JP2010003240A - 救援ロボットシステム、救援方法及び救援ロボット - Google Patents
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Abstract
自律移動ロボットが自己位置の推定に失敗した場合、管理者による操作・介入によるリカバリでは管理者の場所への移動、救援リカバリのタイミングに問題がある。また、リカバリを高性能制御装置、ロボットのCPUの処理量及びメモリ使用量を少なくして救援リカバリを行う必要がある。
【解決手段】
管理サーバが自律移動ロボットのロボット情報を保持し、定期的に自律移動ロボットから位置情報を取得し、自律移動ロボットから救援の通知を受けた場合に配下のロボットに救援を指示し、救援指示を受けた救援ロボットは該当ロボットの探索を行い、被救援ロボットとの相対位置より被救援ロボットの絶対位置と方位を算出して被救援ロボットのリカバリを行う。
【選択図】図2
Description
図1は救援ロボットシステムの基本イメージを示す図である。救援ロボット1、被救援ロボット2、ロボット3と管理サーバ4で構成し、いずれかのロボット3が自己位置の推定に失敗し立ち往生した場合、当該ロボットは被救援ロボット2となり、ロボット3のいずれかの救援資格のあるロボットが救援ロボット1となり被救援ロボット2を救援するシステムを示している。
1)複数のロボット3は、定期的に自己の位置を管理サーバ4に送信しながら、業務を遂行している。
2)これらのロボット3の内、自己位置の推定に失敗したいずれかのロボット3は自己位置の推定に失敗したことを管理サーバ4に送信すると共に被救援ロボット2となる。
3)管理サーバ4は配下の全てのロボット3から送信された自己位置推定失敗による救援要請を受信する。あるいは定期的に受信するロボットの位置が受信できない場合、該当のロボットが自己位置の推定に失敗したと判断し(被救援ロボット2と判断)し、管理下のロボット3の内、救援資格有りとして登録されているロボットのいずれかに救援ロボット1となるよう指示する。ロボット3の内、簡易な自己位置推定機能のみ備え救援ロボットとして行動できないロボットもあり得る。その場合、該当ロボットは救援ロボット1として登録しない。
4)管理サーバ4から救援の指示を受けたロボットは救援ロボット1となり、被救援ロボット2のロボット情報を管理サーバ4から受信し救援を行う。救援の方法については後述する。
ア.指定経路を自律的に走行する機能
自律移動ロボットが備えている一般の自律移動機能(通常の自律移動機能を有するロボットが備えている機能)については説明を省略する。
イ.サーバとの通信機能を備え、定期的に推定した自己位置を管理サーバ4に送信する。
1)管理領域の地図情報
管理サーバ4配下のロボットが自律移動する地図の情報として、平面での座標(X、Y)と周辺の特定物とその座標を保持する。地図情報は配下のロボット毎に保持する場合もあり得る。
2)ロボット情報
ロボット識別番号、外観テープレート、救援資格、ロボットからの取得位置情報とその時間で基本的に構成する。提供する救援システムの内容により必要な情報を保持する。
ア.推定誤差を示す値(分散値など)が予め設定した閾値を越え、誤差が大きい。
イ.推定計算中にエラーが発生した。
ウ.誤動作などにより経路以外の場所に行ってしまい推定した位置が地図と照合できない。
S1:管理サーバは自己位置推定に失敗したロボットから「自己位置推定不可」情報の受信、あるいは所定時間を越えても位置情報が受信できない場合は、該当ロボットを被救援ロボットと認定し、配下のロボットの中から救援可能なロボットを救援ロボットとして選択し、救援指示を行う。
S2:救援ロボットはサーバから被救援ロボットの以下の情報を取得する。
ア.ロボット番号
イ.テンプレート情報
ウ.被救援ロボットの位置(被救援ロボットが送信した最後の位置情報)
S3:救援ロボットは取得した被救援ロボット情報より以下の設定を行い、移動を開始する。
ア.被救援ロボットのテンプレート情報の登録
イ.目的位置までの移動経路の生成
S4、S5:救援ロボットは目的の位置付近に到着して、付近で被救援ロボットの探索を行う。探索はテンプレートマッチングで行う。ロボット一般の外観情報からテンプレートマッチングにより該当の被救援ロボットの外観情報とのマッチングに順次絞り込み、探索したロボットが被救援ロボットであると判断する。
S6:救援ロボットは被救援ロボットに向き合い、被救援ロボットに貼られたマークの情報を取得する。
S7:救援ロボットはステレオ計測により被救援ロボットのマークとの相対位置、相対、方位を計測する。
S8:救援ロボットは被救援ロボットの絶対位置、方位を算出する。(算出方法図4、図5参照)
S9:救援ロボットは被救援ロボットのリカバリとして所定の処理を行う。リカバリ処理については図8で説明する。
1)被救援ロボットに相対
救援ロボットは被救援ロボットの近傍の位置に移動して探索して該当の被救援ロボットと判断した場合に被救援ロボットに相対する。被救援ロボットに貼り付けられたマークの内容より相対方位を決定する。方位決定の方法は救援ロボットの正面から見たマーク上の角度で判断する。
2)マーク例と方位の決定
マークには被救援ロボットに例えば、「−90度」から所定のステップで(例えば「10度」で「90度」に救援ロボットが認識可能なマークを付けておく。角度範囲は「−180度」から「180度」までの中の救援ロボットの認識可能な視野範囲とすれば良い。また角度ステップも救援ロボットの角度の分解能、及び被救援ロボットのリカバリ後の自律移動可能な角度に応じて設定する。
1)上記及び(式4)、(式5)の定義より救援ロボットの絶対座標での位置をAPS、絶対座標の原点座標との角度をAθSと表現できる。
2)救援ロボットと被救援ロボットとの相対位置はSPR、相対角度SθRと表現できる。
3)これより、被救援ロボットの絶対座標での位置APRと絶対座標原点との角度SθRは(式1)、(式2)で表せる。
1)前述したように被救援ロボットは指定された移動経路の位置情報(X,Y,θ)と移動経路の地図情報を保持し、指定経路を移動する。ここで、Xは絶対座標のX座標、Yは絶対座標のY座標、θは自己位置の絶対座標系原点との角度である。
2)救援ロボットは算出した位置情報(X,Y,θ)を被救援ロボットに送信し、被救援ロボットは保持している位置情報を受信した位置情報に置き換え、指定経路に復帰する。
(実施例2)
図9は専用救援ロボットによる救援を示す図である。専用救援ロボットが以下の機能を備えることにより管理サーバを必要としないシステムで被救援ロボットの救援を行う。
1)分担領域の地図情報を保持し、その領域内を自律移動ができる。
2)配下のロボットのロボット情報を保持管理する。
3)配下のロボットからロボット位置情報を定期的に受信し保持する。
4)被救援ロボットとの相対位置、相対方位から被救援ロボットの絶対位置、方位を算出する。
5)被救援ロボットに算出した絶対位置、方位を送信する。
(付記1)
複数の自律移動ロボットの移動領域の地図情報と、各ロボットのロボット情報と、を保持し、前記自律移動ロボットから定期的に自己位置推定結果を受信する機能を備えたサーバと救援ロボットと、により自己位置の推定に失敗した前記自律移動ロボットを救援する救援ロボットシステムであって、
前記サーバは、
自己位置推定に失敗した前記自律移動ロボットから自己位置推定失敗の通知を受信すると、該ロボットを被救援ロボットと判断して、該ロボットを救援する救援ロボットの選定を行い、
前記選定した救援ロボットに前記被救援ロボットの救援指示を行い、
前記救援指示を受けた救援ロボットは、
前記被救援ロボットのロボット情報を前記サーバから取得して前記被救援ロボットの探索を行い、
前記探索した被救援ロボットとの相対位置の計測を行い、
前記探索した被救援ロボットの位置を前記被救援ロボットに通知して前記被救援ロボットの自己位置推定のリカバリを行うことを特徴とする救援ロボットシステム。
(付記2)
付記1記載の被救援ロボットのロボット情報は前記被救援ロボットが自己位置推定に失敗した位置の近辺の位置情報と前記被救援ロボットの外観情報であることを特徴とする付記1記載の救援ロボットシステム。
(付記3)
付記1記載の自律移動ロボットに方位を示す複数のマークを付け、前記救援ロボットは前記探索した被救援ロボットの前記マークに示された方位により前記被救援ロボットとの相対位置を算出することを特徴とする付記1記載の救援ロボットシステム。
(付記4)
サーバからの指示により自己位置の推定に失敗して立ち往生した被救援ロボットを救援する自律移動可能な救援ロボットであって、
前記救援ロボットは、
サーバから前記被救援ロボットの救援指示と共に前記被救援ロボットの近辺の位置情報と外観情報を受信する手段と、
前記被救援ロボットの外観情報から前記被救援ロボットを探索し、被救援ロボットと判断する手段と、
前記判断した被救援ロボットとの相対位置を計測する手段と、
前記相対位置より前記被救援ロボット位置の算出を行う手段と、
前記被救援ロボットに自己の位置を通知する手段と、
を備えることを特徴とする救援ロボット。
(付記5)
方位を示すマークを付け自律移動する自律移動ロボットの移動領域の地図情報と、各ロボットの外観情報と、を保持し、自己位置の推定に失敗して立ち往生した前記自律移動ロボットを救援する自律移動可能な救援ロボットであって、
前記救援ロボットは、
前記自律移動ロボットから定期的に自己位置推定結果と周辺位置の情報を受信する手段と、
前記自律移動ロボットの自己位置推定失敗結果と、周辺位置情報と、外観情報と、から前記被救援ロボットを探索し、被救援ロボットと判断する手段と、
前記探索した被救援ロボットとの相対位置を計測する手段と、
前記相対位置より前記被救援ロボット位置の算出を行う手段と、
前記探索した被救援ロボットの位置を前記被救援ロボットに通知する手段と、
を備えることを特徴とする救援ロボット。
(付記6)
複数の自律移動ロボットの移動領域の地図情報と各ロボットのロボット情報と、を保持し、前記自律移動ロボットから定期的に自己位置推定結果を受信する機能を備えたサーバと救援ロボットと、により自己位置の推定に失敗した前記自律移動ロボットを救援するロボット救援方法であって、
前記サーバは、自己位置推定に失敗した前記自律移動ロボットから自己位置推定失敗の通知を受信すると、該ロボットを被救援ロボットと判断して、該ロボットを救援する救援ロボットの選定を行い、
前記選定した救援ロボットに前記被救援ロボットの救援指示を行い、
前記救援指示を受けた救援ロボットは前記被救援ロボットのロボット情報を前記サーバから取得して前記被救援ロボットの探索を行い、
前記探索した被救援ロボットとの相対位置の計測を行い、
前記探索した被救援ロボットの位置を前記被救援ロボットに通知して前記被救援ロボットの自己位置推定のリカバリを行うことを特徴とするロボット救援方法。
(付記7)
付記1記載の前記被救援ロボットのリカバリは前記被救援ロボットに移動領域の絶対座標での位置座標と原点との角度を通知するリカバリであることを特徴とする付記1記載の救援ロボットシステム。
2 被救援ロボット
3−1、3−n ロボット
4 管理サーバ
5 専用救援ロボット
10 救援処理部
11 通信部
12 移動部
13 ロボット制御部
14 テンプレートマッチング部
15 ステレオ距離計測部
16 位置・方位計測部
20 DB
21 サーバ一般機能部
Claims (6)
- 複数の自律移動ロボットの移動領域の地図情報と、各ロボットのロボット情報と、を保持し、前記自律移動ロボットから定期的に自己位置推定結果を受信する機能を備えたサーバと救援ロボットと、により自己位置の推定に失敗した前記自律移動ロボットを救援する救援ロボットシステムであって、
前記サーバは、
自己位置推定に失敗した前記自律移動ロボットから自己位置推定失敗の通知を受信すると、該ロボットを被救援ロボットと判断して、該ロボットを救援する救援ロボットの選定を行い、
前記選定した救援ロボットに前記被救援ロボットの救援指示を行い、
前記救援指示を受けた救援ロボットは、
前記被救援ロボットのロボット情報を前記サーバから取得して前記被救援ロボットの探索を行い、
前記探索した被救援ロボットとの相対位置の計測を行い、
前記探索した被救援ロボットの位置を前記被救援ロボットに通知して前記被救援ロボットの自己位置推定のリカバリを行うことを特徴とする救援ロボットシステム。 - 請求項1記載の被救援ロボットのロボット情報は前記被救援ロボットが自己位置推定に失敗した位置の近辺の位置情報と前記被救援ロボットの外観情報であることを特徴とする請求項1記載の救援ロボットシステム。
- 請求項1記載の自律移動ロボットに方位を示す複数のマークを付け、前記救援ロボットは前記探索した被救援ロボットの前記マークに示された方位により前記被救援ロボットとの相対位置を算出することを特徴とする付記1記載の救援ロボットシステム。
- サーバからの指示により自己位置の推定に失敗して立ち往生した被救援ロボットを救援する自律移動可能な救援ロボットであって、
前記救援ロボットは、
サーバから前記被救援ロボットの救援指示と共に前記被救援ロボットの近辺の位置情報と外観情報を受信する手段と、
前記被救援ロボットの外観情報から前記被救援ロボットを探索し、被救援ロボットと判断する手段と、
前記判断した被救援ロボットとの相対位置を計測する手段と、
前記相対位置より前記被救援ロボット位置の算出を行う手段と、
前記被救援ロボットに自己の位置を通知する手段と、
を備えることを特徴とする救援ロボット。 - 方位を示すマークを付け自律移動する自律移動ロボットの移動領域の地図情報と、各ロボットの外観情報と、を保持し、自己位置の推定に失敗して立ち往生した前記自律移動ロボットを救援する自律移動可能な救援ロボットであって、
前記救援ロボットは、
前記自律移動ロボットから定期的に自己位置推定結果と周辺位置の情報を受信する手段と、
前記自律移動ロボットの自己位置推定失敗結果と、周辺位置情報と、外観情報と、から前記被救援ロボットを探索し、被救援ロボットと判断する手段と、
前記探索した被救援ロボットとの相対位置を計測する手段と、
前記相対位置より前記被救援ロボット位置の算出を行う手段と、
前記探索した被救援ロボットの位置を前記被救援ロボットに通知する手段と、
を備えることを特徴とする救援ロボット。 - 複数の自律移動ロボットの移動領域の地図情報と各ロボットのロボット情報と、を保持し、前記自律移動ロボットから定期的に自己位置推定結果を受信する機能を備えたサーバと救援ロボットと、により自己位置の推定に失敗した前記自律移動ロボットを救援するロボット救援方法であって、
前記サーバは、自己位置推定に失敗した前記自律移動ロボットから自己位置推定失敗の通知を受信すると、該ロボットを被救援ロボットと判断して、該ロボットを救援する救援ロボットの選定を行い、
前記選定した救援ロボットに前記被救援ロボットの救援指示を行い、
前記救援指示を受けた救援ロボットは前記被救援ロボットのロボット情報を前記サーバから取得して前記被救援ロボットの探索を行い、
前記探索した被救援ロボットとの相対位置の計測を行い、
前記探索した被救援ロボットの位置を前記被救援ロボットに通知して前記被救援ロボットの自己位置推定のリカバリを行うことを特徴とするロボット救援方法。
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