JP7073336B2 - 自律移動ロボットを制御する方法 - Google Patents
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Description
・以下の点に基づいてタスクの迅速な完了とその結果として、特にエネルギー消費量の削減による効率の向上:
-地図作成の目的のための環境の再調査の省略
-既知のマップに基づいて効率的な作業経過を事前に計画する可能性。
・地図を用いて、特に以下の点による、改善され、単純化されたユーザインタラクション:
-部屋や小区域(例:「居間」、「寝室」、「食堂」)を認識し、命名すること、
-例えば、特定の部屋などの事前定義可能な場所に関する目的にかなった作業指示(例:「居間を清掃せよ」)、
-ロボットが自身では進入が禁止される危険区域(「立ち入り禁止区域」)の登録、
-場所固有の清掃方法の登録(例:「1日に2回食堂を清掃せよ」、「高い吸引力で廊下を清掃せよ」)。
・ロボットの学習能力:たとえば、ロボットは汚れた領域にすばやく気づき、より頻繁に清掃することができる。さらに、ロボットは、自身が動けなくなった領域内の場所を記憶することができ、将来、ロボットはこれらの場所を回避するかまたは慎重に走行することができる。
1.新しく地図を作成すること、
2.恒久的に保存されている地図にあるか、もしあれば、恒久的に保存されている地図のどこにあるかをロボットが決定すること(グローバルローカライゼーション)、
3.地図を使用してナビゲートすること(地図内の自分の位置、つまり自己位置決定を実行すること)。
ロボットの環境と既存の地図との間の偏差が大きすぎる場合には、ロボットはその地図の使用領域にいないと判断される。
ロボット100がこのように記憶された地図10、20への容易かつ恒久的なアクセス(例えば無線ネットワーク接続を介してまたはインターネットを介して)を有する限り、この形式の非ローカル記憶も不揮発性メモリと見なされる。ここに記載の実施形態では、地図は、不揮発性メモリに格納されたときに、1つまたは任意の数のロボット使用領域で再使用するために永続的に格納される(例えば、電源を切ってロボット100を再起動した後)。これとは対照的に、一時的な地図は通常、揮発性メモリ(例えば、RAM、ランダムアクセスメモリ)内にのみ保持される。使用される記憶媒体に関係なく、一時的な地図は通常、後のロボット使用領域で繰り返し使用されない。
(1).地図が作成された使用領域F1、F2がタスクに結び付けられているかどうか
(2).結び付けられている場合に、ロボット100がタスクに結び付けられている使用領域F1、F2に位置しているかどうか
(3).位置している場合に、タスクに結び付けられている使用領域F1、F2のどこにロボット100が位置しているか(グローバル自己位置特定)。
・恒久的に保存された地図を変更せずに棄却する、
・恒久的に保存された地図を直接変更せずに覚えている、
・恒久的に保存された地図へ直接登録する。
散らばっている靴や椅子の脚のような小さな可動障害物は、一般的に集められて状態で置かれ(散らばった一対の靴、テーブルの複数の椅子)、ロボットが慎重にそれらを避けてしなければならないため、移動が困難である。したがって、例えば、ロボット使用領域の床は、ロボットによって自由に走行可能である可能性が非常に高いエリアと、小さな移動障害物が存在する可能性があるために走行することが困難なエリアとに分割することができる。使用領域のある部分から別の部分への推移のために、ロボットは可能な限り自由に走行可能なエリアを使用し、できるだけ走行が困難なエリアを回避することができる。
これにより、ロボットはより高速で走行し、多くの椅子の脚を回避するなどの複雑な状況を避けることができ、それによってシステムの効率が向上する。
ロボットがそれらの地図の1つにいるかどうか、さらに、特定の地図のどこにいるかどうかを確実に決定できなければならない(グローバル自己位置特定)。グローバル自己位置特定を高速化するために、例えば、使用される地図に関する情報および、おおよその開始位置がユーザによって与えられてもよい。そのような開始位置は、例えば基地局190またはその近傍である。例えば、ロボット100が、2階建ての家(図2参照)で使用され、F1階からF2階まで階段3を介して人間によって運ばれる場合には、おおよその開始位置を「階段の近く」に選択し得る。特に、グローバル自己位置特定の場合には、可能なロボット位置の検査は、例えば開始位置に関連する部屋を記述する部分地図に限定することができる。したがって、グローバル自己位置特定は、例えば、階段3が配置されている部屋(廊下)11または21の地図部分に限定することができる(図3参照)。しかしながら、必要なユーザ入力はユーザにとって不快でありそして潜在的にエラーを起こしやすい。
・ロボット100の変位の始まりと終わりを検出し、
・移動中のロボットの位置や動作状態に関する情報を収集し、
・この収集された情報に基づいて、保存された地図におけるロボットの位置が推定される。
・車輪接触スイッチが、ロボット100が地面と接触しているかどうかを検出する。
・床距離センサ(例えば、クリフセンサ)が、床がロボット100の下にあるかどうか、そしていくつかの実施形態では、ロボットからどのくらいの距離に床があるかを検出する。
・加速度センサが、例えば、ロボットを持ち上げるときに地面に垂直な加速度、またはロボットが移動されるときに地面に平行な加速度を測定する。ロボットが持ち上げられること、又は、元に戻されることの検出の信頼性を高めるために、いくつかのセンサを組み合わせることができる。
11~14、21~24、11´、13´、14´…部屋
30-30´…差分地図
100…ロボット
101…駆動モジュール
102…作業モジュール
102…通信モジュール
110…ナビゲーションモジュール
120…メモリモジュール
130…センサモジュール
150…制御モジュール
200…モバイル装置
F1、F2…ロボット使用領域
H、H´…障害物
Claims (6)
- 自律移動ロボットを制御する方法であって、
少なくとも1つのロボット使用領域に割り当てられた少なくとも1つの地図を保存し、管理するステップと、
前記自律移動ロボットによってタスクを実行するための命令を受け取るステップであって、前記タスクは、第1のタスク群又は第2のタスク群に属するステップと、
前記タスクを実行するために前記ロボット使用領域を通過するように前記自律移動ロボットがナビゲートするステップと
を有し、
前記第1のタスク群のタスクは、地図ベースの情報に関連付けられており、前記自律移動ロボットがタスクの実行の際に、前記地図ベースの情報が関連付けられた、保存された前記地図に基づいてナビゲートし、
前記第2のタスク群のタスクは、地図ベースの情報に関連付けられておらず、
前記地図ベースの情報は、前記地図に格納された位置関連情報であり、前記ロボット使用領域及び前記ロボット使用領域の環境に特有の情報であり、
前記地図ベースの情報は、前記地図に格納され、部分領域に割り当てられた属性情報を有する
自律移動ロボットを制御する方法。 - 前記第2のタスク群のタスクを実行する際には、前記自律移動ロボットは、ナビゲーションのために前記タスクの実行前、及び/又は、実行中に新しい地図を作成する請求項1に記載の方法。
- 前記第2のタスク群のタスクの際には、前記自律移動ロボットは、前記タスクの実行前、及び/又は、実行中に、自身が地図化されたロボット使用領域に居るか否かをチェックし、居る場合には、これに割り当てられた地図をナビゲーションのために使用する請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 前記第1のタスク群のタスクを実行する際には、前記自律移動ロボットは、地図に走行可能であるとマークされた領域のみを走行し、前記第2のタスク群のタスクを実行する際には、前記自律移動ロボットにとって到達可能なすべての領域を走行する請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の方法。
- 前記地図ベースの情報は、複数の地図のうちの特定の1つ、又は特定の地図の1つまたは複数の領域、又は特定の地図内の特定の位置を示す請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つのプロセッサと、少なくとも1つのメモリとを有し、前記メモリには、前記プロセッサ上で実行されたときに前記自律移動ロボットに請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の方法のうちの1つを実行させる命令が保存されている自律移動ロボットのための制御装置。
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