CN116635807A - 行驶用地图制作装置、自主行驶型机器人、自主行驶型机器人的行驶控制***、自主行驶型机器人的行驶控制方法以及程序 - Google Patents

行驶用地图制作装置、自主行驶型机器人、自主行驶型机器人的行驶控制***、自主行驶型机器人的行驶控制方法以及程序 Download PDF

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Abstract

行驶用地图制作装置(100),具备:传感器信息取得部(141),取得周围物体相对于自身的位置关系;台面地图制作部(142),根据位置关系制作规定的台面的台面地图;自身位置计算部(143),计算台面地图上的自身位置;图像取得部(144),取得包含光照射装置(1)所照射的光在规定的台面上反射的反射光的图像;光位置计算部(145),根据图像中的反射光的位置,计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息;进入禁止信息生成部(146),根据坐标信息,生成表示自主行驶型机器人(300)的进入禁止区的进入禁止信息;以及行驶用地图制作部(147),制作根据进入禁止信息而设定了进入禁止区的行驶用的地图。

Description

行驶用地图制作装置、自主行驶型机器人、自主行驶型机器人 的行驶控制***、自主行驶型机器人的行驶控制方法以及 程序
技术领域
本公开涉及行驶用地图制作装置、自主行驶型机器人、自主行驶型机器人的行驶控制***、自主行驶型机器人的行驶控制方法以及程序。
背景技术
例如,在专利文献1中,公开了如下方法,即:在自主移动体所行驶的区域中设置或粘贴表示自主移动体的自由移动受限的限制区域的存在的标记,根据自主移动体检测光学标记的结果来控制自主移动体的移动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2019-046372号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,根据专利文献1所记载的技术,需要预先在自主移动体所移动的区域内设置或粘贴光学标记,难以容易地设定限制区域。
因此,本公开提供能够在自主行驶型机器人的行驶用的地图中容易地设定禁止自主行驶型机器人进入的进入禁止区的行驶用地图制作装置等。
用来解决课题的手段
为了达成上述目的,本公开的一实施方式的行驶用地图制作装置,制作在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人的行驶用的地图,具备:传感器信息取得部,从检测自身的周围的物体并计测上述物体相对于自身的位置关系的位置传感器取得上述位置关系;台面地图制作部,根据由上述传感器信息取得部所取得的上述位置关系,制作表示上述规定的台面的台面地图;自身位置计算部,计算由上述台面地图制作部制作的上述台面地图上的自身的位置;图像取得部,取得包含用户所操作的光照射装置所照射的光在上述规定的台面上反射的反射光的图像;光位置计算部,根据由上述自身位置计算部计算的上述自身位置,基于由上述图像取得部取得的上述图像中的上述反射光的位置,计算上述台面地图中的与上述反射光的位置对应的坐标信息;进入禁止信息生成部,根据由上述光位置计算部计算的上述坐标信息,生成表示在上述台面地图中禁止上述自主行驶型机器人进入的进入禁止区的进入禁止信息;以及行驶用地图制作部,根据由上述进入禁止信息生成部生成的上述进入禁止信息,制作被设定了上述进入禁止区的上述行驶用的地图。
此外,本公开的一实施方式的自主行驶型机器人,是在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人,具备:主体;行驶部,配置于上述主体,使上述主体能够行驶;行驶用地图取得部,取得通过权利要求1~6的任1项记载的上述行驶用地图制作装置制作的上述行驶用的地图;位置传感器,检测上述主体的周围的物体,计测上述物体相对于上述主体的位置关系;自身位置计算部,根据上述行驶用的地图及上述位置关系,计算上述行驶用的地图上的上述主体的位置即自身位置;行驶计划制作部,根据上述行驶用的地图及上述自身位置,制作上述规定的台面中的行驶计划;以及行驶控制部,根据上述行驶计划,控制上述行驶部。
此外,本公开的一实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***,用于控制在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人的行驶,具备:传感器信息取得部,从检测自身的周围的物体并计测物体相对于自身的位置关系的位置传感器取得位置关系;台面地图制作部,根据由传感器信息取得部取得的位置关系,制作表示规定的台面的台面地图;第1自身位置计算部,计算表示由台面地图制作部制作的台面地图上的自身位置的第1自身位置;图像取得部,取得包含用户所操作的光照射装置所照射的光在规定的台面上反射的反射光的图像;光位置计算部,根据由上述第1自身位置计算部计算的上述第1自身位置,基于由图像取得部取得的图像中的反射光的位置,计算表示台面地图上的光位置的坐标信息;进入禁止信息生成部,根据由台面地图制作部制作的台面地图和由光位置计算部计算的坐标信息,生成表示在规定的台面地图中禁止自主行驶型机器人进入的进入禁止区的进入禁止信息;行驶用地图制作部,根据由进入禁止信息生成部生成的进入禁止信息,制作被设定了进入禁止区的自主行驶型机器人的行驶用的地图;第2自身位置计算部,计算表示由行驶用地图制作部制作的行驶用的地图上的自身位置的第2自身位置;以及行驶计划制作部,根据行驶用的地图及第2自身位置,制作规定的台面中的行驶计划。
此外,本公开的一实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制方法,用于控制在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人的行驶,从检测自身的周围的物体并计测物体相对于自身的位置关系的位置传感器取得位置关系,根据所取得的位置关系,制作表示规定的台面的台面地图,计算表示所制作的台面地图上的自身位置的第1自身位置,取得包含用户所操作的光照射装置所照射的光在规定的台面上反射的反射光的图像,根据所计算的上述第1自身位置,基于所取得的图像中的反射光的光位置,计算表示台面地图上的光位置的坐标信息,根据所制作的台面地图和所计算的坐标信息,生成表示在规定的台面中禁止自主行驶型机器人进入的进入禁止区的进入禁止信息,根据所生成的进入禁止信息,制作被设定了进入禁止区的自主行驶型机器人的行驶用的地图,计算表示所制作的行驶用的地图上的自身位置的第2自身位置,根据行驶用的地图及第2自身位置,制作规定的台面中的行驶计划。
另外,本公开也可以作为用于使计算机执行上述行驶控制方法的程序来实现。此外,也可以作为能够由记录有上述程序的计算机读取的CD-ROM等非暂时性记录介质来实现。此外,本公开也可以作为表示该程序的信息、数据或信号来实现。并且,这些程序、信息、数据以及信号可以经由因特网等通信网络来分发。
发明效果
根据本公开的行驶用地图制作装置,能够在自主行驶型机器人的行驶用的地图中容易地设定禁止自主行驶型机器人的进入的进入禁止区。此外,根据本公开的自主行驶型机器人,能够根据行驶用的地图恰当地自主行驶。此外,根据本公开的自主行驶型机器人的行驶控制***以及行驶控制方法,能够恰当地控制自主行驶型机器人的行驶。
附图说明
图1是用于说明实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的概要的图。
图2是表示实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的结构的一例的框图。
图3是斜着从上方侧观察实施方式的行驶用地图制作装置的立体图。
图4是从前方侧观察实施方式的行驶用地图制作装置的正面图。
图5是表示从侧方观察的实施方式的自主行驶型机器人的外观的立体图。
图6是表示从正面方向观察的实施方式的自主行驶型机器人的外观的立体图。
图7是表示从背面方向观察的实施方式的自主行驶型机器人的外观的仰视图。
图8是表示实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的动作的第一例的流程图。
图9是表示第一例中的步骤S04的详细流程的流程图。
图10是用于说明进入禁止信息的生成动作的一例的图。
图11A是用于说明进入禁止信息生成部的光位置判断的动作的图。
图11B是用于说明判断反射光的位置的判断方法的一例的图。
图12是表示实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的动作的第二例的流程图。
图13是表示第二例中的终端装置的动作的一例的流程图。
图14是表示提示信息的一例的图。
图15是表示用于受理进入禁止信息的修正的画面的一例的图。
图16是表示用于受理修正后的进入禁止信息的确定的画面的一例的图。
图17是表示实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的动作的第三例的流程图。
具体实施方式
以下,利用附图详细说明本公开的行驶用地图制作装置等的实施方式。另外,以下说明的实施方式均表示本公开的优选的一具体例。因而,以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等作为一例而并不意欲限定本公开。此外,以下的实施方式的构成要素中,关于在独立权利要求中没有记载的构成要素,设为任意的构成要素来说明。
另外,为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图及以下的说明,并不意图通过它们来限定权利要求所记载的主题。
此外,各图是示意图,并不一定严格地图示。此外,在各图中,对于实质相同的结构附加同一标号,有将重复的说明省略或简化的情况。
此外,在以下的实施方式中,使用了大致三角形等使用“大致”的表现。例如,所谓大致三角形,并不仅仅意味着完全是三角形,也包括实质上是三角形,即也包括例如圆角的三角形等。其他使用“大致”的表现也是同样的。
此外,以下的实施方式中,有时将从铅直上侧观察在规定的台面的板面上行驶的自主行驶型机器人的情况记载为俯视,将从铅直下侧观察的情况记载为仰视。
(实施方式)
[自主行驶型机器人的行驶控制***]
[1.概要]
首先,说明实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的概要。图1是用于说明实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的概要的图。
自主行驶型机器人300的行驶控制***是用于控制在规定的台面上自主行驶的自主行驶型机器人的行驶的***。该***例如是如下***,即:进行规定的台面上的禁止自主行驶型机器人300进入的进入禁止区的设定,制作包含与所设定的进入禁止区相关的信息(例如,位置、形状、大小)的行驶用的地图,根据所制作的行驶用的地图,制作自主行驶型机器人300的行驶计划。由此,自主行驶型机器人300能够安全且恰当地在规定的台面上自主地行驶。
规定的台面例如是被建筑物内的壁等包围的台面。建筑物例如可以是旅馆、商业设施、写字楼、医院、看护设施、美术馆或图书馆等设施,也可以是公寓等集体住宅。
如图1所示,实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***例如具备行驶用地图制作装置100、终端装置200和自主行驶型机器人300。
图1的例子中,行驶用地图制作装置100被搭载于板车190,通过用户对板车190的推压而在台面内行驶,但不限于此。例如,行驶用地图制作装置100也可以在主体101(参照图3)上具备包含车轮以及用于使车轮旋转的马达等的行驶部,通过遥控器等的操作而在台面内行驶。此外,例如,行驶用地图制作装置100可以还在主体101上具备手柄,该情况下,可以通过用户对手柄的操作而使行驶用地图制作装置100行驶。
行驶用地图制作装置100例如搭载LiDAR(Light Detection and Ranging)等位置传感器,一边在台面上行驶一边取得周围物体相对于自身的位置关系。行驶用地图制作装置100取得表示规定的台面的台面地图,根据周围物体相对于自身的位置关系,计算台面地图上的自身位置。行驶用地图制作装置100取得包含用户所操作的光照射装置1(例如激光指示器)所照射的光在台面的板面上反射的反射光的图像,基于计算出的自身位置,根据所取得的图像中的反射光的位置计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息。
例如可以是,如图1所示,用户通过用光照射装置1所照射的光在板面上描绘线L1,来表示进入禁止区与行驶区(以下也称作可行驶区)的边界。此时,可以是,行驶用地图制作装置100根据图像中的线L1的描绘开始位置即反射光的位置S1到描绘结束位置即反射光的位置F1的线L1所包含的多个反射光的光点的位置,计算台面地图中的多个反射光的光点的位置分别对应的多个坐标信息,根据计算出的多个坐标信息决定边界。
此外,例如可以是,行驶用地图制作装置100将通过光照射装置1以一个颜色(例如红色)照射的光的反射光的位置S2作为边界的开始位置,将以其他颜色(例如绿色)照射的光的反射光的位置F2作为边界的结束位置,将连接这两个位置的线段L2设定为边界。
这样,行驶用地图制作装置100可以根据表示与图像中的反射光的位置对应的台面地图上的位置的坐标信息,决定自主行驶型机器人300的进入禁止区和可行驶区的边界,生成表示规定的台面中的进入禁止区的进入禁止信息。这样,行驶用地图制作装置100制作对于规定的台面设定了1个以上的进入禁止区的行驶用的地图。
终端装置200例如提示由行驶用地图制作装置100生成的提示信息,受理由用户输入的指示,将该指示向行驶用地图制作装置100输出。用户例如可以当由行驶用地图制作装置100制作行驶用的地图时,确认终端装置200所提示的提示信息,并输入指示。此外,用户例如也可以在行驶用的地图被制作之后确认行驶用的地图,并且确认与行驶用的地图相关联的提示信息,并输入指示。提示信息后述。用户可以确认终端装置200所提示的(以下称作所显示的)提示信息,例如输入将台面地图中的反射光的位置或边界进行修正的指示、或者将进入禁止区的候选设定为进入禁止区的指示等。此外,例如,用户可以在由行驶用地图制作装置100制作了行驶用的地图后,确认终端装置200所显示的行驶用的地图,将进入禁止信息的修正指示或者进入禁止信息的删除指示向终端装置200输入。
自主行驶型机器人300例如基于由行驶用地图制作装置100制作的行驶用的地图来制作行驶计划,按照所制作的行驶计划,在规定的台面内自主地行驶。
这样,根据自主行驶型机器人300的行驶控制***,用户能够根据包含由光照射装置1照射在板面上的光的反射光的图像来计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标(也称作坐标信息),基于该坐标容易地设定进入禁止区。由此,根据自主行驶型机器人300的行驶控制***,能够基于设定了进入禁止区的行驶用的地图,制作自主行驶型机器人300的行驶计划,所以能够恰当地控制自主行驶型机器人300的行驶。
[2.结构]
接着,说明实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的结构。图2是表示实施方式的自主行驶型机器人的行驶控制***的结构的一例的框图。
实施方式的行驶控制***400例如具备行驶用地图制作装置100、终端装置200和自主行驶型机器人300。以下,对各结构进行说明。
[2-1.行驶用地图制作装置]
首先,说明行驶用地图制作装置100。图3是从斜上方侧观察实施方式的行驶用地图制作装置100的立体图。图4是从前方侧观察实施方式的行驶用地图制作装置100的正面图。
行驶用地图制作装置100是制作在规定的台面上自主地行驶的自主行驶型机器人300的行驶用的地图的装置。更具体而言,行驶用地图制作装置100一边通过用户的操作而在规定的台面上行驶,一边基于包含光照射装置1(参照图1)所照射的光的反射光的图像而设定进入禁止区,制作包含所设定的进入禁止区的行驶用的地图。
如图1及图3所示,行驶用地图制作装置100例如载置于板车190,通过用户的操作而在规定的台面上行驶。这里,通过用户对板车190的推压而使行驶用地图制作装置100行驶。对于板车190,例如可以在手柄191上安装有载置终端装置200的载架192,也可以设置有行驶用地图制作装置100的提示部(未图示)。提示部可以是所谓的显示面板。
此外,如图2所示,行驶用地图制作装置100例如具备通信部110、位置传感器120、摄像部130、控制部140和存储部150。以下,对各结构进行说明。
[通信部]
通信部110是行驶用地图制作装置100经由因特网等广域通信网络10而与终端装置200及自主行驶型机器人300进行通信的通信模块(也称作通信电路)。由通信部110进行的通信可以是无线通信也可以是有线通信。通信中使用的通信标准不特别限定。
[位置传感器]
位置传感器120检测自身周围的物体,计测物体相对于自身的位置关系。例如,位置传感器120配置在主体101的上表面的中央,计测位置关系,该位置关系包括行驶用地图制作装置100与将在行驶用地图制作装置100周围存在的壁等包含在内的物体之间的距离及方向。位置传感器120例如可以是将光放射而基于由障碍物反射回来的光检测位置关系的LIDAR、或者激光测距仪。其中,位置传感器120可以是LIDAR。位置传感器120可以是,以1轴或2轴具有光的扫描轴,从而进行行驶用地图制作装置100周围的规定区域的二维计测、或者三维计测。
另外,行驶用地图制作装置100可以除了位置传感器120以外还具备其他种类的传感器。例如,行驶用地图制作装置100可以还具备板面传感器、编码器、加速度传感器、角速度传感器、接触传感器、超声波传感器、测距传感器等。
[摄像部]
摄像部130是对行驶用地图制作装置100的周围进行拍摄的摄像装置。例如,摄像部130拍摄包含用户所操作的光照射装置1所照射的光在规定的台面上反射的反射光的图像。摄像部130可以配置在主体101的前表面,也可以可旋转地配置在上表面。此外,摄像部130可以由多个相机构成。摄像部130例如可以是立体相机或RGB-D相机。RGB-D相机除了彩色图像数据(RGB)外还取得距离图像数据(Depth)。例如,在摄像部130是RGB-D相机的情况下,摄像部130可以具备RGB相机131、红外线传感器132和投影仪133。
[控制部]
如图2所示,控制部140取得由位置传感器120对行驶用地图制作装置100的周围环境进行感测而得到的与周围物体的位置关系等传感器信息以及由摄像部130拍摄的图像,并进行各种运算。具体而言,控制部140由处理器、微型计算机或专用电路实现。此外,控制部140也可以由处理器、微型计算机或专用电路中的两种以上的组合来实现。例如,控制部140包括传感器信息取得部141、自身位置计算部143、台面地图制作部142、图像取得部144、光位置计算部145、进入禁止信息生成部146和行驶用地图制作部147。
传感器信息取得部141取得由位置传感器120计测的与周围物体的位置关系。在行驶用地图制作装置100除了位置传感器120外还具备其他种类的传感器的情况下,传感器信息取得部141可以还取得由其他种类的传感器所取得的传感器信息。
台面地图制作部142制作表示规定的台面的台面地图。台面地图制作部142基于位置传感器120对物体的位置与距离进行测定而得到的信息(即位置关系)制作台面地图。可以是,台面地图制作部142基于从位置传感器120取得的信息,例如通过SLAM(SimultaneousLocalization and Mapping)技术,制作与行驶用地图制作装置100的周边环境(壁、家具等物体)有关的台面地图。另外,台面地图制作部142除了位置传感器120(例如LIDAR)的感测信息以外还添加来自作为其他传感器的车轮里程计、陀螺仪传感器等的信息,另外,台面地图制作部142也可以从终端装置200或服务器(未图示)等取得台面地图,也可以通过读出而取得在存储部150中保存的台面地图。
自身位置计算部143利用从位置传感器120取得的物体与位置传感器120的相对位置关系以及台面地图,计算台面地图上的行驶用地图制作装置100的位置即自身位置。例如,自身位置计算部143利用SLAM技术计算自身位置。即,在利用SLAM技术的情况下,台面地图制作部142及自身位置计算部143一边计算自身位置一边制作台面地图,将自身位置及台面地图逐次更新。
图像取得部144取得由摄像部130拍摄的图像。更具体而言,图像取得部144取得包含用户所操作的光照射装置1所照射的光在规定的台面上反射的反射光在内的图像。图像可以是静止图像也可以是运动图像。该图像包含表示图像中的反射光的位置的识别号(例如像素号)以及每像素的距离等信息。
光位置计算部145根据图像取得部144所取得的图像中的反射光的位置,计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息。例如可以是,光位置计算部145取得从摄像部130取得的图像的每像素的距离(即相对距离)信息,根据从位置传感器120取得的物体与位置传感器120的相对位置关系、台面地图以及图像中的每像素的距离信息,基于图像中的反射光的位置计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息。
此外,例如可以是,光位置计算部145根据反射光的形状决定图像中的反射光的位置,根据所决定的反射光的位置计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息。所照射的光的形状根据光照射装置1的种类而不同。因此,光照射装置1所照射的光的反射光有根据光照射装置1的种类而形状不同的情况。例如,在光照射装置1是激光指示器的情况下,在用激光指示器指示一点的情况下,反射光呈点状,在用激光指示器在板面上描绘线的情况下,反射光呈线状。此外,在光照射装置1是例如手电筒的情况下,反射光呈大致圆型或大致椭圆型。在光照射装置1是例如投影仪的情况下,反射光呈箭头型、星型、十字型、心型、圆圈型或多边形等各种各样的形状。因此,表示反射光的光位置的坐标在反射光的形状是线状以外的形状的情况下可以是表示反射光的形状的中心的坐标,在反射光的形状是线状的情况下可以是表示线的宽度中心的连续的点(即线)的多个坐标。此外,在反射光是箭头型的情况下,表示反射光的光位置的坐标可以是箭头的顶端所表示的坐标。这些位置不限于上述例子,可以根据所使用的光照射装置1的种类以及反射光的形状而适当决定。
此外,光位置计算部145也可以根据图像中的反射光的多个位置计算与台面地图中的反射光的多个位置分别对应的多个坐标信息。例如也可以是,光位置计算部145根据光照射装置1以一个颜色照射的光的反射光在图像中的位置即第1位置计算第1坐标信息,根据光照射装置1以其他颜色照射的光的反射光在图像中的位置即第2位置计算第2坐标信息。此时,光位置计算部145可以根据图像中的每像素的RGB的信息来识别上述的一个颜色和其他颜色,也可以根据亮度值来识别一个颜色和其他颜色。
进入禁止信息生成部146根据光位置计算部145计算的坐标信息,生成表示进入禁止区的进入禁止信息。例如,进入禁止信息生成部146判断图像中的反射光的光位置是否是规定的台面的板面上,在判断为光位置是板面上的情况下,使用该光位置生成进入禁止信息。上述判断可以根据图像中的三维的坐标信息进行,也可以通过利用图像识别对板面等进行识别来判断。
此外,进入禁止信息生成部146也可以根据多个坐标信息生成包含边界信息的进入禁止信息,所述边界信息表示进入禁止区与自主行驶型机器人的行驶区(可行驶区)的边界。另外,例如可以是,进入禁止信息生成部146以使被壁和多个光位置包围的区域成为进入禁止区的方式决定边界。具体处理的内容在「3.动作」这一项中说明。
此外,例如,进入禁止信息生成部146可以根据第1坐标信息及第2坐标信息,决定将第1位置与第2位置相连的线段作为边界。另外,例如在第1位置与壁接近且第2位置与壁接近的情况下,进入禁止信息生成部146可以使将第1位置与壁相连的线段以及将第2位置与壁相连的线段包含在边界中。
此外,例如,进入禁止信息生成部146可以根据用户的指示对进入禁止信息进行修正。该情况下,进入禁止信息生成部146可以生成用于向用户提示的提示信息并向用户提示。提示信息是用于向用户提示的信息,例如包括台面地图上的反射光的光位置、边界、或者进入禁止区或其候选等的信息。提示信息的具体例在动作的第二例中说明。
行驶用地图制作部147根据进入禁止信息生成部146生成的进入禁止信息,制作设定了禁止自主行驶型机器人300的进入的进入禁止区的行驶用的地图。进而,行驶用地图制作部147可以根据由进入禁止信息生成部146修正后的进入禁止信息对行驶用的地图进行修正。
行驶用地图制作部147将所制作的行驶用的地图经由通信部110向终端装置200及自主行驶型机器人300输出。
[存储部]
存储部150是存储表示规定的台面的台面地图、由位置传感器120取得的传感器信息、以及由摄像部130拍摄的图像数据等的存储装置。进而,在存储部150中,可以存储由台面地图制作部142制作的台面地图以及由行驶用地图制作部147制作的行驶用的地图。在存储部150中,还存储控制部140为了进行上述的运算处理而执行的计算机程序等。存储部150例如通过HDD(Hard Disk Drive)或闪存等实现。
[2-2.终端装置]
接着,对终端装置200进行说明。终端装置200例如是用户拥有的智能手机或平板终端等便携型信息终端,也可以是个人计算机等固定型信息终端。此外,终端装置200也可以是行驶控制***400的专用终端。终端装置200具备通信部210、控制部220、提示部230、受理部240和存储部250。以下,对各结构进行说明。
[通信部]
通信部210是供终端装置200经由因特网等广域通信网络10而与行驶用地图制作装置100及自主行驶型机器人300进行通信的通信电路。通信部210例如是进行无线通信的无线通信电路。通信部210进行的通信的通信标准没有特别限定。
[控制部]
控制部220进行对于受理部240的图像的显示控制以及由用户输入的指示的识别处理(例如,如果是通过声音进行的输入则是声音的识别处理)等。控制部220例如可以由微型计算机实现,也可以由处理器实现。
[提示部]
提示部230向用户提示由行驶用地图制作装置100输出的提示信息、以及行驶用的地图。提示部230例如可以由显示面板实现,也可以由显示面板及扬声器实现。显示面板例如是液晶面板或有机EL面板等。扬声器输出声响或声音。
[受理部]
受理部240受理用户的指示。更具体而言,受理部240受理为了将用户的指示向行驶用地图制作装置100发送而进行的输入操作。受理部240例如可以由触摸面板、显示面板、硬件按钮或麦克风等实现。触摸面板例如可以是静电电容方式的触摸面板,也可以是电阻膜方式的触摸面板。显示面板具有图像的显示功能以及受理用户的手动输入的功能,受理对液晶面板或有机EL(Electro Luminescence)面板等显示面板上显示的数字键盘图像等的输入操作。麦克风受理用户的声音输入。
另外,这里,表示了受理部240是终端装置200的构成要素的例子,但受理部240也可以与行驶控制***400的其他构成要素的至少1个一体化。例如,受理部240也可以组装在行驶用地图制作装置100中,也可以组装在遥控器(未图示)中,也可以组装在自主行驶型机器人300中。
[存储部]
存储部250是存储控制部220执行所需的专用的应用程序等的存储装置。存储部250例如由半导体存储器等实现。
[2-3.自主行驶型机器人]
接着,对自主行驶型机器人300进行说明。自主行驶型机器人300是自主行驶的机器人。例如,自主行驶型机器人300取得由行驶用地图制作装置100制作的行驶用的地图,在与行驶用的地图对应的规定的台面上自主行驶。自主行驶型机器人300只要是自主行驶的机器人就没有特别限定,例如可以是搬运行李等的搬运机器人或吸尘器。以下,说明自主行驶型机器人300是吸尘器的例子。
图5是表示从侧方观察实施方式的自主行驶型机器人300的外观的立体图。图6是表示从正面方向观察实施方式的自主行驶型机器人300的外观的立体图。图7是表示从背面方向观察实施方式的自主行驶型机器人300的外观的仰视图。
如图5~图7所示,自主行驶型机器人300例如具备主体301、2个侧刷371、主刷372、2个车轮361、以及位置传感器320。
主体301容纳自主行驶型机器人300具备的各构成要素。本实施方式中,主体301俯视呈大致圆形。另外,主体301的俯视形状不特别限。主体301的俯视形状例如也可以是大致矩形,也可以是大致三角形,也可以是大致多角形。主体301在底面具有吸引口373。
侧刷371是用于清理板面的刷,设在主体301的下表面。本实施方式中,自主行驶型机器人300具备2个侧刷371。自主行驶型机器人300具备的侧刷371的数量也可以是1个,也可以是3个以上,不特别限定。
主刷372配置在设于主体301下表面的作为开口的吸引口373内,是用于将板面的垃圾向吸引口373内收集的刷子。
2个车轮361是用于使自主行驶型机器人300行驶的车轮。
如图2、图5及图6所示,自主行驶型机器人300例如具备主体301、位置传感器320、配置于主体301且能够使主体301行驶的行驶部360、以及清理板面的清理部370。进而,自主行驶型机器人300除了位置传感器320以外还可以具备障碍物传感器330。行驶部360及清理部370的详情后述。
[位置传感器]
位置传感器320是检测自主行驶型机器人300的主体301的周围物体、取得该物体相对于主体301的位置关系的传感器。位置传感器320例如可以是放射光并根据由障碍物反射回来的光来检测位置关系(例如自身到物体的距离及方向)的LIDAR、或者激光测距仪。其中,位置传感器320可以是LIDAR。
[障碍物传感器]
障碍物传感器330是检测在主体301的前方(具体而言是行进方向侧)存在的周围的壁、以及家具等成为行驶障碍的障碍物的传感器。本实施方式中,对于障碍物传感器330,采用超声波传感器。障碍物传感器330具有在主体301的前侧面的中央配置的发送部331、以及在发送部331的两侧分别配置的接收部332,接收部332分别接收从发送部331发送并由障碍物反射回来的超声波,由此能够检测障碍物的距离及位置等。
另外,自主行驶型机器人300可以具备上述的传感器以外的传感器。例如,可以具备配置在主体301的底面的多处、检测作为台面的板面是否存在的板面传感器。此外,可以具备设置于行驶部360且检测通过行驶用马达而旋转的一对车轮361各自的旋转角的编码器。此外,可以具备检测自主行驶型机器人300行驶时的加速度的加速度传感器、以及检测自主行驶型机器人300转动时的角速度的角速度传感器。此外,可以具备检测在自主行驶型机器人300的周围存在的障碍物与自主行驶型机器人300之间的距离的测距传感器。
接着,关于自主行驶型机器人300的功能结构,参照图2进行说明。
自主行驶型机器人300具备通信部310、位置传感器320、障碍物传感器330、控制部340、存储部350、行驶部360和清理部370。位置传感器320及障碍物传感器330已在之前描述过所以省略这里的说明。
[通信部]
通信部310是供自主行驶型机器人300经由因特网等广域通信网络10而与行驶用地图制作装置100及终端装置200进行通信的通信电路。通信部310例如是进行无线通信的无线通信电路。通信部310进行的通信的通信标准不特别限定。
[控制部]
控制部340根据由位置传感器320及障碍物传感器330对自主行驶型机器人300的周围环境进行感测而得到的传感器信息、和行驶用的地图,进行各种运算。控制部340具体而言由处理器、微型计算机或专用电路实现。此外,控制部340也可以由处理器、微型计算机或专用电路中的两个以上的组合实现。例如,控制部340包括行驶用地图取得部341、自身位置计算部342、行驶计划制作部343、障碍物位置计算部344、行驶控制部345和清理控制部346。
行驶用地图取得部341取得由行驶用地图制作装置100制作的行驶用的地图。行驶用地图取得部341可以将保存在存储部350中的行驶用的地图通过读出来取得,也可以将由行驶用地图制作装置100输出的行驶用的地图通过通信来取得。
自身位置计算部342例如基于由行驶用地图取得部341取得的行驶用的地图、以及由位置传感器320取得的周围物体相对于自主行驶型机器人300的主体301的位置关系,计算行驶用的地图上的自主行驶型机器人300的主体301的位置即自身位置。
行驶计划制作部343根据行驶用的地图以及自身位置制作行驶计划。例如,如图2及图5~图7所示,在自主行驶型机器人300是吸尘器的情况下,行驶计划制作部343可以进一步制作清理计划。例如,在自主行驶型机器人300应该清理的清理区(例如房屋或分区)存在多个的情况下,在清理计划中包括对这些清理区进行清理的清理顺序、各区中的行驶路线及清理方式等。清理方式例如是自主行驶型机器人300的行驶速度、吸引板面上的垃圾的吸引强度、以及刷子的旋转速度等的组合。
另外,可以是,当自主行驶型机器人300按照行驶计划行驶时,若障碍物传感器330检测到障碍物,则行驶计划制作部343根据由障碍物位置计算部344计算的障碍物的位置来变更行驶计划。此时,行驶计划制作部343也可以变更清理计划。
障碍物位置计算部344取得由障碍物传感器330检测到的与障碍物相关的信息(例如,障碍物的距离及位置等),根据所取得的信息和由自身位置计算部342计算的自身位置,计算台面地图上的障碍物的位置。
行驶控制部345对行驶部360进行控制,以使自主行驶型机器人300按照行驶计划行驶。更具体而言,行驶控制部345根据行驶计划,进行用于控制行驶部360的动作的信息处理。例如,行驶控制部345除了行驶计划以外,还根据行驶用的地图及自身位置等信息,导出行驶部360的控制条件,根据控制条件,生成用于控制行驶部360的动作的控制信号。行驶控制部345将生成的控制信号向行驶部360输出。另外,行驶部360的控制条件的导出等的详细情况与以往的自主行驶型机器人相同所以省略说明。
清理控制部346对清理部370进行控制,以使自主行驶型机器人300按照清理计划进行清理。更具体而言,清理控制部346根据清理计划,进行用于控制清理部370的动作的信息处理。例如,清理控制部346除了清理计划以外,还根据行驶用的地图及自身位置等信息,导出清理部370的控制条件,根据控制条件,形成用于控制清理部370的动作的控制信号。清理控制部346将生成的控制信号向清理部370输出。另外,清理部370的控制条件的导出等的详细情况与以往的自主行驶型吸尘器相同所以省略说明。
[存储部]
存储部350是存储行驶用的地图、由位置传感器320及障碍物传感器330感测到的传感器信息、以及控制部340执行的计算机程序等的存储装置。存储部350例如由半导体存储器等实现。
[行驶部]
行驶部360配置于自主行驶型机器人300的主体301,使主体301能够行驶。行驶部360例如具备一对行驶单元(未图示)。行驶单元相对于自主行驶型机器人300在平面视图中的宽度方向的中心而在左侧及右侧各配置有一个。另外,行驶单元的数量不限于两个,也可以是一个,也可以是三个以上。
例如,行驶单元具有在板面上行驶的车轮361(参照图5~图7)、对车轮361赋予转矩的行驶用马达(未图示)以及容纳行驶用马达的壳体(未图示)等。一对行驶单元的各车轮361容纳于形成在主体301下表面的凹部(未图示),以能够相对于主体301旋转的方式安装。此外,自主行驶型机器人300也可以是具备脚轮(未图示)作为辅助轮的对置二轮型。该情况下,行驶部360通过独立控制一对行驶单元各自的车轮361的旋转,能够前进、后退、左旋转及右旋转等而使自主行驶型机器人300自由行驶。自主行驶型机器人300在一边前进或后退一边左旋转或右旋转的情况下,在前进时或后退时左转或右转。另一方面,自主行驶型机器人300在不前进或后退的状态下左旋转或右旋转的情况下,在当前地点转动。这样,行驶部360通过独立控制一对行驶单元的动作,使主体301移动或转动。行驶部360根据来自行驶控制部345的指示使行驶用马达等动作,使自主行驶型机器人300行驶。
[清理部]
清理部370配置于自主行驶型机器人300的主体301,擦拭主体301周边的板面,执行清扫及吸尘动作的至少一个清理动作。例如,清理部370从吸引口373(参照图7)吸引存在于板面的尘埃等垃圾。吸引口373设于主体301的底部,以使得能够将存在于板面的尘埃等垃圾吸引到主体301内。虽未图示,但清理部370具备使侧刷371及主刷372旋转的刷运转马达、从吸引口373吸引垃圾的吸引马达、向这些马达传递电力的动力传递部、以及容纳所吸引的垃圾的垃圾容纳部等。清理部370根据从清理控制部346输出的控制信号使刷运转马达及吸引马达等动作。侧刷371清扫主体301周边的板面上的垃圾,将垃圾向吸引口373及主刷372引导。如图5~图7所示,自主行驶型机器人300具备两个侧刷371。各侧刷371配置在主体301的底面的前方(即,前进的方向)的侧部。侧刷371的旋转方向是能够从主体301的前方将垃圾向吸引口373收集的方向。另外,侧刷371的数量不限于两个,也可以是一个,也可以是三个以上。侧刷371的数量也可以由用户任意选择。此外,侧刷371可以分别具备拆装构造。
[3.动作]
接着,参照附图说明实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***400的动作。
[第一例]
首先,说明实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***400的动作的第一例。在第一例中,说明行驶控制***400具备行驶用地图制作装置100和自主行驶型机器人300的例子。图8是表示实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***400的动作的第一例的流程图。图9是表示第一例中的步骤S04的详细流程的流程图。以下,参照图2、图8及图9进行说明。
虽未图示,但行驶用地图制作装置100通过用户的操作而开始行驶。若行驶开始,则行驶控制***400例如进行以下动作。另外,行驶用地图制作装置100可以通过由用户操作手柄而行驶,也可以通过操控杆或遥控器等的操作而行驶。
行驶用地图制作装置100的传感器信息取得部141取得由位置传感器120计测的周围物体相对于自身的位置关系即第1位置关系(步骤S01)。位置传感器120例如是LIDAR。LIDAR以规定的角度间隔计测到壁等物体的距离,取得表示被计测的计测点的位置的数据。
接着,行驶用地图制作装置100的台面地图制作部142根据在步骤S01中取得的第1位置关系,制作表示规定的台面的台面地图(步骤S02)。规定的台面是自主行驶型机器人300自主行驶的区域,例如是建筑物内的壁等所包围的台面。例如,台面地图制作部142根据从位置传感器120取得的信息(即,位置关系),例如通过SLAM技术,制作与行驶用地图制作装置100的周边环境相关的台面地图。
接着,行驶用地图制作装置100的自身位置计算部143计算在步骤S02中制作的台面地图上的行驶用地图制作装置100的位置即自身位置(以下也称作第1自身位置)(步骤S03)。例如,自身位置计算部143利用从位置传感器120取得的物体与位置传感器120的相对位置关系、以及台面地图,计算台面地图上的行驶用地图制作装置100的位置即第1自身位置。
另外,行驶用地图制作装置100一边行驶一边重复步骤S01~步骤S03。即,台面地图制作部142及自身位置计算部143通过SLAM技术,一边计算第1自身位置一边制作台面地图,将第1自身位置及台面地图逐次更新。但是,行驶用地图制作装置100也可以一边行驶一边进行步骤S01,在规定的台面上结束行驶之后进行步骤S02及S03。
接着,行驶用地图制作装置100的图像取得部144取得包含由光照射装置1照射的光的反射光的图像(步骤S04)。更具体而言,如图9所示,在步骤S04中,图像取得部144取得由摄像部130拍摄的行驶用地图制作装置100的周围的图像(步骤S11)。并且,图像取得部144判断所取得的图像中是否包含由光照射装置1照射的光的反射光(步骤S12)。并且,图像取得部144在判断为所取得的图像中不含反射光的情况下(步骤S12的“否”),返回步骤S11。另一方面,图像取得部144在判断为所取得的图像中包含反射光的情况下,将在步骤S11中取得的图像(即,包含由光照射装置1照射的光的反射光的图像)向光位置计算部145输出(步骤S13)。
再次参照图8。接着,光位置计算部145根据在步骤S04中取得的图像中的反射光的位置,计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息(步骤S05)。换言之,光位置计算部145根据在步骤S04中取得的图像中的反射光的位置,计算表示与该位置对应的台面地图上的位置的坐标信息。该图像按每像素而具有距离信息(也称作深度信息)。例如,光位置计算部145取得在步骤S04中取得的图像的每像素的距离信息,根据在步骤S01中取得的第1位置关系、在步骤S02中制作的台面地图、以及图像中的每像素的距离信息,根据图像中的反射光的位置计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息。
接着,进入禁止信息生成部146根据在步骤S05中计算的坐标信息,生成表示在规定的台面中禁止自主行驶型机器人进入的进入禁止区的进入禁止信息(步骤S06)。此时,例如可以如图10所示的例子那样,进入禁止信息生成部146根据坐标信息和台面地图生成进入禁止信息。
图10是用于说明进入禁止信息的生成动作的一例的图。如图10所示,进入禁止信息生成部146,在壁11附近存在的障碍物12的周围存在多个反射光的位置P1、P2、P3、P4的情况下,根据台面地图和台面地图中的反射光的位置P1~P4分别对应的多个坐标信息,生成表示进入禁止区与自主行驶型机器人300的可行驶区的边界L11的边界信息。此时,进入禁止信息生成部146可以按由光照射装置1照射光的顺序导出将反射光的位置相连的线段而决定边界,例如,可以如图10所示那样决定边界,以使得包括多个反射光的位置P1~P4和障碍物12。此时,进入禁止信息生成部146例如可以在边界的决定中使用在一定时间内(例如1分钟以内)照射的光的反射光的多个光位置,也可以判断多个光位置中的最接近的两个光位置的距离是否为规定的值以内,并将规定的值以内的光位置在进入禁止区的设定中使用。
此外,在步骤S06中,进入禁止信息生成部146例如判断在步骤S04中取得的图像中的反射光的位置是否是规定的台面的板面上,在判断为该位置是板面上的情况下,使用该位置生成进入禁止信息。
图11A是用于说明进入禁止信息生成部146的光位置判断(即,反射光的位置的判断)的动作的图。如图11A所示,在步骤S04中取得的图像中,包含反射光的位置P11~P14。进入禁止信息生成部146判断为在所取得的图像中照射在壁21上的光的反射光的位置P11及P12不在板面上,不将这些位置在进入禁止区的设定(即,进入禁止信息的生成)中使用。另一方面,进入禁止信息生成部146判断为反射光的位置P13及P14在板面上,将这些位置在进入禁止区的设定中使用。反射光的位置是否在板面上的判断可以根据图像中的三维的坐标信息来进行,也可以将壁及板面等通过图像识别进行识别来判断。
这里,具体说明反射光的位置是否是板面上的判断方法。图11B是用于说明判断反射光的位置的判断方法的一例的图。例如,如图11B所示,可以是,进入禁止信息生成部146对于在步骤S04中取得的图像的各像素使用语义分割(Semantic Segmentation)方法,从而识别各像素构成的对象的种类。此外,例如可以是,进入禁止信息生成部146对于在步骤S04中取得的图像使用实例分割(Instance Segmentation)方法,从而即使是相同种类的对象,也在个体不同的情况下向每个个体赋予单独的ID而识别为分别不同的种类。具体而言,进入禁止信息生成部146在图像中存在两个被识别为“壁”的对象的情况下,可以将一方的“壁”和另一方的“壁”作为不同的对象来处理。
这样,进入禁止信息生成部146可以通过利用分割等图像识别方法,来判断反射光的位置是否是板面上。
此外,例如可以是,使用三维的ToF(Time of Flight)相机及RGB相机、或者RGB-D相机,计算RGB图像上的反射光的像素位置所对应的三维位置(换言之,三维坐标),在计算出的坐标在高度方向上位于板面的高度的位置的情况下,判断为该反射光的位置是板面上。另外,RGB相机不限于单眼相机,也可以是立体相机或全方位相机。
再次参照图8。接着,行驶用地图制作装置100的行驶用地图制作部147根据在步骤S06中生成的进入禁止信息,制作设定了进入禁止区的行驶用的地图(步骤S07)。例如,可以是,行驶用地图制作部147对于在步骤S02中制作的台面地图,将边界信息(即,表示边界的坐标信息)、进入禁止区的位置及范围、以及与进入禁止区中包含的障碍物有关的信息等建立关联。
另外,可以是,行驶用地图制作装置100一边行驶一边进行步骤S01及S04,在规定的台面上行驶结束之后,进行步骤S01及S04以外的步骤而制作行驶用的地图。
接着,自主行驶型机器人300的行驶用地图取得部341取得在步骤S07中制作的行驶用的地图(未图示)。
接着,自主行驶型机器人300的传感器信息取得部141取得由位置传感器320计测的物体相对于自身的位置关系即第2位置关系(步骤S08)。
接着,自主行驶型机器人300的自身位置计算部342根据在步骤S08中取得的第2位置关系,计算行驶用的地图上的自主行驶型机器人300的位置即自身位置(以下也称作第2自身位置)(步骤S09)。
接着,自主行驶型机器人300的行驶计划制作部343根据行驶用的地图及第2自身位置,制作行驶计划(步骤S10)。
接着,自主行驶型机器人300的行驶控制部345根据在步骤S10中制作的行驶计划,控制被配置于主体301且能够使主体301行驶的行驶部360(未图示)。
如以上那样,行驶控制***400制作被设定了进入禁止区的行驶用的地图,根据所制作的行驶用的地图来制作行驶计划,因此能够恰当地控制自主行驶型机器人300的行驶。
另外,在第一例中,说明了行驶控制***400将行驶用地图制作装置100和自主行驶型机器人300分体地具备的例子,但不限于此。例如,行驶控制***400也可以具备具有行驶用地图制作装置100的功能的自主行驶型机器人300(称作一体型机器人)。这样的一体型机器人例如可以在制作行驶用的地图的情况下通过用户的操作而行驶,在根据行驶用的地图行驶的情况下按照行驶计划自主行驶。
此外,例如,在行驶控制***400是上述的一体型机器人的情况下,上述的第1自身位置及第2自身位置是一体型机器人的自身位置,第1自身位置计算部及第2自身位置计算部是一个自身位置计算部。
此外,例如,一体型机器人可以具备向周围的人通知正在进行进入禁止区的设定动作的通知部(未图示)。通知部例如可以通过声音或语音来通知,也可以通过发光来通知,也可以通过它们的组合来通知。
这样,通过向周围的人通知正处于进入禁止区的设定动作中,在行驶控制***400中,能够容易顺畅地进行进入禁止区的设定作业。
[第二例]
接着,对实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***400的动作的第二例进行说明。在第一例中,用户生成了表示包括由从光照射装置1照射的光描绘的边界的进入禁止区的进入禁止信息,而在第二例中,说明从用户受理了进入禁止信息的修正指示的情况的动作例。另外,在第二例中,以与第一例不同的点为中心进行说明,关于相同的处理将记载省略或简化。
图12是表示实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***400的动作的第二例的流程图。在图12中,仅表示了与图8所示的第一例不同的处理。此外,图13是表示第二例的终端装置的动作的一例的流程图。
接着图8的步骤S06,进入禁止信息生成部146生成用于向用户提示的包含步骤S06所生成的进入禁止信息的提示信息(步骤S21)。
接着,进入禁止信息生成部146将在步骤S21中生成的提示信息向用户所使用的终端装置200输出(步骤S22)。
接着,如图13所示,终端装置200取得在步骤S22中输出的提示信息(步骤S31),使提示部230提示所取得的提示信息(步骤S32)。终端装置200的受理部240若受理了用户的指示(步骤S33),则将用户的指示向行驶用地图制作装置100输出(步骤S34)。
另外,提示部230可以是对图像进行显示的显示部(例如显示面板),也可以具备显示部及声音输出部(例如扬声器)。这里,对提示信息是图像并且提示部230是显示部的例子进行说明。图14是表示提示信息的一例的图。在图14的说明中,省略在图1中说明过的内容。
在图14的例子中,终端装置200的提示部230将提示信息D1提示。在提示信息D1中,表示了壁31、障碍物32、由光照射装置1照射的光的反射光的光位置S1、F1、S2、F2、表示边界的线L1、L2、进入禁止区R1、R2的位置关系。
用户确认提示部230所提示的提示信息D1,例如,可以输入将多个光位置的至少一个光位置移位等进行位置修正的指示、将不需要的光位置删除的指示等对进入禁止信息进行修正的指示。例如,若用户用手指触摸在提示部230上显示的进入禁止区R1的一部分,则受理部240显示用来受理与进入禁止信息的修正有关的指示的对象A1。若用户触摸对象A1内的“是”,则受理部240向用来受理用户的进入禁止信息的修正的画面进行切换。
图15是表示用来受理进入禁止信息的修正的画面的一例的图。如图15所示,可以是,用户一边用手指触摸在提示部230上显示的提示信息D1中的光位置S1一边向所希望的方向(这里是画面的下方)拖动,由此将光位置S1的位置进行修正。通过受理以上的输入操作,受理部240向行驶用地图制作装置100输出将光位置S1修正为S1’、将表示边界的线L1修正为线L1’、将进入禁止区R1修正为R1’的指示。
另外,受理部240也可以进一步受理修正后的进入禁止信息的确定的指示,将所确定的修正指示作为用户的指示向行驶用地图制作装置100输出。图16是表示用于受理修正后的进入禁止信息的确定的画面的一例的图。例如,可以是,如图16所示,受理部240显示用来受理与进入禁止区的确定有关的输入的对象A2。通过这样进行修正指示的确定,能够正确地受理用户的指示,并向行驶用地图制作装置100输出。
再次参照图12。行驶用地图制作装置100若取得在图13的步骤S34中输出的用户的指示(这里是修正指示)(步骤S23的“是”),则进入禁止信息生成部146根据所取得的修正指示将进入禁止信息进行修正(步骤S24)。另一方面,在行驶用地图制作装置100不取得修正指示的情况下(步骤S23的“否”),即,在用户不做出修正指示的情况下,行驶用地图制作装置100的行驶用地图制作部147进行图8的步骤S07的处理。
如以上那样,行驶控制***400能够受理用户的指示而修正进入禁止信息,所以能够恰当地设定进入禁止区。因此,行驶控制***400根据恰当地设定了进入禁止区的行驶用的地图制作行驶计划,从而能够更恰当地控制自主行驶型机器人300的行驶。
另外,在第二例中,当制作行驶用的地图时,受理用户的指示而修正进入禁止信息,但也可以在将行驶用的地图制作完成之后,受理用户的指示而变更进入禁止信息。
[第三例]
接着,对实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***400的动作的第三例进行说明。在第三例中,说明自主行驶型机器人300在按照根据行驶用的地图制作的行驶计划行驶的过程中在行驶路线上检测到障碍物的情况的动作例。
图17是表示实施方式的自主行驶型机器人300的行驶控制***400的动作的第三例的流程图。图17中,表示了图8所示的步骤S10以后的处理。
接着图8的步骤S10,自主行驶型机器人300的行驶控制部345根据行驶计划控制行驶部360的动作。由此,自主行驶型机器人300按照行驶计划行驶(步骤S41)。
若在自主行驶型机器人300的障碍物传感器330所检测的自主行驶型机器人300的前方(即行进方向)检测到障碍物(步骤S42的“是”),则障碍物位置计算部344根据从障碍物传感器330取得的障碍物的位置及距离等信息,变更行驶计划以回避该障碍物(步骤S43)。并且,行驶控制部345根据变更后的行驶计划控制行驶部360的动作。由此,自主行驶型机器人300按照变更后的行驶计划行驶以回避障碍物(步骤S44)。
另一方面,在没有通过障碍物传感器330检测到障碍物的情况下(步骤S42的“否”),自主行驶型机器人300在行驶计划的执行没有完成的情况下(步骤S45的“否”),自主行驶型机器人300向步骤S41返回。另一方面,在行驶计划的执行完成了的情况下(步骤S45的“是”),自主行驶型机器人300例如向充电点等返回,结束动作。
如以上那样,行驶控制***400,在自主行驶型机器人300根据行驶计划行驶的过程中在行驶路线上检测到障碍物的情况下,能够变更行驶计划以回避障碍物,所以能够恰当地控制自主行驶型机器人300的行驶。
[4.效果等]
行驶用地图制作装置100是制作在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人300的行驶用的地图的行驶用地图制作装置,具备:传感器信息取得部141,从检测自身的周围物体并计测物体相对于自身的位置关系的位置传感器120取得位置关系;台面地图制作部142,根据由传感器信息取得部141取得的位置关系,制作表示规定的台面的台面地图;自身位置计算部143,计算由台面地图制作部142制作的台面地图上的自身的位置;图像取得部144,取得包含用户所操作的光照射装置1所照射的光在规定的台面上反射后的反射光的图像;光位置计算部145,根据由自身位置计算部143计算的自身位置,基于由图像取得部144取得的图像中的反射光的位置,计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息;进入禁止信息生成部146,根据由光位置计算部145计算的坐标信息,生成表示在台面地图中禁止自主行驶型机器人300进入的进入禁止区的进入禁止信息;以及行驶用地图制作部147,根据由进入禁止信息生成部146生成的进入禁止信息,制作被设定了进入禁止区的行驶用的地图。
由此,行驶用地图制作装置100能够在行驶用的地图中容易地设定进入禁止区。
例如,可以是,在行驶用地图制作装置100中,进入禁止信息生成部146判断图像中的反射光的位置是否是规定的台面的板面上,在判断为该位置是板面上的情况下,使用该位置生成进入禁止信息。
由此,行驶用地图制作装置100能够利用二维的坐标信息生成进入禁止信息,从而能够在行驶用的地图中容易地设定进入禁止区。
例如,可以是,在行驶用地图制作装置100中,光位置计算部145根据反射光的形状决定图像中的反射光的位置,根据所决定的反射光的位置计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息。
由此,行驶用地图制作装置100能够计算根据反射光的形状决定的反射光的位置所对应的坐标信息,因此,能够根据例如激光指示器、手电筒或投影仪等光照射装置1的种类来计算表示反射光的光位置的坐标信息。
例如,可以是,在行驶用地图制作装置100中,光位置计算部145根据图像中的反射光的多个位置,计算台面地图中的与反射光的多个位置的各自对应的多个坐标信息,进入禁止信息生成部146根据多个坐标信息,生成包括表示进入禁止区与自主行驶型机器人300的行驶区之间的边界的边界信息的进入禁止信息。
由此,行驶用地图制作装置100能够根据台面地图中的物体信息和多个坐标信息,恰当地决定行驶禁止区的边界。
例如,可以是,在行驶用地图制作装置100中,光位置计算部145根据由光照射装置1以一个颜色照射的光的反射光在图像中的位置即第1位置计算第1坐标信息,根据由光照射装置1以其他颜色照射的光的反射光在图像中的位置即第2位置计算第2坐标信息,进入禁止信息生成部146根据第1坐标信息及第2坐标信息,将连接第1位置和第2位置的线段决定为边界。
由此,行驶用地图制作装置100例如能够将二色光的反射光的位置作为边界的起点及终点而决定边界,从而能够在行驶用的地图中容易地设定进入禁止区。
例如,可以是,在行驶用地图制作装置100中,进入禁止信息生成部146根据用户的指示,将进入禁止信息进行修正,行驶用地图制作部147根据由进入禁止信息生成部146修正后的进入禁止信息,将行驶用的地图进行修正。
由此,行驶用地图制作装置100能够恰当地设定用户所希望的进入禁止区。
此外,自主行驶型机器人300是在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人,具备:主体301;行驶部360,配置于主体301,使主体301能够行驶;行驶用地图取得部341,取得由行驶用地图制作装置100制作的行驶用的地图;位置传感器320,检测主体301的周围的物体,计测物体相对于主体301的位置关系;自身位置计算部342,根据行驶用的地图及位置关系,计算行驶用的地图上的主体301的位置即自身位置;行驶计划制作部343,根据行驶用的地图及自身位置,制作规定的台面上的行驶计划;以及行驶控制部345,根据行驶计划,对行驶部360进行控制。
由此,自主行驶型机器人300根据被设定了进入禁止区的行驶用的地图制作行驶计划,所以能够安全且恰当地行驶。
例如可以是,自主行驶型机器人300还具备通过执行清扫、擦拭以及吸尘中的至少某个动作从而对板面进行清理的清理部370、以及对清理部370进行控制的清理控制部346,行驶计划制作部343还制作清理计划,清理控制部346根据清理计划对清理部370进行控制。
由此,自主行驶型机器人300能够安全且恰当地进行清理。
行驶控制***400是用于控制在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人300的行驶的行驶控制***,具备:传感器信息取得部141,从检测自身的周围的物体并计测物体相对于自身的位置关系的位置传感器120取得位置关系;台面地图制作部142,根据由传感器信息取得部141取得的位置关系,制作表示规定的台面的台面地图;第1自身位置计算部(例如自身位置计算部143),计算表示由台面地图制作部142制作的台面地图上的自身位置的第1自身位置;图像取得部144,取得包含用户所操作的光照射装置1所照射的光在规定的台面上反射的反射光的图像;光位置计算部145,根据由第1自身位置计算部计算的第1自身位置,基于由图像取得部144取得的图像中的反射光的位置,计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息;进入禁止信息生成部146,根据由光位置计算部145计算的坐标信息,生成表示在台面地图上禁止自主行驶型机器人300进入的进入禁止区的进入禁止信息;行驶用地图制作部147,根据由进入禁止信息生成部146生成的进入禁止信息,制作被设定了进入禁止区的自主行驶型机器人300的行驶用的地图;第2自身位置计算部(例如自身位置计算部342),计算表示由行驶用地图制作部147制作的行驶用的地图上的自身位置的第2自身位置;以及行驶计划制作部343,根据行驶用的地图及第2自身位置,制作规定的台面上的行驶计划。
由此,自主行驶型机器人300的行驶控制***400能够利用被设定了进入禁止区的行驶用的地图来制作行驶计划,所以能够使自主行驶型机器人300安全且恰当地行驶。
例如可以是,行驶控制***400还具备受理用户的指示的受理部240,进入禁止信息生成部146根据由受理部240受理的指示,对进入禁止信息进行修正,行驶用地图制作部147根据由进入禁止信息生成部146修正后的进入禁止信息,对行驶用的地图进行修正。
由此,自主行驶型机器人300的行驶控制***400能够根据用户的指示对进入禁止信息进行修正,所以能够更恰当地利用被设定了行驶禁止区的行驶用的地图制作行驶计划。因此,行驶控制***400能够使自主行驶型机器人300安全且恰当地行驶。
此外,自主行驶型机器人300的行驶控制方法,是用于控制在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人300的行驶的行驶控制方法,从检测自身的周围的物体并计测物体相对于自身的位置关系的位置传感器120取得位置关系,根据所取得的位置关系制作表示规定的台面的台面地图,计算表示所制作的台面地图上的自身位置的第1自身位置,取得包含用户所操作的光照射装置1所照射的光在规定的台面上反射的反射光的图像,根据所计算的第1自身位置,基于所取得的图像中的反射光的位置,计算台面地图中的与反射光的位置对应的坐标信息,根据所计算的坐标信息,生成表示在台面地图上禁止自主行驶型机器人300进入的进入禁止区的进入禁止信息,根据所生成的进入禁止信息,制作被设定了进入禁止区的自主行驶型机器人300的行驶用的地图,计算表示所制作的行驶用的地图上的自身位置的第2自身位置,根据行驶用的地图及第2自身位置,制作规定的台面上的行驶计划。
由此,自主行驶型机器人300的行驶控制方法,能够利用被设定了进入禁止区的行驶用的地图制作行驶计划,所以能够使自主行驶型机器人300安全且恰当地行驶。
例如可以是,行驶控制方法还受理用户的指示,根据所受理的指示对进入禁止信息进行修正,根据修正后的进入禁止信息对行驶用的地图进行修正。
由此,自主行驶型机器人300的行驶控制方法能够根据用户的指示对进入禁止信息进行修正,所以能够利用更恰当地设定了行驶禁止区的行驶用的地图来制作行驶计划。因此,行驶控制方法能够使自主行驶型机器人300安全且恰当地行驶。
(其他实施方式)
以上对实施方式进行了说明,但本公开不限定于上述实施方式。
例如,在实施方式中,行驶用地图制作装置100具备位置传感器120以及摄像部130,但也可以不具备位置传感器120以及摄像部130。例如,行驶用地图制作装置100也可以是具备位置传感器120以及摄像部130以外的结构的信息处理装置。该情况下,可以是,将具备位置传感器120以及摄像部130的传感器载置于板车190,一边使其在规定的台面上移动一边将由传感器取得的数据向信息处理装置输出。
例如,在实施方式中,行驶控制***400由多个装置实现,但也可以作为单一的装置来实现。此外,在***由多个装置实现的情况下,行驶控制***400所具备的构成要素对于多个装置怎样分配都可以。此外,例如可以是,能够与行驶控制***400通信的服务器装置具备控制部140、340中包含的多个构成要素。
例如,关于上述实施方式中的装置间的通信方法没有特别限定。此外,在装置间的通信中,可以存在未图示的中继装置。
此外,在上述实施方式中,可以将由特定的处理部执行的处理由其他处理部执行。此外,多个处理的顺序可以变更,也可以并行执行多个处理。
此外,在上述实施方式中,各构成要素可以通过执行适合于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过由CPU或处理器等程序执行部将在硬盘或半导体存储器等记录介质中记录的软件程序读出并执行来实现。
此外,各构成要素也可以由硬件实现。例如,各构成要素可以是电路(或集成电路)。这些电路可以整体构成一个电路,也可以是分别不同的电路。此外,这些电路分别可以是通用电路也可以是专用电路。
此外,本公开的整体或具体性形态也可以由***、装置、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的CD-ROM等记录介质实现。此外,也可以通过***、装置、方法、集成电路、计算机程序及记录介质的任意组合来实现。
例如,本公开可以作为行驶控制***400等的计算机执行的行驶控制方法来实现,也可以作为用于使计算机执行这样的行驶控制方法的程序来实现。此外,本公开也可以作为使通用计算机作为上述实施方式的终端装置200动作的程序来实现。本公开也可以作为记录有这些程序的计算机可读取的非暂时性记录介质来实现。
除此以外,对各实施方式实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态、或在不脱离本公开的主旨的范围内将各实施方式中的构成要素及功能任意组合而实现的形态也包含在本公开中。
产业上的可利用性
本公开能够广泛用于自主行驶的机器人。
标号说明
1 光照射装置
10 广域通信网络
11,21,31壁
12,32障碍物
100行驶用地图制作装置
101,301主体
110,210,310通信部
120,320位置传感器
130 摄像部
131 RGB相机
132 红外线传感器
133 投影仪
140,220,340控制部
141 传感器信息取得部
142 台面地图制作部
143,342自身位置计算部
144 图像取得部
145 光位置计算部
146 进入禁止信息生成部
147 行驶用地图制作部
150,250,350存储部
190 板车
191 手柄
192 载架
200 终端装置
230 提示部
240 受理部
300 自主行驶型机器人
330 障碍物传感器
331 发送部
332 接收部
341 行驶用地图取得部
343 行驶计划制作部
344 障碍物位置计算部
345 行驶控制部
346 清理控制部
360 行驶部
361 车轮
370 清理部
371 侧刷
372 主刷
373 吸引口
400 行驶控制***

Claims (13)

1.一种行驶用地图制作装置,制作在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人的行驶用的地图,其特征在于,具备:
传感器信息取得部,从检测自身的周围的物体并计测上述物体相对于自身的位置关系的位置传感器取得上述位置关系;
台面地图制作部,根据由上述传感器信息取得部所取得的上述位置关系,制作表示上述规定的台面的台面地图;
自身位置计算部,计算由上述台面地图制作部制作的上述台面地图上的自身的位置;
图像取得部,取得包含用户所操作的光照射装置所照射的光在上述规定的台面上反射的反射光的图像;
光位置计算部,根据由上述自身位置计算部计算的上述自身位置,基于由上述图像取得部取得的上述图像中的上述反射光的位置,计算上述台面地图中的与上述反射光的位置对应的坐标信息;
进入禁止信息生成部,根据由上述光位置计算部计算的上述坐标信息,生成表示在上述台面地图中禁止上述自主行驶型机器人进入的进入禁止区的进入禁止信息;以及
行驶用地图制作部,根据由上述进入禁止信息生成部生成的上述进入禁止信息,制作被设定了上述进入禁止区的上述行驶用的地图。
2.如权利要求1所述的行驶用地图制作装置,其特征在于,
上述进入禁止信息生成部,判断上述图像中的上述反射光的上述位置是否是上述规定的台面的板面上,在判断为上述位置是上述板面上的情况下,使用上述位置生成上述进入禁止信息。
3.如权利要求1或2所述的行驶用地图制作装置,其特征在于,
上述光位置计算部,根据上述反射光的形状决定上述图像中的上述反射光的上述位置,根据所决定的上述位置,计算上述台面地图中的与上述反射光的上述位置对应的上述坐标信息。
4.如权利要求1~3中任一项所述的行驶用地图制作装置,其特征在于,
上述光位置计算部,根据上述图像中的上述反射光的多个上述位置,计算上述台面地图中的与上述反射光的多个上述位置分别对应的多个上述坐标信息,
上述进入禁止信息生成部,根据多个上述坐标信息,生成包含边界信息的上述进入禁止信息,上述边界信息表示上述进入禁止区与上述自主行驶型机器人的行驶区之间的边界。
5.如权利要求4所述的行驶用地图制作装置,其特征在于,
上述光位置计算部,
根据由上述光照射装置以一个颜色照射的光的反射光在上述图像中的位置即第1位置,计算第1坐标信息,
根据由上述光照射装置以其他颜色照射的光的反射光在上述图像中的位置即第2位置,计算第2坐标信息,
上述进入禁止信息生成部,根据上述第1坐标信息及上述第2坐标信息,将连接上述第1位置与上述第2位置的线段决定为上述边界。
6.如权利要求1~5中任一项所述的行驶用地图制作装置,其特征在于,
上述进入禁止信息生成部根据上述用户的指示,修正上述进入禁止信息,
上述行驶用地图制作部根据由上述进入禁止信息生成部修正后的上述进入禁止信息,修正上述行驶用的地图。
7.一种自主行驶型机器人,是在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人,其特征在于,具备:
主体;
行驶部,配置于上述主体,使上述主体能够行驶;
行驶用地图取得部,取得通过权利要求1~6的任1项记载的上述行驶用地图制作装置制作的上述行驶用的地图;
位置传感器,检测上述主体的周围的物体,计测上述物体相对于上述主体的位置关系;
自身位置计算部,根据上述行驶用的地图及上述位置关系,计算上述行驶用的地图上的上述主体的位置即自身位置;
行驶计划制作部,根据上述行驶用的地图及上述自身位置,制作上述规定的台面中的行驶计划;以及
行驶控制部,根据上述行驶计划,控制上述行驶部。
8.如权利要求7所述的自主行驶型机器人,其特征在于,
上述自主行驶型机器人还具备:
清理部,通过执行清扫、擦拭及吸尘中的至少某个动作来清理板面;以及
清理控制部,控制上述清理部,
上述行驶计划制作部还制作清理计划,
上述清理控制部根据上述清理计划,控制上述清理部。
9.一种行驶控制***,用于控制在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人的行驶,其特征在于,
具备:
传感器信息取得部,从检测自身的周围的物体并计测上述物体相对于自身的位置关系的位置传感器取得上述位置关系;
台面地图制作部,根据由上述传感器信息取得部取得的上述位置关系,制作表示上述规定的台面的台面地图;
第1自身位置计算部,计算表示由上述台面地图制作部制作的上述台面地图上的自身位置的第1自身位置;
图像取得部,取得包含用户所操作的光照射装置所照射的光在上述规定的台面上反射的反射光的图像;
光位置计算部,根据由上述第1自身位置计算部计算的上述第1自身位置,基于由上述图像取得部取得的上述图像中的上述反射光的位置,计算上述台面地图中的与上述反射光的位置对应的坐标信息;
进入禁止信息生成部,根据由上述光位置计算部计算的上述坐标信息,生成表示在上述台面地图中禁止上述自主行驶型机器人进入的进入禁止区的进入禁止信息;
行驶用地图制作部,根据由上述进入禁止信息生成部生成的上述进入禁止信息,制作被设定了上述进入禁止区的上述自主行驶型机器人的行驶用的地图;
第2自身位置计算部,计算表示由上述行驶用地图制作部制作的上述行驶用的地图上的自身位置的第2自身位置;以及
行驶计划制作部,根据上述行驶用的地图及上述第2自身位置,制作上述规定的台面中的行驶计划。
10.如权利要求9所述的行驶控制***,其特征在于,
上述行驶控制***还具备受理上述用户的指示的受理部,
上述进入禁止信息生成部根据由上述受理部受理的上述指示,修正上述进入禁止信息,
上述行驶用地图制作部根据由上述进入禁止信息生成部修正后的上述进入禁止信息,修正上述行驶用的地图。
11.一种行驶控制方法,用于控制在规定的台面内自主行驶的自主行驶型机器人的行驶,其特征在于,
从检测自身的周围的物体并计测上述物体相对于自身的位置关系的位置传感器取得上述位置关系,
根据所取得的上述位置关系,制作表示上述规定的台面的台面地图,
计算表示所制作的上述台面地图上的自身位置的第1自身位置,
取得包含用户所操作的光照射装置所照射的光在上述规定的台面上反射的反射光的图像,
根据所计算的上述第1自身位置,基于所取得的上述图像中的上述反射光的位置,计算上述台面地图中的与上述反射光的位置对应的坐标信息,
根据所计算的上述坐标信息,生成表示在上述台面地图中禁止上述自主行驶型机器人进入的进入禁止区的进入禁止信息,
根据所生成的上述进入禁止信息,制作被设定了上述进入禁止区的上述自主行驶型机器人的行驶用的地图,
计算表示所制作的上述行驶用的地图上的自身位置的第2自身位置,
根据上述行驶用的地图及上述第2自身位置,制作上述规定的台面中的行驶计划。
12.如权利要求11所述的行驶控制方法,其特征在于,
上述行驶控制方法还受理上述用户的指示,
根据所受理的上述指示,修正上述进入禁止信息,
根据修正后的上述进入禁止信息,修正上述行驶用的地图。
13.一种程序,用于使计算机执行权利要求11或12中记载的上述自主行驶型机器人的行驶控制方法。
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