JP2006195685A - ロボットの走行軌道制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 スーパーマッケットなどの大型店舗内に置かれるショーケースや商品ワゴン等の商品を収納又は陳列する備品にＩＣタグを夫々設置して、これらＩＣタグからの情報を正確に読み取りながらロボットを自律移動させるようにし、これによりロボットに特別な地図情報を与えなくても無軌道上を自律走行することが可能とした。
【解決手段】 ロボットの移動径路脇にある備品に取り付けられたＩＣタグと、走行機能を備え且つＩＣタグからの情報を読み取る手段を備えたロボットとからなり、該ロボットがＩＣタグに記録された情報を読み取って自律移動するようにした構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自律移動ロボットの走行軌道制御システムに関し、殊に、ロボットの移動径路脇に配置されたショーケースや商品ワゴン等の商品を収納又は陳列する備品や備品などに取り付けられたＩＣタグやＲＦＩＤタグ等の電子記録媒体（以下これらを総称してＩＣタグという）を手掛かりに自律走行する自律移動ロボットの走行軌道制御システムに関するものである。

従来、移動ロボットの走行軌道制御は、磁気テープや反射テープによる誘導方式、誘導ケーブルによる電磁誘導方式、レーザーなどの光学的な誘導方式、超音波センサーによるデドレコニング誘導方式などが知られている。殊に誘導ケーブルによる電磁誘導方式は原理が簡単であるため無人搬送車等に広く実用化されているが、誘導ケーブルの敷設にコストがかかると共に、軌道変更が簡単にできないことが課題であった。

また、上記した誘導方式にかえて、ロボットが移動する施設内のルートにＩＣタグを離散配置させ、ロボットをＩＣタグのデーターを読み取りながら設定ルートに沿って走行させる方式が特許文献１で提案されている。

この従来のＩＣタグによる誘導方式では、ロボットの現在位置を把握するのに、予め端末機に地図データーを格納しておき、この端末機からの地図データーとＩＣタグからの識別情報とを照らし合わせて作業ルート上の自らの位置を読み取り行動する方式がとられている。しかし地図データーの作成（マッピング）には移動ルート空間内の備品や障害物の位置、寸法計測をして入力しなければならないので作業が非常に面倒であるとともに端末機等の付帯設備が必要となってコスト高となる。殊に移動ルート空間内に置かれる備品の大きさや位置がしばしば変更される場合には、その都度マッピングしなければならず大変煩雑であった。
特開平２００３−２３２８８１号公報

そこで本発明は、ロボットの移動径路脇にある複数の備品にそれぞれＩＣタグを取り付け、これらＩＣタグに記録された情報を読み取ってロボットが移動できるようにし、これにより、ロボットに特別な地図データーを与えなくても無軌道上を自律走行すること可能としたロボットの走行軌道制御システムを提供し、もって上記した従来課題の解決を図ることを主たる目的とするものである。

また、近年において、スーパーマッケットやコンビニエンスストアなどの大型化にともなって店舗内で監視ロボットを巡回移動させ、商品運搬や商品点検、巡回点検などの作業をさせることが要求されている。この場合、前記したような誘導ケーブルなどを床面に敷設する方式では店舗内のショウケースや商品ワゴンの大きさを変更したり、或いは配置を変更する度に誘導ケーブル等の軌道を変更しなければならず大変面倒である。また上記した従来のＩＣタグ方式においてもその都度マッピングしなければならず大変煩雑である。

従って本発明は、スーパーマッケットなどの大型店舗内に置かれるショーケースや商品ワゴン等の商品を収納又は陳列する備品にＩＣタグを夫々設置して、これらＩＣタグからの情報を正確に読み取りながらロボットが無軌道上を自律移動できるようにしたロボットの走行軌道制御システムを提供することも重要な目的とする。

更に本発明の他の目的は、備品に設置されるＩＣタグから上記走行のための情報とは別に備品に収納された商品内容を把握し、同時に各商品に貼り付けられたＩＣタグによって商品履歴情報や数量等を把握して商品補充又は売れ筋商品の交換などの商品管理を行うことのできる自律移動ロボットの走行軌道制御システムを提供することにある。

上記目的を達成する為に本発明では次のような技術的手段を講じた。即ち、本発明に係る自律移動ロボットの走行軌道制御システムは、ロボットの移動径路脇にある複数の備品に取り付けられたＩＣタグと、走行機能を備え且つＩＣタグからの情報を読み取る手段を備えたロボットとからなり、該ロボットがＩＣタグに記録された情報を読み取って自律移動できるようにした。

本発明は、ロボットが移動径路脇にある備品に取り付けられたＩＣタグに記録された情報を読み取りながら移動できるようにしたから、ロボットに特別な地図データーを与えなくても無軌道上を自律走行することが可能となり、殊に、備品の配置やサイズを変更する度に備品のサイズや位置を計測し直して地図データーを修正するといった煩雑なマッピング作業を省略することが可能となり、これによりコストを著しく低減させることができる、といった顕著な効果がある。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また本発明では、送信部と受信部を含み、送信部は電力用電波信号を送信し、受信部はＩＣタグから送り出される情報信号を受信し、受信部がＩＣタグからの情報信号を受信したときの電力用電波信号の送信電力値からＩＣタグとの距離を把握するようにしてもよい。
これにより、受信部がＩＣタグからの信号を受信したときのロボットからの送信電力値からＩＣタグとの距離を把握することができ、ロボットが備品に接近しすぎたり、衝突することを阻止することができる。

また、本発明では、備品に取り付けられたＩＣタグには、少なくとも備品のサイズ、備品に収納された商品の種別、ＩＣタグの備品に対する取付位置の情報が入力されるようにしてもよい。
ＩＣタグから備品のサイズ、ＩＣタグの備品に対する取付位置の情報を得ることにより、ロボットが備品に接近したときの局所的な位置関係を把握することができるので、マッピング情報がなくてもロボットがこれから移動すべき方向を設定することができる。また、商品に関する情報を得ることにより、移動に関する情報と同時に、必要な商品情報を得ることができるので効率的に情報を得ることができる。

また、本発明では、備品に収納される商品に商品情報を入力したＩＣタグを貼り付け、備品に設置されたＩＣタグからの情報取得と同時に収納商品の数量を含む商品管理情報を取得できるようにしてもよい。
これにより、備品に設置されたＩＣタグからの情報取得と同時に、収納商品の数量等の商品管理情報を取得できるようになり、商品の補充や売れ筋商品との交換などの商品管理を迅速に行うことができる。

また、本発明では、備品に取り付けられたＩＣタグに、ロボットの走行指令情報が入力されるようにしてもよい。
これにより、ＩＣタグに接近した状態で、ＩＣタグから確実に走行指令情報を受けることができるので、正確な巡回ルートで自律走行することができる。

また、本発明ではロボットの走行指令情報を記憶した軌跡用ＩＣタグがロボットの走行巡回軌道の床面または天井面に貼り付けられるようにしてもよい。
これにより、簡単な手段で確実に巡回ルート上を自律走行させることができる。

以下において本発明にかかる自律移動ロボットの走行軌道制御システムを実施例に基づき説明する。
図１は本発明をスーパーマッケットの店内に応用した実施例を示すものである。店内には各種商品を陳列又は格納したショーケースや商品ワゴン等の備品（以下ショーケースという）１ａ〜１ｎが買い物客やロボット３が巡回する通路を空けて配置されている。各ショーケース１ａ〜１ｎにはＩＣタグ２ａ〜２ｎが取り付けられている。

ショーケース１ａ〜１ｎに取り付けられたＩＣタグ２ａ〜２ｎにはショーケースの番号、ショーケースのサイズ、ショーケースに収納又は陳列された商品の種別、貼り付けられたタグの位置並びにロボットの進行方向や動作を指示する走行指令情報が入力されている。例えばショーケース１ａのＩＣタグ２ａには図２の（イ）に示すような情報が、ショーケース１ｂのＩＣタグ２ｂには図２の（ロ）に示すような情報が、ショーケース１ｃのＩＣタグ２ｃには図２の（ハ）に示すような情報が、ショーケース１ｎのＩＣタグ２ｎには図２の（ニ）に示すような情報が夫々入力されている。またショーケース１ａ〜１ｎに収納された各商品にも商品履歴等の商品情報が記録されたＩＣタグが貼り付けられている。

ロボット３は図３に示すように、制御部によってコントロールされて車輪３ａにより走行する自走機構と、ＩＣタグ２ａ〜２ｎの情報を読み取るために、ＩＣタグを駆動させるための電力電波信号を発信する送信部と、電力電波信号により駆動されたＩＣタグが情報信号を発したときに、この情報信号を受信する受信部とを備えている。ここで送信部はキャリア信号を変調して電力用電波信号として送信する。制御部は、ＩＣタグから送信される情報信号を受信したときに、そのときの送信電力値からＩＣタグとの距離を把握する。

図１に示すように、スタート位置からロボット３を直進させると、送信部からの電波信号によって最短の位置にあるＩＣタグ、即ち、ショーケース１ａのＩＣタグ２ａが検出特定され、このショーケース１ａのサイズ、収納されている商品の種別が識別される。同時に収納されている各商品に貼り付けられたＩＣタグによって商品の数量が把握される。この把握された情報はロボット制御部のメモリーに記憶して巡回終了後に読み取るか、或いはロボットに通信手段を設けておいて商品管理コンピューターに通信することにより商品の補充や売れ筋商品との交換などの商品管理が可能となる。

更に、ショーケース１ａのＩＣタグ２ａに記憶されたロボット走行指令情報、即ち「進行方向：直進」の指令に従ってロボット３は直進し、次のショーケース１ｂのＩＣタグ２ｂを最短のＩＣタグとして特定してこのＩＣタグ２ｂに記憶された情報を読み取る。この情報により前記と同じようにショーケース１ｂのサイズ、収納されている商品の種別並びに収納されている各商品に貼り付けられたＩＣタグによって商品の数量が把握される。

更にロボット３は、ショーケース１ｂのＩＣタグ２ｂに記憶されたロボット走行指令情報、即ち「進行方向：直進」の指令に従って直進し、次のショーケース１ｃのＩＣタグ２ｃに記憶された情報を読み取る。ＩＣタグ２ｃにはロボット走行指令情報として「進行方向：右折」が入力されているのでこの指示に基づきロボット３は右折する。このようにしてロボット３は走行しながら順次最短の位置にあるＩＣタグを検出特定してそれに記録されたロボット走行指令情報に従って図の矢印に示すように巡回し、ショーケース１ｎのＩＣタグ２ｎを検知したときにこれに入力されたロボット走行指令情報「進行方向：停止」の指示に従って停止する。勿論、この走行指令情報を「進行方向：直進」とし、次に検知されるショーケース１ａのＩＣタグ２ａのロボット走行指令情報を「進行方向：右折」としておけば、停止することなく巡回を繰り返すことができる。またＩＣタグが受信したときのロボット送信電力値からＩＣタグとの距離を把握することによってロボット３がショーケースに接近しすぎたり、衝突することを阻止することができる。

図４は別の実施例を示すものであって、この実施例ではロボット走行指令情報をショーケースに貼り付けたＩＣタグ１ａ〜１ｎとは別に軌跡用ＩＣタグ４ａ〜４ｈに記憶させ、この軌跡用ＩＣタグ４ａ〜４ｈをロボット３の走行巡回ルート上の床面に貼り付けて形成されている。これら軌跡用ＩＣタグは、走行巡回ルートのコーナーにあるもの、即ち、４ａ、４ｃ，４ｅ、４ｇのＩＣタグには「右折」の指令情報が記憶され、直線ルート上にあるものには「直進」の指令情報が記憶されている。従ってロボット３は例えば図に示すスタート位置から進行させると、ＩＣタグ４ａで右折し、ＩＣタグ４ｂ上を直進してＩＣタグ４ｃで右折し、ＩＣタグ４ｄ上を直進してＩＣタグ４ｅで右折し、ＩＣタグ４ｆ上を直進してＩＣタグ４ｇで右折し、ＩＣタグ４ｈ上を直進して巡回走行を繰り返す。勿論、巡回走行中に各ショーケースのＩＣタグ並びにショーケース内の商品ＩＣタグから前記同様に商品管理情報が取得される。また軌道を変更する場合は軌跡用ＩＣタグを貼りかえるだけで簡単に行うことができる。尚、軌跡用ＩＣタグは床面に代えて天井や壁面に貼り付けるようにしてもよい。

本発明はスーパーマッケット等の大型店舗内に置かれるショーケースや商品ワゴン等にＩＣタグを夫々設置して、これらＩＣタグからの情報を正確に読み取りながらロボットを自律走行させ、ショーケース内の商品内容を把握して商品管理を自動的に行うのに有効である。

本発明にかかるロボットの走行軌道制御システムをスーパーマッケットに応用した実施例を示す概略的な平面図。 本発明に於けるＩＣタグへの情報入力例を示す図。 本発明に於けるロボットの概略的な説明図。 本発明の他の実施例を示す図１同様の平面図

符号の説明

１ａ〜１ｎ ショーケース（備品）
２ａ〜２ｎ ショーケースに貼られたＩＣタグ
３ ロボット
４ａ〜４ｈ 軌跡用ＩＣタグ

Claims (6)

1. ロボットの移動径路脇にある複数の備品に取り付けられたＩＣタグと、走行機能を備え且つＩＣタグからの情報を読み取る手段を備えたロボットとからなり、該ロボットがＩＣタグに記録された情報を読み取って自律移動するようにしたことを特徴とするロボットの走行軌道制御システム。
2. 前記ロボットは送信部と受信部を含み、送信部は電力用電波信号を送信し、受信部はＩＣタグから送り出される情報信号を受信し、受信部がＩＣタグからの情報信号を受信したときの電力用電波信号の送信電力値からＩＣタグとの距離を把握するようにした請求項１に記載のロボットの走行軌道制御システム。
3. 前記備品に取り付けられたＩＣタグには、少なくとも備品のサイズ、備品に収納された商品に関する情報、ＩＣタグの備品に対する取付位置の情報が入力されている請求項１に記載のロボットの走行軌道制御システム。
4. 備品に収納される商品に商品情報を入力したＩＣタグを貼り付け、備品に設置されたＩＣタグからの情報取得と同時に収納商品の数量を含む商品管理情報を取得できるようにした請求項１に記載のロボットの走行軌道制御システム。
5. 前記備品に取り付けられたＩＣタグに、ロボットの走行指令情報が入力されている請求項１に記載のロボットの走行軌道制御システム。
6. ロボットの走行指令情報を記憶した軌跡用ＩＣタグがロボットの走行巡回軌道の床面または天井面に貼り付けられている請求項１に記載のロボットの走行軌道制御システム。
   

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