JP4853277B2

JP4853277B2 - 自律移動装置群制御システム

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Publication number: JP4853277B2
Application number: JP2006347363A
Authority: JP
Inventors: 亮介村井; 龍雄酒井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-12-25
Filing date: 2006-12-25
Publication date: 2012-01-11
Anticipated expiration: 2026-12-25
Also published as: JP2008158841A

Description

本発明は、搬送等を行う複数台の自律移動装置の制御を行う自律移動装置群制御システムに関する。

従来から、複数の機器と、これらの機器に対して物品を供給または回収するために移動する複数台の自律移動装置と、これらの自律移動装置の運行を監視して制御する中央制御装置を備えたシステムがある。このようなシステムにおいて、自律移動装置が一所に密集して互いにその移動を妨げないようにして、搬送効率の低下を防止することが望まれる。

そこで、無人搬送車などの移動体による搬送効率を高めるために、無人搬送車が活動する領域内に、無人搬送車をまんべんなく割り当てるようにして、搬送効率の保持を図る移動体割当システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、複数のエリアの各エリアに、必要な無人搬送車を管理するコントローラを備えることにより、エリアに必要な台数分の無人搬送車を移動させることにより搬送の効率化を図るシステムが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平１０−３９９２９号公報特開２００４−２２７０５９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるようなシステムにおいては、無人搬送車をまんべんなく配置することが目的であり、搬送業務の忙しいエリアへ無人搬送車を移動させることができなく、また、特許文献２に示されるようなシステムにおいては、１つのエリアに無人搬送車が密集し、かえって搬送の効率が低下するという問題がある。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、搬送業務の忙しい場所へは多くの自律移動装置を移動させ、かつ、搬送能力の低下につながる自律移動装置の一所への密集を回避して、自律移動装置の有効活用を図ると共に効率的な搬送を実現できる自律移動装置群制御システムを提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、所定の領域内に配置された複数の機器に対して物品を供給または回収するために障害物を回避しながら自律移動する複数の自律移動装置と、前記自律移動装置に前記供給または回収の動作指示を行う中央制御装置と、を備えた自律移動装置群制御システムにおいて、前記所定の領域は、複数のサブ領域を有して構成され、前記中央制御装置は、前記機器のうちの目標とする機器である目標機器に前記自律移動装置のいずれかを指定して前記供給または回収の動作指示を行う動作指示部と、前記各サブ領域内に存在する前記自律移動装置の台数を取得する装置台数取得部と、前記サブ領域に同時に存在できる前記自律移動装置の最大台数を記憶するための記憶部と、を備え、前記サブ領域は、自律移動装置が他の自律移動装置の移動を妨げないで存在できる領域がある場合に、その領域を外した領域を当該サブ領域内の特定領域として設定され、前記装置台数取得部は、前記特定領域が設定されているサブ領域では、その特定領域内における自律移動装置の台数のみを当該サブ領域内の自律移動装置の台数とし、前記動作指示部は、前記目標機器に前記自律移動装置を指定する際に、前記装置台数取得部によって取得した自律移動装置の台数と前記記憶部に予め記憶した前記最大台数とを比較して、前記目標機器の存在するサブ領域にさらに自律移動装置の台数増が可能な場合に、前記目標機器に対して当該サブ領域内に存在しない自律移動装置を指定して前記動作指示を行うことを可能とするものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自律移動装置群制御システムにおいて、前記最大台数は、前記サブ領域内に存在する機器の数に応じて定めるものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の自律移動装置群制御システムにおいて、前記動作指示部は、前記最大台数を超えることになる自律移動装置に対して、所定の条件のもとで前記動作指示を行うものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の自律移動装置群制御システムにおいて、前記所定の条件は、最大台数を超えることになる前記自律移動装置に対する動作指示に続いて行う次の動作指示が、当該自律移動装置を指定した目標機器の存在するサブ領域から当該自律移動装置を退出させる動作指示となる条件のものである。

請求項５の発明は、請求項３に記載の自律移動装置群制御システムにおいて、前記所定の条件は、最大台数を超えることになる前記自律移動装置とは別の自律移動装置が、前記目標機器の存在するサブ領域から他のサブ領域に向けて移動中という条件のものである。

請求項１の発明によれば、サブ領域に同時に存在できる自律移動装置の最大台数を超えないように自律移動装置が動作指示されるので、複数の自律移動装置が集中してお互いの動作が干渉するというような搬送能力の低下につながる自律移動装置の一所への密集を回避して効率的な搬送を実現できる。また、例えば、サブ領域内に自律移動装置があまり行き来しない充電装置などが配置されていて混雑しない領域がある場合に、そのような混雑しない領域を外した領域をサブ領域の特定領域として設定し、その特定領域における自律移動装置の台数を当該サブ領域内の自律移動装置の台数とすることにより、各サブ領域の状況に即した台数を取得することができるので、効率的な搬送を実現できる。

請求項２の発明によれば、物品を供給または回収する自律移動装置の数を機器の台数に応じて調整できるので、例えば、少ない機器しか存在しないサブ領域に対しては少ない最大台数とすることにより自律移動装置の有効活用を図ることができる。

請求項３の発明によれば、最大台数を超える場合でも実質的に問題がない場合については柔軟に対応できるので、高い搬送効率を維持できる。

請求項４の発明によれば、サブ領域から退出することが予定されている自律移動装置を最大台数を超えてサブ領域に移動させるので、その自律移動装置は特定の時間だけサブ領域に台数超過して存在することになり、搬送効率の低下につながるような混雑や干渉を引き起こすことなく効率的な搬送を実現できる。

請求項５の発明によれば、最大台数を超えて複数の自律移動装置が滞在するのは、特定の時間だけに限定されるので、搬送効率の低下をきたすことなく、効率的な搬送を実現できる。

以下、本発明の実施形態に係る自律移動装置群制御システムについて、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係る自律移動装置群制御システムの構成例と作業領域の例を示し、図２は同制御システムの構成概念を示す。自律移動装置群制御システム１は、所定の領域Ａ内に配置された複数の機器２に対して物品を供給または回収するために障害物を回避しながら自律移動する複数の自律移動装置３と、自律移動装置３に供給または回収の動作指示を行う中央制御装置４と、を備えている。

所定の領域Ａは、複数のサブ領域、例えば、図１に示す例では、３つのサブ領域ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３を有して構成されており、各サブ領域の内側向きの矢印を添えて示されている機器２は、搬送物を搬出する機器（搬送物を引き渡す機器）である。また、外側向きの矢印を添えて示されている機器２は、搬送物を搬入する機器（搬送物を受け取る機器）である。

また、領域Ａは自律移動装置３の移動する作業領域であって、各サブ領域ＳＡ１，ＳＡ２，ＳＡ３には、それぞれのサブ領域内に進入可能な自律移動装置３の最大台数Ｍｘが設定されている。サブ領域ＳＡ１，ＳＡ２では、それぞれ最大台数Ｍｘ＝３であり、サブ領域ＳＡ３では、最大台数Ｍｘ＝２である。

中央制御装置４は、搬送業務の忙しい場所へは多くの自律移動装置３を移動させるが、その際に、各サブ領域に設定された最大台数Ｍｘを参照して、搬送能力の低下につながる自律移動装置の一所への密集を回避して、自律移動装置３の有効活用を図ると共に効率的な搬送を実現する。

そこで、図１の場合、中央制御装置４は、サブ領域ＳＡ１のサブ領域内の最大台数Ｍｘ＝３に対してサブ領域ＳＡ１内の台数が３台であるので、サブ領域ＳＡ１への自律移動装置３の進入を制限する。従って、サブ領域ＳＡ２から、サブ領域ＳＡ１に向かう、破線矢印ａで示されるような自律移動装置３の移動は、このような、中央制御装置４による自律移動装置３の台数分布を調整する機能によって、禁止される。

次に、機器２、自律移動装置３、および中央制御装置４の詳細を図３、図４、図５を参照して説明する。

（機器２）
機器２は、図３に示すように、中央制御装置４と通信をするための通信手段２１と、搬送物を受け渡しする搬送物受け渡し手段２２と、搬送物の搬出の要求または、搬送物を搬入または搬出する要求を生成する搬入出要求生成手段２３と、取り扱う搬入出物品などを特定するために必要な機器２の種別を設定する種別設定手段２４を備えている。

搬送物受け渡し手段２２は、自律移動装置３との搬送物の受け渡しを行う搬送物受け渡し部２２ａと、自律移動装置３との通信を行うための通信部２２ｂと、を備えている。機器２の構成は、ここに示したような構成に限定されるものではなく、中央制御装置４が機器２の物品の搬出または搬入の要求および種別の情報が判断できる構成であり、自律移動装置３が搬送物の受け渡しを行える構成であればよい。

機器２は、自律移動装置３によって搬送されてきた搬送物（物品）に対して、加工、塗装、梱包、検査、測定などの何らかの処理を施して、再度、搬送物として、自律移動装置３に引き渡す。

機器２は、搬送物を受け入れる（搬入する）準備ができると、搬入または搬出の要求を生成する搬入出要求生成手段２３により、「搬入要求」を通信手段２１を用いて、中央制御装置４に通知する。また、機器２は、搬送物を渡す（搬出する）準備ができると、搬入出要求生成手段２３により、「搬出要求」を通信手段２１を用いて、中央制御装置４に通知する。機器２の搬送物受け渡し手段２２は、通信手段２１により自律移動装置３との通信を開始すると、予め設定されたルールに基づいて、搬送物受け渡し部２２ａを動作させ、これにより搬送物の受け渡しを行う。

（自律移動装置３）
自律移動装置３は、図４に示すように、中央制御装置４と通信をするための通信手段３１と、外部環境を認識する環境認識手段３２と、走行するための走行手段３３と、目的地が指令された際に、目的地までの経路を生成して障害物を回避しつつ目的地まで自律移動するように走行手段３３を制御する走行制御手段３４と、走行手段３３の駆動源および各部の電源とされる電池３３ａと、搬送物の受け渡しを行う搬送物受け渡し手段３５と、自律移動装置３の動作を設定する動作設定手段３６と、を備えている。

走行制御手段３４は、各種パラメータや地図情報などを記憶する第１記憶部３４ａと、機器２や充電装置の所在地などの目的地が指示された際に地図情報に基づいて移動経路を生成する経路生成部３４ｂと、環境認識手段３２から得られる情報に基づいて障害物を検出する障害物検出部３４ｃと、自律移動装置３の現在場所（自己位置）を取得する位置情報取得部３４ｄと、走行手段３３を制御する走行制御部３４ｅと、を備えて構成されている。

第１記憶部３４ａに記憶された地図情報（地図）には、稼働領域における自己位置認識のための標識情報や、次に述べる経路生成部３４ｂが移動経路を生成するために用いるノード情報などが含まれている。ノードは、自律移動装置２の稼働領域に定義されて分布している多数の目標点であり、例えば、移動可能な移動路の曲がり角がノードとされ、広い走行領域に分布配置された格子点などがノードとされる。各ノードの座標値、ノード間が一方通行なのか双方通行なのかなどの情報、各ノード間の相互の接続関係などがノード情報として設定されて定義されている。

経路生成部３４ｂは、地図情報に含まれるノード情報を用いて、現在地から目的地までの移動経路を生成する。ここで、経路生成部３４ｂによる、ノード情報を用いた移動経路の生成の概要を説明する（以下に示す移動経路の生成の詳細については、例えば、特開２００５−０５０１０５号公報参照）。

上述のノード情報は、各ノード間の相互の接続関係の他に、ノード間を移動するために必要なコスト（距離、時間、エネルギなどの評価値）情報などが設定されて定義されている。経路生成部３４ｂは、現在地から、目的地までの移動経路を生成する際に、移動経路の最適化や移動効率の基本概念として、移動コストの概念を用いる。移動コストは、２点間を移動するのに要する、時間やエネルギなどで見積もることができる。最も一般的なコストとして、２点間の直線距離、又は直線距離の和を用いることができる。しかしながら、自律移動装置３の機能に応じて、移動コストの概念は異なるものとなる。

自律移動装置３は、障害物を回避したりするためや、移動コストを最少とするために移動経路を見直しながら進むので、移動中の各時点において移動経路を再生成することがある。経路生成部３４ｂによって生成される移動経路は、第１記憶部３４ａに記憶された地図情報に予め定められたノードをたどるように、つまりノードを経由するように生成される。

障害物検出部３４ｃは、環境認識手段３２が備えた、例えば、レーザレーダや超音波センサ、撮像装置などで得た情報から、障害物の自律移動装置３に対する位置を得る。その情報は、衝突回避や障害物回避を行うため走行制御部３４ｅや経路生成部３４ｂで参照され、走行速度変更や移動経路変更が行われる。

位置情報取得部３４ｄは、例えば、ジャイロを内蔵したり、走行手段３３の車輪にエンコーダを取り付けたりして、これらの出力する加速度情報や車輪の回転数情報などから、移動距離や回転角度を積算することにより自己位置や姿勢（自律移動装置２の位置や進行方向）を求めて、地図上の自己位置を取得する。また、環境認識手段３２が検出した標識を地図上で確認することにより自己位置を補正できる。

搬送物受け渡し手段３５は、機器２と搬送物の受け渡しを行う搬送物受け渡し部３５ａと、機器２との通信を行う通信部３５ｂと、を備えて構成されている。

動作設定手段３６は、一連の動作設定を行う動作設定部３６ａと、一連の動作などを記憶しておく第２記憶部３６ｂと、を備えて構成されている。

自律移動装置３は、中央制御装置４からの動作指示を、通信手段３１を用いて取得する。指示を受けた自律移動装置３は、動作設定手段３６の動作設定部３６ａによって動作のシナリオを設定し、第２記憶部３６ｂに記憶し、その後、動作のシナリオに従って動作する。この動作のシナリオは、上述の経路生成部３４ｂによって生成された、現在地から目的地までの移動経路に、移動中の移動速度や目的地で行う動作の条件などを付加したものである。従って、走行手段３３を制御する手順や、自律移動装置３の動作の手順は、全てこのシナリオによって規定されており、走行制御手段３４と搬送物受け渡し手段３５とは、シナリオの内容に沿って制御される。つまり、自律移動装置３は、自ら生成したシナリオに従って自律移動し、搬入や搬出の受け渡し動作などを行う。

自律移動装置３が中央制御装置４から受ける動作指示は、例えば、「目的地への移動、搬送物の受け渡し」などである。このような動作指示を取得した動作設定部３６ａは、走行制御手段３４に対して、目的地までの移動を指示する。目的地は、例えば、搬送物の受け渡しを要求している機器２の所在地の他に、充電装置の位置や、待機位置の場合もある。自律移動装置３が、搬送物受け渡しの動作指示を受けている場合には、目的地、すなわち目標機器２の所在地に到着後、動作設定部３６ａは、搬送物受け渡し手段３５に、搬送物受け渡しを指示する。

搬送物受け渡し手段３５は、搬送物受け渡しの指示を取得すると通信部３５ｂを用いて機器２の通信部２２ｂとの通信を行い、予め設定されたルールに基づいて、搬送物受け渡し部３５ａを動作させ、これにより、搬送物の受け渡しを行う。搬送物受け渡しが終了した後、自律移動装置３は、「待機中」となり、新たな動作指示受付可能な状態となる。

（中央制御装置４）
中央制御装置４は、図５に示すように、複数の機器２との通信、および、複数の自律移動装置３との通信を行うための通信手段４１と、動作指示手段４２と、を備えて構成されている。

動作指示手段４２は、各種パラメータの記憶、自律移動装置３の情報、機器２の情報、および地図情報、サブ領域に同時に存在できる自律移動装置３の最大台数Ｍｘなど記憶する記憶部１３と、各サブ領域ＳＡ１などの設定を行うサブ領域設定部１０と、サブ領域ＳＡ１などに存在する自律移動装置３の台数を取得する装置台数取得部１２と、機器２のうちの目標とする機器２（以下目標機器という）に自律移動装置３のいずれかを指定して供給または回収の動作指示を行って各自律移動装置３の移動先を決定する動作指示部１１と、を備えている。

上述の動作指示部１１は、目標機器に自律移動装置３を指定する際に、装置台数取得部１２によって取得した自律移動装置３の台数と記憶部１３に予め記憶した最大台数Ｍｘとを比較して、目標機器の存在するサブ領域にさらに自律移動装置３の台数増が可能な場合に、目標機器２に対して当該サブ領域内に存在しない自律移動装置３を指定して動作指示を行うことができる。通常は、例えば、目標機器の存在するサブ領域内に新たな動作指示受付可能な状態にある待機中の自律移動装置３がある場合は、当該サブ領域内のその自律移動装置３を指定することができる。

中央制御装置４は、図６に示すように、通信手段２１，３１，４１を用いて、機器２、および、自律移動装置３との通信を行う。機器２から中央制御装置４へは、「状態、搬出要求、搬入要求」などの情報が送信される。

また、自律移動装置３から中央制御装置４へは、「状態、座標、搬送物」などの情報が送信される。中央制御装置４から自律移動装置３へは、「行先指示」などの情報が送信される。

（動作説明）
次に、図７のフローチャートを参照して、自律移動装置群制御システム１におけるシステム制御の一連の流れを説明する。このシステム制御は、中央制御装置４、特に、その動作指示手段４２によって行われる。中央制御装置４は、システム制御のため、装置起動後から装置終了まで、所定の制御周期のもとで、各処理モジュールＭ１〜Ｍ５の処理を繰り返す。なお、本実施形態の以下の動作説明、および、その後に説明する第２の実施形態と第３の実施形態においては、目標機器２の存在するサブ領域内に新たな動作指示受付可能な状態の自律移動装置３がない場合に、当該サブ領域の外から当該サブ領域の内部に自律移動装置３を移動させる場合に注目して動作説明を行っている。

情報取得モジュールＭ１は、機器２と自律移動装置３の情報を取得するモジュールである。サブ領域設定モジュールＭ２は、得られた情報からサブ領域を設定するモジュールである。装置台数取得モジュールＭ３は、サブ領域内の自律移動装置台数をカウントするモジュールである。

動作指示モジュールＭ４は、得られた情報、設定されたサブ領域に基づいて自律移動装置３への動作指示を与えるモジュールである。終了判定モジュールＭ５は、繰り返し処理の終了如何を判定して処理を終了するモジュールである。以下、各モジュールＭ１〜Ｍ５の動作説明をする。

（情報取得モジュールＭ１）
中央制御装置４の動作指示手段４２は、情報取得モジュールＭ１における処理を行い、その処理中に、機器２、および自律移動装置３との間で通信手段４１を用いて通信を行い、それぞれの情報を取得する（図６参照）。機器２から取得する情報は、「状態、搬送要求、搬入要求」などである。

「状態」は、機器２の状態を表し、「稼動中、停止中、異常」などである。また、「搬送要求」は、機器２が搬送物の搬出準備を完了しているときに出され、「搬入要求」は、機器２が搬送物を搬入する準備を完了しているときに出される。

自律移動装置３から取得する情報は、「状態、座標、搬送物」などである。

「状態」は、自律移動装置３の状態を表し、「停止、待機中、移動中、作業中」などであり、それぞれ、「停止」は、動作不能な状態を示し、「待機中」は、中央制御装置４からの指示により移動可能な状態を示し、「移動中」は、自律移動装置３が移動している状態を示し、「作業中」は、機器２と搬送物の受け渡しを行っている状態を示す。なお、「待機中」には、搬送物を搭載することなく、いわゆる空車の状態で回収動作の指示待ち状態となっている待機中の他に、搬送物を受け取って搭載した状態で、供給動作の指示を待っている待機中を含めることができる。

「座標」は、自律移動装置３の移動領域に設定された座標系における自律移動装置３の現在位置の座標である。「搬送物」は、自律移動装置３の搬送状態を表し、「搬送物搭載有無」や「搬送物の種類」などの情報である。

（サブ領域設定モジュールＭ２）
サブ領域設定モジュールＭ２における処理を、図８，図９（ａ）（ｂ）を参照して説明する。中央制御装置４のサブ領域設定部１０は、このモジュールＭ２において、サブ領域設定の処理を行う。各サブ領域は、「サブ領域の範囲」「サブ領域内最大台数」の２つの情報を決定することにより設定される。ここでの処理は、図９（ａ）に示されるように予め記憶部１３に記憶されたサブ領域の座標情報を読み込むことにより、後段のモジュールＭ３，Ｍ４で用いる情報の準備をすることである。

各サブ領域ＳＡ１などは、自律移動装置群制御システム１における各機器の稼働計画（システムの作業計画）に基づいて、設定されて記憶部１３に記憶されている。例えば、サブ領域ＳＡ１は、８台の機器２を含むように領域設定されている。各「サブ領域の範囲」が、四角形であり、その２頂点の座標によって決定される場合、図９（ａ）に示すａ欄のサブ領域１は、図８におけるサブ領域ＳＡ１に対応し、ｂ欄の座標１（ｘ１ｓ、ｙ１ｓ）は点Ｐ１の座標に対応し、ｃ欄の座標２（ｘ１ｅ，ｙ１ｅ）は点Ｑ１の座標に対応する。

また、「サブ領域内最大台数Ｍｘ」は、図９（ｂ）に示すように、ｄ欄の「サブ領域内の機器の台数」に対応して設定された、ｅ欄の台数によって決定される。図９（ｂ）の対応関係は、例えば、各サブ領域に共通に用いられる。この場合、ｄ欄の「サブ領域内の機器の台数」は、サブ領域内で現在稼働中の機器２の台数である。そこで、図８におけるサブ領域ＳＡ１の８台の機器２が全て稼働中の場合、図９（ｂ）から、最大台数Ｍｘ＝４と設定される。

上述のように、物品を供給または回収する自律移動装置３のサブ領域内最大台数Ｍｘを、機器２の台数に応じて調整することにより、少ない機器しか存在しないサブ領域に対しては少ない最大台数Ｍｘを設定して自律移動装置３の有効活用を図ることができる。なお、各機器２のそれぞれの処理能力を考慮して最大台数Ｍｘを設定することもできる。

（装置台数取得モジュールＭ３）
装置台数取得モジュールＭ３における処理を、図１０を参照して説明する。中央制御装置４の装置台数取得部１２は、このモジュールＭ３における処理によって、上述のモジュールＭ２によって設定された各サブ領域内に存在する自律移動装置３の台数を取得する。この台数は、例えば、各自律移動装置３の「座標」情報を参照することによって、求められる。

図１０におけるサブ領域ＳＡ４には、７台の機器２と、１台の充電装置６、および充電装置６の周辺に確保された充電用領域７が設定されている。また、サブ領域ＳＡ５には、８台の機器２と、１台の充電装置６、その周辺に確保された充電用領域７、および、待機領域８が設定されている。

ここで、上述の充電用領域７や待機領域８は、自律移動装置３があまり行き来しない領域であって、混雑しない領域であるとする。このような場合、装置台数取得部１２は、そのような混雑しない領域を外した領域をサブ領域の特定領域として設定し、その特定領域における自律移動装置３の台数を当該サブ領域内の自律移動装置の台数とする。そこで、サブ領域ＳＡ４では３台、サブ領域ＳＡ５では２台、サブ領域ＳＡ６では１台が、自律移動装置３の台数として取得される。

このように、充電装置６や待機領域８を、予め他の自律移動装置３の移動を阻害しない場所に設定することにより、サブ領域内に存在する自律移動装置３の数が最大台数Ｍｘを超えていても、高い搬送効率を維持して搬送することができる。つまり、サブ領域内に自律移動装置３があまり行き来しない充電装置６などが配置されていて混雑しない領域がある場合に、そのような混雑しない領域を外した領域をサブ領域の特定領域として設定し、その特定領域における自律移動装置３の台数を当該サブ領域内の自律移動装置３の台数とすることにより、他の自律移動装置３の移動を妨げない領域にいる自律移動装置３の台数をカウントすることなく、サブ領域内台数を適切にカウント（台数取得）して効率的な搬送を実現できる。

（動作指示モジュールＭ４）
動作指示モジュールＭ４における処理を、図１１のフローチャートを参照して説明する。中央制御装置４の動作指示部１１は、このモジュールＭ４における処理によって、各自律移動装置３に対して、それぞれ動作指示を行う。

まず、動作指示部１１は、各機器２が搬入出要求生成手段２３と通信手段２１を介して、搬入要求または搬出要求を送信してきており、かつ予約済みでない機器Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、目標とする機器（目標機器）として取得する（＃１）。ここで、機器２が予約済みとは、後述のステップ＃５について示すように、中央制御装置４が、当該機器２に対して、既に自律移動装置３を指定して指示を出している状態をいう。ところが、通信手順の設定の仕方によって、予約済みの機器２に対して予約済みの旨が伝わっていない場合や、伝えない場合があり、このような場合に、既に予約済みであっても、その機器２が搬入要求や搬出要求を送信することがあるので、予約済みでない機器を選択して取得する。

次に、動作指示部１１は、機器ループＬＰＳ１，ＬＰＳ２の処理を行い、各機器Ｓｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対して物品を供給または回収するために移動させる自律移動装置３を選択し指定して、指定した各自律移動装置３に対して移動および搬送物受け渡しの動作を行うように動作指示を与える。

動作指示部１１は、機器Ｓｉの存在するサブ領域内における自律移動装置３の台数が、そのサブ領域の最大台数Ｍｘを超えていないかどうかを判別し（＃２）、サブ領域内に最大台数Ｍｘ以上の自律移動装置３が存在する場合は（＃２でＮｏ）、機器Ｓｉに対して移動させる自律移動装置３の検索を終了し、次の機器Ｓｉ（すなわち、ｉ＝ｉ＋１）に対する処理を行う。

ステップ＃２において、サブ領域内の台数が最大台数Ｍｘ未満の場合は（＃２でＹｅｓ）、機器Ｓｉに対して物品を供給または回収することができる待機中の自律移動装置Ｒｊ（ｊ＝１〜ｍ）を取得する（＃３）。ここで、機器Ｓｉに対して物品を供給または回収することができる待機中の自律移動装置とは、機器Ｓｉが搬入要求の場合には、機器Ｓｉに設定されている機器種別に対応する搬送物を搭載し待機中である自律移動装置３のことである。機器Ｓｉが搬出要求の場合は、搬送物を搭載せずに待機中の自律移動装置３のことである。

次に、動作指示部１１は、自律移動装置ループＬＰＲ１，ＬＰＲ２の処理を行い、各自律移動装置Ｒｊについて、機器Ｓｉに対する距離が最短の自律移動装置Ｒｊを保持する（＃３）。機器Ｓｉに対して最短距離となる自律移動装置Ｒｊが存在すれば、その自律移動装置Ｒｊに対して機器Ｓｉへの搬送の指示を行い、機器Ｓｉを予約済みとする。

以上の機器ループＬＰＳ１，ＬＰＳ２が終了すると、動作指示部１１は、一定時間待機中となっている自律移動装置３を、最寄の充電装置６や所定の最寄待機領域８の場所（図１０参照）へ移動指示する。

（終了判定モジュールＭ５）
動作指示手段４２は、このモジュールＭ５において、所定の終了条件に基づいて、または、ユーザからの終了指示や介入処理に基づいて、繰り返し処理の終了如何を判定して処理の継続、または処理の終了を行う。処理継続の場合は（Ｍ５でＮｏ）、最初のモジュールＭ１の処理から、各処理が繰り返される。

上述のように、自律移動装置群制御システム１では、中央制御装置４、より詳細には、動作指示手段４２の動作指示部１１が、自律移動装置３に対して動作指示を出す際、移動先の機器２の属するサブ領域の自律移動装置３の台数がサブ領域内最大台数Ｍｘを超える場合には移動の指示を出さないので、サブ領域内に存在する自律移動装置３の台数を制限でき、従って、自律移動装置３が一所に集まってしまうことを防止でき、高い搬送効率を維持することができる。

なお、上述において、自律移動装置３が搭載できる搬送物の数は特に明記していないが、１つでも複数でもよい。

（第２の実施形態）
次に、図１２のフローチャートを参照して、第２の実施形態に係る自律移動装置群制御システムについて説明する。第２の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であり、上述の動作指示モジュールＭ４における処理が一部追加されている点が異なっており、他の点は同様である。すなわち、図１２のフローチャートは、図１１のフローチャートにおいて、新たな判断処理ステップ＃１０を追加したものである。

動作指示部１１（図５）は、機器Ｓｉの存在するサブ領域内における自律移動装置３の台数が、そのサブ領域の最大台数Ｍｘを超えていないかを判別し（＃２）、サブ領域内に最大台数Ｍｘ以上の自律移動装置３が存在する場合は（＃２でＮｏ）、ステップ＃１０において、更に詳細判定を行う。

動作指示部１１は、ステップ＃１０において、最大台数Ｍｘを超えることになる自律移動装置３に対して、所定の条件のもとで、最大台数Ｍｘを超過することを許容して、機器Ｓｉに自律移動装置３を選定し指定して動作指示を行う。その所定の条件とは、最大台数Ｍｘを超えることになる自律移動装置３に対する動作指示に続いて行う次の動作指示が、その自律移動装置３を指定した目標機器Ｓｉの存在するサブ領域から、その自律移動装置３を退出させる動作指示となっている、という条件である。

動作指示部１１は、上述の条件が成立する場合に、すなわち、選択して指定された自律移動装置３に対して、機器Ｓｉとの搬送物受け渡し後の移動先Ｎが決定されており、かつ、その移動先Ｎのあるサブ領域内に存在する自律移動装置３の台数がそのサブ領域の最大台数Ｍｘを超えていない場合に（＃１０でＹｅｓ）、最大台数Ｍｘを超過することを許容して、自律移動装置３に動作指示を与えるためのステップ＃３以降の処理を行う。

本実施形態の自律移動装置群制御システム１では、あるサブ領域に属する機器２を目標機器として自律移動装置３を移動させる場合、そのサブ領域内の自律移動装置３の台数がサブ領域内最大進入可能台数、すなわち最大台数Ｍｘを超えている場合であっても、所定の条件を満たすときに、目標機器２に自律移動装置３を指定して移動させることができるので、自律移動装置３が一所に密集することを回避しつつ、機器２に向けて移動させる自律移動装置３の選択の幅を広げることができる。

すなわち、最大台数Ｍｘを超える場合でも実質的に問題がない場合については柔軟に対応できるので、高い搬送効率を維持できる。また、サブ領域から退出することが予定されている自律移動装置３を最大台数Ｍｘを超えてサブ領域に移動させるが、その自律移動装置３がサブ領域に台数超過して存在するのは特定の時間だけなので、搬送効率の低下につながるような混雑や干渉を引き起こすことなく効率的な搬送を実現できる。

（第３の実施形態）
次に、図１３のフローチャートを参照して、第３の実施形態に係る自律移動装置群制御システムについて説明する。第３の実施形態の構成は、第１の実施形態と同様であり、上述の動作指示モジュールＭ４における処理が一部追加されている点が異なっており、他の点は同様である。すなわち、図１３のフローチャートは、図１１のフローチャートにおいて、新たな判断処理ステップ＃２０を追加したものである。更に述べると、第３の実施形態は、第２の実施形態において導入した「最大台数Ｍｘを超過することを許容する所定の条件」を他の所定の条件としたものである。

つまり、動作指示部１１（図５）は、ステップ＃２０において、目標機器Ｓｉのあるサブ領域から他のサブ領域へと移動中の自律移動装置３が存在する場合に（＃２０でＹｅｓ）、最大台数Ｍｘを超えることになる自律移動装置３に対して、最大台数Ｍｘを超過することを許容して、自律移動装置３に動作指示を与えるためのステップ＃３以降の処理を行う。

本実施形態の自律移動装置群制御システム１では、目標機器Ｓｉのあるサブ領域内の自律移動装置３が他のサブ領域に向けて移動中という条件のもとで、サブ領域内最大進入可能台数、すなわち最大台数Ｍｘを超えている場合であっても、最大台数Ｍｘを超えて自律移動装置３が滞在するのは、特定の時間だけに限定されるので、そのサブ領域に自律移動装置３を移動させることにより、搬送効率の低下を来すことなく、効率的な搬送を実現できる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、一部上述したように、サブ領域内には、図１０に示したような充電用領域７や待機領域８に滞在している自律移動装置３があり、かつ、その自律移動装置３に対して動作指示することができる場合には、目標機器２に対して当該サブ領域内に存在しない自律移動装置３を指定するよりも先に、このような滞在中の自律移動装置３に動作指示を行うことができる。また、自律移動装置３が複数の搬送物を搭載して、複数の機器２に対してこれらの搬送物を順番に配送する動作や、回収する動作を行うようにしてもよい。

また、上記では、領域Ａにおけるサブ領域として、例えば図１に示したように、互いに接近した領域として設定された例を示したが、このような設定に限らず、領域Ａを任意のサブ領域や配置に分割して設定することができる。また、複数の中央制御装置４を備えた、より大規模の階層的な自律移動装置群制御システムとすることもできる。また、隣の、更に隣のサブ領域から自律移動装置３を移動させる場合、隣のサブ領域における自律移動装置３の台数が最大台数に達している場合であっても、単なる通過であって滞在時間が少なく、相互干渉による搬送能率や作業能率の低下を来さない場合には、予め判定条件を定めておいて、その判定条件のもとで、当該最大台数を超えたサブ領域の通過を許容するようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る自律移動装置群制御システムの構成例と作業領域の例を示す平面図。同上制御システムの構成概念図。同上制御システムを構成する機器のブロック構成図。同上制御システムを構成する自律移動装置のブロック構成図。同上制御システムを構成する中央制御装置のブロック構成図。同上制御システムにおける通信の説明図。同上制御システムにおけるシステム制御のフローチャート。同上制御システムにおけるサブ領域設定を説明する平面図。（ａ）は同上制御システムにおけるサブ領域を定義する座標データの図、（ｂ）は同サブ領域における機器台数と進入可能な自律移動装置台数のデータ内容を説明する図。同上制御システムにおけるサブ領域の特定領域を説明する平面図。同上制御システムにおける動作指示のフローチャート。第２の実施形態に係る自律移動装置群制御システムにおける動作指示のフローチャート。第３の実施形態に係る自律移動装置群制御システムにおける動作指示のフローチャート。

符号の説明

１自律移動装置群制御システム
２機器
３自律移動装置
４中央制御装置
１１動作指示部
１２装置台数取得部
１３記憶部
Ａ領域
Ｍｘ最大台数
ＳＡ１〜ＳＡ６サブ領域

Claims

所定の領域内に配置された複数の機器に対して物品を供給または回収するために障害物を回避しながら自律移動する複数の自律移動装置と、前記自律移動装置に前記供給または回収の動作指示を行う中央制御装置と、を備えた自律移動装置群制御システムにおいて、
前記所定の領域は、複数のサブ領域を有して構成され、
前記中央制御装置は、
前記機器のうちの目標とする機器である目標機器に前記自律移動装置のいずれかを指定して前記供給または回収の動作指示を行う動作指示部と、
前記各サブ領域内に存在する前記自律移動装置の台数を取得する装置台数取得部と、
前記サブ領域に同時に存在できる前記自律移動装置の最大台数を記憶するための記憶部と、を備え、
前記サブ領域は、自律移動装置が他の自律移動装置の移動を妨げないで存在できる領域がある場合に、その領域を外した領域を当該サブ領域内の特定領域として設定され、
前記装置台数取得部は、前記特定領域が設定されているサブ領域では、その特定領域内における自律移動装置の台数のみを当該サブ領域内の自律移動装置の台数とし、
前記動作指示部は、前記目標機器に前記自律移動装置を指定する際に、前記装置台数取得部によって取得した自律移動装置の台数と前記記憶部に予め記憶した前記最大台数とを比較して、前記目標機器の存在するサブ領域にさらに自律移動装置の台数増が可能な場合に、前記目標機器に対して当該サブ領域内に存在しない自律移動装置を指定して前記動作指示を行うことを可能とすることを特徴とする自律移動装置群制御システム。
前記最大台数は、前記サブ領域内に存在する機器の数に応じて定めることを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置群制御システム。
前記動作指示部は、前記最大台数を超えることになる自律移動装置に対して、所定の条件のもとで前記動作指示を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自律移動装置群制御システム。
前記所定の条件は、最大台数を超えることになる前記自律移動装置に対する動作指示に続いて行う次の動作指示が、当該自律移動装置を指定した目標機器の存在するサブ領域から当該自律移動装置を退出させる動作指示となる条件であることを特徴とする請求項３に記載の自律移動装置群制御システム。
前記所定の条件は、最大台数を超えることになる前記自律移動装置とは別の自律移動装置が、前記目標機器の存在するサブ領域から他のサブ領域に向けて移動中という条件であることを特徴とする請求項３に記載の自律移動装置群制御システム。