(57)【要約】      （修正有）【課題】ドローンなどの無人移動体は貨物を支持する位置によっては貨物のアンバランスによって貨物の運搬ができない可能性がある。本願発明は、無人移動体に貨物を運搬するために適切な支持位置を決定することを目的とする。【解決手段】貨物情報取得部は、貨物の重量および重心位置を含む貨物情報を取得する。支持位置決定部は、複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、複数の無人移動体のうち１以上の無人移動体による貨物の支持位置を決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貨物の重量および重心位置を特定可能な情報を含む貨物情報を取得する貨物情報取得部と、
複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、前記複数の無人移動体のうち１以上の無人移動体による前記貨物の支持位置を決定する支持位置決定部と
を備える支持位置決定装置。
【請求項２】
前記複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、耐荷重の和が前記貨物の重量以上となるように、前記１以上の無人移動体を決定する移動体決定部をさらに備え、
前記支持位置決定部は、決定された前記１以上の無人移動体それぞれについて、前記貨物の支持位置を決定する
請求項１に記載の支持位置決定装置。
【請求項３】
前記支持位置決定部が決定した前記支持位置から所定の公差だけずれた位置で前記貨物を支持した場合に、前記貨物に重力による転回が生じるか否かを判定する転回判定部を備え、
前記移動体決定部は、前記重力による転回が生じると判定した場合に、前記１以上の無人移動体の数を増加させる
請求項２に記載の支持位置決定装置。
【請求項４】
前記支持位置決定部は、前記重心位置と前記１以上の無人移動体による支持位置の凸包とに基づいて前記支持位置を決定する
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の支持位置決定装置。
【請求項５】
前記貨物情報は、前記貨物の複数の支持可能位置を含み、
前記支持位置決定部は、前記複数の支持可能位置の中から前記支持位置を決定する
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の支持位置決定装置。
【請求項６】
前記支持位置決定部が決定した前記１以上の無人移動体の形状に基づいて、前記支持位置で前記貨物を支持した場合に、前記１以上の無人移動体どうしが干渉するか否かを判定する干渉判定部を備え、
前記支持位置決定部は、前記１以上の無人移動体どうしが干渉すると判定される場合に、前記１以上の無人移動体の支持位置を変更する
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の支持位置決定装置。
【請求項７】
前記貨物の重量および重心位置を特定可能な情報である前記貨物の寸法および形状に基づいて、前記貨物の重量または重心位置を特定する重量・重心位置特定部を備える
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の支持位置決定装置。
【請求項８】
前記重量・重心位置特定部は、前記貨物情報が密度および重量を含まない場合に、前記貨物の密度を仮定し、仮定された前記密度、寸法および形状に基づいて前記貨物の重量を特定する
請求項７に記載の支持位置決定装置。
【請求項９】
仮定された前記密度に基づいて前記貨物の重量を特定した場合において、前記無人移動体から前記貨物の重量を示す情報を受信した場合に、当該情報に基づいて前記貨物の重量を更新する重量受信部を備える
請求項８に記載の支持位置決定装置。
【請求項１０】
貨物の重量および重心位置を特定可能な情報を含む貨物情報を取得するステップと、
複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、前記複数の無人移動体のうち１以上の無人移動体による前記貨物の支持位置を決定するステップと
を備える支持位置決定方法。
【請求項１１】
コンピュータに、
貨物の重量および重心位置を特定可能な情報を含む貨物情報を取得するステップと、
複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、前記複数の無人移動体のうち１以上の無人移動体による前記貨物の支持位置を決定するステップと
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持位置決定装置、支持位置決定方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
貨物の運搬にドローンなどの無人移動体を利用することが検討されている。具体的には、ドローンに貨物を支持させ、運搬元から運搬先まで無人飛行あるいは無人走行することで、貨物を運搬することが検討されている。
【０００３】
特許文献１には、ロボットに設けられたカメラの撮像データに基づいて、ロボットが備える把持装置に目標物を把持させるための把持領域を決定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０４７９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ドローンなどの無人移動体には、耐荷重が予め定められており、無人移動体は、耐荷重を超える重量の貨物を運搬することができない。また、貨物を支持する位置によっては貨物のアンバランスによって貨物の運搬ができない可能性がある。無人移動体に手作業で貨物を支持させる場合には、作業者がこれらを考慮して貨物を支持させることができるが、貨物の支持を自動化する場合、適切な支持位置を特定する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、無人移動体に貨物を運搬するために適切な支持位置を決定することができる支持位置決定装置、支持位置決定方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、支持位置決定装置は、貨物の重量および重心位置を特定可能な情報を含む貨物情報を取得する貨物情報取得部と、複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、前記複数の無人移動体のうち１以上の無人移動体による前記貨物の支持位置を決定する支持位置決定部とを備える。
【０００８】
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る支持位置決定装置が、前記複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、耐荷重の和が前記貨物の重量以上となるように、前記１以上の無人移動体を決定する移動体決定部をさらに備え、前記支持位置決定部は、決定された前記１以上の無人移動体それぞれについて、前記貨物の支持位置を決定するものであってよい。
【０００９】
本発明の第３の態様によれば、第２の態様に係る支持位置決定装置が、前記支持位置決定部が決定した前記支持位置から所定の公差だけずれた位置で前記貨物を支持した場合に、前記貨物に重力による転回が生じるか否かを判定する転回判定部を備え、前記移動体決定部は、前記重力による転回が生じると判定した場合に、前記１以上の無人移動体の数を増加させるものであってよい。
【００１０】
本発明の第４の態様によれば、第１から第３の何れかの態様に係る支持位置決定装置において、前記支持位置決定部は、前記重心位置と前記１以上の無人移動体による支持位置の凸包とに基づいて前記支持位置を決定するものであってよい。
【００１１】
本発明の第５の態様によれば、第１から第４の何れかの態様に係る支持位置決定装置において、前記貨物情報は、前記貨物の複数の支持可能位置を含み、前記支持位置決定部は、前記複数の支持可能位置の中から前記支持位置を決定するものであってよい。
【００１２】
本発明の第６の態様によれば、第１から第５の何れかの態様に係る支持位置決定装置が、前記支持位置決定部が決定した前記１以上の無人移動体の形状に基づいて、前記支持位置で前記貨物を支持した場合に、前記１以上の無人移動体どうしが干渉するか否かを判定する干渉判定部を備え、前記支持位置決定部は、前記１以上の無人移動体どうしが干渉すると判定される場合に、前記１以上の無人移動体の支持位置を変更するものであってよい。
【００１３】
本発明の第７の態様によれば、第１から第６の何れかの態様に係る支持位置決定装置が、前記貨物の重量および重心位置を特定可能な情報である前記貨物の寸法および形状に基づいて、前記貨物の重量または重心位置を特定する重量・重心位置特定部を備えるものであってよい。
【００１４】
本発明の第８の態様によれば、第７の態様に係る支持位置決定装置において、前記重量・重心位置特定部は、前記貨物情報が密度および重量を含まない場合に、前記貨物の密度を仮定し、仮定された前記密度、寸法および形状に基づいて前記貨物の重量を特定するものであってよい。
【００１５】
本発明の第９の態様によれば、第８の態様に係る支持位置決定装置が、仮定された前記密度に基づいて前記貨物の重量を特定した場合において、前記無人移動体から前記貨物の重量を示す情報を受信した場合に、当該情報に基づいて前記貨物の重量を更新する重量受信部を備えるものであってよい。
【００１６】
本発明の第１０の態様によれば、支持位置決定方法は、貨物の重量および重心位置を特定可能な情報を含む貨物情報を取得するステップと、複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、前記複数の無人移動体のうち１以上の無人移動体による前記貨物の支持位置を決定するステップとを備える。
【００１７】
本発明の第１１の態様によれば、プログラムは、コンピュータに、貨物の重量および重心位置を特定可能な情報を含む貨物情報を取得するステップと、複数の無人移動体それぞれの耐荷重に基づいて、前記複数の無人移動体のうち１以上の無人移動体による前記貨物の支持位置を決定するステップとを実行させる。
【発明の効果】
【００１８】
上記態様のうち少なくとも１つの態様によれば、支持位置決定装置は、無人移動体に貨物を運搬するために適切な支持位置を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る運搬システムの構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る管制装置の構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る管制装置による支持指令の出力方法を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態に係る管制装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る管制装置による支持指令の出力方法を示すフローチャートである。
【図６】少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〈第１の実施形態〉
以下、図面を参照しながら実施形態について詳しく説明する。
図１は、第１の実施形態に係る運搬システムの構成を示す概略図である。
運搬システム１は、複数の無人移動体１０と、コンベア装置２０と、ゲート装置３０と、管制装置４０とを備える。第１の実施形態に係る無人移動体１０は、ドローン（無人航空機）である。運搬システム１は、貨物Ｃを１以上の無人移動体１０によって運搬するためのシステムである。貨物Ｃには、無人移動体１０によって吊り下げられるための複数のアイボルトＣ１と、貨物Ｃの識別情報（貨物ＩＤ）を格納するタグＣ２とが取り付けられる。アイボルトＣ１は、支持可能部材の一例である。タグＣ２は、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency Identifier）タグである。
【００２１】
無人移動体１０は、飛行体の場合、機体１１、プロペラ１２、カメラ１３、フック１４、および制御装置１５を備える。機体１１は、無人移動体１０の外殻をなす。プロペラ１２は、機体１１の上部に設けられ、回転により揚力を発生させる。カメラ１３は、機体１１の下部に設けられ、無人移動体１０の下方を撮像する。フック１４は、貨物Ｃを支持するための支持部材である。フック１４は、機体１１の下部に設けられ、貨物Ｃに取り付けられたアイボルトＣ１に掛かることで、貨物Ｃを支持する。なお、他の実施形態においてはフック１４に代えてシャクルを備えてもよい。制御装置１５は、管制装置４０から指令を受信し、カメラ１３が撮像した画像と受信した指令とに基づいてプロペラ１２の回転を制御することで、機体１１の移動および姿勢を制御する。
複数の無人移動体１０は、スペックが異なるものを含んでいてよい。例えば、複数の無人移動体１０は、耐荷重や形状が異なるものを含んでいてよい。
なお、無人移動体１０が走行体の場合、プロペラ１２の代わりにタイヤ等の走行装置を備え、フック１４の代わりに荷台などの支持構造を備える。
【００２２】
コンベア装置２０は、貨物Ｃを所定の搬送経路に沿って搬送する。コンベア装置２０の例としては、例えばベルトコンベアやチェーンコンベアなどが挙げられる。
ゲート装置３０は、コンベア装置２０の搬送経路をまたぐように設けられ、ゲート装置３０を通過する貨物ＣのタグＣ２から貨物ＩＤを読み取る。    
【００２３】
管制装置４０は、ゲート装置３０が読み取った貨物ＩＤを取得し、当該貨物ＩＤに係る貨物Ｃを運搬させる１以上の無人移動体１０と、各無人移動体１０が支持すべきアイボルトＣ１の位置とを決定する。管制装置４０は、決定した無人移動体１０に支持指令を出力する。管制装置４０と無人移動体１０とは無線通信可能に構成される。管制装置４０は、支持位置決定装置の一例である。
【００２４】
《管制装置４０の構成》
図２は、第１の実施形態に係る管制装置の構成を示す図である。
管制装置４０は、貨物データベース４１、移動体データベース４２、貨物情報取得部４３、移動体決定部４４、支持位置決定部４５、干渉判定部４６、転回判定部４７、支持指令出力部４８を備える。
【００２５】
貨物データベース４１は、貨物ＩＤに関連付けて、当該貨物ＩＤに係る情報である貨物情報を記憶する。貨物情報は、貨物Ｃの形状、アイボルトＣ１の位置、重量、および重心位置を含む。貨物Ｃの形状は、例えばＣＡＤデータや六面図によって表される。アイボルトＣ１の位置は、支持可能位置の一例である。
移動体データベース４２は、無人移動体１０の識別情報である移動体ＩＤに関連付けて、無人移動体１０の形状、耐荷重、および稼働状態を記憶する。無人移動体１０の形状は、例えばＣＡＤデータなどの形状データによって表されてもよいし、無人移動体１０のフック１４の位置を中心とし、無人移動体１０に外接する円によって表されてもよい。無人移動体１０の稼働状態は、貨物Ｃの運搬のために稼働しているアクティブ状態か、待機している非アクティブ状態かを表す。
【００２６】
貨物情報取得部４３は、ゲート装置３０から貨物ＩＤを取得する。貨物情報取得部４３は、貨物データベース４１から当該貨物ＩＤに関連付けられた貨物Ｃの情報を取得する。
移動体決定部４４は、貨物情報取得部４３が取得した貨物Ｃの重量と移動体データベース４２が記憶する無人移動体１０の耐荷重とに基づいて、貨物Ｃを運搬させる１以上の無人移動体１０を決定する。具体的には、貨物情報取得部４３は、非アクティブ状態の無人移動体１０の中から、耐荷重の総和が貨物Ｃの重量以上となるように、１以上の無人移動体１０を決定する。
【００２７】
支持位置決定部４５は、移動体決定部４４が決定した１以上の無人移動体１０の耐荷重に基づいて、各無人移動体１０に支持させるアイボルトＣ１の位置（支持位置）を決定する。具体的には、支持位置決定部４５は、支持位置の凸包が無人移動体１０の重心位置を内包するように、支持位置を決定する。このとき、支持位置決定部４５は、各無人移動体１０の支持位置から貨物Ｃの重心までの距離と、各無人移動体１０の耐荷重以下の加重の積から求まるモーメントの和が０に等しくなるように、各支持位置を決定する。
【００２８】
干渉判定部４６は、移動体決定部４４が決定した１以上の無人移動体１０の形状に基づいて、支持位置決定部４５が決定した支持位置で貨物Ｃを支持した場合に、無人移動体１０どうしが干渉するか否かを判定する。
【００２９】
転回判定部４７は、貨物Ｃの公差に基づいて、移動体決定部４４が決定した１以上の無人移動体１０によって、支持位置決定部４５が決定した支持位置で貨物Ｃを支持した場合に、貨物Ｃに重力による転回が生じるか否かを判定する。転回判定部４７は、貨物Ｃを表す物理モデルを用いて、支持位置から公差に相当するずれ量だけずれた位置を支持したときの貨物Ｃの挙動をシミュレートし、シミュレート結果に基づいて、転回の有無を判定する。
【００３０】
支持指令出力部４８は、移動体決定部４４が決定した１以上の無人移動体１０に、支持位置決定部４５が決定した支持位置を示す支持指令を出力する。
【００３１】
《管制装置４０の動作》
図３は、第１の実施形態に係る管制装置による支持指令の出力方法を示すフローチャートである。
コンベア装置２０によって搬送された貨物Ｃがゲート装置３０の下を通過すると、ゲート装置３０は、貨物Ｃに付されたタグＣ２から貨物ＩＤを読み取る。ゲート装置３０は、貨物ＩＤを読み取ると、当該貨物ＩＤを管制装置４０に送信する。
【００３２】
管制装置４０の貨物情報取得部４３は、ゲート装置３０から貨物ＩＤを取得する（ステップＳ１）。貨物情報取得部４３は、貨物データベース４１から、取得した貨物ＩＤに関連付けられた形状、アイボルトＣ１の位置、重量、および重心位置を読み出す（ステップＳ２）。アイボルトＣ１の位置は、支持可能位置の一例である。
【００３３】
移動体決定部４４は、移動体データベース４２から、稼働状態が非アクティブである複数の無人移動体１０の耐荷重を参照し、耐荷重の総和がステップＳ２で読み出した重量以上となり、かつ耐荷重の総和が最小となる無人移動体１０の組み合わせを、貨物Ｃの運搬に用いる無人移動体１０として決定する（ステップＳ３）。なお、貨物Ｃの重量が１台の無人移動体１０の耐荷重以下である場合、無人移動体１０の組み合わせは１台の無人移動体１０からなるものであってよい。
【００３４】
支持位置決定部４５は、凸包が無人移動体１０の重心位置を内包する複数の支持位置からなる複数の支持パターンを生成する（ステップＳ４）。支持位置決定部４５は、複数の支持パターンのうち、ステップＳ４で決定した各無人移動体１０の支持位置から貨物Ｃの重心までの距離の比と、各無人移動体１０の耐荷重の逆数の比との差が最も小さいパターンに係る支持位置を、各無人移動体１０の支持位置に決定する（ステップＳ５）。
【００３５】
干渉判定部４６は、ステップＳ３で決定した１以上の無人移動体１０それぞれの形状を、移動体データベース４２から読み出す（ステップＳ６）。干渉判定部４６は、読み出した無人移動体１０の形状に基づいて、ステップＳ５で決定した支持位置に無人移動体１０を配置したときに、無人移動体１０どうしが干渉するか否かを判定する（ステップＳ７）。無人移動体１０どうしが干渉する場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、支持位置決定部４５は、各無人移動体１０の支持位置を、ステップＳ４で生成した複数の支持パターンのうち、無人移動体１０の支持位置から貨物Ｃの重心までの距離の比と、各無人移動体１０の耐荷重の逆数の比との差が次に小さいものに変更する（ステップＳ８）。そして干渉判定部４６は、処理をステップＳ６に戻し、再度干渉の判定を行う。
なお、干渉判定部４６は、当該判定の繰り返しの結果、取り得る無人移動体１０のすべての組み合わせについて干渉が生じる場合、無人移動体１０による運搬が不可能であると決定する。
【００３６】
無人移動体１０どうしが干渉しない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、転回判定部４７は、貨物Ｃを表す物理モデルを用いて、支持位置から公差に相当するずれ量だけずれた位置を支持したときの貨物Ｃの挙動をシミュレートする（ステップＳ９）。転回判定部４７は、シミュレート結果に基づいて、重力による転回の有無を判定する（ステップＳ１０）。
【００３７】
貨物Ｃに重力による転回が生じる場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、移動体決定部４４は、貨物Ｃの運搬に用いる無人移動体１０の数を１つ増加させ、耐荷重の総和がステップＳ２で読み出した重量以上となり、かつ耐荷重の総和が最小となる無人移動体１０の組み合わせを決定する（ステップＳ１１）。そして、管制装置４０は、ステップＳ４に処理を戻し、支持位置を再度決定する。
【００３８】
他方、貨物Ｃに重力による転回が生じない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、支持指令出力部４８は、ステップＳ３またはステップＳ１１で決定した組み合わせに係る無人移動体１０それぞれに、ステップＳ５またはステップＳ８で決定した支持位置を示す支持指令を出力する（ステップＳ１２）。そして、支持指令出力部４８は、支持指令の出力先の無人移動体１０に関連付けられた稼働状態をアクティブに書き換える（ステップＳ１３）。
【００３９】
これにより、複数の無人移動体１０のうち、支持指令を受け付けた１以上の無人移動体１０の制御装置１５は、プロペラ１２の駆動を制御し、カメラ１３が撮像する画像に基づいて、機体１１を各支持指令が示す支持位置へ移動させる。そして、無人移動体１０の制御装置１５は、フック１４を移動先の支持位置に位置するアイボルトＣ１に掛け、貨物Ｃが平行を保つようにフィードバック制御によりプロペラ１２を駆動させる。
【００４０】
《作用・効果》
このように、第１の実施形態によれば、管制装置４０は、貨物Ｃの重量および重心位置、並びに複数の無人移動体１０それぞれの耐荷重に基づいて、複数の無人移動体１０のうち１以上の無人移動体１０による貨物Ｃの支持位置を決定する。これにより、管制装置４０は、無人移動体１０が貨物Ｃを運搬するための適切な支持位置を決定することができる。
【００４１】
また、第１の実施形態によれば、管制装置４０は、複数の無人移動体１０それぞれの耐荷重に基づいて、耐荷重の和が貨物Ｃの重量以上となるように、１以上の無人移動体１０を決定する。これにより、管制装置４０は、各無人移動体１０に係る荷重がそれぞれの耐荷重を超えないように、貨物Ｃの運搬に用いる１以上の無人移動体１０を決定することができる。なお、他の実施形態においては、管制装置４０は、貨物Ｃの重量が複数の無人移動体１０の耐荷重のうち最も大きいものより重い場合に、無人移動体１０による運搬が不可能であると判断してもよい。
【００４２】
また、第１の実施形態によれば、管制装置４０は、貨物Ｃの重心位置が、支持位置の凸包の内部に位置するように、１以上の無人移動体１０の支持位置を決定する。これにより、管制装置４０は、貨物Ｃの転回が生じないように、１以上の無人移動体１０の支持位置を決定することができる。なお、他の実施形態において、１以上の無人移動体１０の支持位置の決定方法はこれに限られない。例えば、管制装置４０は、貨物Ｃの重心位置と支持位置の幾何中心との差が所定値以下になるように、１以上の無人移動体１０の支持位置を決定してもよい。
【００４３】
また、第１の実施形態によれば、貨物Ｃには複数のアイボルトＣ１が設けられ、管制装置４０は、複数のアイボルトＣ１の中から支持位置を決定する。これにより、管制装置４０は、貨物Ｃに設けられた限られた支持可能位置の中から適切な支持位置を決定することができる。なお、他の実施形態においては、支持可能位置が有限でなくてもよい。例えば、他の実施形態において貨物ＣにアイボルトＣ１が設けられず、無人移動体１０が吸盤、電磁石、粘着テープ、面ファスナーまたはその他の手段によって貨物Ｃを支持してもよい。この場合、無人移動体１０による支持位置は、貨物Ｃの任意の表面をとり得る。
【００４４】
また、第１の実施形態によれば、管制装置４０は、支持位置から所定の公差だけずれた位置で貨物Ｃを支持した場合に、貨物Ｃに重力による転回が生じるか否かを判定し、重力による転回が生じると判定した場合に、運搬に用いる無人移動体１０の数を増加させる。これにより、無人移動体１０による運搬中に貨物Ｃが脱落すること、および貨物Ｃの転回によって無人移動体１０に急激な重心の変動が生じることを防ぐことができる。これにより、管制装置４０は、無人移動体１０による安定的な運搬が可能な支持位置を決定することができる。なお、他の実施形態においてはこれに限られず、例えば貨物Ｃの形状、または支持位置の組み合わせから転回が生じないことが明らかである場合、または転回による運搬への影響が無視できる程度である場合、管制装置４０は、転回が生じるか否かの判定を行わなくてよい。
【００４５】
また、第１の実施形態によれば、管制装置４０は、複数の無人移動体１０それぞれの耐荷重および形状に基づいて、１以上の無人移動体１０どうしが干渉しないように、支持位置を決定する。これにより、管制装置４０は、貨物Ｃの運搬中に無人移動体１０どうしが接触することを防ぐことができる。
【００４６】
〈第２の実施形態〉
第１の実施形態に係る貨物情報は、貨物Ｃの重量および重心位置を含むため、管制装置４０は、貨物情報を取得することで、貨物Ｃの重量および重心位置を特定することができる。これに対し、第２の実施形態に係る貨物情報は、必ずしも重量および重心位置を含まず、密度、寸法、および形状を含みうる。そのため、第２の実施形態に係る管制装置４０は、貨物情報に重量および重心位置が含まれない場合に、密度、寸法、および形状から重量および重心位置を特定する。なお、密度、寸法、および形状は、重量および重心位置を特定可能な情報の一例である。
【００４７】
図４は、第２の実施形態に係る管制装置の構成を示す図である。
第２の実施形態に係る管制装置４０は、第１の実施形態の構成に加え、重量・重心位置特定部４９および重量受信部５０を備える。
【００４８】
重量・重心位置特定部４９は、貨物情報取得部４３が取得した貨物情報に重量または重心位置が含まれない場合に、貨物情報に基づいて重量および重心位置を特定する。具体的には、重量・重心位置特定部４９は、貨物情報に含まれる寸法および形状に基づいて貨物Ｃの体積および重心位置を特定する。また、重量・重心位置特定部４９は、特定した体積に、貨物情報に含まれる密度を乗算することで、貨物Ｃの重量を特定する。
重量・重心位置特定部は、貨物情報に重量および密度が含まれない場合に、貨物Ｃの密度を仮定して重量を推定する。なお、推定は特定の一態様である。
【００４９】
重量受信部５０は、無人移動体１０が貨物Ｃを支持したときに計測される重量を示す重量通知を受信する。第２の実施形態に係る無人移動体１０は、運搬対象の貨物Ｃの重量が耐荷重を超える場合に、重量通知を出力する。なお、重量は、無人移動体１０のプロペラ１２のモータの消費電力に基づいて求めることができる。
【００５０】
《管制装置４０の動作》
図５は、第２の実施形態に係る管制装置による支持指令の出力方法を示すフローチャートであるである。
コンベア装置２０によって搬送された貨物Ｃがゲート装置３０の下を通過すると、ゲート装置３０は、貨物Ｃに付されたタグＣ２から貨物ＩＤを読み取る。ゲート装置３０は、貨物ＩＤを読み取ると、当該貨物ＩＤを管制装置４０に送信する。
【００５１】
管制装置４０の貨物情報取得部４３は、ゲート装置３０から貨物ＩＤを取得する（ステップＳ１）。貨物情報取得部４３は、貨物データベース４１から、取得した貨物ＩＤに関連付けられた貨物情報を読み出す（ステップＳ２）。
【００５２】
貨物情報取得部４３は、読み出した貨物情報が重量および重心位置の値を含むか否かを判定する（ステップＳ５１）。貨物情報に重量または重心位置の値が含まれない場合（ステップＳ５１：ＮＯ）、重量・重心位置特定部４９は、貨物情報が重量または密度の値を含むか否かを判定する（ステップＳ５２）。
【００５３】
貨物情報に重量および密度のいずれの値も含まれない場合（ステップＳ５２：ＮＯ）、重量・重心位置特定部４９は、貨物Ｃの密度の値を仮定する（ステップＳ５３）。以下、仮定された密度の値を仮密度という。例えば、重量・重心位置特定部４９は、想定される最大の密度、１つ前の貨物Ｃの密度、または運ぶ頻度の高い貨物Ｃの密度を、仮密度に決定する。
【００５４】
重量・重心位置特定部４９は、仮密度を決定した場合、または貨物情報が重量または密度の値を含む場合（ステップＳ５２：ＹＥＳ）、重量・重心位置特定部４９は、計算によって貨物Ｃの重量および重心位置を特定する（ステップＳ５４）。例えば、重量・重心位置特定部４９は、貨物情報に重量が含まれない場合、貨物情報に含まれる寸法および形状から特定される体積に、密度または仮密度を乗算することで、貨物Ｃの重量を特定する。例えば、重量・重心位置特定部４９は、貨物情報に重心位置が含まれない場合、貨物情報に含まれる寸法および形状に基づいて貨物Ｃの重心位置を特定する。
【００５５】
貨物情報が重量および重心位置の値を含む場合（ステップＳ５１：ＹＥＳ）、またはステップＳ５４で重量および重心位置を特定した場合、移動体決定部４４は、移動体データベース４２から、稼働状態が非アクティブである複数の無人移動体１０の耐荷重を参照し、耐荷重の総和がステップＳ２で読み出された重量またはステップＳ５４で特定された重量以上となり、かつ耐荷重の総和が最小となる無人移動体１０の組み合わせを、貨物Ｃの運搬に用いる無人移動体１０として決定する（ステップＳ３）。なお、貨物Ｃの重量が１台の無人移動体１０の耐荷重以下である場合、無人移動体１０の組み合わせは１台の無人移動体１０からなるものであってよい。
【００５６】
支持位置決定部４５は、凸包が無人移動体１０の重心位置を内包する複数の支持位置からなる複数の支持パターンを生成する（ステップＳ４）。支持位置決定部４５は、複数の支持パターンのうち、ステップＳ４で決定した各無人移動体１０の支持位置から貨物Ｃの重心までの距離の比と、各無人移動体１０の耐荷重の逆数の比との差が最も小さいパターンに係る支持位置を、各無人移動体１０の支持位置に決定する（ステップＳ５）。
【００５７】
干渉判定部４６は、ステップＳ３で決定した１以上の無人移動体１０それぞれの形状を、移動体データベース４２から読み出す（ステップＳ６）。干渉判定部４６は、読み出した無人移動体１０の形状に基づいて、ステップＳ５で決定した支持位置に無人移動体１０を配置したときに、無人移動体１０どうしが干渉するか否かを判定する（ステップＳ７）。無人移動体１０どうしが干渉する場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、支持位置決定部４５は、各無人移動体１０の支持位置を、ステップＳ４で生成した複数の支持パターンのうち、無人移動体１０の支持位置から貨物Ｃの重心までの距離の比と、各無人移動体１０の耐荷重の逆数の比との差が次に小さいものに変更する（ステップＳ８）。そして干渉判定部４６は、処理をステップＳ６に戻し、再度干渉の判定を行う。
なお、干渉判定部４６は、当該判定の繰り返しの結果、取り得る無人移動体１０のすべての組み合わせについて干渉が生じる場合、無人移動体１０による運搬が不可能であると決定する。
【００５８】
無人移動体１０どうしが干渉しない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、転回判定部４７は、貨物Ｃを表す物理モデルを用いて、支持位置から公差に相当するずれ量だけずれた位置を支持したときの貨物Ｃの挙動をシミュレートする（ステップＳ９）。転回判定部４７は、シミュレート結果に基づいて、重力による転回の有無を判定する（ステップＳ１０）。
【００５９】
貨物Ｃに重力による転回が生じる場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、移動体決定部４４は、貨物Ｃの運搬に用いる無人移動体１０の数を１つ増加させ、耐荷重の総和がステップＳ２で読み出した重量以上となり、かつ耐荷重の総和が最小となる無人移動体１０の組み合わせを決定する（ステップＳ１１）。そして、管制装置４０は、ステップＳ４に処理を戻し、支持位置を再度決定する。
【００６０】
他方、貨物Ｃに重力による転回が生じない場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、支持指令出力部４８は、ステップＳ３またはステップＳ１１で決定した組み合わせに係る無人移動体１０それぞれに、ステップＳ５またはステップＳ８で決定した支持位置を示す支持指令を出力する（ステップＳ１２）。そして、支持指令出力部４８は、支持指令の出力先の無人移動体１０に関連付けられた稼働状態をアクティブに書き換える（ステップＳ１３）。
【００６１】
重量受信部５０は、ステップＳ１２で支持指令を出力した無人移動体１０から重量通知を受信したか否かを判定する（ステップＳ５５）。重量通知は、貨物Ｃの荷重が無人移動体１０の耐荷重を超える場合に送信される。したがって、無人移動体１０から重量通知を受信しない場合（ステップＳ５５：ＮＯ）、処理を終了する。
他方、無人移動体１０から重量通知を受信した場合（ステップＳ５５：ＹＥＳ）、重量受信部５０は、受信した重量通知が示す負荷に基づいて、ステップＳ５４で推定した貨物Ｃの重量を更新する（ステップＳ５６）。このとき、重量受信部５０は、重量通知に基づいて貨物Ｃの重量を直接更新してもよいし、ステップＳ５３で設定した仮密度を更新することで、貨物Ｃの重量を直接更新してもよい。
そして、管制装置４０は、処理をステップＳ３に戻し、改めて無人移動体１０の組み合わせを特定する。これにより、管制装置４０は、貨物Ｃを支持するための無人移動体１０を追加することができる。
【００６２】
《作用・効果》
このように、第２の実施形態によれば、管制装置４０は、貨物Ｃの重量または重心位置が不明である場合にも、他の情報に基づいて無人移動体１０の重量および重心位置を推定し、貨物Ｃの支持位置を決定する。これにより、管制装置４０は、無人移動体１０が貨物Ｃを運搬するための適切な支持位置を決定することができる。
【００６３】
〈他の実施形態〉
以上、図面を参照して一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、様々な設計変更等をすることが可能である。
例えば、第１の実施形態に係る無人移動体１０は、ドローンであるが、これに限られない。例えば、他の実施形態に係る無人移動体１０は、地上を走行する無人車両であって、下方から貨物Ｃを支持するものであってもよい。
【００６４】
また、第１の実施形態においては、貨物Ｃに貨物ＩＤを保持するタグＣ２が設けられ、貨物ＩＤに貨物Ｃの重量および重心位置を含む情報が含まれるが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、ゲート装置３０に代えて、貨物Ｃの複数個所（例えば直方体ならば底面の四隅）の重量を計測するロードセルと、貨物Ｃの形状を撮像するカメラ１３とを設け、重量の計測結果および撮像画像に基づいて、貨物Ｃの重量および重心位置を算出してもよい。
【００６５】
また、第１の実施形態においては、ゲート装置３０がタグＣ２から貨物ＩＤを読み取るが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、複数の無人移動体１０が読み取り装置を備え、タグＣ２から貨物ＩＤを読み取ってもよい。なお、例えば他の実施形態においてタグＣ２としてバーコードや二次元コードが採用される場合、無人移動体１０はカメラ１３によって貨物ＩＤを読み取ってもよい。また、第１の実施形態においては、管制装置４０が貨物Ｃの支持位置を決定する支持位置決定装置として機能するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、無人移動体１０の制御装置１５が支持位置決定装置として機能してもよい。
【００６６】
また、第１の実施形態においては、管制装置４０は、耐荷重の総和が貨物Ｃの重量以上となり、かつ耐荷重の総和が最小となる無人移動体１０の組み合わせを、貨物Ｃの運搬に用いる無人移動体１０として決定するが、これに限られない。例えば、他の実施形態においては、管制装置４０は、耐荷重の総和が貨物Ｃの重量以上となり、かつコストの総和が最小となる無人移動体１０の組み合わせを、貨物Ｃの運搬に用いる無人移動体１０として決定してもよい。コストの例としては、例えば無人移動体１０の移動に係る消費電力、無人移動体１０の価格、無人移動体１０の希少性などが挙げられる。
【００６７】
〈コンピュータ構成〉
図６は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メインメモリ９２、ストレージ９３、インタフェース９４を備える。
上述の制御装置１５および管制装置４０は、コンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３に記憶されている。プロセッサ９１は、プログラムをストレージ９３から読み出してメインメモリ９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２に確保する。
プログラムは、コンピュータ９０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージ９３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータ９０は、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
【００６８】
ストレージ９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３は、コンピュータ９０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムをメインメモリ９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【００６９】
また、当該プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、当該プログラムは、前述した機能をストレージ９３に既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせで実現するもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１  運搬システム
１０  無人移動体
１１  機体
１２  プロペラ
１３  カメラ
１４  フック
１５  制御装置
２０  コンベア装置
３０  ゲート装置
４０  管制装置
４１  貨物データベース
４２  移動体データベース
４３  貨物情報取得部
４４  移動体決定部
４５  支持位置決定部
４６  干渉判定部
４７  転回判定部
４８  支持指令出力部
Ｃ  貨物
Ｃ１  アイボルト
Ｃ２  タグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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