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WO2024057487A1 - 移動体および移動体システム - Google Patents

移動体および移動体システム Download PDF

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WO2024057487A1
WO2024057487A1 PCT/JP2022/034573 JP2022034573W WO2024057487A1 WO 2024057487 A1 WO2024057487 A1 WO 2024057487A1 JP 2022034573 W JP2022034573 W JP 2022034573W WO 2024057487 A1 WO2024057487 A1 WO 2024057487A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wheels
vehicle body
wheel
slip
elimination control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2022/034573
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩二 河口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Corp
Original Assignee
Fuji Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Corp filed Critical Fuji Corp
Priority to PCT/JP2022/034573 priority Critical patent/WO2024057487A1/ja
Priority to JP2024546629A priority patent/JPWO2024057487A1/ja
Publication of WO2024057487A1 publication Critical patent/WO2024057487A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B13/00—Other railway systems

Definitions

  • This specification discloses a mobile object and a mobile system.
  • Patent Document 1 describes a plurality of drive wheels, a plurality of motors respectively connected to the plurality of drive wheels, an external sensor that repeatedly scans the environment and outputs sensor data for each scan, and a plurality of drive wheels.
  • a plurality of rotary encoders each detecting a rotational speed of a plurality of rotary encoders, and a displacement of first position information indicating a position of the moving body estimated based on sensor data of an external sensor, and rotation of a plurality of drive wheels.
  • a system has been disclosed that detects idle rotation of the drive wheels based on a difference between second position information indicating the position of the moving body estimated from the speed and the displacement.
  • Patent Document 1 describes detecting idling of the driving wheels, it does not mention how to appropriately respond to the idling that occurs in the driving wheels.
  • the main purpose of the present disclosure is to appropriately respond to wheel slippage by simple control when wheel slippage occurs.
  • the present disclosure has taken the following measures to achieve the above-mentioned main objective.
  • the mobile object of the present disclosure is A moving body comprising a plurality of wheels attached to a vehicle body and capable of changing the traveling direction of the vehicle body by driving the plurality of wheels without changing the direction of the wheels, a determination unit that determines whether at least one wheel of the plurality of wheels is idling; a wheel slip elimination control section that executes wheel slip elimination control that drives and controls the plurality of wheels so that the vehicle body changes the traveling direction and travels when the determination section determines that wheel slip has occurred;
  • the main point is to have the following.
  • slip elimination control is executed to drive and control a plurality of wheels so that the vehicle moves by changing the traveling direction of the vehicle.
  • the mobile system of the present disclosure includes: A mobile body system including a mobile body having a plurality of wheels attached to a vehicle body and traveling according to a travel route set based on map information, a detection unit that detects the position of the vehicle body; a determination unit that determines whether at least one wheel of the plurality of wheels is idling; Update of updating the map information by setting an obstacle at the position of the vehicle body detected by the detection unit when the wheel slip occurs when the determination unit determines that the wheel is slipping.
  • Department and The main point is to have the following.
  • FIG. 2 is an external perspective view of an object to be transported and a moving body that transports the object.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a moving body.
  • FIG. 1 is a block diagram of a mobile system including a mobile body and a management device. It is a flowchart which shows an example of a travel control routine.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the vehicle travels.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing how slip elimination control is executed when a slip occurs.
  • 3 is a flowchart illustrating an example of a map update processing routine.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of a travel route that is set when there is an obstacle on the map.
  • FIG. 1 is an external perspective view of an object 100 to be transported and a moving body 10 that transports the object 100.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the mobile body 10.
  • FIG. 3 is a block diagram of the mobile system 1 including the mobile 10 and the management device 60.
  • the mobile object 10 of this embodiment is used as a logistics sensor, a warehouse, a store, etc., and as shown in FIG. 1, an autonomous mobile robot (AMR) that connects to and transports an object 100 It is.
  • the mobile system 1 includes a mobile body 10 and a management device 60 that manages the operation of the mobile body 10.
  • the transported object 100 includes a loading platform 101 on which cargo can be loaded, and a plurality of (for example, four) casters 110 rotatably attached to the lower surface of the loading platform 101.
  • This is a cart with a basket.
  • the transported object 100 is provided with a marker such as an AR marker, a two-dimensional code, or a barcode for identifying the transported object 100.
  • the moving body 10 recognizes the object 100 to be transported by reading the marker.
  • the moving body 10 of this embodiment has a substantially L-shaped appearance when viewed from the front.
  • the moving body 10 includes a substantially flat body part 11 and a box-shaped housing part 12 connected to the right end of the vehicle body part 11 and housing a control part 40 and the like.
  • the moving body 10 also includes a plurality of (for example, four) wheels 21 attached to the lower surface of the vehicle body portion 11, and a plurality of (for example, four) drive motors 22 that rotationally drive the corresponding wheels 21.
  • a connecting part 30 is provided on the upper surface of the vehicle body part 11 and is connected to the transported object 100.
  • the plurality of wheels 21 are configured as mecanum wheels having a plurality of rollers 21r rotatable around an axis inclined at 45 degrees with respect to the rotation axis of the wheel on the outer periphery of the wheel.
  • the mobile body 10 vehicle body 11
  • the plurality of wheels 21 may be configured as an omniwheel having a plurality of rollers that are rotatable around an axis that intersects the rotation axis of the wheel.
  • the connecting portion 30 includes a lifting device 31 and an engaging portion 32 that is raised and lowered by the lifting device 31.
  • the engaging portion 32 is raised by the lifting device 31 in a state where the vehicle body portion 11 is under the conveyed object 100 (basket truck).
  • the engaging portion 32 engages with the back side of the loading platform 101 of the transported object 100, and the movable body 10 and the transported object 100 are connected.
  • the mobile body 10 includes a control unit 40 that manages overall control, a storage unit 41 that stores various information including map information, and communication with the management device 60 and other mobile bodies ( It includes a communication section 42 for performing (wireless communication), camera sections 51 and 52 as imaging devices, and sensor sections 53 and 54 for detecting surrounding objects.
  • the camera section 51 is installed on the left side of the vehicle body section 11, and the camera section 52 is installed on the left side of the housing section 12.
  • the sensor sections 53 and 54 are installed on both front and rear sides of the vehicle body section 11, respectively.
  • the sensor units 53 and 54 detect surrounding objects and distances to objects.
  • the sensor units 53 and 54 measure distance data for each scanning angle by scanning the surroundings with laser light, receiving each reflected light, and measuring the time until receiving the reflected light.
  • a LiDAR (Light Detection And Ranging) sensor that obtains surrounding point cloud data is used.
  • the control unit 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM that stores processing programs, a RAM that temporarily stores data, a timer, and the like.
  • the control section 40 receives image signals from the camera sections 51 and 52, detection signals from the sensor sections 53 and 54, and the like.
  • the control unit 40 outputs control signals to the drive motor 22 and the lifting device 31.
  • the management device 60 includes a processing section 61, a storage section 62 for storing various information including map information, and a communication section 63 for communicating (wireless communication) with each mobile object 10.
  • the processing unit 61 is configured as a microprocessor centered on a CPU, and includes, in addition to the CPU, a ROM for storing processing programs, a RAM for temporarily storing data, and the like.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a traveling control routine executed by the control unit 40 of the moving body 10. This process is executed after the management device 60 gives an instruction to transport the object 100 (baggage). Note that when the control unit 40 is instructed to transport the transported object 100 (baggage), the controller 40 moves to the front of the transported object 100 and images the transported object 100 (marker) with the camera section 51, and then moves the vehicle body. The part 11 is inserted under the object 100 to be transported, and the engaging part 32 is raised to connect the vehicle body part 11 to the object 100 to be transported. Thereby, the moving body 10 travels to the designated destination, and the transported object 100 can be transported (pulled) to the designated destination.
  • the travel control routine will be described below with reference to FIGS. 5A and 5B.
  • the control unit 40 first obtains a driving route from the current location to the destination (S100), and starts automatic driving according to the acquired driving route (S110, see FIG. 5A).
  • the driving route is acquired by grasping the surrounding shape based on the point cloud data measured by the sensor units 53 and 54 (LiDAR), and comparing the grasped surrounding shape with the map information stored in the storage unit 41 ( This is done by recognizing the current location (self-location) of the own vehicle by comparing the current location (self-location), and searching for a route based on map information based on the recognized current location and the specified destination.
  • the map information includes information regarding obstacles (obstacle information). Obstacle information includes the position of the obstacle on the map and the size (range) of the obstacle.
  • the driving route will be changed based on the obstacle. is set to bypass.
  • the control unit 40 recognizes the current location of the own vehicle and transmits it to the management device 60, and the management device 60 that receives the current location stores it in the storage unit 62 based on the current location and the destination. This may be done by searching for a route based on map information and transmitting the obtained travel route to the control unit 40.
  • the control unit 40 determines whether slip due to slipping has occurred in any of the plurality of wheels 21 for a predetermined period of time (S104). This determination is made, for example, by providing a rotation sensor for each of the plurality of wheels 21, and checking whether the difference in wheel speed of each wheel 21 detected by each rotation sensor continues to be a predetermined value or more for a predetermined period of time. This can be done by making a judgment. In addition, this determination is made by measuring the vehicle body speed of the vehicle based on the temporal change in the vehicle's own position detected by the sensor units 53 and 54, and by measuring the vehicle body speed of the vehicle based on the wheel speed of each wheel 21 detected by each rotation sensor. This can be done by estimating the vehicle speed and determining whether the difference between the measured value and the estimated value of the vehicle speed continues to be a predetermined value or more for a predetermined period of time.
  • control unit 40 determines in S104 that no slip has occurred, the process proceeds to S120, and determines whether the destination has been reached (S120). If the control unit 40 determines that the vehicle has not arrived at the destination, the process returns to S104, and if it determines that the vehicle has arrived at the destination, it stops traveling (S122) and ends this routine.
  • the control unit 40 acquires the self-position using the sensors 53 and 54, and associates the acquired self-position with the current time as the slip position, and stores the slip history in the storage unit 41. It is stored in the storage area (S106). Then, the control unit 40 determines whether or not the past slip history (slip position) is stored in the storage unit 41 (slip history storage area) during one trip to the destination (S108). If the control unit 40 determines that the past slip history is stored, it determines whether the slip that occurred this time occurred at the same position as the slip that occurred most recently (S110). This determination can be made by comparing the slip positions of the slip that occurred this time and the slip that occurred most recently.
  • the control unit 40 determines in S108 that the past slip history is not stored, or determines that the past slip history is stored, but in S110 that the current slip occurred at the same position as the most recent slip. If it is determined that this is not the case, slip elimination control is executed to eliminate the slip that has occurred this time. That is, the control unit 40 determines whether it is possible to move in a direction different from the current direction of travel (S116). This process can be performed by determining whether or not there is a space in which the vehicle can travel in a direction different from the current direction of travel based on the surrounding shape ascertained using the sensor units 53 and 54. can.
  • control unit 40 determines that movement is possible in another direction, it adds a waypoint in the other direction to the driving route acquired in S100 and performs automatic driving (S118, see FIG. 5B).
  • the plurality of wheels 21 included in the moving body 10 are constituted by mecanum wheels, the rotational directions of the plurality of motors that respectively drive the corresponding wheels 21 can be changed without changing the direction of the wheels 21.
  • movement in all directions is possible. Therefore, as slip elimination control, by controlling the drive of the plurality of wheels 21 with a new direction of movement different from the direction of movement when the slip occurred, the grip of the wheels 21 is restored and the escape from the slip is performed. can be achieved.
  • the control unit 40 determines that a slip has occurred in S104, and in S108 and S110, the past slip history is stored and the current slip is located at the same position as the most recent slip. It is determined that this occurred in In this case, the control unit 40 counts the number of consecutive slips N (S112), and determines whether the counted number of consecutive slips N is less than a predetermined number Nref (S114). When the control unit 40 determines that the number of consecutive slips N is less than the predetermined number Nref, it determines whether movement in another direction is possible (S116).
  • the other direction here is a direction different from both the traveling direction when the slip first occurs with respect to the target slip position and the traveling direction changed by the previous slip elimination control.
  • control unit 40 determines that movement is possible in another direction, it adds a waypoint in another direction to the driving route and performs automatic driving (S118). In this way, if the slip is not resolved, and if movement in another direction is possible, the control unit 40 performs slip elimination control while changing the direction of travel until the number of consecutive slips N reaches the predetermined number Nref. is executed repeatedly.
  • control unit 40 determines in S114 that the number of consecutive slips is equal to or greater than the predetermined number of times Nref, or if it determines in S116 that movement is not possible in other directions, it determines that the slip elimination control cannot be executed. Then, the process is stopped due to an error (S124), and this routine is ended.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a map update processing routine executed by the control unit 40.
  • the control unit 40 first determines whether or not traveling has been completed (S200). If the control unit 40 determines that the vehicle has not completed its travel, that is, that the vehicle is still traveling, it ends this routine. On the other hand, when the control unit 40 determines that the traveling is completed, the control unit 40 determines whether the slip history (slip position) during the traveling is stored in the storage unit 41 (S202). If the control unit 40 determines that the slip history during driving is not stored, it ends this routine. On the other hand, if the control unit 40 determines that the slip history during driving is stored, it sets an obstacle on the map at the coordinates corresponding to the slip position stored in the storage unit 41 (S204).
  • the information is updated (S206), the updated map information or obstacle information is sent to the management device 60 (S208), and this routine ends.
  • the map information includes obstacle information, so if there is an obstacle between the current location and the destination, the map information will be displayed as shown in FIG. Then, a driving route that detours around the obstacle is acquired. This makes it possible to avoid repeated slips at the same position.
  • the processing unit 61 of the management device 60 receives updated map information or obstacle information from the control unit 40 and updates the map information stored in the storage unit 62. Then, the processing unit 61 transmits the updated map information and obstacle information to other moving objects 10. Thereby, map information on which obstacle information is reflected can be shared among all the moving bodies 10 whose operation is managed by the management device 60. Therefore, when a certain moving body 10 slips, it is possible to avoid another moving body 10 from slipping at the same position.
  • the mobile body 10 of the present embodiment is an example of the mobile body of the present disclosure
  • the control unit 40 that executes the process of S104 of the travel control routine is an example of the determination unit
  • the control unit 40 that executes the process of S118 of the travel control routine is an example of a spin elimination control unit.
  • the sensor sections 53 and 54 are examples of detection sections.
  • the control unit 40 that executes the processes of S204 and S206 of the map update process routine is an example of the update unit.
  • the control unit 40 of the mobile object 10 updates the map information
  • the processing unit 61 of the management device 60 may update the map information.
  • the processing unit 61 receives the slip position from the control unit 40 of the moving body 10 and corresponds the map information stored in the storage unit 62 to the received slip position.
  • the map information can be updated by setting obstacles at the coordinates.
  • the idling elimination control is executed to drive and control a plurality of wheels so that the moving direction of the vehicle body is changed and the vehicle travels. It is equipped with a spin elimination control section.
  • the wheels include mecanum wheels, omni wheels, and the like.
  • the idle elimination control unit determines whether the generated idle is eliminated or the idle elimination control is performed.
  • the slip elimination control may be repeatedly executed by further changing the traveling direction until the number of executions reaches a predetermined number of times. In this way, it is possible to increase the possibility that the slipping will be eliminated by repeating the slipping elimination control, and it is possible to avoid the inconvenience caused by repeating the slipping elimination control indefinitely.
  • the moving object of the present disclosure includes a detection unit that detects a shape of the surroundings of the vehicle body, and the slip elimination control unit is configured to perform the slip elimination control by causing the vehicle to travel in another direction based on the shape of the surroundings of the vehicle body. It may be determined whether or not it is possible to travel in the other direction, and if it is possible to travel in the other direction, the plurality of wheels may be drive-controlled so that the traveling direction is changed to the other direction. In this way, the wheel slip elimination control can be appropriately executed.
  • the mobile system of the present disclosure includes an updating unit that updates map information by setting an obstacle at the position of the vehicle body detected when wheel slipping occurs when it is determined that wheel slipping has occurred. There is.
  • an updating unit that updates map information by setting an obstacle at the position of the vehicle body detected when wheel slipping occurs when it is determined that wheel slipping has occurred.
  • the wheel slip elimination control is executed to drive and control the plurality of wheels so that the vehicle body changes the traveling direction and runs.
  • the updating unit may update the map information after the slip caused by the slip elimination control is resolved. In this way, it is possible to avoid the situation where the map information is updated while the wheel slip has not been resolved, and the wheel slip elimination control cannot be executed.
  • the present disclosure can be used in the mobile body manufacturing industry, etc.
  • 1 Mobile body system 10 Mobile body, 11 Vehicle body, 12 Housing, 21 Wheels, 21r rollers, 22 Drive motor, 30 Connection unit, 31 Lifting device, 32 Engagement unit, 40 Control unit, 41 Storage unit, 42 Communication section, 51, 52 camera section, 53, 54 sensor section, 60 management device, 61 processing section, 62 storage section, 63 communication section, 100 object to be transported, 101 loading platform section, 110 casters.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

移動体は、車体に取り付けられた複数の車輪を備え、車輪の向きを変更することなく、複数の車輪の駆動により車体の進行方向を変更可能なものである。この移動体は、複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に空転が発生したか否かを判定する判定部と、判定部により車輪に空転が発生したと判定された場合に、車体の進行方向を変更して走行するよう複数の車輪を駆動制御する空転解消制御を実行する空転解消制御部と、を備える。

Description

移動体および移動体システム
　本明細書は、移動体および移動体システムについて開示する。
　従来、ＡＧＶ（無人搬送車）やＡＭＲ（自動搬送ロボット）といった自律走行可能な移動体が知られている。例えば、特許文献１には、複数の駆動輪と、複数の駆動輪にそれぞれ接続された複数のモータと、環境を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、複数の駆動輪の回転速度をそれぞれ検出する複数のロータリエンコーダと、を備える移動体において、外界センサのセンサデータに基づいて推定される移動体の位置を示す第１位置情報の変位と、複数の駆動輪の回転速度から推定される移動体の位置を示す第２位置情報の変位との差に基づいて駆動輪の空転を検出するものが開示されている。
特開２０１９－１７５１３６号公報
　しかしながら、上述した特許文献１には、駆動輪の空転を検出することについては記載されているものの、駆動輪に生じた空転に対して適切に対応することについては言及されていない。
　本開示は、車輪に空転が発生した場合に、簡易な制御により車輪の空転に対して適切に対応することを主目的とする。
　本開示は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。
　本開示の移動体は、
　車体に取り付けられた複数の車輪を備え、前記車輪の向きを変更することなく、複数の前記車輪の駆動により前記車体の進行方向を変更可能な移動体であって、
　前記複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に空転が発生したか否かを判定する判定部と、
　前記判定部により前記車輪に空転が発生したと判定された場合に、前記車体の進行方向を変更して走行するよう複数の前記車輪を駆動制御する空転解消制御を実行する空転解消制御部と、
　を備えることを要旨とする。
　この本開示の移動体では、車輪に空転が発生したと判定された場合に、車体の進行方向を変更して走行するよう複数の車輪を駆動制御する空転解消制御を実行することとしている。これにより、車輪の向きを変更することなく、複数の車輪の駆動により車体の進行方向を変更可能な移動体において、車輪に空転が発生した場合に、簡易な制御により車輪の空転に対して適切に対応することができる。
　本開示の移動体システムは、
　車体に取り付けられた複数の車輪を備え、マップ情報に基づいて設定される走行ルートに従って走行する移動体を含む移動体システムであって、
　前記車体の位置を検出する検出部と、
　前記複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に空転が発生したか否かを判定する判定部と、
　前記判定部により前記車輪に空転が発生したと判定された場合に、前記空転が発生したときに前記検出部により検出された前記車体の位置に障害物を設定して前記マップ情報を更新する更新部と、
　を備えることを要旨とする。
　この本開示の移動体システムでは、車輪に空転が発生したと判定された場合に、空転が発生したときに検出された車体の位置に障害物を設定してマップ情報を更新することとしている。これにより、マップ情報に基づいて設定された走行ルートに従って走行する移動体において、次に走行する際に車輪が空転した箇所が障害物として認識されるため、障害物を回避した走行ルートを設定することで、同じ箇所で車輪の空転が繰り返し発生するのを回避することができる。この結果、車輪に空転が発生した場合に、簡易な制御により車輪の空転に対して適切に対応することができる。
被搬送物と被搬送物を搬送する移動体の外観斜視図である。 移動体の概略構成図である。 移動体と管理装置とを含む移動体システムのブロック図である。 走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 走行の様子を示す説明図である。 スリップが発生した場合のスリップ解消制御の実行の様子を示す説明図である。 マップ更新処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 マップに障害物がある場合に設定される走行ルートの一例を示す説明図である。
　次に、本開示を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。
　図１は、被搬送物１００と被搬送物１００を搬送する移動体１０の外観斜視図である。図２は、移動体１０の概略構成図である。図３は、移動体１０と管理装置６０とを含む移動体システム１のブロック図である。
　本実施形態の移動体１０は、物流センサや倉庫、店舗等で用いられ、図１に示すように、被搬送物１００に接続して搬送する自律走行可能な搬送ロボット（ＡＭＲ：Autonomous Mobile Robot）である。移動体システム１は、移動体１０と、当該移動体１０の運行を管理する管理装置６０と、を備える。
　被搬送物１００は、例えば、図１に示すように、荷物を積載可能な荷台部１０１と、荷台部１０１の下面に旋回自在に取り付けられた複数（例えば、４つ）のキャスタ１１０と、を有するカゴ台車である。被搬送物１００には、図示しないが、当該被搬送物１００を識別するためのＡＲマーカや二次元コード、バーコードといったマーカが設けられている。移動体１０は、マーカを読み取ることにより搬送すべき被搬送物１００を認識する。
　本実施形態の移動体１０は、図２に示すように、正面視において略Ｌ字状の外観を有する。この移動体１０は、略平板状の車体部１１と、車体部１１の右端に連結され制御部４０等を収容する箱形の筐体部１２と、を備える。また、移動体１０は、車体部１１の下面に取り付けられた複数（例えば、４つ）の車輪２１と、それぞれ対応する車輪２１を回転駆動する複数（例えば、４つ）の駆動モータ２２と、車体部１１の上面に設置され被搬送物１００と接続するための接続部３０と、を備える。複数の車輪２１は、本実施形態では、ホイールの外周に当該ホイールの回転軸に対して４５度傾斜した軸周りに回転可能な複数のローラ２１ｒを有するメカナムホイールとして構成される。これにより、複数の駆動モータ２２で対応する車輪２１の回転方向および回転速度を独立して制御することにより、移動体１０（車体部１１）を全方向へ移動させたり旋回（超信地旋回や信地旋回、緩旋回など）させたりすることができる。なお、複数の車輪２１は、ホイールの回転軸に対して立体交差する軸周りに回転可能な複数のローラを有するオムニホイールとして構成されてもよい。
　接続部３０は、図２に示すように、昇降装置３１と、昇降装置３１によって昇降する係合部３２と、を有する。接続部３０は、車体部１１が被搬送物１００（カゴ台車）の下に潜り込んだ状態で昇降装置３１により係合部３２を上昇させる。これにより、係合部３２が被搬送物１００の荷台部１０１の裏側に係合し、移動体１０と被搬送物１００とが接続される。
　更に、移動体１０は、図３に示すように、全体の制御を司る制御部４０と、マップ情報を含む各種情報を記憶する記憶部４１と、管理装置６０や他の移動体との通信（無線通信）を行なうための通信部４２と、撮像装置としてのカメラ部５１，５２と、周囲の対象物を検出するセンサ部５３，５４と、を備える。カメラ部５１は、車体部１１の左側面に設置され、カメラ部５２は、筐体部１２の左側面に設置されている。センサ部５３，５４は、車体部１１の前後両側面にそれぞれ設置される。センサ部５３，５４は、周囲の物体や物体との距離を検出するものである。本実施形態では、センサ部５３，５４は、レーザ光を周囲に走査して各々の反射光を受光し、反射光を受光するまでの時間を計測することにより、走査角ごとに距離データを測定して周囲の点群データを得るＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）センサが用いられる。
　制御部４０は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ、計時部等を備える。制御部４０には、カメラ部５１，５２からの画像信号やセンサ部５３，５４からの検出信号などが入力されている。制御部４０からは、駆動モータ２２や昇降装置３１への制御信号などが出力されている。
　管理装置６０は、図３に示すように、処理部６１と、マップ情報を含む各種情報を記憶する記憶部６２と、各移動体１０と通信（無線通信）を行なうための通信部６３と、を備える。処理部６１は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成され、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭやデータを一時的に記憶するＲＡＭ等を備える。
　次に、こうして構成された本実施形態の移動体１０の動作について説明する。図６は、移動体１０の制御部４０により実行される走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。この処理は、管理装置６０から被搬送物１００（荷物）の搬送が指示された後に実行される。なお、制御部４０は、被搬送物１００（荷物）の搬送が指示されると、被搬送物１００の前まで移動してカメラ部５１により当該被搬送物１００（マーカ）を撮像した後、車体部１１を被搬送物１００の下に潜り込ませ、係合部３２を上昇させて車体部１１を被搬送物１００に接続する。これにより、移動体１０が指定の目的地まで走行することで、被搬送物１００を当該目的地まで搬送（牽引）することができる。以下、走行制御ルーチンについて図５Ａ，図５Ｂを参照しながら説明する。
　走行制御ルーチンでは、制御部４０は、まず、現在地から目的地までの走行ルートを取得し（Ｓ１００）、取得した走行ルートに従って自動走行を開始する（Ｓ１１０、図５Ａ参照）。走行ルートの取得は、センサ部５３，５４（ＬｉＤＡＲ）により測定された点群データに基づいて周囲の形状を把握し、把握した周囲の形状と記憶部４１に記憶されたマップ情報とを比較（照合）することにより自車の現在地（自己位置）を認識し、認識した現在地と指定された目的地とに基づいてマップ情報を基にルート検索することにより行なわれる。本実施形態では、マップ情報には、障害物に関する情報（障害物情報）が含まれる。障害物情報には、マップ上の障害物の位置と障害物の大きさ（範囲）とが含まれ、現在地と目的地との間に障害物がある場合には、走行ルートは、当該障害物を迂回するように設定される。なお、走行ルートの取得は、制御部４０が自車の現在地を認識して管理装置６０に送信し、現在地を受信した管理装置６０が現在地と目的地とに基づいて記憶部６２に記憶されたマップ情報を基にルート検索し、得られた走行ルートを当該制御部４０に送信することにより行なってもよい。
　次に、制御部４０は、所定時間に亘って複数の車輪２１のいずれかに空転によるスリップが発生したか否かを判定する（Ｓ１０４）。この判定は、例えば、複数の車輪２１にそれぞれ回転センサを設け、各回転センサにより検出される各車輪２１の車輪速の差が所定値以上の状態が所定時間に亘って継続したか否かを判定することにより行なうことができる。また、この判定は、センサ部５３，５４により検出される自己位置の時間変化に基づいて自車の車体速を計測し、各回転センサにより検出される各車輪２１の車輪速から自車の車体速を推定し、車体速の計測値と推定値との差が所定値以上の状態が所定時間に亘って継続したか否かを判定することにより行なうことができる。
　制御部４０は、Ｓ１０４でスリップが発生していないと判定すると、Ｓ１２０に進み、目的地に到着したか否かを判定する（Ｓ１２０）。制御部４０は、目的地に到着していないと判定すると、Ｓ１０４に戻り、目的地に到着したと判定すると、走行を停止して（Ｓ１２２）、本ルーチンを終了する。
　一方、制御部４０は、Ｓ１０４でスリップが発生していると判定すると、センサ部５３，５４により自己位置を取得し、取得した自己位置をスリップ位置として現在時刻と関連付けて記憶部４１のスリップ履歴記憶領域に記憶する（Ｓ１０６）。そして、制御部４０は、目的地までの１トリップにおいて、記憶部４１（スリップ履歴記憶領域）に過去のスリップ履歴（スリップ位置）が記憶されているか否かを判定する（Ｓ１０８）。制御部４０は、過去のスリップ履歴が記憶されていると判定すると、今回発生したスリップが直近に発生したスリップと同じ位置で発生したものであるか否かを判定する（Ｓ１１０）。この判定は、今回発生したスリップと直近に発生したスリップとでそれぞれスリップ位置を比較することにより行なうことができる。
　制御部４０は、Ｓ１０８で過去のスリップ履歴が記憶されていないと判定したり、過去のスリップ履歴が記憶されているが、Ｓ１１０で今回発生したスリップが直近に発生したスリップと同じ位置で発生したものではないと判定したりすると、今回発生したスリップを解消させるためのスリップ解消制御を実行する。すなわち、制御部４０は、現在の進行方向とは異なる他の方向に移動可能であるか否かを判定する（Ｓ１１６）。この処理は、センサ部５３，５４を用いて把握される周囲の形状に基づいて現在の進行方向とは異なる他の方向に走行可能なスペースが存在するか否かを判定することにより行なうことができる。制御部４０は、他の方向に移動可能であると判定すると、Ｓ１００で取得した走行ルートに対して、当該他の方向に経由地を追加して自動走行を行なう（Ｓ１１８、図５Ｂ参照）。本実施形態では、移動体１０が有する複数の車輪２１は、メカナムホイールにより構成されているため、車輪２１の方向を変更することなく、対応する車輪２１をそれぞれ駆動する複数のモータの回転方向と回転速度とを調整することにより、全方向の移動が可能である。そこで、スリップ解消制御として、スリップが発生したときの進行方向とは異なる他の方向を新たな進行方向として複数の車輪２１を駆動制御することにより、車輪２１のグリップを回復させ、スリップからの脱出を図ることができる。制御部４０は、Ｓ１１８のスリップ解消制御を実行した後、Ｓ１２０で目的地に到着していないと判定すると、Ｓ１０４に戻る。そして、スリップが解消していれば、制御部４０は、Ｓ１０４でスリップが発生していないと判定し、目的地に到着するまで自動走行を継続し、目的地に到着すると、自動走行を停止して（Ｓ１２２）、本ルーチンを終了する。
　制御部４０は、スリップが解消しなかった場合には、Ｓ１０４でスリップが発生したと判定し、Ｓ１０８，Ｓ１１０で過去のスリップ履歴が記憶され且つ今回発生したスリップが直近に発生したスリップと同じ位置で発生したものであると判定する。この場合、制御部４０は、連続スリップ回数Ｎを計数し（Ｓ１１２）、計数した連続スリップ回数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆ未満であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。制御部４０は、連続スリップ回数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆ未満であると判定すると、他の方向に移動可能であるか否かを判定する（Ｓ１１６）。ここでの他の方向は、対象のスリップ位置に対して最初にスリップが発生したときの進行方向およびこれまでのスリップ解消制御により変更した進行方向のいずれとも異なる方向である。制御部４０は、他の方向に移動可能であると判定すると、走行ルートに対して、他の方向に経由地を追加して自動走行を行なう（Ｓ１１８）。このように、制御部４０は、スリップが解消しなかった場合には、他の方向の移動可能であれば、連続スリップ回数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆに至るまで、進行方向を変更しつつスリップ解消制御を繰り返し実行するのである。
　制御部４０は、Ｓ１１４で連続スリップ回数Ｎが所定回数Ｎｒｅｆ以上であると判定したり、Ｓ１１６で他の方向に移動可能でないと判定したりすると、スリップ解消制御の実行は不可能であると判断し、エラー停止して（Ｓ１２４）、本ルーチンを終了する。
　次に、走行中にスリップが発生した場合にマップ情報を更新するための動作について説明する。図６は、制御部４０により実行されるマップ更新処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。
　マップ更新処理ルーチンでは、制御部４０は、まず、走行が完了したか否かを判定する（Ｓ２００）。制御部４０は、走行が完了していない、すなわち走行中であると判定すると、本ルーチンを終了する。一方、制御部４０は、走行が完了したと判定すると、記憶部４１に走行中のスリップ履歴（スリップ位置）が記憶されているか否かを判定する（Ｓ２０２）。制御部４０は、走行中のスリップ履歴が記憶されていないと判定すると、本ルーチンを終了する。一方、制御部４０は、走行中のスリップ履歴が記憶されていると判定すると、マップ上の、記憶部４１に記憶されたスリップ位置に対応する座標に障害物を設定して（Ｓ２０４）、マップ情報を更新し（Ｓ２０６）、更新したマップ情報あるいは障害物情報を管理装置６０へ送信して（Ｓ２０８）、本ルーチンを終了する。これにより、次に、走行制御ルーチンが実行される際には、マップ情報には障害物情報が含まれているため、現在地と目的地との間に障害物があれば、図７に示すように、当該障害物を迂回するような走行ルートが取得される。これにより、同じ位置でスリップが何度も繰り返されるのを回避することができる。
　管理装置６０の処理部６１は、制御部４０から更新されたマップ情報あるいは障害物情報を受信し、記憶部６２に記憶されたマップ情報を更新する。そして、処理部６１は、更新済みのマップ情報や障害物情報を他の移動体１０へ送信する。これにより、管理装置６０が運行を管理する全ての移動体１０において、障害物情報が反映されたマップ情報を共有することができる。したがって、ある移動体１０にスリップが発生すると、同じ位置で別の移動体１０がスリップするのを回避することが可能となる。
　ここで、実施形態の主要な要素と請求の範囲に記載した本開示の主要な要素との対応関係について説明する。即ち、本実施形態の移動体１０が本開示の移動体の一例であり、走行制御ルーチンのＳ１０４の処理を実行する制御部４０が判定部の一例であり、走行制御ルーチンのＳ１１８の処理を実行する制御部４０が空転解消制御部の一例である。また、センサ部５３，５４が検出部の一例である。また、マップ更新処理ルーチンのＳ２０４，Ｓ２０６の処理を実行する制御部４０が更新部の一例である。
　なお、本開示は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。
　例えば、上述した実施形態では、移動体１０の制御部４０がマップ情報を更新するものとしたが、制御部４０に代えて管理装置６０の処理部６１がマップ情報を更新するものとしてもよい。この場合、処理部６１は、移動体１０の走行が完了した後、当該移動体１０の制御部４０からスリップ位置を受信し、記憶部６２に記憶されたマップ情報の、受信したスリップ位置に対応する座標に障害物を設定することにより、マップ情報を更新すればよい。
　以上説明したように、本開示の移動体では、車輪に空転が発生したと判定された場合に、車体の進行方向を変更して走行するよう複数の車輪を駆動制御する空転解消制御を実行する空転解消制御部を備えることとしている。これにより、車輪の向きを変更することなく、複数の車輪の駆動により車体の進行方向を変更可能な移動体において、車輪に空転が発生した場合に、簡易な制御により車輪の空転に対して適切に対応することができる。なお、車輪には、メカナムホイールやオムニホイールなどが含まれる。
　こうした本開示の移動体において、前記空転解消制御部は、前記空転解消制御を実行したにも拘わらず発生した空転が解消しなかった場合には、発生した空転が解消するか前記空転解消制御の実行回数が所定回数に達するまで、前記進行方向を更に変更して前記空転解消制御を繰り返し実行してもよい。こうすれば、空転解消制御の繰り返しにより空転が解消する可能性を高めることができると共に、空転解消制御が無制限に繰り返されることによる不都合を回避することができる。
　また、本開示の移動体において、前記車体の周囲の形状を検出する検出部を備え、前記空転解消制御部は、前記空転解消制御として、前記車体の周囲の形状に基づいて他の方向に走行可能か否かを判定し、前記他の方向に走行可能な場合に、前記進行方向を前記他の方向に変更して走行するよう複数の前記車輪を駆動制御してもよい。こうすれば、空転解消制御を適正に実行することができる。
　本開示の移動体システムでは、車輪に空転が発生したと判定された場合に、空転が発生したときに検出された車体の位置に障害物を設定してマップ情報を更新する更新部を備えている。これにより、マップ情報に基づいて走行ルートを設定して走行する移動体において、次に走行する際に車輪が空転した箇所が障害物として認識されるため、障害物を回避した走行ルートを設定することで、同じ箇所で車輪の空転が繰り返し発生するのを回避することができる。この結果、車輪に空転が発生した場合に、簡易な制御により車輪の空転に対して適切に対応することができる。更新部は、移動体に含まれてもよいし、移動体を管理する管理装置に含まれてもよい。
　この場合、前記判定部により前記車輪に空転が発生したと判定された場合に、前記車体の進行方向を変更して走行するよう複数の前記車輪を駆動制御する空転解消制御を実行する空転解消制御部を備え、前記更新部は、前記空転解消制御により発生した空転が解消した後に、前記マップ情報を更新してもよい。こうすれば、空転が解消していない状態でマップ情報が更新されることにより、空転解消制御を実行できなくなるのを回避することができる。
　本明細書では、出願当初の請求項３において「請求項１に記載の移動体」を「請求項１または２に記載の移動体」に変更した技術思想も開示されている。
　本開示は、移動体の製造産業などに利用可能である。
　１　移動体システム、１０　移動体、１１　車体部、１２　筐体部、２１　車輪、２１ｒ　ローラ、２２　駆動モータ、３０　接続部、３１　昇降装置、３２　係合部、４０　制御部、４１　記憶部、４２　通信部、５１，５２　カメラ部、５３，５４　センサ部、６０　管理装置、６１　処理部、６２　記憶部、６３　通信部、１００　被搬送物、１０１　荷台部、１１０　キャスタ。

Claims (6)

  1. 　車体に取り付けられた複数の車輪を備え、前記車輪の向きを変更することなく、複数の前記車輪の駆動により前記車体の進行方向を変更可能な移動体であって、
    　前記複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に空転が発生したか否かを判定する判定部と、
    　前記判定部により前記車輪に空転が発生したと判定された場合に、前記車体の進行方向を変更して走行するよう複数の前記車輪を駆動制御する空転解消制御を実行する空転解消制御部と、
    　を備える移動体。
  2. 　請求項１に記載の移動体であって、
    　前記空転解消制御部は、前記空転解消制御を実行したにも拘わらず発生した空転が解消しなかった場合には、発生した空転が解消するか前記空転解消制御の実行回数が所定回数に達するまで、前記進行方向を更に変更して前記空転解消制御を繰り返し実行する、
    　移動体。
  3. 　請求項１に記載の移動体であって、
    　前記車体の周囲の形状を検出する検出部を備え、
    　前記空転解消制御部は、前記空転解消制御として、前記車体の周囲の形状に基づいて他の方向に走行可能か否かを判定し、前記他の方向に走行可能な場合に、前記進行方向を前記他の方向に変更して走行するよう複数の前記車輪を駆動制御する、
    　移動体。
  4. 　請求項１ないし３いずれか１項に記載の移動体であって、
    　前記複数の車輪は、メカナムホイールまたはオムニホイールである、
    　移動体。
  5. 　車体に取り付けられた複数の車輪を備え、マップ情報に基づいて設定される走行ルートに従って走行する移動体を含む移動体システムであって、
    　前記車体の位置を検出する検出部と、
    　前記複数の車輪のうちの少なくとも１つの車輪に空転が発生したか否かを判定する判定部と、
    　前記判定部により前記車輪に空転が発生したと判定された場合に、前記空転が発生したときに前記検出部により検出された前記車体の位置に障害物を設定して前記マップ情報を更新する更新部と、
    　を備える移動体システム。
  6. 　請求項５に記載の移動体システムであって、
    　前記判定部により前記車輪に空転が発生したと判定された場合に、前記車体の進行方向を変更して走行するよう複数の前記車輪を駆動制御する空転解消制御を実行する空転解消制御部を備え、
    　前記更新部は、前記空転解消制御により発生した空転が解消した後に、前記マップ情報を更新する、
    　移動体システム。
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