WO2023032007A1 - 作業ロボット管理システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a work robot management system.
- a plurality of working robots described above may work on one field, and in such a case, it is natural that working paths and the like should be set so that the plurality of working robots do not collide with each other. should be considered.
- the object of the present invention is to deal with such circumstances. That is, when a plurality of working robots work on one field, the plurality of working robots can smoothly and efficiently perform their respective work, and the work of one working robot can be performed by the work of another working robot. It is an object of the present invention to enable a plurality of work robots to perform work while taking into consideration the influence of the work.
- the present invention has the following configuration.
- a working robot management system for managing the motion of each working robot for a plurality of working robots that work while autonomously traveling on one field, wherein motion information for sharing information about the motion of the working robot a sharing unit; and a motion control unit that controls the motion of the working robot based on information shared by the motion information sharing unit.
- a working robot management system characterized by controlling the motion of other working robots that perform at least one different work.
- the plurality of working robots when a plurality of working robots work on one field, the plurality of working robots can perform their respective work smoothly and efficiently.
- a plurality of work robots can perform coordinated operations.
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing an arrangement state of a working robot management system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a working robot management system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is an explanatory block diagram showing the system configuration of a working robot management system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing functions (program configuration) of a control unit of the working robot management system
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of cooperative motion of a plurality of working robots
- FIG. 7 is an explanatory diagram showing shared information when executing the cooperative operation of the example shown in FIG. 6;
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing an arrangement state of a working robot management system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 1 is an explanatory diagram showing the configuration of a working robot management system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example (shared information) of cooperative operations of a plurality of working robots; Explanatory diagrams showing an example of cooperative operation of a plurality of working robots ((a) is an example of working in different work areas, (b) is an example of working in partially overlapping work areas). FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of cooperative motion of a plurality of working robots;
- the working robot management system manages the motion of each working robot for a plurality of working robots that work while autonomously traveling on one field.
- This working robot management system includes a motion information sharing section for sharing information about the motion of the working robot, and a motion control section for controlling the motion of the working robot based on the information shared by the motion information sharing section. based on information related to at least one operation of the other working robot that performs a different operation than at least one of the working robots.
- the multiple work robots perform field management work. For example, if at least one of the working robots is a first working robot and the other working robots are second working robots, the first working robot is a working robot that collects objects such as balls in a field.
- the second work robot performs work different from that of the first work robot, such as weeding and cleaning in the field.
- the first working robot is a working robot that gathers objects to be collected such as balls in a field
- the second working robot is a working robot that gathers objects to be collected such as balls.
- the first working robot is a working robot that collects objects to be collected such as balls
- the second working robot is a working robot that performs mowing work, cleaning work, etc. in the field
- the first working robot performs mowing work and cleaning work while collecting balls and the like
- the second working robot performs the work of collecting balls and the like.
- a plurality of work robots working in the same field must have at least one of information about work such as mutual positions, travel routes, and work status, and information about the state of each work robot such as remaining battery level, power consumption, and charging status.
- information about work such as mutual positions, travel routes, and work status
- information about the state of each work robot such as remaining battery level, power consumption, and charging status.
- the plurality of work robots are explained assuming that one work robot is a collection work robot that collects collection objects on the field, and the other work robots are work robots that perform other work on the field.
- embodiments of the present invention are not limited to this.
- various combinations of one working robot (first working robot) and another working robot (second working robot) are possible.
- the number of the first work robot and the number of the second work robot may each be plural, and the number in that case shall be an appropriate number necessary for managing the field.
- there are a plurality of second working robots there may be a plurality of working robots that perform the same type of work that is different from the work of the first working robot. There may be multiple work robots that perform various types of work.
- two working robots 10 are deployed for one field F as the first and second working robots described above.
- one working robot (first working robot) 10 (101) among the working robots 10 to be managed by the working robot management system 1 is, for example, an object to be collected scattered on the field F (for example, , balls, etc.).
- the other work robot (second work robot) 10 (102) is a work robot that performs a different work from that of the work robot 10 (101).
- the field F here is a work area for collecting the objects to be collected O and mowing the lawn.
- the working robots 10 (101, 102) autonomously travel on the field F to perform management work for the field F on the traveling route.
- the area is recognized as a virtual area based on position information.
- the work area of the work robot 10 may be an area physically partitioned by wires, markers, etc. In that case, the position information of the area partitioned by wires, markers, etc. It is input to the working robot management system 1 .
- a waiting place 20 is provided around the field F where the working robots 10 (101, 102) wait.
- the standby place 20 is provided with a charging base for charging the batteries mounted on the electric working robots 10 (101, 102).
- the standby place 20 may be provided with a discharge place for discharging the collected objects O collected inside the work robot 10 (101), or both the aforementioned charging base and discharge place.
- the waiting place 20 is provided outside the field F, but the waiting place 20 may be provided inside the field F as well.
- the discharge place provided in the standby place 20 is connected to the transport channel T for the objects to be collected O, and the transport channel T extends to the management facility M near the field F.
- the management facility M is provided with a plurality of batting stations for hitting balls, which are the objects to be collected O, toward the field F, and the objects O collected in the transport flow path T described above are distributed to each of them.
- a supply device or the like is provided for supplying to the bat.
- the usage status of the collection objects O can be grasped from the amount of the collection objects O supplied to each turn at bat and the amount of the collection objects O collected.
- the management facility M is provided with a management device 30 that remotely manages the working robots 10 (101, 102) while ascertaining the usage status of the objects O to be collected.
- the management device 30 is provided in the management facility M, but instead of this, it may be provided in the standby place 20 or the work robots 10 (101, 102) described above, or in a remote location far away from the field F. may be provided.
- the installation location of the management device 30 is not particularly limited.
- the management device 30 is installed so that the user can easily manage information about the work and status of the working robots 10 (101, 102). be.
- the working robot management system 1 includes a working robot 10 (101) as a ball picker (collecting robot), a working robot 10 (102) as a mower (mowing robot), a management device 30, and the like. Prepare.
- One working robot 10 (101) shown in FIG. 2 includes a traveling unit 11 having wheels for traveling on the field F, and a working unit (picker) 12 picking up and collecting objects O on the field F. , a storage unit (storage tank) 13 that stores the objects O collected by the work unit 12, a travel drive unit (motor) 11A that drives the travel unit 11, and a work drive unit (motor) that vertically moves the work unit 12 ) 12A, a battery 14 as a power source for the working robot 10 (101), and the like.
- a traveling unit 11 having wheels for traveling on the field F
- a working unit (picker) 12 picking up and collecting objects O on the field F.
- a storage unit (storage tank) 13 that stores the objects O collected by the work unit 12
- a travel drive unit (motor) 11A that drives the travel unit 11
- a work drive unit (motor) that vertically moves the work unit 12 ) 12A
- a battery 14 as a power source for the working robot 10 (101), and the like.
- the traveling unit 11 has left and right traveling wheels, and the working robot 10 can move forward and backward, turn left and right, and steer in any direction under the control of the traveling drive unit 11A that drives each traveling wheel independently. It's becoming
- the working unit 12 has a mechanism for picking up the objects O to be collected on the field F and storing them in the storage unit 13.
- One or both of the working unit 12 and the storage unit 13 are provided with the collecting objects O that have been collected.
- a weighing unit 15 for weighing the amount is provided.
- the weighing unit 15 includes a counter for counting the number of collection objects O picked up by the working unit 12, a scale for weighing the number or weight of the collection objects O stored in the storage unit 13, and the workload of the working unit 12.
- a load measuring instrument or the like can be used to measure the Information weighed by the weighing unit 15 is input to the control unit 10A.
- CPU etc. are mentioned as a specific example of 10 A of control parts.
- the work robot 10 also includes a position detection unit 16 for autonomous travel.
- the position detection unit 16 is, for example, a GNSS sensor that receives radio signals emitted from satellites 100 in a satellite positioning system (GNSS: Global Navigation Satellite System) such as GPS, and is arranged in or around the field F.
- GNSS Global Navigation Satellite System
- a receiving device or the like that receives radio waves emitted by a beacon or the like can be used.
- a plurality of position detection units 16 may be provided.
- the autonomous traveling of the work robot 10 is performed by inputting the detected position of the position detection unit 16 to the control unit 10A so that the position of the set traveling route and the detected position match, or the detected position is included in the set area.
- the control unit 10A controls the travel drive unit 11A so as to be executed.
- the working robots 10 communicate with each other or between the working robots 10 and other devices. and a communication unit 17 for transmitting and receiving information.
- One of the partners with which the working robot 10 transmits and receives information via the communication unit 17 is the management device 30 described above, and the other is the other working robot 10 (102, etc.) deployed in the field F.
- Information received by the communication unit 17 is input to the control unit 10A, and information output from the control unit 10A is transmitted to the other party by the communication unit 17.
- the work robot 10 is equipped with a camera 18 as a photographing device as required.
- the photographing device may be fixedly mounted on the work robot 10, or may be configured to be attached to the work robot 10 as a separate photographing device. In the latter case, a smart phone, a video camera, or the like can be mounted on the working robot 10 and configured.
- the camera 18 acquires an image on the field F, and information on the image taken by the camera 18 is input to the control section 10A. From the image captured by the camera 18, it is possible to grasp the scattering condition of the object O to be collected on the field F, the surface condition on the field F, and the like.
- the work robot 10 is provided with the camera 18 as a photographing device for acquiring an image on the field F, but the photographing device may be provided in the management facility M or facilities around the field F. It may be mounted on a multi-copter or the like that flies over the field F.
- a photographing device mounted in addition to the work robot 10 an image photographed by the photographing device is transmitted to the above-described communication unit 17 or the communication unit of the management device 30, which will be described later, by means of communication means provided in the photographing device. sent to.
- the work robot 10 and other equipment are provided with a photographing device to obtain an image on the field F
- a photographing device such as a system for obtaining an aerial photograph sent in real time from a satellite. You may use the service.
- the acquired image is transmitted to the communication unit 17, the communication unit of the management apparatus 30, or the like by communication means provided in the system, service, or the like.
- the work robot 10 like the work robot 10 (101) described above, includes a travel section 11, a work section 12, a travel drive section (motor) 11A, a work drive section (motor) 12A, and a control section 10A (102A). , a battery 14, a position detection unit 16, a communication unit 17, a camera 18, and the like.
- the working unit 12 is the blade device 121 for mowing the grass. omitted.
- the management device 30 provided in the management facility M is a computer deployed in the management facility M or a server connected to a network, and has a communication section 31 that transmits and receives information to and from the communication section 17 of the work robot 10 (101, 102). It has The communication unit 31 receives the acquired image information when the image of the field F is acquired using a multicopter or the like.
- the management facility M is provided with a camera 32 as a photographing device to acquire an image of the field F, the acquired image is transmitted to the management device 30 directly or via the communication unit 31 .
- the management device 30 remotely manages the operation of the working robot 10, and also manages the usage status of the objects to be collected O in the management facility M, the state of the lawn in the field F, and the like.
- the usage status of the collection objects O can be managed by the total amount of the collection objects O to be managed, the supply amount of the collection objects O supplied to each turn at bat, the collection amount of the collected collection objects O, and the like.
- the state of the lawn in the field F can be managed based on the captured image of the field F, information on the work load of the working robot 10 (102), and the like.
- FIG. 3 shows a system configuration example of the working robot management system 1.
- the control units 10A (101A, 102A) of the work robots 10 (101, 102) transmit and receive information via the respective communication units 17 as described above. 31 to send and receive information.
- a control section 20A may also be provided in the waiting place 20 as necessary, and this control section 20A also transmits and receives information via the communication section 21 .
- a typical example of the control units 30A and 20A is a CPU. If the control unit 20A of the standby place 20 and the control units 10A (101A, 102A) of the work robots 10 (101, 102) also serve as the management device 30, the management device 30 can be omitted. When the management device 30 is omitted, the working robot management system 1 can be simplified, and the costs associated with introduction and maintenance of the management device 30 can be reduced.
- the control unit 10A (101A, 102A) of the work robot 10 (101, 102) and the control unit 30A of the management device 30 are capable of communication connection between the communication unit 17 and the communication unit 31.
- the control unit 10A and the control unit 20A of the waiting place 20 can be connected for communication between the communication unit 17 and the communication unit 21, and the control unit 20A of the waiting place 20 and the control unit 30A of the management device 30 and the communication unit 31 can be connected for communication.
- the mutual communication connection between the communication unit 17, the communication unit 21, and the communication unit 31 may be direct connection or connection via a network.
- the method of communication connection may be any method such as wireless or wired.
- the control units 10A (101A, 102A), 20A, and 30A are provided with clock units 50, 51, and 52 such as real-time clocks (RTC) that clock and output time, respectively.
- the clock units 50, 51, 52 are synchronized by using the communication functions of the control units 10A (101A, 102A), 20A, 30A, and output a common time.
- the control units 10A (101A, 102A), 20A, 30A are provided with memories 60, 61, 62 for storing information and programs, respectively.
- the control units 10A (101A, 102A), 20A, 30A constitute one integrated control unit U by exchanging information using mutual communication functions. can be replaced by the other control units 10A, 20A and 30A. As a result, each control unit 10A (101A, 102A), 20A, 30A can be responsible for the control performed by the working robot management system 1.
- FIG. 1 A diagrammatic representation of the control unit 10A (101A, 102A), 20A, 30A.
- the control unit 10A (101A) of the work robot 10 (101) receives from the setting input unit 19, for example, operation instruction information for setting the operation of the work robot 10 (101) (information related to work such as work range, travel route, etc.). and maintenance information) are input, information on the amount of collection objects O collected from the weighing unit 15 is input, and the current status of the work robot 10 (101) is input from the position detection unit 16. Information about the position is input, image information on the field F is input from the camera 18 , and information about the remaining battery level is input from the battery 14 .
- the controller 10A (101A) controls the traveling drive unit 11A and the work drive unit 12A based on the input information and shared information described later, and controls the working robot 10 according to the input information and shared information. Execute the operation of (101). The same applies to the work robot 10 (102).
- the control unit 10A (102A) controls the traveling drive unit 11A and the work drive unit 12A to control the work robot 10 (102) according to input information and shared information described later. perform the action of
- Charging progress information is input to the control unit 20A provided in the standby place 20 from the charging device 22 that charges the battery 14 of the working robot 10 (101, 102).
- information regarding the amount of collection objects O discharged to the discharge place of the standby place 20, etc. is input from the collected amount measuring unit 23 installed in the waiting place 20 as necessary.
- the collected amount measuring unit 23 measures the number and weight of the collection objects O discharged from the working robot 10 (101) that has returned to the standby place 20.
- the control unit 30A of the management device 30 receives from the setting input unit 34 operation instruction information for setting the operation of the work robots 10 (101, 102) (information related to work such as work range, traveling route, maintenance information, etc.).
- a work schedule which is information about the state, is input, information about the amount of collection objects O collected in the management facility M is input from the collection amount measurement unit 33 installed in the management facility M, and the camera 32 Image information on the field F (information on the field F indicating the dispersed state of the objects to be collected O and the state of the lawn, etc.) is input.
- the collection amount measurement unit 33 here measures the number and weight of the collection objects O that have been collected by the management facility M through the transport flow path T. As shown in FIG.
- the control performed by the control unit U (10A (101A, 102A), 20A, 30A) of the work robot management system 1 performs autonomous travel control of the travel unit 11 (travel drive unit 11A).
- a motion control unit P1 that controls the motion of the work unit 12 (work drive unit 12A)
- a management unit P2 that manages the motion and state of each work robot 10 (101, 102)
- a plurality of work robots 10 (101, 102).
- the operation control unit P1 here is a program that controls the operation of the control unit U (10A, 20A, 30A).
- the management unit P2 is a program for managing the operation and state of each work robot 10 (101, 102). Saved.
- the motion information sharing unit P3 shares information obtained by the operation of the work robots 10 (101, 102) and information (work schedule, etc.) for operating the work robots 10 (101, 102) for each work. It is a program shared for motion control of the robots 10 (101, 102), and shared information at that time is stored in memories 60, 61, 62 and the like.
- the motion information sharing unit P3 shares, for example, information about the work schedule of the work robots 10 (101, 102). More specifically, the motion information sharing unit P3 provides information related to the work such as the travel route, work area, work time, etc. during or during work of the working robots 10 (101, 102), and the working robot 10 (101, 102). 102), battery remaining amount, charging information, charging time, maintenance information, and if the work robot 10 is the collection work robot 101 (10), information about the state such as the collection amount of the collection target object O, discharge information of the collection target object O, and the like. share at least one of Information on the travel route and work area during work or non-work, charging, and discharge of collection objects O is generated based on position information on the field F and time (time) information.
- the information shared by the motion information sharing unit P3 can use information of the GNSS (GPS) system (time information and position information corresponding to that time).
- GPS GNSS
- time information and position information corresponding to that time GNSS
- RTK-GNSS GNSS system
- RTK-GNSS Real Time Kinematic positioning
- the accuracy of coordinated control of the plurality of working robots 10 performed by the working robot management system 1 can be enhanced.
- positional deviation in the GNSS system can be reduced to a minimum, and accurate cooperation in operation control becomes possible.
- the motion information sharing unit P3 can share the image information of the field F photographed by the camera 18 (32) as the photographing device. By sharing the image information captured by the camera 18 (32) on the field F in combination with the time of capturing and the position information of the work robot 10, multiple tasks can be performed with high accuracy in consideration of the situation on the field F.
- the robot 10 (101, 102) can be controlled.
- FIG. 5 shows a stack example of shared information in the motion information sharing unit P3.
- the shared information items are "work robot identification information", “time (time)", “position information”, “travel route”, and “work area”.
- “Working robot identification information” is determined for each working robot 10 (101, 102), and an information table is formed for each working robot 10 (101, 102).
- the information items to be shared are not limited to this, and for example, "robot status" may be added or changed as appropriate.
- Work robot identification information is unique identification information assigned to each work robot 10 (101, 102).
- the work robot identification information includes information about the types and characteristics of the work robots (for example, a robot picker that collects objects O on the field F, a robot mower that cuts grass on the field F, and a robot cleaner that cleans the field. Specified type information, feature information, etc.) may be associated and stored.
- Time (Time)” and “Position Information” are the detection information (detection information of the GNSS (GPS) system) of the position detection section 16 of the work robot 10 (101, 102) before the current time (from the past to the present). , which is information obtained by the operation of the working robot 10 (101, 102) from the past to the present. Information after the current time (future) in the "time (time)” and “position information” is setting information for operating the working robot 10 (101, 102) from now on. "Time (time)” and “location information” are stocked with the setting information being replaced with actual detection information as time passes.
- a travel route along which the working robot 10 travels from a certain time to a certain time is set corresponding to "time (time)” and "position information".
- the travel route here is information related to the work of the working robot 10 that is virtually generated based on "time (time)” and "position information”.
- the travel route between the time “10:00:00” and the time “10:02:03" on a given date and time (for example, 01/01/2021), the is set as a travel route "R01". Since the corresponding "work area” is not set for this travel route "R01", it becomes a travel route during non-work (for example, a travel route during movement between the waiting place 20 and the work area). .
- the range in which the work robot 10 works is set corresponding to "time (time)” and "position information”.
- the “work area” here is information about the work of the working robot 10 that is virtually generated based on “time (time)” and “position information”.
- the motion information sharing unit P3 can allow the user who manages the working robot 10 to confirm the shared information.
- the screen is used as an input interface (such as touch input), or an input interface is connected to the display so that the user can operate the working robot 10 while viewing the information on the screen. You may make it input the information about. According to this, the user can easily visually recognize the operation of the working robot 10 and easily set the operation.
- the motion control of the work robot 10 (101, 102) performed by the motion control unit P1 will be described below based on the shared information in the motion information sharing unit P3.
- the work performed by one working robot 10 (101) is linked to another working robot 10 (102) to perform the work.
- the work performed by one work robot 10 (101) is information about one or a plurality of work after the current time (future), the current time, and before the current time (past). In this way, linking the work of the other work robots 10 (102) is useful when the work is related to each other, especially when the work of one work robot affects the work of another work robot. enable the efficient execution of work.
- the work performed by one work robot 10 (101) is linked to the work completed, and the other work robot 10 (102) is made to perform the work. ing. More specifically, the work robot 10 (102) is caused to work by setting the travel route of the other work robot 10 (102) so as to follow the travel route R11 traveled by one work robot 10 (101). As an example of such a cooperative operation, the working robot 10 (102) as a robot mower performs mowing work so as to follow the travel route (work route) worked by the working robot 10 (101) as a robot picker. conduct.
- the working robot 10 (102) since the mowing work by the working robot 10 (102) is performed at the place where the working robot 10 (101) has finished collecting the balls (objects to be collected O) on the field F, the working robot 10 (102) It is possible to prevent the blade device 121 from hitting the ball (object to be collected O) on the field F and damaging the ball. In addition, since the mowing work is performed after removing the ball that obstructs the mowing work, damage or breakage of the blade device 121 provided in the work robot 10 (102) and the field caused by the work robot 10 (102) riding on the ball may occur. Damage to F can be prevented, and work efficiency and work accuracy of mowing work can be improved.
- the cleaning work will be performed at the place where the work robot 10 (101) has finished collecting the balls (objects to be collected O) on the field F. Therefore, it is possible to prevent the suction unit or the air blowing unit, which is the working unit 12, from hitting the ball (the object to be collected O) on the field F and damaging the ball.
- the cleaning work is performed after removing the ball that obstructs the cleaning work, damage to the working robot 10 (102) itself and damage to the field F caused by the working robot 10 (102) riding on the ball can be prevented. , the work efficiency and work accuracy of the cleaning work can be improved.
- Shared information for executing such cooperative operation is as shown in FIG. (102) (“work robot identification information 102”) is set to the same work area “A01” with work start position “X1, Y1” and work end position “X3, Y3”.
- the same travel route “R11” is set as the travel route within the area “A01”.
- the time at the work start position "X1, Y1” is "10:10:00” for the work robot 10 (101), while the time “10:12:00” for the work robot 10 (102). ”, and the cooperative operation is managed so that the working robot 10 (102) starts work later than the working robot 10 (101) by the time “00:02:00”.
- the working robot 10 (101) traveling while collecting balls (objects to be collected O) on the field F is caused to follow the other working robot 10 (102) to perform work, the working robot 10 (101) Depending on the ball collection situation, the balls may be discharged to the discharge place which is the waiting place 20 during the collection work. Until the working robot 10 (101) goes to the waiting place 20, discharges the ball and returns to the position where it was in the middle of working, the other working robot 10 (102) has completed the work of the working robot 10 (101). There is a risk of overtaking the driving route.
- the work efficiency of the other working robot 10 (102) is reduced, and the robot may ride on the collecting object O such as a ball or the collecting object O to damage the field F or damage the other working robot.
- the risk that 10 (102) itself is damaged increases.
- the motion control unit P1 makes the motion of the other working robot 10 (102) different from the current motion based on the information about the state of the working robot 10 (101) shared by the motion information sharing unit P3. It can be dealt with by changing the behavior.
- the different operation of the other work robot 10 (102) includes stoppage of travel or work, deceleration, change of work area or travel route, and the like.
- the working robot 10 (101) if there is another working robot 10 that is performing the work of collecting the balls (objects to be collected O), it may be made to follow it. This change in motion reduces the possibility that another working robot 10 (102) will overtake the completed travel route of the working robot 10 (101).
- one work robot 10 (101) (“work robot identification information 101") and another work robot 10 (102) (“work robot identification information 102") are both in the same work area "A01".
- "A02" and “A03” are set, but the traveling route in each work area can be set to different routes for the working robot 10 (101) and the other working robot 10 (102).
- the work robot 10 (101) starts work in work area "A01" at time "10:00:00" (work start position "X1, Y1"), and In A01", work is performed on the travel route "R11", and when the work on the work area "A01” is finished at the time "10:10:00", the work on the next work area "A02" starts on the travel route "R01". Move to position "X3,Y3".
- the work robot 10 (101) starts work in the work area "A02" at time “10:15:00” (work start position "X3, Y3"), and travels along the travel route in the work area "A02". Work is performed in "R12", and when work in work area "A02” is completed at time “10:25:00", work start position "X5, Y5" in next work area "A03" on travel route "R02” and then work in the work area "A03" on the travel route "R13".
- the work robot 10 (102) performs the work in the work area “A01” after the work of the work robot 10 (101) in the work area “A01” is completed (time “10:11:00”). and work in the work area along the travel route "R21".
- the work in the area "A02” is started, the work is performed in the work area along the travel route "R22", and after the work of the working robot 10 (101) in the work area “A03” is completed (time “10:44: 00”), the work in the work area “A03” is started, and work is being performed in the work area on the traveling route “R23”.
- the blade device 121 of the work robot 10 (102) that is mowing the grass is prevented from hitting the ball (collection object O) on the field F and damaging the ball. be able to.
- damage or breakage of the blade device 121 provided in the work robot 10 (102) and the field caused by the work robot 10 (102) riding on the ball may occur. Damage to F can be prevented, and work efficiency and work accuracy of mowing work can be improved.
- the mowing work by the work robot 10 (102) is performed by setting an appropriate travel route for each work area. It is possible to improve the quality of mowing work. Furthermore, by positively making the travel routes of the working robot 10 (101) and the working robot 10 (102) different, it is possible to suppress the damage on the surface of the field F caused by overlapping tire marks of the working robot 10. can.
- the work robot 10 (101) has a travel route "R01" between work areas "A01” and "A02”, whereas the work robot 10 (102) has a work area "A01”.
- A01” and “A02” is a different route from “R03”.
- the relationship between the travel route “R01” (“R02”) and the travel route “R03” (“R04”) is such that when the starting points and the end points coincide, one of the routes is slightly shifted in a specific direction. By shifting or providing a relay point in the middle of one of the routes, it is possible to set the routes so that they do not overlap.
- the operation example described above is based on the premise that one work robot 10 (101) and another work robot 10 (102) work in a common work area. , the work robots 10 (101, 102) perform effective coordinated operations while eliminating interference.
- the work robots 10 can work without interference. be able to.
- the motion control unit P1 sets a working area A02 different from the working area A01 of one working robot 10 (101) as the working area of another working robot 10 (102). can be done.
- the setting at this time can be performed by inputting using the screen as the setting input section 19 (34), as described above.
- the travel routes R11 and R12 in different work areas A01 and A02 can be set without interference.
- At least one of the information about the work of the working robot 10 (101) and the working robot 10 (102) and the information about the state such as the remaining battery level is shared so that the time does not overlap, and the robot returns to the waiting place 20 for charging. Set the timing for each.
- the charging device 22 is set not only in the waiting place 20 but also in the discharge place of the objects to be collected O, the working robot 10 (101) uses the waiting place 20 more frequently. For this reason, information on the work of the work robot 10 (101), such as the collection amount of the collection target O by the work robot 10 (101), discharge information of the collection target O, etc. , and set the timing for using the waiting place 20 respectively.
- the work robot 10 (101) and the work robot 10 (102) need to be set to different work schedules so as not to interfere with each other.
- the travel routes R11 and R12 are set so as to operate the other working robot 10 (102) so as to avoid the one working robot 10 (101). By doing so, it is possible not only to avoid collisions between the work robots 10 (101, 102), but also to prevent them from affecting each other's work.
- FIG. 7 has been described as a coordinated operation of the work robots 10 (101, 102), it means that the other work robot 10 (102) is operated so as to avoid one work robot 10 (101). can also One work robot 10 (101) ("work robot identification information 101") and another work robot 10 (102) (“work robot identification information 102") perform work according to different work schedules, as shown in FIG. ing. That is, although the work area "A01" and the travel route "R11" are the same, the work times (work start time and work end time) are different.
- the management work of the field F can be performed efficiently and smoothly based on the facility management information, which is event information such as the business hours and closing of the management facility M such as a golf driving range.
- the work schedules of the work robots 10 (101, 102) are made different so that they can be performed. For example, during business hours when there are many balls (objects to be collected O) on the field F, the work robot 10 (101) is operated, and during non-business hours and closed days when there are few balls (objects to be collected O) on the field F Then, the working robot 10 (102) is operated. By doing so, collisions between the working robots 10 (101, 102) are avoided, and the work of one working robot 10 (101) does not affect the work of the other working robots 10 (102). Individual tasks can be performed efficiently.
- a work schedule is set so that maintenance of the work robot 10 (101) is performed outside business hours or on closed days when there are few balls (objects to be collected O) on the field F, and balls (objects to be collected O) on the field F are
- a work schedule is set so that maintenance of other work robots 10 (102) is performed during business hours when there are many O).
- one work robot 10 (101) (“work robot identification information 101") and another work robot 10 (102) (“work robot identification information 102") work according to different work schedules. It is carried out.
- the travel route and work time (work start time and work end time) within each work area are different from the work robot 10 (101 ) and the other working robot 10 (102).
- the running route is set differently.
- one work robot 10 (101) and another work robot 10 (102) have the same work time, but have different work areas and travel paths. They work according to different work schedules. By doing so, even if the work is started at the same time, each work can be performed without interfering with each other's work.
- FIG. 9B is as described above.
- the work robots 10 (101, 102) work according to different work schedules. For example, a work area is divided into a plurality of divided work areas, and each working robot 10 (101, 102) performs work in each divided work area. After the working robots 10 (101, 102) have finished working in the divided work areas, the work is performed by switching the divided work areas. By doing so, it is possible to avoid collisions between the work robots 10 (101, 102) and prevent them from influencing each other's work, and work in the planned work area at the scheduled start time.
- FIG. 10 shows an example of cooperative operation of a plurality of work robots 10 (101, 102).
- the robot 10 (102) is a work robot that performs other processing work on the field F is shown.
- the other work robot 10 (102) at this time may be the mowing work robot (robot mower) described above, or a work robot (robot cleaner) that performs other processing work, for example, cleaning work on the field F. and so on.
- the work robot 10 (102) is provided with a gathering member VB for pushing and gathering the objects O to be collected, and the gathering member VB gathers the objects O to one or more locations. I do. Then, the positional information of the places where the collected objects O are collected is shared as shared information, and the travel route (work route) of the work robot 10 (101) that performs the collection work is set based on the shared information. Based on this travel route, the work robot 10 (101) collects (picks up) the collection objects O collected in various places. The collected objects O collected in the machine are discharged to a discharge place such as the standby place 20. ⁇
- the travel route of the work robot 10 (101) is preferably a simple travel route with few corners and many straight lines rather than a complicated travel route with many corners.
- 10 (101) can collect collection objects O efficiently.
- the work robot 10 (102) may gather the objects O to be collected while performing processing work such as mowing, or may not perform processing work in winter or the like. It is also possible to perform only collection assistance work by gathering.
- the working robot 10 (102) may be a dedicated robot for assisting collection work.
- the working robot management system 1 provides a plurality of working robots 10 (101, 102) that work while autonomously traveling on one field F. It manages the operation of the working robot 10 and controls the cooperative operation.
- the motion control unit P1, management unit P2, and motion information sharing unit P3 described above may be provided in the control unit 10A of the working robot 10 itself, or may be provided in the control unit 30A of the management device 30 or the like.
- the management unit 30 can perform the operation based on the shared information of the operation information sharing unit P3. It controls the motion of the robot 10 (101, 102).
- the motion control section P2 can perform motion control based on the shared information of the motion information sharing section P3 so that the working robots 10 (101, 102) do not interfere with each other. , it is possible to reduce time loss due to interference between the work robots 10 (101, 102). Thereby, the work efficiency of the entire system can be improved.
- the operation information sharing part P3 provides information about work such as the mutual positions and work statuses of the working robots 10 (101, 102), and information such as remaining battery levels of the working robots 10 (101, 102). 102), each working robot 10 (101, 102) can be operated to shift the timing of using the standby place 20, such as charging of each working robot 10 (101, 102). Operation can be controlled. As a result, for example, even when the charging device 22 is shared to reduce equipment costs, time loss due to waiting for charging can be reduced.
- the working robot management system 1 since the working robot management system 1 always shares motion information of a plurality of working robots 10 (101, 102), one working robot 10 (101) can be easily operated based on this shared information.
- the work robot 10 (101, 102) can be made to perform a coordinated operation, such as making another work robot 10 (102) perform a work by linking the work robot 10 (101, 102).
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Abstract
1つのフィールド上で複数の作業ロボットが作業を行う際に、複数の作業ロボットが円滑且つ効率的に個々の作業を行えるようにする。作業ロボット管理システムは、1つのフィールド上にて、自律走行しながら作業を行う複数の作業ロボットに対して、各作業ロボットの動作を管理する作業ロボット管理システムであって、作業ロボットの動作に関する情報を共有する動作情報共有部と、動作情報共有部が共有する情報に基づいて作業ロボットの動作を制御する動作制御部とを備え、作業ロボットの少なくとも1つの動作に関わる情報に基づいて、作業ロボットの少なくとも1つとは異なる作業を行う他の作業ロボットの動作を制御する。
Description
本発明は、作業ロボット管理システムに関するものである。
従来、フィールドを自律走行しながら、フィールド上にて作業を行う作業ロボットとして、芝刈り作業を行うもの(ロボットモア)や、フィールド上のボールを収集するもの(ロボットピッカー)などが知られている(下記特許文献1,2参照)。
前述した作業ロボットは、1つのフィールド上で複数の作業ロボットを作業させる場合があり、そのような場合には、複数の作業ロボットが互いに衝突しないように、作業経路等を設定すべきことは当然考慮されるべきである。しかしながら、複数の作業ロボットが円滑に個々の作業を行うためには、単に衝突を避けるというだけでなく、1つの作業ロボットの作業が他の作業ロボットの作業に与える影響等を考慮することが必要になる。
また、1つのフィールド上で複数の作業ロボットが作業を行う場合には、充電基地などを共用することが考えられるが、1つの作業ロボットが共用設備を使用している場合には、他の作業ロボットが共用設備を使用できなくなり、待ち時間が発生してしまうので、複数の作業ロボットが効率的に作業を行うためには、このような共用設備の使用スケジュールを調整しておくことも必要になる。
本発明は、このような事情に対処することを課題としている。すなわち、1つのフィールド上で複数の作業ロボットが作業を行う際に、複数の作業ロボットが円滑且つ効率的に個々の作業を行えるようにし、1つの作業ロボットの作業が他の作業ロボットの作業に与える影響を考慮して、複数の作業ロボットが作業を遂行できるようにすること、などが本発明の課題である。
このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。
1つのフィールド上にて、自律走行しながら作業を行う複数の作業ロボットに対して、各作業ロボットの動作を管理する作業ロボット管理システムであって、前記作業ロボットの動作に関する情報を共有する動作情報共有部と、前記動作情報共有部が共有する情報に基づいて前記作業ロボットの動作を制御する動作制御部とを備え、前記作業ロボットの少なくとも1つの動作に関わる情報に基づいて、前記作業ロボットの少なくとも1つとは異なる作業を行う他の作業ロボットの動作を制御することを特徴とする作業ロボット管理システム。
このような特徴を備えた本発明によると、1つのフィールド上で複数の作業ロボットが作業を行う際に、複数の作業ロボットが円滑且つ効率的に個々の作業を行うことができる。また、1つの作業ロボットの作業が他の作業ロボットの作業に与える影響を考慮して、複数の作業ロボットが連携した動作を行うことができる。
本発明の実施形態に係る作業ロボット管理システムは、1つのフィールド上にて、自律走行しながら作業を行う複数の作業ロボットに対して、各作業ロボットの動作を管理する。この作業ロボット管理システムは、作業ロボットの動作に関する情報を共有する動作情報共有部と、この動作情報共有部が共有する情報に基づいて作業ロボットの動作を制御する動作制御部とを備え、作業ロボットの少なくとも1つの動作に関わる情報に基づいて、作業ロボットの少なくとも1つとは異なる作業を行う他の作業ロボットの動作を制御する。
複数の作業ロボットは、フィールドの管理作業を行うものである。例えば、作業ロボットの少なくとも1つを、第1作業ロボットとし、他の作業ロボットを第2作業ロボットとすると、第1作業ロボットは、フィールドにおいてボール等の収集対象物の収集作業を行う作業ロボットであり、第2作業ロボットは、第1作業ロボットとは異なる作業を行うものであって、例えば、フィールドの草刈り作業や掃除作業等を行うものである。
第1作業ロボットと第2作業ロボットの組み合わせ例としては、第1作業ロボットが、フィールドにおいてボール等の収集対象物を寄せ集める作業ロボットであって、第2作業ロボットが、ボール等の収集対象物を収集する作業ロボットである場合、第1作業ロボットが、ボール等の収集対象物を寄せ集める作業ロボットであって、第2作業ロボットがフィールドの草刈り作業や掃除作業等を行う作業ロボットである場合、また、第1作業ロボットが、ボール等を寄せ集める作業をしながら草刈り作業や清掃作業を行うもので、第2作業ロボットが、ボール等の収集作業を行うものである場合などがある。
同じフィールドで作業する複数の作業ロボットは、互いの位置、走行経路、作業状況等の作業に関する情報と、バッテリー残量、電力消費量、充電状況等の各々の作業ロボットの状態に関する情報のうち少なくとも一方を時系列情報として共有することで、複数作業ロボットの衝突回避、複数の作業ロボットが共用する設備の待ち時間低減、1つの作業ロボットにとっての障害物を他の作業ロボットが排除するなどといった、複数の作業ロボットが行う作業の円滑化が可能になる。これにより、互いに異なる作業を行う複数の作業ロボットが1つのフィールド上で行う作業の円滑化や効率化、或いは作業精度の向上が可能になる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
以下の説明では、複数の作業ロボットは、1つの作業ロボットがフィールド上の収集対象物を収集する収集作業ロボットであり、他の作業ロボットがフィールド上の他の作業を行う作業ロボットであるとして説明するが、本発明の実施形態はこれに限定されるものでは無い。1つの作業ロボット(第1作業ロボット)と他の作業ロボット(第2作業ロボット)の組み合わせは、前述したように、各種の組み合わせが可能である。
この際、第1作業ロボットと第2作業ロボットの台数は、それぞれ複数台であってよく、その際の台数は、フィールドを管理するに必要な適宜の台数とする。そして、第2作業ロボットが複数台である場合、それらは第1作業ロボットの作業とは異なる同じ種類の作業を行う作業ロボットが複数台ある場合もあれば、第1作業ロボットの作業とは異なる様々な種類の作業を行う作業ロボットが複数台ある場合もある。
図1においては、1つのフィールドFに対して、前述した第1作業ロボット及び第2作業ロボットとして、2つの作業ロボット10(101,102)が配備されている。ここでは、作業ロボット管理システム1が管理対象とする作業ロボット10のうち一方の作業ロボット(第1作業ロボット)10(101)は、一例として、フィールドF上に散乱されている収集対象物(例えば、ボールなど)Oを収集する作業を行う。また、他方の作業ロボット(第2作業ロボット)10(102)は、一方の作業ロボット10(101)とは異なる作業を行う作業ロボットであり、一例として、フィールドFの芝草を刈る作業を行う。ここでのフィールドFは、収集対象物Oの収集作業や芝刈り作業を行う作業領域である。
作業ロボット10(101,102)は、フィールドF上を自律走行することで、走行経路上においてフィールドFの管理作業を行うが、作業ロボット管理システム1は、作業ロボット10(101,102)の作業領域を位置情報による仮想領域として認識している。なお、作業ロボット10(101,102)の作業領域は、ワイヤーやマーカーなどで物理的に区画した領域であってもよく、その場合には、ワイヤーやマーカーなどで区画された領域の位置情報が作業ロボット管理システム1に入力される。
図1において、フィールドFの周囲には、作業ロボット10(101,102)が待機する待機場所20が設けられている。この待機場所20は、一例としては、電動式の作業ロボット10(101,102)に搭載されたバッテリーの充電を行う充電基地が設けられている。また、待機場所20は、作業ロボット10(101)の機内に収集された収集対象物Oを排出する排出場所、若しくは前述した充電基地と排出場所の両方が設けられていてもよい。図示の例では、待機場所20をフィールドFの外側に設けているが、待機場所20はフィールドF内に設けても良い。なお、図示の例では、待機場所20に設けられた排出場所が収集対象物Oの搬送流路Tに接続されており、搬送流路Tは、フィールドF付近の管理施設Mに延びている。
管理施設Mは、例えばゴルフ練習場であれば、フィールドFに向けて収集対象物Oであるボールを打ち放つ打席が複数設けられ、前述した搬送流路Tに回収された収集対象物Oを各打席に供給する供給装置などが設けられている。管理施設Mでは、例えば、各打席に供給した収集対象物Oの供給量と回収された収集対象物Oの量とで収集対象物Oの使用状況が把握できるようになっている。
管理施設Mには、収集対象物Oの使用状況を把握しながら、作業ロボット10(101,102)を遠隔管理する管理装置30が設けられている。図示の例では管理装置30を管理施設Mに設けているが、これに代えて前述した待機場所20や作業ロボット10(101,102)に設けてもよく、フィールドFから遠く離れた遠隔地に設けてもよい。管理装置30の設置場所は特に問わない。管理装置30は、作業ロボット10(101,102)の作業や状態に関する情報をユーザーが管理しやすくするために設置されるものであり、例えば、サーバー、パソコン、スマートフォンやタブレットといった携帯情報端末等である。
図2に示すように、作業ロボット管理システム1は、ボールピッカー(収集作業ロボット)としての作業ロボット10(101)、モア(草刈り作業ロボット)としての作業ロボット10(102)、管理装置30等を備える。
図2に示した1つの作業ロボット10(101)は、フィールドF上を走行するための車輪などを有する走行部11、フィールドF上の収集対象物Oを拾い上げて収集する作業部(ピッカー)12、作業部12にて収集された収集対象物Oを収容する収容部(収容タンク)13、走行部11を駆動する走行駆動部(モーター)11Aと作業部12を上下動する作業駆動部(モーター)12Aの動作を制御する制御部10A(101A)、作業ロボット10(101)の電源となるバッテリー14などを備えている。
走行部11は、左右の走行車輪を備えており、各走行車輪を独立駆動する走行駆動部11Aの制御で、作業ロボット10は、前後進と左右回りの旋回と任意方向への操舵が可能になっている。
作業部12は、フィールドF上の収集対象物Oを拾い上げて収容部13に収める機構を備えており、作業部12と収容部13の一方又は両方には、収集された収集対象物Oの収集量を計量する計量部15が設けられている。計量部15としては、作業部12が拾い上げた収集対象物Oの数量をカウントするカウンター、収容部13に収められた収集対象物Oの数量又は重量を計量する計量器、作業部12の作業負荷を計測する負荷計測器などを用いることができる。計量部15が計量した情報は制御部10Aに入力される。なお、制御部10Aの具体例として、CPU等が挙げられる。
また、作業ロボット10は、自律走行するための位置検知部16を備えている。位置検知部16は、一例としては、GPSなどの衛星測位システム(GNSS:Global Navigation Satellite System)における衛星100から発信される電波信号を受信するGNSSセンサ、フィールドF内又はフィールドFの周囲に配置されるビーコンなどが発信する電波を受信する受信装置などを用いることができる。なお、位置検出部16は、複数あってもよい。
作業ロボット10の自律走行は、位置検知部16の検知位置が制御部10Aに入力され、設定された走行経路の位置と検知位置が一致するように、或いは設定された領域内に検知位置が含まれるように、制御部10Aが走行駆動部11Aを制御することで実行される。
作業ロボット10は、作業ロボット10が動作することで得られた情報と各々の作業ロボット10を動作させるための情報を共有するために、作業ロボット10相互或いは作業ロボット10と他の装置との間で情報の送受信を行う通信部17を備えている。作業ロボット10が通信部17によって情報の送受信を行う相手は、1つは、前述した管理装置30であり、他は、フィールドFに配備した他の作業ロボット10(102等)である。通信部17が受信した情報は制御部10Aに入力され、制御部10Aが出力する情報は通信部17にて相手先に送信される。
また、作業ロボット10は、必要に応じて、撮影装置としてのカメラ18を備えている。撮影装置は、作業ロボット10に固定的に搭載されていてもよく、別体として構成された撮影装置を後から取り付ける構成としてもよい。後者の場合、スマートフォンやビデオカメラ等を作業ロボット10に搭載して構成することができる。 カメラ18は、フィールドF上の画像を取得するものであり、カメラ18が撮影した画像の情報は制御部10Aに入力される。カメラ18によって撮影された画像によって、フィールドF上の収集対象物Oの散乱状況やフィールドF上の表面状況などを把握することができる。
図示の例では、フィールドF上の画像を取得する撮影装置としてカメラ18を作業ロボット10に設けているが、撮影装置は、管理施設MやフィールドF周囲の施設等に設けてもよく、また、フィールドFの上を飛行するマルチコプター等に搭載させるなどしてもよい。このように作業ロボット10以外に搭載された撮影装置を利用した場合には、撮影装置が備える通信手段によって、撮影装置が撮影した画像が前述した通信部17や後述する管理装置30の通信部などに送信される。
また、フィールドF上の画像を取得するために作業ロボット10やその他の機器に撮影装置を設けたが、新たに撮影装置を設けずとも、リアルタイムで送られる衛星からの航空写真を取得するシステムやサービスを利用してもよい。この場合、システムやサービス等が備える通信手段によって、取得した画像が通信部17や管理装置30の通信部などに送信される。
図2に示した他の作業ロボット10(102)は、例えばフィールドFの芝刈り作業やフィールドF上の掃除作業を行うものである。作業ロボット10(102)は、前述した作業ロボット10(101)と同様に、走行部11、作業部12、走行駆動部(モーター)11A、作業駆動部(モーター)12A、制御部10A(102A)、バッテリー14、位置検知部16、通信部17、カメラ18などを備えている。
図2で例示した作業ロボット10(102)においては、作業部12が草刈り作業を行うためのブレード装置121になるが、他の構成は、作業ロボット10(101)と同様であるので重複説明は省略する。
管理施設Mに設けられる管理装置30は、管理施設Mに配備されたコンピュータ或いはネットワークに接続されたサーバーであり、作業ロボット10(101,102)の通信部17と情報の送受信を行う通信部31を備えている。通信部31は、マルチコプター等を用いてフィールドFの画像を取得する場合では、取得した画像情報を受信する。管理施設Mに撮影装置としてカメラ32を設けてフィールドFの画像を取得している場合には、取得した画像は、直接又は通信部31を介して管理装置30に送信される。
管理装置30は、作業ロボット10の動作を遠隔管理すると共に、管理施設Mにおける収集対象物Oの使用状況やフィールドFの芝の状態等を管理している。ここで、収集対象物Oの使用状況は、管理する収集対象物Oの総量、各打席に供給した収集対象物Oの供給量、回収された収集対象物Oの回収量などによって管理することができ、フィールドFの芝の状態はフィールドFを撮影した画像や作業ロボット10(102)の作業負荷に関する情報などに基づいて管理することができる。
図3は、作業ロボット管理システム1のシステム構成例を示している。作業ロボット10(101,102)の制御部10A(101A,102A)は、前述したようにそれぞれの通信部17を介して情報の送受信を行っており、管理装置30の制御部30Aは、通信部31を介して情報の送受信を行っている。また、待機場所20にも、必要に応じて制御部20Aを設けてもよく、この制御部20Aも、通信部21を介して情報の送受信を行っている。制御部30A,20Aの代表的な例として、CPUが挙げられる。なお、待機場所20の制御部20Aや作業ロボット10(101,102)の制御部10A(101A,102A)が管理装置30を兼ねる場合には、管理装置30を省略することができる。管理装置30を省略した場合、作業ロボット管理システム1をシンプルにすることができ、管理装置30の導入及び保守に関わる費用を低減できる。
そして、作業ロボット10(101,102)の制御部10A(101A,102A)と管理装置30の制御部30Aは、通信部17と通信部31間で通信接続可能になっており、作業ロボット10の制御部10Aと待機場所20の制御部20Aは、通信部17と通信部21間で通信接続可能になっており、待機場所20の制御部20Aと管理装置30の制御部30Aは、通信部21と通信部31間で通信接続可能になっている。なお、通信部17と通信部21と通信部31間相互の通信接続は、直接的な接続であってもよいしネットワークを介した接続であってもよい。なお、通信接続の方式は、無線、有線等、いかなる方式であってもよい。
制御部10A(101A,102A),20A,30Aは、それぞれ時刻を計時して出力するリアルタイムクロック(RTC:real-time clock)などの計時部50,51,52を備えている。また、計時部50,51,52は、制御部10A(101A,102A),20A,30Aの通信機能を利用した時刻合わせがなされており、共通の時刻が出力される。また、制御部10A(101A,102A),20A,30Aは、情報やプログラムを記憶するメモリ60,61,62をそれぞれ備えている。
制御部10A(101A,102A),20A,30Aは、相互の通信機能を利用した情報交換によって、統合した1つの制御部Uを構成しており、制御部10A(101A,102A),20A,30Aの1つが備える機能は、他の制御部10A,20A,30Aで代替えできるようになっている。これにより、作業ロボット管理システム1が行う制御の主体は、各制御部10A(101A,102A),20A,30Aが担うことができる。
作業ロボット10(101)の制御部10A(101A)には、設定入力部19から、例えば作業ロボット10(101)の動作を設定するための動作指示情報(作業範囲、走行経路等の作業に関する情報やメンテナンス情報等の状態に関する情報である作業スケジュール)が入力され、計量部15から収集された収集対象物Oの収集量に関する情報が入力され、位置検知部16から作業ロボット10(101)の現在位置に関する情報が入力され、カメラ18からフィールドF上の画像情報が入力され、バッテリー14からバッテリー残量に関する情報が入力される。
そして、制御部10A(101A)は、これらの入力情報と後述する共有情報に基づいて、走行駆動部11Aと作業駆動部12Aを制御して、入力された情報や共有情報に応じた作業ロボット10(101)の動作を実行する。作業ロボット10(102)も同様であり、制御部10A(102A)が走行駆動部11Aと作業駆動部12Aを制御して、入力された情報や後述する共有情報に応じた作業ロボット10(102)の動作を実行する。
待機場所20に設けた制御部20Aには、作業ロボット10(101,102)のバッテリー14に充電する充電装置22から充電経過情報が入力される。また、制御部20Aには、待機場所20に必要に応じて設置された回収量計測部23から、待機場所20の排出場所に排出された収集対象物Oの回収量に関する情報等が入力される。回収量計測部23では、待機場所20に戻った作業ロボット10(101)から排出される収集対象物Oの個数や重量が計測される。
管理装置30の制御部30Aには、設定入力部34から、作業ロボット10(101,102)の動作を設定するための動作指示情報(作業範囲、走行経路等の作業に関する情報やメンテナンス情報等の状態に関する情報である作業スケジュール)が入力され、管理施設Mに設置された回収量計測部33から、管理施設Mに回収された収集対象物Oの回収量に関する情報が入力され、カメラ32からはフィールドF上の画像情報(収集対象物Oの分散状態や芝等の状態を示すフィールドFの情報)が入力される。ここでの回収量計測部33では、搬送流路Tを通って管理施設Mに回収された収集対象物Oの個数や重量が計測される。
そして、図4に示すように、作業ロボット管理システム1の制御部U(10A(101A,102A),20A,30A)が行う制御は、走行部11(走行駆動部11A)の自律走行制御を行い、作業部12(作業駆動部12A)の動作制御を行う動作制御部P1、個々の作業ロボット10(101,102)の動作や状態を管理する管理部P2、複数の作業ロボット10(101,102)間の動作や状態に関する情報を共有するための動作情報共有部P3等を有している。
ここでの動作制御部P1は、制御部U(10A,20A,30A)を動作制御するプログラムである。管理部P2は、各々の作業ロボット10(101,102)の動作や状態の管理を行うためのプログラムであり、結果的に生成された動作及び状態管理スケジュールは、メモリ60,61,62等に保存される。また、動作情報共有部P3は、作業ロボット10(101,102)が動作することで得られた情報と、作業ロボット10(101,102)を動作させるための情報(作業スケジュール等)を各作業ロボット10(101,102)の動作制御のために共有させるプログラムであり、その際の共有情報がメモリ60,61,62等に保存される。
動作情報共有部P3は、例えば、作業ロボット10(101,102)の作業スケジュールに関する情報を共有する。より具体的には、動作情報共有部P3は、作業ロボット10(101,102)の作業中又は非作業中の走行経路、作業領域、作業時間等といった作業に関する情報と、作業ロボット10(101,102)のバッテリー残量、充電情報、充電時間、メンテナンス情報、作業ロボット10が収集作業ロボット101(10)の場合は収集対象物Oの収集量、収集対象物Oの排出情報等といった状態に関する情報のうちの少なくとも一方を共有する。作業中又は非作業中の走行経路や作業領域、充電、収集対象物Oの排出に関する情報は、フィールドF上の位置情報と時間(時刻)情報に基づいて生成される。このように、複数の作業ロボット10(101,102)の作業スケジュールに関する情報を共有することで、フィールドFの管理作業全体を把握することが可能となり、複数の作業ロボット10(101,102)の作業を総合的に認識することができる。
動作情報共有部P3が共有する情報は、GNSS(GPS)システムの情報(時刻情報とその時刻に対応した位置情報)を用いることができる。特に、RTK(Real Time Kinematic)測位を取り入れたGNSSシステム(RTK-GNSS)を採用した場合、作業ロボット管理システム1が行う複数の作業ロボット10の連携制御の精度を高めることができる。この際、複数の作業ロボット10の位置検知は、例えば同じ基地局を使用することで、GNSSシステムにおける位置ずれを最小限に低減することができ、正確な動作制御の連携が可能になる。
また、動作情報共有部P3は、撮影装置としてのカメラ18(32)で撮影したフィールドFの画像情報を共有することができる。フィールF上をカメラ18(32)で撮影した画像情報を撮影時刻や作業ロボット10の位置情報との組み合わせで共有することで、フィールドF上の状況を考慮したうえで、高精度で複数の作業ロボット10(101,102)を制御することができる。
図5は、動作情報共有部P3における共有情報のスタック例を示している。この例では、共有される情報項目は、「作業ロボット識別情報」、「時間(時刻)」、「位置情報」、「走行経路」、「作業領域」であり、作業ロボット10(101,102)毎に「作業ロボット識別情報」が決められ、作業ロボット10(101,102)毎の情報テーブルが形成されている。なお、共有される情報項目はこれに限定されず、例えば「ロボットの状態」等を適宜追加及び変更してもよい。
「作業ロボット識別情報」は、各作業ロボット10(101,102)に割り当てられた固有の識別情報である。作業ロボット識別情報には、作業ロボットの種類や特徴等に関する情報(例えばフィールドF上の収集対象物Oを収集するロボットピッカーや、フィールドFの草刈り作業を行うロボットモア、掃除作業を行うロボットクリーナーを特定する種類情報や特徴情報など)が関連付けて記憶されていてもよい。
「時間(時刻)」と「位置情報」は、現在時点以前(過去から現在)の情報が作業ロボット10(101,102)における位置検知部16の検知情報(GNSS(GPS)システムの検知情報)であり、過去から現在に作業ロボット10(101,102)が動作することで得られた情報である。また、「時間(時刻)」と「位置情報」における現在時刻より後(未来)の情報が、これから作業ロボット10(101,102)を動作させるための設定情報である。「時間(時刻)」と「位置情報」は、時間経過と共に、設定情報が実際の検知情報に置き換えられてストックされる。
「走行経路」は、「時間(時刻)」と「位置情報」に対応して、ある時刻からある時刻まで作業ロボット10が走行する走行経路が設定されている。ここでの走行経路は、「時間(時刻)」と「位置情報」に基づいて仮想的に生成された作業ロボット10の作業に関する情報である。図示の例では、所定日時(例えば、2021/01/01)の時刻「10:00:00」から時刻「10:02:03」の間に、位置「X000,Y000」から位置「X012,Y053」までの走行経路「R01」が設定されている。この走行経路「R01」は、これに対応する「作業領域」が設定されていないので、非作業中の走行経路(例えば、待機場所20と作業領域の間の移動時の走行経路など)になる。
「作業領域」は、「時間(時刻)」と「位置情報」に対応して作業ロボット10が作業を行う範囲が設定されている。ここでの「作業領域」は、「時間(時刻)」と「位置情報」に基づいて仮想的に生成された作業ロボット10の作業に関する情報である。「作業領域」を「時間(時刻)」と「位置情報」に対応させることで、必然的に作業時間、作業開始位置(作業開始時刻)、作業終了位置(作業終了時刻)が設定されることになる。
図5に示した例は、作業開始時刻「10:02:03」から作業終了時刻「10:35:10」の間に、作業開始位置「X012,Y053」と作業終了位置「X023,Y089」にて作業領域「A01」が設定されている。この際、作業領域「A01」に対応して走行経路「R11」が設定されおり、この走行経路「R11」は作業領域「A01」内での作業中の走行経路(作業経路)になる。
動作情報共有部P3は、このような共有情報をディスプレイの画面に表示することで、作業ロボット10を管理するユーザーに共有情報を確認させることができる。この際、前述した設定入力部19(34)として、画面を入力インターフェース(タッチ入力など)にするか、あるいはディスプレイに入力インターフェースを接続して、画面の情報を見ながらユーザーが作業ロボット10の動作に関する情報を入力するようにしてもよい。これによると、ユーザーが作業ロボット10の動作を視認しやすく、容易に設定することができる。
以下、動作情報共有部P3における共有情報を基にして、動作制御部P1が行う作業ロボット10(101,102)の動作制御を説明する。ここでは、1つの作業ロボット10(101)が行う作業に紐付けて他の作業ロボット10(102)に作業を行わせている。なお、1つの作業ロボット10(101)が行う作業は、現在時点より後(未来)、現在時点、現在時点より前(過去)の1つ又は複数の作業に関する情報である。このように、他の作業ロボット10(102)の作業を紐付けることは、互いの作業に関連がある場合、特に1つの作業ロボットの作業が他の作業ロボットの作業に影響を与える場合、互いの効率的な作業の遂行を可能にする。
図6に示した例は、1つの作業ロボット10(101)が作業を行ったことに紐付けて作業を完了した箇所を他の作業ロボット10(102)に作業を行わせる、連携動作を行っている。より詳しくは、1つの作業ロボット10(101)が走行した走行経路R11を追従するように、他の作業ロボット10(102)の走行経路を設定して作業を行わせている。このような連携動作の一例としては、ロボットピッカーとしての作業ロボット10(101)が作業した走行経路(作業経路)の跡を追いかけるように、ロボットモアとしての作業ロボット10(102)が草刈り作業を行う。
これによると、作業ロボット10(101)によってフィールドF上のボール(収集対象物O)を収集し終えた箇所で、作業ロボット10(102)による草刈り作業を行うので、作業ロボット10(102)のブレード装置121がフィールドF上のボール(収集対象物O)に当たってボールに傷が付くのを抑止することができる。また、草刈り作業の障害になるボールを排除してから草刈り作業を行うので、作業ロボット10(102)が備えるブレード装置121の損傷や破損、作業ロボット10(102)がボールに乗り上げたことによるフィールドFの傷みを防止し、草刈り作業の作業効率や作業精度を高めることができる。
他の作業ロボット10(102)がフィールドF上の掃除作業を行う作業ロボットの場合は、作業ロボット10(101)によってフィールドF上のボール(収集対象物O)を収集し終えた箇所で掃除作業を行うため、作業部12である吸引部または送風部がフィールドF上のボール(収集対象物O)に当たってボールに傷が付くのを抑止することができる。また、掃除作業の障害になるボールを排除してから掃除作業を行うので、作業ロボット10(102)自体の損傷、作業ロボット10(102)がボールに乗り上げたことによるフィールドFの傷みを防止し、掃除作業の作業効率や作業精度を高めることができる。
このような連携動作を実行する際の共有情報は、図7に示す通りであり、管理部P2によって、1つの作業ロボット10(101)(「作業ロボット識別情報101」)と他の作業ロボット10(102)(「作業ロボット識別情報102」)は、共に作業開始位置が「X1,Y1」で作業終了位置が「X3,Y3」となる同じ作業領域「A01」が設定されており、その作業領域「A01」内での走行経路も同じ走行経路「R11」が設定されている。そして、作業開始位置「X1,Y1」における時刻が、作業ロボット10(101)は時刻「10:10:00」であるのに対して、作業ロボット10(102)は時刻「10:12:00」になっていて、作業ロボット10(101)より時間「00:02:00」だけ遅く作業ロボット10(102)が作業を開始するように、連携動作が管理されている。
フィールドF上のボール(収集対象物O)を収集しながら走行する作業ロボット10(101)に、他の作業ロボット10(102)を追従させて作業を行わせる場合、作業ロボット10(101)のボール収集状況によっては、収集作業中に待機場所20である排出場所へボールを排出することがある。作業ロボット10(101)が待機場所20へ行き、ボールを排出して作業途中となった位置へ戻ってくるまでの間、他の作業ロボット10(102)は作業ロボット10(101)の作業済み走行経路を追い越すおそれがある。作業済み走行経路を追い越してしまった場合、他の作業ロボット10(102)の作業効率は下がり、ボール等の収集対象物Oや収集対象物Oに乗り上げてフィールドFを傷つけたり、他の作業ロボット10(102)自体が損傷したりするリスクが高まる。
このような場合、動作制御部P1は、動作情報共有部P3で共有した作業ロボット10(101)の状態に関する情報を基に、他の作業ロボット10(102)の動作を現在の動作とは異なる動作に変更させることで対応できる。例えば、他の作業ロボット10(102)の異なる動作とは、走行又は作業の停止、減速、作業領域や走行経路の変更等である。作業ロボット10(101)の他にボール(収集対象物O)の収集作業を行っている別の作業ロボット10があれば、そちらに追従させる等してもよい。この動作変更により、他の作業ロボット10(102)が作業ロボット10(101)の作業済み走行経路を追い越す可能性が低減する。
図8に示した例は、図6及び図7に示した例と同様に、作業ロボット10(101)によってフィールドF上のボール(収集対象物O)を収集し終えた箇所で、作業ロボット10(102)による草刈り作業を行う例であるが、ここでは、作業ロボット10(101)が1つの作業領域「A01」での作業を終了した後に、その作業領域「A01」にて作業ロボット10(102)が作業を開始している。
この際には、1つの作業ロボット10(101)(「作業ロボット識別情報101」)と他の作業ロボット10(102)(「作業ロボット識別情報102」)は、共に、同じ作業領域「A01」,「A02」,「A03」が設定されるが、各作業領域内での走行経路は、作業ロボット10(101)と他の作業ロボット10(102)とで異なる経路に設定することができる。
図8に示した例では、作業ロボット10(101)は、時刻「10:00:00」に作業領域「A01」の作業を開始(作業開始位置「X1,Y1」)し、その作業領域「A01」内では走行経路「R11」で作業を行い、時刻「10:10:00」に作業領域「A01」の作業を終了すると、走行経路「R01」で次の作業領域「A02」の作業開始位置「X3,Y3」に移動する。
そして、作業ロボット10(101)は、時刻「10:15:00」に作業領域「A02」の作業を開始(作業開始位置「X3,Y3」)し、その作業領域「A02」内では走行経路「R12」で作業を行い、時刻「10:25:00」に作業領域「A02」の作業を終了すると、走行経路「R02」で次の作業領域「A03」の作業開始位置「X5,Y5」に移動して、次に走行経路「R13」で作業領域「A03」の作業を行う。
これに対して、作業ロボット10(102)は、作業領域「A01」における作業ロボット10(101)の作業が終了した後(時刻「10:11:00」)に、作業領域「A01」の作業を開始し、その作業領域では走行経路「R21」にて作業を行い、作業領域「A02」における作業ロボット10(101)の作業が終了した後(時刻「10:26:00」)に、作業領域「A02」の作業を開始し、その作業領域では走行経路「R22」にて作業を行い、作業領域「A03」における作業ロボット10(101)の作業が終了した後(時刻「10:44:00」)に、作業領域「A03」の作業を開始して、その作業領域では走行経路「R23」にて作業を行っている。
このような例によると、前述した例と同様に、草刈り作業を行う作業ロボット10(102)のブレード装置121がフィールドF上のボール(収集対象物O)に当たってボールに傷が付くのを抑止することができる。また、草刈り作業の障害になるボールを排除してから草刈り作業を行うので、作業ロボット10(102)が備えるブレード装置121の損傷や破損、作業ロボット10(102)がボールに乗り上げたことによるフィールドFの傷みを防止し、草刈り作業の作業効率や作業精度を高めることができる。
また、作業ロボット10(101)と作業ロボット10(102)の走行経路を一致させる必要が無いので、作業ロボット10(102)による草刈り作業は、作業領域毎に適宜の走行経路を設定して、草刈り作業の質の向上を図ることができる。さらに、作業ロボット10(101)と作業ロボット10(102)の走行経路を積極的に異なる経路にすることで、作業ロボット10のタイヤ痕が重なることで生じるフィールドF表面の傷みを抑制することができる。
この際、作業領域内の走行経路だけでなく、待機場所20と作業領域間や各作業領域間を移動する際の走行経路を異なる経路にすることで、さらにフィールドF表面の傷み抑制効果を高めることができる。図8に示す例では、作業ロボット10(101)は、作業領域「A01」,「A02」間の走行経路を「R01」としているのに対して、作業ロボット10(102)は、作業領域「A01」,「A02」間の走行経路を「R03」と異なる経路にしている。
ここで、走行経路「R01」(「R02」)と走行経路「R03」(「R04」)との関係は、始点同士終点同士が一致するような場合には、一方の経路を特定方向に若干シフトさせたり、一方の経路の途中に中継点を設けたりすることで、経路が重ならないように設定することができる。
前述した動作例は、1つの作業ロボット10(101)と他の作業ロボット10(102)が、共通する作業領域にて作業を行うことが前提になっており、作業スケジュールに時間差を設けることで、複数の作業ロボット10(101,102)の干渉を無くしながら効果的な連携動作を行っている。
これに対して、複数の作業ロボット10(101,102)が同じ時間帯に行う作業の作業領域を、別領域に設定することでも、複数の作業ロボット10(101,102)が干渉無く作業することができる。図9(a)に示すように、動作制御部P1は、1つの作業ロボット10(101)の作業領域A01とは異なる作業領域A02を他の作業ロボット10(102)の作業領域に設定することができる。この際の設定は、前述したように、設定入力部19(34)としての画面を使った入力によって行うことができる。
この場合には、異なる作業領域A01,A02内の走行経路R11,R12は干渉無く設定できるが、例えば、待機場所20の充電装置22を共用にしている場合には、充電装置22を用いた充電時間が重ならないように、作業ロボット10(101)と作業ロボット10(102)の作業に関する情報とバッテリー残量等の状態に関する情報の少なくとも一方を共有して、充電のために待機場所20に戻るタイミングをそれぞれ設定する。また、待機場所20に充電装置22を設けるだけでなく、収集対象物Oの排出場所にも設定している場合は、作業ロボット10(101)が待機場所20を使用する頻度が高くなる。このため、待機場所20を使用する時間が重ならないように、作業ロボット10(101)における収集対象物Oの収集量といった作業ロボット10(101)の作業に関する情報や収集対象物Oの排出情報等の状態に関する情報を共有して、待機場所20を使用するタイミングをそれぞれ設定する。
また、図9(b)に示すように、1つの作業ロボット10(101)の作業領域A01と他の作業ロボット10(102)の作業領域A02の一部が重なるような場合には、作業ロボット10(101)と作業ロボット10(102)の干渉が起きないように動作させるべく、異なる作業スケジュールの設定が必要になる。この場合、動作制御部P1の制御例としては、1つの作業ロボット10(101)を避けるように他の作業ロボット10(102)を動作させるべく走行経路R11,R12を設定する。このようにすることで、作業ロボット10(101,102)同士の衝突を避けるだけでなく、互いの作業に影響を与えないようにすることができる。
1つの作業ロボット10(101)を避けるように、他の作業ロボット10(102)を動作させるための異なる作業スケジュール設定例として、図9(b)では異なる走行経路を設定したが、これに限定されるものでは無い。具体的には、作業領域、走行経路、作業時刻の1つ又は複数を異なるように設定する。
図7に示した例は、作業ロボット10(101,102)の連携動作として説明したが、1つの作業ロボット10(101)を避けるように他の作業ロボット10(102)を動作させる、ということもできる。1つの作業ロボット10(101)(「作業ロボット識別情報101」)と他の作業ロボット10(102)(「作業ロボット識別情報102」)は、図7に示す通り、異なる作業スケジュールで作業を行っている。つまり、作業領域「A01」と走行経路「R11」は同じであるが、作業時刻(作業開始時刻と作業終了時刻)が異なっている。
異なる作業時刻で作業させる他の例としては、ゴルフ練習場などの管理施設Mの営業時間や休館等のイベント情報である施設の管理情報を基に、効率的かつ円滑にフィールドFの管理作業が行えるように、作業ロボット10(101,102)の作業スケジュールをそれぞれ異ならせる。例えば、フィールドF上のボール(収集対象物O)が多くなる営業時間内では、作業ロボット10(101)を作業させ、フィールドF上のボール(収集対象物O)が少ない営業時間外や休館日に、作業ロボット10(102)を作業させる。このようにすることで、作業ロボット10(101,102)同士の衝突を避けつつ、1つの作業ロボット10(101)の作業が他の作業ロボット10(102)の作業に影響を与えることなく、効率的に個々の作業を遂行させることができる。
また、フィールドF上のボール(収集対象物O)が少ない営業時間外や休館日に、作業ロボット10(101)のメンテナンスを行うように作業スケジュールを設定し、フィールドF上のボール(収集対象物O)が多くなる営業時間に、他の作業ロボット10(102)のメンテナンスを行うように作業スケジュールを設定する。この作業スケジュール設定により、作業ロボット10(101,102)の突発的な故障を減らすことができ、ゴルフ練習場の運営に支障をきたすことなく、それぞれの作業ロボット10(101,102)を安全に動作させることができる。
図8に示した例は、1つの作業ロボット10(101)(「作業ロボット識別情報101」)と他の作業ロボット10(102)(「作業ロボット識別情報102」)が、異なる作業スケジュールで作業を行っている。つまり、同じ作業領域「A01」,「A02」,「A03」が設定されているが、各作業領域内での走行経路と作業時刻(作業開始時刻と作業終了時刻)は、作業ロボット10(101)と他の作業ロボット10(102)とで異なるように設定されている。また、作業時刻を異ならせるだけでも、作業ロボット10(101,102)同士の衝突や他の作業に影響を及ぼさないように個々の作業を遂行することができるが、図8では、フィールドF表面の傷みを考慮してさらに走行経路を異なる設定にしている。
図9(a)に示した例においても、1つの作業ロボット10(101)と他の作業ロボット10(102)は、作業時刻が同じであるが、作業領域と走行経路とが異なるように、異なる作業スケジュールで作業を行わせている。このようにすることで、同時刻に作業を開始しても、互いの作業に干渉することなく、それぞれの作業を行うことができる。図9(b)については、前述した通りである。
他に、図示しないが、1つの作業ロボット10(101)の作業領域A01と他の作業ロボット10(102)の作業領域A01が同一であり、かつ作業開始時刻も同一の場合、異なる走行経路を設定し、異なる作業スケジュールで作業ロボット10(101,102)に作業を行わせてもよい。例えば、作業領域を複数に分割した分割作業領域を設定し、分割作業領域毎に各作業ロボット10(101,102)が作業を行うように設定する。そして、各作業ロボット10(101,102)が分割作業領域を作業し終えた後、それぞれの分割作業領域を入れ替えて作業を行う。このようにすることで、作業ロボット10(101,102)同士の衝突を避けつつ、互いの作業に影響を与えないようにし、予定した作業領域を予定開始時刻で作業することが可能になる。
図10には、複数の作業ロボット10(101,102)の連携動作例であって、1つの作業ロボット10(101)がフィールド上の収集対象物Oを収集する作業ロボットであり、他の作業ロボット10(102)がフィールドF上の他の処理作業を行う作業ロボットである場合の一例を示している。この際の他の作業ロボット10(102)は、前述した草刈り作業ロボット(ロボットモア)であってもよいし、他の処理作業、例えば、フィールドF上の掃除作業を行う作業ロボット(ロボットクリーナー)などであってもよい。
図10に示す例では、作業ロボット10(102)が収集対象物Oを押して寄せ集めるための寄せ集め部材VBを備え、寄せ集め部材VBにより収集対象物Oを一箇所又は複数箇所に寄せ集める作業を行う。そして、収集対象物Oを寄せ集めた場所の位置情報を共有情報として共有し、その共有情報に基づいて収集作業を行う作業ロボット10(101)の走行経路(作業経路)を設定する。この走行経路に基づいて作業ロボット10(101)が各所に集められた収集対象物Oの収集(拾い上げ)作業を行い、収集が完了すると作業ロボット10(101)は待機場所20に移動して、機内に収集した収集対象物Oを待機場所20の排出場所などに排出する。
この際、作業ロボット10(101)の走行経路は、複雑でコーナーが多い走行経路よりも、コーナーが少なく直線が多い単純な走行経路であることが好ましく、このような走行経路の設定で作業ロボット10(101)は、効率よく収集対象物Oを収集することができる。このような連携動作では、作業ロボット10(102)は、草刈り作業などの処理作業を行いながら、収集対象物Oの寄せ集めを行ってよいし、冬期などであれば、処理作業を行うことなく寄せ集めによる収集補助作業のみを行うようにしてもよい。勿論、作業ロボット10(102)は、収集補助作業を行う専用のロボットであってもよい。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る作業ロボット管理システム1は、1つのフィールドF上にて、自律走行しながら作業を行う複数の作業ロボット10(101,102)に対して、各作業ロボット10の動作を管理して連携動作を制御する。この際、前述した動作制御部P1と管理部P2と動作情報共有部P3は、作業ロボット10自身の制御部10Aに設けてもよいし、管理装置30の制御部30Aなどに設けてよい。
作業ロボット10の制御部10Aに前述した動作制御部P1と管理部P2と動作情報共有部P3を設けた場合には、動作情報共有部P3の共有情報を基に、1つの作業ロボット10(101)が他の作業ロボット10(102)の動作を制御する。また、管理装置30の制御部30Aに前述した動作制御部P1と管理部P2と動作情報共有部P3を設けた場合には、動作情報共有部P3の共有情報を基に、管理装置30が作業ロボット10(101,102)の動作を制御する。
このような作業ロボット管理システム1は、動作情報共有部P3の共有情報に基づいて、動作制御部P2が、各作業ロボット10(101,102)が干渉しないように、動作制御を行うことができ、各作業ロボット10(101,102)それぞれが干渉することによる時間的なロスを低減することができる。これにより、システム全体の作業効率を高めることができる。
また、作業ロボット管理システム1は、動作情報共有部P3が各作業ロボット10(101,102)の互いの位置や作業状況等といった作業に関する情報と、バッテリー残量等の各作業ロボット10(101,102)における状態に関する情報を共有して把握することで、各作業ロボット10(101,102)の充電等といった待機場所20を使用するタイミングをずらすように、各作業ロボット10(101,102)を動作制御することができる。これにより、例えば、充電装置22を共用にして設備コストを抑えた場合であっても、充電待ちによる時間ロスを低減することができる。
また、作業ロボット管理システム1は、常に複数の作業ロボット10(101,102)の動作情報を共有しているので、この共有情報に基づいて、簡単に、1つの作業ロボット10(101)が作業を行うことに紐付けて他の作業ロボット10(102)に作業を行わせるなど、作業ロボット10(101,102)に連携動作を行わせることができる。
そして、この連携動作で、例えば前述したように、作業ロボット10(101)によってボール等の収集対象物Oを収集した後に、その走行経路を追従するように、他の作業ロボット10(102)によりフィールドFの草刈り等の作業を行うことで、簡単な構成で、ボール等の収集対象物Oを傷つけることなく、草刈り等の作業を行うことができ、障害物であるボール等の収集対象物Oが取り除かれた状態で草刈り等の作業を行うことで、効率的且つ高精度な作業を行うことができる。
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
1:作業ロボット管理システム,
10(101,102):作業ロボット,
10A(101A,102A),20A,30A,U:制御部,
11:走行部,11A:走行駆動部,12:作業部,12A:作業駆動部,
13:収容部,14:バッテリー,15:計量部,16:位置検知部,
17,21,31:通信部,18,32:カメラ,19,34:設定入力部,
20:待機場所,22:充電装置,23,33:回収量計測部,
30:管理装置,50,51,52:計時部,60,61,62:メモリ,
100:衛星,P1:動作制御部,P2:管理部,P3:動作情報共有部,
F:フィールド,O:収集対象物,T:搬送流路,M:管理施設
10(101,102):作業ロボット,
10A(101A,102A),20A,30A,U:制御部,
11:走行部,11A:走行駆動部,12:作業部,12A:作業駆動部,
13:収容部,14:バッテリー,15:計量部,16:位置検知部,
17,21,31:通信部,18,32:カメラ,19,34:設定入力部,
20:待機場所,22:充電装置,23,33:回収量計測部,
30:管理装置,50,51,52:計時部,60,61,62:メモリ,
100:衛星,P1:動作制御部,P2:管理部,P3:動作情報共有部,
F:フィールド,O:収集対象物,T:搬送流路,M:管理施設
Claims (16)
- 1つのフィールド上にて、自律走行しながら作業を行う複数の作業ロボットに対して、各作業ロボットの動作を管理する作業ロボット管理システムであって、
前記作業ロボットの動作に関する情報を共有する動作情報共有部と、
前記動作情報共有部が共有する情報に基づいて前記作業ロボットの動作を制御する動作制御部とを備え、
前記作業ロボットの少なくとも1つの動作に関わる情報に基づいて、前記作業ロボットの少なくとも1つとは異なる作業を行う他の作業ロボットの動作を制御することを特徴とする作業ロボット管理システム。 - 前記動作情報共有部は、
前記作業ロボットの作業スケジュールに関する情報を共有することを特徴とする請求項1記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作情報共有部は、
前記作業ロボットの作業に関する情報と前記作業ロボットの状態に関する情報のうちの少なくとも一方を共有することを特徴とする請求項1記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作制御部は、
前記作業ロボットの少なくとも1つが行う作業に紐付けて前記他の作業ロボットに作業を行わせることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作制御部は、
前記作業ロボットの少なくとも1つが作業を完了した箇所を、前記他の作業ロボットに作業を行わせることを特徴とする請求項4記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作制御部は、
前記作業ロボットの少なくとも1つが走行した走行経路を追従するように、前記他の作業ロボットに作業を行わせることを特徴とする請求項4記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作制御部は、
前記作業ロボットの少なくとも1つが走行した走行経路とは異なる経路で前記他の作業ロボットに作業を行わせることを特徴とする請求項4記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作制御部は、
前記作業ロボットの少なくとも1つの作業領域とは異なる作業領域を前記他の作業ロボットの作業領域に設定することを特徴とする請求項4記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作制御部は、
前記作業ロボットの1つを避けるように前記他の作業ロボットを動作させることを特徴とする請求項4記載の作業ロボット管理システム。 - 前記動作制御部は、
前記作業ロボットの少なくとも1つの状態に関する情報を基に、前記他の作業ロボットの動作を現在の動作とは異なる動作に変更させることを特徴とする請求項4記載の作業ロボット管理システム。 - 前記作業ロボットの作業に関する情報は、位置情報に基づいて仮想的に生成された情報であることを特徴とする請求項3記載の作業ロボット管理システム。
- 前記動作情報共有部は、ユーザーに共有情報を表示する画面を有することを特徴とする請求項1~11のいずれか1項記載の作業ロボット管理システム。
- 前記画面の情報をユーザーがみて、ユーザーが前記作業ロボットの動作を設定することを特徴とする請求項12記載の作業ロボット管理システム。
- 前記作業ロボットの少なくとも1つは、フィールド上の対象物を収集する収集作業ロボットであり、前記他の作業ロボットは、フィールド上の他の処理作業を行う作業ロボットであることを特徴とする請求項1~13のいずれか1項記載の作業ロボット管理システム。
- 前記他の処理作業は、草刈り作業であることを特徴とする請求項14記載の作業ロボット管理システム。
- 前記他の処理作業は、フィールド上の掃除作業であることを特徴とする請求項14記載の作業ロボット管理システム。
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EP21955904.4A EP4390595A1 (en) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | Work robot management system |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/031768 WO2023032007A1 (ja) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 作業ロボット管理システム |
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ID=85412306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2021/031768 WO2023032007A1 (ja) | 2021-08-30 | 2021-08-30 | 作業ロボット管理システム |
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WO (1) | WO2023032007A1 (ja) |
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2021
- 2021-08-30 EP EP21955904.4A patent/EP4390595A1/en active Pending
- 2021-08-30 WO PCT/JP2021/031768 patent/WO2023032007A1/ja active Application Filing
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EP4390595A1 (en) | 2024-06-26 |
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