JP7331835B2 - 自走装置、自走方法、及びプログラム - Google Patents
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Description
無人搬送車の導入にあたっては、無人搬送車をいかに安全かつ効率的に運用できるかが、課題のひとつに挙げられる。安全面での観点では、たとえば特許文献1では、個々の無人搬送車の動きに着目し、走行速度に応じて障害物の検出範囲を可変とし、その範囲内で障害物を検知した時は、自車を減速または停止させるような無人搬送車について開示されている。一方効率化の観点では、たとえば非特許文献1、特許文献2では、管理モジュールからの指示によって無人搬送車を効率的に動かすことにより、注文に対して、より早い対応が可能となる在庫管理システムが開示されている。
このように、先に挙げた特許文献1、特許文献2、および非特許文献1に開示された技術では、複数の無人搬送車が一定範囲内に過密に存在する場合など、周辺装置に対し、自走装置を効率的に動かせないことがある。
第1の実施の形態の自走装置10について図1を参照して説明する。
以下、図2~図9を用いて第2の実施の形態における自走装置の構成および動作について説明する。なお、第1の実施の形態において示した構成および機能と同等のものについては、同一の番号で示し、詳細説明を省略する。第2の実施の形態では、本発明に示す自走装置を導入することで、複数の自走装置が、ある場所から別の場所へ効率よく移動可能となる点について説明する。
図5は、第2の実施の形態における自装置移動ベクトルの一例を示す図である。第2の実施の形態に示す例では、自装置移動ベクトルとして、自走装置10aの移動速度情報が格納される。本実施の形態では、自走装置10aの移動方向を基準とするものとする。このため、自走装置10aの移動方向は省略されている。
なお、自走装置10aは、ステップS101の動作と、ステップS102の動作とを、図4に示すように、並行して開始する。
図6は、第2の実施の形態における、自走装置10aが取得した周辺装置距離情報、および周辺装置移動ベクトルの一例を示す図である。自走装置10aの周辺に所在する周辺装置である自走装置10b、自走装置10c、および自走装置10dについて、距離情報として自走装置10aからの距離および自走装置10aの移動方向を基準としたときの方向、周辺装置移動ベクトルとして移動速度および自走装置10aの移動方向を基準としたときの方向が、それぞれ取得される。
図7は、第2の実施の形態における、自走装置10aの判定部14の動作結果の一例を示す図である。本実施の形態ではたとえば、「距離が1.5m以内」「速度差が1m/s以内」「移動方向差が30°以内」であることが、群移動可能と判定するための基準であるとする。すると、自走装置10cがすべての基準を満たす。よって、自走装置10cを群走行可能と判定される。
図8は、第2の実施の形態における、制御部15の動作による自走装置10の移動の態様を示す図である。自走装置10b、10c、10dの移動ベクトルに漸近するように自走装置10aの動きが制御されることで、自走装置10aは経路20を経由するように移動する。これにより、自走装置10a、10b、10c、10dの所定時間後の位置はそれぞれ10a’、10b’、10c’、10d’となる。このように、自走装置10aが自走装置10b、10c、10dに合流することができる。
図9は、第2の実施の形態における自走装置10の態様を示す図である。図9では、自走装置10aからみたときに、周辺の自走装置10cが所定範囲30の内部に位置している。所定範囲30は安全値によって定められ、所定範囲30の内部に周辺装置が存在すると、当該装置との接触の可能性が高まるものとする。図8によれば、自走装置10aからみると、自走装置10cとの距離は安全値を下回る状態にある。このとき、自走装置10aの制御部15は、周辺の自走装置10b、10c、10dの移動ベクトルの平均への漸近よりも優先して、自走装置10cとの距離が安全値を上回る、すなわち自走装置10cが所定範囲30の外側に出るように、自走装置10aの移動速度および移動方向を制御する。具体的にはたとえば、より強く減速する、より急旋回をかける、などの制御を行う。
かかる構成および動作をとることにより、周辺装置との接触を回避することができる。すなわち、自走装置の移動における安全性をさらに高めることができる。
以下、図10~図18を用いて本発明の第3の実施の形態における自走装置の構成および動作について説明する。なお、第1および第2の実施の形態において示した構成および機能と同等のものについては、同一の番号で示し、詳細説明を省略する。第3の実施の形態では、自走装置の移動先までの距離および方向と、周辺装置群の移動速度および移動方向とに基づき、周辺装置群との群移動の可否を判断することで、自走装置が移動先へ効率よく移動可能となる点について説明する。
なお、自走装置10a―1は、ステップS101の動作と、ステップS102の動作と、ステップS111の動作とを、図12に示すように、並行して開始する。
図13は、本発明の第3の実施の形態における移動先距離情報の一例を示した図である。図13によれば、自走装置10a-1の移動速度が1m/s、移動先2までの距離が60m、移動先2までの角度差は-10°、すなわち時計回りに10°の角度にあることがわかる。
c=a*sin(θ)…(2)
(ただし「*」は掛け算を表す)
(ただし、「/」は、割り算を表す)
ここで、係数を0.8としたときの群移動の判定に用いる所定の値は、以下の(4)式より、以下の(5)式を満たす角度θとして与えられる。
0.8*cos(θ)+sin(θ)=1…(5)
図17は、図16に示した状況における、自走装置10a-1の移動先距離情報の一例を示す図である。ここでは、自走装置10a-1から移動先2までの距離が30m、方向が自走装置の移動方向からみて-20°にそれぞれ変更となったケースを想定する。
また図18は、図16に示した状況における、自走装置10a-1の乖離度および判定結果の一例を示す図である。すると、補正後の乖離度は22.1°となる。これは、しきい値の12.7°よりも大きいことから、すべての周辺装置について群移動不可と判定される。
以下、図面を用いて本発明の第4の実施の形態における自走装置の構成および動作について説明する。なお、第1から第3の実施の形態において示した構成および機能と同等のものについては、同一の番号で示し、詳細説明を省略する。第4の実施の形態では、第3の実施の形態において自走装置の移動先と移動速度・方向とに乖離がある場合に、移動先を再設定することで、群移動を継続でき、自走装置が効率よく移動可能となる点について説明する。
なお、ステップS101からステップS109、ステップS111からステップS113の動作については、第2および第3の実施の形態における自走装置10a、10a-1の動作と同等であることから、説明を省略する。
また、自走装置10a-2は、ステップS101の動作と、ステップS102の動作と、ステップS111の動作とを、図21に示すように、並行して開始する。
2 移動先
2a-1 移動先
2a-1’ 移動先
2a-2 移動先
10 自走装置
10a 自走装置
10a-1 自走装置
10a-2 自走装置
10b 自走装置
10c 自走装置
10d 自走装置
11 自装置移動ベクトル取得部
12 距離情報取得部
13 周辺装置移動ベクトル取得部
14 判定部
14-1 判定部
14-2 判定部
15 制御部
16 移動先距離情報取得部
17 乖離度算出部
18 移動先再設定部
20 経路
20-1 経路
20-2 経路
20-3 経路
30 所定範囲
51 CPU
52 ROM
53 RAM
54 データベース
55 通信モジュール
Claims (7)
- 自走装置であって、
前記自走装置の移動速度および移動方向を含む自装置移動ベクトルを取得する、自装置移動ベクトル取得手段と、
前記自走装置の周辺に存在する周辺装置それぞれについて、前記自走装置までの距離および方向を含む周辺装置距離情報を取得する、距離情報取得手段と、
前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置の移動速度および移動方向を含む周辺装置移動ベクトルを取得する、周辺装置移動ベクトル取得手段と、
前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置距離情報、前記自装置移動ベクトルおよび前記周辺装置移動ベクトルに基づき、前記自走装置と前記周辺装置との群移動の可否を判定する、判定手段と、
前記判定手段によって群移動可能と判定された前記周辺装置が存在するかを確認し、存在した場合には、群移動可能と判定された1台以上の前記周辺装置から構成される周辺装置群の移動速度および移動方向と、前記自走装置の移動速度および移動方向を比較し、前記自走装置の移動速度が、前記周辺装置群の移動速度よりも速い場合、前記周辺装置群に接近可能と判断する、制御手段と、
前記自走装置の移動先までの距離および方向を含む移動先距離情報を取得する、移動先距離情報取得手段と、
群移動時に、前記周辺装置移動ベクトルと前記移動先距離情報とに基づき乖離度を算出する、乖離度算出手段と、
前記乖離度算出手段にて算出された前記乖離度が、移動先再設定に関わる所定の値を越えたときに、前記移動先を前記自装置移動ベクトルの延長線上に再設定する、移動先再設定手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記周辺装置群に接近可能な場合に、前記自走装置が前記周辺装置群に接近し、かつ接近後において前記周辺装置群の移動ベクトルの平均に漸近するように、前記自走装置の移動速度および移動方向を制御し、
前記判定手段はさらに、前記乖離度算出手段にて算出された前記乖離度が、群移動判定に関わる所定の値を越えた場合には、群移動不可と判定する
ことを特徴とする、自走装置。 - 前記制御手段はさらに、群移動不可と判定された場合には、前記移動先に漸近するように、前記自走装置の移動速度および移動方向を制御する
ことを特徴とする、請求項1に記載の自走装置。 - 自走装置であって、
前記自走装置の移動速度および移動方向を含む自装置移動ベクトルを取得する、自装置移動ベクトル取得手段と、
前記自走装置の周辺に存在する周辺装置それぞれについて、前記自走装置までの距離および方向を含む周辺装置距離情報を取得する、距離情報取得手段と、
前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置の移動速度および移動方向を含む周辺装置移動ベクトルを取得する、周辺装置移動ベクトル取得手段と、
前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置距離情報、前記自装置移動ベクトルおよび前記周辺装置移動ベクトルに基づき、前記自走装置と前記周辺装置との群移動の可否を判定する、判定手段と、
前記判定手段によって群移動可能と判定された前記周辺装置が存在するかを確認し、存在した場合には、群移動可能と判定された1台以上の前記周辺装置から構成される周辺装置群の移動速度および移動方向と、前記自走装置の移動速度および移動方向を比較し、前記自走装置の移動速度が、前記周辺装置群の移動速度よりも速い場合、前記周辺装置群に接近可能と判断する、制御手段と、
前記自走装置の移動先までの距離および方向を含む移動先距離情報を取得する、移動先距離情報取得手段と、
群移動時に、前記周辺装置移動ベクトルと前記移動先距離情報とに基づき乖離度を算出する、乖離度算出手段と、
を備え、
前記制御手段が、前記周辺装置群に接近可能な場合に、前記自走装置が前記周辺装置群に接近し、かつ接近後において前記周辺装置群の移動ベクトルの平均に漸近するように、前記自走装置の移動速度および移動方向を制御し、
前記判定手段はさらに、前記乖離度算出手段にて算出された前記乖離度が、群移動判定に関わる所定の値を越えた場合には、群移動不可と判定し、
前記乖離度算出手段は、前記自装置移動ベクトルから取得した前記自走装置の移動方向と、前記移動先距離情報に含まれる前記移動先までの方向との角度差を前記乖離度として算出する
ことを特徴とする、自走装置。 - 前記乖離度算出手段はさらに、前記移動先距離情報、前記自装置移動ベクトルおよび前記自走装置の移動特性に基づいて、前記角度差を補正して算出する
ことを特徴とする、請求項3に記載の自走装置。 - 前記群移動判定に関わる所定の値は、前記角度差から算出された移動距離の増分と、群移動時における移動効率の増分を考慮した移動距離のみなし減少分とを比較し、両者が均衡するときの角度差として決定される
ことを特徴とする、請求項3または4に記載の自走装置。 - 自走装置の自装置移動ベクトル取得手段が、自走装置の移動速度および移動方向を含む自装置移動ベクトルを取得し、
前記自走装置の距離情報取得手段が、前記自走装置の周辺に存在する周辺装置それぞれについて、前記自走装置までの距離および方向を含む周辺装置距離情報を取得し、
前記自走装置の周辺装置移動ベクトル取得手段が、前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置の移動速度および移動方向を含む周辺装置移動ベクトルを取得し、
前記自走装置の判定手段が、前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置距離情報、前記自装置移動ベクトルおよび前記周辺装置移動ベクトルに基づき、前記自走装置と前記周辺装置との群移動の可否を判定し、
前記自走装置の制御手段が、前記判定によって群移動可能と判定された前記周辺装置が存在するかを確認し、存在した場合には、群移動可能と判定された1台以上の前記周辺装置から構成される周辺装置群の移動速度および移動方向と、前記自走装置の移動速度および移動方向を比較し、前記自走装置の移動速度が、前記周辺装置群の移動速度よりも速い場合、前記周辺装置群に接近可能と判断し、
前記自走装置の移動先距離情報取得手段が、前記自走装置の移動先までの距離および方向を含む移動先距離情報を取得し、
前記自走装置の乖離度算出手段が、群移動時に、前記周辺装置移動ベクトルと前記移動先距離情報とに基づき乖離度を算出し、
前記制御手段が、前記周辺装置群に接近可能な場合に、前記自走装置が前記周辺装置群に接近し、かつ接近後において前記周辺装置群の移動ベクトルの平均に漸近するように、前記自走装置の移動速度および移動方向を制御し、
前記判定手段はさらに、前記乖離度算出手段にて算出された前記乖離度が、群移動判定に関わる所定の値を越えた場合には、群移動不可と判定し、
前記乖離度算出手段は、前記自装置移動ベクトルから取得した前記自走装置の移動方向と、前記移動先距離情報に含まれる前記移動先までの方向との角度差を前記乖離度として算出する自走方法。 - 自走装置の移動速度および移動方向を含む自装置移動ベクトルを取得し、
前記自走装置の周辺に存在する周辺装置それぞれについて、前記自走装置までの距離および方向を含む周辺装置距離情報を取得し、
前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置の移動速度および移動方向を含む周辺装置移動ベクトルを取得し、
前記周辺装置それぞれについて、前記周辺装置距離情報、前記自装置移動ベクトルおよび前記周辺装置移動ベクトルに基づき、前記自走装置と前記周辺装置との群移動の可否を判定し、
前記判定によって群移動可能と判定された前記周辺装置が存在するかを確認し、存在した場合には、群移動可能と判定された1台以上の前記周辺装置から構成される周辺装置群の移動速度および移動方向と、前記自走装置の移動速度および移動方向を比較し、前記自走装置の移動速度が、前記周辺装置群の移動速度よりも速い場合、前記周辺装置群に接近可能と判断し、
前記自走装置の移動先までの距離および方向を含む移動先距離情報を取得し、
群移動時に、前記周辺装置移動ベクトルと前記移動先距離情報とに基づき乖離度を算出し、
前記周辺装置群に接近可能な場合に、前記自走装置が前記周辺装置群に接近し、かつ接近後において前記周辺装置群の移動ベクトルの平均に漸近するように、前記自走装置の移動速度および移動方向を制御し、
算出された前記乖離度が、群移動判定に関わる所定の値を越えた場合には、群移動不可と判定し、
前記自装置移動ベクトルから取得した前記自走装置の移動方向と、前記移動先距離情報に含まれる前記移動先までの方向との角度差を前記乖離度として算出する、
ことをコンピュータに実行させるためのプログラム。
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