JP7501643B2 - 移動体制御システム、制御装置、及び、移動体制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、移動体制御システム、制御装置、及び、移動体制御方法に関する。

工場等の生産現場では、使用する部品、資材などの物品移動が欠かせない。また、物流倉庫においても物品の移動が必要となる。これらの物品移動には搬送ロボット（ＡＧＶ；Automated Guided Vehicle）が活用される。

特許文献１には、無人車両の旋回制御に関する技術が開示されている。

特許文献２には、走行体を遠隔制御して目標位置の座標と方位角を検出し、検出された目標位置へのコースを旋回や直進のパターンで誘導することが開示されている。

特許文献３には、有向直線と有向円弧で構成される経路をロボット移動車で追跡する技術が開示されている。

特開昭６１－１１２２１５号公報 特開平０５－２５７５２９号公報 特開平１１－３２７６４１号公報

上述したような搬送ロボットは、目標走行ライン（以下、目標ラインとも称する）を追従して走行するように制御される。しかし、搬送ロボットは、走行制御の誤差などにより、目標ラインを外れてしまうことがある。目標ラインを外れた搬送ロボットは、目標ラインに戻るように制御されるが、目標ラインに戻るために適した経路は明確になっていない。

図３３は、目標ラインを外れた状態の搬送ロボット１０１を上方向から見た図である。破線で示されるように、搬送ロボット１０１が目標ラインへ戻るために複数の経路が考えられるが、どのような経路が搬送ロボット１０１にとって最短経路であるかは明確になっていない。

このような問題は、物品を搬送する搬送ロボットに限らず、目標ラインを追従するように構成された一般的な移動体に対しても生じ得る。そして、このような問題は、特許文献１乃至３に開示された技術を適用しても解消することはできない。

本発明の各態様によれば、移動体が目標ラインに戻るために適した経路を走行するように、当該移動体を制御することが可能な移動体制御システム、制御装置、及び移動体制御方法が提供される。なお、本発明により、上記効果の代わりに、又は上記効果と共に、他の効果が奏されてもよい。

一態様による移動体制御システムは、移動体と、前記移動体を目標ラインに追従するように制御する制御装置とを含み、前記制御装置は、前記移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定し、前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御することを特徴とする。

一態様による制御装置は、目標ラインを追従するように制御される移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定する決定手段と、前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する制御手段とを有することを特徴とする。

一態様による移動体制御方法は、目標ラインを追従するように制御される移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定する決定ステップと、前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する制御ステップとを含むことを特徴とする。

本発明の各態様によれば、移動体が目標ラインに戻るために適した経路を走行するように、当該移動体を制御することが可能な移動体制御システム、制御装置、及び移動体制御方法が提供される。なお、本発明により、当該効果の代わりに、又は当該効果と共に、他の効果が奏されてもよい。

一実施形態に係る搬送システムの構成例を示す図である。 一実施形態に係る搬送システムの動作例を示すシーケンス図である。 一実施形態に係る搬送ロボットの制御について説明する図である。 第１の実施形態に係る搬送システムの概略構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る搬送ロボットの機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る位置情報生成装置の機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る搬送計画装置の機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る搬送計画装置の表示画面の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る車輪速度算出処理を説明するための図である。 第１の実施形態に係るロボット制御部の機能構成の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る経路の具体例を説明する図である。 第１の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る角速度決定処理のフローチャートである。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御結果の例を示す図である。 第１の実施形態に係る制御装置のハードウェア構成例を示す図である。 第２の実施形態に係る移動体制御システムの概略構成の一例を示す図である。 第２の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。 課題を説明するための図である。

以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、同様に説明されることが可能な要素については、同一の符号を付することにより重複説明が省略され得る。

説明は、以下の順序で行われる。
１．実施形態の概要
２．第１の実施形態
２．１．システム構成
２．２．動作例
３．第２の実施形態
３．１．システム構成
３．２．動作例

＜＜１．実施形態の概要＞＞
はじめに、実施形態の概要について説明する。

図１は、一実施形態に係る搬送システムの構成例を示す図である。一実施形態に係る搬送システム１００は、搬送ロボット１０１、制御装置１０２、及び位置情報生成装置１０３を含む。搬送ロボット１０１は、物品を搬送する。位置情報生成装置１０３は、搬送ロボット１０１の位置情報を生成し、生成された位置情報を制御装置１０２に送信する。制御装置１０２は、搬送ロボット１０１の位置情報に基づいて、物品を搬送ロボット１０１によって搬送するための制御情報を生成し、生成された制御情報を搬送ロボット１０１に送信する。尚、搬送システム１００は、複数の搬送ロボットを含んでよい。その場合、位置情報生成装置１０３は、複数の搬送ロボットのそれぞれの位置情報を生成する。また、制御装置１０２は、複数の搬送ロボットのそれぞれに、物品を搬送するための制御情報を送信する。

図２は、上記一実施形態に係る搬送システムの動作例を示すシーケンス図である。

まず、ステップＳ１において、位置情報生成装置１０３は、搬送ロボット１０１の位置情報を生成し、生成した位置情報を制御装置１０２に送信する。次いで、ステップＳ２において、制御装置１０２は、当該位置情報に基づいて、物品を搬送ロボット１０１によって搬送するための制御情報を生成し、生成された制御情報を搬送ロボット１０１に送信する。次いで、ステップＳ３において、搬送ロボット１０１は、受信した制御情報に基づき物品を搬送する。

上記搬送システム１００では、搬送ロボット１０１は、ロボット自身の上に物品を載せるタイプのロボットや、牽引器具により物品を牽引するタイプのロボットとすることができる。或いは、２台の搬送ロボットが協調して物品を移動（搬送）してもよい。そうすることで、物流倉庫等に運び込まれる多種多様な物品に適応できる。例えば、２台の搬送ロボットが物品を挟み込んで移動することで、２台の搬送ロボットは物品の形状等によらず物品を搬送できる。また、制御装置１０２は、２台の搬送ロボットの状況だけでなくその周辺環境等も考慮してこれらの搬送ロボットを制御できる。そのため、例えば、搬送ロボットの周辺（搬送ロボットの経路上）に障害物が存在しても、制御装置１０２は、当該障害物を回避する制御を実行できる。

また、上記搬送システム１００では、搬送ロボット１０１は、工場等において、磁気テープやＱＲコード（登録商標）を床に貼り付け、当該磁気テープ等を頼りに移動するタイプの搬送ロボットとすることもできる。

図３は、一実施形態に係る搬送ロボット１０１の制御について説明するための図である。図３では、目標走行ライン（目標ライン）を外れた搬送ロボット１０１を上方向から見ている。目標走行ラインは直線ラインとして示されているが、目標走行ラインは直線ラインに限定されない。

本実施形態では、所定の条件下で、搬送ロボット１０１が目標走行ラインに戻るための経路長（破線で示す）を最小化する。具体的には、初期位置（ｘ_０，ｙ_０，θ_０）から、目標走行ライン（Ｘ軸）上の目標位置（ｘ_ａ，０，０）に到達するまでの経路長（道のり）を最小化する。ｘ_ａは任意の値である。

所定の条件とは、次の通りである。
・搬送ロボット１０１は、１軸２輪の移動ロボットである。
・重心速度Ｖ［ｍ／ｓ］は固定（一定）である。
・走行軌道は、角速度ω［ｒａｄ／ｓ］で制御される。
・Ｘ軸上で真横（θ＝０）を向く。

搬送ロボット１０１の重心速度Ｖは固定されているので、経路長を最小化することは、目標位置までの走行時間を最小化することに相当する。

搬送ロボット１０１の位置を（ｘ，ｙ，θ）で表すとすると、重心速度Ｖは、以下の式（１）によって表すことができる。

なお、本実施形態では、重心速度Ｖは固定されており、定速とする。

また、角速度ωは、以下の式（２）によって表され、以下の式（３）に示すように最大角速度ω_ｍａｘによって制限される。なお、角速度の制限は、例えば搬送ロボット１０１の車輪を駆動するモータの性能等に起因する。

また、搬送ロボット１０１が初期位置（ｘ_０，ｙ_０，θ_０）から、目標走行ライン上の目標位置（ｘ_ａ，０，０）に到達するまでの経路長Ｃは、以下の式（４）によって表される。

上記式（４）において、時間Ｔは、搬送ロボット１０１が初期位置（ｘ_０，ｙ_０，θ_０）から目標位置（ｘ_ａ，０，０）に到達するまでに要する時間を表す。

なお、上述した実施形態の概要は、一例であって、本発明の実施形態はこれに限定されない。また、本発明の実施形態は、物品を搬送する搬送ロボットに限定されるものではなく、目標走行ラインを追従するように構成された移動体に適用することができる。その場合、搬送システムは、移動体制御システムとも称する。

＜＜２．第１の実施形態＞＞
続いて、図４～図３０を参照して、第１の実施形態についてより詳細に説明する。

＜２．１．システム構成＞
図４は、第１の実施形態に係る搬送システムの概略構成の一例を示す図である。搬送システム１００は、搬送ロボット１０１と、制御装置１０２と、位置情報生成装置１０３と、搬送計画装置１０４と、カメラ装置１０５とを含む。尚、図４に示す構成は例であって、搬送システム１００に含まれる搬送ロボット１０１やカメラ装置１０５の数を制限するものではない。

搬送ロボット１０１は、制御装置１０２と通信可能に構成されており、制御装置１０２からの制御コマンド（制御情報）に基づき移動し、物品（不図示）を搬送する。また、搬送ロボット１０１は、搬送ロボット１０１の重心をそれぞれの車軸が通るように配置された１対の駆動輪１２３を有する。

カメラ装置１０５は、フィールド１０６を撮像する装置である。搬送システム１００は、例えば、デプスカメラやステレオカメラ等を含んで構成される。デプスカメラは、画像の各画素値がカメラから対象物までの距離を示す深度画像を撮影できるカメラである。また、ステレオカメラは、２つのカメラを用いて対象物を複数の異なる方向から撮影することで、対象物の奥行き方向（高さ方向）に関する計測を可能とするカメラである。

カメラ装置１０５は、天井や柱などに設置される。複数のカメラ装置１０５が撮像した画像データを統合することで、フィールド１０６を俯瞰できるようにしてもよい。

カメラ装置１０５は、位置情報生成装置１０３と接続される。カメラ装置１０５は、所定の間隔（所定のサンプリング周期）でフィールド１０６を撮像し、画像データを位置情報生成装置１０３に送信する。カメラ装置１０５は、フィールド１０６の状況をリアルタイムに撮像し、当該状況を含む画像データを位置情報生成装置１０３に送信する。

位置情報生成装置１０３は、フィールド１０６（例えば、工場又は物流倉庫）内の物体の位置に関する情報を生成する。位置情報生成装置１０３は、カメラ装置１０５から受信した画像データに基づいてフィールド１０６内に位置する物体を識別すると共に、物体の位置情報を生成する。例えば、位置情報生成装置１０３は、搬送ロボット１０１の位置情報を生成する。

位置情報生成装置１０３は、カメラ装置１０５から取得した画像データを解析することで、フィールド１０６内の物体（例えば、搬送ロボット１０１や、搬送対象の物品、フィールド１０６内に置かれた障害物等）を識別する。なお、位置情報生成装置１０３は、フィールド１０６の初期状態には存在しない物体を「障害物」として扱ってもよい。

位置情報生成装置１０３は、フィールド１０６内の任意の一点（例えば、出入り口）を原点とする３次元座標系（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）における対象物の位置（絶対位置）を算出する。位置情報生成装置１０３は、算出した物体の位置情報（以下、物***置情報と称する）を制御装置１０２に送信する。或いは、位置情報生成装置１０３は、フィールド１０６内の任意の一点を原点とする２次元座標系（Ｘ軸、Ｙ軸）において、対象物の位置を算出してもよい。

搬送計画装置１０４は、搬送ロボット１０１より搬送される物品の搬送元、及び搬送先に関する情報を含む、物品搬送計画情報を生成する。具体的には、搬送計画装置１０４は、作業者によって特定された搬送対象の物品の搬送元、及び搬送先を入力するための操作画面（ＧＵＩ；Graphical User Interface）を提供する。搬送計画装置１０４は、当該ＧＵＩにより入力された情報に基づき、物品搬送計画情報を生成する。搬送計画装置１０４は、生成した物品搬送計画情報を制御装置１０２に送信する。

制御装置１０２は、位置情報生成装置１０３から取得した物***置情報、及び搬送計画装置１０４から取得した物品搬送計画情報を用いて、搬送ロボット１０１を制御する。制御装置１０２は、搬送計画情報を取得すると、フィールド１０６内に待機している搬送ロボット１０１を選択し、選択された搬送ロボット１０１に対し、搬送計画情報に含まれた搬送元に向かうように指示する。具体的には、制御装置１０２は、選択された搬送ロボット１０１に制御コマンド（制御情報）を送信し、搬送ロボット１０１が搬送元に向かうように遠隔制御する。

搬送ロボット１０１は、制御装置１０２からの制御コマンドに基づき搬送元へ移動し、物品の搬送準備が完了すると、制御装置１０２に対して「完了通知」を送信する。なお、制御装置１０２の制御方法によっては、搬送ロボット１０１から完了通知を送信する必要はない。例えば、制御装置１０２は、搬送ロボット１０１が所定の位置に移動してから所定時間（例えば、３０秒）経過後に、搬送ロボット１０１による搬送準備が完了したと判定してもよい。

制御装置１０２は、搬送準備の完了通知を搬送ロボット１０１から取得すると、当該搬送ロボット１０１に対して制御コマンドを送信し、搬送ロボット１０１が物品搬送計画情報に含まれた搬送先に移動するように遠隔制御する。

続いて、搬送システム１００に含まれる各装置の機能構成について説明する。

図５は、第１の実施形態に係る搬送ロボットの機能構成（処理モジュール）の一例を示す図である。搬送ロボット１０１は、通信制御部２０１と、駆動部２０２と、センサ２０３とを含んで構成される。

通信制御部２０１は、制御装置１０２との間の通信を制御する手段である。通信制御部２０１は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）やＬＴＥ（Long Term Evolution）、ローカル５Ｇのような特定のエリアで用いるネットワーク等の無線通信手段を用いて制御装置１０２と通信する。

駆動部２０２は、制御装置１０２から受信した制御コマンド（制御情報）に基づいて、搬送ロボット１０１の２つの車輪を駆動する手段である。例えば、制御装置１０２は、モータの回転開始、モータの回転速度、モータの回転停止等を含む制御コマンドを搬送ロボット１０１に送信する。駆動部２０２は、当該制御コマンドに従いモータ等を制御し、搬送ロボット１０１の２つの車輪を駆動する。

センサ２０３は、搬送ロボット１０１の向きを検出する。搬送ロボット１０１は、検出された搬送ロボット１０１の向きに関する情報を、通信制御部２０１を介して制御装置１０２へ送信する。例えば、センサ２０３は、ジャイロセンサとすることができる。

図６は、第１の実施形態に係る位置情報生成装置の機能構成（処理モジュール）の一例を示す図である。位置情報生成装置１０３は、通信制御部３０１と、位置情報生成部３０２と、記憶部３０３と、を含んで構成される。

通信制御部３０１は、有線（例えば、ＬＡＮ、光ファイバ等）又は無線により接続された他の装置（例えば、カメラ装置１０５や制御装置１０２）との間の通信を制御する手段である。

位置情報生成部３０２は、上述した物***置情報を生成する手段である。位置情報生成部３０２は、カメラ装置１０５から取得した画像データに基づき物***置情報を生成する。

カメラ装置１０５は、自身の識別子（ＩＤ；Identifier）と共に画像データを、位置情報生成装置１０３に送信する。位置情報生成装置１０３は、当該識別子から画像データの送信元であるカメラ装置１０５を特定する。カメラ装置１０５は、天井等に固定されており、フィールド１０６の画像データを位置情報生成装置１０３に継続的に送信する。

位置情報生成部３０２は、例えば、以下の方法で物体を検出する。記憶部３０３には、カメラ装置１０５の識別子とカメラ装置１０５が撮影するエリアを対応づけた情報が格納されている。位置情報生成部３０２は、当該対応情報を参照することで、取得した画像データがフィールド１０６内のどのエリアに相当する画像が把握できる。

また、記憶部３０３には、カメラ装置１０５が撮像するエリアの初期画像データが格納されている。初期画像データとはフィールド１０６内に初期状態では存在しない物体が写っていない画像データである。位置情報生成部３０２は、取得した画像データと対応する初期画像データを比較し、差分があれば、当該画像データに検出対象の物体が含まれていると判断する。なお、位置情報生成部３０２が検出対象とする物体は、搬送ロボット１０１、搬送対象の物品、フィールド１０６の通路に置かれた障害物等が含まれる。

なお、位置情報生成部３０２による物体判別は、上記初期画像データを用いた方法に限定されない。例えば、位置情報生成部３０２は、物体の座標を算出し、当該物体の座標とフィールドの通常の座標情報に基づいて、通路上（リンク上）に物体が存在することを検出してもよい。

位置情報生成部３０２は、物体を検出すると、当該物体を例えば矩形形状に近似し、その四点の座標を計算する。具体的には、位置情報生成部３０２は、画像データにおける基準点（例えば、画像の左下）から物体までの画素数に基づき当該基準点の絶対座標に対する物体の相対座標（Ｘ座標、Ｙ座標）を計算する。その際、位置情報生成部３０２は、画像データを取得したカメラ装置１０５の情報（撮像素子の解像度等）に基づき上記物体の相対座標を計算する。

取得画像データの基準点の絶対座標は予め判明している。位置情報生成部３０２は、基準点の絶対座標に上記計算した物体の相対座標を加算することで、物体のフィールド内における絶対座標（ＸＹ座標）を算出する。さらに、画像データがデプスカメラにより撮像されている場合には、位置情報生成部３０２は、上記算出されたＸ座標及びＹ座標に対応する画素値を読み出すことで、物体のＺ座標（高さ）とする。

位置情報生成部３０２は、このような処理を物体の四隅について実行することで、物体をなす４点の絶対位置を計算する。

また、位置情報生成部３０２は、取得画像に含まれる物体の種別を判定する。位置情報生成部３０２は、上記４点の絶対座標から検出された物体の大きさを計算する。位置情報生成部３０２は、当該計算された大きさに基づき、物体の種別を判定してもよい。例えば、搬送ロボット１０１の大きさは予め判明しているので、物体の大きさと搬送ロボット１０１の大きさが一致すれば、位置情報生成部３０２は、検出した物体は搬送ロボット１０１と判定する。対して、検出した物体の大きさと搬送ロボット１０１の大きさが一致しない場合には、位置情報生成部３０２は、当該検出した物体を障害物と判定する。

なお、物体の大きさで搬送ロボットか否かを判定する方法は一例であって、他の方法を用いることもできる。例えば、搬送ロボット１０１にＱＲコード（登録商標）やＡＲ（Augmented Reality）マーカ等の識別機能を持つマーカを貼り付け、位置情報生成部３０２が当該マーカを読み出すことで搬送ロボット１０１が検出されてもよい。第１の実施形態では、搬送ロボット１０１にマーカが貼り付けられ、検出された物体が搬送ロボット１０１であること及びその搬送ロボット１０１の識別が可能であるとして説明を行う。あるいは、位置情報生成部３０２が搬送ロボット１０１に特定の信号やメッセージが送信し、当該信号等を受信した搬送ロボット１０１が識別番号等を応答することで搬送ロボット１０１の識別が行われてもよい。即ち、搬送ロボット１０１の外側に識別情報（例えば、文字や模様）を付与しなくとも、位置情報生成部３０２は、搬送ロボット１０１からの信号等により搬送ロボット１０１の識別を行うことができる。

位置情報生成部３０２は、検出した物体の種類（搬送ロボット１０１、障害物等）とその絶対位置を制御装置１０２に送信する。なお、物体の絶対位置は、上記計算された物体をなす４点の絶対座標でもよいし、物体を代表する１点（例えば、物体の中心）の絶対座標であってもよい。

図７は、第１の実施形態に係る搬送計画装置の機能構成（処理モジュール）の一例を示す図である。搬送計画装置１０４は、通信制御部４０１と、搬送計画情報生成部４０２と、表示部４０３と、記憶部４０４と、を含んで構成される。

通信制御部４０１は、位置情報生成装置１０３の通信制御部３０１と同様に、他の装置との間の通信を制御する手段である。

搬送計画情報生成部４０２は、上述の物品搬送計画情報を生成する手段である。搬送計画情報生成部４０２は、作業者によって特定された搬送対象の物品の搬送元、及び搬送先を入力するためのＧＵＩに関する情報を生成する。搬送計画情報生成部４０２は、当該生成したＧＵＩ情報を表示部４０３に引き渡す。表示部４０３は、当該ＧＵＩ情報を表示部４０３に表示する。表示部４０３は、例えば、液晶ディスプレイ等とすることができる。あるいは、搬送計画情報生成部４０２は、作業者が使用する端末（不図示）にＧＵＩを表示するための情報を生成し、当該端末に向けて生成した情報を送信してもよい。

搬送計画情報生成部４０２は、例えば、図８に示すような画面を表示する。搬送計画情報生成部４０２は、作業者が入力した情報を制御装置１０２に送信する。具体的には、搬送計画情報生成部４０２は、搬送対象の物品を特定する情報（例えば、物品名、シリアル番号等）、当該物品が置かれる場所（搬送元）及び当該物品の搬送先を対応付けて物品搬送計画情報として制御装置１０２に送信する。

なお、搬送計画装置１０４と制御装置１０２との間で、搬送先等をフィールド内の名称等でやり取りする場合には、フィールド内の名称についての絶対座標を搬送計画装置１０４と制御装置１０２で共有しておく。あるいは、搬送計画情報生成部４０２は、作業者が入力したフィールド内の名称をフィールド内の絶対座標に変換し、当該変換された絶対座標を制御装置１０２に送信してもよい。

図９は、第１の実施形態に係る制御装置の機能構成（処理モジュール）の一例を示す図である。制御装置１０２は、通信制御部５０１と、経路計算部５０２と、ロボット制御部５０３と、記憶部５０４と、を含んで構成される。

通信制御部５０１は、搬送計画装置１０４の通信制御部４０１等と同様に、他の装置との間の通信を制御する。通信制御部５０１は、位置情報生成装置１０３から取得した物***置情報や、搬送計画装置１０４から取得した物品搬送計画情報を、記憶部５０４に格納する。

経路計算部５０２は、搬送計画装置１０４により生成された物品搬送計画情報に基づき、搬送ロボット１０１が物品を搬送元から搬送先まで搬送するための経路（例えば、目標走行ライン）を計算する手段である。経路計算部５０２は、例えば、ダイクストラ法やベルマン－フォード法等の経路探索アルゴリズムを用いて、物品を搬送元から搬送先まで搬送する経路を計算する。また、経路計算部５０２は、計算した経路と当該経路を使う搬送ロボット１０１とを対応付けて、記憶部５０４に格納する。

ロボット制御部５０３は、搬送ロボット１０１を制御する制御手段である。ロボット制御部５０３は、物品を搬送ロボット１０１で搬送するための制御情報を搬送ロボット１０１に送信する。即ち、ロボット制御部５０３は、搬送ロボット１０１に対して制御コマンド（制御情報）を送信することで搬送ロボット１０１を制御する。なお、ロボット制御部５０３は、搬送ロボット１０１が搬送元から搬送先に移動できるように全ての制御コマンドを一度に送信してもよいし、搬送ロボット１０１の位置等に応じて制御コマンドを順番に送信してもよい。

ロボット制御部５０３は、経路計算部５０２によって算出された経路を搬送ロボット１０１が追従して走行するように制御コマンドを生成し、搬送ロボット１０１に送信する。

搬送ロボット１０１を直進させる場合には、ロボット制御部５０３は、搬送ロボット１０１の現在位置と計算された到達位置の距離に応じて、搬送ロボット１０１のモータを回転させる時間及び速さを計算する。

搬送ロボット１０１を回転（あるいは旋回）させる場合には、ロボット制御部５０３は、左右の車輪の速度差によりカーブを描く、円運動のモデルを用いる。具体的には、ロボット制御部５０３は、目的位置と搬送ロボット１０１の位置及び向きに基づき、円軌道で現在位置から目的位置に到達するための左右の車輪への入力速度を計算する。ロボット制御部５０３は、当該計算された入力速度に基づき、搬送ロボット１０１に送信する制御コマンドを生成する。

なお、制御装置１０２はネットワーク（例えば、インターネット、ＬＴＥ等の無線通信網）上のクラウドサーバとして実装可能である。

次いで、図１０を参照して、搬送ロボット１０１の左右の車輪速度の算出処理についてより詳細に説明する。搬送ロボット１０１の左車輪速度ｖ_ｌ［ｍ／ｓ］と右車輪速度ｖ_ｒ［ｍ／ｓ］は、搬送ロボット１０１の重心速度Ｖ［ｍ／ｓ］、及び角速度ω［ｒａｄ／ｓ］を用いて算出することができる。

搬送ロボット１０１の重心速度Ｖは、以下の式（５）によって表すことができる。

また、搬送ロボット１０１の角速度ωは、左右の車輪間距離ｄ［ｍ］を用いて、以下の式（６）によって表すことができる。

したがって、右車輪速度ｖ_ｒと左車輪速度ｖ_ｌは、それぞれ以下の式（７）、（８）に示すように算出することができる。

本実施形態では、搬送ロボット１０１の重心速度Ｖが固定されているので、角速度ωを求めることで、左右の車輪速度を算出することができる。制御装置１０２は、算出された左右の車輪速度にしたがって、搬送ロボット１０１に制御コマンドを送信する。

続いて、図１１を参照して、上述した左右の車輪速度の算出処理を実施するロボット制御部５０３の機能構成（処理モジュール）の一例を説明する。

ロボット制御部５０３は、旋回半径算出部５１１と、角速度決定部５１２と、車輪速度算出部５１３とを有する。

旋回半径算出部５１１は、事前に設定された重心速度Ｖと最大角速度ω_ｍａｘとを用いて、搬送ロボット１０１の旋回半径Ｒ（＝Ｖ／ω_ｍａｘ）を算出する。事前に設定された重心速度Ｖと最大角速度ω_ｍａｘは、制御装置１０２の記憶部５０４に格納しておくことができ、旋回半径算出部５１１は、格納された重心速度Ｖと最大角速度ω_ｍａｘを取得して、旋回半径Ｒを算出することができる。

角速度決定部５１２は、算出された旋回半径Ｒと、経路計算部５０２によって算出された目標走行ラインと、位置情報生成装置１０３から取得した搬送ロボット１０１の位置情報と、搬送ロボット１０１のセンサ２０３によって検出された搬送ロボット１０１の向き（角度）とを用いて、搬送ロボット１０１の角速度を決定する。角速度は、事前に設定された最大角速度ω_ｍａｘを用いて、－ω_ｍａｘ、０、＋ω_ｍａｘの中から決定される（すなわち、三値制御）。目標走行ラインは、Ｘ軸に相当するベクトルｅとして取得される。位置情報生成装置１０３から取得した位置情報は、目標走行ライン（Ｘ軸）を基準とした位置情報に変換して使用される。搬送ロボット１０１の最初の位置を、初期位置（ｘ_０，ｙ_０）とも称する。初期位置のＹ座標は、目標走行ライン（Ｘ軸）との距離に対応する。搬送ロボット１０１の向きは、センサ２０３によって検出され、目標走行ライン（Ｘ軸）と搬送ロボット１０１の進行方向とのなす角θで表される。搬送ロボット１０１の最初のなす角θを、初期角度θ_０とも称する。角速度決定部５１２が角速度ωを決定することで、目標走行ラインへ戻るための経路も決定される。すなわち、角速度決定部５１２は、目標ラインに戻るための経路を決定する決定手段として機能することができる。

車輪速度算出部５１３は、決定された角速度ωと、重心速度Ｖと、左右の車輪間距離ｄとを用いて、上述した式（７）、（８）に示すように左右の車輪速度ｖ_ｒ、ｖ_ｌを算出する。また、車輪速度算出部５１３は、算出された左右の車輪速度ｖ_ｒ、ｖ_ｌに基づいて、搬送ロボット１０１を制御するための制御情報を送信する。すなわち、車輪速度算出部５１３は、搬送ロボット１０１が目標走行ラインに戻るための経路を走行するように、搬送ロボット１０１を制御する制御手段として機能することができる。

図１２～図１９は、ロボット制御部５０３によって決定された角速度にしたがった経路の具体例を説明する図である。各図において、Ｘ軸（ｙ＝０）が、目標走行ラインに相当する。

図１２は、初期角度θ_０＝０で、角速度ωの制限がない場合の例を示す。尚、図１２に示される経路は、角速度ωの制限がない場合の例であり、本実施形態では適用されない。搬送ロボット１０１は、初期位置において、目標走行ライン（Ｘ軸）と同じ方向（θ_０＝０）を向いている。角速度ωの制限がないため、時刻ｔ＝０で搬送ロボット１０１は角速度ω＝－∞でＸ軸に直交する方向（θ＝－π／２）を向き、Ｘ軸（ｙ＝０）に到達するまで直進する。Ｘ軸に到達すると、搬送ロボット１０１は、角速度ω＝＋∞で真横（θ＝０）に向き直る。このようにして、搬送ロボット１０１は、最短距離Ｃ＝ｙ_０、最短時間Ｔ＝ｙ_０／Ｖで、目標位置（目標走行ライン）に到達することができる。この例はあくまで、角速度ωの制限がない場合の例である。

図１３は、初期角度θ_０＝０で、直進区間がある場合の例を示す。本実施形態では、角速度ωに制限（－ω_ｍａｘ≦ω≦＋ω_ｍａｘ）があるため、図１３に示された経路が目標走行ラインへの最短経路になり得る。具体的には、直進区間までは角速度ω＝－ω_ｍａｘ（旋回経路）、直進区間では角速度ω＝０（直進経路）、そして、その後の真横への向き直り区間では角速度ω＝＋ω_ｍａｘ（旋回経路）となる。直進区間が生じるかどうかは、搬送ロボット１０１の旋回半径Ｒ（＝Ｖ／ω_ｍａｘ）に依存し、ｙ_０＞２Ｒの場合に直進区間が生じる。このように、図１３の例では、目標ラインへ戻るための経路が、角速度（旋回方向）の異なる２つの旋回経路と、１つの直進経路とを組み合わせて構成される。２つの旋回経路は、正負の異なる２つの角速度のそれぞれで搬送ロボット１０１が旋回する経路である。

図１４は、初期角度θ_０＝０で、直進区間がない場合の例を示す。初期位置がＸ軸の近傍（ｙ_０＜２Ｒ）である場合、搬送ロボット１０１は、Ｘ軸へ直交する方向（θ＝－π／２）を向く前に向き直りを始めないと、Ｘ軸に到達した時点で真横（θ＝０）を向くことができない。向き直りの開始点（変曲点）は、経路の対称性から、ｙ＝ｙ_０／２の地点となる。初期位置ｙ_０が小さい場合でも、このような経路が最短経路となり得る。図１４の例では、目標ラインへ戻るための経路が、角速度（旋回方向）の異なる２つの旋回経路を組み合わせて構成される。

図１５は、初期角度θ_０＞０の場合の例を示す。搬送ロボット１０１が、初期位置においてθ_０＞０を向いている場合、まず、搬送ロボット１０１は、角速度ω＝－ω_ｍａｘで、Ｘ軸方向に向き直るように旋回する。そうすると、搬送ロボット１０１は、必ず真横（θ＝０）を向く。その後、搬送ロボット１０１は、初期角度θ_０＝０の場合と同様に制御される。初期角度θ_０の範囲が０＜θ_０≦π／２の場合は、図示されたように搬送ロボット１０１を制御することで、最短距離を実現することができる。図１５の例でも、目標ラインへ戻るための経路が、角速度（旋回方向）の異なる２つの旋回経路を組み合わせて構成される。

図１６～図１９はそれぞれ、初期角度θ_０＜０の場合の例を示す。図１６の直進区間がある場合の例は、図１３の例に含まれ得る。図１７の直進区間がない場合の例は、図１４の例に含まれ得る。図１８の例は、図１３または図１４の向き直り部分の例に含まれ得る。図１９の例は、Ｘ軸を超えた後に、ＸＹ座標の第４象限からＸ軸（目標ライン）に戻る例を示す。図１６の例では、目標ラインへ戻るための経路が、角速度（旋回方向）の異なる２つの旋回経路と、１つの直進経路とを組み合わせて構成される。

図１６～図１９に示す４つの例は、Ｙ座標の初期値ｙ_０、初期角度θ_０、及び旋回半径Ｒ＝Ｖ／ω_ｍａｘを用いて、以下のように分類され得る。

・ｙ_０＞Ｒ（１－ｃｏｓθ_０）の場合
この場合は、図１６または図１７の例に相当する。図１６及び図１７の例では、向き直り（変曲点）まで余裕があるので、搬送ロボット１０１はまず、角速度ω＝－ω_ｍａｘでＸ軸方向に旋回する。その後、図１６のようにＸ軸へ直交する方向（θ＝－π／２）を向いた場合は、搬送ロボット１０１はそのままＸ軸へ直交する方向へ直進する。次いで、ｙ＝Ｒ（１－ｃｏｓθ）となる地点（変曲点）で、搬送ロボット１０１は向き直りの旋回を開始する。

・ｙ_０＝Ｒ（１－ｃｏｓθ_０）の場合
この場合は、図１８の例に相当する。搬送ロボット１０１は、初期位置から角速度ω＝＋ω_ｍａｘで向き直りの旋回を開始し、ちょうどＸ軸に到達した時点で、目標方向（θ＝０）を向くことになる。図１８の例では、常にｙ＝Ｒ（１－ｃｏｓθ）が成立する。このように、図１８の例は、図１６又は図１７の例における変曲点以降の経路に相当する。図１８の例では、目標ラインへ戻るための経路が、１つの旋回経路によって構成される。

・ｙ_０＜Ｒ（１－ｃｏｓθ_０）の場合
この場合は、図１９の例に相当する。搬送ロボット１０１は、初期位置から角速度ω＝＋ω_ｍａｘで向き直りを始めても、Ｘ軸上で真横（θ＝０）を向くことはできない。したがって、必ずオーバーシュート（行き過ぎ）が発生してしまう。しかし、その後、搬送ロボット１０１は、角速度ω＝＋ω_ｍａｘで同方向に旋回を続けると、第４象限において真横（θ＝０）を向くことができる。その後、初期角度θ_０＝０の場合と同様に走行を続けると、目標走行ライン（Ｘ軸）に戻ることができる。図１９の例では、目標ラインへ戻るための経路が、角速度（旋回方向）の異なる２つの旋回経路を組み合わせて構成される。

このように、本実施形態では、θ＝π／２、及びｙ＝Ｒ（１－ｃｏｓθ）を閾値として、旋回経路と直進経路とを切り替えることができる。

以上説明したように、本実施形態では、搬送ロボットの初期位置及び初期角度に応じた制御を行うことで、目標走行ラインに戻るまでの最短経路を実現することができる。

＜２．２．動作例＞
続いて、制御装置１０２が、上述したように搬送ロボット１０１を目標走行ラインへ戻すように制御するための動作例について説明する。

図２０は、第１の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。フローチャートの各ステップは、制御装置１０２のロボット制御部５０３によって実施することができる。

まず、Ｓ１０１において、制御装置１０２は、搬送ロボット１０１の旋回半径Ｒを算出する。旋回半径Ｒは、予め設定された重心速度Ｖと最大角速度ω_ｍａｘとを用いて、以下の式（９）に示すように算出することができる。

次いで、Ｓ１０２において、制御装置１０２は、搬送ロボット１０１の初期位置（ｘ_０，ｙ_０）と、搬送ロボット１０１の進行方向と目標走行ラインとのなす角θ_０を取得する。

次いで、Ｓ１０３において、制御装置１０２は、予め設定された最大角速度ω_ｍａｘと、算出された旋回半径Ｒと、取得された初期位置（ｘ_０，ｙ_０）及び初期角度θ_０に基づいて、搬送ロボット１０１の角速度ωを決定する。角速度決定処理の詳細は、後述する。

次いで、Ｓ１０４において、制御装置１０２は、決定された角速度ωを用いて、上記式（７）、（８）に示したように、左右の車輪速度ｖ_ｒ、ｖ_ｌを算出する。

制御装置１０２は、Ｓ１０４で算出された左右の車輪速度ｖ_ｒ、ｖ_ｌに基づいて、搬送ロボット１０１を制御するための制御情報を送信する。

ここで、図２１を参照して、上述したＳ１０３の角速度決定処理について詳細に説明する。制御装置１０２は、搬送ロボット１０１が目標走行ラインまで最短距離の経路で戻れるように、搬送ロボット１０１の旋回半径Ｒと、初期位置（ｘ_０，ｙ_０）及び初期角度θ_０に基づいて、搬送ロボット１０１の角速度ωを決定する。角速度ωは、事前に設定された最大角速度ω_ｍａｘによって制限され、－ω_ｍａｘ、０、＋ω_ｍａｘ の中から決定される（すなわち、三値制御）。

まず、Ｓ２０１において、制御装置１０２は、搬送ロボット１０１の初期位置及び初期角度に基づいて、搬送ロボット１０１が目標走行ライン上にあるかどうか判定する。すなわち、搬送ロボット１０１の位置がＸ軸上に収束（converge）しているかどうか判定する。Ｘ軸上に収束している場合は、処理を終了する。一方、Ｘ軸上に収束していない場合は、Ｓ２０２に進む。

Ｓ２０２において、制御装置１０２は、初期位置のＹ座標と初期角度θが、０より大きいかどうか判定する。Ｙ座標と初期角度θが０より大きい場合は、Ｓ２０３に進み、制御装置１０２は、角速度ω＝－ω _ｍａｘ に決定する。これは、例えば、図１５の例に相当する。一方、Ｙ座標と初期角度θが０より大きくない場合は、Ｓ２０４に進む。

Ｓ２０４において、制御装置１０２は、初期位置のＹ座標と初期角度θが、０より小さいかどうか判定する。Ｙ座標と初期角度θが０より小さい場合は、Ｓ２０５に進み、制御装置１０２は、角速度ω＝＋ω _ｍａｘ に決定する。これは、例えば、図１５の例とＸ軸に関して対称となる経路に相当する。一方、Ｙ座標と初期角度θが０より小さくない場合は、Ｓ２０６に進む。

Ｓ２０６において、制御装置１０２は、Ｙ座標が以下の式（１０）によって表される関係を満たすかどうか判定する。

上記式（１０）を満たす場合は、Ｓ２０７に進み、Ｙ座標が０より大きいかどうか判定する。Ｙ座標が０より大きい場合、Ｓ２０８に進み、制御装置１０２は、角速度ω＝＋ω_ｍａｘとする。これは、例えば、図１９の例に相当する。一方、そうでない場合は、Ｓ２０９に進み、制御装置１０２は、角速度ω＝－ω_ｍａｘに設定する。これは、例えば、図１９の例とＸ軸に関して対称となる経路に相当する。

Ｓ２０６に戻り、Ｙ座標が上記式（１０）を満たさない場合は、Ｓ２１０に進み、初期角度θ＝±π／２であるかどうか判定する。初期角度θが±π／２である場合は、Ｓ２１１に進み、制御装置１０２は、角速度ω＝０に決定する。一方、初期角度θが±π／２でない場合は、Ｓ２１２に進む。

Ｓ２１２において、制御装置１０２は、Ｙ座標が０より大きいかどうか判定する。Ｙ座標が０より大きい場合は、Ｓ２１３に進み、制御装置１０２は、角速度ω＝＋ω_ｍａｘに決定する。これは、例えば、図１６～図１８の例に相当する。一方、Ｙ座標が０より大きくない場合は、Ｓ２１４に進み、角速度ω＝－ω_ｍａｘに決定する。これは、例えば、図１６～図１８の例とＸ軸に関して対称となる経路に相当する。

次いで、図２２～図２９を参照して、制御装置１０２が、上述したように角速度ωを決定した場合の制御結果の例について説明する。

図２２は、図１３の例に相当する制御結果の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは、－０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］で始まり、直進区間では０［ｒａｄ／ｓｅｃ］となり、その後、＋０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］となっている。

図２３は、搬送ロボット１０１がＸ軸に対して直交する方向を向いた段階で、向き直りが開始される経路に対応する制御結果の例を示す。すなわち、図２３は、直進区間がない場合の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは、－０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］で始まり、搬送ロボット１０１がＸ軸に対して直交する方向を向いた段階で、＋０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］となっている。

図２４は、図１４の例に相当する制御結果の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは、－０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］で始まり、向き直り地点で＋０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］となっている。

図２５は、図１５の例に相当する制御結果の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは－０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］から始まり、搬送ロボット１０１が真横（θ＝０）を向いた後は、図２４と同様に制御される。

図２６は、図１６の例に相当する制御結果の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは、－０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］で始まり、直進区間では０［ｒａｄ／ｓｅｃ］となり、その後、＋０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］となっている。

図２７は、図１７の例に相当する制御結果の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは、－０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］で始まり、向き直り地点で＋０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］となっている。

図２８は、図１８の例に相当する制御結果の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは、＋０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］で始まり、目標走行ラインまでそのままの角速度で旋回する。

図２９は、図１９の例に相当する制御結果の例を示す。右側のグラフに示されるように、角速度ωは、＋０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］で始まり、Ｘ軸を過ぎて（オーバーシュートして）真横（θ＝０）を向き、さらに向き直り地点までそのままの角速度で旋回し、その後、－０．５［ｒａｄ／ｓｅｃ］となっている。

以上説明したように、本実施形態では、制御装置１０２は、所定の条件の下で、搬送ロボット１０１が目標走行ラインに戻るために適した経路（最短距離の経路）を走行するように、搬送ロボット１０１の旋回半径Ｒ、初期位置（ｘ_０，ｙ_０）及び初期角度θ_０に基づいて、搬送ロボット１０１の角速度ωを決定することができる。

続いて、搬送システムを構成する各装置のハードウェアについて説明する。図３０は、制御装置１０２のハードウェア構成の一例を示す図である。

制御装置１０２は、情報処理装置（所謂、コンピュータ）により構成可能である。例えば、制御装置１０２は、プロセッサ３１１、メモリ３１２、入出力インターフェイス３１３及び通信インターフェイス３１４等を備える。上記プロセッサ３１１等の構成要素は内部バス３１５等により接続され、相互に通信可能に構成されている。

但し、図３０に示す構成は、制御装置１０２のハードウェア構成を限定する趣旨ではない。制御装置１０２は、図示しないハードウェアを含んでもよいし、必要に応じて入出力インターフェイス３１３を備えていなくともよい。また、制御装置１０２に含まれるプロセッサ３１１等の数も図３０の例示に限定する趣旨ではなく、例えば、複数のプロセッサ３１１が制御装置１０２に含まれていてもよい。

プロセッサ３１１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプログラマブルなデバイスである。あるいは、プロセッサ３１１は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のデバイスであってもよい。プロセッサ３１１は、オペレーティングシステム（ＯＳ；Operating System）を含む各種プログラムを実行する。

メモリ３１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等である。メモリ３１２は、ＯＳプログラム、アプリケーションプログラム、各種データを格納する。

入出力インターフェイス３１３は、図示しない表示装置や入力装置のインターフェイスである。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイ等である。入力装置は、例えば、キーボードやマウス等のユーザ操作を受け付ける装置である。

通信インターフェイス３１４は、他の装置と通信を行う回路、モジュール等である。例えば、通信インターフェイス３１４は、ＮＩＣ（Network Interface Card）、無線通信回路等を備える。

制御装置１０２の機能は、各種処理モジュールにより実現される。当該処理モジュールは、例えば、メモリ３１２に格納されたプログラムをプロセッサ３１１が実行することで実現される。また、当該プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。記憶媒体は、半導体メモリ、ハードディスク、磁気記録媒体、光記録媒体等の非トランジェント（non-transitory）なものとすることができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。また、上記プログラムは、ネットワークを介してダウンロードするか、あるいは、プログラムを記憶した記憶媒体を用いて、更新することができる。さらに、上記処理モジュールは、半導体チップにより実現されてもよい。

なお、位置情報生成装置１０３、搬送計画装置１０４等も制御装置１０２と同様に情報処理装置により構成可能であり、その基本的なハードウェア構成は制御装置１０２と相違する点はないので説明を省略する。

＜＜３．第２の実施形態＞＞
続いて、図３１及び図３２を参照して、第２の実施形態について詳細に説明する。

＜３．１．システム構成＞

図３１は、第２の実施形態に係る移動体制御システムの概略構成の一例を示す図である。本実施形態における移動体制御システム６００は、移動体６０１と、移動体６０１を目標ラインに追従するように制御する制御装置６０２とを含む。制御装置６０２は、決定部６０３と、制御部６０４とを含む。

決定部６０３は、移動体６０１の旋回半径と、移動体６０１と目標ラインとの距離と、移動体６０１の進行方向と目標ラインとのなす角とに基づいて、上記旋回半径による旋回経路を含む、目標ラインに戻るための経路を決定する。制御部６０４は、移動体６０１が上記経路を走行するように、移動体６０１を制御する。

上述した処理部は、例えば、プログラムに従って動作するコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）、および、そのコンピュータの通信インターフェイスによって実現される。例えば、ＣＰＵが、そのコンピュータのプログラム記憶装置等のプログラム記録媒体（コンピュータに読み取り可能な非一時的（non-transitory）記録媒体）からプログラムを読み込み、そのプログラムに従って、必要に応じて通信インターフェイスを用いて、上述した各装置の各処理部として動作することができる。

＜３．２．動作例＞
図３２は、第２の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。

まず、Ｓ３０１において、制御装置６０２（決定部６０３）は、移動体６０１の旋回半径と、移動体６０１と目標ラインとの距離と、移動体６０１の進行方向と目標ラインとのなす角とに基づいて、上記旋回半径による旋回経路を含む、目標ラインに戻るための経路を決定する。

次いで、Ｓ３０２において、制御装置６０２（制御部６０４）は、移動体６０１が上記経路を走行するように、移動体６０１を制御する。

－第１の実施形態との関係
一例として、第２の実施形態における移動体制御システム６００は、第１の実施形態における搬送システム１００である。この場合に、第１の実施形態についての説明は、第２の実施形態にも適用され得る。

なお、第２の実施形態は、この例に限定されない。

なお、上記実施形態にて説明した搬送システムの構成、動作等は例示であって、システムの構成等を限定する趣旨ではない。例えば、位置情報生成装置１０３の機能は制御装置１０２で実現されてもよい。例えば、位置情報生成装置１０３は物体の位置の判定に関する処理を実行し、制御装置１０２が物体の種別を判定してもよい。

あるいは、位置情報生成装置１０３はフィールド内部に設置され、制御装置１０２はネットワーク上のサーバに実装されてもよい。即ち、本願開示の搬送システムは、エッジクラウドシステムとして実現されてもよい。

上記実施形態では、物体の高さが検出可能なカメラ（例えば、デプスカメラ）を用いる場合について説明したが、物体の高さを検出する必要がない場合には通常のカメラが用いられてもよい。あるいは、物体の位置を検出するためのセンサとして、赤外線センサや距離センサが用いられてもよい。

また、上述の説明で用いたフローチャートでは、複数の工程（処理）が順番に記載されているが、実施形態で実行される工程の実行順序は、その記載の順番に制限されない。各実施形態では、例えば各処理を並行して実行する等、図示される工程の順番を内容的に支障のない範囲で変更することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。これらの実施形態は例示にすぎないということ、及び、本発明のスコープ及び精神から逸脱することなく様々な変形が可能であるということは、当業者に理解されるであろう。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

（付記１）
移動体と、
前記移動体を目標ラインに追従するように制御する制御装置と
を含み、
前記制御装置は、
前記移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定し、
前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する
ことを特徴とする移動体制御システム。

（付記２）
前記経路は、前記目標ラインと直交する方向への直進経路をさらに含むことを特徴とする付記１に記載の移動体制御システム。

（付記３）
前記直進経路は、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、ｙ＞２Ｒの場合に、前記経路に含まれることを特徴とする付記２に記載の移動体制御システム。

（付記４）
前記移動体の重心速度は一定であり、
前記制御装置は、前記なす角をθ、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、θ＝π／２、及びｙ＝Ｒ（１－ｃｏｓθ）を閾値として、前記旋回経路と前記直進経路とを切り替えることを特徴とする付記２または３に記載の移動体制御システム。

（付記５）
前記制御装置は、前記旋回半径と、前記距離と、前記なす角とに基づいて、前記旋回経路における前記移動体の角速度を決定することを特徴とする付記１乃至４のいずれか１項に記載の移動体制御システム。

（付記６）
前記角速度は、所定の範囲に制限されていることを特徴とする付記５に記載の移動体制御システム。

（付記７）
前記経路は、正負の異なる２つの角速度のそれぞれで前記移動体が旋回する２つの旋回経路を含むことを特徴とする付記１乃至６のいずれか１項に記載の移動体制御システム。

（付記８）
前記移動体は、物品を搬送する搬送ロボットであることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１項に記載の移動体制御システム。

（付記９）
目標ラインを追従するように制御される移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定する決定手段と、
前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する制御手段と
を有することを特徴とする制御装置。

（付記１０）
前記経路は、前記目標ラインと直交する方向への直進経路をさらに含むことを特徴とする付記９に記載の制御装置。

（付記１１）
前記直進経路は、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、ｙ＞２Ｒの場合に、前記経路に含まれることを特徴とする付記１０に記載の制御装置。

（付記１２）
前記移動体の重心速度は一定であり、
前記決定手段は、前記なす角をθ、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、θ＝π／２、及びｙ＝Ｒ（１－ｃｏｓθ）を閾値として、前記旋回経路と前記直進経路とを切り替えることを特徴とする付記１０または１１に記載の制御装置。

（付記１３）
前記決定手段は、前記旋回半径と、前記距離と、前記なす角とに基づいて、前記旋回経路における前記移動体の角速度を決定することを特徴とする付記９乃至１２のいずれか１項に記載の制御装置。

（付記１４）
前記角速度は、所定の範囲に制限されていることを特徴とする付記１３に記載の制御装置。

（付記１５）
前記経路は、正負の異なる２つの角速度のそれぞれで前記移動体が旋回する２つの旋回経路を含むことを特徴とする付記９乃至１４のいずれか１項に記載の制御装置。

（付記１６）
目標ラインを追従するように制御される移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定する決定ステップと、
前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する制御ステップと
を含むことを特徴とする移動体制御方法。

（付記１７）
前記経路は、前記目標ラインと直交する方向への直進経路をさらに含むことを特徴とする付記１６に記載の移動体制御方法。

（付記１８）
前記直進経路は、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、ｙ＞２Ｒの場合に、前記経路に含まれることを特徴とする付記１７に記載の移動体制御方法。

（付記１９）
前記移動体の重心速度は一定であり、
前記決定ステップは、前記なす角をθ、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、θ＝π／２、及びｙ＝Ｒ（１－ｃｏｓθ）を閾値として、前記旋回経路と前記直進経路とを切り替えることを含むことを特徴とする付記１７または１８に記載の移動体制御方法。

（付記２０）
前記決定ステップは、前記旋回半径と、前記距離と、前記なす角とに基づいて、前記旋回経路における前記移動体の角速度を決定することを含むことを特徴とする付記１６乃至１９のいずれか１項に記載の移動体制御方法。

（付記２１）
前記角速度は、所定の範囲に制限されていることを特徴とする付記２０に記載の移動体制御方法。

（付記２２）
前記経路は、正負の異なる２つの角速度のそれぞれで前記移動体が旋回する２つの旋回経路を含むことを特徴とする付記１６乃至２１のいずれか１項に記載の移動体制御方法。

この出願は、２０２０年８月２５日に出願された日本出願特願２０２０－１４２０６５を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

上記の説明により、本発明の産業上の利用可能性は明らかであるが、本発明は、工場や物流倉庫等の物品搬送に好適に適用可能である。

１００ 搬送システム
１０１ 搬送ロボット
１０２ 制御装置
１０３ 位置情報生成装置

Claims (9)

1. 移動体と、
   前記移動体を目標ラインに追従するように制御する制御装置と
   を含み、
   前記制御装置は、
   前記移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路における前記移動体の角速度を決定し、
   前記角速度に基づいて、前記旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定し、
   前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する
   ことを特徴とする移動体制御システム。
2. 前記経路は、前記目標ラインと直交する方向への直進経路をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の移動体制御システム。
3. 前記直進経路は、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、ｙ＞２Ｒの場合に、前記経路に含まれることを特徴とする請求項２に記載の移動体制御システム。
4. 前記移動体の重心速度は一定であり、
   前記制御装置は、前記なす角をθ、前記距離をｙ、前記旋回半径をＲとすると、θ＝π／２、及びｙ＝Ｒ（１－ｃｏｓθ）を閾値として、前記旋回経路と前記直進経路とを切り替えることを特徴とする請求項２または３に記載の移動体制御システム。
5. 前記角速度は、所定の範囲に制限されていることを特徴とする請求項１に記載の移動体制御システム。
6. 前記経路は、正負の異なる２つの角速度のそれぞれで前記移動体が旋回する２つの旋回経路を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の移動体制御システム。
7. 前記移動体は、物品を搬送する搬送ロボットであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の移動体制御システム。
8. 目標ラインを追従するように制御される移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路における前記移動体の角速度を決定する手段と、
   前記角速度に基づいて、前記旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定する決定手段と、
   前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする制御装置。
9. 目標ラインを追従するように制御される移動体の旋回半径と、前記移動体と前記目標ラインとの距離と、前記移動体の進行方向と前記目標ラインとのなす角とに基づいて、前記旋回半径による旋回経路における前記移動体の角速度を決定する決定ステップと
   前記角速度に基づいて、前記旋回経路を含む、前記目標ラインに戻るための経路を決定する決定ステップと、
   前記移動体が前記経路を走行するように前記移動体を制御する制御ステップと
   を含むことを特徴とする移動体制御方法。

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