JP2003029832A - Method and device for preparing two-dimensional map - Google Patents

Method and device for preparing two-dimensional map

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JP2003029832A JP2001214465A JP2001214465A JP2003029832A JP 2003029832 A JP2003029832 A JP 2003029832A JP 2001214465 A JP2001214465 A JP 2001214465A JP 2001214465 A JP2001214465 A JP 2001214465A JP 2003029832 A JP2003029832 A JP 2003029832A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically prepare a two-dimensional map indicating indoor layout. SOLUTION: Distances and directions from a traveling vehicle freely traveling indoors surrounded by walls to indoor arranged objects and the walls are measured and measured data are outputted. The attitude direction indicating the traveling direction of the traveling vehicle is acquired based on the measured data, and the position of the traveling vehicle is acquired as vehicle position information based on the attitude direction and the measured data, and a two-dimensional map indicating the layout of the indoors is prepared according to the measured data and the vehicle position information. At the time of calculating the attitude direction, the measured data are rotated by every preliminarily specified angle Δθ, and the X coordinate components of an orthogonal coordinate system are calculated each time, and a cell indicated by the combination of the Δθ and the X coordinate components is polled, and the value of the Δθ of the cell which is polled by the majority is defined as the attitude direction. At the time of acquiring the vehicle position information, the measured data at the different two measuring positions are corrected based on their attitude directions, and the vehicle position information is acquired by using a template matching method based on the corrected measured data.

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、2次元マップを作成するための方法及びその装置に関し、特に、倉庫等の屋内のレイアウトを示す2次元マップを自動的に作成するための方法及びその装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention automatically relates to a method and apparatus for creating a two-dimensional map, in particular, a two-dimensional map showing the indoor layout of warehouses to a method and apparatus for creating. 【0002】 【従来の技術】近年、消費者ニーズの多様化及びインターネット等による電子商取引の拡大に伴って、商品生産システムに対して高い柔軟性が要求されている。 [0002] In recent years, with the expansion of e-commerce through the diversification and the Internet, such as consumer needs, it is required to have high flexibility with respect to commodity production system. このような要求に答えるために、例えば、工場内に設けられた生産ラインと倉庫との間で物品を搬送する際にも柔軟に対応する必要がある。 To answer such a demand, for example, it is necessary to flexibly cope with the time of transporting articles between the production line and warehouse provided in the factory. つまり、生産ラインと倉庫との間の物品搬送システムをフレキシブルにする必要がある。 In other words, it is necessary to make the article conveying system between the production line and warehouse flexible. 【0003】ところが、一般に、倉庫等においては、ベルトコンベア等を搬送手段として用いており、このような搬送手段では、その搬送方向及び搬送経路が限定されてしまい、物品の搬送をフレキシブルにすることが難しい。 [0003] However, in general, in a warehouse or the like, and using a belt conveyer or the like as a conveying means, in such a conveying means, will be limited in its conveying direction and the conveying path, to the transport of goods in the flexible It is difficult. 【0004】一方、倉庫等において、物品の搬送をフレキシブルにするため、搬送手段として、倉庫内を自由に移動できる所謂無人搬送車(AGV)が用いられており、このような無人搬送車を用いると、ベルトコンベア等の搬送手段に比べて物品の搬送がフレキシブルとなる。 On the other hand, in a warehouse or the like, for the transport of articles in flexible, as the conveying means, so-called automated guided vehicle can move in the warehouse freely (AGV) is used and use of such automated guided vehicle When the conveyance of the article is flexible as compared with the conveying means such as a belt conveyor. 【0005】このような無人搬送車は、床面等に敷設された誘導経路(レール又は誘導ケーブル等)に沿って走行する。 [0005] Such automatic guided vehicle travels along a laid guide route on the floor surface or the like (rail or inductive cable, etc.). つまり、AGVシステムにおいては、予め床面に走行経路として誘導経路を敷設しておき、無人搬送車では誘導経路を認識しつつ走行する。 That is, in the AGV system, leave laying guide route as a travel path in advance floor, travel while recognizing the guidance route in the automatic guided vehicle. 【0006】ところで、このような無人搬送車を用いた倉庫は、自動倉庫と呼ばれており、自動倉庫では、生産する製品の構成又は生産体制の変更等に応じて倉庫内のレイアウトを変更することがある。 [0006] By the way, the warehouse using such automated guided vehicles, has been referred to as the automated warehouse, in the automatic warehouse, to change the layout of the warehouse in accordance with the change of configuration or production system of products that production Sometimes. 言い換えれば、生産する製品の構成又は生産体制の変更等に応じて倉庫内のレイアウトを自由に変更できることが望ましい。 In other words, it is desirable to be able to freely change the layout of the warehouse in accordance with the change of configuration or production system of the product to be produced. 【0007】しかしながら、前述のように、無人搬送車は誘導経路に沿って走行する関係上、倉庫内のレイアウトを変更しようとすると、一旦、誘導経路を撤去し、変更後のレイアウトに応じて新たに誘導経路を敷設する必要がある。 However, as mentioned above, the AGV on the relationship between traveling along the guidance route, an attempt to change the layout of the warehouse, once to remove the guide route, new according to the layout of the changed it is necessary to lay the induction path. そして、場合によっては、その期間中工場及び倉庫の稼働を停止しなければならない。 Then, in some cases, it must stop the operation of the period in factories and warehouses. さらには、変更したレイアウトをAGVシステムの制御装置に新たに設定する必要もあり、そのための変更作業に多大な時間と経費がかかってしまう。 Furthermore, there is also necessary to newly set the layout has been changed to the control device of the AGV system, it takes a lot of time and money to change work therefor. 【0008】上述のような不具合を解決するため、例えば、特開2000−213936公報に記載された「無人搬送車位置検出方式」が知られている(以下従来例という)。 [0008] To solve the above-described problem, for example, (hereinafter referred to as conventional example) that have been "automated guided vehicle location detecting method" is known described in JP 2000-213936 publication. 【0009】従来例では、レーザレーダを無人搬送車に搭載して、レーザレーダから無人搬送車走行環境に複数配置された反射板までの距離及び方向を測定して、この測定結果に基づいて無人搬送車自体の位置を算出するようにしている。 [0009] In the prior art, equipped with a laser radar AGV, by measuring the distance and direction from the laser radar to a plurality arranged reflector AGV travel environment, unattended on the basis of the measurement result and to calculate the position of the transport vehicle itself. 例えば、反射板までの距離を測定する際には、レーザ照射から反射光を受光(検出)するまでの時間を測定して、この測定時間に応じて距離を求める。 For example, when measuring the distance to a reflector, by measuring the time until receiving the reflected light from the laser irradiation (detection) to determine the distance in accordance with the measurement time.
一方、反射板の方向を測定する際には、回転テーブルの回転角を検出して、この検出角度に応じて反射板の方向を求める。 On the other hand, when measuring the direction of the reflector, to detect the rotation angle of the rotary table, determine the direction of the reflector according to the detection angle. 【0010】 【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例では、誘導経路を敷設する必要がないものの、反射板を無人搬送車走行環境(倉庫内)に配置する必要があり、しかも、前述のように、倉庫内のレイアウトを変更した際には、反射板の位置も変更する必要がある。 [0010] SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, in the conventional example, although there is no need to lay a guide route, it is necessary to place the reflector AGV traveling environment (in the warehouse), moreover, the aforementioned as in, when changing the layout of the warehouse, it is necessary to change the position of the reflector. つまり、従来例では、誘導経路の代わりに位置検出体として反射板を用いなければならないという問題点がある。 In other words, in the conventional example, there is a problem that must be used a reflective plate as a position detector instead of the guide route. 【0011】加えて、従来例では、誘導経路を敷設することなく、反射板を用いて無人搬送車の位置を算出しているものの、倉庫内のレイアウト(2次元マップ)を変更した際には、変更後のレイアウトをAGVシステムの制御装置に改めて設定する必要があり、そのための変更作業に多大な時間と経費がかかってしまうという問題点もある。 [0011] In addition, in the conventional example, without laying guide route, but calculates the position of the AGV with a reflector, in changing the layout (two-dimensional map) in the warehouse , it is necessary to again set the layout after the change to the control device of the AGV system, there is a problem that it takes a lot of time and money to change work therefor. 【0012】本発明の目的は、誘導経路等の位置検出体を必要としない2次元マップ作成方法及びその装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a two-dimensional map forming method and apparatus which does not require the position detector, such as a guide route. 【0013】また、本発明の他の目的は変更後のレイアウトの設定が極めて容易な2次元マップ作成方法及びその装置を提供することにある。 [0013] Another object of the present invention is to set the layout of the changed provides an extremely easy 2-dimensional map forming method and apparatus. 【0014】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、壁で囲まれた屋内を自由に走行する移動車輛を用いて該移動車輛から前記屋内に配置された配置物及び前記壁までの距離及び前記移動車輛から前記壁及び配置物の方向を計測して計測データを得る第1のステップと、前記計測データに基づいて前記移動車輛の進行方向を示す姿勢方向を求める第2のステップと、前記姿勢方向及び前記計測データに基づいて前記移動車輛の位置を車輛位置情報として求める第3のステップと、前記計測データ及び前記車輛位置情報に応じて前記屋内のレイアウトを示す2次元マップを作成する第4のステップとを有することを特徴とする2次元マップ作成方法が得られる。 According to the present invention, in order to solve the problems], from the mobile vehicle using the moving vehicle to freely travel indoors surrounded by walls until arranged disposed thereof and the wall to the interior a second step of obtaining the distance and the first step of obtaining measurement data by measuring the direction of the wall and disposed material from the moving vehicle, a posture direction indicated the traveling direction of the moving vehicle on the basis of the measurement data When, a third step of determining the position of the moving vehicle as vehicle position information based on the orientation direction and the measured data, the two-dimensional map showing the layout of the indoor according to the measurement data and the vehicle position information two-dimensional map creation method characterized by a fourth step of creating is obtained. 【0015】上述のように、屋内を自由に走行する移動車輛を用いて計測データを得て、この計測データに基づいて移動車輛の進行方向を示す姿勢方向を求めた後、姿勢方向及び計測データに基づいて移動車輛の位置を車輛位置情報として求めて、計測データ及び車輛位置情報に応じて屋内のレイアウトを示す2次元マップを作成するようにしたから、特定の位置を示す目標物(位置検出体)を配置する必要がなく、しかも屋内レイアウトを制限する必要もない。 [0015] As described above, with the measurement data using a moving vehicle to freely travel indoors, after obtaining the orientation direction indicated the traveling direction of the moving vehicle on the basis of the measurement data, and orientation direction and measurement data the position of the moving vehicle obtained as the vehicle position information based on, it is so arranged to create a two-dimensional map showing the indoor layout according to the measurement data and the vehicle position information, target indicating a particular position (position detection body) there is no need to place, yet there is no need to restrict the indoor layout. 【0016】例えば、前記第2のステップでは、前記計測データを予め規定された角度Δθずつ回転させて、その都度得られる直交座標系のX座標成分を求めて、前記Δθ及び前記X座標成分の組で表されるセルに投票し、 [0016] For example, in the second step, the measurement data is rotated by a predefined angle Δθ and seeking X coordinate component of the orthogonal coordinate system obtained each time, the Δθ and the X coordinate components Vote the cell represented by the set,
最多数が投票されたセルが有するΔθの値を前記姿勢方向とする。 The value of Δθ with the cell that has largest number found and the orientation direction. そして、前記第3のステップでは、互いに異なる2計測位置における前記計測データに関してそれぞれ前記姿勢方向に基づいて前記計測データを補正して、 Then, in the third step, the measured data by correcting, based on each of the posture direction with respect to the measurement data in two different measurement positions,
該補正後の計測データに基づいてテンプレートマッチング法を用いて前記車輛位置情報を求める。 Determining the vehicle position information by using a template matching method based on the measurement data after the correction. 【0017】このように、走行車輛の姿勢方向を求めて、姿勢方向で計測データを補正するようにしたので、 [0017] In this way, seeking the attitude direction of the running vehicle, since to correct the measurement data in the posture direction,
精度の高い2次元マップを得ることができる。 It is possible to obtain a highly accurate two-dimensional map. 【0018】さらに、本発明によれば、壁で囲まれた屋内を自由に走行する移動車輛と、該移動車輛に搭載され前記屋内に配置された配置物及び前記壁までの距離及び前記移動車輛から前記壁及び配置物の方向を計測して計測データを得る検出手段と、前記計測データに基づいて前記移動車輛の進行方向を示す姿勢方向を求める車輛姿勢演算手段と、前記姿勢方向及び前記計測データに基づいて前記移動車輛の位置を車輛位置情報として求める車輛位置演算手段と、前記計測データ及び前記車輛位置情報に応じて前記屋内のレイアウトを示す2次元マップを作成するマップ生成手段とを有することを特徴とする2 Furthermore, according to the present invention, a moving vehicle to freely travel indoors surrounded by walls, the distance and the moving vehicle to onboard arranged disposed thereof and the wall to the interior to the mobile vehicle a vehicle attitude calculation means for calculating a detecting means for obtaining the measurement data to measure the direction of the wall and disposed thereof, the attitude direction indicated the traveling direction of the moving vehicle on the basis of the measurement data from the posture direction and the measurement has a vehicle position calculating means for calculating a vehicle position information a position of the moving vehicle on the basis of the data, and a map generating means for generating a two-dimensional map showing the layout of the indoor according to the measurement data and the vehicle position information 2, characterized in that
次元マップ作成装置が得られる。 Dimension map creation device can be obtained. 【0019】このように、屋内を自由に走行する移動車輛を用いて検出手段によって計測データを得て、車輛姿勢演算手段によって、この計測データに基づいて移動車輛の進行方向を示す姿勢方向を求めた後、車輛位置演算手段によって、姿勢方向及び計測データに基づいて移動車輛の位置を車輛位置情報として求めて、マップ生成手段が計測データ及び車輛位置情報に応じて屋内のレイアウトを示す2次元マップを作成するようにしたから、特定の位置を示す目標物(位置検出体)を配置する必要がなく、しかも屋内レイアウトを制限する必要もない。 [0019] Thus, to obtain measurement data by the detecting means with a moving vehicle to freely travel indoors, the vehicle attitude calculating unit calculates the attitude direction indicated the traveling direction of the moving vehicle on the basis of the measurement data was followed by the vehicle position calculating means, the position of the moving vehicle based on the orientation direction and the measurement data obtained as the vehicle position information, two-dimensional map showing the indoor layout according to the map generating means measurement data and vehicle positional information it is so arranged to create, there is no need to place the target (position detector) indicating the specific location, yet no need to limit the indoor layout. そして、レイアウトが複雑な場合であっても、移動車輛が通行できるスペースが確保されていれば、室内の2次元マップを容易に作成することができる。 Then, even if the layout is complicated, if the reserved space for moving the vehicle can traffic may create a two-dimensional map of the chamber easily. 【0020】なお、前記検出手段としてレーザ波レンジセンサを用いれば、精度よく計測データを得ることができる。 [0020] Incidentally, by using a laser wave range sensor as the detection means, it is possible to obtain a high accuracy measurement data. 【0021】また、前記車輛姿勢演算手段は、前記計測データを予め規定された角度Δθずつ回転させて、その都度得られる直交座標系のX座標成分を求めて、前記Δ Further, the vehicle position calculating means, the measurement data is rotated by a predefined angle Δθ and seeking X coordinate component of the orthogonal coordinate system obtained each time, the Δ
θ及び前記X座標成分の組で表されるセルに投票し、最多数が投票されたセルが有するΔθの値を前記姿勢方向とする。 And vote on θ and the cell represented by the set of X-coordinate components, the largest number and the orientation direction of the value of Δθ with the cells found. そして、前記車輛位置演算手段は、互いに異なる2計測位置における前記計測データに関してそれぞれ前記姿勢方向に基づいて前記計測データを補正して、該補正後の計測データに基づいてテンプレートマッチング法を用いて前記車輛位置情報を求める。 Then, the vehicle position calculating means corrects the measurement data based on each of the posture direction with respect to the measurement data in two different measurement positions, using said template matching method based on the measurement data after the correction determine the vehicle position information. 【0022】上述のように、走行車輛の姿勢方向を求めて、姿勢方向で計測データを補正するようにしたので、 [0022] As described above, in search of attitude direction of the running vehicle, since to correct the measurement data in the posture direction,
精度の高い2次元マップを得ることができる。 It is possible to obtain a highly accurate two-dimensional map. 【0023】なお、前記移動車輛に前記計測データを外部に備えられた装置に無線回線を介して送信する無線通信手段を搭載するようにすれば、外部において計測データの解析・表示等を行うことができる。 [0023] Incidentally, the if the measurement data device provided outside the to mount the wireless communication means for transmitting via a radio channel, to perform the analysis and display of measurement data externally to the mobile vehicle can. 【0024】 【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照して説明する。 [0024] PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter the present invention will be described with reference to the drawings. なお、図示の例における構成部品の寸法、 The size of the components in the illustrated example,
材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。 Material, shape, and unless their relative arrangement, etc. particularly specific description, only the scope of the invention to merely illustrative examples and not intended to be limited thereto. 【0025】図1を参照して、2次元マップ作成装置は少なくともレンジセンサ及びデータ処理装置を備えており、この2次元マップ作成装置は、移動車輛11に搭載されている。 [0025] Referring to FIG. 1, the two-dimensional map creation device comprises at least range sensor and the data processing apparatus, the two-dimensional map creation device is mounted on a moving vehicle 11. 移動車輛11には移動用モータ及びモータ駆動用バッテリー(共に図示せず)が内蔵されており、 The moving vehicle 11 is built moving motor and the motor drive battery (both not shown),
移動用モータによって車輪12が回転駆動され、これによって、移動車輛11は、例えば、倉庫等の屋内を走行する。 Wheel 12 is driven to rotate by the movement motor, thereby, moving the vehicle 11, for example, travels indoor warehouses. 移動車輛11の先端部(図中左端:例えば、走行方向の先端部)には、レンジセンサとして用いられるレーザレーダ13が取り付けられており、レーザレーダ1 Tip of the moving vehicle 11 (left end in the drawing: for instance, the running direction of the distal end portion) in is a laser radar 13 which is used as the range sensor is fitted, the laser radar 1
3では、レーザレーダ13から屋内に配置された配置物(例えば、物品棚)及び壁等までの距離を測定するとともに、レーザレーダ13を起点として屋内に配置された配置物(例えば、物品棚)及び壁等の方向を計測して、 In 3, the arrangement was placed indoors from the laser radar 13 (e.g., article shelves) and with measuring the distance to the wall or the like, arranged product placed indoors laser radar 13 starting from (e.g., the article shelf) and by measuring the direction of the wall or the like,
計測距離及び計測方向としてデータ処理装置(図示せず)に与える。 Providing a measurement distance and the measurement direction to the data processing device (not shown). 【0026】さらに、移動車輛11には、制御装置14 Furthermore, the moving vehicle 11, the controller 14
が搭載されており、制御装置14によって移動車輛11 Moving vehicle 11 but is mounted, the control unit 14
の走行が制御される。 Running of is controlled. 図示の例では、移動車輛11には無線通信装置(図示せず)が備えられており、無線通信装置では、アンテナ15を介して外部制御装置と通信する。 In the illustrated example, the mobile vehicle 11 is provided with a wireless communication device (not shown), a wireless communication device communicates with an external control device via the antenna 15. 例えば、無線通信装置では、外部装置から与えられる駆動制御信号を受信して、この駆動制御信号を制御装置14に送る。 For example, in the wireless communication device receives the drive control signal supplied from an external device, and sends the drive control signal to the controller 14. そして、制御装置14では、駆動制御信号に基づいて移動車輛11の走行を制御することになる。 Then, the control device 14 will control the travel of the moving vehicle 11 based on the drive control signal. つまり、移動車輛11の走行は遠隔制御される。 In other words, the travel of the moving vehicle 11 is remotely controlled. 【0027】ここで、図2も参照して、前述のように、 [0027] Referring also to FIG 2, as described above,
レーザレーダ13は移動車両11の進行方向先端部に取り付けられており、前方180度のスキャン範囲を有している。 Laser radar 13 is attached to the traveling direction front end portion of the moving vehicle 11, and a scan range of the front 180 degrees. いま、図2に示す点(X,Y)において、移動車輛11の進行方向に直交する線分に対して角度θj Now, at the point shown in FIG. 2 (X, Y), the angle θj with respect to the line segment which is perpendicular to the traveling direction of the moving vehicle 11
(j=1乃至nまでの整数:nは2以上の整数)の方向で壁21又は配置物(物品棚)22までの距離djを計測しているものとする。 (J = 1 to an integer up to n: n is an integer of 2 or more) and those that measure the distance dj to the wall 21 or disposed product (article shelf) 22 in the direction of. 【0028】図3及び図4を参照して、まず、角度θj [0028] With reference to FIGS. 3 and 4, firstly, the angle θj
の方向における壁21又は配置物(物品棚)22までの距離djをレーザレーダ13で計測して計測データを得る(ステップS1)。 Wall 21 or disposed thereof in the direction of the distance dj to (article shelf) 22 measured by the laser radar 13 to obtain the measurement data (step S1). この計測データは距離djと角度θjとの組み合わせで表される。 The measurement data is represented by a combination of the distance dj and angle .theta.j. つまり、計測データは、(dj,θj)として表される。 In other words, the measurement data is represented as (dj, θj). j=1,2,3, j = 1,2,3,
…,nである。 ..., a n. 【0029】ところで、移動車輛11の姿勢(進行方向)は必ずしも屋内の基準となる壁21と平行状態となるとは限らず、壁21に対して傾いている場合が多い。 By the way, the orientation of the moving vehicle 11 (advancing direction) is not always the wall 21 as the indoor serving as a reference in the parallel state, if inclined with respect to the wall 21 is large.
このため、レーザレーダ13で計測された計測データは座標系が一定していない。 Therefore, measurement data measured by the laser radar 13 coordinate system is not fixed. 従って、これらの計測データを用いて2次元マップを作成する際には、移動車輛11 Therefore, when creating a two-dimensional map using these measurement data, the mobile vehicle 11
の姿勢角度(壁21に対する角度:θiとする)を検出してデータを補正する必要がある。 The attitude angle (angle with respect to the wall 21: .theta.i a) it is necessary to correct the data by detecting. このため、データ処理装置では、計測データに基づいて車輛姿勢角度θiを演算する(ステップS2)。 Therefore, the data processing apparatus calculates the vehicle attitude angle θi based on the measurement data (step S2). 【0030】図示の例では、壁21を基準としている関係上、壁21に関する計測データは直線上に並んでいることになる。 [0030] In the illustrated example, on the relationship between the reference wall 21, measured data regarding the wall 21 will be aligned in a straight line. そこで、壁21に対する移動車輛11の姿勢角度を求める際には、まず、所謂ハフ変換と呼ばれる手法を用いて壁21に関する直線情報を求めることになる。 Therefore, when obtaining the posture angle of the moving vehicle 11 with respect to wall 21, first, would determine the linear information on the wall 21 by using a technique called the so-called Hough transform. なお、ハフ変換においては、投票するセルの大きさが検出精度に関係するため、検出精度を高めるために、 In the Hough transform, since the size of the cell to vote is related to the detection accuracy, in order to improve the detection accuracy,
セルのサイズを細かくすると、ノイズとの区別が困難となるとともに直線情報の算出までに時間がかかる。 When finer cell size, it takes time to with distinction between noise is difficult to calculate the linear information. そこで、予め規定した直線を基準として計測データを回転させた際に、回転後の計測データが移動車輛の姿勢角度と一致した場合に計測データが座標軸と平行になる点に着目して、ここでは、回転角度と回転後の直交座標データとを組み合わせて投票する。 Therefore, when rotating the measurement data to pre-defined linear basis, by focusing on the point where the measurement data is parallel to the coordinate axis when the measurement data after the rotation matches the attitude angle of the mobile vehicle, where , vote by combining the rectangular coordinate data after the rotation and the rotation angle. 【0031】図4に示すステップP1において、データ処理装置では、角度θjを微小角度Δθiだけシフトさせる。 [0031] In step P1 shown in FIG. 4, the data processing apparatus shifts the angle θj small angle .DELTA..theta.i. その後、シフト後の角度を直交座標系(Xji, Thereafter, the angle of the shifted orthogonal coordinate system (Xji,
Yji)に変換する(ステップP2)。 Converting the Yji) (step P2). そして、このときのX座標成分とΔθiとの組み合わせで表されるセル(Δθi,Xji)に投票する(ステップP3)。 Then, the cells represented by a combination of the X-coordinate component and .DELTA..theta.i this time (.DELTA..theta.i, Xji) vote (step P3). その後、i=m(mは2以上の整数)となったか否かを判定して(ステップP4)、i=mでなければ、i=i+1 Then, i = m (m is an integer of 2 or more) by determining whether it is (step P4), unless i = m, i = i + 1
として(ステップP5)、ステップP1に戻る。 As (step P5), and returns to step P1. 【0032】一方、i=mとなると、最多数の投票があったセルを検出する(ステップP6)。 On the other hand, if the i = m, detects a cell where there is the largest number of votes (step P6). つまり、Δθi In other words, Δθi
の値が姿勢角度Δθと一致した際には、予め規定された直線上に並んでいる計測データ、例えば、壁面21に関する計測データは、Xjiの値にほぼ一致するはずである。 When the values ​​match with the attitude angle Δθ, the measurement data that appears in the pre-defined straight line, for example, measuring about wall 21 data should be approximately equal to the value of Xji. このため、前述のように、Δθiの値を順次変化させて投票を行い、最多数の投票があったセルのデータΔ Therefore, as described above, performs voting by sequentially changing the value of .DELTA..theta.i, data of the cells had largest number of votes Δ
θiの値を求める姿勢角度をθiとする。 The attitude angle to determine the value of θi and θi. 【0033】再び、図3を参照して、上述のようにして、移動車輛11の姿勢角度θiを求めた後、計測データを姿勢角度θiで補正する。 [0033] Referring again to FIG. 3, as described above, after determining the orientation angle .theta.i moving vehicle 11, to correct the measured data in a posture angle .theta.i. その後、計測データを直交座標系に変換する(ステップS3)。 Then, to convert the measured data to the Cartesian coordinate system (step S3). つまり、姿勢角度データθiの値を用いてXY直交座標への変換を行う。 In other words, to convert into XY orthogonal coordinate using the value of the attitude angle data .theta.i. この際、X座標成分はすでに姿勢角度を求める際に求めているため、Y座標成分のみを新たに計算することでXY直交座標への変換が完了する。 At this time, X-coordinate component because it is already determined when obtaining the attitude angle, the conversion of the XY orthogonal coordinates is completed by calculating only the new Y coordinate components. 【0034】上述のようして、複数位置で計測した計測データを直交座標に変換した後(つまり、変換済データを求めた後)、データ処理装置では、移動車輛11の位置を求める(ステップS4)。 [0034] In as described above, after converting the measurement data measured at a plurality of positions in Cartesian coordinates (i.e., after obtaining the converted data), the data processing apparatus determines the position of the moving vehicle 11 (step S4 ). 例えば、上述の手順で求めた位置Aにおける変換済データと位置Bにおける変換済データとの間でマッチングを取って、位置Aにおける変換済データから位置Bにおける変換済データとのずれを検出して、このずれから自己位置(車輛位置)の変化を求める。 For example, taking matching between the converted data in the position B and the converted data in the position A determined in accordance with the procedure described above, by detecting the deviation between the converted data in the position B from the converted data in the position A , determine changes in self-position (vehicle position) from the deviation. 具体的には、データ処理装置では、移動車輛の自己位置をテンプレートマッチング法によって求める。 Specifically, the data processing apparatus is determined by the template matching method its own position of the mobile vehicle. いま、X座標について考えてみると、位置Aにおけるk(kは2以上の整数)番目のデータに対して位置B Now, when we think about the X coordinate, k at position A (k is an integer of 2 or more) position relative to th data B
におけるk番目のデータは、位置Aと位置Bとが異なる場合には当然一致しない。 k-th data in, when the position A and the position B are different not naturally match. そこで、位置BのデータをΔ Therefore, the data of the position B delta
xずつ予め定められた範囲でずらしながら、位置Aのデータとの相関をとってみると、Δxの値が位置Aと位置Bの距離に一致する場合が最大となる。 While shifting in a predetermined range by x, Looking taking the correlation between data of the position A, if the value of Δx matches with the distance position B and the position A becomes the maximum. 従って、このときのΔxの値を自己位置のX成分の変化量とみなす。 Therefore, the value of Δx at this time regarded as the amount of change in the X component of the self-position. なお、Y成分についても同様の手順で変化量を求めることになる。 Incidentally, thereby obtaining a change amount in the same procedure for the Y component. 【0035】上述のようにして、自己位置を確定した後、レーザレーダ13から得られた計測データと自己位置とに基づいて、データ処理装置は局所マップを作成する(ステップS5)。 [0035] As described above, after determining its own position, based on the measurement data and the own position obtained from the laser radar 13, the data processing device create a local map (step S5). その後、局所マップと既に作成された作成済マップとを結合して、新マップとする(ステップS6)。 Then, by combining the already created maps already created a local map, and new map (step S6). そして、この新マップは作成済マップとされる。 Then, this new map is the already created map. そして、移動車輛11は移動しつつ、前述のようにして局所マップを作成して、局所マップと作成済マップとを結合して屋内2次元マップを生成する。 The mobile vehicle 11 while moving, to create a local map in the manner described above, to produce a indoor two-dimensional map by combining the already created map and local map. つまり、 That is,
移動車輛11が屋内を走行しつつ、前述のようにして、 While moving the vehicle 11 travels indoor, as described above,
局所マップを作成し、それまでに形成した作成済マップと局所マップを重ね合わせて、新たなマップを順次生成し、最終的に屋内倉庫全体の2次元マップを作成する。 Create a local map, by superimposing already created map and local map formed so far, and sequentially generates a new map, and finally create a two-dimensional map of the entire indoor warehouse. 【0036】なお、図2に示すように、レーザレーダのスポット径Lsは、距離が遠くなるにつれて大きくなる。 It should be noted, as shown in FIG. 2, the spot diameter Ls of the laser radar increases as the distance becomes longer. この結果、距離が遠くなると、レーザレーダの分解能が低下することになり、測定精度が低下する。 As a result, when the distance is far, it will be the resolution of the laser radar is lowered to reduce the measurement accuracy. このため、図示の例では、局所マップを生成する際には、その測定精度が維持できる範囲に計測距離を制限することになる。 Thus, in the illustrated example, when generating the local map will limit the measurement distance in the range in which the measurement accuracy can be maintained. 【0037】図5を参照して、図示の例では、壁21を有する屋内スペースに配置物である物品棚22が適宜配置されている。 [0037] With reference to FIG. 5, in the illustrated example, the article rack 22 is disposed matter indoors space with walls 21 are arranged appropriately. そして、これら物品棚22は、工場等の生産体制の都合に応じてしばしばそのレイアウトが変更されるものとする。 And these articles shelves 22 are often assumed that the layout is changed in accordance with the convenience of production systems such as a factory. さらに、図示の屋内はAGV(図示せず)が走行できる通路、例えば、直線通路A1及びB Furthermore, passages indoor shown that can travel AGV (not shown), for example, straight passage A1 and B
1が確保されているものとする。 Shall 1 is ensured. 【0038】移動車輛11が、前述のようにして、図5 The moving vehicle 11, as described above, FIG. 5
に示す直線通路A1を走行しつつ、2次元マップを作成する際、直線通路A1から直線通路B1の奥側に関して局所マップを精度よく作成することは困難である。 While traveling on a straight path A1 shown in, when creating a two-dimensional map, it is difficult to create accurately local map with respect to the far side of the straight path B1 from straight path A1. つまり、直線通路A1から直線通路B1の奥側に関する計測データップを精度よく得ることは困難である。 In other words, it is difficult to accurately obtain a measure Detappu about the far side of the straight path B1 from straight path A1. そこで、 there,
図5に示すような屋内スペースにおいては、移動車輛1 In the indoor space shown in FIG. 5, the mobile vehicle 1
1を、直線通路B1についても走行させて、計測データを得て、これら計測データに基づいて得られた局所マップも重ね合わせてマップを作成することが望ましい。 1, also is run for straight path B1, to obtain measurement data, it is desirable to create a map also superimposed local map obtained on the basis of these measured data. 【0039】図5に示すような屋内スペースにおいても、前述のようにして、移動車輛11を、直線通路A1 [0039] In the indoor space shown in FIG. 5, as described above, the moving vehicle 11, straight passage A1
及びB1に走行させて、計測データを得て局所マップを求めることになるが、この際、前述のテンプレートマッチング法を用いて自己位置を求めることになる。 And caused to travel in B1, but would ask a local map to obtain measurement data, this time, would determine its own position by using a template matching method described above. 但し、 However,
この際には、直線通路A1と直線通路B1とがほぼ直交することに留意してマッチングを行う必要がある。 At this time, it is necessary to perform matching in mind that the straight passage A1 and straight path B1 is substantially perpendicular. 【0040】なお、図6は、上述した手法を用いて、図5に示す直線通路A1に移動車輛11を実際に走行させて得られた2次元マップであり、同様に、図7は、図5 [0040] Incidentally, FIG. 6, using the above-described method, a two-dimensional map obtained by actually running the moving vehicle 11 to the straight path A1 shown in FIG. 5, similarly, FIG. 7, FIG. 5
に示す直線通路B1に移動車輛11を実際に走行させて得られた2次元マップである。 A two-dimensional map obtained by actually running the moving vehicle 11 to the straight path B1 shown in. 【0041】ところで、前述のようにして、データ処理装置で生成されたマップデータ(2次元マップデータ) By the way, in the manner described above, the map data generated by the data processing device (two-dimensional map data)
を、無線通信装置を介して外部に設置された解析装置、 The analysis apparatus installed to the outside through the wireless communication device,
データ出力装置、及び/又はモニタ等の表示装置に送信するようにしてもよい。 Data output device, and / or may be transmitted to a display device such as a monitor. 加えて、レーザレーダ13で計測された計測距離及び計測方向を無線通信装置を介して前述の解析装置、データ出力装置、及び/又はモニタ等の表示装置に送るようにしてもよい。 In addition, the analysis apparatus described above the measurement distance and the measurement direction measured by the laser radar 13 via a wireless communication device, data output device, and / or may be sent to a display device such as a monitor. 【0042】さらに、移動車輛11に搭載された制御装置は、予め設定された制御プログラムに応じて移動車輛11を走行制御するようにしてもよい。 [0042] Further, it mounted on the control device to the mobile vehicle 11 may be traveling control movement vehicle 11 according to a preset control program. また、レンジセンサとして、例えば、超音波又はマイクロ波を利用したセンサを用いるようにしてもよい。 Further, as a range sensor, for example, it may be used a sensor using ultrasonic waves or microwaves. さらに、データ処理装置は、例えば、移動車両11と別に設けて、レーザレーダで得られた計測データを無線通信装置を介してデータ処理装置に送信するようにしてもよい。 Furthermore, the data processing device, for example, be provided separately from the moving vehicle 11, it may transmit the measurement data obtained by the laser radar to the data processing apparatus via the radio communication apparatus. 【0043】図示の例では、移動車両11は移動用モータで駆動されているが、これに限るものではなく、例えば、人が移動車両を押しながらデータを収集するようにしてもよい。 [0043] In the illustrated example, the moving vehicle 11 is driven by a moving motor, not limited to this, for example, a person may be collecting data while pressing the moving vehicle. 【0044】加えて、移動車輛11、つまり、データ処理装置にデータ接続ポートを設けておけば、データ処理装置からこの接続ポートを介して2次元マップデータをモニタ又は出力機器に送ることもできる。 [0044] In addition, mobile vehicle 11, that is, if provided a data connection port to the data processing device, it may be sent from the data processing apparatus 2-dimensional map data via the connection port on the monitor or output device. 【0045】 【発明の効果】以上説明したように、本発明では、倉庫等の屋内のレイアウト変更した後、一回だけ2次元マップ作成装置である移動車輛を走行させれば、倉庫等の室内のレイアウトを示す2次元マップを自動的に作成することができるという効果がある。 [0045] As described in the foregoing, in the present invention, after changing indoor layout of warehouses, if running the moving vehicle is only two-dimensional map creating apparatus once, indoor warehouses there is an effect that the two-dimensional map showing the layout can be automatically created. 【0046】さらに、屋内を自由に走行できる移動車輛を用いて2次元マップを作成しているので、配置物等のレイアウトに制限がなく、配置物等を自由に配置できる。 [0046] Further, since creating a two-dimensional map using the moving vehicle that can freely travel indoors, there is no limitation to the layout of the arrangement, etc., it can be freely disposed placement, and the like. 【0047】また、移動車輛の姿勢角度を自動的に検出して、壁及び配置物等の目標までの方向及び距離を直交座標に変換する際、移動車輛の姿勢角度で補正するようにしたので、精度の高い2次元マップを作成することができる。 Further, the posture angle of the moving vehicle automatically detect, when converting the direction and distance to the target, such as walls and disposed thereof in the orthogonal coordinates. Thus corrected in attitude angle of the mobile vehicle , it is possible to create a highly accurate two-dimensional map. 【0048】加えて、移動車輛が走行しつつ局所マップを作成し、作成済のマップと局所マップとを重ね合わせて新たなマップを作成するようにしたので、配置物等が複雑に配置されている場合でも、移動車輛が通行できる通路スペースが確保されていれば、室内全体のマップを容易に作成することができる。 [0048] In addition, to create a local map moving vehicle is being traveled, since so as to create a new map by superimposing the already created maps and local maps, arrangement, etc. is complicated arrangement even if they are, if they are secured passage space moving vehicle can traffic is able to create a map of the entire room easily. 【0049】また、上述のように、変更された屋内レイアウトの2次元マップを容易にかつ迅速に作成できるので、倉庫のレイアウト変更に要する時間が短縮され、もって生産性の向上に寄与することが大である。 [0049] Further, as described above, it is possible to easily and quickly create a two-dimensional map of the changed indoor layout reduces the time required for the layout change of the warehouse, which contributes to improvement in productivity with it is large.

【図面の簡単な説明】 【図1】 本発明のよる2次元マップ作成装置の一例を示す外観図である。 Is an external view illustrating an example of a two-dimensional map creation device according the BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [Figure 1] present invention. 【図2】 屋内スペースにあるレーザレーダの姿勢及びデータのパラメータを説明する平面図である。 2 is a plan view illustrating the parameters of the orientation and data of the laser radar in the indoor space. 【図3】 2次元マップの作成手順を示すフローチャートである。 3 is a flowchart showing a two-dimensional map creation process. 【図4】 移動車輛の姿勢角度を求める手順を示すフローチャートである。 4 is a flowchart showing a procedure for determining the attitude angle of the mobile vehicle. 【図5】 屋内スペースの一例を示す平面図である。 5 is a plan view showing an example of an indoor space. 【図6】 図1に示す2次元マップ作成装置で得られた2次元マップを示す図である。 6 is a diagram showing a two-dimensional map obtained by the two-dimensional map creating apparatus shown in FIG. 【図7】 図1に示す2次元マップ作成装置で得られた別の2次元マップを示す図である。 7 is a diagram illustrating another two-dimensional map obtained by the two-dimensional map creating apparatus shown in FIG. 【符号の説明】 11 移動車輛12 車輪13 レーザレーダ14 制御装置15 アンテナ21 壁22 物品棚 [EXPLANATION OF SYMBOLS] 11 moving vehicle 12 wheel 13 laser radar 14 controller 15 antenna 21 wall 22 article shelf

フロントページの続き (72)発明者 渡辺 嘉二郎 東京都小金井市前原町4−15−15 (72)発明者 小林 一行 東京都武蔵村山市大南4−21−1−9− 106 (72)発明者 伊東 一郎 東京都江東区牡丹2丁目13番1号 株式会 社前川製作所内Fターム(参考) 2C032 HB05 5H301 AA03 AA10 BB05 DD01 GG08 Front page of the continuation (72) inventor Watanabe YoshimiJiro Koganei, Tokyo Maehara-cho 4-15-15 (72) inventor Ikko Kobayashi, Tokyo Musashimurayama Daiminami 4-21-1-9- 106 (72) invention person Ichiro Ito Koto kubotan 2-chome 13th No. 1 stock Board Yashiromae River Works in the F-term (reference) 2C032 HB05 5H301 AA03 AA10 BB05 DD01 GG08

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 壁で囲まれた屋内を自由に走行する移動車輛を用いて該移動車輛から前記屋内に配置された配置物及び前記壁までの距離及び前記移動車輛から前記壁及び配置物の方向を計測して計測データを得る第1のステップと、前記計測データに基づいて前記移動車輛の進行方向を示す姿勢方向を求める第2のステップと、前記姿勢方向及び前記計測データに基づいて前記移動車輛の位置を車輛位置情報として求める第3のステップと、前記計測データ及び前記車輛位置情報に応じて前記屋内のレイアウトを示す2次元マップを生成する第4のステップとを有することを特徴とする2次元マップ作成方法。 From Claims 1. A distance from the mobile vehicle using the moving vehicle to freely travel indoors surrounded by walls until arranged disposed thereof and the wall to the interior and the moving vehicle a first step of obtaining measurement data by measuring the direction of the wall and disposed thereof, a second step of obtaining the orientation direction indicated the traveling direction of the moving vehicle on the basis of the measurement data, the attitude direction and the a third step of determining a vehicle position information a position of the moving vehicle based on the measurement data, and a fourth step of generating a two-dimensional map showing the layout of the indoor according to the measurement data and the vehicle position information two-dimensional map creation method characterized by having a. 【請求項2】 前記第2のステップでは、前記計測データを予め規定された角度Δθずつ回転させて、その都度得られる直交座標系のX座標成分を求めて、前記Δθ及び前記X座標成分の組で表されるセルに投票し、最多数が投票されたセルが有するΔθの値を前記姿勢方向とするようにしたことを特徴とする請求項1に記載の2次元マップ作成方法。 The method according to claim 2, wherein said second step, the measurement data is rotated by a predefined angle Δθ and seeking X coordinate component of the orthogonal coordinate system obtained each time, the Δθ and the X coordinate components two-dimensional map creation method according to claim 1 which voted for the cell represented by the set, the highest number, characterized in that the value of Δθ with the cells found was to with the attitude direction. 【請求項3】 前記第3のステップでは、互いに異なる2計測位置における前記計測データに関してそれぞれ前記姿勢方向に基づいて前記計測データを補正して、該補正後の計測データに基づいてテンプレートマッチング法を用いて前記車輛位置情報を求めるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の2次元マップ作成方法。 The method according to claim 3, wherein the third step, the measured data by correcting, based on each of the posture direction with respect to the measurement data in two different measurement positions, the template matching method based on the measurement data after the correction two-dimensional map creation method according to claim 1, characterized in that so as to obtain the vehicle position information using. 【請求項4】 壁で囲まれた屋内を自由に走行する移動車輛と、該移動車輛に搭載され前記屋内に配置された配置物及び前記壁までの距離及び前記移動車輛から前記壁及び配置物の方向を計測して計測データを得る検出手段と、前記計測データに基づいて前記移動車輛の進行方向を示す姿勢方向を求める車輛姿勢演算手段と、前記姿勢方向及び前記計測データに基づいて前記移動車輛の位置を車輛位置情報として求める車輛位置演算手段と、前記計測データ及び前記車輛位置情報に応じて前記屋内のレイアウトを示す2次元マップを生成するマップ生成手段とを有することを特徴とする2次元マップ作成装置。 4. A mobile vehicle to freely travel indoors surrounded by a wall, said is mounted on a moving vehicle is disposed in the indoor placement thereof and the wall and arranged material from a distance and the moving vehicle to the wall It said mobile based of the detection means for obtaining measurement data by measuring the direction, and the vehicle attitude calculation means for calculating an attitude direction indicated the traveling direction of the moving vehicle on the basis of the measurement data, the orientation direction and the measurement data 2, characterized in that it comprises a vehicle position calculation means for calculating a vehicle position as a vehicle position information, and a map generating means for generating a two-dimensional map showing the layout of the indoor according to the measurement data and the vehicle position information dimension map creation device. 【請求項5】 前記検出手段はレーザ波レンジセンサであることを特徴とする請求項4に記載の2次元マップ作成装置。 Wherein said detecting means comprises a two-dimensional map creation device according to claim 4, characterized in that the laser wave range sensor. 【請求項6】 前記車輛姿勢演算手段は、前記計測データを予め規定された角度Δθずつ回転させて、その都度得られる直交座標系のX座標成分を求めて、前記Δθ及び前記X座標成分の組で表されるセルに投票し、最多数が投票されたセルが有するΔθの値を前記姿勢方向とするようにしたことを特徴とする請求項4に記載の2次元マップ作成装置。 Wherein said vehicle attitude calculation means, the measurement data is rotated by a predefined angle Δθ and seeking X coordinate component of the orthogonal coordinate system obtained each time, the Δθ and the X coordinate components Vote the cell represented by a set, two-dimensional map creation device according to claim 4 in which the highest number, characterized in that the value of Δθ with the cells found was to with the attitude direction. 【請求項7】 前記車輛位置演算手段は、互いに異なる2計測位置における前記計測データに関してそれぞれ前記姿勢方向に基づいて前記計測データを補正して、該補正後の計測データに基づいてテンプレートマッチング法を用いて前記車輛位置情報を求めるようにしたことを特徴とする請求項4に記載の2次元マップ作成装置。 Wherein said vehicle position calculating means, the measured data by correcting, based on each of the posture direction with respect to the measurement data in two different measurement positions, the template matching method based on the measurement data after the correction two-dimensional map creation device according to claim 4, characterized in that so as to obtain the vehicle position information using. 【請求項8】 前記移動車輛には前記計測データを外部に備えた装置に無線回線を介して送信する無線通信手段が搭載されていることを特徴とする請求項5に記載の2 8. A 2 as recited in claim 5 wherein the moving vehicle, characterized in that the wireless communication means for transmitting via a radio channel to a device equipped with the measurement data to the outside is mounted
    次元マップ作成装置。 Dimension map creation device.
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