特許 6795730 移動体の管理システム、移動体、走行管理装置およびコンピュータプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6795730

(24)【登録日】2020年11月17日

(45)【発行日】2020年12月2日

(54)【発明の名称】移動体の管理システム、移動体、走行管理装置およびコンピュータプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20201119BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 P

【請求項の数】14

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-509043(P2019-509043)

(86)(22)【出願日】2018年3月1日

(86)【国際出願番号】JP2018007786

(87)【国際公開番号】WO2018180174

(87)【国際公開日】20181004

【審査請求日】2019年7月20日

(31)【優先権主張番号】特願2017-61669(P2017-61669)

(32)【優先日】2017年3月27日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000107147

【氏名又は名称】日本電産シンポ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】赤松 政弘

(72)【発明者】

【氏名】村井 典之

【審査官】 松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−１４０７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０５１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６５１３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２５７５２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１台の移動体の走行を管理する管理システムであって、前記管理システムは、前記移動体と、前記移動体の走行を管理する走行管理装置とを有し、前記移動体は、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、前記走行管理装置と通信する第１通信回路と、前記駆動装置および前記第１通信回路を制御する制御回路とを有し、前記走行管理装置は、 前記移動体と通信する第２通信回路と、前記移動体を、第ｎ（ｎ：正の整数）位置から第（ｎ＋１）位置まで移動させるための第ｎ指令を生成し、前記第２通信回路を介して前記移動体に送信する信号処理回路と、を備え、前記移動体が、前記第ｎ指令に従って第ｎ位置から前記第（ｎ＋１）位置に移動する間に前記第（ｎ＋１）位置に応じて定められた領域に到達すると、前記制御回路は前記第１通信回路を介して前記走行管理装置に領域到達通知を送信し、前記走行管理装置の前記信号処理回路は、前記第２通信回路を介して前記領域到達通知を受信すると、前記移動体を前記第（ｎ＋１）位置から第（ｎ＋２）位置まで移動させるための第（ｎ＋１）指令を生成し、前記第２通信回路を介して前記移動体に送信する、管理システム。

【請求項2】

前記移動体の前記制御回路は、前記第１通信回路を介して前記第（ｎ＋１）指令を受け取り、前記移動体を前記第（ｎ＋２）位置に移動させるための前処理演算を行う、請求項１に記載の管理システム。

【請求項3】

前記移動体が前記第（ｎ＋１）位置に到達するまでに、前記制御回路は前記前処理演算を終了する、請求項２に記載の管理システム。

【請求項4】

前記領域は、前記第（ｎ＋１）位置を中心とする半径Ｒの円形状である、請求項２または３に記載の管理システム。

【請求項5】

前記第ｎ指令は前記半径Ｒを示すデータを含む、請求項４に記載の管理システム。

【請求項6】

前記移動体が前記第ｎ指令に従って走行している間に、前記第１通信回路は更新された前記半径Ｒのデータを受け取る、請求項５に記載の管理システム。

【請求項7】

前記半径Ｒは、前記第ｎ指令の生成時に想定される前記移動体の走行速度および前記前処理演算に要する時間の積に応じて決定される、請求項４または５に記載の管理システム。

【請求項8】

前記移動体は、前記第（ｎ＋１）位置への到達後、前記前処理演算の結果に従って連続的に動作して、前記第（ｎ＋２）位置への走行を開始する、請求項２から７のいずれかに記載の管理システム。

【請求項9】

前記移動体は、自己位置を推定する測位装置と、走行する空間の地図データを格納する記憶装置とをさらに備え、前記制御回路は、前記測位装置による前記自己位置の推定結果と前記地図データとに基づいて、前記移動体が前記領域に到達したことを検出する、請求項１から８のいずれかに記載の管理システム。

【請求項10】

前記移動体は、実環境の空間データを取得するセンサをさらに備え、前記制御装置は、前記センサによって取得された前記空間データを利用して前記自己位置を推定する、請求項９に記載の管理システム。

【請求項11】

少なくとも１台の移動体の走行を管理する管理システムで用いられる走行管理装置であって、前記移動体は、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、前記走行管理装置と通信する第１通信回路と、前記駆動装置および前記第１通信回路を制御する制御回路とを有しており、前記走行管理装置は、 前記移動体と通信する第２通信回路と、前記移動体を、第ｎ（ｎ：正の整数）位置から第（ｎ＋１）位置まで移動させるための第ｎ指令を生成し、前記第２通信回路を介して前記移動体に送信する信号処理回路と、を備え、前記移動体が、前記第ｎ指令に従って第ｎ位置から前記第（ｎ＋１）位置に移動する間に前記第（ｎ＋１）位置に応じて定められた領域に到達したとき、前記移動体の前記第１通信回路は領域到達通知を送信し、前記信号処理回路は、前記第２通信回路を介して前記領域到達通知を受信し、前記移動体を前記第（ｎ＋１）位置から第（ｎ＋２）位置まで移動させるための第（ｎ＋１）指令を生成し、前記第２通信回路を介して前記第（ｎ＋１）指令を前記移動体に送信する、走行管理装置。

【請求項12】

走行管理装置を有する管理システムを用いて走行が管理される移動体であって、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、前記走行管理装置と通信する通信回路と、前記駆動装置および前記通信回路を制御する制御回路とを有し、前記移動体が、前記走行管理装置から受信した、第ｎ（ｎ：正の整数）位置から第（ｎ＋１）位置まで移動させるための第ｎ指令に従って移動しているときにおいて、前記第（ｎ＋１）位置に応じて定められた領域に到達すると、前記制御回路は前記通信回路を介して前記走行管理装置に領域到達通知を送信し、前記領域到達通知の送信後、前記通信回路は、前記第（ｎ＋１）位置から第（ｎ＋２）位置まで移動させるための第（ｎ＋１）指令を前記領域到達通知の受信に応答して生成して前記移動体に送信するように構成された前記走行管理装置から、前記第（ｎ＋１）指令を受信する、移動体。

【請求項13】

少なくとも１台の移動体の走行を管理する管理システムで用いられる走行管理装置に搭載されたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記移動体は、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、前記走行管理装置と通信する第１通信回路と、前記駆動装置および前記第１通信回路を制御する制御回路とを有しており、前記走行管理装置は、 前記移動体と通信する第２通信回路と、前記移動体を、第ｎ（ｎ：正の整数）位置から第（ｎ＋１）位置まで移動させるための第ｎ指令を生成し、前記第２通信回路を介して前記移動体に送信する前記コンピュータと、を備え、前記移動体が、前記第ｎ指令に従って第ｎ位置から前記第（ｎ＋１）位置に移動する間に前記第（ｎ＋１）位置に応じて定められた領域に到達したとき、前記移動体の前記第１通信回路は領域到達通知を送信し、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、前記第２通信回路を介して前記領域到達通知を取得させ、前記領域到達通知の取得に応答して、前記移動体を前記第（ｎ＋１）位置から第（ｎ＋２）位置まで移動させるための第（ｎ＋１）指令を生成させ、前記第２通信回路を介して、前記第（ｎ＋１）指令を前記移動体に送信させる、コンピュータプログラム。

【請求項14】

走行管理装置を有する管理システムを用いて走行が管理される移動体に搭載されたコンピュータによって実行されるコンピュータプログラムであって、前記移動体は、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、前記走行管理装置と通信する通信回路と、前記駆動装置および前記通信回路を制御する前記コンピュータとを有し、前記コンピュータプログラムは、前記コンピュータに、前記走行管理装置から受信した、第ｎ（ｎ：正の整数）位置から第（ｎ＋１）位置まで移動させるための第ｎ指令に従って移動させ、前記第（ｎ＋１）位置に応じて定められた領域に到達したか否かを判定させ、前記領域に到達したと判定したときは、前記通信回路を介して前記走行管理装置に領域到達通知を送信させ、前記領域到達通知の送信後、前記通信回路を介して、前記第（ｎ＋１）位置から第（ｎ＋２）位置まで移動するための第（ｎ＋１）指令を前記領域到達通知の受信に応答して生成して前記移動体に送信するように構成された前記走行管理装置から、前記第（ｎ＋１）指令を受信させる、コンピュータプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、移動体の管理システム、移動体、走行管理装置およびコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００８−２５７５２２号公報は、無人搬送台車が走行する道路に設けられた、遮断機等の地上制御装置を動作させる技術を開示する。当該公報では、無人搬送台車が道路に設けられた遮断器の２つ手前の送信ポイントを通過すると、第１のシーケンサが遮断器を閉鎖する指示を行う。「遮断器の２つ手前の送信ポイント」は、無人搬送台車が遮断器に到着する迄「＋α秒」を必要とする位置である。

【0003】

ただし、無人搬送台車が減速すると「＋α秒」にずれが生じる。そこで、無人搬送台車が予め決められた所定の位置を通過したことを検出してからα秒が経過するまでは第１のシーケンサはスリープし、その後、遮断器などの地上制御装置に閉動作を指示する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−２５７５２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述の特許文献の技術は、無人搬送台車の現状の動作に合わせて遮断器等の地上制御装置を動作させるタイミングを調整しているが、無人搬送台車の走行そのものは制御していない。

【0006】

本開示の実施形態は、無人搬送台車の動作を考慮して、無人搬送台車の走行を適切に制御する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

管理システムは、少なくとも１台の移動体の走行を管理する管理システムであって、前記管理システムは、前記移動体と、前記移動体の走行を管理する走行管理装置とを有し、前記移動体は、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、前記走行管理装置と通信する第１通信回路と、前記駆動装置および前記第１通信回路を制御する制御回路とを有し、前記走行管理装置は、前記移動体と通信する第２通信回路と、前記移動体を、第ｎ（ｎ：正の整数）位置から第（ｎ＋１）位置まで移動させるための第ｎ指令を生成し、前記第２通信回路を介して前記移動体に送信する信号処理回路と、を備え、前記移動体が、前記第ｎ指令に従って第ｎ位置から前記第（ｎ＋１）位置に移動する間に前記第（ｎ＋１）位置に応じて定められた領域に到達すると、前記制御回路は前記第１通信回路を介して前記走行管理装置に領域到達通知を送信し、前記走行管理装置の前記信号処理回路は、前記第２通信回路を介して前記領域到達通知を受信すると、前記移動体を前記第（ｎ＋１）位置から第（ｎ＋２）位置まで移動させるための第（ｎ＋１）指令を生成し、前記第２通信回路を介して前記移動体に送信する、管理システム。

【発明の効果】

【0008】

本発明の例示的な実施形態にかかる管理システムでは、移動体は、第ｎ（ｎ：正の整数）位置から第（ｎ＋１）位置に向かう間に、第（ｎ＋１）位置に応じて定められた領域に到達すると、領域到達通知を走行管理装置に送信する。領域到達通知を受信すると、走行管理装置の信号処理回路は、移動体をさらに次の第（ｎ＋２）位置まで移動させるための指令を生成し、移動体に送信する。移動体は、第（ｎ＋１）位置に到達するまでに、第（ｎ＋１）位置から第（ｎ＋２）位置まで走行するための処理を開始することができる。第（ｎ＋１）位置に到達してから当該処理を行うよりも早く処理を終了することができるため、よりスムーズな走行が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、工場内の通路１を走行するＡＧＶ１０の一例を示す図である。

【図2】図２は、ＡＧＶ１０の走行を管理する管理システム１００の概要を示す図である。

【図3A】図３Ａは、直進時のＡＧＶ１０の移動経路を示す図である。

【図3B】図３Ｂは、位置Ｍ_n+1において左折し、位置Ｍ_n+2に向けて移動するＡＧＶ１０の移動経路を示す図である。

【図3C】図３Ｃは、位置Ｍ_n+1から位置Ｍ_n+2まで円弧状に移動する時のＡＧＶ１０の移動経路を示す図である。

【図4】図４は、位置Ｍ_n+1を中心とする領域Ｓ_n+1の例を示す図である。

【図5】図５は、ＡＧＶ１０の走行経路に設定される各目的位置（▲）と、目的位置ごとに設定される領域（破線の円）とを示す図である。

【図6】図６は、ＡＧＶ１０が、目的位置Ｍ_n+1から距離Ｒ_n+1離れた領域の端部Ｍｎｒに到達した後、目的位置Ｍ_n+1に到達するまでに行われるＡＧＶ１０の演算を示す図である。

【図7】図７は、本開示の一実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。

【図8】図８は、ＡＧＶ１１０のハードウェアの構成を示す図である。

【図9】図９は、走行管理装置２０のハードウェア構成を示す図である。

【図10】図１０は、ＡＧＶ１０と走行管理装置２０との間で行われる通信処理を示す図である。

【図11】図１１は、図８に示すＡＧＶ１０の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および走行管理装置を含む管理システムの一例を説明する。本明細書では、移動体の一例として無人搬送車を挙げる。無人搬送車はＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）と呼ばれており、本明細書でも「ＡＧＶ」と記述する。

【0011】

図１は、たとえば工場内の通路１を走行するＡＧＶ１０を示す。図２は、本例による、ＡＧＶ１０の走行を管理する管理システム１００の概要を示す。図示される例では、ＡＧＶ１０は地図データを有し、自身が現在どの位置を走行しているかを認識しながら走行する。ＡＧＶ１０の走行経路は、走行管理装置２０からの指令に従う。ＡＧＶ１０は、指令に従って、内蔵された複数のモータをそれぞれ駆動し、車輪を回転させることによって移動する。指令は無線により、走行管理装置２０からＡＧＶ１０に送られる。ＡＧＶ１０と走行管理装置２０との通信は、工場の天井付近に設けられた無線アクセスポイント２ａ、２ｂ等を利用して行われる。通信は、たとえばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠する。なお、図１には１台のＡＧＶ１０のみが示されているが、複数台のＡＧＶ１０が走行してもよい。当該複数台のＡＧＶ１０の各々の走行は、走行管理装置２０によって管理されていてもよいし、されていなくてもよい。

【0012】

管理システム１００に含まれるＡＧＶ１０および走行管理装置２０の動作の概要は以下のとおりである。なお、ＡＧＶ１０は、走行管理装置２０からの指令（第ｎ指令（ｎ：正の整数））に従って、第ｎ位置から、目的位置である第（ｎ＋１）位置（以下「位置Ｍ_n+1」などと記述する。）に向かって移動中であるとする。

【0013】

ＡＧＶ１０がある領域に到達すると、走行管理装置２０に宛てて領域到達通知（以下「通知」と記述する。）を送信する。「ある領域」は、位置Ｍ_n+1ごとに定められる領域である。通知は無線アクセスポイント２ａを介して走行管理装置２０に送られる。ＡＧＶ１０がある領域に到達したか否かの検出方法の一例は、ＡＧＶ１０に周囲をセンシングするセンサの利用が考えられる。ＡＧＶ１０は、当該センサの出力と、地図データとを照合して最も一致する地図データ上の位置を自己位置として推定し、推定した自己位置が当該領域内に入っているか否かを判定すればよい。

【0014】

通知を受信すると、走行管理装置２０は、ＡＧＶ１０を位置Ｍ_n+1から位置Ｍ_n+2まで移動させるための次の指令（第（ｎ＋１）指令）を生成する。第（ｎ＋１）指令は、位置Ｍ_n+2の位置座標を含み、さらに加速時間、定速走行時の移動速度等の数値を含み得る。走行管理装置２０は、ＡＧＶ１０に宛てて当該第（ｎ＋１）指令を送信する。

【0015】

第（ｎ＋１）指令を受信すると、ＡＧＶ１０は、第（ｎ＋１）指令を解析して、位置Ｍ_n+1から位置Ｍ_n+2までの移動に必要な前処理演算を行う。前処理演算は、たとえば、ＡＧＶ１０の各車輪を駆動するための各モータの回転速度、回転時間等を決定するための演算である。前処理演算を位置Ｍ_n+1に到達する前に完了させておくことにより、ＡＧＶ１０はスムーズに次の位置Ｍ_n+2に向けた移動を開始することができる。前処理演算を行った場合、外部から観察すると、ＡＧＶ１０は停止することなく連続的に走行しているように見える。

【0016】

ＡＧＶを、外部からの指示に従ってある位置から次の目的位置まで移動させ、その後、ＡＧＶにさらに指示を与えて次の目的位置まで移動させるシステムでは、これまではＡＧＶの連続走行を実現できていなかった。その理由は、ＡＧＶは目的位置に到達したとき通知を送信し、その後次の指令を送信していたため、前処理演算は必ず目的位置に到達した後に行っていたからである。ＡＧＶ１０は、当該演算が終了するまでは位置Ｍ_n+1に停止せざるを得ない。ＡＧＶ１０は、次の目的位置に到達する度に停止し、その後移動を再開する、という間欠的な動作を行っていた。

【0017】

本開示の例示的な管理システム１００では、位置Ｍ_n+1から距離Ｒだけ手前の位置にＡＧＶ１０が到達したタイミングを契機として、位置Ｍ_n+1からの走行に必要とされる指令を受信し、前処理演算を行う。これにより、ＡＧＶ１０は位置Ｍ_n+1への到達後、前処理演算の結果に従って連続的に動作して、次の位置Ｍ_n+2に向けた走行を開始することができる。ここでいう、連続的に動作する、とは、少なくとも１台のモータの回転を停止させずに、と言う意味である。前処理演算を行っているため、ＡＧＶ１０の全てのモータを停止させる必要はなく、少なくとも１台については回転させ続けることが可能だからである。

【0018】

ＡＧＶ１０は、種々の方向に移動することが可能である。図３Ａ〜図３Ｃは、連続的に移動するＡＧＶ１０の移動経路の例を示す。

【0019】

図３Ａは、直進時のＡＧＶ１０の移動経路を示す。ＡＧＶ１０は、位置Ｍ_n+1への到達後、前処理演算の結果に従って各モータを連続的に動作させて、次の位置Ｍ_n+2に直線的に移動を継続することができる。

【0020】

図３Ｂは、位置Ｍ_n+1において左折し、位置Ｍ_n+2に向けて移動するＡＧＶ１０の移動経路を示す。ＡＧＶ１０は、位置Ｍ_n+1で一旦停止するが、進行方向右側に位置する少なくとも１台のモータは回転を継続する。そしてその場で角度θだけ半時計回りに回転すると、ＡＧＶ１０は位置Ｍ_n+2に向けて全てのモータを等速で回転させ、直進する。前処理演算を行っておくことにより、位置Ｍ_n+1到達時に少なくとも１台のモータの回転を継続させることが可能である。

【0021】

図３Ｃは、位置Ｍ_n+1から位置Ｍ_n+2まで円弧状に移動する時のＡＧＶ１０の移動経路を示す。ＡＧＶ１０は、位置Ｍ_n+1への到達後、前処理演算の結果に従って内周側のモータよりも外周側のモータの回転速度を速める。これにより、ＡＧＶ１０は次の位置Ｍ_n+2に向けて円弧状の経路で移動を継続することができる。

【0022】

図４は、位置Ｍ_n+1を中心とする領域Ｓ_n+1の例を示す。本例では、領域Ｓ_n+1は、位置Ｍ_n+1を中心とする半径Ｒ_n+1の円である。ＡＧＶ１０は目的位置から距離Ｒ_n+1だけ離れた位置に到達したタイミングで上述の通知を走行管理装置２０に送信する。半径の一例は５０ｃｍである。ただし、領域を区画する半径の値は固定でなくてもよく、目的位置ごとに可変であり得る。

【0023】

図５は、ＡＧＶ１０の走行経路に設定される各目的位置（▲）と、目的位置ごとに設定される領域（破線の円）とを示す。領域の大きさが異なることが理解される。半径Ｒの決定方法として、たとえば、図示される領域Ｓｐのように、隣接する２つの目的位置同士の間隔が長いほど、半径Ｒを大きくし得る。たとえば領域Ｓｐの半径は１００ｃｍである。一方、図示される領域Ｓｑのように、隣接する２つの目的位置同士の間隔が短いほど、半径Ｒを小さくすればよい。たとえば領域Ｓｑの半径は２５ｃｍである。走行管理装置２０から送信される次の目的位置を指定する指令には、次の目的位置に応じて定まる領域を区画する半径Ｒのデータも含まれている。

【0024】

図６は、ＡＧＶ１０が、目的位置Ｍ_n+1から距離Ｒ_n+1離れた領域の端部Ｍｎｒに到達した後、目的位置Ｍ_n+1に到達するまでに行われるＡＧＶ１０の演算を示す。図６の（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、走行位置に応じてＡＧＶ１０と走行管理装置２０との間で送受信されるデータの量、および、ＡＧＶ１０の演算負荷（マイコン使用率）を示す。図６（ａ）に示すように、領域の端部Ｍｎｒに到達すると、ＡＧＶ１０は、走行管理装置２０に通知を送信する。ＡＧＶ１０はその後も走行を継続し、位置Ｍｎｒ’に到達したとき、走行管理装置２０から次の目的位置等の指定を含む指令を受信する。すると図６（ｂ）に示すように、ＡＧＶ１０のマイコン（後述）は、受信した指令を解析して位置Ｍ_n+1から位置Ｍ_n+2までの移動に必要な前処理演算を行う。そのためマイコン使用率が上昇する。その後、前処理演算は、位置Ｍ_n+1に到達するまでに終了する。これにより、位置Ｍ_n+1到達後もすぐに次の位置Ｍ_n+2に向けた走行を開始することができる。

【0025】

次に、図７から図９を参照しながら、ＡＧＶ１０および走行管理装置２０の具体的な構成を説明する。

【0026】

図７は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、４つの車輪１１ａ〜１１ｄと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。なお、ＡＧＶ１０は複数のモータも有するが図７には示されていない。また、図７には、前輪１１ａ、後輪１１ｂおよび後輪１１ｃ、前輪１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。

【0027】

走行制御装置１４は、ＡＧＶ１０の動作を制御する装置であり、主としてマイコン（後述）を含む集積回路、電子部品およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置１４は、上述した、走行管理装置２０とのデータの送受信、および、前処理演算を行う。

【0028】

レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外のレーザ光１５ａを目標物に照射し、当該レーザ光１５ａの反射光を検出することにより、目標物までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザ光１５ａを放射し、各レーザ光１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８０ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。

【0029】

ＡＧＶ１０の位置および姿勢と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶの周囲の物体の配置を得ることができる。一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。２次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。

【0030】

後述する測位装置は、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データを、より広範囲の環境地図データと照合(マッチング)することにより、環境地図上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定することが可能になる。

【0031】

なお、レーザ光１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。

【0032】

レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。

【0033】

レーザレンジファインダ１５は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。

【0034】

走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。地図データは、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を用いて、ＡＧＶ１０自身によって取得されてもよい。

【0035】

図８は、ＡＧＶ１１０のハードウェアの構成を示す。また図８には、走行制御装置１４の具体的な構成も示されている。

【0036】

ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、４台のモータ１６ａ〜１６ｄと、駆動装置１７とを備えている。

【0037】

走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃおよび通信回路１４ｄは通信バス１４ｅで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。またレーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｅに接続されており、測定結果である測定データを、マイコン１４ａおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。

【0038】

マイコン１４ａは、走行制御装置１４を含むＡＧＶ１０の全体を制御するための演算を行う制御回路（コンピュータ）である。典型的にはマイコン１４ａは半導体集積回路である。マイコン１４ａは、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を駆動装置１７に送信して駆動装置１７を制御し、モータに流れる電流を調整させる。これによりモータ１６ａ〜１６ｄの各々が所望の回転速度で回転する。またマイコン１４ａは、レーザレンジファインダ１５から出力された極座標で表現されたセンサデータを直交座標に変換することができる。

【0039】

メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。記憶装置１４ｃはたとえば不揮発性の半導体メモリであり、ＡＧＶ１０が走行する環境（工場内部等）の壁、柱等の障害物、および、通路の位置を示す地図データを格納する。通信回路１４ｄは、たとえばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。

【0040】

４台のモータ１６ａ〜１６ｄは、それぞれ４つの車輪１１ａ〜１１ｄに取り付けられ、各車輪を回転させる。なおモータの数は一例である。２台または３台でもよいし、５台以上であってもよい。

【0041】

駆動装置１７は、４台のモータ１６ａ〜１６ｄの各々に流れる電流を調整するためのモータ駆動回路１７ａ〜１７ｄを有する。モータ駆動回路１７ａ〜１７ｄの各々はいわゆるインバータ回路であり、マイコン１４ａから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに流れる電流を調整する。

【0042】

図９は、走行管理装置２０のハードウェア構成を示す。走行管理装置２０は、ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、位置データベース（位置ＤＢ）２３と、通信回路２４と、領域データベース（領域ＤＢ）２５と、画像処理回路２６とを有する。ＣＰＵ２１、メモリ２２、位置ＤＢ２３、通信回路２４、領域ＤＢ２５および画像処理回路２６は通信バス２７で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。

【0043】

ＣＰＵ２１は、走行管理装置２０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ２１は半導体集積回路である。

【0044】

メモリ２２は、ＣＰＵ２１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ２２は、ＣＰＵ２１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。

【0045】

位置ＤＢ２３は、ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。位置データは、たとえば管理者によって工場内に仮想的に設定された座標によって表され得る。位置データは管理者によって決定される。

【0046】

通信回路２４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路２４は無線アクセスポイント２ａ、２ｂ等と有線で接続されており、無線アクセスポイント２ａ、２ｂ等を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路２４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス２７を介してＣＰＵ２１から受信する。また通信回路２４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス２７を介してＣＰＵ２１および／またはメモリ２２に送信する。

【0047】

領域ＤＢ２５は、位置ＤＢ２３に格納された位置ごとに、領域の大きさを示すデータを格納する。本明細書では、領域ＤＢ２５は、各位置を中心にした円の半径の大きさを半径データとして格納する。半径データもまた管理者によって決定される。

【0048】

位置ＤＢ２３および領域ＤＢ２５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。

【0049】

画像処理回路２６は外部モニタ２９に表示する映像データを生成する回路である。画像処理回路２６は、専ら、管理者が走行管理装置２０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、モニタ２９は走行管理装置２０と一体化されていてもよい。また画像処理回路２６の処理をＣＰＵ２１が行ってもよい。

【0050】

なお、走行管理装置２０は、ＡＧＶ１０の他の要件を規定するデータおよび当該データを記憶する記憶装置をさらに有していてもよい。「他の要件」の一例は、ある位置から次の位置までに向かう際の、ＡＧＶ１０の加速走行区間、定速走行時の速度、減速走行区間、加速度である。ただし、当該「他の要件」が多くなると、ＡＧＶ１０が行う前処理演算の演算量が増加し得る。そのため当該「他の要件」が多くなる場合には、前処理演算に要する時間を考慮して、直前の位置に対して定められる領域の大きさを大きくすることが好ましい。たとえば、領域の大きさは、走行管理装置２０からＡＧＶ１０に送信される指令の生成時のＡＧＶ１０の走行速度および前処理演算に要する時間の積に応じて決定され得る。または、他のＡＧＶ１０の走行状況、高低差のある走行環境間でＡＧＶ１０の行き来を可能にする、エレベータの扉（またはシャッターカーテン）の開閉状況等のタイミング応じて決定されてもよい。

【0051】

走行管理装置２０のＣＰＵ２１は、領域の大きさを示す領域データを指令に送信した後も、種々の情報、たとえば障害物の発生を示す情報等、に基づいて、領域データを更新してもよい。ＡＧＶ１０が第ｎ番目の指令に基づいて位置Ｍ_nから位置Ｍ_n+1に向かっている最中であっても、位置Ｍ_n+1に対して定められる領域の大きさを変更し、ＡＧＶ１０に通知してもよい。

【0052】

次に、図１０を参照しながら、管理システム１００の動作を説明する。

【0053】

図１０は、ＡＧＶ１０と走行管理装置２０との間で行われる通信処理を示す。また図１０の左列はＡＧＶ１０のマイコン１４ａが実行する処理の手順を示し、右列は走行管理装置２０のＣＰＵ２１が実行する処理の手順を示す。なお図１０は、走行管理装置２０からのある指令（第ｎ指令）に従ってＡＧＶ１０が走行している間に行われる処理の例である。

【0054】

ステップＳ１０１において、マイコン１４ａは、第（ｎ＋１）位置から半径Ｒの領域に到達したか否かを判定する。より具体的には以下のとおりである。

【0055】

マイコン１４ａは、レーザレンジファインダ１５に自身の周辺の範囲をスキャンさせ、レーザレンジファインダ１５から測定データを取得する。マイコン１４ａは、レーザレンジファインダ１５から取得した測定データと、記憶装置１４ｃに格納された地図データとを比較して、一致度が最も高い地図データの位置が、現在の自身の位置であると推定する。マイコン１４ａは、推定した現在の位置が第ｎ指令に含まれる第（ｎ＋１）位置から半径Ｒの距離にあるかどうかを判断することにより、第（ｎ＋１）位置から半径Ｒの領域に到達したか否かを判定し、到達するまで上記処理を継続する。

【0056】

ＡＧＶ１０が第（ｎ＋１）位置から半径Ｒの領域に到達すると、処理はステップＳ１０２に進む。

【0057】

ステップＳ１０２において、マイコン１４ａは、通知を走行管理装置２０に送信する。送信後もＡＧＶ１０は走行を継続する。次は、走行管理装置２０の処理の説明に移る。

【0058】

ステップＳ２０１において走行管理装置２０のＣＰＵ２１は、通信回路２４を介してＡＧＶ１０から通知を受信する。

【0059】

ステップＳ２０２において、通知の受信に応答して、ＣＰＵ２１は、次の指令である第（ｎ＋１）指令を生成する。たとえば管理者が、各ＡＧＶが走行する目的位置を予め決定し、入力しておくことにより、ＣＰＵ２１は、ＡＧＶ１０が次にどの位置へ向かうべきかが分かる。ＣＰＵ２１は、位置ＤＢ２３を参照して指定された位置の座標を読み出す。またＣＰＵ２１は、領域ＤＢ２５を参照して、当該位置に対して定められる領域の半径Ｒの値を読み出す。ＣＰＵ２１は、これらを１つのデータにまとめて第（ｎ＋１）指令を生成する。

【0060】

ステップＳ２０３において、ＣＰＵ２１は、通信回路２４を介して第（ｎ＋１）指令をＡＧＶ１０に送信する。

【0061】

ステップＳ１０３において、ＡＧＶ１０のマイコン１４ａは、通信回路１４ｄを介して走行管理装置２０から第（ｎ＋１）指令を受信する。

【0062】

ステップＳ１０４において、マイコン１４ａは、第（ｎ＋１）指令を解析して前処理演算の実行を開始する。この時点でもＡＧＶ１０の走行は継続している。走行が継続している間に、ステップＳ１０５において、マイコン１４ａは前処理演算の実行を終了する。この結果、マイコン１４ａは、次の第（ｎ＋１）指令の実行に必要なデータ、たとえば、ＡＧＶ１０の各車輪を駆動するための各モータの回転速度、回転時間等を取得することができる。

【0063】

ステップＳ１０６において、マイコン１４ａは第（ｎ＋１）位置に到達したか否かを判定する。本ステップでもまた、ステップＳ１０１で説明した処理と同様の処理が行われ、ＡＧＶ１０の現在の位置と、第（ｎ＋１）位置とが一致するか否かが判定される。両者が一致するまでマイコン１４ａは走行を継続し、一致すると処理はステップＳ１０７に移行する。なお、両者が完全に一致しておらず、差がある場合であっても、当該差が許容可能値（たとえば１０ｃｍ）であれば、一致したと見なしてもよい。

【0064】

ステップＳ１０７において、マイコン１４ａは前処理演算の結果を利用して第（ｎ＋１）指令に従う走行を開始する。第（ｎ＋１）位置に到達した時点で前処理演算を開始する場合には前処理演算が完了するまでＡＧＶ１０は停止する必要がある。しかしながら本実施形態にかかる処理によれば、第（ｎ＋１）位置に到達した時点で前処理演算が完了しているため、スムーズに次の第（ｎ＋１）指令に基づく移動を開始することができる。

【0065】

上述の例では、レーザレンジファインダ１５の出力結果と地図データとを照合して、最もよく一致する地図データ上の位置を自己位置であると推定した。しかしながら、他の方法を利用して自己位置を推定してもよい。

【0066】

図１１は、図８に示すＡＧＶ１０の変形例である。走行制御装置１４は、測位装置１４ｆを有している。測位装置１４ｆは、ＡＧＶ１０が走行する環境内に設けられたビーコン信号を受信するアンテナ、および、信号処理回路を有している。ビーコン信号には送信される位置に応じて異なる情報が重畳される。信号処理回路は、当該情報を読み出すことにより、自己の位置を推定することができる。マイコン１４ａは、自己位置の推定結果が、記憶装置１４ｃに格納された地図データ上のどの座標に相当するかを判定する。得られた座標が領域に到達している場合には、自身が当該領域に到達したことを検出することができる。

【0067】

これまで上述した例では、前処理演算が終了した後、第（ｎ＋１）位置に到達するとした。しかしながらこれは必須ではない。前処理演算を開始したが、演算が終了する前に第（ｎ＋１）位置に到達したとしても、本開示による効果は得られる。第（ｎ＋１）位置に到達する前から前処理演算を開始しているため、第（ｎ＋１）位置に到達してから前処理演算を行うよりも明らかに早く演算が終了する。これにより、より早く、次の目的位置に向かう動作を開始できるからである。

【0068】

本明細書で例示した処理は、ある区間の走行開始位置からの走行時間が所定値を超えたか否かによって次の目的位置に到達しそうかどうかを判断する場合と比較すると、より適切である。その理由は、走行開始位置から目的位置までの走行にかかる時間は不定だからである。ＡＧＶ１０が途中で障害物に遭遇し、回避のために停止または迂回する等の場合には、次の目的位置に到達する遙か前に走行時間が所定値を超えることがあり得る。不測の事態が生じた時点で、次に向かうべき目的位置、速度等の走行条件が変化し得る。時間の経過によって到達したと見なす処理は走行条件の変化に対応することが困難である。

【0069】

例示した管理システム１００によれば、ＡＧＶ１０は、目的位置に応じて定められた領域に到達すると、次の目的位置を示す指令を走行管理装置２０から受信することができる。想定されるＡＧＶ１０の走行速度等に応じて領域の広さを適宜決定することにより、走行管理装置２０は、概ね次の目的位置に到達する見込みが充分高くなった場合に次の目的位置を示す指令を送信することができる。

【0070】

なお図１０の処理において、仮に、ＡＧＶ１０の走行不具合等により、ステップＳ１０１の判定結果が「Ｙｅｓ」にならない場合があり得る。そのような場合には、走行管理装置２０は次の第（ｎ＋１）指令を生成せず、ＡＧＶ１０に送信しないため、ＡＧＶ１０は次の目的位置に向かうことはできない。ＡＧＶ１０は、第ｎ指令において指定された区間内で移動を停止することになる。

【産業上の利用可能性】

【0071】

本開示の管理システムは、移動体の誘導制御に広く用いられ得る。

【符号の説明】

【0072】

２ａ、２ｂ 無線アクセスポイント、 １０ 自動搬送車（ＡＧＶ）、 １４ 走行制御装置、 １４ａ マイコン、 １４ｂ メモリ、 １４ｃ 記憶装置、 １４ｄ 通信回路、 １５ レーザレンジファインダ、 １６ａ〜１６ｄ モータ、 １７ 駆動装置、 １７ａ〜１７ｄ モータ駆動回路、 ２０ 走行管理装置、 ２１ ＣＰＵ、 ２２ メモリ、 ２３ 位置データベース（位置ＤＢ）、 ２４ 通信回路、 ２５ 領域データベース（領域ＤＢ）、 ２６ 画像処理回路、 １００ 管理システム

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】