JP2005233873A - Moving device - Google Patents

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infrared distance
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Naoki Miyazaki
直紀 宮▲崎▼
Katsumi Ichinose
克巳 市野瀬
Hiroshi Shiromizu
博 白水
Akiko Kitajima
章子 北島
Kohei Horisaki
耕平 堀崎
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To detect an obstacle over a wide range, using a single infrared range finding sensor, in a moving device. <P>SOLUTION: This moving device traveling on a floor face by driving wheels 7a, 7b rotated by driving motors 6a, 6b has the infrared range finding sensor 1 for detecting the obstacle positioned along an advancing direction of the device, using an infrared ray, an infrared transmission filter 5 arranged in a front face of the infrared range finding sensor 1 to transmit only a prescribed wavelength of infrared ray, a driven gear 2 for holding the infrared range finding sensor 1 to allow oscillation, an oscillation motor 4 for oscillating the infrared range finding sensor 1 within a prescribed angle range via the driven gear 2, and a CPU for controlling the whole device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は移動装置に関し、特に進行方向に位置する障害物の検出に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a mobile device, and more particularly to a technique effective when applied to the detection of an obstacle located in the traveling direction.

移動体を自律して移動させようとする場合、進行方向の障害物を検出することが必須条件となっている。   When moving a moving body autonomously, it is an indispensable condition to detect an obstacle in the traveling direction.

現在、一般的な障害物検出手段として、超音波センサ、赤外線測距センサが用いられている。   Currently, ultrasonic sensors and infrared distance measuring sensors are used as general obstacle detection means.

しかしながら、超音波センサを用いた障害物検出では、一つのセンサで広範にわたる障害物の検出が可能であるが、カーテン等のように超音波を反射しない物体の検出ができないこと、超音波の回折により検出距離に誤差が生じること、検出不能な範囲がセンサ取り付け位置より数十センチメートルの広い範囲で生じること等の問題を有している。   However, obstacle detection using an ultrasonic sensor can detect a wide range of obstacles with a single sensor, but it cannot detect objects that do not reflect ultrasonic waves, such as curtains, Therefore, there is a problem that an error occurs in the detection distance, and an undetectable range occurs in a wide range of several tens of centimeters from the sensor mounting position.

一方、赤外線測距センサを用いた障害物検出では、超音波センサと比較して、対象物の色等に左右されることなく精度良く目的対象物までの距離を計測することが可能である。しかしながら、センサ単体で検出できる範囲はピンポイントの狭い範囲に限られるため、装置が移動するにあたって支障のない範囲の障害物検出を行うには複数個のセンサが必要となり、インタフェースが複雑化するとともにコスト高となる。   On the other hand, in the obstacle detection using the infrared distance measuring sensor, it is possible to measure the distance to the target object with high accuracy without being influenced by the color of the object or the like as compared with the ultrasonic sensor. However, since the range that can be detected by a single sensor is limited to a narrow pinpoint range, multiple sensors are required to detect obstacles in a range that does not hinder the movement of the device, which complicates the interface. Cost increases.

なお、移動装置における障害物検出については、たとえば特開2002−360480号公報に記載されている。
特開2002−360480号公報
Note that obstacle detection in a mobile device is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-360480.
JP 2002-360480 A

このように、赤外線測距センサを用いて進行方向の障害物検知を行う移動装置では、一定範囲の障害物検出を行うのに複数個のセンサが必要となり、インタフェースが複雑化するとともにコスト高となるという問題があった。   As described above, in a mobile device that detects an obstacle in the traveling direction using an infrared distance measuring sensor, a plurality of sensors are required to detect an obstacle in a certain range, and the interface is complicated and the cost is high. There was a problem of becoming.

そこで、本発明は、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことのできる移動装置を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a mobile device that can detect a wide range of obstacles using a single infrared distance measuring sensor.

この課題を解決するために、本発明の移動装置は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、上記保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する構成としたものである。   In order to solve this problem, the moving device of the present invention is a moving device that travels on a floor surface by drive wheels rotated by a drive motor, and uses an infrared ray to detect an obstacle positioned in the traveling direction of the device. Infrared distance measuring sensor to detect, an infrared transmission filter which is disposed in front of the infrared distance measuring sensor and transmits only a predetermined infrared wavelength, a holding means for swingably holding the infrared distance measuring sensor, and the holding And a control unit that controls the entire apparatus. The control unit controls the entire apparatus.

また、この課題を解決するために、本発明の移動装置は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能
に保持する保持手段と、上記駆動輪を回転させる駆動シャフトの回転を上記保持手段に伝達してこれを揺動し、当該保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する構成としたものである。
In order to solve this problem, the moving device of the present invention is a moving device that travels on the floor surface by driving wheels rotated by a driving motor, and transmits obstacles positioned in the traveling direction of the device to infrared rays. An infrared distance sensor to detect using, an infrared transmission filter that is disposed in front of the infrared distance sensor and transmits only a predetermined infrared wavelength, and a holding means that swingably holds the infrared distance sensor; Oscillating means for transmitting the rotation of the driving shaft for rotating the driving wheel to the holding means to swing the holding wheel, and swinging the infrared distance measuring sensor within a predetermined angle range via the holding means; And a control means for controlling the entire apparatus.

本発明の好ましい形態において、上記揺動手段は、上記駆動シャフトに取り付けられた第1のウォーム、上記第1のウォームに噛み合う第1のウォームホイール、および上記第1のウォームホイールと上記保持手段とに回転自在に取り付けられて両者を結合するとともに上記第1のウォームホイールの回転により長孔にはめ込まれた支点を中心にして上記保持手段を揺動させるリンクを含む。   In a preferred embodiment of the present invention, the swinging means includes a first worm attached to the drive shaft, a first worm wheel meshing with the first worm, the first worm wheel, and the holding means. And a link for swinging the holding means about a fulcrum fitted in the elongated hole by the rotation of the first worm wheel.

本発明のさらに好ましい形態において、上記保持手段は、その回転軸が上記床面に対して垂直となるように設置され、上記赤外線測距センサは、上記保持手段の回転中心を軸として水平方向に円弧状に揺動する。   In a further preferred aspect of the present invention, the holding means is installed such that the rotation axis thereof is perpendicular to the floor surface, and the infrared distance measuring sensor is horizontally arranged around the rotation center of the holding means. Swings in an arc shape.

本発明のさらに好ましい形態において、上記赤外線透過フィルタは、上記赤外線測距センサの揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されている。   In a further preferred aspect of the present invention, the infrared transmission filter is arranged in an arc shape that is equidistant from the center of oscillation of the infrared distance measuring sensor.

さらに、この課題を解決するために、本発明の移動装置は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、水平方向に揺動可能に設けられ、上記赤外線測距センサから発せられる赤外線を障害物に向けて照射するとともに、上記障害物に反射して帰ってくる赤外線を上記赤外線測距センサに導く反射体と、上記反射体の前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、装置全体の制御を行う制御手段とを有する構成としたものである。   Furthermore, in order to solve this problem, the moving device of the present invention is a moving device that travels on the floor surface by drive wheels rotated by a drive motor, and transmits obstacles located in the traveling direction of the device using infrared rays. Infrared distance measuring sensor to be detected and provided to be able to swing in the horizontal direction, and irradiates the infrared light emitted from the infrared distance measuring sensor toward the obstacle, and reflects back to the obstacle and returns. Having a reflector for guiding the light to the infrared distance measuring sensor, an infrared transmission filter that is disposed in front of the reflector and transmits only a predetermined infrared wavelength, and a control means for controlling the entire apparatus. It is.

本発明の好ましい形態において、上記反射体は、さらに上記赤外線測距センサとの位置関係を保った状態で当該赤外線測距センサの投受光線ラインと平行な軸回りに回転可能となっている。   In a preferred embodiment of the present invention, the reflector is further rotatable around an axis parallel to the light projecting / receiving line of the infrared distance sensor while maintaining the positional relationship with the infrared distance sensor.

本発明のさらに好ましい形態において、上記赤外線測距センサにおける障害物サーチ軌道を無限軌道とする。   In a further preferred aspect of the present invention, the obstacle search trajectory in the infrared distance measuring sensor is an endless trajectory.

本発明のさらに好ましい形態において、上記赤外線測距センサの計測値と実測距離との相関テーブルを用いて測定距離を補正する。   In a further preferred aspect of the present invention, the measurement distance is corrected using a correlation table between the measured value of the infrared distance measuring sensor and the actually measured distance.

本発明のさらに好ましい形態において、上記制御手段は、移動開始前は、上記赤外線測距センサの進行方向について第1の揺動範囲および第1の分解能で障害物を検知し、移動開始後は、上記赤外線測距センサの進行方向について上記第1の揺動範囲よりも狭い第2の揺動範囲および上記第1の分解能よりも疎となる第2の分解能で障害物を検知する。   In a further preferred aspect of the present invention, the control means detects an obstacle with a first swing range and a first resolution in the traveling direction of the infrared distance measuring sensor before the movement starts, and after the movement starts, An obstacle is detected with a second swing range narrower than the first swing range and a second resolution that is sparser than the first resolution in the traveling direction of the infrared distance measuring sensor.

本発明のさらに好ましい形態において、上記制御手段は、移動中に上記赤外線測距センサにより安全範囲距離内に障害物を検知した場合、一旦停止して上記第1の揺動範囲および上記第1の分解能で障害物サーチを行う。   In a further preferred aspect of the present invention, when the control means detects an obstacle within a safe range distance by the infrared distance measuring sensor during movement, the control means stops and stops the first swing range and the first first range. Perform obstacle search with resolution.

本発明のさらに好ましい形態において、上記制御手段は、進路変更を行うときには、障害物の検知を行いながら移動装置自体をその場で360°自転させ、障害物を回避するように進路を決定する。   In a further preferred aspect of the present invention, when changing the course, the control means determines the course so as to avoid the obstacle by rotating the mobile device itself 360 ° on the spot while detecting the obstacle.

本発明のさらに好ましい形態において、移動装置が360°自転動作をするときには上
記赤外線測距センサは装置正面方向に固定される。
In a further preferred aspect of the present invention, when the moving device rotates 360 °, the infrared distance measuring sensor is fixed in the front direction of the device.

本発明によれば、赤外線測距センサまたは赤外線測距センサより受発光される赤外線を揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になるという有効な効果が得られる。   According to the present invention, the moving device is moved while oscillating infrared rays received or emitted from the infrared distance measuring sensor or infrared distance measuring sensor, so that a wide range of obstacle detection can be performed using a single infrared distance measuring sensor. The effective effect that it becomes possible to perform is obtained.

本発明の請求項1に記載の発明は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、上記保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する移動装置であり、赤外線測距センサを揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になるという作用を有する。   The invention according to claim 1 of the present invention is a moving device that travels on a floor surface by driving wheels rotated by a driving motor, and detects infrared obstacles using infrared rays. A distance measuring sensor, an infrared transmission filter that is disposed in front of the infrared distance measuring sensor and transmits only a predetermined infrared wavelength, a holding means for holding the infrared distance measuring sensor so as to be swingable, and a holding means. The moving device has a swinging means for swinging the infrared distance measuring sensor within a predetermined angle range and a control means for controlling the entire apparatus, and the moving device is moved while swinging the infrared distance measuring sensor. Therefore, it is possible to detect a wide range of obstacles using a single infrared distance measuring sensor.

本発明の請求項2に記載の発明は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、上記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、上記駆動輪を回転させる駆動シャフトの回転を上記保持手段に伝達してこれを揺動し、当該保持手段を介して上記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、装置全体の制御を行う制御手段とを有する移動装置であり、赤外線測距センサを揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になる。また、揺動手段を介して駆動モータにより揺動板に取り付けられた赤外線測距センサを揺動しているので、赤外線測距センサを、専用の駆動源を有することなく揺動させて障害物検出を行うことができるという作用を有する。   The invention according to claim 2 of the present invention is a moving device that travels on a floor surface by drive wheels rotated by a drive motor, and detects infrared obstacles located in the traveling direction of the device using infrared rays. A distance measuring sensor, an infrared transmission filter that is disposed in front of the infrared distance measuring sensor and transmits only a predetermined infrared wavelength, a holding means that swingably holds the infrared distance measuring sensor, and the driving wheel. The rotation of the drive shaft to be transmitted is transmitted to the holding means to swing it, and the swinging means for swinging the infrared distance measuring sensor within a predetermined angle range via the holding means, and the control of the entire apparatus. Since the moving device is moved while swinging the infrared distance measuring sensor, it is possible to detect a wide range of obstacles using a single infrared distance measuring sensor. BecomeFurther, since the infrared distance measuring sensor attached to the rocking plate is rocked by the driving motor via the rocking means, the infrared distance measuring sensor is rocked without having a dedicated driving source to obstruct the obstacle. It has the effect | action that it can detect.

本発明の請求項3に記載の発明は、請求項2記載の発明において、上記揺動手段は、上記駆動シャフトに取り付けられた第1のウォーム、上記第1のウォームに噛み合う第1のウォームホイール、および上記第1のウォームホイールと上記保持手段とに回転自在に取り付けられて両者を結合するとともに上記第1のウォームホイールの回転により長孔にはめ込まれた支点を中心にして上記保持手段を揺動させるリンクを含む移動装置であり、赤外線測距センサを、専用の駆動源を有することなく揺動させて障害物検出を行うことができるという作用を有する。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the swing means is a first worm attached to the drive shaft, and a first worm wheel meshing with the first worm. And the first worm wheel and the holding means are rotatably attached to couple the two together, and the holding means is swung around a fulcrum inserted into the long hole by the rotation of the first worm wheel. The moving device includes a link to be moved, and has an effect that an infrared distance measuring sensor can be swung without performing a dedicated drive source to detect an obstacle.

本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明において、上記保持手段は、その回転軸が上記床面に対して垂直となるように設置され、上記赤外線測距センサは、上記保持手段の回転中心を軸として水平方向に円弧状に揺動する移動装置であり、赤外線測距センサを用いて正確に障害物検出を行うことが可能になるという作用を有する。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the holding means is installed so that a rotation axis thereof is perpendicular to the floor surface. The infrared distance measuring sensor is a moving device that swings in an arc shape in the horizontal direction around the rotation center of the holding means, and can accurately detect an obstacle using the infrared distance measuring sensor. It has the action.

本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の何れか一項に記載の発明において、上記赤外線透過フィルタは、上記赤外線測距センサの揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されている移動装置であり、赤外線測距センサが揺動動作を行う際、赤外線測距センサと赤外線透過フィルタとの距離が常に一定に保たれるため、赤外線透過フィルタを赤外線が通過する際に発生する迷光の発生条件が一定となり、計測精度のバラツキを少なくできるという作用を有する。   The invention according to claim 5 of the present invention is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the infrared transmission filter is equidistant from the center of oscillation of the infrared distance measuring sensor. This is a moving device arranged in an arc shape. When the infrared distance measuring sensor swings, the distance between the infrared distance measuring sensor and the infrared transmission filter is always kept constant. The conditions for the generation of stray light that occurs when the light passes through are constant, and the variation in measurement accuracy can be reduced.

本発明の請求項6に記載の発明は、駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、水平方向に揺動可能に設けられ、上記赤外線測距センサから発せられる赤外線を障害物に向けて照射するとともに、上記障害物に反射して帰ってくる赤外線を上記赤外線測距センサに導く反射体と、上記反射体の前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、装置全体の制御を行う制御手段とを有する移動装置であり、赤外線測距センサの赤外線を揺動させながら移動装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサを用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になる。また、反射体の角度を変えることにより、障害物に対する赤外線測距センサの取り付け方向および取り付け位置を、実質的に自由に設定することができるという作用を有する。   The invention according to claim 6 of the present invention is a moving device that travels on a floor surface by drive wheels rotated by a drive motor, and detects infrared obstacles that are located in the traveling direction of the device using infrared rays. A distance measuring sensor, which is provided so as to be able to swing in a horizontal direction, irradiates infrared rays emitted from the infrared distance measuring sensor toward the obstacle, and reflects infrared rays reflected back to the obstacle to the infrared distance measuring Infrared distance measuring sensor comprising: a reflector that leads to a sensor; an infrared transmission filter that is disposed in front of the reflector and transmits only a predetermined infrared wavelength; and a control unit that controls the entire apparatus. Since the moving device is moved while oscillating the infrared rays, it is possible to detect a wide range of obstacles using a single infrared distance measuring sensor. Further, by changing the angle of the reflector, it has an effect that the mounting direction and mounting position of the infrared distance measuring sensor with respect to the obstacle can be set substantially freely.

本発明の請求項7に記載の発明は、請求項6記載の発明において、上記反射体は、さらに上記赤外線測距センサとの位置関係を保った状態で当該赤外線測距センサの投受光線ラインと平行な軸回りに回転可能となっている移動装置であり、障害物検出のサーチ範囲を移動体進行方向の任意の2次元範囲に拡張することが可能になるという作用を有する。   The invention according to claim 7 of the present invention is the light emitting and receiving line of the infrared distance measuring sensor according to the invention according to claim 6, wherein the reflector further maintains a positional relationship with the infrared distance measuring sensor. Is a moving device that can rotate around an axis parallel to the moving object, and has an effect that the search range for obstacle detection can be extended to an arbitrary two-dimensional range in the moving body traveling direction.

本発明の請求項8に記載の発明は、請求項7記載の発明において、上記赤外線測距センサにおける障害物サーチ軌道を無限軌道とする移動装置であり、障害物の検出ミスも少なく、且つ計測ポイントを間引けるため、障害物検出に掛かる制御装置の負荷を軽減させることができるという作用を有する。   The invention according to claim 8 of the present invention is the moving device according to claim 7, wherein the obstacle search trajectory in the infrared distance measuring sensor is an infinite trajectory, and there are few obstacle detection errors and measurement. Since the points can be thinned out, the load on the control device for obstacle detection can be reduced.

本発明の請求項9に記載の発明は、請求項6、7または8記載の発明において、上記赤外線測距センサの計測値と実測距離との相関テーブルを用いて測定距離を補正する移動装置であり、反射体を介して赤外線の投光および受光を行う際に発生する赤外線強度の減衰による測距誤差をなくすことができるという作用を有する。   The invention according to claim 9 of the present invention is the mobile device according to claim 6, 7 or 8, wherein the measuring distance is corrected using a correlation table between the measured value of the infrared distance measuring sensor and the actually measured distance. There is an effect that it is possible to eliminate a ranging error due to attenuation of infrared intensity generated when performing infrared light projection and light reception through a reflector.

本発明の請求項10に記載の発明は、請求項1〜9の何れか一項に記載の発明において、上記制御手段は、移動開始前は、上記赤外線測距センサの進行方向について第1の揺動範囲および第1の分解能で障害物を検知し、移動開始後は、上記赤外線測距センサの進行方向について上記第1の揺動範囲よりも狭い第2の揺動範囲および上記第1の分解能よりも疎となる第2の分解能で障害物を検知する移動装置であり、障害物検知に掛かる制御手段の処理負荷を調整することが可能になるという作用を有する。   According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to ninth aspects, the control means is configured to perform a first operation with respect to a traveling direction of the infrared distance measuring sensor before the movement starts. After the obstacle is detected with the swing range and the first resolution and the movement is started, the second swing range and the first first are narrower than the first swing range in the traveling direction of the infrared distance measuring sensor. It is a mobile device that detects an obstacle with a second resolution that is sparser than the resolution, and has the effect that it is possible to adjust the processing load of the control means for detecting the obstacle.

本発明の請求項11に記載の発明は、請求項1〜10の何れか一項に記載の発明において、上記制御手段は、移動中に上記赤外線測距センサにより安全範囲距離内に障害物を検知した場合、一旦停止して上記第1の揺動範囲および上記第1の分解能で障害物サーチを行う移動装置であり、確実に障害物との干渉を回避することができるという作用を有する。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to tenth aspects, the control means moves an obstacle within a safe range distance by the infrared distance measuring sensor during movement. When detected, the moving device temporarily stops and searches for an obstacle with the first swing range and the first resolution, and has an effect of reliably avoiding interference with the obstacle.

本発明の請求項12に記載の発明は、請求項1〜11の何れか一項に記載の発明において、上記制御手段は、進路変更を行うときには、障害物の検知を行いながら移動装置自体をその場で360°自転させ、障害物を回避するように進路を決定する移動装置であり、変更しようとする進路方向を広くサーチしているので、確実に移動可能な進路を捜索できるという作用を有する。   According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to eleventh aspects, when the control means changes the course, the moving device itself is detected while detecting an obstacle. It is a moving device that rotates 360 ° on the spot and decides the course so as to avoid obstacles, and since it searches widely the course direction to be changed, it can search for a course that can be moved reliably. Have.

本発明の請求項13に記載の発明は、請求項12記載の発明において、移動装置が360°自転動作をするときには上記赤外線測距センサは装置正面方向に固定される移動装置であり、障害物の検出範囲が装置の自転角度と対比するので、新規進路の算出が簡単に行えるという作用を有する。   According to a thirteenth aspect of the present invention, in the invention according to the twelfth aspect, when the moving device rotates 360 °, the infrared distance measuring sensor is a moving device fixed in the front direction of the device, and is an obstacle. Since this detection range is compared with the rotation angle of the apparatus, it has an effect that a new course can be easily calculated.

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しつつさらに具体的に説明する。ここで、添付図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。なお、ここでの説明は本発明が実施される最良の形態であることから、本発明は当該形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Here, in the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same members, and duplicate descriptions are omitted. In addition, since description here is the best form by which this invention is implemented, this invention is not limited to the said form.

(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1における移動装置を示す概略図、図2は図1の移動装置における要部を示す説明図、図3は図1の移動装置における障害物回避の動作手順を示すフローチャートである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a mobile device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a main part of the mobile device of FIG. 1, and FIG. 3 is an operation procedure for obstacle avoidance in the mobile device of FIG. It is a flowchart to show.

図1に示すように、移動装置は、筐体部13の右側前方および左側前方に、駆動モータ6aにより回転される駆動輪7aおよび駆動モータ6bにより回転される駆動輪7bがそれぞれ取り付けられている。また、筐体部13の後方中央部には、従動輪保持ユニット11に保持された従動輪10が取り付けられている。したがって、移動装置は2つの駆動輪7a,7bおよび1つの従動輪10の3点で支持され、駆動モータ6a,6bにより回転される駆動輪7a,7bにより床面上を走行する。   As shown in FIG. 1, the moving device has a driving wheel 7 a rotated by the driving motor 6 a and a driving wheel 7 b rotated by the driving motor 6 b attached to the right front and left front of the housing part 13, respectively. . A driven wheel 10 held by the driven wheel holding unit 11 is attached to the rear center portion of the housing portion 13. Therefore, the moving device is supported on three points of two drive wheels 7a and 7b and one driven wheel 10, and travels on the floor surface by the drive wheels 7a and 7b rotated by the drive motors 6a and 6b.

移動装置の内部には揺動モータ(揺動手段)4が装着されており、この揺動モータ4の出力軸には駆動歯車3が取り付けられている。また、駆動歯車3には、赤外線測距センサ1が固定されてこれを揺動可能に保持する従動歯車(保持手段)2が噛み合っている。これにより、揺動モータ4が所定の角度に揺動運動を行うことにより、駆動歯車3を介して従動歯車2が回転し、この従動歯車2に固定された赤外線測距センサ1が角度(サーチ角度)θの範囲内で揺動する。   A swing motor (swing means) 4 is mounted inside the moving device, and a drive gear 3 is attached to the output shaft of the swing motor 4. The drive gear 3 is engaged with a driven gear (holding means) 2 that holds the infrared distance measuring sensor 1 so as to be swingable. As a result, when the swing motor 4 swings at a predetermined angle, the driven gear 2 rotates via the drive gear 3, and the infrared distance measuring sensor 1 fixed to the driven gear 2 rotates the angle (search). It swings within the range of (angle) θ.

赤外線測距センサ1の前面には、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタ5が配置されている。この赤外線透過フィルタ5は、赤外線測距センサ1の揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されており、その厚みは均一となっている。これにより、赤外線測距センサ1が揺動動作を行う際、赤外線測距センサ1と赤外線透過フィルタ5との距離が常に一定に保たれるため、赤外線透過フィルタ5を赤外線が通過する際に発生する迷光の発生条件が一定となり、計測精度のバラツキが少なくなる。   An infrared transmission filter 5 that transmits only a predetermined infrared wavelength is disposed on the front surface of the infrared distance measuring sensor 1. The infrared transmission filter 5 is arranged in an arc shape that is equidistant from the center of swinging rotation of the infrared distance measuring sensor 1 and has a uniform thickness. As a result, when the infrared distance measuring sensor 1 swings, the distance between the infrared distance measuring sensor 1 and the infrared transmission filter 5 is always kept constant. Therefore, the infrared distance measurement sensor 1 is generated when infrared rays pass through the infrared transmission filter 5. The generation condition of stray light is constant, and the variation in measurement accuracy is reduced.

さらに、移動装置には、前述した揺動モータ4および駆動モータ6a,6bの回転を制御するモータ制御部8、装置全体の制御を行うCPU(制御手段)9、およびCPU9や駆動モータ6a,6b等への給電を行う電源12が設けられている。   Further, the moving device includes a motor control unit 8 that controls the rotation of the swing motor 4 and the drive motors 6a and 6b, a CPU (control means) 9 that controls the entire device, and the CPU 9 and the drive motors 6a and 6b. A power source 12 for supplying power to the power source is provided.

図2に示すように、従動歯車2はその回転軸が床面に対して垂直となるように設置されており、このような従動歯車2に取り付けられた赤外線測距センサ1は、従動歯車保持部21により水平方向に回転可能な状態で保持されている。これにより、揺動モータ4の揺動運動が駆動歯車3を介して従動歯車2を動かし、赤外線測距センサ1を従動歯車2の回転中心を軸として水平方向に任意の範囲で円弧状に揺動動作させる。   As shown in FIG. 2, the driven gear 2 is installed such that the rotation axis thereof is perpendicular to the floor surface. The infrared distance measuring sensor 1 attached to the driven gear 2 has a driven gear holding function. The part 21 is held in a state of being rotatable in the horizontal direction. As a result, the swing motion of the swing motor 4 moves the driven gear 2 via the drive gear 3, and the infrared distance measuring sensor 1 swings in an arc shape in an arbitrary range in the horizontal direction around the rotation center of the driven gear 2. To move.

赤外線測距センサ1は、装置の進行方向に向けて赤外線を照射する赤外線投光部22、および赤外線投光部22から照射されて障害物25で反射した反射光を受光する赤外線受光部23を有しており、赤外線投光部22と赤外線受光部23との間には、照射された赤外線が赤外線透過フィルタ5に反射して帰ってくる迷光が赤外線受光部22に入るのを防ぐための遮光板24が配置されている。   The infrared distance measuring sensor 1 includes an infrared light projecting unit 22 that emits infrared light toward the traveling direction of the apparatus, and an infrared light receiving unit 23 that receives reflected light that is irradiated from the infrared light projecting unit 22 and reflected by an obstacle 25. Between the infrared light projecting unit 22 and the infrared light receiving unit 23 to prevent the stray light that is reflected back from the infrared transmission filter 5 from entering the infrared light receiving unit 22. A light shielding plate 24 is disposed.

ここで、図3を用いて障害物を検知した場合の回避動作を説明する。なお、回避動作は、CPU9の制御のもとに行われる。   Here, the avoidance operation when an obstacle is detected will be described with reference to FIG. The avoidance operation is performed under the control of the CPU 9.

始めに目的地、進路、赤外線測距センサ1のサーチ角度θ=α(第1の揺動範囲)、およびサーチ分解能φ=δ(第1の分解能)を設定し(S101)、赤外線測距センサ1を揺動させて移動装置の進行方向を広い範囲で詳細に障害物サーチ動作を行う(S102)。   First, a destination, a course, a search angle θ = α (first swing range) of the infrared distance measuring sensor 1 and a search resolution φ = δ (first resolution) are set (S101). 1 is swung to perform the obstacle search operation in detail in a wide range of the moving direction of the moving device (S102).

次に、赤外線測距センサ1により計測して得られた距離Lと予め設定した安全範囲距離Lmとの比較を行い(S103)、L>Lmであれば障害物サーチの設定条件をサーチ範囲θ=β(第2の揺動範囲)、サーチ分解能φ=γ(第2の分解能)にして狭い範囲を疎にサーチしながら移動動作を開始する(S104)。   Next, the distance L obtained by measuring with the infrared distance measuring sensor 1 is compared with the preset safety range distance Lm (S103). If L> Lm, the obstacle search setting condition is set to the search range θ. = Β (second oscillation range) and search resolution φ = γ (second resolution), and the moving operation is started while sparsely searching a narrow range (S104).

装置移動中、常時LとLmとの比較を行う(S105)。そして、L>Lmとなれば移動装置が目的地に到達したかどうかの確認を行い(S106)、Yesであれば、移動装置は移動動作を終了する。また、Noであれば、障害物サーチ設定条件をサーチ角度θ=β、サーチ分解能φ=γを維持した状態で移動動作を継続する(S104)。   While the apparatus is moving, L is constantly compared with Lm (S105). If L> Lm, it is confirmed whether or not the mobile device has reached the destination (S106). If Yes, the mobile device ends the moving operation. If No, the moving operation is continued with the obstacle search setting condition maintained as the search angle θ = β and the search resolution φ = γ (S104).

前述のS103においてL≦Lmの場合、装置の進路変更が必要かの判断を行う(S109)。Noの場合、移動動作を継続する(S104)。また、Yesの場合、赤外線測距センサ1を装置正面に向けた位置で固定し、障害物の検知を行いながら装置自体がその場で360°自転動作を行う(S110)。そして、その計測データを基に障害物を回避するように進路を決定し(S111)、進路変更を行い(S112)、再度サーチ角度θ=α、サーチ分解能φ=δのサーチ条件で進行方向の障害物サーチを行う(S102)。なお、移動装置が360°自転動作をするときに赤外線測距センサ1を装置正面方向に固定するのは、障害物の検出範囲が装置の自転角度と対比するため、新規進路の算出が簡単に行えるようになるからである。   If L ≦ Lm in the above-described S103, it is determined whether or not it is necessary to change the course of the apparatus (S109). In the case of No, the moving operation is continued (S104). In the case of Yes, the infrared distance measuring sensor 1 is fixed at a position facing the front of the apparatus, and the apparatus itself rotates 360 ° on the spot while detecting an obstacle (S110). Then, based on the measured data, the course is determined so as to avoid the obstacle (S111), the course is changed (S112), and the traveling direction is again determined under the search conditions of search angle θ = α and search resolution φ = δ. An obstacle search is performed (S102). The reason why the infrared distance measuring sensor 1 is fixed in the front direction of the device when the mobile device rotates 360 ° is that the detection range of the obstacle is compared with the rotation angle of the device, so the calculation of the new course is easy. Because it will be possible.

また、S105においてL≦Lmの場合、装置は一時停止し(S107)、再度、移動装置の進行方向を障害物サーチ範囲θ=α、障害物サーチ分解能φ=δに変更し、広範囲を詳細にサーチを行う(S108)。これにより、確実に障害物との干渉を回避することができる。   If L ≦ Lm in S105, the apparatus pauses (S107), and again changes the traveling direction of the moving apparatus to the obstacle search range θ = α and the obstacle search resolution φ = δ, and the wide range is detailed. A search is performed (S108). Thereby, interference with an obstacle can be avoided reliably.

このように、本実施の形態の移動装置によれば、赤外線測距センサ1を揺動させながら装置を移動させているので、単一の赤外線測距センサ1を用いて広範囲の障害物検出を行うことが可能になる。なお、赤外線測距センサ1を、計測面に対して直角に交わる方向に揺動させて障害物検知を行ってもよい。   As described above, according to the moving apparatus of the present embodiment, the apparatus is moved while the infrared distance measuring sensor 1 is swung, so that a wide range of obstacles can be detected using the single infrared distance measuring sensor 1. It becomes possible to do. The obstacle detection may be performed by swinging the infrared distance measuring sensor 1 in a direction perpendicular to the measurement surface.

また、移動装置の始動時は赤外線測距センサ1のサーチ角度θを大きくとり(θ=α)、サーチ分解能も密にして(φ=δ)広い範囲を細かくサーチし、移動している時はサーチ角度θを小さくとり(θ=β)、サーチ範囲を進行方向の狭い範囲に限定してサーチ分解能も疎にしている(φ=γ)ので、障害物検知に掛かるCPU9の処理負荷を調整することが可能になる。   Also, when starting the moving device, the search angle θ of the infrared distance measuring sensor 1 is set large (θ = α), the search resolution is also fine (φ = δ), and a wide range is searched finely. Since the search angle θ is small (θ = β), the search range is limited to a narrow range in the traveling direction, and the search resolution is also sparse (φ = γ), the processing load on the CPU 9 for detecting the obstacle is adjusted. It becomes possible.

さらに、進路変更時には、赤外線測距センサ1を装置正面に向けた位置で固定し、計測を行いながら装置自体がその場で360°自転動作を行い、その計測データを基に進路を決定することにより(S110,S111)、変更しようとする進路方向を広くサーチしているので、確実に移動可能な進路を検索できる。   Furthermore, when the course is changed, the infrared distance measuring sensor 1 is fixed at a position facing the front of the apparatus, the apparatus itself performs 360 ° rotation operation on the spot while performing measurement, and the course is determined based on the measurement data. (S110, S111), since the route direction to be changed is widely searched, it is possible to reliably search for a moveable route.

(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2における移動装置を示す概略図である。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic diagram showing a moving device according to Embodiment 2 of the present invention.

図示する移動装置において、筐体部13の右側前方および左側前方には駆動輪7a,7
bが配置されている。この駆動輪7a,7bは、第1のウォーム35および第2のウォームホイール37が取り付けられた駆動シャフト36の両端にそれぞれ固定されている。また、筐体部13の後方中央部には、装置の進行方向を操作する操舵機構部40が設けられている。したがって、移動装置は2つの駆動輪7a,7bおよび1つの操舵機構部40の3点で支持されている。
In the illustrated moving device, the drive wheels 7a, 7 are provided on the right front side and the left front side of the housing 13 respectively.
b is arranged. The drive wheels 7a and 7b are fixed to both ends of a drive shaft 36 to which the first worm 35 and the second worm wheel 37 are attached. In addition, a steering mechanism unit 40 for operating the traveling direction of the apparatus is provided in the rear central portion of the housing unit 13. Therefore, the moving device is supported at three points, that is, the two drive wheels 7 a and 7 b and the one steering mechanism 40.

筐体部13内には駆動モータ38が設けられ、その出力軸には、第2のウォームホイール37と噛み合う第2のウォーム39が取り付けられている。したがって、駆動モータ38の回転が第2のウォーム39から第2のウォームホイール37に伝達され、この第2のウォームホイール37の回転により回転する駆動シャフト36により駆動輪7a,7bが回転して移動装置が走行する。   A drive motor 38 is provided in the housing 13, and a second worm 39 that meshes with the second worm wheel 37 is attached to the output shaft of the drive motor 38. Accordingly, the rotation of the drive motor 38 is transmitted from the second worm 39 to the second worm wheel 37, and the drive wheels 7a and 7b are rotated and moved by the drive shaft 36 rotated by the rotation of the second worm wheel 37. The device runs.

前述した第1のウォーム35には第1のウォームホイール34が噛み合っている。また、第1のウォームホイール34の近傍においては、赤外線測距センサ1が揺動板(保持手段)31に固定されて揺動可能に保持されている。そして、第1のウォームホイール34と揺動板31とには、支点33がはめ込まれた長孔32aを有するリンク32が取り付けられて両者が結合されており、リンク32と第1のウォームホイール34との結合点、およびリンク32と揺動板31との結合点は回転自在になっている。これにより、第1のウォーム35、第1のウォームホイール34およびリンク32が揺動板31を介して赤外線測距センサ1を揺動させる揺動手段となり、駆動シャフト36により回転する第1のウォーム35の回転が第1のウォームホイール34に伝達され、第1のウォームホイール34の回転により揺動板31は支点33を中心として揺動し、この揺動板31に固定された赤外線測距センサ1がサーチ角度の範囲内で揺動し、進行方向に位置する障害物を検出する。   The first worm 35 meshes with the first worm 35 described above. Further, in the vicinity of the first worm wheel 34, the infrared distance measuring sensor 1 is fixed to a swing plate (holding means) 31 and is held swingably. A link 32 having a long hole 32a in which a fulcrum 33 is fitted is attached to the first worm wheel 34 and the swing plate 31, and both are coupled to each other, and the link 32 and the first worm wheel 34 are connected. And the connection point between the link 32 and the swing plate 31 are rotatable. As a result, the first worm 35, the first worm wheel 34 and the link 32 serve as swinging means for swinging the infrared distance measuring sensor 1 via the swing plate 31, and the first worm rotated by the drive shaft 36. The rotation of 35 is transmitted to the first worm wheel 34, and the swing plate 31 swings around the fulcrum 33 by the rotation of the first worm wheel 34, and the infrared distance measuring sensor fixed to the swing plate 31. 1 swings within the range of the search angle and detects an obstacle located in the traveling direction.

赤外線測距センサ1の前面には、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタ5が配置されている。この赤外線透過フィルタ5は、赤外線測距センサ1の揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されており、その厚みは均一となっている。   An infrared transmission filter 5 that transmits only a predetermined infrared wavelength is disposed on the front surface of the infrared distance measuring sensor 1. The infrared transmission filter 5 is arranged in an arc shape that is equidistant from the center of swinging rotation of the infrared distance measuring sensor 1 and has a uniform thickness.

さらに、移動装置には、前述した駆動モータ38の回転を制御するモータ制御部8、装置全体の制御を行うCPU9、およびCPU9や駆動モータ38等への給電を行う電源12が設けられている。   Further, the moving device is provided with a motor control unit 8 that controls the rotation of the drive motor 38 described above, a CPU 9 that controls the entire device, and a power source 12 that supplies power to the CPU 9 and the drive motor 38.

なお、このような移動装置における障害物回避の動作については実施の形態1に記載の通りである。   Note that the obstacle avoidance operation in such a mobile device is as described in the first embodiment.

このような構成によれば、揺動手段を介して駆動モータ38により揺動板31に取り付けられた赤外線測距センサ1を揺動しているので、赤外線測距センサ1を、専用の駆動源を有することなく揺動させて障害物検出を行うことができる。   According to such a configuration, since the infrared distance measuring sensor 1 attached to the swing plate 31 is swung by the drive motor 38 via the swinging means, the infrared distance measuring sensor 1 is used as a dedicated drive source. It is possible to detect an obstacle by swinging without having.

(実施の形態3)
図5は本発明の実施の形態3における移動装置の要部を示す概略図、図6は本発明の実施の形態3における移動装置に備えられた変換テーブルを示す説明図、図7は本発明の実施の形態3における移動装置での変形例としての要部を示す説明図である。
(Embodiment 3)
FIG. 5 is a schematic diagram showing the main part of the moving device according to the third embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram showing a conversion table provided in the moving device according to the third embodiment of the present invention, and FIG. It is explanatory drawing which shows the principal part as a modification in the moving apparatus in Embodiment 3.

本実施の形態の移動装置では、図5に示すように、赤外線測距センサ1は固定されて揺動できなくなっている。そして、このような赤外線測距センサ1の投光部から発せられる赤外線を障害物25に向けて照射するとともに、障害物25に反射して帰ってくる赤外線を赤外線測距センサ1の受光部に導く反射体51が設けられている。   In the moving apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 5, the infrared distance measuring sensor 1 is fixed and cannot swing. And while irradiating the infrared ray emitted from the light projection part of such an infrared distance measuring sensor 1 toward the obstacle 25, the infrared ray reflected back to the obstacle 25 and returned to the light receiving part of the infrared distance measuring sensor 1 A reflector 51 for guiding is provided.

反射体51は、揺動モータ54の出力軸に取り付けられた駆動歯車53と噛み合った従動歯車52に固定されている。したがって、揺動モータ54を動作させることにより、駆動歯車53および従動歯車52を介して反射体51が水平方向に揺動運動される。   The reflector 51 is fixed to a driven gear 52 that meshes with a drive gear 53 attached to the output shaft of the swing motor 54. Therefore, by operating the swing motor 54, the reflector 51 is swung in the horizontal direction via the drive gear 53 and the driven gear 52.

したがって、反射体51の角度を変えることにより、障害物25に対する赤外線測距センサ1の取り付け方向および取り付け位置を、実質的に自由に設定することができる。   Therefore, by changing the angle of the reflector 51, the mounting direction and mounting position of the infrared distance measuring sensor 1 with respect to the obstacle 25 can be set substantially freely.

なお、反射体51の揺動運動の回転中心は赤外線測距センサ1の投受および受光の反射ポイントと一致しているため、反射体51の角度を変えても反射体51と赤外線測距センサ1との距離は常に一定であり、反射体51の角度を変えることによる計測誤差が発生しないようになっている。   Since the center of rotation of the swinging motion of the reflector 51 coincides with the reflection and reception points of the infrared distance measuring sensor 1, even if the angle of the reflector 51 is changed, the reflector 51 and the infrared distance measuring sensor. The distance from 1 is always constant, so that a measurement error caused by changing the angle of the reflector 51 does not occur.

反射体51と障害物25との間、つまり反射体51の前面には赤外線透過フィルタ5が配置されている。この赤外線透過フィルタ5は反射体51を介して赤外線の投光および受光を行うので、赤外線強度の減衰による測距誤差が発生する。また、赤外線透過フィルタ5を通過することにより、若干の赤外線強度の減少が発生する。   An infrared transmission filter 5 is disposed between the reflector 51 and the obstacle 25, that is, in front of the reflector 51. Since the infrared transmission filter 5 projects and receives infrared rays through the reflector 51, a distance measurement error due to attenuation of the infrared intensity occurs. Further, passing through the infrared transmission filter 5 causes a slight decrease in infrared intensity.

そこで、この赤外線強度の減衰による計測誤差をなくすために、赤外線測距センサ1から出力される電圧値や電流値等の計測値と実際の距離との相関を図6に示すような計測値・実測距離の変換テーブルを持たせて測定距離を補正している。なお、図6においては電圧値と実測距離との関係が概念的に示されているが、電流値など他の計測値と実測距離との関係を規定してもよいことはもちろんである。   Therefore, in order to eliminate the measurement error due to the attenuation of the infrared intensity, the correlation between the measured value such as the voltage value and the current value output from the infrared distance measuring sensor 1 and the actual distance is as shown in FIG. The measured distance is corrected by providing a conversion table of measured distances. In FIG. 6, the relationship between the voltage value and the actually measured distance is conceptually shown, but it goes without saying that the relationship between another measured value such as a current value and the actually measured distance may be defined.

また、図7に示すように、反射体51をZ軸周り(水平方向)に回転させる軸と反射体51および赤外線測距センサ1の位置関係を保った状態でX軸(赤外線測距センサ1の投受光線ラインと平行な軸)周りに回転させる軸とを有することにより、障害物検出のサーチ範囲を移動体進行方向の任意の2次元範囲に拡張することが可能になる。   In addition, as shown in FIG. 7, the X axis (infrared distance measuring sensor 1) while maintaining the positional relationship between the axis for rotating the reflector 51 around the Z axis (horizontal direction), the reflector 51 and the infrared distance measuring sensor 1. The search range for obstacle detection can be extended to an arbitrary two-dimensional range in the moving body traveling direction.

さらに、2次元空間の障害物検出を行う際、赤外線測距センサ1による障害物サーチ軌道を横8の字形の無限軌道とすれば、障害物の検出ミスも少なく、且つ計測ポイントを間引けるため、障害物検出に掛かるCPU9の負荷を軽減させることができる。   In addition, when performing obstacle detection in a two-dimensional space, if the obstacle search trajectory by the infrared distance measuring sensor 1 is an infinite 8 orbit horizontal trajectory, there are few obstacle detection errors and the measurement points can be thinned out. It is possible to reduce the load on the CPU 9 for detecting an obstacle.

なお、このような移動装置における障害物回避の動作についてもまた、実施の形態1に記載の通りである。   Note that the obstacle avoidance operation in such a mobile device is also as described in the first embodiment.

本発明は、移動型のロボット等の移動装置に関し、特に、単一の赤外線測距センサにより広範囲の障害物検出を行うことによりインターフェースの複雑化を防止し、安価な移動体装置を提供する。   The present invention relates to a mobile device such as a mobile robot, and in particular, by detecting a wide range of obstacles with a single infrared distance measuring sensor, the interface is prevented from becoming complicated and an inexpensive mobile device is provided.

本発明の実施の形態1における移動装置を示す概略図Schematic which shows the moving apparatus in Embodiment 1 of this invention. 図1の移動装置における要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part in the moving apparatus of FIG. 図1の移動装置における障害物回避の動作手順を示すフローチャートThe flowchart which shows the operation | movement procedure of the obstacle avoidance in the moving apparatus of FIG. 本発明の実施の形態2における移動装置を示す概略図Schematic which shows the moving apparatus in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における移動装置の要部を示す概略図Schematic which shows the principal part of the moving apparatus in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3における移動装置に備えられた変換テーブルを示す説明図Explanatory drawing which shows the conversion table with which the moving apparatus in Embodiment 3 of this invention was equipped. 本発明の実施の形態3における移動装置での変形例としての要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part as a modification in the moving apparatus in Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 赤外線測距センサ
2 従動歯車(保持手段)
3 駆動歯車
4 揺動モータ(揺動手段)
5 赤外線透過フィルタ
6a,6b 駆動モータ
7a,7b 駆動輪
8 モータ制御部
9 CPU(制御手段)
10 従動輪
11 従動輪保持ユニット
12 電源
13 筐体部
21 従動歯車保持部
22 赤外線投光部
23 赤外線受光部
24 遮光板
25 障害物
31 揺動板
32 リンク
33 支点
34 第1のウォームホイール
35 第1のウォーム
36 駆動シャフト
37 第2のウォームホイール
38 駆動モータ
39 第2のウォーム
40 操舵機構部
51 反射体
52 従動歯車
53 駆動歯車
54 揺動モータ
1 Infrared distance measuring sensor 2 Driven gear (holding means)
3 Drive gear 4 Oscillating motor (oscillating means)
5 Infrared transmission filter 6a, 6b Drive motor 7a, 7b Drive wheel 8 Motor controller 9 CPU (control means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Driven wheel 11 Driven wheel holding unit 12 Power supply 13 Case part 21 Driven gear holding part 22 Infrared light projecting part 23 Infrared light receiving part 24 Light shielding plate 25 Obstacle 31 Oscillating plate 32 Link 33 Support point 34 First worm wheel 35 First 1 worm 36 drive shaft 37 second worm wheel 38 drive motor 39 second worm 40 steering mechanism 51 reflector 52 driven gear 53 drive gear 54 swing motor

Claims (13)

駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、
装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、
赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、
前記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、
前記保持手段を介して前記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、
装置全体の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする移動装置。
A moving device that travels on a floor surface by drive wheels rotated by a drive motor,
An infrared distance measuring sensor for detecting obstacles located in the traveling direction of the apparatus using infrared rays;
An infrared transmission filter that is disposed in front of the infrared distance measuring sensor and transmits only a predetermined infrared wavelength;
Holding means for swingably holding the infrared distance measuring sensor;
Rocking means for rocking the infrared distance measuring sensor within a predetermined angle range via the holding means;
And a control unit that controls the entire apparatus.
駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、
装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、
赤外線測距センサの前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、
前記赤外線測距センサを揺動可能に保持する保持手段と、
前記駆動輪を回転させる駆動シャフトの回転を前記保持手段に伝達してこれを揺動し、当該保持手段を介して前記赤外線測距センサを所定の角度範囲内で揺動させる揺動手段と、
装置全体の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする移動装置。
A moving device that travels on a floor surface by drive wheels rotated by a drive motor,
An infrared distance measuring sensor for detecting obstacles located in the traveling direction of the apparatus using infrared rays;
An infrared transmission filter that is disposed in front of the infrared distance measuring sensor and transmits only a predetermined infrared wavelength;
Holding means for swingably holding the infrared distance measuring sensor;
Oscillating means for transmitting the rotation of the drive shaft for rotating the driving wheel to the holding means and swinging it, and swinging the infrared distance measuring sensor within a predetermined angle range via the holding means;
And a control unit that controls the entire apparatus.
前記揺動手段は、前記駆動シャフトに取り付けられた第1のウォーム、前記第1のウォームに噛み合う第1のウォームホイール、および前記第1のウォームホイールと前記保持手段とに回転自在に取り付けられて両者を結合するとともに前記第1のウォームホイールの回転により長孔にはめ込まれた支点を中心にして前記保持手段を揺動させるリンクを含むことを特徴とする請求項2記載の移動装置。 The swinging means is rotatably attached to a first worm attached to the drive shaft, a first worm wheel meshing with the first worm, and the first worm wheel and the holding means. 3. The moving apparatus according to claim 2, further comprising a link that couples the two and swings the holding means about a fulcrum fitted in the long hole by the rotation of the first worm wheel. 前記保持手段は、その回転軸が前記床面に対して垂直となるように設置され、
前記赤外線測距センサは、前記保持手段の回転中心を軸として水平方向に円弧状に揺動することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の移動装置。
The holding means is installed such that its rotation axis is perpendicular to the floor surface,
The moving apparatus according to claim 1, wherein the infrared distance measuring sensor swings in an arc shape in a horizontal direction around the rotation center of the holding unit.
前記赤外線透過フィルタは、前記赤外線測距センサの揺動回転中心から等距離となった円弧形状に配置されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の移動装置。 5. The moving device according to claim 1, wherein the infrared transmission filter is arranged in an arc shape that is equidistant from a center of rotation of the infrared distance measuring sensor. 駆動モータにより回転される駆動輪により床面上を走行する移動装置であって、
装置の進行方向に位置する障害物を赤外線を用いて検出する赤外線測距センサと、
水平方向に揺動可能に設けられ、前記赤外線測距センサから発せられる赤外線を障害物に向けて照射するとともに、前記障害物に反射して帰ってくる赤外線を前記赤外線測距センサに導く反射体と、
前記反射体の前面に配置され、所定の赤外線の波長のみを透過させる赤外線透過フィルタと、
装置全体の制御を行う制御手段とを有することを特徴とする移動装置。
A moving device that travels on a floor surface by drive wheels rotated by a drive motor,
An infrared distance measuring sensor for detecting obstacles located in the traveling direction of the apparatus using infrared rays;
A reflector that is provided so as to be swingable in the horizontal direction and that irradiates infrared rays emitted from the infrared distance measuring sensor toward the obstacle, and guides infrared rays reflected back to the obstacle to the infrared distance measuring sensor. When,
An infrared transmission filter that is disposed in front of the reflector and transmits only a predetermined infrared wavelength; and
And a control unit that controls the entire apparatus.
前記反射体は、さらに前記赤外線測距センサとの位置関係を保った状態で当該赤外線測距センサの投受光線ラインと平行な軸回りに回転可能となっていることを特徴とする請求項6記載の移動装置。 7. The reflector is further rotatable about an axis parallel to a light emitting / receiving line of the infrared distance sensor while maintaining a positional relationship with the infrared distance sensor. The mobile device described. 前記赤外線測距センサにおける障害物サーチ軌道を無限軌道とすることを特徴とする請求項7記載の移動装置。 8. The moving apparatus according to claim 7, wherein the obstacle search trajectory in the infrared distance measuring sensor is an endless trajectory. 前記赤外線測距センサの計測値と実測距離との相関テーブルを用いて測定距離を補正することを特徴とする請求項6、7または8記載の移動装置。 9. The moving apparatus according to claim 6, 7 or 8, wherein the measuring distance is corrected using a correlation table between the measured value of the infrared distance measuring sensor and the actually measured distance. 前記制御手段は、
移動開始前は、前記赤外線測距センサの進行方向について第1の揺動範囲および第1の分解能で障害物を検知し、
移動開始後は、前記赤外線測距センサの進行方向について前記第1の揺動範囲よりも狭い第2の揺動範囲および前記第1の分解能よりも疎となる第2の分解能で障害物を検知することを特徴とする請求項1〜9の何れか一項に記載の移動装置。
The control means includes
Before starting the movement, the obstacle is detected with the first swing range and the first resolution in the traveling direction of the infrared distance measuring sensor,
After the movement is started, an obstacle is detected with a second swing range narrower than the first swing range and a second resolution sparser than the first resolution in the traveling direction of the infrared distance measuring sensor. The moving apparatus according to claim 1, wherein the moving apparatus is a moving apparatus.
前記制御手段は、移動中に前記赤外線測距センサにより安全範囲距離内に障害物を検知した場合、一旦停止して前記第1の揺動範囲および前記第1の分解能で障害物サーチを行うことを特徴とする請求項1〜10の何れか一項に記載の移動装置。 When the control means detects an obstacle within a safe range distance by the infrared distance measuring sensor during movement, the control means temporarily stops and performs an obstacle search with the first swing range and the first resolution. The mobile device according to claim 1, wherein 前記制御手段は、進路変更を行うときには、障害物の検知を行いながら移動装置自体をその場で360°自転させ、障害物を回避するように進路を決定することを特徴とする請求項1〜11の何れか一項に記載の移動装置。 The said control means determines the course so as to avoid the obstacle by rotating the mobile device itself 360 ° on the spot while detecting the obstacle when changing the course. The moving device according to any one of 11. 移動装置が360°自転動作をするときには前記赤外線測距センサは装置正面方向に固定されることを特徴とする請求項12記載の移動装置。 13. The moving device according to claim 12, wherein the infrared distance measuring sensor is fixed in a front direction of the device when the moving device rotates 360 °.
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