JP2015170284A - フォークリフト型無人搬送車、その制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フォークリフト固有の対物接触リスクを低減することが可能なフォークリフト型無人搬送車、その制御方法および制御装置を提供する。
【解決手段】フォークリフト型無人搬送車１は、車体１Ｂの周囲に配置され、車体１Ｂの周囲環境を検出する複数の第１の障害物検出装置２、３、４と、車体１Ｂの走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて設定される車体１Ｂの周囲の障害物検出領域Ａが予め記憶される検出領域記憶部と、車体１Ｂの実際の運転状況に応じて障害物検出領域Ａを選択して、選択された障害物検出領域Ａの情報を複数の第１の障害物検出装置２、３、４に送り、選択された障害物検出領域Ａに障害物があると検出される場合、車体の走行１Ｂを停止させる制御を行う障害物検出安全制御部と備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、フォークリフト型無人搬送車、その制御方法および制御装置に関する。

無人搬送車は、人と無人搬送車の各走行路を分離する、或いは、無人搬送車の走行路を柵で囲うことにより、人と無人搬送車が接触しない本質的な安全を実現することができる。
しかし、実際の運用においては、無人搬送車は、人と走行路を分離したり、或いは、走行路を柵で囲んでしまっては有軌道搬送車と同様になり、無人搬送車の最大のメリットである多様性をもった運用を阻害する。そのため、従来、バンパースイッチによる接触検知、レーザや赤外線あるいは超音波を使用した物体の相対距離検出手段による機能安全手段により対人接触リスクと、万が一接触した場合の障害の低減策を講じることで運用している。

一般の無人搬送車は走行速度も安全とされる６０ｍ／分以下の速度で運用してきた歴史があり、事故のリスクが低かった。
一方、国内では無人搬送車の販売実績のうち、フォークリフト型の比率は約１割で増加傾向にある。一般の無人搬送車と無人フォークリフトとは、用途の違い、荷移載の有無などから、車体形状、走行性能、走行時の動的挙動が全く異なる。また、有人フォークリフトも対人接触の労働災害が数多く発生しており、一般の無人搬送車とは異なるフォークリ フトの特性に合った対人接触を回避する方法が求められている。

無人搬送車の人との接触回避として、ＪＩＳ Ｄ６８０２ 無人搬送車システム−安全通則では人との接触、周囲のものとの衝突を回避する接近検出装置の設置が求められている。接近検出装置に対応するものの例として下記の特許文献１〜４がある。

特開平１１−３０５８３７号公報 特開昭６３−１８０８８３号公報 特開平５−１８９０３９号公報 特開平９−２６８２６号公報

一方、フォークリフトとしては、ＪＩＳ Ｄ６２０１ では形状によりカウンターバランスフォークリフト、ストラドルフォークリフト、パレットスタッキングトラック、サイドフォークリフト、リーチフォークリフト、ウォーキーフォークリフトなどがあるが、電動フォークリフトとして自動化が容易な車体構造のリーチ型フォークリフトで説明する。

フォークリフトは、一般の無人搬送車と異なり車体からフォークが飛び出しフォークの上に荷を積載して搬送するため、荷を積載することで車体前方に荷が占有する空間が発生し、この荷と人の接触リスクが発生すること、車体から突出したフォークと人との接触リスクがある。

加えて、後輪で操舵し、操舵輪が９０度以上の角度で操舵し、内輪と外輪の通過する旋回時の挙動は車体中心の軌跡、操舵を行う後輪の軌跡、荷の外周の軌跡、フォーク先端の軌跡がそれぞれ異なり、対人接触のリスクが一般の無人搬送車よりも大きい。

本発明は上記実状に鑑み、フォークリフト固有の対物接触リスクを低減することが可能なフォークリフト型無人搬送車、その制御方法および制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、第１の本発明に関わるフォークリフト型無人搬送車は、車体の周囲に配置され、前記車体の周囲環境を検出する複数の第１の障害物検出装置と、前記車体の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて設定される前記車体の周囲の障害物検出領域が予め記憶される検出領域記憶部と、前記車体の実際の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて前記障害物検出領域を選択して、該選択された前記障害物検出領域の情報を前記複数の第１の障害物検出装置に送る障害物検出安全制御部と備え、前記障害物検出安全制御部は、選択された前記障害物検出領域に障害物があると前記第１の障害物検出装置により検出される場合、前記車体の走行を停止させる制御を行っている。

第２の本発明に関わるフォークリフト型無人搬送車は、車体の無人での走行を制御する誘導制御装置と、前記車体の周囲にある障害物を検出する第１の障害物検出装置と、設定した領域内に前記障害物が存在するか否かを判定し、前記判定した信号と前記誘導制御装置の信号とを組合せ、前記車体の運転状態により前記車体の停止制御を行う障害物検出安全制御部とを備えている。

第３の本発明に関わる制御装置は、第１の本発明のフォークリフト型無人搬送車を制御するのに用いられる制御装置である。

第４の本発明に関わる制御装置は、第２の本発明のフォークリフト型無人搬送車を制御するのに用いられる制御装置である。

第５の本発明に関わるフォークリフト型無人搬送車の制御方法は、第１の本発明のフォークリフト型無人搬送車を制御する方法である。

第６の本発明に関わるフォークリフト型無人搬送車の制御方法は、第２の本発明のフォークリフト型無人搬送車を制御する方法である。

本発明によれば、フォークリフト固有の対物接触リスクを低減することが可能なフォークリフト型無人搬送車、その制御方法および制御装置を実現できる。

(ａ)は本発明に係る実施形態のフォークリフト型無人搬送車を示す側面図、(ｂ)は上面図、(ｃ)は後面図。 フォーク型無人搬送車のセンサが障害物を検出する範囲を示す上面図。 フォーク型無人搬送車の制御部の構成を示す概念図。 後方の障害物と後方障害物センサおよび前方障害物センサとの位置関係の座標を表した上面図。 後方障害物センサと左右の前方障害物センサとが検出する領域の一例を示す上面図。 フォーク型無人搬送車がカーブを走行している際の監視領域を示す上面図。 (ａ)〜(ｉ)は検出領域の監視領域の配置として代表的な９パターンを示す上面図。 フォーク型無人搬送車の運転中の監視領域Ａの切り替えを示す上面図。 フォーク型無人搬送車の様々な監視領域の例を示す上面図。 フォーク型無人搬送車の様々な監視領域の例を示す上面図。 フォーク型無人搬送車の様々な監視領域の例を示す上面図。 フォーク型無人搬送車の様々な監視領域の例を示す上面図。 フォーク型無人搬送車の様々な監視領域の例を示す上面図。 フォーク型無人搬送車の様々な監視領域の例を示す上面図。 障害物検出安全制御の概要フローを示す図。 障害物検出安全制御における監視領域の選択制御を示すフロー図。 障害物検出安全制御における車体周囲の防護制御を示すフロー図。 フォーク型無人搬送車の車体後方の障害物検出処理を示すフロー図。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
リーチ型の電動フォークリフトを自動化した実施形態のフォークリフト型無人搬送車１（以下、フォーク型無人搬送車１と称す）の構成を図１に示す。図１(ａ)は、本発明に係る実施形態のフォークリフト型無人搬送車を示す側面図であり、図１(ｂ)は上面図であり、図１(ｃ)は後面図である。

フォーク型無人搬送車１は、前後方向にのみ回転する左右の前輪ｗ１、ｗ１がアウトリガー１Ｏにリジッドに取り付けられており、駆動輪かつ操舵輪の左後輪ｗ２とキャスタである後輪ｗ３とが車体１Ｂに取り付けられている(図１(ｃ)参照)。

そして、フォーク型無人搬送車１は、前部に荷を積載するフォーク５と、フォーク５を上げ下げするバックレスト５ｂと、バックレスト５ｂが案内されるマスト５ｍとを備えている。
フォーク型無人搬送車１の後部には、左後輪ｗ２を操舵して駆動する走行モータなどが設けられる駆動部６が備えられ、駆動部６の頂部にはスタンド７が設けられている。スタンド７の頂部には、フォーク型無人搬送車１を認知させるヘッドランプ７ｐが設置されている。なお、フォーク型無人搬送車１には、緊急の場合に非常停止させる非常停止ボタン(図示せず)が設置されている。

＜センサ＞
スタンド７の上部には、誘導用センサ８ａが設置されている。誘導用センサ８ａで作成した建物内のレイアウトを示す環境地図に基づき、フォーク型無人搬送車１の誘導制御が遂行され無人での自動運転が行われる。
フォーク型無人搬送車１のリアバンパー１ｂには物、人などが当接(衝突)したことを検出するバンパースイッチ１ｓが設けられている。バンパースイッチ１ｓとしては、占有スペースが小さくて済むテープ状の感圧スイッチなどが用いられる。

駆動部６の上部には、３次元位置認識の対人検出用センサ８ｂが設置されている。
図２は、フォーク型無人搬送車１のセンサが障害物を検出する範囲を示す上面図である。
対人検出用センサ８ｂは、フォーク型無人搬送車１が後進するに際して、停止制御領域Ｔにある障害物と、減速制御領域Ｇにある障害物とを検出する。
なお、図２では、減速制御領域Ｇに柱や壁などの構造物Ｋがある場合を示している。また、図２以降の図では、後・前方障害物センサ２、３、４のブラケット３ｂ、４ｂなどは一部省略して示している。
対人検出用センサ８ｂは、３次元で障害物の検出を行い、対人検出用センサ８ｂによる障害物の位置情報が水平面の情報に置換されることで環境地図上の障害物の位置が明示される。

図１(ｂ)に示すように、車体１Ｂの後下部には、車体１Ｂの後方と車体１Ｂの側方の障害物を検出する２次元距離計測装置である後方障害物センサ２が設置される。また、車体１Ｂの前方には車体前方と車体側方の障害物を検出する一対の前方障害物センサ３、４が左右のアウトリガー１Ｏ１、１Ｏ２の上部に設置される。図１(ａ)に示すように、２次元距離計測装置の後・前方障害物センサ２、３、４は床面に近い位置での障害物を検出するため上下を転置し取り付ける。

なお、床面に近い位置での障害物の検出が可能であれば、必ずしも後・前方障害物センサ２、３、４は上下を転置しなくともよい。後・前方障害物センサ２、３、４は例えばレーザ光が用いられ、検出対象物（障害物など）に反射して返ってくる時間などにより検出対象物との距離が測定される。

後・前方障害物センサ２、３、４は、床面Ｙから１００〜２５０ｍｍ位の高さの障害物を検出するように設置される。この検出高さにより、立っている人また人が倒れている場合にも人がいることを検出できる。これにより、障害物などを確実に検出することができる。
なお、後・前方障害物センサ２、３、４の高さは、床面Ｙから２００〜２３０ｍｍが最も望ましい。ここでは、後・前方障害物センサ２、３、４が２３０ｍｍ位の高さに取り付けられているものとする。

図１(ａ)、(ｂ)に示すように、前方側のアウトリガー１Ｏ１、１Ｏ２に取り付ける前方障害物センサ３、４には、人が踏んだり荷が当たって破損しないように、左・右保護取り付けブラケット３ｂ、４ｂを厚さ５ｍｍ程度の保護用鋼板で形成し、取り付けブラケットと装置保護を兼用するものとする。

左保護取り付けブラケット３ｂは、左のアウトリガー１Ｏ１に取り付けられる取り付け部３ｂ１と、取り付け部３ｂ１から連続して前方障害物センサ３の上方を覆う形状の保護部３ｂ２とを有している。取り付け部３ｂ１に前方障害物センサ３が取り付けられる。

同様に、右保護取り付けブラケット４ｂは、右のアウトリガー１Ｏ２に取り付けられる取り付け部４ｂ１と、取り付け部４ｂ１から連続して前方障害物センサ４の上方を覆う形状の保護部４ｂ２とを有している。取り付け部４ｂ１に前方障害物センサ４が取り付けられる。

前方障害物センサ３、４は、フォーク５が下がった位置での車体前方および車体側方の２３０ｍｍ位の高さの障害物の検出を行う。また、フォーク５が前方障害物センサ３、４よりも上がった位置でのフォーク５の下方を含む前方と側方の２３０ｍｍ位の高さの障害物の検出を行う。

後方障害物センサ２は、フォーク型無人搬送車１の後方および後左右側方の２３０ｍｍ位の高さの障害物の検出を行う。
後・前方障害物センサ２、３、４は、減速制御領域Ｇおよび停止制御領域Ｔが検出しない領域、すなわち主に領域(Ｇ、Ｔ)とは別に設定される監視領域Ａ(図２参照)に障害物があることを検出する。

フォーク型無人搬送車１は、通常後ろ向きに走行させる(後進させる)。何故なら、操舵輪かつ駆動輪の左後輪ｗ２が配置されない前向きの走行は、車体１Ｂの追従性が悪くなり、意図に従った機敏な走行が不可能だからである。つまり、操舵輪かつ駆動輪の左後輪ｗ２が進行方向になる方が、制御が安定するからである。このような工学上の理由で、前進方向は低速でしか動かさない(走行させない)。

後・前方障害物センサ２、３、４は、汎用の２次元レーザ距離計などの距離計測装置を使用する。なお、後方障害物センサ２、前方障害物センサ３、４は後記する２次元距離計測装置の機能が果たせれば、どのようなセンサでもよい。

その他、フォーク型無人搬送車１には、走行速度を検出する速度センサ(図３参照)、操舵方向などを検出する操舵角センサ(図３参照)、フォーク５に積まれた荷の位置を確認するリミットスイッチ(図示せず)などが設けられている。
フォーク５に載せた荷の位置はフォーク端部の規定位置までフォークがパレットに挿入されたことをリミットスイッチで検出する。

＜システム構成＞
図３は、フォーク型無人搬送車の制御部の構成を示す概念図である。
フォーク型無人搬送車１は、制御系として、車体制御部１Ｃと障害物検出安全制御部１Ｓと非常停止安全制御部１Ｔとを具備している。

車体制御部１Ｃは、誘導用センサ８ａ(図１参照)の情報に基づいて、フォーク型無人搬送車１を既定の経路を走行させたり制動を行ったり、フォーク５の上げ下げを行う。また、車体制御部１Ｃは、対人検出用センサ８ｂの情報に基づき、減速制御領域Ｇ(図２参照)に障害物を検出した際にはフォーク型無人搬送車１を減速させ、停止制御領域Ｔ(図２参照)に障害物を検出した際にはフォーク型無人搬送車１を停止させる。これにより、フォーク型無人搬送車１が人や物に衝突することを回避することができる。

非常停止安全制御部１Ｔは、バンパースイッチ１ｓで衝突を検出した場合および非常停止釦が押下された場合、ブレーキでフォーク型無人搬送車１を停止させた後、ブレーキへの動力供給を遮断する。

障害物検出安全制御部１Ｓは、予め様々な条件に対応した複数の監視領域(防護エリア)Ａ(図２参照、詳細は後記)がテーブルなどに登録され、後・前方障害物センサ２、３、４の検出信号により障害物が監視領域(防護エリア)Ａ内にあることを判定する。非常停止安全制御部１Ｔは、障害物が監視領域(防護エリア)Ａ内にあることを判定した場合、走行モータの動力を遮断後、ブレーキで制動してフォーク型無人搬送車１を停止させる。

障害物検出安全制御部１Ｓは、適宜出力信号を送信して電気的接点が溶着していないか監視する、自己診断プログラムを実行させる、内部バスの状態を監視する、内部が２系統に構成されるなどの方策を用いて、故障があるか否かの自己診断を行い故障の早期発見に努めている。

＜後方障害物センサ２と前方障害物センサ３、４＞
後・前方障害物センサ２、３、４は、距離走査の範囲が、水平面上で２７０度の範囲を検出するセンサを使用している。なお、検出範囲は２７０度に限定されるものでなく、その他の角度の範囲を検出することとしてもよい。

後・前方障害物センサ２、３、４を、上下転置して設置した場合での各センサと後方にある障害物Ｐとの関係は図４に示す関係で表される。なお、図４は後方の障害物と、後方障害物センサおよび前方障害物センサとの位置関係の座標を表した上面図である。
後方障害物センサ２は、ｙ１軸を中心に振り分けて２７０度の範囲を監視する。前方障害物センサ３は、ｙ３軸を中心に振り分けて２７０度の範囲を監視する。前方障害物センサ４は、ｙ２軸を中心に振り分けて２７０度の範囲を監視する。

例えば、センサの取り付け位置を、
後方障害物センサ２の座標 (Ｘ１、Ｙ１)＝（０、０)
右前方障害物センサ４の座標 (Ｘ２、Ｙ２)＝（−１．７０６、０．４７８)
左前方障害物センサ３の座標 (Ｘ３、Ｙ３)＝（−１．７０６、−０．４７８)
にそれぞれ設置した場合について説明する。

後方障害物センサ２の座標を原点（０、０)として障害物Ｐの座標(Ｘ、Ｙ)とする場合、障害物Ｐの座標(Ｘ、Ｙ)と右前方障害物センサ４の座標(Ｘ２、Ｙ２)との関係は公知の座標変換の式で表される。
同様に、障害物Ｐの座標(Ｘ、Ｙ)と左前方障害物センサ３の座標(Ｘ３、Ｙ３)との関係は公知の座標変換の式で表される。

図５は、後方障害物センサと左右の前方障害物センサとが検出する領域の一例を示す上面図である。
後方障害物センサ２、左・右の前方障害物センサ３、４が障害物を監視する領域は、複数の点(Ｐ１〜Ｐ７)で指定される点で囲まれる範囲の監視領域Ａの障害物を検出する。後方障害物センサ２は、図５に示す領域では、点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ６で囲まれる領域(監視領域Ａ)の障害物を監視する。右の前方障害物センサ４は点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ７で囲まれた領域(監視領域Ａ)の障害物を監視する。左の前方障害物センサ３は点Ｐ８、Ｐ９、Ｐ１０で囲まれた領域(監視領域Ａ)の障害物を監視する。

このように各センサ(２、３、４)の分担する範囲を極座標系で同一の偏角に対し一つの距離値を持つ領域(２つ以上の距離値を持たない領域)を設定し、座標点は複数の領域で共有可能として、フォーク型無人搬送車１の周囲に防護するための監視領域Ａを設定する。監視領域(防護エリア)Ａとは、後・前方障害物センサ２、３、４の何れかが障害物を検出した場合、フォーク型無人搬送車１が非常停止される領域を意味する。

＜監視領域の設定＞
監視領域の設定は、以下のように決定する。
フォーク型無人搬送車１の１方向への走行(例えば、後方または前方への走行)時には、フォーク型無人搬送車１の１方向への走行する速度での制動距離を求め、当該制動距離でフォーク型無人搬送車１を停止させて障害物に衝突しない距離を監視領域Ａとする。つまり、制動距離にある程度の余裕を持たせる。

フォーク型無人搬送車１の走行速度、その重量、荷の重量、ブレーキ制動力などを設定することにより、運動方程式を用いて制動距離が求められる。なお、フォーク型無人搬送車１では、走行速度を「極低速」(速度０を含む極低速)、「低速」、「中速」、「高速」の４速に分類している。

例えば、ブレーキ制動力をフォーク型無人搬送車１の荷を含めた質量で除算して減速度が求められる。そして、減速度を時間積分して速度と等価の式から停止までの時間が求められ、減速度を時間で２回積分することで制動距離が演算される。

フォーク型無人搬送車１がカーブを曲がるに際しては、カーブを走行する速度からブレーキの減速により停止するまでの制動距離を求め、障害物に衝突しない余裕をもった距離を設定する。ここで、余裕とは、例えば１０〜５０ｃｍの余裕をとることを意味する。なお、制動距離は、フォーク型無人搬送車１の速度、荷の有無などから、上述の如く理論的または実験的に求められる。

＜カーブする際の監視領域の設定＞
フォーク型無人搬送車１がカーブするに際しての監視領域Ａの設定方法を説明する。
図６は、フォーク型無人搬送車１がカーブを走行している際の監視領域を示す上面図である。
例えば、走行速度１．００ｍ／ｓｅｃからブレーキの減速により停止するまでの走行距離(制動距離)を０．４４ｍ、カーブ時の旋回半径２ｍとする。制動距離Ｌ０．４４ｍ移動するまでに曲がる角度θは、旋回半径ｒとすると、円弧の長さと該円弧の成す角度θ との関係から、下式(１)で表される。

式(１)より説明した条件では、旋回半径ｒが２ｍで１２．６ｄｅｇを走行し、０．４４ｍの制動距離Ｌをもって停止する。

そこで、図６に示すように、荷Ｎを積んだフォーク型無人搬送車１が、旋回半径ｒが２ｍで角度θが１２．６ｄｅｇでカーブし、０．４４ｍの制動距離(円弧の長さ)Ｌをもって停止するフォーク型無人搬送車１の移動軌跡の領域を求める。そして、制動距離Ｌによるフォーク型無人搬送車１の移動軌跡をそのまま監視領域Ａに用いると障害物に接触してしまうので、障害物との接触を回避するために該領域に幾分かの余裕ｙ１をもって監視領域Ａを決定する。このように、監視領域Ａは荷Ｎを積んだフォーク型無人搬送車１、または、荷Ｎを積まない場合はフォーク型無人搬送車１の移動軌跡を包含すればよい。

＜監視領域Ａの代表的な９パターン＞
検出領域の監視領域Ａの配置として代表的な９パターンを図７(ａ)〜(ｉ)に示す。
図７(ａ)に示す設定番号９のフォーク型無人搬送車１が後方に向けて高速で走行する場合の監視領域Ａの後方領域Ａａ１の最遠後方の点は走行中の速度で非常停止をする(制動させる)場合、すなわち走行のための駆動装置の動力を遮断し、ブレーキで減速して停止する制動距離の値を用いて、障害物に衝突しないように設定する。

図７(ｂ)、(ｃ)、(ｄ)、(ｅ)に示す設定番号３、５、６、８のように、カーブを走行する場合は、前述の図６に示すように、カーブを当該速度で走行した場合のフォーク型無人搬送車１の軌跡を包含する範囲が設定される。図７(ｂ)、(ｄ)は、フォーク型無人搬送車１が後方に向けて左折する場合を示し、図７(ｃ)、(ｅ)は、フォーク型無人搬送車１が後方に向けて右折する場合を示す。

設定番号３、５、６、８のように非対称になっている監視領域Ａの設定の場合は操舵角を大きく取り、曲率半径の小さな旋回をする場合、車体１Ｂ中心に比べてその後部が大きく移動するのはフォークリフト固有の挙動である。

この場合、有人フォークリフトでは人の巻き込みを発生しやすいことに加えて、一般にフォークリフトは狭いところに入るために大きく舵を切るが、そのときは周囲の構造物や既に置かれた荷との空隙(間隙)が少ない。そのため、監視領域Ａを非対称に設定して周囲との空隙がとれ、対人接触も防護できる範囲を設定する。

図７(ｆ)の設定番号４は、例えばフォーク型無人搬送車１が後方に向けて低速で進む監視領域Ａを示している。フォーク型無人搬送車１が後方に向けて低速で進むため、制動する場合には後方への制動距離が必要なため、監視領域Ａは後方側の領域が前方側の領域よりも広くとっている。

また、フォーク型無人搬送車１の側方側の監視領域Ａは、後方への走行の際の両側方にある物や人に対する余裕の領域(物や人に衝突しないための領域)である。

図７(ｇ)の設定番号７は、フォーク型無人搬送車１が後方に向けて低速で進む監視領域Ａを示している。フォーク型無人搬送車１の速度が図７(ｆ)の設定番号４より高速になるので、進行方向である後方側の監視領域Ａｇ１が、図７(ｆ)の進行方向である後方側の監視領域Ａｆ１より後方側に長く延びて設定する。

図７(ｈ)の設定番号２は、荷をフォーク５に積む際の「移載中」を表す。荷をフォーク５に積む際の「移載中」は、フォーク型無人搬送車１の前方側の荷を積む側は、荷の移動のため、前方側の領域Ａｈ１は設定されない監視領域Ａとなる。

図７(ｉ)の設定番号１は、フォーク５に荷を積み降ろし際の監視領域Ａを示す。図７(ｉ)の設定番号１では、積み降ろしの際の「極低速」運転であるので、後方のエリアに小さい監視領域Ａｉ１を設定する。

＜監視領域の選択＞
表１に図７(ａ)〜(ｉ)の監視領域Ａを決定する選択条件を示す。

表１の「走行速度」とはフォーク型無人搬送車１の走行速度を示す。走行速度「極低速」は、速度０を含む極低速を意味する。
表１の「操舵方向」とはフォーク型無人搬送車１の操舵する方向を示す。表１中の「don’t care」は、フォーク５が動作時で右折左折の操舵方向を問わないことを示す。

表１の「移載中」は、フォーク５を稼動させて、パレットに載せた荷をフォーク５に載せたり、フォーク５から降ろしている最中であることを示す。「移載中」の「TRUE」はパレットに載せた荷をフォーク５に載せたり、フォーク５から降ろしたりする「移載中」の状態であることを示す。一方、「FALSE」はフォーク５を稼動させておらず、パレットに載せた荷をフォーク５に載せたり、フォーク５から降ろしていない状態であることを示す。

図７(ａ)〜(ｉ)に示す設定した監視領域Ａは表１に示す走行速度、操舵方向、移載中(移載動作)の３条件の組み合わせにより、障害物検出安全制御部１Ｓが、表１の条件選択表に従い監視する監視領域Ａを選択する。

なお、不正な組合せの状態に対しては「異常」と判断し、フォーク型無人搬送車１を非常停止させる。不正な組合せとは、走行速度が「極低速(速度０を含む極低速)」でフォーク５を上げ下げして移載中であるべきところ、「中速」や「高速」で走行する。カーブを走行速度「低速」や「中速」で曲がるべきところ、「高速」でカーブを曲がる等々である。これら、設定された走行速度、操舵方向、移載中の３条件から外れる場合は、不正な組合せ「異常」と判断し、フォーク型無人搬送車１を非常停止させる。

表１に示すように、第１番目の走行速度が「極低速(速度０を含む極低速)」、操舵方向が「don’t care」、移載中が「FALSE」(移載中でない)の場合、設定番号「１」(図７(ｉ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１が荷を積み際の極低速での走行であり、後方の監視領域Ａｉ１が小さい監視領域Ａをとっている。

第２番目の走行速度が「極低速」、操舵方向が「don’t care」、移載中が「TRUE」(移載中)の場合、設定番号「２」(図７(ｈ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１が荷を積んだ直後の走行であり、荷が置いてあった箇所は状態の推定が困難であるため、前方の領域は監視しない監視領域Ａとしている。

第３番目の走行速度が「低速」、操舵方向が「右折」、移載中が「FALSE」(移載中でない)の場合、設定番号「３」(図７(ｂ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１の進行方向である右側後方の領域が大きく、左側前方の領域が大きい監視領域Ａとする。

第４番目の走行速度が「低速」、操舵方向が「左折」、移載中が「FALSE」の場合、設定番号「５」(図７(ｃ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１の進行方向である左側後方の領域が大きく、右側前方の領域が大きい監視領域Ａとしている。

第５番目の走行速度が「低速」、操舵方向が「直進」、移載中が「FALSE」の場合、設定番号「４」(図７(ｆ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１の進行方向である後方の領域Ａｆ１が大きい監視領域Ａとしている。

第６番目の走行速度が「低速」、操舵方向が「don’t care」、移載中が「TRUE」の場合、不正な組み合わせ「異常」であるとしている。フォーク５を動作させてフォーク型無人搬送車１に荷を移載中であるので走行速度が「極低速」であるべきところ、走行速度が「低速」で速すぎる。そこで、移載がスムーズに遂行されない可能性あるいは各種データの設定間違いの可能性があるので、不正な組み合わせ「異常」であるとしてフォーク型無人搬送車１を非常停止させる。

第７番目の走行速度が「中速」、操舵方向が「右折」、移載中が「FALSE」(移載中でない)の場合、設定番号「６」(図７(ｄ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１が「中速」で、「右折」することから、進行方向である右側後方の領域が「低速」の場合(図７(ｂ)参照)より大きく、左側前方の領域が「低速」の場合より大きい監視領域Ａとしている。

第８番目の走行速度が「中速」、操舵方向が「左折」、移載中が「FALSE」の場合、設定番号「８」(図７(ｅ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１の進行方向である左側後方の領域が「低速」の場合(図７(ｃ)参照)より大きく、右側前方の領域が「低速」の場合より大きい監視領域Ａとしている。

第９番目の走行速度が「中速」、操舵方向が「直進」、移載中が「FALSE」の場合、設定番号「７」(図７(ｇ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１の進行方向である後方の領域Ａｇ１が「低速」の場合より大きい監視領域Ａとしている。

第１０番目の走行速度が「中速」、操舵方向が「don’t care」、移載中が「TRUE」の場合、不正な組み合わせ「異常」であるとする。フォーク５を稼動させてフォーク型無人搬送車１に荷を移載中であるので走行速度が「極低速」であるべきところ、「中速」で走行速度が速すぎる。そこで、移載がスムーズに遂行されない可能性あるいは各種データの設定間違いの可能性があるので、不正な組み合わせ「異常」であるとしてフォーク型無人搬送車１を非常停止させる。

第１１番目の走行速度が「高速」、操舵方向が「右折」、移載中が「FALSE」(移載中でない)の場合、不正な組み合わせ「異常」であるとする。フォーク型無人搬送車１が「右折」であるので走行速度が「中速」、「低速」、「極低速」などであるべきところ「高速」で走行速度が速すぎる。そのため、カーブの走行がスムーズに行えない可能性あるいは各種データの設定間違いの可能性があるので、不正な組み合わせ「異常」であるとしてフォーク型無人搬送車１を非常停止させる。

第１２番目の走行速度が「高速」、操舵方向が「左折」、移載中が「FALSE」の場合、不正な組み合わせ「異常」であるとしている。フォーク型無人搬送車１が「右折」であるので走行速度が「中速」、「低速」、「極低速」などであるべきところ「高速」であり、走行速度が速すぎる。そのため、カーブの走行がスムーズに行えない可能性あるいは各種データの設定間違いの可能性があるので、不正な組み合わせ「異常」であるとしてフォーク型無人搬送車１を非常停止させる。

第１３番目の走行速度が「高速」、操舵方向が「直進」、移載中が「FALSE」の場合、設定番号「９」(図７(ａ)参照)を選択する。フォーク型無人搬送車１の進行方向である後方の領域Ａａ１が「中速」の場合より大きい監視領域Ａとしている。

第１４番目の走行速度が「高速」、操舵方向が「don’t care」、移載中が「TRUE」(移載中)の場合、不正な組み合わせ「異常」であるとする。フォーク５を動作させてフォーク型無人搬送車１に荷を移載中であるので走行速度が「極低速」であるべきところ、「高速」で走行速度が速すぎる。そこで、移載がスムーズに遂行されない可能性あるいは各種データの設定間違いの可能性があるので、不正な組み合わせ「異常」であるとしてフォーク型無人搬送車１を非常停止させる。

表１の情報は、障害物検出安全制御部１Ｓのメモリ(検出領域記憶部)に記憶されており、障害物検出安全制御部１Ｓは、入力の実際(フォーク型無人搬送車１の運転中)の「走行速度」、「操舵方向」、「移載中」の情報により、設定番号1〜９の監視領域Ａまたは「異常」の振り分けを行う。

以上の表１の「走行速度」、「操舵方向」、「移載中」の情報が障害物検出安全制御部１Ｓ(図３参照)への入力となり、設定番号が出力されて監視領域Ａが特定される(図７参照)。「走行速度」は、前記の速度センサで検出され、「操舵方向」は、前記の操舵角センサで検出される。「移載中」であるか否かは、フォーク５を稼動させるモータ(図示せず)に電流が供給されたか否かを検出することで判定される。

そして、障害物検出安全制御部１Ｓから、後・前方障害物センサ２、３、４に監視領域Ａの情報が出力され、後・前方障害物センサ２、３、４で監視領域Ａの監視が遂行される。
また、後・前方障害物センサ２、３、４により、監視領域Ａ内に障害物(人や物など)が検出された場合、障害物検出安全制御部１Ｓの制御により車体制御部１Ｃと独立して、フォーク型無人搬送車１は非常停止される
なお、表１に示す情報は、さらに詳しく条件を追加して、新たな監視領域Ａを加えることが可能であることは勿論である。

＜フォーク型無人搬送車１の運転中の監視領域Ａの切り替え＞
次に、フォーク型無人搬送車１の運転中の監視領域Ａの切り替えについて説明する。
図８は、フォーク型無人搬送車の運転中の監視領域の切り替えを示す上面図である。
フォーク型無人搬送車１の運転中は、図８に示すように、「走行速度」、「操舵方向」、「移載中」などの運転状態により防護する範囲の監視領域Ａを切り替えて走行する。

(I)の高速後進時は、監視領域Ａで後遠方まで監視する。(II)の低速後進時は、停止前の監視領域Ａの低速領域での近いところだけを監視する。
(III)は、移載のために前方側に９０度の方向転換をする際に、フォーク型無人搬送車１が停止した場合である。フォーク型無人搬送車１が停止した場合、監視領域Ａは設定されない。

(IV)の９０度の方向転換中は、監視領域Ａで、フォーク型無人搬送車１の前方とフォーク型無人搬送車１の側方の人の巻き込みを監視する。つまり、監視領域Ａは、フォーク型無人搬送車１が移動する左折側のフォーク型無人搬送車１の左前方の領域とフォーク型無人搬送車１の右後方の領域とを大きい領域で監視する。

(V)で、リーチ機構で積み動作のフォーク５を前方に移動する前に、監視領域Ａの領域Ａｖで荷Ｎとフォーク５の間に障害物などがないかを確認する。その後、リーチ機構を前進させてパレットへのフォーク５の挿入、フォーク５上げ、フォーク５が固定されるリーチ機構戻しの一連の動作が行われる。

(VI)は、フォーク５に荷Ｎを積載直後の状態を示す。荷Ｎの積載直後の監視領域Ａは、フォーク５がある前方側の状態は推定できないので監視する領域はない。
(VII)の荷Ｎを積んだ後は、後方側へ右折９０度の旋回半径が大きい方向転換で、左右の人の巻き込みの監視を行う。(VII)の監視領域Ａは、旋回半径が大きい。その後の(VIII)のフォーク型無人搬送車１の直進の経路にフォーク型無人搬送車１がのるため、フォーク型無人搬送車１の旋回半径外側がより大きい防護範囲をもつ監視領域Ａとする。

(VIII)で、直線の軌道に乗った後は、フォーク型無人搬送車１の走行速度に応じて後方の監視範囲が大きい監視領域Ａにより、進行方向の後遠方までの監視をしながら目的位置に向かって走行する。

＜様々な監視領域Ａ＞
次に、様々な監視領域Ａについて説明する。
以下の監視領域Ａは、説明した図７や表１の監視領域Ａに加えられるものの例であり、下記以外のものも加えてもよいことは勿論である。

図９〜図１４は、フォーク型無人搬送車の様々な監視領域の例を示す上面図である。
フォーク５上の荷の有無や荷の形状により、図９〜図１１に示すように、更に複雑な防護範囲である監視領域Ａを設定することもできる。なお、図９〜図１１は、図７の監視領域Ａを一部含んでいる。

図９(ａ)は後進直線走行で「極低速」での走行の場合である。荷の積み降ろしに際しての後進時は走行速度が「極低速」のため、監視領域Ａにおけるフォーク型無人搬送車１の後方の防護エリアは、１００ｍｍ程度と小さい。
図９(ｂ)は後進直線走行で「極低速」での走行の場合である。フォーク５でパレットに載せられた荷を積んだ直後は、パレットより前方は、防護すべき領域か否か推定できないため、パレットより前方は、防護せず監視領域Ａとしない。

これに対して、荷をフォーク５に載せたときに前方障害物センサ３、４が荷を検知可能な高さにある場合には、監視領域Ａを前方に設定して、荷のパレットにフォーク５を挿入した段階、フォーク５を挿入する過程での荷の有無と障害物の検知に使用することができる。荷が存在しないあるいは存在しても前方障害物センサ３、４の高さに満たない荷を扱っているときに、前方障害物センサ３、４の監視領域Ａ内に障害物を検出した場合は異常とみなせる。

図９(ｃ)は後進左折で「極低速」での走行の場合である。フォーク型無人搬送車１が狭小な場所を後進しつつ左折する場合、左右で非対称の監視領域Ａとする。監視領域Ａは、進行方向であるフォーク型無人搬送車１の後方の領域Ａｕ１と、フォーク型無人搬送車１が曲がる反対側であるフォーク型無人搬送車１の後部左側の領域Ａｕ２と、フォーク型無人搬送車１が曲がる側の前部右側の領域Ａｍ１とが、フォーク型無人搬送車１を包含する領域となるように設定される。後部右側の領域と前部左側の領域は、余裕がない場合は監視領域Ａとしない。

図９(ｄ)は後進右折で「極低速」での走行の場合である。図９(ｃ)と反対のフォーク型無人搬送車１が狭小な場所を後進しつつ右折する場合である。図９(ｄ)では、図９(ｃ)と同様、左右で非対称の監視領域Ａとする。監視領域Ａは、進行方向であるフォーク型無人搬送車１の後方の領域Ａｕ１と、フォーク型無人搬送車１が曲がる反対側であるフォーク型無人搬送車１の後部右側の領域Ａｕ２と、フォーク型無人搬送車１が曲がる側の前部左側の領域Ａｍ１とが、フォーク型無人搬送車１を包含する領域となるように設定される。

図９(ｅ)は後進右折で「極低速」での走行の場合である。図９(ｄ)と同様、フォーク型無人搬送車１が狭小な場所を後進しつつ右折する場合であるが、後進での右折の走行速度が低い場合である。監視領域Ａは、走行速度が低いので、面積が小さくなる。図９(ｄ)、(ｅ)では、後部左側の領域と前部右側の領域は、余裕がない場合は監視領域Ａとしない。

図１０(ａ)は前進直線走行で「極低速」(走行速度０)での走行の場合である。荷が積載されたパレットをフォーク５に積むとき、リーチ機構でフォーク５をパレットに挿入前に、フォーク型無人搬送車１を極低速で前進するケースである。フォーク５の前に監視領域Ａを設定する。
図１０(ｂ)は、図１０(ａ)と同じ場合で、フォーク５内の領域の一部を監視領域Ａに設定したケースを示す。

図１０(ｃ)は、前進左折で「極低速」での走行の場合である。微小な場所でカーブの外側に面したフォーク型無人搬送車１の右後部と左前部の各片側領域を監視領域Ａとする。監視領域Ａにはフォーク５の手前も含める。
図１０(ｄ)は、前進左折で「極低速」での走行の場合である。図１０(ｄ)は、図１０(ｃ)と同じケースであるが、フォーク５内の領域の一部と、フォーク５の左右の領域を監視領域Ａに設定したケースである。

図１０(ｅ)は、前進右折で「極低速」での走行の場合である。微小な場所でカーブの外側に面したフォーク型無人搬送車１の左後部と右前部の各片側領域を監視領域Ａとする。監視領域Ａにはフォーク５の手前も含める。
図１０(ｆ)は、前進右折で「極低速」での走行の場合である。図１０(ｆ)は、図１０(ｅ)と同じケースであるが、フォーク５内の領域の一部と、フォーク５の左右の領域を監視領域Ａに設定したケースである。

図１１(ａ)は後進直線走行で「低速」の場合である。後進で直線走行する低速の場合、監視領域Ａにおけるフォーク型無人搬送車１の後方の防護エリアは、２００ｍｍ程度と小さい。
図１１(ｂ)は後進直線走行で「低速」の場合である。フォーク型無人搬送車１の車体１Ｂ幅ぎりぎりの狭小場所の走行であり、フォーク型無人搬送車１の両側部、フォーク５に載せたパレットの下方は防護せず、監視領域Ａとしない。

図１１(ｃ)は後進左折の「低速」走行の場合である。フォーク型無人搬送車１が走り出した後は、フォーク５の先端より前は監視領域Ａに含める。走行方向であるフォーク型無人搬送車１の後方の監視領域Ａは、２００ｍｍ程度と小さい。
図１１(ｄ)は後進左折の「低速」走行の場合である。狭小場所を後進左折する場合、非対称の監視領域Ａを設定して通過する。監視領域Ａは「極低速」の場合よりも広くとる。

図１１(ｅ)は後進右折の「低速」走行の場合である。フォーク型無人搬送車１が走り出した後は、フォーク５の先端より前は監視領域Ａに含める。走行方向であるフォーク型無人搬送車１の後方の監視領域Ａは、２００ｍｍ程度と小さい。
図１１(ｆ)は後進右折の「低速」走行の場合である。狭小場所を後進右折する場合、非対称の監視領域Ａを設定して通過する。監視領域Ａは「極低速」の場合よりも広くとる。

フォーク５で荷を移載中は特に危険なため、走行は止まっていてもフォーク５を出す前に、図１２(ａ)、(ｂ)に示すように、人がフォーク型無人搬送車１近傍に接近していないことを確認し、次の移載シーケンスに進めるなど、移載シーケンスの途中段階での安全確認を入れることも検出領域を適宜組み合わせることで可能である。

図１２(ａ)は移載時の前方確認である。フォーク型無人搬送車１が停止してフォーク５を出す直前の安全確認であり、監視領域Ａはフォーク５の前方の領域とする。
図１２(ｂ)は別の移載時の前方確認である。フォーク型無人搬送車１が停止してフォーク５を出す直前の安全確認であり、監視領域Ａはフォーク５の前方の領域とフォーク５内の領域の一部としたケースである。

図１２(ｃ)は移載時の後方確認である。フォーク型無人搬送車１の後方の領域を監視領域Ａとして後方確認するケースである。移載時でフォーク５の昇降動作中はフォーク５で移載されるパレットの領域は監視領域Ａとしない。
図１２(ｄ)は移載時の後方確認である。図１２(ｃ)と同じ場合であるが、図１２(ｃ)の監視領域Ａに、後部のリアバンパー１ｂ(図１(ａ)参照)の上を監視領域Ａに加えたケースである。

図１３(ａ)は後進直線走行で「中速」走行の場合である。後進直線走行で、走行速度「中速」の場合、監視領域Ａにおけるフォーク型無人搬送車１の後方の監視領域Ａは、３００ｍｍ程度と小さい。

図１３(ｂ)は後進直線走行で「中速」走行の場合であり、フォーク型無人搬送車１の車体１Ｂ幅ぎりぎりの狭小場所の走行である。走行方向であるフォーク型無人搬送車１の後方の領域を監視領域Ａとして、車体１Ｂの側方の領域とフォーク５に載せたパレットの下方は監視領域Ａとしないケースである。

図１３(ｃ)は後進左折で「中速」での走行の場合である。フォーク型無人搬送車１が走行し出した後は、フォーク５の先端より前の領域を監視領域Ａに含める。
図１３(ｄ)は後進左折で「中速」での走行の場合であり、狭小場所を通過する際には、非対称の監視領域Ａとする。監視領域Ａは「低速」走行よりも広くとる。

図１３(ｅ)は後進右折で「中速」での走行の場合である。フォーク型無人搬送車１が走行し出した後は、フォーク５の先端より前の領域を監視領域Ａに含める。
図１３(ｆ)は後進右折で「中速」での走行の場合であり、狭小場所を通過する際には、非対称の監視領域Ａとする。監視領域Ａは「低速」走行よりも広くとる。

図１４(ａ)は後進直線走行で「高速」での走行の場合である。フォーク型無人搬送車１が「高速」で走行する場合は、走行方向の監視領域Ａはブレーキで停止できる距離を含むものとする。上述の監視領域Ａの設定により、フォーク型無人搬送車１では、荷Ｎを積んでないとき、最大１８０ｍ／分の速度で安全に走行することができる。

図１４(ｂ)は後進直線走行で「高速」での走行であり、狭小場所を通過する場合である。フォーク型無人搬送車１が「高速」で走行する場合は、図１４(ａ)と同様、走行方向の監視領域Ａはブレーキで停止できる距離を含むものとするが、狭小場所では車体１Ｂの側方は監視領域Ａとしないケースである。

ところで、荷をフォーク５に載せて搬送中はフォーク５の下側の領域は何も存在しないはずであるが、前方障害物センサ３、４(図１(ａ)参照)がフォーク５下方に障害物を検出した場合、それが人か物かを問わず、異常状態とみなしてフォーク型無人搬送車１を停止させる。障害物は人以外に、荷崩れやパレット上の荷を結束するストレッチフィルムの解けや破断で荷崩れ発生の前段階の場合もある。

更に、９０度操舵での車体１Ｂ(図１(ｂ)参照)の中心を軸としたスピンターンやアウトリガーの従動輪の前輪ｗ１を軸としたピボットターンを行う場合、更に非対称な防護領域を増やすことができる。

＜フォーク型無人搬送車１の運転＞
フォーク型無人搬送車１は次の手順で無人の自動運転が行われる。
無人での自動運転のフォーク型無人搬送車１が使用されるに際しては、まず、ユーザがフォーク型無人搬送車１を手動運転で操作して、フォーク型無人搬送車１を使用する建物内を走行して誘導用センサ８ａにより建物内環境を検出して、車体制御部１Ｃにより建物内のレイアウトがどのようなものであるかの環境地図が作成される。

なお、環境地図は、建物内のレイアウトが変わった場合や、フォーク型無人搬送車１が使用される建物が変わった場合などに新たに作成される。
その後、フォーク型無人搬送車１は、車体制御部１Ｃの働きにより、無人で環境地図の情報を基に自身の位置を同定(特定)して自動運転が行われる。

＜フォーク型無人搬送車１の障害物検出安全制御＞
次に、フォーク型無人搬送車１の監視領域Ａを用いる障害物検出安全制御について説明する。
監視領域Ａによる障害物検出安全制御は、障害物検出安全制御部１Ｓ(図３参照)の制御により遂行される。

図１５は、障害物検出安全制御の概要フローを示す図である。
まず、障害物検出安全制御部１Ｓ(図３参照)が、「走行速度」、「操舵方向」、「移載中」の情報から監視領域Ａを選択して、後・前方障害物センサ２、３、４に設定する(図１５のＳ１０１)。なお、Ｓ１０１の監視領域Ａの選択は後に詳述する。

続いて、後・前方障害物センサ２、３、４は監視領域Ａ内に人や物などの障害物がないかの検出を行い、監視領域Ａ内に障害物を検出した場合には障害物検出安全制御部１Ｓにその情報(検出信号)を出力し、障害物検出安全制御部１Ｓによりフォーク型無人搬送車１が非常停止される(Ｓ１０２)。Ｓ１０２の車体１Ｂ周囲の防護は後に詳述する。

＜監視領域Ａの選択＞
次に、図１５のＳ１０１の監視領域Ａの選択について、図１６に従って説明する。図１６は、障害物検出安全制御における監視領域Ａの選択制御を示すフロー図である。
障害物検出安全制御部１Ｓは、実際の「走行速度」、「操舵方向」、フォーク５を用いての荷の「移載中」(表１に示す入力参照)か否かの各情報を取得して、フォーク型無人搬送車１の運転状態を監視する(図１６のＳ２０１)。Ｓ２０１では、障害物検出安全制御部１Ｓは、「走行速度」、「操舵方向」、および「移載中」か否かの各情報をそれぞれ速度センサ、操舵角センサ、およびフォーク５を駆動するモータの電流から取得する。

そして、障害物検出安全制御部１Ｓは運転状態に変化がないか否か判定する(Ｓ２０２)。Ｓ２０２での運転状態の変化の判定は、実際の表１に示す入力の「走行速度」、「操舵方向」、「移載中」の情報の何れかに変化が生じ、Ｎｏ．が切り替わるに至ったかで判定する。
運転状態に変化がない場合(Ｓ２０２でＮｏ)、Ｓ２０１に移行して運転状態の監視を行う。

一方、運転状態に変化がある場合(Ｓ２０２でＹｅｓ)、実際の「走行速度」、「操舵方向」、および「移載中」の各情報を用いて、テーブルなどに記憶された表１に示す入力の「走行速度」、「操舵方向」、および「移載中」の各情報が合致する設定エリアの設定番号１〜９の何れかの監視領域Ａを選択する。そして、後・前方障害物センサ２、３、４に選択した監視領域Ａを設定する、または、実際の「走行速度」、「操舵方向」、および「移載中」が不正な組み合わせの場合、「異常」としてフォーク型無人搬送車１を非常停止させる(Ｓ２０３)。その後、Ｓ２０１に移行し、障害物検出安全制御部１Ｓがフォーク型無人搬送車１の運転状態の監視を行う。

＜車体１Ｂ周囲の防護＞
次に、図１５のＳ１０２の車体１Ｂ周囲の防護について、図１７に従って説明する。図１７は、障害物検出安全制御における車体１Ｂ周囲の防護制御を示すフロー図である。
後・前方障害物センサ２、３、４は、設定された監視領域Ａ内に障害物がないか否か検出を行う(図１７のＳ３０１)。

続いて、障害物検出安全制御部１Ｓは、監視領域Ａ内に障害物があるか否か、後・前方障害物センサ２、３、４の信号から判定する(Ｓ３０２)。
監視領域Ａ内に障害物がないと判定される場合(Ｓ３０２でＮｏ)、Ｓ３０１に移行して、後・前方障害物センサ２、３、４が監視領域Ａ内に障害物がないか否かの検出を行う。

一方、監視領域Ａ内に障害物がある場合(Ｓ３０２でＹｅｓ)、障害物検出安全制御部１Ｓは、車体制御部１Ｃとは独立して、走行モータの電力供給を遮断し、ブレーキでフォーク型無人搬送車１を非常停止させる(Ｓ３０３)。その後、フォーク型無人搬送車１の運転が再開されると、Ｓ３０１に移行する。

障害物検出安全制御部１Ｓは、障害物を検出した場合、車体制御部１Ｃとは独立してフォーク型無人搬送車１を非常停止させるので、車体制御部１Ｃが万が一故障した場合にも非常停止が可能であり、安全性が高い。

＜フォーク型無人搬送車１の車体１Ｂ後方の対人検出用センサ８ｂによる障害物検出の処理＞
次に、フォーク型無人搬送車１の後方に設定した減速制御領域Ｇ、停止制御領域Ｔ(図２参照)に障害物をあることを対人検出用センサ８ｂにより検出する場合の処理について、図１８に従って説明する。図１８は、フォーク型無人搬送車の車体後方の障害物検出処理を示すフロー図である。

まず、車体制御部１Ｃは、対人検出用センサ８ｂの検出信号により、停止制御領域Ｔ(図２参照)内に障害物があるか否か判定する(図１８のＳ４０１)。
停止制御領域Ｔ内に障害物があると判定された場合(Ｓ４０１でＹｅｓ)、車体制御部１Ｃは目標速度を「０」に設定して走行モータの電力供給を遮断し、ブレーキでフォーク型無人搬送車１を非常停止させる(Ｓ４０２)。その後、フォーク型無人搬送車１の運転が再開されると、Ｓ４０１に移行する。

一方、停止制御領域Ｔ内に障害物がないと判定された場合(Ｓ４０１でＮｏ)、車体制御部１Ｃは、対人検出用センサ８ｂが減速制御領域Ｇ(図２参照)内に障害物を検出したか否か判定する(Ｓ４０３)。
減速制御領域Ｇ内に障害物を検出したと判定された場合(Ｓ４０３でＹｅｓ)、環境地図に登録された構造物と相関があるか否か判定される(Ｓ４０４)。

検出された障害物が環境地図に登録された構造物と相関がないと判定された場合(Ｓ４０４でＮｏ)、車体制御部１Ｃはフォーク型無人搬送車１の目標速度を安全速度に設定して減速する(Ｓ４０５)。その後、Ｓ４０１に移行する。

一方、Ｓ４０３で、減速制御領域Ｇ内に障害物を検出しないと判定された場合(Ｓ４０３でＮｏ)、車体制御部１Ｃは対人検出用センサ８ｂによる障害物検出の処理でフォーク型無人搬送車１が減速または停止処理中か否か判定する(Ｓ４０６)。なお、Ｓ４０６での判定は、対人検出用センサ８ｂによる障害物検出の処理で減速または停止処理中か否かの判定が行われる。

何故なら、図２に示すように、後・前方障害物センサ２、３、４で検出が行われる監視領域Ａと対人検出用センサ８ｂで検出が行われる停止制御領域Ｔおよび減速制御領域Ｇとは、重複しないエリアがあるため、独立した判定にしないと停止すべきところ、走行を始めることが起こる場合があるためである。

フォーク型無人搬送車１が減速または停止処理中でないと判定され当該区間を設定された走行速度で走行している場合(Ｓ４０６でＮｏ)、Ｓ４０１に移行する。
一方、フォーク型無人搬送車１が減速または停止処理中であると判定され場合(Ｓ４０６でＹｅｓ)、車体制御部１Ｃはフォーク型無人搬送車１の目標速度を、当該区間の設定された走行速度に戻し(Ｓ４０７)、Ｓ４０１に移行する。

Ｓ４０４で、検出された障害物が環境地図に登録された構造物と相関があると判定された場合(Ｓ４０４でＹｅｓ)、Ｓ４０６に移行する。
以上が、対人検出用センサ８ｂによる障害物検出の処理である。

＜ＳＬＡＭ技術との関連＞
防護領域をそれぞれの障害物検出センサの後方障害物センサ２、左・右の前方障害物センサ３、４ごとに設ける例を説明したが、車体の誘導制御にＳＬＡＭ技術(Simultaneously Localization And Mapping：自律的にロボットの移動を行うため、障害物の位置情報などを表した環境地図の生成と、自己位置推定を行う知能ロボットの制御技術)による自己位置推定を行っている場合で、自己位置推定に使用するレーザ距離計の誘導用センサ８ａが人の検出を可能な高さに設置されているときには、以下のことが行える。

すなわち、対人検出用センサ８ｂに代えて、ＳＬＡＭ側で検出した人あるいは障害物に対して衝突回避の減速処理、停止処理を本実施例で説明した防護領域である監視領域Ａの外側に設け、減速停止処理(図２の減速制御領域Ｇ、停止制御領域Ｔ参照)を階層化することで安全性を高めることができる。

ＳＬＡＭによる減速・停止処理の領域(図２の減速制御領域Ｇ、停止制御領域Ｔ)は、無人搬送車の安全を確保するための設置要件を満たさない場所に設置することもあり、ＳＬＡＭによる障害物回避は安全を担保できるものでないため、安全要件を満たす場所に設けた検出装置で確実に停止できることを担保することが必要条件となる。この必要条件は、後方障害物センサ２、左・右前方障害物センサ３、４で監視領域Ａに障害物があることを検出してフォーク型無人搬送車１を非常停止させることで満たされることとなる。

＜制御の分担＞
制御の分担として、障害物センサの後方障害物センサ２、左・右の前方障害物センサ３、４から出力される距離データが監視領域Ａに入っているかの判定を、誘導制御を行う制御装置の車体制御部１Ｃで行う場合、制御装置の故障、制御失敗（ソフトウエアのバグなどの要因）に対して安全を担保することができない場合がある。

そこで、前記したように、障害物センサの後方障害物センサ２、左・右の前方障害物センサ３、４から出力される距離データが監視領域Ａに入っているかの判定を、誘導制御装置(車体制御部１Ｃ)と独立した制御装置の障害物検出安全制御部１Ｓ(図３参照)で行う場合には、誘導制御装置(車体制御部１Ｃ)の故障、制御失敗に対しても防護可能となる。

また、障害物センサの後方障害物センサ２、前方障害物センサ３、４から出力される距離データを、障害物センサ(後方障害物センサ２、左・右前方障害物センサ３、４)に事前に防護する領域を登録し、判定までを障害物センサで行い、かつ、障害物センサ(後方障害物センサ２、左・右前方障害物センサ３、４)に危険側故障を生じ機能喪失したことが認識可能な場合、誘導制御と防護エリアに対する防護判定を、危険側故障)を生じ機能喪失したことが判定可能な制御装置で主なうことで安全系を構成することができる。なお、危険側故障とは、故障が起こると安全な機能に影響があり、安全でなくなる故障をいう。

上記構成によれば、フォーク型無人搬送車１の様々な走行に際して、各走行に対応して安全に停止できる監視領域Ａを設定し、監視領域Ａに障害物があった場合に衝突することなく停止することが可能である。そのため、フォーク型無人搬送車１を無人でありながら、人や物に衝突することなく安全に使用することが可能である。

また、対人検出用センサ８ｂにより検出される減速制御領域Ｇ、停止制御領域Ｔ(図２参照)を監視領域Ａに重ねて多層化することで、より安全性を高めることができる。

さらに、監視領域Ａによる停止制御を、誘導制御制御装置の車体制御部１Ｃとは独立した障害物検出安全制御部１Ｓで行うようにしたので、車体制御部１Ｃが故障した場合にも、障害物が監視領域Ａ内にある際には安全にフォーク型無人搬送車１を停止制御することができる。
また、障害物検出安全制御部１Ｓの機能を有した制御装置を構成した場合にも、同様な作用効果を奏することができる。

以上のことから、フォークリフト固有の対物接触リスクを低減することが可能なフォークリフト型無人搬送車、その制御方法および制御装置を実現できる。

＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態では、フォーク型無人搬送車１の監視領域Ａを設定する運転状況として、「走行速度」、「操舵方向」、「移載中」か否かを例示したが、その他、積載物の有無、または、積載物の形または大きさ、または、積載物が変形するものか否かのうちの少なくとも何れかを含むように構成してもよい。また、これら以外の運転状況を採用することも可能である。このように、運転状況を適宜選択して監視領域Ａを設定することで、障害物との衝突を回避でき、よりきめの細かい安全性を確保できる。

２．本発明は、新規フォークリフトの製作時の改造，既に稼動しているフォークリフトの改造のいずれにも適用できる。

なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものでなく、様々な実施形態が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分り易く説明したものであり、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。例えば、説明した構成の一部を含むものであってもよい。

また、実施態形の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。

本技術の応用としてはリーチ型のフォークリフトに限定するものではなく、カウンターバランスフォークリフトや、より複雑な動きをするサイドフォークリフト(横にフォークが出て行って積むフォークリフト)に応用することができる。また一般の無人搬送車でも４輪操舵型などで複雑な動作をする無人搬送車や無人搬送車にロボットを搭載し、車体から荷やはみ出した運用を行う無人搬送車にも適用することができる。

１ フォークリフト型無人搬送車
１Ｂ 車体
１Ｃ 車体制御部(誘導制御装置)
１Ｓ 障害物検出安全制御部(制御装置)
２ 後方障害物センサ(第１の障害物検出装置)
３、４ 前方障害物センサ(第１の障害物検出装置)
８ａ 誘導用センサ(第２の障害物検出装置)
８ｂ 対人検出用センサ(第２の障害物検出装置)
Ａ 監視領域(障害物検出領域)
Ｇ 減速制御領域
Ｐ 障害物
Ｔ 停止制御領域

Claims (15)

1. 車体の周囲に配置され、前記車体の周囲環境を検出する複数の第１の障害物検出装置と、
   前記車体の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて設定される前記車体の周囲の障害物検出領域が予め記憶される検出領域記憶部と、
   前記車体の実際の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて前記障害物検出領域を選択して、該選択された前記障害物検出領域の情報を前記複数の第１の障害物検出装置に送る障害物検出安全制御部と備え、
   前記障害物検出安全制御部は、
   選択された前記障害物検出領域に障害物があると前記第１の障害物検出装置により検出される場合、前記車体の走行を停止させる制御を行う
   ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車。
2. 請求項１に記載のフォークリフト型無人搬送車において、
   前記車体の進行方向にある障害物を検出する第２の障害物検出装置と、
   前記車体の無人での走行を制御する誘導制御装置とを備え、
   前記誘導制御装置は、
   前記第２の障害物検出装置で検出した障害物の位置により、前記車体を減速する制御を行う減速制御領域と、前記車体を停止させる制御を行う停止制御領域とを設定して、前記車体の走行を減速または停止させる制御を行う
   ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車。
3. 請求項１に記載のフォークリフト型無人搬送車において、
   前記運転状況は、積載物の有無、または、積載物の形または大きさ、または、積載物が変形するものか否かのうちの少なくとも何れかを含む
   ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車。
4. 請求項１に記載のフォークリフト型無人搬送車において、
   前記第１の障害物検出装置は、
   後下部と左右の前下部とに配置され、その高さは前記車体の走行面上１００ｍｍ〜２５０ｍｍに設けられる
   ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車。
5. 車体の無人での走行を制御する誘導制御装置と、
   前記車体の周囲にある障害物を検出する第１の障害物検出装置と、
   設定した領域内に前記障害物が存在するか否かを判定し、前記判定した信号と前記誘導制御装置の信号とを組合せ、前記車体の運転状態により前記車体の停止制御を行う障害物検出安全制御部とを
   備えることを特徴とするフォークリフト型無人搬送車。
6. 請求項５に記載のフォークリフト型無人搬送車において、
   前記車体の進行方向にある障害物を検出する第２の障害物検出装置と、
   前記車体の無人での走行を制御する誘導制御装置とを備え、
   前記誘導制御装置は、
   前記第２の障害物検出装置で検出した障害物の位置により、前記車体を減速する制御を行う減速制御領域と、前記車体を停止させる制御を行う停止制御領域とを設定して、前記車体の走行を減速または停止させる制御を行う
   ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車。
7. 車体の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて設定される前記車体の周囲の障害物検出領域が予め記憶される検出領域記憶部と、
   実際の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて前記障害物検出領域を選択して、該選択された前記障害物検出領域の情報を、前記車体の周囲環境を検出する複数の第１の障害物検出装置に送る障害物検出安全制御部とを備え、
   前記障害物検出安全制御部は、選択された前記障害物検出領域に障害物があると前記第１の障害物検出装置により検出される場合、前記車体の走行を停止させる制御を行う
   ことを特徴とする制御装置。
8. 請求項７に記載の制御装置において、
   前記運転状況は、積載物の有無、または、積載物の形または大きさ、または、積載物が変形するものか否かのうちの少なくとも何れかを含む
   ことを特徴とする制御装置。
9. 請求項７に記載の制御装置において、
   前記第１の障害物検出装置は、
   後下部と左右の前下部とに配置され、その高さは前記車体の走行面上１００ｍｍ〜２５０ｍｍに設けられる
   ことを特徴とする制御装置。
10. 設定した領域内に障害物が存在するか否かを第１の障害物検出装置の検出信号により判定し、前記判定した信号と、車体の無人での走行を制御する誘導制御装置の信号とを組合せ、前記車体の運転状態により前記車体の停止制御を行う
    ことを特徴とする制御装置。
11. 第１の障害物検出装置と検出領域記憶部と障害物検出安全制御部とを備えるフォークリフト型無人搬送車の制御方法であって、
    前記検出領域記憶部には、車体の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて設定される前記車体の周囲の障害物検出領域が予め記憶され、
    前記障害物検出安全制御部は、前記車体の実際の走行速度、操舵方向、移載動作を含む運転状況に応じて前記障害物検出領域を選択して、該選択された前記障害物検出領域の情報を前記複数の第１の障害物検出装置に送り、
    前記第１の障害物検出装置は、前記障害物検出領域内に障害物があることを検出し、
    前記障害物検出安全制御部は、選択された前記障害物検出領域に障害物があると検出される場合、前記車体の走行を停止させる制御を行う
    ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車の制御方法。
12. 請求項１１に記載のフォークリフト型無人搬送車の制御方法において、
    前記フォークリフト型無人搬送車は、第２の障害物検出装置と車体の無人での走行を制御する誘導制御装置とを備え、
    前記第２の障害物検出装置は、前記車体の進行方向にある障害物を検出し、
    前記誘導制御装置は、前記第２の障害物検出装置で検出される障害物の位置により、前記車体を減速する制御を行う減速制御領域と、前記車体を停止させる制御を行う停止制御領域とを設定して、前記車体の走行を減速または停止させる制御を行う
    ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車の制御方法。
13. 請求項１１に記載のフォークリフト型無人搬送車の制御方法において、
    前記運転状況は、積載物の有無、または、積載物の形または大きさ、または、積載物が変形するものか否かのうちの少なくとも何れかを含む
    ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車の制御方法。
14. 請求項１１に記載のフォークリフト型無人搬送車の制御方法において、
    前記第１の障害物検出装置は、
    後下部と左右の前下部とに配置され、その高さは前記車体の走行面上１００ｍｍ〜２５０ｍｍに設けられる
    ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車の制御方法。
15. 誘導制御装置と第１の障害物検出装置と障害物検出安全制御部とを備えるフォークリフト型無人搬送車の制御方法において、
    前記誘導制御装置は、車体の無人での走行を制御し、
    前記第１の障害物検出装置は、前記車体の周囲を走査して障害物を検出し、
    前記障害物検出安全制御部は、設定した領域内に前記障害物が存在するか否かを判定し、前記判定した信号と前記誘導制御装置の信号とを組合せ、前記車体の運転状態により前記車体の停止制御を行う
    ことを特徴とするフォークリフト型無人搬送車の制御方法。

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