JP2009259023A - Self-propelled equipment and program therefor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動的に屋内あるいは屋外を移動する自走式機器に関するものである。 The present invention relates to a self-propelled device that automatically moves indoors or outdoors.
従来、この種の自走式機器は、部屋あるいは野外などの走行空間を搭載したセンサ情報によって障害物の存在を検出し、走行可能なコースを自動的に判断して移動手段をコントロールし自走式機器本体を移動させている。 Conventionally, this type of self-propelled device detects the presence of obstacles based on sensor information equipped with a traveling space such as a room or outdoors, automatically determines the course that can be traveled, controls the means of transportation, and is self-propelled The expression equipment body is moved.
また、自走式機器が目的の場所へ移動するときや、清掃時に走行空間をくまなく移動するときに自走式機器の自己位置の特定が重要となる。しかし、従来から多く利用されている走行輪などの移動量から自己位置を推定するオドメトリによる計算では走行面とのすべりや接触時の走行輪の空回りなどが考慮できないため、積算的に誤差が蓄積されてしまうという問題があった。また、カーナビゲーションシステムなどで一般的に利用されているGPSを用いる場合には、室内ではGPS信号が届かない為に活用できないほか、野外であっても建物の影や天候などの影響で、正確な位置を把握することは困難であった。 In addition, when the self-propelled device moves to a target place or when moving through the traveling space during cleaning, it is important to specify the self-position of the self-propelled device. However, since the odometry calculation that estimates the self-position from the amount of movement of the traveling wheels, etc., which has been widely used in the past, cannot take into account slipping with the traveling surface or idle rotation of the traveling wheels at the time of contact, accumulated errors accumulate. There was a problem of being. In addition, when using GPS, which is generally used in car navigation systems, etc., it cannot be used indoors because GPS signals do not reach it. It was difficult to grasp the correct position.
近年、無線タグいわゆるRFID(Radio Frequency Identification)と呼ばれる技術を利用することで、これらの課題を解決しようとする試みがなされている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。無線タグは非接触で情報を取得することができるため、例えばパッシブ方式の無線タグを利用すれば無線タグ自身の電源が不要となり、半永久的に利用することが可能となるため、利用次第でユーザの利便性を高めることが可能である。
従来の自走式機器では、走行手段を制御した自律走行中に、無線タグからの無線信号を検知して障害物の所在を探知しようとすると、無線タグを探知したタイミングにおける無線タグと自走式機器との離間距離がその都度異なり、そのタイミングを用いた走行制御を行なうと、走行経路に誤差が生じるという不都合があった。 In a conventional self-propelled device, during an autonomous run in which a traveling means is controlled, if an attempt is made to detect the location of an obstacle by detecting a radio signal from the radio tag, the radio tag and the self-run at the timing when the radio tag is detected are detected. The separation distance from the type equipment is different each time, and when traveling control using the timing is performed, there is an inconvenience that an error occurs in the traveling route.
また、常に無線タグの無線信号を検知しようとすると、その検知動作を行うために電力の消費が必要となり、二次電池を電力源として動作する自走式機器では、長時間の使用に耐えられないという点でも不都合であった。 In addition, if an attempt is made to always detect the wireless signal of the wireless tag, power consumption is required to perform the detection operation, and a self-propelled device that operates using a secondary battery as a power source can withstand long-term use. It was also inconvenient in that it was not.
また、オドメトリによる計算方法で自己位置を把握しながら、自走式機器を走行制御すると、累積した走行距離が長くなると、認識している自己位置に誤差が生じ易く、走行領域内の数箇所に無線タグを設けて、自走式機器で認識している自己位置を時々補正する必要があった。 In addition, when self-propelled equipment is controlled while grasping the self-position by the calculation method using odometry, if the accumulated travel distance becomes long, an error is likely to occur in the recognized self-position, and there are several places in the travel area. It was necessary to correct the self-position recognized by the self-propelled device from time to time by providing a wireless tag.
また、走行領域内に複数の無線タグを設けると、複数の無線タグから発信する無線信号が混信して、どの無線タグの無線信号を受信したのかが識別できずに、障害物と無線タグとの相対位置を正確に認識することができずに、精度の良い走行制御ができないという不都合があった。 In addition, when a plurality of wireless tags are provided in the traveling area, the wireless signals transmitted from the plurality of wireless tags interfere with each other, and it is not possible to identify which wireless tag received the wireless signal. The relative position of the vehicle cannot be accurately recognized, and there is an inconvenience that accurate traveling control cannot be performed.
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、障害物と自走式機器との離間距離が
所定値となるタイミングで無線タグを認識し、自己と障害物との相対位置を確保して自動的に走行する自走式機器を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-described conventional problems, recognizes a wireless tag at a timing when a distance between the obstacle and the self-propelled device becomes a predetermined value, and secures a relative position between the obstacle and the obstacle. The purpose is to provide a self-propelled device that runs automatically.
上記従来の課題を解決するために、本発明の自走式機器は、本体周辺の障害物を検知するセンサ部と、前記障害物に設置された無線タグから送信された無線タグ情報を読み取る無線タグ読取部と、前記センサ部及び前記無線タグ読取部からの出力信号に基づいて前記移動手段を駆動し前記本体の移動をコントロールするコントロール部と、前記無線タグへ情報を書き込む無線タグ書込部とを備え、前記コントロール部は、前記無線タグからの無線信号を受信した時、前記障害物までの離間距離情報および前記本体の位置情報を、前記無線タグ書込部を介して前記無線タグに書き込むように制御するものである。 In order to solve the above-described conventional problems, a self-propelled device according to the present invention includes a sensor unit that detects an obstacle around the main body, and a wireless device that reads wireless tag information transmitted from a wireless tag installed on the obstacle. A tag reading unit, a control unit for controlling the movement of the main body by driving the moving means based on output signals from the sensor unit and the wireless tag reading unit, and a wireless tag writing unit for writing information to the wireless tag And when the control unit receives a wireless signal from the wireless tag, the control unit transmits the distance information to the obstacle and the position information of the main body to the wireless tag via the wireless tag writing unit. It controls to write.
この構成により、センサ部が障害物を検出したタイミングで、本体の保持している位置情報や障害物までの離間距離情報を、無線タグ書込部を介して無線タグに書き込むことで、次回に本体が無線タグを設置した障害物に接近した時に、この無線タグに書き込んだ情報を読み出して利用することができるようになる。 With this configuration, at the timing when the sensor unit detects the obstacle, the position information held by the main body and the distance information to the obstacle are written to the wireless tag via the wireless tag writing unit. When the main body approaches an obstacle with a wireless tag installed, the information written on the wireless tag can be read and used.
本発明の自走式機器は、センサ部が障害物を検出したタイミングで、本体の保持している位置情報や障害物までの離間距離情報を、無線タグ書込部を介して無線タグに書き込むことで、次回に本体が無線タグを設置した障害物に接近した時に、この無線タグに書き込んだ情報を読み出して利用することができるようになる。 The self-propelled device of the present invention writes the position information held by the main body and the distance information to the obstacle to the wireless tag through the wireless tag writing unit at the timing when the sensor unit detects the obstacle. As a result, when the main body approaches the obstacle where the wireless tag is installed next time, the information written in the wireless tag can be read and used.
第1の発明は、本体周辺の障害物を検知するセンサ部と、前記障害物に設置された無線タグから送信された無線タグ情報を読み取る無線タグ読取部と、前記センサ部及び前記無線タグ読取部からの出力信号に基づいて前記移動手段を駆動し前記本体の移動をコントロールするコントロール部と、前記無線タグへ情報を書き込む無線タグ書込部とを備え、前記コントロール部は、前記無線タグからの無線信号を受信した時、前記障害物までの離間距離情報および前記本体の位置情報を、前記無線タグ書込部を介して前記無線タグに書き込むように制御する自走式機器とするものである。 The first invention includes a sensor unit that detects an obstacle around the main body, a wireless tag reading unit that reads wireless tag information transmitted from a wireless tag installed on the obstacle, the sensor unit, and the wireless tag reader. A control unit that drives the moving unit based on an output signal from the unit to control the movement of the main body, and a wireless tag writing unit that writes information to the wireless tag, the control unit from the wireless tag When the radio signal is received, the distance information to the obstacle and the position information of the main body are controlled to be written to the radio tag via the radio tag writing unit. is there.
この構成により、センサ部が障害物を検出したタイミングで、本体の保持している位置情報や障害物までの離間距離の情報を、無線タグ書込部を介して無線タグに書き込むことで、次回に本体が無線タグを設置した障害物に接近した時に、この無線タグに書き込んだ情報を読み出して利用することができる。 With this configuration, at the timing when the sensor unit detects an obstacle, the position information held by the main body and the information about the distance to the obstacle are written to the wireless tag via the wireless tag writing unit. When the main body approaches an obstacle with a wireless tag installed, the information written on the wireless tag can be read and used.
第2の発明は、特に、第1の発明に加えて、コントロール部は、センサ部により所定距離内に障害物を検知すると、無線タグ書込部により無線信号を発信することで、機器本体の周辺にある無線タグを呼び出し、機器本体の無線タグ書込部から無線タグへ、センサ情報及びこの機器本体の位置情報を送信して、その無線タグに書き込んで保存することができる。そして、次に機器本体に接近したとき、前回記憶した無線タグの情報を受信して、その情報に基づいて障害物を回避する動作を行なうことが可能である。 In the second invention, in addition to the first invention, in particular, when the control unit detects an obstacle within a predetermined distance by the sensor unit, the wireless tag writing unit transmits a radio signal, The wireless tag in the vicinity can be called, the sensor information and the position information of the device body can be transmitted from the wireless tag writing unit of the device body to the wireless tag, and written and stored in the wireless tag. When the device main body is next approached, it is possible to receive the previously stored information of the wireless tag and perform an operation of avoiding the obstacle based on the information.
第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、コントロール部は、無線タグ読取部により読み取った無線タグ情報に基づいて移動手段を制御することで、例えば障害物を回避したり、走行が困難な場所を回避したりすることができる。 In a third aspect of the invention, particularly in the first or second aspect of the invention, the control unit controls the moving unit based on the wireless tag information read by the wireless tag reading unit, for example, to avoid an obstacle, It is possible to avoid places that are difficult to travel.
第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明に、無線タグ書込部の無線出力のレベルを調整する無線出力調整部を備え、コントロール部は、複数の無線タグからの無
線出力を受信する場合、前記無線タグ書込部の無線出力を小さくすることで、複数の無線タグとの混信を防ぎ、一番近い無線タグを利用することができる。
According to a fourth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to third aspects, the wireless tag writing unit includes a wireless output adjustment unit that adjusts a wireless output level, and the control unit includes a plurality of wireless tags. When the wireless output is received, by reducing the wireless output of the wireless tag writing unit, interference with a plurality of wireless tags can be prevented, and the closest wireless tag can be used.
第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明に、本体の周辺に無線タグが無いことをユーザに伝えるための第1の報知部を備え、コントロール部は、障害物の検知に応じて前記無線タグを呼び出しても、無線タグ読取部が前記無線タグからの無線信号を受信しない場合には、前記第1の報知部を動作させることで、検知すべき障害物に無線タグが設置されていないことがユーザに判り易く伝わり、無線タグの設置が必要な場所が特定し易く、適切な場所に無線タグを効率よく配置することができる。 In particular, the fifth invention includes any one of the first to fourth inventions including a first notification unit for notifying the user that there is no wireless tag around the main body, and the control unit is an obstacle. If the wireless tag reading unit does not receive a wireless signal from the wireless tag even if the wireless tag is called in response to the detection of the wireless tag, the first notification unit is operated to detect the obstacle. The fact that the wireless tag is not installed is easily understood by the user, the place where the wireless tag needs to be installed can be easily identified, and the wireless tag can be efficiently arranged at an appropriate place.
第6の発明は、特に、第1〜第5のいずれか1つの発明に、この本体の動作状態をユーザに伝えるための第2の報知部を備え、コントロール部は、無線タグ読取部で読取った無線タグ情報に基づいて移動手段を制御すると共に前記第2の報知部を動作させることで、無線タグの無線タグ情報を活用した効果をユーザに明示することができる。 In a sixth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fifth aspects of the invention, the second informing unit for transmitting the operating state of the main body to the user is provided, and the control unit is read by the wireless tag reading unit. By controlling the moving means based on the wireless tag information and operating the second notification unit, the effect of using the wireless tag information of the wireless tag can be clearly shown to the user.
第7の発明は、特に、第1〜第6のいずれか1つの発明の全てもしくは一部として機能させるためのコンピュータのプログラムにすることで、汎用的なコンピュータを用いて本発明の自走式機器の全てもしくは一部を容易に実現することができる。 The seventh invention is a self-propelled type of the present invention using a general-purpose computer, in particular, by making a computer program for functioning as all or part of any one of the first to sixth inventions. All or part of the equipment can be easily realized.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1における自走式機器について、同自走式機器の構成を示す図1を用いて説明する。
(Embodiment 1)
A self-propelled device according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing a configuration of the self-propelled device.
図1に示すように、自走式機器は、車輪等を駆動して機器本体100を移動させる移動手段102、移動手段102を駆動して機器本体100の走行を制御するコントロール部101、機器本体100周囲の障害物を検知するセンサ部103、機器本体100内の各回路ブロックに電力を供給する電池部104、機器本体100の付近に存在する無線タグ107の情報を読み取る無線タグ読取部105、及び無線タグ107にセンサ情報やを書き込む無線タグ書込部106により構成されている。
As shown in FIG. 1, the self-propelled device includes a moving
本発明は、コントロール部101によって移動手段102を制御して移動しているときに、センサ部103によって障害物を検知し、障害物を検知したタイミングで、無線タグ読取部105によって機器本体100の付近に存在する無線タグ107と通信可能な場合に、センサ部103が取得した情報及び機器本体100内部のコントローラ部101に記憶保持している情報を、無線タグ書込部106によって無線タグ107に書き込むことができる。
In the present invention, when the
また、過去に記憶した無線タグ107の情報を、無線タグ読取部105によって読み取り、その無線タグ107の情報を利用することで、障害物や段差を回避することや、コード類などの絡まりやすい場所など走行が困難な場所を回避することが可能となる。以下に各構成部の詳細について説明する。
Further, the information stored in the past in the
コントロール部101は、センサ部103および無線タグ読取部105からの検出信号を取得して記憶し、センサ部103および無線タグ読取部105の検出信号に基づいて移動手段102を駆動する制御信号を生成する。コントロール部101は、CPU及びメモリで構成され、CPU、メモリを1つにした1チップマイコンや、FPGA、DSP等の他の演算可能なICであっても構わない。また、メモリとしてHDDやDVDなどの記録
装置を利用し、メモリ容量を大量にして構成しても良い。
The
移動手段102は、少なくとも車輪(102a、102b)、その車輪を駆動するモータ(図示せず)、及びそのモータを駆動する駆動回路部(図示せず)から成り、コントロール部101によって生成された制御信号によって駆動制御される。その制御信号はパルス幅変調したPWM信号を用いるものとするが、D/A変換したアナログ信号の制御信号であっても構わない。
The moving
移動手段102は、機器本体100の左右に配置された2つの車輪102a、102b(図示せず)と、機器本体100の姿勢を所定の状態に保ちつつ機器本体100の動きを円滑に補助する補助輪(図示せず)と、それらの車輪を回転駆動する2つのモータ(図示せず)と、それらのモータを駆動する駆動部(図示せず)とで構成される。移動手段102は、コントロール部101からの制御信号に基づいてモータへの供給電力を制御して、左右のモータの回転方向および回転数を変化させて2つの車輪を回転駆動し、自走式機器100を移動させる。なお、移動手段102は、複数のサーボモータと関節型のアクチュエータを組み合わせた複数の足(2本足や4本足など)を用いて多足移動するものでも構わないし、利用するモータは、物理的な動作が可能なものであれば良く、リニアモータであっても構わない。
The moving
センサ部103は、例えば、光あるいは超音波の反射を利用して、障害物との距離を計測することが可能な測距センサである。その他にも、障害物が機器本体100に接触したときのスイッチ作動あるいは、電圧の変化を検出することで接触を検出する接触センサ等や、ジャイロや地磁気を利用して機器本体100の方向を検出するジャイロセンサや地磁気センサや、移動手段102を構成するモータの負荷電流が所定値以上になったことを検出する過負荷検出センサ等によって構成可能である。なお、これら各種のセンサを機器本体100内に組み込んでおくことで、単独のセンサでは検出が困難な状態であっても、複数のセンサや異種のセンサの検出能力を相互に補間するように構成しても良い。他にも、CCDなどで画像信号を取り込むセンサや、レーザ、電磁波、磁力などの性質を利用したセンサなどを併用しても構わない。
The
電池部104は、機器本体100内の各機能ブロックへ電力を供給するものであり、例えば、アルカリ乾電池やオキシライド乾電池などの1次電池や、ニッケル水素2次電池、ニッケルカドミウム2次電池、リチウムイオン2次電池、リチウムポリマー2次電池、燃料電池などでも構わない。
The
無線タグ読取部105は、メモリ機能と通信機能を有しており、無線タグ107と通信を行って無線タグ107内に保持している情報、例えば無線タグを識別するID番号やセンサ情報や位置情報などを読取る装置である。
The wireless
無線タグ107は、電池を内蔵しているアクティブ型と、電池を内蔵せずに受信した電波などにより駆動するパッシブ型があり、使用する無線タグ107の形式に合わせて無線タグ読取部105の回路仕様を決定すればよい。また、無線タグとの通信に用いるアンテナは、必要な通信距離に合わせてアンテナのサイズ・形状などを選定すればよい。
The
無線タグ書込部106は、無線タグ107と通信を行って無線タグ107内のメモリなどの記憶装置に情報を書き込む装置である。
The wireless
なお、本実施の形態では、無線タグ読取部105と無線タグ書込部106を分けて記載しているが、読込みと書込みの両方の機能を有したものを利用しても構わない。
Note that in this embodiment, the RFID
次に、図2に示すフローチャートを用いて、自走式機器の動作について説明する。 Next, the operation of the self-propelled device will be described using the flowchart shown in FIG.
図2は、センサ情報を取得したタイミングで記録する動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation of recording at the timing when the sensor information is acquired.
同図において、自走式機器が動作を開始すると、ステップS201では、機器本体100の走行を行う。ここでは、機器本体100の前方に障害物が無ければ、2つの車輪102a、102bを順方向に回転させて、機器本体100を前進させる。自走式機器を走行させる目的は、例えば巡回や清掃や草刈などの作業を行うための走行であり、その他のどのような作業内容であっても構わない。
In the figure, when the self-propelled device starts operating, the device
次に、ステップS202では、センサ部103にて特定のセンサ情報を取得したかどうかの判断を行う。例えば、図3に示すように、前進する機器本体100が障害物108に設けられた無線タグ107に近付き、センサ部103の検出距離が所定距離以下となった場合に、障害物108を検出したと判断する判定レベルを予め決めておく。そして、障害物(図3の例では壁)108との離間距離が所定距離以下になったことを検出した瞬間を、センサ情報を取得したタイミングとする。
Next, in step S <b> 202, it is determined whether the
なお、障害物108が機器本体100に接触したことを検出するバンパのようなスイッチセンサを設けて実施することもでき、このスイッチセンサが「入」になる、障害物108が接触した瞬間を、障害物との離間距離がゼロで障害物を検出したタイミングとしても構わない。また、移動手段102を構成するモータ(図示せず)の電流を検出してその電流が急激に増大したタイミングを、センサ情報を取得したタイミングとしても構わない。このモータ電流が増大した状態は、機器本体100がコード類等に絡まって停止している、障害物にぶつかって停止している等の状態であり、その障害物を回避する必要がある状態である。
In addition, a switch sensor such as a bumper that detects that the
ステップS202では、機器本体100と障害物108との離間距離が所定値以下となり、所定距離以内に障害物を検知した場合、即ち、特定のセンサ情報を取得した場合は、ステップS203の動作へ移行し、所定距離以内に障害物108を検知していない場合、即ち、特定のセンサ情報を取得していない場合は、ステップS201の動作へ戻して前進する動作を継続する。
In step S202, when the distance between the device
ステップS203では、無線タグ読取部105により、無線タグ107からの無線信号を読取る動作を行う。機器本体100の付近に無線タグ107が有る場合は、無線タグ107から発信する無線信号を無線タグ読取部105が受信して、無線タグ107の情報を読取ることができる。
In step S <b> 203, the wireless
ステップS204では、ステップS203で無線タグ107からの情報が取得できたかどうか判断を行う。そして、無線タグ107の情報を取得できない場合は、機器本体100付近に無線タグ107が無いと判断できるので、ステップS201へ動作を戻し、無線タグからの情報を取得できた場合は、ステップS205へ動作を移行する。
In step S204, it is determined whether information from the
なお、複数の無線タグからの応答があった場合は、複数の無線タグ107からそれぞれ無線出力を受信することになるが、この場合、先に応答があった無線タグの情報を取得する。なお、予め決めた優先順位に基づくID番号を複数の無線タグに付与し、そのID番号に従って、複数の無線タグ107からの情報をID番号の順に取得しても構わない。このようにすれば、複数の無線タグからの無線信号を受信した場合、複数の無線タグから受信する情報の混乱を避けることができる。
Note that, when there are responses from a plurality of wireless tags, wireless outputs are received from the plurality of
ステップS205では、無線タグ書込部106にてステップS204で情報を取得した無線タグ107に情報を書込む。ここで、無線タグ107に書込む情報の内容は、例えば機器本体100のセンサ部103で取得した障害物との離間距離の情報や、コントロール部101内部で記憶している自己位置の情報や、自走式機器の個体を特定するID番号などである。
In step S205, the wireless
例えば、ステップS203で取得する特定のセンサ情報に合わせて自己位置を補正する目的であれば、センサ部103である測距センサの値と、コントロール部101に記憶した自己位置の値とを無線タグ107に書き込めば良く、無線タグ107に書き込む情報を必要な情報だけに絞り込むことが可能である。無線タグ107へ情報の書込みが完了すると、ステップS201へ動作を戻し、次の目標地点に向かって走行を継続させる流れとなる。
For example, for the purpose of correcting the self position in accordance with the specific sensor information acquired in step S203, the wireless tag uses the distance sensor value which is the
なお、障害物を検知した条件のみで無線タグ107との間で通信する場合は、スイッチのチャタリング現象のように、無線タグへの情報の記録を何度も繰り返してしまう現象が発生して動作を不安定にすることがあり、これを防止するためには、例えば、無線タグ書込部106にて一度書込み処理を行った場合に所定距離以上を移動させる、センサ情報が所定条件に戻るまでは書込み処理を行わない等のチャタリング除去処理を行なうのが有効である。
Note that when communicating with the
このような流れにより、自走式機器が特定のセンサ情報を取得したタイミングで無線タグ107に情報を記録することができるようになる。
By such a flow, information can be recorded on the
次に、図4のセンサ情報を取得したタイミングで情報取得するフローチャートを用いて自己位置を補正する流れについて説明する。 Next, the flow for correcting the self-position will be described using the flowchart for acquiring information at the timing when the sensor information of FIG. 4 is acquired.
ステップS401から動作を開始する。ステップS401は、ステップS201同様に、自走式機器100の走行を行う。ステップS402は、ステップS202同様に、センサ部103にて特定のセンサ情報を取得したかどうか判断を行う。ステップS403では、ステップS203同様に、無線タグ読取部105により無線タグ107の読取動作を行う。ステップS404では、ステップS204同様に、無線タグ107からの情報が取得できたかどうか判断を行う。ステップS405では、取得した情報から処理を行う。
The operation starts from step S401. In step S401, the self-propelled
例えば、自己位置補正の場合であれば、前回機器本体100と無線タグ107とが接近した時に無線タグ107内の記憶装置に記憶した自己位置情報(X0,Y0)と、今回検知した測距センサの距離情報(d0)を取得した場合に、機器本体100のコントローラ部101内部に保持している自己位置情報(X1,Y1)を測距センサの現在の距離情報(d1)を用いて下記のように補正することができる。但し、この事例は、センサの距離情報はY軸方向であると仮定している。
For example, in the case of self-position correction, the self-position information (X0, Y0) stored in the storage device in the
X1 → X0
Y1 → Y0+(d0−d1)
また、自己位置補正する場合に、無線タグ107内の記憶装置に保存しておくセンサ情報として、位置情報や測距センサの情報以外にも、機器本体100の向きに関する情報や、磁場に関する情報を用いることによって、例えば、磁場の状態を前回記憶した状態と比較することにより、同じ位置から変動しないことを確認して、さらに精度を上げることも可能である。
X1 → X0
Y1 → Y0 + (d0-d1)
In addition, as the sensor information stored in the storage device in the
なお、ステップS401からステップS404までは、ステップS201からステップS204と同じ動作であり、本実施の形態では別々に説明を行ったが、同時に実行しても
両方の効果を得ることが可能である。また、ここでは自己位置補正を例に挙げているが、前回移動した位置と同じ位置を特定することができるので、巡回位置の確認など他の用途にも利用することが可能である。
Note that steps S401 to S404 are the same operations as steps S201 to S204, and have been described separately in the present embodiment, but both effects can be obtained even when executed simultaneously. Although the self-position correction is described here as an example, the same position as the position moved last time can be specified, so that it can be used for other purposes such as confirmation of the traveling position.
次に、図5の無線タグの情報から動作処理を変更するフローチャートを用いて、自走式機器本体が回避を行う流れについて説明する。 Next, a flow in which the self-propelled device main body performs avoidance will be described using a flowchart for changing the operation process from the information of the wireless tag in FIG.
ステップS501から動作を開始する。ステップS501は、ステップS201同様に、機器本体100の走行を行う。ステップS502では、ステップS203同様に、無線タグ読取部105により無線タグの読取動作を行う。なお、読み取り動作のタイミングについては、例えば1秒ごとなど一定周期毎にポーリングの動作を行うことで、無線タグの有無が特定できない場合に有効である。
The operation starts from step S501. In step S501, the device
ステップS503では、ステップS204同様に、無線タグからの情報が取得できたかどうか判断を行う。ステップS504では、無線タグから読み取った情報から情報の内容に場合に応じて動作の変更を行う。例えば、障害物に接触した情報を読み取った場合は、同時に接触したときの機器本体100の方向と位置座標を読み込むことで、現在の機器本体100の方向と位置座標が類似している場合に回避動作に切替えることで、非接触で回避できなかった障害物を回避することができるようになる。
In step S503, as in step S204, it is determined whether information from the wireless tag has been acquired. In step S504, the operation is changed according to the content of the information read from the wireless tag. For example, when information on contact with an obstacle is read, the direction and position coordinates of the device
このような流れにより、機器本体100が特定のセンサ情報を取得したタイミングで付近にある無線タグへ情報を記憶することにより、非接触では避けられなかった障害物を回避することや、段差などを予め避けることや、自己位置の補正を行うことなどを精度良くまた省電力で実行することができるようになる。
By such a flow, information is stored in a nearby wireless tag at the timing when the device
(実施の形態2)
次に、本発明の実施の形態2に係る自走式機器について、図面を参照しながら説明する。図6は、同自走式機器の構成を示す図であり、図7は同自走式機器の動作を説明するための図である。
(Embodiment 2)
Next, a self-propelled device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the self-propelled device, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the self-propelled device.
図6に示すように、自走式機器の機器本体600の走行制御を行うコントロール部101、機器本体600を移動させる移動手段102、機器本体600周囲の情報を取得するセンサ部103、機器本体600内の各回路ブロックに電力を供給する電池部104、機器本体600付近に存在する無線タグ107の情報を読み取る無線タグ読取部105、無線タグ107に情報を書き込む無線タグ書込部106、無線タグ読取部105及び無線タグ書込部106の無線通信の出力を調整する無線出力調整部607により構成される。なお、移動手段102、センサ部103、電池部104、無線タグ読取部105、無線タグ書込部106は、それぞれ実施の形態1で説明した内容と同じである。
As shown in FIG. 6, a
無線出力調整部607は、無線タグ読取部105及び無線タグ書込部106の無線通信の出力を調整する機能を有しており、例えば、可変の抵抗器であっても良いし、コントロール部101からのディジタル制御信号を受けて抵抗値を変化させるディジタルポテンショメータであっても良いし、無線タグ読取部105や無線タグ書込部106の伝達利得を調整するものであっても良い。なお、アンテナ(図示せず)の形状を可変したり、アンテナの巻き数を可変したりするなど、無線出力を変化させて、無線タグ107との通信距離を可変にできるものであればどのような構成であっても構わない。
The wireless
例えば、図7に示すように無線タグと通信を行うタイミングで通信可能範囲Aであった場合に、複数の無線タグからの応答を受け取ったときには、通信可能範囲Bに変化させることで、一番近傍の無線タグとのみ通信を行うようにすることができるようになる。また
、無線出力の調整をディジタルポテンショメータなどによりコントロール部101で自動的に調整できるようにすることで、無線タグとの通信を行うタイミング毎に調整を行うようにすることも可能である。さらに、特定のセンサ情報毎に無線出力の調整を変化させることによって、位置精度が重要になる場面では、近い無線タグのみ記録するように構成することで精度を保つことができるようになる。
For example, as shown in FIG. 7, when communication is within the communicable range A at the timing of communication with the wireless tag, when responses from a plurality of wireless tags are received, the response is changed to the communicable range B. Communication can be performed only with nearby wireless tags. Further, by adjusting the wireless output automatically by the
このように構成することで、走行空間内に適当に無線タグが配置された場合であっても、一番近傍の無線タグとの通信を行うことができるようになるので、効率よく動作させることができるようになる。 With this configuration, even when a wireless tag is appropriately arranged in the traveling space, communication with the nearest wireless tag can be performed, so that it can be operated efficiently. Will be able to.
(実施の形態3)
次に、本発明の実施の形態3に係る自走式機器について、図面を参照しながら説明する。図8は、同自走式機器の構成を示す図であり、図9、は同自走式機器の動作を説明するためのフローチャートであり、図10は、同自走式機器の動作状態を説明するための図である。
(Embodiment 3)
Next, a self-propelled device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the self-propelled device, FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation of the self-propelled device, and FIG. 10 shows the operation state of the self-propelled device. It is a figure for demonstrating.
図8に示すように、無線出力調整部607を備えた自走式機器は、自走式機器の機器本体800の走行制御を行うコントロール部101、機器本体800を移動させる移動手段102、機器本体800及び周囲の情報を取得するセンサ部103、機器本体800を動作させるために必要な電力を供給する電池部104、機器本体800の付近に存在する無線タグの情報を読み取る無線タグ読取部105、無線タグ読取部105で読み取った無線タグに情報を書き込む無線タグ書込部106、ユーザに報知内容を伝える報知部807により構成されている。なお、コントロール部101、移動手段102、センサ部103、電池部104、無線タグ読取部105、無線タグ書込部106は、それぞれ実施の形態1で説明した内容と同じである。
As shown in FIG. 8, the self-propelled device including the wireless
報知部807は、ユーザに報知する内容を伝える装置であり、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LED表示器、蛍光表示管など文字や画像を表示できる装置であれば構わない。他にも、スピーカーの音によってユーザに報知する装置を構成しても構わない。
The
図9に示すように、ステップS901〜ステップS905は、それぞれ実施の形態1で示したステップS201〜ステップS205と同じである。ステップS904にて無線タグ107が付近に無かった場合は、ステップS901へ戻る前に、ステップS906の動作を実行する。ステップS906では、報知部807にて無線タグ107が付近に見つからなかった旨を報知する。例えば、図10に示すように、液晶ディスプレイ上に「無線タグが見つかりません」と表示して、無線タグ107が付近に無いことをユーザに伝える。ユーザは、障害物108が在ると、この表示が出るというAND条件で、無線タグ107の設置が必要な場所を理解することができる。
As shown in FIG. 9, steps S901 to S905 are the same as steps S201 to S205 shown in the first embodiment, respectively. If the
このように構成することで、特定のセンサ情報を取得したタイミングで、無線タグが付近に存在しない場合に、ユーザにわかりやすく報知することができるようになるので適切な場所にのみ無線タグを配置することができるようになるので、無線タグを無駄なく有効に利用することが容易に可能となる。 By configuring in this way, it is possible to notify the user in an easy-to-understand manner when a wireless tag does not exist in the vicinity at the time when specific sensor information is acquired, so the wireless tag is arranged only at an appropriate location. Therefore, it is possible to easily use the wireless tag effectively without waste.
(実施の形態4)
次に、本発明の実施の形態4に係る自走式機器について、図11に示すフローチャートおよび、図12に示す動作を説明するための図を用いて説明する。なお、本実施の形態の構成は図8に示す実施の形態3における自走式機器の機器本体800と同じであり、実施の形態3と異なる点を中心に説明する。
(Embodiment 4)
Next, a self-propelled device according to Embodiment 4 of the present invention will be described using the flowchart shown in FIG. 11 and the diagram for explaining the operation shown in FIG. The configuration of the present embodiment is the same as that of device
図11に示すように、ステップS1101〜ステップS1104は、それぞれ実施の形態1におけるステップS501〜ステップS504と同じである。ステップS1104にて、無線タグ107の情報から動作処理の変更を行った後、ステップS1105に移行する。ステップS1105では、無線タグ107の情報から動作処理の変更を行った旨を、報知部807にて報知する。例えば、コントロール部101が無線タグ107から受信した情報に基づいて停止した場合、図12に示すように、報知部807である液晶ディスプレイ上に「無線タグ情報より停止」と捧持する。このように、動作変更して停止したことユーザに伝えることで、ユーザはコントローラ部101が無線タグ107の情報に基づいて機器本体800の移動を停止させるに至った状況にあることが目で見て確認できる。
As shown in FIG. 11, steps S1101 to S1104 are the same as steps S501 to S504 in the first embodiment, respectively. In step S1104, after changing the operation process from the information of the
このように構成することで、無線タグ107の情報を取得して動作を変更したタイミングで、無線タグ107の情報を利用して動作の変更を行ったことを、ユーザにわかりやすく報知することができるようになるので、無線タグの効果をわかりやすく報知することができるようになる。
By configuring in this way, at the timing when the information of the
(実施の形態5)
次に、本発明の実施の形態5に係る自走式機器について説明する。
(Embodiment 5)
Next, a self-propelled device according to Embodiment 5 of the present invention will be described.
コンピュータを自走式機器の全てもしくは一部として機能させるようにプログラムすることで、自走式機器を機能させることができ、センサ部が障害物を検出したタイミングで、本体の保持している位置情報や障害物までの離間距離の情報を、無線タグ書込部を介して無線タグに書き込むことで、次回に本体が無線タグを設置した障害物に接近した時に、この無線タグに書き込んだ情報を読み出して利用することができる。 By programming the computer to function as all or part of the self-propelled device, the self-propelled device can function, and the position held by the main unit when the sensor unit detects an obstacle. Information written to the wireless tag the next time the main body approaches the obstacle where the wireless tag is installed by writing information and information on the distance to the obstacle to the wireless tag via the wireless tag writing unit Can be read and used.
また、例えば、一部を汎用コンピュータで利用可能なプログラムにすることで、無線LANなどを用いて、汎用コンピュータと本発明の自走式機器を通信させ、コントロール部101の制御を汎用のコンピュータ側で行うことにより、機器本体内のCPUやメモリといった機能の能力を削減して、より安価に本装置を提供することが可能となる。
Further, for example, by making a part of the program usable by a general-purpose computer, the general-purpose computer and the self-propelled device of the present invention communicate with each other using a wireless LAN, and control of the
本発明にかかる自走式機器は、無線タグを利用して屋内や野外を走行する、掃除ロボットや、監視ロボットや、草刈ロボットや、片付けロボットなど、不特定の空間を自動的に移動しながら作業を行う装置に有用である。 The self-propelled device according to the present invention automatically moves in an unspecified space such as a cleaning robot, a surveillance robot, a mowing robot, and a tidying robot that travels indoors and outdoors using a wireless tag. Useful for devices that perform work.
100、600、800 機器本体
101 コントロール部
102 移動手段
103 センサ部
104 電池部
105 無線タグ読取部
106 無線タグ書込部
607 無線出力調整部
807 報知部
100, 600, 800 Device
Claims (7)
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