特開2024-136244移動ロボット同士の並行及び対向を考慮して移動経路を探索する管理装置、プログラム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024136244
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】移動ロボット同士の並行及び対向を考慮して移動経路を探索する管理装置、プログラム及び方法
(51)【国際特許分類】
G05D 1/43 20240101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
G05D1/02 H
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023047293
(22)【出願日】2023-03-23
(71)【出願人】
【識別番号】000208891
【氏名又は名称】ＫＤＤＩ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100135068
【弁理士】
【氏名又は名称】早原 茂樹
(72)【発明者】
【氏名】神谷 尚保
(72)【発明者】
【氏名】稗圃 泰彦
【テーマコード（参考）】
5H301
【Ｆターム（参考）】
5H301AA01
5H301CC03
5H301CC06
5H301CC10
5H301GG09
5H301LL03
5H301LL06
(57)【要約】
【課題】複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索する管理装置等を提供する。
【解決手段】管理装置は、経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段とを有する。また、経路探索手段は、移動ロボット毎に、当該移動ロボットの車幅に応じて消費する通路容量を設定しており、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する。
【選択図】図４
【解決手段】管理装置は、経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段とを有する。また、経路探索手段は、移動ロボット毎に、当該移動ロボットの車幅に応じて消費する通路容量を設定しており、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索する管理装置であって、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
を有することを特徴とする管理装置。
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
を有することを特徴とする管理装置。
【請求項2】
通路容量記憶手段は、移動ロボット毎に、当該移動ロボットの車幅に応じて消費する通路容量を決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項3】
経路区間毎に、人口密度を推計する人口密度推計手段を更に有し、
通路容量記憶手段は、経路区間毎に、当該人口密度に応じて当該通路容量を再設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の管理装置。
通路容量記憶手段は、経路区間毎に、当該人口密度に応じて当該通路容量を再設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の管理装置。
【請求項4】
経路探索手段は、移動ロボット毎に、各経路区間の走行予測時間をリンクコストとして設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項5】
複数の経路区間を結ぶノードに、待機可能な移動ロボットの数を表す通路容量を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項6】
経路探索手段は、
全ての経路区間に通路容量を設定したマップデータを構成し、
移動ロボット毎に、当該マップデータに当該移動ロボットの機種に応じたリンクコストを再設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
全ての経路区間に通路容量を設定したマップデータを構成し、
移動ロボット毎に、当該マップデータに当該移動ロボットの機種に応じたリンクコストを再設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項7】
経路探索手段は、将来の時刻進行に応じて予測される各移動ロボットの位置から、いずれの経路区間の通路容量が不足するか否かを判定し、不足が予測される経路区間のリンクコストを増分して再設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項8】
通路容量記憶手段は、過去の移動ロボットの走行又は停止を記録した走行状態情報を用いて、停止が所定数以上となる経路区間における通路容量を減分して再設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項9】
経路探索手段は、通路容量の不足が予測される経路区間について、当該経路区間への進入すべき移動ロボットがノードに待機するコストと、当該経路区間へ進入した後にバックトラックによって当該ノードへ退避するコストとを比較し、小さい方のコストを当該経路区間のリンクコストに加算する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項10】
移動ロボットを指定場所で指定時間だけ待機させ、及び／又は、移動ロボットが指定場所を移動する際の移動速度を指定する指定待機速度判定手段を更に有し、
経路探索手段は、移動ロボットの待機及び／又は移動速度によって、各経路区間のリンクコストを再設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
経路探索手段は、移動ロボットの待機及び／又は移動速度によって、各経路区間のリンクコストを再設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の管理装置。
【請求項11】
複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索するようにコンピュータを機能させるプログラムであって、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項12】
複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索する装置の移動経路探索方法であって、
装置は、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶部を有し、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する第１のステップと、
各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する第２のステップと
を実行することを特徴とする装置の移動経路探索方法。
装置は、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶部を有し、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する第１のステップと、
各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する第２のステップと
を実行することを特徴とする装置の移動経路探索方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明によれば、移動体の移動経路を探索する技術に関する。移動体としては特に、自走可能な移動ロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、通常時のロボットの移動に影響を与えることなく、ロボット同士の衝突を避ける技術がある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、地図データと、ロボットの現在位置と、移動経路に設定された有限個のサブゴールに関するサブゴールデータとを取得し、２台のロボットが衝突する可能性があるか否かを判定する。衝突可能性がある２台のロボットのうち、一方のロボットの移動経路を、他方のロボットとの衝突を避けるように変更する。
【0003】
また、他のロボットと干渉することなく、ロボットを確実に移動させるロボット制御装置の技術もある（例えば特許文献２参照）。この技術によれば、ロボットは、移動経路データの生成要求をロボット制御装置へ送信し、ロボット制御装置から移動経路データを受信する。ロボット制御装置は、複数のロボットからの生成要求を受信し、複数のロボット同士が衝突しないように生成要求のそれぞれに応じた移動経路データを生成し、生成された移動経路データのうちの一定時間分を、要求元のロボットへ送信する。
【0004】
更に、移動ロボット間で発生するデッドロックを回避すると共に、その演算量を削減するロボット制御装置の技術もある（例えば特許文献３参照）。この技術によれば、ロボット制御装置は、通路の属性情報が含まれるリンクと、隣接するリンクを接続するノードとを有する地図情報を用いて、ロボットの目的地までの経路情報を生成する。その上で、全てのロボットの経路情報から、他のロボットの経路と競合しない非競合区間を抽出する。ロボットが非競合区間のみによって目的地までの移動ができない場合には、他のロボットの走行情報に応じて制御情報を更新する。そして、ロボット制御装置は、ロボットへ制御情報を送信すると共に、非競合区間の移動の終了通知をロボットから受信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００６－１３３８６３号公報
【特許文献2】特開２０１０－２３１６９８号公報
【特許文献3】ＷＯ－Ａ１－２０２２／１８０７８３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前述した特許文献１～３はいずれも、複数の移動ロボットが互いに発見できるような比較的近い距離で、対向して衝突する状況のみが想定されている。即ち、狭い通路で、一方の移動ロボットとそれに対向する他方の移動ロボットとが衝突することを回避しようとするものである。
【0007】
これに対し、本願の発明者らは、複数のロボットの経路探索の地点で、衝突を回避するように移動経路を設定することができないか、と考えた。衝突を回避する移動経路が設定できれば、移動ロボットが待機する必要もなく、時間ロスを回避することができる。
また、本願の発明者らは、衝突に限られず、比較的狭い幅の経路区間では、同時に並行や対向する移動ロボットの数にも制限がある、と考えた。即ち、経路区間の幅によっては、多数の移動ロボットが同時に走行可能な経路区間もあれば、１台の移動ロボットしか走行できない経路区間もあるであろう、と考えた。
また、本願の発明者らは、衝突に限られず、比較的狭い幅の経路区間では、同時に並行や対向する移動ロボットの数にも制限がある、と考えた。即ち、経路区間の幅によっては、多数の移動ロボットが同時に走行可能な経路区間もあれば、１台の移動ロボットしか走行できない経路区間もあるであろう、と考えた。
【0008】
そこで、本発明は、複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索することができる管理装置、プログラム及び方法を提供することを目的する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明によれば、複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索する管理装置であって、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
を有することを特徴とする。
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
を有することを特徴とする。
【0010】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
通路容量記憶手段は、移動ロボット毎に、当該移動ロボットの車幅に応じて消費する通路容量を決定することも好ましい。
通路容量記憶手段は、移動ロボット毎に、当該移動ロボットの車幅に応じて消費する通路容量を決定することも好ましい。
【0011】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
経路区間毎に、人口密度を推計する人口密度推計手段を更に有し、
通路容量記憶手段は、経路区間毎に、当該人口密度に応じて当該通路容量を再設定する
ことも好ましい。
経路区間毎に、人口密度を推計する人口密度推計手段を更に有し、
通路容量記憶手段は、経路区間毎に、当該人口密度に応じて当該通路容量を再設定する
ことも好ましい。
【0012】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
経路探索手段は、移動ロボット毎に、各経路区間の走行予測時間をリンクコストとして設定することも好ましい。
経路探索手段は、移動ロボット毎に、各経路区間の走行予測時間をリンクコストとして設定することも好ましい。
【0013】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
複数の経路区間を結ぶノードに、待機可能な移動ロボットの数を表す通路容量を設定することも好ましい。
複数の経路区間を結ぶノードに、待機可能な移動ロボットの数を表す通路容量を設定することも好ましい。
【0014】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
経路探索手段は、
全ての経路区間に通路容量を設定したマップデータを構成し、
移動ロボット毎に、当該マップデータに当該移動ロボットの機種に応じたリンクコストを再設定することも好ましい。
経路探索手段は、
全ての経路区間に通路容量を設定したマップデータを構成し、
移動ロボット毎に、当該マップデータに当該移動ロボットの機種に応じたリンクコストを再設定することも好ましい。
【0015】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
経路探索手段は、将来の時刻進行に応じて予測される各移動ロボットの位置から、いずれの経路区間の通路容量が不足するか否かを判定し、不足が予測される経路区間のリンクコストを増分して再設定することも好ましい。
経路探索手段は、将来の時刻進行に応じて予測される各移動ロボットの位置から、いずれの経路区間の通路容量が不足するか否かを判定し、不足が予測される経路区間のリンクコストを増分して再設定することも好ましい。
【0016】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
通路容量記憶手段は、過去の移動ロボットの走行又は停止を記録した走行状態情報を用いて、停止が所定数以上となる経路区間における通路容量を減分して再設定することも好ましい。
通路容量記憶手段は、過去の移動ロボットの走行又は停止を記録した走行状態情報を用いて、停止が所定数以上となる経路区間における通路容量を減分して再設定することも好ましい。
【0017】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
経路探索手段は、通路容量の不足が予測される経路区間について、当該経路区間への進入すべき移動ロボットがノードに待機するコストと、当該経路区間へ進入した後にバックトラックによって当該ノードへ退避するコストとを比較し、小さい方のコストを当該経路区間のリンクコストに加算することも好ましい。
経路探索手段は、通路容量の不足が予測される経路区間について、当該経路区間への進入すべき移動ロボットがノードに待機するコストと、当該経路区間へ進入した後にバックトラックによって当該ノードへ退避するコストとを比較し、小さい方のコストを当該経路区間のリンクコストに加算することも好ましい。
【0018】
本発明の管理装置における他の実施形態によれば、
移動ロボットを指定場所で指定時間だけ待機させ、及び／又は、移動ロボットが指定場所を移動する際の移動速度を指定する指定待機速度判定手段を更に有し、
経路探索手段は、移動ロボットの待機及び／又は移動速度によって、各経路区間のリンクコストを再設定することも好ましい。
移動ロボットを指定場所で指定時間だけ待機させ、及び／又は、移動ロボットが指定場所を移動する際の移動速度を指定する指定待機速度判定手段を更に有し、
経路探索手段は、移動ロボットの待機及び／又は移動速度によって、各経路区間のリンクコストを再設定することも好ましい。
【0019】
本発明によれば、複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索するようにコンピュータを機能させるプログラムであって、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶手段と、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索した後、各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する経路探索手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【0020】
本発明によれば、複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索する装置の移動経路探索方法であって、
装置は、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶部を有し、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する第１のステップと、
各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する第２のステップと
を実行することを特徴とする。
装置は、
経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す通路容量を記憶した通路容量記憶部を有し、
経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する第１のステップと、
各経路区間を同時に走行する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する第２のステップと
を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【0021】
本発明の管理装置、プログラム及び方法によれば、複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本発明におけるシステム構成図である。
【図2】本発明における移動ロボットの機能構成図である。
【図3】本発明における管理装置の機能構成図である。
【図4】本発明における経路区間の通路容量を表す説明図である。
【図5】通路容量を含むマップデータにリンクコストが付与された第１の例である。
【図9】経路区間を結ぶノードに待機場所が設けられたマップデータの第２の例である。
【図12】通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#4に対応するリンクコストが付与された第３の例である。
【図13】通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#5に対応するリンクコストが付与された第４の例である。
【図14】通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#6に対応するリンクコストが付与された第５の例である。
【図15】将来時刻における各移動ロボットの想定位置及び通路容量を算出した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【0024】
図１は、本発明におけるシステム構成図である。
【0025】
本発明は、自律走行可能な複数の移動ロボットが、屋外の一般道路や屋内の通路を、利用者によって指定された目的地まで移動することを想定する。
図１のシステムによれば、利用者端末１と、移動ロボット２と、携帯端末３と、管理装置４とが、ネットワークを介して通信する。
図１のシステムによれば、利用者端末１と、移動ロボット２と、携帯端末３と、管理装置４とが、ネットワークを介して通信する。
【0026】
＜利用者端末１＞
利用者端末１は、移動ロボット２の利用者によって操作される端末である。例えばスマートフォンやタブレット端末であってもよい。利用者端末１は、ネットワークを介して管理装置４と通信する。
図１によれば、利用者端末１は、商品発注部１０１と、目的地情報入力部１０２とを有する。
利用者端末１は、移動ロボット２の利用者によって操作される端末である。例えばスマートフォンやタブレット端末であってもよい。利用者端末１は、ネットワークを介して管理装置４と通信する。
図１によれば、利用者端末１は、商品発注部１０１と、目的地情報入力部１０２とを有する。
【0027】
［商品発注部１０１］
商品発注部１０１は、利用者に、配送サービスにおける商品や役務を選択して発注させるべく操作させる。また、商品発注部１０１は、利用者が所有する物品の残量をリアルタイムに管理し、その残量が所定閾値以下になった際に、補充用の商品を自動的に発注するものであってもよい。
商品発注部１０１は、利用者に、配送サービスにおける商品や役務を選択して発注させるべく操作させる。また、商品発注部１０１は、利用者が所有する物品の残量をリアルタイムに管理し、その残量が所定閾値以下になった際に、補充用の商品を自動的に発注するものであってもよい。
【0028】
［目的地情報入力部１０２］
目的地情報入力部１０２は、利用者に、発注した商品役務の目的地を入力させる。例えば、利用者自らの住所等の情報を入力させる。勿論、以前に入力された目的地の情報を流用し、毎回の入力を省略するものであってもよい。
また、目的地情報入力部１０２は、利用者端末（例えばスマートフォン）に搭載されたＧＰＳ(Global Positioning System)の測位機能を用いて、現在位置を目的地としてもよい。尚、目的地情報入力部１０２は、カメラで撮影された周囲の景色情報を目的地の参考情報としてもよい。
目的地情報入力部１０２は、利用者に、発注した商品役務の目的地を入力させる。例えば、利用者自らの住所等の情報を入力させる。勿論、以前に入力された目的地の情報を流用し、毎回の入力を省略するものであってもよい。
また、目的地情報入力部１０２は、利用者端末（例えばスマートフォン）に搭載されたＧＰＳ(Global Positioning System)の測位機能を用いて、現在位置を目的地としてもよい。尚、目的地情報入力部１０２は、カメラで撮影された周囲の景色情報を目的地の参考情報としてもよい。
【0029】
＜移動ロボット２＞
移動ロボット２は、自律走行可能な移動体である（スマートモビリティ）。移動ロボット２は、管理装置４から指示された移動経路を自走可能なものである。配送サービスの場合、移動ロボット２は、ユーザへ商品役務を提供するべく移動する。
尚、本発明が想定する経路は、一般車両が走行する道路であってもよいし、屋内の通路であってもよい。移動ロボット２は、不特定多数の第三者が行き来する経路を、通行及び駐車することができればよい。
移動ロボット２は、自律走行可能な移動体である（スマートモビリティ）。移動ロボット２は、管理装置４から指示された移動経路を自走可能なものである。配送サービスの場合、移動ロボット２は、ユーザへ商品役務を提供するべく移動する。
尚、本発明が想定する経路は、一般車両が走行する道路であってもよいし、屋内の通路であってもよい。移動ロボット２は、不特定多数の第三者が行き来する経路を、通行及び駐車することができればよい。
【0030】
＜携帯端末３＞
携帯端末３は、経路周辺に位置する不特定多数の第三者によって所持されたものである。例えば人が外出時に持ち歩くスマートフォンであり、移動ロボット２のサービスとは何ら関係ないものであってもよい。携帯端末３は、特定の通信キャリアと契約されており、位置情報の取得の合意が取れている全ての加入者を対象としていることが好ましい。
携帯端末３は、経路周辺に位置する不特定多数の第三者によって所持されたものである。例えば人が外出時に持ち歩くスマートフォンであり、移動ロボット２のサービスとは何ら関係ないものであってもよい。携帯端末３は、特定の通信キャリアと契約されており、位置情報の取得の合意が取れている全ての加入者を対象としていることが好ましい。
【0031】
＜管理装置４＞
管理装置４は、複数の移動ロボット２が並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボット２の移動経路を探索する。
管理装置４は、ネットワークを介して、移動ロボット２へ移動経路を指示すると共に、各経路区間おける携帯端末３の滞在数も収集することができる。
管理装置４は、複数の移動ロボット２が並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボット２の移動経路を探索する。
管理装置４は、ネットワークを介して、移動ロボット２へ移動経路を指示すると共に、各経路区間おける携帯端末３の滞在数も収集することができる。
【0032】
図２は、本発明における移動ロボットの機能構成図である。
【0033】
図２によれば、移動ロボット２は、無線通信部２０１と、現在位置取得部２０２と、状態取得部２０３と、撮像部２０４と、経路情報記憶部２０５と、動作判断部２０６と、動作制御部２０７と、指定待機速度受信部２０８とを有する。これら機能構成部は、移動ロボットに搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、これら機能構成部の処理の流れは、移動ロボットの制御方法としても理解できる。
【0034】
［無線通信部２０１］
無線通信部２０１は、基地局やアクセスポイントと無線で通信するための無線通信モジュールである。これは、ＲＡＮ(Radio Access Network)やインターネットを介して、管理装置４と通信する。
具体的には、無線通信部２０１は、現在実用化されている４Ｇ（第４世代移動通信システム）や５Ｇ（第５世代移動通信システム）、将来的な実用化が見込まれる６Ｇ（第６世代移動通信システム）等の無線通信方式に対応する基地局との間で、無線で通信する。勿論、例えばＷｉＦｉ（登録商標）のようなアンライセンス系の無線通信方式に対応したアクセスポイントとの間で、無線で通信するものであってもよい。
無線通信部２０１は、基地局やアクセスポイントと無線で通信するための無線通信モジュールである。これは、ＲＡＮ(Radio Access Network)やインターネットを介して、管理装置４と通信する。
具体的には、無線通信部２０１は、現在実用化されている４Ｇ（第４世代移動通信システム）や５Ｇ（第５世代移動通信システム）、将来的な実用化が見込まれる６Ｇ（第６世代移動通信システム）等の無線通信方式に対応する基地局との間で、無線で通信する。勿論、例えばＷｉＦｉ（登録商標）のようなアンライセンス系の無線通信方式に対応したアクセスポイントとの間で、無線で通信するものであってもよい。
【0035】
［現在位置取得部２０２］
現在位置取得部２０２は、屋外であれば、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）によって測位する。屋内であれば、例えばＩＭＥＳ（Indoor MEssaging System）によって絶対位置を測位するものであってもよい。
現在位置取得部２０２は、屋外であれば、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）によって測位する。屋内であれば、例えばＩＭＥＳ（Indoor MEssaging System）によって絶対位置を測位するものであってもよい。
【0036】
［状態取得部２０３］
状態取得部２０３は、移動ロボット２に搭載された各種センサから、例えばバッテリー残量、温度、移動速度、加速度のような状態データを取得する。
状態取得部２０３は、移動ロボット２に搭載された各種センサから、例えばバッテリー残量、温度、移動速度、加速度のような状態データを取得する。
【0037】
［撮像部２０４］
撮像部２０４は、移動ロボット２の周辺を撮影するカメラである。例えば移動ロボット２の進行方向前方を撮影するものであってもよい。
また、撮像部２０４は、カメラを移動させる移動機構を備えていてもよい。移動機構を制御して、進行方向前方に限られず、左右や上下を撮像することもできる。
撮像部２０４は、移動ロボット２の周辺を撮影するカメラである。例えば移動ロボット２の進行方向前方を撮影するものであってもよい。
また、撮像部２０４は、カメラを移動させる移動機構を備えていてもよい。移動機構を制御して、進行方向前方に限られず、左右や上下を撮像することもできる。
【0038】
［経路情報記憶部２０５］
経路情報記憶部２０５は、管理装置４から受信した「移動経路」を記憶する。
経路情報記憶部２０５は、管理装置４から受信した「移動経路」を記憶する。
【0039】
［動作判断部２０６］
動作判断部２０６は、以下の情報を用いて、周囲の環境に合わせながら、移動経路に沿って移動する。
・現在位置取得部２０２で取得した現在位置
・状態取得部２０３で取得した状態データ
・撮像部２０４で撮影した画像
動作判断部２０６は、例えば撮影画像によって前方の障害物を検知した場合、移動速度を制御しながら、障害物を避けるように移動するべく判断する。
動作判断部２０６は、以下の情報を用いて、周囲の環境に合わせながら、移動経路に沿って移動する。
・現在位置取得部２０２で取得した現在位置
・状態取得部２０３で取得した状態データ
・撮像部２０４で撮影した画像
動作判断部２０６は、例えば撮影画像によって前方の障害物を検知した場合、移動速度を制御しながら、障害物を避けるように移動するべく判断する。
【0040】
［動作制御部２０７］
動作制御部２０７は、動作判断部２０６で判断した動作を実行する。具体的には、移動ロボット２を前進、後退、右左折させ、停止させて制御する。
尚、動作制御部２０７は、カメラを移動させる移動機構を制御してカメラの向きを変更することもできる。
動作制御部２０７は、動作判断部２０６で判断した動作を実行する。具体的には、移動ロボット２を前進、後退、右左折させ、停止させて制御する。
尚、動作制御部２０７は、カメラを移動させる移動機構を制御してカメラの向きを変更することもできる。
【0041】
［指定待機速度受信部２０８］
指定待機速度受信部２０８は、管理装置４から動作制御情報を受信する。その動作制御情報は、動作制御部２０７へ出力され、移動ロボット２を指定場所で指定時間だけ待機させ、又は、指定場所を移動する際の移動速度を指定速度に変更する。
指定待機速度受信部２０８は、管理装置４から動作制御情報を受信する。その動作制御情報は、動作制御部２０７へ出力され、移動ロボット２を指定場所で指定時間だけ待機させ、又は、指定場所を移動する際の移動速度を指定速度に変更する。
【0042】
図３は、本発明における管理装置の機能構成図である。
【0043】
管理装置４は、複数の移動ロボット２の移動経路を探索するサーバであって、例えばクラウド上に存在するものであってもよい。管理装置４は、様々な情報によって移動ロボット２の運用を監視し、その移動を制御する（ナビゲーション）。
勿論、管理装置４は、単体の汎用コンピュータ装置として、専用のハードウェア装置として、分散コンピュータとして、又は、Ｗｅｂサイトとして、構成されたものであってもよい。
勿論、管理装置４は、単体の汎用コンピュータ装置として、専用のハードウェア装置として、分散コンピュータとして、又は、Ｗｅｂサイトとして、構成されたものであってもよい。
【0044】
図３によれば、管理装置４は、運用監視部４０１と、オーダー情報管理部４０２と、目的地取得部４０３と、位置状態情報記憶部４０４と、地図情報記憶部４０５と、ロボット情報記憶部４０６と、ロボット割当部４０７と、端末位置情報記憶部４０８と、人口密度推計部４０９と、通路容量記憶部４１０と、経路探索部４１１と、経路配信部４１２と、指定待機速度判定部４１３とを有する。これら機能構成部は、管理装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、これら機能構成部の処理の流れは、移動ロボットの移動経路探索方法としても理解できる。
【0045】
［運用監視部４０１］
運用監視部４０１は、複数の移動ロボット２の運用を監視する。運用監視部４０１は、移動ロボット２毎のＩＤ（識別子）に紐付けて、移動ロボット２からリアルタイムに受信した位置情報、状態情報及び画像（映像を含む）を管理する。これら情報は、例えば１秒間隔で受信して更新されるものであってもよい。運用監視部４０１は、特に位置情報、状態情報及び画像を解析し、移動ロボット２の障害発生を検知した際に、システム監視者に対して警報を発出する。
運用監視部４０１は、複数の移動ロボット２の運用を監視する。運用監視部４０１は、移動ロボット２毎のＩＤ（識別子）に紐付けて、移動ロボット２からリアルタイムに受信した位置情報、状態情報及び画像（映像を含む）を管理する。これら情報は、例えば１秒間隔で受信して更新されるものであってもよい。運用監視部４０１は、特に位置情報、状態情報及び画像を解析し、移動ロボット２の障害発生を検知した際に、システム監視者に対して警報を発出する。
【0046】
［オーダー情報管理部４０２］
オーダー情報管理部４０２は、利用者端末１から商品発注のオーダー情報を受信し、そのオーダー情報を記憶する。オーダー情報管理部４０２は、任意の購買システムと連携して購買処理を実行し、配送計画を策定する。オーダー情報管理部４０２は、策定した配送計画に従って、移動ロボット２が移動すべき出発地、目的地及び時間帯等の予定移動情報を記憶する。
オーダー情報管理部４０２は、利用者端末１から商品発注のオーダー情報を受信し、そのオーダー情報を記憶する。オーダー情報管理部４０２は、任意の購買システムと連携して購買処理を実行し、配送計画を策定する。オーダー情報管理部４０２は、策定した配送計画に従って、移動ロボット２が移動すべき出発地、目的地及び時間帯等の予定移動情報を記憶する。
【0047】
［目的地取得部４０３］
目的地取得部４０３は、オーダー情報管理部４０２に記憶されたオーダー情報又は予定移動情報から、目的地情報を取得する。
目的地取得部４０３は、オーダー情報管理部４０２に記憶されたオーダー情報又は予定移動情報から、目的地情報を取得する。
【0048】
［位置状態情報記憶部４０４］
位置状態情報記憶部４０４は、各移動ロボット２における位置情報及び状態情報を記憶する。ここで、位置情報は、例えばＧＰＳ座標であってもよい。ＧＰＳが取得できない屋内では、例えばＩＭＥＳ(Indoor MEssaging System)のような屋内測位技術で取得した絶対位置情報であってもよい。状態情報は、移動ロボット２に搭載された各種センサから取得できる移動速度や加速度等の状態データである。
位置状態情報記憶部４０４は、各移動ロボット２における位置情報及び状態情報を記憶する。ここで、位置情報は、例えばＧＰＳ座標であってもよい。ＧＰＳが取得できない屋内では、例えばＩＭＥＳ(Indoor MEssaging System)のような屋内測位技術で取得した絶対位置情報であってもよい。状態情報は、移動ロボット２に搭載された各種センサから取得できる移動速度や加速度等の状態データである。
【0049】
［地図情報記憶部４０５］
地図情報記憶部４０５は、移動ロボットが走行する、屋外の一般道路及び歩行道路の道路地図データや、屋内の通路データを記憶する。道路地図データは、例えば交差点等をノードとして、地図上の経路を「経路区間」に分割する。経路区間は、各ノード間を結び、以下のような情報を含む。
・リンク固有の識別子（リンクＩＤ）
・「通路容量」
・道路幅
・道路種別
・区間長
・始点・終点（ノード）の位置（経度、緯度）
・角度（方向）
経路区間には、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボット２の数を表す「通路容量」が規定される。経路区間を同時走行可能な移動ロボットの数は、通路容量以下となる。
地図情報記憶部４０５は、移動ロボットが走行する、屋外の一般道路及び歩行道路の道路地図データや、屋内の通路データを記憶する。道路地図データは、例えば交差点等をノードとして、地図上の経路を「経路区間」に分割する。経路区間は、各ノード間を結び、以下のような情報を含む。
・リンク固有の識別子（リンクＩＤ）
・「通路容量」
・道路幅
・道路種別
・区間長
・始点・終点（ノード）の位置（経度、緯度）
・角度（方向）
経路区間には、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボット２の数を表す「通路容量」が規定される。経路区間を同時走行可能な移動ロボットの数は、通路容量以下となる。
【0050】
［ロボット情報記憶部４０６］
ロボット情報記憶部４０６は、移動ロボット２毎の性能情報を記憶する。性能情報としては、例えば以下のようなものがある。
全長・全幅・全高、重量、ホイールサイズ、最高速度、駆動時間、荷室容量等
ロボット情報記憶部４０６は、移動ロボット２毎の性能情報を記憶する。性能情報としては、例えば以下のようなものがある。
全長・全幅・全高、重量、ホイールサイズ、最高速度、駆動時間、荷室容量等
【0051】
［ロボット割当部４０７］
ロボット割当部４０７は、オーダー情報管理部４０２で策定された配送計画で適切な移動ロボット２を選択して、その配送に割り当てる。ロボット割当部４０７は、例えば、小型化又は少量の商品を配送する場合、バッテリー効率の良い小型ロボットが配送に割り当てられる。
ロボット割当部４０７は、オーダー情報管理部４０２で策定された配送計画で適切な移動ロボット２を選択して、その配送に割り当てる。ロボット割当部４０７は、例えば、小型化又は少量の商品を配送する場合、バッテリー効率の良い小型ロボットが配送に割り当てられる。
【0052】
［端末位置情報記憶部４０８］
端末位置情報記憶部４０８は、各携帯端末３の位置情報の履歴を記憶する。例えば、各スマートフォンのＧＰＳの位置情報を、時刻に紐づけて記憶する。例えば通信キャリアによって収集可能な不特定多数の携帯端末３における統計値であってもよい。
端末位置情報記憶部４０８は、各携帯端末３の位置情報の履歴を記憶する。例えば、各スマートフォンのＧＰＳの位置情報を、時刻に紐づけて記憶する。例えば通信キャリアによって収集可能な不特定多数の携帯端末３における統計値であってもよい。
【0053】
［人口密度推計部４０９］
人口密度推計部４０９は、経路区間毎に、人口密度を推計する。
人口密度推計部４０９は、端末位置情報記憶部４０８に記憶された多数の携帯端末３の位置情報から、経路区間毎に、その経路区間周辺の人口密度を推計する。また、携帯端末３の位置情報の履歴から、時間帯毎に、その経路区間周辺の人口密度を推計することも好ましい。
人口密度推計部４０９は、経路区間毎に、人口密度を推計する。
人口密度推計部４０９は、端末位置情報記憶部４０８に記憶された多数の携帯端末３の位置情報から、経路区間毎に、その経路区間周辺の人口密度を推計する。また、携帯端末３の位置情報の履歴から、時間帯毎に、その経路区間周辺の人口密度を推計することも好ましい。
【0054】
人口密度推計部４０９は、多数の携帯端末３の位置情報と、地図情報記憶部４０５に記憶された地図情報とを比較して、マップマッチングを実行する。これによって、経路区間毎に、その周辺に位置する携帯端末３の数から、人口密度を推計することができる。マップマッチングは、カーナビゲーションシステムでも利用されており、位置情報と地図情報を用いて、例えば経路区間上になるように補正する処理である。
また、人口密度推計部４０９は、人口密度を、月や曜日、時間帯などで別々に推計することも好ましい。同じエリアであっても、時間帯等によって大きく人口密度が異なるためである。
更に、人口密度推計部４０９は、携帯端末２以外の他の実施形態によって、人口密度を推計するものであってもよい。例えば移動ロボット２によって撮影された画像から、人の画像を認識することによって、人口密度を推計するものであってもよい。
また、人口密度推計部４０９は、人口密度を、月や曜日、時間帯などで別々に推計することも好ましい。同じエリアであっても、時間帯等によって大きく人口密度が異なるためである。
更に、人口密度推計部４０９は、携帯端末２以外の他の実施形態によって、人口密度を推計するものであってもよい。例えば移動ロボット２によって撮影された画像から、人の画像を認識することによって、人口密度を推計するものであってもよい。
【0055】
尚、人口密度推計部４０９は、例えば、位置情報の変化がほとんどない場合は屋内、ある程度変化している場合は屋外にいると判定するものであってもよい。また、携帯端末３の移動速度から、歩行であるか、又は、車両であるかを判定できることもできる。
【0056】
［通路容量記憶部４１０］
通路容量記憶部４１０は、経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す「通路容量」を記憶する。
通路容量記憶部４１０は、経路区間毎に、並行及び／又は対向して同時に走行可能な移動ロボットの数を表す「通路容量」を記憶する。
【0057】
図４は、本発明における経路区間の通路容量を表す説明図である。
【0058】
図４（ａ）によれば、「通路容量」が、以下のように設定されている。
経路区間： 通路容量
ａ－ｂ： ２
ａ－ｃ： ３
ｂ－ｃ： １
ここで、経路探索手段は、移動ロボット２毎に、当該移動ロボット２の車幅に応じて「消費する通路容量」も、以下のように決定されている。
移動ロボット： 消費する通路容量
#1 ： １
#2 ： １
#3 ： １
経路区間： 通路容量
ａ－ｂ： ２
ａ－ｃ： ３
ｂ－ｃ： １
ここで、経路探索手段は、移動ロボット２毎に、当該移動ロボット２の車幅に応じて「消費する通路容量」も、以下のように決定されている。
移動ロボット： 消費する通路容量
#1 ： １
#2 ： １
#3 ： １
【0059】
図４（ａ）によれば、通路容量２の経路区間ａ－ｂでは、移動ロボット２が以下のように「並行」して走行している。
移動ロボット#1が、通路容量１を消費してノードａ->ｂへ走行
移動ロボット#2が、通路容量１を消費してノードａ->ｂへ走行
このとき、経路区間ａ－ｂの通路容量は、０（＝２－１－１）となり、それら以外の他の移動ロボットが走行することはできない。
また、図４（ａ）によれば、通路容量３の経路区間ａ－ｃでは、移動ロボット２が以下のように走行している。
移動ロボット#3が、通路容量１を消費してノードａ->ｃへ走行
このとき、経路区間ａ－ｃの通路容量は、２（＝３－１）となり、それ以外の他の移動ロボットも走行することができる。
移動ロボット#1が、通路容量１を消費してノードａ->ｂへ走行
移動ロボット#2が、通路容量１を消費してノードａ->ｂへ走行
このとき、経路区間ａ－ｂの通路容量は、０（＝２－１－１）となり、それら以外の他の移動ロボットが走行することはできない。
また、図４（ａ）によれば、通路容量３の経路区間ａ－ｃでは、移動ロボット２が以下のように走行している。
移動ロボット#3が、通路容量１を消費してノードａ->ｃへ走行
このとき、経路区間ａ－ｃの通路容量は、２（＝３－１）となり、それ以外の他の移動ロボットも走行することができる。
【0060】
図４（ｂ）によれば、図４（ａ）と異なって、通路容量２の経路区間ａ－ｂでは、移動ロボットが以下のように「対向」して走行している。
移動ロボット#1が、通路容量１を消費してノードａ->ｂへ走行
移動ロボット#2が、通路容量１を消費してノードｂ->ａへ走行
このとき、経路区間ａ－ｂの通路容量は、０（＝２－１－１）となり、それら以外の他の移動ロボットが走行することはできない。
移動ロボット#1が、通路容量１を消費してノードａ->ｂへ走行
移動ロボット#2が、通路容量１を消費してノードｂ->ａへ走行
このとき、経路区間ａ－ｂの通路容量は、０（＝２－１－１）となり、それら以外の他の移動ロボットが走行することはできない。
【0061】
【0062】
図４（ｃ）によれば、通路容量２の経路区間ａ－ｂでは、移動ロボットが以下のように走行している。
移動ロボット#1が、通路容量２を消費してノードａ->ｂへ走行
このとき、経路区間ａ－ｂの通路容量は、０（＝２－２）となり、それ以外の他の移動ロボットが走行することはできない。
この場合、移動ロボット#2の移動経路は、移動経路ｂ->ｃ->ａへ再設定される。そして、通路容量１の経路区間ｂ－ｃで、移動ロボット#2が通路容量１を消費してノードｂ->ｃへ走行する。
移動ロボット#1が、通路容量２を消費してノードａ->ｂへ走行
このとき、経路区間ａ－ｂの通路容量は、０（＝２－２）となり、それ以外の他の移動ロボットが走行することはできない。
この場合、移動ロボット#2の移動経路は、移動経路ｂ->ｃ->ａへ再設定される。そして、通路容量１の経路区間ｂ－ｃで、移動ロボット#2が通路容量１を消費してノードｂ->ｃへ走行する。
【0063】
また、通路容量３の経路区間ａ－ｃでは、移動ロボットが以下のように走行している。
移動ロボット#3が、通路容量０．５を消費してノードａ->ｃへ走行
このとき、経路区間ａ－ｃの通路容量は、２．５（＝３－１）となり、それ以外の他の移動ロボットも走行することができる。
移動ロボット#3が、通路容量０．５を消費してノードａ->ｃへ走行
このとき、経路区間ａ－ｃの通路容量は、２．５（＝３－１）となり、それ以外の他の移動ロボットも走行することができる。
【0064】
このように、移動ロボット２の車幅に応じて「消費する通路容量」を決定し、同時に並行及び／又は対向することができる台数を決定することができる。これによって、複数の移動ロボット２が、時間的なロスを生じないように移動経路を探索することができる。
【0065】
他の実施形態として、通路容量記憶部４１０は、経路区間毎に、人口密度記憶部４０９の人口密度に応じて、通路容量を再設定することも好ましい。即ち、人口密度が所定閾値以上（人通りが多い）となる経路区間の場合、通常、通路容量１であっても、その通路容量０．５に再設定するものであってもよい。
【0066】
また、他の実施形態として、通路容量記憶部４１０は、過去の移動ロボット２の走行又は停止を記録した走行状態情報を用いて、停止が所定数以上となる経路区間における通路容量を減分して再設定することも好ましい。走行状態情報は、移動区間毎に走行する移動ロボット２から収集する。
【0067】
更に、他の実施形態として、通路容量記憶部４１０は、経路区間毎に、障害物に応じて、通路容量を可変とするものであってもよい。例えば、過去の履歴によって、トラックの停車が多い移動区間については、それらトラックの車幅（例えば全長4,700mmのトラックが、全幅1,700mmに安全担保の余白幅分を加えた占有幅）に応じて、通路容量を減数させることが好ましい。停車車両の過去の履歴は、他の移動ロボット２の撮像部２０４によって撮影された画像を用いることができる。これらの情報は、例えば曜日・時間帯毎に統計的な傾向を管理しておくこともできる。
このように、経路区間の通路容量は、移動経路を探索する時の状況に応じて再設定される。
このように、経路区間の通路容量は、移動経路を探索する時の状況に応じて再設定される。
【0068】
［経路探索部４１１］
＜Ｓ１＞経路探索部４１１は、最初に、経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する。
＜Ｓ１＞経路探索部４１１は、最初に、経路区間毎にリンクコストを設定し、１つ以上の経路区間のリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する。
【0069】
経路探索部４１１は、移動ロボット毎に、各経路区間の走行予測時間をリンクコストとして設定する。走行予測時間は、経路区間の距離や、移動ロボット２の移動速度（その他、路面状態等の通路の走り易さに依存するパラメータ）から算出されることが好ましい。リンクコスト１は、例えば１分であると決定してよい。
【0070】
経路探索部４１１は、出発地から目的地までの移動経路を、例えばダイクストラ法を用いて探索するものであってもよい。勿論、例えばＡ＊アルゴリズムのような他のアルゴリズムを用いて、移動経路を探索するものであってもい。
具体的には、経路探索部４１１は、出発地から目的地へ向けて、１つ以上の移動区間を順次つないでいき、そのリンクコストを積算していく。目的地までのリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する。即ち、リンクコストが小さい移動区間ほど、選択されやすくなる。
具体的には、経路探索部４１１は、出発地から目的地へ向けて、１つ以上の移動区間を順次つないでいき、そのリンクコストを積算していく。目的地までのリンクコストの合計が最小となる移動経路を探索する。即ち、リンクコストが小さい移動区間ほど、選択されやすくなる。
【0071】
図５は、通路容量を含むマップデータにリンクコストが付与された第１の例である。
図５によれば、経路探索部４１１は、全ての経路区間における通路容量を含むマップデータに、例えば以下のようなリンクコストを付与して構成する。
経路区間： 通路容量： リンクコスト
ａ－ｂ： ２ ： ５
ｂ－ｃ： １ ： ７
ｃ－ｆ： ３ ： ６
ｆ－ｅ： ７ ： ７
ｅ－ａ： ２ ： ３
・・・・・・・・・・・
尚、経路区間と通路容量との組み合わせから構成されるマップデータは、全ての移動ロボット２で共通的に利用できる。
そのマップデータの経路区間毎のリンクコストは、移動ロボットの機種毎に別々に異なるものとなる。図５によれば、全ての移動ロボットについてリンクコストも同一として説明する。
図５によれば、経路探索部４１１は、全ての経路区間における通路容量を含むマップデータに、例えば以下のようなリンクコストを付与して構成する。
経路区間： 通路容量： リンクコスト
ａ－ｂ： ２ ： ５
ｂ－ｃ： １ ： ７
ｃ－ｆ： ３ ： ６
ｆ－ｅ： ７ ： ７
ｅ－ａ： ２ ： ３
・・・・・・・・・・・
尚、経路区間と通路容量との組み合わせから構成されるマップデータは、全ての移動ロボット２で共通的に利用できる。
そのマップデータの経路区間毎のリンクコストは、移動ロボットの機種毎に別々に異なるものとなる。図５によれば、全ての移動ロボットについてリンクコストも同一として説明する。
【0072】
また、経路探索部４１１は、各移動ロボット２の出発地及び目的地と、消費する通路容量とを、以下のように設定する。
出発地 目的地 消費する通路容量
移動ロボット#1： ａ -> ｃ １
移動ロボット#2： ｃ -> ａ １
「消費する通路容量」とは、その移動ロボットが走行することによって占有する通路容量をいう。これは、移動ロボット２毎に、車幅によって異なり、その機種に応じて決定される。
出発地 目的地 消費する通路容量
移動ロボット#1： ａ -> ｃ １
移動ロボット#2： ｃ -> ａ １
「消費する通路容量」とは、その移動ロボットが走行することによって占有する通路容量をいう。これは、移動ロボット２毎に、車幅によって異なり、その機種に応じて決定される。
【0073】
図６は、図５の移動経路について２つの移動ロボットが経路を探索した第１の例である。
図６によれば、ほぼ同じようなタイミングで、移動ロボット#1と移動ロボット#2とが走行を開始しようとしたとする。最初に、移動ロボット#1及び#2それぞれについて、リンクコストの合計が最小となる経路を選択する。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#1： ａ->ｂ->ｃ ５＋７＝１２
移動ロボット#2： ｃ->ｂ->ａ ７＋５＝１２
このとき、経路区間ｂ－ｃで双方の移動ロボット#1及び#2が対向（すれ違い）し、対面することによって通行が不能となり、時間ロスが発生する。
図６によれば、ほぼ同じようなタイミングで、移動ロボット#1と移動ロボット#2とが走行を開始しようとしたとする。最初に、移動ロボット#1及び#2それぞれについて、リンクコストの合計が最小となる経路を選択する。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#1： ａ->ｂ->ｃ ５＋７＝１２
移動ロボット#2： ｃ->ｂ->ａ ７＋５＝１２
このとき、経路区間ｂ－ｃで双方の移動ロボット#1及び#2が対向（すれ違い）し、対面することによって通行が不能となり、時間ロスが発生する。
【0074】
＜Ｓ２＞経路探索部４１は、次に、各経路区間を同時に走行（並行及び／又は対向）する移動ロボットの数が通路容量以下となるように、移動経路を再探索する。
【0075】
図７は、図６について移動ロボット#1の移動経路を表す第１の例である。
図７によれば、移動ロボット#1が最初に走行を開始し、その後、移動ロボット#2が走行を開始しようとしたとする。最初に、移動ロボット#1について、リンクコストの合計が最小となる経路を選択する。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#1： ａ->ｂ->ｃ ５＋７＝１２
これによって、経路探索部４１１は、マップデータの通路容量を、以下のように再設定する。
経路区間： 通路容量 -> 再設定の通路容量
ａ－ｂ： ２ ： １（移動ロボット#1が消費する通路容量１減分）
ｂ－ｃ： １ ： ０（移動ロボット#1が消費する通路容量１減分）
ｃ－ｆ： ３ ： ６
ｆ－ｅ： ７ ： ７
ｅ－ａ： ２ ： ３
・・・・・・・・・・・・・・
図７によれば、移動ロボット#1が最初に走行を開始し、その後、移動ロボット#2が走行を開始しようとしたとする。最初に、移動ロボット#1について、リンクコストの合計が最小となる経路を選択する。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#1： ａ->ｂ->ｃ ５＋７＝１２
これによって、経路探索部４１１は、マップデータの通路容量を、以下のように再設定する。
経路区間： 通路容量 -> 再設定の通路容量
ａ－ｂ： ２ ： １（移動ロボット#1が消費する通路容量１減分）
ｂ－ｃ： １ ： ０（移動ロボット#1が消費する通路容量１減分）
ｃ－ｆ： ３ ： ６
ｆ－ｅ： ７ ： ７
ｅ－ａ： ２ ： ３
・・・・・・・・・・・・・・
【0076】
【0077】
経路探索部４１１は、通路容量の不足が予測される経路区間について、当該経路区間への進入すべき移動ロボットがノードに待機するコストと、当該経路区間へ進入した後にバックトラックによって当該ノードへ退避するコストとを比較する。そして、小さい方のコストを当該経路区間のリンクコストに加算する。
【0078】
図８によれば、移動ロボット#2の移動経路上における経路区間ｂ－ｃは、通路容量０となっている。これは、移動ロボット#2が消費する通路容量１よりも下回っている。
このとき、経路区間ｂ－ｃのリンクコストの再設定を実行する。例えば以下のように実行する。
（ｓ８１）移動ロボット#1及び#2の両方とも、最初に移動経路ａ->ｂ->ｃが探索されており、リンクコストの合計は１２（＝７＋５）となっている。
（ｓ８２）移動区間ｂ－ｃで対向が生じた場合、例えばバックトラックのような回避動作を実行する場合、その回避コストを例えば１３と仮定したとする。
（ｓ８２）この場合、リンクコスト１２と回避コスト１３とを比較して、小さい方のコスト１２を、経路区間ｂ－ｃのリンクコスト７に加算して、リンクコスト１９として再設定する。
（ｓ８４）改めて、移動ロボット#2は、リンクコストの合計が最小となる経路を選択する。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#2： ｃ->ｂ->ａ ７＋１９＝２６
移動ロボット#2：★ｃ->ｆ->ｅ->ａ ６＋７＋３＝１６
（ｓ８５）これによって、移動ロボット#2には、移動経路ｃ->ｆ->ｅ->ａが再設定される。
このとき、経路区間ｂ－ｃのリンクコストの再設定を実行する。例えば以下のように実行する。
（ｓ８１）移動ロボット#1及び#2の両方とも、最初に移動経路ａ->ｂ->ｃが探索されており、リンクコストの合計は１２（＝７＋５）となっている。
（ｓ８２）移動区間ｂ－ｃで対向が生じた場合、例えばバックトラックのような回避動作を実行する場合、その回避コストを例えば１３と仮定したとする。
（ｓ８２）この場合、リンクコスト１２と回避コスト１３とを比較して、小さい方のコスト１２を、経路区間ｂ－ｃのリンクコスト７に加算して、リンクコスト１９として再設定する。
（ｓ８４）改めて、移動ロボット#2は、リンクコストの合計が最小となる経路を選択する。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#2： ｃ->ｂ->ａ ７＋１９＝２６
移動ロボット#2：★ｃ->ｆ->ｅ->ａ ６＋７＋３＝１６
（ｓ８５）これによって、移動ロボット#2には、移動経路ｃ->ｆ->ｅ->ａが再設定される。
【0079】
図９は、経路区間を結ぶノードに待機場所が設けられたマップデータの第２の例である。
図９によれば、複数の経路区間ａ－ｂ及びｂ－ｃを結ぶノードｂに、移動ロボット１台分の待機可能場所があるとする。この待機可能場所は、例えばリンクコスト２（待機時間）で、待機可能な移動ロボットの数を表す通路容量１となる経路区間ｂ－ｂが設定されることとなる。
図９によれば、複数の経路区間ａ－ｂ及びｂ－ｃを結ぶノードｂに、移動ロボット１台分の待機可能場所があるとする。この待機可能場所は、例えばリンクコスト２（待機時間）で、待機可能な移動ロボットの数を表す通路容量１となる経路区間ｂ－ｂが設定されることとなる。
【0080】
図１０は、図９について移動ロボット#1の移動経路を表す第２の例である。
図１０によれば、移動ロボット#1は、ノードｂでリンクコスト２の時間分だけ待機することができる。そのために、経路区間ｂ－ｃで、移動ロボット#2との対向を回避することができる。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#1： ａ->ｂ->待機->ｃ ５＋２＋７＝１４
図１０によれば、移動ロボット#1は、ノードｂでリンクコスト２の時間分だけ待機することができる。そのために、経路区間ｂ－ｃで、移動ロボット#2との対向を回避することができる。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#1： ａ->ｂ->待機->ｃ ５＋２＋７＝１４
【0081】
図１１は、図９について移動ロボット#2の移動経路を表す第２の例である。
図１１によれば、移動ロボット#1がノードｂで待機するために、移動ロボット#2は、移動経路ｃ->ｂ->ａでも対向が発生しなくなる。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#2： ｃ->ｂ->ａ ７＋５＝１２
図１１によれば、移動ロボット#1がノードｂで待機するために、移動ロボット#2は、移動経路ｃ->ｂ->ａでも対向が発生しなくなる。
移動経路 リンクコストの合計
移動ロボット#2： ｃ->ｂ->ａ ７＋５＝１２
【0082】
図１２は、通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#4に対応するリンクコストが付与された第３の例である。
図１３は、通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#5に対応するリンクコストが付与された第４の例である。移動ロボット#5は、例えば段差の乗り越え性能が他の移動ロボットより低く、例えば経路区間ｅ－ｆを通過することが困難な場合、そのリンクコストが∞（無限大）に設定される。
図１４は、通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#6に対応するリンクコストが付与された第５の例である。移動ロボット#6は、他の移動ロボットより高速で移動することが可能であり、各経路区間のリンクコスト（走行可能時間）が低い。
図１３は、通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#5に対応するリンクコストが付与された第４の例である。移動ロボット#5は、例えば段差の乗り越え性能が他の移動ロボットより低く、例えば経路区間ｅ－ｆを通過することが困難な場合、そのリンクコストが∞（無限大）に設定される。
図１４は、通路容量を含むマップデータに、移動ロボット#6に対応するリンクコストが付与された第５の例である。移動ロボット#6は、他の移動ロボットより高速で移動することが可能であり、各経路区間のリンクコスト（走行可能時間）が低い。
【0083】
図１５は、将来時刻における各移動ロボットの想定位置及び通路容量を算出した説明図である。
図１５によれば、移動ロボットの機種毎に異なるリンクコストを考慮したものである。リンクコスト１は、例えば１分であるとする。また、各移動ロボットは、最短経路で以下のように移動するとする。
移動ロボット#4：ノードaから５分間かけてノードｂに移動する。
移動ロボット#5：ノードcから７分間かけてノードbに移動する。
移動ロボット#6：１分後に、ノードａから３分間かけてノードｂに移動する。
この場合、１分後～４分後に、経路区間ａ－ｂ及びｂ－ｃの通路容量が使用される。
また、５分後の経路区間ｂ－ｃの通路容量が不足することなる。
図１５によれば、移動ロボットの機種毎に異なるリンクコストを考慮したものである。リンクコスト１は、例えば１分であるとする。また、各移動ロボットは、最短経路で以下のように移動するとする。
移動ロボット#4：ノードaから５分間かけてノードｂに移動する。
移動ロボット#5：ノードcから７分間かけてノードbに移動する。
移動ロボット#6：１分後に、ノードａから３分間かけてノードｂに移動する。
この場合、１分後～４分後に、経路区間ａ－ｂ及びｂ－ｃの通路容量が使用される。
また、５分後の経路区間ｂ－ｃの通路容量が不足することなる。
【0084】
このように、経路探索部４１１は、将来の時刻進行に応じて予測される各移動ロボットの位置から、いずれの経路区間の通路容量が不足するか否かを判定する。そして、不足が予測される経路区間のリンクコスト（走行可能時間）を増分して再設定する。
【0085】
［経路配信部４１２］
経路配信部４１２は、経路探索部４１１によって探索された移動経路を、移動ロボット２へ送信する。
経路配信部４１２は、経路探索部４１１によって探索された移動経路を、移動ロボット２へ送信する。
【0086】
［指定待機速度判定部４１３］
指定待機速度判定部４１３は、移動ロボットを指定場所で指定時間だけ待機させ、及び／又は、移動ロボットが指定場所を移動する際の移動速度を指定する。
指定待機速度判定部４１３は、移動ロボット２を任意の指定場所で指定時間だけ待機させ、又は、特定の移動ロボット２が指定場所を移動する際の移動速度を指定速度に変更することができる。これによって、比較的短い距離における経路区間の輻輳を回避することができる。
尚、経路探索部４１１は、移動ロボットの待機及び／又は移動速度によって、各経路区間のリンクコストを再設定するものであってもよい。
指定待機速度判定部４１３は、移動ロボットを指定場所で指定時間だけ待機させ、及び／又は、移動ロボットが指定場所を移動する際の移動速度を指定する。
指定待機速度判定部４１３は、移動ロボット２を任意の指定場所で指定時間だけ待機させ、又は、特定の移動ロボット２が指定場所を移動する際の移動速度を指定速度に変更することができる。これによって、比較的短い距離における経路区間の輻輳を回避することができる。
尚、経路探索部４１１は、移動ロボットの待機及び／又は移動速度によって、各経路区間のリンクコストを再設定するものであってもよい。
【0087】
以上、詳細に説明したように、本発明の管理装置、プログラム及び方法によれば、複数の移動ロボットが並行及び／又は対向して同時に走行可能な複数の経路区間からなる経路について、移動ロボットの移動経路を探索することができる。
【0088】
尚、これにより、例えば「移動ロボットを効率よく移動させることができる」ことから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
【0089】
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【0090】
１ 利用者端末
１０１ 商品発注部
１０２ 目的地情報入力部
２ 移動ロボット
２０１ 無線通信部
２０２ 現在位置取得部
２０３ 状態取得部
２０４ 撮像部
２０５ 経路情報記憶部
２０６ 動作判断部
２０７ 動作制御部
２０８ 指定待機速度受信部
３ 携帯端末
４ 管理装置
４０１ 運用監視部
４０２ オーダー情報管理部
４０３ 目的地取得部
４０４ 位置状態情報記憶部
４０５ 地図情報記憶部
４０６ ロボット情報記憶部
４０７ ロボット割当部
４０８ 端末位置情報記憶部
４０９ 人口密度推計部
４１０ 通路容量記憶部
４１１ 経路探索部
４１２ 経路配信部
４１３ 指定待機速度判定部
１０１ 商品発注部
１０２ 目的地情報入力部
２ 移動ロボット
２０１ 無線通信部
２０２ 現在位置取得部
２０３ 状態取得部
２０４ 撮像部
２０５ 経路情報記憶部
２０６ 動作判断部
２０７ 動作制御部
２０８ 指定待機速度受信部
３ 携帯端末
４ 管理装置
４０１ 運用監視部
４０２ オーダー情報管理部
４０３ 目的地取得部
４０４ 位置状態情報記憶部
４０５ 地図情報記憶部
４０６ ロボット情報記憶部
４０７ ロボット割当部
４０８ 端末位置情報記憶部
４０９ 人口密度推計部
４１０ 通路容量記憶部
４１１ 経路探索部
４１２ 経路配信部
４１３ 指定待機速度判定部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】