JP2008065418A - Autonomous running device, program, and recording medium - Google Patents

Autonomous running device, program, and recording medium Download PDF

Info

Publication number
JP2008065418A
JP2008065418A JP2006239833A JP2006239833A JP2008065418A JP 2008065418 A JP2008065418 A JP 2008065418A JP 2006239833 A JP2006239833 A JP 2006239833A JP 2006239833 A JP2006239833 A JP 2006239833A JP 2008065418 A JP2008065418 A JP 2008065418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
distance
obstacle
output amount
sensor output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006239833A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Koda
哲也 甲田
Tadashi Nakatani
直史 中谷
Izumi Yamaura
泉 山浦
Osamu Eguchi
修 江口
Kazuhiro Kuroyama
和宏 黒山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2006239833A priority Critical patent/JP2008065418A/en
Publication of JP2008065418A publication Critical patent/JP2008065418A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autonomous running device which can measure a distance to an obstacle correctly without using a sensor means. <P>SOLUTION: The autonomous running device is equipped with; a first sensor means 3 which sequentially measures distances to the obstacle 2; a second sensor means 9 which measures a fixed distance to the obstacle; first and second sensor distance decision means 6, 10 which decide distances from the sensor means 3, 9 to the obstacle; a map storage means 7 which stores the sensor output quantity information for every position in a room to run; a sensor output quantity decision means 8 which decides the sensor output quantity of the first sensor means 3 from the distance information to the obstacle 2 by the sensor distance decision means 6, 10 and the sensor output quantity information of the map storage means 7, outputs to the map memory means 7. Thereby, the sensor output quantity of the first sensor means 3 is adjusted by the second sensor means 9 and the distance to the obstacle can be measured correctly. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、障害物までの距離を測定しながら走行する自律走行装置とプログラムおよび記録媒体に関するものである。   The present invention relates to an autonomous traveling device that travels while measuring a distance to an obstacle, a program, and a recording medium.

従来、この種の自律走行装置は、超音波センサで障害物までの距離を測定した距離情報に基づいて障害物を避けながら任意の場所まで移動するものである(例えば、特許文献1参照)。
特許第3184467号公報
Conventionally, this type of autonomous traveling device moves to an arbitrary location while avoiding an obstacle based on distance information obtained by measuring the distance to the obstacle with an ultrasonic sensor (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent No. 3184467

しかしながら、前記従来の構成では、超音波の送信時間と反射波の受信時間の時間差で障害物までの距離を測定するものであるため、超音波センサのエネルギー量が小さいと障害物による反射波が小さくなり、受信時間を確定できず障害物までの距離が測定できず、逆に、超音波のエネルギー量が大きいと障害物の多重反射によって混信が起こり、正確な受信時間がわからず、これまた障害物までの距離が測定できないという課題があった。   However, in the conventional configuration, since the distance to the obstacle is measured by the time difference between the transmission time of the ultrasonic wave and the reception time of the reflected wave, when the energy amount of the ultrasonic sensor is small, the reflected wave due to the obstacle is generated. The reception time cannot be determined and the distance to the obstacle cannot be measured, and conversely, if the amount of ultrasonic energy is large, interference will occur due to multiple reflections of the obstacle, and the exact reception time will not be known. There was a problem that the distance to the obstacle could not be measured.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、センサ手段によらず障害物までの距離を正確に測定できる自律走行装置とプログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an autonomous traveling device, a program, and a recording medium that can accurately measure the distance to an obstacle regardless of sensor means.

前記従来の課題を解決するために、本発明の自律走行装置は、走行装置本体の走行にともない障害物までの距離を順次測定する第一のセンサ手段と、障害物までの一定の距離のみを測定する第二のセンサ手段と、第一、第二のセンサ手段のセンサ出力から障害物までの距離を決定し、第一、第二の距離として出力する第一、第二のセンサ距離決定手段と、走行装置本体が走行を行う部屋の位置ごとのセンサ出力量情報を記憶するマップ記憶手段と、第一、第二のセンサ距離決定手段による障害物までの第一、第二の距離情報と、マップ記憶手段が記憶するセンサ出力量情報とから第一のセンサ手段のセンサ出力量を決定し、マップ記憶手段へセンサ出力量情報として出力するセンサ出力量決定手段とを備えたものである。   In order to solve the above-described conventional problems, the autonomous traveling device of the present invention includes first sensor means for sequentially measuring the distance to an obstacle as the traveling device body travels, and only a certain distance to the obstacle. Second sensor means for measuring, and first and second sensor distance determining means for determining the distance from the sensor output of the first and second sensor means to the obstacle and outputting the distance as the first and second distances And map storage means for storing sensor output amount information for each position of the room where the traveling device body travels, and first and second distance information to the obstacle by the first and second sensor distance determination means, The sensor output amount information stored in the map storage means is determined from the sensor output amount information of the first sensor means, and is output to the map storage means as sensor output amount information.

これによって、障害物までの距離を順次測定する第一のセンサ手段のセンサ出力量は、障害物までの一定の距離のみを測定する第二のセンサ手段で調整されることになり、障害物までの距離を正確に測定できることになる。   Thereby, the sensor output amount of the first sensor means for sequentially measuring the distance to the obstacle is adjusted by the second sensor means for measuring only a certain distance to the obstacle. The distance can be measured accurately.

また、自律走行装置のプログラムは、コンピュータ上に実現できるため、容易に使用者に手段を提供することができる。   In addition, since the program of the autonomous traveling device can be realized on a computer, means can be easily provided to the user.

また、プログラムを記録した読みとり可能な記録媒体は、プログラムの配布・更新やそのインストール作業が容易にできるものである。   In addition, a readable recording medium on which the program is recorded can easily distribute / update the program and install the program.

本発明の自律走行装置とプログラムおよび記録媒体は、センサ手段によらず障害物までの距離を正確に測定できるものである。   The autonomous traveling device, the program, and the recording medium of the present invention can accurately measure the distance to the obstacle regardless of the sensor means.

第1の発明は、走行装置本体の走行にともない障害物までの距離を順次測定する第一のセンサ手段と、障害物までの一定の距離のみを測定する第二のセンサ手段と、第一、第二のセンサ手段のセンサ出力から障害物までの距離を決定し、第一、第二の距離として出力する第一、第二のセンサ距離決定手段と、走行装置本体が走行を行う部屋の位置ごとのセンサ出力量情報を記憶するマップ記憶手段と、第一、第二のセンサ距離決定手段による障害物までの第一、第二の距離情報と、マップ記憶手段が記憶するセンサ出力量情報とから第一のセンサ手段のセンサ出力量を決定し、マップ記憶手段へセンサ出力量情報として出力するセンサ出力量決定手段とを備えた自律走行装置とするものである。これによって、障害物までの距離を順次測定する第一のセンサ手段のセンサ出力量は、障害物までの一定の距離のみを測定する第二のセンサ手段で調整されることになり、障害物までの距離を正確に測定できることになる。   The first invention includes first sensor means for sequentially measuring the distance to the obstacle as the traveling apparatus body travels, second sensor means for measuring only a certain distance to the obstacle, The first and second sensor distance determining means for determining the distance from the sensor output of the second sensor means to the obstacle and outputting the distance as the first and second distances, and the position of the room where the traveling device body travels Map storage means for storing sensor output amount information for each, first and second distance information to the obstacle by the first and second sensor distance determination means, sensor output amount information stored by the map storage means, Thus, the autonomous traveling device is provided with sensor output amount determining means for determining the sensor output amount of the first sensor means and outputting the sensor output amount information to the map storage means as sensor output amount information. Thereby, the sensor output amount of the first sensor means for sequentially measuring the distance to the obstacle is adjusted by the second sensor means for measuring only a certain distance to the obstacle. The distance can be measured accurately.

第2の発明は、特に、第1の発明において、第一のセンサ手段は、センサ出力を出力する第一のセンサ出力手段と、センサ出力が障害物に反射した反射波を入力する第一のセンサ入力手段とを有し、第一のセンサ出力手段と第一のセンサ入力手段との送受信時間から障害物までの距離を測定するようにしたことにより、障害物までの距離を正確に測定できるものである。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the first sensor means is the first sensor output means for outputting the sensor output, and the first sensor input the reflected wave reflected by the obstacle. The distance to the obstacle can be accurately measured by measuring the distance to the obstacle from the transmission / reception time between the first sensor output means and the first sensor input means. Is.

第3の発明は、特に、第1または第2の発明において、第二のセンサ手段は、接触センサで構成したことにより、障害物の確実な検知が可能となることから、より正確な第一のセンサ手段によるセンサ出力量の決定を行うことができる。   In the third invention, in particular, in the first or second invention, the second sensor means is constituted by a contact sensor, so that an obstacle can be detected reliably. The sensor output amount by the sensor means can be determined.

第4の発明は、特に、第1〜第3のいずれか1つの発明において、第一のセンサ距離決定手段による第一の距離が第二のセンサ距離決定手段による第二の距離よりも短いと、第一のセンサ手段の出力量を大きくすることにより、より正確な第一のセンサ手段の出力量を決定することができる。つまり、第一のセンサ手段で障害物を認識せずに、第二のセンサ手段で障害物が存在することは、第一のセンサ手段の出力量が小さいために障害物を検知できないことであるから、第一のセンサ手段の出力量を大きくすることにより、障害物検知能力を向上させるものである。   According to a fourth aspect of the present invention, in particular, in any one of the first to third aspects, the first distance by the first sensor distance determining unit is shorter than the second distance by the second sensor distance determining unit. By increasing the output amount of the first sensor means, the more accurate output amount of the first sensor means can be determined. In other words, the fact that there is an obstacle in the second sensor means without the obstacle being recognized by the first sensor means that the obstacle cannot be detected because the output amount of the first sensor means is small. Therefore, the obstacle detection capability is improved by increasing the output amount of the first sensor means.

第5の発明は、特に、第1〜第4のいずれか1つの発明において、第一のセンサ距離決定手段は、第一のセンサ入力手段により障害物からの反射波が混信していると判断すると、第一のセンサ手段の出力量を小さくすることにより、混信を低減することができ、より安定した障害物検知を行うことができる。   In a fifth aspect of the invention, in particular, in any one of the first to fourth aspects of the invention, the first sensor distance determining means determines that the reflected wave from the obstacle is interfering with the first sensor input means. Then, by reducing the output amount of the first sensor means, interference can be reduced and more stable obstacle detection can be performed.

第6の発明は、特に、第1〜第5のいずれか1つの発明において、マップ記憶手段は、その記憶するマップ情報をマップ表示手段により使用者に表示するようにしたことにより、使用者に部屋の状況を視覚的に教え、修正、補正を容易に行うことができるので、より正確な障害物検知を行うことができる。   In the sixth invention, in particular, in any one of the first to fifth inventions, the map storage means displays the stored map information to the user by the map display means. Since the situation of the room can be visually taught and corrected and corrected easily, more accurate obstacle detection can be performed.

第7の発明は、特に、第1〜第6のいずれか1つの発明の自律走行装置における機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラムとすることにより、プログラムは、コンピュータ上に実現できるため、容易に使用者に手段を提供することができる。   In the seventh aspect of the invention, in particular, the program can be realized on the computer by making the computer execute at least a part of the functions of the autonomous mobile device according to any one of the first to sixth aspects of the invention. Therefore, a means can be easily provided to the user.

第8の発明は、特に、第7の発明におけるプログラムを記録した読みとり可能な記録媒体とすることにより、プログラムの配布・更新やそのインストール作業が容易にできるものである。   In the eighth aspect of the invention, in particular, by using a readable recording medium that records the program in the seventh aspect of the invention, the program can be easily distributed / updated and installed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における自律走行装置を示すものである。
(Embodiment)
FIG. 1 shows an autonomous traveling device according to an embodiment of the present invention.

図に示すように、本実施の形態における自律走行装置は、走行装置本体1の走行にともない障害物2までの距離を順次測定する第一のセンサ手段3と、障害物2までの一定の距離のみを測定する第二のセンサ手段9と、第一、第二のセンサ手段3、9のセンサ出力から障害物2までの距離を決定し、第一、第二の距離として出力する第一、第二のセンサ距離決定手段6、10と、走行装置本体1が走行を行う部屋の位置ごとのセンサ出力量情報を記憶するマップ記憶手段7と、第一、第二のセンサ距離決定手段6、10による障害物2までの第一、第二の距離情報と、マップ記憶手段7が記憶するセンサ出力量情報とから第一のセンサ手段3のセンサ出力量を決定し、マップ記憶手段7へセンサ出力量情報として出力するセンサ出力量決定手段8とを備えている。   As shown in the figure, the autonomous traveling device in the present embodiment includes a first sensor means 3 that sequentially measures the distance to the obstacle 2 as the traveling device body 1 travels, and a constant distance to the obstacle 2. Second sensor means 9 for measuring only the first and second sensor means 3, 9 determines the distance from the sensor output of the first sensor means 3, 9 to the obstacle 2, and outputs the first and second distances as the first, Second sensor distance determining means 6, 10, map storage means 7 for storing sensor output amount information for each position of the room where the traveling apparatus body 1 travels, first and second sensor distance determining means 6, 10 determines the sensor output amount of the first sensor means 3 from the first and second distance information to the obstacle 2 and the sensor output amount information stored in the map storage means 7, and sends the sensor to the map storage means 7. Sensor output amount determining means to output as output amount information And a 8.

第一のセンサ手段3は、本実施の形態では超音波センサから構成されており、障害物2に対して超音波をセンサ出力量決定手段5の出力量でセンサ出力する第一のセンサ出力手段3aと、センサ出力が障害物2に反射した反射波を入力する第一のセンサ入力手段3bとを有し、第一のセンサ出力手段3aと第一のセンサ入力手段3bとの送受信時間から障害物2までの距離を測定するようにしている。また、第一のセンサ手段3は走行装置本体1に設置され、モータ11、車輪14によって移動しながら、走行装置本体1と障害物2の距離を測定する。   The first sensor means 3 is composed of an ultrasonic sensor in the present embodiment, and first sensor output means for outputting an ultrasonic wave to the obstacle 2 with the output amount of the sensor output amount determining means 5. 3a and a first sensor input means 3b for inputting a reflected wave whose sensor output is reflected by the obstacle 2, and the obstacle is determined from the transmission and reception time between the first sensor output means 3a and the first sensor input means 3b. The distance to the object 2 is measured. The first sensor means 3 is installed in the traveling apparatus main body 1 and measures the distance between the traveling apparatus main body 1 and the obstacle 2 while moving by the motor 11 and the wheels 14.

第一のセンサ距離決定手段6は、第一のセンサ出力手段3aによる送信時間と第一のセンサ入力手段3bによる受信時間を入力として、障害物2と走行装置本体1の距離を計算し第一の距離として出力する。   The first sensor distance determining means 6 calculates the distance between the obstacle 2 and the traveling apparatus body 1 by using the transmission time by the first sensor output means 3a and the reception time by the first sensor input means 3b as inputs. Is output as a distance.

第二のセンサ手段9は、本実施の形態では走行装置本体1のバンパに設けた接触センサから構成されており、障害物2に接触することにより障害物2までの距離を測定し、その結果を第二の距離として第二のセンサ距離決定手段10に出力する。第二のセンサ距離決定手段10は、第二のセンサ手段9の結果に基づいて、障害物2と走行装置本体1の距離を計算し、第二の距離として出力する。   In the present embodiment, the second sensor means 9 is composed of a contact sensor provided on the bumper of the traveling apparatus main body 1, and measures the distance to the obstacle 2 by contacting the obstacle 2, and as a result. Is output to the second sensor distance determining means 10 as the second distance. The second sensor distance determining means 10 calculates the distance between the obstacle 2 and the traveling apparatus body 1 based on the result of the second sensor means 9 and outputs it as the second distance.

マップ記憶手段7は、走行する部屋のマップ位置に応じた第一のセンサ出力手段3aのセンサ出力量を記憶している。マップ記憶手段7は、走行位置検出手段13により走行する部屋の走行位置が入力されると、走行位置に対応したセンサ出力量をセンサ出力量決定手段5に出力する。   The map storage means 7 stores the sensor output amount of the first sensor output means 3a according to the map position of the traveling room. The map storage means 7 outputs the sensor output amount corresponding to the travel position to the sensor output amount determination means 5 when the travel position of the traveling room is input by the travel position detection means 13.

センサ出力量決定手段8は、第一のセンサ距離決定手段6による第一の距離と第二のセンサ距離決定手段10による第二の距離、マップ記憶手段7のセンサ出力量を入力として、より最適な第一のセンサ出力手段3aの出力量を決定し、マップ記憶手段7に出力する。マップ記憶手段7では、センサ出力量決定手段8からのセンサ出力量と現在記憶しているセンサ出力量を比較して、更新されていると判断すると、現在の走行装置本体1の位置に対応するマップのセンサ出力量を更新する。   The sensor output amount determining means 8 receives the first distance from the first sensor distance determining means 6, the second distance from the second sensor distance determining means 10, and the sensor output amount from the map storage means 7 as inputs, and is more optimal. The output amount of the first sensor output means 3 a is determined and output to the map storage means 7. When the map storage means 7 compares the sensor output amount from the sensor output amount determination means 8 with the currently stored sensor output amount and determines that it has been updated, it corresponds to the current position of the traveling apparatus body 1. Update the map sensor output.

また、走行位置検出手段13は、車輪14、モータ11、モータ制御手段12から走行装置本体1の位置を測定し、センサ出力量決定手段8に走行位置として出力する。   The travel position detection means 13 measures the position of the travel device main body 1 from the wheel 14, the motor 11, and the motor control means 12 and outputs it to the sensor output amount determination means 8 as the travel position.

また、マップ表示手段15を有し、マップ記憶手段7の記憶するマップ情報を使用者に表示するようにしており、使用者に部屋の状況を視覚的に教え、修正、補正を容易に行うことができ、より正確な障害物検知を行うことが可能なものである。   Further, it has a map display means 15 and displays the map information stored in the map storage means 7 to the user so that the user can be visually informed of the situation of the room and can be easily corrected and corrected. It is possible to detect obstacles more accurately.

そして、上記した自律走行装置における各手段の機能の少なくとも一部はコンピュータにより実行するためのプログラムとしており、プログラムはコンピュータで読みとり可能な記録媒体に記録しているものである。   In addition, at least a part of the functions of each means in the above-described autonomous traveling device is a program that is executed by a computer, and the program is recorded on a computer-readable recording medium.

次に、本実施の形態における自律走行装置の動作について説明する。   Next, the operation of the autonomous traveling device in the present embodiment will be described.

まず、図2に基づいて、第一のセンサ距離決定手段6の動作を説明する。ただし、第一のセンサ手段3として超音波センサを用いた場合を示している。   First, based on FIG. 2, operation | movement of the 1st sensor distance determination means 6 is demonstrated. However, the case where an ultrasonic sensor is used as the first sensor means 3 is shown.

第一のセンサ出力手段3aである送信センサによる超音波の送信波と、第一のセンサ入力手段3bである受信センサによる障害物から反射した反射波を時間経過とともに示している。一般的に知られるように、送信した時間t1と反射波を受信した受信時間t2と障害物の距離xとの間には
x=(t2−t1)/(2・v)
の関係がある。ただし、vは超音波の速度である。
The ultrasonic transmission wave by the transmission sensor which is the first sensor output means 3a and the reflected wave reflected from the obstacle by the reception sensor which is the first sensor input means 3b are shown with time. As is generally known, x = (t2−t1) / (2 · v) between the transmission time t1, the reception time t2 of receiving the reflected wave, and the distance x of the obstacle.
There is a relationship. Where v is the velocity of the ultrasonic wave.

また、図に示すように、その他の波として、送信センサから受信センサに筐体で伝搬したり、回り込んだりして発生する直接波が存在する。   Further, as shown in the figure, as other waves, there is a direct wave generated by propagating or wrapping around from the transmission sensor to the reception sensor in the casing.

一般に、反射波の受信時間t2を検知するために、図の点線で示すしきい値を設け、その値以上になった時間を受信時間t2とすることで、直接波による誤検知の防止、反射波による受信時間t2の確定を行う。   Generally, in order to detect the reception time t2 of the reflected wave, a threshold indicated by a dotted line in the figure is provided, and the time exceeding the value is set as the reception time t2, thereby preventing erroneous detection due to direct waves and reflection. The reception time t2 by the wave is determined.

次に、送信波と反射波のエネルギー関係について以下で説明する。ただし、ここではエネルギーを示す指標として、送信波と反射波の大きさ、つまり、振幅を使用する。   Next, the energy relationship between the transmitted wave and the reflected wave will be described below. However, here, the magnitude of the transmitted wave and the reflected wave, that is, the amplitude is used as an index indicating energy.

反射波の大きさは送信波の大きさに比例する。また、反射波の大きさは、反射波の対象とする障害物の種類によって異なり、布製ソファ、径の小さい丸棒などは、同じ距離、送信波の大きさでも、反射波の大きさは小さくなる。よって、反射波が小さいとしきい値よりも小さくなるため、障害物までの距離を測定できないという不具合が生じる。   The magnitude of the reflected wave is proportional to the magnitude of the transmitted wave. In addition, the magnitude of the reflected wave varies depending on the type of obstacle to be reflected, and cloth sofas, round bars with a small diameter, etc. have a smaller reflected wave size even at the same distance and transmitted wave size. Become. Therefore, if the reflected wave is small, it becomes smaller than the threshold value, which causes a problem that the distance to the obstacle cannot be measured.

逆に、障害物を壁とした場合、反射波は、同じ距離、送信波の大きさでも大きくなる。よって、送信波が大きい場合は、図3に示すように、超音波は対象とする障害物だけでなく、その他の障害物、または走行装置本体1と障害物2との間で多重反射を起こすことにより、受信センサで反射波も多重に出現する混信現象を引き起こす可能性がある。そして、最悪の場合、障害物2と走行装置本体1の間で正確に距離を測定できないという不具合が生じる。   On the other hand, when the obstacle is a wall, the reflected wave becomes large even at the same distance and the magnitude of the transmitted wave. Therefore, when the transmission wave is large, as shown in FIG. 3, the ultrasonic wave causes multiple reflections not only between the target obstacle but also other obstacles or between the traveling apparatus main body 1 and the obstacle 2. As a result, there is a possibility of causing an interference phenomenon in which reflected waves also appear multiple times at the receiving sensor. In the worst case, there arises a problem that the distance cannot be accurately measured between the obstacle 2 and the traveling device body 1.

したがって、本実施の形態では、状況に応じて送信波の大きさを選択するものとする。反射波が小さく、障害物2を検知できない場合は、送信波のエネルギーを大きくすることにより反射波も大きして、障害物2の検知確率を大きくする。また、逆に、反射波の混信現象が起こっている場合は、送信波のエネルギーを小さくすることで、混信による誤検知の確率を小さくする。   Therefore, in this embodiment, the magnitude of the transmission wave is selected according to the situation. When the reflected wave is small and the obstacle 2 cannot be detected, the reflected wave is increased by increasing the energy of the transmission wave, and the detection probability of the obstacle 2 is increased. Conversely, when the interference phenomenon of reflected waves occurs, the probability of erroneous detection due to interference is reduced by reducing the energy of the transmission wave.

これを、第一のセンサ距離決定手段6と第二のセンサ距離決定手段10とセンサ出力決定手段8で具体的に実現する。   This is specifically realized by the first sensor distance determining means 6, the second sensor distance determining means 10 and the sensor output determining means 8.

ここで、第一のセンサ手段3を超音波センサにより非接触で距離測定をする方式、第二のセンサ手段9を接触センサで距離測定をする方式を採用する。第二のセンサ手段9は接触式で測距を行うため、確実に障害物2の測距を行うことができる。そこで、第一のセンサ手段3である超音波センサで測距できずに、障害物2を第二のセンサ手段9で検知した場合(第一のセンサ距離決定手段6による第一の距離が第二のセンサ距離決定手段10による第二の距離よりも短い場合)は、障害物検知を確実に行うためにその地点の送信波のエネルギーを大きくする。よって、超音波センサによる障害物検知の確率を大きくすることができる。   Here, a system in which the first sensor means 3 performs distance measurement by an ultrasonic sensor in a non-contact manner and a system in which the second sensor means 9 performs distance measurement by a contact sensor are employed. Since the second sensor means 9 measures the distance by a contact type, the obstacle 2 can be reliably measured. Therefore, when the obstacle 2 cannot be measured by the ultrasonic sensor as the first sensor means 3 and the obstacle 2 is detected by the second sensor means 9 (the first distance by the first sensor distance determining means 6 is the first distance). When the distance is shorter than the second distance by the second sensor distance determining means 10), the energy of the transmission wave at that point is increased in order to reliably detect the obstacle. Therefore, the probability of obstacle detection by the ultrasonic sensor can be increased.

また、超音波の反射波が混信状態であると判断すると、次の走行で障害物2の誤検知の確率を減少させるために、その地点の送信波のエネルギーを小さくする。そうすることにより、超音波センサによる誤検知の確率を小さくすることができる。   If it is determined that the reflected wave of the ultrasonic wave is in an interference state, the energy of the transmission wave at that point is reduced in order to reduce the probability of erroneous detection of the obstacle 2 in the next run. By doing so, the probability of erroneous detection by the ultrasonic sensor can be reduced.

上記動作によると、確実に検知する第二のセンサ手段9のデータで、超音波の送信波の大きさが適正であるかどうかを判断し、第一のセンサ手段3を適正値になるように変更を行うことができる。   According to the above operation, whether or not the magnitude of the ultrasonic transmission wave is appropriate is determined based on the data of the second sensor means 9 that is reliably detected, and the first sensor means 3 is set to an appropriate value. Changes can be made.

上記動作を実現するために、第一のセンサ手段3である超音波センサを用いて非接触式で障害物2と走行装置本体1の第一の距離を第一のセンサ距離決定手段6を用いて行う。同様に、第二のセンサ距離決定手段10は、第二のセンサ手段9の接触センサを用いて第二の距離を計算する。   In order to realize the above operation, the first sensor distance determining means 6 is used to determine the first distance between the obstacle 2 and the traveling apparatus body 1 in a non-contact manner using the ultrasonic sensor as the first sensor means 3. Do it. Similarly, the second sensor distance determining means 10 calculates the second distance using the contact sensor of the second sensor means 9.

センサ出力量決定手段8では、超音波センサを用いた第一の距離と接触センサを用いた第二の距離を比較する。第一の距離が入力されていないのに第二の距離が入力された場合は超音波センサの送信波のエネルギーが小さいとして、マップ記憶手段7で記憶するその地点の送信波のエネルギー量を大きくなる方に更新する。   The sensor output amount determining means 8 compares the first distance using the ultrasonic sensor and the second distance using the contact sensor. When the first distance is not input but the second distance is input, the energy of the transmission wave of the ultrasonic sensor is assumed to be small, and the energy amount of the transmission wave at that point stored in the map storage means 7 is increased. Update to become.

また、第一のセンサ距離決定手段6による第一のセンサ距離が図3に示す混信状態、つまり、反射波が多数存在し、距離が確定できない状態と判断すると、超音波センサの送信波のエネルギーが大きいとして、マップ記憶手段7で記憶するその地点の送信波のエネルギー量を小さい方に更新する。   Further, if it is determined that the first sensor distance by the first sensor distance determining means 6 is in the interference state shown in FIG. 3, that is, a state in which many reflected waves exist and the distance cannot be determined, the energy of the transmission wave of the ultrasonic sensor Is larger, the energy amount of the transmitted wave at that point stored in the map storage means 7 is updated to a smaller value.

次の走行で走行装置本体1が走行する際に、マップ記憶手段7が記憶するその地点の送信波エネルギーになるように、センサ出力量決定手段5で第一のセンサ出力手段3aを調節する。よって、過去の障害物の検知状況、障害状況から超音波センサの送信波のエネルギーを決定するので、より安定した障害物の測距を行うことができる。   When the travel device body 1 travels in the next travel, the sensor output amount determination means 5 adjusts the first sensor output means 3a so that the transmission wave energy at that point stored in the map storage means 7 is obtained. Therefore, since the energy of the transmission wave of the ultrasonic sensor is determined from the past obstacle detection state and obstacle state, it is possible to perform more stable distance measurement of the obstacle.

図4は、ある地点での走行回数を横軸に送信波のエネルギーを縦軸にして、送信波のエネルギーの遍歴を図示したものである。この図に示すように、走行回数が少ないときは、送信波のエネルギーが小さいとして送信波のエネルギーを大きくし、ある一定の走行回数を経過すると送信波のエネルギーは一定の値になることがわかる。送信波のエネルギーが一定になることは安定した障害物の測距を行うことができる状態となったことを示している。   FIG. 4 illustrates the history of the energy of the transmission wave, with the number of travels at a certain point as the horizontal axis and the energy of the transmission wave as the vertical axis. As shown in this figure, when the number of times of travel is small, it is understood that the energy of the transmitted wave is increased because the energy of the transmitted wave is small, and the energy of the transmitted wave becomes a constant value after a certain number of times of travel. . The constant energy of the transmitted wave indicates that a stable obstacle can be measured.

図5は、送信波のパルス回数を横軸に送信波のパルス数縦軸にして、送信波のエネルギーを図示したものである。送信波のエネルギーを変更する方法として、送信波の振幅を変える方法があるが、より簡単な方法として送信波のパルス数を用いる方法について説明する。   FIG. 5 illustrates the energy of the transmission wave, with the number of pulses of the transmission wave as the horizontal axis and the pulse number of the transmission wave as the vertical axis. As a method of changing the energy of the transmission wave, there is a method of changing the amplitude of the transmission wave. As a simpler method, a method of using the number of pulses of the transmission wave will be described.

送信波を発生する超音波センサは圧電素子を機械振動させ、音波を発生する方式である。よって、図5に示すように、パルス数と送信波のエネルギーは無関係ではなく、ある一定のパルスまではパルス数が増加すると送信波のエネルギーも増加していくことが一般に知られている。そこで、送信波のエネルギーを増加させるためには、送信波のパルス数を増加させるとよいことがわかる。   An ultrasonic sensor that generates a transmission wave is a system that generates a sound wave by mechanically vibrating a piezoelectric element. Accordingly, as shown in FIG. 5, it is generally known that the number of pulses and the energy of the transmission wave are not irrelevant, and that the energy of the transmission wave increases as the number of pulses increases up to a certain pulse. Thus, it can be seen that in order to increase the energy of the transmission wave, it is better to increase the number of pulses of the transmission wave.

センサ出力量決定手段5は、マップ記憶手段7が記憶する送信波のエネルギーになるように送信波のパルス回数を決定し、そのパルス回数だけ超音波センサによる超音波を発振する。   The sensor output amount determination unit 5 determines the number of transmission wave pulses so that the energy of the transmission wave stored in the map storage unit 7 is obtained, and oscillates ultrasonic waves from the ultrasonic sensor by the number of pulses.

次に、マップ記憶手段7の動作について図6で説明する。   Next, the operation of the map storage means 7 will be described with reference to FIG.

図6(a)は、走行する部屋を上から見た図である。ただし、ソファ、タンス、椅子も同時に示した。また、図6(b)は、図6(a)の部屋を一定回数以上走行して決定したときの送信波のエネルギー量を示している。ただし、部屋を単位距離ごとに区切ったセルごとの値を示した。   FIG. 6A is a view of a traveling room as viewed from above. However, the sofa, chiffon and chair are also shown. FIG. 6B shows the amount of energy of the transmission wave when the room in FIG. 6A is determined by traveling a predetermined number of times or more. However, the value for each cell obtained by dividing the room into unit distances is shown.

この図6により、部屋の周壁に近いところは、反射波による混信がおきるために送信波のエネルギー量が小さくなること、ソファのような超音波の反射率が低いものの周囲では障害物を検知するために送信波のエネルギーが大きくなることがわかる。   As shown in FIG. 6, near the surrounding wall of the room, interference due to reflected waves occurs, so that the amount of energy of the transmitted waves is reduced, and obstacles are detected in the vicinity of the ultrasonic wave having a low reflectance such as a sofa. Therefore, it can be seen that the energy of the transmission wave increases.

マップ記憶手段7では、一例にて示したセルごとの送信波のエネルギー量を記憶しており、走行位置検出手段13による走行位置に応じた送信波のエネルギー量をセンサ出力量決定手段5、センサ出力量決定手段8に出力する。また、マップ記憶手段7は、センサ出力量決定手段8で決定した送信波のエネルギー量を走行位置検出手段13による走行位置に相当するセルに書き込む。   The map storage means 7 stores the energy amount of the transmission wave for each cell shown in the example, and the sensor output amount determination means 5, Output to the output amount determination means 8. Further, the map storage means 7 writes the energy amount of the transmission wave determined by the sensor output amount determination means 8 in a cell corresponding to the travel position by the travel position detection means 13.

上記したように、本実施の形態の自律走行装置は、障害物までの距離を順次測定する第一のセンサ手段のセンサ出力量は、障害物までの一定の距離のみを測定する第二のセンサ手段で調整されることになり、障害物までの距離を正確に測定できる。   As described above, the autonomous traveling device of the present embodiment is configured so that the sensor output amount of the first sensor means that sequentially measures the distance to the obstacle is the second sensor that measures only a certain distance to the obstacle. The distance to the obstacle can be accurately measured.

また、第一のセンサ手段は、センサ出力を出力する第一のセンサ出力手段と、センサ出力が障害物に反射した反射波を入力する第一のセンサ入力手段とを有し、第一のセンサ出力手段と第一のセンサ入力手段との送受信時間から障害物までの距離を測定するようにしたことにより、障害物までの距離を正確に測定できるものである。   The first sensor means includes first sensor output means for outputting a sensor output, and first sensor input means for inputting a reflected wave reflected from the obstacle by the sensor output. By measuring the distance to the obstacle from the transmission / reception time between the output means and the first sensor input means, the distance to the obstacle can be measured accurately.

また、第二のセンサ手段は、接触センサで構成したことにより、障害物の確実な検知が可能となることから、より正確な第一のセンサ手段によるセンサ出力量の決定を行うことができる。   Further, since the second sensor means is constituted by a contact sensor, it is possible to reliably detect an obstacle, so that the sensor output amount by the first sensor means can be determined more accurately.

また、第一のセンサ距離決定手段による第一の距離が第二のセンサ距離決定手段による第二の距離よりも短いと、第一のセンサ手段の出力量を大きくすることにより、より正確な第一のセンサ手段の出力量を決定することができる。つまり、第一のセンサ手段で障害物を認識せずに、第二のセンサ手段で障害物が存在することは、第一のセンサ手段の出力量が小さいために障害物を検知できないことであるから、第一のセンサ手段の出力量を大きくすることにより、障害物検知能力を向上させるものである。   Further, if the first distance by the first sensor distance determining means is shorter than the second distance by the second sensor distance determining means, the output amount of the first sensor means is increased, so that the more accurate first The output amount of one sensor means can be determined. In other words, the fact that there is an obstacle in the second sensor means without the obstacle being recognized by the first sensor means that the obstacle cannot be detected because the output amount of the first sensor means is small. Therefore, the obstacle detection capability is improved by increasing the output amount of the first sensor means.

また、第一のセンサ距離決定手段は、第一のセンサ入力手段により障害物からの反射波が混信していると判断すると、第一のセンサ手段の出力量を小さくすることにより、混信を低減することができ、より安定した障害物検知を行うことができる。   Further, when the first sensor distance determining means determines that the reflected wave from the obstacle is interfered by the first sensor input means, the interference is reduced by reducing the output amount of the first sensor means. And more stable obstacle detection can be performed.

また、マップ記憶手段は、その記憶するマップ情報をマップ表示手段により使用者に表示するようにしたことにより、使用者に部屋の状況を視覚的に教え、修正、補正を容易に行うことができるので、より正確な障害物検知を行うことができる。   Further, the map storage means can display the stored map information to the user by the map display means, so that the user can visually teach the room situation and can easily make corrections and corrections. Therefore, more accurate obstacle detection can be performed.

また、自律走行装置における機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラムとすることにより、プログラムは、コンピュータ上に実現できるため、容易に使用者に手段を提供することができる。   Moreover, since a program for executing at least a part of the functions of the autonomous mobile device by a computer can be realized on the computer, means can be easily provided to the user.

また、プログラムを記録した読みとり可能な記録媒体とすることにより、プログラムの配布・更新やそのインストール作業が容易にできるものである。   In addition, by using a readable recording medium in which the program is recorded, the program can be easily distributed / updated and installed.

以上のように、本発明にかかる自律走行装置とプログラムおよび記録媒体は、センサ手段によらず障害物までの距離を正確に測定できるものであるので、掃除ロボット、カメラ搭載ロボット、芝刈りロボットなどの用途にも適応できる。   As described above, since the autonomous traveling device, the program, and the recording medium according to the present invention can accurately measure the distance to the obstacle regardless of the sensor means, a cleaning robot, a camera-mounted robot, a lawn mowing robot, etc. It can be adapted to other uses.

本発明の実施の形態における自律走行装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the autonomous traveling apparatus in embodiment of this invention 同自律走行装置における第一のセンサ距離決定手段の動作を示す図The figure which shows operation | movement of the 1st sensor distance determination means in the autonomous vehicle 同自律走行装置における反射波の混信状態を示す図The figure which shows the interference state of the reflected wave in the autonomous traveling device 同自律走行装置における走行回数と送信波のエネルギーの関係を示す図The figure which shows the relationship between the frequency | count of driving | running | working and the energy of a transmission wave in the autonomous traveling apparatus 同自律走行装置における送信波のパルス回数と送信波のエネルギーの関係を示す図The figure which shows the relationship between the pulse frequency of the transmission wave and the energy of the transmission wave in the autonomous traveling device (a)同自律走行装置が走行する部屋を上から見た図(b)同自律走行装置が部屋を一定回数以上走行して決定したときの送信波のエネルギー量を示す図(A) View of the room where the autonomous traveling device travels from above (b) Diagram showing the energy amount of the transmitted wave when the autonomous traveling device travels and determines the room more than a certain number of times

符号の説明Explanation of symbols

1 走行装置本体
2 障害物
3 第一のセンサ手段
3a 第一のセンサ出力手段
3b 第一のセンサ入力手段
5 センサ出力量決定手段
6 第一のセンサ距離決定手段
7 マップ記憶手段
8 センサ出力量決定手段
9 第二のセンサ手段
10 第二のセンサ距離決定手段
13 走行位置検出手段
15 マップ表示手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Traveling device main body 2 Obstacle 3 First sensor means 3a First sensor output means 3b First sensor input means 5 Sensor output amount determination means 6 First sensor distance determination means 7 Map storage means 8 Sensor output amount determination Means 9 Second sensor means 10 Second sensor distance determination means 13 Traveling position detection means 15 Map display means

Claims (8)

走行装置本体の走行にともない障害物までの距離を順次測定する第一のセンサ手段と、障害物までの一定の距離のみを測定する第二のセンサ手段と、第一、第二のセンサ手段のセンサ出力から障害物までの距離を決定し、第一、第二の距離として出力する第一、第二のセンサ距離決定手段と、走行装置本体が走行を行う部屋の位置ごとのセンサ出力量情報を記憶するマップ記憶手段と、第一、第二のセンサ距離決定手段による障害物までの第一、第二の距離情報と、マップ記憶手段が記憶するセンサ出力量情報とから第一のセンサ手段のセンサ出力量を決定し、マップ記憶手段へセンサ出力量情報として出力するセンサ出力量決定手段とを備えた自律走行装置。 A first sensor means for sequentially measuring a distance to an obstacle as the traveling apparatus body travels; a second sensor means for measuring only a certain distance to the obstacle; and a first sensor means and a second sensor means. First and second sensor distance determining means for determining the distance from the sensor output to the obstacle and outputting the first and second distances, and sensor output amount information for each position of the room where the traveling device body travels The first sensor means from the map storage means for storing, the first and second distance information to the obstacle by the first and second sensor distance determination means, and the sensor output amount information stored in the map storage means An autonomous traveling apparatus comprising: a sensor output amount determining unit that determines a sensor output amount of the output and outputs the sensor output amount information to the map storage unit as sensor output amount information. 第一のセンサ手段は、センサ出力を出力する第一のセンサ出力手段と、センサ出力が障害物に反射した反射波を入力する第一のセンサ入力手段とを有し、第一のセンサ出力手段と第一のセンサ入力手段との送受信時間から障害物までの距離を測定するようにした請求項1に記載の自律走行装置。 The first sensor means includes first sensor output means for outputting a sensor output, and first sensor input means for inputting a reflected wave reflected by the obstacle from the sensor output. The autonomous traveling device according to claim 1, wherein the distance to the obstacle is measured from a transmission / reception time between the first sensor input means and the first sensor input means. 第二のセンサ手段は、接触センサで構成した請求項1または2に記載の自律走行装置。 The autonomous traveling device according to claim 1, wherein the second sensor means is a contact sensor. 第一のセンサ距離決定手段による第一の距離が第二のセンサ距離決定手段による第二の距離よりも短いと、第一のセンサ手段の出力量を大きくする請求項1〜3のいずれか1項に記載の自律走行装置。 The output amount of the first sensor means is increased when the first distance by the first sensor distance determination means is shorter than the second distance by the second sensor distance determination means. The autonomous traveling device according to item. 第一のセンサ距離決定手段は、第一のセンサ入力手段により障害物からの反射波が混信していると判断すると、第一のセンサ手段の出力量を小さくする請求項1〜4のいずれか1項に記載の自律走行装置。 The first sensor distance determining means reduces the output amount of the first sensor means when the first sensor input means determines that the reflected wave from the obstacle is interfering. 2. The autonomous traveling device according to item 1. マップ記憶手段は、その記憶するマップ情報をマップ表示手段により使用者に表示するようにした請求項1〜5のいずれか1項に記載の自律走行装置。 The autonomous traveling device according to any one of claims 1 to 5, wherein the map storage means displays the stored map information to the user by the map display means. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の自律走行装置における機能の少なくとも一部をコンピュータにより実行するためのプログラム。 The program for performing at least one part of the function in the autonomous running apparatus of any one of Claims 1-6 by a computer. 請求項7に記載のプログラムを記録した読みとり可能な記録媒体。 A readable recording medium on which the program according to claim 7 is recorded.
JP2006239833A 2006-09-05 2006-09-05 Autonomous running device, program, and recording medium Pending JP2008065418A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006239833A JP2008065418A (en) 2006-09-05 2006-09-05 Autonomous running device, program, and recording medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006239833A JP2008065418A (en) 2006-09-05 2006-09-05 Autonomous running device, program, and recording medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008065418A true JP2008065418A (en) 2008-03-21

Family

ID=39288111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006239833A Pending JP2008065418A (en) 2006-09-05 2006-09-05 Autonomous running device, program, and recording medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008065418A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103930794A (en) * 2011-11-14 2014-07-16 罗伯特·博世有限公司 Method for the operation of a sensor
CN106569489A (en) * 2015-10-13 2017-04-19 录可系统公司 Floor sweeping robot having visual navigation function and navigation method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103930794A (en) * 2011-11-14 2014-07-16 罗伯特·博世有限公司 Method for the operation of a sensor
JP2015502534A (en) * 2011-11-14 2015-01-22 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh How the sensor works
CN106569489A (en) * 2015-10-13 2017-04-19 录可系统公司 Floor sweeping robot having visual navigation function and navigation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100561863B1 (en) Navigation method and navigation apparatus using virtual sensor for mobile robot
EP2793044B1 (en) Position measurement device
JP5483044B2 (en) Object detection device, vehicle opening / closing control system using the object detection device, and envelope rising detection method
US8134888B2 (en) Method and apparatus of location tracking
JP5634400B2 (en) Obstacle detection device and obstacle detection method
US9255991B2 (en) Method and device for acoustically sensing an area
KR20170030531A (en) Method for determining the fill state in a tank
US11353568B2 (en) Ultrasonic object detection device
JP2009020892A (en) Method for determining display image
JP2014089071A (en) Sound wave sensor, correction value setup device, and distance detection device
JP5644516B2 (en) Parking space detection device
JP2008023142A (en) Self-propelled vacuum cleaner and program
JP5422744B2 (en) Calibration processing apparatus and calibration processing method for ultrasonic detection apparatus, and on-vehicle obstacle detection apparatus
JP2008065418A (en) Autonomous running device, program, and recording medium
CN108267740B (en) Information processing method, ultrasonic device, mobile device, and storage medium
JP2008097089A (en) Autonomous travelling equipment, its program, and recording medium
JP6748569B2 (en) Object detection device
JP6701069B2 (en) Object detection device
KR102010615B1 (en) Method for measuring the fill level of a fluid
WO2017138334A1 (en) Ultrasonic reception device
JP2007192763A (en) Autonomous travel device
KR20150056278A (en) Parking Assistance System Sensor Sensitivity Change Compensation Apparatus and the Method of
JP6383237B2 (en) User detection method, user detection apparatus, and image forming apparatus
US8179741B2 (en) Compensation for depth finders
JP4421455B2 (en) Inclination angle measuring device