WO2023085111A1 - 移動体制御装置、移動体を制御する方法及び移動体システム - Google Patents
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Classifications
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- G—PHYSICS
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- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
Definitions
- Mobile robots such as automatic guided vehicles are used to eliminate labor shortages and improve efficiency in transporting goods in distribution warehouses and manufacturing factories. These mobile robots may be remotely controlled by a central control unit for their moving paths and moving speeds, or may control their moving paths and moving speeds autonomously. In both cases safe and efficient transportation of goods is required. That is, it is necessary to control the movement so as to prevent the mobile robot from colliding and improve the transportation efficiency.
- each autonomous mobile device 2 in the autonomous mobile system 1 includes an autonomous traveling means 3 for autonomous traveling, a device information storage means 4 that stores information indicating its own identification information and its own operating state, and other An interface 5 for communicating with the autonomous mobile device 2 and for the user to input a destination and travel commands, and extracting other autonomous mobile devices that move on a route intersecting the route of the autonomous mobile device when heading to the next node.
- the moving body 101 carries goods within the warehouse 107.
- the mobile control system includes a mobile control unit (WCS) 102, a user interface 103 for entering settings and displaying mobile operating status, and a radio base station 104.
- shelves 105 for storing articles are installed, and there is a difficult-to-communication area (hereinafter referred to as an NG area) 106 caused by the shadow of the shelves and the stored articles.
- NG area difficult-to-communication area
- the mobile unit control device 102 divides the entire warehouse 107 into mesh-like partial areas as indicated by the dotted lines in FIG. 1, and manages the communication quality in units of these areas. This enables efficient management.
- the minimum value of the side length of the mesh area can be determined based on the position coordinate measurement accuracy (A) of the moving object, the ability to stop the moving object (B), and the size of the moving object (C).
- the shape (size) of each mesh region is determined, for example, so that each moving body can automatically avoid collisions with other moving bodies. Note that wireless communication quality may not be managed for each mesh area.
- the function is at least a part of the arithmetic device because the specified processing is performed using a storage device and/or an interface device as appropriate.
- the processing described with function as the subject may be processing performed by a system having an arithmetic device or its processor.
- FIG. 3 is a functional configuration diagram of the moving body 101.
- the functional configuration of the mobile object 101 can be realized by, for example, the computer configuration described with reference to FIG. 2B.
- a state management function 301, an article information table 302, a wireless communication function 303, an operating state table 304, a communication quality measurement function 305, a position coordinate acquisition function 306, and a travel function 307 are implemented.
- the state management function 301 is a function that creates and transmits a position/speed information notification message 401 that notifies the mobile body control device 102 of its own current position, movement speed, and communication quality measurement value. It also has a function of creating and transmitting an operating state notification message for notifying the mobile body control device 102 of its own operating state such as arrival at the destination.
- FIG. 6 is an example of the transport information table 205 held by the mobile body control device 102.
- the transportation information table 205 shows a transportation order 601, a unique item number 602, an item shelf coordinate 603 indicating a storage position, a transportation destination coordinate 604, and an allocation state 605 for items stored in the warehouse.
- Allocation state 605 indicates whether the shipment of the item has been allocated to any mobiles.
- the status 702 holds whether the moving object 101 is transporting an item, is stopped, or is moving toward the item to be transported.
- the position coordinates 703 indicate the current position of the mobile object 101, are managed separately from the mesh that manages the communication quality, and indicate the physical position within the warehouse. Generally, a certain point in the warehouse is taken as a reference point, and relative plane coordinates (unit: meter) from that point are used.
- the speed 704 is the moving speed of the moving object when it passes through the position coordinates 703, that is, the current moving speed.
- the transported article number 705 is the number of the article to be carried by the moving body, which is the article number 602 in FIG. If the transport item number 705 is not assigned, it means that the mobile unit 101 is on standby.
- a movement path and speed 706 indicates the movement path and movement speed of each moving body 101 for transporting an article, and is the calculation result of the movement path calculation function 208 . After three numbers in parentheses, the first two indicate position coordinates, and the third number indicates the movement speed to the next position coordinate.
- the mobile body control function 201 creates transport information and a moving path notification message 402 including the calculated or updated moving path and moving speed, and sends them to the mobile body 101 .
- the movement route calculation function 208 calculates the entry time and departure time of the NG area for all moving objects identified at step 1307. This is done by referring to the position coordinates 703 and the moving path and speed 706 of the moving body state table 204 .
- a movement path and speed 706 represents the entire movement path of the moving body 101 . Since the position coordinates 703 represent the current position, they represent a point in the middle of the entire moving route.
- step 1303 If it is determined in step 1303 that an NG area is included (1303: YES), the route with the shortest travel time is selected from the detour route and the shortest route. In other words, if the calculated amount of time delay (waiting time) is greater than the travel time delay calculated assuming that the area where the communication quality is degraded is detoured, the detour route is preferentially selected. .
- the movement route calculation function 208 calculates a movement route including the NG area even if the movement time is not the shortest. preferentially selected as a result of By intentionally causing the mobile object 101 to pass through the NG area, it becomes possible to measure and update the communication quality of the NG area. As a result, it is possible to periodically ascertain that the communication quality has returned to normal, and to suppress execution of unnecessary exclusive control.
- the state management function 301 acquires the current speed from the running function 307 .
- a position/velocity information notification message containing these three pieces of information is created and transmitted while moving.
- an operating status notification message containing the contents of the operating status table 304 is created and sent.
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications.
- the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations.
- it is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
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Abstract
移動体制御装置は、移動体制御領域内における複数の移動体の移動を、無線通信を使用して制御する。移動体制御装置は、１以上の演算装置と、１以上の記憶装置と、を含む。１以上の記憶装置は、複数の移動体それぞれの現在位置を示す管理情報を格納する。１以上の演算装置は、移動体制御領域内における無線通信品質の測定結果に基づいて、排他制御領域を特定し、排他制御領域内に同時に存在する移動体の数が規定数以下となるように複数の移動体の移動を前記管理情報に基づき制御する。
Description
本出願は、２０２１年１１月１５日に出願された日本出願である特願２０２１－１８５３４４の優先権を主張し、その内容を参照することにより、本出願に取り込む。
本開示は、移動する装置の移動制御に関する。
物流倉庫内や製造工場内での物品運搬業務の人手不足解消や効率向上をめざして、自動搬送車等の移動ロボットが用いられている。これらの移動ロボットは、中央制御装置により遠隔でその移動経路と移動速度を制御される場合と、各移動ロボットが自律で移動経路と移動速度を制御する場合とがある。どちらの場合においても安全かつ効率的な物品運搬が必要である。すなわち、移動ロボットの衝突を防止し、かつ運搬効率を向上するように移動制御する必要がある。
この安全な移動制御に関して、例えば特許文献１で開示される技術がある。具体的には「自律移動システム１における各自律移動装置２は、自律走行するための自律走行手段３、自己の識別情報や自己の稼働状態を示す情報を記憶した装置情報記憶手段４、他の自律移動装置２との通信及びユーザによる目的地や走行指令入力を行うためのインターフェイス５、次ノードに向かう際に当該自律移動装置の経路と交差する経路を移動する他の自律移動装置を抽出する対象装置抽出手段６、他の自律移動装置２が抽出された場合に両装置が交差部に到達する時間が所定の時間内になるかを判定する時間判定手段７、及び、交差部に到達する時間が所定の時間内になる場合に両装置の優先度に基づいて何れを先に移動させるかの判定を行う移動判定手段８を備えている。」を開示している。これにより移動ロボットが衝突することを防止できる。
しかしながら上記技術では相手移動ロボットの情報を通信で収集しており、この通信が失敗し相手移動ロボットの情報を取得できなかった場合に移動ロボットの衝突を防止できない。特に無線通信手段を用いる場合には障害物の陰等一時的に通信困難になる領域が生じることがあり、通信に失敗することに備えることが必要である。なお、特許文献１には開示されていないが、通信困難なことを検知した場合にその場で停止する、あるいは衝突しても壊れない程度の極低速で移動する、等で安全を確保することが容易に考えられるがその場合は運搬効率が低下する。
また、通信困難な領域が生じることに対しては、例えば特許文献２が「移動体管理システム（１００、２００）は、各々が、誘導指令に従って移動する複数の移動体（１０）と、各移動体に誘導指令を送信する運行管理装置（５０）と、各移動体と無線によって接続され、かつ、運行管理装置と無線または有線によって接続されて、各移動体と運行管理装置との間の通信を中継する少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイント（２）とを有する。各移動体は、所定のワイヤレスアクセスポイントと通信することによって通信状態を示す状態データ（３２）を生成して、所定のワイヤレスアクセスポイントを介して外部に送信する。運行管理装置は、各移動体から取得した状態データを利用して、第１誘導指令が、通信の維持が困難であることを示す条件に合致する場合には、第１誘導指令を第２誘導指令に変更する。」技術を開示している。これにより通信困難な領域を避けて安全に移動ロボットを走行させることができる。
しかしながら上記技術では、運搬効率を向上させることができない。
したがって、自動搬送車等の移動ロボットの移動制御に関し、通信困難な領域を移動ロボットが走行する場合であっても移動ロボットの衝突を抑制でき、かつ、衝突を抑制する際の運搬効率向上を実現する技術が望まれる。
本開示の一態様は、移動体制御領域内における複数の移動体の移動を、無線通信を使用して制御する、移動体制御装置である。移動体制御装置は、１以上の演算装置と、１以上の記憶装置と、を含む。前記１以上の記憶装置は、前記複数の移動体それぞれの現在位置を示す管理情報を格納する。前記１以上の演算装置は、前記移動体制御領域内における無線通信品質の測定結果に基づいて、排他制御領域を特定し、前記排他制御領域内に同時に存在する移動体の数が規定数以下となるように、前記複数の移動体の移動を前記管理情報に基づき制御する。
無線通信の通信困難な領域内を移動体が移動する場合においても衝突を抑制でき、かつ、衝突抑制の際の運搬効率を向上させることができる。
まず以下の実施例に共通部分を説明する。図１は本明細書の実施例による物流倉庫向け移動体システムの構成図である。なお、本明細書の実施例の移動体システムは、物流倉庫と異なる現場に適用できる。移動体システムは、複数の移動体１０１、及び、複数の移動体１０１の移動制御領域内での移動を制御する移動体制御装置１０２を含む。
移動体１０１は、倉庫１０７内で物品を運ぶ。移動体制御システムは、移動体制御装置（ＷＣＳ）１０２、設定値入力と移動体の稼働状態を表示するためのユーザインタフェース１０３、及び無線基地局１０４を含む。倉庫１０７内には、物品を保管するための棚１０５が設置され、棚や保管された物品の陰などにより生じた通信困難領域（以下、ＮＧ領域と呼ぶ）１０６が存在する。
移動体制御装置１０２は、倉庫１０７全体を図１の点線で示すようにメッシュ状の部分領域に区切り、この領域単位で通信品質を管理する。これにより効率的な管理が可能となる。例えば、メッシュ領域の辺の長さの最小値は、移動体の位置座標計測の精度（Ａ）、移動体停止能力（Ｂ）、移動体の大きさ（Ｃ）、に基づき決めることができる。各メッシュ領域の形状（サイズ）は、例えば、各移動体が他の移動体との衝突を自動回避可能となるように決定される。なお、メッシュ領域毎に無線通信品質が管理されていなくてもよい。
より具体的には、例えば、（Ａ）と（Ｂ）＋（Ｃ）の大きい方をメッシュの辺の長さの最小値としてもよい。移動体が衝突しないことが保証できる範囲でメッシュを小さくすることで、通信困難な領域をより小さい単位で管理でき、本明細書の実施例の移動排他制御を実行する回数を低減できる。これにより安全確保のための移動排他制御による運搬作業効率低下をより抑制できる。
通信品質は移動体１０１が物品を運搬しつつ常に計測する。これにより、効率的に移動体が移動する領域の通信品質を計測できる。なお、倉庫内に設置された他の装置によって通信品質が計測されてもよい。１つの領域内を移動する間に移動体１０１は複数回通信品質を計測してよい。複数の計測値から、当該領域の通信品質計測値を決める方法は、平均値を用いる、最大値を用いるなどの方法がある。
詳細は図２Ａの説明で述べるが、通信品質計測値が悪化していて通信困難と判定された領域が、ＮＧ領域１０６である。この領域内では、安全のため移動体どうしが衝突しないように、例えば、低速で走行させるか、または、一時停止させることが考えらえる。しかし、これにより物品の運搬効率が低下し得る。
本明細書の実施例では、ＮＧ領域１０６を内に常に規定台数以下の移動体が存在するように、各移動体１０１の移動の排他制御を実現する。ＮＧ領域１０６は、排他制御領域の例である。これによりＮＧ領域内での移動体どうしの衝突の可能性を低減できる。規定台数は、例えば１台であり、これによりＮＧ領域内での移動体１０１の衝突をより確実に防止できる。また、ＮＧ領域外と同じ速度で移動させることで運搬効率を向上させる。以下その方法の例をより具体的に説明する。以下において、ＮＧ領域に存在が許される移動体の数は１台であるとする。
図２Ａは移動体制御装置１０２の機能構成図である。移動体制御機能２０１、設定値保持機能２０２、通信機能２０３、移動体状態表２０４、運搬情報表２０５、倉庫ＭＡＰ情報表２０６、通信品質判定機能２０７、移動経路計算機能２０８が、実装されている。移動体状態表２０４、運搬情報表２０５、倉庫ＭＡＰ情報表２０６は、移動体１０１を制御及び管理するための管理情報の例である。
移動体制御機能２０１は、主に、移動体１０１の移動経路と速度を計算して、運搬情報及び移動経路通知メッセージを作成して、その移動体１０１に送信する機能である。移動体制御機能２０１の処理は、図１１、図１２で詳細に説明する。
設定値保持機能２０２は、ユーザインタフェース１０３から入力された設定値を保持および管理する機能である。設定値は、例えば、移動体の総台数、移動体の移動体停止性能（停止指示を受けてから停止するまでの秒数）、移動体の高速速度、移動体の低速速度、通信品質閾値（通信遅延時間、通信データロス率など）、移動経路再計算指示、を含む。
移動経路再計算指示は通常オフだが、ユーザインタフェース１０３からユーザが指示した場合にオンとなる。オンの場合、本実施形態による移動体の移動排他制御が即座に実行され、当該制御が完了すると移動経路再計算指示はオフとなる。これはユーザインタフェース１０３上に表示される移動体の移動状況をユーザが監視しており、ユーザが必要と判定した場合に本実施形態による移動体移動制御システムに対して強制的に移動体の移動排他制御を実行させるためのものである。
通信機能２０３は、移動体１０１と情報を送受信する機能である。移動体状態表２０４、運搬情報表２０５、倉庫ＭＡＰ情報表２０６はそれぞれ図６、図７、図８で説明する。通信品質判定機能２０７は、移動体１０１が計測した通信品質計測値と設定値保持機能２０２が保持する通信品質閾値とを比較し、通信品質計測値が通信品質閾値を超えていた場合に、つまり計測通信品質が所定通信品質より劣っている場合に、移動体１０１が当該通信品質を計測した領域をＮＧ領域と判定する機能である。移動経路計算機能２０８が移動体の移動排他制御を実現する機能である。図１３で詳細に説明する。
図２Ｂは、移動体制御装置１０２のハードウェア構成例を模式的に示したブロック図である。移動体制御装置１０２は、演算性能を有する演算装置１２１と、演算装置１２１が実行するプログラム及び処理対象データを格納する記憶領域を与える主記憶装置１２２と、を含む。演算装置１２１は、例えば、１又は複数のコアを含むＣＰＵであり、主記憶装置１２２は、例えば、揮発性記憶領域を含むＲＡＭである。
移動体制御装置１０２は、さらに、他の計算機装置や外部記憶装置とデータ通信をおこなう通信インターフェース１２６と、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やフラッシュメモリなどを利用した不揮発記憶領域を与える補助記憶装置１２３と、を含む。また、移動体制御装置１０２は、ユーザからの操作を受け付ける入力装置１２４と、各プロセスでの出力結果をユーザに提示する出力装置１２５と、を含む。
入力装置１２４は、例えば、キーボードやマウスを含み、出力装置１２５は、例えばモニタやプリンタを含む。移動体制御装置１０２のこれら構成要素は、内部バス１２７を介して通信可能である。
演算装置１２１が実行するプログラム及び処理対象のデータは、例えば、補助記憶装置１２３から主記憶装置１２２にロードされる。図２Ａに示す、移動体制御機能２０１、設定値保持機能２０２、通信品質判定機能２０７、移動経路計算機能２０８といった機能部は、演算装置１２１が対応するプログラムを実行することによって実装することができる。また、通信機能２０３は、演算装置１２１が通信インターフェース１２６を利用することで実装され得る。図２Ａに示す、移動体状態表２０４、倉庫ＭＡＰ情報表２０６、運搬情報表２０９、といった各種データ又は情報は、例えば、補助記憶装置１２３に格納され得る。
移動体制御装置１０２は、物理的な計算機システム（一つ以上の物理的な計算機）でもよいし、クラウド基盤のような計算リソース群（複数の計算リソース）上に構築されたシステムでもよい。移動体制御装置１０２は、スマートフォンやタブレットなどの携帯機器でもよい。計算機システムあるいは計算リソース群は、１以上のインターフェース装置、１以上の記憶装置（例えば、主記憶装置及び補助記憶装置を含む）、及び、１以上の演算装置を含む。
プログラムが演算装置によって実行されることで機能が実現される場合、定められた処理が、適宜に記憶装置及び／またはインターフェース装置等を用いながら行われるため、機能は演算装置の少なくとも一部とされてもよい。機能を主語として説明された処理は、演算装置あるいはそのプロセッサを有するシステムが行う処理としてもよい。
プログラムは、プログラムソースからインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布計算機または計算機が読み取り可能な記憶媒体（例えば計算機読み取り可能な非一過性記憶媒体）であってもよい。各機能の説明は一例であり、複数の機能が一つの機能にまとめられたり、一つの機能が複数の機能に分割されたりしてもよい。
図３は移動体１０１の機能構成図である。移動体１０１の機能構成は、例えば、図２Ｂを参照して説明したような計算機構成により実現することができる。状態管理機能３０１、物品情報表３０２、無線通信機能３０３、稼働状態表３０４、通信品質計測機能３０５、位置座標取得機能３０６、走行機能３０７が、実装されている。
状態管理機能３０１は、自身の現在位置、移動速度および通信品質計測値を、移動体制御装置１０２へ通知する位置速度情報通知メッセージ４０１を作成、送信する機能である。また、移動目的地へ到着した等の自身の稼働状態を移動体制御装置１０２へ通知する稼働状態通知メッセージを作成、送信する機能も持つ。
無線通信機能３０３は、無線ＬＡＮ等を介した無線通信を実行する機能である。物品情報表３０２、稼働状態表３０４はそれぞれ図９、図１０で説明する。
通信品質計測機能３０５は、移動体制御装置１０２との間で通信遅延時間と通信データロス率を計測する機能である。一般的に、情報を送信する際に送信する情報ごとに送信時刻とユニークなシーケンス番号を付与する。情報を受信した際に、受信時刻と付与された送信時刻との差分から通信遅延時間を計算する。また、情報ごとに付与されたユニークなシーケンス番号により情報の欠落（ロス）を検出し、情報ロス率を計算する。この情報ロス率の計算は例えば１０秒ごとなど周期的に実行される。
位置座標取得機能３０６は、倉庫内での移動体の現在位置を取得する機能である。例えば各領域に倉庫内での位置情報を記したＱＲコード（登録商標）等のマーカを設置し、移動体に搭載したカメラでマーカを写し、位置情報を取得すること等ができる。走行機能３０７は移動体が遠隔指示を受けて、または、自律で走行する機能である。
図４は位置速度情報通知メッセージ４０１と運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２のシーケンス図である。詳細は図１１で説明するが、移動体制御装置１０２は、位置速度情報通知メッセージ４０１を移動体１０１から受信すると、当該領域の通信品質を判定する。その結果、それまで通常領域だったものがＮＧ領域に変化した場合、逆にＮＧ領域だったものが通常領域に変化した場合に、関連する移動体１０１に対して経路制御を実行する。移動体制御装置１０２は、運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２を作成し、関連する移動体１０１に送信する。
図５は稼働状態通知メッセージ５０１と運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２のシーケンス図である。この運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２は図４のものと同内容のメッセージであり、図５でも用いる。詳細は図１２で説明するが、移動体制御装置１０２は稼働状態通知メッセージ５０１を移動体１０１から受信すると、当該移動体１０１に対して経路制御を実行する。移動体制御装置１０２は、運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２を作成し、当該移動体１０１に送信する。
図６は移動体制御装置１０２が保持する運搬情報表２０５の一例である。運搬情報表２０５は、倉庫内に保管されている物品に対して、運搬順序６０１、ユニークな物品番号６０２、保管されている位置を示す物品棚座標６０３、運搬先座標６０４、割当状態６０５を示す。割当状態６０５は、物品の運搬がいずれかの移動体に割り当て済みであるか否かを示す。
移動体制御装置１０２は、運搬情報表２０５に基づき各物品を運搬する移動体１０１を割り当て、移動経路と移動速度を計算する。移動体制御装置１０２は、例えば、運搬待ちの移動体のうち、物品が配置された物品棚座標６０３に最も近い場所にいる移動体を、その物品の運搬に割り当てる。また移動距離が最短となる移動経路を計算し、カーブでの減速等を含め移動時間が最短となるように移動速度を計算する。
図７は移動体制御装置１０２が保持する移動体状態表２０４の一例である。移動体状態表２０４は、ユニークな移動体ＩＤ７０１、ステータス７０２、位置座標７０３、速度７０４、運搬物品番号７０５、移動経路および速度７０６を示す。
ステータス７０２は当該移動体１０１が物品を運搬中であるか、停止中であるか、運搬する物品へ向け移動中であるか、を保持する。位置座標７０３は当該移動体１０１の現在位置を示し、通信品質を管理するメッシュとは別に管理するものであり、倉庫内での物理位置を示す。一般的には倉庫内のある点を基準点に取り、そこからの相対的な平面座標（単位メートル）で表す。
速度７０４は位置座標７０３通過時における移動体の移動速度、つまり、現在の移動速度である。運搬物品番号７０５は移動体が運搬する物品番号であり、図６の物品番号６０２のことである。運搬物品番号７０５が割り当てられてない場合、その移動体１０１は、待機中であることを意味する。移動経路および速度７０６は、物品の運搬のための各移動体１０１の移動経路および移動速度を示し、移動経路計算機能２０８の計算結果である。括弧内に三つの数字のち、最初の二つは位置座標を示し、三つ目の数字は、次の位置座標までの移動速度を示す。
図８は移動体制御装置１０２が保持する倉庫ＭＡＰ情報表２０６の一例である。倉庫ＭＡＰ情報表２０６は、対象物８０１、始点座標８０２、終点座標８０３を示す。対象物８０１は、各対象物が、倉庫内に存在する物品棚１０５、移動体の通路、ＮＧ領域１０６のいずれであるかを示す。始点座標８０２、終点座標８０３は対象物の大きさを表す（単位メートル）。この座標は図７の位置座標７０３と同一の座標系である。なお、図４で説明した通信品質の判定を行うたびに、その結果でＮＧ領域の行が増減する。この詳細は図１１で説明する。
図９は移動体１０１が保持する物品情報表３０２の一例である。物品情報表３０２は、当該移動体１０１が運搬する物品の情報を示す。物品情報表３０２は、物品番号９０１、物品棚座標９０２、運搬先座標９０３を示す。これらはそれぞれ、図６の物品番号６０２、物品棚座標６０３、運搬先座標６０４と同内容であり、運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２により、移動体制御装置１０２から通知される。移動体１０１は、物品棚座標９０２で示される場所へ移動し物品を積載する。続いて運搬先座標９０３で示される場所へ移動し物品を下す。移動体１０１はこの作業を繰り返す。
図１０は移動体１０１が保持する稼働状態表３０４である。稼働状態表３０４は、ステータス１００１、位置座標１００２、速度１００３、通信品質計測値１００４を示す。これらは位置速度情報通知メッセージ４０１で移動体制御装置１０２へ通知される。ステータス１００１、位置座標１００２、速度１００３は、図７のステータス７０２、位置座標７０３、速度７０４と同内容である。
図１１、図１２は移動体制御装置１０２の移動体制御機能２０１のフローチャートである。図１１では、ステップ１１０１で、移動体制御機能２０１は、移動体１０１からの位置速度情報通知メッセージ４０１を待ち受ける。ステップ１１０２で当該メッセージを受信すると、移動体制御機能２０１は、メッセージ内容に基づき、ステップ１１０３で移動体状態表２０４を更新し、ステップ１１０４で倉庫ＭＡＰ情報表２０６を更新する。
ステップ１１０３では、移動体制御機能２０１は、移動体状態表２０４において、ステータス７０２、位置座標７０３、速度７０４を更新する。ステップ１１０４では、移動体制御機能２０１は、倉庫ＭＡＰ情報表２０６においてＮＧ領域に関する行の追加、削除を行う。
具体的には、移動体制御機能２０１は、図２Ａで説明したように、通信品質判定機能２０７によって、移動体１０１から通知された通信品質計測値に基づきＮＧ領域判定を行う。その結果、既存のＮＧ領域が通常領域に変化した場合、移動体制御機能２０１は、倉庫ＭＡＰ情報表２０６において当該行を削除する。逆にＮＧ領域が増えた場合、倉庫ＭＡＰ情報表２０６において新たに行を追加する。このとき移動体１０１の位置座標７０３を含む領域を新たに増えたＮＧ領域とする。
ステップ１１０５では、移動体制御機能２０１は、通信品質を判定した結果ＮＧ領域が減った場合に当該領域を移動経路上に持つ移動体１０１が存在するか、図７の移動体状態表２０４の移動経路および速度７０６の欄を確認する。存在する場合はステップ１１０６へ進み、存在しない場合はステップ１１０７へ進む。
ステップ１１０６では、移動体制御機能２０１は、当該移動体１０１の排他制御を取り消す。すなわち、移動経路上で排他制御待ちのため落としていた移動速度を最高速度に更新する。次にステップ１１０８へ進む。
ステップ１１０７ではステップ１１０４で通信品質を判定した結果ＮＧ領域が増えたか、増えた場合に当該ＮＧ領域を移動経路上にもつ移動体１０１が存在するかをステップ１１０５と同様に確認する。ＮＯの場合はステップ１１０１へ戻る。ＹＥＳの場合、ステップ１３０１で、当該移動体１０１について移動経路計算機能２０８により移動経路を計算する。この移動経路計算の詳細は図１３で説明する。
ステップ１１０８では、移動体制御機能２０１は、計算された、あるいは更新された移動経路と移動速度を含む運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２を作成し、移動体１０１へ送信する。
図１２ではステップ１２０１で、移動体制御機能２０１は、移動体１０１からの稼働状態通知メッセージ５０１を待ち受ける。ステップ１２０２で当該メッセージを受信すると、ステップ１３０１で、移動体制御機能２０１は、メッセージ内容に基づき、移動経路計算機能２０８によって、当該移動体１０１の移動経路を計算する。この詳細は図１３で説明する。続いてステップ１２０３で、計算された移動経路と移動速度を含む運搬情報および移動経路通知メッセージ４０２を作成し、当該移動体１０１へ向け送信する。
図１３は移動体制御装置の移動経路計算機能２０８のフローチャートである。また移動経路計算の概念図を図１５に示す。図１３の処理は、対象の一つの移動体１０１に対して実行される。図１１を参照して説明したように、新たなＮＧ領域が発生したときに、当該ＮＧ領域を通過する各移動体１０１のために、図１３の処理が実行される。また、図１２を参照して説明したように、稼働状態通知メッセージ５０１を受信した移動体１０１のために、移動経路が計算される。
ステップ１３０２で、移動経路計算機能２０８は、移動体１０１の位置座標７０３と目的地点の位置座標とから移動距離が最短距離の最短経路を計算する。目的地点については、当該移動体１０１にすでに運搬物品が割り当てられている場合は図７の運搬物品番号７０５を参照して物品番号を取得する。図６の物品番号６０２が同一の行の運搬先座標６０４が目的地点となる。運搬物品が未割当の場合は、図６を参照して割当状態６０５が未の中で運搬順序６０１が最も小さい物品番号６０２を探す。この時、物品棚座標６０３が目的地点となる。
ステップ１３０３で、移動経路計算機能２０８は、倉庫ＭＡＰ情報表２０６を参照して最短経路上にＮＧ領域を含むかどうか確認する。ＮＧ領域を含む場合は（１３０３：ＹＥＳ）、ステップ１３０６へ進む。ＮＧ領域を含まない場合は（１３０３：ＮＯ）、最短経路上を常に最高速度で走行して問題ないので、最短経路と最高速度とを移動経路と移動速度として、ステップ１３０４へ進む。
ステップ１３０６では、移動経路計算機能２０８はＮＧ領域を迂回し２番目に短距離の経路を計算する。最短経路上に複数のＮＧ領域が存在する場合、全てのＮＧ領域が迂回される経路が選択される。以下のステップ１３０７から１３１０は、経路上の各ＮＧ領域ついて実行される。
まず、ステップ１３０７では、移動経路計算機能２０８は、ステップ１３０３で見つけたＮＧ領域を移動経路上に含む移動体をすべて洗い出す。これは移動体状態表２０４の移動経路および速度７０６を参照して行う。
ステップ１３０８では、移動経路計算機能２０８は、ステップ１３０７で洗い出した全移動体について、当該ＮＧ領域の進入時刻と退去時刻を計算する。これは、移動体状態表２０４の位置座標７０３と移動経路および速度７０６を参照して行う。移動経路および速度７０６は、移動体１０１の全移動経路を表している。位置座標７０３は現在位置を表しているので、全移動経路上の途中の点を表している。
移動経路計算機能２０８は、現在位置から目的地点までの残りの移動経路について移動時間を計算する。この移動時間を現在時刻に加算することで当該ＮＧ領域への進入時刻を計算できる。当該ＮＧ領域の到着前に他ＮＧ領域を通過する場合、その時の待機時間も加算する。退去時刻については、当該ＮＧ領域について当該移動体の進行方向の長さを計算し、当該移動体が最高速度で移動するとして通過に要する時間を計算、進入時刻に加算して求めることができる。
ステップ１３０９では、移動経路計算機能２０８は、ステップ１３０８で計算した各移動体１０１の当該ＮＧ領域への進入時刻について、先に当該ＮＧ領域に進入した全移動体の退去時刻より後であることを確認する。ＹＥＳであればステップ１３０４へ進み、ＮＯであればステップ１３１０へ進む。
ステップ１３１０では、移動経路計算機能２０８は、移動排他制御待ち時間を計算する。移動体制御機能２０１は、あるＮＧ領域へ同時に複数の移動体が進入しないように移動排他制御を行う。すなわち、当該ＮＧ領域へ先に進入した移動体の退去時刻が過ぎるまで後続の移動体が当該ＮＧ領域へ進入しないように、後続の移動体の移動速度を調整して進入時刻を遅らせる。この時遅らせた時間が、移動排他制御待ち時間である。この移動排他制御待ち時間を小さくすることで、移動体１０１による物品運搬効率を向上させることができる。この詳細は図１８で説明する。
ステップ１３０４では、移動経路計算機能２０８は、計算された移動経路ごとに移動時間を計算する。このとき、ステップ１３１０で計算される移動排他制御による待ち時間が存在する場合には、これを加算する。移動体１０１が複数のＮＧ領域を通過する場合、全てのＮＧ領域の待ち時間が加算される。
最後にステップ１３０５で、移動経路計算機能２０８は、移動時間が最も小さい移動経路とその時の移動速度を移動経路計算機能の結果として選択する。ステップ１３０３においてＮＧ領域が含まれないと判定された場合（１３０３：ＮＯ）、最短距離が選択される。
ステップ１３０３においてＮＧ領域が含まれると判定された場合（１３０３：ＹＥＳ）、迂回経路と最短経路の内、移動時間が小さい経路が選択される。つまり、計算された時間の遅れの量（待ち時間）が、通信品質が悪化した領域を迂回すると仮定して計算された移動時間の遅れよりも大きい場合に、迂回経路が優先して選択される。
一例において、あるＮＧ領域が、ＮＧ領域と判定されてからあらかじめ定める規定時間が経過している場合、移動経路計算機能２０８は、移動時間が最小ではなくとも当該ＮＧ領域を含む経路を移動経路計算の結果として優先して選択する。移動体１０１にＮＧ領域を意図的に通らせることで、ＮＧ領域の通信品質の計測および更新が可能となる。これにより通信品質が通常に戻っていることを定期的に把握し不要な排他制御の実施を抑制できる。
図１４は移動体１０１の状態管理機能３０１のフローチャートである。このフローチャートは周期的に実行される。まずステップ１４０１で、状態管理機能３０１は、位置座標取得機能３０６より位置座標情報を取得する。続いてステップ１４０２で通信品質計測機能３０５より通信品質計測値を取得する。
さらにステップ１４０３で、状態管理機能３０１は、走行機能３０７より現在の速度を取得する。ステップ１４０４でこれら３つの情報を含んだ位置速度情報通知メッセージを作成し、移動送信する。最後にステップ１４０５で稼働状態表３０４の内容を含んだ稼働状態通知メッセージを作成、送信する。
図１５は移動経路計算の概念図である。図の位置にある移動体１０１が黒丸で表される運搬先に移動するとする。距離が最短となる移動経路Ｐ１が計算されるが、経路上にＮＧ領域１０６が存在する。したがって、距離が２番目に短い迂回経路Ｐ２も計算される。
図１６は図１３の移動排他制御が必要な場合を示した図である。図において、移動体１０１Ａと移動体１０１Ｂの移動経路が交差しており、交点にＮＧ領域１０６Ａがある。このままでは移動体１０１ＡがＮＧ領域１０６Ａに滞在中に、移動体１０１ＢもＮＧ領域１０６Ａ進入する。通信困難なことから棚の陰に隠れて直前までお互いを認識できず、衝突することが予測される。これを避けるため、先に移動体１０１ＡにＮＧ領域１０６Ａを通過させ、後から移動体１０１ＢにＮＧ領域１０６Ａを通過させる。なお、移動体１０１ＡがＮＧ領域１０６Ｂへ進入したあとに移動体１０１ＢがＮＧ領域１０６Ａへ進入できる。
図１７は図１３の移動排他制御が必要な別の例を示した図である。移動体１０１Ａと移動体１０１Ｂの移動経路が重複している部分にＮＧ領域１０６Ａ、１０６Ｂがある。排他制御は、先に移動体１０１ＡにＮＧ領域１０６Ａを通過させ、後から移動体１０１ＢにＮＧ領域１０６Ａを通過させる。また、先に移動体１０１ＡにＮＧ領域１０６Ｂを通過させ、後から移動体１０１ＢにＮＧ領域１０６Ｂを通過させる。移動体１０１ＡがＮＧ領域１０６Ａ又はＮＧ領域１０６Ｂを通過した直後に、移動体１０１ＢをＮＧ領域１０６Ａ又はＮＧ領域１０６Ｂを進入させる。
図１８は移動排他制御の概念図である。あるＮＧ領域における移動体１０１の滞在時間１８０１を時系列で模式的に表したものである。滞在時間１８０１は当該ＮＧ領域へ当該移動体１０１が進入してから退去するまでの時間を表している。すなわち、滞在時間の間は当該ＮＧ領域を１台の移動体が占有する。
これを実現するため、ある移動体の滞在時間に他の移動体の当該ＮＧ領域への進入時刻がぶつかった時、後続の移動体の当該ＮＧ領域への進入時刻を滞在時間が終了する時刻以降へ遅らせる。この遅らせる時間が移動排他制御待ち時間１８０２である。後続の移動体の進入時刻を遅らせるために、当該ＮＧ領域手前で一時停止することや移動速度を落とすことを行う。
上記移動体制御装置１０２の機能及び機能を実現するための管理情報の一部は、省略されていてもよい。例えば、移動体制御装置１０２は、移動体の経路を決定することなく、移動体１０１の現在位置に基づきＮＧ領域における移動体１０１の排他制御を実行してもよい。
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成・機能・処理部等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしもすべての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆どすべての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Claims (9)
- 移動体制御領域内における複数の移動体の移動を、無線通信を使用して制御する、移動体制御装置であって、
１以上の演算装置と、
１以上の記憶装置と、を含み、
前記１以上の記憶装置は、前記複数の移動体それぞれの現在位置を示す管理情報を格納し、
前記１以上の演算装置は、
前記移動体制御領域内における無線通信品質の測定結果に基づいて、排他制御領域を特定し、
前記排他制御領域内に同時に存在する移動体の数が規定数以下となるように、前記複数の移動体の移動を前記管理情報に基づき制御する、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、
前記規定数は１である、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、
前記無線通信品質の計測結果を、前記複数の移動体から受信する、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、
前記移動体制御領域は、予め複数の部分領域に分割されており、
前記１以上の演算装置は、前記複数の部分領域毎に前記排他制御領域を判定する、移動体制御装置。 - 請求項４に記載の移動体制御装置であって、
前記複数の部分領域の各部分領域は、前記複数の移動体の各移動体が他の移動体との衝突を自動回避可能な大きさを有する、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、
第１移動体の現在位置から目的地までの最短経路が、前記排他制御領域を通過し、
前記１以上の演算装置は、
前記第１移動体の前記排他制御領域の通過のための待ち時間を含めて、前記最短経路の移動時間を推定し、
前記排他制御領域を迂回する前記第１移動体の迂回経路の移動時間を推定し、
前記迂回経路の移動時間が前記最短経路の移動時間より短い場合に、前記迂回経路を前記最短経路より優先する、移動体制御装置。 - 請求項６に記載の移動体制御装置であって、
前記無線通信品質は前記複数の移動体に計測され、
前記排他制御領域が特定されてから規定時間が経過済みである場合、前記１以上の演算装置は、前記最短経路を前記迂回経路より優先する、移動体制御装置。 - 移動体制御装置が、無線通信を使用して、移動体制御領域内での複数の移動体の移動を制御する方法であって、
前記移動体制御装置は、前記複数の移動体それぞれの現在位置を示す管理情報を保持し、
前記方法は、前記移動体制御装置が、
前記移動体制御領域内における無線通信品質の測定結果を取得し、
前記測定結果に基づいて排他制御領域を特定し、
前記排他制御内に同時に存在する移動体の数が規定数以下となるように、前記管理情報に基づいて前記複数の移動体の移動を制御する、ことを含む方法。 - 移動体システムであって、
複数の移動体と、
移動体制御領域内における前記複数の移動体の移動を、無線通信を使用して制御する移動体制御装置と、を含み、
前記移動体制御装置は、
前記移動体制御領域内における無線通信品質の測定結果に基づいて排他制御領域を特定し、
前記排他制御領域内に同時に存在する移動体の数が規定数以下となるように、前記複数の移動体の移動を前記複数の移動体の現在位置に基づき制御する、移動体システム。
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-
2022
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Patent Citations (2)
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