JP3755268B2 - 無人搬送車制御装置および無人搬送車制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場等の無人自動搬送システムにお いて、無人搬送車(無人車)の運行を管理し、搬送経路の決定等を行う無人搬送車制御装置およびその方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
工場などの自動搬送システムでは、限られたスペースで生産量をアップさせるため、狭い走行路に複数台の無人搬送車を投入することがある。また、工場内の装置の保守などで走行路が閉鎖されると無人搬送車同士が干渉しあって、移動できなくなる状態が発生する。
【0003】
無人搬送車を現在地から目的地へ進めるための経路を求めるのに、最短経路探索手法がよく使用される。この場合、最短の指標を何にするかにより様々なバリエーションがあるが、移動距離を指標とする場合と、移動時間を指標とする場合が代表的である。移動距離を指標とする場合は、ノード間の距離の総和が最小となる経路が選択され、移動時間を指標とする場合は、ノード間の移動時間の総和が最小となる経路が選択される。
【0004】
ノード間の走行方向が一方向に決まっている場合は、上述した最短経路探索手法が妥当な手法であるが、図11に示すように走行路におけるノード間を両方向へ移動でき、かつある区間が閉鎖される走行路の場合、複数の無人搬送車を効率よく、互いに干渉させず移動させようとすると、出願人の先の出願、すなわち、特願平09−122557(以下、「先の出願」と称する)で述べたような工夫が必要となる。
【0005】
従来例である先の先願について図12を参照して説明する。この図において、200は運行制御部であり、CPU(中央処理装置)、ROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)等からなる処理装置である。
経路決定部213は、CPU等により構成され、各無人搬送車の最適な走行経路および動作順序を決定する。運行制御部200は、経路決定部213を起動し、該経路決定部213が求めた各無人搬送車の走行経路に基づいて無人搬送車の運行制御を行う。
【0006】
搬送実行テーブルメモリ201は、本装置の制御対象となる無人搬送システムに与えられる仕事に関するデータをプールしておく記憶領域である。
計画結果格納メモリ203は、経路決定部213において計画された各無人搬送車の確定経路、及び、走行路上において無人搬送車が停止可能な各ノードに関する予約シーケンス等を記憶する領域である。運行制御部200は、計画結果格納メモリ203内のデータをチェック・参照し、各無人搬送車への走行指示を出力する。
【0007】
計画指示データメモリ204は、各無人搬送車の目的地やそこでの作業内容を記憶している。経路決定部213は、計画指示データメモリ204のデータに基づいて、経路計画および動作計画を立てる。
無人車データメモリ205は、各無人搬送車の位置などの情報を記憶する。運行制御部200は、無人車インターフェース211から各無人搬送車の状態を逐次受信し、その内容を元に無人車データメモリ205の内容を更新する。
経路決定部213による計画動作が終了し、そのデータが計画結果格納メモリ203へ格納されると、運行制御部200はその内容を調べて、計画が成功していれば、運行制御データメモリ206へ当該データをコピーする。
【0008】
走行路データメモリ212は、ノードや区間の情報、および、区間の閉鎖など現在の走行路の状況を記憶している。
運行制御部200は、搬送実行テーブルメモリ201および無人車データメモリ205を参照して、未割当の仕事の存在および仕事を持たない無人搬送車の存在を確認した場合、その参照データを元に、計画指示データメモリ204に経路確定レベルや目的ノード等をセットし、経路決定部213を起動する。
【0009】
次に、上記構成による無人搬送車制御装置の動作を説明する。先の先願においては、探索木において移動するノード数に対応する探索深さの順に展開していき、目標状態を示す目標節点に達したら、探索を打ち切っていた。
たとえば、図11の場合は、走行路上に無人搬送車#1および#2が存在し、無人搬送車#1は、ノード6に位置しており、図13に示すように移動先の目的地がノード1となっている。このとき、無人搬送車#2は、ノード1に位置しており、移動先の目的地がない状態(作業予定がない状態)である。
【0010】
図11に示す状態における探索木の構成は、図14に示す形状となる。図14において、節点1:(6、1)を探索木の開始点である根節点として、順次、無人搬送車#1および#2の移動可能なノードに対応した子節点を下の方向に作成していく。ここで、1:(6、1)において、「1:」は一番最初に作成した節点番号を示しており、「(6、1)」は、無人搬送車#1がノード6に位置し、無人搬送車#2がノード1に位置していることを示しているノード集合であり節点のラベルとしている。また、たとえば、節点10:(8、1)は、10番目に作成された節点であり、無人搬送車#1はノード8に位置し、無人搬送車#2はノード1に位置していることを示している。したがって、根節点1:(6、1)は、図11に示す無人搬送車#1および#2の位置を示している。
【0011】
図14に示す様に、無人搬送車#1および#2が互いに干渉しない移動先のノードとして、根節点1:(6、1)から節点番号2、3、4および5の4つの子節点が展開される。たとえば、節点番号2の節点2:(5、1)は、根節点1:(6、1)の状態から無人搬送車#1をノード6からノード5へ移し、無人搬送車#2を移動させずノード1に位置させる状態を示す。
このように、ある節点(親節点として考える)の無人搬送車の配置から、無人搬送車#1および#2のいずれか(複数の無人搬送車が存在する場合には、この内の1台)を隣のノードへ移した状態を子節点として順次作成していき、無人搬送車#1および#2の双方が目的とするノードへ到達した段階において探索木における経路探索処理が終了する。
【0012】
ここで、親節点5:(5、2)からラベル(5、2)、(7、2)、(6、3)および(6、8)の4つの子節点が作成可能であるが、ラベル(5、2)および(7、2)とは、節点番号7および節点番号9において、すでに作成されているために親節点5:(5、2)から作成されない。そして、ラベル(6、3)および(6、8)は、節点番号12と節点番号15とにおいて作成されている。これは、探索木を作成する場合における「枝刈り」と称され、探索木における節点数の爆発的な増加を抑制するために行われる処理である。
また、移動先としての目的のノードを有していない無人搬送車#2がどのノードに位置しても良いため、無人搬送車#1が移動目的のノードであるノード1に初めて到達した61:(1、3)を最終状態として、探索木の作成で行われる経路探索は終了する。
【0013】
図14に示す探索木において、根節点1:(6、1)から図に示す太線を矢印の方向に辿ると、無人搬送車#1および#2の始めに位置していたノードから最終的な目的地であるノードへ位置するまでの遷移系列は以下の様になる。
1:(6,1)→4:(9,1)→10:(8,1)→22:(8,2)→36:(8,3)→49:(2,3)→61:(1,3)
そして、この遷移系列から無人搬送車(無人搬送車)#1および#2の走行経路が図15に示すように、またノード予約表が図16に示すように求められる。
【0014】
この図15に示す走行経路に沿い、かつ図16に示すノード予約表のノード予約順序に従い、無人搬送車#1および#2を移動させて行くことにより、無人搬送車#1および#2は、現在位置するノードから目的のノードまでお互いに干渉せずに導かれる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上述した先の出願の方法は、深さ「0」の根節点1:(6、1)、深さ「1」の節点番号2〜5および深さ「3」の節点番号6〜13というように、同じ深さの節点を全て展開してから次の深さの節点に移る横型探索のため、探索木の探索深さが最も小さく、無人搬送車が目標のノードに達する遷移系列が得られる異になる。すなわち、無人搬送車の移動ノード数の合計が最も少ない経路が求められる。その結果、図15に示す最短経路が探索されるものであるが、この方法にも、以下に述べるような課題が存在する。
【0016】
走行路が図11に示すような場合を考える。図11を見れば分かるように、無人搬送車#1および#2の走行経路としては、以下に示す経路のほうが走行距離が短く、かつ横行回数が少ない等の点で最適経路である。
無人搬送車#1 : 6→5→4→3→2→1
無人搬送車#2 : 1→2→8
ここで、横行とは、きついカーブにおいて走行を一旦停止し、垂直方向に方向転換を行いカーブを走行することを言い、一旦停止を行うために時間的な損失が大きい。そのため、無人搬送車の走行性能によっては、横行の少ない走行路を選択する必要がある。
【0017】
このような、走行経路の良否を判断する評価基準として、現在ノードから目的ノードまでの「最短距離」および「最短時間」が代表的である。ここで、現在ノードから目的ノードまでの「最短距離」とは、無人搬送車の総走行距離が最小である場合を意味し、現在ノードから目的ノードまでの「最短時間」とは無人搬送車の総走行時間が最小である場合を意味している。しかしながら、先の先願の経路探索においては、移動するノード数が最も少ない探索の深さで終了してしまうため、「最短距離」および「最短時間」の経路探索を行えない欠点がある。
【0018】
本発明は、このような背景の下でなされたもので、投入された無人搬送車の台数が多く、全ての無人搬送車について計画が立てられない場合であっても、できるだけ多くの無人搬送車について所定の評価基準に基づき新規計画を立て、搬送能力の向上を図ることのできる無人搬送車制御装置および方法を提供することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
請求項1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とからなる走行路を移動する複数の無人搬送車の運行を計画する無人搬送車制御装置において、各無人搬送車の現在地の情報を有する着目節点を作成し、該着目節点を所定の探索木の最上位節点とする親節点作成手段と、各無人搬送車の目的地の情報を有する目標節点を作成する目標節点作成手段と、前記着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断する一致判断手段と、前記一致判断手段において前記着目節点と前記目標節点とが不一致の場合には、前記探索木から前記着目節点を親節点として展開済みでない節点を取り出す節点検出手段と、前記節点検出手段で取り出された節点について、該節点が示す無人搬送車の位置を隣のノードに変えて子節点とし、かつ前記親節点のノードから前記子節点のノードまでの間にあるノードのノード間の評価値を積算し、積算結果の積算値を前記子節点に登録されているノード番号に加え、前記子節点に登録することにより新たな子節点を作成する子節点作成手段と、前記子節点作成手段で作成された子節点に登録された無人搬送車のノード番号を調べ、無人搬送車同士が衝突しないか否かを判断し、衝突する場合には、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる衝突判断手段と、前記衝突判断手段において各無人搬送車が衝突しない場合には、前記子節点作成手段で作成された前記子節点に登録された各無人搬送車のノード番号が同一となる他の節点が探索木にあるか否か判断し、該同一となる他の節点が既に探索木にある場合には、前記子節点の前記積算値が前記同節点より高い評価のとき、前記同節点を探索木から削除し、前記子節点作成手段で作成された該子節点を、該子節点の親節点の下位に登録し、該子節点を着目節点とし、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させ、また、前記子節点の前記積算値が前記同節点より低い評価のとき、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる既存在手段と、前記既存在手段において該節点が探索木にない場合には、前記節点作成手段で作成された子節点を前記節点検出手段で取り出された節点の下位に登録し、該子節点を着目節点とし、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる登録手段と、前記一致判断手段において着目節点と目標節点とが一致した場合には、該着目節点から前記最上位節点までを結ぶ節点の列に基づいて、前記走行路における無人搬送車の運行計画を作成する運行計画作成手段とを具備することを特徴とする。
【0020】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の無人搬送車制御装置において、走行路を探索する評価基準が最短距離の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の距離データであることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の無人搬送車制御装置において、走行路を探索する評価基準が最短時間の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の前記無人搬送車の走行時間データであることを特徴とする。
【0021】
請求項4記載の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の無人搬送車制御装置において、前記一致判断手段は、前記目標節点において目的地が設定されていない無人搬送車については、前記着目節点における位置と該目標節点における目的地とが一致すると見なすことを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の無人搬送車制御装置において、前記運行計画作成手段で作成される運行計画は、各無人搬送車の現在地から目的地までの移動経路を示す情報、および、各ノードに停車する無人搬送車の停車の順番を示す情報からなることを特徴とする。
【0022】
請求項6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とからなる走行路を、請求項1から請求項5のいずれかに記載の無人搬送車制御装置を動作させ、移動する複数の無人搬送車の運行を計画する無人搬送車制御方法において、親節点作成手段が各無人搬送車の現在地の情報を含む着目節点を作成し、該着目節点を所定の探索木の最上位節点とする親節点作成過程と、目標節点作成手段が各無人搬送車の目的地の情報を含む目標節点を作成する目標節点作成過程と、一致判断手段が前記着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断する一致判断過程と、前記一致判断過程において前記着目節点と前記目標節点とが不一致の場合には、節点検出手段が前記探索木から前記着目節点を親節点として展開済みでない節点を取り出す節点検出過程と、子節点作成手段が前記節点検出過程で取り出された節点について、該節点が示す無人搬送車の位置を隣のノードに変えて子節点とし、かつ前記親節点のノードから前記子節点のノードまでの間にあるノードのノード間の評価値を積算し、積算結果の積算値を前記子節点に登録されているノード番号に加え登録することにより新たな子節点を作成する子節点作成過程と、衝突判断手段が前記子節点作成過程で作成された子節点に登録された無人搬送車のノード番号を調べ、無人搬送車同士が衝突しないか否かを判断し、衝突する場合、一致判断過程にて着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる衝突判断過程と、前記衝突判断過程において各無人搬送車が衝突しない場合には、既存在手段が前記子節点作成過程で作成された前記子節点に登録された各無人搬送車のノード番号と同一となる他の節点が探索木にあるか否か判断し、該同一となる他の節点が既に探索木にある場合には、前記子節点の前記積算値が前記同節点より高い評価のとき、前記同節点を探索木から削除し、前記子節点作成過程で作成された該子節点を、該子節点の親節点の下位に登録し、該子節点を着目節点として、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させ、また、前記子節点の前記積算値が前記同節点より低い評価のとき、何も行わず一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる既存在過程と、登録手段が前記既存在過程において該節点が探索木にない場合には、前記節点作成過程で作成された子節点を前記節点検出過程で取り出された節点の下位に登録し、該子節点を着目節点とし、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる登録過程と、前記一致判断過程において着目節点と目標節点とが一致した場合には、該着目節点から前記最上位節点までを結ぶ節点の列に基づいて、運行計画作成手段が前記走行路における無人搬送車の運行計画を作成する運行計画作成過程とを具備することを特徴とする。
【0023】
請求項7記載の発明は、請求項6に記載の無人搬送車制御方法において、走行路を探索する評価基準が最短距離の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の距離データとすることを特徴とする無人搬送車制御方法。
請求項8記載の発明は、請求項6に記載の無人搬送車制御方法において、走行路を探索する評価基準が最短時間の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の前記無人車の走行時間データとすることを特徴とする。
請求項9記載の発明は、請求項6ないし請求項8いずれかに記載の無人搬送車制御方法において、前記一致判断過程において、一致判断手段が、前記目標節点において目的地が設定されていない無人搬送車については、前記着目節点における位置と該目標節点における目的地とが一致すると見なすことを特徴とする。
【0024】
請求項10記載の発明は、請求項6ないし請求項8いずれかに記載の無人搬送車制御方法において、前記運行計画作成手段の作成する運行計画が、各無人搬送車の現在地から目的地までの移動経路を示す情報、および、各ノードに停車する無人搬送車の停車の順番を示す情報からなることを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】
§1.第一実施形態
以下、図面を参照して、この発明の第1実施形態について説明する。
(1)構成および動作
図1は、この発明の第1実施形態による無人搬送車制御装置の構成例を示すブロック図である。この図に示す装置は、先の出願(特願平09−122557)の図11に示す走行路データメモリ212が走行路・コストデータメモリ101に、経路決定部213が経路決定部102に置き換わったものである。
【0029】
この図において、運行制御部200は、CPU(中央処理装置)、ROM(リードオンリメモリ)、RAM(ランダムアクセスメモリ)等からなる処理装置である。
経路決定部102は、CPU等により構成され、各無人搬送車の最適な走行経路および動作順序を決定する。運行制御部200は、経路決定部102を起動し、該経路決定部102が求めた各無人搬送車の走行経路に基づいて無人搬送車の運行制御を行う。
【0030】
搬送実行テーブルメモリ201は、本装置の制御対象となる無人搬送システムに与えられる仕事に関するデータをプールしておく記憶領域である。
計画結果格納メモリ203は、経路決定部102において計画された各無人搬送車の確定経路、及び、走行路上において無人搬送車が停止可能な各ノードに関する予約シーケンス等を記憶する領域である。運行制御部200は、計画結果格納メモリ203内のデータをチェック・参照し、各無人搬送車への走行指示を出力する。
【0031】
計画指示データメモリ204は、各無人搬送車の目的地やそこでの作業内容を記憶している。経路決定部102は、計画指示データメモリ204のデータに基づいて、経路計画および動作計画を立てる。
無人車データメモリ205は、各無人搬送車の位置などの情報を記憶する。運行制御部200は、無人車インターフェース211から各無人搬送車の状態を逐次受信し、その内容を元に無人車データメモリ205の内容を更新する。
経路決定部102による計画動作が終了し、そのデータが計画結果格納メモリ203へ格納されると、運行制御部200はその内容を調べて、計画が成功していれば、運行制御データメモリ206へ当該データをコピーする。
【0032】
走行路・コストデータメモリ101は、ノードや区間の情報、および、区間の閉鎖など現在の走行路の状況および区間のコストデータを記憶している。区間のコストとは、無人搬送車の始めに位置していたノードから目的とするノードまでの走行経路である区間の良否を判断する評価の基礎となるデータである。一実施形態において、評価基準が「最短距離」の場合のコストデータは区間の両端のノード間の距離であり、評価基準が「最短時間」の場合のコストデータは区間の移動に要する時間である。
【0033】
運行制御部200は、搬送実行テーブルメモリ201および無人車データメモリ205を参照して、未割当の仕事の存在および仕事を持たない無人搬送車の存在を確認した場合、その参照データを元に、計画指示データメモリ204に経路確定レベルや目的ノード等をセットし、経路決定部102を起動する。経路決定部102における経路決定処理は、図2に示す探索木を作成しながら、現在位置するノードから目的とするノードまでの走行計画を求めていく。探索木上において長円で示される節点は、各無人搬送車の存在するノードの番号の集合と最初の節点(親節点)から現在位置する節点までのコストの積算値との情報からなるラベルを有する。
【0034】
次に、上記構成による無人搬送車制御装置の動作を図1および図3を参照して説明する。図3は、本実施形態による経路決定部102の動作の一例を示すフローチャートである。
ステップS1において、まず始めに、無人車データメモリ205および計画指示データメモリ204を参照して、経路を決定すべき無人搬送車およびその現在地/目的地を求める。
【0035】
そして、走行経路を決定すべき各無人搬送車の現在地を並べたラベルを持つ親節点を作成する。ここで、上記親節点のラベルは、一例として、
(無人搬送車#1の現在地,無人搬送車#2の現在地,…,無人搬送車#nの現在地)
となる。但し、このラベルにおいて、各無人搬送車の現在地は、必ずしも、無人搬送車の番号の小さい順番に並べる必要はない。
親節点の作成後、この親節点を探索木に登録する。
【0036】
次に、各無人搬送車の目的地を並べたラベルを持つ目標節点を作成する。ここで、上記目標節点のラベルは、一例として、
(無人搬送車#1の目的地,無人搬送車#2の目的地,…,無人搬送車#nの目的地)
となる。但し、このラベルにおいて、各無人搬送車の目的地の並び順は、親節点のラベルにおける各無人搬送車の現在地の並び順と同じ順番でなければならない(以後作成する節点も同様)。また、このラベルにおいて、仕事が与えられていない等により、目的地のない無人搬送車については、そのことを示す符号(一例として、”*”とする)が、目的地の代わりにセットされる。
最後に、親節点を着目節点とし、ステップS2へ進む。
【0037】
次に、ステップS2において、着目節点のラベルと目標節点のラベルとが比較され、両ラベルが一致するか否かの判断が行われる。
すなわち、このステップでは、着目節点のラベルに記載された現在地と、目標節点のラベルに記載された目的地とを、各無人搬送車毎に比較し、該現在地と該目的地とが全ての無人搬送車について等しいならば、両ラベルは一致すると判断する。
【0038】
但し、目的地のない無人搬送車(すなわち、目的地が上記符号*である無人搬送車)に関しては、該無人搬送車の現在地にかかわらず、該無人搬送車の現在地と目的地とは等しいと見なす。
この判断結果が「NO」の場合、すなわち、着目節点のラベルと目標節点のラベルとが一致しない場合に処理は、ステップS3へ進む。
また、この判断結果が「YES」の場合、すなわち、着目節点のラベルと目標節点のラベルとが一致しない場合に処理は、ステップS4へ進む。
【0039】
次に、ステップS4において、探索木における経路探索で新しい目標節点が得られたとき、この目標節点へ至る経路の積算コストより大きい積算コストを持つ節点を全て「展開済み」とする。この結果、前記目標節点を超える積算コストを有する節点は、この後に展開されなくなる。ここで、積算コストは、区間のコストを根節点から現在位置する節点まで積算したものである。
【0040】
次に、ステップS3において、探索木を調べて、最初に検出された展開済みでない節点を取り出し、ステップS5へ進む。ここで、「展開済みでない節点」とは、次に述べるステップS5の方法で子節点を作成することが可能な節点を指す。
【0041】
次に、ステップS5において、ステップS3で行われた探索木の中における展開する節点の調査の結果、展開する節点が有りと判断された場合、処理はステップS6へ進む。
【0042】
次に、ステップS6において、ステップS3で取り出した節点について、いずれか一台の無人搬送車の位置を隣のノード(但し、該位置から隣のノードへ移動できることが必要)に変えた無人搬送車の位置集合および隣のノードへの区間のコストを現積算コストへ加えた積算コストを有するラベルを、移動可能な全ての無人搬送車の全てのノードについて作成し、各ラベルを有する子節点をそれぞれ作成する。そして、子節点が作成終了した時点において、処理はステップS7へ進む。
【0043】
次に、ステップS7において、ステップS6で作成された各子節点について、該子節点のラベルに記載された各無人搬送車の位置を調べ、無人搬送車同士が干渉関係にないか否かを判断する。そして、この判断結果が「YES」の子節点、すなわち、無人搬送車同士が干渉関係にない節点のみを取り出し、ステップS8へ進む。
【0044】
次に、ステップS8において、ステップS7を通過した子節点について、該子節点のラベルと同じラベルを有する節点が既に探索木に登録されているか否かが判断される。そして、この判断結果が「NO」の子節点、すなわち、探索木に登録されていない節点のみが取り出され、ステップS9へ進む。
【0045】
次に、ステップS9において、ステップS8を通過した子節点およびその親節点(すなわち、展開した節点)が、探索木の最後に加えられる。なお、当然のことながら、探索木の最初の節点(最上位の節点、根節点)には、親節点は存在しない。そして、探索木に加えた子節点を着目節点とした後、処理はステップS2へ進む。
【0046】
一方、ステップS7の判断結果が「NO」の場合、すなわち、ステップS6で作成された子節点が可能な状態でない(無人搬送車同士が衝突する)場合には、ステップS2へ進む。
また、ステップS8の判断結果が「YES」の場合、すなわち、ステップS6で作成された子節点のラベルと同じラベルを有する節点が既に探索木にある場合、処理は、ステップS10へ進む。
【0047】
次に、ステップS10において、ステップS6で作成された子節点とこの子節点の位置集合に対して同じ位置集合を有するすでに探索木にある子節点(同節点と呼ぶ)との積算コストの比較を行う。この結果、ステップS6において作成された子節点のコストが同節点のコストより大きいか等しい場合、判定は「NO」となりステップS2へ進む。
【0048】
また、ステップS6において作成された子節点のコストが同節点のコストより小さい場合、判定は「YES」となりステップS11へ進む。
次に、ステップS11において、ステップS10でステップS6において作成された子節点のコストより大きいと判断された同節点および同節点の下にある子節点を全て探索木から削除する。同節点およびその子節点に対する削除の処理が終了した後、処理はステップS9へ進む。
【0049】
一方、ステップS5の判断結果が「YES」の場合、すなわち、着目節点のラベルと目標節点のラベルとが一致する場合には、ステップS12へ進む。
【0050】
次に、ステップS12において、まず、目標節点と一致した子節点を起点として、該起点から上位方向へ、親節点が存在する限り、探索木を順次遡っていき、その過程で通過する各節点のラベルを、通過順とは逆の順番で並べる。
この位置集合の並び(位置集合列)は、一例として、以下のようになる。
上記位置集合列において、位置集合1は、各無人搬送車の現在地を並べた位置集合(探索木の最初の親節点の位置集合)であり、位置集合mは、目標節点のラベルとなる。
【0051】
次に、上記位置集合列に基づいて、無人搬送車経路表、および、ノード予約表を求める。
この無人搬送車経路表およびノード予約表の求め方の概要を以下に示す。
▲1▼ 無人搬送車経路表における各無人搬送車の経路欄、および、ノード予約表における各ノードの予約シーケンス欄を空欄にする(初期化)。また、現在の処理対象となる位置集合として、上記位置集合列のうちの位置集合1をセットする。
【0052】
▲2▼ 無人搬送車経路表について、処理対象位置集合における各無人搬送車のノードを、対応する無人搬送車の経路欄にセットする。また、ノード予約表について、処理対象位置集合における各ノードの予約シーケンス欄に、対応する無人搬送車の番号をセットする。
▲3▼ 現位置集合の次の集合を次位置集合とする。もし、現処理対象位置集合が位置集合mである場合(すなわち、最終位置集合である場合)には、処理を終了する。それ以外の場合には、▲4▼へ進む。
【0053】
▲4▼ 処理対象位置集合と、該処理対象位置集合の次の位置集合とを比較し、該次位置集合において、処理対象位置集合と異なるノードおよびその無人搬送車を検出する。無人搬送車経路表について、該検出されたノードを、対応する無人搬送車の経路欄にその異なるノードを加える(表記上は、「→異なるノード」)。また、ノード予約表について、該検出されたノードの予約シーケンス欄に、対応する無人搬送車の番号を追加する。
▲5▼ 処理対象位置集合を上記次位置集合に更新して、▲3▼へ戻る。
以上で、上記構成による無人搬送車制御装置の動作説明を終了する。
【0054】
(2)具体例1
次に、具体的な例を挙げて、一実施形態による無人搬送車制御装置の動作を以下に説明する。
本具体例では、図4に示すような走行路において、無人搬送車の台数は2台(無人搬送車#1および無人搬送車#2)である。図4は、各ノード間の区間のコストを示したものである。本具体例の場合「最短距離」を評価基準とし、区間のコストには、両端のノード間の距離を100mm単位で設定している。たとえば、ノード1とノード2との間の距離は、2000mmであることを示している。各無人搬送車の現在地のノード番号および目的地のノード番号は、図5に示す通りであるとする。
【0055】
次に、図3のフローチャートに基づいて、経路決定部102の動作を説明する。
図6は、本具体例で作成される探索木の一例を示す説明図である。
まず、無人搬送車#1および無人搬送車#2の現在地に基づいて、一集合(6,1)および積算コスト0のラベルを有する親節点が作成される。図6においては、一番最初に作成された節点であることを明示するため、1:(6,1),0と表記されている。
また、無人搬送車#1および無人搬送車#2の目的地のノード番号に基づいて、位置集合(1,*)を有する目標節点を作成する。
【0056】
次に、節点1の位置集合(6,1)と目標節点の位置集合(1,*)とは、一致しないので、この節点1を親として子節点が作成される。無人搬送車#1が位置するノード6の隣接ノードは、ノード5、ノード7およびノード9であり、無人搬送車#2が位置するノード1の隣接ノードはノード2である。したがって、子節点としては、
▲1▼ (5,1),15
▲2▼ (9,1),20
▲3▼ (6,2),20
の3節点が考えられる。
【0057】
そして、この3つの子節点にの全てについて、図3のフローチャートのステップS7における展開が「可能な状態?」の判断を行う。▲1▼、▲2▼および▲3▼の3つの子節点のラベルの各無人搬送車の位置を調べると、これら3つの子節点の全ての位置集合において無人搬送車#1および#2が衝突しない状態にあるため、展開が「可能な状態」である。
【0058】
次に、この3つの子節点にの全てについて、図3のフローチャートのステップS8における「展開済み?」の判断を行う。すなわち、▲1▼、▲2▼および▲3▼の3つの子節点それぞれの無人搬送車の位置集合がすでに探索木にあるかどうかを調べると、これら3つの子節点のいずれも探索木に存在しないため、「展開済み」でないと判断される。
【0059】
この結果、図6に示す様に3つの子接点は、それぞれ以下のように節点番号が付けられ探索木に登録される。
▲1▼ 2:(5,1),15
▲2▼ 3:(9,1),20
▲3▼ 4:(6,2),20
【0060】
次に、経路決定部102は、コストが最も低い▲1▼の位置集合2:(5,1),15を次に展開する節点として選択する。そして、▲1▼の子節点としては、以下に示す節点が考えられる。
▲4▼ (6,1),30
▲5▼ (4,1),30
▲6▼ (5,2),35
【0061】
しかしながら、▲4▼は節点1と位置集合が同一なため、展開済みとして探索木に登録されない。したがって、▲5▼および▲6▼のみが
▲5▼ 5:(4,1),30
▲6▼ 6:(5,2),35
として、図6に示す様に探索木に登録される。
【0062】
ここで、子節点5の積算コストは、親節点である節点2の積算コスト「15」に無人搬送車#1を移動させたノード5およびノード4の間の区間のコスト「15」を加えた「30」となっている。同様に、子節点6の積算コストは、親節点である節点2の積算コスト「15」に無人搬送車#2を移動させたノード1およびノード2の間の区間のコスト「20」を加えた「35」となっている。
【0063】
そして、上述した処理を行った結果、図7に示すように節点21:(2,1)60を展開した時点において、節点21と位置集合が等しい節点15:(2,1),100が探索木に存在する。ここで、節点15の積算コストは、節点21の積算コストよりも大きい。このことは、図7における節点1から節点15までの経路より節点1から節点21までの経路の方が同じ無人搬送車の配置とさせるコストが低い子とを示している。したがって、接点15は不要と見なされ、探索木から削除される。そして、この節点1から節点15までの経路は、無人搬送車の経路に相当する。
【0064】
さらに位置集合の展開が進められた図8に示す探索木の節点33の子節点である節点39:(1,3),155は、無人搬送車#1が図5に示す目的のノードへ到達した位置集合を示す目標節点である。ところが、すでに探索木にある節点番号39以降の節点において、節点39の積算コストより大きい積算コストを有する節点が存在しないため、節点39による枝刈りはない。
【0065】
そして、次に作成される節点36の子節点である節点43:(1,8),120も図5に示す目的のノードへ到達した位置集合を示す目標節点である。この時点において、展開済みでない節点37から節点42までのうち節点42以外の節点の積算コストは、節点43の積算コストよりも大きい。したがって、節点37から節点41までの節点は、展開済みとされる。
【0066】
これにより、節点36において節点43を展開した後、展開済みでない節点は、節点節点42および節点43のみである。しかしながら、節点42には展開できる子節点がなく、節点43は目標節点である。したがって、図8に示す探索木における節点には、展開できる節点が存在しない。
【0067】
以上の結果により、図8から位置集合列が以下も様に求まる。
位置集合1 :(6,1) (←節点1)
位置集合2 :(5,1) (←節点2)
位置集合3 :(4,1) (←節点5)
位置集合4 :(3,1) (←節点11)
位置集合5 :(3,2) (←節点22)
位置集合6 :(3,8) (←節点30)
位置集合7 :(2,8) (←節点36)
位置集合8 :(1,8) (←節点43)
【0068】
上述した位置集合列から、図9に示す無人搬送車の走行経路および図10に示すノード予約表が生成される。
上記の動作説明において、評価基準としてノード間の距離を用いたが、評価基準として無人搬送車のノード間の移動時間を用いることも可能である。
上述したように、本発明による位置実施形態においては、無人搬送車#1および無人搬送車#2の走行経路を決定する探索処理において、走行経路の位置集合で形成された探索木における探索処理に最適な走行経路探索のための評価基準を導入している。このため、始点のノードから目的ノードまでの走行経路の探索木の枝刈りをしながら全ての可能性を調べることが可能となり、走行距離または走行時間での評価基準に基づき最適な無人搬送車#1および無人搬送車#2の経路計画の生成が行える。
【0069】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【0070】
【発明の効果】
本願発明によれば、複数の無人搬送車の走行計画を決定する走行路探索処理において、ノードに対応する無人搬送車の位置集合で形成された探索木による探索処理に対して、最適な走行経路探索のために走行距離または走行時間等の所定の評価基準が導入されている。このため、始点のノードから目的のノードまでの走行経路の探索において、探索木にある評価基準に基づく評価の悪い位置集合を除去する枝刈りをしながら全ての経路の可能性を調べることが可能となり、所定の評価基準に基づき最適な複数の無人搬送車の経路計画の生成が行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1実施形態による無人搬送車制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図2】 探索木の一例を示す説明図である。
【図3】 この発明の一実施形態による無人搬送車制御装置の動作例を示すフローチャートである。
【図4】 同実施形態の具体例の動作説明における走行路を示す説明図である。
【図5】 同具体例における無人搬送車の現在地と目的地を示す説明図である。
【図6】 同具体例における探索木の一例を示す説明図である。
【図7】 同具体例における探索木の一例を示す説明図である。
【図8】 同具体例における探索木の一例を示す説明図である。
【図9】 同実施形態の具体例において得られた無人搬送車の走行経路を示す説明図である。
【図10】 同具体例において得られたノードの予約シーケンスを示す説明図である。
【図11】 従来例による無人搬送車制御装置の構成を示すブロック図である。
【図12】 従来例による無人搬送車制御装置の動作説明における走行路を示す説明図である。
【図13】 従来例による無人搬送車制御装置の現在地と目的地を示す説明図である。
【図14】 従来例による無人搬送車制御装置における探索木の一例を示す説明図である。
【図15】 従来例において得られた無人搬送車の経路を示す説明図である。
【図16】 従来例において得られたノードの予約シーケンスを示す説明図である。
【符号の説明】
101……走行路・コストデータメモリ
200……運行制御部
201……搬送実行テーブルメモリ
203……計画結果格納メモリ
204……計画指示データメモリ
205……無人車データメモリ
206……運行制御データメモリ
211……無人車インターフェース
213……経路決定部
Claims (10)
- 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とからなる走行路を移動する複数の無人搬送車の運行を計画する無人搬送車制御装置において、
各無人搬送車の現在地の情報を有する着目節点を作成し、該着目節点を所定の探索木の最上位節点とする親節点作成手段と、
各無人搬送車の目的地の情報を有する目標節点を作成する目標節点作成手段と、
前記着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断する一致判断手段と、
前記一致判断手段において前記着目節点と前記目標節点とが不一致の場合には、前記探索木から前記着目節点を親節点として展開済みでない節点を取り出す節点検出手段と、
前記節点検出手段で取り出された節点について、該節点が示す無人搬送車の位置を隣のノードに変えて子節点とし、かつ前記親節点のノードから前記子節点のノードまでの間にあるノードのノード間の評価値を積算し、積算結果の積算値を前記子節点に登録されているノード番号に加え、前記子節点に登録することにより新たな子節点を作成する子節点作成手段と、
前記子節点作成手段で作成された子節点に登録された無人搬送車のノード番号を調べ、無人搬送車同士が衝突しないか否かを判断し、衝突する場合には、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる衝突判断手段と、
前記衝突判断手段において各無人搬送車が衝突しない場合には、前記子節点作成手段で作成された前記子節点に登録された各無人搬送車のノード番号が同一となる他の節点が探索木にあるか否か判断し、該同一となる他の節点が既に探索木にある場合には、前記子節点の前記積算値が前記同節点より高い評価のとき、前記同節点を探索木から削除し、前記子節点作成手段で作成された該子節点を、該子節点の親節点の下位に登録し、該子節点を着目節点とし、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させ、また、前記子節点の前記積算値が前記同節点より低い評価のとき、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる既存在手段と、
前記既存在手段において該節点が探索木にない場合には、前記節点作成手段で作成された子節点を前記節点検出手段で取り出された節点の下位に登録し、該子節点を着目節点とし、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる登録手段と、
前記一致判断手段において着目節点と目標節点とが一致した場合には、該着目節点から前記最上位節点までを結ぶ節点の列に基づいて、前記走行路における無人搬送車の運行計画を作成する運行計画作成手段と
を具備することを特徴とする無人搬送車制御装置。 - 請求項1記載の無人搬送車制御装置において、走行路を探索する評価基準が最短距離の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の距離データであることを特徴とする無人搬送車制御装置。
- 請求項1記載の無人搬送車制御装置において、走行路を探索する評価基準が最短時間の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の前記無人搬送車の走行時間データであることを特徴とする無人搬送車制御装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の無人搬送車制御装置において、前記一致判断手段は、前記目標節点において目的地が設定されていない無人搬送車については、前記着目節点における位置と該目標節点における目的地とが一致すると見なすことを特徴とする無人搬送車制御装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の無人搬送車制御装置において、前記運行計画作成手段で作成される運行計画は、各無人搬送車の現在地から目的地までの移動経路を示す情報、および、各ノードに停車する無人搬送車の停車の順番を示す情報からなることを特徴とする無人搬送車制御装置。
- 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とからなる走行路を、請求項1から請求項5のいずれかに記載の無人搬送車制御装置を動作させ、移動する複数の無人搬送車の運行を計画する無人搬送車制御方法において、
親節点作成手段が各無人搬送車の現在地の情報を含む着目節点を作成し、該着目節点を所定の探索木の最上位節点とする親節点作成過程と、
目標節点作成手段が各無人搬送車の目的地の情報を含む目標節点を作成する目標節点作成過程と、
一致判断手段が前記着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断する一致判断過程と、
前記一致判断過程において前記着目節点と前記目標節点とが不一致の場合には、節点検出手段が前記探索木から前記着目節点を親節点として展開済みでない節点を取り出す節点検出過程と、
子節点作成手段が前記節点検出過程で取り出された節点について、該節点が示す無人搬送車の位置を隣のノードに変えて子節点とし、かつ前記親節点のノードから前記子節点のノードまでの間にあるノードのノード間の評価値を積算し、積算結果の積算値を前記子節点に登録されているノード番号に加え登録することにより新たな子節点を作成する子節点作成過程と、
衝突判断手段が前記子節点作成過程で作成された子節点に登録された無人搬送車のノード番号を調べ、無人搬送車同士が衝突しないか否かを判断し、衝突する場合、一致判断過程にて着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる衝突判断過程と、
前記衝突判断過程において各無人搬送車が衝突しない場合には、既存在手段が前記子節点作成過程で作成された前記子節点に登録された各無人搬送車のノード番号と同一となる他の節点が探索木にあるか否か判断し、該同一となる他の節点が既に探索木にある場合には、前記子節点の前記積算値が前記同節点より高い評価のとき、前記同節点を探索木から削除し、前記子節点作成過程で作成された該子節点を、該子節点の親節点の下位に登録し、該子節点を着目節点として、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させ、また、前記子節点の前記積算値が前記同節点より低い評価のとき、何も行わず一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる既存在過程と、
登録手段が前記既存在過程において該節点が探索木にない場合には、前記節点作成過程で作成された子節点を前記節点検出過程で取り出された節点の下位に登録し、該子節点を着目節点とし、一致判断手段に着目節点と前記目標節点とが一致するか否か判断させる登録過程と、
前記一致判断過程において着目節点と目標節点とが一致した場合には、該着目節点から前記最上位節点までを結ぶ節点の列に基づいて、運行計画作成手段が前記走行路における無人搬送車の運行計画を作成する運行計画作成過程と
を具備することを特徴とする無人搬送車制御装置の無人搬送車制御方法。 - 請求項6に記載の無人搬送車制御方法において、
走行路を探索する評価基準が最短距離の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の距離データとすることを特徴とする無人搬送車制御方法。 - 請求項6に記載の無人搬送車制御方法において、
走行路を探索する評価基準が最短時間の場合、前記評価値は隣接するノードとノードとの間の区間の前記無人車の走行時間データとすることを特徴とする無人搬送車制御方法。 - 請求項6ないし請求項8いずれかに記載の無人搬送車制御方法において、
前記一致判断過程において、一致判断手段が、前記目標節点において目的地が設定されていない無人搬送車については、前記着目節点における位置と該目標節点における目的地とが一致すると見なすことを特徴とする無人搬送車制御方法。 - 請求項6ないし請求項8いずれかに記載の無人搬送車制御方法において、
前記運行計画作成手段の作成する運行計画が、各無人搬送車の現在地から目的地までの移動経路を示す情報、および、各ノードに停車する無人搬送車の停車の順番を示す情報からなることを特徴とする無人搬送車制御方法。
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