JP2019067001A - Moving body - Google Patents

Abstract

To reduce the time required to create an environmental map of a moving body.SOLUTION: A moving body 10 includes; an external sensor 101 that periodically scans the environment and outputs sensor data for each scan; an internal sensor 103 for detecting a moving distance or a moving speed of the moving body; a control circuit 105 and a storage device 107 connected to the external sensor and the internal sensor. Among the sensor data output from the external sensor, the scanned sensor data which is selected according to the moving distance or the moving speed detected by the internal sensor is stored in the storage device as map creation data by the control circuit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は移動体に関する。   The present disclosure relates to mobiles.

無人搬送車または移動ロボットなどの、自律的に移動する移動体の研究および開発が進められている。移動体が自律的に移動するためには、自己位置を認識する必要がある。自己位置は、予め用意された地図データと、レーザレンジファインダなどの外界センサを用いて取得したデータとのマッチングを行うことによって推定され得る。そのような自己位置推定の方法の例が、たとえば特開２００８−２５０９０６号公報に開示されている。   Research and development of autonomously moving mobile bodies such as unmanned transport vehicles or mobile robots are in progress. In order for a mobile to move autonomously, it is necessary to recognize its own position. The self position can be estimated by performing matching between map data prepared in advance and data acquired using an external sensor such as a laser range finder. An example of such a method of self-position estimation is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-250906.

特開２００８-２５０９０６号公報JP 2008-250906 A

本開示は、自己位置推定に用いられる地図の作成に要する時間を短縮する技術を提供する。   The present disclosure provides a technique for reducing the time required to create a map used for self-position estimation.

本開示の例示的な実施形態における移動体は、環境を周期的にスキャンし、スキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、前記移動体の移動距離または移動速度を検出する内界センサと、前記外界センサおよび前記内界センサに接続された制御回路と、記憶装置と、を備える。前記制御回路は、前記外界センサから出力される前記センサデータのうち、前記内界センサによって検出された前記移動距離または前記移動速度に応じて選択したスキャンによるセンサデータを、地図作成用データとして前記記憶装置に記憶させる。   The mobile in the exemplary embodiment of the present disclosure periodically scans the environment, and an external sensor that outputs sensor data for each scan, and an internal sensor that detects the moving distance or moving speed of the mobile. A control circuit connected to the external sensor and the internal sensor; and a storage device. The control circuit is configured to use, as the data for map creation, sensor data by scanning selected from the sensor data output from the external sensor and the moving distance detected by the internal sensor or the moving speed. Store in storage device.

上記の包括的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体によって実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、および記録媒体の任意な組み合わせによって実現されてもよい。   The above general aspects may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a storage medium. Alternatively, the present invention may be realized by any combination of a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, and a storage medium.

本開示の実施形態によれば、外界センサから周期的に出力されるセンサデータの一部のみが地図作成用データとして用いられる。このため、地図作成に要する時間を短縮することができる。   According to the embodiment of the present disclosure, only a part of sensor data periodically output from the external sensor is used as map creation data. Therefore, the time required for map creation can be shortened.

図１は、本開示の例示的な実施形態における移動体１０の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a mobile unit 10 in an exemplary embodiment of the present disclosure. 図２Ａは、一定の周期で地図作成用データが記録される比較例における、移動距離と地図作成用データの記録タイミングとの関係の例を示す図である。FIG. 2A is a diagram showing an example of the relationship between the movement distance and the recording timing of the mapping data in a comparative example in which the mapping data is recorded at a constant cycle. 図２Ｂは、一定の移動距離ごとに地図作成用データが記録される実施形態における、移動距離と地図作成用データの記録タイミングとの関係の例を示す図である。FIG. 2B is a diagram showing an example of the relationship between the movement distance and the recording timing of the data for map generation in the embodiment in which the data for map generation is recorded for each fixed movement distance. 図３は、ロータリエンコーダによって計測された移動体１０の移動距離と、経過時間との関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the movement distance of the moving body 10 measured by the rotary encoder and the elapsed time. 図４は、図３の例において記憶装置１０７に記録されるデータの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of data recorded in the storage device 107 in the example of FIG. 図５は、移動体１０による地図作成方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an example of a map creation method by the mobile object 10. 図６は、本開示による、各ＡＧＶの走行を制御する制御システムの概要を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an outline of a control system that controls traveling of each AGV according to the present disclosure. 図７は、ＡＧＶが存在する移動空間Ｓの一例を示す図である。FIG. 7 is a view showing an example of a moving space S in which an AGV is present. 図８Ａは、接続される前のＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。FIG. 8A shows the AGV and tow truck before being connected. 図８Ｂは、接続されたＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。FIG. 8B shows the connected AGV and tow truck. 図９は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶの外観図である。FIG. 9 is an external view of an exemplary AGV according to the present embodiment. 図１０Ａは、ＡＧＶの第１のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 10A is a diagram showing an example of a first hardware configuration of an AGV. 図１０Ｂは、ＡＧＶの第２のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 10B is a diagram showing an example of a second hardware configuration of the AGV. 図１１Ａは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。FIG. 11A is a diagram showing an AGV that generates a map while moving. 図１１Ｂは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。FIG. 11B is a diagram showing an AGV that generates a map while moving. 図１１Ｃは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。FIG. 11C is a diagram showing an AGV that generates a map while moving. 図１１Ｄは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。FIG. 11D is a diagram showing an AGV that generates a map while moving. 図１１Ｅは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。FIG. 11E is a diagram showing an AGV that generates a map while moving. 図１１Ｆは、完成した地図の一部を模式的に示す図である。FIG. 11F is a view schematically showing a part of the completed map. 図１２は、複数の部分地図によって１つのフロアの地図が構成される例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example in which a map of one floor is configured by a plurality of partial maps. 図１３は、運行管理装置のハードウェア構成例を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the operation management device. 図１４は、運行管理装置によって決定されたＡＧＶの移動経路の一例を模式的に示す図である。FIG. 14 is a view schematically showing an example of the AGV movement route determined by the operation management device.

＜用語＞
本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。 <Term>
Before describing the embodiments of the present disclosure, definitions of terms used in the present specification will be described.

「無人搬送車」（ＡＧＶ）とは、本体に人手または自動で荷物を積み込み、指示された場所まで自動走行し、人手または自動で荷卸しをする無軌道車両を意味する。「無人搬送車」は、無人牽引車および無人フォークリフトを含む。   The term "unmanned transport vehicle" (AGV) means a trackless vehicle that manually or automatically loads a load on a main body, travels automatically to a designated location, and unloads manually or automatically. "Unmanned aerial vehicle" includes unmanned tow vehicles and unmanned forklifts.

「無人」の用語は、車両の操舵に人を必要としないことを意味しており、無人搬送車が「人（たとえば荷物の積み下ろしを行う者）」を搬送することは除外しない。   The term "unmanned" means that the steering of the vehicle does not require a person, and does not exclude that the unmanned carrier conveys a "person (e.g., a person who unloads a package)".

「無人牽引車」とは、人手または自動で荷物の積み込み荷卸しをする台車を牽引して、指示された場所まで自動走行する無軌道車両である。   The "unmanned tow truck" is a trackless vehicle that is to automatically travel to a designated location by towing a cart for manual or automatic loading and unloading of luggage.

「無人フォークリフト」とは、荷物移載用のフォークなどを上下させるマストを備え、フォークなどに荷物を自動移載し指示された場所まで自動走行し、自動荷役作業をする無軌道車両である。   The "unmanned forklift" is a trackless vehicle equipped with a mast for raising and lowering a load transfer fork and the like, automatically transferring the load to the fork and the like and automatically traveling to a designated location and performing an automatic load handling operation.

「無軌道車両」とは、車輪と、車輪を回転させる電気モータまたはエンジンを備える移動体（vehicle）である。   A "trackless vehicle" is a vehicle that includes a wheel and an electric motor or engine that rotates the wheel.

「移動体」とは、人または荷物を載せて移動する装置であり、移動のための駆動力(traction)を発生させる車輪、二足または多足歩行装置、プロペラなどの駆動装置を備える。本開示における「移動体」の用語は、狭義の無人搬送車のみならず、モバイルロボットおよびドローンを含む。   A "mobile" is a device that moves while carrying a person or a load, and includes a driving device such as a wheel, a biped or multi-legged walking device, or a propeller that generates a traction for movement. The term "mobile" in the present disclosure includes mobile robots and drone as well as unmanned transport vehicles in a narrow sense.

「自動走行」は、無人搬送車が通信によって接続されるコンピュータの運行管理システムの指令に基づく走行と、無人搬送車が備える制御装置による自律的走行とを含む。自律的走行には、無人搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれる。また、無人搬送車は、一時的に作業者の指示に基づくマニュアル走行を行ってもよい。「自動走行」は、一般には「ガイド式」の走行および「ガイドレス式」の走行の両方を含むが、本開示では「ガイドレス式」の走行を意味する。   The “automatic traveling” includes traveling based on an instruction of an operation management system of a computer to which the automated guided vehicle is connected by communication, and autonomous traveling by a control device provided in the automated guided vehicle. The autonomous traveling includes not only traveling by the automated guided vehicle toward a destination along a predetermined route, but also traveling by following a tracking target. In addition, the automatic guided vehicle may perform manual traveling temporarily based on the instruction of the worker. Although "automatic travel" generally includes both "guided" travel and "guideless" travel, in the present disclosure, "guideless" travel is meant.

「ガイド式」とは、誘導体を連続的または断続的に設置し、誘導体を利用して無人搬送車を誘導する方式である。   The “guided type” is a system in which a derivative is installed continuously or intermittently and a guided vehicle is guided using the derivative.

「ガイドレス式」とは、誘導体を設置せずに誘導する方式である。本開示の実施形態における無人搬送車は、自己位置推定装置を備え、ガイドレス式で走行することができる。   The “guideless type” is a method of guiding without installing a derivative. The unmanned transfer vehicle in the embodiment of the present disclosure includes a self position estimation device, and can travel in a guideless manner.

「自己位置推定装置」は、レーザレンジファインダなどの外界センサによって取得されたセンサデータに基づいて環境地図上における自己位置を推定する装置である。   The “self-position estimation device” is a device that estimates the self-location on the environment map based on sensor data acquired by an external sensor such as a laser range finder.

「外界センサ」は、移動体の外部の状態をセンシングするセンサである。外界センサには、たとえば、レーザレンジファインダ（測域センサともいう）、カメラ（またはイメージセンサ）、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および磁気センサがある。   The "external sensor" is a sensor that senses the external state of the mobile object. The external sensor includes, for example, a laser range finder (also referred to as a range sensor), a camera (or an image sensor), LIDAR (Light Detection and Ranging), a millimeter wave radar, and a magnetic sensor.

「内界センサ」は、移動体の内部の状態をセンシングするセンサである。内界センサには、たとえばロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と称することがある）、加速度センサ、および角加速度センサ（たとえばジャイロセンサ）がある。   The “internal sensor” is a sensor that senses the internal state of the mobile object. The internal sensors include, for example, a rotary encoder (hereinafter, may be simply referred to as an "encoder"), an acceleration sensor, and an angular acceleration sensor (for example, a gyro sensor).

「SLAM（スラム）」とは、Simultaneous Localization and Mappingの略語であり、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うことを意味する。   "SLAM (Slam)" is an abbreviation for Simultaneous Localization and Mapping, and means that self-localization and environmental mapping are simultaneously performed.

＜例示的な実施形態＞
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および移動体システムの一例を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 Exemplary Embodiment
Hereinafter, an example of a mobile unit and a mobile unit system according to the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, detailed description more than necessary may be omitted. For example, detailed description of already well-known matters and redundant description of substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy in the following description and to facilitate understanding by those skilled in the art. The inventors provide the attached drawings and the following description so that those skilled in the art can fully understand the present disclosure. They are not intended to limit the subject matter recited in the claims.

図１は、本開示の例示的な実施形態における移動体１０の概略構成を示すブロック図である。この移動体１０は、外界センサ１０１と、内界センサ１０３と、制御回路１０５と、記憶装置１０７とを備えている。外界センサ１０１は、環境を周期的にスキャンし、スキャンごとにセンサデータ（以下、「スキャンデータ」と称することもある）を出力する。内界センサ１０３は、移動体１０の移動距離または移動速度を検出する。制御回路１０５は、外界センサ１０１および内界センサ１０３に接続され、移動体１０の動作を制御する。制御回路１０５は、外界センサ１０１から出力されるセンサデータのうち、内界センサ１０３によって検出された移動距離または移動速度に応じて選択したスキャンによるセンサデータを、地図作成用データとして記憶装置１０７に記憶させる。   FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a mobile unit 10 in an exemplary embodiment of the present disclosure. The movable body 10 includes an external sensor 101, an internal sensor 103, a control circuit 105, and a storage device 107. The external sensor 101 periodically scans the environment, and outputs sensor data (hereinafter also referred to as “scan data”) for each scan. The internal sensor 103 detects the moving distance or moving speed of the moving body 10. The control circuit 105 is connected to the external sensor 101 and the internal sensor 103 and controls the operation of the mobile unit 10. The control circuit 105 causes sensor data of a scan selected according to the moving distance or moving speed detected by the internal sensor 103 among the sensor data output from the external sensor 101 to the storage device 107 as map creation data. Remember.

外界センサ１０１は、たとえばレーザレンジファインダ、カメラ、レーダ、またはＬＩＤＡＲなどの、外部環境をセンシングするセンサであり得る。内界センサ１０３は、たとえば移動体１０が備える複数の車輪の回転をそれぞれ検出する複数のロータリエンコーダを備え得る。   The external sensor 101 may be, for example, a sensor that senses the external environment, such as a laser range finder, a camera, a radar, or a LIDAR. The internal sensor 103 may include, for example, a plurality of rotary encoders that respectively detect rotations of a plurality of wheels included in the moving body 10.

本実施形態によれば、外界センサ１０１から周期的に出力されるスキャンデータの中から、検出された移動距離または移動速度に応じて選択された一部のスキャンデータのみを用いて、地図が作成される。このため、全てのスキャンデータを用いて地図を作成する場合と比較して、地図作成に要する時間を短縮することができる。   According to the present embodiment, a map is created using only a part of scan data selected according to the detected movement distance or movement speed out of the scan data periodically output from the external sensor 101. Be done. For this reason, compared with the case where a map is created using all the scan data, the time required for map creation can be shortened.

従来の一般的な地図作成方法によれば、レーザレンジファインダから周期的に出力されるスキャンデータをそのまま用いて地図が作成される。しかし、移動体１０が低速で移動しているときに取得されたスキャンデータには、過剰なデータが多く含まれる。そのような過剰なスキャンデータを用いて地図を作成した場合、演算に多大な時間を要することとなる。最悪の場合、許容される時間内に演算が終わらない状況も発生し得る。   According to the conventional general map creation method, a map is created using the scan data periodically output from the laser range finder as it is. However, the scan data acquired when the mobile unit 10 is moving at a low speed contains much excess data. If a map is created using such excess scan data, it will take a lot of time to calculate. In the worst case, situations may occur in which the operation does not finish within an acceptable time.

そこで、本実施形態における制御回路１０５は、移動体１０の移動速度に応じて、地図作成に利用するスキャンデータの取得の頻度を変更する。たとえば、制御回路１０５は、移動体１０の移動速度が高いほど、高い頻度でスキャンデータを地図作成用データとして記録する。言い換えれば、移動体１０が移動しているとき、制御回路１０５が単位時間あたりに選択するスキャンの数は、移動体１０の移動速度の単調増加関数であり得る。ある例では、制御回路１０５は、移動体１０が一定距離移動するごとに選択したスキャンによるセンサデータを、地図作成用データとして記憶装置１０７に記憶させる。   Therefore, the control circuit 105 in the present embodiment changes the frequency of acquisition of scan data used for map creation according to the moving speed of the moving object 10. For example, the control circuit 105 records scan data as mapping data more frequently as the moving speed of the mobile object 10 is higher. In other words, when the moving body 10 is moving, the number of scans selected by the control circuit 105 per unit time may be a monotonically increasing function of the moving speed of the moving body 10. In one example, the control circuit 105 causes the storage device 107 to store sensor data from a scan selected each time the mobile object 10 moves a fixed distance as map creation data.

図２Ａは、一定の周期で地図作成用データが記録される比較例における、移動距離と地図作成用データの記録タイミングとの関係の例を示す図である。図２Ｂは、一定の移動距離ごとに地図作成用データが記録される実施形態における、移動距離と地図作成用データの記録タイミングとの関係の例を示す図である。図中の矢印は、地図作成用データが記録されるタイミングを示している。   FIG. 2A is a diagram showing an example of the relationship between the movement distance and the recording timing of the mapping data in a comparative example in which the mapping data is recorded at a constant cycle. FIG. 2B is a diagram showing an example of the relationship between the movement distance and the recording timing of the data for map generation in the embodiment in which the data for map generation is recorded for each fixed movement distance. The arrows in the figure indicate the timing at which the map creation data is recorded.

図２Ａに示す比較例では、レーザレンジファインダから一定の周期（例えば２５ｍｓの周期）で出力されるセンサデータが、そのまま地図作成用データとして記録される。この場合、移動体１０の移動速度が低いほど、データ記録の頻度が高くなり、過剰なデータが蓄積され易い。地図作成用データの取得時には、移動体１０を手で押したり、操作用端末で操作したりすることによって移動体１０を運行経路に沿って移動させる。このため、移動体１０の速度は一定にはならず、時には移動速度がほぼゼロに近い低速になる場合もある。その場合、過剰なデータが大量に蓄積され、地図作成に要する演算時間の増大を招く。   In the comparative example shown in FIG. 2A, sensor data output from the laser range finder in a fixed cycle (for example, a cycle of 25 ms) is recorded as it is as map creation data. In this case, as the moving speed of the mobile unit 10 is lower, the frequency of data recording is higher, and excess data is easily accumulated. At the time of acquisition of the data for map preparation, the mobile unit 10 is moved along the operation route by pushing the mobile unit 10 by hand or operating the operation terminal. For this reason, the velocity of the moving body 10 may not be constant, and sometimes the moving velocity may be a low velocity close to zero. In that case, a large amount of excess data is accumulated, which causes an increase in calculation time required for map creation.

これに対して、図２Ｂに示す実施形態では、移動体１０の速度によらず、一定距離進むごとに選択されたスキャンデータが地図作成用データとして記録される。たとえば、移動体１０が最高速度（例：１０００ｍｍ／ｓ）で移動しているときにスキャン周期（例：２５ｍｓ）の間に進む距離（例：２５ｍｍ）を、上記の一定距離とすることができる。この場合、移動体１０の速度によらず、例えば２５ｍｍ進むごとに地図作成用データが記録される。したがって、比較例とは異なり、低速時に過剰な地図作成用データが蓄積されることはない。地図作成用データの量を適切な量に抑えることができるので、地図作成に要する時間を短縮することができる。   On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 2B, regardless of the speed of the moving object 10, scan data selected every time it travels a fixed distance is recorded as map creation data. For example, when the moving object 10 is moving at the maximum speed (e.g., 1000 mm / s), the distance (e.g., 25 mm) to be advanced during the scan cycle (e.g., 25 ms) can be the above-described fixed distance. . In this case, regardless of the speed of the moving body 10, for example, map generation data is recorded every 25 mm. Therefore, unlike the comparative example, excessive cartographic data is not accumulated at low speed. Since the amount of mapping data can be reduced to an appropriate amount, the time required for mapping can be shortened.

本実施形態における制御回路１０５は、選択したスキャンによるセンサデータ（以下、「選択したスキャンデータ」と称することがある）を記憶装置１０７に記憶する。制御回路１０５は、選択しなかったスキャンによるセンサデータ（以下、「選択しなかったスキャンデータ」と称することがある）を、記憶装置１０７に記憶してもよいし、記憶せずに破棄してもよい。   The control circuit 105 in the present embodiment stores sensor data (hereinafter sometimes referred to as “selected scan data”) by the selected scan in the storage device 107. The control circuit 105 may store, in the storage device 107, sensor data (hereinafter sometimes referred to as "unselected scan data") by a scan that has not been selected, or discards without storing. It is also good.

制御回路１０５は、選択しなかったスキャンデータを、選択したスキャンデータとともに記憶装置１０７に記録する場合、両者を区別して記録する。たとえば、制御回路１０５は、選択したスキャンデータには地図作成用データであることを示す符号（以下、「有効フラグ」とも称する）を関連づけてもよい。あるいは、制御回路１０５は、選択したスキャンデータを記憶装置１０７の異なる記憶領域（例えば異なるフォルダ）に記録してもよい。たとえば、制御回路１０５は、選択したスキャンデータを記憶装置１０７の第１領域に記録し、選択しなかったスキャンデータを記憶装置１０７の第２領域に記録してもよい。   When the scan data not selected is recorded in the storage device 107 together with the selected scan data, the control circuit 105 distinguishes and records both. For example, the control circuit 105 may associate a code (hereinafter, also referred to as an “effective flag”) indicating that the selected scan data is mapping data. Alternatively, the control circuit 105 may record the selected scan data in a different storage area (for example, a different folder) of the storage device 107. For example, the control circuit 105 may record the selected scan data in the first area of the storage device 107, and may store the non-selected scan data in the second area of the storage device 107.

以下、図３および図４を参照しながら、スキャンデータの記録方法の例を説明する。   Hereinafter, an example of a scan data recording method will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図３は、ロータリエンコーダによって計測された移動体１０の移動距離と、経過時間との関係の一例を示す図である。図４は、図３の例において記憶装置１０７に記録されるデータの一例を示す図である。この例では、２５ｍｓごとにスキャンデータがレーザレンジファインダから出力される。各スキャンデータは、移動体１０に固定された座標系（ｕ−ｖ座標系）における座標値の集合である。出力されたスキャンデータは、記憶装置１０７に記録される。この際、移動体１０が２５ｍｍ移動するごとに、その直後のスキャンデータに、有効フラグが付されて記録される。したがって、図４に示すように、移動距離が２５ｍｍの倍数を超えた直後のスキャンデータには、有効フラグが付されて記録される。図３において、有効フラグが付されて記録されるタイミングが○印で表されている。   FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the movement distance of the moving body 10 measured by the rotary encoder and the elapsed time. FIG. 4 is a diagram showing an example of data recorded in the storage device 107 in the example of FIG. In this example, scan data is output from the laser range finder every 25 ms. Each scan data is a set of coordinate values in a coordinate system (u-v coordinate system) fixed to the mobile object 10. The output scan data is recorded in the storage device 107. At this time, every time the mobile unit 10 moves 25 mm, the scan data immediately after that moves with a valid flag and is recorded. Therefore, as shown in FIG. 4, the scan data immediately after the moving distance exceeds a multiple of 25 mm is recorded with a valid flag. In FIG. 3, the timing at which the valid flag is added and recorded is represented by a circle.

制御回路１０５は、環境地図を作成する際には、地図作成用データを記憶装置１０７から読み出し、地図作成用データに含まれるセンサデータのマッチングを行う。これにより、センサデータを連結して環境地図を作成することができる。なお、環境地図の作成は、制御回路１０５とは異なる他の装置が行ってもよい。また、環境地図を作成する移動体１０と、その環境地図を利用して自律移動を行う移動体とは異なっていてもよい。環境地図を作成する移動体１０は、自律移動可能な機構を備えていなくてもよい。   When creating the environmental map, the control circuit 105 reads the data for map creation from the storage device 107 and performs matching of sensor data included in the data for map creation. Thereby, sensor data can be connected and an environmental map can be created. Note that the creation of the environment map may be performed by another device different from the control circuit 105. Also, the mobile object 10 for creating an environmental map may be different from the mobile object for performing autonomous movement using the environmental map. The mobile unit 10 for creating the environmental map may not have the mechanism capable of autonomous movement.

制御回路１０５は、移動体１０が旋回しているか否かに応じて地図作成データの取得方法を変更してもよい。たとえば、移動体１０が直進しているときは一定距離移動するごとに選択したスキャンデータを地図作成用データとして記録し、移動体１０が旋回しているときは一定時間ごとに選択したスキャンデータを地図作成用データとして記録してもよい。言い換えれば、移動体１０が旋回しているとき、制御回路１０５が単位時間あたりに選択するスキャンの数は、０を超える所定値であり得る。移動体１０が旋回しているか否かは、内界センサ１０３の出力に基づいて判断できる。   The control circuit 105 may change the acquisition method of the cartographic data in accordance with whether or not the mobile object 10 is turning. For example, when moving object 10 goes straight, scan data selected every time it moves a fixed distance is recorded as data for map creation, and when moving object 10 turns, scan data selected every constant time It may be recorded as map creation data. In other words, when the moving body 10 is turning, the number of scans selected by the control circuit 105 per unit time may be a predetermined value exceeding zero. Whether or not the moving body 10 is turning can be determined based on the output of the internal sensor 103.

図５は、移動体１０による地図作成方法の一例を示すフローチャートである。この例では、移動体１０は、ステップＳ１０１において、地図作成モードを開始する。地図作成モードは、たとえば移動体１０が手押し操作で移動する場合、走行用モータのブレーキを開放することによって開始され得る。また、移動体１０がタブレットなどの端末操作によって移動する場合、移動体１０と端末との通信を確立することによって地図作成モードが開始され得る。   FIG. 5 is a flowchart showing an example of a map creation method by the mobile object 10. In this example, the mobile unit 10 starts the map creation mode in step S101. The map creation mode can be started by releasing the brake of the traveling motor, for example, when the moving body 10 moves by manual operation. In addition, when the mobile unit 10 moves by a terminal operation such as a tablet, the cartography mode can be started by establishing communication between the mobile unit 10 and the terminal.

次に、ステップＳ１０２において、制御回路１０５は、各ロータリエンコーダの値（エンコーダ値）をゼロにリセットする。続くステップＳ１０３において、制御回路１０５は、移動体１０が旋回動作中かを判定する。旋回動作中か否かは、各エンコーダ値に所定値以上のずれが生じているか否かによって判定され得る。この判定がＮｏの場合、ステップＳ１０４に進み、制御回路１０５は、エンコーダ値が閾値（例：２５ｍｍ）を超えたかを判定する。この判定がＮｏの場合、ステップＳ１０３に戻る。この判定がＹｅｓの場合、ステップＳ１０６に進み、制御回路１０５は、直後のスキャンデータに有効フラグを追加し、地図作成用の専用フォルダに保存する。   Next, in step S102, the control circuit 105 resets the value (encoder value) of each rotary encoder to zero. In the subsequent step S103, the control circuit 105 determines whether the moving object 10 is in a turning operation. Whether or not the turning operation is in progress can be determined by whether or not a deviation greater than or equal to a predetermined value has occurred in each encoder value. If this determination is No, the process proceeds to step S104, where the control circuit 105 determines whether the encoder value has exceeded a threshold (e.g. 25 mm). If this determination is No, the process returns to step S103. If this determination is Yes, the process proceeds to step S106, the control circuit 105 adds a valid flag to the scan data immediately after, and stores the same in a dedicated folder for map creation.

ステップＳ１０３の判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０５に進み、制御回路１０５は、前回のスキャンデータの保存から一定時間（例：２５ｍｓ）が経過したかを判定する。この判定結果がＮｏの場合、再度ステップＳ１０５を実行する。この判定結果がＹｅｓの場合、ステップＳ１０６に進み、直後のスキャンデータに有効フラグを追加し、専用フォルダに保存する。ステップＳ１０６の後、再びステップＳ１０２に戻り、前述の処理が繰り返される。   If the determination result in step S103 is Yes, the process proceeds to step S105, where the control circuit 105 determines whether a predetermined time (eg, 25 ms) has elapsed since the previous storage of scan data. If the determination result is No, step S105 is executed again. If the determination result is "Yes", the process proceeds to step S106, a valid flag is added to the scan data immediately after that, and the scan data is stored in a dedicated folder. After step S106, the process returns to step S102, and the above-described process is repeated.

図５では省略されているが、有効フラグが付されないスキャンデータについても記憶装置１０７に記録してもよい。有効フラグが付されないスキャンデータは、レーザレンジファインダによるスキャンの周期と同じ周期、またはそれよりも長い周期で記録され得る。   Although omitted in FIG. 5, scan data to which a valid flag is not attached may also be recorded in the storage device 107. The scan data that is not flagged as valid can be recorded with a cycle that is the same as or longer than the scan cycle of the laser range finder.

制御回路１０５は、スキャンデータを全て取得した後、地図作成のための演算を開始する。演算開始時に、有効フラグが付された専用フォルダのスキャンデータを参照し、地図作成のための演算を行う。   After acquiring all scan data, the control circuit 105 starts an operation for creating a map. At the start of the operation, the scan data of the dedicated folder to which the valid flag is attached is referred to, and the operation for creating the map is performed.

以下、移動体が無人搬送車であるものとして、本開示の実施形態を説明する。本明細書では、略語を用いて、無人搬送車を「ＡＧＶ」と記述することがある。ＡＧＶについても、参照符号「１０」を付してＡＧＶ１０と表記する。なお、以下の説明は、矛盾がない限り、ＡＧＶ以外の移動体、例えば移動ロボット、ドローン、または有人の車両などにも同様に適用することができる。   Hereinafter, the embodiment of the present disclosure will be described on the assumption that the mobile unit is an unmanned carrier. In this specification, an unmanned carrier may be described as "AGV" using abbreviations. The AGV is also denoted by "10" and denoted as AGV10. The following description can be similarly applied to mobile bodies other than AGVs, for example, mobile robots, drone, or manned vehicles, as long as no contradiction arises.

（１）システムの基本構成
図６は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、少なくとも１台のＡＧＶ１０と、ＡＧＶ１０の運行管理を行う運行管理装置５０とを含む。図６には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。 (1) Basic Configuration of System FIG. 6 shows an example of the basic configuration of an exemplary mobile management system 100 according to the present disclosure. The mobile management system 100 includes at least one AGV 10 and an operation management apparatus 50 that manages the operation of the AGV 10. The terminal device 20 operated by the user 1 is also described in FIG.

ＡＧＶ１０は、走行に磁気テープなどの誘導体が不要な「ガイドレス式」走行が可能な無人搬送台車である。ＡＧＶ１０は、自己位置推定を行い、推定の結果を端末装置２０および運行管理装置５０に送信することができる。ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０からの指令に従って移動空間Ｓ内を自動走行することが可能である。ＡＧＶ１０は、さらに、人または他の移動体に追従して移動する「追尾モード」で動作することが可能である。   The AGV 10 is an unmanned transport carriage capable of "guideless" traveling, which does not require a derivative such as a magnetic tape for traveling. The AGV 10 can perform self-position estimation, and can transmit the result of estimation to the terminal device 20 and the operation management device 50. The AGV 10 can automatically travel in the moving space S in accordance with a command from the operation management device 50. The AGV 10 can also operate in a "tracking mode" that moves following a person or other mobile.

運行管理装置５０は各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングし、各ＡＧＶ１０の走行を管理するコンピュータシステムである。運行管理装置５０は、デスクトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータであり得る。運行管理装置５０は、複数のアクセスポイント２を介して、各ＡＧＶ１０と通信する。たとえば、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０が次に向かうべき位置の座標のデータを各ＡＧＶ１０に送信する。各ＡＧＶ１０は、定期的に、たとえば１００ミリ秒ごとに自身の位置および姿勢（orientation）を示すデータを運行管理装置５０に送信する。指示した位置にＡＧＶ１０が到達すると、運行管理装置５０は、さらに次に向かうべき位置の座標のデータを送信する。ＡＧＶ１０は、端末装置２０に入力されたユーザ１の操作に応じて移動空間Ｓ内を走行することも可能である。端末装置２０の一例はタブレットコンピュータである。典型的には、端末装置２０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成時に行われ、運行管理装置５０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成後に行われる。   The operation management device 50 is a computer system that tracks the position of each AGV 10 and manages traveling of each AGV 10. The operation management device 50 may be a desktop PC, a laptop PC, and / or a server computer. The operation management apparatus 50 communicates with each AGV 10 via the plurality of access points 2. For example, the operation management device 50 transmits, to each AGV 10, data of coordinates of a position to which each AGV 10 should go next. Each AGV 10 periodically transmits data indicating its position and orientation to the operation management device 50, for example, every 100 milliseconds. When the AGV 10 reaches the designated position, the operation management device 50 transmits data of coordinates of a position to be further advanced. The AGV 10 can also travel in the moving space S in accordance with the operation of the user 1 input to the terminal device 20. An example of the terminal device 20 is a tablet computer. Typically, travel of the AGV 10 using the terminal device 20 is performed at the time of map creation, and travel of the AGV 10 using the operation management device 50 is performed after the map creation.

図７は、３台のＡＧＶ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが存在する移動空間Ｓの一例を示している。いずれのＡＧＶも図中の奥行き方向に走行しているとする。ＡＧＶ１０ａおよび１０ｂは天板に載置された荷物を搬送中である。ＡＧＶ１０ｃは、前方のＡＧＶ１０ｂに追従して走行している。なお、説明の便宜のため、図７では参照符号１０ａ、１０ｂおよび１０ｃを付したが、以下では、「ＡＧＶ１０」と記述する。   FIG. 7 shows an example of a moving space S in which three AGVs 10a, 10b and 10c exist. All AGVs are assumed to travel in the depth direction in the figure. The AGVs 10a and 10b are carrying the load placed on the top plate. The AGV 10 c runs following the front AGV 10 b. In addition, although the reference numerals 10a, 10b, and 10c are attached in FIG. 7 for convenience of description, it describes as "AGV10" below.

ＡＧＶ１０は、天板に載置された荷物を搬送する方法以外に、自身と接続された牽引台車を利用して荷物を搬送することも可能である。図８Ａは接続される前のＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。牽引台車５の各足にはキャスターが設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５と機械的に接続される。図８Ｂは、接続されたＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。ＡＧＶ１０が走行すると、牽引台車５はＡＧＶ１０に牽引される。牽引台車５を牽引することにより、ＡＧＶ１０は、牽引台車５に載置された荷物を搬送できる。   The AGV 10 can also transfer a load using a tow truck connected to itself, in addition to the method of transferring the load placed on the top plate. FIG. 8A shows the AGV 10 and the tow truck 5 before being connected. Each leg of the tow truck 5 is provided with a caster. The AGV 10 is mechanically connected to the tow truck 5. FIG. 8B shows the connected AGV 10 and tow truck 5. When the AGV 10 travels, the tow truck 5 is pulled by the AGV 10. By pulling the tow truck 5, the AGV 10 can transport the load placed on the tow truck 5.

ＡＧＶ１０と牽引台車５との接続方法は任意である。ここでは一例を説明する。ＡＧＶ１０の天板にはプレート６が固定されている。牽引台車５には、スリットを有するガイド７が設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５に接近し、プレート６をガイド７のスリットに差し込む。差し込みが完了すると、ＡＧＶ１０は、図示されない電磁ロック式ピンをプレート６およびガイド７に貫通させ、電磁ロックをかける。これにより、ＡＧＶ１０と牽引台車５とが物理的に接続される。   The connection method of AGV10 and the pulling truck 5 is arbitrary. Here, an example will be described. A plate 6 is fixed to the top plate of the AGV 10. The tow truck 5 is provided with a guide 7 having a slit. The AGV 10 approaches the tow truck 5 and inserts the plate 6 into the slit of the guide 7. When the insertion is completed, the AGV 10 penetrates the plate 6 and the guide 7 with an electromagnetic lock type pin (not shown) to lock the electromagnetic lock. Thereby, AGV10 and the pulling truck 5 are physically connected.

再び図６を参照する。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、たとえば１対１で接続されてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信を行うことができる。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、１または複数のアクセスポイント２を利用してＷｉ−Ｆｉ（登録商標）に準拠した通信を行うこともできる。複数のアクセスポイント２は、たとえばスイッチングハブ３を介して互いに接続されている。図６には２台のアクセスポイント２ａ、２ｂが記載されている。ＡＧＶ１０はアクセスポイント２ａと無線で接続されている。端末装置２０はアクセスポイント２ｂと無線で接続されている。ＡＧＶ１０が送信したデータはアクセスポイント２ａで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ｂに転送され、アクセスポイント２ｂから端末装置２０に送信される。また、端末装置２０が送信したデータは、アクセスポイント２ｂで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ａに転送され、アクセスポイント２ａからＡＧＶ１０に送信される。これにより、ＡＧＶ１０および端末装置２０の間の双方向通信が実現される。複数のアクセスポイント２はスイッチングハブ３を介して運行管理装置５０とも接続されている。これにより、運行管理装置５０と各ＡＧＶ１０との間でも双方向通信が実現される。   Refer again to FIG. Each AGV 10 and the terminal device 20 can be connected, for example, on a one-to-one basis to perform communication conforming to the Bluetooth (registered trademark) standard. Each AGV 10 and the terminal device 20 can also perform communication compliant with Wi-Fi (registered trademark) using one or more access points 2. The plurality of access points 2 are connected to one another via, for example, a switching hub 3. Two access points 2a, 2b are shown in FIG. The AGV 10 is wirelessly connected to the access point 2a. The terminal device 20 is wirelessly connected to the access point 2b. The data transmitted by the AGV 10 is received by the access point 2 a, transferred to the access point 2 b via the switching hub 3, and transmitted from the access point 2 b to the terminal device 20. The data transmitted by the terminal device 20 is received by the access point 2 b, transferred to the access point 2 a via the switching hub 3, and transmitted from the access point 2 a to the AGV 10. Thereby, bi-directional communication between the AGV 10 and the terminal device 20 is realized. The plurality of access points 2 are also connected to the operation management device 50 via the switching hub 3. Thereby, bidirectional communication is realized also between the operation management device 50 and each of the AGVs 10.

（２）環境地図の作成
自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されており、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。 (2) Creation of Environment Map In order to allow the AGV 10 to travel while estimating its own position, a map in the moving space S is created. The AGV 10 is equipped with a position estimation device and a laser range finder, and a map can be created using the output of the laser range finder.

ＡＧＶ１０は、ユーザの操作によってデータ取得モードに遷移する。データ取得モードにおいて、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダを用いたセンサデータの取得を開始する。レーザレンジファインダは周期的にたとえば赤外線または可視光のレーザビームを周囲に放射して周囲の空間Ｓをスキャンする。レーザビームは、たとえば、壁、柱等の構造物、床の上に置かれた物体等の表面で反射される。レーザレンジファインダは、レーザビームの反射光を受けて各反射点までの距離を計算し、各反射点の位置が示された測定結果のデータを出力する。各反射点の位置には、反射光の到来方向および距離が反映されている。測定結果のデータは「計測データ」または「センサデータ」と呼ばれることがある。   The AGV 10 transitions to the data acquisition mode by the operation of the user. In the data acquisition mode, the AGV 10 starts acquiring sensor data using a laser range finder. The laser range finder periodically scans the surrounding space S by emitting a laser beam of, for example, infrared or visible light around. The laser beam is reflected by, for example, a surface such as a wall, a structure such as a pillar, or an object placed on the floor. The laser range finder receives the reflected light of the laser beam, calculates the distance to each reflection point, and outputs measurement data indicating the position of each reflection point. The direction of arrival of reflected light and the distance are reflected in the position of each reflection point. Data of measurement results may be referred to as "measurement data" or "sensor data".

位置推定装置は、センサデータを記憶装置に蓄積する。移動空間Ｓ内のセンサデータの取得が完了すると、記憶装置に蓄積されたセンサデータが外部装置に送信される。外部装置は、たとえば信号処理プロセッサを有し、かつ、地図作成プログラムがインストールされたコンピュータである。   The position estimation device stores sensor data in a storage device. When acquisition of sensor data in the movement space S is completed, the sensor data accumulated in the storage device is transmitted to the external device. The external device is, for example, a computer that has a signal processor and has a mapping program installed.

外部装置の信号処理プロセッサは、スキャンごとに得られたセンサデータ同士を重ね合わせる。信号処理プロセッサが重ね合わせる処理を繰り返し行うことにより、空間Ｓの地図を作成することができる。外部装置は、作成した地図のデータをＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、作成した地図のデータを内部の記憶装置に保存する。外部装置は、運行管理装置５０であってもよいし、他の装置であってもよい。   The signal processor of the external device superimposes sensor data obtained for each scan. A map of the space S can be created by repeatedly performing the process of overlaying the signal processor. The external device transmits the created map data to the AGV 10. The AGV 10 stores the created map data in an internal storage device. The external device may be the operation management device 50 or another device.

外部装置ではなくＡＧＶ１０が地図の作成を行ってもよい。上述した外部装置の信号処理プロセッサが行った処理を、ＡＧＶ１０のマイクロコントローラユニット（マイコン）などの回路が行えばよい。ＡＧＶ１０内で地図を作成する場合には、蓄積されたセンサデータを外部装置に送信する必要が無くなる。センサデータのデータ容量は一般には大きいと考えられる。センサデータを外部装置に送信する必要がないため、通信回線の占有を回避できる。   The AGV 10 may create the map instead of the external device. The processing performed by the signal processing processor of the external device described above may be performed by a circuit such as a microcontroller unit (microcomputer) of the AGV 10. When creating a map within the AGV 10, there is no need to transmit the accumulated sensor data to an external device. The data capacity of sensor data is generally considered to be large. Since it is not necessary to transmit sensor data to an external device, occupation of the communication line can be avoided.

なお、センサデータを取得するための移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が走行することによって実現し得る。たとえば、ＡＧＶ１０は、端末装置２０を介して無線でユーザから前後左右の各方向への移動を指示する走行指令を受け取る。ＡＧＶ１０は走行指令にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成する。ＡＧＶ１０がジョイスティック等の操縦装置と有線で接続されている場合には、当該操縦装置からの制御信号にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成してもよい。レーザレンジファインダを搭載した計測台車を人が押し歩くことによってセンサデータを取得してもよい。   In addition, the movement in the movement space S for acquiring sensor data can be implement | achieved when AGV10 drive | works according to a user's operation. For example, the AGV 10 wirelessly receives a traveling instruction instructing movement in each of the front, rear, left, and right directions from the user via the terminal device 20. The AGV 10 travels back and forth and left and right in the moving space S in accordance with a travel command to create a map. When the AGV 10 is connected to a steering apparatus such as a joystick by wire, the map may be created by traveling in the moving space S in the front, rear, left, and right according to a control signal from the steering apparatus. The sensor data may be acquired by a person pushing on the measurement cart on which the laser range finder is mounted.

なお、図６および図７には複数台のＡＧＶ１０が示されているが、ＡＧＶは１台であってもよい。複数台のＡＧＶ１０が存在する場合、ユーザ１は端末装置２０を利用して、登録された複数のＡＧＶのうちから一台のＡＧＶ１０を選択して、移動空間Ｓの地図を作成させることができる。   Although a plurality of AGVs 10 are shown in FIGS. 6 and 7, one AGV may be provided. When there are a plurality of AGVs 10, the user 1 can use the terminal device 20 to select one AGV 10 out of the plurality of registered AGVs and create a map of the moving space S.

地図が作成されると、以後、各ＡＧＶ１０は当該地図を利用して自己位置を推定しながら自動走行することができる。自己位置を推定する処理の説明は後述する。   After the map is created, each AGV 10 can automatically travel while estimating its own position using the map. The description of the process of estimating the self position will be described later.

（３）ＡＧＶの構成
図９は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。なお、ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図９には示されていない。また、図９には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されているが、左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。 (3) Configuration of AGV FIG. 9 is an external view of an exemplary AGV 10 according to the present embodiment. The AGV 10 has two drive wheels 11a and 11b, four casters 11c, 11d, 11e and 11f, a frame 12, a transport table 13, a travel control device 14, and a laser range finder 15. The two drive wheels 11a and 11b are provided on the right and left sides of the AGV 10, respectively. Four casters 11 c, 11 d, 11 e and 11 f are disposed at the four corners of the AGV 10. The AGV 10 also has a plurality of motors connected to the two drive wheels 11a and 11b, but the plurality of motors are not shown in FIG. Further, FIG. 9 shows one drive wheel 11a and two casters 11c and 11e located on the right side of the AGV 10 and a caster 11f located on the left rear, but the left drive wheel 11b and the left front The caster 11 d is not shown because it is hidden by the frame 12. The four casters 11c, 11d, 11e and 11f can freely pivot. In the following description, the drive wheel 11a and the drive wheel 11b are also referred to as a wheel 11a and a wheel 11b, respectively.

ＡＧＶ１０は、さらに、障害物を検知するための少なくとも１つの障害物センサ１９を備えている。図９の例では、フレーム１２の４隅に４つの障害物センサ１９が設けられている。障害物センサ１９の個数および配置は、図９の例とは異なっていてもよい。障害物センサ１９は、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、またはステレオカメラなどの、距離計測が可能な装置であり得る。障害物センサ１９が赤外線センサである場合、例えば一定時間ごとに赤外線を出射し、反射された赤外線が戻ってくるまでの時間を計測することにより、一定距離以内に存在する障害物を検知することができる。ＡＧＶ１０は、少なくとも１つの障害物センサ１９から出力された信号に基づいて経路上の障害物を検知したとき、その障害物を回避する動作を行う。   The AGV 10 further includes at least one obstacle sensor 19 for detecting an obstacle. In the example of FIG. 9, four obstacle sensors 19 are provided at four corners of the frame 12. The number and arrangement of obstacle sensors 19 may be different from the example of FIG. The obstacle sensor 19 may be, for example, an apparatus capable of distance measurement, such as an infrared sensor, an ultrasonic sensor, or a stereo camera. In the case where the obstacle sensor 19 is an infrared sensor, for example, an infrared ray is emitted at regular time intervals, and an obstacle existing within a certain distance is detected by measuring a time until a reflected infrared ray returns. Can. When the AGV 10 detects an obstacle on the path based on a signal output from at least one obstacle sensor 19, the AGV 10 operates to avoid the obstacle.

走行制御装置１４は、ＡＧＶ１０の動作を制御する装置であり、主としてマイコン（後述）を含む集積回路、電子部品およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置１４は、上述した、端末装置２０とのデータの送受信、および前処理演算を行う。   The travel control device 14 is a device that controls the operation of the AGV 10, and mainly includes an integrated circuit including a microcomputer (described later), an electronic component, and a substrate on which the components are mounted. The traveling control device 14 performs transmission and reception of data with the terminal device 20 described above and pre-processing calculation.

レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外線または可視光のレーザビーム１５ａを放射し、当該レーザビーム１５ａの反射光を検出することにより、反射点までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザビーム１５ａを放射し、各レーザビーム１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８１ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。なお、本実施形態では、レーザレンジファインダ１５が行う周囲の空間のスキャンは実質的に床面に平行であり、平面的（二次元的）である。しかしながら、レーザレンジファインダ１５は高さ方向のスキャンを行ってもよい。   The laser range finder 15 is an optical device that measures the distance to the reflection point by emitting a laser beam 15a of infrared or visible light, for example, and detecting the reflected light of the laser beam 15a. In the present embodiment, the laser range finder 15 of the AGV 10 is, for example, a pulsed laser beam while changing the direction every 0.25 degree in a space within a range of 135 degrees (270 degrees in total) with reference to the front of the AGV 10 The light 15a is emitted, and the reflected light of each laser beam 15a is detected. This makes it possible to obtain data of the distance to the reflection point in the direction determined by the angle for a total of 1081 steps every 0.25 degrees. In the present embodiment, the scan of the surrounding space performed by the laser range finder 15 is substantially parallel to the floor surface and planar (two-dimensional). However, the laser range finder 15 may scan in the height direction.

ＡＧＶ１０の位置および姿勢（向き）と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶ１０は、空間Ｓの地図を作成することができる。地図には、ＡＧＶの周囲の壁、柱等の構造物、床の上に載置された物体の配置が反映され得る。地図のデータは、ＡＧＶ１０内に設けられた記憶装置に格納される。   The AGV 10 can create a map of the space S based on the position and orientation (orientation) of the AGV 10 and the scan result of the laser range finder 15. The map may reflect the surrounding walls of the AGV, structures such as columns, and the placement of objects placed on the floor. Map data is stored in a storage device provided in the AGV 10.

一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。二次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。   Generally, the position and posture of a mobile are called a pose. The position and orientation of the moving body in a two-dimensional plane are represented by position coordinates (x, y) in the XY orthogonal coordinate system and an angle θ with respect to the X axis. The position and posture of the AGV 10, that is, the pose (x, y, θ) may be hereinafter simply referred to as "position".

レーザビーム１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。   The position of the reflection point viewed from the emission position of the laser beam 15a can be expressed using polar coordinates determined by the angle and the distance. In the present embodiment, the laser range finder 15 outputs sensor data represented by polar coordinates. However, the laser range finder 15 may convert the position expressed in polar coordinates into orthogonal coordinates and output it.

レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。   The structure and the operating principle of the laser range finder are known, so a further detailed description will be omitted herein. Examples of objects that can be detected by the laser range finder 15 are people, luggage, shelves, walls.

レーザレンジファインダ１５は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。   The laser range finder 15 is an example of an external sensor for sensing surrounding space and acquiring sensor data. As another example of such an external sensor, an image sensor and an ultrasonic sensor can be considered.

走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。なお、保持されている地図データは、他のＡＧＶ１０が作成した地図データであってもよい。   The traveling control device 14 can estimate the current position of itself by comparing the measurement result of the laser range finder 15 with the map data held by itself. In addition, the map data currently hold | maintained may be the map data which other AGV10 created.

図１０Ａは、ＡＧＶ１０の第１のハードウェア構成例を示している。また図１０Ａは、走行制御装置１４の具体的な構成も示している。   FIG. 10A shows a first hardware configuration example of the AGV 10. FIG. 10A also shows a specific configuration of the traveling control device 14.

ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、２台のモータ１６ａおよび１６ｂと、駆動装置１７と、車輪１１ａおよび１１ｂと、２つのロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂとを備えている。   The AGV 10 includes a travel control device 14, a laser range finder 15, two motors 16a and 16b, a drive device 17, wheels 11a and 11b, and two rotary encoders 18a and 18b.

走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄと、位置推定装置１４ｅとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃ、通信回路１４ｄおよび位置推定装置１４ｅは通信バス１４ｆで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。レーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｆに接続されており、計測結果である計測データを、マイコン１４ａ、位置推定装置１４ｅおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。   The traveling control device 14 includes a microcomputer 14a, a memory 14b, a storage device 14c, a communication circuit 14d, and a position estimation device 14e. The microcomputer 14a, the memory 14b, the storage device 14c, the communication circuit 14d, and the position estimation device 14e are connected by a communication bus 14f and can exchange data with each other. The laser range finder 15 is also connected to the communication bus 14f via a communication interface (not shown), and transmits measurement data as a measurement result to the microcomputer 14a, the position estimation device 14e and / or the memory 14b.

マイコン１４ａは、走行制御装置１４を含むＡＧＶ１０の全体を制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路（コンピュータ）である。典型的にはマイコン１４ａは半導体集積回路である。マイコン１４ａは、制御信号であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を駆動装置１７に送信して駆動装置１７を制御し、モータに印加する電圧を調整させる。これによりモータ１６ａおよび１６ｂの各々が所望の回転速度で回転する。   The microcomputer 14 a is a processor or control circuit (computer) that performs calculations for controlling the entire AGV 10 including the traveling control device 14. Typically, the microcomputer 14a is a semiconductor integrated circuit. The microcomputer 14a transmits a PWM (Pulse Width Modulation) signal, which is a control signal, to the drive unit 17 to control the drive unit 17 to adjust the voltage applied to the motor. This causes each of the motors 16a and 16b to rotate at a desired rotational speed.

左右のモータ１６ａおよび１６ｂの駆動を制御する１つ以上の制御回路（たとえばマイコン）を、マイコン１４ａとは独立して設けてもよい。たとえば、モータ駆動装置１７が、モータ１６ａおよび１６ｂの駆動をそれぞれ制御する２つのマイコンを備えていてもよい。それらの２つのマイコンは、エンコーダ１８ａおよび１８ｂから出力されたエンコーダ情報を用いた座標計算をそれぞれ行い、所与の初期位置からのＡＧＶ１０の移動距離を推定してもよい。また、当該２つのマイコンは、エンコーダ情報を利用してモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを制御してもよい。   One or more control circuits (for example, microcomputers) for controlling the drive of the left and right motors 16a and 16b may be provided independently of the microcomputer 14a. For example, motor drive device 17 may be provided with two microcomputers for controlling the drive of motors 16a and 16b, respectively. Those two microcomputers may perform coordinate calculation using encoder information output from the encoders 18a and 18b, respectively, to estimate the moving distance of the AGV 10 from a given initial position. Further, the two microcomputers may control the motor drive circuits 17a and 17b using encoder information.

メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。   The memory 14 b is a volatile storage device that stores a computer program executed by the microcomputer 14 a. The memory 14b can also be used as a work memory when the microcomputer 14a and the position estimation device 14e perform an operation.

記憶装置１４ｃは、不揮発性の半導体メモリ装置である。ただし、記憶装置１４ｃは、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または、光ディスクに代表される光学式記録媒体であってもよい。さらに、記憶装置１４ｃは、いずれかの記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すためのヘッド装置および当該ヘッド装置の制御装置を含んでもよい。   The storage device 14 c is a non-volatile semiconductor memory device. However, the storage device 14 c may be a magnetic recording medium represented by a hard disk, or an optical recording medium represented by an optical disk. Furthermore, the storage device 14 c may include a head device for writing and / or reading data on any recording medium and a control device of the head device.

記憶装置１４ｃは、走行する空間Ｓの地図データＭ、および、１または複数の走行経路のデータ（走行経路データ）Ｒを記憶する。地図データＭは、ＡＧＶ１０が地図作成モードで動作することによって作成され記憶装置１４ｃに記憶される。走行経路データＲは、地図データＭが作成された後に外部から送信される。本実施形態では、地図データＭおよび走行経路データＲは同じ記憶装置１４ｃに記憶されているが、異なる記憶装置に記憶されてもよい。   The storage device 14c stores map data M of the space S in which the vehicle travels and data (traveling route data) R of one or more traveling routes. The map data M is created by the AGV 10 operating in the mapping mode and stored in the storage device 14c. The travel route data R is transmitted from the outside after the map data M is created. In the present embodiment, the map data M and the traveling route data R are stored in the same storage device 14c, but may be stored in different storage devices.

走行経路データＲの例を説明する。   An example of the travel route data R will be described.

端末装置２０がタブレットコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０はタブレットコンピュータから走行経路を示す走行経路データＲを受信する。このときの走行経路データＲは、複数のマーカの位置を示すマーカデータを含む。「マーカ」は走行するＡＧＶ１０の通過位置（経由点）を示す。走行経路データＲは、走行開始位置を示す開始マーカおよび走行終了位置を示す終了マーカの位置情報を少なくとも含む。走行経路データＲは、さらに、１以上の中間経由点のマーカの位置情報を含んでもよい。走行経路が１以上の中間経由点を含む場合には、開始マーカから、当該走行経由点を順に経由して終了マーカに至る経路が、走行経路として定義される。各マーカのデータは、そのマーカの座標データに加えて、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）および走行速度のデータを含み得る。ＡＧＶ１０が各マーカの位置で一旦停止し、自己位置推定および端末装置２０への通知などを行う場合には、各マーカのデータは、当該走行速度に達するまでの加速に要する加速時間、および／または、当該走行速度から次のマーカの位置で停止するまでの減速に要する減速時間のデータを含み得る。   When the terminal device 20 is a tablet computer, the AGV 10 receives traveling route data R indicating a traveling route from the tablet computer. The travel route data R at this time includes marker data indicating the positions of a plurality of markers. “Marker” indicates the passing position (passing point) of the traveling AGV 10. The travel route data R includes at least position information of a start marker indicating a travel start position and an end marker indicating a travel end position. The travel route data R may further include positional information of markers at one or more intermediate waypoints. When the travel route includes one or more intermediate via points, a route from the start marker to the end marker via the travel via points in order is defined as the travel route. The data of each marker may include, in addition to the coordinate data of the marker, data of the orientation (angle) and traveling speed of the AGV 10 until moving to the next marker. When the AGV 10 temporarily stops at each marker position and performs self-position estimation and notification to the terminal device 20, the data of each marker is an acceleration time required to accelerate to the traveling speed, and / or It may include data of deceleration time required to decelerate from the traveling speed to a stop at the position of the next marker.

端末装置２０ではなく運行管理装置５０（たとえば、ＰＣおよび／またはサーバコンピュータ）がＡＧＶ１０の移動を制御してもよい。その場合には、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がマーカに到達する度に、次のマーカへの移動をＡＧＶ１０に指示してもよい。たとえば、ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０から、次に向かうべき目的位置の座標データ、または、当該目的位置までの距離および進むべき角度のデータを、走行経路を示す走行経路データＲとして受信する。   The operation management device 50 (for example, a PC and / or a server computer) rather than the terminal device 20 may control the movement of the AGV 10. In that case, the operation management apparatus 50 may instruct the AGV 10 to move to the next marker each time the AGV 10 reaches the marker. For example, the AGV 10 receives, from the operation management device 50, coordinate data of a target position to be headed to next, or data of a distance to the target position and angle to be traveled as travel route data R indicating a travel route.

ＡＧＶ１０は、作成された地図と走行中に取得されたレーザレンジファインダ１５が出力したセンサデータとを利用して自己位置を推定しながら、記憶された走行経路に沿って走行することができる。   The AGV 10 can travel along the stored travel path while estimating its own position using the created map and the sensor data output from the laser range finder 15 acquired during travel.

通信回路１４ｄは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。たとえばＡＧＶ１０を走行させて地図を作成するモードでは、通信回路１４ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１で端末装置２０と通信する。   The communication circuit 14d is, for example, a wireless communication circuit that performs wireless communication conforming to the Bluetooth (registered trademark) and / or the Wi-Fi (registered trademark) standard. Both standards include wireless communication standards using frequencies in the 2.4 GHz band. For example, in the mode in which the AGV 10 is run to create a map, the communication circuit 14d performs wireless communication conforming to the Bluetooth (registered trademark) standard, and communicates with the terminal device 20 on a one-to-one basis.

位置推定装置１４ｅは、地図の作成処理、および、走行時には自己位置の推定処理を行う。位置推定装置１４ｅは、ＡＧＶ１０の位置および姿勢とレーザレンジファインダのスキャン結果とにより、移動空間Ｓの地図を作成する。走行時には、位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５からセンサデータを受け取り、また、記憶装置１４ｃに記憶された地図データＭを読み出す。レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。位置推定装置１４ｅは、局所的地図データが地図データＭに一致した程度を表す「信頼度」のデータを生成する。自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データは、ＡＧＶ１０から端末装置２０または運行管理装置５０に送信され得る。端末装置２０または運行管理装置５０は、自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データを受信して、内蔵または接続された表示装置に表示することができる。   The position estimation device 14e performs map creation processing and estimation processing of the self position when traveling. The position estimation device 14e creates a map of the moving space S based on the position and attitude of the AGV 10 and the scan result of the laser range finder. When traveling, the position estimation device 14e receives sensor data from the laser range finder 15, and reads out the map data M stored in the storage device 14c. By matching the local map data (sensor data) created from the scan result of the laser range finder 15 with the map data M in a wider range, the self position (x, y, θ) on the map data M is obtained Identify The position estimation device 14 e generates “reliability” data indicating the degree to which the local map data matches the map data M. The data of the self position (x, y, θ) and the reliability can be transmitted from the AGV 10 to the terminal device 20 or the operation management device 50. The terminal device 20 or the operation management device 50 can receive each data of the self position (x, y, θ) and the reliability and can display it on a built-in or connected display device.

本実施形態では、マイコン１４ａと位置推定装置１４ｅとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅの各動作を独立して行うことが可能な１つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図１０Ａには、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅを包括するチップ回路１４ｇが示されている。以下では、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが別個独立に設けられている例を説明する。   In this embodiment, although the microcomputer 14a and the position estimation device 14e are separate components, this is an example. It may be a single chip circuit or a semiconductor integrated circuit capable of independently performing each operation of the microcomputer 14a and the position estimation device 14e. FIG. 10A shows a chip circuit 14g including the microcomputer 14a and the position estimation device 14e. Hereinafter, an example in which the microcomputer 14a and the position estimation device 14e are provided separately and independently will be described.

２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ａおよび１１ｂに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ａおよび１１ｂはそれぞれ駆動輪である。本明細書では、モータ１６ａおよびモータ１６ｂは、それぞれＡＧＶ１０の右輪および左輪を駆動するモータであるとして説明する。   Two motors 16a and 16b are attached to two wheels 11a and 11b, respectively, to rotate each wheel. That is, the two wheels 11a and 11b are respectively drive wheels. In the present specification, the motor 16a and the motor 16b are described as being motors for driving the right and left wheels of the AGV 10, respectively.

移動体１０は、さらに、車輪１１ａおよび１１ｂの回転位置または回転速度を測定するエンコーダユニット１８をさらに備えている。エンコーダユニット１８は、第１ロータリエンコーダ１８ａおよび第２ロータリエンコーダ１８ｂを含む。第１ロータリエンコーダ１８ａは、モータ１６ａから車輪１１ａまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。第２ロータリエンコーダ１８ｂは、モータ１６ｂから車輪１１ｂまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。エンコーダユニット１８は、ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂによって取得された信号を、マイコン１４ａに送信する。マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから受信した信号だけでなく、エンコーダユニット１８から受信した信号を利用して、移動体１０の移動を制御してもよい。   The moving body 10 further includes an encoder unit 18 that measures the rotational position or rotational speed of the wheels 11a and 11b. The encoder unit 18 includes a first rotary encoder 18a and a second rotary encoder 18b. The first rotary encoder 18a measures the rotation at any position of the power transmission mechanism from the motor 16a to the wheel 11a. The second rotary encoder 18 b measures the rotation at any position of the power transmission mechanism from the motor 16 b to the wheel 11 b. The encoder unit 18 transmits the signals acquired by the rotary encoders 18a and 18b to the microcomputer 14a. The microcomputer 14 a may control the movement of the mobile unit 10 using not only the signal received from the position estimation device 14 e but also the signal received from the encoder unit 18.

駆動装置１７は、２台のモータ１６ａおよび１６ｂの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを有する。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂの各々はいわゆるインバータ回路を含む。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂは、マイコン１４ａまたはモータ駆動回路１７ａ内のマイコンから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。   The drive device 17 has motor drive circuits 17a and 17b for adjusting the voltage applied to each of the two motors 16a and 16b. Each of motor drive circuits 17a and 17b includes a so-called inverter circuit. The motor drive circuits 17a and 17b turn on or off the current flowing to each motor by the PWM signal transmitted from the microcomputer 14a or the microcomputer in the motor drive circuit 17a, thereby adjusting the voltage applied to the motor.

図１０Ｂは、ＡＧＶ１０の第２のハードウェア構成例を示している。第２のハードウェア構成例は、レーザ測位システム１４ｈを有する点、および、マイコン１４ａが各構成要素と１対１で接続されている点において、第１のハードウェア構成例（図１０Ａ）と相違する。   FIG. 10B shows a second hardware configuration example of the AGV 10. The second hardware configuration example differs from the first hardware configuration example (FIG. 10A) in that it has the laser positioning system 14 h and that the microcomputer 14 a is connected to each component on a one-to-one basis. Do.

レーザ測位システム１４ｈは、位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５を有する。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されている。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５の各動作は上述した通りである。レーザ測位システム１４ｈは、ＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を示す情報をマイコン１４ａに出力する。   The laser positioning system 14 h includes a position estimation device 14 e and a laser range finder 15. The position estimation device 14e and the laser range finder 15 are connected by, for example, an Ethernet (registered trademark) cable. The operations of the position estimation device 14e and the laser range finder 15 are as described above. The laser positioning system 14 h outputs information indicating the pose (x, y, θ) of the AGV 10 to the microcomputer 14 a.

マイコン１４ａは、種々の汎用Ｉ／Ｏインタフェースまたは汎用入出力ポート（図示せず）を有している。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄ、レーザ測位システム１４ｈ等の、走行制御装置１４内の他の構成要素と、当該汎用入出力ポートを介して直接接続されている。   The microcomputer 14a has various general purpose I / O interfaces or general purpose input / output ports (not shown). The microcomputer 14a is directly connected to other components in the travel control device 14, such as the communication circuit 14d and the laser positioning system 14h, via the general-purpose input / output port.

図１０Ｂに関して上述した構成以外は、図１０Ａの構成と共通である。よって共通の構成の説明は省略する。   The configuration other than that described above with reference to FIG. 10B is the same as the configuration of FIG. 10A. Therefore, the description of the common configuration is omitted.

本開示の実施形態におけるＡＧＶ１０は、図示されていないバンパースイッチなどのセーフティセンサを備えていてもよい。ＡＧＶ１０は、ジャイロセンサなどの慣性計測装置を備えていてもよい。ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂまたは慣性計測装置などの内界センサによる測定データを利用すれば、ＡＧＶ１０の移動距離および姿勢の変化量(角度)を推定することができる。これらの距離および角度の推定値は、オドメトリデータと呼ばれ、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の情報を補助する機能を発揮し得る。   The AGV 10 in the embodiment of the present disclosure may include a safety sensor such as a bumper switch not shown. The AGV 10 may include an inertial measurement device such as a gyro sensor. By using measurement data from an internal sensor such as the rotary encoders 18a and 18b or an inertial measurement device, it is possible to estimate the amount of change (angle) of the movement distance and posture of the AGV 10. These distance and angle estimates may be referred to as odometry data, and may perform a function of assisting the position and orientation information obtained by the position estimation device 14e.

（４）地図データ
図１１Ａから図１１Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示す。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図１０Ａおよび図１０Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。 (4) Map Data FIGS. 11A to 11F schematically show the AGV 10 moving while acquiring sensor data. The user 1 may move the AGV 10 manually while operating the terminal device 20. Alternatively, the unit provided with the travel control device 14 shown in FIG. 10A and FIG. 10B, or the AGV 10 itself may be mounted on a carriage, and sensor data may be acquired by the user 1 manually pushing or holding the carriage. .

図１１Ａには、レーザレンジファインダ１５を用いて周囲の空間をスキャンするＡＧＶ１０が示されている。所定のステップ角毎にレーザビームが放射され、スキャンが行われる。なお、図示されたスキャン範囲は模式的に示した例であり、上述した合計２７０度のスキャン範囲とは異なっている。   FIG. 11A shows an AGV 10 that scans the surrounding space using a laser range finder 15. A laser beam is emitted for each predetermined step angle and scanning is performed. The illustrated scan range is an example schematically shown, and is different from the total scan range of 270 degrees described above.

図１１Ａから図１１Ｆの各々では、レーザビームの反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて模式的に示されている。レーザビームのスキャンは、レーザレンジファインダ１５の位置および姿勢が変化する間に短い周期で実行される。このため、現実の反射点の個数は、図示されている反射点４の個数よも遥かに多い。位置推定装置１４ｅは、走行に伴って得られる黒点４の位置を、たとえばメモリ１４ｂに蓄積する。ＡＧＶ１０が走行しながらスキャンを継続して行うことにより、地図データが徐々に完成されてゆく。図１１Ｂから図１１Ｅでは、簡略化のためスキャン範囲のみが示されている。当該スキャン範囲は例示であり、上述した合計２７０度の例とは異なる。   In each of FIGS. 11A to 11F, the position of the reflection point of the laser beam is schematically shown using a plurality of black points 4 represented by a symbol “·”. The scanning of the laser beam is performed at short intervals while the position and attitude of the laser range finder 15 change. Therefore, the number of actual reflection points is much larger than the number of reflection points 4 shown. The position estimation device 14e stores, for example, in the memory 14b, the position of the black point 4 obtained as the vehicle travels. The map data is gradually completed as the AGV 10 continues to scan while traveling. In FIGS. 11B-11E, only the scan range is shown for simplicity. The scan range is an example, and is different from the above-described example of 270 degrees in total.

地図は、地図作成に必要な量のセンサデータを取得した後、そのセンサデータに基づいて、このＡＧＶ１０内のマイコン１４ａまたは外部のコンピュータを用いて作成してもよい。あるいは、移動しつつあるＡＧＶ１０が取得したセンサデータに基づいてリアルタイムで地図を作成してもよい。   The map may be created using the microcomputer 14a in the AGV 10 or an external computer based on the sensor data after acquiring the sensor data of the amount necessary for creating the map. Alternatively, a map may be created in real time based on sensor data acquired by the moving AGV 10.

図１１Ｆは、完成した地図４０の一部を模式的に示す。図１１Ｆに示される地図では、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群(Point Cloud)によって自由空間が仕切られている。地図の他の例は、物体が占有している空間と自由空間とをグリッド単位で区別する占有格子地図である。位置推定装置１４ｅは、地図のデータ（地図データＭ）をメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに蓄積する。なお図示されている黒点の数または密度は一例である。本実施形態では、地図を作成する際に、図１から図５を参照して説明した方法が用いられる。したがって、従来よりも高速に地図を作成することができる。   FIG. 11F schematically shows a part of the completed map 40. In the map shown in FIG. 11F, a free space is partitioned by a point cloud (Point Cloud) corresponding to a collection of reflection points of the laser beam. Another example of the map is an occupied grid map that distinguishes space occupied by an object from free space in grid units. The position estimation device 14e stores map data (map data M) in the memory 14b or the storage device 14c. The illustrated number or density of black spots is an example. In the present embodiment, when creating a map, the method described with reference to FIGS. 1 to 5 is used. Therefore, the map can be created faster than before.

こうして得られた地図データは、複数のＡＧＶ１０によって共有され得る。   The map data thus obtained may be shared by multiple AGVs 10.

ＡＧＶ１０が地図データに基づいて自己位置を推定するアルゴリズムの典型例は、ＩＣＰ(Iterative Closest Point)マッチングである。前述したように、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を推定することができる。   A typical example of an algorithm in which the AGV 10 estimates its own position based on map data is ICP (Iterative Closest Point) matching. As described above, by matching the local map data (sensor data) created from the scan result of the laser range finder 15 with the map data M in a wider range, the self position on the map data M (x, y, θ) can be estimated.

ＡＧＶ１０が走行するエリアが広い場合、地図データＭのデータ量が多くなる。そのため、地図の作成時間が増大したり、自己位置推定に多大な時間を要するなどの不都合が生じる可能性がある。そのような不都合が生じる場合には、地図データＭを、複数の部分地図のデータに分けて作成および記録してもよい。   When the area where the AGV 10 travels is wide, the amount of data of the map data M increases. As a result, the time required to create a map may increase, and the self-location estimation may take a long time. If such a problem occurs, the map data M may be created and recorded as data of a plurality of partial maps.

図１２は、４つの部分地図データＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示している。この例では、１つの部分地図データは５０ｍ×５０ｍの領域をカバーしている。Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて隣接する２つの地図の境界部分に、幅５ｍの矩形の重複領域が設けられている。この重複領域を「地図切替エリア」と呼ぶ。１つの部分地図を参照しながら走行しているＡＧＶ１０が地図切替エリアに到達すると、隣接する他の部分地図を参照する走行に切り替える。部分地図の枚数は４枚に限らず、ＡＧＶ１０が走行するフロアの面積、地図作成および自己位置推定を実行するコンピュータの性能に応じて適宜設定してよい。部分地図データのサイズおよび重複領域の幅も、上記の例に限定されず、任意に設定してよい。   FIG. 12 shows an example in which the entire area of one floor of one factory is covered by a combination of four partial map data M1, M2, M3 and M4. In this example, one partial map data covers an area of 50 m × 50 m. A rectangular overlapping area of 5 m in width is provided at the boundary between two adjacent maps in each of the X direction and the Y direction. This overlapping area is called "map switching area". When the AGV 10 traveling while referring to one partial map reaches the map switching area, it switches to a traveling referring to another adjacent partial map. The number of partial maps is not limited to four, and may be appropriately set according to the area of the floor on which the AGV 10 travels, and the performance of a computer that executes map creation and self-position estimation. The size of the partial map data and the width of the overlapping area are not limited to the above example, and may be set arbitrarily.

（５）運行管理装置の構成例
図１３は、運行管理装置５０のハードウェア構成例を示している。運行管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６とを有する。 (5) Configuration Example of Operation Management Device FIG. 13 shows a hardware configuration example of the operation management device 50. The operation management apparatus 50 includes a CPU 51, a memory 52, a position database (position DB) 53, a communication circuit 54, a map database (map DB) 55, and an image processing circuit 56.

ＣＰＵ５１、メモリ５２、位置ＤＢ５３、通信回路５４、地図ＤＢ５５および画像処理回路５６は通信バス５７で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。   The CPU 51, the memory 52, the position DB 53, the communication circuit 54, the map DB 55, and the image processing circuit 56 are connected by a communication bus 57 and can exchange data with each other.

ＣＰＵ５１は、運行管理装置５０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ５１は半導体集積回路である。   The CPU 51 is a signal processing circuit (computer) that controls the operation of the operation management device 50. Typically, the CPU 51 is a semiconductor integrated circuit.

メモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、ＣＰＵ５１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。   The memory 52 is a volatile storage device that stores a computer program that the CPU 51 executes. The memory 52 can also be used as a work memory when the CPU 51 performs an operation.

位置ＤＢ５３は、各ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。位置データは、たとえば管理者によって工場内に仮想的に設定された座標によって表され得る。位置データは管理者によって決定される。   The position DB 53 stores position data indicating each position that can be a destination of each AGV 10. The position data may be represented, for example, by coordinates virtually set in the factory by the administrator. Location data is determined by the administrator.

通信回路５４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路５４はアクセスポイント２(図６)と有線で接続されており、アクセスポイント２を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路５４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス５７を介してＣＰＵ５１から受信する。また通信回路５４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス５７を介してＣＰＵ５１および／またはメモリ５２に送信する。   The communication circuit 54 performs wired communication conforming to, for example, the Ethernet (registered trademark) standard. The communication circuit 54 is connected to the access point 2 (FIG. 6) by wire, and can communicate with the AGV 10 via the access point 2. The communication circuit 54 receives data to be transmitted to the AGV 10 from the CPU 51 via the bus 57. The communication circuit 54 also transmits data (notification) received from the AGV 10 to the CPU 51 and / or the memory 52 via the bus 57.

地図ＤＢ５５は、ＡＧＶ１０が走行する工場等の内部の地図のデータを格納する。当該地図は、地図４０（図１１Ｆ）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。各ＡＧＶ１０の位置と１対１で対応関係を有する地図であれば、データの形式は問わない。たとえば地図ＤＢ５５に格納される地図は、ＣＡＤによって作成された地図であってもよい。   The map DB 55 stores data of an internal map of a factory or the like on which the AGV 10 travels. The map may be the same as or different from the map 40 (FIG. 11F). The data format is not limited as long as the map has a one-to-one correspondence with the position of each AGV 10. For example, the map stored in the map DB 55 may be a map created by CAD.

位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。   The position DB 53 and the map DB 55 may be constructed on a non-volatile semiconductor memory, or may be constructed on a magnetic recording medium represented by a hard disk or an optical recording medium represented by an optical disc.

画像処理回路５６はモニタ５８に表示される映像のデータを生成する回路である。画像処理回路５６は、専ら、管理者が運行管理装置５０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、モニタ５９は運行管理装置５０と一体化されていてもよい。また画像処理回路５６の処理をＣＰＵ５１が行ってもよい。   The image processing circuit 56 is a circuit that generates data of an image displayed on the monitor 58. The image processing circuit 56 operates only when the administrator operates the operation management device 50. In the present embodiment, particularly the detailed description is omitted. The monitor 59 may be integrated with the operation management device 50. Further, the CPU 51 may perform the processing of the image processing circuit 56.

（６）運行管理装置の動作
図１４を参照しながら、運行管理装置５０の動作の概要を説明する。図１４は、運行管理装置５０によって決定されたＡＧＶ１０の移動経路の一例を模式的に示す図である。 (6) Operation of Operation Management Device The outline of the operation of the operation management device 50 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a view schematically showing an example of the movement route of the AGV 10 determined by the operation management device 50. As shown in FIG.

ＡＧＶ１０および運行管理装置５０の動作の概要は以下のとおりである。以下では、あるＡＧＶ１０が現在、位置Ｍ_１におり、幾つかの位置を通過して、最終的な目的地である位置Ｍ_ｎ＋１（ｎ：１以上の正の整数）まで走行する例を説明する。なお、位置ＤＢ５３には位置Ｍ_１の次に通過すべき位置Ｍ_２、位置Ｍ_２の次に通過すべき位置Ｍ_３等の各位置を示す座標データが記録されている。 The outline of the operation of the AGV 10 and the operation management device 50 is as follows. In the following, an example will be described in which an AGV 10 is currently at position M ₁ and travels through several positions to the final destination position M _{n + 1} (n: 1 or more positive integer) . In the position DB 53, coordinate data indicating positions such as a position M ₂ to be passed next to the position M _{1 and} a position M ₃ to be passed next to the position M ₂ are recorded.

運行管理装置５０のＣＰＵ５１は、位置ＤＢ５３を参照して位置Ｍ_２の座標データを読み出し、位置Ｍ_２に向かわせる走行指令を生成する。通信回路５４は、アクセスポイント２を介して走行指令をＡＧＶ１０に送信する。 CPU51 of traffic control device 50 reads out the coordinate data of the position _{M 2} with reference to the position DB 53, and generates a travel command to direct the position _{M 2.} The communication circuit 54 transmits a traveling command to the AGV 10 via the access point 2.

ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から、アクセスポイント２を介して、定期的に現在位置および姿勢を示すデータを受信する。こうして運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングすることができる。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の現在位置が位置Ｍ_２に一致したと判定すると、位置Ｍ_３の座標データを読み出し、位置Ｍ_３に向かわせる走行指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。つまり運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がある位置に到達したと判定すると、次に通過すべき位置に向かわせる走行指令を送信する。これにより、ＡＧＶ１０は最終的な目的位置Ｍ_ｎ＋１に到達することができる。上述した、ＡＧＶ１０の通過位置および目的位置は「マーカ」と呼ばれることがある。 The CPU 51 periodically receives data indicating the current position and attitude from the AGV 10 via the access point 2. Thus, the operation management device 50 can track the position of each AGV 10. CPU51 determines that the current position of the AGV10 matches the position _{M 2,} reads the coordinate data of the position _{M 3,} and transmits the AGV10 generates a travel command to direct the position _{M 3.} That is, when it is determined that the AGV 10 has reached a certain position, the operation management device 50 transmits a traveling command for directing to the next passing position. Thus, the AGV ₁₀ can reach the final target position _{Mn + 1} . The passing position and the target position of the AGV 10 described above may be referred to as a “marker”.

本開示の移動体および移動体管理システムは、工場、倉庫、建設現場、物流、病院などで荷物、部品、完成品などの物の移動および搬送に好適に利用され得る。   The mobile body and mobile body management system of the present disclosure can be suitably used for moving and transporting objects such as luggage, parts, finished products, etc. in factories, warehouses, construction sites, logistics, hospitals and the like.

１ ユーザ
２ａ、２ｂ アクセスポイント
１０ ＡＧＶ（移動体）
１４ 走行制御装置
１４ａ マイコン（演算回路）
１４ｂ メモリ
１４ｃ 記憶装置
１４ｄ 通信回路
１４ｅ 位置推定装置
１６ａ、１６ｂ モータ
１５ レーザレンジファインダ
１７ 駆動装置
１７ａ、１７ｂ モータ駆動回路
１８ エンコーダユニット
１８ａ、１８ｂ ロータリエンコーダ
１９ 障害物センサ
２０ 端末装置(タブレットコンピュータなどのモバイルコンピュータ）
５０ 運行管理装置
５１ ＣＰＵ
５２ メモリ
５３ 位置データベース（位置ＤＢ）
５４ 通信回路
５５ 地図データベース（地図ＤＢ）
５６ 画像処理回路
１００ 移動体管理システム
１０１ 外界センサ
１０３ 内界センサ
１０５ 制御回路
１０７ 記憶装置 1 user 2a, 2b access point 10 AGV (mobile)
14 Driving Control Device 14a Microcomputer (Arithmetic Circuit)
14b Memory 14c Memory Device 14d Communication Circuit 14e Position Estimation Device 16a, 16b Motor 15 Laser Range Finder 17 Drive Device 17a, 17b Motor Drive Circuit 18 Encoder Unit 18a, 18b Rotary Encoder 19 Obstacle Sensor 20 Terminal Device (mobile such as tablet computer Computer)
50 operation control device 51 CPU
52 memory 53 location database (location DB)
54 communication circuit 55 map database (map DB)
56 image processing circuit 100 mobile object management system 101 external sensor 103 internal sensor 105 control circuit 107 storage device

Claims (10)

移動体であって、
環境を周期的にスキャンし、スキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記移動体の移動距離または移動速度を検出する内界センサと、
前記外界センサおよび前記内界センサに接続された制御回路と、
記憶装置と、
を備え、
前記制御回路は、前記外界センサから出力される前記センサデータのうち、前記内界センサによって検出された前記移動距離または前記移動速度に応じて選択したスキャンによるセンサデータを、地図作成用データとして前記記憶装置に記憶させる、
移動体。 It is a mobile and
An external sensor that periodically scans the environment and outputs sensor data for each scan,
An internal sensor that detects the moving distance or moving speed of the moving body;
A control circuit connected to the external sensor and the internal sensor;
Storage device,
Equipped with
The control circuit is configured to use, as the data for map creation, sensor data by scanning selected from the sensor data output from the external sensor and the moving distance detected by the internal sensor or the moving speed. Store in storage device,
Moving body. 前記制御回路は、前記選択したスキャンによるセンサデータ、および、選択しなかったスキャンによるセンサデータを、ともに前記記憶装置に記憶し、前記選択したスキャンによるセンサデータには前記地図作成用データであることを示す符号を関連づける、請求項１に記載の移動体。   The control circuit stores both the sensor data from the selected scan and the sensor data from the non-selected scan in the storage device, and the sensor data from the selected scan is the data for map creation. The mobile according to claim 1, wherein a code indicating. 前記制御回路は、前記選択したスキャンによるセンサデータを前記記憶装置の第１領域に記憶し、選択しなかったスキャンによるセンサデータを前記記憶装置の第２領域に記憶する、請求項１または２に記載の移動体。   The control circuit stores sensor data of the selected scan in a first area of the storage device, and stores sensor data of a non-selected scan in a second area of the storage device. Mobile body described. 前記制御回路は、前記選択したスキャンによるセンサデータを前記記憶装置に記憶し、選択しなかったスキャンによるセンサデータを前記記憶装置に記憶しないで廃棄する、請求項１に記載の移動体。   The mobile unit according to claim 1, wherein the control circuit stores sensor data of the selected scan in the storage device, and discards sensor data of a non-selected scan without storing the sensor data in the storage device. 前記移動体が移動しているとき、前記制御回路が単位時間あたりに選択するスキャンの数は、前記移動体の移動速度の単調増加関数である、請求項１から４のいずれかに記載の移動体。   The movement according to any one of claims 1 to 4, wherein when the mobile is moving, the number of scans selected by the control circuit per unit time is a monotonically increasing function of the moving speed of the mobile. body. 前記移動体が旋回しているとき、前記制御回路が単位時間あたりに選択するスキャンの数は、０を超える所定値である、請求項５に記載の移動体。   The mobile according to claim 5, wherein when the mobile is pivoting, the number of scans selected by the control circuit per unit time is a predetermined value exceeding 0. 前記制御回路は、前記移動体が一定距離移動するごとに選択したスキャンによるセンサデータを、前記地図作成用データとして前記記憶装置に記憶させる、請求項１から６のいずれかに記載の移動体。   The mobile unit according to any one of claims 1 to 6, wherein the control circuit stores sensor data by a scan selected every time the mobile unit moves by a predetermined distance in the storage device as the map creation data. 前記制御回路は、
前記移動体が直進しているとき、一定距離移動するごとに選択したスキャンによるセンサデータを、前記地図作成用データとして前記記憶装置に記憶させ、
前記移動体が旋回しているとき、一定時間ごとに選択したスキャンによるセンサデータを、前記地図作成用データとして前記記憶装置に記憶させる、
請求項１から７のいずれかに記載の移動体。 The control circuit
When the moving body travels straight, sensor data by a scan selected every time the mobile object moves a fixed distance is stored in the storage device as the map creation data.
When the movable body is turning, sensor data by a scan selected every constant time is stored in the storage device as the map creation data.
The mobile according to any one of claims 1 to 7. 複数の車輪をさらに備え、
前記外界センサはレーザレンジファインダであり、
前記内界センサは、前記複数の車輪の回転をそれぞれ検出する複数のロータリエンコーダを備える、
請求項１から８のいずれかに記載の移動体。 Further equipped with multiple wheels,
The outside sensor is a laser range finder,
The internal sensor includes a plurality of rotary encoders that respectively detect rotations of the plurality of wheels.
The mobile according to any one of claims 1 to 8. 前記制御回路は、
前記地図作成用データを前記記憶装置から読み出し、
前記地図作成用データに含まれる前記センサデータのマッチングを行うことにより、前記センサデータを連結して環境地図を作成する、請求項１から９のいずれかに記載の移動体。 The control circuit
Reading the mapping data from the storage device;
The mobile unit according to any one of claims 1 to 9, wherein the sensor data are linked to create an environmental map by matching the sensor data included in the map creation data.

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