JP2006244020A - Robot charging guidance system - Google Patents

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Masahito Mori
雅人 森
Nobuyuki Osumi
信幸 大隅
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Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a robot charging guidance system transmitting a guidance signal only when it is required without separately providing a communication means to guide a robot to a charging device. <P>SOLUTION: The robot 20 has: a direction-based search signal transmission part 33 transmitting a directional search signal having a signal pattern different in each transmission direction; and a response signal reception part 34 receiving a response signal transmitted from the charging device. The charging device 40 has: a search signal reception part 44 receiving the search signal from the robot 20; a signal pattern extraction part 49 extracting the signal pattern included in the received search signal; and a nondirectional response signal transmission part 45 producing and transmitting a nondirectional response signal having a signal pattern corresponding to the extracted signal pattern. The robot 20 has: a direction specification part 38 specifying a direction of the charging device on the basis of the signal pattern included in the response signal received by the response signal reception part 34; and a movement mechanism 35 moving the robot to the specified direction. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、動力源として充電電源を搭載する自律移動ロボットを、充電装置に誘導して充電を行うロボット充電誘導システムに関する。   The present invention relates to a robot charging induction system that performs charging by guiding an autonomous mobile robot equipped with a charging power source as a power source to a charging device.

近年、監視ロボット、掃除ロボット、ペットロボット等のような種々の作業、動作を行う自律移動ロボットが利用されている。このような自律移動ロボットは、通常、電力を動力源とするが、ロボットの行動可能な範囲が電力供給用の電源コードが届く範囲に制限されないようにするため、充電電源を搭載し、その残量が低下すると充電装置に接続して充電するようにしている。   In recent years, autonomous mobile robots that perform various operations and operations such as surveillance robots, cleaning robots, and pet robots have been used. Such autonomous mobile robots usually use electric power as a power source, but in order to prevent the robot's actionable range from being restricted to the range where the power supply cord for power supply can reach, it is equipped with a charging power supply and the remaining power supply. When the amount drops, the battery is connected to the charging device and charged.

充電電源を搭載する自律移動ロボットでは、もともと自走機能を備えているため、充電電源の残量低下を検知したときに、脚や車輪を用いた移動機構を駆動して、人手を介さず自動的にロボットを充電装置(充電スタンド)に移動させることが望ましい。そのため、ロボットを自律的に充電装置に誘導するための誘導システムが考案されている。   Autonomous mobile robots equipped with a charging power supply originally have a self-propelled function, so when a decrease in the remaining power level of the charging power supply is detected, the mobile mechanism using legs and wheels is driven automatically without human intervention. In particular, it is desirable to move the robot to a charging device (charging station). Therefore, a guidance system for autonomously guiding the robot to the charging device has been devised.

例えば、充電装置側から放射される赤外線誘導によりロボットを電源供給地に誘導するシステム(特許文献1参照)、遠方での誘導を充電装置側からの非指向性誘導信号で行い、充電装置に接近したときに充電装置側からの電波、音波、光による指向性誘導信号で誘導するシステム(特許文献2参照)等が開示されている。
また、ロボットと充電装置との間で通信を行うための無線LANを設けるとともに、充電装置にCCDカメラを設け、ロボットから充電装置へ無線LANによる充電依頼を送ることにより、充電装置はCCDカメラによる画像認識によりロボットを誘導することが開示されている(特許文献3参照)。
特開2004−275716号公報 実用新案登録第3064884号公報 特開2003−1577号公報
For example, a system that guides a robot to a power supply location by infrared guidance radiated from the charging device side (see Patent Document 1), and a remote guidance is performed by a non-directional guidance signal from the charging device side to approach the charging device A system (see Patent Document 2) and the like that is guided by a directional induction signal using radio waves, sound waves, and light from the charging device side is disclosed.
In addition, a wireless LAN is provided for communication between the robot and the charging device, a CCD camera is provided in the charging device, and a charging request is sent from the robot to the charging device via the wireless LAN. It is disclosed that a robot is guided by image recognition (see Patent Document 3).
JP 2004-275716 A Utility Model Registration No. 3064884 JP 2003-1577 A

従来のロボット誘導方法には、光学的誘導方法、電磁的誘導方法、音響的誘導方法などがあり、それぞれ一長一短がある。
上述した特許文献1、特許文献2のような誘導方法は一般的な方法であり、基本的には充電装置側から発信される誘導信号をロボット側で検出することにより、ロボットが充電装置に誘導されるようにしている。これらの誘導方法では、ロボットがいつでも充電装置の位置を認識できるように、常時、充電装置から誘導信号を発信しておく必要がある。そのため、電力消費の観点から、必要なときだけ誘導信号を発信するシステムに変更することが望ましい。
この対策として、特許文献3に開示されるように、無線LANを用いて、ロボットから充電装置に無線通信で誘導を依頼し、依頼を受けてから誘導を開始することが考えられている。しかし、誘導信号を送受する機器以外に、無線LANによる通信手段を準備しておかなければならず、その上、そのような通信手段を常に通信可能状態にしておく必要がある。
Conventional robot guidance methods include an optical guidance method, an electromagnetic guidance method, and an acoustic guidance method, each of which has advantages and disadvantages.
The guidance methods such as Patent Document 1 and Patent Document 2 described above are general methods. Basically, the robot guides the charging device by detecting the guidance signal transmitted from the charging device side on the robot side. To be. In these guidance methods, it is necessary to always send a guidance signal from the charging device so that the robot can recognize the position of the charging device at any time. Therefore, from the viewpoint of power consumption, it is desirable to change to a system that transmits an induction signal only when necessary.
As a countermeasure against this, as disclosed in Patent Document 3, it is considered that a wireless LAN is used to request guidance from a robot to a charging device through wireless communication, and guidance is started after receiving the request. However, it is necessary to prepare a communication means using a wireless LAN in addition to a device that transmits and receives the guidance signal. In addition, such a communication means must always be in a communicable state.

そこで、本発明は、これまでの誘導方式とは異なり、別途に無線LANなどの通信手段を設けることなく、必要なときだけ誘導信号を発信して、ロボットを充電装置に誘導するロボット充電誘導システムを提供することを目的とする。   Therefore, the present invention differs from the conventional guidance method in that it does not provide a separate communication means such as a wireless LAN, and transmits a guidance signal only when necessary to guide the robot to the charging device. The purpose is to provide.

上記課題を解決するためになされた本発明のロボット充電誘導システムは、動力源として充電電源を搭載するロボットを充電装置に誘導して充電するロボット充電誘導システムであって、ロボットは、発信方向ごとに異なる信号パターンを有する指向性の探索信号を発信する方向別探索信号発信部と、充電装置から発信される応答信号を受信する応答信号受信部とを備え、充電装置は、ロボットからの探索信号を受信する探索信号受信部と、受信した探索信号に含まれる信号パターンを抽出する信号パターン抽出部と、抽出した信号パターンに対応した信号パターンを有する非指向性の応答信号を作成して発信する非指向性応答信号発信部とを備え、さらに、ロボットは応答信号受信部が受信した応答信号に含まれる信号パターンに基づいて充電装置の方向を特定する方向特定部と、方向特定部により特定された方向にロボットを移動する移動機構とを備えるようにしている。
この発明によれば、ロボットの充電が必要になると、ロボット側の方向別探索信号発信部は、指向性の探索信号を各方向に発信する。この探索信号は、発信方向ごとに異なる信号パターンを有する。例えば、全方位を8分割して発信する場合は、45度ずつ異なる信号パターンの探索信号が発信される。また、全方位を360分割して発信する場合は、1度ずつ異なる信号パターンの探索信号が発信される。要するに、角度分解能を高くしたいときは、分割数を増やすようにする。また、ロボットと充電電源との距離が離れているとき、あるいは、探索開始当初は(距離が離れていると仮定して)細かく分割し、ロボットと充電装置との距離に近づくと、分割数を減らすようにしてもよい。
The robot charge induction system of the present invention made to solve the above-mentioned problems is a robot charge induction system for charging a robot equipped with a charging power source as a power source by guiding it to a charging device. A direction-specific search signal transmitting unit that transmits a directional search signal having a different signal pattern, and a response signal receiving unit that receives a response signal transmitted from the charging device. A search signal receiving unit for receiving a signal, a signal pattern extracting unit for extracting a signal pattern included in the received search signal, and generating and transmitting a non-directional response signal having a signal pattern corresponding to the extracted signal pattern A non-directional response signal transmitter, and the robot is further configured based on a signal pattern included in the response signal received by the response signal receiver. A direction identification unit for identifying the direction of the collector, so that and a moving mechanism for moving the robot in a direction specified by the direction specification portion.
According to this invention, when the robot needs to be charged, the direction-specific search signal transmission unit on the robot side transmits a directivity search signal in each direction. This search signal has a different signal pattern for each transmission direction. For example, when transmitting all directions divided into eight, search signals with signal patterns different by 45 degrees are transmitted. In addition, when transmitting by dividing 360 ° in all directions, search signals having different signal patterns are transmitted once. In short, to increase the angular resolution, the number of divisions is increased. In addition, when the distance between the robot and the charging power source is long, or at the beginning of the search (assuming that the distance is long), when the distance between the robot and the charging device approaches, You may make it reduce.

充電装置側では、ロボットからの探索信号を受信できる状態で待機している。この待機状態のときは、電力消費量が少なく、いわゆる省電力状態となっている。
充電装置側の探索信号受信部が、ロボットからの探索信号を受信すると、省電力状態から通常の動作状態に復帰し、信号パターン抽出部によって、受信した探索信号に含まれる信号パターンを抽出する。さらに応答信号発信部は、抽出した信号パターンに対応する信号パターンを有する非指向性の応答信号を発信する。この信号パターンは、ロボット側から発信された探索信号に含まれる信号パターンとの対応付けが可能な信号パターンであれば何でもよく、探索信号と同一の信号パターンでもよい。充電装置から発信された非指向性の応答信号は、ロボットが存在する方位を含む広い範囲に広がっていく。
ロボット側の応答信号受信部が、充電装置から発信された応答信号を受信すると、ロボットの方向特定部は、応答信号に含まれる信号パターンを抽出する。そして抽出した信号パターンに基づいて、充電装置が受信した探索信号に含まれていた信号パターンが割り出され、探索信号に含まれていた信号パターンから、ロボットから充電装置へ向かう方向が特定される。移動機構が、方向特定部により特定された方向にロボットを移動することにより、ロボットは充電装置に誘導される。
The charging device is standing by in a state where it can receive a search signal from the robot. In this standby state, the power consumption is small and a so-called power saving state is established.
When the search signal receiving unit on the charging device side receives the search signal from the robot, the power saving state returns to the normal operation state, and the signal pattern extraction unit extracts the signal pattern included in the received search signal. Further, the response signal transmission unit transmits a non-directional response signal having a signal pattern corresponding to the extracted signal pattern. This signal pattern may be any signal pattern that can be associated with the signal pattern included in the search signal transmitted from the robot side, and may be the same signal pattern as the search signal. The non-directional response signal transmitted from the charging device spreads over a wide range including the direction in which the robot exists.
When the response signal receiving unit on the robot side receives the response signal transmitted from the charging device, the direction specifying unit of the robot extracts a signal pattern included in the response signal. Based on the extracted signal pattern, the signal pattern included in the search signal received by the charging device is determined, and the direction from the robot to the charging device is specified from the signal pattern included in the search signal. . When the moving mechanism moves the robot in the direction specified by the direction specifying unit, the robot is guided to the charging device.

ここで、本発明のロボットは、例えば、工場内や住宅内を巡回して監視を行う監視ロボット、建物内や室内の掃除を行う掃除ロボット、病院・施設や家庭で身体障害者や老人の介護を行う介護ロボット、愛玩動物等として機能するペットロボット等、種々の用途のロボットが含まれる。   Here, the robot of the present invention is, for example, a monitoring robot that patrols the inside of a factory or a house, a cleaning robot that cleans a building or a room, a care for a physically handicapped person or an elderly person in a hospital / facility or home Robots for various purposes, such as a nursing robot that performs a pet, a pet robot that functions as a pet animal, and the like.

本発明によれば、無線LANなどの高価な通信手段を設けることなく、必要なときだけ誘導信号を発信して、ロボットを充電装置に誘導することができ、無駄な電力消費を抑えることができる。
また、信号パターンの角度分解能を距離に応じて、調整するようにすれば、ロボットが遠方にあるときも接近しているときでも、適切に誘導することができる。
According to the present invention, without providing expensive communication means such as a wireless LAN, a robot can be guided to a charging device by transmitting a guidance signal only when necessary, and wasteful power consumption can be suppressed. .
Further, if the angular resolution of the signal pattern is adjusted according to the distance, the robot can be appropriately guided even when the robot is at a distance or close.

(その他の課題を解決するための手段及び効果)
上記発明において、充電装置の非指向性応答信号部が発信する応答信号の信号パターンは、その充電装置の探索信号受信部が受信した探索信号の信号パターンと同一であるようにしてもよい。
これによれば、ロボットの方向別探索信号発信部から発信する探索信号と同じ信号パターンを抽出すればよいので、対応付けが容易である。
(Means and effects for solving other problems)
In the above-described invention, the signal pattern of the response signal transmitted by the non-directional response signal unit of the charging device may be the same as the signal pattern of the search signal received by the search signal receiving unit of the charging device.
According to this, since it is sufficient to extract the same signal pattern as the search signal transmitted from the direction-specific search signal transmission unit of the robot, the association is easy.

また、上記発明において、方向別探索信号発信部が発信する探索信号は、少なくとも電磁波、音波、光のいずれかを用いるのが好ましい。
これらはいずれも指向性のある信号を生成することができる。具体的には電波を送信するときは指向性のアンテナを用い、音波を送信するときは指向性スピーカを用いる。光を送信するときはレンズ光学系を利用して指向性を持たせることができ、レーザのような指向性のある光源を用いることもできる。
Moreover, in the said invention, it is preferable to use at least any one of electromagnetic waves, a sound wave, and light for the search signal which a search signal transmission part according to direction transmits.
Any of these can generate a directional signal. Specifically, a directional antenna is used when transmitting radio waves, and a directional speaker is used when transmitting sound waves. When transmitting light, a lens optical system can be used to provide directivity, and a directional light source such as a laser can also be used.

また、上記発明において、応答信号発信部が発信する応答信号は、少なくとも電磁波、音波、光のいずれかを用いるようにしてもよい。
これらはいずれも非指向性の信号を生成することができる。具体的には電波を送信するときは非指向性のアンテナ、音波を送信するときは非指向性のスピーカを用いる。光を送信するときは可視光光源や赤外線光源などの非指向性の光源を利用することができる。
Moreover, in the said invention, you may make it use at least one of electromagnetic waves, a sound wave, and light for the response signal which a response signal transmission part transmits.
Any of these can generate a non-directional signal. Specifically, a non-directional antenna is used when transmitting radio waves, and a non-directional speaker is used when transmitting sound waves. When transmitting light, a non-directional light source such as a visible light source or an infrared light source can be used.

以下、本発明にかかるロボット充電誘導システムについて図面を用いて説明する。以下の説明は、予め設定した領域内を巡回監視する監視ロボットを例として説明する。図1は本発明の一実施形態であるロボット充電誘導システムの構成を示すブロック図であり、図2はその外観構成図である。
まず、システムの外観について説明する。図2に見られるように、このロボット充電誘導システム10は、ロボット20と、充電装置40とからなる。
Hereinafter, a robot charge induction system according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a monitoring robot that performs patrol monitoring in a preset area will be described as an example. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a robot charge induction system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an external configuration diagram thereof.
First, the external appearance of the system will be described. As shown in FIG. 2, the robot charging guidance system 10 includes a robot 20 and a charging device 40.

ロボット20は、平たい円筒状のハウジング21を有し、ハウジング21下部には移動のための車輪22(あるいは脚機構でもよい)を備えている。ハウジング21上部には、指向性のスピーカ23と非指向性のマイク24が取り付けてある。指向性のスピーカ23は360度回転できるようにしてあり、全方位に向けて指向性の超音波信号が発信できるようにしてある。この超音波信号は、発信方向ごとに異なる信号パターンを含んでおり、方向別探索信号として発信される。ハウジング21の底面には、充電の際に充電装置40と電気的に接続するためのコネクタ25が取り付けられている。なお、ロボット20には、監視機能に必要な温度センサ、においセンサ、監視カメラ等の各種センサ等も搭載してあるが、これらについては、図示および詳細な説明を省略する(監視機能を実行するときマイク24は音センサとして利用される)。   The robot 20 has a flat cylindrical housing 21 and is provided with wheels 22 (or a leg mechanism) for movement at the lower portion of the housing 21. A directional speaker 23 and a non-directional microphone 24 are attached to the upper portion of the housing 21. The directional speaker 23 can rotate 360 degrees so that a directional ultrasonic signal can be transmitted in all directions. This ultrasonic signal includes a different signal pattern for each transmission direction, and is transmitted as a direction-specific search signal. A connector 25 is attached to the bottom surface of the housing 21 for electrical connection with the charging device 40 during charging. Note that the robot 20 is also equipped with various sensors such as a temperature sensor, an odor sensor, and a monitoring camera necessary for the monitoring function, but illustration and detailed description thereof are omitted (the monitoring function is executed). When the microphone 24 is used as a sound sensor).

充電装置40は、段部41が形成されたハウジング42を有し、段部41の上面中央付近には、充電の際に、ロボット20側のコネクタ25と電気的に接続するためのコネクタ43が取り付けられている。
また、ハウジング装置42の上方中央部には、ロボット20からの方向別探索信号を受信するマイク44と、受信した方向別探索信号に含まれている信号パターンと同一信号パターンを含んだ非指向性の応答信号を発信するスピーカ45が取り付けられている。
The charging device 40 includes a housing 42 in which a step portion 41 is formed, and a connector 43 for electrically connecting to the connector 25 on the robot 20 side at the time of charging is provided near the center of the upper surface of the step portion 41. It is attached.
In addition, a microphone 44 that receives a direction-specific search signal from the robot 20 and a non-directional characteristic that includes the same signal pattern as the signal pattern included in the received direction-specific search signal are provided in the upper central portion of the housing device 42. A speaker 45 for transmitting the response signal is attached.

そして、ロボット20と充電装置40とが、充電のためにドッキングしたときに、段部41の上にハウジング21が重なり、コネクタ25とコネクタ43とが接触するような形状、寸法にしてある。   When the robot 20 and the charging device 40 are docked for charging, the housing 21 overlaps the stepped portion 41, and the connector 25 and the connector 43 are in contact with each other.

次に、このシステムの構成を、図1のブロック図を用いて詳細に説明する。
ロボット20は、CPUおよびメモリで形成される制御部30、充電電源31、コネクタ25を用いて電力を受電する受電部32、スピーカ23により各方向ごとに異なる信号パターンを含む指向性の超音波信号を方向別探索信号として送信する方向別探索信号発信部33、充電装置40から送信されてくる応答信号を非指向性のマイク24によって受信する応答信号受信部34、および、車輪とモータと動力伝達機構とによりロボット20を移動する移動機構35とから構成される。
Next, the configuration of this system will be described in detail with reference to the block diagram of FIG.
The robot 20 includes a control unit 30 formed of a CPU and a memory, a charging power source 31, a power receiving unit 32 that receives power using a connector 25, and a directional ultrasonic signal including a signal pattern that differs in each direction by the speaker 23. As a direction-specific search signal, a direction-specific search signal transmission unit 33, a response signal reception unit 34 that receives a response signal transmitted from the charging device 40 by a non-directional microphone 24, and wheels, motors, and power transmission And a moving mechanism 35 that moves the robot 20 by the mechanism.

充電装置40は、商用電源ラインから供給される電力により充電を行う充電装置本体46、充電の際にコネクタ43を用いてロボット20に電力を給電する給電部47、マイク44により探索信号を受信する探索信号受信部48、受信した探索信号に含まれる信号パターンを抽出する信号パターン抽出部49、抽出された信号パターンと同じ信号パターンを含む非指向性応答信号をスピーカ45から発信する非指向性応答信号発信部50とから構成される。   The charging device 40 receives a search signal from a charging device main body 46 that performs charging using power supplied from a commercial power line, a power feeding unit 47 that supplies power to the robot 20 using the connector 43 during charging, and a microphone 44. Search signal receiving unit 48, signal pattern extracting unit 49 for extracting a signal pattern included in the received search signal, and non-directional response for transmitting a non-directional response signal including the same signal pattern as the extracted signal pattern from the speaker 45 And a signal transmission unit 50.

さらに、ロボット20の制御部30の制御内容を、機能ごとに分けて説明すると、充電電源の残容量を検出する残容量検出部36、充電装置40の方向を特定する方向特定部38とからなる。   Further, the control contents of the control unit 30 of the robot 20 will be described separately for each function. The control unit 30 includes a remaining capacity detection unit 36 for detecting the remaining capacity of the charging power source and a direction specifying unit 38 for specifying the direction of the charging device 40. .

残容量検出部36は、充電電源31の端子間の電圧を逐次モニタリングし、予め定めた閾値電圧以下になると充電が必要であることを知らせる。   The remaining capacity detection unit 36 sequentially monitors the voltage between the terminals of the charging power supply 31, and informs that charging is necessary when the voltage falls below a predetermined threshold voltage.

方向特定部38は、応答信号に含まれる信号パターンを抽出し、先に方向別探索信号発信部33から発信した各発信方向の探索信号の信号パターンと比較し、同一信号パターンを発信した方向を探し出し、その方向が充電装置40の方向であると特定する。
そして、特定した方向に移動機構35により、ロボット20を移動させることにより、ロボット20を充電装置40に誘導することができる。
このように、方向のみが特定できれば、誘導は可能である。なお、ロボットが充電装置に接近した場合に検知するセンサを設けることで、より安全に充電装置に誘導することもできる。
The direction specifying unit 38 extracts the signal pattern included in the response signal, compares it with the signal pattern of the search signal in each transmission direction transmitted from the direction-specific search signal transmission unit 33 previously, and determines the direction in which the same signal pattern was transmitted. Search and specify that the direction is the direction of the charging device 40.
Then, the robot 20 can be guided to the charging device 40 by moving the robot 20 by the moving mechanism 35 in the specified direction.
Thus, guidance is possible if only the direction can be specified. In addition, it can also guide | invite to a charging device more safely by providing the sensor which detects when a robot approaches a charging device.

次に、このシステムによるロボットの誘導動作について説明する。図3は、本発明のロボット充電誘導システムにより実行される動作手順の一例を示したフローチャートである。また、図4は、図3の各手順における状態を説明する摸式図である。 Next, the robot guidance operation by this system will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of an operation procedure executed by the robot charge induction system of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a state in each procedure of FIG.

ロボット20を起動し動作を開始する(s101)と、ロボット本来の機能を実行する通常動作を行う(s102)。本例では監視ロボットを用いているため、あらかじめ定めた領域を巡回する監視動作を行う。図4(a)は、監視中のある時点でのロボット20と充電装置40との位置関係を示した図である。 When the robot 20 is started and the operation is started (s101), a normal operation for executing the original function of the robot is performed (s102). In this example, since a monitoring robot is used, a monitoring operation for patroling a predetermined area is performed. FIG. 4A is a diagram showing the positional relationship between the robot 20 and the charging device 40 at a certain point during monitoring.

通常動作中に、一定時間間隔ごとに充電電源31の残量をチェックし(s103)、充電の必要がないときは通常動作を続行する。残量が少なくなると、ロボット20のスピーカ23(方向別探索信号発信部33)から指向性の探索信号を放射状に発信する(s104)。図4(b)は、指向性の探索信号を放射状に発信したときの状態を説明する図である。信号パターンを2進数で表現することとし、8分割した方向に、それぞれ2進数で「0000」〜「0111」までの8つの異なる信号パターンが順次発信される。この場合、図4(c)に示すように、「0001」の信号パターンを含んだ探索信号が充電装置40に向けて発信されているので、充電装置40では、受信した探索信号から「0001」の信号パターンを抽出する。充電装置40が「0001」の信号を抽出すると、今度は「0001」の信号パターンを含んだ非指向性応答信号をスピーカ45から発信する。図4(d)は、非指向性応答信号を周囲に向けて発信したときの図である。   During the normal operation, the remaining amount of the charging power source 31 is checked at regular time intervals (s103), and when there is no need for charging, the normal operation is continued. When the remaining amount decreases, a directivity search signal is transmitted radially from the speaker 23 (direction-specific search signal transmitter 33) of the robot 20 (s104). FIG. 4B is a diagram illustrating a state when a directivity search signal is transmitted radially. The signal pattern is expressed by a binary number, and eight different signal patterns from “0000” to “0111” are sequentially transmitted in the direction divided into eight, respectively. In this case, as shown in FIG. 4C, since the search signal including the signal pattern “0001” is transmitted to the charging device 40, the charging device 40 receives “0001” from the received search signal. The signal pattern is extracted. When the charging device 40 extracts the signal “0001”, a non-directional response signal including a signal pattern “0001” is transmitted from the speaker 45 this time. FIG. 4D is a diagram when a non-directional response signal is transmitted toward the surroundings.

ロボット20は、指向性の探索信号を発信した後、充電装置からの応答信号の受信を待つ(s106)。このとき、予め設定してある一定時間内に応答信号を受信しなければ、ロボット20は移動機構35を駆動して移動し(s106)、再びs104に戻って移動後の位置で指向性探索信号を発信する動作以降を繰り返す。
応答信号を受信したときは、応答信号から信号パターンを抽出し、探索信号に含めていた信号パターンと比較して、同一信号パターン(「0001」)を見つけることにより、発信方向を特定する(s107)。
充電装置40の方向が「0001」方向であることを特定すると、ロボット20は移動機構35により充電装置40の方向に向けて移動する(s108)。図4(e)は、
ロボット20が「0001」方向に移動する状態を説明する図である。
After transmitting the directivity search signal, the robot 20 waits for reception of a response signal from the charging device (s106). At this time, if the response signal is not received within a predetermined time set in advance, the robot 20 moves by driving the moving mechanism 35 (s106), returns to s104 again, and directivity search signal at the moved position. Repeat the operation to send.
When the response signal is received, the signal pattern is extracted from the response signal, and compared with the signal pattern included in the search signal, the same signal pattern (“0001”) is found to identify the transmission direction (s107). ).
If it is specified that the direction of the charging device 40 is the “0001” direction, the robot 20 moves toward the charging device 40 by the moving mechanism 35 (s108). FIG. 4 (e)
It is a figure explaining the state which the robot 20 moves to a "0001" direction.

続いて、充電装置40に到達したかを把握し(s109)、到達していないときはs104に戻って、同様の動作を繰り返す。到達したときは、充電動作を開始する(s110)。以上の動作により、ロボット20に充電を行うことができる。充電が終了すると、s102に戻り、通常動作を繰り返す。   Subsequently, it is ascertained whether the charging device 40 has been reached (s109), and if not reached, the process returns to s104 and the same operation is repeated. When it reaches, the charging operation is started (s110). With the above operation, the robot 20 can be charged. When the charging is completed, the process returns to s102 and the normal operation is repeated.

本発明は、充電電源を搭載したロボットを充電するための充電誘導システムに利用することができる。   The present invention can be used in a charge induction system for charging a robot equipped with a charging power source.

本発明の一実施形態であるロボット充電誘導システムの構成を示すブロック図。1 is a block diagram showing a configuration of a robot charge induction system that is an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態であるロボット充電誘導システムの外観図。1 is an external view of a robot charge induction system that is an embodiment of the present invention. 図1のロボット充電誘導システムによる動作手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the operation | movement procedure by the robot charge induction system of FIG. 図3の動作手順中の各状態を説明する摸式図。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating each state during the operation procedure of FIG. 3.

符号の説明Explanation of symbols

10 ロボット充電誘導システム
20 ロボット
21 筐体
23 指向性のスピーカ
24 マイク
30 制御部
31 充電電源
33 方向別探索信号発信部
34 応答信号受信部
35 移動機構
36 残容量検出部
38 方向特定部
40 充電装置
44 マイク
45 非指向性のスピーカ
46 充電装置本体
48 探索信号受信部
49 信号パターン抽出部
50 非指向性応答信号発信部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Robot charge guidance system 20 Robot 21 Case 23 Directional speaker 24 Microphone 30 Control part 31 Charge power supply 33 Direction-specific search signal transmission part 34 Response signal reception part 35 Movement mechanism 36 Remaining capacity detection part 38 Direction specific part 40 Charging apparatus 44 Microphone 45 Non-directional speaker 46 Charging device body 48 Search signal receiving unit 49 Signal pattern extracting unit 50 Non-directional response signal transmitting unit

Claims (4)

動力源として充電電源を搭載するロボットを充電装置に誘導して充電するロボット充電誘導システムであって、
ロボットは、発信方向ごとに異なる信号パターンを有する指向性の探索信号を発信する方向別探索信号発信部と、充電装置から発信される応答信号を受信する応答信号受信部とを備え、
充電装置は、ロボットからの探索信号を受信する探索信号受信部と、受信した探索信号に含まれる信号パターンを抽出する信号パターン抽出部と、抽出した信号パターンに対応した信号パターンを有する非指向性の応答信号を作成して発信する非指向性応答信号発信部とを備え、
さらに、ロボットは応答信号受信部が受信した応答信号に含まれる信号パターンに基づいて充電装置の方向を特定する方向特定部と、方向特定部により特定された方向にロボットを移動する移動機構とを備えることを特徴とするロボット充電誘導システム。
A robot charge induction system for charging a robot equipped with a charging power source as a power source by guiding it to a charging device,
The robot includes a direction-specific search signal transmitter that transmits a directivity search signal having a different signal pattern for each transmission direction, and a response signal receiver that receives a response signal transmitted from the charging device,
The charging device includes a search signal receiving unit that receives a search signal from the robot, a signal pattern extraction unit that extracts a signal pattern included in the received search signal, and a non-directional characteristic that has a signal pattern corresponding to the extracted signal pattern A non-directional response signal transmitter for generating and transmitting a response signal of
Furthermore, the robot includes a direction specifying unit that specifies the direction of the charging device based on a signal pattern included in the response signal received by the response signal receiving unit, and a moving mechanism that moves the robot in the direction specified by the direction specifying unit. A robot charge induction system comprising:
充電装置の非指向性応答信号部が発信する応答信号の信号パターンは、その充電装置の探索信号受信部が受信した探索信号の信号パターンと同一であることを特徴とする請求項1に記載のロボット充電誘導システム。 The signal pattern of the response signal transmitted by the non-directional response signal unit of the charging device is the same as the signal pattern of the search signal received by the search signal receiving unit of the charging device. Robot charge induction system. 方向別探索信号発信部が発信する探索信号は、少なくとも電磁波、音波、光のいずれかを用いることを特徴とする請求項1に記載のロボット充電誘導システム。 The robot charge induction system according to claim 1, wherein the search signal transmitted by the direction-specific search signal transmission unit uses at least one of electromagnetic waves, sound waves, and light. 応答信号発信部が発信する応答信号は、少なくとも電磁波、音波、光のいずれかを用いることを特徴とする請求項1に記載のロボット充電誘導システム。 The robot charge induction system according to claim 1, wherein at least one of electromagnetic waves, sound waves, and light is used as a response signal transmitted by the response signal transmitter.
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