JP6651159B1 - 作業ロボットシステム - Google Patents
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Abstract
Description
前記充電ロボットと前記複数の作業ロボットそれぞれの位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量を取得する電池残量取得部と、
前記電池残量取得部により取得された前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量に基づいて、該複数の作業ロボットそれぞれが充電せずに作業を継続できる時間である可動時間を取得する可動時間取得部と、
前記複数の作業ロボットそれぞれが残りの作業の完了に要する時間である残作業時間を取得する残作業時間取得部と、
前記位置情報取得部により取得された前記充電ロボットと前記複数の作業ロボットそれぞれの位置情報に基づいて、該充電ロボットが該複数の作業ロボットそれぞれの位置まで移動するのに必要な時間である移動所要時間を算出する移動所要時間算出部と、
前記複数の作業ロボットそれぞれの前記電池残量が所定量以下でありかつ前記残作業時間が前記可動時間よりも長い場合に該作業ロボットへの充電が必要であると判定して、今回の充電の対象である対象作業ロボットを決定する対象作業ロボット決定部と、
前記対象作業ロボット決定部が決定した前記対象作業ロボットの位置まで所定の時間に移動して該対象作業ロボットに充電することを指令する情報である充電指令を生成する充電指令部とを備え、
前記対象作業ロボット決定部は、前記電池残量取得部により取得された前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量と前記移動所要時間算出部により算出された移動所要時間とに基づいて前記作業ロボットそれぞれの充電の必要性の高さを示す情報である充電スコアを算出し、該算出された充電スコアが所定の閾値以上である場合に、該作業ロボットへの充電が必要であると判定するように構成されており、
前記充電ロボットは、前記充電指令を取得して該充電指令に基づいて前記対象作業ロボットの位置まで前記所定の時間に移動して該対象作業ロボットへの充電を行うように構成されていることを特徴とする。
前記対象作業ロボット決定部は、式(1)を用いて前記充電スコアを算出するように構成されていることが好ましい。
ここで、
Sijは、前記充電スコアであり、
w1は、前記電池残量の重み付け値であり、
Rwjは、前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量であり、
w2は、前記移動所要時間の重み付け値であり、
tijは、前記充電ロボットが該複数の作業ロボットそれぞれの位置まで移動するのに必要な移動所要時間である。
前記複数の作業ロボットは前記電池残量が前記所定量よりも少ない所定量以下となった場合及び前記充電ロボットから給電を受け付けている間は作業を停止するように構成されており、
前記複数の作業ロボットそれぞれの移動の順路を少なくとも含む作業の工程を示す情報である作業計画を記憶する記憶部を備え、
前記作業計画に基づいて、前記複数の作業ロボットそれぞれが該作業計画に基づいて作業を行った場合の、該複数の作業ロボットそれぞれが前記電池残量が前記所定量よりも少ない所定量以下となった場合及び前記充電ロボットから給電を受け付けている間に作業を停止している時間である作業停止時間を、該作業計画及び前記式(1)に基づいて前記電池残量の重み付け値、前記移動所要時間の重み付け値及び前記充電スコアの前記閾値の異なる複数の組合せを用いて複数算出し、該算出された該作業停止時間の総和が最短となる該電池残量の重み付け値、該移動所要時間の重み付け値及び該充電スコアの該閾値の組合せを選択するシミュレーション部を備え、
前記対象作業ロボット決定部は、前記シミュレーション部により選択された前記電池残量の重み付け値、前記移動所要時間の重み付け値及び前記充電スコアの前記閾値の組合せを用いて前記充電スコアを算出し、前記対象作業ロボットを決定するように構成されていることが好ましい。
前記充電指令部は、前記位置情報取得部により取得された前記充電ロボットと前記複数の作業ロボットそれぞれの位置情報に基づいて、前記充電ロボットが前記対象作業ロボットに充電を行う位置である充電予定地点と該充電ロボットが該対象作業ロボットに充電を行う時間である充電開始時間とを決定し、該充電開始時間に該充電予定地点まで移動して該充電ロボットから給電を受け付けることを指令する情報である給電指令を生成し、かつ該充電開始時間に該充電予定地点まで移動して該対象作業ロボットに充電することを指令する情報を含む充電指令を生成するように構成され、
前記作業ロボットは、前記給電指令を取得して該給電指令に基づいて、前記充電開始時間に前記充電予定地点まで移動して前記充電ロボットから給電を受け付けるように構成され、
前記充電ロボットは、前記充電指令を取得して該充電指令に基づいて前記充電開始時間に前記充電予定地点まで移動することにより該対象作業ロボットの位置まで移動して該対象作業ロボットへの充電を行うように構成されていることが好ましい。
まず図1〜4を用いて、本実施形態の作業ロボットシステムの構成について説明する。本実施形態の作業ロボットシステムは、図1に示す通り、複数の作業ロボット10と、作業ロボットに充電する充電ロボット20と外部処理装置30とを含んで構成される。
次に、図5Aを参照して作業ロボットシステムの全体の処理の概要について説明する。外部処理装置30は、作業ロボット10及び充電ロボット20による作業の実施に先立って、まず作業ロボット10及び充電ロボット20の作業すべき領域Arを指定する情報の入力を受け付ける。
続いて、図5Bを参照して充電計画の作成に関する一連の処理の内容について説明する。なお充電ロボット20は、図5Bに示すような一連の処理を例えば所定の頻度にて繰り返して実行する。また以下においては充電ロボット20が複数台存在し、その中の1台が以下の一連の処理を実行する場合について説明する。
ここで、
Sijは、充電スコアであり、
w1は、電池残量の重み付け値であり、
Rwjは、複数の作業ロボット10それぞれの電池残量であり、
w2は、移動所要時間の重み付け値であり、
tijは、充電ロボット20が複数の作業ロボット10それぞれの位置まで移動するのに必要な移動所要時間である。
Claims (4)
- 充電可能な電池を備えた複数の作業ロボットと、該複数の作業ロボットに充電を行う充電ロボットとを備える作業ロボットシステムであって、
前記充電ロボットと前記複数の作業ロボットそれぞれの位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量を取得する電池残量取得部と、
前記電池残量取得部により取得された前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量に基づいて、該複数の作業ロボットそれぞれが充電せずに作業を継続できる時間である可動時間を取得する可動時間取得部と、
前記複数の作業ロボットそれぞれが残りの作業の完了に要する時間である残作業時間を取得する残作業時間取得部と、
前記位置情報取得部により取得された前記充電ロボットと前記複数の作業ロボットそれぞれの位置情報に基づいて、該充電ロボットが該複数の作業ロボットそれぞれの位置まで移動するのに必要な時間である移動所要時間を算出する移動所要時間算出部と、
前記複数の作業ロボットそれぞれの前記電池残量が所定量以下でありかつ前記残作業時間が前記可動時間よりも長い場合に該作業ロボットへの充電が必要であると判定して、今回の充電の対象である対象作業ロボットを決定する対象作業ロボット決定部と、
前記対象作業ロボット決定部が決定した前記対象作業ロボットの位置まで所定の時間に移動して該対象作業ロボットに充電することを指令する情報である充電指令を生成する充電指令部とを備え、
前記対象作業ロボット決定部は、前記電池残量取得部により取得された前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量と前記移動所要時間算出部により算出された移動所要時間とに基づいて前記作業ロボットそれぞれの充電の必要性の高さを示す情報である充電スコアを算出し、該算出された充電スコアが所定の閾値以上である場合に、該作業ロボットへの充電が必要であると判定するように構成されており、
前記充電ロボットは、前記充電指令を取得して該充電指令に基づいて前記対象作業ロボットの位置まで前記所定の時間に移動して該対象作業ロボットへの充電を行うように構成されていることを特徴とする作業ロボットシステム。 - 請求項1に記載の作業ロボットシステムにおいて、
前記対象作業ロボット決定部は、式(1)を用いて前記充電スコアを算出するように構成されていることを特徴とする作業ロボットシステム。
Sij=w1/Rwj+w2/tij・・・(1)
ここで、
Sijは、前記充電スコアであり、
w1は、前記電池残量の重み付け値であり、
Rwjは、前記複数の作業ロボットそれぞれの電池残量であり、
w2は、前記移動所要時間の重み付け値であり、
tijは、前記充電ロボットが該複数の作業ロボットそれぞれの位置まで移動するのに必要な移動所要時間である。 - 請求項2に記載の作業ロボットシステムにおいて、
前記複数の作業ロボットは前記電池残量が前記所定量よりも少ない所定量以下となった場合及び前記充電ロボットから給電を受け付けている間は作業を停止するように構成されており、
前記複数の作業ロボットそれぞれの移動の順路を少なくとも含む作業の工程を示す情報である作業計画を記憶する記憶部を備え、
前記作業計画に基づいて、前記複数の作業ロボットそれぞれが該作業計画に基づいて作業を行った場合の、該複数の作業ロボットそれぞれが前記電池残量が前記所定量よりも少ない所定量以下となった場合及び前記充電ロボットから給電を受け付けている間に作業を停止している時間である作業停止時間を、該作業計画及び前記式(1)に基づいて前記電池残量の重み付け値、前記移動所要時間の重み付け値及び前記充電スコアの前記閾値の異なる複数の組合せを用いて複数算出し、該算出された該作業停止時間の総和が最短となる該電池残量の重み付け値、該移動所要時間の重み付け値及び該充電スコアの該閾値の組合せを選択するシミュレーション部を備え、
前記対象作業ロボット決定部は、前記シミュレーション部により選択された前記電池残量の重み付け値、前記移動所要時間の重み付け値及び前記充電スコアの前記閾値の組合せを用いて前記充電スコアを算出し、前記対象作業ロボットを決定するように構成されていることを特徴とする作業ロボットシステム。 - 請求項1〜3の何れかに記載の作業ロボットシステムにおいて、
前記充電指令部は、前記位置情報取得部により取得された前記充電ロボットと前記複数の作業ロボットそれぞれの位置情報に基づいて、前記充電ロボットが前記対象作業ロボットに充電を行う位置である充電予定地点と該充電ロボットが該対象作業ロボットに充電を行う時間である充電開始時間とを決定し、該充電開始時間に該充電予定地点まで移動して該充電ロボットから給電を受け付けることを指令する情報である給電指令を生成し、かつ該充電開始時間に該充電予定地点まで移動して該対象作業ロボットに充電することを指令する情報を含む充電指令を生成するように構成され、
前記作業ロボットは、前記給電指令を取得して該給電指令に基づいて、前記充電開始時間に前記充電予定地点まで移動して前記充電ロボットから給電を受け付けるように構成され、
前記充電ロボットは、前記充電指令を取得して該充電指令に基づいて前記充電開始時間に前記充電予定地点まで移動することにより該対象作業ロボットの位置まで移動して該対象作業ロボットへの充電を行うように構成されていることを特徴とする作業ロボットシステム。
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