JP6929980B2 - コントローラ、自動走行車システム、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
以下、自動走行車システムの第1の実施形態について説明する。
この自動走行車システムは、システム全体をリアルタイムに制御するホストシステム1と、ホストシステム1からの走行車の情報を元に各合流地点での走行を制御する制限区間コントローラ2(#1),2(#2),2(#3)と、合流地点で制限区間コントローラ2(#1),2(#2),2(#3)から指示を受けつつ自動で走行する走行車3(#1),3(#2),3(#3)と、走行車3(#1),3(#2),3(#3)が走行するための軌道等を備えた走行路4(#1),4(#2),4(#3)とにより構成されている。ホストシステム1と制限区間コントローラ2(#1),2(#2),2(#3)の間や、ホストシステム1の更に上位に、制御範囲の異なるサブシステムやサブコントローラが存在しても良い。
ホストシステム1は、CPU10、記録メディア11、RAM12、ユーザインタフェース13、通信インタフェース14等を備えている。
合流地点以外すなわち制限区間コントローラ2の管理範囲以外を走行している場合は「通常走行中C1」、制限区間手前の待機区間で停車中または停車予定で走行している場合は「待機中C2」、制限区間内を通過している場合は「制限走行中C3」、である。制限区間と待機区間については後述する。
制限区間41に存在するものを走行車31、待機区間A42aに存在するものを走行車32a、待機区間A42bに存在するものを走行車32b、それ以外を走行車33とする。このうち、走行車31、走行車32a(#1),32a(#2),32a(#3)、走行車32b(#1),32b(#2),32b(#3)は制限区間コントローラ2の制御対象であり、無線(V)を介して情報をやりとりする。
走行車33の状態は通常走行中C1である。走行車31の状態は制限走行中C3である。走行車32aまたは走行車32bの状態は通常走行中C1、待機中C2、制限走行中C3のいずれも取り得る。これは制限区間コントローラ2からの待機指示、再送指示の有無によって異なり、詳細は後述する。また、厳密には、各区間に走行車3が進入または退出してから制限区間コントローラ2と前記走行車3が通信をして状態が更新されるまでの間は、各区間における状態は未更新となり、上述の通りにはならない。
(合流地点の交通情報更新ステップS0)
交通情報更新部P0は、制限区間コントローラ2の所定の更新タイミングにおいて、制限区間41に存在する走行車31、待機区間A42aに存在する走行車32a(#1),32a(#2),32a(#3)、待機区間A42bに存在する走行車32b(#1),32b(#2),32b(#3)、から無線(V)を介して位置情報と状態を受信し、位置に応じた走行車3の状態を計算し、走行車テーブルD00、台数テーブルD01、渋滞度テーブルD04を更新する。また、無線(V)を介して更新された状態を走行車31、走行車32a(#1),32a(#2),32a(#3)、32b(#1),32b(#2),32b(#3)、に送信する。なお、制限区間41、待機区間A42a,42b以外の区間には、走行車33が存在するものとする。
通過可否判定部P1は、台数テーブルD01から制限区間41の占有状況を取得し、通過可否テーブルD02を更新する。
走行再開設定部P2は、通過可否テーブルD02が通過可能の場合(ステップS4)、かつ待機区間A42aまたは待機区間A42bに待機中C2の走行車3が存在する場合(ステップS5)、以下の処理を行う。
待機位置設定部P3は、進入方向A、進入方向Bそれぞれについて(ステップS6〜S9の反復処理)、待機区間A42aまたは待機区間A42bに通常走行中C1の走行車3が存在する場合(ステップS7)、かつ待機中C2の走行車3の台数が制限台数テーブルD03の制限台数より少ない場合(ステップS8)、以下の処理を行う。
交通情報更新部P0は、制限区間41、待機区間A42a、待機区間A42bに存在する走行車3について、取得した情報に基づき、走行車テーブルD00を更新する(S00)。図8は、走行車テーブルD00の一例を示す。走行車テーブルD00は、走行車ID、状態、進入方向、退出方向、走行ジョブID、目的地ID、経路ID、現在位置、の情報から構成される。ここで、走行車テーブルD00の各情報について補足する。
通過可否判定部P1は、台数テーブルD01に基づき、制限区間41の占有判定を行う(ステップS10)。本実施形態における占有判定の最も簡単な例は、台数テーブルD01の区間=制限区間である台数=0であれば非占有、台数=正の値であれば占有、とする方法である。もう少し複雑な例として、走行車テーブルD00に基づき、状態=制限走行中C3の走行車3が1台以下、かつ上記走行車3の現在位置=制限区間41の長さ−5,000mm以上(退出方向=Cの場合)または現在位置=制限区間41の長さ−10,000mm以上(退出方向=Dの場合)の場合に非占有、など挙げられる。ここで挙げた判定方法は、あくまで本実施例を説明するための一例にすぎず、本発明を限定するものではない。
走行再開設定部P2は、通過可否テーブルD02に基づき、走行再開方向を選択する(ステップS20)。選択方法は、通過可否テーブルD02の進入方向に格納されている前回の進入方向とは別の方向を選ぶ。こうすることにより、進入方向A,Bについて交互に走行車3を通過させることができる。
待機位置設定部P3は、走行車テーブルD00と制限台数テーブルD03に基づき、待機中C2である走行車3の順列状態(待機順列)を更新する(ステップS30)。図14は、制限台数テーブルD03の一例を示す。制限台数テーブルD03は、進入方向、制限台数、の情報から構成される。制限台数テーブルD03は、進入方向=A,Bに対応して2レコードを持つテーブルである。制限台数には、制限区間41に一度に連続して進入できる走行車3の台数が格納される。以下、進入方向Aの待機順列について例を挙げて説明する。いま、走行車テーブルD00において進入方向=A、かつ状態=通常走行中C1または待機中C2のレコードが以下の4つあるとする。
(a1)走行車ID=#0001,状態=待機中C2,退出方向=D,現在位置=0mm
(a2)走行車ID=#0002,状態=待機中C2,退出方向=C,現在位置=-1000mm (a3)走行車ID=#0003,状態=通常走行中C1,退出方向=C,現在位置=-2000mm
(a4)走行車ID=#0004,状態=通常走行中C1,退出方向=D,現在位置=-3000mm
以下、自動走行車システムの第2の実施形態について説明する。
第1の実施形態と異なる点は、ステップS01とステップS02の間に、渋滞度テーブルD06の更新(ステップS03)が追加されたことである(図18の強調表示した部分)。交通情報更新部P0は、走行車テーブルD00に基づき、渋滞度テーブルD06を更新する(ステップS03)。
第1の実施形態と異なる点は、ステップS20の処理内容が変更され、ステップ20の前に、方向別渋滞度の計算(ステップS25)が追加されたことである(図20の強調表示した部分)。
以下、自動走行車システムの第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態は、上述の第2の実施形態に加え、制限区間を一度に通過させる制限台数を、渋滞度を考慮して動的に変更することによって、より効率的な走行を可能にする実施形態である。第2の実施形態と第3の実施形態は、一部異なる部分を除きほぼ同じであるので、以下では、第2の実施形態と異なる部分のみ説明する。
制限台数更新部P4は、渋滞度テーブルD06と渋滞度重みテーブルD07に基づき、進入方向別の制限台数を計算する(ステップS40)。進入方向A,Bに対する方向別渋滞度JA,JBは、(式6)で与えられる。進入方向A,Bに対する制限台数NA,NBは、例えば基準の制限台数をNとして、以下の式で計算される。
更新前の走行車テーブルD00に以下の4レコードが格納されていたとする。
(b1)走行車ID=#0001,状態=待機中C2,進入方向=A,退出方向=D,現在位置=0mm
(b2)走行車ID=#0002,状態=通常走行中C1,進入方向=A,退出方向=C,現在位置=-1000mm
(b3)走行車ID=#0003,状態=待機中C2,進入方向=B,退出方向=C,現在位置=0mm
(b4)走行車ID=#0004,状態=待機中C2,進入方向=B,退出方向=D,現在位置=-1000mm
(c2)走行車ID=#0002,状態=待機中C2,…
(c3)走行車ID=#0003,状態=待機中C2,…
(c4)走行車ID=#0004,状態=通常走行中C1,…
以下、自動走行車システムの第4の実施形態について説明する。
第4の実施形態は、上述の第2の実施形態に加え、待機中の走行車の役割を一部入れ替えて、通過時間が最小となる並びに変更することによって、より効率的な走行を可能にする実施形態である。第2の実施形態と第4の実施形態は、一部異なる部分を除きほぼ同じであるので、以下では、第2実施形態と異なる部分のみ説明する。
走行ジョブ再割付部P5は、待機中C2の走行車3の中から、再割付対象車を選択する(ステップS50)。すなわち、走行車テーブルD00に格納された、状態=待機中C2の走行車3のレコードのうち、走行ジョブIDが入れ替え可能(同時に、目的地ID,経路ID,退出方向も入れ替え)なレコードを抽出する。
(d1)走行車ID=#0001,走行ジョブID=C001,進入方向=A,退出方向=D,目的地ID=#01,経路ID=R0101,現在位置=0mm
(d2)走行車ID=#0002,走行ジョブID=C002,進入方向=A,退出方向=C,目的地ID=#02,経路ID=R0202,現在位置=-1000mm
(d3)走行車ID=#0003,走行ジョブID=C013,進入方向=B,退出方向=C,目的地ID=#03,経路ID=R0303,現在位置=0mm
(d4)走行車ID=#0004,走行ジョブID=C004,進入方向=B,退出方向=D,目的地ID=#04,経路ID=R0404,現在位置=-1500mm
上記の走行ジョブIDのうち、C001,C002,C004は互いに入れ替え可能、C013は入れ替え不可とする。この例では、走行車ID=#0001,#0002,#0004の走行車3が再割付対象車として選択される。
(e1)待機順列1:(D,C)、待機順列2:(C,D)
これに加え、走行ジョブID=C001,C002,C004のレコードを入れ替えると、以下の2つの待機順列の組合せが得られる。
(e2)待機順列1:(C,D)、待機順列2:(C,D)
(e3)待機順列1:(D,D)、待機順列2:(C,C)
待機順列1:(D,D)、待機順列2:(C,C)
(f1)走行車ID=#0002,走行ジョブID=C004,進入方向=A,退出方向=D,目的地ID=#04,経路ID=R0404,現在位置=-1000mm
(f2)走行車ID=#0004,走行ジョブID=C002,進入方向=B,退出方向=C,目的地ID=#02,経路ID=R0202,現在位置=-1500mm
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願原出願の特許査定時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 [1] 少なくとも現在位置と前方車との車間距離の走行情報に基づいて、自動で自車の走行を制御する走行車と、
合流地点を含み、走行車同士の衝突回避のための制限区間が設けられた走行路と、
前記制限区間において、少なくとも前記合流地点の付近の前記走行車の渋滞状況を監視し、前記走行車の通過可否を制御する制限区間コントローラとを具備する自動走行車システムであって、
前記制限区間コントローラは、
前記合流地点の付近の前記走行車の渋滞情報から得られる前記制限区間内の前記走行車の有無に基づき、通過可否判定をする判定部と、
前記制限区間が通過不可の場合、前記制限区間の手前の待機区間に存在する制限台数以下の前記走行車に対し、各々の待機位置を設定する待機位置設定部と、
前記制限区間が通過可の場合、走行再開する前記制限区間への進入方向を決定し、前記進入方向の前記待機区間において待機中の前記走行車に対し、走行再開させる走行再開設定部と、
を具備する自動走行車システム。
[2] 前記待機位置設定部は、
前記待機区間に存在する前記制限台数以下の前記走行車に対し、各々停止状態から走行開始し最後尾が前記制限区間を通過完了するまでの時間を最小にするべく、各々前記待機位置を算出し前記走行車に向けて情報送信する請求項1に記載の自動走行車システム。 [3] 前記走行再開設定部は、
過去に通過可であった前記進入方向と、各前記進入方向における前記走行車の渋滞状況に基づき、次に走行再開する前記進入方向を決定する請求項1または2に記載の自動走行車システム。
[4] 前記制限区間コントローラは、
前記進入方向における前記走行車の渋滞状況に基づき、制限台数を更新する制限台数更新部とを具備する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の自動走行車システム。
[5] 前記制限区間コントローラは、
前記走行車の各々が、目的地・経路・前記制限区間における退出方向の情報を有し、前記制限区間において待機中の前記走行車の目的地・経路・退出方向の入替えが可能な場合、前記制限区間を通過完了するまでの時間を最小にするべく、目的地・経路・退出方向を再割付けする走行ジョブ再割付部とを具備する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の自動走行車システム。
[6] 走行車同士の衝突回避のための制限区間において少なくとも合流地点の付近の走行車の渋滞状況を監視し、前記走行車の通過可否を制御する制限区間コントローラで使用される制御方法であって、
前記制限区間コントローラが、前記合流地点の付近の前記走行車の渋滞情報から得られる前記制限区間内の前記走行車の有無に基づき、通過可否判定をし、
前記制限区間が通過不可の場合、前記制限区間コントローラが、前記制限区間の手前の待機区間に存在する制限台数以下の前記走行車に対し、各々の待機位置を設定し、
前記制限区間が通過可の場合、前記制限区間コントローラが、走行再開する前記制限区間への進入方向を決定し、前記進入方向の前記待機区間において待機中の前記走行車に対し、走行再開させる制御方法。
[7] 走行車同士の衝突回避のための制限区間において、少なくとも合流地点の付近の走行車の渋滞状況を監視し、前記走行車の通過可否を制御する制限区間コントローラにより実行されるプログラムであって、前記制限区間コントローラを
前記合流地点の付近の前記走行車の渋滞情報から得られる前記制限区間内の前記走行車の有無に基づき、通過可否判定をする判定部と、
前記制限区間が通過不可の場合、前記制限区間の手前の待機区間に存在する制限台数以下の前記走行車に対し、各々の待機位置を設定する待機位置設定部と、
前記制限区間が通過可の場合、走行再開する前記制限区間への進入方向を決定し、前記進入方向の前記待機区間において待機中の前記走行車に対し、走行再開させる走行再開設定部と、
して動作させるプログラム。
[8] 走行車同士の衝突回避のための制限区間において、少なくとも合流地点の付近の走行車の渋滞状況を監視し、前記走行車の通過可否を制御する制限区間コントローラであって、
前記合流地点の付近の前記走行車の渋滞情報から得られる前記制限区間内の前記走行車の有無に基づき、通過可否判定をする判定部と、
前記制限区間が通過不可の場合、前記制限区間の手前の待機区間に存在する制限台数以下の前記走行車に対し、各々の待機位置を設定する待機位置設定部と、
前記制限区間が通過可の場合、走行再開する前記制限区間への進入方向を決定し、前記進入方向の前記待機区間において待機中の前記走行車に対し、走行再開させる走行再開設定部と、
を具備する制限区間コントローラ。
Claims (13)
- 走行車の通過を制限する制限区間の手前の待機区間に存在する1以上の走行車に対し、前記待機区間に存在する走行車が前記走行車の進入方向に対する制限区間での制限台数以下である場合に、前記走行車の走行状態と、前記走行車の進入方向と、前記走行車の現在位置と、前記制限台数とから前記走行車の待機順列を計算し、前記走行車の待機順列と前記走行車の進入方向とに対する待機台数及び待機順を取得し、前記走行車の待機順列、前記走行車の待機台数及び前記待機順に対応する待機位置を設定する待機位置設定部を具備するコントローラ。
- 前記待機位置設定部は、前記待機区間に存在する走行車とこの走行車の前方車との走行情報に基づいて、前記待機位置を設定する請求項1記載のコントローラ。
- 前記制限区間における少なくとも合流地点の付近の走行車の渋滞情報から得られる前記制限区間内の前記走行車の有無に基づき、通過可否判定をする判定部をさらに備える請求項1または2記載のコントローラ。
- 前記制限区間が通過可の場合、走行再開する前記制限区間への進入方向を決定し、前記進入方向の前記待機区間において待機中の前記走行車に対し、走行再開させる走行再開設定部をさらに備える請求項1乃至3のいずれか1項に記載のコントローラ。
- 前記待機位置設定部は、
前記待機区間に存在する制限台数以下の前記走行車に対し、各々停止状態から走行開始し最後尾が前記制限区間を通過完了するまでの時間を最小にするべく、各々前記待機位置を算出し前記走行車に向けて情報送信する請求項1乃至4のいずれか1項に記載のコントローラ。 - 前記走行再開設定部は、
過去に通過可であった前記進入方向と、各進入方向における前記走行車の渋滞状況に基づき、次に走行再開する前記進入方向を決定する請求項4に記載のコントローラ。 - 進入方向における前記走行車の渋滞状況に基づき、制限台数を更新する制限台数更新部をさらに具備する請求項1乃至6のいずれか1項に記載のコントローラ。
- 前記走行車の各々が、目的地・経路・前記制限区間における退出方向の情報を有し、前記制限区間において待機中の前記走行車の目的地・経路・退出方向の入替えが可能な場合、前記制限区間を通過完了するまでの時間を最小にするべく、目的地・経路・退出方向を再割付けする走行ジョブ再割付部をさらに具備する請求項1乃至7のいずれか1項に記載のコントローラ。
- 少なくとも現在位置と前方車との走行情報に基づいて、自動で自車の走行を制御する走行車と、
合流地点を含み、走行車同士の衝突回避のための走行車の通過を制限する制限区間が設けられた走行路と、
前記制限区間において、走行車の通過可否を制御するコントローラとを具備する自動走行車システムであって、
前記コントローラは、
前記制限区間の手前の待機区間に存在する1以上の走行車に対し、前記待機区間に存在する走行車が前記走行車の進入方向に対する制限区間での制限台数以下である場合に、前記走行車の走行状態と、前記走行車の進入方向と、前記走行車の現在位置と、前記制限台数とから前記走行車の待機順列を計算し、前記走行車の待機順列と前記走行車の進入方向とに対する待機台数及び待機順を取得し、前記走行車の待機順列、前記走行車の待機台数及び前記待機順に対応する待機位置を設定する待機位置設定部と、
を具備する自動走行車システム。 - 走行車の通過可否を制御するコントローラが、前記走行車の通過を制限する制限区間の手前の待機区間に存在する1以上の走行車に対し、前記待機区間に存在する走行車が前記走行車の進入方向に対する制限区間での制限台数以下である場合に、前記走行車の走行状態と、前記走行車の進入方向と、前記走行車の現在位置と、前記制限台数とから前記走行車の待機順列を計算し、前記走行車の待機順列と前記走行車の進入方向とに対する待機台数及び待機順を取得し、前記走行車の待機順列、前記走行車の待機台数及び前記待機順に対応する待機位置を設定する制御方法。
- 走行車の通過可否を制御するコントローラにより実行されるプログラムであって、前記コントローラを
前記走行車の通過を制限する制限区間の手前の待機区間に存在する1以上の走行車に対し、前記待機区間に存在する走行車が前記走行車の進入方向に対する制限区間での制限台数以下である場合に、前記走行車の走行状態と、前記走行車の進入方向と、前記走行車の現在位置と、前記制限台数とから前記走行車の待機順列を計算し、前記走行車の待機順列と前記走行車の進入方向とに対する待機台数及び待機順を取得し、前記走行車の待機順列、前記走行車の待機台数及び前記待機順に対応する待機位置を設定する待機位置設定部と、
して動作させるプログラム。 - 前記待機位置設定部は、前記走行車の運動方程式に基づいて前記待機位置を設定する請求項1乃至8のいずれか1項に記載のコントローラ。
- 前記待機位置設定部は、前記走行車ごとに前記待機位置を設定する請求項1乃至8、または12のいずれか1項に記載のコントローラ。
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