JP6769410B2 - 無人搬送システム - Google Patents
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Description
本実施形態では、無人搬送システムは港湾のコンテナターミナルにおける無人搬送車の運行管理を行う場合に適用している。
無人搬送車の車体は4つのタイヤ(車輪)を有している。車体には走行モータM1、インバータ51、電気エネルギ源としてのバッテリ(蓄電装置)B1、車載コンピュータ(ECU)50、SOCセンサ52、無線通信機器等が搭載されている。バッテリB1の電力はインバータ51を介して走行モータM1に供給され、この電力供給に伴う走行モータM1の駆動により減速機を介して2つのタイヤ(車輪)が回転駆動される。バッテリB1として、ニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池、鉛蓄電池等を挙げることができる。このように、無人搬送車20,21,22,23,24,25は、走行モータM1、及び、走行モータM1の駆動用のバッテリB1が搭載されている。
図4は機械学習システムの構成図であるが、各無人搬送車20〜25に充電場40からの情報及び環境90からの情報が入る。充電場40からの情報としては、他の無人搬送車の占有時間等であり、環境90の情報としては、充電量(充電前後のバッテリ残量の差)と充電時間である。これら情報及びバッテリ残量と、無人搬送車20〜25の走行路30での位置を表す座標により得点を決める。そして、これら得点に応じて、充電の実施の可否判定を行う。なお、各無人搬送車20〜25は上位のコンピュータ(70)との通信により無人搬送車20〜25の走行路30での位置を表す座標を知ることができる。
詳しく説明する。
まず、充電した電力量である充電量(例えばバッテリ残量0%から80%まで充電した場合には80%)が多いほど、高い得点を与えるようにする。また、充電に要した時間が短いほど多くの点数を与える。即ち、充電した時間である充電時間が少ないほど、高い得点を与える。
図6において第1の充電パターンPc1としてバッテリ残量が90%から充電を開始し、バッテリ残量が100%まで充電し、その充電時間はT1であった。図6において第2の充電パターンPc2としてバッテリ残量が30%から充電を開始し、バッテリ残量が40%まで充電し、その充電時間はT2であった。第1の充電パターンPc1での充電時間T1は、第2の充電パターンPc2での充電時間T2より長くなる。
まとめると、ルールその1として、充電量(充電前後のバッテリ残量の差)が多いほど、高い得点を与える。
ルールその3として、充電場に行かない判断をしたときに、得点を与える。例えば、10秒毎の判定時において充電場に行かない判断をしたときに得点を与える。図7(a)はその一例であり、t1のタイミングで加点する状況を示している。
このような機械学習を行うことで作業エリアのレイアウトに依存しない最適なタイミングで充電を行うことができる。例えば比較例として充電場が2箇所あり、各無人搬送車の走行路での位置でそのときのバッテリ残量において充電場に行くか行かないかを人間が判定してプログラムを組む場合には長時間のプログラム時間を要する。これに対し機械学習を使うことにより現在位置とバッテリ残量を入力して実際に走行させてうまくいったかうまくいかなかったかで得点を与える。これを何度も繰り返すうちに実際、ある場所で、あるバッテリ残量だったときに充電場に行った方がいいのか行かない方がいいのかをプログラムが自動的に蓄積して更新していく。これにより人間が設計する必要が無くなる。
また、充電場40と連携して他の無人搬送車が充電場(充電機)を使用しているか否かの情報も使って本機械学習を実施することで、充電機41の待ち時間も考慮した無人搬送車の充電実施可否判定を学習することもできる。つまり、他の無人搬送車が充電場(充電機)を使用しているか否かの情報に基づいて他の無人搬送車が充電場で後何時間充電するかを検知する。例えば、残りのバッテリ残量から残りの充電時間を検知する。そして、充電場40が他の無人搬送車により塞がっている時に、バッテリ残量が少ない状態の車両を充電場40が空くまで待機させるのではなく、車両のバッテリ残量が多少多い状態であっても充電場40が他の無人搬送車により塞がっていない時(待ち時間が発生しない時)に充電場40に行く判断をする。このように、例えば、無人搬送車の残り必要充電時間を他の無人搬送車に知らせて連携する。
一般にコンテナ用無人搬送車は広域な港湾地域(例えば2km×2km四方)で運用されるが、充電設備は作業エリアの端に少数設置される場合が多い。このことから、以下の3つの改善点が存在する。第1番目として、作業エリア内のどこからでも充電設備までたどり着ける必要がある。そのため、充電判定するSOCの閾値を高めに設定する必要があり、充電回数が必要以上に多くなってしまう。第2番目として、充電設備から離れたところにコンテナ用無人搬送車がいたときに充電判定される場合がある。そのため、充電場までコンテナ用無人搬送車を回送(空状態で走行)する必要があり、その間作業ができない。第3番目として、充電設備は同時に稼働するコンテナ用無人搬送車の台数より少ない。具体的には、例えば無人搬送車が20台に対し充電場が1箇所又は2箇所程度ある。そのため、他の無人搬送車が充電していると、待機時間が発生してしまう。上記の第1〜第3番目の改善点を考慮した最適な充電判定条件は、作業エリアのレイアウトや無人搬送車の台数に依存するため、港湾地域ごとに設計する必要がある。
(1)無人搬送システム10の構成として、走行モータM1及び走行モータM1の駆動用のバッテリB1を搭載した複数台の無人搬送車20,21,22,23,24,25を備える。複数台の無人搬送車20〜25が走行する予め定められた走行路30を備える。走行路30から分岐した充電走行路31を備える。充電走行路31に接続され、到着した無人搬送車のバッテリB1を充電可能に構成された少なくとも1箇所の充電場40を備える。車載コンピュータ50を備えており、車載コンピュータ50により充電判定条件学習部53と充電走行制御部54とが構成されている。充電判定条件学習部53は、バッテリB1の充電を実施するか否かの可否判定を行う。充電走行制御部54は、充電判定条件学習部53の判定結果に基づき、無人搬送車を充電場40まで走行させてバッテリB1の充電を行わせる。充電判定条件学習部53は、無人搬送車の走行路30での位置に対応付けて、充電場40でのバッテリB1の充電前後のバッテリ残量の差が多いほど高い得点を与える機能を有する。充電判定条件学習部53は、無人搬送車の走行路30での位置に対応付けて、充電場40でのバッテリB1の充電時間が少ないほど高い得点を与える機能を有する。充電判定条件学習部53は、無人搬送車の走行路30での位置に対応付けて、無人搬送車が充電場40にたどり着く前にバッテリ残量が規定値未満になった場合はマイナスの得点を与える機能を有する。そして、充電判定条件学習部53は、得点に応じてバッテリB1の充電を実施するか否かの可否判定を行う。
○ 無人搬送車同士で学習データを共有してもよい。例えば、1台の無人搬送車で得た学習のための情報を他の無人搬送車に伝えて学習に反映させる。こうすることで、学習スピードを速めることができる。
○ 無人搬送車の走行路での位置は、2軸直交座標で規定したが、これに代わりに、現在の無人搬送車の場所から充電場までの距離を与えてもよい。よって、2軸直交座標では2つの情報(X座標データとY座標データ)が必要であったが、現在の無人搬送車の場所から充電場までの距離とすることにより1つの情報(距離データ)のみでよくなる。
Claims (3)
- 走行モータ及び前記走行モータの駆動用のバッテリを搭載した複数台の無人搬送車と、
前記複数台の無人搬送車が走行する予め定められた走行路と、
前記走行路から分岐した充電走行路と、
前記充電走行路に接続され、到着した前記無人搬送車のバッテリを充電可能に構成された少なくとも1箇所の充電場と、
前記バッテリの充電を実施するか否かの可否判定を行う充電判定条件学習部と、
前記充電判定条件学習部の判定結果に基づき、前記無人搬送車を前記充電場まで走行させて前記バッテリの充電を行わせる充電走行制御部と、
を備え、
前記充電判定条件学習部は、
前記無人搬送車の前記走行路での位置に対応付けて、前記充電場での前記バッテリの充電前後のバッテリ残量の差が多いほど高い得点を与える機能と、
前記無人搬送車の前記走行路での位置に対応付けて、前記充電場での前記バッテリの充電時間が少ないほど高い得点を与える機能と、
前記無人搬送車の前記走行路での位置に対応付けて、前記無人搬送車が前記充電場にたどり着く前にバッテリ残量が規定値未満になった場合はマイナスの得点を与える機能と、
を有し、前記得点に応じて前記可否判定を行うことを特徴とする無人搬送システム。 - 前記充電判定条件学習部は、前記無人搬送車の前記走行路での位置に対応付けて、他の前記無人搬送車の前記充電場での占有時間を得点に加味する機能を更に有することを特徴とする請求項1に記載の無人搬送システム。
- 前記充電判定条件学習部は、前記無人搬送車の前記走行路での位置に対応付けて、前記無人搬送車が前記充電場に行かない判断をしたときに得点を与える機能を更に有することを特徴とする請求項1又は2に記載の無人搬送システム。
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