DE4013168A1

DE4013168A1 - Fahrsteuerverfahren, fahrsteuereinrichtung, und mobiler roboter fuer ein mobilrobotersystem

Info

Publication number: DE4013168A1
Application number: DE4013168A
Authority: DE
Inventors: Yuji Nishikawa; Masanori Onishi
Original assignee: Shinko Electric Co Ltd
Current assignee: Shinko Electric Co Ltd
Priority date: 1989-04-25
Filing date: 1990-04-25
Publication date: 1990-10-31
Anticipated expiration: 2010-04-26
Also published as: US5488277A; DE4013168C2; US5179329A; US5568030A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrsteuersystem und eine Fahrsteuereinrichtung sowie auf mobile Roboter in einem Mobilrobotersystem, das in der Fabrikautomation angewendet wird.

Im Rahmen der neueren Entwicklung der Fabrikautomation sind verschiedene Arten mobiler Roboter für den genannten Anwendungsbereich entwickelt und zum Einsatz gebracht worden. Bei diesem Mobilrobotersystem bestimmt die Steuerstation über Funk oder Draht den Zielort und die am Zielort auszuführende Operation jedes mobilen Roboters. Der mobile Roboter, der den entsprechenden Befehl von der Steuerstation empfangen hat, fährt automatisch zu der angewiesenen Position, führt dort nach Ankunft die angegebenen Operationen durch und wartet auf den nächsten Befehl, wenn die Operation durchgeführt ist.

Da sich der mobile Roboter dieses Typs in der Weise fortbewegt, daß er die möglichen Fahrwege selber heraussucht und bestimmt, wird die Entscheidung über den zu verfolgenden Fahrweg für die Bediener oder für andere Roboter umso schwieriger, je mehr mobile Roboter in Betrieb sind.

Daher stellt die Art und Weise, wie Zusammenstöße zwischen automatisch sich fortbewegenden Robotern verhindert werden können, ein großes Problem dar.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Fahrsteuerverfahren und eine Fahrsteuereinrichtung für ein Mobilrobotersystem zu schaffen, bei dem viele mobile, sich im gleichen Operationsgebiet bewegende Roboter reibungslos ohne Kollision umherfahren können.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines mobilen Roboters, der sich in der Weise bewegen kann, daß er den Plan oder die Orts- bzw. Szeneninformation selber prüft.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Steuerstation mit einer Reservierungstabelle zum Speichern vorherbestimmter Fahrrouten für jeden mobilen Roboter ausgestattet. Jeder mobile Roboter beginnt die Fahrt entsprechend der Reservierung der Fahrroute in der Reservierungstabelle; und falls die Reservierung nicht vorgenommen werden kann, das heißt, falls bereits ein anderer Roboter vorher reserviert hat, führt der mobile Roboter seine Fahrt nicht auf dieser Route aus. Durch dieses System werden Zusammenstöße zwischen mobilen Robotern völlig vermieden.

Zusammengefaßt ist die Struktur der vorliegenden Erfindung folgende:
Bei dem Fahrsteuerverfahren des Mobilrobotersystems mit einer Vielzahl mobiler Roboter und mit einer Steuerstation zur Steuerung der mobilen Roboter ist es Aufgabe der Steuerstation (a 1), einen der mobilen Roboter zum Zielort zu leiten. Der mobile Roboter, der diese Befehl erhält (b 1), ermittelt die Route, die zum Zielort führt, welcher durch die Steuerstation angezeigt wurde, und informiert die Steuerstation über das Suchergebnis. Die Steuerstation, die diese Information erhalten hat (a 2), reserviert die vom mobilen Roboter ermittelte Fahrroute. Anschließend (b 2) beginnt der mobile Roboter seine Fahrt automatisch entlang der ausgesuchten Fahrroute.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Mobilrobotersystem, das eine Vielzahl mobiler Roboter sowie die Steuerstation umfaßt, mit deren Hilfe sich jeder mobile Roboter durch Erfassen der entlang der Fahrroute angeordneten Knotenpunkten fortbewegt, die Steuerstation mit einer Kollisionstabelle ausgestattet; und in der Kollisionstabelle sind für jeden Abschnitt der Fahrroute Knoten gespeichert, an denen ein Zusammenstoß in dem Falle eintreten kann, daß sich ein anderer mobiler Roboter auf diesem Knoten befindet und sie ein mobiler Roboter passiert.

Weiter ist erfindungsgemäß die Steuerstation mit Annäherungsverbotsmitteln versehen, welche, wenn die Fahrroute vom mobilen Roboter mitgeteilt ist, die in der Kollisionstabelle gespeicherten, zu der betreffenden Fahrroute gehörenden Knoten liest und demgemäß anderen mobilen Robotern die Annäherung an die betreffenden Knoten verbietet.

Der Beschreibung der Erfindung sei zunächst eine kurze Inhaltsangabe der Zeichnungen vorausgeschickt.

Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild der Struktur des Mobilrobotersystems in der erfindungsgemäßen Ausführungsform dar;

Fig. 2 veranschaulicht ein Beispiel der Fahrwege, entlang derer sich jeder mobile Roboter bewegt;

Fig. 3 stellt das Blockschaltbild der Struktur der Steuerstation 1 der Fig. 1 dar;

Fig. 4 veranschaulicht den Inhalt des Speichers, der in der Kollisionstabelle 1 c der Fig. 3 gespeichert ist;

Fig. 5 ist eine Darstellung zur Erläuterung des in Fig. 4 wiedergegebenen Kollisionsknotens;

Fig. 6 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Startpunkt-Kollisionsknotens;

Fig. 7 veranschaulicht den Inhalt des Speichers, der in der Reisezustandstabelle 1 e der Fig. 3 gespeichert ist;

Fig. 8 veranschaulich die Reservierungstabelle RVT, die im Datenspeicher 1 f der Fig. 3 eingesetzt ist;

Fig. 9 stellt das Blockschaltbild der Struktur des mobilen Roboters 2 dar;

Fig. 10 veranschaulicht die Struktur der Routentabelle ROT, die im Datenspeicher 2 c des mobilen Roboters eingesetzt ist;

Fig. 11 zeigt ein Beispiel für die Fahrtenreservierung;

Fig. 12, 13 und 16 veranschaulichen weitere Fahrrouten;

Fig. 14 veranschaulicht die Struktur anderer Routentabellen;

Fig. 15 veranschaulicht die Struktur der Fahrtentabelle im Falle, daß eine alternative Route genommen wird;

Fig. 17 stellt das Blockschaltbild der Struktur des mobilen Roboters 102 in der zweiten Ausführungsform dar;

Fig. 18 stellt einen Entwurf der Struktur der Knotennummerntabelle dar, die in der Plan-Schaltungseinheit 105 des genannten mobilen Roboters 102 gespeichert ist;

Fig. 19 stellt einen Entwurf der Struktur der Netzinformationstabelle dar, die in der genannten Plan-Schaltungseinheit 105 gespeichert ist;

Fig. 20 stellt einen Entwurf der Struktur der Szenentabelle dar, die in der genannten Plan-Schaltungseinheit 105 gespeichert ist;

Fig. 21 stellt eine Erläuterungszeichnung zur Erklärung der seitenversetzten Fortbewegung des genannten mobilen Roboters 102 dar;

Fig. 22 stellt einen Fahrweg zur Erläuterung der Fahrweise des genannten mobilen Roboters 102 dar;

Fig. 23 ist eine Draufsicht auf die Entwurfsstruktur des mobilen Roboters 202 im Falle der dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 24 stellt das Blockschalbild der elektrischen Struktur des mobilen Roboters 202 der genannten Ausführungsform der Erfindung dar; und

Fig. 25 veranschaulicht das Beispiel des zur Erläuterung der dritten Ausführungsform der Erfindung einzuschlagenden Fahrweges.

Nachstehend sollen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen beschrieben werden.

AUSFÜHRUNGSFORM 1

Fig. 1 stellt das Blockschaltbild der Gesamtstruktur des mobilen Roboters dar, bei welchem das Fahrsteuerverfahren gemäß der Erfindung verwirklicht ist. In Fig. 1 ist 1 die Steuerstation und 2-1 bis 2-10 bezeichnen mobile Roboter. Die Steuerstation 1 steht über Funk jeweils mit den mobilen Robotern 2-1 bis 2-10 in Verbindung. Die mobilen Roboter 2 sind so konstruiert, daß sie sich entlang des auf der Bodenfläche befestigten Magnetbandes des vorherbestimmten Fahrtweges bewegen, auf welchem in passenden Entfernungen Knoten angebracht sind. Im vorliegenden Falle handelt es sich bei den Knoten um Punkte, bei denen sich der Bewegungsstatus der Roboter ändert; oder es handelt sich um Punkte, bei denen der Bewegungsstatus zu befolgen ist, wie beispielsweise der Startpunkt, der Haltepunkt, der Abzweigungspunkt oder der Operationspunkt welche auf dem Fahrweg eingerichtet sind.

Fig. 2 zeigt das Beispiel eines Fahrweges, bei dem die Bezugszeichen N 1, N 2, die Knoten kennzeichnen. Für jeden Knoten ist am Boden eine Knotenmarke befestigt, während der mobile Roboter 2 mit einem Detektor zur Erfassung der Bodenmarken ausgestattet ist. Knoten werden nach folgenden drei Typen klassifiziert:

1) Plan-Anannäherungsknoten: Es handelt sich um einen Knoten, der den Startpunkt im Falle designiert, daß sich der mobile Roboter 2 erneut dem Fahrweg nähert. Die Knoten N 1, N 5, N 10 und N 14 gehören diesem Knotentyp an.
2) Operationsknoten: Es handelt sich um Knoten, die in den Operationspunkten S 1, S 2 und S 3 vorgesehen sind. Die Knoten N 4, N 11 und N 13 der Fig. 2 gehören diesem Typ an. Wenn der mobile Roboter eine Arbeit ausführt, hält er an diesem Operationsknoten an, fährt dann zum Operationspunkt 81 (oder S 2 oder S 3), hält an und beginnt seine Arbeit. 3) Transitknoten: Es handelt sich um Knoten, über die der mobile Roboter hinwegfährt. Alle anderen als die oben erwähnten Knoten gehören diesem Knotentyp an.

Zusätzlich können die Knoten nach ihrer Funktion klassifiziert werden, nämlich in drehfähige Knoten, nichtdrehfähige Knoten, Knoten, die zum automatischen Beladen befähigt sind und Knoten, die nicht zum automatischen Laden befähigt sind.

Der Ausdruck "drehfähiger Knoten" bezeichnet einen Knoten, der die Funktion des Herumdrehens des mobilen Roboters 2 ausübt, um dessen Richtung zu ändern. Der Ausdruck "Knoten, der zum automatischen Beladen befähigt ist" bedeutet einen Knoten, der den mobilen Roboter 2 automatisch belädt. Es kommt auch vor, daß ein Knoten eine Drehfunktion, eine Funktion zum automatischen Beladen oder sowohl eine Drehfunktion, als auch eine Funktion zum automatischen Beladen besitzt.

Fig. 3 stellt das Blockschaltbild der Struktur der Steuerstation 1 dar. Darin bezeichnet:
1a - die CPU (Zentraleinheit);
1 b - den Programmspeicher, in welchem das in der CPU 1 a benutzte Programm gespeichert ist;
1 c - die Kollisionstabelle, die die Kollision zwischen mobilen Robotern 2 und 2 verhindert;
1 d - den Planspeicher zur Aufnahme der Planinformation; 1 e - die Fortbewegungsstatustabelle, die zur Unterstützung des Fortbewegungsstatus jedes mobilen Roboters benutzt wird; und
1 f - den Datenspeicher zur Abspeicherung von Daten (1 c bis 1 f werden später erläutert).

Das Bezugszeichen 1g bezeichnet das letzte Steuerelement i, während das Bezugszeichen 1 h die Kommunikationseinrichtung bezeichnet, welche die von der CPU 1 a über einen Träger von 200 bis 300 MHz ausgegebenen Daten überträgt sowie die von den mobilen Robotern 2-1 bis 2-10 über einen Träger gelieferten Daten empfängt.

Nachfolgend werden die Umwandlungstabelle 1 c, der Planspeicher 1 d, die Fahrstatustabelle 1 e und der Datenspeicher 1 f beschrieben.

(I) Die Kollisionstabelle 1 c

Die in Fig. 4a dargestellten Kollisionstabelle 1 c besteht aus einer Vielzahl von Kollisionsdatenblöcken. Im vorliegenden Falle ist jeder Kollisionsdatenblock entsprechend den Anforderungen zweier benachbarter, durch den Fahrweg verbundener Knoten gestaltet. Beispielsweise ist der Kollisionsdatenblock im Falle des in Fig. 2 dargestellten Fahrweges jeweils im Hinblick auf die Knotenpaare (N 1, N 2), (N 1, N 3), (N 3, N 4), (N 4, N 5), (N 5, N 6), (N 6, N 7) , etc. aufgebaut.

Als nächstes wird der Kollisionsdatenblock näher erläutert. Beispielsweise gibt es Knoten, an denen eine Kollision vorkommen kann, wie etwa, wenn sich der mobile Roboter 2 vom Knoten N 2 zum Knoten N 3 bewegt (oder umgekehrt) und sich irgendeiner der anderen mobilen Roboter auf diesem Knoten befindet. Die Nummer solcher Knoten ist in dem zum Knotenpaar (N 2, N 3) gehörigen Kollisionsdatenblock eingeschrieben. Das heißt, daß die nachfolgend aufgeführten Daten jeweils in den Datenblock geschrieben sind, wie in Fig. 4(b) dargestellt ist:

(1) Die Startpunkt-Kollisionsknotennummern und die Anzahl derselben

In Fig. 5 bezeichnet Na den Startpunktknoten und Nb den Endpunktknoten. Die Bezeichnung "Startpunkt" und "Endpunkt" sind so gewählt, daß einer der benachbarten Knoten willkürlich als "Startpunkt" und der andere als "Endpunkt" bezeichnet wird. Die Startpunktkollisionsknoten sind jene Knoten, in denen der mobile Roboter 2 kollidieren kann, wenn er am Startpunktknoten Na ankommt (sofern sich dort bereits ein anderer Roboter befindet). Es sind konkret die Knoten, die sich innerhalb der Ausschlußzone Es, die durch eine gestrichelte Linie markiert ist, sowie innerhalb deren Umgebungsbereich befinden: Im vorliegenden Falle beträgt die Größe der Ausschlußzone Es, wie als Beispiel in Fig. 6 gezeigt ist, (W+2) × (L+2), was zuvor festgesetzt wird. Es bedeutet:
W: Breite des mobilen Roboters
L: Länge des mobilen Roboters = 150 mm.

Bei dem in der gleichen Figur dargestellten Knoten Nk handelt es sich natürlich um den Startpunktkollisionsknoten, da er sich innerhalb des Ausschlußbereiches Es befindet. Es wird jedoch auch der Knoten Nl, der sich außerhalb des Ausschlußbereiches Es befindet, als ein Startpunktkollisionsknoten bestimmt, weil ein Teil desselben den Ausschlußbereich Es einbezogen ist, wenn sich der mobile Roboter 2 in der durch die gestrichelte Linie angedeuteten Position befindet. Der Startpunktknoten Na selber ist auch ein Startpunktkollisionsknotenpunkt. Infolgedessen werden bei dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel die Knotennummern von Na, Nk, Nl sowie die Anzahl der Knoten, also 3, jeweils in den Kollisionsdatenblock eingeschrieben.

(2) Die Endpunkt-Kollisionsknotennummern und die Anzahl derselben

Bei den Endpunktkollisionsknoten handelt es sich um Knoten, an denen der mobile Roboter 2 kollidieren kann, wenn er am Endpunktknoten Nb der Fig. 5 ankommt (sofern sich dort bereits ein anderer mobiler Roboter befindet). Es sind konkret die Knoten, die sich innerhalb der durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnete Ausschlußzone Ek und innerhalb eines gewissen Umgebungsbereiches befinden. Die Bedeutung des Ausdruckes "gewisser Bereich" entspricht der früher beschriebenen.

(3) Interknoten-Kollisionsknoten und Anzahl derselben

Interknoten-Kollisionsknoten sind Knoten, an denen ein mobiler Roboter kollidieren kann, wenn er sich vom Startpunktknoten Na zum Endpunktknoten Nb bewegt (falls sich dort nicht schon ein anderer mobiler Roboter befindet). Konkret handelt es sich um Knoten, die innerhalb der Ausschlußzone Ek und innerhalb eines gewissen Umgebungsbereiches desselben liegen, wie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist.

(4) Rückfahrt-Kollisionsknoten und Anzahl derselben

Rückfahrt-Kollisionsknoten sind Knoten, an denen der mobile Roboter (der vom Endpunkt zum Anfangspunkt zurückfährt) kollidieren kann, wenn er durch Bremsen zum Zeitpunkt des Erfassens des Startpunktknotens Na gestoppt wird (falls sich ein anderer mobiler Roboter dort befindet), wobei die Rückfahrt-Kollisionsknoten innerhalb des Ausschlußbereiches Ee und innerhalb eines gewissen Umgebungsbereiches liegen, wie aus der Figur hervorgeht.

(5) Vorwärtsfahrt-Kollisionsknoten und Anzahl derselben

Vorwärtsfahrt-Kollisionsknoten sind Knoten, an denen der mobile Roboter (der vom Startpunkt zum Endpunkt fährt) kollidieren kann, wenn er durch Bremsen zum Zeitpunkt des Erfassens des Endpunktknotens Nb gestoppt wird (falls sich dort bereits ein anderer mobiler Roboter befindet), wobei die Vorwärtsfahrt-Kollisionsknoten sich innerhalb der Ausschlußzone Eq und innerhalb eines gewissen Umgebungsbereiches befinden, wie in der Figur dargestellt ist.

(6) Startpunkt-Operationskollisionsknoten und Anzahl derselben

Startpunkt-Operationskollisionsknoten sind Knoten, an denen der mobile Roboter 2 kollidieren kann, wenn er am Operationspunkt Sa der Fig. 5 ankommt (falls sich dort bereits ein anderer mobiler Roboter befindet). Konkret sind dies Knoten, innerhalb der durch die gestrichelte Linie gekennzeichneten Ausschlußzone Eg und innerhalb eines gewissen Umgebungsbereiches.

(7) Endpunkt-Operationskollisionsknoten und Anzahl derselben

Endpunkt-Operationskollisionsknoten sind Knoten, an denen der mobile Roboter 2 kollidieren kann, wenn er am Operationspunkt Sb ankommt (falls sich dort bereits ein anderer mobiler Roboter befindet). Konkret sind dies Knoten, die sich innerhalb der durch eine gestrichelte Linie gekennzeichneten Ausschlußzone Ei und innerhalb der Umgebungszone befinden.

Alle oben angesprochenen Daten von (1) bis (7) werden nicht immer im Kollisionsdatenblock gespeichert. Wenn es beispielsweise keinen Operationspunkt, weder am Startpunkt, noch am Endpunkt, gibt, wird der Kollisionsknoten des Operationspunktes natürlich nicht gespeichert.

(II) PLANSPEICHER (1 d)

Im Plan-bzw. Kartenspeicher 1 d werden die X-Y-Koordinaten jedes Knotens N 1, N 2, etc. der Fig. 2; weiter Daten über den Typ des Knotens (Drehfunktion, Funktion der automatischen Beladung, etc.); andere Kodenummern, die mit dem betreffenden Knoten verbunden sind; und die Abstände zu anderen Knoten gespeichert, welche mit dem betreffenden Knoten verbunden sind.

(III) FAHRSTATUSTABELLE (1 e)

Die Fahrstatustabelle 1 e besteht aus einer Vielzahl von Fahrstatusdatenblöcken B 0, B 1, etc. Im vorliegenden Falle ist jeder Fahrstatusdatenblock B 0, B 1, etc. entsprechend zweier benachbarter Knoten zusammengesetellt, die durch einen Fahrweg miteinander verbunden sind. Im Falle des in Fig. 2 dargestellten Fahrwegnetzes sind Fahrwegstatusdatenblöcke B 0, B 1, etc. für die Paare (N 1, N 2), (N 2, N 3), (N 3, N 4), (N 4, N 5), und (N2, N 6) gebildet. Fig. 7a zeigt die Struktur jedes Fahrstatusdatenblockes B 0, B 2, etc. Jeder Fahrstatusdatenblock B 0, B 2, etc. besteht aus einem Startpunkt-Knotennummernfeld 11 e, einem Endpunkt-Knotennummernfeld 12 e, einem Fahrrichtungsbefehlsgsfeld 13 e, einem Fahrmusterfeld 14 e und einem Maximalgeschwindigkeitsfeld 15 e.

Folgende Daten sind in die Felder (11 e bis 15 e) der Fahrstatusdatenblöcke B 0, B 2, etc. eingeschrieben:.

(A) STARTPUNKT-KNOTENNUMMERNFELD 11 e und ENDPUNKT-KNOTENNUMMERNFELD 12 e

Die Startpunkt-Knotennummern werden in das Startpunkt-Knotennummernfeld 11 e geschrieben, während die Endpunkt-Knotennummern in das Endpunkt-Knotennummernfeld 12 b eingeschrieben werden. Beispielsweise ist im Falle des dem Knotenpaar (N 4, N 5) der Fig. 2 entsprechenden Fahrstatusdatenblockes der Knoten N 4 der Startpunktknoten, während der Knoten N 5 der Endpunktknoten ist. Dementsprechend ist im zugehörigen Fahrstatusdatenblock jeweils die Nummer N 4 in das Startpunkt-Knotennummernfeld 11 e und die Nummer N 5 in das Endpunkt-Knotennummernfeld 12 e eingetragen. Die Bezeichnungen "Startpunkt" und "Endpunkt" sind so bestimmt, daß einer der beiden benachbarten Knoten willkürlich als "Startpunkt" und der andere als "Endpunkt" bezeichnet wird.

(B) FAHRRICHTUNGSBEFEHLSFELD 13 e

Das Fahrrichtungsbefehlsfeld 13 e ist das Feld zur Bestimmung der Fahrrichtung zwischen zwei benachbarten Knoten (Einwegrichtung oder beide Richtungen). Im vorliegenden Falle bedeutet eine in das Fahrrichtungsbefehlsfeld 13 eingeschriebene "0", daß kein Einbahn-Befehl besteht; "1" bedeutet, daß ein Einbahn-Befehl vom Startpunktknoten zum Endpunktknoten besteht; und "2" bedeutet, daß ein Einbahn-Befehl vom Endpunktknoten zum Startpunktknoten besteht.

(C) FAHRZIFFERBEFEHLSFELD 14 e

Das Fahrzifferbefehlsfeld 14 e ist das Feld für den Richtungszifferbefehl (vorwärts, rückwärts oder seitwärts), dem der mobile Roboter 2 folgen soll wenn er sich zwischen zwei benachbarten Knoten bewegt. Im vorliegenden Beispiel bedeutet eine in das Fahrzifferbefehlsfeld 14 e eingeschriebene "0" einen Befehl für die Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, während eine dort eingeschriebene "1" einen Befehl für die Seitenverschiebung bedeutet.

(D) GESCHWINDIGKEITSBESCHRÄNKUNGSFELD 15 e

Die Maximalgeschwindigkeit für die Fahrt zwischen den Knoten wird in das Maximalgeschwindigkeitsfeld 15 e eingetraten.

(IV) DATENSPEICHER 1 f

Der genannte Datenspeicher 1 f wird im voraus mit der in Fig. 8 dargestellten Reservierungstabelle RVD versehen. Die Reservierungstabelle RVD besitzt Speicherschlitze RV 1 bis RV 14 (1 Byte jeweils), entsprechend dem betreffenden Knoten N 1 bis N 14. Als nächstes wird der mobile Roboter 2 beschrieben. Fig. 9 stellt das Blockschaltbild der Struktur des mobilen Roboters 2 dar. In Fig. 9 bezeichnen die Bezugszeichen: 2a - die CPU;
2 b - den Programmspeicher, in welchem das in der CPU 2 a zu benutzende Programm gespeichert ist;
2 c - den Datenspeicher zum Abspeichern der Daten;
2 d - das Schlußsteuerelement;
2 e - die Kommunikationseinrichtung;
2 f - den Planspeicher, in welchem Daten mit dem gleichen Inhalt wie dem des Planspeichers 1 d in der Steuerstation 1 gespeichert sind; und
2 g - die Fahrstatustabelle, in der gleiche Daten wie die der Fahrstatustabelle 1 e in der Steuerstation 1 gespeichert sind.

Die im Kartenspeicher 2 f zu speichernden Daten sowie die Fahrstatustabelle 2 g werden jeweils in der Steuerstation 1 erstellt und in Form einer IC-Karte als Träger in jeden mobilen Roboter 2 eingegeben. Das Bezugszeichen 2 h kennzeichnet die Fahrsteuereinrichtung, die auf die von der CPU 2 a gelieferten Fahrdaten anspricht (Ortsbestimmungsdaten, Fahrstatusdaten, Fahrgeschwindigkeitsdaten, etc.). Sie steuert den Antriebsmotor, während sie das Magnetband und die Knotenmarke am Boden durch den Magnetsensor erfaßt, und veranlaßt den mobilen Roboter 2, sich zum Zielknoten zu bewegen. Sie erfaßt den Abstand des letzten Knotens, den der mobile Roboter passiert hat, zur aktuellen Position, wobei sie fortwährend auf der Basis des Ausgangssignals des mit der Radwelle verbundenen Kodierers sowie der zur CPU 2 a übermittelten Abstandsdaten arbeitet (im folgenden als Positionsdaten DD bezeichnet). Das Bezugszeichen 2 e kennzeichnet die Armsteuermittel, welche die von der CPU 2 a gelieferte Operationsprogrammnummer empfangen, dann bei Ankunft des mobilen Roboters am Operationsknoten das Operationsprogramm der genannten Nummer vom inneren Speicher ablesen, und den Roboterarm (in der Figur nicht dargestellt) durch das gelesene Programm veranlassen, die verschiedenen Operationen durchzuführen.

OPERATIONSBEISPIEL 1

Als nächstes wird die Funktionsweise des oben beschriebenen Mobilrobotersystems unter Bezugnahme auf das Beispiel des in Fig. 2 dargestellten Fahrweges erläutert. Als erstes wird, um den mobilen Roboter 2 der Kontrolle der Steuerstation 1 zu unterstellen, der mobile Roboter 2 von Hand an einen beliebigen der nachstehenden Knoten der Planannäherungsknoten N 1, N 5, N 10 oder N 14 herangeführt. Dann wird die Knotennummer eingegeben und über das Schlußsteuerelement 2 d des mobilen Roboters 2 auf automatischen Betriebsmodus umgeschaltet. Wenn die Knotennummer eingegeben ist, liefert die CPU 2 a die Knotennummer und die Nummer des Roboters über die Kommunikationseinrichtung 2 e an die Steuerstation 1. Die Steuerstation 1 empfängt die Roboternummer und die Knotennummer und schreibt sie in den Datenspeicher 1 e ein. Nach diesen Schritten erfaßt die Steuerstation 1 die nächste herankommende Roboternummer sowie deren Position.

Wenn irgendeine Operation beispielsweise am Operationspunkt S 1 auszuführen ist, sendet die Steuerstation 1 den für den Operationspunkt S 1 kennzeichnenden Operationspunktkode sowie die Operationspunktprogrammnummer an denjenigen mobilen Roboter, der dem Operationspunkt am nächsten steht. Es sei angenommen, daß der mobile Roboter 2-1 am Knoten N 1 angehalten wird und die Steuerstation 1 den Operationspunktkode und die Programmnummer an den Roboter 2-1 sendet, während die CPU 2a des mobilen Roboters 2-1 den empfangenen Operationspunktkode und die Fahrroute des Operationspunktes 81 speichert. Die Routensuche erfolgt mit Hilfe der bekannten Vertikalsuchmethode. Wenn die Route N 1--<N 2--)N 3--<N 4 mit Hilfe dieser Methode ermittelt wird, erzeugt die CPU 2a die in Fig. 10 dargestellte Routentabelle ROT im Datenspeicher 2 c und übermittelt die erstellte Routentabelle ROT an die Steuerstation 1.

In der Routentabelle ROT sind, wie aus der genannten Figur hervorgeht, folgende Daten eingeschrieben: die Kodenummern, die der Roboter passieren muß, um zum Zieloperationsknoten zu gelangen; der Operationskode der angibt, daß die nachfolgenden Daten eine Operation anzeigen; die Operationskodenummer; die Operationsprogrammnummer; der Schlußzifferkode der anzeigt, daß die nachfolgenden Daten die Schlußziffer des Roboters anzeigen; und der Kode, welcher das Ende der Routentabelle ROT anzeigt.

Die Steuerstation 1 schreibt diese Routentabelle ROT in den inneren Datenspeicher 1 f ein und übermittelt nacheinander die gleiche Tabelle ROT an die anderen mobilen Roboter 2-2 bis 2-10. Die anderen mobilen Roboter 2-2 bis 2-10 schreiben die gleiche Tabelle ROT jeweils in den inneren Datenspeicher 2 c ein. Dann akkumuliert die CPU 2 a die gesuchte Fahrweglänge der Route vom Startpunktknoten N 1 bis zum Zielpunktknoten N 4 und erfaßt den ersten Knoten, der die vorherbestimmte reguläre Entfernung X überschreitet (vgl. Fig. 2). Es sei nun angenommen, daß der oben erwähnte Knoten der Knoten 3 war. Als nächstes sendet die CPU 2 a jeweils die Knotennummern N 1, N 2 und N 3 sowie den Routenreservierungsanfragekode an die Steuerstation 1. Die CPU 1 a der Steuerstation 1 empfängt die genannten Knotennummern sowie den Routenreservierungsanfragekode, liest den Startpunktkollisionsknoten, den Endpunktkollisionsknoten, den Interknotenkollisionsknoten sowie den Vorwärtsfahrtkollisionsknoten aus dem Kollisionsdatenblock entsprechend dem Knotenpaar (N 1, N 2) der Kollisionstabelle 1 c aus und prüft dann, ob diese Knoten bereits in der Reservierungstabelle RV reserviert worden sind oder nicht. Ist das nicht der Fall, mit anderen Worten, falls die diesen Knoten entsprechenden Speicherschlitze RV 1 bis RV 14 der Reservierungstabelle RVT auf "0" stehen, schreibt die CPU jeweils die Roboternummer "1" in die Speicherschlitze ein. Durch dieses Verfahren ist die Route N 1--<N 2 reserviert. Als nächstes liest die CPU 1a der Steuerstation 1 den Startpunktkollisionsknoten, den Endpunktkollisionsknoten, den Interknotenkollisionsknoten und den Vorwärtsfahrtkollisionsknoten aus dem Kollisionsdatenblock entsprechend dem Knotenpaar (N 2, N 3) der Kollisionstabelle 1 c in der gleichen Weise wie oben beschrieben aus und prüft, ob diese Knoten bereits reserviert sind oder nicht. Ist das nicht der Fall, sendet die CPU 1 a die Knotennummern N 1 bis N 3 sowie den Reservierungsabschlußkode an den mobilen Roboter 2-1. Der auf diese Kodenummern und auch den Reservierungsabschlußkode ansprechende mobile Roboter 2-1 beginnt seine Fahrt zunächst zum Knoten N 2.

Der mobile Roboter 2-1 sendet während seiner Fahrt die nachfolgend aufgeführten Daten nacheinander an die Steuerstation 1:

* Zustandsdaten:
Es handelt sich um Daten, die den aktuellen Zustand des Roboters zum Ausdruck bringen (in Fahrt begriffen, in Wartestellung, bei der Ausführung einer Operation, anormaler Zustand, etc.).
* Gegenwärtige Positionsdaten:
Es handelt sich um Daten, die die aktuelle Position des Roboters anzeigen.
* Die Steuerstation 1 sendet die Zustandsdaten und die aktuellen Positionsdaten DD des mobilen Roboters 2-1 sowie die nachfolgend aufgeführten Daten an die übrigen mobilen Roboter 2-2 bis 2-10.
* Reservierungsknotendaten:
Es handelt sich um Daten, die den Knoten bezeichnen, der aktuell vom mobilen Roboter 2-1 reserviert ist.

Die mobilen Roboter 2-2 bis 2-10 schreiben die empfangenen Daten in den internen Datenspeicher 2 c ein.

Die Steuerstation 1 überprüft fortlaufend die vom mobilen Roboter 2-1 gesendeten aktuellen Positionsdaten D-D und löscht die Reservierung der Route N 1--)N 2 zu dem Zeitpunkt, in welchem der mobile Roboter 2-1 den Knoten N 2 passiert. Die Station ändert mit anderen Worten die in der Reservierungstabelle RVT für die Reservierung der Route N 1--<N 2 eingeschriebene Roboternummer "1" in "0" um. Andererseits erfaßt der mobile Roboter 2-1 von der aktuellen Position her stets den ersten, jenseits der Entfernung X zum Zielknoten liegenden Knoten, und zwar entsprechend den in den aktuellen Positionsdaten DD und dem Planspeicher 2 f enthaltenen Knotenabständen, und übermittelt jeweils die Knotennummern N 3 und N 4 sowie den Routenreservierungskode an die Steuerstation 1. Die auf diese Knotennummern und auf den Routenreservierungsanfragekode ansprechende Steuerstation reserviert den Knoten entsprechend den im Kollisionsdatenblock für das Knotenpaar (N 3, N 4) der Kollisionstabelle 1 c enthaltenen Daten. Wenn die Knotenreservierung beendet ist, übermittelt die Steuerstation 1 die Knotennummern N 3 und N 4 sowie den Reservierungsabschlußkode an den mobilen Roboter 2-1. Der auf diese Knotennummern und auf den Reservierungsabschlußkode ansprechende mobile Roboter 2-1 fährt zum Knoten N 4. Wenn der mobile Roboter 2-1 den Knoten N 3 passiert, wird die Reservierung der Route N 2--<N 3 in der Steuerstation in der gleichen Weise gelöscht wie oben beschrieben. Wenn der mobile Roboter 2-1 am Knoten N 4 ankommt, verschiebt er sich transversal zum Operationspunkt S 1. Mit Eintreffen des mobilen Roboters 2-1 am Operationspunkt S 1 wird die Reservierung der Route N 3--<N 4 gelöscht, vorausgesetzt, daß der Endpunktoperationskollisionsknoten in diesem Falle nicht gelöscht ist. Bei dem oben beschriebenen Prozeß sei beispielsweise angenommen, daß die Reservierung bis zum Knoten N 3 erfolgen konnte, aber nicht die Reservierung der Route N 3-N 4. Dies könnte in dem Fall auftreten, daß beispielsweise der über die Knoten N 5--<N 4--<N 8 fahrende mobile Roboter 2-K bereits die gleiche Route reserviert hatte. In diesem Falle hält der mobile Roboter 2-1 beim Uberfahren des Knotens N 3 an und wartet dort, unter gleichzeitig wiederholtem Aussenden des Routenreservierungsanfragekodes an die Steuerstation 1. Wenn der mobile Roboter 2-K die Route N 4--<N 8 durchfährt, löscht die Steuerstation 1 die Reservierung der Route N 4--<N 8, reserveriert die Route N 3--<N 4, welche vom mobilen Roboter 2-1 verlangt wurde, so daß der mobile Roboter 2-1 weiterfahren kannn. Im Falle, daß nur die Reservierung der Route N 1 in der Reservierungsanfrage für die Route N 1--<N 2--)N 3 durchführbar ist, nicht aber die Reservierung der Route N 2-<N 3, meldet die Steuerstation 1 den Reservierungsabschluß für die Route N 1--<N 2 an den mobilen Roboter 2-1. Dann beginnt der mobile Roboter 2-1 seine Fahrt auf der Route N 1--)N 2 und sendet während der Fahrt eine Reservierungsanforderung für die auf den Knoten N 3 folgenden Knoten.

Wie bisher erläutert, ist das vorliegende Mobilrobotersystem mit einer Reservierungstabelle RVT in der Steuerstation 1 ausgestattet, wobei jeder mobile Roboter 2 seine Fahrt nach der Durchführung der Reservierung in der Reservierungstabelle RVT beginnt. Wenn sich daher ein anderer mobiler Roboter auf der erwarteten Fahrroute befindet, oder wenn sich ein anderer mobiler Roboter der erwarteten Fahrroute nähert, kann die Routenreservierung nicht durchgeführt werden, so daß keine Kollisionsmöglichkeit mit anderen mobilen Robotern 2 besteht.

OPERATIONSBEISPIEL 2

Fig. 11 zeigt ein weiteres Beispiel für die oben erwähnte Reservierungslage, wobei das Bezugszeichen 5 den Zieloperationsknoten bezeichnet, während der durch einen doppelten Kreis bezeichneten Knoten den in der entferntesten Position stehenden reservierten Knoten bezeichnet. Wenn der mobile Roboter 2 in der Position (a) ankommt, wird die Reservierung für die Knoten N 1 bis N 3 durchgeführt. Kommt der Roboter in der Position (b) an, erfolgt die Reservierung bis zum Knoten N 4. Wenn der Roboter in der Position (c) ankommt, wird die Reservierung bis zum Knoten N 5 durchgeführt, während die Reserverierung für Positionen hinter N5 selbst dann nicht erfolgen kann, wenn der bewegliche Roboter 2 in die Position (d) oder (e) eingefahren ist.

Wie oben erläutert, bewegt sich bei diesem Mobilrobotersystem jeder Roboter auf Grund der Reservierung von Knoten, die innerhalb des Bereiches der aktuellen Position bis zum regulären Abstand X und bis zum ersten Knoten jenseits des Abstandes X. liegen. Je kürzer dabei der Abstand X ist, umso weniger wird die Fahrt durch andere Roboter gestört. Wenn aber der Abstand X zu klein ist, ist eine störungsfreie Fahrt nicht möglich. Es ist daher erforderlich, den kürzesten Abstand X so zu wählen, daß eine ungestörte Fahrt möglich ist.

Die Zeit, die zwischen dem Zeitpunkt der Aussendung der Reservierungsanfrage durch den mobilen Roboter 2 an die Steuerstation 1 und dem Empfang des Resultates der Reservierung vergeht, beträgt, unter Berücksichtigung der Übermittlungs- und Bearbeitungsdauer, etwa 5 Sekunden. Der mobile Roboter bewegt sich in 5 Sekunden bei einer Geschwindigkeit von 1,5 km/h etwa 2100 mm weit. Es erscheint daher angemessen, den oben genannten Abstand X auf 3000 mm festzusetzen. In diesem Falle greift der reservierbare Bereich in Vorrückrichtung tatsächlich um etwa 3500 mm über die aktuelle Position hinaus.

Da die o.g. Reservierung in Knoteneinheiten erfolgt, vergrößert sich der Reservierungsbereich, wenn der Abstand zwischen den Knoten groß ist. In diesem Falle kann der Abstand zwischen den Knoten durch Einsetzen von Knotenatrappen so angepaßt werden, daß er den vorgegebenen Wert nicht überschreitet.

OPERATIONSBEISPIEL 3

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem die Beurteilungsdaten zum Planannäherungsknoten zusätzlich zu den oben erwähnten XY-Koordinaten jedes Knotens im Planspeicher 1 d gespeichert werden. Bei den Beurteilungsdaten für den Planannäherungsknoten handelt es sich um Daten die anzeigen, ob der Knoten ein Planannäherungsknoten ist oder nicht. Im vorliegenden Beispiel wird, wenn ein bestimmter Knoten ein Planannäherungsknoten ist, wird der Inhalt der Beurteilungsdaten des Planannäherungsknotens der dem betreffenden Knoten entspricht auf "1" gesetzt, während wenn ein gewisser Knoten kein Planannäherungsknoten ist, wird der Inhalt der Beurteilungsdaten des Kartenannäherungsknotens, der dem betreffenden Knoten entspricht, auf "0" gesetzt. Ein fahrender mobiler Roboter kann sich dem Knoten nicht nähern, für den der Inhalt der Beurteilungsdaten des Planannäherungsknotens auf "1" gesetzt ist.

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf den in Fig. 12 dargestellten Fahrweg ein Operationsbeispiel des Mobilrobotersystems für den Fall beschrieben, daß die Beurteilungsdaten des Planannäherungsknotens auf "1" gesetzt sind, wie oben erklärt wurde. Es sei angenommen, daß der Knoten N 7 im Fahrweg der gleichen Fig. 12 als Planannäherungsknoten gesetzt wurde. In diesem Falle sendet die Steuerstation 1, wenn eine beispielsweise am Operationspunkt S 4 auszuführende Operation auftritt, den auf den Operationsknoten S 4 abgestimmten Operationspunktkode sowie die Operationsprogrammnummer an einem beim Operationspunkt S 1 befindlichen mobilen Roboter 2-K, der dem Operationspunkt S 4 am nächsten ist. Die CPU 2 a des mobilen Roboters 2 K speichert den empfangenen Operationspunktkode und die Programmnummer und ermittelt dann mit Hilfe der oben erwähnten Vertikalsuchmethode, oder dergleichen, die Fahrroute bis zum Operationspunkt S 2.

Im vorliegenden Falle ist die kürzeste Route vom Operationspunkt N 1 zum Operationspunkt N 2 die Strecke N 4--<N 7-<N 15. Da jedoch der Knoten N 7 bereits als Planannäherungsknoten gesetzt ist (weil der Inhalt der Beurteilungsdaten des Planannäherungsknotens N 7 im Kartenspeicher 2 f auf "1" gesetzt ist), wird er als Ziel der Routenermittlung ausgeschlossen. Infolgedessen wird die kürzeste Strecke N 4--<N 6--<N 8--<N 13--<N 14--<N 15 unter Ausschluß des Knotens N 7 untersucht. Die Erläuterung der mit dem Durchfahren dieser Route verbundenen Operationsprozedur wird hier weggelassen, da sie die gleiche ist, wie die Erklärung zum Operationsbeispiel 1 und zum Operationsbeispiel 2.

Falls der Knoten N 7 nicht als Planannäherungsknoten gesetzt wurde, wird aus dem Knoten N 7 einfach ein Transitknoten (in diesem Falle wird der Inhalt der Beurteilungsdaten des Planannäherungsknotens im Planspeicher 2 f auf "0" gesetzt. Infolgedessen fährt der mobile Roboter 2-K vom Operationspunkt S 1 zum Operationspunkt S 4 und die Route N 4--)N 7--)N 15 wird mit Hilfe der Vertikalsuchmethode, oder dergleichen, untersucht. Beim Mobilrobotersystem des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels wird der Planannäherungsknoten von den Suchzielen ausgeschlossen, so daß der mobile Roboter 2 auf seinem Fahrweg diesen Knoten nicht passiert und dementsprechend eine Kollision mit anderen, zu diesem Annäherungsknoten dirigeirten mobilen Robotern nicht eintreten kann. Der Planannäherungsknoten kann leicht durch passendes Wiedereinschreiben des Inhalts der Beurteilungsdaten des Planannäherungsknotens in den Planspeicher 2f entsprechend den Operationsbedingungen gesetzt oder gelöscht werden.

OPERATIONSBEISPIEL 4

Dieses Beispiel des Mobilrobotersystems betrifft den Fall, daß sich ein weiterer mobiler Roboter 2 auf dem Fahrweg eines mobilen Roboters 2 befindet, und zwar, weil er etwa wartet, eine Operation ausführt oder weil eine Störung vorliegt und er somit die Fahrt des genannten mobilen Roboters 2 behindert.

Bei dem in Fig. 13 dargestellten Fahrweg sendet die Steuerstation 1, wenn die auszuführende Operation beispielsweise am Operationsknoten N 5 erfolgt, den Operationspunktknotenkode, der auf die Operationsprogrammnummer verweist, an denjenigen Roboter 2, der dem genannten Operationsknoten am nächsten ist. Es sei angenommen, daß der mobile Roboter 2-1 am Knoten N 1 hält und die Steuerstation 1 den Operationsknotenkode sowie die Programmnummer an den mobilen Roboter 2-1 sendet. Die CPU 2a des mobilen Roboters 2-1 speichert den empfangenen Operationsknotenkode und die Programmnummer im Datenspeicher 2 c und ermittelt dann die Fahrroute bis zum Operationsknoten N 5. Die Ermittlung der Route erfolgt mit der bereits gekannten Vertikalsuchmethode, oder dergleichen. Wenn mit Hilfe dieser Routensuchmethode die 2 Route 1--<N 2--)N 3--)N 4--<N 5 überprüft ist, zeigt die CPU 2a die in Fig. 14 dargestellte Routentabelle ROT im Datenspeicher 2 c und übermittelt die erstellte Routentabelle ROT an die Steuerstation 1.

In der Routentabelle ROT sind, wie aus Fig. 14 hervorgeht, folgende Daten eingetragen: "1", wobei es sich um die Nummer des Startpunktknotens N 1 handelt; "2", "3" und "4", wobei es sich um die Nummern den Knoten N 2, N 3 und handelt, auf dem der Roboter anhält; "6", wobei es sich um muß, wenn er sich zum Zieloperationsknoten N 5 bewegt; "65000", wobei es sich um den Operationskode handelt der anzeigt, daß die nachfolgenden Daten die Operation betreffen; "5", wobei es sich um die Nummer des Operationsknotens N 5 handelt; "12", wobei es sich um die Operationsprogrammnummer handelt; "65001", wobei es sich um den Endzifferkode handelt der anzeigt, daß die nachfolgenden Daten die letzte Ziffer des Roboters anzeigen; "5", wobei es sich um die Nummer des Knotens N 5 handelt, auf dem der Roboter anhält; "6", wobei es sich um die Nummer des Vorwärtsknotens N 6 handelt; "4", wobei es sich um die Nummer des Rückwärtsknotens N 4 handelt; und "0", wobei es sich um den Endkode handelt, der das Ende der Routentabelle ROT anzeigt.

Die sich anschließenden Vorgänge sind hier weggelassen, weil sie die gleichen wie die beim Operationsbeispiel 1 und beim Operationsbeispiel 2 beschriebenen sind.

Nachfolgend wird das anzuwendende Verfahren beschrieben, wenn der mobile Roboter 2-1 nicht aus irgendeinem Grunde weiterfahren kann.

Wenn beispielsweise der Knoten N 3 nicht zu dem Zeitpunkt, zu dem der mobile Roboter 2-1 am Knoten N 2 ankommt, reserviert werden kann, wird der Roboter am Knoten N 2 sofort angehalten und die nachfolgende Prozedur eingeleitet: (1) Abtasten der Routentabelle ROT der anderen mobilen Roboter 2-2 bis 2-10, die im Datenspeicher 2c abgelegt ist, um den mobilen Roboter 2 zu erfassen, der die Route mit dem Knoten N 3 fährt. Dabei sei angenommen, daß die mobilen Roboter 2-3 und 2-5 die vorgenannte Bedingung erfüllten. (2) Ermitteln desjenigen mobilen Roboters 2, der dabei ist, den Knoten N 3 mit den entsprechenden Reservierungsknotendaten der mobilen Roboter 2-3 und 2-5 zu reservieren. Es sei angenommen, daß diesbezüglich der mobile Roboter 2-3 ermittelt wurde. (3) als nächstes erfolgt die Erfassung des Operationszustandes des mobilen Roboters 2-3 aus den Zustandsdaten des mobilen Roboters 2-3, die im Datenspeicher 2c gespeichert sind, und Durchführung der nachfolgenden Prozedur entsprechend dem erfaßten Zustand.

(i) DER MOBILE ROBOTER 2-3 BEFINDET SICH IM WARTEZUSTAND

Der mobile Roboter 2-1 übermittelt seine Zustandsaten als "Warten auf Abschluß der Freigabe" an die Steuerstation 1. Die Steuerstation 1 empfängt diese Zustandsinformation; ermittelt den mobilen Roboter 2-3, der sich gemäß der Routentabelle ROT der mobilen Roboter 2-2 bis 2-10 sowie der Positionsdaten, die im inneren Datenspeicher 1 f gespeichert sind, im Wartezustand befindet; und sendet den Routenbefehl für den Transf sowie die Knotenbefehl für die Weiterfahrt an den mobilen Roboter 2-3. Der mobile Roboter 2-3, der den Routenbefehl in der gleichen Weise wie oben gezeigt empfängt, ermittelt die Route zum Befehlsknoten, reserviert die Route und fährt den genannten Knotenpunkt an. Wenn der mobile Roboter 2-3 fährt, wird die Knotenreservierung gelöscht. Andererseits sendet der mobile Roboter 2-1 nach der Übermittlung der Zustandsdaten als "Warten auf Abschluß der Freigabe" an die Steuerstaion 1 in regelmäßigen Intervallen die Fahrwegreservierungsanforderung an die sTeuerstation. Die Steuerstation 1 reserviert für den mobilen Roboter 2-1 und sendet den Reservierungsabschluß an den mobilen Roboter 2-1, und zwar dann, wenn der mobile Roboter 2-3 fährt und die Knotenreservierung gelöscht ist. Der mobile Roboter 2-1 empfängt den Reservierungsabschluß und beginnt seine Fahrt. Im falle, daß der Routenermittlungsbefehl von der Steuerstation 1 erneut ausgesandt wird, führt der Roboter die Routenermittlung durch und ändert die Wegroute.

(ii) DER MOBILE ROBOTER 2-3 FÄHRT ZUM GENANNTEN KNOTEN

Der mobile Roboter 2-1 übermittelt die Zustandsdaten an die Steuerstation 1 als "Warten auf Durchfahrt", und wartet auf den Reservierungsabschluß, während er die Fahrwegreservierungsanforderung in regelmäßigen Intervallen an die Steuerstation 1 sendet. Falls irgendeine Anomalie während der Fahrt des mobilen Roboters auftritt, führt er die alternative Routenermittlung durch, die im nachfolgenden Absatz (iv) erläutert wird, und ändert die Fahrtroute.

(iii) OPERATIONEN IN ANOMALEN SITUATIONEN)

Der mobile Roboter 2-1 führt erneut die Routenermittlung durch. Das heißt, daß der mobile Roboter zuerst eine Anforderung auf Genehmigung der Routenermittlung aussendet. Die Steuerstation 1 antwortet auf diese Anforderung, sendet die Routenermittlungsgenehmigung an den mobilen Roboter 2-1, sofern es keinen anderen 2 mit der Routenermittlung befaßten mobilen Roboter gibt. Der auf die Routenermittlungsgenehmigung reagierende mobile Roboter 2-1 ermittelt für den mobilen Roboter 2-3 die alternative Route. Ist die Route gefunden, erstellt in gleicher Weise wie oben erwähnt die CPU 2 a des mobilen Roboters 2-3 die in Fig. 15 dargestellte Routentabelle ROT im Datenspeicher 2 c und übermittelt die erstellte Routentabelle ROT an die Steuerstation 1.

In der genannten Routentabelle ROT sind, wie die Fig. 15 zeigt, folgende Daten eingeschrieben: "65003", wobei es sich um den Umleitungsstartkode handelt, der den Beginn einer Umleitung anzeigt; "8", wobei es sich um die Nummer des Umleitungsstartknotens N 8 handelt; "9" und "10", wobei es sich um die Nummern der Knoten N 9 und N 10 handelt, die nacheinander überfahren werden müssen; "65004", wobei es sich um den Umleitungsabschlußkode handelt, der auf das Ende einer Umleitung hinweist; "4", wobei es sich um die Nummer des Umleitungsendknotens N 4 handelt; "65000", wobei es sich um den Operationskode als Indikator des Operationsbefehls handelt; "5", wobei es sich um die Nummer des Operationsknotens N 5 handelt; "10", wobei es sich um die Operationsprogrammnummer handelt, die auf das Operationsprogramm verweist; "65001", wobei es sich um den Endzifferkode handelt, der angibt, daß die nachfolgenden Daten die Schlußziffer des mobilen Roboters 2 wiedergibt; "5", wobei es sich um die Nummer des Knotens N 5 handelt, an dem der Roboter anzuhalten ist; "6" wobei es sich um die Nummer des Vorwärtsknotens N 6 handelt; "4", wobei es sich um die Nummer des Rückwärtsknotens N 4 handelt; und "0", wobei es sich um den Endkode als Anzeiger des Endes der Routentabelle ROT handelt. Die Steuerstation 1 übermittelt die Routentabelle ROT an die anderen mobilen Roboter 2-2 bis 2-10. Als nächstes sendet der mobile Roboter 2-1 in der gleichen Weise wie oben beschrieben die Routenreservierungsanforderung an die Steuerstation 1 und beginnt seine Fahrt mit Empfang der Reservierungsbeendigung durch die Steuerstation 1. Der mobile Roboter 2-1 bewegt sich dann auf der alternativen Route entsprechend der Routentabelle ROT (Fig. 15) und führt die Operation entsprechend der in der Programmnummer in "10" dargestellten Operationsprozedur nach Ankunft am Operationsknoten N 5 durch.

Im Falle, daß der mobile Roboter 2-1 die alternative Route nicht finden kann, sendet er eine Zustandsinformation des Inhalts "Warten auf Befreiung von Anomalie" an die Steuerstation 1 und wartet, bis die Route für die Durchfahrt frei ist.

(iv) DER MOBILE ROBOTER 2-3 IN AKTION

In der gleichen Weise wie oben beschrieben ermittelt der mobile Roboter 2-1 eine Route, um durch die Routensuche den mobilen Roboter 2-3 zu meiden. Er ändert die Fahrtroute entsprechend der neuen Route. Wenn eine alternative Route nicht gefunden werden kann, sendet der Roboter eine Zustandsinformation des Inhalts =Warten auf Ende der Ee Arbeit" an die Steuerstation 1 und wartet, bis die Route für die Durchfahrt frei ist.

(v) LÖSUNG VON RIVALITATSPROBLEMEN

Das Lösen von Rivalitätsproblemen bezieht sich auf den Fall, daß sich der mobile Roboter 2-3 in einer der folgenden Situationen befindet: "Warten auf Beendigung der Freigabe", "Warten auf Ende der Arbeit", "Warten auf Durchfahrt", oder "Warten auf Befreiung von Anomalie". In diesen Fällen sendet der mobile Roboter 2-1 eine Lageinformation des Inhalts "Warten auf Lösung des Rivalitätsproblems" an die Steuerstation 1 und wartet auf die Lösung des Problems betreffend den mobilen Roboter 2-3.

Wie bisher erläutert, beurteilt bei dem vorliegenden Mobilrobotersystem jeder mobile Roboter 2-1 bis 2-10 in dem Falle daß, wenn er nicht in optimaler Weise weiterfahren oder agieren kann, selber, ob er warten, oder die Route wechseln soll. Dementsprechend erfolgt die Fahrtensteuerung jedes mobilen Roboters mit 1 gegen N, so daß die Verbesserung der Steuerungswirksamkeit vorab erzielt wird.

OPERATIONSBEISPIEL 5

Die Reservierungsanforderung für die alternative Route, die der mobile Roboter 2-1 an die Steuerstation 1 richtet, ist die gleiche wie die im Falle der Reservierungsanforderung für die normale Fahrroute, wobei die Reservierungsanforderung für die alternative Route gleichzeitig für alle Knoten der alternativen Route gestellt werden kann.

Im vorliegenden Falle sendet die CPU 2 a des mobilen Roboters 2-1 jeweils alle Nummern der Knoten N 8, N 9, N 10 und N 4 (Fig. 13), die zwischen dem Umleitungsstartknoten und dem Umleitungsendknoten liegen sowie die Routenreservierungsanforderungskodes an die Steuerstation 1. Nach Empfang der Knotennummern aller Knoten der alternativen Route und der Routenreservierungsanforderungskode prüft die CPU 1a der Steuerstation 1, ob diese Kodes bereits durch die Reservierungstabelle RVT reserviert worden sind oder nicht. Für nicht reservierte Knoten wird "1" eingeschrieben, wobei es sich um die Nummer des mobilen Roboters 2-1 im entsprechenden Speicherschlitz der Reservierungstabelle handelt. Wenn es jedoch irgendeinen Knoten gibt, der bereits durch einen anderen mobilen Roboter 2 reserviert worden ist, wartet die CPU auf die Löschung der Reservierung des betreffenden Knotens. Dann übermittelt die Steuerstation 1 nach Bestätigung der Reservierung des betreffenden Knotens oder aller Knoten, für die die Reservierung angefordert wurde, den Reservierungsbestätigungskode an den mobilen Roboter 2. Der mobile Roboter 2-1, der auf die Reservierungsbestätigung anspricht, beginnt seine Fahrt und bewegt sich auf der alternativen Route entsprechend der in Fig. 15 dargestellten Routentabelle ROT. Nach Ankunft am Operationsknoten N 5 führt der Roboter seine Operation entsprechend der unter der Programmnummer "10" dargestellten Operationsprozedur durch. Wie erläutert, kann also jeder mobile Roboter 2-1 bis 2-10 dieses mobilen Robotersystems, wenn er auf der alternativen Route fährt, das Auftreten neuer Ursachen für eine Umleitung während der Fahrt auf der alternativen Route verhindern, weil der betreffende Roboter seine Fahrt entlang der alternativen Route erst beginnt, nachdem die Reservierung für alle alternativen Routen durchgeführt worden ist. Dementsprechend wird während der Umleitung ein Durcheinander auf der Fahrt verhindert.

OPERATIONSBEISPIEL 6

Im folgenden sollen weitere Beispiele der Prozedur im Falle der Lageinformation "Warten auf Abschluß der Freigabe" unter Bezugnahme auf den in Fig. 2 dargestellten Fahrweg erläutert werden.

Es sei angenommen, daß sich der mobile Roboter 2-1 entlang der Route N 1--<N 2--)N 3--<N 4--<-- N 8--<N 12 (vgl. Fig. 2) zum Knoten N 12 bewegt, und daß der mobile Roboter 2-3 am Knoten N 4 angehalten wird, sich beispielsweise in Wartestellung befindet. Der mobile Roboter kann daher während der Fahrt eine Reservierung des Knoten N 4 nicht durchführen, hält sogleich am Knoten N 3 an, wie oben erwähnt, und führt die nachfolgende Prozedur durch:

1) Der mobile Roboter 2-1 führt die im oben erwähnten vierten Aktionsbeispiel erläuterte Prozedur durch und ermittelt dementsprechend, daß sich der mobile Roboter 2-3 in Wartestellung am Knoten N 4 befindet.
2) Der mobile Roboter 2-1 erstellt daraus eine Zustandsinformation des Inhalts "Warten auf Abschluß der Freigabe", und übermittelt sie mit der Angabe "3", wobei es sich um die Roboternummer des mobilen Roboters 2-3 handelt, an die Steuerstation 1.
3) Die auf diese Zustandsinformation und diese Roboternummer ansprechende CPU 1 a der Steuerstation 1 stellt fest, daß sich der mobile Roboter 2-3 in Wartestellung befindet und daß Freigabe angefordert wurde. Sie geht demgemäß in folgender Weise vor:
- i) Sie erfaßt die mit dem Knoten N 4, an welchem sich der mobile Roboter 2-3 im aktuellen Zeitpunkt entsprechend den Plandaten im Planspeicher 1 d befindet, verbundenen Knotennummern N 3, N 5, N 8 und N 9.
- ii) Sie schließt den Knoten N 3 aus, der in Fahrtrichtung des mobilen Roboters 2-1 liegt und prüft, ob die anderen Knoten N 5, N 8 und N 9 durch die Reservierungstabelle RVT im Datenspeicher 1 f reserviert worden sind oder nicht.
  - iii-1) Falls der Knoten N 5 beispielsweise nicht reserviert worden war, übermittelt sie einen Befehl an den mobilen Roboter 2-3, nach Knoten N 5 zu fahren.
  - (iii-2) Falls alle Knoten N 5, N 8 und N 9 reserviert worden sind, prüft sie die Zustandsdaten des mobilen Roboters 2, der jeden Knoten reserviert, und erfaßt denjenigen, der sich im Wartezustand befindet. Es sei nun angenommen, daß sich der mobile Roboter (beispielsweise der Roboter 2-6) in Wartestellung befindet. In diesem Falle übermittelt die CPU la einen Befehl an den mobilen Roboter 2-3, nach Knoten N 8 zu fahren.
4) Der mobile Roboter 2-3, der den Befehl zum Weiterfahren in der gleichen Weise, wie oben erwähnt, von der Steuerstation 1 erhalten hat, führt eine Reservierung durch und beginnt zu fahren.

*) Zum vorerwähnten Fall (iii-1)

Der mobile Roboter 2-3 fährt sich bei Abschluß der Reservierung des Knotens N 5 zum Knoten N 5. Wenn der mobile Roboter 2-3 zum Knoten N 5 fährt, wird die Reservierung des Knotens N 4 gelöscht und es erfolgt die Reservierung für den mobilen Roboter 2-1 ausgeführt, wonach der mobile Roboter 2-1 zum Knoten N 4 fährt.

*) Zum vorerwähnten Fall (iii-2)

Die Reservierung kann nicht durchgeführt werden. Dementsprechend erfaßt der mobile Roboter 2-3, wie im oben erwähnten Falle die Nummer "6" des mobilen Roboters, der den Fahrweg blockiert, und sendet eine Lageninformation des Inhalts "Warten auf Abschluß der Freigabe" sowie die Roboternummer "6" ab. Die Steuerstation 1 gibt den Roboter 2-6 in genau der gleichen Weise frei wie oben beschrieben wurde.

Wie erläutert, wird bei dieser Ausführungsform, wenn die Anwesentheit eines mobilen Roboters 2-K im Wartezustand die Fahrt eines anderen mobilen Roboters behindert, der mobile Roboter 2-K zum nächsten, nichtreservierten Knoten freigegeben. Im Falle, daß alle Knoten, an die der Knoten mit dem darauf stehenden mobilen Roboter 2-K verbunden ist, reserviert sind, wird der Roboter an den Knoten freigegeben, auf dem sich der mobile Roboter 2-L in Wartestellung befindet. In diesem Falle gibt der mobile Roboter 2-K den mobilen Roboter 2-L frei und fährt zum erwähnten Knoten weiter, auf dem der mobile Roboter 2-L stand. Das heißt, daß der wartende mobile Roboter durch Vertreiben aus seiner Position freigegeben wird.

OPERATIONSBEISPIEL 7 (Fahrbeispiel 1)

Nunmehr wird ein Beispiel eines Falles beschrieben, bei dem die Steuerstation 1 über Funk ihren Befehl an den am Planannäherungsknoten N 1 wartenden mobilen Roboter 2-1 übermittelt hat mit der Aufforderung, die am Operationspunkt S 1 im Fahrweg der Fig. 16 vorgeschriebene Operation durchzuführen. Die CPU 2a des mobilen Roboters 2-1 ermittelt die Reiseroute, ausgehend von der aktuellen Position (Planannäherungsknoten N 1) bis zur vorgeschriebenen Position (Operationspunkt S 1), nach Empfang des genannten Befehls von seiten der Steuerstation 1. Die Routenermittlung wird mit Hilfe der bekannten Vertikalsuchmethode nach Prüfung der vorgeschriebenen Daten im Planspeicher 2f und in der Fahrstatustabelle 2 e durchgeführt, welche Ziel und Vorrat der Suche ist. Im vorliegenden Falle wird, wenn das Feld 13 e des Fahrrichtungsbefehls in der Fahrstatustabelle 2g den Befehl "Einbahn" zwischen den beiden benachbarten Knoten, die Gegenstand der Ermittlung sind, anzeigt, die Suche von der genehmigten Richtung her ausgeführt, nicht von der verbotenen Richtung her. Falls durch die Routenermittlung die Route N 1--<N 2--<N 3--<N 4-- untersucht wurde, übermittelt die CPU 2a die untersuchte Route streckenweise nacheinander an die Steuerstation 1 (Heraufladen). Mit Empfang der ermittelten Route prüft die CPU 1 a, ob es aufgrund der Kollisionstabelle 1 c, dem Datenspeicher 1 f, usw., irgendein Hindernis (ein anderer mobiler Roboter 2) auf der Route gibt und übermittelt das Ergebnis an den mobilen Roboter 2-1 (Herunterladen). Falls die CPU eine Information übersendet, wonach es für den mobilen Roboter 2-1 ein Hindernis auf der Route gibt, sendet sie nach Beseitigung des Hindernisses auf der genannten Route (d.h., wenn ein anderer mobiler Roboter 2 vorübergefahren oder weitergefahren ist) erneut eine Information an den mobilen Roboter 2-1 die besagt, daß es kein Hindernis mehr gibt. Der mobile Roboter 2-1 geht bei Empfang der Nachricht der CPU 1 a, wonach es ein Hindernis auf der Route gibt, solange auf dem vorgeschriebenen Knoten einer Seitenroute in Wartestellung, bis er die Nachricht empfängt, daß es auf der Route keine Hindernisse mehr gibt. Die CPU 2 a des mobilen Roboters 2-1 liest nach Empfang der Nachricht der CPU 1 a, daß es auf der Route kein Hindernis gibt, den im Feld des Reiseziffernbefehls 14 e im Fahrstatusdatenblock Bn, welcher jeweils zu den Knotenpaaren (N 1, N 2), (N 2, N 3) und (N 3, N 4) der Fahrstatustabelle 2g gehört, eingeschriebenen Inhalt. Als Ergebnis wird in diesem Beispiel die "1" (Befehl für die Transversalbewegung) für das Knotenpaar (N 1, N 2), und die "0" (Befehl für die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung) für die Knotenpaare (N 2, N 3) und (N 3, N 4) ausgelesen. Dann überträgt die CPU 2 a des mobilen Roboters 2-1 den gelesenen Inhalt, d.h., eine Fahrziffernbefehlsinformation an die Fahrsteuereinrichtung 2 a. Die Fahrsteuereinrichtung 2 h veranlaßt den mobilen Roboter 2, eine in den gelieferten Fahrzifferanzeigedaten erscheinende Fahrziffer zu übernehmen und die Route N 1--<N 2--<N 3--<N 4 zu verfolgen. Das heißt, daß die Fahrsteuereinrichtung 2h den mobilen Roboter 2-1 veranlaßt, nach seitwärts zwischen N 1-N 2 zu fahren. Wenn der Roboter am Knoten N 2 ankommt, veranlaßt er den Knoten N 2 sich zu drehen und damit die Richtung des mobilen Roboters 2-1 um 90° zu verändern, so daß er entsprechend der Ziffer der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung entlang der Route N 3--<N 3--<N 4 weiterfährt. Wenn der mobile Roboter 2-1 am Knoten N 4 angekommen ist, fährt er durch Seitenverschiebung zum Operationspunkt S 1. (Fahrbeispiel 2) Im folgenden soll ein Beispiel des Falles erläutert werden, daß die Steuerstation 1 über Funk einen Befehl an den mobilen Roboter 2-1 übermittelt hat, der am Operationspunkt S 4 zur Durchführung der vorgeschriebenen Arbeiten am Operationspunkt S 1 wartet. Die CPU 2a des mobilen Roboters 2-1 unternimmt nach Empfang des genannten Befehls seitens der Steuerstation 1 die Ermittlung der Fahrroute von der aktuellen Position (Operationspunkt S 4) zum vorgeschriebenen Arbeitsort (Operationspunkt S 1) mit Hilfe der gleichen Methode wie der im Fahrbeispiel 1. Falls im vorliegenden Falle die Fahrrichtung zwischen den Knoten kein Suchfaktor ist, wird die Route N 15--<N 7--<N 8--<N 6--<N 4 überprüft. Da aber im vorliegenden Falle die Fahrrichtung zwischen den Knoten ein Suchfaktor ist, wird die Routenermittlung unter Bezugnahme auf die Fahrrichtung zwischen den Knoten durchgeführt, wie ober erläutert. Nun kann im vorliegenden Beispiel der Roboter sich, wie oben erwähnt, auf der Route N 4--<N 6--<N 8 fahren, während die Bewegung in Rückwärtsrichtung verboten ist. Deshalb wird die Route N 15--<N 7--<N 8--<N 6--<N 4 nicht überprüft, sondern die in Fig. 2 dargestellte alternative Route N 15--<N 7--< N 8--<N 9--<N 10--<N 2--<N 3--<N 4. Die Aktionsverarbeitungsprozedur im Falle, daß sich der mobile Roboter 2 nach der Überprüfung der alternativen Route auf derselben zum Operationspunkt 1 fährt bei laufender Datenkommunikation mit der Steuerstation 1, wird hier weggelassen, weil sie die gleiche wie im Fahrbeispiel 1 ist. So wird also aufgrund der beschriebenen Struktur die Kollision zwischen mobilem Roboter und Ausrüstungsinstallationen verhindert und der Raum zwischen den Installationen und dem mobilen Roboter wirksam und sicher geschützt. Die bisher behandelte erste Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf mobile Roboter, die sich über ein am Boden befestigtes Magnetband durch Abtasten des Magentbandes bewegen. Die Erfindung kann jedoch auch bei mobilen Robotern angewandt werden, die sich aufgrund der Erfassung der Umgebungsverhältnisse durch Ultraschallsensoren bewegen. AUSFÜHRUNGSFORM 2 Im folgenden wird die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Fig. 17 stellt das Blockschaltbild der Struktur des mobilen Roboters 102 dar. Die Grobstruktur des Mobilrobotersystems dieses Ausführungsbeispiels ist die gleiche wie die in Fig. 1 dargestellte Struktur. Bezugnehmend auf Fig. 17 kennzeichnet das Bezugszeichen 103 eine Steuerschaltungseinheit, die, wenn der mittels der Steuerstation 1 zur Steuerung einer Vielzahl mobiler Roboter 102 vorgeschriebene Zielknoten über Funk durch die Kommunikationseinrichtung 104 geliefert wird, die geeignetste Route entsprechend dem in der Plan-Schaltungseinheit (wird später beschrieben) gespeicherten Plan ermittelt; die auf dem Wege zum Bestimmungsort zu durchfahrenden Knoten bestimmt; und den Fahrbefehl G (x, y, . . .; wird später beschrieben) erstellt und ausgibt, der für die Fahrt entlang der vorher bestimmten Fahrtroute benötigt wird, die ihrerseits durch Hintereinanderschalten der Knoten gebildet wird.

Das Bezugszeichen 106 bezeichnet die Befehlsempfangsschaltungseinheit zum Empfangen des Fahrbefehls G (x, y, . . .), der nacheinander von der Befehlsschaltungseinheit 103 ausgesandt wird. Sie besteht aus einem FIFO-Speicher (Silospeicher). Die Befehlsempfangsschaltungseinheit 106 liefert den empfangenen Fahrbefehl G (x, y, . . .) an die Befehlsinterpretierschaltungseinheit 107 sowie an die Spurkorrekturschaltungseinheit 15. Sie erstellt weiter das Fahrmuster des mobilen Roboters 102 und liefert es als Fahrmustersignal Vx, Vy, O an die Servobefehlserstellungsschaltungseinheit 108. Im vorliegenden Falle besteht das Fahrmuster aus dem Geschwindigkeitsmuster, dem Rotationsmuster, dem Haltemuster, usw. Die Servobefehlserstellungsschaltungseinheit 108 liest das von der Befehlsinterpretierschaltungseinheit 107 gelieferte Fahrmustersignal Vx, Vy, O in jedem vorgeschriebenen Abtastzyklus aus, berechnet die Abweichungssignale Vx, Vy durch Vergleichen mit den analogen Rückkopplungssignalen Vxf, Vyf, Of und liefert sie an die Servosteuerschaltungseinheit 109. Mit Hilfe dieses Verfahrens treibt und steuert der Servorsteuerschaltungseinheit 109 die Motoren 110 a und 110 b zur Rechten und zur Linken, so daß die oben erwähnten Abweichungssignale Δ Vx, Δ Vy, Δ R zu Null werden und sich die Räder 111 a und 111 b zur Rechten und zur linken drehen. Die Geschwindigkeit der Motoren 110 a und 110 b wird durch Kodierer 112 a und 112 b, die jeweils mit den Wellen der Motoren 110 a und 110 b verbunden sind, in elektrische Impuls umgewandelt und an die Spurkorrekturschaltungseinheit 115 geliefert. Das Bezugszeichen 113 kennzeichnet die Ultraschallbereichs-Sucherschaltungseinheit zum Messen des Abstandes des mobilen Roboters zu den Wänden zur rechten und zur linken Seite. Die Ultraschallbereichs-Sucher schaltungseinheit 113 treibt die auf der rechten und der linken Seite angeordneten Ultraschallsender 113 a zum Aussenden von Ultraschallwellen gegen die rechte und die linke Wand, empfängt die von der rechten und der linken Wand reflektierten Wellen mit Hilfe der jeweils auf der rechten und der linken Seite angeordneten Ultraschallempfänger 113 b und mißt aufgrund der abgelaufenen Zeit den Abstand zur rechten und zur linken Wand. Das Meßergebnis wird an die Umwelterkennungsschaltungseinheit 114 geliefert. Die Umwelterkennungsschaltungseinheit 114 übermittelt das Meßergebnis an die Spurkorrekturschaltungseinheit 115, erfaßt die Anwesenheit oder Abwesenheit der Wand oder des Änderungspunktes (Kante), und liefert zusätzlich das Ergebnis dieser Erfassung an die Spurkorrekturschaltungseinheit 115. Die Spurkorrekturschaltungseinheit 115 zählt die jeweils vom rechten und vom linken Kodierer 112 a und 112 b ausgesandten Impulssignale und ermittelt den Fahrabstand und die Fahrgeschwindigkeit sowie den Rotationswinkel aus dem Unterschied der von rechts und links eintreffenden Impulssignale. Die Spurkorrekturschaltungseinheit 115 vergleicht den aus den vorerwähnten Impulssignalen berechneten Werte des Fahrabstandes, der Fahrgeschwindigkeit und des Rotationswinkels mit den Ausgabedaten der Umwelterkennungsschaltungseinheit 114 und erstellt das Rückkopplungssignal Vxf, Vyf der Geschwindigkeit sowie das Rückkopplungssignal R f des Rotationswinkels, damit sich der Roboter entsprechend dem Inhalt der Szenentabelle SCT (wird später beschrieben) der Plan-Schaltungseinheit 105 bewegt. Bei der bis jetzt erläuterten Ausführungsform der Erfindung besteht der Fahrschaltungseinheit 120 aus den erwähnten Komponenten 106 bis 115, während der mobile Roboter 102 aus der Steuerschaltungseinheit 103 und der Fahrschaltungseinheit 120 besteht.

* Der Plan (Information)

Als nächstes wird der in der Plan-Schaltungseinheit 105 gespeicherte Plan (Information) im einzelnen beschrieben.

Der Plan besteht aus der Knotennummerntabelle NTD, der Netzinformationstabelle NWT und der Szenentabelle SCT.

(I) Knotennummerntabelle NDT (Fig. 18)

In der Knotennummerntabelle NDT ist, wie aus Fig. 18 hervorgeht, die registrierte Knotennummer in der Reihenfolge der Registrierung gespeichert.

(II) Netzinformationstabelle NWT (Fig. 19)

In der Netzinformationstabelle NWT ist die Netzinformation des registrierten Knotens in Übereinstimmung mit der Knotennummer gespeichert, wie aus Fig. 19 hervorgeht. Die Netzinformationstabelle NWT besteht aus folgenden Feldern:

(A) Feld der Ortskoordinaten der Knoten

In diesem Feld sind die durch das XY-Koordinatensystem bezeichneten Positionsdaten entsprechender Knoten wiedergegeben.

(B) Feld der Ortskoordinaten des Operationspunktes

In diesem Feld sind die im XY-Koordinatensystem angegebenen Positionsdaten des Operationspunktes registriet. Diese Daten werden jedoch solange nicht registriert, bis der Operationspunkt mit dem entsprechenden Knoten verbunden ist.

(C) Feld der Verbindungsknotennummer

In diesem Feld sind die Nummern anderer mit entsprechenden Knoten verbundener Knoten gespeichert. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Anzahl der mit einem Knoten verbundenen Knoten maximal 4. Deshalb können maximal vier Knotennummern gespeichert werden.

(D) Feld der Szenentabellennummer

Das Feld gibt an, in welcher Szenentabelle SCT eine Reihe von Szenen zwischen Knoten, die der Verbindungsknotennummer entsprechen, gespeichert sind.

(E) Feld des Szenenoffsets

In diesem Feld wird der Szenenzeiger (Adresse) gespeichert, die angibt, ab welchem Byte der Szenentabelle SCT eine Serie von Szenen zwischen Knoten beginnt, die den Verbindungsknotennummern entsprechen.

Auf die oben erwähnte Knotennummerntabelle NDT sowie die Netzinformationstabelle NWT wird zurückgegriffen, wenn die Steuerschaltungseinheit 3 die Routenermittlung ausführt und den Fahrbefehl erstellt.

(III) Die Szenentabelle SCT

Die Szenentabelle SCT ist, wie aus Fig. 20 hervorgeht, eine Tabelle, die eine Serie von Szenen (Positionen von Wänden) von einem Knoten zum nächsten Knoten sowie die Fahrbedingungen in Übereinstimmung mit dem Szenenzeiger (dem Inhalt des Feldes des Szenenoffsets) speichert.

Die Szenentabelle SCT besteht aus folgenden Feldern:

(A) Feld der Startpunktknotennummer

In diesem Feld wird die Endpunktknotennummer gespeichert. Der Startpunktknoten und der Endpunktknoten werden in der Weise benannt, daß einer der beiden benachbarten Knoten willkürlich als Startpunktknoten und der andere als Endpunktknoten bezeichnet wird.

(C) Feld des rechtwinkligen Abstandes zwischen den Knoten

In diesem Feld wird der Wert des rechteckigen Abstandes zwischen dem Startpunktknoten und dem Endpunktknoten, der aus den Positionskoordinaten gewonnen wird, gespeichert.

(D) Feld des gemessenen Abstandswertes

In diesem Feld wird der gemessene Wert des Abstandes zwischen dem Startpunktknoten und dem Endpunktknoten gespeichert, vorausgesetzt, daß der Wert nur in dem Falle besteht, daß die Strecke zwischen den Knoten keine gerade Linie ist. Wenn die Strecke zwischen den Knoten eine gerade Linie ist, wird eine Null gespeichert.

(E) Feld des Vorwärtsfahroffsets

In diesem Feld wird der Fahroffsetwert bzw. die Fahrverschiebung von der Nullinie im Falle einer Fahrt vom Startpunktknoten zum Endpunktknoten gespeichert. Der Ausdruck Nullinie bedeutet hier eine Gerade, die den Startpunktknoten mit dem Endpunktknoten verbindet (wird später beschrieben). Wenn der Fahroffsetwert positiv ist (für die Vorwärtsrichtung), lenkt er die Verschiebungsfahrt auf die linke Seite der Nullinie, während wenn der Fahroffsetwert negativ ist, lenkt er die Verschiebungsfahrt auf die rechte Seite der Nullinie. Wenn der Fahroffsetwert beispielsweise +d ist (positiv), bedeutet das den Befehl zum Fahren bei einem Abstand d links von der Nullinie (vgl. Fig. 21). Wenn hingegen der Wert -d ist (negativ), bedeutet er den Befehl zum Fahren bei einem Abstand d rechts von der Nullinie. Auf diese Weise kann der Übergang zur rechten Seite, zur linken Seite, zum rechten Ende, oder zum linken Ende, durch willkürliche Festlegung des Fahroffsetwertes bestimmt werden.

(F) Feld des Rückwärtsfahroffsets

In diesem Feld wird der Fahroffsetwert von der Nullinie im Falle der Bewegung vom Endpunktknoten zum Startpunktknoten gespeichert. Bezüglich der Nullinie und des Fahroffsetwertes wird auf die für das Feld des Vorwärtsfahroffsets abgegebenen Erläuterungen verwiesen.

(G) Feld für die Maximalgeschwindigkeit

In diesem Feld wird die Maximalgeschwindigkeit zwischen den Knoten gespeichert.

(H) Feld für den linksseitigen Szenenbefehl

In diesem Feld wird die Lage der linken Wand beschrieben. Im Falle, daß sich eine Wand innerhalb des maximalen Meßabstandes der Ultraschallbereichs-Sucherschaltungs einheit 113 befindet, wird der "Abstand zur Wand" und die "Länge der Wand" angegeben. Die vorerwähnte Nullinie wird durch den "Abstand zur Wand" spezifiziert. Das bedeutet mit anderen Worten, daß wenn der Abstand zwischen der linken Wand und der linken Oberfläche des Roboters innerhalb des "Abstandes zur Wand" bleibt, der mobile Roboter 102 auf der Nullinie positioniert ist. Sollte es irgendeinen Änderungspunkt (Kante) an der Wand geben, werden der "Abstand zur Wand" und die "Länge der Wand" bei jedem Änderungspunkt angegeben. Wenn es innerhalb des maximalen Meßabstandes der Ultraschallbereichs-Suchschaltungs einheit 113 keine Wand gibt, sondern mit anderen Worten einen offenen Bereich, wird die Länge des offenen Abschnittes angegeben.

(I) Bereich für den rechtsseitigen Szenenbefehl

In diesem Bereich wird die Lage der rechten Wand beschrieben. Der Inhalt der Angabe entspricht der Erläuterung im Feld für den linksseitigen Szenenbefehl.

Auf die vorgenannte Szenentabelle SCT wird durch die Fahrschaltungseinheit 120 zurückgegriffen, wenn der mobile Roboter 102 fährt.

*) Der Fahrbefehl

Nachfolgend wird der von der Steuerschaltungseinheit 103 erstellte Fahrbefehl im einzelnen erläutert.

Der Fahrbefehl besteht aus einem GO-Befehl (bzw. Geh-Befehl) und einem WAIT(-Befehl) (bzw. Warte-Befehl).

(1) Der GO-Befehl

Der GO-Befehl ist der Befehl zur Lieferung von Information für das Fahren auf einer kontinuierlichen Route.

Der GO-Befehl wird in folgender Form ausgedrückt:

<GO< = GO (x, y, v, R, p, n)

Im vorliegenden Falle ist x ein Parameter, der den Fahrabstand (mm) in Richtung der X-Achse festlegt; vgl. Fig. 21. Wenn x positiv ist, wird der Abstand für die Vorwärtsbewegung des mobilen Roboters 102 festgelegt, während wenn x negativ ist, wird der Abstand für die Rückwärtsbewegung desselben spezifiziert. Die Größe y ist ein Parameter, der den Fahrabstand (mm) in Richtung der Y-Achse bestimmt; vgl. Fig. 21. Wenn y positiv ist, der Abstand für die nach links gerichtete Bewegung des mobilen Roboters 102 festgelegt wird, während wenn y negativ ist, der Abstand für die nach rechts gerichtete Bewegung desselben festgelegt wird. Die Größe v ist ein Parameter, der ein Indikator für die sich aus der Geschwindigkeitskomponente in Richtung der X-Achse (Vorwärts- und Rückwärtsbewegung) und der Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Y-Achse (Rechts und Linksbewegung) ergebende Kombinationsgeschwindigkeit ist. Die Größe R ist eine Parameter, der den Rotationswinkel (rad) des mobilen Roboters 2 im Zeitpunkt der Ausführung des Befehls bezeichnet (die Drehung um R im Gegenuhrzeigersinn wird als Normalrichtung festgelegt). Der Parameter p ist der oben erwähnte Szenenzeiger. Die Größe n spezifiziert die Nummer des Knotens, an welchem der mobile Roboter nach Ausführung des Befehls ankommt.

(2) Der WAIT-Bef 19613 00070 552 001000280000000200012000285911950200040 0002004013168 00004 19494ehl

Dieser Befehl steuert das Stoppen des Fahrvorganges die Lage der Bremse nach dem Stoppen und den Zustand der Servoleistungsversorgung nach dem Stoppen, und er liefert Informationen wie etwa den Grund für das Stoppen. Der WAIT-Befehl wird in folgender Form ausgedrückt:

<WAIT< = WAIT (f, b, s, r)

In dieser Formel ist f ein Parameter, der die Abstoppmethode spezifiziert. Ist f gleich "0", bedeutet das das Abstoppen nach dem Verlangsamen der Bewegung, während wenn f gleich "1" ist, bedeutet das ein plötzliches Abstoppen. Die Größe b ist ein Parameter, der die Lage der Bremse nach dem Stoppen spezifiziert. Ist b gleich "0", so bedeutet das den Zustand, in welchem die Bremsen nicht angelegt sind; während wenn b gleich "1" ist, bedeutet das den Zustand, in dem die Bremsen angelegt sind. Die Größe s ist eine Parameter, der den Zustand der Servoleistungsquelle nach dem Stoppen spezifiziert. Wenn s gleich "0" ist, bedeutet das, daß die Servoleistungsquelle im EIN-Zustand ist, während wenn s gleich "1" ist, bedeutet das, daß die Servoleistungsquelle sich im AUS-Zustand befindet. Die Größe r ist ein Parameter, der sich auf den Grund des Stoppens bezieht. Wenn r gleich "0" ist, bedeutet das ein normales Stoppen; wenn r "1" ist, bedeutet das einen Stopp-Zustand aufgrund der Festlegung der Operationspositon; und wenn r gleich "3" ist, bedeutet das einen Stopp-Zustand nach Beendigung des Jobs.

(Beispiel einer Offset-Bewegung)

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 21 der Fall beschrieben, daß der mobile Roboter 102 eine Seitenverschiebungsbewegung, wie etwa einem Übergang auf die link Seite, ausführt.

Es sei angenommen, daß die Spurkorrektur-Schaltungseinheit 115, als Antwort auf die Datenlieferung des Szenenzeigers p, welcher eine Komponente des GO-Befehls der Befehlsempfangs-Schaltungseinheit 106 ist, die Szene las, die durch den von der Szenentabelle SCT in der Plan-Schaltungseinheit 105 gelieferten Szenenzeiger d spezifiziert wird, die Angabe "Abstand zur Wand" in den Feldern für den linksseitigen Szenenbefehl und für den rechtsseitigen Szenenbefehl befolgte; und erkannte, daß beide "Abstände zur Wand" den Wert D besitzen. Als nächstes sei angenommen, daß die genannte Schaltungseinheit das Feld der Fahrverschiebung geprüft hat (wobei sie unter der Annahme, daß es jetzt um den Fall der Vorwärtsfahrt geht, das Feld für den Vorwärtsoffset überprüft) und erkennt, daß der Wert der Fahrseitenversetzung +d beträgt. Durch diese Schritte erkennt die Spurkorrektur-Schaltungseinheit 115, daß der Roboter links in einem Abstand d von der Nullinie fahren müßte. Das heißt daß er erkennt, daß der Roboter auf einer Linie im Abstand von (D + d) von der rechten Wand fahren muß (oder in einem Abstand (D-d) ,von der linken Wand; vgl. Fig. 21). Dann erzeugt die Spurkorrektur-Schaltungseinheit das Rückkopplungssignal des Rotationswinkels R f und liefert es an die Servobefehlserstellungsschaltungseinheit 108, so daß sich der mobile Roboter 102 auf einer Linie im Abstand von (D + d) von der rechten Wand bewegt.

Im folgenden soll der Betrieb des genannten mobilen Roboters 102 unter Bezugnahme auf die Fig. 22 beschrieben werden.

Es sei angenommen, daß der mobile Roboter 102 am Knoten n ₀ mit Blickrichtung auf den Knoten n ₁ wartet. Wenn die Steuerstation 1 den Knoten n ₇ als Zielort bestimmt hat, ermittelt die Steuerschaltungseinheit 103, die diese Richtungsangabe empfangen hat, die kürzeste Route von Knoten n ₀ zu Knoten n ₇ entsprechend dem Plan (Information) der Plan-Schaltungseinheit 105, und bestimmt als Route die Knoten n ₀-n ₁-n ₄-n ₅-n ₇. Die hier verwendete Ermittlungsmethode ist die bekannte vertikale oder transversale Suchmethode. Wenn die Route in dieser Weise bestimmt ist, erzeugt die Steuerschaltungseinheit 103 eine Reihe von Fahrbefehlen als Transferbefehle an die Fahrschaltungseinheit 120, und zwar folgende:

<GO₁< = GO (x₀₁, 0, v₀₁, 0 p₀₁, 0 N₁)

<GO₂< = GO (x₁₄, 0, v₁₄, -1.5708, p14, n₄)

<GO₃< = GO (x₄₅, 0, v₄₅, +1.5708, p₄₅, n₅)

<GO₄< = GO (x₅₇, 0, v₅₇, -1.5708, p₅₇, n₇)

<WAIT< = WAIT (0, 1, 0, 0)

Der erste Fahrbefehl <GO₁< bedeutet, daß wenn der mobile Roboter vom aktuellen Knoten n ₀ aus um den Betrag x ₀₁ mit der Geschwindigkeit v ₀₁ ohne Richtungsänderung vorrückt, er den Knoten n ₁ erreicht; und daß gleichzeitig die Szene (Gestaltung der umgebenden Wand), die während der Fahrt angetroffen wird, in der Adresse p ₀₁ der Szenentabelle SCT enthalten ist. Der zweite Fahrbefehl <GO₂< bedeutet, daß wenn der mobile Roboter vom Knoten n ₁ aus mit der Geschwindigkeit v ₁₄ um den Betrag x ₁₄ in die Richtung von O ₁₄ = - 1.5708 rad vorrückt, mit anderen Worten um 90° im Uhrzeigersinn gedreht wird, er den Knoten n ₄ erreicht; und daß die Szene der umgebenden Wand, die während der Fahrt vom Knoten n ₁ zum Knoten n ₄ betrachtet wird, in der Adresse p ₁₄ gespeichert ist. Der dritte Fahrbefehl <GO₃< bedeutet, daß wenn der mobile Roboter vom Knoten n ₄ aus mit der Geschwindigkeit v ₄₅ um den Betrag x ₄₅ in der Richtung von 0₄₅ + 15 708 rad vorrückt, mit anderen Worten um 90° im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, er den Knoten n ₅ erreicht; und daß die Szene (die Szene der umgebenden Wand), die während der Fahrt vom Knoten n ₄ zum Knoten n ₅ betrachtet wird, in der Adresse p ₄₅ der Szenentabelle gespeichert ist. Der vierte Fahrbefehl <GO₄< bedeutet, daß wenn der mobile Roboter vom Knoten n ₅ mit der Geschwindigkeit v ₅ aus um den Betrag s ₅₇ in der Richtung O ₅₇ = - 1.5708 rad vorrückt, mit anderen Worten um 90° im Uhrzeigersinn gedreht wird, er den Knoten n ₇ erreicht; und daß die Szene, die bei der Fahrt von Knoten n ₅ nach Knoten n ₇ betrachtet wird, in der Adresse p ₅₇ gespeichert ist. Der fünfte Fahrbefehl <WAIT< ordnet die Beendigung der Abstoppaktion nach dem Verlangsamen sowie das Anlegen der Bremsen nach dem Stoppen und das Umstellen der Servoleistungsquelle auf den AUS-Zustand an.

Wenn die Befehlsempfangsschaltungseinheit 106 den Fahrbefehl empfängt, wie oben erwähnt, übermittelt die Befehlsempfangsschaltungseinheit 106 den empfangenen Fahrbefehl an die Befehlsinterpretierschaltungseinheit 7 und den Szenenzeiger p, der eine Komponente des GO-Befehls ist, an die Spurkorrektur-Schaltungseinheit 115. Die Befehlsinterpretierschaltungseinheit 107 interpretiert die gelieferten Fahrbefehle, erstellt das Fahrmuster (Geschwindigkeitsmuster, Rotationsmuster) und übermittelt es an die Servobefehlserstellungsschaltungseinheit 108. Andererseits liest die auf die Datenlieferung des Szenenzeigers ansprechende Spurkorrektur-Schaltungseinheit 115 die durch den Szenenzeiger p in der Szenentabelle SCT der Plan-Schaltungseinheit 105 spezifizierte Szene und erzeugt das Rückkopplungssignal der Geschwindigkeit und der Winkelrotation durch Vergleich der ausgegebenen Daten der Umwelterkennungsschaltungseinheit 114 mit den ausgegebenen Impulsen der Kodierer 112 a und 112 b, um so dem Befehl und Inhalt der Szene zu folgen. Wenn daher der vom Szenenzeiger p ₀₁ spezifizierte Wert der Fahrverschiebung -d ₀₁ ist, bewegt sich der mobile Roboter 102 vom Knoten n ₀ zum Knoten n ₁ auf der rechten Seite, wie aus Fig. 22 ersichtlich ist. Wenn jedoch der Wert der vom Szenenzeiger p ₁₄ spezifizierten Fahrverschiebung +d ₁₄ ist, bewegt sich der mobile Roboter 102 vom Knoten n zum Knoten n auf der linken Seite. Wenn weiter der Wert der vom Szenenzeiger p ₄₅ spezifizierten Fahrverschiebung -d ₅₇ ist, bewegt sich der mobile Roboter 102 vom Knoten n ₄ zum Knoten n ₅ auf der rechten Seite. Wenn schließlich der Wert des vom Szenenzeiger p ₅₇ spezifizierten Fahrverschiebung 0 ist, bewegt sich der mobile Roboter 102 im Mittelpunkt des Knotens n ₇, Entsprechend der beschriebenen Struktur kann, da der mobile Roboter relativ zum Standardfahrweg seitenversetzt fährt, die Kollision verhindert werden, selbst dann, wenn ein in normaler Richtung fahrender mobiler Roboter 102 und ein in entgegengesetzter Richtung fahrender Roboter 102 sich gleichzeitig auf willkürlich gewählten Fahrwegen befinden.

Bei der oben erläuterten Ausführungsform ist der im Feld für die Fahrspurverschiebung eingeschriebene Offsetwert der reguläre Wert zwischen den Knoten (beispielsweise zwischen Knoten n ₀ und Knoten n ₁). Es ist jedoch ebenfalls möglich, beispielsweise die Strecke zwischen dem Knoten n ₀ und dem Knoten n ₁ in spezifische Abschnitte zu unterteilen und jeweils unterschiedliche Offsetwerte für jeden Abschnitt festzusetzen. Auf diese Weise kann im Falle, daß es eine Vielzahl unregelmäßig angeordneter Hindernisse gibt, der mobile Roboter einem zickzackförmigen Fahrweg zur Vermeidung der Hindernisse folgen.

AUSFÜHRUNGSFORM 3

Anschließend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 23 stellt eine schematische Draufsicht auf die Struktur des mobilen Roboters 202 dieser Ausführungsform dar. Der obere Teil der Zeichnung ist das vordere Ende des mobilen Roboters 202. In Fig. 23 bezeichnen die Bezugszeichen: 203 L - das linke Antriebsrad; 203 R - das rechte Antriebsrad; 204 L - den Motor zum Antreiben des linken Antriebsrades 203 L; 204 R - den Motor zum Antreiben des rechten Antriebsrades 203; 205 L - den Impulskodierer zum Erfassen der Geschwindigkeit des linken Antriebsrades 203 L; 205 R - den Impulskodierer zum Erfassen der Geschwindigkeit des rechten Antriebsrades 203 R; und 206, 206, etc. - Laufräder. Diese Räder 206, 206 etc. sind jeweils relativ zur Wellenachse und ebenso relativ zur Fahrrichtung drehbar, die ihrerseits einen rechten Winkel relativ zu den Wellenachsen bildet. Die Bezugszeichen 207 L und 207 R kennzeichnen die Ultraschallwellensender (Ultraschallsensoren) zum Erfassen des Abstandes zu den Seitenwänden W an der rechten und an der linken Seite, während das Bezugszeichen 208 den magnetischen Sensor zum Aufspüren des auf dem Boden befestigten Magnetbandes kennzeichnet. Das Bezugszeichen 209 bezeichnet die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung 209 weist gemäß Fig. 24 die CPU 210 (Zentraleinheit), den Programmspeicher 211, den Arbeitsspeicher 212, den Planspeicher 213, die Schnittstellenschaltung 214 und die Motorantriebsschaltung 215 auf. Das Programm zur Steuerung der CPU 210 ist im Programmspeicher 211 abgelegt. Die Netzinformationstabelle und die Szenentabelle sind jeweils im Planspeicher 213 gespeichert. Die genannte Netzinformationstabelle ist die gleiche wie die in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschriebene Tabelle. Die Szenentabelle ist die gleiche wie die in Verbindung mit der zweiten Ausführungsform der Erfindung beschriebene Tabelle, jedoch sind Szenendaten hinzugefügt.

Anschließend sollen die Szenendaten beschrieben werden. Der mobile Roboter 202 ist so gebaut, daß er sowohl bei Verwendung eines Ultraschallwellensystems, als auch eines Magnetbandsystems fahren kann. Wenn beispielsweise das für die Fahrt auf jedem Abschnitt zwischen den Knoten des Fahrweges in Fig. 2 verwendete System festgelegt ist, und das Magnetbandsystem für den Fahrweg zwischen bestimmten Knoten vorgesehen ist, wird der für das Magnetband spezifische Kode (im folgenden als Bandkode bezeichnet) in Form von Szenendaten in die Szenentabelle entsprechend dem Abstand zwischen den Knoten eingeschrieben, während wenn das Ultraschallwellensystem für den Fahrweg verwendet wird, die für die Abstände vom Fahrweg zu den Wänden an der rechten und an der linken Seite spezifischen Abstandsdaten als Szenendaten eingeschrieben werden.

In Fig. 24 kennzeichnet das Bezugszeichen 213 die Kommunikationseinrichtung für den Empfang der Richtung (sie gibt den Zielknoten an), die über Funk von der Steuerstation 1 übermittelt wird. Die von der Kommunikationseinrichtung 213 empfangene Richtung wird an die Steuereinrichtung 209 geliefert.

In dem wie oben beschrieben aufgebauten mobilen Roboter 202 führt die CPU 210 die Fahrsteuerung entsprechend dem in den Programmspeicher 211 eingeschriebenen Programm wie folgt aus:
Nach Emfang der Zielknotennummer von der Steuerstation 1 ermittelt die CPU 210 die optimale Route mit Hilfe der bekannten Vertikalsuchmethode entsprechend der im Planspeicher 213 eingeschriebenen Planinformation und bestimmt die Knoten, die der Roboter auf dem Wege zum Zielort passiert. Die CPU 210 liest die Szenendaten der Szenentabelle, die dem Knotenpaar einschließlich des Knotens, den der Roboter als nächsten anlaufen muß, entsprechen. Falls die Szenendaten im Bandkode abgefaßt sind, fährt der Roboter in Bandfahrt zum nächsten Knoten. Das heißt, daß die CPU 210 die Ausgabe des magnetischen Sensors 208 über die Schnittstellenschaltung 124 in regelmäßigen Intervallen liest, den Abstand zwischen dem Magnetsensor 208 und dem Magnetband am Boden entsprechend den gelesenen Daten erfaßt, und die Steuerdaten an die Antriebsmotorschaltung liefert, so daß der Abstand minimiert wird. Die Motorantriebsschaltung 215 treibt die Motoren 204 L und 204 R entsprechend den gelieferten Steuerdaten an.

Andererseits bewegt sich der Roboter, falls die von der Szenentabelle abgelesenen Szenendaten nicht im Bandkode geschrieben sind, zum nächsten Knoten in Ultraschallwellenfahrt. Das heißt, daß die CPU 210 die Ausgabe der Ultraschallwellensender 207 L und 207 R nacheinander liest und den Abstand zu den Wänden auf der rechten und linken Seite entsprechend den gelesenen Daten erfaßt, sodann die Szenendaten (die Abstände zu den Wänden auf der rechten und der linken Seite) liest und feststellt, welche Richtung und Nummer der aktuellen Fahrposition des mobilen Roboters von der normalen Fahrposition abweicht, und zwar durch Vergleich der gelesenen Szenendaten und des durch das Ausgangssignal der Ultraschallwellensender 207 L und 207 R erfaßten Abstandes, und liefert dann die auf dem Erfassungsergebnis beruhenden Steuerdaten an die Motoren 204 L und 204 R entsprechend der gelieferten Steuerdaten.

Wenn der mobile Roboter 202 den nächsten Knoten erreicht, liest die CPU 210 erneut die Szenendaten der Szenentabelle und erfaßt das Fahrsystem bis zum nächsten Knoten, so daß der mobile Roboter aufgrund des erfaßten Fahrsystems zum nächsten Knoten fährt.

Wie oben erläutert, kann sich der mobile Roboter 2 bei dieser Ausführungsform der Erfindung mit Hilfe beider Systeme bewegen: Mit dem Magnetbandsystem und mit dem Ultraschallwellensystem. Dementsprechend wird, beispielsweise im Falle der Fahrt von Knoten N 1 zu Knoten N 7 des in Fig. 25 dargestellten Fahrweges die Route N 1--< N 2--<N 3--<N 6--<N 7 genommen, wenn nur Bandfahrt verfügbar ist; hingegen nimmt der mobile Roboter 202 bei Anwendung der Ultraschallwellenfahrt die Route N 1--<N 2--<N 6--<N 7, wobei auf der Strecke N 2--<N 6 die Ultraschallwellenfahrt erfolgt, welche die Fahrt gleichmäßiger macht, als wenn Bandfahrt angewandt würde. Wie bisher erläutert, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform der mobile Roboter 202 eine Bandfahrt durchführen, die in jenem Fahrabschnitt stabiler ist, der Bandfahrt erlaubt; und er kann das Ultraschallwellensystem in jenem Abschnitt anwenden, wo kein Band angebracht werden kann. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Fall behandelt, daß der mobile Roboter entlang des Magnetbandes durch Abtasten des Bandes fährt; es ist jedoch auch möglich, das Magnetband durch ein optisches Band zu ersetzen. Das Mobilrobotersystem gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch bei mobilen Robotern für automatisches Fahren (zu Transportzwecken, etc.), sowohl Robotern ohne, als auch mit Armen, eingesetzt werden.

Claims

1. Fahrsteuerverfahren für ein Mobilrobotersystem, mit Fahrsteuerverfahren Schritte aufweist, die dadurch gekennzeichnet sind, daß:

a) die Steuerstation jeden mobilen Roboter mit Hilfe der genannten Steuerstation an seinen Zielort leitet;
b) die Steuerstation für jeden mobilen Roboter eine Fahrroute reserviert;
c) der mobile Roboter nach einer Route zum Bestimmungsort sucht und die Route an die genannte Steuerstation meldet; und
d) der mobile Roboter sich automatisch entlang des Fahrweges bewegt.

2. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bereitstellen einer Fahrwegannäherungsstation zum Steuern der mobilen Roboter in einem Fahrwegnetz;
b) Durchführen der Routenermittlung durch jeden mobilen Roboter im Fahrwegnetz, unter Ausschaltung der Fahrwegannäherungsstation aus der Routenermittlung.

3. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Bereitstellen einer Reservierungstabelle in der Steuerstation;
b) Übermitteln einer vorherbestimmten Fahrroute durch jeden mobilen Roboter an die Station;
c) Durchprüfen der Reservierungstabelle um festzustellen, ob die übermittelte vorherbestimmte Fahrroute bereits durch die Steuerung reserviert worden ist;
d) im Falle, daß die gesamte Fahrroute oder ein Teil derselben nicht reserviert ist, Übermitteln des Reservierungsabschlusses an den mobilen Roboter nach Reservierung einer Fahrroute, die noch nicht in der Reservierungstabelle reserviert ist; und
e) Fahren des mobilen Roboters auf der reservierten Fahrroute nach Empfang des Reservierungsabschlusses.

4. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 1, mit Schritten die dadurch gekennzeichnet sind, daß:

a) die Steuerstation an jeden mobilen Roboter Informationen über die Fahrrouten anderer mobiler Roboter, über die auf den aktuellen Zustand sich beziehenden Zustandsdaten und über die Positionsdaten der aktuellen Position liefert;
b) jeder mobile Roboter an die Steuerstation Informationen jeweils über die Fahrroute, die Positionsdaten der aktuellen Position und die Zustandsdaten der aktuellen Lage übermittelt; und
c) die Fahrrouten anderer mobiler Roboter, die Positionsdaten der aktuellen Position und die Daten der aktuellen Lage in den inneren Speicher einschreibt.

5. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren einen Schritt aufweist, bei dem jeder mobile Roboter durch Erfassen von Knotenmarkierungen fährt, die die Positionen des Fahrweges anzeigen.

6. Fahrsteuerverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte aufweist:

a) Bereitstellen von Speichermitteln in jedem mobilen Roboter;
b) vorheriges Speichern der Abstände zwischen den Knoten entlang des Fahrweges in den genannten Speichermitteln jedes mobilen Roboters;
c) Auslesen der Abstandsdaten aus den Speichermitteln zum Zeitpunkt des Fahrbeginns und während der Fahrt;
d) Erfassen der Knoten innerhalb eines vorherbestimmten regelmäßigen Abstandes in Fahrrichtung, ferner des ersten Knotens jenseits des genannten Abstandes entsprechend den gelesenen Abstandsdaten und den die aktuelle Position wiedergebenden Positionsdaten;
e) Ausgeben der Reservierungsanforderung für die von den erfaßten Knoten angezeigte Fahrroute;
f) Fahren des mobilen Roboters auf der genannten Fahrroute bei Empfang der Information über den Reservierungsabschluß seitens der Steuerstation;
g) Empfangen der Reservierungsanforderung des mobilen Roboters durch die Steuerstation;
h) Reservieren der Fahrroute, wenn die Fahrroute nicht durch andere mobile Roboter reserviert ist; und
i) Ausgeben einer Reservierungsinformation an den mobilen Roboter.

7. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt der Einbeziehung von Daten aufweist, die anormale Umstände in Zustandsdaten anzeigt, welche die aktuelle Lage anderer mobiler Roboter anzeigen.

8. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter folgende Schritte aufweist:

a) Abtasten der Daten im internen Speicher durch jeden mobilen Roboter, wenn die Fahrt nicht möglich ist; und
b) Erkennen der dem Fahren entgegenstehenden Hindernisse.

9. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter einen Schritt der Überführung jedes mobilen Roboters in den Wartezustand entsprechend der Ursache der Fahrverhinderung umfaßt.

10. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte aufweist:

a) Erfassen der Ursache der Fahrverhinderung;
b) Entscheiden darüber, ob eine alternative Route entsprechend der Ursache der Fahrverhinderung genommen werden soll;
c) Suchen einer alternativen Route falls nötig; und
d) Durchführen einer Routenreservierung für die gefundene alternative Route.

11. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte aufweist:

a) Suchen nach alternativen Fahrrouten, wenn die Ursache der Fahrverhinderung als anormaler Zustand anderer mobiler Roboter festgestellt wurde; und
b) Fahren des mobilen Roboters auf der ermittelten alternativen Fahrroute.

12. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte aufweist:

a) Auffinden einer alternativen Route;
b) Durchführen einer Routenreservierung für die gesamte Strecke der ermittelten alternativen Route; und
c) Fahren des mobilen Roboters auf der alternativen Route.

13. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte aufweist:

a) Erfassen der Ursache der Fahrverhinderung; und
b) Abwarten gemäß der Ursache der Fahrverhinderung.

14. Fahrsteuerverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es folgende Schritte aufweist:

a) Übermitteln von Daten, die das "Warten auf Abschluß der Freigabe" anzeigen, seitens des ersten mobilen Roboters an die Steuerstation, wenn der erste mobile Roboter nicht aufgrund der Anwesenheit eines zweiten mobilen, im Fahrweg wartenden Roboters weiterfahren kann;
b) Übermitteln der Weiterfahrtrichtung seitens der Steuerstation an den zweiten Roboter durch Anzeigen des Knotens, der in der dem ersten mobilen Roboter entgegengesetzten Richtung gelegen ist und zwei Knoten angehört, die dem Knoten, auf welchem der zweite mobile Roboter steht, benachbart sind; und
c) Fahren des zweiten mobilen Roboters zum angezeigten Knoten.

15. Fahrsteuereinrichtung in einem Mobilrobotersystem mit einer Vielzahl mobiler Roboter und einer Steuerstation zum Steuern der mobilen Roboter, dadurch gekennzeichent, daß

a) die Steuerstation folgende Komponenten aufweist:
- a1) Zielortanzeigemittel zum Angeben der Zielorte jedes mobilen Roboters,
- a2) Fahrroutenreservierungsmittel zum Reservieren der Fahrroute jedes mobilen Roboters; und
b) jeder mobile Roboter folgende Komponenten aufweist:
- b1) Routineinformationsmittel zur Ermittlung der von der Steuerstation angegebenen Route und zum Übermitteln von Routeninformation an die Steuerstation,
- b2) automatische Fahrmittel zum automatischen Fahren entlang der ermittelten Fahrroute.

16. Fahrsteuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrsteuereinrichtung in jedem mobilen Roboter eine Reservierungstabelle zum Speichern einer vorherbestimmten Fahrroute für jeden mobilen Roboter aufweist.

17. Fahrsteuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß

a) die Steuerstation folgende Komponenten aufweist:
- a1) Fahrdatenmitteilungsmittel zum Mitteilen der Fahrrouten anderer mobiler Roboter an jeden mobilen Roboter,
- a2) Positionsdaten, die die aktuelle Position anderer mobiler Roboter anzeigen, und
- a3) Zustandsdaten, die die aktuelle Lage anderer mobiler Roboter anzeigen; und
b) jeder mobile Roboter folgende Komponenten aufweist:
- b1) Fahrdateninformationsmittel zum Informieren der Steuerstation, Positionsdaten zum Anzeigen der aktuellen Position des mobilen Roboters auf der Fahrroute und Zustandsdaten zum Anzeigen der aktuellen Lage des mobilen Roboters,
- b2) Fahrdatenspeichermittel zum Einschreiben der Fahrroute anderer mobiler Roboter, der Positionsdaten zur Anzeige der akutellen Position der genannten mobilen Roboter und der Zustandsdaten zum Anzeigen der aktuellen Lage der genannten mobilen Roboter.

18. Fahrsteuermittel für das mobile Robotersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichent, daß sich jeder mobile Roboter durch Erfassen der Positionsknoten auf der Fahrroute bewegt.

19. Fahrsteuereinrichtung in der genannten Steuerstation nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Komponenten aufweist:

a) eine Kollisionstabelle zum Speichern der Positionen der Knoten, an denen eine Kollision auftreten kann; und
b) Annäherungsverbotsmittel zum Empfangen von Fahrrouteninformationen seitens des mobilen Roboters, zum Lesen der in der Kollisionstabelle gespeicherten Knoten, die der gleichen Fahrroute angehören, und zum Verbieten der Annäherung anderer mobiler Roboter an den genannten Knoten.

20. Mobiler Roboter mit einem Planspeicher zum Speichern von Planinformationen, dadurch gekennzeichnet, daß er die Routenermittlung durch Prüfen der Planinformation durchführt und sich automatisch entlang der ermittelten Fahrroute bewegt, wobei der mobile Roboter folgende Komponenten aufweist:

a) einen Fahrstatusspeicher, in welchem die die Fahrziffer des mobilen Roboters anzeigenden Daten sowie die die Fahrt in Einbahnrichtung anzeigenden Daten gespeichert sind; und
b) Steuermittel zum Steuern des Fahrstatus entsprechend dem Inhalt des Fahrstatusspeichers.

21. Mobiler Roboter mit einem Planspeicher zum Speichern von Planinformationen, der die Routenermittlung durch Prüfen der Planinformation im Planspeicher durchführt und sich automatisch entlang des ermittelten Weges bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Planinformation Fahroffsetdaten aufweist, die die Größe der Fahrversetzung zur Fahrnullinie für jeden Abschnitt des Fahrweges und für jede Fahrrichtung anzeigen; und daß der Roboter die Datensteuerschaltungseinheit zur Steuerung der Fahrt entsprechend den genannten Offsetdaten umfaßt.

22. Mobiler Roboter, dadurch gekennzeichnet, daß er folgende Komponenten aufweist:

a) einen Ultraschallwellensensor zum Messen der Abstände zu Einrichtungen in der Umgebung;
b) Speichermittel, in denen Daten entsprechend den Entfernungen der genannten Einrichtungen zum Fahrweg gespeichert werden;
c) Fahrsteuermittel zum Steuern der Fahrmittel in der Weise, daß die vom Ultraschallwellensensor gemessenen Abstände mit den in den Speichermitteln gespeicherten Daten übereinstimmen;
d) einen Bandsensor zum Abtasten eines mit dem Boden verbundenen Spurbandes;
e) zweite Fahrsteuermittel zum Steuern des Fahrmittels in der Weise, daß sich der Bandsensor entlang des Bandes entsprechend dem Ausgabesignal des Bandsensors bewegt;
f) zweite Speichermittel, in die Daten eingeschrieben werden, die anzeigen, welche Fahrsteuermittel von den ersten Fahrsteuermitteln und den zweiten Fahrsteuermitteln für jeden Abschnitt des Fahrweges benutzt werden; und
g) Operationsmittel zum Lesen der Daten in den zweiten Speichermitteln und zum Aktivieren der durch die Daten angezeigten Fahrsteuermittel.