JP2019179496A - コンピュータシステムおよびコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】自動搬送車の運行内容を簡易かつ迅速に作成するための環境を提供する。【解決手段】移動体10の経路を作成するためのコンピュータシステムは、プロセッサ21と、プロセッサの動作を制御するコンピュータプログラムを記憶するメモリ22と、ユーザの操作を受け付ける入力装置40と、表示装置30とを有する。コンピュータプログラムに従って、プロセッサは、(a)表示装置に、移動体が移動する空間の地図を表示させ、(b)入力装置から、移動体の通過点に対応する、地図上のk番目(k:1≦k≦N−1を満たす整数、N:2以上の整数)の点、および、(k+1)番目の点の指定を受け付け、(c)受け付けに応答して、コンピュータ解釈可能なステートメントであって、k番目の点と(k+1)番目の点とを結ぶ経路kの移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成する。【選択図】図6
Description
本開示は、コンピュータシステムおよびコンピュータプログラムに関する。
無人搬送車の移動を制御する運行管理システムの開発が進められている。無人搬送車は「AGV」(Automatic Guided Vehicle)と呼ばれることがある。特開平7−281750号公報および特開平8−211937号公報はいずれも、無人搬送車等の移動体の運行を管理する技術を開示する。
AGVの走行経路が複雑化することに伴い、運行管理システムには、運行管理用のPCとPLC(Programmable Logic Controller)とが必要とされるようになってきた。PLCは、その内部に多数のリレー、タイマー等が設けられた機器であり、プログラムによって自由にリレー、タイマー等を互いに接続させ、または切断させることができる。AGVの運行内容に応じたプログラムを作成することにより、AGVの運行を制御することができる。さらに、プログラムを適宜切り替えることにより、運行内容の変更に比較的容易に対応できる。
PLCには入出力インタフェースが設けられている。PLCは、入出力インタフェースを介して走行経路上の制御対象機器、例えばエレベータ、シートシャッタ、と接続される。PLCは、プログラムを利用してそれらの制御対象機器から信号を受け取り、それらの制御対象機器を制御する信号を出力することができる。
このように、複数台のAGVを並列的に運行させ、運行ルートも適宜変更される用途では、PLCを用いることが好適であった。近年はAGVの運行管理にPLCを利用することは事実上必須であった。
運行管理者は、各AGVの運行内容を作成する際、運行管理用のPCを用意するだけでなく、さらにPLCを用意する必要があった。加えてプログラムの開発環境を別途購入・構築し、プログラムを作成する知識を習得する必要があった。システムの導入には金銭的なコストのみならず、プログラムを作成し、編集するための人的なコストもかかる。
本願の、限定的ではない例示的なある実施形態は、AGVの運行内容を簡易かつ迅速に設定し、編集するための環境を提供する。
本開示のコンピュータシステムは、例示的な実施形態において、プロセッサと、前記プロセッサの動作を制御するコンピュータプログラムを記憶するメモリと、ユーザの操作を受け付ける入力装置と、表示装置とを備えた、移動体の経路を作成するためのコンピュータシステムであって、前記コンピュータプログラムに従って、前記プロセッサは、(a)前記表示装置に、移動体が移動する空間の地図を表示させ、(b)前記入力装置から、前記移動体の通過点に対応する、前記地図上のk番目(k:1≦k≦N−1を満たす整数、N:2以上の整数)の点、および、(k+1)番目の点の指定を受け付け、(c)前記受け付けに応答して、コンピュータ解釈可能なステートメントであって、前記k番目の点と前記(k+1)番目の点とを結ぶ経路kの移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成する。
本開示の一態様にかかるコンピュータシステムによれば、表示装置に表示された空間の地図を見ながら、ユーザが、入力装置を介して、移動体の通過点に対応する、2つの点を指定する。コンピュータシステムのプロセッサは、指定の受け付けに応答して、当該2つの点を結ぶ経路の移動許可条件が規定された、コンピュータ解釈可能なステートメントを生成する。従来のPCとPLCとを有するシステムで手入力が必要であった移動許可条件の作成を自動化できるため、AGVの運行内容を簡易かつ迅速に作成することが可能になる。
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および走行管理装置を含む管理システムの一例を説明する。本明細書では、移動体の一例として無人搬送車(AGV)を挙げる。
本実施形態にかかる各AGVの走行を管理する管理システムでは、各AGVの動作を制御する際、PLCを利用することは必須ではない。詳細は、図13以降で詳細に説明する。
図1は、本開示による管理システム100の概要を示す。図示される例では、AGV10および11は地図データを有し、自身が現在どの位置を走行しているかを認識しながら走行する。AGV10および11は、それぞれ、走行管理装置20から送信された走行経路のデータを受信し、当該走行経路のデータに従って空間S内を走行する。AGV10および11は、走行経路に沿って走行するよう、内蔵された複数のモータをそれぞれ駆動し、各モータに接続された車輪(駆動輪)を回転させることによって移動する。走行経路のデータは無線により、走行管理装置20からAGV10および11に送られる。AGV10と走行管理装置20との通信、および、AGV11と走行管理装置20との通信は、それぞれ、工場の天井付近に設けられた無線アクセスポイント2a、2b等を利用して行われる。通信は、たとえばWi−Fi(登録商標)規格に準拠する。無線アクセスポイントの数は任意である。
図1には2台のAGV10および11が示されているが、AGVの台数は1台であってもよいし、3台、4台、または5台以上であってもよい。走行管理装置20はAGVごとに走行経路のデータを生成して各AGVに送信する。
走行管理装置20によって管理されるAGVは、たとえばユーザによって走行管理装置20に登録されたAGVである。ここで言う、「管理される」ことには、上述した走行経路の管理のほか、各AGVの運行管理、走行状態および停止状態等の状態の管理、エラー履歴の管理、走行経路の履歴の管理が含まれ得る。
以下の説明では、AGV10を例示して説明する。AGV11および図示されない他のAGVにも、以下の説明と同じ説明が適用され得る。
管理システム100の動作の概要は以下のとおりである。管理システム100は、少なくとも1台のAGV10と走行管理装置20とを有しており、走行管理装置20を用いてAGV10の走行を管理する。
走行管理装置20は、画像表示装置であるモニタ30と、ユーザの操作を受け付ける入力装置であるキーボード40aおよびマウス40bと、PC50とを有する。キーボード40aおよび/またはマウス40bは、ユーザからモニタ30上の複数の位置の指定を受け付ける装置である。本明細書では、キーボード40aおよびマウス40bを包括的に「入力装置40」と呼ぶ。PC50は、後述するように、信号処理回路であるCPU(Central Processing Unit)と、モニタ30に表示する画像を生成する画像処理回路と、通信回路とを有する。なお、一般には、モニタ30、キーボード40aおよびマウス40b、および、PC50をまとめて「PC」または「コンピュータシステム」と呼ぶ。図1に示す走行管理装置20は「管理PC」または「管理コンピュータ」とも呼ばれ得る。管理PCはラップトップ型PCであってもよい。
モニタ30上には、図示されないデータ端子を介して取得された、空間Sの平面地図画像が表示されていてもよい。ユーザは、空間Sの平面地図画像上の位置を、AGV10の走行経由位置として指定することができる。
画像処理回路は、複数の位置を示す複数のマーカオブジェクトを含む画像を生成する。マーカオブジェクトの画像は、たとえば「■」である。具体例は後述する。マーカオブジェクトの画像は、位置が指定されるごとにモニタ30の画像上に追加的に表示されてもよいし、複数の位置が指定された後、指定の完了の操作をユーザが行った後にまとめてモニタ30上に表示されてもよい。なお、本明細書では、平面地図画像にマーカオブジェクトの画像を配置することを「マーカを配置する」と呼ぶことがある。また、マーカオブジェクトの属性情報(後述)を、「マーカの属性情報」と呼ぶことがある。
CPU21は、画像上の各マーカオブジェクトの座標を、AGV10が走行する空間S内の座標に変換する。このとき、CPUは、複数のマーカオブジェクトを接続するモニタ30上の線分または曲線を、空間S内の経路に変換し、AGV10の走行経路として設定する。通信回路は、走行経路を示すデータをAGV10に送信する。
AGV10は通信回路を有しており、走行管理装置20から走行経路を示すデータを受信する。AGV10はさらに、複数のモータと、複数のモータにそれぞれ接続された複数の駆動輪と、各モータの駆動装置と、制御回路とを有する。制御回路が、走行経路に沿ってAGV10を走行させるための制御信号、たとえばPWM信号、を生成すると、駆動装置は、当該PWM信号に従って各モータに印加される電圧を独立して制御する。これにより、各モータが回転し、AGV10が、走行管理装置20から受信した走行経路に沿って移動する。
なお、走行管理装置20は、外部システム5と通信可能に接続されていてもよい。走行管理装置20は、外部システム5と、イーサネット(登録商標)規格に準拠したシリアル通信を行うことが可能である。または、走行管理装置20は、PLC通信端末6を介して外部システム5と通信してもよい。このとき、走行管理装置20とPLC通信端末6との間では、イーサネット(登録商標)規格に準拠したシリアル通信が行われ、PLC通信端末6と外部システム5との間では電力線を利用したシリアル通信が行われてもよい。
図1には、走行管理装置20が走行経路をAGV10に送信することにより、AGV10の走行を管理する例が示されている。しかしながら、ユーザが、通信端末、たとえばタブレットコンピュータ、を用いてAGV10を直接操作してもよい。図2は、ユーザ3がタブレットコンピュータ4を利用してAGV10を走行させる例を示す。なお、タブレットコンピュータ4とAGV10とは、たとえば1対1で接続され、Bluetooth(登録商標)規格に準拠する通信を行ってもよいし、無線アクセスポイント2a、2b等を介してWi−Fi(登録商標)規格に準拠する通信を行ってもよい。
タブレットコンピュータ4を利用してAGV10を直接操作する場合には、走行管理装置20から走行経路のデータを受け取っていたとしても、AGV10はユーザ3の操作に従って走行する。タブレットコンピュータ4との接続が切断されている場合には、AGV10は走行管理装置20から受信した走行経路のデータに従って走行することができる。
次に、図3から図6を参照しながら、AGV10および走行管理装置20の構成を説明する。
図3は、本実施形態にかかる例示的なAGV10の外観図である。AGV10は、4つの車輪11a〜11dと、フレーム12と、搬送テーブル13と、走行制御装置14と、レーザレンジファインダ15とを有する。なお、AGV10は複数のモータも有するが図3には示されていない。また、図3には、前輪11a、後輪11bおよび後輪11cが示されているが、前輪11dはフレーム12の蔭に隠れているため明示されていない。
走行制御装置14は、AGV10の動作を制御する装置であり、主としてマイコン(後述)を含む集積回路、電子部品およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置14は、上述した、走行管理装置20とのデータの送受信、および、前処理演算を行う。
レーザレンジファインダ15は、たとえば赤外のレーザ光15aを目標物に照射し、当該レーザ光15aの反射光を検出することにより、目標物までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、AGV10のレーザレンジファインダ15は、たとえばAGV10の正面を基準として左右135度(合計270度)の範囲の空間に、0.25度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザ光15aを放射し、各レーザ光15aの反射光を検出する。これにより、0.25度ごと、合計1081ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。
AGV10の位置および姿勢と、レーザレンジファインダ15のスキャン結果とにより、AGVの周囲の物体の配置を得ることができる。一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ(pose)と呼ばれる。2次元面内における移動体の位置および姿勢は、XY直交座標系における位置座標(x, y)と、X軸に対する角度θによって表現される。AGV10の位置および姿勢、すなわちポーズ(x, y, θ)を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。
なお、レーザ光15aの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ15は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ15は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。
レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、レーザレンジファインダ15によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。
レーザレンジファインダ15は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。
走行制御装置14は、レーザレンジファインダ15の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。地図データは、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を用いて、AGV10自身によって取得されてもよい。
図4は、AGV10のハードウェアの構成を示す。また図4には、走行制御装置14の具体的な構成も示されている。
AGV10は、走行制御装置14と、レーザレンジファインダ15と、2台のモータ16aおよび16bと、駆動装置17とを備えている。
走行制御装置14は、マイコン14aと、メモリ14bと、記憶装置14cと、通信回路14dと、測位装置14eとを有している。マイコン14a、メモリ14b、記憶装置14c、通信回路14dおよび測位装置14eは通信バス14fで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。またレーザレンジファインダ15もまた通信インタフェース(図示せず)を介して通信バス14fに接続されており、計測結果である計測データを、マイコン14a、測位装置14eおよび/またはメモリ14bに送信する。
マイコン14aは、走行制御装置14を含むAGV10の全体を制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路(コンピュータ)である。典型的にはマイコン14aは半導体集積回路である。マイコン14aは、制御信号であるPWM(Pulse Width Modulation)信号を駆動装置17に送信して駆動装置17を制御し、モータに印加する電圧を調整させる。これによりモータ16aおよび16bの各々が所望の回転速度で回転する。
メモリ14bは、マイコン14aが実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ14bは、マイコン14aおよび測位装置14eが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。
記憶装置14cは、地図データを記憶する不揮発性の半導体メモリ装置である。ただし、記憶装置14cは、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または、光ディスクに代表される光学式記録媒体であってもよい。さらに、記憶装置14cは、いずれかの記録媒体にデータを書き込みおよび/または読み出すためのヘッド装置および当該ヘッド装置の制御装置を含んでもよい。本実施形態では、地図データはAGV10の走行開始に先立って取得され記憶装置14cに格納されている。
通信回路14dは、たとえば、Bluetooth(登録商標)および/またはWi−Fi(登録商標)規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、2.4GHz帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。
測位装置14eは、レーザレンジファインダ15からセンサデータを受け取り、また、記憶装置14cに記憶された地図データを読み出す。レーザレンジファインダ15のスキャン結果から作成された局所的地図データを、より広範囲の環境地図データと照合(マッチング)することにより、環境地図上における自己位置(x, y, θ)を同定する。測位装置14eは、局所的地図データが環境地図データに一致した程度を表す「信頼度」を生成する。自己位置(x, y, θ)、および、信頼度の各データは、AGV10から走行管理装置20および/またはタブレットコンピュータ4に送信され得る。
たとえばタブレットコンピュータ4は、自己位置(x, y, θ)、および、信頼度の各データを受信して、内蔵された表示装置に表示する。図5は、タブレットコンピュータ4の画面領域7に表示された、AGV10の自己位置(x, y, θ)、および、信頼度の各データを示す。
本実施形態では、マイコン14aと測位装置14eとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン14aおよび測位装置14eの各動作を独立して行うことが可能な1つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図4には、マイコン14aおよび測位装置14eを包括するチップ回路14gが示されている。本開示では、マイコン14a、測位装置14eおよび/またはチップ回路14gは、コンピュータ、または、信号処理回路と呼ぶことがある。なお、以下では、マイコン14aおよび測位装置14eが別個独立に設けられている例で説明する。
2台のモータ16aおよび16bは、それぞれ2つの車輪11bおよび11cに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、2つの車輪11bおよび11cはそれぞれ駆動輪である。
駆動装置17は、2台のモータ16aおよび16bの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路17aおよび17bを有する。モータ駆動回路17aおよび17bの各々はいわゆるインバータ回路であり、マイコン14aから送信されたPWM信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。
図6は、走行管理装置20のハードウェア構成を示す。上述のように、走行管理装置20は、モニタ30、キーボード40a、マウス40b等の入力装置40、および、PC50を有する。
PC50は、CPU21と、メモリ22と、マーカデータベース(マーカDB)23と、通信回路24と、AGVデータベース(AGVDB)25と、画像処理回路26とを有する。CPU21、メモリ22、マーカDB23、通信回路24および画像処理回路26は通信バス27で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。
CPU21は、走行管理装置20の動作を制御する信号処理回路(コンピュータ)である。典型的にはCPU21は半導体集積回路である。
メモリ22は、CPU21が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ22は、CPU21が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。コンピュータプログラムは、図示されない不揮発性の記憶装置、たとえばEEPROMに格納されていてもよい。CPU21は、PC50の起動時に不揮発性の記憶装置からコンピュータプログラムを読み出してメモリ22に展開し、実行する。
マーカDB23は、ユーザによって指定された画像上の位置の情報を格納する。本開示では、ユーザ3によって指定された画像上の位置には、マーカオブジェクトが配置される。マーカDB23は、マーカオブジェクトに関する種々のデータを格納する。マーカDB23は、画像上の位置と、AGV10が走行する空間Sの座標とを対応付ける規則を保持している。後者の規則は、メモリ22に保持されていてもよい。マーカDB23は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。
通信回路24は、たとえばイーサネット(登録商標)規格に準拠した有線通信を行う。通信回路24は無線アクセスポイント2a、2b等と有線で接続されており、無線アクセスポイント2a、2b等を介して、AGV10と通信することができる。通信回路24は、AGV10に送信すべきデータを、バス27を介してCPU21から受信する。また通信回路24は、AGV10から受信したデータ(通知)を、バス27を介してCPU21および/またはメモリ22に送信する。
AGVDB25は、各AGV10の状態のデータが記憶される。AGVDB25は、各AGV10からデータを受信することによって更新され得るし、CPU21によって走行経路が生成された場合によっても更新され得る。
画像処理回路26はモニタ30に表示する画像を生成する回路である。画像処理回路26は、専ら、ユーザ3が走行管理装置20を操作する際に動作する。なお、モニタ30および/または入力装置40は走行管理装置20と一体化されていてもよい。また画像処理回路26の処理をCPU21が行ってもよい。
なお、マーカDB23およびAGVDB25は、記憶装置に記憶されたデータ自体であってもよいし、データベースサーバとして機能するコンピュータプログラムとデータとの組み合わせであってもよい。または、マーカDB23およびAGVDB25は、データベースサーバとして機能するハードウェアと、データとの組み合わせであってもよい。
次に、図7から図9に示す、モニタ30に表示される画像例を参照しながら、走行管理装置20の動作を説明する。走行管理装置20のCPU21は、メモリ22に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、ユーザの操作に従って動作し、以下に説明する画像を生成しモニタ30に表示する。
図7は、走行管理装置20の起動時にモニタ30に表示される画像60の例を示す。
画像60は、リスト領域60aと、状態表示領域60bと、運行モニタ領域60cとを有する。リスト領域60aには、ユーザ3によって登録されたことによって管理システム100の管理下に置かれたAGV10が表示される。状態表示領域60bには、選択されたAGV10の状態が表示される。「状態」の一例は、AGV10が現在走行状態にあるか停止状態にあるか、エラーが発生しているか否か、現在設定されている走行経路を特定する番号、バッテリの残存状態である。
運行モニタ領域60cには、AGV10が走行する空間Sの平面地図画像が表示されている。走行管理装置20は、図示されないデータ端子を介して当該画像を取得し、画像60に組み込んで表示する。平面地図画像上には、リスト領域60aに表示された各AGV10の位置を示すオブジェクト10objが表示されている。これにより、ユーザ3は各AGV10が空間Sのどの位置にどのような状態で存在しているのかを把握することができる。
画像60は、さらに複数のボタンオブジェクト61a〜61c、63a〜63dを含む。ユーザ3が特定のボタンオブジェクトを選択すると、CPU21は、当該ボタンオブジェクトに関連付けられた処理を実行し、画像処理回路26は処理の結果を示す新たな画像を生成して表示する。ボタンオブジェクトの選択は、たとえば、ユーザがマウス40bを用いてカーソルをボタンオブジェクト上に移動させ、マウス40bのボタンをクリックすることによって実現される。あるいはユーザがキーボード40aの上下左右キーを利用してカーソルをボタンオブジェクト上に移動させ、キーボード40aのエンターボタンを押下することによって実現される。
ボタンオブジェクト61a〜61cは、それぞれ、管理システム100を起動させ、停止させ、および、非常停止させるために設けられている。画像60の領域62は、管理システム100の現在の状態が表示される。図示された例では、システムは現在運転中であることが示されている。
ボタンオブジェクト63a〜63dは、それぞれ、選択されたAGV10のエラー履歴の表示、ルート履歴の表示、走行経路であるコースの編集、および、動作の設定を行うために設けられている。以下、コースの編集に関するボタンオブジェクト63cが選択されたときの走行管理装置20の動作を説明する。
図8は、ボタンオブジェクト63c(図7)が選択された後にモニタ30に表示される画像110の例を示す。図示された例では、画像110には、AGV10が走行する空間Sの平面地図画像112が表示されている。ユーザ3は、平面地図画像112上に、入力装置40を用いて位置を指定することにより、選択されたAGV10の走行経路を決定することができる。図8には、ユーザ3が指定した3つの位置114a、114b、114cが「X」で示されている。ユーザ3は、「X」で示された位置を必要に応じて修正することができる。
ユーザ3が、平面地図画像112上に順に位置114a、114b、114cを指定したとする。その後、ユーザ3が、位置の指定を終了することを示す不図示のボタンオブジェクトを選択すると、CPU21は、位置114a、114b、114cの座標、および、当該座標にマーカオブジェクトを表示させる指示を画像処理回路26に送る。画像処理回路26は、指示の受信に応答して、指定された座標にマーカオブジェクトを表示した画像を生成する。図9は、ユーザ3が選択した位置114a、114b、114cにそれぞれ表示された、マーカオブジェクト116a、116b、116cの一例を示す。本実施形態では、各マーカオブジェクトの形状は「■」であるが、形状は任意である。
CPU21は、マーカオブジェクト116a、116b、116cの位置に対応する、空間S内の座標位置を、ユーザ3が指定した順序に従ってAGV10が走行するよう、走行経路を決定する。具体的には、CPU21は、AGV10が位置114aから位置114bに向かい、位置114bに到達すると位置114cに向かう経路を決定する。経路は直線であってもよいし曲線であってもよい。CPU21は、画像上の各マーカオブジェクトが設定された位置のおよび経路を、それぞれ空間S内の座標および走行経路に変換する。いま、便宜的に、位置116aから変換された空間S内の座標を「座標A」と表す。同様に、位置116bbおよび116cからそれぞれ変換された空間S内の座標を「座標B」および「座標C」と表す。CPU21は、AGV10が座標Aから座標Bに向かい、座標Bに到達すると座標Cに向かう走行経路のデータを生成する。
走行経路のデータは、予め定められた規則に従って記述されればよい。たとえば、ユーザ3が、あるマーカオブジェクトに続いて、もう一つマーカオブジェクトを指定したとする。便宜的に、先に指定されたマーカオブジェクトを「第1マーカオブジェクト」と呼び、次に指定されたマーカオブジェクトを「第2マーカオブジェクト」と呼ぶ。走行経路は、第1マーカオブジェクトの次に向かうべき第2マーカオブジェクトを示す「接続情報」、および、第1マーカオブジェクトから第2マーカオブジェクトへの軌道の形状を示す「軌道情報」によって定まり得る。本開示では、上述した「接続情報」、「軌道情報」等の、AGV10の走行条件を決定する情報を「属性情報」と呼ぶ。上述の接続情報および軌道情報は、第1マーカオブジェクトの属性情報の一部に含まれ得る。
上述したように、画像上の第1マーカオブジェクトおよび第2マーカオブジェクトの各位置は、それぞれ空間S内の座標である「第1座標」および「第2座標」に変換される。第1マーカオブジェクトの属性情報は第1座標を特定するX軸座標およびY軸座標の組を含み、第2マーカオブジェクトの属性情報は第2座標を特定するX軸座標およびY軸座標の組を含む。なお「第1座標」および「第2座標」という名称も便宜的に付した。
図10は、ボタンオブジェクト63d(図7)が選択された後にモニタ30に表示される第1の画像120の例を示す。図示された例は、あるマーカオブジェクトの属性情報の一覧を示している。属性情報を例示すると以下のとおりである。なお、当該マーカオブジェクトの次に指定されたマーカオブジェクトの座標を変換して得られた空間Sの座標を「次の目的位置の座標」と呼ぶ(以下本明細書において同じ)。
・当該走行条件の適用を受けるAGV10を特定するAGVのIDまたは名称
・当該マーカオブジェクトの座標から変換された空間Sの座標(x,y)
・次の目的位置の座標に向かうAGV10の走行方向を示す角度(θ)
・AGV10の向き(前進を示す「前」、後退を示す「後」)
・当該マーカオブジェクトの次に指定されたマーカオブジェクトを示す情報(名称等)
・次のマーカオブジェクトに向かうAGV10の速度
・当該走行条件の適用を受けるAGV10を特定するAGVのIDまたは名称
・当該マーカオブジェクトの座標から変換された空間Sの座標(x,y)
・次の目的位置の座標に向かうAGV10の走行方向を示す角度(θ)
・AGV10の向き(前進を示す「前」、後退を示す「後」)
・当該マーカオブジェクトの次に指定されたマーカオブジェクトを示す情報(名称等)
・次のマーカオブジェクトに向かうAGV10の速度
CPU21は、ユーザ3の操作に従い、図9に示すように設定された各マーカオブジェクトについて、AGV10ごとに走行条件を設定し、または変更する。
図11は、ボタンオブジェクト63d(図7)が選択された後にモニタ30に表示される第2の画像130の例を示す。第2の画像130は、AGV10の走行開始位置を示すマーカオブジェクト、および、AGV10の走行終了位置を示すマーカオブジェクトが設定された場合に表示され得る。
第2の画像130は、3つの領域130a、130bおよび130cを含む。領域130aおよび130bは、それぞれ、走行開始位置および走行終了位置を示すマーカオブジェクトの属性情報を示す。具体的には、各マーカオブジェクトの名称、および、各マーカオブジェクトの座標から変換された空間Sの座標(x,y)である。
領域130cは、走行経路に関する詳細な属性情報を示す。属性情報を例示すると以下のとおりである。
・当該走行条件の適用を受けるAGV10を特定するAGVのIDまたは名称
・次の目的位置の座標に向かうAGV10の走行方向を示す角度
・AGV10の向き(前進を示す「前」、後退を示す「後」)
・次の目的位置の座標に向かうAGV10の速度
・走行経路の軌道の形状(直線、円弧)
・AGV10の加速時間および減速時間
・インポジション範囲
・障害物に遭遇したことを検出した場合の回避方向(右または左)、回避する距離および回避を行う時間長
・当該走行条件の適用を受けるAGV10を特定するAGVのIDまたは名称
・次の目的位置の座標に向かうAGV10の走行方向を示す角度
・AGV10の向き(前進を示す「前」、後退を示す「後」)
・次の目的位置の座標に向かうAGV10の速度
・走行経路の軌道の形状(直線、円弧)
・AGV10の加速時間および減速時間
・インポジション範囲
・障害物に遭遇したことを検出した場合の回避方向(右または左)、回避する距離および回避を行う時間長
上述の「インポジション範囲」とは、AGV10が次の目的位置の座標に厳密に到達していない場合でも、到達したと見なすことができる範囲(領域)を意味する。当該領域の大きさは、次の目的位置ごとに設定し得る。たとえば当該領域が、次の目的位置を中心とする円形領域であるとすると、ユーザ3は、円形領域の半径の値を属性情報として設定し得る。単位は、たとえばミリメートルである。
なお、充電の残存量等に応じて充電するかどうかを決定する充電条件、AGV10の進入を禁止する領域を設定する進入禁止条件等を属性情報として設定してもよい。
AGV10が当該領域に到達したか否かの検出方法の一例は、AGV10に設けられた測位装置14e(図4)の出力を利用することが考えられる。AGV10は、測位装置14eの出力と、地図データとを照合して最も一致する地図データ上の位置を自己位置として推定し、推定した自己位置が当該領域内に入っているか否かを判定すればよい。
ユーザ3は、図11に示す領域130a、130bおよび130cをそれぞれ変更することができる。CPU21は、変更後の属性情報をAGVDB25(図6)に格納し、AGV10ごとに走行条件を設定し、または変更する。
ここで、図12A〜図12Cを参照しながら、AGV10の走行経路の軌道を説明する。
図12Aは、直進時のAGV10の走行経路を示す。AGV10は、位置Mnから走行を開始し、位置Mn+1への到達した後、次の位置Mn+2に直線的に移動を継続することができる。
図12Bは、位置Mn+1において左折し、位置Mn+2に向けて移動するAGV10の走行経路を示す。AGV10は、位置Mnから走行を開始し、位置Mn+1で、進行方向右側に位置するモータを回転させ、進行方向左側に位置するモータを停止させる。そしてその場で角度θだけ半時計回りに回転すると、AGV10は位置Mn+2に向けて全てのモータを等速で回転させ、直進する。
図12Cは、位置Mn+1から位置Mn+2まで円弧状に移動する時のAGV10の走行経路を示す。AGV10は、位置Mn+1への到達後、内周側のモータよりも外周側のモータの回転速度を速める。これにより、AGV10は次の位置Mn+2に向けて円弧状の経路で移動することができる。
駆動装置17が、制御信号にしたがって、モータ16aおよび16bの各々に相対的な回転速度の差を生じさせることにより、AGV10は回転速度が相対的に遅い方向に旋回または回転することができる。
以下、コンピュータシステムである管理システム100を利用して、AGV10の経路を作成し、ラダー図にして出力する処理の例を説明する。以下では、便宜上、2つの位置の間をAGV10が直進する例を説明する。つまり、走行経路の軌道は直線である。しかしながら、上述の通り、AGV10の走行経路は直進に限られない。
以下で説明するラダー図は、PLC(Programmable Logic Controller)を利用する際に、一般的に利用されることが多い「プログラミング言語」の一例である。他に、例えばフローチャート方式、ステップラダー方式、SFC(Sequential Function Chart)方式などが利用され得る。各方式は相互に異なっているが、当業者であれば以下の説明を類推適用して、管理システム100のアプリケーションプログラムが各方式に対応した出力形式の「プログラム」を出力すれば、どのような方式にも対応できる。
図13は、ユーザが順に指定した位置にそれぞれ表示された、マーカオブジェクト118a〜118dの一例を示している。ユーザが入力装置40を用いて指定した順で、マーカオブジェクト118a〜118dが配列されたとする。ユーザは、AGV10を、マーカオブジェクト118a、118b、118c、118dを順に通過するよう、AGV10の走行経路を作成するとする。
本実施形態にかかるコンピュータプログラム(以下「プログラム」と略記する。)は、ユーザが順に2つの位置を指定し2つのマーカオブジェクトを表示すると、当該2つのマーカオブジェクトを通過する経路を生成する。つまり、指定した位置は、AGV10の通過点の意味を持つ。以下、経路を生成する処理を詳細に説明する。なお、以下の説明は一例である。他の例として、プログラムは、ユーザが全ての位置を指定し、全てのマーカオブジェクトを表示した後、モニタ30に表示された「保存」ボタン(図示せず)がユーザによって選択された時点で、AGV10の走行経路をまとめて生成してもよい。
図14は、ユーザの指定に従ってマーカオブジェクト118aおよび118bが表示された後、プログラムによって経路R0001が設定された例を示している。「R0001」という符号は、プログラムによって付与された、経路を一意に識別する識別子(ID)である。なお、データとして取り扱う便宜上、マーカオブジェクト118aおよび118bには、M1およびM2という名称がそれぞれ付与されている。
プログラムにしたがって、走行管理装置20のCPU21は、マーカオブジェクト118aからマーカオブジェクト118bに向かう走行経路R0001を設定する。併せてCPU21は、走行経路R0001の移動を許可する条件である、移動許可条件を設定する。
図15Aは、プログラムにしたがって設定された移動許可条件の例を示す。移動許可条件は、種々の条件を含み得る。
図15Aの例では、「フラグ」として「High」が設定されている。これは、AGV10が、所定の位置(マーカ)のインポジション範囲に到達することを条件の一つとすることを意味している。どのマーカのインポジション範囲に到達すべきかが次の列に記述され、この例では「マーカM1」が設定されている。そして最後に、移動が許可される経路のIDが「ルート許可」に記述される。なお、移動許可条件は、例えば8個設定することが可能である。
上述の説明から理解されるように、移動許可条件は種々の条件の記述の集合として定義され得る。個々の条件の記述は、プログラミング言語でいう、1つの「ステートメント」(宣言)であると見なすことができる。移動許可条件は、複数のステートメントの集合である「複合ステートメント」と呼ぶことができる。複合ステートメントは、図15Aに示すような表形式で表現される必要はなく、各ステートメントの羅列であってもよい。CPU21は、生成した複合ステートメントを、AGV10ごとにメモリ22またはAGVDB25(図6)に格納する。なお、ステートメントは、CPU21が解釈可能な任意の規則に従って作成され、保存されていればよい。
本実施形態にかかる走行管理装置20は、複合ステートメントを用いて、さらにラダー図を生成する。図15Bは、図15Aの複合ステートメントに基づいて生成され、モニタ30に表示されたラダー図の一例を示している。
CPU21は、ラダー図の接点(記号||)として、AGV10が所定の位置に到達することを示す到着フラグを配置する。CPU21は、「所定の位置」の位置情報の条件として、到着マーカM1を記号[]内に配置する。さらに、CPU21は、ラダー図の出力リレーのコイル(記号「()」)として、次の走行経路を示す経路のID(R0001)が配置する。各記号は、横線で接続される。CPU21は、生成したラダー図をモニタ30上に表示させる。
次に図16を参照する。
ユーザが入力装置40を用いて次のマーカM3を指定する。すると、2番目のマーカM2から3番目のマーカM3に向かう経路が設定される。
図16は、ユーザの指定に従ってマーカオブジェクト118cがさらに表示された後、プログラムによって識別子「R0002」の経路が設定された例を示している。CPU21は、先に説明した例と同様の処理を行って、走行経路R0002の移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成する。図17は、モニタ30に表示された、走行経路R0002の移動許可条件が規定されたラダー図の一例を示している。図17の記載から複合ステートメントの内容は明らかなので、図C3Aに相当する図面の記載は省略した。
図18は、図13に示す4個のマーカオブジェクトを順に移動するための移動許可条件が記述されたラダー図である。プログラムに従い、CPU21は、走行経路毎に移動許可条件を記述した複合ステートメントを生成し、それらを1つのラダー図上に表現することができる。これまでPLCを使用していた際は、このようなラダー図は人手によって作成されていた。本実施形態の処理によれば、走行管理装置20が自動的に複合ステートメントを生成し、ラダー図を生成する。ユーザはこれまで必要とされていた工数を大きく削減することができる。
なお、上述の説明では、2つのマーカオブジェクトの間を結ぶ直線の経路が自動的に設定されるとしたが、ユーザが経路を任意に指定してもよい。ユーザは、自らの意思を明確に表明して経路を設定することができ、また、直線に限られない、任意の経路(例えば円弧状経路)を設定することができる。
図19は、本実施形態にかかるプログラムによって行われる走行管理装置20の動作フローチャートである。図19は一般化して記載されている。
ステップS1において、CPU21は、モニタ30に、AGV10が移動する空間の地図を表示させる。ステップS2において、CPU21は、入力装置40から、AGV10の通過点に対応する、地図上のk番目(k:1≦k≦N−1を満たす整数、N:2以上の整数)の点、および、(k+1)番目の点の指定を受け付ける。ステップS3において、CPU21は、当該指定の受け付けに応答して、コンピュータ解釈可能なステートメントであって、k番目の点と(k+1)番目の点とを結ぶ経路kの移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成する。ステップS4において、CPU21は、複合ステートメントをラダー図でモニタ30に表示する。なお、ステップS4は付加的な処理である。ステップS1〜3が行われればよい。
上述の実施形態の説明から明らかなように、管理システム100には走行管理装置20と上述した処理を実行するアプリケーションプログラムを用意すればよく、PLCは必須ではない。PLCのコストが不要であるほか、プログラムの開発環境を別途購入・構築し、プログラムを作成する知識を習得する必要もない。ただし、外部機器との連携を行う必要がある場合にはPLCを設けることができる。
次に、移動許可条件が同時に複数成立する場合の優先順位の決定方法を説明する。本実施形態では、経路のIDが数字を含むため、数字の小さい経路が優先的に採用されるとする。
図20は、3つのマーカオブジェクトM00〜M02を経由する、4本の走行経路R0011〜R0014の例を示している。矢印の方向が経路の進行方向である。各経路は、隣接する2つのマーカオブジェクトを接続する。
AGV10が、マーカオブジェクトM01に対応する位置に到達した場合、分岐の経路R0012およびR0014の移動許可条件が同時に成立し得る。このとき、AGV10は、経路のIDがより小さい経路R0012を優先的に採用し、経路R0014は無視する。この結果、M00から経路R0011に向かって移動を開始したAGV10は、以下の経路を走行することになる。
R0011(M00→M01)→R0012(M01→M02)→R0013(M02→M01)→R0012(M01→M02)→R0013(M02→M01)→・・・
R0011(M00→M01)→R0012(M01→M02)→R0013(M02→M01)→R0012(M01→M02)→R0013(M02→M01)→・・・
なお、経路のIDが小さい移動許可条件を採用する上述の方法は一例であり、経路のIDが大きい移動許可条件を採用してもよい。さらに、経路のIDに応じて採用する移動許可条件を決定することは一例であり、他の基準を用いて優先的に採用する移動許可条件を決定してもよい。
これまで説明したとおり、本実施形態にかかる走行管理装置20のプログラムによれば、複合ステートメントおよび複合ステートメントからラダー図を作成することができる。ユーザは、生成された複合ステートメント等を編集することもできる。走行管理装置20は、ユーザごとに、編集を行ってもよいか否かを示す権限(編集許可レベル)を設定してもよい。
例えば、CPU21は、複合ステートメントを生成した後、ユーザからのコース編集を行うボタンオブジェクト63c(図7)の押下を受け付けた時は、ユーザの認証を行って、当該ユーザに設定されている編集許可レベルのデータを読み出す。そして、編集許可レベルに応じて、複合ステートメントの編集の可否を決定する。なお、ユーザごとではなく、複合ステートメントごとに編集の可否を示す情報または編集許可レベルが設定されていてもよい。
以上、本開示による例示的な実施形態を説明した。
本実施形態にかかるプログラムによれば、PLCを動作させるためのプログラミング言語、例えばラダー図、を出力することが可能な、仮想的なプログラム作成機能を有している。プログラムからの出力を利用することにより、従来の開発環境との親和性を維持できる。
既にラダー図等によるプログラミングを習得した技術者も引き続き編集機能を利用して編集を行うことができるため、人的資源を活用することもできる。出力されたラダー図は、PLCを採用する既存の管理システムでも利用可能であるため、既存の管理システムを活用することも可能である。よって、本開示によれば、ラダー図等のプログラムを作成し、編集するために必要な工数を大きく削減することができる。
本開示の技術は、移動体の動作の制御に広く用いられ得る。
10 AGV、 20 走行管理装置、 21 CPU(プロセッサ)、 22 メモリ、 25 AGVデータベース(マーカDB)、 30 モニタ、 40 入力装置、 100 管理システム
Claims (10)
- プロセッサと、
前記プロセッサの動作を制御するコンピュータプログラムを記憶するメモリと、
ユーザの操作を受け付ける入力装置と、
表示装置と
を備えた、移動体の経路を作成するためのコンピュータシステムであって、
前記コンピュータプログラムに従って、前記プロセッサは、
(a)前記表示装置に、移動体が移動する空間の地図を表示させ、
(b)前記入力装置から、前記移動体の通過点に対応する、前記地図上のk番目(k:1≦k≦N−1を満たす整数、N:2以上の整数)の点、および、(k+1)番目の点の指定を受け付け、
(c)前記受け付けに応答して、コンピュータ解釈可能なステートメントであって、前記k番目の点と前記(k+1)番目の点とを結ぶ経路kの移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成する、コンピュータシステム。 - 前記移動許可条件として、前記複合ステートメントには、前記移動体が所定の位置に到達すること、および、前記所定の位置が前記k番目の点であること、が満足された場合に、移動することが許可される前記経路kが規定される、請求項1に記載のコンピュータシステム。
- 前記プロセッサは、前記経路kとは異なる経路m(m:1≦k<m≦N−1を満たす整数)の移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成し、
前記プロセッサは、前記経路kおよび前記経路mに関する前記複合ステートメントを生成したとき、前記経路kおよび前記経路mに固有のID番号をそれぞれ付与し、
前記経路kの始点である前記k番目の点および前記経路mの始点である前記m番目の点が同じ位置を示している場合、前記プロセッサは、前記ID番号に応じて、前記経路kの移動許可条件および前記経路mの移動許可条件の一方を優先する、請求項2に記載のコンピュータシステム。 - 前記プロセッサは、前記入力装置から、前記k番目の点、および、前記(k+1)番目の点の指定に加え、前記前記k番目の点を始点とし、前記(k+1)番目の点を終点とする前記経路kの指定を受け付ける、請求項1から3のいずれかに記載のコンピュータシステム。
- 前記プロセッサは、前記複合ステートメントをラダー図で前記表示装置に表示する、請求項1から4のいずれかに記載のコンピュータシステム。
- 前記プロセッサは、経路に関する複合ステートメントを生成したとき、経路ごとに固有のID番号を付与し、
前記プロセッサは、
前記ラダー図の接点として、前記移動体が所定の位置に到達することを示す到着フラグを設定し、前記所定の位置に対応付けられた点の位置情報を設定し、
前記ラダー図の出力リレーのコイルとして、移動することが許可される経路の前記ID番号を設定して、前記表示装置に表示する、請求項5に記載のコンピュータシステム。 - 記憶装置をさらに備え、
前記プロセッサは、前記複合ステートメントおよび前記ラダー図を前記記憶装置に保存する、請求項1から6のいずれかに記載のコンピュータシステム。 - 前記プロセッサは、ユーザごとに、前記複合ステートメントの編集の可否の権限を示す編集許可レベルを設定し、
少なくとも1つの経路の移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成した後、前記プロセッサは、前記編集許可レベルに応じて前記複合ステートメントの編集の可否を決定する、請求項1から7のいずれかに記載のコンピュータシステム。 - 前記プロセッサは、複合ステートメントごとに、前記編集の可否を示す情報を保持する、請求項8に記載のコンピュータシステム。
- プロセッサと、メモリと、ユーザの操作を受け付ける入力装置と、表示装置とを有する、移動体の経路を作成するためのコンピュータシステムを動作させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは前記プロセッサに、
(a)前記表示装置に、移動体が移動する空間の地図を表示させ、
(b)前記入力装置から、前記移動体の通過点に対応する、前記地図上のk番目(k:1≦k≦N−1を満たす整数、N:2以上の整数)の点、および、(k+1)番目の点の指定を受け付けさせ、
(c)前記受け付けに応答して、コンピュータ解釈可能なステートメントであって、前記k番目の点と前記(k+1)番目の点とを結ぶ経路kの移動許可条件が規定された複合ステートメントを生成させる、コンピュータプログラム。
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