JP2814579B2 - 移動ロボットシステムにおけるデータ通信方法 - Google Patents

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
システムに関し、特に、制御局と各移動ロボット間のデ
ータ通信方法に関する。

「従来の技術」 近年、FA（ファクトリー・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は、通常、
ポーリング／セレクティング通信によって制御局と各移
動ロボット間のデータ通信が行われている。ポーリング
通信は、制御局から各移動ロボットに対して順番に送信
すべきデータがあるか否かを問い合わせる通信であり、
指定を受けた移動ロボットに制御局への送信権が与えら
れ、その移動ロボットが自身の現在位置や動作状況を表
すステイタスデータを送信する。そして、制御局はこの
ステイタスデータに基づいてシステム全体の状況を把握
する。また、セレクティング通信は、制御局から特定の
移動ロボットに対して作業指示等のデータを送信する場
合の通信である。制御局から作業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
で次ぎの指示を待つ。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、このような移動ロボットシステムにおい
て、各移動ロボットは、自身の状態が変化する毎にその
ステイタスデータをFIFO形式のデータバッファに書き込
み、制御局からポーリング通信を受ける毎にデータバッ
ファに記憶されているステイタスデータを順次内部コマ
ンドによりセットし、制御局へ送信する。また、データ
バッファに送信すべきデータが無い場合には、ポーリン
グ通信の応答として“データ無し”を表す通信制御キャ
ラクタ“EOT"のみを送信する。しかしながら、状態変化
がある毎にポーリングを待ってデータを送信する方法
は、データ伝送のためにCPUの多くの時間が費やされ、
移動ロボットの走行制御等のロボット本来の処理を実行
する時間が少くなってしまう問題がある。また、ステイ
タスデータをデータバッファに蓄えるため、ポーリング
通信を受けるタイミングによっては最新のステイタスデ
ータを送信することができないこともある。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであ
り、ステイタスデータの送信処理にCPUを介さず、常に
最新のステイタスデータで送信できる移動ロボットシス
テムにおけるデータ通信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、移動ロボット内に少なくとも自身の最新
の動作状態および現在位置を表すデータが常時書き込ま
れるメモリと、各自において経路探索および作業が行わ
れる毎にその結果を表すデータを蓄え、前記制御局から
自身に宛てられたポーリング通信を受信する毎に、前記
蓄えられたデータが、蓄えられた順に読み出されるデー
タバッファとを設け、各移動ロボットは、制御局からポ
ーリング通信を受信する毎に、前記データバッファ内に
蓄えられたデータがあるか否かを判断し、データが有る
場合には前記データバッファ内に蓄えられたデータを、
無い場合には前記メモリの内容を、前記ポーリング通信
の応答として前記制御局へ送信することを特徴としてい
る。

「作用」 この発明によれば、ポーリング通信手段によって制御
局と各移動ロボット間のデータリンクが確立されると、
データバッファ内に蓄えられた経路探索結果または作業
完了通知、もしくは、メモリに記憶さた少なくとも最新
の動作状態および現在位置を表すデータのいずれかが必
ず制御局へ送信される。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例によるデー
タ通信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は無線によって接続されてい
る。移動ロボット２−１〜２−10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移動するよ
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。このノードは停止点、分岐
点、作業点などの総称であり、移動ロボット２には、こ
のノードに設けられたノードマークを検出する検出器が
設けられている。

第２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CPU1a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は各移動ロボット間の衝突を防止するためのデ
ータが記憶されている衝突テーブルである。1dは地図メ
モリであり、各ノードの座標、ノード種別を示すデータ
等が記憶されている。1eはCPU1aにおいて用いられるデ
ータ記憶用のデータメモリである。1fはシステム監視制
御のための各種操作が行われる操作部である。1gは通信
装置であり、CPU1aから供給されるデータを200〜300MHz
の搬送波に乗せて送信し、また、移動ロボット２から搬
送波に乗せて送信されてくるデータを受信する。

次に、移動ロボット２について説明する。第３図は移
動ロボット２の構成を示すブロック図であり、この図に
おいて、2aはCPU（中央処理装置）、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
信装置である。この通信装置2eは、制御局１からのポー
リング通信を受け、CPU2aが内部コマンドによって送信
データをセットしない場合にデータメモリ2cの特定の記
憶エリアE₁〜En（第６図参照）のデータを送信する。2f
は制御局１の地図メモリ1dと同一のデータが記憶されて
いる地図メモリである。2gは走行制御装置であり、CPU2
aから供給される走行データに基づいて車輪駆動用モー
タおよびステアリングモータを制御し、移動ロボットを
目的地まで走行させる。2iはデータバッファであり、経
路探索結果や作業完了等を表すデータがFIFO形式で蓄え
られる。また、このデータバッファ2iに蓄えられるデー
タは、ポーリング通信を受ける毎にCPU2aが発行する内
部コマンドによって送信データとしてセットされる。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、移動ロボットが目的地に到着した
時点でその番号の作業プログラムを実行してアーム（図
示略）に各種作業を行わせる。

次に、上記構成における制御局１と移動ロボット２と
の間で行われるポーリング／セレクティング通信のデー
タフォーマットおよびポーリング応答データフォーマッ
トについて説明する。第４図は、制御局１から送信され
るポーリング／セレクティング通信データフォーマット
F1を示す図である。この図において、C1〜C6は通信制御
キャラクタであり、C1はバイナリデータの通信であるこ
とを表す制御キャラクタ“DLE"である。C2は相手局から
の応答を要求する制御キャラクタ“ENQ"である。C3はこ
の通信がポーリングであるか、セレクティングであるか
を識別するフラグである。C4およびC5は両者で通信の終
了を表す制御キャラクタ“DLE"と“EOT"である。C6は通
信誤りをチェックするために付加されるキャラクタ“BC
C"である。D1は移動ロボット２の番号を指定するデータ
であり、該番号は予め各移動ロボット２−１〜２−２に
付与されている。D2は監視データであり、制御局１が把
握している各移動ロボット２−１〜２−10の各々の位
置、動作状態および走行予定路を表すデータである。

次に、第５図は移動ロボット２において送信すべきデ
ータが無い場合のポーリング応答データフォーマットF2
を示す図である。この図において、C7はステイタスデー
タD3の始まりを表す制御キャラクタ“STX"であり、C8は
“DLE"C4と合わせてステイタスデータD3の終結を表す制
御キャラクタ“ETX"である。ステイタスデータD3は、CP
U2aがデータメモリ2cの指定された記憶エリアE₁〜Enへ
常に書き込んでいる自身の位置やその状態等を表すデー
タである。第６図は該記憶エリアE₁〜Enにおけるデータ
内容を示す図である。この図に示す記憶エリアE₁には、
自身の状態、すなわち、待機中や移動中、作業中等を表
す状態データDsが記憶されて、記憶エリアE₂には現在位
置（通過ノード）を表す現在位置データDpが記憶され、
記憶エリアE₃には走行予定路として確保されたノードを
示す予約ノードデータDnが記憶されている。更に記憶エ
リアEnには自身の電源電圧を表す電圧値データDvが記憶
されている。

次に、制御局１からポーリング通信を受けた移動ロボ
ット２の動作を説明する。いま、例えば、移動ロボット
２−１が制御局１から第４図に示したデータフォーマッ
トF1のポーリング通信を受けたとする。移動ロボット２
−１は、まず、自身がポーリングを受けたことを認識す
ると共に、第４図の監視データD2をデータメモリ2c内に
書き込む。次いで、移動ロボット２−１は、自身のデー
タバッファ2iに送信すべきデータが有るか否か、すなわ
ち、内部コマンドによって送信データをセットしたか否
かを判断し、この結果、送信すべきデータが有る場合に
は、データバッファ2iに蓄えられたデータを内部コマン
ドによりセットして送信する。一方、データバッファ2i
に送信すべきデータが無い場合には、このポーリング通
信の応答として、第６図に記憶エリアE₁〜En内の各デー
タDs〜DvをステイタスデータD3とし、第５図のデータフ
ォーマットF2で制御局１へ送信する。このように、移動
ロボット２においては、データバッファ2iに送信すべき
データが無い場合には、CPU2aによりデータメモリ2cの
指定記憶エリアE₁〜Enに書き込まれている各データDs〜
Dvが常時送信データとしてセットされ、ポーリングを受
ける毎にその応答として自動的に制御局１へ送信され
る。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、移動ロボッ
ト内に少なくとも自身の最新の動作状態および現在位置
を表すデータが常時書き込まれるメモリと、各自におい
て経路探索および行われる毎にその結果を表すデータを
蓄え、前記制御局から自身に宛てられたポーリング通信
を受信する毎に、前記蓄えられたデータが、蓄えられた
順に読み出されるデータバッファとを設け、制御局から
ポーリング通信を受信する毎に、前記データバッファ内
に蓄えられたデータがあるか否かを判断し、データが有
る場合には前記データバッファ内に蓄えられたデータ
を、無い場合には前記メモリの内容を、ポーリング通信
の応答として制御局へ送信するので、常に最新状態を表
すデータが送信できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は同実施例における制御局の構成を示すブロック
図、第３図は同実施例における移動ロボットの構成を示
すブロック図、第４図は同実施例におけるポーリング／
セレクティング通信データフォーマット、第５図は同実
施例におけるポーリング応答データフォーマット、第６
図は同実施例における記憶エリアE₁〜Enのデータ内容を
示す図である。 2c……データメモリ、F1……ポーリング／セレクティン
グ通信データフォーマット、 F2……ポーリング応答データフォーマット、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、前記制御局から前記
   複数の移動ロボットの各々に対して予め定められた順番
   に従って送信権を与え、これに応じて送信権が与えられ
   た移動ロボットが前記制御局への送信を行うポーリング
   通信を行うことにより、前記制御局が前記複数の移動ロ
   ボット各々を制御する移動ロボットシステムにおいて、 前記各移動ロボット内に、少なくとも自身の最新の動作
   状態および現在位置を表すデータが常時書き込まれるメ
   モリと、 各自において経路探索および作業が行われる毎にその結
   果を表すデータを蓄え、前記制御局から自身に宛てられ
   たポーリング通信を受信する毎に、前記蓄えられたデー
   タが、蓄えられた順に読み出されるデータバッファとを
   設け、 各移動ロボットは、前記ポーリング通信を受信する毎
   に、前記データバッファ内に蓄えられたデータが有るか
   否かを判断し、データが有る場合には前記データバッフ
   ァ内に蓄えられたデータを、無い場合には前記メモリの
   内容を、前記ポーリング通信の応答として前記制御局へ
   送信する ことを特徴とする移動ロボットシステムにおけるデータ
   通信方法。