JP2008234400A - Mobile robot and robot movement control method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動ロボット及びロボット移動制御方法に関し、特に追従対象に対して追従して移動する移動ロボットの移動制御に関する。 The present invention relates to a mobile robot and a robot movement control method, and more particularly to movement control of a mobile robot that moves following a tracking target.
移動ロボットは、予め定められた移動経路またはリアルタイムに修正する移動経路に従って移動することができる。このような移動ロボットにおいて、人間等の追従対象の移動に追従して移動制御を行う移動ロボットが提案されている。例えば、この移動ロボットは、人間に対して追従する買い物カート型ロボットやベビーカー型ロボットとして応用される。 The mobile robot can move according to a predetermined movement route or a movement route that is corrected in real time. In such a mobile robot, there has been proposed a mobile robot that performs movement control following the movement of a tracking target such as a human. For example, this mobile robot is applied as a shopping cart type robot or a stroller type robot that follows a human.
図8は、このような機能を有する移動ロボットと追従対象である人を上からみた模式図である。移動ロボット1は、追従対象2の前方右側の所定の相対位置に常に位置するように移動制御される。図8では、人の進行方向をx方向とし、それと垂直な方向をy方向とするxy座標系により表している。そして、移動ロボット1は、追従対象2の位置座標を取得しつつ、その位置座標に対して所定の相対位置関係にある自己位置を保つように移動経路を作成する。
FIG. 8 is a schematic view of a mobile robot having such a function and a person who is a follow target as seen from above. The mobile robot 1 is controlled so as to be always located at a predetermined relative position on the right front side of the
追従移動アルゴリズムの一つとして、「旋回を優先とし、そして旋回が必要でないときのみ前後に移動する」がある。図8に示されるように、移動ロボット1と追従対象2の相対位置が維持されるように、この追従移動アルゴリズムに基づき移動ロボット1が追従移動する場合には、追従対象2の微小な動きに反応して、無駄な旋回動作が続いてしまい、移動ロボット1の追従動作が不自然なものになる。さらには、移動ロボット1は前後の動きに移行することができずに移動ロボット1と追従対象2との間の間隔が大きくなってしまい、移動ロボット1と追従対象2の相対位置が予め定められた目標値とは大きくずれてしまうという問題があった。
As one of the following movement algorithms, there is “turn is prioritized and moves back and forth only when turning is not necessary”. As shown in FIG. 8, when the mobile robot 1 moves following this tracking movement algorithm so that the relative position between the mobile robot 1 and the
なお、特許文献1には、所定のICタグより作業指示を受けて次に向かうべき他のICタグに向かって移動するロボットが開示されている。しかしながら、この特許文献1においてロボットが移動する先のICタグは、床面に貼り付けられたものであり、それ自身が移動するものではない。
このように、従来の追従アルゴリズムによれば、無駄な旋回動作が多くなり、ロボットの追従動作が不自然なものとなるという問題があった。 As described above, according to the conventional tracking algorithm, there is a problem in that the useless turning motion increases and the robot tracking motion becomes unnatural.
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、移動する追従対象に対して自然に追従することが可能な移動ロボット及びロボット移動制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a mobile robot and a robot movement control method that can naturally follow a moving follow target.
本発明にかかる移動ロボットは、移動する追従対象に対して相対的な所定位置を維持して追従動作を行う移動ロボットであって、前後方向に対する追従動作を停止する第1の不感領域と、前記前後方向に対して垂直な横方向に対する追従動作を停止する第2の不感領域とを設定する設定手段と、前記追従対象が前記第1の不感領域及び前記第2の不感領域の内側にいるかどうかを判定する判定手段と、判定の結果、前記追従対象が前記第2の不感領域の内側にいない場合には旋回動作を実行し、その後に当該追従対象が前記第1の不感領域の内側にいない場合には前後動作を実行する動作決定手段とを備えたものである。 A mobile robot according to the present invention is a mobile robot that performs a tracking operation while maintaining a predetermined position relative to a moving tracking target, the first insensitive region that stops the tracking operation in the front-rear direction, Setting means for setting a second dead area for stopping the follow-up operation in the lateral direction perpendicular to the front-rear direction, and whether the follow target is inside the first dead area and the second dead area And a determination means for determining whether or not the tracking target is not inside the second dead area as a result of the determination, and then the turning operation is performed, and then the tracking target is not inside the first dead area In some cases, it is provided with an operation determining means for executing the front-rear operation.
ここで、前記移動ロボットは、車輪型移動ロボットであることが好ましい。 Here, the mobile robot is preferably a wheeled mobile robot.
また、前記第1の不感領域は、前記追従対象が位置すべき前記相対的な所定位置である目標位置を含み、当該追従対象の進行方向に対して垂直な方向に一定の幅で左右両方向に延在し、前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該追従対象の進行方向の方向に一定の幅で前後方向に延在していることが望ましい。 The first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the follow target is to be located, and is in a right and left direction with a certain width in a direction perpendicular to the traveling direction of the follow target. It is desirable that the second dead area includes the target position and extends in the front-rear direction with a certain width in the direction of travel of the tracking target.
さらに、前記第1の不感領域は、前記追従対象が位置すべき前記相対的な所定位置である目標位置を含み、当該移動ロボットの現在位置を中心に円弧状に一定の幅で両方向に延在し、前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該目標位置と前記現在位置を結ぶ線方向に一定の幅で前記現在位置の方向及びその反対方向に延在していることが望ましい。 Furthermore, the first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the tracking target is to be located, and extends in both directions with a certain width in an arc shape around the current position of the mobile robot. Preferably, the second insensitive area includes the target position, and extends in the direction of the current position and in the opposite direction with a certain width in a line direction connecting the target position and the current position. .
本発明にかかるロボット移動制御方法は、移動する追従対象に対して相対的な所定位置を維持して追従動作を行う移動ロボットを移動制御するためのロボット移動制御方法であって、前後方向に対する追従動作を停止する第1の不感領域と、前記前後方向に対して垂直な横方向に対する追従動作を停止する第2の不感領域とを設定するステップと、前記追従対象が前記第1の不感領域及び前記第2の不感領域の内側にいるかどうかを判定するステップと、判定の結果、前記追従対象が前記第2の不感領域の内側にいない場合には旋回動作を実行し、その後に当該追従対象が前記第1の不感領域の内側にいない場合には前後動作を実行するステップとを備えたものである。 A robot movement control method according to the present invention is a robot movement control method for controlling movement of a mobile robot that performs a tracking operation while maintaining a predetermined position relative to a moving tracking target. Setting a first insensitive area for stopping the operation and a second insensitive area for stopping the follow-up operation in the lateral direction perpendicular to the front-rear direction; and the follow-up target is the first insensitive area and A step of determining whether or not the object is inside the second dead area; and as a result of the determination, if the follow target is not inside the second dead area, a turning operation is performed, and then the follow target is And a step of performing a back-and-forth operation when not inside the first insensitive area.
ここで、前記移動ロボットは、車輪型移動ロボットであることが好ましい。 Here, the mobile robot is preferably a wheeled mobile robot.
また、前記第1の不感領域は、前記追従対象が位置すべき前記相対的な所定位置である目標位置を含み、当該追従対象の進行方向に対して垂直な方向に一定の幅で左右両方向に延在し、前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該追従対象の進行方向の方向に一定の幅で前後方向に延在していることが望ましい。 The first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the follow target is to be located, and is in a right and left direction with a certain width in a direction perpendicular to the traveling direction of the follow target. It is desirable that the second dead area includes the target position and extends in the front-rear direction with a certain width in the direction of travel of the tracking target.
さらに、前記第1の不感領域は、前記追従対象が位置すべき前記相対的な所定位置である目標位置を含み、当該移動ロボットの現在位置を中心に円弧状に一定の幅で両方向に延在し、前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該目標位置と前記現在位置を結ぶ線方向に一定の幅で前記現在位置の方向及びその反対方向に延在していることが望ましい。 Furthermore, the first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the tracking target is to be located, and extends in both directions with a certain width in an arc shape around the current position of the mobile robot. Preferably, the second insensitive area includes the target position, and extends in the direction of the current position and in the opposite direction with a certain width in a line direction connecting the target position and the current position. .
本発明によれば、移動する追従対象に対して自然に追従することが可能な移動ロボット及びロボット移動制御方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a mobile robot and a robot movement control method that can naturally follow a moving follow target.
発明の実施の形態1.
本実施の形態1にかかるロボット移動制御方法について、図1、2を用いて説明する。図1に示されるように、移動ロボット1は追従対象2の位置座標を取得しつつ、その位置座標に対して所定の相対位置関係にある自己位置を保つように移動経路を作成する。図1における移動ロボット1の具体的な構成については後に詳述する。この移動ロボット1は、典型的には真横に動けない非ホロノミック系の車輪型ロボットであるが、自律歩行型ロボットであってもよい。追従対象2は、自ら移動する機能を有するものであり、典型的には人であるが、他のロボットや乗り物であってもよい。
Embodiment 1 of the Invention
A robot movement control method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the mobile robot 1 acquires the position coordinates of the
図1に示されるように、移動ロボット1は、追従対象2の右斜め前の所定位置(ここでは、前方にxt、横方向にytだけ進んだ位置)を維持するように移動経路を作成し、移動制御される。図1において、P1は移動ロボット1の現在位置を示し、P2は所定の相対位置である目標位置を示す。目標位置P2は、xy座標系において、現在位置P1を原点(0,0)としたとき、(xt,yt)となる。
As shown in FIG. 1, the mobile robot 1 creates a movement path so as to maintain a predetermined position (here, a position advanced by xt forward and yt in the horizontal direction) diagonally right before the
本例では、不感領域Aと、不感領域Bを設けている。不感領域Aは、移動ロボット1が前後方向の追従動作を行うかどうかの基準となる領域である。具体的には、追従対象2が当該不感領域A内に位置する場合には、移動ロボット1は前後方向への追従動作を行わず、追従対象2が当該不感領域A外に位置する場合には、移動ロボット1は前後方向への追従動作を行う。不感領域Aは、移動ロボット1の現在位置P1に対して所定の相対位置関係を保つように定められた目標となる、追従対象2の目標位置P2を含み、この目標位置P2から追従対象2の進行方向に対して垂直な左右方向に対して所定距離分だけ一定の幅で設けられた矩形上の範囲を有する。この例において、不感領域Aは左右方向に対して目標位置P2から同じ距離分だけその範囲が設けられている。
In this example, a dead area A and a dead area B are provided. The insensitive area A is an area serving as a reference for determining whether the mobile robot 1 performs a follow-up operation in the front-rear direction. Specifically, when the
不感領域Bは、移動ロボット1が左右の横方向の追従動作を行うかどうかの基準となる領域である。具体的には、追従対象2が当該不感領域B内に位置する場合には、移動ロボット1は横方向への追従動作を行わず、追従対象2が当該不感領域B外に位置する場合には、移動ロボット1は横方向への追従動作を行う。不感領域Bは、移動ロボット1の現在位置P1に対して所定の相対位置関係を保つように定められた目標となる、追従対象2の目標位置P2を含み、この目標位置P2から追従対象2の進行方向に対して所定距離分だけ一定の幅で設けられた矩形上の範囲を有する。この例において、不感領域Bは前後方向に対して目標位置P2から同じ距離分だけその範囲が設けられている。
The insensitive area B is an area serving as a reference for determining whether or not the mobile robot 1 performs the horizontal lateral tracking operation. Specifically, when the
不感領域Aと不感領域Bの両方に含まれる共通領域に追従対象2が位置する場合、移動ロボット1は、前後左右の追従動作を行わない(即ち、移動ロボット1は一切の追従動作を行わない)。従って、かかる共通領域に追従対象2がいる限り、共通領域内で追従対象2が移動したとしても、移動ロボット1は追従動作を行わないため全く移動しない。
When the
続いて、図2を用いて、本実施の形態1にかかる、移動ロボットの移動制御について説明する。本実施の形態1にかかる移動制御における追従アルゴリズムは、「所望の向きに合わせるための旋回移動を優先し、旋回が必要でないときのみ前後に動く」というものである。 Subsequently, the movement control of the mobile robot according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The follow-up algorithm in the movement control according to the first embodiment is “prioritizing the turning movement for adjusting to a desired direction, and moves back and forth only when turning is not necessary”.
図2(a)は初期状態を示す。この状態において、移動ロボット1と追従対象2は所定の相対位置関係にあるため、追従対象2は不感領域Aと不感領域Bの共通領域内にある。このため、移動ロボット1は追従動作を行わない。
FIG. 2A shows an initial state. In this state, since the mobile robot 1 and the
図2(b)は、追従対象2の移動速度が移動ロボット1よりも速いため、追従対象2が不感領域Aから出てしまった状態を示している。その一方で、追従対象2は、不感領域Bの中にいる。このような場合には、移動ロボット1は、前後方向への追従制御を開始する。具体的には、移動ロボット1は、前方向への速度を高めて、当該追従対象2に対する距離が短くなり、当該追従対象2が不感領域A内に入るように移動する。なお、追従対象2が不感領域Aから後ろ側にずれて出た場合には、追従対象2が相対的に前方向に移動するよう移動ロボット1は移動する。
FIG. 2B shows a state in which the
図2(c)は、追従対象2が左側に移動し、不感領域Bから出てしまった状態を示している。その一方で、追従対象2は、不感領域Aの中にいる。このような場合には、移動ロボット1は、右回りに旋回動作を行う。なお、追従対象2が右側に移動し、不感領域Bから出た場合には、移動ロボット1は、左回りに旋回動作を行う。
FIG. 2C shows a state in which the
旋回動作により不感領域A及び不感領域Bも同時に回転して追従対象2が不感領域Bに入るが、不感領域Aの外側に出てしまう。この状態を図2(d)に示す。かかる旋回動作によって移動ロボット1と追従対象2の相対的位置関係は、横方向に対してのみ合った状態にあり、前後方向にはずれた状態にある。このため、移動ロボット1は、前後方向への追従動作を開始し、後ろ方向への移動を開始する。移動ロボット1は、追従対象2が不感領域A内に位置するまで、後ろ方向へ移動する。
ここで、追従対象2が不感領域Bから出てしまった場合には、移動ロボット1が旋回動作を行わずにそのまま横方向へ移動することによって追従対象2が不感領域Bに入るようにすることも可能である。しかしながら、移動ロボット1は、真横の方向へ移動できない車輪型ロボットであるため、横方向へ移動するためには、90度旋回した上で直進する必要があり、大きく回転する必要がある。これに対して、本発明においては、旋回動作を行うものの、追従対象2が不感領域Bに入るまで行い、その後は旋回動作を停止して前後動作に移行するので、旋回する角度は小さく、自然な追従動作となる。
The insensitive area A and the insensitive area B are also rotated at the same time by the turning operation, and the
Here, when the
ここで、本実施の形態1にかかる移動ロボットの構成例を説明する。図3に示すように、移動ロボット1は、箱型の本体1aと、1対の対向する車輪11a、11bと、キャスタ12を備える対向2輪型の移動ロボットであり、これらの車輪11a、11b、キャスタ12とで本体1aを水平に支持するものである。さらに、本体1aの内部には、車輪11a、11bをそれぞれ駆動する駆動部(モータ)13a、13bと、車輪の回転数を検出するためのカウンタ14と、車輪を駆動するための制御信号を作成し、駆動部13a、13bにその制御信号を送信する演算部15が備えられている。
Here, a configuration example of the mobile robot according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 3, the mobile robot 1 is a two-wheeled mobile robot having a box-shaped
本例において、演算部15は、追従アルゴリズムに従い、前後動作出力と旋回動作出力を算出し、これらに従った動作が実行されるような動作出力値を含む制御信号を作成する。そして、演算部15内部に備えられた記憶部としてのメモリなどの記憶領域15aには、制御信号に基づいて車両10の移動速度や移動方向、移動距離などを制御するためのプログラムが記録されている。移動速度や移動距離などは、カウンタ14で検知された車輪11a、11bの回転数に基づいて求められている。
In this example, the
また、本体1aの前面には、移動する方向に現れた障害物等を認識するためのカメラ等の障害物検知手段16が固定されており、この障害物検知手段16で認識した障害物の画像や映像等の情報が演算部15に入力される。本体1aの上面には、自己位置を認識するためのアンテナ17が備えられており、例えば図示しないGPS等からの位置情報を受け取り、演算部15においてその位置情報を解析することにより、自己の位置を正確に認識することができる。その結果、プログラムに従って車両の移動する方向や速度等が決定される。
また、本体1aの後面には、追従対象2を認識するためのカメラ等の追従対象検知手段18が固定されており、この追従対象検知手段18で認識した追従対象2の画像や映像等の情報が演算部15に入力される。演算部15は、この追従対象2の画像や映像等の情報に基づき、解析を行い、追従対象2と移動ロボット1の相対的な位置を正確に認識することができる。
Further, an obstacle detection means 16 such as a camera for recognizing an obstacle appearing in the moving direction is fixed on the front surface of the
Further, a tracking
追従対象2に超音波タグを取り付けた場合には、追従対象検知手段19は、超音波タグより送信された超音波信号を受信する受信装置が該当する。
When an ultrasonic tag is attached to the
続いて、図4のフローチャートを用いて本実施の形態1にかかる移動制御の流れを説明する。 Next, the flow of movement control according to the first embodiment will be described using the flowchart of FIG.
まず、移動ロボット1では、追従対象検知手段18によって追従対象2の位置を計測し、この位置情報を取得した演算部15は、xy座標上の偏差(Δx,Δy)を算出し、前後動作出力と旋回動作出力をそれぞれ算出する(S101)。ここで偏差(Δx,Δy)は、移動ロボット1に対して追従対象2が位置すべき目標位置と、追従対象2の実際位置の偏差をxy座標において表した値である。前後動作出力と旋回動作出力は、かかる偏差(Δx,Δy)がゼロとなるように、移動ロボット1を移動させることができる値である。
First, in the mobile robot 1, the position of the
次に、移動ロボット1の演算部15は、追従対象2がy方向に関して不感領域Bの内側に位置しているかどうかを判定する(S102)。判定の結果、追従対象2がy方向に関して不感領域Bの内側に位置していると判定した場合に、演算部15は、旋回動作は不要であると判断し、旋回動作出力に値0をセットする(S103)。他方、判定の結果、追従対象2がy方向に関して不感領域Bの内側に位置していない、即ち外側に位置していると判定した場合に、演算部15は、前後動作は不要であると判断し、前後動作出力に値0をセットする(S104)。
Next, the
次に、ステップS103において旋回動作出力に値0をセットした場合には、さらに、移動ロボット1の演算部15は、追従対象2がx方向に関して不感領域Aの内側に位置しているかどうかを判定する(S105)。判定の結果、追従対象2がx方向に関して不感領域Aの内側に位置していると判定した場合に、演算部15は、前後動作は不要であると判断し、前後動作出力に値0をセットする(S106)。他方、判定の結果、追従対象2がx方向に関して不感領域Aの内側に位置していない、即ち外側に位置していると判定した場合に、演算部15は、旋回動作は不要であると判断し、旋回動作出力に値0をセットする(S107)。
Next, when the value 0 is set for the turning motion output in step S103, the
その後、演算部15は、動作出力値を更新する(S108)。
Thereafter, the
続いて、図5のフローチャートを用いて本実施の形態1にかかる移動制御の流れにつき、図4とは別の例を説明する。 Next, an example different from FIG. 4 will be described with respect to the flow of movement control according to the first embodiment, using the flowchart of FIG.
まず、移動ロボット1では、追従対象検知手段18によって追従対象2の位置を計測し、この位置情報を取得した演算部15は、xy座標上の偏差(Δx,Δy)を算出し、前後動作出力と旋回動作出力をそれぞれ算出する(S201)。
First, in the mobile robot 1, the position of the
次に、移動ロボット1の演算部15は、追従対象2がy方向に関して不感領域Bの内側に位置しているかどうかを判定する(S202)。判定の結果、追従対象2がy方向に関して不感領域Bの内側に位置していると判定した場合に、演算部15は、旋回動作は不要であると判断し、旋回動作出力に値0をセットする(S203)。他方、判定の結果、追従対象2がy方向に関して不感領域Bの内側に位置していない、即ち外側に位置していると判定した場合に、演算部15は、前後動作出力を減少させるか、前後動作は不要であると判断し、前後動作出力に値0をセットする(S204)。
Next, the
ステップS203及びステップS204に続いて、移動ロボット1の演算部15は、追従対象2がx方向に関して不感領域Aの内側に位置しているかどうかを判定する(S205)。判定の結果、追従対象2がx方向に関して不感領域Aの内側に位置していると判定した場合に、演算部15は、前後動作は不要であると判断し、前後動作出力に値0をセットする(S206)。他方、判定の結果、追従対象2がx方向に関して不感領域Aの内側に位置していない、即ち外側に位置していると判定した場合に、演算部15は、旋回動作出力を減少っせるか、旋回動作は不要であると判断し、旋回動作出力に値0をセットする(S207)。
Subsequent to step S203 and step S204, the
その後、演算部15は、動作出力値を更新する(S208)。
Thereafter, the
以上、説明した通り、本実施の形態1にかかる移動ロボットでは、不感領域を設定し、この不感領域に追従対象が位置する限りは、追従動作を行わないようにしたため、無駄な旋回が生じることなく、自然な動きにより追従対象を追従できるという効果を奏する。また、移動ロボットに対して追従対象が当該不感領域を超えて横方向にずれた場合には、横方向への移動を開始せずに、旋回動作を行うようにし、その後に前後移動させるようにしたので、より自然な動きにより、追従対象を追従できるという効果を奏する。 As described above, in the mobile robot according to the first embodiment, a dead zone is set, and as long as the follow target is located in the dead zone, the follow operation is not performed, and thus a useless turn occurs. In addition, there is an effect that the tracking target can be tracked by natural movement. In addition, when the subject to be tracked is shifted laterally beyond the dead area with respect to the mobile robot, the robot does not start moving in the horizontal direction but performs a turning operation, and then moves back and forth. Therefore, there is an effect that the tracking target can be tracked by a more natural movement.
発明の実施の形態2.
本実施の形態2にかかる移動制御方法においても、発明の実施の形態1と同様に、移動ロボット1は追従対象2の位置座標を取得しつつ、その位置座標に対して所定の相対位置関係にある自己位置を保つように移動経路を作成する。
Also in the movement control method according to the second embodiment, as in the first embodiment of the invention, the mobile robot 1 acquires the position coordinates of the
図6(a)に示されるように、移動ロボット1は、追従対象2の右斜め前の所定位置を維持するように移動経路を作成し、移動制御される。図1において、P1は移動ロボット1の現在位置を示し、P2は所定の相対位置である目標位置を示す。本実施の形態2にかかる移動制御方法では、目標位置P2は、現在位置P1からの距離dと、現在位置P1から前後方向へ延ばした線に対する角度θによって位置を特定している。
As shown in FIG. 6A, the mobile robot 1 creates a movement path so as to maintain a predetermined position diagonally in front of the
本例では、不感領域Cと、不感領域Dを設けている。不感領域Cは、移動ロボット1が前後方向の追従動作を行うかどうかの基準となる領域である。本実施の形態2において、前後方向は、移動ロボット1の現在位置P1と追従対象2の目標位置P2を結ぶ線上にある。具体的には、追従対象2が当該不感領域C内に位置する場合には、移動ロボット1は前後方向への追従動作を行わず、追従対象2が当該不感領域C外に位置する場合には、移動ロボット1は前後方向への追従動作を行う。
In this example, a dead area C and a dead area D are provided. The insensitive area C is an area serving as a reference for determining whether or not the mobile robot 1 performs the front-rear tracking operation. In the second embodiment, the front-rear direction is on a line connecting the current position P1 of the mobile robot 1 and the target position P2 of the
不感領域Cは、追従対象2の目標位置P2を含む所定幅を現在位置P1を中心に円弧状に所定角度だけ両方向に回転させ、延在した範囲を有する。この例において、不感領域Cは目標位置P2から両側に同じ角度分だけその範囲が設けられている。
The dead area C has a range extending by rotating a predetermined width including the target position P2 of the
不感領域Dは、移動ロボット1が左右の横方向の追従動作を行うかどうかの基準となる領域である。ここで、左右の横方向とは、前後方向に対して垂直な方向である。具体的には、追従対象2が当該不感領域D内に位置する場合には、移動ロボット1は横方向への追従動作を行わず、追従対象2が当該不感領域D外に位置する場合には、移動ロボット1は横方向への追従動作を行う。不感領域Dは、追従対象2の目標位置P2を含み、P1とP2を結びさらに、P2を超えて延在した線分をP1を中心に所定角度だけ、右回り及び左回りに回転させた線分を斜辺とする二等辺三角形の範囲を有する。このとき、二等辺三角形の底辺は、移動ロボット1の現在位置1から同距離となる円弧の一部であってもよい。不感領域Dは、換言すると、P1とP2を結ぶ線方向に一定の幅でP1の方向及びその反対方向に延在している。
The insensitive area D is an area that serves as a reference for determining whether the mobile robot 1 performs the horizontal lateral tracking operation. Here, the left and right lateral directions are directions perpendicular to the front-rear direction. Specifically, when the
不感領域Cと不感領域Dの両方に含まれる共通領域に追従対象2が位置する場合、移動ロボット1は、前後左右の追従動作を行わない(即ち、移動ロボット1は一切の追従動作を行わない)。従って、かかる共通領域に追従対象2がいる限り、共通領域内で追従対象2が移動したとしても、移動ロボット1は追従動作を行わないため全く移動しない。
When the
本実施の形態2にかかるロボット移動制御方法は、図4、図5に示す本実施の形態1における制御フローにおいて、不感領域Aを不感領域Cに、不感領域Bを不感領域Dに置き換えたフローチャートによって実現可能である。なお、この例における前後方向は、移動ロボット1の現在位置と、追従対象2の目標位置を結ぶ線において、追従対象2から現在位置に向いた方向と、その反対方向となる。
The robot movement control method according to the second embodiment is a flowchart in which the insensitive area A is replaced with the insensitive area C and the insensitive area B is replaced with the insensitive area D in the control flow in the first embodiment shown in FIGS. 4 and 5. Is feasible. Note that the front-rear direction in this example is a direction connecting the current position of the mobile robot 1 and the target position of the
以上、本実施の形態2にかかる移動ロボットにおいても、本実施の形態1と同様に、不感領域を設定し、この不感領域に追従対象が位置する限りは、追従動作を行わないようにしたため、無駄な旋回が生じることなく、自然な動きにより、追従対象を追従できるという効果を奏する。また、移動ロボットに対して追従対象が当該不感領域を超えて横方向にずれた場合には、横方向への移動を開始せずに、旋回動作を行うようにし、その後に前後移動させるようにしたので、より自然な動きにより、追従対象を追従できるという効果を奏する。 As described above, in the mobile robot according to the second embodiment, as in the first embodiment, the insensitive area is set, and the tracking operation is not performed as long as the tracking target is located in the insensitive area. There is an effect that a tracking target can be tracked by natural movement without causing unnecessary turning. In addition, when the subject to be tracked is shifted laterally beyond the dead area with respect to the mobile robot, the robot does not start moving in the horizontal direction but performs a turning operation, and then moves back and forth. Therefore, there is an effect that the tracking target can be tracked by a more natural movement.
その他の実施の形態.
不感領域の形状は、図7に示す不感領域Eのように、円や楕円であってもよい。
Other embodiments.
The shape of the insensitive area may be a circle or an ellipse like the insensitive area E shown in FIG.
1 移動ロボット
2 追従対象
1a 本体
11a,11b 車輪
12 キャスタ
13a,13b 駆動部
14 カウンタ
15 演算部
16 障害物検知手段
17 アンテナ
18 追従対象検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (8)
前後方向に対する追従動作を停止する第1の不感領域と、前記前後方向に対して垂直な横方向に対する追従動作を停止する第2の不感領域とを設定する設定手段と、
前記追従対象が前記第1の不感領域及び前記第2の不感領域の内側にいるかどうかを判定する判定手段と、
判定の結果、前記追従対象が前記第2の不感領域の内側にいない場合には旋回動作を実行し、その後に当該追従対象が前記第1の不感領域の内側にいない場合には前後動作を実行する動作決定手段とを備えた移動ロボット。 A mobile robot that performs a tracking operation while maintaining a predetermined position relative to a moving tracking target,
Setting means for setting a first insensitive area for stopping the follow-up operation in the front-rear direction and a second insensitive area for stopping the follow-up action in the lateral direction perpendicular to the front-rear direction;
Determination means for determining whether the follow target is inside the first dead area and the second dead area;
As a result of the determination, if the follow target is not inside the second dead area, a turning motion is executed, and if the follow target is not inside the first dead area, a back and forth action is executed thereafter. A mobile robot comprising movement determining means.
前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該追従対象の進行方向の方向に一定の幅で前後方向に延在していることを特徴とする請求項1又は2記載の移動ロボット。 The first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the tracking target is to be positioned, and extends in both left and right directions with a certain width in a direction perpendicular to the traveling direction of the tracking target. And
3. The mobile robot according to claim 1, wherein the second insensitive area includes the target position and extends in the front-rear direction with a certain width in the direction of travel of the tracking target.
前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該目標位置と前記現在位置を結ぶ線方向に一定の幅で前記現在位置の方向及びその反対方向に延在していることを特徴とする請求項1又は2記載の移動ロボット。 The first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the tracking target is to be located, and extends in both directions with a certain width in an arc shape around the current position of the mobile robot,
The second insensitive area includes the target position, and extends in the direction of the current position and in the opposite direction with a certain width in a line direction connecting the target position and the current position. The mobile robot according to claim 1 or 2.
前後方向に対する追従動作を停止する第1の不感領域と、前記前後方向に対して垂直な横方向に対する追従動作を停止する第2の不感領域とを設定するステップと、
前記追従対象が前記第1の不感領域及び前記第2の不感領域の内側にいるかどうかを判定するステップと、
判定の結果、前記追従対象が前記第2の不感領域の内側にいない場合には旋回動作を実行し、その後に当該追従対象が前記第1の不感領域の内側にいない場合には前後動作を実行するステップとを備えたロボット移動制御方法。 A robot movement control method for controlling movement of a mobile robot that performs a tracking operation while maintaining a predetermined position relative to a moving tracking target,
Setting a first insensitive region for stopping the follow-up operation in the front-rear direction and a second insensitive region for stopping the follow-up operation in the lateral direction perpendicular to the front-rear direction;
Determining whether the tracking target is inside the first dead area and the second dead area;
As a result of the determination, if the follow target is not inside the second dead area, a turning motion is executed, and if the follow target is not inside the first dead area, a back and forth action is executed thereafter. And a robot movement control method.
前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該追従対象の進行方向の方向に一定の幅で前後方向に延在していることを特徴とする請求項5又は6記載のロボット移動制御方法。 The first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the tracking target is to be positioned, and extends in both left and right directions with a certain width in a direction perpendicular to the traveling direction of the tracking target. And
7. The robot movement control according to claim 5, wherein the second insensitive area includes the target position and extends in the front-rear direction with a certain width in the direction of travel of the follow target. Method.
前記第2の不感領域は、前記目標位置を含み、当該目標位置と前記現在位置を結ぶ線方向に一定の幅で前記現在位置の方向及びその反対方向に延在していることを特徴とする請求項5又は6記載のロボット移動制御方法。 The first insensitive area includes a target position that is the relative predetermined position where the tracking target is to be located, and extends in both directions with a certain width in an arc shape around the current position of the mobile robot,
The second insensitive area includes the target position, and extends in the direction of the current position and in the opposite direction with a certain width in a line direction connecting the target position and the current position. The robot movement control method according to claim 5 or 6.
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