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技術 搬送装置、搬送装置の制御方法およびプログラム

出願人 株式会社日立製作所
発明者 竹田真司長島由和
出願日 2018年9月14日 (2年3ヶ月経過) 出願番号 2018-172093
公開日 2020年3月26日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-046696
状態 未査定
技術分野 移動体の位置、進路、高度又は姿勢の制御
主要キーワード 低い壁 運搬対象物 位置補正動作 グリッド座標 修理後 スタート指令 立て看板 クアッド
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年3月26日)のものです。
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図面 (13)

課題

搬送装置を適切に運用できるようにする。

解決手段

筐体に装着され床面を走行するための走行部と、床面を複数のグリッド区切り、床面における障害物の位置を規定する環境地図データを記憶する記憶部と、走行部を制御する制御部と、を備え、制御部は、自機が現在属している一のグリッドである所属グリッドを特定する所属グリッド特定機能(ステップS110)と、所定のスタート指令を受信すると、筐体の所定の基準点が、所属グリッドの所定の基準点に近づくように、走行部を駆動する位置補正機能(ステップS130)と、を有する。

概要

背景

本技術分野の背景技術として、下記特許文献1の要約書には、「自己位置推定精度の悪い位置にあっても過去の移動履歴に応じて推定精度が高い安全な位置まで自律的に移動できる自律移動ロボットを提供する。」と記載されている。また、同文献の明細書段落0013には、「本発明の実施の形態における自律移動ロボット1は、図1の概観図に示すように、クアッドロータ型の小型無人ヘリコプタである。なお、本発明の適用範囲は、クアッドロータ型の小型無人ヘリコプタに限定されるものではなく、シングルロータ型の小型無人ヘリコプタや、自律移動する走行型ロボットについても同様に適用することができる。」と記載されている。

概要

搬送装置を適切に運用できるようにする。筐体に装着され床面を走行するための走行部と、床面を複数のグリッド区切り、床面における障害物の位置を規定する環境地データを記憶する記憶部と、走行部を制御する制御部と、を備え、制御部は、自機が現在属している一のグリッドである所属グリッドを特定する所属グリッド特定機能(ステップS110)と、所定のスタート指令を受信すると、筐体の所定の基準点が、所属グリッドの所定の基準点に近づくように、走行部を駆動する位置補正機能(ステップS130)と、を有する。

目的

本技術分野の背景技術として、下記特許文献1の要約書には、「自己位置の推定精度の悪い位置にあっても過去の移動履歴に応じて推定精度が高い安全な位置まで自律的に移動できる自律移動ロボットを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

筐体に装着され床面を走行するための走行部と、前記床面を複数のグリッド区切り、前記床面における障害物の位置を規定する環境地図データを記憶する記憶部と、前記走行部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、自機が現在属している一の前記グリッドである所属グリッドを特定する所属グリッド特定機能と、所定のスタート指令を受信すると、前記筐体の所定の基準点が、前記所属グリッドの所定の基準点に近づくように、前記走行部を駆動する位置補正機能と、を有することを特徴とする搬送装置

請求項2

周辺に存在する前記障害物を検出する障害物検出部をさらに備え、前記制御部は、前記障害物検出部の検出結果と、前記環境地図データとに基づいて、前記所属グリッドを特定することを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。

請求項3

前記床面に貼付された識別標識を読み取る識別標識読取装置をさらに備え、前記制御部は、前記識別標識読取装置の読取結果に基づいて前記所属グリッドを特定する機能をさらに有することを特徴とする請求項2に記載の搬送装置。

請求項4

前記制御部は、前記スタート指令を受信すると、前記位置補正機能による位置補正が必要か否かを判定する機能と、前記位置補正が必要であると判定された場合に、前記筐体の外部に設けられた制御装置に対して、前記位置補正が必要である旨の位置補正必要報告を送信する機能と、前記位置補正必要報告を受信した前記制御装置から、前記位置補正を実行すべき旨の位置補正指示を受信する機能と、を有し、前記制御装置から前記位置補正指示を受信したことを条件として、前記位置補正機能を動作させることを特徴とする請求項1に記載の搬送装置。

請求項5

筐体に装着され床面を走行するための走行部と、前記床面を複数のグリッドに区切り、前記床面における障害物の位置を規定する環境地図データを記憶する記憶部と、前記走行部を制御する制御部と、を備える搬送装置の制御方法であって、前記制御部が、自機が現在属している一の前記グリッドである所属グリッドを特定する所属グリッド特定過程と、前記制御部が、所定のスタート指令を受信すると、前記筐体の所定の基準点が、前記所属グリッドの所定の基準点に近づくように、前記走行部を駆動する位置補正過程と、を有することを特徴とする搬送装置の制御方法。

請求項6

筐体に装着され床面を走行するための走行部と、前記床面を複数のグリッドに区切り、前記床面における障害物の位置を規定する環境地図データを記憶する記憶部と、前記走行部を制御するコンピュータと、を備える搬送装置に適用され、前記コンピュータを、自機が現在属している一の前記グリッドである所属グリッドを特定する所属グリッド特定手段、所定のスタート指令を受信すると、前記筐体の所定の基準点が、前記所属グリッドの所定の基準点に近づくように、前記走行部を駆動する位置補正手段、として機能させるためのプログラム

技術分野

0001

本発明は、搬送装置、搬送装置の制御方法およびプログラムに関する。

背景技術

0002

本技術分野の背景技術として、下記特許文献1の要約書には、「自己位置推定精度の悪い位置にあっても過去の移動履歴に応じて推定精度が高い安全な位置まで自律的に移動できる自律移動ロボットを提供する。」と記載されている。また、同文献の明細書段落0013には、「本発明の実施の形態における自律移動ロボット1は、図1概観図に示すように、クアッドロータ型の小型無人ヘリコプタである。なお、本発明の適用範囲は、クアッドロータ型の小型無人ヘリコプタに限定されるものではなく、シングルロータ型の小型無人ヘリコプタや、自律移動する走行型ロボットについても同様に適用することができる。」と記載されている。

先行技術

0003

特開2016−173709号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、上記特許文献1においては、自律移動ロボットを、倉庫等の搬送装置として適用する点については特に言及されていない。倉庫等においては、運搬対象物、搬送装置、壁や柱等の構造物が比較的高い密度で配置されるため、これら相互間の干渉が起こると、搬送装置を適切に運用することができなくなる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、適切に運用できる搬送装置、搬送装置の制御方法およびプログラム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

0005

上記課題を解決するため本発明の搬送装置は、筐体に装着され床面を走行するための走行部と、前記床面を複数のグリッド区切り、前記床面における障害物の位置を規定する環境地図データを記憶する記憶部と、前記走行部を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、自機が現在属している一の前記グリッドである所属グリッドを特定する所属グリッド特定機能と、所定のスタート指令を受信すると、前記筐体の所定の基準点が、前記所属グリッドの所定の基準点に近づくように、前記走行部を駆動する位置補正機能と、を有することを特徴とする。

発明の効果

0006

本発明によれば、搬送装置を適切に運用できる。

図面の簡単な説明

0007

本発明の一実施形態に適用される搬送ロボットと、搬送対象となると、を示す斜視図である。
搬送ロボットの斜視図である。
倉庫の平面図である。
環境地図データの模式図である。
搬送ロボットの筐体中に配置された制御部のブロック図である。
統括制御装置のブロック図である。
搬送ロボットが外部から保管スペース搬入される際の動作を示す動作説明図である。
バーコードを用いた位置検出の動作説明図である。
搬送ロボットの位置補正動作の説明図である。
位置補正の模式図である。
搬送ロボットが実行する処理プログラムフローチャートである。
統括制御装置が実行する処理プログラムのフローチャートである。

実施例

0008

〈実施形態の構成〉
(搬送ロボット102)
以降、本発明の一実施形態による倉庫システムの構成を、詳細に説明する。本実施形態の倉庫システムは、倉庫業者通信販売用倉庫に対して物品入庫し、そこから物品を出庫する等の用途に適用される。但し、本発明は、例えばメーカ等が自社内で部品保管・管理する場合にも適用可能である。なお、本実施形態の“物品”は、取引の対象になる商品、それ以外の製品、部品等を含む概念である。
図1は、本実施形態に適用される搬送ロボット102(搬送装置)と、搬送対象となる棚111と、を示す斜視図である。棚111は、略直方体枠状の物品収納部112と、物品収納部112の4隅から下方に突出した4本の支持脚114と、を備えている。

0009

図1に示すように、搬送ロボット102は、物品収納部112の下方の空間に潜り込むことができる。そして、搬送ロボット102は、物品収納部112を下から押し上げることによって、棚111を持ち上げて移動することができる。本実施形態においては、搬送ロボット102が物品収納部112の下方に潜り込む際、搬送ロボット102は、図示の「前後」または「左右」のうち何れかの方向から潜り込む。仮に、「前後」または「左右」方向に斜交する方向から潜り込もうとすると、搬送ロボット102と支持脚114とが衝突する場合がある。

0010

図2は、搬送ロボット102の斜視図である。図2において、搬送ロボット102は、略直方体状の筐体102aを備えており、筐体102aの底部には、一対の車輪120(走行部)が装着されている。一対の車輪120を同方向に回転させると、搬送ロボット102を床面上で移動させることができる。また、一対の車輪120を異なる方向に回転させると、運搬中の棚111(図1参照)の向きを維持したまま、搬送ロボット102を床面上で旋回させることができる。搬送ロボット102の高さは、例えば20cm程度である。

0011

搬送ロボット102の上面中央には、略円板状の棚支持部122が設けられている。棚支持部122が上方向に持ち上がると、棚支持部122は物品収納部112(図1参照)の底板に当接し、底板を押し上げることによって棚111を上方に押し上げる。搬送ロボット102は、4つの側面に衝突検知部124を備えている。衝突検知部124は、赤外線レーザまたは電波等の電磁波を周囲に放射する。そして、衝突検知部124は、放射した電磁波が周囲の障害物に反射されると、その反射状態に基づいて障害物の位置等を検出する。これにより、搬送ロボット102と障害物との衝突を防止することができる。

0012

また、搬送ロボット102は、さらに広い範囲の状況を検出するために、筐体の一隅にLIDAR(Laser Imaging Detection and Ranging)等のレーザスキャナ130(障害物検出部)を備えている。レーザスキャナ130は筐体の一隅に設けられているため、レーザスキャナ130は、約270°の角度範囲で、周囲の状況を検出することができる。

0013

また、搬送ロボット102は、無線通信装置123と、赤外線通信装置125と、カメラ127(識別標識読取装置)と、操作・表示部128と、制御部720(コンピュータ)と、を備えている。無線通信装置123は、統括制御装置(図示略)との間で無線通信を行う。ここで、統括制御装置とは、複数の搬送ロボット102の動作を統括制御する装置である。

0014

また、赤外線通信装置125は、図示しない充電ステーション等、周囲の設備との間で赤外線通信を行う。カメラ127は、搬送ロボット102の底部に設置されている。カメラ127は、床面に表示されたバーコード(図示略)を読み取る機能を有しており、搬送ロボット102は、これによって自機の位置を認識することができる。操作・表示部128は、作業員によって操作される各種の押ボタンや、ランプ等を備えている。

0015

(倉庫100)
図3は、本実施形態に適用される倉庫100の平面図である。
図示の例において、倉庫100は1階建ての建物であり、保管スペース202(床面)と、作業スペース203と、両者を仕切仕切壁204と、を備えている。保管スペース202には、複数の棚111と、棚111を搬送する複数の搬送ロボット102と、が配置されている。作業スペース203は、作業員が作業するスペースである。

0016

仕切壁204は、例えば金網であり、物品を保管スペース202に入庫するための入庫ゲート205と、物品を保管スペース202から出庫するための出庫ゲート206と、を備えている。ここで、“入庫”とは、例えば、仕入れ先から仕入れた物品を保管スペース202に収納することをいう。また、“出庫”とは、例えば、顧客の注文に応じ、物品を保管スペース202から取り出すことをいう。

0017

保管スペース202は、略長方形状であり、図中の上辺右辺および左辺に対応する箇所には、それぞれ破線で示す壁142,144,146(障害物)が立設されている。なお、壁142,144,146は、床から天井に渡って形成されている壁である。また、保管スペース202の図中の下辺に対応する箇所には、破線で示す壁148が立設されている。壁148は、高さの低い壁であり、搬送ロボット102が衝突検知部124およびレーザスキャナ130(図1参照)によって検出できる程度の高さ(例えば20cm程度)を有している。

0018

また、保管スペース202の内部には、建物を支持するための5本の柱132,134,136,138,140(障害物)が立設されている。また、保管スペース202は、仮想的に複数の正方形領域であるグリッド107に区切られている。図示の例においては、X方向に「12」列、Y方向に「7」行のグリッド107が形成されている。各グリッド107は、「(X,Y)」の形式グリッド座標によって特定することができる。換言すれば、図示の例では、グリッド座標(1,1)から(12,7)の範囲でグリッド107が形成されている。

0019

保管スペース202における棚111および搬送ロボット102の位置は、グリッドを単位として管理される。ここで、グリッドは、保管スペース202を仮想的に区切るものであるため、保管スペース202の床面にグリッドを区切る線等が描かれているわけではない。但し、搬送ロボット102が自機の位置を正確に把握できるようにするため、一部のグリッドには、その位置を示すバーコード208(識別標識)が貼付されている。なお、図3に示した例では、一つのグリッドにおいてのみバーコード208を示しており、他のバーコード208については図示を省略している。

0020

保管スペース202および作業スペース203の面積は任意である。グリッド107の形状および面積も任意であるが、1つのグリッドは、1つの棚111が隙間なく入る程度の形状および面積を有することが好ましい。保管スペース202において、複数の棚111は、2列×3行=6個で1つの“島”を形成するように配置される。但し、島の形状および1つの島に属する棚111の数は任意である。

0021

図3において、棚111は、「十字線が入った太線正方形」によって表現されている。また、搬送ロボット102は、「中央に円を描いたやや小型の面取りされた正方形」によって表現されている。また、図1に示したように、搬送ロボット102は、棚111の下方に潜り込んで棚111を搬送する。その状態の搬送ロボット102および棚111を「集合体」と呼ぶ。図3において、集合体211は、「十字線が入った太線の正方形」と、「中央に円を描いたやや小型の面取りされた正方形」と、を重ね合わせた図形として表現されている。

0022

(環境地図データ)
図4は、本実施形態に適用される環境地図データ180の模式図である。
この環境地図データ180は、搬送ロボット102が自機の位置を推定するために使用する地図データである。環境地図データ180には、図3に示した壁142,144,146,148、柱132,134,136,138,140、およびグリッド107に対応する位置情報が含まれている。環境地図データ180は、保管スペース202の内部構造計測して生成してもよく、倉庫100を建設した際のCADデータに基づいて生成してもよい。

0023

図4においては、柱132〜140および壁142〜148は、実線で示されている。これら実線で示された柱および壁は、搬送ロボット102のレーザスキャナ130(図2参照)によって検出できる要素になる。搬送ロボット102は、レーザスキャナ130によって検出した、自機の周辺の状態と、環境地図データ180とを照合することによって、自機の現在位置を推定することができる。

0024

また、柱132〜140および壁142〜148に加えて、搬送ロボット102が自機の位置を検出するためのマーカを、保管スペース202内の随所に配置してもよい。このマーカは、例えば、保管スペース202内に仮設的に設置された立て看板と、立て看板に貼付された反射材と、によって構成することができる。この種のマーカは、柱132〜140および壁142〜148等とは異なり、建物に固定されていないため、状況に応じて、設置配置を変更することができる。

0025

(入庫および出庫)
物品の入庫時における搬送ロボット102等の時系列動きは概略以下の通りである。
図1に示すように、搬送ロボット102は、目的とする棚111の下方の空間に移動する。
・搬送ロボット102は、その棚111を持ち上げて、図3に示す保管スペース202内を移動して、入庫ゲート205まで搬送する。
・作業員は、入庫ゲート205越しに、物品を棚111に収納する。
・搬送ロボット102は、物品が入った棚111を、保管スペース202内の元の位置又は他の位置に搬送する。
・搬送ロボット102は、棚111を床面に下ろした後、通路等に出て、次の搬送に備えて待機する。

0026

また、物品の出庫時における搬送ロボット102等の時系列の動きは概略以下の通りである。
・搬送ロボット102は、目的とする物品が格納された棚111の下方の空間に移動する。
・搬送ロボット102は、その棚111を持ち上げて保管スペース202内を移動し、出庫ゲート206まで搬送する。
・作業員は、出庫ゲート206越しに、棚111から物品を取り出す。
・搬送ロボット102は、物品が取り出された棚111を、保管スペース202内の元の位置または他の位置に搬送する。
・搬送ロボット102は、棚を床面に下ろした後、通路等に出て、次の搬送に備えて待機する。

0027

(搬送ロボットの制御装置
図5は、搬送ロボット102の筐体中に配置された制御部720のブロック図である。
制御部720は、中央演算部732と、記憶部733と、通信部735と、アンテナ736と、衝突検知制御部740と、レーザスキャナ制御部742と、カメラ制御部744と、車輪制御装置746と、棚支持制御装置748と、入出力制御部750と、を備えている。

0028

記憶部733は、制御プログラムや各種データを記憶する。中央演算部732は、記憶部733に記憶された制御プログラム等に基づいて、搬送ロボット102内の各部を制御する。従って、制御部720は、コンピュータとしての機能を有している。通信部735は、無線通信装置123および赤外線通信装置125(図2参照)を制御して外部機器との間で各種通信を行う。衝突検知制御部740は、衝突検知部124(図2参照)を制御する。

0029

レーザスキャナ制御部742は、レーザスキャナ130(図2参照)を制御する、カメラ制御部744は、搬送ロボット102の底部に設けられたカメラ127(図2参照)を制御する。車輪制御装置746は、搬送ロボット102の車輪120(図2参照)の回転状態を制御する。棚支持制御装置748は、上面中央の棚支持部122(図2参照)を上下動させる。入出力制御部750は、操作・表示部128(図2参照)を用いて、外部との間で各種データの入出力を行う。

0030

(統括制御装置)
図6は、本実施形態に適用される統括制御装置230(制御装置)のブロック図である。
統括制御装置230は、例えば、倉庫業者の事務スペース(図示略)に配置され、保管スペース202で運用されている複数の搬送ロボット102の動作を統括制御する。統括制御装置230は、中央演算部232と、記憶部233と、入出力部234と、通信部235と、アンテナ236と、を備えている。記憶部233は、制御プログラムや各種データ等を記憶する。特に、記憶部233は、環境地図データ180(図4参照)を記憶している。中央演算部232は、記憶部233に記憶された制御プログラム等に基づいて、複数の搬送ロボット102を制御する。従って、統括制御装置230も、コンピュータとしての機能を有している。

0031

〈実施形態の動作〉
(搬送ロボット102の初期動作
図7は、搬送ロボット102が外部から保管スペース202に搬入される際の動作を示す動作説明図である。
作業者は、入庫ゲート205から保管スペース202に搬送ロボット102を搬入し、操作・表示部128(図2参照)を操作して電源オン状態にする。電源オン状態になると、搬送ロボット102は、統括制御装置230(図6参照)との間の通信を確立し、統括制御装置230から環境地図データ180(図4参照)をダウンロードする。

0032

統括制御装置230との通信が確立した後、作業者が操作・表示部128において所定の「スタート指令」を行うと、搬送ロボット102は、レーザスキャナ130(図2参照)を用いて、周囲に存在する物体の位置を検出する。但し、作業者が「スタート指令」を行うことに代えて、統括制御装置230が搬送ロボット102に対して「スタート指令」を送信するようにしてもよい。レーザスキャナ130によって物体の位置検出が可能な範囲を「レーザ測定範囲150」と呼ぶ。

0033

図7に示す例においては、搬送ロボット102は、柱134にレーザを照射し、柱134の位置を取得している。周囲の物体の位置検出が終了すると、搬送ロボット102は、周囲の物体の位置情報と、環境地図データ180(図4参照)とを照合することによって、自機の位置検出を行う。

0034

(バーコードを用いた位置検出)
また、搬送ロボット102は、バーコードを用いて、自機の位置検出を行うこともできる。図8は、バーコードを用いた位置検出の動作説明図である。
図8に示す例においては、入庫ゲート205に隣接する床面グリッドに、バーコード208が貼付されている。そして、作業者は、搬送ロボット102を入庫ゲート205に配置した後、操作・表示部128(図2参照)において、所定のバーコード読取指令操作を行う。

0035

但し、バーコード208の読み込みは、統括制御装置230(図6参照)から供給されたバーコード読取指令に応じて実行してもよい。搬送ロボット102は、操作・表示部128または統括制御装置230からバーコード読取指令が供給されると、1個分のグリッドに応じた距離だけ前進する。これにより、搬送ロボット102は、バーコード208の上方に移動する。次に、搬送ロボット102は、カメラ127(図2参照)を用いてバーコード208を読み取り、自機の位置情報を認識し、その内容を統括制御装置230に送信する。

0036

なお、上述した例では、搬送ロボット102は、床面のバーコード208によって自機の位置検出を行ったが、レーザスキャナ130による検出結果を併用して自機の位置検出を行ってもよい。このように、複数の手法によって自機の位置検出を行うことにより、位置検出の精度や信頼性を向上させることができる。また、上述の例では、搬送ロボット102が保管スペース202に搬入される際の初期段階の動作として説明したが、初期段階以外においても同様の動作を行ってもよい。

0037

例えば、搬送ロボット102が故障して回収され修理された場合、修理後の搬送ロボット102を保管スペース202に再度搬入する場合にも、同様の動作を実行させるとよい。また、上記例では、搬送ロボット102は、入庫ゲート205に隣接するグリッドの位置から動作を開始させたが、動作を開始するグリッドはこれに限られるわけではない。すなわち、搬送ロボット102は、保管スペース202内の任意のグリッドにおいて動作を開始させることができる。

0038

(搬送ロボット102の位置補正)
図9は、搬送ロボット102の位置補正動作の説明図である。ここで、「位置補正」とは、搬送ロボット102の基準点を、現在のグリッド107の基準点に近づけるように(理想的には一致するように)、搬送ロボット102の車輪120(図2参照)を駆動する。そして、本実施形態においては、搬送ロボット102の基準点は搬送ロボット102の中心点であり、グリッド107の基準点は、グリッド107の中心点である。
図示の例において、搬送ロボット102は、入庫ゲート205から保管スペース202に搬入され、周囲の状況をレーザスキャナ130を用いてスキャンしたと仮定する。すると、搬送ロボット102は、レーザ測定範囲150の中に存在する物体の相対的な位置情報(搬送ロボット102を基準とした位置情報)を取得することができる。

0039

図示の例では、レーザ測定範囲150には、柱134の一部と、壁148の一部とが含まれているため、搬送ロボット102は、当該部分の相対的な位置情報を認識している。搬送ロボット102は、これら相対的な位置情報と、環境地図データ180(図4参照)とを照合し、環境地図データ180における自機の位置情報を推定する。

0040

図示の例では、搬送ロボット102は、入庫ゲート205に隣接するグリッド座標(2,1)のグリッド107aから保管スペース202に搬入されたことと仮定している。しかし、搬送ロボット102は、グリッド座標(3,1)のグリッド107bや、その他のグリッドに一部がはみ出している。さらに、搬送ロボット102は、各グリッドに対して、斜めになった状態で配置されている。

0041

搬送ロボット102が推定する「自機の位置情報」には、「所属グリッド座標」と「位置偏差」とが含まれる。ここで、「所属グリッド座標」は、自機の中心点が属するグリッド107(以下、所属グリッドと呼ぶ)の座標である。図9の例において搬送ロボット102の中心点102P(基準点)は、グリッド107aに属しているため、そのグリッド座標(2,1)が搬送ロボット102の所属グリッド座標になる。また、「位置偏差」とは、所属グリッドの中心点と、自機の中心点102Pとの偏差である。すなわち、位置偏差は、長さと方向とを有するベクトル量である。

0042

図9に示す状態において、搬送ロボット102をグリッド座標(2,3)であるグリッド107cに移動させることを想定する。この移動を実現するために、矢印162で示すような直線的な移動経路を採用することは、不可能ではない。但し、搬送ロボット102を移動させようとしたタイミングに、グリッド座標(3,3)に配置されている他の搬送ロボット102bをグリッド座標(3,2)に移動しようとすると、搬送ロボット102,102bが衝突する可能性が生じる。

0043

このような衝突の可能性を低減させるため、本実施形態においては、搬送ロボット102は位置補正を実行する。
図10は、位置補正の模式図である。位置補正においては、上述した位置偏差に基づいて、搬送ロボット102の車輪120(図2参照)を回転させる、車輪120を左右で逆回転させる、等の動作を組み合わせ、図10に示すように、搬送ロボット102の中心点102Pを、グリッド107aの中心点117aに近づける(理想的には一致させる)。

0044

搬送ロボット102は、一回の位置補正が完了すると、再度、レーザスキャナ130(図2参照)を用いて、柱134や壁148との位置関係を再確認し、かつ、その再確認結果を統括制御装置230に送信する。
これにより、搬送ロボット102は、自機が属しているグリッド107aの中心付近から隣接するグリッド座標(2,2)を経由して、グリッド座標(2,3)のグリッド107cに移動することになる。従って、隣接する他のグリッド座標(3,2)に他の搬送ロボット102b(図9参照)が配置されていたとしても、搬送ロボット102,102bは、全く接触することがなくなる。これにより、搬送ロボット102は、グリッド中心の近傍からスタートして、他のグリッドに移動することができる。

0045

(搬送ロボットの処理手順
図11は、搬送ロボット102の動作開始時に、搬送ロボット102によって実行される処理プログラムのフローチャートである。なお、本プログラムは、例えば、搬送ロボット102の電源が投入された場合や、操作・表示部128において作業者が所定のリセット操作を行った場合に起動される。図11に示す処理プログラムは、1台の搬送ロボット102に対するものであり、複数の搬送ロボット102の動作が開始された場合は、搬送ロボット102の数に応じたプロセスが起動され、個々のプロセス毎に、該処理プログラムが起動される。

0046

図11において処理がステップS102に進むと、搬送ロボット102の通信部735(図5参照)は、統括制御装置230の通信部235との間で通信を確立する。次に、処理がステップS104に進むと、通信部735は、統括制御装置230から環境地図データ180(図4参照)をダウンロードして取得する。

0047

次に、処理がステップS106に進むと、所定の「スタート指令」が供給されるまで処理が待機する。スタート指令は、作業者が操作・表示部128(図2参照)を操作して供給してもよく、統括制御装置230から搬送ロボット102に対して通信によってスタート指令を供給してもよい。但し、この時点で搬送ロボット102の位置が所定のスタート位置(例えば図7に示す搬送ロボット102の位置)から外れている場合には、作業者は、搬送ロボット102を例えば手で押して、該スタート位置まで移動させることができる。

0048

そして、搬送ロボット102にスタート指令が供給されると、処理はステップS108に進む。ここでは、中央演算部732は、レーザスキャナ130に周囲をスキャンさせ、その結果であるスキャンデータを記憶部733に記憶する。次に、処理がステップS110に進むと、中央演算部732は、記憶部733に記憶されている環境地図データ180と、スキャンデータとを照合して、当該搬送ロボット102の所属グリッドを推定する。

0049

次に、処理がステップS112に進むと、搬送ロボット102の中央演算部732は、統括制御装置230に対して、所属グリッド座標を送信する。次に、処理がステップS114に進むと、中央演算部732は、位置偏差を算出する。上述のように、「位置偏差」とは、所属グリッドの中心点と、自機の中心点との偏差を表すベクトル量である。

0050

次に、処理がステップS116に進むと、中央演算部732は、自機の位置補正が必要か否かを判定する。例えば、上述した位置偏差の絶対値が所定の閾値以上であれば、「Yes」(位置補正が必要)と判定し、それ以外の場合には「No」(位置補正は不要)と判定するとよい。ステップS116において「Yes」(位置補正が必要)と判定されると、処理はステップS124に進む。

0051

ステップS124においては、中央演算部732は、統括制御装置230から「位置補正指示」を既に受信しているか否かを判定する。ここで、「位置補正指示」とは、統括制御装置230から搬送ロボット102に対して、位置補正を実行するように命令する指示である。ステップS124において「No」(位置補正指示を受信していない)と判定されると、処理はステップS126に進む。

0052

ステップS126においては、中央演算部732は、通信部735を介して、統括制御装置230に「位置補正必要報告」を送信する。ここで、「位置補正必要報告」とは、位置補正が必要である旨の報告である。次に、処理がステップS128に進むと、統括制御装置230から位置補正指示を受信するまで処理が待機する。そして、通信部735が統括制御装置230から位置補正指示を受信すると、処理はステップS130に進む。ステップS130において、中央演算部732は位置補正を実行する。すなわち、搬送ロボット102の基準点(例えば中心点)を、現在のグリッド107の基準点(例えば中心点)に近づけるように、搬送ロボット102の車輪120(図2参照)を駆動する。

0053

次に、上述したステップS108〜S114の処理が実行される。すなわち、中央演算部732は、再びスキャンデータを取得し(S108)し、所属グリッドを推定する(S110)とともに所属グリッド座標を統括制御装置230に送信し(S112)、位置偏差を算出する(S114)。次に、処理がステップS116に進むと、中央演算部732は、自機の位置補正が必要か否かを再び判定する。「位置補正」は、先にステップS130において実行されたが、それによって位置偏差の絶対値が上述した閾値未満にならない場合もある。かかる場合、ステップS116において「Yes」(位置補正が必要)と判定され、処理はステップS124に進む。

0054

上述したように、ステップS124では、中央演算部732は、統括制御装置230から「位置補正指示」を既に受信しているか否かを判定する。ここで、前回にステップS128(位置補正指示を受信するまで待機)の実行が終了した際に、「位置補正指示」は既に受信されているはずである。従って、この場合、ステップS124では「Yes」(位置補正指示を受信済)と判定され、ステップS130において、位置補正が再び実行される。

0055

以後、ステップS116において「No」(位置補正は不要)と判定されるまで、ステップS108〜S116,S124,S130のループが繰り返される。そして、ステップS116において「No」と判定されると、処理はステップS118に進む。ここでは、中央演算部732は、通信部735を介して、統括制御装置230に「位置補正不要・終了報告」を送信する。ここで、「位置補正不要・終了報告」とは、「位置補正が完了したこと」または「位置補正がそもそも不要であった」ことを示す情報である。

0056

次に、処理がステップS120に進むと、統括制御装置230から「移動指示」を受信するまで、処理が待機する。ここで、「移動指示」とは、現在のグリッド107とは異なる他のグリッド107に搬送ロボット102を移動すべき旨の指示であり、移動する際に辿る移動ルートも指定される。そして、指定される移動ルートは、X方向またはY方向(図3参照)に隣接するグリッドを順次辿るように指定される。

0057

統括制御装置230から移動指示を受信すると、処理はステップS122に進み、中央演算部732は、指定された移動ルートを介して、目的とするグリッド107に搬送ロボット102を移動させる。以上により、本プログラムの処理を終了する。上述したように、本実施形態において、「移動指示」はX方向またはY方向(図3参照)に隣接するグリッドを順次辿るように指定される。従って、X軸またはY軸に斜交する方向に他の搬送ロボットや棚111等が存在していたとしても、搬送ロボット102を、他の搬送ロボットや棚111等に接触させることなく、目的とするグリッド107に移動させることができる。

0058

(統括制御装置230の処理手順)
図12は、搬送ロボット102のスタート時において、統括制御装置230が実行する処理プログラムのフローチャートである。
図12において処理がステップS202に進むと、通信部235(図5参照)が搬送ロボット102から位置補正必要報告(図11、S126参照)または位置補正不要・終了報告(図11、S118参照)のうち、何れかを受信するまで処理が待機する。通信部235が何れかの報告を受信すると、処理はステップS204に進み、中央演算部232は、受信した報告の内容に応じて、位置補正が必要か否かを判定する。

0059

まず、位置補正不要・終了報告を受信した場合は、ステップS204において「No」(位置補正が不要)と判定され、処理はステップS212に進む。このステップS212の処理内容は後述する。一方、通信部235が位置補正必要報告を受信した場合は、ステップS204において「Yes」(位置補正が必要)と判定され、処理はステップS206に進む。ステップS206において、中央演算部232は、位置補正を実行すべきタイミングまで、処理を待機させる。

0060

例えば、制御対象である搬送ロボット102の近傍を他の搬送ロボットが通過しようとしている場合は、他の搬送ロボットとの干渉をさけるため、他の搬送ロボットが通過するまで、位置補正の実行タイミングを遅らせることがある。次に、位置補正を実行すべきタイミングが訪れると、処理はステップS208に進む。ここでは、中央演算部232は、通信部235を介して、搬送ロボット102に対して位置補正指示を送信する。次に、処理がステップS210に進むと、通信部235が搬送ロボット102から位置補正不要・終了報告を受信するまで、処理が待機する。

0061

そして、搬送ロボット102から位置補正不要・終了報告を受信すると、図12において処理はステップS212に進む。ステップS212においては、統括制御装置230は、搬送ロボット102の移動先のグリッド107と、そこに到着するまでの移動ルートとを決定し、その内容を移動指示として搬送ロボット102に送信する。以上により、本プログラムの処理を終了する。

0062

〈実施形態の効果〉
以上のように本実施形態によれば、制御部(720)は、自機が現在属している一のグリッド(107)である所属グリッドを特定する所属グリッド特定機能(S110)と、所定のスタート指令を受信すると、筐体(102a)の所定の基準点(102P)が、所属グリッドの所定の基準点(102P)に近づくように、走行部(120)を駆動する位置補正機能(S130)と、を有する。
これにより、所属グリッドの中央部付近から搬送装置(102)を駆動することができ、搬送装置(102)同士の衝突や、搬送装置(102)と障害物との衝突を抑制し、搬送装置(102)を適切に運用できる。

0063

また、本実施形態の搬送装置(102)は、周辺に存在する障害物(132〜140、142〜148)を検出する障害物検出部(130)をさらに備え、制御部(720)は、障害物検出部(130)の検出結果と、環境地図データ(180)とに基づいて、所属グリッドを特定する。
これにより、周辺に存在する障害物(132〜140、142〜148)に基づいて、所属グリッドを特定することができる。

0064

また、本実施形態の搬送装置(102)は、床面(202)に貼付された識別標識(208)を読み取る識別標識読取装置(127)をさらに備え、制御部(720)は、識別標識読取装置(127)の読取結果に基づいて所属グリッドを特定する機能をさらに有する。
これにより、識別標識(208)に基づいて、所属グリッドを一層正確に特定することができる。

0065

制御部(720)は、スタート指令を受信すると、位置補正機能(S130)による位置補正が必要か否かを判定する機能(S116)と、位置補正が必要であると判定された場合に、筐体(102a)の外部に設けられた制御装置(230)に対して、位置補正が必要である旨の位置補正必要報告(S126)を送信する機能と、位置補正必要報告を受信した制御装置(230)から、位置補正を実行すべき旨の位置補正指示(S128)を受信する機能と、を有し、制御装置(230)から位置補正指示を受信したことを条件として、位置補正機能(S130)を動作させる。
これにより、外部に設けられた制御装置(230)は、位置補正を実行するタイミングを判断して、搬送装置(102)に対して位置補正を実行させることができる。

0066

〈変形例〉
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態は本発明を理解しやすく説明するために例示したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、上記実施形態の構成に他の構成を追加してもよく、構成の一部について他の構成に置換をすることも可能である。また、図中に示した制御線情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上で必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。上記実施形態に対して可能な変形は、例えば以下のようなものである。

0067

(1)上記実施形態における制御部720および統括制御装置230のハードウエアは一般的なコンピュータによって実現できるため、図11図12に示したプログラム等を記憶媒体に格納し、または伝送路を介して頒布してもよい。

0068

(2)図11図12に示した処理は、上記実施形態ではプログラムを用いたソフトウエア的な処理として説明したが、その一部または全部をASIC(Application Specific IntegratedCircuit;特定用途向けIC)、あるいはFPGA(field-programmable gate array)等を用いたハードウエア的な処理に置き換えてもよい。

0069

(3)図11のステップS104に示したように、上記実施形態における搬送ロボット102は、環境地図データ180を統括制御装置230からダウンロードしたが、搬送ロボット102には最初から環境地図データ180を記憶させておいてもよい。

0070

(4)上記実施形態においては、搬送ロボット102の中心点102Pおよび各グリッド107の中心点を、これらの基準点として位置補正(ステップS130)を実行したが、搬送ロボット102およびグリッド107の基準点は、これらの中心点以外の箇所であってもよい。

0071

100倉庫
102a筐体
102P中心点(基準点)
102,102b搬送ロボット(搬送装置)
107グリッド
120車輪(走行部)
122棚支持部
123無線通信装置
124衝突検知部
125赤外線通信装置
127カメラ(識別標識読取装置)
128 操作・表示部
130レーザスキャナ(障害物検出部)
132,134,136,138,140 柱(障害物)
142,144,146,148 壁(障害物)
180環境地図データ
202保管スペース(床面)
208バーコード(識別標識)
230統括制御装置(制御装置)
720 制御部(コンピュータ)
733 記憶部

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