JP2018155589A - Autonomous movement controller, mobile entity, autonomous movement control method, and program - Google Patents

Autonomous movement controller, mobile entity, autonomous movement control method, and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To change the travel condition of a mobile entity in accordance with whether positioning accuracy is good or bad and secure the stability of movement.SOLUTION: An autonomous movement controller, designed to control the travel of a robot 20 by positioning information obtained from a satellite navigation system, comprises: a GNSS receiving unit 24 for receiving a GNSS signal cyclically broadcast from a GNSS satellite 3, a GNSS state management unit 210 for determining whether the accuracy of positioning is good or bad, and a drive control unit 220 for setting a maximum speed to a first speed, e.g., 5.5 m/h, in a fix state where the accuracy of positioning is good, and limiting the maximum speed to a second speed slower than the first speed, e.g., 2 m/h, in a float state where the accuracy of positioning is bad.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、衛星航法システムを利用して自律移動体の移動を制御する自律移動制御技術に関する。   The present invention relates to an autonomous movement control technique for controlling movement of an autonomous moving body using a satellite navigation system.

従来、ＧＰＳ（Global positioning System）衛星を代表とする衛星航法システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用した車載用ナビゲーション装置が提案されている。衛星航法システムでは、単独測位方式の他、測位精度の向上を目的としてＤ−ＧＰＳ（相対（Differential）測位方式）方式、ＲＴＫ(Real Time Kinematic)―ＧＰＳ方式（干渉測位方式）、ＶＲＳ（Virtual Reference Station）−ＲＴＫ―ＧＰＳ方式（仮想基準点方式）が知られている。   Conventionally, an in-vehicle navigation device using a satellite navigation system (GNSS: Global Navigation Satellite System) represented by a GPS (Global positioning System) satellite has been proposed. In the satellite navigation system, in addition to the single positioning method, the D-GPS (Differential Positioning Method) method, the RTK (Real Time Kinematic) -GPS method (interference positioning method), and the VRS (Virtual Reference) are aimed at improving the positioning accuracy. Station) -RTK-GPS system (virtual reference point system) is known.

一方、衛星航法システムは、車両が市街地やトンネル等の障害物に入ると、衛星から測位用信号である放送電波が一時的に途絶えたり、受信しにくくなったりするといった問題がある。特許文献１には、ＧＰＳ衛星から送信される電波の受信状況に応じて、ＶＲＳ−ＲＴＫ―ＧＰＳ方式と、単独測位方式やＤ−ＧＰＳ測位方式との間の測位手段を好ましい方に切換えて測位を継続する車載ナビゲーション装置が記載されている。これによって、電波の受信状態にかかわらず、全体として、従来に比して精度良く継続して自車位置を検出することを可能にしている。   On the other hand, the satellite navigation system has a problem that when a vehicle enters an obstacle such as an urban area or a tunnel, a broadcast radio wave as a positioning signal from the satellite is temporarily interrupted or is difficult to receive. According to Patent Document 1, the positioning means between the VRS-RTK-GPS method and the single positioning method or D-GPS positioning method is switched to the preferred one according to the reception status of the radio wave transmitted from the GPS satellite. An in-vehicle navigation device that continues the above is described. As a result, the vehicle position can be continuously detected with higher accuracy as compared with the prior art regardless of the reception state of the radio wave.

特開２００５−１６９５５号公報JP 2005-16955 A

しかしながら、特許文献１に記載のナビゲーション装置は、ＧＰＳ電波の受信状態が良好か不良かに応じて、ＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＰＳ測位法と、単独ＧＰＳ測位等との間での測位手段を切換える方式であるため、測位精度は大きく相違するといった問題がある。特に、受信状態が不良の場合には、蛇行走行したり、コースを外れたりするという虞がある。従って、自車位置検出に用いる慣性センサを併用すると共に、蓄積される慣性誤差をＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＰＳ測位を実行したときに合せて修正する等のための構造及び処理が別途要求される。   However, the navigation device described in Patent Document 1 switches the positioning means between the VRS-RTK-GPS positioning method and the single GPS positioning depending on whether the reception state of the GPS radio wave is good or bad. Therefore, there is a problem that positioning accuracy is greatly different. In particular, when the reception state is poor, there is a risk of running meandering or going off the course. Therefore, an inertial sensor used for detecting the vehicle position is used together with a structure and a process for correcting the accumulated inertia error in accordance with the execution of VRS-RTK-GPS positioning.

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、測位精度の良不良に応じて移動体の走行条件を変更して移動の安定性を確保する自律移動制御装置、移動体、自律移動制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an autonomous mobile control device, a mobile object, an autonomous mobile control method, and a mobile object that change the traveling conditions of the mobile object according to the positioning accuracy and ensure the stability of the movement. The purpose is to provide a program.

本発明に係る自律移動制御装置は、衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段と、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段とを備えたものである。   An autonomous mobile control device according to the present invention is a receiver that receives a positioning signal periodically broadcast from a satellite in an autonomous mobile control device that controls the movement of a moving object based on positioning information obtained from a satellite navigation system. And positioning accuracy determining means for determining whether the positioning accuracy of the receiver is good or bad, and drive control means for changing the traveling condition of the moving body according to the determination result of the positioning accuracy determining means. .

また、本発明に係る自律移動制御方法は、衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御方法において、衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信ステップと、前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断ステップと、前記測位精度の良不良に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御ステップとを備えたものである。   The autonomous movement control method according to the present invention receives a positioning signal periodically broadcast from a satellite in an autonomous movement control method for controlling movement of a moving body based on positioning information obtained from a satellite navigation system. A receiving step; a positioning accuracy determining step for determining whether or not the positioning accuracy of the receiver is good; and a drive control step for changing a traveling condition of the moving body in accordance with the positioning accuracy. .

また、本発明に係るプログラムは、衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて自律移動制御装置により移動体の移動を制御するプログラムにおいて、衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段、及び、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段、として前記自律移動制御装置を機能させるものである。   The program according to the present invention is a program for controlling movement of a moving body by an autonomous movement control device based on positioning information obtained from a satellite navigation system, and receiving a positioning signal periodically broadcast from a satellite. The autonomous movement control device is caused to function as positioning accuracy determining means for determining whether the positioning accuracy of the machine is good and as drive control means for changing the traveling condition of the moving body according to the determination result of the positioning accuracy determining means. Is.

これらの発明によれば、衛星から周期的に放送される測位用信号が受信機で受信されると、測位精度判断手段によって測位精度の良不良（高低）が判断される。そして、測位精度が良好と判断された場合と、不良と判断された場合とで、駆動制御手段により、移動体の走行条件を適宜に変更することで、測位精度の良不良に関わらず移動の安定性が確保される。   According to these inventions, when the positioning signal periodically broadcast from the satellite is received by the receiver, the positioning accuracy determining means determines whether the positioning accuracy is good or bad. And, when the positioning accuracy is determined to be good and when it is determined to be bad, the drive control means appropriately changes the traveling condition of the moving body, so that the movement of the moving object can be performed regardless of whether the positioning accuracy is good or bad. Stability is ensured.

また、基準局での補正情報を受信してＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出する測位情報算出手段を備え、前記測位精度判断手段は、前記ＲＴＫ測位方式において、測位情報として確定解が得られている場合、前記測位精度が良好と判断し、測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記測位精度が不良と判断するものである。この構成によれば、ＲＴＫ測位方式を採用した態様では、確定解が得られている場合に測位精度が良好と判断し、推測解が得られている場合に測位精度が不良と判断するので、良不良の判断が容易に行われる。   In addition, it includes positioning information calculation means for receiving the correction information at the reference station and calculating positioning information by the RTK positioning method, and the positioning accuracy determination means has a definite solution as positioning information in the RTK positioning method. In this case, it is determined that the positioning accuracy is good, and if the estimated solution being calculated is obtained as the positioning information, the positioning accuracy is determined to be poor. According to this configuration, in the aspect adopting the RTK positioning method, the positioning accuracy is determined to be good when the definite solution is obtained, and the positioning accuracy is determined to be poor when the guess solution is obtained. It is easy to judge good or bad.

また、前記駆動制御手段は、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定するものである。この構成によれば、測位精度が不良の場合に、最高速度を下げるようにしたので、予定された移動コースからの逸脱や障害物との接触や衝突等が抑制されて移動の安定性が確保される。   The drive control unit sets the first speed as the maximum speed when the positioning accuracy determining unit determines that the positioning accuracy is good, and the positioning accuracy determining unit determines that the positioning accuracy is poor. Then, a second speed lower than the first speed is set as the maximum speed. According to this configuration, when the positioning accuracy is poor, the maximum speed is lowered, so deviation from the planned moving course, contact with obstacles, collisions, etc. are suppressed, and movement stability is ensured. Is done.

また、本発明は、前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、前記測位精度判断手段は、前記測位精度が良好と判断されている間、前記通信部で周期的に受信される前記補正情報の受信が途切れた期間のカウントを行い、前記駆動制御手段は、カウント値が大きくなる程、前記最大速度を前記第１の速度よりも低下させるものである。この構成によれば、測位精度を確保するための補正情報の受信の途切れる期間に応じて移動速度をさらに下げるようにしたので、移動の安定性が確保される。   Further, the present invention includes a communication unit that sequentially receives correction information for ensuring positioning accuracy, which is periodically transmitted from the reference station, and the positioning accuracy judging means determines that the positioning accuracy is good. While the reception of the correction information periodically received by the communication unit is counted, and the drive control means increases the maximum speed from the first speed as the count value increases. Is also reduced. According to this configuration, since the moving speed is further reduced according to the period in which the reception of the correction information for ensuring positioning accuracy is interrupted, the stability of movement is ensured.

また、本発明は、前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、前記駆動制御手段は、前記基準局との通信が途切れた場合、前記最大速度を前記第２の速度よりも低下させるものである。この構成によれば、測位の信頼性が一層低下し、例えば単独測位方式になったような場合に、低速である第２の速度よりも低速、例えば微速等にすることで安定移動が確保される。   Further, the present invention includes a communication unit that sequentially receives correction information for ensuring positioning accuracy, which is periodically transmitted from the reference station, and the drive control means, when communication with the reference station is interrupted, The maximum speed is made lower than the second speed. According to this configuration, the reliability of positioning is further reduced. For example, when the single positioning method is used, stable movement is ensured by setting the speed to a lower speed, for example, a fine speed, than the second speed, which is a low speed. The

また、本発明は、進行方向を含む角度周囲における障害物の有無を検知する障害物検知部と、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、前記進行方向を含む第１の検知角度範囲を設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の検知角度範囲よりも広角の第２の検知角度範囲を設定する検知範囲設定手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度の良不良に応じて進行方向を含む検知角度範囲を第１、第２の検知角度範囲の間で切換えて障害物検知を行うので移動の安定性が確保される。   The present invention also provides an obstacle detection unit that detects the presence or absence of an obstacle around an angle including a traveling direction, and a first that includes the traveling direction when the positioning accuracy is determined to be good by the positioning accuracy determining unit. A detection range setting unit that sets a second detection angle range wider than the first detection angle range when the positioning accuracy determination unit determines that the positioning accuracy is poor. It is equipped with. According to this configuration, since the obstacle detection is performed by switching the detection angle range including the traveling direction between the first and second detection angle ranges according to whether the positioning accuracy is good or bad, the stability of movement is ensured. .

また、前記駆動制御手段は、前記測位情報と予め設定された移動経路情報とを比較して一致させるように前記移動指示を行うことで、自律移動が確保される。   Moreover, the said drive control means ensures the autonomous movement by giving the said movement instruction | indication so that the said positioning information and preset movement route information may be compared and matched.

また、本発明は、前記移動体の周囲を照明する、輝度が変更可能な照明灯と、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、前記照明灯の輝度を第１の輝度に設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の輝度よりも低い第２の輝度に設定する照明灯輝度設定手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度が良好と判断されたときに高速移動を可能にする態様では、周囲をより一層照らすべく高輝度に設定され、測位精度が不良と判断されたときに低速走行でよい態様では、相対的に低輝度にすることで省電等が図れる。   Further, the present invention provides an illumination lamp that illuminates the surroundings of the moving body and that can change the brightness, and the brightness of the illumination lamp is set to the first brightness when the positioning accuracy is determined to be good by the positioning accuracy determination means. Illuminating lamp brightness setting means for setting the brightness to a second brightness lower than the first brightness when the positioning precision judgment means determines that the positioning precision is poor. According to this configuration, in the aspect that enables high-speed movement when it is determined that the positioning accuracy is good, the brightness is set so as to further illuminate the surroundings, and when the positioning accuracy is determined to be poor, the vehicle can travel at low speed. In a good mode, power saving or the like can be achieved by making the luminance relatively low.

また、本発明は、前記移動体に搭載された、表示態様が変更可能な警光灯と、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記表示態様を異ならせる警光灯表示制御手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度の良不良に応じて表示形態を変えることで、周囲に走行の安定性の状況を報知することができる。   Further, the present invention provides a warning light mounted on the mobile body, the display mode of which can be changed, and a warning light display control unit that changes the display mode according to a determination result of the positioning accuracy determination unit. It is equipped with. According to this configuration, it is possible to notify the surroundings of the state of running stability by changing the display form in accordance with the positioning accuracy.

また、本発明は、前記移動体上に搭載された被昇降部を昇降させる昇降装置と、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記昇降装置の高さを可変させる昇降制御手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度の良不良に応じて被昇降部の高さが調整可能となる。   The present invention also includes an elevating device that elevates and lowers a lifted part mounted on the movable body, and an elevating control unit that varies the height of the elevating device according to the determination result of the positioning accuracy determining unit. It is provided. According to this configuration, the height of the lifted / lowered part can be adjusted according to the positioning accuracy.

また、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断された場合、直近の第１のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断された場合、第１のサンプル数より多い直近の第２のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出する測位情報算出手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度が良好と判断された場合には少ないサンプル数で、より素早く位置が算出され、一方、測位精度が不良と判断された場合には、より多くのサンプル数の測位情報を用いて例えば平均化して算出することで位置精度が確保される。従って、衛星航法システムにおける測位精度の良不良状態に応じてサンプル数を変更することで全体として測位精度が確保される。   Further, when the positioning accuracy determining means determines that the positioning accuracy is good, the position is calculated using the positioning information of the latest first number of samples, and the positioning accuracy determining means determines the positioning accuracy of the receiver. And positioning information calculation means for calculating a position using positioning information of the latest second number of samples larger than the first number of samples when it is determined to be defective. According to this configuration, when the positioning accuracy is determined to be good, the position is calculated more quickly with a small number of samples. On the other hand, when the positioning accuracy is determined to be poor, positioning with a larger number of samples is performed. Position accuracy is ensured by, for example, averaging and calculating using information. Therefore, positioning accuracy is ensured as a whole by changing the number of samples according to the positioning accuracy in the satellite navigation system.

また、前記の自律移動制御装置を備えることで、測位精度が維持され、さらに安定、安全な移動を行う移動体が提供される。   In addition, by providing the above-described autonomous movement control device, it is possible to provide a moving body that maintains positioning accuracy and performs stable and safe movement.

本発明によれば、測位精度の良不良に応じて移動体の走行条件を変更して移動の安定性を確保する。   According to the present invention, the traveling condition of the moving body is changed according to whether the positioning accuracy is good or bad, thereby ensuring the stability of the movement.

本発明に係る自律移動制御装置が適用される衛星航法システムの全体図である。1 is an overall view of a satellite navigation system to which an autonomous mobile control device according to the present invention is applied. 自律移動制御装置を説明するための、ロボット側の機能構成図及びサーバ・基準局部側の機能構成図である。It is a functional block diagram on the robot side and a functional block diagram on the server / reference station side for explaining the autonomous mobile control device. サーバ・基準局部側の表示部への表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display on the display part by the side of a server and a reference | standard local part. 自律移動制御処理の一実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Embodiment of an autonomous movement control process. 自律移動制御処理の一実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Embodiment of an autonomous movement control process.

図１において、衛星航法システム１は、例えばＧＰＳ衛星を代表例とするＧＮＳＳ衛星３と、サーバ・基準局部１０と、監視ロボット等の走行移動する少なくとも１台のロボット２０とを備えている。複数のＧＮＳＳ衛星３は、それぞれ公知の軌道上で地球を周回しており、周期的に電波（ＧＮＳＳ信号）を送信（放送）している。放送電波は、各ＧＮＳＳ衛星３のＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データからなる測位用データを含む。ＧＮＳＳ衛星３を用いた測位処理は、後述するように、一般的には４機のＧＮＳＳ衛星からの測位用データを用いて行われる。   In FIG. 1, a satellite navigation system 1 includes a GNSS satellite 3 whose representative example is a GPS satellite, a server / reference station 10, and at least one moving robot 20 such as a monitoring robot. The plurality of GNSS satellites 3 orbit around the earth in known orbits, and periodically transmit (broadcast) radio waves (GNSS signals). The broadcast radio wave includes positioning data including C / A code data and carrier phase data of each GNSS satellite 3. The positioning process using the GNSS satellite 3 is generally performed using positioning data from four GNSS satellites, as will be described later.

サーバ・基準局部１０は、ＧＮＳＳ衛星３からの測位用データを含むＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳ受信部１１、コンピュータを内蔵するサーバ部１２を備え、ＲＴＫ測位処理のための基準局として機能すると共に、ロボット２０の自律的な走行管理部として機能する。ここに、自律的な走行管理とは、運転者の操縦によらない走行の態様をいう。ＧＮＳＳ受信部１１とサーバ部１２とは、有線又は無線の通信ライン１３を介して通信可能にされている。通信部１４は、サーバ・基準局部１０とロボット２０との間で通信を行うものである。なお、サーバ・基準局部１０は、ＧＮＳＳ受信部１１が基準局（基準点）に設置されておれば足り、サーバ部１２は別途の管理センタに設置されている態様でもよい。   The server / reference station 10 includes a GNSS receiver 11 that receives a GNSS signal including positioning data from the GNSS satellite 3, and a server unit 12 with a built-in computer, and functions as a reference station for RTK positioning processing and a robot. It functions as 20 autonomous travel management units. Here, autonomous traveling management refers to a mode of traveling that does not depend on the driver's control. The GNSS receiving unit 11 and the server unit 12 can communicate with each other via a wired or wireless communication line 13. The communication unit 14 performs communication between the server / reference station 10 and the robot 20. The server / reference station unit 10 may be a mode in which the GNSS receiving unit 11 is installed in the reference station (reference point) and the server unit 12 is installed in a separate management center.

ロボット２０は、本実施形態では監視用乃至は警備用の走行体であり、監視（警備）対象領域内において予め設定された走行経路を走行（巡回）する。ロボット２０は、基台２１に前輪２２Ｆ及び後輪２２Ｒを一対ずつ備え、走行可能に構成されている。前輪２２Ｆ及び後輪２２Ｒの一方、例えば前輪２２Ｆが、図略の左右モータ等によって回転駆動されることで、速度及び方向が制御される。基台２１上には、監視用の撮像部２３、ＧＮＳＳ受信部１１と同一構成のＧＮＳＳ受信部２４、通信部２５及びレーザビームの反射を利用した障害物検知部２６が搭載されている。撮像部２３は、基台２１上に配置された、モータ等を含む昇降機構部（図略）に搭載され、高さが変更可能にされている。なお、ＧＮＳＳ受信部２４は、１台でもよいが、ロボット２０の向きを識別するために左右１対搭載する態様でもよい。   In the present embodiment, the robot 20 is a traveling body for monitoring or security, and travels (circulates) on a travel route set in advance in a monitoring (security) target area. The robot 20 includes a pair of front wheels 22F and rear wheels 22R on the base 21, and is configured to be able to travel. One of the front wheel 22F and the rear wheel 22R, for example, the front wheel 22F is rotationally driven by a left and right motor (not shown), and the speed and direction are controlled. On the base 21, a monitoring imaging unit 23, a GNSS reception unit 24 having the same configuration as the GNSS reception unit 11, a communication unit 25, and an obstacle detection unit 26 using reflection of a laser beam are mounted. The imaging unit 23 is mounted on an elevating mechanism unit (not shown) including a motor or the like disposed on the base 21 so that the height can be changed. Note that one GNSS receiving unit 24 may be provided, but a mode in which a pair of left and right is mounted to identify the orientation of the robot 20 may be used.

また、基台２１の前部には、前方照明用（ヘッドライト）の照明灯２７が、例えば１個又は左右に複数個配置され、基台２１の上部には、警備状況報知用のランプ等の警光灯２８が搭載されている。照明灯２７は、輝度変更が可能なものであり、警光灯２８は、色（青色、黄色等）、または表示態様（点灯、点滅等）が変更可能なものである。   Further, for example, one or a plurality of illuminating lamps 27 for front lighting (headlights) are arranged on the front portion of the base 21, and a lamp for alerting a security situation or the like is provided on the upper portion of the base 21. The warning light 28 is mounted. The illumination lamp 27 can change the luminance, and the warning lamp 28 can change the color (blue, yellow, etc.) or the display mode (lighting, blinking, etc.).

サーバ・基準局部１０及びロボット２０の各部は、図２の機能構成によって動作制御される。サーバ・基準局部１０側において、制御部１００は、コンピュータ等で構成され、記憶部１００ａに記憶された制御プログラムが実行されることで、接続されている各部の動作を制御する。測位情報算出部１１ａは、ＧＮＳＳ受信部１１の一部を構成するもので、各ＧＮＳＳ衛星３から、所定の周期、例えば毎秒で受信されるＧＮＳＳ信号から得られる測位用データを用いて、基準局の位置の測位情報を算出する。補正情報算出部１１０は、記憶部１００ａに予め記憶された基準局の既知の位置座標情報（例えば、緯度、経度、高度）や補足衛星の搬送波情報を補正情報として算出する。走行経路管理部１２０は、記憶部１００ａに予め記憶されたロボット２０の走行経路（ルート）の座標（緯度、経度、必要に応じて高度）を参照しながら、後述する駆動制御部２２０によって走行制御されるロボット２０の走行位置、走行状態の管理情報をロボット２０側から取得し、管理すると共に後述する表示部１５に、好ましくはリアルタイムで表示する。通信部１４は、補正情報算出部１１０で算出した補正情報、走行経路管理部１２０で必要な各種の情報の授受をロボット２０側の通信部２５との間で行う。表示部１５は、サーバ部１２に、管理者が視認可能なモニタを備え、ロボット２０側からの情報を通信部１４を介して受信して表示する表示制御部を含む。なお、表示部１５には、管理者からの、走行及び警備に関わる各種の指示を受け付ける入力部を含めてもよい。   Operations of the server / reference station 10 and the robot 20 are controlled by the functional configuration shown in FIG. On the server / reference station 10 side, the control unit 100 is configured by a computer or the like, and controls the operation of each connected unit by executing a control program stored in the storage unit 100a. The positioning information calculation unit 11a constitutes a part of the GNSS receiving unit 11, and uses positioning data obtained from a GNSS signal received from each GNSS satellite 3 at a predetermined period, for example, every second. Calculate the positioning information of the position. The correction information calculation unit 110 calculates known position coordinate information (for example, latitude, longitude, altitude) of the reference station and carrier wave information of the supplementary satellite stored in advance in the storage unit 100a as correction information. The travel route management unit 120 performs travel control by a drive control unit 220 described later while referring to the coordinates (latitude, longitude, and altitude as necessary) of the travel route (route) of the robot 20 stored in advance in the storage unit 100a. The management information of the traveling position and traveling state of the robot 20 is acquired and managed from the robot 20 side, and is displayed on the display unit 15 described later, preferably in real time. The communication unit 14 exchanges the correction information calculated by the correction information calculation unit 110 and various information necessary for the travel route management unit 120 with the communication unit 25 on the robot 20 side. The display unit 15 includes a display control unit that includes a monitor visible to the administrator in the server unit 12 and receives and displays information from the robot 20 via the communication unit 14. Note that the display unit 15 may include an input unit that receives various instructions related to traveling and security from the administrator.

ロボット２０側において、制御部２００は、コンピュータ等で構成され、記憶部２００ａに記憶された制御プログラムが実行されることで、接続されている各部の動作を制御する。測位情報算出部２４ａは、ＧＮＳＳ受信部２４の一部を構成するもので、各ＧＮＳＳ衛星３から、所定の周期、例えば毎秒で受信されるＧＮＳＳ信号から得られる測位用データ及び基準点に対する補正情報を用いて、ロボット２０の位置の測位情報をＲＴＫ測位方式で算出する。   On the robot 20 side, the control unit 200 is configured by a computer or the like, and controls the operation of each connected unit by executing a control program stored in the storage unit 200a. The positioning information calculation unit 24a constitutes a part of the GNSS receiving unit 24, and positioning data obtained from the GNSS signal received from each GNSS satellite 3 at a predetermined period, for example, every second, and correction information for the reference point Is used to calculate the positioning information of the position of the robot 20 by the RTK positioning method.

ＧＮＳＳ状態管理部２１０は、ＧＮＳＳ受信部２４での電波受信状態がフィックス（Fixed）状態にあるか、フロート（Float）状態にあるかを判断する。   The GNSS state management unit 210 determines whether the radio wave reception state in the GNSS reception unit 24 is in a fixed state or a float state.

ここで、ＲＴＫ測位方式について簡単に説明する。公知のように、ＲＴＫ測位方式は、ＧＮＳＳ受信部１１，２４を用いて、ＧＮＳＳ受信部２４からＧＮＳＳ衛星３までの距離を、Ｃ／Ａコードデータ及びキャリア位相データからなる測位用データである搬送波の波数と位相差とから求める。まず、それぞれのＧＮＳＳ受信部１１，２４において観測される各搬送波位相を測定する。搬送波位相は、ＧＮＳＳ受信部１１、２４内で搬送波のレプリカを発生させ、比較をすることで得られる。次いで、その間に存在する波数（整数値バイアス）を決定する。整数値バイアスの決定は、推測値を収束させる処理手順で行う。最初の推測値は、例えば単独測位のＧＮＳＳ受信部１１，２４を使用してのディファレンシャル（Ｄ−ＧＰＳ）測位方式より求める。この方式では、ＧＮＳＳ受信部１１の測位情報をＧＮＳＳ受信部２４側に通信する。その解から候補範囲を推測し、収束させる。一般的には数十秒程度の収束処理を経て、収束解が得られる（整数値バイアスが決定される）。整数値バイアスが決定すると、例えば２ｃｍ程度の測位精度が得られる。そして、整数値バイアスが決定した後は常に位相差を積算することで、精度維持が可能となる。整数値バイアスが決まるまでの解をフロート解（推測解）と呼び、収束した状態での解をフィックス解（収束解）と呼ぶ。例えば電波受信が一時的に途切れると、フィックス（Fixed）状態からフロート（Float）状態へ移行する。フィックス解（収束解）の測位精度は、フロート解（推測解）の測位精度に比して、公知のように１桁程度乃至はそれ以上高い。   Here, the RTK positioning method will be briefly described. As is well known, the RTK positioning method uses the GNSS receivers 11 and 24 to determine the distance from the GNSS receiver 24 to the GNSS satellite 3 as a carrier for positioning data including C / A code data and carrier phase data. Is obtained from the wave number and the phase difference. First, each carrier phase observed in each GNSS receiver 11, 24 is measured. The carrier phase is obtained by generating a replica of the carrier in the GNSS receivers 11 and 24 and comparing them. Then, the wave number (integer value bias) existing between them is determined. The integer value bias is determined by a processing procedure for converging the estimated value. The first estimated value is obtained by, for example, a differential (D-GPS) positioning method using the GNSS receivers 11 and 24 for single positioning. In this method, the positioning information of the GNSS receiver 11 is communicated to the GNSS receiver 24 side. The candidate range is estimated from the solution and converged. Generally, a convergence solution is obtained after a convergence process of about several tens of seconds (an integer value bias is determined). When the integer value bias is determined, for example, positioning accuracy of about 2 cm is obtained. Then, after the integer value bias is determined, the accuracy can be maintained by always integrating the phase difference. A solution until the integer value bias is determined is called a float solution (guessed solution), and a solution in a converged state is called a fixed solution (convergent solution). For example, when radio wave reception is temporarily interrupted, the state shifts from a fixed state to a float state. As is well known, the positioning accuracy of the fixed solution (convergent solution) is about one digit or more higher than the positioning accuracy of the float solution (guessed solution).

ＧＮＳＳ状態管理部２１０は、測位演算毎に、フロート（Float）状態か、フィックス（Fixed）状態かのＧＮＳＳ状態（ＧＮＳＳモード）情報を測位情報算出部２４ａに出力して、測位情報を算出する。   For each positioning calculation, the GNSS state management unit 210 outputs GNSS state (GNSS mode) information indicating a float state or a fixed state to the positioning information calculation unit 24a, and calculates positioning information.

また、測位情報算出部２４ａは、算出された測位情報に対して、平均化処理を実行することで精度確保を図っている。具体的には、測位情報算出部２４ａは、ＧＮＳＳ状態管理部２１０によって判断されたＧＮＳＳモードがフィックス状態にあるときは、第１のサンプル数、例えば直近（今回含む）の３回分を用いて平均化し、フロート状態にあるときは、第１のサンプル数より多い、第２のサンプリング数、例えば直近（今回含む）の１０回分を用いて平均化している。このように、測位情報が低精度の状態にあっても、平均化のサンプル数を増すことで、精度の維持が図れる。   In addition, the positioning information calculation unit 24a performs an averaging process on the calculated positioning information to ensure accuracy. Specifically, when the GNSS mode determined by the GNSS state management unit 210 is in the fixed state, the positioning information calculation unit 24a uses the first sample number, for example, the last three times (including this time) as an average. In the float state, averaging is performed using a second sampling number that is larger than the first sample number, for example, the latest 10 times (including this time). Thus, even if the positioning information is in a low accuracy state, the accuracy can be maintained by increasing the number of samples for averaging.

次いで、走行経路管理部２４０は、記憶部２００ａに予め記憶されたロボット２０自身の走行ルートを参照しながらロボット２０の走行位置、走行状態の管理を行う。   Next, the travel route management unit 240 manages the travel position and the travel state of the robot 20 while referring to the travel route of the robot 20 stored in advance in the storage unit 200a.

駆動制御部２２０は、ロボット２０の測位中の現測位情報が走行経路情報に沿うように、左右の前輪２２Ｆに左右のモータを介して回転駆動力伝達する。駆動制御部２２０は、前輪２２Ｆの回転速度を調整して速度変更させ、また前輪２２Ｆの左右の回転速度を変更して方向変化を可能にしている。速度変更は、例えば直線、曲がり（コーナー）の他、坂や走行幅の広狭によって調整される。駆動制御部２２０は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで走行条件、例えば速度を調整するなどして、走行の安全性を確保している。本実施形態では、フィックス状態では、最高速度が第１の速度、例えば５．５ｍ／ｈに設定され、フロート状態では最高速度が第１の速度より低速の第２の速度、例えば２ｍ／ｈに制限されている。このように、測位情報が低精度の状況下で最高速度を制限することで、コース外れを抑制でき、障害物との接触、衝突が防止され、またサンプル数を増加させたことで位置精度が高まる。   The drive control unit 220 transmits rotational driving force to the left and right front wheels 22F via the left and right motors so that the current positioning information during positioning of the robot 20 is along the travel route information. The drive control unit 220 adjusts the rotation speed of the front wheel 22F to change the speed, and changes the left and right rotation speed of the front wheel 22F to change the direction. The speed change is adjusted by, for example, a straight line, a bend (corner), a slope, and a width of a traveling width. The drive control unit 220 ensures traveling safety, for example, by adjusting a traveling condition, for example, a speed depending on the positioning accuracy depending on whether the GNSS mode is in the fixed state or the floating state. In the present embodiment, in the fixed state, the maximum speed is set to a first speed, for example, 5.5 m / h, and in the float state, the maximum speed is set to a second speed that is lower than the first speed, for example, 2 m / h. Limited. In this way, limiting the maximum speed in a situation where positioning information is inaccurate can suppress off-course, preventing contact with and collision with obstacles, and increasing the number of samples increases position accuracy. Rise.

ＬＲＦ制御部２６０は、障害物検知部２６の動作を制御するものである。本実施形態において、障害物検知部２６は、周囲の障害物までの距離を計測するセンサ、例えばレーザレンジセンサ（Laser Range Finder）が採用されている。障害物検知部２６は、図１に示すように、レーザビームＬＢを水平面内で放射状にスキャンしながら出力すると共に、周囲の壁などの障害物で反射し、帰来した反射光を受光して、各出力方向について障害物までの距離を、ＴＯＦ（Time of Flight）の原理に従って計測する。障害物検知部２６は、光学式のレーザ光送受部を回転軸周りに回転させながらレーザビームＬＢの送受信を高速で繰り返す。障害物検知部２６のスキャン範囲は、例えば進行方向前方を基準に左右に所定角度θ／２ずつの範囲である。ＬＲＦ制御部２６０は、ＧＮＳＳモードに応じて、検知範囲を変更するようにしている。例えば、ＬＲＦ制御部２６０は、ＧＮＳＳモードがフロート状態のときは、検知範囲θを広角度に、例えば前方１８０°程度に広げて、低精度の測位情報を補うようにし、一方、フィックス状態のときは、検知範囲を例えば進行方向を中心に半分程度の角度に狭めてデータ処理負担を低減させ、また、より高速に設定された最高速度に対応するべく測距レンジを大きくする。障害物検知部２６で検出された障害物情報は、ロボット２０の走行経路設定処理に使用されて、特に測位情報の精度が低い状態において、経路上や近傍に存在する障害物との接触、衝突を可及的に防止するようにしている。   The LRF control unit 260 controls the operation of the obstacle detection unit 26. In the present embodiment, the obstacle detection unit 26 employs a sensor that measures the distance to surrounding obstacles, such as a laser range sensor (Laser Range Finder). As shown in FIG. 1, the obstacle detection unit 26 outputs the laser beam LB while scanning it radially in a horizontal plane, reflects it with an obstacle such as a surrounding wall, and receives the reflected light that comes back, The distance to the obstacle in each output direction is measured according to the principle of TOF (Time of Flight). The obstacle detection unit 26 repeats transmission / reception of the laser beam LB at high speed while rotating the optical laser beam transmission / reception unit around the rotation axis. The scan range of the obstacle detection unit 26 is, for example, a range of a predetermined angle θ / 2 left and right with respect to the front in the traveling direction. The LRF control unit 260 changes the detection range according to the GNSS mode. For example, when the GNSS mode is in the floating state, the LRF control unit 260 expands the detection range θ to a wide angle, for example, about 180 ° forward, and compensates for low-precision positioning information, while in the fixed state. Reduces the data processing load by narrowing the detection range to, for example, about half of the angle in the traveling direction, and increases the distance measurement range to correspond to the maximum speed set at a higher speed. Obstacle information detected by the obstacle detection unit 26 is used in the travel route setting process of the robot 20, especially in a state where the accuracy of the positioning information is low, contact with or collision with an obstacle present on or near the route. Is to prevent as much as possible.

撮像制御部２３０は、撮像部２３による撮像状況を制御するものである。撮像部２３は、監視用乃至は警備用の映像情報として用いられるもので、種々のカメラが採用可能であり、複数方向を撮像するための複数のカメラやビデオカメラを搭載してもよいし、周囲半球を同時に撮像可能なカメラやビデオカメラでもよい。撮像制御部２３０による制御内容としては、カメラレンズを左右に動かすパン（pan）、カメラレンズを上下に動かすティルト（tilt）、及び望遠や広角にするズーム（zoom）の少なくとも１つを含む。また、昇降制御部２３１は、モータ等の昇降機構部２３ａを駆動させて、撮像部２３の高さ位置を調整するものである。昇降制御部２３１は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで高さ位置を調整する。本実施形態では、フィックス状態では、高い位置に設定され、フロート状態では、相対的に低い位置に設定される。このように、測位精度の良好のときには、より遠方の状態まで見渡せるようにし、逆に測位精度の不良のときには、むしろ近傍の細かい状況まで視認可能なようにして、走行の安定性を確保している。   The imaging control unit 230 controls the imaging status of the imaging unit 23. The imaging unit 23 is used as video information for monitoring or security, and various cameras can be adopted, and a plurality of cameras and video cameras for imaging in a plurality of directions may be mounted. It may be a camera or video camera that can simultaneously image the surrounding hemisphere. The contents of control by the imaging control unit 230 include at least one of a pan for moving the camera lens to the left and right, a tilt for moving the camera lens up and down, and a zoom for zooming to a telephoto and a wide angle. The elevation control unit 231 adjusts the height position of the imaging unit 23 by driving the elevation mechanism unit 23a such as a motor. The elevation controller 231 adjusts the height position depending on the positioning accuracy, for example, depending on whether the GNSS mode is in the fixed state or the float state. In this embodiment, it is set to a high position in the fixed state, and is set to a relatively low position in the float state. In this way, when positioning accuracy is good, it is possible to look farther away, and conversely, when positioning accuracy is poor, it is possible to visually recognize the details in the vicinity to ensure driving stability. Yes.

照明灯輝度制御部２７０は、照明灯２７の輝度を調整するものである。照明灯輝度制御部２７０は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで高さ位置を調整する。本実施形態では、フィックス状態では、高速走行を確保するべく高輝度に設定され、フロート状態では、低速走行でよいため、相対的に低輝度に設定される。   The illumination lamp brightness control unit 270 adjusts the brightness of the illumination lamp 27. The illumination lamp luminance control unit 270 adjusts the height position according to the positioning accuracy, for example, depending on whether the GNSS mode is the fixed state or the float state. In the present embodiment, in the fixed state, the high brightness is set to ensure high speed travel, and in the float state, the low speed travel is sufficient, so the brightness is set relatively low.

警光灯表示制御部２８０は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで表示態様を変更するものである。本実施形態では、フィックス状態では、青色のランプを点灯させ、フロート状態では、黄色のランプを点灯させる。このように、測位精度の良不良に応じて表示色を変えることで、周囲に走行の安定性の状況を報知することができる。なお、警光色としては、青色と黄色の組み合わせに代えて、黄色と赤色、また他の組み合わせでもよい。また、色の変更に代えて、フィックス状態では点灯状態とし、フロート状態では点滅状態としてもよい。   The warning light display control unit 280 changes the display mode depending on the positioning accuracy, for example, depending on whether the GNSS mode is the fixed state or the float state. In the present embodiment, the blue lamp is lit in the fixed state, and the yellow lamp is lit in the float state. In this way, by changing the display color according to whether the positioning accuracy is good or bad, it is possible to inform the surroundings of the status of the running stability. Note that the warning color may be yellow and red, or another combination, instead of the combination of blue and yellow. Further, instead of changing the color, the lighting state may be set in the fixed state, and the blinking state may be set in the floating state.

なお、昇降機構部２３ａは、撮像部２３の昇降の他、前記した各部乃至その他の必要な部材を被昇降部として昇降可能である。これにより、被昇降部を測位精度に応じた好適な高さ位置で動作させることが可能となる。   The elevating mechanism unit 23a can elevate the imaging unit 23 as well as the above-described units or other necessary members as the elevating unit. Thereby, it becomes possible to operate the to-be-lifted part at a suitable height position corresponding to the positioning accuracy.

図３は、サーバ・基準局部１０側の表示部１５のモニタ画面１５０の一例で、図３（ａ）はＧＮＳＳモードがフィックス状態にある場合の画面図、図３（ｂ）はＧＮＳＳモードがフロート状態にある場合の画面図である。モニタ画面１５０には、主画面１５１として、警備対象領域内の走行経路Ｒｏと、現在のロボット２０の位置を示すロボット画像２０Ｇとが表示されている。なお、主画面１５１には、走行経路Ｒｏに加えて、周辺の情報、例えば周囲の障害物の画像が表示されてもよい。モニタ画面１５０の適所、例えば右側には上下方向に、高ビットレートのカメラ映像１画面１５２と、低ビットレートのカメラ映像２画面１５３とが設けられている。撮像制御部２３０は、撮像した映像を通信部２５，１４を経由してサーバ・基準局部１０側の表示部１５に送信し、表示させる。撮像制御部２３０は、画像の撮像動作状態や通信部２５，１４による画像の通信状態を受けて、表示場所を分けている。また、モニタ画面１５０の適所、例えば下部側には、ＧＮＳＳモードの内容、ロボット２０の最高設定速度、及び使用サンプル数が確認的に表示される。   3 is an example of the monitor screen 150 of the display unit 15 on the server / reference station 10 side. FIG. 3A is a screen view when the GNSS mode is in a fixed state, and FIG. It is a screen figure in the state. On the monitor screen 150, as the main screen 151, a travel route Ro in the security target area and a robot image 20G indicating the current position of the robot 20 are displayed. In addition to the travel route Ro, the main screen 151 may display surrounding information, for example, images of surrounding obstacles. A high bit rate camera image 1 screen 152 and a low bit rate camera image 2 screen 153 are provided in appropriate positions on the monitor screen 150, for example, on the right side in the vertical direction. The imaging control unit 230 transmits the captured video to the display unit 15 on the server / reference station unit 10 side via the communication units 25 and 14 to display the video. The imaging control unit 230 divides the display location according to the imaging operation state of the image and the communication state of the image by the communication units 25 and 14. Further, the contents of the GNSS mode, the maximum set speed of the robot 20, and the number of used samples are displayed in a proper place on the monitor screen 150, for example, the lower side.

続いて、図４、図５のフローチャートを用いて、ロボット２０及びサーバ部１２の各処理を説明する。ロボット２０及びサーバ部１２の制御部１００，２００が起動した後、警備開始が指示されると、本フローがスタートする。まず、サーバ部１２が動作して、管理者によって選出された走行経路情報が走行経路管理部１２０から読み出され（ステップＱ１）、通信部１４，２５を経てロボット２０側に送信される（ステップＱ３）。   Next, each process of the robot 20 and the server unit 12 will be described using the flowcharts of FIGS. 4 and 5. When the robot 20 and the control units 100 and 200 of the server unit 12 are activated and the start of security is instructed, this flow starts. First, the server unit 12 operates, and the travel route information selected by the administrator is read from the travel route management unit 120 (step Q1), and transmitted to the robot 20 side via the communication units 14 and 25 (step). Q3).

ロボット２０側では、サーバ部１２から送信された走行経路情報を受信する（ステップＳ１）。次いで、測位情報算出部２４ａによってＧＮＳＳ信号の受信処理が行われる（ステップＳ３）。   On the robot 20 side, the travel route information transmitted from the server unit 12 is received (step S1). Next, a GNSS signal reception process is performed by the positioning information calculation unit 24a (step S3).

併せて、サーバ部１２においても、測位情報算出部１１ａによってＧＮＳＳ信号の受信処理が開始され、ＧＮＳＳ信号の受信の度に、基準局で受信する各衛星の搬送波情報が補正情報として算出される（ステップＱ５）。そして、算出された補正情報は、通信部１４，２５を経てロボット２０側に送信される（ステップＱ７）。   At the same time, in the server unit 12, the GNSS signal reception process is started by the positioning information calculation unit 11a, and the carrier wave information of each satellite received by the reference station is calculated as correction information each time the GNSS signal is received (step). Q5). Then, the calculated correction information is transmitted to the robot 20 via the communication units 14 and 25 (step Q7).

ロボット２０側では、サーバ部１２から送信された補正情報を受信する（ステップＳ５）。次いで、測位情報算出部１１ａによってＧＮＳＳ信号と補正情報とからＧＮＳＳモードの判断のための算出が行われ、ＧＮＳＳモードの内容がＧＮＳＳ状態管理部２１０に格納される（ステップＳ７）。   On the robot 20 side, the correction information transmitted from the server unit 12 is received (step S5). Next, the positioning information calculation unit 11a performs calculation for determining the GNSS mode from the GNSS signal and the correction information, and the contents of the GNSS mode are stored in the GNSS state management unit 210 (step S7).

次いで、現在のＧＮＳＳモードの判定が行われる（ステップＳ９）。現在のＧＮＳＳモードがフィックス状態であれば、フィックス状態に対応した、最大速度、必要サンプル数の条件が設定される（ステップＳ１１）。現在のＧＮＳＳモードがフロート状態であれば、フロート状態に対応した、最大速度、必要サンプル数の条件が設定される（ステップＳ１３）。それ以外の場合には、異常発生と見なして走行を停止させて（ステップＳ１５）、ステップＳ３に戻る。なお、この場合、単独測位方式に移行させて、ロボット２０の最高速度を微速に設定して微速前進させる態様としてもよい。   Next, the current GNSS mode is determined (step S9). If the current GNSS mode is the fixed state, the maximum speed and the necessary number of samples corresponding to the fixed state are set (step S11). If the current GNSS mode is the float state, conditions for the maximum speed and the required number of samples corresponding to the float state are set (step S13). In other cases, it is considered that an abnormality has occurred and the traveling is stopped (step S15), and the process returns to step S3. In this case, the mode may be shifted to the single positioning method, and the maximum speed of the robot 20 may be set to a very low speed and advanced at a low speed.

続いて、ステップＳ１７以降では、サンプルデータの追加ストック処理などを行う。すなわち、ステップＳ１１又はステップＳ１３の場合、現在の測位情報と設定された条件内容で得られたサンプル平均値とから、両者の位置が所定距離、例えば１ｍ以上離れているかが判断される（ステップＳ１７）。１ｍ以上離れている場合には、追加するべきサンプルデータとして精度的に不適合として、追加する（取り込む）ことなく、ステップＳ３にリターンする。一方、１ｍ以内であればサンプルデータとして適合するとして、記憶部２００ａに追加される（ステップＳ１９）。   Subsequently, in step S17 and subsequent steps, sample data additional stock processing and the like are performed. That is, in the case of step S11 or step S13, it is determined from the current positioning information and the sample average value obtained with the set condition contents whether or not the positions of both are separated by a predetermined distance, for example, 1 m or more (step S17). ). If it is 1 m or more away, the process returns to step S3 without adding (capturing) the sample data to be added as non-conforming accurately. On the other hand, if it is within 1 m, it is added to the storage unit 200a as being suitable as sample data (step S19).

次いで、取得したサンプル数が、ステップＳ１１，Ｓ１３で設定された必要サンプル数に達したか否かが判断される（ステップＳ２１）。取得したサンプル数が必要サンプル数より少なければ、ステップＳ３にリターンする。そして、取得したサンプル数が必要サンプル数と一致すると、設定条件に従って、必要サンプル数でのサンプル平均値の算出、最大速度での走行制御が行われる（ステップＳ２３、ステップＳ２５）。そして、記憶部１００ａから一番古いサンプルデータの削除処理が実行される（ステップＳ２７）。これにより、直近の必要サンプル数のデータが常に格納された状態となる。   Next, it is determined whether or not the acquired number of samples has reached the required number of samples set in steps S11 and S13 (step S21). If the acquired number of samples is less than the required number of samples, the process returns to step S3. When the acquired number of samples coincides with the required number of samples, calculation of the sample average value with the required number of samples and travel control at the maximum speed are performed according to the setting conditions (steps S23 and S25). Then, the process of deleting the oldest sample data from the storage unit 100a is executed (step S27). As a result, data of the latest necessary number of samples is always stored.

第１実施形態では、ロボット２０の走行速度をＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで切換えたが、第２実施形態として補正情報の通信状態を利用してもよい。この場合、ＧＮＳＳ状態管理部２１０は、フィックス状態においてサーバ・基準局部１０側からの補正情報の通信が途絶えたか否かを判定し、途絶えた場合に、その間の時間や途絶えた回数をカウントするカウンタを備え、駆動制御部２２０は、カウンタ値に応じてロボット２０の最高速度を例えば段階的に徐々に落とす処理を行う。これによって走行の安全が確保される。   In the first embodiment, the traveling speed of the robot 20 is switched depending on whether the GNSS mode is the fixed state or the float state. However, the communication state of correction information may be used as the second embodiment. In this case, the GNSS state management unit 210 determines whether or not communication of correction information from the server / reference station unit 10 side is interrupted in the fixed state, and in the case of interruption, a counter that counts the time and the number of times of interruption The drive control unit 220 performs a process of gradually lowering the maximum speed of the robot 20, for example, stepwise according to the counter value. As a result, traveling safety is ensured.

前記実施形態では、ロボット２０の走行速度をＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで切換えたが、ロボット２０とサーバ部１２との間の通信が途絶えるなどしてＲＴＫ測位が維持できないような場合、最高速度をフロート状態の際の設定最高速度よりも低速としてもよい。   In the above-described embodiment, the traveling speed of the robot 20 is switched depending on whether the GNSS mode is in the fixed state or the floating state. However, when the RTK positioning cannot be maintained because communication between the robot 20 and the server unit 12 is interrupted, The maximum speed may be lower than the set maximum speed in the float state.

本実施形態では、ＧＮＳＳ―ＲＴＫ測位方式で測位精度の良不良を判断したが、これに限らず、第３実施形態として、衛星航法システムを利用した他の測位方式によるものでもよい。この場合、測位精度の良不良の判断として、他の基準、例えば直近の複数個のサンプル値と現測位情報との差分の大小を利用するなどしてもよい。   In this embodiment, whether the positioning accuracy is good or bad is determined by the GNSS-RTK positioning method. However, the present invention is not limited to this, and another positioning method using a satellite navigation system may be used as the third embodiment. In this case, as a determination of whether the positioning accuracy is good or bad, other criteria, for example, the magnitude of the difference between the most recent sample values and the current positioning information may be used.

本実施形態では、サーバ部１２をサーバ・基準局部１０に配置したが、第４実施形態として、ロボット２０の台数が少数、例えば１台の場合には、サーバ部１２の構成部をロボット２０内に搭載する態様でもよい。   In the present embodiment, the server unit 12 is arranged in the server / reference station unit 10. However, as a fourth embodiment, when the number of robots 20 is small, for example, one, the components of the server unit 12 are included in the robot 20. The aspect mounted in may be sufficient.

本実施形態では、平均化処理のためのサンプル数は、フィックス状態で３個としたが、これに限らず、第５実施形態として、それ以上でもよく、逆にそれ以下の、例えば１個を含めてもよい。また、平均化は、単純平均でもよいし、加重平均によるものでもよい。   In the present embodiment, the number of samples for the averaging process is three in the fixed state. However, the number of samples is not limited to this, and may be more than that in the fifth embodiment. May be included. The averaging may be a simple average or a weighted average.

本実施形態では、監視乃至は警備ロボットで説明したが、これに限らず、各種の作業を行う作業ロボット全般に適用可能である。また、移動体は走行体に限らず、さらに飛行移動体、航行移動体にも適用でき、これらの走行制御を可能とする。   In the present embodiment, the monitoring or security robot has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applicable to all work robots that perform various operations. In addition, the moving body is not limited to the traveling body, and can be applied to a flying moving body and a navigational moving body, thereby enabling these traveling controls.

また、上述の衛星航法システムにおける各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   In addition, the description of each embodiment in the above-described satellite navigation system should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments but by the claims. Furthermore, the scope of the present invention is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

１ 衛星航法システム
１０ サーバ・基準局部
１１，２４ ＧＮＳＳ受信部（受信機）
１２ サーバ部
１４，２５ 通信部
１１ａ 測位情報算出部
１１０ 補正情報算出部
２０ ロボット（移動体）
２４ａ 測位情報算出部（測位情報算出手段）
２１０ ＧＮＳＳ状態管理部（測位精度判断手段）
２２０ 駆動制御部
１００ａ，２００ａ 記憶部
２６ 障害物検知部
２６０ ＬＲＦ制御部（検知範囲設定手段）
２３ａ 昇降機構部（昇降装置）
２３１ 昇降制御部（昇降制御手段）
２７ 照明灯
２７０ 照明灯輝度制御部（照明灯輝度設定手段）
２８ 警光灯
２８０ 警光灯表示制御部（警光灯表示制御手段） 1 Satellite navigation system 10 Server / reference station 11, 24 GNSS receiver (receiver)
12 Server unit 14, 25 Communication unit 11a Positioning information calculation unit 110 Correction information calculation unit 20 Robot (moving body)
24a Positioning information calculation unit (positioning information calculation means)
210 GNSS state management unit (positioning accuracy judgment means)
220 Drive control unit 100a, 200a Storage unit 26 Obstacle detection unit 260 LRF control unit (detection range setting means)
23a Elevating mechanism (elevating device)
231 Elevation control unit (elevation control means)
27 illuminating lamp 270 illuminating lamp luminance control section (illuminating lamp luminance setting means)
28 Warning Light 280 Warning Light Display Control Unit (Warning Light Display Control Unit)

Claims (14)

衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、
衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、
前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段と、
前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段とを備えた自律移動制御装置。 In an autonomous mobile control device that controls the movement of a moving object based on positioning information obtained from a satellite navigation system,
A receiver for receiving positioning signals periodically broadcast from a satellite;
Positioning accuracy judging means for judging whether the positioning accuracy of the receiver is good or bad;
An autonomous movement control device comprising: drive control means for changing a traveling condition of the moving body in accordance with a determination result of the positioning accuracy determination means. 基準局での補正情報を受信してＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出する測位情報算出手段を備え、
前記測位精度判断手段は、前記ＲＴＫ測位方式において、測位情報として確定解が得られている場合、前記測位精度が良好と判断し、測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記測位精度が不良と判断する請求項１に記載の自律移動制御装置。 Positioning information calculation means for receiving correction information at the reference station and calculating positioning information by the RTK positioning method;
In the RTK positioning method, the positioning accuracy determination means determines that the positioning accuracy is good when a definite solution is obtained as positioning information, and if a deduced solution being calculated as positioning information is obtained, The autonomous mobile control device according to claim 1, wherein the positioning accuracy is determined to be poor. 前記駆動制御手段は、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定する請求項１又は２に記載の自律移動制御装置。   The drive control means sets the first speed as the maximum speed when the positioning precision judgment means judges that the positioning precision is good, and when the positioning precision judgment means judges that the positioning precision is poor The autonomous movement control device according to claim 1, wherein a second speed lower than the first speed is set as a maximum speed. 前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、
前記測位精度判断手段は、前記測位精度が良好と判断されている間、前記通信部で周期的に受信される前記補正情報の受信が途切れた期間のカウントを行い、
前記駆動制御手段は、カウント値が大きくなる程、前記最大速度を前記第１の速度よりも低下させる請求項３に記載の自律移動制御装置。 A communication unit that periodically transmits correction information for ensuring positioning accuracy, periodically transmitted from the reference station,
The positioning accuracy determining means counts a period during which the reception of the correction information periodically received by the communication unit is interrupted while the positioning accuracy is determined to be good,
The autonomous movement control device according to claim 3, wherein the drive control unit decreases the maximum speed from the first speed as the count value increases. 前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、
前記駆動制御手段は、前記基準局との通信が途切れた場合、前記最大速度を前記第２の速度よりも低下させる請求項３に記載の自律移動制御装置。 A communication unit that periodically transmits correction information for ensuring positioning accuracy, periodically transmitted from the reference station,
4. The autonomous mobile control device according to claim 3, wherein the drive control means reduces the maximum speed below the second speed when communication with the reference station is interrupted. 進行方向を含む角度周囲における障害物の有無を検知する障害物検知部と、
前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、前記進行方向を含む第１の検知角度範囲を設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の検知角度範囲よりも広角の第２の検知角度範囲を設定する検知範囲設定手段とを備えた請求項３〜５のいずれかに記載の自律移動制御装置。 An obstacle detection unit for detecting the presence or absence of an obstacle around an angle including the traveling direction;
When the positioning accuracy determining means determines that the positioning accuracy is good, the first detection angle range including the traveling direction is set, and when the positioning accuracy determining means determines that the positioning accuracy is poor, The autonomous movement control device according to any one of claims 3 to 5, further comprising detection range setting means for setting a second detection angle range that is wider than the first detection angle range. 前記駆動制御手段は、前記測位情報と予め設定された移動経路情報とを比較して一致させるように前記移動指示を行う請求項１〜６のいずれか記載の自律移動制御装置。   The autonomous movement control device according to any one of claims 1 to 6, wherein the drive control means performs the movement instruction so as to compare and match the positioning information with preset movement route information. 前記移動体の周囲を照明する、輝度が変更可能な照明灯と、
前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、前記照明灯の輝度を第１の輝度に設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の輝度よりも低い第２の輝度に設定する照明灯輝度設定手段とを備えた請求項１〜７のいずれかに記載の自律移動制御装置。 An illumination lamp that illuminates the surroundings of the moving body and can change the brightness;
When the positioning accuracy determining means determines that the positioning accuracy is good, the brightness of the illuminating lamp is set to a first luminance, and when the positioning accuracy determining means determines that the positioning accuracy is poor, The autonomous movement control device according to any one of claims 1 to 7, further comprising an illumination lamp luminance setting unit that sets the second luminance lower than the luminance of one. 前記移動体に搭載された、表示態様が変更可能な警光灯と、
前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記表示態様を異ならせる警光灯表示制御手段とを備えた請求項１〜８のいずれかに記載の自律移動制御装置。 A warning light mounted on the moving body, the display mode of which can be changed,
The autonomous movement control device according to claim 1, further comprising a warning light display control unit that changes the display mode according to a determination result of the positioning accuracy determination unit. 前記移動体上に搭載された被昇降部を昇降させる昇降装置と、
前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記昇降装置の高さを可変させる昇降制御手段とを備えた請求項１〜９のいずれかに記載の自律移動制御装置。 An elevating device for elevating and lowering a lifted part mounted on the moving body;
The autonomous movement control device according to any one of claims 1 to 9, further comprising a lifting control unit that varies a height of the lifting device according to a determination result of the positioning accuracy determination unit. 前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断された場合、直近の第１のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断された場合、第１のサンプル数より多い直近の第２のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出する測位情報算出手段とを備えた請求項１〜１０のいずれかに記載の自律移動制御装置。   When the positioning accuracy determining means determines that the positioning accuracy is good, the position is calculated using the positioning information of the most recent first sample number, and the positioning accuracy determining means determines that the positioning accuracy of the receiver is poor. The autonomous movement according to any one of claims 1 to 10, further comprising: positioning information calculation means for calculating a position using positioning information of the latest second number of samples larger than the first number of samples when judged. Control device. 請求項１〜１１のいずれかに記載の自律移動制御装置を備えた移動体。   A mobile body comprising the autonomous mobile control device according to claim 1. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御方法において、
衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信ステップと、
前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断ステップと、
前記測位精度の良不良に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御ステップとを備えた自律移動制御方法。 In an autonomous movement control method for controlling movement of a moving body based on positioning information obtained from a satellite navigation system,
A receiving step for receiving positioning signals periodically broadcast from a satellite;
A positioning accuracy determination step for determining whether the positioning accuracy of the receiver is good or bad;
An autonomous movement control method comprising: a drive control step of changing a traveling condition of the moving body according to the positioning accuracy. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて自律移動制御装置により移動体の移動を制御するプログラムにおいて、
衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段、及び、
前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段、として前記自律移動制御装置を機能させるプログラム。 In a program for controlling the movement of a moving object by an autonomous movement control device based on positioning information obtained from a satellite navigation system,
Positioning accuracy judgment means for judging whether the positioning accuracy of the receiver that receives the positioning signal periodically broadcast from the satellite is good, and
A program that causes the autonomous mobile control device to function as a drive control unit that changes a traveling condition of the moving body according to a determination result of the positioning accuracy determination unit.
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