JPH02244207A - 自動案内車輌のルーチング方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は移動ロボット等の自動案内車輌（Ａ　Ｇ　Ｖ）
用案内及び制御方法に関し、より詳細にはＡＧＶを指令
して所定の速度及び角度で（一つの固定位置からもう一
つの固定位置へ）移動させる方法、２台以上のＡＧＶが
衝突することなく径路を交差できるようにする方法、Ａ
ＧＶの操縦及び駆動機構のオンボード制御を行う方法及
びＡＧＶの絶対位置と計算位置との間の違いをチエツク
し、調整し通信する方法に関する。

〔従来の技術〕

倉庫や工場において材料を移動させるのに使用する従来
の自動案内車輌は最小点間移動制御を行っている。この
ような大概のシステムは、通常工場の床に埋設された無
線送信アンテナ線、床上に塗布された反射ストライプも
しくは床にのり付けされた反射テープなどの固定案内ト
ラックに従うＡＧＶを含んでいる。このような方法は米
国特許第４５３０００５６号、第４５５４７２４号、第
４５６２６５３号、第４５９３２３８号及び第４５９３
２３９号に開示されている。これらの方法は全て、ＡＧ
Ｖを物理的固定径路に制約することにより個別のＡＧＶ
の移動の自由を故意に制限している。

このような大概のシステムはアクティブバンパーや超音
波センサ等の車載近接検出により他のＡＧＶ、静止物体
もしくは人間との衝突に対処している。このようなシス
テムでは、ＡＧｖはトラックに沿って一方向にのみ移動
することができる。

関連するテキサスインスツルメンツ社の特許出願に記載
されたシステムでは、多数のＡＧＶが同じ径路内に衝突
や長い行列を作ることなく共存できるような制御法を行
い且つプログラマブル双方向径路を有する自由移動ＡＧ
Ｖを使用することにより真の点間移動を達成している。

これらの新しい方法により、ＡＧＶの移動の自由度が最
大限とされる。出願中のＴｌ−１１１０４に開示された
制御法では、ＡＧＶシステムの“静止”衝突回避法を実
施している。本質的に、この方法はルールベースコンピ
ュータプログラムを使用して米国特許出願第７７１．３
９７号Ｔｌ−１０９４２に開示された“マツプ環境“を
調べてＡＧＶが通過可能”と決定された径路のみを中央
データベースへ報告し、そこからもう一つのスケジュー
ルプログラムが２台のＡＧＶを同時に同じ面に配置する
ような試みを行うことなくＡＧＶをシステム内の一つの
点からもう一つの点へ移動させるのに必要なデータを引
き出すことができる。

従来技術の重要な欠点は、それが閉経路、一方向移動、
ＡＧＶ移動の外部制御の欠落、もしくは“静止”衝突回
避（すなわち、径路監視ではなく径路計画）のいずれか
に制限されていることである。

本発明は自由移動ＡＧＶが半自律的に作動する手段を提
供する、すなわち本発明はＡＧＶ　（独立）及びシステ
ムレベル（共有）制御プログラムを実施する。これらの
プログラムはその径路内の各ノードにおいて所与のＡＧ
Ｖに対して操縦角度及び駆動速度を与える。

本発明はテキサスインスツルメンツ特許出願１０９４２
　（米国出願第７７１．３９７号）に開示された制御法
に対する付加特許であり、そこでは外部システム監視プ
ログラムが通信コントローラタスク、中央データベース
オンボード車輌コントローラタスク、ＡＧ■ルーチング
タスク、ＡＧＶスケ−ジューリングタスク、及びオンホ
ードブ・ソドレコニングを組込んだ自由移動ロボットＡ
ＧＶへ工場床位置情報更新を与える可視ナビゲーション
システムタスクを含む多数の独立実行コンピュータ制御
プログラムのタスクを調整する。ＴＩシステムにおいて
、ＡＧｖはプログラマブル径路内を移動する。ＡＧＶは
全方向性でありその場で回転することができる、すなわ
ち回転半径がゼロでありいずれの方向へも同じ制御によ
り移動することができる。この方法によりＡＧＶは最小
の径路空間内で作動することができ、同時に最大効率で
工場レイアウトを行うことができる。さらに、径路が床
へ物理的に付着しておらずしかも外部制御方法により個
別のＡＧＶを別々に識別することができるため、ＡＧｖ
は停止したり停止しなかったりしながら互いに任意の方
向へ通過することができる。

ＴＩシステムが提供する改良により、連続的に変化する
環境においてＡＧＶを監視する何らかの手段を必要とす
る制御問題が生じた。（制御システムにとって、ＡＧｖ
とそのすぐ周囲はＡＧＶが工場に関して移動する時に変
化するように見える。）本発明はＡＧＶの進行及び位置
のノード毎チエツクを実施し、ＡＧ■径路の完全性のノ
ード毎の検証を実施しくすなわち、連続する各ノードが
所与のＡＧＶに対する適切な位置であることを検証し）
、測定されたＡＧＶ位置をオンボードデッドレコニング
に従った位置と相関させるオンボード制御プログラムを
実施することによりこれらの手段を提供する。本発明の
オンボード制御プログラムはまたシステムの静止コント
ローラからのメツセージを処理する手段をも提供し、そ
れは半自主的ＡＧＶが閉ループ制御システムの一部であ
ることを保証する。（各ＡＧＶは他のＡＧＶではなく、
それ自体へのメツセージのみに反応する。）本発明は工
場床に定義された（ノードと呼ばれる）行先点間の一連
の径路セグメントとしてＡＧＶの許容径路を定義する全
体制御法の一部として作用する。ＡＧＶは（特許出願Ｔ
Ｉ＃１１１０４に詳記された）ルーチングプログラムに
より適用される移動“ルール”に従って、これらの任意
のノードへ移動したり通過することができ且つ所定の順
序で到達することができる。

本発明はこのようなシステムの低レベル要素を表わして
いる。

・本発明はＡＧＶがその行先に到達したかどうかをチエ
ツクする。

・本発明はＡＧＶがさらにノードを利用できるかどうか
をチエツクする。

・本発明はＡＧＶが次のノードへ移動する角度及び速度
を決定する。

・本発明はもう一つのノードへ移動する必要性を（ＡＧ
Ｖへ）通信する。

・本発明は特定ＡＧＶヘノードを割り当てる。

・本発明は特定ＡＧＶからノードを解放すなわち“デア
ロケート“する。

・本発明は特定ＡＧＶへのメツセージを求めてシステム
通信リンクを走査する。

・本発明はオンボードデッドレコニングシステムからの
ＡＧＶの位置決めを読み取る。

・本発明は可視ナビゲーションシステムからのデータを
使用してＡＧＶの位置を更新する。

・本発明はＡＧＶ移動コマンドが完了したことをシステ
ムコントローラへ知らせてシステムコントローラのＡＧ
Ｖ位置レコードを更新する。

本発明の詳細な説明にはいくつかのキー用語が使用され
ており、次の用語が含まれている。工場マツプ、ノード
、径路、径路セグメント、メモリ、ウィンド、ＡＧＶｏ 本発明の物理的動作環境は工場と仮定する。

ＡＧＶは自動案内車輌である。ＡＧＶ制御システムが工
場内に設置される場合には、システムオペレータが任意
の物理的マーカを“工場原点”として選定する。測定テ
ープや測量装置を使用して、各機械の位置、各ノード、
各外部可視ナビゲーションシステムテレビジョンカメラ
が決定され、外部システムコンピュータデータベースへ
“工場マツプ”として入力される。工場マツプ及びノー
ド位置に関するその情報が各独立作動制御プログラムへ
アクセス可能な中央コンピュータデータベースへ記憶さ
れ、本発明はその一つである。ノードは工場内の（工場
床座標内の）特定位置である。

工場床座標は工場原点を（０，０）点とする平行座標で
ある。

ノードはサービスする各機械、ＡＧｖを駐車させる必要
のある工場内の各場所（サービスエリア、充電所等）　
、ＡＧＶがルーチンで方向転換もしくは回転する必要の
ある工場内の任意の点に対して定義される。ノードが定
義されると、それはそれを“見る”ことのできる外部可
視ナビゲーションシステムにより識別される。

径路セグメントがノードを対で接続する。例えば、径路
セグメントは開始ノード、終止ノード及びその間のすべ
ての“空″　（即ち、割り当てられない）空間からなっ
ている。ＡＧＶを−っのノードからもう一つのノードへ
移動指令するのではなく、外部システムコントローラは
２つのノードをつなぐ径路セグメントをＡＧＶのために
“予約”する。これは、ルールアセンブリングルーチン
を使用して中央共有データベースからのノードリストラ
ルール定義径路セグメントへ変換し、次ニコれらのセグ
メントをデータベースの最終径路テーブルと呼ばれるエ
リアへ記憶することにより行われる。

物理的制御はノード間を移動する時のＡＧＶの位置を同
期的に報告する独立作動可視ナビゲーションシステムと
推測航法（ｄｅｘｄ　＋ｅｃｋｏｎｉＢ）ソフトウェア
を組込んだ複数の独立作動オンボード制御プログラム（
各ＡＧＶに対して１）との組合せによって与えられる。

位置更新は制御コンピュータのメモリエリアへ記録され
且つ適切なＡＧＶのオンボードコントローラメモリへ送
られる。推測航法ソフトウェアの絶対位置データがＡＧ
Ｖ内の操縦及び駆動機構により発生され、可視ナビゲー
ションシステムにより報告されるＡＧＶ位置と比較され
る。

この統合された方法の有効性は工場環境及びＡＧＶポピ
ユレーションをコンピュータメモリ内に“モデル”化す
るシステム能力に基いている。

この技術により、ＡＧｖコントローラ及び中央制御シス
テムは任意特定時間に各ＡＧＶの位置を決定することが
できる。これにより静止衝突回避がなされる。すなわち
、プログラムはＡＧＶを公知の“安全”位置、システム
ルールにより障害物や他のＡＧＶが無いと決定されたノ
ードのみへ向けることにより衝突を避けることができる
。

静止及び移動コントローラ内のさまざまな制御プログラ
ムが“インテリジェント”と考えられるため、ダイナミ
ック及びスタティック制御が共に必要とされる。この場
合、“インテリジェント”とは制御プログラムがさまざ
まな動作パラメータのダイナミックな決定及び反応だけ
でなく、同時に独立作動できることを意味する。システ
ム監視プログラムのオペレーティングシステムはリアル
タイム、マルチタスクプログラムである。これらの特性
により、制御システムのさまざまな部分が独立に作動す
ることができる。中央データコンセプトは独立タスクが
他のタスクからの情報をアクセスするケーパビリティを
付加する。その効果は（ハイアラーキによる）制御及び
自律性を最大限とすることである。従って、各独立タス
クはそれ自体の制御及び分布された制御システムとの自
律的な相互作用ができなければならない。

〔実施例〕

ＴＩシステムでは、ＡＧＶは一つ以上の方法で一つの点
から任意他の点へ移動することができる。

６台ものＡＧＶが同じエリアで同時に独立して作動する
ことができる。さらに、ＡＧＶに対して特定経路が定義
（且つ保存）されるが、ＡＧＶは時には径路外をさまよ
って障害物と衝突することがある。これらの特性により
ＡＧＶの位置を連続的に監視する何らかの手段がぜひ必
要となる。

ＡＧＶが径路に沿って移動する時、径路からのある量の
逸脱が生じる。関連する特許出願に記載されたＴＩシス
テムはこの逸脱を理解して制御している。制御システム
はノードのリストと考えることができる“工場マツプ”
へＡＧＶを関連ずける。

この制御方法は２つの独立機構を必要とする。

・工場の所与のエリア内の任意もしくは全てのＡＧＶと
通信可能なシステムレベル制御プログラム。

・１台のＡＧＶ内で作動するＡＧＶレベル制御プログラ
ム。

これらの制御プログラムは互いに通信できるだけでなく
、システムフェイルセイフプログラムとも通信できなけ
ればならない。

（特許出願ＴＩ＃１２７５７に記載された）別別の、独
立したソフトウェアタスクがシステム内の各ＡＧＶを監
視して各ＡＧＶが（工場座標内の）どこに位置するかを
決定する。このタスクは可視ナビゲーションシステムで
あり、次のものを組込んでいる。

・ＡＧＶ上のビーコンを監視する下向きテレビジョンカ
メラ。

・ビーコンのイメージから工場座標を抽出するイメージ
処理システム。

・システム内のＡＧＶへ周期的位置更新を送信する通信
サブシステム。

第１図に代表的な実施例を示し、ここで移動ロボットＡ
ＧＶＩは符号２等の−、つのノードから符号４等のもう
一つのノードへ進み符号６等のもう一つのノードで停止
することにより符号３及び５等の機械間を自由に移動す
ることができる。

ＡＧＶ及びその静止制御コンピュータは第２図にアイテ
ム１１〜２０で示すような機械的、電気機械的および電
子的ハードウェアを含んでいる。このハードウェアは第
２図にアイテム２１〜３３で示すコンピュータプログラ
ムシステムにより制御される。第２図に示す各プログラ
ムはそれ自体の特定ルーチンセットからなるタスクを独
立して実行する。タスク２２〜２４及び３０．３１．３
３は同じであり、その各々がシステム内の異なるＡＧＶ
のために保存される。ＡＧＶのハードウェアを第１図の
アイテム１６で示す。システム内の各ＡＧＶに対してア
イテム１６のコピーが一つある。次に第２図を参照とし
て、あるプログラムは静止システムコンポーネント内に
常駐し、あるプログラムはＡＧＶ内に常駐している。例
えば、第２図の符号３３に示す車輌応用タスク＃１は符
号１６に示す車輌コントローラ内で連続的に実行される
。プログラム３３は第１号車輛の操縦及び駆動システム
及びモータを制御するように働き、また安全インターロ
ック、ナビゲーションビーコン、通信モデム及びオプシ
ョンアイテム（例えば、ＭＴＳと呼ばれる材料転送機構
）等の非サーボ機能も制御する。

次に第１図に戻って、代表的な動作シーケンスはＡＧＶ
ｌをノード２の機械３からノード６の機械５へ移動させ
るシステムレベルコマンドである。

（実際上、多くの介在ノードがあるが、これらは第１図
から省れておりここでは不要な重複説明を避けている。

）操作者から出される指令や金属フライス盤等の自動化
機械３からの信号に応答して、固定（静止）ベースステ
ーションのコンピュータ内で実行されるシステムコント
ローラタスク（第２図の符号３２）により、やはり固定
（静止）ベースステーションで実行される、メツセージ
スイッチャタスク（第１図の符号２１）を介してＡＧＶ
ｌへメツセージが送られる。メツセージはコード化ＡＧ
Ｖ識別子を含んでいて適切なＡＧＶだけがメツセージに
応答するようにされている。

これにより多ＡＧＶシステムにおける安全要素及び精密
動作が提供される。メツセージは静止、ワイヤレス、赤
外通信システムにより送信される。

メツセージはＡＧＶに搭載された同様な赤外システムに
より受信され、ＡＧＶの車輌制御コンピュータへ通され
る。連続実行車輌応用タスク（例えば、第２図の符号３
３）がメツセージを解釈して、第５図に関して後記する
適切なアクションをとる。

第５図に関して説明するように、車輌応用タスクは“次
ノード”に到達するための適切な軌道を決定しなければ
ならない。

次に第１図に戻って、ＡＧＶは次にノード４もしくは１
０へ進むことができる。固定ベースステーションのシス
テムコントローラコンピュータ内で連続的に実行される
ＡＧＶルーチングタスク及びスケジューリングタスクが
（特許出願Ｔｌ＃１１１０４に記載されているように）
、どのノードがより適切かを決定する。簡単に言えば、
この決定はいずれかのノードが別のＡＧＶのために予約
されているか、一つのノードを通過することでＡＧＶの
全体移動時間が短くなるか、もしくはその両方に依存す
る。いずれの場合にも、−度決定がなされると、車載車
輌コントローラコンピュータ（第２図の符号１６）内で
実行されるＡＧＶの車輌応用タスク（第２図の符号３３
）が適切な軌道を計算する。固定ベースステーションシ
ステムコントローラ２０内で実行されるルータ−タスク
がノード２，４間で径路セグメントを確立してＡＧＶｌ
へ移動コマンドを与える。このイベントシーケンスを第
３図に略示し、第３図に関して本発明による一つの点か
らもう一つの点へのＡＧＶのルーチング法として詳細に
説明する。

再び、車輌応用タスクは指令を解釈してＡＧＶをノード
４へ向う移動にセットする。車載ＡＧＶ制御プログラム
は連続的に実行されるため、ＡＧＶの位置と軌道は継続
的に更新される。

ＡＧＶが径路セグメントに沿って移動すると、（ｌＥ１
図符号１９のビジョンコントローラコンピュータ内で実
行される）外部静止可視ナビゲーションタスクがＡＧＶ
の進行を監視し、特許出願ＴＩ＃１２７５７に記載され
ているように、通信コントローラコンピュータ１３内で
実行されるメツセージスイッチャタスク２１を介して周
期的に測定位置及び方位更新を与える。

従って、ＡＧＶは閉ループ、サーボ状制御の元でノード
２からノード４へ移動する。ＡＧＶがノード４に到達す
ると、車載ＡＧＶコントローラタスクはこのＡＧＶに対
するデータベース（ノードリスト）から次の径路セグメ
ント（ノード４から６）に対するデータを得る。最初の
径路セグメントに関しては、固定ベースステーション及
び移動ＡＧＶ内のさまざまな制御タスクがＡＧＶの移動
を調整する。ノード６に到達すると、第４図に略示しく
本発明による静止及び移動プログラム間の通信方法とし
て）第４図に関して詳細説明するシステムレベルＡＧＶ
制御タスクが特定応用の要求を満すのに必要な支援オプ
ション（第４図の符号４０３）を開始するように働く。

これらの要求は車載ロボットマニピュレータを使用して
ＡＧＶから機械５へ荷を移動させる指令、もしくは支援
オプションもしくはオプションとして応用してプログラ
ムすることのできる他の材料転送とすることができる。

プログラム概要 本発明の車載ＡＧＶレベル制御プログラムはＡＧＶを２
つのノード間で径路上に維持するのに必要な計算を実行
する。本質的に、本発明の静止システムレベル制御プロ
グラムはＡＧＶがある点Ａから別の点Ｂへ通過する際の
“ノードリスト”すなわちノードシーケンス、を確立す
る。ＡＧＶレベルルーチンはＡ点において“移動”指令
の処理を開始し、 ・ＡＧＶが他に何かをするように指令されるか、もしく
は ・ＡＧＶがＢ点に到達する、 まで、必要な限り、一連の移動期間に対してそうし続け
る。

ＡＧＶコントローラの観点から、ＡＧＶは常にアイドル
であるか、もしくはファーストイン、ファストアウト（
ＦＩＦＯ）バッファ（ノードリストが記憶されている）
内の“最古”点から同じバッファ内の“次に古い”点へ
移動している。従って、数台のＡＧＶを“同時１ご制御
するために、システム内の各ＡＧＶに対して一つずつの
、多くのこのようなリストを有することができる。

本章では、本発明を三部で検討する。

・本発明によりＡＧＶを一つの点からもう一つの点ヘル
ートさせる方法、すなわちシステムのベースステーショ
ン内に常駐する静止ルーチンプログラムと車載ＡＧＶレ
ベル制御プログラム間の相互作用。

・本発明による静止及び移動プログラム間の通信方法、
すなわち静止ルータ−プログラム、静止通信コントロー
ラタスク、静止システムレベル実行タスク、及び移動車
載ＡＧＶレベルコントローラタスク間の相互作用。

・本発明によるＡＧＶ移動方法、すなわち車載ＡＧＶレ
ベル制御プログラムとＡＧＶの操縦、駆動及び制動シス
テム間の相互作用。

本発明によりＡＧＶを一点からもう一つの点ヘルートさ
せる方法 次に第３図を参照として、システムベースステーション
内に常駐する静止ルータ−プログラムは最初に問題とす
るＡＧＶがノードに到達したかもしくは２つの、ノード
間にあるかを決定しなければならない。（第５図に示し
後記する）車載ＡＧＶコントローラプログラムは（第５
図のステップ８１０）ＡＧＶステータスフラグを使用し
てＡＧＶがその行先に到達したかどうかを示す。ルータ
−プログラムがステップ３０１においてこのフラグの状
態をチエツクする。ステップ３０２において、ＡＧＶが
その行先に到達しておればルータ−プログラムは符号３
０３においてエグジットする。さもなくば、プログラム
はステップ３０４へ続く。

この点において、ルータ−プログラムはそのデータベー
スをチエツクしてＡＧＶのノードリストにもう一つのノ
ードを付加する余地があるかどうかを決定する。余地が
なければ（ステップ３０４のイエス）、ルータプログラ
ムはＡＧＶがノードに到達するのを待ち、ステップ３０
６において前に完了した全径路セグメントをＡＧＶのノ
ードリストからクリアすることがでる。リストにノード
を付加する余地が有れば、ステップ３０４におけるノー
によりＡＧＶの径路セグメント内の次のノードの説明に
対してルータ−のデータベースをチエツクするルーチン
へ制御が渡される。この点において、２つの可能性があ
る。

・ノードがもう一つのＡＧＶへ割り当てられる、この場
合にはステップ３０８のノーによりルータは他のＡＧＶ
のルータプログラムがノードを通過するまで待ち、ノー
ドをそのノードリストからクリアして問題とするＡＧＶ
に対して自由にする。

・ノードが自由にこのＡＧＶへ割り当てられる、この場
合にはステップ３０８のイエスによりステップ３１０へ
制御が渡される。

ルータプログラムはステップ３１０においてＡＧＶへ自
由ノードを割り当てる。次に、ルータプログラムはステ
ップ３１１においてＡＧＶの軌道を計算し次のノードに
対するノード割り当てを決定する。工場のサイズ、ノー
ド間で許される径路の複雑さ及びシステム内のＡＧＶ台
数に従って、この計算は簡単にも複雑にもなる。この精
密な計算方法は特許出願ＴＩ＃１１１０４に記載されて
おり、ここでは説明しない。

ルータ−プログラム及び基準ルーチンにより次に割り当
てられるノードが決定されると、所望の軌道が判りルー
タ−プログラムはＡＧＶへ移動指令を送る（ステップ３
１２）。この指令は外部通信コントローラタスクを介し
て外部システムコントローラタスク（共にシステムベー
スステーション内）へ且つそこから通信コントローラ及
びＩＲ通信システムを介して車載ＡＧＶレベルコントロ
ーラタスクへのメツセージ形式である。メツセージはそ
れを特定ＡＧＶへ結びつける識別コードを有しているこ
とをお判かり願いたい。

本発明による静止及び移動プログラム間通信前記したよ
うに、ＡＧｖシステムコンピュータプログラムの静止及
び移動部間、の通信はコード化メツセージ形式で行われ
る。これらのメツセージはそれが適切なＡＧＶへ行くこ
とを保証するＡＧＶ識別子を含んでいる。各ＡＧＶに対
して一つもしくは唯一の識別子があり、２台のＡＧＶは
決して同じ識別子を持たない。時には全てのＡＧＶへ同
時にメツセージを運ぶ必要があるため、メツセージ内の
独立識別子によりシステム内の全てのアクティブＡＧＶ
のメツセージが解釈される。

メツセージは静止システムコントローラからシステム内
の任意もしくは全てのＡＧＶへ接続的に送出することか
できる。第４図に本発明により静止タスク及び移動タス
ク間のギャップを埋める方法を示す。しかしながら、タ
スクのハイアラーキ及びモジュラ−性によりタスクの多
くのコピー（システム内の各ＡＧＶに対して一つずつ）
を同時に独立して作動させ、且つ静止システムコントロ
ーラが必要に応じて任意もしくは全てのタスクを制御す
る能力を保持することができる。特定ＡＧＶに搭載され
たシステムレベルＡＧＶ制御プログラムの移動部がシス
テムの他の部分と通信する方法が本発明の主要部である
。本質的にシステムレベル制御タスクは静止コントロー
ラ内を継続的にループし他のＡＧＶレベル制御タスクは
ＡＧＶ搭載車輌コントローラ内を継続的にループする。

次に、移動、システムレベルＡＧＶコントローラタスク
部を表わす第４図を参照として、継続実行プログラムは
ステップ４０１においてこの特定ＡＧＶへ向けられるメ
ツセージの存在をチエツクし且つ（静止ルータ−／スケ
ジューラタスク等の）システムの他の部分から発するこ
とにより開始される。

メツセージが無い場合には、制御ステップ４０３へ渡さ
れ、それは制御ループを前に通過した際確立された状態
テーブルをチエツクするルーチンである。ルーチンはＡ
ＧＶがノードに到達したか、ノードを去ったか、失敗し
たか、バッテリー低充電状態となったか、パニック停止
釦により停止されたか、何かに突当ったか等をチエツク
する。これらの状態は状態テーブル内の特定ビットの状
態変化により知らされる。ルーチンはステップ４０３に
おいてこのような変化についてテーブルをチエツクし、
制御を符号４０４へ渡す。状態ビットが変化していない
場合には、制御は後記するステップ４０７の支援オプシ
ョン状態チエツクへ直接通される。しかしながら、状態
変化があると、ルーチンはステップ４０５において新し
い状態メツセージを確立し、それはステップ４０６にお
いてメツセージコントローラタスクを介して静止システ
ムコントローラへ送信される。このメツセージは本発明
の制御法における移動−静止リンクである。システムの
他の部分においてルーチンはメツセージ内に現れる状態
ビットをチエツクし、ＡＧＶの現在状態へ警告される。

現在の代表的な実施例において、状態チエツクは継続的
に実行され通信タスクは必要に応じて行われ、代表的に
ＡＧＶ当り毎秒数回行われる。従って、観察者にとって
は、ＡＧＶは完全に独立して作動し、しかも静止システ
ムコントローラのオペレータインターフェイスにおいて
オペレータが発する指令に迅速に応答することができる
。

本発明は２つの完全に異なるタイプの指令を処理する能
力を提供することをお判り願いたい。

・ＡＧＶサーボ制御（車輪運動、操縦等）を含む指令。

・ＡＧＶ搭載マテリアルハンドリング装置及び他の非サ
ーボ動作（荷重存在、ロボットアーム応用等の支援オプ
ション）を含む指令。

この指令の区別により動作制御タスクに優先順位を与え
る能力を保持しながら、材料転送機構状態チエツク等の
簡単な機能を非常に迅速に（人間の基準で、継続的に）
サイクルする能力が提供される。

次に第４図の検討に戻って、前記説明はＡＧＶサーボ制
御に影響を及ぼした状態変化に応答する本発明の動作の
詳細説明であった。次の例は、ＡＧＶサーボ制御に直接
影響を及ぼさない状態変化に応答する本発明の動作方法
を示す。本例は（例えば、特定機械等の）特定ノードへ
の荷を運びながら一つのノードからもう−っのノードへ
ＡＧＶが移動する例である。通常、ステップ４０１〜４
０５のループの前の通過は、ＡＧＶの材料転送機構（Ｍ
ＴＭ）上の荷の存在を示すために保存された少くとも一
つの状態ビットを含めて、ＡＧＶの状態が正常であるこ
とを示す。例えば、ロードベイに配置されたマイクロス
イッチが荷重により押下（閉成）され、そのロードベイ
に関連する特定状態ビットをセットする必要性を示す。

荷がペイ内に置かれている限り、ループ中を連続して通
過してもＭＴＭ支援オプションに状態変化は含まれない
。しかしながら、ＡＧｖがノード間を移行している間に
、人間が荷を降したり（荷がＡＧＶから落ちたり）する
と、ＭＴＭ状態ビットが変化する。第４図を参照として
、前例におけるステップ４０１から４０７への前のルー
プの制御は４０１，４０３，４０４，４０７の継続的な
シーケンスで４０１へ戻った（ＡＧＶのメツセージは無
いものとした）。しかしながら、ＡＧｖの移行中に荷が
除去されると、（正規動作と合致しない状況）、符号４
０７における支援オプションの状態チエツクによりＭＴ
Ｍロードベイビットの変化が示される。従って、ループ
を次に通過する際、ルーチンはステップ４０３において
変化を検出してステップ４０４，４０５へ通し、次にス
テップ４０６において送信されてメツセージを介して静
止システムコントローラへ通す。本例は支援オプション
状態チエツクルーチンの動作を指摘する。

任意数のオプションをチエツクすることができる。本発
明はＡ（、／動作制御パラメータ状態及びＡＧＶの動作
に直接かかわる必要のない“支援オプション”をチエツ
クする手段を提供するものであることお判り願いたい。

本例のポイントは単に閉ループ、サーボ状制御法の他の
本質的な属性を保持しながら本発明により得られる柔軟
性を示すことである。

本発明によるＡＧＶの移動方法 本発明の主要なタスクはＡＧＶの移動制御である。これ
はＡＧＶへのメツセージを移動指令として解釈すること
により達成される。第３図に略示し前記したルータ−プ
ログラムが移動指令を発生する。前記したように、移動
指令は静止通信コントローラタスクを介して静止システ
ムレベルＡＧＶコントローラタクスへ通され、そこから
ＩＲ通信システムを介して前節で説明したように適切な
移動、車載、システムレベルＡＧＶコントロールタスク
へ通される。

次に第５図を参照として、ステップ８００において車載
ＡＧＶ制御プログラムは正規間隔で実行されるプログラ
ムであることをお判り願いたい。

本実施例において、ＡＧｖレベル制御は割込みを処理し
て行われる。実際上、ＡＧＶレベル制御プログラムはタ
イマー（割込み間の間隔）に対して実行される。これに
より、ＡＧｖにはある量の自律性が許される。例えば、
ステップ８０１においてＡＧＶ制御プログラムはＡＧＶ
の各サーボシステムに所望位置及び速度を指示してＡＧ
Ｖ操縦及び駆動を行う。所望位置及び速度は（ステップ
８０８を通る）ＡＧＶ制御ループの最初の半部を前に通
過することにより与えられる。ステップ８０９からステ
ップ８１３までの制御ループの第２半部により、ＡＧｖ
がループ中の現在の径路内のノードに到達したかどうか
に従って、制御ループ８１４の出口におけるＡＧＶの状
態が決定される。

ステップ８０２における外部入力は、（ＡＧＶに対して
）外部可視ナビゲーションシステムによる監視に応答゛
してシステムレベル制御を特徴する特許出願ＴＩ＃１２
７５７に説明されているように、この可視ナビゲーショ
ンシステムは工場の天井から吊下され下向きにＡＧＶ、
ノード及びサービスする機械を監視するカメラネットワ
ークからなっている。このナビゲーションシステムはカ
メラのビュー内にある場合にはいつでも任意のＡＧＶの
位置を測定できるため、カメラネットワーク、イメージ
処理システム及び可視ナビゲーションソフトウェアによ
り特定ＡＧＶを探し出す手段が提供される。ＡＧＶ制御
プログラムは可視ナビゲーションシステムからの情報を
使用して、車載デッドレコニング計算により与えられる
ＡＧＶの位置を修正する必要があるかどうかを決定する
。

ステップ８０２において、車載制御ループを通過するた
びにプログラムは外部通信コントローラ（第２図の符号
１６）及びシステムコントローラ（第２図の符号２０）
を介した可視ナビゲーションシステムからのメツセージ
の存在をチエツクする。外部システムコントローラは特
許出願ＴＩ＃１１１１２に詳細に記載されている。この
ようなメツセージが存在する場合には、第４図のステッ
プ４０１までの説明で前記したように、それはこの特定
ＡＧＶのみのものである。車載ＡＧＶ制御プログラムは
メツセージを処理してステップ８０３においてＡＧＶの
測定位置を抽出し、測定位置を車載デッドレコニング計
算器により与えられる位置と比較し、必要に応じて修正
する。可視ナビゲーションシステムからのメツセージが
存在しない場合には、車載ＡＧＶ制御プログラムはステ
ップ８０３をバイパスして直接８０４へ行く。

ステップ８０４において、車載制御プログラムはＡＧＶ
においてアクションを必要とするある非サーボ機能を制
御するように働く。例えば、外部可視ナビゲーションシ
ステムは特定ＡＧＶがそのナビゲーションビーコンによ
りあるパターンをデイスプレィすることを要求すること
がある。この場合には、そのＡＧＶの光パターンがレジ
スタ内に記憶され制御ループがステップ８０４に到達す
るたびに起動される。時により、このステップにおいて
他のさまざまな非サーボ機能も要求される。

ステップ８０５はＡＧＶ案内プロセスの開始を示す。ス
テップ８０５において、プログラムはＡＧＶの位置、速
度及び角度をデッドレコニングにより計算する。ステッ
プ８０６において、プログラムは （ノードリストのトップに与えられた）現在のノードに
関するＡＧＶ位置のパラメータ・ＡＧＶの軌道、 （特許出願ＴＩ＃１２７２７に説明されている）所望径
路からのＡＧＶの距離、 を計算する。

ステップ８０５．８０６からの結果はここにステップ８
０７として示すルーチンにより使用されて、ＡＧｖをそ
の意図する径路上に維持するのに必要な“中間コース修
正”を決定する。本質的に、ステップ８０７においてル
ーチンはＡＧＶが“配置されると考える”所とシステム
が“そう告げた”所との違いを決定する。ルーチンはＡ
ＧＶをその意図する径路上に維持するための“最良”軌
道を決定する。従って、ステップ８０８は位置の入力及
びＡＧＶを移動させるレートサーボを計算する。

第５図のステップ８１２に示すように、ＡＧｖ制御プロ
グラムは次にＡＧＶを現在の速度で現在のコース上を移
動し続けるべきかどうかを決定する。ノードリストに他
のノードがある場合には、ＡＧＶは恐らく継続しなけれ
ばならないであろう（ステップ８１２におけるイエス）
、さもなくば、制御プログラムはＡＧＶがノードに到達
したがどうかをチエツクしなければならない（ステップ
８０９）。ＡＧＶが継続する場合には、制御プログラム
はステップ８１１においてチエツクを行ってノードリス
トから次のノード説明を得るべきかどうかを決定する。

ステップ８１１におけるイエスにより制御プログラムは
次のノード説明をフェッチし、ステップ８１４において
現在の制御ループをエグジットする。従って、ノードリ
ストからのパラメータはループへ通され、次のループ繰
返しはステップ８０１において必要な情報を有して所望
の操縦及び駆動制御をセットする。

しかしながらステップ８１２において制御プログラムＡ
ＧＶのノードリストにこれ以上ノードが無いと決定する
と、制御プログラムは次にステップ８０９においてＡＧ
Ｖが現在のノードに到達したかどうかを決定しなければ
ならない。この決定はＡＧＶのデッドレコニング位置を
ノードリストで与えられるノードの位置と比較して行わ
れる。

２つの位置が一致すると（ステップ８０９のイエス）、
制御プログラムはステップ８１０において状態フラグを
セットしてシステムコントローラにＡＧＶがその行先に
到達したことを警告する。

第３の可能性はＡＧＶのノードリストにはこれ以上ノー
ドは無いが（ステップ８１２のノー）、ＡＧＶはまだそ
の行先に到達しておらず（ステップ８０９のノー）、そ
れが現在のノードであることである。このような場合、
制御プログラムはアクションをとらず（現在のノード説
明及びＡＧＶ軌道を適所に残す）、ただステップ８１４
において制御ループの現在の繰返しをエグジットするだ
けである。これは、現在のデータをループの次の繰返し
へ戻してステップ８０１において処理する効果を有して
いる。

発明の動作の要約 前節に記載したように、本発明は３つの独立した制御ル
ープで実施される。

・特定ＡＧＶに対応するルータ−プログラム、・特定Ａ
ＧＶに搭載されたコンピュータ内で実行されそのＡＧＶ
のみに向けられるメツセージに応答するシステムレベル
、車載ＡＧＶコントローラタスク、 ・そのＡＧＶに搭載されたハードウェアを制御してＡＧ
Ｖを移動させ、停止させ且つそのＡＧＶのみの他の支援
オプションをサービスさせる。

これらの制御ループは連続的に実行される。それらは独
立しているが、各々が外部システム監視プログラムによ
り制御手段を提供する通信チエツクポイントを含んでい
る。

外部システム監視プログラムはマルチタスクオペレーテ
ィングシステムで作動することを再びお判り願いたい。

これにより、本発明の多くのコピーを同時に独立して実
行することができる。現在の実際の実施例では、システ
ム当り本発明の６つものコピーが同時に実行される。こ
れらのタスクのハイアラーキ構成により、所与レベルの
システム監視プログラム制御に対して最大のＡＧＶ自律
性が可能となる。

以上の説明に関して更に以下の項を開示する。

（１）　　ＡＧＶのルーチング法において、該方法は、
（１）各々が開始ノードと終止ノードと複数の中間ノー
ドからなる複数の径路を設け、 （ｂ）前記径路の中の一つを選定し、 （Ｃ）前記ＡＧＶが前記選定径路のノードを占有する時
間をスケジュールすることにより、前記選定径路に沿っ
た前記ＡＧＶの移動をスケジューリングし、 （ｄ）前記スケジュールされたノードを前記ＡＧＶへ割
当て、 （ｅ）　もう一つのＡＧＶに割当てられた前記選定径路
の競合ノードを決定し、 （１）前記ＡＧＶを前記選定径路に沿ってノードからノ
ードへ移動するように指示し、任意の競合ノードに遭遇
する直前のノードで停止させる、ことからなるＡＧＶル
ーチング法。

（２）　　第（１）項記載の方法において、さらに、（
π）前記遭遇する競合ノードがもはや前記他のＡＧＶへ
割当てられないと決定されるまで、前記ＡＧＶを前記前
のノードに保持する、 ことからなるＡＧＶルーチング法。

（３）　　第（１）項において、さらに、前記ＡＧＶが
ノードを通過した後、前記ＡＧＶへの前記通過ノードの
割当てを解除する、ことからなるＡＧＶルーチング法。

（４）　　第（２）項において、さらに、前記ＡＧＶが
前記終止ノードに到達するまで、ステップ（１）〜（り
を繰返す、 ことからなるＡＧＶルーチング法。

（５）　　第（４）項において、さらに、前記ステップ
をコンピュータで実施する、ことからなるＡＧＶルーチ
ング法。

（６）　　ＡＧＶルーチング装置において、該装置は、
各々が開始ノードと終止ノードとその間の複数のノード
からなる複数の径路と、 前記径路の中の一つを選定するコンピュータプログラム
と、 前記ＡＧＶが前記選定径路のノードを占有する時間をス
ケジュールするコンピュータプログラムと、 前記スケジュールされたノードを前記ＡＧＶへ割当てる
コンピュータプログラムと、 もう一つのＡＧＶへ割当てられる前記選定径路の競合を
決定するコンピュータプログラムと、前記ＡＧＶを前記
選定径路に沿ってノードからノードへ移動するように指
示し、任意の競合に遭遇する直前のノードで停止させる
コンピュータプログラム、 からなるＡＧＶルーチング装置。

（７）　　第（６）項の装置において、さらに、前記遭
遇する競合ノードがもはや前記他のＡＧＶに割当てられ
ないと決定されるまで、前記ＡＧＶを前記直前のノード
に保持するコンピュータープログラム； からなるＡＧＶルーチング装置。

（８）　　第（６）項の装置において、さらに、前記Ａ
ＧＶが前記通過ノードを通過した後、前記ＡＧＶへの通
過ノードの割当てを解除するコンピュータプログラム、 からなるＡＧＶルーチング装置。

（９）　　第（５）項の装置において、さらに、前記プ
ログラムを実行するシステムコントローラコンピュータ を具備するＡＧＶルーチング装置。

（１０）　　第（９）項の装置において、さらに、前記
システムコントローラコンピュータからの指令を受信す
る各ＡＧＶに搭載された車輌コントローラコンピュータ を具備するＡＧＶルーチング装置。

（１１）本発明はＡＧＶｌ等の移動ロボットを、工場等
の物理的環境内に確立されたノード間で、つの位置（ノ
ード）（２，４，６−１０）からもう一つの位置°（ノ
ード）へ、ノードバイノードベースで、増分移動させる
ニーズの通信方法を提供する。本発明はまた、移動ロボ
ットやＡＧＶｌへ角度や速度等の特定操縦及び駆動情報
を与えることにより、この運動を達成するのに必要な指
令を発生する手段を提供する。本発明は可視ナビゲーシ
ョンシステムや他のデッドレコニングナビゲーションシ
ステム、もしくはその両者等の外部ナビゲーシタンシス
テムから与えられる連続ノードバイノード位置更新だけ
ではなく静止コントローラからの直接指令に応答してこ
れらのタスクを達成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は数台の独立機械と、機械間にあって、径路セグ
メントによりつながれたノードのネットワークからなる
“工場”内で作動するＡＧＶ上にロボットが搭載された
、本発明の代表的実施例を示す図、第２図は第１図に示
すようなシステムを制御するのに必要なコンピュータハ
ードウェア及びソフトウェアを示す図、第３図は第１図
及び第２図に示すシステムのシステムレベル（静止）Ａ
ＧＶルートコントロールプログラムの動作を示すフロー
図、第４図は第１図及び第２図を示すシステムの静止シ
ステムレベル監視プログラムがワイヤレス赤外通信シス
テム及びシステムレベルメツセージスイッチャ−（通信
コントローラ）を介して移動ＡＧＶレベルコントロール
プログラムと相互作用するフロー図、第５図はＡＧＶレ
ベル制御プロセスを示すフロー図である。 参照符号の説明 １・・・ＡＧＶ　（自動案内車輌） ３．５・・・機械 １１〜２０・・・機械的、電気機械的及び電子的ハード
ウェア

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＡＧＶのルーチング法において、該方法は、（ａ
   ）各々が開始ノードと終止ノードと複数の中間ノードか
   らなる複数の径路を設け、 （ｂ）前記径路の中の一つを選定し、 （ｃ）前記ＡＧＶが前記選定径路のノードを占有する時
   間をスケジュールすることにより、前記選定径路に沿っ
   て前記ＡＧＶの移動をスケジューリングし、 （ｄ）前記スケジュールされたノードを前記ＡＧＶへ割
   当て、 （ｅ）もう一つのＡＧＶに割当てられた前記選定径路の
   競合ノードを決定し、 （ｆ）前記ＡＧＶを前記選定径路に沿ってノードからノ
   ードへ移動するように指示し、任意の競合ノードに遭合
   する直前のノードで停止させる、 ことからなるＡＧＶルーチング法。
2. （２）ＡＧＶルーチング装置において、該装置は、各々
   が開始ノードと終止ノードとその間の複数のノードから
   なる複数の径路と、 前記径路の中の一つを選定するコンピュータプログラム
   と、 前記ＡＧＶが前記選定径路のノードを占有する時間をス
   ケジュールするコンピュータプログラムと、 前記スケジュールされたノードを前記ＡＧＶへ割当てる
   コンピュータノードと、 もう一つのＡＧＶへ割当てられる前記選定径路の競合を
   決定するコンピュータプログラムと、前記ＡＧＶを前記
   選定径路に沿ってノードからノードへ移動するように指
   示し、任意の競合に遭遇する直前のノードで停止させる
   コンピュータプログラム； からなるＡＧＶルーチング装置。