JP2007122240A

JP2007122240A - Moving device

Info

Publication number: JP2007122240A
Application number: JP2005311241A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Omori; 猛司大森
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2007-05-17

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exactly detect a moving direction of a moving body without having to use an expensive sensor, and exactly control a moving direction of a moving body with a low cost in a moving device. SOLUTION: The moving body carries an obstacle sensor and a gyro, and moves while avoiding an obstacle by controlling from a control unit, and while detecting a moving direction angle. When the moving body starts moving toward a direction in which the moving direction angle becomes 0 (rad) on the basis of an initial direction angle 0 (rad) (S1), and when the detected angle becomes to include an error and result in being B (rad) (S2), the moving body moves in a direction differing from the reference direction of 0 (rad). If an obstacle is detected on the periphery of the moving body (S3: obstacle on the right, obstacle on the left), the control unit carries out an obstacle avoiding motion, and at the same time, it corrects the detected moving direction angle B (rad) by adding or subtracting a prescribed correction value A (rad) thereto or therefrom (S41, S42). This correction is conducted for every obstacle avoiding motion. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、障害物を回避しながら移動体が路面上を移動する移動装置に関する。 The present invention relates to a moving device in which a moving body moves on a road surface while avoiding an obstacle.

従来より、例えば掃除ロボット、自動搬送ロボットのような、路面上を移動する移動装置が実用化されている。このような移動装置としては、移動体の周囲の障害物を検知する障害物センサを備えたものが知られている。移動装置の移動体は、この障害物センサの検知信号に基いて障害物を回避しながら移動する。 Conventionally, a moving device that moves on a road surface, such as a cleaning robot and an automatic transfer robot, has been put into practical use. As such a moving device, one having an obstacle sensor for detecting an obstacle around a moving body is known. The moving body of the moving device moves while avoiding the obstacle based on the detection signal of the obstacle sensor.

また、このような移動装置としては、移動体の移動方向角を検知しながら、路面上で移動体の移動方向が所定の方向となるように制御を行い移動するものが知られている。移動装置において、移動体の移動方向角は、例えば特許文献１に示されるように、路面上を転動する２つの車輪の回転角より算出することにより検出される。また、移動体が例えば角速度センサを搭載しており、移動方向角を、この角速度センサの値を積分して算出することにより検出するように構成されている移動装置も知られている。 As such a moving device, there is known a device that moves while controlling the moving direction of the moving body to be a predetermined direction on the road surface while detecting the moving direction angle of the moving body. In the moving device, the moving direction angle of the moving body is detected by calculating from the rotation angles of the two wheels rolling on the road surface as disclosed in Patent Document 1, for example. There is also known a moving device in which a moving body is equipped with, for example, an angular velocity sensor, and a moving direction angle is detected by integrating and calculating a value of the angular velocity sensor.

しかしながら、移動方向角を、車輪の回転角より算出したり、例えば安価なジャイロ等用いて算出する際には、誤差が生じやすいという問題がある。この誤差は、移動体の移動が継続するに従って積算されて大きなものとなってしまうものである。検出された移動方向角の誤差が大きくなってしまうと、移動体の実際の移動方向角と、検出された移動方向角とが互いに大きく異なる状態となるため、移動体を所定の方向に正確に移動させることができなくなる。 However, there is a problem that an error is likely to occur when the moving direction angle is calculated from the rotation angle of the wheel or is calculated using, for example, an inexpensive gyroscope. This error is accumulated and becomes larger as the moving body continues to move. If the error in the detected moving direction angle becomes large, the actual moving direction angle of the moving body and the detected moving direction angle are greatly different from each other. Cannot be moved.

検出された移動方向角の誤差を小さくすることは、例えば高精度の角速度センサであるレーザジャイロ等を用いることにより可能になる。しかしながら、レーザジャイロ等の高精度の角速度センサは高価であり、移動装置が高コスト化してしまうという問題がある。
特開平９−１６７０１６号公報 It is possible to reduce the error in the detected moving direction angle by using, for example, a laser gyro which is a highly accurate angular velocity sensor. However, high-accuracy angular velocity sensors such as laser gyros are expensive, and there is a problem that the cost of the moving device increases.
JP-A-9-167016

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、高価なセンサを用いることなく、移動体の移動方向角を正確に検出することが可能であり、移動体の移動方向を正確に制御することが可能な、低コストな移動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can accurately detect the moving direction angle of the moving body without using an expensive sensor, and accurately control the moving direction of the moving body. It is an object of the present invention to provide a low-cost mobile device that can be used.

上記目的を達成するため請求項１の発明は、移動体の周囲の障害物を検知する障害物センサの検知信号に基いて障害物を回避しながら移動体が走行移動する移動装置において、前記移動体の移動方向角を検出する移動方向検出手段と、前記障害物センサの検知信号に応じて前記移動体が障害物を回避しながら移動するように制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記移動方向検出手段により移動方向角を算出する際に生じる誤差を、誤差量に応じた所定値にて、障害物の回避動作時に補正するものである。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a mobile device in which a mobile object travels while avoiding an obstacle based on a detection signal of an obstacle sensor that detects an obstacle around the mobile object. A moving direction detecting means for detecting a moving direction angle of the body; and a control unit for controlling the moving body to move while avoiding the obstacle according to a detection signal of the obstacle sensor, Is to correct an error that occurs when the moving direction angle is calculated by the moving direction detecting means with a predetermined value corresponding to the error amount during the obstacle avoiding operation.

請求項１の発明によれば、障害物の回避動作時に、制御部が、移動方向検出手段により移動方向角を算出する際に生じる誤差を所定値にて補正するので、移動体の移動方向角を正確に検出することが可能となり、移動体の移動方向を正確に制御することが可能となる。また、移動方向角を正確に検出するために高価なセンサを用いる必要がないため、移動装置を低コストな構成にすることが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, during the obstacle avoidance operation, the control unit corrects an error generated when the movement direction angle is calculated by the movement direction detection means with the predetermined value. Can be accurately detected, and the moving direction of the moving body can be accurately controlled. Further, since it is not necessary to use an expensive sensor to accurately detect the moving direction angle, the moving device can be configured at a low cost.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る移動装置を図１（ａ）、（ｂ）及び図２に示す。この移動装置１は、図１（ａ）、（ｂ）に矢印で示す方向を前方として、例えば屋内の路面Ｆ上を各方向に自律移動するような自動搬送ロボットであり、例えば書類等を屋内のある部屋から別の部屋へと搬送するような用途等に用いられるものである。この移動装置１は、移動体２の右側、左側にそれぞれ回動自在に設けられている２つの駆動輪３ａ，３ｂと、移動体２の背面に回動自在に設けられている補助輪３ｃと、駆動輪３ａ，３ｂをそれぞれ駆動する駆動モータ４ａ，４ｂと、移動体２の周囲の障害物を検知するための障害物センサ５と、移動体２の路面Ｆ上での移動方向角を検出するジャイロ（移動方向検出手段）６と、駆動モータ４ａ，４ｂを制御することにより移動体２を路面Ｆ上で移動させる制御部７と、ユーザの操作により制御部７にコマンドを送信する操作インターフェイス８と、を備えている。操作インターフェイス８は、例えば外部から操作可能なタッチパネル等により構成されている。ユーザは操作インターフェイス８を操作することにより、移動装置１に種々の移動動作等を実行させることができる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. A moving apparatus according to the present embodiment is shown in FIGS. The moving device 1 is an automatic transfer robot that autonomously moves in each direction on an indoor road surface F, for example, with the direction indicated by an arrow in FIGS. It is used for applications such as transporting from one room to another. The moving device 1 includes two drive wheels 3 a and 3 b that are rotatably provided on the right and left sides of the moving body 2, and an auxiliary wheel 3 c that is rotatably provided on the back surface of the moving body 2. , Driving motors 4a and 4b for driving the driving wheels 3a and 3b, an obstacle sensor 5 for detecting obstacles around the moving body 2, and a moving direction angle of the moving body 2 on the road surface F are detected. Operating gyro (moving direction detecting means) 6, a control unit 7 for moving the moving body 2 on the road surface F by controlling the drive motors 4a and 4b, and an operation interface for transmitting commands to the control unit 7 by user operation 8 and. The operation interface 8 is configured by, for example, a touch panel that can be operated from the outside. The user can cause the moving apparatus 1 to execute various moving operations by operating the operation interface 8.

駆動輪３ａ，３ｂは、例えばリムにゴム製のタイヤを装着して構成されている。駆動輪３ａ，３ｂは、このタイヤが路面Ｆ上に接地した状態で駆動モータ４ａ，４ｂにより駆動されて、路面Ｆ上を転動する。補助輪３ｃは、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、移動体２の背面の駆動輪３ａ，３ｂとは離れた位置に、路面Ｆ上に接地するように設けられている。この補助輪３ｃは、モータ等による駆動力が加えられない従動輪である。すなわち、移動体２は、駆動輪３ａ，３ｂ及び補助輪３ｃが路面Ｆ上に接地した状態で、倒れないように自立している。なお、駆動輪３ａ，３ｂ及び補助輪３ｃの構成は、これに限られるものではない。 The drive wheels 3a and 3b are configured, for example, by attaching a rubber tire to a rim. The drive wheels 3a and 3b are driven by the drive motors 4a and 4b in a state where the tire is grounded on the road surface F, and roll on the road surface F. As shown in FIGS. 1A and 1B, the auxiliary wheel 3 c is provided on the road surface F at a position away from the driving wheels 3 a and 3 b on the back surface of the moving body 2. The auxiliary wheel 3c is a driven wheel to which a driving force by a motor or the like is not applied. That is, the moving body 2 is self-supporting so as not to fall down in a state where the drive wheels 3a and 3b and the auxiliary wheel 3c are grounded on the road surface F. The configurations of the drive wheels 3a and 3b and the auxiliary wheel 3c are not limited to this.

駆動モータ４ａ，４ｂは、例えばバッテリ（図示せず）から電力が供給されており、このバッテリと共に移動体２に収納されている。駆動モータ４ａ，４ｂは、後述のように、制御部７により制御され、その制御に応じた出力トルク及び回転速度で、それぞれ駆動輪３ａ，３ｂを駆動する。すなわち、この移動装置１は、制御部７が駆動モータ４ａ，４ｂを制御し、駆動モータ４ａ，４ｂがそれぞれ駆動輪３ａ，３ｂを互いに同じ回転速度で駆動することにより移動体２を前方又は後方に直進させる。また、駆動モータ４ａ，４ｂが駆動輪３ａ，３ｂを互いに異なる回転速度で駆動し、移動体２の左右で前後方向への移動速度差を生じさせることにより、それまでの前後方向とは異なる方向に移動体２を移動させる。なお、この駆動モータ４ａ，４ｂには、その回転速度を計測するためのエンコーダが設けられている。エンコーダにより計測された回転速度情報は制御部７に送信され、制御部７が移動体２の移動距離等を算出することができるように構成されている。 The drive motors 4a and 4b are supplied with power from, for example, a battery (not shown), and are housed in the moving body 2 together with the battery. As will be described later, the drive motors 4a and 4b are controlled by the control unit 7 and drive the drive wheels 3a and 3b, respectively, with an output torque and a rotational speed corresponding to the control. That is, in the moving device 1, the control unit 7 controls the drive motors 4a and 4b, and the drive motors 4a and 4b respectively drive the drive wheels 3a and 3b at the same rotational speed to move the moving body 2 forward or backward. Go straight on. In addition, the drive motors 4a and 4b drive the drive wheels 3a and 3b at different rotational speeds to cause a difference in the movement speed in the front-rear direction on the left and right of the moving body 2, thereby making the direction different from the previous front-rear direction. The moving body 2 is moved to. The drive motors 4a and 4b are provided with an encoder for measuring the rotational speed. The rotational speed information measured by the encoder is transmitted to the control unit 7 so that the control unit 7 can calculate the moving distance of the moving body 2 and the like.

障害物センサ５は、例えば超音波センサであり、本実施形態においては、移動体２の周囲の略全てをその検出範囲とするように複数個設けられている。この障害物センサ５は、制御部７と通信可能に構成されており、例えば移動体２の周囲の所定距離範囲内に壁面、人、柱等の障害物が存在するとき、この障害物を検知して検知信号を制御部７に通知する。なお、障害物センサ５は、超音波センサに限られるものではなく、例えば画像センサや、赤外線センサ等でもよい。 The obstacle sensor 5 is, for example, an ultrasonic sensor. In the present embodiment, a plurality of obstacle sensors 5 are provided so that substantially all of the periphery of the moving body 2 is within the detection range. The obstacle sensor 5 is configured to be able to communicate with the control unit 7. For example, when an obstacle such as a wall surface, a person, or a pillar exists within a predetermined distance range around the moving body 2, the obstacle sensor 5 detects the obstacle. Then, the detection signal is notified to the control unit 7. The obstacle sensor 5 is not limited to the ultrasonic sensor, and may be, for example, an image sensor or an infrared sensor.

ジャイロ６は、例えば振動式のジャイロであり、移動体２の内部に、制御部７と通信可能に設けられている。このジャイロ６は、移動体２の、路面Ｆに対して略垂直な軸周りの角速度を検出可能なものである。ジャイロ６により検出された移動体２の角速度値は、制御部７へと逐次送信される。そして、制御部７によりこの角速度値が時間で積分されることにより、移動体２の路面Ｆ上での移動方向角が算出される。なお、本実施形態において、この移動方向角は、路面Ｆ上の所定の基準方向に対する移動体２の前面の向きを示すものである。 The gyro 6 is a vibration gyro, for example, and is provided inside the mobile body 2 so as to be able to communicate with the control unit 7. The gyro 6 can detect the angular velocity of the moving body 2 around an axis substantially perpendicular to the road surface F. The angular velocity value of the moving body 2 detected by the gyro 6 is sequentially transmitted to the control unit 7. Then, the angular velocity value is integrated with time by the control unit 7, whereby the moving direction angle of the moving body 2 on the road surface F is calculated. In the present embodiment, the moving direction angle indicates the direction of the front surface of the moving body 2 with respect to a predetermined reference direction on the road surface F.

制御部７は、例えばマイコン等により構成されているものであり、駆動モータ４ａ，４ｂ、障害物センサ５、ジャイロ６、及び操作インターフェイス８とそれぞれ通信可能に構成されている。制御部７は、例えば操作インターフェイス８から送られたコマンドや移動経路等を記憶する記憶部７ａを有している。本実施形態において、制御部７は、操作インターフェイス８から送られたコマンドや、障害物を検出した障害物センサ５から送られた検知信号、また、駆動モータ４ａ，４ｂの各回転速度から算出された移動体２の移動距離、ジャイロ６により検出された値から算出された移動体２の移動方向角等に従って、駆動モータ４ａ，４ｂの各出力トルクを制御する。この駆動モータ４ａ，４ｂの各出力トルクの制御は、各駆動モータ４ａ，４ｂの各出力トルクを監視しながら駆動モータ４ａ，４ｂに印加される電圧及び電流を制御することにより行われる。 The control unit 7 is configured by, for example, a microcomputer, and is configured to be able to communicate with the drive motors 4a and 4b, the obstacle sensor 5, the gyro 6 and the operation interface 8, respectively. The control unit 7 includes a storage unit 7a that stores, for example, commands and movement paths sent from the operation interface 8. In the present embodiment, the control unit 7 is calculated from the command sent from the operation interface 8, the detection signal sent from the obstacle sensor 5 that has detected the obstacle, and the rotational speeds of the drive motors 4a and 4b. The output torques of the drive motors 4a and 4b are controlled according to the moving distance of the moving body 2 and the moving direction angle of the moving body 2 calculated from the value detected by the gyro 6. The output torques of the drive motors 4a and 4b are controlled by controlling the voltages and currents applied to the drive motors 4a and 4b while monitoring the output torques of the drive motors 4a and 4b.

本実施形態において、制御部７は、移動体２が例えば操作インターフェイス８を介してユーザにより設定された路面Ｆ上の移動経路を移動するように制御を行う。すなわち、制御部７は、移動経路上のある地点において、移動体２がその移動経路上を沿うように所定の方向に向け移動するように制御を行う。なお、この移動経路は、例えば予め記憶部７ａに記憶されているものでもよく、又は、ユーザにより指定された目的地点にたどり着くように、制御部７により自動的に生成されるようなものであってもよい。 In the present embodiment, the control unit 7 performs control so that the moving body 2 moves on the road F on the road surface F set by the user via the operation interface 8, for example. That is, the control unit 7 performs control so that the moving body 2 moves in a predetermined direction along the moving path at a certain point on the moving path. The travel route may be stored in advance in the storage unit 7a, for example, or may be automatically generated by the control unit 7 so as to reach the destination point designated by the user. May be.

ここで、制御部７は、ジャイロ６を用いて検出された移動方向角を補正するための所定の補正値を有している。本実施形態において、この補正値は、制御部７が、後述のように障害物の回避動作を制御する時に、検出された移動方向角に加減算される。この動作について以下に説明する。 Here, the control unit 7 has a predetermined correction value for correcting the moving direction angle detected using the gyro 6. In the present embodiment, this correction value is added to or subtracted from the detected moving direction angle when the control unit 7 controls the obstacle avoidance operation as will be described later. This operation will be described below.

図３は、移動装置１の移動時の制御部７による制御の流れの一例を示す。本実施形態において、制御部７には、上述の補正値として、例えばＡ（ｒａｄ）が予め設定されているとする。先ず、移動体２が、初期方向角０（ｒａｄ）を基準として、移動方向角が０（ｒａｄ）となる方向に向けて移動を開始する（Ｓ１）。このとき、移動体２は、制御部７により前面を移動方向角０（ｒａｄ）に向けて移動するように、すなわち直進するように制御されており、障害物センサ５を動作させながら、また、上述のようにジャイロ６を用いて移動方向角を検出しながら移動する。 FIG. 3 shows an example of the flow of control by the control unit 7 when the mobile device 1 is moving. In the present embodiment, it is assumed that, for example, A (rad) is preset in the control unit 7 as the correction value. First, the moving body 2 starts moving in a direction in which the moving direction angle becomes 0 (rad) with reference to the initial direction angle 0 (rad) (S1). At this time, the moving body 2 is controlled by the control unit 7 so as to move the front surface toward the moving direction angle 0 (rad), that is, to move straight, and while operating the obstacle sensor 5, As described above, the gyro 6 is used to move while detecting the moving direction angle.

ここで、しばらく移動が継続されたとき、検出された移動方向角が誤差を含むようになり、例えばＢ（ｒａｄ）になったとする（Ｓ２）。このとき、制御部７は、検出された移動方向角がＢ（ｒａｄ）から０（ｒａｄ）に戻るように、移動体２の移動方向角を変更させるように制御を行って移動を継続させる。このような制御が行われると、移動体２は、基準の向きである０（ｒａｄ）とは異なる向きに移動するようになる。 Here, when the movement is continued for a while, it is assumed that the detected moving direction angle includes an error, for example, B (rad) (S2). At this time, the control unit 7 continues the movement by performing control so as to change the movement direction angle of the moving body 2 so that the detected movement direction angle returns from B (rad) to 0 (rad). When such control is performed, the moving body 2 moves in a direction different from 0 (rad) which is the reference direction.

このように、検出された移動方向角が誤差を含むようになり、さらに移動を継続しているとき、例えば、移動体２の右側周辺に障害物が検知されたとする（Ｓ３：右に障害物）。移動体２の右側に障害物が検知されると、制御部７は、移動体２を例えば上面から見て反時計回り方向に回転させて、検知された障害物を回避するように制御を行う。そして、制御部７は、この障害物回避動作を行うと同時に、検出された移動方向角Ｂ（ｒａｄ）を、Ｂ（ｒａｄ）から補正値Ａ（ｒａｄ）を減算したＢ−Ａ（ｒａｄ）に置き換える（Ｓ４１）。このように、検出された移動方向角から補正値Ａ（ｒａｄ）を減算した値を新しく検出された移動方向角として、引き続き、その検出された移動方向角が０（ｒａｄ）となるように移動を継続する（Ｓ２にリターン）。 As described above, when the detected moving direction angle includes an error and the movement is continued, for example, an obstacle is detected around the right side of the moving body 2 (S3: an obstacle on the right side). ). When an obstacle is detected on the right side of the moving body 2, the control unit 7 performs control so as to avoid the detected obstacle by rotating the moving body 2 in a counterclockwise direction when viewed from the top, for example. . And the control part 7 performs this obstacle avoidance operation | movement, and at the same time, the detected moving direction angle B (rad) is subtracted the correction value A (rad) from B (rad) to B-A (rad). Replace (S41). In this way, a value obtained by subtracting the correction value A (rad) from the detected moving direction angle is set as a newly detected moving direction angle, and the moving direction angle is continuously moved to 0 (rad). Is continued (return to S2).

移動体２の左側周辺に障害物が検知されたとき（Ｓ３：左に障害物）には、上述とは反対の向きに制御が行われる。すなわち、移動体２の左側に障害物が検知されると、制御部７は、例えば移動体２を上面から見て時計回り方向に回転させて障害物回避動作を行うと同時に、検出された移動方向角Ｂ（ｒａｄ）を、Ｂ（ｒａｄ）に補正値Ａ（ｒａｄ）を加算したＢ＋Ａ（ｒａｄ）に置き換える（Ｓ４２）。そして、検出された移動方向角から補正値Ａ（ｒａｄ）を加算した値を新しく検出された移動方向角として、引き続き、その検出された移動方向角が０（ｒａｄ）となるように移動を継続する（Ｓ２にリターン）。また、検出された移動方向角が誤差角を含んでいても、障害物が検出されないときには（Ｓ３：ＮＯ）、検出された移動方向角の補正等を行わず、そのまま移動するように制御が継続される（Ｓ４３）。 When an obstacle is detected around the left side of the moving body 2 (S3: obstacle on the left), control is performed in the opposite direction to the above. That is, when an obstacle is detected on the left side of the moving body 2, the control unit 7 performs the obstacle avoiding operation by rotating the moving body 2 in the clockwise direction when viewed from the top, for example, and at the same time, the detected movement The direction angle B (rad) is replaced with B + A (rad) obtained by adding the correction value A (rad) to B (rad) (S42). Then, the value obtained by adding the correction value A (rad) from the detected moving direction angle is used as the newly detected moving direction angle, and the movement is continued so that the detected moving direction angle becomes 0 (rad). (Return to S2). Further, even if the detected moving direction angle includes an error angle, if no obstacle is detected (S3: NO), the control is continued so that the detected moving direction angle is not corrected, and the moving direction angle is not changed. (S43).

このような、障害物の回避動作時に、移動方向角に補正値を加減算することにより行われる移動方向角の補正は、繰り返して行われるものである。例えば、上述の場合において、移動体２の右側の障害物回避時に移動方向角がＢ−Ａ（ｒａｄ）とされた後、さらに再度移動体２の右側に障害物が検知されて回避動作が行われるときには、その時点の移動方向角からさらに補正値Ａ（ｒａｄ）が減算されることにより、移動方向角はＢ−２Ａ（ｒａｄ）となる。すなわち、補正値は、回避動作が行われる毎に蓄積されるように移動方向角に加減算され、移動方向角の補正量としては、移動方向角の誤差量に応じた所定値となる。 In such an obstacle avoidance operation, the correction of the movement direction angle performed by adding and subtracting the correction value to and from the movement direction angle is repeatedly performed. For example, in the above case, after the obstacle direction on the right side of the moving body 2 is avoided, the moving direction angle is set to B-A (rad), and then the obstacle is detected again on the right side of the moving body 2 and the avoidance operation is performed. In this case, the correction direction A (rad) is further subtracted from the current moving direction angle, so that the moving direction angle becomes B-2A (rad). That is, the correction value is added to or subtracted from the movement direction angle so as to be accumulated every time the avoidance operation is performed, and the correction amount of the movement direction angle becomes a predetermined value corresponding to the error amount of the movement direction angle.

以下に、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照して、上述のような制御動作の一例をより具体的に説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、路面Ｆ上での移動体２の前面の向きを矢印Ｘ、移動体２の左側面の向きを矢印Ｙにて示す。以下の説明において、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の右方向（図に点線で示す）を基準の方向、すなわち０（ｒａｄ）とし、また、移動体２の前面の路面Ｆに対して略垂直な軸周りの向きを、上面から見て反時計回り方向が正の方向とする。移動体２は、例えば、図４（ａ）に示すように、左右がそれぞれ壁面Ｗｌ，Ｗｒで挟まれた路面上を移動するものとする。また、制御部７には、予め補正値として例えば、０．０２６１（ｒａｄ）が設定されているとする。 Hereinafter, an example of the control operation as described above will be described more specifically with reference to FIGS. 4 (a), 4 (b), and 4 (c). 4A, 4 B, and 4 C, the direction of the front surface of the moving body 2 on the road surface F is indicated by an arrow X, and the direction of the left side surface of the moving body 2 is indicated by an arrow Y. In the following description, the right direction in FIGS. 4A, 4B, and 4C (indicated by a dotted line in the figure) is the reference direction, that is, 0 (rad), and the road surface F on the front surface of the moving body 2 The direction around the axis that is substantially perpendicular to the direction is the positive direction in the counterclockwise direction when viewed from above. As shown in FIG. 4A, for example, the moving body 2 moves on a road surface sandwiched between wall surfaces Wl and Wr. In addition, it is assumed that 0.0261 (rad) is set in the control unit 7 in advance as a correction value, for example.

先ず、移動体２が、図４（ａ）に示すように、初期方向角０（ｒａｄ）を基準として、移動方向角が０（ｒａｄ）となる方向に向けて直進移動しているとする。このとき、図に矢印Ｄで示すジャイロ６を用いて検出された移動方向角が、正の値になったとする。この状態は、検出された移動方向角と、移動体２の目標とする移動方向角である０（ｒａｄ）とが異なっている状態である。従って、制御部７は、検出された移動方向角が０（ｒａｄ）となるように、図４（ｂ）に示すように、移動体２を時計回りの方向に、すなわち移動方向角が減少する方向に回転させるような制御を行う。この制御が行われた後、矢印Ｄで示す検出された移動方向角は略０（ｒａｄ）となるが、この時、矢印Ｘで示す移動体２の実際の移動方向角は、本来の基準の方向である０（ｒａｄ）に対して、例えば角度φ１だけずれた方向となる。 First, as shown in FIG. 4A, it is assumed that the moving body 2 is moving straight toward the direction in which the moving direction angle is 0 (rad) with reference to the initial direction angle 0 (rad). At this time, it is assumed that the moving direction angle detected by using the gyro 6 indicated by the arrow D in the figure becomes a positive value. This state is a state in which the detected moving direction angle is different from 0 (rad) which is the target moving direction angle of the moving body 2. Therefore, the control unit 7 reduces the moving body 2 in the clockwise direction, that is, the moving direction angle, as shown in FIG. 4B, so that the detected moving direction angle becomes 0 (rad). Control to rotate in the direction. After this control is performed, the detected moving direction angle indicated by the arrow D becomes approximately 0 (rad). At this time, the actual moving direction angle of the moving body 2 indicated by the arrow X is the original reference angle. For example, the direction is shifted by an angle φ1 with respect to 0 (rad) as the direction.

上述のように移動体２の移動方向が変更され、検出された移動方向角が０（ｒａｄ）になるように直進移動が継続されると、移動体２が右側の右壁Ｗｒに接近する。移動体２が右壁Ｗｒに接近し、障害物センサ５がこの右壁Ｗｒを障害物として検知すると、図４（ｃ）に示すように、制御部７は、移動体２を反時計回りの方向に、すなわち移動方向角が増加する方向に回転させて障害物回避動作を行う。制御部７は、この障害物回避動作を行うと同時に、検出された移動方向角を、φ１（ｒａｄ）から補正値０．０２６１（ｒａｄ）を減算したφ１−０．０２６１（ｒａｄ）に置き換える。 As described above, when the moving direction of the moving body 2 is changed and the straight movement is continued so that the detected moving direction angle becomes 0 (rad), the moving body 2 approaches the right wall Wr on the right side. When the moving body 2 approaches the right wall Wr and the obstacle sensor 5 detects the right wall Wr as an obstacle, the control unit 7 moves the moving body 2 counterclockwise as shown in FIG. The obstacle avoiding operation is performed by rotating in the direction, that is, the direction in which the moving direction angle increases. At the same time as performing the obstacle avoidance operation, the control unit 7 replaces the detected movement direction angle with φ1−0.0261 (rad) obtained by subtracting the correction value 0.0261 (rad) from φ1 (rad).

このように、検出された移動方向角が補正されると、検出された移動方向角と実際の移動方向角との誤差が補正される。すなわち、制御部７により、検出された移動方向角が補正された後にこの移動方向角が０（ｒａｄ）となるように制御が行われると、移動体２の実際の移動方向角がより０（ｒａｄ）に近づき、移動体２がより正確に移動経路上を移動可能となる。 Thus, when the detected movement direction angle is corrected, an error between the detected movement direction angle and the actual movement direction angle is corrected. That is, when the control unit 7 performs control so that the detected moving direction angle becomes 0 (rad) after the detected moving direction angle is corrected, the actual moving direction angle of the moving body 2 becomes more 0 ( rad) is approached, and the moving body 2 can move on the movement path more accurately.

なお、上述の場合において、例えば移動体２が左壁Ｗｌに接近するような場合には、検出された移動方向角の補正は、移動方向角に補正値を加算することにより行われる。この場合も上述と同様に、移動体２の実際の移動方向角がより０（ｒａｄ）に近づくようになる。また、例えば上述のような、検出された移動方向角から補正値を減算するような制御が行われた後、検出された移動方向角の誤差が大きくなる等して再度移動体２が右壁Ｗｒを回避する動作を行ったときには、そのときの検出された移動方向角からさらに補正値を減算するように、すなわち補正値を蓄積するようにして、移動方向角が補正される。 In the above case, for example, when the moving body 2 approaches the left wall W1, the detected movement direction angle is corrected by adding a correction value to the movement direction angle. In this case as well, the actual moving direction angle of the moving body 2 becomes closer to 0 (rad) as described above. Further, for example, after the control for subtracting the correction value from the detected moving direction angle as described above is performed, the error of the detected moving direction angle becomes large, and the moving body 2 is again connected to the right wall. When the operation for avoiding Wr is performed, the movement direction angle is corrected so that the correction value is further subtracted from the detected movement direction angle at that time, that is, the correction value is accumulated.

このように、本実施形態においては、ジャイロ６を用いて検出された移動方向角が誤差を含むようになったとき、制御部７が、障害物を回避する動作に合わせて、検出された移動方向角の補正を行うことにより、検出された移動方向角を実際の移動方向角に近づくように補正することができる。これにより、移動体２の移動方向角を正確に検出することが可能となるので、制御部７が、移動体２の移動方向を正確に制御可能となる。また、検出された移動方向角が誤差を含んでも補正して正確なものにすることができるので、移動方向角を正確に検出するために高価なセンサを用いる必要がなく、移動装置１を低コストな構成にすることが可能となる。 As described above, in the present embodiment, when the movement direction angle detected using the gyro 6 includes an error, the control unit 7 detects the movement detected in accordance with the operation of avoiding the obstacle. By correcting the direction angle, it is possible to correct the detected movement direction angle so as to approach the actual movement direction angle. Thereby, since the moving direction angle of the moving body 2 can be accurately detected, the control unit 7 can accurately control the moving direction of the moving body 2. In addition, since the detected movement direction angle can be corrected even if it includes an error, it can be made accurate, so that it is not necessary to use an expensive sensor to accurately detect the movement direction angle, and the movement apparatus 1 can be reduced. A costly configuration can be achieved.

なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。例えば、この移動装置１は、ジャイロ６を用いず、制御部７が、駆動輪３ａ，３ｂの回転角の差から、移動体２の移動方向角を算出するものであってもよく、また、ジャイロ６が検出する角速度の情報と駆動輪３ａ，３ｂの回転角の情報を併用して移動方向角を算出するようなものであってもよい。このような構成であっても、上述と同様に、障害物の回避動作時に、例えば所定の補正値を用いて検出された移動方向角を補正することにより、移動方向角を正確に検出することが可能となる。また、検出された移動方向角の補正方法は上述に限られるものではなく、例えば、検出された移動方向角に所定の補正値を乗商算したりしてもよい。また、例えば障害物を回避するために移動体２を回転させた量等に応じて、移動方向角の補正量を例えば所定の数式等により算出し、算出された補正値を誤差量に応じた所定値として、移動方向角の補正に用いるようにしてもよい。 In addition, this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various deformation | transformation is possible suitably in the range which does not change the meaning of invention. For example, the moving device 1 may be one in which the gyro 6 is not used and the control unit 7 calculates the moving direction angle of the moving body 2 from the difference between the rotation angles of the drive wheels 3a and 3b. The moving direction angle may be calculated by using the information on the angular velocity detected by the gyro 6 and the information on the rotation angle of the drive wheels 3a and 3b. Even in such a configuration, the movement direction angle can be accurately detected by correcting the movement direction angle detected using, for example, a predetermined correction value during the obstacle avoidance operation, as described above. Is possible. Further, the correction method of the detected movement direction angle is not limited to the above, and for example, a predetermined correction value may be multiplied by the detected movement direction angle. Further, for example, the correction amount of the moving direction angle is calculated by, for example, a predetermined formula according to the amount by which the moving body 2 is rotated in order to avoid the obstacle, and the calculated correction value is determined according to the error amount. The predetermined value may be used for correcting the movement direction angle.

また、移動装置１は、例えば補助輪３ｃを有しておらず、駆動輪３ａ，３ｂのみを路面Ｆ上に接地させてバランスをとりながら自立するようなものであってもよく、また、操作インターフェイス８を有さず、予め設定された所定の移動動作のみを行うものであってもよい。さらに、移動装置１は、移動経路を自律移動するのではなく、外部からの無線信号等を受信して、その無線信号に応じて路面Ｆ上を移動したり、またユーザによる操作により駆動モータ４ａ，４ｂを駆動して路面Ｆ上を移動するような構成であってもよい。すなわち、本発明は、障害物センサを搭載しており、制御部７の制御により、障害物を回避しながら、また例えばジャイロ６等の移動方向検出手段を用いて移動方向角を検出しながら走行移動する移動装置１に適用されるものであり、検出された移動方向角の補正を障害物回避時に行うことにより、移動方向角を正確に検出することが可能となる。 Further, the moving device 1 may not have the auxiliary wheel 3c, for example, and may be such that only the driving wheels 3a and 3b are grounded on the road surface F and are self-supporting while being balanced. The interface 8 may not be provided and only a predetermined movement operation set in advance may be performed. Furthermore, the mobile device 1 does not autonomously move along the movement route, but receives a wireless signal from the outside and moves on the road surface F in accordance with the wireless signal, or by a user operation, the driving motor 4a. , 4b may be driven to move on the road surface F. That is, the present invention is equipped with an obstacle sensor and travels while avoiding an obstacle under the control of the control unit 7 and detecting a moving direction angle using a moving direction detecting means such as a gyro 6. The present invention is applied to the moving apparatus 1 that moves, and the movement direction angle can be accurately detected by correcting the detected movement direction angle at the time of obstacle avoidance.

（ａ）は本発明の一実施形態に係る移動装置の一例を示す上面図、（ｂ）は同移動装置の側面図。(A) is a top view which shows an example of the moving apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is a side view of the moving apparatus. 同移動装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the movement apparatus. 同移動装置の制御の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of control of the movement apparatus. （ａ）は同移動装置の移動動作の一例を示す上面図、（ｂ）は（ａ）の後の動作を示す上面図、（ｃ）は（ｂ）の後の動作を示す上面図。(A) is a top view showing an example of a moving operation of the moving device, (b) is a top view showing an operation after (a), and (c) is a top view showing an operation after (b).

Explanation of symbols

１移動装置
２移動体
５障害物センサ
６ジャイロ（移動方向検出手段）
７制御部
1 moving device 2 moving body 5 obstacle sensor 6 gyro (moving direction detecting means)
7 Control unit

Claims

In the mobile device in which the mobile body travels while avoiding the obstacle based on the detection signal of the obstacle sensor that detects the obstacle around the mobile body,
A moving direction detecting means for detecting a moving direction angle of the moving body;
A control unit that controls the moving body to move while avoiding the obstacle according to a detection signal of the obstacle sensor, and
The control device corrects an error that occurs when the moving direction angle is calculated by the moving direction detection unit with a predetermined value corresponding to the error amount during an obstacle avoiding operation.