JP7263119B2 - 走行決定方法、コントローラ、及び当該コントローラを備える走行システム - Google Patents

Description

本発明は、ビークルが自動走行を行う走行経路及び走行タイミングの決定に関する。

例えば半導体製造工場等の搬送システムでは、半導体処理装置等の効率及び生産性を向上するために、搬送物を指定時刻に丁度間に合うように搬送するＪＩＴ（Ｊｕｓｔ Ｉｎ Ｔｉｍｅ）性が求められている。特許文献１は、この種の搬送システムに用いる搬送方法を開示する。

特許文献１の搬送システムで用いられる搬送方法は、搬送シナリオのスケジュールを作成し、スケジュールからのズレが発生すると、見直しを実施して、ＪＩＴ搬送を実現する構成となっている。

特許第４７８２１９４号公報

上記特許文献１の構成では、例えば搬送台車の数が数十台から数百台、或いは数千台といった規模になる大型の半導体製造工場等においては、多数の他の搬送台車の走行に干渉しないようにスケジュールの見直しを実施する必要がある。従って、スケジュールの作成効率が低くなり、ＪＩＴ搬送を実現できない可能性も高い。

本発明は以上の問題を鑑みてなされたものであり、その目的は、ＪＩＴ性が良好なビークルの走行経路及び走行タイミングを効率良く決定することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下のビークル走行決定方法が提供される。即ち、このビークル走行決定方法は、自動走行を行うビークルの走行経路及び走行タイミングを決定する。前記ビークルが走行可能な経路は、複数の地点ノードと、前記地点ノードと前記地点ノードの間を繋ぐ地点間エッジと、からなる第１グラフで表現される。前記ビークルの出発地点である出発地点ノードと、到着地点である到着地点ノードと、のそれぞれが前記地点ノードから選択される。前記出発地点ノードを出発すべき出発時刻と、前記到着地点ノードに到着すべき到着時刻と、のそれぞれが指定された場合に、前記ビークルが前記出発地点ノードから前記到着地点ノードへ走行する過程を表す第２グラフを生成する。前記第２グラフは、複数の状態ノードと、前記状態ノードと前記状態ノードの間を繋ぐ状態遷移エッジと、を含む。それぞれの前記状態ノードは、ある前記地点ノードに、ある時刻に、前記ビークルが存在する状態を表す。前記状態遷移エッジには、ビークル停止エッジと、ビークル移動エッジと、が含まれる。前記ビークル停止エッジは、ある前記地点ノードに、ある時刻に存在する前記ビークルが、次の時刻まで当該地点ノードに留まる場合を表す。前記ビークル移動エッジは、ある前記地点ノードに、ある時刻に存在する前記ビークルが、次の時刻には、当該地点ノードと前記地点間エッジで繋がれた他の前記地点ノードのそれぞれに移動する場合を表し、移動先の地点ノード毎に定められる。前記出発地点ノードに、基準時刻に前記ビークルが存在する状態を表す状態ノードを起点状態ノードとするときに、前記第２グラフは前記起点状態ノードを起点として生成される。それぞれの前記状態遷移エッジには、当該状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻と、前記到着時刻と、の差に応じて大きくなる状態遷移コストが定められている。前記第２グラフにおいて、前記起点状態ノードから、前記到着地点ノードに前記ビークルが存在することを示す何れかの前記状態ノードに至るグラフ経路のうち、前記状態遷移コストの総和が最小となるコスト最小グラフ経路を、ダイクストラ法を用いて求める。前記コスト最小グラフ経路に基づいて、前記ビークルの走行経路及び走行タイミングを決定する。

これにより、指定された出発地点から到着地点へビークルが走行するコスト最小グラフ経路を効率良く求めることができる。また、状態遷移エッジにおける状態遷移コストが、当該エッジが示す遷移の前又は後の時刻と、指定された時刻と、の差に応じて定められているので、指定時刻で指定地点に到着するＪＩＴ性を考慮したコスト最小グラフ経路を生成することができる。

前記のビークル走行決定方法において、前記状態遷移コストは、対応する前記状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻が前記到着時刻より遅い場合には、早い場合よりも、時間差が同じであっても大きく定められることが好ましい。

これにより、指定時刻より遅い時刻で到着地点に到着する経路をコスト最小グラフ経路として決定することの可能性を大幅に小さくすることができる。

前記のビークル走行決定方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、前記状態遷移コストは、過早コストと、遅滞コストと、停止コストと、に基づいて求められる。前記過早コストは、対応する前記状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻が前記到着時刻より早い場合に加えられる。前記遅滞コストは、対応する前記状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻が前記到着時刻より遅い場合に加えられる。前記停止コストは、前記ビークルがある前記地点ノードで停止する場合に加えられる。前記過早コストを重み付けする第１パラメータ、前記遅滞コストを重み付けする第２パラメータ、及び、前記停止コストを重み付けする第３パラメータのそれぞれが、設定可能である。

これにより、第１パラメータ、第２パラメータ、及び第３パラメータを適切に設定することで、ＪＩＴ性及び搬送効率のそれぞれに対するユーザの重視度に対応する走行計画を決定することができる。

前記のビークル走行決定方法において、前記地点ノードが示す現実の地点の間隔は、前記ビークルの単位時間あたりの移動量に対応していることが好ましい。

これにより、状態遷移コストの算出を容易にすることができる。

前記のビークル走行決定方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、当該ビークル走行決定方法では、前記出発地点ノード、前記到着地点ノード、前記出発時刻、及び前記到着時刻のそれぞれが定められた複数の前記ビークルのそれぞれについて、前記コスト最小グラフ経路を求めることにより、走行経路及び走行タイミングを仮決定する。仮決定された走行経路及び走行タイミングで前記ビークルをそれぞれ走行させる場合に前記ビークル同士で干渉が発生する場合には、干渉する前記ビークルのうち少なくとも１つについて、他の前記ビークルとの干渉に対応する前記状態遷移エッジの前記状態遷移コストを大きくなるように変更して、前記コスト最小グラフ経路を再び求めることにより走行経路及び走行タイミングを再決定する。

これにより、ＪＩＴ性を考慮しながら、衝突回避経路を容易に決定することができる。

前記のビークル走行決定方法においては、以下のようにすることが好ましい。即ち、前記コスト最小グラフ経路を求める方法は、前記第２グラフにおいて、前記起点状態ノードを確定ノードとし、当該起点状態ノードの確定コストを所定値とする初期処理を行った後、ループ処理を反復する。前記ループ処理は、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップと、第４ステップと、を含む。前記第１ステップでは、確定ノードとなっていない前記状態ノードであって、何れかの前記確定ノードに対して隣接し前記状態遷移エッジによって繋がる前記状態ノードである隣接状態ノードを求める。前記第２ステップでは、前記隣接状態ノードのうち、初期処理又は前回のループ処理で新しく確定ノードとなった新確定ノードに対して隣接し前記状態遷移エッジによって繋がる隣接状態ノードのそれぞれを対象として、対象となる前記隣接状態ノードに至る状態遷移コスト累積値を、前記新確定ノードの前記確定コストに前記状態遷移エッジのコストを加算することにより求める。前記第３ステップでは、それぞれの前記隣接状態ノードについて、初回から今回までのループ処理における前記第２ステップで求められた前記状態遷移コスト累積値の中で最良の前記状態遷移コスト累積値である状態遷移コスト累積最良値を求める。前記第４ステップでは、前記第３ステップで求められた前記状態遷移コスト累積最良値が最も小さい前記隣接状態ノードを確定ノードとし、当該状態遷移コスト累積最良値を、当該確定ノードの確定コストとする。前記ループ処理を反復することにより、前記確定ノード及び確定コストを順次求め、前記到着地点ノードに前記ビークルが存在することを示す前記状態ノードのうち、前記確定コストが最も小さくなる前記グラフ経路を前記コスト最小グラフ経路とする。

これにより、コスト最小グラフ経路を効率よく探索することができるとともに、例えば、通常トレードオフの関係にあるジャストインタイム性と総走行時間のバランスを考慮した走行計画を決定することができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の構成のコントローラが提供される。即ち、当該コントローラは、前記のビークル走行決定方法を用いて、前記ビークルの走行経路及び走行タイミングを決定する。

これにより、ＪＩＴ性に適した走行経路及び走行タイミングを効率良く決定することができる。この効果は特に、多数のビークルを有する大型工場の搬送システム、大型自動倉庫等に好適である。

本発明の第３の観点によれば、以下の構成の走行システムが提供される。即ち、前記のコントローラと、複数の走行装置と、を備える。複数の前記走行装置は、前記コントローラによって決定された走行経路及び走行タイミングに従って自動走行を行う。

これにより、複数の走行装置に対する走行経路及び走行タイミングを効率良く決定することができ、走行システムの全体の効率を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る搬送システムを用いる工場を示す模式図。 搬送システムの構成を示すブロック図。 走行経路グラフの例を示す図。 時空間グラフ及び第２指定時刻で荷下ろし指定位置に到着するコスト最小遷移経路を示す図。 コスト最小遷移経路のダイクストラ法による計算において、初期処理で起点状態ノードを確定ノードとした状態を示す図。 図５の状態から、隣接状態ノードの状態遷移コスト累積値を求めた様子を示す図。 図６の状態から、確定ノード及び確定コストを新しく求めた様子を示す図。 図７の状態から、更に確定ノード及び確定コストを新しく求めた様子を示す図。 ダイクストラ法によってコスト最小遷移経路が求められた状態を示す図。 衝突を回避するために状態遷移コストを増加させた場合に、再計算により得られた回避経路を示す図。

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る搬送システム１００を用いる工場１０を示す模式図である。

本発明の一実施形態に係る搬送システム（走行システム）１００は、例えば、図１に示すような、複数の処理装置１を有する半導体製造工場１０等に設けられ、ＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｙ Ｐｏｄ）等の搬送対象物を搬送するための自動搬送システムである。この搬送システム１００は、図２に示すように、複数の搬送台車（走行装置であるビークル）２と、搬送台車管理部（コントローラ）３と、を備える。

処理装置１は、半導体を製造するための様々な処理を行う装置である。なお、搬送システム１００が設けられる工場１０には、処理装置１の代わりに、或いは処理装置１に加えて、種々の設備が備えられる。例えば、複数のＦＯＵＰを保管可能とされた自動倉庫や、部品や材料等の荷物を収納可能な多数の収納空間が形成されているスタッカラック等の保存装置等が配置されても良い。

搬送台車２は、軌道４の上で走行して、処理装置１の間で荷物を自動で搬送する搬送装置である。軌道４は、例えば床面に貼り付けられた磁気テープ等の誘導用テープ、或いはバーコード等からなる。また、軌道４は、搬送台車２の図略の走行輪が当該軌道４に沿って走行するように、搬送台車２側、及び軌道４側の少なくとも一方に設けられたガイド部であっても良い。更に、軌道４は、例えば工場１０の天井から吊り下げられて設けられるガイド部等であっても良い。

搬送台車２は、図略の多関節のロボットアーム等を備えており、荷積み及び荷下ろしを行うことができる。搬送台車２としては、例えば、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）或いはＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いることができる。

搬送台車２は、後述の搬送台車管理部３から割り付けられた搬送タスクに基づく走行計画に従って、自動走行を行う。具体的には、搬送台車２は、指定された荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２まで、指定荷物を搬送する。なお、当該自動走行は、衝突回避等による一時停止等を含む。

ところで、上記搬送タスクは、荷積み指定位置Ｐ１で荷積みした指定荷物を、荷下ろし指定位置Ｐ２まで搬送する搬送指令である。即ち、搬送タスクには、荷積み指定位置Ｐ１及び荷下ろし指定位置Ｐ２の位置情報等が含まれている。搬送タスクには、これに加えて、荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２まで搬送される対象となる荷物（指定荷物）の識別情報が含まれていても良い。

本実施形態の搬送タスクには、上記に加えて、第１指定時刻及び第２指定時刻が含まれている。第１指定時刻は、搬送台車が荷積み指定位置Ｐ１に到着すべき時刻として指定された時刻である。第２指定時刻は、搬送台車２が荷下ろし指定位置Ｐ２に到着すべき時刻として指定された時刻である。本明細書において、第２指定時刻Ｔ_setは、到着時刻と呼ばれることもある。

上記走行計画は、搬送台車２の自動走行における走行経路及び走行タイミングに関する計画である。この走行計画は、搬送台車管理部３が搬送台車２に搬送タスクを割り付けること（又は、割付を試みること）に伴って立案される。

搬送台車２は、図２に示すように、台車制御部２０と、台車信号送受信部２１と、を備える。

台車制御部２０は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等を有する公知のコンピュータとして構成されている。

台車制御部２０は、搬送台車２が備える図略の多関節のロボットアーム或いはホイスト等の移載機構による荷物の移載動作、及び当該搬送台車２が備える図略の走行機構による自動走行等を制御する。

台車信号送受信部２１は、搬送台車管理部３と無線通信可能に構成されている。無線通信の方式は任意であるが、例えば、無線ＬＡＮを用いることが考えられる。台車信号送受信部２１は、無線通信により、搬送台車２の自己位置を搬送台車管理部３に送信したり、割り付けられた搬送タスク及び搬送タスクに対応する関連情報等を搬送台車管理部３から受信したりすることができる。なお、無線通信の方式として、漏洩フィーダー線や漏洩同軸ケーブルを用いた通信であっても良い。

搬送台車管理部３は、例えば、上述の台車制御部２０と同じように、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等を有する公知のコンピュータとして構成される。

搬送台車管理部３は、図示しない上層の生産管理部等から与えられた複数の搬送タスクのそれぞれを、管理している複数の搬送台車２の何れかに割り付け、搬送台車２に対して、割り付ける搬送タスクに対応する走行計画を決定する。

搬送台車管理部３は、搬送タスクに対して、搬送台車２が出発位置から荷積み指定位置Ｐ１まで走行する走行計画と、荷積み指定位置Ｐ１（出発地点）から荷下ろし指定位置Ｐ２（到着地点）まで走行する走行計画と、をそれぞれ決定する。

ところで、上記出発位置とは、搬送タスクを開始する予め指定されたタスク開始時刻における搬送台車２の現在位置である。タスク開始時刻としては、例えば、搬送台車２が搬送台車管理部３から搬送タスクを受信した時刻を設定することができる。しかし、これに限定されず、タスク開始時刻は、搬送タスクを受信した後の任意の時刻に設定することもできる。

搬送台車管理部３は、予め生成された走行経路グラフ（第１グラフ）を記憶している。走行経路グラフは、搬送台車２が走行可能な経路を抽象化してグラフとして表したものである。当該走行経路グラフは、複数の地点ノードと、当該地点ノード同士の間を繋ぐ地点間エッジと、から構成される。この走行経路グラフにより、ある地点から他の地点に走行するための１又は複数のルートを探索することができる。搬送台車２の出発位置、荷積み指定位置Ｐ１及び荷下ろし指定位置Ｐ２は、何れも、走行経路グラフにおける地点ノードの形で特定される。

複数の地点ノードが示す現実の地点は、軌道４上に、例えば搬送台車２の単位時間あたりの移動量に対応する間隔をあけて並んで位置する。しかし、これに限定されず、地点ノードは、例えば、各処理装置１の位置を示すように設定しても良い。複数の地点ノードが示す現実の地点は、必ずしも距離的に等間隔で設定される必要がなく、搬送台車２の加減速度に応じて非等間隔で設定することも可能である。当該地点は、単位時間に対応する間隔で定められると、後述の状態遷移コストの計算が容易になるため好ましい。

それぞれの地点間エッジは、走行コストの情報を有している。走行経路グラフにおける走行コストは、当該地点間エッジにより繋がれる地点ノード同士のうち、１つの地点ノードから他の地点ノードまで搬送台車２が走行するのに必要となる時間として定義されている。この走行コストの情報を用いることで、ある地点から他の地点へ走行する場合の走行所要時間を計算により得ることができる。

図３には、走行経路グラフの例が示されている。図３において、地点ノードは、丸付き数字で描かれている。数字は、地点ノードを一意に特定する番号である。以下では、地点ノードを示す丸付き数字を、例えば地点ノード（１）というように、カッコつきの数字で表すことがある。地点間エッジは、２つの地点ノードを結ぶ矢印で表現されている。

本実施形態において、走行経路グラフは有向グラフとして表されているが、これは、軌道４の経路が一方通行であるためである。軌道４の両面通行が可能である場合は、走行経路グラフを無向グラフで表すこともできる。

以下では、図３に示す地点ノード（２０）を搬送台車２の出発位置とし、地点ノード（１）を荷積み指定位置Ｐ１とし、地点ノード（５）を荷下ろし指定位置Ｐ２とした場合を例に説明する。

搬送台車管理部３は、先ず、搬送台車２が出発位置から最短時間で荷積み指定位置Ｐ１に到着するように、出発位置から荷積み指定位置Ｐ１までの走行計画を決定する。当該走行計画は、例えば、上述の走行経路グラフにおいて、出発位置の地点ノード（２０）から荷積み指定位置Ｐ１の地点ノード（１）までの最短経路を、ダイクストラ法又はＡ＊アルゴリズム等によって算出することにより得ることができる。

ダイクストラ法は、各地点ノードへの最短経路を、始点である地点ノード（２０）の周辺から１箇所ずつ確定し、終点である地点ノード（１）まで徐々に範囲を広げていく最短経路探索方法である。なお、当該ダイクストラ法は公知であるため、詳細な説明を省略する。

続いて、搬送台車管理部３は、走行計画決定方法（ビークル走行決定方法）を用いて、搬送台車２が荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２まで走行する走行計画を決定する。本実施形態の走行計画決定方法は、搬送台車２が荷下ろし指定位置Ｐ２になるべく第２指定時刻Ｔ_setに丁度間に合うように到着するように、搬送台車２の走行計画を決定することができる。即ち、ＪＩＴ性を考慮した走行計画を決定することができる。

搬送台車２に割り付ける搬送タスクにおいて、荷積み指定位置Ｐ１を表す地点ノード（出発地点ノード）、及び、荷下ろし指定位置Ｐ２を表す地点ノード（到着地点ノード）は、任意に選択される。以下では、出発地点ノードが図３の地点ノード（１）に指定され、到着地点ノードが、図３の地点ノード（５）に指定された場合を例にして説明する。

搬送台車管理部３は、後述のコスト最小遷移経路（コスト最小グラフ経路）を求めるために、時空間グラフ（第２グラフ）を生成する。この時空間グラフは、搬送台車２の位置と走行タイミングを同時に表現するものである。

時空間グラフは、例えば図４に示すように、複数の状態ノードと、複数の状態遷移エッジと、を含む。状態ノードは、図４において丸印で表されている。状態ノードは、ある地点ノードに、ある時刻に、搬送台車２が位置する状態を表す。図４の丸印の中の数字は、地点ノードの番号である。図４において、状態ノード（丸印）の位置は、対応する時刻が古い程左に、新しい程右となるように配置されている。

それぞれの状態ノードは、搬送台車２の位置と、時刻と、の組合せを表している。例えば、図４の一番下の行にある８つの状態ノードは、搬送台車２が各時刻に地点ノード（１）に位置する状態のそれぞれを表している。

状態遷移エッジは、状態ノード同士の間を繋ぐエッジであって、搬送台車２が、当該状態遷移エッジの前に繋がれた状態ノードから、当該状態遷移エッジの後に繋がれた状態ノードに遷移可能であることを表している。

状態遷移エッジは、図４に示す台車停止エッジ（ビークル停止エッジ）５と、台車移動エッジ（ビークル移動エッジ）６と、を含む。

台車停止エッジ５とは、同一の地点ノードを示すとともに、単位時間だけ異なっている時刻を示す状態ノード同士を繋ぐエッジである。図４において、台車停止エッジ５は、水平の矢印で表される。

台車移動エッジ６とは、異なる地点ノードを示すとともに、単位時間だけ異なっている時刻を示す状態ノード同士を繋ぐエッジである。図４において、台車移動エッジ６は、斜めの矢印で表される。

時間を戻すことはできないため、状態遷移エッジは何れも、前の時刻の状態ノードから、単位時間だけ後の時刻の状態ノードへ向かう矢印で表現される。従って、時空間グラフは有向グラフである。

図４において最も左下に位置する状態ノードは、荷積み指定位置Ｐ１で荷積みを完了し荷積み指定位置Ｐ１から出発する出発時刻（例えば、後述の時刻ｔ＝０）に、地点ノード（１）に搬送台車２が位置する状態を表す。

このｔ＝０の時刻は、時刻の基準として用いられるので、以下では基準時刻と呼ぶことがある。また、以下では、それぞれの状態ノードを特定するために、時刻ｔと、搬送台車２が位置する地点ノードの番号ｎと、を用いて、例えば［ｔ＝０，ｎ＝１］のように表すことがある。

［ｔ＝０，ｎ＝１］の状態ノード、言い換えれば図４の最も左下の状態ノードは、搬送台車２の走行に関する状態が様々に遷移する起点として考えることができる。従って、以下では、この状態ノードを起点状態ノードと呼ぶことがある。時空間グラフは、起点状態ノードを起点として展開するように作成される。

起点状態ノードは、ｔ＝０の時刻において地点ノード（１）に搬送台車２が位置する状態を示す。この状態から取り得る遷移としては、搬送台車２がそのまま地点ノード（１）に停止しているか、地点ノード（２）へ走行するか、の２とおりである。

搬送台車２が地点ノード（１）に停止する場合は、起点状態ノード［ｔ＝０，ｎ＝１］から、ｔ＝１の時刻において地点ノード（１）に搬送台車２が位置する状態を示す状態ノード［ｔ＝１，ｎ＝１］に、状態が遷移する（台車停止エッジ５）。

搬送台車２が地点ノード（１）から地点ノード（２）へ走行する場合は、起点状態ノード［ｔ＝０，ｎ＝１］から、ｔ＝１の時刻において地点ノード（２）に搬送台車２が位置する状態を示す状態ノード［ｔ＝１，ｎ＝２］に、状態が遷移する（台車移動エッジ６）。

このように、それぞれの状態遷移エッジは、単位時間だけ時間が経過することに伴う状態の遷移を表している。

図３の走行経路グラフで示すように、地点ノード（１）から搬送台車２が走行する場合、地点ノード（２）に行く以外の選択肢はない。地点ノード（２）～（４）のそれぞれにおいても、当該地点ノードから搬送台車２が走行する場合の行先の選択肢（地点ノード）は１つだけである。従って、この場合の時空間グラフは、図４に示すように、１つの台車移動エッジ６と１つの台車停止エッジ５からなる２つの分岐が反復されるシンプルな形状となっている。

一方で、例えば地点ノード（２２）から搬送台車２が走行する場合は、行先として、地点ノード（８）及び地点ノード（２３）のうち何れかを選択できる。このように行先が分岐している場合、時空間グラフにおいては、行先の地点ノードに応じた数の台車移動エッジ６が生成される。従って、時空間グラフは、図４に示す例よりも複雑になる。搬送台車２が現在の地点ノードから何れの地点ノードに移動できるかは、走行経路グラフを参照することで容易に得ることができる。

前記時空間グラフを作成するにあたって、搬送台車管理部３は、それぞれの状態遷移エッジにおける状態遷移コストｄ_σaσbを、下記の式（１）を用いて計算する。

ただし、σは、時刻ｔに地点ノード（ｎ）に搬送台車２が位置する状態を示す状態ノードである。ｎ_σは、状態ノードが示す地点ノードの番号である。ｔ_σは、状態ノードが示す時刻である。σ_aは、状態遷移エッジで繋がれる２つの状態ノードのうち、時刻が古い側（遷移前）の状態ノードであり、σ_bは、時刻が新しい側（遷移後）の状態ノードである。Ｔ_setは、荷下ろし指定位置Ｐ２に到着すべき時刻として指定された時刻（第２指定時刻）である。αは、後述の過早コストに関する第１パラメータである。γは、後述の遅滞コストに関する第２パラメータである。βは、後述の停止コストに関する第３パラメータである。

上記の式（１）に示すように、状態遷移エッジの状態遷移コストは、当該状態遷移エッジが示す遷移の後に対応する時刻ｔ_σbと、第２指定時刻Ｔ_setと、の差に応じて設定されている。

式（１）の上側の式は、状態遷移エッジに含まれる台車移動エッジ６（図４において斜めに向かう矢印）における状態遷移コストを計算するために用いられる。

式（１）の上側の式には、下記の式（２）及び式（３）に示す項が含まれている。

式（２）の項は、搬送台車２の走行タイミングが早過ぎることを否定的に評価するためのコスト（過早コスト）を計算する項である。この過早コストの項は、任意の地点ノードに搬送台車２が移動するときの時刻ｔ_σbが第２指定時刻Ｔ_set以降である場合は、ゼロとなるが、そうでない場合は、正の値となる。過早コストは、任意の地点ノードに搬送台車２が移動するときの時刻ｔ_σbが第２指定時刻Ｔ_setよりも早ければ早い程、高くなるように計算される。式（２）に含まれる第１パラメータαは、重み付けのためのものであり、適宜設定することができる。

式（３）の項は、搬送台車２の走行タイミングが遅過ぎることを否定的に評価するためのコスト（遅滞コスト）を計算する項である。この遅滞コストの項は、任意の地点ノードに搬送台車２が移動するときの時刻ｔ_σbが第２指定時刻Ｔ_set以前である場合は、ゼロとなるが、そうでない場合は、正の値となる。遅滞コストは、任意の地点ノードに搬送台車２が移動するときの時刻ｔ_σbが第２指定時刻Ｔ_setよりも遅ければ遅い程、高くなるように計算される。式（３）に含まれる第２パラメータγは、重み付けのためのものであり、適宜設定することができる。

上記式（１）の下側の式は、状態遷移エッジに含まれる台車停止エッジ５（図４において水平に向かう矢印）における状態遷移コストを計算するために用いられる。

式（１）の下側の式には、下記の式（４）及び上記式（３）に示す項が含まれている。

式（４）の項は、搬送台車２が停止している（言い換えれば、搬送台車２が荷物の搬送に寄与していない）ことを否定的に評価するためのコスト（停止コスト）を計算する項である。この停止コストの項は、任意の地点ノードで搬送台車２が停止するときに、そのときの時刻ｔ_σbが遅ければ遅いほど、高くなるように計算される。この停止コストにより、搬送台車２を効率的に活用して荷物を搬送することが促される。式（４）に含まれる第３パラメータβは、重み付けのためのものであり、適宜設定することができる。

ある地点ノードから他の地点ノードへ搬送台車２が走行して移動する場合、この状態遷移（台車移動エッジ６で表される状態遷移）に伴う状態遷移コストは、過早コスト及び遅滞コストの和である。一方、ある地点ノードで搬送台車２が停止する場合、この状態遷移（台車停止エッジ５で表される状態遷移）の状態遷移コストは、遅滞コスト及び停止コストの和である。

以上を総合的に考慮すれば、荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２へ走行する場合に、例えば図４の太線矢印に示すように、荷下ろし指定位置Ｐ２（地点ノード（５））への到着が第２指定時刻Ｔ_setに遅れないぎりぎりのタイミングまで搬送台車２が荷積み指定位置Ｐ１（地点ノード（１））からあまり動かず、その後に走行を開始し、第２指定時刻Ｔ_setぴったりのタイミングで搬送台車２が荷下ろし指定位置Ｐ２に到着すると、遅滞コストをゼロにできるとともに、停止コスト及び過早コストを小さくできることになる。

以下では、この時空間グラフにおいて、［ｔ＝０，ｎ＝１］の状態ノードを、スタート状態ノードと呼ぶことがある。また、［ｔ＝任意，ｎ＝５］の状態ノードを、ゴール状態ノードと呼ぶことがある。

スタート状態ノードは、起点状態ノードと一致する。スタート状態ノードは、時刻ｔ＝０に、荷積み指定位置Ｐ１に搬送台車２が位置する状態を表す状態ノードである。ゴール状態ノードは、任意の時刻ｔに、荷下ろし指定位置Ｐ２に搬送台車２が位置する状態を表す状態ノードである。図４において、スタート状態ノードはＳ、ゴール状態ノードはＧで示されている。スタート状態ノードＳから何れかのゴール状態ノードＧへ至るグラフ経路は、タイミングはともかくとして、荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２までの荷物の搬送を実現できるグラフ経路である。

本実施形態の走行計画決定方法では、スタート状態ノードＳから何れかのゴール状態ノードＧに至るグラフ経路のうち、状態遷移コストの総和が最小となる経路（コスト最小グラフ経路）を、ダイクストラ法を用いて求める。第１パラメータα、第２パラメータγ、及び第３パラメータβの設定等にもよるが、図４の太線矢印で示したグラフ経路は、コスト最小グラフ経路となる可能性が高いグラフ経路である。

第１パラメータα、第２パラメータγ、及び第３パラメータβのそれぞれを適当に設定することで、本実施形態の走行計画決定方法は、ＪＩＴ性のみに適した走行計画、搬送効率（即ち、ある搬送タスクに対応する自動走行に要した総走行時間）のみに適した走行計画、及びＪＩＴ性及び搬送効率（総走行時間）の両方を異なる重みで考慮した最適な走行計画等を決定することができる。例えば、第２パラメータγを第１パラメータα及び第３パラメータβよりも大きく設定することで、荷物の到着の遅れを避けることを重視した走行計画となる。

次に、上述のコスト最小遷移経路をダイクストラ法で求める方法に関して、具体的に説明する。この方法は、初期処理及びループ処理を含む。以下では、図５の各矢印の数字で示すように状態遷移コストが定められている場合を例として説明する。説明の煩雑さを避けるため、図５に示した状態遷移コストは、上述の式（１）には従っていない、説明用の簡単な整数値となっている。

初期処理においては、搬送台車管理部３は、上記のように作成された時空間グラフの起点状態ノード（［ｔ＝０，ｎ＝１］の状態ノード）を確定ノードとし、当該起点状態ノードの確定コストを所定値（例えば０）とする。この状態が図５に示されている。図５以降では、確定ノードはハッチングで示され、確定コストは四角囲みの数値で示されている。

上記のように初期処理を行った後、搬送台車管理部３は、下記の第１ステップ、第２ステップ、第３ステップ、及び第４ステップを含むループ処理を行う。

ループ処理を開始すると、搬送台車管理部３は、確定ノードとなっていない他の状態ノードであって、確定ノードに対して状態遷移エッジによって繋がりながら隣接する状態ノードである隣接状態ノードを求める（第１ステップ）。

図５の状態では、確定ノードが［ｔ＝０，ｎ＝１］の１つだけである。従って、この状態で第１ステップが行われると、隣接状態ノードは、［ｔ＝１，ｎ＝１］と、［ｔ＝１，ｎ＝２］と、の２つとなる。

そして、搬送台車管理部３は、求めた隣接状態ノードのうち、初期処理又は前回のループ処理で新しく確定ノードとなった新確定ノードに対して状態遷移エッジによって繋がりながら隣接する隣接状態ノードのそれぞれに至る状態遷移コスト累積値を求める（第２ステップ）。

この第２ステップにおいては、搬送台車管理部３は、上記のように対象となったそれぞれの隣接状態ノードに至る状態遷移コスト累積値を、上記新確定ノードにおける確定コストに、新確定ノードと当該隣接状態ノードとを繋ぐ状態遷移エッジにおける状態遷移コスト（コスト）を加算することで求める。

第２ステップの結果が図６に示されている。新確定ノード［ｔ＝０，ｎ＝１］の確定コストは０であるので、隣接状態ノード［ｔ＝１，ｎ＝１］の状態遷移コスト累積値は、０に状態遷移コストの７を加算して、７となる。隣接状態ノード［ｔ＝１，ｎ＝２］の状態遷移コスト累積値は、０に状態遷移コストの２を加算して、２となる。図６において、状態遷移コスト累積値は、下線付きの数字で示されている。

続いて、搬送台車管理部３は、それぞれの隣接状態ノードについて、初回から今回までのループ処理における上記の第２ステップで求められた状態遷移コスト累積値のうち、最良（値が最小）である状態遷移コスト累積値を、状態遷移コスト累積最良値として求める（第３ステップ）。

図６の状態で、隣接状態ノード［ｔ＝１，ｎ＝１］の状態遷移コスト累積値は７であるが、初回のループであるので、当該隣接状態ノードに関しては、この状態遷移コスト累積値が最小である。従って、当該隣接状態ノードの状態遷移コスト累積最良値は７である。隣接状態ノード［ｔ＝１，ｎ＝２］も同様に考えて、状態遷移コスト累積最良値は２となる。

次に、搬送台車管理部３は、それぞれの隣接状態ノードのうち、上記のように求められた状態遷移コスト累積最良値が最も小さい隣接状態ノードを確定ノードとし、当該隣接状態ノードの状態遷移コスト累積最良値を確定コストとする（第４ステップ）。

第４ステップの結果が図７に示されている。最小となる状態遷移コスト累積最良値は２であるので、［ｔ＝１，ｎ＝２］の状態ノードが新しく確定ノードとなり、その確定コストは２となる。

搬送台車管理部３は、上記のループ処理を反復することで、確定ノード及び確定コストを１つずつ順次求めていく。

図７の状態から、第２ステップ、第３ステップ、及び第４ステップが再び行われた結果が、図８に示されている。図７の状態で、隣接状態ノードは、［ｔ＝１，ｎ＝１］と、［ｔ＝２，ｎ＝２］と、［ｔ＝２，ｎ＝３］と、の３つとなる。それぞれの隣接状態ノードの状態遷移コスト累積値は、［ｔ＝１，ｎ＝１］が７、［ｔ＝２，ｎ＝２］が３、［ｔ＝２，ｎ＝３］が５であり、これらの値がそのまま状態遷移コスト累積最良値となる。従って、図８に示すように［ｔ＝２，ｎ＝２］の状態ノードが新しく確定ノードとなり、その確定コストは３となる。

このように、ダイクストラ法では、スタート状態ノードの周辺から１つずつ順次確定し、ゴール状態ノードまで徐々に範囲を広げていく最短経路探索を行う。

上記のループ処理を繰り返していくと、やがて、図９の［ｔ＝５，ｎ＝５］の状態ノードで示すように、複数あるゴール状態ノードのうち何れかが確定ノードとなる。上述のとおり、状態ノードは、その状態遷移コスト累積最良値が小さいものから順に確定していくので（探索の最良優先性）、この時点で、当該確定ノードに至るグラフ経路がコスト最小遷移経路であるということができる。このように、図５の時空間グラフにおけるコスト最小遷移経路は、図９の太線矢印で示すグラフ経路として求めることができる。

搬送台車管理部３は、求めたコスト最小遷移経路に基づいて、搬送台車２が走行する走行経路（即ち、コスト最小遷移経路に含まれる各状態ノードが示す地点ノード）、及び走行タイミング（即ち、各位置に位置する時刻）を含む走行計画を決定する。

続いて、搬送台車管理部３は、搬送タスクのそれぞれを割り付ける対象の搬送台車２のそれぞれに対して、上記のように走行計画を仮決定した後、各搬送台車２が走行計画に従って自動走行を行うとき、互いに干渉するか否かを確認する。

異なる搬送台車２に対して、上記のように決定された走行計画に従って、搬送台車２同士間の衝突（干渉）が発生する場合、搬送台車管理部３は、衝突する同士の搬送台車２のうち、ランダムで選んだ搬送台車２に対して、決定した走行計画を変更する。

例えば、図１０に示すように、ある搬送台車２に対して仮に決定されたコスト最小遷移経路（太い点線で示す経路）において、図５の２重丸で示す、［ｔ＝４，ｎ＝２］の状態ノード、及び、［ｔ＝５，ｎ＝３］の状態ノードにおいて、当該搬送台車２が他の搬送台車２と衝突することが判明したとする。

この場合、搬送台車管理部３は、衝突が検出された状態ノード（図５の２重丸）と、当該状態ノードと地点ノードが一致するが時刻が単位時間だけ前後する状態ノード（図５の太線の丸）と、のそれぞれへ遷移する状態遷移コストを増加させる。このコストの増加分は、衝突を防止するための罰則を意味する。

その後、搬送台車管理部３は、上記のように状態遷移コストを変更した時空間グラフにおいて、コスト最小遷移経路を再び求める。新しく求められたコスト最小遷移経路は、図１０の実線の太線矢印で示すように、他の搬送台車２への衝突を回避できるものとなっている。

このように、搬送台車管理部３は、搬送台車２が自動走行を行うとき、互いに干渉しないように、それぞれの搬送タスクに対して、割付対象の搬送台車２の走行計画を効率良く決定することができる。

以上に説明したように、本実施形態の走行計画決定方法は、自動走行を行う搬送台車２の走行経路及び走行タイミングを決定する。この走行計画決定方法は、複数の地点ノードと、地点ノードと地点ノードの間を繋ぐ地点間エッジと、からなる走行経路グラフで表現される。搬送台車２の出発地点である地点ノード（１）と、到着地点である地点ノード（５）と、のそれぞれが指定され、地点ノード（１）を出発すべき出発時刻と、地点ノード（５）に到着すべき到着時刻と、が指定される。この場合、この走行計画決定方法では、搬送台車２が地点ノード（１）から地点ノード（５）へ走行する過程を表す時空間グラフを生成する。時空間グラフは、複数の状態ノードと、状態ノードと状態ノードの間を繋ぐ状態遷移エッジと、を含む。それぞれの状態ノードは、ある地点ノードに、ある時刻に、搬送台車２が存在する状態を表す。状態遷移エッジには、台車停止エッジ５と、台車移動エッジ６と、が含まれる。台車停止エッジ５は、ある地点ノードに、ある時刻に存在する搬送台車２が、次の時刻まで当該地点ノードに留まる場合を表す。台車移動エッジ６は、ある地点ノードに、ある時刻に存在する搬送台車２が、次の時刻には、当該地点ノードと地点間エッジで繋がれた他の地点ノードのそれぞれに移動する場合を表し、移動先の地点ノード毎に定められる。地点ノード（１）に、基準時刻（時刻ｔ＝０）に搬送台車２が存在する状態を表す状態ノードを起点状態ノードとするときに、時空間グラフは起点状態ノードを起点として生成される。それぞれの状態遷移エッジには、当該状態遷移エッジが示す遷移の後に対応する時刻ｔ_σbと、第２指定時刻Ｔ_setと、の差に応じて大きくなる状態遷移コストが定められている。時空間グラフにおいて、起点状態ノードから、地点ノード（５）に搬送台車２が存在することを示す何れかの状態ノードに至る時空間グラフ経路のうち、状態遷移コストの総和が最小となるコスト最小遷移経路を、ダイクストラ法を用いて求める。コスト最小遷移経路に基づいて、搬送台車２の走行経路及び走行タイミングを決定する。

これにより、指定された荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２へ搬送台車２が走行するコスト最小遷移経路を効率良く求めることができる。また、状態遷移エッジにおける状態遷移コストが、当該エッジが示す遷移の後の時刻ｔ_σbと、指定された第２指定時刻Ｔ_setと、の差に応じて定められているので、第２指定時刻Ｔ_setで荷下ろし指定位置Ｐ２に到着するＪＩＴ性を考慮したコスト最小遷移経路を生成することができる。

また、本実施形態の走行計画決定方法において、第３パラメータβを第１パラメータαよりも大きく設定することができる。この場合、状態遷移コストは、対応する状態遷移エッジが示す遷移の後に対応する時刻ｔ_σbが第２指定時刻Ｔ_setより遅い場合には、早い場合よりも、時間差が同じであっても大きく定められる。

これにより、第２指定時刻Ｔ_setより遅い時刻で荷下ろし指定位置Ｐ２に到着する経路をコスト最小遷移経路として決定する可能性を大幅に小さくすることができる。

また、本実施形態の走行計画決定方法において、状態遷移コストは、過早コストと、遅滞コストと、停止コストと、に基づいて求められる。過早コストは、対応する状態遷移エッジが示す遷移の後に対応する時刻ｔ_σbが第２指定時刻Ｔ_setより早い場合に加えられる。遅滞コストは、対応する状態遷移エッジが示す遷移の後に対応する時刻ｔ_σbが第２指定時刻Ｔ_setより遅い場合に加えられる。停止コストは、搬送台車２がある地点ノードで停止する場合に加えられる。過早コストを重み付けする第１パラメータα、遅滞コストを重み付けする第２パラメータγ、及び、停止コストを重み付けする第３パラメータβのそれぞれが、設定可能である。

これにより、第１パラメータα、第２パラメータγ、及び第３パラメータβを適切に設定することで、ＪＩＴ性及び搬送効率のそれぞれに対するユーザの重視度に対応する走行計画を決定することができる。

また、本実施形態の走行計画決定方法において、地点ノードが示す現実の地点の間隔は、搬送台車２の単位時間あたりの移動量に対応している。

これにより、状態遷移コストの算出を容易にすることができる。

また、本実施形態の走行計画決定方法においては、地点ノード（１）、地点ノード（５）、出発時刻、及び第２指定時刻Ｔ_setのそれぞれが定められた複数の搬送台車２のそれぞれについて、コスト最小遷移経路を求めることにより、走行経路及び走行タイミングを仮決定する。仮決定された走行経路及び走行タイミングで搬送台車２をそれぞれ走行させる場合に搬送台車２同士で干渉が発生する場合には、干渉する搬送台車２のうち少なくとも１つについて、他の搬送台車２との干渉に対応する状態遷移エッジの状態遷移コストを大きくなるように変更して、コスト最小遷移経路を再び求めることにより走行経路及び走行タイミングを再決定する。

これにより、ＪＩＴ性を考慮しながら、衝突回避経路を容易に決定することができる。

また、本実施形態の走行計画決定方法におけるコスト最小遷移経路を求める方法は、時空間グラフにおいて、起点状態ノードを確定ノードとし、当該起点状態ノードの確定コストを所定値とする初期処理を行った後、ループ処理を反復する。ループ処理は、第１ステップと、第２ステップと、第３ステップと、第４ステップと、を含む。第１ステップでは、確定ノードとなっていない状態ノードであって、何れかの確定ノードに対して隣接し状態遷移エッジによって繋がる状態ノードである隣接状態ノードを求める。第２ステップでは、隣接状態ノードのうち、初期処理又は前回のループ処理で新しく確定ノードとなった新確定ノードに対して隣接し状態遷移エッジによって繋がる隣接状態ノードのそれぞれを対象として、対象となる隣接状態ノードに至る状態遷移コスト累積値を、新確定ノードの確定コストに状態遷移エッジのコストを加算することにより求める。第３ステップでは、それぞれの隣接状態ノードについて、初回から今回までのループ処理における第２ステップで求められた状態遷移コスト累積値の中で最良の前記状態遷移コスト累積値である状態遷移コスト累積最良値を求める。第４ステップでは、第３ステップで求められた状態遷移コスト累積最良値が最も小さい隣接状態ノードを確定ノードとし、当該状態遷移コスト累積最良値を、当該確定ノードの確定コストとする。コスト最小遷移経路を求める方法は、ループ処理を反復することにより、確定ノード及び確定コストを順次求め、地点ノード（５）に搬送台車２が存在することを示す状態ノードに至るグラフ経路のうち、確定コストが最も小さくなる時空間グラフ経路をコスト最小遷移経路とする。

これにより、コスト最小遷移経路を効率良く探索することができるとともに、例えば、通常トレードオフの関係にあるジャストインタイム性と総走行時間のバランスを考慮した走行計画を決定することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

状態遷移コストの計算に用いられる時刻として、対応する状態遷移エッジが示す遷移の後に対応する時刻ｔ_σbに代えて、遷移の前に対応する時刻ｔ_σaを用いても良い。

搬送台車２が出発位置から荷積み指定位置Ｐ１まで走行する走行計画は、荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２まで走行する走行計画のように決定されても良い。即ち、荷積み指定位置Ｐ１から荷下ろし指定位置Ｐ２までの搬送台車２の走行計画に関して前述した本実施形態の走行計画決定方法が、出発位置から荷積み指定位置Ｐ１までの搬送台車２の走行計画に関して同様に適用されても構わない。この場合、荷積み指定位置Ｐ１に到着することに関するＪＩＴ性も考慮される。

搬送台車２は、走行計画に従って自動走行を行った後、現在位置で停止して待機しても良いし、予め設定された待機位置で停止して待機しても良いし、予め設定された待機経路に沿って走行しながら待機しても良い。なお、次回の走行計画を決定する易さから見た場合、搬送台車２が走行計画を実行した後、何れかの位置で停止して待機することが好ましい。

搬送台車２は、磁気テープの代わりに、他のものから構成された走行ラインに沿って走行しても良いし、テープ等から形成された走行ライン無しで自動走行を行っても良い。

搬送台車２としては、無人搬送車のＡＧＶに限定されず、例えば、有軌道式無人搬送車のＲＧＶ（Ｒａｉｌ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や、天井走行車のＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｈｏｉｓｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）、ＯＨＳ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｓｈｕｔｔｌｅ）等を用いることもできる。

各搬送台車２の搬送領域は、予め設定されても良い。この場合、搬送台車２は、走行計画を完了した位置で待機していても良いし、その搬送領域内に予め設定された待機位置で待機しても良い。そして、領域毎に搬送台車管理部３を設けても良い。

本発明の走行計画決定方法は、搬送システム１００以外に、複数のビークルを有する他の走行システム（例えば自動車の自動運転）にも適用することができる。

２ 搬送台車（ビークル）

Claims (8)

1. 自動走行を行うビークルの走行経路及び走行タイミングを決定するビークル走行決定方法であって、
   前記ビークルが走行可能な経路は、複数の地点ノードと、前記地点ノードと前記地点ノードの間を繋ぐ地点間エッジと、からなる第１グラフで表現され、
   前記ビークルの出発地点である出発地点ノードと、到着地点である到着地点ノードと、のそれぞれが前記地点ノードから選択され、
   前記出発地点ノードを出発すべき出発時刻と、前記到着地点ノードに到着すべき到着時刻と、のそれぞれが指定された場合に、
   前記ビークルが前記出発地点ノードから前記到着地点ノードへ走行する過程を表す第２グラフを生成し、
   前記第２グラフは、複数の状態ノードと、前記状態ノードと前記状態ノードの間を繋ぐ状態遷移エッジと、を含み、
   それぞれの前記状態ノードは、ある前記地点ノードに、ある時刻に、前記ビークルが存在する状態を表し、
   前記状態遷移エッジには、
   ある前記地点ノードに、ある時刻に存在する前記ビークルが、次の時刻まで当該地点ノードに留まる場合を表す、ビークル停止エッジと、
   ある前記地点ノードに、ある時刻に存在する前記ビークルが、次の時刻には、当該地点ノードと前記地点間エッジで繋がれた他の前記地点ノードのそれぞれに移動する場合を表し、移動先の地点ノード毎に定められるビークル移動エッジと、
   が含まれ、
   前記出発地点ノードに、基準時刻に前記ビークルが存在する状態を表す状態ノードを起点状態ノードとするときに、前記第２グラフは前記起点状態ノードを起点として生成され、
   それぞれの前記状態遷移エッジには、当該状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻と、前記到着時刻と、の差に応じて大きくなる状態遷移コストが定められており、
   前記第２グラフにおいて、前記起点状態ノードから、前記到着地点ノードに前記ビークルが存在することを示す何れかの前記状態ノードに至るグラフ経路のうち、前記状態遷移コストの総和が最小となるコスト最小グラフ経路を、ダイクストラ法を用いて求め、
   前記コスト最小グラフ経路に基づいて、前記ビークルの走行経路及び走行タイミングを決定することを特徴とするビークル走行決定方法。
2. 請求項１に記載のビークル走行決定方法であって、
   前記状態遷移コストは、対応する前記状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻が前記到着時刻より遅い場合には、早い場合よりも、時間差が同じであっても大きく定められることを特徴とするビークル走行決定方法。
3. 請求項１又は２に記載のビークル走行決定方法であって、
   前記状態遷移コストは、
   対応する前記状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻が前記到着時刻より早い場合に加えられる過早コストと、
   対応する前記状態遷移エッジが示す遷移の前又は後に対応する時刻が前記到着時刻より遅い場合に加えられる遅滞コストと、
   前記ビークルがある前記地点ノードで停止する場合に加えられる停止コストと、
   に基づいて求められ、
   前記過早コストを重み付けする第１パラメータ、前記遅滞コストを重み付けする第２パラメータ、及び、前記停止コストを重み付けする第３パラメータのそれぞれが、設定可能であることを特徴とするビークル走行決定方法。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載のビークル走行決定方法であって、
   前記地点ノードが示す現実の地点の間隔は、前記ビークルの単位時間あたりの移動量に対応していることを特徴とするビークル走行決定方法。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載のビークル走行決定方法であって、
   前記出発地点ノード、前記到着地点ノード、前記出発時刻、及び前記到着時刻のそれぞれが定められた複数の前記ビークルのそれぞれについて、前記コスト最小グラフ経路を求めることにより、走行経路及び走行タイミングを仮決定し、
   仮決定された走行経路及び走行タイミングで前記ビークルをそれぞれ走行させる場合に前記ビークル同士で干渉が発生する場合には、干渉する前記ビークルのうち少なくとも１つについて、他の前記ビークルとの干渉に対応する前記状態遷移エッジの前記状態遷移コストを大きくなるように変更して、前記コスト最小グラフ経路を再び求めることにより走行経路及び走行タイミングを再決定することを特徴とするビークル走行決定方法。
6. 請求項１から５までの何れか一項に記載のビークル走行決定方法であって、
   前記コスト最小グラフ経路を求める方法は、
   前記第２グラフにおいて、前記起点状態ノードを確定ノードとし、当該起点状態ノードの確定コストを所定値とする初期処理を行った後、ループ処理を反復し、
   前記ループ処理は、
   確定ノードとなっていない前記状態ノードであって、何れかの前記確定ノードに対して隣接し前記状態遷移エッジによって繋がる前記状態ノードである隣接状態ノードを求める第１ステップと、
   前記隣接状態ノードのうち、初期処理又は前回のループ処理で新しく確定ノードとなった新確定ノードに対して隣接し前記状態遷移エッジによって繋がる隣接状態ノードのそれぞれを対象として、対象となる前記隣接状態ノードに至る状態遷移コスト累積値を、前記新確定ノードの前記確定コストに前記状態遷移エッジのコストを加算することにより求める第２ステップと、
   それぞれの前記隣接状態ノードについて、初回から今回までのループ処理における前記第２ステップで求められた前記状態遷移コスト累積値の中で最良の前記状態遷移コスト累積値である状態遷移コスト累積最良値を求める第３ステップと、
   前記第３ステップで求められた前記状態遷移コスト累積最良値が最も小さい前記隣接状態ノードを確定ノードとし、当該状態遷移コスト累積最良値を、当該確定ノードの確定コストとする第４ステップと、
   を含み、
   前記ループ処理を反復することにより、前記確定ノード及び確定コストを順次求め、前記到着地点ノードに前記ビークルが存在することを示す前記状態ノードのうち、前記確定コストが最も小さくなる前記グラフ経路を前記コスト最小グラフ経路とすることを特徴とするビークル走行決定方法。
7. 請求項１から６までの何れか一項に記載のビークル走行決定方法を用いて、前記ビークルの走行経路及び走行タイミングを決定することを特徴とするコントローラ。
8. 請求項７に記載のコントローラと、
   前記コントローラによって決定された走行経路及び走行タイミングに従って自動走行を行う複数の走行装置と、
   を備えることを特徴とする走行システム。

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