特開 2024-89613 移動体制御システム及び移動体制御方法

(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】P2024089613

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】移動体制御システム及び移動体制御方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240626BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

G08G1/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023129330

(22)【出願日】2023-08-08

(31)【優先権主張番号】P 2022204879

(32)【優先日】2022-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】藤倉 大貴

(72)【発明者】

【氏名】藤島 泰郎

【テーマコード（参考）】

5H181

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H181AA01

5H181AA25

5H181AA26

5H181BB04

5H181BB13

5H181CC27

5H181FF05

5H181FF13

5H181FF27

5H301AA01

5H301AA04

5H301AA06

5H301BB14

5H301CC03

5H301CC04

5H301CC06

5H301CC07

5H301CC10

5H301DD08

5H301DD17

5H301GG14

5H301GG16

5H301KK03

5H301KK08

5H301KK18

5H301KK19

(57)【要約】

【課題】システムの複雑化を抑えつつ、複数の移動体の移動を適切に制御する。
【解決手段】移動体制御システムは、一群で移動する複数の移動体の移動を制御する移動体制御システムであって、複数の移動体の１つである第１移動体と、複数の移動体のうち第１移動体とは異なる複数の第２移動体とを備え、第１移動体は、当該第１移動体自身の移動を制御すると共に、複数の第２移動体に対して、複数の移動体の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信し、第２移動体は、第１移動体からブロードキャスト送信された群制御情報をそれぞれ受信し、受信した群制御情報に基づいて第２移動体自身の移動を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一群で移動する複数の移動体の移動を制御する移動体制御システムであって、
複数の前記移動体の１つである第１移動体と、
複数の前記移動体のうち前記第１移動体とは異なる複数の第２移動体と
を備え、
前記第１移動体は、当該第１移動体自身の移動を制御すると共に、複数の前記第２移動体に対して、複数の前記移動体の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信し、
前記第２移動体は、前記第１移動体からブロードキャスト送信された前記群制御情報をそれぞれ受信し、受信した前記群制御情報に基づいて前記第２移動体自身の移動を制御する
移動体制御システム。

【請求項2】

複数の前記移動体は、非ホロノミックである
請求項１に記載の移動体制御システム。

【請求項3】

前記第１移動体は、前記群制御情報のブロードキャスト送信を所定の送信周期で行う
請求項２に記載の移動体制御システム。

【請求項4】

前記群制御情報は、前記第１移動体の移動の速度及び移動の方向と、複数の前記移動体の移動についての目標に対する達成度合いを示す評価値と、を含む
請求項３に記載の移動体制御システム。

【請求項5】

前記第１移動体は、
前記第１移動体自身の位置及び複数の前記第２移動体の位置を取得し、
取得結果に基づいて前記評価値を算出し、
算出した前記評価値と、前記第１移動体の移動の速度及び移動の方向とを前記群制御情報として複数の前記第２移動体にブロードキャスト送信する
請求項４に記載の移動体制御システム。

【請求項6】

前記第２移動体は、前記群制御情報に基づいて当該第２移動体自身の移動の速度及び移動の方位に基づく値を指令値として算出し、
前記評価値は、前記達成度合いが高くなるほど所定値に近づくように設定され、
前記第２移動体は、前記評価値が前記所定値に近づくように前記指令値を算出する処理と、ランダムな値として前記指令値を算出する処理とを交互に行う
請求項５に記載の移動体制御システム。

【請求項7】

前記第２移動体は、前記ブロードキャスト送信の前記送信周期よりも短い期間で、前記指令値の算出を行う
請求項６に記載の移動体制御システム。

【請求項8】

前記第２移動体は、前記第１移動体の移動の方向を基準とした座標系での当該第２移動体自身の移動の速度及び移動の方位に基づく値を算出し、算出結果を世界座標系に変換することで前記指令値を算出する
請求項６に記載の移動体制御システム。

【請求項9】

前記評価値は、所定のパラメータを含む評価関数として設定され、
前記第１移動体は、前記パラメータを段階的に変更することで、複数の前記第２移動体を、初期位置から中間位置を経由して目標位置に移動させる
請求項５に記載の移動体制御システム。

【請求項10】

前記第１移動体は、
前記第１移動体自身の位置、複数の前記第２移動体の位置及び複数の前記第２移動体のランダム動作の方向を表すスカラー値を取得し、
取得した前記第１移動体自身の位置及び複数の前記第２移動体の位置に基づいて第１評価値を算出し、取得した複数の前記第２移動体の位置及び複数の前記第２移動体のランダム動作の方向を表すスカラー値に基づいて第２評価値を算出し、
算出した前記第１評価値と前記第２評価値との差分である評価値差分と、前記第１移動体の移動の速力及び移動の針路とを前記群制御情報として複数の前記第２移動体にブロードキャスト送信する
請求項４に記載の移動体制御システム。

【請求項11】

前記第２移動体は、
前記ブロードキャスト送信の前記送信周期よりも短い処理周期で処理を行い、
前記第１移動体から前記群制御情報を取得した場合に、前記群制御情報に基づいて次回に前記群制御情報を取得する次回取得時点での前記第２移動体の目標位置である誘導目標点を算出し、
前記次回取得時点において前記誘導目標点に到達するための経路を算出し、前記経路に沿って移動するための移動の速度及び移動の方位に基づく値を指令値として算出する
請求項１０に記載の移動体制御システム。

【請求項12】

前記第２移動体は、前記第１移動体から前記群制御情報を取得した時点から前記次回取得時点までの期間に、前記第２移動体の状態に基づいて前記指令値を更新する
請求項１１に記載の移動体制御システム。

【請求項13】

前記第１移動体は、
前記第１移動体自身の位置、複数の前記第２移動体の位置及び複数の前記第２移動体のランダム動作の方向を表すスカラー値を取得し、
取得結果に基づいて前記評価値が最小となるような前記第２移動体の移動量を算出し、
算出した前記移動量と、前記第１移動体の移動の速力及び移動の針路とを前記群制御情報として複数の前記第２移動体にブロードキャスト送信し、
前記第２移動体は、前記移動量に基づいて前記指令値を算出する
請求項６に記載の移動体制御システム。

【請求項14】

一群で移動する複数の移動体の移動を制御する移動体制御方法であって、
複数の前記移動体の１つである第１移動体が、当該第１移動体自身の移動を制御すると共に、複数の前記移動体のうち前記第１移動体とは異なる複数の第２移動体に対して、複数の前記移動体の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信することと、
前記第２移動体が、前記第１移動体からブロードキャスト送信された前記群制御情報をそれぞれ受信し、受信した前記群制御情報に基づいて前記第２移動体自身の移動を制御することと
を含む移動体制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、移動体制御システム及び移動体制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の移動体の移動を制御する制御方式として、いわゆる親機と子機とを設定し、親機が有する情報を子機に送信することで群全体の挙動を制御する中央集権型の制御方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１８８８９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような制御方式においては、移動体の数が多くなり、群の規模が大きくなるにつれて、信号の相互干渉を回避するために通信システムが複雑化するという課題がある。このため、システムの複雑化を抑えつつ、複数の移動体の移動を適切に制御することが求められる。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、システムの複雑化を抑えつつ、複数の移動体の移動を適切に制御することが可能な移動体制御システム及び移動体制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る移動体制御システムは、一群で移動する複数の移動体の移動を制御する移動体制御システムであって、複数の前記移動体の１つである第１移動体と、複数の前記移動体のうち前記第１移動体とは異なる複数の第２移動体とを備え、前記第１移動体は、当該第１移動体自身の移動を制御すると共に、複数の前記第２移動体に対して、複数の前記移動体の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信し、前記第２移動体は、前記第１移動体からブロードキャスト送信された前記群制御情報をそれぞれ受信し、受信した前記群制御情報に基づいて前記第２移動体自身の移動を制御する。

【0007】

本開示に係る移動体制御方法は、一群で移動する複数の移動体の移動を制御する移動体制御方法であって、複数の前記移動体の１つである第１移動体が、当該第１移動体自身の移動を制御すると共に、複数の前記移動体のうち前記第１移動体とは異なる複数の第２移動体に対して、複数の前記移動体の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信することと、前記第２移動体が、前記第１移動体からブロードキャスト送信された前記群制御情報をそれぞれ受信し、受信した前記群制御情報に基づいて前記第２移動体自身の移動を制御することとを含む。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、システムの複雑化を抑えつつ、複数の移動体の移動を適切に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本実施形態に係る移動体制御システムの一例を示す図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る移動体制御方法の一例を示すフローチャートである。

【図3】図３は、本実施形態に係る移動体制御システムの一例を示す機能ブロック図である。

【図4】図４は、本実施形態で取り扱う座標系の例を示す図である。

【図5】図５は、第２移動体の制御装置に設けられる制御器の一例を示すブロック図である。

【図6】図６は、本実施形態に係る評価関数を用いた制御において、非ホロノミックな複数の移動体が移動する様子の一例を示す図である。

【図7】図７は、第２移動体のフォーメーションを変更する場合の一例を示す図である。

【図8】図８は、第２移動体のフォーメーションを変更する場合の一例を示す図である。

【図9】図９は、第２移動体のフォーメーションを変更する場合の一例を示す図である。

【図10】図１０は、本実施形態に係る移動体制御システムの他の例を示す機能ブロック図である。

【図11】図１１は、本実施形態で取り扱う座標系の他の例を示す図である。

【図12】図１２は、第１移動体の制御装置に設けられる制御器の他の例を示すブロック図である。

【図13】図１３は、第２移動体の制御装置に設けられる制御器の他の例を示すブロック図である。

【図14】図１４は、第２移動体の制御装置に設けられる制御指令計算器の他の例を示すブロック図である。

【図15】図１５は、指令値計算機において生成される経路の一例を模式的に示す図である。

【図16】図１６は、第２移動体の制御装置に設けられる制御指令更新器の一例を示すブロック図である。

【図17】図１７は、第２移動体のフォーメーションを変更する場合の他の例を示す図である。

【図18】図１８は、第１移動体の制御装置に設けられる制御器の他の例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示に係る移動体制御システム及び移動体制御方法の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

【0011】

図１は、本実施形態に係る移動体制御システム１００の一例を示す図である。移動体制御システム１００は、一群で移動する複数の移動体３０の移動を制御する。本実施形態において、複数の移動体３０は、非ホロノミックである。本実施形態において、非ホロノミックとは、移動方向に対して真横の方向に移動できないことをいう。このような移動体３０としては、例えば自動車、船舶、飛行機等のように、陸、海、空の少なくとも１つの領域で移動可能に設けられたビークル等が挙げられる。複数の移動体３０は、１つの第１移動体１０と、複数の第２移動体２０とを有する。

【0012】

第１移動体１０は、通信装置１１と、検出装置１２と、移動装置１３と、制御装置１４とを有する。

【0013】

通信装置１１は、第２移動体２０との間で通信を行う。通信装置１１は、複数の第２移動体２０に対して、群制御情報をブロードキャスト送信する。本実施形態において、ブロードキャスト送信とは、同一内容の情報を同一のタイミングで複数の第２移動体２０に送信することである。通信装置１１は、それぞれの第２移動体２０から、指令値に関する情報を受信することができる。なお、第１移動体１０は、通信装置１１で各第２移動体２０の指令値に関する情報を受信する構成に限られず、他の手段により第２移動体２０の位置（例えば、各第２移動体までの距離及び方位）を取得することができる。

【0014】

検出装置１２は、第１移動体１０の位置と、それぞれの第２移動体２０の位置とを検出する。検出装置１２は、第１移動体１０の移動の速度及び方向を検出する。検出装置１２は、検出結果を制御装置１４に出力する。

【0015】

移動装置１３は、第１移動体１０を移動させる。移動装置１３は、不図示の駆動源、当該駆動源の駆動力を伝達する伝達機構を有する。

【0016】

制御装置１４は、第１移動体１０の動作を統括的に制御する。制御装置１４は、処理部及び記憶部を有する。処理部は、各種の情報処理を行う。処理部は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のプロセッサと、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリとを含む。記憶部１６は、各種プログラム、データ等の情報を記憶する。記憶部は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等のストレージを含む。

【0017】

第２移動体２０は、通信装置２１と、移動装置２３と、制御装置２４とを有する。第２移動体２０は、第１移動体１０の検出装置１２に対応する構成を設けなくてもよく、第１移動体１０と比べて簡素な構成とすることができる。

【0018】

通信装置２１は、第１移動体１０との間で通信を行う。通信装置２１は、第１移動体１０からブロードキャスト送信される群制御情報を受信する。通信装置２１は、第１移動体１０に対して、指令値に関する情報を送信することができる。なお、通信装置２１は、第１移動体１０に対して指令値に関する情報を送信しない構成であってもよい。この場合、第１移動体１０では、指令値に関する情報以外の情報に基づいて、第２移動体２０の位置を取得することができる。

【0019】

移動装置２３は、第２移動体２０を移動させる。移動装置２３は、不図示の駆動源、当該駆動源の駆動力を伝達する伝達機構を有する。

【0020】

制御装置２４は、第２移動体２０の動作を統括的に制御する。制御装置２４は、処理部及び記憶部を有する。処理部は、各種の情報処理を行う。処理部は、ＣＰＵ等のプロセッサと、ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリとを含む。記憶部は、各種プログラム、データ等の情報を記憶する。記憶部は、ＨＤＤ等のストレージを含む。

【0021】

以下、本実施形態に係る移動体制御システムの処理について説明する。図２は、本実施形態に係る移動体制御方法の一例を示すフローチャートである。図２に示すように、本実施形態に係る移動体制御方法は、第１移動ステップＳ１０と、取得ステップＳ２０と、評価値導出ステップＳ３０と、ブロードキャスト送信ステップＳ４０と、指令値導出ステップＳ５０と、第２移動ステップＳ６０とを含む。第１移動ステップＳ１０、取得ステップＳ２０、評価値導出ステップＳ３０及びブロードキャスト送信ステップＳ４０は、第１移動体１０による処理である。指令値導出ステップＳ５０及び第２移動ステップＳ６０は、第２移動体２０による処理である。本実施形態に係る移動体制御方法では、上記のステップＳ１０からステップＳ６０の処理を所定の周期で繰り返し行うことで、複数の移動体３０の移動を制御することができる。

【0022】

第１移動ステップＳ１０において、第１移動体１０は、移動装置１３により移動する。制御装置１４は、移動装置１３を制御することで、第１移動体１０の移動の速度及び移動の方向を調整する。

【0023】

取得ステップＳ２０において、第１移動体１０は、検出装置１２により、当該第１移動体１０の位置、移動の速度及び移動の方向と、複数の第２移動体２０の位置とを取得する。なお、複数の第２移動体２０から指令値が送信される場合、検出ステップＳ２０において、第１移動体１０は、通信装置１１により、複数の第２移動体２０から送信される移動の速度及び方位に基づく指令値を複数の第２移動体２０の位置として取得してもよい。

【0024】

評価値導出ステップＳ３０において、第１移動体１０は、取得した第１移動体１０の位置と、複数の第２移動体２０の位置と、複数の第２移動体２０から指令値を得ている場合には当該指令値とに基づいて、評価値を算出する。評価値は、複数の移動体３０の移動の達成度合いを示す値である。本実施形態において、評価値は、複数の移動体３０の移動の達成度合いが高いほど所定値に近づくように設定される。

【0025】

ブロードキャスト送信ステップＳ４０において、第１移動体１０は、当該第１移動体１０の移動の速度及び移動の方向と、評価値導出ステップＳ３０で導出した評価値とを、複数の移動体３０の群全体の移動を制御するための群制御情報として、通信装置１１により複数の第２移動体２０にブロードキャスト送信する。

【0026】

指令値導出ステップＳ５０において、第２移動体２０は、第１移動体１０からブロードキャスト送信された群制御情報をそれぞれ通信装置２１により受信する。それぞれの第２移動体２０は、受信した群制御情報に基づいて、第２移動体２０の移動の速度及び移動の方位に基づく値を指令値として導出する。第２移動体２０の移動の方位に基づく値としては、例えば第２移動体２０の移動の目標方位又はヨーレートが挙げられる。ヨーレートは、第２移動体２０が鉛直方向の中心軸に対して回転する角速度であり、第２移動体２０が移動する方位の単位時間当たりの変化を示す値である。本実施形態に係る移動体制御方法の各ステップの処理を所定の周期で繰り返し行う場合において、第２移動体２０は、指令値導出ステップＳ５０として、評価値が所定値に近づくように指令値を導出する処理と、ランダムな値として指令値を導出する処理とを交互に行ってもよい。このような処理を行うことで、例えばランダムな指令値により第２移動体２０が移動し、当該移動により評価値が所定値から遠ざかった場合、次回の指令値導出ステップＳ５０において、ランダムな指令値とは反対方向に移動するような指令値を導出することで、評価値を所定値に近づけることができる。なお、第２移動体２０は、指令値導出ステップＳ５０で導出された指令値を、通信装置２１により第１移動体１０に送信してもよい。

【0027】

第２移動ステップＳ６０において、第２移動体２０は、指令値導出ステップＳ５０で導出した指令値に基づいて、移動装置２３により移動する。

【0028】

次に、上記のように構成された移動体制御システム１００において、複数の移動体３０が移動する場合の制御アルゴリズムについて説明する。図３は、本実施形態に係る移動体制御システム１００の一例を示す機能ブロック図である。

【0029】

図３では、移動の速度ｖ_p(t)、移動の方向φ_p(t)で移動する１台の第１移動体１０と、Ｎ台の第２移動体２０とが存在する２次元平面環境を例に挙げて示している。

【0030】

図３に示す環境において、第１移動体１０は、当該第１移動体１０の移動の速度ｖ_p(t)、移動の方向φ_p(t)、及び複数の移動体３０の群全体のフォーメーションの評価値ν(t)を送信できるとする。このとき、ｔを無限大とした場合に評価値ν(t)を所定値に収束させるための第２移動体２０のローカル制御器Ｌ_i（ｉ＝１、２、…、Ｎ）を導出する問題を設定する。

【0031】

第２移動体２０の世界座標系基準のキネマティクスは、下記の数１に示すような非ホロノミック系であるとする。第２移動体２０の制御器Ｌｉの出力は、世界座標系基準の速度指令数２及びヨーレート指令数３であるとする。

【0032】

【数1】

【0033】

【数2】

【0034】

【数3】

【0035】

図４は、本実施形態で取り扱う座標系の例を示す図である。図４に示すように、問題の回答を導出するため、本実施形態では、第１移動体１０の移動の方向を基準とする座標系Ｃ１と、世界座標系Ｃ２との２つの座標系を定義する。世界座標系は、地球における経度方向をＸ軸、緯度方向をＹ軸、高度方向をＺ軸とした座標系である。問題の回答を導出する手順として、まず第１移動体１０の移動の方向を基準とする座標系Ｃ１で指令値を導出した後、第１移動体１０の移動を考慮できる世界座標系Ｃ２の指令値に計算し直すことにより、第２移動体２０を移動するための指令値を導出することができる。

【0036】

図５は、第２移動体２０の制御装置２４に設けられる制御器の一例を示すブロック図である。図５に示すように、制御装置２４は、上記の問題の回答を導出する制御器Ｌ_ｉを有する。制御器Ｌ_iは、ローカル制御ブロック（Ｌ_i ¹：下記の数４で示す）と、後処理工程ブロック（Ｌ_i ²：下記の数５で示す）との２つのブロックにより構成される。

【0037】

【数4】

【0038】

【数5】

【0039】

ローカル制御ブロックＬ_i ¹は、座標系Ｃ１を基準とした、第２移動体２０の移動の目標位置座標を算出して出力する。ローカル制御ブロックＬ_i ¹は、評価値ν(t)が所定値に近づくように目標位置座標を導出する処理と、ランダムな値として目標位置座標を導出する処理とを交互に行う。

【0040】

後処理ブロックＬ_i ²は、ローカル制御ブロックＬ_i ¹から出力される目標位置座標に基づいて、世界座標系Ｃ２を基準とした第２移動体２０の移動の速度及び方向の指令値を導出する。

【0041】

数６において、それぞれ座標系Ｃ１を基準とした、目標位置座標に向かうための第２移動体の移動の速度を数６で示し、移動の方位に基づく値（ここでは、一例としてヨーレート）を数７で示す。

【0042】

【数6】

【0043】

【数7】

【0044】

なお、上記した数１で示すキネマティクスには時間の概念がなく、反復回数に応じて評価値ν(t)が所定値に収束していくアルゴリズムである。実際の適用事例では、複数の移動体３０の移動の制御を離散時間で実施することが求められる。このため、数１で示すキネマティクスに代えて、第１移動体１０と第２移動体２０との間の通信周期と、第２移動体２０の制御周期とを考慮した、以下の数８で示すアルゴリズムを採用することができる。数８において、Ｔcは通信周期であり、Ｔsは第２移動体２０の制御周期であり、Ｎcは通信周期と制御周期の商である。

【0045】

【数8】

【0046】

次に、第１移動体１０の周囲の同一円周上に等間隔に第２移動体２０を配置するというフォーメーションを実現するための制御の一例を説明する。この場合、評価値ν(t)について、以下の数９で示す評価関数を定義する。

【0047】

【数9】

【0048】

数９の右辺第１項は、座標系Ｃ１基準での第１移動体１０と第２移動体２０との間の相対距離の評価関数であり、第１移動体１０を中心とする円の径方向に全ての第２移動体２０がｒ_refだけ離れたときに最も小さい値となるように設計されている。右辺第２項は、第２移動体２０の方位を示す評価関数であり、全ての第２移動体２０が当該方位に関して等間隔に配置された時に最も小さい値となるように設計されている。数９のθ_iは、第２移動体２０が第１移動体１０および第１移動体１０を座標原点としたときのｘ軸正方向との間でなす角を表す。例えば、２次元のデカルト座標系においては、定義域－πからπの範囲で、以下の数１０のように書ける。

【0049】

【数10】

【0050】

右辺第２項の積分は、直接解くことが困難である。このため、本実施形態におけるアルゴリズムでは、数９で定義する評価関数を、以下の数１１で置き換える。

【0051】

【数11】

【0052】

数１１におけるＬは、複数の第２移動体２０を等間隔で配置する方位についてグリッドを設定した場合の方位の総数である。例えば、グリッドを度数表記で－１８０°、－１７９°、…、１７９°、と１°刻みに設定する場合には、Ｌ＝３６０である。

【0053】

図６は、本実施形態に係る評価関数を用いた制御において、非ホロノミックな複数の移動体３０が移動する様子の一例を示す図である。図６に示す制御においては、第１移動体１０からの相対距離が一定の位置（図中の破線で示す円）で１０台の第２移動体２０を等間隔に配置することを目標としている。図６に示すように、時間が経過するにつれて、１０台の第２移動体２０が徐々に第１移動体１０からの相対距離が一定となる位置に移動していることがわかる。また、時間が経過するにつれて、１０台の第２移動体２０が徐々に第１移動体１０の周囲に等間隔に配置されていることがわかる。

【0054】

上記では、第１移動体１０の周囲の同一円周上に等間隔に第２移動体２０を配置するというフォーメーションを実現するための制御を行うため、数９で示す評価関数を設定する場合を例に挙げて説明したが、第１移動体１０及び第２移動体２０のフォーメーション及び評価関数としては、上記の例に限定されない。例えば評価関数として、以下の数１２で示す式を設定することにより、任意の範囲内で第２移動体２０を等間隔に配置する被覆制御を実現することができる。

【0055】

【数12】

【0056】

なお、数１２において、Ｑは予め定められた被覆の対象となる有界領域であり、ｈは性能関数と呼ばれる可積分な単調非減少関数であり、φはＱ内の地点ｑの重要度を表すＱ上で可積分な重み関数である。

【0057】

また、第１移動体１０は、上記の数１１で定義した評価関数のパラメータを段階的に変更することで、複数の第２移動体２０を、初期位置から中間位置を経由して目標位置に移動させるようにしてもよい。つまり、第１移動体１０は、上記の数１０で定義した評価関数のパラメータを変更することで、第２移動体２０群を移動する途中でフォーメーションの変更が可能である。

【0058】

例えば、第１移動体１０は、パラメータを例えば次の３ステップで変更することにより、非ホロノミック系において第１移動体１０の周囲に第２移動体２０群を等距離及び等間隔で配置する第１フォーメーションから、第１移動体１０の前方に第２移動体２０群を等距離及び等間隔で配置する第２フォーメーションに変更可能である。

【0059】

図７から図９は、第２移動体２０のフォーメーションを変更する場合の一例を示す図である。まず、第１ステップとして、図７に示すように、数１０のパラメータで、第２移動体２０群を、第１移動体１０を中心とした同心円状に等間隔に配置する第１フォーメーションＦ１を形成する。この場合、それぞれの第２移動体２０は、第１フォーメーションＦ１を構成するための初期位置Ｐ１に配置される。

【0060】

次に、第２ステップとして、第２移動体２０群が展開可能な角度範囲を、第１移動体１０を基準として第１移動体１０の周囲３６０°から第１移動体１０前方の１８０°の範囲に変更し、相対距離の評価項のゲインＫ_rを小さく設定する。第２ステップにより、図８に示すように、それぞれの第２移動体２０は、初期位置Ｐ１から中間位置Ｐ０に移動する。この結果、複数の第２移動体２０が第１移動体１０の前方の１８０°の範囲に集結する中間フォーメーションＦ０が形成される。

【0061】

その後、第３ステップとして、当該ゲインＫ_rを上記第１ステップと同一に再設定する。第３ステップにより、図９に示すように、それぞれの第２移動体２０は、中間位置Ｐ０から目標位置Ｐ２に移動する。この結果、第１移動体１０の前方に第２移動体２０群を等距離及び等間隔で配置する第２フォーメーションＦ２が形成される。

【0062】

このように、個々の第２移動体２０は、第１フォーメーションＦ１に対応する初期位置Ｐ１から、中間フォーメーションＦ０に対応する中間位置Ｐ０を経由して、目標となる第２フォーメーションＦ２に対応する目標位置Ｐ２に移動する。このように、中間位置Ｐ０を経由する、すなわち、中間フォーメーションＦ０を形成することにより、全ての第２移動体２０が現実的な時間内で目標位置Ｐ２に移動することができ、目標のフォーメーションである第２フォーメーションＦ２に収束することができる。

【0063】

次に、移動体制御システム１００において、複数の移動体３０が移動する場合の制御アルゴリズムの他の例について説明する。図１０は、本実施形態に係る移動体制御システム１００の一例を示す機能ブロック図である。

【0064】

図１０では、移動の速度ｖ_p(t)、移動の方向φ_p(t)で移動する１台の第１移動体１０と、Ｎ台の第２移動体２０とが存在する２次元平面環境を例に挙げて示している。

【0065】

図１０に示す環境において、第１移動体１０は、全ての第２移動体２０の位置ｐ(ｔ)＝［ｐ_１(ｔ)ｐ_２(ｔ)…ｐ_Ｎ(ｔ)］^Ｔを計測可能である。また、第１移動体１０は、全ての第２移動体２０に対して群全体のフォーメーションの評価値の差分△ｖ(ｔ)、速力ｖ_ｐ(ｔ)及び針路ψ_Ｐ(ｔ)を定周期Ｔｃで送信できるとする。また、第２移動体２０は、第１移動体１０に対して、ランダム動作の方向を表すスカラー値ｓ_ｉ(ｔ)（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を定周期Ｔｃで送信できるとする。このとき、ｔを無限大とした場合に評価値ν(t)を所定値に収束させるための第２移動体２０のローカル制御器Ｌ_i（ｉ＝１、２、…、Ｎ）を導出する問題を設定する。

【0066】

第２移動体２０の世界座標系基準のキネマティクスは、下記の数１３に示すような非ホロノミック系であるとする。第２移動体２０の制御器Ｌ_ｉの出力は、世界座標系基準の速度指令数１４及びヨーレート指令数１５であるとする。

【0067】

【数13】

【0068】

【数14】

【0069】

【数15】

【0070】

図１１は、本実施形態で取り扱う座標系の他の例を示す図である。図１１に示すように、問題の回答を導出するため、本実施形態では、第１移動体１０の移動の方向を基準とする座標系Σ_ｐと、第１移動体１０の移動の方向を基準とし原点位置が第２移動体２０の位置と等しい座標系座標系Σ_ｃと、世界座標系Σ_ｗとの３つの座標系を定義する。

【0071】

図１２は、第１移動体１０の制御装置１４に設けられる制御器の他の例を示すブロック図である。図１２に示すように、制御装置１４には、各第２移動体２０の位置を計測した計測結果である位置ｐ_ｉ(ｔ)と、各第２移動体２０から送信されるランダム動作の方向を表すスカラー値ｓ_ｉ(ｔ)とが入力される。制御装置１４は、演算部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを有する。演算部１４ａは、各第２移動体２０の位置ｐ_ｉ(ｔ)に基づいて評価値を算出し、算出結果を出力する。演算部１４ｂは、各第２移動体２０の位置ｐ_ｉ(ｔ)とスカラー値ｓ_ｉ(ｔ)とに基づいて、第２移動体２０の位置を算出し、算出結果である更新位置ｐ´_ｉ(ｔ)（ｉ＝１，２，…，Ｎ）を出力する。演算部１４ｃは、更新位置更新位置ｐ´_ｉ(ｔ)に基づいて評価値を算出し、算出結果を出力する。演算部１４ｄは、演算部１４ｃの算出結果から演算部１４ａの算出結果を減算し、算出結果である評価値差分△ｖ(ｔ)を出力する。演算部１４ｅは、第１移動体１０の速力ｖ_ｐ(ｔ)及び針路ψ_Ｐ(ｔ)を不図示のセンサ等から取得し、取得結果を出力する。

【0072】

制御装置１４の演算部１４ａ及び演算部１４ｃで評価値を算出する場合に使用される評価関数は、２回微分可能な凸関数であれば任意の関数が使用できる。演算部１４ａ及び演算部１４ｃでは、同一の評価関数を使用することができる。演算部１４ｂでは、スカラー値ｓ_ｉ(ｔ)を用いて、第２移動体２０群の位置を見かけ上でのみランダム動作させる。スカラー値ｓ_ｉ(ｔ)は、ランダム動作のパターンを数値で置き換えた変数である。例えば２次元平面上を対象とした場合は、ランダム動作の方向が２×２の４パターン存在する。したがって、ｓ_ｉ(ｔ)の値域は１～４と置いてもよい。

【0073】

図１３は、第２移動体２０の制御装置２４に設けられる制御器の他の例を示すブロック図である。図１３に示すように、制御装置２４は、上記の問題の回答を導出する制御器Ｌ_ｉを有する。制御器Ｌ_iは、判断部２４ｓと、ローカル制御器Ｌ_i ¹と、制御指令計算器Ｌ_i ²と、制御指令更新器Ｌ_i ³とを有する。

【0074】

制御装置２４には、第１移動体１０から送信される評価値の差分△ｖ(ｔ)、速力ｖ_ｐ(ｔ)及び針路ψ_Ｐ(ｔ)と、第２移動体１０の世界座標基準の針路ψ_ｉ(ｔ)及びランダム動作の方向を表すスカラー値ｓ_ｉ(ｔ)とが入力される。また、制御装置２４は、後述するローカル制御器Ｌ_i ¹の出力結果であるランダム動作の方向を表すスカラー値ｓ_ｉ(ｔ＋１)と、後述する制御指令更新器Ｌ_i ³の出力結果である世界座標系基準の速度指令数１４及びヨーレート指令数１５とを出力する。判断部２４ｓは、第１移動体１０との通信周期よりも短い処理周期で、第１移動体１０から通信が到来したか否かを判断する。第１移動体１０から通信が到来したと判断された場合、ローカル制御器Ｌ_i ¹での処理が行われる。また、第１移動体１０から通信が到来しないと判断された場合、つまり、第１移動体１０との通信が行われない期間は、制御指令更新器Ｌ_i ³での処理が行われる。

【0075】

ローカル制御器Ｌ_i ¹は、下記の数１６で示される。

【数16】

以降では、ｕ_i(t)を誘導目標点と呼称する。上式中の△_i,si(t)(t)は、ｓ_i(t)の値に応じて変化するベクトルであり、例えば下記の数１７のような関係を与えることができる。

【数17】

【0076】

また、ｒａｎｄｎ(１～４)は、１から４の整数をランダムに出力する乱数生成器である。ローカル制御器Ｌ_i ¹を上記のように設計することで、例えば時刻ｔの偶数奇数を判断して２時刻に１度だけ評価値減少動作を実行するような処理の必要はなく、常に評価値減少動作を実現可能である。このため、理想的には、収束時間を従来のブロードキャスト制御方式から半減させることが可能である。

【0077】

図１４は、第２移動体２０の制御装置２４に設けられる制御指令計算器の他の例を示すブロック図である。図１４に示す制御指令計算器Ｌ_i ²は、ローカル制御器Ｌ_i ^１から出力される座標系Σ_ｃの目標位置情報から世界座標系Σ_ｗでの第２移動体２０の制御指令値を算出する。

【0078】

指令値計算器Ｌ_i ²は、第１移動体１０から送信された情報の一部又は全てと、第２移動体２０のセンサで検出される情報、ローカル制御器Ｌ_i ^１から出力される出力結果とに基づいて、第２移動体２０の速度と角速度の指令値を計算する。図１４における入出力変数は一例であり、これより増えても減っても変数が変化してもよい。

【0079】

指令値計算器Ｌ_i ²は、演算部２４ａ、２４ｂ、２４ｃを有する。演算部２４ａは、第１移動体１０の移動を考慮した目標位置を算出する。なお、通信周期Ｔ_ｃの１周期の間、第１移動体１０の速力と方位が変化しないことを前提とする。演算部２４ａは、通信周期Ｔ_ｃの経過後、第１移動体１０の移動量を上記した誘導目標点に加算することで、第１移動体１０の移動を考慮した新たな誘導目標点を生成する。以上の処理については、例えば以下の数１８により表される。

【0080】

【数18】

【0081】

演算部２４ｂは、例えば各第２移動体２０の姿勢、誘導目標点の位置等の情報を基に、各第２移動体２０の状態をいくつかのグループに分類する。

【0082】

演算部２４ｃは、演算部２４ｂで分類されたグループに基づいて、第２移動体２０が誘導目標点に時間Ｔ_ｃで到達するための経路を生成し、速力及び角速度指令を計算する。図１５は、指令値計算機において生成される経路の一例を模式的に示す図である。演算部２４ｃにおける経路生成では、例えば図１５に示すような２つの円弧を用いて、現在位置Ｐａから誘導目標点Ｐｂまでの経路Ｒａ、Ｒｂを生成することができる。これにより、誘導目標点Ｐｂに到達時の第２移動体２０姿勢を任意に指定可能となる。演算部２４ｃは、上記の他に、例えばクロソイド曲線を用いてより滑らかな経路を生成してもよい。経路生成後、演算部２４ｃは、経路を実現するための速力指令値、角速度指令値を計算して出力する。

【0083】

図１６は、第２移動体２０の制御装置２４に設けられる制御指令更新器の一例を示すブロック図である。図１６に示す制御指令更新器Ｌ_i ^３は、第１移動体１０との通信時点間において指令値を計算する。

【0084】

指令値更新器Ｌ_i ^３は、第１移動体１０から送信された情報の一部又は全てと、第２移動体２０のセンサで検出される情報、指令値計算器Ｌ_i ²から出力される出力結果とに基づいて、第２移動体２０の速度と方位の指令値を計算する。図１５における入出力変数は一例であり、これより増えても減っても変数が変化してもよい。

【0085】

指令値更新器Ｌ_i ^３は、演算部２４ｄ、２４ｅを有する。演算部２４ｄは、例えば第２移動体２０の状態、生成した経路への追従状況などの情報を基に各第２移動体２０の状態をいくつかのグループに分類する。演算部２４ｅは、演算部２４ｄで分類されたグループに基づき、方位指令値の計算を行い、速力指令値、方位指令値を更新する。

【0086】

ここで、第１移動体１０の周囲の一定半径ｒ_ｒｅｆ以下に全ての第２移動体２０が存在している初期状態を考える。例えば、第１移動体１０の周囲の同一円周上に等間隔に第２移動体２０が配置されたフォーメーションから、全ての第２移動体２０を第１移動体１０後方の同一円弧上に等間隔で配置するフォーメーションに変更する場合を考える。このようなフォーメーションを実現する評価関数は、例えば数１９で定義できる。

【0087】

【数19】

【0088】

数１９の右辺第１項は、全ての第２移動体２０が第１移動体１０後方かつ円の径方向に距離ｒ_ｒｅｆだけ離れた際に、その値が最も小さくなるように設計されている。数１９の右辺第１項のｓｉｇｎ()は符号関数であり、括弧内の引数の符号を返す。当該符号関数は、微分可能性を担保するためにハイパボリックタンジェントで置き換えてもよい。

【0089】

数１９の右辺第２項は、第２移動体２０の方位の評価関数であり、全ての第２移動体２０が方位の定義域内にて等間隔に配置された場合にその値が最も小さくなるように設計されている。第１移動体１０後方で第２移動体２０を等間隔に配置させる場合は、φ_ｊの定義域は、π～３π／２としてもよい。数１９の右辺第２項のθ_ｉは、第２移動体２０が第１移動体１０を座標原点としたときのｘ軸正方向との間でなす角を表す。当該θ_ｉは、例えば２次元のデカルト座標系においては定義域－π～πの範囲で下記の数２０のように書ける。

【0090】

【数20】

【0091】

また、フォーメーション形成中も第１移動体１０と全ての第２移動体２０との間の相対距離を一定値以下に維持するために、以下の数２１で示す項を数１９の右辺に加算した式を評価関数として定義することができる。数２１で示す項は、第２移動体２０と第１移動体１０との相対距離が一定値を超えた場合に評価値が急峻に増大するよう設計されている。一定値は定数Ｃ_１、Ｃ_２の設定で任意に決定可能である。なお、数２１で示す項を数１９の右辺に加算した式を書き直すと、評価関数は、数２２のように定義できる。

【0092】

【数21】

【数22】

【0093】

図１７は、第２移動体２０のフォーメーションを変更する場合の他の例を示す図である。図１７に示す例は、数２２の評価関数を用いた制御において、非ホロノミックな１０台の第２移動体２０の群を、移動する第１移動体１０が誘導したシミュレーションの様子である。具体的には、第１移動体１０の周囲の同一円周上に等間隔に第２移動体２０が配置された第１フォーメーションＦ１から、第１移動体１０の後方に第２移動体２０群を等距離及び等間隔で配置する第３フォーメーションＦ３に変更する場合について示している。

【0094】

図１７に示すように、時間が経過するにつれ、１０台の第２移動体２０が徐々に第１移動体１０の後方の円周上の目標位置Ｐ３に等間隔に配置されていくことがわかる。また、第２移動体２０群は、移動中、第１移動体１０との相対距離を一定値以下に維持できていることがわかる。

【0095】

次に、移動体制御システム１００において、複数の移動体３０が移動する場合の制御アルゴリズムの他の例について説明する。図１８は、第１移動体１０の制御装置１１４に設けられる制御器の他の例を示すブロック図である。図１８に示す制御装置１１４は、第２移動体２０の移動量を仮想的に変化させ、評価値が最小となる移動量を特定するものである。

【0096】

図１８に示すように、制御装置１１４には、上記した制御装置１４（図１２参照）と同様に、各第２移動体２０の位置を計測した計測結果である位置ｐ_ｉ(ｔ)と、各第２移動体２０から送信されるランダム動作の方向を表すスカラー値ｓ_ｉ(ｔ)とが入力される。制御装置１４は、演算部１４ａ、１４ｂ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈを有する。演算部１４ａ、１４ｂ、１４ｅについては、図１２に示す制御装置１４と同様である。また、図１８に示す制御装置１１４では、図１２に示す制御装置１４の演算部１４ｃ、１４ｄに対応する構成は設けられない。

【0097】

演算部１４ｆは、演算部１４ａにおいて評価値ｖ(ｔ)を算出した後、所定の条件を満たすか否かを判定する。所定の条件としては、例えば評価値ｖ(ｔ)が最小となる移動量が特定できる状態であるかどうか、であってもよいし、所定の回数以上第２移動体２０の移動量を仮想的に変化させたかどうか、であってもよい。

【0098】

演算部１４ｇは、演算部１４ｆにおいて所定の条件を満たすと判定された場合に、評価値が最小となるための移動量ｌ_ｏｐｔを特定し、特定結果を出力する。制御装置１１４は、図１２に示す制御装置１４の出力結果である評価値の差分△ｖ(ｔ)に代えて、演算部１４ｇの出力結果である移動量ｌ_ｏｐｔを出力する。演算部１４ｈは、演算部１４ｆにおいて所定の条件を満たしていないと判定された場合に、移動量を更新して評価値ｖ(ｔ)を算出させる。

【0099】

第１移動体１０の制御装置として図１８に示す制御装置１１４を用いる場合、第２移動体２０の制御装置２０において、ローカル制御器Ｌ_i ¹を以下の数２３のように設定することができる。

【0100】

【数23】

【0101】

数２３における変数ｌ_ｏｐｔは、通信周期１周期の後の評価値と、現在の評価値との差分が０又は負、かつ当該差分の絶対値が最大となるように第１移動体１０で算出される。このため、フォーメーションの収束を保証しつつ、評価関数を常に最大勾配で減少させることが可能である。

【0102】

なお、上記の実施形態において、数式等にて使用した主な変数の定義を一覧として表１に示す。

【0103】

【表1】

【0104】

以上のように、本開示の第１態様に従えば、一群で移動する複数の移動体３０の移動を制御する移動体制御システム１００であって、複数の移動体３０の１つである第１移動体１０と、複数の移動体３０のうち第１移動体１０とは異なる複数の第２移動体２０とを備え、第１移動体１０は、当該第１移動体１０自身の移動を制御すると共に、複数の第２移動体２０に対して、複数の移動体３０の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信し、第２移動体２０は、第１移動体１０からブロードキャスト送信された群制御情報をそれぞれ受信し、受信した群制御情報に基づいて第２移動体２０自身の移動を制御する移動体制御システム１００が提供される。

【0105】

この構成によれば、第１移動体１０が複数の第２移動体２０に対して、複数の移動体３０の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信し、複数の第２移動体２０が当該群制御情報を受信してそれぞれ自身の移動を制御するため、情報通信量を削減することができ、信号の相互干渉等を抑制できる。これにより、システムの複雑化を抑えつつ、複数の移動体の移動を適切に制御することができる。

【0106】

本開示の第２態様に従えば、第１態様に係る移動体制御システムにおいて、複数の移動体３０は、非ホロノミックである。したがって、非ホロノミックな複数の移動体３０の移動を適切に制御することができる。

【0107】

本開示の第３態様に従えば、第１態様又は第２態様に係る移動体制御システムにおいて、第１移動体１０は、群制御情報のブロードキャスト送信を所定の送信周期で行う。したがって、複数の移動体３０の移動を適切に制御することができる。

【0108】

本開示の第４態様に従えば、第１態様から第３態様のいずれかに係る移動体制御システムにおいて、群制御情報は、第１移動体１０の移動の速度及び移動の方向と、複数の移動体３０の移動についての目標に対する達成度合いを示す評価値と、を含む。したがって、群制御情報に基づいて複数の移動体３０の移動を適切に制御することができる。

【0109】

本開示の第５態様に従えば、第１態様から第４態様のいずれかに係る移動体制御システムにおいて、第１移動体１０は、送信された指令値を受信し、受信した時点における当該第１移動体１０自身の位置及び複数の第２移動体２０の位置を取得し、取得結果に基づいて評価値を算出し、算出した評価値と、第１移動体１０の移動の速度及び移動の方向とを群制御情報として複数の第２移動体２０にブロードキャスト送信する。したがって、取得した第１移動体１０自身の位置及び複数の第２移動体２０の位置を評価値に反映させることで、複数の移動体３０の移動を適切に制御することができる。

【0110】

本開示の第６態様に従えば、第１態様から第５態様のいずれかに係る移動体制御システムにおいて、第２移動体２０は、群制御情報に基づいて当該第２移動体２０自身の移動の速度及び移動の方位に基づく値を指令値として算出し、評価値は、達成度合いが高くなるほど所定値に近づくように設定され、第２移動体２０は、評価値が所定値に近づくように指令値を算出する処理と、ランダムな値として指令値を算出する処理とを交互に行う。したがって、例えばランダムな指令値により第２移動体２０が移動し、当該移動により評価値が所定値から遠ざかる場合、次回の指令値導出においてランダムな指令値とは反対方向に移動するような指令値を導出することで、評価値を適切に所定値に近づけることができる。このような処理を行うことで、複数の移動体３０を適切に制御することができる。

【0111】

本開示の第７態様に従えば、第１態様から第６態様のいずれかに係る移動体制御システムにおいて、第２移動体２０は、ブロードキャスト送信の送信周期よりも短い期間で、指令値の算出を行う。したがって、ブロードキャスト送信で送信される群制御情報を第２移動体２０の制御に適切に反映させることができる。

【0112】

本開示の第８態様に従えば、第１態様から第７態様のいずれかに係る移動体制御システムにおいて、第２移動体２０は、第１移動体１０の移動の方向を基準とした座標系での当該第２移動体２０自身の移動の速度及び移動の方位に基づく値を算出し、算出結果を世界座標系に変換することで指令値を算出する。したがって、第２移動体２０の指令値を適切に導出することができる。

【0113】

本開示の第９態様に従えば、第１態様から第８態様のいずれかに係る移動体制御システムにおいて、評価値は、所定のパラメータを含む評価関数として設定され、第１移動体１０は、パラメータを段階的に変更することで、複数の第２移動体２０を、初期位置から中間位置を経由して目標位置に移動させる。したがって、複数の第２移動体２０を現実的な時間内で目標位置に移動させることができる。

【0114】

本開示の第１０態様に従えば、第１態様から第４態様のいずれかに係る移動体制御システムにおいて、第１移動体１０は、第１移動体１０自身の位置、複数の第２移動体２０の位置及び複数の第２移動体２０のランダム動作の方向を表すスカラー値を取得し、取得した第１移動体１０自身の位置及び複数の第２移動体２０の位置に基づいて第１評価値を算出し、取得した複数の第２移動体２０の位置及び複数の第２移動体２０のランダム動作の方向を表すスカラー値に基づいて第２評価値を算出し、算出した第１評価値と第２評価値との差分である評価値差分と、第１移動体１０の移動の速力及び移動の針路とを群制御情報として複数の第２移動体２０にブロードキャスト送信する。したがって、第１評価値と、複数の第２移動体２０のランダム動作の方向を表すスカラー値を用いて算出した第２評価値との差分である評価値差分を反映させることで、第２移動体２０がランダム動作を実際に行わなくても、複数の移動体３０の移動を適切に制御することができる。

【0115】

本開示の第１１態様に従えば、第１０態様に係る移動体制御システムにおいて、第２移動体２０は、ブロードキャスト送信の送信周期よりも短い処理周期で処理を行い、第１移動体１０から群制御情報を取得した場合に、群制御情報に基づいて次回に群制御情報を取得する次回取得時点での第２移動体２０の目標位置である誘導目標点を算出し、次回取得時点において誘導目標点に到達するための経路を算出し、経路に沿って移動するための移動の速度及び移動の方位に基づく値を指令値として算出する。したがって、複数の第２移動体２０を精度よく誘導目標点に移動させることができる。

【0116】

本開示の第１２態様に従えば、第１１態様に係る移動体制御システムにおいて、第２移動体２０は、第１移動体１０から群制御情報を取得した時点から次回取得時点までの期間に、第２移動体２０の状態に基づいて指令値を更新する。したがって、複数の第２移動体２０を精度よく誘導目標点に移動させることができる。

【0117】

本開示の第１３態様に従えば、第６態様に係る移動体制御システムにおいて、第１移動体１０は、第１移動体１０自身の位置、複数の第２移動体２０の位置及び複数の第２移動体２０のランダム動作の方向を表すスカラー値を取得し、取得結果に基づいて評価値が最小となるような第２移動体２０の移動量を算出し、算出した移動量と、第１移動体１０の移動の速力及び移動の針路とを群制御情報として複数の第２移動体２０にブロードキャスト送信し、第２移動体２０は、移動量に基づいて指令値を算出する。したがって、評価値が最小となるような第２移動体２０の移動量を反映させることで、複数の移動体３０の移動を適切に制御することができる。

【0118】

本開示の第１４態様に従えば、一群で移動する複数の移動体３０の移動を制御する移動体制御方法であって、複数の移動体３０の１つである第１移動体１０が、当該第１移動体１０自身の移動を制御すると共に、複数の移動体３０のうち第１移動体１０とは異なる複数の第２移動体２０に対して、複数の移動体３０の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信することと、第２移動体２０が、第１移動体１０からブロードキャスト送信された群制御情報をそれぞれ受信し、受信した群制御情報に基づいて第２移動体２０自身の移動を制御することとを含む移動体制御方法が提供される。

【0119】

したがって、第１移動体１０が複数の第２移動体２０に対して、複数の移動体３０の群全体としての移動を制御するための群制御情報をブロードキャスト送信し、複数の第２移動体２０が当該群制御情報を受信してそれぞれ自身の移動を制御するため、情報通信量を削減することができ、信号の相互干渉等を抑制できる。これにより、システムの複雑化を抑えつつ、複数の移動体の移動を適切に制御することができる。

【0120】

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。

【符号の説明】

【0121】

１０ 第１移動体
１１，２１ 通信装置
１２ 検出装置
１３，２３ 移動装置
１４，２４，１１４ 制御装置
１５，２５ 処理部
１６，２６ 記憶部
２０ 第２移動体
３０ 移動体
１００ 移動体制御システム
Ｃ１ 座標系
Ｃ２ 世界座標系
Ｆ０ 中間フォーメーション
Ｆ１ 第１フォーメーション
Ｆ２ 第２フォーメーション
Ｆ３ 第３フォーメーション
Ｐ０ 中間位置
Ｐ１ 初期位置
Ｐ２ 目標位置
Ｐ３ 目標位置

【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】

【図16】

【図17】

【図18】