JPH0322111A - 移動ロボットの走行制御方法 - 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、複数の移動ロボットと、これらの移動ロボ
ットを制御する制御局とから構戊される移動ロボットシ
ステムにおいて、移動ロボットの走行路上に異常発生中
の池の移動ロボットが存在する場合には、迂回ルートを
探索して、迂回走行することができる移動ロボットの走
行制御方法に関する。

「従来の技術」 近年、ＦＡ（ファクトリ・オートメーション）の発達に
伴い、複数の移動ロボットと、これらの移動ロボットを
制御する制御局とからなる移動ロボットシステムが各種
開発され、実用化されている。

この移動ロボットシステムにおいて、制御局は各移動ロ
ボットへ無線または有線によって行き先およびその行き
先において行う作業を指示する。

制御局から指示を受けた移動ロボットは、地図情報を見
て、指示された場所へ自動走行して到達し、その場所で
指示された作業を行い、作業が終了した時はその場で次
の指示を待つ。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、従来のこの種のシステムにおいて、自動走行
する移動ロボットは、走行ルートの先方に、他の移動ロ
ボットがいる場合、当該他の移動ロボットがいなくなる
まで待機していた。この場合、当該他の移動ロボットが
正常動作している場合には、まもなく、そこを立ち去る
ので問題はないが、当該他の移動ロボットが故障により
停止している場合には、相当時間待たされ、問題となっ
ていた。特に、無人化するために導入された移動ロボッ
トシステムにあっては、移動ロボットのそばには通常人
間がいないため、故障した移動ロボットの修復には一層
多大の時間を要し、他の移動ロボットの円滑な運行を阻
害する結果を招いていた。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
異常発生中の他の移動ロボットにより、走行を阻害され
ることのない移動ロボットの走行制御方法を提供するこ
とを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、複数の移動ロボットと、これらの移動ロボ
ットを制御する制御局とからなる移動ロポットシステム
において、各移動ロボット内に他の移動ロボットの現在
位置を示す位置データおよび「異常発生状態である」か
否かを示すメッセージ・データを記憶させ、移動ロボッ
トが走行できなくなった場合に、該移動ロボットが上記
他の移動ロボットの位置データおよびメッセージ・デー
タを見て走行できなくなった原因を検知し、その原因が
他の移動ロボソトの異常発生にあることを検知した場合
には、迂回ルートの探索を行い、探索した迂回ルートを
走行することを特徴としている。

「作用」 この発明によれば、移動ロボットの走行路中に、異常発
生中の他の移動ロボットの存在がする場合には、他の移
動ロボソトが修復されるまで、待つことなく、当該移動
ロボットは、直ちに、迂回走行するようになっているの
で、当該移動ロボットの円滑な運行が妨げられることが
ない。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例による走行制
御方法を適用した移動ロボットシステムについて説明す
る。第ｌ図は同移動ロボットシステムの全体構成を示す
ブロック図である。この図．において、ｌは制御局、２
（２−１〜２−１０）は移動ロボットであり、制御局ｌ
と各移動ロボット２とは無線によって接続されている。

移動ロボット２は、予め決められた走行路の床面に貼付
された磁気テープに沿って走行するようになっており、
また、走行路には適宜の間隔をおいてノードが設定され
ている。ここで、ノードとは、出発点、停止点、分岐点
、作業点など、走行路上に設けられた走行状態変化点の
ことである。第２図は走行路の一例を示す図であり、こ
の図において■，■，・・・がノードである。各ノード
には各々床面にノードマークが貼付されており、移動ロ
ボット２には、このノードマークを検出する検出器が設
けられている。また、ノードは、設置された場所により
、次の３種類に区分される。

（１）地図進入ノード：移動ロボット２が新たに走行路
に進入する時の出発点となるノードであり、第２図にお
いては、■，■，■，■，＠，［株］である。

（２）作ｍノード：作業点に設けられたノードであり、
第２図においては、■，■，Ｏである。

（３）通過ノード：移動ロボット２が単に通過するだけ
の７ードであり、第２図においては上記の各７ード以外
の全てのノードである。

なお、上記通過ノード以外のノードをステーションとも
いう。

第３図は制御局ｌの構成を示すブロック図であり、この
図において、１ａはＣＰＵ（中央処理装置）、ｌｂはＣ
ＰＵｌａにおいて用いられるプログラムが記憶されたプ
ログラムメモリ、１ｃは移動ロボット２，２間の衝突を
防止するためのデータが記憶された衝突テーブルである
。ｌｄは地図メモリであり、第２図に示す各ノード■〜
［株］のＸＹ座標、ノード種別を示すデータ、そのノー
ドに接続されている他のノードの番号、そのノードに接
続されている各他のノードまでの距離などが記憶されて
いる。ｌｅはデータ記憶用のデータメモリであり、この
データメモリ１ｅには、予め第４図に示すリザーブテー
ブルＲＶＴが設けられている。このリザーブテーブルＲ
ＶＴはノード■〜［株］に各々対応する記憶スロットＲ
ｖ１〜ＲＶ　１　８（各ｌバイト）を有している。１ｆ
は操作部、ｌｇは通信装置であり、この通信装置１ｇは
ＣＰｔＪｌａから供給されるデータを２００〜３　Ｑ　
Ｑ　Ｍ　Ｈ　ｚの搬送波に乗せて発信し、また、移動ロ
ボット２から搬送波に乗せて送信されたデータを受信す
る。

次に、移動ロボット２について説明する。第５図は移動
ロボット２の構成を示すブロソク図であり、この図にお
いて、２ａはＣＰＵ，２ｂはＣＰＵ２ａにおいて用いら
れるプログラムが記憶されたプログラムメモリ、２ｃは
データ記憶用のデータメモリ、２ｄは操作部、２ｅは通
信装置、２ｆは制御局ｌ内の地図メモリｌｄと同じデー
タが記憶された地図メモリである。また、２ｇは走行制
御装置であり、ＣＰＵ２ａから供給される行き先データ
を受け、磁気センサによって床面の磁気テープおよびノ
ードマークを検出しつつ駆動モータを制御し、移動ロボ
ット２を目的ノードまで走行させる。２ｈはアーム制御
装置であり、ＣＰＵ２ａから供給される作業プログラム
番号を受け、移動ロボットが作業ノードに到着した時点
でその番号の作業プログラムを内部のメモリから読み出
し、読み出したプログラムによってロボットアーム（図
示略）を制御して各種の作業を行わせる。

次に、上述した移動ロボットシステムの動作を説明する
。

まず、移動ロボット２を制御局１の制御下におくには、
移動ロボット２を手動によって地図進入ノード■，■，
■，■，０，＠のいずれかへ移動し、次に、移動ロボッ
ト２の操作部２ｄからそのノードの番号を入力し、そし
て、自動モードに切り換える。ノード番号が入力される
と、ＣＰＵ２ａがそのノード番号および自身のロボット
番号を通信装置２ｅを介して制御局１へ送る。制御局１
はそのロボット番号およびノード番号を受け、データメ
モリｌｅ内に書き込む。以上の過程によって、制御局ｌ
は新たに進入した移動ロボット２の番号およびその位置
を検知する。

次に、たとえば作業ノード（ステーシクン）■において
行うべき作業が発生した場合、制御局１はその作業ノー
ドに最も近い位置にある移動ロボット２に対して、作業
ノード■を示す作業点コードおよび作業プログラム番号
を送信する。いま、ノード■に移動ロボッ｝２−１が停
止しており、制御局１がこの移動ロボット２−１へ作業
ノードコードおよびプログラム番号を送信したとする。

移動ロボット２−１のＣＰＩＪ２ａは、受信した作業ノ
ードコードおよびプログラム番号をデータメモリ２ｃ内
に格納し、次に、作業ノード■までの走行ルートの探索
を行う。このルート探索は、従来から公知の縦型探索法
などによって行なわれる。

そして、このルート探索によって■→■→■→■→■な
るルートが探索されたとすると、次にＣＰＵ２ａは、第
６図に示すルートテーブルＲＯＴをデータメモリ２ｃ内
に作戊すると共に、作或したルートテーブルＲＯＴを制
御局ｌへ送信する。

このルートテーブルＲＯＴには、同図に示すように、出
発点ノード■の番号「ｌ」、目的とする作業ノード■へ
行く際に順次通過すべきノード■■，■の番号ｒ２１　
，ｒ３Ｊ　，ｒ４Ｊ　、次に続くデータが作業に関する
データであることを示す作業コードｒ６５０００ｊ、作
業ノード■の番号「５」、作業プログラム番号「ｌ２」
、次に続くデータがロボットの最終姿勢を表わすことを
示す最終姿勢コードｒ６５００　１ｊ　、停止するノー
ド■の番号「５」、前方のノード■の番号「６」、後方
の／一ド■の番号「４」、およびルートテーブルＲＯＴ
の最後を表わす最終コード「０」が書き込まれる。

制御局１はこのルートテーブルＲＯＴを内部のデータメ
モリｌｅ内に書き込み、次いで、同テーブルＲＯＴを他
の移動ロボット２−２〜２−ｔｏへ送信する。他の移動
ロボット２−２〜２−ｔｏは各々同テーブルＲＯＴを内
部のデータメモリ２Ｃ内に書き込む。次に、移動ロボッ
ト２−１は、地図メモリ２ｆ内に記憶されているノード
間距離に基づいて、探索したルートの走行距離を、出発
点ノード■から目的ノード■へ向けて順次累算し、予め
決められている一定距離Ｌを越える最初のノードを検出
する。いま、このノードが■であったとする。次にＣＰ
Ｕ２ａはノード■，■の番号およびルート予約要求コー
ドを各々制御局ｌへ送信する。制御局１のＣＰＵ１ａは
このノード番号およびルート予約要求コードを受け、こ
れらのノードが既に予約されているか否かをリザーブテ
ーブルＲＶＴによってチェックする。そして、予約され
ていなければ、すなわち、リザーブテーブルＲＶＴのこ
れらのノードに対応する記憶スロットＲＶ１〜ＲＶ３内
のデータが「Ｏ」であった場合は、それらの記憶スロッ
トに各々ロボット番号「１」を書き込む。これによって
、ルート■→■→■が予約されたことになる。次に制御
局１のＣＰｔＪ１ａは、ノード■，■の番号および予約
完了コードを移動ロボット２−１へ送信する。移動ロボ
ット２１は、これらの７ード番号および予約完了コード
を受け、まず、ノード■へ向って走行を開始する。移動
ロボット２−１は走行途中において、所定時間が経過す
る毎に、状態データおよび位置デ一夕を制御局１へ送信
する。ここで、状態データとは、移動ロボ，ト２の現在
の状態（走行中、待機中、作業中、異常発生中など）を
示すデータのことであり、位置データとは移動ロホット
２の現在位置を示すデータのことである。制御局１は、
移動ロボット２−１から送られてくる状態データおよび
位置データと、移動ロボット２−１が現在予約している
ノードを示す予約ノードデータとを他の移動ロボット２
−２〜２−１０へ送信する。

これらの移動ロボット２−２〜２−１０は受信したデー
タを内部のデータメモリ２Ｃに書き込む。

また、制御局ｌは、移動ロポノト２−■から送信された
位置データをチェソクし、移動ロボット２１がノード■
を続いてノード■を通過したことを検出すると、ノード
■を続いてノード■の予約を解除する。すなわち、リザ
ーブテーブルＲＶＴノ記憶スロットＲＶＩ，ＲＶ２をク
リアする。

方、移動ロボット２−１は、走行途中において、常時、
現在位置から目的ノードへ向かう距離Ｌを越える最初の
ノードを検出し、検出されたノードが■になった場合は
、ノード■の番号およびルート予約要求コードを各々制
御局１へ送信する。制御局ｌはこのノード番号およびル
ート予約要求フードを受け、ノード予約を行う。そして
、ノード予約が完了した場合は、ノード■の番号および
予約完了コードを移動ロボット２−１へ送信する。

移動ロボット２−１は、これらの７ード番号および予約
完了コードを受け、ノード■まで走行する。

移動ロボソト２−１が７ード■を通過すると、前述した
場合と同様にして、制御局１においてノード■の予約取
り消しが行なわれる。一方、移動ロボソト２−１は、ノ
ード■→■へ走行する途中において、現在位置から目的
メードへ向かう距＠Ｌを越える最初のノードとして、作
業ノード■が検出されると、作業ノード■の番号および
ルート予約要求コードを各々制御局１へ送信する。制御
局１はこのノード番号およびルート予約要求コードを受
け、ノード予約を行う。そして、ノード予約が完了した
場合は、作業ノード■の番号および予約完了コードを移
動ロボット２−１へ送信する。

移動ロボソト２−１は、これらの７ード番号および予約
完了コードを受け、作業ノード■まで走行する。移動ロ
ボット２−１がノード■を通過すると、前述した場合と
同様にして、制御局ｌにおいてノード■の予約取り消し
が行われる。そして、作業ノード■に到達すると、以後
、アームによる作業が行なわれる。上述したように、移
動ロボット２＝１は、走行開始に先だってルートテーブ
ルＲＯＴを制御局１へ送信し、また、走行途中において
状態データ、位置データを逐次制御局１へ送信する。制
御局１は、送信されたルートテーブルＲＯＴ，状態デー
タ、位置データをデータメモリ１．ｅ内に記憶すると共
に、それらのテーブル、データおよび予約ノードデータ
を全ての移動ロボット２へ送信する。他の移動ロボット
２−２〜２一ｌＯが走行する場合も全く同様の処理が行
なわれる。したがって、この移動ロボットシステムにお
いては、各移動ロボット２が、池の移動ロボット２のル
ートテーブル、状態データ、位置データ、予約ノードデ
ータを内部のデータメモリ２ｃ内に保持している。これ
により、各移動ロボット２は他の移動ロボット２の走行
ルートおよび現在の状態、現在位置、予約ノードを常時
検知することができる。

次に、前述と同様に、移動ロボノ｝２−１が第６図に示
すルートテーブルＲＯＴに従って走行する場合において
、何らかの理由で、先へ進めない場合の処理を説明する
。

たとえば、移動ロボット２−１がノード■に達した時点
において、未だ、ノード■の予約が取れなかった場合は
、ノード■で一旦停止し、次の処理を行う。

（１）まず、データメモリ２Ｃ内に記憶されている他の
移動ロボット２−２〜２−１０のルートテーブルＲＯＴ
を走査してノード■を走行ルートの一部としている移動
ロボソト２を検出する。いま、移動ロボｙト２−３およ
び２−５が該当していたとする。

（２）次に、データメモリ２Ｃ内に記憶されている移動
ロボット２−３．２−５の各予約ノードデー夕から、ノ
ード■を予約している移動ロボット２を検出する。いま
、移動ロボット２−３が検出されたとする。

（３）次に、データメモリ２ｃ内に記憶されている移動
ロボｙト２　　３の状態データから同移動ロボット２−
３がいかなる状態にあるかを検知し、その状態に応じて
次の処理を行う。

（ｉ）移動ロボｙト２−３が待機中の場合移動ロボット
２−１は自身の状態データを「追い出し完了待ち」とし
て制御局ｌへ送信する。制御局ｌはこの状態データを受
け、内部のデータメモリｌｅ内に記憶されている各移動
ロボット２−２〜２−ｌＯのルートテーブルＲＯＴおよ
び位置データに基づいて待機中の移動ロボット２−３を
見つけ出し、その移動ロボット２−３へ経路論渡指示お
よび移動先／−ド指示を送信する。この経路論渡指示を
受けた移動ロボｙト２−３は、前述した場合と同様に、
指示されたノードまでのルート探索を行い、次いでルー
ト予約を行い、そして、そのノードまで走行する。この
移動ロボット２３が移動すると、ノードの予約解除が行
なわれる。

一方、移動ロボット２−１は、状態データを「追い出し
完了待ち」として制御局ｌへ送信した後、一定時間経過
毎に走行路予約要求を制御局１へ送信する。制御局ｌは
移動ロボット２　　３が移動し、ノード予約解除が行な
われた時点で移動ロボット２−１の予約を行い、予約完
了を移動ロボット２１へ送信する。移動ロボット２−１
はこの予約完了を受け、走行を開始する。なお、走行路
予約要求を出している間に、制御局１から再経路探索指
示が送られてきた場合は、ルート探索を行い、経過を変
えて走行する。

（１１）移動ロボット２−３がそのノードに向って走行
中の場合 移動ロボソト２−１は状態データを「通過待ち」として
制御局１へ送り、以後、一定時間経過毎に走行路予約要
求を制御局１へ送りながら、予約完了を待つ。なお、通
過しようとしている移動ロポヅト２−３に異常が発生し
た場合は、次節（ｉｉｉ）で述べる迂回ルート探索を行
い、経路を変えて走行する。

（ｉｉｉ）異常発生中の場合 移動ロボｙト２−１は、再経路探索を行う。すなわち、
移動ロボット２−１は、まず、制御局１ヘルート探索許
可要請を送る。制御局１はこの要請を受け、他にルート
探索中の移動ロボット２がいない場合は、ルート探索許
可を移動ロボット２ｌへ送る。移動ロボｙト２　　１は
このルート探索許司を受け、移動ロボット２−３を迂回
するルートを探索する。そして、ルートが発見された場
合は、前述した場合と同様に、移４動ロボット２−３の
Ｃ　ＰＵ　２ａは、第７図に示すルートテーブルＲＯＴ
をデータメモリ２ｃ内に作戊すると共に、作戚したルー
トテーブルＲＯＴを制御局１へ送信する。

このルートテーブルＲＯＴは同図に示すように、迂回開
始を示す迂回開始コードｒ６　５　０　０　３Ｊ、迂回
開始ノード■の番号「８ｊ１順次通過すべきノード■，
［株］の番号ｒ９Ｊ，ｒｌＯＪ、迂回終了を示す迂回終
了コード「６５００４」、迂回終了ノ−ド■の番号「４
」、作業指示を示す作業コード「６５０００」、作業ノ
ード■の番号「５」、作業プログラムを示す作業プログ
ラム番号ｒｌｏｊ、次に続くデータが移動ロボット２の
最終姿勢を表すことを示す最終姿勢コード「６５００１
」、停止するノード■の番号「５」、前方のノード■の
番号「６」、後方のノード■の番号「４」、およびルー
トテーブルＲＯＴの最後を表す最終コード「０」が書き
込まれる。

制御局１はこのルートテーブルＲＯＴを池の移動ロボッ
ト２−２〜２−１０へ送信する。次に、移動ロボット２
−１は、前述した場合と同様に、ルート予約要求を制御
局１へ送信し、制御局１からの予約完了を受けて走行を
開始する。そして、第７図に示すルートテーブルＲＯＴ
に従って迂回ルートを走行し、作業ノード■に到達した
後、プログラム番号ＮＯＪに示す作業手順に従って作業
を実行する。

（ｉｖ）競合問題解決中の場合 この競合問題解決中とは、移動ロボｙト２　　３か、「
追い出し完了待ち」、「作業終了待ち」、「通過待ち」
、「九常復帰待ち」などの状態にある場合である。この
場合、移動ロポｙト２　　１は、状態データを「競合問
題解決待ち」として制御局ｌへ送り、移動ロポノ｝２−
３の問題解決を待つ。

このように、この移動ロボットシステムにおける各移動
ロボット２−１〜２−ＩＯは、走行できなくなった場合
に、その原因を検知し、その結果、昇常発生中の移動ロ
ボットが走行ルートを塞いでいることが判れば、待つこ
となく、匠回することができるので、走行遅滞を防止す
ることができる。

また、上記実施例は移動ロボ，トが床面の磁気テープを
検出しつつ同テープに沿って走行するものであるが、こ
の発明は移動ロボットが超音波センサによって周囲の情
況を検出しつつ走行するものにも適用することができる
。また、上記実施例は移動ロボットがアームを有してい
るが、この発明はアームを有さす、単に自動走行するだ
けの移動ロボット（運搬用など）にも適用することがで
きる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、走行できなく
なった原因が他の移動ロボットの異常発生にある場合に
は、待つことなく、迂回走行するようになっているので
、各移動ロボットを効率良く走行させることができる効
果が得られる。

【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ｉ戊を示すブロノク図、第２図は各移動ロボット
が走行する走行路の一例を示す図、第３図は第１図にお
ける制御局１の構戊を示すブロック図、第４図は第３図
におけ・るデータメモリ１ｅ内に設定されているリザー
ブテーブルＲＶＴを示す図、第５図は移動ロボット２の
構戊を示すブロック図、第６図はルートテーブルＲＯＴ
の構戊例を示す図、第７図は迂回時のルートテーブルＲ
ＯＴの構成例を示す図である。 ｌ・・・・・・制御局、１ａ・・・・・ＣＰＵ，ｌｂ・
・・・・・プログラムメモリ、ｌｅ・・・・・・゛デー
タメモリ、２−１〜２−１０・・・・・・移動ロボット
、２ａ・・・・・・ＣＰＵ，２ｂ・・・・・・プログラ
ムメモリ、２ｃ・・・・・・データメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の移動ロボットと、これらの移動ロボットを制御す
   る制御局とからなる移動ロボットシステムにおいて、 各移動ロボット内に他の移動ロボットの現在位置を示す
   位置データおよび「異常発生状態である」か否かを示す
   メッセージ・データを記憶させ、移動ロボットが走行で
   きなくなった場合に、該移動ロボットが上記他の移動ロ
   ボットの位置データおよびメッセージ・データを見て走
   行できなくなった原因を検知し、その原因が他の移動ロ
   ボットの異常発生にあることを検知した場合には、迂回
   ルートの探索を行い、探索した迂回ルートを走行するこ
   とを特徴とする移動ロボットの走行制御方法。