JP2021092929A - 移動経路生成装置、及び移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送対象物の搬送について、効率的な搬送を実現する移動体及び移動経路生成装置を提供する。【解決手段】移動経路生成装置２は、搬送対象物の搬送元の位置と搬送先の位置とを有する複数の搬送対象情報と、搬送対象物を積み重ねて搬送する移動体１の移動領域の地図とが記憶される記憶部１１と、移動体１において積み重ねられた搬送対象物は、上から順番に荷降ろしされるという制約の下、移動体１の移動距離があらかじめ決められた条件を満たすほど短くなるように、複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための移動体１の移動経路を、地図を用いて生成する移動経路生成部１２と、を備える。このような構成により、移動体１における搬送対象物の積み重ねを考慮して、効率的な搬送を実現できる移動経路を生成することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、搬送対象物を搬送する移動体の移動経路を生成する移動経路生成装置等に関する。

従来、無人搬送車によって、部品などの搬送対象物を自動的に搬送することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−００１９４９号公報

その搬送対象物の搬送において、効率的な搬送を行いたいという要望がある。そのような効率的な搬送を行うため、例えば、搬送対象物を積み重ねて搬送することが考えられる。そうすることで、より多くの搬送対象物を一度に搬送することができるからである。しかしながら、積み重ねられた複数の搬送対象物の搬送先がそれぞれ異なる場合には、上の搬送対象物を先に搬送しないことには、下の搬送対象物を搬送先で荷降ろしできないという問題がある。したがって、そのような荷降ろしの順番も考慮して、効率的な搬送を実現できる移動経路を生成することが求められる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、搬送対象物を積み重ねて搬送可能な移動体による搬送に関する効率的な移動経路を生成することができる移動経路生成装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明による移動経路生成装置は、搬送対象物の搬送元の位置と搬送先の位置とを有する複数の搬送対象情報と、搬送対象物を積み重ねて搬送する移動体の移動領域の地図とが記憶される記憶部と、移動体において積み重ねられた搬送対象物は、上から順番に荷降ろしされるという制約の下、移動体の移動距離があらかじめ決められた条件を満たすほど短くなるように、複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための移動体の移動経路を、地図を用いて生成する移動経路生成部と、を備えたものである。
このような構成により、積み重ねて搬送される搬送対象物の荷降ろしの順番も考慮して、効率的な移動経路を生成することができる。このようにして、搬送対象物を積み重ねて搬送すると共に、複数の搬送対象物の搬送に関する移動距離を短くすることができるため、効率的な搬送を実現することができる。

また、本発明による移動経路生成装置では、移動経路生成部は、複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための移動体の複数の移動経路候補を生成し、複数の移動経路候補のうち、移動距離が条件を満たすほど短い移動経路候補を移動経路としてもよい。
このような構成により、移動距離の短い移動経路を生成することができるようになる。

また、本発明による移動経路生成装置では、移動経路生成部は、搬送元または搬送先について位置のクラスタリングを行い、クラスタリングした搬送元または搬送先の搬送対象物については、一括して積み降ろしを行うように移動経路候補を生成してもよい。
このような構成により、搬送元または搬送先についてクラスタリングを行って移動経路候補を生成するため、移動経路候補を絞り込むことができ、移動経路の生成の負荷を軽減することができる。

また、本発明による移動経路生成装置では、移動経路生成部が生成した移動経路を、移動経路に応じた移動を行う移動体に送信する送信部をさらに備えてもよい。
このような構成により、移動体に対して、効率のよい移動経路を送信することができるようになる。したがって、移動経路生成装置は、複数の移動体を効率よく運用することができるようになる。また、この場合には、移動体が移動経路を生成する機構を備えていなくてもよいことになる。

また、本発明による移動体は、搬送対象物を積み重ねて自律的に搬送する移動体であって、移動体の移動経路を生成する、移動経路生成装置と、移動体を移動させる移動機構と、移動体の現在位置を取得する現在位置取得部と、現在位置取得部によって取得された現在位置を用いて、移動経路生成装置によって生成された移動経路に応じた移動が行われるように移動機構を制御する移動制御部と、を備えたものである。
このような構成により、移動体において、効率のよい移動経路を生成し、それに応じて搬送を行うことができるようになる。したがって、サーバ等において複数の移動体の移動経路を生成する場合と比較して、移動経路の生成負荷がサーバ等に集中することを回避することができる。

本発明による移動経路生成装置等によれば、搬送対象物を積み重ねて搬送可能な移動体による搬送に関する効率的な移動経路を生成することができる。

本発明の実施の形態による移動体の構成を示すブロック図 同実施の形態による移動体の動作を示すフローチャート 同実施の形態による移動体の外観の一例を示す模式図 同実施の形態における複数の搬送対象情報の一例を示す図 同実施の形態における移動経路候補に応じた移動の一例を示す図 同実施の形態における移動経路候補に応じた移動の一例を示す図 同実施の形態における搬送元のクラスタリングの一例を示す図 同実施の形態における移動経路生成装置の他の構成の一例を示す図

以下、本発明による移動体及び移動経路生成装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態による搬送対象物を積み重ねて搬送することができる移動体が有する移動経路生成装置は、移動体の移動経路を、積み重ねられた搬送対象物は上から順番に荷降ろしされるという制約の下、移動距離が短くなるように生成するものである。

図１は、本実施の形態による移動体１の構成を示すブロック図である。本実施の形態による移動体１は、搬送対象物を積み重ねて自律的に搬送するものであり、移動経路生成装置２と、移動機構１３と、現在位置取得部１４と、移動制御部１５と、積み降ろし部１６とを備える。移動経路生成装置２は、移動体１の移動経路を生成するものであり、記憶部１１と、移動経路生成部１２とを備える。移動体１は、例えば、工場などの屋内での搬送を行うものであってもよく、または、屋外での搬送を行うものであってもよい。本実施の形態では、前者の場合について主に説明する。その搬送は、例えば、製造に用いられる部品や、製造された製品等の搬送であってもよい。

自律的な搬送とは、移動体１がユーザ等から受け付ける操作指示に応じて搬送のための移動を行うのではなく、自らの判断によって目的地に移動することであってもよい。その目的地は、例えば、移動経路によって指示される搬送元や搬送先であってもよい。また、その目的地までの移動は、通常、移動経路に沿って行われる。また、自らの判断によって目的地に移動するとは、例えば、進行方向、移動や停止などを移動体１が自ら判断することによって、目的地まで移動することであってもよい。また、例えば、移動体１が、障害物に衝突しないように移動することであってもよい。移動体１は、例えば、搬送対象物を自律的に搬送する台車や搬送ロボットであってもよい。

記憶部１１では、地図と、複数の搬送対象情報とが記憶される。地図は、搬送対象物を積み重ねて搬送する移動体１の移動領域の地図である。後述するように、この地図を用いて移動体１の移動経路が生成されるため、地図は、移動経路を生成することができる地図であることが好適である。地図は、例えば、障害物の位置を示すものであってもよく、移動可能な領域におけるノードやリンク等の情報を示すものであってもよい。

搬送対象情報は、搬送対象物の搬送元の位置と搬送先の位置とを有する情報である。搬送元や搬送先の位置は、緯度・経度や、他の座標系などの座標値によって示されてもよく、その他の情報によって示されてもよい。搬送対象物の搬送元は、通常、搬送対象物が置かれている場所である。搬送元は、例えば、部品の保管場所や、製品の製造場所などであってもよい。また、搬送対象物の搬送先は、通常、その搬送対象物を必要としている場所である。搬送先は、例えば、部品が用いられるラインや、製造された製品が出荷前に一時保管される場所などであってもよい。搬送対象情報には、搬送対象物を識別する情報（以下、「搬送対象識別子」と呼ぶこともある。）が含まれていてもよく、または、そうでなくてもよい。搬送対象識別子は、例えば、搬送対象物の種類を識別する識別子であってもよい。搬送元に、１種類の搬送対象物しか存在しない場合には、搬送対象識別子が搬送対象情報に含まれていなくてもよい。また、同じ種類の複数の搬送対象物を搬送する場合には、搬送対象情報に搬送対象物の個数も含まれていてもよい。また、搬送対象情報には、例えば、搬送対象物の重量が含まれていてもよく、サイズが含まれていてもよい。

記憶部１１に情報が記憶される過程は問わない。例えば、記録媒体を介して情報が記憶部１１で記憶されるようになってもよく、通信回線等を介して送信された情報が記憶部１１で記憶されるようになってもよく、または、入力デバイスを介して入力された情報が記憶部１１で記憶されるようになってもよい。記憶部１１は、不揮発性の記録媒体によって実現されることが好適であるが、揮発性の記録媒体によって実現されてもよい。記録媒体は、例えば、半導体メモリや磁気ディスク、光ディスクなどであってもよい。

移動経路生成部１２は、記憶部１１で記憶されている複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための移動体１の移動経路を、記憶部１１で記憶されている地図を用いて生成する。移動経路は、複数の搬送対象物に関する搬送元から搬送先までの搬送のための経路を含むものである。移動経路は、移動体１において積み重ねられた搬送対象物は、上から順番に荷降ろしされるという制約の下、移動体１の移動距離があらかじめ決められた条件を満たすほど短くなるように生成される。生成される移動経路は、記憶部１１で記憶されている全ての搬送対象情報に応じた搬送を行うためのものであってもよく、一部の搬送対象情報に応じた搬送を行うためのものであってもよい。後者の場合には、例えば、記憶部１１で記憶されている複数の搬送対象情報のうち、指定された複数の搬送対象情報について移動経路が生成されてもよい。

移動距離があらかじめ決められた条件を満たすほど短いとは、他の多くの移動距離と比較して、移動距離が十分に短いとみなすことができることであり、例えば、移動距離が最も短いことであってもよく、移動距離が最も短いものから数個以内程度のもの（例えば、２番目に短い移動距離や、３番目に短い移動距離等）であることであってもよく、移動距離が最も短いものからあらかじめ決められた距離以内のもの（例えば、５メートル以内や、１０メートル以内など）であることであってもよい。本実施の形態では、移動距離があらかじめ決められた条件を満たすほど短いとは、移動距離が最も短いことである場合について主に説明する。

なお、通常は、最も短い移動距離である移動経路が生成されることが好適である。一方、移動距離以外の理由に応じて、最も短い移動距離ではない移動経路、例えば、最も短いものから２番目に短い移動距離に応じた移動経路や、最も短いものとの差が１０メートル以内である移動距離に応じた移動経路が生成されてもよい。移動距離以外の理由は、例えば、移動体１の移動に適していない箇所（例えば、人通りの多い箇所や、複数の移動体１がすれ違うことができない箇所など）を通行する回数が少ないことなどであってもよい。具体的には、最も短い移動距離に応じた移動経路よりも、２番目に短い移動距離に応じた移動経路の方が、人通りの多い箇所の通行回数が少ない場合には、２番目に短い移動距離に応じた移動経路が生成されてもよい。

地図を用いて移動経路を生成するとは、例えば、地図によって示される障害物を避けるように移動経路を生成することであってもよく、地図によって示されるノードやリンクを通るように移動経路を生成することであってもよい。また、移動経路が生成される際には、移動経路が短くなるように生成されることが好適である。移動経路は、例えば、ＲＲＴ（Rapidly exploring Random Trees）や、ダイクストラ法、Ａ＊アルゴリズムなどを用いて生成されてもよい。

移動経路を生成する場合に、移動経路生成部１２は、複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための移動体１の複数の移動経路候補を生成し、その複数の移動経路候補のうち、移動距離が上記の条件を満たすほど短い移動経路候補を移動経路としてもよい。なお、移動経路候補が生成される際には、移動経路候補の移動距離が短くなるように生成されることが好適である。移動体１は、搬送対象物を積み重ねて搬送するものであるため、搬送対象物の積み重ね方のパターン数に応じた移動経路候補が存在することになる。なお、ここでは、移動体１において、搬送対象物を載せる箇所が１箇所であり、図３で示されるように、搬送対象物５ａ、５ｂ、５ｃが順番に積み重ねられていく場合について主に説明する。そのような状況では、搬送対象物の荷積みの順番、すなわち搬送対象物の積み上げの順番のパターン数だけ移動経路候補が存在することになる。移動体１に荷積みされた複数の搬送対象物を搬送先に搬送する際には、最上の搬送対象物から搬送することになるため、搬送先は一意に決まるからである。例えば、搬送対象物がＮ個（Ｎは２以上の整数）存在する場合には、搬送対象物を積み上げる順番はＮ！（Ｎの階乗）個存在するため、移動経路候補もＮ！個存在することになる。したがって、移動経路生成部１２は、Ｎ！個の移動経路候補を生成することになる。移動経路生成部１２は、そのＮ！個の移動経路候補のそれぞれの移動距離を計算する。そして、Ｎ！個の移動距離を用いて、移動距離が上記条件を満たすほど短い移動経路候補を特定し、その特定した移動経路候補を移動経路とする。

なお、搬送対象情報にサイズが含まれる場合には、移動経路生成部１２は、例えば、サイズの大きい搬送対象物ほど下になるように移動体１に荷積みされる移動経路候補を生成してもよい。この場合には、移動体１への荷積み後において、ある搬送対象物の上に、その搬送対象物よりもサイズの大きい搬送対象物が積まれていることを回避することができ、搬送途中での荷崩れを防止することができる。

移動経路生成部１２が生成する移動経路には、移動体１の移動開始時点の位置から、１個目の搬送対象物の搬送元の位置までの移動、及び、最後の搬送対象物の搬送先の位置から、移動体１の移動後の待機位置までの経路も含まれていてもよい。それらの移動については、移動距離が最も短くなるように経路が決められてもよい。また、移動後の待機位置は、あらかじめ決まっていてもよい。例えば、移動体１の移動領域において複数の待機位置が設定されており、それらの複数の待機位置のうち、搬送完了時点の位置から最も近い待機位置が、搬送後の移動体１の待機位置として選択されてもよい。

生成された移動経路は、図示しない記録媒体で一時的に記憶されてもよい。その記録媒体は、例えば、移動経路生成部１２が有していてもよく、移動制御部１５が有していてもよく、それら以外の構成が有していてもよい。

移動機構１３は、移動体１を移動させる。移動機構１３は、例えば、移動体１を全方向に移動できるものであってもよく、または、そうでなくてもよい。全方向に移動できるとは、任意の方向に移動できることである。移動機構１３は、例えば、走行部（例えば、車輪など）と、その走行部を駆動する駆動手段（例えば、モータやエンジンなど）とを有していてもよい。なお、移動機構１３が、移動体１を全方向に移動できるものである場合には、その走行部は、全方向移動車輪（例えば、オムニホイール、メカナムホイールなど）であってもよい。移動機構１３としては、公知のものを用いることができるため、その詳細な説明を省略する。

現在位置取得部１４は、移動体１の現在位置を取得する。現在位置の取得は、例えば、無線通信を用いて行われてもよく、周囲の物体までの距離の測定結果を用いて行われてもよく、周囲の画像を撮影することによって行われてもよく、現在位置を取得できるその他の手段を用いてなされてもよい。無線通信を用いて現在位置を取得する方法としては、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いる方法や、屋内ＧＰＳを用いる方法、最寄りの無線基地局を用いる方法などが知られている。また、例えば、周囲の物体までの距離の測定結果を用いたり、周囲の画像を撮影したりすることによって現在位置を取得する方法としては、例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）などによって知られている方法を用いてもよい。また、あらかじめ作成された地図（例えば、周囲の物体までの距離の測定結果や撮影画像を有する地図など）が記憶されている場合には、現在位置取得部１４は、周囲の物体までの距離を測定し、地図を用いて、その測定結果に対応する位置を特定することによって現在位置を取得してもよく、周囲の画像を撮影し、地図を用いて、その撮影結果に対応する位置を特定することによって現在位置を取得してもよい。また、現在位置取得部１４は、例えば、自律航法装置を用いて現在位置を取得してもよい。また、現在位置取得部１４は、移動体１の向き（方向）を含む現在位置を取得することが好適である。その方向は、例えば、北を０度として、時計回りに測定された方位角によって示されてもよく、その他の方向を示す情報によって示されてもよい。その向きは、電子コンパスや地磁気センサによって取得されてもよい。

移動制御部１５は、移動機構１３を制御することによって、移動体１の移動を制御する。移動の制御は、移動体１の移動の向きや、移動の開始・停止などの制御であってもよい。移動制御部１５は、現在位置取得部１４によって取得される現在位置を用いて、移動経路生成部１２によって生成された移動経路に応じた移動体１による移動が行われるように、移動機構１３を制御してもよい。より具体的には、移動制御部１５は、現在位置取得部１４によって取得される現在位置が、移動経路に沿ったものになるように、移動機構１３を制御してもよい。

積み降ろし部１６は、移動体１への搬送対象物の積み降ろしを行う。搬送元の位置、すなわち荷積み位置では、積み降ろし部１６は、搬送対象物をピックアップして移動体１に載せる。搬送先の位置、すなわち荷降ろし位置では、積み降ろし部１６は、移動体１に載せられている搬送対象物のうち、最上の搬送対象物について荷降ろしを行うことになる。なお、図３では、積み降ろし部１６が、マニピュレータである場合について示しているが、積み降ろし部１６は、移動体１への搬送対象物の積み降ろしを行うことができるのであれば、どのようなものであってもよい。また、積み降ろし部１６による搬送対象物の積み降ろしの制御は、例えば、移動制御部１５によって行われてもよい。

また、移動体１は、積み降ろし部１６による搬送対象物の積み降ろしを行う際に、搬送対象物の位置を認識するためのセンサを有していてもよい。そのセンサは、例えば、画像を取得するカメラであってもよく、形状を取得するセンサ（例えば、レーザレンジスキャナなどの三次元空間での距離を測定可能なセンサ等）であってもよく、その他のセンサであってもよい。

また、本実施の形態では、移動体１が積み降ろし部１６を有する場合について説明するが、搬送対象物の搬送元や搬送先の環境側に、移動体１への搬送対象物の積み降ろしを行う手段が存在してもよい。その場合には、移動体１は、積み降ろし部１６を備えていなくてもよい。

また、移動体１は、図１で示される以外の構成を有していてもよい。例えば、移動体１は、搬送対象情報を受信したり、移動体１の現在位置や、搬送が完了した旨を送信したりする通信部を有していてもよい。

次に、移動体１の動作について図２のフローチャートを用いて説明する。
（ステップＳ１０１）移動経路生成部１２は、移動経路を生成するかどうか判断する。そして、移動経路を生成する場合には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合には、移動経路を生成すると判断するまで、ステップＳ１０１の処理を繰り返す。なお、移動経路生成部１２は、例えば、記憶部１１に複数の搬送対象情報が新たに蓄積された場合に、移動経路を生成すると判断してもよく、他のサーバ等から、移動経路を生成する旨の指示を受信した場合に、移動経路を生成すると判断してもよい。

（ステップＳ１０２）移動経路生成部１２は、記憶部１１で記憶されている複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための複数の移動経路候補を生成する。その生成した複数の移動経路候補は、図示しない記録媒体等で記憶されてもよい。

（ステップＳ１０３）移動経路生成部１２は、ステップＳ１０２で生成した各移動経路候補の移動距離をそれぞれ算出する。その算出した移動距離は、移動経路候補ごとに図示しない記録媒体等で記憶されてもよい。なお、移動経路候補の生成時に、移動距離がすでに算出されている場合には、ステップＳ１０３の処理は行われなくてもよい。

（ステップＳ１０４）移動経路生成部１２は、移動距離が上記条件を満たすほど短い移動経路候補を移動経路として選択する。選択した移動経路は、移動制御部１５に渡されてもよい。

（ステップＳ１０５）移動制御部１５は、生成された移動経路を用いて、移動体１の移動制御を行う。この移動制御は、例えば、目的地に向かうための移動制御であってもよい。このステップＳ１０５の処理が繰り返して行われることによって、移動体１は、出発地から目的地に到達してもよい。目的地は、例えば、移動経路における搬送元や搬送先であってもよい。すなわち、移動経路には、複数の目的地が含まれてもよい。

（ステップＳ１０６）移動制御部１５は、移動体１が目的地に到達したかどうか判断する。そして、目的地に到達した場合には、ステップＳ１０７に進み、そうでない場合には、ステップＳ１０５に戻って移動制御を継続する。

（ステップＳ１０７）移動制御部１５は、積み降ろし部１６を制御して、搬送対象物の積み降ろしを行う。目的地が搬送元である場合には、搬送対象物の荷積みが行われ、目的地が搬送先である場合には、搬送対象物の荷降ろしが行われることになる。なお、作業が存在しない目的地に到達した場合には、積み降ろしの作業は行われなくてもよい。

（ステップＳ１０８）移動制御部１５は、移動を終了するかどうか判断する。そして、移動を終了する場合には、ステップＳ１０１に戻って移動経路の生成及びその移動経路に応じた移動の一連の処理が終了となり、そうでない場合には、ステップＳ１０５に戻る。なお、移動制御部１５は、例えば、移動経路の最終目的地（例えば、全ての搬送対象物の搬送が終了した後の待機位置）に到達した場合に、移動を終了すると判断して、次の移動経路の生成を行うまで待機してもよい。

なお、図２のフローチャートにおいて、搬送元や搬送先の環境側に、積み降ろしを行う手段が存在する場合には、ステップＳ１０７の処理は、その環境側に設けられた積み降ろしを行う手段によって行われてもよい。また、図２のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。

次に、本実施の形態による移動体１の動作について、具体例を用いて説明する。この具体例では、記憶部１１において、図４で示される２個の搬送対象情報が記憶されるものとする。搬送対象情報は、搬送対象情報を識別する作業ＩＤと、搬送対象物を識別する搬送対象物識別子と、搬送元の位置を示す座標と、搬送先の位置を示す座標とを含む情報である。例えば、図４で示される１個目の搬送対象情報では、搬送対象物識別子「Ａ」で示される搬送対象物（以下、「搬送対象物Ａ」と呼ぶこともある。他の搬送対象識別子で識別される搬送対象物についても同様であるとする。）を、搬送元の位置（５，８）から、搬送先の位置（６，２）まで搬送することを示す情報である。本具体例で用いられる地図は、図５，図６で示されるグリッドマップであり、図５（ａ），図６（ａ）で示されるように、移動体１の移動領域に座標（Ｘ，Ｙ）が設定されているものとする。また、図５，図６において、搬送対象物Ａ，Ｂの位置を、「Ａ」「Ｂ」で示しており、また、搬送対象物Ａ，Ｂの搬送先の位置をそれぞれ「ａ」「ｂ」で示している。また、網掛けの領域に移動体１が存在するものとする。また、図５，図６において、白抜きの矩形領域は、障害物の領域を示しており、移動体１は、その領域を移動できないものとする。また、搬送対象物の積み降ろしは、搬送元や搬送先の位置（座標）に隣接する座標に移動体１を配置して行うものとする。

まず、図４で示される２個の搬送対象情報が、移動体１を制御するサーバから受信され、記憶部１１に蓄積されたタイミングで、移動経路生成部１２は、移動経路の生成を行うと判断する（ステップＳ１０１）。そして、移動経路生成部１２は、複数の移動経路候補を生成する（ステップＳ１０２）。ここで、搬送対象物は２個であるため、生成される移動経路候補は２個（＝２！）となる。

具体的には、移動経路生成部１２は、搬送対象物Ａ，ＢをＡ→Ｂの順で荷積みする移動経路候補（以下、「移動経路候補１」とする。）と、Ｂ→Ａの順で荷積みする移動経路候補（以下、「移動経路候補２」とする。）とを生成する（ステップＳ１０２）。移動開始時点の移動体１が、図５（ａ）で示される位置に存在する場合には、移動経路候補１では、まず、図５（ｂ）のように移動して搬送対象物Ａを荷積みし、次に図５（ｃ）のように移動して搬送対象物Ｂを荷積みする。したがって、移動体１には、図５（ｃ）の吹き出しで示されるように搬送対象物Ａの上に搬送対象物Ｂが載せられることになる。移動経路候補１では、その後、図５（ｄ）、図５（ｅ）のように移動して搬送対象物Ｂ，Ａをそれぞれ荷降ろしし、最後に、図５（ｆ）のように、あらかじめ決められた待機位置（１３，３）に移動して停止することになる。その移動経路候補１は、例えば、次のような情報であってもよい。

移動経路候補１：（２，１２）→（６，１２）→（６，８）［Ａの荷積み］→（６，６）［Ｂの荷積み］→（６，３）→（１１，３）［Ｂの荷降ろし］→（６，３）［Ａの荷降ろし］→（１３，３）［待機］
また、移動経路候補２は、図６で示されるように移動する経路となる。

次に、移動経路生成部１２は、移動経路候補１，２のそれぞれについて、移動距離を算出する（ステップＳ１０３）。ここでは、図５，図６において、グリッドの移動量が移動距離になるものとする。すなわち、Ｘ方向またはＹ方向に１だけ移動した際の移動距離を１とするものとする。そうすると、移動経路候補１に対応する移動距離は「３０」となる。また、移動経路候補２に対応する移動距離は「２４」となる。移動経路候補２の移動距離の方が短いため、移動経路生成部１２は、移動経路候補２を、最終的な移動経路に決定し、その移動経路を移動制御部１５に渡す（ステップＳ１０４）。

移動経路を受け取ると、移動制御部１５は、その移動経路に応じた移動や、搬送対象物の積み降ろしを行うように移動機構１３及び積み降ろし部１６を制御する（ステップＳ１０５〜Ｓ１０８）。具体的には、移動制御部１５は、図６（ｂ）で示される移動を行うように移動機構１３を制御し、搬送対象物Ｂを荷積みするように積み降ろし部１６を制御する。次に、移動制御部１５は、図６（ｃ）で示される移動を行うように移動機構１３を制御し、搬送対象物Ａを荷積みするように積み降ろし部１６を制御する。搬送対象物Ａは、図６（ｃ）の吹き出しで示されるように、搬送対象物Ｂの上に積み重ねて荷積みされることになる。その後、移動制御部１５は、図６（ｄ）で示される移動を行うように移動機構１３を制御し、搬送対象物Ａを荷降ろしするように積み降ろし部１６を制御する。そして、移動制御部１５は、図６（ｅ）で示される移動を行うように移動機構１３を制御し、搬送対象物Ｂを荷降ろしするように積み降ろし部１６を制御する。最後に、移動制御部１５は、図６（ｆ）で示される移動を行うように移動機構１３を制御し、一連の搬送作業が終了となる。

以上のように、本実施の形態による移動体１によれば、複数の搬送対象物を積み重ねて搬送することにより、効率のよい搬送を実現することができる。また、複数の搬送対象物を積み重ねて搬送する際に、搬送対象物の荷降ろしの順番も考慮して、効率的な移動経路を生成することができる。したがって、複数の搬送対象物を搬送する時間を短縮することができ、その搬送において消費するエネルギーも削減することができるようになる。また、あらかじめ移動経路を生成してから移動を行うため、移動経路の生成に関するリアルタイム性は要求されず、上記のように、移動経路候補を生成し、移動距離が所定の条件を満たすほど短い移動経路候補を移動経路とするような単純なアルゴリズムでも移動経路を生成することができる。

次に、本実施の形態による移動経路生成装置２等の変形例について説明する。
［複数回に分けた搬送］
全ての搬送対象物を移動体１に荷積みし、その後に、全ての搬送対象物を搬送先で荷降ろしする場合について説明したが、そうでなくてもよい。通常、移動体１に積み込むことができる搬送対象物の個数や重量には制限があるため、全ての搬送対象物を搬送する際に、搬送対象物の荷積みと、その搬送対象物の搬送先での荷降ろしとを繰り返すことによって、全ての搬送対象物が搬送されるようにしてもよい。例えば、搬送対象物Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが存在する場合であって、移動体１が搬送できる搬送対象物の上限の個数が２個である場合には、移動経路生成部１２は、まず、搬送対象物Ａ，Ｂを搬送し、その後に、搬送対象物Ｃ，Ｄを搬送するという移動経路候補を生成してもよい。そして、上記のように、移動距離が所定の条件を満たすほど短くなる移動経路候補を、最終的な移動経路としてもよい。この場合には、移動経路生成装置２において、移動体１で搬送できる搬送対象物の上限の個数や、上限の重量が設定されていてもよい。また、上限の重量が設定されている場合には、搬送対象情報に、搬送対象物の重量も含まれていてもよい。そして、上限の重量を超えない範囲で搬送対象物を移動体１に荷積みするように、移動経路候補が生成されてもよい。

［複数箇所への搬送対象物の載置］
移動体１において搬送対象物を載せる箇所が１箇所である場合について説明したが、そうでなくてもよい。移動体１において、搬送対象物を載せる箇所が２箇所以上存在してもよい。その場合には、荷積み対象の搬送対象物を載置する載置場所が２箇所以上存在することになるため、それに応じて移動経路候補が増えることになり、また、搬送先に移動する際に、２箇所以上の載置場所における最上の搬送対象物が２個以上存在することになるため、それに応じて移動経路候補が増えることになる。したがって、この場合には、移動経路生成部１２は、より多くの移動経路候補を生成して、移動経路を特定することになる。この場合には、移動経路生成装置２において、移動体１における搬送対象物を載せる箇所の個数、すなわち、移動体１に直接、搬送対象物を載せることができる箇所の個数が設定されていてもよい。

［全ての搬送対象物の搬送が終了する前の荷積み］
複数の搬送対象物を移動体１に荷積みした後に、その全ての搬送対象物を搬送して荷降ろしして移動体１から搬送対象物がなくなった状態とする場合や、その後に、再度、１以上の搬送対象物の移動体１への荷積みと、その全ての搬送対象物の荷降ろしとを繰り返す場合について説明したが、そうでなくてもよい。例えば、ある搬送対象物の搬送元の付近に、別の搬送対象物の搬送先が存在するような場合には、移動体１に２個の搬送対象物を荷積みした後に、１個の搬送対象物を荷降ろしし、次に、別の搬送対象物を荷積みすることによって、効率的な搬送を実現することもできる。したがって、移動体１に積み込まれた全ての搬送対象物の搬送が終了する前に、別の搬送対象物の荷積みを行う移動経路候補が生成されてもよい。

［搬送元または搬送先のクラスタリング］
搬送対象物の個数が増えた場合には、移動経路候補の個数が非常に多くなり、その結果、移動経路の生成の負荷が大きくなることも考えられる。そのような移動経路の生成負荷の増大を回避するため、搬送元または搬送先をクラスタリングしてもよい。そのため、例えば、移動経路生成部１２は、搬送元または搬送先について位置のクラスタリングを行い、クラスタリングした搬送元または搬送先の搬送対象物については、一括して積み降ろしを行うように移動経路候補を生成してもよい。搬送元（または搬送先）について位置のクラスタリングを行うとは、位置の近い搬送元（または搬送先）については、同じクラスタに含まれるように分類することである。クラスタリングの手法としては、例えば、ｋ平均法や、階層的な手法などを用いてもよい。例えば、搬送対象物がＮ個存在し、移動体１に載せることができる搬送対象物の最大数がＫ個である場合には、搬送元または搬送先をｃｅｉｌ（Ｎ／Ｋ）個のクラスタにクラスタリングしてもよい。Ｋは２以上の整数であり、ｃｅｉｌは天井関数である。また、クラスタリングされた搬送元または搬送先について一括して積み降ろしを行うとは、クラスタリングされた搬送元や搬送先の搬送対象物については、連続して積み降ろしがされることである。したがって、第１のクラスタの搬送対象物の荷積みの後に、第２のクラスタの搬送対象物の荷積みを行い、その後に、第１のクラスタの搬送対象物の荷積みを行うような積み降ろしは行われないことになる。

例えば、図７で示されるように、６個の搬送対象物Ａ〜Ｆの搬送元の位置が決まっており、Ｋ＝３である場合には、図７の楕円の囲みのように、３個の搬送対象物ごとに２個のクラスタにクラスタリングされてもよい。この場合には、例えば、移動経路生成部１２は、搬送対象物Ａ〜Ｃの荷積みを行った後に、搬送対象物Ｄ〜Ｆの荷積みを行う移動経路候補を生成することになる。一方、搬送対象物Ａの荷積みの後に搬送対象物Ｄの荷積みを行い、その後に搬送対象物Ｂの荷積みを行うといった効率の悪い移動経路候補は生成されないことになり、移動経路候補の個数が不必要に増えることを回避することができる。

［移動体に含まれない移動経路生成装置］
移動体１が移動経路生成装置２を有する場合について説明したが、そうでなくてもよい。移動経路生成装置は、移動体１とは別途、存在してもよい。図８は、そのような移動経路生成装置３の構成を示すブロック図である。図８において、移動経路生成装置３は、記憶部１１と、移動経路生成部１２と、送信部２１とを備える。なお、記憶部１１及び移動経路生成部１２の構成及び動作は、上記説明と同様であり、その詳細な説明を省略する。

送信部２１は、移動経路生成部１２が生成した移動経路を、その移動経路に応じた移動を行う移動体１に送信する。なお、送信部２１は、図示しない記録媒体で保持しているアドレスを送信先として送信を行ってもよい。また、送信部２１は、送信を行うための送信デバイス（例えば、モデムやネットワークカードなど）を含んでもよく、または含まなくてもよい。また、送信部２１は、ハードウェアによって実現されてもよく、または送信デバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。

なお、この場合には、移動経路生成部１２は、移動体１の移動開始時点の位置から、１個目の搬送対象物の搬送元までの移動を含まない移動経路（すなわち、１個目の搬送対象物の搬送元の位置が始点となる移動経路）を生成してもよい。そして、その移動経路を、待機中の移動体１のうち、移動経路の始点に最も近い位置に存在する移動体１に送信してもよい。したがって、移動経路生成装置３は、待機中の複数の移動体１の現在位置を各移動体１から受信して保持していてもよい。

また、移動体１で搬送できる搬送対象物の上限の個数や、上限の重量、移動体１における搬送対象物を載せる箇所の個数を用いて移動経路候補が生成される場合には、移動経路生成装置３は、移動体１ごとに、それらの情報を保持していてもよい。そして、移動経路生成部１２は、例えば、各移動体１について、移動経路の生成を行い、そのうち、移動体１の移動開始時点の位置（現在の位置）から、１個目の搬送対象物の搬送元の位置までの移動を考慮しても、全体の移動距離が短くなる移動体１に、その移動体１に対応する移動経路が送信されてもよい。

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、または長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、または、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、または、図示しない読み出し部が行ってもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、または、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、または、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをＣＰＵ等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現されうる。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体（例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど）に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、または分散処理を行ってもよい。

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。

以上より、本発明による移動経路生成装置等によれば、搬送対象物を積み重ねて搬送可能な移動体による搬送に関する効率的な移動経路を生成することができるという効果が得られ、搬送対象物を積み重ねて搬送する移動体等において有用である。

１ 移動体，２、３ 移動経路生成装置，１１ 記憶部，１２ 移動経路生成部，１３ 移動機構，１４ 現在位置取得部，１５ 移動制御部，２１ 送信部

Claims (5)

1. 搬送対象物の搬送元の位置と搬送先の位置とを有する複数の搬送対象情報と、前記搬送対象物を積み重ねて搬送する移動体の移動領域の地図とが記憶される記憶部と、
   前記移動体において積み重ねられた搬送対象物は、上から順番に荷降ろしされるという制約の下、当該移動体の移動距離があらかじめ決められた条件を満たすほど短くなるように、前記複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための前記移動体の移動経路を、前記地図を用いて生成する移動経路生成部と、を備えた移動経路生成装置。
2. 前記移動経路生成部は、前記複数の搬送対象情報に応じた搬送を行うための前記移動体の複数の移動経路候補を生成し、当該複数の移動経路候補のうち、移動距離が前記条件を満たすほど短い移動経路候補を移動経路とする、請求項１記載の移動経路生成装置。
3. 前記移動経路生成部は、搬送元または搬送先について位置のクラスタリングを行い、クラスタリングした搬送元または搬送先の搬送対象物については、一括して積み降ろしを行うように移動経路候補を生成する、請求項２記載の移動経路生成装置。
4. 前記移動経路生成部が生成した移動経路を、当該移動経路に応じた移動を行う移動体に送信する送信部をさらに備えた、請求項１から請求項３のいずれか記載の移動経路生成装置。
5. 搬送対象物を積み重ねて自律的に搬送する移動体であって、
   当該移動体の移動経路を生成する、請求項１から請求項３のいずれか記載の移動経路生成装置と、
   前記移動体を移動させる移動機構と、
   前記移動体の現在位置を取得する現在位置取得部と、
   前記現在位置取得部によって取得された現在位置を用いて、前記移動経路生成装置によって生成された移動経路に応じた移動が行われるように前記移動機構を制御する移動制御部と、を備えた移動体。

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