特表 2023-539550 自動保管システムで動作するコンテナ取扱車両のルーティング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-15

(54)【発明の名称】自動保管システムで動作するコンテナ取扱車両のルーティング

(51)【国際特許分類】

   B65G 1/04 20060101AFI20230908BHJP

【ＦＩ】

B65G1/04 555Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2023505715

(86)(22)【出願日】2021-08-25

(85)【翻訳文提出日】2023-01-26

(86)【国際出願番号】 EP2021073547

(87)【国際公開番号】W WO2022043404

(87)【国際公開日】2022-03-03

(31)【優先権主張番号】20200927

(32)【優先日】2020-08-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】NO

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】315015988

【氏名又は名称】オートストアー テクノロジー アーエス

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】ハッテランド， トミー

(72)【発明者】

【氏名】リルスコグ， トルゲイル

(72)【発明者】

【氏名】シレ－アーカー， ヴェガルド

【テーマコード（参考）】

3F022

【Ｆターム（参考）】

3F022EE05

3F022FF00

3F022JJ11

3F022MM01

3F022MM14

3F022MM42

3F022NN42

(57)【要約】

保管カラム（１０５）内に保管コンテナ（１０６）を保管するための３次元保管グリッド構造（１０４）を形成する骨格構造（１００）を備える自動保管および回収システムにおいて保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）のルーティングおよび再ルーティングのための方法、制御システム（５００）、およびコンピュータプログラムであって、骨格構造は、保管カラム（１０５）の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム（１０８）を含み、レールシステム（１０８）は、保管コンテナ（１０６）を取り扱い、保管カラム（１０５）へと、およびそれから移送するコンテナ取扱車両（２０１）に関する利用可能なルートを提供する、方法、制御システム（５００）、およびコンピュータプログラム。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

保管カラム（１０５）内に保管コンテナ（１０６）を保管するための３次元保管グリッド構造（１０４）を形成する骨格構造（１００）を備える自動保管および回収システムにおいて前記保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）のルーティングおよび再ルーティングのための方法であって、前記骨格構造は、前記保管カラム（１０５）の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム（１０８）を含み、前記レールシステム（１０８）は、前記保管コンテナ（１０６）を取り扱い、前記保管カラム（１０５）へと、および前記保管カラム（１０５）から移送する前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両（２０１）は、前記グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、前記グリッドベースのレールシステム（１０８）の第２の横方向（Ｙ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、前記コンテナ取扱車両の前記移動は、指定のコンテナ取扱車両（２０１）によってどのタスクが行われるべきか、前記タスクを実施するための目的地の場所、および、前記コンテナ取扱車両（２０１）が前記レールシステム（１０８）上のどのルートを走行すべきかを決定する制御システム（５００）によって制御され、
前記方法は、前記制御システム（５００）によって実施される以下のステップ、すなわち、
ａ．前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する、それらの現在の場所から目的地の場所における割り当てられたタスクまでの前記レールシステム（１０８）上のルートを確立し、割り当てるために、前記制御システム（５００）においてマルチエージェント経路探索アルゴリズム、すなわち、ＭＡＰＦを走らせるステップ（４１０）と、
ｂ．設定された時間間隔内に、前記割り当てられたルートの最初の部分上を前記コンテナ取扱車両（２０１）がどれだけ遠くまで走行することができるかを決定するステップ（４２０）であって、前記最初の部分は、前記目的地までの前記割り当てられたルートより短い、ステップと、
ｃ．前記設定された時間間隔内に前記コンテナ取扱車両（２０１）が走行することができる前記割り当てられたルートの前記最初の部分を固定するステップ（４３０）と、
ｄ．前記コンテナ取扱車両（２０１）の現在の場所から、前記割り当てられた固定されたルート上の終了場所まで移動するようにそれらに命令するステップ（４４０）と、
ｅ．ステップａ）～ｄ）を繰り返すステップと
を含むことを特徴とする、方法。

【請求項2】

ステップｂ）における前記設定された時間間隔の上限は、前記制御システム（５００）が前記ＭＡＰＦアルゴリズムを実行し、確立されたルートに従って移動するように前記コンテナ取扱車両（２０１）に命令するために使用する実行時間に対応する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ステップｂ）における前記設定された時間間隔の上限は、全てのコンテナ取扱車両（２０１）が現在の位置から、それらが方向を変更することができる最近傍の保管カラム（１０５）の上方に位置する前記レールシステム（１０８）上の位置まで移動することに関する経過時間である、請求項１または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

ステップｂ）における前記設定された時間間隔の持続時間は、前記自動保管および／または回収システムのサイズと、前記ＭＡＰＦアルゴリズム内に含まれるべきコンテナ取扱車両（２０１）の数とに従って設定されている、前記請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

優先を与えられたコンテナ取扱車両（２０１）に関する、前記割り当てられたルートの前記固定された部分を延長することを含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

命令に応答しないコンテナ取扱車両（２０１）に関する、前記割り当てられたルートの前記固定された部分を延長することを含む、前記請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項7】

前記割り当てられたルートの前記固定された部分は、前記コンテナ取扱車両（２０１）の現在の場所から前記目的地の場所における前記タスクまで、前記ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立された前記ルートに沿って延長される、請求項５または請求項６に記載の方法。

【請求項8】

固定されたルートは、前記ＭＡＰＦアルゴリズムを走らせている間、利用可能なルートの検討から除外される、前記請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

前記ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立される各ルート間の隙間は、前記割り当てられたルートを走行するコンテナ取扱車両（２０１）のタイプに対して適合されている、前記請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項10】

前記コンテナ取扱車両（２０１）の前記移動は、前記目的地の場所における、可能性として考えられる待ち行列問題を回避するように制御される、前記請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項11】

コンテナ取扱車両（２０１）は、前記目的地の場所において待ち行列問題が予測される場合、再方向付けされる、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

コンテナ取扱車両（２０１）は、コンテナ取扱車両（２０１）が存在しないか、または向かうようにルーティングされていない位置またはルートに再方向付けされる、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記コンテナ取扱車両（２０１）の前記移動は、コンテナ取扱車両（２０１）のタイプ、運搬されている現在の荷重、および前記コンテナ取扱車両（２０１）の状態に従って制御される、前記請求項のいずれかに記載の方法。

【請求項14】

保管カラム（１０５）内に保管コンテナ（１０６）を保管するための３次元保管グリッド構造（１０４）を形成する骨格構造（１００）を備える自動保管および回収システムにおいて前記保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）の効率的なルーティングおよび再ルーティングを制御するための制御システム（５００）であって、前記骨格構造（１００）は、前記保管カラム（１０５）の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム（１０８）を含み、前記レールシステム（１０８）は、前記保管コンテナ（１０６）を取り扱い、前記保管カラム（１０５）へと、および前記保管カラム（１０５）から移送する前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両（２０１）は、前記グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、前記グリッドベースのレールシステム（１０８）の第２の横方向（Ｙ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、前記コンテナ取扱車両の前記移動は、指定のコンテナ取扱車両（２０１）によってどのタスクが行われるべきか、前記タスクを実施するための目的地の場所、および、前記コンテナ取扱車両（２０１）が前記レールシステム（１０８）上のどのルートを走行すべきかを決定する前記制御システム（５００）によって制御され、
前記制御システム（５００）は、前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する最適なルートを探索するためのルーティングプランナ（２００）と、前記保管コンテナ（１０６）を追跡するためのデータベース（２１０）と、伝送機／受信機（２２５）に接続されているマスタコントローラ（２２０）とを備え、前記制御システム（５００）は、請求項１～１３に記載の方法を実行し、命令を各コンテナ取扱車両（２０１）に通信するように適合されている、制御システム（５００）。

【請求項15】

自動保管および回収システム（１）の制御システム（５００）内のプロセッサによって実行されたとき、自動保管および回収システムにおいて保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）の効率的なルーティングおよび再ルーティングのための請求項１～１３に記載の方法を実施するコンピュータプログラム製品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（発明の分野）
本発明は、保管および回収システムのグリッドベースのレールシステム上を走るコンテナ取扱車両によって取り扱われる保管コンテナのための自動保管および回収システムに関し、より特定すると、レールシステム上の利用可能なルートに従ってコンテナ取扱車両をルーティングおよび再ルーティングするための方法、システム、およびコンピュータプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

（背景）
図１は、骨格構造１００を伴う典型的な従来技術の自動保管および回収システム１を開示しており、ロボットとしても公知であるコンテナ取扱車両２０１が、システム１上で動作する。

【0003】

骨格構造１００は、直立部材１０２と、水平部材１０３と、直立部材１０２および水平部材１０３の間に並べて配列されている保管カラム１０５を備える保管容積とを備える。これらの保管カラム１０５において、容器としても公知である保管コンテナ１０６が、スタック１０７を形成するように相互の上にスタックされる。部材１０２、１０３は、典型的には、金属、例えば、押出アルミニウムプロファイルから作製されてもよい。

【0004】

自動保管および回収システム１の骨格構造１００は、骨格構造１００の上部を横切って配列されているレールシステム１０８を備え、複数のコンテナ取扱車両２０１は、そのレールシステム１０８上で保管コンテナ１０６を保管カラム１０５から上昇させるように動作させられ、保管コンテナ１０６をその中へと降下させるように動作させられ、保管コンテナ１０６を保管カラム１０５の上方に輸送するようにも動作させられる。

【0005】

レールシステム１０８は、フレーム構造物１００の上部を横切る第１の方向Ｘにおけるコンテナ取扱車両２０１の移動を誘導するように配列されている平行レールの第１のセット１１０と、第１の方向Ｘに対して直角である第２の方向Ｙにおけるコンテナ取扱車両２０１の移動を誘導するための、レールの第１のセット１１０に対して直角に配列されている平行レールの第２のセット１１１とを備える。

【0006】

第１の方向Ｘにおける第１のレール１１０ａ、第１の方向Ｘにおける第２のレール１１０ｂ、第２の方向Ｙにおける第１のレール１１１ａ、および第２の方向Ｙにおける第２のレール１１１ｂも、図１に示されている。コンテナ取扱車両２０１は、保管カラム１０５の上方で側方に移動し、すなわち、水平なＸ－Ｙ平面に平行である平面内を移動する。

【0007】

使用されるコンテナ取扱車両２０１のタイプは、当該技術における任意の公知である任意のものであり得、例えば、１つまたは２つの保管カラム１０５を覆う占有面積を有する、第ＷＯ２０１４／０９０６８４Ａ１号（特許文献１）または第ＷＯ２０１５／１９３２７８Ａ１号（特許文献２）に開示されている自動コンテナ取扱車両のうちの１つであり得る。レールシステム１０８は、単線および／または複線構成として配列され得る。

【0008】

保管コンテナ１０６は、第１の方向Ｘおよび第２の方向Ｙに直交する第３の方向Ｚを定めるカラム１０５内に保管される。保管コンテナ１０６は、レールシステム１０８内のアクセス開口部１１２を通してコンテナ取扱車両２０１によってアクセスされ、すなわち、レールシステム１０８は、各保管カラム１０５の上に各アクセス開口部１１２の外周を画定する骨格構造１００上に配列されている。骨格構造１００の直立部材１０２は、これらをカラム１０５から外へとやるときに、およびその中へのコンテナの降下時に、保管コンテナを誘導するために使用されてもよい。コンテナ１０６のスタック１０７は、典型的には、自立型である。

【0009】

骨格構造１００の保管容積は、多くの場合、グリッド１０４と称され、このグリッドにおける保管カラム１０５内の可能な保管位置は、保管セルと称される。各保管カラム１０５がＸおよびＹ方向における位置によって識別され得る一方、各保管セルは、Ｘ、Ｙ、およびＺ方向におけるコンテナ数によって識別され得る。

【0010】

骨格構造１００では、カラム１０５のほとんどは、保管カラム１０５であり、すなわち、保管コンテナ１０６がスタック１０７内に保管されるカラム１０５である。しかしながら、いくつかのカラム１０５は、他の目的を有し得る。

【0011】

図１において、カラム１１９および１２０は、保管コンテナ１０６がアクセスステーション（図示せず）へと移送され得るようにそれらを積み降ろすために、および／または積み込むために、コンテナ取扱車両２０１によって使用される専用カラムであり、保管コンテナ１０６は、アクセスステーションにおいて骨格構造１００の外側からアクセスされ得、または骨格構造１００の内外へと移送され得る。アクセスステーションは、典型的には、製品アイテムが保管コンテナ１０６から除去されるか、またはその中に位置付けられているピッキングまたはストックステーションである。

【0012】

当技術分野において、保管システムの内外へと保管容器を移送するためのカラムは、通常、ポートカラム１１９、１２０または移送カラムと称される。保管コンテナは、典型的には、ポートカラム１１９、１２０の端部における開口部に位置しているポート１１９’、１２０’を介してポートカラム１１９、１２０へと移送され、およびそれらから移送され、すなわち、保管コンテナは、ポート１１９’、１２０’においてポートカラム１１９、１２０に入り、またはそれらから出る。ポートは、ポートカラム１１９、１２０の中間階またはグラウンド階等の他の場所に位置していてもよい。

【0013】

アクセスステーションへの保管コンテナ１０６の輸送および移送は、水平、斜め、および／または垂直のいずれの方向であってもよい。例えば、保管コンテナ１０６は、骨格構造１００内のランダムまたは専用カラム１０５内に置かれ、次いで、任意のコンテナ取扱車両２０１によって積み込まれ、アクセスステーションへのさらなる輸送のためにポートカラム１１９、１２０に輸送されてもよい。用語「斜め」は、水平と垂直との間のどこかに大まかな輸送の向きを有する保管コンテナ１０６の輸送を意味することに留意されたい。

【0014】

図１では、第１のポートカラム１１９は、例えば、コンテナ取扱車両２０１が、アクセスまたは移送ステーションに輸送されるべき保管コンテナ１０６を積み降ろし得る専用の積降ポートカラムであってもよく、第２のポートカラム１２０は、コンテナ取扱車両２０１が、アクセスまたは移送ステーションから輸送されている保管コンテナ１０６を積み込み得る専用の積込ポートカラムであってもよい。

【0015】

自動保管および回収システム１を動作させているとき、各コンテナ取扱車両２０１は、命令を受信することによってタスクを与えられる。タスクは、例えば、保管カラム１０５から特定の保管コンテナ１０６を回収し、アクセスステーションへのさらなる輸送のためにポート列１１９においてそれを送達することであり得、または１つの保管セルから別の保管セルに保管コンテナ１０６を移動させることであり得る。これは、各コンテナ取扱車両２０１がそれらの現在の場所から標的場所までのレール１１１上の設定されたルートを辿るように命令されることを意味する。

【0016】

図１に開示されているカラム１０５のうちの１つの中に保管されている特定の保管コンテナ１０６が回収されるべきであるとき、コンテナ取扱車両２０１のうちの１つが、タスクを割り当てられ、保管コンテナ１０６をその場所から回収し、それをポートカラム１１９のポート１１９’に輸送するように命令される。この動作は、その中に保管コンテナ１０６が位置している保管カラム１０５の上方の場所にコンテナ取扱車両２０１を移動させ、コンテナ取扱車両２０１の昇降デバイス（図示せず）を使用して保管コンテナ１０６を保管カラム１０５から回収し、保管コンテナ１０６をポートカラム１１９のポート１１９’に輸送することを伴う。

【0017】

標的保管コンテナ１０６がスタック１０７内の深くに位置している場合、すなわち、１つまたは複数の他の保管コンテナ１０６が標的保管コンテナ１０６の上方に位置付けられている場合、動作は、標的保管コンテナ１０６を保管カラム１０５から昇降させることに先立って、上方に位置付けられている保管コンテナを一時的に移動させることも伴う。当技術分野において時として「掘出」と称されるこのステップは、続いて、標的保管コンテナを積降ポートカラム１１９に輸送するために使用される同一のコンテナ取扱車両２０１を用いて、または１つもしくは複数の他の協働するコンテナ取扱車両２０１を用いて実施されてもよい。代替として、または加えて、自動保管および回収システム１は、保管コンテナを保管カラム１０５から一時的に除去するタスクに対して特別に専用のコンテナ取扱車両２０１を有してもよい。標的保管コンテナ１０６が保管カラム１０５から除去されると、一時的に除去された保管コンテナ１０６は、もとの保管カラム１０５内に再度位置付けられ得る。しかしながら、除去された保管コンテナ１０６は、代替として、他の保管カラム１０５に再配置されてもよい。

【0018】

保管コンテナ１０６がカラム１０５のうちの１つの中に保管されるべきであるとき、コンテナ取扱車両２０１のうちの１つが、アクセスまたは移送ステーションからの保管コンテナを移送するポートカラム１２０のポート１２０’から保管コンテナ１０６を積み込むことと、それが保管されるべき保管カラム１０５の上方の位置にそれを輸送することとを行うように命令される。保管カラムスタック１０７内の標的位置またはその上方に位置付けられている任意の保管コンテナが除去された後、コンテナ取扱車両２０１は、保管コンテナ１０６を所望の位置に位置付ける。除去された保管コンテナ１０６は、次いで、保管カラム１０５内に戻るように降下させられてもよく、または他の保管カラムに再配置されてもよい。

【0019】

骨格構造１００内の各保管コンテナ１０６の場所、ならびに、保管および回収システム上で動作する各コンテナ取扱車両２０１の場所および移動は、コンテナ取扱車両２０１が相互に衝突することなく所望の保管コンテナ１０６が所望の時間に所望の場所に送達され得るように、制御システム５００によって、および各保管コンテナ１０６の内容物の参照によって継続的に監視および制御される。

【0020】

典型的な制御システム５００の実施例が、図２に示されている。制御システム５００は、保管および回収システム１上の全ての移動および動作を制御するために、各コンテナ取扱車両２０１内の車両コントローラ２３０に動作および移動命令を伝送するように適合されている。制御システム５００は、各車両２０１に保管コンテナ１０６を保管または回収するように命令する。各車両２０１の現在の位置は、車両２０１から制御システム５００に通信され、したがって、車両１５０が待ち行列に並ぶこと、または衝突することを伴わない最適な手法において、それがレールシステム１０８上の全ての車両２０１の移動を制御することを可能にする。

【0021】

示されている実施例では、制御システム５００は、マスタコントローラ２２０と、データベース２１０と、ルーティングプランナ２００と、命令を各コンテナ取扱車両２０１に通信するための伝送機／受信機２２５とを備える。

【0022】

データベースは、保管コンテナ１０６の場所だけでなく、どの保管コンテナ１０６取り扱われるべきか、すなわち、保管グリッド１０４においてどの保管コンテナ１０６が回収または保管されるべきかを常に追跡している。ルーティングプランナ２００は、コンテナ取扱車両２０１のための最適なルートを探索するように適合されている。

【0023】

マスタコントローラ２２０は、データベース２１０およびルーティングプランナからの情報を連携させ、各コンテナ取扱車両２０１に対する動作命令（例えば、どの保管コンテナを取り扱うべきか、および、ルーティングプランナ２００からの入力に従ってレールシステム１０８上のどのルートを辿るべきか）を生成するように適合されている。

【0024】

制御システム５００は、指令およびタスクが制御システム５００に伝送される中央コンピュータと通信する。

【0025】

自動保管および回収システム１は、典型的には、ある場所から別の場所へと保管コンテナを移送する複数のコンテナ取扱車両２０１を伴って動作する。より大きな保管および回収システムは、数百台のコンテナ取扱車両２０１を追加投入され得、各々は、制御システム５００から伝送された命令を受信することによって割り当てられ、タスクを与えられる。例えば、タスクは、特定の保管コンテナ１０６が位置している保管コラム１０５からそれを入手し、設定された距離を設定された方向に駆動することによってルートを辿り、ポート１１９’等において保管コンテナ１０６を送達することであってもよい。

【0026】

命令は、制御システム５００によって与えられ、制御システム５００は、タスクを実施することと、現在の場所から標的目的地までの特定のルートを辿ることとを行うように各コンテナ取扱車両２０１に命令する。全体としての目標は、各コンテナ取扱車両２０１に関する最良のルート、および、相互に衝突することにならないルートを探索することである。最良のルートは、典型的には、同一の時間枠における他のルートと衝突しない最短ルートである。

【0027】

マルチエージェント経路探索（ＭＡＰＦ）アルゴリズムは、コンピュータサイエンスの技術分野において公知であり、相互に衝突することなく、複数のエージェントに関する、それらの現在の場所からそれらの標的場所までの経路を探索することに関する問題を解決しながら、同時に、全てのエージェントの経路長の合計等のコスト関数を最適化するために使用され得る。

【0028】

保管および回収システム１に関して、コンテナ取扱車両２０１が、エージェントを表す。しかしながら、ＭＡＰＦアルゴリズムのほとんどは、特定のシナリオを解決するワンショットアルゴリズムであり、コンテナ取扱車両２０１は、新たなタスクに従って新たなルートを作成する前に、現在の位置からタスクを実施するための最終的な位置までの設定されたルートを辿ってそれらの計画されたタスクを終了させる。コンテナ取扱車両２０１が最初の割り当てられたタスクを終了する前にタスクもしくは標的のタイプを変更し得る、または保管システム上で動作する新たなアクティブコンテナ取扱車両２０１が存在する動的に変化する環境にこれらのマルチエージェント経路探索アルゴリズムを適合させることは、自明ではない。

【0029】

ＭＡＰＦアルゴリズムを使用することによって、コンテナ取扱車両２０１は、同時にルーティングされることができるが、ＭＡＰＦアルゴリズムは非常に長い実行時間を有するため、コンテナ取扱車両２０１は、新たなルートが生成されている間、待機しなければならない。

【0030】

２００５年のＤａｖｉｄ Ｓｉｌｖｅｒによる研究論文「Ｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｐａｔｈｆｉｎｄｉｎｇ」（ｗｗｗ．ａａａｉ．ｏｒｇ）では、制限エリアを画定するスライディングウインドウが、リアルタイムの環境におけるエリア内の非衝突ルートを探索するためのルーティングのために使用される。しかしながら、可能性として考えられるルートに関する協働的サーチは、現在のウインドウによって指定された一定深度に限定される。各エージェントは、その目的地までの部分的ルートをサーチし、次いで、そのルートを辿り始める。決まった間隔で、例えば、エージェントがその部分的ルートの途中にいるとき、ウインドウは、順方向へとシフトされ、新たな部分的ルートが、算出される。これは、協働的サーチがスライディングウインドウ内のエージェントのみを検討していること、すなわち、制限エリアを画定するウインドウの外側の他のエージェントが無視されることを意味する。目的地までのエージェントに関する方向を探索するために、フル深度におけるアブストラクトサーチが、実施される。

【0031】

本発明は、コンテナ取扱車両の現在の場所から目的地までの完全なルートが探索されるが、各ルートの最初の部分のみが設定された時間フレームを固定されるルーティングのための方法を提示する。この方法は、コンテナ取扱車両を停止させることなく再ルーティングが実施され得る時間効率の良いルーティングを提供する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0032】

【特許文献1】国際公開第２０１４／０９０６８４号

【特許文献2】国際公開第２０１５／１９３２７８号

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0033】

（発明の概要）
本発明の目的は、コンテナ取扱車両のルーティングおよび再ルーティングの向上した手法を提供することであり、それらは、自動システムのレールシステム上を走っているときのそれらの動作を実施している。新規の方法、システム、およびコンピュータプログラムが、全てのコンテナ取扱車両に対して、以前のルーティングが行ったものより多くのルート代替案を提供する。

【0034】

これは、それらの現在の場所から標的目的地まで、それらが走行する間、可能な限り頻繁にコンテナ取扱車両をルーティングおよび再ルーティングすることによって、および、現在の場所から目的地の場所におけるタスクまでの全てのコンテナ取扱車両のための全てのルートを検討することによってこれを行うことによって達成される。

【0035】

その発明的方法によると、コンテナ取扱車両のルートは、コンテナ取扱車両がそれらの目的地に向かって移動するとき、オンザフライで計算される。コンテナ取扱車両は、交通状況の変化に適合するために、新たなルートを辿るように効率的に再ルーティングされ得、新たにアクティブなコンテナ取扱車両に関する新たなルートが、作成され得る。

【0036】

その新たな方法は、全てのコンテナ取扱車両を停止させることなく、それらに関する新たなルートを探索するためのより少ない時間を要求し、全てのコンテナ取扱車両に関するより多くのルート代替案を提供する。方法によると、それらの最終的な目的地までの全てのコンテナ取扱車両に関するルートを探索するために、ＭＡＰＦが、使用されるが、上記に述べられたＤａｖｉｄ Ｓｉｌｖｅｒによる研究論文において説明されるような、完全なルートが固定されるか、またはスライディングウインドウによって画定される制限エリア内の車両に関するルートのみが評価される従来技術とは対照的に、各ルートの最初の部分のみが、設定された時間間隔の間、固定される。

【0037】

その新たな方法は、コンテナ取扱車両がそれらの割り当てられたルートに沿って移動するとき、網羅された各ルートの部分が新たなルートおよびまだ固定されていない割り当てられたルートの部分のために解放されるため、より多くのルート代替案を提供する。

【0038】

本発明の方法は、流動的な絶えず変化するシステムを提供し、ＭＡＰＦは、それを可能にするだけではなく、経路がより少ない時間にわたって遮断されるため、以前の計画的なアルゴリズムと比較して行程時間を短縮することも可能である。

【0039】

本発明は、保管カラム内に保管コンテナを保管するための３次元保管グリッド構造を形成する骨格構造を備える自動保管および回収システムにおいて保管コンテナを取り扱うコンテナ取扱車両のルーティングおよび再ルーティングのための方法によって規定され、骨格構造は、保管カラムの上方に配列されているグリッドベースのレールシステムを含み、レールシステムは、保管コンテナを取り扱い、保管カラムへと、およびそれから移送するコンテナ取扱車両に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両は、グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、グリッドベースのレールシステムの第２の横方向（Ｙ）に沿って車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、第２の方向（Ｙ）は、第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、コンテナ取扱車両の移動は、指定のコンテナ取扱車両によってどのタスクが行われるべきか、タスクを実施するための目的地の場所、および、コンテナ取扱車両がレールシステム上のどのルートを走行すべきかを決定する制御システムによって制御される。

【0040】

方法は、制御システムによって実施される以下のステップを含む。
ａ．コンテナ取扱車両に関する、それらの現在の場所から目的地の場所における割り当てられたタスクまでのレールシステム上のルートを確立し、割り当てるために、制御システムにおいてマルチエージェント経路探索アルゴリズム、すなわち、ＭＡＰＦを走らせるステップ。
ｂ．設定された時間間隔内に、割り当てられたルートの最初の部分上をコンテナ取扱車両がどれだけ遠くまで走行することができるかを決定するステップであって、最初の部分は、目的地までの割り当てられたルートより短い、ステップ。
ｃ．設定された時間間隔内にコンテナ取扱車両が走行することができる、割り当てられたルートの最初の部分を固定するステップ。
ｄ．コンテナ取扱車両の現在の場所から、割り当てられた固定されたルート上の終了場所まで移動するようにそれらに命令するステップ。
ｅ．ステップａ）～ｄ）を繰り返すステップ。

【0041】

方法の一実施形態によると、ステップｂ）における設定された時間間隔の上限は、制御システムがＭＡＰＦアルゴリズムを実行し、確立されたルートに従って移動するようにコンテナ取扱車両に命令するために使用する実行時間に対応し得る。コンテナ取扱車両がこの時間間隔内に割り当てられたルートに従ってレールシステム上で網羅する距離は、ひいては、固定された、ＭＡＰＦによって確立される完全なルートの部分である。

【0042】

方法の一実施形態によると、ステップｂ）における設定された時間間隔の上限は、全てのコンテナ取扱車両が現在の位置から、それらが方向を変更することができる最近傍の保管カラムの上方に位置するレールシステム上の位置まで移動することに関する経過時間に対応し得る。

【0043】

方法のある実施形態によると、ステップｂ）における設定された時間間隔の持続時間は、自動保管および／または回収システムのサイズと、ＭＡＰＦアルゴリズム内に含まれるべきコンテナ取扱車両の数とに従って設定され得る。

【0044】

方法のある実施形態方法によると、方法は、優先を与えられたコンテナ取扱車両に関する、割り当てられたルートの固定された部分を延長することを含み得る。

【0045】

方法のある実施形態によると、方法は、命令に応答しないコンテナ取扱車両に関する、割り当てられたルートの固定された部分を延長することを含み得る。

【0046】

方法のある実施形態によると、割り当てられたルートの固定された部分は、コンテナ取扱車両の現在の場所から目的地の場所におけるタスクまで、ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立されたルートに沿って延長され得る。

【0047】

方法のある実施形態によると、固定されたルートは、ＭＡＰＦアルゴリズムを走らせている間、利用可能なルートの検討から除外され得る。

【0048】

方法のある実施形態によると、ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立される各ルート間の隙間は、割り当てられたルートを走行するコンテナ取扱車両のタイプに対して適合され得る。

【0049】

方法のある実施形態によると、コンテナ取扱車両の移動は、目的地の場所における、可能性として考えられる待ち行列問題を回避するように制御され得る。

【0050】

方法のある実施形態によると、コンテナ取扱車両は、目的地の場所において待ち行列問題が予測される場合、再方向付けされ得る。

【0051】

方法のある実施形態によると、コンテナ取扱車両は、コンテナ取扱車両が存在しないか、または向かうようにルーティングされていない位置またはルートに再方向付けされ得る。

【0052】

方法のある実施形態によると、コンテナ取扱車両の移動は、運搬されている現在の荷重、およびコンテナ取扱車両の状態に従って制御され得る。

【0053】

本発明は、保管カラム内に保管コンテナを保管するための３次元保管グリッド構造を形成する骨格構造を備える自動保管および回収システムにおいて保管コンテナを取り扱うコンテナ取扱車両のルーティングおよび再ルーティングを制御するための制御システムによってさらに規定され、骨格構造は、保管カラムの上方に配列されているグリッドベースのレールシステムを含み、レールシステムは、保管コンテナを取り扱い、保管カラムへと、およびそれから移送するコンテナ取扱車両に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両は、グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、グリッドベースのレールシステムの第２の横方向（Ｙ）に沿って車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、第２の方向（Ｙ）は、第１の方向（Ｘ）に対して垂直である。コンテナ取扱車両の移動は、指定のコンテナ取扱車両によってどのタスクが行われるべきか、タスクを実施するための目的地の場所、および、コンテナ取扱車両がレールシステム上のどのルートを走行すべきかを決定する制御システムによって制御される。

【0054】

制御システムは、コンテナ取扱車両に関する最適なルートを探索するためのルーティングプランナと、保管コンテナを追跡するためのデータベースと、伝送機／受信機に接続されているマスタコントローラとを備え、制御システムは、上記に説明された方法を実行し、命令を各コンテナ取扱車両に通信するように適合されている。

【0055】

本発明は、自動保管および回収システムの制御システムにおいて、プロセッサによって実行されたとき、自動保管および回収システムにおいて保管コンテナを取り扱うコンテナ取扱車両の効率的なルーティングおよび再ルーティングのための上記に説明された方法を実施するコンピュータプログラム製品によってさらに規定される。

【図面の簡単な説明】

【0056】

（図面の簡単な説明）
以下の図面は、本発明の理解を促進するために付属している。図面は、ここでは実施例としてのみ説明される本発明の実施形態を示している。

【0057】

【図1】図１は、従来技術の自動保管および回収システムの骨格構造の斜視図である。

【0058】

【図2】図２は、自動保管および回収システム上で動作するコンテナ取扱車両を制御するための制御システムの実施例を示している。

【0059】

【図3】図３は、自動保管および回収システムのコンテナ取扱車両の効率的なルーティングおよび再ルーティングのための方法の異なるステップを図示しているフローチャートである。

【0060】

【図4】図４は、以前のおよび新たなルーティングによる単純なルーティングの実施例を図示している。

【0061】

（参照）
１ － 自動保管および回収システム
１００ － 骨格構造
１０２ － 骨格構造の直立部材
１０３ － 骨格構造の水平部材
１０４ － 保管グリッド構造物
１０５ － 保管カラム
１０６ － 保管コンテナ
１０６’ － 保管コンテナの具体的な位置
１０７ － スタック
１０８ － レールシステム
１１０ － 第１の方向（Ｘ）における平行レール
１１０ａ － 第１の方向（Ｘ）における第１のレール
１１０ｂ － 第１の方向（Ｘ）における第２のレール
１１１ － 第２の方向（Ｙ）における平行レール
１１１ａ － 第２の方向（Ｙ）の第１のレール
１１１ｂ － 第２の方向（Ｙ）の第２のレール
１１２ － アクセス開口部
１１９ － 第１のポートカラム
１１９’ － 第１のポート
１２０ － 第２のポートカラム
１２０’ － 第２のポート
２００ － ルーティングプランナ
２０１ － コンテナ取扱車両
２１０ － データベース
２２０ － マスタコントローラ
２２５ － 伝送機／受信機
２３０ － 車両コントローラ
Ｘ － 第１の方向
Ｙ － 第２の方向
Ｚ － 第３の方向
５００ － 制御システム

【発明を実施するための形態】

【0062】

（発明の詳細な説明）
以下の説明では、本発明が、付属の図面の参照を伴ってさらに詳細に解説される。しかしながら、図面は、本発明を図面に描写される主題に限定することを意図されていないことを理解されたい。

【0063】

骨格構造１００を伴う典型的な従来技術の自動保管および回収システム１が、図１の参照を伴って、上記の背景の節において説明された。

【0064】

骨格構造１００は、任意のサイズであることができ、図１に開示されているタスクより大幅に広くあり得、および／または長くあり得、および／または深くあり得ることを理解されたい。例えば、骨格構造１００は、７００×７００個より多くの保管カラム１０５の水平範囲と、１２個より多くのスタックされた保管コンテナ１０６を保管するための保管深度とを有し得、保管コンテナ１０６は、レールシステム１０８上を走る数百台のコンテナ取扱車両２０１によって取り扱われる。

【0065】

また、保管グリッド１０４は、８つの保管コンテナ１０６のスタックを示している図１に開示されているものより大幅に深くあり得る。例えば、保管グリッド１０４は、１２個のスタックされた保管コンテナ１０６を保持するように設計されてもよい。

【0066】

コンテナ取扱車両２０１は、当該技術において公知の任意のタイプであり得、例えば、第ＷＯ２０１４／０９０６８４ Ａ１号、第ＮＯ３１７３６６号、または第ＷＯ２０１５／１９３２７８Ａ１号に開示されている自動コンテナ取扱車両のうちの任意の１つであり得る。

【0067】

骨格構造１００の上方を横切って配列されているレールシステム１０８が、コンテナ取扱車両２０１が、保管カラム１０５と、それらが相互作用しているポート（すなわち、保管コンテナ１０６をそれへと送達またはそれから回収するように命令されるポート）との間を水平に移動することを可能にする。

【0068】

自動保管および回収システム１は、保管カラム１０５内に保管コンテナ１０６を保管するための、グリッドベースのレールシステム１０８を伴う３次元保管グリッド構造１０４を形成する骨格構造１００を備え、レールシステム１０８を伴う保管カラム１０５の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム１０８は、保管コンテナ１０６を取り扱い、保管カラム１０５へと、およびそれから移送するコンテナ取扱車両２０１に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両２０１は、グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、グリッドベースのレールシステム１０８の第２の横方向（Ｙ）に沿って車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、第２の方向（Ｙ）は、第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、コンテナ取扱車両の移動は、制御システム５００によって制御され、制御システム５００は、指定のコンテナ取扱車両２０１によってどのタスクが行われるべきか、タスクを実施するための目的地の場所、および、コンテナ取扱車両２０１がレールシステム１０８上のどのルートを走行すべきかを決定する。

【0069】

図２は、本発明の実施形態によるコンテナ取扱車両２０１を制御するための制御システム５００の実施例を示している。本実施例では、制御システム５００は、マスタコントローラ２２０と、保管コンテナ１０６を追跡するために使用されるデータベース２１０と、コンテナ取扱車両２０１に関する最適なルートを探索するために使用されるルーティングプランナ２００と、命令を各コンテナ取扱車両２０１に通信するための伝送機／受信機２２５とを備える。図は、ルーティングプランナ２００がデータベース２１０に接続されていることを示している。しかしながら、これは、ルーティングプランナ２００が全ての必要な情報をマスタコントローラ２２０から受信し得る場合には当てはまらないことがある。

【0070】

制御システム５００は、典型的には、指令およびタスクが制御システム５００に伝送される中央コンピュータと通信する。制御システム５００は、各コンテナ取扱車両２０１内の車両コントローラ２３０とさらに通信し、ルーティングプランナ２００からの入力に従ってコンテナ取扱車両２０１の交通の流れを制御する。通信は、好ましくは、ワイヤレスに、例えば、無線信号、光信号を介して実施される。

【0071】

図３は、自動保管および回収システム１のコンテナ取扱車両２０１の効率的なルーティングおよび再ルーティングのための方法４００の異なるステップを図示している。

【0072】

方法の第１のステップ４１０は、コンテナ取扱車両２０１に関する、それらの現在の場所から目的地の場所における割り当てられたタスクまでのレールシステム１０８上のルートを確立し、割り当てるために、制御システム５００においてマルチエージェント経路探索アルゴリズム、すなわち、ＭＡＰＦを走らせることである。

【0073】

実施例として、あるタスクは、例えば、指定の保管コンテナ１０６を積み込み、別の場所に位置しているポート列にそれを持ってくることであり得る。いくつかのコンテナ取扱車両２０１が異なるタスクおよび目的地の場所を受信するとき、それらがレールシステム上で辿っているルートが各コンテナ取扱車両２０１に関して一意的であること、それによって衝突を回避することが、不可欠である。

【0074】

イントロダクションに述べられているように、ＭＡＰＦは、衝突することなく多くのエージェントの交通の流れを同時に制御するために使用されるルートを探索するために使用される。自動保管および回収システム１を用いる本場合において、エージェントは、コンテナ取扱車両２０１である。

【0075】

制御システム５００の異なるモジュールは、本明細書に説明される方法の全ての異なるステップを実行および制御する１つの中央制御ユニットとして、または、制御システム５００を作製するために相互に接続されている別個のユニットとして構成され得る。別個のモジュールを用いる場合、図２の実施例に示されているように、ルーティングプランナ２００と名付けられたモジュールが、コンテナ取扱車両２０１に関する、それらの現在の場所からその目的地までの実行可能なルートを探索するための、および、変更され得るルートの最初の部分を固定するためのＭＡＰＦを走らせるものである。コンテナ取扱車両２０１に関して探索された結果として生じたルートは、伝送機／受信機２２５を介して、確立されたルートに従って各コンテナ取扱車両を制御するマスタコントローラ２２０に通信される。

【0076】

ＭＡＰＦは、グリッドベースのレールシステム１０８上で動作する全てのコンテナ取扱車両２０１に関するルートを探索するために使用され得、または、コンテナ取扱車両２０１のうちの選択されたグループのために使用され得る。

【0077】

例えば、数百台のコンテナ取扱車両２０１によって動作されるより大規模な自動保管および回収システム１に関して、１つまたはそれより多くのコンテナ取扱車両２０１が、特定のタスクを実施することと、それらがレールシステム１０８上の予め設定されたルートを辿る割り当てられたエリアにおいて動作することとに特化されることができる。

【0078】

別の実施例は、コンテナ取扱車両２０１の第１のグループがレールシステム１０８の１つのエリアにおいて１つのＭＡＰＦに従って制御されながら、コンテナ取扱車両２０１の第２のまたはさらなるグループがレールシステム１０８の別のエリアにおいて別のＭＡＰＦ内に従って制御される場合である。実行を速めるために、異なるＭＡＰＦアルゴリズムが、異なるコンピュータシステムによって並列に実行され得る。

【0079】

特別に特化されたタスクを実施するコンテナ取扱車両２０１の実施例は、例えば、保管カラム１０５内に保管されている特定の保管コンテナ１０６の上方に積み重ねられている他の保管コンテナ１０６を最初に除去することによって、他のコンテナ取扱車両２０１によるさらなる取扱のための特定の保管コンテナ１０６を用意する掘出車両である。特別に特化されたタスクを実施するコンテナ取扱車両２０１は、他のコンテナ取扱車両２０１と比較して異なる移動パターンおよび速さを有し得る。したがって、これらは、別個に制御され得、または、これらの差異を考慮に入れるための調節が、ルーティングの決断において行われ得る。

【0080】

コンテナ取扱車両２０１に関するルートは、方法の第１のステップ４１０を実行した後に、すなわち、ＭＡＰＦアルゴリズムを走らせた後に確立され、割り当てられる。これらのルートは、コンテナ取扱車両２０１の現在の場所から目的地の場所における割り当てられたタスクまで延びている。

【0081】

方法の次のステップ４２０は、設定された時間間隔内に、割り当てられたルートの最初の部分上をコンテナ取扱車両２０１がどれだけ遠くまで走行することができるかを決定することである。設定された時間間隔の持続時間は、自動保管および回収システム１のサイズと、ＭＡＰＦアルゴリズム内に含まれるべきコンテナ取扱車両２０１の数とに従って設定されてもよい。

【0082】

一実施形態によると、設定された時間間隔は、コンテナ取扱車両２０１がその現在の位置から最近接の保管カラム１０５の上方のレールシステム１０８上の位置まで移動するために使用する時間に対応する時間間隔である。コンテナ取扱車両２０１が保管カラム１０５の上方の位置をちょうど通過した場合、それが次の最近接の保管カラムに到達するまで方向を変更することはできない。時間間隔は、ひいては、最近傍の保管カラム１０５まで移動するために使用する時間であり、コンテナ取扱車両２０１は、必要であれば、最近傍の保管カラム１０５で方向を変更し得る。

【0083】

別の実施形態によると、設定された時間間隔は、制御システム５００がＭＡＰＦアルゴリズムを走らせるために使用する実行時間、すなわち、ルートを確立し、確立されたルートに沿って移動するようにコンテナ取扱車両２０１に命令するために使用する実行時間に対応する。コンテナ取扱車両２０１が固定されたルートの終点に到達したときに、可能性として考えられる新たなルートがＭＡＰＦアルゴリズムによってすでに確立されていることがあるため、これは、ルーティングの最適な手法を提供する。したがって、コンテナ取扱車両２０１は、新たな駆動命令を受信するために、固定されたルートの終点において停止する必要がないが、停止することなく最初の割り当てられたルートを継続し、辿ることができ、または新たなルートにルーティングされることができる。

【0084】

方法の次のステップ４３０は、設定された時間間隔内にコンテナ取扱車両２０１が走行することができる割り当てられたルートの最初の部分を固定することである。これは、ルートのこの部分は変更され得ない一方、ＭＡＰＦによって確立される割り当てられたルートの残りの部分は固定されたルートの終了場所から始まる新たなルートに変更され得ることを意味する。

【0085】

次のステップ４４０は、コンテナ取扱車両２０１の現在の場所から、割り当てられた固定されたルート上の終了場所まで移動するようにそれらに命令することである。

【0086】

ステップ４１０～４４０は、各コンテナ取扱車両２０１に関して、それらが割り当てられたタスクを完了するまで繰り返される。方法が繰り返される毎に、それは、反復とみなされ得、各反復は、先の反復においてＭＡＰＦによって確立されたルートからのコンテナ取扱車両２１０の再ルーティングを可能にする。

【0087】

方法によると、コンテナ取扱車両２０１は、最初の割り当てられたタスクを終了する前にタスクまたは標的のタイプを容易に変更し得、または、新たなアクティブコンテナ取扱車両２０１が、保管システム上で動作させるために追加され得る。

【0088】

本発明の一実施形態によると、コンテナ取扱車両２０１が優先を与えられた場合、固定されたルートは、延長される。これの実施例は、保管コンテナ１０６をコンテナ取扱車両２０１から受け取る準備ができているという信号をポートが送ったときである。この場合、コンテナ取扱車両２０１に関する、その現在の位置からポートまで延びているＭＡＰＦによって決定された完全なルートは、固定され、割り当てられたタスク（例えば、保管コンテナをポートに送達すること）が完了されるまで変更され得ない。

【0089】

本発明の別の実施形態によると、固定されたルートは、コンテナ取扱車両２０１が制御システム５００からの命令に応答しない場合にも延長される。これは、不良コンテナ取扱車両２０１に起因し得る。それは、その固定されたルートに沿ったある場所で停止していることがあり、または、固定されたルートの終点における再ルーティング命令等の命令に応答しない。その場合、それは、次いで、その割り当てられたルートに沿ったある場所（すなわち、固定されていない割り当てられたルートのその部分）を走行し続け得る。ＭＡＰＦによって確立される完全なルートを固定することによって、他のコンテナ取扱車両は、それと衝突することを回避する。

【0090】

ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立される完全なルート（すなわち、コンテナ取扱車両２０１の現在の場所から目的地の場所におけるタスクまで）を含むように、固定されたルートを延長することによって、他のコンテナ取扱車両２０１との可能性として考えられる衝突が、回避される。これは、例えば、コンテナ取扱車両２０１が優先を与えられたとき、または、割り当てられたコンテナ取扱車両２０１と相互作用する準備ができているという信号をポートが送信したときに、好ましい。

【0091】

方法の一実施形態によると、固定されたルートは、ＭＡＰＦアルゴリズムにおける実行から除外される。優先を伴わない通常通り動作しているコンテナ取扱車両２０１に関して、これは、それらの現在の場所がＭＡＰＦアルゴリズムへの入力として使用されることを意味し、すなわち、現在の場所が、固定されたルートに関する終了場所の１つのセットを提供することを意味する。優先を伴うコンテナ取扱車両２０１または不良コンテナ取扱車両２０１に関して、目的地の場所における割り当てられたタスクまでの完全な確立されたルートは、ＭＡＰＦアルゴリズムにおけるさらなる実行から除外される。

【0092】

優先を与えられるコンテナ取扱車両を決定することは、いくつかの因子に基づき得る。いくつかのタスクは、他のタスクよりパフォーマンスに影響を与える。ポート内の保管コンテナ１０６を送達するために割り当てられたコンテナ取扱車両２０１は、通常、保管コンテナ１０６を保管カラム１０５に送達するために割り当てられたコンテナ取扱車両２０１と比較して優先される。通常、最初に、優先されるコンテナ取扱車両２０１に関する最適なルートが、作成される。ルートの優先順位付けおよび最適なルートの決定のための異なるルーティングアルゴリズムが、存在する。これらは、目的地に到達するまでの時間および距離、割り当てられたタスクの優先度、ポートにおける予期される待機時間等の異なる入力パラメータのセットを用いるコスト関数に基づく。

【0093】

述べられているように、ＭＡＰＦアルゴリズムは、コンテナ取扱車両２０１に関する、それらの現在の場所から目的地の場所におけるタスクまでのレールシステム１０８上のルートを確立し、割り当てるために使用される。ＭＡＰＦアルゴリズムへの入力は、レールシステム１０８の配置、動作しているコンテナ取扱車両２０１、ならびに各コンテナ取扱車両２０１の現在の場所および目的地の場所である。

【0094】

方法の一実施形態によると、ＭＡＰＦアルゴリズムへの追加の入力は、例えば、余裕をもって衝突を回避するための十分な隙間を提供するためのＭＡＰＦアルゴリズムによって確立される各ルート間に要求される隙間である。要求される隙間は、タスクのために使用されるコンテナ取扱車両２０１のタイプと、目的地の場所におけるタスクまでのルート上で使用されるレールのタイプとに対して適合される。

【0095】

複線レール構成は、２つのコンテナ取扱車両が２つの隣接する保管カラム１０５上のレール上で相互に通過することを可能にする。単線レール構成は、遮っているコンテナ取扱車両を進路外へと移動させることが可能でない場合、コンテナ取扱車両２０１が通過することを可能にせず、２つの通過しているコンテナ取扱車両２０１の間に、１つの保管カラムの占有面積に少なくとも対応する通過隙間を要求し得る。

【0096】

方法の一実施形態によると、コンテナ取扱車両２０１の移動は、目的地の場所における可能性として考えられる待ち行列問題を回避するようにさらに制御される。これは、異なる手法において行われ得る。例えば、いくつかのコンテナ取扱車両２０１がほぼ同一の時間に同一のポートに到着することが予測される場合、それらは、ランク付けされ得、最低にランク付けされたコンテナ取扱車両２０１の駆動速さは、低減させられ得、または、それらは、１番目にランク付けされたコンテナ取扱車両２０１がポートにおけるそのタスクを終了するまで、進路外のある場所で停止させられ得る。予期される待ち行列問題を回避する別の手法は、例えば、他の目的地の場所における割り当てられたタスクを終了させるように、例えば、別のポートにおける保管コンテナ１０６を送達するようにコンテナ取扱車両を再方向付けすることである。

【0097】

加速度、速さ、最大荷重等の異なる仕様を有する異なるコンテナ取扱車両が、存在する。ＭＡＰＦアルゴリズムへの追加の入力は、タスクを実施するために割り当てられたコンテナ取扱車両２０１のタイプと、輸送される保管コンテナ１０６の重量に基づいたコンテナ取扱車両２０１上の現在の荷重、および、例えば低バッテリ、摩耗部品、車輪の制御力等のコンテナ取扱車両２０１の状態との詳細を提供することであり得る。そのような追加の入力は、コンテナ取扱車両２０１の移動がどのように制御されるか、および、車両間の隙間が増加される必要があるかどうかに影響を及ぼし得る。

【0098】

図４は、古いルーティング方法に従ってどのようにルートが確立されるか、および、上記に説明された向上したルーティング方法に従ってどのようにルートが確立されるかの単純な実施例を図示している。

【0099】

Ｒ１およびＲ２は、コンテナ取扱車両１および２の現在の場所を示している。Ｄ１およびＤ２は、コンテナ取扱車両１および２に関する目的地の場所を示している。

【0100】

本実施例では、Ｒ１にあるロボット１は、Ｒ２にあるロボット２がタスクを受信する直前にタスクを受信する。以前のルーティングシステムによると、ロボット１の現在の場所Ｒ１からその目的地Ｄ１まで延びているルートが、最初に作成され、固定される。次いで、ロボット２に関するルートが、作成され、これは、それがロボット１の確立された固定されたルートと衝突しないように作成される。図４から分かるように、グリッドスペースＤ１（および、場合によってはＲ１からＤ１までの割り当てられたルート上の任意の他の固定されたグリッドスペース）を回避することが必要であるため、ロボット２に関するルートは、走行される距離の観点において最適ではない。

【0101】

本明細書に開示されている向上したルーティング方法によると、コンテナ取扱車両に関する確立されたルートの最初の部分のみが固定されながら、確立されたルートの最後の部分は、変更され得る計画されたルートである。これは、コンテナ取扱車両が固定されたルートの終点に到達し、ＭＡＰＦアルゴリズムが再び走らされたときに、それらが、固定されたルートの終点における現在の開始位置からの新たなルートを辿るように再ルーティングされ得ることを意味する。

【0102】

したがって、ロボット２に関するルートがＭＡＰＦアルゴリズムによって確立されたときにロボット１が第１の固定された部分の終点にまだ到達してないと仮定すると、ロボット１に関するルートの最後の部分は、固定されず、結果として、両方のコンテナ取扱車両にとって最適なルートをもたらす。

【0103】

ルーティングのこの新たな方法は、柔軟性を有し、効率的であり、所与のコンテナ取扱車両が割り当てられたルートに沿って進んでいる間、複数の段階におけるそれらの割り当てられた目的地の場所までの全てのコンテナ取扱車両２０１の全てのルートを検討する。

【0104】

本発明は、図１の参照を伴って上記に説明されたもののような、自動保管および回収システム１において保管コンテナ１０６を取り扱うコンテナ取扱車両２０１の効率的なルーティングおよび再ルーティングを制御するための制御システム５００によってさらに規定される。

【0105】

制御システム５００は、図２の参照を伴って上記に説明されている。それは、実行されたとき、図３の参照を伴って上記に説明された方法を実施するコンピュータプログラムを走らせるように配列されているプロセッサをさらに備え、それによって、自動保管および回収システム１において保管コンテナ１０６を取り扱うコンテナ取扱車両２０１の効率的なルーティングおよび再ルーティングを可能にする。コンピュータプログラムは、ルーティングプランナ２００内のプロセッサを走らせ得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【手続補正書】

【提出日】2023-02-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

保管カラム（１０５）内に保管コンテナ（１０６）を保管するための３次元保管グリッド構造（１０４）を形成する骨格構造（１００）を備える自動保管および回収システムにおいて前記保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）のルーティングおよび再ルーティングのための方法であって、前記骨格構造は、前記保管カラム（１０５）の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム（１０８）を含み、前記レールシステム（１０８）は、前記保管コンテナ（１０６）を取り扱い、前記保管カラム（１０５）へと、および前記保管カラム（１０５）から移送する前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両（２０１）は、前記グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、前記グリッドベースのレールシステム（１０８）の第２の横方向（Ｙ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、前記コンテナ取扱車両の前記移動は、指定のコンテナ取扱車両（２０１）によってどのタスクが行われるべきか、前記タスクを実施するための目的地の場所、および、前記コンテナ取扱車両（２０１）が前記レールシステム（１０８）上のどのルートを走行すべきかを決定する制御システム（５００）によって制御され、
前記方法は、前記制御システム（５００）によって実施される以下のステップ、すなわち、
ａ．全ての前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する、それらの現在の場所から目的地の場所における割り当てられたタスクまでの前記レールシステム（１０８）上のルートを確立し、割り当てるために、前記制御システム（５００）においてマルチエージェント経路探索アルゴリズム、すなわち、ＭＡＰＦを走らせるステップ（４１０）と、
ｂ．設定された時間間隔内に、前記割り当てられたルート上を前記コンテナ取扱車両（２０１）が走行することができる距離、すなわち、最初の部分を決定するステップ（４２０）であって、前記最初の部分は、前記目的地までの前記割り当てられたルートより短い、ステップと、
ｃ．前記設定された時間間隔内に前記コンテナ取扱車両（２０１）が走行することができる前記割り当てられたルートの前記最初の部分を固定するステップ（４３０）であって、前記ルートの前記固定された最初の部分は、変更され得ず、前記ＭＡＰＦアルゴリズムを走らせている間、利用可能なルートの検討から除外される、ステップ（４３０）と、
ｄ．優先を与えられたコンテナ取扱車両（２０１）に関する、前記割り当てられたルートの前記固定された部分を延長するステップと、
ｅ．前記コンテナ取扱車両（２０１）の現在の場所から、前記割り当てられたルートの前記固定された最初の部分上の終了場所まで移動するようにそれらに命令するステップ（４４０）と、
ｆ．ステップａ）～ｆ）を繰り返すステップと
を含み、ステップｂ）～ｆ）をさらなる特徴とする、方法。

【請求項2】

ステップｂ）における前記設定された時間間隔は、前記制御システム（５００）が前記ＭＡＰＦアルゴリズムを実行し、確立されたルートに従って移動するように前記コンテナ取扱車両（２０１）に命令するために使用する実行時間に対応する、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

ステップｂ）における前記設定された時間間隔は、全てのコンテナ取扱車両（２０１）が現在の位置から、それらが方向を変更することができる最近傍の保管カラム（１０５）の上方に位置する前記レールシステム（１０８）上の位置まで移動することに関する経過時間である、請求項１または請求項２に記載の方法。

【請求項4】

ステップｂ）における前記設定された時間間隔の持続時間は、前記自動保管および／または回収システムのサイズと、前記ＭＡＰＦアルゴリズム内に含まれるべきコンテナ取扱車両（２０１）の数とに従って設定されている、請求項１～３のいずれかに記載の方法。

【請求項5】

命令に応答しないコンテナ取扱車両（２０１）に関する、前記割り当てられたルートの前記固定された部分を延長することを含む、請求項１～４のいずれかに記載の方法。

【請求項6】

前記割り当てられたルートの前記固定された部分は、前記コンテナ取扱車両（２０１）の現在の場所から前記目的地の場所における前記タスクまで、前記ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立された前記ルートに沿って延長される、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立される各ルート間の隙間は、前記割り当てられたルートを走行するコンテナ取扱車両（２０１）のタイプに対して適合されている、請求項１～６のいずれかに記載の方法。

【請求項8】

前記コンテナ取扱車両（２０１）の前記移動は、前記目的地の場所における、可能性として考えられる待ち行列問題を回避するように制御される、請求項１～７のいずれかに記載の方法。

【請求項9】

コンテナ取扱車両（２０１）は、前記目的地の場所において待ち行列問題が予測される場合、再方向付けされる、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

コンテナ取扱車両（２０１）は、コンテナ取扱車両（２０１）が存在しないか、または向かうようにルーティングされていない位置またはルートに再方向付けされる、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記コンテナ取扱車両（２０１）の前記移動は、コンテナ取扱車両（２０１）のタイプ、運搬されている現在の荷重、および前記コンテナ取扱車両（２０１）の状態に従って制御される、請求項１～１０のいずれかに記載の方法。

【請求項12】

保管カラム（１０５）内に保管コンテナ（１０６）を保管するための３次元保管グリッド構造（１０４）を形成する骨格構造（１００）を備える自動保管および回収システムにおいて前記保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）の効率的なルーティングおよび再ルーティングを制御するための制御システム（５００）であって、前記骨格構造（１００）は、前記保管カラム（１０５）の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム（１０８）を含み、前記レールシステム（１０８）は、前記保管コンテナ（１０６）を取り扱い、前記保管カラム（１０５）へと、および前記保管カラム（１０５）から移送する前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両（２０１）は、前記グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、前記グリッドベースのレールシステム（１０８）の第２の横方向（Ｙ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、前記コンテナ取扱車両の前記移動は、指定のコンテナ取扱車両（２０１）によってどのタスクが行われるべきか、前記タスクを実施するための目的地の場所、および、前記コンテナ取扱車両（２０１）が前記レールシステム（１０８）上のどのルートを走行すべきかを決定する前記制御システム（５００）によって制御され、
前記制御システム（５００）は、前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する最適なルートを探索するためのルーティングプランナ（２００）と、前記保管コンテナ（１０６）を追跡するためのデータベース（２１０）と、伝送機／受信機（２２５）に接続されているマスタコントローラ（２２０）とを備え、前記制御システム（５００）は、請求項１～１１に記載の方法を実行し、命令を各コンテナ取扱車両（２０１）に通信するように適合されている、制御システム（５００）。

【請求項13】

自動保管および回収システム（１）の制御システム（５００）内のプロセッサによって実行されたとき、自動保管および回収システムにおいて保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）の効率的なルーティングおよび再ルーティングのための請求項１～１１に記載の方法を実施するコンピュータプログラム製品。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５５

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0055】

本発明は、自動保管および回収システムの制御システムにおいて、プロセッサによって実行されたとき、自動保管および回収システムにおいて保管コンテナを取り扱うコンテナ取扱車両の効率的なルーティングおよび再ルーティングのための上記に説明された方法を実施するコンピュータプログラム製品によってさらに規定される。
本発明は、例えば以下を提供する。
（項目１）
保管カラム（１０５）内に保管コンテナ（１０６）を保管するための３次元保管グリッド構造（１０４）を形成する骨格構造（１００）を備える自動保管および回収システムにおいて前記保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）のルーティングおよび再ルーティングのための方法であって、前記骨格構造は、前記保管カラム（１０５）の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム（１０８）を含み、前記レールシステム（１０８）は、前記保管コンテナ（１０６）を取り扱い、前記保管カラム（１０５）へと、および前記保管カラム（１０５）から移送する前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両（２０１）は、前記グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、前記グリッドベースのレールシステム（１０８）の第２の横方向（Ｙ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、前記コンテナ取扱車両の前記移動は、指定のコンテナ取扱車両（２０１）によってどのタスクが行われるべきか、前記タスクを実施するための目的地の場所、および、前記コンテナ取扱車両（２０１）が前記レールシステム（１０８）上のどのルートを走行すべきかを決定する制御システム（５００）によって制御され、
前記方法は、前記制御システム（５００）によって実施される以下のステップ、すなわち、
ａ．前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する、それらの現在の場所から目的地の場所における割り当てられたタスクまでの前記レールシステム（１０８）上のルートを確立し、割り当てるために、前記制御システム（５００）においてマルチエージェント経路探索アルゴリズム、すなわち、ＭＡＰＦを走らせるステップ（４１０）と、
ｂ．設定された時間間隔内に、前記割り当てられたルートの最初の部分上を前記コンテナ取扱車両（２０１）がどれだけ遠くまで走行することができるかを決定するステップ（４２０）であって、前記最初の部分は、前記目的地までの前記割り当てられたルートより短い、ステップと、
ｃ．前記設定された時間間隔内に前記コンテナ取扱車両（２０１）が走行することができる前記割り当てられたルートの前記最初の部分を固定するステップ（４３０）と、
ｄ．前記コンテナ取扱車両（２０１）の現在の場所から、前記割り当てられた固定されたルート上の終了場所まで移動するようにそれらに命令するステップ（４４０）と、
ｅ．ステップａ）～ｄ）を繰り返すステップと
を含むことを特徴とする、方法。
（項目２）
ステップｂ）における前記設定された時間間隔の上限は、前記制御システム（５００）が前記ＭＡＰＦアルゴリズムを実行し、確立されたルートに従って移動するように前記コンテナ取扱車両（２０１）に命令するために使用する実行時間に対応する、項目１に記載の方法。
（項目３）
ステップｂ）における前記設定された時間間隔の上限は、全てのコンテナ取扱車両（２０１）が現在の位置から、それらが方向を変更することができる最近傍の保管カラム（１０５）の上方に位置する前記レールシステム（１０８）上の位置まで移動することに関する経過時間である、項目１または項目２に記載の方法。
（項目４）
ステップｂ）における前記設定された時間間隔の持続時間は、前記自動保管および／または回収システムのサイズと、前記ＭＡＰＦアルゴリズム内に含まれるべきコンテナ取扱車両（２０１）の数とに従って設定されている、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目５）
優先を与えられたコンテナ取扱車両（２０１）に関する、前記割り当てられたルートの前記固定された部分を延長することを含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目６）
命令に応答しないコンテナ取扱車両（２０１）に関する、前記割り当てられたルートの前記固定された部分を延長することを含む、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目７）
前記割り当てられたルートの前記固定された部分は、前記コンテナ取扱車両（２０１）の現在の場所から前記目的地の場所における前記タスクまで、前記ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立された前記ルートに沿って延長される、項目５または項目６に記載の方法。
（項目８）
固定されたルートは、前記ＭＡＰＦアルゴリズムを走らせている間、利用可能なルートの検討から除外される、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目９）
前記ＭＡＰＦアルゴリズムによって確立される各ルート間の隙間は、前記割り当てられたルートを走行するコンテナ取扱車両（２０１）のタイプに対して適合されている、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１０）
前記コンテナ取扱車両（２０１）の前記移動は、前記目的地の場所における、可能性として考えられる待ち行列問題を回避するように制御される、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１１）
コンテナ取扱車両（２０１）は、前記目的地の場所において待ち行列問題が予測される場合、再方向付けされる、項目１０に記載の方法。
（項目１２）
コンテナ取扱車両（２０１）は、コンテナ取扱車両（２０１）が存在しないか、または向かうようにルーティングされていない位置またはルートに再方向付けされる、項目１１に記載の方法。
（項目１３）
前記コンテナ取扱車両（２０１）の前記移動は、コンテナ取扱車両（２０１）のタイプ、運搬されている現在の荷重、および前記コンテナ取扱車両（２０１）の状態に従って制御される、前記項目のいずれかに記載の方法。
（項目１４）
保管カラム（１０５）内に保管コンテナ（１０６）を保管するための３次元保管グリッド構造（１０４）を形成する骨格構造（１００）を備える自動保管および回収システムにおいて前記保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）の効率的なルーティングおよび再ルーティングを制御するための制御システム（５００）であって、前記骨格構造（１００）は、前記保管カラム（１０５）の上方に配列されているグリッドベースのレールシステム（１０８）を含み、前記レールシステム（１０８）は、前記保管コンテナ（１０６）を取り扱い、前記保管カラム（１０５）へと、および前記保管カラム（１０５）から移送する前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する利用可能なルートを提供し、各コンテナ取扱車両（２０１）は、前記グリッドベースのレールシステムの第１の横方向（Ｘ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第１のセットと、前記グリッドベースのレールシステム（１０８）の第２の横方向（Ｙ）に沿って前記車両を移動させるように構成されている車輪の第２のセットとを備え、前記第２の方向（Ｙ）は、前記第１の方向（Ｘ）に対して垂直であり、前記コンテナ取扱車両の前記移動は、指定のコンテナ取扱車両（２０１）によってどのタスクが行われるべきか、前記タスクを実施するための目的地の場所、および、前記コンテナ取扱車両（２０１）が前記レールシステム（１０８）上のどのルートを走行すべきかを決定する前記制御システム（５００）によって制御され、
前記制御システム（５００）は、前記コンテナ取扱車両（２０１）に関する最適なルートを探索するためのルーティングプランナ（２００）と、前記保管コンテナ（１０６）を追跡するためのデータベース（２１０）と、伝送機／受信機（２２５）に接続されているマスタコントローラ（２２０）とを備え、前記制御システム（５００）は、項目１～１３に記載の方法を実行し、命令を各コンテナ取扱車両（２０１）に通信するように適合されている、制御システム（５００）。
（項目１５）
自動保管および回収システム（１）の制御システム（５００）内のプロセッサによって実行されたとき、自動保管および回収システムにおいて保管コンテナ（１０６）を取り扱うコンテナ取扱車両（２０１）の効率的なルーティングおよび再ルーティングのための項目１～１３に記載の方法を実施するコンピュータプログラム製品。

【国際調査報告】