JP2008090756A - Mobile robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、周囲の環境情報を検出しながら屋外を走行する移動ロボットに関し、特に、移動ロボットの周囲または移動方向における環境情報を検出するセンサに付着した水滴を除去する移動ロボットに関する。 The present invention relates to a mobile robot that travels outdoors while detecting surrounding environmental information, and more particularly to a mobile robot that removes water droplets attached to a sensor that detects environmental information around or in the moving direction of the mobile robot.
近年、バッテリを駆動源として屋外において障害物を検知しながら路面上を自律的に移動する移動ロボットが種々実用化されている。このような移動ロボットとしては、レーザ光線や可視光線、超音波、赤外線などの各種探査信号を照射して対象物からの反射回帰信号を検知信号として受信する障害物センサを設け、このセンサの入力により自己の周辺の障害物を検知するものが知られるところである。 In recent years, various mobile robots that autonomously move on a road surface while detecting an obstacle outdoors using a battery as a driving source have been put into practical use. As such a mobile robot, an obstacle sensor that receives a reflected return signal from an object as a detection signal by irradiating various exploration signals such as a laser beam, a visible ray, an ultrasonic wave, and an infrared ray is provided. Is known to detect obstacles around it.
このような移動ロボットとして、本出願人は、屋外の監視区域を巡回してレーザ投受光によるレーザセンサ(測距センサ)で周囲を走査し、周囲に存在する物体の表面で反射したレーザ光を受光して障害物の相対位置を検出する移動ロボットを提案している(特許文献1)。
しかしながら、特許文献1の移動ロボットは、障害物を検出する測距センサが、雨天時の水滴により検出精度が落ちることについて対策がなされていないという点で問題があった。
However, the mobile robot disclosed in
降雨や水溜りからの水撥ねにより、測距センサの投受光面に水滴が付着すると、この水滴によって投受光面の表面で光の屈折や乱反射が生じるおそれがある。
この結果、測距センサから投光されたレーザ光が、投受光面の水滴により反射してそのままセンサに受光されることとなったり、又は、投受光面の水滴により屈折して予期せぬ方向に照射されることとなるなどの問題が生じてしまう。前者の場合は、至近距離に障害物が存在するという誤判定の原因となり、また後者の場合は本来のレーザ光照射方向について障害物の検出ができず、いわゆる失報となる可能性があり、何れの場合も移動時の安全性を確保する上で問題となる。
If water droplets adhere to the light projecting / receiving surface of the distance measuring sensor due to rain or water splashing from the water pool, the water droplets may cause light refraction or irregular reflection on the surface of the light projecting / receiving surface.
As a result, the laser light projected from the distance measuring sensor is reflected by the water droplets on the light projecting / receiving surface and received by the sensor as it is, or is refracted by the water droplets on the light projecting / receiving surface and is in an unexpected direction. This causes problems such as being irradiated. In the former case, it may cause a misjudgment that there is an obstacle at a close distance, and in the latter case, the obstacle cannot be detected in the original laser beam irradiation direction, which may result in a so-called false alarm. In either case, there is a problem in securing safety during movement.
そこで、対策として、エアブロワーなどの送風装置による水滴の除去手段を用いてレーザ光の投受光面に付着する水滴を除去することが考えられる。しかしながら、送風により水滴を除去するにはある程度の時間を要し、瞬時に水滴を除去することは困難となる。このため、雨天時における移動の開始直後においては、水滴の除去手段を作動させたとしても停止時に付着していた水滴がすぐには除去されず、移動開始直後の安全性を担保することはできないという問題がある。また、バッテリにて給電されて移動と停止を繰り返すような移動ロボットにおいて、水滴の除去手段を常時に作動させるとバッテリが著しく消耗してしまうという問題も生じる。 Therefore, as a countermeasure, it is conceivable to remove water droplets adhering to the light projecting / receiving surface of the laser beam by using a water droplet removing means by a blower such as an air blower. However, it takes a certain amount of time to remove water droplets by blowing air, and it is difficult to instantaneously remove water droplets. For this reason, immediately after the start of the movement in rainy weather, even if the water droplet removing means is operated, the water droplet adhering at the time of the stop is not immediately removed, and safety immediately after the start of the movement cannot be ensured. There is a problem. Further, in a mobile robot that is powered by a battery and repeatedly moves and stops, there is also a problem that the battery is significantly consumed when the water droplet removing means is always operated.
このような課題を解決すべく、本発明は、測距センサなどの検出手段に付着する水滴を除去可能とするとともに、特に、移動の開始直後においても安全性を確保し、かつバッテリの消耗を抑制できる移動ロボットの提供を目的とする。 In order to solve such a problem, the present invention makes it possible to remove water droplets adhering to a detection means such as a distance measuring sensor, and in particular, ensures safety even immediately after the start of movement and consumes battery power. The purpose is to provide a mobile robot that can be controlled.
上記目的を達成するために本発明による移動ロボットは、移動手段により屋外の路面上を移動する移動ロボットであって、検出窓を通して、走行に支障となる恐れがある障害物の情報を検出する検出部と、前記検出部の検出窓に空気を吹き付けて検出窓に付着した水滴を除去する水滴除去部と、前記路面の濡れ状況を検出する路面状態検出部と、予め記憶したスケジュール又は外部からの信号入力に基づき移動開始を判定する制御部とを有し、前記制御部は、前記移動開始と判定したときに、前記路面状態検出部にて前記路面の濡れが判定されない場合には前記移動手段にて移動を開始するよう制御し、前記路面の濡れが判定された場合には前記水滴除去部を起動し該起動から所定時間が経過した後に前記移動手段にて移動を開始するよう制御することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a mobile robot according to the present invention is a mobile robot that moves on an outdoor road surface by a moving means, and detects detection of obstacle information that may interfere with traveling through a detection window. A water droplet removing unit that removes water droplets attached to the detection window by blowing air to the detection window of the detection unit, a road surface state detection unit that detects the wet state of the road surface, a schedule stored in advance or from the outside A control unit that determines the start of movement based on a signal input, and when the road surface state detection unit does not determine that the road surface is wet when the control unit determines that the movement starts, the moving unit When the road surface is determined to be wet, the water drop removing unit is activated, and after the predetermined time has elapsed since the activation, the movement means starts the movement. It is characterized in that.
路面が濡れているときには、雨が降っていない場合であっても、水蒸気により検出窓に水滴が付着し、検出精度が低下する。そこで、本発明の移動ロボットは、路面の濡れを検出して路面が濡れている場合に水滴除去部を作動させる。そして、移動を開始するにあたり、路面が濡れていることが検出されると、水滴除去部を作動させるとともに移動手段による移動開始を所定時間遅延させるように作用する。 When the road surface is wet, even if it is not raining, water droplets adhere to the detection window due to water vapor, and the detection accuracy decreases. Therefore, the mobile robot of the present invention detects the wetness of the road surface and operates the water drop removing unit when the road surface is wet. When starting to move, when it is detected that the road surface is wet, the water droplet removing unit is operated and the movement start by the moving means is delayed for a predetermined time.
これにより、降雨時に限らず水蒸気により検出窓に水滴が付着するような状況において水滴除去部を作動させることが可能となるとともに、水滴が付着し得る状況においては移動の開始を遅延させて移動開始直後の安全性を確保することが可能となる。 This makes it possible to operate the water drop removal unit not only during rain but also in situations where water droplets adhere to the detection window due to water vapor, and in situations where water droplets can adhere, the start of movement is delayed. It is possible to ensure the immediate safety.
また、本発明による移動ロボットにおいて、好ましくは、前記制御部は、前記所定時間が経過したときに、前記検出部が前記検出窓の近傍に障害物を検出していると、該検出部の異常と判定し、移動の開始を禁止する。 In the mobile robot according to the present invention, it is preferable that the control unit detects that an obstacle is detected in the vicinity of the detection window when the predetermined time has elapsed. And start of movement is prohibited.
これにより、水滴以外の要因による検出部の誤検知を検出することが可能となり、このような場合に移動を禁止することで、一段と安全性を確保することが可能となる。 As a result, it is possible to detect erroneous detection of the detection unit due to factors other than water droplets, and by prohibiting movement in such a case, it is possible to further ensure safety.
更に、本発明による移動ロボットにおいて、好ましくは、前記路面状態検出部は、前記移動手段により前記路面上を移動しているときに前記路面の濡れ状況を検出し、前記制御部は、前記移動手段により前記路面上を移動しているときに前記路面の濡れが判定されると前記水滴除去部を作動させ、前記路面の濡れが判定されなければ前記水滴除去部の動作を停止させる。 Furthermore, in the mobile robot according to the present invention, preferably, the road surface state detection unit detects a wet state of the road surface when moving on the road surface by the moving unit, and the control unit includes the moving unit. If the wetness of the road surface is determined while moving on the road surface, the water droplet removing unit is operated. If the wetness of the road surface is not determined, the operation of the water droplet removing unit is stopped.
移動ロボットは、路面上を移動しているときに、路面の濡れ状況に応じて水滴除去部を動作させ、また動作を停止させる。これにより、必要以上に水滴除去部が作動することを防止して電源の消耗を抑制することが可能となる。 When the mobile robot is moving on the road surface, the mobile robot operates the water droplet removal unit according to the wetness of the road surface, and stops the operation. As a result, it is possible to prevent the water drop removing unit from operating more than necessary, and to suppress power consumption.
また、本発明による移動ロボットにおいて、好ましくは、前記制御部は、前記移動手段による移動が停止すると、前記水滴除去部の動作を停止させる。 In the mobile robot according to the present invention, preferably, the control unit stops the operation of the water droplet removing unit when the movement by the moving unit is stopped.
移動ロボットが停止している場合には、検出部により障害物を検出して走行安全性を確保しておく必要が低く、この場合には水滴除去部の作動を停止させてよい。これにより、必要以上に水滴除去部が作動することを防止して電源の消耗を抑制することが可能となる。 When the mobile robot is stopped, it is not necessary to detect obstacles by the detection unit to ensure traveling safety. In this case, the operation of the water droplet removal unit may be stopped. As a result, it is possible to prevent the water drop removing unit from operating more than necessary, and to suppress power consumption.
本発明に係る移動ロボットによれば、水滴除去部を備えて検出部による検出精度の低下を防止するとともに、水滴を除去した後に移動を開始することが可能となり、移動開始直後において安全性を確保することができる。 According to the mobile robot of the present invention, the water drop removing unit is provided to prevent the detection unit from deteriorating the detection accuracy, and the movement can be started after removing the water droplets, ensuring safety immediately after the start of the movement. can do.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
図1は本発明に係る移動ロボットを用いた監視システムを示す概略図である。
移動ロボット1は、建物7の外周となる監視区域3を警備するために使用され、監視区域3の路面上に設置されたガイド6に沿って巡回しながら監視区域3内の異常の検出を行うものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a monitoring system using a mobile robot according to the present invention.
The
移動ロボット1は、監視センタ2と無線接続されて監視区域3内の基準位置4に停止しており、自己の記憶したスケジュールにより、又は監視センタ2から受信した移動信号により、監視区域3内の移動を開始する。そして、移動ロボット1は、周囲の画像や、異常の所在などを監視センタ2に送信する。
The
図1において、建物7の周囲が、移動ロボット1が巡回する移動経路とされており、この移動経路には全長に渡りガイド6が固定的に設けられている。ガイド6は磁気材料より形成され、移動ロボット1は後述する磁気センサにてガイド6を検出しながら当該ガイド6に沿って移動経路を移動するのである。
In FIG. 1, the periphery of the
また、ガイド6の中途には移動ロボット1の停止位置となり移動ロボット1のバッテリを充電する充電設備を備えた基準位置4が配置されている。移動ロボット1は、基準位置4から移動を開始してガイド6上を巡回し、基準位置4に到達すると巡回を終了して停止する。
A
監視センタ2は、警備会社などが運営するセンタ装置20を備えた施設であり、監視員が、通信網8及び無線基地局9を介して移動ロボット1から伝送される情報により監視区域3を監視している。なお、これに限らず、監視センタ2は監視区域3の建物7内で警備員が駐在する施設、例えば防災センタに設けられていてもよい。
The monitoring center 2 is a facility equipped with a
センタ装置20は、液晶モニタやCRTなどで構成される表示部21と、キーボードやジョイスティック、ポインティングデバイスなどで構成される入力部22と、スピーカ23と、マイク24と、CPU等を備えたコンピュータで構成されてセンタ装置20を制御する制御部25とを含んでいる。
表示部21には、移動ロボット1の位置情報、移動ロボット1が撮影した画像、移動ロボット1が検出した異常の情報などが表示される。入力部22は、監視員によって操作されて所定のコマンドや情報の入力が行われる。制御部25は、移動ロボット1から受信した信号を伸張して表示部21やスピーカ23に出力するほか、入力部22から入力されたコマンドに基づく制御信号やマイク24から入力された音声信号を移動ロボット1に送信する。
The
The
監視センタ2では、移動ロボット1から受信する画像や異常信号に基づき、監視員の判断に応じて音声取得信号を移動ロボット1に送信し、移動ロボット1が集音して送信する音声信号を受信してスピーカ23から出力する。また、必要に応じてマイク24にて監視員の声を取り込んで移動ロボット1に送信し、移動ロボット1から外部に報知出力して、移動ロボット1周辺の人物と会話を行う。
そして、監視センタ2では、移動ロボット1から受信する各種の情報に基づき監視員が異常の有無を確認し、異常の存在が認められると移動ロボット1に制御信号を送信して異常に対処させる。
The monitoring center 2 transmits a voice acquisition signal to the
In the monitoring center 2, the monitoring person confirms whether or not there is an abnormality based on various information received from the
次に、図2に基づき移動ロボットの構成について説明する。図2は、移動ロボットの構成を示すブロック図を示している。
移動ロボット1は、制御部31、通信部32、磁気センサ33、移動手段34、記憶部35、撮像ユニット36、マイク37、スピーカ38、濡れ検知部39、測距センサユニット40、エアーポンプ41を備えて構成される。
Next, the configuration of the mobile robot will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the mobile robot.
The
制御部31は、CPU、メモリ等により実現され、メモリに記憶されている各種プログラムにしたがって移動ロボット1の各部を制御する。各種プログラムは、必要に応じ並行して実行される。また、制御部31は時計手段を備えて現在時刻を計時している。
通信部32は、無線基地局9及び通信網8を介して監視センタ2と信号を送受信する無線通信手段である。通信部32は、制御部31から出力される信号を監視センタ2に送信し、監視センタ2から受信した信号を復調して制御部31に入力する。
The
The
移動ロボット1の底部には磁気センサ33が配置され、上述したガイド6を検出して制御部31に信号出力している。移動手段34は、車体左右の各前後に設けられる車輪と車輪を駆動するモータとからなる。移動ロボット1は、モータにより前後何れかの左右輪を各独立に駆動して、ガイド6に追従するよう走行するのである。
A magnetic sensor 33 is disposed at the bottom of the
記憶部35は、監視センタ2から送信される巡回スケジュールを記憶している。巡回スケジュールには、移動ロボット1の移動開始時刻が記憶されている。制御部31は、現在時刻が巡回スケジュールに記憶された移動開始時刻に達すると移動手段34を制御して移動ロボット1の移動を開始させて監視区域3を巡回させる。また、記憶部35には、雨フラグが記憶されている。雨フラグは、後述する濡れ検知部39にて路面の濡れが検出されたときにONするフラグであり、雨天か否かを管理するフラグである。
The
移動ロボット1の車体上部には全周囲を撮像できる撮像ユニット36が備えられている。移動ロボット1は、前記監視区域3を巡回しているときに撮像ユニット36が撮影する画像を通信部32から監視センタ2へと送信する。監視センタ2では、監視員が移動ロボット1から送信される画像を監視して、移動ロボット1周辺の状況、不審物や障害物を確認する。
An
移動ロボット1の車体前面には、マイク37、及びスピーカ38が設けられる。マイク37は、周囲の音声を収集し、得られた音声信号を制御部31へと出力する。制御部31は、監視センタ2からの音声取得信号を受信するとマイク37にて収集した音声信号を監視センタ2に送信する。スピーカ38は、監視センタ2から受信した音声信号や予め記憶した警告音などを出力する。
A
移動ロボット1の車体前面には、路面状態検出部としての濡れ検知部39が設けられている。濡れ検知部39は、路面に向けて設置された反射式光センサであり、雨により路面が濡れた場合にその反射光が減光することにより路面の濡れを検出する。即ち、路面が濡れている場合、濡れ検知部39から照射された光は路面で乱反射して濡れ検知部39が受光する反射光が減光する。濡れ検知部39では、照射出力と反射光とを比較して反射光が所定の閾値以下に減光している場合に路面が濡れていると判定するのである。
A
なお、濡れ検知部39は、反射式光センサに限定されず、路面の濡れを検出するものであれば他の手段により実現されてよい。例えば、画像ユニット36にて撮像された画像を解析して路面の濡れを判定する手段であってもよい。画像解析により路面の濡れを判定する手段は、例えば、路面が濡れているときは、路面に光を照射したときの輝度変化が、路面が乾いているときよりも大きくなることを利用して路面の濡れを判定する。
The
移動ロボット1の車体前面下方には、左右二つの測距センサユニット40が設けられている。移動ロボット1の本体前面における各部の配置、及び測距センサユニット40の概略図を、図3に示す。測距センサユニット40は、測距センサ43の検出窓となる投光部43a、受光部43bと送風ノズル44とが一体に配置されたケース体である。
Two distance measuring
測距センサ43は、環境情報として移動ロボット1の走行に支障となるおそれがある障害物の相対位置を検出するための検出部として機能する。測距センサ43は、投光部43aと受光部43bとの外面(投受光面)を検出窓として、この検出窓を通して障害物にかかる情報を検出する。測距センサ43は、投光部43aからレーザ光線による検知信号を投光して、受光部43bにて障害物からの反射回帰信号を受光する。測距センサ43は、検知信号の照射から反射回帰信号検出までの時間により測距センサ43から障害物までの相対距離を算出し、これに基づき障害物の相対位置を算出して、制御部31に出力する。制御部31は、障害物の相対位置が入力されると、移動手段34を制御して、移動の停止や加減速、障害物の回避などの処理を行う。
なお、測距センサ43は、上記以外の手法によるものであってもよく、例えば、可視光線、超音波、赤外線、ミリ波レーダタイプなどの各種センサにて障害物を検出するよう構成されていてもよい。また、反射回帰信号の受光に基づく相対距離や相対位置の演算は制御部31で実現されてもよい。
The
The
送風ノズル44は、測距センサユニット40の外側に開口端44aを露出させ、開口端44aを測距センサ43の投光部43aおよび受光部43bの外面(投受光面)に向けて測距センサユニット40に固定されている。送風ノズル44の基端側44bは、測距センサユニット40の内側にて可撓性のチューブ45と接続されて、この可撓性チューブ45を介してエアーポンプ41と接続されている。エアーポンプ41は、送風ノズル44への送風源である。エアーポンプ41は、制御部31からの制御信号にて起動し、外気を吸引して圧縮し可撓性チューブ45に圧縮空気を送風する。エアーポンプ41と可撓性チューブ45、及び送風ノズル44からなる送風手段が水滴除去部として機能する。
The blowing
なお、移動ロボット1は、上記の構成の他、自律移動型のロボットとしての機能を達成するための構成を備えていることはいうまでもない。すなわち、移動ロボット1は、左右両輪のモータ回転軸の回転量を検出するレゾルバ及びレゾルバの出力から移動ロボットの走行距離や旋回角を算出して現在位置を演算する位置算出手段と、各部に電力を供給するバッテリを有している。また、記憶部35には、上述した巡回スケジュール情報のほかに停止位置などが記憶された移動経路の情報、現在位置の情報も記憶されている。
図2においては、説明のため各部を制御部31と独立して記載しているが、その機能がコンピュータ処理によって実現可能なものは制御部31のコンピュータで実現されてよい。
Needless to say, the
In FIG. 2, for the sake of explanation, each unit is described independently of the
次に、本実施形態の移動ロボットの動作について説明する。
動作の概要は以下のようである。移動ロボット1は、停止状態から移動開始へと遷移するときに、路面が濡れていることを検出すると、移動の開始を所定時間遅延させて、水滴除去部(エアーポンプ41、可撓性チューブ45、送風ノズル44)により測距センサ43の投受光面の水滴を除去する。そして、所定時間経過した後に移動を開始する。このとき、一度路面の濡れを検出すると、移動中は継続して水滴除去部を動作させて走行安全性を確保する。移動が停止すると水滴除去部の動作を停止して、バッテリ消費を抑制する。そして、再度移動開始へと遷移する場合は、同様に濡れ路面の検知状況に応じて移動開始を遅延させ、水滴除去部を起動する。
Next, the operation of the mobile robot of this embodiment will be described.
The outline of the operation is as follows. When the
以下、図4を用いて移動ロボットの動作を具体的に説明する。
図4は、第一の実施形態における移動ロボットの水滴除去部の動作を示すフローチャートである。移動ロボット1は、基準位置4にて停止して充電設備にてバッテリを充電した状態で待機している。この状態において、移動ロボット1は、電源がONされると、又は、記憶部35に記憶された移動開始時刻の所定時間前になると、図4の処理を起動する。
Hereinafter, the operation of the mobile robot will be specifically described with reference to FIG.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the water droplet removal unit of the mobile robot in the first embodiment. The
まず、移動ロボット1は、濡れ検知部39を動作させて前方の路面が濡れているか否かを判定し、移動の開始に備える(ステップST1)。路面が濡れていれば、記憶部35の雨フラグ(初期値はOFF)をONに設定する(ステップST2)。そして、移動開始時刻が到来したか否か、また、監視センタ2から移動信号を受信したか否かに基づき、移動を開始するか否かを判定する(ステップST3)。移動開始時刻になると、又は、監視センタ2から移動信号を受信すると、移動を開始すると判定する(ステップST3−Yes)。
First, the
移動の開始が判定されると、記憶部35の雨フラグの状態を確認する(ステップST4)。雨フラグがON(路面が濡れている)であれば(ステップST4−Yes)、エアーポンプ41を起動して送風ノズル44から圧縮空気を噴射させ(ステップST5)、所定時間の計時を開始する(ステップST6)。計時が所定時間に達すると(ステップST7−Yes)、ステップST8に処理を進める。ここで、エアーポンプ41を起動したときに計時する所定時間とは、測距センサ43の投受光面に付着した水滴を送風ノズル44による送風で除去するのに必要とされる時間であり、本実施形態では10秒とする。
When the start of movement is determined, the state of the rain flag in the
他方、ステップST4において、雨フラグがOFF(路面が濡れていない)であれば(ステップST4−No)、エアーポンプ41を起動することなくステップST8に処理を進める。
ステップST8において、制御部31は測距センサ43の検出する距離値がセンサ近傍となる距離を示すか否か、即ち測距センサ43に近接する物体を検出しているか否かを判別する。近接物を検出していれば(ステップST8−Yes)、測距センサ43の異常と判定する(ステップST9)。測距センサ43の異常が判定されると制御部31は監視センタ2に異常信号を送信し、移動の開始を禁止する。
On the other hand, if the rain flag is OFF (the road surface is not wet) in step ST4 (step ST4-No), the process proceeds to step ST8 without starting the air pump 41.
In step ST8, the
他方、測距センサ43が近接物を検出していなければ(ステップST8−No)、制御部31は移動手段34を駆動し移動経路に沿って移動ロボット1の移動を開始させ、監視区域3の巡回を開始する(ステップST10)。
On the other hand, if the
このように、移動ロボット1は、路面が濡れているような状況において移動の開始を判定すると、移動を開始する前にエアーポンプ41を起動して測距センサ43に付着した水滴を除去する。そして、所定時間移動の開始を遅延させて、測距センサ43に付着した水滴を除去した後に移動手段34を駆動して移動経路の移動を開始する。
これにより、雨天時の移動開始直後における測距センサ43の信頼性を向上させて走行安全性を向上させることが可能となる。
Thus, if the
As a result, the reliability of the
移動ロボット1は、移動を開始すると雨フラグの状態を確認する(ステップST11)。本実施形態においては、路面の濡れを検出し雨フラグをONに設定すると、以後経路上を移動している間は継続してエアーポンプ41が動作している。ここで、ステップST11において雨フラグがONであれば(ステップST11−Yes)、既に路面の濡れが判定されておりエアーポンプ41も動作した状態であるので(例えばステップST4、ST5)、ステップST12に処理を進める。
When starting to move, the
他方、雨フラグがOFFであれば(ステップST11−No)、濡れ検知部39にて路面の濡れが検出されたか否かを判定する(ステップST13)。路面の濡れが検出されなければ(ステップST13−No)、エアーポンプ41を起動することなくステップST12に処理を進める。 On the other hand, if the rain flag is OFF (step ST11-No), it is determined whether or not wetting of the road surface is detected by the wetting detection unit 39 (step ST13). If wetting of the road surface is not detected (step ST13-No), the process proceeds to step ST12 without starting the air pump 41.
他方、路面が濡れていることが検出されると(ステップST13−Yes)、雨フラグをONに設定し(ステップST14)、エアーポンプ41を起動して送風ノズル44から圧縮空気を噴射させる(ステップST15)。 On the other hand, when it is detected that the road surface is wet (step ST13-Yes), the rain flag is set to ON (step ST14), the air pump 41 is activated and the compressed air is injected from the blow nozzle 44 (step ST14). ST15).
移動ロボット1は、ステップST12において、移動を停止するか否かを判定する。制御部31は、現在位置が予め経路上に設定された停止位置である場合、又は、測距センサ43が障害物を検知した場合、移動の停止を判定する(ステップST12−Yes)。また、監視センタ2から停止信号を受信した場合も同様に移動を停止させる。移動の停止が判定されると、制御部31はステップST16にて移動ロボット1の移動を停止させる。
In step ST12, the
制御部31は、移動ロボット1の移動を停止させると、ステップST17において経路上の移動が終了したか否か、即ち基準位置4へと到着したか否かを判定する。経路上の移動が終了していなければ(ステップST17−No)、雨フラグの状態を判別する(ステップST18)。雨フラグがONであれば(ステップST18−Yes)、エアーポンプ41の動作を停止して(ステップST19)、ステップST1に処理を戻す。そして、ステップST3にて再度移動の開始が判定されると、雨フラグの状態に応じてエアーポンプ41を起動して(ステップST5)、移動の開始を所定時間遅延させる(ステップST7)。
When the movement of the
このように、移動ロボット1は、路面が濡れているような状況において一時的に移動を停止する場合にはエアーポンプ41を停止させてバッテリの消耗を防止するとともに、再度に移動を開始するときにエアーポンプ41を起動して測距センサ43に付着した水滴を除去する。そして、所定時間移動の開始を遅延させて、測距センサ43に付着した水滴を除去した後に移動手段34を駆動して移動経路の移動を開始する。
これにより、不要なバッテリ消費を抑制するとともに、雨天時の移動開始直後における測距センサ43の信頼性を向上させて走行安全性を向上させることが可能となる。
As described above, when the
As a result, unnecessary battery consumption can be suppressed, and the reliability of the
他方、ステップST17において、経路上の移動が終了と判定されると、即ち基準位置4への到着と判定されると(ステップST17−Yes)、ステップST20へと処理を進める。そして、雨フラグの状態を判別して(ステップST20)雨フラグがONであればエアーポンプの動作を停止し(ステップST21)、雨フラグをOFFに設定して(ステップST22)、かかる処理を終了してバッテリの充電を開始する。 On the other hand, if it is determined in step ST17 that the movement on the route is finished, that is, if it is determined that the vehicle has arrived at the reference position 4 (step ST17-Yes), the process proceeds to step ST20. Then, the state of the rain flag is discriminated (step ST20). If the rain flag is ON, the operation of the air pump is stopped (step ST21), the rain flag is set to OFF (step ST22), and the process is terminated. And start charging the battery.
次に、図5を用いて本発明の移動ロボットの第二の実施形態について説明する。
図5は、第二の実施形態における移動ロボットの水滴除去部の動作を示すフローチャートである。以下、上述した図4にかかる第一の実施形態と異なる部分を中心に説明し、第一の実施形態と同様の部分については第一の実施形態に関する記載を援用し説明を省略する。
Next, a second embodiment of the mobile robot of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the water droplet removal unit of the mobile robot in the second embodiment. In the following, the description will focus on the parts different from the first embodiment according to FIG. 4 described above, and the description of the first embodiment will be used for the same parts as the first embodiment, and the description will be omitted.
本実施形態では、濡れ検知部39において濡れ路面の検知処理を行う度に雨フラグのON/OFF設定を書き換える点で上述した第一の実施形態と処理が異なっている。図5に示すように、移動ロボット1は、路面の濡れを判別して(ステップST51)、濡れていない場合には雨フラグをOFFに設定し(ステップST52)、他方、濡れている場合には雨フラグをONに設定する(ステップST53)。
This embodiment is different from the first embodiment described above in that the wet
そして、移動開始時刻の到来、又は、監視センタ2からの移動信号受信により移動の開始が判定されると(ステップST54−Yes)、雨フラグの状態を判別する(ステップST55)。雨フラグがONであれば(ステップST55―Yes)、エアーポンプ41を起動して送風ノズル44から圧縮空気を送風して(ステップST56)、所定時間の計時を開始する(ステップST57)。計時が所定時間に達すると(ステップST58−Yes)、測距センサ43の出力結果を判別する。測距センサ43が近接物を検出していれば(ステップST59−Yes)、測距センサ43の異常と判定する(ステップST60)。他方、測距センサ43が近接物を検出していなければ(ステップST59−No)、制御部31は移動手段34を駆動して移動経路に沿って移動ロボット1の移動を開始する(ステップST61)。
When the movement start time is reached or the movement start is determined by receiving a movement signal from the monitoring center 2 (step ST54-Yes), the state of the rain flag is determined (step ST55). If the rain flag is ON (step ST55-Yes), the air pump 41 is activated and compressed air is blown from the blowing nozzle 44 (step ST56), and time measurement for a predetermined time is started (step ST57). When the time reaches a predetermined time (step ST58-Yes), the output result of the
移動ロボット1は、移動を開始すると濡れ検知部39にて路面の濡れが検出されたか否かを判定する(ステップST61)。路面の濡れが検出されると(ステップST62−Yes)雨フラグをONに設定し(ステップST63)、エアーポンプ41を起動して送風ノズル44から圧縮空気を送風する(ステップST64)してステップST65へと処理を進める。
なお、ステップST62からST64にかかる処理において、過去の判定結果により(例えばステップST56)エアーポンプ41が既に動作している場合は、ステップST64の処理をスキップしてステップST65へと処理を進める。
When starting to move, the
In the process from step ST62 to ST64, if the air pump 41 has already been operated according to the past determination result (for example, step ST56), the process of step ST64 is skipped and the process proceeds to step ST65.
他方、ステップST62において、路面の濡れが検出されない場合(ステップST62−No)、雨フラグをOFFに設定し(ステップST66)、エアーポンプ41が動作していればエアーポンプ41を停止して(ステップST67)してステップST65へと処理を進める。
なお、ステップST66、ST67にかかる処理おいて、過去の判定結果により既にエアーポンプが停止(雨フラグがOFF)している場合は、ステップST67の処理をスキップしてステップST65へと処理を進める。
On the other hand, when the wetness of the road surface is not detected in step ST62 (step ST62-No), the rain flag is set to OFF (step ST66). If the air pump 41 is operating, the air pump 41 is stopped (step ST66). (ST67) and the process proceeds to step ST65.
If the air pump is already stopped (rain flag is OFF) as a result of the past determination in the processes related to steps ST66 and ST67, the process of step ST67 is skipped and the process proceeds to step ST65.
このように、本実施形態では、路面の濡れを検出しているときにだけエアーポンプ41を動作させる。これにより、バッテリ消費の消耗を防止して、より消費電力を抑制することが可能となる。 Thus, in this embodiment, the air pump 41 is operated only when the wetness of the road surface is detected. Accordingly, it is possible to prevent consumption of the battery and further reduce power consumption.
ステップST65において、制御部31が移動ロボット1の移動停止を判定し(ステップST65−Yes)、移動ロボット1が移動を停止すると(ステップST68)、経路上の移動が終了したか否かを判定する(ステップST69)。経路上の移動が終了していなければ(ステップST69−No)、雨フラグの状態を判別して、雨フラグがONであればエアーポンプ41の動作を停止し(ステップST70、ST71)、ステップST51に処理を戻す。
そして、停止している間に検出される路面の濡れ状態に応じて雨フラグを適宜設定する。ステップST54にて再度移動の開始が判定されると、雨フラグの状態に応じてエアーポンプ41を起動して(ステップST56)、移動の開始を所定時間遅延させる(ステップST58)。
In step ST65, the
And a rain flag is suitably set according to the wet state of the road surface detected while stopping. If the start of movement is determined again in step ST54, the air pump 41 is activated according to the state of the rain flag (step ST56), and the start of movement is delayed for a predetermined time (step ST58).
また、ステップST69において、経路上の移動が終了と判定されると(ステップST69−Yes)、雨フラグの状態を判別し、雨フラグがONであればエアーポンプ41の動作を停止して(ステップST72、ST73)、雨フラグをOFFに設定し(ステップST74)、かかる処理を終了してバッテリの充電を開始する。 In step ST69, when it is determined that the movement on the route is completed (step ST69-Yes), the state of the rain flag is determined. If the rain flag is ON, the operation of the air pump 41 is stopped (step ST69). (ST72, ST73), the rain flag is set to OFF (step ST74), the processing is terminated, and charging of the battery is started.
このように、本実施形態において移動ロボット1は、濡れ検知部において濡れ路面の検知処理を行う度に雨フラグのON/OFF設定を書き換えてエアーポンプ41の起動/停止を切り換える。即ち、路面の濡れを検出しているときはエアーポンプ41を動作させて測距センサ43に付着する水滴を除去し、濡れていないときにはエアーポンプ41を停止させる。これにより、上述した第一の実施形態の効果に加えて、更に、不要なバッテリ消費を抑制することが可能となる。
In this way, in this embodiment, the
以上に本発明の好適な実施形態を説明した。しかし、本発明は上述の実施形態に限定されず、次に示すような変形例を適宜に組み合わせて上述の実施形態を変形することが可能である。以下に実施形態の変形例を説明する。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the above-described embodiment can be modified by appropriately combining the following modifications. A modification of the embodiment will be described below.
以上説明した各実施形態では、水滴除去部にて測距センサに付着した水滴を除去する例について説明したが、これに限定されず、環境情報となる画像情報を取得する撮像ユニットに付着する水滴を除去する構成としてもよい。即ち、撮像ユニットは画像情報を周辺の環境情報として検出する検出部であって、その検出窓となる撮像レンズに水滴が付着していると、環境情報の検出精度が低下する。このため、水滴除去部にて撮像レンズの水滴を除去するような構成としてもよい。
この場合、送風ノズルの開口端を撮像レンズに向けて、送風ノズルを撮像ユニットに固定する。そして、上述したように制御部の制御信号によりエアーポンプを起動/停止させて撮像レンズに向けて圧縮空気を噴射する。
In each of the embodiments described above, an example in which water droplets attached to the distance measuring sensor are removed by the water droplet removing unit has been described. However, the present invention is not limited to this, and water droplets attached to an imaging unit that acquires image information serving as environmental information. It is good also as a structure which removes. That is, the imaging unit is a detection unit that detects image information as surrounding environmental information, and if water droplets are attached to the imaging lens serving as the detection window, the detection accuracy of the environmental information decreases. For this reason, it is good also as a structure which removes the water droplet of an imaging lens in a water droplet removal part.
In this case, the blowing nozzle is fixed to the imaging unit with the opening end of the blowing nozzle facing the imaging lens. Then, as described above, the air pump is started / stopped by the control signal of the control unit, and the compressed air is injected toward the imaging lens.
また、以上説明した各実施形態では、濡れ検知部にて検出した路面の濡れ状態に応じて雨フラグを設定していたが、これに限定されず、濡れ検知部に代えて雨を検知するようなセンサ手段を備えて降雨か否かを検出し、この結果雨フラグを設定するようにしてもよい。即ち、雨が降っていることが検知されれば、雨フラグをONに設定する。雨を検知するセンサ手段は既に種々知られるところであるが、例えば、撮像ユニットにて撮像された画像を解析して、フレーム間差分により線状成分が出現と消失を繰り返すときに降雨と判定することで実現できる。 Further, in each of the embodiments described above, the rain flag is set according to the wet state of the road surface detected by the wetness detection unit. However, the present invention is not limited to this, and rain is detected instead of the wetness detection unit. It is possible to detect whether or not it is raining by providing a simple sensor means, and to set the rain flag as a result. That is, if it is detected that it is raining, the rain flag is set to ON. Various sensor means for detecting rain are already known. For example, by analyzing an image picked up by an image pickup unit, it is determined that it is raining when a linear component repeatedly appears and disappears due to a difference between frames. Can be realized.
1 移動ロボット
2 監視センタ
3 監視区域
4 基準位置
6 ガイド
7 監視区域の建物
8 通信網
9 無線基地局
20 センタ装置
21 表示部
22 入力部
23 監視センタのスピーカ
24 監視センタのマイク
25 センタ装置の制御部
31 移動ロボットの制御部
32 通信部
33 磁気センサ
34 移動手段
35 記憶部
36 撮像ユニット
37 移動ロボットのマイク
38 移動ロボットのスピーカ
39 濡れ検知部
40 測距センサユニット
41 エアーポンプ
43 測距センサ
43a 測距センサの投光部
43b 測距センサの受光部
44 送風ノズル
44a 送風ノズルの開口端
44b 送風ノズルの基端
45 可撓性チューブ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
検出窓を通して、走行に支障となる恐れがある障害物の情報を検出する検出部と、
前記検出部の検出窓に空気を吹き付けて検出窓に付着した水滴を除去する水滴除去部と、
前記路面の濡れ状況を検出する路面状態検出部と、
予め記憶したスケジュール又は外部からの信号入力に基づき移動開始を判定する制御部とを有し、
前記制御部は、前記移動開始と判定したときに、前記路面状態検出部にて前記路面の濡れが判定されない場合には前記移動手段にて移動を開始するよう制御し、前記路面の濡れが判定された場合には前記水滴除去部を起動し該起動から所定時間が経過した後に前記移動手段にて移動を開始するよう制御することを特徴とする移動ロボット。
A mobile robot that moves on an outdoor road surface by a moving means,
A detection unit that detects information on obstacles that may interfere with traveling through the detection window;
A water droplet removal unit that blows air to the detection window of the detection unit to remove water droplets attached to the detection window;
A road surface state detection unit for detecting the wet state of the road surface;
A control unit that determines movement start based on a schedule stored in advance or a signal input from the outside,
When the road surface state detection unit does not determine that the road surface is wet when the control unit determines that the movement is started, the control unit controls the moving unit to start moving, and determines whether the road surface is wet. In the case of being performed, the water drop removing unit is activated, and the moving means is controlled to start moving after a predetermined time has elapsed since the activation.
The control unit determines that the detection unit is abnormal when the detection unit detects an obstacle near the detection window when the predetermined time has elapsed, and prohibits the start of movement. The mobile robot according to 1.
前記制御部は、前記移動手段により前記路面上を移動しているときに前記路面の濡れが判定されると前記水滴除去部を作動させ、前記路面の濡れが判定されなければ前記水滴除去部の動作を停止させる請求項1または2に記載の移動ロボット。
The road surface state detection unit detects a wet state of the road surface when moving on the road surface by the moving means,
The controller activates the water drop removing unit when the road surface is wet when the moving means is moving on the road surface, and if the road surface is not wet, the control unit The mobile robot according to claim 1, wherein the operation is stopped.
The said control part is a mobile robot in any one of Claim 1 to 3 which stops the operation | movement of the said water droplet removal part, if the movement by the said moving means stops.
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