JPS63111506A - 自立無人車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
、例えば、移動車にロボットを搭載したものなどを迅速
に行かせることのできる、自立無人車システムにおける
最適経路探索方法に関するものである。

「従来の技術」 現在、自立無人車の開発が盛んに行なわれており、自立
無人車自体の性能はいうにおよばず、自立無人車システ
ム全体としての性能向上が重要な課題となっている。

この種の自立無人車システムとしては、複数の自立無人
車と、これらの自立無人車を統括制御する１つの中央局
とからなる乙のが代表的である。

このようなシステムにおいて各自立無人車は、中央局の
指示に従って作業点まで走行して所定の作業を行う。一
方、中央局は自立無人車の移動領域の地図情報を管理す
るとともに、すべての自立無人車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
段により自立無人車と交信しながら作業指示を行う。

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自立無人車の中から、作業
点に行くのに最適な自立無人車を選択して指令を与える
。ここで、自立無人車の選択方法としては、作業点への
直線距離が最も短い自立無人車を選ぶ単純なものや、各
自立無人車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自立無人車
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では、中央局が各自
立無人車のそれぞれについて移動経路を求める処理を行
う必要があるから、中央局において処理すべきデータが
膨大なものとなって、中央局の処理能力に大きなものが
要求され、あるいは、中央局がデータを処理して最適な
ロボットを選択するのに要する時間が長くなるという問
題がある。

また、自立無人車をＡ地点〜Ｂ地点〜Ｃ地点・・・・・
・・・・・・と順次移動させながら作業を行なおうとす
る場合のように、移動経路が長くなると、各自立無人車
の経路の計算にさらに多くの時間が必要になる。

本発明は上記事情に鑑みて提案されたもので、複数の自
立無人車の中から最適なものを最短時間で選択させるこ
とを目的とするものである。

「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、該
中央局によって指定された第１番目から第Ｎ番目までの
各作業点に移動して所定の作業を行う複数の自立無人車
とからなるシステムにおいて、前記各自立無人車は、前
記中央局から指令があったときに、現在位置から第１番
目の作業点への経路探索をそれぞれ行なうとともにその
評価値を前記中央局に送り、前記中央局は、最も良い評
価値を送ってきた自立無人車に第１番目の作業点への移
動を指令することをことを特徴とする。

「作用」 上記構成によれば、各自立無人車毎に異なっている第１
番目の作業点までの経路探索が並列処理の形で行なわれ
るので、短時間で探索が終了する。

また、複数の作業点を経由する全経路について経路探索
を行う必要がないから、探査処理を極めて短時間に行う
ことができる。さらに、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、例えば、第１番目の作業点以降の経路探査などを行
うことができる。

「実施例」 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１は中央局、２−ｋ（ｋ＝　１．２・・・・
・・ｎ）はｎ個の自立無人車であり、中央局ｌと各自立
無人車２−にとは無線または打線の通信回線３−ｋによ
って結ばれている。

中央局ｌは、ＣＰＵとメモリ（ともに図示略）とを有し
、各自立無人車２−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、第３図に示すような各作業
点４−Ｋ　　（Ｋ＝１，２．・・・・・・Ｎ）と結ばれ
、作業点からの作業要求を受は入れ、この情報を各自立
無人車２−ｋに伝送する。

一方、自立無人車２−には第２図に示す構成となってい
る。図において、５は自立無人車２−にの走行装置であ
り、走行装置５には、その走行制御を行うＣＰＵ６が接
続されている。また、ＣＰＵ６には、メモリ７が接続さ
れ、このメモリ７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。

ＣＰｔＪ６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！−Ｉ　ｓを
算出する。

１（ｓ　　−ΣＨ（Ｖ　ｉ、　Ｖ　ｊ）・・−（１）Ｉ
ｔ　（Ｖ　ｉ、Ｖ　３） −Ｗａ−Ａ　（Ｖ　ｊ、Ｇ　）＋　Ｗｂ−Ｂ　（Ｖ　ｉ
、Ｖ　ｊ）・−・（２）ただし、Ａ　（Ｖ　ｊ、Ｇ　）
−ｆｆ（Ｖ　ｊ、Ｇ　）／　Ｌ−（３）Ｂ　（Ｖ　ｉ、
Ｖ　Ｄ＝ｉ２（Ｖ　ｉ、Ｖ　Ｄ／　Ｌ　・・＝・・（４
）ここで、Ｖｉ、Ｖｊは地図上の連続する通過点（ノー
ド）であり、上記（１）式の和Σは、出発作業点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、Ｑ（Ｖ　３．　Ｇ　）はノードＶｊと目的ノード
（目的作業点）Ｇとの距離、（（ｖ　ｉ、ｖ　ｊ）は連
続するノードＶｉとノード■ｊとの距離であり、Ｌ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ハ距離り
によって正規化されたもので、０〜Ｉ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Ｖ　ｉ、Ｖ
　３間の距離が短いほど、小さな値となる。

従って、（＋）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、ＷａＳＷｂは上記各変数
Ａ　（Ｖ　ｊ、　Ｇ　）およびＢ（Ｖｉ、Ｖｊ）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４Ａから４Ｂを経
由して４Ｎに至る経路に沿って順次作業を行うべく要求
が発生すると、これが中央局ｌに伝達され、中央局１は
待機中の全自立無人車２−に１またはシステム中の全自
立無人車２−ｋに最適経路の探索を指示する。

探索を指示された自立無人車２−にのＣＰＵ６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　（すな
わち第１番目に作業を行うべき地点４−Ａ）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Ｉへ伝
達する。

このような各自立無人車２にの経路探索と並行して、中
央局は、作業点４Ａ以降の経路、すなわち４Ａから４Ｂ
、さらには、それ以降の最終作業点４Ｎに至るまでの経
路を探索する。

そして、中央局１は各自立無人車２−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を送ってきた自立無人車２
−ｋ（図示例では２−３　が該当する）に移動命令を送
るとともに、この自立無人車２−ｋに、中央局ｌにおい
て探査しておいた作業点４Ａ以降の４Ｎに至る経路に沿
って移動すべく移動命令を送る。なお、４Ａ以降の経路
についての作業命令は、選択された自立無人車２−ｋが
１番目の作業点４Ａにおける作業を終了するまでの期間
に出されればよい。

なお、上記実施例においては、各自立無人車に地図デー
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」 以上説明したように、この発明によれば、自立無人車を
移動させるべき経路の内、各無人車毎に異なっている第
１番目の作業点までの最適経路探索が各自立無人車にお
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、例えば、第１番目の作業点から最終の作
業点までの経路探索を行うことができ、したがって、経
路探索の重複をなくすとともに、並列処理によって各自
立無人車の処理能力を十分に利用し、資源としての自立
無人車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。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による自立無人車システム
の構成を示すブロック図、第２図は自立無人車２−にの
構成を示すブロック図、第３図は作業点と自立無人車の
位置関係を説明するための平面図である。 ■・・・・・・中央局、２−ｋ・・・・・・自立無人車
、４Ｋ・・・・・・作業点。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）中央局と、該中央局によって指定された第１番目
   から第Ｎ番目の各作業点に移動して所定の作業を行う複
   数の自立無人車とからなる自立無人車システムにおいて
   、前記各自立無人車は、前記中央局から指令があったと
   きに、現在位置から第１番目の作業点への経路探索をそ
   れぞれ行なうとともにその評価値を前記中央局に送り、
   前記中央局は、最も良い評価値を送ってきた自立無人車
   に第１番目の作業点への移動を指令することを特徴とす
   る自立無人車システムにおける最適経路探索方法。
2. （２）前記中央局は、前記各自立無人車が第１番目の作
   業点への経路探索および評価を行っている間に、第１番
   目の作業点から最終の作業点までの経路探索を行うこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自立無人車シ
   ステムにおける最適経路探索方法。