JP2009230634A - 移動体の制御システム、制御装置、及び移動体 - Google Patents
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Abstract
【課題】移動経路の変更の自由度を確保しつつ、目的地まで移動体を自律的に移動させること。
【解決手段】複数のRFIDタグ50の配列によって形成される経路上を移動するロボット200と、ロボット200の経路上の移動方向又は移動量を制御するコントローラ100と、を備え、ロボット200は、経路上の移動時に複数のRFIDタグ50夫々から取得するRFIDタグ50同士を識別させる識別値をコントローラ100に送信し、コントローラ100は、ロボット200からの識別値の受信に応じて、識別値に対して予め設定されたロボット200を目的地まで移動させるための走行データをロボット200に送信する。移動経路の変更に応じて走行データの内容を変更することで、移動経路の変更に対応しつつ目的地までロボット200を自律的に移動させることができる。
【選択図】図1
【解決手段】複数のRFIDタグ50の配列によって形成される経路上を移動するロボット200と、ロボット200の経路上の移動方向又は移動量を制御するコントローラ100と、を備え、ロボット200は、経路上の移動時に複数のRFIDタグ50夫々から取得するRFIDタグ50同士を識別させる識別値をコントローラ100に送信し、コントローラ100は、ロボット200からの識別値の受信に応じて、識別値に対して予め設定されたロボット200を目的地まで移動させるための走行データをロボット200に送信する。移動経路の変更に応じて走行データの内容を変更することで、移動経路の変更に対応しつつ目的地までロボット200を自律的に移動させることができる。
【選択図】図1
Description
本発明は、移動体の制御システム、制御装置、及び移動体に関する。
近年、大規模な工場等においては、その生産能力を高めることが強く求められている。工場の生産能力を高めることで、工場で製造される製品の単価を低くすることができる。工場の生産能力を高める場合、ロボットに物の製造又はその補助をさせたり、搬送車に物の運搬をさせたりすることが行われる。
工場内で搬送車を所望の場所に移動させる場合、工場内での搬送車の移動を適切に制御することが必要になる。特許文献1乃至3には、この点に関する技術が開示されている。特許文献1には、物品を積載する搬送車の進路データが記憶されてRFIDを敷地内に間隔を隔てて複数個配置し、敷地内での搬送車の移動を案内する技術が開示されている。特許文献2には、分岐ラインにて移動車を適切に案内するための分岐誘導用の記録媒体を配置する技術が開示されている。特許文献3には、走行距離検知器とジャイロスコープを搭載して自らの位置と進行方向を算出しながら走行する無人搬送車が開示されている。
なお、特許文献4には、自律移動体の周辺機器連携システムに関する技術が開示されている。特許文献5には、データの読出装置に関する技術が開示されている。特許文献6には、トンネル内の搬送システムに関する技術が開示されている。特許文献7には、搬送車の走行起動制御システムに関する技術が開示されている。特許文献8には、自動走行用の誘導ラインを形成する技術が開示されている。
特開2005−70820号公報
特許第2793894号公報
特開2001−209429号公報
特開2005−148960号公報
特開平4−133101号公報
特開平11−237917号公報
特開2006−195685号公報
特開2005−309596号公報
ところで、工場ではその生産能力を高めるため、ヒトが搬送車に乗り、ヒトの意思で決定される目的地まで搬送車が自律的に移動することが要求されることもある。このような場合、搬送車の現在地からみてヒトの意思で決定される目的地までの移動経路には様々な組合せが存在する。その組合せに応じて工場内に搬送車を目的地まで案内する誘導線路を敷設することは多大な労力及び多額の費用が必要になる。このように、移動経路の変更の自由度を確保しつつ、目的地まで移動体を自律的に移動させることは実現できていない。
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、移動経路の変更の自由度を確保しつつ、目的地まで移動体を自律的に移動させることを目的とする。
本発明にかかる移動体の制御システムは、複数の信号源の配列によって形成される経路上を移動する移動体と、前記移動体の前記経路上の移動方向又は移動量を制御する制御装置と、を備え、前記移動体は、前記経路上の移動時に複数の前記信号源夫々から取得する前記信号源同士を識別させる識別値を前記制御装置に送信し、前記制御装置は、前記移動体からの前記識別値の受信に応じて、前記識別値に対して予め設定された前記移動体を目的地まで移動させるための制御情報を前記移動体に送信する。
制御装置から移動体に伝送される制御情報の内容は必要に応じて変更可能である。移動体の移動経路の変更に応じて制御情報の内容を変更することで、移動体の移動経路の変更に対応しつつ目的地まで移動体を自律的に移動させることができる。
前記制御装置は、前記移動体の現在地を示す前記識別値の受信に応じて、受信した前記識別値に対して予め設定された前記制御情報を前記移動体に送信する、と良い。
前記制御装置は、前記移動体の現在地を示す前記識別値の受信に応じて、前記移動体の次の移動先の前記信号源が有する前記識別値に対して予め設定された前記制御情報も前記移動体に送信する、と良い。
前記制御装置は、前記経路上を移動する複数の前記移動体夫々の前記経路上の移動方向又は移動量を制御する、と良い。
前記制御装置は、前記移動体から受信する前記移動体の出発地及び目的地を示す情報に基づいて、複数の前記信号源が有する複数の前記識別値を順序づけて前記移動体の移動経路を形成する、と良い。
前記制御装置は、複数の前記信号源夫々が有する前記識別値に対して前記制御情報を割り当てる、と良い。
前記制御装置は、前記経路上を移動する複数の前記移動体夫々の前記経路上の移動方向又は移動量を制御する、と良い。
複数の前記移動体の夫々は、複数の当該移動体同士を識別させる識別値を前記制御装置に送信し、前記制御装置は、複数の前記移動体同士を識別させる前記識別値に基づいて、複数の前記移動体夫々に対応する前記移動経路を形成し、複数の前記移動体夫々に対応する前記制御情報を複数の前記移動体夫々に対して送信する、と良い。
前記制御装置は、前記移動体から受信する複数の前記識別値に基づいて、空間内における複数の前記信号源夫々の位置を示す地図情報を作成する、と良い。
前記移動体は、操作者の意思に応じて前記経路が形成されていない空間を移動可能である、と良い。
前記信号源は、予め設定された前記識別値に応じた電波信号を出力する半導体集積回路である、と良い。
前記経路を形成する複数の前記信号源は実質的に一定の間隔で配置されている、と良い。
本発明に係る制御装置は、複数の信号源の配列によって形成される経路上を移動する移動体の前記経路上の移動方向又は移動量を制御する制御装置であって、前記経路上の移動時に前記移動体が複数の前記信号源夫々から取得する複数の前記信号源同士を識別させる識別値を前記移動体から受信し、前記識別値に対して予め設定された前記移動体を目的地まで移動させるための制御情報を前記移動体に送信する。
本発明に係る移動体は、外部に設けられる制御装置から受信する制御情報に基づいて、複数の信号源の配列によって形成される経路上を移動する移動体であって、前記経路上の移動時に複数の前記信号源夫々から取得する前記信号源同士を識別させる識別値を前記制御装置に送信し、前記識別値に対して予め設定された前記移動体を目的地まで移動させるための前記制御情報を前記制御装置から受信し、受信した前記制御情報に基づいて前記経路上を移動する。
本発明によれば、移動経路の変更の自由度を確保しつつ、目的地まで移動体を自律的に移動させることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。
[第1の実施形態]
図1乃至図11を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。図1に、移動体の制御システムの構成を示す説明図を示す。図2に、コントローラの構成を示すブロック図を示す。図3に、ロボットの構成を説明するための説明図を示す。図4に、ロボットの構成を示すブロック図を示す。図5に、経路データの生成工程を示すフローチャートを示す。図6に、地図データを説明するための説明図を示す。図7に、経路データを説明するための説明図を示す。図8に、経路データを説明するための表を示す。図9に、ロボットの移動を制御する手順を説明するためのフローチャートを示す。図10に、走行データを説明するための表を示す。図11にサイクルを説明するためのフローチャートを示す。図12に、リード値と走行データとの関係を示すタイミングチャートを示す。
図1乃至図11を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。図1に、移動体の制御システムの構成を示す説明図を示す。図2に、コントローラの構成を示すブロック図を示す。図3に、ロボットの構成を説明するための説明図を示す。図4に、ロボットの構成を示すブロック図を示す。図5に、経路データの生成工程を示すフローチャートを示す。図6に、地図データを説明するための説明図を示す。図7に、経路データを説明するための説明図を示す。図8に、経路データを説明するための表を示す。図9に、ロボットの移動を制御する手順を説明するためのフローチャートを示す。図10に、走行データを説明するための表を示す。図11にサイクルを説明するためのフローチャートを示す。図12に、リード値と走行データとの関係を示すタイミングチャートを示す。
図1に示すように、制御システム(移動体の制御システム)500は、コントローラ(制御装置)100、及び複数のロボット(移動体)200を有する。工場の敷地には複数のRFID(Radio Frequency Identification)タグ50が敷設され、連続配置されたRFIDタグ50の列によって経路が形成される。なお、RFIDタグ50は実質的に一定の間隔をあけて配置されている。これによってより安定にロボット200が経路上を移動することが可能になる。なお、RFIDタグ50の配置間隔の精度はロボット200の大きさに依存するが、配置間隔を20cmとした場合には10%程度の誤差は許容範囲内である。
RFIDタグ50は、アンテナとタグIDを有する半導体集積回路である。RFIDタグ50は、ロボット200からのタグID送信要求に応じて、レジスタ等の記憶回路に保持するタグIDをアンテナを介して無線信号として出力する。
各RFIDタグ50には、予め固有のタグIDが設定されている。具体的には、ロボット200の前方には、タグID=10のRFIDタグ50、タグID=31のRFIDタグ50、タグID=20のRFIDタグ50、及びタグID=15のRFIDタグ50が配置されている。タグIDによって複数のRFIDタグ50夫々が区別して識別可能になる。このようにRFIDタグ50は、固有の識別値が設定された信号源として機能する。
ロボット200とコントローラ100とは、無線LAN等の通信規格に基づいて無線交信する。ロボット200が目的地に向かって自律的に移動しているとき、ロボット200は経路に含まれるRFIDタグ50からタグIDをリードし、リードしたタグIDをコントローラ100に無線送信する。コントローラ100は、ロボット200からタグIDを受信すると、このタグIDに設定されたロボット200の走行を制御するデータ(制御情報)をロボット200に無線送信する。ロボット200は、このデータを受信すると、このデータに設定された条件に従って所定の方向に所定の空間だけ移動する。このようにしてロボット200の自立的な移動はコントローラ100からロボット200に伝送されるデータによって制御される。この点については後述の説明から明らかになる。
なお、ロボット200が自律的に経路上を移動するとき、最初に、コントローラ100は、ロボット200から無線伝送されるデータ((1)ロボットID(後述する)、(2)タグID、(3)目的地データ)に基づいてロボット200の移動経路を算出する。移動経路は、各タグIDに走行条件を関連付けながらタグIDを順序づけることによって形成される。この点については後述の説明から明らかになる。
また、経路上には複数のロボット200が配置される。各ロボット200は、コントローラ100と交信する。各ロボット200には固有のロボットIDが設定されている。コントローラ100は、ロボットIDに基づいて各ロボット200を識別する。また、コントローラ100は、上述のように各ロボット200の移動を制御する。
図2乃至図4を参照して、コントローラ100とロボット200の構成について説明する。
図2に示すように、コントローラ100は、受信/送信部110、経路データ生成部120、走行データ生成部130、走行データ抽出部140、地図データ格納部150、経路データ格納部160、及び走行データ格納部170を有する。なお、コントローラ100は、通常のコンピュータであって、記憶部(ハードディスク等)に格納されたプログラムが演算処理部(CPUコア等)で実行されることによって所定の機能を具現化する。
受信/送信部110には、経路データ生成部120、走行データ生成部130、及び走行データ抽出部140が接続される。経路データ生成部120には、地図データ格納部150及び経路データ格納部160が接続される。走行データ生成部130には、経路データ格納部160及び走行データ格納部170が接続される。走行データ抽出部140には走行データ生成部130及び走行データ格納部170が接続される。なお、各機能ブロックは、バスを介して相互に接続される。
受信/送信部110は、コントローラ100とロボット200間の無線通信を実現させるインターフェイス回路である。受信/送信部110は、無線LAN(Local Area Network)の一般的な規格に基づいてロボット200との無線通信を実現させる。なお、受信/送信部110は、電波の送受信用のアンテナを有する。
経路データ生成部120は、ロボット200から無線伝送されるタグIDに基づいて経路データを生成する。
走行データ生成部130は、ロボット200から無線伝送されるロボットID、タグID、及び目的地データに基づいて走行データを生成する。走行データの生成によってロボット200の移動経路が設定される。なお、走行データの内容については後述する。
走行データ抽出部140は、ロボット200から無線伝送されるロボットID、タグIDに基づいて走行データ生成部130により生成された走行データを部分的に抽出し、抽出した走行データを受信/送信部110を介してロボット200に送信する。
地図データ格納部150は、地図データを記憶する。地図データは、制御システム500が設置される工場内の物の配置関係を示すデータである。
経路データ格納部160は、経路データ生成部120によって生成された経路データを記憶する。経路データは、複数のRFIDタグ50の配列によって形成される経路の配置関係が地図データに新たに追加されたデータである。
走行データ格納部170は、走行データを記憶する。走行データは、走行データ生成部130によって生成され、この走行データによってロボット200の走行が制御される。
図3に示すように、ロボット200は、ヒト202が乗車可能な搬送車である。ヒト202は、ロボット200上に乗車することができる。ロボット200は、ヒト202の操縦によって空間を移動すると共に、コントローラ100から伝送される走行データに基づいて自律的に経路上を移動する。ヒト202は、操作パネル装置201での操作によりロボット200の動作モードを選択することができる。
図3に示すように、ロボット200は、操作パネル装置201、車輪203、RFIDタグリーダ装置204、誘導装置205、及び安全装置206を有する。操作パネル装置201は、通常のタッチセンサ内蔵の液晶パネル装置である。ロボット200は、操作パネル装置201に入力されたヒト202の指示内容に従って動作する。車輪203は、ロボット200内の回転軸端に取り付けられる。モータ等の駆動源から伝達される力に応じて、車輪203は前方又は後方に回転し、また、進行方向が右又は左方向に制御される。
RFIDタグリーダ装置204は、敷地に埋設されるRFIDタグ50と対向配置可能な位置に設けられる。RFIDタグリーダ装置204は、RFIDタグ50にタグIDの出力指示を送信し、RFIDタグ50から電波信号として出力されたタグIDを受信する。誘導装置205は、コントローラ100から伝送される走行データに基づいて、ロボット200内の駆動装置を制御し、ロボット200を所定方向、所定距離だけ移動させる。安全装置206は、ロボット200が障害物との衝突により受ける衝撃を緩和させる部品である。
図4に示すように、ロボット200は、受信/送信部210、制御部215、走行データ保持部220、目的地データ格納部225、ロボットID記憶部230、RFIDタグリーダ235、操作パネル部240、及び駆動部245を有する。なお、ロボット200は、通常のコンピュータが搭載されており、記憶部(ハードディスク等)に格納されたプログラムが演算処理部(CPUコア等)で実行されることによって所定の機能を具現化する。
受信/送信部210には制御部215が接続される。制御部215には、走行データ保持部220、目的地データ格納部225、ロボットID記憶部230、RFIDタグリーダ235、操作パネル部240、及び駆動部245が接続される。なお、各機能ブロックは、バスを介して相互に接続される。
受信/送信部210は、コントローラ100とロボット200間の無線通信を実現させるインターフェイス回路である。受信/送信部210は、無線LAN(Local Area Network)の一般的な規格に基づいてコントローラ100との無線通信を実現させる。なお、受信/送信部210は、電波の送受信用のアンテナを有する。
制御部215は、接続される機能ブロックから入力される信号及びデータを処理し、様々な機能を実現させる。
走行データ保持部220は、コントローラ100から無線伝送される走行データを保持する。
目的地データ格納部225は、工場内の目的地となる場所を指定する目的地データを有する。換言すると、工場内の目的地となる場所を指定する目的地データが目的地データ格納部には格納されている。
ロボットID記憶部230には、予め個々のロボット200に固有に設定されたロボットIDを記憶する。例えば、ロボットID記憶部230は、不揮発性メモリである。
RFIDタグリーダ235は、上述のRFIDタグリーダ装置204に相当し、RFIDタグ50からタグIDを読み取る。
操作パネル部240は、上述の操作パネル装置201に相当し、ヒト202からの様々な指示を受け入れる。
駆動部245は、ロボット200を所定の方向に所定の距離だけ駆動する。駆動部245は、モータ等の駆動源、及び操舵装置によって形成される。
ここで、図5乃至図8を参照して経路データの生成方法について説明する。
図5に示すように、まず地図データを作成する(S1)。具体的には、図6に示すように、工場内の平面空間をxy座標でデータ化する。製造装置310が配置される領域、資材置き場320が占める領域、PCが配置される領域300にはそもそもロボット200が移動可能な経路は生成されるべきではない。これらの障害物がある領域にある座標点には障害物があることを示すデータを関連づける。地図データの具体的なデータ構造は任意であるが、例えば、移動可能な空間が確保されている座標点を明らかにすることで必要な地図データは用意される。
次に、タグを配置する(S2)。具体的には、図7に模式的に示すように、工場の敷地面に複数のRFIDタグ50を敷設する。なお、上述のように、RFIDタグ50は固有のタグIDを有するが、現段階ではRFIDタグ50が有するタグIDは不明である。すなわち、タグID=10のRFIDタグ50を設けた位置を敷設者は知らない。本実施形態では、タグIDの配置順序を予め明らかにしておく必要はない。これによって敷設に要する負担を著しく軽減することができる。
次に、タグIDをリードする(S3)。具体的には、RFIDタグ50の配列によって形成された経路上を移動させながら、複数のRFIDタグ50夫々のタグIDをロボット200にリードさせ、そして、リードしたタグIDをロボット200からコントローラ100に無線伝送する。ロボット200からコントローラ100には、特定の経路を形成する複数のRFIDタグ50のタグIDが順次無線伝送される。このとき、経路データ生成部120は、地図データ格納部150に格納された地図データに対してRFIDタグ50の配置位置を示すデータを追加する。なお、RFIDタグ50の配置位置は、所定の座標点に対して読み出したタグIDを関連づけることによってデータ化される。このようにして、図7に模式的に示すように、XY座標中のタグIDの位置(RFIDタグ50の位置)が明らかになる。
タグIDと座標とを対応付ける具体的な方法は任意である。ここでは、複数のRFIDタグ50が順次配列されて形成されるセクション毎にタグIDと座標との関連付けを実行する。具体的には、基準となるRFIDタグ50の座標を予め基準座標として計測し、座標が未知のRFIDタグ50の座標を基準座標及びロボット200の単位時間あたりの移動速度から算出する。
次の手順に従って、タグIDと座標とを関連付ければ良い。説明の便宜上、図7の具体的な数値を用いて、タグIDと座標との関連付け工程について説明する。
手順(1):図7に示すように点線で囲まれたRFIDタグ50(タグID=9〜タグID=22)を共通のセクションに属するものと仮定し、実測に基づいて基準として用いるRFIDタグ50の建物平面図における座標を計測する。ここでは、タグID=9のRFIDタグ50の座標を予め用意した建物平面図を利用して計測しておく。計測した座標は、予めコントローラ100に通知しておく。なお、タグIDも同時に計測し、これをコントローラ100に通知しておくものとする。
手順(2):タグID=9のRFIDタグ50をリードする際のロボット200の速度ベクトルを設定し、これをコントローラ100に通知しておく。なお、ロボット200は、独自の座標系を有し、車輪の軌跡からロボット200の現在地を示す座標を計測する機能(オドメトリ機能)を有するものとする。
手順(3)ロボット200を経路上を移動させる。ロボット200は、タグID=9のRFIDタグ50をリードした時点で、この座標を自身の座標系における基準座標として設定する。次に、ロボット200は、タグID=8のRFIDタグ50をリードし、タグID=8の情報とロボット自身の座標系における座標値(たとえば、(0,20))をコントローラ100に対して送信する。
手順(4)コントローラ100は、ロボット200から送られてくる座標値と予め設定されたロボットの移動速度とから、タグID=8の座標(コントローラ100が管理する座標系における座標)を算出する。
手順(3)及び(4)をセクションの末端(ID=22のRFIDタグ50)まで繰り返すことで、当該セクションにおけるタグIDと座標間の関連付けが完了する。なお、オドメトリ精度の悪化を抑制するため、1セクションは10m〜20m程度が良い。また、ロボットを一種の測量器として用いるものであれば、必ずしも搭乗型ロボットではなく、より小型なものであっても良い。
図8に、座標とタグIDとの関連付けの結果を示す。
なお、図8に示すように、各タグIDは、セクションによってグループ化される。また、各タグIDには、セクション内で相対的な位置を示すIDが関連づけられる。なお、セクション及びIDは、所定のタグIDを有するRFIDタグ50の配置位置の検索を容易にするための分類値である。なお、各タグIDに対するセクション、IDの関連付けは、経路データ生成部120によって実行される。
図8に示すように、タグID=22、15、20、31、10、14、8、9は、セクション5を形成する。タグID=32、59、74、80、22は、セクション3を形成する。このようにして複数のタグIDを異なる値のセクションに分類される。図1から明らかなように、各セクションは、同一の方向に沿って配置された複数のRFIDタグ50によって形成される。
図8に示すように、タグID=22にはID=M15が関連付けられ、タグID=80にはID=M16が関連付けられ、タグID=74にはID=M17が関連付けられ、タグID=59にはID=M18が関連付けられ、タグID=32にはID=M19が関連付けられている。このように、同一のセクションに属するタグIDには特定の座標点から順序付けがなされる。セクション内でIDを付すことによってタグIDの検索が容易になる。
次に、図9乃至図11を参照してコントローラ100がロボット200の自立的な移動を支援する仕組みについて説明する。
なお、この段階のときには、上述のように経路データが生成され、経路データ格納部160に経路データが格納されているものとする。また、ヒト202は、操作パネル部240を介してロボット200の動作モードを自律移動モードに設定しているものとする。但し、本実施形態では、自律移動モード中であって、ロボット200は操作者の突然の操作に応じて、操作者の意図した方向に移動可能である。
また、ロボット200は、まず、図1に示すように、タグID=10をリードするものとする。ヒト202は、ロボット200の操作パネル部240を操作して、目的地データ格納部225内に格納済みの複数の目的地からPCの配置スペースを選択しているものとする。PCの配置スペースまでの自律移動は、図1で示すタグID=32のRFIDタグ50の配置位置でロボット200を停止させることで終了する。
まず、タグIDをリードする(S1)。具体的には、ロボット200は、RFIDタグリーダ235を活性化させる。そして、RFIDタグリーダ235からタグIDの送信要求を出力させ、RFIDタグ50からタグID=10を読み取る。
次に、データ転送を実行する(S2)。具体的には、ロボット200は、RFIDタグリーダ235で読み取られたタグID=10、ロボットID記憶部230に記憶されたロボットID、予めヒト202によって選択された目的地データ格納部225内の目的地データを受信/送信部210を介してコントローラ100に送信する。そして、コントローラ100は、受信/送信部110を介してロボット200からのデータを受信する。
次に、移動経路を算出し、走行データを格納する(S3)。具体的には、コントローラ100内の走行データ生成部130は、受信したデータと経路データ格納部に格納された経路データに基づいてロボット200の移動経路を算出する。そして、走行データ生成部130は、算出した移動経路により定まる走行データを走行データ格納部170に格納する。
走行データ生成部130によりロボット200の移動経路の算出方法は任意である。例えば、走行データ生成部130は、ロボット200の出発地に対応するタグID=10とロボット200の目的地に対応するタグID=32間に形成可能な移動経路を複数算出し、各移動経路内に含まれるタグID数を比較し、最もタグID数が少ない経路を最適経路として算出しても良い。また、タグID=10とタグID=32間に形成可能な移動経路の中から、タグID=10とタグID=32の両方のセクションに含まれるタグID=22が検出可能な経路を最適経路として選択しても良い。
図10に走行データ生成部130により生成された走行データを示す。ここでは、出発地から目的地まで各タグIDが順序付けられ、かつ各タグIDには速度(制御情報)と操舵角(制御情報)が関連付けられている。すなわち、1つ目のタグID=10では、速度10km/h、操舵角0度が割り当てられている。他のタグIDについても同様である。
なお、4つ目のタグID=15、5つ目のタグID=6、6つ目のタグID=80では、速度は5km/hと遅く設定され、操舵角は順に10度、20度、10度に設定される。図1から明らかなように、ロボット200を安全に右方向に進行させるためである。
また、8つ目のタグID=59、9つ目のタグID=32では、速度は5km/h、0km/hと順に遅く設定される。図1から明らかなように、ロボット200を目的地で安全に停止させるためである。
このように生成された走行データは、走行データ生成部130により走行データ格納部170に格納される。
次に、走行データ生成部130は、走行データ抽出部140を活性化させる(S4)。具体的には、走行データ生成部130は、走行データを走行データ格納部170に格納させたあと、走行データ抽出部140を起動する。
次に、No.1〜6の走行データを抽出する(S5)。具体的には、走行データ抽出部140は、走行データ格納部170に格納された走行データのNo.1〜6分だけを抽出する。
次に、走行データを転送する(S6)。具体的には、走行データ抽出部140は、抽出したNo.1〜6の走行データを受信/送信部110を介してロボット200に送信する。そして、ロボット200は、受信/送信部210を介してコントローラ100から送信されたNo.1〜6の走行データを受信する。なお、ロボット200がコントローラ100から受信したデータは、制御部215によって走行データ保持部220に保持される。
次に、ロボットは移動する(S7)。具体的には、ロボット200の制御部215は走行データ保持部220に格納されたNo.1の走行データに応じた条件で駆動部245を制御する。これによって、ロボット200は、速度10km/hで直進を開始する。
次に、タグIDを再びリードする(S8)。具体的には、ロボット200は、活性化状態のRFIDタグリーダ235によって、RFIDタグ50からタグID=10を読み取る。
次に、データ転送を実行する(S9)。具体的には、ロボット200は、RFIDタグリーダ235で読み取られたタグID=31、ロボットID記憶部230に記憶されたロボットIDを受信/送信部210を介してコントローラ100に送信する。そして、コントローラ100は、受信/送信部110を介してロボット200からのデータを受信する。
次に、No.2〜7の走行データを抽出する(S10)。具体的には、走行データ抽出部140は、走行データ格納部170に格納された走行データのNo.2〜7分を抽出する。なお、抽出する走行データの行数は6行と予め設定されている。また、抽出する走行データの初期Noは、ロボット200から新たに転送されたタグIDを含むことが条件として予め設定されている。
次に、走行データを転送する(S11)。具体的には、走行データ抽出部140は、抽出したNo.2〜7の走行データを受信/送信部110を介してロボット200に送信する。そして、ロボット200は、受信/送信部210を介してコントローラ100から送信されたNo.2〜7の走行データを受信する。なお、ロボット200がコントローラ100から受信したデータは、制御部215によって走行データ保持部220に保持される。
次に、ロボットは移動する(S12)。具体的には、ロボット200の制御部215は走行データ保持部220に格納されたNo.2の走行データに応じた条件で駆動部245を制御する。これによって、ロボット200は、速度10km/hで直進を開始する。
この後同様の手順を経て、ロボット200はタグID=32のRFIDタグ50が在る位置まで移動する。ロボット200は、S7の後、タグIDのリード(S8)、データ転送(S9)、所定数分の走行データの抽出(S10)、走行データの転送(S11)、ロボットの移動(S12)というサイクルに移行する。このサイクルの詳細は、図11に示すとおりである。図11では、上述の説明と同様にして、ロボットの移動、タグIDのリード、データ転送、所定数分の走行データの抽出、走行データの転送、という各ステップを繰り返し実行する。
コントローラ100は、ロボット200の出発地から目的地間の走行データを初めに設定したあと、ロボット200の移動に応じてロボット200から順次受信するタグIDに基づいて、所定数分の走行データをロボット200に順次送信する。このようにすることでコントローラ100からロボット200間の無駄になるデータ量を低減させることができる。つまり、ロボット200が目的地に到達する前に、ロボット200の操作者が他の場所を目的地に変更することが許容される。この点は、ロボット200がヒト202によって操縦可能な乗り物である場合には特に有利である。
また、ロボット200が複数台存在する場合には、一度に多量のデータを複数のロボット200夫々に送信することはコントローラ100の処理能力を超える場合がある。上述の方法によれば、コントローラ100の現実的な処理能力の範囲内で必要な機能を実現することもできる。
最後に図12を参照して部分的に走行データを送信することに意義について説明する。
時刻t1のとき、ロボット200の走行データ保持部220にはNo.1〜6分の走行データが保持されている。時刻t1よりも前の時刻では、ロボット200が出発地を示すタグIDとしてタグID=10をRFIDタグ50からRFIDタグリーダ235がリードしている。上述の説明から明らかなように、ロボット200がリードしたタグIDに応じた分の走行データが走行データ保持部220に保持される。
時刻t2では、ロボット200の走行データ保持部220にはNo.2〜7分の走行データが保持されている。時刻t1と時刻t2間では、ロボット200が現在地を示すタグIDとしてタグID=31をRFIDタグ50からRFIDタグリーダ235がリードしている。そして、上述の説明から明らかなように、ロボット200がリードしたタグIDに応じた分の走行データが走行データ保持部220に保持される。
時刻t3では、ロボット200の走行データ保持部220にはNo.7〜9分の走行データが保持されている。時刻t2と時刻t3間では、ロボット200は、ヒト202による操縦の結果、タグID=20、15が設けられた範囲で経路を外れ、そして、タグID=6がある位置で経路に戻っている。このような場合であっても予め6行分の走行データは走行データ保持部220に保持されている。従って、ロボット200がヒト202の操縦によって経路から一時的に離脱したとしてもロボット200は依然として自律的に目的地まで移動することができる。
ロボット200の進路前方の数個分のRFIDタグ50のタグIDに関連付けたデータ(制御情報)をロボット200にバッファしておくことで、ロボット200がヒトの操作に応じて経路から一時的に外れ、同じ場所付近から復帰する場合に、改めて走行データを新たしく生成する必要が解消され、コントローラ100の処理負担が低減される。
[第2の実施形態]
図13及び図14を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態とは異なる点はセクション内にトラックを設定している点である。このようにトラックを設定することによって複数のロボットが同一のセクション内を移動する場合にも対応することが可能になる。
図13及び図14を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態とは異なる点はセクション内にトラックを設定している点である。このようにトラックを設定することによって複数のロボットが同一のセクション内を移動する場合にも対応することが可能になる。
図13に示すように、セクション3は、x軸方向に沿って複数のRFIDタグ50が配列されて形成される経路が並存する。ここでは、セクション3内の各経路を区別するために、上段の経路をトラックAとし、下段の経路をトラックBとする。そして、図14に示すように経路データを形成する。つまり、同一のセクションに属するタグIDに対して、夫々のタグIDが属するトラックの識別値を関連づける。
このようにすることで走行データ生成部130はトラックの選択も加味して各ロボット200に適した移動経路を算出することが可能になる。なお、図14では、ID、座標、タグIDの値は任意の値が入力されているものとする。
本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。制御されるべき移動体は、ロボットに限定されない。制御されるべき移動体は、ヒトが搭載可能なものでなくても良い。制御情報の具体的な内容は制御されるべきロボットの種類に応じて適宜設定されるべきものである。RFIDタグ以外の方法で経路を形成させても良い。制御される移動体が移動する空間は屋内であっても屋外であっても良い。移動体の出発地を示す情報はタグID以外の情報であっても良い。
500 制御システム
50 タグ
100 コントローラ
110 受信/送信部
120 経路データ生成部
130 走行データ生成部
140 走行データ抽出部
150 地図データ格納部
160 経路データ格納部
170 走行データ格納部
200 ロボット
210 受信/送信部
215 制御部
220 走行データ保持部
225 目的地データ格納部
230 記憶部
235 タグリーダ
240 操作パネル部
245 駆動部
50 タグ
100 コントローラ
110 受信/送信部
120 経路データ生成部
130 走行データ生成部
140 走行データ抽出部
150 地図データ格納部
160 経路データ格納部
170 走行データ格納部
200 ロボット
210 受信/送信部
215 制御部
220 走行データ保持部
225 目的地データ格納部
230 記憶部
235 タグリーダ
240 操作パネル部
245 駆動部
Claims (19)
- 複数の信号源の配列によって形成される経路上を移動する移動体と、
前記移動体の前記経路上の移動方向又は移動量を制御する制御装置と、
を備え、
前記移動体は、前記経路上の移動時に複数の前記信号源夫々から取得する前記信号源同士を識別させる識別値を前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、前記移動体からの前記識別値の受信に応じて、前記識別値に対して予め設定された前記移動体を目的地まで移動させるための制御情報を前記移動体に送信する、移動体の制御システム。 - 前記制御装置は、前記移動体の現在地を示す前記識別値の受信に応じて、受信した前記識別値に対して予め設定された前記制御情報を前記移動体に送信することを特徴とする請求項1に記載の移動体の制御システム。
- 前記制御装置は、前記移動体の現在地を示す前記識別値の受信に応じて、前記移動体の次の移動先の前記信号源が有する前記識別値に対して予め設定された前記制御情報も前記移動体に送信することを特徴とする請求項2に記載の移動体の制御システム。
- 前記制御装置は、前記経路上を移動する複数の前記移動体夫々の前記経路上の移動方向又は移動量を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
- 前記制御装置は、前記移動体から受信する前記移動体の出発地及び目的地を示す情報に基づいて、複数の前記信号源が有する複数の前記識別値を順序づけて前記移動体の移動経路を形成する請求項1に記載の移動体の制御システム。
- 前記制御装置は、複数の前記信号源夫々が有する前記識別値に対して前記制御情報を割り当てることを特徴とする請求項5に記載の移動体の制御システム。
- 前記制御装置は、前記経路上を移動する複数の前記移動体夫々の前記経路上の移動方向又は移動量を制御することを特徴とする請求項5に記載の移動体の制御システム。
- 複数の前記移動体の夫々は、複数の当該移動体同士を識別させる識別値を前記制御装置に送信し、
前記制御装置は、複数の前記移動体同士を識別させる前記識別値に基づいて、複数の前記移動体夫々に対応する前記移動経路を形成し、複数の前記移動体夫々に対応する前記制御情報を複数の前記移動体夫々に対して送信することを特徴とする請求項7に記載の移動体の制御システム。 - 前記制御装置は、前記移動体から受信する複数の前記識別値に基づいて、空間内における複数の前記信号源夫々の位置を示す地図情報を作成することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
- 前記移動体は、操作者の意思に応じて前記経路が形成されていない空間を移動可能であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
- 前記信号源は、予め設定された前記識別値に応じた電波信号を出力する半導体集積回路であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
- 前記経路を形成する複数の前記信号源は実質的に一定の間隔で配置されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
- 複数の信号源の配列によって形成される経路上を移動する移動体の前記経路上の移動方向又は移動量を制御する制御装置であって、
前記経路上の移動時に前記移動体が複数の前記信号源夫々から取得する複数の前記信号源同士を識別させる識別値を前記移動体から受信し、
前記識別値に対して予め設定された前記移動体を目的地まで移動させるための制御情報を前記移動体に送信する、制御装置。 - 前記移動体の現在地を示す前記識別値の受信に応じて、受信した前記識別値に対して予め設定された前記制御情報及び前記移動体の次の移動先の前記信号源が有する前記識別値に対して予め設定された複数の前記制御情報を前記移動体に送信することを特徴とする請求項13に記載の制御装置。
- 前記経路上を移動する複数の前記移動体夫々の前記経路上の移動方向又は移動量を制御することを特徴とする請求項13又は14に記載の制御装置。
- 前記移動体から受信する前記移動体の出発地及び目的地を示す情報に基づいて、複数の前記信号源が有する複数の前記識別値を順序づけて前記移動体の移動経路を形成することを特徴とする請求項13に記載の制御装置。
- 複数の前記信号源夫々が有する前記識別値に対して前記制御情報を割り当てることを特徴とする請求項16に記載の制御装置
- 前記経路上を移動する複数の前記移動体夫々の前記経路上の移動方向又は移動量を制御することを特徴とする請求項13に記載の制御装置。
- 外部に設けられる制御装置から受信する制御情報に基づいて、複数の信号源の配列によって形成される経路上を移動する移動体であって、
前記経路上の移動時に複数の前記信号源夫々から取得する前記信号源同士を識別させる識別値を前記制御装置に送信し、
前記識別値に対して予め設定された前記移動体を目的地まで移動させるための前記制御情報を前記制御装置から受信し、
受信した前記制御情報に基づいて前記経路上を移動する、移動体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008077482A JP2009230634A (ja) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | 移動体の制御システム、制御装置、及び移動体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008077482A JP2009230634A (ja) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | 移動体の制御システム、制御装置、及び移動体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009230634A true JP2009230634A (ja) | 2009-10-08 |
Family
ID=41245904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008077482A Pending JP2009230634A (ja) | 2008-03-25 | 2008-03-25 | 移動体の制御システム、制御装置、及び移動体 |
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JP (1) | JP2009230634A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2008
- 2008-03-25 JP JP2008077482A patent/JP2009230634A/ja active Pending
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