JPH087618B2 - 車両の走行経路決定方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、車両の走行経路決定方法に係わり、特に、
工場内等において各種物品を搬送する無人車の走行経路
を決定する場合等に好適な車両の走行経路決定方法に関
する。

［従来の技術］ 工場内で物品搬送に使われている一般の無人車は、電
磁誘導などによって所定の道路上を誘導されて走行す
る。無人車の走行経路は中央の誘導管理装置で決定して
制御するのが普通である。また一部には、無人車自体で
経路を決定するものもある。いずれにしても、あるステ
ーション（以下、無人車の所定の駐車位置をステーショ
ンと称する。）から他のステーションに無人車を誘導す
るのに、走行経路が最も短くなるように経路を決定する
ようになっている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の走行経路決定方法では、道路上
のある点から他の点まで最短で結ぶ経路を求めているだ
けであって、ステーションが進行方向に対して道路の左
右どちらの側に存在するかは全く考慮されていなかっ
た。そのため、例えば荷物の積み込み口が無人車の右側
であるのに、反対の左側がステーションに対面した状態
で到着してしまうことがあり、その後の作業が非常に不
便になることがあった。

本発明は上述した従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、車両の所定の側を駐車位置に対面させ
た到着状態となるような最短経路を選ぶことができる走
行経路決定方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明では、前進後進自在とされた車両の走行
経路に複数配置され、当該車両の駐車位置である複数の
ステーションの間を、当該車両を走行させるにあたり、
目標点となるステーションに対して当該車両が所定の向
きとなり、かつ走行距離が最短となる当該車両の走行経
路を決定するための車両の走行経路決定方法であって、
データベースには少なくとも、前記走行経路を構成する
道路の交差点や前記複数のステーションが、該道路のう
ちのどこに配置されているかについての配置情報と、該
交差点や前記複数のステーションの各相互間の距離につ
いての距離情報と、前記複数のステーションのそれぞれ
が、予め決められた方向に対して該道路の左右どちらの
側に存在するかについての位置情報とを格納しておき、
当該車両が現在駐車しているスタート点となるステーシ
ョンの前記配置情報と、当該車両の目標点となるステー
ションの前記配置情報とを参照し、該スタート点となる
ステーションに隣接するスタート交差点と、目標点とな
るステーションに隣接する目標交差点とを求め、当該車
両が現在駐車しているスタート点となるステーションの
前記位置情報と、当該車両の目標点となるステーション
の前記位置情報とを参照し、前記スタート交差点と前記
目標交差点を結ぶ複数の当該車両の走行経路のなかか
ら、当該車両が目標点となるステーションに到着したと
き、該目標点となるステーションに対して当該車両が所
定の向きとなる当該車両の走行経路を選択し、前記距離
情報を参照し、該選択された走行経路を当該車両が走行
した際における走行距離を求め、該求められた走行距離
のうち、最短の走行距離を呈する走行経路を当該車両の
走行経路として決定するようにした。

［作用］ まず、走行経路を構成する道路の交差点や複数のステ
ーションが、道路のうちのどこに配置されているかにつ
いての配置情報と、交差点や複数のステーションの各相
互間の距離についての距離情報と、複数のステーション
のそれぞれが、予め決められた方向に対して道路の左右
どちらの側に存在するかについての位置情報とが格納さ
れたデータベースから、当該車両が現在駐車しているス
タート点となるステーションの前記配置情報と、当該車
両の目標点となるステーションの前記配置情報とを参照
し、該スタート点となるステーションに隣接するスター
ト交差点と、目標点となるステーションに隣接する目標
交差点とを求める。

また、前記データベースから、当該車両が現在駐車し
ているスタート点となるステーションの前記位置情報
と、当該車両の目標点となるステーションの前記位置情
報とを参照し、前記スタート交差点と前記目標交差点を
結ぶ複数の当該車両の走行経路のなかから、当該車両が
目標点となるステーションに到着したとき、該目標点と
なるステーションに対して当該車両が所定の向きとなる
当該車両の走行経路を選択する。この走行経路は、通常
複数選択される。

さらに、前記データベースから、前記距離情報を参照
し、該選択された走行経路を当該車両が走行した際にお
ける走行距離を求め、該求められた走行距離のうち、最
短の走行距離を呈する走行経路を当該車両の走行経路と
して決定する。

このようにして決定された走行経路は、スタート交差
点と目標交差点を結ぶ複数の車両の走行経路のなかか
ら、当該車両が目標点となるステーションに到着したと
き、該目標点となるステーションに対して当該車両が所
定の向きとなる当該車両の走行経路を選択し、さらい、
この選択された走行経路のなかから、最短の走行距離を
呈する走行経路を当該車両の走行経路として決定してい
る。このため、本発明によって当該車両を走行させれ
ば、当該車両が目標点となるステーションに到着したと
き、該目標点となるステーションに対して当該車両が所
定の向きとなるとともに、最短の走行距離を呈する走行
経路を当該車両が走行することとなる。したがって、例
えば当該車両の所定の向きに荷物の積み込み口がある場
合に、当該車両が目標点となるステーションに到着した
とき、常に荷物の積み込み口はステーション側に向くこ
ととなり、この結果、荷物の積み込み作業における利便
性が格段に向上する。

［実施例］ 無人車を走行させる工場内のレイアウト（地図）が第
１図のようになっているものとして説明する。

第１図において、２本線は双方向の道路であり、１本
線は一方通行の道路である。道路上の目盛は距離目盛で
ある。小文字で示すａ〜ｍ（小文字のｌは除く）は交差
点（曲り角も含む）である。大文字で示すA,B,B′,C,D,
D′はそれぞれステーションであり、ＢとＢ′,DとＤ′
は同じ位置で道路の両側にあるステーションである。

この道路地図に対応し、第２図に示すデータベース
（地図データ）を予め持ち、このデータベースに基づい
て、後述するようにコンピュータで走行経路決定の処理
が行われる。

まず、データベースに格納された地図データの構成に
ついて第２図を参照して説明する。

各道路１〜８は［ ］内のリストで定義される。例え
ば道路１は、交差点m,h,cを結ぶ道路であり、ｍ→ｈ→
ｃの向きを順方向、反対向きのｃ→ｈ→ｍを逆方向とす
る。リスト中のｍ（０）の０は、交差点ｍが道路１の原
点であることを表わす。またｈ（４）の４は、リスト中
の左隣り位置（つまり交差点ｍ）から交差点ｈまでの距
離を示している。同様にｃ（６）の６は、交差点ｈから
交差点ｃまでの距離を示している。

リストの中の右端の項は１または０の２値をとるWAY
タグであり、１はその道路が双方向であることを示し、
０はその道路が一方通行であることを示す。

また、道路４のリストは、交差点ｈから交差点ｉおよ
びステーションＡを通り、交差点ｊまでが道路４である
ことを示している。そして、ｈ→ｉの距離は2.5、ｉ→
Ａの距離はＡ（１）で示される１、Ａ→ｊの距離は1.5
である。またステーションＡの項の（Ａ（１）;1）の右
側の１はステーションの位置を示すタグ（“TAG"と記
す）である。

このTAGは、データベースに予め記憶された道路の方
向に対し、ステーションが左右どちらの側にあるかを示
すものである。TAG＝１は、無人車が道路を順方向（デ
ータベースに記憶された道順）に進んだと仮定したと
き、ステーションが道路の左側にあることを示し、TAG
＝０は順方向に進んだと仮定したときステーションが道
路の右側にあることを示す。

道路５のリストは、交差点ｃから距離２の位置にステ
ーションＢ′とＢとがあり、Ｂ′は右側で、Ｂは左側で
あることを示している。

以上のようにして道路１〜８を定義した地図データが
データベースとして予め用意されている。

また、道路の順方向に対する無人車の進行方向情報を
REC（α，β）なる記法で定義する。

REC（α，β）は、交差点またはステーションαから
交差点またはステーションβに向うとき、その方向が予
め定めた道路の順方向に対して正方向か負方向かを示す
もので、REC（α，β）＝０のときは正方向,REC（α，
β）＝１のときは負方向である。

例えば、道路４［ｈ（０）;i（2.5），（Ａ（１）;
1）,j（1,5）;1］では、 REC（h,A）＝０、 REC（A,h）＝１ となる。

次に、走行経路の決定方法をステーションＡからステ
ーションＢ′に誘導する場合を例とし、第３図のフロー
チャートに従って具体的に説明する。

〈ステップ１〉 先ず、スタートステーションＡと目標ステーション
Ｂ′を指定する。

〈ステップ２〉 次に、スタートステーションＡを含む道路名とステー
ション情報、そして、目標ステーションＢ′を含む道路
名とステーション情報を得る。これは、第２図のデータ
ベースをステーション名で検索し、それを含む道路名を
もってくればよい。つまり、データベースから次の２つ
の道路は抽出される。

道路４［（ｈ（０）;i（2.5），（Ａ（１）;1）,j（1.
5）;1］ 道路５［ｃ（０），（Ｂ′（２）;0），（Ｂ（０）;
1）,d（１）,e（2.5）;1］ 〈ステップ３〉 スタートステーションの位置を示すTAG（TAGについて
は前記定義に同じ）をSTAGとし、目標ステーションの位
置を示すTAGをETAGとする。

今、スタートステーションＡは、道路４の順方向（ｈ
→ｉ→ｊの道順）に対して左側にあるので、STAG＝１と
なる。また、目標ステーションＢ′は、道路５の順方向
に対して右側にあるので、ETAG＝０となる。

〈ステップ４〉 スタート交差点を決定する。これは、スタートステー
ションに対して最も近い２つの交差点（交差点ｘと交差
点ｙ）を選んで、スタート交差点S point1（x,FLAG1）,
S point2（y,FLAG1）なる形で求める。

ここで、FLAG1＝STAG◎REC（a1,b1）であり、 a1は、スタートステーション、 b1は、隣の交差点ｘまたは交差点ｙ、 ◎は、排他的論理和を示す。

例えば、スタートステーションＡの隣の交差点は、ｘ
＝ｉ、ｙ＝ｊの２つであり、スタート交差点として、 S point1（i,0）、S point2（j,1） の２点が得られる。

なぜならば、ステーションＡは道路４［h,i,A,j;1］
の途中にあり、交差点ｉはステーションＡから見て道路
４の順方向に対し逆方向にあるため、 REC（A,i）＝1,STAG＝１となり、その結果、 FLAG1＝STAG◎REC＝０となる。

また、交差点ｊはステーションＡから見て道路４の順
方向にあるため、 REC（A,j）＝0,STAG＝１となり、その結果、 FLAG1＝STAG◎REC＝１となる。

〈ステップ５〉 次に、目標交差点を決定する。これは、目標ステーシ
ョンに最も近い２つの交差点（交差点xxと交差点yy）を
選んで、目標交差点E point1（xx,FLAG2）,E point2（y
y,FLAG2）なる形で求める。

なお、FLAG2＝STAG◎REC（a2,b2）であり、 a2は、隣りの交差点xxまたは交差点yy、 b2は、目標ステーションである。

例えば、目標ステーションＢ′の隣りの交差点はxx＝
c.yy＝ｄであり、 E point1（c,0）,E point2（d,1） の２点が得られる。

なぜならば、ステーションＢ′は道路５の途中にあ
り、ステーションＢ′は交差点ｃから見て道路５の順方
向にあるため、 REC（c,B′）＝0,ETAG＝０となり、その結果、 FLAG2＝ETAG◎REC＝０となる。

また、交差点ｄから見てステーションＢ′は道路５の
逆方向にあるため、 REC（d,B′）＝1,ETAG＝０となり、その結果、 FLAG2＝EATG◎REC＝１となる。

〈ステップ６〉 上述のようにして、 ２つのスタート交差点S point1（i,0）、S point2（j,
1） ２つの目標交差点 E point1（c,0）、E point2（d,
1） が求められると、次に、スタート交差点のFLAG1の目標
交差点のFLAG2とが一致した組合せを作成する。つまり
（始点、終点）の組合せを作る。

上記の例では、S point1（i,0）とE point1（c,0）、
及びS point2（j,1）とE point2（d,1）がFLAGの一致し
た組合せとなる。

これは、交差点（i,0）をスタート交差点とすると目
標交差点として（c,0）を選べば、無人車の積み出し方
向が一致することを意味し、また、交差点（j,1）をス
タート交差点とすると目標交差点として（d,1）を選べ
ば、無人車の積み出し方向が一致することを意味してい
る（第４図参照）。

〈ステップ７〉 経路探索を開始する。ここでは、データベースに格納
された距離データを加算して最短経路を求める。

ここで、交差点ｉから交差点ｃへの経路探索におい
て、道路７を通って交差点ｄからステーションＢ′への
進入を許すと積み出し方向が逆になる。これを妨ぐため
に、初めからルートｄ−Ｂ′は切り離して存在しないも
のとする。具体的には、道路５［ｃ（０），（Ｂ′
（２）;0），（Ｂ（０）;1）,d（∞）,e（2,5）;1］と
し、ルートｄ−Ｂ′の距離を無限大として最短経路探索
プログラムを実行すれば良い。

また、もし交差点ｊから交差点ｄへの経路探索を行う
ときはｃ−Ｂ′のルートを切り離して存在しないものと
し、最短経路探索プログラムを実行する。例えば、道路
５［ｃ（０），（Ｂ′（∞）;0），（Ｂ（０）;1）,d
（１）,e（2.5）;1］とし、プログラムを実行すれば良
い。

このようにして最短距離探索を実行した結果、ルート
Ａ−ｉ−ｈ−ｃ−Ｂ′とルートＡ−ｊ−ｇ−ｅ−ｄ−
Ｂ′の２つの解が得られる。ここで、ルートＡ−ｉ−ｈ
−ｃ−Ｂ′の距離をL1、ルートＡ−ｊ−ｇ−ｅ−ｄ−
Ｂ′の距離をL2とすると、第２図でデータベースより、 L1＝１＋2.5＋６＋２＝11.5 L2＝1.5＋３＋３＋2.5＋１＝11 となる。そこで経路の短いルートＡ−ｊ−ｇ−ｅ−ｄ−
Ｂ′が解となる。

ここで、FLAG1＝FLAG2＝０ならば順方向移動で路線変
更はいらず、FLAG1＝FLAG2＝１のときは逆方向移動とな
るため、路線変更を必要とすることを意味する。すなわ
ち、第４図に示すように、ステーションＡからスタート
した無人車は、交差点ｉから交差点ｃを経由してステー
ションＢ′へ入る経路（順方向移動）を辿る場合には、
積み出し方向が一致し、路線変更は必要ない。一方、交
差点ｊから交差点ｄを経由してステーションＢ′に入る
経路（逆方向移動）では、路線変更をしなければ、積み
出し方向が一致しない。

この場合、無人車は双方向進行が可能としたが、双方
向進行が不可能な場合は、FLAG1＝FLAG2＝０なる順方向
路線によって求まるＡ−ｉ−ｈ−ｃ−Ｂ′のルートが最
短経路となる。

上記実施例で用いた双方向進行が可能なときには、求
まった経路組合せのFLAGが１であるため、第４図に示し
たようにスタートステーションから離れるときに対抗路
線へ先に出て、目標ステーションには対抗路線を横切っ
て入庫する形の走行制御を行う。そして、Ａ−ｊ−ｇ−
ｅ−ｄ−Ｂ′なるルートが最短経路を実現することにな
る。

このように上述した第１実施例によれば、データベー
スに予め記憶された道路の方向に対してステーションが
左右どちら側にあるかを示すTAGと、データベースに記
憶された道路の方向に対してαからβへの方向が同じか
否かを示すREC（α，β）との一致・不一致を始点と終
点とで求めることにより、一致同志、または不一致同志
を組み合わせることによりスイッチバックを不要とする
最短経路を確実に求めることが可能となる。

第５図は、本発明の第２実施例を示している。この実
施例は、無人車がスイッチバック機能を持つ場合に本発
明を適用したものである。

例えば、ステーションが第６図（Ａ）に示すような構
成になっているときに、積み出し方向は進行方向の右に
ある場合には、そのままステーションに入ってもステー
ションに対して積み出し方向が一致するが、積み出し方
向が進行方向の左にある場合には、そのままではステー
ションに対して積み出し方向が一致しない。かかる場合
に、一度通過した後にバックで入庫するような走行（図
中、→のような走行）をすれば、ステーション対し
て積み出し方向が一致する。また、同図（Ｂ）に示すよ
うな交差点において、一度直進後、直ちにバックして交
差点を曲がるような走行（図中、→のような走行）
をすることによって積み出し方向を変更することができ
る。このように、第６図（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ示す
→のような走行をスイッチバックという。

スイッチバック機能がある場合には、第５図のフロー
チャートに示すように、まず最短経路探索を行うとき
に、スタート交差点と目標交差点の組合せは意識せず、
ステップ６で示した通常の経路探索を実行する。

そのとき得られるスタート交差点S pointと目標交差
点E pointとのFLAG1とFLAG2との組合せが｛0,1｝又は
｛1,0｝になるとき、すなわちFLAGが不一致の場合は、
走行中一度スイッチバック機能を用いて入庫する必要が
あると判断できる。この場合ペナルティ関数として、ス
イッチバックを行うのに必要な距離分を加算させる。も
ちろん前述した例でみられるようにFLAG1とFLAG2との組
合せが｛0,0｝，｛1,1｝となるときは、特にペナルティ
は課さず、答えを求める。

このようにすると、経路Ａ−ｉ−ｆ−ｄ−Ｂ′が求ま
る。その距離をL3とすると、L3＝１＋３＋３＋１＝８と
なる。しかし、この経路はFLAG1とFLAG2が｛0,1｝の組
合せとなるため、距離Ｌは、Ｌ＝８＋L penaltyとな
る。

ここで、L penaltyが、３≧L penaltyならば、Ｌ≦11
となるので、経路Ａ−ｉ−ｆ−ｄ−Ｂ′が最短経路とし
て選択される。ただし、この場合には、目標ステーショ
ンＢ′においてスイッチバックを行わねばならない。

一方、L penalty＞４なるときは、Ｌ＞12となるの
で、前述したＡ−ｊ−ｇ−ｅ−ｄ−Ｂ′（その距離L2＝
11）なるルートを最短経路として取り扱うことかでき
る。

なお、以上の説明には、ステーションの積み込み、積
み出し方向は道路位置のみで表現しているが、道路位置
に加えステーションの積み込み、積み出し方向を情報と
して加えても良いのは明らかである。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、車両が
目標点となるステーションに到達したとき、該目標点と
なるステーションに対して当該車両が所定の向きとなる
とともに、最短の走行距離を呈する走行経路を当該車両
が走行することとなり、したがって、例えば当該車両の
所定の向きに荷物の積み込み口がある場合に、当該車両
が目標点となるステーションに到達したとき、常に荷物
の積み込み口はステーション側に向くこととなり、この
結果、荷物の積み込み作業における利便性が格段に向上
するというきわめて優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための道路地図、
第２図は前記道路地図に対応した地図データ（データベ
ース）の概念図、第３図は本発明の第１実施例による経
路決定処理のフローチャート、第４図は第１実施例の動
作説明図、第５図は第２実施例による経路決定処理のフ
ローチャート、第６図はスイッチバックの説明図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】前進後進自在とされた車両の走行経路に複
   数配置され、当該車両の駐車位置である複数のステーシ
   ョンの間を、当該車両を走行させるにあたり、目標点と
   なるステーションに対して当該車両が所定の向きとな
   り、かつ走行距離が最短となる当該車両の走行経路を決
   定するための車両の走行経路決定方法であって、 データベースには少なくとも、前記走行経路を構成する
   道路の交差点や前記複数のステーションが、該道路のう
   ちのどこに配置されているかについての配置情報と、該
   交差点や前記複数のステーションの各相互間の距離につ
   いての距離情報と、前記複数のステーションのそれぞれ
   が、予め決められた方向に対して該道路の左右どちらの
   側に存在するかについての位置情報とを格納しておき、 当該車両が現在駐車しているスタート点となるステーシ
   ョンの前記配置情報と、当該車両の目標点となるステー
   ションの前記配置情報とを参照し、該スタート点となる
   ステーションに隣接するスタート交差点と、目標点とな
   るステーションに隣接する目標交差点とを求め、 当該車両が現在駐車しているスタート点となるステーシ
   ョンの前記位置情報と、当該車両の目標点となるステー
   ションの前記位置情報とを参照し、前記スタート交差点
   と前記目標交差点を結ぶ複数の当該車両の走行経路のな
   かから、当該車両が目標点となるステーションに到着し
   たとき、該目標点となるステーションに対して当該車両
   が所定の向きとなる当該車両の走行経路を選択し、 前記距離情報を参照し、該選択された走行経路を当該車
   両が走行した際における走行距離を求め、 該求められた走行距離のうち、最短の走行距離を呈する
   走行経路を当該車両の走行経路として決定することを特
   徴とする車両の走行経路決定方法。