JP2019053709A - Control device, method, and program - Google Patents

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Abstract

To provide a control technology capable of shortening the time required for a column control operation.SOLUTION: A control device includes a plurality of control object blocks. Each control object block consists of a first control object block and a second control object block. The first control object block and second control object block are respectively composed of U (U being an integer of 4 or more) control objects. A first control object block movement control unit 1 moves the first control object block of each control object block to its target position while maintaining the connectivity of the control object structure. A second control object block movement control unit 2 moves the second control object block of each control object block to its target position while maintaining the connectivity of the control object structure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の制御対象物の行動を制御する技術に関する。   The present invention relates to a technique for controlling actions of a plurality of control objects.

近年、多数の自律移動ロボットを効率的に制御にするための研究が活発に行われている。その任務内容は、人の入れない箇所の監視、物品の搬送などさまざまであるが、多数のロボットの協調動作による隊列形成を効率的に行わせるための技術が求められており盛んに研究が行われている。   In recent years, research has been actively conducted to efficiently control a large number of autonomous mobile robots. Their missions vary, such as monitoring places where people can't enter, transporting goods, etc., but technology is being sought for efficient formation of platoons through the coordinated operation of many robots. It has been broken.

特に、ロボットの隊列制御の中でも、ロボット同士が互いに接したままの状態で、アメーバのように全体で移動を行うという仮定の下でのロボット隊列制御においては、ロボット同士の相対的な位置関係から、各ロボットの絶対位置の決定が可能であるという利点と、付加的な位置計測用の装備を必要としないという利点があり、そのようなロボットの研究もおこなわれている(例えば、非特許文献1,2参照。)。   Especially in the robot row control, the robot row control under the assumption that the robot moves as a whole like an amoeba in a state where the robots are in contact with each other, from the relative positional relationship between the robots. There is an advantage that the absolute position of each robot can be determined and an advantage that no additional position measurement equipment is required, and research on such robots has also been conducted (for example, non-patent literature). 1 and 2).

非特許文献1は、全てのロボットが同じ性質を持つ(ホモジニアス)という前提の下で、任意の初期隊列形成状態から目的隊列形成状態へ変形する隊列制御を実現する方法が開示されている。ここでは、8つのロボットを1つの単位として移動させることで、従来よりも効率的な隊列制御を実現している。   Non-Patent Document 1 discloses a method for realizing formation control in which all robots have the same properties (homogeneous) and transform from an arbitrary initial formation formation state to a target formation formation state. Here, by moving eight robots as one unit, more efficient row control is realized.

非特許文献2では、各矩形ロボットが異なる性質を持つ(ヘテロジニアス)という前提の下で、任意の形状隊列から他の形状隊列へ変形する隊列制御の方法が開示されている。   Non-Patent Document 2 discloses a formation control method for transforming an arbitrary shape formation to another shape formation under the premise that each rectangular robot has different properties (heterogeneous).

このような、多数のロボットによる効率的な隊列形成を実現するには、それぞれのロボットの配置、動作順序などを事前に計画することが重要である。このような計画においては、当然ながら、複数のロボットが動作する実環境における障害物の存在や経路の形状なども十分に考慮しなければならない。   In order to realize such an efficient formation of a formation by a large number of robots, it is important to plan the arrangement and operation order of each robot in advance. In such a plan, as a matter of course, it is necessary to sufficiently consider the presence of obstacles and the shape of a route in an actual environment where a plurality of robots operate.

Kawano, H., “Complete Reconfiguration Algorithm for Sliding Cube-shaped Modular Robots with only Sliding Motion Primitive”, 2015 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems(IROS 2015), pp.3276-3283, September 2015, Hamburg, Germany.Kawano, H., “Complete Reconfiguration Algorithm for Sliding Cube-shaped Modular Robots with only Sliding Motion Primitive”, 2015 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS 2015), pp.3276-3283, September 2015, Hamburg, Germany. R. Fitch, Z. Butler, D. Rus, “Reconfiguration Planning for Heterogeneous Self-Reconfiguring Robots”, in Proc.2003 IEEE/RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems, pp. 2460-2467, Las Vegas, NV, Oct., 2003.R. Fitch, Z. Butler, D. Rus, “Reconfiguration Planning for Heterogeneous Self-Reconfiguring Robots”, in Proc. 2003 IEEE / RSJ Int. Conf. Intelligent Robots and Systems, pp. 2460-2467, Las Vegas, NV, Oct., 2003.

非特許文献2では、各ロボットが接した状態での動作を想定し、各ロボットが異なる特性(ヘテロジニアス)である、つまり、各ロボットの目標位置が特定されている場合の隊列制御を実現している。このような隊列制御は、例えば、カメラを搭載したロボット、車輪を搭載したロボット等の個々に異なる役割がある各ロボットをロボット隊列内の適切な位置に配置させつつ、隊列の形状を制御するといった運用に適している。   In Non-Patent Document 2, it is assumed that each robot is in contact with each other, and each robot has a different characteristic (heterogeneous), that is, the formation control is performed when the target position of each robot is specified. ing. Such a formation control is, for example, controlling the shape of the formation while arranging each robot having a different role such as a robot equipped with a camera or a robot equipped with wheels at an appropriate position in the robot formation. Suitable for operation.

非特許文献1はホモジニアスを前提としており、隊列変形後の各ロボットの位置が保証されないため、ヘテロジニアスを前提とするような隊列形成の問題に適用することができない。   Non-Patent Document 1 is based on the premise of homogenous, and the position of each robot after deformation of the formation is not guaranteed, so it cannot be applied to the formation of formation that assumes heterogeneous.

非特許文献2は、ヘテロジニアスを前提とする隊列形成を行うことができるが、隊列全体の形状の変形動作と、変形後のロボット位置の入れ替えを別個のプロセスとして行わなければならない。つまり、まずロボットの位置は問わずに形状(隊列)を目的隊列に変形する前に、各ロボットの位置が正しい目標位置となるように各ロボットの位置の入れ替えを行うための別の隊列形態をとり、ロボットの位置の入れ替えを行うのである。そのロボット位置の入れ替えの処理に非常に時間を要するため、全体として隊列制御にかかる時間が長いという問題がある。   Non-Patent Document 2 can perform formation of a formation on the premise of heterogeneous, but the deformation operation of the shape of the entire formation and the replacement of the robot position after the deformation must be performed as separate processes. In other words, first, before transforming the shape (convoy) into the target convoy, regardless of the position of the robot, another convoy form is used to change the position of each robot so that the position of each robot becomes the correct target position. Therefore, the position of the robot is changed. Since it takes a very long time to replace the robot position, there is a problem that it takes a long time to control the formation as a whole.

このような現状に鑑みて、本発明は、隊列制御動作にかかる時間を短縮することができる制御装置、方法及びプログラムを提供することを目的とする。   In view of such a current situation, an object of the present invention is to provide a control device, a method, and a program capable of shortening the time required for the formation control operation.

この発明の一態様による制御装置は、制御対象物単位は複数あり、各制御対象物単位は第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位から構成されており、第一型制御対象物単位は4個の制御対象物から構成されており、第二型制御対象物単位は4個の制御対象物から構成されており、制御対象物単位には所定の初期位置及び所定の目標位置が定められており、上記初期位置の集合をSとし、上記目標位置の集合をGとし、第一型制御対象物単位の目標位置はその第一型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であり、第二型制御対象物単位の目標位置はその第二型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であり、第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が他の第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位と隣接することにより第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が一塊の制御対象物構造を形成していることを制御対象物構造の接続性と言うとして、制御対象物構造の接続性を維持しながら、各制御対象物単位の第一型制御対象物単位を、その目標位置に移動させる第一型制御対象物単位移動部と、制御対象物構造の接続性を維持しながら、各制御対象物単位の第二型制御対象物単位を、その目標位置に移動させる第二型制御対象物単位移動制御部と、を備えている。   In the control device according to one aspect of the present invention, there are a plurality of control object units, and each control object unit includes a first type control object unit and a second type control object unit. The object unit is composed of four control objects, the second type control object unit is composed of four control objects, and the control object unit includes a predetermined initial position and a predetermined target position. The set of initial positions is S, the set of target positions is G, and the target position of the first type control target unit is the target of the control target unit of the first type control target unit. And the target position of the second type control target unit is the target position of the control target unit of the second type control target unit, and the first type control target unit and the second type control target unit are Adjacent to other type 1 control unit and type 2 control unit As a result, the connectivity of the control object structure is maintained by the fact that the first type control object unit and the second type control object unit form a block of control object structures. However, while maintaining the connectivity of the control object structure with the first type control object unit moving unit that moves the first type control object unit of each control object unit to its target position, each control object A second-type controlled object unit movement control unit that moves the second-type controlled object unit of the object unit to the target position.

本発明に拠れば、隊列制御動作にかかる時間を短縮することができる。   According to the present invention, the time required for the row control operation can be shortened.

ロボットの移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a robot. 制御対象物の初期位置及び目標位置を説明するための図。The figure for demonstrating the initial position and target position of a control target object. ボイドの移動の様子を説明するための図。The figure for demonstrating the mode of a movement of a void. 制御対象物単位を説明するための図。The figure for demonstrating a control target object unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物構造の非連続について説明するための図。The figure for demonstrating the discontinuity of a control object structure. 制御対象物構造の連続性を維持するための制御を説明するための図。The figure for demonstrating the control for maintaining the continuity of a control target object structure. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 制御対象物単位の移動を説明するための図。The figure for demonstrating the movement of a control target unit. 第一実施形態の制御装置を説明するためのブロック図。The block diagram for demonstrating the control apparatus of 1st embodiment. 第一実施形態の制御方法を説明するための流れ図。The flowchart for demonstrating the control method of 1st embodiment. 第一実施形態の制御方法を説明するための流れ図。The flowchart for demonstrating the control method of 1st embodiment. 第二実施形態の制御装置を説明するためのブロック図。The block diagram for demonstrating the control apparatus of 2nd embodiment. 第二実施形態の制御方法を説明するための流れ図。The flowchart for demonstrating the control method of 2nd embodiment.

以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明に用いる図面では、同じ機能を持つ構成部や同じ処理を行うステップには同一の符号を記し、重複説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the drawings used for the following description, constituent parts having the same function and steps for performing the same process are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

<理論的背景>
まず、行動制御システム及び方法の理論的背景について説明する。以下の説明において、制御対象物は、ロボットである。制御対象物は、制御の対象となり得るものであれば、ロボット以外であってもよい。
<Theoretical background>
First, the theoretical background of the behavior control system and method will be described. In the following description, the controlled object is a robot. The control target may be other than the robot as long as it can be a control target.

[問題設定]
任意の隊列形成を初期隊列形成状態として、制御対象物同士が接したままの状態を維持しつつ目的とする任意の隊列形成状態である目的隊列形成状態への隊列を移動させる隊列制御を、多数の制御対象物が協調して行う任務を、例えば図1に例示するような、互いに接する面同士をスライドさせて移動していくことが可能な立方体型の制御対象物の制御を想定して実現する。図2に示すように、壁で区切られた部屋(ただし図中、壁を省略する)において、初期隊列形成状態から目的隊列形成状態への変形を、複数の制御対象物の移動によって実現するものである。
[Problem settings]
Many formation controls that move the formation to the target formation formation state that is the desired arbitrary formation formation state while maintaining the state where the control objects remain in contact with each other as the initial formation formation state. The tasks that the control objects perform in cooperation are realized assuming the control of a cube-type control object that can be moved by sliding the surfaces that contact each other, for example, as illustrated in FIG. To do. As shown in FIG. 2, in a room partitioned by walls (the walls are omitted in the figure), the transformation from the initial formation formation state to the target formation formation state is realized by movement of a plurality of control objects. It is.

初期隊列形成状態および目的隊列形成状態は、それぞれ図4B左に示すような8個の制御対象物から構成される立方体を基本構成要素(8マス制御対象物単位)として、これを組み合わせて形成される任意の形状であるものとする。8マス制御対象物単位のことを単に「制御対象物単位」と呼ぶこともある。異なる8マス制御対象物単位は異なる性質を持つ(ヘテロジニアス)ものとし、各8マス制御対象物単位内の各制御対象物は同一(ホモジニアス)とする。つまり、初期隊列形成状態および目的隊列形成状態において、各8マス制御対象物単位がどの位置にあるべきかは指定されているが、各8マス制御対象物単位内の各制御対象物の位置は問わない。   Each of the initial formation formation state and the target formation formation state is formed by combining cubes composed of eight control objects as shown in the left of FIG. 4B as basic constituent elements (8 mass control object units). It is assumed that the shape is arbitrary. The 8-mass control object unit may be simply referred to as a “control object unit”. It is assumed that different 8-mass control object units have different properties (heterogeneous), and that each control object in each 8-mass control object unit is the same (homogeneous). That is, in the initial formation formation state and the target formation formation state, it is specified which position each 8 mass control object unit should be, but the position of each control object in each 8 cell control object unit is It doesn't matter.

制御対象物については、例えば図1に示すように、制御対象物の周囲縦横高さ方向(以下「上下左右前後方向」ともいう)6マスのうち1つに他の制御対象物が存在している(1つの面を他制御対象物と共有している)状態を維持しながら移動をするものとする。この手法では1つの制御対象物自身が、一台の制御対象物のサイズ分の距離を移動することで、一回の動作の移動量を正確に測ることができるというメリットがある。また、1つの面を共有する隣り合う制御対象物との相対的な位置を計測しあうことで、制御対象物の群れ全体の中での各制御対象物の位置も容易に知ることができる。このため、制御対象物の移動量の誤差によって、隊列が崩れるといった問題を起こしにくく、また、各制御対象物の位置を把握するために付加的な位置計測用の装備を備えずとも位置の把握が可能である。また、複数の制御対象物を連結したように、同時に複数の制御対象物を移動させていくことが可能である。なお、制御対象物は、隣の位置に他の制御対象物が存在しているか否か、障害物があるか否か、そして、自身が目標位置上にいるかどうかを知ることができるものとする。   As for the control object, for example, as shown in FIG. 1, there is another control object in one of the six squares around the control object in the vertical / horizontal / height direction (hereinafter also referred to as “up / down / left / right / front / back direction”). It is assumed that the robot moves while maintaining a state in which one surface is shared with another control object. This method has an advantage that one control object itself can accurately measure the movement amount of one operation by moving a distance corresponding to the size of one control object. Further, by measuring the relative positions of adjacent control objects that share one surface, the position of each control object in the entire group of control objects can be easily known. For this reason, it is difficult to cause a problem that the formation is collapsed due to an error in the movement amount of the controlled object, and the position is grasped without additional position measurement equipment for grasping the position of each controlled object. Is possible. Further, it is possible to move a plurality of control objects at the same time as if a plurality of control objects are connected. It should be noted that the control object can know whether there is another control object at the adjacent position, whether there is an obstacle, and whether it is on the target position. .

任務を行う制御対象物は、p個(p≧16=8×2)であり、各制御対象物は、隣接する制御対象物と一面以上を共有しつつ、三次元空間におけるX-Y-Z軸方向に移動可能とする。本発明では、制御対象物は図4Aに示すような4つの制御対象物で構成される制御対象物群を「4マス制御対象物単位」とし、図4Bのように4マス制御対象物単位を2つ組み合わせて構成されるメタブロック(以下、「8マス制御対象物単位」)を最小単位として初期隊列形成状態および目的隊列形成状態が形成されるものとする。よって、隊列を形成する制御対象物の総数pは8の倍数とする。   The number of control objects to be assigned is p (p ≧ 16 = 8 × 2), and each control object moves in the XYZ axis direction in the three-dimensional space while sharing one or more surfaces with the adjacent control object. Make it possible. In the present invention, the control target object is a control target group composed of four control target objects as shown in FIG. 4A as “four square control target unit”, and the four square control target unit as shown in FIG. 4B. It is assumed that the initial formation formation state and the target formation formation state are formed with a metablock (hereinafter, “8-mass control target unit”) configured by combining two as a minimum unit. Therefore, the total number p of the control objects forming the formation is a multiple of 8.

以下では、図4Bのドットで示す形状の4マス制御対象物単位を「第一型制御対象物単位」、図4Bの白色で示す形状の4マス制御対象物単位を「第二型制御対象物単位」と呼ぶこととする。   In the following, the 4-mass control object unit having the shape shown by the dots in FIG. 4B is referred to as “first-type control object unit”, and the 4-mass control object unit having the shape shown in white in FIG. It will be called “unit”.

図1の各立方体は、それぞれの制御対象物の位置を示すものである。各立方体には制御対象物は一台しか存在することができない。それぞれの制御対象物は、移動しようとする方向に障害物か他の制御対象物がある場合には、静止をするものと仮定する。なお、制御対象物が存在しうる立方体状の空間をマス、または、格子ともいう。図2において、塗りつぶされたマスは制御対象物が存在する位置を示す。図2Aの制御対象物が存在する位置は制御対象物の初期位置の集合(初期隊列形成状態)を示し、図2Cの制御対象物が存在する位置は制御対象物の目標位置の集合(目的隊列形成状態)を示す。図2Bに示すように、目標位置の集合と初期位置の集合は接している。目標位置の集合で表される領域を目標隊列エリアともいう。このように、各初期位置及び各目標位置は、それぞれ縦横高さ方向の少なくとも何れかの方向において他の初期位置及び目標位置と隣接し、制御対象物の初期位置及び目標位置での隊列形状はそれぞれ一塊の任意の形状である。   Each cube in FIG. 1 indicates the position of each control object. Each cube can have only one control object. Each control object is assumed to be stationary when there are obstacles or other control objects in the direction of movement. Note that a cubic space in which a control object can exist is also referred to as a mass or a lattice. In FIG. 2, the filled cells indicate positions where control objects exist. 2A indicates the set of initial positions of the control objects (initial formation state), and the position of the control object in FIG. 2C indicates the set of target positions of the control objects (target formation). Forming state). As shown in FIG. 2B, the set of target positions and the set of initial positions are in contact. An area represented by a set of target positions is also called a target platoon area. Thus, each initial position and each target position are adjacent to other initial positions and target positions in at least one of the vertical and horizontal height directions, and the formation shape of the control object at the initial position and the target position is Each of them has an arbitrary shape.

[制御対象物の座標設定]
それぞれの制御対象物i(iは制御対象物番号を表すi=0,1,2,3,…,p-1)の位置を(Xr[i],Yr[i],Zr[i])とし、初期位置を(Xr0[i],Yr0[i],Zr0[i])とし、目標位置を(Xre[i],Yre[i],Zre[i])とするとき、本問題は、初期位置に配置された制御対象物が、目標位置まで移動するための行動計画を求めることと定義できる。制御対象物の初期位置の集合をs、目標位置(Xre[i],Yre[i],Zre[i])の集合をgとする。
[Coordinate setting of control object]
The position of each control object i (i is the control object number i = 0,1,2,3, ..., p-1) (Xr [i], Yr [i], Zr [i]) When the initial position is (Xr0 [i], Yr0 [i], Zr0 [i]) and the target position is (Xre [i], Yre [i], Zre [i]), this problem is It can be defined as obtaining an action plan for the control object placed at the initial position to move to the target position. Assume that a set of initial positions of control objects is s, and a set of target positions (Xre [i], Yre [i], Zre [i]) is g.

[任務空間の定義]
iを制御対象物番号としたとき、制御対象物iの各状態(制御対象物の位置と行動)は離散値で表現される。部屋をX,Y,Zの直交座標系からなる3次元空間で表すと、X軸、Y軸、Z軸をそれぞれ離散化表現した値により各位置を表現する。つまり、部屋(3次元空間)は格子で区切られ、各格子が各位置に対応する。また、各格子において、障害物の「ある/なし」が予め設定されている。
[Definition of mission space]
When i is a control object number, each state of the control object i (the position and action of the control object) is expressed by discrete values. When a room is represented in a three-dimensional space composed of an orthogonal coordinate system of X, Y, and Z, each position is represented by a discrete representation of the X, Y, and Z axes. That is, the room (three-dimensional space) is divided by a lattice, and each lattice corresponds to each position. In each grid, “present / none” of the obstacle is set in advance.

[制御対象物動作の定義]
また、行動主体は部屋に配置されている各制御対象物となる。制御対象物i(iは制御対象物番号)の行動aは、静止、縦横高さ方向への1格子分の移動、の計7種類のうちのいずれかを取る。例えば、a∈{0,1,2,3,4,5,6}として、
0: 静止
1: 三次元空間内でX軸正方向に1格子だけ移動する
2: 三次元空間内でY軸正方向に1格子だけ移動する
3: 三次元空間内でX軸負方向に1格子だけ移動する
4: 三次元空間内でY軸負方向に1格子だけ移動する
5: 三次元空間内でZ軸正方向に1格子だけ移動する
6: 三次元空間内でZ軸負方向に1格子だけ移動する
とする。
[Definition of controlled object motion]
The action subject is each control object arranged in the room. The action a of the control object i (i is the control object number) takes one of a total of seven types: stationary, movement of one lattice in the vertical and horizontal height directions. For example, if a∈ {0,1,2,3,4,5,6}
0: stationary
1: Move one grid in the positive direction of X axis in 3D space
2: Move one grid in the positive Y-axis direction in 3D space
3: Move one grid in the negative X-axis direction in 3D space
4: Move one grid in the negative Y-axis direction in 3D space
5: Move one grid in the positive Z-axis direction in 3D space
6: Suppose that one grid moves in the negative Z-axis direction in the three-dimensional space.

[探索計算上の問題点]
このような任務環境における状態空間は、制御対象物数×3の次元数の状態を持ち、かつ選択可能な行動数は、制御対象物の行動(=7通り)の制御対象物数乗だけ存在する。例えば、制御対象物数が50で、部屋の縦横高さ方向の格子数がそれぞれ20であるとすれば状態数は20の150乗個にもなり、探索計算に要する資源の量は膨大なものとなる。さらに制御対象物数が1台増えるごとに、その状態数は8000倍増加していくことになる。[問題設定]の項で説明したように、制御対象物同士が接しているという拘束条件を取り入れる場合、制御対象物のお互いの移動を考慮したうえで探索計算行わなければならないために、根本的な計算量の削減は難しく、複数の制御対象物を使用する場合の大きな問題となっている。
[Problems in search calculation]
The state space in such a mission environment has a state of the number of controlled objects × 3 dimensions, and the number of selectable actions is the power of the control object (= 7 types) multiplied by the number of control objects. To do. For example, if the number of objects to be controlled is 50 and the number of grids in the vertical and horizontal directions of the room is 20, the number of states will be 20 to the 150th power, and the amount of resources required for search calculation will be enormous It becomes. Each time the number of controlled objects increases by one, the number of states will increase by 8000 times. As explained in [Problem Setting], when taking into account the constraint that the control objects are in contact with each other, the search calculation must be performed in consideration of the mutual movement of the control objects. It is difficult to reduce the amount of calculation, which is a big problem when a plurality of control objects are used.

[参考文献1におけるヘテロジニアス隊列制御における特徴]
非特許文献4におけるヘテロジニアス隊列制御では、上述の計算負荷の問題を解決するための方策の1つとして、ボイド制御の考え方を導入している。また、[問題設定]で述べたような隊列変形の問題を克服するために、8マス制御対象物単位を最小単位として移動を行う。
[Characteristics of heterogeneous formation control in Reference 1]
In heterogeneous platoon control in Non-Patent Document 4, the concept of void control is introduced as one of the measures for solving the above-described problem of calculation load. Further, in order to overcome the problem of platoon deformation as described in [Problem setting], the movement is performed with the 8-mass control target unit as the minimum unit.

まず、ボイド制御について説明する。ここでいうボイドとは、ある制御対象物が別の位置に移動した後に、元いた位置にできる空隙のことである。別の言い方をすると、ボイドとは、制御対象物の移動する方向と反対の方向に移動する仮想的な存在である。こうした群制御対象物の隊列形成問題においては、複数の制御対象物の動作に着目するがゆえに、その探索計算量が爆発してしまうが、視点を変えて、ボイドの動きに着目すれば、多数の制御対象物の動作計画の問題を単一のボイドの動作計画として考えることができ、探索計算負荷の軽減に適している。制御対象物の移動に伴ってボイドが移動していく様子を示す図を図3に示す。しかし、参考文献1では、8マスの中にフルに制御対象物が充填された8マス制御対象物単位を移動の最小単位として採用しているために、隊列構造内にボイドを意図的に生成しなければ制御対象物の移動ができず、そのため、隣接していない制御対象物同士の行き来には不自由な点が多かった。そのため、隊列の全体形状変形の際に、同時に各制御対象物を目標位置まで到達させるための移動を同時に行いにくかった。   First, void control will be described. The term “void” as used herein refers to a gap that can be brought to the original position after a certain control object has moved to another position. In other words, the void is a virtual existence that moves in the direction opposite to the direction in which the controlled object moves. In such a group formation problem of group control objects, the amount of search calculation explodes because it focuses on the movement of multiple control objects, but if you change the viewpoint and focus on the movement of voids, many The problem of the operation plan of the control object can be considered as a single void operation plan, which is suitable for reducing the search calculation load. FIG. 3 shows a state in which the void moves with the movement of the control object. However, in Reference 1, since the 8 mass control object unit in which the control object is fully filled in 8 squares is adopted as the minimum unit of movement, a void is intentionally generated in the formation structure. Otherwise, the control object cannot be moved, and therefore there are many inconveniences in passing between control objects that are not adjacent to each other. For this reason, when the entire shape of the formation is deformed, it is difficult to simultaneously move the control objects to reach the target position.

〔参考文献1〕Kawano, H., “Tunneling-Based Self-Reconfiguration of Heterogeneous Sliding Cube-Shaped Modular Robots in Environments with Obstacles”, 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.825-832, May 2017, Singapore.   [Reference 1] Kawano, H., “Tunneling-Based Self-Reconfiguration of Heterogeneous Sliding Cube-Shaped Modular Robots in Environments with Obstacles”, 2017 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp.825-832, May 2017, Singapore .

[本発明の原理]
本発明では、初期隊列形成状態および目標隊列形成状態は、非特許文献2や参考文献1と同じく8マス制御対象物単位を最小単位として構成されるものとする一方で、移動にあたっては、図4Bに示す第一型制御対象物単位および第二型制御対象物単位の4マス制御対象物単位で移動することを特徴とする。
[Principle of the present invention]
In the present invention, the initial formation formation state and the target formation formation state are configured with an 8-mass control object unit as a minimum unit, as in Non-Patent Document 2 and Reference Document 1, while in movement, FIG. The first type control object unit and the second type control object unit shown in FIG.

本発明の隊列変換は、大まかには、以下のように説明できる。   The column conversion according to the present invention can be roughly described as follows.

まず、初期隊列形成状態内の各8マス制御対象物単位中の第一型制御対象物単位を目的隊列中の目標位置に移動させる(第一型制御対象物単位移動ステップ、図16A。なお、移動後の制御対象物は第二型制御対象物単位の形をとる)。次に、初期隊列形成状態内の各8マス制御対象物単位中の第二型制御対象物単位を目的隊列中の目標位置に移動させる(第二型制御対象物単位移動ステップ、図16B。なお、移動後の制御対象物は第一型制御対象物単位の形をとる)。   First, the first type control object unit in each of the eight mass control object units in the initial formation formation state is moved to the target position in the target formation (first type control object unit moving step, FIG. 16A. The control object after movement takes the form of a second type control object unit). Next, the second type control object unit in each of the eight mass control object units in the initial formation formation state is moved to the target position in the target formation (second type control object unit moving step, FIG. 16B. The control object after movement takes the form of a first type control object unit).

第一型制御対象物単位移動及び第二型制御対象物単位移動ステップでは、それぞれ4マス制御対象物単位での移動が行われる。まず、この4マス制御対象物単位の移動の基本的な考え方を説明するため、8マス制御対象物単位中の一方の4マス制御対象物単位が空隙であるとした仮定した隊列形成状態(例えば、第一型制御対象物単位が存在せず、第二型制御対象物単位のみで形成される隊列形成状態)における4マス制御対象物単位の移動方法を説明する。   In the first type control object unit movement and the second type control object unit movement step, movement is performed in units of four mass control objects. First, in order to explain the basic concept of the movement of the 4-mass control object unit, a formation formation (for example, assuming that one 4-mass control object unit in the 8-mass control object unit is a gap) The movement method of the 4-mass control target unit in the formation formation state in which the first type control target unit does not exist and is formed only by the second type control target unit will be described.

[4マス制御対象物単位の移動]
初期隊列形成状態を集合S、目標隊列形成状態状態を集合Gとする。集合Sと集合Gはそれぞれ隊列を構成する各制御対象物単位の位置情報の集合である。言い換えれば、8マス制御対象物単位には所定の初期位置及び所定の目標位置が定められているとして、その初期位置の集合をSとし、その目標位置の集合をGとする。なお、以下では、集合Sを、初期位置Sと呼ぶこともある。同様に、集合Gを、目標位置Gと呼ぶこともある。そして、第一型制御対象物単位の目標位置はその第一型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であり、第二型制御対象物単位の目標位置はその第二型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であるとする。
[Movement of 4-mass control target unit]
The initial formation formation state is set S, and the target formation formation state is set G. A set S and a set G are sets of position information of each control object unit that constitutes a platoon. In other words, assuming that a predetermined initial position and a predetermined target position are defined in the 8-mass control object unit, the set of the initial positions is S, and the set of the target positions is G. Hereinafter, the set S may be referred to as an initial position S. Similarly, the set G may be referred to as a target position G. The target position of the first type control object unit is the target position of the control object unit of the first type control object unit, and the target position of the second type control object unit is the second type control object. It is assumed that the target position is a control object unit.

ある4マス制御対象物単位jの位置を(Xr_u[j],Yr_u[j], Zr_u[j])(j=0,1,2,…j_max-1)としたとき、その制御対象物単位j内の制御対象物をj1,j2,j3,j4とすれば、
Xr[j1] = 2 × Xr_u[j]
Yr[j1] = 2 × Yr_u[j] + 1
Zr[j1] = 2 × Zr_u[j]
Xr[j2] = 2 × Xr_u[j] + 1
Yr[j2] = 2 × Yr_u[j]
Zr[j2] = 2 × Zr_u[j]
Xr[j3] = 2 × Xr_u[j]
Yr[j3] = 2 × Yr_u[j]
Zr[j3] = 2 × Zr_u[j]
Xr[j4] = 2 × Xr_u[j]
Yr[j4] = 2 × Yr_u[j]
Zr[j4] = 2 × Zr_u[j] + 1
ここで、j_maxは4マス制御対象物単位の総数、すなわちj_max=p/4であり、jは制御対象物単位を特定するIDに相当するものである。
When the position of a 4-mass controlled object unit j is (Xr_u [j], Yr_u [j], Zr_u [j]) (j = 0, 1, 2, ... j_max-1), the controlled object unit If the control object in j is j1, j2, j3, j4,
Xr [j1] = 2 × Xr_u [j]
Yr [j1] = 2 × Yr_u [j] + 1
Zr [j1] = 2 × Zr_u [j]
Xr [j2] = 2 × Xr_u [j] + 1
Yr [j2] = 2 × Yr_u [j]
Zr [j2] = 2 × Zr_u [j]
Xr [j3] = 2 × Xr_u [j]
Yr [j3] = 2 × Yr_u [j]
Zr [j3] = 2 × Zr_u [j]
Xr [j4] = 2 × Xr_u [j]
Yr [j4] = 2 × Yr_u [j]
Zr [j4] = 2 × Zr_u [j] + 1
Here, j_max is the total number of 4-mass control object units, that is, j_max = p / 4, and j corresponds to an ID for specifying the control object unit.

なお、各制御対象物iが所属する制御対象物単位jは隊列制御のどの時刻においても不変である。また、各制御対象物単位jの初期位置を(Xr_u0[j],Yr_u0[j],Zr_u0[j])とし、目標位置を(Xr_ue[j],Yr_ue[j],Zr_ue[j])とする。   Note that the control object unit j to which each control object i belongs is invariant at any time in the formation control. Also, the initial position of each control object unit j is (Xr_u0 [j], Yr_u0 [j], Zr_u0 [j]), and the target position is (Xr_ue [j], Yr_ue [j], Zr_ue [j]) To do.

以下、第一型制御対象物単位に属する制御対象物を移動させることを、第一型制御対象物単位を移動させると略記することもある。同様に、第二型制御対象物単位に属する制御対象物を移動させることを、第二型制御対象物単位を移動させると略記することもある。   Hereinafter, moving the control object belonging to the first type control object unit may be abbreviated as moving the first type control object unit. Similarly, moving the control object belonging to the second type control object unit may be abbreviated as moving the second type control object unit.

[ヘテロジニアス制御対象物隊列制御]
初期位置(Xr_u0[j],Yr_u0[j],Zr_u0[j])にある各制御対象物単位jの集合Sにより形成される開始隊列形成状態から、目標位置(Xr_ue[j],Yr_ue[j],Zr_ue[j])にある各制御対象物単位jの集合Gにより形成される目的隊列形成状態へ各制御対象物単位を移動させるヘテロジニアス制御対象物隊列制御の方法について以下説明していく。
[Heterogeneous control object platoon control]
From the start formation formation state formed by the set S of each control object unit j at the initial position (Xr_u0 [j], Yr_u0 [j], Zr_u0 [j]), the target position (Xr_ue [j], Yr_ue [j ], Zr_ue [j]) A method of heterogeneous control object train control that moves each control object unit to a target train formation state formed by a set G of each control object unit j in Jr. .

ある時刻において、制御対象物単位jの目標位置(Xr_ue[j],Yr_ue[j],Zr_ue[j])が空隙のままであり、かつ目標位置(Xr_ue[j],Yr_ue[j],Zr_ue[j])に隣接する制御対象物単位の位置内に制御対象物単位j'に属する制御対象物4つが存在しているとする(図5A)。この場合、p個の制御対象物からなる隊列(制御対象物構造)内には非接続な箇所はなく、かつ各制御対象物単位内には、制御対象物が通過可能な空隙が4つ用意されているため、制御対象物構造内のある位置に存在する制御対象物単位jに属する制御対象物4つが、制御対象物構造内の空隙を伝って、制御対象物単位j'内の空隙に移動することは可能である(図5B、図5C)。そして、4つの空隙が制御対象物単位jに属する制御対象物によって埋められた状態の制御対象物位置j'から、隣接する位置(Xr_ue[j],Yr_ue[j],Zr_ue[j])に制御対象物単位jに属する4つの制御対象物を排出して、目標位置(Xr_ue[j],Yr_ue[j],Zr_ue[j])にて、制御対象物単位jの基本形状を形成させることも可能である(図5D)。   At a certain time, the target position (Xr_ue [j], Yr_ue [j], Zr_ue [j]) of the control object unit j remains a gap, and the target position (Xr_ue [j], Yr_ue [j], Zr_ue) It is assumed that there are four control objects belonging to the control object unit j ′ in the position of the control object unit adjacent to [j]) (FIG. 5A). In this case, there are no unconnected places in the formation (control object structure) consisting of p control objects, and there are four gaps in each control object unit through which the control objects can pass. Therefore, the four control objects belonging to the control object unit j existing at a certain position in the control object structure are transferred to the gap in the control object unit j ′ through the gap in the control object structure. It is possible to move (FIGS. 5B and 5C). Then, from the control object position j ′ in the state where the four voids are filled with the control object belonging to the control object unit j, to the adjacent positions (Xr_ue [j], Yr_ue [j], Zr_ue [j]) Four control objects belonging to the control object unit j are discharged, and the basic shape of the control object unit j is formed at the target position (Xr_ue [j], Yr_ue [j], Zr_ue [j]). Is also possible (FIG. 5D).

ここで、注意しなければならないのは、制御対象物単位jに属する制御対象物が制御対象物単位j'へ移動中には、もとは制御対象物単位jの制御対象物があった場所が空隙になってしまうという事実である。すると、制御対象物単位jを移動させることで、残りの制御対象物からなる隊列の接続性が維持されず、非連続状態となってしまう場合がある(図6)。図6では、図6Bから図6Cの状態に移行するときに、制御対象物単位jがあった位置が空隙となり、非連続状態が発生している。   Here, it should be noted that while the control object belonging to the control object unit j is moving to the control object unit j ′, the place where the control object of the control object unit j was originally located. Is the fact that becomes void. Then, by moving the control target unit j, the connectivity of the platoon composed of the remaining control targets may not be maintained, resulting in a discontinuous state (FIG. 6). In FIG. 6, when transitioning from the state of FIG. 6B to the state of FIG. 6C, the position where the control object unit j is located becomes a gap, and a discontinuous state occurs.

なお、制御対象物単位が他の制御対象物単位と隣接することにより制御対象物単位が一塊の制御対象物構造を形成していることを制御対象物構造の接続性と言う。第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位という用語を使えば、接続性とは、第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が他の第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位と隣接することにより第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が一塊の制御対象物構造を形成していること言う。   In addition, it is called the connectivity of a control object structure that a control object unit forms the lump of control object structure because a control object unit adjoins another control object unit. Using the terms 1st type control object unit and 2nd type control object unit, connectivity means that the 1st type control object unit and 2nd type control object unit are other 1st type control objects. It is said that the first type control object unit and the second type control object unit form a block of control object structures by being adjacent to the unit and the second type control object unit.

このため、制御対象物単位jの位置によっては、制御対象物構造の接続を維持しつつ制御対象物単位jを移動させるために工夫が必要である。ここで、制御対象物単位jが制御対象物構造から取り払われる(現在の制御対象物隊列における制御対象物単位jの位置から移動する)際に、制御対象物構造が接続を維持できるかどうかの条件として、以下の式を用いる。   For this reason, depending on the position of the control object unit j, it is necessary to devise in order to move the control object unit j while maintaining the connection of the control object structure. Here, whether the control object structure can maintain the connection when the control object unit j is removed from the control object structure (moves from the position of the control object unit j in the current control object column) The following formula is used as the condition.

δ(j)>δ(j_n)…(1)
ここで、δ(j)は、制御対象物単位jの制御対象物単位j'からのマンハッタン距離である。ここで、j'は制御対象物単位jの目標位置の制御対象物単位を示すものとする。そして、j_nは、制御対象物単位jに隣接している制御対象物単位を一意に識別するための番号であり(nは正の整数)、δ(j_n)は制御対象物単位j_nの制御対象物単位j'からのマンハッタン距離である。全ての制御対象物単位j_nに対して式(1)が成立するならば、制御対象物単位jを制御対象物構造から取り払ったとしても制御対象物構造の接続性は維持できる。
δ (j)> δ (j_n) (1)
Here, Δ (j) is the Manhattan distance from the control target unit j ′ of the control target unit j. Here, j ′ represents a control object unit at a target position of the control object unit j. J_n is a number for uniquely identifying the control target unit adjacent to the control target unit j (n is a positive integer), and δ (j_n) is the control target of the control target unit j_n. This is the Manhattan distance from the object unit j ′. If equation (1) holds for all control object units j_n, the connectivity of the control object structure can be maintained even if the control object unit j is removed from the control object structure.

そこで、制御対象物単位jの制御対象物単位j'の位置への移動を開始する前に、式(1)による判定を行い、その結果、δ(j)>δ(j_n)を満たさない制御対象物単位j_nが存在するならば、以下の方法をとる。   Therefore, before starting the movement of the control object unit j to the position of the control object unit j ′, the determination by the expression (1) is performed, and as a result, control that does not satisfy δ (j)> δ (j_n) If the object unit j_n exists, the following method is taken.

(1) δ(j_end)>δ(j)を満たす制御対象物単位j_endのうち、制御対象物単位j_endに隣接する全ての制御対象物単位j_end_nで式(1)が成立する制御対象物単位を1つ選択する(図7A)。ここでj_endは制御対象物構造中の端に位置する制御対象物単位である。   (1) Among the controlled object units j_end that satisfy δ (j_end)> δ (j), control object units for which the expression (1) holds for all the controlled object units j_end_n adjacent to the controlled object unit j_end. One is selected (FIG. 7A). Here, j_end is a control object unit located at the end in the control object structure.

言い換えれば、この処理は、制御対象物構造中の端に位置する制御対象物単位(外側制御対象物単位)のうち、制御対象物単位jよりも制御対象物単位j'からみて離れた位置にある外側制御対象物単位であって、当該外側制御対象物単位を移動させても制御対象物構造の接続性が途切れない外側制御対象物単位を選択することといえる。   In other words, this processing is performed at a position farther from the control object unit j ′ than the control object unit j among the control object units (outer control object units) located at the ends in the control object structure. It can be said that an outer control object unit that is a certain outer control object unit and that does not break the connectivity of the control object structure even when the outer control object unit is moved is selected.

(2) 上記(1)で選択した制御対象物単位j_endに属する4つの制御対象物を、制御対象物単位jに隣接する制御対象物単位j_nのうちの1つである制御対象物単位j_k(k=1,…,n)の中の周囲に存在する4つの空隙位置に移動させ、制御対象物単位j_kとj_endに属する制御対象物で8マスの立方体構造をとるようにする(図7B)。   (2) The four control objects belonging to the control object unit j_end selected in the above (1) are converted into control object units j_k (1) among the control object units j_n adjacent to the control object unit j. k = 1,..., n) are moved to four gap positions existing around the control object so that the control objects belonging to the control object units j_k and j_end have a cubic structure of 8 cells (FIG. 7B). .

(3) 制御対象物単位jに所属する制御対象物と上記(1)で選択した制御対象物単位j_endに所属する制御対象物の位置を入れ替える(図7B)。言い換えれば、制御対象物単位j_endに所属する制御対象物を、制御対象物単位jに所属する制御対象物の位置に移動させる。このように、制御対象物(又は制御対象物単位)の位置の入れ替えとは、ある制御対象物(又はある制御対象物単位)が制御対象物構造の接続性を維持しつつ移動するために、別の制御対象物(又は別の制御対象物単位)が、そのある制御対象物(又はそのある制御対象物単位)の位置に移動することを意味する。   (3) The positions of the control object belonging to the control object unit j and the control object belonging to the control object unit j_end selected in the above (1) are switched (FIG. 7B). In other words, the control object belonging to the control object unit j_end is moved to the position of the control object belonging to the control object unit j. Thus, the replacement of the position of the control object (or control object unit) means that a certain control object (or a certain control object unit) moves while maintaining the connectivity of the control object structure. It means that another control object (or another control object unit) moves to the position of the certain control object (or the certain control object unit).

(4) 制御対象物単位jに所属する制御対象物を制御対象物単位j'の周りにある4つの空隙位置に移動させ、制御対象物単位jとj'に属する制御対象物で8マスの立方体構造をとるようにする(図7D)。その後、制御対象物単位jの制御対象物を目標位置に移動させる。   (4) The control object belonging to the control object unit j is moved to the four gap positions around the control object unit j ', and the control object belonging to the control object units j and j' A cubic structure is assumed (FIG. 7D). Thereafter, the control object of the control object unit j is moved to the target position.

以上に述べた制御を、全ての制御対象物単位が目標位置につくまで繰り返し行えば、ヘテロジニアス隊列制御が完了する。この制御において、従来必要であった制御対象物同士の位置の入れ替え作業は、上記の(3)において代替されている。以上の手法によれば、全ての制御対象物単位について、初期位置から目標位置に至るまでに必要な移動量は、入れ替えがなかった場合の移動量と同程度であり、かつそのほかの移動は必要としない。すなわち、本手法により、隊列の全体変形と制御対象物位置の入れ替えが同時に行われている。   If the control described above is repeated until all the control object units reach the target position, the heterogeneous formation control is completed. In this control, the work of exchanging the positions of the objects to be controlled, which has been conventionally required, is replaced in the above (3). According to the above method, the movement amount required from the initial position to the target position is the same as the movement amount when there is no replacement for all the control target units, and other movements are necessary. And not. In other words, the entire deformation of the formation and the replacement of the position of the control object are performed simultaneously by this method.

このように、全体の形状の変形動作と変形後の制御対象物位置の入れ替えを別個のプロセスとせずに同時に行うことで、隊列制御動作にかかる時間を短縮することができる。   Thus, the time required for the formation control operation can be shortened by simultaneously performing the deformation operation of the entire shape and the replacement of the control object position after the deformation without using separate processes.

[制御対象物単位の移動について]
本発明では、初期隊列形成状態と目的隊列形成状態は、それぞれ8マス制御対象物単位を複数個集めることで形成されるものとする。上述の4マス制御対象物単位の移動の説明では、8マス中の4マスが空隙であるものとして説明をしたが、本発明の実施形態では8マス全てが制御対象物で埋まっている状態となる。
[About movement of control target unit]
In the present invention, the initial formation formation state and the target formation formation state are formed by collecting a plurality of 8-mass control object units. In the above description of the movement of the 4-mass controlled object unit, it has been described that 4 squares out of 8 squares are voids, but in the embodiment of the present invention, all 8 squares are filled with the control object. Become.

集合Sおよび集合Gの定義は上述の説明と同じであるが、4マス制御対象物単位数j_maxは偶数であることを前提とする。4マス制御対象物単位が2つペアになって8マス制御対象物単位を形成するからである。また、1つの8マス制御対象物単位を構成する2つの4マス制御対象物単位である第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位の制御対象物番号(ID)の間には以下の関係が成り立つものとする。   The definitions of the set S and the set G are the same as described above, but it is assumed that the 4-mass controlled object unit number j_max is an even number. This is because two 4-mass control object units are paired to form an 8-mass control object unit. In addition, between the control object number (ID) of the first type control object unit and the second type control object unit, which are the two 4-mass control object units constituting one 8-mass control object unit It is assumed that the following relationship holds.

jA+ j_max/2 = jB
ここで、第一実施形態では、jAは第一型制御対象物単位のID、jBは第二型制御対象物単位のIDである。また、第二実施形態では、jAは第二型制御対象物単位のID、jBは第一型制御対象物単位のIDである。例えば、j_max=8の場合、jA=0,1,2,3、jB=4,5,6,7であり、(jA,jB)=(0,4)(1,5)(2,6)(3,7)の組がそれぞれ8マス制御対象物単位を構成する。
jA + j_max / 2 = jB
Here, in the first embodiment, jA is the ID of the first type control object unit, and jB is the ID of the second type control object unit. In the second embodiment, jA is the ID of the second type control object unit, and jB is the ID of the first type control object unit. For example, when j_max = 8, jA = 0,1,2,3, jB = 4,5,6,7, and (jA, jB) = (0,4) (1,5) (2,6 ) Each set of (3, 7) constitutes 8 mass control object units.

各4マス制御対象物単位の移動の方法は既述の通りではあるが、上述の説明では8マス制御対象物単位中の一方の4マス制御対象物単位が空隙であることを前提としていたため空隙を通って移動ができた。一方、本発明の初期隊列形成状態は8マス全てが制御対象物で埋まっているため空隙がなく、自由に移動することはできない。そこで、第一実施形態では、以下のCASE 1からCASE 4の順に処理を行う。   Although the method of moving each 4-mass control object unit is as described above, in the above description, it is assumed that one 4-mass control object unit in the 8-mass control object unit is a gap. I was able to move through the gap. On the other hand, in the initial formation formation state of the present invention, since all eight squares are filled with the control object, there is no gap and the movement cannot be freely performed. Therefore, in the first embodiment, processing is performed in the following order from CASE 1 to CASE 4.

[CASE 1] S内で相方の第一型制御対象物単位jAが存在しない状態になった第二型制御対象物単位jBに接する位置にある8マス制御対象物単位内の第一型制御対象物単位jAのうち以下のいずれかの位置を目標位置とする第一型制御対象物単位jAがある場合。   [CASE 1] The first type control object in the 8-mass control object unit at the position in contact with the second type control object unit jB in which the first type control object unit jA does not exist in S When there is a first type control object unit jA having a target position at any one of the following positions in the object unit jA.

・S内の第二型制御対象物単位jBのみになった8マス制御対象物単位に接する位置にあるG内の8マスの空隙の制御対象物単位の位置、または、
・G内の第一型制御対象物単位jAに接する位置にあるG内の8マスの空隙の制御対象物単位の位置
上記条件に該当する第一型制御対象物単位が存在する場合、その中の1つを移動対象の制御対象物単位(標的第一型制御対象物単位)として選択し、図5に示すような動作で、G内目標位置まで移動を行う。
-The position of the control object unit of the void of 8 squares in G at the position in contact with the 8 square control object unit that is only the second type control object unit jB in S, or
-Position of the control target unit in the gap of 8 squares in G that is in contact with the first type control target unit jA in G If there is a first type control target unit that meets the above conditions, Is selected as a control target unit (target first type control target unit) to be moved, and movement to the target position in G is performed by the operation shown in FIG.

言い換えれば、この処理を実行する後述の標的第一型制御対象物単位選択部11は、対応する第一型制御対象物単位が初期位置から移動したあとの状態の第二型制御対象物単位に隣接する位置にあるS内の8マス制御対象物単位内の第一型制御対象物単位であって、対応する第一型制御対象物単位が初期位置から移動したあとの状態のS内第二型制御対象物単位に隣接する位置又はG内に移動後の第一型制御対象物単位に隣接する制御対象物のない位置を目標位置とするS内第一型制御対象物単位がある場合には、その第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択する。   In other words, the target first type control target unit selection unit 11 described later that executes this process sets the second type control target unit in a state after the corresponding first type control target unit moves from the initial position. The first type control object unit in the 8-mass control object unit in S at the adjacent position, and the second in S state after the corresponding first type control object unit has moved from the initial position When there is a first type control object unit in S whose target position is the position adjacent to the type control object unit or the position where there is no control object adjacent to the first type control object unit after moving in G Selects the first type control target unit as the target first type control target unit.

[CASE 2] CASE 1に該当する第一型制御対象物単位が存在せず、かつ、S内で相方の第一型制御対象物単位jAのいない状態になった第二型制御対象物単位jBに接する位置にある8マス制御対象物単位内の第一型制御対象物単位jAのうち、当該制御対象物単位のG内の目標位置に他のG内への移動後の第一型制御対象物単位が存在する場合。   [CASE 2] There is no first type control target unit corresponding to CASE 1, and the second type control target unit jB is in the state where there is no counterpart first type control target unit jA in S Of the first type control object unit jA in the 8 mass control object unit at the position in contact with the target object, the first type control object after moving into another G in the target position in G of the control object unit When a physical unit exists.

この場合、CASE 2の条件に該当する第一型制御対象物単位の1つを移動対象の制御対象物単位(標的第一型制御対象物単位)として選択する。   In this case, one of the first type control target units corresponding to the CASE 2 condition is selected as the control target unit (target first type control target unit) to be moved.

言い換えれば、この処理を実行する後述の標的第一型制御対象物単位選択部11は、CASE 1に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合において、対応する第一型制御対象物単位が初期位置から移動したあとの状態の第二型制御対象物単位に隣接する位置にあるS内の8マス制御対象物単位内の第一型制御対象物単位であって、その第一型制御対象物単位の目標位置に他のG内への移動後の第一型制御対象物単位が存在する場合には、その第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択する。   In other words, the target first type control target unit selection unit 11 to be described later that executes this process has a corresponding first type control target unit when there is no first type control target unit corresponding to CASE 1. Is the first type control object unit in the 8-mass control object unit in S at the position adjacent to the second type control object unit in the state after moving from the initial position. When there is a first type control target unit after moving into another G at the target position of the target unit, the first type control target unit is selected as the target first type control target unit. .

その後、以下の手順で移動を行う。   Then, move according to the following procedure.

(1) 標的第一型制御対象物単位のG内の目標位置に存在する他の第一型制御対象物単位を「第1追い出し対象制御対象物単位jA'」とし、第1追い出し対象制御対象物単位jA'のG内目標位置に他の第一型制御対象物単位が存在する場合には当該他の第一型制御対象物単位を「第2追い出し対象制御対象物単位jA''」とする。これを第k追い出し制御対象物単位(kは正の整数)のG内目標位置が他の第一型制御対象物単位に占有されない状態になるまで繰り返す。   (1) Other first type control target unit existing at the target position in G of the target first type control target unit is defined as “first target control target unit jA ′”, and the first target control target target When another first type control target unit exists at the target position in G of the target unit jA ′, the other first type control target unit is referred to as “second expulsion target control target unit jA ″”. To do. This is repeated until the target position in G of the k-th displacement control object unit (k is a positive integer) is not occupied by another first-type control object unit.

(2) 標的第一型制御対象物単位を第1追い出し制御対象物単位に隣接する8マス制御対象物単位内の空隙位置に移動させた後、図7Bから図7Cの動作に従い第1追い出し制御対象物単位と標的第一型制御対象物単位の位置を入れ替え、標的第一型制御対象物単位を第1追い出し制御対象物単位が存在していた位置に移動させる。図7Aの左端に図示されている制御対象物単位j_endが「標的第一型制御対象物単位」であり、制御対象物単位jが「第1追い出し制御対象物単位」であり、制御対象物単位j_nが「第1追い出し制御対象物単位に隣接する8マス制御対象物単位」である。図7Bにおいて、制御対象物単位j_end(斜線で示された4マス制御対象物単位)が、制御対象物単位j_n内の空隙位置に移動しており、図7Cで制御対象物単位jの位置が同じ8マス制御対象物単位内の第二型制御対象物単位側の位置へ移動し、かつ、位置制御対象物単位j_endが、制御対象物単位jが元々存在していた位置に移動している。   (2) After moving the target first-type control target unit to the gap position in the 8-mass control target unit adjacent to the first control target unit, the first control is performed according to the operations of FIGS. 7B to 7C. The positions of the target unit and the target first type control target unit are switched, and the target first type control target unit is moved to the position where the first eviction control target unit was present. The control target unit j_end shown in the left end of FIG. 7A is the “target first type control target unit”, the control target unit j is the “first expulsion control target unit”, and the control target unit j_n is “8 mass control object unit adjacent to the first eviction control object unit”. In FIG. 7B, the control object unit j_end (4-mass control object unit indicated by hatching) has moved to the gap position in the control object unit j_n. In FIG. 7C, the position of the control object unit j is Moved to the position of the second type control object unit side in the same 8-mass control object unit, and the position control object unit j_end has moved to the position where the control object unit j originally existed .

(3) 第k追い出し制御対象物単位を第(k+1)追い出し制御対象物単位に隣接する8マス制御対象物単位の空隙位置に移動させた後、図7Bから図7Cの動作に従い第k追い出し制御対象物単位と第(k+1)追い出し制御対象物単位の位置を入れ替える。この処理を、k=1,2,…,K-1(Kは上記(1)で調べたkの総数)について順に繰り返す。   (3) After the k-th eviction control target unit is moved to the gap position of the 8-mass control target unit adjacent to the (k + 1) th eviction control target unit, the k-th eviction control control unit is moved according to the operations of FIGS. 7B to 7C. The positions of the eviction control target unit and the (k + 1) th eviction control target unit are switched. This process is repeated in order for k = 1, 2,..., K−1 (K is the total number of k examined in (1) above).

(4) 第K追い出し制御対象物単位を、現在の隊列形成状態に隣接する制御対象物の存在しない4マス制御対象物単位の位置のうち、G内の第K追い出し制御対象物単位の目標位置に最も近い4マス制御対象物単位の位置に移動させる。これは、図5に示すような動作で実現できる。   (4) The target position of the Kth eviction control object unit in G among the positions of the four mass control object units that do not have the control object adjacent to the current formation state as the Kth eviction control object unit Is moved to the position of the 4-mass control object unit closest to. This can be realized by the operation shown in FIG.

[CASE 3] CASE 1及びCASE 2に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合。   [CASE 3] When there is no first type control target unit corresponding to CASE 1 and CASE 2.

この場合、S内で相方の第一型制御対象物単位jAのいない状態になった第二型制御対象物単位jBに接する位置にある8マス制御対象物単位内の第一型制御対象物単位jAの1つを標的第一型制御対象物単位として選択し、現在の隊列形成状態に隣接する制御対象物単位の存在しない4マス制御対象物単位の位置のうち、G内の標的第一型制御対象物単位jAの目標位置に最も近い4マス制御対象物単位の位置に移動させる。   In this case, the first-type control object unit in the 8-mass control object unit at the position in contact with the second-type control object unit jB in which the corresponding first-type control object unit jA is not present in S. Select one of jA as the target 1st type control target unit, and the target 1st type in G among the positions of the 4 mass control target units where there is no control target unit adjacent to the current formation formation state It is moved to the position of the 4-mass control object unit closest to the target position of the control object unit jA.

言い換えれば、この処理を実行する後述の標的第一型制御対象物単位選択部11は、CASE 1及びCASE 2に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合において、対応する第一型制御対象物単位が初期位置から移動したあとの状態の第二型制御対象物単位に隣接する位置にあるS内の第一型制御対象物単位がある場合には、その第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択する。   In other words, the target first-type control target unit selection unit 11 described later that executes this processing performs the corresponding first-type control target unit when there is no first-type control target unit corresponding to CASE 1 and CASE 2. If there is a first-type control object unit in S at a position adjacent to the second-type control object unit in a state after the object unit has moved from the initial position, the first-type control object unit Is selected as the target type 1 control target unit.

[CASE 4] CASE 1からCASE 3に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合。   [CASE 4] When there is no first type control target unit corresponding to CASE 1 to CASE 3.

この場合、S内でGに接する位置にある8マス制御対象物単位内の第一型制御対象物単位jAの中の1つを標的第一型制御対象物単位として選択し、現在の隊列形成状態に隣接する制御対象物の存在しない4マス制御対象物単位のうち、G内の標的第一型制御対象物単位jAの目標位置に最も近い4マス制御対象物単位に移動させる。   In this case, one of the first type control target units jA in the eight mass control target units located in the position in contact with G in S is selected as the target first type control target unit, and the current formation is formed. Of the four mass control object units that do not have a control object adjacent to the state, move to the four mass control object unit closest to the target position of the target first type control object unit jA in G.

言い換えれば、この処理を実行する後述の標的第一型制御対象物単位選択部11は、CASE 1からCASE 3に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合には、S内でGに隣接する位置にある第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択する
CASE 1からCASE 4の処理を、S内の全ての第一型制御対象物単位jAがG内の目標位置に到達するまで繰り返すことで、8マス全てが制御対象物で埋め尽くされた初期隊列形成状態から、第一型制御対象物単位の目的隊列形成状態への移動を行う。
In other words, the target first-type controlled object unit selecting unit 11 described later that executes this process sets G in S when there is no first-type controlled object unit corresponding to CASE 1 to CASE 3. The first type control target unit at the adjacent position is selected as the target first type control target unit.
By repeating the processing from CASE 1 to CASE 4 until all the first type control target units jA in S reach the target position in G, the initial formation in which all 8 squares are filled with the control target Move from the formation state to the target formation formation state of the first type control object unit.

その後は、初期隊列形成状態中には第二型制御対象物単位のみとなり、8マス制御対象物単位の位置内の残り4マス(当初、第一型制御対象物単位が存在していた場所)が空隙となるので、既述の4マス制御対象物単位の移動を用いて空隙を通って各第二型制御対象物単位を目的隊列形成状態中の目標位置へ移動させる。初期隊列形成状態から離れた位置にある目的隊列形成状態内の空隙から順に埋まっていくように、目標位置が遠いものから順に第二型制御対象物単位を移動させればよい。   After that, during the initial formation state, only the second type control target unit is present, and the remaining four squares within the position of the eight square control target unit (the place where the first type control target unit originally existed) Therefore, the second type control target unit is moved to the target position in the target formation formation state through the gap using the movement of the four-mass control target unit described above. The second-type controlled object units may be moved in order from the farthest target position so as to be filled in order from the gap in the target formation formation state at a position away from the initial formation formation state.

<第一実施形態>
以下、第一実施形態の制御装置及び方法について説明する。
<First embodiment>
Hereinafter, the control apparatus and method of the first embodiment will be described.

制御装置は、図17に示すように、第一型制御対象物単位移動制御部1、第二型制御対象物単位移動制御部2及び記憶部3を例えば備えている。   As shown in FIG. 17, the control device includes, for example, a first type controlled object unit movement control unit 1, a second type controlled object unit movement control unit 2, and a storage unit 3.

制御方法は、制御装置が、図18及び図19並びに以下に説明するステップS11からステップS23の処理を行うことにより例えば実現される。   The control method is realized, for example, when the control device performs the processing from step S11 to step S23 described below with reference to FIGS.

第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位には、当該制御対象物単位が目標位置への移動が完了したか否かを示す情報が対応付けられているものとする。ここでは、unfilled_g[j]を第一型制御対象物単位又は第二型制御対象物単位jが目標位置への移動が完了したか否かを示す値を格納した変数とし、
unfilled_g[j]=0(移動が完了していない)
unfilled_g[j]=1(移動が完了している)
であるものとして説明する。各jについてのunfilled_g[j]の初期値は0(移動が完了していない)とする。unfilled_g[j]は、記憶部3に格納される。また、unfilled_g[j]は、必要に応じて記憶部3から読み込まれる。
The first type control target unit and the second type control target unit are associated with information indicating whether or not the control target unit has been moved to the target position. Here, unfilled_g [j] is a variable storing a value indicating whether or not the movement of the first type control target unit or the second type control target unit j to the target position is completed,
unfilled_g [j] = 0 (movement has not been completed)
unfilled_g [j] = 1 (moving is complete)
It is assumed that The initial value of unfilled_g [j] for each j is 0 (movement has not been completed). unfilled_g [j] is stored in the storage unit 3. Further, unfilled_g [j] is read from the storage unit 3 as necessary.

[第一型制御対象物単位移動制御部1]
第一型制御対象物単位移動制御部1は、初期隊列形成状態中の各8マス制御対象物単位中の4マス制御対象物単位である第一型制御対象物単位jAを、目的隊列形成状態中の各8マス制御対象物単位内の4マス制御対象物単位の位置へ移動させる(ステップS1)。このステップS1を、第一ステージともいう。
[First type control object unit movement control unit 1]
The first-type controlled object unit movement control unit 1 sets the first-type controlled object unit jA, which is a 4-mass controlled object unit in each 8-mass controlled object unit in the initial formation state, to the target formation state It is moved to the position of the 4-mass control object unit in each 8-mass control object unit (step S1). This step S1 is also referred to as a first stage.

その際、第一型制御対象物単位移動制御部1は、制御対象物構造の接続性を維持しながら、第一型制御対象物単位をその目標位置に移動させる。   At that time, the first type controlled object unit movement control unit 1 moves the first type controlled object unit to its target position while maintaining the connectivity of the controlled object structure.

ここで、第一型制御対象物単位jAの移動先の4マス制御対象物単位は、8マス制御対象物単位中の第二型制御対象物単位jBに相当する位置となる。つまり、初期隊列形成状態中の第一型制御対象物単位は、目的隊列形成状態内で第二型制御対象物単位の形状に配置されることになる。なお、回転操作等を加えれば、初期隊列形成状態中の第一型制御対象物単位を、目的隊列形成状態内でも第一型制御対象物単位の形状に配置するようにすることも可能であるが、8マス制御対象物単位の各制御対象物は同一(ホモジニアス)であることを前提としているため、8マス制御対象物単位内の配置を合わせるために余計な移動操作をする必要性がないことから、より少ないステップ数で移動可能な第二型制御対象物単位の位置へ移動する方法を採用している。   Here, the 4-mass control object unit that is the movement destination of the first-type control object unit jA is a position corresponding to the second-type control object unit jB in the 8-mass control object unit. That is, the first type control object unit in the initial formation formation state is arranged in the shape of the second type control object unit in the target formation formation state. If a rotation operation or the like is added, the first type control object unit in the initial formation formation state can be arranged in the shape of the first type control object unit even in the target formation formation state. However, since it is assumed that the control objects in the 8-mass control object unit are the same (homogeneous), there is no need to perform an extra moving operation to match the arrangement in the 8-mass control object unit. Therefore, the method of moving to the position of the second type controlled object unit that can be moved with a smaller number of steps is adopted.

[[標的第一型制御対象物単位選択部11]]
標的第一型制御対象物単位選択部11は、移動対象とする4マス制御対象物単位(標的第一型制御対象物単位)を選択する(ステップS11)。選択された標的第一型制御対象物単位についての情報は、第一移動部12、第二移動部13及び第三移動部14に出力される。標的第一型制御対象物単位は、隊列を形成するS内各8マス制御対象物単位の何れかにおける第一型制御対象物単位jA である。
[[Target first type control object unit selection unit 11]]
The target first type control target unit selection unit 11 selects a four-mass control target unit (target first type control target unit) to be moved (step S11). Information about the selected target first type control target unit is output to the first moving unit 12, the second moving unit 13, and the third moving unit 14. The target first type control target unit is the first type control target unit jA in any of the eight mass control target units in S forming the formation.

具体的には、上述のCASE 1からCASE 4の何れかに該当する第一型制御対象物単位のうちの1つを標的第一型制御対象物単位j_fとして選択する。このとき、CASE 4よりはCASE 3を、CASE 3よりはCASE 2を、CASE 2よりはCASE 1を優先する。言い換えれば、CASE 1に該当する第一型制御対象物単位があればその中から標的第一型制御対象物単位を選択し、CASE 1に該当するものが無い場合はCASE 2に該当する第一型制御対象物単位があるか否かを調べて該当するものがあればそのうちの1つの標的第一型制御対象物単位を選択する。同様に、CASE 2に該当する第一型制御対象物単位がなければCASE 3を調べ該当するものがあればそのうちの1つの標的第一型制御対象物単位を選択する。CASE 3に該当する第一型制御対象物単位もなければ、CASE 4に該当する第一型制御対象物単位の中から1つの標的第一型制御対象物単位を選択する。   Specifically, one of the first-type controlled object units corresponding to any of CASE 1 to CASE 4 described above is selected as the target first-type controlled object unit j_f. At this time, CASE 3 has priority over CASE 4, CASE 2 has priority over CASE 3, and CASE 1 has priority over CASE 2. In other words, if there is a first-type controlled object unit corresponding to CASE 1, select the target first-type controlled object unit from among them, and if there is no corresponding to CASE 1, the first type corresponding to CASE 2 It is checked whether or not there is a type control target unit, and if there is a target, one target first type control target unit is selected. Similarly, if there is no first type control target unit corresponding to CASE 2, CASE 3 is examined, and if there is a target, one target first type control target unit is selected. If there is no first type control target unit corresponding to CASE 3, one target first type control target unit is selected from the first type control target units corresponding to CASE 4.

そして、標的第一型制御対象物単位がCASE 1に該当する場合は第一移動部12が実行され、標的第一型制御対象物単位がCASE 2に該当する場合は第二移動部13が実行され、CASE 3又はCASE 4に該当する場合は第三移動部14が実行される。   When the target first type control target unit corresponds to CASE 1, the first moving unit 12 is executed, and when the target first type control target unit corresponds to CASE 2, the second moving unit 13 is executed. If the case corresponds to CASE 3 or CASE 4, the third moving unit 14 is executed.

[[第一移動部12]]
第一移動部12は、標的第一型制御対象物単位をG内の目標位置へ移動させる。この移動は図10及び図11に示す動作から始め、図5に示す手順で行うことができる。目標位置への移動が完了したら、標的第一型制御対象物単位j_fに対応するunfilled_g[j_f]の値を1に設定する。つまり、標的第一型制御対象物単位j_fについては目標位置への移動が完了したことを示す情報を記憶部3に格納する。
[[First moving unit 12]]
The first moving unit 12 moves the target first type control target unit to the target position in G. This movement can be performed in accordance with the procedure shown in FIG. 5, starting from the operation shown in FIGS. When the movement to the target position is completed, the value of unfilled_g [j_f] corresponding to the target first type control target unit j_f is set to 1. That is, for the target first type control target unit j_f, information indicating that the movement to the target position is completed is stored in the storage unit 3.

このようにして、第一移動部12は、CASE 1で選択された標的第一型制御対象物単位をその目標位置に移動させる(ステップS12)。   Thus, the 1st moving part 12 moves the target 1st type | mold control target unit selected by CASE 1 to the target position (step S12).

[[第二移動部13]]
第二移動部13は、標的第一型制御対象物単位をG内の目標位置へ移動させるが、CASE 2の場合は標的第一型制御対象物単位の目標位置に他の制御対象物単位が存在しているため、まずは当該他の制御対象物単位を別の空隙に移動させつつ、目標位置に標的第一型制御対象物単位を移動させる必要がある。具体的に以下の手順で移動を行う。
[[Second moving unit 13]]
The second moving unit 13 moves the target first type control target unit to the target position in G. However, in the case of CASE 2, there is another control target unit at the target position of the target first type control target unit. Since it exists, it is necessary to first move the target first type control target unit to the target position while moving the other control target unit to another gap. Specifically, the movement is performed according to the following procedure.

(1) 標的第一型制御対象物単位のG内の目標位置に存在する他の第一型制御対象物単位を「第1追い出し対象制御対象物単位jA'」とし、追い出し対象制御対象物単位jA'のG内目標位置に他の第一型制御対象物単位が存在する場合には当該他の第一型制御対象物単位を「第2追い出し対象制御対象物単位jA''」とする。これを第k追い出し制御対象物単位(kは正の整数)のG内目標位置が他の第一型制御対象物単位に占有されない状態になるまで繰り返す。   (1) The other first-type control target unit existing at the target position in G of the target first-type control target unit is defined as “first eviction target control target unit jA ′”, and the eviction target control target unit. When another first type control target unit exists in the target position in G of jA ′, the other first type control target unit is set as “second eviction target control target unit jA ″”. This is repeated until the target position in G of the k-th displacement control object unit (k is a positive integer) is not occupied by another first-type control object unit.

(2) 標的第一型制御対象物単位を第1追い出し制御対象物単位に隣接する8マス制御対象物単位内の空隙位置に移動させた後、図7Bから図7Cの動作に従い第1追い出し制御対象物単位と標的第一型制御対象物単位の位置を入れ替え、(詳細は図12及び図13)、標的第一型制御対象物単位を第1追い出し制御対象物単位が存在していた位置に移動させる。   (2) After moving the target first-type control target unit to the gap position in the 8-mass control target unit adjacent to the first control target unit, the first control is performed according to the operations of FIGS. 7B to 7C. The positions of the target unit and the target first type control target unit are switched (details are shown in FIGS. 12 and 13), and the target first type control target unit is moved to the position where the first eviction control target unit was present. Move.

(3) 第k追い出し制御対象物単位を第(k+1)追い出し制御対象物単位に隣接する8マス制御対象物単位内の空隙位置に移動させた後、図7Bから図7Cの動作に従い第(k+1)追い出し制御対象物単位と第k追い出し制御対象物単位の位置を入れ替え(詳細は図12及び図13)、第k追い出し制御対象物単位を第(k+1)追い出し制御対象物単位が存在していた位置に移動させる。この処理を、k=1,…,K−1(Kは上記(1)で調べたkの総数)について順に繰り返す。   (3) After the k-th expulsion control object unit is moved to the gap position in the 8-mass control object unit adjacent to the (k + 1) -th expulsion control object unit, the (k + 1) -th expulsion control object unit is moved according to the operation of FIG. ) The positions of the eviction control object unit and the kth eviction control object unit are switched (details are FIGS. 12 and 13), and the (k + 1) th eviction control object unit exists as the kth eviction control object unit. Move to position. This process is repeated in order for k = 1,..., K−1 (K is the total number of k examined in the above (1)).

(4) 第K追い出し制御対象物単位を、現在の隊列形成状態に隣接する4マス制御対象物単位のうち、G内の第K追い出し制御対象物単位の目標位置に最も近い4マス制御対象物単位に移動させる。(ここで、第K追い出し制御対象物単位がその目標位置についていることも起こりうる。)これは、図5に示すような動作で実現できる。   (4) Among the four mass control object units adjacent to the current formation state, the four mass control object closest to the target position of the Kth expulsion control object unit in G Move to unit. (Here, the K-th eviction control target unit may be located at the target position.) This can be realized by the operation shown in FIG.

(5) 目標位置への移動が完了したら、標的第一型制御対象物単位j_fに対応するunfilled_g[j_f]の値を1に設定する。また、第1追い出し制御対象物から第Kの追い出し制御対象物のうち、目標位置に着いたもののunfilled_g[j_f]の値を1に設定する。つまり、標的第一型制御対象物単位j_f、第1追い出し制御対象物から第K-1の追い出し制御対象物(場合によっては第K追い出し制御対象物も)については目標位置への移動が完了したことを示す情報を記憶部3に格納する。   (5) When the movement to the target position is completed, the value of unfilled_g [j_f] corresponding to the target first-type controlled object unit j_f is set to 1. Further, the value of unfilled_g [j_f] of the first to the K-th eviction control object that has reached the target position is set to 1. That is, the movement to the target position is completed for the target first-type control target unit j_f, the first eviction control target object to the K-1th eviction control target object (in some cases, the Kth eviction control target object). Is stored in the storage unit 3.

このようにして、第二移動部13は、CASE 2で選択された標的第一型制御対象物単位の目標位置に存在する他の第一型制御対象物単位を第1追い出し対象制御対象物単位とし、第1追い出し対象制御対象物単位の目標位置に別の第一型制御対象物単位が存在するときにはその別の第一型制御対象物単位を第2追い出し対象制御対象物単位とする処理を、Kを正の整数として、第K追い出し対象制御対象物単位の目標位置に別の第一型制御対象物単位が存在しなくなるまで繰り返し行い、k=1,…,Kとして、CASE 2で選択された標的第一型制御対象物単位、第1追い出し対象制御対象物単位、・・・、第K−1追い出し対象制御対象物単位のそれぞれを目標位置に移動させ、第K追い出し対象制御対象物単位を第K追い出し対象制御対象物単位の目標位置に最も近いG内の位置に移動させる(ステップS13)。   In this way, the second moving unit 13 replaces the other first type control target unit existing at the target position of the target first type control target unit selected in CASE 2 with the first eviction target control target unit. When another first type control object unit exists at the target position of the first eviction target control object unit, the process of setting the other first type control object unit as the second eviction target control object unit is performed. , K is a positive integer and is repeated until there is no other first type control target unit at the target position of the K th control target unit, and k = 1,... The target first type control object unit, the first eviction target control object unit,..., The K-1 eviction target control object unit are moved to the target position, and the Kth eviction target control object. Unit of control target for K-th eviction target It is moved to a position closest in G to the target position (step S13).

[[第三移動部14]]
第三移動部14は、標的第一型制御対象物単位をG内の所定位置(以下、「暫定目標位置」という)へ移動させる。ここでの暫定目標位置とは、現在の隊列形成状態に隣接する制御対象物を含まない4マス制御対象物単位の位置のうち、G内の標的第一型制御対象物単位jAの目標位置に最も近い4マス制御対象物単位の位置である。CASE 3又はCASE 4の場合は、標的第一型制御対象物単位のG内の目標位置は現在の隊列形成状態に隣接する場所に無いため直接移動ができないことから、第三移動部14では現在の隊列形成状態に隣接する8マスの空隙を持つの制御対象物単位の位置に暫定的に標的第一型制御対象物単位を移動させることが目的である。具体的な移動はCASE3の移動の場合は、図10及び図11に始まり、図5に示す手順で行うことができる。CASE4の場合は、図14、及び図15に示す手順で行うことができる(図5内の最後の手順)。目標位置の代わりに暫定目標位置とする点を除いては、第一移動部12と第三移動部14の処理は同じであるとも言える。
[[Third moving part 14]]
The third moving unit 14 moves the target first type control target unit to a predetermined position in G (hereinafter referred to as “provisional target position”). The provisional target position here is the target position of the target first type control target unit jA in G among the positions of the four mass control target units not including the control target adjacent to the current formation formation state. It is the position of the nearest 4-mass controlled object unit. In the case of CASE 3 or CASE 4, since the target position in G of the target type 1 controlled object unit is not in a place adjacent to the current formation state, it cannot be moved directly. The purpose is to tentatively move the target first type control target unit to the position of the control target unit having a space of 8 squares adjacent to the formation state. In the case of CASE 3 movement, the specific movement can be performed by the procedure shown in FIG. 5 starting with FIG. 10 and FIG. In the case of CASE4, the procedure shown in FIGS. 14 and 15 can be performed (the last procedure in FIG. 5). It can be said that the processes of the first moving unit 12 and the third moving unit 14 are the same except that the temporary target position is used instead of the target position.

このようにして、第三移動部14は、CASE 3及びCASE 4の場合に、CASE 3及びCASE 4で選択された標的第一型制御対象物単位を、現在の制御対象物単位構造に隣接する位置であって、その標的第一型制御対象物単位の目標位置に最も近いG内の位置に移動させる(ステップS14)。   In this way, in the case of CASE 3 and CASE 4, the third moving unit 14 is adjacent to the current control object unit structure for the target first-type control object unit selected in CASE 3 and CASE 4. The position is moved to a position within G that is closest to the target position of the target first type control target unit (step S14).

[[第一制御部15]]
第一制御部15は、現在の隊列のすべての第一型制御対象物単位について目標位置への移動が完了したか否かを判定し、移動が完了していない第一型制御対象物単位があれば(例えば、unfilled_g[j]=0なるjが1つでもあれば)、標的第一型制御対象物単位選択部11、第一移動部12、第二移動部13及び第三移動部14を実行させる。
[[First control unit 15]]
The first control unit 15 determines whether or not the movement to the target position has been completed for all the first type control target units of the current formation, and the first type control target unit that has not been moved is determined. If there is one (for example, if there is at least one j of unfilled_g [j] = 0), the target first-type controlled object unit selecting unit 11, the first moving unit 12, the second moving unit 13, and the third moving unit 14 are used. Is executed.

全ての第一型制御対象物単位について目標位置への移動が完了したら(例えば、全てのjについてunfilled_g[j]=1であるならば)、第二型制御対象物単位移動制御部2を実行させる。   When the movement to the target position is completed for all the first type control object units (for example, if unfilled_g [j] = 1 for all j), the second type control object unit movement control unit 2 is executed. Let

このようにして、第一制御部15は、全ての第一型制御対象物単位が目標位置に移動するまで、標的第一型制御対象物単位選択部11、第一移動部12第二移動部13及び第三移動部14の処理を繰り返し行うように制御する。   Thus, the 1st control part 15 is the target 1st type | mold control target unit selection part 11, the 1st moving part 12, the 2nd moving part until all the 1st type | mold control target units move to a target position. 13 and the third moving unit 14 are controlled to be repeated.

[第二型制御対象物単位移動制御部2]
第二型制御対象物単位移動制御部2は、初期隊列形成状態S内の各8マス制御対象物単位中の第二型制御対象物単位を目的隊列形成状態内の各目標位置へ移動させる(ステップS2)。このステップS2を、第二ステージともいう。
[Second Type Control Object Unit Movement Control Unit 2]
The second type control target unit movement control unit 2 moves the second type control target unit in each of the eight mass control target units in the initial formation formation state S to each target position in the target formation formation state ( Step S2). This step S2 is also referred to as a second stage.

その際、第二型制御対象物単位移動制御部2は、制御対象物構造の接続性を維持しながら、第二型制御対象物単位をその目標位置に移動させる。   At that time, the second type controlled object unit movement control unit 2 moves the second type controlled object unit to the target position while maintaining the connectivity of the controlled object structure.

第一型制御対象物単位移動制御部1を実行後の初期隊列形成状態には第二型制御対象物単位しか存在せず、目的隊列形成状態には第一型制御対象物単位しか存在しないので、各制御対象物単位間には4マスの空隙が存在する。よって、この空隙を通り抜けて移動させることが可能である。   Since only the second type control object unit exists in the initial formation formation state after the execution of the first type control object unit movement control unit 1, only the first type control object unit exists in the target formation formation state. , There are four squares between each control object unit. Therefore, it is possible to move through this gap.

第二型制御対象物単位移動制御部2は、図17に示すように、標的第二型制御対象物単位選択部21、移動制御部22及び第二制御部23を例えば備えている。   The second type control target unit movement control unit 2 includes, for example, a target second type control target unit selection unit 21, a movement control unit 22, and a second control unit 23 as shown in FIG.

以下、各部の具体処理を説明する。   Hereinafter, specific processing of each unit will be described.

[[標的第二型制御対象物単位選択部21]]
標的第二型制御対象物単位選択部21は、移動対象とする4マス制御対象物単位(標的第二型制御対象物単位)を選択する。ここでの標的第二型制御対象物単位は、初期隊列形成状態を形成する各8マス制御対象物単位内の何れかにおける第二型制御対象物単位jBであって、まだ目標位置への移動が完了していない(unfilled_g[j]=0である)制御対象物単位であって、基準位置(X_first,Y_first,Z_first)にある制御対象物単位j'からマンハッタン距離の最も離れたG内位置を目標位置とする第二型制御対象物単位である。ここでいう基準位置は、S内8マス制御対象物単位のうち、Gに接する位置の8マス制御対象物単位の位置であればどれでもよいが、第一型制御対象物単位移動制御部1にて最初にSから移動を行った第一型制御対象物単位の初期位置を使用することにするのが簡便である。
[[Target second type control object unit selection unit 21]]
The target second type control target unit selection unit 21 selects a four-mass control target unit (target second type control target unit) to be moved. The target second type control target unit here is the second type control target unit jB in any of the eight mass control target units forming the initial formation formation state, and is still moved to the target position. Is a controlled object unit that has not been completed (unfilled_g [j] = 0) and is located in the G position farthest away from the controlled object unit j ′ at the reference position (X_first, Y_first, Z_first) in Manhattan distance Is a second-type control object unit with a target position. The reference position here may be any position of the 8 mass control object unit at the position in contact with G among the 8 mass control object units in S, but the first type control object unit movement control unit 1 It is convenient to use the initial position of the first type control object unit that first moved from S.

言い換えれば、標的第二型制御対象物単位選択部21は、目標位置に到達していない第二型制御対象物単位を標的第二型制御対象物単位として選択する(ステップS21)。以下、標的第二型制御対象物単位をj_fであるものとして説明する。   In other words, the target second type control target unit selection unit 21 selects a second type control target unit that has not reached the target position as the target second type control target unit (step S21). In the following description, it is assumed that the target second-type controlled object unit is j_f.

[[移動制御部22]]
移動制御部22は、図17に示すように、接続性判定部221、交換第二型制御対象物単位選択部222、交換第二型制御対象物単位移動制御部223、交換第二型制御対象物単位押出制御部224及び標的第二型制御対象物単位移動制御部225を例えば備えている。
[[Movement control unit 22]]
As shown in FIG. 17, the movement control unit 22 includes a connectivity determination unit 221, a replacement second type control target unit selection unit 222, a replacement second type control target unit movement control unit 223, and a replacement second type control target. For example, an object unit extrusion control unit 224 and a target second type control object unit movement control unit 225 are provided.

移動制御部22は、接続性判定部221、交換第二型制御対象物単位選択部222、交換第二型制御対象物単位移動制御部223、交換第二型制御対象物単位押出制御部224及び標的第二型制御対象物単位移動制御部225の処理により、標的第二型制御対象物単位を目標位置に移動させるときに制御対象物構造の接続性が維持されるかどうか判定し、(1)制御対象物構造の接続性が維持されると判定された場合には、標的第二型制御対象物単位を目標位置に移動させ、(2)制御対象物構造の接続性が維持されないと判定された場合には、標的第二型制御対象物単位の位置に制御対象物構造の接続性を維持しながら移動することができる第二型制御対象物単位である交換第二型制御対象物単位を選択し、交換第二型制御対象物単位を標的第二型制御対象物単位の位置に移動させた後に標的第二型制御対象物単位を目標位置に移動させる。   The movement control unit 22 includes a connectivity determination unit 221, a replacement second type control target unit selection unit 222, a replacement second type control target unit movement control unit 223, a replacement second type control target unit extrusion control unit 224, and It is determined whether or not the connectivity of the control object structure is maintained when the target second type control object unit movement control unit 225 moves the target second type control object unit movement control unit 225 to the target position. ) If it is determined that the connectivity of the control object structure is maintained, the target type 2 control object unit is moved to the target position, and (2) it is determined that the connectivity of the control object structure is not maintained. The second type control object unit that is a second type control object unit that can be moved while maintaining the connectivity of the control object structure to the position of the target second type control object unit. Select the replacement second type control target unit target second type The target second type control subject unit is moved to the target position after moving to the position of your object units.

以下、各部の具体処理を説明する。   Hereinafter, specific processing of each unit will be described.

[[[接続性判定部221]]]
接続性判定部221は、標的第二型制御対象物単位j_fを移動させることで制御対象物構造の接続性が維持されるか否かを判定し(ステップS221)、接続性が維持される場合には標的第二型制御対象物単位移動制御部225を実行させ、接続性が維持されない場合には交換第二型制御対象物単位選択部222を実行させる。
[[[Connectivity determination unit 221]]]
The connectivity determination unit 221 determines whether the connectivity of the controlled object structure is maintained by moving the target second type controlled object unit j_f (step S221), and the connectivity is maintained. Then, the target second type control target unit movement control unit 225 is executed, and if the connectivity is not maintained, the replacement second type control target unit selection unit 222 is executed.

具体的には、式(1)においてjをj_fと読み替え、j'をj_fの移動先である所定位置としたときに、jに隣接する全ての第二型制御対象物単位jBについて式(1)を満たせば接続性は維持されると判定し、そうでない場合には接続性は維持されないと判定する。   Specifically, in the equation (1), j is replaced with j_f, and j ′ is a predetermined position that is the movement destination of j_f, for all second type control target units jB adjacent to j, the equation (1 ) Is determined to maintain connectivity, otherwise it is determined that connectivity is not maintained.

そして、接続性が維持されると判定された場合は標的第二型制御対象物単位移動制御部225を実行させ、接続性が維持されないと判定された場合は交換第二型制御対象物単位選択部222を実行させる。つまり、接続性が維持されない場合には、目標位置への移動が終わっていない他の第二型制御対象物単位を交換第二型制御対象物単位として、当該交換第二型制御対象物単位を標的第二型制御対象物単位の近傍に移動させ、標的第二型制御対象物単位の現在位置に交換第二型制御対象物単位を移動させたうえで標的第二型制御対象物単位を移動させることで、接続性が途切れないようにしようとするものである。   If it is determined that the connectivity is maintained, the target second-type controlled object unit movement control unit 225 is executed. If it is determined that the connectivity is not maintained, the replacement second-type controlled object unit selection is performed. The unit 222 is executed. That is, when connectivity is not maintained, another second type control object unit that has not finished moving to the target position is used as an exchange second type control object unit, and the exchange second type control object unit is Move to the vicinity of the target second type control target unit, move the replacement second type control target unit to the current position of the target second type control target unit, and then move the target second type control target unit By doing so, it is intended that the connectivity is not interrupted.

[[[交換第二型制御対象物単位選択部222]]]
交換第二型制御対象物単位選択部222は、標的第二型制御対象物単位j_fを移動させても制御対象物構造の接続性が途切れないように他の8マス制御対象物単位中の第二型制御対象物単位を標的第二型制御対象物単位j_fの現在位置に移動させるため、移動対象とする「他の第二型制御対象物単位」(以下、「交換第二型制御対象物単位」という)を選択する(ステップS222)。ここで選択する交換第二型制御対象物単位は、まだ目標位置への移動が完了していない第二型制御対象物単位とする。
[[[Exchange type 2 control object unit selector 222]]]
The replacement second type control target unit selection unit 222 is configured so that the connectivity of the control target structure is not interrupted even if the target second type control target unit j_f is moved. In order to move the type 2 control object unit to the current position of the target type 2 control object unit j_f, the “second type 2 control object unit” (hereinafter referred to as “exchange type 2 control object unit”). "Unit") is selected (step S222). The replacement second type control target unit selected here is a second type control target unit that has not yet been moved to the target position.

具体的には、現在の制御対象物構造中で外側(端点)に位置する第二型制御対象物単位である外側制御対象物単位のうち、標的第二型制御対象物単位j_fの移動先であるG内の目標位置にある制御対象物単位j'から見て制御対象物単位j_fよりも離れた位置にある外側制御対象物単位であって、移動させても制御対象物構造の接続性が途切れない外側制御対象物単位を1つ選択し、交換第二型制御対象物単位とする。   Specifically, among the outer control target units that are second type control target units located outside (end points) in the current control target object structure, at the destination of the target second type control target unit j_f The outer control object unit located at a position farther from the control object unit j_f when viewed from the control object unit j ′ at the target position in a certain G, and the connectivity of the control object structure is maintained even if it is moved. One uninterrupted outer control object unit is selected and set as a replacement second type control object unit.

具体的には、例えば以下の(1)の処理で実現できる。   Specifically, for example, it can be realized by the following process (1).

(1) 標的第二型制御対象物単位j_fの位置から、δ値(制御対象物単位j'からみたマンハッタン距離)の大きな隣接する第二型制御対象物単位jBをたどっていき、それ以上δ値の大きな制御対象物単位に到達できなくなる第二型制御対象物単位jBを検出して、それを交換第二型制御対象物単位j_endとする。   (1) From the position of the target second-type controlled object unit j_f, the adjacent second-type controlled object unit jB having a large δ value (Manhattan distance as viewed from the controlled object unit j ′) is traced, and further δ A second type control target unit jB that cannot reach the control target unit having a large value is detected, and is set as a replacement second type control target unit j_end.

[[[交換第二型制御対象物単位移動制御部223]]]
交換第二型制御対象物単位移動制御部223は、交換第二型制御対象物単位選択部222で選択した交換第二型制御対象物単位j_endに属する第二型制御対象物を標的第二型制御対象物単位j_fに隣接する8マス制御対象物単位の位置内にある空隙に移動させるよう制御する(ステップS223)。具体的には、例えば、以下の(1)から(4)の処理により実現される。
[[[Exchange type 2 controlled object unit movement control unit 223]]]
The replacement second type control object unit movement control unit 223 selects the second type control object belonging to the replacement second type control object unit j_end selected by the replacement second type control object unit selection unit 222 as the target second type. Control is performed so as to move to the gap in the position of the 8-mass control object unit adjacent to the control object unit j_f (step S223). Specifically, for example, it is realized by the following processes (1) to (4).

(1) 標的第二型制御対象物単位j_fに隣接する8マス制御対象物単位の位置であって、かつ交換第二型制御対象物単位j_endの位置と重ならない位置にある8マス制御対象物単位の位置のうち、標的第二型制御対象物単位j_fから、行動a=3,4,6の方向(つまり、x,y,z軸のいずれかの負方向)に隣接している位置にある8マス制御対象物単位の位置内の第二型制御対象物単位j_f_n(以下、「隣接空隙位置」という)を選択する。その際の隣接方向の逆方向をa_exに格納する。   (1) An 8-mass control object that is in the position of an 8-mass control object unit adjacent to the target second-type control object unit j_f and that does not overlap with the replacement second-type control object unit j_end Among the unit positions, from the target second-type controlled object unit j_f to the position adjacent to the action a = 3,4,6 direction (that is, the negative direction of any of the x, y, and z axes) A second type control object unit j_f_n (hereinafter referred to as “adjacent gap position”) within the position of a certain 8-mass control object unit is selected. The reverse direction of the adjacent direction at that time is stored in a_ex.

(2) 上記(1)にて、該当の隣接空隙位置j_f_nが見つからなかった場合、標的第二型制御対象物単位j_fに隣接する8マス制御対象物単位の位置であって、かつ交換第二型制御対象物単位j_endの位置と重ならない位置にある8マス制御対象物単位の位置のうち、標的第二型制御対象物単位j_fから、行動a=1,2,5の方向(つまり、x,y,z軸の何れかの正方向)に隣接している8マス制御対象物単位の位置内の第二型制御対象物単位j_f_nを選択する。その際の隣接方向の逆方向をa_exに格納する。必ず(1)→(2)の順に処理を行う。これは、(2)にて選択される第二型制御対象物単位j_f_nを使用する後述の交換第二型制御対象物単位押出制御部224の処理において、(1)にて選択される可能性のある第二型制御対象物単位が存在しないことが、制御対象物構造の接続性を維持するうえで必須であるからである。   (2) If the corresponding adjacent gap position j_f_n is not found in (1) above, it is the position of the 8-mass control object unit adjacent to the target second-type control object unit j_f, and the exchange second Among the positions of the 8 mass control object units that do not overlap with the position of the type control object unit j_end, from the target second type control object unit j_f, the direction of action a = 1, 2, 5 (ie, x 2nd type control object unit j_f_n within the position of the 8-mass control object unit adjacent in the positive direction of any of (y, y, z axes). The reverse direction of the adjacent direction at that time is stored in a_ex. Be sure to process in the order of (1) → (2). This may be selected in (1) in the process of the replacement second-type controlled object unit extrusion controller 224 described later using the second-type controlled object unit j_f_n selected in (2). This is because it is essential for maintaining the connectivity of the control object structure that no second type control object unit exists.

(3) 交換第二型制御対象物単位j_endの位置から、隣接空隙位置j_f_nに至るまでの制御対象物構造内をたどる道筋(経路に対応するS内の制御対象物単位各位置の列)を計算し、その道中の位置を
pass_j_f[nf](nf=0,1,2,…,nf_max)
として格納する。(pass_j_f[0]=j_end,pass_j_f[nf_max]=j_f_nとなる。)
(3) The path following the inside of the control object structure from the position of the exchange type 2 control object unit j_end to the adjacent gap position j_f_n (sequence of each position of the control object unit in S corresponding to the path) Calculate the position in the road
pass_j_f [nf] (nf = 0,1,2,…, nf_max)
Store as. (Pass_j_f [0] = j_end, pass_j_f [nf_max] = j_f_n.)

(4) 交換第二型制御対象物単位j_endを制御対象物単位pass_j_f[1]内の空隙に移動させる。例えば、X軸の正方向への移動であれば、図8に示すような手順で移動させ、X軸の負方向への移動であれば図9に示す手順で移動させることができる。Y軸及びZ軸の正方向又は負方向への移動も同様に行うことができる。この後は、制御対象物単位j_f_n内の空隙に至るまで、pass_j_fに格納済みの道中にある制御対象物単位をたどらせつつ制御対象物単位j_endを移動させる。その移動は、各移動ステップにおいて、X正方向への移動ならば例えば図10に示す方法で、負方向への移動ならば、図11に示す方法で移動させる。Y軸及びZ軸の正方向又は負方向への移動も同様に行うことができる。   (4) The exchange type 2 controlled object unit j_end is moved to the gap in the controlled object unit pass_j_f [1]. For example, if the movement is in the positive direction of the X axis, it can be moved by the procedure shown in FIG. 8, and if the movement is in the negative direction of the X axis, it can be moved by the procedure shown in FIG. The movement of the Y axis and the Z axis in the positive direction or the negative direction can be similarly performed. Thereafter, the control target unit j_end is moved while following the control target unit in the path stored in pass_j_f until the gap in the control target unit j_f_n is reached. In each movement step, the movement is performed by the method shown in FIG. 10, for example, if the movement is in the positive X direction, and by the method shown in FIG. 11, if the movement is in the negative direction. The movement of the Y axis and the Z axis in the positive direction or the negative direction can be similarly performed.

[[[交換第二型制御対象物単位押出制御部224]]]
交換第二型制御対象物単位押出制御部224は、標的第二型制御対象物単位j_fの現在位置に交換第二型制御対象物単位j_endを移動させる(ステップS224)。これに伴い、標的第二型制御対象物単位j_fは同じ8マス制御対象物単位内の第一型制御対象物単位の位置へ移動する。このとき、隣接方向をa_exに基づいて入れ替え操作を行えばよい。例えば、a_ex=1(X軸の正方向)である場合は、図12に示す制御対象物の移動により交換が実現できる。同様に、a_ex=3(X軸の負方向)である場合は、図13に示す制御対象物の移動により交換が実現できる。Y軸及びZ軸の正方向又は負方向についても同様に交換を行えばよい。
[[[Exchange second type control object unit extrusion control unit 224]]]
The replacement second type control target unit extrusion control unit 224 moves the replacement second type control target unit j_end to the current position of the target second type control target unit j_f (step S224). Along with this, the target second type control object unit j_f moves to the position of the first type control object unit in the same 8-mass control object unit. At this time, the adjacent direction may be changed based on a_ex. For example, when a_ex = 1 (the positive direction of the X axis), the exchange can be realized by moving the control object shown in FIG. Similarly, when a_ex = 3 (the negative direction of the X axis), the exchange can be realized by moving the control object shown in FIG. The exchange may be similarly performed for the positive direction or the negative direction of the Y axis and the Z axis.

[[[標的第二型制御対象物単位移動制御部225]]]
標的第二型制御対象物単位移動制御部225は、標的第二型制御対象物単位j_fをG内の目標位置へ移動させる(ステップS225)。移動操作は、交換第二型制御対象物単位移動制御部223と同様の方法(例えば図10、図11に例示する手順の移動)である。標的第二型制御対象物単位j_fの目標位置にに移動させ、移動が完了したら、unfilled_g[j_f]の値を1に変更する。1は、目標位置に制御対象物単位が到達していることを示す値である。
[[[Target second type control object unit movement control unit 225]]]
The target second type control target unit movement control unit 225 moves the target second type control target unit j_f to the target position in G (step S225). The movement operation is the same method as the replacement second type control target unit movement control unit 223 (for example, movement in the procedure illustrated in FIGS. 10 and 11). When the target second type control target unit j_f is moved to the target position and the movement is completed, the value of unfilled_g [j_f] is changed to 1. 1 is a value indicating that the control target unit has reached the target position.

[[第二制御部23]]
第二制御部23は、初期隊列形成状態S中の全ての第二型制御対象物単位が目標位置に到達しているかを判定し、到達していなければ標的第二型制御対象物単位選択部21に戻って移動を繰り返すよう制御する。完了していれば、目的隊列形成状態への移動が完了したものとして処理を終了する。例えば、制御対象物単位j=0から順にunfilled_g[j]の値を確認し、unfilled_g[j]=0なるjがあれば標的第二型制御対象物単位選択部を実行させ、全てのjについてunfilled_g[j_f]=1ならば処理を終了する。
[[Second control unit 23]]
The second control unit 23 determines whether all the second type control target units in the initial formation state S have reached the target position, and if not, the target second type control target unit selection unit Control is returned to 21 to repeat the movement. If completed, it is determined that the movement to the target train formation state has been completed, and the process ends. For example, the value of unfilled_g [j] is confirmed in order from the control object unit j = 0, and if there is j such that unfilled_g [j] = 0, the target second type control object unit selection unit is executed, and for all j If unfilled_g [j_f] = 1, the process ends.

このようにして、第二制御部23は、目標位置に到達していない第二型制御対象物単位がなくなるまで、標的第二型制御対象物単位選択部21及び移動制御部22の処理を繰り返し行うように制御する(ステップS23)。   In this way, the second control unit 23 repeats the processes of the target second type control target unit selection unit 21 and the movement control unit 22 until there is no second type control target unit that has not reached the target position. Control is performed (step S23).

<第二実施形態>
第一実施形態では、移動方向と並行な方向に複数の制御対象物単位が連続している場合において、初期位置にある各制御対象物単位を目標位置に移動を開始する時刻については、移動方向の先頭制御対象物単位から順に、1つ前に目標位置に移動を開始した制御対象物単位が、目標位置にたどりついた時刻の後にする手法、すなわち移動方向に連続する制御対象物単位が1つずつ移動する手法を採用していた。
<Second embodiment>
In the first embodiment, in the case where a plurality of control object units are continuous in a direction parallel to the movement direction, the time for starting the movement of each control object unit at the initial position to the target position is the movement direction. In order from the first control object unit of the first control object unit, a method in which the control object unit that started moving to the target position one time before the target position arrives at the target position, that is, one control object unit that continues in the movement direction. The method of moving one by one was adopted.

これに対して制御対象物単位構造内の空隙をフルに使用すれば、複数の制御対象物単位を同時に目標位置まで移動させることも可能である。ここで、移動を開始しようとしている制御対象物単位が、1つ前に移動を開始した制御対象物単位の開始時刻から、一定時間内に移動を開始することができれば、全体の変形に要する時間を、制御対象物単位数の一乗に比例するものにすることができる。   On the other hand, if the space in the control object unit structure is fully used, a plurality of control object units can be simultaneously moved to the target position. Here, if the control object unit that is about to start moving can start moving within a certain time from the start time of the control object unit that started moving the last time, the time required for the entire deformation Can be proportional to the square of the number of control object units.

ここで、初期位置の集合Sと目標位置の集合Gは接しているものとし、目標位置の集合Gに接している初期位置の集合S内の制御対象物単位の位置の1つを接続位置Gate_S(X_Gate, Y_Gate, Z_Gate)とする。言い換えれば、初期位置の集合Sに含まれる位置であって目標位置の集合Gに接している位置の1つを接続位置Gate_Sとする。   Here, it is assumed that the initial position set S and the target position set G are in contact with each other, and one of the positions of the control object units in the initial position set S in contact with the target position set G is connected to the connection position Gate_S. (X_Gate, Y_Gate, Z_Gate). In other words, one of the positions included in the initial position set S and in contact with the target position set G is the connection position Gate_S.

全ての制御対象物単位は、接続位置Gate_Sを経由して、目標位置G内に入っていくものとする。 第一実施形態と同様に、制御装置は、第一ステージで第一型制御対象物単位を目標位置Gに移動させ、第二ステージで第二型制御対象物単位を目標位置Gに移動させる。以下では、第一型制御対象物単位がjBであり、第二型制御対象物単位がjAである場合を例に挙げて説明する。   All control target units enter the target position G through the connection position Gate_S. As in the first embodiment, the control device moves the first type control target unit to the target position G on the first stage, and moves the second type control target unit to the target position G on the second stage. Hereinafter, a case where the first type control target unit is jB and the second type control target unit is jA will be described as an example.

第一ステージにおいては、第一型制御対象物単位が移動を開始する順番としては、初期位置S内にて接続位置Gate_Sからのマンハッタン距離が小さい位置を初期位置とする第一型制御対象物単位jから、目標位置G内に入っていく第一型制御対象物単位を選ぶこととする。   In the first stage, the order of the first type control object unit starting to move is the first type control object unit having an initial position in the initial position S where the Manhattan distance from the connection position Gate_S is small. From j, the first type control target unit entering the target position G is selected.

第二ステージにおいては、第二型制御対象物単位が移動を開始する順番としては、目標位置G内にて接続位置Gate_Sからのマンハッタン距離が大きい位置を目標位置とする初期位置S内の第二型制御対象物単位jから、初期位置S内にてδ(接続位置Gate_Sからのマンハッタン距離)の大きい位置をたどっていくことでたどり着ける第二型制御対象物単位j_endのうち、第二型制御対象物単位j_endに隣接する第二型制御対象物単位のδ値が、その第二型制御対象物単位j_endのδ値より皆小さいものを選び、第二型制御対象物単位j_endを第二型制御対象物単位jと入れ替えて、第二型制御対象物単位jを移動可能とし、第二型制御対象物単位jを目標位置G内に移動させていくこととする。   In the second stage, the order in which the second-type controlled object units start moving is the second position in the initial position S in the target position G where the target position is a position where the Manhattan distance from the connection position Gate_S is large. The second type control object among the second type control object unit j_end that can be reached by following the position where δ (Manhattan distance from the connection position Gate_S) is large within the initial position S from the type control object unit j Select the δ value of the second type control object unit adjacent to the object unit j_end that is smaller than the δ value of the second type control object unit j_end, and control the second type control object unit j_end to the second type control. It is assumed that the second type control target unit j is movable by replacing the target unit j, and the second type control target unit j is moved into the target position G.

開始時刻については、移動を開始しようとしている第一型制御対象物単位が、1つ前に移動を開始した第一型制御対象物単位の初期位置よりδ値においてdδだけ大きい場合、移動を開始しようとしている第一型制御対象物単位は、1つ前に移動を開始した第一型制御対象物単位の移動開始時刻から、tv-dδ時間ステップ後に移動を開始する。ここでtvは2以上の正の整数であり、例えばtv=2である。   As for the start time, if the first type control target unit that is about to start moving is dδ larger in d value than the initial position of the first type control target unit that started moving one time before, the movement starts The first-type controlled object unit to be moved starts to move after a tv-dδ time step from the movement start time of the first-type controlled object unit that has started moving one time ago. Here, tv is a positive integer equal to or greater than 2, for example, tv = 2.

同様に、開始時刻については、移動を開始しようとしている第二型制御対象物単位が、1つ前に移動を開始した第二型制御対象物単位の初期位置よりδ値においてdδだけ大きい場合、移動を開始しようとしている第二型制御対象物単位は、1つ前に移動を開始した第二型制御対象物単位の移動開始時刻から、tv-dδ時間ステップ後に移動を開始する。   Similarly, for the start time, when the second type control object unit that is about to start moving is larger by dδ in the δ value than the initial position of the second type control object unit that started moving one time ago, The second type control target unit that is about to start moving starts moving after a tv-dδ time step from the movement start time of the second type controlled target unit that started moving one time ago.

このようにすることで、移動を行う各第二型制御対象物単位は、tv=2の場合、互いにちょうど1つ分以上の第一型制御対象物単位分の距離を開けつつ、同時に移動をすることになる。   In this way, when the second type control target unit to be moved is tv = 2, the second type control target unit moves at the same time while keeping a distance of at least one first type control target unit from each other. Will do.

さらに、第一型制御対象物単位が位置の入れ替えを行うときは、第一型制御対象物単位の位置の入れ替えの際に、第一型制御対象物単位の動作が接続位置Gate_Sからのマンハッタン距離を小さくする方向への移動を伴う場合にのみ、位置の入れ替えを行う第一型制御対象物単位の後続の第一型制御対象物単位はすべてtw時間ステップだけ、動作を停止する。twは、2以上の正の整数であり、例えばtw=2である。   Further, when the position of the first-type control object unit is changed, the operation of the first-type control object unit changes the Manhattan distance from the connection position Gate_S when the position of the first-type control object unit is changed. Only when accompanied by movement in the direction of decreasing the value, all the first type control target units subsequent to the first type control target unit whose positions are to be switched are stopped by the tw time step. tw is a positive integer greater than or equal to 2, for example, tw = 2.

同様に、第二型制御対象物単位が位置の入れ替えを行うときは、第二型制御対象物単位の位置の入れ替えの際に、第二型制御対象物単位の動作が接続位置Gate_Sからのマンハッタン距離を小さくする方向への移動を伴う場合にのみ、位置の入れ替えを行う第二型制御対象物単位の後続の第二型制御対象物単位はすべてtw時間ステップだけ、動作を停止する。   Similarly, when the position of the second type control object unit is changed, the operation of the second type control object unit is changed from the connection position Gate_S to the Manhattan when the position of the second type control object unit is changed. Only when accompanied by movement in the direction of decreasing the distance, all the second type control target units subsequent to the second type control target unit whose positions are to be switched stop operating for tw time steps.

以下、第二実施形態の制御装置及び方法の動作の詳細を述べる。   Details of the operation of the control device and method of the second embodiment will be described below.

制御装置は、図20に示すように、第一型制御対象物単位移動制御部1及び第二型制御対象物単位移動制御部2を例えば備えている。   As shown in FIG. 20, the control device includes, for example, a first type controlled object unit movement control unit 1 and a second type controlled object unit movement control unit 2.

第一型制御対象物単位移動制御部1は、第一パス決定部16、第一待ち時間調整部17及び第一移動部18を備えている。   The first type control object unit movement control unit 1 includes a first path determination unit 16, a first waiting time adjustment unit 17, and a first movement unit 18.

第二型制御対象物単位移動制御部2は、第二パス決定部24、第二待ち時間調整部25及び第二移動部26を備えている。   The second type controlled object unit movement control unit 2 includes a second path determination unit 24, a second waiting time adjustment unit 25, and a second movement unit 26.

制御方法は、制御装置が、図21及び以下に説明するステップS16,S17,S18,S24、S25,S26の処理を行うことにより例えば実現される。   The control method is realized, for example, when the control device performs the processes of steps S16, S17, S18, S24, S25, and S26 described below with reference to FIG.

以下、第一実施形態と異なる処理を中心に説明する。第一実施形態と同じ部分については説明を省略する。   Hereinafter, the process different from the first embodiment will be mainly described. Description of the same parts as those in the first embodiment is omitted.

以下、本発明の隊列制御装置の動作の詳細を述べる。   Details of the operation of the row controller of the present invention will be described below.

[第一パス決定部16]
第一パス決定部16は、各第一型制御対象物単位が制御対象物構造の接続性を維持しながら接続位置を通って目標位置に到達するまでのパスを接続位置Gate_Sから近い初期位置にある第一型制御対象物単位のパスから順に決定する(ステップS16)。
[First path determination unit 16]
The first path determination unit 16 sets the path until each first type control target unit reaches the target position through the connection position while maintaining the connectivity of the control target structure to the initial position close to the connection position Gate_S. It determines in order from a path | pass of a certain 1st type | mold control target unit (step S16).

決定されたパスについての情報は、第一待ち時間調整部17及び第一移動部18に出力される。   Information about the determined path is output to the first waiting time adjusting unit 17 and the first moving unit 18.

例えば、第一パス決定部16は、以下に説明する(1)から(3)の処理を行うことにより、各第一型制御対象物単位jが、各々の初期位置から目標位置まで移動するためのパスを計算する。   For example, the first path determination unit 16 performs the processes (1) to (3) described below so that each first-type control target unit j moves from the initial position to the target position. Calculate the path.

以下の処理により、パスの各位置は、pass[j][t](t=0,1,2,…,t_max[j])に格納される。また、第一型制御対象物単位jが第一型制御対象物単位j'と入れ替えを行う時刻は、exchange[j][t](t=0,1,2,…,t_max[j])に格納される。第一型制御対象物単位jが後続の第一型制御対象物単位への待機を指示する時刻は、waiting_at[j][t](t=0,1,2,…,t_max[j])に格納される。なお、waiting_at[j][t]=1は待機を表し、waiting_at[j][t]=0は待機がないことを表す。   Through the following processing, each position of the path is stored in pass [j] [t] (t = 0, 1, 2,..., T_max [j]). The time at which the first type control target unit j is replaced with the first type control target unit j ′ is exchange [j] [t] (t = 0, 1, 2,..., T_max [j]) Stored in The time when the first type control target unit j instructs to wait for the subsequent first type control target unit is waiting_at [j] [t] (t = 0,1,2, ..., t_max [j]) Stored in Note that waiting_at [j] [t] = 1 represents waiting, and waiting_at [j] [t] = 0 represents no waiting.

(1) 第一パス決定部16は、各第一型制御対象物単位の仮想位置を、その各第一型制御対象物単位の初期位置に設定する。ここで、第一パス決定部16の処理はパスを決定するだけであり、第一パス決定部16の処理においては第一型制御対象物単位の実際の位置は変わらない。各第一型制御対象物単位の実際の位置と区別するために、「仮想位置」という用語を用いる。   (1) The first path determination unit 16 sets the virtual position of each first type control object unit as the initial position of each first type control object unit. Here, the process of the 1st path | pass determination part 16 only determines a path | pass, and in the process of the 1st path | pass determination part 16, the actual position of a 1st type | mold control target unit does not change. In order to distinguish from the actual position of each first-type controlled object unit, the term “virtual position” is used.

また、第一パス決定部16は、exchange[j][t], waiting_at[j][t]を全てのj,tで0に初期化する。   The first path determination unit 16 initializes exchange [j] [t], waiting_at [j] [t] to 0 for all j and t.

そして、第一パス決定部16は、(2)-(3)の処理を第一型制御対象物単位j_max/2から第一型制御対象物単位j_max-1まで実行する。ここで、jの番号は、δ値の小さい順に振ることとする。すなわち、δ(j_max/2)≦δ(j_max/2+1) ≦δj_max/2+2)≦…とする。   Then, the first path determination unit 16 executes the processes (2) to (3) from the first type control target unit j_max / 2 to the first type control target unit j_max-1. Here, j numbers are assigned in ascending order of the δ value. That is, δ (j_max / 2) ≦ δ (j_max / 2 + 1) ≦ Δj_max / 2 + 2) ≦.

(2) 第一パス決定部16は、第一型制御対象物単位jの初期位置から、制御対象物単位の空隙、言い換えれば対応する第一型制御対象物単位がいなくなった第二型制御対象物単位の空隙をたどって接続位置Gate_Sに至る道筋を計算し、pass[j][t]に格納する。第一パス決定部16は、この時の接続位置Gate_Sが格納されているpass内のt番号を、time_at_gate[j]及びtime_at_end[j]のそれぞれに格納する。なお、第一パス決定部16は、第一型制御対象物単位jの移動開始時間t_start[j]は、δ(j)=δ(j-1)のときは、t_start[j]=t_strat[j-1]+tvに、δ(j)=δ(j-1)+1のときは、t_start[j]=t_strat[j-1]+tv-1にする。第一パス決定部16はt<t_startのpass値(すなわち、移動開始前のpass値)を、第一型制御対象物単位jの初期位置とする。   (2) The first path determination unit 16 determines the second type control target from which there is no gap in the control target unit, in other words, the corresponding first type control target unit from the initial position of the first type control target unit j. The path from the object unit to the connection position Gate_S is calculated and stored in pass [j] [t]. The first path determination unit 16 stores the t number in pass where the connection position Gate_S at this time is stored in each of time_at_gate [j] and time_at_end [j]. The first path determination unit 16 determines that the movement start time t_start [j] of the first type control target unit j is t_start [j] = t_strat [when δ (j) = δ (j−1). If δ (j) = δ (j−1) +1 in j−1] + tv, t_start [j] = t_strat [j−1] + tv−1. The first path determination unit 16 sets the pass value of t <t_start (that is, the pass value before the start of movement) as the initial position of the first type control object unit j.

(3) 第一パス決定部16は、t=time_at_end[j]+1からのpass内に、接続位置Gate_Sから、第一型制御対象物単位jの目標位置G内目標位置までの道筋を計算して格納する。第一型制御対象物単位jの目標位置が、他の第一型制御対象物単位で埋められているかいないかで、処理が異なる。(3)の処理の例は、以下の(3-0)から(3-3)の処理である。   (3) The first path determination unit 16 calculates the path from the connection position Gate_S to the target position in the target position G of the first type control target unit j in the pass from t = time_at_end [j] +1. And store. The processing differs depending on whether or not the target position of the first type control target unit j is filled with another first type control target unit. Examples of the process (3) are the following processes (3-0) to (3-3).

(3-0) 第一パス決定部16は、jm←jとする。   (3-0) The first path determination unit 16 sets jm ← j.

(3-1) 第一パス決定部16は、第一型制御対象物単位jmの目標位置が他の第一型制御対象物単位j'によって埋められている場合は、目標位置G内で第一型制御対象物単位j'の隣にある第一型制御対象物単位j_nまでの道筋を、t=time_at_end[j]+1からのpass[j][t]に追加する。第一パス決定部16は、j_nとしては、j_nからj'に至る方向a_exが1,2,5の場合を優先的に選び、そのようなj_nがない場合のみ、a_ex=3,4,6の場合のj_nを選ぶ。第一パス決定部16は、第一型制御対象物単位jmがj_nに至る時刻をt_exとしたとき、exchange[j][t_ex]←a_exとする。第一パス決定部16は、j'をpassの最後尾に追加し、その時のtをtime_at_end[j]とする。第一パス決定部16は、第一型制御対象物単位jmの仮想位置の値に、第一型制御対象物単位j'の仮想位置の値を代入し、(3-2)の処理を行う。第一パス決定部16は、第一型制御対象物単位jmの目標位置が他の第一型制御対象物単位j'によって埋められていない場合は、(3-3)の処理を行う。   (3-1) If the target position of the first type control target unit jm is filled with another first type control target unit j ′, the first path determination unit 16 The path to the first type control object unit j_n adjacent to the type 1 control object unit j ′ is added to pass [j] [t] from t = time_at_end [j] +1. The first path determination unit 16 preferentially selects the case in which the direction a_ex from j_n to j ′ is 1, 2, 5 as j_n. Only when there is no such j_n, a_ex = 3,4,6 Select j_n for. The first path determination unit 16 sets exchange [j] [t_ex] ← a_ex, where t_ex is the time when the first type control target unit jm reaches j_n. The first path determination unit 16 adds j ′ to the tail of pass, and sets t at that time as time_at_end [j]. The first path determination unit 16 assigns the value of the virtual position of the first type control target unit j ′ to the value of the virtual position of the first type control target unit jm, and performs the process (3-2). . When the target position of the first type control target unit jm is not filled with another first type control target unit j ′, the first path determination unit 16 performs the process of (3-3).

(3-2) 第一パス決定部16は、第一型制御対象物単位j'の目標位置が、他の第一型制御対象物単位j''によって占有されている場合は、jm←j', j'←j''とし(3-1)の処理を繰り返す。そうでない場合は(3-3)の処理を行う。   (3-2) When the target position of the first type control target unit j ′ is occupied by another first type control target unit j ″, the first path determination unit 16 determines that jm ← j Repeat '3-1' with ', j' ← j ''. If not, perform the process in (3-3).

(3-3) 第一パス決定部16は、(3-1)の処理での入れ替えがなかった場合は、第一型制御対象物単位jmの目標位置から、目標位置G内の未充填位置内でもっとも近いマンハッタン距離にあり、目標位置G内の充填済み位置に接した位置を目標位置j_targetとし、j_targetに接する目標位置G内充填済み位置をj_target'として、jmからj_target'に至る目標位置G内の充填済み位置を経由した道筋をpassに追加する。passの最後尾にj_targetを追加する。第一パス決定部16は、j_targetを格納したpassのt値をtime_at_end[j]とする。   (3-3) If there is no replacement in the process of (3-1), the first path determination unit 16 determines the unfilled position in the target position G from the target position of the first type control target unit jm. The target position from jm to j_target, with the closest Manhattan distance within the target position, the position in contact with the filled position in the target position G as the target position j_target, the filled position in the target position G in contact with j_target as j_target ' Add a route to the pass via the filled position in G. Add j_target at the end of pass. The first path determination unit 16 sets the t value of pass storing j_target as time_at_end [j].

第一パス決定部16は、(3-1)の処理での入れ替えがあった場合は、目標位置G内の未充填位置内で第一型制御対象物単位j'の目標位置から、もっとも近いマンハッタン距離にあり、かつ、「第一型制御対象物単位j'の現仮想位置から、接続位置Gate_Sからのδの値が第一型制御対象物単位j'の現仮想位置でのδ値より小さくならないようにたどって行ける目標位置G内の充填済み位置に接している位置」を目標位置j_targetとし、j_targetに接する目標位置G内充填済み位置をj_target'として、j'からj_target'に至る目標位置G内の充填済み位置を経由した道筋をpassに追加する。passの最後尾にj_targetを追加する。第一パス決定部16は、j_targetを格納したpassのt値をtime_at_end[j]とする。このように、第一パス決定部16は、後続の第一型制御対象物単位に衝突しないようδの小さくなる道をたどらないようにパスを決定する。   When there is a replacement in the process of (3-1), the first path determination unit 16 is closest to the target position of the first type control object unit j ′ within the unfilled position within the target position G. At the Manhattan distance, “From the current virtual position of the first type control object unit j ′, the value of δ from the connection position Gate_S is greater than the δ value at the current virtual position of the first type control object unit j ′. The target from j 'to j_target', where the target position j_target is the position in contact with the filled position in the target position G that can be traced so as not to decrease, and the filled position in the target position G in contact with j_target is j_target '. Add a path to the pass via the filled position in position G. Add j_target at the end of pass. The first path determination unit 16 sets the t value of pass storing j_target as time_at_end [j]. In this way, the first path determination unit 16 determines a path so as not to follow a path where δ decreases so as not to collide with the subsequent first-type control target unit.

(3-4) また、第一パス決定部16は、pass内にて、第一型制御対象物単位の移動が、接続位置Gate_Sからのマンハッタン距離を減ずる方向のものとなる場合の時刻tでは、waiting_at[j][t]←1とする。このwaiting_at[j][t]←1とする処理は、第一待ち時間調整部17により行われてもよい。   (3-4) In addition, the first path determination unit 16 at time t when the movement of the first type control object unit in the pass is in the direction of decreasing the Manhattan distance from the connection position Gate_S. , Waiting_at [j] [t] ← 1. The process of setting waiting_at [j] [t] ← 1 may be performed by the first waiting time adjustment unit 17.

[第一待ち時間調整部17]
第一待ち時間調整部17は、各第一型制御対象物単位が衝突しないように、各第一型制御対象物単位の待ち時間を決定する(ステップS17)。
[First waiting time adjustment unit 17]
The first waiting time adjustment unit 17 determines the waiting time of each first type control target unit so that each first type control target unit does not collide (step S17).

決定された待ち時間についての情報は、第一移動部18に出力される。   Information about the determined waiting time is output to the first moving unit 18.

第一待ち時間調整部17は、第一型制御対象物単位の入れ替え時の、他の第一型制御対象物単位の待ち時間を考慮して、pass値を修正する。第一待ち時間調整部17は、第一型制御対象物単位jが時刻tで入れ替えを行う場合、第一型制御対象物単位jの後続の全ての第一型制御対象物単位の時刻t以降のpass値をtw時間ステップ分ずらしていく。   The first waiting time adjustment unit 17 corrects the pass value in consideration of the waiting time of another first type control target unit when the first type control target unit is replaced. When the first type control target unit j is replaced at time t, the first waiting time adjustment unit 17 is time t after all the first type control target units subsequent to the first type control target unit j. Shift the pass value by tw time steps.

例えば、第一待ち時間調整部17は、以下に説明する(1)から(2)の処理を行うことにより、各第一型制御対象物単位の待ち時間を決定する。   For example, the first waiting time adjustment unit 17 determines the waiting time for each first-type controlled object unit by performing the processes (1) to (2) described below.

(1) 第一待ち時間調整部17は、(2)の処理を第一型制御対象物単位j_max/2から第一型制御対象物単位j_max-1まで実行する。   (1) The first waiting time adjustment unit 17 executes the process (2) from the first type control target unit j_max / 2 to the first type control target unit j_max−1.

(2) 第一待ち時間調整部17は、t=0から、time_at_end[j]まで以下の(2-1)の処理を実行する。   (2) The first waiting time adjustment unit 17 executes the following process (2-1) from t = 0 to time_at_end [j].

(2-1) 第一待ち時間調整部17は、waiting_at[j][t]が0以外の値のとき、第一型制御対象物単位jの後続の第一型制御対象物単位j_sub (j_sub>j)すべてについて、pass[j_sub][t']←pass[j_sub][t'-tw]、exchange[j_sub][t']←exchange[j_sub][t'-tw]とし(t'≧t+tw)、waiting_at[j_sub][t']←waiting_at[j_sub][t'-tw]とし(t'≧t+tw)、pass[j_sub][t+tw-1]←pass[j_sub][t]、pass[j_sub][t+tw-2]←pass[j_sub][t]、pass[j_sub][t+1]←pass[j_sub][t]、exchange[j_sub][t]←0, exchange[j_sub][t+ tw-1]←0、exchange[j_sub][t+tw-2]←0、exchange[j_sub][t+1]←0、waiting_at[j_sub][t]←0,waiting_at[j_sub][t+tw-1]←0、waiting_at[j_sub][t+tw-2]←0、waiting_at[j_sub][t+1]←0とする。t<t_start[j_sub]のときは、t_start[j_sub]をtw回インクリメントする。第一待ち時間調整部17は、t<time_at_gate[j_sub]のときは、time_at_gate[j_sub]をtw回インクリメントする。第一待ち時間調整部17は、t<time_at_end[j_sub]のときは、time_at_end[j_sub]をtw回インクリメントする。   (2-1) When the waiting_at [j] [t] is a value other than 0, the first wait time adjustment unit 17 first type control object unit j_sub (j_sub) subsequent to the first type control object unit j > j) For all, pass [j_sub] [t '] ← pass [j_sub] [t'-tw], exchange [j_sub] [t'] ← exchange [j_sub] [t'-tw] (t '≧ t + tw), waiting_at [j_sub] [t '] ← waiting_at [j_sub] [t'-tw] (t' ≧ t + tw), pass [j_sub] [t + tw-1] ← pass [j_sub] [t], pass [j_sub] [t + tw-2] ← pass [j_sub] [t], pass [j_sub] [t + 1] ← pass [j_sub] [t], exchange [j_sub] [t] ← 0, exchange [j_sub] [t + tw-1] ← 0, exchange [j_sub] [t + tw-2] ← 0, exchange [j_sub] [t + 1] ← 0, waiting_at [j_sub] [t] ← 0 , waiting_at [j_sub] [t + tw-1] ← 0, waiting_at [j_sub] [t + tw-2] ← 0, waiting_at [j_sub] [t + 1] ← 0. When t <t_start [j_sub], t_start [j_sub] is incremented tw times. The first waiting time adjustment unit 17 increments time_at_gate [j_sub] tw times when t <time_at_gate [j_sub]. The first waiting time adjustment unit 17 increments time_at_end [j_sub] tw times when t <time_at_end [j_sub].

[第一移動部18]
第一移動部18は、第一パス決定部16により決定されたパス及び第一待ち時間調整部17により決定された待ち時間に従って、各第一型制御対象物単位を移動させる(ステップS18)。
[First moving unit 18]
The first moving unit 18 moves each first-type controlled object unit according to the path determined by the first path determining unit 16 and the waiting time determined by the first waiting time adjusting unit 17 (step S18).

具体的には、第一移動部18は、以下に説明する(1)の処理を行うことにより、決定されたパス及び待ち時間に従って、第一型制御対象物単位を移動させる。   Specifically, the first moving unit 18 moves the first type control target unit according to the determined path and waiting time by performing the process (1) described below.

(1) 第一移動部18は、時刻t=0からtime_at_end[j_max]-1まで、以下の処理(1-1)の処理を繰り返す。   (1) The first moving unit 18 repeats the following process (1-1) from time t = 0 to time_at_end [j_max] −1.

(1-1) 第一移動部18は、全ての第一型制御対象物単位jについて、exchange[j][t]が0以外の値のときは、pass[j][t]の位置にある第一型制御対象物単位jをpass[j][t+1]の位置にある第一型制御対象物単位の位置に移動させる。以降、pass[j][t+1]の位置にあった第一型制御対象物単位を新たな第一型制御対象物単位jとする。exchange[j][t]→a_exとし、a_ex=1,2,5のときは、図12の動作で移動を行う。exchange[j][t]→a_exとし、a_ex=3,4,6のときは、図13の動作で移動を行う。   (1-1) When the exchange [j] [t] is a value other than 0 for all the first-type controlled object units j, the first moving unit 18 moves to the position of pass [j] [t]. A certain first-type controlled object unit j is moved to the position of the first-type controlled object unit at the position of pass [j] [t + 1]. Hereinafter, the first type control target unit located at the position of pass [j] [t + 1] is set as a new first type control target unit j. When exchange [j] [t] → a_ex, and a_ex = 1, 2, and 5, movement is performed by the operation of FIG. When exchange [j] [t] → a_ex and a_ex = 3,4,6, the movement is performed by the operation of FIG.

第一移動部18は、exchange[j][t]が0のときは、pass[j][t]の位置にある第一型制御対象物単位jをpass[j][t+1]の位置に移動させる。第一移動部18は、t≠time_at_end[j]-1のときは、第一型制御対象物単位の移動を、図10又は図11に示す動作で行う。第一移動部18は、t=time_at_end[j]-1のときは、第一型制御対象物単位の移動を、図14又は図15に示す動作で行う。第一移動部18は、pass[j][t]=pass[j][t+1]のときは何もしない。   When exchange [j] [t] is 0, the first moving unit 18 sets the first type control target unit j at the position of pass [j] [t] to pass [j] [t + 1]. Move to position. When t ≠ time_at_end [j] −1, the first moving unit 18 moves the first type control target unit by the operation shown in FIG. 10 or FIG. When t = time_at_end [j] −1, the first moving unit 18 moves the first type control target unit by the operation shown in FIG. 14 or FIG. The first moving unit 18 does nothing when pass [j] [t] = pass [j] [t + 1].

[第二パス決定部24]
第二パス決定部24は、各第二型制御対象物単位が制御対象物構造の接続性を維持しながら接続位置を通って目標位置に到達するまでのパスを接続位置から遠い位置を目標位置とする第二型制御対象物単位のパスから順に決定する(ステップS24)。
[Second path determination unit 24]
The second path determination unit 24 determines a path far from the connection position to reach the target position through the connection position while each second-type control target unit maintains the connectivity of the control target structure. Are determined in order from the path of the second type controlled object unit (step S24).

決定されたパスについての情報は、第二待ち時間調整部25及び第二移動部26に出力される。   Information about the determined path is output to the second waiting time adjusting unit 25 and the second moving unit 26.

例えば、第二パス決定部24は、以下に説明する(1)から(3)の処理を行うことにより、各第二型制御対象物単位jが、各々の初期位置から目標位置まで移動するためのパスを計算する。   For example, the second path determination unit 24 performs the processes (1) to (3) described below so that each second type control target unit j moves from the initial position to the target position. Calculate the path.

以下の処理により、パスの各位置は、pass[j][t](t=0,1,2,…,t_max[j])に格納される。また、第二型制御対象物単位jが第二型制御対象物単位j'と入れ替えを行う時刻は、exchange[j][t](t=0,1,2,…,t_max[j])に格納される。第二型制御対象物単位jが後続の第二型制御対象物単位への待機を指示する時刻は、waiting_at[j][t](t=0,1,2,…,t_max[j])に格納される。なお、waiting_at[j][t]=1は待機を表し、waiting_at[j][t]=0は待機がないことを表す。   Through the following processing, each position of the path is stored in pass [j] [t] (t = 0, 1, 2,..., T_max [j]). The time at which the second type control object unit j is replaced with the second type control object unit j ′ is exchange [j] [t] (t = 0,1,2,..., T_max [j]) Stored in The time when the second type control target unit j instructs to wait for the subsequent second type control target unit is waiting_at [j] [t] (t = 0,1,2, ..., t_max [j]) Stored in Note that waiting_at [j] [t] = 1 represents waiting, and waiting_at [j] [t] = 0 represents no waiting.

(1) 第二パス決定部24は、全ての第二型制御対象物単位の仮想位置を第一移動部18の処理の終了後の位置に設定する。第二パス決定部24は、exchange[j][t],waiting_at[j][t]を全てのj,tで0に初期化する。第二パス決定部24は、(2)-(3)の処理を第二型制御対象物単位0から第二型制御対象物単位j_max/2-1まで実行する。ここで、jの番号は、目標位置G内での各第二型制御対象物単位の目標位置の接続位置Gate_Sからのマンハッタン距離δの大きい順に振ることとする。すなわち、δ(0)≧δ(1)≧δ(2)≧…≧δ(j_max/2-2)≧δ(j_max/2-1)とする。   (1) The second path determination unit 24 sets the virtual positions of all the second type control target units as positions after the end of the process of the first moving unit 18. The second path determination unit 24 initializes exchange [j] [t], waiting_at [j] [t] to 0 for all j and t. The second path determination unit 24 executes the processes (2) to (3) from the second type control object unit 0 to the second type control object unit j_max / 2-1. Here, the number j is assigned in the descending order of the Manhattan distance δ from the connection position Gate_S of the target position of each second-type controlled object unit in the target position G. That is, δ (0) ≧ δ (1) ≧ δ (2) ≧... ≧ δ (j_max / 2-2) ≧ δ (j_max / 2-1).

(2) 第二パス決定部24は、第二型制御対象物単位jの開始位置から、δ値が大きくなる道筋に第二型制御対象物単位をたどっていき式(1)を満たす第二型制御対象物単位を探してj_start[j]とする。第二パス決定部24は、第二型制御対象物単位j_start[j]の移動開始時間t_start[j]は、t_start[j-1]のtv-(δ(j_start[j])-δ(j_start[j-1]))時間ステップ後とする。第二パス決定部24は、t<t_start(移動開始前)のpass値は、第二型制御対象物単位j_start[j]の初期位置とする。   (2) The second path determination unit 24 follows the second type control target unit from the start position of the second type control target unit j to the path where the δ value increases and satisfies the formula (1). Find the type control object unit and set it as j_start [j]. The second path determination unit 24 determines that the movement start time t_start [j] of the second type control target unit j_start [j] is tv- (δ (j_start [j])-δ (j_start) of t_start [j-1]. [j-1])) After a time step. The second path determination unit 24 sets the pass value of t <t_start (before movement start) as the initial position of the second type control object unit j_start [j].

第二パス決定部24は、j_start[j]=jの場合と、そうでない場合とに応じて、以下の(2-1)及び(2-2)の処理を実行する。   The second path determination unit 24 executes the following processes (2-1) and (2-2) depending on whether j_start [j] = j or not.

(2-1) 第二パス決定部24は、j_start[j]≠jのとき、初期位置S内で第二型制御対象物単位jの隣にある第二型制御対象物単位j_nまでの道筋を、t=0からのpassに追加する。第二パス決定部24は、j_nとして、j_nからjに至る方向a_exが1,2,5の場合を優先的に選び、そのようなj_nがない場合のみ、a_ex=3,4,6の場合のj_nを選ぶ。第二パス決定部24は、第二型制御対象物単位jがj_nに至る時刻をt_exとしたとき、exchange[j][t_ex]←a_exとする。第二パス決定部24は、jをpassの最後尾に追加し、その時のtをtime_at_end[j]とする。第二パス決定部24は、第二型制御対象物単位j_endの仮想位置の値に、第二型制御対象物単位jの仮想位置の値を代入する。また、第二パス決定部24は、pass内にて、δ値が大きくなる方向への移動を行う時刻について、waiting_at[j][t]←1とする。このwaiting_at[j][t]←1とする処理は、第二待ち時間調整部25により行われてもよい。j_start[j] = jのとき(2-2)の処理に進む。   (2-1) When j_start [j] ≠ j, the second path determination unit 24 routes to the second type control target unit j_n adjacent to the second type control target unit j in the initial position S. Is added to the pass from t = 0. The second path determination unit 24 preferentially selects the case where the direction a_ex from j_n to j is 1, 2, 5 as j_n. Only when there is no such j_n, the case of a_ex = 3,4,6 Choose j_n. The second path determination unit 24 sets exchange [j] [t_ex] ← a_ex, where t_ex is the time when the second type control target unit j reaches j_n. The second path determination unit 24 adds j to the tail of pass, and sets t at that time as time_at_end [j]. The second path determination unit 24 substitutes the value of the virtual position of the second type control target unit j_end for the value of the virtual position of the second type control target unit j_end. Also, the second path determination unit 24 sets waiting_at [j] [t] ← 1 for the time of movement in the direction in which the δ value increases in the pass. The process of waiting_at [j] [t] ← 1 may be performed by the second waiting time adjustment unit 25. When j_start [j] = j, the process proceeds to (2-2).

(2-2) 第二パス決定部24は、第二型制御対象物単位jの位置から、接続位置Gate_Sを通って目標位置G内の第二型制御対象物単位jの目標位置までのパスを計算し、その道筋をpassに追加する。passの最後尾はjの目標位置である。   (2-2) The second path determination unit 24 passes the path from the position of the second type control target unit j to the target position of the second type control target unit j in the target position G through the connection position Gate_S. And add the path to pass. The last pass is the target position of j.

[第二待ち時間調整部25]
第二待ち時間調整部25は、各第二型制御対象物単位が衝突しないように、各第二型制御対象物単位の待ち時間を決定する(ステップS25)。
[Second waiting time adjustment unit 25]
The second waiting time adjustment unit 25 determines the waiting time for each second type control target unit so that each second type control target unit does not collide (step S25).

決定された待ち時間についての情報は、第二移動部26に出力される。   Information about the determined waiting time is output to the second moving unit 26.

第二待ち時間調整部25は、第二型制御対象物単位の入れ替え時の、他の第二型制御対象物単位の待ち時間を考慮して、pass値を修正する。第二待ち時間調整部25は、第二型制御対象物単位jが時刻tで入れ替えを行う場合、第二型制御対象物単位jの後続の全ての第二型制御対象物単位の時刻t以降のpass値をtw時間ステップ分ずらしていく。   The second waiting time adjustment unit 25 corrects the pass value in consideration of the waiting time of another second type control target unit when the second type control target unit is replaced. When the second type control target unit j is replaced at time t, the second waiting time adjustment unit 25 is after time t of all second type control target units subsequent to the second type control target unit j. Shift the pass value by tw time steps.

例えば、第二待ち時間調整部25は、以下に説明する(1)から(2)の処理を行うことにより、各第二型制御対象物単位の待ち時間を決定する。   For example, the second waiting time adjustment unit 25 determines the waiting time for each second type control target unit by performing the processes (1) to (2) described below.

決定された待ち時間についての情報は、第二移動部26に出力される。   Information about the determined waiting time is output to the second moving unit 26.

(1) 第二待ち時間調整部25は、(2)の処理を第二型制御対象物単位0から第二型制御対象物単位j_maxまで実行する。   (1) The second waiting time adjustment unit 25 executes the process (2) from the second type control target unit 0 to the second type control target unit j_max.

(2) 第二待ち時間調整部25は、t=0から、time_at_end[j]まで以下の(2-1)の処理を実行する。   (2) The second waiting time adjustment unit 25 executes the following process (2-1) from t = 0 to time_at_end [j].

(2-1) 第二待ち時間調整部25は、waiting_at[j][t]が0以外の値のとき、第二型制御対象物単位jの後続の第二型制御対象物単位j_sub (j_sub>j)すべてについて、pass[j_sub][t']←pass[j_sub][t'-tw]、exchange[j_sub][t']←exchange[j_sub][t'-tw]とし(t'≧t+tw)、waiting_at[j_sub][t']←waiting_at[j_sub][t'-tw]とし(t'≧t+tw)、pass[j_sub][t+tw-1]←pass[j_sub][t]、pass[j_sub][t+tw-2]←pass[j_sub][t]、pass[j_sub][t+1]←pass[j_sub][t]、exchange[j_sub][t]←0, exchange[j_sub][t+ tw-1]←0、exchange[j_sub][t+tw-2]←0、exchange[j_sub][t+1]←0、waiting_at[j_sub][t]←0,waiting_at[j_sub][t+tw-1]←0、waiting_at[j_sub][t+tw-2]←0、waiting_at[j_sub][t+1]←0とする。t<t_start[j_sub]のときは、t_start[j_sub]をtw回インクリメントする。第二待ち時間調整部25は、t<time_at_gate[j_sub]のときは、time_at_gate[j_sub]をtw回インクリメントする。第二待ち時間調整部25は、t<time_at_end[j_sub]のときは、time_at_end[j_sub]をtw回インクリメントする。   (2-1) The second waiting time adjustment unit 25, when waiting_at [j] [t] is a value other than 0, the second type control target unit j_sub (j_sub) subsequent to the second type control target unit j > j) For all, pass [j_sub] [t '] ← pass [j_sub] [t'-tw], exchange [j_sub] [t'] ← exchange [j_sub] [t'-tw] (t '≧ t + tw), waiting_at [j_sub] [t '] ← waiting_at [j_sub] [t'-tw] (t' ≧ t + tw), pass [j_sub] [t + tw-1] ← pass [j_sub] [t], pass [j_sub] [t + tw-2] ← pass [j_sub] [t], pass [j_sub] [t + 1] ← pass [j_sub] [t], exchange [j_sub] [t] ← 0, exchange [j_sub] [t + tw-1] ← 0, exchange [j_sub] [t + tw-2] ← 0, exchange [j_sub] [t + 1] ← 0, waiting_at [j_sub] [t] ← 0 , waiting_at [j_sub] [t + tw-1] ← 0, waiting_at [j_sub] [t + tw-2] ← 0, waiting_at [j_sub] [t + 1] ← 0. When t <t_start [j_sub], t_start [j_sub] is incremented tw times. The second waiting time adjustment unit 25 increments time_at_gate [j_sub] tw times when t <time_at_gate [j_sub]. The second waiting time adjustment unit 25 increments time_at_end [j_sub] tw times when t <time_at_end [j_sub].

[第二移動部26]
第二移動部26は、第二パス決定部24により決定されたパス及び第二待ち時間調整部25により決定された待ち時間に従って、各第二型制御対象物単位を移動させる(ステップS26)。
[Second moving unit 26]
The second moving unit 26 moves each second type control target unit according to the path determined by the second path determining unit 24 and the waiting time determined by the second waiting time adjusting unit 25 (step S26).

具体的には、第二移動部26は、以下に説明する(1)の処理を行うことにより、決定されたパス及び待ち時間に従って、第二型制御対象物単位を移動させる。   Specifically, the second moving unit 26 moves the second type control target unit according to the determined path and waiting time by performing the process (1) described below.

(1) 第二移動部26は、時刻t=0からtime_at_end[j_max]-1まで、以下の(1-1)の処理を繰り返す。   (1) The second moving unit 26 repeats the following process (1-1) from time t = 0 to time_at_end [j_max] −1.

(1-1) 第二移動部26は、全ての第二型制御対象物単位jについて、exchange[j][t]が0以外の値のときは、pass[j][t]の位置にある第二型制御対象物単位j_start[j]をpass[j][t+1]の位置にある第二型制御対象物単位の位置に移動させる。以降、pass[j][t+1]の位置にあった第二型制御対象物単位jを新たな第二型制御対象物単位j_start[j]とする。第二移動部26は、exchange[j][t]→a_exとし、a_ex=1,2,5のときは、図12の動作で移動を行う。第二移動部26は、exchange[j][t]→a_exとし、a_ex=3,4,6のときは、図13の動作で移動を行う。   (1-1) When the exchange [j] [t] is a value other than 0 for all second-type controlled object units j, the second moving unit 26 moves to the position of pass [j] [t]. A certain second type controlled object unit j_start [j] is moved to the position of the second type controlled object unit at the position of pass [j] [t + 1]. Hereinafter, the second type control target unit j located at the position of pass [j] [t + 1] is set as a new second type control target unit j_start [j]. The second moving unit 26 performs exchange [j] [t] → a_ex, and when a_ex = 1, 2, 5, the movement is performed by the operation of FIG. The second moving unit 26 performs exchange [j] [t] → a_ex, and when a_ex = 3,4,6, moves by the operation of FIG.

第二移動部26は、exchange[j][t]が0のときは、pass[j][t]の位置にある第二型制御対象物単位j_start[j]をpass[j][t+1]の位置に移動させる。第二移動部26は、t=time_at_end[j]-1のときは、図14又は図15に示す動作で移動を行う。ただし、第二移動部26は、pass[j][t]=pass[j][t+1]のときは何もしない。   When exchange [j] [t] is 0, the second moving unit 26 converts the second type control object unit j_start [j] at the position of pass [j] [t] to pass [j] [t + Move to position 1]. When t = time_at_end [j] −1, the second moving unit 26 moves by the operation shown in FIG. However, the second moving unit 26 does nothing when pass [j] [t] = pass [j] [t + 1].

以下の式に示すように、tv-(δ(Mi)-δ(Mi-1))の時間差で各制御対象物単位が出発したとしても、最後の制御対象物単位が出発するまでの待ち時間は線形である。ここで、Miは現在時刻iで移動を開始する制御対象物単位であり、Mi-1は現在時刻iの1時間ステップ前の時刻i-1で移動を開始した制御対象物単位であるとする。   As shown in the following equation, even if each control object unit starts with a time difference of tv- (δ (Mi) -δ (Mi-1)), the waiting time until the last control object unit starts Is linear. Here, Mi is a control object unit that starts moving at the current time i, and Mi-1 is a control object unit that starts moving at time i-1 one hour before the current time i. .

Σi=1 n{tv-(δ(Mi)-δ(Mi-1))}=tv(n-1)-(δ(Mn)-δ(M0))<tvn+n=(tv+1)n=O(n)
このため、以上の方法により、制御対象物単位数の一乗に比例する実行時間での隊列変形を実現することができる。
Σ i = 1 n {tv- (δ (Mi) -δ (Mi-1))} = tv (n-1)-(δ (Mn) -δ (M0)) <tvn + n = (tv + 1 ) n = O (n)
For this reason, by the above method, the formation deformation in the execution time proportional to the first power of the number of control object units can be realized.

<変形例>
上記の説明においては、第一実施形態では、jAを第一型制御対象物単位とし、jBを第二型制御対象物単位とした。また、上記の説明において、第二実施形態では、jBを第一型制御対象物単位とし、jAを第二型制御対象物単位とした。
<Modification>
In the above description, in the first embodiment, jA is the first type control object unit and jB is the second type control object unit. In the above description, in the second embodiment, jB is the first type control object unit and jA is the second type control object unit.

しかし、第一実施形態で、jBを第一型制御対象物単位とし、jAを第二型制御対象物単位としてもよい。同様に、第二実施形態で、jAを第一型制御対象物単位とし、jBを第二型制御対象物単位としてもよい。   However, in the first embodiment, jB may be the first type control target unit and jA may be the second type control target unit. Similarly, in the second embodiment, jA may be a first type control object unit and jB may be a second type control object unit.

なお、第一実施形態で、jBを第一型制御対象物単位としjAを第二型制御対象物単位とした場合には、第一型制御対象物単位は目標位置G内でjAに相当する位置となり、第二型制御対象物単位は目標位置G内でjBに相当する位置となる。また、第二実施形態で、jAを第一型制御対象物単位としjBを第二型制御対象物単位とした場合には、第一型制御対象物単位は目標位置G内でjBに相当する位置となり、第二型制御対象物単位は目標位置G内でjAに相当する位置となる。   In the first embodiment, when jB is the first type control object unit and jA is the second type control object unit, the first type control object unit corresponds to jA in the target position G. The second type control target unit is a position corresponding to jB in the target position G. In the second embodiment, when jA is the first type control object unit and jB is the second type control object unit, the first type control object unit corresponds to jB in the target position G. The position of the second-type controlled object unit becomes a position corresponding to jA in the target position G.

上述の説明では第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位がそれぞれ図4Bに図示する4マスの制御対象物単位からなる形状であり、これらが組み合わさった8マスの制御対象物単位を基本構成要素として、この基本構成要素が複数接続されて隊列形成するものとして説明したが、本発明は、必ずしもこの形状に限定されるものではない。   In the above description, the first-type control object unit and the second-type control object unit have shapes each consisting of the 4-mass control object unit illustrated in FIG. 4B, and these 8-cell control objects are combined. Although it has been described that a unit is a basic component and a plurality of the basic components are connected to form a formation, the present invention is not necessarily limited to this shape.

本発明のポイントは、第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位が周囲に空隙を有する相補的な形状をしており、第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位を組み合わせてなる結合形状(上述の例でいうところの8マス立方体形状)を基本構成要素とし、この基本構成要素が複数接続されて隊列が形成されるものとしたとき、各制御対象物単位で、この単位を維持しつつ移動を行うことにある。第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位がそれぞれ周囲に空隙を有することを利用して、この空隙を使って隊列移動を効率的に行うことが基本的なアイデアである。ここで、第一型制御対象物単位に関する「周囲の空隙」とは、基本構成要素内で第一型制御対象物単位の属さない位置をいい、第二型制御対象物単位に関する「周囲の空隙」とは、基本構成要素内で第二型制御対象物単位の属さない位置をいう。   The point of the present invention is that the first-type control object unit and the second-type control object unit have complementary shapes having gaps around the first-type control object unit and the second-type control object unit. When a combined shape (eight-cubic cube shape in the above example) formed by combining units is a basic component and a plurality of basic components are connected to form a formation, each control object unit Then, it is to move while maintaining this unit. The basic idea is to use this gap to efficiently move in a row using the fact that each of the first type control target unit and the second type control target unit has a gap around it. Here, the “surrounding gap” relating to the first type control target unit means a position where the first type control target unit does not belong within the basic component, and the “surrounding gap” relating to the second type control target unit. "" Refers to the position where the second type control object unit does not belong in the basic component.

したがって、図4の例に限らず、第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位は相補的な形状であって、それぞれ以下の条件を満たすよう構成されていればよい。すなわち、第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位は、(1)三次元の直交座標系で各軸方向に長さM(M≧2、ただし、制御対象物1個の長さを長さ1とする)を有する立方体形状の空間(以降この空間をメタモジュールとする。)内の部分構造であり、(2)当該メタモジュール内の制御対象物単位に含まれる制御対象物の数と、当該メタモジュール内の制御対象物単位以外の部分(すなわち空隙)の数とが等しく、(3)各軸方向にM個の制御対象物が隣接する構造を含む。制御対象物単位に含まれる制御対象物の数をU個とすれば、Uは4以上の整数であることが好ましい。   Therefore, the first type control target unit and the second type control target unit are not limited to the example of FIG. 4, and may have a complementary shape and be configured to satisfy the following conditions. That is, the first-type control object unit and the second-type control object unit are (1) a length M (M ≧ 2 in each axis direction in a three-dimensional orthogonal coordinate system, where the length of one control object Is a partial structure in a cubic space having a length of 1) (hereinafter, this space is referred to as a metamodule), and (2) the number of control objects included in the control object unit in the metamodule. And the number of parts (that is, voids) other than the control object unit in the metamodule is equal, and (3) includes a structure in which M control objects are adjacent in each axial direction. If the number of control objects included in the control object unit is U, U is preferably an integer of 4 or more.

実際に、図4に例示する第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位は、(1)各軸方向の長さM=2とした計8マスの立方体からなるメタモジュールの部分構造であり、(2)制御対象物単位内の制御対象物の数が4個、メタモジュール内の空隙の数が4個と等しく、(3)各軸方向において2個の制御対象物が隣接する構造が含まれている。この場合、U=4である。   Actually, the first-type controlled object unit and the second-type controlled object unit illustrated in FIG. 4 are (1) a meta-module part composed of a cube of 8 squares with a length M = 2 in each axial direction. (2) The number of control objects in the control object unit is equal to four, and the number of voids in the metamodule is equal to four, and (3) Two control objects are adjacent in each axial direction It is included. In this case, U = 4.

<効果>
このような構成により、多数の制御対象物の存在を考慮しつつ、制御対象物同士が接したままの状態を維持しつつ任意の初期位置における隊列形成状態から、他の任意の目標位置における隊列形成状態へ障害物のある環境にてヘテロジニアス隊列制御を制御対象物台数の2乗に比例した実行時間で従来手法より短い時間で配置させることができる。
<Effect>
With such a configuration, while considering the presence of a large number of control objects, maintaining a state in which the control objects remain in contact with each other from a formation state at any initial position, the formation at any other target position Heterogeneous formation control can be arranged in an execution time proportional to the square of the number of objects to be controlled in a shorter time than the conventional method in an environment where there are obstacles to the formation state.

これにより、例えば、カメラを搭載した制御対象物、車輪を搭載した制御対象物等各制御対象物個々に異なる役割があって、各個の制御対象物を制御対象物隊列内の適切な位置に配置させつつ、隊列の形状を入れ替え前後で維持制御するといった運用が可能となる。また、すべての制御対象物に必要なすべての機能を実装する必要がなくなる。   Thus, for example, each control object such as a control object equipped with a camera or a control object equipped with a wheel has a different role, and each control object is placed at an appropriate position in the control object corps row. In addition, the operation of maintaining and controlling the shape of the formation before and after the replacement becomes possible. Moreover, it is not necessary to implement all functions necessary for all control objects.

[プログラム及び記録媒体]
制御装置の各部における処理をコンピュータによって実現する場合、これらの装置の各部がが有すべき機能の処理内容はプログラムによって記述される。そして、このプログラムをコンピュータで実行することにより、その各部の処理がコンピュータ上で実現される。
[Program and recording medium]
When the processing in each part of the control device is realized by a computer, the processing contents of the functions that each part of these devices should have are described by a program. Then, by executing this program on a computer, the processing of each part is realized on the computer.

この処理内容を記述したプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読み取り可能な記録媒体としては、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等どのようなものでもよい。   The program describing the processing contents can be recorded on a computer-readable recording medium. As the computer-readable recording medium, for example, any recording medium such as a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, and a semiconductor memory may be used.

また、各部の処理は、コンピュータ上で所定のプログラムを実行させることにより構成することにしてもよいし、これらの処理の少なくとも一部をハードウェア的に実現することとしてもよい。   The processing of each unit may be configured by executing a predetermined program on a computer, or at least a part of these processing may be realized by hardware.

その他、この発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることはいうまでもない。   Needless to say, other modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

1 第一型制御対象物単位移動制御部
11 標的第一型制御対象物単位選択部
12 第一移動部
13 第二移動部
14 第三移動部
15 第一制御部
16 第一パス決定部
17 時間調整部
18 第一移動部
2 第二型制御対象物単位移動制御部
21 標的第二型制御対象物単位選択部
22 移動制御部
221 接続性判定部
222 交換第二型制御対象物単位選択部
223 交換第二型制御対象物単位移動制御部
224 交換第二型制御対象物単位押出制御部
225 標的第二型制御対象物単位移動制御部
23 第二制御部
24 第二パス決定部
25 時間調整部
26 第二移動部
3 記憶部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st type | mold control object unit movement control part 11 Target 1st type | mold control object unit selection part 12 1st movement part 13 2nd movement part 14 3rd movement part 15 1st control part 16 1st path determination part 17 Time Adjustment unit 18 First movement unit 2 Second type control target unit movement control unit 21 Target second type control target unit selection unit 22 Movement control unit 221 Connectivity determination unit 222 Replacement second type control target unit selection unit 223 Replacement second type control object unit movement control unit 224 Replacement second type control object unit extrusion control unit 225 Target second type control object unit movement control unit 23 Second control unit 24 Second path determination unit 25 Time adjustment unit 26 Second moving unit 3 Storage unit

Claims (6)

制御対象物単位は複数あり、各制御対象物単位は第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位から構成されており、第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位はそれぞれU個(Uは4以上の整数)の制御対象物から構成されており、
制御対象物単位には所定の初期位置及び所定の目標位置が定められており、上記初期位置の集合をSとし、上記目標位置の集合をGとし、第一型制御対象物単位の目標位置はその第一型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であり、第二型制御対象物単位の目標位置はその第二型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であり、
第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が他の第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位と隣接することにより第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が一塊の制御対象物構造を形成していることを制御対象物構造の接続性と言うとして、
制御対象物構造の接続性を維持しながら、各制御対象物単位の第一型制御対象物単位を、その目標位置に移動させる第一型制御対象物単位移動制御部と、
制御対象物構造の接続性を維持しながら、各制御対象物単位の第二型制御対象物単位を、その目標位置に移動させる第二型制御対象物単位移動制御部と、
を含む制御装置。
There are a plurality of control object units, and each control object unit is composed of a first type control object unit and a second type control object unit, and the first type control object unit and the second type control object unit. Is composed of U control objects (U is an integer of 4 or more),
The control object unit has a predetermined initial position and a predetermined target position.The set of initial positions is S, the set of target positions is G, and the target position of the first type control object unit is The target position of the control object unit of the first type control object unit, the target position of the second type control object unit is the target position of the control object unit of the second type control object unit,
The first type control object unit and the second type control object unit are adjacent to the other first type control object unit and the second type control object unit, so that the first type control object unit and the second type control object unit. When the object unit forms a block of control object structure, the connectivity of the control object structure is called,
A first type control object unit movement control unit that moves the first type control object unit of each control object unit to its target position while maintaining the connectivity of the control object structure;
A second type control object unit movement control unit for moving the second type control object unit of each control object unit to its target position while maintaining the connectivity of the control object structure;
Control device including.
請求項1の制御装置であって、
上記第一型制御対象物単位移動制御部は、
(CASE 1) 対応する第一型制御対象物単位が初期位置から移動した後の第二型制御対象物単位に隣接する位置にあるS内の第一型制御対象物単位であって、その第二型制御対象物単位に隣接する位置又は移動後の第一型制御対象物単位に隣接する位置を目標位置とする第一型制御対象物単位がある場合には、その第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択し、(CASE 2) CASE 1に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合において、対応する第一型制御対象物単位が初期位置から移動した後の第二型制御対象物単位に隣接する位置にあるS内の第一型制御対象物単位であって、その第一型制御対象物単位の目標位置に他の第一型制御対象物単位が存在する場合には、その第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択し、(CASE 3) CASE 1及びCASE 2に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合において、対応する第一型制御対象物単位が初期位置から移動した後の第二型制御対象物単位に隣接する位置にあるS内の第一型制御対象物単位がある場合には、その第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択し、(CASE 4) CASE 1からCASE 3に該当する第一型制御対象物単位が存在しない場合には、S内でGに隣接する位置にある第一型制御対象物単位を標的第一型制御対象物単位として選択する標的第一型制御対象物単位選択部と、
CASE 1の場合に、CASE 1で選択された標的第一型制御対象物単位をその目標位置に移動させる第一移動部と、
CASE 2の場合に、上記他の第一型制御対象物単位を第1追い出し対象制御対象物単位とし、第1追い出し対象制御対象物単位の目標位置に別の第一型制御対象物単位が存在するときにはその別の第一型制御対象物単位を第2追い出し対象制御対象物単位とする処理を、Kを正の整数として、第K追い出し対象制御対象物単位の目標位置に別の第一型制御対象物単位が存在しなくなるまで繰り返し行い、k=1,…,Kとして、CASE 2で選択された標的第一型制御対象物単位、第1追い出し対象制御対象物単位、・・・、第K−1追い出し対象制御対象物単位のそれぞれを目標位置に移動させ、第K追い出し対象制御対象物単位を第K追い出し対象制御対象物単位の目標位置に最も近いG内の位置に移動させる第二移動部と、
CASE 3及びCASE 4の場合に、CASE 3及びCASE 4で選択された標的第一型制御対象物単位を、現在の制御対象物単位構造に隣接する制御対象物のない空隙位置であって、その標的第一型制御対象物単位の目標位置に最も近いG内の位置に移動させる第三移動部と、
全ての第一型制御対象物単位が目標位置に移動するまで、上記標的第一型制御対象物単位選択部、上記第一移動部、上記第二移動部及び上記第三移動部の処理を繰り返し行うように制御する第一制御部と、
を含む制御装置。
The control device according to claim 1,
The first type controlled object unit movement control unit is
(CASE 1) The first type control object unit in S at the position adjacent to the second type control object unit after the corresponding first type control object unit has moved from the initial position, If there is a first type control target unit whose target position is a position adjacent to the second type control target unit or a position adjacent to the moved first type control target unit, the first type control target unit When a unit is selected as a target type 1 control target unit and there is no type 1 control target unit corresponding to (CASE 2) CASE 1, the corresponding type 1 control target unit moves from the initial position. The first type control object unit in S at the position adjacent to the second type control object unit after the other first type control object unit at the target position of the first type control object unit If a unit exists, the first type control target unit is set as the target first type control target unit. (CASE 3) When there is no first type control target unit corresponding to CASE 1 and CASE 2, the second type control target after the corresponding first type control target unit moves from the initial position If there is a first type control target unit in S that is adjacent to the target unit, select the first type control target unit as the target first type control target unit, and (CASE 4) CASE If there is no first type control target unit corresponding to 1 to CASE 3, select the first type control target unit at the position adjacent to G in S as the target first type control target unit A target type 1 control object unit selector,
In the case of CASE 1, the first moving unit that moves the target first type control target unit selected in CASE 1 to the target position;
In CASE 2, the other first type control target unit is the first target control target unit, and there is another first type control target unit at the target position of the first target control target unit. When the second type control target object unit is set as the second control target object unit, the first type control target unit of the K target control target unit is set as a positive integer. It repeats until the control object unit does not exist, k = 1,..., K, the target first type control object unit selected in CASE 2, the first eviction target control object unit,. Each of the K-1 kick-out target control object units is moved to the target position, and the K-th kick-out target control object unit is moved to a position within G that is closest to the target position of the K-th kick-out control target unit. A moving part;
In the case of CASE 3 and CASE 4, the target type 1 control object unit selected in CASE 3 and CASE 4 is a void position without a control object adjacent to the current control object unit structure, and A third moving unit for moving to a position within G that is closest to the target position of the target first type control target unit;
The processes of the target first type control target unit selecting unit, the first moving unit, the second moving unit, and the third moving unit are repeated until all the first type control target units move to the target position. A first control unit that controls to perform,
Control device including.
請求項1又は2の制御装置であって、
上記第二型制御対象物単位移動制御部は、
目標位置に到達していない第二型制御対象物単位を標的第二型制御対象物単位として選択する標的第二型制御対象物単位選択部と、
上記選択された標的第二型制御対象物単位を目標位置に移動させるときに制御対象物構造の接続性が維持されるかどうか判定し、(1)制御対象物構造の接続性が維持されると判定された場合には、上記選択された標的第二型制御対象物単位を目標位置に移動させ、(2)制御対象物構造の接続性が維持されないと判定された場合には、上記選択された標的第二型制御対象物単位の位置に制御対象物構造の接続性を維持しながら移動することができる第二型制御対象物単位である交換第二型制御対象物単位を選択し、上記選択された交換第二型制御対象物単位を上記選択された標的第二型制御対象物単位の位置に移動させた後に上記選択された標的第二型制御対象物単位を目標位置に移動させる移動制御部と、
目標位置に到達していない第二型制御対象物単位がなくなるまで、上記標的第二型制御対象物単位選択部及び上記第二型制御対象物単位移動制御部の処理を繰り返し行うように制御する第二制御部と、
を含む制御装置。
The control device according to claim 1 or 2,
The second type controlled object unit movement control unit is
A target second type control object unit selection unit that selects a second type control object unit that has not reached the target position as a target second type control object unit; and
Determine whether the connectivity of the control object structure is maintained when moving the selected target second type control object unit to the target position, and (1) the connectivity of the control object structure is maintained When it is determined that the selected target second type control target unit is moved to the target position and (2) it is determined that the connectivity of the control target structure is not maintained, the selection is performed. Selecting a replacement second type control object unit that is a second type control object unit that can be moved while maintaining the connectivity of the control object structure to the position of the target second type control object unit The selected second target type control object unit is moved to the target position after the selected replacement second type control target unit is moved to the position of the selected target second type control target unit. A movement control unit;
Control is performed so that the processes of the target second type control target unit selection unit and the second type control target unit movement control unit are repeated until there is no second type control target unit that has not reached the target position. A second control unit;
Control device including.
請求項1の制御装置であって、
上記制御対象物単位の上記初期位置の集合Sと上記目標位置の集合Gとは接しているとし、上記初期位置の集合Sに含まれる位置であって上記目標位置の集合Gに接している位置の1つを接続位置として、
上記第一型制御対象物単位移動制御部は、
各第一型制御対象物単位が制御対象物構造の接続性を維持しながら上記接続位置を通って目標位置に到達するまでのパスを上記接続位置から近い初期位置にある第一型制御対象物単位のパスから順に決定する第一パス決定部と、
各第一型制御対象物単位が衝突しないように、各第一型制御対象物単位の待ち時間を決定する第一待ち時間調整部と、
上記第一パス決定部により決定されたパス及び上記第一待ち時間調整部により決定された待ち時間に従って、各第一型制御対象物単位を移動させる第一移動部と、
を含み、
上記第二型制御対象物単位移動制御部は、
各第二型制御対象物単位が制御対象物構造の接続性を維持しながら上記接続位置を通って目標位置に到達するまでのパスを上記接続位置から遠い位置を目標位置とする第二型制御対象物単位のパスから順に決定する第二パス決定部と、
各第二型制御対象物単位が衝突しないように、各第二型制御対象物単位の待ち時間を決定する第二待ち時間調整部と、
上記第二パス決定部により決定されたパス及び上記第二待ち時間調整部により決定された待ち時間に従って、各第二型制御対象物単位を移動させる第二移動部と、
を含む、
制御装置。
The control device according to claim 1,
The position S included in the initial position set S and the position G included in the initial position set S is assumed to be in contact with the set S of initial positions and the set G of target positions of the control target unit. As one of the connection positions,
The first type controlled object unit movement control unit is
A first type control object in which each first type control object unit is in an initial position close to the connection position until the target position is reached through the connection position while maintaining the connectivity of the control object structure. A first path determining unit that sequentially determines a unit path;
A first waiting time adjustment unit for determining the waiting time of each first type control target unit so that each first type control target unit does not collide,
A first moving unit that moves each first-type controlled object unit according to the path determined by the first path determining unit and the waiting time determined by the first waiting time adjusting unit;
Including
The second type controlled object unit movement control unit is
Second-type control in which each second-type control target unit maintains a connectivity of the control target structure, and a path far from the connection position is a target position through the connection position to reach the target position. A second path determination unit that determines in order from the path of the object unit;
A second waiting time adjustment unit for determining a waiting time of each second type control target unit so that each second type control target unit does not collide,
A second moving unit that moves each second-type controlled object unit according to the path determined by the second path determining unit and the waiting time determined by the second waiting time adjusting unit;
including,
Control device.
制御対象物単位は複数あり、各制御対象物単位は第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位から構成されており、第一型制御対象物単位と第二型制御対象物単位はそれぞれU個(Uは4以上の整数)の制御対象物から構成されており、
制御対象物単位には所定の初期位置及び所定の目標位置が定められており、上記初期位置の集合をSとし、上記目標位置の集合をGとし、第一型制御対象物単位の目標位置はその第一型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であり、第二型制御対象物単位の目標位置はその第二型制御対象物単位の制御対象物単位の目標位置であり、
第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が他の第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位と隣接することにより第一型制御対象物単位及び第二型制御対象物単位が一塊の制御対象物構造を形成していることを制御対象物構造の接続性と言うとして、
第一型制御対象物単位移動制御部が、制御対象物構造の接続性を維持しながら、各制御対象物単位の第一型制御対象物単位を、その目標位置に移動させる第一型制御対象物単位移動ステップと、
第二型制御対象物単位移動制御部が、制御対象物構造の接続性を維持しながら、各制御対象物単位の第二型制御対象物単位を、その目標位置に移動させる第二型制御対象物単位移動ステップと、
を含む制御方法。
There are a plurality of control object units, and each control object unit is composed of a first type control object unit and a second type control object unit, and the first type control object unit and the second type control object unit. Is composed of U control objects (U is an integer of 4 or more),
The control object unit has a predetermined initial position and a predetermined target position.The set of initial positions is S, the set of target positions is G, and the target position of the first type control object unit is The target position of the control object unit of the first type control object unit, the target position of the second type control object unit is the target position of the control object unit of the second type control object unit,
The first type control object unit and the second type control object unit are adjacent to the other first type control object unit and the second type control object unit, so that the first type control object unit and the second type control object unit. When the object unit forms a block of control object structure, the connectivity of the control object structure is called,
The first type control target unit movement control unit moves the first type control target unit of each control target unit to its target position while maintaining the connectivity of the control target structure. An object unit movement step;
The second type control target unit moves the second type control target unit of each control target unit to its target position while maintaining the connectivity of the control target structure. An object unit movement step;
Control method.
請求項1から4の何れかの制御装置の各部としてコンピュータを機能させるためのコンピュータ読み取り可能なプログラム。   The computer-readable program for functioning a computer as each part of the control apparatus in any one of Claim 1 to 4.
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