JPH06202732A - Moving body operating device and security robot using same - Google Patents

Moving body operating device and security robot using same

Info

Publication number
JPH06202732A
JPH06202732A JP5000639A JP63993A JPH06202732A JP H06202732 A JPH06202732 A JP H06202732A JP 5000639 A JP5000639 A JP 5000639A JP 63993 A JP63993 A JP 63993A JP H06202732 A JPH06202732 A JP H06202732A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mobile body
ultrasonic
moving body
robot
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5000639A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeharu Matsumoto
重治 松本
Toshiro Takagi
俊郎 高木
Shigemi Takano
重美 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Amada Metrecs Co Ltd
Original Assignee
Amada Metrecs Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Amada Metrecs Co Ltd filed Critical Amada Metrecs Co Ltd
Priority to JP5000639A priority Critical patent/JPH06202732A/en
Publication of JPH06202732A publication Critical patent/JPH06202732A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To easily and effectively detect obstacles to easily operate a moving body by providing one of sensor groups in the upper part of the moving body so that ultrasonic waves are radiated downward from the horizontal direction and providing the other in the lower part so that ultrasonic waves are radiated upward from the horizontal direction. Further, the respective sensors are provided to be able to oscillate in a horizontal face. CONSTITUTION:A detector 35 which detects whether obstacles exist in the front of a robot or not consists of two upper and lower oscillating bodies 201 and 203, and each of oscillating bodies 201 and 203 is provided with six ultrasonic sensors 205. A shaft 207 coupling the oscillating bodies 201 and 203 is rotated and oscillated by a step motor 209. Each of shaking bodies 201 and 203 consists of right and left plate-shaped bodies 201R and 201L and a center wedge type shielding body 201c, and three ultrasonic transducers 205u, 205m, and 205d are attatcched to the upper stage, the middle stage, and the lower stage of each of plate-shaped bodies 201R and 201L. Ultrasonic transducers 205u, 205m, and 205d are so provided that their angles are 0 deg., 25 deg. down, and 41 deg. down to the horizontal direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は床面又は地面等の上を
移動する移動体の運航装置及びそれを利用した工場や病
院等の監視をするためのセキュリティロボットに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an operation device for a moving body that moves on a floor or the ground, and a security robot for monitoring a factory, hospital or the like using the operation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】自立走行ロボットには、障害物検知用の
ため、超音波センサーを設けたものがある。この種のロ
ボットにおいては障害物を検知する方法又は装置とし
て、一個の指向性の狭い超音波センサーで2次元の水平
面をロボットの軸周りの全方向を走査するもの、ロボッ
トの外周に多数の指向性の狭い超音波センサーを同一平
面内に設けてロボットの軸周りを走査するもの、又は公
開特許公報昭62ー116205号に記載されているよ
うに上下に回転可能な対の超音波センサーをロボットの
高さ方向に所定の距離だけ離隔した点に設けて障害物ま
での距離を検出するようにしたもの等がある。
2. Description of the Related Art Some autonomous mobile robots are provided with ultrasonic sensors for detecting obstacles. As a method or device for detecting obstacles in this kind of robot, one ultrasonic sensor with a narrow directivity scans a two-dimensional horizontal plane in all directions around the axis of the robot, and a large number of directions on the outer circumference of the robot. An ultrasonic sensor having a narrow property is provided in the same plane to scan around the axis of the robot, or a pair of ultrasonic sensors that can be rotated up and down as described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-116205. There is a device which is provided at a point separated by a predetermined distance in the height direction to detect the distance to an obstacle.

【0003】前2者のロボットは水平面内のみを走査す
るため、床面から適度の高さに置かれた障害物を効率的
に検知することができない。又最後に述べたロボットは
障害物までの距離を算出できるが、その算出のために複
雑な制御を必要とし、また形状によっては障害物の有無
の検出も困難な場合がある。
Since the former two robots scan only in the horizontal plane, they cannot efficiently detect an obstacle placed at an appropriate height above the floor. The robot described last can calculate the distance to the obstacle, but complicated calculation is required for the calculation, and it may be difficult to detect the presence or absence of the obstacle depending on the shape.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、ロボット
前方にある障害物を特定の形状の対象に限定して検出し
たり、あるいは検出のために複雑な計算を必要とする従
来技術の欠点を解決するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention overcomes the drawbacks of the prior art in that obstacles in front of a robot are detected by limiting them to objects of a specific shape, or that complicated calculations are required for detection. It is a solution.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するために、移動車体に複数の超音波センサーを設
け、その複数の超音波センサーのうち一方のセンサー群
は、移動体の上部に水平から下方に向けて超音波を発射
するようにセンサー設け、他方のセンサー群は移動体の
下部に水平から上方に向けて超音波を発射するように設
けかつ前記各超音波センサーは水平面内を揺動可能にし
た。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a moving vehicle body with a plurality of ultrasonic sensors, and one of the plurality of ultrasonic sensors has a sensor group above the moving body. A sensor is provided to emit ultrasonic waves downward from the horizontal, and the other sensor group is provided below the moving body so as to emit ultrasonic waves from the horizontal upward, and each ultrasonic sensor is in a horizontal plane. Made swingable.

【0006】[0006]

【作用】複数の超音波センサーのうち一群は移動車体の
上方部分に下向きに設けており、他の一群は下方部分に
上向きに設けてあるため、この上方部分と下方部分の間
に挾まれる障害物は容易に検出可能となり、また前記超
音波センサーは適当な角度範囲を揺動するため、前方に
ある障害物が検知可能となる。
[Function] Among the plurality of ultrasonic sensors, one group is provided downward in the upper portion of the moving vehicle body, and the other group is provided upward in the lower portion, so that it is sandwiched between the upper portion and the lower portion. Obstacles can be easily detected, and since the ultrasonic sensor oscillates within an appropriate angle range, obstacles in front can be detected.

【0007】[0007]

【実施例】以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0008】図1は、本発明に係る運航装置を利用した
セキュリティロボットの正面図を示す。図2は図1の側
面図である。図1及び図2において、台車フレーム11
の下側には前輪13と駆動輪15が両側に設けられてい
る。この駆動輪15は駆動モータ17によって、各々独
立に駆動され前進及び後退が可能であり、従って台車は
前進、後退の他に旋回もできる。前記駆動輪の各々には
回転数を測定するためのエンコーダ装置19が設けられ
ている。また、台車フレーム11の正面にはコントロー
ルパネル31が設けられてあり、そのパネル31には正
面前方の障害物を検知するための障害物検知装置35が
設けられている。この検知装置35の詳細については後
述する。正面下方部に衝突防止のための触覚センサー3
7が設けられている。この触覚センサー37の先端には
バンパースイッチが設けられており、これが障害物に当
たるとクラッチ23が作動し、ロボットは停止するよう
になっている。ロボットはその後、内蔵された或いは外
部からの制御装置により後退、旋回等を行なう。
FIG. 1 is a front view of a security robot using the navigation device according to the present invention. FIG. 2 is a side view of FIG. 1 and 2, the bogie frame 11
A front wheel 13 and a drive wheel 15 are provided on both sides on the lower side. The drive wheels 15 are independently driven by a drive motor 17 and can move forward and backward, so that the carriage can turn as well as move forward and backward. Each of the drive wheels is provided with an encoder device 19 for measuring the rotation speed. A control panel 31 is provided on the front surface of the bogie frame 11, and an obstacle detection device 35 for detecting an obstacle in front of the front surface is provided on the panel 31. The details of the detection device 35 will be described later. Tactile sensor 3 on the lower front to prevent collision
7 is provided. A bumper switch is provided at the tip of the tactile sensor 37, and when the bumper switch hits an obstacle, the clutch 23 is activated and the robot is stopped. After that, the robot retreats, turns, and the like by a built-in or external control device.

【0009】なお、駆動輪15には回転数計測のための
エンコーダ用ブラシ21が設けられている。
The drive wheel 15 is provided with an encoder brush 21 for measuring the rotational speed.

【0010】また、前記台車フレーム頭部にはロボット
の位置検出のためのレーザーセンサー51が設けられて
おり、このレーザーセンサー51によって上方に向けて
レーザー光が発射され、建物内の所定の位置例えばロボ
ットが通過する要所となる位置に設けられたレーザー光
反射板53(図示省略)により反射される。反射された
レーザー光をレーザーセンサー51が検出すると、ロボ
ットがその位置にいることが確認できる。前記レーザセ
ンサー51は適宜の間隔を置いて2個設けられており、
これによって、ロボットの向きが検出できるようになっ
ている。即ち前記反射板53は十字形状に構成されてい
ると共にこの十字形状の縦線と横線が区別できるように
なっている。例えば、縦線の巾は広く、横線の巾が狭い
とか、縦線は反射し易く反射光が強いが、横線は一部乱
反射し、又は反射係数を小さくして反射がやや弱く反射
光も弱い等の手段により区別ができるように設けられて
いる。
Further, a laser sensor 51 for detecting the position of the robot is provided on the head of the trolley frame, and laser light is emitted upward by the laser sensor 51, and a predetermined position in the building, for example, It is reflected by a laser light reflection plate 53 (not shown) provided at a position where the robot passes. When the laser sensor 51 detects the reflected laser light, it can be confirmed that the robot is at that position. The two laser sensors 51 are provided at appropriate intervals,
By this, the orientation of the robot can be detected. That is, the reflecting plate 53 is formed in a cross shape, and the cross-shaped vertical lines and horizontal lines can be distinguished from each other. For example, the width of the vertical line is wide and the width of the horizontal line is narrow. The vertical line is easily reflected and the reflected light is strong, but the horizontal line is partially diffused, or the reflection coefficient is small and the reflection is slightly weak and the reflected light is weak. It is provided so that it can be distinguished by such means.

【0011】なお、縦線と横線が区別できない十字状反
射板であっても、内部のメモリーに記録されたデータを
利用して区別するようにしてもよい。
It should be noted that even a cross-shaped reflecting plate whose vertical and horizontal lines cannot be distinguished may be distinguished by utilizing the data recorded in the internal memory.

【0012】また、台車の上方には、外部と映像電波を
送信するためのアンテナ71及び音声電波を送受信する
ためのアンテナ73が設けられている。またビデオカメ
ラ75とトランシーバー77が適所の位置に設けられて
いる。前記ビデオカメラ75によって撮像された画像情
報はビデオカメラ75の下方に設けられたビデオ送信器
79を介してビデオ用アンテナ71から同一建物内の適
所に設置された図3に示すコンソール101に送信され
る。トランシーバ77と音声用のアンテナ73によって
前記のコンソールとの交信が可能である。電流と音声変
換のためのモデム81がパネル31の下側に設けられて
いる。また、このロボットには図示省略のマイクロプロ
セッサーを内蔵しており、外部との交信、ロボット自体
の必要な制御に使用されている。
Further, an antenna 71 for transmitting a video wave and an antenna 73 for transmitting and receiving a sound wave with the outside are provided above the dolly. Further, a video camera 75 and a transceiver 77 are provided at appropriate positions. Image information captured by the video camera 75 is transmitted from a video antenna 71 to a console 101 shown in FIG. 3 installed in a proper place in the same building through a video transmitter 79 provided below the video camera 75. It The transceiver 77 and the voice antenna 73 allow communication with the console. A modem 81 for converting electric current and voice is provided below the panel 31. Further, this robot has a microprocessor (not shown) built therein, and is used for communication with the outside and necessary control of the robot itself.

【0013】さらに、このロボットは前記コンソール1
01によって制御が可能となるようにハード及びソフト
が設けられている。
Further, this robot has the console 1
Hardware and software are provided so that the control can be performed by 01.

【0014】前記台車フレーム11の下方には床面掃除
用の掃除機91と集じん用のホッパー93が設けられて
おり、掃除機91はほぼ中央に設けられた真空モータ9
5により床面上のごみを集じんすることができる。
A cleaner 91 for cleaning the floor surface and a hopper 93 for collecting dust are provided below the carriage frame 11, and the cleaner 91 is a vacuum motor 9 provided substantially in the center.
5 can collect dust on the floor.

【0015】前記駆動モータ17、真空用モータ95等
を駆動するため電源はロボット本体の適所に設けられた
バッテリー97により供給される。
A power source for driving the drive motor 17, the vacuum motor 95, etc. is supplied by a battery 97 provided at an appropriate position of the robot body.

【0016】このバッテリー97には図示省略の接続用
コネクタプラグが設けられており、このコネクタプラグ
は建物内部の適所に設けられた電源端子と適宜接触し、
バッテリー97を充電できるようになっている。
This battery 97 is provided with a connector plug for connection (not shown), and the connector plug is brought into contact with a power source terminal provided at a proper place inside the building,
The battery 97 can be charged.

【0017】図3は前述したコンソール101の正面図
である。図3において、コンソールの上方には映像電波
受信用アンテナ103、音声電波送受信用アンテナ10
5が設けられており、映像電波はTVモニタ107によ
って画像が表示され、音声電波はトランシーバー109
によって音声に変換され、また送信用音声はモデム11
1によって電気信号に変換され、アンテナ105から送
信される。またコンソール101にはコンピュータ11
3とネットワークコントローラ115が設けられてお
り、必要な命令、データ等はモニター119を参照しな
がらキーボード117から入力し、またトラックボール
121を利用して入力する。なお、123はキースイッ
チである。
FIG. 3 is a front view of the console 101 described above. In FIG. 3, an antenna 103 for receiving a video wave and an antenna 10 for transmitting and receiving an audio wave are provided above the console.
5 is provided, an image is displayed on the TV monitor 107 for video radio waves, and a transceiver 109 is used for audio radio waves.
Is converted into voice by the modem 11 and the voice for transmission is the modem 11
1 is converted into an electric signal and transmitted from the antenna 105. Further, the console 11 has a computer 11
3 and a network controller 115 are provided. Necessary commands, data, etc. are input from the keyboard 117 while referring to the monitor 119, and by using the trackball 121. Incidentally, 123 is a key switch.

【0018】ロボット正面前方の障害物の有無を検出す
る検出装置35は、図1及び図2に示されているよう
に、上下の2個の揺動体201,203から構成されて
おり、この揺動体201,203の各々に6個の超音波
センサー205又はこれを利用した超音波トランジュー
サー205が設けられている。またこの揺動体201,
203は軸207によって連結されており、前記軸20
7はステップモータ209によって回転揺動される。こ
の超音波トランジューサーには、水中音波捜索用モジュ
ールを備えた超音波制御器と超音波方向決め装置が設け
られている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the detection device 35 for detecting the presence or absence of an obstacle in front of the front of the robot is composed of two upper and lower oscillators 201 and 203. Six ultrasonic sensors 205 or ultrasonic transducers 205 using the ultrasonic sensors 205 are provided in each of the moving bodies 201 and 203. Also, this rocker 201,
203 is connected by a shaft 207, and the shaft 20
7 is rotated and swung by the step motor 209. This ultrasonic transducer is provided with an ultrasonic controller equipped with an underwater acoustic search module and an ultrasonic directing device.

【0019】前記揺動体201,203は上下対称に設
けてあり、その詳細は図4に示す。この揺動体201,
203は左右の板状体201L,201R及び中央のく
さび形遮壁体201cから形成されている。この板状体
201L,201Rは上段、中段、下段に3個の超音波
トランジューサー205u,205m,205dを取付
けるように構成されている。
The oscillating bodies 201 and 203 are provided symmetrically in the vertical direction, and details thereof are shown in FIG. This rocker 201,
Reference numeral 203 denotes left and right plate-shaped members 201L and 201R and a central wedge-shaped shield 201c. The plate-shaped members 201L and 201R are configured such that three ultrasonic transducers 205u, 205m, and 205d are attached to the upper, middle, and lower stages.

【0020】この上段、中断、下段の超音波トランジュ
ーサー205u,205m,205dは障害物を効率的
に検知するため各々水平となす角が、0度、25度下向
き、41度下向きになるように設けられている。また、
板状体201L,201Rは、その法線の交叉角が9
3.6°に設けられてある。これは、ステップモータの
1ステップ角を7.2°にしたため板状体201L,2
01Rが各々約90度揺動したときに、これらの板状体
が1ステップだけ共通な方向を持つように設計したため
である。これによって、前記超音波トランジューサーは
前方180度の角度を所定の角度毎に完全にカバーする
ことができる。この板状体は超音波トランジューサーと
の間に浮遊容量を生じさせないため電気的絶縁材料で作
られている。また、前記遮壁体201cには、左右のト
ランジューサーの相互の干渉を防止するため、高密度の
ソナー吸収壁でその凹部を被っている。このトランジュ
ーサーの相互干渉はロボットが平なら壁に沿って移動す
るときに起きるもので、板状体の正面部分で超音波が反
射することに因るものである。
In order to detect obstacles efficiently, the ultrasonic transducers 205u, 205m, and 205d in the upper, interrupted, and lower stages are arranged so that their respective horizontal angles are 0 °, 25 ° downward, and 41 ° downward. It is provided. Also,
The plate-shaped members 201L and 201R have an intersection angle of 9 normals.
It is set at 3.6 °. This is because the plate motors 201L and 201L,
This is because these plate-shaped bodies are designed to have a common direction for only one step when the 01Rs each swing about 90 degrees. As a result, the ultrasonic transducer can completely cover the front 180 ° angle at every predetermined angle. This plate-like body is made of an electrically insulating material so as not to generate stray capacitance with the ultrasonic transducer. In addition, in order to prevent mutual interference between the left and right transducers, the shielding wall 201c is covered with a high-density sonar absorbing wall to form the recess. The mutual interference of the transducers occurs when the robot moves along a wall if it is flat, and is due to the reflection of ultrasonic waves at the front part of the plate-shaped body.

【0021】前記各超音波トランジューサーはソーナー
発信回路と受信回路を備えている。この発信回路と受信
回路の数を減らすため、周波数マルチプレクサーを使用
しており、また、上、中、下段のトランジューサーはタ
イミングをずらして発信し、これにより反響音が誤って
異なるトランジューサーに受信されないようにしてあ
る。
Each of the ultrasonic transducers has a sonar transmitting circuit and a receiving circuit. In order to reduce the number of transmitting circuits and receiving circuits, a frequency multiplexer is used, and the upper, middle, and lower stages of the transducers transmit at different timings, which causes the echo sound to be erroneously transmitted to different transducers. I'm trying not to receive it.

【0022】上下の板状体201,203を回転揺動す
るステップモータ209はマイクロステップモーターを
使用し、さらに正確な角度で位置決するために正弦波の
電流を用いている。
A micro step motor is used as a step motor 209 for rotating and swinging the upper and lower plate-like bodies 201 and 203, and a sinusoidal current is used for positioning at a more accurate angle.

【0023】障害物の検出装置35は以上のように構成
されているので、ロボットの正面前方にある障害物を効
率的に検出することができる。このことは実験により確
かめられており、またトランジューサーの数を増加すれ
ば、より正確な検出が可能となるがそのために余計な回
路等が必要となる。
Since the obstacle detecting device 35 is constructed as described above, it is possible to efficiently detect the obstacle in front of the robot. This has been confirmed by experiments, and if the number of transducers is increased, more accurate detection becomes possible, but an extra circuit or the like is required for that purpose.

【0024】図5は、前記ロボット1全体の制御系の系
統図を示す。
FIG. 5 shows a system diagram of a control system of the entire robot 1.

【0025】図5において、ユーザ(又はオペレータ)
はユーザーインターフェース301より必要な命令デー
タ等を入力し、コントロールパネル101及びロボット
1に設けられてラジオ、モデム通信モジュール303,
305を介してロボットとの交信を行う。さらにロボッ
トは自律性バキューム型A・Iモジュール307、障害
物検出のための視覚分析モジュール309、マッピング
及びプログラム化されたものを再生するための再生モジ
ュール311及び手動コントロール用モジュール313
を内蔵しており、これらはラジオモデム通信モジュール
303,305を介してユーザーと交信ができる。また
上述したモジュールはコントロールプロセッサ315に
よって各部分の制御を行なっている。
In FIG. 5, the user (or operator)
Inputs necessary command data and the like from the user interface 301, and is installed in the control panel 101 and the robot 1 to provide a radio and a modem communication module 303,
Communicate with the robot via 305. In addition, the robot has an autonomous vacuum AI module 307, a visual analysis module 309 for obstacle detection, a playback module 311 for playing back mapping and programmed objects, and a module 313 for manual control.
, Which can communicate with the user via the radio modem communication modules 303 and 305. The above-mentioned module controls each part by the control processor 315.

【0026】このコントロールプロセッサ315によっ
て以下のものが制御されている。即ち、超音波センサー
323は超音波トランジューサーを含んだ視覚ハードウ
エア321を介して制御され、障害物を検出する検出装
置35を回転揺動するためのステッピングモータ327
は回転制御器325によって制御され、駆動軸の回転を
計測するためのエンコーダ331はエンコーダハードウ
エア329によって制御され、ロボットを前後移動・回
転を行うための駆動モータ337は増巾器335を備え
たPWM動作制御器333によって制御され、ロボット
の位置を検知するための赤外線センサー341はそれを
制御するためのハードウエア339によって制御され、
ロボットの衝突防止のための触覚センサー345は触覚
センサー用ハードウエア343によって制御される。
The control processor 315 controls the following: That is, the ultrasonic sensor 323 is controlled via the visual hardware 321 including an ultrasonic transducer, and the stepping motor 327 for rotating and swinging the detection device 35 for detecting an obstacle is rotated.
Is controlled by the rotation controller 325, the encoder 331 for measuring the rotation of the drive shaft is controlled by the encoder hardware 329, and the drive motor 337 for moving and rotating the robot back and forth is provided with the amplifier 335. The infrared sensor 341 for detecting the position of the robot is controlled by the PWM operation controller 333, and is controlled by the hardware 339 for controlling the infrared sensor 341.
The tactile sensor 345 for preventing collision of the robot is controlled by the tactile sensor hardware 343.

【0027】上述したように、このロボットは内蔵した
コントロールプロセッサ315によって制御されている
と共に外部との交信も可能で、外部からの制御もできる
ようになっている。
As described above, this robot is controlled by the built-in control processor 315 and can communicate with the outside as well as be controlled from the outside.

【0028】図6はロボットの運航方法を示すブロック
図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a method of operating a robot.

【0029】図6において、エキスパートシステム40
1に室内掃除、工場内点検等の運航の目的、運航する場
所等を指定するとエキスパートシステムはその運航条件
に合った航路を航路計画器407に出力する。一方、赤
外線センサー等による基準位置検出器403からの出力
によりどの基準位置にいるかの情報が航路計画器407
に供給される。航路計画器407は前記情報に基づいて
航路を作成する。航路案内器409はこの航路に追従す
るようにロボットの運動制御指令を運動制御装置411
に提供する。この運動制御装置411は操作量をPID
コントローラ413に提供する。PIDコントローラ4
13はロボットの駆動輪417からの航路データと前記
操作量に基づいて駆動用モータ415を駆動する。
In FIG. 6, the expert system 40
When the purpose of operation such as indoor cleaning and in-plant inspection, operating location, etc. are designated in 1, the expert system outputs a route matching the operating conditions to the route planner 407. On the other hand, based on the output from the reference position detector 403 such as an infrared sensor, information about which reference position is in the route planner 407.
Is supplied to. The route planner 407 creates a route based on the information. The route guide 409 sends a motion control command of the robot so as to follow this route.
To provide. This motion control device 411 sets the operation amount to PID.
It is provided to the controller 413. PID controller 4
Reference numeral 13 drives the drive motor 415 based on the route data from the drive wheels 417 of the robot and the operation amount.

【0030】一方、駆動輪417の回転数はデジタル量
に変換されてデータスタック419に記録される。また
ソーナーデータが超音波センサー421により検出され
た後A/D変換器423により変換されデータスタック
419に記録され、同時に前記超音波センサー421を
回転揺動させるステップモータ425のデータがデータ
スタック419に記録される。ステップモータ425は
パルス発生器426からのパルスによって駆動される。
このデータスタック419に記録されているデータに基
づいて、局所地図制作器427がロボットの現在地点の
局所地図を作製する。特徴抽出器429は作製された局
所的地図から顕著な特徴を抽出し、この特徴とこれに基
づく地形規則により全域的な符号データを大域的データ
再生器433により再作製する。この大域的符号データ
に基づいて航路計画器407は前に作製した航路を修正
する。
On the other hand, the rotation speed of the drive wheel 417 is converted into a digital amount and recorded in the data stack 419. Further, the sonar data is detected by the ultrasonic sensor 421 and then converted by the A / D converter 423 and recorded in the data stack 419. At the same time, the data of the step motor 425 for rotating and swinging the ultrasonic sensor 421 is stored in the data stack 419. Will be recorded. The step motor 425 is driven by the pulse from the pulse generator 426.
Based on the data recorded in the data stack 419, the local map maker 427 creates a local map of the current position of the robot. The feature extractor 429 extracts a salient feature from the created local map, and the global data regenerator 433 recreates the code data for the entire region based on the feature and the terrain rule based on the feature. Based on this global coded data, the route planner 407 modifies the previously created route.

【0031】図7〜10を用いてロボットの移動道順を
決定する方法を説明する。
A method of determining the moving route of the robot will be described with reference to FIGS.

【0032】図7は建物内の各部屋の構成とロボットが
通過すべき指定点a,b,c,・・iを示したものであ
る。図8は前記指定点の座標を示した点である。図9は
道順を決定するために用いる指定点及び各指定点に隣接
した指定点及びX座標とY座標を示したものである。
FIG. 7 shows the configuration of each room in the building and the designated points a, b, c, ... FIG. 8 shows the coordinates of the designated point. FIG. 9 shows designated points used to determine a route, designated points adjacent to each designated point, and X and Y coordinates.

【0033】図7において建物501内には4個の部屋
503,505,507,509があり廊下により仕切
られている。この建物の適宜の位置にロボットが通過す
べき指定点が与えられている。各指定点の上方には位置
及び方向を検出するためのレーザー光を反射する十字形
状の反射板が設けられている。前述した様にロボットに
はレーザーセンサーが設けられており、前記位置及び方
向を検出できる。
In FIG. 7, there are four rooms 503, 505, 507, 509 in a building 501, which are partitioned by a corridor. Designated points through which the robot should pass are given at appropriate positions in this building. Above each designated point, a cross-shaped reflector that reflects laser light for detecting the position and direction is provided. As described above, the robot is provided with the laser sensor and can detect the position and the direction.

【0034】また、ロボットは車輪に回転計を設けてあ
り大略の移動距離及び回転角度を検出できるように構成
されている。
Further, the robot is provided with tachometers on its wheels and is constructed so as to be able to detect the approximate movement distance and rotation angle.

【0035】ロボットの現在位置をaにあるものとし
て、ロボットの移動する道順の決定法について述べる。
A method of determining a route along which the robot moves will be described assuming that the current position of the robot is a.

【0036】図9に示す表の指定点aの接続指定点は
b,f,gであるから、指定点bを選択する。次に指定
点bの接続点はa,c,e,iであるから、指定点cを
選択する。次に指定点cの接続点はb,d,jであるか
ら指定点dを選択する。以下同様にしてa→b→c→d
→e→f→a→g→h→i→j→c→b→aの道順が選
ばれる。
Since the connection designated points of the designated point a in the table shown in FIG. 9 are b, f and g, the designated point b is selected. Next, since the connection points of the designated point b are a, c, e and i, the designated point c is selected. Next, since the connection points of the designated point c are b, d, and j, the designated point d is selected. Similarly, a → b → c → d
→ e → f → a → g → h → i → j → c → b → a route is selected.

【0037】この場合の移動距離は座標から5550c
mであることが分かる。同様にして別の道順も探索し、
探索された道順の中から最適なものを選んでロボットの
道順とする。
The moving distance in this case is 5550c from the coordinates.
It turns out that it is m. In the same way, search another route,
The optimum route is selected from the searched routes and used as the robot route.

【0038】道順が決定したら、ロボットをその道順に
沿って移動させ、各反射板の下にきたときに位置を確認
し、誤差を訂正する。このようにしてロボットを各指定
点を通過させることができる。尚前記指定点はコーナ等
の重要な点に設けてある。又直線距離が長いときは適宜
中間点に設ける。
After the route is determined, the robot is moved along the route, the position is confirmed when the robot comes under each reflector, and the error is corrected. In this way, the robot can pass each designated point. The designated points are provided at important points such as corners. If the straight line distance is long, it should be provided at an intermediate point.

【0039】図10は別の道順の決定方法で、障害物の
配置が一定していない部屋内を掃除するための道順の決
定方法を示した一例である。なおこの例ではロボットは
通過した路及び検出された障害物の位置は内蔵している
メモリーに記録される。図において511,513,5
15は障害物である。なお、本例は掃除する場合に限定
するものではなく障害物の位置が変化し、かつ、床面上
を均一に移動する様な場合にも適用できるものである。
FIG. 10 is another example of a route determining method showing a route determining method for cleaning a room in which obstacles are not arranged uniformly. In this example, the path the robot has passed and the position of the detected obstacle are recorded in a built-in memory. In the figure, 511, 513, 5
15 is an obstacle. The present example is not limited to the case of cleaning, but can be applied to the case where the position of the obstacle is changed and the floor surface is moved uniformly.

【0040】図中点sは出発点である。ロボットは、ま
ず最初に出発点sから部屋の側壁に沿ってa点まで掃除
しながら進み、a点で障害物511を発見したので障害
物を避けるため、掃除する巾の所定の間隔離れたb点ま
で掃除しながら進み次にc点まで掃除しながら進む。以
下同様にしてc→d→e→g→h→iと掃除しながら進
む。i点では前方及び左方に障害物(側壁)を発見した
ので、掃除機を床面から離し、未探索でかつ最も好都合
な点例えば側壁に平行な線分から形成される点のうち最
も近くかつ折曲が少ない点jに移動する。
The point s in the figure is the starting point. The robot first proceeds while cleaning from the starting point s to the point a along the side wall of the room, and finds the obstacle 511 at the point a. Therefore, in order to avoid the obstacle, the robot is separated for a predetermined width of the cleaning width b. Proceed while cleaning to point c, and then proceed to point c. In the same manner, proceed while cleaning c → d → e → g → h → i. At point i, an obstacle (side wall) was found in the front and left sides, so the cleaner is moved away from the floor surface, and the most unexplored and most convenient point, for example, the point formed from the line segment parallel to the side wall, Move to point j with few bends.

【0041】点jから点kまで進と再び前方及び右方に
側壁を発見するので、次に移動する点を探索する。障害
物513の下側部分は未探索領域であるので、この領域
に行ける可能性のある点mを見出し、以下この点を再び
出発点として点nまで掃除しながら進む。n点に到達す
ると、障害物のない未探索領域はなくなったので掃除は
完了する。
Since the side wall is found forward and to the right again by advancing from the point j to the point k, the next moving point is searched. Since the lower part of the obstacle 513 is an unsearched area, a point m that can possibly reach this area is found, and this point is used as a starting point again to proceed to the point n while cleaning. When the point n is reached, there is no unsearched area without obstacles, and the cleaning is completed.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
側壁だけでなく障害物が空中又は床面に設置されている
場合等においても、容易かつ効率的に検知できるため移
動体の運航が容易になるという効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Even when an obstacle is installed not only on the side wall but also in the air or on the floor, it is possible to easily and efficiently detect the obstacle, so that the operation of the moving body is facilitated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係るロボットの正面図であ
る。
FIG. 1 is a front view of a robot according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例に係るロボットの側面図であ
る。
FIG. 2 is a side view of a robot according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例に係るロボットと外部から交
信するためのコンソールの正面図である。
FIG. 3 is a front view of a console for externally communicating with a robot according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例に係る障害物検出装置を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing an obstacle detection device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例に係るロボットの制御系を示
すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a control system of a robot according to an embodiment of the present invention.

【図6】ロボットの航路決定するブロック図である。FIG. 6 is a block diagram for determining a route of a robot.

【図7】建物内の配置とロボットの通過すべき指定点を
示した図である。
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement in a building and designated points through which a robot should pass.

【図8】図7の点を座標表示した図である。FIG. 8 is a diagram in which the points of FIG. 7 are displayed in coordinates.

【図9】通過する道順を決定する方法を示したデータ表
である。
FIG. 9 is a data table showing a method of determining a route to take.

【図10】障害物のある建物内を掃除する場合等のロボ
ットの移動する道順を決定する方法を示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a method of determining a route along which a robot moves, such as when cleaning a building with an obstacle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 台車フレーム 15 駆動輪 35 障害物検知装置 37 触覚センサー 51 レーザーセンサー 71 映像用アンテナ 73 音声用アンテナ 101 コンソール 201,203 超音波トランジューサー取付揺動体 205 超音波トランジューサー 11 Bogie Frame 15 Drive Wheel 35 Obstacle Detection Device 37 Tactile Sensor 51 Laser Sensor 71 Video Antenna 73 Audio Antenna 101 Console 201, 203 Ultrasonic Transducer Mounting Oscillator 205 Ultrasonic Transducer

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 移動体の前方の障害物を検出するために
複数の超音波センサーを備えた運航装置であって、その
複数の超音波センサーのうち一方のセンサー群は、移動
体の上部に水平から下方に向けて超音波を発射するよう
にセンサー設け、他方のセンサー群は移動体の下部に水
平から上方に向けて超音波を発射するように設けかつ前
記各超音波センサーは水平面内を揺動可能にしたことを
特徴とする移動体の運航装置。
1. A navigation device comprising a plurality of ultrasonic sensors for detecting an obstacle in front of a moving body, wherein one sensor group of the plurality of ultrasonic sensors is located above the moving body. A sensor is provided so as to emit ultrasonic waves from the horizontal direction to the lower side, and the other sensor group is provided at the lower part of the moving body so as to emit ultrasonic waves from the horizontal direction to the upward direction, and each of the ultrasonic sensors is in a horizontal plane. An operation device for a mobile body, which is capable of swinging.
【請求項2】 前記移動体の上部に設けた超音波センサ
ー群は上段、中段、下段に設けた2列の6個の超音波セ
ンサーからなり、上段のセンサーは超音波の発射方向を
水平に、中段のセンサーは発射方向を下向きに、下段の
超音波センサーはさらに下向きに設け、かつ各列の超音
波センサーはその発射方向がほぼ直角に外側に広がるよ
うに設け、また前記移動体の下部に設けた超音波センサ
ー群は6個の超音波センサーからなり、この6個の超音
波センサーは前記上部に設けた超音波センサー群と水平
面に対して上下対称に設け、かつ同期して、水平面内を
揺動可能に設けたことを特徴とする請求項1記載の移動
体の運航装置。
2. The ultrasonic sensor group provided on the upper part of the moving body is composed of two rows of six ultrasonic sensors provided on an upper stage, a middle stage and a lower stage, and the upper stage sensor horizontally emits ultrasonic waves. , The middle sensor is installed in a downward direction, the lower ultrasonic sensors are installed in a further downward direction, and the ultrasonic sensors in each row are installed so that their emitting directions spread out at a substantially right angle. The ultrasonic sensor group provided in is composed of six ultrasonic sensors, and these six ultrasonic sensors are vertically symmetrical with respect to the horizontal ultrasonic sensor group provided in the upper part and are synchronized with each other. The navigation device for a mobile body according to claim 1, wherein the navigation device is provided so as to be swingable inside.
【請求項3】 前記移動体には前記超音波センサー群の
各センサー相互間の干渉を減らすためのセンサー取付体
を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
移動体の運航装置。
3. The operation of the mobile body according to claim 1, wherein the mobile body is provided with a sensor mounting body for reducing interference between respective sensors of the ultrasonic sensor group. apparatus.
【請求項4】 前記移動体は駆動車輪を具備した移動車
体であることを特徴とする請求項1ないし請求項3記載
の移動体の運航装置。
4. The navigation system for a mobile body according to claim 1, wherein the mobile body is a mobile vehicle body having drive wheels.
【請求項5】 前記移動体の前記駆動輪は独立に正逆回
転可能な駆動輪を具備したことを特徴とする請求項4記
載の移動体の運航装置。
5. The navigation device for a mobile body according to claim 4, wherein the drive wheels of the mobile body are independently provided with drive wheels capable of rotating in forward and reverse directions.
【請求項6】 前記移動車体は病院又は工場等の建物内
を移動可能な移動体であって、前記移動体の適所の箇所
に上向きにレーザーセンサーを設け、前記建物内部の適
宜な箇所の上方部分に前記レーザーセンサーからのレー
ザー光を反射する反射物体を設け、前記反射光を受光し
て移動体の通過径路を点検する装置を具備したことを特
徴とする請求項4又は請求項5記載の移動体の運航装
置。
6. The moving body is a moving body that can move in a building such as a hospital or factory, and a laser sensor is provided upward at an appropriate place of the moving body, and a laser sensor is provided above an appropriate place inside the building. The reflective object which reflects the laser beam from the said laser sensor is provided in the part, and the apparatus which receives the said reflected light and inspects the passage path of a moving body was provided. Mobile operating equipment.
【請求項7】 前記反射物体は所定の2方向を検出可能
にするものであることを特徴とする請求項6記載の移動
体の運航装置。
7. The navigation device for a mobile body according to claim 6, wherein the reflecting object is capable of detecting two predetermined directions.
【請求項8】 前記所定の2方向は互いに直交する方向
であることを特徴とする請求項7記載の移動体の運航装
置。
8. The operating device for a mobile body according to claim 7, wherein the predetermined two directions are directions orthogonal to each other.
【請求項9】 前記移動体は移動した距離及び移動体の
自転した角度を積算する手段を具備したことを特徴とす
る請求項5ないし請求項8記載の移動体の運航装置。
9. The operating system for a mobile body according to claim 5, wherein the mobile body is provided with means for accumulating a distance traveled and a rotation angle of the mobile body.
【請求項10】 前記移動体は駆動用電池を充電するた
めの自動充電装置を具備したことを特徴とする請求項1
ないし請求項9記載の移動体の運航装置。
10. The moving body comprises an automatic charging device for charging a driving battery.
10. A navigation system for a mobile body according to claim 9.
【請求項11】 請求項1ないし請求項10記載の運航
装置を具備した移動体であって、さらにビデオカメラ及
びビデオ送信器と、トランシバー及びその送受信器と煙
検出装置を具備したことを特徴とするセキュリティロボ
ット。
11. A mobile body provided with the navigation device according to claim 1, further comprising a video camera and a video transmitter, a transceiver and its transceiver, and a smoke detection device. Security robot to do.
【請求項12】 前記セキュリティロボットは、さらに
床面清掃用の清掃器を具備したことを特徴とする請求項
11記載のセキュリティロボット。
12. The security robot according to claim 11, further comprising a cleaning device for cleaning a floor surface.
【請求項13】 前記移動体は運航航路を決定するため
のエキスパートシステムを備えたことを特徴とする請求
項1ないし請求項12記載の移動体の運航装置またはそ
れを利用したセキュリティロボット。
13. A navigation system for a mobile body according to claim 1, or a security robot using the navigation system, wherein the mobile body comprises an expert system for determining a navigation route.
JP5000639A 1993-01-06 1993-01-06 Moving body operating device and security robot using same Pending JPH06202732A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5000639A JPH06202732A (en) 1993-01-06 1993-01-06 Moving body operating device and security robot using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5000639A JPH06202732A (en) 1993-01-06 1993-01-06 Moving body operating device and security robot using same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06202732A true JPH06202732A (en) 1994-07-22

Family

ID=11479287

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5000639A Pending JPH06202732A (en) 1993-01-06 1993-01-06 Moving body operating device and security robot using same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06202732A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8874261B2 (en) 2007-07-25 2014-10-28 Deere & Company Method and system for controlling a mobile robot
JP5676039B1 (en) * 2014-05-28 2015-02-25 シャープ株式会社 Self-propelled device, control method for self-propelled device, and control program for self-propelled device
JP2015092348A (en) * 2010-12-30 2015-05-14 アイロボット コーポレイション Mobile human interface robot
JP2015518188A (en) * 2012-02-29 2015-06-25 アイロボット コーポレイション Mobile robot
CN108508904A (en) * 2018-07-05 2018-09-07 山西拓普牛物联网科技股份有限公司 A kind of sensor device applied on Intelligent robot for sweeping floor and control method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8874261B2 (en) 2007-07-25 2014-10-28 Deere & Company Method and system for controlling a mobile robot
JP2015092348A (en) * 2010-12-30 2015-05-14 アイロボット コーポレイション Mobile human interface robot
JP2015518188A (en) * 2012-02-29 2015-06-25 アイロボット コーポレイション Mobile robot
JP5676039B1 (en) * 2014-05-28 2015-02-25 シャープ株式会社 Self-propelled device, control method for self-propelled device, and control program for self-propelled device
WO2015181995A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 シャープ株式会社 Autonomous travel device, method for controlling autonomous travel device, and control program for autonomous travel device
CN108508904A (en) * 2018-07-05 2018-09-07 山西拓普牛物联网科技股份有限公司 A kind of sensor device applied on Intelligent robot for sweeping floor and control method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7374547B2 (en) Exploration methods, devices, mobile robots and storage media
US5682313A (en) Method for localization of beacons for an autonomous device
JP7259015B2 (en) Mobile robot and its control method
US7885738B2 (en) Method, medium, and apparatus for self-propelled mobile unit with obstacle avoidance during wall-following algorithm
KR100486737B1 (en) Method and apparatus for generating and tracing cleaning trajectory for home cleaning robot
US5867800A (en) Method and device for sensing of obstacles for an autonomous device
US4679152A (en) Navigation system and method for a mobile robot
KR100480144B1 (en) Position detection apparatus and method for mobile robot
US5935179A (en) System and device for a self orienting device
EP0835459B1 (en) System and device for a self orienting device
KR100565227B1 (en) Position recognition apparatus and method for mobile robot
KR100468107B1 (en) Robot cleaner system having external charging apparatus and method for docking with the same apparatus
US20020153184A1 (en) Robot cleaner, robot cleaning system and method for controlling same
JPH09174471A (en) Environment recognizing device for robot and control method thereof
JPH07306042A (en) Method and device for forming peripheral map in cellular structure
JP2000056006A (en) Position recognizing device for mobile
US20220061617A1 (en) Mobile robot
JPH06202732A (en) Moving body operating device and security robot using same
TW201825036A (en) Method for operating an automatically moving cleaning device and cleaning device of this type
KR100738887B1 (en) Driving method for moving robot and moving robot using the method
JP6871602B2 (en) Autonomous vacuum cleaner
CN212341456U (en) Laser ranging device of movable equipment
JPH07248817A (en) Underwater running machine
JPH08150582A (en) Mobile robot travelling system
JP2002166387A (en) Robot visual sense device