JP2014006833A - Autonomous traveling apparatus, autonomous traveling method, markers, and autonomous traveling system - Google Patents

Autonomous traveling apparatus, autonomous traveling method, markers, and autonomous traveling system Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autonomous traveling system which offers good flexibility in setting up markers and is capable of precisely carrying out autonomous travel by reliably identifying and detecting markers set up along a travel route regardless of the environment surrounding the markers on the travel route.SOLUTION: An autonomous traveling system 1 includes an autonomous traveling apparatus 3 and markers 5. Each of the markers 5 has a plurality of diffuse reflective members 51 and a plurality of specular reflective members 52 alternately arranged thereon. The autonomous traveling apparatus 3 identifies a marker 5 when a plurality of detection information groups 51a and a plurality of non-detection information groups 52a alternately appear repeatedly a prescribed number of times, the number of pieces of non-detection information (error data e) included in each of the plurality of non-detection information groups 52a is within a first prescribed range, and the number of pieces of detection information (normal data n) included in each of the plurality of detection information groups 51a is within a second prescribed range.

Description

本発明は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置、自律移動方法、移動経路に配設される標識、及び、当該自律移動装置並びに標識を備えて構成される自律移動システムに関する。   The present invention relates to an autonomous mobile device that moves autonomously along a travel route, an autonomous travel method, a sign disposed on the travel route, and an autonomous mobile system that includes the autonomous mobile device and the sign.

従来から、計画された移動経路に沿って出発点から目的地まで自律して移動する自律移動装置又は自律移動システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。ここで、特許文献1に記載の移動体システムは、所定の探索範囲に検出用光を走査して自機と探索範囲内に存在する物体との距離及び方向を検出するレーザ距離センサと、平板標識の設置される位置を含む走行経路の地図情報を記憶する記憶部と、レーザ距離センサの検出結果と記憶部に記憶された地図情報とを照合して移動体の進行方向を決定する進行方向決定部とを有する。   2. Description of the Related Art Conventionally, an autonomous mobile device or an autonomous mobile system that autonomously moves from a starting point to a destination along a planned movement route is known (see, for example, Patent Document 1). Here, the moving body system described in Patent Document 1 includes a laser distance sensor that scans a predetermined search range with light for detection and detects the distance and direction between the own device and an object existing in the search range, and a flat plate. A traveling direction that determines the traveling direction of the moving object by comparing the storage unit that stores the map information of the travel route including the position where the sign is installed, the detection result of the laser distance sensor and the map information stored in the storage unit And a determination unit.

より詳細には、上記進行方向決定部は、レーザ距離センサの検出結果から壁面に取り付けられた平板標識の位置(方向)と距離とを求め、記憶部に記憶されている地図情報と照合して、自身の位置を地図情報上の走行経路に沿うように駆動部に指令を与える。ここで、平板標識には、検出用光を拡散反射させる拡散反射面と検出用光を鏡面反射(全反射)させる鏡面反射面とが設けられている。また、鏡面反射面は、拡散反射面の両端に配設されており、水平方向と直交する面に対して所定の角度θだけ下向きに傾斜している。   More specifically, the advancing direction determination unit obtains the position (direction) and distance of the flat sign attached to the wall surface from the detection result of the laser distance sensor, and compares it with the map information stored in the storage unit. A command is given to the drive unit so that its own position is along the travel route on the map information. Here, the flat sign is provided with a diffuse reflection surface that diffusely reflects the detection light and a specular reflection surface that specularly reflects (totally reflects) the detection light. Further, the specular reflection surfaces are disposed at both ends of the diffuse reflection surface, and are inclined downward by a predetermined angle θ with respect to the surface orthogonal to the horizontal direction.

特開2010−140247号公報JP 2010-140247 A

特許文献1記載の移動体システムによれば、平面標識の鏡面反射面と平面標識の背後の壁面との間で検出用光の反射態様が大きく異なる場合には、検出用光を用いて平面標識を精度よく検出することができる。   According to the moving body system described in Patent Literature 1, when the reflection mode of the detection light is greatly different between the specular reflection surface of the flat sign and the wall surface behind the flat sign, the flat sign is detected using the detection light. Can be detected with high accuracy.

しかしながら、平面標識を、例えば、ガラス張り(又は鏡張り)の通路等に配設すると、平面標識の鏡面反射面と背後の壁面との間で検出用光の反射態様が異ならなくなるため、該平面標識を検出できなくなるおそれがある。また、この移動体システムでは、移動経路に平面標識と似た反射態様を示す物体、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等が存在する場合には、平面標識と誤って認識してしまうおそれもある。一方、上述したような環境を避けて標識を設置しようとすると、標識の設置場所が制限され、場合によっては、自律移動ができなくなるおそれもある。   However, if the flat sign is disposed in, for example, a glass-clad (or mirrored) passage or the like, the reflection mode of the detection light does not differ between the specular reflection surface and the back wall of the flat sign. May not be detected. In addition, in this moving body system, when there is an object that shows a reflection mode similar to a plane sign on the moving path, for example, a mirror group stuck on a wall or an uneven wall itself, it is mistaken for a plane sign. There is also a risk of recognition. On the other hand, if an attempt is made to install a sign while avoiding the above-described environment, the place where the sign is placed is limited, and in some cases, autonomous movement may not be possible.

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能な自律移動装置、自律移動方法、標識、及び、自律移動システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and has a high degree of freedom in placing signs, and no matter what environment the signs are placed on the movement route, An object of the present invention is to provide an autonomous mobile device, an autonomous mobile method, a sign, and an autonomous mobile system that can be reliably discriminated and detected and that can perform autonomous autonomous movement accurately.

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第1の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第2の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   An autonomous mobile device according to the present invention includes an environment map showing an arrangement of obstacles on a movement route, storage means for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and a detection wave at a predetermined angle. When the reflected wave reflected by the object can be detected and scanned, the detection information including the distance to the object is output for each scanning angle, and when the reflected wave cannot be detected, Created by an object detection means for outputting non-detection information for each scanning angle, a local map creation means for creating a local map around the own aircraft, and a local map creation means based on detection information output from the object detection means The self-position estimation means for comparing the local map with the environmental map stored in the storage means to estimate the self-position, and the sign based on the output pattern of detection information and non-detection information output from the object detection means Detect A sign detection means, and the sign detection means alternately appears a predetermined number of times as a detection information group consisting of a plurality of detection information and a non-detection information group consisting of a plurality of non-detection information, and is included in the non-detection information group If the number of detected non-detected information is within the first predetermined range and the number of detected information included in the detected information group is within the second predetermined range, it is determined as a sign, and self-position estimation When the sign is detected by the sign detection means, the means corrects the estimated self-location based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage means.

また、本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップとを備え、標識検知ステップでは、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第1の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第2の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   In addition, the autonomous movement method according to the present invention includes an environment map showing an arrangement of obstacles on a movement route, a storage step for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and a detection wave. When the reflected wave reflected by the object can be detected and scanned at every predetermined angle, the detection information including the distance to the object is output for each scanning angle, and the reflected wave cannot be detected In the object detection step for outputting non-detection information for each scanning angle, in the local map creation step for creating a local map around the own device based on the detection information output in the object detection step, and in the local map creation step Self-location estimation step for estimating the self-location by comparing the created local map with the environmental map stored in the storage step, and detection information output in the object detection step A label detection step for detecting a label based on an output pattern of non-detection information. In the label detection step, a detection information group consisting of a plurality of detection information and a non-detection information group consisting of a plurality of non-detection information alternately The number of non-detection information included in the non-detection information group is within a first predetermined range, and the number of detection information included in the detection information group is within a second predetermined range. In the self-position estimation step, when the sign is detected in the sign detection step, the estimated self is estimated based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage step. It is characterized by correcting the position.

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、複数の検出情報群と複数の非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群それぞれに含まれる非検出情報の数が第1の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群それぞれに含まれる検出情報の数が第2の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定数の連続する検出情報と一定数の連続する非検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り(又は鏡張り)の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile device or the autonomous mobile method of the present invention, the sign is detected based on the output pattern of the detection information and the non-detection information. More specifically, the plurality of detection information groups and the plurality of non-detection information groups alternately appear a predetermined number of times, and the number of non-detection information included in each of the plurality of non-detection information groups is a first predetermined range. And the number of pieces of detection information included in each of the plurality of detection information groups is determined to be a sign when it is within the second predetermined range. That is, when a unique output pattern is obtained in which a certain number of continuous detection information and a certain number of continuous non-detection information appear repeatedly several times, it is determined that the detected object is a label. Therefore, for example, even when a sign is provided in a glass-clad (or mirror-lined) passage or the like, the sign can be detected. In addition, for example, the sign can be clearly distinguished and recognized from a group of mirrors attached to the wall, the uneven wall or the like. As a result, there is a high degree of freedom of sign placement, and regardless of the travel route of the environment, the sign placed on the travel route can be reliably detected and detected, and autonomous movement is performed accurately. It becomes possible.

本発明に係る自律移動装置では、標識検知手段が、複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、第1の所定の範囲を狭くすることが好ましい。   In the autonomous mobile device according to the present invention, it is preferable that the sign detection unit narrows the first predetermined range as the distance from the object included in the detection information constituting the plurality of detection information groups increases.

また、本発明に係る自律移動方法では、標識検知ステップにおいて、複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、第1の所定の範囲を狭くすることが好ましい。   In the autonomous movement method according to the present invention, it is preferable that in the sign detection step, the first predetermined range is narrowed as the distance from the object included in the detection information constituting the plurality of detection information groups increases.

ところで、移動経路を移動しながら標識を検知する場合、自機の移動に伴い、自機と標識との距離及び角度が変化する。よって、1つの非検出情報群に含まれる非検出情報の数は、自機の移動に伴って変化する。本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、検出情報に含まれる距離が遠いほど、すなわち、自機と標識との距離が遠いほど、第1の所定の範囲が狭くされる。そのため、標識の誤検知を低減することが可能となる。   By the way, when the sign is detected while moving along the movement route, the distance and angle between the own apparatus and the sign change as the own apparatus moves. Therefore, the number of non-detection information included in one non-detection information group changes as the own apparatus moves. According to the autonomous mobile device or the autonomous mobile method according to the present invention, the first predetermined range is narrowed as the distance included in the detection information increases, that is, as the distance between the own device and the sign increases. Therefore, it is possible to reduce the erroneous detection of the sign.

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第6の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   An autonomous mobile device according to the present invention includes an environment map showing an arrangement of obstacles on a movement route, storage means for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and a detection wave at a predetermined angle. When the reflected wave reflected by the object can be detected and scanned, the detection information including the distance to the object is output for each scanning angle, and when the reflected wave cannot be detected, Created by an object detection means for outputting non-detection information for each scanning angle, a local map creation means for creating a local map around the own aircraft, and a local map creation means based on detection information output from the object detection means The self-position estimation means for comparing the local map with the environmental map stored in the storage means to estimate the self-position, and the sign based on the output pattern of detection information and non-detection information output from the object detection means Detect A label detection unit, and the label detection unit alternately and repeatedly appears a predetermined number of detection information groups consisting of a plurality of detection information and a non-detection information group consisting of a plurality of non-detection information corresponding to the non-detection information group The width of the non-detection area is within the fifth predetermined range and the width of the detection area corresponding to the detection information group is within the sixth predetermined range, When the sign is detected by the sign detection means, the position estimation means corrects the estimated self-position based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage means.

本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、標識検知ステップでは、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第6の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   An autonomous movement method according to the present invention includes an environment map showing an arrangement of obstacles on a movement route, a storage step for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and a detected wave at a predetermined angle. When the reflected wave reflected by the object can be detected and scanned, the detection information including the distance to the object is output for each scanning angle, and when the reflected wave cannot be detected, It is created in the object detection step for outputting non-detection information for each scanning angle, the local map creation step for creating a local map around the aircraft based on the detection information output in the object detection step, and the local map creation step A self-position estimation step for estimating the self-position by comparing the local map with the environmental map stored in the storage step, and detection information output in the object detection step; A label detection step for detecting a label based on an output pattern of detection information. In the label detection step, a detection information group composed of a plurality of detection information and a non-detection information group composed of a plurality of non-detection information are alternately arranged. Appearing repeatedly a predetermined number of times, the width of the non-detection area corresponding to the non-detection information group is within the fifth predetermined range, and the width of the detection area corresponding to the detection information group is the sixth predetermined range When it is within the range, it is determined as a sign. In the self-position estimation step, when the sign is detected in the sign detection step, the sign is estimated based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage step. The self-position is corrected.

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、複数の検出情報群と複数の非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群それぞれに対応する非検出領域の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群それぞれに対応する検出領域の幅が第6の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定幅の検出領域と一定幅の非検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り(又は鏡張り)の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile device or the autonomous mobile method of the present invention, the sign is detected based on the output pattern of the detection information and the non-detection information. More specifically, a plurality of detection information groups and a plurality of non-detection information groups appear alternately repeatedly a predetermined number of times, and the width of the non-detection area corresponding to each of the plurality of non-detection information groups is a fifth predetermined range. And the width of the detection area corresponding to each of the plurality of detection information groups is determined to be a sign when it is within the sixth predetermined range. That is, when a unique output pattern in which a detection area having a certain width and a non-detection area having a certain width appear repeatedly is obtained, it is determined that the detected object is a label. Therefore, for example, even when a sign is provided in a glass-clad (or mirror-lined) passage or the like, the sign can be detected. In addition, for example, the sign can be clearly distinguished and recognized from a group of mirrors attached to the wall, the uneven wall or the like. As a result, there is a high degree of freedom of sign placement, and regardless of the travel route of the environment, the sign placed on the travel route can be reliably detected and detected, and autonomous movement is performed accurately. It becomes possible.

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第3の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第4の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   An autonomous mobile device according to the present invention includes an environment map showing an arrangement of obstacles on a movement route, storage means for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and detection light at a predetermined angle. An object detection means that scans and emits every time, receives reflected light reflected by the object, and outputs detection information including the distance to the object and the received light intensity of the reflected light for each scanning angle; and Based on the detection information output from the detection means, the local map creation means for creating a local map around the aircraft, the local map created by the local map creation means and the environment map stored in the storage means are collated. Self-position estimating means for estimating the self-position and sign detecting means for detecting the sign based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output from the object detecting means. means , A high-intensity detection information group consisting of a plurality of detection information whose received light intensity of reflected light included in the detection information is higher than a predetermined value, and a low-intensity detection information group consisting of a plurality of detection information whose received light intensity is lower than a predetermined value Alternately appear a predetermined number of times, the number of detection information included in the high intensity detection information group is within a third predetermined range, and the number of detection information included in the low intensity detection information group is the first If the sign is detected by the sign detecting means when the sign is detected by the self-position estimating means when the sign is within the predetermined range of 4, the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage means Based on the above, the estimated self-position is corrected.

また、本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップとを備え、標識検知ステップにおいて、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第3の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第4の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   In addition, the autonomous movement method according to the present invention includes an environment map showing the arrangement of obstacles on the movement route, a storage step for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and detection light. An object detection step of scanning and emitting each predetermined angle, receiving reflected light reflected by the object, and outputting detection information including the distance to the object and the received light intensity of the reflected light for each scanning angle; Based on the detection information output in the object detection step, a local map creation step for creating a local map around the own aircraft, a local map created in the local map creation step, and an environmental map stored in the storage step Based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output in the object detection step and the self-position estimation step for collating and estimating the self-position A sign detection step for detecting a sign, and in the sign detection step, a high-intensity detection information group including a plurality of pieces of detection information in which the received light intensity of reflected light included in the detection information is higher than a predetermined value; A low-intensity detection information group composed of a plurality of detection information lower than the value repeatedly appears a predetermined number of times alternately, the number of detection information included in the high-intensity detection information group is within a third predetermined range, and If the number of pieces of detection information included in the low-intensity detection information group is within the fourth predetermined range, it is determined as a sign, and in the self-position estimation step, when the sign is detected in the sign detection step, The estimated self-position is corrected based on the arrangement of the sign stored in the storage step on the environment map.

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、出力された検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、検出情報に含まれる、反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報(高強度検出情報)からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報(低強度検出情報)からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群それぞれに含まれる検出情報(高強度検出情報)の数が第3の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群それぞれに含まれる検出情報(低強度検出情報)の数が第4の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定数の連続する高強度検出情報と一定数の連続する低強度検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り(又は鏡張り)の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile device or the autonomous mobile method according to the present invention, the sign is detected based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the output detection information. More specifically, the high-intensity detection information group including a plurality of pieces of detection information (high-intensity detection information) in which the received light intensity of the reflected light is higher than a predetermined value, and the received light intensity is lower than the predetermined value. The number of pieces of detection information (high-intensity detection information) included in each of the plurality of high-intensity detection information groups alternately appears a predetermined number of times with a low-intensity detection information group consisting of a plurality of detection information (low-intensity detection information). Is within the third predetermined range, and the number of pieces of detection information (low intensity detection information) included in each of the plurality of low intensity detection information groups is a sign when it is within the fourth predetermined range Determined. That is, when a unique output pattern in which a certain number of continuous high-intensity detection information and a certain number of continuous low-intensity detection information appear repeatedly is obtained, the detected object is determined to be a label. . Therefore, for example, even when a sign is provided in a glass-clad (or mirror-lined) passage or the like, the sign can be detected. In addition, for example, the sign can be clearly distinguished and recognized from a group of mirrors attached to the wall, the uneven wall or the like. As a result, there is a high degree of freedom of sign placement, and regardless of the travel route of the environment, the sign placed on the travel route can be reliably detected and detected, and autonomous movement is performed accurately. It becomes possible.

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第7の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第8の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   An autonomous mobile device according to the present invention includes an environment map showing an arrangement of obstacles on a movement route, storage means for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and detection light at a predetermined angle. An object detection means that scans and emits every time, receives reflected light reflected by the object, and outputs detection information including the distance to the object and the received light intensity of the reflected light for each scanning angle; and Based on the detection information output from the detection means, the local map creation means for creating a local map around the aircraft, the local map created by the local map creation means and the environment map stored in the storage means are collated. Self-position estimating means for estimating the self-position and sign detecting means for detecting the sign based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output from the object detecting means. means , A high-intensity detection information group consisting of a plurality of detection information whose received light intensity of reflected light included in the detection information is higher than a predetermined value, and a low-intensity detection information group consisting of a plurality of detection information whose received light intensity is lower than a predetermined value Are alternately repeated a predetermined number of times, the width of the high intensity detection region corresponding to the high intensity detection information group is within a seventh predetermined range, and the low intensity corresponding to the low intensity detection information group When the width of the detection area is within the eighth predetermined range, the sign is determined to be a sign, and when the sign is detected by the sign detection means, the sign stored in the storage means The estimated self-position is corrected based on the arrangement on the environmental map.

本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップとを備え、標識検知ステップでは、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第7の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第8の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。   An autonomous movement method according to the present invention includes an environment map showing an arrangement of obstacles on a movement route, a storage step for storing the arrangement of signs installed on the movement route on the environment map, and detection light at a predetermined angle. An object detection step of scanning and emitting each time, receiving the reflected light reflected by the object, and outputting detection information including the distance to the object and the received light intensity of the reflected light for each scanning angle; Based on the detection information output in the detection step, the local map creation step for creating a local map around the aircraft, the local map created in the local map creation step and the environmental map stored in the storage step are collated. Based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output in the object detection step and the self-position estimation step A sign detection step for detecting, wherein the sign detection step includes a high-intensity detection information group composed of a plurality of pieces of detection information in which the received light intensity of reflected light included in the detection information is higher than a predetermined value, and the received light intensity exceeds a predetermined value. A low-intensity detection information group consisting of a plurality of low detection information alternately appear a predetermined number of times, and the width of the high-intensity detection region corresponding to the high-intensity detection information group is within a seventh predetermined range, In addition, when the width of the low-intensity detection area corresponding to the low-intensity detection information group is within the eighth predetermined range, it is determined as a sign, and in the self-position estimation step, the sign is detected in the sign detection step. The estimated self-location is corrected based on the location of the sign stored in the storage step on the environment map.

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、出力された検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、検出情報に含まれる、反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報(高強度検出情報)からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報(低強度検出情報)からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群それぞれに対応する高強度検出領域の幅が第7の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群それぞれに対応する低強度検出領域の幅が第8の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定幅の高強度検出領域と一定幅の低強度検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り(又は鏡張り)の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile device or the autonomous mobile method according to the present invention, the sign is detected based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the output detection information. More specifically, the high-intensity detection information group including a plurality of pieces of detection information (high-intensity detection information) in which the received light intensity of the reflected light is higher than a predetermined value, and the received light intensity is lower than the predetermined value. A low-intensity detection information group composed of a plurality of detection information (low-intensity detection information) alternately appears repeatedly a predetermined number of times, and the width of the high-intensity detection region corresponding to each of the plurality of high-intensity detection information groups is the seventh When the width of the low intensity detection region corresponding to each of the plurality of low intensity detection information groups is within the predetermined range and is within the eighth predetermined range, it is determined to be a sign. That is, when a unique output pattern in which a high-intensity detection region with a constant width and a low-intensity detection region with a constant width appear repeatedly is obtained, the object to be detected is determined to be a label. Therefore, for example, even when a sign is provided in a glass-clad (or mirror-lined) passage or the like, the sign can be detected. In addition, for example, the sign can be clearly distinguished and recognized from a group of mirrors attached to the wall, the uneven wall or the like. As a result, there is a high degree of freedom of sign placement, and regardless of the travel route of the environment, the sign placed on the travel route can be reliably detected and detected, and autonomous movement is performed accurately. It becomes possible.

本発明に係る自律移動装置では、上記物体検出手段がレーザレンジファインダであることが好ましい。   In the autonomous mobile device according to the present invention, it is preferable that the object detection means is a laser range finder.

レーザレンジファインダは、角度方向、距離方向共に高い解像度と測定精度を持ち、かつ、高速に物体との距離を計測することができる。よって、物体検出手段としてレーザレンジファインダを用いることにより、周囲に存在する物体との角度及び距離を高精度かつ高速に測定することができる。   The laser range finder has high resolution and measurement accuracy in both the angle direction and the distance direction, and can measure the distance to the object at high speed. Therefore, by using the laser range finder as the object detection means, the angle and distance from the surrounding object can be measured with high accuracy and high speed.

本発明に係る自律移動装置では、標識検知手段が、同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定することが好ましい。このようにすれば、標識の誤検知をより確実に防止することが可能となる。   In the autonomous mobile device according to the present invention, it is preferable that when the sign detection unit determines that the same detected object is a sign a plurality of times, the detected object is determined to be the sign. In this way, it is possible to more reliably prevent erroneous detection of the sign.

本発明に係る自律移動装置では、記憶手段が、標識の環境地図上の配置を環境地図とは異なるレイヤーに記憶することが好ましい。   In the autonomous mobile device according to the present invention, it is preferable that the storage unit stores the arrangement of the sign on the environment map in a layer different from the environment map.

このようにすれば、標識の配置(設置場所)が変更された場合に、標識の配置が記憶されたレイヤーのみを修正すればよく、環境地図自体を変更する必要がないため、標識の配置変更に対して柔軟に対応することができるとともに、作業効率を向上させることが可能となる。   In this way, when the sign placement (installation location) is changed, only the layer in which the sign placement is stored needs to be corrected, and there is no need to change the environment map itself. As a result, it is possible to flexibly cope with the problem and improve work efficiency.

本発明に係る標識は、複数の拡散反射部材と、複数の鏡面反射部材とが、交互に配列されていることを特徴とする。   The sign according to the present invention is characterized in that a plurality of diffuse reflection members and a plurality of specular reflection members are alternately arranged.

本発明に係る標識によれば、拡散反射部材に入射した検出波(検出光)は、該拡散反射部材で拡散反射され、検出波(検出光)の入射方向、例えば、自律移動装置の物体検出手段(レーザレンジファインダ)の方向に戻る。一方、鏡面反射部材に入射した検出波(検出光)は、略直角に入射されない限り、自律移動装置の物体検出手段(レーザレンジファインダ)に戻らない。よって、複数の拡散反射部材と、複数の鏡面反射部材とが、自律移動装置から出力される検出波(検出光)の走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識を設置することにより、自律移動装置において、一定数の連続する検出情報(又は一定幅の検出領域)と一定数の連続する非検出情報(又は一定幅の非検出領域)が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。   According to the sign according to the present invention, the detection wave (detection light) incident on the diffuse reflection member is diffusely reflected by the diffuse reflection member, and the incident direction of the detection wave (detection light), for example, object detection of the autonomous mobile device Return to the direction of the means (laser range finder). On the other hand, the detection wave (detection light) incident on the specular reflection member does not return to the object detection means (laser range finder) of the autonomous mobile device unless it is incident at a substantially right angle. Therefore, by installing the sign so that the plurality of diffuse reflection members and the plurality of specular reflection members are alternately arranged along the scanning direction of the detection wave (detection light) output from the autonomous mobile device, A unique output pattern in which a fixed number of continuous detection information (or a detection area of a fixed width) and a fixed number of continuous non-detection information (or a non-detection area of a fixed width) repeatedly appear multiple times in a mobile device Can be obtained.

本発明に係る標識は、上記配列の方向に沿って切断した鏡面反射部材の断面が円弧状に形成されていることが好ましい。   In the sign according to the present invention, it is preferable that the cross section of the specular reflection member cut along the direction of the arrangement is formed in an arc shape.

このようにすれば、検出波(検出光)が直角に近い角度で入射される場合の反射角をより大きくすることができる。よって、鏡面反射部材に入射した検出波(検出光)を、自律移動装置の物体検出手段(レーザレンジファインダ)により戻りにくくすることが可能となる。   This makes it possible to increase the reflection angle when the detection wave (detection light) is incident at an angle close to a right angle. Therefore, the detection wave (detection light) incident on the specular reflection member can be made difficult to return by the object detection means (laser range finder) of the autonomous mobile device.

本発明に係る標識は、複数の拡散反射部材と、複数の吸光部材とが、交互に配列されていることを特徴とする。   The marker according to the present invention is characterized in that a plurality of diffuse reflection members and a plurality of light absorbing members are alternately arranged.

本発明に係る標識によれば、拡散反射部材に入射した検出波(検出光)は、該拡散反射部材で拡散反射され、検出波(検出光)の入射方向、例えば、自律移動装置の物体検出手段(レーザレンジファインダ)の方向に戻る。一方、吸光部材に入射した検出波(検出光)は、該部材に吸収されるため、自律移動装置の物体検出手段(レーザレンジファインダ)に戻らない。よって、複数の拡散反射部材と、複数の吸光部材とが、自律移動装置から出力される検出波(検出光)の走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識を設置することにより、自律移動装置において、一定数の連続する高強度検出情報(又は一定幅の高強度検出領域)と一定数の連続する低強度検出情報(又は一定幅の低強度検出領域)が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。   According to the sign according to the present invention, the detection wave (detection light) incident on the diffuse reflection member is diffusely reflected by the diffuse reflection member, and the incident direction of the detection wave (detection light), for example, object detection of the autonomous mobile device Return to the direction of the means (laser range finder). On the other hand, since the detection wave (detection light) incident on the light absorbing member is absorbed by the member, it does not return to the object detection means (laser range finder) of the autonomous mobile device. Therefore, autonomous movement is achieved by installing the signs so that a plurality of diffuse reflection members and a plurality of light absorbing members are alternately arranged along the scanning direction of the detection wave (detection light) output from the autonomous mobile device. In a device, a certain number of continuous high-intensity detection information (or a high-intensity detection region having a certain width) and a certain number of continuous low-intensity detection information (or a low-intensity detection region having a certain width) appear repeatedly several times. A unique output pattern can be obtained.

本発明に係る標識は、拡散反射部材及び吸光部材が、薄板状に形成されていることが好ましい。   In the sign according to the present invention, it is preferable that the diffuse reflection member and the light absorbing member are formed in a thin plate shape.

このようにすれば、標識の厚みを薄くすることができるため、標識の設置自由度を向上させることができ、また、自律移動装置の移動経路を広く取ることが可能となる。   In this way, since the thickness of the sign can be reduced, the degree of freedom of setting the sign can be improved, and the movement path of the autonomous mobile device can be widened.

本発明に係る自律移動システムは、上記いずれかの自律移動装置と、上記いずれかの標識とを備えることを特徴とする。   An autonomous mobile system according to the present invention includes any one of the above autonomous mobile devices and any one of the above signs.

本発明に係る自律移動システムによれば、上記いずれかの自律移動装置、及び上記いずれかの標識を備えているため、上述したように、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile system of the present invention, since any one of the above autonomous mobile devices and any of the above signs are provided, as described above, the degree of freedom of installation of the signs is high, and what kind of environment the signs are Even if it is installed on the moving route, it is possible to reliably determine and detect the sign placed on the moving route, and to perform autonomous movement accurately.

本発明によれば、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the present invention, there is a high degree of freedom of sign placement, and it is possible to reliably detect and detect signs placed on a movement route regardless of the environment's travel route, and to autonomously and accurately It is possible to move.

第1実施形態に係る自律移動システム、及び、該自律移動システムを構成する自律移動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the autonomous mobile system which concerns on 1st Embodiment, and the autonomous mobile device which comprises this autonomous mobile system. 第1実施形態に係る自律移動システムを構成する標識の構成を示す図である。It is a figure showing the composition of the sign which constitutes the autonomous movement system concerning a 1st embodiment. 第1実施形態に係る自律移動装置の移動量及び回転量と、各オムニホイールの車輪移動量との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the movement amount and rotation amount of the autonomous mobile device which concern on 1st Embodiment, and the wheel movement amount of each omni wheel. 第1実施形態に係る自律移動装置の移動量及び回転量と、各オムニホイールの車輪移動量との関係式を示す図である。It is a figure which shows the relational expression of the movement amount and rotation amount of the autonomous mobile device which concern on 1st Embodiment, and the wheel movement amount of each omni wheel. 第1実施形態に係る自律移動装置による据付処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the installation process by the autonomous mobile apparatus which concerns on 1st Embodiment. 据付処理に含まれる標識環境地図作成処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the label | marker environment map creation process included in an installation process. 第1実施形態に係る自律移動装置による搬送処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the conveyance process by the autonomous mobile apparatus which concerns on 1st Embodiment. 搬送処理に含まれる標識による自己位置推定処理の処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence of the self-position estimation process by the label | marker included in a conveyance process. 第1実施形態に係る自律移動システムの効果を確認するために用いた移動経路等を示す図である。It is a figure which shows the movement path | route etc. which were used in order to confirm the effect of the autonomous mobile system which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る自律移動システム、及び、該自律移動システムを構成する自律移動装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the autonomous mobile system which concerns on 2nd Embodiment, and the autonomous mobile device which comprises this autonomous mobile system. 第2実施形態に係る自律移動システムを構成する標識の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the label | marker which comprises the autonomous mobile system which concerns on 2nd Embodiment. 標識を構成する拡散反射部材、鏡面反射部材の幅の求め方を説明するための図である。It is a figure for demonstrating how to obtain | require the width | variety of the diffuse reflection member and specular reflection member which comprise a label | marker.

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.

(第1実施形態)
まず、図1及び図2を併せて用いて、第1実施形態に係る自律移動システム1、及び、該自律移動システム1を構成する自律移動装置3並びに標識(マーク)5の構成について説明する。図1は、自律移動システム1、及び、該自律移動システム1を構成する自律移動装置3の構成を示すブロック図であり、図2は標識5の構成を示す図である。自律移動システム1は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置3、及び移動経路に設置される標識5を備えて構成される。以下、それぞれについて詳細に説明する。
(First embodiment)
First, the configuration of the autonomous mobile system 1 according to the first embodiment, and the autonomous mobile device 3 and the sign 5 constituting the autonomous mobile system 1 will be described using FIG. 1 and FIG. 2 together. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an autonomous mobile system 1 and an autonomous mobile device 3 constituting the autonomous mobile system 1, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a sign 5. The autonomous mobile system 1 includes an autonomous mobile device 3 that moves autonomously along a travel route, and a sign 5 that is installed on the travel route. Hereinafter, each will be described in detail.

自律移動装置3は、ユーザの遠隔操作に従って自機が誘導されているときにSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)を用いて移動経路の環境地図(障害物が存在する領域と存在しない領域を表したグリッドマップ)を作成するとともに、誘導されて所定の設定ポイントに到達したときに、そのときの実際の自己位置を環境地図上の設定ポイントの位置座標として登録する機能を有する(本機能を実行するモードを「据付モード」と呼ぶ)。また、自律移動装置3は、据付モードを実行しているときに、移動経路に設置された標識5の位置座標を、ユーザの指示により、又はプログラムにより自動的に登録する機能も有している。後者の機能によると、SLAMにより環境地図を作成した場合には、環境地図が歪んだ座標系で作成されることがあるが、この歪んだ座標系で標識5の位置を登録することができる。さらに、自律移動装置3は、作成されて記憶されている環境地図上の設定ポイントを利用して移動経路を計画するとともに、移動経路に設置された標識5を検知しつつ、計画された移動経路に沿ってスタート地点からゴール地点まで自律して移動する機能を有する(本機能を実行するモードを「搬送モード」と呼ぶ)。   The autonomous mobile device 3 uses a SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) to map an environment map of a moving route (a region where an obstacle exists and a region where an obstacle does not exist) when the device is guided according to a remote operation by a user. Map), and when it reaches the specified set point after being guided, it has the function of registering the actual self position at that time as the position coordinates of the set point on the environment map (mode to execute this function) Is called “installation mode”). In addition, the autonomous mobile device 3 also has a function of automatically registering the position coordinates of the sign 5 installed on the movement route by a user instruction or by a program when the installation mode is executed. . According to the latter function, when an environmental map is created by SLAM, the environmental map may be created in a distorted coordinate system, and the position of the marker 5 can be registered in this distorted coordinate system. Further, the autonomous mobile device 3 plans the movement route using the set points on the created and stored environment map, and detects the sign 5 installed on the movement route, while planning the movement route A function of autonomously moving from the start point to the goal point along the line (a mode for executing this function is referred to as a “transport mode”).

そのため、自律移動装置3は、その下部に電動モータ12及び該電動モータ12により駆動されるオムニホイール13が設けられた本体10と、周囲に存在する物体(例えば壁や障害物等)との距離を計測するレーザレンジファインダ20と、自律移動装置3を誘導するとともに設定ポイントを登録するジョイスティック21とを備えている。また、自律移動装置3は、据付モードにおける環境地図の作成、及び、搬送モードにおける移動経路の計画並びに該移動経路に沿った自律移動を統合的に司る電子制御装置30を備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。   Therefore, the autonomous mobile device 3 is a distance between the main body 10 provided with the electric motor 12 and the omni wheel 13 driven by the electric motor 12 at a lower portion thereof and an object (for example, a wall or an obstacle) existing in the surroundings. And a joystick 21 that guides the autonomous mobile device 3 and registers a set point. In addition, the autonomous mobile device 3 includes an electronic control device 30 that integrally manages the creation of an environmental map in the installation mode, the planning of the movement route in the transport mode, and the autonomous movement along the movement route. Hereinafter, each component will be described in detail.

本体10は、例えば略有底円筒状に形成された金属製のフレームであり、この本体10に、上述したレーザレンジファインダ20、及び電子制御装置30等が取り付けられている。なお、本体10の形状は略有底円筒状に限られない。本体10の下部には、4つの電動モータ12が十字状に配置されて取り付けられている。4つの電動モータ12のそれぞれの駆動軸12Aにはオムニホイール13が装着されている。すなわち、4つのオムニホイール13は、同一円周上に周方向に沿って90°ずつ間隔を空けて取り付けられている。   The main body 10 is, for example, a metal frame formed in a substantially bottomed cylindrical shape, and the above-described laser range finder 20 and the electronic control device 30 are attached to the main body 10. The shape of the main body 10 is not limited to a substantially bottomed cylindrical shape. Four electric motors 12 are arranged in a cross shape and attached to the lower portion of the main body 10. Omni wheels 13 are attached to the drive shafts 12A of the four electric motors 12, respectively. That is, the four omni wheels 13 are mounted on the same circumference at intervals of 90 ° along the circumferential direction.

オムニホイール13は、電動モータ12の駆動軸12Aを中心にして回転する2枚のホイール14と、各ホイール14の外周に電動モータ12の駆動軸12Aと直交する軸を中心として回転可能に設けられた6個のフリーローラ15とを有する車輪であり、全方向に移動可能としたものである。なお、2枚のホイール14は位相を30°ずらして取り付けられている。このような構成を有するため、電動モータ12が駆動されてホイール14が回転すると、6個のフリーローラ15はホイール14と一体となって回転する。一方、接地しているフリーローラ15が回転することにより、オムニホイール13は、そのホイール14の回転軸に平行な方向にも移動することができる。そのため、4つの電動モータ12を独立して制御し、4つのオムニホイール13のそれぞれの回転方向及び回転速度を個別に調節することより、自律移動装置3を任意の方向(全方向)に移動させることができる。   The omni wheel 13 is provided so as to be rotatable around two wheels 14 that rotate about the drive shaft 12A of the electric motor 12 and an axis that is orthogonal to the drive shaft 12A of the electric motor 12 on the outer periphery of each wheel 14. Further, the wheel has six free rollers 15 and is movable in all directions. The two wheels 14 are attached with a phase shifted by 30 °. Due to such a configuration, when the electric motor 12 is driven and the wheel 14 rotates, the six free rollers 15 rotate together with the wheel 14. On the other hand, when the grounded free roller 15 rotates, the omni wheel 13 can also move in a direction parallel to the rotation axis of the wheel 14. Therefore, by controlling the four electric motors 12 independently and individually adjusting the rotational direction and rotational speed of the four omni wheels 13, the autonomous mobile device 3 is moved in any direction (all directions). be able to.

4つの電動モータ12それぞれの駆動軸12Aには、該駆動軸12Aの回転角度(すなわち駆動量あるいは回転量)を検出するエンコーダ16が取り付けられている。各エンコーダ16は、電子制御装置30と接続されており、検出した各電動モータ12の回転角度を電子制御装置30に出力する。電子制御装置30は、入力された各電動モータ12の回転角度から、自律移動装置3の移動量を演算する。   An encoder 16 that detects the rotation angle (that is, the drive amount or the rotation amount) of the drive shaft 12A is attached to the drive shaft 12A of each of the four electric motors 12. Each encoder 16 is connected to the electronic control unit 30, and outputs the detected rotation angle of each electric motor 12 to the electronic control unit 30. The electronic control device 30 calculates the movement amount of the autonomous mobile device 3 from the input rotation angle of each electric motor 12.

ここで、図3、図4を併せて参照しつつ、電動モータ12の回転角度、すなわちオムニホイール13の車輪移動量から自機の移動量(移動距離)を求める方法について説明する。図3は、自律移動装置3の移動量及び回転量と、各オムニホイール13の車輪移動量との関係を説明するための図である。また、図4は、自律移動装置3の移動量及び回転量と、各オムニホイール13の車輪移動量との関係式を示す図である。   Here, a method for obtaining the movement amount (movement distance) of the own machine from the rotation angle of the electric motor 12, that is, the wheel movement amount of the omni wheel 13, will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the movement amount and rotation amount of the autonomous mobile device 3 and the wheel movement amount of each omni wheel 13. FIG. 4 is a diagram showing a relational expression between the movement amount and the rotation amount of the autonomous mobile device 3 and the wheel movement amount of each omni wheel 13.

図3に示されるように、4つのオムニホイール13の中心位置から各オムニホイール13までの距離をLとし、オムニホイール13の傾き角をαとする。なお、本実施形態において傾き角αは45°に設定されている。ここで、電動モータ12の回転角度から求められる各オムニホイール13の車輪移動量をci(i=0〜3)とすると、自律移動装置3の移動量の各成分(dx,dy)と回転角φは、図4の(1)式により求められる。また、上記(1)式から求められた自律移動装置3の移動量の各成分(dx,dy)を(2)式に代入することにより、自律移動装置3の移動量Sが求められる。   As shown in FIG. 3, the distance from the center position of the four omni wheels 13 to each omni wheel 13 is L, and the inclination angle of the omni wheel 13 is α. In the present embodiment, the inclination angle α is set to 45 °. Here, when the wheel movement amount of each omni wheel 13 obtained from the rotation angle of the electric motor 12 is ci (i = 0 to 3), each component (dx, dy) of the movement amount of the autonomous mobile device 3 and the rotation angle. φ is obtained by equation (1) in FIG. Moreover, the movement amount S of the autonomous mobile device 3 is calculated | required by substituting each component (dx, dy) of the movement amount of the autonomous mobile device 3 calculated | required from said Formula (1) to (2) Formula.

図1に戻り、レーザレンジファインダ20は、自機の正面方向(前方)を向くようにして自律移動装置3の前部に取り付けられている。レーザレンジファインダ20は、レーザ(検出波)を射出するとともに、射出したレーザを回転ミラーで反射させることで、自律移動装置3の周囲を中心角240°の扇状に水平方向に走査する。すなわち、レーザレンジファインダ20は、レーザを所定角度毎に走査して射出する。そして、レーザレンジファインダ20は、例えば壁や標識5、障害物等の物体で反射されて戻ってきたレーザ(反射波)を検出し、レーザの射出角度、及びレーザを射出してから物体で反射されて戻ってくるまでの時間(伝播時間)に基づいて、物体との角度及び距離を検出する。   Returning to FIG. 1, the laser range finder 20 is attached to the front portion of the autonomous mobile device 3 so as to face the front direction (front) of the own device. The laser range finder 20 emits a laser (detection wave) and reflects the emitted laser with a rotating mirror, thereby scanning the periphery of the autonomous mobile device 3 in a fan shape with a central angle of 240 ° in the horizontal direction. That is, the laser range finder 20 scans and emits the laser at predetermined angles. The laser range finder 20 detects, for example, a laser (reflected wave) reflected and returned by an object such as a wall, a sign 5, or an obstacle, and reflects the laser emission angle and the laser after emitting the laser. The angle and distance from the object are detected based on the time (propagation time) until it is returned.

より詳細には、レーザレンジファインダ20は、物体によって反射されたレーザ(反射波)を検出できた場合には、走査角度に対応させて、物体との距離を示すデータ(例えば20〜4095d)を含む検出情報を出力する。一方、レーザ(反射波)を検出できない(すなわち反射波が返ってこない)場合には、レーザレンジファインダ20は、非検出情報(エラーコード、例えば0〜19d)を走査角度に対応させて出力する。すなわち、レーザレンジファインダ20は、特許請求の範囲に記載の物体検出手段として機能する。なお、レーザレンジファインダ20は、電子制御装置30と接続されており、検出した周囲の物体との検出情報(角度・距離情報)、及び非検出情報を電子制御装置30に出力する。   More specifically, when the laser range finder 20 can detect the laser (reflected wave) reflected by the object, the laser range finder 20 indicates data (for example, 20 to 4095d) indicating the distance to the object in correspondence with the scanning angle. Output detection information including. On the other hand, when the laser (reflected wave) cannot be detected (that is, the reflected wave does not return), the laser range finder 20 outputs non-detection information (error code, for example, 0 to 19d) corresponding to the scanning angle. . That is, the laser range finder 20 functions as an object detection unit described in the claims. The laser range finder 20 is connected to the electronic control unit 30, and outputs detection information (angle / distance information) with respect to the detected surrounding object and non-detection information to the electronic control unit 30.

ここで、本実施形態を構成する標識5について説明する。図2は、上段から順に標識5の正面図、平面図、及び、レーザレンジファインダ20の出力(検出情報又は非検出情報)を示す。標識5は、横幅が例えば300mmの矩形の板状の拡散反射部材51に3つの鏡面反射部材52が等間隔に取り付けられて構成されている。すなわち、正面視した場合に、4つの拡散反射部材(領域)51と、3つの鏡面反射部材(領域)52とが、交互に配置されている。   Here, the marker 5 constituting the present embodiment will be described. FIG. 2 shows a front view, a plan view, and an output (detection information or non-detection information) of the laser range finder 20 in order from the top. The sign 5 is configured by attaching three specular reflection members 52 to a rectangular plate-like diffuse reflection member 51 having a lateral width of 300 mm, for example, at equal intervals. That is, when viewed from the front, four diffuse reflection members (regions) 51 and three specular reflection members (regions) 52 are alternately arranged.

鏡面反射部材52は、図2の中段に示されるように、鏡面素材を、横断面が円弧状(半円状)になるように形成した半円筒状の部材である。標識5は、例えば、レーザレンジファインダ20のレーザの走査方向(水平方向)に沿って、拡散反射部材51と鏡面反射部材52とが交互に並ぶように、移動経路の壁面等に設置される。   As shown in the middle part of FIG. 2, the specular reflection member 52 is a semi-cylindrical member in which a specular material is formed so that the cross section is arcuate (semicircular). For example, the sign 5 is installed on the wall surface of the moving path so that the diffuse reflection members 51 and the specular reflection members 52 are alternately arranged along the laser scanning direction (horizontal direction) of the laser range finder 20.

レーザレンジファインダ20から射出されたレーザが、拡散反射部材51に入射した場合には、レーザが拡散反射されて、反射光がレーザレンジファインダ20に返る。そのため、この場合、レーザレンジファインダ20からは、正常データn(検出情報)が出力される。一方、レーザレンジファインダ20から射出されたレーザが、鏡面反射部材52に入射した場合には、直角に入射した場合を除いて、反射光がレーザレンジファインダ20に返らない。そのため、このとき、レーザレンジファインダ20からは、エラーコードe(非検出情報)が出力される。   When the laser emitted from the laser range finder 20 enters the diffuse reflection member 51, the laser is diffusely reflected and the reflected light returns to the laser range finder 20. Therefore, in this case, normal data n (detection information) is output from the laser range finder 20. On the other hand, when the laser emitted from the laser range finder 20 is incident on the specular reflection member 52, the reflected light does not return to the laser range finder 20 except when incident at a right angle. Therefore, at this time, the error code e (non-detection information) is output from the laser range finder 20.

よって、レーザレンジファインダ20からのレーザが水平方向に走査されて標識5に入射した場合、レーザレンジファインダ20からは、図2の下段に示されるように、複数(図2の例では4つ)の検出情報群(正常データn・・・n)51aと、複数(図2の例では3つ)の非検出情報群(エラーコードe・・e)52aとが交互に所定回数(図2の例では3回)繰り返して出現する。すなわち、拡散反射部材51、鏡面反射部材52それぞれの幅(長さ)及び水平方向(レーザの走査方向)の配置に応じたユニークな出力パターンを得ることができる。   Therefore, when the laser from the laser range finder 20 is scanned in the horizontal direction and enters the marker 5, a plurality of (four in the example of FIG. 2) are displayed from the laser range finder 20 as shown in the lower part of FIG. 2. Detection information group (normal data n... N) 51a and a plurality (three in the example of FIG. 2) non-detection information group (error code e ·· e) 52a alternately a predetermined number of times (in FIG. Appears repeatedly (3 times in the example). That is, it is possible to obtain a unique output pattern corresponding to the width (length) and horizontal direction (laser scanning direction) of each of the diffuse reflection member 51 and the specular reflection member 52.

図1に戻り説明を続ける。ジョイスティック21は、ユーザの遠隔操作に従って自律移動装置1を誘導して移動させるための入力装置であり、自律移動装置3を誘導するための方向を指示する棒状のレバー22、環境地図上の設定ポイントを登録するための登録スイッチ23等を有している。ユーザは、ジョイスティック21のレバー22を操作することにより、自律移動装置3に対して移動方向を指示し、自律移動装置3を誘導することができる。また、ユーザは、自律移動装置3を誘導しつつ、所定の設定ポイント(例えば、スタート地点候補、目標通過地点候補、ゴール地点候補)に到達したときに、登録スイッチ23を押下げることにより、そのときの自己位置を設定ポイントの位置座標として登録することができる。さらにユーザは、設定ポイントの属性情報(例えば、エレベータ前、会議室前、非常階段前等)を登録するように教示することができる。なお、ジョイスティック21は、電子制御装置30と接続されており、誘導制御(方向指示)信号、及び設定ポイント登録信号を電子制御装置30に出力する。   Returning to FIG. The joystick 21 is an input device for guiding and moving the autonomous mobile device 1 according to a user's remote operation. The joystick 21 is a bar-shaped lever 22 that indicates a direction for guiding the autonomous mobile device 3, and a set point on the environmental map. For example, a registration switch 23 for registering. The user can guide the autonomous mobile device 3 by operating the lever 22 of the joystick 21 to instruct the autonomous mobile device 3 in the direction of movement. Further, when the user reaches a predetermined set point (for example, a start point candidate, a target passing point candidate, a goal point candidate) while guiding the autonomous mobile device 3, the user pushes the registration switch 23 to The self position can be registered as the position coordinates of the set point. In addition, the user can be taught to register set point attribute information (e.g., in front of an elevator, in front of a conference room, in front of an emergency staircase, etc.). The joystick 21 is connected to the electronic control unit 30 and outputs a guidance control (direction instruction) signal and a set point registration signal to the electronic control unit 30.

電子制御装置30は、自律移動装置3の制御を統合的に司るものである。電子制御装置30は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するROM、演算結果などの各種データを一時的に記憶するRAM、及び、その記憶内容が保持されるバックアップRAM等から構成されている。また、電子制御装置30は、レーザレンジファインダ20、ジョイスティック21とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインターフェイス回路、及び電動モータ12を駆動するドライバ回路等も備えている。   The electronic control device 30 controls the autonomous mobile device 3 in an integrated manner. The electronic control unit 30 includes a microprocessor that performs calculations, a ROM that stores a program for causing the microprocessor to execute each process, a RAM that temporarily stores various data such as calculation results, and a storage content thereof Backup RAM or the like. The electronic control device 30 also includes a laser range finder 20, an interface circuit that electrically connects the joystick 21 and the microprocessor, a driver circuit that drives the electric motor 12, and the like.

電子制御装置30は、据付モードを実行することによりSLAMを用いて移動経路の環境地図を作成するとともに、環境地図上の標識5及び設定ポイントの位置座標を登録する。また、電子制御装置30は、搬送モードを実行することにより、設定ポイントを例えばゴール候補として移動経路を計画するとともに、標識5を検知して自己位置を修正しつつ、計画された移動経路に沿ってスタート地点からゴール地点まで自律して移動するように電動モータ12を制御する。そのため、電子制御装置30は、局所地図作成部31、自己位置推定部32、環境地図作成部33、記憶部34、経路計画部35、走行制御部36、センサ情報取得部37、障害物回避制御部38、及び標識検知部39等を備えている。なお、これらの各部は、上述したハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構築される。   The electronic control unit 30 creates an environment map of the movement route using the SLAM by executing the installation mode, and registers the position 5 of the sign 5 and the set point on the environment map. In addition, the electronic control unit 30 executes the transfer mode to plan a movement route with the set point as a goal candidate, for example, and detects the sign 5 to correct the self-position, along the planned movement route. Then, the electric motor 12 is controlled so as to move autonomously from the start point to the goal point. Therefore, the electronic control device 30 includes a local map creation unit 31, a self-position estimation unit 32, an environment map creation unit 33, a storage unit 34, a route plan unit 35, a travel control unit 36, a sensor information acquisition unit 37, and obstacle avoidance control. Unit 38, a sign detection unit 39, and the like. Each of these units is constructed by a combination of the hardware and software described above.

局所地図作成部31は、レーザレンジファインダ20からセンサ情報取得部37を介して読み込まれた周囲の物体との角度・距離情報(検出情報)に基づいて、レーザレンジファインダ20を原点にした自機周辺(レーザレンジファインダ20の検知可能範囲内)の局所地図を作成する。すなわち、局所地図作成部31は、特許請求の範囲に記載の局所地図作成手段として機能する。   Based on the angle / distance information (detection information) with the surrounding object read from the laser range finder 20 via the sensor information acquisition unit 37, the local map creation unit 31 uses the laser range finder 20 as the origin. A local map of the periphery (within the detectable range of the laser range finder 20) is created. That is, the local map creation unit 31 functions as a local map creation means described in the claims.

標識検知部39は、レーザレンジファインダ20からセンサ情報取得部37を介して出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識5を検知する。すなわち、標識検知部39は、特許請求の範囲に記載の標識検知手段として機能する。より具体的には、標識検知部39は、図2の下段に示されるように、複数(図2では4つ)の検出情報群51aと複数(図2では3つ)の非検出情報群52aとが交互に所定回数(図2では3回)繰り返して出現し、該複数の非検出情報群52aそれぞれに含まれる非検出情報の数(鏡面反射部材52の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ)が第1の所定の範囲内であり、かつ、該複数の検出情報群51aそれぞれに含まれる検出情報の数(拡散反射部材51の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ)が第2の所定の範囲内である場合に被検出物が標識5であると判定する。   The sign detection unit 39 detects the sign 5 based on the detection information output from the laser range finder 20 via the sensor information acquisition unit 37 and the output pattern of the non-detection information. That is, the sign detection unit 39 functions as the sign detection means described in the claims. More specifically, as shown in the lower part of FIG. 2, the sign detection unit 39 includes a plurality (four in FIG. 2) of detection information groups 51a and a plurality (three in FIG. 2) of non-detection information groups 52a. Alternately appear a predetermined number of times (three times in FIG. 2), and the number of non-detection information contained in each of the plurality of non-detection information groups 52a (proportional to the width of the specular reflection member 52, and a rough width The number of pieces of detection information included in each of the plurality of detection information groups 51a (data proportional to the width of the diffuse reflection member 51 and indicating a rough width) is within the first predetermined range. When it is within the second predetermined range, it is determined that the detected object is the label 5.

なお、第1の所定の範囲は、鏡面反射部材52の水平方向の幅(長さ)等に応じて設定され、第2の所定の範囲は、拡散反射部材51の水平方向の幅等に応じて設定される。また、第1の所定の範囲及び第2の所定の範囲それぞれは、複数の検出情報群51aを構成する検出情報に含まれる物体との距離が離れているほど、狭くなるように設定される。なお、第1の所定の範囲及び第2の所定の範囲それぞれは、物体との距離に加え、該物体との角度に応じて変更されるようにしてもよい。ここで、標識検知部39は、同一の被検知物について、標識5であると複数回(例えば3回程度)判定した場合に、当該対象が標識5であると確定する。   The first predetermined range is set according to the horizontal width (length) of the specular reflection member 52, and the second predetermined range is according to the horizontal width of the diffuse reflection member 51, etc. Is set. Further, each of the first predetermined range and the second predetermined range is set to become narrower as the distance from the object included in the detection information constituting the plurality of detection information groups 51a increases. Each of the first predetermined range and the second predetermined range may be changed in accordance with the angle with the object in addition to the distance with the object. Here, the sign detection unit 39 determines that the target is the sign 5 when the same object is determined to be the sign 5 a plurality of times (for example, about three times).

ところで、標識検知部39は、複数(図2では4つ)の検出情報群51aと複数(図2では3つ)の非検出情報群52aとが交互に所定回数(図2では3回)繰り返して出現し、該複数の非検出情報群52aそれぞれに対応した非検出領域の幅(すなわち鏡面反射部材52の幅)が第5の所定の範囲内であり、かつ、該複数の検出情報群51aそれぞれに対応した検出領域の幅(すなわち拡散反射部材51の幅)が第6の所定の範囲内である場合に被検出物が標識5であると判定してもよい。なお、第5の所定の範囲は、鏡面反射部材52の水平方向の幅(長さ)に応じて設定され、第6の所定の範囲は、拡散反射部材51の水平方向の幅に応じて設定される。   By the way, the sign detection unit 39 repeats a plurality of (four in FIG. 2) detection information groups 51a and a plurality (three in FIG. 2) non-detection information groups 52a alternately a predetermined number of times (three in FIG. 2). And the width of the non-detection region corresponding to each of the plurality of non-detection information groups 52a (that is, the width of the specular reflection member 52) is within the fifth predetermined range, and the plurality of detection information groups 51a The detected object may be determined to be the marker 5 when the width of the detection region corresponding to each (that is, the width of the diffuse reflection member 51) is within the sixth predetermined range. The fifth predetermined range is set according to the horizontal width (length) of the specular reflection member 52, and the sixth predetermined range is set according to the horizontal width of the diffuse reflection member 51. Is done.

ここで、図2及び図12を併せて用いて、拡散反射部材51、鏡面反射部材52それぞれの幅(長さ)Ld,Lsの求め方について説明する。まず、拡散反射部材51の幅Ldは、検出情報群51aの両端の正常データnの検出情報、すなわち、エラーコードeから切り替わった直後の正常データnの検出情報(角度θ1・距離情報R1)、及びエラーコードeに切り替わる直前の正常データnの検出情報(角度θ2・距離情報R2)に基づいて、次式(3)から求められる。なお、「θ=θ2−θ1」である。
Ld(Ls)=√{(R1cosθ)+(R2−R2sinθ)} ・・・(3)
Here, how to obtain the widths (lengths) Ld and Ls of the diffuse reflection member 51 and the specular reflection member 52 will be described with reference to FIGS. First, the width Ld of the diffuse reflection member 51 is the detection information of the normal data n at both ends of the detection information group 51a, that is, the detection information of the normal data n immediately after switching from the error code e (angle θ1 / distance information R1), And based on detection information (angle θ2 · distance information R2) of normal data n immediately before switching to the error code e, it is obtained from the following equation (3). Note that “θ = θ2−θ1”.
Ld (Ls) = √ {(R1 cos θ) 2 + (R 2 −R 2 sin θ) 2 } (3)

また、鏡面反射部材52の幅Lsは、非検出情報群52aの両端のエラーコードeと隣り合う正常データnの検出情報、すなわち、エラーコードeに切り替わる直前の正常データnの検出情報(角度θ1・距離情報R1)、及びエラーコードeから切り替わった直後の正常データnの検出情報(角度θ2・距離情報R2)に基づいて、上式(3)により求められる。   The width Ls of the specular reflection member 52 is the detection information of the normal data n adjacent to the error code e at both ends of the non-detection information group 52a, that is, the detection information (angle θ1) of the normal data n immediately before switching to the error code e. Based on the distance information R1) and the detection information (angle θ2 and distance information R2) of the normal data n immediately after switching from the error code e, it is obtained by the above equation (3).

自己位置推定部32は、各エンコーダ16から読み込まれた各電動モータ12の回転角度に応じて算出された自機の移動量を考慮して、環境地図の座標系(絶対座標系)に座標変換した局所地図と、環境地図とを照合し、その結果に基づいて自己位置を推定する。すなわち、自己位置推定部32は、特許請求の範囲に記載の自己位置推定手段として機能する。また、自己位置推定部32は、ジョイスティック21(登録スイッチ23)から設定ポイント登録信号が入力されたときに、そのときの自己位置を環境地図上の設定ポイントの位置座標として記憶部34に登録する。   The self-position estimation unit 32 performs coordinate conversion to the coordinate system (absolute coordinate system) of the environmental map in consideration of the movement amount of the own machine calculated according to the rotation angle of each electric motor 12 read from each encoder 16. The local map is compared with the environmental map, and the self-location is estimated based on the result. That is, the self-position estimating unit 32 functions as self-position estimating means described in the claims. Further, when a set point registration signal is input from the joystick 21 (registration switch 23), the self position estimating unit 32 registers the self position at that time in the storage unit 34 as the position coordinates of the set point on the environment map. .

さらに、自己位置推定部32は、搬送モードにおいて、標識検知部39により標識5が検知された場合に、記憶部34に記憶されている環境地図上の標識5の位置に基づいて、推定した自己位置を修正する。   Furthermore, the self-position estimation unit 32 estimates the self-position estimated based on the position of the sign 5 on the environmental map stored in the storage unit 34 when the sign 5 is detected by the sign detection unit 39 in the transport mode. Correct the position.

環境地図作成部33は、誘導移動時(据付モード実行時)に、SLAMを利用して、移動空間(領域)の環境地図を作成する。環境地図は、自律移動装置3の移動領域のグリッドマップであり、壁面等の固定物(物体)の位置が記録されている。ここで、グリッドマップは、水平面を所定の大きさ(例えば1cm×1cm)のセル(以下「単位グリッド」又は単に「グリッド」という)で分割した平面からからなる地図であり、単位グリッド毎に物体があるか否かを示す物体存在確率情報が与えられている。   The environment map creation unit 33 creates an environment map of the movement space (area) using SLAM during guided movement (when the installation mode is executed). The environment map is a grid map of the movement area of the autonomous mobile device 3, and records the position of a fixed object (object) such as a wall surface. Here, the grid map is a map composed of planes obtained by dividing a horizontal plane with cells of a predetermined size (for example, 1 cm × 1 cm) (hereinafter referred to as “unit grid” or simply “grid”). Object existence probability information indicating whether or not there is present is given.

ここで、環境地図の作成方法をより具体的に説明すると、環境地図作成部33は、まず、局所地図作成部31から局所地図を取得するとともに、自己位置推定部32から環境地図上の自己位置を取得する。次に、環境地図作成部33は、レーザレンジファインダ20を原点にした局所地図を、環境地図上の自己位置に基づいて、レーザレンジファインダ20を原点にした座標系を自己位置をもとに環境地図の座標系(以下「絶対座標系」という)に座標変換することにより、局所地図(以下、座標変換された局所地図を「局所地図@絶対座標系」という)を環境地図に投影する。そして、環境地図作成部33は、自律移動装置3が誘導されて移動している間中この処理を繰り返して実行し、局所地図@絶対座標系を環境地図に順次足し込んで行く(継ぎ足してゆく)ことにより移動空間(領域)全体の環境地図を作成する。なお、環境地図作成部33は、自律移動時(搬送モード実行時)には、環境地図の作成・更新を停止する。   Here, the creation method of the environment map will be described in more detail. First, the environment map creation unit 33 acquires a local map from the local map creation unit 31 and self-position on the environment map from the self-position estimation unit 32. To get. Next, the environment map creation unit 33 creates a local map with the laser range finder 20 as the origin based on the self-position on the environment map based on the self-position and the coordinate system with the laser range finder 20 as the origin. By performing coordinate conversion into a map coordinate system (hereinafter referred to as “absolute coordinate system”), a local map (hereinafter referred to as “local map @ absolute coordinate system”) is projected onto the environment map. Then, the environment map creation unit 33 repeatedly executes this process while the autonomous mobile device 3 is guided and moved, and sequentially adds the local map @ absolute coordinate system to the environment map (adds it). ) To create an environment map of the entire moving space (area). Note that the environment map creation unit 33 stops the creation / update of the environment map during autonomous movement (when the transport mode is executed).

記憶部34は、例えば、上述したバックアップRAM等で構成されており、環境地図作成部33により作成された移動経路(領域)の障害物の配置を示した環境地図を記憶する。また、記憶部34は、設定ポイントの位置座標、及び後述する経路計画部35で計画される移動経路情報等を記憶する記憶領域を有しており、これらの情報も記憶する。また、記憶部34は、該移動経路に設置された標識5の環境地図上の配置を記憶する。その際に、記憶部34は、標識5の環境地図上の配置を環境地図とは異なるレイヤーに記憶する。さらに、記憶部34は、標識5の配置に加え、被検出物体が標識5か否かを判定するためのデータ、すなわち、上述した、レーザレンジファインダ20の出力パターン、及び検出情報並びに非検出情報それぞれの連続数(第1の所定の範囲、第2の所定の範囲)も記憶している。すなわち、記憶部34は、特許請求の範囲に記載の記憶手段として機能する。なお、記憶部34は、SRAMやEEPROM等であってもよい。   The storage unit 34 includes, for example, the above-described backup RAM and the like, and stores an environment map showing the arrangement of obstacles on the movement route (area) created by the environment map creation unit 33. In addition, the storage unit 34 has a storage area for storing the position coordinates of the set points, movement route information planned by the route planning unit 35 described later, and the like. In addition, the storage unit 34 stores the arrangement of the sign 5 installed on the movement route on the environment map. In that case, the memory | storage part 34 memorize | stores arrangement | positioning on the environmental map of the label | marker 5 in a different layer from an environmental map. Furthermore, in addition to the arrangement of the sign 5, the storage unit 34 is data for determining whether or not the detected object is the sign 5, that is, the output pattern of the laser range finder 20, the detection information, and the non-detection information described above. Each consecutive number (first predetermined range, second predetermined range) is also stored. That is, the storage unit 34 functions as a storage unit described in the claims. Note that the storage unit 34 may be an SRAM, an EEPROM, or the like.

経路計画部35は、自機の自己位置とユーザが選択した設定ポイント(記憶部34に記憶されている環境地図上の設定ポイント(例えば、スタート地点、目標通過地点、ゴール地点))間を接続することにより自律移動装置3の移動経路を計画する。なお、設定ポイントをゴール地点として移動経路を計画する場合、自己位置が把握できているため、必ずしも設定ポイント同士を接続する必要はない。より詳細には、経路計画部35は、例えば、まず、環境地図に含まれる障害物領域の輪郭を、Minkowski和を利用して、自機の半径だけ拡張して拡張障害物領域を作成し、該拡張障害物領域を除く領域を、障害物と接触することなく移動することができる移動可能領域として抽出する。次に、経路計画部35は、Hilditchの細線化法を利用して、抽出した移動可能領域を細線化する。そして、経路計画部35は、細線化された移動可能領域の中から、A*アルゴリズム(Aスター・アルゴリズム)を利用して、設定ポイント(スタート地点、目標通過地点、ゴール地点)間をつなぐ最短経路を探索することにより移動経路を計画する。   The route plan unit 35 connects between the own position of the own device and a set point selected by the user (a set point on the environmental map stored in the storage unit 34 (for example, a start point, a target passing point, a goal point)). By doing so, the movement route of the autonomous mobile device 3 is planned. Note that when planning a travel route with a set point as a goal point, it is not always necessary to connect the set points because the self-position is known. More specifically, for example, the route planning unit 35 first creates an extended obstacle region by expanding the outline of the obstacle region included in the environment map by using the Minkowski sum by the radius of the own device, A region excluding the extended obstacle region is extracted as a movable region that can move without contacting the obstacle. Next, the path planning unit 35 thins the extracted movable region using the thinning method of Hilitch. Then, the route planning unit 35 uses the A * algorithm (A star algorithm) from the thinned movable area to connect the set points (start point, target passage point, goal point) to the shortest. Plan travel routes by searching for routes.

走行制御部36は、据付モード実行時に、ジョイスティック21(レバー22)から入力される誘導制御(方向指示)信号(すなわちユーザの操作)に従って自律移動装置3が移動する(誘導される)ように電動モータ12を駆動する。一方、走行制御部36は、搬送モード実行時に、障害物を回避しながら計画された移動経路に沿って自機をゴール地点まで自律移動させるように電動モータ12を制御する。   The travel control unit 36 is electrically driven so that the autonomous mobile device 3 moves (guides) in accordance with a guidance control (direction instruction) signal (that is, user operation) input from the joystick 21 (lever 22) when the installation mode is executed. The motor 12 is driven. On the other hand, the traveling control unit 36 controls the electric motor 12 so as to autonomously move the aircraft to the goal point along the planned movement route while avoiding an obstacle when the conveyance mode is executed.

ここで、本実施形態では、搬送モード実行時に、障害物を回避しながら移動経路に沿って自機をゴール地点まで自律移動させる制御方法として仮想ポテンシャル法を採用した。この仮想ポテンシャル法は、ゴール地点に対する仮想的な引力ポテンシャル場と、回避すべき障害物に対する仮想的な斥力ポテンシャル場とを作成して重ね合わせることで、障害物との接触を回避しつつゴール地点へ向かう方法である。より具体的には、走行制御部36は、まず、自己位置に基づいてゴール地点へ向かうための仮想引力を計算する。一方、障害物回避制御部38により、自己位置、移動速度、及び障害物の位置並びに速度に基づいて、障害物を回避するための仮想斥力が算出される。続いて、走行制御部36は、得られた仮想引力と、仮想斥力とをベクトル合成することにより仮想力ベクトルを計算する。そして、走行制御部36は、得られた仮想力ベクトルに応じて電動モータ12(オムニホイール13)を駆動することにより、障害物を回避しつつゴール地点へ移動するように自機の走行をコントロールする。   Here, in the present embodiment, the virtual potential method is employed as a control method for autonomously moving the aircraft to the goal point along the movement path while avoiding an obstacle when the transfer mode is executed. This virtual potential method creates and superimposes a virtual attractive potential field for the goal point and a virtual repulsive potential field for the obstacle to be avoided, thereby avoiding contact with the obstacle. The way to head. More specifically, the traveling control unit 36 first calculates a virtual attractive force for heading to the goal point based on the self position. On the other hand, the obstacle avoidance control unit 38 calculates a virtual repulsive force for avoiding the obstacle based on the self position, the moving speed, and the position and speed of the obstacle. Subsequently, the traveling control unit 36 calculates a virtual force vector by vector combining the obtained virtual attractive force and the virtual repulsive force. Then, the traveling control unit 36 drives the electric motor 12 (omni wheel 13) according to the obtained virtual force vector, thereby controlling the traveling of the aircraft so as to move to the goal point while avoiding the obstacle. To do.

次に、図5〜図8を併せて用いて自律移動装置3の動作について説明する。図5は、自律移動装置3による据付処理(据付モード)の処理手順を示すフローチャートであり、図6は、据付処理に含まれる標識環境地図(マーカグローバルマップ)作成処理の処理手順を示すフローチャートである。図7は、自律移動装置3による搬送処理(搬送モード)の処理手順を示すフローチャートであり、図8は、搬送処理に含まれる標識(マーカ)5による自己位置推定処理の処理手順を示すフローチャートである。図5〜図8に示される各処理は、主として電子制御装置30によって行われるものであり、ユーザからの操作によって起動され、実行される。なお、図5,6に示される据付処理は、図7,8に示される搬送処理に先立って実行される。   Next, the operation of the autonomous mobile device 3 will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of installation processing (installation mode) by the autonomous mobile device 3, and FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of sign environment map (marker global map) creation processing included in the installation processing. is there. FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of a transport process (transport mode) by the autonomous mobile device 3, and FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of a self-position estimation process by a marker (marker) 5 included in the transport process. is there. Each process shown in FIGS. 5 to 8 is mainly performed by the electronic control unit 30 and is activated and executed by an operation from the user. The installation process shown in FIGS. 5 and 6 is executed prior to the conveyance process shown in FIGS.

始めに、図5,6に示される据付処理(据付モード)の処理手順について説明する。ステップS100では、標識(マーカ)5の環境地図上の座標(マーカグローバル座標)を格納するマーカマップファイルの作成処理等を含むイニシャル処理が実行される。   First, the processing procedure of the installation process (installation mode) shown in FIGS. In step S100, an initial process including a process for creating a marker map file for storing the coordinates (marker global coordinates) of the marker (marker) 5 on the environment map is executed.

次に、ステップS102では、レーザレンジファインダ20により取得された検出情報、すなわち周囲の物体との角度・距離情報、並びに非検出情報、及びエンコーダ16により検出された各電動モータ12の回転角度が読み込まれる。   Next, in step S102, the detection information acquired by the laser range finder 20, that is, the angle / distance information with respect to surrounding objects, the non-detection information, and the rotation angle of each electric motor 12 detected by the encoder 16 are read. It is.

続くステップS104では、ステップS102で読み込まれた周囲の物体との角度・距離情報に基づいてレーザレンジファインダ20を原点とする局所地図(ローカルマップ)が生成されるとともに、各電動モータ12の回転角度に基づいて自機の移動量が演算される。   In the subsequent step S104, a local map (local map) having the laser range finder 20 as the origin is generated based on the angle / distance information with the surrounding object read in step S102, and the rotation angle of each electric motor 12 is determined. The amount of movement of the aircraft is calculated based on the above.

ステップS106では、ステップS104において生成された局所地図(ローカルマップ)及び自機の移動量から、ベイズフィルタを用いて確率的に自己位置が推定される。また、ステップS106では、レーザレンジファインダ20から読み込まれた検出情報(正常データn)と非検出情報(エラーコードe)の並び順に基づいて、標識5が抽出される。さらに、ステップS106では、レーザレンジファインダ20を原点とした座標系における標識5の座標(マーカローカル座標)が算出される。   In step S106, the self-position is probabilistically estimated using the Bayes filter from the local map (local map) generated in step S104 and the movement amount of the own device. In step S106, the marker 5 is extracted based on the arrangement order of the detection information (normal data n) and the non-detection information (error code e) read from the laser range finder 20. Further, in step S106, the coordinates of the marker 5 (marker local coordinates) in the coordinate system with the laser range finder 20 as the origin are calculated.

続いて、ステップS108では、ステップS104で生成されたローカルマップが、レーザレンジファインダ20を原点にした座標系からグローバルマップの座標系に自己位置にあわせて座標変換され、グローバルマップに投影されることにより、周囲環境全体のグローバルマップが生成又は更新される。また、ステップS108では、標識5の環境地図上の座標(マーカグローバル座標)を保持するマーカグローバルマップの更新処理が実行される。ここで、このマーカグローバルマップの更新処理について、図6を参照しつつ説明する。   Subsequently, in step S108, the local map generated in step S104 is coordinate-transformed from the coordinate system with the laser range finder 20 as the origin to the coordinate system of the global map according to its own position, and projected onto the global map. Thus, a global map of the entire surrounding environment is generated or updated. In step S108, a marker global map update process that holds coordinates (marker global coordinates) of the sign 5 on the environment map is executed. Here, the update process of the marker global map will be described with reference to FIG.

ステップS1080では、マーカローカルマップの作成(すなわちマーカローカル座標の算出)ができたか否かについての判断が行われる。ここで、マーカローカルマップの作成ができなかった場合には、図5のステップS110に処理が移行する。一方、マーカローカルマップの作成ができたときには、ステップS1082に処理が移行する。   In step S1080, a determination is made as to whether or not a marker local map has been created (that is, marker local coordinates have been calculated). If the marker local map cannot be created, the process proceeds to step S110 in FIG. On the other hand, when the marker local map has been created, the process proceeds to step S1082.

ステップS1082では、マーカグローバルマップの座標計算が行われる。すなわち、マーカローカルマップ座標と自己位置座標とから、マーカグローバル座標が算出される。   In step S1082, the coordinate calculation of the marker global map is performed. That is, the marker global coordinates are calculated from the marker local map coordinates and the self position coordinates.

続いて、ステップS1084では、標識(マーカ)検索が行われる。すなわち、算出されたマーカグローバル座標と、既に登録済みのマーカグローバル座標とが比較され、近くに標識5があるか否かが検索される。そして、標識5がある場合には、最も近くの標識5のマーカIDが取得される。   Subsequently, in step S1084, a marker (marker) search is performed. That is, the calculated marker global coordinates and the already registered marker global coordinates are compared, and it is searched whether there is a marker 5 nearby. When there is a sign 5, the marker ID of the nearest sign 5 is acquired.

続くステップS1086では、ステップS1084での標識(マーカ)検索結果に基づいて、近くに標識5が有るか否かについての判断が行われる。ここで、近くに標識5がない場合には、ステップS1088に処理が移行する。一方、近くに標識5がある場合にはステップS1090に処理が移行する。   In subsequent step S1086, a determination is made as to whether or not there is a marker 5 nearby based on the marker (marker) search result in step S1084. If there is no sign 5 nearby, the process proceeds to step S1088. On the other hand, if there is a sign 5 nearby, the process proceeds to step S1090.

ステップS1088では、検出された標識5がマーカ座標格納領域に新規に登録される。その後、図5のステップS110に処理が移行する。   In step S1088, the detected marker 5 is newly registered in the marker coordinate storage area. Thereafter, the process proceeds to step S110 in FIG.

一方、ステップS1090では、検出された標識5が、既に登録されている標識5と統合される。ここで、標識5の統合は、双方のマーカグローバル座標を加算し、加算回数で除算(平均処理)することにより行われる。その後、図5に示されるステップS110に処理が移行する。   On the other hand, in step S1090, the detected sign 5 is integrated with the already registered sign 5. Here, the integration of the markers 5 is performed by adding both the marker global coordinates and dividing (average processing) by the number of additions. Thereafter, the process proceeds to step S110 shown in FIG.

図5に戻り、ステップS110では、ユーザからの環境地図作成終了指示が受け付けられたか否かについての判断が行われる。ここで、環境地図作成終了指示が受け付けられていない場合には、ステップS102に処理が移行し、環境地図作成終了指示が受け付けられるまで、上述したステップS102〜ステップS108の処理が繰り返し実行される。一方、環境地図作成終了指示が受け付けられたときには、ステップS112において、作成された環境地図等が記憶され、据付処理が終了する。   Returning to FIG. 5, in step S <b> 110, a determination is made as to whether an environment map creation end instruction from the user has been accepted. If the environment map creation end instruction has not been received, the process proceeds to step S102, and the above-described steps S102 to S108 are repeatedly executed until the environment map creation end instruction is received. On the other hand, when an environment map creation end instruction is accepted, the created environment map or the like is stored in step S112, and the installation process ends.

続いて、自律移動装置3による搬送処理(自律移動装置3が自律的に障害物を避けながら目的地まで移動する搬送モード)の処理手順について説明する。ステップS200では、標識(マーカ)5の環境地図上の座標(マーカグローバル座標)が格納されたマーカマップファイルのロード処理を含むイニシャル処理(初期化処理)が実行される。   Next, the processing procedure of the transport process (the transport mode in which the autonomous mobile device 3 moves to the destination while autonomously avoiding an obstacle) by the autonomous mobile device 3 will be described. In step S200, initial processing (initialization processing) including loading processing of a marker map file in which coordinates (marker global coordinates) on the environment map of the marker (marker) 5 are stored is executed.

次に、ステップS202では、レーザレンジファインダ20により取得された検出情報、すなわち周囲の物体との角度・距離情報、並びに非検出情報、及びエンコーダ16により検出された各電動モータ12の回転角度が読み込まれる。   Next, in step S202, the detection information acquired by the laser range finder 20, that is, the angle / distance information with respect to surrounding objects, the non-detection information, and the rotation angle of each electric motor 12 detected by the encoder 16 are read. It is.

続くステップS204では、ステップS202で読み込まれた周囲の物体との角度・距離情報に基づいてレーザレンジファインダ20を原点とするローカルマップが生成されるとともに、各電動モータ12の回転角度に基づいて自機の移動量が演算される。   In the subsequent step S204, a local map with the laser range finder 20 as the origin is generated based on the angle / distance information with the surrounding object read in step S202, and the local map is automatically generated based on the rotation angle of each electric motor 12. The amount of movement of the machine is calculated.

ステップS206では、ステップS204において生成されたローカルマップ及び自機の移動量から、ベイズフィルタを用いて確率的に自己位置が推定される。また、ステップS206では、レーザレンジファインダ20から読み込まれた検出情報(正常データn)と非検出情報(エラーコードe)の並び順に基づいて、標識5が抽出される。さらに、ステップS206では、レーザレンジファインダ20を原点とした座標系における標識5の座標(マーカローカル座標)が算出される。そして、ステップS206では、レーザレンジファインダ20の出力データから算出されたマーカローカルマップと自己位置近傍にある標識5のグローバル座標(マーカグローバル座標)に基づいて自己位置が修正される。ここで、この標識5による自己位置修正処理について、図8を参照しつつ説明する。   In step S206, the self-position is probabilistically estimated using the Bayes filter from the local map generated in step S204 and the movement amount of the own device. In step S206, the marker 5 is extracted based on the order of detection information (normal data n) and non-detection information (error code e) read from the laser range finder 20. Further, in step S206, the coordinates of the marker 5 (marker local coordinates) in the coordinate system with the laser range finder 20 as the origin are calculated. In step S206, the self position is corrected based on the marker local map calculated from the output data of the laser range finder 20 and the global coordinates (marker global coordinates) of the marker 5 near the self position. Here, the self-position correcting process by the marker 5 will be described with reference to FIG.

ステップS2060では、マーカグローバル座標とマーカローカル座標とから求められた自己位置(自己位置補正情報)の加算回数が所定回数M(例えば3回)以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、自己位置補正情報の加算回数が所定回数M以上である場合には、ステップS2062に処理が移行する。一方、自己位置補正情報の加算回数が所定回数M未満のときには、ステップS2066に処理が移行する。   In step S2060, it is determined whether or not the number of additions of the self-position (self-position correction information) obtained from the marker global coordinates and the marker local coordinates is equal to or greater than a predetermined number M (for example, 3 times). If the number of additions of the self-position correction information is equal to or greater than the predetermined number M, the process proceeds to step S2062. On the other hand, when the number of additions of the self-position correction information is less than the predetermined number M, the process proceeds to step S2066.

ステップS2062では、加算された自己位置補正情報の平均値が算出され、自己位置補正情報が反映される(すなわち自己位置が修正される)。そして、ステップS2064において、自己位置補正情報がクリアされた後、図7のステップS208に処理が移行する。   In step S2062, the average value of the added self-position correction information is calculated, and the self-position correction information is reflected (that is, the self-position is corrected). Then, after the self-position correction information is cleared in step S2064, the process proceeds to step S208 in FIG.

一方、ステップS2066では、標識(マーカ)検索が行われる。すなわち、近くに標識5があるか否かが検索され、標識5がある場合には、最も近くの標識5のマーカIDが取得される。   On the other hand, in step S2066, a marker (marker) search is performed. That is, it is searched whether or not there is a sign 5 nearby. If there is a sign 5, the marker ID of the nearest sign 5 is acquired.

ステップS2068では、ステップS2066の検索結果に基づいて、近くに標識5が有るか否かについての判断が行われる。ここで、近くに標識5がない場合には、ステップS2064において、自己位置補正情報がクリアされた後、図7のステップS208に処理が移行する。一方、近くに標識5がある場合にはステップS2070に処理が移行する。   In step S2068, based on the search result in step S2066, a determination is made as to whether or not there is a sign 5 nearby. If there is no sign 5 nearby, the self-position correction information is cleared in step S2064, and then the process proceeds to step S208 in FIG. On the other hand, if there is a sign 5 nearby, the process proceeds to step S2070.

ステップS2070では、マーカローカルマップの作成(すなわちマーカローカル座標の算出)ができたか否かについての判断が行われる。ここで、マーカローカルマップの作成ができなかった場合には、図7のステップS208に処理が移行する。一方、マーカローカルマップの作成ができたときには、ステップS2072に処理が移行する。   In step S2070, a determination is made as to whether or not a marker local map has been created (that is, marker local coordinates have been calculated). If the marker local map cannot be created, the process proceeds to step S208 in FIG. On the other hand, when the marker local map has been created, the process proceeds to step S2072.

ステップS2072では、自己位置の座標計算が行われる。すなわち、マーカローカル座標とマーカグローバル座標とから、レーザレンジファインダ20を中心とする自己位置補正情報が算出される。   In step S2072, self-position coordinate calculation is performed. That is, self-position correction information centered on the laser range finder 20 is calculated from the marker local coordinates and the marker global coordinates.

続いて、ステップS2074では、ステップS2072で求められた自己位置補正情報が加算されるとともに、自己位置補正加算回数がインクリメントされる。その後、図7のステップS210に処理が移行する。   Subsequently, in step S2074, the self-position correction information obtained in step S2072 is added and the number of self-position correction additions is incremented. Thereafter, the process proceeds to step S210 in FIG.

図7に戻り、ステップS210では、自機がゴール地点に到着したか否かについての判断が行われる。ここで、自機がゴール地点に到着していない場合には、ステップS202に処理が移行し、ゴール地点に到着するまで、上述したステップS202〜ステップS208の処理が繰り返し実行される。一方、自機がゴール地点に到着したときには、ステップS212において終了処理が実行された後、搬送処理が終了する。   Returning to FIG. 7, in step S210, a determination is made as to whether or not the aircraft has arrived at the goal point. Here, when the own aircraft has not arrived at the goal point, the process proceeds to step S202, and the above-described processes of step S202 to step S208 are repeatedly executed until the arrival at the goal point. On the other hand, when the own aircraft arrives at the goal point, after the end process is executed in step S212, the transport process ends.

ここで、標識5を検知するとともに、検知した標識5の配置に基づいて自己位置を修正できることを確認するため、自律移動装置3の初期位置(スタート位置)をずらしてゴール位置まで自律移動させる実験を行った。ここで、本実施形態に係る自律移動システム1の効果を確認するために用いた移動経路を図9に示す。図9に示されるように、標識5を、通路100の曲がり角110の手前2mの位置に1つ設置した。また、据付時に登録した基準スタート位置200は、標識5より10m手前(曲がり角110から12m手前)に設定した。さらに、ゴール位置210は、通路100(曲がり角110)を左に曲がって左前方4mの位置に設定した。   Here, in order to detect the sign 5 and confirm that the self position can be corrected based on the arrangement of the detected sign 5, the experiment is performed to move the initial position (start position) of the autonomous mobile device 3 to the goal position autonomously. Went. Here, the movement path | route used in order to confirm the effect of the autonomous mobile system 1 which concerns on this embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 9, one sign 5 is installed at a position 2 m before the corner 110 of the passage 100. The reference start position 200 registered at the time of installation was set 10 m before the sign 5 (between the corner 110 and 12 m). Furthermore, the goal position 210 was set to a position 4 m left ahead by turning left on the passage 100 (a corner 110).

そして、スタート位置を、据付時に登録した基準スタート位置200に対して、±2000mm、±500mmずらし、標識5が設置されている場合と、設置されていない場合とについて、自律移動装置3がゴール位置210にたどり着いたと判断して停止した位置のゴール位置210に対する誤差を測定した。   Then, the autonomous mobile device 3 moves the start position between the reference start position 200 registered at the time of installation by ± 2000 mm and ± 500 mm, and the autonomous mobile device 3 determines whether the sign 5 is installed or not. The error with respect to the goal position 210 at the position where it was determined that it reached 210 and stopped was measured.

まず、スタート位置を±2000mmずらした場合の実験結果について説明する。
(1)スタート位置(x,y)を(2000,0)mmにずらした場合、標識5が有るときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(5,0)mmとなった。
(2)スタート位置(x,y)を(2000,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(2200,−20)mmとなった。
(3)スタート位置(x,y)を(−2000,0)mmにずらした場合、標識5が有るときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(−10,−40)mmとなった。
(4)スタート位置(x,y)を(−2000,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210まで到達することができなかった。
上記実験結果から、標識5が設置されている場合には、該標識5を検知するとともに、標識5が無いときには修正できない大きなずれを修正できることが確認された。
First, experimental results when the start position is shifted by ± 2000 mm will be described.
(1) When the start position (x, y) is shifted to (2000, 0) mm, the error (x, y) with respect to the goal position 210 is (5, 0) mm when the marker 5 is present.
(2) When the start position (x, y) is shifted to (2000, 0) mm, the error (x, y) with respect to the goal position 210 is (2200, −20) mm when there is no sign 5. .
(3) When the start position (x, y) is shifted to (−2000, 0) mm, and the sign 5 is present, the error (x, y) with respect to the goal position 210 is (−10, −40) mm. became.
(4) When the start position (x, y) was shifted to (−2000, 0) mm, the goal position 210 could not be reached when there was no sign 5.
From the above experimental results, it was confirmed that when the sign 5 is installed, the sign 5 is detected and a large deviation that cannot be corrected when the sign 5 is not present can be corrected.

次に、スタート位置を±500mmずらした場合の実験結果について説明する。
(1)スタート位置(x,y)を(500,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(−15,−10)mmとなった。
(2)スタート位置(x,y)を(−500,0)mmにずらした場合、標識5が無いときには、ゴール位置210に対する誤差(x,y)は、(−15,0)mmとなった。
Next, experimental results when the start position is shifted by ± 500 mm will be described.
(1) When the start position (x, y) is shifted to (500, 0) mm, the error (x, y) with respect to the goal position 210 is (−15, −10) mm when there is no sign 5. It was.
(2) When the start position (x, y) is shifted to (−500, 0) mm, the error (x, y) with respect to the goal position 210 is (−15, 0) mm when there is no sign 5. It was.

上記実験結果から、±500mm以下のずれは、標識5が無くても、デッドレコニングとSLAMにより修正可能であることが確認された。デッドレコニングによる累積誤差が500mmを超えるまでに標識5を検知することができれば、SLAMで自己位置を修正できる。よって、デッドレコニングの誤差を例えば2%とした場合には、累積誤差が500mmを超える25mまでは標識5が不要となる。   From the above experimental results, it was confirmed that a deviation of ± 500 mm or less can be corrected by dead reckoning and SLAM even without the marker 5. If the marker 5 can be detected before the accumulated error due to dead reckoning exceeds 500 mm, the self-position can be corrected by SLAM. Therefore, when the error of dead reckoning is set to 2%, for example, the marker 5 is not required until the accumulated error exceeds 25 mm and is 25 m.

本実施形態に係る自律移動装置3によれば、検出情報(正常データn)と非検出情報(エラーコードe)の出力パターンに基づいて、標識5が検知される。より詳細には、複数の検出情報群51aと複数の非検出情報群52aとが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群52aそれぞれに含まれる非検出情報数が第1の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群51aそれぞれに含まれる検出情報数が第2の所定の範囲内である場合に標識5であると判定される。すなわち、一定数の連続する検出情報と一定数の連続する非検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識5であると判定される。よって、例えば、ガラス張り(又は鏡張り)の通路等に標識5を配設した場合であっても、該標識5を検知することができる。また、標識5を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識5の設置自由度が高く、標識5がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識5を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile device 3 according to the present embodiment, the sign 5 is detected based on the output patterns of detection information (normal data n) and non-detection information (error code e). More specifically, the plurality of detection information groups 51a and the plurality of non-detection information groups 52a appear alternately repeatedly a predetermined number of times, and the number of non-detection information included in each of the plurality of non-detection information groups 52a is the first predetermined number. And the number of pieces of detection information included in each of the plurality of detection information groups 51a is within the second predetermined range, it is determined that the marker 5 is present. That is, it is determined that the detected object is the label 5 when a unique output pattern is obtained in which a certain number of continuous detection information and a certain number of continuous non-detection information appear repeatedly. Therefore, for example, even when the sign 5 is disposed in a glass-clad (or mirror-lined) passage or the like, the sign 5 can be detected. Further, the sign 5 can be clearly distinguished and recognized from, for example, a group of mirrors attached to a wall or an uneven wall. As a result, the degree of freedom of installation of the sign 5 is high, and it is possible to reliably determine and detect the sign 5 installed on the movement route, regardless of the environment in which the sign 5 is installed, and to autonomously accurately It is possible to move.

本実施形態に係る自律移動装置3によれば、検出情報(正常データn)に含まれる距離が遠いほど、すなわち、自機と標識5との距離が遠いほど、第1の所定の範囲が狭く設定される。そのため、標識5の誤検知を低減することが可能となる。   According to the autonomous mobile device 3 according to the present embodiment, the first predetermined range becomes narrower as the distance included in the detection information (normal data n) is longer, that is, as the distance between the own device and the sign 5 is longer. Is set. For this reason, it is possible to reduce false detection of the sign 5.

また、本実施形態に係る自律移動装置3によれば、複数の検出情報群51aと複数の非検出情報群52aとが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群52aそれぞれに対応する非検出領域(すなわち鏡面反射部材52の幅)の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群51aそれぞれに対応する検出領域の幅(すなわち拡散反射部材51の幅)が第6の所定の範囲内である場合に標識5であると判定することもできる。すなわち、一定幅の検出領域と一定幅の非検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識5であると判定される。よって、この場合にも、標識5の設置自由度が高く、標識5がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識5を確実に判別して検知することが可能となる。   Moreover, according to the autonomous mobile device 3 according to the present embodiment, the plurality of detection information groups 51a and the plurality of non-detection information groups 52a alternately appear a predetermined number of times, and correspond to each of the plurality of non-detection information groups 52a. The width of the non-detection area (that is, the width of the specular reflection member 52) is within the fifth predetermined range, and the width of the detection area corresponding to each of the plurality of detection information groups 51a (that is, the width of the diffuse reflection member 51). ) Is within the sixth predetermined range, it can also be determined that it is the sign 5. That is, it is determined that the detected object is the marker 5 when a unique output pattern in which a detection area with a constant width and a non-detection area with a constant width appear repeatedly is obtained. Therefore, in this case as well, the degree of freedom of installation of the sign 5 is high, and the sign 5 installed on the movement path is reliably determined and detected no matter what environment the movement path of the sign 5 is installed. Is possible.

本実施形態に係る自律移動装置3によれば、センサとしてレーザレンジファインダ20を用いることにより、周囲に存在する物体との角度及び距離を高精度かつ高速に測定することができる。   According to the autonomous mobile device 3 according to the present embodiment, by using the laser range finder 20 as a sensor, it is possible to measure an angle and a distance with an object existing in the vicinity with high accuracy and high speed.

本実施形態に係る自律移動装置3によれば、同一の被検知物体について、標識5であると複数回判定された場合に、当該被検知物体が標識5であると確定されるため標識5の誤検知をより確実に防止することが可能となる。   According to the autonomous mobile device 3 according to the present embodiment, since it is determined that the detected object is the sign 5 when the same detected object is determined a plurality of times as the sign 5, the sign 5 It becomes possible to prevent erroneous detection more reliably.

本実施形態に係る自律移動装置3によれば、標識5の環境地図上の配置が環境地図とは異なるレイヤーに記憶される。よって、標識5の配置(設置場所)が変更された場合に、標識5の配置が記憶されたレイヤーのみを修正すればよく、環境地図自体を変更する必要がないため、標識5の配置変更に対して柔軟に対応することができるとともに、作業効率を向上させることが可能となる。   According to the autonomous mobile device 3 according to the present embodiment, the arrangement of the sign 5 on the environment map is stored in a layer different from the environment map. Therefore, when the arrangement (installation location) of the sign 5 is changed, only the layer in which the arrangement of the sign 5 is stored needs to be corrected, and it is not necessary to change the environment map itself. On the other hand, it is possible to respond flexibly and improve work efficiency.

本実施形態に係る標識5によれば、拡散反射部材51に入射したレーザは、該拡散反射部材51で拡散反射され、レーザの入射方向、すなわち、自律移動装置3のレーザレンジファインダ20の方向に戻る。一方、鏡面反射部材52に入射したレーザは、略直角に入射されない限り、自律移動装置3のレーザレンジファインダ20に戻らない。よって、複数の拡散反射部材51と、複数の鏡面反射部材52とが、自律移動装置3から出力されるレーザの走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識5を設置することにより、自律移動装置3において、一定数の連続する検出情報(正常データn)(又は一定幅の検出領域)と一定数の連続する非検出情報(エラーコードe)(又は一定幅の非検出領域)が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。   According to the sign 5 according to the present embodiment, the laser incident on the diffuse reflection member 51 is diffusely reflected by the diffuse reflection member 51 and is incident on the laser, that is, in the direction of the laser range finder 20 of the autonomous mobile device 3. Return. On the other hand, the laser incident on the specular reflection member 52 does not return to the laser range finder 20 of the autonomous mobile device 3 unless it is incident at a substantially right angle. Therefore, autonomous movement is achieved by installing the marker 5 so that the plurality of diffuse reflection members 51 and the plurality of specular reflection members 52 are alternately arranged along the scanning direction of the laser output from the autonomous mobile device 3. In the device 3, a fixed number of continuous detection information (normal data n) (or a detection area having a constant width) and a fixed number of continuous non-detection information (error code e) (or a non-detection area having a fixed width) are generated a plurality of times. It is possible to obtain a unique output pattern that appears repeatedly.

本実施形態に係る標識5によれば、鏡面反射部材52の横断面が円弧状に形成されているため、レーザが直角に近い角度で入射される場合の反射角をより大きくすることができる。よって、鏡面反射部材52に入射したレーザを、自律移動装置3のレーザレンジファインダ20により戻りにくくすることが可能となる。   According to the sign 5 according to this embodiment, since the cross section of the specular reflection member 52 is formed in an arc shape, the reflection angle when the laser is incident at an angle close to a right angle can be further increased. Therefore, the laser incident on the specular reflection member 52 can be made difficult to return by the laser range finder 20 of the autonomous mobile device 3.

本実施形態に係る自律移動システム1によれば、上記自律移動装置3、及び標識5を備えているため、上述したように、標識5の設置自由度が高く、標識5がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識5を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile system 1 according to the present embodiment, since the autonomous mobile device 3 and the sign 5 are provided, as described above, the degree of freedom of installation of the sign 5 is high, and what kind of environment the sign 5 is in Even if installed on the moving route, the sign 5 installed on the moving route can be reliably determined and detected, and autonomous movement can be performed accurately.

ところで、上述した搬送モードで自律移動を行っているときに、現実の移動環境においては、例えば、カートや該カートを運搬する人等の移動障害物が自律移動装置3と標識5との間に存在することが起こり得る。このような場合、移動障害物によって標識5が遮蔽されることにより、自律移動装置3が標識5を検知することができずに自己位置を見失うといった問題が生じるおそれがある。この問題に対処するために、経路計画部35は、環境地図のみならず標識環境地図をも参照して、標識5が設置されている通路等では、自律移動装置3が標識5の近くを通るように移動経路を設定することが好ましい。このようにすれば、自律移動装置3が標識5の近くを移動するようになるため、移動障害物が自律移動装置3と標識5との間を通行することを防止できる。よって、自律移動装置3が移動障害物によって標識5を検知できずに自己位置を見失うといった問題を解消することができる。   By the way, when autonomous movement is performed in the above-described transport mode, in an actual movement environment, for example, a moving obstacle such as a cart or a person carrying the cart is placed between the autonomous mobile device 3 and the sign 5. It can happen to exist. In such a case, the sign 5 is shielded by the moving obstacle, which may cause a problem that the autonomous mobile device 3 cannot detect the sign 5 and loses its own position. In order to cope with this problem, the route planning unit 35 refers not only to the environment map but also to the sign environment map, and the autonomous mobile device 3 passes near the sign 5 in the passage where the sign 5 is installed. It is preferable to set the movement route as described above. In this way, since the autonomous mobile device 3 moves near the sign 5, it is possible to prevent a moving obstacle from passing between the autonomous mobile device 3 and the sign 5. Therefore, the problem that the autonomous mobile device 3 cannot detect the sign 5 due to the moving obstacle and loses its own position can be solved.

また、搬送モードで自律移動装置3が標識5の設置された通路等を移動しているときに人等の移動障害物を避ける場合、走行制御部36は、自機を標識5に近づく方向に回避させることが好ましい。このようにすれば、移動中に標識5を検知できずに自己位置を見失うリスクをより低減することができる。さらに、走行制御部36は、自機が標識5の近くを移動しているときに、進行方向に移動障害物を認識した場合、自機をその場に一時停止させ、音声又は表示等の手段により、移動障害物に対して標識5の近くから離れるように指示する構成としてもよい。このようにすれば、移動中に標識5を検知できずに自己位置を見失う頻度をより小さくすることができる。   Further, when the autonomous mobile device 3 is moving in the transport mode in a passage where the sign 5 is installed, the travel control unit 36 moves the self-machine in a direction approaching the sign 5. It is preferable to avoid it. In this way, it is possible to further reduce the risk of losing sight of the self position without detecting the sign 5 during movement. Further, when the own vehicle is moving near the sign 5 and recognizes a moving obstacle in the advancing direction, the traveling control unit 36 temporarily stops the own device on the spot, and performs means such as voice or display. Thus, the moving obstacle may be instructed to move away from the vicinity of the sign 5. In this way, the frequency of losing sight of the self position without being able to detect the sign 5 during movement can be further reduced.

一方、標識5を完全には検知できなかったが、標識5の一部と思われるパターンが検知された場合、自機と移動又は固定障害物との相対位置関係によって標識5が遮蔽されていることも考えられる。そのため、このような場合には、環境地図、標識環境地図、及びレーザレンジファインダ20の検出情報等に基づいて、標識5が遮蔽されない位置を一時的な目的地として設定し、該目的地に向かう経路計画及び/又は走行制御に切り替える構成としてもよい。このようにすれば、標識5を検知できずに自己位置を見失う頻度をさらに低減することができる。   On the other hand, the sign 5 could not be completely detected, but if a pattern that seems to be a part of the sign 5 is detected, the sign 5 is shielded by the relative positional relationship between the aircraft and the moving or fixed obstacle. It is also possible. Therefore, in such a case, based on the environment map, the sign environment map, the detection information of the laser range finder 20, etc., a position where the sign 5 is not shielded is set as a temporary destination and headed to the destination. It is good also as a structure switched to route planning and / or traveling control. In this way, the frequency of losing sight of the self position without detecting the sign 5 can be further reduced.

(第2実施形態)
続いて、図10及び図11併せて用いて、第2実施形態に係る自律移動システム2、及び、該自律移動システム2を構成する自律移動装置4並びに標識(マーク)6の構成について説明する。図10は、自律移動システム2、及び、該自律移動システム2を構成する自律移動装置4の構成を示すブロック図であり、図11は標識6の構成を示す図である。なお、図10において第1実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。自律移動システム2は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置4、及び、移動経路に設置される標識6を備えて構成される。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the autonomous mobile system 2 according to the second embodiment, the autonomous mobile device 4 and the sign 6 constituting the autonomous mobile system 2 will be described using FIG. 10 and FIG. 11 together. FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the autonomous mobile system 2 and the autonomous mobile device 4 constituting the autonomous mobile system 2, and FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the sign 6. In FIG. 10, the same or equivalent components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. The autonomous mobile system 2 includes an autonomous mobile device 4 that moves autonomously along a travel route, and a sign 6 that is installed on the travel route.

自律移動装置4は、上述したレーザレンジファインダ20に代えて、受光強度を出力するレーザレンジファインダ24を備えている点で自律移動装置3と異なっている。また、自律移動装置4は、上述した電子制御装置30に代えて、電子制御装置40を備えている点で自律移動装置3と異なっている。この電子制御装置40は、上述した標識検知部39に代えて、受光強度パターンに基づいて標識を検知する標識検知部49を備えている点で電子制御装置30と異なっている。以下、これらの自律移動装置3と異なる構成要素について詳細に説明する。なお、その他の構成については、自律移動装置3と同一または同等であるので、ここでは説明を省略する。   The autonomous mobile device 4 is different from the autonomous mobile device 3 in that it includes a laser range finder 24 that outputs received light intensity instead of the laser range finder 20 described above. The autonomous mobile device 4 is different from the autonomous mobile device 3 in that an electronic control device 40 is provided instead of the electronic control device 30 described above. The electronic control device 40 is different from the electronic control device 30 in that it includes a sign detection unit 49 that detects a sign based on the received light intensity pattern instead of the sign detection unit 39 described above. Hereinafter, components different from those of the autonomous mobile device 3 will be described in detail. Since the other configuration is the same as or equivalent to that of the autonomous mobile device 3, the description thereof is omitted here.

レーザレンジファインダ24は、レーザ(検出光)を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射されたレーザ(反射光)を受光できた場合には、走査角度に対応させて、物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を出力する。すなわち、レーザレンジファインダ24も、特許請求の範囲に記載の物体検出手段として機能する。なお、その他の構成は上述したレーザレンジファインダ20と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する   The laser range finder 24 scans and emits a laser (detection light) at a predetermined angle, and when the laser (reflected light) reflected by the object can be received, Detection information including the distance and the received light intensity of the reflected light. That is, the laser range finder 24 also functions as an object detection unit described in the claims. Since other configurations are the same as those of the laser range finder 20 described above, detailed description thereof is omitted here.

ここで、本実施形態を構成する標識6について説明する。図11は、上段から順に標識6の正面図、及び、レーザレンジファインダ24の出力(受光強度)を示す。標識6は、横幅が例えば500mmの矩形の板状に形成されている。標識6は、正面視した場合に、複数(図11の例では3つ)の拡散反射部材61と、複数(図11の例では4つ)の吸光(遮光)部材62とが、交互に配置されている。   Here, the label | marker 6 which comprises this embodiment is demonstrated. FIG. 11 shows a front view of the sign 6 and an output (light reception intensity) of the laser range finder 24 in order from the top. The sign 6 is formed in a rectangular plate shape with a horizontal width of, for example, 500 mm. When the sign 6 is viewed from the front, a plurality (three in the example of FIG. 11) of diffuse reflection members 61 and a plurality of (four in the example of FIG. 11) light absorbing (shading) members 62 are alternately arranged. Has been.

拡散反射部材61及び吸光部材62は、薄板状に形成されている。標識6は、例えば、レーザレンジファインダ24のレーザの走査方向(水平方向)に沿って、拡散反射部材(領域)61と吸光部材(領域)62とが交互に並ぶように、移動経路の壁面等に設置される。   The diffuse reflection member 61 and the light absorbing member 62 are formed in a thin plate shape. For example, the marker 6 is a wall surface of a moving path such that the diffuse reflection member (region) 61 and the light absorbing member (region) 62 are alternately arranged along the laser scanning direction (horizontal direction) of the laser range finder 24. Installed.

レーザレンジファインダ24から射出されたレーザが、拡散反射部材61に入射した場合には、レーザが拡散反射されて、レーザレンジファインダ24に返る。そのため、この場合、レーザレンジファインダ24からは、高い受光強度データが出力される。一方、レーザレンジファインダ20から射出されたレーザが、吸光部材62に入射した場合には、レーザが吸収され、レーザレンジファインダ24に返る反射光の強度が低下する。そのため、このとき、レーザレンジファインダ20からは、低い受光強度データが出力される。   When the laser emitted from the laser range finder 24 enters the diffuse reflection member 61, the laser is diffusely reflected and returned to the laser range finder 24. Therefore, in this case, high received light intensity data is output from the laser range finder 24. On the other hand, when the laser emitted from the laser range finder 20 enters the light absorbing member 62, the laser is absorbed and the intensity of the reflected light returning to the laser range finder 24 is reduced. Therefore, at this time, low received light intensity data is output from the laser range finder 20.

よって、レーザレンジファインダ24からのレーザが水平方向に走査されて標識6に入射した場合、レーザレンジファインダ24からは、図11の下段に示されるように、受光強度の強弱に応じた出力パターン、すなわち、受光強度が高い複数(図11の例では3つ)の検出情報群(高強度検出情報群)と、受光強度が低い複数(図11の例では4つ)の検出情報群(低強度検出情報群)とが交互に所定回数(本実施形態(図7)の例では3回)繰り返して出現する。すなわち、拡散反射部材61、吸光部材62それぞれの幅(長さ)及び水平方向(レーザの走査方向)の配置に応じたユニークな出力パターンを得ることができる。   Therefore, when the laser from the laser range finder 24 is scanned in the horizontal direction and enters the marker 6, the laser range finder 24 outputs an output pattern corresponding to the intensity of received light as shown in the lower part of FIG. That is, a plurality (three in the example of FIG. 11) of detection information groups (high intensity detection information group) having a high light reception intensity and a plurality of detection information groups (four in the example of FIG. 11) having a low light reception intensity (low intensity). The detection information group) alternately appears a predetermined number of times (three times in the example of this embodiment (FIG. 7)). That is, it is possible to obtain a unique output pattern according to the width (length) and the horizontal direction (laser scanning direction) of each of the diffuse reflection member 61 and the light absorption member 62.

図10に戻り説明を続けると、標識検知部49は、レーザレンジファインダ24からセンサ情報取得部37を介して出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識6を検知する。すなわち、標識検知部49も、特許請求の範囲に記載の標識検知手段として機能する。より具体的には、標識検知部49は、図11の下段に示されるように、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数(図11では3つ)の検出情報からなる高強度検出情報群61aと、該受光強度が所定値よりも低い複数(図11では4つ)の検出情報からなる低強度検出情報群62aとが交互に所定回数(図11では3回)繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群61aそれぞれに含まれる検出情報数(拡散反射部材61の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ)が第3の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群62aそれぞれに含まれる検出情報数(吸光部材62の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ)が第4の所定の範囲内である場合に、被検出物が標識6であると判定する。   Returning to FIG. 10 and continuing the description, the sign detection unit 49 detects the sign 6 based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output from the laser range finder 24 via the sensor information acquisition unit 37. Is detected. That is, the sign detection unit 49 also functions as the sign detection means described in the claims. More specifically, as shown in the lower part of FIG. 11, the sign detection unit 49 uses a plurality of (three in FIG. 11) detection information whose received light intensity of reflected light included in the detection information is higher than a predetermined value. The high-intensity detection information group 61a and the low-intensity detection information group 62a composed of a plurality of (four in FIG. 11) detection information whose received light intensity is lower than a predetermined value are alternately repeated a predetermined number of times (three in FIG. 11). The number of pieces of detection information that repeatedly appears and is included in each of the plurality of high-intensity detection information groups 61a (data proportional to the width of the diffuse reflection member 61 and indicating a rough width) is within the third predetermined range, In addition, when the number of pieces of detection information included in each of the plurality of low-intensity detection information groups 62a (data indicating a rough width proportional to the width of the light-absorbing member 62) is within the fourth predetermined range, the object to be detected Is determined to be the sign 6.

なお、第3の所定の範囲は、拡散反射部材61の幅(長さ)等に応じて設定され、第4の所定の範囲は、吸光部材62の幅(長さ)等に応じて設定される。また、第3の所定の範囲及び第4の所定の範囲それぞれは、複数の高強度検出情報群61aを構成する検出情報に含まれる、物体との距離が離れているほど、狭くなるように設定される。   The third predetermined range is set according to the width (length) of the diffuse reflection member 61 and the fourth predetermined range is set according to the width (length) of the light absorbing member 62 and the like. The In addition, each of the third predetermined range and the fourth predetermined range is set so as to become narrower as the distance from the object increases in the detection information included in the plurality of high-intensity detection information groups 61a. Is done.

ところで、標識検知部49は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数(図11では3つ)の検出情報からなる高強度検出情報群61aと、該受光強度が所定値よりも低い複数(図11では4つ)の検出情報からなる低強度検出情報群62aとが交互に所定回数(図11では3回)繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群61aそれぞれに対応した高強度検出領域の幅(すなわち拡散反射部材61の幅)が第7の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群62aそれぞれに対応した低強度検出領域の幅(すなわち吸光部材62の幅)が第8の所定の範囲内である場合に被検出物が標識6であると判定してもよい。なお、第7の所定の範囲は、拡散反射部材61の水平方向の幅(長さ)に応じて設定され、第8の所定の範囲は、拡散反射部材61の水平方向の幅に応じて設定される。   By the way, the sign detection unit 49 includes a high-intensity detection information group 61a composed of a plurality of (three in FIG. 11) detection information whose received light intensity of reflected light included in the detection information is higher than a predetermined value, and the received light intensity is predetermined. A plurality of low-intensity detection information groups 62a composed of detection information (four in FIG. 11) lower than the value alternately appear a predetermined number of times (three times in FIG. 11), and the plurality of high-intensity detection information groups 61a The width of the high-intensity detection region corresponding to each (that is, the width of the diffuse reflection member 61) is within the seventh predetermined range, and the width of the low-intensity detection region corresponding to each of the plurality of low-intensity detection information groups 62a If the (that is, the width of the light absorbing member 62) is within the eighth predetermined range, it may be determined that the detected object is the label 6. The seventh predetermined range is set according to the horizontal width (length) of the diffuse reflection member 61, and the eighth predetermined range is set according to the horizontal width of the diffuse reflection member 61. Is done.

なお、拡散反射部材61及び吸光部材62それぞれの幅は、上述した、拡散反射部材51、鏡面反射部材52の幅と同様の考え方で求めることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。   In addition, since the width | variety of each of the diffuse reflection member 61 and the light absorption member 62 can be calculated | required with the view similar to the width | variety of the diffuse reflection member 51 mentioned above and the specular reflection member 52, detailed description is abbreviate | omitted here.

自律移動装置4の動作については、標識6の検知処理(上述したステップS104及びS204)のみが異なる。その他の処理は、上述した自律移動装置3における処理と同一又は同様であるので、ここでは、詳細な説明を省略する。また、図6の検知方法(処理)は、上述した通りであるので、ここでは、重複する説明を省略する。   The operation of the autonomous mobile device 4 differs only in the detection process of the sign 6 (steps S104 and S204 described above). Since other processes are the same as or similar to the processes in the autonomous mobile device 3 described above, detailed description thereof is omitted here. Moreover, since the detection method (process) of FIG. 6 is as having mentioned above, the overlapping description is abbreviate | omitted here.

本実施形態に係る自律移動装置4によれば、出力された検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識6が検知される。より詳細には、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報(高強度検出情報)からなる高強度検出情報群61aと、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報(低強度検出情報)からなる低強度検出情報群62aとが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群61aそれぞれに含まれる検出情報(高強度検出情報)の数が第3の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群62aそれぞれに含まれる検出情報(低強度検出情報)の数が第4の所定の範囲内である場合に標識6であると判定される。すなわち、一定数の連続する高強度検出情報と一定数の連続する低強度検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に、被検出物が標識6であると判定される。よって、例えば、ガラス張り(又は鏡張り)の通路等に標識6を配設した場合であっても、該標識6を検知することができる。また、標識6を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識6の設置自由度が高く、標識6がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識6を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。   According to the autonomous mobile device 4 according to the present embodiment, the sign 6 is detected based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the output detection information. More specifically, a high-intensity detection information group 61a composed of a plurality of detection information (high-intensity detection information) in which the received light intensity of reflected light included in the detection information is higher than a predetermined value, and the received light intensity is lower than a predetermined value The low-intensity detection information group 62a composed of a plurality of detection information (low-intensity detection information) alternately appears repeatedly a predetermined number of times, and the detection information (high-intensity detection information) included in each of the plurality of high-intensity detection information groups 61a And the number of detection information (low-intensity detection information) included in each of the plurality of low-intensity detection information groups 62a is within the fourth predetermined range. 6 is determined. That is, when a unique output pattern is obtained in which a certain number of continuous high-intensity detection information and a certain number of continuous low-intensity detection information appear repeatedly several times, it is determined that the detected object is the label 6 Is done. Therefore, for example, even when the sign 6 is disposed in a glass-clad (or mirror-covered) passage or the like, the sign 6 can be detected. Further, the sign 6 can be clearly distinguished and recognized from, for example, a group of mirrors attached to a wall or a wall having an uneven surface. As a result, the degree of freedom of installation of the sign 6 is high, and it is possible to reliably determine and detect the sign 6 installed on the movement route, regardless of the environment in which the sign 6 is installed, and to autonomously accurately It is possible to move.

また、本実施形態に係る自律移動装置4によれば、検出情報に含まれる、反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報(高強度検出情報)からなる高強度検出情報群61aと、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報(低強度検出情報)からなる低強度検出情報群62aとが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群61aそれぞれに対応する高強度検出領域の幅(すなわち拡散反射部材61の幅)が第6の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群62aそれぞれに対応する低強度検出領域の幅(すなわち吸光部材62の幅)が第7の所定の範囲内である場合に標識6であると判定することもできる。すなわち、一定幅の高強度検出領域と一定幅の低強度検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識6であると判定される。よって、この場合にも、標識6の設置自由度が高く、標識6がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識6を確実に判別して検知することが可能となる。   Further, according to the autonomous mobile device 4 according to the present embodiment, the high-intensity detection information group 61a including a plurality of pieces of detection information (high-intensity detection information) whose received light intensity of reflected light is higher than a predetermined value included in the detection information. And a low-intensity detection information group 62a composed of a plurality of detection information (low-intensity detection information) whose received light intensity is lower than a predetermined value alternately appear a predetermined number of times, and each of the plurality of high-intensity detection information groups 61a The width of the high-intensity detection region corresponding to (that is, the width of the diffuse reflection member 61) is within the sixth predetermined range, and the width of the low-intensity detection region corresponding to each of the plurality of low-intensity detection information groups 62a ( That is, it can be determined that the marker 6 is present when the width of the light absorbing member 62 is within the seventh predetermined range. In other words, the object to be detected is determined to be the label 6 when a unique output pattern is obtained in which a high-intensity detection region having a certain width and a low-intensity detection region having a certain width appear repeatedly. Therefore, in this case as well, the degree of freedom of installation of the sign 6 is high, and the sign 6 installed on the movement path is reliably determined and detected no matter what environment the movement path of the sign 6 is installed. Is possible.

本実施形態に係る標識6よれば、拡散反射部材61に入射したレーザは、該拡散反射部材61で拡散反射され、レーザの入射方向、すなわち、自律移動装置4のレーザレンジファインダ24の方向に戻る。一方、吸光部材62に入射したレーザは、該吸光部材62に吸収されるため、自律移動装置4のレーザレンジファインダ24に戻る反射光の強度が低下する。よって、複数の拡散反射部材61と、複数の吸光部材62とが、自律移動装置4から出力されるレーザの走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識6を設置することにより、自律移動装置4において、一定数の連続する高強度検出情報(又は一定幅の高強度検出領域)と一定数の連続する低強度検出情報(又は一定幅の低強度検出領域)が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。   According to the sign 6 according to the present embodiment, the laser incident on the diffuse reflection member 61 is diffusely reflected by the diffuse reflection member 61 and returns to the laser incident direction, that is, the laser range finder 24 of the autonomous mobile device 4. . On the other hand, since the laser incident on the light absorbing member 62 is absorbed by the light absorbing member 62, the intensity of the reflected light returning to the laser range finder 24 of the autonomous mobile device 4 decreases. Therefore, the autonomous mobile device is provided by installing the marker 6 so that the plurality of diffuse reflection members 61 and the plurality of light absorbing members 62 are alternately arranged along the scanning direction of the laser output from the autonomous mobile device 4. 4, a certain number of continuous high-intensity detection information (or a high-intensity detection region having a certain width) and a certain number of continuous low-intensity detection information (or a low-intensity detection region having a certain width) appear repeatedly several times. A unique output pattern can be obtained.

本実施形態に係る標識6によれば、拡散反射部材61及び吸光部材62が、薄板状に形成されている。よって、標識6の厚みを薄くすることができるため、標識6の設置自由度が向上するとともに、自律移動装置4の移動経路を広く取ることが可能となる。   According to the sign 6 according to the present embodiment, the diffuse reflection member 61 and the light absorbing member 62 are formed in a thin plate shape. Therefore, since the thickness of the sign 6 can be reduced, the degree of freedom of installation of the sign 6 is improved, and the movement path of the autonomous mobile device 4 can be widened.

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態(標識5)では、複数の鏡面反射部材52を等間隔に配置したが、不等間隔に配置してもよい。このようにすれば、複数の標識5が移動経路に設置されている場合に、各標識5の鏡面反射部材52の配置間隔(配置パターン)を検出することにより個々の標識5を区別することも可能となる。同様に、標識6では、拡散反射部材61(又は吸光部材62)を等間隔に配置したが、不等間隔に配置してもよい。この場合も、複数の標識6が移動経路に設置されている場合に、各標識6の拡散反射部材61(又は吸光部材62)の配置間隔(配置パターン)を検出することにより個々の標識6を区別することが可能となる。また、鏡面反射部材52や拡散反射部材61(又は吸光部材62)の数、形状、幅(長さ)等は、上記実施形態には限られない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible. For example, in the above embodiment (sign 5), the plurality of specular reflection members 52 are arranged at equal intervals, but may be arranged at unequal intervals. In this way, when a plurality of signs 5 are installed on the movement path, the individual signs 5 can be distinguished by detecting the arrangement interval (arrangement pattern) of the specular reflection member 52 of each sign 5. It becomes possible. Similarly, in the marker 6, the diffuse reflection members 61 (or light absorbing members 62) are arranged at equal intervals, but may be arranged at unequal intervals. Also in this case, when a plurality of signs 6 are installed on the movement path, the individual signs 6 are detected by detecting the arrangement interval (arrangement pattern) of the diffuse reflection members 61 (or the light absorbing members 62) of the signs 6. It becomes possible to distinguish. Further, the number, shape, width (length), and the like of the specular reflection member 52 and the diffuse reflection member 61 (or the light absorption member 62) are not limited to the above embodiment.

上記実施形態では、標識5を検知する際に、非検出情報(エラーコードe)の連続数及び検出情報(正常データn)の連続数に基づいて判定・検知したが、鏡面反射部材52及び/又は拡散反射部材51の実際の幅(長さ)等を求め、その結果に基づいて、標識5であるか否かを判定する構成とすることもできる。なお、標識6についても同様の手法を用いて判定・検知することができる。   In the above embodiment, when the sign 5 is detected, the determination / detection is made based on the continuous number of non-detection information (error code e) and the continuous number of detection information (normal data n). Or it can also be set as the structure which calculates | requires the actual width (length) etc. of the diffuse reflection member 51, and determines whether it is the label | marker 5 based on the result. Note that the label 6 can also be determined and detected using the same method.

上記実施形態では、レーザレンジファインダ20,24を用いて標識5,6を検知したが、例えば、ステレオカメラを用いたパターン認識等により、標識5,6を検知する構成とすることもできる。   In the above-described embodiment, the signs 5 and 6 are detected using the laser range finders 20 and 24. However, for example, the signs 5 and 6 may be detected by pattern recognition using a stereo camera.

上記実施形態では、自律移動システム1,2として、自律移動装置3と標識5、又は、自律移動装置4と標識6を組み合わせて用いたが、自律移動装置3と標識6、又は、自律移動装置4と標識5を組合せて用いてもよい。   In the above embodiment, as the autonomous mobile systems 1 and 2, the autonomous mobile device 3 and the sign 5 or the autonomous mobile device 4 and the sign 6 are used in combination. However, the autonomous mobile device 3 and the sign 6 or the autonomous mobile device are used. 4 and 5 may be used in combination.

1,2 自律移動システム
3,4 自律移動装置
5,6 標識
10 本体
12 電動モータ
13 オムニホイール
14 ホイール
15 フリーローラ
16 エンコーダ
20,24 レーザレンジファインダ
21 ジョイスティック
22 レバー
23 登録スイッチ
30,40 電子制御装置
31 局所地図作成部
32 自己位置推定部
33 環境地図作成部
34,44 記憶部
35 経路計画部
36 走行制御部
37 センサ情報取得部
38 障害物回避制御部
39,49 標識検知部
51 拡散反射部材
52 鏡面反射部材
51a 検出情報群
52a 非検出情報群
61 拡散反射部材
62 吸光部材
61a 高強度検出情報群
62a 低強度検出情報群
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 Autonomous mobile system 3,4 Autonomous mobile device 5,6 Sign 10 Main body 12 Electric motor 13 Omni wheel 14 Wheel 15 Free roller 16 Encoder 20, 24 Laser range finder 21 Joystick 22 Lever 23 Registration switch 30, 40 Electronic control device DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 Local map creation part 32 Self-position estimation part 33 Environmental map creation part 34,44 Storage part 35 Path planning part 36 Travel control part 37 Sensor information acquisition part 38 Obstacle avoidance control part 39,49 Sign detection part 51 Diffuse reflection member 52 Specular reflection member 51a Detection information group 52a Non-detection information group 61 Diffuse reflection member 62 Light absorption member 61a High intensity detection information group 62a Low intensity detection information group

Claims (18)

移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第1の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第2の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。
An environmental map showing the arrangement of obstacles on the movement route, and storage means for storing the arrangement of the signs installed on the movement route on the environmental map;
The detection wave is scanned and emitted at a predetermined angle, and when the reflected wave reflected by the object is detected, detection information including the distance to the object is output at each scanning angle to detect the reflected wave. If not possible, object detection means for outputting non-detection information for each scanning angle; and
Based on the detection information output from the object detection means, a local map creation means for creating a local map around the own machine,
Self-location estimating means for comparing the local map created by the local map creating means with the environmental map stored in the storage means to estimate the self-position;
A sign detection means for detecting a sign based on an output pattern of detection information and non-detection information output from the object detection means,
The label detection means includes a detection information group consisting of a plurality of detection information and a non-detection information group consisting of a plurality of non-detection information alternately appearing a predetermined number of times, and the non-detection information included in the non-detection information group When the number is within the first predetermined range and the number of detection information included in the detection information group is within the second predetermined range, it is determined that the number is a sign,
The self-position estimating means corrects the estimated self-position based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage means when the sign is detected by the sign detecting means. An autonomous mobile device.
前記標識検知手段は、前記複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、前記第1の所定の範囲を狭くすることを特徴とする請求項1に記載の自律移動装置。   2. The autonomous system according to claim 1, wherein the sign detection unit narrows the first predetermined range as a distance from an object included in the detection information included in the plurality of detection information groups increases. Mobile equipment. 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第6の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。
An environmental map showing the arrangement of obstacles on the movement route, and storage means for storing the arrangement of the signs installed on the movement route on the environmental map;
The detection wave is scanned and emitted at a predetermined angle, and when the reflected wave reflected by the object is detected, detection information including the distance to the object is output at each scanning angle to detect the reflected wave. If not possible, object detection means for outputting non-detection information for each scanning angle; and
Based on the detection information output from the object detection means, a local map creation means for creating a local map around the own machine,
Self-location estimating means for comparing the local map created by the local map creating means with the environmental map stored in the storage means to estimate the self-position;
A sign detection means for detecting a sign based on an output pattern of detection information and non-detection information output from the object detection means,
The label detection means is a non-detection area corresponding to the non-detection information group, wherein a detection information group consisting of a plurality of detection information and a non-detection information group consisting of a plurality of non-detection information appear alternately and repeatedly a predetermined number of times. And the width of the detection region corresponding to the detection information group is within the sixth predetermined range, and is determined to be a sign,
The self-position estimating means corrects the estimated self-position based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage means when the sign is detected by the sign detecting means. An autonomous mobile device.
移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第3の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第4の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。
An environmental map showing the arrangement of obstacles on the movement route, and storage means for storing the arrangement of the signs installed on the movement route on the environmental map;
An object that scans and emits detection light for each predetermined angle, receives reflected light reflected by the object, and outputs detection information including the distance to the object and the received light intensity of the reflected light for each scanning angle Detection means;
Based on the detection information output from the object detection means, a local map creation means for creating a local map around the own machine,
Self-location estimating means for comparing the local map created by the local map creating means with the environmental map stored in the storage means to estimate the self-position;
A sign detection means for detecting a sign based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output from the object detection means,
The sign detection unit includes a high-intensity detection information group including a plurality of pieces of detection information whose reflected light intensity included in the detection information is higher than a predetermined value, and a plurality of pieces of detection information whose light reception intensity is lower than a predetermined value. The low-intensity detection information group alternately appears a predetermined number of times, the number of detection information included in the high-intensity detection information group is within the third predetermined range, and is included in the low-intensity detection information group When the number of detected information is within the fourth predetermined range, it is determined as a sign,
The self-position estimating means corrects the estimated self-position based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage means when the sign is detected by the sign detecting means. An autonomous mobile device.
移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第7の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第8の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。
An environmental map showing the arrangement of obstacles on the movement route, and storage means for storing the arrangement of the signs installed on the movement route on the environmental map;
An object that scans and emits detection light for each predetermined angle, receives reflected light reflected by the object, and outputs detection information including the distance to the object and the received light intensity of the reflected light for each scanning angle Detection means;
Based on the detection information output from the object detection means, a local map creation means for creating a local map around the own machine,
Self-location estimating means for comparing the local map created by the local map creating means with the environmental map stored in the storage means to estimate the self-position;
A sign detection means for detecting a sign based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output from the object detection means,
The sign detection unit includes a high-intensity detection information group including a plurality of pieces of detection information whose reflected light intensity included in the detection information is higher than a predetermined value, and a plurality of pieces of detection information whose light reception intensity is lower than a predetermined value. The low-intensity detection information group alternately appears a predetermined number of times, the width of the high-intensity detection area corresponding to the high-intensity detection information group is within the seventh predetermined range, and the low-intensity detection information group If the width of the low-intensity detection area corresponding to is within the eighth predetermined range,
The self-position estimating means corrects the estimated self-position based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage means when the sign is detected by the sign detecting means. An autonomous mobile device.
前記物体検出手段は、レーザレンジファインダであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の自律移動装置。   The autonomous moving device according to claim 1, wherein the object detection unit is a laser range finder. 前記標識検知手段は、同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の自律移動装置。   The said label | marker detection means determines that the said to-be-detected object is a label | marker, when it determines with the label | marker about the same to-be-detected object in multiple times. The autonomous mobile device described. 前記記憶手段は、前記標識の環境地図上の配置を前記環境地図とは異なるレイヤーに記憶することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の自律移動装置。   The autonomous storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the storage unit stores an arrangement of the sign on the environment map in a layer different from the environment map. 複数の拡散反射部材と、複数の鏡面反射部材とが、交互に配列されていることを特徴とする標識。   A sign, wherein a plurality of diffuse reflection members and a plurality of specular reflection members are alternately arranged. 前記鏡面反射部材は、前記配列の方向に沿って切断した断面が円弧状に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の標識。   The sign according to claim 9, wherein the specular reflection member has a cross section cut along the direction of the arrangement in an arc shape. 複数の拡散反射部材と、複数の吸光部材とが、交互に配列されていることを特徴とする標識。   A sign, wherein a plurality of diffuse reflection members and a plurality of light absorbing members are alternately arranged. 前記拡散反射部材及び吸光部材は、薄板状に形成されていることを特徴とする請求項11に記載の標識。   The sign according to claim 11, wherein the diffuse reflection member and the light absorption member are formed in a thin plate shape. 請求項1〜8のいずれか1項に記載の自律移動装置と、
請求項9〜12のいずれか1項に記載の標識と、を備えることを特徴とする自律移動システム。
The autonomous mobile device according to any one of claims 1 to 8,
An autonomous mobile system comprising the sign according to any one of claims 9 to 12.
移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第1の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第2の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。
A storage step for storing an environment map showing an arrangement of obstacles on the movement route, and an arrangement of the signs installed on the movement route on the environment map;
The detection wave is scanned and emitted at a predetermined angle, and when the reflected wave reflected by the object is detected, detection information including the distance to the object is output at each scanning angle to detect the reflected wave. If not, an object detection step for outputting non-detection information for each scanning angle;
Based on the detection information output in the object detection step, a local map creation step for creating a local map around the own machine,
A self-position estimation step of estimating a self-position by comparing the local map created in the local map creation step with the environmental map stored in the storage step;
A sign detection step for detecting a sign based on the output pattern of detection information and non-detection information output in the object detection step;
In the label detection step, a detection information group composed of a plurality of the detection information and a non-detection information group composed of the plurality of non-detection information appear alternately and repeatedly, and the non-detection information included in the non-detection information group When the number is within the first predetermined range and the number of detection information included in the detection information group is within the second predetermined range, it is determined that the number is a sign,
In the self-position estimation step, when a sign is detected in the sign detection step, the estimated self-position is corrected based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage step. Autonomous way to move.
前記標識検知ステップでは、前記複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、前記第1の所定の範囲を狭くすることを特徴とする請求項14に記載の自律移動方法。   15. The autonomous system according to claim 14, wherein, in the sign detection step, the first predetermined range is narrowed as the distance from an object included in the detection information constituting the plurality of detection information groups increases. Moving method. 移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第5の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第6の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。
A storage step for storing an environment map showing an arrangement of obstacles on the movement route, and an arrangement of the signs installed on the movement route on the environment map;
The detection wave is scanned and emitted at a predetermined angle, and when the reflected wave reflected by the object is detected, detection information including the distance to the object is output at each scanning angle to detect the reflected wave. If not, an object detection step for outputting non-detection information for each scanning angle;
Based on the detection information output in the object detection step, a local map creation step for creating a local map around the own machine,
A self-position estimation step of estimating a self-position by comparing the local map created in the local map creation step with the environmental map stored in the storage step;
A sign detection step for detecting a sign based on the output pattern of detection information and non-detection information output in the object detection step;
In the label detection step, a detection information group consisting of a plurality of detection information and a non-detection information group consisting of a plurality of non-detection information appear alternately and repeatedly a predetermined number of times, and a non-detection region corresponding to the non-detection information group And the width of the detection region corresponding to the detection information group is within the sixth predetermined range, and is determined to be a sign,
In the self-position estimation step, when a sign is detected in the sign detection step, the estimated self-position is corrected based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage step. Autonomous way to move.
移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第3の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第4の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。
A storage step for storing an environment map showing an arrangement of obstacles on the movement route, and an arrangement of the signs installed on the movement route on the environment map;
An object that scans and emits detection light for each predetermined angle, receives reflected light reflected by the object, and outputs detection information including the distance to the object and the received light intensity of the reflected light for each scanning angle A detection step;
Based on the detection information output in the object detection step, a local map creation step for creating a local map around the own machine,
A self-position estimation step of estimating a self-position by comparing the local map created in the local map creation step with the environmental map stored in the storage step;
A sign detection step for detecting a sign based on the intensity pattern of the received light intensity of the reflected light included in the detection information output in the object detection step,
The marker detection step includes a high-intensity detection information group composed of a plurality of pieces of detection information whose reflected light intensity included in the detection information is higher than a predetermined value, and a plurality of pieces of detection information whose light reception intensity is lower than a predetermined value. The low-intensity detection information group alternately appears a predetermined number of times, the number of detection information included in the high-intensity detection information group is within the third predetermined range, and is included in the low-intensity detection information group When the number of detected information is within the fourth predetermined range, it is determined as a sign,
In the self-position estimation step, when a sign is detected in the sign detection step, the estimated self-position is corrected based on the arrangement of the sign on the environment map stored in the storage step. Autonomous way to move.
移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第7の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第8の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動方法。
A storage step for storing an environment map showing an arrangement of obstacles on the movement route, and an arrangement of the signs installed on the movement route on the environment map;
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