JP7055250B1 - 業務計画作成装置および業務計画作成方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、業務の調整が必要なときに自律移動体の業務を滞りなく実施させることが可能な業務計画作成装置および業務計画作成方法を提供することを目的とする。本開示による業務計画作成装置は、予め定められた期間に少なくとも１台の自律移動体が行う業務が割当てられた業務計画を事前に作成する行動計画部と、自律移動体が業務計画を実施している間に、新たに発生した業務である新業務を受け取ると新業務の優先度を評価し、優先度に応じて業務計画を変更するか否かを判断する計画変更判断部と、自律移動体が業務計画を実施している間に業務計画を変更する計画変更部とを備える。

Description

本開示は、自律移動体の業務計画を作成する業務計画作成装置および業務計画作成方法に関する。

昨今、労働人口の減少などに伴って、オフィスビルおよび駅などで清掃または警備等の作業を行うサービスロボットの導入が進んでいる。このようなロボットは、管理者が予めまたは適宜に計画および動作を設定することによって運用されている。管理者が手動で設定する場合は、ロボットの性能、ロボットに充電するタイミング、またはオフィスビルなどの屋内に存在する人々の行動を妨げない等の制約を考慮して、業務を１つずつ割当てる必要がある。また、業務が増加したり、業務が多様化したりすると、計画の作成が複雑化して効率的に計画を作成することが難しくなり、必要以上のロボットを確保するなどの余剰投資に繋がる可能性がある。

従来、ロボットのバッテリー残量から充電の必要性を判定し、充電が必要と判定されるとそれに応じて業務の再計画を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。また、ある自律移動体の業務の調整が必要となったときに、自律移動体同士または人間と業務の調整を行う技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２において、業務の調整が必要となるときは、スケジュール上で業務が重複しているなど自律移動体が実行できない業務が生じたとき、および、移動中に他の自律移動体または人と衝突する可能性があるときを含む。

特開２００６－１０６９１９号公報 特開２０１８－５７９９号公報

特許文献１では、業務の再計画を行うときに、全てのロボットの計画を初めから再度作成する必要がある。また、特許文献２では、業務の調整を行うときは、調整を要する自律移動体が他の自律移動体と相互に業務の分担または移動の調整を行う必要がある。このように、従来では、業務の調整が必要なときに自律移動体の業務が滞る可能性があった。

本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、業務の調整が必要なときに自律移動体の業務を滞りなく実施させることが可能な業務計画作成装置および業務計画作成方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本開示による業務計画作成装置は、予め定められた期間に少なくとも１台の自律移動体が行う業務が割当てられた業務計画を事前に作成する行動計画部と、自律移動体が業務計画を実施している間に、新たに発生した業務である新業務を受け取ると新業務の優先度を評価し、優先度に応じて業務計画に新業務を追加するか否かを判断する計画変更判断部と、計画変更判断部が新業務を追加すると判断した場合、自律移動体が業務計画を実施している間に新業務を業務計画に追加して業務計画を変更する計画変更部とを備え、計画変更判断部は、優先度が高い場合のみ、業務計画に新業務を追加すると判断する。

本開示によれば、業務の調整が必要なときに自律移動体の業務を滞りなく実施させることが可能となる。

本開示の目的、特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１による業務計画作成装置が適用された自律移動体システムの構成図である。 実施の形態１による業務データベースを説明するための図である。 実施の形態１による自律移動体データベースを説明するための図である。 実施の形態１による充電器データベースを説明するための図である。 実施の形態１による自律移動体の業務計画を説明するための図である。 実施の形態１による業務計画作成装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１による業務計画作成装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１による業務計画の計画変更範囲を説明するための図である。 実施の形態２による業務計画作成装置が適用された自律移動体システムの構成図である。 実施の形態２による自律移動体の業務計画を説明するための図である。 実施の形態２による救援業務を説明するための図である。 実施の形態３による業務計画作成装置が適用された自律移動体システムの構成図である。 実施の形態３による発生濃厚業務を説明するための図である。 実施の形態３による自律移動体の業務計画を説明するための図である。 実施の形態３による自律移動体の業務計画を説明するための図である。 実施の形態３による業務計画作成装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１～３による業務計画作成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 実施の形態１～３による業務計画作成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

以下では、実施の形態について添付の図面を用いて説明する。なお、各図中において、同一または相当する部分には同一の符号が付されている。また、同一または相当する部分の重複説明は、適宜に簡略化または省略する。

＜実施の形態１＞
＜１－１．構成＞
図１は、実施の形態１による業務計画作成装置１が適用された自律移動体システムの構成図である。

図１に示すように、自律移動体システムは、業務計画作成装置１と、自律移動体制御装置２と、自律移動体３と、情報端末４と、無線通信装置５と、充電器６とを備えている。

複数の情報端末４は、複数の人がそれぞれ携帯している、あるいは建築物の屋内に設置されている。情報端末４は、例えば、スマートフォン等のウェアラブルデバイス、またはビルに設置された案内板である。なお、図１では２台の情報端末４が存在している場合を示しているが、これに限るものではなく、少なくとも１台の情報端末４が存在していればよい。

複数の自律移動体３は、建築物の屋内または屋外の特定の領域内に配置されている。自律移動体３は、人による操作を必要とせずに自律移動する装置である。自律移動体３は、例えば、ロボットまたはパーソナルモビリティである。また、自律移動体３は、例えば、無人タクシーまたは大型搬送ロボットなどであってもよい。なお、図１では２台の自律移動体３が存在している場合を示しているが、これに限るものではなく、少なくとも１台の自律移動体３が存在していればよい。

複数の無線通信装置５は、建築物の屋内に設置されている。各無線通信装置５は、各情報端末４と無線通信を行うことができる。なお、図１では、２台の無線通信装置５が存在している場合を示しているが、これに限るものではなく、少なくとも１台の無線通信装置５が存在していればよい。

自律移動体制御装置２は、建築物の屋内に設置されている。自律移動体制御装置２は、各自律移動体３を制御する。

業務計画作成装置１は、自律移動体データベース１１と、業務データベース１２と、充電器データベース１３と、屋内地図データベース１４と、行動計画部１５と、移動経路計画部１６と、充電量予測部１７と、計画変更判断部１８と、業務バッファ１９と、計画変更部２０とを備えている。

業務データベース１２は、自律移動体３の業務に関する情報を記憶する。図２は、業務データベース１２を説明するための図である。業務データベース１２に記憶されている業務とは、業務計画作成装置１の利用者が自律移動体３に対して実施を求める仕事のことである。業務計画作成装置１の利用者は、自律移動体３に要求する業務を業務データベース１２に登録する。

例えば、業務データベース１２は、各業務の業務情報を業務ＩＤで紐づけて記憶する。業務情報は、少なくとも業務の内容と、業務の実施場所と、業務の実施可能な開始時刻および終了時刻とを含む。また、業務情報は、業務の所要時間、業務の実施条件、業務の実施間隔、および他の業務と比較したときの重要度を含んでもよい。図中では、重要度として「Ａ ｏｒ Ｂ ｏｒ Ｃ ｏｒ・・・」と示されているが、実際にはこれらのうちの１つが示される。例えば、重要度Ａは重要度が最も高く、重要度Ｂ，Ｃ・・・の順に重要度を低くしてもよい。例えば、重要度が高い業務は、指定の時間帯において早い時間に優先的に割当てられる。なお、例えば、自律移動体３にとって充電および移動は業務であるが、これらは業務データベース１２に登録されない。

自律移動体データベース１１は、自律移動体３に関する情報を記憶する。図３は、自律移動体データベース１１を説明するための図である。自律移動体データベース１１は、自律移動体３の個体識別子、自律移動体３の実施可能業務、自律移動体３の現在の充電量、および自律移動体３の現在地を対応付けて記憶している。

充電器データベース１３は、自律移動体３が充電する際に使用する充電器６に関する情報を記憶する。図４は、充電器データベース１３を説明するための図である。充電器データベース１３は、充電器６の個体識別子、充電器６の所在地、および充電器６のステータスを対応付けて記憶している。

屋内地図データベース１４は、自律移動体３が配置される建築物の屋内の地図に関する情報を記憶する。

充電量予測部１７は、各自律移動体３の充電量を予測する。例えば、充電量予測部１７は、自律移動体制御装置２からの情報に基づいて、各自律移動体３の充電量の時間変化を予測する。充電量予測部１７が自律移動体制御装置２から取得する情報は、各自律移動体３の現在の充電量を含む。

移動経路計画部１６は、各自律移動体３の移動経路を作成する。例えば、移動経路計画部１６は、自律移動体制御装置２からの情報、充電器データベース１３に記憶されている情報、自律移動体データベース１１に記憶されている情報、および屋内地図データベース１４に記憶されている情報に基づいて、各自律移動体３について出発地点から目的地点までの移動経路を作成する。

行動計画部１５は、予め定められた期間（計画期間）に各自律移動体３が行う業務が割当てられた業務計画を事前に作成する。例えば、行動計画部１５は、期間内に各自律移動体３の充電量が必要量を下回らないように、各自律移動体３に業務を割当てる。そして、各自律移動体３の業務の開始時刻および終了時刻と、各自律移動体３の移動の開始時刻および終了時刻を決定する。業務計画の計画期間は、例えば、１日、数時間、または１週間と決まっている。行動計画部１５は、現在実行中の業務計画の計画期間が終了する前に、次の計画期間における業務計画（事前の業務計画）を作成する。事前の業務計画は、例えば、常に計画期間の開始１０分前に作成される、または計画期間の開始前に業務計画作成装置１の利用者が業務計画の作成を要求すると作成される。

計画変更判断部１８は、新業務を受け取ると、計画変更部２０に業務計画の変更を指示する。新業務とは、自律移動体３が業務計画を実施している期間内に新たに発生した業務のことをいう。例えば、情報端末４の利用者が当該情報端末４を操作することによって新業務の実施を要請する。あるいは、例えば、自律移動体３または建築物に設けられたセンサまたはカメラの情報から業務の必要性を判断し、必要性がある業務を新業務としてその実施を要請する。この場合、業務の必要性の判断および新業務の実施の要請は、自律移動体制御装置２、または建築物に設けられたセンサまたはカメラと通信可能な無線通信装置５が行ってもよい。

計画変更部２０は、自律移動体３の業務計画を変更する。計画変更部２０は、例えば、計画変更判断部１８から業務計画の変更の指示を受けたときに、自律移動体３の業務計画を変更する。業務計画の変更とは、新業務、および、既に各自律移動体３に割当てられた業務のうち計画変更部２０が割当てを見直す必要があると判断した業務を、自律移動体３に割当てることをいう。このような業務を自律移動体３に割当てる方法は、行動計画部１５による業務の割当ての方法と同様である。

ここで、自律移動体３の業務計画について、図５を用いて説明する。

図５に示すように、例えば、業務計画作成装置１は、「Ｒ０１」の自律移動体３、「Ｒ０２」の自律移動体３、および「Ｒ０３」の自律移動体３のそれぞれの業務計画を作成する。具体的には、業務計画作成装置１は、業務「００１」、業務「００２」、および業務「００３」など、業務データベース１２に記憶されている業務の中から選択した複数の業務を実施する日時と、当該業務の実施場所への移動経路とを含む業務計画を作成する。

＜１－２．行動計画部の動作＞
図６は、行動計画部１５の動作を示すフローチャートであり、行動計画部１５が業務計画を事前に作成する際の動作を示している。

ステップＳ１において、行動計画部１５は、次に割当てを決定する業務である次業務を選択する。行動計画部１５は、例えば下記の方法で次業務を選択する。
・業務データベース１２の中から、開始時刻が最も早い業務を次業務として選択する。
・業務データベース１２の中から、終了時刻が最も早い業務を次業務として選択する。
・業務データベース１２の中から、開始時刻で業務を開始してから所要時間を経過した際の時間が最も近い業務を次業務として選択する。
・業務データベース１２の中から、終了時刻で業務を終了するための所要時間を確保するための時間が最も近い業務を次業務として選択する。
・業務データベース１２の中から、業務の実施場所が直後の業務の実施場所に最も近い、または直後の実施場所への移動時間が最も短い業務を次業務として選択する。
・業務データベース１２の中から、重要度が最も高い業務を次業務として選択する。
・業務データベース１２の中から、重要度および所要時間などから算出される評価関数の値が最大である業務を次業務として選択する。

ステップＳ２において、行動計画部１５は、自律移動体データベース１１の中から次業務を実施可能な自律移動体３を１台選択する。例えば、行動計画部１５は、次業務の開始時刻から終了時刻までの間に業務を行う予定がない自律移動体３を選択する。以下では、選択した自律移動体３の業務計画に既に割当てられている業務のうち、次業務の直前に実施される業務を直前業務といい、次業務の直後に実施される業務を直後業務という。

ステップＳ３において、行動計画部１５は、ステップＳ２で選択した自律移動体３の移動経路を移動経路計画部１６から取得する。具体的には、移動経路計画部１６は、自律移動体３が直前業務の実施場所から次業務の実施場所に移動を開始する時刻を決定する。例えば、直前業務の終了時刻から次業務の開始時刻までの間に、移動経路が含まれるエリアが混雑するなど、エリア内の移動が抑制される時間帯が規定されている場合、移動経路計画部１６は、エリア内の移動が抑制される時間帯を含まない時間帯に自律移動体３の移動が完了するように、自律移動体３の移動の開始時刻および終了時刻を決定する。また、移動経路計画部１６は、次業務の実施場所から直後業務の実施場所までの移動経路についても同様に決定する。行動計画部１５は、このようにして移動経路計画部１６が決定した移動経路を取得する。

ステップＳ４において、行動計画部１５は、ステップＳ２で選択した自律移動体３が、ステップＳ３で決定した移動経路で直前業務の実施場所から次業務の実施場所に移動したときに、次業務の開始時刻に間に合うか否かを判断する。また、当該自律移動体３の業務計画において、既に直後業務が決まっている場合は、次業務の実施場所から直後業務の実施場所に移動したときに、直後業務の開始時刻に間に合うか否かも判断する。

ステップＳ４において次業務の開始時刻または直後業務の開始時刻に間に合わない場合は、ステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ４において次業務の開始時刻または直後業務の開始時刻に間に合う場合は、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５において、行動計画部１５は、自律移動体３の充電量の時間変化を予測した結果を充電量予測部１７から取得する。

ステップＳ６において、行動計画部１５は、ステップＳ２で選択した自律移動体３の充電量が、計画期間内の任意の時刻において十分であるか否かを判断する。例えば、行動計画部１５は、自律移動体３の充電量が、次業務の実施後に充電器６の設置場所に行くために必要な残量を満たしているか否かを判断する。自律移動体３が業務を実施するために必要な充電量は、例えば、業務の実施による消費電力量の実績から学習することができる。また、業務間の移動に必要な充電量は、例えば、過去の移動時の実績から学習することができる。

ステップＳ６において自律移動体３の充電量が十分でない場合、ステップＳ２に戻る。一方、ステップＳ６において自律移動体３の充電量が十分である場合、ステップＳ７に移行する。

ステップＳ７において、行動計画部１５は、ステップＳ２で選択した自律移動体３の充電の計画をする。

ステップＳ８において、行動計画部１５は、これまでに策定した次業務、次業務の実施場所への移動、および充電の予定を、ステップＳ２で選択した自律移動体３の業務計画として保存する。

ステップＳ９において、行動計画部１５は、業務データベース１２に記憶されている全ての業務について、自律移動体３の業務計画を作成したか否かを判断する。ステップＳ９においてすべての業務について自律移動体３の業務計画を作成していない場合、ステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ９においてすべての業務について自律移動体３の業務計画を作成した場合、図６に示す動作を終了する。なお、ステップＳ９において、例えば、業務データベース１２から事前に設定した業務数が含まれるように業務計画を作成したか、あるいは次の計画期間内に実施すべき業務の全てを含むように業務計画を作成したかを判断条件としてもよい。

＜１－３．計画変更判断部の動作＞
計画変更判断部１８は、新業務を受け取ると、計画変更部２０に業務計画の変更を指示する。具体的には、計画変更判断部１８は、新業務を受け取ると、当該新業務の評価関数値を計算する。評価関数は、新業務の優先度を計るものであり、例えば、新業務の開始時刻、終了時刻、所用時間、および重要度などから計算することができる。例えば、新業務ｘの評価関数ｆ_ｃ（ｘ）は、次の式（１）で表される。

式（１）において、Ｔ_ｎｏｗは、新業務ｘを受け取った時の時刻である。Ｔ_ｓｔは、新業務ｘの開始時刻である。Ｔ_ｅｎは、新業務ｘの終了時刻である。Ｔ_ｒｅｑは、新業務ｘの所要時間である。αは、新業務ｘの重要度である。ｋは、パラメータであり、１以上の整数である。

評価関数ｆ_ｃ（ｘ）は、新業務ｘの開始時刻Ｔ_ｓｔおよび終了時刻Ｔ_ｅｎが時刻Ｔ_ｎｏｗに近いと、評価関数値が大きくなる。また、重要度αが高い場合、あるいは所要時間Ｔ_ｒｅｑが長い場合も、評価関数値が大きくなる。なお、次の計画期間の開始が近い場合は、行動計画部１５が次の業務計画を作成する際に新業務を割当てることもできるため、次の業務計画を作成するまでの時間が短ければ、評価関数値が小さくなるような項を加えてもよい。

次に、計画変更判断部１８は、新業務の評価関数値に応じて、計画変更部２０に業務計画の変更を指示するか否かを判断する。例えば、計画変更判断部１８は、評価関数値に応じて新業務の優先度を３段階に分類し、最高をレベル３、最低をレベル１とする。

計画変更判断部１８は、新業務の優先度がレベル３であると判断すると、業務計画の変更の要請と、新業務の業務情報とを計画変更部２０に送信する。

計画変更判断部１８は、新業務の優先度がレベル２であると判断すると、新業務の業務情報を業務バッファ１９に記憶させる。そして、優先度がレベル２である業務が予め定められた数だけ溜まると、計画変更判断部１８は、業務バッファ１９に記憶している業務情報を行動計画部１５に送信する。

計画変更判断部１８は、新業務の優先度がレベル１であると判断すると、新業務の業務情報を業務バッファ１９に記憶させる。そして、行動計画部１５が次の業務計画を作成する際に、計画変更判断部１８は、業務バッファ１９に記憶している業務情報を行動計画部１５に送信する。

なお、業務バッファ１９は、業務データベース１２と一体であってもよい。この場合、業務データベース１２に元々存在する業務にフラグを付けるなどして、業務データベース１２に元々存在する業務と、計画変更判断部１８が取得した新業務とを区別するようにしてもよい。

＜１－４．計画変更部の動作＞
図７は、計画変更部２０の動作を示すフローチャートであり、計画変更部２０が業務計画を変更する際の動作を示している。計画変更部２０は、計画変更判断部１８から業務計画の変更の要請があったときに業務計画を変更する。

ステップＳ１１において、計画変更部２０は、計画変更判断部１８から送られてきた新業務の割当てを検討する。なお、業務計画への新業務の割当ての方法は、図６に示す行動計画部１５の動作に準ずるため、ここでは説明を省略する。

ステップＳ１２において、計画変更部２０は、新業務の割当てに成功したか否かを判断する。新業務の割当てに成功した場合は、図７に示す動作を終了する。一方、新業務の割当てに成功していない場合は、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、計画変更部２０は、自律移動体３について作成された既存の業務計画において計画を変更する範囲を選択する。計画を変更する範囲に含まれる業務は、計画の変更の対象となる自律移動体３の業務計画に既に割当てられた業務である。計画の変更の対象となる自律移動体３は、新業務を実施する能力があり、例えば業務計画を現在実施中である全ての自律移動体３が対象となり得る。また、計画を変更する業務は、例えば、計画の変更時点以降の全ての業務であってもよく、計画の変更時点から１時間以内に実施予定の業務であってもよい。図８の例では、「Ｒ０３」の自律移動体３の業務計画における業務「００３」および業務「３０３」が、ステップＳ１３において計画変更部２０が選択した計画を変更する範囲（計画変更範囲）である。

ステップＳ１４において、計画変更部２０は、計画変更判断部１８から送られてきた新業務、およびステップＳ１３で選択された計画を変更する範囲に含まれる業務について、全ての業務の割当てを決定する。なお、ステップＳ１４の処理は、図６に示す行動計画部１５の動作に準ずるため、ここでは説明を省略する。

ステップＳ１５において、計画変更部２０は、ステップＳ１４において全ての業務の割当てに成功したか否かを判断する。ステップＳ１５において全ての業務の割当てに成功している場合は、図７に示す動作を終了する。一方、ステップＳ１５において全ての業務の割当てに成功していない場合は、ステップＳ１３に戻る。

上記で説明したように、ステップＳ１１では、既に割当てが決定している業務を変更することなく新業務の割当てを検討しているため、不要な業務の割当ての変更を回避することができる。

また、ステップＳ１３において計画の変更範囲を選択する際に、最初は例えば特定の１台の自律移動体３の一部の業務を変更範囲として選択し、その後、所望の全ての業務の割当てができなかった場合に再度ステップＳ１３において変更範囲を拡げるなどすることによって、変更範囲を小さく留めることができる。このとき、最初に変更範囲を選択する方法としては、例えば、追加する新業務の実施可能な時間帯において、最も待機時間が長い自律移動体３に割当てられた業務を変更範囲として選択してもよい。また、当該自律移動体３において変更範囲に含まれる業務は、例えば、変更する業務の実施時間の合計が、新業務の実施時間を超えるように選択されるものとする。

＜１－５．効果＞
以上のことから、実施の形態１による業務計画作成装置１は、自律移動体３の業務計画を実施中に新業務が発生した場合、当該新業務の業務情報に基づいて業務計画を変更するか否かを判断し、業務計画を変更する必要がある場合は業務計画を自動的に変更する。これにより、業務の調整が必要なときに自律移動体３の業務を滞りなく実施させることが可能となる。

また、業務計画を変更することによって業務計画の効率が悪化するリスクを最小限に抑えることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、事前の業務計画には存在しなかった業務（新業務）が発生したときに業務計画を変更する場合について説明した。実施の形態２では、自律移動体３の故障等、自律移動体３にアクシデントが発生したため業務計画の実施が不可能となった場合について説明する。

＜２－１．構成＞
図９は、実施の形態２による業務計画作成装置１が適用された自律移動体システムの構成図である。実施の形態２による業務計画作成装置１は、救援要請部２１を備えることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１による業務計画作成装置１（図１参照）と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

救援要請部２１は、自律移動体３が業務計画を実施している間に業務計画に乱れが生じた際、適切に対処すべく救援業務を発生させ、計画変更部２０に業務計画を変更することを要請する。業務計画に乱れが生じるときとしては、例えば、自律移動体３が終了予定時刻までに業務を完了することができなかったとき、あるいは開始時刻までに業務の実施場所に移動できなかったときなどが挙げられる。すなわち、救援要請部２１は、自律移動体３が業務の実施を失敗したとき、失敗した業務を救援業務として計画変更部２０に通知する。

救援要請部２１が業務計画の乱れを検知する方法としては、例えば、自律移動体３が業務の実施を失敗した際に、当該自律移動体３が救援要請部２１に業務失敗通知を送る方法がある。また、他の方法としては、業務計画で割当てられている業務を完了する度に自律移動体３が救援要請部２１に業務完了通知を送り、救援要請部２１は、終了予定時刻までに業務完了通知が届かなかった業務を自律移動体３が失敗した業務であると判断する方法がある。

＜２－２．救援要請部の動作＞
救援要請部２１の動作について、図１０，１１を用いて説明する。

救援要請部２１は、自律移動体３からある業務の業務失敗通知を受け取る、あるいは自律移動体３がある業務を失敗したと判断すると、救援業務を発生させる。また、救援要請部２１は、自律移動体３が業務を失敗した場合、当該自律移動体３のその後の業務計画を見直す必要があるため、失敗した業務以降の業務計画を解除し、解除した業務を新業務とみなして救援業務とともに業務情報を計画変更判断部１８に送ることによって、業務計画の変更の要請を行う。このとき解除する業務計画の範囲は、例えば、計画期間内において失敗した業務以降の全ての業務としてもよく、業務の失敗によって実施に影響が及ぶと考えられる直近の一部の業務としてもよい。

例えば、図１０において、「Ｒ０１」の自律移動体３が業務「１０２」を失敗したとする。このとき、救援要請部２１は、失敗した業務「１０２」以降の業務計画を全て見直すこととし、業務「００４」および業務「２０４」は新業務として計画変更判断部１８に送られる。また、救援要請部２１は、一部の業務のみを解除する場合、例えば移動経路計画部１６で移動時間を見積もり、直近に実施する業務の開始時刻に間に合うか否かを判断する。

救援業務は、自律移動体３が失敗した業務を当該自律移動体３に引き続き実施させる、あるいは他の自律移動体３に実施させるためのものである。例えば、図１１に示すように、救援業務は、開始時刻、終了時刻、実施場所、および所要時間などの他に、実施可能個体および緊急度を含む。

実施可能個体は、救援業務を実施することができる、あるいは救援業務を実施すべき自律移動体３を示す。例えば、ある業務を自律移動体３が時間通りに終了しなかったとき、当該自律移動体３が引き続き当該業務を実施することを求める場合は、実施可能個体として当該自律移動体３のみを設定する。一方、ある業務について、自律移動体３が故障するなどして当該業務の実施を失敗した場合は、当該自律移動体が引き続き当該業務を実施することは困難であると判断し、実施可能個体として当該自律移動体３以外の他の自律移動体３を設定する。

救援業務の緊急度とは、救援業務の緊急性を表すものである。緊急度は、例えば、３段階に分けられる。この場合、緊急度が最高であれば、計画変更部２０で業務計画を見直しした後に即座に実施することを求める。緊急度が中程度であれば、業務計画の変更後の１時間以内に実施することを求める。緊急度が最低であれば、現在実施中の業務計画の計画期間内のどこかで実施することを求める。なお、図中では、緊急度として「Ａ ｏｒ Ｂ ｏｒ Ｃ ｏｒ・・・」と示されているが、実際にはこれらのうちの１つが示される。例えば、緊急度Ａは緊急度が最も高く、緊急度Ｂ，Ｃ・・・の順に緊急度を低くしてもよい。

＜２－３．計画変更判断部の動作＞
救援要請部２１から救援業務の業務情報を受け取った場合における計画変更判断部１８の動作について説明する。

救援要請部２１から送られてくる業務情報には、救援業務の業務情報と、業務計画から解除された業務の業務情報とが含まれている。計画変更判断部１８は、これら全ての業務について、実施の形態１で説明したような、計画変更部２０に業務計画の変更を指示するか否かの判断を行う。

しかし、実施の形態２では、何らかの業務の失敗が発生して一部の自律移動体３の業務計画に乱れが生じていることが明らかであるため、業務情報の評価関数値によらず、計画変更部２０に業務計画の変更を要請する。このとき、計画変更部２０に送信する業務情報は、例えば、業務バッファ１９に記憶されている全ての業務の業務情報であってもよく、業務バッファ１９に記憶されている一部の業務の業務情報であってもよく、救援要請部２１から送られてきた業務のみの業務情報であってもよい。

＜２－４．計画変更部の動作＞
計画変更部２０は、計画変更判断部１８から業務計画の変更の指示を受けたときに、自律移動体３の業務計画を変更する。このとき、計画変更部２０は、救援業務については当該救援業務の緊急度に基づいて業務計画を変更する。業務を自律移動体３に割当てる方法は、行動計画部１５による業務の割当ての方法と同様である。

＜２－５．効果＞
以上のことから、実施の形態２による業務計画作成装置１は、ある自律移動体３が故障等によって業務計画通りに業務を完了することができなかった場合、完了することができなかった業務の緊急度を考慮して業務計画を自動的に変更する。これにより、業務の調整が必要なときに自律移動体３の業務を滞りなく実施させることが可能となる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１では、新業務が発生したときに当該新業務の優先度に応じて業務計画を変更する場合について説明した。実施の形態３では、業務計画を実施中に発生する業務を予測することによって、予測通りに発生した業務の割当てを簡略化する場合について説明する。

＜３－１．構成＞
図１２は、実施の形態３による業務計画作成装置１が適用された自律移動体システムの構成図である。実施の形態３による業務計画作成装置１は、発生業務学習部２２を備えることを特徴としている。その他の構成は、実施の形態１による業務計画作成装置１（図１参照）と同様であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

発生業務学習部２２は、業務計画の計画期間内に新業務が発生する度に、計画変更判断部１８から当該新業務の業務情報を受け取る。そして、発生業務学習部２２は、計画期間ごとに受け取った新業務の業務情報を記憶して学習し、例えば時間帯または業務内容ごとに受け取った新業務が発生する確率を算出する。

発生業務学習部２２の学習結果から、業務計画の実施中に発生する確率が例えばα％以上であると判断された業務については、図１３に示すような発生濃厚業務として業務データベース１２に記憶される。業務データベース１２に記憶された発生濃厚業務は、図１４に示すように、次回の業務計画の作成時に割当てられる。

その後、業務計画を実施中に新業務が発生したときに当該新業務が発生濃厚業務に含まれていた場合は、図７のステップＳ１１において発生濃厚業務を新業務に置換することによって、業務計画に発生濃厚業務を割当てる。新業務が発生濃厚業務に含まれない場合は、実施の形態１で説明した手順で業務計画に新業務を割当てる。

なお、発生濃厚業務は、特定の一業務ではなく、高確率で発生する連続した複数の業務を発生濃厚業務としてもよい。

＜３－２．予測が外れた際の対応＞
新業務の発生の予測が外れた際の対応について、図１５を用いて説明する。図１５に示すように、「Ｒ０２」の自律移動体３の業務計画に割当てられた発生濃厚業務が、時刻Ｔ１において未発生である場合について説明する。

自律移動体３の業務計画に発生濃厚業務として割当てられた業務が実際には発生しなかった場合、当該自律移動体３は、発生濃厚業務の実施時間帯に相当する時間帯は作業を行わない。従って、最終的な作業効率が悪化する可能性がある。

そこで、予測された業務（発生濃厚業務）が発生しなかった場合、計画変更部２０は自動的に業務計画を変更する。業務計画を変更する条件は、例えば、ある発生濃厚業務が予測した期間の５０％を経過しても発生していないことを条件としてもよい。あるいは、発生濃厚業務が複数の業務を含む場合、当該濃厚発生業務が発生すると予測された時間帯に発生した業務数が予測の半数以下であることを条件としてもよい。

＜３－３．業務計画を変更する際の動作＞
図１６は、実施の形態３による業務計画作成装置１の動作を示すフローチャートであり、業務計画を変更する際の動作を示している。図１６に示す業務計画の変更は、上記で説明した業務計画を変更する条件が成立すると行われる。なお、業務計画を変更する条件は、予め設定されているものとする。

ステップＳ２１において、計画変更部２０は、業務計画の変更を行うに際して、業務データベース１２または業務バッファ１９に未割当ての業務が存在するか否かを判断する。未割当ての業務とは、現在実施中の業務計画において、いずれの自律移動体３にも割当てられていない業務のことをいう。

ステップＳ２１において業務データベース１２または業務バッファ１９に未割当ての業務が存在しないと判断した場合、ステップＳ２８に移行する。一方、ステップＳ２１において業務データベース１２または業務バッファ１９に未割当ての業務が存在すると判断した場合、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２において、計画変更部２０は、追加する業務を決定する。例えば、計画変更部２０は、業務バッファ１９に記憶されている業務の中から、計画変更判断部１８で算出された評価関数が高い業務から順にＮ個を選択する。あるいは、計画変更部２０は、未割当ての全ての業務について、各業務の開始時刻、終了時刻、所用時間、および重要度などから評価関数値を新たに算出し、当該評価関数値が高い業務から順にＮ個を選択する。ステップＳ２２において選択される業務の個数は、例えば、管理者が事前に設定してもよく、業務計画を実施中の自律移動体３の待機時間などから算出してもよい。また、業務の個数ではなく、選択した業務の実施時間の総和などから追加する業務を決定してもよい。

ステップＳ２３～ステップＳ２７の動作は、図７のステップＳ１１およびステップＳ１２における「新業務」を「追加する業務」に置き換えれば、図７のステップＳ１１～ステップＳ１５の動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。

ステップＳ２１において業務データベース１２または業務バッファ１９に未割当ての業務が存在しないと判断した場合、業務計画に業務を新たに割当てることはない。このとき行われる計画の変更としては、例えば、後で行われる業務を繰り上げて実行させる、あるいは業務の間隔を空けて自律移動体３の動きに余裕を持たせることなどが考えられる。ステップＳ２８～ステップＳ３０の具体的な動作は、図７のステップＳ１３～ステップＳ１５の動作と同様であるため、ここでは説明を省略する。

＜３－４．効果＞
以上のことから、実施の形態３による業務計画作成装置１は、計画期間内に発生する発生濃厚業務を過去のデータから予測し、発生濃厚業務を考慮して事前に業務計画を作成する。これにより、計画期間内に新業務が発生した場合において、当該新業務が発生濃厚業務に含まれていれば業務計画の変更を最小限に留めることができる。

また、計画期間内に発生する新業務の数が予測を下回る場合は、業務計画を自動的に見直すことによって、業務計画の効率の悪化を防ぐことができる。

＜ハードウェア構成＞
実施の形態１で説明した業務計画作成装置１における行動計画部１５、移動経路計画部１６、充電量予測部１７、計画変更判断部１８、および計画変更部２０の各機能は、処理回路により実現される。すなわち、業務計画作成装置１は、予め定められた期間における各自律移動体３の業務計画を事前に作成し、各自律移動体３の移動経路を作成し、各自律移動体３の充電量を予測し、新業務の優先度に応じて業務計画を変更するか否かを判断し、自律移動体３の業務計画を変更するための処理回路を備える。処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）ともいう）であってもよい。

処理回路が専用のハードウェアである場合、図１７に示すように、処理回路２３は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。行動計画部１５、移動経路計画部１６、充電量予測部１７、計画変更判断部１８、および計画変更部２０の各機能をそれぞれ処理回路２３で実現してもよく、各機能をまとめて１つの処理回路２３で実現してもよい。

処理回路２３が図１８に示すプロセッサ２４である場合、行動計画部１５、移動経路計画部１６、充電量予測部１７、計画変更判断部１８、および計画変更部２０の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラムとして記述され、メモリ２５に格納される。プロセッサ２４は、メモリ２５に記録されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、業務計画作成装置１は、予め定められた期間における各自律移動体３の業務計画を事前に作成するステップ、各自律移動体３の移動経路を作成するステップ、各自律移動体３の充電量を予測するステップ、新業務の優先度に応じて業務計画を変更するか否かを判断するステップ、自律移動体３の業務計画を変更するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ２５を備える。また、これらのプログラムは、行動計画部１５、移動経路計画部１６、充電量予測部１７、計画変更判断部１８、および計画変更部２０の手順または方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリとは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）等の不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

なお、行動計画部１５、移動経路計画部１６、充電量予測部１７、計画変更判断部１８、および計画変更部２０の各機能について、一部の機能を専用のハードウェアで実現し、他の機能をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

なお、上記では、実施の形態１で説明した業務計画作成装置１（図１参照）のハードウェア構成について説明したが、実施の形態２で説明した業務計画作成装置１（図９参照）のハードウェア構成、および実施の形態３で説明した業務計画作成装置１（図１２参照）のハードウェア構成についても同様である。

なお、本開示の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

本開示は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、限定的なものではない。例示されていない無数の変形例が想定され得るものと解される。

１ 業務計画作成装置、２ 自律移動体制御装置、３ 自律移動体、４ 情報端末、５ 無線通信装置、６ 充電器、１１ 自律移動体データベース、１２ 業務データベース、１３ 充電器データベース、１４ 屋内地図データベース、１５ 行動計画部、１６ 移動経路計画部、１７ 充電量予測部、１８ 計画変更判断部、１９ 業務バッファ、２０ 計画変更部、２１ 救援要請部、２２ 発生業務学習部、２３ 処理回路、２４ プロセッサ、２５ メモリ。

Claims (9)

1. 予め定められた期間に少なくとも１台の自律移動体が行う業務が割当てられた業務計画を事前に作成する行動計画部と、
   前記自律移動体が前記業務計画を実施している間に、新たに発生した業務である新業務を受け取ると前記新業務の優先度を評価し、前記優先度に応じて前記業務計画に前記新業務を追加するか否かを判断する計画変更判断部と、
   前記計画変更判断部が前記新業務を追加すると判断した場合、前記自律移動体が前記業務計画を実施している間に前記新業務を前記業務計画に追加して前記業務計画を変更する計画変更部と、
   を備え、
   前記計画変更判断部は、前記優先度が高い場合のみ、前記業務計画に前記新業務を追加すると判断する、業務計画作成装置。
2. 前記計画変更判断部は、前記新業務の実施期間に基づいて前記優先度を評価する、請求項１に記載の業務計画作成装置。
3. 前記計画変更判断部は、前記業務の重要度に基づいて前記優先度を評価する、請求項１または２に記載の業務計画作成装置。
4. 前記計画変更部は、前記新業務の業務情報に基づいて前記業務計画の変更範囲を決定する、請求項１に記載の業務計画作成装置。
5. 前記自律移動体が業務の実施を失敗した場合、失敗した業務を前記自律移動体が引き続き実施できるか否かを判定し、引き続き実施できないと判定した場合に、失敗した業務を他の自律移動体に救援を要請する救援業務として前記計画変更部に通知する救援要請部をさらに備え、
   前記計画変更部は、前記救援業務を含むように前記業務計画を変更する、請求項１に記載の業務計画作成装置。
6. 前記業務計画の前記期間内に発生した前記新業務の数または前記新業務を実施する時間帯を学習する発生業務学習部をさらに備え、
   前記行動計画部は、前記発生業務学習部の学習結果に基づいて、前記期間内に発生すると予測された業務である発生濃厚業務を含む前記業務計画を作成する、請求項１に記載の業務計画作成装置。
7. 前記計画変更部は、前記業務計画の実施中に前記発生濃厚業務が一定期間または一定数以上発生しないとき、前記業務計画を変更する、請求項６に記載の業務計画作成装置。
8. 前記計画変更判断部が、前記優先度が低く前記新業務を追加しないと判断した場合、
   前記計画変更部は、次の業務計画を作成する際に当該業務計画に前記新業務を追加する、請求項１に記載の業務計画作成装置。
9. 予め定められた期間に少なくとも１台の自律移動体が行う業務が割当てられた業務計画を事前に作成し、
   前記自律移動体が前記業務計画を実施している間に、新たに発生した業務である新業務を受け取ると前記新業務の優先度を評価し、前記優先度に応じて前記業務計画に前記新業務を追加するか否かを判断し、
   前記新業務を追加すると判断した場合、前記自律移動体が前記業務計画を実施している間に前記新業務を前記業務計画に追加して前記業務計画を変更し、
   前記優先度が高い場合のみ、前記業務計画に前記新業務を追加すると判断する、業務計画作成方法。

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