JP6688475B2 - Information acquisition device, information acquisition system, autonomous mobile device, autonomous mobile device system, and position measuring method for moving body - Google Patents

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Description

本発明は、情報取得装置、情報取得システム、自律移動装置、自律移動装置システム及び移動体の位置測定方法に関するものである。 The present invention relates to an information acquisition device, an information acquisition system, an autonomous mobile device, an autonomous mobile device system, and a mobile body position measurement method.

従来、自律移動装置として、距離センサで周囲の物体までの方位と距離とを検出し、その検出結果と、予め記憶されている移動領域の地図情報における物体の位置情報とに基づいて、自己位置を推定するものが知られている。
このような自律移動装置として、特許文献1には、移動領域内における位置が予め地図情報上に入力された標識を距離センサで検出し、標識までの方位と距離から求まる相対的な自己位置に基づいて、移動領域内における自己位置を推定する構成が記載されている。
Conventionally, as an autonomous mobile device, the distance sensor detects the azimuth and distance to surrounding objects, and based on the detection result and the position information of the object in the map information of the moving area stored in advance, the self-position is determined. It is known to estimate.
As such an autonomous mobile device, in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-242242, a distance sensor detects a sign whose position in a moving area is input in advance on map information, and a relative self-position obtained from the azimuth and distance to the sign. Based on this, a configuration for estimating the self-position within the moving area is described.

特許文献1に記載の標識は、光を反射する線状マークと光を吸収する線状マークとを交互に所定回数繰り返す構成である。そして、特許文献1の自律移動装置は、受光した反射光の受光強度が所定値よりも高い検出結果と、受光強度が所定値よりも低い検出結果との組み合わせに基づいて、上述した標識を検出する。   The sign described in Patent Document 1 has a configuration in which a linear mark that reflects light and a linear mark that absorbs light are alternately repeated a predetermined number of times. Then, the autonomous mobile device of Patent Document 1 detects the above-described sign based on a combination of a detection result in which the received light intensity of the received reflected light is higher than a predetermined value and a detection result in which the received light intensity is lower than the predetermined value. To do.

しかしながら、距離センサによって検出した反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみの判断では、受光強度の違いよって割り当てることができる情報の数が少なく、標識に関連付けすることができる情報量が少なくなる。   However, if only the received light intensity of the reflected light detected by the distance sensor is higher or lower than a predetermined value, the number of information that can be assigned is small due to the difference in the received light intensity, and it can be associated with the sign. The amount of information is reduced.

上述した課題を解決するために、本発明は、光を照射して検出範囲内の物体の表面までの距離及び前記表面からの反射光の受光強度を検出する測距手段と、前記物体の表面に配置された標識で反射した反射光の前記受光強度の検出値に基づいて前記標識に関連付けられた標識情報を生成する標識情報生成手段とを備える情報取得装置において、前記標識情報生成手段は、前記測距手段で検出した前記標識での反射光の前記受光強度の検出値を三段階以上に区分し、各区分に割り当てられた所定の情報に基づいて前記標識情報を生成することを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a distance measuring means for irradiating light to detect a distance to a surface of an object within a detection range and a light reception intensity of reflected light from the surface, and a surface of the object. In the information acquisition device comprising a marker information generating unit that generates marker information associated with the marker based on a detection value of the received light intensity of the reflected light reflected by the marker arranged in the marker information generating unit, The detected value of the received light intensity of the reflected light on the sign detected by the distance measuring unit is divided into three or more steps, and the sign information is generated based on predetermined information assigned to each section. To do.

本発明によれば、従来よりも大きな情報量が関連付けられた標識の情報を取得することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to acquire information about a sign associated with a larger amount of information than before.

第一光学式マークの手前に到達した自走ロボットの測域センサからレーザー光を照射した状態を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the state which irradiated the laser beam from the range sensor of the self-propelled robot which reached before the 1st optical mark. 実施形態の自走ロボットの説明図、(a)は上面図、(b)は右側面図。Explanatory drawing of the self-propelled robot of embodiment, (a) is a top view, (b) is a right view. 自走ロボットの制御システムの一例を示すブロック図。The block diagram which shows an example of the control system of a self-propelled robot. 自走ロボットシステムにおける自走ロボットの移動領域での自己位置の推定方法を説明する模式図。The schematic diagram explaining the estimation method of the self-position in the movement area of a self-propelled robot in a self-propelled robot system. 第一光学式マークの手前に自走ロボットが到達した状態を模式的に示す斜視図。The perspective view which shows typically the state where the self-propelled robot reached before the 1st optical mark. 実施例1の光学式マークの説明図。3A and 3B are explanatory diagrams of an optical mark according to the first embodiment. 測域センサによって得られる距離情報と、反射強度情報とを模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically the distance information and reflection intensity information obtained by the range sensor. 自走ロボットでの自己位置を検出する制御のフローチャート。The flowchart of the control which detects a self-position in a self-propelled robot. 光学式マークに対する距離による測域センサの分解能の変化を示した説明図、(a)は近い状態の説明図、(b)は離れた状態の説明図。Explanatory drawing which showed the change of the resolution of the range sensor by the distance with respect to an optical mark, (a) explanatory drawing of a near state, (b) explanatory drawing of a distant state. 実施例2の光学式マークの説明図。7A and 7B are explanatory views of an optical mark according to the second embodiment. 実施例3の光学式マークの説明図。7A and 7B are explanatory views of an optical mark of Example 3. FIG. 実施例4の光学式マークの説明図。9A and 9B are explanatory diagrams of an optical mark according to a fourth embodiment. 実施例5の光学式マークの説明図。7A and 7B are explanatory views of an optical mark according to a fifth embodiment.

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例について説明する。
図2は、実施形態の自律移動装置である自走ロボット1の説明図であり、図2(a)は、自走ロボット1の上面図、図2(b)は自走ロボット1の右側面図である。自律移動装置としては、車両の上に物を積載し、指定された場所まで無人で物を配送するタイプや、台車などを牽引するタイプなどがある。本実施形態の自走ロボット1は、何れのタイプの自律移動装置においても適用することが可能である。図2中の右側が自走ロボット1の前方である。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
2A and 2B are explanatory views of the self-propelled robot 1 which is the autonomous mobile device of the embodiment. FIG. 2A is a top view of the self-propelled robot 1, and FIG. 2B is a right side face of the self-propelled robot 1. It is a figure. As the autonomous moving device, there are a type in which an object is loaded on a vehicle and unmanned is delivered to a designated place, and a type in which a cart is pulled. The self-propelled robot 1 of the present embodiment can be applied to any type of autonomous mobile device. The right side in FIG. 2 is the front of the self-propelled robot 1.

図3は、自走ロボット1の制御システムの一例を示すブロック図である。
図2及び図3に示すように、自走ロボット1は、車両本体2、駆動輪3、補助輪4、駆動モータ17、測域センサ5、駆動輪3の回転数を検出するためのエンコーダ9及び自律走行制御を行う制御部10を備える。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a control system of the self-propelled robot 1.
As shown in FIGS. 2 and 3, the self-propelled robot 1 includes a vehicle body 2, a drive wheel 3, an auxiliary wheel 4, a drive motor 17, a range sensor 5, and an encoder 9 for detecting the number of rotations of the drive wheel 3. And a control unit 10 that performs autonomous traveling control.

図3に示すように、制御部10は、記憶部11、自己位置推定部12、エンコーダ演算部13、データ処理部14、経路演算部15及び駆動モータ制御部16を備える。記憶部11は移動領域の地図情報等を記憶する。駆動モータ制御部16は、駆動輪3を駆動するための制御信号を作成し、駆動モータ17にその制御信号を送信する。エンコーダ演算部13は、エンコーダ9によって検出した駆動輪3の回転量に基づいて、自走ロボット1の移動量の算出を行う。   As shown in FIG. 3, the control unit 10 includes a storage unit 11, a self-position estimation unit 12, an encoder calculation unit 13, a data processing unit 14, a route calculation unit 15, and a drive motor control unit 16. The storage unit 11 stores map information and the like of the moving area. The drive motor control unit 16 creates a control signal for driving the drive wheels 3 and transmits the control signal to the drive motor 17. The encoder calculator 13 calculates the movement amount of the self-propelled robot 1 based on the rotation amount of the drive wheel 3 detected by the encoder 9.

図2に示すように、自走ロボット1は、車両本体2の前面に移動する方向に現れた障害物などを認識するための非接触式の測域センサ5が配置されている。測域センサ5は、移動領域内に存在する物体との距離を計測して環境データを生成する。自己位置推定部12は、測域センサ5の計測結果より得た周囲の物体の輪郭データを記憶部11に記憶される地図情報に含まれる壁等の固定障害物の輪郭データと照合することによって、自走ロボット1の自己位置を推定する推定手段である。   As shown in FIG. 2, the self-propelled robot 1 is provided with a non-contact type range sensor 5 for recognizing an obstacle or the like appearing on the front surface of the vehicle body 2 in a moving direction. The range sensor 5 measures the distance to an object existing in the moving area and generates environmental data. The self-position estimating unit 12 compares the contour data of the surrounding object obtained from the measurement result of the range sensor 5 with the contour data of the fixed obstacle such as a wall included in the map information stored in the storage unit 11. Is an estimation means for estimating the self-position of the self-propelled robot 1.

本実施形態では、測域センサ5としてレーザー光Lを照射する一般的な二次元のレーザー測域センサ(レーザーレンジファインダ)を用いており、レーザー光Lの照射方向が略水平となるように配置されている。
測域センサ5は、照射方向を連続的に変化させてレーザー光Lを照射し、その扇型状の検出領域内の物体からの反射光を受光することで、その物体までの距離と方向とを測定することができる。また、測域センサ5、走査範囲の中央となる正面方向が、自走ロボット1の直進時の進行方向と一致するように自走ロボット1に配置されている。
自律走行制御では、予め記憶部11に記憶している地図情報と、オドメトリ(エンコーダ9の回転数から移動距離を算出)による推定される移動距離と、測域センサ5にて検出された距離情報と、をマッチングさせることによって、自己位置の推定を行う。
In this embodiment, a general two-dimensional laser range sensor (laser range finder) that irradiates the laser beam L is used as the range sensor 5, and the laser beam L is arranged so that the irradiation direction is substantially horizontal. Has been done.
The range sensor 5 irradiates the laser light L by continuously changing the irradiation direction, and receives the reflected light from the object in the fan-shaped detection area to determine the distance and direction to the object. Can be measured. Further, the range sensor 5 and the front direction, which is the center of the scanning range, are arranged in the self-propelled robot 1 so that the front direction of the self-propelled robot 1 coincides with the traveling direction of the self-propelled robot 1.
In the autonomous traveling control, the map information stored in advance in the storage unit 11, the moving distance estimated by odometry (the moving distance is calculated from the rotation speed of the encoder 9), and the distance information detected by the range sensor 5 are used. The self position is estimated by matching and.

記憶部11に記憶している地図情報は、自走ロボット1の運用開始前に、自走ロボット1を移動領域内で移動させ、測域センサ5によって測定した距離情報に基づいて作成しても良い。詳しくは、自走ロボット1を移動させながら測域センサ5により周囲のものまでの方位と距離とを検出し、検出された物体について測域センサ5が配置された高さにおける測域センサ5と対向する表面の輪郭を示すグリッド画像を生成する。そして、移動の前後でグリッド画像の特徴点を照合して同じ特徴点が最もよく一致するように画像を重ね合わせて行き、移動領域全体の地図情報を作成する。地図情報作成時に自走ロボット1を移動領域内で移動させる方法としては人間が押すなど手動によっても良いし、自走ロボット1を自動で移動させても良い。   The map information stored in the storage unit 11 may be created based on the distance information measured by the range sensor 5 by moving the self-propelled robot 1 within the movement area before the operation of the self-propelled robot 1 is started. good. Specifically, while moving the self-propelled robot 1, the range sensor 5 detects the azimuth and distance to surrounding objects, and the range sensor 5 at the height at which the range sensor 5 is arranged for the detected object. Generate a grid image showing the contours of the opposing surfaces. Then, the feature points of the grid image are collated before and after the movement, and the images are superposed so that the same feature points best match each other to create map information of the entire movement region. As a method of moving the self-propelled robot 1 in the movement area at the time of creating map information, a person may manually push the self-propelled robot 1, or the self-propelled robot 1 may be automatically moved.

自走ロボット1が自律走行するときには、測域センサ5で物体までの方位と距離とを検出し、検出された周囲の物体について測域センサ5が配置された高さにおける測域センサ5と対向する表面の輪郭を示すグリッド画像を生成する。そして、このグリッド画像と、記憶部11に予め記憶されている移動領域全体の固定障害物の輪郭を示した地図情報のグリッド画像とを照合し、移動領域全体の地図情報のグリッド画像の中で、検出した物体の輪郭のグリッド画像と重なる部分を探し出す。そして、検出した周囲の物体までの方位と距離とに基づいて地図情報上における現在位置を算出し、移動領域内における自己位置を推定する。   When the self-propelled robot 1 travels autonomously, the azimuth sensor 5 detects the azimuth and the distance to the object, and the detected surrounding objects face the range sensor 5 at the height at which the range sensor 5 is arranged. A grid image showing the contour of the surface to be processed is generated. Then, this grid image is collated with the grid image of the map information indicating the contours of the fixed obstacles of the entire moving area stored in advance in the storage unit 11, and in the grid image of the map information of the entire moving area, , Find a part of the detected contour of the object that overlaps the grid image. Then, the current position on the map information is calculated based on the detected azimuth and distance to the surrounding object, and the self position in the moving area is estimated.

図4は、自走ロボット1を所定の移動領域内に配置した自走ロボットシステム100における自走ロボット1の移動領域での自己位置の推定方法を説明する模式図である。図4(a)は、移動領域のレイアウトを構成する固定障害物である柱30や壁40と自走ロボット1との位置関係を示している。また、図4(b)は、測域センサ5によって検出した柱30の位置を示し、図4(c)は、マッチングによって自己位置を特定することを示す。   FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method of estimating the self-position in the movement area of the self-propelled robot 1 in the self-propelled robot system 100 in which the self-propelled robot 1 is arranged in a predetermined movement area. FIG. 4A shows the positional relationship between the self-propelled robot 1 and the pillars 30 and walls 40 that are fixed obstacles that constitute the layout of the moving area. 4B shows the position of the pillar 30 detected by the range sensor 5, and FIG. 4C shows that the self position is specified by matching.

図4(a)に示す移動領域における壁40や柱30の位置と形状は、地図情報として記憶部11に予め記憶されている。図4(b)で示すように測域センサ5によって柱30等の輪郭を検出し、検出結果と地図情報とを照合することによって図4(c)に示すように自己位置を推定する。
図4(a)に示すように、自走ロボットシステム100における移動領域内の壁40や柱30に複数の光学式マークM(M1〜M4)が配置されている。
The positions and shapes of the walls 40 and the pillars 30 in the moving area shown in FIG. 4A are stored in the storage unit 11 in advance as map information. As shown in FIG. 4B, the range sensor 5 detects the contour of the pillar 30 and the like, and the detection result and the map information are collated to estimate the self-position as shown in FIG. 4C.
As shown in FIG. 4A, a plurality of optical marks M (M1 to M4) are arranged on the wall 40 and the pillar 30 in the moving area of the self-propelled robot system 100.

本実施形態の自走ロボット1では、光学式マークMを検出することにより、移動領域における自己位置を正確に把握することが可能となる。以下、光学式マークMを用いて自己位置を把握する構成について説明する。   In the self-propelled robot 1 of the present embodiment, by detecting the optical mark M, the self position in the moving area can be accurately grasped. Hereinafter, a configuration for grasping the self-position using the optical mark M will be described.

図5は、第一光学式マークM1の手前に自走ロボット1が到達した状態を模式的に示す斜視図である。図1及び図5に示すように、屋内等における自走ロボット1の予め定められた範囲である移動領域内の壁40や柱30などに、個々の識別が可能な指標として、複数の光学式マークMを特定の位置に設置している。   FIG. 5 is a perspective view schematically showing a state in which the self-propelled robot 1 has arrived in front of the first optical mark M1. As shown in FIG. 1 and FIG. 5, a plurality of optical systems are used as indicators that can be individually identified on a wall 40, a pillar 30, or the like in a moving area that is a predetermined range of the self-propelled robot 1 indoors or the like. The mark M is installed at a specific position.

〔実施例1〕
本実施形態に適用可能な光学式マークMの一つ目の実施例(以下、「実施例1」という)について説明する。
図6は、実施例1の光学式マークMの構成例の説明図である。図6(a)は、光学式マークMに使用する黒色の濃度が異なる線状マークNの濃度の種類と、各濃度に割り当てられたコード番号との関係を示す説明図である。図6(b)は、光学式マークMの一つ目の例と、それをコード化した数字の説明図であり、図6(c)は、光学式マークMの二つ目の例と、それをコード化した数字の説明図である。
[Example 1]
A first example (hereinafter, referred to as “Example 1”) of the optical mark M applicable to the present embodiment will be described.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a configuration example of the optical mark M according to the first embodiment. FIG. 6A is an explanatory diagram showing the relationship between the density types of the linear marks N having different black densities used for the optical mark M and the code numbers assigned to the respective densities. FIG. 6B is an explanatory diagram of a first example of the optical mark M and a coded number thereof, and FIG. 6C is a second example of the optical mark M. It is explanatory drawing of the number which coded it.

図6(a)に示すように、黒色の濃度の異なる五種類の線状マークNを用いており、それぞれの濃度に対してコード番号が割り当てられている。
図3に示すデータ処理部14には、各濃度の線状マークNに対応した反射光の受光強度に対してコード番号が記憶されており、測域センサ5の受光強度に応じて、コード番号を出力する。例えば、測域センサ5からが照射したレーザー光Lが図6(a)中の「3」のコード番号が割り当てられた濃度の線状マークNで反射し、その反射光を測域センサ5が受光した場合、その受光強度に基づいてデータ処理部14は「3」というコード番号を出力する。
As shown in FIG. 6A, five types of linear marks N having different black densities are used, and a code number is assigned to each density.
The data processing unit 14 shown in FIG. 3 stores a code number for the received light intensity of the reflected light corresponding to the linear mark N of each density, and the code number is stored according to the received light intensity of the range sensor 5. Is output. For example, the laser beam L emitted from the range sensor 5 is reflected by the linear mark N of the density assigned the code number “3” in FIG. 6A, and the range sensor 5 reflects the reflected light. When light is received, the data processing unit 14 outputs the code number "3" based on the received light intensity.

図6に示すように、光学式マークMは、多段階的に濃度が異なる複数本(本実施形態では七本)の線状マークNで構成される。本実施形態の自走ロボット1は、バーコードのように線状マークの幅を認識するのではなく所定の幅の線状マークNのそれぞれの濃度を認識する。本実施形態では、一つの線状マークNの幅は30[mm]である。これは、運用上、光学式マークMを設ける媒体としてA4用紙を使用し、測域センサ5として角分解能が0.25[°]の測域センサを用いた場合、5000[mm]程度離れたところから認識できるように設定するためである。そして、以下の式(1)及び式(2)に基づいて一つの線状マークNの幅を30[mm]と設定した。
A4の用紙幅(297[mm])÷9本分(線状マークが7本+両脇の余白が2本)
=33[mm] ・・・・・(1)
tan(0.25[°])×5000[mm]≒21[mm] ・・・・・(2)
As shown in FIG. 6, the optical mark M is composed of a plurality of (7 in the present embodiment) linear marks N having different densities in multiple stages. The self-propelled robot 1 of the present embodiment does not recognize the width of the linear mark like a barcode, but recognizes the respective densities of the linear marks N having a predetermined width. In the present embodiment, the width of one linear mark N is 30 [mm]. In operation, when A4 paper is used as a medium for providing the optical mark M and a range sensor having an angular resolution of 0.25 [°] is used as the range sensor 5, the distance is about 5000 [mm]. This is for setting so that it can be recognized from the place. Then, the width of one linear mark N was set to 30 [mm] based on the following equations (1) and (2).
A4 paper width (297 [mm]) ÷ 9 lines (7 line marks + 2 margins on both sides)
= 33 [mm] (1)
tan (0.25 [°]) × 5000 [mm] ≈21 [mm] (2)

光学式マークMにおける線状マークNの濃度が同じであっても、測域センサ5に対する光学式マークMの距離や角度の違い、すなわち、測域センサ5に対する光学式マークMの相対位置の違いによって測域センサ5で取得する反射光の受光強度は異なる場合がある。詳しくは、測域センサ5に対する光学式マークMの距離が変化すると、線状マークNからの反射光の受光強度も変化する。また、測域センサ5からのレーザー光Lの照射方向に対する光学式マークMの表面の角度が変化した場合も線状マークNからの反射光の受光強度も変化する。よって、本実施形態では相対位置の違いによる受光強度の補正値を予め実験等によって求めておき、データ処理部14に記憶しておく。そして、光学式マークMに対する測域センサ5の相対位置に基づいて、受光強度の値を補正することで線状マークNに割り当てられたコード番号を取得する。   Even if the density of the linear mark N in the optical mark M is the same, the difference in the distance and angle of the optical mark M with respect to the range sensor 5, that is, the difference in the relative position of the optical mark M with respect to the range sensor 5. Depending on the range sensor 5, the received light intensity of the reflected light may differ. Specifically, when the distance of the optical mark M to the range sensor 5 changes, the light reception intensity of the reflected light from the linear mark N also changes. Also, when the angle of the surface of the optical mark M with respect to the irradiation direction of the laser light L from the range sensor 5 changes, the received light intensity of the reflected light from the linear mark N also changes. Therefore, in the present embodiment, the correction value of the received light intensity due to the difference in the relative position is obtained in advance by experiments or the like and stored in the data processing unit 14. Then, the code number assigned to the linear mark N is acquired by correcting the value of the received light intensity based on the relative position of the range sensor 5 with respect to the optical mark M.

また、他の方法として、光学式マークMを検出したときに、光学式マークMに対して測域センサ5が所定の位置となるように自走ロボット1を移動させ、光学式マークMに再度、レーザー光Lを照射し、固定された相対位置で光学式マークMを検出しても良い。
また、光学式マークMにおける線状マークNの濃度が同じであっても、光学式マークMを設ける媒体の材質によって測域センサ5で取得する反射光の受光強度は異なる場合がある。この場合、光学式マークMを設ける媒体に使用する材質の種類の数だけ補正値を事前に求めておくことで、線状マークNのそれぞれの濃度を適切に認識することが可能となる。
Further, as another method, when the optical mark M is detected, the self-propelled robot 1 is moved so that the range sensor 5 is at a predetermined position with respect to the optical mark M, and the optical mark M is again detected. Alternatively, the optical mark M may be detected at a fixed relative position by irradiating the laser light L.
Even if the density of the linear mark N in the optical mark M is the same, the received light intensity of the reflected light acquired by the range sensor 5 may differ depending on the material of the medium in which the optical mark M is provided. In this case, it is possible to appropriately recognize the respective densities of the linear marks N by obtaining correction values in advance for the number of types of materials used for the medium on which the optical marks M are provided.

個々の光学式マークMはコード化した数字が識別番号(以下、「ID」という)として関連付けられている。図6(b)に示す光学式マークMは、第一線状マークN1からは「2」、第二線状マークN2からは「5」というコード番号が出力され、光学式マークMの全体として「2513241」というIDを取得することができる。同様に、図6(c)に示す光学式マークMからは「4541243」というIDを取得することができる。   A coded number is associated with each optical mark M as an identification number (hereinafter referred to as “ID”). In the optical mark M shown in FIG. 6B, the code number "2" is output from the first linear mark N1 and the code number "5" is output from the second linear mark N2, and the optical mark M as a whole is It is possible to acquire the ID “2513241”. Similarly, the ID “4541243” can be obtained from the optical mark M shown in FIG.

図6に示すように、七本の線状マークNで光学式マークMが構成されており五値でコード化するため、光学式マークMに振り分けることが可能なIDの数は、理論上では、「5=78125」個となる。一方、従来のように濃度変調しない構成では、七本の線状マークからなる標識に振り分けることが可能なIDの数は、理論上では、「2=128」個となる。よって、本実施形態のように、濃度変調によってコード化することにより、より多くのID数を確保することが可能となる。 As shown in FIG. 6, since the optical mark M is composed of seven linear marks N and is encoded by five values, the number of IDs that can be assigned to the optical mark M is theoretically the same. , “5 7 = 78125”. On the other hand, in the conventional configuration in which the density is not modulated, the number of IDs that can be assigned to the markers including the seven linear marks is “2 7 = 128” in theory. Therefore, it is possible to secure a larger number of IDs by encoding by density modulation as in the present embodiment.

図3に示すように、自走ロボット1は、光学式マークMの距離情報と反射光の受光強度情報とを取り込むための取得手段としての測域センサ5を備える。
データ処理部14は、測域センサ5から出力される距離情報と受光強度情報とに基づいて、取得情報内の光学式マークMを示す情報を抽出し、情報を抽出した光学式マークMに対する自走ロボット1の相対位置の算出と、光学式マークMのIDを検出する。
記憶手段である記憶部11には、移動領域内に設置された全ての光学式マークMのIDと、個々のIDに対応した全ての光学式マークMの位置データ(緯度、経度等)とがテーブル化して記憶されている。
自己位置推定部12は、記憶部11から得られる検出した光学式マークMの絶対位置と、データ処理部14から得られる光学式マークMに対する自走ロボット1の相対位置とにより、自走ロボット1の絶対位置を算出する。これにより、オドメトリによる移動距離と、測域センサ5による距離情報と、をマッチングさせることで推定された自己位置にずれが生じて自己位置を見失った場合でも、光学式マークMを見つけることで自己位置を認識することが可能となる。
As shown in FIG. 3, the self-propelled robot 1 includes a range sensor 5 as an acquisition unit for capturing the distance information of the optical mark M and the received light intensity information of the reflected light.
The data processing unit 14 extracts the information indicating the optical mark M in the acquired information based on the distance information and the received light intensity information output from the range sensor 5, and outputs the information for the optical mark M from which the information is extracted. The relative position of the running robot 1 is calculated and the ID of the optical mark M is detected.
The storage unit 11, which is a storage unit, stores the IDs of all the optical marks M installed in the moving area and the position data (latitude, longitude, etc.) of all the optical marks M corresponding to the individual IDs. It is stored as a table.
The self-position estimation unit 12 uses the absolute position of the detected optical mark M obtained from the storage unit 11 and the relative position of the self-propelled robot 1 with respect to the optical mark M obtained from the data processing unit 14 to determine the self-propelled robot 1 Calculate the absolute position of. As a result, even if the self-position estimated by matching the movement distance by the odometry and the distance information by the range sensor 5 is displaced and the self-position is lost, the self-position can be detected by finding the optical mark M. It becomes possible to recognize the position.

測域センサ5は、壁40や柱30に設けられた光学式マークMの識別標識部分の高さと略同じ高さ位置となるように、自走ロボット1の先端部に取り付けられている。   The range sensor 5 is attached to the tip portion of the self-propelled robot 1 so as to be at substantially the same height as the height of the identification mark portion of the optical mark M provided on the wall 40 or the pillar 30.

ここで、光学式マークMと測域センサ5とを用いた自走ロボット1の自己位置の算出原理について、図1及び図7を用いて説明する。
図1は、第一光学式マークM1の手前に到達した自走ロボット1の測域センサ5からレーザー光Lを照射した状態を模式的に示す斜視図である。図7は、図1の状態で、測域センサ5によって得られる距離情報と、反射光の受光強度情報(以下、「反射強度情報」という)とを模式的に示した説明図である。
Here, the principle of calculating the self-position of the self-propelled robot 1 using the optical mark M and the range sensor 5 will be described with reference to FIGS. 1 and 7.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a state in which a laser beam L is emitted from the range sensor 5 of the self-propelled robot 1 that has arrived before the first optical mark M1. FIG. 7 is an explanatory diagram schematically showing distance information obtained by the range sensor 5 and light reception intensity information of reflected light (hereinafter, referred to as “reflection intensity information”) in the state of FIG. 1.

図1に示すように、自走ロボット1の前方の第一光学式マークM1が、測域センサ5によって検出されたとする。図1に示すように、測域センサ5の高さに対して、第一光学式マークM1の識別標識部分とが略同じ高さとなるように、壁40に第一光学式マークM1が貼ってある。このため、図7(a)に示す第一光学式マークM1が貼り付けられた位置周辺の壁40の距離情報と、図7(b)に示す第一光学式マークM1が貼り付けられた位置周辺の壁40の反射強度情報とが同時に取得される。   As shown in FIG. 1, it is assumed that the first optical mark M1 in front of the self-propelled robot 1 is detected by the range sensor 5. As shown in FIG. 1, the first optical mark M1 is attached to the wall 40 so that the height of the range sensor 5 is substantially the same as that of the identification mark portion of the first optical mark M1. is there. Therefore, the distance information of the wall 40 around the position where the first optical mark M1 shown in FIG. 7A is attached and the position where the first optical mark M1 shown in FIG. 7B is attached. The reflection intensity information of the surrounding wall 40 is acquired at the same time.

図7に示すように、距離情報と反射強度情報とは、測域センサ5の周りの角度に関して互いに対応している。
自走ロボット1の制御部10が備えるデータ処理部14は、測域センサ5によって取得した反射強度情報から正面に光学式マークMが存在することを認識し、さらに、反射強度情報から第一光学式マークM1の識別番号を認識する。そして、データ処理部14で認識した識別番号に基づいて自己位置推定部12が識別番号に対応する光学式マークMの移動領域内における絶対位置の位置データを記憶部11から読み出す。測域センサ5によって測定された距離情報から算出される第一光学式マークM1との相対位置と、記憶部11から読み出された第一光学式マークM1の絶対位置とに基づいて、自走ロボット1の現在位置を算出することが可能となる。
As shown in FIG. 7, the distance information and the reflection intensity information correspond to each other with respect to the angle around the range sensor 5.
The data processing unit 14 included in the control unit 10 of the self-propelled robot 1 recognizes from the reflection intensity information acquired by the range sensor 5 that the optical mark M exists on the front side, and further, from the reflection intensity information, the first optical The identification number of the expression mark M1 is recognized. Then, based on the identification number recognized by the data processing unit 14, the self-position estimation unit 12 reads out the position data of the absolute position in the moving region of the optical mark M corresponding to the identification number from the storage unit 11. Self-propelled based on the relative position with respect to the first optical mark M1 calculated from the distance information measured by the range sensor 5 and the absolute position of the first optical mark M1 read from the storage unit 11. It is possible to calculate the current position of the robot 1.

図8は、本実施形態の自走ロボット1での自己位置を検出する制御のフローチャートである。
まず、測域センサ5で周囲の距離情報と反射強度情報とを取り込む(S1)。次に、周囲に光学式マークMが存在するか否かを判定する(S2)。ここで、周囲に光学式マークMが存在しないと判定された場合(「S2」で「No」)は、「S1」に戻る。周囲に光学式マークMが存在すると判定された場合(「S2」で「Yes」)は、「S3」に進む。ここでは、反射強度情報に基づいて検出した光学式マークMの線状マークNを解析し、識別番号を認識する(S3)。そして、検出した光学式マークMの位置情報を記憶部11から読み出す。さらに、反射強度情報より認識された光学式マークMの自走ロボット1に対する角度に対応する距離を距離情報より読み込み、この距離情報と光学式マークMの位置情報とに基づいて自走ロボット1の現在位置を算出する。
FIG. 8 is a flowchart of control for detecting the self-position in the self-propelled robot 1 of this embodiment.
First, the range sensor 5 captures the surrounding distance information and the reflection intensity information (S1). Next, it is determined whether or not the optical mark M exists around (S2). Here, if it is determined that the optical mark M does not exist in the surroundings (“No” in “S2”), the process returns to “S1”. When it is determined that the optical mark M is present in the surroundings (“Yes” in “S2”), the process proceeds to “S3”. Here, the linear mark N of the optical mark M detected based on the reflection intensity information is analyzed to recognize the identification number (S3). Then, the detected position information of the optical mark M is read from the storage unit 11. Further, the distance corresponding to the angle of the optical mark M recognized from the reflection intensity information with respect to the self-propelled robot 1 is read from the distance information, and based on this distance information and the position information of the optical mark M, the self-propelled robot 1 Calculate the current position.

自走ロボット1のような移動体の絶対位置を認識する構成としては、近年では全地球測位システム(以下、「GPS」という。)を用いたものが主流となっている。しかしながら、GPS電波は、建物や山等が多く電波障害が発生し易い環境にある屋外や、電波の潜り込みが難しい工場、空港ビル、駅構内等の屋内等では、電波障害や受信感度の悪化等により移動体の位置認識の信頼性が低下するという問題がある。そのため、GPSを用いない移動体の位置認識技術として、特許文献1には、特定の反射強度パターンにより位置情報を付与された標識を測域センサで検出することで、移動体の位置を認識する構成が記載されている。   As a configuration for recognizing the absolute position of a mobile body such as the self-propelled robot 1, in recent years, a system using a global positioning system (hereinafter, referred to as "GPS") has become mainstream. However, GPS radio waves may interfere with the reception of radio waves or the reception sensitivity may deteriorate outdoors in an environment where there are many buildings, mountains, etc. where radio wave interference is likely to occur, or in factories where it is difficult to penetrate radio waves, indoors such as airport buildings and station premises. As a result, there is a problem that the reliability of the position recognition of the moving body is reduced. Therefore, as a position recognizing technique of a moving body that does not use GPS, Patent Document 1 discloses that the position of the moving body is recognized by detecting a marker whose position information is given by a specific reflection intensity pattern with a range sensor. The configuration is described.

しかしながら、特許文献1に記載の構成のように、反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみの判断では、識別できるID数が少なくなる。
図9は、光学式マークMを構成する複数本の線状マークを黒と白との二値で作成し、距離による測域センサ5の分解能の変化を示した説明図である。図9(a)は、光学式マークMと測域センサ5とが近い状態を示し、図9(b)は、光学式マークMと測域センサ5とが離れた状態を示している。
However, as in the configuration described in Patent Document 1, the number of identifiable IDs decreases when only the received light intensity of the reflected light is higher or lower than a predetermined value.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a plurality of linear marks forming the optical mark M with binary values of black and white and showing a change in resolution of the range sensor 5 depending on a distance. 9A shows a state where the optical mark M and the range sensor 5 are close to each other, and FIG. 9B shows a state where the optical mark M and the range sensor 5 are separated from each other.

図9(a)に示すように、光学式マークMに対して測域センサ5が近くに位置していると、多くのレーザー光Lを光学式マークMに照射することができ、分解能が高くなる。このため、線状マークの間隔を狭めて、限られた横幅の範囲での黒と白との線状マークの配列の組み合わせの種類を増やし、光学式マークMによって示す情報量を多くすることが可能である。
しかし、図9(b)に示すように、光学式マークMに対して測域センサ5が遠くに位置していると、図9(a)に比べて光学式マークMに照射することができるレーザー光Lの数が少なくなり、分解能が低くなる。このため、線状マークの間隔を狭めると、一部の線状マークにレーザー光Lが照射されずに検出されなかったり、照射されるレーザー光の数が少なく幅の情報が取得できなかったりするおそれがある。
As shown in FIG. 9A, when the range sensor 5 is located close to the optical mark M, a large amount of laser light L can be applied to the optical mark M, and the resolution is high. Become. Therefore, it is possible to narrow the interval between the linear marks, increase the types of combinations of black and white linear mark arrays in a limited width range, and increase the amount of information indicated by the optical mark M. It is possible.
However, as shown in FIG. 9B, when the range sensor 5 is located far from the optical mark M, the optical mark M can be irradiated as compared with FIG. 9A. The number of laser beams L decreases, and the resolution decreases. For this reason, if the interval between the linear marks is narrowed, some of the linear marks will not be irradiated with the laser light L and will not be detected, or the number of irradiated laser lights will be too small to obtain width information. There is a risk.

このため、限られた横幅の範囲で配置することができる線状マークの数には限りがあり、線状マークの一つ一つを黒と白との二値で現そうとすると、個々の標識を識別できるID数が少なくなる。例えばA3幅の標識を5000[mm]離れた位置から検出した場合に識別できるID数は10個程度となり、例えば50[m]×50[m]の移動領域の範囲で絶対位置認識を行うための標識としては、十分な数のIDを確保できない。   Therefore, there is a limit to the number of linear marks that can be placed in a limited width range, and if each linear mark is represented by a binary value of black and white, the The number of IDs that can identify the sign is reduced. For example, the number of IDs that can be identified when detecting an A3 width marker from a position distant from 5000 [mm] is about 10, and for example, absolute position recognition is performed within a moving area of 50 [m] × 50 [m]. It is impossible to secure a sufficient number of IDs for the sign.

反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみの判断を行い標識を検出する特許文献1に記載の自律移動装置では、標識があるということを認識できるだけで、複数の標識を個別に識別しているものではない。このため、特許文献1に記載の標識に関連付けられた標識情報は、そこに標識があるということを示す情報のみである。   In the autonomous mobile device described in Patent Document 1 that detects a sign by determining whether the received light intensity of reflected light is higher or lower than a predetermined value, it is possible to recognize that there is a sign and to detect a plurality of signs. It is not individually identified. Therefore, the sign information associated with the sign described in Patent Document 1 is only information indicating that there is a sign.

これに対して、本実施形態の自走ロボットシステム100では、自走ロボット1の絶対位置の認識に用いる光学式マークMを構成する個々の線状マークNの黒色の濃度を変調している。そして、自走ロボット1が備える制御部10のデータ処理部14では、測域センサ5から照射されたレーザー光Lが光学式マークMの線状マークNで反射した反射光の反射強度情報をコード化する。   On the other hand, in the self-propelled robot system 100 of this embodiment, the black densities of the individual linear marks N constituting the optical mark M used to recognize the absolute position of the self-propelled robot 1 are modulated. In the data processing unit 14 of the control unit 10 included in the self-propelled robot 1, the laser light L emitted from the range sensor 5 is reflected by the linear mark N of the optical mark M, and the reflection intensity information of the reflected light is coded. Turn into.

光学式マークMの個々の線状マークNの幅が測域センサ5で検出できる最小幅であるとすると、本実施形態のように濃淡を検出することによるコード化の場合は一つの線状マークNで一つの値を表現できる。しかし、黒及び白のみの幅変調の場合は複数の線状マーク(JANコードの場合は七つ)を用いらなければ、一つの値を表現できない。
よって、線状マークの幅を変調するよりも本実施形態のように線状マークの色の濃度を変調してコード化する方が、標識の単位面積あたりで表示できるID数を多く確保できる。これにより、識別可能な光学式マークMの数を増やすことができる。
Assuming that the width of each linear mark N of the optical mark M is the minimum width that can be detected by the range sensor 5, in the case of coding by detecting the light and shade as in this embodiment, one linear mark is used. One value can be expressed by N. However, in the case of width modulation of only black and white, one value cannot be expressed unless a plurality of linear marks (seven in the case of JAN code) are used.
Therefore, rather than modulating the width of the linear mark, it is possible to secure a large number of IDs that can be displayed per unit area of the marker by modulating and coding the color density of the linear mark as in the present embodiment. Thereby, the number of identifiable optical marks M can be increased.

次に、図8のフローチャートの「S2」での光学式マークMが存在するか否かを判定する際の光学式マークMを検出する構成を備えた光学式マークMの実施例について説明する。   Next, an example of the optical mark M having a configuration for detecting the optical mark M when determining whether or not the optical mark M exists in “S2” of the flowchart of FIG. 8 will be described.

〔実施例2〕
本実施形態に適用可能な光学式マークMの二つ目の実施例(以下、「実施例2」という)について説明する。
図10は、実施例2の光学式マークMの説明図である。
[Example 2]
A second example (hereinafter, referred to as “Example 2”) of the optical mark M applicable to this embodiment will be described.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the optical mark M according to the second embodiment.

実施例1の光学式マークMのようなコード化する線状マークNのみの配置では、図10(c)に示すように、複数の線状マークNの濃度が変化しない場合は、光学式マークMであることを検出できない。
これに対して、図10(a)や図10(b)に示すように、実施例1の光学式マークMの片方の端部あるいは両端に、所定の濃度の線状マークNである基準線状マークN0が設置された構成とすることで、光学式マークMの検出を行う。
図10(c)に示す線状マークNの濃度が変化しない光学式マークMであっても、図10(d)に示すように、端部に基準線状マークN0を設置することで、基準線状マークN0に対応した反射強度情報を検出し、光学式マークMが存在することの検出が可能となる。
With the arrangement of only the linear mark N to be coded, such as the optical mark M of the first embodiment, as shown in FIG. 10C, when the density of the plurality of linear marks N does not change, the optical mark It cannot detect that it is M.
On the other hand, as shown in FIGS. 10A and 10B, a reference line which is a linear mark N having a predetermined density is provided at one end or both ends of the optical mark M of the first embodiment. The optical mark M is detected by the configuration in which the circular mark N0 is installed.
Even with the optical mark M in which the density of the linear mark N shown in FIG. 10C does not change, as shown in FIG. 10D, by installing the reference linear mark N0 at the end, It is possible to detect the presence of the optical mark M by detecting the reflection intensity information corresponding to the linear mark N0.

実施例2の光学式マークMを検出する場合は、まず、測域センサ5で移動領域内を走査する。そして、基準線状マークN0を検出したときに、周囲に光学式マークMが存在すると判定する(「S2」で「Yes」)。次に、検出した基準線状マークN0に対して所定の位置(図10(a)では基準線状マークN0の右側、図10(b)では二つの基準線状マークN0の間)にある線状マークNの配列を読み込み、光学式マークMのIDを認識する(S3)。   When detecting the optical mark M according to the second embodiment, first, the range sensor 5 scans the moving area. Then, when the reference linear mark N0 is detected, it is determined that the optical mark M exists in the surroundings (“Yes” in “S2”). Next, a line at a predetermined position (on the right side of the reference linear mark N0 in FIG. 10A, between the two reference linear marks N0 in FIG. 10B) with respect to the detected reference linear mark N0. The array of the circular marks N is read and the ID of the optical mark M is recognized (S3).

〔実施例3〕
本実施形態に適用可能な光学式マークMの三つ目の実施例(以下、「実施例3」という)について説明する。
図11は、実施例3の光学式マークMの説明図であり、図11(a)の光学式マークMと図11(b)の光学式マークMとのはIDが異なる。
[Example 3]
A third example (hereinafter, referred to as “Example 3”) of the optical mark M applicable to this embodiment will be described.
FIG. 11 is an explanatory diagram of the optical mark M of the third embodiment, and the optical mark M of FIG. 11A and the optical mark M of FIG. 11B have different IDs.

実施例3の光学式マークMは、任意の位置に濃度の増減を繰り返す線状マークNの組み合わせからなる光学式マーク検出部Maを備えている。そして、光学式マークMにおける光学式マーク検出部Ma以外の部分が光学式マークMのIDを示す光学式マーク識別部Mbとなっている。
実施例3では、光学式マークMの検出を確実に行うため、所定の濃度変化をする線状マークNの組み合わせ(光学式マーク検出部Ma)を実施例1の光学式マークM(光学式マーク識別部Mb)の所定の位置(図11では左側)に配置している。
The optical mark M according to the third embodiment includes an optical mark detection unit Ma that is a combination of linear marks N that repeatedly increase and decrease the density at an arbitrary position. The portion of the optical mark M other than the optical mark detecting portion Ma is an optical mark identifying portion Mb indicating the ID of the optical mark M.
In the third embodiment, in order to surely detect the optical mark M, the combination of the linear marks N (optical mark detection unit Ma) that changes a predetermined density is used as the optical mark M (optical mark) of the first embodiment. It is arranged at a predetermined position (on the left side in FIG. 11) of the identification portion Mb).

実施例3の光学式マークMを検出する場合は、まず、測域センサ5で移動領域内を走査する。そして、光学式マーク検出部Maを検出したときに、周囲に光学式マークMが存在すると判定する(「S2」で「Yes」)。次に、検出した光学式マーク検出部Maに対して所定の位置(図11では光学式マーク検出部Maの右側)にある光学式マーク識別部Mbの線状マークNの配列を読み込み、光学式マークのIDを認識する(S3)。   When detecting the optical mark M according to the third embodiment, first, the range sensor 5 scans the moving area. Then, when the optical mark detection unit Ma is detected, it is determined that the optical mark M is present in the surroundings ("Yes" in "S2"). Next, the array of the linear marks N of the optical mark identification unit Mb located at a predetermined position (on the right side of the optical mark detection unit Ma in FIG. 11) with respect to the detected optical mark detection unit Ma is read, The ID of the mark is recognized (S3).

〔実施例4〕
本実施形態に適用可能な光学式マークMの四つ目の実施例(以下、「実施例4」という)について説明する。
図12は、実施例4の光学式マークMの説明図である。図12(a)は、図6(a)と同様に、線状マークNの濃度の種類と、各濃度に割り当てられたコード番号との関係を示す説明図である。図12(b)は、IDにおいて同じコード番号が連続する場合を実施例1の光学式マークMで示した説明図である。図12(c)は、IDにおいて同じコード番号が連続する場合を実施例4の光学式マークMで示す説明図である。
[Example 4]
A fourth example (hereinafter, referred to as “Example 4”) of the optical mark M applicable to this embodiment will be described.
FIG. 12 is an explanatory diagram of the optical mark M according to the fourth embodiment. Similar to FIG. 6A, FIG. 12A is an explanatory diagram showing the relationship between the density type of the linear mark N and the code number assigned to each density. FIG. 12B is an explanatory diagram showing a case where the same code number is consecutive in the ID as an optical mark M of the first embodiment. FIG. 12C is an explanatory diagram showing a case where the same code number is consecutive in the ID as an optical mark M of the fourth embodiment.

図12(c)に示すように、実施例4の光学式マークMは、隣接する線状マークN同士が同じ濃度とならない構成である。
図12(b)の下図に示すように、光学式マークMに対して「2211443」のように、同じコード番号が連続するIDを付与しようとした場合、実施例1の光学式マークMでは図12(b)の上図に示すようになる。図12(b)上図の第一線状マークN1と第二線状マークN2とは、隣り合う線状マークN同士が同じ濃度となっているため、隣り合う線状マークNの区別が付かない状態となっている。第三線状マークN3と第四線状マークN4との組み合わせ、第五線状マークN5と第六線状マークN6との組み合わせも同様である。
As shown in FIG. 12C, the optical mark M of Example 4 has a configuration in which the adjacent linear marks N do not have the same density.
As shown in the lower diagram of FIG. 12B, when it is attempted to give IDs having the same code number consecutively to the optical mark M, such as “2211434”, the optical mark M of the first embodiment is 12 (b) is shown in the upper diagram. In the first linear mark N1 and the second linear mark N2 in the upper diagram of FIG. 12B, since the adjacent linear marks N have the same density, the adjacent linear marks N are distinguished from each other. It is in a state where it does not exist. The same applies to the combination of the third linear mark N3 and the fourth linear mark N4, and the combination of the fifth linear mark N5 and the sixth linear mark N6.

一方、実施例4の光学式マークMは隣接する線状マークN同士が同じ濃度とならない構成である。そのため、コード化は図12(c)中の矢印(1)で示す処理で個々の線状マークNに振り分けられたコード番号を取得し、図12(c)中の矢印(2)で示す処理で表1に示すマトリクスにしたがってIDを示すコード番号を取得する。   On the other hand, the optical mark M of Example 4 has a configuration in which the adjacent linear marks N do not have the same density. Therefore, the coding is performed by the process shown by the arrow (1) in FIG. 12C, the code number assigned to each linear mark N is acquired, and the process shown by the arrow (2) in FIG. 12C is performed. Then, the code number indicating the ID is acquired according to the matrix shown in Table 1.

隣接する二つの線状マークNの反射強度情報の検出値に基づいて、IDを示すコード番号の一つを算出する。
表1に示すマトリクスは、縦軸が隣接する二つの線状マークNの左側の線状マークNに振り分けられたコード番号であり、横軸が隣接する二つの線状マークNの右側の線状マークNに振り分けられたコード番号である。
One of the code numbers indicating the ID is calculated based on the detected values of the reflection intensity information of the two adjacent linear marks N.
The matrix shown in Table 1 is the code numbers assigned to the linear marks N on the left side of the two adjacent linear marks N on the vertical axis, and the linear numbers on the right side of the two linear marks N adjacent to the horizontal axis. It is a code number assigned to the mark N.

図12(c)に示す例では、第一線状マークN1のコード番号は「4」であり、第二線状マークN2のコード番号は「5」である。このため、第一線状マークN1と第二線状マークN2とから求められるIDを示すコード番号は、表1中の縦軸が「4」横軸が「5」の「4」が求められる。
同様にして、第二線状マークN2と第三線状マークN3とから求められるIDを示すコード番号は「4」であり、第三線状マークN3と第四線状マークN4とから求められるIDを示すコード番号は「1」である。そして、図12(c)に示す実施例4の光学式マークMからは、「441133」というIDを取得することができる。
In the example shown in FIG. 12C, the code number of the first linear mark N1 is "4", and the code number of the second linear mark N2 is "5". Therefore, the code number indicating the ID obtained from the first linear mark N1 and the second linear mark N2 is "4" in Table 1 where the vertical axis is "4" and the horizontal axis is "5". .
Similarly, the code number indicating the ID obtained from the second linear mark N2 and the third linear mark N3 is "4", and the ID obtained from the third linear mark N3 and the fourth linear mark N4 is The code number shown is "1". Then, the ID "441133" can be acquired from the optical mark M of the fourth embodiment shown in FIG.

また、実施例4の光学式マークMは、実施例4の光学式マークMは、隣接する線状マークN同士が同じ濃度とならないという特徴的な濃度変調の配列を備える。このため、この特徴的な濃度変調の配列を検出することで光学式マークMが存在することの検出が可能となる。   Further, the optical mark M of the fourth embodiment has a characteristic density modulation array in which the adjacent linear marks N do not have the same density. Therefore, the presence of the optical mark M can be detected by detecting this characteristic density modulation arrangement.

実施例4の光学式マークMを検出する場合は、まず、測域センサ5で移動領域内を走査する。そして、隣接する線状マークN同士が同じ濃度とならない複数の線状マークNを検出したときに、周囲に光学式マークMが存在すると判定する(「S2」で「Yes」)。これと同時に、線状マークNの配列を読み込み、光学式マークMのIDを認識する(S3)。   When detecting the optical mark M according to the fourth embodiment, first, the range sensor 5 scans the moving area. Then, when a plurality of linear marks N in which the adjacent linear marks N do not have the same density are detected, it is determined that the optical mark M is present in the surroundings (“Yes” in “S2”). At the same time, the array of linear marks N is read and the ID of the optical mark M is recognized (S3).

〔実施例5〕
本実施形態に適用可能な光学式マークMの五つ目の実施例(以下、「実施例5」という)について説明する。
図13は、実施例5の光学式マークMの説明図である。図13(a)は、図6(a)と同様に、線状マークNの濃度の種類と、各濃度に割り当てられたコード番号との関係を示す説明図である。図13(b)は、実施例5の光学式マークMの一例を示す説明図である。
[Example 5]
A fifth example (hereinafter, referred to as “Example 5”) of the optical mark M applicable to this embodiment will be described.
FIG. 13 is an explanatory diagram of the optical mark M according to the fifth embodiment. Similar to FIG. 6A, FIG. 13A is an explanatory diagram showing the relationship between the density type of the linear mark N and the code number assigned to each density. FIG. 13B is an explanatory diagram illustrating an example of the optical mark M according to the fifth embodiment.

図13(b)に示すように、実施例5の光学式マークMは、隣接する線状マークN同士が同じ濃度とならない構成である。さらに、隣り合う線状マークN同士の間で濃淡を繰り返す配置である。具体的には、第一線状マークN1から第二線状マークN2への濃度変化は濃度が薄くなっている。このため、次の第二線状マークN2から第三線状マークN3への濃度変化は濃度が濃くなり、さらに次の第三線状マークN3から第四線状マークN4への濃度変化は濃度が薄くなっている。
このように、実施例5の光学式マークMは、隣接する線状マークN同士が同じ濃度とならず、さらに、濃淡を繰り返す特徴的な濃度変調の配列を備える。このため、この特徴的な濃度変調の配列を検出することで光学式マークMが存在することの検出が可能となる。
As shown in FIG. 13B, the optical mark M of Example 5 has a configuration in which the adjacent linear marks N do not have the same density. Further, the light and shade are repeated between the adjacent linear marks N. Specifically, the density change from the first linear mark N1 to the second linear mark N2 is thin. Therefore, the density change from the next second linear mark N2 to the third linear mark N3 is high, and the next density change from the third linear mark N3 to the fourth linear mark N4 is low. Has become.
As described above, the optical mark M of the fifth embodiment does not have the same density between the adjacent linear marks N, and further has a characteristic density modulation array in which light and shade are repeated. Therefore, the presence of the optical mark M can be detected by detecting this characteristic density modulation arrangement.

実施例5の光学式マークMをコード化する際は、図13(b)中の矢印(1)で示す処理で個々の線状マークNに振り分けられたコード番号を取得し、図13(b)中の矢印(2)で示す処理で表2に示すマトリクスにしたがってIDを示すコード番号を取得する。   When the optical mark M of Example 5 is coded, the code numbers assigned to the individual linear marks N are acquired by the process indicated by the arrow (1) in FIG. The code number indicating the ID is acquired according to the matrix shown in Table 2 by the processing indicated by the arrow (2) in ().

実施例5では、実施例4と同様に、隣接する二つの線状マークNの反射強度情報の検出値に基づいて、IDを示すコード番号の一つを算出する。
表2に示すマトリクスは、縦軸が隣接する二つの線状マークNの左側の線状マークNに振り分けられたコード番号であり、横軸が隣接する二つの線状マークNの右側の線状マークNに振り分けられたコード番号である。
In the fifth embodiment, as in the fourth embodiment, one of the code numbers indicating the ID is calculated based on the detection values of the reflection intensity information of the two adjacent linear marks N.
The matrix shown in Table 2 is the code numbers assigned to the linear marks N on the left side of the two adjacent linear marks N on the vertical axis, and the linear numbers on the right side of the two linear marks N adjacent to the horizontal axis. It is a code number assigned to the mark N.

図13(b)に示す例では、第一線状マークN1のコード番号は「2」であり、第二線状マークN2のコード番号は「5」である。このため、第一線状マークN1と第二線状マークN2とから求められるIDを示すコード番号は、表2中の縦軸が「2」横軸が「5」の「3」が求められる。
同様にして、第二線状マークN2と第三線状マークN3とから求められるIDを示すコード番号は「4」であり、第三線状マークN3と第四線状マークN4とから求められるIDを示すコード番号は「2」である。そして、図13(b)に示す実施例5の光学式マークMからは、「342123」というIDを取得することができる。
In the example shown in FIG. 13B, the code number of the first linear mark N1 is "2", and the code number of the second linear mark N2 is "5". Therefore, as the code number indicating the ID obtained from the first linear mark N1 and the second linear mark N2, "3" in which the vertical axis in Table 2 is "2" and the horizontal axis is "5" is obtained. .
Similarly, the code number indicating the ID obtained from the second linear mark N2 and the third linear mark N3 is "4", and the ID obtained from the third linear mark N3 and the fourth linear mark N4 is The code number shown is "2". Then, the ID "342123" can be obtained from the optical mark M of the fifth embodiment shown in FIG.

実施例5の光学式マークMを検出する場合は、まず、測域センサ5で移動領域内を走査する。そして、隣接する線状マークN同士が同じ濃度とならず、さらに濃淡を繰り返す複数の線状マークNを検出したときに、周囲に光学式マークMが存在すると判定する(「S2」で「Yes」)。これと同時に、線状マークNの配列を読み込み、光学式マークMのIDを認識する(S3)。
実施例5の光学式マークMでは、左側から順に線状マークNを認識し、線状マークNと思われる検出値の組み合わせが、濃淡を二回以上繰り返しているときに、光学式マークMとして識別し、線状マークNの配列を読み込む構成としてもよい。
When detecting the optical mark M of the fifth embodiment, first, the range sensor 5 scans the inside of the moving area. Then, when the adjacent linear marks N do not have the same density and a plurality of linear marks N in which light and shade are repeated are detected, it is determined that the optical mark M exists in the surroundings (“S2” is “Yes”). )). At the same time, the array of linear marks N is read and the ID of the optical mark M is recognized (S3).
In the optical mark M of the fifth embodiment, the linear mark N is recognized in order from the left side, and when the combination of the detection values that are considered to be the linear mark N repeats shading twice or more, it is regarded as the optical mark M. The configuration may be such that identification is performed and the array of the linear marks N is read.

自走ロボット1を設置する移動領域では、壁の表面に模様が付されている場合も考えられる。この場合、壁の表面の模様として段階的に色が濃くなったり、薄くなったりするグラデーションが施されていると、濃度が異なる線状マークNからなる光学式マークMとして誤認されるおそれがある。これに対して、実施例5のように濃淡を繰り返すものを光学式マークMとして認識する構成であれば、グラデーションを光学式マークMとして誤認することを防止できる。   In the moving area where the self-propelled robot 1 is installed, it is possible that the surface of the wall has a pattern. In this case, if the pattern on the surface of the wall is gradationally darkened or lightened gradually, it may be erroneously recognized as an optical mark M composed of linear marks N having different densities. . On the other hand, if the optical mark M is a structure in which light and shade are repeated as in the fifth embodiment, it is possible to prevent the gradation from being mistakenly recognized as the optical mark M.

上述した実施例2及び実施例3の光学式マークMでは、光学式マークM内にIDとしての情報を持たない線状マークN(基準線状マークN0、光学式マーク検出部Ma)を設置している。このため、光学式マークMにおける線状マークNを配列できる範囲の無駄となる。これに対して、実施例4及び実施例5では、光学式マークM全体が特徴をもつような線状マークNの組み合わせとなっている。
何れの実施例についても、検出した光学式マークMのIDが記憶部11に記憶されている地図情報に記憶されていないIDであった場合は、誤検出として図8に示すフローチャートの「S1」に戻る。
In the optical marks M of the above-described second and third embodiments, the linear mark N (reference linear mark N0, optical mark detection unit Ma) having no information as ID is installed in the optical mark M. ing. Therefore, the range in which the linear marks N of the optical mark M can be arranged is wasted. On the other hand, in the fourth and fifth embodiments, the combination of the linear marks N has a characteristic that the entire optical mark M has a characteristic.
In any of the examples, if the detected ID of the optical mark M is an ID not stored in the map information stored in the storage unit 11, it is determined as an erroneous detection and "S1" in the flowchart shown in FIG. Return to.

以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。   What has been described above is an example, and unique effects are obtained for each of the following aspects.

(態様A)
レーザー光L等の光を照射して検出範囲内の柱30や壁40等の物体の表面までの距離及び表面からの反射光の受光強度を検出する測域センサ5等の測距手段と、物体の表面に設けられた光学式マークM等の標識で反射した反射光の受光強度の検出値に基づいて標識に関連付けられた標識情報を生成するデータ処理部14等の標識情報生成手段とを備える自走ロボット1等の情報取得装置において、標識情報生成手段は、測距手段で検出した標識での反射光の受光強度の検出値を七段階等の三段階以上に区分し、各区分に割り当てられたコード番号等の所定の情報に基づいてID等の標識情報を生成する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射光の受光強度を三段階以上に区分することで、標識における濃度変調を検出することが可能となる。これにより、反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみを判断する従来の構成に比べて大きな情報量が関連付けられた標識の情報を取得することが可能となる。
(Aspect A)
Distance measuring means such as a range sensor 5 for irradiating light such as laser light L to detect the distance to the surface of an object such as the pillar 30 or the wall 40 within the detection range and the light reception intensity of reflected light from the surface. A sign information generating unit such as a data processing unit 14 that generates sign information associated with the sign based on the detected value of the received light intensity of the reflected light reflected by the sign such as the optical mark M provided on the surface of the object. In the information acquisition device such as the self-propelled robot 1 provided, the sign information generating means divides the detection value of the received light intensity of the reflected light at the sign detected by the distance measuring means into three or more steps such as seven steps, and in each section. Marker information such as an ID is generated based on predetermined information such as the assigned code number.
According to this, as described in the above embodiment, by dividing the received light intensity of the reflected light into three or more steps, it becomes possible to detect the concentration modulation in the marker. As a result, it becomes possible to acquire the information of the sign associated with a larger amount of information as compared with the conventional configuration in which it is determined whether the received light intensity of the reflected light is higher or lower than a predetermined value.

また、上述した実施形態では、標識の情報を取得する情報取得装置が自走ロボット1である場合について説明した。情報取得装置としてはこれに限るものではなく、例えば、測域センサ5のような測距手段を備えたハンディスキャナで、離れた位置にある光学式マークMのような標識の表面を読み取る構成にも適用可能である。   Further, in the above-described embodiment, the case where the information acquisition device that acquires the information about the sign is the self-propelled robot 1 has been described. The information acquisition device is not limited to this. For example, a handy scanner having a distance measuring device such as the range sensor 5 may be used to read the surface of a marker such as an optical mark M at a distant position. Is also applicable.

(態様B)
表面の線状マークN等の情報表示部によって関連付けられた標識情報を表示する光学式マークM等の標識と、標識の標識情報を取得する自走ロボット1等の情報取得装置とを備え、情報取得装置は、レーザー光L等の光を照射して検出範囲内の柱30や壁40等の物体の表面までの距離及び表面からの反射光の受光強度を検出する測域センサ5等の測距手段と、物体の表面に設けられた情報表示部で反射した反射光の受光強度の検出値に基づいて標識情報を生成するデータ処理部14等の標識情報生成手段とを有する構成の自走ロボットシステム100等の情報取得システムにおいて、標識は、複数の情報表示部が所定の間隔で配置され、標識情報生成手段は、測距手段で検出した情報表示部での反射光の受光強度の検出値を七段階等の三段階以上に区分し、各区分に割り当てられたコード番号等の所定の情報に基づいてID等の標識情報を生成する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射光の受光強度を三段階以上に区分することで、標識における濃度変調を検出することが可能となる。これにより、反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみを判断する従来の構成に比べて、標識に対してより大きな情報量を関連付けることが可能となり、この標識に表示された標識情報を情報取得装置で取得することが可能となる。
(Aspect B)
A mark such as an optical mark M that displays the mark information associated with the information display unit such as the linear mark N on the surface, and an information acquisition device such as the self-propelled robot 1 that acquires the mark information of the mark are provided. The acquisition device measures a distance such as a range sensor 5 that radiates light such as laser light L to detect the distance to the surface of an object such as the pillar 30 or the wall 40 within the detection range and the light reception intensity of reflected light from the surface. Self-propelled structure having distance means and sign information generation means such as a data processing unit 14 that generates sign information based on a detection value of received light intensity of reflected light reflected by an information display unit provided on the surface of an object In the information acquisition system such as the robot system 100, a plurality of information display units are arranged at a predetermined interval on the sign, and the sign information generation unit detects the received light intensity of the reflected light on the information display unit detected by the distance measuring unit. Three levels such as seven levels Divided above, to produce labeled information such as ID on the basis of predetermined information such as the assigned code numbers in each segment.
According to this, as described in the above embodiment, by dividing the received light intensity of the reflected light into three or more steps, it becomes possible to detect the concentration modulation in the marker. This makes it possible to associate a larger amount of information with the sign, compared to the conventional configuration that determines whether the received light intensity of the reflected light is higher or lower than a predetermined value, and is displayed on this sign. The sign information can be acquired by the information acquisition device.

(態様C)
駆動モータ17及び駆動輪3等の移動手段と、移動領域の地図情報を格納する記憶部11等の地図記憶手段と、レーザー光L等の光を照射して移動領域内に存在する柱30や壁40等の物体の表面までの距離及び表面からの反射光の受光強度を検出する測域センサ5等の測距手段と、移動領域内における自己位置を算出する自己位置推定部12等の自己位置算出手段とを備える自走ロボット1等の自律移動装置において、物体の表面に配置された光学式マークM等の標識で反射した反射光の受光強度の検出値を七段階等の三段階以上に区分し、各区分に割り当てられたコード番号等の所定の情報に基づいて標識のID等の識別情報を生成するデータ処理部14等の標識情報生成手段を備え、自己位置算出手段は、測距手段によって検出された標識までの距離に基づいて算出される標識に対する自律移動装置の相対位置の位置情報と、地図記憶手段の地図情報内に記憶された識別情報に対応する標識の移動領域内における位置情報とに基づいて、自律移動装置の移動領域内における自己位置を算出する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射光の受光強度を三段階以上に区分することで、標識における濃度変調を検出することが可能となる。これにより、反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみを判断する従来の構成に比べて、標識に対してより大きな情報量を関連付けることが可能となり、この標識に表示された標識情報を自律移動装置で取得することが可能となる。また、標識に対して付与することができる識別情報の数が増え、移動領域内に配置可能な標識の数が増えるため、移動領域内における自律移動装置の自己位置の算出精度を向上させることが可能となる。
(Aspect C)
Moving means such as the drive motor 17 and the driving wheel 3, a map storing means such as a storage section 11 for storing map information of the moving area, a pillar 30 existing in the moving area by irradiating light such as a laser beam L, or the like. Distance-measuring means such as the range-finding sensor 5 that detects the distance to the surface of the object such as the wall 40 and the received light intensity of the reflected light from the surface, and the self-position estimating unit 12 that calculates the self-position within the moving area. In an autonomous mobile device such as a self-propelled robot 1 provided with a position calculation means, the detection value of the received light intensity of the reflected light reflected by a mark such as an optical mark M arranged on the surface of an object is detected in three or more steps such as seven steps. And a sign information generation unit such as a data processing unit 14 that generates identification information such as a sign ID based on predetermined information such as a code number assigned to each section. Detected by distance means Based on the position information of the relative position of the autonomous mobile device to the sign calculated based on the distance to the knowledge, and the position information in the moving area of the sign corresponding to the identification information stored in the map information of the map storage means. Then, the self-position in the moving area of the autonomous mobile device is calculated.
According to this, as described in the above embodiment, by dividing the received light intensity of the reflected light into three or more steps, it becomes possible to detect the concentration modulation in the marker. This makes it possible to associate a larger amount of information with the sign, compared to the conventional configuration that determines whether the received light intensity of the reflected light is higher or lower than a predetermined value, and is displayed on this sign. The sign information can be acquired by the autonomous mobile device. In addition, since the number of identification information that can be given to the sign increases and the number of signs that can be arranged in the moving area increases, it is possible to improve the calculation accuracy of the self-position of the autonomous mobile device in the moving area. It will be possible.

(態様D)
態様Cにおいて、データ処理部14等の標識情報生成手段は、相対位置の位置情報に基づいて、光学式マークM等の標識での反射光の受光強度の検出値を補正する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、測域センサ5等の測距手段に対する標識の相対位置の違いによって測距手段で取得する反射光の受光強度は異なる場合であってもコード番号等の所定の情報を適切に取得できる。よって、標識についてのID等の識別情報を適切取得することが可能となる。
(Aspect D)
In the aspect C, the sign information generating means such as the data processing unit 14 corrects the detection value of the received light intensity of the reflected light at the sign such as the optical mark M based on the position information of the relative position.
According to this, as described in the above embodiment, even if the received light intensity of the reflected light obtained by the distance measuring means differs depending on the relative position of the marker with respect to the distance measuring means such as the range sensor 5, the code Predetermined information such as the number can be properly acquired. Therefore, it is possible to appropriately acquire the identification information such as the ID of the sign.

(態様E)
自走ロボット1等の自律移動装置と、自律移動装置が移動可能な移動領域と、移動領域に配置され、表面の線状マークN等の情報表示部によって関連付けられた標識情報を表示する光学式マークM等の標識と、移動領域の地図情報を格納する記憶部11等の地図記憶手段と,移動領域内における自律移動装置の位置を算出する自己位置推定部12等の移動装置位置算出手段とを備え、自律移動装置は、駆動モータ17及び駆動輪3等の移動手段と、レーザー光L等の光を照射して移動領域内に存在する柱30や壁40等の物体の表面までの距離及び表面からの反射光の受光強度を検出する測域センサ5等の測距手段と、を有する構成の自走ロボットシステム100等の自律移動装置システムにおいて、標識は、複数の情報表示部が所定の間隔で配置された構成であり、測距手段で検出した情報表示部での反射光の受光強度の検出値を七段階等の三段階以上に区分し、各区分に割り当てられたコード番号等の所定の情報に基づいて標識のID等の識別情報を生成するデータ処理部14等の標識情報生成手段を備え、移動装置位置算出手段は、測距手段によって検出された標識までの距離に基づいて算出される標識に対する自律移動装置の相対位置の位置情報と、地図記憶手段の地図情報内に記憶された識別情報に対応する標識の移動領域内における位置情報とに基づいて、自律移動装置の移動領域内における位置情報を算出する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射光の受光強度を三段階以上に区分することで、標識における濃度変調を検出することが可能となる。これにより、反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみを判断する従来の構成に比べて、標識に対してより大きな情報量を関連付けることが可能となり、この標識に表示された標識情報を自律移動装置で取得することが可能となる。また、標識に対して付与することができる識別情報の数が増え、移動領域内に配置可能な標識の数が増えるため、移動領域内における自律移動装置の位置情報の算出精度を向上させることが可能となる。
(Aspect E)
An optical system that displays autonomously moving devices such as the self-propelled robot 1, a moving region in which the autonomous moving device can move, and marker information that is arranged in the moving region and that is associated by an information display unit such as a linear mark N on the surface. A mark such as a mark M, a map storage unit such as a storage unit 11 that stores map information of the moving region, and a mobile device position calculating unit such as a self-position estimating unit 12 that calculates the position of the autonomous mobile device within the moving region. The autonomous moving apparatus includes a moving means such as the drive motor 17 and the driving wheel 3, and a distance to the surface of an object such as a pillar 30 or a wall 40 existing in the moving area by irradiating light such as the laser light L. In the autonomous mobile device system such as the self-propelled robot system 100 configured to have the distance measuring means such as the range sensor 5 that detects the received light intensity of the reflected light from the surface, the marker has a plurality of information display portions. Interval of The arrangement is such that the detection value of the received light intensity of the reflected light at the information display section detected by the distance measuring means is divided into three or more steps such as seven steps, and the predetermined number such as the code number assigned to each section is determined. The mobile device position calculating means is provided with a sign information generating means such as a data processing section 14 for generating identification information such as an ID of the sign based on the information, and the mobile device position calculating means is calculated based on the distance to the sign detected by the distance measuring means. Within the moving area of the autonomous mobile device based on the position information of the relative position of the autonomous moving device with respect to the sign, and the position information within the moving area of the sign corresponding to the identification information stored in the map information of the map storage means. Position information is calculated.
According to this, as described in the above embodiment, by dividing the received light intensity of the reflected light into three or more steps, it becomes possible to detect the concentration modulation in the marker. This makes it possible to associate a larger amount of information with the sign, compared to the conventional configuration that determines whether the received light intensity of the reflected light is higher or lower than a predetermined value, and is displayed on this sign. The sign information can be acquired by the autonomous mobile device. Further, since the number of identification information that can be given to a sign increases and the number of signs that can be arranged in the moving area increases, it is possible to improve the calculation accuracy of the position information of the autonomous mobile device in the moving area. It will be possible.

また、上述した実施形態では、地図記憶手段、移動装置位置算出手段及び標識情報生成手段が自律移動装置である自走ロボット1に配置された構成について説明した。これらの手段は、自律移動装置に配置するものに限らない。例えば、自律移動装置システム内に自律移動装置とは別に設けたサーバー装置に配置し、自律移動装置とサーバー装置とで無線通信を行うことで、各種情報のやり取りを行う構成としてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the map storage means, the mobile device position calculation means, and the sign information generation means are arranged in the self-propelled robot 1 which is an autonomous mobile device has been described. These means are not limited to those arranged in the autonomous mobile device. For example, the configuration may be such that it is arranged in a server device provided separately from the autonomous mobile device in the autonomous mobile device system, and various information is exchanged by performing wireless communication between the autonomous mobile device and the server device.

(態様F)
態様Eにおいて、データ処理部14等の標識情報生成手段は、相対位置の位置情報に基づいて、線状マークN等の情報表示部での反射光の受光強度の検出値を補正する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、測域センサ5等の測距手段に対する光学式マークM等の標識の相対位置の違いによって測距手段で取得する反射光の受光強度は異なる場合であってもコード番号等の所定の情報を適切に取得できる。よって、標識についてのID等の識別情報を適切取得することが可能となる。
(Aspect F)
In mode E, the sign information generating means such as the data processing unit 14 corrects the detection value of the received light intensity of the reflected light on the information display unit such as the linear mark N based on the position information of the relative position.
According to this, as described in the above embodiment, the received light intensity of the reflected light obtained by the distance measuring means differs depending on the relative position of the marker such as the optical mark M to the distance measuring means such as the range sensor 5. Even in this case, the predetermined information such as the code number can be properly acquired. Therefore, it is possible to appropriately acquire the identification information such as the ID of the sign.

(態様G)
態様EまたはFにおいて、光学式マークM等の標識は、所定の間隔で配置された複数の線状マークN等の情報表示部の一端または両端に所定の反射強度を有する基準線状マークN0等の情報表示部を備える。
これによれば、上記実施例2について説明したように、移動領域内に標識が存在することの検出が可能となる。
(Aspect G)
In the mode E or F, the mark such as the optical mark M is a reference linear mark N0 having a predetermined reflection intensity at one end or both ends of the information display portion such as a plurality of linear marks N arranged at a predetermined interval. Information display section.
According to this, as described in the second embodiment, it is possible to detect the presence of the marker in the moving area.

(態様H)
態様EまたはFにおいて、光学式マークM等の標識は、所定の濃度変化をする線状マークN等の情報表示部の組み合わせ(光学式マーク検出部Ma等)を複数の情報表示部における所定の位置に配置している。
これによれば、上記実施例3について説明したように、移動領域内に標識が存在することの検出が可能となる。
(Aspect H)
In the mode E or F, the marker such as the optical mark M is a combination of the information display units such as the linear marks N that change in a predetermined density (optical mark detection unit Ma or the like) in a predetermined number in the plurality of information display units. It is placed in the position.
According to this, as described in the third embodiment, it is possible to detect the presence of the marker in the moving area.

(態様I)
態様E乃至Hの何れかの態様において、光学式マークM等の標識は、複数の線状マークN等の情報表示部のうち隣り合う情報表示部が同じ濃度とならない構成である。
これによれば、上記実施例4について説明したように、隣り合う情報表示部の区別が付かない状態となることを防止できる。
(Aspect I)
In any one of the modes E to H, the markers such as the optical mark M are configured such that the adjacent information display parts among the information display parts such as the plurality of linear marks N do not have the same density.
According to this, as described in the fourth embodiment, it is possible to prevent the adjacent information display sections from being indistinguishable.

(態様J)
態様Iにおいて、光学式マークM等の標識は、複数の線状マークN等の情報表示部が、隣り合う情報表示部の間で濃淡を繰り返す配置である。
これによれば、上記実施例5について説明したように、特徴的な濃度変調の配列を検出することで標識が存在することの検出が可能となる。
(Aspect J)
In the aspect I, the markers such as the optical marks M are arranged such that the information display portions such as the plurality of linear marks N repeat light and shade between the adjacent information display portions.
According to this, as described in the fifth embodiment, the presence of the label can be detected by detecting the characteristic concentration modulation array.

(態様K)
移動領域内における自走ロボット1等の移動体の位置を測定する移動体の位置測定方法において、移動体に配置され、レーザー光L等の光を照射して移動領域内に存在する柱30や壁40等の物体の表面までの距離及び表面からの反射光の受光強度を検出する測域センサ5等の測距手段を用いて、移動領域内に配置された光学式マークM等の標識までの距離と、標識を構成する複数の線状マークN等の情報表示部での反射光の受光強度とを検出し、検出した受光強度の検出値を七段階等の三段階以上に区分して、各区分に割り当てられたコード番号等の所定の情報に基づいて標識のID等の識別情報を生成し、測距手段によって検出された標識までの距離に基づいて算出される標識に対する移動体の相対位置の位置情報と、記憶部11等の地図記憶手段の地図情報内に記憶された識別情報に対応する標識の移動領域内における位置情報とに基づいて、移動体の移動領域内における位置情報を算出する。
これによれば、上記実施形態について説明したように、反射光の受光強度を三段階以上に区分することで、標識における濃度変調を検出することが可能となる。これにより、反射光の受光強度が、所定の値よりも高いか低いかのみを判断する従来の構成に比べて、標識に対してより大きな情報量を関連付けることが可能となり、この標識に表示された標識情報を自律移動装置で取得することが可能となる。そして、標識に対して付与することができる識別情報の数が増え、移動領域内に配置可能な標識の数が増えるため、移動領域内における自律移動装置の位置情報の算出精度を向上させることが可能となる。
(Aspect K)
In the position measuring method of a moving body for measuring the position of a moving body such as the self-propelled robot 1 in the moving area, a pillar 30 arranged in the moving body and irradiated with light such as a laser beam L or the like existing in the moving area. Using a distance-measuring means such as a range-finding sensor 5 that detects the distance to the surface of an object such as the wall 40 and the intensity of received light of the reflected light from the surface, to a mark such as an optical mark M arranged in the moving area. And the received light intensity of the reflected light on the information display portion such as the plurality of linear marks N constituting the sign are detected, and the detected value of the detected received light intensity is divided into three or more steps such as seven steps. , The identification information such as the ID of the sign is generated based on the predetermined information such as the code number assigned to each section, and the moving body of the moving object with respect to the sign calculated based on the distance to the sign detected by the distance measuring means. Position information of the relative position and the location of the storage unit 11, etc. Based on the position information in the corresponding label movement area identification information stored in the map information storage means, and calculates the position information in the moving area of the moving body.
According to this, as described in the above embodiment, by dividing the received light intensity of the reflected light into three or more steps, it becomes possible to detect the concentration modulation in the marker. This makes it possible to associate a larger amount of information with the sign, compared to the conventional configuration that determines whether the received light intensity of the reflected light is higher or lower than a predetermined value, and is displayed on this sign. The sign information can be acquired by the autonomous mobile device. Then, since the number of pieces of identification information that can be given to the sign increases and the number of signs that can be arranged in the moving area increases, it is possible to improve the calculation accuracy of the position information of the autonomous mobile device in the moving area. It will be possible.

1 自走ロボット
2 車両本体
3 駆動輪
4 補助輪
5 測域センサ
9 エンコーダ
10 制御部
11 記憶部
12 自己位置推定部
13 エンコーダ演算部
14 データ処理部
15 経路演算部
16 駆動モータ制御部
17 駆動モータ
30 柱
40 壁
100 自走ロボットシステム
L レーザー光
M 光学式マーク
M1 第一光学式マーク
Ma 光学式マーク検出部
Mb 光学式マーク識別部
N 線状マーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Self-propelled robot 2 Vehicle main body 3 Driving wheel 4 Auxiliary wheel 5 Range sensor 9 Encoder 10 Control section 11 Storage section 12 Self-position estimation section 13 Encoder calculation section 14 Data processing section 15 Route calculation section 16 Drive motor control section 17 Drive motor 30 pillar 40 wall 100 self-propelled robot system L laser light M optical mark M1 first optical mark Ma optical mark detection unit Mb optical mark identification unit N linear mark

特開2014−6835号公報JP, 2014-6835, A

Claims (11)

光を照射して検出範囲内の物体の表面までの距離及び前記表面からの反射光の受光強度を検出する測距手段と、
前記物体の表面に配置された標識で反射した反射光の前記受光強度の検出値に基づいて前記標識に関連付けられた標識情報を生成する標識情報生成手段とを備える情報取得装置において、
前記標識情報生成手段は、前記測距手段で検出した前記標識での反射光の前記受光強度の検出値を三段階以上に区分し、各区分に割り当てられた所定の情報に基づいて前記標識情報を生成することを特徴とする情報取得装置。
Distance measuring means for irradiating light to detect the distance to the surface of the object within the detection range and the received light intensity of the reflected light from the surface,
In an information acquisition device comprising a marker information generating unit that generates marker information associated with the marker based on a detection value of the received light intensity of the reflected light reflected by the marker disposed on the surface of the object,
The sign information generating unit divides the detection value of the received light intensity of the reflected light at the sign detected by the distance measuring unit into three or more steps, and the sign information based on predetermined information assigned to each section. An information acquisition device, characterized in that:
表面の情報表示部によって関連付けられた標識情報を表示する標識と、
前記標識の前記標識情報を取得する情報取得装置とを備え、
前記情報取得装置は、光を照射して検出範囲内の物体の表面までの距離及び前記表面からの反射光の受光強度を検出する測距手段と、前記物体の表面に設けられた前記情報表示部で反射した反射光の前記受光強度の検出値に基づいて前記標識情報を生成する標識情報生成手段とを有する構成の情報取得システムにおいて、
前記標識は、複数の前記情報表示部が所定の間隔で配置され、
前記標識情報生成手段は、前記測距手段で検出した前記情報表示部での反射光の前記受光強度の検出値を三段階以上に区分し、各区分に割り当てられた所定の情報に基づいて前記標識情報を生成することを特徴とする情報取得システム。
A sign that displays sign information associated by the information display unit on the surface,
An information acquisition device for acquiring the sign information of the sign,
The information acquisition device irradiates light to detect the distance to the surface of the object within the detection range and the received light intensity of the reflected light from the surface, and the information display provided on the surface of the object. In an information acquisition system having a configuration including a marker information generating unit that generates the marker information based on a detection value of the received light intensity of the reflected light reflected by the section,
The sign, a plurality of the information display unit is arranged at a predetermined interval,
The sign information generating unit divides the detection value of the received light intensity of the reflected light on the information display unit detected by the distance measuring unit into three or more steps, and based on predetermined information assigned to each section, An information acquisition system characterized by generating sign information.
移動手段と、
移動領域の地図情報を格納する地図記憶手段と、
光を照射して前記移動領域内に存在する物体の表面までの距離及び前記表面からの反射光の受光強度を検出する測距手段と、
前記移動領域内における自己位置を算出する自己位置算出手段とを備える自律移動装置において、
前記物体の表面に配置された標識で反射した反射光の前記受光強度の検出値を三段階以上に区分し、各区分に割り当てられた所定の情報に基づいて前記標識の識別情報を生成する標識情報生成手段を備え、
前記自己位置算出手段は、前記測距手段によって検出された前記標識までの距離に基づいて算出される前記標識に対する前記自律移動装置の相対位置の位置情報と、前記地図記憶手段の前記地図情報内に記憶された前記識別情報に対応する前記標識の前記移動領域内における位置情報とに基づいて、前記自律移動装置の前記移動領域内における自己位置を算出することを特徴とする自律移動装置。
Transportation means,
Map storage means for storing map information of the moving area,
Distance measuring means for irradiating light to detect the distance to the surface of the object existing in the moving area and the light reception intensity of the reflected light from the surface,
In an autonomous mobile device comprising a self-position calculating means for calculating a self-position within the moving area,
A sign that divides the detection value of the received light intensity of the reflected light reflected by the sign arranged on the surface of the object into three or more steps, and generates identification information of the sign based on predetermined information assigned to each section. Equipped with information generation means,
The self-position calculating means includes position information of a relative position of the autonomous mobile device with respect to the sign calculated based on a distance to the sign detected by the distance measuring means, and the map information in the map storage means. An autonomous mobile device that calculates the self-position in the mobile region of the autonomous mobile device based on position information in the mobile region of the sign corresponding to the identification information stored in.
請求項の自律移動装置において、
前記標識情報生成手段は、前記相対位置の位置情報に基づいて、前記標識での反射光の前記受光強度の検出値を補正することを特徴とする自律移動装置。
The autonomous mobile device according to claim 3 ,
The autonomous mobile device, wherein the sign information generating means corrects the detection value of the received light intensity of the reflected light at the sign based on the position information of the relative position.
自律移動装置と、
前記自律移動装置が移動可能な移動領域と、
前記移動領域に配置され、表面の情報表示部によって関連付けられた標識情報を表示する標識と、
前記移動領域の地図情報を格納する地図記憶手段と,
前記移動領域内における前記自律移動装置の位置を算出する移動装置位置算出手段とを備え、
前記自律移動装置は、移動手段と、光を照射して前記移動領域内に存在する物体の表面までの距離及び前記表面からの反射光の受光強度を検出する測距手段と、を有する構成の自律移動装置システムにおいて、
前記標識は、複数の前記情報表示部が所定の間隔で配置された構成であり、
前記測距手段で検出した前記情報表示部での反射光の前記受光強度の検出値を三段階以上に区分し、各区分に割り当てられた所定の情報に基づいて前記標識の識別情報を生成する標識情報生成手段を備え、
前記移動装置位置算出手段は、前記測距手段によって検出された前記標識までの距離に基づいて算出される前記標識に対する前記自律移動装置の相対位置の位置情報と、前記地図記憶手段の前記地図情報内に記憶された前記識別情報に対応する前記標識の前記移動領域内における位置情報とに基づいて、前記自律移動装置の前記移動領域内における位置情報を算出することを特徴とする自律移動装置システム。
An autonomous mobile device,
A moving area in which the autonomous mobile device can move;
A sign that is arranged in the movement area and displays sign information associated by the information display unit on the surface,
Map storage means for storing map information of the moving area,
A mobile device position calculating means for calculating the position of the autonomous mobile device in the moving area;
The autonomous moving apparatus includes a moving unit and a distance measuring unit that irradiates light to detect a distance to a surface of an object existing in the moving region and a light receiving intensity of reflected light from the surface. In the autonomous mobile device system,
The sign has a configuration in which a plurality of the information display units are arranged at a predetermined interval,
The detection value of the received light intensity of the reflected light on the information display unit detected by the distance measuring unit is divided into three or more steps, and the identification information of the sign is generated based on the predetermined information assigned to each section. Equipped with sign information generation means,
The mobile device position calculation means is position information of the relative position of the autonomous mobile device with respect to the sign calculated based on the distance to the sign detected by the distance measurement means, and the map information of the map storage means. The position information in the moving area of the autonomous moving device is calculated based on the position information in the moving area of the sign corresponding to the identification information stored in the autonomous moving apparatus system. .
請求項5の自律移動装置システムにおいて、
前記標識情報生成手段は、前記相対位置の位置情報に基づいて、前記情報表示部での反射光の前記受光強度の検出値を補正することを特徴とする自律移動装置システム。
The autonomous mobile device system according to claim 5,
The autonomous mobile device system, wherein the sign information generating means corrects the detection value of the received light intensity of the reflected light on the information display unit based on the position information of the relative position.
請求項5または6の自律移動装置システムにおいて、
前記標識は、所定の間隔で配置された複数の前記情報表示部の一端または両端に所定の反射強度を有する前記情報表示部を備えることを特徴とする自律移動装置システム。
The autonomous mobile device system according to claim 5 or 6,
The label, the autonomous mobile system, characterized in that it comprises the information display section having a first end or a predetermined reflection intensity at both ends of the information display unit of the number of double arranged at a predetermined interval.
請求項5または6の自律移動装置システムにおいて、
前記標識は、所定の濃度変化をする前記情報表示部の組み合わせを複数の前記情報表示部における所定の位置に配置していることを特徴とする自律移動装置システム。
The autonomous mobile device system according to claim 5 or 6,
The label, the autonomous mobile system, characterized in that arranged at a predetermined position in the information display unit of the multiple combinations of the information display unit for a predetermined density change.
請求項5乃至8の何れかに記載の自律移動装置システムにおいて、
前記標識は、複数の前記情報表示部のうち隣り合う前記情報表示部が同じ濃度とならない構成であることを特徴とする自律移動装置システム。
The autonomous mobile device system according to any one of claims 5 to 8,
The label, the autonomous mobile system, wherein the information display unit adjacent one of the information display unit of the multiple is the configuration that do not same concentration.
請求項9の自律移動装置システムにおいて、
前記標識は、複数の前記情報表示部が、隣り合う前記情報表示部の間で濃淡を繰り返す配置であることを特徴とする自律移動装置システム。
The autonomous mobile device system according to claim 9,
The label, the autonomous mobile system, wherein the information display unit of the multiple number, an arrangement of repeating the shade between the information display unit adjacent.
移動領域内における移動体の位置を測定する移動体の位置測定方法において、
前記移動体に配置され、光を照射して前記移動領域内に存在する物体の表面までの距離及び前記表面からの反射光の受光強度を検出する測距手段を用いて、前記移動領域内に配置された標識までの距離と、前記標識を構成する複数の情報表示部での反射光の受光強度とを検出し、
検出した受光強度の検出値を三段階以上に区分して、各区分に割り当てられた所定の情報に基づいて前記標識の識別情報を生成し、
前記測距手段によって検出された前記標識までの距離に基づいて算出される前記標識に対する前記移動体の相対位置の位置情報と、地図記憶手段の地図情報内に記憶された前記識別情報に対応する前記標識の前記移動領域内における位置情報とに基づいて、前記移動体の前記移動領域内における位置情報を算出することを特徴とする移動体の位置測定方法。
In the method of measuring the position of a moving body for measuring the position of the moving body in the moving area,
Within the moving area, the distance is arranged in the moving body and detects the distance to the surface of an object existing in the moving area by irradiating light and the received light intensity of the reflected light from the surface. Detecting the distance to the placed sign and the received light intensity of the reflected light at the plurality of information display units that make up the sign,
The detected value of the received light intensity detected is divided into three or more stages, and the identification information of the sign is generated based on the predetermined information assigned to each division,
Corresponding to the position information of the relative position of the moving body with respect to the sign calculated based on the distance to the sign detected by the distance measuring means, and the identification information stored in the map information of the map storage means. A position measuring method of a moving body, which calculates position information of the moving body in the moving area based on position information of the sign in the moving area.
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