JP7185079B1 - 自走システム、制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自走装置の作業効率が低下することを抑制しつつバッテリーの劣化を抑制することが可能な技術を提供する。【解決手段】自走システムは、内蔵されているバッテリーから電力の供給を受けることで自走し、搬送物を搬送することが可能な自走装置と、バッテリーを充電することが可能な充電ステーションと、自走装置を制御するための制御装置とを備える。制御装置は、バッテリーの残りの電力量を取得する処理と、自走装置の作業スケジュールに基づいて、次の作業の開始タイミングを特定する処理と、自走装置が次の作業を行うのに要する必要電力量を推定する処理と、残りの電力量が開始タイミングまでに必要電力量以上になるように、バッテリーの充電速度を決定する処理とを実行する。【選択図】図３

Description

本開示は、自走システム、制御方法、および制御プログラムに関する。

工場などの生産システムにおいて、無人化が望まれている。無人化を実現するために、自走装置の開発が進められている。自走装置は、加工前のワークや工具などを各工作機械に搬送したり、各工作機械で加工が完了したワークや使用済の工具などを回収したりする。

特開２０２１－８７３２８号公報（特許文献１）は、受電装置を備えた無人搬送車を開示している。当該受電装置は、無人搬送車に駆動用電力を供給するバッテリーを含む。当該受電装置は、工場内に設けられた給電装置から非接触給電により電力を受電し、当該電力をバッテリーに蓄電する。

特開２０２１－８７３２８号公報

バッテリーが急速に充電されると、バッテリーの劣化が早まる。一方で、バッテリーの充電速度が遅いと、充電時間が長くなり、自走装置は、搬送作業を効率的に行うことができない。したがって、自走装置の作業効率が低下することを抑制しつつバッテリーの劣化を抑制することが可能な技術が望まれている。なお、特許文献１は、このような技術を開示するものではない。

本開示の一例では、自走システムは、内蔵されているバッテリーから電力の供給を受けることで自走し、搬送物を搬送することが可能な自走装置と、上記バッテリーを充電することが可能な充電ステーションと、上記自走装置を制御するための制御装置とを備える。上記制御装置は、上記バッテリーの残りの電力量を取得する処理と、上記自走装置の作業スケジュールに基づいて、次の作業の開始タイミングを特定する処理と、上記自走装置が上記次の作業を行うのに要する必要電力量を推定する処理と、上記残りの電力量が上記開始タイミングまでに上記必要電力量以上になるように、上記バッテリーの充電速度を決定する処理とを実行する。

本開示の一例では、上記推定する処理は、上記次の作業における上記自走装置の走行距離が長いほど、上記必要電力量を多くすることを含む。

本開示の一例では、上記推定する処理は、上記自走装置が上記次の作業で搬送する搬送物の重量が重いほど、上記必要電力量を多くすることを含む。

本開示の一例では、上記推定する処理は、上記次の作業における上記自走装置の走行経路が直線に近いほど、上記必要電力量を少なくすることを含む。

本開示の一例では、上記決定する処理は、現在から上記開始タイミングまでの時間が長いほど、上記充電速度を遅くすることを含む。

本開示の一例では、上記充電ステーションにおける動作モードは、第１速度で上記バッテリーを充電する第１充電モードと、上記第１速度よりも速い第２速度で上記バッテリーを充電する第２充電モードとを含む。上記決定する処理は、上記第１充電モードで上記バッテリーを充電することによって、上記残りの電力量が上記開始タイミングまでに上記必要電力量以上になる場合には、上記充電ステーションを上記第１充電モードで動作させる処理と、上記第１充電モードで上記バッテリーを充電することによって、上記残りの電力量が上記開始タイミングまでに上記必要電力量以上にならない場合には、上記充電ステーションを上記第２充電モードで動作させる処理とを含む。

本開示の他の例では、自走システムの制御方法が提供される。上記自走システムは、内蔵されているバッテリーから電力の供給を受けることで自走し、搬送物を搬送することが可能な自走装置と、上記バッテリーを充電することが可能な充電ステーションとを備える。上記制御方法は、上記バッテリーの残りの電力量を取得するステップと、上記自走装置の作業スケジュールに基づいて、次の作業の開始タイミングを特定するステップと、上記自走装置が上記次の作業を行うのに要する必要電力量を推定するステップと、上記残りの電力量が上記開始タイミングまでに上記必要電力量以上になるように、上記バッテリーの充電速度を決定するステップとを備える。

本開示の他の例では、自走システムの制御プログラムが提供される。上記自走システムは、内蔵されているバッテリーから電力の供給を受けることで自走し、搬送物を搬送することが可能な自走装置と、上記バッテリーを充電することが可能な充電ステーションとを備える。上記制御プログラムは、上記自走システムに、上記バッテリーの残りの電力量を取得するステップと、上記自走装置の作業スケジュールに基づいて、次の作業の開始タイミングを特定するステップと、上記自走装置が上記次の作業を行うのに要する必要電力量を推定するステップと、上記残りの電力量が上記開始タイミングまでに上記必要電力量以上になるように、上記バッテリーの充電速度を決定するステップとを実行させる。

本発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解される本発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう。

自走システムの装置構成の一例を示す図である。 自走装置の外観を示す図である。 通常充電モードでバッテリーを充電している様子をグラフで示す図である。 急速充電モードでバッテリーを充電している様子をグラフで示す図である。 コントローラのハードウェア構成の一例を示す模式図である。 自走装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 充電ステーションのハードウェア構成の一例を示す図である。 工作機械のハードウェア構成を示すブロック図である。 搬送物の搬送処理に関する機能構成の一例を示す図である。 加工設定のデータ構造の一例を示す図である。 ワーク情報のデータ構造の一例を示す図である。 作業スケジュールのデータ構造の一例を示す図である。 ３次元マップの一例を示す図である。 自走装置の充電処理に関する機能構成の一例を示す図である。 コントローラによる充電制御処理の流れをフローチャートで示す図である。 自走装置による充電制御処理の流れをフローチャートで示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

＜Ａ．自走システム１０＞
まず、図１を参照して、自走システム１０の装置構成について説明する。図１は、自走システム１０の装置構成の一例を示す図である。

図１に示されるように、自走システム１０は、コントローラ１００と、自走装置２００と、充電ステーション３００と、工作機械４００とを含む。

図１には、自走システム１０が１つのコントローラ１００で構成されている例が示されているが、自走システム１０は、２つ以上のコントローラ１００で構成されてもよい。同様に、自走システム１０は、２つ以上の自走装置２００で構成されてもよい。同様に、自走システム１０は、２つ以上の充電ステーション３００で構成されてもよい。同様に、自走システム１０は、２つ以上の工作機械４００で構成されてもよい。

コントローラ１００は、自走装置２００の制御装置として機能する。コントローラ１００は、たとえば、ノート型のＰＣ（Personal Computer）、デスクトップ型のＰＣ、タブレット端末、または、通信機能を備えたその他のコンピュータである。コントローラ１００は、ネットワークＮＷに接続可能に構成されている。ネットワークＮＷには、たとえば、ＥｔｈｅｒＮｅｔ（登録商標）などが採用される。

自走装置２００は、ネットワークＮＷに接続可能に構成されている。自走装置２００は、ネットワークＮＷを介してコントローラ１００と通信することができる。コントローラ１００は、ネットワークＮＷを介して制御指令を自走装置２００に送信し、自走装置２００の走行を制御する。当該制御指令としては、たとえば、ワークや工具などの搬送指令、および充電ステーション３００への充電指令などが挙げられる。

自走装置２００は、たとえば、コントローラ１００からの搬送指令に従って、ワークや工具などの搬送物を、工作機械４００などの指定された場所に搬送する。また、自走装置２００は、コントローラ１００からの搬送指令に従って、工作機械４００などの所定の場所から、指定された搬送先に搬送物を搬送する。

他の例として、自走装置２００は、コントローラ１００からの充電指令に従って、充電ステーション３００まで走行する。自走装置２００が充電ステーション３００付近の充電可能位置に到達したことに基づいて、自走装置２００は、コントローラ１００から受信した充電指令を充電ステーション３００に送信する。自走装置２００と充電ステーション３００との通信は、ＷｉＦｉ（登録商標）およびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信で実現されてもよいし、ネットワークＮＷを介して実現されてもよい。充電指令は、たとえば、充電速度を指示するための充電モードと、充電に要する充電時間とを含む。充電ステーション３００は、自走装置２００から充電指令を受信したことに基づいて、自走装置２００に内蔵されている後述のバッテリー２０９（図２参照）を非接触で充電する。

なお、図１の例では、充電指令は、コントローラ１００から自走装置２００を介して充電ステーション３００に間接的に送信されているが、当該充電指令は、コントローラ１００から充電ステーション３００に直接的に送信されてもよい。

また、上述では、充電ステーション３００が非接触で自走装置２００を充電する例について説明を行ったが、充電ステーション３００は、接触方式の充電方法（たとえば、コンダクティブ充電）で自走装置２００を充電してもよい。

工作機械４００は、自走装置２００によって搬送された工具を用いて、自走装置２００によって搬送されたワークを加工する。工作機械４００は、ワークを加工する機能を備えた種々の装置を包含する概念である。工作機械４００は、横形のマシニングセンタであってもよいし、立形のマシニングセンタであってもよい。あるいは、工作機械４００は、旋盤であってもよいし、付加加工機であってもよいし、その他の切削機械や研削機械であってもよい。

＜Ｂ．自走装置２００＞
次に、図２を参照して、自走装置２００について説明する。図２は、自走装置２００の外観を示す図である。

図２に示されるように、自走装置２００は、車輪駆動の走行本体２０と、アームロボット２３とを含む。

アームロボット２３は、たとえば、走行本体２０上に設けられている。アームロボット２３は、アームＡＲ１～ＡＲ４と、エンドエフェクタ２２５とで構成されている。

アームＡＲ１の一端は、走行本体２０に繋がっている。アームＡＲ１の他端は、アームＡＲ２の一端と繋がっている。アームＡＲ２の他端は、アームＡＲ３の一端と繋がっている。アームＡＲ３の他端は、アームＡＲ４の一端と繋がっている。アームＡＲ４の他端には、エンドエフェクタ２２５が設けられている。エンドエフェクタ２２５は、ワークや工具を把持可能に構成される。

アームＡＲ２は、アームＡＲ１との連結軸を回転中心としてモータによって回転可能に構成される。アームＡＲ３は、アームＡＲ２との連結軸を回転中心としてモータによって回転可能に構成される。アームＡＲ４は、アームＡＲ３との連結軸を回転中心としてモータによって回転可能に構成される。

また、アームロボット２３には、カメラ２０７が設けられている。図２の例では、カメラ２０７は、アームロボット２３の先端部であるエンドエフェクタ２２５に設けられている。カメラ２０７は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラであってもよいし、赤外線カメラ（サーモグラフィ）であってもよいし、その他の種類のカメラであってもよい。

なお、カメラ２０７は、必ずしもアームロボット２３に設けられる必要はない。カメラ２０７は、たとえば、走行本体２０のカバー２１０に設けられてもよい。

走行本体２０の内部には、レーザセンサ２０５が設けられる。レーザセンサ２０５は、レーザ光を回転させながら照射し、当該レーザ光の反射光を受光するように構成される。これにより、レーザセンサ２０５は、周囲にある物体までの距離を測定する。自走装置２００は、レーザセンサ２０５の測定結果に基づいて、前進方向Ｒ、後進方向Ｂ、右折方向、および左折方向などの走行本体２０の走行を制御する。

また、走行本体２０の内部には、バッテリー２０９が設けられる。バッテリー２０９は、コントローラ１００内の各種機器に電力を供給する。

また、走行本体２０上には、搬送物の仮置き場２１６が設けられている。図２の例では、搬送物として、ワークＷが示されている。アームロボット２３は、仮置き場２１６上のワークＷを把持し、指定された搬送先に当該ワークＷを搬入する。あるいは、アームロボット２３は、指定された場所からワークＷを搬出し、当該ワークＷを仮置き場２１６に置く。

なお、図２の例では、アームロボット２３が走行本体２０上に設けられているが、ワークや工具などの搬送物を搬送することが可能な種々の搬送装置が走行本体２０上に設けられ得る。一例として、当該搬送装置は、オートローダであってもよい。

＜Ｃ．充電処理の概要＞
次に、図３および図４を参照して、上述のバッテリー２０９（図２参照）の充電制御処理の概要について説明する。

自走装置２００のバッテリー２０９が急速に充電されると、バッテリー２０９の劣化が早まる。一方で、自走装置２００のバッテリー２０９の充電速度が遅いと、充電時間が長くなり、自走装置２００は、搬送作業を効率的に行うことができない。そこで、自走システム１０は、自走装置２００の作業効率が低下することを抑制しつつ、バッテリー２０９の劣化を抑制するようにバッテリー２０９を充電する。

より具体的には、まず、コントローラ１００は、バッテリー２０９の残りの電力量（以下、「残電力量」ともいう。）を自走装置２００から取得する。次に、コントローラ１００は、自走装置２００の作業スケジュールに基づいて、次の作業開始タイミングを特定する。また、コントローラ１００は、自走装置２００が次の作業を行うのに要する必要電力量を推定する。続いて、コントローラ１００は、次の作業開始タイミングまでに残電力量が必要電力量以上になるように、バッテリー２０９の充電速度を決定する。

好ましくは、コントローラ１００は、必要電力量に所定電力量を加算した値を目標電力量として、次の作業開始タイミングまでに残電力量が当該目標電力量になるように、バッテリー２０９の充電速度を決定する。その後、コントローラ１００は、決定した充電速度でバッテリー２０９を充電するように充電ステーション３００に制御指令を送信する。

このように、コントローラ１００は、次の作業開始タイミングに合わせて必要電力量を充電することで、必要に応じた充電速度でバッテリー２０９を充電することができる。これにより、自走装置２００は、バッテリー２０９を毎回急速充電することを回避でき、バッテリー２０９の劣化を抑制することができる。一方で、コントローラ１００は、自走装置２００が次の作業を行うのに要する必要電力量をするため、自走装置２００の作業効率が低下することを抑制することができる。

バッテリー２０９の充電速度は、様々な方法で変えられる。一例として、バッテリー２０９の充電速度は、充電ステーション３００の動作モードを指定することで変えられる。充電ステーション３００における動作モードは、たとえば、通常充電モードと、急速充電モードとを含む。

図３は、通常充電モードでバッテリー２０９を充電している様子をグラフで示す図である。図３に示されるグラフの横軸は、時間を示す。図３に示されるグラフの縦軸は、バッテリー２０９の残電力量を示す。

通常充電モードは、充電速度「Ｖ１」（第１速度）でバッテリー２０９を充電する動作モードである。急速充電モードは、充電速度「Ｖ１」よりも速い充電速度「Ｖ２」（第２速度）でバッテリー２０９を充電する動作モードである。充電速度「Ｖ１」，「Ｖ２」は、単位時間当たりにおける充電量を示す。充電速度「Ｖ１」，「Ｖ２」は、予め設定されていてもよいし、制御パラメータの設定により変更されてもよい。

図３を参照して、現在時刻「Ｔ０」において、バッテリー２０９の残電力量が「Ｐ０」であるとする。また、自走装置２００の次の作業開始タイミングが「Ｔ１」であるとする。また、自走装置２００が次の作業を行うのに要する必要電力量は「Ｐ１」であるとする。すなわち、コントローラ１００は、作業開始タイミング「Ｔ１」までの猶予時間「ΔＴＡ」の間に、バッテリー２０９の残電力量を必要電力量「Ｐ１」以上にする必要がある。

このとき、コントローラ１００は、通常充電モードでバッテリー２０９を充電することによって、バッテリー２０９の残電力量が開始タイミング「Ｔ１」までに必要電力量「Ｐ１」以上になる場合には、充電ステーション３００を通常充電モードで動作させる。図３の例では、バッテリー２０９が充電速度「Ｖ１」で充電されることで、バッテリー２０９の残電力量は、作業開始タイミング「Ｔ１」までに必要電力量「Ｐ１」以上になる。この場合、コントローラ１００は、充電速度が急速充電モードよりも遅い通常充電モードで充電ステーション３００を動作させる。

図４は、急速充電モードでバッテリー２０９を充電している様子をグラフで示す図である。図４の例では、自走装置２００の次の作業開始タイミングが「Ｔ２」であるとする。すなわち、コントローラ１００は、作業開始タイミング「Ｔ２」までの時間「ΔＴＢ」の間に、バッテリー２０９の残電力量を必要電力量「Ｐ１」以上にする必要がある。

このとき、コントローラ１００は、通常充電モードでバッテリー２０９を充電することによって、バッテリー２０９の残電力量が開始タイミング「Ｔ２」までに必要電力量「Ｐ１」以上にならない場合には、充電ステーション３００を急速充電モードで動作させる。図４の例では、バッテリー２０９が充電速度「Ｖ１」で充電されると、バッテリー２０９の残電力量は、作業開始タイミング「Ｔ２」までに必要電力量「Ｐ１」以上にならない。一方で、バッテリー２０９が充電速度「Ｖ２」で充電されると、バッテリー２０９の残電力量は、作業開始タイミング「Ｔ２」までに必要電力量「Ｐ１」以上になる。コントローラ１００は、急速充電モードで充電ステーション３００を動作させる。

なお、上述の例では、バッテリー２０９の充電速度が通常充電モードと急速充電モードとのいずれかで指定される例について説明を行ったが、充電ステーション３００の動作モードは、充電速度が異なる３つ以上の充電モードを有していてもよい。また、バッテリー２０９の充電速度は、必ずしも充電モードで指定される必要はなく、充電速度を示す数値により指定されてよい。あるいは、バッテリー２０９の充電速度は、充電速度と相関する制御パラメータにより指定されてよい。

＜Ｄ．コントローラ１００のハードウェア構成＞
図５を参照して、コントローラ１００のハードウェア構成について説明する。図５は、コントローラ１００のハードウェア構成の一例を示す模式図である。

コントローラ１００は、制御回路１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、通信インターフェイス１０４と、表示インターフェイス１０５と、入力インターフェイス１０７と、補助記憶装置１２０とを含む。これらのコンポーネントは、バスＢ１に接続される。

制御回路１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit）、少なくとも１つのＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

制御回路１０１は、制御プログラム１２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することでコントローラ１００の動作を制御する。制御プログラム１２２は、自走装置２００の制御（たとえば、充電制御および搬送制御）に係るプログラムである。制御回路１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置１２０またはＲＯＭ１０２からＲＡＭ１０３に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

通信インターフェイス１０４には、ＬＡＮ（Local Area Network）やアンテナなどが接続される。コントローラ１００は、通信インターフェイス１０４を介してネットワークＮＷ（図１参照）に接続される。これにより、コントローラ１００は、ネットワークＮＷに接続される外部機器とデータをやり取りする。当該外部機器は、たとえば、自走装置２００やサーバー（図示しない）などを含む。コントローラ１００は、当該外部機器から制御プログラム１２２をダウンロードできるように構成されてもよい。

表示インターフェイス１０５には、ディスプレイ１０６が接続される。表示インターフェイス１０５は、制御回路１０１などからの指令に従って、ディスプレイ１０６に対して、画像を表示するための画像信号を送出する。ディスプレイ１０６は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、またはその他の表示機器である。なお、ディスプレイ１０６は、コントローラ１００と一体的に構成されてもよいし、コントローラ１００とは別に構成されてもよい。

入力インターフェイス１０７には、入力デバイス１０８が接続される。入力デバイス１０８は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、またはユーザの操作を受け付けることが可能なその他の装置である。なお、入力デバイス１０８は、コントローラ１００と一体的に構成されてもよいし、コントローラ１００とは別に構成されてもよい。

補助記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置１２０は、制御プログラム１２２、後述の加工設定１２３、後述のワーク情報１２４、および後述の作業スケジュール１２５などを格納する。補助記憶装置１２０に記憶される各種データの格納場所は、補助記憶装置１２０に限定されない。当該各種データは、制御回路１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、ＰＬＣ１５１や外部サーバー）などに格納されていてもよい。

なお、制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム１２２による自走装置２００の制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態でコントローラ１００が構成されてもよい。

＜Ｅ．自走装置２００のハードウェア構成＞
次に、図６を参照して、自走装置２００のハードウェア構成について説明する。図６は、自走装置２００のハードウェア構成の一例を示す図である。

自走装置２００は、制御回路２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、通信インターフェイス２０４と、レーザセンサ２０５と、モータ駆動装置２０６，２０８と、補助記憶装置２２０とを含む。これらのコンポーネントは、バスＢ２に接続される。

制御回路２０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。一例として、制御回路２０１は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。

制御回路２０１は、制御プログラム２２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで自走装置２００の動作を制御する。制御回路２０１は、制御プログラム２２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置２２０またはＲＯＭ２０２からＲＡＭ２０３に制御プログラム２２２を読み出す。ＲＡＭ２０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム２２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

通信インターフェイス２０４には、ＬＡＮ（Local Area Network）やアンテナなどが接続される。自走装置２００は、通信インターフェイス２０４を介して外部機器との無線通信または有線通信を実現する。当該外部機器は、たとえば、サーバー（図示しない）、自走装置２００を操作するためのユーザ端末（図示しない）などを含む。当該ユーザ端末は、たとえば、タブレット端末やスマートフォンなどである。ユーザは、当該ユーザ端末を介して自走装置２００の走行を制御することができる。

レーザセンサ２０５は、レーザ光を回転させながら照射し、当該レーザ光の反射光を受光するように構成される。これにより、レーザセンサ２０５は、周囲にある物体までの距離を角度別に表わした２次元距離データを出力する。

より具体的には、レーザセンサ２０５は、照射部と、ミラーと、受光部とで構成される。当該照射部は、当該ミラーに向けてレーザ光を照射する。当該ミラーは、モータによって回転可能にされており、レーザ光を各方向に反射する。これにより、レーザセンサ２０５は、レーザ光を各方向に照射する。物体がレーザセンサ２０５の周囲にある場合には、レーザ光は、当該物体に反射され、レーザセンサ２０５に戻る。レーザセンサ２０５は、当該反射光を受光部で受ける。

レーザセンサ２０５は、物体からの反射光を受けて、当該物体までの距離を算出する。一例として、レーザセンサ２０５は、レーザ光を照射してから、当該レーザ光の反射光を受光するまでの時間に基づいて、レーザセンサ２０５から物体までの距離を算出する。典型的には、レーザセンサ２０５は、光の速度に当該時間を掛けることで物体までの距離を算出する。レーザセンサ２０５は、当該距離をレーザ光の照射角度に対応付けることで、角度別に距離を表わした２次元距離データを出力する。

モータ駆動装置２０６は、制御回路２０１からの制御指令に従って、自走装置２００の駆動輪を回転駆動するためのモータＭ１を制御する。当該制御指令は、たとえば、モータＭ１の正転指令、モータＭ１の逆転指令、モータＭ１の回転速度などを含む。モータＭ１には、たとえば、ステッピングモータまたはサーボモータなどが採用される。

モータ駆動装置２０８は、制御回路２０１からの制御指令に従って、アームロボット２３（図２参照）に設けられている各モータＭ２の回転を制御する。モータＭ２は、アームロボット２３の各関節に設けられている。モータＭ２は、たとえば、サーボモータである。サーボモータの回転軸にはエンコーダが設けられている。当該エンコーダは、サーボモータの位置、サーボモータの回転速度、サーボモータの累積回転数などを、モータ駆動装置２０８にフィードバックする。モータ駆動装置２０８は、エンコーダの出力値に基づいて、アームロボット２３の位置姿勢を制御する。

バッテリー２０９は、自走装置２００内の各種機器に電力を供給する。バッテリー２０９は、受電コイル１３６に電気的に接続されている。自走装置２００は、受電コイル１３６が充電ステーション３００の送電コイル３１１と対向しているときに、充電ステーション３００に充電指令を送る。これにより、充電ステーション３００は、送電コイル３１１に交流電流を印加し、受電コイル１３６に誘導起電力を発生させ、当該誘導起電力によってバッテリー２０９を充電する。これにより、バッテリー２０９は、非接触で充電される。

補助記憶装置２２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置２２０は、自走装置２００の走行を制御するための制御プログラム２２２、および、自走装置２００の走行経路を規定する３次元マップ２２４、自走装置２００の駆動に係る制御パラメータ２２６などを格納する。制御プログラム２２２、３次元マップ２２４、および制御パラメータ２２６の格納場所は、補助記憶装置２２０に限定されず、制御回路２０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

また、制御プログラム２２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム２２２による自走装置２００の制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム２２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム２２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム２２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で自走装置２００が構成されてもよい。

＜Ｆ．充電ステーション３００のハードウェア構成＞
次に、図７を参照して、充電ステーション３００のハードウェア構成について説明する。図７は、充電ステーション３００のハードウェア構成の一例を示す図である。

充電ステーション３００は、制御回路３０１と、ＲＯＭ３０２と、ＲＡＭ３０３と、通信インターフェイス３０４と、交流電源３１０と、補助記憶装置３２０とを含む。これらのコンポーネントは、バスＢ３に接続される。

制御回路３０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＧＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成され得る。

制御回路３０１は、制御プログラム３２２やオペレーティングシステムなどの各種プログラムを実行することで充電ステーション３００の動作を制御する。制御回路３０１は、制御プログラム３２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置３２０またはＲＯＭ３０２からＲＡＭ３０３に制御プログラム３２２を読み出す。ＲＡＭ３０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム３２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

通信インターフェイス３０４には、ＬＡＮ（Local Area Network）やアンテナなどが接続される。充電ステーション３００は、通信インターフェイス３０４を介して外部機器との無線通信または有線通信を実現する。当該外部機器は、たとえば、自走装置２００やサーバー（図示しない）などを含む。

交流電源３１０には、送電コイル３１１が電気的に接続されている。交流電源３１０は、送電コイル３１１が自走装置２００の受電コイル２１１と対向しているときに送電コイル３１１に交流電流を印加する。これにより、誘導起電力が受電コイル１３６に発生し、当該誘導起電力によって自走装置２００のバッテリー２０９が充電される。

補助記憶装置３２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置３２０は、充電の制御プログラム３２２、および充電に係る制御パラメータ３２４などを格納する。これらの格納場所は、補助記憶装置３２０に限定されず、制御回路３０１の記憶領域（たとえば、キャッシュメモリなど）、ＲＯＭ３０２、ＲＡＭ３０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

また、制御プログラム３２２は、単体のプログラムとしてではなく、任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、制御プログラム３２２による充電ステーション３００の制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム３２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム３２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム３２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で充電ステーション３００が構成されてもよい。

＜Ｇ．工作機械４００のハードウェア構成＞
図８を参照して、工作機械４００のハードウェア構成の一例について説明する。図８は、工作機械４００のハードウェア構成を示すブロック図である。

工作機械４００は、ＣＮＣ（Computer Numerical Control）４０１と、ＲＯＭ４０２と、ＲＡＭ４０３と、表示インターフェイス４０５と、入力インターフェイス４０９と、サーボドライバ４１１Ａ～４１１Ｄと、サーボモータ４１２Ａ～４１２Ｄと、エンコーダ４１３Ａ～４１３Ｄと、ボールねじ４１４Ａ，４１４Ｂと、工具を取り付けるための主軸４１５とを含む。これらの機器は、バス（図示しない）を介して接続されている。

ＣＮＣ４０１は、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ、少なくとも１つのＭＰＵ、少なくとも１つのＡＳＩＣ、少なくとも１つのＦＰＧＡ、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。

ＣＮＣ４０１は、加工プログラム４２２など各種プログラムを実行することでＣＮＣ４００の動作を制御する。ＣＮＣ４０１は、加工プログラム４２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、補助記憶装置４２０からＲＯＭ４０２に加工プログラム４２２を読み出す。ＲＡＭ４０３は、ワーキングメモリとして機能し、加工プログラム４２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。

表示インターフェイス４０５は、ディスプレイ４３０などの表示機器と接続され、ＣＮＣ４０１などからの指令に従ってディスプレイ４３０に対して画像を表示するための画像信号を送出する。ディスプレイ４３０は、たとえば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、またはその他の表示機器である。

入力インターフェイス４０９は、入力デバイス４３１に接続され得る。入力デバイス４３１は、たとえば、マウス、キーボード、タッチパネル、またはユーザ操作を受け付けることが可能なその他の入力機器である。

ＣＮＣ４００は、加工プログラム４２２に従ってサーボドライバ４１１Ａを制御する。サーボドライバ４１１Ａは、ＣＮＣ４０１から目標回転数（または目標位置）の入力を逐次的に受け、サーボモータ４１２Ａが目標回転数で回転するようにサーボモータ４１２Ａを制御し、ワーク設置台（図示しない）をＸ軸方向に駆動する。より具体的には、サーボドライバ４１１Ａは、エンコーダ４１３Ａのフィードバック信号からサーボモータ４１２Ａの実回転数（または実位置）を算出する。サーボドライバ４１１Ａは、当該実回転数が目標回転数よりも小さい場合にはサーボモータ４１２Ａの回転数を上げ、当該実回転数が目標回転数よりも大きい場合にはサーボモータ４１２Ａの回転数を下げる。このように、サーボドライバ４１１Ａは、サーボモータ４１２Ａの回転数のフィードバックを逐次的に受けながらサーボモータ４１２Ａの回転数を目標回転数に近付ける。サーボドライバ４１１Ａは、ボールねじ４１４Ａに接続されるワーク設置台をＸ軸方向に移動し、ワーク設置台をＸ軸方向の任意の位置に移動する。

同様のモータ制御により、サーボドライバ４１１Ｂは、ボールねじ４１４Ｂに接続されるワーク設置台をＣＮＣ４００からの制御指令に従ってＹ軸方向に移動し、ワーク設置台をＹ軸方向の任意の位置に移動する。同様のモータ制御を行うことにより、サーボドライバ４１１Ｃは、ＣＮＣ４００からの制御指令に従って主軸４１５をＺ軸方向に移動し、主軸４１５をＺ軸方向の任意の位置に移動する。同様のモータ制御を行うことにより、サーボドライバ４１１Ｄは、ＣＮＣ４００からの制御指令に従って、主軸４１５の軸方向を回転中心とする主軸４１５の回転速度を制御する。

補助記憶装置４２０は、たとえば、ハードディスクやフラッシュメモリなどの記憶媒体である。補助記憶装置４２０は、加工プログラム４２２などを格納する。加工プログラム４２２の格納場所は、補助記憶装置４２０に限定されず、ＣＮＣ４０１の記憶領域（たとえば、キャッシュ領域など）、ＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。

＜Ｈ．搬送制御に関する機能構成＞
次に、図９～図１３を参照して、搬送物の搬送処理に関する機能構成について説明する。図９は、搬送物の搬送処理に関する機能構成の一例を示す図である。

図９に示されるように、コントローラ１００の制御回路１０１は、搬送処理に関する機能構成として、スケジュール生成部１５２と、搬送指令部１５４とを含む。なお、これらの機能構成の一部または全部は、自走装置２００またはその他の装置に実装されてもよい。

また、自走装置２００の制御回路２０１は、搬送処理に関する機能構成として、マップ生成部２５２と、走行制御部２５４とを含む。なお、これらの機能構成の一部または全部は、コントローラ１００またはその他の装置に実装されてもよい。

以下では、スケジュール生成部１５２の機能と、搬送指令部１５４の機能と、マップ生成部２５２の機能と、走行制御部２５４の機能とについて順に説明する。

（Ｈ１．スケジュール生成部１５２）
まず、図１０～図１２を参照して、図９に示されるスケジュール生成部１５２の機能について説明する。

スケジュール生成部１５２は、図１０に示される加工設定１２３と、図１１に示されるワーク情報１２４とに基づいて、図１２に示される作業スケジュール１２５を生成する。

図１０は、加工設定１２３のデータ構造の一例を示す図である。作業者は、加工設定１２３を登録することにより加工対象のワークを予め登録しておく。加工設定１２３は、たとえば、上述のコントローラ１００またはその他の端末において作業者によって登録される。作業者によって登録される内容は、たとえば、加工対象のワークの識別情報（ワーク名やワークＩＤなど）、加工対象のワークの個数、およびワークの加工順などを含む。

図１０の例では、加工設定１２３は、２つのワークＷ１の加工タスクと、２つのワークＷ２の加工タスクと、４つのワークＷ３の加工タスクと、６つのワークＷ４の加工タスクとを含んでいる。

図１１は、ワーク情報１２４のデータ構造の一例を示す図である。一例として、ワーク情報１２４には、ワークの加工を実現するための加工プログラムと、ワークの重量と、ワークの加工に要する加工時間と、ワークの加工に関するその他の情報（たとえば、加工に用いられる工具情報）とが、ワークの識別情報別に規定されている。

ワーク情報１２４に規定される加工プログラムは、たとえば、上述のコントローラ１００、または上述の工作機械４００などにおいて作業者によって登録される。当該加工プログラムの生成方法は、任意である。一例として、工作機械４００の中には、オペレータが対話形式での質問に応えることにより自動で加工プログラムを生成する機能を有するものがある。加工プログラムは、たとえば、当該機能により生成される。あるいは、加工プログラムは、作業者がプログラムコードを記述することにより設計されてもよい。

ワーク情報１２４に規定される重量は、たとえば、ユーザによって予め設定されてもよいし、加工プログラムの設計時などに登録されてもよい。一例として、当該重量は、コントローラ１００またはその他の端末において入力される。当該重量は、たとえば、加工開始前のワークの重さを示す。

ワーク情報１２４に規定される加工時間は、たとえば、作業者によって予め入力される。あるいは、当該加工時間は、各ワークの過去の加工実績から算出されてもよい。

スケジュール生成部１５２は、ワーク情報１２４を参照して、加工設定１２３に規定される各ワークについて加工時間を特定する。次に、スケジュール生成部１５２は、当該特定した加工時間と、加工設定１２３に規定される各ワークの個数と、加工設定１２３に規定される各ワークの加工順序とに基づいて、図１２に示される作業スケジュール１２５を生成する。

図１２は、作業スケジュール１２５のデータ構造の一例を示す図である。作業スケジュール１２５には、自走装置２００による搬送物の搬送タスクが規定される。スケジュール生成部１５２によって生成された作業スケジュール１２５は、たとえば、自走システム１０内の記憶装置に格納される。

一例として、作業スケジュール１２５において、日時と、搬送主体と、搬送元と、搬送先と、搬送物とが時系列に対応付けられている。

作業スケジュール１２５に示される日時は、たとえば、自走装置２００による作業開始タイミングを示す情報である。当該日時は、たとえば、日にちと、時刻とで規定される。なお、作業スケジュール１２５には、自走装置２００による作業終了タイミングがさらに規定されてもよい。

作業スケジュール１２５に示される搬送主体は、自走装置２００を一意に特定するための情報である。当該搬送主体は、たとえば、自走装置２００の識別情報で規定される。搬送主体としては、たとえば、「自走装置Ａ」，「自走装置Ｂ」などが挙げられる。

作業スケジュール１２５に示される搬送元は、搬送物の置き場所を一意に特定するための情報である。当該搬送元としては、たとえば、工作機械４００の位置、および搬送物の置き場の位置などが挙げられる。

作業スケジュール１２５に示される搬送先は、搬送物の搬送目的地を一意に特定するための情報である。当該搬送目的地としては、たとえば、工作機械４００、および搬送物の置き場などが挙げられる。

作業スケジュール１２５に示される搬送物は、搬送する物体を一意に特定するための情報である。当該搬送物としては、たとえば、加工対象のワーク、および加工に用いられる工具などが挙げられる。

なお、作業スケジュール１２５には、搬送物の作業スケジュールだけでなく、自走装置２００の充電スケジュールが規定されていてもよい。

（Ｈ２．搬送指令部１５４）
次に、引き続き図１２を参照して、図９に示される搬送指令部１５４の機能について説明する。

搬送指令部１５４は、作業スケジュール１２５に規定されている搬送タスクに従って、自走装置２００の搬送を制御する。一例として、現在時刻が「Ｔ１」になった場合には、搬送指令部１５４は、「置き場所Ｒ１」にある搬送物「ワークＷ１Ａ，Ｗ１Ｂ」を「工作機械Ａ」に搬送するためのように「自走装置Ａ」に搬送指令を送る。他の例として、現在日時が「Ｔ２」になった場合には、搬送指令部１５４は、「置き場所Ｒ２」にある搬送物「工具Ｔ１，Ｔ２」を「工作機械Ｂ」に搬送するように「自走装置Ｂ」に搬送指令を送る。

（Ｈ３．マップ生成部２５２）
次に、図１３を参照して、図９に示されるマップ生成部２５２の機能について説明する。

マップ生成部２５２は、自走装置２００の駆動中に上述のレーザセンサ２０５から順次取得される２次元距離データＤに基づいて、自走装置２００の周囲の空間を表わす３次元マップ２２４を生成する。

３次元マップ２２４は、たとえば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術により生成される。３次元マップ２２４は、自走装置２００の現在位置を特定するために生成される情報であり、かつ、自走装置２００の走行場所における静止物の位置を示す情報である。当該静止物としては、たとえば、床、壁、棚、工作機械、トレイ、および充電ステーションなどが挙げられる。

３次元マップ２２４は、たとえば、ユーザがユーザ端末を用いて自走装置２００を手動で操作することにより生成される。この場合、ユーザ操作に応じた操作信号が通信インターフェイス２０４を介して制御回路２０１に送信されることで、制御回路２０１は、操作信号に応じてモータ駆動装置２０６に指令を出力し、自走装置２００の走行を制御する。このとき、制御回路２０１は、レーザセンサ２０５から入力される２次元距離データＤと、自走装置２００の位置とに基づいて、自走装置２００の周囲にある物体の位置を３次元マップ２２４にマッピングする。自走装置２００の位置は、たとえば、モータ駆動装置２０６の駆動情報に基づいて特定される。これにより、３次元マップ２２４において、物体の有無を示す情報が３次元の座標値（ｘ，ｙ，ｚ）の各々に関連付けられる。

図１３は、一例としての３次元マップ２２４を示す図である。説明の便宜のために、図７には、３次元マップ２２４が２次元のマップで示されている。

３次元マップ２２４は、たとえば、工場内のマップを示す。一例として、３次元マップ２２４には、ワークのトレイ７０の位置と、充電ステーション３００の位置と、工作機械４００の位置と、障害物４３０Ａ，４３０Ｂの位置とが規定されている。３次元マップ２２４上に規定される物体の種別は、たとえば、ユーザによって指定されてもよいし、画像処理などにより自動で認識されてもよい。

（Ｈ４．走行制御部２５４）
次に、引き続き図１３を参照して、図６に示される走行制御部２５４の機能について説明する。走行制御部２５４は、自走装置２００の走行を制御するための機能モジュールである。

走行制御部２５４は、コントローラ１００からの搬送指令に従って、自走装置２００の走行を制御する。一例として、当該搬送指令は、搬送物の種別を示す情報と、搬送物の置き場所を示す情報と、搬送物の搬送先を示す情報とを含む。走行制御部２５４は、３次元マップ２２４を参照して、搬送物の置き場所から搬送先までの間の走行経路を設定する。

一例として、搬送物の置き場所として位置ＰＡが指定され、搬送物の搬送先として位置ＰＢが指定されたとする。このことに基づいて、走行制御部２５４は、位置ＰＡから位置ＰＢまでの最短経路である走行経路２４０を設定する。

その後、自走装置２００は、位置ＰＡにおいて、トレイ７０から自走装置２００へのワークのピックアップ作業を行い、当該ワークの搬送作業を開始する。その後、走行制御部２５４は、レーザセンサ２０５から入力される２次元距離データＤと、３次元マップ２２４とを比較することにより、自走装置２００の現在位置を定期的に特定する。走行制御部２５４は、現在位置を特定することで、走行経路２４０に沿って自走装置２００を走行させる。

さらに、走行制御部２５４は、自走装置２００の駆動中にレーザセンサ２０５から順次取得される２次元距離データＤに基づいて、自走装置２００の周囲にある障害物を検出し、当該障害物との衝突を避けるように自走装置２００の走行を制御する。当該障害物は、たとえば、人物や他の自走装置２００などの移動体と、壁や棚などの静止体とを含む。

走行制御部２５４は、障害物が検出されていない間、走行経路２４０を走行するように自走装置２００の走行を制御する。一方で、走行制御部２５４は、障害物が検出された場合には、当該障害物との衝突を避けるように自走装置２００の走行を制御する。

一例として、障害物までの距離が所定距離以上である場合には、走行制御部２５４は、当該障害物を避けるように自走装置２００の走行を制御する。一方で、障害物までの距離が所定距離未満である場合には、走行制御部２５４は、自走装置２００の走行を停止する。

走行制御部２５４は、自走装置２００が位置ＰＢに到達したことに基づいて、自走装置２００から工作機械４００へのワークの供給作業を行う。その後、走行制御部２５４は、自走装置２００を予め定められた待機位置に移動する。あるいは、走行制御部２５４は、自走装置２００の残電力量が所定量以下である場合には、自走装置２００を充電ステーション３００に移動する。

なお、上述では、自走装置２００が位置ＰＡから位置ＰＢにワークを搬送する例について説明を行ったが、自走装置２００による搬送物は、特に限定されない。一例として、自走装置２００は、ワークではなく工具を搬送してもよい。

また、上述では、１つのトレイ７０の位置が３次元マップ２２４に規定されている例について説明を行ったが、複数のトレイ７０の各位置が３次元マップ２２４に規定されてもよい。

また、上述では、１つの充電ステーション３００の位置が３次元マップ２２４に規定されている例について説明を行ったが、複数の充電ステーション３００の各位置が３次元マップ２２４に規定されてもよい。

同様に、上述では、１つの工作機械４００の位置が３次元マップ２２４に規定されている例について説明を行ったが、複数の工作機械４００の各位置が３次元マップ２２４に規定されてもよい。

＜Ｉ．充電制御に関する機能構成＞
次に、図１４を参照して、自走装置２００の充電処理に関する機能構成について説明する。図１４は、自走装置２００の充電処理に関する機能構成の一例を示す図である。

図１４に示されるように、コントローラ１００の制御回路１０１は、充電処理に関する機能構成として、特定部１６２と、推定部１６４と、取得部１６６と、決定部１７０とを含む。これらの機能構成は、たとえば、コントローラ１００に実装される。あるいは、これらの機能構成の一部または全部は、自走装置２００またはその他の装置に実装されてもよい。

以下では、特定部１６２の機能と、推定部１６４の機能と、取得部１６６の機能と、決定部１７０の機能とについて順に説明する。

（Ｉ１．特定部１６２）
まず、上述の図１２を参照して、図１４に示される特定部１６２の機能について説明する。

特定部１６２は、作業スケジュール１２５に基づいて、次の作業の開始タイミングを特定する。より具体的な処理として、まず、特定部１６２は、現在時刻を特定する。現在時刻は、コントローラ１００に標準搭載されている計時機能（タイマー）から取得される。あるいは、現在時刻は、コントローラ１００と通信可能に構成される外部装置（たとえば、サーバー）から取得されてもよい。次に、特定部１６２は、作業スケジュール１２５に規定されている日時を参照して、取得した現在時刻の次に予定されている作業の開始タイミングを特定する。特定された作業開始タイミングは、決定部１７０に出力される。

なお、作業開始タイミングを特定する処理は、任意のタイミングで実行され得る。一例として、当該特定する処理は、自走装置２００の充電タイミングが到来したことに基づいて実行される。充電タイミングは、たとえば、作業スケジュール１２５に予め規定されている。

一例として、現在時刻が日時「Ｔ３」になり、「自走装置Ａ」の充電タイミングが到来したとする。この場合、特定部１６２は、作業スケジュール１２５を参照して、「自走装置Ａ」が次に行う作業の開始時刻「Ｔ４」を作業開始タイミングとして特定する。

なお、上述の例では、作業開始タイミングは、必ずしも時刻で示される必要はない。一例として、作業開始タイミングは、現在時刻から次の作業開始時刻までの間の猶予時間で示されてもよい。

（Ｉ２．推定部１６４）
次に、上述の図１２を参照して、図１４に示される推定部１６４の機能について説明する。

推定部１６４は、作業スケジュール１２５に基づいて、自走装置２００が次の作業を行うのに要する必要電力量を推定する。ここで言う「次の作業」とは、現在時刻の次に予定されている少なくとも１つの作業を意味する。一例として、「次の作業」は、現在時刻の次に行われる予定の１つの作業であってもよいし、現在時刻の次に行われる予定の所定数の作業であってもよいし、現在から所定時間以内に行われる予定の作業であってもよい。

推定部１６４は、次の作業に係る作業量に応じて必要電力量を推定する。一例として、当該作業量が多いほど必要電力量は多くなり、当該作業量が少ないほど必要電力量は少なくなる。

必要電力量は、たとえば、予め定められた算出式に基づいて、算出される。当該算出式は、必要電力量を目的変数とし、当該必要電力量と相関する物理量を説明変数とする。説明変数の数は、１つであってもよいし、複数であってもよい。

ある局面において、当該物理量は、次の作業における自走装置２００の走行距離を含む。この場合、推定部１６４は、当該走行距離が長いほど必要電力量を多く推定する。異なる言い方をすれば、推定部１６４は、当該走行距離が短いほど、必要電力量を少なく推定する。

より具体的な処理として、推定部１６４は、上述の３次元マップ２２４と、作業スケジュール１２５に規定されている搬送元と、作業スケジュール１２５に規定されている搬送先とに基づいて、次に作業時における自走装置２００の走行経路を特定する。その後、推定部１６４は、当該特定した各走行経路の距離を積算することで、次の作業時における自走装置２００の走行距離を算出する。推定部１６４は、算出した走行距離に、単位距離当たりの必要電力量を乗算することで、次に作業時における必要電力量を算出する。単位距離当たりの必要電力量は、予め設定されていてもよいし、過去の履歴などから算出されてもよい。なお、推定部１６４は、搬送元と搬送先との間の直線距離を走行距離として算出してもよい。

他の局面において、上記物理量は、自走装置２００が次の作業で搬送する搬送物の重量を含む。この場合、推定部１６４は、当該重量が重いほど必要電力量を多く推定する。異なる言い方をすれば、推定部１６４は、当該重量が軽いほど、必要電力量を少なく推定する。

より具体的な処理として、推定部１６４は、作業スケジュール１２５を参照して、次に作業時における搬送物を特定する。その後、推定部１６４は、上述のワーク情報１２４（図１１参照）を参照して、当該特定した搬送物の重量を算出する。なお、搬送物が工具である場合には、当該工具の重量は、当該工具のカタログ情報から取得されてもよいし、各工具の情報を規定した工具情報から取得されてもよい。

さらに他の局面において、上記物理量は、次の作業における自走装置２００の走行経路の直線度合いを含む。この場合、推定部１６４は、当該走行経路が直線に近いほど、必要電力量を少なく推定する。異なる言い方をすれば、推定部１６４は、当該走行経路が蛇行しているほど、必要電力量を多く推定する。

一例として、推定部１６４は、上述の３次元マップ２２４と、作業スケジュール１２５に規定されている搬送元と、作業スケジュール１２５に規定されている搬送先とに基づいて、次に作業時における自走装置２００の走行経路を特定する。その後、推定部１６４は、所定のアルゴリズム（たとえば、最小二乗法）に基づいて、当該特定した走行経路の近似式を直線で表わす。次に、推定部１６４は、当該直線と走行経路との類似度を、走行経路の直線度合いとして算出する。

他の例として、推定部１６４は、自走装置２００の走行方向の変化数をカウントする。当該変化数は、たとえば、走行経路上において自走装置２００の走行方向が所定角度以上変化する点の数に相当する。推定部１６４は、当該変化数が少ないほど走行経路の直線度合いを小さく推定し、当該変化数が多いほど走行経路の直線度合いを大きく推定する。

（Ｉ３．取得部１６６）
次に、図１４に示される取得部１６６の機能について説明する。

取得部１６６は、自走装置２００からバッテリー２０９の残電力量を取得する。当該残電力量は、自走装置２００によって検出される。バッテリー２０９の残電力量の検出方法には、様々な方法が採用される。

一例として、バッテリー２０９の残電力量が減るにつれて、バッテリー２０９の出力電圧または出力電流が小さくなるので、自走装置２００は、バッテリー２０９の出力電圧または出力電流に応じて残電力量を検出する。バッテリー２０９の出力電圧または出力電流は、たとえば、バッテリー２０９に電気的に接続されている検出回路（図示しない）によって検出される。

より具体的には、自走装置２００は、バッテリー２０９の出力電流または出力電圧が小さいほどバッテリー２０９の残電力量が少なくなるように、当該残電力量を検出する。異なる言い方をすれば、バッテリー２０９の出力電流または出力電圧が大きいほどバッテリー２０９の残電力量が多くなるように、当該残電力量を検出する。

（Ｉ４．決定部１７０）
次に、図１４に示される決定部１７０の機能について説明する。

決定部１７０は、特定部１６２によって特定された次の作業の開始タイミングと、推定部１６４によって推定された必要電力量と、取得部１６６によって取得された残電力量とに基づいて、バッテリー２０９の充電速度を決定する。

このとき、決定部１７０は、現在から次の作業開始タイミングまでの猶予時間が長いほど充電速度を遅くする。異なる言い方をすれば、決定部１７０は、現在から次の作業開始タイミングまでの猶予時間が短いほど充電速度を速くする。これにより、コントローラ１００は、猶予時間に応じた充電速度でバッテリー２０９を充電することができ、急速充電に伴うバッテリー２０９の劣化を抑制することができる。

また、決定部１７０は、バッテリー２０９の残電力量と、次の作業時における必要電力量との差分値が小さいほど充電速度を遅くする。異なる言い方をすれば、当該差分値が大きいほど充電速度を速くする。これにより、コントローラ１００は、次の作業時における必要電力量に応じた充電速度でバッテリー２０９を充電することができ、急速充電に伴うバッテリー２０９の劣化を抑制することができる。

決定部１７０は、決定した充電速度を含む充電指令を自走装置２００に送信する。自走装置２００は、コントローラ１００から充電指令を受信したことに基づいて、充電ステーション３００まで走行する。その後、自走装置２００は、自走装置２００内の受電コイル１３６と充電ステーション３００内の送電コイル３１１とが対向しているときに、充電ステーション３００に充電指令を送る。これにより、充電ステーション３００は、指定された充電速度に基づいて、バッテリー２０９を充電する。

＜Ｊ．コントローラ１００の制御フロー＞
次に、図１５を参照して、コントローラ１００の制御フローについて説明する。図１５は、コントローラ１００による充電制御処理の流れをフローチャートで示す図である。

図１５に示される処理は、コントローラ１００が上述の制御プログラム１２２を実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

ステップＳ１１０において、制御回路１０１は、自走装置２００の充電タイミングが到来したか否かを判断する。一例として、制御回路１０１は、上述の作業スケジュール１２５に規定されている充電タスクが実行されたことに基づいて、充電タイミングが到来したと判断する。他の例として、制御回路１０１は、自走装置２００からバッテリー２０９の残電力量を受信し、当該残電力量が所定量以下である場合に、充電タイミングが到来したと判断する。さらに他の例として、制御回路１０１は、上述の作業スケジュール１２５を参照して、自走装置２００が待機状態であるときに、充電タイミングが到来したと判断する。

制御回路１０１は、自走装置２００の充電タイミングが到来したと判断した場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１１２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１１０においてＮＯ）、制御回路１０１は、ステップＳ１１０の処理を再び実行する。

ステップＳ１１２において、制御回路１０１は、上述の特定部１６２（図１４参照）として機能し、作業スケジュール１２５（図１２参照）に基づいて、次の作業の開始タイミングを特定する。作業開始タイミングの特定方法については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

ステップＳ１１４において、制御回路１０１は、上述の推定部１６４（図１４参照）として機能し、作業スケジュール１２５（図１２参照）に基づいて、自走装置２００が次の作業を行うのに要する必要電力量を推定する。必要電力量の推定方法については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

ステップＳ１１６において、制御回路１０１は、上述の取得部１６６（図１４参照）として機能し、バッテリー２０９の残電力量を自走装置２００から受信する。当該残電力量の取得方法については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

ステップＳ１２０において、制御回路１０１は、上述の決定部１７０（図１４参照）として機能し、ステップＳ１１２で特定された次の作業開始タイミングと、ステップＳ１１４で推定された必要電力量と、ステップＳ１１６で取得された残電力量とに基づいて、バッテリー２０９の充電速度を決定する。当該充電速度の決定方法については上述の通りであるので、その説明については繰り返さない。

ステップＳ１２２において、制御回路１０１は、自走装置２００に充電指令を送信する。当該充電指令は、充電速度と、充電に要する充電時間とを含む。

＜Ｋ．自走装置２００の制御フロー＞
次に、図１６を参照して、自走装置２００の制御フローについて説明する。図１６は、自走装置２００による充電制御処理の流れをフローチャートで示す図である。

図１６に示される処理は、自走装置２００が上述の制御プログラム２２２を実行することにより実現される。他の局面において、処理の一部または全部が、回路素子またはその他のハードウェアによって実行されてもよい。

ステップＳ１５０において、制御回路２０１は、コントローラ１００から充電指令を受信したか否かを判断する。制御回路２０１は、コントローラ１００から充電指令を受信したと判断した場合（ステップＳ１５０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１５２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１５０においてＮＯ）、制御回路２０１は、ステップＳ１５０の処理を再び実行する。

ステップＳ１５２において、制御回路２０１は、上述の走行制御部２５４（図９参照）として機能し、自走装置２００を充電ステーション３００まで走行させる。充電ステーション３００の位置は、たとえば、上述の３次元マップ２２４に規定されている。

ステップＳ１６０において、制御回路２０１は、自走装置２００が充電ステーション３００に到達したか否かを判断する。制御回路２０１は、自走装置２００が充電ステーション３００に到達したと判断した場合（ステップＳ１６０においてＹＥＳ）、制御をステップＳ１６２に切り替える。そうでない場合には（ステップＳ１６０においてＮＯ）、制御回路２０１は、ステップＳ１６０の処理を再び実行する。

ステップＳ１６２において、制御回路２０１は、充電ステーション３００に充電指令を送信する。当該充電指令は、たとえば、ステップＳ１５０でコントローラ１００から受信した充電指令と同じ情報を含む。充電ステーション３００は、充電指令を受信したことに基づいて、指示された充電速度に応じて上述の交流電源３１０を駆動する。これにより、交流電流が充電ステーション３００内の受電コイル１３６に発生する。結果として、誘導起電力が自走装置２００内の受電コイル１３６に発生し、当該誘導起電力によってバッテリー２０９が充電される。

ステップＳ１７０において、制御回路２０１は、バッテリー２０９の残電力量が必要電力量以上になったか否かを判断する。制御回路２０１は、バッテリー２０９の残電力量が必要電力量以上になったと判断した場合（ステップＳ１７０においてＹＥＳ）、図１６に示される処理を終了する。そうでない場合には（ステップＳ１７０においてＮＯ）、制御回路２０１は、ステップＳ１７０の処理を再び実行する。

なお、制御回路２０１は、ステップＳ１７０の処理の実行後には、作業スケジュール１２５に規定されている次の作業を自走装置２００に実行させる。あるいは、制御回路２０１は、作業スケジュール１２５が変更されたことにより次の作業までに時間がある場合には、バッテリー２０９の充電を継続してもよい。

今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１０ 自走システム、２０ 走行本体、２３ アームロボット、７０ トレイ、１００ コントローラ、１０１ 制御回路、１０２ ＲＯＭ、１０３ ＲＡＭ、１０４ 通信インターフェイス、１０５ 表示インターフェイス、１０６ ディスプレイ、１０７ 入力インターフェイス、１０８ 入力デバイス、１２０ 補助記憶装置、１２２ 制御プログラム、１２３ 加工設定、１２４ ワーク情報、１２５ 作業スケジュール、１３６ 受電コイル、１５２ スケジュール生成部、１５４ 搬送指令部、１６２ 特定部、１６４ 推定部、１６６ 取得部、１７０ 決定部、２００ 自走装置、２０１ 制御回路、２０２ ＲＯＭ、２０３ ＲＡＭ、２０４ 通信インターフェイス、２０５ レーザセンサ、２０６ モータ駆動装置、２０７ カメラ、２０８ モータ駆動装置、２０９ バッテリー、２１０ カバー、２１１ 受電コイル、２１６ 仮置き場、２２０ 補助記憶装置、２２２ 制御プログラム、２２４ ３次元マップ、２２５ エンドエフェクタ、２２６ 制御パラメータ、２４０ 走行経路、２５２ マップ生成部、２５４ 走行制御部、３００ 充電ステーション、３０１ 制御回路、３０２ ＲＯＭ、３０３ ＲＡＭ、３０４ 通信インターフェイス、３１０ 交流電源、３１１ 送電コイル、３２０ 補助記憶装置、３２２ 制御プログラム、３２４ 制御パラメータ、４００ 工作機械、４０２ ＲＯＭ、４０３ ＲＡＭ、４０５ 表示インターフェイス、４０９ 入力インターフェイス、４１１Ａ サーボドライバ、４１１Ｂ サーボドライバ、４１１Ｃ サーボドライバ、４１１Ｄ サーボドライバ、４１２Ａ サーボモータ、４１２Ｂ サーボモータ、４１２Ｃ サーボモータ、４１２Ｄ サーボモータ、４１３Ａ エンコーダ、４１３Ｂ エンコーダ、４１３Ｃ エンコーダ、４１３Ｄ エンコーダ、４１４Ａ ボールねじ、４１４Ｂ ボールねじ、４１５ 主軸、４２０ 補助記憶装置、４２２ 加工プログラム、４３０ ディスプレイ、４３０Ａ 障害物、４３０Ｂ 障害物、４３１ ：入力デバイス。

Claims (7)

1. 自走システムであって、
   内蔵されているバッテリーから電力の供給を受けることで自走し、搬送物を搬送することが可能な自走装置と、
   前記バッテリーを充電することが可能な充電ステーションと、
   前記自走装置を制御するための制御装置とを備え、
   前記制御装置は、
   前記バッテリーの残りの電力量を取得する処理と、
   前記自走装置によって搬送される予定の各搬送物について作業開始タイミングを規定している作業スケジュールに基づいて、次の作業の開始タイミングを特定する処理と、
   前記自走装置が前記次の作業を行うのに要する必要電力量を推定する処理と、
   前記残りの電力量が前記開始タイミングまでに前記必要電力量以上になるように、前記バッテリーの充電速度を決定する処理とを実行し、
   前記自走装置によって搬送される搬送物は、工作機械による加工対象のワーク、または工作機械で加工に用いられる工具であり、
   前記推定する処理は、
   前記作業スケジュールに基づいて、前記次の作業での搬送物を特定することと、
   搬送物の種別に当該搬送物の重量を規定している情報に基づいて、前記特定された搬送物の重量を特定することと、
   前記特定された重量が重いほど、前記必要電力量を多くすることとを含む、自走システム。
2. 前記推定する処理は、前記次の作業における前記自走装置の走行距離が長いほど、前記必要電力量を多くすることを含む、請求項１に記載の自走システム。
3. 前記推定する処理は、前記次の作業における前記自走装置の走行経路が直線に近いほど、前記必要電力量を少なくすることを含む、請求項１または２に記載の自走システム。
4. 前記決定する処理は、現在から前記開始タイミングまでの時間が長いほど、前記充電速度を遅くすることを含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の自走システム。
5. 前記充電ステーションにおける動作モードは、
   第１速度で前記バッテリーを充電する第１充電モードと、
   前記第１速度よりも速い第２速度で前記バッテリーを充電する第２充電モードとを含み、
   前記決定する処理は、
   前記第１充電モードで前記バッテリーを充電することによって、前記残りの電力量が前記開始タイミングまでに前記必要電力量以上になる場合には、前記充電ステーションを前記第１充電モードで動作させる処理と、
   前記第１充電モードで前記バッテリーを充電することによって、前記残りの電力量が前記開始タイミングまでに前記必要電力量以上にならない場合には、前記充電ステーションを前記第２充電モードで動作させる処理とを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の自走システム。
6. 自走システムの制御方法であって、
   前記自走システムは、
   内蔵されているバッテリーから電力の供給を受けることで自走し、搬送物を搬送することが可能な自走装置と、
   前記バッテリーを充電することが可能な充電ステーションとを備え、
   前記制御方法は、
   前記バッテリーの残りの電力量を取得するステップと、
   前記自走装置によって搬送される予定の各搬送物について作業開始タイミングを規定している作業スケジュールに基づいて、次の作業の開始タイミングを特定するステップと、
   前記自走装置が前記次の作業を行うのに要する必要電力量を推定するステップと、
   前記残りの電力量が前記開始タイミングまでに前記必要電力量以上になるように、前記バッテリーの充電速度を決定するステップとを備え、
   前記自走装置によって搬送される搬送物は、工作機械による加工対象のワーク、または工作機械で加工に用いられる工具であり、
   前記推定するステップは、
   前記作業スケジュールに基づいて、前記次の作業での搬送物を特定することと、
   搬送物の種別に当該搬送物の重量を規定している情報に基づいて、前記特定された搬送物の重量を特定することと、
   前記特定された重量が重いほど、前記必要電力量を多くすることとを含む、制御方法。
7. 自走システムの制御プログラムであって、
   前記自走システムは、
   内蔵されているバッテリーから電力の供給を受けることで自走し、搬送物を搬送することが可能な自走装置と、
   前記バッテリーを充電することが可能な充電ステーションとを備え、
   前記制御プログラムは、前記自走システムに、
   前記バッテリーの残りの電力量を取得するステップと、
   前記自走装置によって搬送される予定の各搬送物について作業開始タイミングを規定している作業スケジュールに基づいて、次の作業の開始タイミングを特定するステップと、
   前記自走装置が前記次の作業を行うのに要する必要電力量を推定するステップと、
   前記残りの電力量が前記開始タイミングまでに前記必要電力量以上になるように、前記バッテリーの充電速度を決定するステップとを実行させ、
   前記自走装置によって搬送される搬送物は、工作機械による加工対象のワーク、または工作機械で加工に用いられる工具であり、
   前記推定するステップは、
   前記作業スケジュールに基づいて、前記次の作業での搬送物を特定することと、
   搬送物の種別に当該搬送物の重量を規定している情報に基づいて、前記特定された搬送物の重量を特定することと、
   前記特定された重量が重いほど、前記必要電力量を多くすることとを含む、制御プログラム。

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