JP7494748B2 - ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラム - Google Patents

ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラム Download PDF

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Description

本開示は、ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラムに関する。
特許文献1には、複数の搬送車を有する搬送システムが開示されている。特許文献1のシステムでは、各搬送車のうちの引継元車から引継先車に搬送物を引き継いでいる。この搬送システムは、引継元車によって搬送物が搬送される先の引き継ぎエリアを決定している。搬送システムは、引き継ぎエリアと、搬送車の位置情報をもとに、引継先車となる搬送車を決定している。搬送システムは、引継元車に対して引き継ぎエリアまで搬送する旨のタスクを指示し、引継先車に対して引き継ぎエリアから搬送する旨のタスクを指示している。
国際公開2015/59739号
このような搬送システムでは、より効率よく搬送することが望まれる。例えば、搬送車が故障した場合など、引継エリアまで移動することができなくなる。よって、搬送物を搬送することができなくなってしまうという問題がある。
本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、ロボットを適切に制御することができるロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラムを提供するものである。
本実施の形態にかかるロボット制御システムは、施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御システムであって、第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させる。
上記のロボット制御システムでは、前記搬送物情報に基づいて、前記搬送物の移し替えの優先順位を決定するようにしてもよい。
上記のロボット制御システムでは、前記施設のスタッフに前記搬送物の移し替えを依頼するための移し替え依頼メッセージを出力するようにしてもよい。
上記のロボット制御システムでは、前記搬送物情報に応じて、前記移し替え依頼メッセージを出力するスタッフを設定するようにしてもよい。
上記のロボット制御システムでは、記搬送物情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定していてもよい。
上記のロボット制御システムでは、前記エラー情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定していてもよい。
上記のロボット制御システムでは、前記搬送物情報に応じて、前記移し替えが不要と判定された場合において、前記施設のスタッフに搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力するようにしてもよい。
本実施形態にかかるロボット制御方法は、施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法であって、第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させるものである。
上記のロボット制御方法では、前記搬送物情報に基づいて、前記搬送物の移し替えの優先順位を決定するようにしてもよい。
上記のロボット制御方法では、前記施設のスタッフに前記搬送物の移し替えを依頼するための移し替え依頼メッセージを出力するようにしてもよい。
上記のロボット制御方法では、前記搬送物情報に応じて、前記移し替え依頼メッセージを出力するスタッフを設定するようにしてもよい。
上記のロボット制御方法では、前記搬送物情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定していてもよい。
上記のロボット制御方法では、前記エラー情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定していてもよい。
上記のロボット制御方法では、前記搬送物情報に応じて、前記移し替えが不要と判定された場合において、前記施設のスタッフに搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力するようにしてもよい。
本実施形態にかかるロボット制御方法は、施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記ロボット制御方法は、第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させる。
上記のプログラムでは、前記搬送物情報に基づいて、前記搬送物の移し替えの優先順位を決定するようにしてもよい。
上記のプログラムでは、前記施設のスタッフに前記搬送物の移し替えを依頼するための移し替え依頼メッセージを出力するようにしてもよい。
上記のプログラムでは、前記搬送物情報に応じて、前記移し替え依頼メッセージを出力するスタッフを設定するようにしてもよい。
上記のプログラムでは、前記搬送物情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定しているようにしていてもよい。
上記のプログラムでは、前記エラー情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定していてもよい。
上記のプログラムでは、前記搬送物情報に応じて、前記移し替えが不要と判定された場合において、前記施設のスタッフに搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力するようにしてもよい。
本発明により、適切に搬送ロボットを制御することができるロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラムを提供することができる。
本実施形態に係る移動ロボットが利用されるシステムの全体構成を説明するための概念図である。 本実施形態に係る制御システムの制御ブロック図である。 移動ロボットの一例を示す概略図である。 本実施形態に係る制御方法を示すフローチャートである。 ロボットの動作を説明するための模式図である。 ロボットの動作を説明するための模式図である。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明は以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
(概略構成)
図1は、本実施形態に係る移動ロボット20が利用されるシステム1の全体構成を説明するための概念図である。例えば、移動ロボット20は、搬送物の搬送をタスクとして実行する搬送ロボットである。移動ロボット20は、病院、リハビリセンタ、介護施設、高齢者入居施設などの医療福祉施設内において、搬送物を搬送するために自律走行する。また、本実施の形態にかかるシステムは、ショッピングモールなどの商業施設等にも利用可能である。
ユーザU1は、移動ロボット20に搬送物を収容して、搬送を依頼する。移動ロボット20は、設定された目的地まで自律的に移動して、搬送物を搬送する。つまり、移動ロボット20は荷物の搬送タスク(以下、単にタスクともいう)を実行する。以下の説明では、搬送物を搭載する場所を搬送元とし、搬送物を届ける場所を搬送先とする。
例えば、移動ロボット20が複数の診療科がある総合病院内を移動するものとする。移動ロボット20は、複数の診療科間で備品、消耗品、医療器具等を搬送する。例えば、移動ロボットは、搬送物をある診療科のナースステーションから、別の診療科へのナースステーションに届ける。あるいは、移動ロボット20は、備品や医療器具の保管庫から診療科のナースステーションまで搬送物を届ける。また、移動ロボット20は、調剤科で調剤された薬品を使用予定の診療科や患者まで届ける。
搬送物の例としては、薬剤、包袋などの消耗品、検体、検査器具、医療器具、病院食、文房具などの備品等が挙げられる。医療機器としては、血圧計、輸血ポンプ、シリンジポンプ、フットポンプ、ナースコール、離床センサ、フットポンプ、低圧持続吸入器心電図モニタ、医薬品注入コントローラ、経腸栄養ポンプ、人工呼吸器、カフ圧計、タッチセンサ、吸引器、ネブライザ、パルスオキシメータ、血圧計、人工蘇生器、無菌装置、エコー装置などが挙げられる。また、病院食、検査食などの食事を搬送しても良い。さらに、移動ロボット20は、使用済みの機器、食事済みの食器などを搬送しても良い。搬送先が異なる階にある場合、移動ロボット20はエレベータなどを利用して移動してもよい。
システム1は、移動ロボット20と、上位管理装置10と、ネットワーク600と、通信ユニット610と、ユーザ端末400と、を備えている。ユーザU1又はユーザU2は、ユーザ端末400を用いて、搬送物の搬送依頼を行うことができる。例えば、ユーザ端末400は、タブレットコンピュータやスマートフォンなどである。ユーザ端末400は、無線又は有線で通信可能な情報処理装置であればよい。
本実施形態においては、移動ロボット20とユーザ端末400は、ネットワーク600を介して上位管理装置10を接続されている。移動ロボット20及びユーザ端末400は、通信ユニット610を介して、ネットワーク600と接続される。ネットワーク600は有線又は無線のLAN(Local Area Network)やWAN(Wide Area Network)である。さらに、上位管理装置10は、ネットワーク600と有線又は無線で接続されている。通信ユニット610はそれぞれの環境に設置された例えば無線LANユニットである。通信ユニット610は、例えば、WiFiルータなどの汎用通信デバイスであってもよい。
ユーザU1、U2のユーザ端末400から発信された各種信号は、ネットワーク600を介して一旦、上位管理装置10へ送られ、上位管理装置10から対象となる移動ロボット20へ転送される。同様に、移動ロボット20から発信される各種信号は、ネットワーク600を介して一旦、上位管理装置10へ送られ、上位管理装置10から対象となるユーザ端末400へ転送される。上位管理装置10は各機器と接続されたサーバであり、各機器からのデータを収集する。また、上位管理装置10は、物理的に単一な装置に限られるものではなく、分散処理を行う複数の装置を有していてもよい。また、上位管理装置10は、移動ロボット20等のエッジデバイスに分散して配置されていても良い。例えば、システム1の一部又は全部が移動ロボット20に搭載されていても良い。
ユーザ端末400と移動ロボット20は、上位管理装置10を介さずに、信号を送受信してもよい。例えば、ユーザ端末400と移動ロボット20は、無線通信により直接信号を送受信してもよい。あるいは、ユーザ端末400と移動ロボット20は、通信ユニット610を介して、信号を送受信してもよい。
ユーザU1又はユーザU2は、ユーザ端末400を用いて搬送物の搬送を依頼する。以下、ユーザU1が搬送元にいる搬送依頼者であり、ユーザU2が搬送先(目的地)にいる受領予定者であるとして説明を行う。もちろん、搬送先にいるユーザU2が搬送依頼を行うことも可能である。また、搬送元又は搬送先以外の場所にいるユーザが搬送依頼を行ってもよい。
ユーザU1が搬送依頼を行う場合、ユーザ端末400を用いて、搬送物の内容、搬送物の受取先(以下、搬送元ともいう)、搬送物の届け先(以下、搬送先ともいう)、搬送元の到着予定時刻(搬送物の受取時刻)、搬送先への到着予定時間(搬送期限)等を入力する。以下、これらの情報を搬送依頼情報ともいう。ユーザU1は、ユーザ端末400のタッチパネルを操作することで、搬送依頼情報を入力することができる。搬送元は、ユーザU1がいる場所でも良く、搬送物の保管場所などであってもよい。搬送先は、使用予定のユーザU2や患者がいる場所である。
ユーザ端末400は、ユーザU1によって入力された搬送依頼情報を上位管理装置10に送信する。上位管理装置10は、複数の移動ロボット20を管理する管理システムである。上位管理装置10は、移動ロボット20に搬送タスクを実行するための動作指令を送信する。上位管理装置10は搬送依頼毎に、搬送タスクを実行する移動ロボット20を決定する。そして、上位管理装置10は、その移動ロボット20に対して動作指令を含む制御信号を送信する。移動ロボット20が、動作指令に従って、搬送元から搬送先に到着するように移動する。
例えば、上位管理装置10は、搬送元又はその近傍の移動ロボット20に搬送タスクを割り当てる。あるいは、上位管理装置10は、搬送元又はその近傍に向かっている移動ロボット20に搬送タスクを割り当てる。タスクを割り当てられた移動ロボット20が搬送元まで搬送物を取りに行く。搬送元は、例えば、タスクを依頼したユーザU1がいる場所である。
移動ロボット20が搬送元に到着すると、ユーザU1又はその他の職員が移動ロボット20に搬送物を載せる。搬送物を搭載した移動ロボット20が搬送先を目的地として自律移動する。上位管理装置10は、搬送先のユーザU2のユーザ端末400に対して信号を送信する。これにより、ユーザU2は、搬送物が搬送中であることや、その到着予定時間を知ることができる。設定された搬送先に移動ロボット20が到着すると、ユーザU2は、移動ロボット20に収容されている搬送物を受領することができる。このようにして、移動ロボット20が、搬送タスクを実行する。
このような全体構成においては、制御システムの各要素を、移動ロボット20、ユーザ端末400および上位管理装置10に分散して全体として制御システムを構築することができる。また、搬送物の搬送を実現するための実質的な要素を一つの装置に集めて構築することもできる。上位管理装置10は、1又は複数の移動ロボット20を制御する。
本実施の形態では、移動ロボット20にエラーが発生した走行できなくなった場合に、上位管理装置10が、他の移動ロボット20を走行不能の移動ロボット20に向けて移動させている。そして、他の移動ロボット20が、走行不能の移動ロボット20が搬送中の搬送物を引き継いで、搬送先に搬送する。つまり、走行不能の移動ロボット20に搭載されていた搬送物が、他の移動ロボット20に移し替えられる。そして、他の移動ロボット20が、移し替えされた搬送物の搬送先に移動する。
(制御ブロック図)
図2は、システム1の制御系を示す制御ブロック図を示す。図2に示すように、システム1は、上位管理装置10、移動ロボット20、環境カメラ300を有する。
このシステム1は、所定の施設内において移動ロボット20を自律的に移動させながら、複数の移動ロボット20を効率的に制御する。そのため、施設内には、複数個の環境カメラ300が設置されている。例えば、環境カメラ300は、施設内の通路、ホール、エレベータ、出入り口等に設置されている。
環境カメラ300は、移動ロボット20が移動する範囲の画像を取得する。なお、システム1では、環境カメラ300で取得された画像やそれに基づく情報は、上位管理装置10が収集する。あるいは、環境カメラ300で取得された画像等が直接移動ロボットに送信されてもよい。環境カメラ300は、施設内の通路や出入り口に設けられた監視カメラなどであってもよい。環境カメラ300は、施設内の混雑状況の分布を求めるために使用されていてもよい。
実施の形態1にかかるシステム1では、上位管理装置10が搬送依頼情報に基づいて、ルート計画を行う。上位管理装置10が作成したルート計画情報に基づいて、それぞれの移動ロボット20に行き先を指示する。そして、移動ロボット20は、上位管理装置10から指定された行き先に向かって自律移動する。移動ロボット20は、自機に設けられたセンサ、フロアマップ、位置情報等を用いて行き先(目的地)に向かって自律移動する。
例えば、移動ロボット20は、その周辺の機器、物体、壁、人(以下、まとめて周辺物体とする)に接触しないように、走行する。具体的には、移動ロボット20は、周辺物体までの距離を検知し、周辺物体から一定の距離(距離閾値とする)以上離れた状態で走行する。周辺物体までの距離が距離閾値以下になると、移動ロボット20が減速または停止する。このようにすることで、移動ロボット20が、周辺物体に接触せずに走行可能となる。接触を回避することができるため、安全かつ効率的な搬送が可能となる。
上位管理装置10は、演算処理部11、記憶部12、バッファメモリ13、通信部14を有する。演算処理部11は、移動ロボット20を制御及び管理するための演算を行う。演算処理部11は、例えば、コンピュータの中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)等のプログラムを実行可能な装置として実装可能である。そして、各種機能はプログラムにより実現することもできる。図2では、演算処理部11において特徴的なロボット制御部111、ルート計画部115、搬送物情報取得部116,エラー情報取得部118のみを示したが、その他の処理ブロックも備えられる。
ロボット制御部111は、移動ロボット20を遠隔で制御するための演算を行い、制御信号を生成する。ロボット制御部111は、後述するルート計画情報125などに基づいて制御信号を生成する。さらに、環境カメラ300や移動ロボット20から得られた各種情報に基づいて、制御信号を生成する。制御信号は、後述するフロアマップ121、ロボット情報123及びロボット制御パラメータ122等の更新情報を含んでいてもよい。つまり、ロボット制御部111は、各種情報が更新された場合、その更新情報に応じた制御信号を生成する。
エラー情報取得部118は、移動ロボット20に発生したエラーに関するエラー情報を取得する。エラー情報は、移動ロボット20が走行不能になったことを示している。また、エラー情報は、例えば、エラーが発生した移動ロボット20のID、エラーの内容、エラー発生場所、又はエラー発生時間などの情報を含んでいても良い。また、エラー情報は、エラーの重要度を含んでいても良い。
搬送物情報取得部116は、搬送物に関する情報を取得する。搬送物情報取得部116は、移動ロボット20が搬送中の搬送物の内容(種別)に関する情報を取得する。搬送物情報取得部116は、エラーが発生した移動ロボット20が搬送中の搬送物に関する搬送物情報を取得する。
ルート計画部115は、各移動ロボット20のルート計画を行う。搬送タスクが入力されると、ルート計画部115は、搬送依頼情報に基づいて、当該搬送物を搬送先(目的地)までの搬送するためのルート計画を行う。具体的には、ルート計画部115は、記憶部12に既に記憶されているルート計画情報125やロボット情報123等を参照して、新たな搬送タスクを実行する移動ロボット20を決定する。出発地は、移動ロボット20の現在位置や、直前の搬送タスクの搬送先、搬送物の受取先などである。目的地は、搬送物の搬送先、待機場所、充電場所などである。
ここでは、ルート計画部115は、移動ロボット20の出発地から目的地までの通過ポイントを設定している。ルート計画部115は、移動ロボット20毎に、その通過ポイントの通過順を設定する。通過ポイントは、例えば、分岐点、交差点、エレベータ前のロビーやこれらの周辺に設定されている。また、幅の狭い通路では、移動ロボット20のすれ違いが困難となることもある。このような場合、幅の狭い通路の手前を通過ポイントして設定してもよい。通過ポイントの候補は、予めフロアマップ121に登録されていてもよい。
ルート計画部115は、システム全体として効率良くタスクを実行できるように、複数の移動ロボット20の中から、各搬送タスクを行う移動ロボット20を決定する。ルート計画部115は、待機中の移動ロボット20や搬送元に近い移動ロボット20に搬送タスクを優先的に割り当てる。
ルート計画部115は、搬送タスクが割り当てられた移動ロボット20について、出発地及び目的地を含む通過ポイントを設定する。例えば、搬送元から搬送先までの2以上の移動経路がある場合、より短時間で移動できるように通過ポイントを設定する。そのため、上位管理装置10は、カメラの画像等に基づいて、通路の混雑状況を示す情報を更新する。具体的には、他の移動ロボット20が通過している場所、人が多い場所は混雑度が高い。したがって、ルート計画部115は、混雑度が高い場所を避けるように、通過ポイントを設定する。
移動ロボット20は、左回りの移動経路又は右回りの移動経路のいずれでも目的地まで移動できるような場合がある。このような場合、ルート計画部115は、混雑していないほうの移動経路を通過するように通過ポイントを設定する。ルート計画部115が、目的地までの間に、1又は複数の通過ポイントを設定することで、移動ロボット20が混雑していない移動経路で移動することができる。例えば、分岐点、交差点で通路が分かれている場合、ルート計画部115は、適宜、分岐点、交差点、曲がり角及びその周辺に通過ポイントを設定する。これにより、搬送効率を向上することができる。
ルート計画部115は、エレベータの混雑状況や、移動距離などを考慮して、通過ポイントを設定してもよい。さらに、上位管理装置10は、移動ロボット20がある場所を通過する予定時刻における、移動ロボット20の数や人の数を推定してもよい。そして、推定された混雑状況に応じて、ルート計画部115が通過ポイントを設定してもよい。また、ルート計画部115は、混雑状況の変化に応じて、通過ポイントを動的に変えてもよい。ルート計画部115は、搬送タスクを割り当てた移動ロボット20について、通過ポイントを順番に設定する。通過ポイントは、搬送元や搬送先を含んでいてもよい。後述するように、移動ロボット20が、ルート計画部115により設定された通過ポイントを順番に通過するように自律移動する。
記憶部12は、ロボットの管理及び制御に必要な情報を格納する記憶部である。図2の例では、フロアマップ121、ロボット情報123、ロボット制御パラメータ122、ルート計画情報125、搬送物情報126を示したが、記憶部12に格納される情報はこれ以外にあっても構わない。演算処理部11では、各種処理を行う際に記憶部12に格納されている情報を用いた演算を行う。また、記憶部12に記憶されている各種情報は最新の情報に更新可能である。
フロアマップ121は、移動ロボット20を移動させる施設の地図情報である。このフロアマップ121は、予め作成されるものでもよいし、移動ロボット20から得た情報から生成されるものでもよく、また、予め作成された基本地図に移動ロボット20から得た情報から生成された地図修正情報を加えたものであってもよい。
ロボット情報123は、上位管理装置10が管理する移動ロボット20のID、型番、仕様等が記述される。ロボット情報123は、移動ロボット20の現在位置を示す位置情報を含んでいてもよい。ロボット情報123は、移動ロボット20がタスクを実行中か、待機中かの情報を含んでいてもよい。また、ロボット情報123は、移動ロボット20が動作中か、故障中か等を示す情報を含んでいてもよい。また、ロボット情報123は、搬送可能な搬送物、搬送不可な搬送物の情報を含んでいてもよい。
ロボット制御パラメータ122は、上位管理装置10が管理する移動ロボット20についての周辺物体との閾値距離等の制御パラメータが記述される。閾値距離は、人を含む周辺物体との接触を回避するためのマージン距離となる。さらに、ロボット制御パラメータ122は、移動ロボット20の移動速度の速度上限値などの動作強度に関する情報を含んでいても良い。
ロボット制御パラメータ122は、状況に応じて更新されてもよい。ロボット制御パラメータ122は、収納庫291の収容スペースの空き状況や使用状況を示す情報を含んでいてもよい。ロボット制御パラメータ122は、搬送可能な搬送物や、搬送不可能な搬送物の情報を含んでいても良い。ロボット制御パラメータ122は、それぞれの移動ロボット20に対して、上記の各種情報が対応付けられている。
ルート計画情報125は、ルート計画部115で計画されたルート計画情報を含んでいる。ルート計画情報125は、例えば、搬送タスクを示す情報を含んでいる。ルート計画情報125は、タスクが割り当てられた移動ロボット20のID、出発地、搬送物の内容、搬送先、搬送元、搬送先への到着予定時間、搬送元への到着予定時間、到着期限などの情報を含んでいても良い。ルート計画情報125では、搬送タスク毎に、上述した各種情報が対応付けられていてもよい。ルート計画情報125は、ユーザU1から入力された搬送依頼情報の少なくとも一部を含んでいても良い。
さらに、ルート計画情報125は、それぞれの移動ロボット20や搬送タスクについて、通過ポイントに関する情報を含んでいてもよい。例えば、ルート計画情報125は、それぞれの移動ロボット20についての通過ポイントの通過順を示す情報を含んでいる。ルート計画情報125は、フロアマップ121における各通過ポイントの座標や、通過ポイントを通過したか否かの情報を含んでいてもよい。
エラー情報128は、エラー情報取得部118が取得したエラー情報である。例えば、エラー情報は、エラーが発生して、走行不能になった移動ロボット20のIDを含んでいる。さらに、エラー情報は、エラーの内容、発生時間、発生場所などを含んでいても良い。また、エラー情報はエラーの重要度を含んでいても良い。
搬送物情報126は、搬送依頼が行われた搬送物に関する情報である。例えば、搬送物の内容(種別)、搬送元、搬送先等の情報を含んでいる。搬送物情報126は、搬送を担当する移動ロボット20のIDを含んでいても良い。さらに、搬送物情報は、搬送中、搬送前(搭載前)、搬送済みなどのステータスを示す情報を含んでいてもよい。搬送物情報126は搬送物毎にこれらの情報が対応付けられている。搬送物情報126については後述する。
なお、ルート計画部115は、記憶部12に記憶されている各種情報を参照して、ルート計画を策定する。例えば、フロアマップ121、ロボット情報123、ロボット制御パラメータ122、ルート計画情報125に基づいて、タスクを実行する移動ロボット20を決定する。そして、ルート計画部115は、フロアマップ121等を参照して、搬送先までの通過ポイントとその通過順を設定する。フロアマップ121には、予め通過ポイントの候補が登録されている。そして、ルート計画部115が混雑状況等に応じて、通過ポイントを設定する。また、タスクを連続処理する場合などは、ルート計画部115が搬送元及び搬送先を通過ポイントして設定してもよい。
なお、1つの搬送タスクについて、2つ以上の移動ロボット20が割り当てられていてもよい。例えば、搬送物が移動ロボット20の搬送可能容量よりも大きい場合、1つの搬送物を2つに分けて、2つの移動ロボット20に搭載する。あるいは、搬送物が移動ロボット20の搬送可能重量よりも重い場合、1つの搬送物を2つに分けて、2つの移動ロボット20に搭載する。このようにすることで、1つの搬送タスクを2つ以上の移動ロボット20が分担して実行することができる。もちろん、異なるサイズの移動ロボット20を制御する場合、搬送物を搬送可能な移動ロボット20が搬送物を受け取るようにルート計画を行ってもよい。
さらには、1つの移動ロボット20が、2つ以上の搬送タスクを並行して行ってもよい。例えば、1つの移動ロボット20が2つ以上の搬送物を同時に搭載して、異なる搬送先に順次搬送してもよい。あるいは、1つ移動ロボット20が1つの搬送物を搬送中に、他の搬送物を搭載してもよい。また、異なる場所で搭載された搬送物の搬送先は同じであってもよく、異なっていてもよい。このようにすることで、タスクを効率よく実行することができる。
このような場合、移動ロボット20の収容スペースについて、使用状況又は空き状況を示す収容情報を更新するようにしてもよい。つまり、上位管理装置10が空き状況を示す収容情報を管理して、移動ロボット20を制御してもよい。例えば、搬送物の搭載又は受取が完了すると、収容情報が更新される。搬送タスクが入力されると、上位管理装置10は、収容情報を参照して、搬送物を搭載可能な空きがある移動ロボット20を受け取りに向かわせる。このようにすることで、1つの移動ロボット20が、同時に複数の搬送タスクを実行することや、2つ以上の移動ロボット20が搬送タスクを分担して実行することが可能になる。例えば、移動ロボット20の収容スペースにセンサを設置して空き状況を検出しても良い。また、搬送物毎にその容量や重さが予め登録されていてもよい。
バッファメモリ13は、演算処理部11における処理において生成される中間情報を蓄積するメモリである。通信部14は、システム1が用いられる施設に設けられる複数の環境カメラ300及び少なくとも1台の移動ロボット20と通信するための通信インタフェースである。通信部14は、有線通信と無線通信の両方の通信を行うことができる。例えば、通信部14は、それぞれの移動ロボット20に対して、その移動ロボット20の制御に必要な制御信号を送信する。また、通信部14は、移動ロボット20や環境カメラ300で収集された情報を受信する。
移動ロボット20は、演算処理部21、記憶部22、通信部23、近接センサ(例えば、距離センサ群24)、カメラ25、駆動部26、表示部27、操作受付部28を有する。なお、図2では、移動ロボット20に備えられている代表的な処理ブロックのみを示したが、移動ロボット20には図示していない他の処理ブロックも多く含まれる。
通信部23は、上位管理装置10の通信部14と通信を行うための通信インタフェースである。通信部23は、例えば、無線信号を用いて通信部14と通信を行う。距離センサ群24は、例えば、近接センサであり、移動ロボット20の周囲に存在する物又は人との距離を示す近接物距離情報を出力する。カメラ25は、例えば、移動ロボット20の周囲の状況を把握するための画像を撮影する。また、カメラ25は、例えば、施設の天井等に設けられる位置マーカーを撮影することもできる。この位置マーカーを用いて移動ロボット20に自機の位置を把握させてもよい。
駆動部26は、移動ロボット20に備え付けられている駆動輪を駆動する。なお、駆動部26は、駆動輪やその駆動モータの回転回数を検出するエンコーダなどを有していてもよい。エンコーダの出力に応じて、自機位置(現在位置)が推定されていても良い。移動ロボット20は、自身の現在位置を検出して、上位管理装置10に送信する。
表示部27及び操作受付部28はタッチパネルディスプレイにより実現される。表示部27は、操作受付部28となるユーザーインタフェース画面を表示する。また、表示部27には、移動ロボット20の行き先や移動ロボット20の状態を示す情報を表示させても構わない。操作受付部28は、ユーザからの操作を受け付ける。操作受付部28は、表示部27に表示されるユーザーインタフェース画面に加えて、移動ロボット20に設けられる各種スイッチを含む。
演算処理部21は、移動ロボット20の制御に用いる演算を行う。演算処理部21は、例えば、コンピュータの中央演算処理装置(CPU:Central Processing Unit)等のプログラムを実行可能な装置として実装可能である。そして、各種機能はプログラムにより実現することもできる。演算処理部21は、移動命令抽出部211、駆動制御部212、検知部218を有する。なお、図2では、演算処理部21が有する代表的な処理ブロックのみを示したが、図示しない処理ブロックも含まれる。演算処理部21は、通過ポイント間の経路を探索しても良い。
移動命令抽出部211は、上位管理装置10から与えられた制御信号から移動命令を抽出する。例えば、移動命令は、次の通過ポイントに関する情報を含んでいる。例えば、制御信号は、通過ポイントの座標や、通過ポイントの通過順に関する情報を含んでいてもよい。そして、移動命令抽出部211が、これらの情報を移動命令として抽出する。
さらに、移動命令は、次の通過ポイントへの移動が可能になったことを示す情報を含んでいてもよい。通路幅が狭いと、移動ロボット20がすれ違うことできない場合がある。また、一時的に通路を通行できない場合がある。このような場合、制御信号は、停止すべき場所の手前の通過ポイントで、移動ロボット20を停止させる命令を含んでいる。そして、他の移動ロボット20が通過した後や通行可能となった後に、上位管理装置10が移動ロボット20に移動可能なことになったことを知らせる制御信号を出力する。これにより、一時的に停止していた移動ロボット20が移動を再開する。
駆動制御部212は、移動命令抽出部211から与えられた移動命令に基づいて、移動ロボット20を移動させるように、駆動部26を制御する。例えば、駆動部26は、駆動制御部212からの制御指令値に応じて回転する駆動輪を有している。移動命令抽出部211は、上位管理装置10から受信した通過ポイントに向かって移動ロボット20が移動するように、移動命令を抽出する。そして、駆動部26が駆動輪を回転駆動する。移動ロボット20は、次の通過ポイントに向かって自律移動する。このようにすることで、通過ポイントを順番に通過して、搬送先に到着する。また、移動ロボット20は、自機位置を推定して、通過ポイントを通過したことを示す信号を上位管理装置10に送信しても良い。これにより、上位管理装置10が、各移動ロボット20の現在位置や搬送状況を管理することができる。
検知部218は、移動ロボット20に発生するエラーを検知するために設けられている。例えば、検知部218は、距離センサ群24、カメラ25等に設けられているセンサ異常をエラーとして検知する。検知部218は、駆動部26のモータ異常の発生をエラーとして検知する。あるいは、検知部18は、バッテリ残量不足やバッテリ異常をエラーとして検知する。また、検知部218は、機械的な故障をエラーとして検知しても良い。検知部18は、通信部23における通信異常をエラーとして検知してもよい。また、検知部18は、プロセッサ、メモリ、表示部27、操作受付部28の各種機器に発生した機器異常をエラーとして検知する。例えば、センサ等の各種機器が故障した場合、当該機器が故障したことを示すエラー信号を検知部218に出力する。検知部218は故障した機器から出力されるエラー信号に基づいて、エラーを検知する。あるいは、移動ロボット20が障害物に衝突などして、走行不能になった場合、検知部218は、エラーを検知する。
記憶部22には、フロアマップ221とロボット制御パラメータ222と搬送物情報226が格納される。図2に示したのは、記憶部22に格納される情報の一部で有り、図2に示したフロアマップ221とロボット制御パラメータ222と搬送物情報226以外の情報も含まれる。フロアマップ221は、移動ロボット20を移動させる施設の地図情報である。このフロアマップ221は、例えば、上位管理装置10のフロアマップ121をダウンロードしたモノである。なお、フロアマップ221は、予め作成されたものであってもよい。また、フロアマップ221は、施設全体の地図情報ではなく、移動予定の領域を部分的に含む地図情報であってもよい。
ロボット制御パラメータ222は、移動ロボット20を動作させるためのパラメータである。ロボット制御パラメータ222には、例えば、周辺物体との距離閾値が含まれる。さらに、ロボット制御パラメータ222には、移動ロボット20の速度上限値が含まれている。
搬送物情報226は、搬送物情報126と同様に搬送物に関する情報を含んでいる。搬送物の内容(種別)、搬送元、搬送先等の情報を含んでいる。搬送物情報は、搬送中、搬送前(搭載前)、搬送済みなどのステータスを示す情報を含んでいてもよい。搬送物情報226は搬送物毎にこれらの情報が対応付けられている。搬送物情報126については後述する。搬送物情報226は、移動ロボット20が搬送する搬送物に関する情報を含んでいればよい。したがって、搬送物情報226は搬送物情報126の一部となる。つまり、搬送物情報226は、他の移動ロボット20が搬送する情報を含んでいなくても良い。
駆動制御部212は、ロボット制御パラメータ222を参照して、距離センサ群24から得られた距離情報が示す距離が距離閾値を下回ったことに応じて動作を停止或いは減速をする。駆動制御部212は、速度上限値以下の速度で走行するように、駆動部26を制御する。駆動制御部212は、速度上限値以上の速度で移動ロボット20が移動しないように、駆動輪の回転速度を制限する。
エラー情報228は、検知部218が検知したエラーに関する情報である。エラー情報は、例えば、エラーの種類、発生場所、発生時間等を含んでいる。また、エラー情報はエラーの重要度を含んでいても良い。
検知部218で検知されたエラーに関するエラー情報228は、通信部23を介して、上位管理装置10に送信される。また、通信部23は、エラー情報228に、エラーが発生した移動ロボット20のIDを付して、上位管理装置10に送信する。これにより、エラー情報取得部118がエラー情報を取得することができる。
あるいは、環境カメラ300などの画像に基づいて、エラー情報取得部118が、エラー情報を取得しても良い。例えば、エラー情報取得部118は、環境カメラ300の画像に基づいて、エラー情報を取得しても良い。エラー情報取得部118は、環境カメラ300の画像を解析する。そして、環境カメラ300の画像において、移動ロボット20が一定時間以上動作していない場合、エラー情報取得部118は、当該移動ロボット20が故障したとして、エラー情報を取得する。そして、エラー情報取得部118は、エラーが発生した移動ロボット20のID、エラーの発生場所、発生時間などを特定する。
あるいは、エラー情報取得部118は、その他の手法により、エラー情報を取得しても良い。移動ロボット20に、通信異常やバッテリ異常が発生した場合、上位管理装置10が移動ロボット20からの信号を受信できなくなる。よって、一定時間以上、移動ロボット20からの信号を受信できない場合、エラー情報取得部118が、当該移動ロボットが故障中であると判定して、エラー情報を取得する。
ここで、エラー情報を取得した場合、上位管理装置10が、エラー発生中の移動ロボット20(以下、移し替え元ロボットとも称する)に他の移動ロボット20(以下、移し替え先ロボットとも称する)を向かわせる。例えば、エラー情報に含まれるエラー発生場所を移し替え場所とする。移し替え先ロボットを移し替え場所に移動させるようにルート計画部115がルート計画を行う。これにより、移し替え先ロボットが移し替え場所まで移動するため、移し替え元ロボットの搬送物を移し替え先ロボットに移し替えることが可能になる。さらに、ルート計画部115は、搬送物の搬送先に移し替え先ロボットを移動させるように、ルート計画を行う。移し替え先ロボットの制御については、後述する。
(移動ロボット20の構成)
ここで、移動ロボット20の外観について説明する。図3は、移動ロボット20の概略図を示す。図3に示す移動ロボット20は、移動ロボット20の態様の1つであり、他の形態であってもよい。なお、図3では、x方向が移動ロボット20の前進方向及び後進方向、y方向が移動ロボット20の左右方向であり、z方向が移動ロボット20の高さ方向である。
移動ロボット20は、本体部290と、台車部260とを備えている。台車部260の上に、本体部290が搭載されている。本体部290と、台車部260とそれぞれ直方体状の筐体を有しており、この筐体内部に各構成要素が搭載されている。例えば、台車部260の内部には駆動部26が収容されている。
本体部290には、収容スペースとなる収納庫291と、収納庫291を密封する扉292とが設けられている。収納庫291には、複数段の棚が設けられており、段毎に空き状況が管理される。例えば、各段に重量センサ等の各種センサを配置することで、空き状況を更新することができる。移動ロボット20は、収納庫291に収納された搬送物を上位管理装置10から指示された目的地まで自律移動により搬送する。本体部290は図示しない制御ボックスなどを筐体内に搭載していても良い。また、扉292は電子キーなどで施錠可能となっていても良い。搬送先に到着するとユーザU2が電子キーで扉292を開錠する。あるいは、搬送先に到着した場合、自動で扉292が開錠してもよい。
図3に示すように、移動ロボット20の外装には、距離センサ群24として前後距離センサ241及び左右距離センサ242が設けられる。移動ロボット20は、前後距離センサ241により移動ロボット20の前後方向の周辺物体の距離を計測する。また、移動ロボット20は、左右距離センサ242により移動ロボット20の左右方向の周辺物体の距離を計測する。
例えば、前後距離センサ241は、本体部290の筐体の前面及び後面にそれぞれ配置される。左右距離センサ242は、本体部290の筐体の左側面及び右側面にそれぞれ配置される。前後距離センサ241及び左右距離センサ242は例えば、超音波距離センサやレーザレンジファインダである。周辺物体までの距離を検出する。前後距離センサ241又は左右距離センサ242で検出された周辺物体までの距離が、距離閾値以下となった場合、移動ロボット20が減速または停止する。
駆動部26には、駆動輪261及びキャスタ262が設けられる。駆動輪261は移動ロボット20を前後左右に移動させるための車輪である。キャスタ262は、駆動力は与えられず、駆動輪261に追従して転がる従動輪である。駆動部26は、図示しない駆動モータを有しており、駆動輪261を駆動する。
例えば、駆動部26は、筐体内に、それぞれが走行面に接地する2つの駆動輪261と2つのキャスタ262を支持している。2つの駆動輪261は、互いに回転軸芯が一致するように配設されている。それぞれの駆動輪261は、不図示のモータによって独立して回転駆動される。駆動輪261は、図2の駆動制御部212からの制御指令値に応じて回転する。キャスタ262は、従動輪であり、駆動部26から鉛直方向に延びる旋回軸が車輪の回転軸から離れて車輪を軸支するように設けられており、駆動部26の移動方向に倣うように追従する。
移動ロボット20は、例えば、2つの駆動輪261が同じ方向に同じ回転速度で回転されれば直進し、逆方向に同じ回転速度で回転されれば2つの駆動輪261のほぼ中央を通る鉛直軸周りに旋回する。また、2つの駆動輪261を同じ方向と異なる回転速度で回転させることで、左右に曲がりながら進むことができる。例えば、左の駆動輪261の回転速度を右の駆動輪261の回転速度より高くすることで、右折することができる。反対に、右の駆動輪261の回転速度を左の駆動輪261の回転速度より高くすることで、左折することができる。すなわち、移動ロボット20は、2つの駆動輪261の回転方向、回転速度がそれぞれ制御されることにより、任意の方向へ並進、旋回、右左折等することができる。
また、移動ロボット20では、本体部290の上面に表示部27、操作インタフェース281が設けられる。表示部27には、操作インタフェース281が表示される。ユーザが表示部27に表示された操作インタフェース281をタッチ操作することで、操作受付部28がユーザからの指示入力を受け付けることができる。また、非常停止ボタン282が表示部27の上面に設けられる。非常停止ボタン282及び操作インタフェース281が操作受付部28として機能する。
表示部27は、例えば液晶パネルであり、キャラクターの顔をイラストで表示したり、移動ロボット20に関する情報をテキストやアイコンで呈示したりする。表示部27にキャラクターの顔を表示すれば、表示部27が擬似的な顔部であるかの印象を周囲の観察者に与えることができる。移動ロボット20に搭載されている表示部27等をユーザ端末400として用いることも可能である。
本体部290の前面には、カメラ25が設置されている。ここでは、2つのカメラ25がステレオカメラとして機能する。つまり、同じ画角を有する2つのカメラ25が互いに水平方向に離間して配置されている。それぞれのカメラ25で撮像された画像を画像データとして出力する。2つのカメラ25の画像データに基づいて、被写体までの距離や被写体の大きさを算出することが可能である。演算処理部21は、カメラ25の画像を解析することで、移動方向前方に人や障害物などを検知することができる。進行方向前方に人や障害物などがいる場合、移動ロボット20は、それらを回避しながら、経路に沿って移動する。また、カメラ25の画像データは、上位管理装置10に送信される。
移動ロボット20は、カメラ25が出力する画像データや、前後距離センサ241及び左右距離センサ242が出力する検出信号を解析することにより、周辺物体を認識したり、自機の位置を同定したりする。カメラ25は、移動ロボット20の進行方向前方を撮像する。移動ロボット20は、図示するように、カメラ25が設置されている側を自機の前方とする。すなわち、通常の移動時においては矢印で示すように、自機の前方が進行方向となる。
次に、エラーが発生した場合の動作について、説明する。図4は、本システムにおける制御方法を示すフローチャートである。図5は、制御方法を説明するための模式図であり、移動ロボット20が移動する施設内の一部を示している。図5では、エラーが発生した移動ロボット20を移し替え元ロボット20Aとし、エラーが発生した発生場所に向かう移動ロボットを移し替え先ロボット20Bとしている。さらに、図5では、移し替え元ロボット20A、及び移し替え先ロボット20Bではない移動ロボット20を移動ロボット20Cとして示している。
エラー情報取得部118が、移し替え元ロボット20Aにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得する(S401)。例えば、移し替え元ロボット20Aの検知部218が、各種機器の異常を検知する。すると、記憶部22に、エラーに関するエラー情報228が書き込まれる。エラー情報228は、エラーの種類、発生場所、発生時間などを含んでいる。
通信部23が、エラー情報228を上位管理装置10に送信する。ここでは、通信部23が、移し替え元ロボット20AのIDとともに、エラー情報を送信する。これにより、エラー情報取得部118が移し替え元ロボット20Aにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得する。あるいは、エラー情報取得部118は、上記のよう、環境カメラ300の画像や通信状態により、エラー情報を取得してもよい。
次に、搬送物情報取得部116は、移し替え元ロボット20Aの搬送物に関する搬送物情報を取得する(S402)。搬送物情報取得部116は、記憶部12に格納されている搬送物情報126から移し替え元ロボット20Aが搬送中の搬送物情報を取得してもよい。搬送物情報取得部116は、移し替え元ロボット20AのIDを参照して搬送物情報を取得する。あるいは、移し替え元ロボット20Aがエラー情報とともに、搬送物情報を上位管理装置10に送信してもよい。そして、搬送物情報取得部116は、移し替え元ロボット20Aから搬送物情報を受信することで、移し替え元ロボット20Aの搬送物に関する搬送物情報を取得してもよい。
ルート計画部115が、搬送物情報及びエラー情報に基づいて、移し替え元ロボット20Aの搬送物を搬送可能な移し替え先ロボット20Bを決定する(S403)。ここでは、収納庫291に搬送物を搭載可能な空き容量のある移動ロボット20が移し替え先ロボット20Bの候補となる。したがって、移し替え元ロボット20Aの搬送物を搬送できない移動ロボット20や空き容量が十分ではない移動ロボット20は、移し替え先ロボット20Bの候補から除外されてもよい。また、エラー発生中の移動ロボット20は、移し替え先ロボット20Bの候補から除外される。
そして、候補となった移動ロボット20のうち、移し替え場所に近い移動ロボットが移し替え先ロボット20Bとなる。ここでは、搬送物の移し替え場所がエラー発生場所の近傍に設定されている。移し替え場所までの距離に応じて、ルート計画部115が移し替え先ロボット20Bを決定してもよい。したがって、移し替え先ロボット20Bよりも移し替え元ロボット20Aから離れている移動ロボット20Cは、移し替え先ロボットとはなない。
あるいは、ルート計画部115は、他の搬送タスクの状況に応じて、移し替え先ロボット20Bを決定してもよい。例えば、タスクの待機中の移動ロボット20が移し替え先ロボット20Bとなってもよい。ルート計画部115は、フロアマップ121,ロボット情報123,ロボット制御パラメータ122、エラー情報128、又はルート計画情報125などを参照して、移し替え先ロボット20Bを決定してもよい。
また、移し替え元ロボット20Aの搬送物の搬送先やその近傍に搬送物を搬送している移動ロボット20をルート計画部115が移し替え先ロボット20Bと決定してもよい。換言すると、移し替え元ロボット20Aの搬送物の搬送先と反対方向に向かうタスクを実行中の移動ロボットについては、ルート計画部115が移し替え先ロボット20Bにしないようにしてもよい。この場合、収納庫291の空き容量が十分ではない移動ロボット20を移し替え先ロボット20Bの候補としてもよい。例えば、移し替え場所やその近傍を搬送先とする移動ロボット20は、搬送先に到着すると、搬送物が取り出される。搬送物の搬送後は、収納庫291の空き容量が増えるため、移し替え対象となる搬送物を搭載可能になる。
このように、ルート計画部115は、各移動ロボット20の移し替え場所までの距離、ルート計画、タスク状況などに応じて、複数の移動ロボット20の中から、移し替え先ロボット20Bを決定してもよい。ここでは、システム全体として高い効率で搬送できるように、ルート計画部115が移し替え先ロボット20Bを決定する。
次に、上位管理装置10は、移し替え先ロボット20Bを第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に移動させる(S404)。このため、まず、ルート計画部115は、移し替え先ロボット20Bのルート計画を行う。具体的には、移し替え先ロボット20Bが移し替え場所を経由して、搬送先に移動するようにルート計画を行う。ルート計画部115で計画されたルート計画は、ルート計画情報125に書き込まれる。つまり、移し替え先ロボット20Bとそのルートが1つの搬送タスクとして書き込まれる。移し替え場所が搬送物の搬送元となっている。そして、上位管理装置10は、移し替え先ロボット20Bにルート計画情報125に応じた移動命令を含む信号を送信する。これにより、移し替え先ロボット20Bが移し替え場所への移動を開始する。
図5では、移し替え先ロボット20Bが通過ポイントM1、M2、M3、M4、M5の順で通過するように、ルート計画部115が移し替え先ロボット20BのルートRを計画する。ルート計画部115は、フロアマップ121,ロボット情報123,ロボット制御パラメータ122、エラー情報128、又はルート計画情報125などを参照して、移し替え先ロボット20BのルートRを計画する。
通過ポイントM1は、エラー発生時の移し替え先ロボット20Bの位置である。通過ポイントM3は、移し替え場所である。具体的には、通過ポイントM3は、移し替え元ロボット20Aのエラー発生場所の近傍となっている。通過ポイントM3は、移し替えられる搬送物の搬送元となる。通過ポイントM2は、通過ポイントM1から通過ポイントM3までの曲がり角となっている。そして、移し替え先ロボット20Bが、通過ポイントM3に到達したら、移し替え元ロボット20Aの搬送物が移し替え先ロボット20Bに移し替えられる。
例えば、移し替え場所の近傍にいるユーザ(施設スタッフ又はスタッフともいう)がいる場合、ユーザが搬送物の移し替えを行う。つまり、ユーザが移し替え元ロボット20Aから搬送物を取り出して、移し替え先ロボット20Bに搭載する。あるいは、移し替え元ロボット20Aや移し替え先ロボット20Bに移し替え機能がある場合、自動で移し替えが行われてもよい。例えば、一部の移動ロボット20が、移し替え用のロボットアームや移載機構を有していてもよい。
通過ポイントM4、M5は、それぞれ搬送物の搬送先である。例えば、通過ポイントM4は、移し替え前から搭載していた搬送物、つまり通過ポイントM1の時点で搭載していた搬送物の搬送先である。通過ポイントM5は,移し替えられた搬送物、つまり通過ポイントM3で搭載された搬送物の搬送先である。もちろん、通過ポイントM5は、移し替え前から搭載していた搬送物の搬送先であり、通過ポイントM5は,移し替えられた搬送物の搬送先であってもよい。また、移し替えられた搬送物が2以上ある場合、ルート計画部115は、それぞれの搬送先に通過ポイントを設定する。もちろん、図に示す通過ポイントM1~M5は例示的な一例であり特に限定されるものではない。
このようにすることで、移動ロボット20にエラーが発生した場合でも、その搬送物を遅滞なく搬送することができる。よって、搬送効率を向上することができ、利便性を向上することができる。
ここで、上位管理装置10、移動ロボット20、ユーザ端末400等は、施設スタッフに移し替えを依頼するための依頼メッセージを出力するようにしてもよい。例えば、図6に示すように、移し替え先ロボット20Bが移し替え場所である通過ポイントM3に到達したとする。この場合、移し替え先ロボット20Bが、通過ポイントM3の近傍にいるユーザUAのユーザ端末400に対して、移し替え依頼メッセージを出力するための信号を送信してもよい。あるいは、上位管理装置10が通過ポイントM3の近傍にいるユーザUAのユーザ端末400に移し替え依頼メッセージを出力するための信号を送信してもよい。ユーザ端末400は、ディスプレイに依頼メッセージを表示する。なお、ユーザ端末400ではなく、移動ロボット20の表示部27が依頼メッセージを表示してもよい。
依頼メッセージは、音声メッセージやアラーム音などであってもよい。つまり、依頼メッセージは、スピーカなどにより出力されてもよい。例えば、ユーザ端末400や移動ロボット20のスピーカ、あるいは、施設内に設置されているスピーカが依頼メッセージを出力してもよい。また、依頼メッセージを出力するタイミングは、移し替え先ロボット20Bが移し替え場所に到着するタイミングに限らず、到着前でもよく、到着後でもよい。また、エラー発生時にユーザ端末400が、依頼メッセージを出力してもよい。この場合、ユーザ端末400が、移し替え先ロボット20Bの移し替え場所への到着予定時間とともに、依頼メッセージを出力してもよい。
さらに、上位管理装置10、移動ロボット20、ユーザ端末400等は、搬送物情報に応じて、移し替えの依頼メッセージを出力するスタッフを設定してもよい。例えば、検体、輸血パック、薬剤、医療器具などは取り扱い出来るユーザ(スタッフ)が限定される。この場合、医師、看護師、薬剤師などの取り扱い資格があるスタッフのみに依頼メッセージを出力してもよい。つまり、上位管理装置10又は移し替え先ロボット20Bは、取り扱いが承認されているスタッフのみに依頼メッセージを出力するための指令を送信する。この場合、ユーザ端末400とそのユーザ端末400を使用するユーザが紐付けられていてもよい。あるいは、ユーザ端末400のログインIDなどとユーザが紐付けられていてもよい。そして、取り扱い資格のあるスタッフのユーザ端末400が依頼メッセージを出力する。もちろん、依頼メッセージを出力するスタッフは1名に限らず、2名以上であってもよい。
なお、上位管理装置10は、搬送物情報に基づいて、搬送物の移し替えの優先順位を決定してもよい。例えば、搬送物に搬送期限が設定されている場合、ルート計画部115は、搬送期限が短い搬送物の優先順位を高くして、移し替え先ロボット20Bを決定する。あるいは、搬送物に搬送期限が設定されている場合、ルート計画部115は、搬送期限が短い搬送物の優先順位を高くして、移し替え先ロボット20Bのルート計画を行う。例えば、使用時間が予め決まっている薬剤、医療機器などは、使用時間に間に合うように搬送期限が設定されている。そして、上位管理装置10は、搬送物情報に含まれる搬送期限に応じて、移し替えの優先順位を設定する。
2つ以上の移動ロボット20でエラーが発生した場合、複数の移し替え元ロボット20Aが異なる場所に存在する。エラー発生時間が早い移し替え元ロボット20Aであっても、搬送物の優先順位が低ければ、他方の移し替え元ロボット20Aの搬送物を先に移し替えるように、ルート計画部115がルート計画を行う。搬送期限の早い搬送物が搬送期限のない搬送物や遅い搬送物よりも先に移し替えを行うように、ロボット制御が行われる。このようにすることで、搬送期限から遅滞することなく、搬送物を搬送することができる。
なお、ルート計画部115は、搬送物情報に基づいて、移し替えの要否を判定してもよい。例えば、急ぎの薬剤、検体の場合には、移し替え場所に、移し替え先ロボット20Bを向かわせる。つまり、薬剤、検体等の緊急性の高い搬送物である場合、ルート計画部115は、移し替え要と判定して、移し替え先ロボット20Bを決定する。あるいは、使用時間が決まっている医療機器などは、移し替え要と判定される。その他の緊急性が低い搬送物については、ルート計画部115は、移し替え不要と判定して、移し替え先ロボット20Bを決定しない。つまり、他の移動ロボット20が、移し替え場所に向かわない。
ルート計画部115は、エラー情報に基づいて、移し替えの要否を判定してもよい。例えば、軽微な内容のエラーの場合、移動ロボット20が自力で復帰できる。移動ロボット20が機器のリセットや再起動などを行うことで、移動ロボット20が復帰する。これにより、移動ロボット20のエラー状態が解消され、再度、搬送物を搬送可能になる。このような場合、移し替え先ロボット20Bの決定は不要となる。
エラーの重要度が大きいバッテリ不足、ハードウェア故障等の場合には、移し替え要と判定される。この場合、上位管理装置10が移し替え先ロボット20Bを決定して、移し替えに向かわせる。また、エラーの重要度が小さい搬送ロボットの渋滞、デバイスの瞬断等、搬送ロボット自体で復帰可能な場合には、上位管理装置10が移し替え先ロボット20Bを決定しなくてもよい。このようにエラーの重要度に応じて、ルート計画部115が移し替えの要否を判定しても良い。
搬送物情報やエラー情報に応じて、移し替えが不要と判定された場合において、施設のスタッフ(ユーザ)に搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力してもよい。例えば、搬送先の近傍で移動ロボット20にエラーが発生した場合、その周辺にいるスタッフに搬送依頼メッセージを出力する。搬送依頼メッセージは、移動ロボット20の表示部27に表示されてもよく、ユーザ端末400に出力されてもよい。また、搬送依頼メッセージは、音声メッセージやアラーム音などであってもよい。つまり、搬送依頼メッセージは、スピーカなどにより出力されてもよい。緊急性が低い搬送物が、移し替え不要と判定される。あるいは、移し替えを要する時間が一定時間以上である場合、スタッフが搬送したほうが効率的であるため、移し替え不要と判定される。このようにすることで、スタッフが、各自の状況に応じた適切なタイミングで搬送物を取り出すことができる。
搬送物情報やエラー情報に応じて、移し替えが要と判定された場合において、施設のスタッフ(ユーザ)に搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力してもよい。例えば、緊急性が高い搬送物であり、移し替え先ロボット20Bの到着が、搬送期限に間に合わない場合がある。このような場合、エラー発生場所の周辺にいる施設のスタッフにユーザ端末400が搬送依頼メッセージを出力する。このようにすることで、スタッフが、速やかに搬送物を取り出すことができる。
なお、1台の移し替え元ロボット20Aについて、2台以上の移し替え先ロボット20Bが向かうように、上位管理装置10が移動ロボット20を制御してもよい。つまり、移し替え元ロボット20Aが多い場合、上位管理装置10が2台以上の移動ロボット20を移し替え先ロボット20Bに決定する。あるいは、移し替え元ロボット20Aが複数の搬送物を搬送中であり、それらの搬送先が異なる場合、搬送先を含む搬送物情報に応じて、上位管理装置10が2台以上の移動ロボット20を移し替え先ロボット20Bに決定してもよい。このようにすることで、より搬送効率をより向上することができる。
もちろん、2台以上の移し替え元ロボット20Aの搬送物を1台の移し替え先ロボット20Bが搬送するようにしてもよい。つまり、ルート計画部115は、1台の移動ロボット20を2台以上の移し替え元ロボット20Aの搬送物の搬送タスクを行うための移し替え先ロボット20Bとして決定してもよい。例えば、移し替え先ロボット20Bが十分な空き容量を有する場合、2台以上の移し替え元ロボット20Aの移し替え場所に順次移動していくようにしてもよい。このようにすることで、より搬送効率をより向上することができる。
また、上述した上位管理装置10、又は移動ロボット20等における処理の一部又は全部は、コンピュータプログラムとして実現可能である。このようなプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述の実施の形態は病院内を搬送ロボットが自律移動するシステムについて説明したが、上述のシステムは、ホテル、レストラン、オフィスビル、イベント会場または複合施設において所定の物品を荷物として搬送できる。
1 搬送システム
10 上位管理装置
11 演算処理部
12 記憶部
13 バッファメモリ
14 通信部
20 移動ロボット
20A 移し替え元ロボット
20B 移し替え先ロボット
21 演算処理部
22 記憶部
23 通信部
24 距離センサ群
25 カメラ
26 駆動部
27 表示部
28 操作受付部
111 ロボット制御部
115 ルート計画部
121 フロアマップ
122 ロボット制御パラメータ
123 ロボット情報
125 ルート計画情報
126 搬送物情報
211 移動命令抽出部
212 駆動制御部
218 検知部
221 フロアマップ
222 ロボット制御パラメータ
226 搬送物情報
241 前後距離センサ
242 左右距離センサ
260 台車部
261 駆動輪
262 キャスタ
281 操作インタフェース
290 本体部
291 収納庫
292 扉
400 ユーザ端末
610 通信ユニット
M1~M5 通過ポイント
R ルート

Claims (18)

  1. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御システムであって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ
    前記搬送物情報に基づいて、前記搬送物の移し替えの優先順位を決定するロボット制御システム。
  2. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御システムであって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記施設のスタッフに前記搬送物の移し替えを依頼するための移し替え依頼メッセージを出力するロボット制御システム。
  3. 前記搬送物情報に応じて、前記移し替え依頼メッセージを出力するスタッフを設定する請求項に記載のロボット制御システム。
  4. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御システムであって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記搬送物情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定しているロボット制御システム。
  5. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御システムであって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記エラー情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定しているロボット制御システム。
  6. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御システムであって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記搬送物情報に応じて、前記移し替えが不要と判定された場合において、前記施設のスタッフに搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力するロボット制御システム。
  7. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法であって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ
    前記搬送物情報に基づいて、前記搬送物の移し替えの優先順位を決定するロボット制御方法。
  8. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法であって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記施設のスタッフに前記搬送物の移し替えを依頼するための移し替え依頼メッセージを出力するロボット制御方法。
  9. 前記搬送物情報に応じて、前記移し替え依頼メッセージを出力するスタッフを設定する請求項に記載のロボット制御方法。
  10. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法であって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記搬送物情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定しているロボット制御方法。
  11. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法であって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記エラー情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定しているロボット制御方法。
  12. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法であって、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記搬送物情報に応じて、前記移し替えが不要と判定された場合において、前記施設のスタッフに搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力するロボット制御方法。
  13. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記ロボット制御方法は、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ
    前記搬送物情報に基づいて、前記搬送物の移し替えの優先順位を決定するプログラム。
  14. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記ロボット制御方法は、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記施設のスタッフに前記搬送物の移し替えを依頼するための移し替え依頼メッセージを出力するプログラム。
  15. 前記搬送物情報に応じて、前記移し替え依頼メッセージを出力するスタッフを設定する請求項14に記載のプログラム。
  16. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記ロボット制御方法は、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記搬送物情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定しているプログラム。
  17. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記ロボット制御方法は、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記エラー情報に基づいて、前記移し替えの要否を判定しているプログラム。
  18. 施設内において自律走行可能な複数の搬送ロボットを制御するロボット制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記ロボット制御方法は、
    第1の搬送ロボットにエラーが発生したことを示すエラー情報を取得し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物に関する搬送物情報を取得し、
    前記搬送物情報及びエラー情報に基づいて、前記複数の搬送ロボットの中から、前記第1の搬送ロボットの前記搬送物を搬送可能な第2の搬送ロボットを決定し、
    前記第1の搬送ロボットの搬送物の移し替え場所に、前記第2の搬送ロボットを移動させ、
    前記搬送物情報に応じて、前記移し替えが不要と判定された場合において、前記施設のスタッフに搬送依頼を行うための搬送依頼メッセージを出力するプログラム。
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