JP5412890B2 - MOBILE BODY, MOBILE BODY CONTROL METHOD, AND MOBILE BODY SYSTEM - Google Patents
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
本発明は、工場、オフィス、病院や商業施設等において、自律移動して各種用途に使用可能な移動体に関する。 The present invention relates to a mobile object that can be autonomously moved and used for various purposes in factories, offices, hospitals, commercial facilities and the like.
生産工場等では、省力化のため製品や部材の運搬に自律走行できる移動体が利用されている。このような移動体は、床に設置した反射テープ、マグネットテープなどのガイドレールに沿って走行するように進行走行を制御して自律移動するものが主流であった。
ところが、この方法では移動体をガイドレールに沿って確実に誘導することはできるが、ガイドレールを移動体が走行するフロアに敷設する作業が煩雑であり、走行経路の変更に多大な労力や費用がかかるという問題がある。
また、時間の経過とともにフロアに敷設したガイドレールに破損や汚れが生じた場合に移動体の誘導精度が低下するなどの課題も生じていた。
そのため、最近では床等にガイドレール設置することなく自律走行可能な移動体が提案され実用化されつつある。
In production factories and the like, mobile bodies that can autonomously travel to transport products and components are used for labor saving. The mainstream of such moving bodies is a vehicle that autonomously moves by controlling its traveling so that it travels along a guide rail such as a reflective tape or a magnetic tape installed on the floor.
However, with this method, the moving body can be reliably guided along the guide rail, but the work of laying the guide rail on the floor on which the moving body travels is complicated, and a great deal of labor and cost is required for changing the travel route. There is a problem that it takes.
In addition, when the guide rails laid on the floor are damaged or soiled over time, there has been a problem that the guiding accuracy of the moving body is lowered.
For this reason, recently, mobile bodies that can autonomously travel without installing guide rails on the floor or the like have been proposed and put into practical use.
例えば、特許文献1には移動体前方に設置した撮像部で進行方向前方を撮像し、撮像画像と予め撮影した参照画像とのパターンマッチングを行い、互いの画像のズレ量を逐次算出して移動体の走行方向を制御する制御方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 captures the front in the traveling direction with an imaging unit installed in front of a moving body, performs pattern matching between the captured image and a pre-captured reference image, and sequentially calculates the shift amount between the images to move. A control method for controlling the traveling direction of the body is disclosed.
ところで、特許文献1のように、参照画像と撮像画像との画像マッチングを用いて移動体を制御する場合には、画像マッチングを行うための参照画像を移動体の走行経路の複数の位置において取得する、いわゆる教示作業が必要である。
この教示作業は、例えば、作業者が手動で移動体を動作させて、走行経路上に設定された複数個所の教示地点毎に移動体を静止させて移動体に設置された撮像部で参照画像(教示画像)を取得することで行なわれている。
By the way, as in Patent Document 1, when a moving body is controlled using image matching between a reference image and a captured image, reference images for performing image matching are acquired at a plurality of positions on the traveling route of the moving body. The so-called teaching work is necessary.
In this teaching work, for example, the operator manually operates the moving body, stops the moving body at each of the plurality of teaching points set on the travel route, and uses a reference image by an imaging unit installed on the moving body. This is done by acquiring (teaching image).
ところが、上述した教示作業方法では、移動体を作業者が手動で動作させるため、教示地点への移動体の移動に大きな労力を必要としてしまう。
また、作業者が手動で動作させるため、実際に教示画像を取得する地点が理想的な教示地点に対して位置ずれを起こしたり、撮像する方向角度にずれが生じることも考えられる。
このような理由で教示画像の精度が低下すると、移動体が自律走行する際の精度が低下することが考えられる。
However, in the teaching work method described above, since the operator manually operates the moving body, a large effort is required to move the moving body to the teaching point.
In addition, since the operator manually operates, it is also conceivable that the point where the teaching image is actually acquired is displaced from the ideal teaching point, or the imaging direction angle is shifted.
For this reason, when the accuracy of the teaching image is lowered, it is conceivable that the accuracy when the mobile body travels autonomously is lowered.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、教示作業にかかる労力を低減するとともに移動体を走行経路に沿って精度良く走行させることができるようにした、移動体及び移動体の制御方法並びに移動体システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems, and it is possible to reduce the labor required for teaching work and to allow the moving body to travel along the traveling path with high accuracy. It is an object to provide a control method and a mobile system.
上記課題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
本願発明(請求項1)にかかる移動体は、車体と、前記車体に設けられ、予め走行経路に沿って配設されたガイドラインを検出するガイドラインセンサと、前記車体に搭載されて前記車体の進行方向を撮像するカメラと、前記車体を前後方向及び旋回方向に駆動させる駆動装置と、前記車体に搭載され、前記駆動装置を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記ガイドラインセンサにより検出された前記ガイドラインの位置に基づいて前記車体が前記ガイドラインに沿うように前記駆動装置を制御する教示走行を実行する教示走行制御部と、前記教示走行実行時に、複数の教示地点のそれぞれにおいて前記カメラを動作させて前記車体の進行方向に向けられた前記カメラの撮像範囲を撮像した、前記ガイドラインの画像を含む教示画像を取得する教示画像取得部と、前記取得された教示画像を記憶する画像記憶部と、前記画像記憶部に記憶された前記教示画像と前記カメラによりリアルタイムに撮像される取得画像との比較結果に基づいて前記車体が前記走行経路に沿うように前記駆動装置を制御する再生走行を実行する再生走行制御部とを有しており、前記教示画像内および前記取得画像内の同様の領域に、それぞれマスク範囲を予め設定し、前記教示画像内における前記マスク範囲は、前記ガイドラインの画像が存在する範囲を含み、前記再生走行制御部は、前記マスク範囲を除いた範囲で、前記教示画像と前記取得画像とを比較して前記再生走行を実行することを特徴としている。
In order to solve the above-described problems, the present invention is as follows.
A moving body according to the present invention (Claim 1) includes a vehicle body, a guideline sensor that is provided in the vehicle body and detects a guideline previously disposed along a travel route, and is mounted on the vehicle body to advance the vehicle body. A camera that captures a direction; a drive device that drives the vehicle body in a front-rear direction and a turning direction; and a control device that is mounted on the vehicle body and controls the drive device, the control device including the guideline sensor A teaching travel control unit for executing a teaching traveling for controlling the driving device so that the vehicle body follows the guideline based on the position of the guideline detected by the guideline, and at each of a plurality of teaching points when the teaching traveling is performed. A teaching including an image of the guideline in which the camera is operated to capture an imaging range of the camera directed in a traveling direction of the vehicle body Comparison result between a teaching image acquisition unit that acquires an image, an image storage unit that stores the acquired teaching image, and the acquired image that is captured in real time by the camera and the teaching image stored in the image storage unit And a regeneration travel control unit for performing regeneration travel for controlling the drive device so that the vehicle body follows the travel route, and in a similar region in the teaching image and the acquired image, A mask range is set in advance, and the mask range in the teaching image includes a range where the image of the guideline exists, and the reproduction travel control unit excludes the teaching image and the range in a range excluding the mask range. and it compares the acquired image is characterized that you perform the reproduction running.
また、前記ガイドラインは床面に配設されていることが好ましい(請求項2)。
また、前記ガイドラインは磁気テープであることが好ましい(請求項3)。
また、前記ガイドラインは光反射材料で形成されていることが好ましい(請求項4)。
また、前記ガイドラインセンサは、前記車体に着脱可能に搭載されていることが好ましい(請求項5)。
また、前記教示走行制御部は、前記制御装置の本体とは別体に形成され、前記教示走行制御部は前記車体に着脱可能に搭載されていることが好ましい(請求項6)。
また、前記カメラが前記ガイドラインセンサとしても機能することが好ましい(請求項7)。
Moreover, it is preferable that the said guideline is arrange | positioned on the floor surface (Claim 2).
Further, it is preferable that before Symbol guidelines is a magnetic tape (claim 3).
Further, it is preferable that the guidelines which are formed of a light reflective material (claim 4).
Moreover, the guidelines sensor, which is preferably removably mounted on the vehicle body (claim 5).
Preferably, the teaching travel control unit is formed separately from the main body of the control device, and the teaching travel control unit is detachably mounted on the vehicle body (Claim 6 ).
Further, it is preferable that the camera also functions as the guideline sensor (claim 7).
本願発明(請求項8)にかかる移動体の制御方法は、予め設定された走行経路を自律移動する移動体の制御方法であって、前記走行経路に沿ってガイドラインを敷設するガイド敷設ステップと、前記敷設されたガイドラインに沿って前記移動体を自律走行させる教示走行ステップと、前記教示走行ステップ実行時に、複数の教示地点のそれぞれにおいて車体に搭載されたカメラで前記車体の進行方向に向けられた前記カメラの撮像範囲を撮像した、前記ガイドラインの画像を含む教示画像を取得する教示画像取得ステップと、前記教示画像と前記カメラによりリアルタイムに撮像される取得画像との比較結果に基づいて前記車体が前記走行経路に沿う前記移動体の進路を制御する再生走行ステップと、を有し、前記再生走行ステップは、前記教示画像内および前記取得画像内の同様の領域に、それぞれ予め設定したマスク範囲を除いた範囲で、前記教示画像と前記取得画像とを比較することを含み、前記教示画像内における前記マスク範囲は、前記ガイドラインの画像が存在する範囲を含むことを特徴としている。 A control method for a moving body according to the present invention (Claim 8 ) is a control method for a mobile body that autonomously moves along a preset travel route, and a guide laying step for laying a guideline along the travel route; A teaching traveling step for autonomously traveling the moving body along the laid guideline, and at the time of executing the teaching traveling step, a camera mounted on the vehicle body at each of a plurality of teaching points was directed in the traveling direction of the vehicle body The vehicle body is based on a teaching image acquisition step of acquiring a teaching image including an image of the guideline obtained by imaging the imaging range of the camera, and a comparison result between the teaching image and an acquired image captured in real time by the camera. A regeneration travel step for controlling a course of the moving body along the travel route, and the regeneration travel step includes: Comparing the teaching image with the acquired image in a range excluding a mask range set in advance in a similar area in the teaching image and in the acquired image, wherein the mask range in the teaching image is , Including a range in which the image of the guideline exists .
また、前記教示走行ステップ実行後、前記敷設されたガイドラインを除去するガイドライン除去ステップを有していることが好ましい(請求項9)。
また、本願発明(請求項10)にかかる移動体システムは、請求項1〜7のいずれか1項に記載の移動体と、前記移動体が走行するフロアと、前記フロア上に移動体の走行経路の端部をなす複数の地点と、を有していることを特徴としている。
Also, after pre-Symbol teachings traveling stepping preferably it has a guideline removal step of removing the laid guidelines (claim 9).
Further, mobile system according to the present invention (0 Claim 1) includes a moving body according to any one of claims 1 to 7 and the floor of the moving body is traveling, the moving body on the floor And a plurality of points forming the ends of the travel route.
本願発明(請求項1,2,8,10)によれば、教示走行実行時には、ガイドラインに沿って移動体を自律走行させながら、教示画像を取得するので、操作者等によって手動で移動体を操作して教示画像を取得する場合と比較して、より精度の高い教示画像群を得ることができる。
そして、教示走行によって取得された教示画像とカメラによる取得画像とを比較した比較結果に基づいて再生走行を行なうことにより、再生走行ではガイドラインを必要とすることなく、移動体が走行経路に対して精度良く自律移動することができる。人が移動体を押さずに教示ができ、また正確な教示画像が撮像できる。また、教示画像内および取得画像内の同様の領域に、それぞれマスク範囲を予め設定し、教示画像内におけるマスク範囲は、ガイドラインの画像が存在する範囲を含み、マスク範囲を除いた範囲で、教示画像と取得画像とを比較して再生走行を実行するので、再生走行を実行する時点でガイドラインに汚れや破損もしくはガイドラインの撤去があっても精度良く移動体を自律移動させることができる。
According to the present invention (
Then, by performing reproduction traveling based on a comparison result obtained by comparing the teaching image acquired by the teaching traveling and the image acquired by the camera, the moving body can move with respect to the traveling route without requiring a guideline in the reproducing traveling. It can move autonomously with high accuracy. A person can teach without pressing the moving body, and an accurate teaching image can be taken. In addition, mask ranges are set in advance in the same area in the teaching image and the acquired image, respectively, and the mask area in the teaching image includes the area where the guideline image exists and excludes the mask area. Since the reproduction travel is executed by comparing the image with the acquired image, the moving body can be autonomously moved with high accuracy even if the guide line is dirty or damaged or the guide line is removed at the time of executing the reproduction travel.
本願発明(請求項3,4)によれば、簡便な構成でガイドラインを敷設することができるとともに、教示走行時に精度良く移動体を走行経路に沿って走行させることができる。
According to the present gun invention (
本願発明(請求項5,6)によれば、即ち、教示走行制御部やガイドラインセンサは教示走行を実行する時にのみ必要とされ再生走行時には必要としないため、複数の移動体に対して教示走行を行なう際に教示走行制御部やガイドラインセンサを共有することができ、その分だけ費用を抑制することが出来る。
また、教示時のみラインテープ読取部を取り付ければ良いので、環境に応じたラインテープを選択できる。また、複数の移動体を教示する場合に、ラインテープ読取部を使いまわすことができる。
また、ガイドラインセンサあるいは教示走行制御部を取り外した分だけ再生走行時には移動体を小型化することができるという利点もある。
本願発明(請求項7)によれば、再生走行に用いるカメラと教示走行に用いるガイドラインセンサとを兼用することができ、費用を抑制することができる。
According to the present invention (
In addition, since the line tape reading unit only needs to be attached at the time of teaching, a line tape corresponding to the environment can be selected. Further, when teaching a plurality of moving bodies, the line tape reading unit can be reused.
In addition, there is an advantage that the moving body can be reduced in size during the reproduction traveling by the amount of removing the guideline sensor or the teaching traveling control unit.
According to the present invention (Claim 7 ), the camera used for reproduction traveling and the guideline sensor used for teaching traveling can be used together, and the cost can be suppressed.
本願発明(請求項9)によれば、移動体はガイドラインが無くても精度良く再生走行することができるので、ガイドラインを除去することで、移動体の走行経路のメンテナンス性を向上することができる。また、ガイドラインの劣化等によって生じる段差やフロアの美観の悪化等を防止することができる。 According to the present invention (Claim 9 ), since the mobile body can be reproduced and traveled accurately even without the guideline, the maintainability of the travel path of the mobile body can be improved by removing the guideline. . In addition, it is possible to prevent the level difference caused by the deterioration of the guideline, the deterioration of the appearance of the floor, and the like.
以下、本発明の第1実施例について図を参照して説明する。
図2に示すように無人搬送システム(移動体システム)100は、複数の移動体1A,1Bと、これらの移動体1A,1Bそれぞれと情報通信可能な画像サーバ102と複数の作業用セル103とから構成されており、工場等のフロア101には移動体1A,1Bが走行する全体経路Rが設定されている。
全体経路Rは、4つの直線状の走行経路R1〜R4からなっている。走行経路R1は地点P1から始動して地点P4に到達する経路であり、走行経路R2は地点P4から始動して地点P3に到達する経路であり、走行経路R3は地点P3から始動して地点P2に到達する経路であり、走行経路R4は地点P2から始動して地点P1に到達する経路である。即ち、地点P1〜P4はそれぞれ始動する地点となる際にはスタート地点となり、到達する地点となる場合にはゴール地点となる。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 2, the unmanned conveyance system (mobile system) 100 includes a plurality of mobile bodies 1A and 1B, an
The entire route R is composed of four linear travel routes R1 to R4. The travel route R1 is a route that starts from the point P1 and reaches the point P4, the travel route R2 is a route that starts from the point P4 and reaches the point P3, and the travel route R3 starts from the point P3 and reaches the point P2 The travel route R4 is a route that starts from the point P2 and reaches the point P1. That is, each of the points P1 to P4 becomes a start point when it becomes a starting point, and becomes a goal point when it becomes a reaching point.
なお、図2では説明を容易にするために全体経路Rは単純化して表現しているが、全体経路Rはさらに複雑な経路となるように設定可能である。
各走行経路R1〜R4には、フロア101上にガイドライン104が設けられている。
ガイドライン104は、光を反射する反射材で形成された反射テープで形成されており、各地点P1〜P4間に直線状に配設されている。
なお、ガイドライン104はフロア101に固着させる必要はなく、後述する教示走行を実行できる程度の耐久性を有していればよい。
In FIG. 2, the entire route R is expressed in a simplified manner for ease of explanation, but the entire route R can be set to be a more complicated route.
A
The
The
移動体1A,1Bは、図1に示すように、車体2,駆動装置3,カメラ(ガイドラインセンサも兼ねる)4及び制御装置(コントローラ)5を備えている。
また、移動体1A,1Bにはそれぞれ図示しない荷台が設けられており、移動体1A,1Bは、スタート地点近傍の作業用セル103から荷台に積載された荷物をスタート地点から荷物の搬送先であるゴール地点まで搬送するようになっている。なお、移動体1Aは移動体1Bとはそれぞれ別の移動体であるがいずれも同様に構成されている。また、以下移動体1A,1Bを併せて移動体1と称する。
As shown in FIG. 1, the moving bodies 1 </ b> A and 1 </ b> B include a
The mobile bodies 1A and 1B are each provided with a loading platform (not shown). The mobile bodies 1A and 1B can load the cargo loaded on the loading platform from the
駆動装置3は、移動体1を走行及び操舵可能に構成されている。ここでは、駆動装置3は左右に並列された2つの駆動輪(図1では一方のみが図示されている)30と、全方向に転舵可能に並列された従動輪(図1では一方のみが図示されている)31と、各駆動輪30を個別に駆動させるアクチュエータ32(例えばサーボモータ)とにより構成されており、駆動輪30の駆動により前進及び後退し、各駆動輪30の回転速度の差によって移動体1は転舵(操舵,方向転換)可能となっている。
The driving
なお、図1では駆動輪が2個、従動輪が2個という構成を例として挙げているが、オムニホイルを用いた3輪駆動など移動体1の走行速度および位置・姿勢が制御できる駆動形態であれば、図1の形態に限定されるものではない。
なお、アクチュエータ32にはアクチュエータの駆動量を検出するためのエンコーダ(走行距離検出器)33が備えられており、エンコーダ33の検出結果はコントローラ5に入力されるようになっている。
In FIG. 1, a configuration in which there are two drive wheels and two follower wheels is taken as an example. However, in a drive mode in which the traveling speed, position, and posture of the moving body 1 can be controlled, such as three-wheel drive using an omni wheel. If there is, it is not limited to the form of FIG.
The
カメラ4は、CCDカメラやCMOSカメラにより構成されており、移動体1の進行方向に配向されている。カメラ4は移動体1の進行方向を予め設定された撮像周期Ts(例えば、10ms(ミリ秒))毎に撮像し、撮像された画像データをコントローラ5に送信するようになっている。
なお、カメラ4としてWebカメラを用いて構成しても良い。この場合、撮像された画像データは、通信を介して制御装置5に取り込まれる。
The camera 4 is constituted by a CCD camera or a CMOS camera, and is oriented in the traveling direction of the moving body 1. The camera 4 captures the traveling direction of the moving body 1 every preset imaging cycle Ts (for example, 10 ms (milliseconds)), and transmits the captured image data to the
Note that a Web camera may be used as the camera 4. In this case, the captured image data is taken into the
コントローラ5は記憶装置及び電子演算器を有するコンピュータによって構成されており、その機能として、教示画像取得部6,再生走行制御部7,教示走行制御部8,記憶装置(画像記憶部)9とを有している。
記憶装置9には、後述する手順により取得した画像データである教示画像と教示画像に対応するエンコーダ33の検出値が記憶されるようになっている。
The
The storage device 9 stores a teaching image, which is image data acquired by a procedure described later, and a detection value of the
手動走行操作装置35は、ジョイスティック等の手動コントローラとして構成されており、手動走行操作装置35からの操作信号に基づいて駆動装置3を動作させて移動体1を手動で走行させるようになっている。なお、移動体1を手動で走行させる際には移動体1を押す(あるいは引く)などして移動体1を人力によって走行させてもよく、タッチパネル34から走行指令を与えてもよい。その場合は、手動走行操作装置35は不要となる。
The manual
[教示走行(ティーチング走行)]
次に、教示走行時の移動体の制御手順について説明する。
図3に示すように、まずステップS10として走行経路R1に沿ってガイドライン104をフロア101上に敷設する(ガイド敷設ステップ)。
そして、ステップS20として手動走行操作装置35を用いて移動体1を教示走行開始位置(スタート地点)に移動させる。ここではスタート地点は地点P1とし、地点P4を教示走行終了位置(ゴール地点)として説明する。
このとき、カメラ4によって撮像される画像の下端の中央にガイドライン104が撮像されるように移動体1を配置する。
[Teaching driving (teaching driving)]
Next, the control procedure of the moving body during teaching traveling will be described.
As shown in FIG. 3, first, as a step S10, the
In step S20, the moving body 1 is moved to the teaching travel start position (start point) using the manual
At this time, the moving body 1 is arranged so that the
そして、タッチパネル34から教示走行が開始の指示が入力されると、ステップS30として教示走行が開始される(教示走行ステップ)。
教示走行を開始すると、教示走行制御部8は教示画像の撮像に適した速度として予め実験等によって求められた移動速度で走行するように駆動装置3を制御する。
When an instruction to start teaching travel is input from the
When the teaching travel is started, the teaching traveling
図4(a)〜(c)はいずれも教示走行時にカメラ4によってリアルタイムに撮像される撮像画像の例である。
教示走行制御部8では、図4(a)〜(c)に示すようにカメラ4で撮像された画像データP中の輝度分布から輝度の変化が大きい点をガイドライン104を示す特徴点Tとして抽出し(即ち、移動体1に対するガイドライン104の位置を検出し)、抽出した特徴点Tが画像データの中央に位置するように、駆動装置3を制御する。これにより、敷設したガイドライン104上を地点P1から地点P4まで走行する。
4A to 4C are examples of captured images captured in real time by the camera 4 during teaching travel.
In the teaching
そして、ステップS40として、教示画像取得部6は、エンコーダ33の検出値が予め設定された所定の変化量Δl(閾値)に達する毎にカメラ4により静止画像を取得し取得した画像データを教示画像として記憶装置9に記憶する(教示画像取得ステップ)。ここでは、スタート地点からエンコーダ33の変化量がΔlに達した地点(即ち、教示地点)毎に教示画像が取得されることとなる。
そして、ステップS50として、教示走行制御部8が、カメラ4の撮像画像からガイドラインの端部(即ち、ゴール地点)を抽出すると移動体1がゴール地点上に停止するように駆動装置3を制御する。その後、教示画像取得部6はゴール地点での教示画像を取得し記憶装置9に記憶する(ステップS60)。
上述の教示走行を走行経路R2〜R4に対しても同様に実行し、全ての走行経路R1〜R4に対する教示作業を完了する。教示作業を完了した後、フロア101上のガイドライン104を除去する(ガイドライン除去ステップ)。
Then, as step S40, the teaching
In step S50, when the teaching
The above teaching travel is similarly executed for the travel routes R2 to R4, and the teaching work for all the travel routes R1 to R4 is completed. After completing the teaching work, the
[再生走行(プレイバック走行)]
次に、再生走行(再生走行ステップ)について説明する。ここでは、既に実行された教示走行によって取得した教示画像に基づいて走行経路R1を地点P1から地点P4に自律走行する点について説明する。
まず、上述の教示走行時のステップS20の場合と同様に移動体をスタート地点にセット配置し、タッチパネル34からの信号入力によって移動体1が自律走行を開始する。
[Playback running (playback running)]
Next, regeneration travel (reproduction travel step) will be described. Here, the point which autonomously travels on the driving | running route R1 from the point P1 to the point P4 based on the teaching image acquired by the teaching driving | running already performed is demonstrated.
First, similarly to the case of step S20 at the time of the teaching travel described above, the mobile body is set and arranged at the start point, and the mobile body 1 starts autonomous travel by a signal input from the
移動体1の走行開始とともに、カメラ4がリアルタイムで撮像を実行し得られた画像データがコントローラ5に入力される。
そして、再生走行制御部7は移動体1を予め設定された速度で走行させるように駆動装置3を制御する。この速度にかかる制御はエンコーダ33の検出結果に基づいて実行される。
As the moving body 1 starts traveling, image data obtained by the camera 4 performing imaging in real time is input to the
Then, the regeneration
また、再生走行制御部7はカメラ4から入力される取得画像と、教示走行により記憶装置9に記憶された複数の教示画像のうち現在の取得画像(現画像)との一致度が最も大きいものを選択し、選択された教示画像と取得画像とをマッチングし、教示画像と取得画像との画素配置の一致度がより大きくなるように、移動体1を操舵するように駆動装置3を制御する。
そして、選択された教示画像と取得画像との一致度が予め定められた閾値以上になると、次の教示画像を選択し、教示画像と取得画像とを比較して、より一致度が大きくなるように駆動装置3を制御する。コントローラ5はこれらの演算を演算周期毎に連続して行なうことにより、移動体1を走行経路R1に沿って走行させる。
そして、教示走行時に取得した地点P4で取得した教示画像と現在の取得画像との一致度が閾地以上になると移動体1の進行を停止させる。
The reproduction
When the degree of coincidence between the selected teaching image and the acquired image is equal to or greater than a predetermined threshold value, the next teaching image is selected, and the degree of coincidence is increased by comparing the teaching image and the acquired image. The
Then, when the degree of coincidence between the teaching image acquired at the point P4 acquired during the teaching traveling and the current acquired image is equal to or higher than the threshold value, the traveling of the moving body 1 is stopped.
本発明の第1実施例にかかる移動体はこのように構成されているので、図5に示すようにプレイバック走行時に教示画像と風景画像をパターンマッチングする際にマッチングを除外する範囲を予め設定しておく。そして、図5のマスク範囲Mの部分を除いた範囲において、教示画像と風景画像とのマッチング処理を行なうので、教示走行完了後にガイドライン104を剥がしても(もしくは剥がさなくても)、再生走行時に、ガイドライン部分の画像の変化(ガイドラインの有無や経時劣化等による変化)に影響されることなく移動体1を走行経路R1〜R4に沿って精度良く誘導させることができる。
即ち、教示走行の際に使用する反射テープのメンテナンスが不要となる。また、反射テープの劣化や剥がれ等によりフロア101の路面に凹凸が生じる等の不都合を回避することができる。
Since the moving body according to the first embodiment of the present invention is configured in this way, a range for excluding matching is preset when the teaching image and the landscape image are pattern-matched during playback as shown in FIG. Keep it. Then, since the matching process between the teaching image and the landscape image is performed in the range excluding the mask range M in FIG. 5, even if the
That is, the maintenance of the reflective tape used during the teaching traveling is not required. Further, inconveniences such as unevenness on the road surface of the
以上説明したように教示走行時は移動体1がガイドライン104に沿って正確に教示走行を行い、自動で教示画像を取得するので、操作者が移動体を手動で動作させることなく教示走行を行なうことができるため、手動での移動体1の操作時に生じるブレ等を低減することができ、より理想的な教示画像群を取得することができる。さらに、プレイバック走行時には、教示画像と取得画像のパターンマッチングにより、ガイドライン104を用いることなく走行経路R1〜R4に沿って正確に走行することができる。
As described above, during the teaching travel, the moving body 1 performs the teaching traveling accurately along the
前記ラインテープ読取部8は光誘導式センサとし、ラインテープに反射テープとすれば床面のラインテープが画像によるパターンマッチングでは判別しにくい環境などで正確な教示走行が可能となる。
If the line
次に、本発明の第2の実施例について説明する。なお、本実施例において上述の第1実施例と同様の構成については説明を省略し、同符号を用いて説明する。
本実施例では、ガイドライン104が帯磁した磁気テープによって形成されている点が第1実施例と異なっている。
また、図6に示すように、移動体1にはラッチ機構等の着脱可能な機構で形成される係留部36を介して磁気センサユニット(ガイドラインセンサ,教示走行制御部)37が車体2に対して着脱可能に取り付けられている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the description of the same configuration as in the first embodiment will be omitted, and the description will be made using the same reference numerals.
This embodiment is different from the first embodiment in that the
As shown in FIG. 6, a magnetic sensor unit (guideline sensor, teaching travel control unit) 37 is attached to the
磁気センサユニット37はフロア101に向けて配設されており、磁気テープの磁気を検出してガイドライン104の位置を検出する磁気センサ37Aと、磁気センサ37Aにより検出されたガイドライン104が磁気センサユニット37の中心に位置するようにコントローラ5側に信号を送信するコントローラ部37Bとから構成されている。
即ち、本実施形態では、移動体1の再生走行制御部7と教示走行制御部(コントローラ部37B)とが別体に形成されている。
The
That is, in this embodiment, the reproduction
本発明の第2実施例にかかる移動体システムはこのように構成されているので、フロア101とガイドライン104とが画像によるパターンマッチングでは判別しにくい環境やフロア101が外部の光を反射しやすく、カメラ4でフロア101上のガイドテープの位置を検出しにくい環境などであっても正確な教示走行が可能となる。
Since the mobile system according to the second embodiment of the present invention is configured as described above, the
また、磁気センサユニット37は着脱可能なので、例えば、カメラ4で反射テープ等のガイドラインの位置を精度良く検出できる場合には、ガイドラインに磁気テープを用いずにより、安価な反射テープ(あるいは、単なるチョークライン)を用いて教示走行を行なうこともでき、移動体1の走行環境に応じて適切なガイドライン104を選択することができる。
また、複数の移動体(本実施例では移動体1A,1B)を教示する場合に、1台の磁気センサユニット37を複数台の移動体1で共有して使いまわすことができる。さらに教示走行後はガイドライン104を除去しても良いのでメンテナンスが楽となる。
Further, since the
Further, when teaching a plurality of moving bodies (moving bodies 1A and 1B in this embodiment), one
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、本発明はこのような形態に限らず、サービスロボット等、自律して移動する移動体等に適宜適用することができる。
ガイドラインについても反射テープ、磁気テープに限定されることなく、教示走行を可能とすべく移動体を誘導できるものであれば何を用いてガイドラインを形成してもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to each above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation can be implemented in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, the present invention is not limited to such a form, and can be appropriately applied to a moving body that autonomously moves, such as a service robot.
The guideline is not limited to the reflective tape and the magnetic tape, and any guideline can be used as long as it can guide the moving body to enable the teaching running.
1 移動体
2 車体
3 駆動装置
4 カメラ(ガイドラインセンサ)
5 コントローラ
6 教示画像取得部
7 再生走行制御部
8 教示走行制御部
9 記憶装置
30 駆動輪
31 従動輪
32 アクチュエータ
33 エンコーダ
34 タッチパネル
35 手動走行操作装置
37 磁気センサユニット
37A 磁気センサ(ガイドラインセンサ)
37B コントローラ部(教示走行制御部)
100 移動体システム
101 フロア
102 画像サーバ
103 作業用セル
104 ガイドライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5
37B Controller unit (Teaching travel control unit)
100
Claims (10)
前記車体に設けられ、予め走行経路に沿って配設されたガイドラインを検出するガイドラインセンサと、
前記車体に搭載されて前記車体の進行方向を撮像するカメラと、
前記車体を前後方向及び旋回方向に駆動させる駆動装置と、
前記車体に搭載され、前記駆動装置を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、
前記ガイドラインセンサにより検出された前記ガイドラインの位置に基づいて前記車体が前記ガイドラインに沿うように前記駆動装置を制御する教示走行を実行する教示走行制御部と、
前記教示走行実行時に、複数の教示地点のそれぞれにおいて前記カメラを動作させて前記車体の進行方向に向けられた前記カメラの撮像範囲を撮像した、前記ガイドラインの画像を含む教示画像を取得する教示画像取得部と、
前記取得された教示画像を記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶された前記教示画像と前記カメラによりリアルタイムに撮像される取得画像との比較結果に基づいて前記車体が前記走行経路に沿うように前記駆動装置を制御する再生走行を実行する再生走行制御部とを有しており、
前記教示画像内および前記取得画像内の同様の領域に、それぞれマスク範囲を予め設定し、
前記教示画像内における前記マスク範囲は、前記ガイドラインの画像が存在する範囲を含み、
前記再生走行制御部は、前記マスク範囲を除いた範囲で、前記教示画像と前記取得画像とを比較して前記再生走行を実行する
ことを特徴とする、移動体。 The car body,
A guideline sensor that is provided on the vehicle body and detects a guideline previously disposed along the travel route;
A camera mounted on the vehicle body and imaging the traveling direction of the vehicle body;
A driving device for driving the vehicle body in the front-rear direction and the turning direction;
A control device mounted on the vehicle body and controlling the drive device;
The control device includes:
A teaching travel control unit for performing a teaching traveling for controlling the driving device so that the vehicle body follows the guideline based on the position of the guideline detected by the guideline sensor;
A teaching image for acquiring a teaching image including an image of the guideline obtained by operating the camera at each of a plurality of teaching points and capturing an imaging range of the camera directed in a traveling direction of the vehicle body during execution of the teaching traveling. An acquisition unit;
An image storage unit for storing the acquired teaching image;
Based on a comparison result between the teaching image stored in the image storage unit and an acquired image captured in real time by the camera, a regenerative traveling for controlling the driving device so that the vehicle body follows the traveling route is executed. And a regeneration travel control unit ,
A mask range is set in advance in each of the similar regions in the teaching image and the acquired image,
The mask range in the teaching image includes a range where the image of the guideline exists,
The reproduction travel control unit, in a range except for the mask range, characterized that you perform the reproduction running by comparing the acquired image with the teaching image, the moving body.
ことを特徴とする、請求項1記載の移動体。 The moving body according to claim 1, wherein the guide line is disposed on a floor surface.
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の移動体。 Characterized in that said guidelines are magnetic tape, the moving body according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の移動体。 The guideline is characterized in that it is formed of a light reflecting material, the moving body according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の移動体。 The moving body according to any one of claims 1 to 4 , wherein the guideline sensor is detachably mounted on the vehicle body.
ことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の移動体。 The teaching travel control unit, the main body of the control device are formed separately, the teaching travel control unit is characterized in that it is mounted detachably on the vehicle body, claim 1-5 The moving body according to item 1.
ことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の移動体。 It said camera characterized in that it functions as the guideline sensor, the moving body according to any one of claims 1-6.
前記走行経路に沿ってガイドラインを敷設するガイド敷設ステップと、
前記敷設されたガイドラインに沿って前記移動体を自律走行させる教示走行ステップと、
前記教示走行ステップ実行時に、複数の教示地点のそれぞれにおいて車体に搭載されたカメラで前記車体の進行方向に向けられた前記カメラの撮像範囲を撮像した、前記ガイドラインの画像を含む教示画像を取得する教示画像取得ステップと、
前記教示画像と前記カメラによりリアルタイムに撮像される取得画像との比較結果に基づいて前記車体が前記走行経路に沿う前記移動体の進路を制御する再生走行ステップと、を有し、
前記再生走行ステップは、前記教示画像内および前記取得画像内の同様の領域に、それぞれ予め設定したマスク範囲を除いた範囲で、前記教示画像と前記取得画像とを比較することを含み、
前記教示画像内における前記マスク範囲は、前記ガイドラインの画像が存在する範囲を含む
ことを特徴とする、移動体の制御方法。 A method for controlling a moving body that autonomously moves along a preset travel route,
A guide laying step for laying a guideline along the travel route;
A teaching traveling step for autonomously traveling the moving body along the laid guidelines,
At the time of execution of the teaching travel step, a teaching image including an image of the guideline obtained by capturing an imaging range of the camera directed in a traveling direction of the vehicle body with a camera mounted on the vehicle body at each of a plurality of teaching points is acquired. A teaching image acquisition step;
A reproduction traveling step in which the vehicle body controls the course of the moving body along the traveling route based on a comparison result between the teaching image and an acquired image captured in real time by the camera ;
The reproduction running step includes comparing the teaching image with the acquired image in a range excluding a mask range set in advance in similar regions in the teaching image and the acquired image, respectively.
The method for controlling a mobile object, wherein the mask range in the teaching image includes a range in which an image of the guideline exists .
ことを特徴とする、請求項8記載の移動体の制御方法。 The method according to claim 8 , further comprising a guideline removal step of removing the laid guideline after execution of the teaching travel step.
前記移動体が走行するフロアと、
前記フロア上に移動体の走行経路の端部をなす複数の地点と、を有している
ことを特徴とする、移動体システム。 The moving body according to any one of claims 1 to 7 ,
A floor on which the moving body travels;
And a plurality of points forming ends of a travel route of the mobile body on the floor.
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