JPS6232519A - 移動ロボツトシステムにおける最適経路探索方法 - 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］ この発明は、作業要求の発生した作業点に、自立無人車
等の移動ロボットを迅速に行かせることのできる、移動
ロボットシステムにおける最適経路探索方法に関する。

［従来の技術］ 現在、移動ロボットの開発が盛んに行なわれており、移
動ロボット自体の性能はいうにおよばず、移動ロボット
システム全体としての性能向上が重要な課題となってい
る。

この種の移動ロボットシステムとしては、複数の移動ロ
ボットと、これらの移動ロボットを統括制御する１つの
中央局とからなるものが代表的である。そして、各移動
ロボットは中央局の指示に従い、作業点まで走行して所
定の作業を行う。中央局は移動ロボットの移動領域の地
図情報を管理するとともに、すべての移動ロボットの現
在位置や作業中か否かなどの状態を監視し、無線または
有線などの通信手段により移動ロボットと交信しながら
作業市水を行う。

すなわち、いずれかの作業点で作業要求が発生すると、
中央局は作業を行っていない移動ロボットの中から、作
業点に行くのに最適な移動口ボソトを選択して指令を与
える。ここで、移動ロボットの選択方法としては、作業
点への直線距離が最も短い移動ロボットを選ぶ単純なも
のや、各移動ロボットが上記作業点に行くための最適経
路を中央局が計算し、その中で今回の作業に最も適した
移動ロボットを選択する方法がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、上述した従来の選択方法のうち、作業点に最
も近い移動ロボットを選ぶ方法では、直線距離が最短で
も経路が大回りしていることもあり、最適の移動ロボッ
トが選択されないケースも生じる。例えば第３図に示す
ように、移動ロボットｌの現在位置と作業点２とが極め
て接近しているにもかかわらず、経路３が大回りしてい
るため、最適の移動ロボットは移動ロボット４になるよ
うな場合である。

一方、現在作業をしていない全部の移動ロボットについ
て、作業点まで行く最適経路を中央局が探索し、その中
から最適の移動ロボットを選択する方法では、中央局が
統括する移動ロボットの数に比例して探索時間が長引い
てしまい、迅速な処理ができなくなるという問題があっ
た。

この発明は、このような背景の下になされたもので、作
業点に移動すべき移動ロボットを迅速に決めることので
きる、移動ロボットシステムにおける最適経路探索方法
を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点を解決するためにこの発明は、中央局と、前
記中央局によって指定された作業点に移動して所定の作
業を行う複数の移動ロボットとからなるロボットシステ
ムにおいて、前記各移動ロボットは、前記中央局から指
令があったときに、現在位置から前記作業点に至る経路
を探索するとともに、該経路の評価を行い、その評価値
を前記中央局に送る一方、前記中央局は最も良い評価値
を送ってきた移動ロボットに作業点への移動を指令する
ことを特徴とする。

［作用　］ 上記構成によれば、最適経路探索が各移動ロボットにお
いて並列処理の形で行なわれるので、極めて短時間で探
索が終了する。また、探索処理中は、中央局の処理負荷
が従来に比べて著しく減少するため、中央局は他の処理
を行うことができる。

各移動ロボットが中央局へ返すのは探索経路ではなく評
価値であるため、中央局は最適位置にいる移動ロボット
を迅速に判断することができる。

また、中央局がこの判断をしている間に、各移動ロボッ
トは自分が選択されたときのために、探索した経路に基
づいて移動の準備をしておくことができる。

［実施例コ 以下、図面を参照して、本発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。図において１１は中央局、１２−ｋ（ｋ−１，２
・・・・・・ｎ）はｎ個の移動ロボットであり、中央局
１１と各移動ロボット１２−にとは無線または有線の通
信回線１３−ｋによって結ばれている。

由　１ｋＬ＋〒１１□　１１！＋　　　　　ρ　ｒ）Ｉ
Ｔ　Ｊ−Ｊ　　工　Ｈ１−ｊ−コ弓；層°　ν　　　　
　欠　■１巳。

動ロボット１２−にの現在位置や作業中か否かなどの状
態を把握している。また、各作業点と結ばれ、作業点か
らの作業要求を受は入れ、この情報を各移動ロボット１
２−ｋに伝送する。

一方、移動ロボット１２−には第２図に示す構成となっ
ている。図において、２１は移動ロボッ）１２−にの走
行装置であり、走行装置２１には、その走行制御を行う
ＣＰＵ２２が接続されている。

また、ＣＰＵ２２には、メモリ２３が接続され、゛この
メモリ２３には各作業点の座標と、作業点の接続関係を
示す地図データが格納されている。

ＣＰＵ２２は現在の作業点から目的の作業点に至る経路
を探索し、次のような演算によって評価値Ｈｓを算出す
る。

Ｈｓ＝ΣＨ（Ｖｉ、Ｖｊ）−−（１） Ｈ（Ｖ　ｉ、Ｖ　Ｄ ＝Ｗａ−Ａ（Ｖｊ、Ｇ）＋Ｗｂ−Ｂ（Ｖｉ、Ｖｊ）−−
（２）ただし、Ａ（Ｖｊ、Ｇ）＝Ｉ２（Ｖｊ、Ｇ）／Ｌ
−（３）Ｂ　（Ｖ　ｉ、Ｖ　ｊ）＝１２（Ｖ　ｉ、Ｖ　
ｊ）／　Ｌ−・−−−−Ｃ４）ここで、Ｖｉ、Ｖｊは地
図上の連続する通過点（）−ド）であり、上記（１）式
の和Σは、出３発作業点Ｓから目的作業点Ｇに至るすべ
てのノードについてとられる。また、（２（Ｖ　ｊ、Ｇ
　）はノード■」と目的ノード（目的作業点）Ｇとの距
離、Ｑ（Ｖ　ｉ、Ｖ　ｊ）は連続するノードＶ１とノー
ドＶｊとの距離であり、しはノード間の最大距離である
。従って、上記（３）、（４）式の値Ａ（Ｖｊ、Ｇ）、
Ｂ　（Ｖ　ｉ、Ｖ　Ｄは距離りによって正規化されたも
ので、θ〜ｌの値をとり、目的作業点Ｇに近付くほど、
また連続するノードＶｉ、Ｖｊ間の距離が短いほど、小
さな値となる。

従って、（１）式の評価値Ｈｓは小さいほど評価が良く
なるようになっている。なお、′Ｗａ、Ｗｂは上記各変
数Ａ（Ｖｊ、Ｇ）およびＢ　（Ｖ　ｉ、Ｖ　ｊ）の重み
づけをする係数であり、適宜の値に設定される。

このような構成において、ある作業点に作業要求が発生
すると、これが中央局１１に伝達され、中央局１１は待
機中の全移動ロボツ）１２−ｋ。

またはシステム中の全移動ロボット１２−ｋに最ａ経路
の探索を指示する。探索を指示された移動ロボット１２
−にのＣＰＵ２２は、公知の縦型探索法あるいは横型探
索法によって出発作業点（すなわち自分の現在位置）Ｓ
から目的作業点Ｇまでの経路を探索し、上記（１）〜（
４）式によって評価値Ｈｓを算出する。そして、最良の
評価値Ｈｓを与える経路を記憶するとともに、この最良
の評価値Ｈｓを中央局１１へ伝達する。

中央局１１は各移動ロボット１２−ｋから送られてきた
評価値Ｈｓを比較して、この中から最良の評価値Ｈｓを
選択し、最良の評価値Ｈｓを送ってきた移動ロボット１
２−ｋに移動命令を送る。移動命令をうけた移動ロボッ
ト１２−には探索ずみの経路に従って、目的作業点Ｇま
て移動する。

なお、上記実施例においては、各移動ロボットに地図デ
ータを内蔵させたが、必要に応じて中央局からもらうよ
うに構成してもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように、この発明によれば、最適経路探索
が各移動ロボットにおいて並列処理の形で行なわれるの
で、極めて短時間で探索を終了することができる。また
、探索処理中は、中央局の処理負荷が従来に比べて著し
く減少するため、中央局は他の処理を行うことができる
。

各移動ロボットが中央局へ返すのは探索経路ではなく評
価値であるため、中央局は最適位置にいる移動ロボット
を迅速に判断することができる。

また、中央局がこの判断をしている間に、各移動ロボッ
トは自分が選択されたときのために、探索した経路に基
づいて移動の準備をしておくことができる。

こうして、資源としての移動ロボットを有効に活用する
とともに、中央局の負荷を低減でき、システム全体とし
ての応答性を向上できる。また、移動ロボットが探索結
果を返してくるか否かによって、中央局は各移動ロボッ
トの異常を検知できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による移動ロボットシステ
ムの構成を示すブロック図、第２図は移動ロボット１２
−にの構成を示すブロック図、第３図は作業点と移動ロ
ボットの位置関係を説明す１１・・・・・・中央局、１
２−ｋ・・・・・・移動ロボット。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中央局と、前記中央局によつて指定された作業点に移動
   して所定の作業を行う複数の移動ロボットとからなるロ
   ボットシステムにおいて、前記各移動ロボットは、前記
   中央局から指令があつたときに、現在位置から前記作業
   点に至る経路を探索するとともに、該経路の評価を行い
   、その評価値を前記中央局に送る一方、前記中央局は最
   も良い評価値を送つてきた移動ロボットに作業点への移
   動を指令することを特徴とする移動ロボットシステムに
   おける最適経路探索方法。