(57)【要約】【課題】複数の移動ロボットの充電作業を最適に制御する。【解決手段】このシステムは、複数の移動ロボットと、複数のロボットのバッテリの充電を行う充電器と、移動ロボットよりバッテリの充電残量を示す情報を取得し、充電残量に応じて予め設定された複数の優先度のうち適切な優先度を移動ロボット毎に設定し、充電状態に応じて充電が必要な移動ロボットを充電器まで自動走行させて充電作業を行わせる充電制御装置を備える。充電制御装置は、充電器によって充電できる最大数の移動ロボットが充電中であって、新たに充電が必要になった移動ロボットに設定された優先度が、充電中の移動ロボットの優先度よりも高い場合には、充電中の移動ロボットのうち最も低い優先度が設定された充電中の移動ロボットの充電を停止させ、新たに充電が必要となった移動ロボットに充電作業を行わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の移動ロボットと、
前記複数のロボットのバッテリの充電を行う充電器と、
前記移動ロボットより前記バッテリの充電残量を示す情報を取得し、前記充電残量に応じて予め設定された複数の優先度のうち適切な優先度を移動ロボット毎に設定し、前記充電状態に応じて充電が必要な前記移動ロボットを前記充電器まで自動走行させて充電作業を行わせる充電制御装置を備え、
前記充電制御装置は、前記充電器によって充電できる最大数の前記移動ロボットが当該充電器において充電中であって、かつ、新たに充電が必要になった移動ロボットに設定された前記優先度が、充電中の前記移動ロボットの前記優先度よりも高い場合には、充電中の前記移動ロボットのうち最も低い優先度が設定された充電中の前記移動ロボットの充電を停止させ、前記新たに充電が必要となった移動ロボットに充電作業を行わせることを特徴とするロボット充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動ロボットの総数より少ない充電器を用いて、複数の移動ロボットのうちバッテリの充電残量が少なくなった移動ロボットを自動走行させて充電器に移動させ、充電作業を行う移動ロボット充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、移動ロボットの総数より少ない充電器を用いて、複数の移動ロボットのうちバッテリの充電残量が少なくなった移動ロボットを自動走行させて充電器に移動させ、複数の移動ロボットの充電作業を行う移動ロボット充電システムが知られている。
【０００３】
特許文献１には、複数の自律移動装置と無線で情報のやり取りを行い、自律移動装置のうち充電池の電圧が低いものに対して優先的に充電作業を行うよう設定する装置が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、蓄電量が所定のレベル以下となった移動ロボットに対し、移動ロボットの現在位置及び充電ステーションの位置に基づいて、消費電力が通常よりも少ない省電力モードで充電ステーションに移動させるシステムが開示されている。
【０００５】
特許文献２においては、充電残量が第１しきい値以下になった状態を充電が必要になった充電要求モード状態とし、充電残量が更に低下して、移動ロボットが走行しなくなるような状態を充電優先モード状態としている。そして、充電器によって充電できる最大数の移動ロボットが充電中の場合に、充電優先モード状態である移動ロボットが存在している場合には、充電中の複数の移動ロボットのうち、最も充電残量の多い移動ロボットの充電作業を強制的に終了させ、充電優先モード状態である移動ロボットを充電させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１４８５８３号公報
【特許文献２】特開２０００−０４７７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された装置では、充電中の移動ロボットと、充電待ちの移動ロボットがあった場合に、どのように両者を比較して充電を行う移動ロボットを決定するかについては考慮されていない。
【０００８】
また、特許文献２に開示された装置では、充電器によって充電できる最大数の移動ロボットが充電中の場合に、充電優先モード状態である移動ロボットが存在する場合には、充電中の移動ロボット充電残量を比較して、充電を中断する移動ロボットを決定しているが、例えば、異なる種類の移動ロボットが充電されている場合には、必ずしも、最も充電残量の多い移動ロボットの充電を中断させることが適当とは限らない。
【０００９】
よって、本発明は、上記のような問題点に対してなされたものであり、複数の移動ロボットの充電作業を最適に制御することができる移動ロボット充電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る移動ロボット充電システムは、複数の移動ロボットと、前記複数のロボットのバッテリの充電を行う充電器と、前記移動ロボットより前記バッテリの充電残量を示す情報を取得し、前記充電残量に応じて予め設定された複数の優先度のうち適切な優先度を移動ロボット毎に設定し、前記充電状態に応じて充電が必要な前記移動ロボットを前記充電器まで自動走行させて充電作業を行わせる充電制御装置を備え、前記充電制御装置は、前記充電器によって充電できる最大数の前記移動ロボットが当該充電器において充電中であって、かつ、新たに充電が必要になった移動ロボットに設定された前記優先度が、充電中の前記移動ロボットの前記優先度よりも高い場合には、充電中の前記移動ロボットのうち最も低い優先度が設定された充電中の前記移動ロボットの充電を停止させ、前記新たに充電が必要となった移動ロボットに充電作業を行わせることを特徴とする。
【００１１】
このように、充電中の移動ロボットに対しても優先度を設定することで、例えば、異なる種類の移動ロボットであっても、単に、設定された優先度を比較することで、充電を行う移動ロボットを容易に決定することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる移動ロボット充電システムの全体構成例を示す図である。
【図２】実施の形態１にかかる移動ロボット充電システムにおいて設定される優先度を示す図である。
【図３】実施の形態１にかかる移動ロボット充電システムの動作を示す図である。
【図４】実施の形態１にかかる移動ロボット充電システムの各移動ロボットと充電器の位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる移動ロボット充電システムの全体構成例を示す図である。この移動ロボット充電システムは、複数の移動ロボット７Ａ〜７Ｃと、複数のロボット７Ａ〜７Ｃのバッテリの充電を行う充電器８と、移動ロボット７Ａ〜７Ｃの充電制御を行う充電制御装置９を備える。なお、本実施形態では説明の簡略化するため、充電器８によって充電できる移動ロボット７の数ｎを１であるとして説明を行う。
【００１５】
移動ロボット７Ａ〜７Ｃは、充電制御装置９及び充電器８と通信する機能を搭載し、必要に応じて省電力モードで動作する。なお、複数の移動ロボット７Ａ〜７Ｃは、同一種類の移動ロボットでもよく、また、異なる種類や機能の移動ロボットであっても良い。以下では、複数の移動ロボット７Ａ〜７Ｃを、まとめて移動ロボット７としても示す。
【００１６】
充電制御装置９は、充電器８によって充電できる最大数ｎの移動ロボット７が当該充電器８において充電中であって、かつ、新たに充電が必要になった移動ロボット７がある場合には、充電中の移動ロボット７に対して設定した優先度と、新たに充電が必要となった移動ロボット７に対して設定した優先度に基づいて充電中の移動ロボット７の充電作業を停止させ、新たに充電が必要となった移動ロボット７に充電作業を行わせる。
【００１７】
充電制御装置９は、充電スケジューリング部１、充電器管理部２、優先度管理部３、残量管理部４、移動指示部５、及び充電指示部６を備えている。充電スケジューリング部１は、優先度管理部３から取得した移動ロボット７の充電順序を定期的に取得し、充電スケジューリングを行う。
【００１８】
充電器管理部２は、充電器８の使用状態を定期的に取得し、その情報を充電スケジューリング部１に送信する。ここで、充電器８の使用状態は、充電器８が使用中である「使用中」、充電器８が使用中であり、かつ、他の移動中ロボット７が使用を予約している「使用中」、及び、どの移動ロボット７にも使用されていない「未使用」といった状態である。
【００１９】
優先度管理部３は、残量管理部４から、バッテリの充電残量及びバッテリの充電状態（優先度）を定期的に取得し、充電が必要な移動ロボット７を充電させる順序である充電順序を決定する。具体的には、優先度管理部３は、残量管理部４によって設定された優先度に従って、充電を行う順序である充電順序を設定する。ここで、優先度が同じ移動ロボット７が存在する場合には、優先度管理部３は、更に、充電残量を比較し、充電残量が少ないものから順に充電するよう充電順序を設定する。更に、優先度及び充電残量が同じ移動ロボット７が存在する場合には、優先度管理部３は、予め設定された移動ロボットの優先順位に従って、充電順序を決定する。
【００２０】
残量管理部４は、各移動ロボット７Ａ〜７Ｃのバッテリの充電残量を定期的に取得する。残量管理部４は、充電残量を複数のしきい値と比較することで、予め設定された充電状態の中から適切な充電状態を選択し、各移動ロボット７Ａ〜７Ｃの充電状態として設定する。各充電状態は、それぞれ優先度が付与されている。換言すれば、充電状態と優先度は１対１に対応している。
【００２１】
ここで、バッテリの充電状態は、移動ロボット７が充電中の場合と、放電中の場合でそれぞれ設定されている。具体的には、移動ロボット７が充電中の場合には、充電残量の少ない状態から順に、「危険」、「注意」、「正常」といった状態がある。一方、移動ロボット７が充電作業を行っていない放電中の場合には、充電残量の少ない方から順に「中断可能」、「中断不可能」といった状態がある。なお、バッテリの充電状態については、後述する図２において説明する。
【００２２】
移動指示部５は、移動ロボット７の移動先を指示する。具体的には、充電が必要な移動ロボット７がある場合には、移動指示部５は、移動ロボット７を充電開始位置に移動させるか、充電待機位置に移動させる。なお、充電開始位置及び、充電待機位置の位置関係については、後述する。
【００２３】
充電指示部６は、移動ロボット７と充電器８に自動充電制御を行うよう指示する。
【００２４】
図２は、残量管理部４によって取得される充電残量と、残量管理部４によって設定される充電状態（優先度）との関係を示す図である。紙面上が、充電中の移動ロボット７の充電残量を示し、紙面下が、充電作業を行っていない放電中の移動ロボット７の充電残量を示している。移動ロボット７の充電状態は、３つのしきい値Ａ〜Ｃに従って決定される。充電残量危険しきい値Ａは、充電を行わないと危険なしきい値である。充電開始しきい値Ｂは、充電の開始が必要なしきい値である。また、充電中断しきい値Ｃは、充電が十分になされ、充放電を繰り返さなくてよいしきい値である。
【００２５】
放電中の状態においては、移動ロボット７の充電状態は、充電残量危険しきい値Ａ、充電開始しきい値Ｂによって、３つの充電状態「危険」、「注意」、「正常」に分けられている。具体的には、充電残量が充電残量危険しきい値Ａ以下の場合の充電状態は、「危険」であり、充電残量が危険しきい値Ａより大きく、充電開始しきい値Ｂ以下の場合の充電状態は、「注意」であり、充電残量が充電開始しきい値Ｂより大きい場合には、「正常」である。
【００２６】
一方、放電中の移動ロボット７においては、充電残量が充電中断しきい値Ｃによって２つの充電状態に分けられる。充電残量が充電中断しきい値Ｃ以下の場合には、充電状態は「中断不可能」であり、充電残量が充電中断しきい値Ｃより大きい場合には、充電状態は、「中断可能」である。
【００２７】
なお、各しきい値は、以下の式（１）〜（３）によって決定されている。
Ａ＝ｄ＋α                            式（１）
Ｂ＝Ａ＋ｍ＋（ｎ−１）ｃ＋β          式（２）
Ｃ＝ｅ＋（ｎ−１）ｃ＋γ              式（３）
【００２８】
ここで、
ｄは、充電器８とのドッキングに必要な充電量、
ｍは、充電開始位置までの移動に必要な充電量
ｎは、１台の充電器８が充電可能な最大移動ロボット数
ｃは、移動ロボット７が充電中断しきい値Ｃまで充電する時間までに消費する充電量
ｅは、充電対象の移動ロボット７を交換する際に消費する充電量、
α、β及びγは、マージン
を示すものとする。
【００２９】
また、それぞれの充電状態には、優先度が設定されている。具体的には、「危険」には優先度２、「注意」には優先度３、「正常」には優先度５、「中断不可能」には優先度１、「中断可能」には優先度４が設定されている。なお、優先度は数が小さいほど、優先的に充電が行われる。上記の充電状態や、優先度は、移動ロボット７の種類や機能などに応じて移動ロボット毎に異なる値に設定することができる。
【００３０】
次に、このように構成された移動ロボット充電システムの動作について説明する。図３は、本実施の形態に係る移動ロボット充電システムの動作を示すフローチャートである。充電スケジューリング部１は、定期的に優先度管理部３より充電が必要なすべての移動ロボット７の充電順序を取得する（Ｓ１０１）。充電スケジューリング部１は、すべての移動ロボット７の充電作業が終了するまで（Ｓ１０２においてＹＥＳとなるまで）、以下のステップＳ１０３〜Ｓ１０８を繰り返す。
【００３１】
充電スケジューリング部１は、充電器管理部２から充電器８の使用状態を取得し、充電器８が「使用中」であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。ここで、充電器８が「使用中」である場合には（Ｓ１０３においてＹＥＳ）、移動指示部５は、移動ロボット７に充電待機位置へ移動するよう指示する（Ｓ１０４）。
【００３２】
充電スケジューリング部１は、充電中の移動ロボット７の優先度と、充電待機位置に移動させた新たに充電が必要となった移動ロボット７に設定された優先度を比較する（Ｓ１０５）。充電中の移動ロボット７より、新たに充電が必要となった移動ロボット７に設定された優先度が高い場合には（Ｓ１０５においてＹＥＳ）、充電中の移動ロボット７の充電を解除し、移動指示部５によって、充電中であった移動ロボット７とは異なる充電待機位置まで移動させる（Ｓ１０６）。
【００３３】
そして、移動指示部５は、新たに充電が必要となった移動ロボット７を充電待機位置から充電開始位置まで移動させるよう指示する（Ｓ１０７）。充電指示部６は、新たに充電が必要となった移動ロボット７が充電開始位置に到着すると、当該充電対象の移動ロボット７に対して充電を開始させるよう指示する（Ｓ１０８）。
【００３４】
また、ステップＳ１０５において、新たに充電が必要となった移動ロボット７が充電中の移動ロボット７の優先度より低い場合には（ステップＳ１０５においてＮＯ）、ステップＳ１０２に戻る。
【００３５】
一方、ステップＳ１０３において、充電器８が「未使用」と判断された場合には、（Ｓ１０３においてＮＯ）、ステップＳ１０７に移り、新たに充電が必要となった移動ロボット７を充電開始位置に移動させ（Ｓ１０７）、充電作業を開始させる（Ｓ１０８）。
【００３６】
次に、図４を用いて、移動ロボット充電システムの具体的な動作例について説明する。図４において、３０５は、移動ロボット７が自律制御により充電を開始する位置である充電開始位置を示し、３０６〜３０８は、移動ロボット７が自己の充電作業の順番が来るのを待つ充電待機位置を示している。第２充電待機位置３０７は、充電開始位置３０５に最も近く、第１充電待機位置３０６は、充電器８に最も近く、第３充電待機位置３０８は、充電器８及び充電開始位置３０５から少し離れた位置にある。
【００３７】
また、図４において、移動ロボット７Ａは、充電器８によって充電中であり、優先度が低い移動ロボットである。また、移動ロボット７Ｂは、移動ロボット７Ａよりも優先度が高い移動ロボットである。また、移動ロボット７Ｃは、移動ロボット７Ｂより優先度の低い移動ロボットである。
【００３８】
上記のような状況にあっては、矢印４０１に示すように、優先度の高い移動ロボット７Ｂが、移動指示部５の指示によって、充電開始位置３０５に最も近い充電待機位置３０７に移動する。ここで、充電中の移動ロボット７Ａは、待機中の移動ロボット７Ｂより優先度が低いため、充電指示部６の指示により充電を停止すると共に、移動指示部５の指示により、充電器８に最も近い充電待機位置３０６に移動する（矢印４０２）。
【００３９】
移動ロボット７Ｂは、移動指示部５の指示により、充電開始位置３０５へ移動し（矢印４０３）、充電指示部６の指示により充電を開始する。
【００４０】
なお、上記の説明では、充電器８は、１台の移動ロボット７しか充電できない構成としたが、同様の仕組みで複数台の移動ロボットを充電できる充電器を備えたシステムであっても本発明を適用することができる。
【００４１】
このように構成された移動ロボット充電システムでは、充電中の移動ロボットに対しても優先度を設定することで、例えば、異なる種類の移動ロボットであっても、単に、設定された優先度を比較することで、充電を行うのに最適な移動ロボットを容易に決定することができる。
【００４２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４３】
１  充電スケジューリング部
２  充電器管理部
３  優先度管理部
４  残量管理部
５  移動指示部
６  充電指示部
７  移動ロボット
８  充電器
９  充電制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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