JP2022119114A - 産業車両、産業車両の制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】走行制御の精度を維持して適切な走行性能を得ることができる産業車両、産業車両の制御方法およびプログラムを提供する。【解決手段】産業車両（無人フォークリフト）１０は、走行体１０Ａと、昇降装置１０Ｄを介して走行体に設置され、走行環境に設置された複数の反射板に対してレーザー光を送信し、反射光を受信するレーザーセンサ１０Ｃ１と、レーザーセンサの出力に基づき走行体の位置と向きを演算する演算装置１１と、位置と向きの演算結果に基づき走行体の走行を制御する制御装置１３とを備え、制御装置が、走行体の走行の制御における精度と、走行体の加速度と、レーザーセンサの高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる加速度を上限として、走行体の走行を制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、産業車両、産業車両の制御方法およびプログラムに関する。

特許文献１には、送受信されるレーザー光が荷物等で遮られないように構成されたレーザー式無人搬送車が開示されている。特許文献１に記載されているレーザー式無人搬送車である無人フォークリフトは、レーザー光を水平に３６０°回転しながら送信して、倉庫内に設置された反射板で反射されたレーザー光を受信するレーザースキャナと、レーザースキャナによる反射板の認識結果に基づいて走行する無人走行体とを備える。そして、この無人フォークリフトでは、レーザースキャナは、レーザースキャナの高さが変化するように昇降可能に設けられている。

特開２０２０－３０６４２号公報

特許文献１に記載の無人フォークリフトでは、昇降装置によってレーザースキャナが高い位置に移動された際に、走行体が走行する床面の傾きや走行時の走行体の振動の影響によってレーザースキャナと反射板との距離が変動する場合があるため、走行制御の精度を維持できるように、加減速の際の加速度や走行速度を十分余裕のある値に設定しなければならないことがあるという課題があった。

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、走行制御の精度を維持して適切な走行性能を得ることができる産業車両、産業車両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。

上記課題を解決するために、本開示に係る産業車両は、走行体と、昇降装置を介して前記走行体に設置され、走行環境に設置された複数の反射板に対してレーザー光を送信し、反射光を受信するレーザーセンサと、前記レーザーセンサの出力に基づき前記走行体の位置と向きを演算する演算装置と、前記位置と向きの演算結果に基づき前記走行体の走行を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、少なくとも前記走行体の走行の制御における精度と、前記走行体の加速度と、前記レーザーセンサの高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる前記加速度を上限として、前記走行体の走行を制御する。

本開示に係る産業車両の制御方法は、走行体と、昇降装置を介して前記走行体に設置され、走行環境に設置された複数の反射板に対してレーザー光を送信し、反射光を受信するレーザーセンサと、を備える産業車両を制御する方法であって、前記レーザーセンサの出力に基づき前記走行体の位置と向きを演算するステップと、前記位置と向きの演算結果に基づき前記走行体の走行を制御する際に、少なくとも前記走行体の走行の制御における精度と、前記走行体の加速度と、前記レーザーセンサの高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる前記加速度を上限として、前記走行体の走行を制御するステップとを含む。

本開示に係るプログラムは、走行体と、昇降装置を介して前記走行体に設置され、走行環境に設置された複数の反射板に対してレーザー光を送信し、反射光を受信するレーザーセンサと、を備える産業車両を制御する際に、前記レーザーセンサの出力に基づき前記走行体の位置と向きを演算するステップと、前記位置と向きの演算結果に基づき前記走行体の走行を制御する際に、少なくとも前記走行体の走行の制御における精度と、前記走行体の加速度と、前記レーザーセンサの高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる前記加速度を上限として、前記走行体の走行を制御するステップとをコンピュータに実行させる。

本開示の産業車両、産業車両の制御方法およびプログラムによれば、走行制御の精度を維持して適切な走行性能を得ることができる。

本開示の実施形態に係る産業車両の一例としての無人フォークリフトの構成例を示すブロック図である。 図１に示す無人フォークリフト１０の構成例を模式的に示す側面図である。 本開示の実施形態に係る無人搬送システムの概要を模式的に示す斜視図である。 本開示の実施形態に係る無人搬送システムの概要を模式的に示す側面図である。 図１に示す無人フォークリフト１０の動作例を説明するための模式図である。 図１に示す加速度算出部３１と制御装置１３の構成例を示すシステム図である。 図６に示す処理データベース３３１の構成例を示す模式図である。 図６に示す処理データベース３４１の構成例を示す模式図である。 図１および図６に示す加速度上限値テーブル１４の構成例を示す模式図である。 本開示の第２実施形態に係る無人フォークリフト１０ａの構成例を模式的に示す側面図である。 図１０に示す無人フォークリフト１０ａを模式的に示す部分正面図である。 本開示の第３実施形態に係る無人フォークリフト１０ｂ－１～１０ｂ－３の構成例を模式的に示す側面図である。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。

＜第１実施形態＞
（無人フォークリフト１０の基本的な構成および動作）
以下、本開示の第１実施形態に係る無人フォークリフトの構成および動作例について、図１～図４を参照して説明する。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。図１は、本開示の実施形態に係る産業車両の一例としての無人フォークリフト１０の構成例を示すブロック図である。図２は、図１に示す無人フォークリフト１０の構成例を模式的に示す側面図である。図３は、本開示の実施形態に係る無人搬送システム１の概要を模式的に示す斜視図である。図４は、本開示の実施形態に係る無人搬送システム１の概要を模式的に示す側面図である。なお、本開示の実施形態に係る産業車両は、無人フォークリフトに限定されず、レーザー誘導方式の無人車両一般とすることができる。

図１～図４に示すように、本開示の第１実施形態に係る無人フォークリフト１０は、無人走行体（以下、走行体という）１０Ａと、荷役装置１０Ｂと、レーザースキャナ１０Ｃと、昇降装置１０Ｄを備える。走行体１０Ａは、図３に示すように、倉庫４０内等の走行環境に設置された複数の反射板５０の認識結果に基づいて自己位置を推定し、倉庫４０内の床面４３上を自動走行する。図３に示すように、本実施形態に係る無人搬送システム１は、レーザー式無人搬送車である無人フォークリフト１０と、倉庫４０内に設けられた複数の反射板５０と、荷物Ｎを保管する複数の棚７０と荷物Ｎの床置きエリアを備えている。

反射板５０は、倉庫４０内の一般の壁４１や防火壁４２に固定されており、無人フォークリフト１０からのレーザー光ＬＡを反射するように所定の高さに配置されている。無人フォークリフト１０の現在位置の推定精度を高める観点から、多数の反射板５０が設けられていることが好ましい。

レーザースキャナ１０Ｃは、昇降装置１０Ｄを介して走行体１０Ａに設置され、走行環境（倉庫４０内）に設置された複数の反射板５０に対してレーザー光ＬＡを送信し、反射光を受信するレーザーセンサ１０Ｃ１（図１参照）を有する。レーザースキャナ１０Ｃは、昇降装置１０Ｄによって走行体１０Ａに対して昇降可能に設けられており、レーザーセンサ１０Ｃ１と不図示のレーザー光の走査装置とを用いてレーザー光ＬＡを水平に３６０°回転させながら送信し、反射板５０で反射されたレーザー光ＬＡ（反射光）を受信する。レーザースキャナ１０Ｃは、レーザー光ＬＡの受信結果として、レーザー光ＬＡを送信してから受信するまでの時間、および、反射板５０で反射されたレーザー光ＬＡの移動方向角度を出力する。なお、本実施形態に係るレーザースキャナ１０Ｃは、昇降装置１０Ｄを介して、走行体１０Ａに取り付けられているが、荷役装置１０Ｂに取り付けられていてもよい。

図１および図２に示すように、無人フォークリフト１０は、走行体１０Ａの構成要素として、演算装置１１と、走行装置１２と、制御装置１３とを備える。演算装置１１は、レーザースキャナ１０Ｃにより受信したレーザー光ＬＡの受信結果に基づいて、レーザー光ＬＡを反射した３つ以上の反射板５０を認識し、レーザースキャナ１０Ｃから反射板５０までの距離と反射板５０の角度（方位）とを算出する。具体的には、演算装置１１は、レーザー光ＬＡを送信してから受信するまでの時間に基づいて、レーザースキャナ１０Ｃから反射板５０までの距離を算出し、反射板５０で反射されたレーザー光ＬＡの移動方向角度に基づいて、反射板５０の角度を算出する。そして、演算装置１１は、反射板５０までの距離と角度の算出結果に基づいて、無人フォークリフト１０の現在位置と向きを推定する。すなわち、演算装置１１は、３以上の反射板５０に対するレーザーセンサ１０Ｃ１の出力に基づき走行体１０Ａの現在の位置（Ｘｃ、Ｙｃ）と向き（θｃ）を演算する。ここで、（Ｘｃ、Ｙｃ）は例えば倉庫４０で定められた２次元座標系における座標値、θｃは基準となる方向に対する角度である。

走行装置１２は、不図示の駆動装置とステアリング装置を内部に備え、荷置き作業および荷取り作業を行うために倉庫４０内を走行する。制御装置１３は、無人フォークリフト１０の現在位置の推定結果に基づいて、走行体１０Ａが倉庫４０内の予め設定された経路を走行するように走行装置１２を制御する。すなわち、制御装置１３は、演算装置１１による走行体１０Ａの位置と向きの演算結果に基づき走行体１０Ａの走行を制御する。制御装置１３は、加速度上限値テーブル１４を含み、加速度上限値テーブル１４に設定された加速度を上限として、走行体１０Ａの走行を制御する。また、制御装置１３は、荷役装置１０Ｂが荷置き作業および荷取り作業を行うように後述するリフト装置２２を制御する。

無人フォークリフト１０は、荷役装置１０Ｂの構成要素として、フォーク２１と、リフト装置２２とを備えている。フォーク２１は、昇降可能に設けられており、荷物Ｎを支持する。リフト装置２２は、上下方向に延びたマスト２２Ａ（図２参照）と、マスト２２Ａに沿って移動するリフトブラケット２２Ｂ（図２参照）とを備える。リフトブラケット２２Ｂにはフォーク２１が取り付けられ、リフト装置２２は、リフトブラケット２２Ｂを上下方向に移動させることで、フォーク２１を昇降させる。荷役装置１０Ｂは、棚７０や荷物Ｎの床置きエリアに荷物Ｎを置く荷置き作業や、棚７０や荷物Ｎの床置きエリアから荷物Ｎを取る荷取り作業を行う。

また、無人フォークリフト１０は、レーザースキャナ１０Ｃを支持する昇降装置１０Ｄを備えている。昇降装置１０Ｄは、例えば、テレスコ（登録商標）ピックと呼ばれる重なり合った複数の筒を伸縮させる構造を有し、レーザースキャナ１０Ｃ（レーザーセンサ１０Ｃ１）を上下方向に昇降させる。筒図２に示す例では、昇降装置１０Ｄは、重なり合った３個の筒１０Ｄ１、１０Ｄ２、および１０Ｄ３を有し、例えば油圧シリンダまたは電動シリンダによって鉛直方向である上下方向に２個の筒１０Ｄ１および１０Ｄ２を伸縮させることでレーザースキャナ１０Ｃを昇降させる。なお、昇降装置１０Ｄは、制御装置１３により制御される。昇降装置１０Ｄによるレーザースキャナ１０Ｃの昇降は、フォーク２１の昇降と独立した動作である。また、筒１０Ｄ１、１０Ｄ２、および１０Ｄ３は、円筒、四角筒、多角筒などとすることができる。

本実施形態では、図２に示すように、レーザースキャナ１０Ｃは昇降可能に設けられているため、無人フォークリフト１０は、図４に無人フォークリフト１０－１として示すようにレーザースキャナ１０Ｃが最も高い位置に設けられた状態と、図４に無人フォークリフト１０－２として示すようにレーザースキャナ１０Ｃが最も低い位置に設けられた状態と、それらの中間の状態をとることができる。例えば図４に示すように、無人フォークリフト１０は、防火壁４２の下を通過するときに昇降装置１０Ｄを縮めることでレーザースキャナ１０Ｃが最も低い位置に設けられた状態とし、防火壁４２の下を通過した後は昇降装置１０Ｄを伸ばすことでレーザースキャナ１０Ｃが最も高い位置あるいは中間の位置に設けられた状態とする。

（加速度算出装置３０の構成および動作）
次に、図１に示す加速度算出装置３０の構成および動作について図５～図９を参照して説明する。加速度算出装置３０は、例えば無人フォークリフト１０の外部に設けられるコンピュータなどの計算装置として実現される。なお、加速度算出装置３０が無人フォークリフト１０に含まれる構成であってもよい。図５は、図１に示す無人フォークリフト１０の動作例を説明するための模式図である。図６は、図１に示す加速度算出部３１と制御装置１３の構成例を示すシステム図である。図７は、図６に示す処理データベース３３１の構成例を示す模式図である。図８は、図６に示す処理データベース３４１の構成例を示す模式図である。図９は、図１および図６に示す加速度上限値テーブル１４の構成例を示す模式図である。

加速度算出装置３０は、走行体１０Ａの走行制御における停止位置決め精度、走行軌跡精度等に係る要求精度が得られるように、走行制御における加速度（減速時の減速度（負の加速度）や加速時の加速度（正の加速度））の上限値を算出する。図１に示す加速度算出装置３０は、加速度算出部３１を備える。加速度算出部３１は、記憶部３２を含む。そして、記憶部３２は、第１モデル３３と、第２モデル３４と、実験データ３５を記憶する。実験データ３５は、無人フォークリフト１０の実際の走行制御で得られた停止位置決め誤差や走行軌跡誤差の複数の計測結果を含む。実験データ３５は、例えば、レーザーセンサ１０Ｃ１の高さ、走行体１０Ａの走行速度、走行体１０Ａが走行する床面の傾き、走行に伴うレーザーセンサ１０Ｃ１の揺れなどを変化させた場合の停止位置決め誤差や走行軌跡誤差についての複数の計測結果を含む。

第１モデル３３は、車両停止時の「停止位置決め精度」を確保する制御のための参照モデルである。第１モデル３３は、停止位置決め精度について所定の要求精度が得られる加速度の上限値を算出する際に用いるモデルであり、例えば実験データ３５に基づく重回帰分析の結果として得られる数式や、実験データ３５に基づいて入力（要求精度）から出力（加速度の上限値）までの演算を行うプログラムと当該演算に用いられるデータとの組合せなどとすることができる。なお、本実施形態において参照モデルとは、例えば、ある製品の設計段階、試作段階、生産初期段階などで得られたに実験データやシミュレーション結果などに基づき、当該製品あるいは類似製品の特性や性能の基準値あるいは予測値として参照することができる数値を算出するための数式やプログラム、プログラムとデータの組み合わせなどを意味する。

第２モデル３４は、車両走行時の「走行軌跡精度」を確保する制御のための参照モデルである。第２モデル３４は、走行軌跡精度について所定の要求精度が得られる加速度の上限値を算出する際に用いるモデルであり、例えば実験データ３５に基づく重回帰分析の結果として得られる数式や、実験データ３５に基づいて入力（要求精度）から出力（加速度の上限値）までの演算を行うプログラムと当該演算に用いられるデータの組合せなどとすることができる。

なお、本実施形態において、停止位置決め精度とは、停止目標位置と、実際に停止した位置との誤差を繰り返し複数回計測した場合のバラツキの幅を意味する。停止位置決め精度は、例えば、図３に示すように現在位置Ｐ０から位置Ｐｒを停止目標位置として走行体１０Ａを自動走行させた場合に実際に停止した位置Ｐ１と位置Ｐｒの距離を複数回計測したときに得られる標準偏差とすることができる。また、本実施形態において、走行軌跡精度とは、目標とする軌跡と、実際の軌跡との誤差を複数回計測した場合のバラツキの幅を意味する。走行軌跡精度は、例えば、図３に示すように軌跡の目標を目標軌跡Ｔｒとして、現在位置Ｐ０から停止目標位置Ｐｒまで走行体１０Ａを自動走行させた場合に、走行体１０Ａが通過した軌跡Ｔ１と目標軌跡Ｔｒの距離を複数回計測したときに得られる標準偏差とすることができる。

また、図５に示すように、レーザー誘導式の無人フォークリフトの場合、昇降機構によるレーザースキャナ１０Ｃ（レーザーセンサ１０Ｃ１）の高さＨ（センサ高さＨ）に応じて、床面の傾きθ１と走行時の車両振動による傾きθ２で、反射板５０とレーザースキャナ１０Ｃの距離Ｌが変わるため、無人フォークリフト１０の自己位置標定に差ΔＬが発生する。ここで、差ΔＬは、傾きが小さい場合のレーザースキャナ１０Ｃ－１と反射板５０までの距離と傾きが大きい場合のレーザースキャナ１０Ｃ－２と反射板５０までの距離の差であり、式ΔＬ≒Ｈ×ｔａｎθで近似することができる。ここで、Ｈはレーザースキャナ１０Ｃ（レーザーセンサ１０Ｃ１）の床面からの高さ、θは床面の傾きθ１と走行時の車両振動による傾きθ２の合計の傾きであり、レーザーセンサ１０Ｃ１の鉛直方向からの傾きであり、傾きが小さい場合のレーザースキャナ１０Ｃ－１と傾きが大きい場合のレーザースキャナ１０Ｃ－２の傾きの差である。差ΔＬは、例えば高さＨが５ｍの場合と２ｍの場合では５ｍの方が２．５倍大きくなり、傾きθが１ｄｅｇの場合と２ｄｅｇの場合では２ｄｅｇの場合が２倍大きくなる。

図６に示す構成例において、第１モデル３３は、処理データベース３３１と、ゲインＫｓｔｏｐ演算部３３２とを備える。ゲインＫｓｔｏｐ演算部３３２は、要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐを入力し、ゲインＫｓｔｏｐを乗じた要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐを出力する。処理データベース３３１は、例えば処理に用いるデータとデータを処理するプログラムとから構成され、ゲインＫｓｔｏｐを乗じた要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐと、センサ高さＨと、走行体１０Ａの走行速度Ｖとを入力し、停止の減速度α＿ｓｔｏｐを出力する。停止の減速度α＿ｓｔｏｐは、要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐを実現することができる停止の減速度αｄの上限値である。

ゲインＫｓｔｏｐ演算部３３２は、要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐに対してゲインＫｓｔｏｐ（Ｋｓｔｏｐ＞１）を乗じて、ゲインＫｓｔｏｐを乗じた要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐを出力する。環境に依存して定量化あるいは確定できない不定量（床面傾きθ１の影響や走行に伴うセンサ揺れθ２の影響あるいは床面傾きθ１の影響と走行に伴うセンサ揺れθ２を統合したレーザーセンサ１０Ｃ１の傾きθ＝θ１＋θ２の影響）を「ゲインＫｓｔｏｐ」を設けて、要求停止精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐの値を微調整（補正）し、要求精度を厳しめにすることで、床面傾きθ１や走行に伴うセンサ揺れθ２を定量化できないことによる影響を抑制している。ただし、それらの影響の度合いによっては、ゲインＫｓｔｏｐ演算部３３２は省略してもよい。この場合、第１モデル３３へ入力された要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐは、そのまま処理データベース３３１へ入力される。

処理データベース３３１は、例えば図７に示すように、２つのモデル３３１ａおよび３３１ｂと、最小値選択部３３１ｃとから構成することができる。モデル３３１ａは、走行体１０Ａの停止位置決め精度を表す標準偏差σ＿ｓｔｏｐと、走行体１０Ａの停止の減速度αｄと、センサ高さＨ（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…（ただしＨ１＞Ｈ２＞Ｈ３＞…））との関係を表すモデルである。モデル３３１ａは、要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐとセンサ高さＨを入力し、要求停止位置決め精度を実現する停止の減速度αｓｔｏｐ＿ａを出力する。図７に示す例では、例えばセンサ高さＨが「Ｈ２」の場合、モデル３３１ａは、要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐに対応する水平線とセンサ高さＨ２の曲線との交点ＣＰａに対応する停止の減速度αｄを、要求停止位置決め精度を実現する停止の減速度αｓｔｏｐ＿ａとして出力する。一方、モデル３３１ｂは、走行体１０Ａの停止位置決め精度を表す標準偏差σ＿ｓｔｏｐと、走行体１０Ａの停止の減速度αｄと、走行体１０Ａの走行速度Ｖ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…（ただしＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞…））との関係を表すモデルである。モデル３３１ｂは、要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐと走行速度Ｖを入力し、要求停止位置決め精度を実現する停止の減速度αｓｔｏｐ＿ｂを出力する。図７に示す例では、例えば走行速度Ｖが「Ｖ１」の場合、モデル３３１ｂは、要求停止位置決め精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔｏｐに対応する水平線と走行速度Ｖ１の曲線との交点ＣＰｂに対応する停止の減速度αｄを、要求停止位置決め精度を実現する停止の減速度αｓｔｏｐ＿ｂとして出力する。そして、最小値選択部３３１ｃは、減速度αｓｔｏｐ＿ａと減速度αｓｔｏｐ＿ｂを入力し、小さい方（絶対値が小さい方）の値を停止の減速度α＿ｓｔｏｐ（＝ＭＩＮ（αｓｔｏｐ＿ａ、αｓｔｏｐ＿ｂ）として出力する。

また、図６に示す構成例において、第２モデル３４は、処理データベース３４１と、ゲインＫｓｔａｒｔ演算部３４２とを備える。Ｋｓｔａｒｔ演算部３４２は、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔを入力し、ゲインＫｓｔａｒｔを乗じた要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔを出力する。処理データベース３４１は、例えば処理に用いるデータとデータを処理するプログラムとから構成され、ゲインＫｓｔａｒｔを乗じた要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔと、センサ高さＨと、走行体１０Ａの走行速度Ｖとを入力し、走行加速度度α＿ｓｔａｒｔを出力する。走行加速度度α＿ｓｔａｒｔは、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔを実現することができる走行加速度αａの上限値である。

ゲインＫｓｔａｒｔ演算部３４２は、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔに対してゲインＫｓｔａｒｔ（Ｋｓｔａｒｔ＞１）を乗じて、ゲインＫｓｔａｒｔを乗じた要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔを出力する。環境に依存して定量化あるいは確定できない不定量（床面傾きθ１の影響や走行に伴うセンサ揺れθ２の影響あるいは床面傾きθ１の影響と走行に伴うセンサ揺れθ２を統合したレーザーセンサ１０Ｃ１の傾きθ＝θ１＋θ２の影響）を「ゲインＫｓｔａｒｔ」を設けて、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔの値を微調整（補正）し、要求精度を厳しめにすることで、床面傾きθ１や走行に伴うセンサ揺れθ２を定量化できないことによる影響を抑制している。ただし、それらの影響の度合いによっては、ゲインＫｓｔａｒｔ演算部３４２は省略してもよい。この場合、第２モデル３４へ入力された要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔは、そのまま処理データベース３４１へ入力される。

処理データベース３４１は、例えば図８に示すように、２つのモデル３４１ａおよび３４１ｂと、最小値選択部３４１ｃとから構成することができる。モデル３４１ａは、走行体１０Ａの走行軌跡精度を表す標準偏差σ＿ｓｔａｒｔと、走行体１０Ａの走行加速度αａと、センサ高さＨ（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、…（ただしＨ１＞Ｈ２＞Ｈ３＞…））との関係を表すモデルである。モデル３４１ａは、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔとセンサ高さＨを入力し、要求走行軌跡精度を実現する走行加速度αｓｔａｒｔ＿ａを出力する。図８に示す例では、例えばセンサ高さＨが「Ｈ２」の場合、モデル３４１ａは、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔに対応する水平線とセンサ高さＨ２の曲線との交点ＣＰａに対応する走行加速度αａを、要求走行軌跡精度を実現する走行加速度αｓｔａｒｔ＿ａとして出力する。一方、モデル３４１ｂは、走行体１０Ａの走行軌跡精度を表す標準偏差σ＿ｓｔａｒｔと、走行体１０Ａの走行加速度αａと、走行体１０Ａの走行速度Ｖ（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…（ただしＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞…））との関係を表すモデルである。モデル３４１ｂは、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔと走行速度Ｖを入力し、要求走行軌跡精度を実現する走行加速度αｓｔａｒｔ＿ｂを出力する。図８に示す例では、例えば走行速度Ｖが「Ｖ１」の場合、モデル３４１ｂは、要求走行軌跡精度σ＿ｒｅｑ＿ｓｔａｒｔに対応する水平線と走行速度Ｖ１の曲線との交点ＣＰｂに対応する走行加速度αａを、要求走行軌跡精度を実現する走行加速度αｓｔａｒｔ＿ｂとして出力する。そして、最小値選択部３４１ｃは、走行加速度αｓｔａｒｔ＿ａと減走行加速度αｓｔａｒｔ＿ｂを入力し、小さい方の値を走行加速度α＿ｓｔａｒｔ（＝ＭＩＮ（αｓｔａｒｔ＿ａ、αｓｔａｒｔ＿ｂ）として出力する。

図６に示す加速度算出部３１が算出した加速度の上限値（減速度α＿ｓｔｏｐおよび走行加速度α＿ｓｔａｒｔ）は、無人フォークリフト１０内の加速度上限値テーブル１４に設定される。加速度算出部３１が算出した加速度の上限値に基づいて設定された加速度上限値テーブル１４の例を図９に示す。図９に示す例では、加速度上限値テーブル１４が、テーブル１４－１とテーブル１４－２とを含む。テーブル１４－１は、各センサ高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３、…と、各走行速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…とに対応する各要求停止位置決め精度を実現する停止の減速度α＿ｓｔｏｐ（「○○○」で示す）を示すテーブルである。また、テーブル１４－２は、各センサ高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３、…と、各走行速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、…とに対応する各要求走行軌跡精度を実現する加速度α＿ｓｔａｒｔ（「○○○」で示す）を示すテーブルである。なお、加速度上限値テーブル１４は、図９に示す例に限定されず、例えば、高さが最大の場合の減速度α＿ｓｔｏｐの上限値と走行加速度α＿ｓｔａｒｔの上限値を含む構成としたり、走行環境を複数の範囲に区分し、区分した範囲毎に加速度上限値を定めるものとしたりすることができる。

なお、第１モデル３３および第２モデル３４は、回帰分析の結果などに基づくモデルに限らず、例えば、機械学習によるモデルとしてもよい。また、第１モデル３３は、例えば走行速度Ｖの影響が比較的小さい（無視できるような）環境などでは、停止位置決め精度を表す標準偏差σ＿ｓｔｏｐと、センサ高さＨとの関係を表すモデルとしてもよい。また、第１モデル３３は、さらに、床面傾きθ１、走行に伴うセンサ揺れθ２、レーザーセンサ１０Ｃ１の傾きθ＝θ１＋θ２等との関係を表すモデルとしてもよい。また、第２モデル３４は、例えば走行速度Ｖの影響が比較的小さい（無視できるような）環境などでは、走行軌跡精度を表す標準偏差σ＿ｓｔａｒｔと、センサ高さＨとの関係を表すモデルとしてもよい。また、第２モデル３４は、さらに、床面傾きθ１、走行に伴うセンサ揺れθ２、レーザーセンサ１０Ｃ１の傾きθ＝θ１＋θ２等との関係を表すモデルとしてもよい。また、第１モデル３３および第２モデル３４のいずれか一方を省略してもよい。

（制御装置１３の構成および動作）
図６を参照して、制御装置１３の構成および動作例について説明する。図６に示す制御装置１３は、加速度上限値テーブル１４、走行パターン算出部１５と、車両運転制御部１６を備える。走行パターン算出部１５は、車両速度指令Ｖｒと、車両目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ、θｒ）と、車両現在位置（Ｘｃ、Ｙｃ、θｃ）を入力し、加速度上限値テーブル１４と、減速／加速パターンを参照して、走行パターンを算出する。ここで、減速／加速パターンは、台形だけでなく２次あるいは３次のＳ字やＳｉｎ波等の形状とすることができる。また、車両目標位置（Ｘｒ、Ｙｒ、θｒ）は、車両現在位置（Ｘｃ、Ｙｃ、θｃ）と同じ座標系の座標値および角度の指令値であり、例えば、荷取り作業位置から荷置き作業位置までの軌跡を複数の点列として表す。走行パターン算出部１５は、走行パターンを表す情報として、減速開始点、加速終了点、定速走行区間等を算出し、車両運転制御部１６へ出力する。その際、走行パターン算出部１５は、所定のエリア毎に決められている昇降装置１０Ｄの高さＨに基づき加速度または減速度の上限値を超えないように走行パターンを算出する。車両運転制御部１６は、走行パターン算出部１５が算出した走行パターンと、車両現在位置（Ｘｃ、Ｙｃ、θｃ）を入力し、指示された走行パターンに基づき走行装置１２を制御する。

（第１実施形態の作用・効果）
実験データに基づくモデルを用いて精度の性能を確保することができる加速度の上限値が算出されるので、走行制御の精度を維持して適切な走行性能を得ることができる。

（第１実施形態の態様）
上述した第１実施形態は、次の態様としてとらえることができる。すなわち、第１実施形態の一態様は、走行体１０Ａと、昇降装置１０Ｄを介して走行体１０Ａに設置され、走行環境に設置された複数の反射板５０に対してレーザー光を照射し、反射光を受信するレーザーセンサ１０Ｃ１と、を備える産業車両の一例としての無人フォークリフト１０を制御する方法であって、反射板５０に対するレーザーセンサ１０Ｃ１の出力に基づき走行体１０Ａの位置と向きを演算するステップと、位置と向きの演算結果に基づき走行体１０Ａの走行を制御する際に、少なくとも走行体１０Ａの走行の制御における精度と、走行体１０Ａの加速度とレーザーセンサ１０Ｃ１の高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる加速度を上限として、走行体１０Ａの走行を制御するステップとを含む産業車両の制御方法である。

また、制御装置１３と演算装置１１はコンピュータとそのコンピュータが実行するプログラムとの組み合わせから構成することができ、第１実施形態の他の一態様は、走行体１０Ａと、昇降装置１０Ｄを介して走行体１０Ａに設置され、走行環境に設置された複数の反射板５０に対してレーザー光を照射し、反射光を受信するレーザーセンサ１０Ｃ１と、を備える産業車両を制御する際に、反射板５０に対するレーザーセンサ１０Ｃ１の出力に基づき走行体の位置と向きを演算するステップと、位置と向きの演算結果に基づき走行体１０Ａの走行を制御する際に、少なくとも走行体１０Ａの走行の制御における精度と、走行体の加速度とレーザーセンサ１０Ｃ１の高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる加速度を上限として、走行体１０Ａの走行を制御するステップとをコンピュータに実行させるプログラムとしてとらえることができる。

＜第２実施形態＞
次に、図１０および図１１を参照して、本開示の第２実施形態に係る無人フォークリフト１０ａの構成例について説明する。図１０は、本開示の第２実施形態に係る無人フォークリフト１０ａの構成例を模式的に示す側面図である。図１１は、図１０に示す無人フォークリフト１０ａを模式的に示す部分正面図である。

図１０に示すように、第２実施形態に係る無人フォークリフト１０ａは、第１実施形態に係る無人フォークリフト１０（図２）と異なり、昇降装置１０Ｄがマスト２２Ａに固定されたブラケット２２Ｃ上に設置されている。また、図１０および図１１に示すように、ターンバックル６０の一端部６１がブラケット２２Ｄを介してマスト２２Ａに着脱可能に固定されるとともに、ターンバックル６０の他端部６２がブラケット１０Ａ－２を介して走行体１０Ａに着脱可能に固定されている。なお、ブラケット２２Ｄは、マスト２２Ａに固定されていて、端部６１をネジ８１でブラケット２２Ｄに締め付け固定するネジ８１用のネジ穴２２Ｅを有している。また、ブラケット１０Ａ－２は、走行体１０Ａの車体１０Ａ－１に固定されていて、端部６２をネジ８２でブラケット１０Ａ－２に締め付け固定するネジ８２用のネジ穴１０Ａ－３を有している。この構成では、ブラケット２２Ｄとブラケット１０Ａ－２が、ターンバックル６０の各端部の取り付けインターフェースとして機能する。なお、無人フォークリフト１０ａは、図１０の奥行き方向の反対側にも図示していないターンバックル６０が取り付けられている。

第２実施形態では、１組のターンバックル６０を用いることで、用いない場合と比較してマスト２２Ａの振動を抑制することができる。したがって、車両振動による傾きθ２の影響を抑制することができる。

＜第３実施形態＞
次に、図１２を参照して、本開示の第３実施形態に係る無人フォークリフト１０ａの構成例について説明する。図１２は、本開示の第３実施形態に係る無人フォークリフト１０ｂ－１～１０ｂ－３の構成例を模式的に示す側面図である。フォークリフト１０ｂ－１は、昇降装置１０Ｄで筒１０Ｄ１および１０Ｄ２を伸ばした状態である。フォークリフト１０ｂ－２は、昇降装置１０Ｄで筒１０Ｄ１を縮めて筒１０Ｄ２を伸ばした状態である。フォークリフト１０ｂ－３は、昇降装置１０Ｄで筒１０Ｄ１および１０Ｄ２を縮めた状態である。

また、筒１０Ｄ１の筒１０Ｄ２と重なり合わない部分にマスダンパの取り付けインターフェース部１０Ｄ４を有するとともに、筒１０Ｄ２の筒１０Ｄ３と重なり合わない部分にマスダンパの取り付けインターフェース部１０Ｄ５を有する。インターフェース部１０Ｄ４とインターフェース部１０Ｄ５は、質量体をばね等を介して昇降装置１０Ｄに付加するマスダンパを取り付けるための接続部分あるいはマスダンパの構成部の一部である。ここで、接続部分とは、マスダンパを着脱可能に搭載するケース、ブラケット等の構成であり、構成部の一部とは、例えば、質量体を支持するばね等を用いた支持部材を内部に備えたケース等であり、質量体を搭載することでマスダンパとして機能する構成である。

無人フォークリフト１０ｂ－１では、筒１０Ｄ１および１０Ｄ２を伸ばした状態で、インターフェース部１０Ｄ４に接続されたマスダンパとインターフェース部１０Ｄ５に接続されたマスダンパとによって昇降装置１０Ｄの第１の周波数の振動が抑制されるように１対のマスダンパの質量体に振動を吸収させる。無人フォークリフト１０ｂ－２では、筒１０Ｄ１を伸ばした状態で、インターフェース部１０Ｄ４に接続されたマスダンパとインターフェース部１０Ｄ５に接続されたマスダンパとによって昇降装置１０Ｄの第１の周波数と異なる第２の周波数の振動が抑制されるように１対のマスダンパの質量体に振動を吸収させる。

第３実施形態では、１組のマスダンパを組み合わせることで、マスト２２Ａの振動を抑制することができる。したがって、車両振動による傾きθ２の影響を抑制することができる。

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

〈コンピュータ構成〉
図１３は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メインメモリ９２、ストレージ９３、および、インターフェース９４を備える。
上述の制御装置１３および演算装置１１は、コンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３に記憶されている。プロセッサ９１は、プログラムをストレージ９３から読み出してメインメモリ９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２に確保する。加速度算出装置３０についても、同様の構成を備える別体のコンピュータによって上述した各処理部の動作が実現されてもよい。

プログラムは、コンピュータ９０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。

ストレージ９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３は、コンピュータ９０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムをメインメモリ９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。

＜付記＞
各実施形態に記載の無人フォークリフト（産業車両）１０は、例えば以下のように把握される。

（１）第１の態様に係る産業車両（無人フォークリフト１０）は、走行体１０Ａと、昇降装置１０Ｄを介して前記走行体１０Ａに設置され、走行環境（倉庫４０）に設置された複数の反射板５０に対してレーザー光ＬＡを送信し、反射光を受信するレーザーセンサ１０Ｃ１と、反射板５０に対する前記レーザーセンサ１０Ｃ１の出力に基づき前記走行体１０Ａの位置と向きを演算する演算装置１１と、前記位置と向きの演算結果に基づき前記走行体１０Ａの走行を制御する制御装置１３とを備え、前記制御装置１３が、少なくとも前記走行体１０Ａの走行の制御における精度と、前記走行体１０Ａの加速度と前記レーザーセンサ１０Ｃ１の高さ（Ｈ）との関係を表すモデル（第１モデル３３、第２モデル３４）を用いて求められた所定の要求精度が得られる前記加速度を上限として、前記走行体１０Ａの走行を制御する。この態様によれば、走行制御の精度を維持して適切な走行性能を得ることができる。

（２）第２の態様に係る産業車両（無人フォークリフト１０）は、（１）の産業車両（無人フォークリフト１０）であって、前記モデル（第１モデル３３、第２モデル３４）は、前記走行体１０Ａの走行の制御における精度と前記走行体１０Ａの加速度と前記レーザーセンサ１０Ｃ１の高さ（Ｈ）と、さらに前記走行体１０Ａの速度（Ｖ）と前記レーザーセンサ１０Ｃ１の傾き（θ＝θ１＋θ２）の少なくとも一方との関係を表す。この態様によれば、速度と傾きの影響を考慮することができる。

（３）第３の態様に係る産業車両（無人フォークリフト１０）は、（１）または（２）の産業車両（無人フォークリフト１０）であって、前記精度は、停止位置決め精度と走行軌跡精度の少なくとも一方を含む。

（４）第４の態様に係る産業車両（無人フォークリフト１０）は、（１）～（３）の産業車両（無人フォークリフト１０）であって、前記加速度の上限は、前記走行環境に依存する定数（Ｋ）を前記要求精度に乗じた上で前記モデルを用いて求められたものである。この態様によれば、不確定な要素を考慮することができる。

（５）第５の態様に係る産業車両（無人フォークリフト１０）は、（１）～（４）の産業車両（無人フォークリフト１０）であって、前記昇降装置１０Ｄが、重なり合った複数の筒を伸縮させることで前記レーザーセンサ１０Ｃ１を昇降させる構造を有し、２以上の前記筒の重なり合わない部分にマスダンパの取り付けインターフェース（インターフェース部１０Ｄ４および１０Ｄ５）をそれぞれ有する。この態様によれば、振動による影響を抑制することができる。

（６）第６の態様に係る産業車両（無人フォークリフト１０）は、（１）～（５）の産業車両（無人フォークリフト１０）であって、フォーク２１と、上下方向に延びたマスト２２Ａを有して前記フォーク２１を前記マスト２２Ａの延伸方向に昇降させるリフト装置２２とを有する荷役装置１０Ｂをさらに備え、前記走行体１０Ａと前記マスト２２Ａに、ターンバックル６０の各端部６１、６２の取り付けインターフェース（ブラケット２２Ｄおよび１０Ａ－２）を有する。この態様によれば、振動による影響を抑制することができる。

１…無人搬送システム
１０…無人フォークリフト
１０Ａ…走行体
１０Ｂ…荷役装置
１０Ｃ…レーザースキャナ
１０Ｃ１…レーザーセンサ
１０Ｄ…昇降装置
１０Ｄ４、１０Ｄ５…インターフェース部
２１…フォーク
２２…リフト装置
２２Ａ…マスト
２２Ｄ、１０Ａ－２…ブラケット
３０…加速度算出装置
３１…加速度算出部
３３…第１モデル
３４…第２モデル
４０…倉庫
５０…反射板
６０…ターンバックル
ＬＡ…レーザー光

Claims (8)

1. 走行体と、
   昇降装置を介して前記走行体に設置され、走行環境に設置された複数の反射板に対してレーザー光を送信し、反射光を受信するレーザーセンサと、
   前記レーザーセンサの出力に基づき前記走行体の位置と向きを演算する演算装置と、
   前記位置と向きの演算結果に基づき前記走行体の走行を制御する制御装置と
   を備え、
   前記制御装置が、少なくとも前記走行体の走行の制御における精度と、前記走行体の加速度と、前記レーザーセンサの高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる前記加速度を上限として、前記走行体の走行を制御する
   産業車両。
2. 前記モデルは、前記走行体の走行の制御における精度と前記走行体の加速度と前記レーザーセンサの高さと、さらに前記走行体の速度と前記レーザーセンサの傾きの少なくとも一方との関係を表す
   請求項１に記載の産業車両。
3. 前記精度は、停止位置決め精度と走行軌跡精度の少なくとも一方を含む
   請求項１または２に記載の産業車両。
4. 前記加速度の上限は、前記走行環境に依存する定数を前記要求精度に乗じた上で前記モデルを用いて求められたものである、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の産業車両。
5. 前記昇降装置が、重なり合った複数の筒を伸縮させることで前記レーザーセンサを昇降させる構造を有し、２以上の前記筒の重なり合わない部分にマスダンパの取り付けインターフェースをそれぞれ有する
   請求項１から４のいずれか１項に記載の産業車両。
6. フォークと、
   上下方向に延びたマストを有して前記フォークを前記マストの延伸方向に昇降させるリフト装置と
   を有する荷役装置をさらに備え、
   前記走行体と前記マストに、ターンバックルの各端部の取り付けインターフェースを有する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の産業車両。
7. 走行体と、
   昇降装置を介して前記走行体に設置され、走行環境に設置された複数の反射板に対してレーザー光を送信し、反射光を受信するレーザーセンサと、
   を備える産業車両を制御する方法であって、
   前記レーザーセンサの出力に基づき前記走行体の位置と向きを演算するステップと、
   前記位置と向きの演算結果に基づき前記走行体の走行を制御する際に、少なくとも前記走行体の走行の制御における精度と、前記走行体の加速度と、前記レーザーセンサの高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる前記加速度を上限として、前記走行体の走行を制御するステップと
   を含む産業車両の制御方法。
8. 走行体と、
   昇降装置を介して前記走行体に設置され、走行環境に設置された複数の反射板に対してレーザー光を送信し、反射光を受信するレーザーセンサと、
   を備える産業車両を制御する際に、
   前記レーザーセンサの出力に基づき前記走行体の位置と向きを演算するステップと、
   前記位置と向きの演算結果に基づき前記走行体の走行を制御する際に、少なくとも前記走行体の走行の制御における精度と、前記走行体の加速度と、前記レーザーセンサの高さとの関係を表すモデルを用いて求められた所定の要求精度が得られる前記加速度を上限として、前記走行体の走行を制御するステップと
   をコンピュータに実行させるプログラム。

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