JPH032906A - 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成される移動ロボットシ
ステムにおける各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、この種の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、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、この種のシステムにおいて、自動走行するロ
ボットの走行ルートの先方に待機中の移動ロボットがい
た場合、その移動ロボットに追い出しをかけ、退かす必
要がある。この待機中の移動ロボットに追い出しをかけ
る方法として、制御局が他の移動ロボットの走行を妨げ
ない場所を探し、その場所へ移動するように指示を出す
方法が考えられる。しかし、この方法は、制御局が移動
しつつある他の複数のロボット総ての移動状態を考慮し
て移動ルートを決めることが必要であると共に、追い出
しをかけられたロボットの移動経路に更に他の待機中の
ロボットがいる場合には、そのロボットにも追い出しを
かけることが必要となり、極めて複雑な処理が必要とな
る。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、
簡単な処理によって走行経路を邪魔するロボットを効率
よ（移動させることができる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
２）を制御する制御局とからなり、各移動ロボットが走
行路に設けられたノードマークを検出しつつ移動する移
動ロボ・ノドシステムにおいて、第１の移動ロボットが
、待機中の第２の移動ロボットによって進行を止められ
た時追い出し完了待ちを示すデータを制御局へ送り、制
御局は該データを受け、第２の移動ロボットのいる場所
と隣合うノードの内の第１の移動ロボットの方向以外の
方向のノードを指定して第２のロボットへ移動指示を行
い、第２の移動ロボットは該移動指示を受け、指定され
たノードへ移動することを特徴とする。

「作用」 この発明によれば、第１の移動ロボットが追い出し完了
待ちになった時、制御局が待機中の第２の移動ロボット
へ隣のノードへ移動するよう指示する。その移動指示を
受け、第２の移動ロボットが走行を開始しようとした時
、さらに第３の移動ロボットが待機中で第２の移動ロボ
ットの走行路を塞いでいた場合は、第２の移動ロボット
が追い出し完了待ちとなる。この場合、制御局は第３の
移動ロボットに対し、移動指示を出し、隣の７−ドへ移
動させる。第３の移動ロボットが移動すると、第２の移
動ロボットが移動し、次いで第１の移動ロボットが移動
する。このように、この発明による方法は待機中の各移
動ロボットを玉突き式に移動させる。

「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１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、１は制御局、２−
１〜２−１０は移動ロボットであり、制御局１と各移動
ロボット２−１〜２−１０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。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、ノードには次の３種類がある。

（１）地図進入ノード：移動ロボット２が新たに走行路
に進入する時のスタート点となるノードであり、第２図
においては、■、■、［株］、■である。

（２）作業ノード：作業点Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３が設けられ
ているノードであり、第２図においては、■。

■、■である。移動ロボットが作業を行う場合は、この
作業ノードで一旦停止し、次いで作業点Ｓｌ（またはＳ
２またはＳ３）まで進んで停止し作業を行う。

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

第３図は制御局１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）、１ｂはＣ
ＰＵ１ａ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はロボット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。１ｄは地
図メモリであり、第２図に示す各ノード■〜■の（ｘ−
ｙ）座標、／−ド種別を示すデータ、そのメートに接続
されている他のノードの番号、そのノードに接続されて
いる各地のノードまでの距離等が記憶されている。１ｅ
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ＲＶＴはノー
ド■〜■に各々対応する記憶スロットＲＶＩ〜ＲＶ１４
（各１）寸イト）を有している。１「は操作部、１ｇは
通信装置であり、この通信装置１ｇはＣＰＵ１ａから供
給されるデータを２００〜３００ＭＨｚの搬送波に乗せ
て発信し、また、移動ロボット２−１〜２−１ｏ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の構成を示すプロ・ツク図であり、この図に
おいて、２ａはＣＰｔＪ、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、２
Ｃ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、２「は制御局１内の地図メモリ１ｄ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
ロボットを目的メートまで走行させる。

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
。

例えば作業点Ｓｌ（第２図）において行うべき作業が発
生した場合、制御局１はその作業点に最も近い位置にあ
る移動ロボットに対して、作業点Ｓ１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
■に移動ロボット２−１が停止しており、制御局１がこ
のロボット２−１へ作業点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ＣＰＵ２ａは
、受信した作業点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、作業点Ｓｔ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
縦型探索法等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ＣＰ　ｔＪ、　２ａは
、第６図に示すルートテーブルをデータメモリ２ｃ内に
作成すると共に、作成したルートテーブルを制御局１へ
送信する。

このルートテーブルには、同図に示すように、目的とす
る作業ノードへ行（際に順次通過すべきノードの番号、
次に続くデータが作業を表すことを示す作業コード、作
業ノード番号、作業プログラム番号、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
等、および、ルートテーブルの最後を表わすコードが書
き込まれる。

制御局ｌはこのルートテーブルを内部のデータメモリ２
ｃ内に書き込み、次いで、同テーブルを他の移動ロボッ
ト２−２〜２−１０へ送信する。

他の移動ロボット２−２〜２−１０は各々同テーブルを
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２ｒ内に記憶
されている／−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■がら目的ノード■へ向けて
順次累算し、予め決められている一定距離Ｘ（第２図参
照）を越える゛最初の７−ドを検出する。いま、このノ
ードが■であったとする。次にＣＰＵ２ａ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１のＣＰＵ　ｌａ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７−ドが既に予約され
ているか否かをリザーブテーブルＲＶＴによってチエツ
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ＲＶＩ〜ＲＶ１４内のデータがｒＯＪ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ｒｌ
Ｊ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ＣＰＵ１ａ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へ送信スる。移
動ロボット２−１は、これらのノ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ｙト２　１は走行途中において次のデータを逐
次制御局１へ送信する。

◇状態データ：ロボットの現在の状態（走行中、待機中
、作業中、異常発生等） を示すデータ ◇位置データ：ロボットの現在位置を示すデータ 制御局ｌ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、次のデータとを他の移動ロ
ボット２−２〜２−１ｏへ送信する。

◇予約ノードデータ：移動ロボット２−１が現在予約し
ているノードを 示すデータ 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、移動ロボット２−１から送信された
現在位置データをチエツクし、移動ロボット２−１がノ
ード■を通過したことを検出すると、ルート■→■の予
約を解除する。すなわち、リザーブテーブルＲＶＴの記
ｔへスロットＲＶＩ、ＲＶ２をクリアする。

一方、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Ｘを越える最初
の７−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、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、これらのノード番号およ
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においてルート■→■の予約取
り消しが行なわれる。そして、ノード■に到達すると、
次に横行（横方向へ進むこと）によって作業点Ｓ１へ進
む。移動ロボット２−１が作業点Ｓ１に到達すると、ル
ート■→■の予約取り消しが行なわれる。

上述したように、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、他の移動ロボット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。したがって
、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、例えば移動ロボット２−１が、待機中の移動ロボ
ット２−３がいるため進めなくな＼つた場合の処理を説
明する。いま、移動ロボット２−１が■→■→■→■→
■→■なるルートを通ってノード＠まで進むとし、例え
ばノード■に移動ロボット２−３が待機中で停どまって
いたとする。

前述したように、移動ロボット２−１は所定距離ずつ（
正確には所定ノードまて）ルート予約を行いながら進む
。いま、ノード■までの予約をとり、走行を開始し、走
行途中において次のノード■の予約を要＊する。しかし
、ノード■に達した時点において、朱だノード■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ッ
ト２を検出する。いま、移動ロボット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の各位置データから移動ロボッ
ト２−３がノード■にいることを検出する。

（３）次に、データメモリ２Ｃ内に記す、なされている
移動ロボット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出する。そして、待機
中であった場合は次の処理を行う。

（４）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、移動ロボット２−３０ロボｙト番
号「３」と共に制御局ｌへ送信する。

（５）制御局１のＣＰＵ１ａはこの状態データおよびロ
ボット番号を受け、移動ロボット２−３が待機中であっ
て、追い出しが必要であることを検知し、次の処理を行
う。

（ｉ）まず、移動ロボット２−３が現在いるノード■に
接続されているノード■、■、■、■を地図メモリ１ｄ
内の地図データに基づいて検出する。

（ｉｉ）移動ロボット２−１の方向の７−ド■を除外し
、他のノード■、■、■が予約されているか否かをデー
タメモリ１ｄ内のリザーブテーブルＲＶＴによって調べ
る。

（ｉｉｉ　−１）例えば、ノード■が予約されていなか
った場合は、移動ロボット２−３ヘノード■へ移動する
ように指令を出す。

（ｉｉｉ　　２）ノード■、■、■かいずれも予約され
ていた場合は、各ノードを予約している移動ロボット２
の状態データを調べ、待機中のものを検出する。

いま、ノード■にいる移動ロボット（２−６とする）が
待機中であったとする。この場合、移動ロボット２−３
ヘノード■へ移動するよう指令を出す。

（６）制御局１から移動指令を受けた移動ロボット２−
３は、前述した場合と同様に、予約をとって走行する。

○上記（ｉｉｉ−１）の場合 ノード■の予約がとれ、移動ロボット２−３はノード■
へ移動する。移動ロボット２−３がノード■へ移動する
と、ノード■の予約が解除され、次いで、移動ロボット
２−１の予約が行なわれ、移動ロボット２−１がノード
■へ向って走行する。

Ｏ上記（ｉｉｉ−２）の場合 予約がとれない。そこで、移動ロボット２−３は前述し
た場合と同様に、走行路を塞いでいる移動ロボットの訃
号「６」を検出し、次いで、「追い出し完了待ち」を示
す状態データおよびロボット番号「６」を制御局１へ送
信する。制御局１は上記と全く同様の過程で移動ロボッ
ト２−６に追い出しをかける。

このように、この実施例においては、待機中の移動ロボ
ッｌ−２−Ｋがいるため走行不能となった場合に、その
移動ロボット２−Ｋを、予約されてない隣のノードへ追
い出す。また、その移動ロボ・ノド２−Ｋがいるノード
に走行路を介して接続されているいずれのノードも予約
されていた場合は、待機中の移動ロボット２−Ｌがいる
ノードへ追い出しをかける。この場合、移動ロボッ）２
−、Ｋが移動ロボット２−Ｌを追い出してそのノードへ
進むことになる。すなわち、待機中の移動ロボ・ノドが
玉突き式に追い出される。

なお、上記実施例は移動ロボッ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・ノ・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ず、単に自動走行す
るだけの移動ロボット（運搬用等）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、簡単な処理に
よって走行経路を邪魔する移動ロボットを効率よ（移動
させることができる効果がある。

【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の構成を示すブロック図、第４図は第３図に
おけるデータメモリ１ｄ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の構成
を示すブロック図、第６図はルートテーブルの構成例を
示す図である。 １・・・・・・制御局、１ａ・・・・・・ＣＰＵ、１ｂ
・・・・・・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
   る制御局とからなり、各移動ロボットが走行路に設けら
   れたノードマークを検出しつつ移動する移動ロボットシ
   ステムにおいて、 第１の移動ロボットが、待機中の第２の移動ロボットに
   よって進行を止められた時追い出し完了待ちを示すデー
   タを制御局へ送り、 制御局は該データを受け、第２の移動ロボットのいる場
   所と隣合うノードの内の第１の移動ロボットの方向以外
   の方向のノードを指定して第２のロボットへ移動指示を
   行い、 第２の移動ロボットは該移動指示を受け、指定されたノ
   ードへ移動することを特徴とする移動ロボットの走行制
   御方法。