JP2814579B2 - Data communication method in mobile robot system - Google Patents
Data communication method in mobile robot systemInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、複数の移動ロボットと、これらの移動ロ
ボットを制御する制御局とから構成される移動ロボット
システムに関し、特に、制御局と各移動ロボット間のデ
ータ通信方法に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mobile robot system including a plurality of mobile robots and a control station that controls these mobile robots, and in particular, relates to a control station and each mobile robot. The present invention relates to a data communication method between robots.
「従来の技術」 近年、FA（ファクトリー・オートメーション）の発達
に伴い、この種のシステムが各種開発され、実用化され
ている。この移動ロボットシステムにおいては、通常、
ポーリング／セレクティング通信によって制御局と各移
動ロボット間のデータ通信が行われている。ポーリング
通信は、制御局から各移動ロボットに対して順番に送信
すべきデータがあるか否かを問い合わせる通信であり、
指定を受けた移動ロボットに制御局への送信権が与えら
れ、その移動ロボットが自身の現在位置や動作状況を表
すステイタスデータを送信する。そして、制御局はこの
ステイタスデータに基づいてシステム全体の状況を把握
する。また、セレクティング通信は、制御局から特定の
移動ロボットに対して作業指示等のデータを送信する場
合の通信である。制御局から作業指示を受けた移動ロボ
ットは、指示された場所へ自動走行して到達し、その場
所で指示された作業を行い、作業が終了した時はその場
で次ぎの指示を待つ。"Conventional technology" In recent years, with the development of factory automation (FA), various types of such systems have been developed and put into practical use. In this mobile robot system, usually,
Data communication between the control station and each mobile robot is performed by polling / selecting communication. Polling communication is a communication in which the control station inquires each mobile robot whether there is data to be transmitted in order,
A transmission right to the control station is given to the designated mobile robot, and the mobile robot transmits status data indicating its current position and operation status. Then, the control station grasps the state of the entire system based on the status data. In addition, the selecting communication is communication in a case where data such as a work instruction is transmitted from a control station to a specific mobile robot. The mobile robot, which has received the work instruction from the control station, automatically travels to and arrives at the designated place, performs the designated work at the place, and waits for the next instruction at the place when the work is completed.
「発明が解決しようとする課題」 ところで、このような移動ロボットシステムにおい
て、各移動ロボットは、自身の状態が変化する毎にその
ステイタスデータをFIFO形式のデータバッファに書き込
み、制御局からポーリング通信を受ける毎にデータバッ
ファに記憶されているステイタスデータを順次内部コマ
ンドによりセットし、制御局へ送信する。また、データ
バッファに送信すべきデータが無い場合には、ポーリン
グ通信の応答として“データ無し”を表す通信制御キャ
ラクタ“EOT"のみを送信する。しかしながら、状態変化
がある毎にポーリングを待ってデータを送信する方法
は、データ伝送のためにCPUの多くの時間が費やされ、
移動ロボットの走行制御等のロボット本来の処理を実行
する時間が少くなってしまう問題がある。また、ステイ
タスデータをデータバッファに蓄えるため、ポーリング
通信を受けるタイミングによっては最新のステイタスデ
ータを送信することができないこともある。[Problems to be Solved by the Invention] In such a mobile robot system, each time the mobile robot changes its own status, the mobile robot writes its status data into a FIFO-type data buffer, and performs polling communication from the control station. Each time the data is received, status data stored in the data buffer is sequentially set by an internal command and transmitted to the control station. If there is no data to be transmitted in the data buffer, only the communication control character "EOT" representing "no data" is transmitted as a response to the polling communication. However, the method of transmitting data after waiting for polling every time there is a state change requires a lot of time of the CPU for data transmission,
There is a problem that the time for executing the robot's original processing such as the traveling control of the mobile robot is reduced. Further, since the status data is stored in the data buffer, the latest status data may not be transmitted depending on the timing of receiving the polling communication.
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、ステイタスデータの送信処理にCPUを介さず、常に
最新のステイタスデータで送信できる移動ロボットシス
テムにおけるデータ通信方法を提供することを目的とし
ている。The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to provide a data communication method in a mobile robot system that can always transmit the latest status data without passing through a CPU in a status data transmission process. .
「課題を解決するための手段」 この発明は、移動ロボット内に少なくとも自身の最新
の動作状態および現在位置を表すデータが常時書き込ま
れるメモリと、各自において経路探索および作業が行わ
れる毎にその結果を表すデータを蓄え、前記制御局から
自身に宛てられたポーリング通信を受信する毎に、前記
蓄えられたデータが、蓄えられた順に読み出されるデー
タバッファとを設け、各移動ロボットは、制御局からポ
ーリング通信を受信する毎に、前記データバッファ内に
蓄えられたデータがあるか否かを判断し、データが有る
場合には前記データバッファ内に蓄えられたデータを、
無い場合には前記メモリの内容を、前記ポーリング通信
の応答として前記制御局へ送信することを特徴としてい
る。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a memory in which at least the data representing at least the latest operating state and the current position of the mobile robot is always written in the mobile robot, and the result is obtained each time a route search and work are performed in each mobile robot. Is stored, and each time a polling communication addressed to itself is received from the control station, the stored data is provided with a data buffer that is read out in the order in which the data is stored. Each time a polling communication is received, it is determined whether there is data stored in the data buffer.If there is data, the data stored in the data buffer is determined.
When there is no data, the content of the memory is transmitted to the control station as a response to the polling communication.
「作用」 この発明によれば、ポーリング通信手段によって制御
局と各移動ロボット間のデータリンクが確立されると、
データバッファ内に蓄えられた経路探索結果または作業
完了通知、もしくは、メモリに記憶さた少なくとも最新
の動作状態および現在位置を表すデータのいずれかが必
ず制御局へ送信される。According to the present invention, when the data link between the control station and each mobile robot is established by the polling communication means,
Either the route search result or the work completion notification stored in the data buffer, or at least the latest operation state and data representing the current position stored in the memory are transmitted to the control station.
「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例によるデー
タ通信方法を適用した移動ロボットシステムについて説
明する。第１図は同移動ロボットシステムの全体構成を
示すブロック図である。この図において、１は制御局、
２−１〜２−10は移動ロボットであり、制御局１と各移
動ロボット２−１〜２−10は無線によって接続されてい
る。移動ロボット２−１〜２−10は、予め決められた走
行路の床面に貼付された磁気テープに沿って移動するよ
うになっており、また、走行路には適宜の間隔をおいて
ノードが設定されている。このノードは停止点、分岐
点、作業点などの総称であり、移動ロボット２には、こ
のノードに設けられたノードマークを検出する検出器が
設けられている。Hereinafter, a mobile robot system to which a data communication method according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the mobile robot system. In this figure, 1 is a control station,
2-1 to 2-10 are mobile robots, and the control station 1 and each of the mobile robots 2-1 to 2-10 are wirelessly connected. The mobile robots 2-1 to 2-10 are adapted to move along a magnetic tape attached to a floor of a predetermined traveling path, and nodes are provided at appropriate intervals on the traveling path. Is set. This node is a generic term for a stop point, a branch point, a work point, and the like, and the mobile robot 2 is provided with a detector that detects a node mark provided at this node.
第２図は制御局１の構成を示すブロック図であり、こ
の図において、1aはCPU（中央処理装置）、1bはCPU1aに
おいて用いられるプログラムが記憶されたプログラムメ
モリ、1cは各移動ロボット間の衝突を防止するためのデ
ータが記憶されている衝突テーブルである。1dは地図メ
モリであり、各ノードの座標、ノード種別を示すデータ
等が記憶されている。1eはCPU1aにおいて用いられるデ
ータ記憶用のデータメモリである。1fはシステム監視制
御のための各種操作が行われる操作部である。1gは通信
装置であり、CPU1aから供給されるデータを200〜300MHz
の搬送波に乗せて送信し、また、移動ロボット２から搬
送波に乗せて送信されてくるデータを受信する。FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the control station 1. In this figure, 1a is a CPU (central processing unit), 1b is a program memory storing a program used in the CPU 1a, and 1c is a communication between the mobile robots. 4 is a collision table in which data for preventing a collision is stored. Reference numeral 1d denotes a map memory which stores coordinates of each node, data indicating a node type, and the like. 1e is a data memory for data storage used in the CPU 1a. An operation unit 1f is used to perform various operations for system monitoring and control. 1g is a communication device, which transmits data supplied from the CPU 1a at 200 to 300 MHz.
On the carrier wave, and receives data transmitted from the mobile robot 2 on the carrier wave.
次に、移動ロボット２について説明する。第３図は移
動ロボット２の構成を示すブロック図であり、この図に
おいて、2aはCPU（中央処理装置）、2bはCPU2aにおいて
用いられるプログラムが記憶されたプログラムメモリ、
2cはデータ記憶用のデータメモリ、2dは操作部、2eは通
信装置である。この通信装置2eは、制御局１からのポー
リング通信を受け、CPU2aが内部コマンドによって送信
データをセットしない場合にデータメモリ2cの特定の記
憶エリアE1〜En（第６図参照）のデータを送信する。2f
は制御局１の地図メモリ1dと同一のデータが記憶されて
いる地図メモリである。2gは走行制御装置であり、CPU2
aから供給される走行データに基づいて車輪駆動用モー
タおよびステアリングモータを制御し、移動ロボットを
目的地まで走行させる。2iはデータバッファであり、経
路探索結果や作業完了等を表すデータがFIFO形式で蓄え
られる。また、このデータバッファ2iに蓄えられるデー
タは、ポーリング通信を受ける毎にCPU2aが発行する内
部コマンドによって送信データとしてセットされる。2h
はアーム制御装置であり、CPU2aから供給される作業プ
ログラム番号を受け、移動ロボットが目的地に到着した
時点でその番号の作業プログラムを実行してアーム（図
示略）に各種作業を行わせる。Next, the mobile robot 2 will be described. FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the mobile robot 2. In this figure, 2a is a CPU (central processing unit), 2b is a program memory storing programs used in the CPU 2a,
2c is a data memory for storing data, 2d is an operation unit, and 2e is a communication device. The communication device 2e receives a polling communication from the control station 1, transmits the data of a specific storage area E 1 ～En data memory 2c when CPU2a does not set the transmit data by an internal command (see FIG. 6) I do. 2f
Is a map memory in which the same data as the map memory 1d of the control station 1 is stored. 2g is a travel control device, and CPU2
The wheel drive motor and the steering motor are controlled based on the travel data supplied from a, and the mobile robot travels to the destination. 2i is a data buffer in which data indicating a route search result, work completion, and the like are stored in a FIFO format. The data stored in the data buffer 2i is set as transmission data by an internal command issued by the CPU 2a every time polling communication is performed. 2h
Is an arm control device, which receives a work program number supplied from the CPU 2a, executes a work program of the number when the mobile robot arrives at the destination, and causes an arm (not shown) to perform various works.
次に、上記構成における制御局１と移動ロボット２と
の間で行われるポーリング／セレクティング通信のデー
タフォーマットおよびポーリング応答データフォーマッ
トについて説明する。第４図は、制御局１から送信され
るポーリング／セレクティング通信データフォーマット
F1を示す図である。この図において、C1〜C6は通信制御
キャラクタであり、C1はバイナリデータの通信であるこ
とを表す制御キャラクタ“DLE"である。C2は相手局から
の応答を要求する制御キャラクタ“ENQ"である。C3はこ
の通信がポーリングであるか、セレクティングであるか
を識別するフラグである。C4およびC5は両者で通信の終
了を表す制御キャラクタ“DLE"と“EOT"である。C6は通
信誤りをチェックするために付加されるキャラクタ“BC
C"である。D1は移動ロボット２の番号を指定するデータ
であり、該番号は予め各移動ロボット２−１〜２−２に
付与されている。D2は監視データであり、制御局１が把
握している各移動ロボット２−１〜２−10の各々の位
置、動作状態および走行予定路を表すデータである。Next, a data format of polling / selecting communication and a polling response data format performed between the control station 1 and the mobile robot 2 in the above configuration will be described. FIG. 4 shows a polling / selecting communication data format transmitted from the control station 1.
It is a figure showing F1. In this figure, C1 to C6 are communication control characters, and C1 is a control character "DLE" indicating that the communication is for binary data. C2 is a control character "ENQ" requesting a response from the partner station. C3 is a flag for identifying whether this communication is polling or selecting. C4 and C5 are control characters "DLE" and "EOT" representing the end of the communication. C6 is the character "BC" added to check for communication errors
C ". D1 is data for designating the number of the mobile robot 2, and the number is previously assigned to each of the mobile robots 2-1 to 2-2. D2 is monitoring data, and the control station 1 This is data representing the position, the operating state, and the planned travel path of each of the grasped mobile robots 2-1 to 2-10.
次に、第５図は移動ロボット２において送信すべきデ
ータが無い場合のポーリング応答データフォーマットF2
を示す図である。この図において、C7はステイタスデー
タD3の始まりを表す制御キャラクタ“STX"であり、C8は
“DLE"C4と合わせてステイタスデータD3の終結を表す制
御キャラクタ“ETX"である。ステイタスデータD3は、CP
U2aがデータメモリ2cの指定された記憶エリアE1〜Enへ
常に書き込んでいる自身の位置やその状態等を表すデー
タである。第６図は該記憶エリアE1〜Enにおけるデータ
内容を示す図である。この図に示す記憶エリアE1には、
自身の状態、すなわち、待機中や移動中、作業中等を表
す状態データDsが記憶されて、記憶エリアE2には現在位
置（通過ノード）を表す現在位置データDpが記憶され、
記憶エリアE3には走行予定路として確保されたノードを
示す予約ノードデータDnが記憶されている。更に記憶エ
リアEnには自身の電源電圧を表す電圧値データDvが記憶
されている。Next, FIG. 5 shows a polling response data format F2 when there is no data to be transmitted in the mobile robot 2.
FIG. In this figure, C7 is a control character "STX" representing the beginning of status data D3, and C8 is a control character "ETX" representing the end of status data D3 together with "DLE" C4. Status data D3 is CP
U2a is always written in the himself location and data representing the status or the like to the designated storage area E 1 ~En data memory 2c. FIG. 6 is a diagram showing the data contents in the storage area E 1 ~En. In the storage area E 1 shown in this figure,
Own state, i.e., in or moving waiting, is stored in the state data Ds indicating the work secondary current position data Dp in the storage area E 2 represents the current location (transit node) is stored,
Book node data Dn showing the nodes that are secured as planned travel path in the storage area E 3 are stored. Further, the storage area En stores voltage value data Dv representing its own power supply voltage.
次に、制御局１からポーリング通信を受けた移動ロボ
ット２の動作を説明する。いま、例えば、移動ロボット
２−１が制御局１から第４図に示したデータフォーマッ
トF1のポーリング通信を受けたとする。移動ロボット２
−１は、まず、自身がポーリングを受けたことを認識す
ると共に、第４図の監視データD2をデータメモリ2c内に
書き込む。次いで、移動ロボット２−１は、自身のデー
タバッファ2iに送信すべきデータが有るか否か、すなわ
ち、内部コマンドによって送信データをセットしたか否
かを判断し、この結果、送信すべきデータが有る場合に
は、データバッファ2iに蓄えられたデータを内部コマン
ドによりセットして送信する。一方、データバッファ2i
に送信すべきデータが無い場合には、このポーリング通
信の応答として、第６図に記憶エリアE1〜En内の各デー
タDs〜DvをステイタスデータD3とし、第５図のデータフ
ォーマットF2で制御局１へ送信する。このように、移動
ロボット２においては、データバッファ2iに送信すべき
データが無い場合には、CPU2aによりデータメモリ2cの
指定記憶エリアE1〜Enに書き込まれている各データDs〜
Dvが常時送信データとしてセットされ、ポーリングを受
ける毎にその応答として自動的に制御局１へ送信され
る。Next, the operation of the mobile robot 2 that has received polling communication from the control station 1 will be described. Now, for example, it is assumed that the mobile robot 2-1 has received polling communication of the data format F1 shown in FIG. Mobile robot 2
-1 first recognizes that it has been polled, and writes the monitoring data D2 of FIG. 4 in the data memory 2c. Next, the mobile robot 2-1 determines whether there is data to be transmitted in its own data buffer 2i, that is, whether or not the transmission data has been set by an internal command. If there is, the data stored in the data buffer 2i is set by an internal command and transmitted. On the other hand, data buffer 2i
If there is no data to be transmitted, the response of the polling communication, each data Ds~Dv storage areas E in 1 ～En in Figure 6 as status data D3, control the data format F2 of Figure 5 Transmit to station 1. Thus, in the mobile robot 2, when data to be transmitted to the data buffer 2i is not, the data is written to the specified storage area E 1 ~En data memory 2c by CPU 2a Ds～
Dv is always set as transmission data, and is automatically transmitted to the control station 1 as a response each time polling is received.
「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、移動ロボッ
ト内に少なくとも自身の最新の動作状態および現在位置
を表すデータが常時書き込まれるメモリと、各自におい
て経路探索および行われる毎にその結果を表すデータを
蓄え、前記制御局から自身に宛てられたポーリング通信
を受信する毎に、前記蓄えられたデータが、蓄えられた
順に読み出されるデータバッファとを設け、制御局から
ポーリング通信を受信する毎に、前記データバッファ内
に蓄えられたデータがあるか否かを判断し、データが有
る場合には前記データバッファ内に蓄えられたデータ
を、無い場合には前記メモリの内容を、ポーリング通信
の応答として制御局へ送信するので、常に最新状態を表
すデータが送信できる効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, at least the memory in which at least the latest operating state and the data representing the current position of the mobile robot are always written, The data representing the result is stored, and each time a polling communication addressed to itself is received from the control station, the stored data is provided with a data buffer that is read out in the order in which the data is stored. Each time it is received, it is determined whether there is data stored in the data buffer, and if there is data, the data stored in the data buffer, if not, the contents of the memory, Since the data is transmitted to the control station as a response to the polling communication, data representing the latest state can be always transmitted.
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例における制御局の構成を示すブロック
図、第３図は同実施例における移動ロボットの構成を示
すブロック図、第４図は同実施例におけるポーリング／
セレクティング通信データフォーマット、第５図は同実
施例におけるポーリング応答データフォーマット、第６
図は同実施例における記憶エリアE1〜Enのデータ内容を
示す図である。 2c……データメモリ、F1……ポーリング／セレクティン
グ通信データフォーマット、 F2……ポーリング応答データフォーマット、FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of one embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control station in the embodiment, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a mobile robot in the embodiment, and FIG.
FIG. 5 shows a polling response data format in the embodiment, and FIG.
Figure is a diagram showing the data content of the storage area E 1 ~En in the same embodiment. 2c: Data memory, F1: Polling / selecting communication data format, F2: Polling response data format,
Claims (1)
ットを制御する制御局とからなり、前記制御局から前記
複数の移動ロボットの各々に対して予め定められた順番
に従って送信権を与え、これに応じて送信権が与えられ
た移動ロボットが前記制御局への送信を行うポーリング
通信を行うことにより、前記制御局が前記複数の移動ロ
ボット各々を制御する移動ロボットシステムにおいて、 前記各移動ロボット内に、少なくとも自身の最新の動作
状態および現在位置を表すデータが常時書き込まれるメ
モリと、 各自において経路探索および作業が行われる毎にその結
果を表すデータを蓄え、前記制御局から自身に宛てられ
たポーリング通信を受信する毎に、前記蓄えられたデー
タが、蓄えられた順に読み出されるデータバッファとを
設け、 各移動ロボットは、前記ポーリング通信を受信する毎
に、前記データバッファ内に蓄えられたデータが有るか
否かを判断し、データが有る場合には前記データバッフ
ァ内に蓄えられたデータを、無い場合には前記メモリの
内容を、前記ポーリング通信の応答として前記制御局へ
送信する ことを特徴とする移動ロボットシステムにおけるデータ
通信方法。A plurality of mobile robots; and a control station for controlling the mobile robots. The control station grants a transmission right to each of the plurality of mobile robots in a predetermined order. In a mobile robot system in which the control station controls each of the plurality of mobile robots by performing polling communication in which the mobile robot given the transmission right performs transmission to the control station, A memory in which at least data representing the latest operation state and the current position of the own device are constantly written, and data representing the results of each route search and work are stored, and addressed to itself from the control station. Each time a polling communication is received, the stored data is provided with a data buffer that is read out in the stored order. Each time the mobile robot receives the polling communication, it determines whether or not there is data stored in the data buffer.If there is data, the mobile robot does not store the data stored in the data buffer. Transmitting the contents of the memory to the control station as a response to the polling communication.
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