JPH06138940A - Autonomous mobile robot - Google Patents
Autonomous mobile robotInfo
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- JPH06138940A JPH06138940A JP4288293A JP28829392A JPH06138940A JP H06138940 A JPH06138940 A JP H06138940A JP 4288293 A JP4288293 A JP 4288293A JP 28829392 A JP28829392 A JP 28829392A JP H06138940 A JPH06138940 A JP H06138940A
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- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、自律移動ロボットに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autonomous mobile robot.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、自律移動ロボットの移動すべき経
路は外部コンピュータ等により、移動環境の地図データ
に基づいてオフラインで生成され、移動実行時に自律移
動ロボットにロードするようになっていた。2. Description of the Related Art Conventionally, a route to be traveled by an autonomous mobile robot has been generated offline by an external computer or the like based on map data of the mobile environment, and loaded on the autonomous mobile robot at the time of execution of the migration.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記のように移動実行
時に移動経路を自律移動ロボットにロードさせる方法で
は、自律移動ロボットの移動が始まって、例えば障害物
の回避などにより目標到達のために他の経路への変更が
必要な場合、新たな経路を外部コンピュータから再ロー
ドすることになり、時間がかかるという問題があった。As described above, in the method of loading the moving route to the autonomous mobile robot at the time of executing the movement, the autonomous mobile robot starts to move, and for example, to avoid the obstacle to reach the target. When it is necessary to change to the route of, the new route is reloaded from the external computer, and there is a problem that it takes time.
【0004】本発明は、上述の問題点に鑑みて為された
もので、その目的とするところは移動時において、距離
データ、位置データ及び方向データを取り込み、進行速
度やステアリング角の決定を行っている間に、常時現在
の位置から目標地への最適経路を並列処理により生成し
て、従来のように経路の変更があっても経路のデータを
再ロードする必要がない自律移動ロボットを提供するに
ある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to take in distance data, position data and direction data when moving to determine a traveling speed and a steering angle. While it is in the air, it always generates an optimal route from the current position to the destination by parallel processing, providing an autonomous mobile robot that does not need to reload the route data even if the route changes as before. There is.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
に、本発明は、ロボットの車輪回転速度及び車輪の向き
の制御を行う車輪回転速度・方向制御装置と、ロボット
周辺の空き空間距離或いは装置周辺に存在する物体迄の
距離を計測する超音波センサと、ロボットの絶対位置及
び進行方向を求めるデッドレコニング装置と、上記超音
波センサ及びデッドレコニング装置を駆動して距離デー
タ、位置データ及び方向データを読み込むデータ取り込
み手段と、上記位置データ、方向データ及び外部から与
えられるロボットの到達目標に基づき、移動環境のデー
タよりロボットが現在追従すべき最適な経路を求める経
路生成手段と、上記距離データ、位置データ及び方向デ
ータ及び最適な経路のデータに基づき、ロボットが新た
にとるべき進行速度及びステアリング角を決めてこれら
の進行速度及びステアリング角の値になるように上記車
輪回転速度・方向制御装置に指令を与える経路追従手段
と、上記データ取り込み手段、経路生成手段及び経路追
従手段を並列同時に実行動作させる並列演算処理装置と
を具備したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a wheel rotation speed / direction control device for controlling the wheel rotation speed and the direction of a wheel of a robot, and an empty space distance around the robot or An ultrasonic sensor for measuring a distance to an object existing around the device, a dead reckoning device for obtaining an absolute position and a traveling direction of a robot, and distance data, position data and direction for driving the ultrasonic sensor and the dead reckoning device. Data capturing means for reading data, route generating means for determining an optimal route to be followed by the robot from the data of the moving environment based on the position data, the direction data and the robot's arrival target given from the outside, and the distance data. Based on the position data, the direction data, and the optimum route data, the robot should take a new speed. And a route tracking means for giving a command to the wheel rotation speed / direction control device so that the steering angle is determined and the values of the traveling speed and the steering angle are set, and the data fetching means, the route generating means and the route following means in parallel. It is provided with a parallel arithmetic processing unit that executes operations simultaneously.
【0006】[0006]
【作用】本発明の構成によれば、移動時において常時最
適な目標到達経路をロボット自体が持つ経路生成手段で
生成し、この最適な経路のデータ、上記距離データ、位
置データ及び方向データにより経路追従手段でロボット
が新たにとるべき進行速度及びステアリング角を決めて
これらの進行速度及びステアリング角の値になるように
上記車輪回転速度・方向制御装置に指令を与えるため、
従来のように経路変更があっても経路のデータをオフラ
インで作成して再ロードする必要がなくなる。According to the structure of the present invention, the route generation means of the robot itself always generates an optimum target reaching route during movement, and the route is calculated based on the optimum route data, the distance data, the position data and the direction data. In order to give a command to the wheel rotation speed / direction control device so as to determine the traveling speed and the steering angle that the robot should newly take by the follow-up means, and to obtain the values of these traveling speed and the steering angle,
Even if there is a route change as in the past, it is not necessary to create route data offline and reload it.
【0007】[0007]
【実施例】以下本発明を実施例図により説明する。図2
は一実施例ロボットの斜視図を示しており、図示するロ
ボットはロボット本体1の下部の前後、左右に走行用車
輪2…を、またロボット本体1の両側側面の、前後の端
面に夫々2個ずつ超音波センサ3…を夫々設け、またロ
ボット本体1の上面に並列演算処理装置4を配設し、走
行用車輪2…の回転により自走することができるように
なっている。The present invention will be described below with reference to the drawings. Figure 2
1 is a perspective view of a robot according to an embodiment. The robot shown in the drawing has traveling wheels 2 on the front and rear, left and right of a lower portion of a robot body 1, and two front and rear end surfaces on both side surfaces of the robot body 1. The ultrasonic sensors 3 are provided respectively, and the parallel arithmetic processing unit 4 is provided on the upper surface of the robot main body 1, so that the traveling wheels 2 can rotate by themselves.
【0008】走行用車輪2…は図1に示す車輪回転速度
・方向制御装置5により回転速度と、ステアリング角と
が制御されるもので、走行やステアリングの駆動源とし
ては電動モータ等が使用される。また走行用車輪2…に
は走行用車輪2…の回転数によりロボットの絶対位置を
求め、また走行用車輪2の方向からロボットの進行方向
を求めるデッドレコニング装置6が付設されている。The traveling wheels 2 ... The rotational speed and steering angle are controlled by the wheel rotational speed / direction control device 5 shown in FIG. 1, and an electric motor or the like is used as a drive source for traveling and steering. It Further, the traveling wheels 2 are provided with a dead reckoning device 6 for determining the absolute position of the robot based on the number of revolutions of the traveling wheels 2, and for determining the traveling direction of the robot from the direction of the traveling wheels 2.
【0009】上記超音波センサ3…は移動時のロボット
本体1の周囲の空き空間距離、或いは障害物までの距離
を計測するためのものである。並列演算処理装置4は、
上記超音波センサ3…で計測した距離データと、デッド
レコニング装置6で求めたロボットの絶対位置のデータ
及び進行方向のデータを取り込むデータ取り込み手段4
0と、データ取り込み手段40で取り込んだ距離データ
と、デッドレコニング装置6で求めたロボットの絶対位
置のデータと、外部から入力されている到達目標位置か
ら移動環境の地図データのようなデータベースに基づい
てロボットが現在追従すべき最適な経路を求める経路生
成手段42と、センサデータ取り込み手段40を通じて
伝達される距離データ及びロボットの絶対位置のデー
タ、進行方向のデータ及び経路生成手段42から伝達さ
れる経路データに基づいて、新たな進行速度、ステアリ
ング角を決定して上記車輪回転速度・方向制御装置5に
指令を与える経路追従手段41とから構成され、これら
手段40、41、42は並列演算処理を行う。The ultrasonic sensors 3 ... Are for measuring the distance of the vacant space around the robot body 1 during movement or the distance to an obstacle. The parallel processing device 4 is
Data capturing means 4 for capturing the distance data measured by the ultrasonic sensors 3, ..., The absolute position data of the robot obtained by the dead reckoning device 6, and the data of the traveling direction.
0, the distance data captured by the data capturing means 40, the absolute position data of the robot obtained by the dead reckoning device 6, and a database such as map data of the moving environment from the arrival target position input from the outside. The route generation means 42 for obtaining an optimum route to be followed by the robot, the distance data transmitted through the sensor data acquisition means 40, the absolute position data of the robot, the traveling direction data, and the route generation means 42. It comprises a route following means 41 for determining a new traveling speed and a steering angle based on the route data and giving a command to the wheel rotation speed / direction control device 5, and these means 40, 41, 42 are operated in parallel. I do.
【0010】データ取り込み手段40は図3に示すフロ
ーチャートに基づいて動作するもので、ロボット本体1
の周囲に取り付けてある超音波センサ3…を順次起動
し、一周の距離データを取り込み、次にデッドレコニン
グ装置6からロボットの現在の位置座標(Xc,Yc)
及び進行方向角を読み込む。そして経路生成手段42と
結ぶ情報通信網のチャンネルに位置座標(Xc,Y
c)をセットし、経路追従手段41と情報通信網のチャ
ンネルに位置座標(Xc,Yc)、距離データ及び方
向データをセットする。これらのデータは時刻iのデー
タとして夫々の手段41、42に伝達されることにな
る。そしてこの後、時刻i+1のデータの取り込みに移
るのである。The data fetching means 40 operates based on the flowchart shown in FIG.
The ultrasonic sensors 3 attached to the periphery of the robot are sequentially activated, the distance data for one round is taken in, and then the current position coordinates (Xc, Yc) of the robot are received from the dead reckoning device 6.
And read the direction angle. The position coordinates (Xc, Y
c) is set, and position coordinates (Xc, Yc), distance data and direction data are set in the route tracking means 41 and the channel of the information communication network. These data are transmitted to the respective means 41 and 42 as the data at time i. Then, after that, the process of fetching the data at time i + 1 is started.
【0011】経路生成手段42は図4に示すフローチャ
ートに基づいて動作するもので、上記情報通信網のチャ
ンネルから時刻iの位置座標(Xc,Yc)を読み込
むと、この位置座標データと、移動前に予め与えられて
いる到達目標位置の位置座標(Xg,Yg)に基づい
て、最適経路選択のテーブル(表1)を参照することに
より、候補となる経路を選択する。テーブルは現在位置
の位置座標(Xc,Yc)及び到達目標位置の位置座標
(Xg,Yg)夫々が含まれる範囲に応じた、目標へ到
達するために通過すべき点の座標が系列として与えられ
たものであって、移動環境の地図データ等を基に作成さ
れたものである。The route generating means 42 operates based on the flow chart shown in FIG. 4. When the position coordinate (Xc, Yc) at time i is read from the channel of the information communication network, this position coordinate data and the position before movement are read. Based on the position coordinates (Xg, Yg) of the reaching target position given in advance, the candidate route is selected by referring to the optimal route selection table (Table 1). The table is provided with a series of coordinates of points to be passed to reach the target, according to a range including the position coordinates (Xc, Yc) of the current position and the position coordinates (Xg, Yg) of the target position to be reached. It was created based on map data of the moving environment.
【0012】[0012]
【表1】 [Table 1]
【0013】さて経路生成手段42はテーブルを参照し
て候補を選ぶと、その長さと現在の追従経路の長さとを
比較して、短い方を最適な経路と判断する。これにより
変更の必要が生じたとき、経路追従手段41への情報網
のチャンネルに新しい経路をセットして、伝達する。
経路追従手段41は図5に示すフローチャートに基づい
て動作するもので、情報網のチャンネルから時点iの
距離データと、ロボットの位置座標(Xc、Yc)及び
進行方向角のデータを読み込む。更に情報網のチャンネ
ルに経路がセットされていればこれを読み込み、新た
に追従する経路とする。この経路を追従するべく、距離
データ、位置座標(Xc、Yc)及び進行方向角のデー
タに基づいて、新たな進行速度、ステアリング角の値を
決定し、ロボットの進行速度と進行方向角が決定した値
に対応するように車輪回転速度・方向制御装置5に指令
する。この後時刻を更新して、次の、時刻i+1のデー
タを情報網のチャンネルを通じてデータ取り込み手段
40から読み込む動作に戻る。When the route generating means 42 refers to the table and selects a candidate, it compares the length of the candidate with the length of the current following route and determines that the shorter route is the optimum route. As a result, when a change is required, a new route is set in the channel of the information network to the route tracking means 41 and transmitted.
The route follower 41 operates based on the flowchart shown in FIG. 5, and reads the distance data at the time point i, the position coordinates (Xc, Yc) of the robot, and the data of the heading direction from the channel of the information network. Further, if a route is set in the channel of the information network, this is read and a new following route is set. In order to follow this route, new traveling speed and steering angle values are determined based on the distance data, position coordinates (Xc, Yc), and traveling direction angle data, and the traveling speed and traveling direction angle of the robot are determined. The wheel rotation speed / direction control device 5 is instructed to correspond to the value. After that, the time is updated, and the operation returns to the operation of reading the next data at time i + 1 from the data fetching means 40 through the channel of the information network.
【0014】尚、経路生成手段42の経路生成の方法は
上記の実施例に限定されるものでなく、例えば移動環境
を図6に示すように分割し、その地図データを、地点A
の上に地点B、右に地点C、下に地点D、左に地点Eが
あるように、2地点間の隣接関係として蓄え、現在地S
と、目標地Gが与えられたとき、上記隣接関係を辿るこ
とによってS→F→D→A→B→G→のような地点の系
列を生成するようにしても良い。但し、実時間でロボッ
トを制御する際の経路生成手段では不向きで、上記実施
例のように辿るべき地点の系列が予めテーブルとして与
えられ、探索の必要がなく、現在地及び目標地による参
照のみである方法の方が処理時間が短く済むため、好ま
しい。Note that the route generation method of the route generation means 42 is not limited to the above-mentioned embodiment. For example, the moving environment is divided as shown in FIG.
Store as an adjacency between two points, such as point B on the top, point C on the right, point D on the bottom, and point E on the left.
Then, when the destination G is given, a sequence of points such as S → F → D → A → B → G → may be generated by tracing the adjacency relationship. However, it is not suitable for the route generation means when controlling the robot in real time, and the series of points to be traced is given in advance as a table as in the above embodiment, there is no need for searching, and only reference by the current position and the destination is possible. A certain method is preferable because the processing time is shorter.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明は、ロボットの車輪回転速度及び
車輪の向きの制御を行う車輪回転速度・方向制御装置
と、ロボット周辺の空き空間距離或いは装置周辺に存在
する物体迄の距離を計測する超音波センサと、ロボット
の絶対位置及び進行方向を求めるデッドレコニング装置
と、上記超音波センサ及びデッドレコニング装置を駆動
して距離データ、位置データ及び方向データを読み込む
データ取り込み手段と、上記位置データ、方向データ及
び外部から与えられるロボットの到達目標に基づき、移
動環境のデータよりロボットが現在追従すべき最適な経
路を求める経路生成手段と、上記距離データ、位置デー
タ及び方向データ及び最適な経路のデータに基づき、ロ
ボットが新たにとるべき進行速度及びステアリング角を
決めてこれらの進行速度及びステアリング角の値になる
ように上記車輪回転速度・方向制御装置に指令を与える
経路追従手段と、上記データ取り込み手段、経路生成手
段及び経路追従手段を並列同時に実行動作させる並列演
算処理装置とを具備したので、移動時において常時最適
な目標到達経路をロボット自体が持つ経路生成手段で生
成するとともに、経路追従手段で最適な経路に追従する
ようにロボットの進行速度及びステアリング角を決定す
ることができるもので、従来のように経路の変更がある
度にオフラインで作成した経路のデータを再ロードする
必要なく、そのたえ再ロードにかかる時間の削減が図れ
るという効果がある。According to the present invention, the wheel rotation speed / direction control device for controlling the wheel rotation speed and the direction of the wheel of the robot and the empty space distance around the robot or the distance to an object existing around the device are measured. An ultrasonic sensor, a dead reckoning device for obtaining an absolute position and a moving direction of a robot, a data loading means for driving the ultrasonic sensor and the dead reckoning device to read distance data, position data and direction data, the position data, Route generating means for obtaining an optimum route that the robot should currently follow from the data of the moving environment based on the direction data and the target of the robot given from the outside, and the distance data, the position data, the direction data, and the optimum route data. Based on this, the robot determines a new traveling speed and steering angle, and And a parallel processing device for executing the data fetching means, the route generating means, and the route following means in parallel and at the same time so as to give a command to the wheel rotation speed / direction control device so as to obtain the values of the degree and the steering angle. Since it is equipped with, the robot itself always generates an optimal target reaching route when moving, and the traveling speed and steering angle of the robot are determined so that the route following device can follow the optimal route. Therefore, it is possible to reduce the time required for reloading without having to reload the data of the route created offline every time the route is changed as in the conventional case.
【図1】本発明の一実施例を示す回路ブロック図であ
る。FIG. 1 is a circuit block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】同上の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the same.
【図3】同上のデータ取り込み手段の動作説明用フロー
チャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the above-mentioned data fetching means.
【図4】同上の経路生成手段の動作説明用フローチャー
トである。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the above route generation means.
【図5】同上の経路追従手段の動作説明用フローチャー
トである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the above-mentioned route tracking means.
【図6】同上の経路生成手段の経路生成方法の別の例の
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of another example of the route generation method of the above route generation means.
3 超音波センサ 4 並列演算処理装置 5 車輪回転速度・方向制御装置 6 デッドレコニング装置 41 経路追従手段 42 データ取り込み手段 43 経路生成手段 3 Ultrasonic Sensor 4 Parallel Processing Device 5 Wheel Rotational Speed / Direction Control Device 6 Dead Reckoning Device 41 Route Tracking Means 42 Data Importing Means 43 Route Generating Means
Claims (1)
制御を行う車輪回転速度・方向制御装置と、ロボット周
辺の空き空間距離或いは装置周辺に存在する物体迄の距
離を計測する超音波センサと、ロボットの絶対位置及び
進行方向を求めるデッドレコニング装置と、上記超音波
センサ及びデッドレコニング装置を駆動して距離デー
タ、位置データ及び方向データを読み込むデータ取り込
み手段と、上記位置データ、方向データ及び外部から与
えられるロボットの到達目標に基づき、移動環境のデー
タからロボットが現在追従すべき最適な経路を求める経
路生成手段と、上記距離データ、位置データ、方向デー
タ及び最適な経路のデータに基づき、ロボットが新たに
とるべき進行速度及びステアリング角を決めてこれらの
進行速度及びステアリング角の値になるように上記車輪
回転速度・方向制御装置に指令を与える経路追従手段
と、上記データ取り込み手段、経路生成手段及び経路追
従手段を並列同時に実行動作させる並列演算処理装置と
を具備したことを特徴とする自律移動ロボット。1. A wheel rotation speed / direction control device for controlling a wheel rotation speed and a wheel orientation of a robot, and an ultrasonic sensor for measuring a vacant space distance around the robot or a distance to an object existing around the device. , A dead reckoning device for obtaining an absolute position and a moving direction of a robot, a data loading means for driving the ultrasonic sensor and the dead reckoning device to read distance data, position data and direction data, the position data, direction data and external Based on the target of the robot given by the robot, route generation means for obtaining an optimal route that the robot should currently follow from the data of the moving environment, and the robot based on the distance data, the position data, the direction data and the optimal route data. Decides a new advancing speed and steering angle, and these advancing speed and steering A route tracking means for giving a command to the wheel rotation speed / direction control device so as to obtain a ringing angle value, and a parallel arithmetic processing device for executing the data fetching means, the route generating means, and the route following means in parallel and simultaneously. An autonomous mobile robot characterized by what it has done.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4288293A JPH06138940A (en) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | Autonomous mobile robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4288293A JPH06138940A (en) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | Autonomous mobile robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06138940A true JPH06138940A (en) | 1994-05-20 |
Family
ID=17728285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4288293A Withdrawn JPH06138940A (en) | 1992-10-27 | 1992-10-27 | Autonomous mobile robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06138940A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100834761B1 (en) * | 2005-11-23 | 2008-06-05 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for reckoning position of moving robot |
JP2010257115A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | Device, and method for searching route, and autonomous traveling body |
US8849559B2 (en) | 2009-02-18 | 2014-09-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for generating and using a grid map path |
CN109708637A (en) * | 2018-10-17 | 2019-05-03 | 深圳市科卫泰实业发展有限公司 | A kind of automatic navigation method and traction robot based on traction robot |
-
1992
- 1992-10-27 JP JP4288293A patent/JPH06138940A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR100834761B1 (en) * | 2005-11-23 | 2008-06-05 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for reckoning position of moving robot |
US8849559B2 (en) | 2009-02-18 | 2014-09-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for generating and using a grid map path |
JP2010257115A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Toyota Motor Corp | Device, and method for searching route, and autonomous traveling body |
CN109708637A (en) * | 2018-10-17 | 2019-05-03 | 深圳市科卫泰实业发展有限公司 | A kind of automatic navigation method and traction robot based on traction robot |
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