JP7433177B2

JP7433177B2 - 協調動作制御システム、協調動作制御装置及び協調動作制御方法

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Publication number: JP7433177B2
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Description

本発明は、協調動作制御システム、協調動作制御装置及び協調動作制御方法に関する。

最近の物流倉庫内業務においては、人手不足等が原因で物流倉庫内業務の作業効率が低下している。そこで、物流倉庫内業務の作業効率を向上させる技術が求められている。

これに関連する技術として、例えば、特許文献１がある。特許文献１には、荷物を運ぶ自動搬送車と荷物を取り出すアームロボットにより繰り返し実行される荷物移動協調動作の作業効率を向上させる技術が開示されている。

特開２０１９－１５０９１１号公報

しかし、特許文献１では、自動搬送車の動作状態を考慮しているが、アームロボットの動作状況を考慮していない。このため、特許文献１では、アームロボット（第１の装置）と自動搬送車（第２の装置）の荷物移動協調動作の作業効率を向上させることは困難である。

本発明の目的は、第１の装置と第２の装置との移動協調動作の作業効率を向上させることにある。

本発明の一態様の移動体の移動速度制御システムは、第１の動作を行う第１の装置と、前記第１の装置の前記第１の動作と協調して第２の動作を行う第２の装置と、前記第１の装置の前記第１の動作と前記第２の装置の前記第２の動作を制御する協調動作制御装置と、を有する協調動作制御システムであって、前記協調動作制御装置は、前記第１の装置の前記第１の動作の動作状況を収集し、前記動作状況に基づいて、前記第２の装置の前記第２の動作を制御することを特徴とする。

本発明の一態様によれば、第１の装置と第２の装置との移動協調動作の作業効率を向上させることができる。

実施例１の移動体制御システムの構成図である。アームロボットの機能構成図である。自動搬送車の機能構成図である。移動体制御装置の機能構成図である。実施例１の動作シーケンス図である。実施例１の移動体情報管理表を示す図である。アームロボットの動作フロー図である。自動搬送車の動作フロー図である。移動体制御装置の動作フロー図である。設定値入力画面を示す図である。状況表示画面を示す図である。無線基地局の機能構成図である。実施例２の動作シーケンス図である。実施例２の移動体情報管理表を示す図である。通信時間割当順序制御表を示す図である。無線基地局の動作フロー図である。実施例２の移動体制御装置の動作フロー図である。実施例３の動作シーケンス図である。協調動作領域の説明図である。協調動作制御装置の構成を示す図である。

最初に、図１９を参照して、本発明の実施形態について説明する。

以下、第１の装置としてアームロボット１０９、第２の装置として自動搬送車１０７（以下、ＡＧＶと表記する）、協調動作としてＡＧＶ１０７で運んだ荷物をアームロボット１０９が取り出すことを例にした場合について説明する。

アームロボット１０９、ＡＧＶ１０７の協調動作は次々とＡＧＶ１０７が到着するたびに繰り返される。この繰り返し動作の詳細は次のとおりである。

図１９に示すように、アームロボット１０９の性能からＡＧＶ１０７が運ぶ荷物を取り出せる領域が定まる。以下この領域を協調動作領域１９０１、その半径を協調動作領域の長さ１９０２と呼ぶ。倉庫内を一定速度で走行しているＡＧＶ１０７が目的地であるアームロボット１０９に接近した場合、協調動作領域１９０１に達する前に減速し、協調動作領域１９０１内ではアームロボット１０９が荷物を取り出すことができるゆっくりした協調動作速度で移動する。

この間に、アームロボット１０９はＡＧＶ１０７から荷物を取り出す。ＡＧＶ１０７が協調動作領域１９０１を出たあとは加速し元の速度で倉庫内を走行する。ここで、ＡＧＶ１０７が協調動作速度で協調動作領域１９０１内を移動している期間を、協調動作１回あたりの作業時間（１サイクル当たりの作業時間）と定義する。

上記協調動作の作業効率は１サイクル当たりの作業時間で表現できる。協調動作領域１９０１にＡＧＶ１０７が１台しか存在できないとした場合、ＡＧＶ１０７の協調動作速度をより速くし１サイクル当たりの作業時間を短縮することで協調動作の作業効率が向上する。

協調動作領域１９０１に複数のＡＧＶ１０７が存在することが可能であり、アームロボット１０９が複数のアームを持ちそれぞれ異なるＡＧＶ１０７から荷物を取り出す動作が可能である。１サイクル当たりの作業時間を短縮することで協調動作の作業効率が向上するという関係は同様である。

しかし、ＡＧＶ１０７の協調動作速度はいくらでも速くすることができるわけではなく、アームロボット１０９が荷物を取り出すことができる速度でなければならない。すなわち、ＡＧＶ１０７の協調動作速度をアームロボット１０９の荷物取り出し動作の作業速度に合わせる必要がある。実施形態では、アームロボット１０９とＡＧＶ１０７の荷物移動協調動作において、アームロボット１０９の動作状態を考慮し、繰り返し実行される協調動作１回当たりの作業時間（以下、１サイクル当たりの作業時間と呼ぶ）を短縮して協調動作の作業効率向上を図る。

なお、第１の装置として、部品を組み立てる組み立てロボットや穴をあける等の加工ロボット、２次元あるいは３次元バーコードの読み取りのためのバーコードリーダ等があるが本実施形態と同様に実施できる。

また、第２の装置として、ベルトコンベアやホイスト等があるが本実施形態と同様に実施できる。上記荷物移動、組み立て、加工、バーコード読み取り等の１回の協調動作において、移動させる荷物の個数、組み立て対象の部品個数、加工対象の部品個数、読み取り対象のバーコード個数の数だけ第１の装置が作業を行う。この数を１サイクル当たりの作業回数と呼ぶ。また、実施形態では、単位時間、例えば１秒間当たりの前記作業回数を作業スループットと定義する。

以下、図面を用いて、実施例について詳細に説明する。

図１を参照して、実施例１の協調動作制御システム１０１の構成について説明する。
協調動作制御システム１０１は、協調動作制御装置１０２、入力表示装置（例えば、ディスプレイ）１０３、無線基地局１０４、荷物の保管棚１０６、ＡＧＶ１０７、アームロボット１０９を有する。

ＡＧＶ１０７とアームロボット１０９は、無線基地局１０４を介した無線通信で協調動作制御装置１０２と情報の送受信を行う。ＡＧＶ１０７は保管棚１０６で荷物を搭載し、アームロボット１０９まで運ぶことを繰り返す。アームロボット１０９は、到着したＡＧＶ１０７から荷物を取り出すことを繰り返す。

実施例１では、ＡＧＶ１０７がアームロボット１０９の協調動作領域１９０１（図１９参照）内に滞在する時間を短縮し、協調作業１サイクル当たりの作業時間を短縮する。すなわち、ＡＧＶ１０７がアームロボット１０９の協調動作領域１９０１内を移動するとき、アームロボット１０９の作業スループットが低下しないようにＡＧＶ１０７の協調動作速度を制御する。

図２を参照して、アームロボット１０９の構成について説明する。
アームロボット１０９は、アームを動かすモータ２０１、モータを制御するアーム制御機能２０２、アームの動作状態を管理し作業スループットを計算するアーム状態管理機能２０３、協調動作制御装置１０２と通信する無線通信機能２０４を有する。

図３を参照して、ＡＧＶ１０７の構成について説明する。
ＡＧＶ１０７は、ＡＧＶ１０７を移動させるモータ３０１、ＡＧＶ１０７の現在位置を管理し移動速度を制御するＡＧＶ位置管理移動制御機能３０２、ＡＧＶの動作状態を管理するＡＧＶ状態管理機能３０３、協調動作制御装置１０２と通信する無線通信機能３０４を有する。

図４を参照して、協調動作制御装置１０２の構成について説明する。
協調動作制御装置１０２は、ＡＧＶ１０７に関する情報を管理する移動体情報管理機能４０１、ＡＧＶの移動制御を行うＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２、ＡＧＶ１０７やアームロボット１０９と通信する通信機能４０３を有する。

図５を参照して、ＡＧＶ１０７がアームロボット１０９に到着し協調動作を１サイクル実行する際の動作シーケンスについて説明する。
倉庫内を走行しているＡＧＶ１０７はＡＧＶ状態管理機能３０３が位置、速度報告５０１で周期的に自身の現在位置、速度を移動体情報管理機能４０１に報告している。同様にアームロボット状態管理機能２０３は動作状態報告５０２で周期的にアームの動作状態を移動体情報管理機能４０１に報告している。

移動体情報管理機能４０１では、位置、速度報告５０１、あるいは動作状態報告５０２を受信すると、更新通知５０７をＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２に送信する。ＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２は、更新通知５０７を受信するたび、各ＡＧＶ１０７とアームロボット１０９との距離を監視する。そして、あらかじめ計算された値より小さい場合にはＡＧＶ１０７に対して減速指示５０３を送信し、また、事前設定された値より小さい場合にはアームロボット１０９に対して動作開始指示５０４を送信する。上記の詳細動作は図９で説明する。

減速指示５０３を受信したＡＧＶは指定速度まで減速し、指定速度での移動を継続する。動作開始指示５０４を受信したアームロボット１０９は荷物取り出し動作を開始し、当該動作が終了すると動作終了報告５０５を移動体情報管理機能４０１に送信する。これを受信した移動体情報管理機能４０１は更新通知５０７をＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２に送信する。更新通知５０７を受信したＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２はＡＧＶ１０７に加速指示５０６を送信する。加速指示５０６を受信したＡＧＶ１０７は指定速度まで加速、指定速度での移動を継続する。以上のシーケンス動作を各ＡＧＶ１０７、アームロボット１０９は繰り返す。

図６を参照して、移動体情報管理機能４０１が管理する移動体情報管理表６０１の一例について説明する。
移動体ＩＤ欄６０２は各ＡＧＶに一意に割当てられるＩＤを登録する欄であり、ＡＧＶ１０７と移動体情報管理機能４０１とのすべての通信において、ＡＧＶを識別するために用いられる。この値は図１０で説明する設定画面で入力できる。目的地欄６０３は当該ＡＧＶ１０７の次の目的地を登録する欄であり、実施例１によるシステムとは別に存在する作業計画システムから各ＡＧＶ１０７に与えられる。

協調動作領域の長さ欄６０４はその範囲内であればＡＧＶ１０７と協調動作が可能になる領域の長さを登録するもので、アームロボット１０９や保管棚１０６ごとにその性能で決まる。この値は図１０で説明する設定画面から入力できる。目的地の状態欄６０５はアームロボット１０９の動作状態を登録する。

これは図５の動作状態報告５０２で報告された内容を登録する。目的地との距離欄６０６はＡＧＶ１０７とアームロボット１０９との距離を登録する欄であり、図５の位置、速度報告５０１で報告された内容を登録したものである。作業スループット欄６０７はアームロボット１０９の作業スループットを登録する欄であり、図５の動作状態報告５０２で報告された内容を登録したものである。現在移動速度欄６０８はＡＧＶ１０７の移動速度を登録する欄であり、位置、速度報告５０１で報告された内容を登録する。

協調動作速度欄６０９はＡＧＶ１０７がアームロボット１０９の協調動作領域１９０１（図１９参照）内を移動する際の移動速度を登録する欄であり、協調動作領域の長さ欄６０４、作業スループット欄６０７に基づき計算した値を登録する。減速地点までの距離欄６１０は現在移動速度６０８、協調動作速度６０９、減速性能６１１に基づき計算した値を登録する欄である。減速性能欄６１１はＡＧＶ１０７の減速性能を登録する欄であり、図１０で説明する設定画面から入力できる。

図７を参照して、アームロボット１０９のアームロボット状態管理部２０３の動作フローについて説明する。
ステップ７０１で周期的に現在のアーム作業状態をアーム制御機能２０２に問い合わせる。アーム作業状態は例えば、待機状態、アーム移動中、荷物つかみ中、荷物を保持しアーム移動中、荷物離し中、アーム戻り中、異常停止中、荷物再つかみ中（いちどつかんだが落とした時）等がある。例えば、ＡＧＶ１０７と接触してアームが緊急停止する、荷物を落としたので再度つかむ、等の異常動作が必要な場合が存在する。正常動作に加えこれら異常動作を含めた作業スループット値を計算するため、待機状態から次の待機状態までに経過した時間を計測し逆数を取る。

ステップ７０２で得られた作業状態と作業スループット値を移動体情報管理機能４０１へ動作状態報告５０２で報告する。また、ステップ７０３で動作開始指示５０４を受信すると、ステップ７０４でアーム制御部２０２にピッキング開始信号を送信する。ステップ７０５でピッキング完了信号を受信すると、ステップ７０６で動作終了報告５０５を送信する。

図８を参照して、ＡＧＶ１０７のＡＧＶ状態管理機能３０３の動作フローについて説明する。
ステップ８０１で周期的に現在の移動位置、速度をＡＧＶ位置管理、移動制御機能３０２に問い合わせ、ステップ８０２で得られた移動速度と位置を移動体情報管理機能４０１へ位置、速度報告５０１で報告する。また、ステップ８０３で減速指示５０３を受信すると、ステップ８０４でＡＧＶ位置管理、移動制御機能３０３に指定された速度への減速指示を送信する。

ステップ８０５で加速指示５０６を受信すると、ステップ８０６でＡＧＶ位置管理、移動制御機能３０２に加速指示を送信する。

図９を参照して、協調制御装置１０２の動作フローについて説明する。
移動体情報管理機能４０１ではステップ９０１で位置、速度報告５０１、動作状態報告５０２を受信すると、ステップ９０２で受信した内容を移動体情報管理表６０１（図６参照）へ登録する。ステップ９０３で協調動作領域の長さ欄６０４と作業スループット欄６０６の値に基づき協調動作速度欄６０９に登録する値を計算する。例えば、協調動作領域の長さ１９０２（図１９参照）を作業スループットで割って計算できる。

なお、アームロボット１０９の１サイクル当たりの作業回数が１回の時とＮ回の時を比較すると、作業スループットが同一とした場合、１サイクル当たりの作業時間はＮ倍になる。すなわち、協調動作速度の値はＮ分の１となる。ステップ９０４で現在移動速度欄６０７、協調動作速度欄６０９、減速性能欄６１１の値に基づき減速地点までの距離６１０を計算する。例えば、現在移動速度より協調動作時移動速度を引き、その値を減速性能で割って計算する。ステップ９０５でＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２へ更新通知５０７を送信する。

ＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２では、ステップ９０６で更新通知５０７を受信すると、ステップ９０７でそれが動作終了報告であったか確認する。ＹＥＳの場合はステップ９１１で当該ロボットアームの協調動作領域１９０１（図１９参照）内を移動しているＡＧＶ１０７に対して加速指示５０６を送信する。ＮＯの場合はステップ９０８で移動体情報管理表６０１（図６参照）を用いてアームロボット１０９に接近しつつあるＡＧＶ１０７が存在するか確認する。例えば、目的地との距離欄６０６の値が、協調動作領域の長さ欄６０４の値と減速地点までの距離欄６１０の値の和よりも小さいことを確認する。ＮＯの場合はステップ９１２に進み、ＹＥＳの場合はステップ９０９で当該ＡＧＶに減速指示５０３を送信する。

続いて、ステップ９１２で移動体情報管理表６０１を用いてアームロボット１０９の協調動作領域１９０１内にＡＧＶ１０７が存在するか確認する。例えば、目的地との距離欄６０６の値が協調動作領域の長さ欄６０４より小さいことを確認する。ＮＯの場合ステップ９０６へ戻る。ＹＥＳの場合、当該アームロボに動作開始指示５０４を送信する。

図１０を参照して、入力表示装置（ディスプレイ１０３に表示される設定値入力画面の一例について説明する。
図の各欄は図６の移動体情報管理表６０１と同一であり、ここで入力した値は移動体情報管理表６０１に登録される。

図１１を参照して、入力表示装置（ディスプレイ）１０３に表示される協調動作の状況表示画面の一例について説明する。
上段は実施例１によるシステムが適用されている倉庫内の地図を表す。この地図上に各ＡＧＶ１０７の現在位置や移動方向、目的地を表示、ユーザに協調動作の作業状況を一目でわかるように表示できる。下段は図６の移動体情報管理表６０１の内容を表示し、各ＡＧＶ１０７の現在状況をユーザに提供する。

ＡＧＶ１０７が故障、バッテリ切れ等の障害発生で移動不能になった場合、図６の現在移動速度欄６０８を監視することで検出が可能である。例えば、周期的に監視し、３周期連続して値が０であれば何等かの障害発生とみなすことができる。あるＡＧＶ１０７に障害が発生した場合においても、その他のＡＧＶ１０７が動作を継続しているのであれば上記実施例１を実行可能である。障害発生を検出した場合、図１１の地図１１０１上で当該ＡＧＶ１０７の色を赤くする等でユーザに通知でき、ユーザは障害復旧作業に取り掛かることができる。

このように、実施例１の協調動作制御システム１０１は、第１の動作を行う第１の装置と、第１の装置の第１の動作と協調して第２の動作を行う第２の装置と、第１の装置の第１の動作と第２の装置の第２の動作を制御する協調動作制御装置１０２とを有する。協調動作制御装置１０２は、第１の装置の第１の動作の動作状況を収集し、動作状況に基づいて第２の装置の第２の動作を制御する。

また、協調動作制御装置１０２は、動作状況として、第１の装置が単位時間当たりに実行可能な第１の動作の動作回数であるスループット値を用いて第２の装置の第２の動作を制御する。

また、協調動作制御装置１０２は、第２の装置が第１の装置の第１の動作と協調して動作可能な協調動作領域の内側を移動していることを検知した場合に、スループット値に基づいて、第２の装置の第２の動作の制御として、第２の装置の移動速度を制御する。

ここで、例えば、第２の装置は、荷物を運ぶＡＧＶ１０７で構成され、第１の装置は、ＡＧＶ１０７が運ぶ荷物を取り出すアームロボット１０９で構成される。

協調動作領域は、例えば、図１９の１９０１で示される領域であり、アームロボット１０９の性能に応じてＡＧＶ１０７が運ぶ荷物をアームロボット１０９が取り出し可能な範囲に基づいて予め決定される。ＡＧＶ１０７は、第２の動作として、荷物をアームロボット１０９まで運ぶことを繰り返す。アームロボット１０９は、第１の動作として、ＡＧＶ１０７から荷物を取り出すことを繰り返す。

上記実施例１によれば、第１の装置と第２の装置が協調動作を繰り返す際の協調動作１サイクルの動作時間を短縮することで協調動作の作業効率を向上できる。

図１２を参照して、実施例２の協調動作制御システム１０１の構成について説明する。
システム構成は、図１に示す実施例１の協調動作制御システム１０１の構成と同じなのでその説明は省略する。

実施例１においてＡＧＶ１０７、アームロボット１０９と協調動作制御装置１０２が無線基地局１０４を介して無線通信を行う。無線の受信電波強度等の無線通信状況は時間とともに変化するため位置、速度報告５０１、動作状態報告５０２に遅延時間が発生し、ＡＧＶ１０７、アームロボット１０９から協調動作制御装置１０２への情報伝達に遅延が生じる可能性がある。実際に上記遅延時間が発生した場合、図５における協調動作制御装置１０２からＡＧＶ１０７への減速指示５０３以降のシーケンス全体が遅延する。

アームロボット１０９の観点では動作開始できる状態だが動作開始指示５０４の受信が遅延するため、協調動作の開始が遅延する。この遅延時間の分だけ1サイクル当たりの作業時間が増加する。さらに、上記遅延時間は協調動作１サイクルの中で無線通信に遅延時間が発生するたび累積して増加していくため、上記遅延時間発生の防止が求められる。倉庫内には多数のＡＧＶ１０７とアームロボット１０９が存在し協調動作制御装置１０２と無線通信を行っているが、これらすべての無線通信で上記遅延時間発生の防止が必要ではない。

よって、協調動作に直接関係する無線通信のみを優先的に通信し、その他の無線通信を後回しにすることで上記遅延時間の防止を実現できる。実施例２ではこの協調動作に直接関係する無線通信を優先する方法を記載する。

図１２を参照して、無線基地局１０４の構成について説明する。
無線基地局１０４は、割当順序制御機能１２０１、無線通信機能１２０３、有線通信機能１２０４、無線通信機能１２０３と有線通信機能１２０４との間で情報を転送するデータ通信機能１２０２を有する。

図１３を参照して、２台のＡＧＶ１０７が位置、速度報告５０１を協調動作制御装置１０２に無線通信で送信する場合のシーケンスについて説明する。この動作シーケンスは動作状態報告５０２等他の無線通信でも同様である。

実施例１と同様に倉庫内を走行しているＡＧＶ１、ＡＧＶ２のＡＧＶ状態管理部３０３が周期的に位置、速度報告５０１を協調動作制御装置１０２の移動体情報管理機能４０１へ送信する。

位置、速度報告５０１を受信した移動体情報管理機能４０１は、ＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２へ更新通知５０７を送信する。この更新通知５０７を受信したＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２は移動体情報管理表１４０１（図１４参照）の優先順位欄１４０２を参照し、割当順序制御部１２０１へ優先順序通知１３０１を送信する。ここで、ＡＧＶ２が目的地であるアームロボット１０９へ接近したとする。ＡＧＶ１、ＡＧＶ２のＡＧＶ状態管理部３０３が周期的な位置、速度報告５０１を送信する。

ＡＧＶ１、ＡＧＶ２それぞれの無線通信機能１２０３が位置、速度報告５０１を受信し無線基地局１０４へ送信時間割当要求１３０２を送信する。無線基地局１０４の無線通信機能１２０３はＡＧＶ１、ＡＧＶ２からの送信時間割当要求１３０２を受信すると、割当順序要求１３０３を割当順序制御機能１２０１へ送信する。割当順序要求１３０３を受信した割当順序制御機能１２０１は通信時間割当順序制御表１５０１（図１５参照）を参照しＡＧＶ１とＡＧＶ２の送信順序を決定する。

次に、この送信順序を含む割当順序通知１３０４を無線通信機能１２０３へ送信する。無線通信機能１２０３は受信した割当順序通知１３０４に含まれるＡＧＶ１とＡＧＶ２の送信順序に基づきＡＧＶ１、ＡＧＶ２の送信開始時間と送信時間の長さを決定し、それぞれ送信時間割当通知１３０５に含めてＡＧＶ１、ＡＧＶ２へ送信する。送信開始時間と送信時間の長さの計算方法は図１６で説明する。

ＡＧＶ１、ＡＧＶ２それぞれの無線通信機能３０４は受信した送信時間割当通知１３０５に含まれる送信開始時間になると位置、速度報告５０１を無線基地局１０４へ送信する。無線基地局１０４では無線通信機能１２０３で受信した位置、速度報告５０１をデータ転送機能１２０２が有線通信機能１２０４へ転送し、有線通信機能１２０４が移動体情報管理機能４０１へ送信する。

図１４は移動体情報管理機能４０１が管理する移動体情報管理表１４０１の一例である。実施例１における移動体情報管理表６０１に優先順位欄１４０２を追加したものである。

移動体情報管理機能４０１は更新通知５０７を受信するたび、優先順位欄１４０２の値を計算して登録する。その計算方法図１７で説明する。

図１５は無線基地局１０４が保持する通信時間割当順序制御表１５０１の一例である。移動体ＩＤ欄１５０２と優先順位欄１５０３から構成される。移動体ＩＤ欄１５０２に登録される移動体ＩＤは図１４の移動体ＩＤ欄６０２に登録されるものと同一である。優先順位欄１５０３に登録される優先順位は図１４の優先順位欄１４０２に登録されるものと同一である。

図１６を参照して、無線基地局１０４の動作フローについて説明する。
割当順序制御機能１２０１ではステップ１６０１でＡＧＶ１０７、協調動作制御装置１０２からの通信を待ち受ける。ステップ１６０２で受信した通信が割当順序要求１３０３であるか確かめる。ＹＥＳであればステップ１６０３へ、ＮＯであればステップ１６０４へ進む。ステップ１６０３では通信時間割当順序制御表１５０１の内容に従い各ＡＧＶ１０７の送信時間割当順序を決め、その内容を含む割当順序通知１３０４を無線通信機能１２０３へ送信する。

ステップ１６０４では受信した通信が優先順位通知１３０１であるか確かめる。ＹＥＳであればステップ１６０５へ進み、ＮＯであればステップ１６０１へ戻る。ステップ１６０５では優先順位通知１３０１の内容を通信時間割当順序制御表１５０１へ登録する。

無線通信機能１２０２では、ステップ１６０６にて一定周期で各ＡＧＶから送信時間割当要求を待ち受ける。この周期は事前に各無線基地局１０４に設定する。ステップ１６０７で割当順序要求１３０３を割当順序制御機能１２０１へ送信する。ステップ１６０８で順序制御機能１２０１から割当順序通知１３０４を受信、その内容を通信時間割当順序制御表１５０１に登録する。

ステップ１６０５で通信時間割当順序制御表１５０１の内容に従い、各ＡＧＶに送信開始時間と送信時間の長さを割当て、その内容を含む送信時間割当通知１３０５を送信する。送信開始時間は例えば次のように決定する。一般的に無線基地局１０４は倉庫内のＡＧＶ１０７とアームロボット１０９に対して送信を実行できる時間を周期的に確保している。この周期的に確保される時間をスロットと呼ぶ。ＡＧＶ１０７に対するスロットの中で各ＡＧＶ１０７が順番に送信を実行する。通常は早い者勝ちである。しかし、実施例２では優先順位が高い順にスロットの頭から、各ＡＧＶ１０７の通信が重ならないように送信開始時間を決める。各ＡＧＶ１０７の送信時間の長さは、送信したい情報のバイト数を送信時間割当要求１３０２に含めておき、そのバイト数を送信するために必要な時間として決定する方法がある。

図１７を参照して、協調動作制御装置１０２のＡＧＶアームロボット協調制御機能４０２の動作フローについて説明する。
実施例１の図９とほぼ同様の動作であり、ステップ９０８とステップ９０９の間にステップ１７０１を追加したものである。

ステップ１７０１では図１４の優先順位欄１４０２に登録する値を計算、登録する。この計算は次の手順で行う。目的までの距離欄６０６の値と現在移動速度欄６０８の値の差が小さい順に優先順位をつける。ただし現在移動速度欄６０８の値が協調動作速度欄６０９の値と等しい場合は減速する必要がなく減速指示が必要ないため非優先とする。

また、目的地までの距離欄６０６の値が協調動作領域の長さ欄６０４の値より大きい場合を非優先とする。続いて無線基地局１０４の割当て制御機能１２０１に移動体ＩＤ欄６０２の値と優先順位欄１４０２の値を含む優先順位通知１３０１を送信する。

図１８を参照して、実施例３の協調動作制御システム１０１の構成について説明する。
システム構成は、図１に示す実施例１の協調動作制御システム１０１の構成と同じなのでその説明は省略する。

実施例２において無線基地局１０４が２台あり、ＡＧＶ１０７が協調動作制御装置１０２と無線通信を実行する際に無線基地局１０４のハンドオーバが実行される場合について説明する。無線基地局１０４が３台以上ある場合も同様に実施できる。

図１８にＡＧＶ１、ＡＧＶ２が無線基地局１と接続しており、ＡＧＶ２がアームロボットに接近後、無線基地局１から無線基地局２へハンドオーバする際のシーケンス図を示す。ほぼ図１３と同様であるが、異なる点は以下３点である。

一点目は、ＡＧＶ１０７、アームロボット協調制御４０２が送信する優先順位通知１３０１をすべての無線基地局１０４へ送信する点である。通知内容は同一であり、全ＡＧＶ１０７の優先順位を通知する。優先順位通知１３０１を受信した割当順序制御機能１２０１の動作は実施例２と同様である。

二点目は、ＡＧＶ２がハンドオーバ処理をする点である。具体的にはハンドオーバ先の無線基地局２に対して接続要求１８０１を送信し、無線基地局１に切断要求１８０２を送信する。ハンドオーバを実施するか否かの判断方法はさまざまである。例えば、無線基地局１と無線基地局２が送信する電波の受信信号強度を比べ、より大きな値の基地局を選択する方法がある。

三点目は、無線基地局１０４におけるハンドオーバ処理である。無線基地局１の無線通信機能１２０３は接続切断要求１８０２を受信した場合、直前に受信したＡＧＶ２からの送信時間割当要求１３０２を取り消す。以降の処理は実施例２と同様である。無線基地局２の無線通信機能１２０３は接続要求１８０１を受信した場合、送信時間割当要求１３０２を受信した時と同じ処理を行う。すなわち、割当順序要求１３０３を割当順序制御機能１２０１へ送信する。以降の処理は実施例２と同様である。

上記実施例によれば、２つの装置が協調動作を繰り返す際の協調動作１サイクルの動作時間を短縮することで協調動作の作業効率を向上できる。

ここで、図１に示す協調動作制御装置１０２は、例えば、図２０に示すように、入力装置２０１０、出力装置２０２０、メモリー２０３０、記憶装置２０４０及びＣＰＵ２０５０がバス２０６０で接続された計算機で構成される。

また、図２、図３、図４に示す「～機能」は、例えば、プロセッサ（ＣＰＵ等）によりプログラムを実行することによりその「機能」が実現される。例えば、図２に示すアーム制御機能２０２は、プロセッサによりプログラムを実行することによりアーム制御機能が実現される「アーム制御部」と同等である。このように、「～機能」は「～部」と置き換えることが可能である。

１０１協調動作制御システム
１０２協調動作制御装置
１０４無線基地局
１０７自動搬送車
１０９アームロボット
２０３アーム状態管理部
３０３ＡＧＶ状態管理部
４０１移動体情報管理部
４０２ＡＧＶアームロボット協調制御部
１２０１割当順序制御部
１２０３無線通信部

Claims

第１の動作を行う第１の装置と、
前記第１の装置の前記第１の動作と協調して第２の動作を行う第２の装置と、
前記第１の装置の前記第１の動作と前記第２の装置の前記第２の動作を制御する協調動作制御装置と、を有する協調動作制御システムであって、
前記協調動作制御装置は、
前記第１の装置の前記第１の動作の動作状況を収集し、
前記動作状況に基づいて、前記第２の装置の前記第２の動作を制御し、
前記協調動作制御装置は、
前記動作状況として、前記第１の装置が単位時間当たりに実行可能な前記第１の動作の動作回数であるスループット値を用いて、前記第２の装置の前記第２の動作を制御し、
前記協調動作制御装置は、
前記第２の装置が前記第１の装置の前記第１の動作と協調して動作可能な協調動作領域の内側を移動していることを検知した場合に、
前記スループット値に基づいて、前記第２の装置の前記第２の動作の制御として、前記第２の装置の移動速度を制御することを特徴とする協調動作制御システム。
前記協調動作領域は、
前記第１の装置を基点として、前記第１の装置の能力に応じて予め決定され、
前記第１の装置は、
前記第２の装置が前記協調動作領域の内側を移動している間に前記第１の動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の協調動作制御システム。
前記協調動作制御装置は、
更に、前記協調動作領域の寸法に応じて、前記第２の装置の前記移動速度を制御することを特徴とする請求項１に記載の協調動作制御システム。
前記第２の装置は、
前記協調動作領域の外側を移動する場合は、通常移動速度で移動し、
前記協調動作制御装置は、
前記第２の装置が前記協調動作領域の内側を移動する場合、前記スループット値に基づいて、前記第２の装置の前記移動速度を前記通常移動速度よりも遅い減速移動速度に制御することを特徴とする請求項１に記載の協調動作制御システム。
前記協調動作制御装置は、
前記スループット値に基づいて、前記第２の装置の前記移動速度を変更するタイミングを決定することを特徴とする請求項１に記載の協調動作制御システム。
前記協調動作制御装置は、
前記第２の装置の現在位置、現在移動速度及び減速性能と前記第１の装置の前記スループット値に基づいて、前記第２の装置を減速する減速タイミングを決定し、
前記協調動作領域の内側において、前記第１の装置の前記スループット値を満たすように、前記第２の装置の前記移動速度を減速させ、
前記第１の装置の前記第１の動作が完了した後に、前記第２の装置の前記移動速度を加速させる加速タイミングを決定し、
前記協調動作領域の外側において、前記第２の装置の前記移動速度を加速させるように制御することを特徴とする請求項５に記載の協調動作制御システム。
設定入力画面と状況表示画面を表示する入力表示装置を更に有し、
前記設定入力画面を介して前記協調動作領域の寸法が入力され、
前記協調動作制御装置は、
前記状況表示画面を介して前記第１の装置と前記第２の装置の位置関係を地図上に表示することを特徴とする請求項１に記載の協調動作制御システム。
前記第１の装置及び複数の前記第２の装置が前記協調動作制御装置と無線通信を行うための無線基地局を更に有し、
前記無線基地局は、
複数の前記第２の装置の中から前記無線通信を行う割当順序を決定することを特徴とする請求項１に記載の協調動作制御システム。
前記第２の装置は、荷物を運ぶ自動搬送車で構成され、
前記第１の装置は、前記自動搬送車が運ぶ前記荷物を取り出すアームロボットで構成され、
前記協調動作領域は、前記アームロボットの性能に応じて前記自動搬送車が運ぶ前記荷物を前記アームロボットが取り出し可能な範囲に基づいて予め決定され、
前記自動搬送車は、
前記第２の動作として、前記荷物を前記アームロボットまで運ぶことを繰り返し、
前記アームロボットは、
前記第１の動作として、前記自動搬送車から前記荷物を取り出すことを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の協調動作制御システム。
第１の動作を行う第１の装置と、
前記第１の装置の前記第１の動作と協調して第２の動作を行う第２の装置と、
前記第１の装置の前記第１の動作と前記第２の装置の前記第２の動作を制御する協調動作制御装置と、を有する協調動作制御システムであって、
前記協調動作制御装置は、
前記第１の装置の前記第１の動作の動作状況を収集し、
前記動作状況に基づいて、前記第２の装置の前記第２の動作を制御し、
前記第１の装置及び複数の前記第２の装置が前記協調動作制御装置と無線通信を行うための無線基地局を更に有し、
前記無線基地局は、
複数の前記第２の装置の中から前記無線通信を行う割当順序を決定することを特徴とする協調動作制御システム。
互いに協調して協調動作を行う第１の装置及び第２の装置における前記協調動作を制御する協調動作制御装置であって、
前記第１の装置の第１の動作の動作状況を収集し、
前記動作状況に基づいて、前記第２の装置の第２の動作を制御し、
前記動作状況として、前記第１の装置が単位時間当たりに実行可能な前記第１の動作の動作回数であるスループット値を用いて、前記第２の装置の前記第２の動作を制御し、
前記第２の装置が前記第１の装置の前記第１の動作と協調して動作可能な協調動作領域の内側を移動していることを検知した場合に、前記スループット値に基づいて、前記第２の装置の前記第２の動作の制御として、前記第２の装置の移動速度を制御することを特徴とする協調動作制御装置。
互いに協調して協調動作を行う第１の装置及び第２の装置における前記協調動作を制御する協調動作制御方法であって、
前記第１の装置の第１の動作の動作状況を収集し、
前記動作状況に基づいて、前記第２の装置の第２の動作を制御し、
前記動作状況として、前記第１の装置が単位時間当たりに実行可能な前記第１の動作の動作回数であるスループット値を用いて、前記第２の装置の前記第２の動作を制御し、
前記第２の装置が前記第１の装置の前記第１の動作と協調して動作可能な協調動作領域の内側を移動していることを検知した場合に、前記スループット値に基づいて、前記第２の装置の前記第２の動作の制御として、前記第２の装置の移動速度を制御することを特徴とする協調動作制御方法。