JP2005144606A - Moving robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、工場や医療福祉施設、家庭等において、ロボットアームにより所定の作業を行う移動ロボットに関する。 The present invention relates to a mobile robot that performs a predetermined operation with a robot arm in a factory, medical welfare facility, home, or the like.
近年、工場や医療福祉施設、家庭等において、車輪等の移動台車により自律走行し、ロボットアームにより所定の作業を行う、移動ロボットを用いたシステムが提供されている。
このようなシステムにおいては、移動ロボットと人とが安全柵なしで共存する場合の安全性を確保する必要がある。このため、移動ロボットに障害物センサを設けて周囲の物体を検知し、検知結果に基づいて障害物回避や停止といった安全確保動作を行う方法が多く開示されている。その中で、障害物センサに距離測定式のエリアセンサを用い、既知の固定設備(作業ステーション)の形状に応じて検出エリアを設定する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
図7は従来技術を示す移動ロボットの構成を説明するための上面図である。
図において、1は移動ロボット、2は移動ロボットを駆動する移動台車、3は移動台車に搭載されたロボットアーム、4a〜4dは移動台車の周囲に配置された距離測定式のエリアセンサ、5は移動台車2およびロボットアーム3を駆動制御する制御手段である。移動台車2は、走行路上を矢印a方向に移動するようになっている。
一般のエリアセンサは、代表的なものにレーザ式エリアセンサが用いられると共に、所定角度範囲のエリアを1ステップずつ角度を変えながらスキャンし、対象物の距離とその角度とにより座標計算を行って設定されたエリア内の障害物を検出するといった動作原理を有している。このため、例えばエリアセンサ4aの検出可能領域A1は、水平方向に所定角度範囲かつ所定半径内の、いわば扇形の領域を成す。
作業者がエリアセンサ4aの検出可能領域A1内に侵入すると、検出した物体の距離と方向の情報が制御手段5に伝えられる。制御手段5はこの情報に基づき、ロボットアーム3を停止させたり、移動台車2に障害物を回避するための動作指令を送信したりすることで、安全確保を実現する。
さらに特許文献1では、検知可能領域A1内に固定設備6が存在する状態でロボットアーム3を動作させる場合に、固定設備6を障害物と誤認識せずに、その他の真の障害物のみを検出する方法について言及している。すなわち、制御手段5において、エリアセンサ4aの検出可能領域A1のなかから、固定設備6に相当する部分を除外し、残った領域A3を検出エリアとして設定する。そして検出エリアA3で検出した障害物に関してのみ、安全確保動作を実行する。
図8は従来例における処理の手順を示すフローチャートである。
移動ロボット1が、固定設備6前に到着してから、ロボットアーム3により作業を行わせ、作業完了後次の固定設備へ向けて移動するまでの、制御手段5が実行する主として安全機能の実現(障害物検出)に関する処理の手順を示すフローチャートである。なお、ここでは、あらかじめ各固定設備におけるエリアセンサ4の検出エリアA3が、その固定設備の形状に応じて設定されているものとする。
ステップST11において、移動ロボット1が固定設備6前の作業位置に到着して停止すると、次のステップST12にて、エリアセンサ4を用いて実際の停止位置の認識が行われ、教示時の作業位置との間の、X、Y、θ方向の差の検出が行われる。そして、その差に基づいて、ロボットアーム3の動作ポイントの補正、ならびに、前記検出エリアA3の補正が行われる。
次いで、ステップST13〜15では、エリアセンサの自己診断が行われるが、これは本特許とは直接関係が無いので割愛する。自己診断が終了すると、ステップST16において、ロボットアームによる作業が開始されるとともに、ステップST17において、エリアセンサ4の電源がオンされて検出エリアA3に対する障害物の侵入の有無の監視が行われる。このとき、図6に示すように、固定設備6の形状に倣うように検出エリアA3が設定されるので、エリアセンサ4の検出エリアに死角をなくすことができる。
次にステップST18にて検出エリアA3内への障害物の進入があるか否かを判断し、侵入がない場合(No)は、ステップST19にて、ロボットアーム3による作業が継続して実行される。
これに対し、検出エリアA3内に作業者や他のロボット等の侵入があると(Yes)、エリアセンサ4により障害物の侵入が検出されてオン信号が出力され、制御手段5は、ステップST20にてロボットアーム3の動作を一時停止させる。
これにて、作業者の安全が確保される。また、この一時停止状態で、障害物が検出エリアA3から離れると、エリアセンサ4の出力がオフとなり、ロボットアーム3による作業が再開されるようになっている。
そして、ステップST21にて固定設備6における作業が終了したか否かを判断し、作業が終了すると(Yes)、ステップST22において、ロボットアーム3は原点位置に移動され、エリアセンサ4の電源がオフされて移動ロボット1は次の固定設備に向けて移動する。この移動ロボット1の移動時にも、移動方向前方のエリアセンサあるいは別の障害物センサにより進行方向に対する障害物検出が行われ、障害物が検出されたときに移動が停止されるようになっている。
以上のように、特許文献1に示す従来の移動ロボットでは、障害物センサに距離測定式のエリアセンサを用い、既知の固定設備の形状に応じて検出エリアを設定することで、固定設備6を障害物と誤認識せずに、その他の真の障害物のみを検出することができる。
In such a system, it is necessary to ensure safety when a mobile robot and a person coexist without a safety fence. For this reason, many methods have been disclosed in which an obstacle sensor is provided in a mobile robot to detect surrounding objects and a safety ensuring operation such as obstacle avoidance or stop is performed based on the detection result. Among them, a method has been proposed in which a distance measurement type area sensor is used as an obstacle sensor and a detection area is set according to the shape of a known fixed facility (work station) (for example, see Patent Document 1). .
FIG. 7 is a top view for explaining the configuration of the mobile robot showing the prior art.
In the figure, 1 is a mobile robot, 2 is a mobile trolley for driving the mobile robot, 3 is a robot arm mounted on the mobile trolley, 4a to 4d are distance measuring area sensors arranged around the mobile trolley, Control means for driving and controlling the
As a general area sensor, a laser type area sensor is used as a typical one, and an area within a predetermined angle range is scanned while changing the angle step by step, and coordinate calculation is performed based on the distance of the object and its angle. It has an operation principle of detecting an obstacle in a set area. For this reason, for example, the detectable area A1 of the area sensor 4a forms a so-called fan-shaped area within a predetermined angular range and a predetermined radius in the horizontal direction.
When the operator enters the detectable area A1 of the area sensor 4a, information on the detected distance and direction of the object is transmitted to the control means 5. Based on this information, the control means 5 stops the
Furthermore, in Patent Document 1, when the
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure in the conventional example.
Realization of mainly safety functions executed by the control means 5 from the time when the mobile robot 1 arrives in front of the fixed equipment 6 until the
When the mobile robot 1 arrives at the work position in front of the fixed equipment 6 and stops at step ST11, the actual stop position is recognized using the area sensor 4 at the next step ST12, and the work position at teaching Differences in the X, Y, and θ directions are detected. Based on the difference, correction of the operation point of the
Next, in steps ST13 to ST15, an area sensor self-diagnosis is performed, which is omitted because it is not directly related to this patent. When the self-diagnosis is completed, work by the robot arm is started in step ST16, and in step ST17, the area sensor 4 is turned on to monitor whether an obstacle has entered the detection area A3. At this time, as shown in FIG. 6, the detection area A <b> 3 is set so as to follow the shape of the fixed equipment 6, so that a blind spot can be eliminated in the detection area of the area sensor 4.
Next, in step ST18, it is determined whether or not an obstacle has entered the detection area A3. If there is no entry (No), the operation by the
On the other hand, when an operator or another robot enters the detection area A3 (Yes), the area sensor 4 detects the intrusion of the obstacle and outputs an ON signal, and the control means 5 performs step ST20. The operation of the
Thereby, the safety of the worker is ensured. Further, when an obstacle leaves the detection area A3 in the temporary stop state, the output of the area sensor 4 is turned off, and the operation by the
Then, in step ST21, it is determined whether or not the work in the fixed facility 6 is finished. When the work is finished (Yes), the
As described above, in the conventional mobile robot shown in Patent Document 1, the distance measuring type area sensor is used as the obstacle sensor, and the detection area is set according to the shape of the known fixed equipment. Only other true obstacles can be detected without erroneously recognizing the obstacle.
しかしながら、特許文献1に示す従来の移動ロボットでは、ロボットアーム3は移動台車2が停止中にのみ動作することを前提としており、またロボットアーム3の動作範囲はエリアセンサ4の検出可能領域A1に侵入しないことを前提としている。このため、検出エリアから固定設備6を除外する処理は移動台車停止後に一度実施されるのみであり、またロボットアームに関してはそもそも除外の対象となっていない。ところが、近年提案されている家庭用サービスロボットでは、移動台車とロボットアームが同時に動作することが通常であり、またロボットアームの動作範囲も広いため、エリアセンサ4の検出可能領域A1内をロボットアーム3が通過する可能性もある。このような場合に、従来技術では、制御手段5がエリアセンサ4によって検出されたロボットアーム3を障害物と誤認識してしまうという問題点があった。誤認識が発生すると、ロボットアーム3が自分自身の検出結果によって停止したり、移動台車2がロボットアーム3を避けようと障害物回避運動を行うなど、実作業に支障が生じるおそれがあった。
本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、移動台車とロボットアームとが同時に動作し、かつエリアセンサの検出可能範囲をロボットアームが通過する場合でも、ロボットアームを障害物として誤認識することを防止することが可能な移動ロボットを提供することを目的とする。
However, in the conventional mobile robot shown in Patent Document 1, it is assumed that the
The present invention has been made to solve the above-described problem. Even when the moving carriage and the robot arm operate at the same time and the robot arm passes the detectable range of the area sensor, the robot arm is erroneously regarded as an obstacle. An object is to provide a mobile robot capable of preventing recognition.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項1に記載の発明は、移動台車と、前記移動台車に搭載されて作業を行うロボットアームと、前記移動台車の周囲に配置されて障害物を検出するエリアセンサと、前記エリアセンサにより検出した障害物の情報に基づいて前記移動台車または前記ロボットアームの安全確保動作を実行させるように制御する制御手段とを備えた移動ロボットにおいて、前記制御手段は、前記ロボットアームが前記エリアセンサの検出可能領域A1を通過したときに、前記ロボットアームが該検出可能領域A1と交わる領域A2の位置を算出するアーム位置算出部と、前記検出可能領域A1から該領域A2を除外した範囲を検出エリアとして設定する検出エリア設定部と、前記エリアセンサにより取得した情報から障害物の分布マップを作成する障害物マップ作成部と、前記検出エリア設定部で設定された検出エリアと前記障害物マップ作成部で作成された障害物分布マップとを比較して障害物の有無を検出する障害物検出部と、障害物が存在する場合に、停止や障害物回避などの安全確保動作を計画し、移動ロボットに回避指令を送信する障害物回避計画部とより構成されることを特徴としている。
また、請求項2に記載の発明は、移動台車と、前記移動台車に搭載されて作業を行うロボットアームと、前記移動台車の周囲に配置されて対象物に対する距離計測とその角度により障害物を検出するエリアセンサと、前記エリアセンサにより検出した障害物の情報に基づいて前記移動台車または前記ロボットアームの安全確保動作を実行させるように制御する制御手段とを備えた移動ロボットにおいて、前記制御手段は、前記ロボットアームが前記エリアセンサの検出可能領域A1を通過したときに、前記ロボットアームが該検出可能領域A1と交わる領域A2の位置を算出するアーム位置算出部と、前記ロボットアームが前記エリアセンサの検出可能領域A1と交わる領域A2における速度を算出するアーム速度算出部と、前記領域A2の位置と速度を、移動ロボット周辺のアームマップとして記憶するアームマップ作成部と、前記エリアセンサにより取得した距離と方向の情報を座標変換し、障害物の分布マップを作成する障害物マップ作成部と、前記アームマップ作成部で作成されたアームマップと前記障害物マップ作成部で作成された障害物マップとを比較して、障害物の有無を検出する障害物検出部と、障害物が存在する場合に、停止や障害物回避などの安全確保動作を計画し、移動ロボットに回避指令を送信する障害物回避計画部とより構成されることを特徴としている。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の移動ロボットにおいて、前記障害物回避計画部は、前記ロボットアームが前記エリアセンサの検出可能領域を通過していると判断した場合には、ロボットアームに対し該通過領域を移動させるための指令を送信することを特徴としている。
また、請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の移動ロボットにおいて、前記障害物回避計画部は、前記ロボットアームが前記エリアセンサの検出可能領域を通過していると判断した場合には、移動台車に対し走行速度を低減させるための指令を送信することを特徴としている。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
The invention according to claim 1 is a mobile trolley, a robot arm mounted on the mobile trolley to perform work, an area sensor arranged around the mobile trolley to detect an obstacle, and detected by the area sensor And a control means for controlling the mobile carriage or the robot arm to perform a safety ensuring operation based on the information on the obstacle, wherein the control means detects the area sensor by the robot arm. An arm position calculation unit that calculates the position of the area A2 where the robot arm intersects the detectable area A1 when passing through the possible area A1, and a range excluding the area A2 from the detectable area A1 as a detection area A detection area setting unit to be set and an obstacle map for creating an obstacle distribution map from the information acquired by the area sensor. An obstacle detection unit that detects the presence or absence of an obstacle by comparing the creation unit, the detection area set by the detection area setting unit, and the obstacle distribution map created by the obstacle map creation unit; When there is an obstacle, the system is configured by an obstacle avoidance planning unit that plans safety ensuring operations such as stopping and obstacle avoidance and transmits an avoidance command to the mobile robot.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a movable carriage, a robot arm mounted on the movable carriage and performing work, a distance measurement with respect to an object disposed around the movable carriage, and an obstacle based on the angle. In the mobile robot, comprising: an area sensor to be detected; and a control means for controlling the mobile carriage or the robot arm to perform a safety ensuring operation based on obstacle information detected by the area sensor. The arm position calculation unit that calculates the position of the area A2 where the robot arm intersects the detectable area A1 when the robot arm passes the detectable area A1 of the area sensor; An arm speed calculation unit for calculating a speed in an area A2 that intersects the detectable area A1 of the sensor; An arm map creation unit for storing the position and speed as an arm map around the mobile robot, and an obstacle map creation unit for converting the distance and direction information acquired by the area sensor to create an obstacle distribution map; There is an obstacle detection unit that detects the presence or absence of an obstacle by comparing the arm map created by the arm map creation unit with the obstacle map created by the obstacle map creation unit In this case, it is characterized by comprising an obstacle avoidance planning unit that plans safety ensuring operations such as stopping and obstacle avoidance and transmits an avoidance command to the mobile robot.
According to a third aspect of the present invention, in the mobile robot according to the first or second aspect, the obstacle avoidance planning unit determines that the robot arm passes a detectable area of the area sensor. In this case, a command for moving the passage area is transmitted to the robot arm.
According to a fourth aspect of the present invention, in the mobile robot according to the first or second aspect, the obstacle avoidance planning unit determines that the robot arm passes a detectable area of the area sensor. In this case, a command for reducing the traveling speed is transmitted to the mobile carriage.
請求項1に記載の発明によると、移動台車とロボットアームとが同時に動作し、かつエリアセンサの検出可能範囲をロボットアームが通過する場合でも、ロボットアームの周辺の領域を検出エリアから除外するため、ロボットアームを障害物と誤認識することなく、安全性と作業効率を両立させることができる。
請求項2に記載の発明によると、障害物の位置だけでなく速度に関しても比較対象となるので、ロボットアームと真の障害物とを誤認識する可能性が低減する。
請求項3に記載の発明によると、ロボットアームによる死角の位置が時間的に変化するので、定常的な死角が無くなり、安全性がより向上する。
請求項4に記載の発明によると、真の障害物を検出した時の減速が容易になり、エリアセンサ4の死角に対する安全性をさらに高めることができる。
According to the first aspect of the present invention, in order to exclude the area around the robot arm from the detection area even when the movable carriage and the robot arm operate simultaneously and the robot arm passes through the detectable range of the area sensor. Therefore, both safety and work efficiency can be achieved without erroneously recognizing the robot arm as an obstacle.
According to the second aspect of the invention, since not only the position of the obstacle but also the speed is compared, the possibility of erroneous recognition of the robot arm and the true obstacle is reduced.
According to the invention described in
According to the fourth aspect of the present invention, deceleration when a true obstacle is detected is facilitated, and the safety of the area sensor 4 against the blind spot can be further enhanced.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。なお、本発明の構成要素が従来技術と同じものについては説明を省略し、異なる点のみ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, description is abbreviate | omitted about the component of this invention the same as a prior art, and only a different point is demonstrated.
図1は本発明の実施例に共通な移動ロボットの構成を示す上面図、図2は図1の移動ロボットの斜視図、図3は、本発明の第1実施例における制御手段の構成を示すブロック図である。
図において、501は検出エリア設定部、502は障害物マップ作成部、503は障害物検出部、504は障害物回避計画部、505はアーム位置算出部である。
本発明が従来技術と異なる点は以下のとおりである。
すなわち、本発明は、移動ロボット1における移動台車2とロボットアーム3は同時に動作し、かつロボットアーム3はエリアセンサ4の検出可能な領域A1を通過することを条件としており、ロボットアーム3が検出可能領域A1を通過する領域をA2で示している。基本的には検出可能領域A1からこの通過領域A2を逐次除去することで、障害物の誤検出を防ぐものとなっている。
また、制御手段5の特徴としては、ロボットアーム3の関節角度を取得し、これからアームを構成する各リンクの位置を順運動学的計算により算出すると共に、ロボットアーム3がエリアセンサ4の検出可能領域A1を通過したときに、ロボットアーム3が該検出可能領域A1と交わる領域A2の位置を算出するアーム位置算出部505と、検出可能領域A1から該領域A2を除外した範囲を検出エリアとして設定する検出エリア設定部501と、エリアセンサ4により取得した距離と方向の情報を座標変換し、障害物の分布マップを作成する障害物マップ作成部502と、検出エリア設定部501で設定された検出エリアと障害物マップ作成部502で作成された障害物分布マップとを比較して障害物の有無を検出する障害物検出部503と、障害物が存在する場合に、停止や障害物回避などの安全確保動作を計画し、ロボットアーム3または移動台車2に回避指令を送信する障害物回避計画部504とより構成される点である。
図4は第1実施例の処理の手順を示すフローチャートであり、具体的には、移動ロボット1が移動台車2を動作させながら、ロボットアーム3により作業を行う際の、制御手段5が実行する主として安全機能の実現(障害物検出)に関する処理の手順を示したものとなっている。
ステップST1において、制御手段5はロボットアーム3の位置を算出し、ステップST2において、検出可能領域A1とロボットアーム3が重なる部分A2を検出可能領域A1から除外して、これを検出エリアとする。次に、ステップST3において、設定した新たな検出エリア内に障害物が侵入しているか否かを監視し、ステップST4において、侵入を検出していない場合(No)にはロボットアーム3と移動台車2の動作を継続する。また、ステップST4で侵入を検出した場合(Yes)には該障害物を避けるように停止あるいは障害物回避運動を行わせる。これらの処理は、移動ロボット1の動作中に一定周期で繰返し実行される。
したがって、第1実施例は上記構成にしたので、移動台車2とロボットアーム3とが同時に動作し、かつエリアセンサ4の検出可能範囲A1をロボットアーム3が通過する場合でも、ロボットアーム3の周辺の領域を検出可能範囲A1から除外するため、ロボットアーム3を障害物と誤認識することなく、安全性と作業効率を両立させることができる。
FIG. 1 is a top view showing the configuration of a mobile robot common to the embodiments of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the mobile robot of FIG. 1, and FIG. 3 shows the configuration of the control means in the first embodiment of the present invention. It is a block diagram.
In the figure, 501 is a detection area setting unit, 502 is an obstacle map creation unit, 503 is an obstacle detection unit, 504 is an obstacle avoidance planning unit, and 505 is an arm position calculation unit.
The present invention is different from the prior art as follows.
That is, the present invention is based on the condition that the
As a feature of the control means 5, the joint angle of the
FIG. 4 is a flowchart showing the processing procedure of the first embodiment. Specifically, the control means 5 executes when the mobile robot 1 operates the
In step ST1, the control means 5 calculates the position of the
Therefore, since the first embodiment is configured as described above, even when the
第1実施例では、ロボットアーム3がエリアセンサ4の検出可能領域A1を通過する領域A2の位置を算出し、その領域A2を検出可能領域A1から除外することで誤検出を防いでいたが、この方法では、エリアセンサに対し領域A2と一直線上に存在する障害物を検出できなくなるおそれがある。そこで、この問題を解決するために、誤検出をより低減させることができるよう、位置だけではなく速度も比較して障害物を検出する手段が必要となっている。以下にその解決手段として第2実施例を説明する。
図5は本発明の第2実施例を示する制御手段の構成を説明するためのブロック図である。
図において、506はアーム速度算出部、507はアームマップ作成部である。
第2実施例が第1実施例と異なる点は、ロボットアームがエリアセンサの検出可能領域A1を通過する領域A2の速度を算出するアーム速度算出部506と、該領域A2の位置と速度を、移動ロボット1周辺のアームマップとして記憶するアームマップ作成部507を設けた点である。なお、障害物マップ作成部502では、エリアセンサ4から取得した距離と方向の情報を座標変換し、検出した障害物の位置と速度を、移動ロボット1周辺の障害物マップとして記憶する。ここで障害物の速度情報は、1サンプル前の位置情報と比較し、時間差分を取ることで求めることができるようになっている。また、障害物検出部503では、アームマップと障害物マップとを比較し、位置および速度において一致した障害物に関してのみ、ロボットアーム3であると判断して検出対象から除外するようになっている。。
したがって、第2実施例は上記構成にしたので、位置だけでなく速度に関しても比較対象となるので、ロボットアーム3と真の障害物とを誤認識する可能性が低減する。
In the first embodiment, the
FIG. 5 is a block diagram for explaining the configuration of the control means showing the second embodiment of the present invention.
In the figure, 506 is an arm speed calculation unit, and 507 is an arm map creation unit.
The second embodiment is different from the first embodiment in that the robot arm calculates the speed of the area A2 that passes through the detectable area A1 of the area sensor, and the position and speed of the area A2. This is the point that an arm
Therefore, since the second embodiment has the above-described configuration, it becomes a comparison object not only with respect to the position but also with respect to speed, so that the possibility of erroneous recognition of the
図6は第3実施例を示す移動ロボットの斜視図である。
上記に述べた第1実施例、第2実施例では、ロボットアーム3がエリアセンサ4の検出可能領域A1の特定部分を常に占有していると、そこに死角が生じ、障害物を検出できなくなるという問題があった。その解決手段を以下に示す。
第3実施例では、アーム位置算出部505において、ロボットアーム3がエリアセンサ4の検出可能領域を通過していると判断された場合には、障害物回避計画部504がロボットアーム3に対し通過領域を移動させるための指令を送信して、図6に示すように、ロボットアーム3を検出可能領域内で揺動運動させ、通過領域を移動させるようにした。
第3実施例によれば、ロボットアーム3による死角の位置が時間的に変化するため、定常的な死角が無くなり、安全性がより向上する。
FIG. 6 is a perspective view of a mobile robot showing a third embodiment.
In the first embodiment and the second embodiment described above, if the
In the third embodiment, when the arm
According to the third embodiment, since the position of the blind spot by the
なお、第3実施例において、アーム位置算出部505によって、ロボットアーム3がエリアセンサ4の検出可能領域を通過していると判断した場合には、障害物回避計画部504がロボットアーム3に対し通過領域を移動させるための指令を送信する例を説明したが、これに替えて、移動台車2の走行速度を低減させるようにしても構わない。このようにすることで、真の障害物を検出した時の減速が容易になり、エリアセンサ4の死角に対する安全性をさらに高めることができる。ただし、ロボットアーム3を検出した場合には、通常の障害物を検出した場合と異なり、障害物回避運動を行う必要はない。
また、本実施例では、エリアセンサは、例えば特許文献1記載のレーザによる距離測
定式のものを使用したが、これに替えて、画像認識によるビジョンセンサを用いて構わない。」
In the third embodiment, when the arm
In this embodiment, the area sensor is a distance measurement type using a laser described in Patent Document 1, for example, but a vision sensor based on image recognition may be used instead. "
本発明は、ロボットアームを障害物と誤検出することを防止するための方策を提示するものであるが、ロボットアームに把持された物体に関しても全く同様に適用できる。また、ロボットアームに留まらず、移動台車に搭載されて動作する効果器の誤検出を防ぐ用途に適用できる。 The present invention presents a measure for preventing the robot arm from being erroneously detected as an obstacle, but can be applied to an object held by the robot arm in exactly the same manner. Further, the present invention can be applied not only to a robot arm but also to an application for preventing erroneous detection of an effector mounted on a moving carriage and operating.
1 移動ロボット
2 移動台車
3 ロボットアーム
4 エリアセンサ
5 制御手段
6 固定設備
501 検出エリア設定部
502 障害物マップ作成部
503 障害物検出部
504 障害物回避計画部
505 アーム位置検出部
506 アーム速度検出部
507 アームマップ作成部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記移動台車(2)に搭載されて作業を行うロボットアーム(3)と、
前記移動台車(2)の周囲に配置されて障害物を検出するエリアセンサ(4)と、
前記エリアセンサ(4)により検出した障害物の情報に基づいて前記移動台車(2)または前記ロボットアーム(3)の安全確保動作を実行させるように制御する制御手段(5)とを備えた移動ロボット(1)において、
前記制御手段(5)は、
前記ロボットアーム(3)が前記エリアセンサ(4)の検出可能領域(A1)を通過したときに、前記ロボットアーム(3)が該検出可能領域(A1)と交わる領域(A2)の位置を算出するアーム位置算出部(505)と、
前記検出可能領域(A1)から該領域(A2)を除外した範囲を検出エリアとして設定する検出エリア設定部(501)と、
前記エリアセンサ(4)により取得した情報から障害物の分布マップを作成する障害物マップ作成部(502)と、
前記検出エリア設定部(501)で設定された検出エリアと前記障害物マップ作成部(502)で作成された障害物分布マップとを比較して障害物の有無を検出する障害物検出部(503)と、
障害物が存在する場合に、停止や障害物回避などの安全確保動作を計画し、移動ロボット(1)に回避指令を送信する障害物回避計画部(504)とより構成されることを特徴とする移動ロボット。 Mobile cart (2),
A robot arm (3) mounted on the movable carriage (2) for working;
An area sensor (4) arranged around the mobile carriage (2) for detecting obstacles;
Movement provided with control means (5) for controlling the mobile carriage (2) or the robot arm (3) to perform a safety ensuring operation based on the obstacle information detected by the area sensor (4) In robot (1),
The control means (5)
When the robot arm (3) passes the detectable area (A1) of the area sensor (4), the position of the area (A2) where the robot arm (3) intersects the detectable area (A1) is calculated. An arm position calculation unit (505) to perform,
A detection area setting unit (501) for setting a range obtained by excluding the area (A2) from the detectable area (A1) as a detection area;
An obstacle map creating unit (502) for creating an obstacle distribution map from the information acquired by the area sensor (4);
An obstacle detection unit (503) that detects the presence or absence of an obstacle by comparing the detection area set by the detection area setting unit (501) and the obstacle distribution map created by the obstacle map creation unit (502). )When,
It is characterized by comprising an obstacle avoidance planning unit (504) that plans safety ensuring operations such as stopping and obstacle avoidance when there are obstacles and sends an avoidance command to the mobile robot (1). Mobile robot to be.
前記移動台車(2)に搭載されて作業を行うロボットアーム(3)と、
前記移動台車(2)の周囲に配置されて障害物を検出するエリアセンサ(4)と、
前記エリアセンサ(4)により検出した障害物の情報に基づいて前記移動台車(2)または前記ロボットアーム(3)の安全確保動作を実行させるように制御する制御手段(5)とを備えた移動ロボット(1)において、
前記制御手段(5)は、
前記ロボットアーム(3)が前記エリアセンサ(4)の検出可能領域(A1)を通過したときに、前記ロボットアーム(3)が該検出可能領域(A1)と交わる領域(A2)の位置を算出するアーム位置算出部(505)と、
前記ロボットアーム(3)が前記エリアセンサ(4)の検出可能領域(A1)と交わる領域(A2)における速度を算出するアーム速度算出部(506)と、
前記領域(A2)の位置と速度を、移動ロボット(1)周辺のアームマップとして記憶するアームマップ作成部(507)と、
前記エリアセンサ(4)により取得した情報から障害物の分布マップを作成する障害物マップ作成部(502)と、
前記アームマップ作成部(507)で作成されたアームマップと前記障害物マップ作成部(502)で作成された障害物マップとを比較して、障害物の有無を検出する障害物検出部(503)と、
障害物が存在する場合に、停止や障害物回避などの安全確保動作を計画し、移動ロボット(1)に回避指令を送信する障害物回避計画部(504)とより構成されることを特徴とする移動ロボット。 Mobile cart (2),
A robot arm (3) mounted on the movable carriage (2) for working;
An area sensor (4) arranged around the mobile carriage (2) for detecting obstacles;
Movement provided with control means (5) for controlling the mobile carriage (2) or the robot arm (3) to perform a safety ensuring operation based on the obstacle information detected by the area sensor (4) In robot (1),
The control means (5)
When the robot arm (3) passes the detectable area (A1) of the area sensor (4), the position of the area (A2) where the robot arm (3) intersects the detectable area (A1) is calculated. An arm position calculation unit (505) to perform,
An arm speed calculation unit (506) for calculating a speed in an area (A2) where the robot arm (3) intersects a detectable area (A1) of the area sensor (4);
An arm map creation unit (507) for storing the position and speed of the area (A2) as an arm map around the mobile robot (1);
An obstacle map creating unit (502) for creating an obstacle distribution map from the information acquired by the area sensor (4);
An obstacle detection unit (503) that detects the presence or absence of an obstacle by comparing the arm map created by the arm map creation unit (507) with the obstacle map created by the obstacle map creation unit (502). )When,
It is characterized by comprising an obstacle avoidance planning unit (504) that plans safety ensuring operations such as stopping and obstacle avoidance when there are obstacles and sends an avoidance command to the mobile robot (1). Mobile robot to be.
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