JP2953282B2 - 運行管理制御装置およびその方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工場等の無人搬送シス
テムにおいて、無人搬送車の走行経路の決定等を行う運
行管理制御装置およびその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９は複数の無人車を有する自動搬送シ
ステムのシステム構成図である。この図において、１０
０は無人搬送システムの管理を行う運行管理制御装置、
１０１は廊下型の走行路、＃１、＃２、・・・、＃５は
無人車である。また、１、２、・・・、２８は走行路１
０１上に点在するノードであり、無人車＃１ないし＃５
はこれらのノードにおいて停止、方向転換、および搬送
物の積み降ろし作業を行う。また、無人車＃１ないし＃
５の各々は目標ノードまでの走行経路を決定する機能を
有し、運行管理制御装置１００により与えられる目標ノ
ードまで、自ら決めた経路で移動を行う。なお、この経
路の決定については最適経路決定装置（特願平５−７７
２４４号）で述べられている。

【０００３】以下、この無人搬送システムの動作例の説
明を行う。まず、運行管理制御装置１００から無人車＃
１ないし＃５へ、図９に示す移動指示が送られたとす
る。すると、無人車＃１ないし＃５は、指示された移動
目標までの最適な走行経路を作成する。ただし、この走
行経路の作成においては、他の無人車の走行経路は考慮
されておらず、他の無人車が存在しない場合のみ最適な
走行経路となる。図１０は、この時作成された各無人車
＃１ないし＃５の走行経路を示す図であり、この図にお
いて（ａ）は、各無人車＃１ないし＃５の走行経路を、
実線、点線、破線、一点鎖線、二点破線でそれぞれ示し
た運行図であり、（ｂ）はそれらの経路をまとめた図で
ある。

【０００４】次に無人車＃１ないし＃５は、自らの走行
経路上のノードを移動順に運行管理制御装置１００へ送
り、ノードの予約を行う。運行管理制御装置１００は、
要求された経路（ノード列）を最初から順に調べ、他の
無人車が予約していない場合にはその予約を許可する。
無人車＃１ないし＃５は、許可されたノードまで移動を
行う。これらの制御によって無人車間の衝突が防止され
る。

【０００５】いま、例えば、無人車＃１ないし＃５がノ
ード４、６、２０、２２、３までそれぞれ進んだとす
る。図１１は、この時の各無人車＃１ないし＃５の現在
位置およびこの後の走行経路を示した運行図である。こ
の経路のまま次の移動が行われると、無人車＃１と無人
車＃２は同一走行路を互いに逆方向へ移動するという競
合が発生する。このような場合、どちらかが経路を変え
ないかぎり目的地へ到達できない。また、このとき無人
車＃１および＃２には次の移動先のノードの予約が許可
されない。

【０００６】そこで、無人車＃１が迂回路（ノード4→1
8→19→20→21→・・・）を見つけノード１８の予約を
行う。これにより無人車＃２は当初の経路で移動を行う
ことができるが、今度は無人車＃１および＃３の間で走
行路の競合が発生する。図１２はこの時の各無人車＃１
ないし＃５の経路を示した運行図である。こんどは、無
人車＃３が迂回路（ノード20→6→5→4→3→16→15）を
見つけ、ノード６を予約した後そのノードへ移動を行
う。

【０００７】このような逆向き競合と迂回路探索を繰り
返し、各無人車＃１ないし＃５は目的地点まで移動を行
う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、以上の方法は
走行路の競合が発生してから走行経路を変更するため、
迂回を繰り返すなどの無駄な移動や待ちが発生する場合
がある。また、無人車の数が増すにつれて、無駄な移動
や待ちが増大し搬送効率が大幅に低下してしまうという
問題がある。

【０００９】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、複数の無人車が効率よく目標地点まで移動を
行うことができる運行管理制御装置およびその方法を提
供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、停止位置である複数のノードと、前記ノード間を接
続する接続路からなる走行路を走行する複数の無人車の
運行を制御する運行管理制御装置において、前記複数の
ノードの位置および接続に基づいて前記ノード間を接続
する搬送可能な区間のコストを算出し、現在地点から目
標地点までのコストの累計が最小となる走行経路を作成
する経路探索手段と、現在地点および目標地点が異なる
複数無人車の経路およびそのコストを前記経路探索手段
で作成させ、その結果に基づいて前記走行路の特定区間
の搬送方向を制限した後、再び前記経路探索手段に走行
経路を作成させる経路整理手段とを具備することを特徴
としている。

【００１１】請求項２に記載の発明は、停止位置である
複数のノードと、前記ノード間を接続する接続路からな
る走行路を走行する複数の無人車の運行を制御する運行
管理制御方法において、前記複数の無人車の各最適走行
経路を求める第１ステップと、前記第１ステップにより
得られた複数の最適走行経路において、互いに逆方向の
走行経路である逆方向区間を求める第２ステップと、前
記逆方向区間が無い場合には処理を終了し、他の場合に
は前記逆方向区間のコストを積算する第３ステップと、
前記コストが最も大きい逆方向区間を一方向へ方向付け
する第４ステップと、前記方向付けされた走行路で、全
ての無人車について再び最適走行経路を求める第５ステ
ップとを有し、前記第３〜第５ステップを繰り返すこと
によって競合のない最適走行経路を求めることを特徴と
している。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明によれば、経路整列手段
は、経路探索手段において作成された複数の無人車の経
路およびそのコストに基づいて走行路の特定区間の搬送
方向を制限し、この方向制限された走行路において再び
経路探索手段が各無人車の経路を作成する。このため、
無人車の無駄な移動や待ちが少ない経路を求めることが
でき、従って無人車の移動効率を向上させることができ
るという効果が得られる。

【００１３】請求項２記載の発明によれば、第１ステッ
プで複数の無人車の各最適走行経路を求め、それらの経
路における逆方向区間が第２ステップで求められ、第３
ステップでその逆方向区間のコストを算出し、第４ステ
ップで前結果のコストが最大となる逆方向区間が一方向
へ方向付けされ、第５ステップはその方向付けされた走
行路において全経路を求め直し、以上の第３〜第５ステ
ップが逆方向区間が無くなるまで繰り返し行われる。こ
のため、逆方向区間が無く、なおかつコストが小さい複
数の経路を求めることができるという効果が得られる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の一実施例に
ついて説明する。図１は本実施例による運行管理制御装
置１０２の構成を示すブロック図である。この図におい
て、１０３は搬送指示テーブルメモリであり、搬送物の
位置や搬送先などを記憶する。１０４は、無人車データ
メモリであり、各無人車の現在位置、移動方向などの状
態を記憶する。１０５は、走行路データメモリであり、
走行路上の各ノードの座標とその接続関係、およびコス
トを記憶する。ここでいうコストとはノード間の走行に
係わる指標、つまり走行の行い易さを示す値である。

【００１５】また、１０６は無人車の最適な走行経路を
決定する経路決定部である。この経路決定部１０６はＣ
ＰＵ等により構成され、機能的には経路整列部１０７と
経路検索部１０８とに分けることができる。これら経路
整列部１０７および経路探索部１０８を以下で詳述す
る。

【００１６】Ａ：経路探索部１０８が行う処理の説明 経路整列部１０７から経路探索指示が出されると、経路
探索部１０８は、まず出発ノードから目標ノードまでの
経路を求める。次に、走行路データメモリ１０５に記憶
されたコストから、各経路のコストを積算し、そのコス
トが最小となる経路を最適経路に選択する。

【００１７】図２は、走行路１０１の各アークのコスト
を示す図である。この図において、（）内は各アークの
コストを示しており、例えば、ノード１、２間のコスト
は「３０００」である。ここで、出発ノードが１、目標
ノードが４の場合、ノード１→２→３→４の経路が積算
コストが「７５００」で最小となり、最適経路に選択さ
れる。ただし、経路探索指示に後述する方向情報が含ま
れる場合には、その方向付けされた方向と逆方向となる
経路は選択されない。

【００１８】経路探索部１０８は、以上の方法で求めた
経路およびそのコストを経路整列部１０７へ出力する。
ただし、ここで作成された経路は、走行路の競合がない
場合にのみ最適な経路となる。

【００１９】Ｂ：経路整列部１０７が行う処理の説明 経路整列部１０７では、木の探索手法を用いて最終的な
走行経路を求める。ここでいう「木」は、図７に示すよ
うな下方にかけて分岐を行う構成をとる。ここで、Ｎ
１、Ｎ２、・・・は分岐条件が入った分岐点であり、こ
のうち分岐点Ｎ１は分岐を開始するルート分岐点であ
る。また、例えば、分岐点Ｎ２を現在の分岐点とする
と、分岐点Ｎ１は分岐点Ｎ２の親分岐点となり、分岐点
Ｎ３およびＮ４は分岐点Ｎ２の子分岐点となる。探索
は、基本的に上位の分岐点から下位の分岐点にかけて行
われるが、探索不能の場合には、一旦親分岐点に戻り
（以降、バックトラックと呼ぶ）、他の分岐点へ分岐す
る。

【００２０】図３は経路整列部１０７の行う処理を示す
フローチャートであり、この図をもとに以下で説明を行
う。

【００２１】処理が開始されると（ステップＳＰ１）、
ステップＳＰ２において、経路探索部１０８へ探索指示
を出し、各無人車の走行経路を求める。ここで、探索指
示をうけた経路探索部１０８は、上述した方法により経
路を探索し、その結果を経路整列部１０７へ出力する。
なお、この探索指示には、搬送指示テーブルメモリ１０
３に記憶されたデータにより決まる無人車の目標ノード
が含まれる。

【００２２】ステップＳＰ３では、木のルート分岐点を
空にする。

【００２３】ステップＳＰ４では、経路探索部１０８か
ら供給される各無人車の走行経路に基づいて、任意の二
つの無人車が互いに逆方向に移動を行う区間（逆方向区
間）を求め、これを無人車の全ての組み合わせについて
行う。

【００２４】ステップＳＰ５では、ステップＳＰ４の結
果において、逆方向区間が無ければ処理を終了し（ステ
ップＳＰ１６）、逆方向区間がある場合には次のステッ
プＳＰ６へ進む。また、逆方向区間が無い場合は、その
ときの走行経路が最終的な走行経路となる。

【００２５】ステップＳＰ６では、各無人車の経路の逆
方向区間のコストを積算する。ここで、逆方向区間のコ
ストは走行路データメモリ１０５から読み出される。ま
た、ある逆方向区間で他の複数の経路と逆向きの競合を
起こしている場合には、その競合の回数分コストを積算
する。

【００２６】ステップＳＰ７では、走行経路のコストの
大きい順に、その無人車に付けられた符号を並べた、競
合無人車集合を作成する。

【００２７】ステップＳＰ８では、この競合無人車集合
を持った分岐点を親分岐点の下に加える。ただし、この
ステップＳＰ８が始めて処理される場合は、ルート分岐
点に上記競合無人車集合を設定する。

【００２８】ステップＳＰ９では、競合無人車集合から
着目無人車を決定する。この着目無人車は、コストの大
きい順に並んだ競合無人車集合の最初の無人車から順次
選択されていく。また、次の無人車が無い場合には、着
目無人車なしとする。

【００２９】ステップＳＰ１０では、前ステップＳＰ９
の処理において着目無人車が無かった場合には次のステ
ップＳＰ１１へ進み、着目無人車がある場合にはステッ
プＳＰ１３へ分岐する。

【００３０】ステップＳＰ１１では、現在の分岐点がル
ート分岐点前であるかどうかを調べ、ルート分岐点でな
い場合には次のステップＳＰ１２へ進み、ルート分岐点
の場合、つまりルート分岐点の競合無人車集合の全てに
おいて経路整理が失敗した場合、経路整理失敗で全処理
を終了する（ステップＳＰ１７）。

【００３１】ステップＳＰ１２では、現在の分岐点の処
理を親分岐点へ移す（バックトラック）と共に、ステッ
プＳＰ９の処理へ戻る。また、現在の分岐点へ分岐する
ときに行った方向付けはこの時に解除する。

【００３２】ステップＳＰ１３では、走行路のうち、着
目無人車の経路の逆方向区間を同無人車の移動方向の逆
方向に方向付けし（一方通行とする）、方向情報に加え
る。

【００３３】ステップＳＰ１４では、経路探索部１０８
へ探索指示を出し、この方向付けされた走行路において
全ての無人車の経路を求め直す。

【００３４】ステップＳＰ１５では、前ステップＳＰ１
４の経路探索において求められない経路が存在するかど
うかを調べ、存在する場合には次のステップＳＰ１６へ
進み、存在しない場合にはステップＳＰ４へ戻る。

【００３５】ステップＳＰ１６では、ステップＳＰ１３
で行われた走行路の方向付けを解除した後、ステップＳ
Ｐ９へ戻る。

【００３６】以上の経路整列部１０７の処理において、
走行路上の隣り合う２点間を結ぶ経路がそれ以外に存在
しない場合には、その区間は逆方向区間に含めない。

【００３７】Ｃ：動作例１ 以下で、運行管理制御装置１０２の動作例を説明する。
図４は各無人車の搬送経路を示す運行図であり、図１１
と対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略
する。また、この動作例における各無人車＃１ないし＃
５の出発ノードおよび目標ノードも図１１と同一であ
る。

【００３８】まず、経路整列部１０７は、搬送指示テー
ブルメモリ１０３に記憶された搬送指示に基づいて、無
人車＃１ないし＃５の移動目標ノードを決定し、経路探
索部１０８に対し探索指示を行う。経路探索部１０８
は、この探索指示に従って無人車＃１ないし＃５の各々
の走行経路を探索し、その結果を経路整列部１０７へ出
力する（図４（ａ））。

【００３９】経路整列部１０７は、経路探索部１０８か
ら供給される走行経路（初期経路）から前述した逆方向
区間とその競合相手を探し、逆方向区間のコストを積算
する。図６はその逆方向区間およびコストの積算結果を
示した図である。そして、その積算結果をコストの大き
い順に並べ、次に示す競合無人車集合が作成される。 無人車集合＝（＃２、＃１、＃５、＃３、＃４）

【００４０】次に、経路整列部１０７はこの競合無人車
集合を図７に示す木のルート分岐点Ｎ１に設定し、その
先頭にある無人車＃２を着目無人車に選択する。そし
て、無人車＃２の経路の逆方向区間に対し無人車＃２の
移動方向と逆向きの方向付け（一方通行とすること）が
行われ、以後の経路探索においてはノード２→３→４→
５→６→７の方向に移動が限定される。

【００４１】そして、経路整列部１０７は方向情報を含
む探索指示を出力し、経路探索部１０８は、方向情報に
基づいて再び経路探索を行う。図４（ｂ）はこの探索結
果を示した運行図である。この図において、方向付けさ
れた区間は太い矢印で示している。この結果に基づい
て、経路整列部１０７は再び各経路のコストの積算を行
い、競合無人車集合（＃１、＃３、＃４、＃５）が作成
される。そして、木（図７）の分岐点Ｎ１の下に分岐点
Ｎ２を追加すると共に、分岐点Ｎ２に上記競合無人車集
合を設定する。また、分岐点Ｎ１の無人車＃２と分岐点
Ｎ２を結ぶ。

【００４２】今度は、この分岐点Ｎ２の集合の先頭にあ
る無人車＃１を着目無人車に選択し、逆方向区間の方向
付けを行い、前回の方向付けに追加する。そして、経路
探索部１０８において経路を求め直すと図４（ｃ）の探
索結果が得られる。ここで、ノード９→８、１３→１２
が新たに一方通行となっている。また、経路整列部１０
７は再びコストの積算を行い、競合無人車集合＝（＃
５、＃１、＃４、＃２、＃３）を作成し、競合木の分岐
点Ｎ２の下の分岐点Ｎ３にこの競合無人車集合を設定す
る。

【００４３】今度は無人車＃５が着目無人車となり、同
様な処理が行われる。この結果、前回の方向付けにさら
に今回の方向付け（ノード２４→２３→２２→２１→２
０→１９→１８→１７→１６→１５）が加わるため、経
路探索において無人車＃１の経路が得られなくなってし
まう。この状態は経路整列の失敗を意味し（図７×
印）、このとき設定された経路の方向付けは解除され
る。

【００４４】そして、着目無人車を分岐点Ｎ３の競合無
人車集合の次の無人車＃１に変え、同様な処理を行う
が、ここでも無人車＃１の経路が得られなくなる。そし
て、同競合無人車集合から順次無人車を着目無人車に選
択し同様の処理を施すが、すべて経路整列に失敗してし
まう。

【００４５】このため、親分岐点Ｎ２へバックトラック
し、分岐点２の前回の着目無人車＃１に基づく方向付け
（ノード９→８、ノード１３→１２）を解除する。そし
て、その競合無人車集合の次の無人車＃３を着目無人車
とし、同様な処理を行うと図５（ａ）に示す探索結果が
えらる。そして、競合無人車集合（＃１、＃４）が分岐
点Ｎ２の子分岐点Ｎ４に設定される。今度は、無人車＃
１が着目無人車に選択され、同図（ｂ）の探索結果得ら
れ、その競合無人車集合（＃１、＃４、＃３、＃２）が
分岐点Ｎ４の子分岐点Ｎ５に設定される。さらに、無人
車＃１が着目無人車に選択され方向付けおよび経路探索
が行われる（同図（ｃ））。今度はその経路に逆方向区
間が存在しないため、経路整列が成功したことになり
（図７◎印）、この時の各経路が最終的な走行経路とな
る。

【００４６】この走行経路は運行管理制御装置１０２か
ら無人車＃１ないし＃５に送られ、各無人車＃１ないし
＃５はその経路に従って移動を行う。

【００４７】Ｄ：動作例２ 次に、走行路１１０（図８）における動作例を説明す
る。この走行路１１０は上述した走行路１０１（図１
１）のノード２０、２１間を通行禁止にしたものであ
る。この動作例における各無人車＃１ないし＃５の出発
ノードおよび目標ノードは上述した動作例１と同一であ
る（図１１）。また、この場合、ノード６、７間、ノー
ド７、８間、ノード２１、２２間は、これを結ぶ経路以
外に迂回する経路が存在しないので、逆方向区間に含め
ない。

【００４８】ここでも動作例１と同様に処理が行われ、
まず、図８（ａ）に示すような初期経路が求められる。
これを基にコストの積算が行われ、競合無人車集合（＃
１、＃２、＃４、＃５、＃３）が作成されと共に、図９
に示す木のルート分岐点Ｎ６にその競合無人車集合が設
定される。そして、この競合無人車集合の先頭の無人車
＃１を着目無人車として、方向付け（ノード１３→１２
→１１→１０→９→８、ノード６→５→４→３→２）が
行われた後、走行経路を求め直す。ここでは、ノード
８、７間、ノード７、６間においても逆方向に走行する
無人車が存在するが、前述した理由により逆方向区間に
含めない。

【００４９】この経路探索により図７（ｂ）に示す経路
が得られると、次に、その走行経路におけるコストを累
計し、競合無人車集合（＃１、＃３、＃４、＃５）が作
成されると共に分岐点Ｎ６の子分岐点Ｎ７にその競合無
人車集合を設定する。そして、無人車＃１を着目無人車
として、方向付け（ノード６→２０→１９→１８→１７
→１６→１５）が行われ、前回の方向付けに追加され
る。しかし、この方向制限においては、無人車＃１の経
路が得られなくなるため前回の方向付けを解除し、分岐
点Ｎ７における競合無人車集合の次の無人車＃３を着目
無人車とする。この無人車＃３の経路により方向付けを
行った後、再び無人車＃１ないし＃５の経路を求める。
この結果、図７（ｃ）に示す経路が得られ、その経路に
おいては逆方向区間が存在しないので、これが最終的な
整列結果となる。そして、この走行経路に従って、各無
人車＃１ないし＃５は移動を行う。

【００５０】以上説明したように、この実施例によれ
ば、各無人車の走行経路を逆方向区間が無くなるように
探索および整列するため、無駄な移動や待ちを少なくで
き無人車の移動効率を向上させることができるという効
果が得られる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、複数の無人車の走行経路を逆走行区間が無く、なお
かつコストが小さくなるように探索するため、無人車の
無駄な移動や待ちが少ない走行経路を得ることができ、
従って無人車の移動効率を向上させることができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における運行管理制御装置の
ブロック図である。

【図２】走行路における各アークのコストを示した図で
ある。

【図３】図１の経路整列部か行う処理を示したフローチ
ャートである。

【図４】実施例の動作例１における無人車の走行経路を
示す運行図である。

【図５】同実施例の動作例１における無人車の走行経路
を示す運行図である。

【図６】図４（ａ）の経路におけるコストの積算結果を
示す図である。

【図７】動作例１における木を示す図である。

【図８】同実施例の動作例２における運行図である。

【図９】動作例２における木を示す図である。

【図１０】無人搬送システムのシステム構成図である。

【図１１】従来例（図１０）における無人車の走行経路
を示す運行図である。

【図１２】従来例における走行経路を示す運行図であ
る。

【図１３】従来例における走行経路を示す運行図であ
る。

【符号の説明】

＃１、＃２、・・・ 無人車 １０１ 走行路 １０２ 運行管理制御装置 １０３ 搬送指示テーブルメモリ １０４ 無人車データメモリ １０５ 走行路データメモリ １０６ 経路決定部 １０７ 経路整列部 １０８ 経路探索部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 停止位置である複数のノードと、前記ノ
   ード間を接続する接続路からなる走行路を走行する複数
   の無人車の運行を制御する運行管理制御装置において、 前記複数のノードの位置および接続に基づいて前記ノー
   ド間を接続する搬送可能な区間のコストを算出し、現在
   地点から目標地点までのコストの累計が最小となる走行
   経路を作成する経路探索手段と、 現在地点および目標地点が異なる複数無人車の経路およ
   びそのコストを前記経路探索手段で作成させ、その結果
   に基づいて前記走行路の特定区間の搬送方向を制限した
   後、再び前記経路探索手段に走行経路を作成させる経路
   整理手段とを具備することを特徴とする運行管理制御装
   置。
2. 【請求項２】 停止位置である複数のノードと、前記ノ
   ード間を接続する接続路からなる走行路を走行する複数
   の無人車の運行を制御する運行管理制御方法において、 前記複数の無人車の各最適走行経路を求める第１ステッ
   プと、 前記第１ステップにより得られた複数の最適走行経路に
   おいて、互いに逆方向の走行経路である逆方向区間を求
   める第２ステップと、 前記逆方向区間が無い場合には処理を終了し、他の場合
   には前記逆方向区間のコストを積算する第３ステップ
   と、 前記コストが最も大きい逆方向区間を一方向へ方向付け
   する第４ステップと、 前記方向付けされた走行路で、全ての無人車について再
   び最適走行経路を求める第５ステップと、 を有し、前記第３〜第５ステップを繰り返すことによっ
   て競合のない最適走行経路を求めることを特徴とする運
   行管理制御方法。