移动体、控制装置、监视装置、控制方法以及程序与流程

文档序号:29446982发布日期:2022-03-30 11:11阅读:114来源:国知局
移动体、控制装置、监视装置、控制方法以及程序与流程

1.本发明的实施方式涉及移动体、控制装置、监视装置、控制方法以及程序。


背景技术:

2.以往,为了实现物流仓库内的货物的搬运的省力化,自主移动(行驶)的机器人、搬运车等移动体被实用化。作为对移动体的行驶进行控制的方式,例如有沿着地面的引导线行驶的引导方式和检测移动体的周围的环境而进行自主的控制的无引导方式。另外,移动体具备:对监视区域内的障碍物进行检测的非接触的障碍物检测器、以及使用基于障碍物检测器的检测结果使移动体停止的控制部。由此,即使在移动体的行进方向上有障碍物的情况下,也能够不与障碍物碰撞而使移动体停止。
3.另外,近年来,已知如下移动体:具备3个以上的驱动轮,具有能够在全部方向上移动的全方位移动机构。全方位移动机构所使用的驱动轮例如使用麦克纳姆轮(mecanum wheels)。能够在全部方向上移动的移动体除了能够进行前进、方向转换之外,还能够瞬时地进行向正侧面的移动、当场的回旋等复杂的动作。在此,移动体具备以人的保护为目的的安全控制系统。安全控制系统例如若通过传感器等检测出监视区域内的障碍物,则使移动体变为低速或使其停止。
4.另外,若始终将监视区域内的物体检测为障碍物,则移动体例如会在接近搬运对象物时停止,无法达成搬运搬运对象物这一本来的目的。因此,在移动体以规定速度以下行驶的情况下,视为已移动到搬运对象物的附近并缩小监视区域,由此能够不将搬运对象物检测为障碍物。
5.在此,设为:在判定能够在全部方向上移动的移动体是否为规定速度以下时,使用了在移动体的速度控制中使用的速度指令值。在该情况下,由于例如马达控制系统或移动体的惯性引起的时间的延迟、信号处理的延迟、错误等,有时速度指令值表示的速度与实际的移动体的速度不同。因此,尽管实际上移动体的速度不在规定速度以下,但判定为在规定速度以下时,会缩小监视区域。因此,有时无法适当地检测障碍物。另外,在保持使监视区域缩小不变的状态下,若移动体高速移动,则有时无法使移动体安全地停止。因此,可能无法保障能够在全部方向上移动的移动体的安全。
6.现有技术文献
7.专利文献
8.专利文献1:日本特开2016-151897号公报
9.专利文献2:日本特开2016-062441号公报


技术实现要素:

10.发明所要解决的技术问题
11.本发明要解决的技术问题在于,提供一种能够提高能够在全部方向上移动的移动体的安全性的移动体、控制装置、监视装置、控制方法以及程序。
12.用于解决技术问题的手段
13.实施方式的移动体具有驱动轮、旋转速度检测部、移动速度检测部、物体检测部、移动控制部、停止部以及变更部。驱动轮是设置于移动体、且分别独立地被驱动的3个以上的驱动轮。旋转速度检测部检测所述驱动轮各自的旋转速度。移动速度检测部使用由所述旋转速度检测部检测出的各个旋转速度,检测所述移动体的移动速度。物体检测部在设定于所述移动体的周围的监视区域内检测物体。移动控制部使所述移动体根据移动计划而移动。停止部在由所述移动速度检测部检测出的所述移动速度达到了速度阈值的情况下使所述移动体停止。变更部基于从所述移动控制部输出的动作信号,变更所述监视区域的范围和所述速度阈值。
附图说明
14.图1a是表示第一实施方式的全方位移动体1的整体结构的一例的图。
15.图1b是表示控制信号40的具体例的图。
16.图1c是表示第一实施方式的全方位移动体1的整体结构的一例的图。
17.图2是表示麦克纳姆轮11a~11d的结构的一例的图。
18.图3是表示全方位移动体1及麦克纳姆轮11a~11d的坐标系的一例的图。
19.图4是表示监视区域400的一例的图。
20.图5a是表示变更后的监视区域400的一例的图。
21.图5b是表示紧急停止用速度阈值的一例的图。
22.图5c是表示静默(muting)时的紧急停止用速度阈值的一例的图。
23.图6是表示全方位移动体1的速度与麦克纳姆轮11的旋转速度(角速度)的关系的一例的图。
24.图7是表示第一实施方式的速度判定的逻辑的图。
25.图8是表示第一实施方式的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的流程图。
26.图9是表示第一实施方式的变形例1的防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的逻辑的图。
27.图10是表示第一实施方式的变形例1的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。
28.图11是表示第一实施方式的变形例2的防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的逻辑的图。
29.图12是表示第一实施方式的变形例2的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。
30.图13是表示第一实施方式的变形例3的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。
31.图14是表示第一实施方式的变形例4的防护区域401的切换的逻辑的图。
32.图15是表示第一实施方式的变形例5的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。
33.图16是表示全方位移动体1600以及麦克纳姆轮1601a~1601d的坐标系的一个例
子的图。
34.图17是表示全方位移动体1700及麦克纳姆轮1701a~1701c的坐标系的一例的图。
35.图18是表示第三实施方式的速度判定的逻辑的图。
36.图19是表示第四实施方式的全方位移动体1执行的、进行特定方向的紧急停止用速度阈值的变更的工序的流程图。
37.图20是表示第四实施方式的紧急停止用速度阈值的一例的图。
38.图21是表示第四实施方式的紧急停止用速度阈值的另一例的图。
具体实施方式
39.以下,参照附图对实施方式的移动体、控制装置、监视装置、控制方法以及程序进行说明。
40.(第一实施方式)
41.图1a及图1c是表示第一实施方式的全方位移动体1的整体结构的一例的图。全方位移动体1是具备全方位移动机构并自主移动(行驶)的搬运机器人。具体而言,全方位移动体1搬运物流仓库内的物流用的物流台车(日语:
かご
台車)。全方位移动体1具备驱动系统和控制系统。
42.首先,对驱动系统进行说明。如图1a以及图1c所示,驱动系统具备4个麦克纳姆轮11a~11d、4个驱动马达12a~12d、以及4个旋转速度检测器13a~13d。另外,在本说明书中,关于麦克纳姆轮11a~11d,在不需要特别区分的情况下,简称为“麦克纳姆轮11”。同样地,关于驱动马达12a~12d、旋转速度检测器13a~13d,也分别简称为“驱动马达12”、“旋转速度检测器13”。
43.麦克纳姆轮11通过在车轮圆周上设置的圆筒分别旋转,由此能够在不进行准备动作的情况下瞬时地进行全方位移动体1的前进、方向转换、向正侧面的移动、当场的回旋等。另外,关于麦克纳姆轮11的详细情况,使用图2在后面叙述。
44.驱动马达12产生转矩而驱动麦克纳姆轮11。驱动马达12包括减速器的功能。减速器使驱动马达12的旋转减速(使转矩增加),向麦克纳姆轮11传递旋转力。
45.旋转速度检测器13是转换传感器,检测麦克纳姆轮11的旋转速度,将旋转量变换为电信号。旋转速度检测器13使用例如旋转编码器。另外,也可以具备使各车轮的旋转停止的制动器14。制动器14优选使用在切断向驱动马达12的通电时制动力起作用的类型的制动器。另外,图1a的将马达控制电路23和驱动马达12相连的箭头线表示马达驱动用的布线和使用制动器14的情况下的对制动器14的通电布线。
46.接着,对控制系统进行说明。控制系统具备外部通信机21、主控制器22、马达控制电路23、安全激光扫描仪31、速度监视模块32以及断路器33。外部通信机21经由网络进行与外部的通信装置的基于无线的通信。外部通信机21从对物流仓库内的全部的全方位移动体1进行管理的外部的计算机装置在规定的定时接收全方位移动体1的移动计划。
47.移动计划包括与全方位移动体1的搬运有关的各种信息。具体而言,移动计划例如包括物流仓库内的全方位移动体1的移动路径的信息、低速行驶的区域的信息、表示作为搬运对象物的物流台车的信息、表示搬运对象物的搬运目的地的信息等。外部通信机21将从外部的计算机装置接收到的信息向主控制器22输出。外部通信机21是通信接口。另外,网络
包括例如因特网、wan(wide area network:广域网)、lan(local area network:局域网)、蜂窝网、wi-fi(注册商标)、蓝牙(注册商标)、nfc(near field communication:近场通信)、红外通信等。
48.安全激光扫描仪31是对全方位移动体1的周围的物体的存在进行检测的传感器。具体而言,安全激光扫描仪对红外线激光进行扫描,测定反射来的光的时间的延迟,由此测定到周围的物体为止的距离、物体的形状。安全激光扫描仪31例如安装于全方位移动体1的前方。
49.安全激光扫描仪31判定在预先设定的区域(监视区域)中是否存在物体。安全激光扫描仪31在判定为在预先设定的区域中存在物体的情况下,向主控制器22输出用于使驱动马达12等设备停止的停止信号。
50.这里,安全激光扫描器的输出信号有非安全信号和安全信号。非安全信号因全方位移动体1的减速等、保护全方位移动体1的目的而被使用。另一方面,安全信号被用作电源切断用的继电器等、用于在发生危险事件时可靠地停止全方位移动体1的信号。非安全信号例如向主控制器22输出。安全信号例如向断路器33、主控制器22输出。
51.主控制器22使用全方位移动体1的移动计划,向马达控制电路23输出用于对全方位移动体1的动作进行切换的动作信号。另外,主控制器22不限于通过无线从外部通信机21取得移动计划,也可以通过操作者的操作输入来取得移动计划,也可以通过与外部的装置有线连接来取得移动计划。
52.另外,主控制器22在通过安全激光扫描仪31在监视区域内检测出物体的情况下,向马达控制电路23输出用于使全方位移动体1减速的动作信号。
53.马达控制电路23使用从主控制器22输出的动作信号,控制驱动马达的旋转,使全方位移动体1以规定的速度向规定的方向移动或减速。作为使全方位移动体1停止的方法,除了根据来自主控制器22的转速指令值的控制停止以外,在将马达控制电路23的电源切断了的情况下,也能够利用因各驱动马达12的驱动力消失所引起的惯性下的旋转停止、马达控制电路23以及驱动马达系统的电阻中的再生电力散失所引起的制动转矩。另外,在具备制动器14的情况下,通过切断从马达控制电路23向制动器14的通电而产生制动力。由此,也能够使全方位移动体1停止。
54.在此,如图1c所示那样包含全方位移动体1的自主移动机器人的控制系统,包括通常控制系统nr和安全控制系统sf这2个控制系统。通常控制系统nr是用于检测周围的障碍物等的状况并使全方位移动体1高效地移动的控制系统。例如,通常控制系统nr根据由激光扫描仪31b得到的距离数据、地图信息及移动计划,控制全方位移动体1的动作。在图1c中,在通常控制系统nr中使用激光扫描仪31b的距离数据,但也可以使用来自安全激光扫描仪的距离数据(非安全信号)。另外,通常控制系统nr例如也使用来自激光扫描仪31b或安全激光扫描仪31的非安全信号中包含的与周围的物体的距离数据进行地图信息的制作。另外,通常控制系统nr也具有作为移动计划、供操作者操作的接口的功能。
55.在自主移动机器人的控制系统中,需要因动作的不良情况引起的事故的避免、应该优先于其他动作的与人的碰撞的避免等、以保护人为目的而确保充分的可靠性。仅通过通常控制系统nr的功能,确保这样的可靠性并不充分,另外,有时难以兼顾搬运的效率化和搬运的安全性。
56.因此,全方位移动体1的控制系统,与通常控制系统nr分开地具备安全控制系统sf。安全控制系统sf主要是用于确保安全的控制系统。通常控制系统nr(主控制器22)向安全控制系统sf(速度监视模块32)发送静默信号等动作信号sg。安全控制系统sf接收动作信号,使防护区域无效,或者变更紧急停止用速度阈值。
57.这里,设为:不经由安全控制系统sf(速度监视模块32),而是使用来自主控制器22的动作信号直接将静默信号输出至安全激光扫描仪。在该情况下,如果在主控制器22暂停(hang up)时输出了动作信号(静默信号),则有时会继续输出静默信号,在安全激光扫描仪的安全功能部分停止的状态下继续行驶。另外,由于错误等,有可能错误地变更了紧急停止用速度阈值等,或者错误地以变更后的紧急停止用速度阈值进行了紧急停止。
58.另一方面,在安全控制系统sf(速度监视模块32)中,误动作的风险低,另外,也不易发生故障。即使发生了故障,速度监视模块32也能够切断向马达控制电路23供给的电力,因此能够保持安全的状态。这样,通过经由速度监视模块32来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更,从而能够确保安全控制系统sf的可靠性。
59.安全控制系统sf通过安全激光扫描仪31监视周围的状况,在检测出障碍物等物体的接近的情况下,使全方位移动体1可靠地停止。另外,在图1a中,符号40表示包含安全信号的控制信号。
60.例如,安全激光扫描仪31当在防护区域内检测出物体时,向断路器33输出安全信号。另外,当全方位移动体1的移动速度达到紧急停止用速度阈值(例如1.1m/s)时,速度监视模块32向断路器33输出安全信号。并且,当输入安全信号时,断路器33切断向马达控制电路23供给的电力,由此使各麦克纳姆轮11的驱动停止。停止除了因驱动力消失而因惯性而停止旋转以外,还通过在马达控制电路23与驱动马达系统中的电阻(再生电力消耗)所引起的制动转矩的产生、以及进一步具备制动器14的情况下利用其制动力而停止。断路器33例如通过镜像触点(mirror contact)来实现。另外,虽然在图1c中未图示,但在马达控制电路具备基于外部信号输入的紧急停止功能的情况下,也能够通过将输入到断路器33的安全信号输入到马达控制电路来实现停止。
61.另外,安全控制系统sf为了即使在通常控制系统nr产生了异常的情况下也使全方位移动体1可靠地停止,要求长期不发生故障的稳健性、检测故障的功能、在发生故障时安全地使全方位移动体1停止的功能等。
62.在此,在监视区域中,从安全激光扫描仪31的中心朝向远方地设定有例如防护区域和警告区域。安全激光扫描仪31能够存储对监视区域的范围进行表示的多个模式。
63.速度监视模块32切换对安全激光扫描仪31设定的模式。具体而言,速度监视模块32根据全方位移动体1以单体行驶的动作、搬运搬运对象物的动作、拾取搬运对象物的动作等各个动作,切换模式(表示警告区域、防护区域的范围的模式)。
64.在此,若安全控制系统sf的防护区域(紧急停止功能)始终发挥功能,则有时会妨碍全方位移动体1的便利性,无法达成本来的利用目的。例如,在全方位移动体1拾取(对接)搬运对象物的情况下,若安全控制系统sf发挥功能,则有时会将搬运对象物检测为障碍物,从而全方位移动体1停止。即,有时无法拾取搬运对象物(潜入搬运对象物的下方)而无法实现搬运搬运对象物这一本来的目的。
65.因此,认为安全控制系统sf在全方位移动体1接近搬运对象物的情况下,若暂时减
小对安全激光扫描仪31设定的防护区域的范围,或者使防护区域的范围无效(静默),则能够防止上述的便利性的妨碍。具体而言,在全方位移动体1成为规定速度以下的情况下,速度监视模块32暂时使防护区域减小或无效。由此,全方位移动体1能够拾取搬运对象物。
66.另外,安全控制系统sf在根据基于移动计划的来自通常控制系统nr的指令,使对安全激光扫描仪31设定的防护区域的范围暂时减小或者无效的情况下,变更用于使全方位移动体1紧急停止的紧急停止用速度阈值。具体而言,安全控制系统sf将防护区域的范围变更为比变更前的第一紧急停止用速度阈值(例如,1.1m/s)低的第二紧急停止用速度阈值(例如0.3m/s)。变更前后的各紧急停止用速度阈值不限于上述的值,能够设定为考虑了安全基准、碰撞时的风险的任意的数值。
67.另外,在各设备间传递的信号中,也可以包含用于定期地检测故障的信号。另外,接收信号的设备也可以具备对用于检测故障的信号不做出反应的时间性的滤波器等。另外,在图1a中,在各设备间传递的信号线表示出了1条线,但也可以与一般的安全控制系统中使用的信号的布线同样地进行2重化。另外,在各设备间的信息传递中,也可以使用工业用通信协议(例如ethernet/ip、profinet、ether cat、profibus、modbus、cc-link、canopen等)、以及其安全对应的通信协议。
68.另外,主控制器22通过由cpu(central processing unit)等硬件处理器执行程序(软件)来实现。另外,马达控制电路23以及速度监视模块32分别通过硬件(包括电路部:circuitry)来实现。
69.但是,马达控制电路23以及速度监视模块32可以分别例如通过cpu等硬件处理器执行程序来实现。另外,主控制器22、马达控制电路23及速度监视模块32,它们的构成要素中的一部分或全部,可以通过lsi(large scale integration)、asic(application specific integrated circuit)、fpga(field-programmable gate array)、gpu(graphics processing unit)等硬件(包括电路部:circuitry)来实现,也可以通过软件与硬件的协作来实现。程序既可以预先存储在hdd(hard disk drive)、闪存器等存储装置(具备非暂时性的存储介质的存储装置)中,也可以保存在dvd、cd-rom等可装卸的存储介质(非暂时性的存储介质)中,通过将存储介质安装在驱动装置中而被装载。处理器通过执行存储部所存储的程序来实现各功能部。
70.(关于控制信号40的具体例)
71.图1b是表示控制信号40的具体例的图。在图1b中,图1a所示的控制信号40包括减速(警报)信号41、动作模式信号42以及异常时停止信号43。减速信号41是当通过安全激光扫描仪31检测出警告区域内的物体时从安全激光扫描仪31向主控制器22输出的信号(图1c的“wng”)。当输入减速信号41时,主控制器22控制马达控制电路23,使全方位移动体1的速度减速。
72.动作模式信号42是在转移到对接模式的情况下等从主控制器22向速度监视模块32输出的信号(图1c的动作信号sg)。速度监视模块32在输入了动作模式信号42时,输出用于暂时减小对安全激光扫描仪31设定的防护区域的范围或者使防护区域的范围无效(静默)的信号。
73.异常时停止信号43是在通过速度监视模块32判定为全方位移动体1的速度达到设计上的速度阈值等的速度值的异常的情况下,从速度监视模块32向断路器33输出的信号
(图1c的“ossd”)。当被输入异常时停止信号43时,断路器33切断向马达控制电路23供给的电力。由此,使全方位移动体1的速度减速(停止)。
74.(关于麦克纳姆轮11a~11d的结构)
75.图2是表示麦克纳姆轮11a~11d的结构的一例的图。在图2中,麦克纳姆轮11a~11d分别具备多个圆筒形滚子201。多个圆筒形滚子201在车轮的外周上相对于车轮轴倾斜地安装。麦克纳姆轮11a~11d的车轮直径均为相同的车轮直径。但是,这些车轮直径也可以是不同的车轮直径。
76.在图2中,中心线202表示圆筒形滚子201的倾斜。在各麦克纳姆轮11a~11d中,多个圆筒形滚子201分别在相同方向上以相同的旋转速度旋转。在麦克纳姆轮11a~11d中,有圆筒形滚子201向右上方倾斜地安装的右侧式(日语:右勝手)和圆筒形滚子201向左上方倾斜地安装的左侧式(日语:左勝手)这2种。麦克纳姆轮11a~11d分别如4轮的汽车那样,配置在全方位移动体1的箱体300(参照图3)的前后左右4处。
77.另外,配置在右侧(或左侧)的麦克纳姆轮11a、11b(11c、11d)在前后被配置不同的种类(右侧式和左侧式)。另外,在全方位移动体1的对角线上配置的麦克纳姆轮11a、11d(11b、11c)分别配置相同种类的右侧式(左侧式)。另外,将麦克纳姆轮11a、11d和麦克纳姆轮11b、11c中的任一方设为右侧式还是左侧式,能够根据设计而任意设定。
78.通过这样配置麦克纳姆轮11a~11d,由此通过各车轮产生的推进力的平衡,移动体的行进方向及姿势稳定。例如,通过使各车轮以规定速度旋转,由此能够使全方位移动体1向一个方向移动。例如,能够进行前进、后退、向正侧面移动、回旋、倾斜移动等。
79.(关于全方位移动体1及麦克纳姆轮11a~11d的坐标系)
80.图3是表示全方位移动体1及麦克纳姆轮11a~11d的坐标系的一例的图。如图3所示,通过右手坐标系定义x轴、y轴和z轴。x轴表示前后方向。y轴表示横向。z轴表示高度方向。将全方位移动体1的前进方向的速度设为主移动速度vx。将全方位移动体1的横向的速度设为vy。将全方位移动体1的回旋速度设为ω。
81.各麦克纳姆轮11的旋转方向分别朝向向全方位移动体1的安装方向地以逆时针方向为正(正)。另外,将麦克纳姆轮11a的车轮的旋转速度设为φ1,将麦克纳姆轮11b的车轮的旋转速度设为φ2,将麦克纳姆轮11c的车轮的旋转速度设为φ3,将麦克纳姆轮11d的车轮的旋转速度设为φ4。
82.以下,对全方位移动体1前进的情况、向正侧面移动的情况、在当场回旋的情况分布进行例示。
83.(前进的情况)
84.当φ1=-1rad/s、φ2=-1rad/s、φ3=1rad/s、φ4=1rad/s时,全方位移动体1在x轴方向上以1m/s的主移动速度vx前进移动。
85.(向正侧面移动的情况)
86.当φ1=-1rad/s、φ2=1rad/s、φ3=-1rad/s、φ4=1rad/s时,全方位移动体1在y轴方向上以1m/s的速度vy沿横向移动。
87.(在当场回旋的情况下)
88.当φ1=-0.5rad/s、φ2=-0.5rad/s、φ3=-0.5rad/s、φ4=-0.5rad/s时,全方位移动体1在当场以ω≈1rad/s的角速度回旋。
89.另外,旋转及平移方向的符号由所定义的坐标系、朝向及麦克纳姆轮11的左右种类的配置来决定。例如,在所定义的坐标系、朝向与麦克纳姆轮11的左右的种类,不同于图示的情况下,移动方向的符号与上述的例示不同。
90.在此,关于具备4个麦克纳姆轮11的全方位移动体1,对各麦克纳姆轮11的旋转速度与全方位移动体1的移动速度之间的关系进行说明。各麦克纳姆轮11的旋转速度和全方位移动体1的移动速度能够用数学式(1)表示。即,全方位移动体1的移动速度能够根据各麦克纳姆轮11的旋转速度来计算。
91.[数学式1]
[0092][0093]
a是3
×
4矩阵。rw表示车轮半径。在矩阵成分中,填入与麦克纳姆轮11的车轮配置相关的系数。数学式(1)是被称为正运动学的数学式。
[0094]
另一方面,数学式(2)是被称为逆运动学的数学式。数学式(2)是从全方位移动体1的目标速度来计算所需的车轮旋转速度的计算式。
[0095]
[数学式2]
[0096][0097]
b是4
×
3矩阵。rw表示车轮半径。在矩阵成分中,填入与麦克纳姆轮11的车轮配置相关的系数。主控制器22通过使用数学式(1)和数学式(2)的关系,由此根据全方位移动体1的目标速度,计算4个麦克纳姆轮11的目标旋转速度。主控制器22通过将计算出的目标旋转速度输出至马达控制电路23,由此能够使全方位移动体1向期望的方向以期望的速度移动。
[0098]
(关于监视区域400的一例)
[0099]
图4是表示监视区域400的一例的图。在图4中,在全方位移动体1的前方设定有由安全激光扫描仪31检测物体的监视区域400。监视区域400包括距全方位移动体1近的防护区域401和与防护区域401相比靠远方的警告区域402。
[0100]
防护区域401是考虑到全方位移动体1停止为止的距离而设定的,例如是全方位移动体1的前方方向的50cm以内的区域。若由安全激光扫描仪31检测出在防护区域401存在障碍物这一情况,则切断器33(参照图1a)切断向马达控制电路23供给的电力,由此全方位移动体1停止。
[0101]
警告区域402例如是全方位移动体1的前方方向的50cm~数m以内的区域。当由安全激光扫描仪31检测出在警告区域402存在障碍物时,主控制器22控制马达控制电路23,使全方位移动体1减速。监视区域400(防护区域401及警告区域402)分别是范围能够根据状况而变更的区域。
[0102]
(关于监视区域400的范围的变更)
[0103]
图5a是表示被变更后的监视区域400的一例的图。如图5a所示,在全方位移动体1的前方,存在搬运对象物500(物流台车)。即,示出了全方位移动体1基于移动计划,为了搬运搬运对象物500而接近搬运对象物500的状况。在此,若安全激光扫描仪31将搬运对象物500检测为障碍物,则全方位移动体1停止,无法搬运搬运对象物500。
[0104]
因此,当移动到搬运对象物500的附近时,暂时使防护区域401的范围减小(或无效),不将搬运对象物500检测为障碍物。另外,警告区域402例如被暂时设为无效。由此,全方位移动体1能够拾取搬运对象物500(潜入到搬运对象物500的下方)。
[0105]
(紧急停止用速度阈值的一例)
[0106]
图5b是表示紧急停止用速度阈值的一例的图。如图5b所示,在全方位移动体1的前方,有安全激光扫描仪31能够检测的检测区域510。检测区域510以全方位移动体1为中心且半径10m左右,另外,形成于全方位移动体1的前方270
°
。防护区域401包含于检测区域510。在通常的行驶中,紧急停止用速度阈值例如在全部方向上被设定为1.1m/s。即,表示如下情况:在通常的行驶中,全方位移动体1的移动速度达到1.1m/s时,紧急停止。另外,在图5b中,图示出了前后方向(vx方向)、左右方向(vy方向)的速度阈值,但关于倾斜方向的速度、回旋速度(包括vx、vy、ω成分的速度)也能够同样地设定。
[0107]
图5c是表示静默时的紧急停止用速度阈值的一例的图。如图5c所示,在全方位移动体1的前方没有防护区域401,即,表示防护区域401无效这一情况。在静默时,紧急停止用速度阈值例如在全部方向上被设定为0.3m/s。即,表示如下情况:在静默时的行驶中,全方位移动体1的移动速度达到0.3m/s时,紧急停止。另外,在图5c中,图示出了前后方向(vx方向)、左右方向(vy方向)的速度阈值,但关于倾斜方向的速度、回旋速度(包括vx、vy、ω成分的速度)也能够同样地设定。
[0108]
(关于全方位移动体1的速度与麦克纳姆轮11的旋转速度的关系)
[0109]
麦克纳姆轮11的旋转速度和全方位移动体1的速度,能够通过数学式(1)、数学式(2)、数学式(3)来建立关联并计算。关于速度判定中使用的速度,为了简化计算处理,也能够通过使用了每个车轮的转速的条件判定以及逻辑运算结果来判定速度。接着,对该想法进行说明。
[0110]
图6是表示全方位移动体1的速度与麦克纳姆轮11的旋转速度(角速度)的关系的一例的图。在图6中,横轴表示全方位移动体1的速度的绝对值|v|。即,|v|能够用数学式(3)表示。
[0111]
[数学式3]
[0112][0113]
纵轴表示4个麦克纳姆轮11的旋转速度中的最大值的绝对值|φ|。另外,图6所示的|ω|表示全方位移动体1的回旋的旋转速度(角速度)的绝对值。|ω|表示0rad/s、0.25rad/s、0.5rad/s中的任一个。
[0114]
如图6所示,例如,如果旋转速度|φ|(纵轴)为0.3rad/s以下(图中a),则速度|v|(横轴)为0.3m/s以下(图中b)这一关系成立。另外,即使|ω|变大,该关系也成立。
[0115]
因此,通过判定4个麦克纳姆轮11的旋转速度中最大值的绝对值|φ|为0.3rad/s以下,由此能够视为全方位移动体1的速度|v|为0.3m/s以下(正在低速行驶)。在第一实施
方式中,对如下情况进行说明:分别检测4个麦克纳姆轮11的旋转速度,在均为阈值(例如0.3rad/s)以下的情况下,视为正在低速行驶,使防护区域401的范围缩小。
[0116]
(关于速度判定的逻辑)
[0117]
图7是表示第一实施方式的速度判定的逻辑的图。图7所示的逻辑700具有判定麦克纳姆轮11的各车轮的旋转速度是否为阈值以下,并输出该判定结果的逻辑积的逻辑。具体而言,逻辑700表示如下逻辑:若旋转速度φ1~φ4均小于阈值n,即and条件成立,则速度监视模块32输出防护区域401的切换信号。另外,若该and条件成立,则速度监视模块32变更紧急停止用速度阈值。
[0118]
另一方面,若由旋转速度检测器13a~13d检测出的麦克纳姆轮11a~11d的旋转速度φ1~φ4中的任意1个都为阈值n以上,则不输出防护区域401的切换信号。由此,在旋转速度φ1~φ4均小于阈值n的情况下,即,在全方位移动体1以低速(低速值vs以下)行驶的情况下,安全激光扫描仪31能够使防护区域401的范围缩小。另外,在旋转速度φ1~φ4均小于阈值n的情况下,速度监视模块32能够将紧急停止用速度阈值从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。
[0119]
另外,在本实施方式中,各麦克纳姆轮11a~11d的车轮直径设为相同,但不限于此,也可以不同。在各麦克纳姆轮11a~11d的车轮直径不同的情况下,在逻辑700的旋转速度的判定中,只要对各车轮的旋转速度乘以换算系数来判定即可。另外,在逻辑700的旋转速度的判定中,也可以设定不同的阈值。
[0120]
另外,阈值n设为1个阶段,但不限于此,也可以设为多个阶段。例如,在使警告区域402的范围缩小的情况下,设定比阈值n大的值的阈值,输出使用了该阈值的逻辑积,由此能够使警告区域402的范围缩小。此外,在该情况下,关于逻辑积的运算逻辑,成为多阶段的逻辑,另外,关于信号的输出,也成为多阶段的输出。
[0121]
另外,在图7及图9中,分别检测4个麦克纳姆轮11的旋转速度,在均为阈值(例如0.3rad/s)以下的情况下,判别为正在低速行驶,但不限于此。例如,也可以使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算移动速度,并根据计算结果来判别正在低速行驶。
[0122]
(关于进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序)
[0123]
图8是表示第一实施方式的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的流程图。在图8的步骤s801中,速度监视模块32待机直至全方位移动体1的速度成为低速值vs(例如0.3m/s)以下。具体而言,速度监视模块32待机直至使用数学式(1)计算出的速度成为速度阈值以下,或者待机直至由旋转速度检测器13a~13d检测出的麦克纳姆轮11a~11d的旋转速度φ1~φ4均小于阈值n(例如0.3rad/s)。
[0124]
当全方位移动体1的速度成为低速值vs以下时,速度监视模块32向安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,安全激光扫描仪31使防护区域401缩小(或无效)(步骤s802)。
[0125]
然后,速度监视模块32将紧急停止用速度阈值vt从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)(步骤s803)。但是,紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度的变更,并不限于全方位移动体1的速度成为低速值vs以下,也可以是从主控制器22输出了静默信号时。进而,速度监视模块32判断当前的全方位移动体1
的移动速度v是否为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上(步骤s804)。全方位移动体1的移动速度v例如能够使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0126]
在当前的全方位移动体1的移动速度v小于第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)的情况下(步骤s804:否),速度监视模块32进入到步骤s806。在当前的全方位移动体1的移动速度v为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上的情况下(步骤s804:是),速度监视模块32将异常时停止信号43向断路器33输出(步骤s805)。由此,全方位移动体1紧急停止。
[0127]
然后,速度监视模块32判断防护区域401的缩小是否被解除(步骤s806)。防护区域401的缩小的解除根据移动计划而进行。在防护区域401的缩小未被解除的情况下(步骤s806:否),速度监视模块32返回到步骤s804。在防护区域401的缩小已被解除的情况下(步骤s806:是),使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)(步骤s807),结束一系列的工序。另外,若将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度的变更条件设为静默信号的输出,则在步骤s806中,也可以判断来自主控制器22的静默信号的输出是否停止。而且,在该信号的输出停止的情况下,速度监视模块32也可以使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)。
[0128]
根据以上说明的第一实施方式的全方位移动体1,在全方位移动体1以低速行驶(低速值vs以下)的情况下,能够使安全激光扫描仪31的防护区域401的范围缩小。由此,能够抑制在接近搬运对象物500并低速行驶时安全激光扫描仪31将搬运对象物500检测为障碍物这一情况。因此,全方位移动体1能够拾取搬运对象物500(潜入搬运对象物500的下方),能够搬运搬运对象物500。
[0129]
特别是,在第一实施方式的全方位移动体1中,不设置检测障碍物的多个传感器等,而能够使用麦克纳姆轮11的旋转速度来使防护区域401的范围缩小,因此能够以简单的结构进行安全控制系统sf的控制。因此,能够以简单的结构使全方位移动体1安全地动作。
[0130]
另外,根据第一实施方式的全方位移动体1,能够抑制在缩小防护区域401时全方位移动体1以第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度进行动作这一情况。即,能够抑制在接近搬运对象物500并低速行驶时全方位移动体1以第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度动作这一情况。因此,能够抑制全方位移动体1与搬运对象物500等接触,能够使全方位移动体1安全地动作。
[0131]
另外,在不缩小防护区域401时(全方位移动体1不低速行驶时),不降低紧急停止用速度阈值,因此能够使全方位移动体1不易紧急停止。因此,能够抑制全方位移动体1的移动效率降低。
[0132]
(第一实施方式的变形例1)
[0133]
在上述的第一实施方式中,如图7所示,对根据各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积的输出结果来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行了说明。在第一实施方式的变形例1中,对根据“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积”与“从主控制器22输出的动作信号”的逻辑积来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行说明。此外,在以下的各变形例以及其他的实施方式中,对于与在第一实施方式中说明的内容相同的内容,标注相同的附图标记,并且适当省略说明。
[0134]
(关于防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的逻辑)
[0135]
图9是表示第一实施方式的变形例1的防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换
的逻辑的图。图9所示的逻辑900是将逻辑700的输出结果与来自主控制器22的动作信号之间的逻辑积进行输出的逻辑。来自主控制器22的动作信号是在与搬运对象物500(物流台车)对接(拾取时的动作)的情况下等,根据作为目标的移动计划,从主控制器22输出的信号。通过该动作信号的输入与逻辑700所示的速度的判定结果之间的and条件的成立,由此速度监视模块32输出用于使防护区域401缩小的信号。另外,若该and条件成立,则速度监视模块32将紧急停止用速度阈值从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。
[0136]
(关于进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序)
[0137]
图10是表示第一实施方式的变形例1的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。在图10的步骤s1001中,主控制器22参照移动计划,待机直至成为对全方位移动体1的搬运对象物500的搬运开始进行表示的对接模式的开始为止。当成为对接模式的开始时,主控制器22向速度监视模块32输出动作信号(例如,静默信号)(步骤s1002)。
[0138]
另一方面,在步骤s1003中,速度监视模块32待机直至全方位移动体1的速度成为低速值vs以下。具体而言,速度监视模块32待机直至由旋转速度检测器13a~13d检测出的麦克纳姆轮11a~11d的旋转速度φ1~φ4均小于阈值n。另外,全方位移动体1的速度也可以使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0139]
当全方位移动体1的速度成为低速值vs以下,且从主控制器22输入动作信号时,即and条件成立时,速度监视模块32对安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,安全激光扫描仪31使防护区域401缩小(或无效)(步骤s1004)。
[0140]
然后,速度监视模块32将紧急停止用速度阈值vt从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)(步骤s1005)。但是,将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度变更的条件不限于上述and条件的成立,也可以设为从主控制器22输出静默信号。进而,速度监视模块32判断当前的全方位移动体1的移动速度v是否为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上(步骤s1006)。全方位移动体1的移动速度v例如能够使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0141]
在当前的全方位移动体1的移动速度v小于第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)的情况下(步骤s1006:否),速度监视模块32进入到步骤s1008。在当前的全方位移动体1的移动速度v为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上的情况下(步骤s1006:是),速度监视模块32将异常时停止信号43向断路器33输出(步骤s1007)。由此,全方位移动体1紧急停止。
[0142]
然后,速度监视模块32判断上述and条件的成立是否结束(步骤s1008)。在上述and条件的成立未结束的情况下(步骤s1008:否),速度监视模块32返回到步骤s1006。在上述and条件的成立结束的情况下(步骤s1008:是),将防护区域401的缩小解除,并且使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)(步骤s1009),结束一系列的工序。另外,若将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度的变更条件设为静默信号的输出,则在步骤s1008中,也可以判断来自主控制器22的静默信号的输出是否停止。而且,在该信号的输出停止的情况下,速度监视模块32也可以使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)。
[0143]
根据第一实施方式的变形例1,对接模式开始后,全方位移动体1在配置有搬运对
象物500的位置附近低速行驶(低速值vs以下)时,能够避免通过安全激光扫描仪31将搬运对象物500检测为障碍物。即,即使全方位移动体1低速行驶,在搬运对象物500的附近以外,也能够不缩小防护区域401。因此,能够抑制安全性由于在搬运对象物500的附近以外等不适当的位置使防护区域401的范围缩小而降低这一情况。另外,由于能够在更适当的时机使防护区域401的范围缩小,因此能够实现全方位移动体1所进行的搬运的效率化。
[0144]
另外,根据第一实施方式的变形例1,对接模式开始后,全方位移动体1在搬运对象物500的附近低速行驶(低速值vs以下)时,能够降低紧急停止用速度阈值vt。即,即使全方位移动体1低速行驶,在搬运对象物500的附近以外,也能够不降低紧急停止用速度阈值vt。因此,在搬运对象物500的附近以外,能够使全方位移动体1不易紧急停止。因此,能够抑制全方位移动体1的移动效率降低。
[0145]
(第一实施方式的变形例2)
[0146]
在上述的第一实施方式中,如图7所示,对根据将各车轮的旋转速度的判定结果予以使用的逻辑积的输出结果来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行了说明。在第一实施方式的变形例2中,对根据“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积”与“使用麦克纳姆轮11的各自的旋转速度计算出的计算值”之间的逻辑和,来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行说明。
[0147]
这里所说的计算值,是全方位移动体1的x方向(也称为“主行进方向”)的主移动速度vx。在变形例2中,说明在主移动速度vx为负的情况下,即全方位移动体1相对于主行进方向后退的情况下,使防护区域401的范围缩小的情况。全方位移动体1是否相对于主行进方向后退,能够通过数学式(4)进行判定。
[0148]
[数学式4]
[0149]-(φ1+φ2)+(φ3+φ4)<0
ꢀꢀ
式(4)
[0150]
数学式(4)的左边表示主移动速度vx。在满足数学式(4)的情况下,能够判定为全方位移动体1后退。
[0151]
(关于防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的逻辑)
[0152]
图11是表示第一实施方式的变形例2的防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的逻辑的图。图11所示的逻辑1100是将逻辑700的输出结果与全方位移动体1正在后退这一判定结果之间的逻辑和(or条件的结果)进行输出的逻辑。使用该逻辑1100,这些or条件成立,从而速度监视模块32输出用于使防护区域401缩小的信号。另外,若or条件成立,则速度监视模块32将紧急停止用速度阈值从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。
[0153]
(关于进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序)
[0154]
图12是表示第一实施方式的变形例2的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。在图12的步骤s1201中,速度监视模块32待机直至全方位移动体1的速度成为低速值vs以下。具体而言,速度监视模块32待机直至由旋转速度检测器13a~13d检测出的麦克纳姆轮11a~11d的旋转速度φ1~φ4均小于阈值n。另外,全方位移动体1的速度也可以使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0155]
另外,速度监视模块32在步骤s1202中待机直至表示全方位移动体1后退这一情况
的、主移动速度vx小于0为止(满足-(φ1+φ2)+(φ3+φ4)<0为止)。当全方位移动体1的速度为低速值vs以下、或者主移动速度vx小于0时,即满足or条件时,速度监视模块32对安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,安全激光扫描仪31使防护区域401缩小(或无效)(步骤s1203)。
[0156]
然后,速度监视模块32将紧急停止用速度阈值vt从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)(步骤s1204)。但是,将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度变更的条件不限于上述or条件的成立,也可以设为从主控制器22输出静默信号。进而,速度监视模块32判断当前的全方位移动体1的移动速度v是否为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上(步骤s1205)。全方位移动体1的移动速度v例如能够使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0157]
在当前的全方位移动体1的移动速度v小于第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)的情况下(步骤s1205:否),速度监视模块32进入到步骤s1207。在当前的全方位移动体1的移动速度v为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上的情况下(步骤s1205:是),速度监视模块32将异常时停止信号43向断路器33输出(步骤s1206)。由此,全方位移动体1紧急停止。
[0158]
然后,速度监视模块32判断上述or条件的成立是否结束(步骤s1207)。在上述or条件的成立未结束的情况下(步骤s1207:否),速度监视模块32返回到步骤s1205。在上述or条件的成立结束的情况下(步骤s1207:是),将防护区域401的缩小解除,并且使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)(步骤s1208),结束一系列的工序。此外,若将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度的变更条件设为静默信号的输出,则在步骤s1207中,也可以判断来自主控制器22的静默信号的输出是否停止。而且,在该信号的输出停止的情况下,速度监视模块32也可以使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)。
[0159]
根据第一实施方式的变形例2,不仅在全方位移动体1的移动速度降低时(低速值vs以下),在全方位移动体1后退时,也能够使防护区域401的范围缩小。例如,即使在全方位移动体1在搬运对象物500的附近调整相对于搬运对象物500的朝向(正对的朝向)的情况下等后退那样的情况下,也能够适当地使防护区域401的范围缩小,而不将搬运对象物500检测为障碍物。因此,能够实现全方位移动体1所进行的搬运的效率化。
[0160]
另外,根据第一实施方式的变形例2,不仅在全方位移动体1的移动速度降低时(低速值vs以下),在全方位移动体1后退时,也能够降低紧急停止用速度阈值vt。例如,在全方位移动体1在搬运对象物500的附近调整相对于搬运对象物500的朝向(正对的朝向)的情况下等后退那样的情况下,能够抑制全方位移动体1的后方的移动速度成为第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度,因此能够使全方位移动体1安全地动作。
[0161]
在本变形例2中,速度监视模块32也可以在全方位移动体1后退的情况下,仅后方变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。具体而言,速度监视模块32判别全方位移动体1是否后退,在判别为全方位移动体1后退的情况下,仅后方变更紧急停止用速度阈值即可。由此,能够仅关于后方抑制全方位移动体1的移动速度以第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度进行动作。另外,关于后方以外,由于不降低紧急停止用速度阈值,因此关于后方以外,能够使全方位移动体1不易紧急停止。因此,能够进一步抑制全方位移动体1的移动效率降低。
[0162]
(第一实施方式的变形例3)
[0163]
在上述的第一实施方式的变形例1中,对根据“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积”与“从主控制器22输出的动作信号”之间的逻辑积来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行了说明。在第一实施方式的变形例3中,对根据在变形例1中说明的“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积、与来自主控制器22的动作信号之间的逻辑积”、与在变形例2中说明的“使用麦克纳姆轮11各自的旋转速度计算出的计算值”之间的逻辑和,来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行说明。
[0164]
(关于进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序)
[0165]
图13是表示第一实施方式的变形例3的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。在图13的步骤s1301中,主控制器22参照移动计划,待机直至成为表示全方位移动体1的搬运对象物500的搬运开始的对接模式的开始为止。当成为对接模式的开始时,主控制器22向速度监视模块32输出动作信号(例如,静默信号)(步骤s1302)。
[0166]
另一方面,在步骤s1303中,速度监视模块32待机直至全方位移动体1的速度成为低速值vs以下。具体而言,速度监视模块32待机直至由旋转速度检测器13a~13d检测出的麦克纳姆轮11a~11d的旋转速度φ1~φ4均小于阈值n。另外,全方位移动体1的速度也可以使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0167]
另外,速度监视模块32在步骤s1304中待机直至表示全方位移动体1后退这一情况的、主移动速度vx小于0为止(满足-(φ1+φ2)+(φ3+φ4)<0为止)。
[0168]
(1)设为“全方位移动体1的速度成为低速值vs以下,且存在来自主控制器22的动作信号的输入”这一and条件成立,或者(2)主移动速度vx小于0,即,(1)和(2)的or条件成立。在该情况下,速度监视模块32对安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,安全激光扫描仪31使防护区域401缩小(或无效)(步骤s1305)。
[0169]
然后,速度监视模块32将紧急停止用速度阈值vt从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)(步骤s1306)。但是,将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度变更的条件不限于上述or条件的成立,也可以设为从主控制器22输出静默信号。进而,速度监视模块32判断当前的全方位移动体1的移动速度v是否为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上(步骤s1307)。全方位移动体1的移动速度v例如能够使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0170]
在当前的全方位移动体1的移动速度v小于第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)的情况下(步骤s1307:否),速度监视模块32进入到步骤s1309。在当前的全方位移动体1的移动速度v为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上的情况下(步骤s1307:是),速度监视模块32将异常时停止信号43向断路器33输出(步骤s1308)。由此,全方位移动体1紧急停止。
[0171]
然后,速度监视模块32判断上述(1)、(2)的or条件的成立是否结束(步骤s1309)。在上述(1)、(2)的or条件的成立不结束的情况下(步骤s1309:否),速度监视模块32返回到步骤s1307。在上述(1)、(2)的or条件的成立结束的情况下(步骤s1309:是),将防护区域401的缩小解除,并且使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)(步骤s1310),结束一系列的工序。另外,在本变形例3中,速度监视模块32也可以在全方位移动
体1后退的情况下,仅后方变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。另外,若将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度的变更条件设为静默信号的输出,则在步骤s1309中,也可以判断来自主控制器22的静默信号的输出是否停止。而且,在该信号的输出停止的情况下,速度监视模块32也可以使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)。
[0172]
根据第一实施方式的变形例3,能够得到变形例1及变形例2这两者的效果。即,能够抑制全方位移动体1的安全性降低,并且能够实现全方位移动体1所进行的搬运的效率化。
[0173]
(第一实施方式的变形例4)
[0174]
在上述的第一实施方式中,如图7所示,对将在各车轮的旋转速度的判定中使用的阈值设为1种(仅阈值n)、将旋转速度的判定设为1阶段的情况进行了说明。在第一实施方式的变形例4中,对将在各车轮的旋转速度的判定中使用的阈值设为针对每个车轮而不同的阈值并且将旋转速度的判定设为多个阶段(2个阶段)来使防护区域401的范围缩小的情况进行说明。在变形例4中,说明通过判别是进入对接模式之前的特定的动作这一情况,由此使防护区域401的范围缩小,并且变更紧急停止用速度阈值的情况。
[0175]
(关于防护区域401的切换的逻辑)
[0176]
图14是表示第一实施方式的变形例4的防护区域401的切换的逻辑的图。图14所示的逻辑1400具有如下逻辑:判定麦克纳姆轮11的各车轮的旋转速度是否分别为相同或为不同的阈值以下,并输出该判定结果的逻辑积。
[0177]
图14所示的针对每个车轮设定的阈值a1~a4、b1~b4是用于对进入对接模式前的特定动作进行判别的值。速度监视模块32在由旋转速度检测器13a检测出的麦克纳姆轮11a的旋转速度φ1小于阈值a1时,进一步在之后待机直至旋转速度φ1小于阈值b1。
[0178]
同样地,速度监视模块32在由旋转速度检测器13b~13d检测出的麦克纳姆轮11b~11d的旋转速度φ2~φ4分别小于阈值a2~a4时,进一步在之后待机直至旋转速度φ2~φ4小于阈值b2~b4。
[0179]
速度监视模块32在旋转速度φ1~φ4均依次条件成立,在全部满足图14所示的2个阶段的条件时,即and条件成立时,视为进行了进入对接模式之前的特定的动作。因此,从速度监视模块32向安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,安全激光扫描仪31使防护区域401缩小(或无效)。另外,速度监视模块32将紧急停止用速度阈值从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。另外,是否进行了特定的动作,不限于由上述逻辑得到,也能够根据使用了各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)的计算结果而得到。
[0180]
另外,主控制器22在经过了规定时间时输出动作信号。由此,安全激光扫描仪31对防护区域401的缩小或无效、紧急停止用速度阈值的变更进行复位。另外,速度监视模块32也可以通过从主控制器22输入动作信号,由此对安全激光扫描仪31进行复位的指示。即,安全激光扫描仪31也可以基于来自速度监视模块32的指示,对防护区域401的缩小或无效、紧急停止用速度阈值的变更进行复位。另外,安全激光扫描仪31也可以通过从主控制器22直接输入表示复位的动作信号,由此对防护区域401的缩小或无效、紧急停止用速度阈值的变更进行复位。
[0181]
另外,安全激光扫描仪31也可以基于计时器的测量结果,对防护区域401的缩小或无效、紧急停止用速度阈值的变更进行复位。计时器既可以设置于速度监视模块32,也可以设置于安全激光扫描仪31。另外,计时器例如只要能够计测对接模式下的动作所需要的时间即可。在速度监视模块32中设置有计时器的情况下,安全激光扫描仪31也可以根据基于来自速度监视模块32的计时器的测量结果的指示,对防护区域401的缩小或者无效、紧急停止用速度阈值的变更进行复位。
[0182]
根据第一实施方式的变形例4,能够避免在进行了全方位移动体1进入对接模式之前的特定动作时,通过安全激光扫描仪31将搬运对象物500检测为障碍物。因此,通过使防护区域401的范围缩小,能够抑制安全性降低。另外,由于能够在更适当的时机使防护区域401的范围缩小,因此能够实现全方位移动体1所进行的搬运的效率化。另外,能够抑制在搬运对象物500的附近、全方位移动体1成为第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度,因此能够使全方位移动体1安全地动作。
[0183]
进而,根据第一实施方式的变形例4,即使不使用来自主控制器22的动作信号,也能够判别是进入对接模式之前的特定的动作,而使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更。由此,能够抑制主控制器22进行的动作信号的输出的负荷。
[0184]
另外,也可以在第一实施方式的变形例4中应用第一实施方式的变形例1。即,也可以使用从主控制器22输出的动作信号,使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更。具体而言,也可以根据“旋转速度φ1~φ4全部满足图14所示的2个阶段的条件这一情况的逻辑积”与“从主控制器22输出的动作信号”之间的逻辑积,来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更。
[0185]
由此,能够避免在配置搬运对象物500的位置、全方位移动体1进行了特定的动作时(与搬运对象物500对接时)、通过安全激光扫描仪31将搬运对象物500检测为障碍物。因此,通过在不适当的位置使防护区域401的范围缩小,由此能够抑制安全性降低。另外,由于能够在更适当的时机使防护区域401的范围缩小,因此能够实现全方位移动体1所进行的搬运的效率化。另外,能够抑制在使监视区域缩小时(与搬运对象物500对接时),全方位移动体1成为第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度,因此能够使全方位移动体1安全地动作。
[0186]
(第一实施方式的变形例5)
[0187]
在上述的第一实施方式中,对仅根据各车轮的旋转速度来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行了说明。在第一实施方式的变形例5中,对根据“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积”与“旋转异常的检测结果”之间的逻辑积来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行说明。
[0188]
关于麦克纳姆轮11的各车轮的旋转速度,为了检测异常,使用数学式(5)、数学式(6)。
[0189]
[数学式5]
[0190]
φ1-φ2-φ3+φ4=h
ꢀꢀ
式(5)
[0191]
[数学式6]
[0192]
|h|>ξ
ꢀꢀ
式(6)
[0193]
在旋转速度检测器13没有异常,并且在路面与车轮之间没有滑动的理想状态下,
数学式(5)所示的“|h|”为零。另一方面,在φ1~φ4中的至少任意一个值表示异常值的情况下,“|h|”表示零以外的值。因此,通过将“ξ”设定为允许值,能够通过数学式(6)判定异常值。
[0194]
在此,在上述正运动学的数学式(1)中,示出了φ1、φ2、φ3、φ4与vx、vy、ω的关系。在数学式(1)中,φ1、φ2、φ3、φ4在理论上能够取任意的值,但实际上根据路面与车轮之间的约束条件,无法取任意的值。
[0195]
另一方面,在上述逆运动学的数学式(2)中,vx、vy、ω可以取任意的值。数学式(6)是判定被输入了在数学式(1)中从约束条件偏离的φ1~φ4中的任一个值的式子。
[0196]
使用正运动学的数学式(1),
[0197]
设为φ1=-1、φ2=-1、φ3=1、φ4=1时,
[0198]
vx=1、vy=0、ω=0。
[0199]
此时,|h|=0。
[0200]
接着,使用正运动学的数学式(1),
[0201]
设为φ1=0、φ2=-1、φ3=1、φ4=1时,
[0202]
vx=0.75、vy=-0.25、ω=-0.4835。
[0203]
此时,|h|=1。
[0204]
由于h≠0,因此能够判定为一部分车轮的旋转速度存在异常。
[0205]
若将得到的vx、vy、ω代入到逆运动学的数学式(2),
[0206]
则为φ1=-0.249、φ2=-0.749、φ3=1.250、φ4=0.75,
[0207]
根据与所输入的值、
[0208]
φ1=0、φ2=-1、φ3=1、φ4=1
[0209]
矛盾这一情况,也能够判定为一部分车轮的旋转速度存在异常。
[0210]
(关于进行防护区域401的切换的工序)
[0211]
图15是表示第一实施方式的变形例5的全方位移动体1执行的、进行防护区域401及紧急停止用速度阈值的切换的工序的时序图。在图15的步骤s1501中,速度监视模块32待机直至全方位移动体1的速度成为低速值vs以下。具体而言,速度监视模块32待机直至由旋转速度检测器13a~13d检测出的麦克纳姆轮11a~11d的旋转速度φ1~φ4均小于阈值n。
[0212]
另外,速度监视模块32在步骤s1502中待机直至检测出异常为止,即直至“|h|<ξ”为止。当检测出异常时,在步骤s1503中,速度监视模块32判定是否持续了一定时间。在此,为了进行是否持续了一定时间的判定,例如使用平均化滤波器。由此,通过噪声、暂时性的车轮的滑动,能够判定为旋转异常,能够抑制停止。
[0213]
在异常未持续一定时间的情况下,not条件成立。该not条件的成立与在步骤s1501中全方位移动体1的速度成为低速值vs以下之间的and条件成立。在该情况下,速度监视模块32对安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,安全激光扫描仪31使防护区域401缩小(或无效)(步骤s1504)。
[0214]
另一方面,在异常持续了一定时间的情况下,速度监视模块32输出用于使全方位移动体1停止的保护停止信号。保护停止信号从速度监视模块32直接向断路器33输出、或经由其他设备(主控制器22、马达控制电路23、安全激光扫描器31等)向断路器33输出。切断器33当输入停止信号时,使驱动马达12停止(步骤s1505),结束一系列的工序。
[0215]
在步骤s1504中缩小了防护区域401之后,速度监视模块32将紧急停止用速度阈值vt从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)(步骤s1506)。但是,将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度变更的条件不限于上述and条件的成立,也可以从主控制器22输出静默信号。进而,速度监视模块32判断当前的全方位移动体1的移动速度v是否为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上(步骤s1507)。全方位移动体1的移动速度v例如能够使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0216]
在当前的全方位移动体1的移动速度v小于第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)的情况下(步骤s1507:否),速度监视模块32进入到步骤s1509。在当前的全方位移动体1的移动速度v为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上的情况下(步骤s1507:是),速度监视模块32将异常时停止信号43向断路器33输出(步骤s1508)。由此,全方位移动体1紧急停止。
[0217]
然后,速度监视模块32判断上述and条件是否结束(步骤s1509)。在上述and条件不结束的情况下(步骤s1509:否),速度监视模块32返回到步骤s1507。在上述and条件结束的情况下(步骤s1509:是),将防护区域401的缩小解除,并且使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)(步骤s1510),结束一系列的工序。另外,若将紧急停止用速度阈值vt向第二紧急停止用速度的变更条件设为静默信号的输出,则在步骤s1509中,也可以判断来自主控制器22的静默信号的输出是否停止。而且,在该信号的输出停止的情况下,速度监视模块32也可以使紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)。
[0218]
根据第一实施方式的变形例5,在存在旋转异常的情况下、旋转速度检测器13没有异常的情况下,在全方位移动体1以低速(低速值vs以下)行驶的情况下,能够使安全激光扫描仪31的防护区域401的范围缩小,并且降低紧急停止用速度阈值。因此,在没有旋转异常而正常动作的情况下,能够使防护区域401的范围缩小,并且使全方位移动体1不会成为第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度,从而能够拾取搬运对象物500。因此,能够在提高安全性的同时,使全方位移动体1适当地动作。
[0219]
另外,根据第一实施方式的变形例5,在存在旋转异常的情况下、旋转速度检测器13存在异常的情况下,能够使全方位移动体1停止。因此,能够进一步提高安全性。
[0220]
另外,在第一实施方式的变形例5中,在检测出一定时间的车轮的旋转异常的情况下,使全方位移动体1停止。因此,通过利用噪声、暂时的车轮的滑动而判定为是车轮的旋转异常,由此能够抑制使全方位移动体1停止的情况。由此,能够实现全方位移动体1所进行的搬运的效率化。
[0221]
(第二实施方式)
[0222]
在上述的第一实施方式中,对将全方位移动体1的驱动轮设为4个麦克纳姆轮11的情况进行了说明。在第二实施方式中,对将全方位移动体1的驱动轮设为4个麦克纳姆轮的情况进行说明。
[0223]
(关于麦克纳姆轮1601a~1601d的坐标系)
[0224]
图16是表示全方位移动体1600以及麦克纳姆轮1601a~1601d的坐标系的一例的图。另外,在不需要特别区分的情况下,将麦克纳姆轮1601a~1601d简称为“麦克纳姆轮1601”。如图16所示,全方位移动体1600具备4个麦克纳姆轮1601。4个麦克纳姆轮1601被配
置为,将麦克纳姆轮1601a与麦克纳姆轮1601d连结的车轴与将麦克纳姆轮1601b与麦克纳姆轮1601c连结的车轴在全方位移动体1600的中心通过,相互呈90
°
的角度。
[0225]
在图16中,将全方位移动体1600的行进方向(前进方向)设为x轴,将横向设为y轴,将与纸面垂直的方向设为z轴(未图示)。另外,x轴将图示的上方作为正的朝向。y轴将图示的左方作为正的朝向。另外,回旋方向将图示的逆时针方向设为正的朝向。另外,将全方位移动体1600的前进方向的速度设为vx。将全方位移动体1600的横向的速度设为vy。另外,将全方位移动体1600的回旋速度设为ω。
[0226]
各麦克纳姆轮1601的旋转方向分别朝向针对全方位移动体1600的安装方向(全方位移动体1700的中心)地将逆时针方向设为正(正)。另外,将麦克纳姆轮1601a的车轮的旋转速度设为φ1,将麦克纳姆轮1601b的车轮的旋转速度设为φ2,将麦克纳姆轮1601c的车轮的旋转速度设为φ3,将麦克纳姆轮1601d的车轮的旋转速度设为φ4。
[0227]
关于麦克纳姆轮1601,也与在第一实施方式中说明的麦克纳姆轮11同样地,能够应用上述的数学式(1)~(3)。因此,主控制器22通过将计算出的目标旋转速度输出至马达控制电路23,由此能够使全方位移动体1600以期望的速度向期望的方向移动。
[0228]
另外,与第一实施方式的变形例2同样地,能够通过上述的数学式(4)来判定全方位移动体1600相对于主行进方向是否后退。另外,与第一实施方式的变形例5同样地,与麦克纳姆轮1601有关的各车轮的旋转速度有无异常,能够通过上述的数学式(5)、(6)进行判定。
[0229]
因此,根据第二实施方式的使用了麦克纳姆轮1601的全方位移动体1600,能够起到与使用了第一实施方式所示的麦克纳姆轮11的全方位移动体1同样的效果。另外,在第二实施方式中,也能够应用第一实施方式的变形例1~5所示的各变形例。
[0230]
(第三实施方式)
[0231]
在上述的第二实施方式中,对将全方位移动体1的驱动轮设为4个麦克纳姆轮的情况进行了说明。在第三实施方式中,对将全方位移动体1的驱动轮设为3个麦克纳姆轮的情况进行说明。
[0232]
(关于麦克纳姆轮1701a~1701c的坐标系)
[0233]
图17是表示全方位移动体1700及麦克纳姆轮1701a~1701c的坐标系的一例的图。另外,麦克纳姆轮1701a~1701c在不需要特别区分的情况下,简记为“麦克纳姆轮1701”。如图17所示,全方位移动体1700具备3个麦克纳姆轮1701。3个麦克纳姆轮1701以各自的车轴在全方位移动体1700的中心通过的方式配置。另外,3个麦克纳姆轮1701以各自的车轴间的间隔成为120
°
的角度的方式配置。
[0234]
在图17中,将全方位移动体1700的行进方向(前进方向)设为x轴,将横向设为y轴,将与纸面垂直的方向设为z轴(未图示)。另外,x轴将图示的上方作为正的朝向。y轴将图示的左方作为正的朝向。另外,回旋方向将图示的逆时针方向设为正的朝向。另外,将全方位移动体1700的前进方向的速度设为vx。将全方位移动体1700的横向的速度设为vy。另外,将全方位移动体1700的回旋速度设为ω。
[0235]
各麦克纳姆轮1701的旋转方向分别朝向向全方位移动体1700的安装方向(全方位移动体1700的中心)地、将逆时针方向设为正(正)。另外,将麦克纳姆轮1701a的车轮的旋转速度设为φ1,将麦克纳姆轮1701b的车轮的旋转速度设为φ2,将麦克纳姆轮1701c的车轮
的旋转速度设为φ3。
[0236]
在此,关于具备3轮的麦克纳姆轮1701的全方位移动体1700,对各麦克纳姆轮1701的旋转速度与全方位移动体1700的移动速度的关系进行说明。各麦克纳姆轮1701的旋转速度和全方位移动体1的移动速度能够由式(7)表示。数学式(7)是被称为正运动学的数学式。
[0237]
[数学式7]
[0238][0239]
c是3
×
3矩阵。rw表示车轮半径。在矩阵成分中,填入与麦克纳姆轮1701的车轮配置相关的系数。
[0240]
另一方面、数学式(8)是被称为逆运动学的数学式。数学式(8)是从全方位移动体1700的目标速度计算所需的车轮旋转速度的计算式。
[0241]
[数学式8]
[0242][0243]
d是3
×
3矩阵。在矩阵成分中,填入与麦克纳姆轮1701的车轮直径、车轮配置相关的系数。主控制器22通过使用数学式(7)和数学式(8)的关系,根据全方位移动体1700的目标速度,计算3个麦克纳姆轮1701的目标旋转速度。主控制器22通过将计算出的目标旋转速度输出至马达控制电路23,由此能够使全方位移动体1700向期望的方向以期望的速度移动。
[0244]
(关于速度判定的逻辑)
[0245]
图18是表示第三实施方式的速度判定的逻辑的图。图18所示的逻辑1800具有判定麦克纳姆轮1701的各车轮的旋转速度是否为阈值以下并输出该判定结果的逻辑积的逻辑。具体而言,逻辑1800表示如下逻辑:若旋转速度φ1~φ3均小于阈值q,即and条件成立,则输出防护区域401的切换信号。
[0246]
由旋转速度检测器13a~13d检测的麦克纳姆轮1701a~1701c的旋转速度φ1~φ3均小于阈值q,表示全方位移动体1700为阈值以下(低速)。即,逻辑1800中的逻辑积的输出结果表示全方位移动体1700为阈值以下(低速)。
[0247]
若旋转速度φ1~φ3均小于阈值q,则从速度监视模块32向安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,在全方位移动体1700以低速行驶的情况下,安全激光扫描仪31能够使防护区域401的范围缩小。另外,若旋转速度φ1~φ3均小于阈值q,则速度监视模块32将紧急停止用速度阈值从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。但是,紧急停止用速度阈值向第二紧急停止用速度的变更不限于全方位移动体1700的速度成为低速值vs以下,也可以设为从主控制器22输出了静默信号时。
[0248]
另外,在此,分别检测3个麦克纳姆轮1701a~1701c的旋转速度,在均为阈值以下
的情况下,判别为正在低速行驶,但不限于此。例如,也可以使用各麦克纳姆轮1701a~1701c的旋转速度的检测结果和数学式(7)来计算移动速度,并根据计算结果来判别正在低速行驶这一情况。
[0249]
根据以上说明的、第三实施方式的使用了3个麦克纳姆轮1701的全方位移动体1700,能够起到与使用了第一实施方式所示的麦克纳姆轮11的全方位移动体1同样的效果。
[0250]
另外,在第三实施方式中,也能够应用与第一实施方式的变形例1、3~5对应的变形例。此外,对根据第一实施方式的变形例5所示的“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积”与“旋转异常的检测结果”之间的逻辑积来使防护区域401的范围缩小的情况进行补充。在具备三个麦克纳姆轮1701的全方位移动体1700的情况下,能够任意地取得各车轮的旋转速度,因此无法仅根据3个麦克纳姆轮1701的各自的旋转速度来检测旋转速度的异常。即,无法得到与第一实施方式的变形例5所示的数学式(5)、(6)对应的式子。
[0251]
因此,也可以在基于主控制器22的指示的旋转速度的目标值与由旋转速度检测器13检测出的实际的车轮旋转速度之差大于规定的阈值的情况下视为异常。由此,在具备3个麦克纳姆轮1701的全方位移动体1700中,能够根据“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积”与“旋转异常的检测结果”之间的逻辑积,来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更。
[0252]
(第三实施方式的变形例1)
[0253]
在第三实施方式的变形例1中,对与第一实施方式的变形例2对应的例子进行说明。在上述的第三实施方式中,对根据将各车轮的旋转速度的判定结果予以使用的逻辑积的输出结果使防护区域401的范围缩小的情况进行了说明。在第三实施方式的变形例1中,对根据“各车轮的旋转速度为阈值以下这一情况的逻辑积”与“使用麦克纳姆轮1701的各自的旋转速度计算出的计算值”之间的逻辑和,来使防护区域401的范围以及紧急停止用速度阈值变更的情况进行说明。
[0254]
在此所说的计算值用于判定全方位移动体1700的x方向(也称为“主行进方向”)的主移动速度vx。在变形例1中,对在计算值小于规定值m的情况下使防护区域401的范围缩小的情况进行说明。数学式(9)表示相对于主行进方向的全方位移动体1的速度的判定式。
[0255]
[数学式9]
[0256]
k1
·
φ1+k2
·
φ2+k3
·
φ3<m
ꢀꢀ
式(9)
[0257]
m是判定阈值。k1、k2、k3都是适当的系数。
[0258]
在图17所示的例子中,例如当设为k1=0、k2=-1、k3=1时,数学式(9)由数学式(10)表示。
[0259]
[数学式10]
[0260]-φ2+φ3<m
ꢀꢀ
式(10)
[0261]
通过使用基于数学式(9)以及数学式(10)的判定结果,例如能够判定为全方位移动体1700后退。
[0262]
在第三实施方式的变形例1中,使用如下逻辑,即输出图18所示的逻辑1800的输出结果与使用了使用麦克纳姆轮1701的各自的旋转速度计算出的计算值的判定结果之间的逻辑和(or条件的结果)的逻辑。并且,通过使用该逻辑,这些or条件成立,从而速度监视模块32输出用于使防护区域401缩小的信号。由此,全方位移动体1能够使防护区域401的范围
缩小。另外,通过这些or条件成立,速度监视模块32能够将紧急停止用速度阈值变更为第二紧急停止用速度阈值。另外,在第三实施方式的变形例1中,速度监视模块32也可以在全方位移动体1后退的情况下,仅后方变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)。
[0263]
根据第三实施方式的变形例1,不仅在全方位移动体1700的移动速度降低时,例如在全方位移动体1700后退时,也能够使防护区域401的范围缩小。例如,在全方位移动体1700在搬运对象物500的附近调整相对于搬运对象物500的朝向(正对的朝向)的情况下等后退那样的情况下,能够适当地使防护区域401的范围缩小,不将搬运对象物500检测为障碍物。因此,能够实现全方位移动体1700所进行的搬运的效率化。
[0264]
另外,根据第三实施方式的变形例1,不仅在全方位移动体1700的移动速度降低时(低速值vs以下),在全方位移动体1后退时,也能够降低紧急停止用速度阈值vt。例如,在全方位移动体1在搬运对象物500的附近调整相对于搬运对象物500的朝向(正对的朝向)的情况下等后退那样的情况下,能够抑制全方位移动体1的后方的移动速度成为第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度,因此能够使全方位移动体1安全地动作。
[0265]
(第四实施方式)
[0266]
在上述的第一实施方式~第三实施方式中,对在全部方向上将第二紧急停止用速度阈值变更为相同的速度的情况进行了说明。在第四实施方式中,对能够根据全方位移动体1的行进方向将第二紧急停止用速度阈值变更为不同的速度的情况进行说明。
[0267]
在第四实施方式中,存在如下情况:全方位移动体1在搬运对象物500的附近进行调整相对于搬运对象物500的朝向(正对的朝向)等的确定的动作的情况那样,应监视的区域受限。另外,在将结束了作业的全方位移动体1沿着墙边配置的情况下等,有时仅一个侧面使防护区域401缩小即可。
[0268]
鉴于这样的情况,速度监视模块32在变更紧急停止用速度阈值时,能够根据全方位移动体1的行进方向将紧急停止用速度阈值变更为不同的速度。具体而言,速度监视模块32能够基于移动计划,将紧急停止用速度阈值变更为第二紧急停止用速度阈值的方向设为仅向右方向,或者仅设为后方。
[0269]
另外,在仅将右方向变更为第二紧急停止用速度阈值时,速度监视模块32也可以对于监视区域400(例如防护区域401)也仅使右方向缩小。即,使监视区域400的范围缩小的方向也可以是与全方位移动体1的行进方向对应的方向。
[0270]
另外,速度监视模块32也可以降低与表示全方位移动体1的移动状态的计算结果对应的方向的紧急停止用速度阈值。具体而言,速度监视模块32例如也可以在根据使用了数学式(4)的计算结果而判定为全方位移动体1正在后退的情况下,降低仅后方的紧急停止用速度阈值。
[0271]
(关于进行特定方向的紧急停止用速度阈值的切换的工序)
[0272]
图19是表示第四实施方式的全方位移动体1执行的、进行特定方向的紧急停止用速度阈值的变更的工序的流程图。在图19的步骤s1901中,主控制器22参照移动计划,待机至对全方位移动体1的搬运对象物500的搬运开始进行表示的对接模式的开始、将结束作业的全方位移动体1配置于规定的位置等的规定的动作的开始为止。若规定的动作的开始,则主控制器22向速度监视模块32输出动作信号(例如,静默信号)(步骤s1902)。另外,该动作信号中包含表示全方位移动体1的移动方向的信息。
[0273]
当从主控制器22输入动作信号时,速度监视模块32对安全激光扫描仪31输出用于对防护区域401的范围进行切换的切换信号。由此,安全激光扫描仪31使防护区域401缩小(或无效)(步骤s1903)。
[0274]
然后,速度监视模块32针对移动计划(例如动作信号)所表示的特定的方向(例如,右方向),将紧急停止用速度阈值vt从第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)变更为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)(步骤s1904)。进而,速度监视模块32针对特定的方向,判断当前的全方位移动体1的移动速度v是否为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上(步骤s1905)。全方位移动体1的移动速度v例如能够使用各麦克纳姆轮11的旋转速度的检测结果和数学式(1)来计算。
[0275]
关于特定的方向,在当前的全方位移动体1的移动速度v小于第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)的情况下(步骤s1905:否),速度监视模块32进入到步骤s1907。关于特定的方向,在当前的全方位移动体1的移动速度v为第二紧急停止用速度阈值(0.3m/s)以上的情况下(步骤s1905:是),速度监视模块32将异常时停止信号43向断路器33输出(步骤s1905)。由此,全方位移动体1紧急停止。
[0276]
然后,速度监视模块32判断防护区域401的缩小是否被解除(步骤s1907)。另外,防护区域401的缩小的解除是根据移动计划而进行的,例如,来自主控制器22的动作信号(静默信号)的输出结束。在防护区域401的缩小未被解除的情况下(步骤s1907:否),速度监视模块32返回到步骤s1905。在防护区域401的缩小被解除的情况下(步骤s1907:是),使特定方向的紧急停止用速度阈值vt返回到第一紧急停止用速度阈值(1.1m/s)(步骤s1908),结束一系列的工序。
[0277]
图20是表示第四实施方式的紧急停止用速度阈值的一例的图。如图20所示,在全方位移动体1的前方表示防护区域401缩小的状态。另外,防护区域401也可以无效。前方的紧急停止用速度阈值为1.1m/s,左右和后方的紧急停止用速度阈值为0.3m/s。即,表示在防护区域401被缩小时,关于左右以及后方,当全方位移动体1的移动速度达到0.3m/s时,紧急停止。另外,关于前方,表示当全方位移动体1的移动速度达到1.1m/s时紧急停止。
[0278]
图21是表示第四实施方式的紧急停止用速度阈值的另一例的图。如图21所示,在全方位移动体1的前方示出了防护区域401缩小的状态。对于防护区域401,也能够根据移动计划而使特定的区域缩小。另外,紧急停止用速度阈值的前方为0.5m/s,右斜前方为0.3m/s,右方为0.2m/s,左方为0.5m/s,后方为0.2m/s。即,表示在缩小防护区域401时,例如在向右斜前方移动体1的移动速度达到0.3m/s时,紧急停止。
[0279]
根据以上说明的第四实施方式的全方位移动体1,能够根据来自主控制器22的动作信号,使安全激光扫描仪31的防护区域401的范围缩小,并且降低紧急停止用速度阈值vt。由此,在接近搬运对象物500并低速行驶时,能够缩小防护区域401,并且能够抑制全方位移动体1以第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度动作。因此,能够抑制全方位移动体1与搬运对象物500等接触,能够使全方位移动体1安全地动作。
[0280]
另外,根据第四实施方式的全方位移动体1,能够降低特定方向的紧急停止用速度阈值vt。因此,对于特定方向以外的方向,由于不降低紧急停止用速度阈值,因此能够使全方位移动体1难以紧急停止。因此,能够更有效地抑制全方位移动体1的移动效率降低。
[0281]
(第一实施方式~第四实施方式的功能性结构)
[0282]
接着,对上述的第一实施方式~第四实施方式的全方位移动体1、1600、1700(以下称为“全方位移动体1等”)的功能性结构进行说明。全方位移动体1等具备驱动轮、移动速度检测部、物体检测部、移动控制部、变更部以及停止部。
[0283]
驱动轮是用于使全方位移动体1等在全部方向上移动的3个以上的驱动轮,各自独立地被驱动。驱动轮例如能够使用4个麦克纳姆轮11a~11d(参照图3)、4个麦克纳姆轮1601a~1601d(参照图16)、以及3个麦克纳姆轮1701a~1701c(参照图17)中的任一者。
[0284]
旋转速度检测部检测驱动轮各自的旋转速度。旋转速度检测部由旋转速度检测器13a~13d(参照图1a)实现。旋转速度检测部(旋转速度检测器13a~13d)使用旋转编码器,但不限于此。例如,旋转速度检测部也可以使用发马达、旋转变压器等其他速度传感器。另外,从旋转速度检测部输出的信号可以是模拟电压值,也可以是对模拟电压值进行变换而得到的数字值。
[0285]
移动速度检测部使用驱动轮各自的旋转速度来检测移动体的移动速度。移动速度检测部根据使用了由旋转速度检测器13检测出的旋转速度φ1~φ4和数学式(1)的计算结果来检测移动速度。另外,关于特定的速度(例如0.3m/s),移动速度检测部能够根据由旋转速度检测器13检测出的旋转速度φ1~φ4的逻辑积来检测移动速度。即,在将低速值vs以及第二紧急停止用速度阈值设为特定的速度(0.3m/s)的情况下,移动速度检测部能够根据旋转速度φ1~φ4的逻辑积来检测低速值vs以及第二紧急停止用速度阈值。
[0286]
物体检测部对在全方位移动体1等的周围设定的监视区域400内的物体进行检测。物体是人或物体等障碍物。监视区域400包括防护区域401和警告区域402。物体检测部例如通过安全激光扫描仪31(参照图1a)来实现。但是,物体检测部不限于安全激光扫描仪31,也能够使用拍摄物体的照相机,或者使用超声波式的传感器等其他传感器。另外,物体检测部也可以设置有多个。例如,物体检测部也可以设置在全方位移动体1等的左右或后方。
[0287]
移动控制部使全方位移动体1等根据移动计划而移动。移动控制部负责全方位移动体1等的整体控制。移动控制部例如通过主控制器22来实现。
[0288]
停止部以及变更部通过作为控制装置的一例的速度监视模块32来实现。停止部在由移动速度检测部检测出的移动速度达到速度阈值(紧急停止用速度阈值)的情况下使全方位移动体1等停止。停止部向断路器33(图1a)输出异常时停止信号43,由此使全方位移动体1等停止。
[0289]
变更部基于从移动控制部输出的动作信号,变更监视区域400的范围和全方位移动体1等的速度阈值。另外,变更部基于动作信号和由移动速度检测部检测出的移动速度,变更监视区域400的范围及速度阈值。由移动速度检测部检测出的移动速度基于由旋转速度检测部检测出的驱动轮各自的旋转速度而得到。
[0290]
具体而言,变更部在驱动轮各自的旋转速度为阈值以下、即全方位移动体1等的速度为低速值vs(例如0.3m/s)以下时,使设定于物体检测部的监视区域400中的防护区域401的范围缩小,并且将紧急停止用速度阈值变更为第二紧急停止用速度阈值。另外,变更部也可以在驱动轮各自的旋转速度(移动速度)成为阈值以下时,使防护区域401的范围缩小,不变更紧急停止用速度阈值。
[0291]
另外,即使未从移动控制部输出动作信号时,若全方位移动体1等的速度成为低速值vs(例如0.3m/s)以下,则变更部也可以变更监视区域400的范围及速度阈值。另外,变更
部能够根据全方位移动体1等的行进方向将紧急停止用速度阈值变更为不同的速度。
[0292]
在通过变更部将紧急停止用速度阈值变更为第二紧急停止用速度阈值的情况下,若由移动速度检测部检测出的移动速度成为第二紧急停止用速度阈值以上,则停止部使全方位移动体1等停止。
[0293]
另外,变更部不仅可以变更防护区域401的范围,也可以变更警告区域402的范围。另外,变更部既可以仅变更防护区域401的范围,而不变更警告区域402的范围,也可以仅变更警告区域402的范围,而不变更防护区域401的范围。
[0294]
根据以上说明的至少一个实施方式,具有基于来自主控制器22的动作信号来变更监视区域400(防护区域401)的范围和紧急停止用速度阈值的速度监视模块32(变更部)。由此,即使不设置多个传感器等,也能够以简单的结构使防护区域401的范围缩小,变更紧急停止用速度阈值。因此,能够在搬运对象物500的附近将搬运对象物500判别为障碍物,抑制全方位移动体1停止。另外,在缩小防护区域401时,能够抑制全方位移动体1等成为紧急停止用速度阈值以上的移动速度。其结果,能够提高全方位移动体1等的安全性。因此,能够在确保安全控制系统sf的可靠性的同时,使全方位移动体1简单且适当地动作。
[0295]
(关于安全控制系统sf通过硬件或软件实现的情况)
[0296]
变更部判定驱动轮各自的旋转速度是否为规定值以下,基于该判定的结果的逻辑积来变更监视区域400的范围及紧急停止用速度阈值。例如,如图7所示,变更部在对与麦克纳姆轮11的每一个相关的旋转速度为阈值以下这一情况进行表示的and条件(逻辑积)成立的情况下,使防护区域401的范围缩小,并且降低紧急停止用速度阈值。
[0297]
具体而言,速度监视模块32(变更部以及停止部)例如通过硬件来实现。但是,速度监视模块32也可以通过软件来实现。即,也可以通过cpu执行规定的程序(速度阈值变更程序、监视区域变更程序)来实现变更部以及停止部的功能。在该情况下,速度监视模块32例如使用已取得安全认证的安全控制器。但是,速度监视模块32也可以使用通常的控制器、pc、定序器等。
[0298]
在此,若通过软件来实现作为安全控制系统sf的功能的变更部的功能和停止部的功能,则需要根据由旋转速度检测器13检测出的旋转速度来计算全方位移动体1等的移动速度这样的运算处理。将该运算处理装入安全控制系统sf中,从确保安全方面的观点出发,开发人员花费大量的时间和劳力。具体而言,需要对漏洞、错误的有无等进行深入研究,得到性能等级(pl:performance level)、安全度等级(sil:safety integrity level)这样的性能指标,因此在软件的开发过程中花费大量的时间和劳力。
[0299]
因此,通过使用约束可变语言的安全对应plc(programmable logic controller,可编程逻辑控制器)等设备来实现变更部、停止部的功能,由此能够抑制这样的开发过程中的大量的时间和成本。另外,由于能够不需要基于软件的运算处理,因此能够抑制运算处理的控制的负荷。另外,能够以简单的结构得到正确的输出结果。因此,能够以更简单的结构使全方位移动体1等适当地动作,并且能够实现全方位移动体1等的安全性的提高。
[0300]
(关于基于表示移动速度的计算值的监视区域400以及紧急停止用速度阈值的变更)
[0301]
变更部基于使用驱动轮各自的旋转速度而计算出的表示全方位移动体1等的移动速度的计算值,变更监视区域400的范围及紧急停止用速度阈值。表示全方位移动体1等的
移动速度的计算值,例如是上述的数学式(4)的左边所示的主移动速度vx。变更部例如在主移动速度vx小于0时,即后退时,使防护区域401的范围缩小,并且变更紧急停止用速度阈值。另外,主移动速度vx的判定不限于“小于0”,也可以小于规定速度。但是,这里所说的规定速度只要是全方位移动体1等的速度比表示低速的低速值vs(例如0.3m/s)低的值即可。
[0302]
由此,在全方位移动体1在搬运对象物500的附近调整相对于搬运对象物500的朝向(正对的朝向)的情况下等、更低速(低速值vs以下)或后退那样的情况下,能够适当地使防护区域401的范围缩小,不将搬运对象物500检测为障碍物。另外,在缩小防护区域401时,能够抑制全方位移动体1成为第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度而动作。因此,能够实现全方位移动体1所进行的搬运的高效化,并且能够使全方位移动体1安全地动作。
[0303]
(基于逻辑和的监视区域400及紧急停止用速度阈值的变更)
[0304]
变更部判定驱动轮各自的旋转速度是否为规定值以上,基于“该判定的结果的逻辑积”与“表示使用驱动轮的各自的旋转速度计算出的全方位移动体1等的移动速度的计算值”之间的逻辑和,变更监视区域400的范围及紧急停止用速度阈值。具体而言,如图11所示,变更部通过全方位移动体1等以低速值vs(例如0.3m/s)以下行驶、或者主移动速度vx小于0中的任意一个条件(or条件)的成立,使防护区域401的范围缩小,并且变更紧急停止用速度阈值。
[0305]
由此,不仅在全方位移动体1接近搬运对象物500而低速行驶(低速值vs以下)的情况下,在调整相对于搬运对象物500的朝向(正对的朝向)的情况下等、更低速或后退那样的情况下,也能够使防护区域401的范围适当地缩小而不将搬运对象物500检测为障碍物。另外,在缩小防护区域401时,能够抑制全方位移动体1成为第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度而动作。因此,能够实现全方位移动体1所进行的搬运的高效化,并且能够使全方位移动体1安全地动作。
[0306]
(关于基于动作信号的监视区域400的变更)
[0307]
变更部判定驱动轮各自的旋转速度是否为规定值以上,基于“判定的结果的逻辑积”与“使用全方位移动体1等的移动计划而生成的、用于对全方位移动体1等的动作进行切换的动作信号”之间的逻辑积,来变更监视区域400的范围及紧急停止用速度阈值。具体而言,如图9所示,变更部通过使全方位移动体1等以低速值vs(例如0.3m/s)以下行驶、和动作信号(例如,静默信号)的输入这两个条件(and条件)成立,由此使防护区域401的范围缩小,并且降低紧急停止用速度阈值。另外,动作信号不限于静默信号,也可以是用于使防护区域401的范围缩小的信号、用于使警告区域402的范围缩小的信号。
[0308]
由此,能够避免在配置搬运对象物500的位置附近、全方位移动体1等低速行驶(低速值vs以下)时、通过物体检测部将搬运对象物500检测为障碍物。即,即使全方位移动体1等低速行驶,只要不配置搬运对象物500的位置的附近,就能够不缩小防护区域401。因此,在搬运对象物500的附近以外,通过使防护区域401的范围缩小,能够抑制安全性降低。另外,由于能够在更适当的时机使防护区域401的范围缩小,因此能够实现全方位移动体1等所进行的搬运的效率化。另外,在搬运对象物500的附近以外,能够不降低紧急停止用速度阈值vt,因此能够使全方位移动体1难以紧急停止。由此,能够抑制全方位移动体1的移动效率降低。
[0309]
(关于异常检测时的停止)
[0310]
停止部在对使用驱动轮各自的旋转速度而计算出的驱动轮的状态进行表示的计算值为表示异常的阈值以上的情况下,使全方位移动体1等停止。表示使用驱动轮各自的旋转速度计算出的驱动轮的状态的计算值例如是通过上述的数学式(5)得到的值“h”的绝对值“|h|”。表示异常的阈值例如是上述的数学式(6)的“ξ”。停止部在计算值“|h|”为表示异常的阈值“ξ”以上的情况下,使全方位移动体1等停止。
[0311]
由此,在全方位移动体1等存在旋转异常的情况下、旋转速度检测器13存在异常的情况下,能够使全方位移动体1等停止。因此,能够进一步提高安全性。
[0312]
(关于异常检测时的停止的其他例子)
[0313]
停止部也可以基于驱动轮各自的速度指令值所示的各旋转速度与由旋转速度检测部检测出的驱动轮各自的旋转速度的不同,使全方位移动体1等停止。具体而言,作为检测出旋转异常、旋转速度检测器13的异常的其他方法,停止部也可以在基于主控制器22的指示的旋转速度的目标值与由旋转速度检测部检测出的实际的车轮旋转速度之差大于规定的阈值的情况下视为异常,来检测异常。
[0314]
即使这样,在全方位移动体1等存在旋转异常的情况下、旋转速度检测器13存在异常的情况下,也能够使全方位移动体1等停止。因此,能够进一步提高安全性。
[0315]
(使用平均化滤波器的例子)
[0316]
变更部基于使用驱动轮各自的旋转速度计算出的计算值表示的状态是否持续了一定时间,来变更监视区域400的范围及紧急停止用速度阈值。例如,使用旋转速度计算出的计算值表示的状态例如如图15所示,是表示旋转异常的状态,即表示驱动轮的状态的计算值“|h|”成为表示异常的阈值“ξ”以上的状态。在是否持续了一定时间的判定中,例如使用平均化滤波器。变更部在表示驱动轮的状态的计算值“|h|”为表示异常的阈值“ξ”以上的情况未持续一定时间以上的情况下,在全方位移动体1以低速(低速值vs以下)行驶的情况下,使防护区域401的范围缩小,并且降低紧急停止用速度阈值。
[0317]
另一方面,在表示驱动轮的状态的计算值“|h|”成为表示异常的阈值“ξ”以上的情况持续了一定时间以上的情况下,无论全方位移动体1是否低速行驶,都使全方位移动体1等停止。由此,通过噪声、暂时性的车轮的滑动,能够判定为旋转异常,能够抑制停止。
[0318]
另外,持续一定时间的状态不限于表示旋转异常的状态。持续一定时间的状态例如可以是表示全方位移动体1等的速度为表示低速的低速值vs(例如0.3m/s)以下的状态、表示全方位移动体1后退这一情况的状态(例如主移动速度vx<0)、对进入对接模式之前的特定的动作进行表示的状态。在这些状态持续了一定时间的情况下,也可以变更防护区域401及紧急停止用速度阈值。
[0319]
由此,通过噪声等判定为是这些状态,由此能够抑制使防护区域401缩小。因此,能够抑制在不适当的时刻使防护区域401缩小,能够进一步提高安全性。另外,由于能够抑制在不适当的时刻降低紧急停止用速度阈值,因此能够抑制全方位移动体1的移动效率降低。
[0320]
(对接时以外的速度的监视)
[0321]
另外,在上述的说明中,对监视区域400以及紧急停止用速度阈值的变更在对接时进行的情况进行了说明,但也可以在对接时以外时进行。例如,监视区域400的变更也可以仅根据速度来进行。例如,在全方位移动体1等以低速值vs(例如0.3m/s)以下行驶的情况下,也可以缩小警告区域402的范围,降低紧急停止用速度阈值。并且,也可以在全方位移动
体1等以超过表示低速的速度的速度(高速)行驶的情况下,扩大警告区域402的范围,并且使紧急停止用速度阈值返回到原来的值。
[0322]
在此,碰撞时的危害的大小依赖于全方位移动体1等的动能,因此,在有可能与人碰撞的情况下,降低速度是大原则。另外,从用于避免碰撞的处理时间的观点出发,若高速移动,则在非接触地检测出障碍物之后到达到物理接触为止的时间短,有时来不及进行避免碰撞的动作来不及。另一方面,如果是低速的移动,则在时间上来得及进行避免碰撞的动作。因此,通过根据全方位移动体1等的速度进行变更监视区域400的范围这样的速度的监视,由此对接时以外时的安全性也能够提高。
[0323]
(关于速度的监视的利用例)
[0324]
在此,通常控制系统nr也可以控制安全激光扫描仪31的静默。具体而言,在安全激光扫描仪的防护区域401的范围缩小的状态下,在全方位移动体1等超过第一速度(限制速度)的情况下,速度监视模块32也可以使全方位移动体1等停止。另外,也可以与安全激光扫描仪31的防护区域401的大小以及静默状态无关地,在超过了第二速度(紧急停止用速度阈值)的情况下,速度监视模块32使全方位移动体1等停止。
[0325]
(关于防护区域401及紧急停止用速度阈值的解除)
[0326]
在上述的说明中,变更防护区域401及紧急停止用速度阈值的条件为,来自主控制器22的动作信号(静默信号)的输入、全方位移动体1等的移动速度为阈值以下(例如低速值vs以下)。将变更后的防护区域401及紧急停止用速度阈值解除的条件是不存在来自主控制器22的动作信号(静默信号)的输入、或者全方位移动体1等的移动速度超过阈值。
[0327]
另外,安全激光扫描仪31通过从速度监视模块32被输入切换信号来缩小防护区域401。另外,安全激光扫描仪31通过解除来自速度监视模块32的切换信号的输出,使缩小后的防护区域401的范围返回到通常的范围。另外,为了防止将防护区域401的范围切换时的振荡,移动速度的阈值也可以在输出切换信号时和切换信号的输出被解除时设为不同的值。
[0328]
(关于速度监视模块32的另一例)
[0329]
接着,对速度监视模块32的另一例进行说明。在上述的说明中,对速度监视模块32具备变更部和停止部的情况进行了说明。在此,作为速度监视模块32的另一例,对速度监视模块32仅具备变更部的情况进行说明。速度监视模块32与安全激光扫描仪31连接而使用。安全激光扫描仪31在监视区域400内检测出周围的物体的情况下,输出用于使机械(例如,全方位移动体1等)的动作减速或停止的信号。
[0330]
另外,速度监视模块32(变更部)与安全激光扫描仪31连接而使用,变更安全激光扫描仪31的监视区域400的范围。速度监视模块32输入来自3个以上各自独立的旋转速度检测器13的旋转速度信号。速度监视模块32基于所输入的各个旋转速度信号,输出用于变更监视区域400的范围的信号。由此,安全激光扫描仪31变更监视区域400的范围。另外,速度监视模块32基于所输入的各个旋转速度信号,变更全方位移动体1等的紧急停止用速度阈值。
[0331]
根据这样的速度监视模块32,能够基于来自旋转速度检测器13的旋转速度信号,变更监视区域400(防护区域401)的范围以及紧急停止用速度阈值。因此,即使不设置多个传感器等,也能够以简单的结构使防护区域401的范围缩小,并且能够变更紧急停止用速度
阈值。因此,能够抑制在搬运对象物500的附近将搬运对象物500判别为障碍物而机械(全方位移动体1)停止这一情况、及以第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度动作的情况。其结果,能够提高机械的安全性。因此,根据速度监视模块32的另一例,能够使机械简单且适当地动作。
[0332]
(关于周围物体检测器)
[0333]
接着,着眼于周围物体检测器进行说明。周围物体检测器例如具有上述的物体检测部的功能。具体而言,周围物体检测器例如由安全激光扫描仪31实现。周围物体检测器在监视区域400内检测出周围的物体的情况下,输出用于使机械(例如,全方位移动体1等)的动作减速或停止的信号。
[0334]
另外,周围物体检测器基于从3个以上各自独立的旋转速度检测器13输出的各自的旋转速度信号,变更监视区域400的范围。具体而言,周围物体检测器例如在根据旋转速度信号得到的机械的速度成为低速值vs(例如0.3m/s)以下时,缩小监视区域400中的防护区域401的范围。
[0335]
根据这样的周围物体检测器,根据来自旋转速度检测器13的旋转速度信号,变更监视区域400(防护区域401)的范围,因此即使不设置多个传感器等,也能够以简单的结构使防护区域401的范围缩小。因此,能够抑制在搬运对象物500的附近将搬运对象物500判别为障碍物而机械(全方位移动体1)停止的情况。其结果,能够提高机械的安全性。因此,根据周围物体检测器,通过周围物体检测器的功能,能够使机械简单且适当地动作。
[0336]
(关于监视装置)
[0337]
接着,对监视装置进行说明。在上述的说明中,对安全激光扫描仪31和速度监视模块32分开设置的情况进行了说明。但是,不限于此,也可以使用将安全激光扫描仪31与作为控制装置的一例的速度监视模块32一体设置的监视装置。在此说明的周围物体检测器例如具有上述的物体检测部的功能。具体而言,周围物体检测器例如由安全激光扫描仪31实现。周围物体检测器在监视区域400内检测出周围的物体的情况下,输出用于使具备3个以上的各自独立的驱动轮的全方位移动体1等减速或停止的信号。
[0338]
速度监视模块32与周围物体检测器连接而使用,变更周围物体检测器的监视区域400的范围及紧急停止用速度阈值。速度监视模块32基于从根据移动计划使移动体移动的主控制器22输出的动作信号,变更监视区域400的范围及紧急停止用速度阈值。由此,周围物体检测器变更监视区域400的范围。
[0339]
根据这样的监视装置,能够基于从主控制器22输出的动作信号,变更监视区域400(防护区域401)的范围以及紧急停止用速度阈值。因此,即使不设置多个传感器等,也能够以简单的结构使防护区域401的范围缩小,并且能够变更紧急停止用速度阈值。因此,能够抑制在搬运对象物500的附近将搬运对象物500判别为障碍物而机械(全方位移动体1)停止的情况、或在缩小了防护区域401时以第二紧急停止用速度阈值以上的移动速度进行动作的情况。其结果,能够提高机械的安全性。因此,根据监视装置,能够使机械简单且适当地动作。
[0340]
另外,也可以通过计算机来实现上述实施方式中的全方位移动体1的功能的至少一部分。在该情况下,也可以将用于实现该功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中。另外,也可以通过使计算机系统读入并执行在该记录介质中记录的程序来实现。另外,这里
所说的“计算机系统”包含os、周边设备等硬件。另外,“计算机可读取的记录介质”是指,内置于计算机系统的硬盘等存储装置。存储装置还包括软盘、光磁盘、rom、cd-rom、dvd-rom、usb存储器等可移动介质。并且,“计算机可读取的记录介质”也可以在短时间内动态地保持程序。具体而言,是经由互联网等网络或电话线路等通信线路发送程序时的通信线等。另外,“计算机可读取的记录介质”也可以包含将程序保持一定时间的记录介质。具体而言,是成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器等。另外,上述程序也可以用于实现上述的功能的一部分。而且,上述程序也可以通过与已经记录在计算机系统中的程序的组合来实现上述的功能。
[0341]
对本发明的几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换及变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中,同样包含在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。
[0342]
附图标记说明
[0343]
1、1600、1700

全方位移动体,11a~11d

麦克纳姆轮,12a~12d

驱动马达,13a~13d

旋转速度检测器,21

外部通信机,22

主控制器,23

马达控制电路,31

安全激光扫描仪,32

速度监视模块32,33

断路器,201

圆筒型滚子,400

监视区域,401

防护区域,402

警告区域,500

搬运对象物,1601a~1601d

麦克纳姆轮,1701a~1701c

麦克纳姆轮
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