自动行驶推车的制作方法

1.本发明涉及一种将人、货物或者这两者包含在搬运的对象中的自动行驶推车。


背景技术：

2.在专利文献1中记载了与防止车厢内事故的车内事故防止系统相关的技术方案。该车内事故防止系统判断基于设于车厢内的全方位摄像机的拍摄内容设定的观察区域的危险性，根据该判断结果通知警报。像这样，关于针对车内事故的安全策略，一直以来提出了各种各样的方案。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本特开2016-107817号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.然而，本技术的申请人对利用了自动驾驶技术的自动行驶推车进行了开发。该自动行驶推车将人、货物或者这两者包含在搬运的对象中，到目的地为止的驾驶全部自动地进行。为了提高自动行驶推车的便利性，重要的是确保向载置搬运对象的甲板的接入性。也就是说，若搬运对象是人，则希望人能够简单地搭乘到甲板上、且能简单地从甲板下车。另外，若搬运对象是货物，则希望能够简单地将货物载置于甲板、且能够简单地将货物从甲板卸下。但是，若使接入性良好，则相应地可能导致对乘员、货物的防护变松动。
8.本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种搬运对象向甲板的接入性良好、且还采取了针对由于使接入性良好而产生的负面的对策的自动行驶推车。
9.用于解决问题的方案
10.为了实现上述目的，本发明的自动行驶推车将人、货物或者这两者包含在搬运的对象中，包括载置这些搬运对象的甲板和检测搬运对象从甲板消失的检测装置。甲板为了使搬运对象向甲板的接入性良好，周围的至少一部分被开放。另外，本发明的自动行驶推车具备控制装置，该控制装置在由检测装置检测到搬运对象消失的情况下，停止用于搬运对象的搬运的行驶控制。
11.根据上述结构，通过将甲板的周围的至少一部分开放，能够使搬运对象向甲板的接入性良好。另外，由于将甲板的周围的至少一部分开放，因此搬运对象有可能在行驶中消失，但在检测到搬运对象消失的情况下，停止用于搬运对象的搬运的行驶控制。也就是说，在本发明的自动行驶推车中，充分地采取了针对由于使接入性良好而产生的负面的对策。
12.检测搬运对象消失的检测装置也可以包括测量甲板的载荷的载荷传感器。在该情况下，检测装置能够基于载荷的变化或者载荷的每单位时间的变化来检测搬运对象消失。
13.检测搬运对象消失的检测装置也可以包括对甲板上进行监视的摄像机。在该情况下，检测装置能够基于由摄像机获得的搬运对象的监视图像检测搬运对象消失。
14.检测搬运对象消失的检测装置也可以包括测量甲板的载荷的载荷传感器和对甲板上进行监视的摄像机。在该情况下，检测装置能够基于载荷的变化或者载荷的每单位时间的变化以及由摄像机获得的搬运对象的监视图像检测搬运对象消失。
15.本发明的自动行驶推车也可以还包括警报装置。该警报装置构成为在检测到搬运对象消失的情况下，对位于本车所行驶的路线的附近的其他车辆发出警报。由此，能够避免其他车辆与从本车消失的搬运对象接触的情形。
16.发明的效果
17.如以上所述，本发明的自动行驶推车具有搬运对象向甲板的接入性良好、且还采取了针对由于使接入性良好而产生的负面的对策这样的优点。
附图说明
18.图1表示本发明的第1实施方式的自动行驶推车的概略构造。
19.图2是表示本发明的第1实施方式的自动行驶推车的车身和底盘的概略构造的图。
20.图3是表示本发明的第1实施方式的自动行驶推车的控制系统的结构的图。
21.图4是表示人搭乘于甲板时以及人从甲板下车时的载荷的变化的曲线图。
22.图5是表示人搭乘于甲板时以及人从甲板下车时的载荷的每单位时间的变化量的变化的曲线图。
23.图6是表示本发明的第1实施方式的自动行驶推车的行驶控制的控制流程的流程图。
24.图7是对本发明的第1实施方式的自动行驶推车的车辆间协作进行说明的图。
25.图8表示本发明的第2实施方式的自动行驶推车的概略构造。
26.图9是说明在本发明的第2实施方式的自动行驶推车中检测搬运对象消失的方法的图。
27.附图标记说明
28.2、自动行驶托盘(自动行驶推车)；20、车身；21、甲板；22、支柱；31、lidar；32、摄像机；33、载荷传感器；35、无线通信机；36、内侧摄像机；41、自主行驶ecu；42、行驶控制ecu。
具体实施方式
29.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。其中，当在以下所示的实施方式中提及各要素的个数、数量、量、范围等数值的情况下，除了特别明示的情况、在原理上明确地特定为该数值的情况之外，本发明并不限定于该提及的数值。另外，除了特别明示的情况、在原理上明确地特定为其的情况之外，在以下所示的实施方式中说明的构造、步骤等对于本发明来说不是必须的。
30.1.第1实施方式
31.1-1.自动行驶托盘的概略构造
32.图1是表示本发明的第1实施方式的自动行驶托盘的概略构造的图。本实施方式的自动行驶推车2是具有托盘型的车身20的自动行驶推车。所以，在以下的说明中，将本实施方式的自动行驶推车2称为自动行驶托盘。自动行驶托盘2将人、货物或者这两者作为搬运的对象。
33.自动行驶托盘2是车身20的甲板21的高度距地面30cm左右的低底板车辆。在车身20之下，前轮11、中轮12以及后轮13分别设于左右。这些车轮11、12、13能够使自动行驶托盘2向图1中的左方向和右方向中的任一方向行驶。其中，在此，如在图中用箭头示出的那样，将左方向设为自动行驶托盘2的基本的行进方向。并且，将行进方向定义为自动行驶托盘2的前方，将其相反方向定义为自动行驶托盘2的后方。
34.在甲板21的前方和后方的左右分别竖立有支柱22。在前方的左右的支柱22、22之间架设有梁23。同样地，在后方的左右的支柱22、22之间也架设有梁23。梁23能够供搭乘于甲板21的乘员50a、50b作为座椅使用。在甲板21的中央设有由一根腿24支承的小型的台25。
35.前后的支柱22、22之间开放。在将自动行驶托盘2用于人流的情况下，乘员50a、50b能够从此处向甲板21自由地搭乘，另外，能够从甲板21自由地下车。在将自动行驶托盘2用于物流的情况下，在将货物搭载于自动行驶托盘2的甲板21时，能够从前后的支柱22、22之间自由地搭载货物。在从甲板21卸下货物时也是，能够从前后的支柱22、22之间自由地卸下货物。通过像这样使甲板21的左右两侧开放，自动行驶托盘2在搬运对象向甲板21的接入性上优异。
36.自动行驶托盘2具备用于自动行驶的外部传感器。第1外部传感器是lidar(laser imaging detection and ranging：激光成像探测与测距)31。lidar31以分别感测自动行驶托盘2的前方和后方的方式设于自动行驶托盘2的前表面上部和后表面上部。在图1中，仅前表面上部的lidar31可见。第2外部传感器是摄像机32。摄像机32以拍摄自动行驶托盘2的右前方、左前方、右后方以及左后方的方式设于各支柱22。在图1中，左前方和左后方的摄像机32可见。
37.接下来，使用图2说明自动行驶托盘2的车身20和底盘10的概略构造。前轮11、中轮12以及后轮13安装于底盘10。各轮11、12、13分别被独立的马达(省略图示)驱动，能够以相互独立的速度和方向旋转。详细而言，中轮12是普通轮，但前轮11和后轮13是全向轮。仅作为普通轮的中轮12具有使自动行驶托盘2停止的功能。
38.底盘10包括转向架14和摇臂15。前轮11和中轮12由转向架14支承。详细而言，驱动前轮11的马达和驱动中轮12的马达搭载于转向架14。转向架14被支承为相对于摇臂15摆动自如。在摇臂15搭载有驱动后轮13的马达。另外，虽省略图示，但在摇臂15搭载有锂离子电池这样的体积能量密度高的小型电池。
39.在摇臂15之上经由弹簧16和阻尼器17搭载有车身20。车身20具有载置于弹簧16和阻尼器17之上的底板26以及经由载荷传感器33载置于底板26之上的底板28。在底板26固定有沿上下方向延伸的引导件27。底板28利用该引导件27被限制相对于底板26在水平方向上的移动。底板28的上表面是甲板21，支柱22安装于底板28。另外，在甲板21铺设有垫材21a。载荷传感器33用于测量从自动行驶托盘2所搬运的搬运对象施加于甲板21的载荷的变化量。
40.1-2.自动行驶托盘的控制系统的结构
41.接下来，使用图3说明本实施方式的自动行驶托盘2的控制系统的结构。在自动行驶托盘2搭载有两种ecu(electronic control unit：电子控制单元)、即自主行驶ecu41和行驶控制ecu42。各ecu具备包含至少1个程序的存储器和与存储器结合的处理器。存储器和处理器的数量也可以分别是多个。
42.自主行驶ecu41是负责自动行驶托盘2的自主行驶的ecu。在自主行驶ecu41连接有lidar31、摄像机32、载荷传感器33、imu34以及无线通信机35。lidar31用于对存在于自动行驶托盘2的周围的物体进行检测和测距。摄像机32用于识别存在于自动行驶托盘2的周围的物体。imu(inertial measurement unit：惯性测量单元)34用于3轴角速度和加速度的测量。无线通信机35用于利用了920mhz频带的车车间通信和路车间通信。电源从搭载于摇臂15的电池40向自主行驶ecu41供给。从自主行驶ecu41对lidar31、摄像机32、载荷传感器33、imu34以及无线通信机35进行电源的供给。
43.另外，自主行驶ecu41具有通过4g、5g等移动通信而与未图示的管制服务器进行通信的功能。自动行驶托盘2的使用者使用智能手机、平板电脑pc等用户终端与管制服务器进行通信，向管制服务器发送希望的出发地和目的地。管制服务器从能够利用的多个自动行驶托盘2中选择适当的自动行驶托盘2，向所选择的自动行驶托盘2发送出发地和目的地。自主行驶ecu41基于从管制服务器6接收到的出发地和目的地制作行驶计划。
44.自主行驶ecu41向行驶控制ecu42输入根据行驶计划计算出的目标轨道。行驶控制ecu42生成用于使自动行驶托盘2沿着目标轨道行驶的马达指令值。前轮11和后轮13是全向轮，因此能够通过控制左右的马达的旋转速度之差而以沿着目标轨道的方式控制行进方向。行驶控制ecu42所生成的马达指令值向马达控制器43输入。另外，电源从电池40直接向马达控制器43供给。马达控制器43按照马达指令值控制对左右各轮11、12、13的马达44的电力供给。
45.需要说明的是，自动行驶托盘2具备未图示的照明装置。led被用作照明装置。电源从行驶控制ecu42向点亮led的led电路45供给。电源从电池40向行驶控制ecu42供给。led电路45既可以使led一直点亮，也可以根据周围的照度将led点亮。
46.1-3.自动行驶托盘的控制
47.自动行驶中的自动行驶托盘2的动作由作为控制装置的自主行驶ecu41控制。自主行驶ecu41具有基于从载荷传感器33获取的载荷数据检测搬运对象的消失的功能。在搬运对象是人的情况下，搬运对象的消失是指例如乘员在自动行驶托盘2的行驶中那样不应该下车的时刻下车了。在该情况下的乘员的下车包括有意的下车和无意的偶发的下车这两者。在搬运对象是物体的情况下，搬运对象的消失是指，例如物体从甲板21掉落了、在不应取出的时刻将物体取出了。
48.作为基于载荷数据检测搬运对象消失的方法，存在基于载荷数据的变化的方法和基于载荷数据的变化量的方法。载荷数据的变化量是指载荷数据的每单位时间的变化量。能够采用任一种方法，但更优选的是后者的方法。以下，使用图4和图5对各个方法进行说明。
49.图4是表示人搭乘于甲板21时以及人从甲板21下车时的载荷的变化的例子的曲线图。如该曲线图所示，每当人搭乘于甲板21上时，载荷m[kg]阶段性地增大。通过检测该阶段性的载荷的增大，能够判断人搭乘于甲板21的时间和有多少人搭乘于甲板21。另一方面，在人从甲板21下车时，无论是该下车是有意的还是无意的偶发的，载荷都会阶段性地减少。然而，即使人在甲板21上倚靠于柱或者移动，也会产生载荷的减少。通过对载荷的减少量设置阈值，能够判定人是下车了，还是仅在甲板21上移动。然而，由于体重存在个体差异，因此在基于载荷数据的变化的方法中，有可能无法得到充分的判定精度。
[0050]
图5是表示人搭乘于甲板21时以及人从甲板21下车时的载荷的变化量的变化的例子的曲线图。如该曲线图所示，每当人搭乘于甲板21时，载荷的变化量δm/δt[kg/s]脉冲性地增大。通过检测该脉冲性的载荷的变化量的增大，能够判断人搭乘于甲板21的时间和多少人搭乘于甲板21。另一方面，在人从甲板21下车时，无论该下车是有意的还是无意的偶发的，载荷的变化量都会脉冲性地减少。并且，由于人下车时的载荷的变化是急剧的，因此与人在甲板21上倚靠于柱或者移动的情况下所产生的载荷的变化量相比，人下车时的载荷的变化量明显较大。所以，通过对载荷向减少方向变化时的变化量设置阈值，能够在载荷的变化量比阈值少时，判定为人从甲板21下车了。
[0051]
在本实施方式中，自主行驶ecu41通过基于载荷数据的变化量的方法检测搬运对象的消失，基于该检测结果控制自动行驶托盘2的动作。图6是表示由自主行驶ecu41进行自动行驶托盘2的行驶控制的控制流程的流程图。
[0052]
自主行驶ecu41自动地开始用于作为搬运对象的人、物体的搬运的行驶控制。在行驶控制开始时，自主行驶ecu41进行从载荷传感器33获取的数据的初始设定。具体而言，将从载荷传感器33获取的载荷数据m(t)复位为初始值m0(以上，步骤s101)。
[0053]
自主行驶ecu41使用基于gps的位置信息和地图信息，判定自动行驶托盘2的当前位置是否是由行驶计划决定的停车场所(以上，步骤s102)。在自动行驶托盘2停在停车场所的期间，自主行驶ecu41将载荷数据m(t)维持为初始值m0。
[0054]
在自动行驶托盘2开始从停车场所移动的同时，自主行驶ecu41开始从载荷传感器33获取载荷数据。按一定的周期进行载荷数据的获取(以上，步骤s103)。自主行驶ecu41根据所获取的载荷数据运算作为载荷的每单位时间的变化量的载荷变化量(步骤s104)。
[0055]
自主行驶ecu41判定在步骤s104中运算得到的载荷变化量是否比阈值少(步骤s105)。在载荷变化量为阈值以上的期间，自主行驶ecu41持续进行用于人、物体的搬运的行驶控制，重复步骤s103～s104的处理。另外，在载荷变化量比阈值少时，自主行驶ecu41停止用于人、物体的搬运的行驶控制，使自动行驶托盘2紧急停止(步骤s106)。
[0056]
在自动行驶托盘2的紧急停止后，自主行驶ecu41例如利用摄像机32拍摄自动行驶托盘2的周围，将所拍摄的图像数据向管制服务器发送。在设有管制服务器的管制中心，操作员基于从自动行驶托盘2发送的图像数据进行状况的确认，根据状况采取必要的措施。必要的措施例如包括对自动行驶托盘2进行远程操作、鸣响警报、与相关各处联络等。
[0057]
另外，在自动行驶托盘2的紧急停止后，自主行驶ecu41实施使用了基于无线通信机35的车车间通信的车辆间协作。图7是说明基于自主行驶ecu41的自动行驶推车2的车辆间协作的图。自主行驶ecu41使自动行驶托盘2沿着目标轨道行驶，因此掌握直到紧急停止为止自动行驶托盘2所行驶的路线tr。在搬运对象60从自动行驶托盘2的甲板21消失的情况下，搬运对象60存在于自动行驶托盘2所行驶的路线tr上或者其周边的概率较高。因此，自主行驶ecu41在与位于自动行驶托盘2所行驶的路线tr的附近的其他车辆3、5之间进行车车间通信，对其他车辆3、5发出警报。在该情况下，自主行驶ecu41和无线通信机35作为对其他车辆3、5发出警报的警报装置发挥功能。
[0058]
自主行驶ecu41发送警报的其他车辆具体而言是在当前时刻沿着自动行驶托盘2的路线tr行驶的其他车辆5和正在接近路线tr的其他车辆3。即使是存在于路线tr的附近的其他车辆，也不会对远离路线tr的其他车辆4进行警报的发送。接收到警报的其他车辆3、5
为了避免与有可能存在于其附近的搬运对象60接触，而在现场紧急停止。紧急停止了的其他车辆3、5例如也可以利用摄像机拍摄周围，将所拍摄的图像数据向管制服务器发送、或者向自动行驶托盘2发送。
[0059]
2.第2实施方式
[0060]
接下来，说明本发明的第2实施方式。图8表示本实施方式的自动行驶推车的概略构造。在图8中，对与第1实施方式通用的部位、部件标注相同的附图标记。
[0061]
本实施方式在检测运送对象从甲板21消失的检测装置的结构上与第1实施方式存在差别。在本实施方式中，自动行驶推车2在4个支柱22分别具备内侧摄像机36。摄像机32(参照图1)对外侧拍摄，相对于此，内侧摄像机36监视自动行驶推车2的内侧的甲板21的上方的空间。4个内侧摄像机36的监视区域ma覆盖甲板21的上方的空间，因此在乘员50a、50b搭乘于甲板21的情况下，必然映入4个内侧摄像机36中的至少1个。
[0062]
在本实施方式中，内侧摄像机36作为检测运送对象从甲板21消失的检测装置发挥功能。图9是说明在本实施方式中检测搬运对象消失的方法的图。自动行驶推车2的未图示的自主行驶ecu按一定的周期从内侧摄像机36获取监视图像。例如，假设在行驶开始时两个乘员50a、50b搭乘于甲板21。然后，当在某时刻一个乘员50b从内侧摄像机36的全部监视区域ma消失了的情况下，自主行驶ecu判定为该乘员50b从甲板21消失了。在该情况下，自主行驶ecu使自动行驶推车2紧急停止。
[0063]
需要说明的是，在本实施方式中，也能够根据由内侧摄像机36拍摄的在甲板21上运送对象的运动判定运送对象是否要出去到甲板21之外。当在自动行驶推车2的行驶中运送对象要出去到甲板21之外的情况下，自主行驶ecu使自动行驶推车2紧急停止。由此，能够将运送对象从甲板21的消失防患于未然。
[0064]
3.其他实施方式
[0065]
最后，说明本发明的几个其他实施方式。
[0066]
作为检测运送对象从甲板21消失的检测装置，也可以具备测量甲板21的载荷的载荷传感器33和监视甲板21上的内侧摄像机36这两者。如前所述，根据载荷的每单位时间的变化，能够比载荷的变化更准确地检测运送对象从甲板21的消失。然而，例如在由于乘员跳起来而载荷急剧减小的情况下，由于阈值的设定而存在误检测的可能性。另一方面，在仅由内侧摄像机36进行的检测中，在多人上车的情况下，有可能由于身材矮小的人、坐下的人被遮挡在其他人的背后而引起误检测。因此，通过将基于载荷的变化或者载荷的每单位时间的变化检测的检测结果与基于内侧摄像机36检测的检测结果组合，能够进行精度更高的检测。
[0067]
作为检测运送对象从甲板21消失的检测装置，也能够使用外侧的摄像机32。例如，当在自动行驶推车2的行驶中未映入右前方的摄像机32的人映入了右后方的摄像机32的情况下，推测为该人是有意地或者无意地从甲板21下车的人。当然也能够将外侧的摄像机32与载荷传感器33组合、将外侧的摄像机32与内侧摄像机36组合。
[0068]
另外，载荷传感器33也能够用于自动行驶推车2的定员超载、过载的检测。