JP4300199B2 - 移動ロボット、移動ロボットの位置姿勢算出方法、移動ロボットの自律走行システム - Google Patents
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Description
101 動作管理部
102 移動制御部
103 カメラ方向制御部
104 地図情報作成部
105 カメラ
106 距離センサ
107 オドメトリ
108 タッチパネル
110 自己位置同定部
111 マーカ検出部
112 境界線検出部
113 パラメータ算出部
114 位置姿勢算出部
120 地図情報記憶部
130 マーカ
201 境界線
202 マーカ領域
203 領域
301 車輪
311 カメラチルト回転軸
312 カメラパン回転軸
313 頭部水平回転軸
401 発光LED
402 駆動回路
403 LED光拡散カバー
404 電池
405 ケース
601 赤外線LED
603 LED光拡散カバー
701 LED照光範囲
703 境界線
1001 格子
1002 左上隅
1003 右上隅
1004 左下隅
1005 右下隅
1006 マーカ
1007 境界線
1301 移動軌跡
1401 格子
1402 格子の窓
1403 境界
1404 線
Claims (10)
- 移動領域の地図情報と、移動領域内の予め定められた場所に設置されたマーカの位置情報と、前記マーカを一意に識別する識別情報と、移動領域内に存在する複数の物体を区分し前記マーカの近傍に存在する境界線の位置情報と、を対応付けて格納する地図情報記憶手段と、
画像を撮影する撮像手段により撮影した画像から前記マーカの位置情報と前記識別情報とを検出するマーカ検出手段と、
前記マーカ検出手段が検出した前記マーカの近傍に存在する前記境界線を前記画像から検出する境界線検出手段と、
前記境界線検出手段が検出した前記境界線の前記画像中における位置の情報を含む前記境界線のパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
前記地図情報記憶手段に記憶されている前記境界線の位置情報と、前記パラメータ算出手段が算出した前記パラメータとに基づいて自装置の移動領域内における位置および姿勢を算出する位置姿勢算出手段と、
を備えたことを特徴とする移動ロボット。 - 前記境界線検出手段は、前記マーカ検出手段が検出した前記マーカが前記画像内で占める領域を算出し、前記画像に含まれる複数の物体を区分する線のうち、算出した前記領域を通過する長さが最大の線を、前記マーカの近傍に存在する前記境界線として検出することを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記位置姿勢算出手段は、前記パラメータ算出手段が算出した前記パラメータに含まれる境界線の傾きの情報から、自装置が移動する平面に対して垂直方向の軸を中心とした回転角度を自装置の移動領域内における姿勢として算出し、算出した前記回転角度と、前記地図情報記憶手段に記憶されている前記マーカの位置情報に含まれる前記マーカの高さの情報とから、自装置の前記マーカに対する相対位置を自装置の移動領域内における位置として算出することを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記マーカ検出手段は、画像を撮影する複数の撮像手段によるステレオ視により自装置から前記マーカまでの距離を含む前記マーカの位置情報を算出し、
前記位置姿勢算出手段は、前記パラメータ算出手段が算出した前記パラメータに含まれる境界線の傾きの情報から、自装置が移動する平面に対して垂直方向の軸を中心とした回転角度を自装置の移動領域内における姿勢として算出し、算出した前記回転角度と、前記マーカ検出手段が検出した前記マーカまでの距離とから、自装置の前記マーカに対する相対位置を自装置の移動領域内における位置として算出することを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。 - 移動領域の地図情報を利用者に対して表示するとともに利用者による前記マーカの位置情報の入力を受付ける表示操作手段と、
前記表示操作手段が利用者による前記マーカの位置情報の入力を受付けたときに、受付けた前記マーカの近傍に存在する前記境界線を前記地図情報から検出し、検出した前記境界線を、前記マーカの位置情報と対応付けて前記地図情報記憶手段に格納する地図情報作成手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。 - 前記位置姿勢算出手段が算出した自装置の移動領域内における位置および姿勢と、前記地図情報とから、移動の目的地までの経路を算出し、算出した経路に沿って移動を行う移動制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記位置姿勢算出手段が算出した自装置の移動領域内における位置および姿勢と、前記地図情報とから、検出する前記マーカの位置情報を算出し、算出した位置情報に対する方向を前記撮像手段の撮影方向とする撮像制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記撮像制御手段は、画像の中央で前記マーカが撮影される方向を前記撮像手段の撮影方向とすることを特徴とする請求項7に記載の移動ロボット。
- 画像を撮影する撮像手段により撮影した画像から、複数の発光素子を予め定められた時間間隔または順序で発光する移動ロボットのためのマーカの位置情報と、前記マーカを一意に識別する識別情報とを検出するマーカ検出ステップと、
前記マーカ検出ステップが検出した前記マーカの近傍に存在し、移動領域内に存在する複数の物体を区分する境界線を、前記画像から検出する境界線検出ステップと、
前記境界線検出ステップが検出した前記境界線の前記画像中における位置の情報を含むパラメータを算出するパラメータ算出ステップと、
移動領域の地図情報と、移動領域内の予め定められた場所に設置されたマーカの位置情報と、前記識別情報と、前記境界線の位置情報と、を対応付けて格納する地図情報記憶手段に記憶されている前記境界線の位置情報と、前記パラメータ算出ステップが検出した前記パラメータとに基づいて自装置の移動領域内における位置および姿勢を算出する位置姿勢算出ステップと、
を備えたことを特徴とする移動ロボットの位置姿勢算出方法。 - 移動領域内を移動する移動ロボットと、移動ロボットの移動領域内に配置され、移動ロボットにより検出されて、移動ロボットの位置および姿勢を算出するための移動ロボット用マーカと、を備えた移動ロボットの自律走行システムにおいて、
前記移動ロボット用マーカは、
複数の発光素子と、マーカを一意に識別させるための識別情報として前記発光素子を予め定められた時間間隔または順序で発光させる駆動手段と、を備え、
前記移動ロボットは、
移動領域の地図情報と、移動領域内の予め定められた場所に設置されたマーカの位置情報と、前記マーカを一意に識別する識別情報と、移動領域内に存在する複数の物体を区分し前記マーカの近傍に存在する境界線の位置情報と、を対応付けて格納する地図情報記憶手段と、
画像を撮影する撮像手段により撮影した画像から前記マーカの位置情報と前記識別情報とを検出するマーカ検出手段と、
前記マーカ検出手段が検出した前記マーカの近傍に存在する前記境界線を前記画像から検出する境界線検出手段と、
前記境界線検出手段が検出した前記境界線の前記画像中における位置の情報を含む前記境界線のパラメータを算出するパラメータ算出手段と、
前記地図情報記憶手段に記憶されている前記境界線の位置情報と、前記パラメータ算出手段が算出した前記パラメータとに基づいて自装置の移動領域内における位置および姿勢を算出する位置姿勢算出手段と、
を備えたことを特徴とする移動ロボットの自律走行システム。
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