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JP7669902B2 - Position and orientation estimation device - Google Patents
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JP7669902B2 - Position and orientation estimation device - Google Patents

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Description

本発明は、位置姿勢推定装置に関する。 The present invention relates to a position and orientation estimation device.

従来の位置姿勢推定装置としては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載の位置姿勢推定装置は、レーザ光を照射すると共に照射したレーザ光の反射光から周辺物体までの距離を計測する測域センサにより距離データを取得し、距離データを3次元空間上の観測点群に座標変換し、その観測点群に基づいてフォークリフトの前方に配置されたパレットの位置及び姿勢を特定する。 A known example of a conventional position and orientation estimation device is the technology described in Patent Document 1. The position and orientation estimation device described in Patent Document 1 acquires distance data using a range sensor that irradiates a laser beam and measures the distance to surrounding objects from the reflected light of the irradiated laser beam, converts the distance data into a group of observation points in a three-dimensional space, and identifies the position and orientation of a pallet placed in front of a forklift based on the group of observation points.

特開2017-178567号公報JP 2017-178567 A

しかしながら、上記従来技術に記載の位置姿勢推定装置は、フォークリフトのフォークによりパレットを持ち上げる前に、フォークリフトの前方に配置されたパレットの位置及び姿勢を推定する技術であり、フォークによりパレットを持ち上げた状態で、パレットの位置及び姿勢を推定することは想定していない。また、上記従来技術に記載の位置姿勢推定装置では、測域センサがフォークに取り付けられているため、フォークによりパレットを持ち上げた状態では、測域センサの計測値に基づいてフォークに対するパレットの位置及び姿勢を推定することは困難である。 However, the position and orientation estimation device described in the above prior art is a technology that estimates the position and orientation of a pallet placed in front of a forklift before the pallet is lifted by the forks of the forklift, and does not assume that the position and orientation of the pallet will be estimated once it has been lifted by the forks. Furthermore, in the position and orientation estimation device described in the above prior art, because the range sensor is attached to the forks, it is difficult to estimate the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the measurement values of the range sensor once the pallet has been lifted by the forks.

本発明の目的は、フォークによりパレットを持ち上げた状態で、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を推定することができる位置姿勢推定装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a position and orientation estimation device that can estimate the position and orientation of a pallet relative to the forks when the pallet is lifted by the forks.

本発明の一態様は、フォークリフトのフォークにより持ち上げられたパレットの位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定装置であって、フォークにより持ち上げられたパレットの下方からパレットの下面までの距離を検出する距離検出部と、距離検出部の検出データに基づいて、パレットの下面における角部の位置を検知する角部検知部と、角部検知部により検知されたパレットの下面における角部の位置に基づいて、フォークに対するパレットの位置及び姿勢の推定演算を行う推定演算部とを備える。 One aspect of the present invention is a position and orientation estimation device that estimates the position and orientation of a pallet lifted by the forks of a forklift, and includes a distance detection unit that detects the distance from the bottom of the pallet lifted by the forks to the underside of the pallet, a corner detection unit that detects the positions of corners on the underside of the pallet based on data detected by the distance detection unit, and an estimation calculation unit that performs an estimation calculation of the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the positions of the corners on the underside of the pallet detected by the corner detection unit.

このような位置姿勢推定装置においては、フォークリフトのフォークによりパレットが持ち上げられた状態で、距離検出部によってパレットの下方からパレットの下面までの距離が検出される。そして、距離検出部の検出データに基づいて、パレットの下面における角部の位置が検知される。そして、パレットの下面における角部の位置に基づいて、フォークに対するパレットの位置及び姿勢の推定演算が行われる。このように距離検出部によりパレットの下方からパレットの下面までの距離が検出されるため、パレットの上面に荷物が載置されているか否かに関わらず、パレットの下面における角部の位置が検知される。これにより、フォークによりパレットを持ち上げた状態で、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を推定することができる。また、距離検出部によりパレットの下方からパレットの下面までの距離を検出することにより、パレットの側面までの距離を検出するためにフォークリフトの車体の外側に距離検出部を配置しなくて済む。従って、フォークリフト全体の車幅を広げることなく、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を推定することができる。 In such a position and orientation estimation device, the distance detection unit detects the distance from the bottom of the pallet to the bottom surface of the pallet when the pallet is lifted by the forks of the forklift. Then, the positions of the corners on the bottom surface of the pallet are detected based on the detection data from the distance detection unit. Then, an estimation calculation is performed on the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the positions of the corners on the bottom surface of the pallet. Since the distance detection unit detects the distance from the bottom of the pallet to the bottom surface of the pallet in this way, the positions of the corners on the bottom surface of the pallet are detected regardless of whether or not a load is placed on the top surface of the pallet. This makes it possible to estimate the position and orientation of the pallet relative to the forks when the pallet is lifted by the forks. Also, by detecting the distance from the bottom of the pallet to the bottom surface of the pallet by the distance detection unit, it is not necessary to place a distance detection unit on the outside of the body of the forklift to detect the distance to the side of the pallet. Therefore, the position and orientation of the pallet relative to the forks can be estimated without increasing the width of the entire forklift.

角部検知部は、距離検出部の検出データに基づいて、パレットにおける互いに隣り合う側面に対応する複数の直線を推定し、複数の直線の交点の位置をパレットの下面における角部の位置として算出し、推定演算部は、交点の位置に基づいて、フォークに対するパレットの位置及び姿勢の推定演算を行ってもよい。このような構成では、パレットにおける互いに隣り合う側面に対応する複数の直線の交点の位置が、パレットの下面における角部の位置として検知されることになる。従って、実際のパレットの角部が丸くなっていても、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を高精度に推定することができる。 The corner detection unit may estimate multiple straight lines corresponding to adjacent side surfaces of the pallet based on detection data from the distance detection unit and calculate the position of the intersection of the multiple straight lines as the position of the corner on the underside of the pallet, and the estimation calculation unit may perform an estimation calculation of the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the position of the intersection. In such a configuration, the position of the intersection of multiple straight lines corresponding to adjacent side surfaces of the pallet is detected as the position of the corner on the underside of the pallet. Therefore, even if the corners of the actual pallet are rounded, the position and orientation of the pallet relative to the forks can be estimated with high accuracy.

角部検知部は、距離検出部の検出データに基づいて、パレットの下面における左右両側の角部の位置を検知し、推定演算部は、パレットの下面における左右両側の角部の位置に基づいて、フォークに対するパレットの位置及び姿勢の推定演算を行ってもよい。このような構成では、パレットの下面における左右両側の角部の位置を検知することにより、パレットのサイズが不明である場合でも、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を高精度に推定することができる。 The corner detection unit may detect the positions of the left and right corners on the underside of the pallet based on the detection data from the distance detection unit, and the estimation calculation unit may perform an estimation calculation of the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the positions of the left and right corners on the underside of the pallet. In this configuration, by detecting the positions of the left and right corners on the underside of the pallet, it is possible to estimate the position and orientation of the pallet relative to the forks with high accuracy even if the size of the pallet is unknown.

角部検知部は、距離検出部の検出データに基づいて、パレットにおいてフォークの差込方向に垂直な第1側面に対応する第1直線と第1側面にそれぞれ隣り合う左右両側の第2側面に対応する2本の第2直線とを推定し、第1直線と2本の第2直線との左右2つの交点の位置をパレットの下面における左右両側の角部の位置として算出し、推定演算部は、左右2つの交点の位置に基づいて、フォークに対するパレットの位置及び姿勢の推定演算を行ってもよい。このような構成では、パレットの第1側面に対応する第1直線とパレットの左右両側の第2側面に対応する2本の第2直線との左右2つの交点の位置が、パレットの下面における左右両側の角部の位置として検知されることとなる。従って、実際のパレットの角部が丸くなっていても、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を高精度に推定することができる。 The corner detection unit may estimate a first line corresponding to a first side of the pallet perpendicular to the fork insertion direction and two second lines corresponding to second side surfaces on both the left and right sides adjacent to the first side based on the detection data of the distance detection unit, and calculate the positions of the two intersections of the first line and the two second lines as the positions of the left and right corners on the underside of the pallet, and the estimation calculation unit may perform an estimation calculation of the position and attitude of the pallet relative to the forks based on the positions of the two intersections. In this configuration, the positions of the two intersections of the first line corresponding to the first side of the pallet and the two second lines corresponding to the second side surfaces on both the left and right sides of the pallet are detected as the positions of the left and right corners on the underside of the pallet. Therefore, even if the corners of the actual pallet are rounded, the position and attitude of the pallet relative to the forks can be estimated with high accuracy.

推定演算部は、左右2つの交点の位置に基づいて、パレットの中心位置を算出し、パレットの中心位置からフォークに対するパレットの位置を算出してもよい。このような構成では、パレットの中心位置を算出することにより、フォークに対するパレットの位置を単純な計算処理で推定することができる。 The estimation calculation unit may calculate the center position of the pallet based on the positions of the two intersections on the left and right, and calculate the position of the pallet relative to the forks from the center position of the pallet. In this configuration, by calculating the center position of the pallet, the position of the pallet relative to the forks can be estimated by simple calculation processing.

推定演算部は、左右2つの交点の位置、第1直線及び第2直線の何れかに基づいて、パレットのヨー角を算出し、パレットのヨー角からフォークに対するパレットの姿勢を算出してもよい。このような構成では、パレットのヨー角を算出することにより、フォークに対するパレットの姿勢を単純な計算処理で推定することができる。 The estimation calculation unit may calculate the yaw angle of the pallet based on the positions of the two left and right intersections, the first line, or the second line, and calculate the attitude of the pallet relative to the forks from the yaw angle of the pallet. In this configuration, by calculating the yaw angle of the pallet, the attitude of the pallet relative to the forks can be estimated by simple calculation processing.

角部検知部は、パレットの下面におけるフォークリフトの車体に対して手前側の角部の位置を検知し、推定演算部は、パレットの下面における車体に対して手前側の角部の位置に基づいて、フォークに対するパレットの位置及び姿勢の推定演算を行ってもよい。このような構成では、パレットの下面における4つの角部のうち車体に近い角部の位置がパレットの位置及び姿勢の推定演算に使用されるため、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を高精度に推定することができる。 The corner detection unit detects the position of the corner on the underside of the pallet that is closest to the forklift body, and the estimation calculation unit may perform an estimation calculation of the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the position of the corner on the underside of the pallet that is closest to the vehicle body. In this configuration, the position of the corner closest to the vehicle body out of the four corners on the underside of the pallet is used in the estimation calculation of the position and orientation of the pallet, so that the position and orientation of the pallet relative to the forks can be estimated with high accuracy.

本発明によれば、フォークによりパレットを持ち上げた状態で、フォークに対するパレットの位置及び姿勢を推定することができる。 According to the present invention, it is possible to estimate the position and orientation of the pallet relative to the forks when the pallet is lifted by the forks.

本発明の一実施形態に係る位置姿勢推定装置が適用されるフォークリフトを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a forklift to which a position and orientation estimation device according to an embodiment of the present invention is applied; 図1に示されたフォークリフトのフォークがパレットを持ち上げた状態を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a state in which the forks of the forklift shown in FIG. 1 have lifted up a pallet. 図1に示されたフォークリフトのフォークがパレットを持ち上げた状態を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a state in which the forks of the forklift shown in FIG. 1 have lifted up the pallet. 本発明の一実施形態に係る位置姿勢推定装置を備えた荷役制御装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a cargo handling control device including a position and attitude estimation device according to an embodiment of the present invention; 図4に示されたコントローラにより実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a procedure of a control process executed by a controller shown in FIG. 4 . 測距センサの検出データに基づいてパレットの下面における左右両側の角部を検知する手法を示す図である。A diagram showing a method for detecting both left and right corners on the underside of a pallet based on detection data from a distance measuring sensor. 荷置き場においてフォークリフトが荷置きを行う様子を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a state in which a forklift is placing a load in a load storage area. 測距センサの検出データに基づいてパレットの下面における左右両側の角部を検知する手法の変形例を示す図である。A diagram showing a modified example of a method for detecting both left and right corners on the underside of a pallet based on detection data from a distance measuring sensor.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、同一または同等の要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the drawings. In the drawings, identical or equivalent elements are given the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

図1は、本発明の一実施形態に係る位置姿勢推定装置が適用されるフォークリフトを示す斜視図である。図1において、フォークリフト1は、走行装置2と、この走行装置2の前側に配置され、荷役を行う荷役装置3とを備えている。 Figure 1 is a perspective view showing a forklift to which a position and orientation estimation device according to an embodiment of the present invention is applied. In Figure 1, the forklift 1 includes a traveling device 2 and a loading device 3 that is disposed in front of the traveling device 2 and performs loading and unloading.

走行装置2は、車体4と、この車体4の前部に配置された左右1対の駆動輪である前輪5と、車体4の後部に配置された左右1対の操舵輪である後輪6とを有している。 The traveling device 2 has a vehicle body 4, a pair of left and right front wheels 5 that are drive wheels located at the front of the vehicle body 4, and a pair of left and right rear wheels 6 that are steered wheels located at the rear of the vehicle body 4.

荷役装置3は、車体4の前端部に立設されたマスト7と、このマスト7にリフトブラケット8を介して取り付けられた左右1対のフォーク9と、このフォーク9を昇降させるリフトシリンダ10と、マスト7を傾動させるティルトシリンダ11とを有している。フォーク9は、図2及び図3に示されるように、パレット12を保持する。 The loading device 3 has a mast 7 erected at the front end of the vehicle body 4, a pair of left and right forks 9 attached to the mast 7 via lift brackets 8, a lift cylinder 10 that raises and lowers the forks 9, and a tilt cylinder 11 that tilts the mast 7. The forks 9 hold a pallet 12, as shown in Figures 2 and 3.

パレット12は、荷物Mを載せるための荷役台である。パレット12の種類としては、平パレットまたはシートパレット等が挙げられる。パレット12には、4つの角部13が設けられている。各角部13は、R加工が施されて丸くなっている。また、パレット12には、フォーク9が差し込まれる2つのフォーク穴14が設けられている。 The pallet 12 is a loading platform for placing cargo M. The pallet 12 can be a flat pallet or a sheet pallet. The pallet 12 has four corners 13. Each corner 13 is rounded. The pallet 12 also has two fork holes 14 into which the forks 9 are inserted.

パレット12は、上面12a、下面12b及び4つの側面12c~12fを有している。上面12a及び下面12bは、互いに対向している。上面12a及び下面12bは、略四角形状を呈している。側面12c~12fは、上面12aと下面12bとの間に設けられている。 The pallet 12 has an upper surface 12a, a lower surface 12b, and four side surfaces 12c to 12f. The upper surface 12a and the lower surface 12b face each other. The upper surface 12a and the lower surface 12b have a roughly rectangular shape. The side surfaces 12c to 12f are provided between the upper surface 12a and the lower surface 12b.

側面12c,12dは、互いに対向している。側面12c,12dは、フォーク9の差込方向に垂直な第1側面である。つまり、フォーク穴14は、側面12c,12dの対向方向に延びている。側面12cは、フォークリフト1の車体4に対して手前側(前側)の側面である。側面12dは、車体4に対して奥側(後側)の側面である。 The sides 12c and 12d face each other. The sides 12c and 12d are first sides perpendicular to the insertion direction of the fork 9. In other words, the fork hole 14 extends in the opposing direction of the sides 12c and 12d. The side 12c is the side facing the front side of the body 4 of the forklift 1. The side 12d is the side facing the rear side of the body 4.

側面12e,12fは、側面12c,12dの対向方向に垂直な方向において互いに対向している。側面12e,12fは、側面12c,12dにそれぞれ隣り合う左右両側の第2側面である。側面12e,12fは、フォーク9の差込方向に平行な側面である。 Side surfaces 12e and 12f face each other in a direction perpendicular to the direction in which side surfaces 12c and 12d face each other. Side surfaces 12e and 12f are second side surfaces on both the left and right sides adjacent to side surfaces 12c and 12d, respectively. Side surfaces 12e and 12f are parallel to the insertion direction of the fork 9.

図4は、本発明の一実施形態に係る位置姿勢推定装置を備えた荷役制御装置の構成を示すブロック図である。図2において、荷役制御装置20は、フォーク9に保持されたパレット12を所定の荷置き場Z(図7参照)に置く、いわゆる荷置きを行う装置である。荷役制御装置20は、フォークリフト1の自動運転によって荷置きを行う。 Figure 4 is a block diagram showing the configuration of a cargo handling control device equipped with a position and orientation estimation device according to one embodiment of the present invention. In Figure 2, the cargo handling control device 20 is a device that places the pallet 12 held by the forks 9 in a specified cargo placement area Z (see Figure 7). The cargo handling control device 20 places the cargo by automatically driving the forklift 1.

荷役制御装置20は、指示スイッチ21と、2つの測距センサ22と、コントローラ23と、駆動部24とを備えている。測距センサ22、コントローラ23及び駆動部24は、フォークリフト1に搭載されている。 The cargo handling control device 20 includes an instruction switch 21, two distance measuring sensors 22, a controller 23, and a drive unit 24. The distance measuring sensor 22, the controller 23, and the drive unit 24 are mounted on the forklift 1.

指示スイッチ21は、作業者が荷置き動作の指示を行うための手動操作スイッチである。指示スイッチ21は、フォークリフト1の運転席に搭載されていてもよいし、或いは作業者が所持する携帯端末等であってもよい。 The instruction switch 21 is a manually operated switch that allows the operator to give instructions for the loading operation. The instruction switch 21 may be mounted in the driver's seat of the forklift 1, or may be a mobile terminal carried by the operator.

測距センサ22は、図1~図3に示されるように、フォークリフト1の左右両側に配置されている。測距センサ22は、例えば車体4における前輪5の上方位置に取り付けられている。測距センサ22は、フォーク9により持ち上げられたパレット12の下方からパレット12の下面12bまでの距離を検出する距離検出部である。 The distance measurement sensors 22 are arranged on both the left and right sides of the forklift 1 as shown in Figs. 1 to 3. The distance measurement sensors 22 are attached, for example, to a position above the front wheels 5 of the vehicle body 4. The distance measurement sensors 22 are distance detection units that detect the distance from the bottom of the pallet 12 lifted by the forks 9 to the underside 12b of the pallet 12.

測距センサ22としては、LIDAR、レーザレンジファインダまたはТoF(Time of Flight)カメラ等が使用される。測距センサ22は、パレット12の下面12bに向けてレーザ光Lを照射し、レーザ光Lの反射光を受光することにより、パレット12の下面12bまでの距離を検出して点群データを取得する。点群データは、測距センサ22の検出データである。点群は、レーザ光Lの反射点の集まりである。 The distance sensor 22 may be a LIDAR, a laser range finder, or a Time of Flight (ToF) camera. The distance sensor 22 irradiates laser light L toward the underside 12b of the pallet 12 and receives the reflected light of the laser light L to detect the distance to the underside 12b of the pallet 12 and obtain point cloud data. The point cloud data is detection data of the distance sensor 22. The point cloud is a collection of reflection points of the laser light L.

フォークリフト1の左側に配置された測距センサ22は、主としてパレット12の下面12bにおける左側の領域にレーザ光Lを照射する。フォークリフト1の右側に配置された測距センサ22は、主としてパレット12の下面12bにおける右側の領域にレーザ光Lを照射する。 The distance measurement sensor 22 located on the left side of the forklift 1 irradiates the laser light L mainly on the left area of the underside 12b of the pallet 12. The distance measurement sensor 22 located on the right side of the forklift 1 irradiates the laser light L mainly on the right area of the underside 12b of the pallet 12.

コントローラ23は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ23は、指示スイッチ21により荷置き動作が指示されると、測距センサ22の検出信号に基づいて、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を推定し、パレット12の荷置きを行うようにリフトシリンダ10及び駆動部24を制御する。 The controller 23 is composed of a CPU, RAM, ROM, an input/output interface, etc. When a loading operation is instructed by the instruction switch 21, the controller 23 estimates the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 based on the detection signal of the distance measurement sensor 22, and controls the lift cylinder 10 and the drive unit 24 to load the pallet 12.

駆動部24は、特に図示はしないが、例えば駆動輪である前輪5を回転させる走行モータと、操舵輪である後輪6を転舵させる操舵モータとを有している。 Although not specifically shown, the drive unit 24 includes, for example, a travel motor that rotates the front wheels 5, which are drive wheels, and a steering motor that steers the rear wheels 6, which are steered wheels.

コントローラ23は、上昇制御部25と、パレット点群抽出部26と、直線推定部27と、交点算出部28と、推定演算部29と、荷置き制御部30とを有している。 The controller 23 has an ascent control unit 25, a pallet point cloud extraction unit 26, a straight line estimation unit 27, an intersection calculation unit 28, an estimation calculation unit 29, and a load placement control unit 30.

測距センサ22、コントローラ23のパレット点群抽出部26、直線推定部27、交点算出部28及び推定演算部29は、フォークリフト1のフォーク9により持ち上げられたパレット12の位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定装置31を構成している。 The distance measurement sensor 22, the pallet point cloud extraction unit 26, the straight line estimation unit 27, the intersection calculation unit 28, and the estimation calculation unit 29 of the controller 23 constitute a position and orientation estimation device 31 that estimates the position and orientation of the pallet 12 lifted by the forks 9 of the forklift 1.

上昇制御部25は、指示スイッチ21により荷置き動作が指示されると、フォーク9により持ち上げられたパレット12が測距センサ22よりも高い検知位置まで上昇するようにリフトシリンダ10を制御する。検知位置は、図2に示されるように、測距センサ22によりパレット12の下面12bまでの距離を検出することで、パレット12の下面12bの角部を検知することが可能な位置である。 When the instruction switch 21 instructs the load placement operation, the ascent control unit 25 controls the lift cylinder 10 so that the pallet 12 lifted by the forks 9 rises to a detection position higher than the distance measurement sensor 22. As shown in FIG. 2, the detection position is a position where the distance measurement sensor 22 can detect the distance to the underside 12b of the pallet 12 and detect the corners of the underside 12b of the pallet 12.

パレット点群抽出部26は、測距センサ22により取得された点群データに基づいて、パレット12の下面12bに相当する点群を抽出する。 The pallet point cloud extraction unit 26 extracts a point cloud corresponding to the underside 12b of the pallet 12 based on the point cloud data acquired by the distance measurement sensor 22.

直線推定部27は、パレット点群抽出部26により抽出されたパレット12の下面12bに相当する点群に基づいて、パレット12における互いに隣り合う側面12c,12e,12fに対応する複数(ここでは3本)の直線を推定する。 The straight line estimation unit 27 estimates multiple (here, three) straight lines corresponding to adjacent side surfaces 12c, 12e, and 12f of the pallet 12 based on the point cloud corresponding to the bottom surface 12b of the pallet 12 extracted by the pallet point cloud extraction unit 26.

交点算出部28は、直線推定部27により抽出された複数の直線の交点の位置をパレット12の下面12bにおける角部の位置として算出する。 The intersection calculation unit 28 calculates the position of the intersection of the multiple straight lines extracted by the straight line estimation unit 27 as the position of the corner on the underside 12b of the pallet 12.

パレット点群抽出部26、直線推定部27及び交点算出部28は、測距センサ22の検出データに基づいて、パレット12の下面12bにおける角部の位置を検知する角部検知部32を構成している。 The pallet point cloud extraction unit 26, the straight line estimation unit 27, and the intersection calculation unit 28 constitute a corner detection unit 32 that detects the position of the corner on the underside 12b of the pallet 12 based on the detection data of the distance measurement sensor 22.

推定演算部29は、角部検知部32により検知されたパレット12の下面12bにおける角部の位置に基づいて、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢の推定演算を行う。パレット12の位置及び姿勢は、フォークリフト1の規定位置を原点としたパレット12の2次元の位置及び姿勢である。 The estimation calculation unit 29 performs an estimation calculation of the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 based on the positions of the corners on the underside 12b of the pallet 12 detected by the corner detection unit 32. The position and attitude of the pallet 12 are two-dimensional positions and attitudes of the pallet 12 with the specified position of the forklift 1 as the origin.

荷置き制御部30は、推定演算部29により推定されたフォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢に基づいて、パレット12が荷置き場Z(図7参照)に適切な位置及び姿勢で置かれるようにリフトシリンダ10及び駆動部24を制御する。 The load placement control unit 30 controls the lift cylinder 10 and the drive unit 24 so that the pallet 12 is placed in the appropriate position and orientation in the load placement area Z (see Figure 7) based on the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 estimated by the estimation calculation unit 29.

図5は、コントローラ23により実行される制御処理の手順を示すフローチャートである。図5において、コントローラ23は、まず指示スイッチ21の操作信号に基づいて、フォーク9に保持されたパレット12の荷置き動作が指示されたかどうかを判断する(手順S101)。 Figure 5 is a flowchart showing the steps of the control process executed by the controller 23. In Figure 5, the controller 23 first determines whether a loading operation of the pallet 12 held by the forks 9 has been instructed based on the operation signal of the instruction switch 21 (step S101).

コントローラ23は、フォーク9に保持されたパレット12の荷置き動作が指示されたと判断したときは、パレット12が検知位置(前述)まで上昇するようにリフトシリンダ10を制御する(手順S102)。 When the controller 23 determines that a loading operation of the pallet 12 held by the forks 9 has been instructed, it controls the lift cylinder 10 so that the pallet 12 rises to the detection position (described above) (step S102).

続いて、コントローラ23は、測距センサ22からパレット12の下面12bにレーザ光Lを照射させることで、測距センサ22の検出データを取得する(手順S103)。 Next, the controller 23 acquires detection data from the distance measurement sensor 22 by irradiating laser light L from the distance measurement sensor 22 onto the underside 12b of the pallet 12 (step S103).

そして、コントローラ23は、測距センサ22の検出データに基づいて、パレット12の下面12bに相当する点群を抽出する(手順S104)。このとき、コントローラ23は、図6(a)に示されるように、測距センサ22により取得された点群データのうち、パレット12の下面12bに相当する点群Gを抽出する。 Then, the controller 23 extracts a point cloud corresponding to the bottom surface 12b of the pallet 12 based on the detection data of the distance measurement sensor 22 (step S104). At this time, the controller 23 extracts a point cloud G corresponding to the bottom surface 12b of the pallet 12 from the point cloud data acquired by the distance measurement sensor 22, as shown in FIG. 6(a).

続いて、コントローラ23は、パレット12の下面12bに相当する点群に基づいて、パレット12の側面12c,12e,12fに対応する3本の直線を推定する(手順S105)。このとき、コントローラ23は、図6(b)に示されるように、例えばRANSAC(Random sample consensus)または最小二乗法等を用いて、パレット12の側面12cに対応する直線L1(第1直線)と、パレット12の12e,12fに対応する2本の直線L2,L3(第2直線)とを推定する。 Next, the controller 23 estimates three straight lines corresponding to the sides 12c, 12e, and 12f of the pallet 12 based on the point cloud corresponding to the bottom surface 12b of the pallet 12 (step S105). At this time, as shown in FIG. 6(b), the controller 23 estimates a straight line L1 (first straight line) corresponding to the side 12c of the pallet 12 and two straight lines L2 and L3 (second straight lines) corresponding to 12e and 12f of the pallet 12, for example, using RANSAC (Random sample consensus) or the least squares method.

続いて、コントローラ23は、パレット12の側面12cに対応する直線とパレット12の側面12e,12fに対応する直線との左右2つの交点を求め、左右2つの交点の位置をパレット12の下面12bにおける角部の位置として算出する(手順S106)。ここでは、図6(b)に示されるように、パレット12の側面12cに対応する直線L1とパレット12の側面12e,12fに対応する直線L2,L3との交点P1,P2の位置が、パレット12の下面12bにおける角部の位置として算出される。 Then, the controller 23 determines two intersections between a line corresponding to the side surface 12c of the pallet 12 and lines corresponding to the sides 12e and 12f of the pallet 12, and calculates the positions of the two intersections as the positions of the corners on the underside 12b of the pallet 12 (step S106). Here, as shown in FIG. 6(b), the positions of intersections P1 and P2 between a line L1 corresponding to the side surface 12c of the pallet 12 and lines L2 and L3 corresponding to the sides 12e and 12f of the pallet 12 are calculated as the positions of the corners on the underside 12b of the pallet 12.

続いて、コントローラ23は、左右2つの交点の位置に基づいて、パレット12の中心位置を算出する(手順S107)。パレット12の中心位置は、図6(b)に示されるように、パレット12の下面12bにおける車体4に対して手前側縁部の車幅方向の中心位置Cに相当する。 Next, the controller 23 calculates the center position of the pallet 12 based on the positions of the two intersections on the left and right (step S107). The center position of the pallet 12 corresponds to the center position C in the vehicle width direction of the front edge of the lower surface 12b of the pallet 12 with respect to the vehicle body 4, as shown in FIG. 6(b).

また、コントローラ23は、左右2つの交点の位置の交点に基づいて、パレット12のヨー角を算出する(手順S108)。パレット12のヨー角は、パレット12の上下軸回りの回転角度である。 The controller 23 also calculates the yaw angle of the pallet 12 based on the intersection of the two left and right intersection positions (step S108). The yaw angle of the pallet 12 is the rotation angle around the up-down axis of the pallet 12.

続いて、コントローラ23は、パレット12の中心位置から、フォーク9に対するパレット12の位置を算出すると共に、パレット12のヨー角から、フォーク9に対するパレット12の姿勢を算出する(手順S109)。 Next, the controller 23 calculates the position of the pallet 12 relative to the forks 9 from the center position of the pallet 12, and calculates the attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 from the yaw angle of the pallet 12 (step S109).

続いて、コントローラ23は、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢が基準値に対してずれているかどうかを判断する(手順S110)。基準値は、パレット12を荷置きした際の位置及び姿勢が許容範囲内となるような値である。 The controller 23 then determines whether the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 deviates from a reference value (step S110). The reference value is a value that ensures that the position and orientation of the pallet 12 when placed is within an acceptable range.

コントローラ23は、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢が基準値に対してずれていると判断したときは、パレット12の位置及び姿勢を修正するように駆動部24を制御する(手順S111)。例えば、コントローラ23は、フォークリフト1の走行経路を変更することでパレット12の位置及び姿勢が修正されるように駆動部24を制御する。 When the controller 23 determines that the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 deviate from the reference values, it controls the drive unit 24 to correct the position and attitude of the pallet 12 (step S111). For example, the controller 23 controls the drive unit 24 to correct the position and attitude of the pallet 12 by changing the travel path of the forklift 1.

なお、フォークリフト1がフォーク9を左右両側にシフトさせるサイドシフトシリンダを備えている場合には、サイドシフトシリンダを制御することにより、フォーク9に対するパレット12の位置を修正してもよい。 If the forklift 1 is equipped with a side shift cylinder that shifts the forks 9 to the left and right, the position of the pallet 12 relative to the forks 9 may be corrected by controlling the side shift cylinder.

コントローラ23は、手順S110でフォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢が基準値に対してずれていないと判断したとき、または手順S111を実行した後、フォークリフト1が荷置き場Z(図7参照)まで走行するように駆動部24を制御すると共に、フォーク9が下降することで荷置き場Zにパレット12が置かれるようにリフトシリンダ10を制御する(手順S112)。 When the controller 23 determines in step S110 that the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 have not deviated from the reference values, or after executing step S111, it controls the drive unit 24 so that the forklift 1 travels to the loading area Z (see FIG. 7), and controls the lift cylinder 10 so that the forks 9 are lowered to place the pallet 12 at the loading area Z (step S112).

以上において、上昇制御部25は、上記の手順S101,S102を実行する。パレット点群抽出部26は、上記の手順S103,S104を実行する。直線推定部27は、上記の手順S105を実行する。交点算出部28は、上記の手順S106を実行する。推定演算部29は、上記の手順S107~S109を実行する。荷置き制御部30は、上記の手順S110~S112を実行する。 In the above, the ascent control unit 25 executes the above steps S101 and S102. The pallet point cloud extraction unit 26 executes the above steps S103 and S104. The straight line estimation unit 27 executes the above step S105. The intersection calculation unit 28 executes the above step S106. The estimation calculation unit 29 executes the above steps S107 to S109. The load placement control unit 30 executes the above steps S110 to S112.

ところで、パレット12の荷置きを行う際、図7に示されるように、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢がずれている場合には、フォークリフト1を荷置き場Zの正面まで自動走行させたとしても、リフトシリンダ10によりフォーク9を下降させたときに、パレット12が荷置き場Zにおける正規の位置及び姿勢に対してずれてしまう。 However, when loading the pallet 12, if the position and posture of the pallet 12 relative to the forks 9 are misaligned as shown in FIG. 7, even if the forklift 1 is automatically driven to the front of the loading area Z, when the forks 9 are lowered by the lift cylinder 10, the pallet 12 will be misaligned from its correct position and posture in the loading area Z.

そのような課題を解決するためには、測距センサ22よりパレット12の上面12aにレーザ光Lを照射することで、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を推定することが考えられる。しかし、図7に示されるように、パレット12の上面12aに大きな荷物Mが載置されていると、パレット12の上面12aが荷物Mにより隠れるため、測距センサ22によりパレット12が検知されない。従って、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を推定することができない。 To solve this problem, it is conceivable to estimate the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 by irradiating the top surface 12a of the pallet 12 with laser light L from the distance measurement sensor 22. However, as shown in FIG. 7, when a large load M is placed on the top surface 12a of the pallet 12, the top surface 12a of the pallet 12 is hidden by the load M, and the pallet 12 is not detected by the distance measurement sensor 22. Therefore, the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 cannot be estimated.

また、測距センサ22よりパレット12の側面12e,12fにレーザ光Lを照射することで、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を推定することも考えられる。ただし、この場合には、パレット12よりも車幅方向の外側に測距センサ22を配置する必要があるため、測距センサ22の配置位置がフォークリフト1の車体4よりも車幅方向の外側にならざるを得ないことがある。従って、フォークリフト1全体の車幅が広くなってしまう可能性がある。 It is also possible to estimate the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 by irradiating the sides 12e, 12f of the pallet 12 with laser light L from the distance measurement sensor 22. However, in this case, it is necessary to place the distance measurement sensor 22 on the outer side of the pallet 12 in the vehicle width direction, and therefore the position of the distance measurement sensor 22 may have to be on the outer side of the body 4 of the forklift 1 in the vehicle width direction. This may result in the overall width of the forklift 1 becoming wider.

そこで、本実施形態においては、フォークリフト1のフォーク9によりパレット12が持ち上げられた状態で、測距センサ22によってパレット12の下方からパレット12の下面12bまでの距離が検出される。そして、測距センサ22の検出データに基づいて、パレット12の下面12bにおける角部の位置が検知される。そして、パレット12の下面12bにおける角部の位置に基づいて、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢の推定演算が行われる。このように測距センサ22によりパレット12の下方からパレット12の下面12bまでの距離が検出されるため、パレット12の上面12aに荷物Mが載置されているか否かに関わらず、パレット12の下面12bにおける角部の位置が検知される。これにより、フォーク9によりパレット12を持ち上げた状態で、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を推定することができる。また、測距センサ22によりパレット12の下方からパレット12の下面12bまでの距離を検出することにより、パレット12の側面12e,12fまでの距離を検出するためにフォークリフト1の車体4の外側に測距センサ22を配置しなくて済む。従って、フォークリフト1全体の車幅を広げることなく、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を推定することができる。 Therefore, in this embodiment, when the pallet 12 is lifted by the forks 9 of the forklift 1, the distance sensor 22 detects the distance from the bottom of the pallet 12 to the bottom surface 12b of the pallet 12. Then, based on the detection data from the distance sensor 22, the positions of the corners on the bottom surface 12b of the pallet 12 are detected. Then, based on the positions of the corners on the bottom surface 12b of the pallet 12, an estimation calculation is performed for the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9. In this way, since the distance sensor 22 detects the distance from the bottom of the pallet 12 to the bottom surface 12b of the pallet 12, the positions of the corners on the bottom surface 12b of the pallet 12 are detected regardless of whether or not a cargo M is placed on the top surface 12a of the pallet 12. As a result, when the pallet 12 is lifted by the forks 9, the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 can be estimated. In addition, by using the distance measurement sensor 22 to detect the distance from the bottom of the pallet 12 to the bottom surface 12b of the pallet 12, it is not necessary to place the distance measurement sensor 22 on the outside of the body 4 of the forklift 1 to detect the distance to the sides 12e and 12f of the pallet 12. Therefore, the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 can be estimated without increasing the width of the entire forklift 1.

また、本実施形態では、測距センサ22の検出データに基づいて、パレット12の下面12bにおける左右両側の角部の位置が検知され、パレット12の下面12bにおける左右両側の角部の位置に基づいて、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢の推定演算が行われる。このようにパレット12の下面12bにおける左右両側の角部の位置を検知することにより、パレット12のサイズが不明である場合でも、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を高精度に推定することができる。 In addition, in this embodiment, the positions of the left and right corners of the underside 12b of the pallet 12 are detected based on the detection data of the distance measurement sensor 22, and an estimate of the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 is calculated based on the positions of the left and right corners of the underside 12b of the pallet 12. By detecting the positions of the left and right corners of the underside 12b of the pallet 12 in this manner, the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 can be estimated with high accuracy even if the size of the pallet 12 is unknown.

また、本実施形態では、測距センサ22の検出データに基づいて、パレット12においてフォーク9の差込方向に垂直な側面12cに対応する直線L1と側面12cにそれぞれ隣り合う左右両側の側面12e,12fに対応する直線L2,L3とが推定され、直線L1と直線L2,L3との左右2つの交点P1,P2の位置がパレット12の下面12bにおける左右両側の角部の位置として算出される。このため、パレット12の側面12cに対応する直線L1とパレット12の左右両側の側面12e,12fに対応する直線L2,L3との左右2つの交点P1,P2の位置が、パレット12の下面12bにおける左右両側の角部の位置として検知されることとなる。従って、実際のパレット12の角部が丸くなっていても、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を高精度に推定することができる。 In this embodiment, based on the detection data of the distance measurement sensor 22, a straight line L1 corresponding to the side 12c of the pallet 12 perpendicular to the insertion direction of the fork 9 and straight lines L2 and L3 corresponding to the left and right side surfaces 12e and 12f adjacent to the side surface 12c are estimated, and the positions of the two left and right intersection points P1 and P2 between the straight line L1 and the straight lines L2 and L3 are calculated as the positions of the left and right corners on the bottom surface 12b of the pallet 12. Therefore, the positions of the two left and right intersection points P1 and P2 between the straight line L1 corresponding to the side 12c of the pallet 12 and the straight lines L2 and L3 corresponding to the left and right side surfaces 12e and 12f of the pallet 12 are detected as the positions of the left and right corners on the bottom surface 12b of the pallet 12. Therefore, even if the corners of the actual pallet 12 are rounded, the position and attitude of the pallet 12 relative to the fork 9 can be estimated with high accuracy.

また、本実施形態では、左右2つの交点P1,P2の位置に基づいて、パレット12の中心位置Cが算出され、パレット12の中心位置Cからフォーク9に対するパレット12の位置が算出される。このようにパレット12の中心位置Cを算出することにより、フォーク9に対するパレット12の位置を単純な計算処理で推定することができる。 In addition, in this embodiment, the center position C of the pallet 12 is calculated based on the positions of the two left and right intersection points P1, P2, and the position of the pallet 12 relative to the forks 9 is calculated from the center position C of the pallet 12. By calculating the center position C of the pallet 12 in this manner, the position of the pallet 12 relative to the forks 9 can be estimated by simple calculation processing.

また、本実施形態では、左右2つの交点P1,P2の位置に基づいて、パレット12のヨー角が算出され、パレット12のヨー角からフォーク9に対するパレット12の姿勢が算出される。このようにパレット12のヨー角を算出することにより、フォーク9に対するパレット12の姿勢を単純な計算処理で推定することができる。 In addition, in this embodiment, the yaw angle of the pallet 12 is calculated based on the positions of the two left and right intersection points P1 and P2, and the attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 is calculated from the yaw angle of the pallet 12. By calculating the yaw angle of the pallet 12 in this manner, the attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 can be estimated by simple calculation processing.

また、本実施形態では、パレット12の下面12bにおけるフォークリフト1の車体4に対して手前側の角部の位置が検知され、パレット12の下面12bにおける車体4に対して手前側の角部の位置に基づいて、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢の推定演算が行われる。従って、パレット12の下面12bにおける4つの角部のうち車体4に近い角部の位置がパレット12の位置及び姿勢の推定演算に使用されるため、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を更に高精度に推定することができる。 In addition, in this embodiment, the position of the corner on the underside 12b of the pallet 12 that is closer to the vehicle body 4 of the forklift 1 is detected, and an estimation calculation of the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 is performed based on the position of the corner on the underside 12b of the pallet 12 that is closer to the vehicle body 4. Therefore, the position of the corner closest to the vehicle body 4 out of the four corners on the underside 12b of the pallet 12 is used in the estimation calculation of the position and attitude of the pallet 12, so that the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 can be estimated with even higher accuracy.

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、パレット12の側面12cに対応する直線L1とパレット12の側面12e,12fに対応する直線L2,L3との交点P1,P2の位置に基づいて、パレット12のヨー角が算出されているが、特にその形態には限られず、直線L1~L3の少なくとも1つに基づいて、パレット12のヨー角を算出してもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the yaw angle of the pallet 12 is calculated based on the positions of the intersections P1 and P2 between the straight line L1 corresponding to the side surface 12c of the pallet 12 and the straight lines L2 and L3 corresponding to the side surfaces 12e and 12f of the pallet 12. However, the present invention is not limited to this form, and the yaw angle of the pallet 12 may be calculated based on at least one of the straight lines L1 to L3.

また、上記実施形態では、測距センサ22がフォークリフト1の左右両側にそれぞれ配置されているが、特にそのような形態には限られない。フォーク9により持ち上げられたパレット12の下方からパレット12の下面12bまでの距離を検出し、パレット12の下面12bにおける左右両側の角部の位置を検知することが可能であれば、測距センサ22の数は1つであってもよい。この場合、測距センサ22は、フォークリフト1の左右一方側に配置されていてもよいし、フォークリフト1の車幅方向の中央部に配置されていてもよい。 In addition, in the above embodiment, the distance measuring sensor 22 is disposed on both the left and right sides of the forklift 1, but this is not limited to a particular form. The number of distance measuring sensors 22 may be one as long as it is possible to detect the distance from the bottom of the pallet 12 lifted by the forks 9 to the underside 12b of the pallet 12 and to detect the positions of the corners on both the left and right sides of the underside 12b of the pallet 12. In this case, the distance measuring sensor 22 may be disposed on either the left or right side of the forklift 1, or may be disposed in the center of the forklift 1 in the vehicle width direction.

また、上記実施形態では、測距センサ22の検出データに基づいて、パレット12の下面12bにおける左右両側の角部の位置が検知されているが、特にそのような形態には限られない。パレット12の縦横サイズが既知である場合には、図8に示されるように、1つの測距センサ22の検出データに基づいて、パレット12の下面12bにおける左右一方側の角部の位置のみを検知してもよい。 In addition, in the above embodiment, the positions of the corners on both the left and right sides of the underside 12b of the pallet 12 are detected based on the detection data of the distance measurement sensor 22, but this is not limited to a particular form. If the length and width of the pallet 12 are known, as shown in FIG. 8, the position of only one corner on either the left or right side of the underside 12b of the pallet 12 may be detected based on the detection data of one distance measurement sensor 22.

図8に示される変形例では、パレット12の側面12cに対応する直線L1とパレット12の側面12fに対応する直線L2とが推定され、これらの直線L1,L2の交点Pの位置が算出され、その交点Pの位置に基づいて、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢が推定される。具体的には、交点Pの位置とパレット12の縦横サイズとに基づいて、パレット12の中心位置Cが算出されると共に、直線L1,L2の少なくとも一方に基づいて、パレット12のヨー角が算出される。 In the modified example shown in FIG. 8, a straight line L1 corresponding to side 12c of pallet 12 and a straight line L2 corresponding to side 12f of pallet 12 are estimated, the position of intersection P of these straight lines L1 and L2 is calculated, and the position and attitude of the pallet 12 relative to the forks 9 are estimated based on the position of intersection P. Specifically, the center position C of the pallet 12 is calculated based on the position of intersection P and the length and width of the pallet 12, and the yaw angle of the pallet 12 is calculated based on at least one of the straight lines L1 and L2.

このような変形例では、パレット12における互いに隣り合う側面12c,12fに対応する直線L1,L2の交点Pの位置が、パレット12の下面12bにおける角部の位置として検知されることになる。従って、実際のパレット12の角部13が丸くなっていても、フォーク9に対するパレット12の位置及び姿勢を推定することができる。 In this modified example, the position of the intersection P of the straight lines L1 and L2 corresponding to the adjacent side surfaces 12c and 12f of the pallet 12 is detected as the position of the corner on the underside 12b of the pallet 12. Therefore, even if the corners 13 of the actual pallet 12 are rounded, the position and orientation of the pallet 12 relative to the forks 9 can be estimated.

また、上記実施形態では、パレット12の下面12bにおけるフォークリフト1の車体4に対して手前側(前側)の角部の位置が検知されているが、特にその形態には限られず、パレット12の下面12bにおける車体4に対して奥側(後側)の角部の位置を検知してもよい。 In addition, in the above embodiment, the position of the corner on the lower surface 12b of the pallet 12 on the near side (front side) relative to the vehicle body 4 of the forklift 1 is detected, but this is not particularly limited to this form, and the position of the corner on the lower surface 12b of the pallet 12 on the far side (rear side) relative to the vehicle body 4 may also be detected.

また、上記実施形態では、パレット12の中心位置Cが算出され、そのパレット12の中心位置Cからフォーク9に対するパレット12の位置が算出されているが、特にその形態には限られず、パレット12の中心位置C以外の位置、例えばパレット12の両端位置等から、フォーク9に対するパレット12の位置を算出してもよい。 In addition, in the above embodiment, the center position C of the pallet 12 is calculated, and the position of the pallet 12 relative to the forks 9 is calculated from the center position C of the pallet 12, but this is not limited to a particular form, and the position of the pallet 12 relative to the forks 9 may be calculated from a position other than the center position C of the pallet 12, for example, the positions of both ends of the pallet 12.

また、上記実施形態では、指示スイッチ21によりパレット12の荷置き動作が指示されると、リフトシリンダ10によりパレット12を持ち上げているが、特にその形態には限られず、例えばフォークリフト1の自動運転を管理する上位システムの管理装置によってパレット12の荷置き動作が指示されると、リフトシリンダ10によりパレット12を持ち上げてもよい。 In the above embodiment, when the instruction switch 21 instructs the loading operation of the pallet 12, the lift cylinder 10 lifts the pallet 12. However, this is not limited to this form. For example, the lift cylinder 10 may lift the pallet 12 when the loading operation of the pallet 12 is instructed by a management device of a higher-level system that manages the automatic operation of the forklift 1.

1…フォークリフト、4…車体、9…フォーク、12…パレット、12b…下面、12c…側面(第1側面)、12e,12f…側面(第2側面)、22…測距センサ(距離検出部)、26…パレット点群抽出部、27…直線推定部、28…交点算出部、29…推定演算部、31…位置姿勢推定装置、32…角部検知部、C…中心位置、L1…直線(第1直線)、L2,L3…直線(第2直線)、P…交点、P1,P2…交点。 1...forklift, 4...vehicle body, 9...fork, 12...pallet, 12b...underside, 12c...side (first side), 12e, 12f...side (second side), 22...distance sensor (distance detection unit), 26...pallet point cloud extraction unit, 27...straight line estimation unit, 28...intersection calculation unit, 29...estimation calculation unit, 31...position and orientation estimation device, 32...corner detection unit, C...center position, L1...straight line (first line), L2, L3...straight lines (second line), P...intersection, P1, P2...intersection.

Claims (7)

フォークリフトのフォークにより持ち上げられたパレットの位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定装置であって、
前記フォークにより持ち上げられた前記パレットの下方から前記パレットの下面までの距離を検出する距離検出部と、
前記距離検出部の検出データに基づいて、前記パレットの下面における角部の位置を検知する角部検知部と、
前記角部検知部により検知された前記パレットの下面における角部の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う推定演算部とを備え
前記角部検知部は、前記距離検出部の検出データに基づいて、前記パレットにおける互いに隣り合う側面に対応する複数の直線を推定し、前記複数の直線の交点の位置を前記パレットの下面における角部の位置として算出し、
前記推定演算部は、前記交点の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う位置姿勢推定装置。
A position and orientation estimation device that estimates a position and orientation of a pallet lifted by the forks of a forklift, comprising:
a distance detection unit that detects a distance from a lower portion of the pallet lifted by the forks to a lower surface of the pallet;
A corner detection unit that detects the position of a corner on the underside of the pallet based on detection data from the distance detection unit;
an estimation calculation unit that performs an estimation calculation of the position and attitude of the pallet relative to the forks based on the positions of the corners on the underside of the pallet detected by the corner detection unit ,
The corner detection unit estimates a plurality of straight lines corresponding to adjacent side surfaces of the pallet based on the detection data of the distance detection unit, and calculates the position of an intersection of the plurality of straight lines as the position of a corner on the underside of the pallet,
The estimation calculation unit is a position and orientation estimation device that performs estimation calculation of the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the position of the intersection .
フォークリフトのフォークにより持ち上げられたパレットの位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定装置であって、
前記フォークにより持ち上げられた前記パレットの下方から前記パレットの下面までの距離を検出する距離検出部と、
前記距離検出部の検出データに基づいて、前記パレットの下面における角部の位置を検知する角部検知部と、
前記角部検知部により検知された前記パレットの下面における角部の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う推定演算部とを備え、
前記角部検知部は、前記距離検出部の検出データに基づいて、前記パレットの下面における左右両側の角部の位置を検知し、
前記推定演算部は、前記パレットの下面における左右両側の角部の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う位置姿勢推定装置。
A position and orientation estimation device that estimates a position and orientation of a pallet lifted by the forks of a forklift, comprising:
a distance detection unit that detects a distance from a lower portion of the pallet lifted by the forks to a lower surface of the pallet;
A corner detection unit that detects the position of a corner on the underside of the pallet based on detection data from the distance detection unit;
an estimation calculation unit that performs an estimation calculation of the position and attitude of the pallet relative to the forks based on the positions of the corners on the underside of the pallet detected by the corner detection unit,
The corner detection unit detects the positions of the left and right corners on the underside of the pallet based on the detection data of the distance detection unit,
The estimation calculation unit is a position and orientation estimation device that performs estimation calculation of the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the positions of the left and right corners of the underside of the pallet.
前記角部検知部は、前記距離検出部の検出データに基づいて、前記パレットにおいて前記フォークの差込方向に垂直な第1側面に対応する第1直線と前記第1側面にそれぞれ隣り合う左右両側の第2側面に対応する2本の第2直線とを推定し、前記第1直線と前記2本の第2直線との左右2つの交点の位置を前記パレットの下面における左右両側の角部の位置として算出し、
前記推定演算部は、前記左右2つの交点の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う請求項記載の位置姿勢推定装置。
The corner detection unit estimates a first straight line corresponding to a first side surface of the pallet perpendicular to the insertion direction of the fork and two second straight lines corresponding to second side surfaces on both the left and right sides adjacent to the first side surface based on the detection data of the distance detection unit, and calculates the positions of two intersections between the first straight line and the two second straight lines as the positions of the left and right corners on the underside of the pallet,
3. The position and orientation estimation device according to claim 2 , wherein the estimation calculation unit estimates the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the positions of the two intersections on the left and right.
前記推定演算部は、前記左右2つの交点の位置に基づいて、前記パレットの中心位置を算出し、前記パレットの中心位置から前記フォークに対する前記パレットの位置を算出する請求項記載の位置姿勢推定装置。 4. The position and orientation estimation device according to claim 3 , wherein the estimation calculation unit calculates a center position of the pallet based on the positions of the two intersections on the left and right, and calculates the position of the pallet with respect to the forks from the center position of the pallet. 前記推定演算部は、前記左右2つの交点の位置、前記第1直線及び前記第2直線の何れかに基づいて、前記パレットのヨー角を算出し、前記パレットのヨー角から前記フォークに対する前記パレットの姿勢を算出する請求項または記載の位置姿勢推定装置。 5. The position and orientation estimation device according to claim 3, wherein the estimation calculation unit calculates a yaw angle of the pallet based on the positions of the two left and right intersections, the first line, or the second line, and calculates the attitude of the pallet with respect to the forks from the yaw angle of the pallet. 前記角部検知部は、前記パレットの下面における前記フォークリフトの車体に対して手前側の角部の位置を検知し、
前記推定演算部は、前記パレットの下面における前記車体に対して手前側の角部の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う請求項1~の何れか一項記載の位置姿勢推定装置。
The corner detection unit detects the position of a corner on the underside of the pallet that is on the front side with respect to a vehicle body of the forklift,
The position and orientation estimation device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the estimation calculation unit estimates the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the position of a corner of the underside of the pallet that is on the front side relative to the vehicle body.
フォークリフトのフォークにより持ち上げられたパレットの位置及び姿勢を推定する位置姿勢推定装置であって、A position and orientation estimation device that estimates a position and orientation of a pallet lifted by the forks of a forklift, comprising:
前記フォークにより持ち上げられた前記パレットの下方から前記パレットの下面までの距離を検出する距離検出部と、a distance detection unit that detects a distance from a lower portion of the pallet lifted by the forks to a lower surface of the pallet;
前記距離検出部の検出データに基づいて、前記パレットの下面における角部の位置を検知する角部検知部と、A corner detection unit that detects the position of a corner on the underside of the pallet based on detection data from the distance detection unit;
前記角部検知部により検知された前記パレットの下面における角部の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う推定演算部とを備え、an estimation calculation unit that performs an estimation calculation of the position and attitude of the pallet relative to the forks based on the positions of the corners on the underside of the pallet detected by the corner detection unit,
前記角部検知部は、前記パレットの下面における前記フォークリフトの車体に対して手前側の角部の位置を検知し、The corner detection unit detects the position of a corner on the underside of the pallet that is on the front side with respect to a vehicle body of the forklift,
前記推定演算部は、前記パレットの下面における前記車体に対して手前側の角部の位置に基づいて、前記フォークに対する前記パレットの位置及び姿勢の推定演算を行う位置姿勢推定装置。The estimation calculation unit is a position and orientation estimation device that performs an estimation calculation of the position and orientation of the pallet relative to the forks based on the position of the corner of the underside of the pallet that is on the front side relative to the vehicle body.
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