JP7490493B2 - Control device for article moving mechanism - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、物品を移動させる各種の機構(物品移動機構)、例えば物品を荷役するロボットや物品を搬送する無人搬送車などの動作を制御するための装置(制御装置)に関する。 Embodiments of the present invention relate to devices (controllers) for controlling the operation of various mechanisms for moving objects (object moving mechanisms), such as robots for loading and unloading objects and automated guided vehicles for transporting objects.

物品の物流センタなどでは、荷下ろしされた荷物、部品、製品などの様々な物品が荷役されている。例えば、集積領域に集積された物品は荷役ロボットでピッキングされ、搬送装置などで移動される。荷役ロボットは、例えば物品を荷役するためのツール(エンドエフェクタとも呼ばれる)をアーム先端部に備えたマニピュレータ(ロボットアーム)などである。ツールは、物品を集積領域から把持してピッキングするための把持機構(物品把持機構)を有している。物品把持機構としては、エアで物品を吸着する吸着機構が広く用いられている。搬送装置は、物品を仕分けや組み立てなどの次工程に搬送する。搬送装置としては、例えばベルトコンベアやローラコンベアの他、無人搬送車(以下、AGV(Automatic Guided Vehicle)という)などが使用される。 At logistics centers for goods, various goods such as unloaded luggage, parts, and products are handled. For example, goods accumulated in an accumulation area are picked up by a loading robot and moved by a conveying device. The loading robot is, for example, a manipulator (robot arm) equipped with a tool (also called an end effector) for handling goods at the tip of the arm. The tool has a gripping mechanism (goods gripping mechanism) for gripping and picking goods from the accumulation area. A suction mechanism that sucks goods with air is widely used as the goods gripping mechanism. The conveying device transports the goods to the next process such as sorting or assembly. As the conveying device, for example, a belt conveyor, a roller conveyor, an automatic guided vehicle (hereinafter referred to as AGV (Automatic Guided Vehicle)), etc. are used.

荷役ロボットやAGVは、それぞれ物品移動機構の一例であり、作業効率や安全性を考慮して予めその動作計画が策定され、策定された動作計画に従って動作する可動体である。しかしながら、これら可動体の動作環境に予期せぬ(想定外の)変化が生じた場合、策定された動作計画に従って動作を継続すると不都合が生じる可能性がある。以下、このような可動体の動作環境の予期せぬ変化をイベントという。換言すれば、イベントは、可動体に動作態様を変化させるためのトリガーとなる要因である。かかるイベントとしては、例えば荷役ロボットの可動域内に作業者や台車などが進入した場合、物品が物品把持機構で適切に把持されていない場合などが想定される。また、例えばAGVの走行路に作業者等が進入した場合、該AGVの動作遅延等によって渋滞や他のAGVの前記走行路への進入などが生じるおそれがある場合も、イベントとして想定される。 The cargo handling robot and the AGV are examples of goods moving mechanisms, and are movable bodies that operate according to the formulated motion plans, which are formulated in advance taking into account work efficiency and safety. However, if an unexpected (unanticipated) change occurs in the operating environment of these movable bodies, problems may arise if they continue to operate according to the formulated motion plans. Hereinafter, such unexpected changes in the operating environment of the movable body are referred to as events. In other words, an event is a factor that triggers a change in the operating mode of the movable body. Examples of such events include when a worker or a cart enters the range of motion of the cargo handling robot, or when an article is not properly grasped by the article gripping mechanism. In addition, for example, when a worker or the like enters the travel path of the AGV, a delay in the operation of the AGV may cause a traffic jam or another AGV may enter the travel path. These are also considered to be events.

これらのイベントが発生した場合、例えば荷役ロボットやAGVを一旦停止させて動作計画を策定し直した上で、再策定した動作計画に従って荷役ロボットやAGVの動作を再開させることは可能である。これにより、荷役ロボットやAGVと障害物との衝突回避、物品の脱落による損傷の抑止などは可能となるが、荷役ロボット等を一旦停止させる分だけ荷役の作業効率は低下してしまう。多種多様の大量の物品を迅速に荷役する場合、イベント発生時であっても荷役ロボットやAGVなどの可動体を停止させることなく、作業効率の向上を図ることが求められる。 When these events occur, it is possible, for example, to temporarily stop the loading robot or AGV, re-formulate the operation plan, and then resume the operation of the loading robot or AGV according to the re-formulated operation plan. This makes it possible to avoid collisions between the loading robot or AGV and obstacles and prevent damage caused by items falling off, but the efficiency of loading and unloading work decreases by the time the loading robot etc. is temporarily stopped. When loading and unloading large quantities of diverse items quickly, it is necessary to improve work efficiency without stopping moving bodies such as loading robots and AGVs, even when an event occurs.

特許第6123307号公報Patent No. 6123307 特許第5904445号公報Japanese Patent No. 5904445

そこで、荷役ロボットやAGVなどの物品移動機構を停止させることなく、イベントの発生に応じて物品移動機構の動作態様を適切に変更させる制御装置を提供する。 Therefore, we provide a control device that appropriately changes the operating mode of an item moving mechanism, such as a cargo handling robot or AGV, in response to the occurrence of an event without stopping the mechanism.

実施形態の制御装置は、物品を移動させる物品移動機構の動作を制御する装置であり、動作計画修正手段と制御手段とを備える。動作計画修正手段は、物品の移動時における物品移動機構の動線の始点および終点を含む複数の経由点と、物品移動機構が各経由点を通過する通過時刻とをそれぞれ設定して策定された動作計画の設定値のうち、経由点を変更せずに、通過時刻を遅らせてもしくは早めて動作計画を修正した修正動作計画を策定する。制御手段は、物品移動機構の前記動線での動作を妨げる要因の存否に基づいて、物品移動機構を前記始点から前記終点まで動作させる。その際、制御手段は、物品移動機構の前記動線での動作を妨げる要因が存在しない場合、前記動作計画に従って物品移動機構の動作を制御し、前記要因が存在する場合、動作計画修正手段に修正動作計画を策定させ、前記修正動作計画に従って物品移動機構の動作を制御する。動作計画修正手段は、前記要因の発生時における物品移動機構の経由点を追加し、追加した経由点の通過時刻以降の通過時刻を遅らせてもしくは早めて動作計画を修正する。物品移動機構は、物品を解放可能に把持する把持部と、少なくとも一つの関節部で連結されて、把持部とともに前記始点から前記終点まで各関節部を所定の軸まわりに回動させて動作するアーム部と、を備えた物品の荷役ロボットである。前記動作計画は、アーム部の所定の基準点が前記通過時刻に前記経由点を通過するように前記経由点でのアーム部の各関節部の角速度を設定して策定される。動作計画修正手段は、アーム部の前記基準点が前記経由点を前記通過時刻よりも遅くもしくは早く通過するように、前記角速度を再設定して修正動作計画を策定する。 The control device of the embodiment is a device for controlling the operation of an article moving mechanism that moves an article, and includes an operation plan correction means and a control means. The operation plan correction means formulates a corrected operation plan by correcting the operation plan by delaying or advancing the passing time without changing the passing points among the set values of the operation plan formulated by setting a plurality of way points including a start point and an end point of the movement line of the article moving mechanism when the article moves, and the passing time when the article moving mechanism passes each way point. The control means operates the article moving mechanism from the start point to the end point based on the presence or absence of a factor that hinders the operation of the article moving mechanism on the movement line. At that time, when there is no factor that hinders the operation of the article moving mechanism on the movement line, the control means controls the operation of the article moving mechanism according to the operation plan, and when the factor exists, causes the operation plan correction means to formulate a corrected operation plan and controls the operation of the article moving mechanism according to the corrected operation plan. The operation plan correction means adds a way point of the article moving mechanism at the time of occurrence of the factor, and corrects the operation plan by delaying or advancing the passing time after the passing time of the added way point. The article moving mechanism is an article handling robot including a gripper that releasably grips an article, and an arm that is connected to the gripper by at least one joint and operates by rotating each joint around a predetermined axis from the start point to the end point together with the gripper. The motion plan is formulated by setting the angular velocity of each joint of the arm at a predetermined reference point such that the reference point of the arm passes through the via point at the passing time. The motion plan correction means resets the angular velocity to formulate a corrected motion plan such that the reference point of the arm passes through the via point later or earlier than the passing time.

第1の実施形態の制御装置を備えた荷役装置のブロック図。1 is a block diagram of a loading/unloading device equipped with a control device according to a first embodiment; 第1の実施形態における経由点データの一例として、アーム部の所定の関節部における動作角度の時間変動を示す図。5 is a diagram showing a time variation of a motion angle at a predetermined joint of an arm section, as an example of way point data in the first embodiment. FIG. 第1の実施形態における経由点データのテーブル(経由点データテーブル)の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of a table of waypoint data (waypoint data table) in the first embodiment. 第1の実施形態における経由点データの修正前の一態様(動作計画において設定された経由点データの一例)として、アーム部の所定の関節部における動作角度の修正前の時間変動を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a time variation before correction of a motion angle at a specific joint of the arm section, as one aspect of via point data before correction in the first embodiment (an example of via point data set in a motion plan). 第1の実施形態における経由点データの修正前の一態様(動作計画において設定された経由点データの一例)として、アーム部の所定の関節部における動作角度の修正後の時間変動を示す図。FIG. 13 is a diagram showing time variations in the motion angle at a specific joint of the arm section after correction, as one aspect of the way point data before correction in the first embodiment (an example of way point data set in a motion plan). 実施形態の荷役装置の制御装置における物品移動処理の制御フローを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a control flow of an article movement process in the control device of the loading/unloading device according to the embodiment. 実施形態の荷役装置の制御装置におけるイベント処理の制御フローを示す図。FIG. 4 is a diagram showing a control flow of event processing in the control device of the loading/unloading device according to the embodiment. 第2の実施形態の制御装置を含む自動走行システムのブロック図。FIG. 11 is a block diagram of an automatic driving system including a control device according to a second embodiment. 第2の実施形態における経由点データのテーブル(経由点データテーブル)の一例を示す図。FIG. 13 is a diagram showing an example of a table of waypoint data (waypoint data table) in the second embodiment. 第2の実施形態の自動走行システムの制御装置および管理装置における走行処理の制御フローを示す図。FIG. 11 is a diagram showing a control flow of driving processing in a control device and a management device of an automated driving system according to a second embodiment.

以下、実施形態に係る物品移動機構の制御装置について、図1から図10を参照して説明する。制御装置は、物品移動機構の動作を制御する。物品移動機構は、物品を移動させる各種の機構であり、例えば物品を荷役するロボットや物品を搬送する無人搬送車(AGV)などが該当する。物品は、宅配物、小包、郵便物等を含む荷物、各種の部品や製品など、荷役の対象となり得る有形物である。物品は、物品そのものの他、その物品を梱包や包装した状態の有形物を含む。物品の態様(形状、大きさ、重量、材質など)は、一律ではなく多種多様である場合を想定するが、一律であってもよい。物品には、その材質(梱包状態や包装状態を含む)として、形態が自由に変形しない物品(以下、箱物という)と、形態が自由に変形する物品(以下、柔軟物という)の双方が含まれる。荷役には、荷下ろし、荷積み、仕分けなどのような移動を伴う物品に対する各種の作業が含まれる。 The control device of the article moving mechanism according to the embodiment will be described below with reference to Figs. 1 to 10. The control device controls the operation of the article moving mechanism. The article moving mechanism is a variety of mechanisms for moving articles, such as a robot for loading and unloading articles and an automated guided vehicle (AGV) for transporting articles. The article is a tangible object that can be the subject of loading and unloading, such as parcels including home delivery, parcels, and postal items, and various parts and products. The article includes the article itself as well as a tangible object in a packaged or wrapped state. The aspect (shape, size, weight, material, etc.) of the article is assumed to be not uniform but diverse, but may be uniform. The article includes both an article whose shape is not freely deformable (hereinafter referred to as a boxed object) and an article whose shape is freely deformable (hereinafter referred to as a flexible object) in terms of its material (including the packaged or wrapped state). Loading and unloading includes various operations for moving articles, such as unloading, loading, and sorting.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態に係る制御装置2を含む荷役装置1のブロック図である。荷役装置1は、例えば物流センタなどで稼働する物流システムを構成する装置の一つであり、荷役に必要な各種の処理を行う。図1に示す例では、荷役装置1における物品移動機構として荷役ロボット3が適用されている。
First Embodiment
Fig. 1 is a block diagram of a loading/unloading apparatus 1 including a control device 2 according to this embodiment. The loading/unloading apparatus 1 is one of the devices constituting a logistics system operating in, for example, a logistics center, and performs various processes required for loading/unloading. In the example shown in Fig. 1, a loading/unloading robot 3 is applied as an article moving mechanism in the loading/unloading apparatus 1.

荷役装置1は、制御装置2と、荷役ロボット3と、検出部4と、通知部5とを備える。
荷役ロボット3は、荷役装置1において荷役の実作業を行う装置であり、集積領域から物品をピッキングし、移動先領域に移動させる。集積領域は、例えば荷下ろしされた各種の物品が次工程に搬送される前に一時的に集積される領域である。集積領域の物品は、整然と集積されていてもよいし、ばら積みされていてもよく、一つ一つ単体で載置されていてもよい。移動先領域は、例えば物品を仕分工程や組立工程などに搬送するための領域である。集積領域および移動先領域は、例えば箱、ケージ、棚などの物品を収容する什器、ベルトコンベアやローラコンベア、台車などの搬送装置、仕分けや組み立てなどの作業台である。
The loading/unloading device 1 includes a control device 2 , a loading/unloading robot 3 , a detection unit 4 , and a notification unit 5 .
The cargo handling robot 3 is a device that performs the actual cargo handling work in the cargo handling device 1, and picks up an item from the accumulation area and moves it to a destination area. The accumulation area is, for example, an area where various unloaded items are temporarily accumulated before being transported to the next process. The items in the accumulation area may be accumulated orderly, may be piled up in bulk, or may be placed individually. The destination area is, for example, an area for transporting the items to a sorting process, an assembly process, or the like. The accumulation area and the destination area are, for example, furniture that stores items, such as boxes, cages, and shelves, transport devices such as belt conveyors, roller conveyors, and carts, and workbenches for sorting, assembly, and the like.

荷役ロボット3は、例えば把持部31と、アーム部32と、把持状態検出部33とを備え、把持部31とともにアーム部32が動作(変位)することで、物品を集積領域から移動先領域に移動させるいわゆるロボットアームである。ただし、荷役ロボット3は、スカラロボット(水平多関節ロボット)、XYZステージ、直動アクチュエータ、あるいはこれらとの組み合わせなどとすることも可能であり、物品の移動範囲に応じた可動範囲を有する荷役ロボットを適用すればよい。 The cargo handling robot 3 is, for example, a so-called robot arm that includes a gripping unit 31, an arm unit 32, and a gripping state detection unit 33, and moves an item from a collection area to a destination area by the movement (displacement) of the arm unit 32 together with the gripping unit 31. However, the cargo handling robot 3 can also be a SCARA robot (horizontal multi-joint robot), an XYZ stage, a linear actuator, or a combination of these, and it is sufficient to apply a cargo handling robot that has a movable range corresponding to the movement range of the item.

把持部31は、アーム部32の先端(アーム先端部)に着脱自在に取り付けられており、物品を解放可能に把持する把持機構を有する。把持は、例えば吸着機構による吸着、複数の指や爪による挟持や握持、これらの組み合わせなど、物品の保持態様全般を包含する概念として規定される。把持部31の把持機構は、集積領域から物品を把持し、把持した物品を移動先領域で解放する。 The gripping unit 31 is detachably attached to the tip of the arm unit 32 (arm tip) and has a gripping mechanism that releasably grips an item. Gripping is defined as a concept that encompasses all manners of holding an item, such as suction by a suction mechanism, pinching or gripping by multiple fingers or claws, or a combination of these. The gripping mechanism of the gripping unit 31 grips an item from the accumulation area and releases the gripped item in the destination area.

アーム部32は、少なくとも一つの関節部で連結されて伸長している。アーム部32は、関節部によって複数に細分され、各部分が関節部においてサーボモータなどにより所定の軸(関節軸)まわりに回動する。これにより、アーム部32は、把持部31とともに各関節部を関節軸まわりに回動させることで、把持部31とともに動作する。ここでの動作は、所定の基準面(例えば物流センタの建屋の床面など)に対して所望の姿勢とされ、所定範囲内において自由に変位することである。所定範囲(つまり、可動範囲)には、物品の集積領域および移動先領域が含まれる。したがって、アーム部32の各部分を関節軸まわりに任意の角速度や角加速度で回動させることで、アーム部32を集積領域および移動先領域に対して変位させることが可能となる。なお、関節部および関節軸の数は、アーム部32に要求される動作精度や可動範囲などに応じて任意に設定すればよい。 The arm unit 32 is connected to at least one joint and extends. The arm unit 32 is divided into multiple parts by the joints, and each part rotates around a predetermined axis (joint axis) at the joint by a servo motor or the like. As a result, the arm unit 32 operates together with the gripper 31 by rotating each joint together with the gripper 31 around the joint axis. The operation here is to assume a desired posture with respect to a predetermined reference surface (for example, the floor surface of a building of a logistics center) and to freely displace within a predetermined range. The predetermined range (i.e., the movable range) includes the accumulation area and the destination area of the goods. Therefore, by rotating each part of the arm unit 32 around the joint axis at an arbitrary angular velocity or angular acceleration, it is possible to displace the arm unit 32 relative to the accumulation area and the destination area. The number of joints and joint axes may be set arbitrarily according to the operation accuracy and movable range required of the arm unit 32.

把持状態検出部33は、把持部31における物品の把持状態を検出する。例えば、吸着機構における物品の吸着圧(真空圧)を測定する圧力センサ、吸着機構が供給するエアの流量を測定する流量センサ、複数の指や爪の触覚(トルク)を測定する力覚センサ、把持部31と物品との離間距離を測定する光学センサ、把持部31の加速度を測定する加速度センサなどを把持状態検出部33として適用可能である。あるいは、これらのセンサを組み合わせて把持状態検出部33としてもよい。把持状態検出部33の検出結果、つまり把持部31に把持された物品の把持状態のデータは、制御装置2に付与される。 The gripping state detection unit 33 detects the gripping state of the item in the gripping unit 31. For example, a pressure sensor that measures the suction pressure (vacuum pressure) of the item in the suction mechanism, a flow sensor that measures the flow rate of air supplied by the suction mechanism, a force sensor that measures the tactile sensation (torque) of multiple fingers or nails, an optical sensor that measures the distance between the gripping unit 31 and the item, an acceleration sensor that measures the acceleration of the gripping unit 31, etc. can be used as the gripping state detection unit 33. Alternatively, these sensors may be combined to form the gripping state detection unit 33. The detection result of the gripping state detection unit 33, that is, data on the gripping state of the item gripped by the gripping unit 31, is provided to the control device 2.

検出部4は、物品を把持して移動させるべく、荷役ロボット3を動作させるために必要な各種の情報(データ)を検出する。検出部4は、第1の検出部41と、第2の検出部42を有する。 The detection unit 4 detects various information (data) required to operate the cargo robot 3 to grasp and move an item. The detection unit 4 has a first detection unit 41 and a second detection unit 42.

第1の検出部41は、集積領域における物品の集積態様、移動先領域における物品の解放態様、集積領域から移動先領域まで物品を移動させる際の荷役ロボット3の動線周辺の状況を検出する。物品の集積態様および解放態様は、例えば集積もしくは解放された各物品の位置、輪郭、大きさ、向き、姿勢、重なり、境界、材質などの態様である。荷役ロボット3(端的にはアーム部32)の動線周辺状況は、作業者、他の物品、他の荷役ロボット、台車、作業台、壁、柱等、動線の確保を妨げる動線周辺の障害物の有無および進退などの状況である。 The first detection unit 41 detects the accumulation state of the items in the accumulation area, the release state of the items in the destination area, and the situation around the movement line of the loading and unloading robot 3 when moving the items from the accumulation area to the destination area. The accumulation and release states of the items are, for example, the position, outline, size, orientation, posture, overlap, boundaries, material, etc. of each accumulated or released item. The situation around the movement line of the loading and unloading robot 3 (simply the arm unit 32) is the presence or absence of obstacles around the movement line that prevent the movement line from being secured, such as workers, other items, other loading and unloading robots, carts, work tables, walls, pillars, etc., and their movement forward and backward.

第1の検出部41としては、例えば3Dカメラ、視差カメラ、複数の2Dカメラ、分光カメラ、光学センサ、あるいはこれらの組み合わせなどを適用可能である。これらのカメラは、集積領域、移動先領域、動線周辺が画角内に収まり、ピントを合わせられる所定位置に配置されている。例えば、集積領域や移動先領域を区画するフレームや物流センタの建屋の天井や壁面などの任意の位置に、これらのカメラは配置可能である。カメラの他、第1の検出部41としては、レーザー光を発振、照射するとともに、対象物からはね返ったレーザー光を感知するレーザーレンジファインダ、物流センタの建屋の床面などの圧力を検出する圧力センサなども適用可能である。 As the first detection unit 41, for example, a 3D camera, a parallax camera, multiple 2D cameras, a spectroscopic camera, an optical sensor, or a combination of these can be applied. These cameras are arranged at predetermined positions where the accumulation area, the destination area, and the periphery of the traffic line are within the angle of view and can be focused. For example, these cameras can be arranged at any position such as a frame that divides the accumulation area or the destination area, or the ceiling or wall of the logistics center building. In addition to cameras, as the first detection unit 41, a laser range finder that oscillates and emits laser light and detects the laser light reflected from an object, a pressure sensor that detects the pressure of the floor surface of the logistics center building, etc. can also be applied.

第1の検出部41は、検出結果(一例として、撮像した画像データ)を解析し、物品の集積態様および解放態様、荷役ロボット3の動線周辺状況をそれぞれ解析する。具体的には、これらを示す画像データを解析し、集積もしくは解放された各物品の位置、輪郭、大きさ、向き、姿勢、重なり、境界、材質などの属性を特定するための情報、あるいは動線周辺の障害物の有無や進退などを特定するための情報をそれぞれ解析データとして制御装置2に出力する。なお、このような検出結果の解析は、第1の検出部41ではなく、制御装置2で実行してもよい。 The first detection unit 41 analyzes the detection results (for example, captured image data) and analyzes the accumulation and release of the items, and the situation around the movement line of the loading robot 3. Specifically, it analyzes the image data showing these, and outputs information for identifying attributes such as the position, outline, size, orientation, posture, overlap, boundary, material, etc. of each accumulated or released item, or information for identifying the presence or absence of obstacles around the movement line and their advance and retreat, as analysis data, to the control device 2. Note that such analysis of the detection results may be performed by the control device 2 instead of the first detection unit 41.

荷役ロボット3の動線周辺状況については、障害物との接触の可能性に応じて領域を注意領域や危険領域などに区分して解析される。例えば、注意領域は、障害物がアーム部32とは接触しないものの、把持した物品と接触する可能性のある領域である。危険領域は、障害物がアーム部32と接触する危険性の高い領域、端的にはアーム部32の可動範囲である。なお、これらの注意領域および危険領域は、固定的な範囲であってもよいし、把持した物品の大きさや荷役ロボット3の動線などに応じた可変的範囲であってもよい。 The situation around the movement path of the cargo handling robot 3 is analyzed by dividing the area into caution areas, danger areas, etc. according to the possibility of contact with an obstacle. For example, a caution area is an area where an obstacle will not come into contact with the arm unit 32, but may come into contact with the grasped item. A danger area is an area where there is a high risk of an obstacle coming into contact with the arm unit 32, in short, the movable range of the arm unit 32. Note that these caution areas and danger areas may be fixed ranges, or may be variable ranges according to the size of the grasped item, the movement path of the cargo handling robot 3, etc.

第2の検出部42は、把持部31に把持された物品の把持状態を検出する。換言すれば、第2の検出部42は、把持部31における物品の把持状態を外観から検出する。すなわち、第2の検出部42と把持状態検出部33は、物品の把持状態についての検出精度を互いに補完する。第2の検出部42は、把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどを物品の把持状態として検出する。 The second detection unit 42 detects the gripping state of the item gripped by the gripper 31. In other words, the second detection unit 42 detects the gripping state of the item in the gripper 31 from its appearance. That is, the second detection unit 42 and the gripping state detection unit 33 complement each other in terms of detection accuracy for the gripping state of the item. The second detection unit 42 detects the vibration, deformation, posture, tilt, etc. of the item gripped by the gripper 31 as the gripping state of the item.

第2の検出部42としては、例えば3Dカメラ、視差カメラ、複数の2Dカメラ、レーザーレンジファインダ、あるいはこれらの組み合わせなどを適用可能である。これらは、把持部31に把持された物品が移動する間、該物品を捉えられる所定位置に配置されている。例えば、物流センタの建屋の天井や壁面などの任意の位置に、第2の検出部42は配置可能である。 The second detection unit 42 can be, for example, a 3D camera, a parallax camera, multiple 2D cameras, a laser range finder, or a combination of these. These are arranged at predetermined positions where the item held by the gripper 31 can be captured while the item moves. For example, the second detection unit 42 can be arranged at any position, such as on the ceiling or wall of a building in the logistics center.

第2の検出部42は、検出結果(一例として、撮像した画像データ)を解析し、物品の把持状態を解析する。具体的には、これらを示す画像データを解析し、把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどを特定するための情報を解析データとして制御装置2に出力する。なお、このような検出結果の解析は、第2の検出部42ではなく、制御装置2で実行してもよい。 The second detection unit 42 analyzes the detection results (for example, captured image data) and analyzes the gripping state of the item. Specifically, it analyzes the image data showing these, and outputs information for identifying the vibration, deformation, posture, tilt, etc. of the item gripped by the gripper 31 to the control device 2 as analysis data. Note that such analysis of the detection results may be performed by the control device 2 instead of the second detection unit 42.

通知部5は、所定の通知状態が生じた場合、その旨を周囲の作業者に通知する。所定の通知状態は、例えば、荷役ロボット3の動線の確保を妨げるような障害物が存在している状態や動線周辺への障害物の進入が予測される状態などである。通知部5としては、警告灯、モニタ、スピーカ、あるいはこれらの組み合わせなどを適用可能である。障害物の進入が予測される場合など、通知部5は、警告灯の点灯(点滅)、警告音の鳴動、警告メッセージの再生や表示、レーザー照射などを行うことで、作業者に対して障害物の進入等の周知徹底や注意喚起を図る。例えば、障害物が注意領域に進入した場合、通知部5は、警告灯の点灯(点滅)、警告音の鳴動、警告メッセージの再生や表示、レーザー照射などの通知のみを行う。これに対し、障害物が危険領域に進入した場合、かかる通知部5による通知に加えて、後述するように動作計画修正手段22による修正動作計画の策定(動作計画の再策定)がなされる。 When a predetermined notification state occurs, the notification unit 5 notifies surrounding workers of the occurrence. The predetermined notification state is, for example, a state in which an obstacle that prevents the cargo handling robot 3 from securing a traffic line is present, or a state in which an obstacle is predicted to enter the vicinity of the traffic line. The notification unit 5 can be a warning light, a monitor, a speaker, or a combination of these. When an obstacle is predicted to enter, the notification unit 5 turns on (blinks) a warning light, sounds a warning sound, plays or displays a warning message, irradiates a laser, or the like, to thoroughly inform and alert workers of the entry of an obstacle. For example, when an obstacle enters a caution area, the notification unit 5 only notifies workers by turning on (blinks) a warning light, irradiating a warning sound, playing or displaying a warning message, irradiating a laser, or the like. On the other hand, when an obstacle enters a danger area, in addition to the notification by the notification unit 5, a corrected motion plan is formulated (reformulation of the motion plan) by the motion plan correction means 22, as described below.

制御装置2は、荷役装置1における制御部として機能し、物品移動機構である荷役ロボット3に加えて、検出部4、通知部5の動作をそれぞれ制御する。制御装置2は、CPU、メモリ、記憶装置(後述する記憶手段24)、入出力回路、タイマなどを含み、所定の演算処理を実行する。例えば、制御装置2は、各種データを入出力回路により読み込み、記憶装置からメモリに読み出したプログラムを用いてCPUで演算処理し、処理結果に基づいて荷役ロボット3、検出部4、通知部5の動作制御を行う。制御装置2は、荷役ロボット3、検出部4、通知部5と有線もしくは無線で接続され、動作制御にあたって、これらとの間で各種データや演算結果などを送受信する。 The control device 2 functions as a control unit in the loading and unloading device 1, and controls the operation of the loading and unloading robot 3, which is an article moving mechanism, as well as the detection unit 4 and notification unit 5. The control device 2 includes a CPU, memory, a storage device (storage means 24 described later), an input/output circuit, a timer, etc., and executes predetermined calculation processing. For example, the control device 2 reads various data via the input/output circuit, performs calculation processing using a program read from the storage device to the memory, and controls the operation of the loading and unloading robot 3, detection unit 4, and notification unit 5 based on the processing results. The control device 2 is connected to the loading and unloading robot 3, detection unit 4, and notification unit 5 via wired or wireless connection, and transmits and receives various data, calculation results, etc. between them when controlling their operation.

制御装置2は、動作計画手段21と、動作計画修正手段22と、制御手段23と、記憶手段24とを備える。本実施形態では一例として、動作計画手段21、動作計画修正手段22、制御手段23は、制御装置2において所定の演算処理を実行するためのプログラムとして構成されており、記憶手段24に格納されてメモリに読み出される。なお、これらの各手段としてのプログラムをクラウド上に格納し、制御装置2をクラウドと適宜通信させて所望のプログラムを利用可能とする構成であってもよい。この場合、制御装置2は、クラウドとの通信モジュールなどを備えた構成とする。あるいは、記憶手段24は、制御装置2の一部としてではなく、クラウド上に構成されていてもよい。 The control device 2 includes a motion planning means 21, a motion plan correction means 22, a control means 23, and a storage means 24. In this embodiment, as an example, the motion planning means 21, the motion plan correction means 22, and the control means 23 are configured as programs for executing a predetermined calculation process in the control device 2, and are stored in the storage means 24 and read out to memory. Note that the programs for each of these means may be stored on the cloud, and the control device 2 may communicate with the cloud as appropriate to make the desired program available. In this case, the control device 2 is configured to include a communication module with the cloud, etc. Alternatively, the storage means 24 may be configured on the cloud rather than as part of the control device 2.

動作計画手段21は、荷役ロボット3の動作計画を策定する。動作計画は、物品の移動時における荷役ロボット3の経由点のデータ(以下、経由点データという)を設定して策定される。本実施形態において、経由点データは、荷役ロボット3の動作態様、具体的にはアーム部32の各関節部の動作態様を示すデータの集合(データ群)であり、関節部が動作する際の経由点、経由点の通過時刻、角度、角速度、角加速度の各データを含む。ただし、角加速度は省略可能である。 The motion planning means 21 formulates a motion plan for the cargo robot 3. The motion plan is formulated by setting data on the waypoints (hereinafter referred to as waypoint data) of the cargo robot 3 when moving an item. In this embodiment, the waypoint data is a collection of data (data group) that indicates the motion mode of the cargo robot 3, specifically the motion mode of each joint of the arm unit 32, and includes data on the waypoints when the joints operate, the time of passing through the waypoints, angles, angular velocities, and angular accelerations. However, the angular acceleration can be omitted.

経由点は、物品を移動させるべく荷役ロボット3が動作する際に、アーム部32の所定の基準点が通過する動線上の点であり、動線の始点および終点を含む複数の点である。基準点は、アーム部32の動作中の変位を特定するために設定された任意の点であり、例えば先端中心点などである。動線上で隣り合う経由点の間をそれぞれ繋いだ軌跡は、アーム部32の基準点が動線に沿って変位する軌道となる。軌道は、動線を分割した各区間に相当する。軌道は、アーム部32の関節部の動作負荷ができるだけ小さくなる(動作負荷を最小限にとどめる)ように設定される。したがって、軌道、換言すれば動線は、逆運動学に基づいてアーム部32の関節座標系で設定されており、経由点間を最短距離で直線的に繋いだ軌跡と一致する場合もあれば異なる場合もある。 The waypoints are points on the line of movement through which a predetermined reference point of the arm unit 32 passes when the cargo handling robot 3 operates to move an article, and are multiple points including the start and end points of the line of movement. The reference point is an arbitrary point set to specify the displacement of the arm unit 32 during operation, such as the center point of the tip. A trajectory connecting adjacent waypoints on the line of movement is a trajectory along which the reference point of the arm unit 32 displaces along the line of movement. The trajectory corresponds to each section into which the line of movement is divided. The trajectory is set so that the operating load of the joints of the arm unit 32 is as small as possible (minimizing the operating load). Therefore, the trajectory, in other words the line of movement, is set in the joint coordinate system of the arm unit 32 based on inverse kinematics, and may or may not match a trajectory that linearly connects the waypoints over the shortest distance.

経由点の通過時刻は、例えばアーム部32の基準点が対応する軌道の始点寄りの経由点(入口側経由点)への到達時刻、および終点寄りの経由点(出口側経由点)への到達時刻である。出口側経由点の通過時刻と入口側経由点の通過時刻との時刻差は、荷役ロボット3、具体的にはアーム部32の基準点が各軌道を変位する時間、つまり基準点が変位する間にアーム部32の各関節部が動作する時間となる。角度は、関節部を軌道で動作させる際の該関節部が関節軸まわりに回動する角度(回動角度)である。角速度は回動角度に対する回動速度であり、角加速度は回動角度に対する回動加速度(回動速度の時間微分)である。 The passing time of a waypoint is, for example, the arrival time of the reference point of the arm unit 32 at a waypoint closer to the start point of the corresponding trajectory (entrance side waypoint) and the arrival time of a waypoint closer to the end point (exit side waypoint). The time difference between the passing time of the exit side waypoint and the passing time of the entrance side waypoint is the time it takes for the reference point of the loading robot 3, specifically the arm unit 32, to displace along each trajectory, that is, the time it takes for each joint of the arm unit 32 to operate while the reference point is displaced. The angle is the angle (rotation angle) at which the joint rotates around the joint axis when the joint is operated along the trajectory. The angular velocity is the rotation speed relative to the rotation angle, and the angular acceleration is the rotation acceleration relative to the rotation angle (time derivative of the rotation speed).

図2には、経由点データの一例として、アーム部32の所定の関節部(関節部1)における動作角度の時間変動を示す。図2に示す例では、動線上にn+1個の経由点P0~Pnが設定されている(図面上は7個の経由点のみ示す)。経由点P0はアーム部32の基準点の動線の始点、経由点Pnは該動線の終点である。これらn+1個の経由点の隣り合うもの同士を繋いで、n個の軌道R1~Rnが設定されている。関節部1は、これらn個の各軌道をそれぞれ設定時刻(T)に設定角度で動作する。関節部1の各軌道R1~Rnにおける動作時間は、(tn)-(tn-1)にて示される(nは自然数)。 Figure 2 shows an example of waypoint data, which is the time variation of the operating angle at a specific joint (joint 1) of the arm unit 32. In the example shown in Figure 2, n+1 waypoints P0 to Pn are set on the movement line (only seven waypoints are shown in the drawing). Waypoint P0 is the start point of the movement line of the reference point of the arm unit 32, and waypoint Pn is the end point of the movement line. Adjacent ones of these n+1 waypoints are connected to set n trajectories R1 to Rn. The joint unit 1 operates on each of these n trajectories at a set angle at a set time (T). The operation time of the joint unit 1 on each trajectory R1 to Rn is expressed as (tn)-(tn-1) (n is a natural number).

動作計画手段21は、経由点データを設定して動作計画を策定するために、軌道設定部211と、干渉チェック部212と、通過時刻設定部213と、動作計画策定部214を有する。 The motion planning means 21 has a trajectory setting unit 211, an interference checking unit 212, a passage time setting unit 213, and a motion plan formulation unit 214 in order to set waypoint data and formulate a motion plan.

軌道設定部211は、アーム部32の基準点の軌道を設定する。具体的には、軌道設定部211は基準点の経由点を設定し、該経由点に応じて軌道を設定する。これにより、アーム部32の基準点の動線(以下、単に動線という)が仮生成される。 The trajectory setting unit 211 sets the trajectory of the reference point of the arm unit 32. Specifically, the trajectory setting unit 211 sets a via point of the reference point, and sets the trajectory according to the via point. As a result, a movement line of the reference point of the arm unit 32 (hereinafter simply referred to as a movement line) is provisionally generated.

干渉チェック部212は、軌道設定部211が設定した軌道が実際に設定可能か否かを判定する。判定にあたって、干渉チェック部212は、第1の検出部41が検出、解析した荷役ロボット3の動線周辺状況のデータ、例えば動線周辺の障害物の有無や進退などの解析データを取得する。取得した解析データに基づき、干渉チェック部212は、軌道の設定可否を判定する。例えば、動線周辺に障害物が存在していない場合、障害物が存在していたとしても該障害物を回避可能な場合、障害物が動線周辺から退避することが予測できる場合など、干渉チェック部212は軌道が設定可能であると判定する。これに対し、例えば動線周辺に障害物が存在し、動線周辺からの退避も予測できないなどの場合、干渉チェック部212は軌道が設定不可能であると判定する。この場合、軌道設定部211が軌道を再設定し、干渉チェック部212は、再設定された軌道の設定可否を判定する。これらが繰り返されることで、障害物に干渉されずに実際に設定可能な軌道が軌道設定部211により設定される。 The interference check unit 212 judges whether the trajectory set by the trajectory setting unit 211 can actually be set. In making the judgment, the interference check unit 212 acquires data on the situation around the movement line of the cargo handling robot 3 detected and analyzed by the first detection unit 41, such as analysis data on the presence or absence of obstacles around the movement line and their advance and retreat. Based on the acquired analysis data, the interference check unit 212 judges whether the trajectory can be set. For example, the interference check unit 212 judges that the trajectory can be set when there is no obstacle around the movement line, when the obstacle can be avoided even if it exists, or when it is possible to predict that the obstacle will retreat from the periphery of the movement line. In contrast, for example, when an obstacle exists around the movement line and it is not possible to predict the obstacle's retreat from the periphery of the movement line, the interference check unit 212 judges that the trajectory cannot be set. In this case, the trajectory setting unit 211 resets the trajectory, and the interference check unit 212 judges whether the reset trajectory can be set. By repeating these steps, the trajectory setting unit 211 sets a trajectory that can actually be set without interference from obstacles.

通過時刻設定部213は、軌道設定部211が設定した各経由点をアーム部32の基準点が通過する時刻(通過時刻)を設定する。通過時刻設定部213は、通過時刻に代えてもしくは加えて、軌道における基準点の変位時間を設定してもよい。変位時間は、基準点が軌道の入口側経由点に到達してから出口側経由点に到達するまでの経過時間(通過時刻差)である。 The passing time setting unit 213 sets the time (passing time) at which the reference point of the arm unit 32 passes each way point set by the trajectory setting unit 211. The passing time setting unit 213 may set the displacement time of the reference point on the trajectory instead of or in addition to the passing time. The displacement time is the elapsed time (passing time difference) from when the reference point reaches the entrance way point of the trajectory to when it reaches the exit way point.

動作計画策定部214は、通過時刻設定部213が設定した経由点の通過時刻にアーム部32の各関節部を関節軸まわりに回動させる角度、角速度、角加速度をそれぞれ設定する。そして、動作計画策定部214は、軌道設定部211が設定したアーム部32の基準点の経由点、および通過時刻設定部213が設定した経由点の通過時刻と、各関節部の経由点における角度、角速度、角加速度とを紐付けて経由点データを設定し、荷役ロボット3の動作計画を策定する。動作計画策定部214は、経由点データをアーム部32の関節部(関節部1から関節部X)ごとに設定し、テーブル(経由点データテーブルTB1)を記憶手段24に格納して記憶させる。 The motion planning unit 214 sets the angle, angular velocity, and angular acceleration for rotating each joint of the arm unit 32 around the joint axis at the passing time of the way point set by the passing time setting unit 213. The motion planning unit 214 then sets way point data by linking the way point of the reference point of the arm unit 32 set by the trajectory setting unit 211 and the passing time of the way point set by the passing time setting unit 213 with the angle, angular velocity, and angular acceleration at the way point of each joint, and formulates a motion plan for the loading and unloading robot 3. The motion planning unit 214 sets the way point data for each joint of the arm unit 32 (joint 1 to joint X), and stores the table (way point data table TB1) in the storage means 24.

図3には、経由点データの格納イメージをテーブル(経由点データテーブルTB1)として示す。図3に示すように、経由点データは、アーム部32の関節部ごと(関節部1から関節部X)に、経由点の通過時刻、角度、角速度、角加速度を互いに紐付けて記憶されて、例えば時系列に管理されている。なお、本実施形態では経由点データに角加速度を含めているが、経由点データに角加速度を含まない場合には、図3に示す経由点データテーブルTB1において角加速度の項目は省略可能である。 Figure 3 shows an example of how via point data is stored as a table (via point data table TB1). As shown in Figure 3, the via point data is stored for each joint of the arm unit 32 (joint 1 to joint X) with the time of passing through the via point, angle, angular velocity, and angular acceleration linked to each other, and is managed, for example, in chronological order. Note that in this embodiment, angular acceleration is included in the via point data, but if angular acceleration is not included in the via point data, the angular acceleration item can be omitted in the via point data table TB1 shown in Figure 3.

動作計画修正手段22は、アーム部32の各関節部の軌道、端的には動線での動作を妨げる要因(以下、イベントという)が生じている場合、荷役ロボット3の修正動作計画を策定する。修正動作計画は、動作計画手段21が策定した動作計画を修正して策定し直した荷役ロボット3の新たな動作計画である。具体的には、動作計画手段21が策定した動作計画の経由点データのうち、動作計画修正手段22は、通過時刻、角速度、角加速度をそれぞれ修正する。アーム部32の各関節部の軌道での動作を妨げる要因、およびその存否については後述する。 When a factor (hereinafter referred to as an event) occurs that impedes the movement of each joint of the arm section 32 along the trajectory, or more simply, along the movement line, the motion plan correction means 22 formulates a corrected motion plan for the cargo robot 3. The corrected motion plan is a new motion plan for the cargo robot 3 that is re-formulated by modifying the motion plan formulated by the motion planning means 21. Specifically, of the waypoint data of the motion plan formulated by the motion planning means 21, the motion plan correction means 22 corrects the passing time, angular velocity, and angular acceleration. The factors that impede the movement of each joint of the arm section 32 along the trajectory, and whether they exist or not, will be described later.

動作計画修正手段22は、経由点データ(換言すれば動作計画)を修正して修正動作計画を策定するために、通過時刻修正部221と、修正動作計画策定部222を有する。 The motion plan correction means 22 has a passage time correction unit 221 and a corrected motion plan formulation unit 222 to correct the waypoint data (in other words, the motion plan) and formulate a corrected motion plan.

通過時刻修正部221は、設定された各経由点の通過時刻を遅らせてもしくは早めて、通過時刻を再設定する。なお、動作計画手段21の通過時刻設定部213で軌道における基準点の変位時間が設定されている場合、通過時刻修正部221は、設定された変位時間を延長もしくは短縮させて、変位時間を再設定してもよい。 The passage time correction unit 221 delays or advances the passage time of each set waypoint to reset the passage time. Note that if the displacement time of the reference point on the trajectory is set by the passage time setting unit 213 of the motion planning means 21, the passage time correction unit 221 may extend or shorten the set displacement time to reset the displacement time.

修正動作計画策定部222は、通過時刻修正部221が再設定した経由点の通過時刻(つまり設定した修正通過時刻)にアーム部32の各関節部を関節軸まわりに回動させる角度、角速度、角加速度をそれぞれ再設定する。そして、修正動作計画策定部222は、軌道設定部211が設定した経由点、および通過時刻修正部221が再設定した各関節部の経由点の通過時刻と、再設定した経由点における角速度、角加速度とを紐付けて経由点データを修正して設定し直し、荷役ロボット3の動作計画を再策定、つまり修正動作計画を策定する。すなわち、修正動作計画策定部222は、動作計画策定部214が設定した経由点データのうち、経由点(換言すれば軌道)および角度を修正することなくそのまま維持し、通過時刻、角速度および角加速度のみをそれぞれ修正する。修正動作計画策定部222は、修正した経由点データの通過時刻、角速度および角加速度をアーム部32の関節部ごとに再設定し、後述する記憶手段に格納して記憶させる。なお、経由点データに角加速度が含まれない場合には、角加速度の再設定は省略される。 The corrected motion plan formulation unit 222 resets the angle, angular velocity, and angular acceleration of each joint of the arm unit 32 to rotate around the joint axis at the passing time of the way point reset by the passing time correction unit 221 (i.e., the set corrected passing time). Then, the corrected motion plan formulation unit 222 links the way points set by the trajectory setting unit 211 and the passing times of the way points of each joint reset by the passing time correction unit 221 with the angular velocity and angular acceleration at the reset way points, corrects and resets the way point data, and re-formulates the motion plan of the cargo handling robot 3, that is, formulates a corrected motion plan. That is, the corrected motion plan formulation unit 222 maintains the way points (in other words, the trajectory) and angles of the way point data set by the motion plan formulation unit 214 without correcting them, and corrects only the passing time, angular velocity, and angular acceleration. The corrected motion plan formulation unit 222 resets the passing time, angular velocity, and angular acceleration of the corrected way point data for each joint of the arm unit 32, and stores and memorizes them in a storage means described later. If the waypoint data does not include angular acceleration, the reconfiguration of angular acceleration is omitted.

ここで、このような動作計画の経由点データの修正の一例について、図4および図5を参照して説明する。図4は、経由点データの修正前の一態様、つまり動作計画において設定された経由点データの一例として、アーム部32の所定の関節部(関節部1)における動作角度の修正前の時間変動を示す。図5は、経由点データの修正後の一態様、つまり動作計画において設定された経由点データの修正の一例として、アーム部32の所定の関節部(関節部1)における動作角度の修正後の時間変動を示す。 Now, an example of such correction of waypoint data in a motion plan will be described with reference to Figs. 4 and 5. Fig. 4 shows an example of waypoint data before correction, that is, a time variation before correction of the motion angle at a specified joint part (joint part 1) of the arm part 32, as an example of waypoint data set in a motion plan. Fig. 5 shows an example of waypoint data after correction, that is, a time variation after correction of the motion angle at a specified joint part (joint part 1) of the arm part 32, as an example of waypoint data set in a motion plan.

図4に示す例のように、時刻tiにイベントが発生した場合、修正動作計画策定部222は、その時刻tiにおけるアーム部32の基準点の位置を経由点Piとして追加する。また、修正動作計画策定部222は、時刻tiにおける関節部1の角度、角速度、角加速度を経由点データに追加する。通過時刻修正部221は、時刻ti以降の経由点の通過時刻(経由点間の関節部1の動作時間)の変化量を設定する。図4および図5に示す例では、隣り合う経由点間での動作時間が2倍に設定されており、経由点Piから経由点Pendまでの関節部1の総動作時間が2倍とされている。図4および図5において、黒点は修正前の経由点を示し、白抜き点は修正後の経由点を示す。経由点P0は動線の始点であり、経由点Pendは動線の終点である。この場合、修正前の隣り合う経由点間の関節部1の動作時間、つまり隣り合う経由点の通過時刻差(δtm)は、δtm=(tm)-(tm-1)で算出される(mは任意の自然数)。したがって、修正後の経由点Pm-1,Pmの通過時刻(Tm-1,Tm)は、隣り合う経由点Pm-1と経由点Pmの通過時刻差(δtm)との間で、Tm=(Tm-1)+2×(δtm)なる関係を有する。 4, when an event occurs at time ti, the corrected motion plan formulation unit 222 adds the position of the reference point of the arm unit 32 at that time ti as a via point Pi. The corrected motion plan formulation unit 222 also adds the angle, angular velocity, and angular acceleration of the joint unit 1 at time ti to the via point data. The passage time correction unit 221 sets the amount of change in the passage time of the via point after time ti (the operation time of the joint unit 1 between the via points). In the example shown in FIG. 4 and FIG. 5, the operation time between adjacent via points is set to twice, and the total operation time of the joint unit 1 from the via point Pi to the via point Pend is doubled. In FIG. 4 and FIG. 5, black dots indicate via points before correction, and white dots indicate via points after correction. The via point P0 is the start point of the movement line, and the via point Pend is the end point of the movement line. In this case, the operating time of the joint 1 between adjacent way points before correction, that is, the passage time difference (δtm) between adjacent way points, is calculated as δtm = (tm) - (tm-1) (m is any natural number). Therefore, the passage times (Tm-1, Tm) of the corrected way points Pm-1, Pm have the relationship Tm = (Tm-1) + 2 x (δtm) between the passage time difference (δtm) between the adjacent way points Pm-1 and Pm.

これを踏まえ、修正動作計画策定部222は、次のような処理により経由点データを修正する。修正動作計画策定部222は、時刻ti以降の経由点データの角度と通過時刻との関係として、以下の数式(1)を立てる。 Based on this, the corrective motion plan formulation unit 222 corrects the waypoint data by the following process. The corrective motion plan formulation unit 222 establishes the following formula (1) as the relationship between the angle of the waypoint data after time ti and the passing time.

Figure 0007490493000001
Figure 0007490493000001

数式(1)は、経由点データの角度を時間(経由点の通過時刻)で関数化したN次の多項式である。数式(1)におけるF(t)は、図5の実線で示す軌跡である。ここで、Nは時刻ti以降の経由点数と境界条件として得られるデータ数により算出する。例えば、数式(1)の次数Nは、時刻ti以降の経由点数がk個のとき、時刻tiと動作終了時の角速度および角加速度から、N=k+4-1=k+3となる。 Equation (1) is an Nth-order polynomial that converts the angle of the waypoint data into a function of time (the time at which the waypoint is passed). F(t) in equation (1) is the trajectory shown by the solid line in Figure 5. Here, N is calculated from the number of waypoints after time ti and the amount of data obtained as boundary conditions. For example, when the number of waypoints after time ti is k, the order N of equation (1) is N = k + 4 - 1 = k + 3, based on the angular velocity and angular acceleration at time ti and the end of the movement.

次いで、修正動作計画策定部222は、以下の数式(2),(3)を求める。数式(2)は、数式(1)を時間tで微分して求めた角速度の関係式である。数式(3)は、数式(2)を時間tで微分して求めた角加速度の関係式である。 Then, the corrected motion plan formulation unit 222 calculates the following equations (2) and (3). Equation (2) is an equation for angular velocity obtained by differentiating equation (1) with respect to time t. Equation (3) is an equation for angular acceleration obtained by differentiating equation (2) with respect to time t.

Figure 0007490493000002
Figure 0007490493000002

Figure 0007490493000003
Figure 0007490493000003

次いで、修正動作計画策定部222は、数式(1),(2),(3)について、経由点データを境界条件として、以下の数式(4),(5),(6)を立て、係数a0~anを求める。 Then, the corrected motion plan formulation unit 222 formulates the following formulas (4), (5), and (6) for formulas (1), (2), and (3) using the waypoint data as boundary conditions, and calculates the coefficients a0 to an.

Figure 0007490493000004
Figure 0007490493000004

Figure 0007490493000005
Figure 0007490493000005

Figure 0007490493000006
Figure 0007490493000006

そして、修正動作計画策定部222は、求めた係数a0~anを代入した数式(1),(2),(3)を用いて、各経由点における修正後の角速度および角加速度を算出する。 Then, the corrected motion plan formulation unit 222 calculates the corrected angular velocity and angular acceleration at each waypoint using formulas (1), (2), and (3) into which the calculated coefficients a0 to an are substituted.

なお、このような動作計画の経由点データの修正法に代えて、例えば順運動学によりデカルト座標系における把持部31の位置、速度、加速度を求め、デカルト座標系で上述した各計算を行ってもよい。計算後、動作変更後の把持部31の位置、速度、加速度を逆運動学により、アーム部32の関節部の角速度および角加速度に変換すればよい。 Instead of such a method of correcting the waypoint data of the motion plan, the position, velocity, and acceleration of the gripper 31 in a Cartesian coordinate system may be calculated, for example, by forward kinematics, and the above-mentioned calculations may be performed in the Cartesian coordinate system. After the calculations, the position, velocity, and acceleration of the gripper 31 after the motion change may be converted into the angular velocity and angular acceleration of the joint of the arm 32 by inverse kinematics.

制御手段23は、アーム制御部231と、把持制御部232と、イベント判定部233を有する。 The control means 23 has an arm control unit 231, a grip control unit 232, and an event determination unit 233.

アーム制御部231は、動作計画策定部214が策定した動作計画および修正動作計画策定部222が策定した修正動作計画のいずれかに従ってアーム部32の各関節部を動作(回動)させる。具体的には、アーム制御部231はサーボモータを駆動させ、各関節部を関節軸まわりに設定された角度、角速度および角加速度で回動させる。その際、後述するイベント存否条件が成立しない場合、アーム制御部231は、動作計画で設定された角度、角速度および角加速度でアーム部32の各関節部を回動させる。これにより、動作計画で設定された通過時刻の差(動作時間)でアーム部32が軌道で動作する。一方、イベント存否条件が成立する場合、アーム制御部231は、動作計画で設定された角度、修正動作計画で修正された角速度および角加速度でアーム部32の各関節部を回動させる。これにより、修正動作計画で修正された通過時刻の差(修正された動作時間)でアーム部32が軌道で動作する。すなわち、アーム制御部231は、荷役ロボット3の軌道での適切な動作を妨げる要因(イベント)の存否に基づいて、荷役ロボット3を動線の始点から終点まで動作させる。 The arm control unit 231 operates (rotates) each joint of the arm unit 32 according to either the motion plan formulated by the motion plan formulation unit 214 or the corrected motion plan formulated by the corrected motion plan formulation unit 222. Specifically, the arm control unit 231 drives the servo motor to rotate each joint at the angle, angular velocity, and angular acceleration set around the joint axis. At that time, if the event existence condition described later is not satisfied, the arm control unit 231 rotates each joint of the arm unit 32 at the angle, angular velocity, and angular acceleration set in the motion plan. As a result, the arm unit 32 operates on a trajectory with the difference in the passing time (operation time) set in the motion plan. On the other hand, if the event existence condition is satisfied, the arm control unit 231 rotates each joint of the arm unit 32 at the angle set in the motion plan, and the angular velocity and angular acceleration corrected in the corrected motion plan. As a result, the arm unit 32 operates on a trajectory with the difference in the passing time corrected in the corrected motion plan (corrected operation time). That is, the arm control unit 231 operates the cargo robot 3 from the start point to the end point of the movement line based on the presence or absence of a factor (event) that prevents the cargo robot 3 from moving properly on the trajectory.

把持制御部232は、把持部31の把持機構を動作制御し、物品を把持させ、把持した物品を解放させる。その際、第1の検出部41が検出、解析した集積領域における物品の属性(集積態様)に基づき、把持する物品を選択し、選択した物品を把持するための目標位置(目標把持位置)、吸着圧や挟持圧などの把持態様を設定する。 The gripping control unit 232 controls the operation of the gripping mechanism of the gripping unit 31 to grip an item and release the gripped item. At that time, it selects an item to be gripped based on the attributes (accumulation state) of the items in the accumulation area detected and analyzed by the first detection unit 41, and sets a target position (target gripping position) for gripping the selected item, and gripping states such as suction pressure and clamping pressure.

把持制御部232は、第1の検出部41から取得した解析データに対応する所定の選択基準に基づいて物品群の中から選択物品を特定する。選択基準は、例えば物品群における高さ位置、荷役ロボット3からの距離、他の物品との隙間、集積領域における位置、物品の材質(梱包状態や包装状態を含む)などである。具体的には、物品群の中で最も高い位置にあるもの、荷役ロボット3から最も近い位置にあるもの、他の物品から最も離れているもの、集積領域の中央付近にあるもの、把持(吸着)しやすい物品として予め規定された材質を有するものなどを、把持制御部232は選択物品として特定する。あるいは、これらを複合的な選択基準として、把持制御部232は選択物品を特定してもよい。 The gripping control unit 232 identifies selected items from the group of items based on a predetermined selection criterion corresponding to the analysis data acquired from the first detection unit 41. The selection criteria include, for example, the height position in the group of items, the distance from the loading robot 3, the gap between other items, the position in the accumulation area, and the material of the item (including the packaged or wrapped state). Specifically, the gripping control unit 232 identifies as selected items the item that is highest in the group of items, the item that is closest to the loading robot 3, the item that is furthest from other items, the item that is near the center of the accumulation area, or the item that has a material that is predefined as an item that is easy to grip (adsorb). Alternatively, the gripping control unit 232 may identify selected items using these as a combination of selection criteria.

また、把持制御部232は、吸着機構の吸着圧(真空圧)を発生させるためのエアの給排、指関節や爪関節の緊張角度の調整などにより、物品の把持力を制御する。また、第1の検出部41が検出した移動先領域における物品の属性(解放態様)に基づき、把持した物品を解放するための目標位置(目標解放位置)、解放後の載置領域などを設定する。例えば、物品を吸着している吸着機構の大気解放、指関節や爪関節の弛緩角度の調整などにより、物品の解放力(把持力の低減)を制御する。 The gripping control unit 232 also controls the gripping force of the item by supplying and exhausting air to generate suction pressure (vacuum pressure) of the suction mechanism, adjusting the tension angle of the finger joints and claw joints, etc. Based on the attributes (release mode) of the item in the destination area detected by the first detection unit 41, it also sets a target position (target release position) for releasing the gripped item and a placement area after release, etc. For example, it controls the release force of the item (reduction in gripping force) by releasing the suction mechanism that is suctioning the item to the atmosphere and adjusting the relaxation angle of the finger joints and claw joints, etc.

このように、把持制御部232は、物品の把持計画を策定して、該把持計画に従って把持部31の把持機構を動作制御する。把持計画の策定にあたって、把持制御部232は、物品を把持、解放すべく把持機構の動作を制御するために、上記のような各種のパラメータを設定する。 In this way, the grip control unit 232 formulates a gripping plan for the item and controls the operation of the gripping mechanism of the gripping unit 31 in accordance with the gripping plan. When formulating the gripping plan, the grip control unit 232 sets various parameters as described above in order to control the operation of the gripping mechanism to grip and release the item.

イベント判定部233は、イベント存否条件を判定する。イベント存否条件は、荷役ロボット3、具体的にはアーム部32の各関節部の軌道での動作を妨げる要因(イベント)が発生しているか否かを判定するための条件である。イベント存否条件の判定にあたって、イベント判定部233は、例えば第1の検出部41が検出、解析した荷役ロボット3の動線周辺状況のデータを取得する。取得したデータに基づき、イベント判定部233は、例えば荷役ロボット3の動線の確保を妨げるような障害物が存在しているか否か、動線周辺への障害物の進入が予測されるか否かなどを、イベントの存否として判定する。以下適宜、このようなイベント存否の判定を第1のイベント存否条件の判定という。 The event determination unit 233 determines the event presence/absence condition. The event presence/absence condition is a condition for determining whether or not a factor (event) that impedes the movement of the cargo handling robot 3, specifically each joint of the arm unit 32, on the trajectory has occurred. In determining the event presence/absence condition, the event determination unit 233 acquires data on the surrounding conditions of the movement line of the cargo handling robot 3, for example, detected and analyzed by the first detection unit 41. Based on the acquired data, the event determination unit 233 determines the presence/absence of an event, for example, whether or not there is an obstacle that impedes the securing of the movement line of the cargo handling robot 3, whether or not an obstacle is predicted to enter the vicinity of the movement line, etc. Hereinafter, such an event presence/absence determination will be referred to as a determination of the first event presence/absence condition, as appropriate.

荷役ロボット3の動線周辺状況のデータに代えてもしくは加えて、イベント判定部233は、第2の検出部42が検出、解析した把持部31に把持された物品の把持状態のデータ、把持状態検出部33が検出した物品の把持状態のデータを取得してもよい。取得した物品把持状態のデータに基づき、イベント判定部233は、例えば把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどが許容範囲内であるか否かをイベントの存否として判定する。具体的には、把持部31の設計上の許容把持力(吸着圧や挟持圧など)を上限としてアーム部32の各関節部の角速度や角加速度を変化させたことにより把持された物品に生じる慣性力が許容把持力に近づいているか否かが判定可能である。また、物品の吸着圧(真空圧)を測定する圧力センサや複数の指や爪の触覚(トルク)を測定する力覚センサなどの測定値が適正値ではなく、把持部31から物品が脱落するおそれがあるか否かが判定可能である。あるいは、把持部31に把持された物品が許容範囲を超えて変形や振動しているか否かが判定可能である。以下適宜、このようなイベント存否の判定を第2のイベント存否条件の判定という。 Instead of or in addition to the data on the surrounding conditions of the movement line of the cargo handling robot 3, the event determination unit 233 may acquire data on the gripping state of the object gripped by the gripper 31 detected and analyzed by the second detection unit 42, and data on the gripping state of the object detected by the gripping state detection unit 33. Based on the acquired data on the gripping state of the object, the event determination unit 233 determines whether or not an event exists, for example, whether the vibration, deformation, posture, tilt, etc. of the object gripped by the gripper 31 are within an allowable range. Specifically, it is possible to determine whether or not the inertial force generated in the gripped object by changing the angular velocity or angular acceleration of each joint of the arm unit 32 is approaching the allowable gripping force (such as suction pressure or clamping pressure) of the design of the gripper 31 as an upper limit. It is also possible to determine whether or not the measured values of a pressure sensor that measures the suction pressure (vacuum pressure) of the object or a force sensor that measures the tactile sensation (torque) of multiple fingers or nails are not appropriate values, and there is a risk that the object will fall off the gripper 31. Alternatively, it is possible to determine whether the object held by the gripper 31 is deformed or vibrated beyond an acceptable range. Hereinafter, such an event presence/absence determination will be referred to as a second event presence/absence condition determination.

イベント存否条件としていずれの判定を行った場合であっても、イベント判定部233は、判定結果を動作計画修正手段22(通過時刻修正部221、修正動作計画策定部222)および通知部5に付与する。 Regardless of which determination is made as the event presence/absence condition, the event determination unit 233 provides the determination result to the operation plan correction means 22 (passage time correction unit 221, corrected operation plan formulation unit 222) and the notification unit 5.

また、イベント判定部233は、イベント存否条件(第1のイベント存否条件、第2のイベント存否条件)が成立する場合、動作計画修正条件を判定する。動作計画修正条件は、動作計画を修正する必要があるか否かを判定するための条件である。動作計画修正条件の判定にあたって、イベント判定部233は、例えば第1の検出部41が検出、解析した荷役ロボット3の動線周辺状況データを取得する。また例えば、イベント判定部233は、第2の検出部42が検出、解析した物品の把持状態のデータ、把持状態検出部33が検出した物品の把持状態のデータをそれぞれ取得する。動作計画修正条件の判定については、後述するイベント処理の制御フローの説明において詳述する。イベント判定部233は、動作計画修正条件の判定結果を動作計画修正手段22(通過時刻修正部221、修正動作計画策定部222)および通知部5に付与する。 In addition, the event determination unit 233 determines the motion plan correction condition when the event existence condition (first event existence condition, second event existence condition) is satisfied. The motion plan correction condition is a condition for determining whether or not the motion plan needs to be corrected. In determining the motion plan correction condition, the event determination unit 233 acquires, for example, data on the surrounding situation of the movement line of the cargo handling robot 3 detected and analyzed by the first detection unit 41. In addition, for example, the event determination unit 233 acquires data on the grip state of the item detected and analyzed by the second detection unit 42 and data on the grip state of the item detected by the grip state detection unit 33. The determination of the motion plan correction condition will be described in detail in the description of the control flow of the event processing described later. The event determination unit 233 provides the determination result of the motion plan correction condition to the motion plan correction means 22 (passing time correction unit 221, corrected motion plan formulation unit 222) and the notification unit 5.

このような構成をなす荷役装置1の動作、具体的には物品を集積領域から移動先領域に移動させる処理(以下、物品移動処理という)について、荷役ロボット3、検出部4、および通知部5に対する制御装置2の制御フローに従って説明する。図6および図7には、物品移動処理における荷役ロボット3、検出部4、および通知部5に対する制御装置2の制御フローを示す。 The operation of the loading device 1 configured as above, specifically the process of moving an item from the accumulation area to the destination area (hereinafter referred to as the item moving process), will be described according to the control flow of the control device 2 with respect to the loading robot 3, the detection unit 4, and the notification unit 5. Figures 6 and 7 show the control flow of the control device 2 with respect to the loading robot 3, the detection unit 4, and the notification unit 5 in the item moving process.

物品移動処理を開始する場合、荷役ロボット3は初期状態とされている。荷役ロボット3の初期状態は、アーム部32が基準位置に位置付けられた状態である。基準位置は、例えば物品の集積領域および移動先領域のいずれともアーム部32が干渉しない位置である。 When starting the item movement process, the cargo robot 3 is in its initial state. The initial state of the cargo robot 3 is a state in which the arm unit 32 is positioned at a reference position. The reference position is, for example, a position in which the arm unit 32 does not interfere with either the item accumulation area or the destination area.

物品を集積領域から移動先領域に移動させるにあたって、制御装置2は、物品移動処理のために必要な各種の情報を検出部4に検出させる(S101)。ここでは、第1の検出部41が物品の集積態様、解放態様、荷役ロボット3の動線周辺状況を検出し、検出結果を解析する。第1の検出部41は、解析データを制御手段23に付与する。 When moving an item from the accumulation area to the destination area, the control device 2 has the detection unit 4 detect various information required for the item movement process (S101). Here, the first detection unit 41 detects the accumulation state of the item, the release state, and the surrounding conditions of the movement line of the loading robot 3, and analyzes the detection results. The first detection unit 41 provides the analysis data to the control means 23.

解析データが付与されると、制御手段23の把持制御部232は、物品の把持計画を策定する(S102)。これにより、把持計画として、選択物品、目標把持位置、把持態様(吸着圧や挟持圧など)、目標解放位置などが設定される。 When the analysis data is provided, the gripping control unit 232 of the control means 23 formulates a gripping plan for the item (S102). As a result, the selected item, the target gripping position, the gripping mode (such as suction pressure and clamping pressure), the target release position, etc. are set as the gripping plan.

また、解析データが付与されると、動作計画手段21は、荷役ロボット3の動作計画を策定する(S103)。具体的には、軌道設定部211は、アーム部32の基準点の経由点を設定し、該経由点に応じて軌道を設定する。通過時刻設定部213は、軌道設定部211が設定した各経由点におけるアーム部32の基準点の通過時刻を設定する。動作計画策定部214は、通過時刻設定部213が設定した通過時刻にアーム部32の各関節部を関節軸まわりに回動させる角度、角速度、角加速度をそれぞれ設定する。動作計画策定部214は、アーム部32の関節部ごとに設定した経由点データを記憶手段24に格納して記憶させる(図3参照)。 When the analysis data is provided, the motion planning unit 21 formulates a motion plan for the cargo handling robot 3 (S103). Specifically, the trajectory setting unit 211 sets waypoints for the reference point of the arm unit 32, and sets a trajectory according to the waypoints. The passage time setting unit 213 sets the passage time of the reference point of the arm unit 32 at each waypoint set by the trajectory setting unit 211. The motion planning unit 214 sets the angle, angular velocity, and angular acceleration for rotating each joint of the arm unit 32 around the joint axis at the passage time set by the passage time setting unit 213. The motion planning unit 214 stores and memorizes the waypoint data set for each joint of the arm unit 32 in the storage unit 24 (see FIG. 3).

動作計画が策定されると、制御手段23のアーム制御部231は、該動作計画に従ってアーム部32の各関節部を動作(回動)させる(S104)。これにより、把持部31がアーム部32とともに変位する。 Once the motion plan is formulated, the arm control unit 231 of the control means 23 operates (rotates) each joint of the arm unit 32 in accordance with the motion plan (S104). As a result, the gripping unit 31 is displaced together with the arm unit 32.

把持部31が目標把持位置に到達すると、把持制御部232は、集積領域から選択物品を把持する(S105)。把持制御部232は、例えば把持部31の基準位置(一例として先端中央位置)が目標把持位置に到達する前に把持計画で設定した吸着圧とする。あるいは、把持部31の基準位置が目標把持位置に到達した時に把持計画で設定した挟持圧とする。これにより、把持部31の把持機構で選択物品を適切に把持することができる。 When the gripping unit 31 reaches the target gripping position, the gripping control unit 232 grips the selected item from the accumulation area (S105). The gripping control unit 232 sets the suction pressure to the pressure set in the gripping plan, for example, before the reference position of the gripping unit 31 (as an example, the center position of the tip) reaches the target gripping position. Alternatively, the gripping control unit 232 sets the clamping pressure to the pressure set in the gripping plan when the reference position of the gripping unit 31 reaches the target gripping position. This allows the gripping mechanism of the gripping unit 31 to appropriately grip the selected item.

選択物品が把持機構で把持された状態で、アーム制御部231は、動作計画に従ってアーム部32の各関節部の動作を継続させる(S106)。換言すれば、アーム制御部231は、アーム部32の基準点を設定された最後の経由点(動線の終点)に向けて変位させる。なお、ここでの動作計画は、後述するイベント処理(S201~S205)において、動作計画手段21が策定した動作計画が動作計画修正手段22によって修正されている場合には、修正された動作計画(修正動作計画)となる。 With the selected item being gripped by the gripping mechanism, the arm control unit 231 continues the operation of each joint of the arm unit 32 in accordance with the motion plan (S106). In other words, the arm control unit 231 displaces the reference point of the arm unit 32 toward the set final waypoint (end point of the movement line). Note that if the motion plan formulated by the motion planning means 21 has been corrected by the motion plan correction means 22 in the event processing (S201 to S205) described below, the motion plan here becomes a corrected motion plan (corrected motion plan).

続けて、制御手段23のイベント判定部233は、イベント存否条件を判定する(S107)。一例として、イベント判定部233は第1のイベント存否条件を判定する。第1のイベント存否条件の判定にあたって、イベント判定部233は、第1の検出部41が検出、解析した荷役ロボット3の動線周辺状況のデータを取得する。例えば、動線の確保を妨げるような障害物が存在している場合、あるいは動線周辺への障害物の進入が予測される場合、イベント判定部233は、第1のイベント存否条件が成立すると判定する。一方、例えば動線の確保を妨げるような障害物が存在していない場合、あるいは動線周辺への障害物の進入が予測できない場合、イベント判定部233は、第1のイベント存否条件が成立しないと判定する。 Next, the event determination unit 233 of the control means 23 determines the event presence condition (S107). As an example, the event determination unit 233 determines the first event presence condition. In determining the first event presence condition, the event determination unit 233 acquires data on the surrounding conditions of the movement line of the loading robot 3 detected and analyzed by the first detection unit 41. For example, if there is an obstacle that prevents the movement line from being secured, or if the intrusion of an obstacle into the vicinity of the movement line is predicted, the event determination unit 233 determines that the first event presence condition is satisfied. On the other hand, for example, if there is no obstacle that prevents the movement line from being secured, or if the intrusion of an obstacle into the vicinity of the movement line cannot be predicted, the event determination unit 233 determines that the first event presence condition is not satisfied.

なお、イベント存否条件として、イベント判定部233は、第1のイベント存否条件に代えてもしくは加えて第2のイベント存否条件を判定してもよい。第2のイベント判定条件の判定にあたって、イベント判定部233は、第2の検出部42および把持状態検出部33が検出(解析)した物品の把持状態のデータを取得する。例えば、把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどが許容範囲内である場合、イベント判定部233は、第2のイベント存否条件が成立しないと判定する。一方、例えば把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどが許容範囲内でない場合、イベント判定部233は、第2のイベント存否条件が成立すると判定する。 As an event presence condition, the event determination unit 233 may determine a second event presence condition instead of or in addition to the first event presence condition. In determining the second event presence condition, the event determination unit 233 acquires data on the gripping state of the item detected (analyzed) by the second detection unit 42 and the gripping state detection unit 33. For example, if the vibration, deformation, attitude, tilt, etc. of the item gripped by the gripper 31 are within the allowable range, the event determination unit 233 determines that the second event presence condition is not satisfied. On the other hand, for example, if the vibration, deformation, attitude, tilt, etc. of the item gripped by the gripper 31 are not within the allowable range, the event determination unit 233 determines that the second event presence condition is satisfied.

イベント存否条件が成立する場合、制御手段23は、所定のイベント処理を実行する(S108)。例えば、第1のイベント存否条件および第2のイベント存否条件の少なくとも一方が成立する場合、イベント処理が実行される。イベント処理の詳細については、後述する。 If the event presence condition is met, the control means 23 executes a predetermined event process (S108). For example, if at least one of the first event presence condition and the second event presence condition is met, the event process is executed. Details of the event process will be described later.

一方、イベント存否条件が成立しない場合、アーム制御部231は、動作計画完了条件を判定する(S109)。動作計画完了条件は、動作計画に従ってアーム部32の各関節部の動作を完了させたか否かを判定するための条件である。アーム制御部231は、例えばアーム部32の基準点が設定された最後の経由点(動線の終点)に到達している場合には動作完了条件が成立すると判定し、最後の経由点に到達していない場合には動作完了条件が成立しないと判定する。 On the other hand, if the event presence condition is not met, the arm control unit 231 determines whether the motion plan completion condition is met (S109). The motion plan completion condition is a condition for determining whether the motion of each joint of the arm unit 32 has been completed according to the motion plan. For example, the arm control unit 231 determines that the motion completion condition is met when the reference point of the arm unit 32 has reached the set final waypoint (end point of the movement line), and determines that the motion completion condition is not met when the final waypoint has not been reached.

動作完了条件が成立しない場合、アーム制御部231は、動作計画に従ってアーム部32の各関節部の動作を継続させる(S106)。この場合、例えばアーム部32の基準点が設定された最後の経由点(動線の終点)にまだ到達していないため、最後の経由点に到達するまでアーム部32の各関節部の動作が継続される。 If the operation completion condition is not met, the arm control unit 231 continues the operation of each joint of the arm unit 32 according to the operation plan (S106). In this case, for example, since the reference point of the arm unit 32 has not yet reached the set final waypoint (end point of the movement line), the operation of each joint of the arm unit 32 continues until the final waypoint is reached.

一方、動作完了条件が成立する場合、把持制御部232は、目標解放位置で物品を解放する(S110)。これにより、解放した物品(選択物品)についての移動処理が完了する。その際、把持制御部232は、かかる選択物品に対する荷役ロボット3の動作計画における一連の制御(物品移動処理)が正常終了したことを示す信号をアーム制御部231および動作計画手段21に送信する。そして、制御装置2は、次の物品を集積領域から移動先領域に移動させるための物品移動処理(S101からS110)を引き続き行う。すなわち、制御装置2は、集積領域に物品が集積されている間、所定の制御を繰り返す。そして、集積領域に集積された物品がなくなると、物品移動処理を終了する。 On the other hand, if the operation completion condition is met, the grip control unit 232 releases the item at the target release position (S110). This completes the movement process for the released item (selected item). At that time, the grip control unit 232 transmits a signal to the arm control unit 231 and the operation planning means 21 indicating that a series of controls (item movement process) in the operation plan of the cargo robot 3 for the selected item has been successfully completed. The control device 2 then continues the item movement process (S101 to S110) for moving the next item from the accumulation area to the destination area. That is, the control device 2 repeats the specified control while items are being accumulated in the accumulation area. Then, when there are no more items accumulated in the accumulation area, the item movement process ends.

次に、S107においてイベント存否条件が成立する場合に実行されるイベント処理(S108)について説明する。図7には、イベント処理における荷役ロボット3、検出部4、および通知部5に対する制御装置2の制御フローを示す。 Next, we will explain the event processing (S108) that is executed when the event existence condition is met in S107. Figure 7 shows the control flow of the control device 2 with respect to the cargo robot 3, the detection unit 4, and the notification unit 5 in the event processing.

イベント処理にあたって、イベント判定部233は、動作計画修正条件を判定する(S201)。このため、イベント判定部233は、第1の検出部41が検出、解析した荷役ロボット3の動線周辺状況のデータを取得する。例えば、動線の確保を妨げるような障害物が危険領域に存在し、該障害物の危険領域からの退避が予測できない場合、イベント判定部233は、動作計画修正条件が成立すると判定する。一方、例えばかかる障害物が危険領域に存在しない場合、あるいは存在したとしても、障害物が危険領域から退避することが予測できる場合、イベント判定部233は、動作計画修正条件が成立しないと判定する。以下、このようにして判定される動作計画修正条件を第1の動作計画修正条件という。なお、イベント判定部233は、上記判定の要件を危険領域ではなく、注意領域として動作計画修正条件を判定してもよい。これにより、例えば要件を危険領域として動作計画修正条件が成立する場合と、要件を注意領域として動作計画修正条件が成立する場合とで、後述する荷役ロボット3の動作計画の修正内容(修正度合い)に差異を持たせることが可能となる。 In processing an event, the event determination unit 233 determines the motion plan correction condition (S201). For this purpose, the event determination unit 233 acquires data on the surrounding conditions of the movement line of the cargo handling robot 3 detected and analyzed by the first detection unit 41. For example, if an obstacle that prevents the securing of the movement line exists in a danger area and it is not possible to predict the escape of the obstacle from the danger area, the event determination unit 233 determines that the motion plan correction condition is satisfied. On the other hand, for example, if such an obstacle does not exist in the danger area, or if it exists but it is possible to predict that the obstacle will escape from the danger area, the event determination unit 233 determines that the motion plan correction condition is not satisfied. Hereinafter, the motion plan correction condition determined in this manner is referred to as the first motion plan correction condition. The event determination unit 233 may determine the motion plan correction condition by setting the requirement for the above determination as a caution area rather than a danger area. This makes it possible to differentiate the content (degree of correction) of the motion plan of the cargo handling robot 3, which will be described later, between a case where the motion plan correction condition is satisfied with the requirement being a danger area and a case where the motion plan correction condition is satisfied with the requirement being a caution area.

荷役ロボット3の動線周辺状況の解析データに代えてもしくは加えて、イベント判定部233は、第2の検出部42が検出、解析した把持部31に把持された物品の把持状態のデータ、把持状態検出部33が検出した物品の把持状態のデータを取得してもよい。取得した物品把持状態のデータに基づき、イベント判定部233は、例えば把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどが許容範囲を超えている場合、動作計画修正条件が成立すると判定する。一方、例えば把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどが許容範囲内である場合、動作計画修正条件が成立しないと判定する。以下、このようにして判定される動作計画修正条件を第2の動作計画修正条件という。 In place of or in addition to the analysis data of the surrounding conditions of the movement line of the cargo handling robot 3, the event determination unit 233 may acquire data on the gripping state of the item gripped by the gripper 31 detected and analyzed by the second detection unit 42, and data on the gripping state of the item detected by the gripping state detection unit 33. Based on the acquired data on the item gripping state, the event determination unit 233 determines that the motion plan correction condition is met, for example, if the vibration, deformation, posture, tilt, etc. of the item gripped by the gripper 31 exceeds the allowable range. On the other hand, for example, if the vibration, deformation, posture, tilt, etc. of the item gripped by the gripper 31 is within the allowable range, it determines that the motion plan correction condition is not met. Hereinafter, the motion plan correction condition determined in this manner is referred to as the second motion plan correction condition.

動作計画修正条件が成立する場合、動作計画修正手段22の修正動作計画策定部222は、動作計画手段21が策定した荷役ロボット3の動作計画を修正し、修正動作計画を策定する(S202)。例えば、第1の動作計画修正条件および第2の動作計画修正条件の少なくとも一方が成立する場合、動作計画が修正され、修正動作計画が策定される。具体的には、動作計画の経由点データのうち、通過時刻、角速度、角加速度がそれぞれ修正される。 When the motion plan correction condition is satisfied, the corrected motion plan formulation unit 222 of the motion plan correction means 22 corrects the motion plan of the cargo robot 3 formulated by the motion planning means 21, and formulates a corrected motion plan (S202). For example, when at least one of the first motion plan correction condition and the second motion plan correction condition is satisfied, the motion plan is corrected and a corrected motion plan is formulated. Specifically, the passing time, angular velocity, and angular acceleration of the waypoint data of the motion plan are each corrected.

次いで、アーム制御部231は、修正された動作計画(修正動作計画)に従ってアーム部32の各関節部を動作(回動)させる(S203)。これにより、アーム部32の各関節部は、修正後の通過時刻に修正後の角速度および角加速度で動作する。 Next, the arm control unit 231 operates (rotates) each joint of the arm unit 32 according to the revised motion plan (revised motion plan) (S203). As a result, each joint of the arm unit 32 operates with the revised angular velocity and angular acceleration at the revised passage time.

そして、通知部5は所定の通知を行う(S204)。例えば、荷役ロボット3の動作計画が修正され、アーム部32の各関節部が修正後の通過時刻、角速度、角加速度に応じて動作している場合、その旨を周囲の作業者に通知する。かかる通知は、このように荷役ロボット3の動作態様が変わることを周囲の作業者に周知徹底して注意喚起を図る警告としての意味を持つ。すなわち、アーム部32の各関節部の角速度および角加速度が遅くなるもしくは早くなることによって周囲の作業者に支障を与えないように、かかる通知がなされる。 Then, the notification unit 5 issues a predetermined notification (S204). For example, when the motion plan of the cargo robot 3 is modified and each joint of the arm unit 32 is operating according to the modified passing time, angular velocity, and angular acceleration, the notification unit 5 notifies surrounding workers of this. This notification serves as a warning to thoroughly inform surrounding workers of the change in the motion mode of the cargo robot 3 and to draw their attention to it. In other words, this notification is issued so that surrounding workers are not inconvenienced by the angular velocity and angular acceleration of each joint of the arm unit 32 slowing down or speeding up.

また、このような通知部5による通知に代えてもしくは加えて、荷役ロボット3の動作を停止させてもよい。例えば、S201において第2の動作計画修正条件が成立している場合、把持部31から物品が脱落するおそれがあり、荷役ロボット3の動作を停止させることで、周囲の作業者および物品に対する安全性をより高めることが可能となる。荷役ロボット3を停止させる際には、例えば関節部を回動させるサーボモータを停止させればよいが、アーム部32の基準点の修正後の通過時刻を無限に延ばすことでも同様の停止状態にできる。 In addition to or instead of such a notification by the notification unit 5, the operation of the cargo robot 3 may be stopped. For example, if the second operation plan correction condition is met in S201, there is a risk that the item may fall off the gripper 31, and by stopping the operation of the cargo robot 3, it is possible to further increase the safety of surrounding workers and items. The cargo robot 3 can be stopped, for example, by stopping the servo motor that rotates the joints, but a similar stopped state can also be achieved by infinitely extending the passing time after the reference point of the arm unit 32 is corrected.

これに対し、S201において動作計画修正条件が成立しない場合、通知部5は同様に所定の通知を行う(S204)。例えば、注意領域に障害物が存在している場合、注意領域への障害物の進入が予測される場合、あるいはこれらの障害物が注意領域から退避した場合など、その旨を周囲の作業者に通知する。また例えば、把持部31に把持された物品の振動、変形、姿勢、傾きなどが許容範囲を超えるおそれがある場合など、その旨を周囲の作業者に通知する。かかる通知は、荷役ロボット3の動作態様、具体的にはアーム部32の各関節部の角速度および角加速度に変化はないものの、注意領域内に障害物が進入していることや把持された物品の姿勢が不安定であることなどを、周囲の作業者に周知させて注意を促す意味を持つ。 In contrast, if the operation plan correction condition is not satisfied in S201, the notification unit 5 similarly issues a predetermined notification (S204). For example, if an obstacle is present in the attention area, if an obstacle is predicted to enter the attention area, or if these obstacles have retreated from the attention area, the notification unit 5 notifies surrounding workers of this. Also, for example, if the vibration, deformation, posture, tilt, etc. of the object grasped by the gripper 31 is likely to exceed the allowable range, the notification unit 5 notifies surrounding workers of this. This notification is intended to inform surrounding workers that an obstacle has entered the attention area or that the posture of the grasped object is unstable, and to draw their attention, even though there is no change in the operating mode of the cargo robot 3, specifically, the angular velocity and angular acceleration of each joint of the arm unit 32.

なお、通知部5は、上述したような周囲の作業者への通知に代えてもしくは加えて、荷役装置1の上位管理システムに動作計画を修正した旨を通知してもよい。これにより、例えば上位管理システムの管理者などに動作計画の修正が周知され、荷役装置1を含む物流システム全体の稼働制御に動作計画の修正を反映させることなどが可能となる。 In addition to or instead of notifying surrounding workers as described above, the notification unit 5 may notify the upper management system of the loading/unloading device 1 that the operation plan has been modified. This allows, for example, the administrator of the upper management system to be notified of the modified operation plan, and makes it possible to reflect the modified operation plan in the operation control of the entire logistics system including the loading/unloading device 1.

このように本実施形態の制御装置2によれば、イベントの発生に応じて荷役ロボット3の動作計画を修正し、イベントの発生後は修正した動作計画(修正動作計画)に従って荷役ロボット3を動作させることができる。修正動作計画の策定にあたっては、動作計画の経由点データのうち、経由点および角度を修正することなくそのまま維持し、通過時刻、角速度および角加速度のみの修正にとどめることができる。したがって、経由点、換言すれば軌道を再設定(再計算)する必要がないため、動作計画修正時の計算量が少なくて済み、ほぼリアルタイムで動作計画を修正できる。なお、経由点データに角加速度が含まれない場合、角加速度の修正も不要となり、動作計画修正時の計算量をさらに低減させることが可能となる。 In this way, according to the control device 2 of this embodiment, the motion plan of the cargo robot 3 can be modified in response to the occurrence of an event, and after the event occurs, the cargo robot 3 can be operated according to the modified motion plan (modified motion plan). When formulating the modified motion plan, the waypoints and angles of the waypoint data in the motion plan can be maintained without modification, and only the passage time, angular velocity, and angular acceleration need to be modified. Therefore, since there is no need to reset (recalculate) the waypoints, in other words the trajectory, the amount of calculation required when modifying the motion plan is small, and the motion plan can be modified almost in real time. Note that if the waypoint data does not include angular acceleration, there is no need to modify the angular acceleration, making it possible to further reduce the amount of calculation required when modifying the motion plan.

このため、イベントの発生時や発生予測時であっても、荷役ロボット3をほぼ停止させることなく、動作態様(通過時刻、角速度および角加速度)を適切に変更できる。これにより、イベントの発生有無にかかわらず、アーム部32の各関節部の回動時の角速度や角加速度をスムーズに遅くあるいは早くでき、荷役ロボット3を滑らかに動作させることができる。また、イベントの発生に伴う荷役ロボット3の停止を抑制できるため、荷役作業の効率化を図ることができる。 Therefore, even when an event occurs or is predicted to occur, the operating mode (passage time, angular velocity, and angular acceleration) can be appropriately changed without stopping the cargo robot 3. This allows the angular velocity and angular acceleration during rotation of each joint of the arm section 32 to be smoothly slowed or accelerated, regardless of whether an event has occurred, allowing the cargo robot 3 to operate smoothly. In addition, since stopping of the cargo robot 3 due to the occurrence of an event can be suppressed, the efficiency of cargo handling work can be improved.

本実施形態では、物品移動機構が荷役ロボット3である場合の制御装置2について説明したが、物品移動機構は物品を移動させる各種の機構を適用可能であり、荷役ロボット3に限定されない。例えば、物品移動機構は物品を搬送する無人搬送車(AGV)であってもよい。以下、物品移動機構がAGVである場合の制御装置の実施形態を第2の実施形態として説明する。 In this embodiment, the control device 2 is described when the item moving mechanism is a cargo handling robot 3, but the item moving mechanism can be any mechanism that moves items and is not limited to a cargo handling robot 3. For example, the item moving mechanism may be an automated guided vehicle (AGV) that transports items. Below, an embodiment of the control device when the item moving mechanism is an AGV is described as a second embodiment.

(第2の実施形態)
図8は、本実施形態に係る制御装置81を含む自動走行システム100のブロック図である。自動走行システム100は、例えば物流センタなどにおいて、複数のAGV8を自動走行させるための制御システムである。AGV8は、自動走行システム100における物品移動機構に相当する。図8に示す例では、制御装置81はAGV8に搭載されている。
Second Embodiment
Fig. 8 is a block diagram of an automatic driving system 100 including a control device 81 according to this embodiment. The automatic driving system 100 is a control system for automatically driving a plurality of AGVs 8 in, for example, a logistics center. The AGVs 8 correspond to an article moving mechanism in the automatic driving system 100. In the example shown in Fig. 8, the control device 81 is mounted on the AGVs 8.

自動走行システム100は、管理装置7と、複数のAGV8とを備える。
管理装置7は、複数のAGV8の動作態様(走行態様)を一元管理する。管理装置7は、CPU、メモリ、記憶装置(後述する記憶管理部74)、入出力回路、タイマなどを含み、所定の演算処理を実行する。例えば、管理装置7は、各種データを入出力回路により読み込み、記憶装置からメモリに読み出したプログラムを用いてCPUで演算処理し、処理結果に基づいて各AGV8を動作制御するとともに、これらを一元管理する。管理装置7は、通信網(ネットワーク)NWを介して複数のAGV8とそれぞれ無線で接続され、動作制御および一元管理にあたって、これらとの間で各種データや演算結果などを送受信する。
The automatic driving system 100 includes a management device 7 and a plurality of AGVs 8 .
The management device 7 centrally manages the operation modes (travel modes) of the multiple AGVs 8. The management device 7 includes a CPU, memory, a storage device (a memory management unit 74 described later), an input/output circuit, a timer, etc., and executes predetermined calculation processing. For example, the management device 7 reads various data via the input/output circuit, performs calculation processing using a program read from the storage device to the memory, and controls the operation of each AGV 8 based on the processing results, while centrally managing them. The management device 7 is wirelessly connected to each of the multiple AGVs 8 via a communication network (network) NW, and transmits and receives various data, calculation results, etc. to and from them for operation control and centralized management.

管理装置7は、AGV管理部71と、修正指令部72と、通信管理部73と、記憶管理部74とを備える。本実施形態では一例として、AGV管理部71、修正指令部72、通信管理部73は、管理装置7において所定の演算処理を実行するためのプログラムとして構成されており、記憶管理部74に格納されてメモリに読み出される。なお、これらのプログラムをクラウド上に格納し、管理装置7をクラウドと適宜通信させて所望のプログラムを利用可能とする構成であってもよい。この場合、管理装置7は、クラウドとの通信モジュールなどを備えた構成とする。 The management device 7 includes an AGV management unit 71, a modification command unit 72, a communication management unit 73, and a memory management unit 74. In this embodiment, as an example, the AGV management unit 71, the modification command unit 72, and the communication management unit 73 are configured as programs for executing predetermined calculation processing in the management device 7, and are stored in the memory management unit 74 and read out to memory. Note that these programs may be stored on the cloud, and the management device 7 may communicate with the cloud as appropriate to make the desired programs available. In this case, the management device 7 is configured to include a communication module with the cloud, etc.

AGV管理部71は、複数のAGV8の各々の動作計画を策定する動作計画手段である。動作計画は、走行時におけるAGV8の経由点データを設定して策定される。本実施形態において、経由点データは、AGV8の動作態様、具体的には後述する駆動部83の動作態様を示すデータの集合(データ群)であり、AGV8が動作(走行)する際の経由点、経由点の通過時刻、速度、加速度の各データを含む。ただし、加速度は省略可能である。 The AGV management unit 71 is an operation planning means for formulating an operation plan for each of the multiple AGVs 8. The operation plan is formulated by setting waypoint data for the AGVs 8 when traveling. In this embodiment, the waypoint data is a collection of data (data group) that indicates the operation mode of the AGVs 8, specifically the operation mode of the drive unit 83 described below, and includes data on the waypoints when the AGVs 8 operate (travel), the time of passing through the waypoints, the speed, and the acceleration. However, the acceleration can be omitted.

経由点は、AGV8が走行する際に通過する動線(走行路)上の点であり、動線の始点および終点を含む複数の点である。動線の始点はAGV7の現在位置(例えば物品の倉庫)であり、現在位置のデータは制御装置81(具体的には後述する位置推定部8121)から推定データとして付与される。動線の終点は、AGV8の行先(例えば物品の出庫場)である。動線上で隣り合う経由点の間をそれぞれ繋いだ軌跡は、AGV8が動線に沿って走行する軌道となる。軌道は、動線を分割した各区間に相当する。軌道、換言すれば動線は、デカルト座標系で設定されており、経由点間を最短距離で直線的に繋いだ軌跡と一致する場合もあれば異なる場合もある。 The waypoints are points on the flow line (travel path) that the AGV8 passes through when traveling, and are multiple points including the start and end points of the flow line. The start point of the flow line is the current position of the AGV7 (e.g., the warehouse of the goods), and the data of the current position is provided as estimated data by the control device 81 (specifically, the position estimation unit 8121 described later). The end point of the flow line is the destination of the AGV8 (e.g., the warehouse where the goods are shipped). The trajectory connecting each of the adjacent waypoints on the flow line is the trajectory along which the AGV8 travels along the flow line. The trajectory corresponds to each section that divides the flow line. The trajectory, in other words the flow line, is set in a Cartesian coordinate system, and may or may not match the trajectory connecting the waypoints in a straight line over the shortest distance.

経由点の通過時刻は、AGV8が各経由点を通過する時刻である。例えば、軌道の始点寄りの経由点(入口側経由点)への到達時刻、および終点寄りの経由点(出口側経由点)への到達時刻である。出口側経由点の通過時刻と入口側経由点の通過時刻との時刻差は、AGV8が各軌道で動作する(各軌道を走行する)時間となる。速度は、各経由点におけるAGV8の速度である。加速度は、各経由点におけるAGV8の加速度である。 The passing time of a waypoint is the time when the AGV8 passes each waypoint. For example, it is the arrival time at a waypoint closer to the start point of the trajectory (entrance waypoint), and the arrival time at a waypoint closer to the end point (exit waypoint). The time difference between the passing time at the exit waypoint and the passing time at the entrance waypoint is the time that the AGV8 operates on each trajectory (travels on each trajectory). The speed is the speed of the AGV8 at each waypoint. The acceleration is the acceleration of the AGV8 at each waypoint.

経由点データに関し、関節座標系における角速度および角加速度ではなく、デカルト座標系における速度および加速度を扱っている点は相違するが、本実施形態における経由点データの基本的な捉え方は、上述した第1の実施形態における経由点データに準ずる。したがって、図2に示すアーム部32の所定の関節部(関節部1)における動作角度の時間変動は、所定のAGV8における速度の時間変動の一例として捉えることが可能である。 The difference is that the waypoint data deals with velocity and acceleration in a Cartesian coordinate system, rather than angular velocity and angular acceleration in a joint coordinate system, but the basic understanding of the waypoint data in this embodiment is similar to that of the waypoint data in the first embodiment described above. Therefore, the time variation of the operating angle at a specified joint (joint 1) of the arm unit 32 shown in FIG. 2 can be understood as an example of the time variation of the speed of a specified AGV 8.

AGV管理部71は、各AGV8の経由点データ(経由点データテーブルTB2)を記憶手段である記憶管理部74に格納して記憶させる。なお、これらの経由点データをクラウド上に格納し、例えば通信管理部73を介してクラウドと適宜通信させて所望の経由点データを利用可能とする構成であってもよい。この場合、通信管理部73は、クラウドとの通信モジュールなどを備えた構成とする。あるいは、記憶管理部74は、管理装置7の一部としてではなく、クラウド上に構成されていてもよい。 The AGV management unit 71 stores the waypoint data (waypoint data table TB2) of each AGV8 in the memory management unit 74, which is a storage means. Note that this waypoint data may be stored on the cloud and the desired waypoint data may be made available by appropriately communicating with the cloud via the communication management unit 73, for example. In this case, the communication management unit 73 is configured to include a communication module with the cloud. Alternatively, the memory management unit 74 may be configured on the cloud rather than as part of the management device 7.

図9には、経由点データの格納イメージをテーブル(経由点データテーブルTB2)として示す。図9に示すように、経由点データは、AGV8(AGV01からAGV0x)ごとに、いずれも後述する各経由点の通過時刻、速度、加速度を互いに紐付けて記憶されて、例えば時系列に管理されている。なお、本実施形態では経由点データに加速度を含めているが、経由点データに角加速度を含まない場合には、図9に示す経由点データテーブルTB2において加速度の項目は省略可能である。 Figure 9 shows an example of how way point data is stored as a table (way point data table TB2). As shown in Figure 9, the way point data is stored for each AGV8 (AGV01 to AGV0x) with the passing time, speed, and acceleration of each way point (described later) linked to each other, and managed, for example, in chronological order. Note that in this embodiment, acceleration is included in the way point data, but if angular acceleration is not included in the way point data, the acceleration item can be omitted in the way point data table TB2 shown in Figure 9.

修正指令部72は、AGV管理部71が策定した動作計画を修正するAGV8を選択する。すなわち、AGV管理部71が策定した動作計画は、適宜修正される。修正指令部72は、所定のAGV8の適切な走行を妨げる要因(イベント)が生じている場合、該所定のAGV8の制御装置81(具体的には後述する修正動作計画策定部811)に修正動作計画を策定させる。イベントとしては、例えばAGV8が自身の現在位置を特定できない場合、AGV8の走行路に作業者等が進入した場合、該AGV8(自車)の走行遅れ等によって渋滞や自車走行路への他車の進入が生じるおそれがある場合などが挙げられる。修正動作計画は、AGV管理部71が策定した動作計画を修正して策定し直したAGV8の新たな動作計画である。具体的には、AGV管理部71が策定した動作計画の経由点データのうち、修正指令部72は、通過時刻を修正する。そして、修正指令部72は、修正した通過時刻に基づいて経由点データを再設定(動作計画を修正)することを選択したAGV8に指示する命令(トリガーデータ)を生成する。 The correction command unit 72 selects an AGV8 for which the operation plan formulated by the AGV management unit 71 is to be corrected. That is, the operation plan formulated by the AGV management unit 71 is appropriately corrected. When a factor (event) that prevents a specific AGV8 from traveling properly occurs, the correction command unit 72 causes the control device 81 of the specific AGV8 (specifically, the corrected operation plan formulation unit 811 described later) to formulate a corrected operation plan. Examples of events include when the AGV8 cannot identify its current position, when a worker or the like enters the travel path of the AGV8, when a delay in the travel of the AGV8 (own vehicle) may cause a traffic jam or another vehicle to enter the travel path of the own vehicle. The corrected operation plan is a new operation plan for the AGV8 that has been re-formulated by correcting the operation plan formulated by the AGV management unit 71. Specifically, the correction command unit 72 corrects the passing time of the waypoint data of the operation plan formulated by the AGV management unit 71. The correction command unit 72 then generates a command (trigger data) that instructs the selected AGV8 to reset the waypoint data (correct the operation plan) based on the corrected passage time.

通信管理部73は、AGV8(具体的には後述する通信部86)との間で、該AGV8の動作に必要な各種データや演算結果などを送受信する。例えば、通信管理部73は、AGV管理部71が策定した動作計画(換言すれば設定した経由点データ)、および修正指令部72が生成したトリガーデータをAGV8に送信する。また、通信管理部73は、各AGV8から現在位置のデータおよびイベントの発生有無(後述するイベント判定部8123によるイベント存否条件の判定結果)を受信する。 The communication management unit 73 transmits and receives various data and calculation results necessary for the operation of the AGV 8 to and from the AGV 8 (specifically, the communication unit 86 described later). For example, the communication management unit 73 transmits to the AGV 8 the operation plan formulated by the AGV management unit 71 (in other words, the set waypoint data) and the trigger data generated by the correction command unit 72. The communication management unit 73 also receives data on the current location and the occurrence of an event from each AGV 8 (the result of the determination of the event existence condition by the event determination unit 8123 described later).

AGV8は、物品を現在位置(例えば物品の倉庫)から所望の行先(例えば物品の出庫場)まで無人で自動走行して搬送する。AGV8は、制御装置81と、収容部82と、駆動部83と、検出部84と、記憶部85と、通信部86とを備える。 The AGV8 automatically drives and transports goods from a current location (e.g., a warehouse for the goods) to a desired destination (e.g., a shipping area for the goods) without any human intervention. The AGV8 includes a control device 81, a storage unit 82, a drive unit 83, a detection unit 84, a memory unit 85, and a communication unit 86.

収容部82は、AGV8において物品を収容するための構成要素である。例えば、AGV8の車両本体(自走部分)に設けられた箱や棚、あるいはAGV8の車両本体に牽引される台車やかご車などを収容部82として適用可能であり、その形態は特に限定されない。 The storage section 82 is a component of the AGV 8 for storing items. For example, a box or shelf provided on the vehicle body (self-propelled portion) of the AGV 8, or a cart or cage cart towed by the vehicle body of the AGV 8, can be used as the storage section 82, and there is no particular limitation on its form.

駆動部83は、AGV8を駆動するための構成要素である。例えば、モータやエンジン等の動力源、変速機、タイヤなどが駆動部83に含まれる。 The drive unit 83 is a component for driving the AGV 8. For example, the drive unit 83 includes a power source such as a motor or an engine, a transmission, tires, etc.

検出部84は、AGV8の周辺状況を検出する。AGV8の周辺状況としては、例えばAGV8の走行路周辺の作業者、他のAGV、壁、柱などの存在状況である。検出部84としては、例えば3Dカメラ、視差カメラ、複数の2Dカメラ、レーザーレンジファインダ、あるいはこれらの組み合わせなどを適用可能である。これらは、走行路の前方、後方、側方などを適切に捉えることが可能なAGV8の所定位置に配置されている。 The detection unit 84 detects the surrounding conditions of the AGV 8. Examples of the surrounding conditions of the AGV 8 include the presence of workers, other AGVs, walls, pillars, etc. around the AGV 8's travel path. The detection unit 84 can be, for example, a 3D camera, a parallax camera, multiple 2D cameras, a laser range finder, or a combination of these. These are arranged at predetermined positions on the AGV 8 that can appropriately capture the front, rear, sides, etc. of the travel path.

検出部84は、検出結果(一例として、撮像した画像データ)を解析し、AGV8の周辺状況を解析する。具体的には、これらを示す画像データを解析し、AGV8の走行路周辺の他のAGV8(以下、他車という)の有無などを特定するための情報をそれぞれ解析データとして制御装置81に出力する。なお、このような検出結果の解析は、検出部84ではなく、制御装置81で実行してもよい。AGV8の周辺状況については、他車との接触の可能性の度合いに応じて領域を注意領域や危険領域などに区分して解析してもよい。 The detection unit 84 analyzes the detection results (for example, captured image data) and analyzes the surrounding conditions of the AGV8. Specifically, the image data showing these is analyzed, and information for identifying the presence or absence of other AGV8s (hereinafter referred to as other vehicles) around the driving path of the AGV8 is output to the control device 81 as analysis data. Note that such analysis of the detection results may be performed by the control device 81, rather than by the detection unit 84. The surrounding conditions of the AGV8 may be analyzed by dividing the area into caution areas, danger areas, etc., depending on the degree of possibility of contact with other vehicles.

記憶部85は、AGV8を走行させるために必要なデータを格納する。格納データは、例えばAGV8の走行路を含む地図データ、後述するAGV8の動作計画の経由点データなどである。経由点データの格納イメージは、上述した図9に示す経由点データテーブルTB2のとおりである。ただし、記憶部85に格納される経由点データは、自車の経由点データのみである。本実施形態では一例として、記憶部85は、制御装置81の記憶装置とは別体であるものとするが、該記憶装置の一部であってもよい。また、記憶部85は、クラウドであってもよい。この場合、通信部86は、例えばクラウドとの通信モジュールなどを備えた構成とすればよい。 The memory unit 85 stores data necessary for running the AGV8. The stored data is, for example, map data including the travel route of the AGV8, waypoint data of the operation plan of the AGV8 described later, and the like. The storage image of the waypoint data is as shown in the waypoint data table TB2 shown in FIG. 9 above. However, the waypoint data stored in the memory unit 85 is only the waypoint data of the vehicle. In this embodiment, as an example, the memory unit 85 is separate from the memory device of the control device 81, but it may be part of the memory device. The memory unit 85 may also be a cloud. In this case, the communication unit 86 may be configured to include, for example, a communication module with the cloud.

通信部86は、管理装置7(具体的には通信管理部73)との間で、AGV8(自車)の動作を制御する各種のデータや演算結果など(信号)を送受信する。例えば、通信部86は、AGV管理部71が策定した動作計画(換言すれば設定した経由点データ)、および修正指令部72が生成したトリガーデータを受信する。また、通信部86は、制御装置81(具体的には後述する位置推定部8121)が推定したAGV8の現在位置(自車位置)のデータおよび後述するイベント判定部8123によるイベント存否条件の判定結果を送信する。 The communication unit 86 transmits and receives various data and calculation results (signals) for controlling the operation of the AGV 8 (host vehicle) between the management device 7 (specifically, the communication management unit 73). For example, the communication unit 86 receives the operation plan (in other words, the set waypoint data) formulated by the AGV management unit 71 and the trigger data generated by the correction command unit 72. The communication unit 86 also transmits data on the current position (host vehicle position) of the AGV 8 estimated by the control device 81 (specifically, the position estimation unit 8121 described later) and the result of the determination of the event existence condition by the event determination unit 8123 described later.

制御装置81は、物品移動装置であるAGV8における制御部として機能し、AGV8の動作(端的には走行)を制御する。制御装置81は、CPU、メモリ、記憶装置(不揮発メモリ)、入出力回路、タイマなどを含み、所定の演算処理を実行する。例えば、制御装置81は、各種データを入出力回路により読み込み、記憶装置からメモリに読み出したプログラムを用いてCPUで演算処理し、処理結果に基づいてAGV8、より具体的には駆動部83、検出部84、記憶部85、通信部86の動作制御を行う。 The control device 81 functions as a control unit for the AGV8, which is an article moving device, and controls the operation (specifically, the traveling) of the AGV8. The control device 81 includes a CPU, memory, storage device (non-volatile memory), input/output circuits, a timer, etc., and executes predetermined calculation processing. For example, the control device 81 reads various data via the input/output circuits, performs calculation processing using a program read from the storage device to the memory, and controls the operation of the AGV8, more specifically the drive unit 83, detection unit 84, storage unit 85, and communication unit 86, based on the processing results.

制御装置81は、修正動作計画策定部(動作計画修正手段)811と、制御手段812とを備える。 The control device 81 includes a corrected motion plan formulation unit (motion plan correction means) 811 and a control means 812.

修正動作計画策定部811は、制御装置81において動作計画を修正する動作計画修正手段である。修正動作計画策定部811は、管理装置7から動作計画の修正、端的には経由点データの再設定が指示された場合、該指示内容に従って経由点データを再設定して動作計画を修正(修正動作計画を策定)する。具体的には、通信部86を介して修正指令部72が生成したトリガーデータを受信すると、修正動作計画策定部811は修正動作計画を策定する。修正動作計画の策定にあたって、修正動作計画策定部811は、AGV管理部71が策定した動作計画の経由点データのうち、通過時刻、速度、加速度をそれぞれ修正する。修正後の通過時刻は、修正指令部72により設定され、修正動作計画策定部811に付与されている。したがって、修正動作計画策定部811は、付与された通過時刻にAGV8が経由点を通過するように、速度および加速度をそれぞれ設定し直す。速度および加速度の再設定方法は、上述した第1の実施形態における経由点データの各経由点における修正後の角速度および角加速度の算出方法に準ずる。 The corrected motion plan formulation unit 811 is a motion plan correction means for correcting the motion plan in the control device 81. When the corrected motion plan formulation unit 811 is instructed by the management device 7 to correct the motion plan, in short, to reset the waypoint data, the corrected motion plan formulation unit 811 resets the waypoint data according to the instruction content to correct the motion plan (formulates a corrected motion plan). Specifically, when the trigger data generated by the correction command unit 72 is received via the communication unit 86, the corrected motion plan formulation unit 811 formulates a corrected motion plan. In formulating the corrected motion plan, the corrected motion plan formulation unit 811 corrects the passing time, speed, and acceleration of the waypoint data of the motion plan formulated by the AGV management unit 71. The corrected passing time is set by the correction command unit 72 and given to the corrected motion plan formulation unit 811. Therefore, the corrected motion plan formulation unit 811 resets the speed and acceleration so that the AGV 8 passes the waypoint at the given passing time. The method for resetting the velocity and acceleration is similar to the method for calculating the corrected angular velocity and angular acceleration at each way point in the way point data in the first embodiment described above.

そして、修正動作計画策定部811は、AGV管理部71が設定したAGV8(自車)の経由点、および修正指令部72が再設定したAGV8の経由点の通過時刻と、再設定した該経由点におけるAGV8の速度および加速度とを紐付けて経由点データを修正して設定し直し、AGV8の動作計画を再策定、つまり修正動作計画を策定する。すなわち、修正動作計画策定部811は、AGV管理部71が設定した経由点データのうち、経由点(換言すれば軌道)を修正することなくそのまま維持し、修正指令部72が再設定した通過時刻に従って速度および加速度のみをそれぞれ修正する。修正動作計画策定部811は、修正した経由点データを記憶部85に格納して記憶させる。なお、経由点データに加速度が含まれない場合には、加速度の修正は省略される。 Then, the corrected motion plan formulation unit 811 links the waypoints of the AGV8 (host vehicle) set by the AGV management unit 71 and the passing times of the waypoints of the AGV8 reset by the correction command unit 72 with the speed and acceleration of the AGV8 at the reset waypoints, corrects and resets the waypoint data, and re-formulates the motion plan of the AGV8, that is, formulates a corrected motion plan. That is, the corrected motion plan formulation unit 811 maintains the waypoints (in other words, the trajectory) of the waypoint data set by the AGV management unit 71 as they are without correcting them, and corrects only the speed and acceleration according to the passing times reset by the correction command unit 72. The corrected motion plan formulation unit 811 stores the corrected waypoint data in the memory unit 85. Note that if the waypoint data does not include acceleration, the correction of acceleration is omitted.

制御手段812は、現在位置(例えば物品の倉庫)から所望の行先(例えば物品の出庫場)までAGV8を自動走行させる。制御手段812は、位置推定部8121と、走行制御部8122と、イベント判定部8123を有する。 The control means 812 automatically drives the AGV 8 from a current position (e.g., a warehouse for goods) to a desired destination (e.g., a warehouse for goods). The control means 812 has a position estimation unit 8121, a driving control unit 8122, and an event determination unit 8123.

位置推定部8121は、AGV8の現在位置を推定する。現在位置は、AGV8の現在の自車位置であり、走行中であれば自車の走行位置、停止中であれば自車の停止位置である。推定にあたって、位置推定部8121は、検出部84の解析データと記憶部85に格納された地図データとに基づいて、例えば解析データを地図データと照合させる。 The position estimation unit 8121 estimates the current position of the AGV8. The current position is the current vehicle position of the AGV8, which is the vehicle's traveling position if the vehicle is traveling, and the vehicle's stopped position if the vehicle is stopped. When making the estimation, the position estimation unit 8121 compares the analysis data of the detection unit 84 and the map data stored in the memory unit 85, for example, by matching the analysis data with the map data.

走行制御部8122は、記憶部85に格納された動作計画に従ってAGV8を動作(走行)させる。ここでの動作計画は、修正動作計画策定部811によってAGV管理部71が策定した動作計画が修正されている場合には、修正された動作計画(修正動作計画)となる。かかる動作計画に従い、走行制御部8122は、経由点データに設定された速度および加速度でAGV8を動線(走行路)に沿って走行させる。その際、走行制御部8122は、駆動部83の動力源の出力を設定された速度および加速度となるように調整し、変速機で適宜変速させながら、タイヤを駆動させる。 The driving control unit 8122 operates (drives) the AGV 8 according to the operation plan stored in the memory unit 85. If the operation plan formulated by the AGV management unit 71 has been revised by the revised operation plan formulation unit 811, the operation plan here becomes a revised operation plan (revised operation plan). In accordance with this operation plan, the driving control unit 8122 drives the AGV 8 along the traffic line (driving path) at the speed and acceleration set in the waypoint data. At that time, the driving control unit 8122 adjusts the output of the power source of the drive unit 83 to the set speed and acceleration, and drives the tires while appropriately changing the speed with the transmission.

イベント判定部8123は、イベント存否条件を判定する。イベント存否条件は、上述したようなイベントが発生しているか否かを判定するための条件である。イベント存否条件の判定にあたって、イベント判定部8123は、例えば検出部84が検出、解析したAGV8の周辺状況のデータ、および位置推定部8121が推定したAGV8の現在位置のデータを取得する。取得したデータに基づき、イベント判定部8123は、例えばAGV8が自身の現在位置を特定できるか否か、AGV8の走行路に作業者等が進入しているか否か、該AGV8(自車)の走行遅れ等によって渋滞や自車走行路への他車の進入が生じるおそれがあるか否かなどを、イベントの存否として判定する。イベント判定部8123は、判定結果を通信部86および通信管理部73を介して、修正指令部72に付与する。 The event determination unit 8123 determines the event presence/absence condition. The event presence/absence condition is a condition for determining whether an event as described above has occurred. In determining the event presence/absence condition, the event determination unit 8123 acquires, for example, data on the surrounding conditions of the AGV8 detected and analyzed by the detection unit 84, and data on the current position of the AGV8 estimated by the position estimation unit 8121. Based on the acquired data, the event determination unit 8123 determines whether an event exists, for example, whether the AGV8 can identify its own current position, whether a worker or the like has entered the travel path of the AGV8, whether there is a risk of traffic congestion or other vehicles entering the travel path of the AGV8 due to a travel delay of the AGV8 (own vehicle). The event determination unit 8123 provides the determination result to the correction command unit 72 via the communication unit 86 and the communication management unit 73.

このような構成をなすAGV8を現在位置から行先まで走行させる処理(以下、走行処理という)について、AGV8に対する制御装置81および管理装置7の制御フローに従って説明する。図10には、走行処理におけるAGV8に対する制御装置81および管理装置7の制御フローを示す。 The process of driving the AGV 8 configured in this way from its current position to its destination (hereinafter referred to as driving process) will be described according to the control flow of the control device 81 and management device 7 for the AGV 8. Figure 10 shows the control flow of the control device 81 and management device 7 for the AGV 8 in the driving process.

走行処理を開始する際の各AGV8の状態(初期位置)は特に限定されず、例えば全車が物品の倉庫内に駐車されていてもよいし、各車が物品の倉庫や出庫場などに分散されていてもよい。 The state (initial position) of each AGV8 when the traveling process begins is not particularly limited; for example, all vehicles may be parked in the goods warehouse, or each vehicle may be distributed among the goods warehouse, the shipping area, etc.

走行処理にあたって、管理装置7は、各AGV8の動作計画を策定する(S301)。このため、AGV管理部71は、動作計画の経由点データを設定する。経由点データとして、AGV管理部71は、各AGV8の現在位置および行先を設定するとともに、その間に経由点を設定する。また、AGV管理部71は、経由点の通過時刻、速度、加速度をそれぞれ設定する。 When performing the travel process, the management device 7 formulates an operation plan for each AGV8 (S301). To this end, the AGV management unit 71 sets waypoint data for the operation plan. As waypoint data, the AGV management unit 71 sets the current position and destination of each AGV8, and also sets waypoints between them. The AGV management unit 71 also sets the passing time, speed, and acceleration for each waypoint.

動作計画を策定すると、管理装置7は、該動作計画を対応するAGV8に送信する(S302)。これにより、動作計画の経由点データが各AGV8にそれぞれ付与される。かかる経由点データはAGV8の記憶部85に格納される。 When the operation plan is formulated, the management device 7 transmits the operation plan to the corresponding AGVs 8 (S302). This assigns the waypoint data of the operation plan to each AGV 8. The waypoint data is stored in the memory unit 85 of the AGV 8.

動作計画が送信され、経由点データが付与されると、AGV8は、該動作計画に従って動作(走行)する(S303)。具体的には、制御装置81の走行制御部8122は、駆動部83を駆動させ、記憶部85から読み出した動作計画に従って経由点データに設定された速度および加速度でAGV8を動線(走行路)に沿って走行させる。 When the operation plan is transmitted and the waypoint data is assigned, the AGV8 operates (travels) according to the operation plan (S303). Specifically, the travel control unit 8122 of the control device 81 drives the drive unit 83 to cause the AGV8 to travel along the traffic line (travel route) at the speed and acceleration set in the waypoint data according to the operation plan read from the memory unit 85.

続けて、制御装置81のイベント判定部8123は、イベント存否条件を判定する(S304)。イベント存否条件の判定にあたって、イベント判定部8123は、検出部84が検出、解析したAGV8の周辺状況のデータ、および位置推定部8121が推定したAGV8の現在位置のデータを取得する。例えば、AGV8が自身の現在位置を特定できない場合、AGV8の走行路に作業者等が進入している場合、該AGV8(自車)の走行遅れ等によって渋滞や自車走行路への他車の進入が生じるおそれがある場合、イベント判定部8123は、イベント存否条件が成立すると判定する。一方、例えばAGV8が自身の現在位置を特定できる場合、AGV8の走行路に作業者等が進入していない場合、該AGV8(自車)の走行遅れ等によって渋滞や自車走行路への他車の進入が生じるおそれがない場合、イベント判定部8123は、イベント存否条件が成立しないと判定する。イベント判定部8123は、通信部86を介してイベント存否条件の判定結果を管理装置7の修正指令部72に付与する。 Next, the event determination unit 8123 of the control device 81 determines the event presence/absence condition (S304). In determining the event presence/absence condition, the event determination unit 8123 acquires data on the surrounding conditions of the AGV8 detected and analyzed by the detection unit 84, and data on the current position of the AGV8 estimated by the position estimation unit 8121. For example, if the AGV8 cannot identify its own current position, if a worker or the like has entered the driving path of the AGV8, or if there is a risk of congestion or entry of other vehicles into the driving path of the vehicle due to a driving delay of the AGV8 (own vehicle), the event determination unit 8123 determines that the event presence/absence condition is satisfied. On the other hand, for example, if the AGV8 can identify its own current position, if a worker or the like has not entered the driving path of the AGV8, or if there is no risk of congestion or entry of other vehicles into the driving path of the vehicle due to a driving delay of the AGV8 (own vehicle), the event determination unit 8123 determines that the event presence/absence condition is not satisfied. The event determination unit 8123 provides the determination result of the event existence condition to the modification command unit 72 of the management device 7 via the communication unit 86.

イベント存否条件が成立する場合、修正指令部72は、AGV管理部71が策定した動作計画の修正指令を生成する(S305)。修正指令は、経由点データを再設定して修正動作計画を策定することをAGV8に指示する命令(トリガーデータ)である。修正指令部72は、AGV管理部71が策定した動作計画の経由点データの通過時刻を修正し、修正した通過時刻を含む修正指令を生成する。修正指令部72は、生成した修正指令を通信管理部73を介して制御装置81の修正動作計画策定部811に付与する。 When the event existence condition is met, the modification command unit 72 generates a modification command for the operation plan formulated by the AGV management unit 71 (S305). The modification command is a command (trigger data) that instructs the AGV 8 to reset the waypoint data and formulate a modified operation plan. The modification command unit 72 modifies the passing time of the waypoint data of the operation plan formulated by the AGV management unit 71, and generates a modification command including the modified passing time. The modification command unit 72 gives the generated modification command to the modified operation plan formulation unit 811 of the control device 81 via the communication management unit 73.

修正動作計画策定部811は、修正指令の有無を判定する(S306)。
修正指令部72から修正指令が付与されている場合、修正動作計画策定部811は、動作計画を修正する(S307)。修正にあたって、修正動作計画策定部811は、記憶部85から動作計画の経由点データを読み出し、通過時刻を修正指令部72から付与された通過時刻に修正する。そして、修正した通過時刻にAGV8が経由点を通過するように、速度および加速度をそれぞれ設定し直し、AGV8の動作計画を再策定(修正動作計画を策定)する。修正動作計画策定部811は、修正した経由点データを記憶部85に格納して記憶させる。
The corrective operation plan formulating unit 811 determines whether or not there is a correction command (S306).
If a modification command has been issued from the modification command unit 72, the modified motion plan formulation unit 811 modifies the motion plan (S307). In making the modification, the modified motion plan formulation unit 811 reads the way point data of the motion plan from the storage unit 85, and modifies the passage time to the passage time issued by the modification command unit 72. Then, the speed and acceleration are reset so that the AGV 8 passes through the way point at the modified passage time, and the motion plan for the AGV 8 is re-formulated (modified motion plan is formulated). The modified motion plan formulation unit 811 stores the modified way point data in the storage unit 85.

そして、AGV8は、動作計画に従って動作(走行)を継続する(S308)。ここでの動作計画は、AGV管理部71が策定した動作計画が修正動作計画策定部811によって修正された動作計画(修正動作計画)である。すなわち、走行制御部8122は、再設定された速度および加速度でAGV8を動線(走行路)に沿って継続して走行させる。 Then, the AGV8 continues to operate (travel) according to the operation plan (S308). The operation plan here is an operation plan (modified operation plan) that is the operation plan formulated by the AGV management unit 71 and modified by the modified operation plan formulation unit 811. That is, the travel control unit 8122 causes the AGV8 to continue traveling along the traffic line (travel path) at the reset speed and acceleration.

なお、S304においてイベント存否条件が成立しない場合、およびS306において修正指令部72から修正指令が付与されていない場合、AGV8は、同様に動作計画に従って動作(走行)を継続する(S308)。この場合、AGV管理部71が策定した動作計画は修正されておらず、対応する経由点データは再設定されることなく記憶部85に格納されている。したがって、ここでの動作計画は、AGV管理部71が策定した動作計画がそのまま適用される。すなわち、走行制御部8122は、AGV管理部71が設定した速度および加速度でAGV8を動線(走行路)に沿って継続して走行させる。 If the event existence condition is not satisfied in S304, and if no correction command is given from the correction command unit 72 in S306, the AGV 8 similarly continues to operate (travel) according to the operation plan (S308). In this case, the operation plan formulated by the AGV management unit 71 is not modified, and the corresponding waypoint data is stored in the memory unit 85 without being reset. Therefore, the operation plan formulated by the AGV management unit 71 is applied as is here. In other words, the travel control unit 8122 causes the AGV 8 to continue traveling along the traffic line (travel route) at the speed and acceleration set by the AGV management unit 71.

AGV8の走行中、走行制御部8122は、動作計画完了条件を判定する(S309)。動作計画完了条件は、動作計画に従ってAGV8の動作(走行)を完了させたか否かを判定するための条件である。走行制御部8122は、例えばAGV8が設定された最後の経由点(動線の終点)、つまりAGV8の行先に到達している場合には動作完了条件が成立すると判定し、最後の経由点に到達していない場合には動作完了条件が成立しないと判定する。 While the AGV8 is traveling, the traveling control unit 8122 determines whether the operation plan completion condition is met (S309). The operation plan completion condition is a condition for determining whether the operation (travel) of the AGV8 has been completed according to the operation plan. For example, the traveling control unit 8122 determines that the operation completion condition is met if the AGV8 has reached the last set waypoint (end point of the flow line), in other words, the destination of the AGV8, and determines that the operation completion condition is not met if the last waypoint has not been reached.

動作完了条件が成立しない場合、走行制御部8122は、動作計画に従ってAGV8を継続して走行させる。この場合、例えばAGV8が設定された最後の経由点(行先)にまだ到達していないため、最後の経由点に到達するまでAGV8の走行が継続される。その際、イベント存否条件の存否(S304)および修正指令の有無(S306)に応じて、動作計画あるいは修正動作計画のいずれかに従って、AGV8は走行を継続する。 If the operation completion condition is not met, the travel control unit 8122 causes the AGV8 to continue traveling according to the operation plan. In this case, for example, since the AGV8 has not yet reached the set final waypoint (destination), the AGV8 continues traveling until it reaches the final waypoint. At that time, the AGV8 continues traveling according to either the operation plan or the modified operation plan, depending on whether an event existence condition exists (S304) and whether a modification command has been issued (S306).

一方、動作完了条件が成立する場合、走行制御部8122は、AGV8を停止させる(S310)。この場合、例えばAGV8が行先に到達したものとして、走行制御部8122は、AGV8の走行を継続させることなく、停止させる。これにより、停止したAGV8についての走行処理が完了する。その際、走行制御部8122は、かかるAGV8の動作計画における一連の制御(走行処理)が正常終了したことを示す信号を通信部86および通信管理部73を介してAGV管理部71に送信する。そして、管理装置7は、すべてのAGV8の走行処理が完了するまで各AGV8に対する走行処理(S301からS310)を引き続き行う。そして、管理装置7は、例えばすべてのAGV8が行先に到達して停止すると、走行処理を終了する。 On the other hand, if the operation completion condition is met, the travel control unit 8122 stops the AGV 8 (S310). In this case, for example, assuming that the AGV 8 has reached its destination, the travel control unit 8122 stops the AGV 8 without continuing its travel. This completes the travel process for the stopped AGV 8. At that time, the travel control unit 8122 transmits a signal indicating that a series of controls (travel process) in the operation plan for the AGV 8 have ended normally to the AGV management unit 71 via the communication unit 86 and the communication management unit 73. Then, the management device 7 continues to perform the travel process (S301 to S310) for each AGV 8 until the travel process for all AGVs 8 is completed. Then, the management device 7 ends the travel process, for example, when all AGVs 8 have reached their destination and stopped.

このように本実施形態の制御装置81によれば、上述した第1の実施形態と同様の作用効果に加えて、次のような作用効果を奏する。
動作計画の修正にあたって、経由点の通過時刻の再設定は管理装置7の修正指令部72が行うため、制御装置81の処理負荷を低減させることができる。このため、例えばCPU、メモリ、記憶装置(不揮発メモリ)などの性能を抑えることができ、コストの低減を図ることが可能となる。また、動作計画の修正にあたって、AGV8の速度および加速度の再設定のための演算処理は管理装置7ではなく、制御装置81で実行される。したがって、通信網NWを介したAGV8と管理装置7との間のデータ通信量を抑えることができる。このため、通信時のタイムラグなどが抑えられ、イベントの発生から動作計画を修正するまでのレスポンスを高めることができる。したがって、イベントの発生時にAGV8を適切な走行態様に迅速に変更できる。なお、経由点データに加速度が含まれない場合、加速度の再設定のための演算処理が不要となり、制御装置81における動作計画修正時の演算処理の高速化が可能となる。また、動作計画の修正にあたって、すべてのAGV8の動作計画の全経由点データの再設定を管理装置7で行わずに済む。このため、管理装置7における処理負荷も低減させることができる。
As described above, the control device 81 of this embodiment provides the following advantageous effects in addition to the advantageous effects of the first embodiment described above.
In modifying the motion plan, the correction command unit 72 of the management device 7 resets the passing time of the waypoint, so that the processing load of the control device 81 can be reduced. Therefore, for example, the performance of the CPU, memory, storage device (non-volatile memory), etc. can be suppressed, and costs can be reduced. In addition, in modifying the motion plan, the calculation process for resetting the speed and acceleration of the AGV 8 is executed by the control device 81, not by the management device 7. Therefore, the amount of data communication between the AGV 8 and the management device 7 via the communication network NW can be suppressed. Therefore, the time lag during communication is suppressed, and the response from the occurrence of an event to the modification of the motion plan can be improved. Therefore, when an event occurs, the AGV 8 can be quickly changed to an appropriate traveling mode. Note that, if the waypoint data does not include acceleration, calculation processing for resetting the acceleration is not required, and the speed of calculation processing when modifying the motion plan in the control device 81 can be increased. In addition, in modifying the motion plan, it is not necessary for the management device 7 to reset all waypoint data of the motion plan of all the AGVs 8. Therefore, the processing load of the management device 7 can also be reduced.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、上述した各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the above-mentioned embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are included in the scope of the invention and its equivalents described in the claims.

1…荷役装置、2…制御装置、3…物品移動機構(荷役ロボット)、4…検出部、5…通知部、11…集積領域、12…移動先領域、21…動作計画手段、22…動作計画修正手段、23…制御手段、31…把持部、32…アーム部、33…把持状態検出部、41…第1の検出部、42…第2の検出部、211…軌道設定部、212…干渉チェック部、213…通過時刻設定部、214…動作計画策定部、221…通過時刻修正部、222…修正動作計画策定部、231…アーム制御部、232…把持制御部、233…イベント判定部、100…自動走行システム、7…管理装置、71…AGV管理部(動作計画手段)、72…修正指令部、73…通信管理部、8…物品移動機構(AGV)、81…制御装置、82…収容部、83…駆動部、84…検出部、85…記憶部、86…通信部、811…修正動作計画策定部(動作計画修正手段)、812…制御手段、8121…位置推定部、8122…走行制御部、8123…イベント判定部、TB1,TB2…経由点データテーブル。 1...loading device, 2...control device, 3...item moving mechanism (loading robot), 4...detection unit, 5...notification unit, 11...accumulation area, 12...destination area, 21...motion planning means, 22...motion plan correction means, 23...control means, 31...grasping unit, 32...arm unit, 33...grasping state detection unit, 41...first detection unit, 42...second detection unit, 211...trajectory setting unit, 212...interference check unit, 213...passing time setting unit, 214...motion plan formulation unit, 221...passing time correction unit, 222...corrected motion plan formulation unit, 231...arm control unit, 23 2...Grip control unit, 233...Event determination unit, 100...Automatic driving system, 7...Management device, 71...AGV management unit (motion planning means), 72...Modification command unit, 73...Communication management unit, 8...Item moving mechanism (AGV), 81...Control device, 82...Storage unit, 83...Drive unit, 84...Detection unit, 85...Storage unit, 86...Communication unit, 811...Modification motion plan formulation unit (motion plan modification means), 812...Control means, 8121...Position estimation unit, 8122...Driving control unit, 8123...Event determination unit, TB1, TB2...Way point data table.

Claims (7)

物品を移動させる物品移動機構の動作を制御する制御装置であって、
前記物品の移動時における前記物品移動機構の動線の始点および終点を含む複数の経由点と、前記物品移動機構が各経由点を通過する通過時刻とをそれぞれ設定して策定された動作計画の設定値のうち、前記経由点を変更せずに、前記通過時刻を遅らせてもしくは早めて前記動作計画を修正した修正動作計画を策定する動作計画修正手段と、
前記物品移動機構の前記動線での動作を妨げる要因の存否に基づいて、前記物品移動機構を前記始点から前記終点まで動作させる制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記要因が存在しない場合、前記動作計画に従って前記物品移動機構の動作を制御し、前記要因が存在する場合、前記動作計画修正手段に前記修正動作計画を策定させ、前記修正動作計画に従って前記物品移動機構の動作を制御し、
前記動作計画修正手段は、前記要因の発生時における前記物品移動機構の経由点を追加し、追加した経由点の通過時刻以降の前記通過時刻を遅らせてもしくは早めて前記動作計画を修正し、
前記物品移動機構は、前記物品を解放可能に把持する把持部と、少なくとも一つの関節部で連結されて、前記把持部とともに前記始点から前記終点まで各関節部を所定の軸まわりに回動させて動作するアーム部と、を備えた前記物品の荷役ロボットであり、
前記動作計画は、前記アーム部の所定の基準点が前記通過時刻に前記経由点を通過するように前記経由点での前記アーム部の各関節部の角速度を設定して策定され、
前記動作計画修正手段は、前記アーム部の前記基準点が前記経由点を前記通過時刻よりも遅くもしくは早く通過するように、前記角速度を再設定して前記修正動作計画を策定する
制御装置。
A control device for controlling an operation of an article moving mechanism that moves an article,
a motion plan modification means for formulating a modified motion plan by modifying the motion plan by delaying or advancing the passing times without changing the via points, among the set values of a motion plan formulated by setting a plurality of via points including a start point and an end point of a flow line of the article moving mechanism when the article is moved, and a passing time when the article moving mechanism passes through each via point;
a control means for operating the article moving mechanism from the start point to the end point based on the presence or absence of a factor that hinders the movement of the article moving mechanism along the flow line;
the control means controls the operation of the article moving mechanism in accordance with the operation plan when the factor does not exist, and causes the operation plan correction means to formulate the corrected operation plan and controls the operation of the article moving mechanism in accordance with the corrected operation plan when the factor exists;
the motion plan correction means adds a waypoint for the article moving mechanism at the time when the cause occurs, and corrects the motion plan by delaying or advancing the passage time after the passage time of the added waypoint;
the article moving mechanism is a loading and unloading robot including a gripping unit that releasably grips the article, and an arm unit that is connected to the gripping unit by at least one joint and operates by rotating each joint unit about a predetermined axis from the starting point to the end point,
the motion plan is formulated by setting an angular velocity of each joint of the arm unit at the via point so that a predetermined reference point of the arm unit passes through the via point at the passing time;
The motion plan correction means resets the angular velocity to formulate the corrected motion plan so that the reference point of the arm unit passes through the via point later or earlier than the passing time.
Control device.
前記動作計画修正手段は、前記追加した経由点以降の各経由点での前記アーム部の各関節部の前記角速度を時間で関数化し、前記角速度を再設定する
請求項に記載の制御装置。
The control device according to claim 1 , wherein the motion plan correction means converts the angular velocity of each joint of the arm unit at each way point after the added way point into a function of time, and resets the angular velocity.
前記動作計画修正手段は、前記動線を逆運動学に基づいて前記アーム部の関節座標系で設定する
請求項に記載の制御装置。
The control device according to claim 1 , wherein the motion plan correction means sets the movement line in a joint coordinate system of the arm unit based on inverse kinematics.
前記制御手段は、前記動線における侵害物の存在および前記物品の把持状態の少なくとも一方を含む判定条件に基づいて前記要因の存否を判定する
請求項に記載の制御装置。
The control device according to claim 1 , wherein the control means determines whether or not the factor exists based on a determination condition including at least one of the presence of an intruding object in the traffic line and a holding state of the article.
前記物品移動機構は、前記物品を収容する収容部と、前記収容部とともに前記始点から前記終点まで動作する駆動部と、を備えた前記物品の搬送車であり、
前記動作計画は、前記搬送車が前記通過時刻に前記経由点を通過するように前記経由点での前記搬送車の速度を設定して策定され、
前記動作計画修正手段は、前記搬送車が前記経由点を前記通過時刻よりも遅くもしくは早く通過するように、前記速度を再設定して前記修正動作計画を策定する
請求項に記載の制御装置。
the article moving mechanism is a transport vehicle for the article, the transport vehicle including a storage unit that stores the article, and a drive unit that operates together with the storage unit from the starting point to the end point,
the operation plan is formulated by setting a speed of the transport vehicle at the waypoint so that the transport vehicle passes through the waypoint at the passing time;
The control device according to claim 1 , wherein the motion plan correction means formulates the corrected motion plan by resetting the speed so that the guided vehicle passes the waypoint later or earlier than the passing time.
前記動作計画修正手段は、前記追加した経由点以降の各経由点での前記搬送車の前記速度を時間で関数化し、前記速度を再設定する
請求項に記載の制御装置。
The control device according to claim 5 , wherein the motion plan correction means converts the speed of the transportation vehicle at each way point after the added way point into a function of time, and resets the speed.
前記搬送車は、他の複数の搬送車とともに管理装置によって一元的に走行管理され、
前記動作計画修正手段は、前記追加した経由点以降の前記通過時刻を遅らせてもしくは早めて前記管理装置において修正された通過時刻に基づいて、前記速度を再設定する
請求項に記載の制御装置。
The transport vehicle is managed by a management device together with a plurality of other transport vehicles,
The control device according to claim 5 , wherein the operation plan correction means resets the speed based on the passage time corrected in the management device by delaying or advancing the passage time after the added waypoint.
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