移动体的管理系统、移动体、行驶管理装置以及计算机程序的制作方法

本公开涉及一种移动体的管理系统、移动体、行驶管理装置以及计算机程序。

背景技术：

日本专利特开2008-257522号公报公开一种使设置在无人搬送台车行驶的道路的遮断机等地上控制装置运行的技术。在此公报中，若无人搬送台车穿过设置在道路的遮断器的跟前的两个发送点，则第一定序器进行关闭遮断器的指示。“遮断器的跟前的两个发送点”是无人搬送台车到达遮断器之前需要“+α秒”的位置。

但是，若无人搬送台车减速，则在“+α秒”中产生偏差。因此，从检测无人搬送台车穿过了事先决定的规定的位置至经过α秒为止第一定序器休眠，其后，对遮断器等地上控制装置指示关闭运行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-257522号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

所述专利文献的技术对照无人搬送台车的现状的运行，调整使遮断器等地上控制装置运行的时机，但未对无人搬送台车的行驶本身进行控制。

本公开的实施方式考虑无人搬送台车的运行，提供一种适当地控制无人搬送台车的行驶的技术。

解决问题的技术手段

管理系统是管理至少一台移动体的行驶的管理系统，所述管理系统包括所述移动体及管理所述移动体的行驶的行驶管理装置，所述移动体具有：马达；驱动装置，控制所述马达来使所述移动体移动；第一通信电路，与所述行驶管理装置进行通信；以及控制电路，控制所述驱动装置及所述第一通信电路；所述行驶管理装置包含：信号处理电路，生成用于使所述移动体从第n(n：正的整数)位置移动至第(n+1)位置为止的第n指令；以及第二通信电路，将所述第n指令发送至所述移动体；若所述移动体在按照所述第n指令从第n位置朝所述第(n+1)位置移动的期间内，到达对应于所述第(n+1)位置所规定的区域，则所述控制电路经由所述第一通信电路对所述行驶管理装置发送区域到达通知，所述行驶管理装置的所述信号处理电路若经由所述第二通信电路而接收所述区域到达通知，则生成用于使所述移动体从所述第(n+1)位置移动至第(n+2)位置为止的第(n+1)指令，并经由所述二通信电路而发送至所述移动体。

发明的效果

在本发明的例示性的实施方式的管理系统中，若移动体在从第n(n：正的整数)位置前往第(n+1)位置的期间内，到达对应于第(n+1)位置所规定的区域，则将区域到达通知发送至行驶管理装置。行驶管理装置的信号处理电路若接收区域到达通知，则生成用于使移动体进一步移动至接下来的第(n+2)位置为止的指令，并发送至移动体。移动体可在到达第(n+1)位置之前，开始用于从第(n+1)位置行驶至第(n+2)位置为止的处理。可比到达第(n+1)位置后进行所述处理更早地结束处理，因此可实现更顺利的行驶。

附图说明

图1是表示在工厂内的通道1上行驶的自动导引车(automatedguidedvehicle，agv)10的一例的图。

图2是表示管理agv10的行驶的管理系统100的概要的图。

图3a是表示直线前进时的agv10的移动路径的图。

图3b是表示在位置mn+1处左转，并朝位置mn+2移动的agv10的移动路径的图。

图3c是表示从位置mn+1呈圆弧状地移动至位置mn+2为止时的agv10的移动路径的图。

图4是表示将位置mn+1作为中心的区域sn+1的例子的图。

图5是表示agv10的行驶路径中所设定的各目的位置(▲)、及针对各目的位置所设定的区域(虚线的圆)的图。

图6是表示agv10已到达从目的位置mn+1起相隔距离rn+1的区域的端部mnr后，在到达目的位置mn+1之前所进行的agv10的运算的图。

图7是本公开的一实施方式的例示性的agv10的外观图。

图8是表示agv110的硬件的结构的图。

图9是表示行驶管理装置20的硬件结构的图。

图10是表示在agv10与行驶管理装置20之间所进行的通信处理的图。

图11是表示图8中所示的agv10的变形例的图。

具体实施方式

以下，一边参照随附的附图，一边对本公开的包含移动体及行驶管理装置的管理系统的一例进行说明。在本说明书中，作为移动体的一例，列举无人搬送车。无人搬送车被称为agv(automatedguidedvehicle)，在本说明书中也记述为“agv”。

图1表示例如在工厂内的通道1上行驶的agv10。图2表示本例的管理agv10的行驶的管理系统100的概要。在图示的例子中，agv10具有地图数据，一边识别自身当前在哪个位置上行驶，一边进行行驶。agv10的行驶路径按照来自行驶管理装置20的指令。agv10按照指令，对内置的多个马达分别进行驱动，而使车轮旋转，由此进行移动。指令通过无线而从行驶管理装置20发送至agv10。agv10与行驶管理装置20的通信利用设置在工厂的顶棚附近的无线接入点2a、无线接入点2b等来进行。通信例如依据无线保真(wirelessfidelity，wi-fi)(注册商标)规格。另外，图1中仅表示一台agv10，但也可以多台agv10进行行驶。所述多台agv10的各自的行驶可以由行驶管理装置20来管理，也可以不由行驶管理装置20来管理。

管理系统100中所包含的agv10及行驶管理装置20的运行的概要如下所述。另外，设为agv10按照来自行驶管理装置20的指令(第n指令(n：正的整数))，正在从第n位置朝作为目的位置的第(n+1)位置(以下记述为“位置mn+1”等)移动。

若agv10到达某一区域，则对行驶管理装置20发送区域到达通知(以下记述为“通知”)。“某一区域”是针对各位置mn+1所规定的区域。通知经由无线接入点2a而被发送至行驶管理装置20。agv10是否已到达某一区域的检测方法的一例可考虑在agv10中利用感测周围的传感器。agv10只要将所述传感器的输出与地图数据进行对照并推断最一致的地图数据上的位置作为自身位置，且判定经推断的自身位置是否已进入所述区域内即可。

行驶管理装置20若接收通知，则生成用于使agv10从位置mn+1移动至位置mn+2为止的下一个指令(第(n+1)指令)。第(n+1)指令包含位置mn+2的位置坐标，进而可包含加速时间、定速行驶时的移动速度等数值。行驶管理装置20对agv10发送所述第(n+1)指令。

agv10若接收第(n+1)指令，则对第(n+1)指令进行分析，并进行从位置mn+1至位置mn+2为止的移动所需要的前处理运算。前处理运算例如为用于决定各马达的旋转速度、旋转时间等的运算，所述各马达用于驱动agv10的各车轮。通过在到达位置mn+1之前完成前处理运算，agv10可顺利地开始朝向接下来的位置mn+2的移动。在进行了前处理运算的情况下，若从外部进行观察，则agv10看上去像是不停止而连续地行驶。

在按照来自外部的指示使agv从某一位置移动至下一个目的位置为止，其后，进而对agv给予指示而使其移动至下一个目的位置为止的系统中，目前为止无法实现agv的连续行驶。其理由在于：agv在已到达目的位置时发送通知，其后发送下一个指令，因此前处理运算必定在已到达目的位置后进行。agv10必须停止在位置mn+1直至所述运算结束为止。agv10进行如下的断续的运行：每次到达下一个目的位置都停止，其后再次开始移动。

在本公开的例示性的管理系统100中，将agv10已到达从位置mn+1起仅隔距离r的跟前的位置的时机作为契机，接收从位置mn+1起的行驶所需要的指令，并进行前处理运算。由此，agv10可在到达位置mn+1后，按照前处理运算的结果连续地运行，开始朝向下一个位置mn+2的行驶。此处所述的连续地运行是指使至少一台马达的旋转不停止。其原因在于：由于进行前处理运算，因此无需使agv10的所有马达停止，可使至少一台继续旋转。

agv10可朝各种方向进行移动。图3a～图3c表示连续地进行移动的agv10的移动路径的例子。

图3a表示直线前进时的agv10的移动路径。agv10可在到达位置mn+1后，按照前处理运算的结果使各马达连续地运行，而直线式地朝接下来的位置mn+2继续移动。

图3b表示在位置mn+1处左转，并朝位置mn+2移动的agv10的移动路径。agv10在位置mn+1处暂时停止，但位于行进方向右侧的至少一台马达继续旋转。而且，若在位置mn+1处半时针仅旋转角度θ，则agv10朝向位置mn+2使所有马达等速地旋转，并直线前进。通过事先进行前处理运算，可在到达位置mn+1时使至少一台马达的旋转继续。

图3c是表示从位置mn+1呈圆弧状地移动至位置mn+2为止时的agv10的移动路径。agv10在到达位置mn+1后，按照前处理运算的结果使外周侧的马达的旋转速度比内周侧的马达加快。由此，agv10可朝向接下来的位置mn+2以圆弧状的路径继续移动。

图4表示将位置mn+1作为中心的区域sn+1的例子。在本例中，区域sn+1是将位置mn+1作为中心的半径为rn+1的圆。agv10在已到达从目的位置起仅相隔距离rn+1的位置的时机，将所述通知发送至行驶管理装置20。半径的一例为50cm。但是，划分区域的半径的值也可以不固定，可针对各目的位置可变。

图5表示agv10的行驶路径中所设定的各目的位置(▲)、及针对各目的位置所设定的区域(虚线的圆)。区域的大小不同这一点会被理解。作为半径r的决定方法，例如如图示的区域sp那样，邻接的两个目的位置彼此的间隔越长，可越增大半径r。例如区域sp的半径为100cm。另一方面，如图示的区域sq那样，邻接的两个目的位置彼此的间隔越短，只要越减小半径r即可。例如区域sq的半径为25cm。在从行驶管理装置20发送的指定下一个目的位置的指令中，也包含划分对应于下一个目的位置所规定的区域的半径r的数据。

图6表示agv10已到达从目的位置mn+1起相隔距离rn+1的区域的端部mnr后，在到达目的位置mn+1之前所进行的agv10的运算。图6的(a)及图6的(b)分别表示对应于行驶位置在agv10与行驶管理装置20之间收发的数据的量、及agv10的运算负荷(微型计算机使用率)。如图6的(a)所示，若到达区域的端部mnr，则agv10对行驶管理装置20发送通知。agv10其后也继续行驶，当已到达位置mnr'时，从行驶管理装置20接收包含下一个目的位置等的指定的指令。于是，如图6的(b)所示，agv10的微型计算机(后述)对已接收的指令进行分析，并进行从位置mn+1至位置mn+2为止的移动所需要的前处理运算。因此，微型计算机使用率上升。其后，在到达位置mn+1之前结束前处理运算。由此，在到达位置mn+1后也可以立即开始朝向下一个位置mn+2的行驶。

继而，一边参照图7～图9，一边对agv10及行驶管理装置20的具体的结构进行说明。

图7是本实施方式的例示性的agv10的外观图。agv10具有：四个车轮11a～车轮11d、车架12、搬送台13、行驶控制装置14、以及激光测距仪15。另外，agv10也具有多个马达，但未示于图7中。另外，在图7中，前轮11a、后轮11b及后轮11c、前轮11d隐藏在车架12的荫下，因此未明示。

行驶控制装置14是控制agv10的运行的装置，主要包括：包含微型计算机(后述)的集成电路、电子零件、及装载有两者的基板。行驶控制装置14进行所述的与行驶管理装置20的数据的收发、及前处理运算。

激光测距仪15例如为对目标物照射红外的激光15a，并检测此激光15a的反射光，由此测定至目标物为止的距离的光学机器。在本实施方式中，agv10的激光测距仪15例如将agv10的正面作为基准，在左右135度(合计270度)的范围的空间内，一边使方向每次变化0.25度一边放射脉冲状的激光15a，并检测各激光15a的反射光。由此，可获得由以0.25度为单位，合计1080个步进角度所决定的方向上的至反射点为止的距离的数据。

通过agv10的位置及姿势、以及激光测距仪15的扫描结果，可获得agv的周围的物体的配置。通常，移动体的位置及姿势被称为姿态(pose)。二维面内的移动体的位置及姿势由xy正交坐标系中的位置坐标(x、y)、及相对于x轴的角度θ来表达。以下，有时将agv10的位置及姿势，即姿态(x、y、θ)仅称为“位置”。

后述的定位装置将根据激光测距仪15的扫描结果所制作的局部的地图数据与更大范围的环境地图数据进行对照(匹配)，由此可确认环境地图上的自身位置(x、y、θ)。

另外，从激光15a的放射位置看到的反射点的位置可使用由角度及距离所决定的极坐标来表达。在本实施方式中，激光测距仪15输出由极坐标所表达的传感器数据。但是，激光测距仪15也可以将由极坐标所表达的位置转换成正交坐标而输出。

激光测距仪的结构及运行原理众所周知，因此在本说明书中省略进一步的详细说明。另外，可由激光测距仪15检测的物体的例子为人、货物、棚、墙壁。

激光测距仪15是用于感测周围的空间并取得传感器数据的外界传感器的一例。作为此种外界传感器的其他例，可想到图像传感器及超声波传感器。

行驶控制装置14可将激光测距仪15的测定结果与自身所保持的地图数据进行比较，而推断自身的当前位置。地图数据也可以利用同时定位与地图构建(simultaneouslocalizationandmapping，slam)技术，由agv10自身取得。

图8表示agv110的硬件的结构。另外，在图8中，也表示行驶控制装置14的具体的结构。

agv10包括：行驶控制装置14、激光测距仪15、四台马达16a～马达16d、以及驱动装置17。

行驶控制装置14具有：微型计算机14a、存储器14b、存储装置14c、以及通信电路14d。微型计算机14a、存储器14b、存储装置14c及通信电路14d通过通信总线14e来连接，可相互收发数据。另外，激光测距仪15也经由通信接口(未图示)而与通信总线14e连接，并将作为测定结果的测定数据发送至微型计算机14a和/或存储器14b。

微型计算机14a是进行用于控制agv10的整体的运算的控制电路(计算机)，所述agv10包含行驶控制装置14。典型的是微型计算机14a为半导体集成电路。微型计算机14a将脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，pwm)信号发送至驱动装置17来控制驱动装置17，并调整流入马达的电流。由此，马达16a～马达16d分别以所期望的旋转速度进行旋转。另外，微型计算机14a可将从激光测距仪15输出的由极坐标所表达的传感器数据转换成正交坐标。

存储器14b是存储微型计算机14a所执行的计算机程序的易失性的存储装置。存储器14b也可以用作微型计算机14a进行运算时的工作存储器。存储装置14c例如为非易失性的半导体存储器，存放表示agv10行驶的环境(工厂内部等)的墙壁、柱子等障碍物，及通道的位置的地图数据。通信电路14d例如为进行依据wi-fi(注册商标)规格的无线通信的无线通信电路。

四台马达16a～马达16d分别安装在四个车轮11a～车轮11d，使各车轮旋转。另外，马达的数量为一例。也可以是两台或三台，也可以是五台以上。

驱动装置17具有马达驱动电路17a～马达驱动电路17d，所述马达驱动电路17a～马达驱动电路17d用于调整流入四台马达16a～马达16d的各台的电流。马达驱动电路17a～马达驱动电路17d分别为所谓的逆变器电路，根据从微型计算机14a所发送的pwm信号来接通或断开流入各马达的电流，由此调整流入马达的电流。

图9表示行驶管理装置20的硬件结构。行驶管理装置20具有：中央处理器(centralprocessingunit，cpu)21、存储器22、位置数据库(位置db(database))23、通信电路24、区域数据库(区域db)25、以及图像处理电路26。cpu21、存储器22、位置db23、通信电路24、区域db25及图像处理电路26通过通信总线27来连接，可相互收发数据。

cpu21是控制行驶管理装置20的运行的信号处理电路(计算机)。典型的是cpu21为半导体集成电路。

存储器22是存储cpu21所执行的计算机程序的易失性的存储装置。存储器22也可以用作cpu21进行运算时的工作存储器。

位置db23存放表示可能成为agv10的目的地的各位置的位置数据。位置数据例如可通过由管理者在工厂内假想地设定的坐标来表示。位置数据由管理者来决定。

通信电路24例如进行依据以太网(注册商标)规格的有线通信。通信电路24以有线方式与无线接入点2a、无线接入点2b等连接，可经由无线接入点2a、无线接入点2b等而与agv10进行通信。通信电路24经由总线27而从cpu21接收应发送至agv10的数据。另外，通信电路24将从agv10所接收的数据(通知)经由总线27而发送至cpu21和/或存储器22。

区域db25针对已被存放在位置db23的各位置，存放表示区域的大小的数据。在本说明书中，区域db25将以各位置为中心的圆的半径的大小作为半径数据来存放。另外，半径数据也由管理者来决定。

位置db23及区域db25可以构筑在非易失性的半导体存储器上，也可以构筑在以硬盘为代表的磁记录介质、以光盘为代表的光学式记录介质上。

图像处理电路26是生成显示在外部监视器29的影像数据的电路。图像处理电路26专门在管理者操作行驶管理装置20时运行。在本实施方式中，特别省略进一步的详细说明。另外，监视器29也可以与行驶管理装置20一体化。另外，cpu21也可以进行图像处理电路26的处理。

另外，行驶管理装置20也可以进而具有规定agv10的其他必要条件的数据及存储所述数据的存储装置。“其他必要条件”的一例是从某一位置前往下一个位置为止时的agv10的加速行驶区间、定速行驶时的速度、减速行驶区间、加速度。但是，若所述“其他必要条件”变多，则agv10进行的前处理运算的运算量可能增加。因此，在所述“其他必要条件”变多的情况下，优选考虑前处理运算所需要的时间，增大针对正前方的位置所规定的区域的大小。例如，区域的大小可对应于从行驶管理装置20发送至agv10的指令的生成时的agv10的行驶速度及前处理运算所需要的时间的积来决定。或者，也可以对应于其他agv10的行驶状况、在存在高低差的行驶环境间可实现agv10的往返的电梯的门(或百叶窗帘)的开闭状况等的时机来决定。

行驶管理装置20的cpu21也可以在将表示区域的大小的区域数据发送至指令后，根据各种信息，例如表示障碍物的产生的信息等，更新区域数据。即便当agv10正在根据第n个指令从位置mn前往位置mn+1时，也可以变更针对位置mn+1所规定的区域的大小，并向agv10进行通知。

继而，一边参照图10，一边对管理系统100的运行进行说明。

图10表示在agv10与行驶管理装置20之间所进行的通信处理。另外，图10的左列表示agv10的微型计算机14a所执行的处理的程序，右列表示行驶管理装置20的cpu21所执行的处理的程序。另外，图10是agv10按照来自行驶管理装置20的某一指令(第n指令)进行行驶的期间内所进行的处理的例子。

在步骤s101中，微型计算机14a判定是否已到达从第(n+1)位置起半径r的区域。更具体而言，如下所述。

微型计算机14a使激光测距仪15扫描自身的周边的范围，并从激光测距仪15取得测定数据。微型计算机14a将从激光测距仪15所取得的测定数据与已被存放在存储装置14c的地图数据进行比较，推断一致度最高的地图数据的位置为当前的自身的位置。微型计算机14a判断经推断的当前的位置是否处于从第n指令中所包含的第(n+1)位置起半径r的距离，由此判定是否已到达从第(n+1)位置起半径r的区域，在到达之前继续所述处理。

若agv10到达从第(n+1)位置起半径r的区域，则处理进入步骤s102。

在步骤s102中，微型计算机14a将通知发送至行驶管理装置20。发送后，agv10也继续行驶。接下来，转移至行驶管理装置20的处理的说明。

在步骤s201中，行驶管理装置20的cpu21经由通信电路24而从agv10接收通知。

在步骤s202中，cpu21响应通知的接收，生成作为下一个指令的第(n+1)指令。例如管理者事先决定并输入各agv行驶的目的位置，由此cpu21知道agv10接下来应前往哪个位置。cpu21参照位置db23读出经指定的位置的坐标。另外，cpu21参照区域db25，读出针对所述位置所规定的区域的半径r的值。cpu21将它们汇总成一个数据而生成第(n+1)指令。

在步骤s203中，cpu21经由通信电路24而将第(n+1)指令发送至agv10。

在步骤s103中，agv10的微型计算机14a经由通信电路14d而从行驶管理装置20接收第(n+1)指令。

在步骤s104中，微型计算机14a对第(n+1)指令进行分析并开始前处理运算的执行。在此时间点，agv10也继续行驶。在继续行驶的期间内，在步骤s105中，微型计算机14a结束前处理运算的执行。其结果，微型计算机14a可取得接下来的第(n+1)指令的执行所需要的数据，例如用于驱动agv10的各车轮的各马达的旋转速度、旋转时间等。

在步骤s106中，微型计算机14a判定是否已到达第(n+1)位置。另外，在本步骤中，也进行与步骤s101中所说明的处理相同的处理，判定agv10的当前的位置与第(n+1)位置是否一致。在两者一致之前微型计算机14a继续行驶，若两者一致，则处理过渡至步骤s107。另外，即便在两者不完全一致，而存在差的情况下，只要所述差为可容许的值(例如10cm)，则也可以看做一致。

在步骤s107中，微型计算机14a利用前处理运算的结果开始按照第(n+1)指令的行驶。当在已到达第(n+1)位置的时间点开始前处理运算时，在前处理运算完成之前agv10必须停止。但是，根据本实施方式的处理，在已到达第(n+1)位置的时间点前处理运算已完成，因此可顺利地开始根据接下来的第(n+1)指令的移动。

在所述例子中，将激光测距仪15的输出结果与地图数据进行对照，并将最一致的地图数据上的位置推断为自身位置。但是，也可以利用其他方法来推断自身位置。

图11是图8中所示的agv10的变形例。行驶控制装置14具有定位装置14f。定位装置14f具有设置在agv10行驶的环境内的接收信标信号的天线、及信号处理电路。信标信号与被发送的对应于位置而不同的信息重叠。信号处理电路读出所述信息，由此可推断自身的位置。微型计算机14a判定自身位置的推断结果相当于已被存放在存储装置14c的地图数据上的哪个坐标。在所获得的坐标已到达区域的情况下，可检测自身已到达所述区域。

在目前为止所述的例子中，设为在前处理运算结束后，到达第(n+1)位置。但是，并非必须如此。即便已开始前处理运算，但在运算结束之前已到达第(n+1)位置，也可以获得本公开的效果。其原因在于：由于从到达第(n+1)位置之前起开始前处理运算，因此显然比到达第(n+1)位置之后进行前处理运算更早地结束运算。由此，可更早地开始前往下一个目的位置的运行。

若与根据从某一区间的行驶开始位置起的行驶时间是否超过了规定值来判断是否即将到达下一个目的位置的情况相比，则本说明书中所例示的处理更适当。其理由在于：从行驶开始位置至目的位置为止的行驶所花费的时间不固定。在agv10在途中遭遇障碍物，为了避开障碍物而停止或绕行等的情况下，有可能远在到达下一个目的位置之前行驶时间超过规定值。在产生了不可预测的事态的时间点，接下来应前往的目的位置、速度等行驶条件可能变化。通过时间的经过而看作已到达目的位置的处理难以对应于行驶条件的变化。

根据例示的管理系统100，agv10若到达对应于目的位置所规定的区域，则可从行驶管理装置20接收表示下一个目的位置的指令。通过对应于所设想的agv10的行驶速度等来适宜决定区域的面积，行驶管理装置20大概在到达下一个目的位置的可能性已充分变高的情况下，可发送表示下一个目的位置的指令。

另外，在图10的处理中，假设可能存在因agv10的行驶情况不佳等，而导致步骤s101的判定结果不变成“是(yes)”的情况。在此种情况下，行驶管理装置20不生成接下来的第(n+1)指令，而不对agv10发送第(n+1)指令，因此agv10无法前往下一个目的位置。agv10在第n指令中所指定的区间内停止移动。

产业上的可利用性

本公开的管理系统可广泛用于移动体的引导控制。

符号的说明

2a、2b：无线接入点

10：自动搬送车(agv)

14：行驶控制装置

14a：微型计算机

14b：存储器

14c：存储装置

14d：通信电路

15：激光测距仪

16a～16d：马达

17：驱动装置

17a～17d：马达驱动电路

20：行驶管理装置

21：cpu

22：存储器

23：位置数据库(位置db)

24：通信电路

25：区域数据库(区域db)

26：图像处理电路

100：管理系统