JP2003337623A

JP2003337623A - 経路決定装置及び方法

Info

Publication number: JP2003337623A
Application number: JP2002146608A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Miyata; 和幸宮田
Original assignee: Asyst Shinko Inc
Current assignee: Asyst Shinko Inc
Priority date: 2002-05-21
Filing date: 2002-05-21
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-21
Also published as: JP3988530B2

Abstract

(57)【要約】【課題】台車の走行状況の動的変化に応じて最適な経
路を選択する。【解決手段】走行区間の通過時間に基づくコストを記
憶するグラフデータ記憶部１４と、グラフデータ記憶部
１４のコストに基づいて複数の経路を評価し、この評価
結果から最適な経路を決定する経路探索部１３と、走行
路上を移動する移動体の位置を監視し、この監視結果か
ら走行区間の通過時間を求め、この通過時間に基づいて
該当走行区間のコストを計算し、グラフデータ記憶部１
４のコストを更新するコスト計算部１７と、を具備す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータ制御
により無人の台車を使用して荷物を搬送する無人搬送シ
ステム等に用いて好適な経路決定装置及び方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】無人搬送システムにおいては、台車から
荷物の積み降ろし（移載）を行うステーション（ＳＴ）
間を結ぶ走行路が予め設定されている。無人搬送システ
ムの搬送制御装置は、搬送指令として搬送元および搬送
先の通知を上位のコンピュータなどから受けると、搬送
指令を処理する台車を決定して走行経路を求め、この走
行経路に従って移動するように台車へ指示する。走行経
路は、台車の現在位置から荷物の積みを行うＳＴ（積み
ＳＴ）までの経路と、積みＳＴから荷物の降ろしを行う
ＳＴ（降しＳＴ）までの経路とからなる。

【０００３】これら経路を決定する場合、出発点から目
標点を結ぶ経路（可能経路）は、一般的に走行路上にお
いて複数存在する。したがって、可能経路の中から適当
な評価基準に従って一つの可能経路を選択することにな
る。このような経路選択の手法の一つに最短経路探索手
法があり、この手法を用いた従来の経路決定装置とし
て、例えば特許第３０３１１０９号公報に記載される装
置が知られている。

【０００４】この従来の経路決定装置においては、走行
路を複数の走行区間に分割し、各走行区間の“移動時
間”をコストとして予め設定しておく。走行区間の端点
をノードと呼ぶ。“移動時間”は走行区間の距離とその
区間の台車設定速度から計算して求められる。台車設定
速度には、走行路上を走行する台車が一台であると仮定
し、他の台車と干渉しない走行状況下での所定の想定速
度を用いる。そして、経路決定装置は、一つの可能経路
についてそれを構成する走行区間のコストを積算するこ
とにより該可能経路の評価値を求め、全ての可能経路の
中から最小の評価値の可能経路を選択する。

【０００５】図５に走行路の一例を示す。図５の走行路
上には、三つのＳＴ（ＳＴ−１１，ＳＴ−３１，ＳＴ−
４１）がある。また、走行路上には、複数のノード（ｎ
１，ｎ３１，ｎ３２，ｎ３８等）がある。隣接する二つ
のノードで区切られた区間が走行区間である。各走行区
間の移動時間は予め求められている。図５に示す例で
は、出発点のＳＴ−１１から目標点のＳＴ−３１に至る
可能経路として経路１，経路２の二通りがある。

【０００６】従来の経路決定装置は、これら二つの可能
経路（経路１，経路２）について、それぞれに全走行区
間の各移動時間（コスト）を積算し、この積算値を評価
値とする。図５に示すように、ノードｎ３１からノード
ｎ３６までの区間において、経路１がまっすぐに進むの
に対して、経路２は迂回するようになっている。このた
め、経路１の方が距離的に短くなりその分コストが小さ
くなるので、評価値も小さく、この結果、経路決定装置
は経路１を選択する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の経路決定装置では、コストとなる“移動時間”が所定
の想定速度により求められるので、各走行区間のコスト
はそれぞれ固定されてしまう。したがって、走行路が規
定されるとある出発点からある目標点への最短経路は一
意に決まることになるが、実際の走行状況下においてそ
の最短経路が必ずしも最適なものではないという問題が
ある。

【０００８】例えば、最短経路ではあるが途中に移載頻
度の高いＳＴが並ぶ経路を採用した場合、前方の台車の
移載停止により、他の台車との干渉による待ち（競合停
止）を繰り返し、この結果として搬送にかかる時間が他
の経路に比べて長くなることが生じる。

【０００９】上記図５の例では、ノードｎ４１からノー
ドｎ３４そしてノードｎ５１へ至る曲線の区間は低速走
行となるが、該曲線区間が台車の通行量が多いメインル
ートであった場合には、該曲線区間の手前で台車が数珠
つなぎとなって停止する渋滞が発生することがある。こ
のような渋滞発生時でも、従来の経路決定装置では経路
１が最短経路として常に選択されるが、経路１を走行す
る台車は、衝突回避のためにノードｎ３３からノードｎ
３４へ至る区間の手前で長い時間待たされることにな
り、この結果として経路２を走行する場合より搬送にか
かる時間が長くなる。

【００１０】また、従来の無人搬送システムとして、例
えば特開平１１−８５２８０号公報に記載されるシステ
ムが知られている。このシステムは、各経路の評価値を
求める際に、停留する無人搬送車が発生したこと及びそ
の位置を検出して、該位置に対応するセグメント（走行
区間）の重みを加算するものである。しかしながら、こ
の従来の無人搬送システムでは、無人搬送車が停留する
要因の一つである渋滞の発生を検出する手段が必要とな
り、システムの構成が複雑になるという問題がある。ま
た、停留位置に対応する走行区間の重みとして、その停
留状況に応じた適切な値を求める必要があるが、この重
み値の決定も容易ではない。

【００１１】特に、近年、無人搬送システムの大規模化
（総延長1000ｍの走行路上に50〜60台の台車が投入され
る等）の傾向が著しく、このような大規模搬送システム
においては競合停止が頻発し、この結果として渋滞が発
生する頻度も増加する。このような理由から、競合停止
等による台車の走行状況の動的変化に応じて、最適な経
路を選択することができる経路探索装置が要望されてい
る。

【００１２】本発明は、このような事情を考慮してなさ
れたもので、その目的は、台車の走行状況の動的変化に
応じて、最適な経路を選択することができる経路決定装
置及び方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の経路決定装置は、隣接する二つ
のノードで区切られた走行区間が予め定義され、複数の
前記走行区間から構成される走行路において、出発点か
ら目標点へ至る複数の経路の中から最適な経路を選択す
る経路決定装置であって、前記走行区間の通過時間に基
づくコストを記憶するコスト記憶手段と、前記コスト記
憶手段のコストに基づいて前記複数の経路を評価し、こ
の評価結果から前記最適な経路を決定する経路探索手段
と、前記走行路上を移動する移動体の位置を監視し、こ
の監視結果から前記走行区間の通過時間を求め、この通
過時間に基づいて該当走行区間のコストを計算し、前記
コスト記憶手段のコストを更新するコスト更新手段と、
を具備することを特徴としている。この発明によれば、
コスト更新手段が移動体の位置の監視結果に基づいて走
行区間の通過時間を求めるので、この通過時間は移動体
（台車）の走行状況の動的変化に応じたものとなる。さ
らに、その通過時間に基づいて経路決定時に使用される
経路評価用のコストを更新するので、台車の走行状況の
動的変化に応じて最適な経路を選択することができる。

【００１４】請求項２に記載の経路決定装置において
は、前記コスト更新手段は、前記移動体と通信し、前記
移動体によって検出された当該移動体の位置を示す位置
情報を取得する位置情報取得手段と、前記位置情報とこ
の取得時刻に基づいて前記通過時間を求める通過時間算
出手段と、を具備することを特徴とする。この発明によ
れば、移動中の移動体から直接に位置情報を取得して通
過時間が求められるので、移動体（台車）の走行状況を
精度よく通過時間に反映することができる。これによ
り、より適切な経路選択を行うことが可能となる。

【００１５】請求項３に記載の経路決定装置において
は、前記通過時間算出手段は、前記位置情報と前記取得
時刻に基づいて前記走行区間の入時刻と出時刻を推計
し、この入時刻と出時刻の差分により前記通過時間を求
めることを特徴とする。この発明によれば、位置情報と
取得時刻に基づいて走行区間の入時刻と出時刻を推計し
て通過時間を求めるので、ポーリング方式により移動体
（台車）から位置情報を取得するようにしても、台車の
走行状況を精度よく通過時間に反映することができる。

【００１６】請求項４に記載の経路決定装置において
は、前記コスト更新手段は、前記通過時間の重み付き平
均により前記コストを変更することを特徴とする。この
発明によれば、通過時間の重み付き平均により変更され
たコストによってコスト更新がなされるので、より適切
なコストを用いて経路選択を行うことができる。

【００１７】請求項５に記載の経路決定装置において
は、前記コスト更新手段は、前記通過時間と現在の前記
コストとの差を使用し、ＰＩＤ制御則により次の前記コ
ストを求めることを特徴とする。この発明によれば、Ｐ
ＩＤ制御則により求められたコストによってコスト更新
がなされるので、より適切なコストを用いて経路選択を
行うことができる。

【００１８】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の経路決定方法は、隣接する二つのノードで区切ら
れた走行区間が予め定義され、複数の前記走行区間から
構成される走行路において、出発点から目標点へ至る複
数の経路の中から最適な経路を選択する経路決定方法で
あって、前記走行区間の通過時間に基づくコストに基づ
いて前記複数の経路を評価し、この評価結果から前記最
適な経路を決定する経路探索過程と、前記走行路上を移
動する移動体の位置を監視する監視過程と、この監視結
果から前記走行区間の通過時間を求める通過時間算出過
程と、この通過時間に基づいて該当走行区間のコストを
計算する計算過程と、この計算結果のコストにより前記
経路探索過程で使用するコストを更新する過程と、を含
むことを特徴としている。この発明によれば、移動体の
位置の監視結果に基づいて走行区間の通過時間が求めら
れるので、この通過時間は移動体（台車）の走行状況の
動的変化に応じたものとなる。さらに、その通過時間に
基づいて経路決定時に使用される経路評価用のコストが
更新されるので、台車の走行状況の動的変化に応じて最
適な経路を選択することができる。

【００１９】請求項７に記載の経路決定方法において
は、前記監視過程は、前記移動体と通信し、前記移動体
によって検出された当該移動体の位置を示す位置情報を
取得する処理を含み、前記通過時間算出過程は、前記位
置情報とこの取得時刻に基づいて前記通過時間を求める
通過時間算出処理を含むことを特徴とする。この発明に
よれば、移動中の移動体から直接に位置情報を取得して
通過時間が求められるので、移動体（台車）の走行状況
を精度よく通過時間に反映することができる。これによ
り、より適切な経路選択を行うことが可能となる。

【００２０】請求項８に記載の経路決定方法において
は、前記通過時間算出処理において、前記位置情報と前
記取得時刻に基づいて前記走行区間の入時刻と出時刻を
推計し、この入時刻と出時刻の差分により前記通過時間
を求めることを特徴とする。この発明によれば、位置情
報と取得時刻に基づいて走行区間の入時刻と出時刻を推
計して通過時間を求めるので、ポーリング方式により移
動体（台車）から位置情報を取得するようにしても、台
車の走行状況を精度よく通過時間に反映することができ
る。

【００２１】請求項９に記載の経路決定方法において
は、前記計算過程は、前記通過時間の重み付き平均によ
り前記コストを変更する処理を含むことを特徴とする。
この発明によれば、通過時間の重み付き平均により変更
されたコストによってコスト更新がなされるので、より
適切なコストを用いて経路選択を行うことができる。

【００２２】請求項１０に記載の経路決定方法において
は、前記計算過程は、前記通過時間と現在の前記コスト
との差を使用し、ＰＩＤ制御則により次の前記コストを
求める処理を含むことを特徴とする。この発明によれ
ば、ＰＩＤ制御則により求められたコストによってコス
ト更新がなされるので、より適切なコストを用いて経路
選択を行うことができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照し、本発明の一
実施形態について説明する。図１に本発明の一実施形態
による経路決定装置を適用した搬送制御装置（以下、搬
送コントローラと称する）の構成例を示す。この図１に
おいて、無人搬送システムは、搬送コントローラ１と複
数の台車（移動体）２と上位コンピュータ３とから構成
される。搬送コントローラ１は、所定の走行路上を自動
走行して荷物を搬送する台車２と通信し、各台車の運行
を制御する。上位コンピュータ３は、搬送コントローラ
１と通信し、搬送元および搬送先を通知して搬送を指令
する。搬送コントローラ１は、上位コンピュータ３から
搬送指令を受け取り、搬送指令を処理する台車２を決定
して走行経路を求め、この走行経路に従って移動するよ
うに台車へ指示する。

【００２４】図１に示すように、搬送コントローラ１
は、上位コンピュータ通信部１１と搬送指令管理部１２
と経路探索部１３とグラフデータ記憶部１４と台車通信
部１５と台車状態監視部１６とコスト計算部１７とから
構成される。上位コンピュータ通信部１１は、上位コン
ピュータ３と通信し、搬送指令を受け取ると搬送指令管
理部１２へ通知する。搬送指令は少なくとも、搬送元で
ある積みＳＴと搬送先である降しＳＴの情報を含む。

【００２５】搬送指令管理部１２は、搬送指令を蓄えて
おき、適当なタイミングでその搬送指令を実行する台車
を選択（配車）する。また、搬送指令の実行状況を監視
し、台車に経路を指示する必要がある時には、経路探索
部１３に出発点と目標点を与えてその間の経路を求める
よう指示する。そして、この経路情報を受け取って台車
通信部１５へ提供し、搬送に係る台車２への指示を行う
よう要求する。

【００２６】経路探索部１３は、搬送指令管理部１３か
らの指示により、出発点と目標点を結ぶ経路をグラフデ
ータ記憶部１４に記憶されているグラフデータを参照し
て決定する。グラフデータは、走行路を（１）式に示す
ようなグラフ構造により表したものである。この（１）
式は、グラフＧ₀を表し、特許第３０３１１０９号公報
に記載されている。Ｇ₀ ＝（Ｎ，Ａ，Ｃ₀）・・・（１）但し、Ｎ＝｛n₁,n₂,…,n_m｝は、走行路の地図データに
基づいて全てのノードを番号付けしたノードの集合であ
り、ｍはノード数である。Ａ＝｛a₁,a₂,…,a_n｝は、任
意の隣接する２つのノード n_i,n_jをそれぞれ始点、終点
とし、両ノード間が走行可能な場合に、両ノードを接続
したアーク a_k={n _i,n_j} を全て順に番号付けしたアーク
の集合であり、ｎはアーク数である。上記アークは、隣
接する二つのノードで区切られた走行区間に対応する。
Ｃ₀ は、ノード間のコスト計算の指標に基づいて各アー
ク a_k={n_i,n_j} について計算したコストの集合である。

【００２７】経路探索部１３は、出発点から目標点へ至
る走行路上の走行方向に従ったアークでノード間を結ん
だグラフの下で経路探索を行う。この出発点から目標点
へ至る経路の探索処理において、経路探索部１３は、各
アークのコストに基づいて複数の経路を評価し、この評
価結果から最適な経路を決定する。

【００２８】台車通信部１５は、各台車２と通信し、搬
送指令管理部１３からの指示実行要求に基づいて該当の
台車２へ経路指示や動作指示を与える。また、各台車２
から状態情報を受け取る。状態情報には、走行・移載・
待ちなどの台車２の動作状態を示す情報と、走行路上の
台車２の位置を示す位置情報とが含まれる。台車２は、
自車の走行路上の位置を検出することができるようにな
っている。状態情報の授受契機としては、台車２が走行
区間の入口あるいは出口であるノードへ到着した時に台
車通信部１５へ通知するようにしてもよく、あるいは台
車通信部１５が定期的に台車２をポーリングして取得す
るようにしてもよい。

【００２９】台車状態監視部１６は、台車２の状態に変
化が生じた場合、その旨を必要に応じて搬送指令管理部
１２またはコスト計算部１７へ通知する。例えば、台車
２の積みが完了した場合には、降しまでの経路を台車２
に指示するために、積み完了の旨を搬送指令管理部１２
に通知する。また、台車２の位置情報が前回と変わった
場合には、その位置情報をコスト計算部１７へ提供す
る。

【００３０】コスト計算部１７は、台車２の位置情報を
もとに、のアークのコストを逐次計算し、この計算結果
によりグラフデータ記憶部１４のコストを更新する。

【００３１】なお、図１の搬送コントローラ１は専用の
ハードウェアにより実現されるものであってもよく、ま
た、搬送コントローラ１はメモリおよびＣＰＵ（中央処
理装置）により構成され、搬送コントローラ１の機能を
実現するためのプログラムをメモリにロードして実行す
ることによりその機能を実現させるものであってもよ
い。

【００３２】また、グラフデータ記憶部１４は、搬送コ
ントローラ１に内蔵されるものであっても、図示しない
他の装置（データベースサーバ）内にあり、搬送コント
ローラ１は通信によりこのグラフデータ記憶部１４にア
クセスするものであってもよい。

【００３３】また、この搬送コントローラ１には、周辺
機器として入力装置、表示装置等（いずれも図示せず）
が接続されるものとする。ここで、入力装置とはキーボ
ード、マウス等の入力デバイスのことをいう。表示装置
とはＣＲＴ（Cathode Ray Tube）や液晶表示装置等のこ
とをいう。また、上記周辺機器については、搬送コント
ローラ１に直接接続するものであってもよく、あるいは
通信回線を介して接続するようにしてもよい。

【００３４】次に、上記図１のコスト計算部１７が行う
処理について詳細に説明する。図２にコスト計算部１７
の処理フローを示す。無人搬送システムにおいては、搬
送コントローラ１の立上げ時に初期化処理を行う。この
初期化終了後、搬送コントローラ１は、自動で台車２等
の制御を行う自動運転状態に移行し、自動運転の終了指
示が上位コンピュータ３またはオペレータから入るまで
自動運転状態を維持する。コスト計算部１７は、搬送コ
ントローラ１の初期化処理時に図２に示す「コストの初
期設定（ステップＳ１）」を行う。この初期設定完了後
以降は、自動運転状態が終了するまで、「コストの計算
（ステップＳ２）」と「コストの更新（ステップＳ
３）」を繰り返す。以下、コスト計算部１７が行う各ス
テップＳ１〜Ｓ３の処理内容を説明する。

【００３５】ステップＳ１；コスト初期設定では、グラ
フデータ記憶部１４のグラフデータ中の全アークの初期
コストを設定する。初期コストとしては、（２）式によ
り求められる“移動時間”を用いる。この（２）式は、
特許第３０３１１０９号公報に記載されている。移動時間＝ノード間距離／設定速度・・・（２）但し、設定速度は、直線区間については一定値（ｖ０）
とし、曲線区間については直線区間の半分の値（ｖ１＝
ｖ０／２）とする。なお、特許第３０３１１０９号公報
に記載のようなペナルティ係数は考慮しない。

【００３６】ステップＳ２；コストの計算では、次の二
つのステップＳ２−１、Ｓ２−２によりコスト計算を行
う。ステップＳ２−１では、通過時間の算出処理を行
う。この通過時間算出処理においては、台車状態監視部
１６から提供される台車２の位置情報を基に、当該台車
２が新たな走行区間に入ったことを検出し、直前の走行
区間の通過時間を算出する。通過時間とは、前の区間に
台車が入ってから抜けるまでの所要時間である。本実施
形態では、この通過時間をアークのコスト計算の指標と
して使用する。

【００３７】ステップＳ２−２では、コストの変更処理
を行う。このコスト変更処理では、ステップＳ２−１で
求めた通過時間に基づいて、この通過時間に該当の走行
区間に対応するアークのコストを再計算し、新たなコス
トを求める。なお、前回更新時から台車２の通行が一回
も無い走行区間のコストについては変更しない。

【００３８】ステップＳ３；コストの更新では、ステッ
プＳ２で求めたコストにより、グラフデータ記憶部１４
のグラフデータ中の該当アークのコストを更新する。こ
のコスト更新処理では、ステップＳ２で新たなコストが
求められた時点でグラフデータの更新を行うようにして
もよく、あるいは周期的にあるいはコスト変更されたア
ーク数が一定数になった時点で一括更新するようにして
もよい。コストが頻繁に変更される場合には一括更新す
ることにより、能率よく更新処理を行うことが可能とな
る。これにより、処理装置にかかる負荷を軽減すること
ができる。

【００３９】次に、図３を参照して、コスト計算部１７
が行う上記ステップＳ２−１の通過時間算出処理につい
て詳細に説明する。台車２が、ある走行区間に入った時
刻（入時刻）をＴ１、抜け出た時刻（出時刻）をＴ２と
すると、当該走行区間の通過時間Ｔは出時刻Ｔ２と入時
刻Ｔ１の差分「Ｔ＝Ｔ２−Ｔ１」で求められる。台車２
が走行区間の入口あるいは出口を検出した時点で直ちに
搬送コントローラ１ヘ通知できる場合は、その受信時刻
をＴ１あるいはＴ２とすれば良い。しかし、台車通信部
１５がボーリング方式により台車２から状態情報（位置
情報を含む）を取得する場合には、その取得した位置情
報とその取得時刻（ポーリング時刻）から時刻Ｔ１およ
びＴ２を推計して求める必要がある。この推計方法を以
下に説明する。

【００４０】図３において、台車２は、時刻ｔ１に走行
区間Ｚ１内であってノードＰ１から距離Ｄ１の所に位置
している。その後、時刻ｔ２には走行区間Ｚ２内であっ
てノードＰ２から距離Ｄ２の所まで移動する。そして、
それら時刻ｔ１と時刻ｔ２がポーリング時刻であり、今
回の位置情報（時刻ｔ２のポーリングで取得したもの）
とその時刻ｔ２が台車状態監視部１６からコスト計算部
１７に提供される。また、コスト計算部１７は、前回の
位置情報（時刻ｔ１のポーリングで取得したもの）とそ
の時刻ｔ１を保持している。

【００４１】コスト計算部１７は、今回の位置情報とそ
の時刻ｔ２を受け取ると、これら情報と保持している前
回の位置情報および時刻ｔ２とを使用して、（３）及び
（４）式によりノードＰ２の通過時刻Ｔ２を求める。こ
の通過時刻Ｔ２は、走行区間Ｚ１の出時刻であるととも
に、走行区間Ｚ２の入時刻でもある。ｖ＝（Ｄ２＋Ｌ１−Ｄ１）／（ｔ２−ｔ１）・・・（３）但し、ｖはｔ１からｔ２までの期間の平均速度である。Ｔ２＝ｔ１＋（Ｌ１−Ｄ１）／ｖ・・・（４）

【００４２】コスト計算部１７は、この求めた通過時刻
Ｔ２を走行区間Ｚ２の入時刻として保持する。したがっ
て、コスト計算部１７は、前回保持した走行区間Ｚ１の
入時刻と今回求めた出時刻（Ｔ２）との差分により、走
行区間Ｚ１の通過時間を求めることができる。

【００４３】次に、コスト計算部１７が行う上記ステッ
プＳ２−２のコスト変更処理について詳細に説明する。
通過時間を基に走行区間のコストを変更する方式は様々
考えられる。ここでは重み付き平均を用いる方式と、Ｐ
ＩＤ制御則を用いる方式の二通りを説明するが、いずれ
の方式を用いるようにしてもよい。

【００４４】初めに、重み付き平均を用いたコスト変更
方式を説明する。この方式では数種類の平均値から重み
を考慮して、次のコストを決定する。具体的には、ｍ種
類の平均値Ｅ_j（ｊ＝１，…，ｍ）とＥ_jの重みＷ_jから
（５）式によりコストＣを算出する。Ｃ＝ΣＷ_jＥ_j／ΣＷ_j ・・・（５）平均値Ｅ_jは、設定された時間間隔における通過時間ｘ_j
の平均値を意味する。すなわち、設定時間間隔内に、台
車２がこの走行区間をｎ_j回通過したとすると、平均値
Ｅ_jは、（６）式で表される。Ｅ_j＝Σｘ_ji／ｎ_j ・・・（６）但し、ｉ＝１，…，ｎ_jである。

【００４５】コストＣの算出にどのような平均値を使う
かは、無人搬送システムの特性に応じて決定する。以下
に、平均値の例として、単一平均を用いる場合と、長期
平均と短期平均を併用する場合を説明する。［単一平均を用いたコストＣ算出］一つの変動要因によ
って渋滞が発生し消滅する場合は、１種類の平均値のみ
使用すればよく、（７）式のようにコストＣの算出式は
簡単になる。Ｃ＝Σｘ_i／ｎ・・・（７）

【００４６】［長期平均と短期平均を併用したコストＣ
算出］生産する製品の種類や工程の変化により各ＳＴへ
の搬送量が変動する等の理由により、渋滞箇所が長期的
に顕著に変動する場合がある。このような場合には長期
平均Ｅ₁と短期平均Ｅ₂を併用し、（８）式によりコスト
Ｃを算出する。Ｃ＝（Ｗ₁Ｅ₁＋Ｗ₂Ｅ₂）／（Ｗ₁＋Ｗ₂）・・・（８）長期平均Ｅ₁には例えば過去１週間の通過時間平均を使
用する。短期平均Ｅ₂には例えば１分間の通過時間平均
を使用する。

【００４７】次に、ＰＩＤ制御則を用いたコスト変更方
式を説明する。ＰＩＤ制御則は、比例，積分，微分を用
いた制御であり、プロセス制御の分野でよく使用されて
いる。文献「高橋安人著，岩波書店発行，“ディジタル
制御”，８８頁」にＰＩＤ制御則についての記載があ
る。この記載によれば、偏差ｅ（ｋ）を「ｅ（ｋ）＝ｒ
（ｋ）−ｙ（ｋ）」とした場合、操作量ｕ（ｋ）が
（９）式により表されることが示されている。

【００４８】

【数１】

【００４９】但し、r（ｋ）は刻みｋにおける設定値、y
（ｋ）は制御量、ｋ_cはゲイン、Ｔ_iはＩ動作時間、Ｔ_d
はＤ動作時間である。プロセス制御では、設定値に対す
る制御量の偏差をもとに操作量を決めるのに対して、コ
スト計算では「設定値に該当する値がない」、「制御
量，操作量に対応する指標が曖昧である」といった違い
がある。しかしながら、比例項，積分項，微分項により
コストを更新するという考え方は、コスト計算において
も有効である。このような知見に基づき、本実施形態で
は、通過時間ｘ（ｋ）と現在のコストｃ（ｋ）との差ｅ
（ｋ）を使って、次のコストｃ（ｋ）を（１０）式によ
り算出する。差ｅ（ｋ）は、「ｅ（ｋ）＝ｘ（ｋ）−ｃ
（ｋ−１）」なる式で求める。

【００５０】

【数２】

【００５１】なお、（１０）式において、Ｔ_dを０にし
て微分項を考慮しないようにしてもよい。

【００５２】次に、図１の搬送コントローラ１が行う経
路決定に係る動作を説明する。この説明では、図５の走
行路を用いた一実施例を説明する。図５に示す例では、
出発点のＳＴ−１１から目標点のＳＴ−３１に至る可能
経路として経路１，経路２の二通りがある。経路１と経
路２の違いは、ノードｎ３１からノードｎ３６までの区
間において、経路１がまっすぐに進むのに対して、経路
２は迂回する点であり、その他は同一区間を採る。この
ため、経路探索部１３は、その相違するノードｎ３１か
らノードｎ３６までの区間のコストを比較して、小さい
方の経路を選択する。

【００５３】初めに、経路１，２の現在のコストの現状
値が図４に示す値であったとする。この現状値では、図
４に示すように経路１のコスト合計値が13000ミリ秒で
あるのに対して、経路２のコスト合計値は15000ミリ秒
であり、経路１の方が小さいので、経路探索部１３は、
経路１を選択する。ここで、ノードｎ３３からノードｎ
３４へ至る走行区間で、ノードｎ４１方向から来る台車
のため待たされたとする（競合停止）。

【００５４】次いで、コスト計算部１７が、図２のステ
ップＳ２で、台車の位置情報に基づいて走行中の台車の
現在位置を監視し、この監視結果から走行区間（ｎ３３
→ｎ３４の区間）の通過時間を求め、この通過時間に基
づいて該走行区間のコストを変更する。ここでは、上記
コスト変更方式の一つである単一平均を用いた方式を採
用した場合を説明する。

【００５５】このコスト変更により、上記台車の競合停
止による通過時間増大がコストＣに反映され、（７）式
の計算の結果としてｎ３３→ｎ３４の区間のコストＣ
が、２秒から１０秒に増えたとする。これにより、コス
ト計算部１７は、図２のステップＳ３で、グラフデータ
記憶部１４のｎ３３→ｎ３４の区間のコストを、図４の
更新値に示すように2000ミリ秒から10000ミリ秒へ更新
する。なお、便宜上、他の区間の通過時間は現状値と同
一だったとしている。

【００５６】次いで、このコスト更新後に、経路探索部
１３がＳＴ−１１からＳＴ−３１へ至る経路の探索を実
行すると、経路１のコスト合計値は図４に示すように21
000ミリ秒となり、経路１のコスト合計値の15000ミリ秒
よりも大きいので、経路２が選択される。

【００５７】このように、本実施形態によれば、台車の
位置の監視結果に基づいて走行区間の通過時間が求めら
れるので、この通過時間は台車の走行状況の動的変化に
応じたものとなる。さらに、その通過時間に基づいて経
路決定時に使用される経路評価用のコストが更新される
ので、台車の走行状況の動的変化に応じて最適な経路を
選択することができる。これにより、競合停止等による
渋滞発生時には渋滞を回避して荷物搬送用の台車を走行
させることができるので、搬送時間が短縮され、搬送効
率が向上するという優れた効果が得られる。

【００５８】また、通過時間に台車の走行状況が反映さ
れるので、停止や速度変化等の走行状況自体を定義して
使用することなく、通過時間を基にコスト計算を行うこ
とが可能となり、簡易な処理でコスト計算を実現するこ
とができる。

【００５９】なお、上述した実施形態においては、グラ
フデータ記憶部１４がコスト記憶手段に対応する。ま
た、経路探索部１３が経路探索手段に対応する。また、
台車通信部１５と台車状態監視部１６とコスト計算部１
７がコスト更新手段に対応する。

【００６０】以上、本発明の実施形態を図面を参照して
詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られ
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計
変更等も含まれる。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
移動体（台車）の位置の監視結果に基づいて走行区間の
通過時間が求められるので、この通過時間は台車の走行
状況の動的変化に応じたものとなる。さらに、その通過
時間に基づいて経路決定時に使用される経路評価用のコ
ストが更新されるので、台車の走行状況の動的変化に応
じて最適な経路を選択することができる。これにより、
例えば本発明を無人搬送システムの搬送制御装置（搬送
コントローラ）に適用すれば、競合停止等による渋滞発
生時には渋滞を回避して荷物搬送用の台車を走行させる
ことができる。この結果として搬送時間が短縮され、搬
送効率が向上するという優れた効果が得られる。

【００６２】また、通過時間に台車の走行状況が反映さ
れるので、停止や速度変化等の走行状況自体を定義して
使用することなく、また渋滞の発生を検出することな
く、通過時間を基にコスト計算を行うことが可能とな
り、簡易な処理でコスト計算を実現することができる。
したがって、渋滞の発生を検出する手段は不必要であ
り、無人搬送システムを簡易な構成で実現することがで
きる。

【００６３】また、請求項２，７に記載の発明によれ
ば、移動中の移動体から直接に位置情報を取得して通過
時間が求められるので、台車の走行状況を精度よく通過
時間に反映することができる。これにより、より適切な
経路選択を行うことが可能となる。

【００６４】また、請求項３，８に記載の発明によれ
ば、位置情報と取得時刻に基づいて走行区間の入時刻と
出時刻を推計して通過時間を求めるので、ポーリング方
式により台車から位置情報を取得するようにしても、台
車の走行状況を精度よく通過時間に反映することができ
る。

【００６５】また、請求項４，９に記載の発明によれ
ば、通過時間の重み付き平均により変更されたコストに
よってコスト更新がなされるので、より適切なコストを
用いて経路選択を行うことができる。

【００６６】また、請求項５，１０に記載の発明によれ
ば、ＰＩＤ制御則により求められたコストによってコス
ト更新がなされるので、より適切なコストを用いて経路
選択を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による経路決定装置を適
用した搬送コントローラ１の構成例を示すブロック図で
ある。

【図２】図１に示すコスト計算部１７が行う処理の流
れを示すフローチャートである。

【図３】コスト計算部１７が行う通過時間算出処理を
説明するための図である。

【図４】コスト計算部１７のコスト更新結果の一例を
示す図である。搬送コントローラ１が行う経路決定処理
を説明するための図である。

【図５】走行路の構成例を示す図である。

【符号の説明】

１…搬送コントローラ、２…台車、３…上位コンピュー
タ、１１…上位コンピュータ通信部、１２…搬送指令管
理部、１３…経路探索部、１４…グラフデータ記憶部、
１５…台車通信部、１６…台車状態監視部、１７…コス
ト計算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】隣接する二つのノードで区切られた走行
区間が予め定義され、複数の前記走行区間から構成され
る走行路において、出発点から目標点へ至る複数の経路
の中から最適な経路を選択する経路決定装置であって、前記走行区間の通過時間に基づくコストを記憶するコス
ト記憶手段と、前記コスト記憶手段のコストに基づいて前記複数の経路
を評価し、この評価結果から前記最適な経路を決定する
経路探索手段と、前記走行路上を移動する移動体の位置を監視し、この監
視結果から前記走行区間の通過時間を求め、この通過時
間に基づいて該当走行区間のコストを計算し、前記コス
ト記憶手段のコストを更新するコスト更新手段と、を具備することを特徴とする経路決定装置。
【請求項２】前記コスト更新手段は、前記移動体と通信し、前記移動体によって検出された当
該移動体の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得
手段と、前記位置情報とこの取得時刻に基づいて前記通過時間を
求める通過時間算出手段と、を具備することを特徴とする請求項１に記載の経路決定
装置。
【請求項３】前記通過時間算出手段は、前記位置情報と前記取得時刻に基づいて前記走行区間の
入時刻と出時刻を推計し、この入時刻と出時刻の差分に
より前記通過時間を求めることを特徴とする請求項２に
記載の経路決定装置。
【請求項４】前記コスト更新手段は、前記通過時間の重み付き平均により前記コストを変更す
ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかの
項に記載の経路決定装置。
【請求項５】前記コスト更新手段は、前記通過時間と現在の前記コストとの差を使用し、ＰＩ
Ｄ制御則により次の前記コストを求めることを特徴とす
る請求項１乃至請求項３のいずれかの項に記載の経路決
定装置。
【請求項６】隣接する二つのノードで区切られた走行
区間が予め定義され、複数の前記走行区間から構成され
る走行路において、出発点から目標点へ至る複数の経路
の中から最適な経路を選択する経路決定方法であって、前記走行区間の通過時間に基づくコストに基づいて前記
複数の経路を評価し、この評価結果から前記最適な経路
を決定する経路探索過程と、前記走行路上を移動する移動体の位置を監視する監視過
程と、この監視結果から前記走行区間の通過時間を求める通過
時間算出過程と、この通過時間に基づいて該当走行区間のコストを計算す
る計算過程と、この計算結果のコストにより前記経路探索過程で使用す
るコストを更新する過程と、を含むことを特徴とする経路決定方法。
【請求項７】前記監視過程は、前記移動体と通信し、
前記移動体によって検出された当該移動体の位置を示す
位置情報を取得する処理を含み、前記通過時間算出過程は、前記位置情報とこの取得時刻
に基づいて前記通過時間を求める通過時間算出処理を含
むことを特徴とする請求項６に記載の経路決定方法。
【請求項８】前記通過時間算出処理において、前記位
置情報と前記取得時刻に基づいて前記走行区間の入時刻
と出時刻を推計し、この入時刻と出時刻の差分により前
記通過時間を求めることを特徴とする請求項７に記載の
経路決定方法。
【請求項９】前記計算過程は、前記通過時間の重み付き平均により前記コストを変更す
る処理を含むことを特徴とする請求項６乃至請求項８の
いずれかの項に記載の経路決定方法。
【請求項１０】前記計算過程は、前記通過時間と現在の前記コストとの差を使用し、ＰＩ
Ｄ制御則により次の前記コストを求める処理を含むこと
を特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれかの項に記
載の経路決定方法。