JP2018092264A - 制御装置、走行システム、及び、制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレームの衝突を回避しながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をする。【解決手段】制御装置３０は、複数の無人走行車２それぞれへの制御コマンドを生成する生成部３２と、複数の無人走行車２に対して順次に、生成部３２が生成した制御コマンドを送信する通信部３３とを備え、生成部３２が生成する制御コマンドは、当該無人走行車２が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングであって、無人走行車２ごとに異なるタイミングを示す情報を含む。【選択図】図５

Description

本発明は、制御装置、走行システム、及び、制御方法に関する。

工場などの施設内において、人が乗車することなく天井又は床面などを走行する無人走行車が利用されている。無人走行車は、無人走行車の走行を制御する制御装置などとの間で通信することで、走行に関する制御情報を制御装置から受信し、受信した制御情報に従って走行する。無人走行車は、上記施設内をカバーするように複数配置された基地局を順次に利用した無線通信により、制御装置と通信する。

一般に、無線通信端末（上記無人走行車も含まれる）と基地局との通信タイミングとして、各装置が自律的に送信タイミングを決定するＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）方式と、ＰＣＦ（Ｐｏｉｎｔ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）方式とがある。ＤＣＦ方式では、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）によるフレームの衝突を回避が採用されるが、フレームの衝突を完全に回避することはできない。また、ＰＣＦ方式では、フレームの衝突を回避することができる半面、フレームの送信遅延が大きくなる。

特許文献１は、ＰＣＦ方式において送信遅延を抑制すべく、ポーリング要求信号を用いてポーリングの順序を変える制御を行う無線通信方法を開示する。

特開２００９−１００３８９号公報

特許文献１が開示する技術では、通信端末が送信するポーリング要求信号が他のフレームと衝突した場合、ポーリングの制御が実現しない可能性があるという問題がある。また、基地局が主導的に制御するものではないので、基地局による所望の通信端末との追加的な通信制御をすることができないという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、フレームの衝突を回避しながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をする制御装置などを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御装置は、制御装置と、前記制御装置による制御に従って走行する複数の無人走行車とを備える走行システムにおける前記制御装置であって、前記複数の無人走行車それぞれへの制御コマンドを生成する生成部と、前記複数の無人走行車に対して順次に、前記生成部が生成した前記制御コマンドを送信する通信部とを備え、前記生成部が生成する前記制御コマンドは、当該無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングであって、無人走行車ごとに異なるタイミングを示す情報を含む。

これによれば、制御装置は、制御コマンドに対して無人走行車が返信データを送信すべきタイミングを設定するので、制御コマンドと返信データとの衝突、及び、返信データ同士の衝突を未然に回避することができる。また、制御装置は、返信データが送信されるタイミングを設定することで、無人走行車とのやりとりするフレームの頻度の制御という追加的な制御をすることができる。このように、制御装置は、フレームの衝突を回避しながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をすることができる。

また、前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドをまとめて、一のフレームを生成し、前記通信部は、生成した前記一のフレームをブロードキャストで送信する。

これによれば、制御装置は、二以上の無人走行車への制御コマンドを一のフレームだけで実現することができる。これにより、制御装置と無人走行車の間でやりとりされるフレームの数を抑制することができる。

また、前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドを所定数個だけまとめて、前記一のフレームを生成する。

これによれば、制御装置は、制御コマンドの個数を制限することで、より容易に、制御装置と無人走行車の間でやりとりされるフレームの数を抑制することができる。

また、前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドを所定データサイズ以下になるようにまとめて、前記一のフレームを生成する。

これによれば、制御装置は、制御コマンドのデータサイズを制限することで、より容易に、制御装置と無人走行車の間でやりとりされるフレームの数を抑制することができる。

また、前記通信部は、さらに、前記通信部が送信した前記制御コマンドに対して前記無人走行車が送信した返信データを受信し、前記通信部が受信した前記返信データが、前記無人走行車への新たな制御コマンドの送信を要する所定条件を満たす場合に、前記生成部に前記新たな制御コマンドを生成させ、かつ、生成された前記新たな制御コマンドを前記通信部に送信させる、制御部とを備える。

これによれば、制御装置は、無人走行車により送信される返信データに基づく判定により、無人走行車に新たな制御を行うことができる。このように、制御装置は、新たな制御が必要である所望の無人走行車との追加的な通信制御を行うことができる。

また、前記生成部は、前記制御コマンドを生成する際には、生成する前記制御コマンドの宛先である無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングとして、現時点より第一時間経過後を示すタイミングを決定し、決定した前記タイミングを示す情報を含む前記制御コマンドを生成し、前記制御部は、前記生成部に前記新たな制御コマンドを生成させる際には、生成させる前記制御コマンドの宛先である無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングとして、現時点より、前記第一時間より長い第二時間経過後を示すタイミングを決定させ、決定された前記タイミングを示す情報を含む前記新たな制御コマンドを生成させる。

これによれば、制御装置は、返信データに基づく判定により行う新たな制御に係るフレームのやりとりを比較的短時間で行うことができる。

また、前記制御部は、前記複数の無人走行車のうちの一の無人走行車が送信した前記返信データを前記通信部が受信してから、前記複数の無人走行車のうち前記一の無人走行車を除くいずれかの無人走行車に前記制御コマンドを前記通信部が送信するまでの期間内に、生成された前記新たな制御コマンドを前記通信部に送信させる。

これによれば、制御装置は、返信データに基づく判定により行う新たな通信を、当該返信データのすぐ後に行う。これにより、無人走行車に対する即時的な制御が実現する。

また、前記制御部は、前記複数の無人走行車のそれぞれに前記制御コマンドを順次送信した後、最後に送信した宛先である無人走行車からの返信データを受信すべき期間を経過した後に、生成された前記新たな制御コマンドを前記通信部に送信させる。

これによれば、制御装置は、返信データに基づく判定により行う新たな通信を、複数の無人走行車への一連の制御コマンドの送信の後に行う。これにより、複数の無人走行車に対する制御に与える影響を小さく抑えながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をすることができる。

また、前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドをまとめて、一のフレームを生成し、前記通信部は、生成した前記一のフレームをブロードキャストで送信し、前記制御部は、（１）前記二以上の無人走行車が送信した返信データのうちの一の返信データが前記所定条件を満たす場合に、前記一の返信データを送信した前記無人走行車だけに対する新たな制御コマンドを前記生成部に生成させ、（２）生成された前記新たな制御コマンドをユニキャストで前記通信部に送信させる。

これによれば、制御装置は、複数の無人走行車への制御コマンドをブロードキャストで送信した場合に、制御の対象となった複数の無人走行車のうち、エラーを示す返信データを送信した無人走行車に対して、次に送信することが予定されているフレームの有無に依存せずに、新たな制御をすることができる。

また、前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドをまとめて、一のフレームを生成し、前記通信部は、生成した前記一のフレームをブロードキャストで送信し、前記制御部は、（１）前記二以上の無人走行車が送信した返信データのうちの一の返信データが前記所定条件を満たす場合に、前記一の返信データを送信した前記無人走行車だけに対する新たな制御コマンドを前記生成部に生成させ、（２）生成された前記新たな制御コマンドと、前記複数の無人走行車のうち未だ制御フレームを送信していない無人走行車への制御コマンドとをまとめて、新たなフレームを前記生成部に生成させ、（３）前記生成部が生成した前記新たなフレームをブロードキャストで前記通信部に送信させる。

これによれば、制御装置は、複数の無人走行車への制御コマンドをブロードキャストで送信した場合に、エラーを示す返信データを送信した無人走行車に対して、次に送信することが予定されているフレームに新たな制御コマンドを挿入することで、新たな制御をすることができる。制御コマンドを含むフレームの送信回数を維持して新たな制御をすることができる。

また、本発明の一態様に係る走行システムは、上記の制御装置と、前記制御装置による制御に従って走行する前記複数の無人走行車とを備える。

これによれば、走行システムは、制御装置により、フレームの衝突を回避しながら、制御装置と所望の無人走行車との追加的な通信制御をすることができる。

また、前記走行システムは、前記複数の無人走行車の移動経路をカバーする複数の基地局を備え、前記制御装置は、さらに、前記複数の基地局それぞれに接続している無人走行車の台数を管理し、前記複数の基地局それぞれに位置する無人走行車の台数が所定数を超えないように前記無人走行車の移動を制御する管理部を備える。

これによれば、走行システムは、一の基地局に接続する無人走行車の数が多すぎることで生じ得る通信の衝突の回避、及び、通信遅延の増大の回避をすることができる。

また、本発明の一態様に係る制御装置の制御方法は、制御装置と、前記制御装置による制御に従って走行する複数の無人走行車とを備える走行システムにおける前記制御装置の制御方法であって、前記複数の無人走行車それぞれへの制御コマンドを生成する生成ステップと、前記複数の無人走行車に対して順次に、前記生成ステップでが生成した前記制御コマンドを送信する通信ステップとを含み、前記生成ステップで生成する前記制御コマンドは、当該無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングであって、無人走行車ごとに異なるタイミングを示す情報を含む。

これによれば、上記制御装置と同様の効果を奏する。

本発明にかかる制御装置等は、フレームの衝突を回避しながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をすることができる。

図１は、実施の形態に係る、制御装置及び無人走行車を含む走行システムを示す模式図である。 図２は、実施の形態に係る無人走行車による無線通信を示す説明図である。 図３は、実施の形態に係る無人走行車がレールに沿って軌道を走行する状態の外観を示す模式図である。 図４は、実施の形態に係る無人走行車の外観を示す模式図である。 図５は、実施の形態に係る制御装置の機能ブロックを示すブロック図である。 図６は、実施の形態に係る管理部が管理している接続リストの説明図である。 図７は、実施の形態に係る制御コマンドを含むフレームの第一の説明図である。 図８は、実施の形態に係る制御コマンドを含むフレームの第二の説明図である。 図９は、実施の形態に係る無人走行車の機能ブロックを示すブロック図である。 図１０は、実施の形態に係る位置取得部が無人走行車の位置情報を取得する方法を示す説明図である。 図１１は、実施の形態に係る制御装置の処理を示すフロー図である。 図１２は、実施の形態に係る無人走行車の処理を示すフロー図である。 図１３は、実施の形態に係る制御装置及び無人走行車の基本的な通信シーケンスを示す説明図である。 図１４は、実施の形態に係る制御装置及び無人走行車の、複数の制御コマンドをブロードキャスト送信する場合の通信シーケンスを示す説明図である。 図１５は、実施の形態に係る制御装置及び無人走行車の、エラーを示す返信データを受信した場合の第一の通信シーケンスを示す説明図である。 図１６は、実施の形態に係る制御装置及び無人走行車の、エラーを示す返信データを受信した場合の第二の通信シーケンスを示す説明図である。 図１７は、実施の形態に係る制御装置及び無人走行車の、エラーを示す返信データを受信した場合の第三の通信シーケンスを示す説明図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

（実施の形態）
本実施の形態において、フレームの衝突を回避しながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をする制御装置及び走行システム等について説明する。まず、本発明に係る無人走行車を含む走行システムについて説明する。

なお、下記説明において、各図面中に示すＸＹＺ座標軸を用いた説明を行う場合もある。また、Ｚ軸のプラス方向及びマイナス方向を、それぞれ、上（上方向）及び下（下方向）ということもある。

図１は、本実施の形態に係る走行システムＳを示す模式図である。図２は、本実施の形態に係る無人走行車２による無線通信を示す説明図である。図１及び図２を参照しながら走行システムＳ、及び、走行システムＳにおける制御装置３０及び無人走行車２による無線通信について説明する。

図１に示されるように、走行システムＳは、軌道１及び４と、無人走行車２と、ステーション３と、基地局Ａ１及びＡ２と、ＬＡＮ１０と、制御装置３０とを備える。

走行システムＳは、施設内の天井又は床面等に予め設けられた走行経路である軌道１及び４に、制御装置３０によるコンピュータ制御によって無人走行車２を走行させる、有軌道式の走行システムである。無人走行車２は、制御装置３０による制御に従って、所定の処理を行うステーション３に停止したり、再び走行を開始したりする。走行システムＳは、例えば物品の搬送システム、より具体的には、半導体製造工程に使用される搬送システムに適用され得るものであり、以降ではこの場合を例として説明するが、この用途に限定されない。

なお、以降では、走行システムＳが施設内の天井に敷設される搬送システムである場合を例として説明するが、以降の説明は、施設内の床面に敷設される走行システム、無軌道式の走行システム、又は、搬送とは異なる目的の無人走行車の走行システムに適用することも可能である。

（走行システムＳの概要）
以降において、走行システムＳを構成する構成要素について、より具体的に説明する。

軌道１及び４は、無人走行車２が走行する軌道である。軌道１及び４は、より具体的には、施設内の天井に略水平に（ＸＹ平面に略平行に）設置された、予め定められた環状軌道である。軌道１（図にて軌道１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ及び１ｆと表記）は、走行システムＳに複数設けられ、複数の軌道１が軌道４に接続されている。軌道１上には複数のステーション３が接続されている。なお、軌道１及び４は、これに限定されず、略同一平面内、又は、３次元空間内に立体的に設けられた軌道であってもよい。

無人走行車２（図にて無人走行車２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ及び２ｆと表記）は、軌道１及び４を走行する車両である。無人走行車２は、人が乗車することなく走行し、また、自律的に又は遠隔操作に基づいて走行する無人走行車であり、軌道１及び４上に１以上存在している。無人走行車２は、無人搬送車、より具体的には、懸垂式昇降搬送台車（ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）台車）に相当する。

無人走行車２は、制御装置３０による制御に基づいて軌道１及び４を自在に走行し、物品（ＦＯＵＰ８）の搬送などを行う。また、無人走行車２は、基地局Ａ１等と無線通信リンク（以降、単に通信リンクともいう）を確立し、この通信リンクを用いた無線通信により制御装置３０からの制御コマンドを受信する。無人走行車２は、また、通信リンクを確立する相手となる基地局の切り替え（ローミング）を行う。例えば、無人走行車２は、基地局Ａ１と確立した通信リンクＬ１により通信しながら軌道１及び４に沿って走行しているときに、基地局Ａ１の通信エリア（領域６４）を脱したことで通信リンクＬ１を通じた無線通信を維持できなくなった場合には、基地局Ａ２の通信エリア（領域６５）内に位置していれば基地局Ａ２と通信リンクＬ２を新たに確立し通信リンクＬ２により通信を行う（図２参照）。なお、物品は、例えば、半導体ウエハを収納する容器であるＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）８に相当する。

ステーション３は、無人走行車２が一時停止する停留所である。ステーション３は、無人走行車２から物品の搬入を受ける搬入ポート３ａと、無人走行車２へ物品を搬出する搬出ポート３ｂとを有する。ステーション３は、例えば半導体処理装置に相当し、上記所定の処理として、半導体ウエハの各種表面処理等（洗浄、成膜、レジスト、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、検査等）を行う。無人走行車２は、制御装置３０による制御の下、ステーション３との間で荷つかみ（ステーション３から無人走行車２に物品を積み込むこと）、又は、荷おろし（無人走行車２からステーション３に物品を積み出すこと）を行う。ステーション３は、無人走行車２から搬入ポート３ａを介して搬入された物品であるＦＯＵＰ８に収容された半導体ウエハに上記処理を施し、処理済みの半導体ウエハを収容したＦＯＵＰ８を搬出ポート３ｂを介して無人走行車２に搬出する。

基地局Ａ１は、無人走行車２と通信リンクＬ１を確立して無線通信を行う基地局装置である。基地局Ａ２も基地局Ａ１と同様の機能を有する。

基地局Ａ１等は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮなどの通信インタフェースにより無線通信を行う。基地局Ａ１等は、無線通信の通信エリアが軌道１及び４をカバーする位置に配置される。このとき、隣接する基地局同士で無線通信の通信エリアが一部重なることは許容されるが、重なりが大きすぎること、又は、軌道１及び４のうちカバーされない位置が生ずることがないように配置されることが、無線通信の安定化のために好ましい。また、基地局Ａ１等は、ＬＡＮ１０に接続されており、無人走行車２との通信リンクＬ１及びＬ２等、並びに、ＬＡＮ１０を介して、制御装置３０と無人走行車２との通信を中継する。

基地局Ａ１等は、無人走行車２から通信リンクの接続要求を受け付けた場合には、受け付けた接続要求を許可するか否かを制御装置３０に問い合わせる。そして、基地局Ａ１等は、制御装置３０から許可する旨の通知を受けた場合に当該接続要求に応じて無人走行車２との接続を確立する。

なお、基地局Ａ１等は、一般に、通信装置が基地局Ａ１等に接続するために必要な情報を含むビーコン信号を繰り返し送信してもよいし、基地局Ａ１等は、ビーコン信号の送信を禁止してもよい。基地局Ａ１がビーコン信号の送信を禁止することで、基地局Ａ１の周囲に存在する通信装置が基地局Ａ１に接続しようとすることで発生する通信を未然に抑制することができ、基地局Ａ１と無人走行車２との通信に係るフレームの衝突をより確実に回避することができる利点がある。

なお、基地局Ａ１等の個数は２個に限られず、３個以上あってもよい。

ＬＡＮ１０は、基地局Ａ１等及び制御装置３０が接続されたローカルエリアネットワークである。ＬＡＮ１０は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．３規格等に適合する有線ＬＡＮ、又は、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等に適合する無線ＬＡＮなどである。

制御装置３０は、無人走行車２の走行をコンピュータにより制御する制御装置である。制御装置３０は、ＬＡＮ１０及び基地局Ａ１等を介して無人走行車２と通信可能である。

制御装置３０は、具体的には、無人走行車２に対して、無人走行車２が走行して軌道１及び４上のどの位置に到達すべきかを示す位置情報を含む走行指令を制御コマンドとして送信する。走行指令には、上記位置情報の他、走行すべき走行経路を示す情報を含んでもよい。また、制御装置３０は、例えば、あるステーション３から物品の荷つかみ要求を取得すると、荷つかみ要求が発生したステーション３に比較的近い位置にある無人走行車２に対して、荷つかみ要求が発生したステーション３に移動する走行指令、及び、上記ステーション３から物品を受け取る旨の搬送指令を、制御コマンドとして送信する。なお、制御装置３０は、走行指令及び搬送指令の他にも、無人走行車２にＦＯＵＰ８を把持させる把持指令などを制御コマンドとして送信する。

なお、制御装置３０と無人走行車２とは時刻同期がとれていることが求められる。当該時刻同期は、後述説明する図７に記載の送信時刻７５ｃを含むフレームが制御装置３０から無人走行車２に送信されることで、実現される。

図３は、本実施の形態に係る無人走行車２がレール７に沿って軌道４を走行する状態の外観を示す模式図である。図４は、本実施の形態に係る無人走行車２の外観を示す模式図である。図３及び図４を参照しながら無人走行車２の搬送機能について説明する。

無人走行車２は、駆動部２０ａと、位置合わせ機構２０ｂと、ベルト２０ｃと、昇降機構２０ｄと、昇降体２０ｅと、グリッパ部材２０ｆとを備える。

駆動部２０ａは、無人走行車２を軌道４に沿って走行させる駆動装置である。無人走行車２は、施設内の天井に軌道４に沿って敷設されたレール７に、駆動部２０ａを介して吊り下げられている。駆動部２０ａは、駆動装置としての走行輪（不図示）を備えている。無人走行車２は、走行輪によりレール７にガイドされながら走行する。この走行に必要な動力は、走行輪に搭載される駆動モータ、又は、レール７及び無人走行車２それぞれに設けられるコイル及びリアクションプレートによるリニアモータなど周知技術によって得られる。

位置合わせ機構２０ｂは、無人走行車２の走行方向と水平面（ＸＹ面）内で直交する方向、及び、回転方向の変位調整を行う調整機構である。

ベルト２０ｃは、伸縮自在に制御されるベルト体である。ベルト２０ｃは、上端が昇降機構２０ｄに接続され、下端が昇降体２０ｅに接続されている。ベルト２０ｃは、上下方向の長さが伸縮することで昇降体２０ｅを上下方向に変位させる。なお、ベルト２０ｃは、昇降体２０ｅへの電力供給を行い、また、制御信号を送受信するための電線を内部に有していてもよい。

昇降機構２０ｄは、ベルト２０ｃの上下方向の長さを調整することで昇降体２０ｅを昇降させる機構である。昇降機構２０ｄは、ベルト２０ｃの上端に接続されており、例えばベルト２０ｃを巻き上げることによりベルト２０ｃの上下方向の長さを調整する。

昇降体２０ｅは、上下方向における適切な位置にＦＯＵＰ８を位置させるために昇降される移動体である。昇降体２０ｅは、ベルト２０ｃの下端に接続されており、ベルト２０ｃが昇降機構２０ｄにより伸縮されることに伴って昇降される。

グリッパ部材２０ｆは、ＦＯＵＰ８を把持する把持機構である。グリッパ部材２０ｆは、昇降体２０ｅの下部に設けられており、昇降体２０ｅとともに昇降する。ＦＯＵＰ８は、被処理物（例えば半導体ウエハ）を収納するＦＯＵＰ本体８ａと、グリッパ部材２０ｆに把持されるフランジ８ｂとを有する。グリッパ部材２０ｆは、フランジ８ｂを把持した状態で、昇降機構２０ｄによる昇降体２０ｅの昇降に伴ってＦＯＵＰ８を移送する。グリッパ部材２０ｆは、制御装置３０による制御（把持指令）に従って、把持、又は、把持の解除を行う。

なお、無人走行車２への給電には、様々な方法を採用し得る。例えば、無人走行車２への給電は、軌道１及び４に沿って敷設される給電線（不図示）から、無人走行車２が備えるコイル（不図示）への電磁誘導作用を利用した方法により可能である。

以降において、制御装置３０及び無人走行車２の通信機能について詳細に説明する。

（制御装置３０）
図５は、本実施の形態に係る制御装置３０の機能ブロックを示すブロック図である。

図５に示されるように、制御装置３０は、管理部３１と、生成部３２と、通信部３３と、制御部３４とを備える。

管理部３１は、制御装置３０が制御する対象である無人走行車２がどの基地局に接続しているか、及び、無人走行車２それぞれの位置及び移動を管理している処理部である。管理部３１は、無人走行車２がどの基地局に接続しているかを示す接続リストを管理しており、無人走行車２が基地局との接続を確立又は切断したときに、接続リストのエントリを追加又は削除する。管理部３１は、新たな無人走行車２が接続しようとする基地局から新たな無人走行車２の接続を許可するかについての問い合わせを受け、接続を許可するか否かを判断して結果を通知する。

管理部３１は、複数の基地局それぞれに接続している無人走行車２の台数を接続リストを用いて管理し、複数の基地局それぞれに位置する無人走行車２の台数が所定数を超えないように無人走行車２の移動を制御する。具体的には、管理部３１は、ある基地局に接続している無人走行車２の台数が、一の基地局に接続し得る無人走行車２の上限台数（例えば４０台）に一致している状態で、新たな無人走行車２が上記一の基地局に接続しようとするときに、この接続を許可しない旨の通知をする。また、上記新たな無人走行車２が上記一の基地局の通信エリアに進入することを禁止する制御をする。これにより、一の基地局に接続する無人走行車２の数が多すぎることで生じ得る通信の衝突の回避、及び、通信遅延の増大の回避をすることができる。

生成部３２は、複数の無人走行車２それぞれへの制御コマンドを生成する処理部である。生成部３２が生成する制御コマンドは、無人走行車２が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングを示す情報を含む。上記タイミングは、無人走行車２ごとに異なるタイミングである。制御コマンドには、上記のとおり、走行指令、搬送指令又は把持指令などがある。生成部３２は、走行システムＳ内の複数の無人走行車２の位置、及び、ステーション３による処理の状況に応じて適切な制御コマンドを生成する。

生成部３２は、制御コマンドを生成するときに、当該制御コマンドの送信時刻及び返信時刻の決定を行う。送信時刻は、制御装置３０が当該制御コマンドを送信する時刻を示す情報である。また、返信時刻は、当該制御コマンドを受信した無人走行車２が、当該制御コマンドに対する返信データを送信する時刻を示す情報である。

送信時刻は、例えば５ｍｓｅｃ間隔の時刻の系列になるように決定される。また、返信時刻は、送信時刻の間隔より短い時間（例えば１ｍｓｅｃ、第一時間ともいう）の分だけ、送信時刻から経過した時刻として決定される。

生成部３２は、生成した制御コマンドを含むフレームを生成する。生成部３２は、生成した一の無人走行車２への制御コマンドを含むフレームを生成してもよい。また、生成部３２は、生成した二以上の無人走行車２への制御コマンドをまとめて、一のフレームを生成してもよい。このとき、生成部３２は、二以上の無人走行車２への制御コマンドを所定数個だけまとめて、上記一のフレームを生成してもよい。また、生成部３２は、二以上の無人走行車２への制御コマンドを所定データサイズ以下になるようにまとめて、上記一のフレームを生成してもよい。これにより、制御コマンドの個数又はデータサイズを制限することで、より容易に、制御装置３０と無人走行車２の間でやりとりされるフレームの数を抑制することができる。

生成部３２が二以上の無人走行車２への制御コマンドをまとめて一のフレームを生成する場合には、二以上の無人走行車２への制御コマンドの返信が同時にならないように、返信時刻が異なるように決定される。例えば、各返信時刻が１ｍｓｅｃ以上の間隔を空けて決定される。また、生成部３２は、制御部３４による制御に応じて新たな制御コマンドを生成する。なお、この場合、生成部３２は、各制御コマンドの送信時刻を同じ時刻に設定する。

通信部３３は、生成部３２が生成した制御コマンドを送信し、また、無人走行車２からの返信データを受信する通信インタフェースである。通信部３３は、複数の無人走行車２に対して順次に、生成部３２が生成した制御コマンドを送信する。制御コマンドの送信は、当該制御コマンドの送信時刻に行われる。通信部３３は、原則的には、複数の無人走行車２に対して順次に、生成部３２が生成した制御コマンドをユニキャストで送信する。送信する宛先の無人走行車２の順番は、どのような順番であってもよいが、例えば、管理部３１が管理している無人走行車２の接続リストの順番を採用することができる。

また、通信部３３は、生成部３２が二以上の無人走行車２への制御コマンドをまとめて一のフレームを生成した場合には、生成部３２が生成した上記一のフレームをブロードキャストで送信する。また、通信部３３は、制御部３４による制御に応じて、生成部３２が生成した新たな制御コマンドを送信する。

制御部３４は、通信部３３が受信した返信データに基づいて、生成部３２及び通信部３３を制御することで、新たな制御コマンドを無人走行車２に送信する処理部である。制御部３４は、具体的には、通信部３３が受信した返信データが、無人走行車２への新たな制御コマンドの送信を要する所定条件を満たす場合に、生成部３２に新たな制御コマンドを生成させ、かつ、生成された新たな制御コマンドを通信部３３に送信させる。ここで、制御部３４は、生成部３２に新たな制御コマンドを生成させる際には、生成させる制御コマンドの宛先である無人走行車２が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングとして、現時点より、第一時間より長い時間（第二時間ともいう）経過後を示すタイミングを決定させ、決定されたタイミングを示す情報を含む新たな制御コマンドを生成させる。生成された新たな制御コマンドを通信部３３に送信させるタイミングについては、後で詳しく説明する。

上記所定条件は、例えば、無人走行車２の処理においてエラーが生じたことを示す返信データであることとすることができ、以降ではこの場合を例として説明する。なお、所定条件は、無人走行車２に対する比較的緊急な制御が必要であること、又は、より詳細なデータの取得が必要であること、などとすることもできる。

また、制御部３４は、通信部３３が受信した返信データに基づいて、無人走行車２に搭載されているソフトウェア又はファームウェアのバージョンアップ、無人走行車２が保存しているログの転送などが必要と判断されるときに、無人走行車２を所定の位置に移動させる制御、及び、その位置で上記バージョンアップ又は上記転送をさせる制御を行う。この制御は、生成部３２及び通信部３３に適切な制御コマンドを生成及び送信させることで実現する。

また、制御部３４は、通信部３３が受信した返信データに基づいて、無人走行車２が移動により接続している基地局の通信可能エリアを離れると判断されるときに、移動先の新たな基地局に接続させる制御を行う。制御部３４は、返信データに含まれる、無人走行車２の電波の受信強度を示す強度情報の低下、又は、無人走行車２の位置情報を用いて、通信可能エリアを離れるか否かの判断をすることができる。この制御は、生成部３２及び通信部３３に適切な制御コマンドを生成及び送信させることで実現する。

図６は、本実施の形態に係る管理部３１が管理している接続リスト３１Ａの説明図である。

図６に示されるように接続リスト３１Ａは、基地局と、当該基地局に接続している無人走行車２とを対応付けて示すリストである。接続リスト３１Ａは、基地局Ａ１に無人走行車２ａ及び２ｂが接続しており、基地局Ａ２に無人走行車２ｃが接続していることを示している。また、接続リスト３１Ａには、各無人走行車２のＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスが登録されている。

接続リスト３１Ａは、管理部３１により参照され、新たな無人走行車２が基地局に接続することを管理部３１が許可するか否かの判断に用いられる。また、接続リスト３１Ａに登録されているＭＡＣアドレス及びＩＰアドレスは、生成部３２が制御コマンドを含むフレームを生成するときに参照される。

図７は、本実施の形態に係る制御コマンドを含むフレームの第一の説明図である。

図７に示されるフレームは、生成部３２が生成する制御コマンドを含むフレームの一例（フレーム７０）であり、１つの制御コマンドを含むものである。このフレームは、上記１つの制御コマンドの宛先に対してユニキャストで送信されるものである。なお、このフレームフォーマットは、制御コマンドの送信に用いられるほか、無人走行車２から制御装置３０へ送信される返信データのフレームフォーマットとしても用いられる。

フレーム７０は、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）ヘッダ７１と、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ７２と、ＵＤＰ（ｕｓｅｒ ｄａｔａｇｒａｍ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）ヘッダ７３と、タイプ７４と、データフィールド７５とを含む。

ＭＡＣヘッダ７１は、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス等を含む、周知のＭＡＣヘッダフィールドである。宛先ＭＡＣアドレスには、制御コマンドの宛先である無人走行車２のＭＡＣアドレスが設定される。

ＩＰヘッダ７２は、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス等を含む、周知のＩＰヘッダフィールドである。宛先ＩＰアドレスには、制御コマンドの宛先である無人走行車２のＩＰアドレスが設定される。

ＵＤＰヘッダ７３は、送信元ＵＤＰポート番号、宛先ＵＤＰポート番号等を含む、周知のＵＤＰヘッダフィールドである。送信元ＵＤＰポート番号、宛先ＵＤＰポート番号は、所定のポート番号が用いられる。

タイプ７４は、このフレームのタイプを示すフィールドであり、このフレームが制御コマンドを含むか、又は、返信データを含むかを示す。

データフィールド７５は、制御コマンドとその付属情報とを含むフィールドである。データフィールド７５は、詳細なフィールドとして、宛先ＩＤ７５ａと、制御コマンド７５ｂと、送信時刻７５ｃと、返信時刻７５ｄとを含む。

宛先ＩＤ７５ａは、この制御コマンドによる制御の対象となる無人走行車２を示すＩＤである。

制御コマンド７５ｂは、この制御コマンドの内容を示すデータである。制御コマンドの内容は、具体的には、走行指令、搬送指令、及び、把持指令などがある。

送信時刻７５ｃは、この制御コマンドを制御装置３０が送信した時刻を示すフィールドである。

返信時刻７５ｄは、この制御コマンドを受信した無人走行車２が、制御装置３０に対して返信データを送信すべき時刻を示すフィールドである。

制御装置３０は、フレーム７０により１つの無人走行車２に対して制御コマンドを送信することで、この無人走行車２を制御し、この無人走行車２が送信する返信データを受信することができる。

図８は、本実施の形態に係る制御コマンドを含むフレームの第二の説明図である。

図８に示されるフレームは、生成部３２が生成する制御コマンドを含むフレームの一例（フレーム８０）であり、複数の制御コマンドを含むものである。このフレームは、上記複数の制御コマンドの宛先に到達するようにブロードキャストで送信されるものである。

フレーム８０は、ＭＡＣヘッダ８１と、ＩＰヘッダ８２と、ＵＤＰヘッダ８３と、タイプ８４と、コマンド数８５と、データフィールド８６とを含む。

ＭＡＣヘッダ８１は、周知のＭＡＣヘッダフィールドである。宛先ＭＡＣアドレスには、全通信端末宛てのアドレス、つまり、ブロードキャストアドレス（ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ：ｆｆ）、その他Ｉ／Ｇビットが１であるアドレスが設定される。

ＩＰヘッダ８２は、送信元ＩＰアドレス、宛先ＩＰアドレス等を含むフィールドである。宛先ＩＰアドレスには、ブロードキャストアドレス（ホスト部のビットを全て１にしたアドレス、又は、２５５．２５５．２５５．２５５）が設定される。

ＵＤＰヘッダ８３は、ＵＤＰヘッダ７３と同じである。

タイプ８４は、このフレームのタイプを示すフィールドであり、このフレームが制御コマンドを含むか、又は、返信データを含むかを示す。

コマンド数８５は、データフィールド８６に含まれる制御コマンドの数を示すフィールドである。

データフィールド８６は、制御コマンドとその付属情報とをまとめたコマンド部を複数有するフィールドである。具体的には、データフィールド８６は、複数のコマンド部としてのコマンド部８６ａ、８６ｂ及び８６ｃを有する。コマンド部８６ａ等のそれぞれが、図７のフレーム７０におけるデータフィールド７５に相当する。なお、ここでは、コマンド部が３つである例を用いて説明するが、コマンド部の数は３つに限られず、２以上のいくつであってもよい。

コマンド部８６ａ等が有する詳細なフィールドである、宛先ＩＤ７５ａと、制御コマンド７５ｂと、送信時刻７５ｃと、返信時刻７５ｄとは、図７における同名のフィールドと同じであるので詳細な説明を省略する。

制御装置３０は、フレーム８０をブロードキャストで送信することで複数の無人走行車２に対して制御コマンドを送信することで、制御コマンドの宛先である複数の無人走行車２を制御し、複数の無人走行車２それぞれが送信する返信データを受信することができる。

（無人走行車２）
図９は、本実施の形態に係る無人走行車２の機能ブロックを示すブロック図である。図１０は、本実施の形態に係る位置取得部２３が無人走行車２の位置情報を取得する方法を示す説明図である。

図９に示されるように、無人走行車２は、通信部２１と、位置取得部２３と、走行車制御部２４とを備える。

通信部２１は、無線通信を行う通信インタフェースである。通信部２１は、基地局Ａ１等と通信可能な規格（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎ規格等）に適合する無線ＬＡＮなどの通信インタフェースである。通信部２１は、施設内に配置された複数の基地局Ａ１等のうち、通信部２１との無線通信が可能である１つの基地局と通信リンクを確立し得る。また、通信部２１は、無人走行車２の位置の変化又は電波環境の変化等により、確立していた通信リンクが通信不能となった場合には、確立していた通信リンクを切断し、新たな基地局と通信リンクを確立し得る。

通信部２１は、基地局Ａ１等を介して制御装置３０から制御コマンドを受信し、また、走行車制御部２４が生成した返信データを送信する。返信データの送信は、当該返信データの返信時刻に行われる。なお、通信部２１は、上記のように制御コマンドを受信したことを契機として返信データを送信する以外に、自発的にデータを送信することはない。このようにすることで、制御コマンドを含むフレームと、返信データを含むフレームとの衝突、又は、返信データを含むフレーム同士の衝突を回避することができる。

強度取得部２２は、通信部２１が受信する、基地局Ａ１等からの電波の受信強度を示す強度情報を取得する処理部である。強度取得部２２は、例えば、基地局Ａ１等が送信するビーコン等の制御フレーム又はデータフレームの受信信号強度（例えば、−６０ｄＢｍ又は−８０ｄＢｍ等）を受信強度として取得する。なお、強度取得部２２が受信強度を取得するチャネルは、通信リンクを確立しているチャネルに限定されず、通信リンクを確立していないチャネルであってもよい。

なお、強度取得部２２は、無人走行車２が基地局Ａ１等の通信可能エリアを離れるか否かについて受信強度の低下に基づく判断を制御装置３０（制御部３４）がする場合（後述）に必要な機能ブロックであり、必須の機能ブロックではない。上記場合には、強度取得部２２は、取得した強度情報を走行車制御部２４に提供する。

位置取得部２３は、無人走行車２の位置を示す位置情報を取得する位置センサである。位置取得部２３は、無人走行車２が軌道１及び４上のどの位置に位置しているかを示す位置情報を取得して走行車制御部２４に提供する。位置情報を取得する方法は、さまざまな方法を採用し得る。

位置取得部２３が位置情報を取得する方法の例を図１０に示している。図１０において、位置取得部２３は、光受信器を有する。また、軌道１及び４に沿って複数の光送信器４１ａ及び４１ｂが配置されている。光送信器４１ａ及び４１ｂは、それぞれ、光送信器ごとに固有の情報を含む光信号４２ａ及び４２ｂを送信する。上記固有の情報と光送信器との対応付けは予め定められているものとする。位置取得部２３は、光受信器により光信号４２ａ又は４２ｂを受信し、上記の対応付けを参照することで、光受信器が受光した光信号を送信した光送信器を特定し、無人走行車２の位置を示す位置情報を生成する。例えば、光受信器が受光した光信号のうち最新のものが光信号４２ａである場合には、光信号４２ａを送信した光送信器４１ａを特定し、光送信器４１ａとその１つ後の光送信器４１ｂとの間の位置Ｐ１を示す位置情報を生成する。

なお、位置情報の取得方法は光送受信器による方法で説明したが、一例にすぎないことは言うまでもない。例えば、位置情報の取得方法は、軌道１に貼られたバーコード等のマーキング情報を光学的に読み取り変換することで位置情報を取得する方法でもよいし、ＩＭＥＳ（Ｉｎｄｏｏｒ ＭＥｓｓａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）（いわゆる屋内ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）により位置情報を取得する方法でもよい。

さらに、位置情報の取得方法は、走行輪に搭載されている駆動モータからのフィードバック情報（モータ回転数）を管理している走行車制御部２４からの情報、若しくは、無人走行車２に備わる加速度センサ又は方位センサなどからの情報に基づいて位置情報を取得する方法でもよく、さらに、前述の取得方法の組み合わせでもよい。

走行車制御部２４は、制御装置３０による制御に従って処理を実行することで、無人走行車２の動作を制御する処理部である。また、走行車制御部２４は、上記処理の結果を示す返信データを生成して通信部２１に提供する。

具体的には、走行車制御部２４は、軌道１及び４に沿って無人走行車２を走行させる処理を行う。走行車制御部２４は、通信部２１を介して制御装置３０から走行指令の制御コマンドを受信すると、受信した走行命令に含まれる位置情報が示す位置を取得する。そして、走行車制御部２４は、軌道１及び４のうち、取得した位置に無人走行車２を移動させるのに適切な走行経路を算出し、算出した走行経路に従って無人走行車２を走行させる。なお、走行車制御部２４が制御装置３０から走行すべき走行経路を示す情報を受信した場合には、受信した情報に従う走行経路に従って無人走行車２を走行させてもよい。

また、走行車制御部２４は、制御装置３０から搬送指令の制御コマンドを受信すると、受信した搬送指令に従って、ステーション３から物品を受け取る処理を行う。また、走行車制御部２４は、制御装置３０から把持指令の制御コマンドを受信すると、ＦＯＵＰ８を把持させる処理を行う。

なお、走行車制御部２４は、返信データを生成する際に、強度取得部２２が取得した、基地局Ａ１等からの電波の受信強度を示す強度情報を返信データに含めてもよい。強度情報を制御装置３０に送信することで、無人走行車２が基地局の通信エリアを離れるか否かについての制御装置３０による判断がなされる。また、走行車制御部２４は、位置取得部２３が取得した位置情報を返信データに含めてもよい。

以上のように構成された制御装置３０及び無人走行車２の動作について詳細に説明する。

図１１は、本実施の形態に係る制御装置３０の処理を示すフロー図である。

ステップＳ１０１において、生成部３２は、接続リスト３１Ａを参照して、基地局に接続している無人走行車２それぞれへの制御コマンドを生成する。

ステップＳ１０２において、生成部３２は、ステップＳ１０１で生成した制御コマンドを含むフレームを生成する。ここで、生成部３２は、一の制御コマンドを含むフレーム７０を生成することもあるし、複数の制御コマンドを含むフレーム８０を生成することもある。どちらのフレームを生成するかについては、ユーザ等により予め設定されていてもよいし、ＬＡＮ１０の通信量に応じて動的に決定されてもよい。

ステップＳ１０３において、制御装置３０は、ステップＳ１０２で生成されたフレームそれぞれについて、ステップＳ１０４からステップＳ１０８までの処理を繰り返し実行する（ループＡ開始）。

ステップＳ１０４において、通信部３３は、当該フレームに含まれる送信時刻が到来したか否かを判定する。送信時刻が到来した場合（ステップＳ１０４でＹｅｓ）には、ステップＳ１０５に進み、そうでない場合（ステップＳ１０４でＮｏ）には、ステップＳ１０４を再び実行する。

ステップＳ１０５において、通信部３３は、ステップＳ１０２で生成した、制御コマンドを含むフレームを送信する。

ステップＳ１０６において、通信部３３は、当該フレームに対して無人走行車２が送信する返信データの受信待ちを行う。返信データを受信した場合、又は、所定時間内に返信データを返信データを受信しない場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）には、ステップＳ１０７に進み、そうでない場合（ステップＳ１０６でＮｏ）には再びステップＳ１０６を実行する。

ステップＳ１０７において、制御部３４は、新たな制御コマンドの送信が必要か否かを判定する。制御部３４は、ステップＳ１０６で返信データを受信した場合には、受信した返信データの内容が所定条件を満たすか否かを判定することで、上記判定をする。また、制御部３４は、ステップＳ１０６で返信データを受信しなかった場合には、上記所定条件を満たしたものと判定してもよい。制御部３４が新たな制御コマンドの送信が必要と判定した場合（ステップＳ１０７でＹｅｓ）には、ステップＳ１０８に進み、そうでない場合（ステップＳ１０７でＮｏ）には、次のフレームについてループＡ内の最初のステップから実行する。

ステップＳ１０８において、制御部３４は、新たな制御コマンドを生成部３２に生成させる。そして、生成部３２より生成された新たなフレームの（１）送信、（２）次のフレームへの挿入、又は、（３）保有、のいずれかを行う。制御部３４が上記（１）〜（３）のうちどれを行うかは、予めユーザ等により設定されていてもよいし、ＬＡＮ１０の通信量に応じて動的に決定されてもよい。

上記（１）送信は、新たなフレームを無人走行車２に送信することである。新たなフレームを無人走行車２に送信した場合には、上記ステップＳ１０６と同様に新たなフレームに対する返信データの受信待ちをし、上記ステップＳ１０７と同様に返信データを受信したか否か、又は、受信した返信データの内容に基づいて、さらに新たな制御コマンドの送信が必要か否かを判断する。

上記（２）次のフレームへの挿入は、新たなフレームを、ループＡ内の次の繰り返し処理の対象となるフレームに挿入することである。新たなフレームを次の繰り返し処理の対象となるフレームに挿入する場合、次のフレームは、複数の制御コマンドを含むフレーム８０（図８参照）になる。

上記（３）保有は、新たなフレームを、ループＡの繰り返し処理がすべて終了した後に送信するために一時的に保有することである。

ステップＳ１０８を終えたら、次のフレームについてループＡ内の最初のステップから実行する。すべてのフレームについての処理を終えたら、ステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０９において、通信部３３は、ステップＳ１０８の（３）で新たなフレームを一時的に保有した場合には、制御コマンドの対象となる無人走行車２に送信する。

図１２は、本実施の形態に係る無人走行車２の処理を示すフロー図である。

ステップＳ２０１において、通信部２１は、制御装置３０が送信した、制御コマンドを含むフレームを受信したか否かを判定する。制御装置３０が送信したフレームを受信した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）には、ステップＳ２０２に進み、そうでない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）には、ステップＳ２０１を再び実行する。

ステップＳ２０２において、走行車制御部２４は、ステップＳ２０１で通信部２１が受信したフレームから制御コマンドを取得する。ステップＳ２０１で通信部２１が受信したフレームに複数の無人走行車２宛ての制御コマンドが含まれている場合には、走行車制御部２４は、自装置宛ての制御コマンドのみを取得する。

ステップＳ２０３において、走行車制御部２４は、ステップＳ２０２で取得した制御コマンドに従って処理を実行する。具体的には、走行車制御部２４は、制御コマンドである走行指令に従って指示された位置に移動する、制御コマンドである搬送指令に従って物品を搬送する、又は、把持指令に従って物品を把持する、などの処理を行う。

ステップＳ２０４において、走行車制御部２４は、ステップＳ２０３で行った処理の結果を示す返信データを生成し、また、生成した返信データを含むフレームを生成する。

ステップＳ２０５において、通信部２１は、ステップＳ２０２で取得した制御コマンドに含まれる返信時刻が到来したか否かを判定する。返信時刻が到来したと判定した場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）には、ステップＳ２０６に進み、そうでない場合（ステップＳ２０５でＮｏ）には再びステップＳ２０５を実行する。

ステップＳ２０６において、通信部２１は、ステップＳ２０４で生成した、返信データを含むフレームを制御装置３０に送信する。

以上の一連の処理により、制御装置３０は、複数の無人走行車２に対して制御コマンドを送信することで無人走行車２を制御する。このとき、無人走行車２が返信データを返信する時刻が制御装置３０により設定されているので、制御コマンドと返信データとの衝突、又は、返信データ同士の衝突を回避することができる。また、返信データの内容に基づいて、新たな制御が必要と判断される無人走行車２に対して、新たな制御コマンドを送信することができる。このように、制御装置３０及び無人走行車２は、フレームの衝突を回避しながら、制御装置３０と無人走行車２との追加的な通信制御をすることができる。

以降において、本実施の形態に係る制御装置３０及び無人走行車２ａ等の通信シーケンスの例を説明する。

図１３は、本実施の形態に係る制御装置３０及び無人走行車２ａ等の基本的な通信シーケンスを示す説明図である。この通信シーケンスは、フレームのブロードキャスト送信をせず、また、返信データがエラーを示すものでない場合の基本的な通信シーケンスである。

図１３に示されるように、制御装置３０は、送信時刻Ｓ１が到来すると無人走行車２ａ宛ての制御コマンドを含むフレーム９１をユニキャストで送信する（ステップＳ１０４及びＳ１０５）。フレーム９１は、制御コマンドを１つだけ含むフレーム７０（図７参照）の形式である。

無人走行車２ａは、フレーム９１を受信し、フレーム９１に含まれる制御コマンドに従って処理を実行し、返信データを生成する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）。そして、無人走行車２ａは、制御コマンドを含むフレームで指定されている返信時刻Ｒ１が到来すると制御装置３０宛ての返信データを含むフレーム９２を送信する（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。

次に、制御装置３０は、送信時刻Ｓ１から所定時間（例えば５ｍｓｅｃ）経過後の送信時刻Ｓ２が到来すると、無人走行車２ｂ宛ての制御コマンドを含むフレーム９３をユニキャストで送信する（ステップＳ１０４及びＳ１０５）。そして、無人走行車２ｂは、上記と同様にして、返信時刻Ｒ２が到来すると制御装置３０宛ての返信データを含むフレーム９４を送信する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０７）。

以降同様に、制御装置３０は、送信時刻Ｓ３〜Ｓ６それぞれに制御コマンドを含むフレーム９５及び９７等を送信し、返信時刻Ｒ３〜Ｒ６それぞれに、返信データを含むフレーム９６及び９８等を受信する。

このように、制御装置３０は、複数の無人走行車２それぞれに順次に制御コマンドを送信し、当該制御コマンドに対する返信データを受信する。このとき、無人走行車２が返信データを送信するタイミング（返信時刻）は、制御装置３０により設定されている。よって、制御装置３０による制御に基づいて、制御コマンドを含むフレームと、返信データを含むフレームとの衝突、又は、返信データを含むフレーム同士の衝突を回避することができる。

図１４は、本実施の形態に係る制御装置３０及び無人走行車２の、複数の制御コマンドをブロードキャスト送信する場合の通信シーケンスを示す説明図である。この通信シーケンスにおいて、制御装置３０は、無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃ宛ての制御コマンドを含むフレームをブロードキャスト送信する点で、図１３における通信シーケンスと異なる。

図１４に示されるように、制御装置３０は、送信時刻Ｓ１が到来すると無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃそれぞれへの制御コマンドを含むフレーム９１ａをブロードキャストで送信する（ステップＳ１０４及びＳ１０５）。フレーム９１ａは、制御コマンドを３つ含むフレーム８０（図８参照）の形式である。

無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃそれぞれは、フレーム９１ａを受信し、フレーム９１ａに含まれる自装置宛ての制御コマンドを取得し、取得した制御コマンドに従って処理を実行し、返信データを生成する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）。そして、無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃは、それぞれ、制御コマンドを含むフレームで指定されている返信時刻Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が到来すると制御装置３０宛ての返信データを含むフレーム９２、９４及び９６を順次に送信する（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。

これ以降の通信シーケンスは、図１３における通信シーケンスと同じである。

このように、制御装置３０は、複数の無人走行車２のうちの一部の二以上の無人走行車２（無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃ）に対する制御コマンドを含むフレームをブロードキャスト送信する。送信されるフレームに含まれる各制御コマンドに含まれる返信時刻は互いに異なっているので、上記制御コマンドを含むフレームに対する返信データは、上記一部の二以上の無人走行車２から異なる時刻に送信される。よって、制御装置３０による制御に基づいて、制御コマンドを含むフレームと、返信データを含むフレームとの衝突、又は、返信データを含むフレーム同士の衝突を回避することができる。

図１５は、本実施の形態に係る制御装置３０及び無人走行車２の、エラーを示す返信データを受信した場合の第一の通信シーケンスを示す説明図である。この通信シーケンスにおいて、エラーを示す返信データを制御装置３０が受信した後すぐに制御コマンドを送信するケースを説明する。

図１５に示されるように、制御装置３０はフレーム９１をユニキャストで送信する（ステップＳ１０４及びＳ１０５）。

無人走行車２ａは、フレーム９１を受信し、フレーム９１に含まれる制御コマンドに従って処理を実行し、返信データを生成する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）。ここで、無人走行車２ａは、エラーを示す情報を含む返信データを生成したとする。無人走行車２ａは、返信時刻Ｒ１が到来すると、エラーを示す返信データを含むフレーム９２ａを制御装置３０に送信する（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。

エラーを示す返信データを受信した制御装置３０は、受信した返信データがエラーを示していることから新たな制御コマンドの送信が必要と判断する（ステップＳ１０７）。そして、新たな制御コマンドを生成し、生成した制御コマンドを含むフレーム９１ｂを無人走行車２ａに送信する（ステップＳ１０８）。

無人走行車２ａは、新たな制御コマンドを含むフレーム９１ｂを受信すると、新たな制御コマンドに従って処理を実行し、返信データを含むフレーム９２ｂを生成して、制御コマンドを含むフレームで指定されている返信時刻Ｒ１ａに制御装置３０に送信する。

これ以降の通信シーケンスは、図１３における通信シーケンスと同じである。

このように、制御装置３０（制御部３４）は、複数の無人走行車２のうちの一の無人走行車２が送信した返信データを通信部３３が受信してから、複数の無人走行車２のうち上記一の無人走行車２を除くいずれかの無人走行車２に制御コマンドを通信部３３が送信するまでの期間内に、生成された新たな制御コマンド（つまりフレーム９１ｂ）を通信部３３に送信させる。これにより、制御装置３０は、エラーを示す返信データを送信した無人走行車２ａに対して、その返信データを受信してから比較的短時間内に、新たな制御をすることができる。

図１６は、本実施の形態に係る制御装置３０及び無人走行車２の、エラーを示す返信データを受信した場合の第二の通信シーケンスを示す説明図である。この通信シーケンスにおいて、エラーを示す返信データを制御装置３０が受信した場合に、管理部３１により管理されている無人走行車２それぞれに対する制御コマンドの送信が終わった後に制御コマンドを送信するケースを説明する。

図１６に示されるように、制御装置３０はフレーム９１をユニキャストで送信する（ステップＳ１０４及びＳ１０５）。

無人走行車２ａは、フレーム９１を受信し、フレーム９１に含まれる制御コマンドに従って処理を実行し、エラーを示す返信データを生成し（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）、送信する（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。

エラーを示す返信データを受信した制御装置３０は、受信した返信データがエラーを示していることから新たな制御コマンドの送信が必要と判断する（ステップＳ１０７）。そして、新たな制御コマンドを生成し、生成した新たな制御コマンドを一時保有する（ステップＳ１０８）。

その後、制御装置３０は、管理部３１により管理されている無人走行車２ａ〜２ｆに対する制御コマンドの送信が終わった後の時刻である送信時刻Ｓ１ｂが到来すると、保有していた新たな制御コマンドを含むフレーム９１ｃを無人走行車２ａに送信する。無人走行車２ａは、新たな制御コマンドを含むフレーム９１ｃを受信すると、新たな制御コマンドに従って処理を実行し、返信データを含むフレーム９２ｃを生成して返信時刻Ｒ１ｂに制御装置３０に送信する。

このように、制御装置３０（制御部３４）は、複数の無人走行車２のそれぞれに制御コマンドを順次送信した後、最後に送信した宛先である無人走行車２からの返信データを受信すべき期間を経過した後に、生成された新たな制御コマンド（つまりフレーム９１ｃ）を通信部３３に送信させる。これにより、制御装置３０は、エラーを示す返信データを送信した無人走行車２ａに対して、管理されている無人走行車２ａ〜２ｆについて予定されている送信が終了してから、新たな制御をすることができる。制御コマンドを含むフレームの送信間隔を維持して新たな制御をすることができる利点がある。

図１７は、本実施の形態に係る制御装置３０及び無人走行車２の、エラーを示す返信データを受信した場合の第三の通信シーケンスを示す説明図である。この通信シーケンスにおいて、複数の制御コマンドを含むフレームを送信した後に、その一部の制御コマンドに対するエラーを示す返信データを制御装置３０が受信した場合に、その次に予定されているフレームに制御コマンドを挿入して送信するケースを説明する。

制御装置３０は、複数の無人走行車２への制御コマンドの送信について、まず無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃへの制御コマンドを含む１つのフレームをブロードキャストで送信し、次に、無人走行車２ｄ、２ｅ及び２ｆへの制御コマンドを含む１つのフレームをブロードキャストで送信することを予定しているとする。

図１７に示されるように、制御装置３０は、送信時刻Ｓ１が到来すると無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃそれぞれへの制御コマンドを含むフレーム９１ａをブロードキャストで送信する（ステップＳ１０４及びＳ１０５）。フレーム９１ａは、制御コマンドを３つ含むフレーム８０（図８参照）の形式である。

無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃそれぞれは、フレーム９１ａを受信し、フレーム９１ａに含まれる自装置宛ての制御コマンドを取得し、取得した制御コマンドに従って処理を実行し、返信データを生成する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）。ここで、無人走行車２ｂがエラーを示す返信データを生成し、無人走行車２ａ及び２ｃがエラーを示さない返信データを生成したとする。

無人走行車２ａ、２ｂ及び２ｃは、それぞれ、返信時刻Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が到来すると制御装置３０宛ての返信データを含むフレーム９２、９４ａ及び９６を順次に送信する（ステップＳ２０５及びＳ２０６）。

制御装置３０は、無人走行車２ｂからの返信データがエラーを示していることから新たな制御コマンドの送信が必要と判断する（ステップＳ１０７）。そして、新たな制御コマンドを生成し、次に送信することが予定されている制御コマンドを含むフレームに、生成した制御コマンドを挿入する。具体的には、次に送信することが予定されている、無人走行車２ｄ、２ｅ及び２ｆ宛ての制御コマンドを含むフレームに、無人走行車２ｂへの制御コマンドを挿入する。そして、制御装置３０は、送信時刻Ｓ４が到来すると、無人走行車２ｂ、２ｄ、２ｅ及び２ｆ宛ての制御コマンドを含むフレーム９７ａをブロードキャストで送信する。

無人走行車２ｂ、２ｄ、２ｅ及び２ｆそれぞれは、フレーム９７ａを受信し、フレーム９７ａに含まれる自装置宛ての制御コマンドを取得し、取得した制御コマンドに従って処理を実行し、返信データを生成する（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）。

このように、制御装置３０（制御部３４）は、（１）二以上の無人走行車２が送信した返信データのうちの一の返信データが所定条件を満たす場合に、上記一の返信データを送信した無人走行車２だけに対する新たな制御コマンドを生成部３２に生成させ、（２）生成された新たな制御コマンドと、複数の無人走行車２のうち未だ制御フレームを送信していない無人走行車２への制御コマンドとをまとめて、新たなフレームを生成部３２に生成させ、（３）生成部３２が生成した新たなフレームをブロードキャストで通信部３３に送信させる。

これにより、制御装置３０は、エラーを示す返信データを送信した無人走行車２に対して、次に送信することが予定されているフレームに新たな制御コマンドを挿入することで、新たな制御をすることができる。制御コマンドを含むフレームの送信回数を維持して新たな制御をすることができる利点がある。

なお、制御装置３０（制御部３４）は、（１）二以上の無人走行車２が送信した返信データのうちの一の返信データが所定条件を満たす場合に、上記一の返信データを送信した無人走行車２だけに対する新たな制御コマンドを生成部３２に生成させ、（２）生成された新たな制御コマンドをユニキャストで通信部３３に送信させてもよい。

これにより、制御装置３０は、エラーを示す返信データを送信した無人走行車２に対して、次に送信することが予定されているフレームの有無に依存せずに、新たな制御をすることができる。

以上のように、本実施の形態の制御装置は、制御コマンドに対して無人走行車が返信データを送信すべきタイミングを設定するので、制御コマンドと返信データとの衝突、及び、返信データ同士の衝突を未然に回避することができる。また、制御装置は、返信データが送信されるタイミングを設定することで、無人走行車とのやりとりするフレームの頻度の制御という追加的な制御をすることができる。このように、制御装置は、フレームの衝突を回避しながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をすることができる。

また、制御装置は、二以上の無人走行車への制御コマンドを一のフレームだけで実現することができる。これにより、制御装置と無人走行車の間でやりとりされるフレームの数を抑制することができる。

また、制御装置は、制御コマンドの個数を制限することで、より容易に、制御装置と無人走行車の間でやりとりされるフレームの数を抑制することができる。

また、制御装置は、制御コマンドのデータサイズを制限することで、より容易に、制御装置と無人走行車の間でやりとりされるフレームの数を抑制することができる。

また、制御装置は、無人走行車により送信される返信データに基づく判定により、無人走行車に新たな制御を行うことができる。このように、制御装置は、新たな制御が必要である所望の無人走行車との追加的な通信制御を行うことができる。

また、制御装置は、返信データに基づく判定により行う新たな制御に係るフレームのやりとりを比較的短時間で行うことができる。

また、制御装置は、返信データに基づく判定により行う新たな通信を、当該返信データのすぐ後に行う。これにより、無人走行車に対する即時的な制御が実現する。

また、制御装置は、返信データに基づく判定により行う新たな通信を、複数の無人走行車への一連の制御コマンドの送信の後に行う。これにより、複数の無人走行車に対する制御に与える影響を小さく抑えながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をすることができる。

また、制御装置は、複数の無人走行車への制御コマンドをブロードキャストで送信した場合に、制御の対象となった複数の無人走行車のうち、エラーを示す返信データを送信した無人走行車に対して、次に送信することが予定されているフレームの有無に依存せずに、新たな制御をすることができる。

また、複数の無人走行車への制御コマンドをブロードキャストで送信した場合に、エラーを示す返信データを送信した無人走行車に対して、次に送信することが予定されているフレームに新たな制御コマンドを挿入することで、新たな制御をすることができる。制御コマンドを含むフレームの送信回数を維持して新たな制御をすることができる。

また、走行システムは、制御装置により、フレームの衝突を回避しながら、制御装置と所望の無人走行車との追加的な通信制御をすることができる。

また、走行システムは、一の基地局に接続する無人走行車の数が多すぎることで生じ得る通信の衝突の回避、及び、通信遅延の増大の回避をすることができる。

以上、本発明の制御装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、フレームの衝突を回避しながら、所望の無人走行車との追加的な通信制御をする制御装置等に利用可能である。具体的には、工場内で物品（具体的には半導体ウエハ等）を搬送する走行システムにおける制御装置及び無人走行車等に利用可能である。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、４ 軌道
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ 無人走行車
３ ステーション
３ａ 搬入ポート
３ｂ 搬出ポート
７ レール
８ ＦＯＵＰ
８ａ ＦＯＵＰ本体
８ｂ フランジ
１０ ＬＡＮ
２０ａ 駆動部
２０ｂ 位置合わせ機構
２０ｃ ベルト
２０ｄ 昇降機構
２０ｅ 昇降体
２０ｆ グリッパ部材
２１、３３ 通信部
２２ 強度取得部
２３ 位置取得部
２４ 走行車制御部
３０ 制御装置
３１ 管理部
３１Ａ 接続リスト
３２ 生成部
３４ 制御部
７０、８０、９１、９１ａ、９１ｂ、９１ｃ、９２、９２ａ、９２ｂ、９２ｃ、９３、９４、９４ａ、９４ｂ、９５、９６、９７、９７ａ、９８、９８ａ、９８ｂ フレーム
７１、８１ ＭＡＣヘッダ
７２、８２ ＩＰヘッダ
７３、８３ ＵＤＰヘッダ
７４、８４ タイプ
７５、８６ データフィールド
７５ａ、８７ａ 宛先ＩＤ
７５ｂ、８７ｂ 制御コマンド
７５ｃ、８７ｃ、Ｓ１、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６ 送信時刻
７５ｄ、８７ｄ、Ｒ１、Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２、Ｒ２ａ、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６ 返信時刻
８５ コマンド数
８６ａ、８６ｂ、８６ｃ コマンド部
４１ａ、４１ｂ 光送信器
４２ａ、４２ｂ 光信号
６４、６５ 領域
Ａ１、Ａ２ 基地局
Ｌ１、Ｌ２ 通信リンク
Ｓ 走行システム

Claims (13)

1. 制御装置と、前記制御装置による制御に従って走行する複数の無人走行車とを備える走行システムにおける前記制御装置であって、
   前記複数の無人走行車それぞれへの制御コマンドを生成する生成部と、
   前記複数の無人走行車に対して順次に、前記生成部が生成した前記制御コマンドを送信する通信部とを備え、
   前記生成部が生成する前記制御コマンドは、当該無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングであって、無人走行車ごとに異なるタイミングを示す情報を含む
   制御装置。
2. 前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドをまとめて、一のフレームを生成し、
   前記通信部は、生成した前記一のフレームをブロードキャストで送信する
   請求項１に記載の制御装置。
3. 前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドを所定数個だけまとめて、前記一のフレームを生成する
   請求項２に記載の制御装置。
4. 前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドを所定データサイズ以下になるようにまとめて、前記一のフレームを生成する
   請求項２に記載の制御装置。
5. 前記通信部は、さらに、
   前記通信部が送信した前記制御コマンドに対して前記無人走行車が送信した返信データを受信し、
   前記通信部が受信した前記返信データが、前記無人走行車への新たな制御コマンドの送信を要する所定条件を満たす場合に、前記生成部に前記新たな制御コマンドを生成させ、かつ、生成された前記新たな制御コマンドを前記通信部に送信させる、制御部とを備える
   請求項１に記載の制御装置。
6. 前記生成部は、前記制御コマンドを生成する際には、生成する前記制御コマンドの宛先である無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングとして、現時点より第一時間経過後を示すタイミングを決定し、決定した前記タイミングを示す情報を含む前記制御コマンドを生成し、
   前記制御部は、前記生成部に前記新たな制御コマンドを生成させる際には、生成させる前記制御コマンドの宛先である無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングとして、現時点より、前記第一時間より長い第二時間経過後を示すタイミングを決定させ、決定された前記タイミングを示す情報を含む前記新たな制御コマンドを生成させる
   請求項５に記載の制御装置。
7. 前記制御部は、前記複数の無人走行車のうちの一の無人走行車が送信した前記返信データを前記通信部が受信してから、前記複数の無人走行車のうち前記一の無人走行車を除くいずれかの無人走行車に前記制御コマンドを前記通信部が送信するまでの期間内に、生成された前記新たな制御コマンドを前記通信部に送信させる
   請求項５又は６に記載の制御装置。
8. 前記制御部は、前記複数の無人走行車のそれぞれに前記制御コマンドを順次送信した後、最後に送信した宛先である無人走行車からの返信データを受信すべき期間を経過した後に、生成された前記新たな制御コマンドを前記通信部に送信させる
   請求項５又は６に記載の制御装置。
9. 前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドをまとめて、一のフレームを生成し、
   前記通信部は、生成した前記一のフレームをブロードキャストで送信し、
   前記制御部は、
   （１）前記二以上の無人走行車が送信した返信データのうちの一の返信データが前記所定条件を満たす場合に、前記一の返信データを送信した前記無人走行車だけに対する新たな制御コマンドを前記生成部に生成させ、
   （２）生成された前記新たな制御コマンドをユニキャストで前記通信部に送信させる
   請求項５又は６に記載の制御装置。
10. 前記生成部は、前記複数の無人走行車のうちの二以上の無人走行車への制御コマンドをまとめて、一のフレームを生成し、
    前記通信部は、生成した前記一のフレームをブロードキャストで送信し、
    前記制御部は、
    （１）前記二以上の無人走行車が送信した返信データのうちの一の返信データが前記所定条件を満たす場合に、前記一の返信データを送信した前記無人走行車だけに対する新たな制御コマンドを前記生成部に生成させ、
    （２）生成された前記新たな制御コマンドと、前記複数の無人走行車のうち未だ制御フレームを送信していない無人走行車への制御コマンドとをまとめて、新たなフレームを前記生成部に生成させ、
    （３）前記生成部が生成した前記新たなフレームをブロードキャストで前記通信部に送信させる
    請求項５又は６に記載の制御装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の制御装置と、
    前記制御装置による制御に従って走行する前記複数の無人走行車とを備える
    走行システム。
12. 前記走行システムは、前記複数の無人走行車の移動経路をカバーする複数の基地局を備え、
    前記制御装置は、さらに、
    前記複数の基地局それぞれに接続している無人走行車の台数を管理し、前記複数の基地局それぞれに位置する無人走行車の台数が所定数を超えないように前記無人走行車の移動を制御する管理部を備える
    請求項１１に記載の走行システム。
13. 制御装置と、前記制御装置による制御に従って走行する複数の無人走行車とを備える走行システムにおける前記制御装置の制御方法であって、
    前記複数の無人走行車それぞれへの制御コマンドを生成する生成ステップと、
    前記複数の無人走行車に対して順次に、前記生成ステップでが生成した前記制御コマンドを送信する通信ステップとを含み、
    前記生成ステップで生成する前記制御コマンドは、当該無人走行車が当該制御コマンドに対して返信すべきタイミングであって、無人走行車ごとに異なるタイミングを示す情報を含む
    制御方法。

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