JP2021174386A - 端末、制御システム、制御方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
(制御システムの全体構成)
図1は、本開示の少なくとも一実施形態に係る制御システムの模式図である。図1に示すように、第1実施形態に係る制御システム1は、移動体10、演算装置12、及び端末14を含む。制御システム1は、設備Wに所属する移動体10の移動を制御するシステムである。設備Wは、例えば倉庫など、物流管理される設備である。移動体10は、自動で移動可能な装置である。本実施形態では、移動体10は、フォークリフトであり、さらにいえば、いわゆるAGF(Automated Guided Forklift)やAGV(Automated Guided Vehicle)である。ただし、移動体10は、自動で移動する装置であることに限られず、例えば、作業者が操作する有人の移動体(有人フォークリフトなど)であってもよい。図1に示すように、本実施形態の例では、移動体10は、車両Vの荷台VPの設置領域AR0に配置された対象物Pをピックアップして、設備W内の搬送先領域AR1まで搬送して、搬送先領域AR1に対象物Pを配置する。車両Vは、対象物Pを設備Wまで配送してきた車両である。車両Vは、例えば、設備Wの領域A内の指定された領域に停車される。対象物Pは、移動体10が搬送する対象物であり、本実施形態ではパレットであるが、パレット及びパレット上に配置された荷物を指してもよい。設置領域AR0は、これから搬送する対象物Pが設置されている領域であり、本実施形態では荷台VP内の領域である。設置領域AR0は、対象物P毎に区画されており、設置領域AR0には対象物Pが1つ配置される。ただし、設置領域AR0は、対象物P毎に区画されていることに限られず、例えば、複数の対象物Pが設置されるように設定されてもよい。搬送先領域AR1は、搬送した対象物Pを設置する領域であり、本実施形態では設備Wの領域A上に設定される。図1の例では、搬送先領域AR1は、対象物P毎に区画されており、搬送先領域AR1には対象物Pが1つ配置される。ただし、搬送先領域AR1は、対象物P毎に区画されていることに限られず、例えば、フリースペースとして、複数の対象物Pが設置されるように設定されていてもよい。なお、本実施形態では、車両Vの荷台VPから対象物Pを搬送して荷下ろしすることを例としているが、それに限られず、制御システム1は、後述の第2実施形態のように、設備W内の対象物を荷台VPに荷積みする際にも利用可能である。また、制御システム1には、設備W内での対象物Pを管理するWMS(Warehouse Management System)が含まれていてもよい。
次に、移動体10の構成について説明する。図1では、1つの移動体10のみが記載されているが、設備Wには複数の移動体10が所属しており、複数の移動体10が作業を行っていてもよい。また、作業者が操作する有人の移動体(有人フォークリフトなど)が所属していてもよい。
図3は、演算装置の模式的なブロック図である。演算装置12は、移動体10を管理する装置であり、移動体10の移動に関する情報などを演算し、移動体10に情報を出力する。演算装置12は、たとえば設備Wに設けられたいわゆる地上システムであるが、設備Wに設けられることに限られず、設備Wから離れた箇所に設けられていてもよい。演算装置12は、コンピュータであり、図3に示すように、制御部30と記憶部32と通信部34とを含む。記憶部32は、制御部30の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、RAMと、ROMのような主記憶装置と、HDDなどの外部記憶装置とのうち、少なくとも1つ含む。通信部34は、外部の装置と通信を行う通信モジュールであり、例えばアンテナなどである。演算装置12は、無線通信で移動体10や端末14と通信を行うが、通信方式は任意であってよい。
図4は、移動体の制御装置の模式的なブロック図である。制御装置28は、移動体10を制御する。制御装置28は、コンピュータであり、図4に示すように、制御部50と記憶部52と通信部54とを含む。記憶部52は、制御部50の演算内容やプログラムなどの各種情報を記憶するメモリであり、例えば、RAMと、ROMのような主記憶装置と、HDDなどの外部記憶装置とのうち、少なくとも1つ含む。通信部54は、外部の装置と通信を行う通信モジュールであり、例えばアンテナなどである。制御装置28は、無線通信で演算装置12や端末14と通信を行うが、通信方式は任意であってよい。
端末14は、ユーザに操作される端末である。ここでのユーザは、車両Vの運転者など、車両Vに搭載される対象物Pを運送する作業者であり、端末14は、ユーザに携帯される携帯端末である。端末14としては、いわゆるスマートフォン、タブレット端末、及びラップトップ型コンピュータなどが挙げられる。ただし、端末14は、携帯端末に限られず、設置場所が固定されたコンピュータであってもよく、端末14を操作するユーザも、車両Vの運転者などに限られない。
次に、以上説明した制御システム1の処理について説明する。制御システム1は、移動体10と演算装置12と端末14とで情報の送受信を行うことで、移動体10の作業内容を設定して、移動体10に設定した作業内容の作業を実行させる。本実施形態では、移動体10は、車両Vから対象物Pをピックアップして、搬送経路Rを走行して搬送先領域AR1まで対象物Pを搬送して、対象物Pを搬送先領域AR1で荷下ろしする。そのため、本実施形態における作業内容は、車両Vから荷下ろしする対象物Pの情報(どの対象物Pが作業対象となるかの情報)と、対象物Pを設置する搬送先領域AR1の情報(対象物の搬送先の情報)と、搬送経路Rの情報(対象物Pを搬送する経路の情報)と、を含む。
例えば車両Vが設備Wに到着したら、ユーザにより、端末14の入力部72に、初期指定情報が入力される。端末14の指定作業情報取得部80は、ユーザによって入力された初期指定情報を、指定作業情報の1つとして取得する。ユーザにより、初期指定情報として、搬送する対象物Pを指定する情報と、対象物Pの搬送先を指定する情報とが入力される。搬送する対象物Pを指定する情報には、例えば、車両Vに搭載されている対象物Pの情報(例えば対象物PのID)と、車両Vの設置領域AR0にどの対象物Pが設置されているかを、設置領域AR0毎に示す情報とが含まれる。すなわち、ユーザによって、搬送する対象物を指定する情報として、設置されている対象物Pの情報が、設置領域AR0毎に入力されるといえる。対象物Pの搬送先を指定する情報は、対象物Pの搬送先領域AR1を指定する情報であり、対象物P毎に指定される。すなわち、ユーザによって、搬送する対象物P毎に、搬送先領域AR1が指定される。なお、初期指定情報には、対象物Pの姿勢(向き)に関する情報も入力されてよい。
端末14の出力部90は、指定作業情報取得部80が取得した初期指定情報を、演算装置12に出力する。演算装置12の作業情報取得部40は、端末14から、初期指定情報を取得する。演算装置12の移動体選定部42は、初期指定情報に基づき、作業を実行させる移動体10を選定する。移動体選定部42は、例えば、設備Wに所属する複数の移動体から、作業を実行させる移動体10を選定する。移動体選定部42は、任意の方法で移動体10を選定してよいが、例えば、作業対象となる対象物Pの位置や搬送先領域AR1の位置などに基づいて、その対象物Pを搬送するのに適した移動体を、作業を実行させる移動体10として選定してよい。なお、演算装置12は、予め作業を実行させる移動体10を選定していてもよい。この場合、例えば、端末14の出力部90は、初期指定情報を、選定された移動体10に出力してもよい。
演算装置12の提案作業情報取得部44は、アプローチ経路R0(図1参照)の情報を取得する。アプローチ経路R0は、設置領域AR0(対象物P)までの経路である。アプローチ経路R0は、例えば設置領域AR0に予め設定されており、提案作業情報取得部44は、初期指定情報において指定された設置領域AR0に対して設定されたアプローチ経路R0の情報(座標情報)を、取得する。例えば、提案作業情報取得部44は、記憶部32からアプローチ経路R0を読み出すことで、アプローチ経路R0を取得する。
演算装置12の提案作業情報取得部44は、提案作業情報としての提案搬送経路R1の情報を取得する。提案搬送経路R1は、ユーザに対して提案される搬送経路Rであり、実際の搬送経路Rの候補となる経路といえる。提案搬送経路R1は、対象物Pが設置されている設置領域AR0から搬送先領域AR1までの経路である。提案搬送経路R1は、設置領域AR0及び搬送先領域AR1毎に、予め設定されている。提案作業情報取得部44は、初期指定情報において指定された設置領域AR0から搬送先領域AR1までの経路として予め設定されていた提案搬送経路R1を、取得する。例えば、提案作業情報取得部44は、記憶部32から提案搬送経路R1を読み出すことで、提案搬送経路R1を取得する。提案作業情報取得部44は、初期指定情報において搬送すると指定された対象物Pのそれぞれについて、提案搬送経路R1を取得する。なお、提案搬送経路R1は、アプローチ経路R0と同様に、設備Wの地図情報や車両仕様の情報に基づき設定されてよい。
図7は、表示部に表示された提案搬送経路の例を示す模式図である。端末14は、提案搬送経路R1を取得して画面Dに表示したら、指定作業情報取得部80により、指定作業情報としての指定搬送経路R2の情報を取得する。指定搬送経路R2は、ユーザによって指定される搬送経路Rである。指定搬送経路R2は、ユーザによって指定された、対象物Pが設置されている設置領域AR0から搬送先領域AR1までの経路である。図7に示すように、端末14は、提案搬送経路R1を画面Dに表示している状態で、指定搬送経路R2の入力を受け付ける。ユーザによって、端末14に表示されている提案搬送経路R1が確認されて、提案搬送経路R1以外の経路を指定したい場合には、ユーザによって、端末14の入力部72に、指定搬送経路R2の情報が、入力される。例えば、ユーザによって、画面D上で、変更したい提案搬送経路R1や対象物Pが選択されて、画面D上で、設置領域AR0から搬送先領域AR1までのおおよその軌跡が入力される。端末14は、この軌跡を、指定搬送経路R2として取得する。ただし、指定搬送経路R2の入力方法は任意であってよい。
移動体10の設定作業情報取得部62は、指定搬送経路R2の情報(指定作業情報)に基づき、設定作業情報としての設定搬送経路R3の情報を取得する。設定搬送経路R3は、指定搬送経路R2に基づいて生成される搬送経路Rである。設定搬送経路R3は、対象物Pが設置されている設置領域AR0から搬送先領域AR1までの経路である。本実施形態では、移動体10の設定作業情報取得部62は、指定搬送経路R2(指定作業情報)に基づき、設定搬送経路R3(設定作業情報)を設定する。
演算装置12の排他制御部46は、設定搬送経路R3が、禁止経路として設定されていないかを確認する。禁止経路とは、移動体10が走行する際に、他の移動体10が侵入することを禁止する経路(領域)を指す。ある移動体10が走行している際に、その移動体10の経路の近くを他の移動体10が走行した場合、移動体同士が衝突するおそれがある。このような衝突を防ぐために、移動体10が走行する場合には、禁止経路が設定される。なお、禁止経路の設定方法は任意であるが、たとえば移動体10が走行を予定している経路に近い経路(領域)が、禁止経路として設定される。なお、移動体10が走行を予定している経路に近い経路(領域)とは、例えば、移動体10が走行を予定している経路に対して所定の距離範囲内にある経路(領域)を指す。
以上説明した移動体10による作業が開始されるまでの処理フローについて説明する。図9は、移動体による作業が開始されるまでの処理フローを説明するフローチャートである。図9に示すように、端末14は、ユーザによって入力された初期指定情報を、すなわち搬送する対象物Pを指定する情報と、対象物Pの搬送先を指定する情報とを、取得して、演算装置12に出力する(ステップS10)。演算装置12は、初期指定情報に基づき、提案搬送経路R1の情報を取得して、移動体10に出力する(ステップS12)。移動体10は、演算装置12から提案搬送経路R1の情報を取得して、端末14に出力する(ステップS14)。
(アプローチ経路に従った走行、対象物の位置・姿勢情報の検出)
図1に示すように、移動体10は、作業を開始する旨の指令を取得したら、移動制御部68の制御により、アプローチ経路R0に従って、設置領域AR0に向かって走行する。移動体10は、アプローチ経路R0の走行中にセンサ26による検出を続けさせ、センサ26によって対象物Pの位置・姿勢情報を検出させる処理を続ける。センサ26は、移動体10がセンサ26によって対象物Pの位置・姿勢情報を検出可能な距離に到達したら、対象物Pの位置・姿勢情報を検出する。
移動体10のアプローチ軌道設定部64は、対象物Pの位置・姿勢情報に基づき、対象物Pに対して所定の位置及び姿勢となる目標位置・姿勢までの経路であるアプローチ軌道TR0を算出する。目標位置・姿勢は、例えば、対象物Pをピックアップ可能な(例えば直進することでフォーク24を対象物Pのパレットの開口に挿入することができる)位置及び姿勢である。アプローチ軌道設定部64は、対象物Pの位置・姿勢情報に基づき、目標位置・姿勢を算出して、目標位置・姿勢までの経路を、アプローチ軌道TR0として算出する。アプローチ軌道TR0の算出方法は、上述の設定搬送経路R3の算出方法と同様である。
対象物Pをピックアップしたら、移動体10は、設定搬送経路R3に従って走行して、対象物Pを搬送先領域AR1まで搬送して、搬送先領域AR1に対象物Pを設置する(荷下ろしする)。
以上の説明では、移動体10が作業を開始する前に指定搬送経路R2を指定して設定搬送経路R3を設定していたが、移動体10の作業中、すなわち搬送中にも、指定搬送経路R2を指定して設定搬送経路R3を設定してもよい。以下、具体的に説明する。
以上の説明では、指定作業情報として指定搬送経路R2が指定されて、設定作業情報として設定搬送経路R3が設定されていたが、搬送経路以外の作業内容がユーザによって指定されてもよい。以下、搬送経路以外の作業内容の指定の例を説明する。
以上説明したように、端末14は、ユーザから入力された、移動体10の作業内容を示す指定作業情報を取得する指定作業情報取得部80(第1の取得部)と、指定作業情報を外部の装置(ここでは移動体10や演算装置12)に出力する出力部90と、指定作業情報に基づいて生成された、移動体10の作業内容を示す設定作業情報を、外部の装置(ここでは移動体10や演算装置12)から取得する設定作業情報取得部82(第2の取得部)と、設定作業情報を表示部74に表示させる表示制御部88と、を含む。移動体10が実行する作業内容は、予め設定されたり自動的に決定されたりすることが多い。しかし、予め設定されたり自動的に決定されたりした作業内容とは異なる作業が求められたり、作業内容を予め設定したり自動的に決定したりすること自体が難しい場合もある。それに対し、本実施形態に係る端末14は、ユーザから指定された指定作業情報を取得して、移動体10や演算装置12などに出力する。そして、移動体10や演算装置12は、指定作業情報に基づいて、これから行う作業内容を示す設定作業情報を生成して、端末14に出力する。ユーザによって、端末14に表示された設定作業情報が確認されて、移動体10に自動で作業を行わせる。本実施形態によると、このように移動体10が行う作業がユーザの指定に基づいて決定されるため、ユーザの指示を反映して、移動体10が行う作業内容を適切に設定することが可能となる。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態においては、対象物Pを車両Vに荷積みする点で、第1実施形態とは異なる。第2実施形態において第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
10 移動体
12 演算装置
14 端末
74 表示部
80 指定作業情報取得部(第1の取得部の一例)
82 設定作業情報取得部(第2の取得部の一例)
84 提案作業情報取得部(第3の取得部の一例)
86 再設定要請取得部(第4の取得部の一例)
88 表示制御部
90 出力部
AR0 設置領域
AR1 搬送先領域
P 対象物
R 搬送経路
R0 アプローチ経路
R1 提案搬送経路
R2 指定搬送経路
R3 設定搬送経路
TR0 アプローチ軌道
Claims (27)
- ユーザから入力された、移動体の作業内容を示す指定作業情報を取得する第1の取得部と、
前記指定作業情報を外部の装置に出力する出力部と、
前記指定作業情報に基づいて生成された、前記移動体の作業内容を示す設定作業情報を、外部の装置から取得する第2の取得部と、
前記設定作業情報を、表示部に表示させる表示制御部と、
を含む、端末。 - 前記第1の取得部は、前記指定作業情報として、前記移動体が搬送する対象物の情報と、前記対象物の搬送先の情報とを取得する、請求項1に記載の端末。
- 前記第1の取得部は、前記ユーザによって、複数の前記対象物の搬送先の位置を一括で変更する旨の入力がされた場合に、一括して変更された複数の前記対象物の搬送先の位置情報を、前記指定作業情報として取得する、請求項2に記載の端末。
- 前記第1の取得部は、前記指定作業情報として、前記移動体による対象物の搬送経路を含む指定搬送経路の情報を取得し、
前記第2の取得部は、前記設定作業情報として、前記指定搬送経路の情報に基づいて生成された前記搬送経路を含む設定搬送経路の情報を取得する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の端末。 - 前記移動体が搬送を開始する前に、前記ユーザに対して提案される前記搬送経路である提案搬送経路の情報を、外部の装置から取得する第3の取得部をさらに備え、
前記第1の取得部は、前記提案搬送経路の情報が取得されたら、前記提案搬送経路に対して修正された前記指定搬送経路の情報を、前記指定作業情報として取得する、請求項4に記載の端末。 - 前記移動体の搬送中に、外部の装置から前記搬送経路の再設定を要請する旨の再設定要請情報を取得する第4の取得部をさらに備え、
前記第1の取得部は、前記再設定要請情報を取得したら、前記指定搬送経路の情報を取得する、請求項4又は請求項5に記載の端末。 - 前記第1の取得部は、前記移動体が搬送する複数の対象物について搬送する順番を指定する旨の情報を、前記指定作業情報として取得する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の端末。
- 前記第1の取得部は、前記移動体が搬送する対象物の搬送方法を示す情報を、前記指定作業情報として取得する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の端末。
- 前記第1の取得部は、前記移動体のフォークを横方向に移動させるサイドシフトを用いて前記対象物をピックアップさせるか否かの情報を、前記対象物の搬送方法を示す情報として取得する、請求項8に記載の端末。
- 前記表示制御部は、前記ユーザの前記端末に対する操作に応じて、前記対象物の搬送方法を示す画像を前記表示部に表示させる、請求項8又は請求項9に記載の端末。
- 請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の端末と、前記設定作業情報に基づいて作業を実行する前記移動体と、を含む、制御システム。
- 前記移動体は、前記指定作業情報に基づいて前記設定作業情報を設定して、設定した前記設定作業情報を前記端末に出力する、請求項11に記載の制御システム。
- 前記移動体は、対象物の搬送経路である設定搬送経路を、前記設定作業情報として設定する、請求項12に記載の制御システム。
- 前記移動体は、前記指定作業情報に、前記対象物の向きの情報が含まれる場合には、前記対象物の向きに基づいて、前記設定搬送経路を設定する、請求項13に記載の制御システム。
- 前記移動体は、モデル予測制御によって、前記設定搬送経路を設定する、請求項14に記載の制御システム。
- 前記移動体は、前記対象物の搬送経路の候補となる経路を複数算出して、複数の前記経路のうち、ユーザによって指定された搬送経路である指定搬送経路に最も近い経路を、前記設定搬送経路として設定する、請求項13から請求項15のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記移動体は、前記対象物の搬送経路がユーザによって指定されなかった場合には、予め設定された搬送経路である提案搬送経路を、前記設定搬送経路として設定する、請求項13から請求項16のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記移動体は、前記設定搬送経路がユーザに承認されなかった場合には、前記ユーザに新たに指定された搬送経路に基づき、前記設定搬送経路を更新して設定する、請求項13から請求項17のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記移動体は、ユーザによって指定された前記対象物の搬送経路である指定搬送経路に基づいて前記設定搬送経路を設定する第1モードと、前記指定搬送経路によらず、前記設定搬送経路を自動で設定する第2モードとが、切り替え可能である、請求項13から請求項18のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記移動体は、走行中に障害物を検出したら、ユーザに前記搬送経路の再設定を要請する旨の再設定要請情報を、前記端末に出力する、請求項13から請求項19のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記移動体は、走行中に障害物を検出したら、前記障害物を回避できる新たな搬送経路を生成して、新たな搬送経路に切り替えて走行する、請求項13から請求項19のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記指定作業情報に基づいて前記設定作業情報を設定して、設定した前記設定作業情報を出力する演算装置をさらに含む、請求項11に記載の制御システム。
- 前記移動体が走行することを禁止する禁止経路を設定する演算装置をさらに含む、請求項11から請求項22のいずれか1項に記載の制御システム。
- 前記演算装置は、他の移動体が走行を予定している経路に近い経路を、前記禁止経路として設定する、請求項23に記載の制御システム。
- 前記演算装置は、前記移動体が対象物を搬送する経路である設定搬送経路の少なくとも一部が、前記禁止経路に設定されている場合には、前記禁止経路の設定が解除されるまで、前記移動体に走行を開始させない、請求項23又は請求項24に記載の制御システム。
- ユーザから入力された、移動体の作業内容を示す指定作業情報を取得するステップと、
前記指定作業情報を外部の装置に出力するステップと、
前記指定作業情報に基づいて生成された、前記移動体の作業内容を示す設定作業情報を、外部の装置から取得するステップと、
前記設定作業情報を表示部に表示させるステップと、
を含む、制御方法。 - ユーザから入力された、移動体の作業内容を示す指定作業情報を取得するステップと、
前記指定作業情報を外部の装置に出力するステップと、
前記指定作業情報に基づいて生成された、前記移動体の作業内容を示す設定作業情報を、外部の装置から取得するステップと、
前記設定作業情報を表示部に表示させるステップと、
を含む制御方法を、コンピュータに実行させる、
プログラム。
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