JPS60249075A - 障害物位置検出装置 - Google Patents
障害物位置検出装置Info
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- JPS60249075A JPS60249075A JP59106098A JP10609884A JPS60249075A JP S60249075 A JPS60249075 A JP S60249075A JP 59106098 A JP59106098 A JP 59106098A JP 10609884 A JP10609884 A JP 10609884A JP S60249075 A JPS60249075 A JP S60249075A
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
- G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details
- G01S2015/938—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
- Y10S367/909—Collision avoidance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、自走式移動ロボット等において使用される障
害物検知方式に関する。
害物検知方式に関する。
［従来技術とその問題点〕
従来、例えばオフィスや工場等において、移動ロボット
により物品を搬送させるようにした移動ロボットシステ
ムが考えられている。この自走式の移動ロボットにおい
ては、障害物との衝突を防止するために障害物検知シス
テムが必要になる。
により物品を搬送させるようにした移動ロボットシステ
ムが考えられている。この自走式の移動ロボットにおい
ては、障害物との衝突を防止するために障害物検知シス
テムが必要になる。
この障害物検知システムとしては、一般に超音波トラン
スデユーサが用いられている。この超音波トランスデユ
ーサを使用して障害物検知を行なう場合、従来では距離
情報のみを取入れて障害物を検知している。移動ロボッ
トの通行路が単純な場合には、上記のように距離情報の
みでもその目的を達成することができるが、ロボット通
行路が段々複雑化し、しかも、障害物を回避しようとす
ると、距離情報だけでなく位置情報が必要になってくる
。一方最近では、超音波ソナーシステムを用いた波形解
析による形状認識方法も発表されているが、処理時間が
長く、また、システムが大きくなってしまうという問題
がある。
スデユーサが用いられている。この超音波トランスデユ
ーサを使用して障害物検知を行なう場合、従来では距離
情報のみを取入れて障害物を検知している。移動ロボッ
トの通行路が単純な場合には、上記のように距離情報の
みでもその目的を達成することができるが、ロボット通
行路が段々複雑化し、しかも、障害物を回避しようとす
ると、距離情報だけでなく位置情報が必要になってくる
。一方最近では、超音波ソナーシステムを用いた波形解
析による形状認識方法も発表されているが、処理時間が
長く、また、システムが大きくなってしまうという問題
がある。
［発明の目的］
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、障害物に対
する距離情報だけでなく位置情報についても簡単なシス
テム構成で検知することができる障害物検知方式を提供
することを目的とする。
する距離情報だけでなく位置情報についても簡単なシス
テム構成で検知することができる障害物検知方式を提供
することを目的とする。
［発明の要点］
本発明は、複数の超音波トランスデユーサによりセンサ
ー部を構成してロボット進行方向の平面をマトリックス
化することにより、複雑な計算を行なうことなく障害物
がどのエリアに属しているかを認識できるようにしたも
のである。
ー部を構成してロボット進行方向の平面をマトリックス
化することにより、複雑な計算を行なうことなく障害物
がどのエリアに属しているかを認識できるようにしたも
のである。
［発明の実施例］
以下本発明の詳細を図示の移動ロボットに実施した場合
について説明する。まず、超音波センサー部における送
受波器の配置構成について第１図により説明する。第１
図において、１１はロボット本体で、その前面部に超音
波トランスデユーサを使用した超音波センサー部１２が
設けられる。すなわち、ロボット本体１１の前面中央部
に３つの送波器ＴＩ 、Ｔ２ 、Ｔ３が配設されると共
に、前面両側に中心から等距離ａ離れた位置に受渡器Ｒ
１゜Ｒ２が配設される。この場合、上記送波器ＴＩ。
について説明する。まず、超音波センサー部における送
受波器の配置構成について第１図により説明する。第１
図において、１１はロボット本体で、その前面部に超音
波トランスデユーサを使用した超音波センサー部１２が
設けられる。すなわち、ロボット本体１１の前面中央部
に３つの送波器ＴＩ 、Ｔ２ 、Ｔ３が配設されると共
に、前面両側に中心から等距離ａ離れた位置に受渡器Ｒ
１゜Ｒ２が配設される。この場合、上記送波器ＴＩ。
Ｔ２ 、Ｔ３は、例えば５ｃｍ程度の支持体１３により
ロボット本体１１の前面より突出して支持されるもので
、送波器Ｔ２を中心としてその両側に送波器ＴＩ 、Ｔ
３がθ１．θ２の角度をもって配置される。上記θ１，
６２角度は、ロボット本体１１の前面部と支持体１３と
の角度で例えば６０°程度に設定される。また、送波器
ＴＩ 、Ｔ２ 、Ｔ３の指向角は、Ｔ１．７３が約４０
°、Ｔ２が約５０’に設定される。
ロボット本体１１の前面より突出して支持されるもので
、送波器Ｔ２を中心としてその両側に送波器ＴＩ 、Ｔ
３がθ１．θ２の角度をもって配置される。上記θ１，
６２角度は、ロボット本体１１の前面部と支持体１３と
の角度で例えば６０°程度に設定される。また、送波器
ＴＩ 、Ｔ２ 、Ｔ３の指向角は、Ｔ１．７３が約４０
°、Ｔ２が約５０’に設定される。
次に上記超音波センサー部１２を駆動制御する制御部に
ついて第２図により説明する＼第２図において、２１は
ＣＰＵで、このｃ ｐ Ｕ ２１にはパスライン２２を
介してデータＲＯＭ２３．２４及び超音波の放射時から
反射波の受信時までの時間を計測するためのタイマ２５
．２６が接続される。上記データＲＯＭ２３．２４には
、計測時間データから障害物の位置を認識するためのデ
ータを予め計算、実験等によりめて書込むが、その詳細
については後述する。
ついて第２図により説明する＼第２図において、２１は
ＣＰＵで、このｃ ｐ Ｕ ２１にはパスライン２２を
介してデータＲＯＭ２３．２４及び超音波の放射時から
反射波の受信時までの時間を計測するためのタイマ２５
．２６が接続される。上記データＲＯＭ２３．２４には
、計測時間データから障害物の位置を認識するためのデ
ータを予め計算、実験等によりめて書込むが、その詳細
については後述する。
また、上記タイマ２５．２６は、超音波出力時にＣＰＵ
２１からスタート指令が与えられてクロックパルスφに
より計時動作を開始する。しかして、上記ＣＰ Ｕ ２
１は、第１ないし第３の発振回路２７．〜２７３にパス
ライン２２を介して制御信号を出力する。
２１からスタート指令が与えられてクロックパルスφに
より計時動作を開始する。しかして、上記ＣＰ Ｕ ２
１は、第１ないし第３の発振回路２７．〜２７３にパス
ライン２２を介して制御信号を出力する。
上記発振回路２７１〜２７３は、ＣＰＵ２１からの制御
信号によって発振動作し、ドライブ回路２８１〜２８３
を介して上記送波器ＴＩ 、Ｔ２ 、Ｔ３を駆動する。
信号によって発振動作し、ドライブ回路２８１〜２８３
を介して上記送波器ＴＩ 、Ｔ２ 、Ｔ３を駆動する。
これにより送波器ＴＩ 、Ｔ２ 、Ｔ３からロボット本
体１１の前方に超音波が放射される。このロボット本体
１１の前方に放射された超音波は、障害物が存在すると
それに当って反射し、その反射波が受渡器Ｒ１、Ｒ２に
より受信される。この受波器Ｒ１，Ｒ２により受信され
た反射波は、それぞれ増幅回路２９． 、２９２で増幅
され、その後、シュミットトリガ回路３０ｓ 、 ３０
２で波形整形されてタイマ２５．２６へストップ信号と
して入力される。
体１１の前方に超音波が放射される。このロボット本体
１１の前方に放射された超音波は、障害物が存在すると
それに当って反射し、その反射波が受渡器Ｒ１、Ｒ２に
より受信される。この受波器Ｒ１，Ｒ２により受信され
た反射波は、それぞれ増幅回路２９． 、２９２で増幅
され、その後、シュミットトリガ回路３０ｓ 、 ３０
２で波形整形されてタイマ２５．２６へストップ信号と
して入力される。
そして、この時のタイマ２５．２６の計時内容がパスラ
イン２２を介してＣＰ Ｕ ２１へ送られる。
イン２２を介してＣＰ Ｕ ２１へ送られる。
次に上記データＲＯＭ２３．２４にデータを設定する場
合について説明する。まず最初に第３図に示すようにロ
ボット本体１１の前面空間に対するマトリクスエリアを
設定する。このマトリクスエリアは、障害物をどれだけ
の精度で検知するかを決定するためのもので、第３図で
はロボット本体１１の前面部４Ｑｃｍから４００ｃｍま
での扇状センシングエリア３１を１から３１までの３１
段階に分類している。このセンシングエリア３１におい
て、方向を決定する境界ラインは、送波器ＴＩ 、 Ｔ
２ 。
合について説明する。まず最初に第３図に示すようにロ
ボット本体１１の前面空間に対するマトリクスエリアを
設定する。このマトリクスエリアは、障害物をどれだけ
の精度で検知するかを決定するためのもので、第３図で
はロボット本体１１の前面部４Ｑｃｍから４００ｃｍま
での扇状センシングエリア３１を１から３１までの３１
段階に分類している。このセンシングエリア３１におい
て、方向を決定する境界ラインは、送波器ＴＩ 、 Ｔ
２ 。
Ｔ３の指向角によって決定されるもので、ライン１−１
ａ、Ｌｌｂは送波器Ｔ１の指向角、ラインＬ ２ａ。
ａ、Ｌｌｂは送波器Ｔ１の指向角、ラインＬ ２ａ。
１−２ｂは送波器Ｔ２の指向角、ライン１３ａ、１３ｂ
は送波器Ｔ３の指向角によって決定される。また、第３
図では、ラインＬ１ｂとライン１−３ａとによって指定
されるエリアをさらに２本のラインＬ４゜Ｌ５によって
分割している。一方、上記センシングエリア３１の距離
を決定する境界ラインは、ロボット本体１１から等距離
のライン２１〜り５を任意の間隔で設けている。上記の
ようにしてマトリクスエリアを設定するが、第３図の例
では中心部はど精度のよい認識ができるように細かく、
また、両サイドは大まかに分類し、さらに、４ＱＣｍ〜
１５００ｍまでの近い位置は１５０ｃｍ〜４００ｃｍの
位置よりも細かく分類している。すなわち、ロボットの
進行方向に対し、中心部及び近距離を重要視してマトリ
クスエリアを細かく分類している。
は送波器Ｔ３の指向角によって決定される。また、第３
図では、ラインＬ１ｂとライン１−３ａとによって指定
されるエリアをさらに２本のラインＬ４゜Ｌ５によって
分割している。一方、上記センシングエリア３１の距離
を決定する境界ラインは、ロボット本体１１から等距離
のライン２１〜り５を任意の間隔で設けている。上記の
ようにしてマトリクスエリアを設定するが、第３図の例
では中心部はど精度のよい認識ができるように細かく、
また、両サイドは大まかに分類し、さらに、４ＱＣｍ〜
１５００ｍまでの近い位置は１５０ｃｍ〜４００ｃｍの
位置よりも細かく分類している。すなわち、ロボットの
進行方向に対し、中心部及び近距離を重要視してマトリ
クスエリアを細かく分類している。
しかして、上記したようにしてマトリクスエリアの設定
を終了した後、次に計算もしくは実験によって各マトリ
クスエリア内に入り得る受波器Ｒ１、Ｒ２による測定距
離の組合わせをめる。
を終了した後、次に計算もしくは実験によって各マトリ
クスエリア内に入り得る受波器Ｒ１、Ｒ２による測定距
離の組合わせをめる。
例えば第４図において、マトリクス４の中に入り得る受
波器Ｒ１、Ｒ２による反射波計測値の組合わせをめる場
合、マトリクス４の複数点例えばＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ等の４
点における受波器Ｒ１゜Ｒ２による計測値をめる。以下
同様にして各マトリクスにおける受波器Ｒ１、Ｒ２によ
る計測値の組合わせをめる。そして、受渡器Ｒ１、Ｒ２
組合わせにおけるマトリクスの割当てを終了すると、そ
のデータをＲ，、ＯＭ化する。すなわち、マトリクスト
３１の各々の場合における受渡器Ｒ１゜Ｒ２による反射
波時間耐測値をデータＲＯＭ ２３゜２４に予め記憶さ
せておく。これにより障害物を検知した際、データＲＯ
Ｍ２３．２４を検索することにより、受渡器Ｒ１、Ｒ２
の受信信号に基づくタイマ２５．２Ｇの計数値からマト
リクス上における障害物の位置を認識することかきる。
波器Ｒ１、Ｒ２による反射波計測値の組合わせをめる場
合、マトリクス４の複数点例えばＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ等の４
点における受波器Ｒ１゜Ｒ２による計測値をめる。以下
同様にして各マトリクスにおける受波器Ｒ１、Ｒ２によ
る計測値の組合わせをめる。そして、受渡器Ｒ１、Ｒ２
組合わせにおけるマトリクスの割当てを終了すると、そ
のデータをＲ，、ＯＭ化する。すなわち、マトリクスト
３１の各々の場合における受渡器Ｒ１゜Ｒ２による反射
波時間耐測値をデータＲＯＭ ２３゜２４に予め記憶さ
せておく。これにより障害物を検知した際、データＲＯ
Ｍ２３．２４を検索することにより、受渡器Ｒ１、Ｒ２
の受信信号に基づくタイマ２５．２Ｇの計数値からマト
リクス上における障害物の位置を認識することかきる。
次に上記実施例のシステム全体の動作を第５図のフロー
チャー トを参照して説明する。移動ロボットは、ロボ
ット通行路上を走行する際、所定のサイクルで障害物の
有無を確認している。まず、第５図のステップＡ１に示
すようにＣＰ Ｕ ２１から発振回路２７１に動作指令
を送って発振動作させ、ドライブ回路２８１により送波
器Ｔ１を駆動して第３図におけるライン１１ａ、Ｌｌｂ
により区画される範囲に超音波を放射させる。このとき
ｃ ＰＬｌ ２１は、タイマ２５．２６にスタート指令
を送って計時動作をスタートさせる。次いでステップＡ
２において受波器Ｒ１、Ｒ２より反射波が受信されたか
否かを判断する。センシングエリア３１内に障害物が存
在していれば反射波を生じて受波器Ｒ１，Ｒ２に受信さ
れ、その受信信号が増幅回路２９． 、２９２で増幅さ
れ、シュミット１〜リガ回路３０１．３０２により波形
整形されてタイマ２５．２６へストップ信号として送ら
れる。これによりタイマ２５．２６の計時動作がストッ
プし、その時の計時内容がパスライン２２を介してＣＰ
Ｕ２１へ送られる。ＣＰ Ｌｌ ２１は、タイマ２５．
２６から計時データが送られると、ステップＡ３に示す
ようにその計時データを基にデータＲＯＭ２３．２４を
検索し、ステップＡ４において障害物がマトリクスエリ
ア１〜３１のどのエリアに位置しているかを認識する。
チャー トを参照して説明する。移動ロボットは、ロボ
ット通行路上を走行する際、所定のサイクルで障害物の
有無を確認している。まず、第５図のステップＡ１に示
すようにＣＰ Ｕ ２１から発振回路２７１に動作指令
を送って発振動作させ、ドライブ回路２８１により送波
器Ｔ１を駆動して第３図におけるライン１１ａ、Ｌｌｂ
により区画される範囲に超音波を放射させる。このとき
ｃ ＰＬｌ ２１は、タイマ２５．２６にスタート指令
を送って計時動作をスタートさせる。次いでステップＡ
２において受波器Ｒ１、Ｒ２より反射波が受信されたか
否かを判断する。センシングエリア３１内に障害物が存
在していれば反射波を生じて受波器Ｒ１，Ｒ２に受信さ
れ、その受信信号が増幅回路２９． 、２９２で増幅さ
れ、シュミット１〜リガ回路３０１．３０２により波形
整形されてタイマ２５．２６へストップ信号として送ら
れる。これによりタイマ２５．２６の計時動作がストッ
プし、その時の計時内容がパスライン２２を介してＣＰ
Ｕ２１へ送られる。ＣＰ Ｌｌ ２１は、タイマ２５．
２６から計時データが送られると、ステップＡ３に示す
ようにその計時データを基にデータＲＯＭ２３．２４を
検索し、ステップＡ４において障害物がマトリクスエリ
ア１〜３１のどのエリアに位置しているかを認識する。
この場合のマトリクスエリアは、１．４．５，１１．１
２．１８．１９゜２５．２６のエリアが障害物検知可能
範囲で、そのうち４．１１．１８．２５のエリアは送波
器Ｔ１を動作させた場合のみ検知できるエリアであり、
その他は送波器Ｔ２を動作させた場合でも検知すること
ができる。そして、上記ステップＡ４の処理を終了する
か、あるいは上記ステップＡ２において受波器Ｒｒ 、
Ｒ２に反射波が受信されていないと判断された場合は、
ステップＡ５に進んでｃ ｐ Ｕ ２１から発振回路２
７２に動作指令を送り、送波器Ｔ２からラインＬ２ａ、
２ｂにより指定される範囲に超音波を発信させる。その
後、ステップ八〇において受波器Ｒｒ 、Ｒ２により反
射波が受信されているか否かを判断し、反射波が受信さ
れていれば上記したようにタイマ２５．２６の計時デー
タをＣＰＩＪ２１へ出力し、ステップＡ７においてデー
タＲＯＭ２３．２４の検索を行ない、ステップ八８にお
いて障害物の位置を認識する。上記のように送波器Ｔ２
を動作させた場合には、２，６．７゜８．１３．１４．
１５．２０，２１．２２．２７゜２８．２９のエリアを
独自に検知でき、３，９゜１６．２３．３０のエリアは
送波器Ｔ３と共通の検知可能エリアとなる。この場合、
７，１４．２１．２８のエリアは略中央にあるので、こ
のエリアに障害物がある時は、タイマ２５．２６の計数
値は略等しくなる。そして、上記ステップＡ８の処理を
終了するか、あるいは上記ステップ八〇において、受波
器Ｒ１，Ｒ，２に反射波が受信されていないと判断され
た場合は、ステップＡ９に進んでＣＰＵ２１から発振回
路２７３に動作指令を送り、送波器Ｔ３からライン１−
３ａ、３ｂにより指定される範囲に超音波を発信させる
。その後、ステップＡ１０において受波器Ｒｔ 、Ｒ２
により反射波が受信されているか否かを判断し、反射波
が受信されていれば上記したようにタイマ２５．２６の
計時データを０ＰＬＪ２１へ出力し、ステップＡ１１に
おいてデータＲＯＭ２３．２４の検索を行ない、ステッ
プＡ１２において障害物の位置を認識する。上記のよう
に送波器Ｔ３を動作すｔ ｔｃ 場合ハ、１０．１７．
２４．３１のエリアを独自に検知でき、３，９．１６，
２３．３０のエリアが上記したように送波器Ｔ２と共通
の検知可能エリアとなる。また、上記ステップＡ１０に
おいて、受渡器Ｒ，，Ｒ２により反射波が受信されなか
った場合はステップＡ１３に進み、ステップＡ４（Ｔ）
るいはステップ八８の位置認識結果が行なわれたか否か
を確認する。そして、このステップＡｉ３において、そ
れまでに位置認識処理が行なわれていないと判断された
場合、つまり、移動ロボットの前方には障害物が存在し
ていないと判断された場合は、ステップＡ１４に示すよ
うに移動ロボッ１−をそのまま走行させる。その後、ス
テップＡ１に戻って上記した障害物の位置認識動作を繰
返す。また、上記ステップＡ１３において、ステップＡ
４あるいはステップＡ８の位置認識処理が行なわれたと
判断された場合、あるいはステップＡ１２の位置認識処
理が行なわれた場合はステップＡ１５に進み、ステップ
へ４、ステップ八８、ステップＡ１２の位置認識結果か
ら総合的に障害物に対する位置認識を行ない、障害物が
マトリクスエリア１〜３１のどのエリアに位置している
かを確定する。そして、その総合的な位置認識結果に従
ってステップＡ１６に示すように移動ロボットのステア
リング、速度等の制御により障害物に対する回避操作を
行なう。上記実施例では送波器Ｔｌ。
２．１８．１９゜２５．２６のエリアが障害物検知可能
範囲で、そのうち４．１１．１８．２５のエリアは送波
器Ｔ１を動作させた場合のみ検知できるエリアであり、
その他は送波器Ｔ２を動作させた場合でも検知すること
ができる。そして、上記ステップＡ４の処理を終了する
か、あるいは上記ステップＡ２において受波器Ｒｒ 、
Ｒ２に反射波が受信されていないと判断された場合は、
ステップＡ５に進んでｃ ｐ Ｕ ２１から発振回路２
７２に動作指令を送り、送波器Ｔ２からラインＬ２ａ、
２ｂにより指定される範囲に超音波を発信させる。その
後、ステップ八〇において受波器Ｒｒ 、Ｒ２により反
射波が受信されているか否かを判断し、反射波が受信さ
れていれば上記したようにタイマ２５．２６の計時デー
タをＣＰＩＪ２１へ出力し、ステップＡ７においてデー
タＲＯＭ２３．２４の検索を行ない、ステップ八８にお
いて障害物の位置を認識する。上記のように送波器Ｔ２
を動作させた場合には、２，６．７゜８．１３．１４．
１５．２０，２１．２２．２７゜２８．２９のエリアを
独自に検知でき、３，９゜１６．２３．３０のエリアは
送波器Ｔ３と共通の検知可能エリアとなる。この場合、
７，１４．２１．２８のエリアは略中央にあるので、こ
のエリアに障害物がある時は、タイマ２５．２６の計数
値は略等しくなる。そして、上記ステップＡ８の処理を
終了するか、あるいは上記ステップ八〇において、受波
器Ｒ１，Ｒ，２に反射波が受信されていないと判断され
た場合は、ステップＡ９に進んでＣＰＵ２１から発振回
路２７３に動作指令を送り、送波器Ｔ３からライン１−
３ａ、３ｂにより指定される範囲に超音波を発信させる
。その後、ステップＡ１０において受波器Ｒｔ 、Ｒ２
により反射波が受信されているか否かを判断し、反射波
が受信されていれば上記したようにタイマ２５．２６の
計時データを０ＰＬＪ２１へ出力し、ステップＡ１１に
おいてデータＲＯＭ２３．２４の検索を行ない、ステッ
プＡ１２において障害物の位置を認識する。上記のよう
に送波器Ｔ３を動作すｔ ｔｃ 場合ハ、１０．１７．
２４．３１のエリアを独自に検知でき、３，９．１６，
２３．３０のエリアが上記したように送波器Ｔ２と共通
の検知可能エリアとなる。また、上記ステップＡ１０に
おいて、受渡器Ｒ，，Ｒ２により反射波が受信されなか
った場合はステップＡ１３に進み、ステップＡ４（Ｔ）
るいはステップ八８の位置認識結果が行なわれたか否か
を確認する。そして、このステップＡｉ３において、そ
れまでに位置認識処理が行なわれていないと判断された
場合、つまり、移動ロボットの前方には障害物が存在し
ていないと判断された場合は、ステップＡ１４に示すよ
うに移動ロボッ１−をそのまま走行させる。その後、ス
テップＡ１に戻って上記した障害物の位置認識動作を繰
返す。また、上記ステップＡ１３において、ステップＡ
４あるいはステップＡ８の位置認識処理が行なわれたと
判断された場合、あるいはステップＡ１２の位置認識処
理が行なわれた場合はステップＡ１５に進み、ステップ
へ４、ステップ八８、ステップＡ１２の位置認識結果か
ら総合的に障害物に対する位置認識を行ない、障害物が
マトリクスエリア１〜３１のどのエリアに位置している
かを確定する。そして、その総合的な位置認識結果に従
ってステップＡ１６に示すように移動ロボットのステア
リング、速度等の制御により障害物に対する回避操作を
行なう。上記実施例では送波器Ｔｌ。
Ｔ２ 、Ｔ３による全ての検索を終了した時点で障害物
位置と距離の認識を行なっているので、例えば１１と１
７の２つのエリアに障害物があった場合においても、そ
の両方を検知することができる。
位置と距離の認識を行なっているので、例えば１１と１
７の２つのエリアに障害物があった場合においても、そ
の両方を検知することができる。
そして、その後にステアリング、速度等の制御を行なっ
ているので、障害物に対する誤動作が少ない。しかも、
タイマ２５．２６の計測値に基づいてデータＲＯＭ２３
．２４を検索することにより、障害物の位置を認識して
いるので、演算処理を行なう必要がなく、迅速に位置決
定を行なうことができる。
ているので、障害物に対する誤動作が少ない。しかも、
タイマ２５．２６の計測値に基づいてデータＲＯＭ２３
．２４を検索することにより、障害物の位置を認識して
いるので、演算処理を行なう必要がなく、迅速に位置決
定を行なうことができる。
なお、上記実施例では、マトリクスエリアを設定する際
、送波器Ｔ２の指向特性によって定まるエリア内に更に
２つのラインＬ４．Ｌ５を設けて中央部のエリアを細分
化したが、第６図に示すように細分化せずにそのまま使
用するようにしてもよい。この場合、位置認識精度は多
少低下するが、マトリクスエリアが上記実施例の３１に
比較して２３と少なくなり、後の作業を比較的容易に行
なうことができる。
、送波器Ｔ２の指向特性によって定まるエリア内に更に
２つのラインＬ４．Ｌ５を設けて中央部のエリアを細分
化したが、第６図に示すように細分化せずにそのまま使
用するようにしてもよい。この場合、位置認識精度は多
少低下するが、マトリクスエリアが上記実施例の３１に
比較して２３と少なくなり、後の作業を比較的容易に行
なうことができる。
［発明の効果コ
以上詳記したように本発明によれば、複数の超音波トラ
ンスデユーサによりセンサー部を構成してロボット進行
方向平面をマトリクス化し、各マトリクスエリアに対す
る位置データを計算もしくは実験によりめて予めメモリ
に記憶しておき、障害物に対する反射波時間情報から上
記メモリを検索して位置情報をめるようにしたので、複
雑な計算を行なうことなく障害物の位置しているマトリ
クスエリアを迅速に検知し得る障害物検知方式を提供す
ることができる。
ンスデユーサによりセンサー部を構成してロボット進行
方向平面をマトリクス化し、各マトリクスエリアに対す
る位置データを計算もしくは実験によりめて予めメモリ
に記憶しておき、障害物に対する反射波時間情報から上
記メモリを検索して位置情報をめるようにしたので、複
雑な計算を行なうことなく障害物の位置しているマトリ
クスエリアを迅速に検知し得る障害物検知方式を提供す
ることができる。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は超音波
センサー部のセンサー配置構成を示す平面図、第２図は
上記超音波センサー部の回路構成を示すブロック図、第
３図はマトリクスエリアの設定状態を説明するための図
、第４図は各マトリクスエリアにおける位置データをめ
てメモリに記憶する場合の例を示す図、第５図は障害物
の位置認識動作を示すフローチャート、第６図はマトリ
クスエリアの他の設定例を示す図である。 １１・・・ロボット本体、１２・・・超音波センサー部
、１３・・・支持体、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・パ
スライン、２３．２４・・・データＲＯＭ、 ２５．２
６・・・タイマ、２７１〜２７３・・・発振回路、２８
１〜２８３・・・ドライブ回路、２９１゜２９２・・・
増幅回路、３０１〜３０２・・・シュミットトリガ回路
、３１・・・センシングエリア、Ｔ１〜Ｔ３・・・送波
器、Ｒ１−Ｒ２・・・受波器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
センサー部のセンサー配置構成を示す平面図、第２図は
上記超音波センサー部の回路構成を示すブロック図、第
３図はマトリクスエリアの設定状態を説明するための図
、第４図は各マトリクスエリアにおける位置データをめ
てメモリに記憶する場合の例を示す図、第５図は障害物
の位置認識動作を示すフローチャート、第６図はマトリ
クスエリアの他の設定例を示す図である。 １１・・・ロボット本体、１２・・・超音波センサー部
、１３・・・支持体、２１・・・ＣＰＵ、２２・・・パ
スライン、２３．２４・・・データＲＯＭ、 ２５．２
６・・・タイマ、２７１〜２７３・・・発振回路、２８
１〜２８３・・・ドライブ回路、２９１゜２９２・・・
増幅回路、３０１〜３０２・・・シュミットトリガ回路
、３１・・・センシングエリア、Ｔ１〜Ｔ３・・・送波
器、Ｒ１−Ｒ２・・・受波器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 複数の超音波トランスデユーサによりセンサー部を構成
して障害物検知平面をマトリクス化する手段と、この手
段により設定された各マトリクスエリアに対する位置デ
ータを計算もしくは実験によりめてメモリに記憶する手
段と、上記センサー部により超音波を放射すると共に障
害物からの反射波を少なくとも２点で受信し、超音波の
放射時から反射波の受信時までの時間を計測する手段と
、この手段による計測値を基に上記メモリを検索してマ
トリクスエリア上における障害物の位置を検知する手段
とを具備したことを特徴とする障害物検知方式。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106098A JPS60249075A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 障害物位置検出装置 |
| US06/732,559 US4636996A (en) | 1984-05-25 | 1985-05-09 | Ultrasonic obstacle location apparatus and method |
| GB08512117A GB2159948B (en) | 1984-05-25 | 1985-05-14 | Obstacle detection in self-running robot |
| DE19853518590 DE3518590A1 (de) | 1984-05-25 | 1985-05-23 | Hindernisdetektor und verfahren zur ermittlung eines hindernisses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106098A JPS60249075A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 障害物位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249075A true JPS60249075A (ja) | 1985-12-09 |
| JPH0431075B2 JPH0431075B2 (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=14425049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59106098A Granted JPS60249075A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 障害物位置検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636996A (ja) |
| JP (1) | JPS60249075A (ja) |
| DE (1) | DE3518590A1 (ja) |
| GB (1) | GB2159948B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006234523A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-09-07 | Matsushita Electric Works Ltd | 超音波センサを用いた物体検知方法 |
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| DE3739597A1 (de) * | 1987-11-23 | 1989-06-01 | Rump Elektronik Tech | Apparat zur absicherung von fahrzeugen mittels ultraschall-sensoren |
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-
1984
- 1984-05-25 JP JP59106098A patent/JPS60249075A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-09 US US06/732,559 patent/US4636996A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-14 GB GB08512117A patent/GB2159948B/en not_active Expired
- 1985-05-23 DE DE19853518590 patent/DE3518590A1/de active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431075B2 (ja) | 1992-05-25 |
| US4636996A (en) | 1987-01-13 |
| GB8512117D0 (en) | 1985-06-19 |
| DE3518590C2 (ja) | 1988-11-10 |
| GB2159948A (en) | 1985-12-11 |
| GB2159948B (en) | 1987-05-20 |
| DE3518590A1 (de) | 1985-11-28 |
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