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JP2024081181A - 情報処理装置、制御方法及びプログラム - Google Patents

情報処理装置、制御方法及びプログラム Download PDF

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真和 藤木
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Abstract

【課題】複数の移動体の移動効率を向上することである。
【解決手段】複数の移動体のそれぞれの走行予定の経路情報を取得する経路情報取得手段と、前記経路情報取得手段が取得した経路を複数の区間に分割し、区間内に存在する移動体の密度を表す混雑度を区間ごとに算出する混雑度算出手段と、前記混雑度算出手段が算出した混雑度に基づいて、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間を決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画手段と、前記追従走行計画手段が決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定手段と、を備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、情報処理装置、制御方法及びプログラムに関する。
工場や倉庫において物品を搬送するために、無人搬送車(AGV(Automated Guided Vehicle))など自動で移動させる移動体の普及が進んでいる。搬送効率を高める方法として、例えば、特許文献1では、先行搬送車との車間距離が予め設定された距離以下になった場合に、先行搬送車との車間距離を一定に保つように追従制御を実行するという技術が開示されている。
特開2021-177437号公報
しかしながら、特許文献1は前方の搬送車に追従するか否かを制御する方法であるため、複数の移動体が走行する環境においては移動効率が低い。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、複数の移動体の移動効率を向上することを目的とする。
本発明の一実施形態の情報処理装置は、複数の移動体の走行経路を計画する情報処理装置であって、前記複数の移動体のそれぞれの走行予定の経路情報を取得する経路情報取得手段と、前記経路情報取得手段が取得した経路を複数の区間に分割し、区間内に存在する移動体の密度を表す混雑度を区間ごとに算出する混雑度算出手段と、前記混雑度算出手段が算出した混雑度に基づいて、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間を決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画手段と、前記追従走行計画手段が決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定手段と、を備えることを特徴とする。
また本発明の別の実施形態の情報処理装置は、複数の移動体の走行経路を計画するための情報処理装置であって、前記複数の移動体の各移動体の走行予定の経路情報を取得する経路情報取得手段と、前記経路情報取得手段が取得した経路に基づいて、出発位置及び目的位置の少なくとも一方に基づきエリア分割し、分割されたエリアごとに前記複数の移動体のそれぞれが共通して通過する経路区間を推定する共通経路推定手段と、前記共通経路推定手段が推定した共通経路区間を、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間として決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画手段と、前記追従走行計画手段が決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数の移動体の移動効率を向上することができる。
本発明の実施形態1に係る情報処理装置の利用状況を示す図である。 実施形態1に係る情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。 情報処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施形態1において情報処理装置が実行する処理を示すフローチャートである。 混雑度算出方法を説明する図である。 追従走行計画処理を示すフローチャートである。 目的地ごとのグループ化方法を説明する図である。 追従走行区間決定方法を説明する図である。 制御指示決定処理を示すフローチャートである。 追従走行開始位置の決定方法を説明する図である。 情報処理装置におけるGUIの一例を示す図である。 実施形態2に係る情報処理装置の機能構成例を示すブロック図である。 実施形態2において情報処理装置が実行する処理を示すフローチャートである。 共通経路推定処理を説明する図である。
[実施形態1]
以下、本発明の実施形態1について説明する。実施形態1では、複数の移動体を制御して物品を搬送する自動搬送システムに対して本発明を適用した例を説明する。本システムでは、搬送タスクに基づいて生成した経路を管理下の複数の移動体に移動制御指示として与えることで、指示が与えられた各移動体は目的地まで自律走行により物品を搬送する。しかし、同じ領域内を同時刻に移動する移動体の数が増えると移動体同士で干渉する可能性が増え、渋滞を招く恐れがある。そこで、すべての移動体の走行予定経路を複数の区間に分割し、区間ごとに混雑度を算出し、混雑度が高い区間は他の移動体に追従走行させることで移動体間の距離を詰めて密に走行させる。混雑度は、区間内に同時に存在する移動体の密度を表すものである。本発明の実施形態1に係る情報処理装置は、複数の移動体を制御して物品を搬送する自動搬送システムの制御を実施する。
図1は、本発明の実施形態1に係る情報処理装置の利用状況を示す図である。エリア100は、物品を搬送するために移動体が移動する様子を上部からの俯瞰で示す領域である。エリア100には、壁101が存在する。移動体102及び移動体103は、自律走行中の移動体である。
移動体102は、混雑していない区間を走行する移動体である。移動体103は、隊列となって走行する移動体である。混雑していない区間を走行する移動体である移動体102は追従走行せず、各々自立走行する。一方、移動体103は、本実施形態に係る追従走行が指示され隊列となって走行する。
集中制御システム110は、移動体を管理するシステムである。集中制御システム110は、本実施形態に係る情報処理装置を含む。集中制御システム110は、各移動体を追従走行させるか否かの指示や追従走行させる経路区間の情報を通信により移動体へ送信する。
本実施形態における経路情報は、移動体の搬送経路を表現するための情報である。経路情報の構成要素としては、経路ID、出発位置の座標、経由点の座標、及び目的位置の座標を含む。出発位置を出発する時刻と移動体の移動速度を経路情報にさらに含め、移動体が経路上の区間をいつ移動するかを判断することに利用することができる。
本実施形態における出発位置は、搬送経路における荷積み位置のことである。本実施形態における目的位置は、荷下ろし位置のことである。本実施形態における経由点は、出発位置から目的位置へと移動する際に経由する位置のことである。これら3つの位置は、すべて2次元平面上における任意の位置を表す座標(x,y)で表現される。
図2は、本実施形態に係る情報処理装置を備える自動搬送システムの構成例を示す図である。自動搬送システム200は、複数の移動体220、及び移動体220を管理する集中制御システム210を備える。
集中制御システム210は、情報処理装置230、表示部211、及び制御指示部212から構成される。また、情報処理装置230は、経路情報取得部231、混雑度算出部232、追従走行計画部233、制御指示決定部234から構成される。一方、移動体220は、制御指示受信部221、移動制御部222から構成される。
経路情報取得部231は、管理下のすべての移動体220の走行予定経路の情報を取得し、混雑度算出部232及び追従走行計画部233に出力する。
混雑度算出部232は、経路情報取得部231が入力する経路情報に基づき混雑度を算出し、追従走行計画部233に出力する。
追従走行計画部233は、経路情報取得部231が入力する経路情報、及び混雑度算出部232が入力する混雑度に基づき、各移動体220に追従走行させるか否かの判定及び追従走行させる区間を決定し、制御指示決定部234に出力する。
制御指示決定部234は、追従走行計画部233が追従走行させると決定した移動体220に対して、移動体220が自律走行から追従走行に切り替えて移動制御するための制御指示を決定し、制御指示送信部212に出力する。
表示部211は、例えば表示装置を有し、追従走行計画部233や制御指示決定部234が出力した情報を受け取り、表示装置に出力する。
制御指示送信部212は、制御指示決定部234が決定した制御指示を各移動体220の制御指示受信部221に送信する。
制御指示受信部221は、集中制御システム210の制御指示送信部212から制御指示を受信し、受信した制御指示を移動制御部222に出力する。
移動制御部222は、制御指示受信部221が入力する制御指示に基づき移動体220を移動制御する。
図3は、情報処理装置230のハードウェア構成を示す図である。情報処理装置230は、CPU311、ROM312、RAM313、外部メモリ314、入力部315、表示部316、通信I/F317、及びこれらを互いに接続するシステムバス320を有する。I/Fは、interfaceの略称である。
CPU311は、システムバス320に接続された各種デバイスの制御を行う。CPUは、Central Processing Unitの略称である。
ROM312は、BIOSのプログラムやブートプログラムを記憶する。ROMは、Read Only Memoryの略称である。BIOSは、Basic Input Output Systemの略称である。
外部メモリ314は、情報処理装置230が処理するアプリケーション、そのほかのプログラム、各種データ、及びファイル等を格納する。外部メモリ314は、例えば、ハードディスク(HD)やソリッドステートドライブ(SSD)等のメモリである。
RAM313は、CPU311の主記憶装置として使用される。RAMは、Random Access Memoryの略称である。また、RAM313は、ワークエリアとしても機能する。CPU311は、ROM312又は外部メモリ314に記憶された本実施形態に係るプログラムをRAM313にロードして実行し、システムバス320に接続された各ユニットを総括的に制御する。本実施形態では、CPU311がプログラムを実行することで、経路情報取得部231、混雑度算出部232、追従走行計画部233、及び制御指示決定部234が実現される。
入力部315は、キーボードやポインティングデバイス、ロボットコントローラ等の入力装置であり、ユーザからの入力を受け付ける。表示部316は、液晶ディスプレイ等の表示装置を有し、CPU311からの指令に従って情報処理装置230の処理結果を表示装置に出力する。なお、表示部316が有する表示装置は、液晶表示装置、プロジェクタ、LEDインジケーター、及びVR(仮想現実)表示が可能なヘッドマウントディスプレイなどであってもよい。LEDは、Light Emitting Diodeの略称である。VRは、Virtual Realityの略称である。
また、入力部315及び表示部316は、タッチパネルで構成されていてもよい。タッチパネルにおける入力座標と表示座標を対応付けることで、あたかもユーザがタッチパネルに表示された画面を直接的に操作可能であるかのようなGUIを構成することができる。GUIは、Graphical User Interfaceの略称である。
通信I/F317は、ネットワークを介して外部装置と情報通信を行う。通信I/F317は、イーサネット、USB、シリアル通信、無線通信等種類は問わない。USBは、Universal Serial Busの略称である。通信I/F317が対応するネットワークは、例えば、LANやWANなどの通信ネットワーク、セルラネットワーク、及び無線ネットワークの少なくともいずれか一つで構成されてもよい。LANは、Local Area Networkの略称である。WANは、Wide Area Networkの略称である。セルラネットワークは、例えば、LTEや5Gなどである。LTEは、Long Term Evolutionの略称である。5Gは、5th Generation(第5世代移動通信システム)の略称である。すなわち、通信I/F317が対応するネットワークは、データの送受信が可能に構成されていればよく、物理レイヤの通信方式はいずれの方式を採用してもよい。
図4は、実施形態1に係る情報処置装置230が実行する全体処理を示すフローチャートである。図4のフローチャートに示される各処理は、情報処理装置230のCPU311が、ROM312又は外部メモリ314に格納されているプログラムをRAM313に読み出して実行することにより実現される。本実施形態に係るシステムは、経路計画を総合的に効率化することを目的としており、以下の処理は、搬送タスクが新たに発生して経路計画が必要とされる時に開始される。
ステップS401でCPU311は、情報処理装置230の初期化を行う。情報処理装置230の初期化は、CPU311がROM312又は外部メモリ314からプログラムを読み込み、情報処理装置230を動作可能な状態にする処理である。また、CPU311は、移動体220の追従走行計画や移動体220への制御指示を決定する時に用いる閾値を外部メモリ314から読み込み、RAM313に記憶する。
ステップS402で経路情報取得部231は、搬送予定のすべての移動体の走行予定経路の情報を取得する。自動搬送システム200は、倉庫や工場を管理する上位システム、例えば、WMSやMESなどから搬送タスクを受信し、当該タスクを任意の移動体に割付し、各移動体の搬送経路を生成する。WMSは、Warehouse Management Systemの略称である。MESは、Manufacturing Execution Systemの略称である。
経路情報取得部231は、生成された搬送経路に関する経路情報を取得する。経路情報は、各移動体の出発位置、目的位置、及び経由点の情報を含む。経路情報は、移動体ごとに設定される。
ステップS403で混雑度算出部232は、経路情報取得部231により入力された経路情報に基づき混雑度を算出する。混雑度は、移動体の走行予定経路を複数の区間に分割した区間ごとに求められる。混雑度は、区間ごとに同時刻に存在する移動体の密度を求めることで算出する。本実施形態において区間ごとの移動体の密度は、特定の時間範囲内において経路の一部として当該区間を含む経路情報の数をカウントすることで求める。
混雑度の算出例について図5を用いて説明する。図5(A)は経路情報の内、ある1つの経路を可視化した図である。移動体の走行経路の出発位置、目的位置、及び経由点となりうる点を黒点で示し、それぞれ座標(x,y)を付している。
図5(A)に実線の矢印で示す矢印501は、経路情報の一例であり、移動体の経路及び進行方向を示している。矢印501が示す経路は、出発位置が座標(1,0)であり、経由点が座標(1,1)と座標(2,1)であり、目的位置が座標(2,2)である。
このような経路情報に基づき各区間における移動体の密度を示す混雑度を算出する。本実施形態においては、図5(A)の任意の黒点と隣接する黒点を結ぶ点線の線分(矢印501の区間も含む)を混雑度算出対象の区間とし、区間ごとに経路情報の各経路に含まれる数をカウントする。例えば、図5(A)の実線の経路の場合、混雑度は、図5(B)のように3つの区間502、区間503、区間504が混雑度1となり、それ以外の区間は混雑度0となる。以上の算出方法を用いて、すべての移動体の経路情報に基づき算出したある時点の混雑度の一例を図5(C)に示す。図5(C)において、例えば座標(1,1)と座標(2,1)との間の区間である区間505の混雑度は10である。
ステップS404で追従走行計画部233は、経路情報取得部231により入力された経路情報及び混雑度算出部232により入力された混雑度に基づき各移動体に追従走行させるか否か及び追従走行させる区間を計画する。これらの計画方法の詳細な処理手順は後述する。
ステップS405で制御指示決定部234は、追従走行計画部233により入力された追従走行計画に基づいて、各移動体が自律走行から追従走行に切り替えて移動制御するための制御指示を決定する。この制御指示の決定方法の詳細な処理手順は後述する。
ステップS406でCPU311は、システムを終了(情報処理装置230を停止)するか否かを判定する。具体的には、ユーザからの終了指示を入力部315により受信した場合に終了する。そうでなければステップS402に戻り処理を継続する。
図6は、ステップS404の追従走行計画の詳細な処理手順を示すフローチャートである。
ステップS601で追従走行計画部233は、混雑度が高い区間を複数の移動体で追従走行すべき区間(この区間を追従走行推奨区間と呼ぶ)として決定する。混雑度が高いかを判定する閾値としては、あらかじめRAM313で記憶していた閾値を用いる。本実施形態ではこの閾値は混雑度8であるとする。図5(C)では区間505の混雑度は10であり、混雑度8以上であるため、当該区間を追従走行推奨区間として決定する。図5(C)では区間505以外の区間は混雑度8未満であるため、区間505以外の区間は追従走行推奨区間としない。
ステップS602で追従走行計画部233は、各移動体の経路を目的地ごとにグループ化する。グループ化の流れとしては、まず対象経路が追従走行推奨区間を含むか否かで、対象経路を走行予定の移動体に追従走行させるか否かを分類する。次に、目的位置が同じ経路同士が同じグループに属するようにグループ分けを行う。
グループ化の例について図7を参照して説明する。図7は、経路情報取得部231から取得した経路情報の一部を示す表であり、経路ID、出発位置、経由点、及び目的位置の列に加えてグループの列を追加した表となっている。
まず、各経路の出発位置から目的位置までの区間内において、ステップS601で決定した追従走行推奨区間を含むか否かでグループ化対象を分類する。図7の場合、経路ID=4の経路は追従走行推奨区間(図5(C)の経路505)を含まないため、グループ化対象外であり、経路ID=4のグループ列は“-”となっている。一方で、経路ID=1,2,3がグループ化対象である。
次に、目的位置が同じ経路ID同士が同じグループとなるように分類する。図7では、経路ID=1と経路ID=3の目的位置が同じであるため、この2つの経路を同じグループAとして分類し、経路ID=2は異なるグループBとして分類する。なお、本処理でグループ化対象となった経路を走行する移動体が追従走行対象の移動体となり、グループ化対象外の移動体に対しては追従走行を適用せず自律走行のみで移動制御する。
ステップS603で追従走行計画部233は、ステップS602で分類したグループごとに追従走行区間を決定する。本実施形態においては追従走行推奨区間を移動体の追従走行開始の区間とし、グループの目的位置が追従走行終了の地点となるように追従走行区間を設定する。
ここで、グループAの追従走行区間について図8を用いて説明する。図8では、図7の経路ID=1及び経路ID=3の経路を可視化している。経路ID=1の経路は、出発位置は地点811であり、目的位置は地点812であり、経路を実線で示している。一方、経路ID=3の経路は、出発位置は地点821であり、目的位置は地点822であり、経路を二点鎖線で示している。
追従走行推奨区間は座標(1,1)と座標(2,1)との間の区間であり、経路ID=1及び経路ID=3の目的地は座標(2,2)である。このため、座標(1,1)を始点として、座標(2,2)を終点とする区間831を追従走行区間として決定する。以上の処理手順をすべてのグループに対して行い、グループごとに追従走行区間を決定する。
ステップS604で追従走行計画部233は、追従走行計画の処理を終了するか否かを判定する。追従走行計画部233は、グループ化したすべてのグループに対して処理が完了した場合に終了する。そうでなければ、追従走行計画部233は、ステップS603に戻り処理を継続する。
図9は、ステップS405の制御指示決定の詳細な処理手順を示すフローチャートである。制御指示決定部234は、ステップS602で分類したグループごとにグループ内の移動体に対する制御指示を決定する。
ステップS901で制御指示決定部234は、制御指示を決める対象の移動体がグループ内で先頭の移動体か否か、すなわちグループ内で追従走行区間に最初に進入する移動体か否かを判定する。その移動体が先頭の移動体の場合はステップS902に進み、その移動体が先頭以外の移動体であればステップS903に進む。
ステップS902で制御指示決定部234は、グループ内で先頭の移動体に対して追従走行区間内の待機位置を決定する。グループ内で先頭の移動体は、後続の移動体を先導するため、自身は自律走行から追従走行へ切り替えず、追従走行区間内も継続して自律走行することになる。しかし、先頭の移動体を追従対象とする後続の移動体が追従走行区間内に進入する際に先頭の移動体との距離が一定以上ある場合、追従走行が困難な距離であるために自律走行から追従走行に切り替えられない可能性がある。本実施形態において追従方法としては、追従走行区間内で追従対象の移動体は同一の経路となるため、移動体の前方正面の距離センサの値が閾値以内となるように移動体を走行させる方法を用いる。そのため、先頭の移動体は、自身が追従走行区間内に進入した後、後続の移動体がこの閾値以内より近い位置に到着するまで待機する必要がある。そこで、制御指示決定部234は、先頭の移動体が待機する位置を制御指示として決定する。この待機位置の決定方法としては、グループ内の後続の移動体の全長及び各移動体が追従走行する際の前方の移動体との距離間隔の総和を求める。
ここで、先頭の移動体の待機位置の例を図10に示す。図10は、グループに含まれる移動体の数がnである場合の各移動体の待機位置を示している。追従走行区間1001は、このグループの移動体が追従走行する区間を示し、図8の区間831の入口部分である。移動体1002は、先頭の移動体である。矢印1003は、移動体の進行方向を示している。移動体1004は、先頭から数えて1番目に追従する移動体である。
制御指示決定部234は、先頭以外の後続の移動体が停止する位置を考慮して先頭の移動体1002が待機する位置を求める。制御指示決定部234は、まず、追従走行区間1001の入り口から先頭の移動体1002までの距離Dを求める。制御指示決定部234は、数1を用いて距離Dを計算する。
Figure 2024081181000002
数1において、先頭の移動体1002の全長はLであり、先頭から数えてi番目に追従する移動体の全長はlであり、i番目に追従する移動体が追従走行に切り替え可能な前方の移動体との距離間隔はdである。数1では、追従する移動体の全長及び距離間隔の総和を求め、この総和に先頭の移動体の全長Lを加算した結果を距離Dとして求める。本実施形態では、先頭の移動体1002は、追従走行区間1001の入り口に距離Dを加算した位置で待機する。図8の例では、先頭の移動体1002の待機位置の座標は、座標(1+D,1)である。
ステップS903で制御指示決定部234は、グループ内の先頭以外の移動体に対して自律走行と追従走行を切り替える位置を決定する。この決定方法は、先頭の移動体1002の待機位置の計算方法と同様に、切り替え位置を求める対象の移動体より後続する移動体の全長と距離間隔の総和から決定する。具体例を図10で説明する。先頭から数えて1番目に追従する移動体1004が追従走行へと切り替える位置は、2番目以降に追従する移動体の全長(l,…,l)及び距離間隔(d,…,d)の総和に、自身の全長(l)を加えれば良い。これを数式化すると数2で表される。
Figure 2024081181000003
数2は、先頭からm番目に追従する移動体の追従走行切り替え位置Dを求める数式である。以上の方法により自律走行から追従走行への切り替え位置を決めることができる。
一方で、追従走行から自律走行へと戻す位置は、追従走行区間の出口付近である。本実施形態においては、追従走行区間の出口は目的位置と同義であるため、目的位置との距離がRAM313で記憶する閾値以下となる位置を追従走行から自律走行への切り替え位置として決定する。
ステップS904で制御指示決定部234は、グループ内のすべての移動体に対する、待機位置決定及び追従切替位置決定の処理が完了したか否かを判定する。グループ内のすべての移動体に対して完了した場合はステップS905に進み、そうでなければステップS901に戻る。
ステップS905で制御指示決定部234は、すべてのグループに対する、待機位置決定及び追従切替位置決定の処理が完了したか否かを判定する。すべてのグループに対して完了した場合は制御指示決定処理を終了し、そうでなければステップS901に戻り処理を継続する。
<効果>
以上のように本実施形態によれば、複数の移動体の移動効率を向上できる。
<変形例1-1>
実施形態1において、混雑度算出部232は混雑度を経路情報に基づいて算出したが、本発明はこれに限られるものではなく、混雑度を算出できる方法であれば経路情報に基づいた方法以外に変形できる。本発明は、例えば、ユーザによる補助情報に基づいて混雑度を算出する方法や各移動体から取得した情報に基づいて混雑度を算出する方法を用いてもよい。
ユーザによる補助情報に基づいて混雑度を算出する場合は、ユーザが追従走行させたい区間、又はユーザが混雑すると予想する区間を、ユーザが入力部315から入力する。追従走行計画部233は、この入力情報に基づいて追従走行区間を決定してもよい。
各移動体から取得した情報に基づいて混雑度を算出する場合は、混雑度算出部232は、移動体の一時停止や緊急停止などの走行状態情報、速度低下や減速などの速度情報を用いて区間ごとに移動体の停止や減速の回数の総計を算出する。混雑度算出部232は、移動体の停止や減速の回数の総計に基づいて混雑度を算出してもよい。
混雑度算出部232は、障害物センサによる障害物の検知頻度が高ければ混雑度を高く設定してもよい。また混雑度算出部232は、位置姿勢計測センサの信頼度に基づいて信頼度が低いほど混雑度を高く設定してもよい。
ユーザによる補助情報に基づいて算出する方法であれば、ユーザ都合を考慮した追従走行計画を立てることができる効果がある。一方、各移動体から取得した情報に基づいて算出する方法であれば、時々刻々と混雑する区間が変化するような状況である場合に追従走行区間を随時最適な区間に設定できるという効果がある。
また、実施形態1において、混雑度算出部232は混雑度を算出するために経路を分割しており、この分割粒度は図5のように経路分岐点の間を繋ぐ直線区間を1区間としていたが、本発明はこれに限られるものではない。本発明は、区間が経路の一部分となっていれば分割粒度は問わない。例えば、直線距離1mを区間の分割粒度として1mごとに混雑度を求めてもよい。このように区間の分割粒度を細かくすることで、追従走行する範囲をより細かく調整できるという効果がある。
<変形例1-2>
実施形態1において、追従走行計画部233は追従走行対象の移動体に対して目的地ごとにグループ化したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明は、経路又は移動体が持つ属性に基づいてグループに分類できれば、目的地ごとのグループ化以外に変形することができる。
例えば、目的地に替えて走行速度や移動体の大きさでグループ化してもよい。走行速度でグループ化する場合、追従走行区間内で速度が速いグループを優先して通過させることで移動効率化させる効果がある。また、移動体の大きさでグループ化する場合、追従走行する移動体の全長の長さから求まる隊列の長さを考慮して、効率の良い隊列の長さに上限を設定してもよい。例えば、1台ずつしか進入できない交差点がある場合、一方で長い隊列が通行中は他のレーンの移動体がしばらく交差点を通過できず待つこととなる。そのため、全長の長さが一定以上の移動体をグループから外すなど、追従走行の対象から除外することで、搬送を効率化させる効果がある。
また、実施形態1において、追従走行計画部233は目的地ごとのグループ化にあたり、グループの分割方法としてはグループが同じか否かの判定のみにより分割したが、本発明はこれに限られるものではない。本発明は、同じ属性を持つ移動体ごとに分割できれば他の属性情報を加えてグループをより細かく分割することができる。このように本発明は、複数の移動体のそれぞれをその属性ごとに分類してグループ化する属性分類部を有してもよい。この属性は、複数の移動体のそれぞれの経路における目的位置、複数の移動体のそれぞれの走行速度、及び複数の移動体のそれぞれの大きさの少なくとも一つであってもよい。
例えば、時間軸を考慮した分割、グループ内の移動体数の上限数や下限数を設定してそれに基づいて分割してもよい。時間軸を考慮した分割の場合は、追従走行区間への進入時刻が近いものが同じグループとなるよう分割することで、追従走行する各移動体が後続の移動体を待つ時間が短縮し、より効率的な追従走行を実現できるという効果がある。
一方、グループ内の移動体数の上下限を決めて分割する場合は、具体的には移動体の大きさや通路の幅・奥行に応じて上下限を設定してもよい。移動体の大きさ(幅や全長)に基づいて決める方法であれば、前述したように複数の大きい移動体が隊列走行する場合には制限を設けることで交差点通行の効率を向上させることができる。このため、移動体の大きさが大きいほど上限数を厳しく設定する(上限数を少なくする)ことで、搬送効率を向上できる効果がある。
また、通路の幅・奥行が狭い・短いほど上限数を厳しく設定する(上限数を少なくする)方法であれば、現場の環境に応じて最適な隊列の構成台数を決定できるという効果がある。
さらに、グループ内の移動体の上下限に加えて、1グループ内の隊列の詳細構成を変動させてもよい。例えば、混雑度に応じて隊列の列数を変えてもよい。混雑度が高い場合は列数を増やして複数の列で追従走行させることで、より効率よく搬送できる効果がある。
また、追従走行計画部233は追従走行対象の移動体に対するグループ化を必ずしも必要とすることはなく、グループ化せずに各移動体が追従走行区間内で追従走行するか否かのみを決定してもよい。その場合は、制御指示決定部234は各移動体の追従走行区間への進入時刻に基づいて追従対象とする移動体を決定する。
<変形例1-3>
実施形態1において、制御指示決定部234はグループ内の移動体において追従走行のための待機位置及び追従切替位置を決定していたが、本発明はこれに限られるものではない。本発明はグループ内の各移動体に対して制御指示を決定できれば決定対象は、位置情報以外に変形することができる。
例えば、時刻情報、追従方法、移動制御方法、又はセンサ制御方法を制御指示対象としてもよい。時刻情報の場合、先頭の移動体に対してはグループ内の後続の移動体を待ち、走行を再開させる時刻を設定し、先頭以外の移動体に対してはグループ内の追従する順番に応じて追従走行区間に進入する時刻を少しずつ遅らせて設定する。これにより、円滑な追従走行への切り替え制御を行えるという効果がある。
追従方法の場合、具体的な方法としては、前方の移動体の後部にマーカーを配置しておき、マーカー認識技術を用いてマーカーの方向に進むよう移動制御する方法を用いてもよい。また、移動体間の通信を用いて前方の移動体から自己位置情報を受信して前方の移動体の存在する位置に向かって移動制御する方法を用いてもよい。これらの方法を用いて、前方の移動体に対してマーカー認識可能か、又は前方の移動体から通信で位置情報を受信可能か、などその時の状況に応じて実現可能な追従方法を選択することができるという効果がある。
移動制御方法の場合、混雑度が高いほど走行速度が低速となるように設定する、又は混雑度が高いほど追従走行する移動体の前方との距離間隔を狭くなるよう設定する。これにより、混雑具合に適した走行速度・距離間隔となり移動効率化につながるという効果がある。
センサ制御方法の場合、混雑度が高い時は前方の障害物センサ又は位置姿勢計測センサを無効化する、あるいは混雑度が高いほど障害物センサの計測範囲を狭くする。これにより、障害物検知センサや位置姿勢計測センサの誤検知や不安定化による一時停止や減速などを抑え、搬送効率化するという効果がある。
<変形例1-4>
実施形態1において、情報処理装置230による追従走行の計画及び各移動体への制御指示の決定について、表示部211に表示されるGUIを用いてユーザによる確認や調整ができるようにしてもよい。図11は、追従走行計画及び制御指示を表示や修正するGUI1100を示す図である。
GUI1110は、追従走行計画部233が決定した追従走行区間及び各移動体が追従走行しているか否かを表示するGUIである。GUI1110は、実施形態1における図5の経路を表示しており、図5(C)の各経路の混雑度を表示1111のようにヒートマップを用いて可視化しており、混雑度が高い経路ほど領域内の黒色が濃くなるように表示している。
表示1112は、現在走行中の移動体を経路上にマッピングして示している。表示1113は、追従走行計画部233が決定した追従走行区間を示しており、追従走行区間内で走行する移動体の内、追従走行している移動体のグループは、表示1114に示すように枠線で囲まれる。また、表示1115のように追従走行する候補の領域をユーザが設定し、それに基づき追従走行計画部223は追従走行区間を決定してもよい。
GUI1120は、走行推奨区間の閾値を調整するGUIである。GUI1120では、閾値調整バーを左右に移動させることでステップS601において追従走行計画部233が走行推奨区間を決定する際に用いる混雑度の閾値を変更できる。
GUI1130は、追従時の距離間隔を調整するGUIである。GUI1130では、閾値調整バーを移動させることでステップS902及びS903において制御指示決定部214が各移動体の追従走行開始位置を決定する際に用いるパラメータを調整できる。
GUI1140は、追従可能な移動体の数を調整するGUIである。GUI1140では、調整バーを移動させることでステップS602において追従走行計画部213がグループ化する時のグループ内の移動体数の上限及び下限の閾値を調整できる。
表示部211は、GUI1100に示す情報以外の情報を表示してもよい。例えば、表示部211は、制御指示決定部234から各移動体の追従走行開始位置を取得し、経路上に表示してもよい。なお、表示部211での表示内容は、表示部316で表示するものであってもよい。表示部211は、追従走行計画部233が決定した追従走行に関する情報及び制御指示決定234が決定した複数の移動体のそれぞれに対する制御指示情報の少なくとも一方を表示装置に対して出力するものであってもよい。
また、表示部211の目的としては、自動搬送システム200の管理者向けに上記のような情報を提示する以外にも、移動体220の周囲の人間に対して情報を提示してもよい。例えば、表示部211として赤色、黄色及び緑色の三色灯を用いることができ、この場合、追従走行時には黄色のライトを点灯させ、自律走行時には緑色のライトを点灯させてもよい。また、表示部211で表示する代わりに、又は、表示部211で表示するとともに音声ガイドで追従走行する旨を伝えてもよい。また、表示部211は、追従走行するグループが通過する時刻を提示し、周囲の作業者が通行できない時間帯を把握できるようにすることで、作業者が通行する経路や通行するタイミングの決定などに役立ててもよい。
以上のように、本変形例では、追従走行計画時又は各移動体への制御指示決定時のパラメータ入力や処理結果を提示するGUIにより、ユーザに直感的な理解を促し、追従走行計画及び制御指示決定時の利便性をより向上できる。
制御指示決定部234は、追従走行区間内で追従走行する移動体に対して、走行速度、前方の移動体との距離間隔、及び該移動体に搭載するセンサの計測パラメータの少なくともいずれかを決定するものであってよい。
[実施形態2]
以下、本発明の実施形態2について説明する。実施形態1では、移動体の走行予定経路に基づいて混雑度を算出し、混雑度に基づいて追従走行の区間や対象となる移動体を決定していた。実施形態2では、混雑の度合いに関係なく、複数の移動体で目的地が近ければ追従走行させる。混雑時の搬送効率向上以外の、移動体を追従走行させる動機としては、作業員も含めた全体での作業効率を向上させる目的が挙げられる。例えば、自動搬送システムを考えた時に、移動体が物品を搬送して目的地に到着した後に、荷下ろしや荷下ろし後の作業などの必ず人手が必要となる場合がある。このような場合、ある1つの目的地又はその周辺に複数の移動体が到着する時刻が集中していた方が作業をまとめて行えるため作業員の時間効率的に良い。そこで、実施形態2では、目的地エリアごとに移動体を分類し、同じ分類の移動体の共通経路を推定し、その共通経路上で複数の移動体を追従走行させる。
図12は、本実施形態に係る情報処理装置を備える自動搬送システムの構成例を示す図である。実施形態2に係る情報処理装置の機能構成は、実施形態1で説明した図2の情報処理装置230の機能構成に対して、混雑度算出部232の代わりに共通経路推定部1232を有する点で相違する。実施形態2においては、共通経路推定部1232に係る処理以外については、実施形態1と同様のため説明を省略する。
実施形態2に係る共通経路推定部1232は、経路情報取得部231が入力する経路情報に基づき複数の移動体の共通経路を推定する。共通経路推定部1232は、推定した共通経路の情報を追従走行計画部233に出力する。
図13は、実施形態2に係る情報処置装置230が実行する全体処理を示すフローチャートである。実施形態1で説明した情報処理装置230の処理手順を説明する図4と同一であるステップについては説明を省略し、実施形態1と異なる処理手順のみを説明する。
ステップS401でCPU311は、情報処理装置230の初期化を行う。この際、CPU311は、共通経路推定時に用いる閾値を外部メモリ314から読み込み、RAM313に記憶する。
ステップS1201で共通経路推定部1232は、経路情報取得部231により入力された経路情報に基づき共通経路を推定する。共通経路の推定方法としては、移動体が走行し得る領域をエリア分割し、経路情報の中で目的位置が同じエリアとなる経路を抽出し、その抽出した経路同士で重複する経路区間を共通経路とする。
共通経路の推定方法の具体例について、図14を用いて説明する。図14において、黒点1301は、出発位置、目的位置、及び経由点となり得る地点の一例である。まずは、経路情報の中で目的位置となる地点同士でユークリッド距離がRAM313で記憶する閾値以下の点を同じエリアとなるようにエリア分割する。図14では、エリア1302とエリア1303の2つのエリアに分割されている。
次に、経路情報の内、同じエリアに属する目的位置への経路間で共通して含まれる経路区間を推定する。図14の実線の矢印は、ある2つの経路を示しており、この2つの経路の場合、共通経路区間は経路区間1304である。そのため、この場合は経路区間1304が共通経路であるとする推定結果が得られる。
実施形態2のステップS404では、図6に示した実施形態1の処理手順の内、ステップS601及びステップS602の処理を行わずスキップし、ステップS603の処理のみを実行する。ステップS603で追従走行計画部233は、ステップS1201で推定した共通経路を追従走行区間として決定する。
<効果>
以上のように本実施形態によれば、複数の移動体の移動効率を向上できる。さらに、移動体の到着に依存する他の作業を考慮して全体として作業を効率化できる。
<変形例2-1>
実施形態2において、共通経路推定部1232は、経路情報に基づき目的位置でエリア分割していたが、本発明はこれに限られるものではなく、エリア分割できる対象であれば目的位置以外を対象にする変形もできる。例えば、目的位置に替えて出発位置でエリア分割してもよい。出発位置でエリア分割する場合、ある一定距離の領域内で複数の移動体でまとめて空車ができる場合に、同じタイミングで隊列を組んで出発できる。このため、例えば荷積みのような出発位置での作業を時間的に集中して実施でき、全体の作業効率を向上する効果がある。また本発明は、出発位置及び目的位置の両方でエリア分割してもよい。
また、実施形態2において、共通経路推定部1232は、予め決められた経路に対する共通の経路区間を推定していたが、本発明はこれに限られるものではなく、共通の経路区間を推定できればあらかじめ決められた経路以外に変形できる。例えば、他の経路と共通の経路区間を持たない経路を、他の経路と共通の経路区間ができるよう迂回する経路に変更し、変更後の経路と共通となり得る経路区間を共通経路区間として推定してもよい。この場合、元々共通の経路区間を持たなかった移動体、すなわち追従対象外だった移動体が追従対象となり、目的位置に到着するタイミングを他の移動体と合わせることができるため、作業全体をさらに効率化できる効果がある。
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
本実施形態の開示は、以下の構成及び方法を含む。
(構成1)
複数の移動体の走行経路を計画する情報処理装置であって、
前記複数の移動体のそれぞれの走行予定の経路情報を取得する経路情報取得手段と、
前記経路情報取得手段が取得した経路を複数の区間に分割し、区間内に存在する移動体の密度を表す混雑度を区間ごとに算出する混雑度算出手段と、
前記混雑度算出手段が算出した混雑度に基づいて、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間を決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画手段と、
前記追従走行計画手段が決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
(構成2)
前記複数の移動体のそれぞれをその属性ごとに分類してグループ化する属性分類手段をさらに有し、
前記追従走行計画手段は、前記属性分類手段が分類したグループごとに隊列となって追従走行するか否か及び追従走行区間を決定する、
ことを特徴とする構成1に記載の情報処理装置。
(構成3)
前記属性は、前記複数の移動体のそれぞれの経路における目的位置、前記複数の移動体のそれぞれの走行速度、及び前記複数の移動体のそれぞれの大きさの少なくとも一つである、
ことを特徴とする構成2に記載の情報処理装置。
(構成4)
前記制御指示決定手段は、追従走行区間内で追従走行する移動体に対して、走行速度、前方の移動体との距離間隔、及び該移動体に搭載するセンサの計測パラメータの少なくともいずれかを決定する、
ことを特徴とする構成1から3のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(構成5)
表示手段をさらに備え、
前記表示手段は、前記追従走行計画手段が決定した追従走行に関する情報及び前記制御指示決定手段が決定した前記複数の移動体のそれぞれに対する制御指示情報の少なくとも一方を表示装置に対して出力する、
ことを特徴とする構成1から4のいずれか一つに記載の情報処理装置。
(方法1)
複数の移動体の走行経路を計画する情報処理装置の制御方法であって、
前記複数の移動体のそれぞれの走行予定の経路情報を取得する経路情報取得工程と、
前記経路情報取得工程で取得した経路を複数の区間に分割し、区間内に存在する移動体の密度を表す混雑度を区間ごとに算出する混雑度算出工程と、
前記混雑度算出工程で算出した混雑度に基づいて、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間を決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画工程と、
前記追従走行計画工程で決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
(プログラム1)
構成1乃至5のいずれか1つに記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
(構成6)
複数の移動体の走行経路を計画するための情報処理装置であって、
前記複数の移動体の各移動体の走行予定の経路情報を取得する経路情報取得手段と、
前記経路情報取得手段が取得した経路に基づいて、出発位置及び目的位置の少なくとも一方に基づきエリア分割し、分割されたエリアごとに前記複数の移動体のそれぞれが共通して通過する経路区間を推定する共通経路推定手段と、
前記共通経路推定手段が推定した共通経路区間を、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間として決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画手段と、
前記追従走行計画手段が決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定手段と、
を備えることを特徴とする情報処理装置。
(方法2)
複数の移動体の走行経路を計画するための情報処理装置の制御方法であって、
前記複数の移動体の各移動体の走行予定の経路情報を取得する経路情報取得工程と、
前記経路情報取得工程で取得した経路に基づいて、出発位置及び目的位置の少なくとも一方に基づきエリア分割し、分割されたエリアごとに前記複数の移動体のそれぞれが共通して通過する経路区間を推定する共通経路推定工程と、
前記共通経路推定工程で推定した共通経路区間を、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間として決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画工程と、
前記追従走行計画工程で決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定工程と、
を備えることを特徴とする制御方法。
(プログラム2)
構成6に記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
101 壁
102 自律走行中の移動体
103 追従走行中の移動体
110 集中制御装置

Claims (10)

  1. 複数の移動体の走行経路を計画する情報処理装置であって、
    前記複数の移動体のそれぞれの走行予定の経路情報を取得する経路情報取得手段と、
    前記経路情報取得手段が取得した経路を複数の区間に分割し、区間内に存在する移動体の密度を表す混雑度を区間ごとに算出する混雑度算出手段と、
    前記混雑度算出手段が算出した混雑度に基づいて、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間を決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画手段と、
    前記追従走行計画手段が決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定手段と、
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
  2. 前記複数の移動体のそれぞれをその属性ごとに分類してグループ化する属性分類手段をさらに有し、
    前記追従走行計画手段は、前記属性分類手段が分類したグループごとに隊列となって追従走行するか否か及び追従走行区間を決定する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  3. 前記属性は、前記複数の移動体のそれぞれの経路における目的位置、前記複数の移動体のそれぞれの走行速度、及び前記複数の移動体のそれぞれの大きさの少なくとも一つである、
    ことを特徴とする請求項2に記載の情報処理装置。
  4. 前記制御指示決定手段は、追従走行区間内で追従走行する移動体に対して、走行速度、前方の移動体との距離間隔、及び該移動体に搭載するセンサの計測パラメータの少なくともいずれかを決定する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  5. 表示手段をさらに備え、
    前記表示手段は、前記追従走行計画手段が決定した追従走行に関する情報及び前記制御指示決定手段が決定した前記複数の移動体のそれぞれに対する制御指示情報の少なくとも一方を表示装置に対して出力する、
    ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
  6. 複数の移動体の走行経路を計画する情報処理装置の制御方法であって、
    前記複数の移動体のそれぞれの走行予定の経路情報を取得する経路情報取得工程と、
    前記経路情報取得工程で取得した経路を複数の区間に分割し、区間内に存在する移動体の密度を表す混雑度を区間ごとに算出する混雑度算出工程と、
    前記混雑度算出工程で算出した混雑度に基づいて、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間を決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画工程と、
    前記追従走行計画工程で決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定工程と、
    を備えることを特徴とする制御方法。
  7. 請求項1乃至5のいずれか1つに記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
  8. 複数の移動体の走行経路を計画するための情報処理装置であって、
    前記複数の移動体の各移動体の走行予定の経路情報を取得する経路情報取得手段と、
    前記経路情報取得手段が取得した経路に基づいて、出発位置及び目的位置の少なくとも一方に基づきエリア分割し、分割されたエリアごとに前記複数の移動体のそれぞれが共通して通過する経路区間を推定する共通経路推定手段と、
    前記共通経路推定手段が推定した共通経路区間を、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間として決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画手段と、
    前記追従走行計画手段が決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定手段と、
    を備えることを特徴とする情報処理装置。
  9. 複数の移動体の走行経路を計画するための情報処理装置の制御方法であって、
    前記複数の移動体の各移動体の走行予定の経路情報を取得する経路情報取得工程と、
    前記経路情報取得工程で取得した経路に基づいて、出発位置及び目的位置の少なくとも一方に基づきエリア分割し、分割されたエリアごとに前記複数の移動体のそれぞれが共通して通過する経路区間を推定する共通経路推定工程と、
    前記共通経路推定工程で推定した共通経路区間を、移動体が他の移動体に追従走行する追従走行区間として決定し、前記複数の移動体のそれぞれに対して前記追従走行区間内で追従するか否か決定する追従走行計画工程と、
    前記追従走行計画工程で決定した追従走行計画に従って前記複数の移動体のそれぞれへの制御指示を決定する制御指示決定工程と、
    を備えることを特徴とする制御方法。
  10. 請求項8に記載の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
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