WO2020196641A1 - 移動体制御装置、移動体制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a moving body control device for controlling a moving body, a moving body control method, and further to a computer-readable recording medium for recording a program for realizing these.
- a transport system using an automated guided vehicle has been introduced in various factories in order to improve work efficiency and production efficiency.
- automatic guided vehicles have been introduced in various distribution facilities in order to realize work efficiency and quick delivery.
- Patent Document 1 discloses an information processing device that bypasses an automatic guided vehicle and suppresses a decrease in the moving efficiency of the automatic guided vehicle in order to avoid a collision at an intersection.
- Patent Document 2 discloses a system for safely and efficiently moving a plurality of automatic guided vehicles without causing deadlock due to interference between automatic guided vehicles.
- the control device that controls the movement of the automatic guided vehicle controls a plurality of automatic guided vehicles by communicating with the automatic guided vehicle.
- the communication quality may deteriorate due to the influence of the environment inside the factory / logistics facility, the environment outside the factory / logistics facility, and the communication environment.
- the deterioration of communication quality is (i) congestion of communication due to the exchange of a large amount of data, (ii) mixing of different wireless communication systems, and (iii) installation in factories and distribution facilities. It is caused by the effects of shielding wireless communication by large equipment and metal equipment, (iv) interference due to noise generated from equipment such as large motors, and (v) failure of equipment in wireless communication systems.
- the equipment failure is, for example, an access point or the like stopping processing due to an overload, or restarting to initialize the internal state when an abnormality occurs.
- a communication delay may occur between the automatic guided vehicle and the control device, and the automatic guided vehicles may collide with each other at the above-mentioned intersection. Therefore, when the communication quality deteriorates, the automatic guided vehicle is stopped urgently to ensure safety.
- Patent Documents 1 and 2 do not disclose a technique for avoiding a collision between automatic guided vehicles when the communication quality deteriorates. Further, Patent Documents 1 and 2 do not disclose a technique for preventing the movement efficiency of the automatic guided vehicle from being lowered when the communication quality is lowered.
- An example of an object of the present invention is a moving body control device, a moving body control method, and a computer reading that avoid collisions between moving bodies and suppress a decrease in moving efficiency of moving bodies even when communication quality is deteriorated. It is to provide a possible recording medium.
- the moving body control device in one aspect of the present invention is Regarding the target first moving body and the second moving body that is likely to collide with the first moving body, the position information indicating the position, the speed information indicating the speed, and the intersection position indicating the position of the intersection Using the information and the communication delay time information representing the communication delay time, the first arrival time at which the first moving body reaches the intersection and the second arrival time at which the second moving body reaches the intersection.
- An estimation unit that calculates the arrival time and estimates whether or not the first moving body and the second moving body collide at an intersection.
- the distance from the first moving body to the intersection and the distance from the second moving body to the intersection Based on the collision avoidance condition expressed by using the distance information representing the difference between the two, the braking distance information representing the braking distance of the first moving body, the speed information of the second moving body, and the communication delay time.
- a calculation unit that calculates the speed of the first moving body that can avoid a collision at the intersection.
- the estimation unit extracts the third moving body to which the intersection is added, which remains in the intersection area preset at the intersection through which the first moving body passes, and the third moving body. Is presumed to be a moving body that is likely to collide with the first moving body at the intersection.
- the moving body control method in one aspect of the present invention is: The computer (A) Regarding the target first moving body and the second moving body that is likely to collide with the first moving body, the position information indicating the position, the speed information indicating the speed, and the position of the intersection are provided. The first arrival time for the first moving body to reach the intersection and the second arrival time for the second moving body to reach the intersection by using the intersection position information represented and the communication delay time information representing the communication delay time. The second arrival time is calculated, and it is estimated whether or not the first moving body and the second moving body collide at the intersection.
- a computer-readable recording medium on which a program according to one aspect of the present invention is recorded is provided.
- On the computer (A) For each of the target first moving body and the second moving body that is likely to collide with the first moving body, position information indicating the position, speed information indicating the speed, and the position of the intersection. The first arrival time at which the first moving body reaches the intersection and the second arrival time at the intersection are used by the intersection position information representing the above and the communication delay time information indicating the communication delay time. A step of calculating the second arrival time to be performed and estimating whether or not the first moving body and the second moving body collide at an intersection.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a moving body control device.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of a mobile control device-based system.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a mobile body-based system.
- FIG. 4 is information showing an example of the movement route.
- FIG. 5 is information showing an example of the data structure of the route information.
- FIG. 6 is information showing an example of the data structure of the moving body setting information.
- FIG. 7 is information showing an example of the data structure of the communication delay information.
- FIG. 8 is information showing an example of the data structure of the moving body information in the area.
- FIG. 9 is a diagram showing an example of a system for controlling the transportation of an automatic guided vehicle.
- FIG. 10 is a diagram showing an example of the operation of the moving body control device.
- FIG. 10 is a diagram showing an example of the operation of the moving body control device.
- FIG. 11 is a diagram for explaining the modified example 1.
- FIG. 12 is a diagram for explaining the modified example 2.
- FIG. 13 is a diagram for explaining the modified example 3.
- FIG. 14 is a diagram for explaining an example of asymmetric acceleration / deceleration characteristics.
- FIG. 15 is a diagram showing an example of a computer that realizes a mobile body control device.
- Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings.
- elements having the same function or corresponding functions are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof may be omitted.
- FIG. 1 is a diagram showing an example of a moving body control device.
- the moving body control device 10 shown in FIG. 1 is a device that avoids collisions between moving bodies and suppresses a decrease in moving efficiency of the moving bodies even when the communication quality deteriorates. Further, as shown in FIG. 1, the moving body control device 10 has an estimation unit 11 and a calculation unit 12.
- the estimation unit 11 provides position information indicating the position of each of the target moving body (first moving body) and the moving body (second moving body) that is likely to collide with the target moving body.
- the time for the first moving body to reach the intersection (first arrival time) using the speed information indicating the speed, the intersection position information indicating the position of the intersection, and the communication delay time information indicating the communication delay time.
- the time for the second moving body to reach the intersection (second arrival time) are calculated, and it is estimated whether or not the first moving body and the second moving body collide with each other at the intersection.
- the calculation unit 12 When it is estimated that the first moving body and the second moving body collide with each other at the intersection, the calculation unit 12 includes distance information indicating the distance between the first moving body and the second moving body, and the first moving body. Based on the braking distance information indicating the braking distance of the moving body and the collision avoidance condition expressed by using the speed information of the second moving body and the communication delay time, the first moving body capable of avoiding a collision at the intersection Calculate the speed.
- the distance between the first moving body and the second moving body is, for example, the distance along the moving path from the first moving body to the intersection (that is, the distance from the first moving body to the intersection), and the first. It is a distance representing the difference from the distance along the movement path from the second moving body to the intersection (that is, the distance from the second moving body to the intersection). In other words, it is the distance from the first moving body to the second moving body through the intersection.
- the speed of the first moving body can be changed in consideration of the communication delay time of the second moving body. It is possible to avoid collisions between the moving bodies without stopping the first moving body and the second moving body. Therefore, even if the communication quality is deteriorated, it is possible to suppress the decrease in the moving efficiency of the moving body.
- FIG. 2 is a diagram showing an example of a mobile control device-based system.
- FIG. 3 is a diagram showing an example of a mobile body-based system.
- the system 100 (100a, 100b) shown in FIGS. 2 and 3, respectively, has a moving body control device 10 and a plurality of moving bodies 20.
- the mobile control device 10 shown in FIG. 2 has an estimation unit 11, a calculation unit 12, a communication unit 13, and an instruction unit 14. Among them, the estimation unit 11 has a collision estimation unit 15 and an arrival time estimation unit 16. Further, the calculation unit 12 has a passage estimation unit 17 and a collision avoidance speed calculation unit 18.
- the moving body 20 has a communication unit 21, a sensor unit 22, a position estimation unit 23, a movement control unit 24, and a moving unit 25.
- the mobile body control device 10 shown in FIG. 3 has a communication unit 13 and an instruction unit 14.
- One of the moving bodies 20 has a communication unit 21, a sensor unit 22, a position estimation unit 23, a movement control unit 24, a moving unit 25, an estimation unit 11, and a calculation unit 12.
- the estimation unit 11 includes a collision estimation unit 15 and an arrival time estimation unit 16.
- the calculation unit 12 has a passage estimation unit 17 and a collision avoidance speed calculation unit 18.
- the configuration of the system 100 may be a configuration other than the systems 100a and 100b shown in (1) and (2) above.
- the moving body control device 10 controls each moving body 20 to move the moving body 20 to a target location.
- the mobile control device 10 is, for example, an information processing device such as a server computer.
- the moving body 20 acquires instruction information used for moving and controlling the moving body 20 from the moving body control device 10, and moves to the target location based on the instruction information.
- the moving body 20 is, for example, an automatic guided vehicle, an automatic traveling vehicle, an automatic flying vehicle, an automatic navigation ship, a robot, or the like.
- the system 100 stores information such as route information, moving body position information, moving body setting information, communication delay time information, area information, and moving body information in the area, which are not shown in FIGS. 2 and 3. Has.
- the storage unit may be inside the moving body control device 10 or outside the moving body control device 10. Further, the number of storage units may be plural. Further, the above-mentioned information may be stored in a plurality of storage units.
- the route information is information on the route on which the moving body 20 travels.
- the route information is created in advance by the user and stored in the storage unit.
- FIG. 4 is information showing an example of the movement route.
- FIG. 5 is information showing an example of the data structure of the route information.
- the route information 51 exemplified in FIG. 5 includes route identification information “transportation route ID” for identifying a route, route start point information “start point” representing coordinates that are the start points of the route, and routes that represent coordinates that are the end points of the route.
- End point information “end point”
- passage point information representing the coordinates (coordinates that change the direction) that the moving body 20 passes from the start point to the end point
- path shape information “shape” representing the shape of the movement path. Is associated with the intersection information “intersection” that represents the position of the intersection in the movement path.
- route information 51 information indicating a transfer source (transmission source), a transmission destination (transmission destination), a standby place of the moving body 20, a charging place of the moving body 20, and the like, which are not shown in FIG. You may.
- the moving body position information is information regarding the position of the moving body 20. Further, the moving body position information is generated by the moving body 20 and stored in the storage unit.
- the moving body position information is information in which the moving body identification information for identifying the moving body 20, the position information representing the position of the moving body 20, and the date and time information representing the date and time when the information representing the position is acquired are associated with each other. ..
- the position information is, for example, information represented by coordinates.
- the position information may be represented by, for example, absolute coordinates, relative coordinates, vectors, patches, and the like. Further, speed information indicating the speed of the moving body 20 may be added to the moving body position information.
- the moving body control device 10 may poll at predetermined time intervals to acquire the moving body position information from the moving body 20.
- the moving body control device 10 may acquire the moving body position information transmitted by the moving body 20 at predetermined time intervals.
- a tag or the like having position information is installed on a wall or floor at a predetermined interval (interval corresponding to coordinates), and each time the moving body 20 passes through the tag, the moving body position information is transmitted to the moving body control device 10. You may send it.
- the moving body setting information is information regarding the position of the moving body 20. Further, the moving body setting information is created in advance by the user, for example, and stored in the storage unit.
- FIG. 6 is information showing an example of the data structure of the moving body setting information.
- the moving body setting information 61 includes the moving body identification information “transport vehicle ID” for identifying the moving body 20 and the set speed information “set speed” indicating the moving speed set for each moving body 20.
- Braking distance information "braking distance” representing the braking distance of the moving body 20 is associated with.
- the set speed information is, for example, a preset speed of the moving body 20, the maximum speed of the moving body 20, the maximum speed specified by the moving body 20, or the current speed. Further, the set speed information may include the maximum permissible speed from the viewpoint of energy efficiency, safety at the time of collision, and the like. The set speed information may include the maximum acceleration of the moving body 20 and the like.
- the braking distance information may represent a different braking distance depending on the set speed.
- the braking distance information may divide the set speed into a plurality of stages and associate the set speed for each stage with the corresponding braking distance.
- the braking distance information may be represented by the ratio of the set speed. In the braking distance information, for example, it may be expressed in 10 steps of 1 to 10 [%] of the set speed, 11 to 20 [%] of the set speed, ..., 91 to 100 [%].
- the braking distance information may be represented by a function of the set speed.
- the braking distance information may be, for example, a value obtained by multiplying the square of the set speed v by a coefficient (1/100 ⁇ v 2 ), as illustrated in FIG. In FIG. 6, "km / h" represents kilometers per hour.
- the moving body setting information may be information that associates the information indicating the type of the moving body 20, the set speed information, and the braking distance information.
- the braking distance is affected by braking performance, friction with the floor surface, load weight, and the like.
- the moving body setting information may be generated by using experiments, simulations, etc., including these effects.
- the communication delay information is information related to the communication delay time of each of the moving bodies 20.
- FIG. 7 is information showing an example of the data structure of the communication delay information. As shown in FIG. 7, in the communication delay information 71, the identification information “moving body ID” that identifies the moving body 20 and the communication delay time information “transmission delay time [s]” that represents the communication delay time are associated with each other. ing. In FIG. 7, "s" represents seconds.
- the communication delay time information is information indicating the delay time in the communication between the mobile body control device 10 and the mobile body 20.
- the communication delay time information is the time taken from the time t0 when the moving body 20 acquires the latest moving body position information to the time t1 when the moving body control device 10 acquires the moving body position information ( t1-t0).
- the communication delay time information may be information in which a plurality of mobile bodies 20 are collectively managed based on the communication processing capacity of the mobile body 20, the communication protocol to be used, the area where the mobile body 20 exists, and the like. ..
- the moving body control device 10 can accurately detect the position of the moving body 20.
- the communication delay time is equal to or greater than a preset threshold value (when the communication quality is deteriorated)
- the moving body control device 10 cannot correctly detect the position of the moving body 20. For example, suppose that the moving body 20 moves in one direction at 1 [m] per second, and the moving body control device 10 receives the moving body position information from the moving body 20 with a communication delay time of 10 [seconds]. In that case, the moving body 20 is 10 [m] ahead of the position (coordinates) indicated in the position information. Therefore, when the communication quality deteriorates, the position of the moving body 20 shifts. Therefore, the possibility that the moving bodies 20 collide with each other increases.
- the area information is information used to extract a moving body 20 other than the target moving body 20 that exists in the vicinity of the location of the target moving body 20.
- the area information is information representing a preset range, is created by a user or the like, and is stored in a storage unit.
- the range is, for example, a range within a certain distance centered on the position (coordinates) of the target moving body 20, a range set to include the position (coordinates) of the target moving body 20, a factory / logistics facility, or the like. It may be a range representing the floor of.
- the moving body information 81 in the area is information about the position information of the moving body 20 existing in the area set by the area information.
- FIG. 8 is information showing an example of the data structure of the moving body information in the area.
- the area moving body information 81 includes the area identification information “area ID” that identifies the area corresponding to the target moving body 20 (moving body A) and the moving body 20 in the area.
- the “coordinates” and the route identification information “route ID” that identifies the route on which the moving body 20 exists are associated with each other.
- the in-area moving body information 81 does not have to include the route identification information.
- the reason for providing the route identification information in the moving body information 81 in the area is, for example, to make it easier to distinguish in which direction the moving body travels when the moving body reaches an intersection where a plurality of moving routes intersect. ..
- the moving body information in the area may be generated for the moving body 20 by using the area information as described above, or may be generated for the area preset in the factory / facility or the like.
- the sensor device installed in the area detects the moving body 20 and the detected moving body.
- the moving body information in the area may be generated, and the created moving body information in the area may be transmitted to the moving body control device 10.
- the moving body 20 recognizes the information about the area from the tag installed at the entrance of the area, generates the moving body information in the area using the identified information, and within the generated area.
- the moving body information may be transmitted to the moving body control device 10.
- the tag is, for example, a QR (Quick Response) code (registered trademark).
- the moving body 20 may request the moving body control device 10 to transmit the moving body information in the area to the moving body 20.
- the request may be made at the timing when the moving body 20 enters the area including the intersection where there is a possibility of collision, at the timing when a specific tag is read, or when some task is completed. It may be performed at the same timing, or it may be performed regularly.
- the moving body control device will be described.
- the estimation unit 11 estimates the moving body 20 (moving body B) that is likely to collide with the target moving body 20 (moving body A) at the intersection.
- the target moving body 20 first moving body
- the moving body 20 second moving body having a high possibility of colliding with the target moving body 20
- It may be called a moving body B.
- the estimation unit 11 estimates the time to reach the intersection for each of the moving body A and the moving body B.
- the estimation unit 11 includes route information representing a route on which the moving body A moves, position information representing the position of the moving body A, intersection position information representing the position of an intersection existing on the route, and a moving body. Based on the speed information representing the speed of A, the time for the moving body A to reach the intersection is estimated.
- the estimation unit 11 uses the route information indicating the route on which the moving body B moves, the position information indicating the position of the moving body B, the intersection position information indicating the position of the above-mentioned intersection existing on the route, and the moving body B. The time for the moving body B to reach the intersection is estimated based on the corresponding set speed information. The details of the estimation unit 11 will be described later.
- the calculation unit 12 estimates whether or not the moving body A can pass through the intersection before the time when the moving body B reaches the intersection. When it is estimated that the moving body A cannot pass through the intersection, the calculation unit 12 calculates the speed of the moving body A according to the collision avoidance condition in order to avoid a collision with the moving body B.
- the communication unit 13 communicates with the communication unit 21 of the mobile body 20. Specifically, in the systems 100a and 100b shown in (1) and (2) described above, the communication unit 13 transmits to the moving body 20 instruction information indicating an instruction for controlling the movement to the moving body 20. .. Further, the communication unit 13 receives the moving body position information and the like from the moving body 20 in the system 100a of (1).
- the instruction unit 14 generates instruction information for controlling the moving body 20 to move to the target location, and transmits the instruction information to the moving body 20 via the communication unit 13.
- the instruction information includes, for example, information for accelerating or decelerating the moving body 20. The details of the instruction unit 14 will be described later.
- the communication unit 21 communicates with the communication unit 13 of the mobile control device 10. Specifically, the communication unit 21 transmits the moving body position information and the like to the moving body control device 10 in the system 100a of (1). Further, the communication unit 21 receives instruction information for movement control of the moving body 20 and the like from the moving body control device 10 in the systems 100a and 100b of (1) and (2).
- the sensor unit 22 is a sensor that detects the state of the moving body 20, an object (for example, a tray, a shelf, etc.), a sign that assists the movement of the moving body 20, an obstacle on the moving path, and the like.
- the sensor unit 22 has one or more of devices such as a radar, an ultrasonic sensor, an image pickup device, a gyro, an encoder, and a GPS (Global Positioning System).
- the position estimation unit 23 estimates the self-position of the moving body 20. Specifically, the position estimation unit 23 acquires measurement information representing the measurement result of the sensor unit 22, estimates the self-position of the moving body 20 based on the acquired measurement information, and represents the estimated position of the moving body position. Generate information.
- the movement control unit 24 controls the movement unit 25 provided on the moving body 20.
- the movement control unit 24 controls the movement unit 25 for movement control of the moving body 20.
- the movement control unit 24 controls the movement unit 25 by using the above-mentioned information and the like. That is, the movement control unit 24 controls the moving body 20 to move to the target location.
- the movement control unit 24 controls the mechanism of the moving body 20.
- the moving unit 25 is a device that moves the moving body 20. Specifically, when the moving body 20 is an automatic guided vehicle, an electric vehicle, or the like, the moving unit 25 is a means used for moving the vehicle such as a motor, wheels (or crawlers), and batteries.
- the estimation unit 15 estimates a moving body 20 that is likely to collide with the target moving body 20 at an intersection.
- the collision estimation unit 15 acquires the moving body position information from each of the moving bodies 20.
- the collision estimation unit 15 uses the moving body position information and the area information of the target moving body 20 to extract the moving body 20 existing in the area where the target moving body 20 exists. After that, the collision estimation unit 15 generates in-area moving body information regarding the extracted moving body 20 as illustrated in FIG. 8, and stores the generated in-area moving body information in the storage unit.
- the collision estimation unit 15 cannot detect the moving body 20 existing in the area even by using the sensor unit 22 of the target moving body 20 (the moving body 20 in the blind spot of the target moving body 20). Is extracted.
- the collision estimation unit 15 still reaches the intersection where the target moving body 20 moves from the moving body 20 which could not be detected by using the sensor unit 22 of the target moving body 20 with reference to the route information.
- the moving body 20 that has not been moved is extracted and selected as a collision estimation target.
- the collision estimation unit 15 refers to the communication delay information and acquires the communication delay time information corresponding to the moving body 20 selected as the collision estimation target.
- the collision estimation unit 15 may determine that the communication quality has deteriorated and may collide the selected moving body 20 with the target moving body 20 at an intersection. Estimated to be high moving body 20.
- the threshold value is obtained by, for example, an experiment or a simulation.
- the transmission delay time may be, for example, an average value, an intermediate value, a worst value, a variation, or the like of the transmission delay time in a predetermined time.
- the collision estimation unit 15 moves at the maximum speed from the last acquired position during the area of the position where the moving body B can exist (for example, (current time-time when the last position was acquired + transmission delay time)). If the area occupied when it is assumed to move in all possible directions) spreads by a certain size (area length, radius, area, etc.) or more, it may be determined that the communication quality has deteriorated.
- the collision avoidance technique is used to avoid the collision.
- Collision avoidance technology includes, for example, priority control by FIFO (First In First Out) at an intersection.
- the collision avoidance technique is, for example, a technique for controlling a moving body that reaches the intersection first to pass through the intersection earlier than a moving body that reaches the intersection later.
- the arrival time estimating unit 16 refers to the moving body setting information and refers to the target moving body 20 and the target moving body 20. For the moving body 20 that is likely to collide with the body 20, the time to reach the intersection is estimated.
- the arrival time estimation unit 16 represents the route information indicating the route on which the target moving body A moves, the position information indicating the position of the target moving body A, and the position of the intersection existing in the route.
- the time for the target moving body A to reach the intersection is estimated based on the intersection position information and the speed information indicating the speed of the target moving body A.
- the arrival time estimation unit 16 includes route information indicating a route on which the moving body B, which is likely to collide with the target moving body A, moves, position information indicating the position of the moving body B, and intersections existing on the route. The time for the moving body B to reach the intersection is estimated based on the intersection position information representing the position and the set speed information indicating the set speed of the moving body B.
- the passage estimation unit 17 estimates whether or not the target moving body 20 can pass through the intersection before the time when the moving body 20 which is likely to collide with the target moving body 20 reaches the intersection.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 calculates the speed of the target moving body 20 based on the collision avoidance condition shown in Equation 1.
- the moving speed of the target moving body A is changed to reduce the difference between the distance Dab and the braking distance Dsa by Equation 1. Make sure that the collision avoidance conditions shown in are satisfied.
- the distance Das between the moving bodies A and B is, for example, the distance along the moving path from the moving body A to the intersection (that is, the distance from the moving body A to the intersection) and the moving path from the moving body B to the intersection. It is a distance representing the difference from the distance (that is, the distance from the moving body B to the intersection). In other words, it is the distance from the moving body A to the moving body B via the intersection.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 calculates the moving speed of the moving body A, assuming that the set speed Vb of the moving body B of Equation 1 is set to the maximum speed Vmax of the moving body B, for example. By doing so, even when the moving body B moves to the intersection at the maximum speed Vmax, the distance Dab can be kept longer than the braking distance Dsa, so that a collision can be avoided.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 may shorten the braking distance Dsa to reduce the speed of the target moving body A.
- the braking distance Dsa becomes shorter as the speed decreases.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 temporarily reduces the speed of the target moving body A, widens the distance Dab, and then restores the original speed. May be good.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 may reduce the speed of the target moving body A while increasing the distance Dab within the range satisfying the equation 1.
- Equation 1 a safety factor and various other factors may be added to Equation 1.
- S 0.8
- the distance Dab is lengthened (for example, the inter-vehicle distance is lengthened)
- the braking distance Dsa is shortened (that is, the speed of the moving body A is reduced, and the braking distance is generally reduced when the speed is reduced. Because it will be shorter), it will be more secure.
- FIG. 9 is a diagram showing an example of a system for controlling the transportation of an automatic guided vehicle. Note that FIG. 9 describes a case where the moving body 20 is an automatic guided vehicle 90.
- the automatic guided vehicle 90 shown in FIG. 9 is temporarily formed in a virtual formation near the intersection. It is controlled to form (platoon).
- a plurality of automatic guided vehicles 90 heading for the same intersection are controlled to move at the same cruise speed Vc and the same inter-vehicle distance D in the vicinity of the intersection.
- the inter-vehicle distance D is set short in plateoning in order to reduce the area occupied by the moving body 20 on the route, reduce air resistance, and improve fuel efficiency.
- the automatic guided vehicle 90 may be stopped urgently or the system 100 may be completely stopped in order to ensure safety.
- the communication quality often deteriorates, it recovers in a relatively short time. Therefore, if the automatic guided vehicle 90 is stopped urgently or the system 100 is completely stopped, the transportation efficiency is lowered. Therefore, when the communication quality deteriorates, the speed of the automatic guided vehicle 90 is set to a speed at which a collision can be avoided.
- the automatic guided vehicle 90a which is closer to the intersection than the automatic guided vehicle 90b, can pass through the intersection before the automatic guided vehicle 90b arrives, so that the automatic guided vehicle 90a is moved at a speed Vc.
- the automatic guided vehicle 90c ends the control satisfying the collision avoidance condition, and shifts to the normal processing. That is, the automatic guided vehicle 90c resumes control so as to maintain the original inter-vehicle distance D and the original speed Vc.
- FIG. 9 shows an example in which the automatic guided vehicle 90 is platetoned, the above method can be applied even when the platening is not used when the communication quality is deteriorated.
- the instruction unit 14 generates instruction information used for instructing the target moving body 20 to decelerate based on the calculated speed of the target moving body 20 that satisfies the collision avoidance conditional expression.
- the deceleration may be an acceleration of a predetermined magnitude. Further, the deceleration may be the maximum acceleration in the allowable range (the sign is negative). Further, the difference obtained by subtracting the braking distance of the target moving body 20 from the distance between the target moving body 20 and the moving body 20 having a high possibility of collision with the target is the moving body having a high possibility of collision. If it is smaller than the value obtained by multiplying the communication delay time of 20 by the maximum speed, the absolute value of the acceleration may be increased.
- the difference between the moving body 20 of the target and the moving body 20 having a high possibility of collision with the target minus the braking distance of the moving body 20 of the target is the moving body 20 having a high possibility of collision. If it is close to the value obtained by multiplying the communication delay time of the above and the maximum speed, the absolute value of the acceleration may be reduced. The reason is to prevent overshoot.
- FIG. 10 is a diagram showing an example of the operation of the moving body control device.
- FIGS. 2 to 9 will be referred to as appropriate.
- the moving body control method is implemented by operating the moving body control device. Therefore, the description of the moving body control method in the first embodiment is replaced with the following description of the operation of the moving body control device.
- the estimation unit 11 estimates the moving body 20 (moving body B) that is likely to collide with the target moving body 20 (moving body A) at the intersection (step A1).
- step A1 the collision estimation unit 15 of the estimation unit 11 first acquires the moving body position information from each of the moving bodies 20. Subsequently, in step A1, the collision estimation unit 15 extracts the moving body 20 existing in the area corresponding to the target moving body 20 by using the moving body position information and the area information of the target moving body 20. After that, the collision estimation unit 15 generates in-area moving body information regarding the extracted moving body 20 as shown in FIG. 8, and stores the generated in-area moving body information in the storage unit.
- step A1 the collision estimation unit 15 further extracts the moving body 20 (moving body 20 in the blind spot) that cannot be detected even by using the sensor unit 22 of the target moving body 20 from the moving body 20 existing in the area. To do.
- the collision estimation unit 15 further refers to the route information, and the intersection where the target moving body 20 moves from the moving body 20 which could not be detected even by using the sensor unit 22 of the target moving body 20.
- a moving body 20 that has not yet reached is extracted, and the extracted moving body 20 is selected as a collision estimation target.
- the collision estimation unit 15 refers to the communication delay information and acquires the communication delay time information corresponding to the moving body 20 selected as the collision estimation target.
- the transmission delay time information is equal to or higher than a preset threshold value
- the collision estimation unit 15 determines that the communication quality has deteriorated, and the selected moving body 20 may collide with the target moving body 20 at the intersection.
- the threshold value is obtained by, for example, an experiment or a simulation.
- step A2 When there is a moving body B that is likely to collide with the target moving body A (step A2: Yes), the estimation unit 11 estimates the time to reach the intersection for the moving body A and the moving body B, respectively. (Step A3). Further, when there is no moving body B having a high possibility of colliding with the target moving body A (step A2: No), the estimation unit 11 shifts to the process of step A1.
- the arrival time estimation unit 16 of the estimation unit 11 provides the route information representing the route corresponding to the target moving body A, the position information representing the position of the target moving body A, and the route.
- the time when the target moving body A reaches the intersection is estimated based on the intersection position information representing the position of the existing intersection and the speed information representing the speed of the target moving body A.
- the arrival time estimation unit 16 includes route information representing a route corresponding to the moving body B having a high possibility of colliding with the target moving body A, position information representing the position of the moving body B, and the said.
- the time when the moving body B reaches the intersection is estimated based on the intersection position information indicating the position of the intersection existing on the route and the set speed information indicating the set speed of the moving body B.
- the calculation unit 12 estimates whether or not the moving body A can pass through the intersection before the time when the moving body B reaches the intersection (step A4). Specifically, in step A4, in the passage estimation unit 17, the target moving body A passes through the intersection before the time when the moving body A, which is likely to collide with the target moving body A, reaches the intersection. Estimate whether it can be done.
- step A5 When it is estimated that the moving body A cannot pass through the intersection (step A5: No), the calculation unit 12 calculates the speed of the moving body A according to the collision avoidance condition in order to avoid a collision with the moving body B. (Step A6). Further, when it is estimated that the moving body A can pass through the intersection (step A5: Yes), the calculation unit 12 shifts to the process of step A1.
- the calculation unit 12 changes the moving speed of the target moving body A whose moving speed can be controlled to obtain the distance Dab.
- the difference between the braking distance and the braking distance Dsa is set to satisfy the collision avoidance condition shown in Equation 1.
- the calculation unit 12 calculates the moving speed of the moving body A. By doing so, even when the moving body B moves to the intersection at the maximum speed Vmax, the collision is avoided by keeping the distance Dab longer than the braking distance Dsa.
- the calculation unit 12 may shorten the braking distance Dsa to reduce the speed of the target moving body A.
- the braking distance Dsa becomes shorter as the speed decreases.
- the calculation unit 12 may temporarily reduce the speed of the target moving body A to increase the distance Dab, and then return to the original speed.
- calculation unit 12 may reduce the speed of the target moving body A while increasing the distance Dab within the range satisfying the equation 1.
- the safety factor as shown in Equation 2 and various other factors may be added.
- the instruction unit 14 generates instruction information used to instruct the target moving body A to decelerate based on the calculated speed of the target moving body A that satisfies the collision avoidance conditional expression (step A7).
- the communication unit 13 acquires the instruction information generated by the instruction unit 14 and transmits the instruction information to the target moving body A (step A8).
- the target moving body A receives the instruction information, the speed of the moving body A is decelerated according to the instruction information. By doing so, the target moving body A avoids a collision with the moving body B at the intersection.
- the indicator 14 accelerates to the lowest speed within the range where the moving body A can pass in order to improve fuel efficiency. May be instructed to. If acceleration is not particularly necessary, the instruction unit 14 does not have to instruct acceleration.
- Collision avoidance technology includes, for example, priority control by FIFO at an intersection.
- Modification example 1 A modified example 1 will be described with reference to FIG.
- FIG. 11 is a diagram for explaining the modified example 1.
- the moving body control device 10 is provided with a function of avoiding a collision by adding the shape and dimensions of the moving body 20 in addition to the functions described in the first embodiment. That is, the moving body 20 having a high possibility of colliding with the target moving body 20 by using the intersection area conceptually set for the target intersection in the collision estimation unit 15 of the estimation unit 11 described in the first embodiment. Add processing to estimate.
- the intersection area includes, for example, a position (coordinates) preset at the intersection, the shape of the moving body 20, the dimensions of the moving body 20, the width of the route, and the distance difference (for example, the distance) between the moving bodies 20. It is determined by experiments, simulations, etc. based on. However, the intersection area is not limited to the above-mentioned area.
- the intersection area shown in FIG. 11 is an area centered on a position preset at the intersection and represented by twice (2R) the radius R (R> 0) of the circle 109 including the moving body 20.
- the radius R represents, for example, the radius of the smallest circle that includes the moving body 20.
- the intersection area may have a value larger than the radius R, and may be set according to a value such as 1.5 times the radius R or 2.3 times the radius R, for example.
- the distance difference (for example, distance) between the moving bodies 20 is set to be three times the radius R (3R).
- the shape and dimensions of the moving body 20 (20a, 20b, 20c, 20d, 20e) are assumed to be the same, the shape and dimensions may be different for each moving body 20.
- the radius R may be set based on the moving body 20 having the largest size.
- the collision estimation unit 15 extracts the moving bodies 20c and 20d that have passed through the intersection, which remain in the intersection area preset at the intersection through which the target moving body 20a passes, and targets the extracted moving bodies 20c and 20d. It is selected as an object that is estimated to collide with the moving body 20a.
- the collision estimation unit 15 extracts the moving bodies 20c and 20d that still remain in the intersection area even after passing through the intersection by going straight, turning right, turning left, etc., and sets the target moving body 20a as a collision estimation target. select.
- the moving body 20b is not selected as the collision estimation target in the first modification, but is selected as the collision estimation target in the first embodiment.
- the moving body 20 remaining in the intersection area can be extracted, so that the blind area on the exit side of the intersection can be eliminated.
- Modification 2 The second modification will be described with reference to FIG.
- FIG. 12 is a diagram for explaining the modified example 2.
- the moving body control device 10 when the moving body 20a approaches the intersection at the head of the formation, the moving body control device 10 does not wait for the passage of the target intersection A, and then the target A function is provided to start collision estimation for the intersection B. That is, a process of determining the timing to start the collision estimation is added to the process of the collision estimation unit 15 of the estimation unit 11 described in the first embodiment.
- the collision estimation start area is determined by experiments, simulations, etc. based on the positions (coordinates) preset at the intersection, the shape and dimensions of the moving body 20, the width of the path, and the distance between the moving bodies 20. To.
- the intersection area is not limited to the above-mentioned area.
- the collision estimation start area shown in FIG. 12 is an area represented by 1/2 (R / 2) of the radius R of the circle 109 including the moving body 20 centered on the position preset at the intersection.
- the radius R represents, for example, the radius of the smallest circle that includes the moving body 20.
- the collision estimation start area may be set to a value smaller than the radius R, and may be set according to a value such as 0.3 times or 0.7 times the radius R, for example.
- the distance between the moving bodies 20 is set to, for example, three times the radius R (3R).
- the shape and dimensions of the moving body 20 (20a, 20b, 20c, 20d) are assumed to be the same, the shape and dimensions may be different for each moving body 20.
- the radius R may be set based on the moving body 20 having the largest size.
- the collision estimation unit 15 sets the target of the intersection to the next collision from the intersection A. Switch to the intersection B used in the estimation.
- the target moving body 20a when the target moving body 20a invades the collision estimation start area, the target intersection can be switched, so that the collision estimation can be started earlier. Therefore, according to the second modification, the collision estimation is started at an earlier timing, so that the operation of avoiding the collision can be flexibly controlled. As a result, according to the modified example 2, it is possible to suppress a decrease in the moving efficiency of the moving body.
- FIG. 13 is a diagram for explaining the modified example 3.
- the moving body control device 10 may collide with each other or be dead even if an estimation error occurs in the estimated position of the moving body 20 due to a communication delay.
- Provide a function to avoid locking That is, a process of avoiding a collision or a deadlock due to a communication delay is added to the process of the collision avoidance speed calculation unit 18 of the calculation unit 12 described in the first embodiment.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 acquires priority information indicating the priority of the moving body 20b (moving body B) that is likely to collide with the target moving body 20a (moving body A).
- Priority information is given by, for example, a number associated with the moving body 20.
- a number associated with the moving body 20 For the numbers, for example, it is conceivable to associate an integer of 1 or more in descending order of priority. However, the number is not limited to an integer of 1 or more, and may represent a priority.
- the priority of the moving body A is higher than the priority of the moving body B, the moving body A can pass through the intersection before the time when the moving body B reaches the intersection, and the moving body A can pass through the intersection.
- the difference between the route to the intersection (for example, distance Da) and the route from the moving body B to the intersection (for example, distance Db) is less than or equal to a preset threshold value, based on the collision avoidance condition shown in Equation 4,
- the speed Va at which the moving body A can pass through the intersection before the moving body B is calculated.
- the threshold value is a threshold value for determining whether or not a moving body having a high priority overtakes a moving body having a low priority (passes an intersection first).
- the threshold value is, for example, a distance represented by 1/2 (R / 2) of the radius R (R> 0) of the circle 109 including the moving body 20a, and is obtained by experiments and simulations.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 determines a distance difference (for example, a distance difference) between the distance from the moving body A to the intersection (for example, distance Da) and the distance from the moving body B to the intersection (for example, distance Db). ) Is larger than the threshold value, the speed Va at which the moving body A can pass the intersection before the moving body B is calculated based on the collision avoidance condition shown in Equation 4.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 moves the moving body A from the moving body B with a preset probability (for example, once every four times) based on the collision avoidance condition shown in Equation 4.
- the speed Va that can pass through the intersection may be calculated first.
- the probability is not limited to once every four times.
- the reason for probabilistic operation when the distance difference is large is that even if an estimation error occurs due to communication delay, priority control is performed when the distance difference is large. This is because collisions and deadlocks are unlikely to occur without them.
- the priority of the moving body A is lower than the priority of the moving body B
- the moving body B can pass through the intersection before the time when the moving body A reaches the intersection, and the moving body B can pass through the intersection.
- the distance between the route from A to the intersection for example, distance Da
- the route from the moving body B to the intersection for example, distance Db
- the speed Vb at which the moving body B can pass through the intersection before the moving body A is calculated.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 determines that the distance difference between the distance from the moving body A to the intersection (for example, distance Da) and the distance from the moving body B to the intersection (for example, distance Db) is larger than the threshold value. Calculates the velocity Vb at which the moving body B can pass through the intersection before the moving body A based on the collision avoidance condition shown in Equation 5.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 moves the moving body B from the moving body A with a preset probability (for example, once every four times) based on the collision avoidance condition shown in Equation 5.
- the speed Vb that can pass through the intersection may be calculated first.
- the probability is not limited to once every four times.
- the reason for probabilistic operation when the distance difference is large is that even if an estimation error occurs due to communication delay, if the distance difference is large, collision or dead without prioritized control. This is because it is difficult for a lock to occur.
- the moving body control device 10 is provided with a function of smoothing the deceleration of the moving body 20 when avoiding a collision at an intersection. For example, when the interval between intersections is narrow and the density of the moving body 20 is high, there are many scenes in which the moving body 20 decelerates.
- the moving body control device 10 controls, for example, to decelerate the moving body 20 based on the symmetry between the acceleration characteristic and the deceleration characteristic.
- the symmetry between the acceleration characteristic and the deceleration characteristic means the time from the first speed to the second speed larger than the first speed in the acceleration operation (hereinafter referred to as "acceleration time”) and deceleration. It means that the time from the second speed to the first speed (hereinafter referred to as "deceleration time”) is equal in the operation.
- the moving body control device 10 decelerates the moving body 20 by using the asymmetrical acceleration characteristic and the deceleration characteristic (hereinafter referred to as “acceleration / deceleration characteristic”). Smooth the movement when decelerating.
- the asymmetry between the acceleration characteristic and the deceleration characteristic means that the acceleration time and the deceleration time are not necessarily equal.
- the acceleration time is, for example, longer than the deceleration time.
- FIG. 14 is a diagram for explaining an example of asymmetric acceleration / deceleration characteristics.
- the collision avoidance speed calculation unit 18 of the moving body control device 10 decelerates the moving body 20 by using, for example, Equation 6.
- the deceleration of the moving body 20 can be smoothed when avoiding a collision.
- the program according to the first embodiment and the first to fourth modifications of the present invention may be a program that causes a computer to execute steps A1 to A8 shown in FIG.
- the computer processor functions as an estimation unit 11 (collision estimation unit 15, arrival time estimation unit 16), a calculation unit 12 (passage estimation unit 17, collision avoidance speed calculation unit 18), a communication unit 13, and an instruction unit 14. And process.
- each computer has an estimation unit 11 (collision estimation unit 15, arrival time estimation unit 16), a calculation unit 12 (passage estimation unit 17, collision avoidance speed calculation unit 18), a communication unit 13, and an instruction. It may function as any of the parts 14.
- FIG. 15 is a block diagram showing an example of a computer that realizes the mobile control device according to the embodiment of the present invention.
- the computer 110 includes a CPU (Central Processing Unit) 111, a main memory 112, a storage device 113, an input interface 114, a display controller 115, a data reader / writer 116, and a communication interface 117. And. Each of these parts is connected to each other via a bus 121 so as to be capable of data communication.
- the computer 110 may include a GPU (Graphics Processing Unit) or an FPGA (Field-Programmable Gate Array) in addition to the CPU 111 or in place of the CPU 111.
- the CPU 111 expands the programs (codes) of the present embodiment stored in the storage device 113 into the main memory 112, and executes these in a predetermined order to perform various operations.
- the main memory 112 is typically a volatile storage device such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory).
- the program in the present embodiment is provided in a state of being stored in a computer-readable recording medium 120.
- the program in this embodiment may be distributed on the Internet connected via the communication interface 117.
- the storage device 113 include a semiconductor storage device such as a flash memory in addition to a hard disk drive.
- the input interface 114 mediates data transmission between the CPU 111 and an input device 118 such as a keyboard and mouse.
- the display controller 115 is connected to the display device 119 and controls the display on the display device 119.
- the data reader / writer 116 mediates data transmission between the CPU 111 and the recording medium 120, reads a program from the recording medium 120, and writes a processing result in the computer 110 to the recording medium 120.
- the communication interface 117 mediates data transmission between the CPU 111 and another computer.
- the recording medium 120 include a general-purpose semiconductor storage device such as CF (CompactFlash (registered trademark)) and SD (SecureDigital), a magnetic recording medium such as a flexible disk, or a CD-.
- CF CompactFlash (registered trademark)
- SD Secure Digital
- ROM CompactDiskReadOnlyMemory
- the mobile control device 10 in the present embodiment can also be realized by using hardware corresponding to each part instead of the computer on which the program is installed. Further, the mobile body control device 10 may be partially realized by a program and the rest may be realized by hardware.
- the present invention even when the communication quality is deteriorated, it is possible to avoid the collision between the moving bodies and suppress the decrease in the moving efficiency of the moving bodies.
- the present invention is useful in the field where it is necessary to improve the movement efficiency while ensuring safety in the movement control of a moving body.
- Mobile control device 11 Estimator 12 Calculation unit 13 Communication unit 14 Indicator 15 Collision estimation unit 16 Arrival time estimation unit 17 Passage estimation unit 18 Collision avoidance speed calculation unit 20 Mobile unit 21 Communication unit 22 Sensor unit 23 Position estimation unit 24 Mobile control unit 25 Mobile unit 100, 100a, 100b System 110 Computer 111 CPU 112 Main memory 113 Storage device 114 Input interface 115 Display controller 116 Data reader / writer 117 Communication interface 118 Input device 119 Display device 120 Recording medium 121 Bus
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Abstract
移動体制御装置10は、第一の移動体20と第二の移動体20ついて、位置情報と、速度情報と、交差点位置情報と、通信遅延時間情報とを用いて、第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、第一と第二の移動体が交差点において衝突するかを推定する、推定部11と、第一と第二の移動体が交差点において衝突する場合、第一の移動体と第二の移動体との距離を表す距離情報と、第一の移動体の制動距離情報と、第二の移動体の速度情報と通信遅延時間により表される衝突回避条件に基づいて、交差点において衝突回避可能な第一の移動体の速度を算出する、算出部12とを有し、推定部11は、第一の移動体が通過する交差点に設定された交差点エリアにいる、交差点を追加した第三の移動体を抽出し、第三の移動体を、交差点において第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する。
Description
本発明は、移動体を制御する移動体制御装置、移動体制御方法に関し、更には、これらを実現するためのプログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
無人搬送車(AGV:Automated guided Vehicle)を用いた搬送システムは、作業効率及び生産効率などを向上させるため、種々の工場において導入されている。また、無人搬送車は、種々の物流施設においても、作業効率及び迅速な配送などを実現するために導入されている。
また、搬送システムにおいては、安全を確保するために、あらかじめ無人搬送車それぞれに対して設定される経路が交差する交差点において、無人搬送車同士の衝突を回避することが不可欠である。
そこで、関連する技術として、特許文献1には、交差点での衝突を回避させるために、無人搬送車を迂回させるとともに、無人搬送車の移動効率の低下を抑制する情報処理装置が開示されている。また、特許文献2には、無人搬送車間の干渉によるデッドロックなどを起こすことなく、複数の無人搬送車を、安全に効率よく移動させるシステムが開示されている。
搬送システムにおいて、無人搬送車の移動を制御する制御装置は、無人搬送車と通信することで、複数の無人搬送車を制御している。搬送システムにおいて、工場・物流施設内部の環境、工場・物流施設外部の環境、通信環境の影響により通信品質が低下することがある。
通信品質の低下は、たとえば、無線通信システムの場合であれば、(i)大量のデータのやり取りによる通信の混雑、(ii)異なる無線通信システムの混在、(iii)工場・物流施設に設置された大型設備・金属製設備などによる無線通信の遮蔽、(iv)大型モータなどの設備から発生するノイズによる干渉、(v)無線通信システム内の設備の障害などの影響により発生する。なお、設備の障害とは、たとえば、アクセスポイントなどが、過負荷により処理停止、異常発生時に内部状態を初期化するための再起動などである。
また、通信品質が低下した場合、無人搬送車と制御装置との間において通信遅延が発生して、無人搬送車同士が、上述した交差点において衝突する可能性がある。そのため、通信品質が低下した場合には、無人搬送車を緊急停止させて安全を確保している。
しかしながら、無人搬送車を緊急停止させることにより安全を確保ができても、通信品質が低下するごとに、無人搬送車を緊急停止させた場合、無人搬送車が移動を再開する動作には時間がかかるため、無人搬送車の移動効率が低下する。
しかし、上述した特許文献1、2には、通信品質が低下した場合における無人搬送車同士の衝突を回避する技術について開示がされていない。さらに、特許文献1、2には、通信品質が低下した場合に、無人搬送車の移動効率を低下させないようにする技術についても開示されていない。
本発明の目的の一例は、通信品質が低下した場合でも、移動体同士の衝突を回避するとともに、移動体の移動効率の低下を抑制する、移動体制御装置、移動体制御方法、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明の一側面における移動体制御装置は、
対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体について、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定する、推定部と、
前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出する、算出部と、
を有し
前記推定部は、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする。
対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体について、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定する、推定部と、
前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出する、算出部と、
を有し
前記推定部は、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の一側面における移動体制御方法は、
コンピュータが、
(a)対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体について、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定し、
(b)前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出し、
前記(a)において、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする。
コンピュータが、
(a)対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体について、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定し、
(b)前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出し、
前記(a)において、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする。
さらに、上記目的を達成するため、本発明の一側面におけるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
コンピュータに、
(a)対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体それぞれについて、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定する、ステップと、
(b)前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出する、ステップと、
を実行させる命令を含み、
前記(a)のステップにおいて、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする。
コンピュータに、
(a)対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体それぞれについて、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定する、ステップと、
(b)前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出する、ステップと、
を実行させる命令を含み、
前記(a)のステップにおいて、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする。
以上のように本発明によれば、通信品質が低下した場合でも、移動体同士の衝突を回避するとともに、移動体の移動効率の低下を抑制することができる。
(実施形態1)
以下、図面を参照して、本発明の実施形態1を説明する。なお、以下で説明する図面において、同一の機能又は対応する機能を有する要素には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略することもある。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態1を説明する。なお、以下で説明する図面において、同一の機能又は対応する機能を有する要素には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略することもある。
[装置構成]
図1を用いて、本実施形態1における移動体制御装置10の構成について説明する。図1は、移動体制御装置の一例を示す図である。
図1を用いて、本実施形態1における移動体制御装置10の構成について説明する。図1は、移動体制御装置の一例を示す図である。
図1に示す移動体制御装置10は、通信品質が低下した場合でも、移動体同士の衝突を回避するとともに、移動体の移動効率の低下を抑制する装置である。また、図1に示すように、移動体制御装置10は、推定部11と、算出部12とを有する。
このうち、推定部11は、対象の移動体(第一の移動体)及び対象の移動体に衝突する可能性が高い移動体(第二の移動体)それぞれについて、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、第一の移動体が交差点へ到達する時間(第一の到達時間)と、第二の移動体が交差点へ到達する時間(第二の到達時間)とを算出して、第一の移動体と第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定する。
算出部12は、第一の移動体と第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、第一の移動体と第二の移動体との距離を表す距離情報と、第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、交差点において衝突回避可能な第一の移動体の速度を算出する。
なお、第一の移動体と第二の移動体との距離は、たとえば、第一の移動体から交差点までの移動経路に沿う距離(すなわち、第一の移動体から交差点までの道のり)、第二の移動体から当該交差点までの移動経路に沿う距離(すなわち、第二の移動体から交差点までの道のり)との差を表す距離である。言い換えれば、交差点を介した第一の移動体から第二の移動体までの距離である。
このように、本実施形態1においては、通信品質の低下により通信遅延が発生しても、第二の移動体の通信遅延時間を加味して、第一の移動体の速度を変更できるので、第一の移動体及び第二の移動体を停止させずに、移動体同士の衝突を回避することができる。そのため、通信品質が低下した場合でも、移動体の移動効率の低下を抑制することができる。
[システム構成]
図2、図3を用いて、本実施形態1における移動体制御装置10の構成をより具体的に説明する。図2は、移動体制御装置主体型のシステムの一例を示す図である。図3は、移動体主体型のシステムの一例を示す図である。図2、図3それぞれに示すシステム100(100a、100b)は、移動体制御装置10と複数の移動体20とを有する。
図2、図3を用いて、本実施形態1における移動体制御装置10の構成をより具体的に説明する。図2は、移動体制御装置主体型のシステムの一例を示す図である。図3は、移動体主体型のシステムの一例を示す図である。図2、図3それぞれに示すシステム100(100a、100b)は、移動体制御装置10と複数の移動体20とを有する。
(1)移動体制御装置主体型のシステム
図2に示す移動体制御装置10は、推定部11と、算出部12と、通信部13と、指示部14とを有する。そのうち推定部11は、衝突推定部15と、到達時間推定部16とを有する。また、算出部12は、通過推定部17と、衝突回避速度算出部18とを有する。移動体20は、通信部21と、センサ部22と、位置推定部23と、移動制御部24と、移動部25とを有する。
図2に示す移動体制御装置10は、推定部11と、算出部12と、通信部13と、指示部14とを有する。そのうち推定部11は、衝突推定部15と、到達時間推定部16とを有する。また、算出部12は、通過推定部17と、衝突回避速度算出部18とを有する。移動体20は、通信部21と、センサ部22と、位置推定部23と、移動制御部24と、移動部25とを有する。
(2)移動体主体型のシステム
図3に示す移動体制御装置10は、通信部13と、指示部14とを有する。移動体20のうちの一つは、通信部21と、センサ部22と、位置推定部23と、移動制御部24と、移動部25と、推定部11と、算出部12とを有する。推定部11は、衝突推定部15と、到達時間推定部16とを有する。また、算出部12は、通過推定部17と、衝突回避速度算出部18とを有する。
図3に示す移動体制御装置10は、通信部13と、指示部14とを有する。移動体20のうちの一つは、通信部21と、センサ部22と、位置推定部23と、移動制御部24と、移動部25と、推定部11と、算出部12とを有する。推定部11は、衝突推定部15と、到達時間推定部16とを有する。また、算出部12は、通過推定部17と、衝突回避速度算出部18とを有する。
ただし、システム100の構成は、上述した(1)(2)に示したシステム100a、100b以外の構成でもよい。
移動体制御装置10は、移動体20それぞれに対して、移動体20を目標場所まで移動させるための制御をする。なお、移動体制御装置10は、たとえば、サーバコンピュータなどの情報処理装置である。
移動体20は、移動体制御装置10から移動体20を移動制御するために用いる指示情報を取得し、指示情報に基づいて目標場所まで移動する。なお、移動体20は、たとえば、無人搬送車、自動走行車両、自動飛行体、自動航行船舶、ロボットなどである。
なお、システム100は、経路情報、移動***置情報、移動体設定情報、通信遅延時間情報、エリア情報、エリア内移動体情報などの情報を記憶する、図2、図3に不図示の記憶部を有する。記憶部は、移動体制御装置10内部であってもよいし、移動体制御装置10の外部であってもよい。また、記憶部は、複数であってもよい。さらに、上述した情報は、複数の記憶部に格納されてもよい。
上述した情報それぞれについて説明する。
経路情報は、移動体20が移動する経路に関する情報である。また、経路情報は、あらかじめ利用者により作成され、記憶部に記憶される。図4は、移動経路の一例を表す情報である。図5は、経路情報のデータ構造の一例を表す情報である。
経路情報は、移動体20が移動する経路に関する情報である。また、経路情報は、あらかじめ利用者により作成され、記憶部に記憶される。図4は、移動経路の一例を表す情報である。図5は、経路情報のデータ構造の一例を表す情報である。
図4の例では、工場・物流施設などにおいて、移動体20の位置(座標)を示すための座標系と、移動体20が移動する移動経路R1からR13(実線矢印)と、障害物(斜線範囲)とが示されている。
図5に例示される経路情報51は、経路を識別する経路識別情報「搬送経路ID」と、経路の始点となる座標を表す経路始点情報「始点」と、経路の終点となる座標を表す経路終点情報「終点」と、始点から終点に至るまでに移動体20が通過する座標(方向を変える座標)を表す通過点情報「通過点」と、移動経路の形状を表す経路形状情報「形状」と、移動経路における交差点の位置を表す交差点情報「交差点」とが関連付けられている。
なお、経路情報51には、図4に不図示の荷物の搬入元(transmission source)、搬出先(transmission destination)、移動体20の待機場所、移動体20の充電場所などを表す情報を追加してもよい。
移動***置情報は、移動体20の位置に関する情報である。また、移動***置情報は、移動体20により生成され、記憶部に記憶される。
移動***置情報は、移動体20を識別する移動体識別情報と、移動体20の位置を表す位置情報と、当該位置を表す情報を取得した日時を表す日時情報とが関連付けられた情報である。位置情報は、たとえば、座標によって表される情報などである。なお、位置情報は、たとえば、絶対座標、相対座標、ベクトル、パッチなどによって表されてもよい。また、移動***置情報には、移動体20の速度を表す速度情報が追加されてもよい。
移動***置情報を取得する方法としては、移動体制御装置10が所定時間ごとにポーリングをして、移動体20から移動***置情報を取得してもよい。又は、所定時間ごとに移動体20が送信する移動***置情報を、移動体制御装置10が取得してもよい。又は、所定の間隔(座標に対応した間隔)で壁又は床などに位置情報を有するタグなどを設置し、移動体20がタグを通過するごとに、移動***置情報を移動体制御装置10へ送信してもよい。
移動体設定情報は、移動体20の位置に関する情報である。また、移動体設定情報は、たとえば、あらかじめ利用者により作成され、記憶部に記憶される。図6は、移動体設定情報のデータ構造の一例を表す情報である。図6に示すように、移動体設定情報61は、移動体20を識別する移動体識別情報「搬送車ID」と、移動体20ごとに設定する移動速度を表す設定速度情報「設定速度」と、移動体20の制動距離を表す制動距離情報「制動距離」とが関連付けられている。
設定速度情報は、たとえば、あらかじめ設定した移動体20の速度、又は移動体20の最大速度、又は移動体20の仕様上の最大速度、又は現在の速度などである。また、設定速度情報は、エネルギー効率、衝突時の安全性などの観点から、許容可能な最大許容速度を含んでいてもよい。設定速度情報は、移動体20の最大加速度などを含んでいてもよい。
制動距離が移動速度により異なるため、制動距離情報は、設定速度に応じて異なる制動距離を表していてもよい。制動距離情報は、たとえば、設定速度を複数の段階に分け、段階ごとの設定速度とそれらに対応する制動距離とを関連付けてもよい。また、制動距離情報は、設定速度の割合によって表されていてもよい。制動距離情報においては、たとえば、設定速度の1から10[%]、設定速度の11から20[%]、・・・、91から100[%]の10段階にて表されていてもよい。さらに、制動距離情報は、設定速度の関数によって表されていてもよい。制動距離情報は、たとえば、図6に例示されるように、設定速度vの二乗と係数とを乗算した値であってもよい(1/100×v2)。図6において、「km/h」は、毎時キロメートルを表す。
また、移動体設定情報は、移動体20の種類を表す情報と、設定速度情報と、制動距離情報とを関連付けた情報であってもよい。
移動体20が無人搬送車の場合、制動距離は、ブレーキ性能、床面との摩擦、積載重量などに影響をうける。移動体設定情報は、これらの影響を含めて、実験、シミュレーションなどを用いて、生成されてもよい。
通信遅延情報は、移動体20それぞれの通信遅延時間に関する情報である。図7は、通信遅延情報のデータ構造の一例を表す情報である。図7に示すように、通信遅延情報71においては、移動体20を識別する識別情報「移動体ID」と、通信遅延時間を表す通信遅延時間情報「伝達遅延時間[s]」とが関連付けられている。図7において、「s」は、秒を表す。
通信遅延時間情報は、移動体制御装置10と移動体20との通信における遅延時間を表す情報である。具体的には、通信遅延時間情報は、最新の移動***置情報を移動体20が取得した時点t0から、当該移動***置情報を移動体制御装置10が取得した時点t1までにかかった時間(t1-t0)である。また、通信遅延時間情報は、移動体20の通信処理能力、利用する通信プロトコル、移動体20が存在するエリアなどに基づき、複数の移動体20がまとめて管理されている情報であってもよい。
また、通信遅延時間があらかじめ設定された閾値より小さい場合(通信品質が低下していない場合)、移動体制御装置10は移動体20の位置を精度よく検出することができる。通信遅延時間があらかじめ設定された閾値以上の場合(通信品質が低下している場合)、移動体制御装置10は移動体20の位置を正しく検出することができない。たとえば、毎秒1[m]で一方向に移動体20が移動し、移動体制御装置10が移動体20から移動***置情報を通信遅延時間10[秒]で受信するとする。その場合、移動体20は、位置情報に示されている位置(座標)より10[m]先に進んでいることになる。よって、通信品質が低下した場合には、移動体20の位置にずれが生じる。そのため移動体20同士が衝突する可能性が増す。
エリア情報は、対象としている移動体20の所在地の近辺に存在する、対象の移動体20以外の移動体20を抽出するために用いる情報である。エリア情報は、あらかじめ設定された範囲を表す情報であり、利用者等により作成され、記憶部に記憶される。
範囲は、たとえば、対象の移動体20の位置(座標)を中心とした一定距離内の範囲、対象の移動体20の位置(座標)を含むように設定した範囲、又は、工場・物流施設などのフロアを表す範囲であってもよい。
エリア内移動体情報81は、エリア情報により設定されたエリアに存在する移動体20の位置情報に関する情報である。図8は、エリア内移動体情報のデータ構造の一例を表す情報である。
図8に例示されるように、エリア内移動体情報81は、対象の移動体20(移動体A)に対応するエリアを識別するエリア識別情報「エリアID」と、エリア内の移動体20を識別する移動体識別情報「移動体ID」と、エリア内の移動体20の位置情報を取得した日時を表す取得日時情報「取得日時」と、エリア内の移動体20の位置情報を示す情報「座標」と、移動体20が存在している経路を識別する経路識別情報「経路ID」とが関連付けられている。
なお、エリア内移動体情報81は、経路識別情報を含まなくてもよい。エリア内移動体情報81に経路識別情報を設ける理由は、たとえば、複数の移動経路が交わる交点に移動体が到達した場合に、移動体がどちらの方向に進むかを区別し易くするためである。
エリア内移動体情報は、上述したように移動体20に対してエリア情報を用いて生成してもよいし、又は工場・施設などにあらかじめ設定したエリアに対して生成してもよい。
設定したエリアに対してエリア内移動体情報を生成する場合、たとえば、移動体20が設定したエリアに入ると、エリアに設置されたセンサ装置は、移動体20を検出し、検出した移動体についてエリア内移動体情報を生成し、作成したエリア内移動体情報を移動体制御装置10へ送信してもよい。又は、移動体20は、エリアに入った場合に、そのエリアの入口に設置されたタグからエリアに関する情報を認識し、識別した情報を用いてエリア内移動体情報を生成し、生成したエリア内移動体情報を移動体制御装置10へ送信してもよい。タグは、たとえば、QR(Quick Response)コード(登録商標)などである。
移動体20は、移動体制御装置10に対して、当該移動体20へエリア内移動体情報を送信するように要求してもよい。要求は、衝突の可能性のある交差点を含むエリアに移動体20が入ったタイミングに行われてもよいし、特定のタグを読み取ったタイミングに行われてもよいし、何かのタスクを終了したタイミングに行われてもよいし、又は、定期的に行われてもよい。
移動体制御装置について説明する。
推定部11は、交差点において対象の移動体20(移動体A)と衝突する可能性が高い移動体20(移動体B)を推定する。以降において、便宜上の理由により、対象の移動体20(第一の移動体)を移動体Aと呼び、対象の移動体20に衝突する可能性が高い移動体20(第二の移動体)を移動体Bと呼ぶことがある。
推定部11は、交差点において対象の移動体20(移動体A)と衝突する可能性が高い移動体20(移動体B)を推定する。以降において、便宜上の理由により、対象の移動体20(第一の移動体)を移動体Aと呼び、対象の移動体20に衝突する可能性が高い移動体20(第二の移動体)を移動体Bと呼ぶことがある。
推定部11は、対象の移動体Aに衝突する可能性が高い移動体Bがある場合、移動体Aと移動体Bとについて、それぞれ、交差点へ到達する時間を推定する。具体的に、推定部11は、移動体Aが移動する経路を表す経路情報と、移動体Aの位置を表す位置情報と、当該経路に存在する交差点の位置を表す交差点位置情報と、移動体Aの速度を表す速度情報と、に基づいて、移動体Aが交差点へ到達する時間を推定する。
推定部11は、移動体Bが移動する経路を表す経路情報と、移動体Bの位置を表す位置情報と、当該経路に存在する上述した交差点の位置を表す交差点位置情報と、移動体Bに対応する設定速度情報とに基づいて、移動体Bが交差点へ到達する時間を推定する。なお、推定部11の詳細については後述する。
算出部12は、移動体Bが交差点へ到達する時刻より前に、移動体Aが交差点を通過できるか否かを推定する。算出部12は、移動体Aが交差点を通過できないと推定した場合、移動体Bと衝突を回避するために、衝突回避条件に応じて、移動体Aの速度を算出する。
衝突回避条件は、たとえば、移動体Aと衝突する可能性が高い移動体Bとの移動体間の距離(=「移動体Aと交差点との間の道程(たとえば、距離)と移動体Bと交差点との間の道程(たとえば、距離)との差」)を表す距離情報と、移動体Aの制動距離と、移動体Bについての設定速度情報と、通信遅延時間とを用いて表される。なお、算出部12の詳細については後述する。
通信部13は、移動体20の通信部21と通信をする。具体的には、通信部13は、上述した(1)(2)に示すシステム100a、100bにおいて、移動体20に移動を制御するための指示を表す指示情報などを、移動体20へ送信する。また、通信部13は、(1)のシステム100aにおいて、移動***置情報などを、移動体20から受信する。
指示部14は、移動体20が目標場所に移動するよう制御するための指示情報を生成し、その指示情報を移動体20へ通信部13を介して送信する。指示情報は、たとえば、移動体20を加速または減速させるための情報などを含む。なお、指示部14の詳細については後述する。
移動体について説明する。
通信部21は、移動体制御装置10の通信部13と通信をする。具体的には、通信部21は、(1)のシステム100aにおいて、移動***置情報などを移動体制御装置10へ送信する。また、通信部21は、(1)(2)のシステム100a、100bにおいて、移動体20の移動制御のための指示情報などを、移動体制御装置10から受信する。
通信部21は、移動体制御装置10の通信部13と通信をする。具体的には、通信部21は、(1)のシステム100aにおいて、移動***置情報などを移動体制御装置10へ送信する。また、通信部21は、(1)(2)のシステム100a、100bにおいて、移動体20の移動制御のための指示情報などを、移動体制御装置10から受信する。
センサ部22は、移動体20の状態、対象物(たとえば、トレイ、棚など)、移動体20の移動を補助する標識、移動経路上の障害物などを検知するセンサなどである。具体的には、センサ部22は、レーダ、超音波センサ、撮像装置、ジャイロ、エンコーダ、GPS(Global Positioning System)などの装置のうち一つ以上を有する。
位置推定部23は、移動体20の自己位置を推定する。具体的には、位置推定部23は、センサ部22の計測結果を表す計測情報を取得し、取得した計測情報に基づいて移動体20の自己位置を推定し、推定した位置を表す移動***置情報を生成する。
移動制御部24は、移動体20に設けられた移動部25を制御する。言い換えると、移動制御部24は、移動体20の移動制御のための移動部25を制御する。具体的に、移動制御部24は、上述した情報などを用いて、移動部25を制御する。すなわち、移動制御部24は、移動体20が目標場所に移動するよう制御する。移動制御部24は、移動体20が有する機構を制御する。
移動部25は、移動体20を移動する装置である。具体的には、移動体20が無人搬送車、電気車両などである場合、移動部25は、モータ、車輪(又はクローラ)、電池などの車両の移動に用いる手段である。
推定部について詳細に説明する。
衝突推定部15は、交差点において、対象の移動体20と衝突する可能性が高い移動体20を推定する。
衝突推定部15は、交差点において、対象の移動体20と衝突する可能性が高い移動体20を推定する。
具体的に、衝突推定部15は、移動体20それぞれから移動***置情報を取得する。衝突推定部15は、対象の移動体20の移動***置情報とエリア情報とを用いて、対象の移動体20が存在するエリアに存在する移動体20を抽出する。その後、衝突推定部15は、図8に例示されるような、抽出した移動体20に関するエリア内移動体情報を生成し、生成したエリア内移動体情報を記憶部に記憶する。
衝突推定部15は、当該エリアに存在する移動体20から、更に、対象の移動体20のセンサ部22を用いても検出できない移動体20(対象の移動体20の死角にある移動体20)を抽出する。
衝突推定部15は、更に、経路情報を参照して、対象の移動体20のセンサ部22を用いても検出できなかった移動体20から、対象の移動体20が移動する交差点にまだ到達していない移動体20を抽出し、衝突推定対象として選択する。
衝突推定部15は、通信遅延情報を参照して、衝突推定対象として選択した移動体20に対応する通信遅延時間情報を取得する。当該伝達遅延時間情報があらかじめ設定した閾値以上の場合、衝突推定部15は、通信品質が低下したと判定して、選択した移動体20を、交差点において対象の移動体20と衝突する可能性が高い移動体20と推定する。閾値は、たとえば、実験、シミュレーションにより求められる。
伝達遅延時間は、たとえば、所定時間における伝達遅延時間の平均値、中間値、最悪値、ばらつきなどであってもよい。
また、衝突推定部15は、移動体Bの存在しうる位置の領域(たとえば、(現在時刻-最後に位置を取得した時刻+伝達遅延時間)の間、最後に取得した位置から最大速度で移動可能な全方向に移動したと仮定したときに占める領域)が一定の大きさ(領域の長さ、半径、面積など)以上広まった場合、通信品質が低下したと判定してもよい。
なお、通信品質が回復するとともに、対象の移動体20のセンサ部22により衝突する可能性が高い移動体20を検出できる場合、衝突回避技術を用いて衝突を回避する。衝突回避技術としては、たとえば、交差点でのFIFO(First In First Out)による優先制御などである。言い換えると、衝突回避技術は、たとえば、先に交差点に到達した移動体が、後に交差点に到達した移動体よりも早く交差点を通過するよう制御する技術である。
到達時間推定部16は、対象の移動体20に衝突する可能性が高い移動体20があると推定された場合、移動体設定情報を参照して、対象の移動体20、及び、対象の移動体20に衝突する可能性が高い移動体20について、交差点へ到達する時間を推定する。
具体的には、到達時間推定部16は、対象の移動体Aが移動する経路を表す経路情報と、対象の移動体Aの位置を表す位置情報と、当該経路に存在する交差点の位置を表す交差点位置情報と、対象の移動体Aの速度を表す速度情報とに基づいて、対象の移動体Aが交差点へ到達する時間を推定する。
到達時間推定部16は、対象の移動体Aに衝突する可能性が高い移動体Bが移動する経路を表す経路情報と、移動体Bの位置を表す位置情報と、当該経路に存在する交差点の位置を表す交差点位置情報と、移動体Bの設定速度を表す設定速度情報とに基づいて、移動体Bが交差点へ到達する時間を推定する。
算出部について詳細に説明する。
通過推定部17は、対象の移動体20に衝突する可能性が高い移動体20が、交差点へ到達する時間より前に、対象の移動体20が交差点を通過できるか否かを推定する。
通過推定部17は、対象の移動体20に衝突する可能性が高い移動体20が、交差点へ到達する時間より前に、対象の移動体20が交差点を通過できるか否かを推定する。
衝突回避速度算出部18は、対象の移動体20が交差点を通過できないと推定した場合、数1に示す衝突回避条件に基づいて、対象の移動体20の速度を算出する。
[数1]
距離Dab - 制動距離Dsa > 伝達遅延時間Tb × 設定速度Vb
Dab :移動体A、B間の距離
Dsa :移動体Aの制動距離
Tb :移動体Bの伝達遅延時間
Vb :移動体Bの設定速度
距離Dab - 制動距離Dsa > 伝達遅延時間Tb × 設定速度Vb
Dab :移動体A、B間の距離
Dsa :移動体Aの制動距離
Tb :移動体Bの伝達遅延時間
Vb :移動体Bの設定速度
具体的には、移動体Bの移動速度は、通信品質の低下により精度よく制御できないので、対象の移動体Aの移動速度を変更して、距離Dabと制動距離Dsaとの差を、数1に示す衝突回避条件を満たすようにする。
移動体A、B間の距離Dasは、たとえば、移動体Aから交差点までの移動経路に沿う距離(すなわち、移動体Aから交差点までの道のり)、移動体Bから当該交差点までの移動経路に沿う距離(すなわち、移動体Bから交差点までの道のり)との差を表す距離である。言い換えれば、交差点を介した移動体Aから移動体Bまでの距離である。
衝突回避速度算出部18は、たとえば、数1の移動体Bの設定速度Vbが移動体Bの最大速度Vmaxに設定されているとして、移動体Aの移動速度を算出する。そうすることで、移動体Bが交差点に最大速度Vmaxで移動してきた場合でも、距離Dabを制動距離Dsaより長く保つことができるので、衝突を回避できる。
また、移動経路が混雑している場合、または、距離Dabを広げることが難しい場合、衝突回避速度算出部18は、制動距離Dsaを短くして対象の移動体Aの速度を下げてもよい。制動距離Dsaは速度が下がると短くなる。
また、エリア内で稼働中の移動体20の数が少ない場合、衝突回避速度算出部18は、対象の移動体Aの速度一時的に落として、距離Dabを広げ、その後に元の速度にしてもよい。
さらに、衝突回避速度算出部18は、数1を満たす範囲内で、距離Dabを広げつつ対象の移動体Aの速度を落としてもよい。
なお、より安全にするために、数1に安全率、その他様々な要因を追加してもよい。たとえば、数1の左辺に、数2に示すように1.0より小さい値の安全率S(たとえばS=0.8)をかける。このようにすることで、距離Dabをより長くしたり(たとえば、車間距離を長くする)、制動距離Dsaを短くしたり(すなわち、移動体Aの速度を落とす。速度を落とすと一般に制動距離が短くなるため)することになり、より安全性が高まる。
[数2]
安全率S ×(距離Dab - 制動距離Dsa) > 伝達遅延時間Tb × 設定速度Vb
安全率S ×(距離Dab - 制動距離Dsa) > 伝達遅延時間Tb × 設定速度Vb
図9を用いて実施例について説明する。
図9は、無人搬送車の搬送を制御するシステムの一例を示す図である。なお、図9では移動体20を無人搬送車90とした場合について説明する。
図9は、無人搬送車の搬送を制御するシステムの一例を示す図である。なお、図9では移動体20を無人搬送車90とした場合について説明する。
通常(通信品質の低下なし)の運用では、渋滞の起きやすい交差点において無人搬送車90のスループットを向上させるために、図9に示す無人搬送車90は、交差点付近で一時的に仮想的な隊列(プラトーン)を形成(プラトーニング)するように制御される。
また、プラトーンを形成する場合、同じ交差点に向かう複数の無人搬送車90は、その交差点付近において、同じクルーズ速度Vc、同じ車間距離Dで移動するように制御される。なお、車間距離Dは、プラトーニングにおいて、移動体20が経路を占有する面積を小さくし、空気抵抗を減らして燃費をよくするために短く設定されている。
図9の例では、交差点に最も近い無人搬送車90aから該交差点までの道程(たとえば、距離)をdiとし、無人搬送車90aの次に該交差点に近い無人搬送車90bから該交差点までの道程(たとえば、距離)をdj(=di+D)となるように制御する。また、無人搬送車90bの次に該交差点に近い無人搬送車90cから該交差点までの道程(たとえば、距離)をdk(=di+2D)となるように制御する。
このように制御することで、伝達遅延時間が閾値より小さく、かつ無人搬送車90の位置が検出できる限り、無人搬送車90の交差点への侵入間隔が一定になり、無人搬送車90は、お互いに速度を変えずに交差点を通過できる。
ところが、通信品質が低下して伝達遅延時間が大きくなると、無人搬送車90の位置情報の精度が低下により、交差点での無人搬送車90同士の衝突の可能性が高くなる。そこで、通信品質が低下するたびに、安全性を確保するため、無人搬送車90を緊急停止させたり、システム100を完全停止させたりする場合もある。
しかし、通信品質の低下はしばしば発生するが、比較的短時間で回復するため、無人搬送車90を緊急停止させたり、システム100を完全停止させたりすると、搬送効率が低下することになる。そこで、通信品質が低下した場合に、無人搬送車90の速度を、衝突を回避できる速度にする。
たとえば、図9において、無人搬送車90それぞれの速度が最大速度Vmaxの場合に、通信品質の低下により無人搬送車90bの通信遅延時間が閾値以上となったとする。そのような場合、無人搬送車90bより交差点に近い無人搬送車90aは、無人搬送車90bの到達前に交差点を通過可能であるため、無人搬送車90aは速度Vcで移動させる。
対して、制御可能な無人搬送車90cは、交差点で無人搬送車90bと衝突する可能性があるため、無人搬送車90cと無人搬送車90bとの車間距離Dbc(=無人搬送車90cと交差点との間の道程(たとえば、距離)と無人搬送車90bと交差点との間の道程(たとえば、距離)との差)と、無人搬送車90cの制動距離Dscが、数3に示す衝突回避条件を満たす無人搬送車90bの速度を算出する。
[数3]
距離Dbc - 制動距離Dsc > 伝達遅延時間Tb × 速度Vmax
Dbc :無人搬送車90b、90cの車間距離
Dsa :無人搬送車90cの制動距離
Tb :移動体Bの伝達遅延時間
Vmax :移動体Bの最大速度
距離Dbc - 制動距離Dsc > 伝達遅延時間Tb × 速度Vmax
Dbc :無人搬送車90b、90cの車間距離
Dsa :無人搬送車90cの制動距離
Tb :移動体Bの伝達遅延時間
Vmax :移動体Bの最大速度
ただし、途中で通信品質が回復して無人搬送車90bの位置情報の精度がよくなった場合、又は交差点を無人搬送車90bが通過するのを無人搬送車90cのセンサ部22が検出できた場合には、無人搬送車90cは衝突回避条件を満たす制御を終了し、通常の処理に移行する。すなわち、無人搬送車90cは、元の車間距離Dと元の速度Vcを保つような制御を再開する。
このようにすることで、衝突を回避するめに低下した搬送効率を、元の水準の搬送効率に戻すことができる。なお、図9では無人搬送車90のプラトーニングを用いた例を示したが、プラトーニングを用いていない場合でも、通信品質が低下した場合には上述した方法を適用できる。
指示部14について詳細に説明する。
指示部14は、衝突回避条件式を満たす、算出した対象の移動体20の速度に基づいて、対象の移動体20に対して減速を指示するために用いる指示情報を生成する。
指示部14は、衝突回避条件式を満たす、算出した対象の移動体20の速度に基づいて、対象の移動体20に対して減速を指示するために用いる指示情報を生成する。
なお、減速は、所定の大きさの加速度であってもよい。また、減速は、許容される範囲の最大の大きさの加速度であってもよい(符号は負)。さらに、対象の移動体20と、対象に衝突の可能性が高い移動体20との移動体間距離から、対象の移動体20の制動距離を引いた差が、衝突の可能性が高い移動体20の通信遅延時間と最大速度を乗算した値より小さい場合、加速度の絶対値を大きくしてもよい。
さらに、対象の移動体20と、対象に衝突の可能性が高い移動体20との移動体間距離から対象の移動体20の制動距離を引いた差が、衝突の可能性が高い移動体20の通信遅延時間と最大速度を乗算した値に近い場合、加速度の絶対値を小さくしてもよい。理由は、オーバーシュートを防止するためである。
[装置動作]
次に、本発明の実施形態1における移動体制御装置の動作について図10を用いて説明する。図10は、移動体制御装置の動作の一例を示す図である。以下の説明においては、適宜図2から9を参照する。また、本実施形態1では、移動体制御装置を動作させることによって、移動体制御方法が実施される。よって、本実施形態1における移動体制御方法の説明は、以下の移動体制御装置の動作説明に代える。
次に、本発明の実施形態1における移動体制御装置の動作について図10を用いて説明する。図10は、移動体制御装置の動作の一例を示す図である。以下の説明においては、適宜図2から9を参照する。また、本実施形態1では、移動体制御装置を動作させることによって、移動体制御方法が実施される。よって、本実施形態1における移動体制御方法の説明は、以下の移動体制御装置の動作説明に代える。
図10に示すように、推定部11は、交差点において対象の移動体20(移動体A)と衝突する可能性が高い移動体20(移動体B)を推定する(ステップA1)。
具体的には、ステップA1において、推定部11の衝突推定部15は、まず、移動体20それぞれから移動***置情報を取得する。続いて、ステップA1において、衝突推定部15は、対象の移動体20の移動***置情報とエリア情報とを用いて、対象の移動体20に対応するエリアに存在する移動体20を抽出する。その後、衝突推定部15は、図8に示すような、抽出した移動体20に関するエリア内移動体情報を生成し、生成したエリア内移動体情報を記憶部に記憶する。
ステップA1において、衝突推定部15は、当該エリアに存在する移動体20から、更に、対象の移動体20のセンサ部22を用いても検出できない移動体20(死角にある移動体20)を抽出する。
ステップA1において、衝突推定部15は、更に、経路情報を参照して、対象の移動体20のセンサ部22を用いても検出できなかった移動体20から、対象の移動体20が移動する交差点にまだ到達していない移動体20を抽出し、抽出した移動体20を衝突推定対象として選択する。
ステップA1において、衝突推定部15は、通信遅延情報を参照して、衝突推定対象として選択した移動体20に対応する通信遅延時間情報を取得する。当該伝達遅延時間情報があらかじめ設定した閾値以上の場合、衝突推定部15は、通信品質が低下したと判定して、選択した移動体20が、交差点において対象の移動体20と衝突する可能性が高い移動体20であると推定する。閾値は、たとえば、実験、シミュレーションにより求められる。
推定部11は、対象の移動体Aに衝突する可能性が高い移動体Bがある場合(ステップA2:Yes)、移動体Aと移動体Bとについて、それぞれ、交差点へ到達する時刻を推定する(ステップA3)。また、推定部11は、対象の移動体Aに衝突する可能性が高い移動体Bがない場合(ステップA2:No)、ステップA1の処理に移行する。
具体的に、ステップA3において、推定部11の到達時間推定部16は、対象の移動体Aに対応する経路を表す経路情報と、対象の移動体Aの位置を表す位置情報と、当該経路に存在する交差点の位置を表す交差点位置情報と、対象の移動体Aの速度を表す速度情報とに基づいて、対象の移動体Aが交差点へ到達する時刻を推定する。
また、ステップA3において、到達時間推定部16は、対象の移動体Aに衝突する可能性が高い移動体Bに対応する経路を表す経路情報と、移動体Bの位置を表す位置情報と、当該経路に存在する交差点の位置を表す交差点位置情報と、移動体Bの設定速度を表す設定速度情報とに基づいて、移動体Bが交差点へ到達する時刻を推定する。
算出部12は、移動体Bが交差点へ到達する時間より前に、移動体Aが交差点を通過できるか否かを推定する(ステップA4)。具体的には、ステップA4において、通過推定部17は、対象の移動体Aに衝突する可能性が高い移動体Aが、交差点へ到達する時刻より前に、対象の移動体Aが交差点を通過できるか否かを推定する。
算出部12は、移動体Aが交差点を通過できないと推定した場合(ステップA5:No)、移動体Bとの衝突を回避するために、衝突回避条件に応じて、移動体Aの速度を算出する(ステップA6)。また、算出部12は、移動体Aが交差点を通過可能と推定した場合(ステップA5:Yes)、ステップA1の処理に移行する。
具体的には、移動体Bの移動速度は、通信品質の低下により精度よく制御できないので、算出部12は、移動速度が制御可能な対象の移動体Aの移動速度を変更して、距離Dabと制動距離Dsaとの差を、数1に示す衝突回避条件を満たすようにする。
たとえば、数1の移動体Bの設定速度Vbが移動体Bの最大速度Vmaxに設定されているとして、算出部12は、移動体Aの移動速度を算出する。そうすることで、移動体Bが交差点に最大速度Vmaxで移動してきた場合でも、距離Dabを制動距離Dsaより長く保つことで、衝突を回避する。
また、移動経路が混雑している場合、距離Dabを広げることが難しい場合、算出部12は、制動距離Dsaを短くして対象の移動体Aの速度を下げてもよい。制動距離Dsaは速度が下がると短くなる。
また、エリア内で稼働中の移動体20の数が少ない場合、算出部12は、対象の移動体Aの速度一時的に落として、距離Dabを広げ、その後に元の速度にしてもよい。
さらに、算出部12は、数1を満たす範囲内で、距離Dabを広げつつ対象の移動体Aの速度を落としてもよい。
なお、より安全にするために、数2に示すような安全率、その他様々な要因を追加してもよい。
指示部14は、衝突回避条件式を満たす、算出した対象の移動体Aの速度に基づいて、対象の移動体Aに対して減速を指示するために用いる指示情報を生成する(ステップA7)。通信部13は、指示部14によって生成された指示情報を取得し、その指示情報を対象の移動体Aに送信する(ステップA8)。
その後、対象の移動体Aは、その指示情報を受信すると、その指示情報に従い移動体Aの速度を減速させる。このようにすることで、対象の移動体Aは、移動体Bとの交差点での衝突を回避する。
また、最大速度でなくても移動体Aが移動体Bより先に通過可能な場合、指示部14は、燃費をよくするため、移動体Aが通過可能な範囲で最低の速度まで加速するように指示してもよい。なお、加速が特に必要でなければ、指示部14は、加速を指示しなくてもよい。
なお、通信品質が回復するとともに、対象の移動体20のセンサ部22により衝突する可能性が高い移動体20を検出できる場合、衝突回避技術を用いて衝突を回避する。衝突回避技術としては、たとえば、交差点でのFIFOによる優先制御などである。
[本実施の形態の効果]
以上のように本実施形態1によれば、通信品質の低下により通信遅延が発生しても、第二の移動体の通信遅延時間を加味して、第一の移動体の速度を変更できるので、第一の移動体及び第二の移動体を停止させずに、移動体同士の衝突を回避することができる。そのため、通信品質が低下した場合でも、移動体の移動効率の低下を抑制することができる。
以上のように本実施形態1によれば、通信品質の低下により通信遅延が発生しても、第二の移動体の通信遅延時間を加味して、第一の移動体の速度を変更できるので、第一の移動体及び第二の移動体を停止させずに、移動体同士の衝突を回避することができる。そのため、通信品質が低下した場合でも、移動体の移動効率の低下を抑制することができる。
(変形例1)
図11を用いて変形例1について説明をする。図11は、変形例1の説明をするための図である。
図11を用いて変形例1について説明をする。図11は、変形例1の説明をするための図である。
変形例1では、移動体制御装置10に、実施形態1で説明した機能に加え、移動体20の形状と寸法を加味して衝突を回避する機能を設ける。すなわち、実施形態1で説明した推定部11の衝突推定部15に、対象とする交差点に概念的に設定された交差点エリアを用いて、対象の移動体20と衝突する可能性が高い移動体20を推定する処理を追加する。
交差点エリアは、たとえば、交差点にあらかじめ設定される位置(座標)と、移動体20の形状と、移動体20の寸法と、経路の幅と、移動体20間の道程差(たとえば、距離)とに基づいて、実験、シミュレーションなどにより決定される。ただし、交差点エリアは、上述したエリアに限定されるものではない。
図11に示す交差点エリアは、交差点にあらかじめ設定された位置を中心とし、移動体20を含む円109の半径R(R>0)の2倍(2R)で表されるエリアである。半径Rは、たとえば、移動体20を包含する最小の円の半径を表す。交差点エリアは、半径Rよりも大きな値であればよく、たとえば、半径Rの1.5倍や、2.3倍等の値に従い設定されてもよい。図11の例では、移動体20間の道程差(たとえば、距離)は、半径Rの3倍(3R)に設定されている。
また、移動体20(20a、20b、20c、20d、20e)の形状と寸法は、同じと想定しているが、形状と寸法とは移動体20ごとに異なってもよい。形状と寸法とが移動体20ごとに異なっている場合に、半径Rは、寸法が最大の移動体20に基づき設定されてもよい。
変形例1の動作について説明する。衝突推定部15は、対象の移動体20aが通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、交差点を通過した移動体20c、20dを抽出し、抽出した移動体20c、20dを、対象の移動体20aが衝突すると推定される対象として選択する。
すなわち、衝突推定部15は、当該交差点を直進、右折、左折などして通過してもまだ、交差点エリアに残っている移動体20c、20dを抽出し、対象の移動体20aの衝突推定対象として選択する。なお、移動体20bは、変形例1における衝突推定対象として選択されないが、実施形態1においては衝突推定対象として選択される。
変形例1によれば、交差点エリアに残っている移動体20を抽出できるので、交差点の出口側におけるブラインドエリアを解消することができる。
(変形例2)
図12を用いて変形例2について説明をする。図12は、変形例2の説明をするための図である。
図12を用いて変形例2について説明をする。図12は、変形例2の説明をするための図である。
変形例2では、移動体制御装置10に、実施形態1で説明した機能に加え、移動体20aが隊列の先頭で交差点に接近した場合、対象の交差点Aの通過を待たず、次に対象となる交差点Bに対する衝突推定を開始する機能を設ける。すなわち、実施形態1で説明した推定部11の衝突推定部15の処理に、衝突推定を開始するタイミングを決定する処理を追加する。
衝突推定開始エリアは、交差点にあらかじめ設定される位置(座標)と、移動体20の形状と寸法と、経路の幅と、移動体20間の距離とに基づいて、実験、シミュレーションなどにより決定される。ただし、交差点エリアは、上述したエリアに限定されるものではない。
図12に示す衝突推定開始エリアは、交差点にあらかじめ設定された位置を中心とし、移動体20を含む円109の半径Rの1/2倍(R/2)で表されるエリアである。半径Rは、たとえば、移動体20を包含する最小の円の半径を表す。衝突推定開始エリアは、半径Rよりも小さな値であればよく、たとえば、半径Rの0.3倍や、0.7倍等の値に従い設定されてもよい。なお、移動体20間の距離は、たとえば、半径Rの3倍(3R)に設定されている。
また、移動体20(20a、20b、20c、20d)の形状と寸法は、同じと想定しているが、形状と寸法は移動体20ごとに異なってもよい。形状と寸法とが移動体20ごとに異なっている場合に、半径Rは、寸法が最大の移動体20に基づき設定されてもよい。
変形例2の動作について説明する。衝突推定部15は、現在の衝突推定で用いている交差点Aに対してあらかじめ設定された衝突推定開始エリアに、対象の移動体20aが侵入した場合、交差点の対象を、交差点Aから次の衝突推定で用いる交差点Bへと切り替える。
変形例2によれば、対象の移動体20aが衝突推定開始エリアに侵入した場合、対象となる交差点を切り替えられるため、衝突推定の開始を早くすることができる。したがって、変形例2によれば、より早いタイミングにて衝突推定を開始するので、衝突を回避する動作を柔軟に制御することができる。この結果、変形例2によれば、移動体の移動効率の低下を抑制することができる。
(変形例3)
図13を用いて変形例3について説明をする。図13は、変形例3の説明をするための図である。
図13を用いて変形例3について説明をする。図13は、変形例3の説明をするための図である。
変形例3では、移動体制御装置10に、実施形態1で説明した機能に加え、移動体20の推定位置に、通信遅延による推定誤差が生じた場合でも、移動体20同士の衝突や、デッドロックを回避する機能を設ける。すなわち、実施形態1で説明した算出部12の衝突回避速度算出部18の処理に、通信遅延による衝突やデッドロックを回避する処理を追加する。
変形例3の動作について説明する。
具体的には、衝突回避速度算出部18は、対象の移動体20a(移動体A)に衝突する可能性が高い移動体20b(移動体B)の優先度を表す優先度情報を取得する。
具体的には、衝突回避速度算出部18は、対象の移動体20a(移動体A)に衝突する可能性が高い移動体20b(移動体B)の優先度を表す優先度情報を取得する。
優先度情報は、たとえば、移動体20に対応付けられた番号によって与えられる。番号は、たとえば、優先度の高い順に1以上の整数を関連付けることが考えられる。ただし、番号は、1以上の整数に限定されるものではなく、優先度が表されていればよい。
衝突回避速度算出部18は、移動体Aの優先度が移動体Bの優先度より高く、移動体Bが交差点へ到達する時間より前に移動体Aが交差点を通過でき、かつ移動体Aから交差点までの道程(たとえば、距離Da)と移動体Bから交差点までの道程(たとえば、距離Db)との差が、あらかじめ設定された閾値以下の場合、数4に示す衝突回避条件に基づいて、移動体Aが移動体Bより先に交差点を通過できる速度Vaを算出する。
[数4]
設定速度Va > 距離Da ÷ (距離Db ÷ 設定速度Vb)
Da :移動体A、交差点間の距離
Db :移動体B、交差点間の距離
Va :移動体Aの設定速度
Vb :移動体Bの設定速度
設定速度Va > 距離Da ÷ (距離Db ÷ 設定速度Vb)
Da :移動体A、交差点間の距離
Db :移動体B、交差点間の距離
Va :移動体Aの設定速度
Vb :移動体Bの設定速度
閾値は、優先度の高い移動体が低い移動体を追い越す(先に交差点を通過する)制御を行うかを判定するための閾値である。閾値は、たとえば、移動体20aを含む円109の半径R(R>0)の1/2倍(R/2)で表される距離で、実験、シミュレーションにより求められる。
また、衝突回避速度算出部18は、移動体Aから交差点までの道程(たとえば、距離Da)と、移動体Bから交差点までの道程(たとえば、距離Db)との道程差(たとえば、距離の差)が、閾値より大きい場合、数4に示す衝突回避条件に基づいて、移動体Aが移動体Bより先に交差点を通過できる速度Vaを算出する。
さらに、衝突回避速度算出部18は、道程差が大きい場合、あらかじめ設定した確率(たとえば、4回に1回)で、数4に示す衝突回避条件に基づいて、移動体Aが移動体Bより先に交差点を通過できる速度Vaを算出してもよい。ただし、確率は、4回に1回に限定されるものではない。
道程差(たとえば、距離の差)が大きい場合に確率的な動作をさせる理由は、通信遅延による推定誤差が生じた場合であっても、道程差が大きい場合には、優先的な制御をしなくても衝突、デッドロックが発生しづらいためである。
また、衝突回避速度算出部18は、移動体Aの優先度が移動体Bの優先度より低く、移動体Aが交差点へ到達する時刻より前に移動体Bが交差点を通過でき、かつ移動体Aから交差点までの道程(たとえば、距離Da)と、移動体Bから交差点までの道程(たとえば、距離Db)との道程差が、閾値以下の場合、数5に示す衝突回避条件に基づいて、移動体Bが移動体Aより先に交差点を通過できる速度Vbを算出する。
[数5]
設定速度Va < 距離Da ÷ (距離Db ÷ 設定速度Vb)
Da :移動体A、交差点間の距離
Db :移動体B、交差点間の距離
Va :移動体Aの設定速度
Vb :移動体Bの設定速度
設定速度Va < 距離Da ÷ (距離Db ÷ 設定速度Vb)
Da :移動体A、交差点間の距離
Db :移動体B、交差点間の距離
Va :移動体Aの設定速度
Vb :移動体Bの設定速度
また、衝突回避速度算出部18は、移動体Aから交差点までの道程(たとえば、距離Da)と、移動体Bから交差点までの道程(たとえば、距離Db)との道程差が、閾値より大きい場合は、数5に示す衝突回避条件に基づいて、移動体Bが移動体Aより先に交差点を通過できる速度Vbを算出する。
さらに、衝突回避速度算出部18は、道程差が大きい場合、あらかじめ設定した確率(たとえば、4回に1回)で、数5に示す衝突回避条件に基づいて、移動体Bが移動体Aより先に交差点を通過できる速度Vbを算出してもよい。ただし、確率は、4回に1回に限定されるものではない。
道程差(たとえば、距離の差)が大きい場合に確率的な動作をさせる理由は、通信遅延による推定誤差が生じた場合でも道程差が大きい場合、優先的な制御をしなくても衝突、デッドロックが発生しづらいためである。
変形例3によれば、通信遅延による衝突やデッドロックを回避することができる。
(変形例4)
変形例4では、移動体制御装置10に、実施形態1で説明した機能に加え、交差点において衝突回避をする場合に、移動体20の減速をスムーズにする機能を設ける。たとえば、交差点の間隔が狭く、移動体20の密度が高い場合、移動体20が減速するシーンが多くなる。
変形例4では、移動体制御装置10に、実施形態1で説明した機能に加え、交差点において衝突回避をする場合に、移動体20の減速をスムーズにする機能を設ける。たとえば、交差点の間隔が狭く、移動体20の密度が高い場合、移動体20が減速するシーンが多くなる。
そのような場合に、移動体制御装置10は、たとえば、加速特性と、減速特性とが対称的であることに基づき移動体20を減速するよう制御する。加速特性と、減速特性とが対称的であるとは、加速動作において第1速度から、第1速度よりも大きな第2速度に達するまでの時間(以降、「加速時間」と表す)と、減速動作において該第2速度から該第1速度に達するまでの時間(以降、「減速時間」と表す)とが等しいことを表す。
しかし、対称的な加速・減速特性を用いた場合、減速時の移動体20の動きがスムーズでなくなる。そこで、変形例4では、移動体制御装置10は、非対称的な加速特性及び減速特性(以降、「加速・減速特性」と表す)を用いて、移動体20を減速させることにより、移動体20の減速時の動きをスムーズにする。加速特性と、減速特性とが非対称的であるとは、加速時間と減速時間とが、必ずしも等しくないことを表す。加速時間は、たとえば、減速時間よりも長い。
具体的には、図14に示すような非対称的な加速・減速特性を用いて移動体20を減速させる。図14は、非対称的な加速・減速特性の一例を説明するための図である。
移動体制御装置10の衝突回避速度算出部18は、交差点において、移動体20を減速させる場合、たとえば、数6を用いて移動体20を減速させる。
すなわち、衝突回避速度算出部18は、移動体20間の距離(減速距離D)より、移動体20間の道程差(たとえば、距離dij)(=対象の移動体20aから交差点までの道程(たとえば、距離Da)-移動体20に衝突する可能性が高い移動体20bから交差点までの道程(たとえば、距離Db))が小さくなった場合、図14に示すように、加速より減速を急峻にして、移動体20の速度を下げる。
変形例4によれば、交差点の間隔が狭く、移動体20の密度が高い場合でも、衝突回避をする場合に、移動体20の減速をスムーズにすることができる
[プログラム]
本発明の実施形態1および変形例1から4におけるプログラムは、コンピュータに、図10に示すステップA1からA8を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態1における移動体制御装置と移動体制御方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、推定部11(衝突推定部15、到達時間推定部16)、算出部12(通過推定部17、衝突回避速度算出部18)、通信部13、指示部14として機能し、処理を行なう。
本発明の実施形態1および変形例1から4におけるプログラムは、コンピュータに、図10に示すステップA1からA8を実行させるプログラムであればよい。このプログラムをコンピュータにインストールし、実行することによって、本実施形態1における移動体制御装置と移動体制御方法とを実現することができる。この場合、コンピュータのプロセッサは、推定部11(衝突推定部15、到達時間推定部16)、算出部12(通過推定部17、衝突回避速度算出部18)、通信部13、指示部14として機能し、処理を行なう。
また、本実施形態1におけるプログラムは、複数のコンピュータによって構築されたコンピュータシステムによって実行されてもよい。この場合は、たとえば、各コンピュータが、それぞれ、推定部11(衝突推定部15、到達時間推定部16)、算出部12(通過推定部17、衝突回避速度算出部18)、通信部13、指示部14のいずれかとして機能してもよい。
[物理構成]
ここで、実施形態におけるプログラムを実行することによって、移動体制御装置を実現するコンピュータについて図11を用いて説明する。図15は、本発明の実施形態における移動体制御装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
ここで、実施形態におけるプログラムを実行することによって、移動体制御装置を実現するコンピュータについて図11を用いて説明する。図15は、本発明の実施形態における移動体制御装置を実現するコンピュータの一例を示すブロック図である。
図15に示すように、コンピュータ110は、CPU(Central Processing Unit)111と、メインメモリ112と、記憶装置113と、入力インターフェイス114と、表示コントローラ115と、データリーダ/ライタ116と、通信インターフェイス117とを備える。これらの各部は、バス121を介して、互いにデータ通信可能に接続される。なお、コンピュータ110は、CPU111に加えて、又はCPU111に代えて、GPU(Graphics Processing Unit)、又はFPGA(Field-Programmable Gate Array)を備えていてもよい。
CPU111は、記憶装置113に格納された、本実施形態におけるプログラム(コード)をメインメモリ112に展開し、これらを所定順序で実行することにより、各種の演算を実施する。メインメモリ112は、典型的には、DRAM(Dynamic Random Access Memory)などの揮発性の記憶装置である。また、本実施形態におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体120に格納された状態で提供される。なお、本実施形態におけるプログラムは、通信インターフェイス117を介して接続されたインターネット上で流通するものであってもよい。
また、記憶装置113の具体例としては、ハードディスクドライブの他、フラッシュメモリなどの半導体記憶装置があげられる。入力インターフェイス114は、CPU111と、キーボード及びマウスといった入力機器118との間のデータ伝送を仲介する。表示コントローラ115は、ディスプレイ装置119と接続され、ディスプレイ装置119での表示を制御する。
データリーダ/ライタ116は、CPU111と記録媒体120との間のデータ伝送を仲介し、記録媒体120からのプログラムの読み出し、及びコンピュータ110における処理結果の記録媒体120への書き込みを実行する。通信インターフェイス117は、CPU111と、他のコンピュータとの間のデータ伝送を仲介する。
また、記録媒体120の具体例としては、CF(Compact Flash(登録商標))及びSD(Secure Digital)などの汎用的な半導体記憶デバイス、フレキシブルディスク(Flexible Disk)などの磁気記録媒体、又はCD-ROM(Compact Disk Read Only Memory)などの不揮発性記録媒体があげられる。
なお、本実施形態における移動体制御装置10は、プログラムがインストールされたコンピュータではなく、各部に対応したハードウェアを用いることによっても実現可能である。さらに、移動体制御装置10は、一部がプログラムで実現され、残りの部分がハードウェアで実現されていてもよい。
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、2019年3月28日に国際出願されたPCT/JP2019/013835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。
以上のように本発明によれば、通信品質が低下した場合でも、移動体同士の衝突を回避するとともに、移動体の移動効率の低下を抑制することができる。本発明は、移動体の移動制御において、安全を確保しつつ移動効率を向上させることが必要な分野において有用である。
10 移動体制御装置
11 推定部
12 算出部
13 通信部
14 指示部
15 衝突推定部
16 到達時間推定部
17 通過推定部
18 衝突回避速度算出部
20 移動体
21 通信部
22 センサ部
23 位置推定部
24 移動制御部
25 移動部
100、100a、100b システム
110 コンピュータ
111 CPU
112 メインメモリ
113 記憶装置
114 入力インターフェイス
115 表示コントローラ
116 データリーダ/ライタ
117 通信インターフェイス
118 入力機器
119 ディスプレイ装置
120 記録媒体
121 バス
11 推定部
12 算出部
13 通信部
14 指示部
15 衝突推定部
16 到達時間推定部
17 通過推定部
18 衝突回避速度算出部
20 移動体
21 通信部
22 センサ部
23 位置推定部
24 移動制御部
25 移動部
100、100a、100b システム
110 コンピュータ
111 CPU
112 メインメモリ
113 記憶装置
114 入力インターフェイス
115 表示コントローラ
116 データリーダ/ライタ
117 通信インターフェイス
118 入力機器
119 ディスプレイ装置
120 記録媒体
121 バス
Claims (6)
- 対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体について、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定する、推定手段と、
前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出する、算出手段と、
を有し
前記推定手段は、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする移動体制御装置。 - 請求項1に記載の移動体制御装置であって、
前記推定手段は、交差点に対してあらかじめ設定された衝突推定開始エリアに、前記第一の移動体が侵入した場合、衝突推定で用いる交差点を、現在の交差点から次の交差点へ切り替える
ことを特徴とする移動体制御装置。 - 請求項1または2に記載の移動体制御装置であって、
前記算出手段は、
前記第一の移動体の優先度が前記第二の移動体の優先度より高く、前記第二の移動体が交差点へ到達する時間より前に前記第一の移動体が交差点を通過でき、前記第一の移動体から交差点まで道程と前記第二の移動体から交差点までの道程との差が、優先度の高い移動体が低い移動体を追い越すかを判定するための閾値以下である場合、前記第一の移動体が前記第二の移動体より先に交差点を通過できる速度を算出し、
前記第一の移動体から交差点までの道程と、前記第二の移動体から交差点までの道程との差が、前記閾値より大きい場合、前記第一の移動体が前記第二の移動体より先に交差点を通過できる速度を算出し、
前記第一の移動体の優先度が前記第二の移動体の優先度より低く、前記第一の移動体が交差点へ到達する時間より前に前記第二の移動体が交差点を通過でき、前記第一の移動体から交差点まで道程と前記第二の移動体から交差点までの道程との差が、前記閾値以下の場合、前記第二の移動体が前記第一の移動体より先に交差点を通過できる速度を算出し、
前記第一の移動体から交差点までの道程と、前記第二の移動体から交差点までの道程との差が、前記閾値より大きい場合、前記第二の移動体が前記第一の移動体より先に交差点を通過できる速度を算出する
ことを特徴とする移動体制御装置。 - 請求項1に記載の移動体制御装置であって、
前記移動体を減速させる場合、加速より急峻に減速させる
ことを特徴とする移動体制御装置。 - コンピュータが
(a)対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体について、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定し、
(b)前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出し、
前記(a)において、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
ことを特徴とする移動体制御方法。 - コンピュータに、
(a)対象の第一の移動体と、前記第一の移動体に衝突する可能性が高い第二の移動体について、位置を表す位置情報と、速度を表す速度情報と、交差点の位置を表す交差点位置情報と、通信の遅延時間を表す通信遅延時間情報とを用いて、前記第一の移動体が交差点へ到達する第一の到達時間と、前記第二の移動体が交差点へ到達する第二の到達時間とを算出して、前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突するか否かを推定する、ステップと、
(b)前記第一の移動体と前記第二の移動体とが交差点において衝突すると推定された場合、前記第一の移動体から前記交差点までの道程と前記第二の移動体から前記交差点までの道程との差を表す距離情報と、前記第一の移動体の制動距離を表す制動距離情報と、前記第二の移動体の速度情報と通信遅延時間とを用いて表される衝突回避条件に基づいて、前記交差点において衝突回避可能な前記第一の移動体の速度を算出する、ステップと、
を実行させる命令を含み、
前記(a)のステップにおいて、前記第一の移動体が通過する交差点にあらかじめ設定された交差点エリアに残っている、前記交差点を追加した第三の移動体を抽出し、前記第三の移動体を、前記交差点において前記第一の移動体と衝突する可能性が高い移動体と推定する
プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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