JP6649682B2 - 移動プラットフォームの動作方法、制御プログラム、記憶媒体、及び、電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、伝搬時間を基礎とした距離測定装置及び／又は位置測定装置を備えた複数の移動プラットフォーム（フリート）の動作方法に関する。また、本発明は、上記方法を実行するための制御プログラム、記憶媒体、及び、電子制御装置にも関する。

車両、フロアカート、及び、一般の移動プラットフォームにおいて、能動的装置によって環境を検出し、特に距離測定及び／又は位置測定を行うセンサ装置を設けることが公知である。対象物までの距離は電磁波又は音波の伝搬時間から求めることができる。この場合の動作方式としては、測定対象物へ信号が送信され、反射されて戻ってくることを利用して、測定された往復時間から対象物までの距離が計算される。例えば、超音波装置はこうした動作方式を基礎としており、また、レーザー測距装置もこうした動作方式を基礎としている。なお、距離測定のほか、対象物の方向の測定も可能である。装置の構成に応じて種々の手段が存在する。例えば、装置が複数の個別センサを有する場合、いわゆる三辺測量法によって方向を推定できる。こうした方法は車両バンパに設けられているセンサでしばしば用いられている。複数のセンサ（センサアレイ）のフィールドが使用される場合には、例えば、フィールドにおいて同期された複数の個別センサ間の位相差によっても、方向を推定することができる。文献ＤＥ１０２０１００６２９９０Ａ１には、このような距離測定及び／又は位置測定に適した超音波センサ乃至音波センサが示されている。

伝搬時間を基礎とした距離測定及び／又は位置測定の動作方式には、音波パルス又は光パルスを環境へ放射し、反射信号をいわゆるエコーとして検出する方式も存在する。ここで重要なのは、エコーが実際に送信信号にも基づいているということである。つまり、ここでは、同じ動作方式にしたがって距離測定及び／又は位置測定を行う複数のユニットが連続して立ち現れる場合やこれらが空間的に接近する場合に、問題が生じる。

こうした干渉を抑圧する又は少なくとも低減する種々のアプローチが既に存在している。その例として、送信されたパルスを例えばそれぞれの周波数及び／又は振幅によって符号化することが挙げられる。別の手法として、測定信号の反復速度にジッタを予定する、すなわち、自動車技術から公知のランダムな偏差を見込んでおくことが公知である。さらに別の手法として、動作周波数又は符号化法の適応的変更も挙げられる。

文献ＤＥ４０３５５０１Ａ１には、超音波信号を送信してその伝搬時間を測定することにより、道路交通における複数の車両の相対位置を求める方法が示されている。ここでは、車両間での測定の前に、測定環境内の全ての車両に向けて、超音波信号の送信時点又は送信用タイムスロットを含むデータテレグラムが伝送される。

文献ＤＥ４０１６４５８Ａ１には、複数車両間の距離測定を行う装置が示されている。ここでは、情報が電磁波によって少なくとも１つの方向へ伝送され、ついで、音波パルスが反対方向へ伝送される。電磁波によって伝送される情報には、音波パルスの受信時点に関する情報又はそこから導出された情報が含まれている。この場合、車両間通信は時間多重タイムスロット方式で行われる。

ＤＥ１０２０１００６２９９０Ａ１ ＤＥ４０３５５０１Ａ１ ＤＥ４０１６４５８Ａ１

本発明の課題は、複数の移動プラットフォームによる距離測定及び／又は位置測定の相互干渉に基づく衝突又は妨害を確実に回避することである。

この課題は、所定の空間環境における、伝搬時間を基礎とした距離測定及び／又は位置測定のために構成されている複数の移動プラットフォームの動作方法において、複数の移動プラットフォームに対し、中央交換ステーションから、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットを割り当てることにより、解決される。

３つの移動プラットフォームが邂逅する際に、各移動プラットフォームでの距離測定及び／又は位置測定に対し、本発明にしたがってタイムスロットを割り当てる様子を示す概略図である。

ここでの「タイムスロット」とは、ミリ秒の範囲、例えば１０ｍｓから５００ｍｓまでの狭い時間領域を意味している。超音波を基礎とした距離測定装置及び／又は位置測定装置は、例えば約２０ｍｓから１２０ｍｓまでのタイムスロットで動作する。レーザー装置又はレーダー装置ではより短いタイムスロットが適している。本発明によれば、割り当てられるタイムスロットは相互に時間シフトされており、つまり、各タイムスロットの始点及び／又は終点が異なっている。特に有利には、各タイムスロットは相互に重ならない。割り当てられるそれぞれのタイムスロット内で、各移動プラットフォームが距離測定及び／又は位置測定を行うことができる。こうした方法により、距離測定及び／又は位置測定の相互干渉に基づく衝突又は妨害を確実に回避することができる。

移動プラットフォームの動作、特に複数の移動プラットフォームのフリート動作は、とりわけ、個々の移動プラットフォームの距離測定及び／又は位置測定に適した装置を基礎としている。移動プラットフォームは、例えば、保管倉庫もしくは工場内のフロアカートとして、又は、病院もしくは介護施設その他内の移動搬送ロボットとして用いられている。これらは、特には、固有の駆動機構を備え、自動制御によって人員の直接関与なしに自立運動を行うことのできる移動プラットフォームである。こうした移動プラットフォームは自律的に種々の資材又はサンプルの搬送を行う。各移動プラットフォームは、道路、フロア、エレベータ、ホールなどの空間内を自由に移動できる。

距離測定及び／又は位置測定のために、特には、レーザー装置又はレーダー装置又は超音波装置が設けられている。超音波装置は、移動プラットフォームの環境内の人員に超音波が障害的に感知されないので、特に広汎に用いられている。複数の移動プラットフォームが動作している場合、通常、２つ以上の移動プラットフォームが邂逅することを回避できないが、各移動プラットフォームが或る程度空間的に相互に接近すると、個々の移動プラットフォームの距離測定装置及び／又は位置測定装置が相互に干渉を起こす。このことは、距離測定及び／又は位置測定のための送信信号のエコーが自身のものであるか又は他の移動プラットフォームのものであるかを個々の移動プラットフォームが判別できないことを原因としている。したがって、個々の移動プラットフォームの距離測定及び／又は位置測定に誤りが生じ、状況によってはこうした誤りが衝突や妨害などの重大な結果をもたらしうる。

本発明の方法の利点は、個々の移動プラットフォームに対し、特に必要に応じて、つまり状況に依存して、超音波信号もしくはレーザー信号もしくはレーダー信号などの測定パルスを送受信するためのタイムスロットが割り当てられることにより、移動プラットフォームの相互干渉を回避できるということにある。各タイムスロットは相互に時間シフトされているので、或る移動プラットフォームが別の移動プラットフォームの送信信号のエコーを受信し、自身の距離測定及び／又は位置測定の際に誤って評価してしまうおそれが排除される。本発明によれば、各タイムスロットは、制御ユニットとしての中央交換ステーションＺＶＳによって割り当てられる。なお、中央交換ステーションは、場合により、短時間だけローカルに構築することもできる。例えば、関与する移動プラットフォームのうちいずれかの移動プラットフォームの制御装置に短時間だけ制御を担当させることができる。

有利には、タイムスロットの割り当ては、中央交換ステーションによってフェーズごとに行われる。つまり、タイムスロットの割り当ては、動作期間の全体にわたって中断なしに行われるのではなく、所定のフェーズ又は所定の条件が生じた場合にのみ行われる。動作のどのフェーズで割り当てを行うかは、本発明の方法の実施態様に応じて種々に構成できる。

本発明の方法の有利な実施形態では、タイムスロットの割り当ては、移動プラットフォームが移動する環境乃至空間における移動プラットフォームの位置に依存して行われる。空間内の所定位置、例えば交差点領域又は狭い通路などにおいて、複数の移動プラットフォームの邂逅が予測される場合、タイムスロットの割り当てが自動で行われる。これは、一般に、移動プラットフォームを当該領域で緩慢に走行させることに関連している。この場合、各移動プラットフォームの位置を相互に評価する必要なく、狭い通路での移動プラットフォームの相互干渉が回避されるという利点が得られる。

本発明の方法の有利な実施形態によれば、実際に２つ以上の移動プラットフォームが空間的に接近してそもそも干渉が生じる場合にのみ、相応のタイムスロットの割り当てが行われる。有利には、タイムスロットの割り当ては、移動プラットフォーム相互の位置に依存して、特には、少なくとも２つの移動プラットフォームが空間的に相互に接近している場合に、行われる。ここで、「空間的に接近する」とは、複数の移動プラットフォームがそれぞれの距離測定及び／又は位置測定のための信号送信及びエコー受信が混交しうる領域内に位置し、これにより、各移動プラットフォームが他の移動プラットフォームの信号に基づくエコーを誤って受信しうることを意味する。こうした空間的な近接性は、距離測定装置及び／又は位置測定装置の送受信領域（到達距離、レンジ）又は干渉領域として記述される。システム及びセンサ装置の構成に応じて、所定の移動プラットフォームの干渉領域の大きさは、例えば１５ｍまで又は１０ｍまでの半径を有する。例えば、従来の超音波装置では、１２ｍまでの領域で干渉を発生する。各干渉領域の大きさは、有利には、装置構成に応じて設定乃至適合化される。個々の移動プラットフォームの干渉領域が接触又は交差する場合には、本発明により、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットの割り当てが行われる。

中央交換ステーションからのタイムスロットの割り当てによる移動プラットフォームの同期は、移動プラットフォームに関する全情報、例えば位置データが中央交換ステーションに集まるので、特に有利である。中央交換ステーションを介して、干渉領域に移動プラットフォームが入っているか否か、及び、それがどの移動プラットフォームであるかが容易に識別される。有利には、位置情報に対して、共通のグローバルな座標系が使用される。通常は建物及び／又は区域の全体にわたるマップ情報が中央交換ステーションに存在しているので、これらの情報を本発明の方法にも利用できる。中央交換ステーションは、個々の移動プラットフォームを監視し、場合によっては、２つ以上の移動プラットフォームがどの時点で相互の距離測定及び／又は位置測定を妨害しあうように移動するかを識別するタスクを担当する。こうした妨害が生じる場合、測定装置は、交互に所定の時間間隔で測定パルスを送信するよう、中央交換ステーションによって同期される。同期は、有利には、１つの環境内の所定の時点ではつねに唯一の測定パルスしか存在しないように構成されることで達成される。

測定パルスを送信した移動プラットフォーム、すなわち、その時点でアクティブな移動プラットフォームは、他の移動プラットフォームが干渉信号を送信する危険性無しに、通常の方式で環境を検出できる。環境内の他の移動プラットフォームは、そのとき、距離測定及び／又は位置測定に関して不活性化されたタイムスロットにある（パッシブとなっている）。ここで、中央交換ステーションが種々の送信機の位置を充分な精度で関連する移動プラットフォームの全ての測定装置に伝達でき、相応の評価を行える場合には、基本的は不活性の移動プラットフォームもアクティブな移動プラットフォームのエコー信号から環境に関する別の情報を取り出すように構成可能である。例えば、不活性の移動プラットフォームにアクティブな移動プラットフォームの送信位置とパルス送信時点とが既知となるか又は伝達されれば、当該移動プラットフォームは到来したエコーをパッシブに検出乃至評価して、伝搬時間を求めることもできる。また、例えばアレイシステムでのケースのように、パッシブな装置がエコーの入射方向を計算可能である場合、不活性の移動プラットフォームが、幾何学的考察により、エコーを生じている対象物の位置を正確に求めることもできる。この場合、環境の検出は不活性の移動プラットフォームにおいても可能であるが、不活性の移動プラットフォームの環境全体に対してアクティブな移動プラットフォームが測定パルスを印加する（レーザー乃至音波を放射する）ことが保証されているわけではないので、その範囲が制限されていることに注意が必要である。

本発明の方法では、他の移動プラットフォームが到達距離内に存在しない場合、所定の移動プラットフォームの距離測定装置及び／又は位置測定装置が測定パルスの特に高い放射反復速度で通常のように駆動されると有利である。この場合、高い放射反復速度によって移動プラットフォームの高い速度も許容される。本発明によれば、複数の移動プラットフォームが邂逅する場合、又は、所定の移動プラットフォームが干渉領域を横切る場合にのみ、１つもしくは複数の他の移動プラットフォームに送受信用のタイムスロットが提供されるよう、時間シフトされた複数のタイムスロットを割り当てることによって、反復速度が低減される。必要に応じたこうした移動プラットフォームの最大速度の低減は、特に安全な動作が保証されるので、一般に許容可能である。他の観点からも、こうした邂逅は必然的に減速が行われる交差点領域で発生することが多いため、邂逅に際した最大速度の低減は不都合にはならない。

本発明の方法のさらに有利な点として、通路系において邂逅しうる移動プラットフォームの最大数が制限されないことが挙げられる。基本的には、任意の数の移動プラットフォームを狭い空間で駆動可能である。これは、例えば、個々の移動プラットフォームに順にそれぞれの距離測定及び／又は位置測定のためのタイムスロットが割り当てられることにより、これらが衝突又は妨害なしに順次に移動できるようになるからである。したがって、本発明の方法は、多数の移動プラットフォームから成る大規模なフリートに対しても適用可能であり、一定の少数の移動プラットフォームのみが交差点に現れることを保証する必要はない。

本発明の方法の特に有利な実施形態では、個々の移動プラットフォームに対するタイムスロットの割り当てが、優先度にしたがって順位付けされる。優先された移動プラットフォームは、タイムスロットの設定時に、有利には、他の移動プラットフォームよりも迅速に運動できるように、又は、他の移動プラットフォームよりも早く目的地に到達できるように処理される。例えば、高い優先度を有する移動プラットフォームには、順位付けされていない移動プラットフォーム又は優先度の低い移動プラットフォームに比べて、より多くのタイムスロット又はより長いタイムスロットが供給される。この場合、優先度の高い移動プラットフォームは、距離測定及び／又は位置測定での高い反復速度に基づいて、迅速に移動できる。移動プラットフォームの優先度にしたがった順位付けは、例えば、バッテリ充電レベルに依存して、又は、荷物搬送の緊急性乃至重要性に依存して、定めることができる。また、それぞれの移動プラットフォームの位置もしくは座標に依存して定めることもできる。例えば、或る移動プラットフォームが交差点を塞いでしまうおそれがある場合、できるだけ早く交差点を空けられるよう、タイムスロットの設定時に当該移動プラットフォームを優先して処理することができる。これに関連して、中央交換ステーションを介した同期を行うことも有利である。なぜなら、優先度の設定に必要な情報は中央交換ステーションに存在しているか又は中央交換ステーションで収集可能であるからである。

本発明の方法のさらなる利点として、特に中央交換ステーションのシステムにおいて、一般に追加コストを要することなく、同期機構を簡単に構成できることが挙げられる。本発明の方法は、低コストであり、実際の使用が簡単である。ふつう、複数の移動プラットフォームのフリート動作に対する中央交換ステーションは既に存在しており、個々の移動プラットフォームへの作業タスクの設定は一般に中央交換ステーションから行われるからである。中央交換ステーションが存在しない場合、本発明の方法は、基本的には分散通信システムによっても実現できる。これは、いわばローカルな交換ステーションを短時間だけいずれかの移動プラットフォーム上に構成することによって達成される。こうした動作方法は、例えばいわゆるカー‐ツー‐Ｘ‐システムから公知である。自動車分野から公知の技術を本発明の方法に適用し、個々の移動プラットフォームを相互に同期させることもできる。

本発明の方法は、基本的には、測定パルスの伝搬時間分析を基礎とした移動プラットフォームの全ての距離測定装置及び／又は位置測定装置を、同じ構造の装置の相互干渉を回避するために同期することに適している。距離測定装置及び／又は位置測定装置は、特には、音波及び／又は電磁波を測定信号として用いることを基礎としている。例えば、超音波装置又はレーザービーム装置又はレーダー装置が特に適している。

本発明の方法は、病院もしくは介護施設内の搬送ロボットのフリート動作や生産工場もしくは保管倉庫でのフロアカートの動作に用いられるほか、他の適用分野、例えば、少なくとも一時的にカー‐ツー‐Ｘ‐通信によって駆動される自動車用の通信手段の構築などにおいても用いることができる。

本発明は、さらに、伝搬時間を基礎とした距離測定装置及び／又は位置測定装置を含む複数の移動プラットフォームの動作のための制御プログラムに関する。当該制御プログラムは、個々の移動プラットフォームに関する情報に基づいて、これらの個々の移動プラットフォームに対し、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットを、フェーズごとに割り当てるように構成されている。個々の移動プラットフォームに関する情報とは、特には、個々の移動プラットフォームの位置データである。２つ以上の移動プラットフォームが、所定の空間領域、すなわち、異なる測定信号の干渉乃至障害が発生しうる領域内に入ると、直ちに、制御プログラムによって、個々の移動プラットフォームに対し、時間シフトされた、測定パルスの送受信のための複数のタイムスロットが割り当てられ、これにより干渉が排除される。

本発明は、さらに、中央交換ステーションからの命令を受信及び変換し、上述した方法の全てのステップを実行するための制御プログラムにも関する。さらに、本発明は、こうした制御プログラムを記憶した機械読み出し可能な記憶媒体、並びに、本発明の方法を実行するように構成された電子制御装置にも関する。有利には、電子制御装置は、本発明の制御プログラムを記憶した機械読み出し可能な記憶媒体を備える。ここで、電子制御装置は、複数の移動プラットフォームの動作に対する中央交換ステーションとして利用可能な中央コンピュータであるか、又は、個々の移動プラットフォームの制御ユニットである。

本発明のさらなる特徴及び利点を図示の実施例に則して説明する。各特徴は単独でも任意に組み合わせても実現可能である。

本発明の方法によれば、複数の移動プラットフォームにおけるそれぞれ同じ構造の距離測定装置及び／又は位置測定装置間の干渉が回避される。特に、複数の距離測定装置及び／又は位置測定装置が空間的に接近する、つまり、１つの干渉領域内に位置する場合に、或る装置が送信した測定パルスの信号（エコー）を別の装置が受信してしまうという問題が解決される。この問題を解決するために、本発明によれば、個々の装置に所定の時間領域又はタイムスロットが割り当てられる。各タイムスロットは通信媒体を介してつねに唯一の装置に割り当てられる。当該時間フレーム内では、１つの装置は、通常の動作、すなわち、相応の測定パルスを送信してそのエコーを受信し、伝搬時間分析によって距離及び／又は位置を評価するという動作を、全く問題なく実行できる。エコーからは環境に関する情報が抽出される。当該評価はリアルタイムで行うこともできるし、後の時点で行うこともできる。

なお、送信された測定信号が空間内で完全に減衰する、つまり、検出可能なエコーが環境から戻ってこないことを保証するために、測定信号を送受信する時間ｔ１に加えて、待機時間ｔ２が設けられる。よって、タイムスロットｔ３はｔ１＋ｔ２から成る。超音波装置のケースでは、ｔ１は例えば１０ｍｓから５０ｍｓの範囲にあり、待機時間ｔ２は、リアルタイム評価が行われるか又は能力の制限されたコンピュータで幾分時間のかかる評価が行われるかに応じて、１０ｍｓから７０ｍｓの範囲にある。よって、タイムスロットｔ３は約２０ｍｓから約１２０ｍｓまでとなる。タイムスロットｔ３の経過後、新たなタイムスロットが別の移動プラットフォームの測定装置に割り当てられる。移動プラットフォームが干渉領域を離れると、それぞれの測定装置は再び通常動作に戻ることができる。

タイムスロットの割り当ては、測定信号送信の反復速度、ひいては、移動プラットフォームの最大可能速度又は許容速度を変化させる。こうした速度の低減によって、生じうる障害物に対して適時に応動することができる。

図１では、上方に、通路系１０の交差点領域において複数の移動プラットフォーム１，２，３が相互に邂逅し、場合により空間的に接近する様子が示されており、下方に、時間特性図が示されている。移動プラットフォーム１，２，３はそれぞれ矢印の方向へ移動中である。各移動プラットフォーム１，２，３には距離測定及び／又は位置測定のための超音波装置１１，２１，３１がそれぞれ設けられている。また、各移動プラットフォーム１，２，３はそれぞれ通信ユニット１２，２２，３２を有する。各通信ユニットにより、通信手段４２を備えた中央交換ステーション４０との通信が行われる。この通信は有利には、無線媒体、例えばＷ‐ＬＡＮもしくはBluetoothその他を介して行われる。

ここで、移動プラットフォーム１，２は双方とも通路系１０の交差点領域にあり、２つの移動プラットフォーム１，２の測定信号が干渉しあう所定の干渉領域内で運動している。移動プラットフォーム３は、図１の下方の時間特性図の約２／５の時間が経過してから当該干渉領域に達する。この時間特性図では、個々の移動プラットフォームに対してそれぞれタイムスロットが割り当てられており、各タイムスロットに移動プラットフォームの番号１，２，３が付されている。移動プラットフォーム２は交差点を塞いでしまいかねないので、これに最も高い優先度が与えられる。このため、移動プラットフォーム２に最も多くのタイムスロットが割り当てられる。移動プラットフォーム２は、約２／３の時間が経過すると当該干渉領域を離れ、その後は、通常動作の測定、すなわち、タイムスロットの割り当て無しに一貫した形態での測定を続行する。この時点以降、当該移動プラットフォーム２は、図１のタイムスロットの設定には含まれない。移動プラットフォーム１が交差点領域を離れて干渉領域を脱すると衝突状況は終了し、全ての移動プラットフォームが再び通常動作を行うことができる。

本発明の方法を実施するに際して、動作方式として３つの措置が必要である。第１に、複数の移動プラットフォームが干渉領域内にあるか否かを識別しなければならない。第２に、複数の移動プラットフォームが干渉領域内に入っている場合、関与する各移動プラットフォームが通信媒体を介して同期されなければならない。第３に、タイムスロットが特にスケジューラによって相応に分配されなければならない。

生じうる干渉状況の識別は種々の手段によって行うことができる。例えば、各移動プラットフォームに位置測定モジュールが設けられており、或る移動プラットフォームの測定信号の到達距離から導出される干渉半径ｒが既知となるケースでは、或る移動プラットフォームの干渉半径ｒ内に複数の移動プラットフォームがある場合にはつねに干渉状況が生じることになる。位置情報（例えば環境マップ）が存在するのであれば、距離測定装置及び／又は位置測定装置の相互干渉を防止して干渉状況を緩和する壁その他の有無も考慮できる。

また、所定の移動プラットフォームの測定装置又は中央交換ステーションが、種々の発見的アルゴリズムに基づいて、干渉を起こす他の測定装置の識別を試行することもできる。これは、例えば、不自然なエコーの発生を相応に評価することによって可能となる。こうした不自然なエコーの頻発は干渉状況に基づくからである。例えば、不自然なエコーは、物理的対象物からのエコーと同様には運動しないことが予測されるので、トラッキングを利用した複数回の信号放射によって識別できる。

例えば、移動プラットフォームＢが移動プラットフォームＡの干渉領域に入ると、ＢのエコーがＡへ入射し、Ａでは自身の信号に由来しないエコーのために伝搬時間測定に誤りが生じ、結果としてエコー対象物の位置が誤って再構成されてしまう。ここで、唯一の測定サイクルのみが観察される場合、誤った対象物は別の仮定によらなければ個識別できない。対して、複数（例えば３回から６回）の測定サイクルを観察する場合、各対象物は安定した挙動を行うものとされる。これは、Ａの固有運動が差し引かれるべきであって、対象物が多少とも単調に運動しているか又は静止しているように見えることを意味する。誤って再構成された対象物は、通常このような挙動を呈さず、複数の測定サイクルにわたってシーン内をあちこち「ジャンプ」しているかのようにふるまう。したがって、こうした複数回のジャンプがあれば、干渉が発生していることを検出できる。

さらに、同じ方向から複数のエコーが到来する場合にも、不自然なエコーと考えることができる。個々の測定サイクルにおいて例えば同じ方向（例えば開放角で±４゜）から複数のエコーひいては複数の対象物が検出される場合、これは干渉を示唆している。通常、１つの方向からのエコーは１つだけであるからである。もし実際に２つ以上の対象物が存在しているなら、ありうるのは前方の対象物が後方の対象物の信号を覆ってしまっているという状況であるので、やはりシーン内の別の移動プラットフォームによる干渉状況を表していると云える。ただしこうした信号を相応に評価するのみでは、場合により干渉を起こしうる他の移動プラットフォームを個識別することはできない。他の移動プラットフォームの個識別のためには、通信装置を設け、他の移動プラットフォームの通信装置と同期させて利用すると有利である。

複数の移動プラットフォーム（フリート）を１つの系内で動作させるために、従来から既に、中央交換ステーションと個々の移動プラットフォームとの通信を可能とする通信装置が設けられている。こうした通信は、Ｗ‐ＬＡＮ又はBluetoothなどの無線媒体を介して、複数の受信機に対して行われることが多い。しかし、通信のための他の装置、例えば地面に敷設される軌道系その他のインフラストラクチャ設備を設けることもできる。こうした系が中央交換ステーションとともに動作する場合、有利には、中央交換ステーション内にスケジューラが実現され、このスケジューラが、個々の移動プラットフォームに対し、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットを、本発明にしたがって割り当てる。これに代えて、複数の移動プラットフォームが相互に空間的に接近して特に干渉領域に入った場合に直接相互の通信を行う分散通信を採用してもよい。分散通信の装置は、例えば自動車分野におけるカー‐ツー‐Ｘ‐システムとして公知である。こうした通信装置は、同等の方式で、移動プラットフォームの分野へ移行させることができる。この場合にも、有利には、無線通信媒体、例えばＷ‐ＬＡＮ又はBluetooth又は光もしくは音波を基礎とした装置を利用できる。ここで特に有利な点は、固定受信機が必要ないということである。いずれかの移動プラットフォームが第１の移動プラットフォームとして同期を行い、スケジューラを所定の手法でローカルな交換ステーションとして構築すればよい。個々のケースでどの移動プラットフォームがこうした第１の移動プラットフォームに当たるかは、例えば、上述した方式での優先順位付けについて用いられる基準によって識別可能である。

スケジューラのタスクは、個々のタイムスロットを、それぞれ設定された基準にしたがって、所定の移動プラットフォームの測定装置に割り当てることである。この場合、スケジューラはつねに、同じ干渉領域内にある全ての移動プラットフォーム又はその測定装置を、プラン作成に際して考慮する。有利には、スケジューラは、プランをそのつど新たな状況へ適合させることによって、干渉領域に参入又は干渉領域を離脱する移動プラットフォーム又はその測定装置に対してダイナミックに応動するように構成されている。タイムスロットは、有利には、定められた長さの時間ｔ３を有し、当該長さは個々の移動プラットフォームごとに異なっていてよい。スケジューラは、使用される基準に応じて、移動プラットフォームに関する他の情報、特にその位置情報を必要とする。必要な情報は、設けられている通信手段を介してスケジューラへ伝送される。

タイムスロットの割り当ては、相互に結合可能な種々の基準又はストラテジにしたがって行われる。例えば、個々の移動プラットフォーム又はその測定装置を順次に周期的に処理し、時間順序又は周期系列（ラウンドロビン）を形成することができる。まず、時間順序第１位の移動プラットフォームにタイムスロットが割り当てられ、ついで、そこから下位へ向かってソートが行われ、その後、上位へ繰り上がってきた移動プラットフォームがタイムスロットを取得するといった具合である。干渉領域に参入又は干渉領域を離脱する移動プラットフォームは、単純に、当該時間順序へ追加されるか又は当該時間順序から除去される。

さらに、優先度式ストラテジも利用可能である。この場合、個々の移動プラットフォームには優先度が割り当てられ、優先度にしたがった量のタイムスロットが供給される。優先度ステータスの設定の基準としては、例えば、
・バッテリ充電レベル：移動プラットフォームを適時に充電ステーションへ移動できるよう、充電レベルが小さいほど、移動プラットフォームの優先度を高くする；
・タスク：重要なタスクにそうでないタスクよりも高い優先度を与える。例えば、ラボからの保存血液の運搬は、場合にもよるが、たいてい、衣類の運搬よりも重要性が大きい；
・位置：重要区域又は交通量の多い領域にある移動プラットフォームにより高い優先度を与える。つまり、交差点領域又は開扉箇所を通過しようとする移動プラットフォームは迅速に移動しなければならないが、その他の移動プラットフォームは通路上で待機可能であるようなケースである；
・移動経路：衝突状況をなるべく早く解消するために、干渉領域をより早く離脱できる移動プラットフォームに高い優先度を与える；
・移動の均一性：所定の最小速度を保証するために、各移動プラットフォームが少なくとも全ｘ時間部分では所定のタイムスロットを割り当てられて取得する；
などが挙げられる。

例として上記した各基準は、任意に結合でき、また、そのつどの条件に合わせて適合化可能である。

上述したラウンドロビン式ストラテジは、個々の移動プラットフォームが基本的に周期的に処理されるよう、優先度式ストラテジと組み合わせることができる。この場合、各移動プラットフォームを優先度に応じて時間順にソートしてもよいし、あらためての順序全体の並べ替えを少なくとも毎回は行わず、後に続けて組み入れるのみとしてもよい。また、例えば、優先度の高い移動プラットフォームが干渉領域を離れるまで全てのタイムスロットを押さえている（最大優先度を有する）ように、優先度式ストラテジを構成することもできる。

本発明の方法の別の実施例として、干渉領域の重なりの監視が挙げられる。干渉領域の重なりは、少なくとも１つの移動プラットフォームが他の２つ以上の移動プラットフォームの干渉領域に入る場合につねに発生する。図１の実施例で云えば、移動プラットフォーム２は移動プラットフォーム１の第１の干渉領域と移動プラットフォーム３の第２の干渉領域との２つに入ってしまっている。最も簡単には、重なった干渉領域は１つの大きな干渉領域へまとめられ、全ての移動プラットフォームに関して時間シフトした状態で、タイムスロットの設定が行われる。これに代えて、スケジューラが複数の移動プラットフォームに同じタイムスロットを割り当てるケースもありうる。これは、移動プラットフォームが互いに妨害しあわない場合、すなわち、それぞれの干渉領域の重なり部分に入っていない場合である。図１の実施例では、例えば移動プラットフォーム１，３は、シナリオの開始時、個々に移動プラットフォーム２の干渉領域に入ってはいるが、相互には妨害しあっていない。こうした手法は基本的に任意の数の干渉領域の重なり部分に適用可能である。

１，２，３ 移動プラットフォーム、 １０ 通路系、 １１，２１，３１ 超音波装置、 １２，２２，３２ 通信ユニット、 ４０ 中央交換ステーション、 ４２ 通信手段

Claims (18)

1. 所定の空間環境における、伝搬時間を基礎とした距離測定及び／又は位置測定のために構成されている複数の移動プラットフォーム（１，２，３）の動作方法において、
   前記複数の移動プラットフォーム（１，２，３）に対し、中央交換ステーション（４０）から、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットを割り当て、
   前記タイムスロットの割り当てにおいては、個々の移動プラットフォーム（１，２，３）に対する前記タイムスロットの割り当てを優先度にしたがって順位付けし、
   高い優先度を有する移動プラットフォームには、順位付けされていない移動プラットフォーム又は低い優先度を有する移動プラットフォームに比べて、より多くのタイムスロット又はより長いタイムスロットが供給される、
   ことを特徴とする移動プラットフォームの動作方法。
2. 前記タイムスロットの割り当てをフェーズごとに行う、
   請求項１記載の方法。
3. 前記タイムスロットの割り当てを、前記所定の空間環境における前記複数の移動プラットフォーム（１，２，３）の位置に依存して行う、
   請求項１又は２記載の方法。
4. 前記タイムスロットの割り当てを、前記複数の移動プラットフォーム（１，２，３）相互の位置に依存して行う、
   請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 少なくとも２つの移動プラットフォームが空間的に接近している場合に、前記タイムスロットの割り当てを、前記距離測定及び／又は位置測定の干渉領域において行う、
   請求項４記載の方法。
6. 前記タイムスロットの割り当てに関連する複数の移動プラットフォーム（１，２，３）に対し、時間順序にしたがってタイムスロットを割り当てる、
   請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 伝搬時間を基礎とした距離測定装置及び／又は位置測定装置を含む複数の移動プラットフォーム（１，２，３）の動作のための制御プログラムにおいて、
   前記制御プログラムは、個々の移動プラットフォーム（１，２，３）に関する情報に基づいて、当該個々の移動プラットフォームに対し、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットを割り当てるように構成されており、
   前記制御プログラムは、個々の移動プラットフォーム（１，２，３）に対する前記タイムスロットの割り当てを優先度にしたがって順位付けし、高い優先度を有する移動プラットフォームには、順位付けされていない移動プラットフォーム又は低い優先度を有する移動プラットフォームに比べて、より多くのタイムスロット又はより長いタイムスロットが供給されるように構成されており、
   前記制御プログラムは、時間シフトされた複数のタイムスロットの割り当てを行う中央交換ステーション（４０）のために設けられている、
   ことを特徴とする制御プログラム。
8. 伝搬時間を基礎とした距離測定装置及び／又は位置測定装置を含む複数の移動プラットフォーム（１，２，３）のための制御プログラムにおいて、
   前記制御プログラムは、中央交換ステーション（４０）からの命令を受信及び変換するように構成されており、
   前記中央交換ステーション（４０）は、個々の移動プラットフォーム（１，２，３）に関する情報に基づいて、当該個々の移動プラットフォームに対し、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットを割り当て、
   前記中央交換ステーション（４０）は、個々の移動プラットフォーム（１，２，３）に対する前記タイムスロットの割り当てを優先度にしたがって順位付けし、高い優先度を有する移動プラットフォームには、順位付けされていない移動プラットフォーム又は低い優先度を有する移動プラットフォームに比べて、より多くのタイムスロット又はより長いタイムスロットが供給される、
   ことを特徴とする制御プログラム。
9. 計算装置上で実行される際に、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法の全てのステップを前記計算装置に実行させるための、
   請求項７又は８記載の制御プログラム。
10. 前記計算装置は、中央交換ステーション（４０）の制御装置、及び、移動プラットフォーム（１，２，３）の制御装置の一方又は両方である、
    請求項９記載の制御プログラム。
11. 機械読み出し可能な記憶媒体であって、請求項７から１０までのいずれか１項記載の制御プログラムが記憶されている、記憶媒体。
12. 所定の空間環境における、伝搬時間を基礎とした距離測定及び／又は位置測定のために構成されている複数の移動プラットフォーム（１，２，３）用の電子制御装置において、
    前記複数の移動プラットフォーム（１，２，３）に対し、時間シフトされた、距離測定及び／又は位置測定のための複数のタイムスロットを割り当てるように構成されており、
    個々の移動プラットフォーム（１，２，３）に対する前記タイムスロットの割り当てを優先度にしたがって順位付けし、高い優先度を有する移動プラットフォームには、順位付けされていない移動プラットフォーム又は低い優先度を有する移動プラットフォームに比べて、より多くのタイムスロット又はより長いタイムスロットが供給されるように構成されている、
    ことを特徴とする移動プラットフォーム用の電子制御装置。
13. 前記タイムスロットの割り当てをフェーズごとに行う、
    請求項１２記載の電子制御装置。
14. 前記タイムスロットの割り当てを、前記所定の空間環境における前記複数の移動プラットフォーム（１，２，３）の位置に依存して行う、
    請求項１２又は１３記載の電子制御装置。
15. 前記タイムスロットの割り当てを、前記複数の移動プラットフォーム（１，２，３）相互の位置に依存して行う、
    請求項１２から１４までのいずれか１項記載の電子制御装置。
16. 少なくとも２つの移動プラットフォームが空間的に接近している場合に、前記タイムスロットの割り当てを、前記距離測定及び／又は位置測定の干渉領域において行う、
    請求項１５記載の電子制御装置。
17. 個々の移動プラットフォーム（１，２，３）に対する前記タイムスロットの割り当てを優先度にしたがって順位付けする、
    請求項１２から１６までのいずれか１項記載の電子制御装置。
18. 前記タイムスロットの割り当てに関連する複数の移動プラットフォーム（１，２，３）に対し、時間順序にしたがってタイムスロットを割り当てる、
    請求項１２から１７までのいずれか１項記載の電子制御装置。

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