JP6428535B2 - Mobile robot and calibration method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリに充電された電力を消費して、センサから出力される情報に基づいて、移動を行う移動ロボット、及びその校正方法に関するものである。   The present invention relates to a mobile robot that consumes electric power charged in a battery and moves based on information output from a sensor, and a calibration method thereof.

センサとバッテリとを備え、バッテリの残容量に基づいて動作を制御する移動ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。   A mobile robot that includes a sensor and a battery and controls the operation based on the remaining capacity of the battery is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２００４−０５０３８３号公報JP 2004-050383 A

センサとバッテリとを備える移動ロボットにおいては、各センサの精度を維持するために、校正が必要となる。例えば、バッテリの充電中にセンサの校正を開始した場合、そのセンサの校正に要する校正時間がバッテリの充電が完了するまでの充電時間より長いと、その校正の完了を待つ待機時間が生じる。
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリの充電完了までの間にセンサの校正を完了させ、その待機時間を削減できる移動ロボット、及びその校正方法を提供することを主たる目的とする。 In a mobile robot including a sensor and a battery, calibration is necessary to maintain the accuracy of each sensor. For example, when the calibration of the sensor is started while the battery is being charged, if the calibration time required for the calibration of the sensor is longer than the charging time until the battery is completely charged, a waiting time for waiting for the completion of the calibration occurs.
The present invention has been made in view of such problems, and provides a mobile robot capable of completing sensor calibration before battery charging is completed and reducing the waiting time thereof, and a calibration method thereof. Is the main purpose.

上記目的を達成するための本発明の一態様は、バッテリに充電された電力を消費して、センサから出力される情報に基づいて、移動を行う移動ロボットであって、前記バッテリの残容量が閾値以上になるまでにかかる充電時間を算出する充電時間算出手段と、前記センサに対して校正を行う校正手段と、を備え、前記校正手段は、前記センサの校正に要する校正時間と、前記充電時間算出手段により算出された充電時間と、を比較し、前記充電時間が前記校正時間よりも長いとき、前記バッテリの充電中に前記校正が完了するように前記センサに対して校正を実行する、又は校正実行可能である旨を報知する、ことを特徴とする移動ロボットである。この一態様によれば、バッテリの充電完了までの間にセンサの校正を完了させ、その待機時間を削減できる。
この一態様において、前記バッテリの残容量と、充電回数と、放電特性と、に基づいて、前記センサの校正に対して前記バッテリから放電可能な時間を推定する放電時間推定手段と、前記放電時間推定手段により推定された放電可能な時間が前記校正時間以下となるとき、その旨を報知する報知手段と、を更に備えていてもよい。この一態様によれば、バッテリ５の残容量だけでなく、充電回数および放電特性を考慮して、バッテリから放電可能な時間を推定する。これにより、バッテリ５から放電可能な時間を高精度に推定できる。さらに、報知を行うことで、ユーザは、放電可能な時間が校正時間以下となり、校正を完了させることができないことを認識できる。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、複数のセンサと、バッテリとを備え、 前記バッテリに充電された電力を消費して、前記センサから出力される情報に基づいて、移動を行う移動ロボットの校正方法であって、前記バッテリの残容量が閾値以上になるまでにかかる充電時間を算出するステップと、前記バッテリの充電中において、前記センサの校正に要する校正時間と、前記算出された充電時間と、を比較し、前記充電時間が前記校正時間よりも長いとき、前記バッテリの充電中に前記校正が完了するように前記センサに対して校正を実行する、又は校正実行可能である旨を報知するステップと、を含む、ことを特徴とする校正方法であってもよい。この一態様によれば、バッテリの充電完了までの間にセンサの校正を完了させ、その待機時間を削減できる。 One aspect of the present invention for achieving the above object is a mobile robot that consumes electric power charged in a battery and moves based on information output from a sensor, wherein the remaining capacity of the battery is A charging time calculating means for calculating a charging time required until the threshold value is exceeded, and a calibration means for calibrating the sensor, wherein the calibration means includes a calibration time required for calibration of the sensor, and the charging The charging time calculated by the time calculating means is compared, and when the charging time is longer than the calibration time, calibration is performed on the sensor so that the calibration is completed during charging of the battery. Alternatively, the mobile robot is characterized by notifying that calibration can be executed. According to this aspect, calibration of the sensor can be completed before the battery is fully charged, and the waiting time can be reduced.
In this one aspect, a discharge time estimating means for estimating a time during which the battery can be discharged with respect to the calibration of the sensor based on the remaining capacity of the battery, the number of times of charging, and the discharge characteristics, and the discharge time When the dischargeable time estimated by the estimation unit is equal to or shorter than the calibration time, a notification unit that notifies the fact may be further provided. According to this aspect, not only the remaining capacity of the battery 5 but also the number of times of charging and the discharge characteristics are considered, and the time that can be discharged from the battery is estimated. Thereby, the time which can be discharged from the battery 5 can be estimated with high accuracy. Furthermore, by performing the notification, the user can recognize that the dischargeable time is less than the calibration time and the calibration cannot be completed.
One embodiment of the present invention for achieving the above object includes a plurality of sensors and a battery, consumes electric power charged in the battery, and moves based on information output from the sensor. A method for calibrating a mobile robot, the step of calculating a charging time required until the remaining capacity of the battery exceeds a threshold value, a calibration time required for calibrating the sensor during charging of the battery, and the calculation. When the charge time is longer than the calibration time, the sensor is calibrated or can be calibrated so that the calibration is completed while the battery is being charged. A calibration method characterized by including a step of informing the effect. According to this aspect, calibration of the sensor can be completed before the battery is fully charged, and the waiting time can be reduced.

本発明によれば、バッテリの充電完了までの間にセンサの校正を完了させ、その待機時間を削減できる移動ロボット、及びその校正方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a mobile robot that can complete sensor calibration before the battery is fully charged and reduce the waiting time thereof, and a calibration method thereof.

本発明の一実施形態に係る移動ロボットの概略的な構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a mobile robot according to an embodiment of the present invention. バッテリ情報データベースに格納されたバッテリ情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the battery information stored in the battery information database. 本発明の一実施形態に係る移動ロボットのバッテリに充電を行う際の処理フローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing flow at the time of charging the battery of the mobile robot which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る演算処理部のシステム構成を示すブロック図であるIt is a block diagram which shows the system configuration | structure of the arithmetic processing part which concerns on one Embodiment of this invention. 劣化したリチウムイオンバッテリと新品のリチウムイオンバッテリの放電特性曲線を比較した図である。。It is the figure which compared the discharge characteristic curve of the deteriorated lithium ion battery and a new lithium ion battery. .

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明の一実施形態に係る移動ロボットは、バッテリに充電された電力を消費して、センサから出力される情報に基づいて、自律的に移動を行うものである。図１は、本実施形態に係る移動ロボットの概略的な構成を示すブロック図である。本実施形態に係る移動ロボット１は、例えば、無線ＬＡＮアダプタ２、演算処理部３、ステレオカメラ４、バッテリ５、バッテリ情報データベース６、補助記憶部７、ディスプレイ８、スピーカ９、入力部１０、およびモータ制御部１１、を備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A mobile robot according to an embodiment of the present invention consumes electric power charged in a battery and moves autonomously based on information output from a sensor. FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a mobile robot according to the present embodiment. The mobile robot 1 according to the present embodiment includes, for example, a wireless LAN adapter 2, an arithmetic processing unit 3, a stereo camera 4, a battery 5, a battery information database 6, an auxiliary storage unit 7, a display 8, a speaker 9, an input unit 10, and A motor control unit 11 is provided.

無線ＬＡＮアダプタ２は、インターネットなどの通信網１２を介して、移動ロボット１を遠隔操作するための操作用端末１３に通信接続する。無線ＬＡＮアダプタ２は、演算処理部３に接続されている。操作用端末１３は入出力装置であり、例えば、音声情報やテキスト情報などの操作情報を、通信網１２、及び無線ＬＡＮアダプタ２を介して、演算処理部３に送信する。   The wireless LAN adapter 2 is communicatively connected to an operation terminal 13 for remotely operating the mobile robot 1 via a communication network 12 such as the Internet. The wireless LAN adapter 2 is connected to the arithmetic processing unit 3. The operation terminal 13 is an input / output device, and transmits operation information such as voice information and text information to the arithmetic processing unit 3 via the communication network 12 and the wireless LAN adapter 2.

演算処理部３は、例えば、演算処理等を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）３ａ、ＣＰＵ３ａによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ３ｂ、外部と信号の入出力を行う複数のインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）３ｃなどからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ３ａ、メモリ３ｂ及びインターフェイス部３ｃは、データバスなどを介して相互に接続されている。   The arithmetic processing unit 3 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) 3a that performs arithmetic processing and the like, and a memory 3b that includes a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) in which arithmetic programs executed by the CPU 3a are stored. The hardware is mainly configured by a microcomputer including a plurality of interface units (I / F) 3c for inputting / outputting signals to / from the outside. The CPU 3a, the memory 3b, and the interface unit 3c are connected to each other via a data bus or the like.

ステレオカメラ４は、センサの一具体例である。ステレオカメラ４は、移動ロボット周囲を撮影し、その画像情報を演算処理部３に送信する。演算処理部３は、ステレオカメラ４などの認識系センサ情報を一旦メモリ３ｂに格納する。演算処理部３のＣＰＵ３ａは、後述の如く、メモリ３ｂに格納された認識系センサ情報に基づいて、ステレオカメラ４などの認識系センサの校正が必要か否かを解析する。   The stereo camera 4 is a specific example of a sensor. The stereo camera 4 images the surroundings of the mobile robot and transmits the image information to the arithmetic processing unit 3. The arithmetic processing unit 3 temporarily stores recognition system sensor information such as the stereo camera 4 in the memory 3b. As will be described later, the CPU 3a of the arithmetic processing unit 3 analyzes whether or not the recognition system sensor such as the stereo camera 4 needs to be calibrated based on the recognition system sensor information stored in the memory 3b.

バッテリ５は、演算処理部３及びモータ制御部１１に電力を供給する。バッテリ５には、例えば、リチウムイオンバッテリなどの、高容量かつ高電圧の二次電池システムが採用されている。バッテリ５には、その電圧、電流、温度、雰囲気温度を計測するセンサが設けられている。バッテリ情報データベース６には、例えば、図２に示す如く、センサにより計測されたバッテリ５の電圧、電流、温度、充電回数、などのバッテリ５に関するバッテリ情報が逐次、格納されている。   The battery 5 supplies power to the arithmetic processing unit 3 and the motor control unit 11. For the battery 5, for example, a high-capacity and high-voltage secondary battery system such as a lithium ion battery is employed. The battery 5 is provided with sensors for measuring the voltage, current, temperature, and ambient temperature. In the battery information database 6, for example, as shown in FIG. 2, battery information related to the battery 5 such as the voltage, current, temperature, and the number of times of charging of the battery 5 measured by the sensor is sequentially stored.

補助記憶部７は、例えば、認識系センサの校正（キャリブレーション）を行うために、演算処理部３のＣＰＵ３ａが実行する処理プログラムが記憶されている。
ディスプレイ８は、演算処理部３のＩ／Ｆ３ｃからの出力される情報を表示する。ディスプレイ８は、例えば、液晶モニタなどで構成されている。スピーカ９は、例えば、演算処理部３に入力され、あるいはメモリ３ｂに格納された音声情報を出力する。ディスプレイ８及びスピーカ９は報知手段の一具体例である。 For example, the auxiliary storage unit 7 stores a processing program executed by the CPU 3a of the arithmetic processing unit 3 in order to calibrate the recognition system sensor.
The display 8 displays information output from the I / F 3 c of the arithmetic processing unit 3. The display 8 is composed of, for example, a liquid crystal monitor. The speaker 9 outputs, for example, audio information input to the arithmetic processing unit 3 or stored in the memory 3b. The display 8 and the speaker 9 are specific examples of notification means.

入力部１０は、例えば、マウスなどのポインティングデバイス、キーボードなどの数値入力デバイス、マイクなどの音声入力デバイス、などで構成されている。ユーザは、入力部１０を介して、移動ロボット１に対する指令値や閾値を演算処理部３に入力することができる。   The input unit 10 includes, for example, a pointing device such as a mouse, a numerical input device such as a keyboard, and a voice input device such as a microphone. A user can input a command value and a threshold value for the mobile robot 1 to the arithmetic processing unit 3 via the input unit 10.

モータ制御部１１は、例えば、制御処理等を行うＣＰＵ１１ａと、ＣＰＵ１１ａによって実行される制御プログラム等が記憶されたメモリ１１ｂと、複数のインターフェイス部１１ｃと、移動ロボット１の各関節あるいは駆動車輪などを駆動する複数のモータ１１ｄと、を有している。モータ制御部１１は、各モータ１１ｄを制御することで、移動ロボット１の動作を制御する。モータ制御部１１は、演算処理部３からの制御指令を一旦メモリ１１ｂに格納する。ＣＰＵ１１ａは、メモリ１１ｂに格納された制御指令に応じて、各モータ１１ｄを制御する。メモリ１１ｂには、例えば、モータ制御に必要な各種のデータ及び計算データが格納されている。ＣＰＵ１１ａは、メモリ１１ｂに格納されたこれらデータを必要に応じて参照する。   The motor control unit 11 includes, for example, a CPU 11a that performs control processing, a memory 11b that stores a control program executed by the CPU 11a, a plurality of interface units 11c, and each joint or driving wheel of the mobile robot 1. And a plurality of motors 11d to be driven. The motor control unit 11 controls the operation of the mobile robot 1 by controlling each motor 11d. The motor control unit 11 temporarily stores the control command from the arithmetic processing unit 3 in the memory 11b. The CPU 11a controls each motor 11d in accordance with a control command stored in the memory 11b. In the memory 11b, for example, various data and calculation data necessary for motor control are stored. The CPU 11a refers to these data stored in the memory 11b as necessary.

なお、上記移動ロボット１の構成は一例であり、これに限定されない。例えば、ディスプレイ８やスピーカ９は、移動ロボット１に内蔵される構成であるが、外付けされる構成であってもよい。また、移動ロボット１は、認識センサとして、ステレオカメラ４を備える構成であるが、これに限定されず、例えば、距離画像センサを備える構成、あるいは、ステレオカメラ及び距離画像センサを備えるであってもよい。   The configuration of the mobile robot 1 is an example and is not limited to this. For example, the display 8 and the speaker 9 are built in the mobile robot 1, but may be configured externally. Moreover, although the mobile robot 1 is a structure provided with the stereo camera 4 as a recognition sensor, it is not limited to this, For example, even if it is provided with the structure provided with a distance image sensor, or a stereo camera and a distance image sensor. Good.

図３は、本実施形態に係る移動ロボットのバッテリに充電を行う際の処理フローを示すフローチャートである。
演算処理部３は、ステレオカメラ４の校正が必要であるか否かを判定する（ステップＳ１）。 FIG. 3 is a flowchart showing a processing flow when charging the battery of the mobile robot according to the present embodiment.
The arithmetic processing unit 3 determines whether or not the calibration of the stereo camera 4 is necessary (step S1).

例えば、演算処理部３は、移動ロボット１の稼働時間が所定時間以上になったとき、ステレオカメラ４の校正が必要であると判定してもよい。演算処理部３は、規定動作（床に落ちた物を拾う動作など）を所定回数以上のステップで行うとき（通常は２ステップで行うが３ステップ以上で行うなど）、ステレオカメラ４の校正が必要であると判定してもよい。演算処理部３は、移動ロボット１がバッテリ５を充電するための充電ステーションに接続されたとき、ステレオカメラ４の校正が必要であると判定してもよい。なお、上記一例では、演算処理部３が、ステレオカメラ４の校正が必要であるか否かを判定しているが、これに限定されない。ユーザがステレオカメラ４の校正が必要であるか否かを判定し、入力部１０あるいは操作用端末１３を介して、演算処理部３にその旨を指示してもよい。   For example, the arithmetic processing unit 3 may determine that the stereo camera 4 needs to be calibrated when the operation time of the mobile robot 1 becomes a predetermined time or longer. The arithmetic processing unit 3 performs calibration of the stereo camera 4 when performing a prescribed operation (such as an operation of picking up an object that has fallen on the floor) in a predetermined number of steps (usually in 2 steps but in 3 steps or more). It may be determined that it is necessary. The arithmetic processing unit 3 may determine that calibration of the stereo camera 4 is necessary when the mobile robot 1 is connected to a charging station for charging the battery 5. In the above example, the arithmetic processing unit 3 determines whether or not the stereo camera 4 needs to be calibrated, but the present invention is not limited to this. The user may determine whether or not the stereo camera 4 needs to be calibrated and may instruct the arithmetic processing unit 3 via the input unit 10 or the operation terminal 13.

演算処理部３は、ステレオカメラ４の校正が必要であると判定すると（ステップＳ１のＹＥＳ）、バッテリ情報データベース６のバッテリ情報に基づいて、バッテリ５の残容量が、ステレオカメラ４の校正を完了するのに必要な容量以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。一方、演算処理部３は、ステレオカメラ４の校正が必要でないと判定すると（ステップＳ１のＮＯ）、本処理を終了する。   If the arithmetic processing unit 3 determines that the calibration of the stereo camera 4 is necessary (YES in step S1), the remaining capacity of the battery 5 completes the calibration of the stereo camera 4 based on the battery information in the battery information database 6. It is determined whether or not the capacity is greater than necessary (step S2). On the other hand, when the arithmetic processing unit 3 determines that the calibration of the stereo camera 4 is not necessary (NO in step S1), the processing ends.

演算処理部３は、バッテリ５の残容量がステレオカメラ４の校正を完了するのに必要な容量以上であると判定すると（ステップＳ２のＹＥＳ）、演算処理部３は、ステレオカメラ４の校正を実行する（ステップＳ３）。   If the arithmetic processing unit 3 determines that the remaining capacity of the battery 5 is greater than or equal to the capacity necessary to complete the calibration of the stereo camera 4 (YES in step S2), the arithmetic processing unit 3 performs the calibration of the stereo camera 4. Execute (Step S3).

演算処理部３は、校正開始時から校正完了時までにおけるバッテリの電流、電圧、温度、雰囲気温度などのバッテリ情報をバッテリ情報データベース６に記録する。さらに、演算処理部３は、校正開始時および校正完了時のバッテリ情報の差分に基づいて、校正によるバッテリ５の消費電力を算出する。演算処理部３は、算出したバッテリ５の消費電力をバッテリ５の温度及び雰囲気温度と共に、バッテリ情報データベース６に記録し（ステップＳ４）、本処理を終了する。   The arithmetic processing unit 3 records battery information such as battery current, voltage, temperature, and ambient temperature from the start of calibration to the completion of calibration in the battery information database 6. Further, the arithmetic processing unit 3 calculates the power consumption of the battery 5 by the calibration based on the difference between the battery information at the start of calibration and at the completion of calibration. The arithmetic processing unit 3 records the calculated power consumption of the battery 5 in the battery information database 6 together with the temperature of the battery 5 and the ambient temperature (step S4), and ends this process.

演算処理部３は、バッテリ５の残容量がステレオカメラ４の校正を完了するのに必要な容量以上でないと判定すると（ステップＳ２のＮＯ）、移動ロボット１が充電ステーションに接続するようにモータ制御部１１に対して制御指示を行う（ステップＳ５）。モータ制御部１１は、演算処理部３からの制御指示に応じて駆動車輪のモータ１１ｄを制御し、移動ロボット１を充電ステーション近傍まで移動させ移動ロボット１のバッテリ５を充電ステーションに接続する。なお、演算処理部３は、ディスプレイ８やスピーカ９を用いて、ユーザに対して充電が必要である旨を通知してもよい。   If the arithmetic processing unit 3 determines that the remaining capacity of the battery 5 is not equal to or greater than the capacity necessary to complete the calibration of the stereo camera 4 (NO in step S2), the motor control is performed so that the mobile robot 1 is connected to the charging station. A control instruction is given to the unit 11 (step S5). The motor control unit 11 controls the drive wheel motor 11d according to the control instruction from the arithmetic processing unit 3, moves the mobile robot 1 to the vicinity of the charging station, and connects the battery 5 of the mobile robot 1 to the charging station. Note that the arithmetic processing unit 3 may notify the user that charging is necessary using the display 8 or the speaker 9.

演算処理部３は、バッテリ５が充電ステーションに接続したか否かを判定する（ステップＳ６）。演算処理部３は、バッテリ５が充電ステーションに接続したと判定すると（ステップＳ６のＹＥＳ）、上記（ステップＳ３）の処理に戻る。一方、演算処理部３は、バッテリ５が充電ステーションに接続していないと判定すると（ステップＳ６のＮＯ）、例えば、ディスプレイ８やスピーカ９を用いて、バッテリ５を充電ステーションに接続するようにユーザに通知する。なお、上記一例では、移動ロボット１のバッテリ５を充電ステーションに自動的に接続する構成であるが、これに限定されず、例えば、移動ロボット１のバッテリ５を充電ステーションに手動で接続する構成であってもよい。   The arithmetic processing unit 3 determines whether or not the battery 5 is connected to the charging station (step S6). When the arithmetic processing unit 3 determines that the battery 5 is connected to the charging station (YES in step S6), the arithmetic processing unit 3 returns to the processing in the above (step S3). On the other hand, when the arithmetic processing unit 3 determines that the battery 5 is not connected to the charging station (NO in step S6), for example, the user uses the display 8 or the speaker 9 to connect the battery 5 to the charging station. Notify In the above example, the battery 5 of the mobile robot 1 is automatically connected to the charging station. However, the present invention is not limited to this. For example, the battery 5 of the mobile robot 1 is manually connected to the charging station. There may be.

ところで、バッテリの充電中にセンサの校正を開始した場合、そのセンサの校正に要する校正時間がバッテリの充電が完了するまでの充電時間より長いと、その校正の完了を待つ待機時間が生じる。   By the way, when the calibration of the sensor is started during the charging of the battery, if the calibration time required for the calibration of the sensor is longer than the charging time until the charging of the battery is completed, a waiting time for waiting for the completion of the calibration occurs.

これに対し、本実施形態に係る移動ロボット１は、バッテリ５の残容量が閾値以上になるまでの充電時間を算出し、バッテリ５の充電中において、センサの校正に要する校正時間と、算出された充電時間と、を比較し、充電時間が校正時間よりも長いとき、バッテリ５の充電中に校正が完了するようにセンサに対して校正を実行する、又は校正実行可能である旨を報知する。これにより、バッテリ５の充電完了までの間にセンサの校正を完了させ、その待機時間を削減できる。   In contrast, the mobile robot 1 according to the present embodiment calculates the charging time until the remaining capacity of the battery 5 becomes equal to or greater than the threshold, and calculates the calibration time required for sensor calibration while the battery 5 is being charged. The charging time is compared, and when the charging time is longer than the calibration time, the sensor is calibrated so that the calibration is completed during the charging of the battery 5, or a notification that the calibration can be performed is given. . Thereby, the calibration of the sensor is completed before the charging of the battery 5 is completed, and the waiting time can be reduced.

図４は、本実施形態に係る演算処理部のシステム構成を示すブロック図である。本実施形態に係る演算処理部３は、バッテリ５の残容量が閾値以上になるまでの充電時間を算出する充電時間算出部３１と、ステレオカメラ４に対して校正を実行する校正部３２と、を備えている   FIG. 4 is a block diagram illustrating a system configuration of the arithmetic processing unit according to the present embodiment. The arithmetic processing unit 3 according to the present embodiment includes a charging time calculation unit 31 that calculates a charging time until the remaining capacity of the battery 5 is equal to or greater than a threshold, a calibration unit 32 that performs calibration on the stereo camera 4, Has

充電時間算出部３１は、充電時間算出手段の一具体例である。充電時間算出部３１は、バッテリ情報データベース６のバッテリ情報に基づいて、バッテリ５の残容量が閾値以上になるまでの充電時間を算出する。   The charging time calculation unit 31 is a specific example of charging time calculation means. The charging time calculation unit 31 calculates the charging time until the remaining capacity of the battery 5 becomes equal to or greater than the threshold based on the battery information in the battery information database 6.

ここで、バッテリ満充電時の残容量を１００％とすると、残容量９０％程度までの領域は、充電電流に略比例することが知られている。例えば、リチウムイオンバッテリは継ぎ足し充電が可能であり、その残容量が９０％以上であれば、実用上ほぼ問題のないレベルで移動ロボット１を稼働させることができる。そこで、本実施形態において、充電時間算出部３１は、例えば、バッテリ５の残容量が９０％以上になるまでの充電時間を算出する。   Here, when the remaining capacity when the battery is fully charged is 100%, it is known that the region up to about 90% is approximately proportional to the charging current. For example, a lithium ion battery can be recharged, and if the remaining capacity is 90% or more, the mobile robot 1 can be operated at a level that has no practical problem. Therefore, in the present embodiment, the charging time calculation unit 31 calculates the charging time until the remaining capacity of the battery 5 becomes 90% or more, for example.

校正部３２は、校正手段の一具体例である。校正部３２は、バッテリ５の充電中において、ステレオカメラ４の校正に要する校正時間と、充電時間算出部３１により算出された充電時間と、を比較し、充電時間が校正時間よりも長いとき、バッテリ５の充電中に校正が完了するようにステレオカメラ４に対して校正を実行する。
なお、ステレオカメラ４の校正に要する校正時間は、予め実験的に算出され、メモリ３ｂなどに記憶されている。 The calibration unit 32 is a specific example of calibration means. The calibration unit 32 compares the calibration time required for calibration of the stereo camera 4 with the charging time calculated by the charging time calculation unit 31 during charging of the battery 5, and when the charging time is longer than the calibration time, Calibration is performed on the stereo camera 4 so that calibration is completed while the battery 5 is being charged.
The calibration time required for calibration of the stereo camera 4 is experimentally calculated in advance and stored in the memory 3b or the like.

例えば、ステレオカメラ４および距離画像センサの校正に要する校正時間は、下記の実際の時計（ストップウォッチ）を使用するヨーイドン方式を用いて計測される。
ステレオカメラ４の校正を開始する際、ストップウォッチを押す（時刻１）。ステレオカメラの校正においては、校正用のプレートとして、白黒の市松模様が描かれたチェスボードのようなものが使用される。ステレオカメラ４の内部パラメータを校正を行い、さらに、ステレオカメラ４のカメラ間の位置関係を表す外部パラメータの校正を行う。続いて、距離画像センサの校正を開始する。距離画像センサについてもステレオカメラ４と同様に校正を行う。距離画像センサの校正が完了すると、ストップウォッチを押す（時刻２）。校正に要する校正時間は、（時刻２−時刻１）によって算出される。なお、ステレオカメラ４の校正を開始する際、取得プログラムの起動時刻をＰＣ側で保存し、そのときの時刻を上記時刻１としてもよい。また、距離画像センサの校正データの保存が完了したときの時刻をＰＣ側で保存し、そのときの時刻を上記時刻２としてもよい。 For example, the calibration time required for the calibration of the stereo camera 4 and the distance image sensor is measured using the Yaidon method using the following actual clock (stopwatch).
When the calibration of the stereo camera 4 is started, the stopwatch is pushed (time 1). In the calibration of a stereo camera, a chess board having a black and white checkerboard pattern is used as a calibration plate. The internal parameters of the stereo camera 4 are calibrated, and further external parameters representing the positional relationship between the cameras of the stereo camera 4 are calibrated. Subsequently, calibration of the distance image sensor is started. The distance image sensor is also calibrated in the same manner as the stereo camera 4. When the calibration of the distance image sensor is completed, the stopwatch is pushed (time 2). The calibration time required for calibration is calculated from (time 2−time 1). Note that when the calibration of the stereo camera 4 is started, the startup time of the acquisition program may be stored on the PC side, and the time at that time may be the time 1 described above. Further, the time when the storage of the calibration data of the distance image sensor is completed may be stored on the PC side, and the time at that time may be the time 2 described above.

校正部３２は、例えば、ステレオカメラ４の光学系キャリブレーション、ステレオキャリブレーション、座標系キャリブレーションなどを自動的に実行する。校正方法は周知であるため、その詳細な説明は省略する。   For example, the calibration unit 32 automatically executes optical system calibration, stereo calibration, coordinate system calibration, and the like of the stereo camera 4. Since the calibration method is well known, its detailed description is omitted.

校正部３２は、充電時間が校正時間よりも長いとき、ステレオカメラ４に対して校正を自動的に実行しているが、これに限定されない。校正部３２は、充電時間が校正時間よりも長いとき、校正実行可能である旨をディスプレイ８やスピーカ９などを用いて、報知してもよい。この場合、ユーザは、この報知に応じて、ステレオカメラ４に対して校正を行うように、校正部３２に対して、入力部１０あるいは操作用端末１３を介して指示を行う。   The calibration unit 32 automatically executes calibration for the stereo camera 4 when the charging time is longer than the calibration time, but is not limited thereto. When the charging time is longer than the calibration time, the calibration unit 32 may notify that the calibration can be performed using the display 8 or the speaker 9. In this case, the user instructs the calibration unit 32 via the input unit 10 or the operation terminal 13 to calibrate the stereo camera 4 in response to the notification.

以上、本実施形態に係る移動ロボットにおいて、バッテリ５の残容量が閾値以上になるまでの充電時間を算出し、センサの校正に要する校正時間と、算出された充電時間と、を比較し、充電時間が校正時間よりも長いとき、バッテリ５の充電中に校正が完了するようにセンサに対して校正を実行する、又は校正実行可能である旨を報知する。これにより、バッテリ５の充電完了までの間にセンサの校正を完了させ、その待機時間を削減できる。   As described above, in the mobile robot according to the present embodiment, the charging time until the remaining capacity of the battery 5 becomes equal to or greater than the threshold value is calculated, the calibration time required for sensor calibration is compared with the calculated charging time, and charging is performed. When the time is longer than the calibration time, the sensor is calibrated or informed that calibration can be performed so that calibration is completed while the battery 5 is being charged. Thereby, the calibration of the sensor is completed before the charging of the battery 5 is completed, and the waiting time can be reduced.

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
例えば、上記実施形態において、演算処理部（放電時間推定手段の一具体例）３は、バッテリの残容量と、充電回数と、放電特性と、に基づいて、ステレオカメラ４の校正に対してバッテリ５から放電可能な時間を推定してもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the arithmetic processing unit (one specific example of the discharge time estimating means) 3 is a 5 may be estimated from the dischargeable time.

図５は、劣化したリチウムイオンバッテリと新品のリチウムイオンバッテリの放電特性曲線を比較した図である。図５に示す如く、リチウムイオンバッテリは充放回数が増加すると劣化し稼働時間が短くなる。そこで、上記の如く、演算処理部３は、バッテリ５の残容量だけでなく、充電回数および放電特性を考慮して、バッテリ５から放電可能な時間を推定する。これにより、バッテリ５から放電可能な時間を高精度に推定でき、例えば、校正が完了していないにもかかわらず、完了してしまうという誤判定を防止できる。演算処理部３は、推定した放電可能な時間が校正時間以下となるとき、ディスプレイ８やスピーカを用いてその旨をユーザに対して報知していもよい。これにより、ユーザは、放電可能な時間が校正時間以下となり、校正を完了させることができないことを認識できる。   FIG. 5 is a diagram comparing discharge characteristic curves of a deteriorated lithium ion battery and a new lithium ion battery. As shown in FIG. 5, the lithium ion battery deteriorates as the number of times of charging and discharging increases, and the operating time is shortened. Therefore, as described above, the arithmetic processing unit 3 estimates the time that can be discharged from the battery 5 in consideration of not only the remaining capacity of the battery 5 but also the number of times of charging and discharging characteristics. Thereby, the time which can be discharged from the battery 5 can be estimated with high accuracy, and for example, it is possible to prevent an erroneous determination that the calibration is completed although the calibration is not completed. When the estimated dischargeable time is equal to or shorter than the calibration time, the arithmetic processing unit 3 may notify the user to that effect using the display 8 or a speaker. As a result, the user can recognize that the dischargeable time is less than the calibration time and the calibration cannot be completed.

１ 移動ロボット、２ 無線ＬＡＮアダプタ、３ 演算処理部、４ ステレオカメラ、５ バッテリ、６ バッテリ情報データベース、７ 補助記憶部、８ ディスプレイ、９ スピーカ、１０ 入力部、１１ モータ制御部、３１ 充電時間算出部、３２ 校正部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile robot, 2 Wireless LAN adapter, 3 Operation processing part, 4 Stereo camera, 5 Battery, 6 Battery information database, 7 Auxiliary storage part, 8 Display, 9 Speaker, 10 Input part, 11 Motor control part, 31 Charging time calculation Section, 32 calibration section

Claims (3)

バッテリに充電された電力を消費して、センサから出力される情報に基づいて、移動を行う移動ロボットであって、
前記バッテリの残容量が閾値以上になるまでにかかる充電時間を算出する充電時間算出手段と、
前記センサに対して校正を行う校正手段と、を備え、
前記校正手段は、前記センサの校正に要する校正時間と、前記充電時間算出手段により算出された充電時間と、を比較し、前記充電時間が前記校正時間よりも長いとき、前記バッテリの充電中に前記校正が完了するように前記センサに対して校正を実行する、又は校正実行可能である旨を報知する、
ことを特徴とする移動ロボット。 A mobile robot that consumes power charged in a battery and moves based on information output from a sensor,
Charging time calculating means for calculating a charging time required until the remaining capacity of the battery becomes equal to or greater than a threshold;
Calibration means for calibrating the sensor,
The calibration means compares the calibration time required for calibration of the sensor with the charging time calculated by the charging time calculation means, and when the charging time is longer than the calibration time, the battery is being charged. Perform calibration on the sensor so that the calibration is completed, or notify that calibration can be performed,
A mobile robot characterized by that. 請求項１記載の移動ロボットであって、
前記バッテリの残容量と、充電回数と、放電特性と、に基づいて、前記センサの校正に対して前記バッテリから放電可能な時間を推定する放電時間推定手段と、
前記放電時間推定手段により推定された放電可能な時間が前記校正時間以下となるとき、その旨を報知する報知手段と、を更に備える、
ことを特徴とする移動ロボット。 The mobile robot according to claim 1,
A discharge time estimation means for estimating a time during which the battery can be discharged with respect to the calibration of the sensor based on the remaining capacity of the battery, the number of times of charging, and the discharge characteristics;
When the dischargeable time estimated by the discharge time estimation unit is equal to or shorter than the calibration time, a notification unit that notifies the fact is further provided,
A mobile robot characterized by that. 複数のセンサと、バッテリとを備え、
前記バッテリに充電された電力を消費して、前記センサから出力される情報に基づいて、移動を行う移動ロボットの校正方法であって、
前記バッテリの残容量が閾値以上になるまでにかかる充電時間を算出するステップと、
前記バッテリの充電中において、前記センサの校正に要する校正時間と、前記算出された充電時間と、を比較し、前記充電時間が前記校正時間よりも長いとき、前記バッテリの充電中に前記校正が完了するように前記センサに対して校正を実行する、又は校正実行可能である旨を報知するステップと、
を含む、ことを特徴とする校正方法。 A plurality of sensors and a battery;
A method for calibrating a mobile robot that consumes power charged in the battery and moves based on information output from the sensor,
Calculating a charging time required for the remaining capacity of the battery to become a threshold value or more;
During charging of the battery, the calibration time required for calibration of the sensor is compared with the calculated charging time, and when the charging time is longer than the calibration time, the calibration is performed during charging of the battery. Performing calibration on the sensor to complete, or notifying that calibration can be performed; and
A calibration method characterized by comprising:
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