JP2005148960A - Peripheral equipment cooperation system for autonomously traveling object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律移動体の経路生成における周辺機器との連携システムに関する。 The present invention relates to a cooperation system with peripheral devices in generating a route for an autonomous mobile body.
従来の自律移動体の連携システムとしては、自律走行車が建物内の複数階を昇降するエレベータに自動的に乗降して、予め設定された複数の階に順次移動可能としたシステムがある(例えば、特許文献1参照)。このシステムにおいては、自律走行車がエレベータに乗降する際に、自律走行車に設けた前方センサでエレベータ扉の開状態を確認して自律走行車の走行を開始し、エレベータ扉との衝突事故を防止するようにしている。 As a conventional cooperative system for autonomous mobile bodies, there is a system in which an autonomous vehicle automatically gets on and off an elevator that moves up and down a plurality of floors in a building and can move sequentially to a plurality of preset floors (for example, , See Patent Document 1). In this system, when an autonomous vehicle gets on and off the elevator, the front sensor provided on the autonomous vehicle confirms the open state of the elevator door and starts running of the autonomous vehicle, causing a collision with the elevator door. I try to prevent it.
また、移動体が他の移動体に道を譲る動作を行って他の移動体の移動をスムーズにすることも知られている(例えば、特許文献2参照)。ここに、地図情報より目的地までの経路を生成し、障害物や自己位置を認識するための手段で得られた情報を元に地図上で自己の位置を認識し、障害物を回避しながら目的地まで走行制御し、他の移動体を回避するため通路の適当な停留領域に停留して他の移動体に通路を譲るようにしている。 In addition, it is also known that a moving body performs an operation of giving way to another moving body to smooth the movement of the other moving body (see, for example, Patent Document 2). Here, the route from the map information to the destination is generated, and the position obtained by the means for recognizing the obstacle and the self-position is recognized on the map while avoiding the obstacle. Travel control is performed to the destination, and in order to avoid other moving bodies, the vehicle is stopped in an appropriate stop area of the passage and the passage is given to another moving body.
さらにまた、既存の昇降手段を用いて移動体の階層間移動が可能なシステムがある(例えば、特許文献3参照)。このシステムにおいては、昇降手段の利用状況を判断して他に利用されていなければ昇降手段を移動体専用とするモードに設定し、昇降手段の動作に応じて移動体に昇降手段利用の指示信号を送信し、移動体は指示信号に基づいて昇降手段に乗降して予め設定された経路に従って移動する。
ところで、従来のいずれのシステムにおいても、移動体の目的地までの最適経路を生成するために用いられる地図は、移動体内部に格納されており、その経路データは他から参照することができるようになっていない。 By the way, in any of the conventional systems, the map used to generate the optimum route to the destination of the moving body is stored inside the moving body, and the route data can be referred to from other places. It is not.
ここに、移動体が通路等を通って部屋間を移動する際に、移動経路に横たわる扉のみが開き、そうでない扉は開かないようにしたいのであるが、一般の自動ドアでは、ドアの前を移動体が通過するだけでも、それをセンサで感知して無条件にドアを開いてしまう。上記のように経路データを他から参照することができないシステムでは、この問題は解決できない。また、移動体の動きに合わせてオン、オフする必要のある周辺機器(照明、エレベータ、センサ、カメラ等)についても、それらと移動体との連携が必要となる。 Here, when a moving body moves between rooms through a passage or the like, only the door lying on the moving path is opened, and other doors are not to be opened. Even if the moving body passes, the sensor senses it and opens the door unconditionally. As described above, this problem cannot be solved in a system in which route data cannot be referred to from others. In addition, peripheral devices (lighting, elevators, sensors, cameras, and the like) that need to be turned on and off in accordance with the movement of the moving body need to be linked with the moving body.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、移動体と周辺機器との連携を取り、移動体が生成した経路データを周辺機器に転送し、周辺機器のコントローラが移動体を含めた周辺機器を統合的に管理することにより、周辺機器の無駄な動作を回避可能とした、自律移動体の周辺機器との連携システムを提供することを目的とする。
また、各周辺機器と移動体が相互に干渉するエリアを動的に設定し、周辺機器のコントローラが常に移動体の位置を監視することによって、多量のセンサを用いることなく、移動体と各種周辺機器の連携を図ることが可能な自律移動体の連携システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems, and cooperates between a moving body and a peripheral device, transfers route data generated by the moving body to the peripheral device, and the controller of the peripheral device includes the moving body. An object of the present invention is to provide a linkage system with peripheral devices of an autonomous mobile body that can avoid unnecessary operations of the peripheral devices by managing peripheral devices in an integrated manner.
In addition, by dynamically setting the area where each peripheral device and mobile unit interfere with each other, the peripheral device controller constantly monitors the position of the mobile unit, without using a large number of sensors, It aims at providing the cooperation system of the autonomous mobile body which can aim at cooperation of an apparatus.
上述目的を達成するため、請求項1の発明は、移動体が保有する地図データ上で目的地が設定されると、移動体の現在位置情報と障害物情報を元にして最適な移動経路を演算生成して該経路に基づいて走行する自律移動体と、移動体の外部環境に固定配置された周辺機器と、これらの周辺機器の動作や位置データを統合管理する周辺機器コントローラとを備えた自律移動体の周辺機器連携システムであって、移動体は、周辺機器と連携するために、前記周辺機器コントローラに対して生成した移動経路を含むイベントと移動体IDとを送出する信号送出手段を備え、前記周辺機器コントローラは、各周辺機器に対して各移動体と相互干渉するエリア(相互干渉エリアという)を設定し、記憶しておく手段と、該当移動体の位置データを要求し、この要求に応じて移動体から送信された位置データを受信して移動体の現在位置を特定する手段と、移動体の位置が前記相互干渉エリア内にあるかどうかを判断し、相互干渉エリア内であれば、該当周辺機器に対し動作要求を行う手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, when a destination is set on map data held by a mobile body, an optimal travel route is determined based on the current position information and obstacle information of the mobile body. An autonomous mobile body that generates and travels based on the route, a peripheral device that is fixedly arranged in the external environment of the mobile body, and a peripheral device controller that integrally manages operation and position data of these peripheral devices A peripheral device cooperation system for an autonomous mobile body, wherein the mobile body includes a signal transmission means for transmitting an event including a movement route generated to the peripheral device controller and a mobile body ID in order to cooperate with the peripheral device. And the peripheral device controller sets an area for mutual interference with each mobile unit (referred to as a mutual interference area) for each peripheral device, and requests means for storing the location data of the mobile unit. In response to this request, means for receiving the position data transmitted from the moving body to identify the current position of the moving body, and determining whether the position of the moving body is within the mutual interference area, If there is, means for making an operation request to the corresponding peripheral device.
請求項2の発明は、請求項1記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、周辺機器コントローラは、移動体から受信した経路データに基いて、移動体が前記相互干渉エリアを通過する可能性のある周辺機器のみを動作待ち状態とさせることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the peripheral device cooperation system for an autonomous mobile body according to the first aspect, the peripheral device controller may cause the mobile body to pass through the mutual interference area based on route data received from the mobile body. Only a peripheral device with a standby state is placed in a standby state.
請求項3の発明は、請求項1記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、移動体IDに応じて移動体の大きさ・速さなどの個体情報が識別され、これにより前記相互干渉エリアの形状が変更される機能を持つことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the peripheral device cooperation system for an autonomous mobile body according to the first aspect, individual information such as the size and speed of the mobile body is identified according to the mobile body ID, thereby the mutual interference area. It is characterized by having the function of changing the shape.
請求項4の発明は、請求項2記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、各周辺機器の稼動状況を収集するモニタリング装置をさらに備え、周辺機器コントローラは、前記モニタリング装置から受けた周辺機器の稼動状況データを元に、移動体の移動経路上にある現在稼動していない周辺機器を使用する必要がある際には、前記稼動状況データを移動体に送信し、移動体は、受信した前記稼動状況データに基づいて再度最適な移動経路を生成することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the peripheral device cooperation system for autonomous mobile bodies according to the second aspect, the system further comprises a monitoring device that collects the operating status of each peripheral device, and the peripheral device controller receives the peripheral device received from the monitoring device. When it is necessary to use a peripheral device that is not currently in operation on the moving path of the moving object, the operating condition data is transmitted to the moving object, and the moving object receives the moving condition data. An optimal movement route is generated again based on the operation status data.
請求項5の発明は、請求項2記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、移動体は、生成された移動経路に基づいて走行中に、移動体に対する非常停止命令や充電命令などの進路を変更する要請が行われ、目的地や移動経路を変更する場合に、保有する地図データ上で移動経路を再度生成し、その結果を周辺機器コントローラに送信し、前記周辺機器コントローラは、受信した経路に基づいて動作させる周辺機器を再定義することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the peripheral device cooperation system for an autonomous mobile body according to the second aspect, wherein the mobile body travels on the basis of the generated travel path, such as an emergency stop command or a charge command for the mobile body. When the destination or travel route is changed, the travel route is regenerated on the map data held, the result is transmitted to the peripheral device controller, and the peripheral device controller receives the request. The peripheral device to be operated based on the route is redefined.
請求項6の発明は、請求項3記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、移動体IDに応じて移動体の大きさ・速さなどの個体情報が識別され、連携する周辺機器の動作を変更する機能を持つことを特徴とする。
The invention according to
請求項7の発明は、請求項1記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、移動体が前記相互干渉エリア外に出た際に、自動的に周辺機器の終了処理を行うようにしたことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the peripheral device cooperation system of the autonomous mobile body according to the first aspect, when the mobile body goes out of the mutual interference area, the peripheral device is automatically terminated. It is characterized by.
請求項8の発明は、請求項1記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、自律移動体が、荷物搬送ロボットと、掃除ロボットとから成り、前記荷物搬送ロボットは、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、荷物を搭載する荷物搭載部と、目標の位置へ障害物を回避して移動する移動制御部とを備え、前記掃除ロボットは、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、ごみを集める清掃部と、部屋を所望の位置から順次清掃する清掃制御部とを備え、前記荷物搬送ロボットと掃除ロボットは、各ロボットの自己位置を送信し、かつ、相手からのイベントを受け付ける通信機能を有していることを特徴とする。
The invention according to
請求項9の発明は、請求項1記載の自律移動体の周辺機器連携システムにおいて、自律移動体が、ポーターロボットであり、前記ポーターロボットは、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、荷物を収納する荷物収納部と、人を認識する人認識部と、目標の位置へ障害物を回避して移動する移動制御部とを備えていることを特徴とする。
The invention of
請求項1の発明によれば、自律移動体自身が持つ位置データを元に各周辺機器に対して各移動体と相互干渉するエリアを設定するようにしたので、従来のように多量のセンサを用いることなく、自律移動体と周辺機器との連携を実現でき、コスト削減が図れる。 According to the first aspect of the present invention, the area where the mobile unit itself interferes with each mobile unit is set for each peripheral device based on the position data of the autonomous mobile unit itself. Without use, cooperation between the autonomous mobile body and the peripheral device can be realized, and the cost can be reduced.
請求項2の発明によれば、周辺機器が例えば自動ドアであるとき、自律移動体が移動経路に近隣して有る自動ドアの前を通るときのように、動作する必要のない扉が自動的に開くなどの無駄を防ぐことができる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、自律移動体の大きさが異なる場合、移動体が小さければ周辺機器(例えば、扉)のエリアを狭く取ったとしても、扉と干渉することは少ないが、移動体のサイズが大きい場合には、小さい場合に比べて少し離れた位置で扉が開くのを待つようにする。これにより、移動体の種類にかかわらず最適な待機位置で周辺機器の動作を待つことができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、移動体が動作していない周辺機器のエリアを通ることなく、目的地に到達することが可能で、移動途中で走行を停止せざるを得ないといったことが回避できる。
According to the invention of
請求項5の発明によれば、移動体の移動経路が急に変更になったような場合にも、動作する周辺機器が再設定されるので、新しい移動経路に対しても周辺機器との連携が可能となる。
According to the invention of
請求項6の発明によれば、例えば、カメラを搭載していない移動体が経路を走行する場合に、その経路中の照明のエリアを有効にしなかったり、高性能なカメラを搭載している場合には、照明の光量を落としたりするなど、移動体の特性に応じて周辺機器の動作を切り替えることができ、周辺機器動作の無駄を省くことが可能となる。 According to the sixth aspect of the present invention, for example, when a moving body that does not have a camera travels along a route, the illumination area in the route is not validated, or a high-performance camera is mounted. In other words, the operation of the peripheral device can be switched according to the characteristics of the moving body, such as reducing the amount of illumination light, and it is possible to eliminate waste of the peripheral device operation.
請求項7の発明によれば、移動体がいない部屋の照明をOFFにし、または、通る移動体がないのに開いた状態になっている扉を閉めるといった処理が可能で、照明や冷房のエネルギーを抑えることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, it is possible to perform processing such as turning off the lighting of the room without the moving body or closing the door that is open even though there is no moving moving body. Can be suppressed.
請求項8の発明によれば、上記請求項1の発明の効果に加えて、自律移動体とてしての荷物搬送ロボットと掃除ロボットの間での協調動作により、無人での移動可能な障害物を移動しつつ掃除を行うことができる。
According to the invention of
請求項9の発明によれば、上記請求項1の発明の効果に加えて、自律移動体としてのポーターロボットでもって障害物を回避しつつ目的地へ荷物搬送を行うことができる。 According to the ninth aspect of the invention, in addition to the effect of the first aspect of the invention, the porter robot as an autonomous mobile body can carry the cargo to the destination while avoiding the obstacle.
以下、本発明の実施形態に係る自律移動のための経路生成機能を持つ自律移動体の周辺機器との連携システムについて図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1実施形態に係る自律移動体M(以下、移動体という)のブロック構成を示し、図2は同移動体と連携動作する周辺機器21,31,41及び周辺機器コントローラ11のブロック構成を示す。移動体Mは、現在位置や走行領域の地図データ、目的地までの生成された走行経路データ等を記憶する記憶手段2と、記憶手段2に記憶された地図データから自律移動用の経路を生成する経路生成手段3とを備えている。これら記憶手段2と経路生成手段3でもって主制御装置4が構成される。地図データには、壁などの固定障害物が描かれており、ユーザが地図上で目的地を設定すると、経路生成手段3は移動体Mの現在位置情報と障害物情報を元にして最適な移動経路を生成する。移動体Mは、生成された移動経路に基づいて走行する。
Hereinafter, a cooperation system with peripheral devices of an autonomous mobile body having a route generation function for autonomous movement according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a block configuration of an autonomous mobile body M (hereinafter referred to as a mobile body) according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows
移動体Mは、さらに目的位置や操作指令を与えるためのインターフェース5(表示装置、入力装置等)と、障害物や自己位置を認識するための環境認識手段6(レーザレーダ、超音波センサ、撮像カメラ等)と、電池10を駆動源とするモータなどにより走行を行うための走行手段7と、環境認識手段6で得られた情報を元に地図上で自己の位置を認識し、かつ、障害物を回避しながら経路生成手段3で生成した経路データに基づいて目的位置まで走行手段7を制御する走行制御手段8とを備えている。また、移動体Mは、走行中においても、環境認識手段6によって走行経路前方に存在する障害物を検出すると、地図上の情報として記憶された壁などの環境障害物の位置を考慮して、経路生成手段3により再度、最適経路を生成し、その最適経路に従って走行する。
The moving body M further includes an interface 5 (display device, input device, etc.) for giving a target position and an operation command, and environment recognition means 6 (laser radar, ultrasonic sensor, imaging) for recognizing an obstacle or its own position. Camera), traveling means 7 for traveling by a motor or the like using the
周辺機器21,31,41の各々は、移動体Mの外部環境であって固定位置に配置されたドア、エレベータ、照明であり、その他に、センサ、カメラなどであってもよい。各周辺機器は、それぞれ通信機能を持つコントローラ22,32,42を有する。周辺機器コントローラ11は、制御手段12と、メモリ13と、通信手段14を備え、周辺機器21,31,41の動作や位置データを統合管理する機能を有する。周辺機器コントローラ11は、移動体M内部や移動体外部に存在してもよいが、移動体内部にあって移動体Mが複数ある場合には、どれか一台の移動体のみに周辺機器コントローラ11としての機能を持たせる必要がある。
Each of the
移動体Mは、最適経路の生成が完了すると、周辺機器コントローラ11からの要求に応じて最適経路を周辺機器コントローラ11に送信する。周辺機器コントローラ11は、受信した経路を元に各周辺機器が移動体Mと相互干渉するエリア(相互干渉エリアという)を設定する。この相互干渉エリアを元に、各周辺機器は、移動体Mの移動走行に合わせて連携動作する。
When the generation of the optimum route is completed, the mobile unit M transmits the optimum route to the
図3は、周辺機器コントローラ11の制御手段12による処理フローを示す。周辺機器コントローラ11は、移動体Mの位置データ及び位置データIDの送信を要求し(#1−1)、移動体Mから送信される位置データを受信する(#1−2)。これにより、周辺機器コントローラ11は、移動体Mの現在位置を特定し、移動体Mの位置が相互干渉エリア内か、すなわち、環境に配置された周辺機器の干渉領域内であるかどうかを判断する(#1−3)。周辺機器コントローラ11は、移動体Mが周辺機器の干渉領域内に位置すれば、該当周辺機器に対して動作指令を出す(#1−4)。逆に、周辺機器コントローラ11は、移動体Mの位置が相互干渉エリア内から干渉エリア外へと移動した場合には、周辺機器が「扉を閉める」、「照明を切る」などの終了処理を行うように周辺機器に対して動作指令を出す。
FIG. 3 shows a processing flow by the control means 12 of the
図4は、移動体Mが周辺機器の相互干渉エリアに入ったときの処理の流れを示し、図5、図6は、各周辺機器での相互干渉エリアの設定例を示す。相互干渉エリアを作成する際、移動体Mの性能に応じて扉の開閉のタイミングや照明のON,OFFのタイミングは変更する必要がある。これらの図において、A,A1,A2は相互干渉エリア、C1,C2は部屋、D1は周辺機器としてのドア、Lは周辺機器としての照明、Wは壁である。図4に示すように、移動体MがドアD1の相互干渉エリアAに入ったとき、ドアD1は開く。また、図5に示したように、速度が遅い移動体M1よりも速度が速い移動体M2がドアD1を通過するときの方が、ドアD1を開ける時間は早くなる。また、サイズの小さな移動体M1と比べて大きな移動体M2の方が、ドアD1を開けている時間は長くする必要がある。 FIG. 4 shows a flow of processing when the moving body M enters the mutual interference area of the peripheral device, and FIGS. 5 and 6 show setting examples of the mutual interference area in each peripheral device. When creating the mutual interference area, it is necessary to change the door opening / closing timing and lighting ON / OFF timing according to the performance of the moving body M. In these drawings, A, A1 and A2 are mutual interference areas, C1 and C2 are rooms, D1 is a door as a peripheral device, L is illumination as a peripheral device, and W is a wall. As shown in FIG. 4, when the moving body M enters the mutual interference area A of the door D1, the door D1 opens. In addition, as shown in FIG. 5, the time for opening the door D1 is faster when the moving body M2 having a higher speed passes through the door D1 than the moving body M1 having a lower speed. Further, it is necessary to increase the time during which the large moving body M2 opens the door D1 compared to the small moving body M1.
また、移動体Mの自己位置データを周辺機器コントローラ11に送る際、移動体Mの自己位置を移動体Mの先端で取るのか、重心位置で取るのかによっても、ドアD1を開閉するタイミングは異なる。よって、移動体Mから送られてくるIDに従って、エリアAの形状や大きさを変える必用がある。
Further, when sending the self-position data of the moving body M to the
また、エリアAの大きさ・形状のみではなく、周辺機器の動作を変更する局面も存在する。例えば、移動体Mにカメラが搭載されていない場合には、撮影の必要がないため、部屋の照明をつける必要はなく、図6に示したように、暗い場所でも撮影することのできる高感度なカメラが装備されている移動体M4の場合は、照明の光量を落とすことができる。更に、通常のカメラが装備されている移動体M3の場合は、光量を上げる必要がある。このように移動体のIDや装備物によって周辺機器の動作を変更する必要が生じる。 In addition to the size and shape of area A, there are situations in which the operation of peripheral devices is changed. For example, when a camera is not mounted on the moving body M, there is no need to shoot, so there is no need to illuminate the room. As shown in FIG. 6, high sensitivity can be taken even in a dark place. In the case of the moving body M4 equipped with a simple camera, the amount of illumination can be reduced. Furthermore, in the case of the moving body M3 equipped with a normal camera, it is necessary to increase the amount of light. In this way, it is necessary to change the operation of the peripheral device depending on the ID of the moving body and the equipment.
周辺機器コントローラ11は、メモリ13に地図データを保有し、この地図データ上に周辺機器の位置データが最初から入力されており、前記相互干渉エリアを作成するに際して、移動体Mの経路上に各周辺機器があるかどうかを判断した上で移動体Mの経路上にある周辺機器のみを有効とし、経路上にない周辺機器に関しては相互干渉エリアを作成せず、周辺機器に近づいたとしても動作しないようにする。図7は、その具体例を示す。移動体Mが通路C0から部屋C1にドアD1を通って入るときに、通路C0に臨んでドアD2,D3が存在しても、ドアD1についてのエリアのみを有効とし、動作不要なドアD2,D3についてのエリアは無効にしておく。これにより、無駄な動作を回避できる。
The
移動体Mは最初に経路を生成して周辺機器コントローラ11へその情報を送信するが、周辺機器コントローラ11は、その経路情報を受け取ると、各周辺機器が正しく動作しているかどうかの情報を元に、当該経路が使用可能かどうかについての判断を行う。もし、移動体Mの経路上に動作しない周辺機器が存在しているとすれば、周辺機器コントローラ11は移動体Mに対して再度経路生成を行うように指令を出す。その際、動作しない周辺機器の位置は障害物として設定され、その位置は通過しないようにする。
The mobile unit M first generates a route and transmits the information to the
図8にその具体例を示す。同図において、Gは目的地であり、ドアD2が使用不能なため、ドアD3を通るように経路を変更し、そのドアD3についての設定エリアをONとする。なお、周辺機器コントローラ11は、各周辺機器の動作情報をセンサ等により常に検知しており、周辺機器の稼動状態を把握しているものとする。図9には、移動体の移動経路と部屋の照明との具体例を示している。部屋C1〜C4の各照明のうち、部屋C4の照明4は、点灯不要であるので、消灯させている。
A specific example is shown in FIG. In the figure, G is a destination, and the door D2 cannot be used. Therefore, the route is changed to pass through the door D3, and the setting area for the door D3 is turned ON. Note that it is assumed that the
移動体Mが、実際に移動する際に、各種障害物の存在や退避行動などによって当初予定していた経路とは別の経路を通った方が最短経路となる場合がある。その場合、移動体Mは、経路を再生成し、最短経路で目的地に到達しようとするが、その際に使用する周辺機器が変更になり、使用しないはずの周辺機器を使用することになったり、使用するはずの周辺機器を使用しなくなるといった状況が発生する。そこで、移動体Mが経路を再生成する際には、周辺機器コントローラ11内の地図データを全て初期化した上で、移動体Mの経路上に存在する周辺機器の相互干渉エリアのみ再度有効にする。図10に目的地変更の場合の具体例を示す。周辺機器コントローラ11は、目的地Gの変更により、ドアD2について設定したエリアA1に代えて、ドアD3についてのエリアA2を再設定する。
When the moving body M actually moves, the shortest route may be a route that is different from the route originally planned due to the presence of various obstacles, retreat behavior, and the like. In that case, the mobile unit M regenerates the route and tries to reach the destination with the shortest route, but the peripheral device used at that time is changed, and the peripheral device that should not be used is used. Or a situation where peripheral devices that should be used are not used. Therefore, when the mobile unit M regenerates the route, all the map data in the
次に、本発明の第2実施形態に係る移動体の周辺機器連携システムを説明する。図11、図12はいずれも第2実施形態に係るロボット協調システムの構成を示す。本実施形態のシステムでは、自律移動体が、荷物搬送ロボットR2と、掃除ロボットR1とから成り、周辺機器コントローラに相当する手段としてアプリケーション制御コンピュータ51を、周辺機器として例えば空気清浄機54を備え、通信アダプタ53を経由して双方向通信するLANを構築している。なお、図12において、61はアプリケーション制御コンピュータ51を内蔵させた分電盤であり、62,63は空気調和機であり、空気清浄機54と同等物である。本ロボット協調システムは、家庭、オフィス、病院施設、公共施設、福祉施設、レストランなど、さまざまな環境に対応可能であるが、例えば、住宅の場合について説明する。
Next, a peripheral device cooperation system for moving bodies according to a second embodiment of the present invention will be described. 11 and 12 show the configuration of the robot cooperation system according to the second embodiment. In the system according to the present embodiment, the autonomous mobile body includes a luggage transport robot R2 and a cleaning robot R1, and includes an
荷物搬送ロボットR2は、詳細を図示していないが、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、荷物を搭載する荷物搭載部と、目標の位置へ障害物を回避して移動する移動制御部とを備えている。また、掃除ロボットR1は、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、ごみを集める清掃部と、部屋を所望の位置から順次清掃する清掃制御部とを備えている。荷物搬送ロボットR2と掃除ロボットR1は、各ロボットの自己位置を制御コンピュータ51に送信し、かつ、相手からのイベントを受け付ける通信機能を有している。
Although not shown in detail, the load carrying robot R2 is equipped with a moving mechanism having a wheel and an actuator for rotating the wheel, a sensor for detecting an obstacle, a self position detecting unit for detecting a self position, and a load. A luggage loading section and a movement control section that moves to avoid the obstacle to the target position are provided. In addition, the cleaning robot R1 has a moving mechanism having a wheel and an actuator that rotates the wheel, a sensor that detects an obstacle, a self-position detecting unit that detects a self-position, a cleaning unit that collects dust, and a desired room. And a cleaning control unit for sequentially cleaning from the position. The baggage transport robot R2 and the cleaning robot R1 have a communication function of transmitting their own positions to the
各ロボットは、相手に直接自己位置やイベントを送信してもよいし、また、別にコンピュータを設けて、それをアプリケーション制御コンピュータとして、各ロボットは自己位置を送信し、相手の位置をアプリケーション制御コンピュータのマップサービスから確認してもよい。ここでは、アプリケーション制御コンピュータ51(以下、制御コンピュータという)を用いた協調システムについて説明する。制御コンピュータ51は、掃除というタスクを実行するために荷物搬送ロボットR2と掃除ロボットR1にイベントを発生する。また、制御コンピュータ51は、各ロボットの情報を管理し、提供する。
Each robot may send its own position and event directly to the other party, or a separate computer is provided as an application control computer, each robot sends its own position, and the other party's position is assigned to the application control computer. You may check from the map service. Here, a cooperative system using an application control computer 51 (hereinafter referred to as a control computer) will be described. The
まず、最初に、上記第2実施形態において、空気清浄機54又は空気調和機62,63を除いたロボット協調システムについての動作を説明する。図13は、その場合の制御コンピュータ51の処理フローを、図14は掃除ロボットR1の処理フローを、図15は荷物搬送ロボットR2の処理フローをそれぞれ示す。
First, in the second embodiment, the operation of the robot cooperation system excluding the
これらの処理手順を以下に説明する。
(1)ヒューマンインタフェースを介してユーザが制御コンピュータ51に掃除を要求する。
(2)制御コンピュータ51は、掃除ロボットR1に掃除開始のイベントを発生し、荷物搬送ロボットR2に退避のイベントを発生する。
(3)各ロボットは、自己位置を制御コンピュータ51へ送信する。
(4)制御コンピュータ51は、掃除する場所の地図データを持っており、その地図内の所定の位置を基準として、各ロボットの現在位置を管理している。
(5)掃除ロボットR1は、掃除を遂行するための移動中、障害物を検知したとき、障害物を検知したことを制御コンピュータ51に知らせる。
(6)制御コンピュータ51は、この障害物が移動可能として登録されたものかを判断するため、荷物搬送ロボットR2に掃除ロボットR1のところに行くようイベントを発生する。
(7)荷物搬送ロボットR2は制御コンピュータ51の地図データとして管理されている掃除ロボットR1の現在地を取込み、その場所への経路を生成して移動する。
(8)荷物搬送ロボットR2は、掃除ロボットR1の前方に存在する障害物をカメラを用いて画像データとして取得し、移動可能として登録されたものかどうかを照合する。
(9)登録されたものであれば、予め決められた受け部に荷物搭載部が当たるように荷物搬送ロボットR2は移動して、荷物搭載部を上昇させて障害物を持ち上げる。
(10)荷物搬送ロボットR2が、障害物を持ち上げたことを制御コンピュータ51に通知すると、制御コンピュータ51は、掃除ロボットR1から掃除を継続する進路を取込み、地図データに追加する。
(11)制御コンピュータ51は、掃除ロボットR1と荷物搬送ロボットR2が干渉しない位置を算出し、荷物搬送ロボットR2に退避する位置を指示する。
(12)掃除ロボットR1は、障害物がなくなると清掃を続行する。
These processing procedures will be described below.
(1) The user requests the
(2) The
(3) Each robot transmits its own position to the
(4) The
(5) The cleaning robot R1 notifies the
(6) The
(7) The load carrying robot R2 takes in the current location of the cleaning robot R1 managed as map data of the
(8) The load transport robot R2 acquires an obstacle existing in front of the cleaning robot R1 as image data using a camera, and collates whether it is registered as movable.
(9) If it is registered, the load carrying robot R2 moves so that the load carrying portion hits a predetermined receiving portion, and lifts the obstacle by raising the load carrying portion.
(10) When the load carrying robot R2 notifies the
(11) The
(12) The cleaning robot R1 continues cleaning when there are no obstacles.
次に、空気清浄機54又は空気調和機62,63(以下、代表して空気清浄機54で説明する)を加えたロボット協調システムの実施形態の動作を説明する。空気清浄機54は、空気清浄機能だけのものでも、エアコンに搭載されたものでもよい。空気清浄機54は、空気清浄中に埃の量をセンサで検知し、埃の量が所定値以上になれば清掃が必要と判断する。清掃が必要と判断すると、制御コンピュータ51に清掃が必要とのイベントを発生する。このイベントにより、制御コンピュータ51は、ヒューマンインタフェースを搭載したもの(荷物搬送ロボットR2のヒューマンインタフェースでも、掃除ロボットR1のヒューマンインタフェースでも、またそれ以外のヒューマンインタフェースでもよい。)により、人に掃除が必要なことを知らせる。そして、人がヒューマンインタフェースにより掃除の指示を行う。このとき、清掃を判断する人がいなければ、ロボットの判断だけで掃除を行ってもよい。
Next, the operation of the embodiment of the robot cooperation system to which the
また、清掃中は空気清浄機能を働かせて室内に舞う埃を除去してもよい。また、清掃作業が始まると、窓を開けるように、窓のアクチュエータに制御コンピュータ51がイベントを発生させてもよい。
In addition, during cleaning, an air cleaning function may be used to remove dust flying in the room. Further, when the cleaning operation starts, the
図12に示したように、分電盤61内に制御コンピュータ51がある場合においても、制御コンピュータ51のアプリケーションソフトウェアの更新や変更が可能で、新しい機能やロボットを追加するとき、アプリケーションソフトウェアを変更する。
As shown in FIG. 12, even when the
次に、第3実施形態に係るロボット協調システムについて説明する。図16は、本実施形態の構成を示す。本システムにおける自律移動体は、ポーターロボットR3である。ポーターロボットR3は、マンションの管理サーバ52、制御コンピュータ51にネット接続されている。ポーターロボットR3は、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、荷物を収納する荷物収納部と、人を認識する人認識部と、目標の位置へ障害物を回避して移動する移動制御部とを備える。このポーターロボットR3は、マンション内の活用を想定している。
Next, a robot cooperation system according to the third embodiment will be described. FIG. 16 shows the configuration of this embodiment. The autonomous mobile body in this system is the porter robot R3. The porter robot R3 is connected to the
図17〜図20は、本システムの処理フローを示す。ポーターロボットR3は、マンションの駐車場またはエントランスなどから、各部屋まで住人の荷物を運ぶ。例えば、買い物から帰ってきた車からポーターロボットR3を呼ぶ。駐車場に来たポーターロボットR3は、人認識部でその人の特徴を検出し、マンションの管理サーバ52に登録されたデータと照合する。このとき、照合する人の特徴は、顔、声、採光、指紋、暗証番号、個人の持つICカードやIDタグなどどれでもよい。マンションの住人であることが認められれば、荷物収納部の鍵を開け、荷物の収納を可能とする。荷物収納後、荷物収納部を閉められた後は施錠する。また、この住人の部屋番号を管理サーバ52から検出して、記憶されている地図データの中で、その部屋への移動経路を生成する。ポーターロボットR3は、この経路により、前記の住人の部屋まで移動する。
17 to 20 show the processing flow of this system. The porter robot R3 carries the resident's luggage from the parking lot or entrance of the apartment to each room. For example, the porter robot R3 is called from a car returned from shopping. The porter robot R3 that has come to the parking lot detects the characteristics of the person in the person recognition unit, and collates it with the data registered in the
ポーターロボットR3は、部屋の前で管理サーバ52に開鍵依頼を送信し、管理サーバ52は前記部屋の制御コンピュータ51に開錠を依頼する。制御コンピュータ51は、室内のヒューマンインタフェース機器またはロボットを通じて、その部屋の住人に荷物が運ばれて来たことを伝え、開錠してよいかを聞く。開錠の許可が得られれば、制御コンピュータ51は玄関ドアを開錠する。ポーターロボットR3は、玄関で、荷物を取りに来た人を人認識部で検出し、マンションの管理サーバ52に登録されたデータと照合する。この部屋の住人であることが確認できれば、荷物収納部の鍵を開ける。荷物を取り出された後、ポーターロボットR3は所定の場所へ戻る。
The porter robot R3 transmits a key unlock request to the
次に、第4実施形態に係る周辺機器連携システムについて説明する。図21はその構成を、図22、図23は、その処理フローを示す。本システムでは、ネットワークの周辺機器として、空気清浄機54、冷蔵庫55、自動扉56、及び照明器具57が接続されている。ここでは、荷物搬送ロボットR2が、冷蔵庫55から指示されたものを取り出してくるアプリケーションについて説明する。
Next, a peripheral device cooperation system according to the fourth embodiment will be described. FIG. 21 shows the configuration, and FIGS. 22 and 23 show the processing flow. In this system, an
冷蔵庫55の扉は専用のコントローラにより制御されており、このコントローラはネットワークを介して制御コンピュータ51や荷物搬送ロボットR2とつながっている。荷物搬送ロボットR2は指示により、冷蔵庫55の位置への経路を生成し、その位置へ向けて移動する。途中、逐次自己位置を検出して、その値を制御コンピュータ51に送り、地図データ内に荷物搬送ロボットR2の位置として登録される。
The door of the
荷物搬送ロボットR2の位置が、冷蔵庫55の扉開閉と干渉する範囲に入る所定値前になると、制御コンピュータ51は荷物搬送ロボットR2の移動を一時停止する指令を出し、冷蔵庫55の扉を開けるよう指示する。冷蔵庫55の扉が開放されると、制御コンピュータ51は、荷物搬送ロボットR2の一時停止をとき、荷物搬送ロボットR2は目標とする冷蔵庫55の前まで移動する。荷物搬送ロボットR2は、指示されたものを冷蔵庫55から取り終えると、指示した人のところへ移動する。この移動の際、冷蔵庫55の扉開閉と干渉する範囲から出ると、制御コンピュータ51は、冷蔵庫55のコントローラに冷蔵庫の扉を閉めるようイベントを発生する。
When the position of the load transport robot R2 comes before a predetermined value that enters a range that interferes with opening and closing of the door of the
次に、荷物搬送ロボットR2が室内の自動扉56の開閉と協調して移動することを説明する。自動扉56は、専用のコントローラにより制御されており、このコントローラはネットワークを介して制御コンピュータ51や荷物搬送ロボットR2とつながっている。荷物搬送ロボットR2が、リビングから玄関へ移動するとき、途中にある自動ドアを通過する。しかし、冷蔵庫55へ移動するとき、キッチン横の自動扉56の前は通るが、自動扉56を開けて通過する必要はない。そこで、荷物搬送ロボットR2は、移動中に、自己位置と目標位置への経路を制御コンピュータ51へ送る。制御コンピュータ51の地図データ内で、自動扉56を通過する経路であれば、自動扉56の干渉範囲が設定され、この範囲内に入る所定値前になると、制御コンピュータ51は、荷物搬送ロボットR2の移動を一時停止する指令を出し、自動扉56のドアを開けるよう指示する。
Next, it will be described that the luggage transport robot R2 moves in cooperation with the opening / closing of the
自動扉56が開放されると、制御コンピュータ51は、荷物搬送ロボットR2の一時停止を解き、荷物搬送ロボットR2は目標とする玄関まで移動する。しかし、冷蔵庫55のところへ荷物搬送ロボットR2が移動するため、自動扉56の前を通っても、荷物搬送ロボットR2の経路が自動扉56を通過するようになっていないため、自動扉56の干渉範囲は設定されず、自動扉56は開けられない。なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。
When the
M 自律移動体
11 周辺機器コントローラ
21,31,41 周辺機器
2 記憶手段
3 経路生成手段
51 アプリケーション制御コンピュータ(周辺機器コントローラ)
R1 掃除ロボット
R2 荷物搬送ロボット
M autonomous
R1 Cleaning robot R2 Luggage transfer robot
Claims (9)
移動体の外部環境に固定配置された周辺機器と、
これらの周辺機器の動作や位置データを統合管理する周辺機器コントローラとを備えた自律移動体の周辺機器連携システムであって、
移動体は、周辺機器と連携するために、前記周辺機器コントローラに対して生成した移動経路を含むイベントと移動体IDとを送出する信号送出手段を備え、
前記周辺機器コントローラは、
各周辺機器に対して各移動体と相互干渉するエリア(相互干渉エリアという)を設定し、記憶しておく手段と、
該当移動体の位置データを要求し、この要求に応じて移動体から送信された位置データを受信して移動体の現在位置を特定する手段と、
移動体の位置が前記相互干渉エリア内にあるかどうかを判断し、相互干渉エリア内であれば、該当周辺機器に対し動作要求を行う手段とを備えたことを特徴とする自律移動体の周辺機器連携システム。 When the destination is set on the map data held by the mobile body, an autonomous mobile body that calculates and generates an optimal travel route based on the current position information and obstacle information of the mobile body and travels based on the route When,
Peripheral devices fixed in the external environment of the mobile body
A peripheral device cooperation system of an autonomous mobile body equipped with a peripheral device controller that integrally manages the operation and position data of these peripheral devices,
The mobile unit includes a signal transmission unit that transmits an event including the movement path generated to the peripheral device controller and the mobile unit ID in order to cooperate with the peripheral device.
The peripheral device controller is
Means for setting and storing an area (referred to as a mutual interference area) for mutual interference with each mobile device for each peripheral device;
Means for requesting the position data of the mobile object, receiving the position data transmitted from the mobile object in response to the request, and identifying the current position of the mobile object;
It is determined whether or not the position of the moving body is within the mutual interference area, and if within the mutual interference area, means for making an operation request to the corresponding peripheral device, Device linkage system.
周辺機器コントローラは、前記モニタリング装置から受けた周辺機器の稼動状況データを元に、移動体の移動経路上にある現在稼動していない周辺機器を使用する必要がある際には、前記稼動状況データを移動体に送信し、
移動体は、受信した前記稼動状況データに基づいて再度最適な移動経路を生成することを特徴とする請求項2記載の自律移動体の周辺機器連携システム。 It further includes a monitoring device that collects the operating status of each peripheral device,
When it is necessary for the peripheral device controller to use a peripheral device that is not currently in operation on the moving path of the moving object based on the peripheral device operation status data received from the monitoring device, the operation status data To the mobile,
The peripheral device cooperation system of an autonomous mobile body according to claim 2, wherein the mobile body generates an optimal movement route again based on the received operation status data.
前記周辺機器コントローラは、受信した経路に基づいて動作させる周辺機器を再定義することを特徴とする請求項2記載の自律移動体の周辺機器連携システム。 When a mobile object travels based on the generated travel route, a request to change the route such as an emergency stop command or a charge command for the mobile object is made, and the map held when the destination or travel route is changed Generate the movement route again on the data, send the result to the peripheral device controller,
The peripheral device cooperation system according to claim 2, wherein the peripheral device controller redefines a peripheral device to be operated based on the received route.
前記荷物搬送ロボットは、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、荷物を搭載する荷物搭載部と、目標の位置へ障害物を回避して移動する移動制御部とを備え、
前記掃除ロボットは、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、ごみを集める清掃部と、部屋を所望の位置から順次清掃する清掃制御部とを備え、
前記荷物搬送ロボットと掃除ロボットは、各ロボットの自己位置を送信し、かつ、相手からのイベントを受け付ける通信機能を有していることを特徴とする請求項1記載の自律移動体の周辺機器連携システム。 The autonomous mobile body consists of a luggage transport robot and a cleaning robot,
The load carrying robot includes a wheel and a moving mechanism having an actuator that rotates the wheel, a sensor that detects an obstacle, a self-position detecting unit that detects a self-position, a load mounting unit that loads a load, and a target position. A movement control unit that moves while avoiding obstacles,
The cleaning robot includes a moving mechanism having a wheel and an actuator that rotates the wheel, a sensor that detects an obstacle, a self-position detecting unit that detects a self-position, a cleaning unit that collects garbage, and a room from a desired position. A cleaning control unit for sequentially cleaning,
2. The peripheral device cooperation of an autonomous mobile body according to claim 1, wherein the load carrying robot and the cleaning robot have a communication function of transmitting a self-position of each robot and receiving an event from a partner. system.
前記ポーターロボットは、車輪と車輪を回転させるアクチュエータを有する移動機構と、障害物を検出するセンサと、自己位置を検出する自己位置検出部と、荷物を収納する荷物収納部と、人を認識する人認識部と、目標の位置へ障害物を回避して移動する移動制御部とを備えていることを特徴とする請求項1記載の自律移動体の周辺機器連携システム。 The autonomous mobile body is a porter robot,
The porter robot recognizes a person, a moving mechanism having a wheel and an actuator for rotating the wheel, a sensor for detecting an obstacle, a self-position detecting unit for detecting a self-position, a baggage storing unit for storing a baggage. The peripheral device cooperation system for an autonomous mobile body according to claim 1, further comprising: a person recognition unit; and a movement control unit that moves while avoiding an obstacle to a target position.
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