は、前記不規則な位置関係で配置されたマークの配置パターンと一致するマークを特定し、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項３】
前記走行車は、さらに、
当該走行車の前記走行領域内における現在位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した現在位置を用いて、前記マーク検出手段が検出したマークの前記位置情報を算出し、算出された前記位置情報を前記マーク座標テーブルに登録する登録手段とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項４】
前記複数のマークは、磁力の強さが異なる二種以上のマークからなり、
前記マーク座標テーブルには、前記位置情報に関連付けて、さらに、磁力の強さを示す磁力情報が格納され、
前記マーク検出手段は、前記走行車の底面に設けられた磁気センサからなり、前記マークの磁力を検知することにより、前記検出領域内に配置されたマークの配置及び磁力の強さを検出し、
前記位置算出手段は、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置及び磁力のパターンに一致するマークを特定し、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項５】
前記マーク検出手段は、少なくとも三個以上の前記磁気センサからなり、少なくとも三個以上のマークを略同時に検出することができる
ことを特徴とする請求項４に記載の走行車。
【請求項６】
前記位置算出手段は、さらに、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、当該走行車の向きを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項７】
走行領域内に配置された複数のマークと前記走行領域内を走行する走行車とからなる走行車システムであって、
前記複数のマークは、前記走行領域内の全域にわたって配置され、
前記走行車は、
前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、
前記走行領域内の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域とした場合、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、
前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備える
ことを特徴とする走行車システム。
【請求項１】
走行領域内を走行する走行車であって、
前記走行領域内には、前記走行領域内の全域にわたって、複数のマークが配置され、
前記走行車は、
前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、
前記走行領域内の一部の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域として、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、
前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備える
ことを特徴とする走行車。
【請求項２】
前記複数のマークは、不規則な位置関係で配置され、
前記マーク検出手段は、前記検出領域内に不規則な位置関係で配置されたマークを検出し、
前記位置算出手段は、前記不規則な位置関係で配置されたマークの配置パターンと一致するマークを特定し、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項３】
前記走行車は、さらに、
当該走行車の前記走行領域内における現在位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した現在位置を用いて、前記マーク検出手段が検出したマークの前記位置情報を算出し、算出された前記位置情報を前記マーク座標テーブルに登録する登録手段とを備える
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項４】
前記複数のマークは、磁力の強さが異なる二種以上のマークからなり、
前記マーク座標テーブルには、前記位置情報に関連付けて、さらに、磁力の強さを示す磁力情報が格納され、
前記マーク検出手段は、前記走行車の底面に設けられた磁気センサからなり、前記マークの磁力を検知することにより、前記検出領域内に配置されたマークの配置及び磁力の強さを検出し、
前記位置算出手段は、前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置及び磁力のパターンに一致するマークを特定し、前記現在位置を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項５】
前記マーク検出手段は、少なくとも三個以上の前記磁気センサからなり、少なくとも三個以上のマークを略同時に検出することができる
ことを特徴とする請求項４に記載の走行車。
【請求項６】
前記位置算出手段は、さらに、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、当該走行車の向きを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の走行車。
【請求項７】
走行領域内に配置された複数のマークと前記走行領域内を走行する走行車とからなる走行車システムであって、
前記複数のマークは、前記走行領域内の全域にわたって配置され、
前記走行車は、
前記走行領域内における位置を示す位置情報を前記マークごとに格納するマーク座標テーブルを保持するテーブル保持手段と、
前記走行領域内の領域であり、かつ、当該走行車と一定の位置関係にある領域を検出領域とした場合、前記検出領域内に配置されたマークを検出するマーク検出手段と、
前記マーク座標テーブルに格納されたマークの中から、前記マーク検出手段が検出したマークの配置パターンと一致するマークを特定し、特定されたマークの前記位置情報と、当該走行車と前記検出領域との前記位置関係とを用いて、前記走行領域内における当該走行車の現在位置を算出する位置算出手段とを備える
ことを特徴とする走行車システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−２７１６０８（Ｐ２００９−２７１６０８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１９３６２（Ｐ２００８−１１９３６２）
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月３０日（２００８．４．３０）
【出願人】（０００００６２９７）村田機械株式会社 (4,916)
【Ｆターム（参考）】
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