JP2014006833A - 自律移動装置、自律移動方法、標識、及び、自律移動システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 自律移動システム1は、自律移動装置3と標識5とを備える。標識5は、複数の拡散反射部材51と、複数の鏡面反射部材52とが、交互に配列されている。自律移動装置3は、複数の検出情報群51aと複数の非検出情報群52aとが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の非検出情報群52aそれぞれに含まれる非検出情報(エラーデータe)の数が第1の所定の範囲内であり、かつ、該複数の検出情報群51aそれぞれに含まれる検出情報(正常データn)の数が第2の所定の範囲内である場合に標識5であると判定する。
【選択図】 図2
Description
まず、図1及び図2を併せて用いて、第1実施形態に係る自律移動システム1、及び、該自律移動システム1を構成する自律移動装置3並びに標識(マーク)5の構成について説明する。図1は、自律移動システム1、及び、該自律移動システム1を構成する自律移動装置3の構成を示すブロック図であり、図2は標識5の構成を示す図である。自律移動システム1は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置3、及び移動経路に設置される標識5を備えて構成される。以下、それぞれについて詳細に説明する。
Ld(Ls)=√{(R1cosθ)2+(R2−R2sinθ)2} ・・・(3)
(1)スタート位置(x,y)を(2000,0)mmにずらした場合、標識5が有るときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(5,0)mmとなった。
(2)スタート位置(x,y)を(2000,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(2200,−20)mmとなった。
(3)スタート位置(x,y)を(−2000,0)mmにずらした場合、標識5が有るときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(−10,−40)mmとなった。
(4)スタート位置(x,y)を(−2000,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210まで到達することができなかった。
上記実験結果から、標識5が設置されている場合には、該標識5を検知するとともに、標識5が無いときには修正できない大きなずれを修正できることが確認された。
(1)スタート位置(x,y)を(500,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(−15,−10)mmとなった。
(2)スタート位置(x,y)を(−500,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(−15,0)mmとなった。
続いて、図10及び図11併せて用いて、第2実施形態に係る自律移動システム2、及び、該自律移動システム2を構成する自律移動装置4並びに標識(マーク)6の構成について説明する。図10は、自律移動システム2、及び、該自律移動システム2を構成する自律移動装置4の構成を示すブロック図であり、図11は標識6の構成を示す図である。なお、図10において第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。自律移動システム2は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置4、及び、移動経路に設置される標識6を備えて構成される。
3,4 自律移動装置
5,6 標識
10 本体
12 電動モータ
13 オムニホイール
14 ホイール
15 フリーローラ
16 エンコーダ
20,24 レーザレンジファインダ
21 ジョイスティック
22 レバー
23 登録スイッチ
30,40 電子制御装置
31 局所地図作成部
32 自己位置推定部
33 環境地図作成部
34,44 記憶部
35 経路計画部
36 走行制御部
37 センサ情報取得部
38 障害物回避制御部
39,49 標識検知部
51 拡散反射部材
52 鏡面反射部材
51a 検出情報群
52a 非検出情報群
61 拡散反射部材
62 吸光部材
61a 高強度検出情報群
62a 低強度検出情報群
Claims (18)
- 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第1の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第2の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。 - 前記標識検知手段は、前記複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、前記第1の所定の範囲を狭くすることを特徴とする請求項1に記載の自律移動装置。
- 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第6の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。 - 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第3の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第4の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。 - 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第7の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第8の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。 - 前記物体検出手段は、レーザレンジファインダであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の自律移動装置。
- 前記標識検知手段は、同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の自律移動装置。
- 前記記憶手段は、前記標識の環境地図上の配置を前記環境地図とは異なるレイヤーに記憶することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の自律移動装置。
- 複数の拡散反射部材と、複数の鏡面反射部材とが、交互に配列されていることを特徴とする標識。
- 前記鏡面反射部材は、前記配列の方向に沿って切断した断面が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の標識。
- 複数の拡散反射部材と、複数の吸光部材とが、交互に配列されていることを特徴とする標識。
- 前記拡散反射部材及び吸光部材は、薄板状に形成されていることを特徴とする請求項11に記載の標識。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の自律移動装置と、
請求項9〜12のいずれか1項に記載の標識と、を備えることを特徴とする自律移動システム。 - 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第1の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第2の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。 - 前記標識検知ステップでは、前記複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、前記第1の所定の範囲を狭くすることを特徴とする請求項14に記載の自律移動方法。
- 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第6の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。 - 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第3の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第4の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。 - 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第7の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第8の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。
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