JP2010055250A - Location information acquisition system and acquisition method for mobile object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は移動体の位置情報取得システム及び取得方法に関し、具体的には、人等の移動体と移動ロボットとの接触を防ぐための移動体の位置情報取得システム及び取得方法に関する。 The present invention relates to a moving body position information acquisition system and acquisition method, and more particularly, to a moving body position information acquisition system and an acquisition method for preventing contact between a moving body such as a person and a mobile robot.
特許文献1〜6には、無線ID(identifier)タグやIC(Integrated Circuit)チップなどを用いて、移動体の位置情報を取得する技術が開示されている。
特に特許文献1の案内システムは、床に規則的に複数の無線IDタグが埋め込まれている。訪問者が履く履物に訪問者IDリーダが内蔵されている。案内ロボットに案内ロボットIDリーダが搭載されている。床の無線IDタグ上を、当該履物を履いた訪問者及び案内ロボットが移動する。訪問者IDリーダ及び案内ロボットIDリーダは無線IDタグが有する位置座標情報をそれぞれ読み取る。各々の位置座標情報に基づいて、位置特定部が訪問者と案内ロボットとの相対距離を求める。案内ロボットは、相対距離が基準距離より離れると、訪問者が所定の案内経路へ復帰するように、訪問者誘導動作を行う。
ところで、移動空間内を移動する移動ロボットが屋内外等の実環境で動作する場合、人等の移動体が存在する。そのため、移動ロボットは当該移動体の行動の障害とならいないように移動する必要がある。しかし、移動ロボットに搭載できるセンサの数や当該センサの能力には限界があるため、現状では搭載したセンサの情報のみで移動体の位置情報を正確に取得し、移動体との接触を回避することは困難である。 By the way, when a mobile robot that moves in a moving space operates in a real environment such as indoors or outdoors, there are moving bodies such as people. Therefore, the mobile robot needs to move so as not to be an obstacle to the behavior of the mobile body. However, since the number of sensors that can be mounted on a mobile robot and the capabilities of the sensors are limited, at present, the position information of the moving body is accurately obtained only by the information of the mounted sensors, and contact with the moving body is avoided. It is difficult.
そのため、上記の特許文献1〜6のように、移動体の位置情報を無線IDタグやICチップを用いて取得する技術は、移動体の位置情報を正確に取得することができ、有効である。しかし、上記の特許文献1〜6の技術は、無線IDタグやICチップを読み取れない場所に、移動体が移動すると、移動体の位置情報を取得することができない。
Therefore, as in
本発明は、移動体の位置情報を正確に取得することができる移動体の位置情報取得システム及び取得方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a moving body position information acquisition system and an acquisition method capable of accurately acquiring the position information of the moving body.
本発明に係る移動体の位置情報取得システムは、人等の移動体と移動ロボットとの接触を防ぐための前記移動体の位置情報取得システムであって、移動体の装着体に設けられたイナーシャセンサと、床の裏面又は表面に規則的に敷設され、位置情報を有する無線IDタグと、移動体の装着体に設けられ、前記無線IDタグの位置情報を読み取る無線IDタグリーダと、前記無線IDタグリーダで読み取った、前記無線IDタグの位置情報を取得して、当該位置情報に基づいて移動体の現在の位置情報を取得すると共に、前記イナーシャセンサの検出情報を取得して、当該検出情報に基づいて移動体の移動軌跡の近似式を作成し、前記無線IDタグの位置情報に基づいて、前記近似式を補正し、当該補正した近似式を用いて移動体の将来の予想位置情報を取得する処理手段と、前記イナーシャセンサの検出信号、前記移動体の位置情報及び前記移動ロボットの移動経路情報を格納する記憶手段と、を備える。これにより、良好に人間の位置情報を正確に取得することができる。 The mobile body position information acquisition system according to the present invention is a mobile body position information acquisition system for preventing contact between a mobile body such as a person and a mobile robot, and is an inertia provided on a mobile body mounting body. A sensor, a wireless ID tag regularly laid on the back or surface of the floor and having position information, a wireless ID tag reader provided on a mounting body of a moving body and reading the position information of the wireless ID tag, and the wireless ID The position information of the wireless ID tag read by the tag reader is acquired, the current position information of the moving body is acquired based on the position information, the detection information of the inertia sensor is acquired, and the detection information is Based on the position information of the wireless ID tag, the approximate expression is corrected based on the position information of the mobile ID, and the mobile body is predicted using the corrected approximate expression. Comprising a processing means for acquiring location information, the detection signal of the inertia sensor, and a storage means for storing route information of the position information and the mobile robot of the mobile. As a result, it is possible to accurately acquire human position information.
前記処理手段は、前記無線IDタグの位置情報の取得状況と、前記イナーシャセンサの検出情報の取得状況とに基づいて、前記無線IDタグが敷設された床領域内に前記移動体が存在するか否かを判定し、当該判定結果に基づいて、前記記憶手段に格納されている直前の前記移動体の位置情報と、前記補正した近似式とを用いて、前記移動体の現在の位置情報、及び前記移動体の将来の予想位置情報を取得すること、が好ましい。これにより、無線IDタグの位置情報の取得が途絶える直前の人間の位置情報を用いて、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を取得するので、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を正確に取得することができる。 The processing means determines whether the moving body exists in a floor area where the wireless ID tag is laid based on the acquisition status of the position information of the wireless ID tag and the detection status of the detection information of the inertia sensor. And based on the determination result, using the position information of the moving body immediately before stored in the storage means and the corrected approximate expression, the current position information of the moving body, It is also preferable to obtain the predicted future position information of the mobile body. As a result, the human current position information and the future predicted position information are acquired using the human position information immediately before the acquisition of the position information of the wireless ID tag is interrupted. The position information can be acquired accurately.
前記処理手段は、前記移動体の現在の位置、又は前記移動体の将来の予想位置で、前記移動体と前記移動ロボットとが接触するか否かを判定すること、が好ましい。
前記処理手段は、当該判定結果が前記移動体と接触するとの判定の場合に、前記移動体との接触を回避するべく、前記移動ロボットの移動経路情報を修正し、前記移動ロボットは、前記修正した移動経路情報を取得すること、が好ましい。これにより、人間と移動ロボットとの接触を回避することができる。
Preferably, the processing means determines whether or not the mobile body and the mobile robot come into contact with each other at a current position of the mobile body or a predicted future position of the mobile body.
In the case where it is determined that the determination result is in contact with the moving body, the processing unit corrects the movement route information of the mobile robot so as to avoid contact with the moving body, and the mobile robot It is preferable to acquire the travel route information. Thereby, contact with a human and a mobile robot can be avoided.
前記装着体は、前記移動体である人間が履く履物であって、前記履物は、前記移動ロボットとの接触の可能性を知らせる通知手段を備え、前記処理手段は、当該判定結果に基づいて、前記移動ロボットとの接触の可能性を知らせる通知手段を制御すること、が好ましい。これにより、移動ロボットの回避動作だけでなく、人間も積極的に移動ロボットとの接触を回避することができ、より安全性を向上させることができる。 The wearing body is footwear worn by a human being as the moving body, and the footwear includes a notification means for notifying the possibility of contact with the mobile robot, and the processing means is based on the determination result, It is preferable to control notification means for informing the possibility of contact with the mobile robot. Thereby, not only the avoidance operation of the mobile robot, but also humans can actively avoid contact with the mobile robot, and safety can be further improved.
前記移動ロボットは、カメラ用制御手段によって制御されるカメラを備え、前記カメラ用制御手段は、前記記憶手段から前記移動体の現在の位置情報を取得し、当該取得した移動体の現在の位置情報に基づいて、前記カメラを制御すること、が好ましい。これにより、人間の将来の予想位置情報をより正確に取得することができる。しかも、カメラで人間の顔高さ位置を撮像する際に、人間の現在の位置情報に基づいて、迅速に撮像することができる。 The mobile robot includes a camera controlled by a camera control unit, and the camera control unit acquires current position information of the moving body from the storage unit, and acquires the current position information of the acquired moving body. It is preferable to control the camera based on As a result, it is possible to more accurately acquire the predicted future position information of the human. In addition, when the human face height position is imaged by the camera, it is possible to quickly image based on the current position information of the human.
前記処理手段及び前記記憶手段は、サーバに備えられており、前記サーバと前記移動ロボット及び前記装着体とは、無線通信手段で無線通信可能な構成とされていること、が好ましい。
前記処理手段及び前記記憶手段は、移動ロボットに備えられており、前記移動ロボットと前記装着体とは、無線通信手段で無線通信可能な構成とされていること、が好ましい。
Preferably, the processing means and the storage means are provided in a server, and the server, the mobile robot, and the mounting body are configured to be capable of wireless communication with wireless communication means.
Preferably, the processing means and the storage means are provided in a mobile robot, and the mobile robot and the mounting body are configured to be capable of wireless communication with wireless communication means.
前記処理手段は、前記イナーシャセンサの検出情報の取得状況に基づいて、前記無線IDタグリーダを制御すること、が好ましい。これにより、人間が使用していない履物に対してタスクを実行しないようにすることができる。 Preferably, the processing means controls the wireless ID tag reader based on an acquisition state of detection information of the inertia sensor. As a result, it is possible to prevent the task from being performed on footwear that is not being used by humans.
前記装着体は、前記無線IDタグの位置情報の取得状況を知らせる通知手段を備え、前記処理手段は、前記無線IDタグの位置情報の取得状況に基づいて、前記無線IDタグの位置情報の取得状況を知らせる通知手段を制御すること、が好ましい。これにより、人間は外部から位置情報取得システムが正常に作動しているか否かを知ることができる。しかも、人間は無線IDタグが敷設されている床領域から外れたことを知ることができ、意識的に移動ロボットとの接触に注意することができる。 The mounting body includes notification means for notifying the acquisition status of the position information of the wireless ID tag, and the processing means acquires the position information of the wireless ID tag based on the acquisition status of the position information of the wireless ID tag. It is preferable to control the notification means for informing the situation. Thereby, a human can know from the outside whether the position information acquisition system is operating normally. In addition, a human can know that the wireless ID tag has deviated from the floor area where the wireless ID tag is laid, and can consciously pay attention to contact with the mobile robot.
本発明に係る移動体の位置情報取得方法は、人等の移動体と移動ロボットとの接触を防ぐための前記移動体の位置情報取得方法であって、前記移動体の装着体に設けられた無線IDタグリーダで、床の裏面又は表面に規則的に敷設された無線IDタグの位置情報を取得する工程と、前記無線IDタグの位置情報に基づいて、処理手段が前記移動体の現在の位置情報を取得する工程と、前記移動体の装着体に設けられたイナーシャセンサの検出情報に基づいて、処理手段が前記移動体の移動軌跡の近似式を作成し、前記無線IDタグの位置情報に基づいて、前記近似式を補正し、当該補正した近似式を用いて移動体の将来の予想位置情報を取得する工程と、を備える。これにより、良好に人間の位置情報を正確に取得することができる。 The moving body position information acquisition method according to the present invention is a moving body position information acquisition method for preventing contact between a moving body such as a person and a mobile robot, and is provided on a mounting body of the moving body. The wireless ID tag reader acquires the position information of the wireless ID tag regularly laid on the back surface or the surface of the floor, and based on the position information of the wireless ID tag, the processing means uses the current position of the mobile object. Based on the information acquisition step and the detection information of the inertia sensor provided on the mounting body of the moving body, the processing means creates an approximate expression of the moving path of the moving body, and the position information of the wireless ID tag A step of correcting the approximate expression and acquiring predicted future position information of the moving body using the corrected approximate expression. As a result, it is possible to accurately acquire human position information.
前記処理手段は、前記無線IDタグの位置情報の取得状況と、前記イナーシャセンサの検出情報の取得状況とに基づいて、前記無線IDタグが敷設された床領域内に前記移動体が存在するか否かを判定し、当該判定結果に基づいて、直前の前記移動体の位置情報と、前記補正した近似式とを用いて、前記移動体の現在の位置情報、及び前記移動体の将来の予想位置情報を取得すること、が好ましい。これにより、無線IDタグの位置情報の取得が途絶える直前の人間の位置情報を用いて、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を取得するので、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を正確に取得することができる。 The processing means determines whether the moving body exists in a floor area where the wireless ID tag is laid based on the acquisition status of the position information of the wireless ID tag and the detection status of the detection information of the inertia sensor. And based on the determination result, the current position information of the moving object and the future prediction of the moving object are determined using the position information of the immediately preceding moving object and the corrected approximate expression. It is preferable to acquire position information. As a result, the human current position information and the future predicted position information are acquired using the human position information immediately before the acquisition of the position information of the wireless ID tag is interrupted. The position information can be acquired accurately.
本発明によれば、移動体の位置情報を正確に取得することができる移動体の位置情報取得システム及び取得方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the positional information acquisition system and acquisition method of a mobile body which can acquire the positional information on a mobile body correctly can be provided.
以下、本発明に係る移動体の位置情報取得システム及び取得方法の実施形態を、図面に基づいて説明する。但し、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a moving body position information acquisition system and acquisition method according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.
本実施形態の移動体の位置情報取得システム及び取得方法は、サーバが移動ロボットの移動経路情報(マップ)を作成して、当該移動経路情報に基づいて移動ロボットを制御する構成とされている。また、本実施形態の移動体の位置情報取得システム及び取得方法は、移動体として人間の位置情報を取得する。 The mobile body position information acquisition system and acquisition method of the present embodiment are configured such that the server creates movement path information (map) of the mobile robot and controls the mobile robot based on the movement path information. Moreover, the moving body position information acquisition system and acquisition method according to the present embodiment acquires human position information as the moving body.
この移動体の位置情報取得システム(以下、単に位置情報取得システムという場合がある。)1は、図1及び図2に示すように、無線IDタグ2、イナーシャセンサ3、無線IDタグリーダ4、処理手段5、記憶手段6を備えている。無線IDタグ2は、例えば人間の移動空間である建物の床7に規則的に敷設されている。イナーシャセンサ3及び無線IDタグリーダ4は、人間の装着体である履物8に内蔵されている。処理手段5及び記憶手段6は、サーバ9に備えられている。サーバ9と、履物8及び移動ロボット10とは、無線通信手段11を介して無線通信可能な構成とされている。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the mobile body position information acquisition system 1 (hereinafter simply referred to as a position information acquisition system) 1 includes a
ちなみに、移動ロボット10としては、車輪型ロボットや歩行型ロボットなどを用いることができるが、本実施形態では車輪型ロボットを用いた。すなわち、移動ロボット10は、移動手段として3個の車輪を底部に備えており、当該3個の車輪のうち2個の車輪を駆動手段12によって回転駆動する構成とされている。そして、移動ロボット10は、サーバ9から無線通信手段11を介して送信される移動経路情報に基づいて、制御手段13によって駆動手段12を制御して、前後進、旋回を実現する。
Incidentally, as the
無線IDタグ2は、所謂RFID(Radio Frequency Identification)であって、アンテナと、ICチップとを備えている。当該ICチップに位置情報が記憶されている。無線IDタグ2に無線IDタグリーダ4を近付けると、無線IDタグリーダ4に当該位置情報が読み込まれる構成とされている。この位置情報は、移動ロボット10の移動経路と関連付けられる。すなわち、当該移動ロボット10の移動経路を作成する際には、図3に例示するように、床7が格子状に区画され、交点部分に座標が与えられている。そこで、交点部分に与えられた座標と等しい座標情報が記憶された無線IDタグ2を、各々の交点部分に配置した。その結果、無線IDタグ2は、床7に規則的に配置されている。なお、無線IDタグ2は、床7の表面又は裏面のどちらに配置しても良い。
The
イナーシャセンサ3は、加速度センサ、角速度センサ、荷重センサを備えた、所謂慣性センサである。このイナーシャセンサ3は、移動体である人間が履く履物8に内蔵されている。
The
無線IDタグリーダ4は、アンテナと、制御部とを備えており、当該アンテナで受信した無線IDタグ2の位置情報を制御部でデコード処理する。この無線IDタグリーダ4は、履物8の底部に内蔵されている。そのため、人間が当該履物8を履いて、無線IDタグ2が規則的に敷設された床7上を歩くと、無線IDタグリーダ4によって人間の現在の位置情報を正確に取得することができる。
The wireless
処理手段5は、サーバ9に備えられており、CPU(Central Processing Unit)などで構成されている。処理手段5は、イナーシャセンサ3の検出情報を、無線通信手段11を介して取得し、逐次に記憶手段6に格納する。処理手段5は、蓄積された検出信号を記憶手段6から取得し、当該蓄積された検出信号に基づいて、人間の移動軌跡を示す近似式を作成する。つまり、イナーシャセンサ3が検出した加速度、角速度などから人間の移動距離、移動方向を示す近似式(例えば、X方向:5次式、Y方向:5次式の10パラメータ)を作成する。しかし、当該近似式のみでは、人間の絶対位置が分からず、しかも履物8がスリップ等すると、大きな誤差が生じることになる。
The processing means 5 is provided in the
そこで、処理手段5は、無線IDタグリーダ4で読み取った無線IDタグ2の位置情報を、無線通信手段11を介して取得し、当該無線IDタグ2の位置情報に基づいて、人間の現在の位置情報を取得する。そして、処理手段5は、取得した人間の位置情報に基づいて当該近似式を補正し、当該補正した近似式を用いて人間の将来の予想位置情報を取得(算出)する。このように、常に無線IDタグリーダ4から取得した無線IDタグ2の位置情報に基づいて、人間の現在の位置情報を取得することができる。しかも、当該無線IDタグ2の位置情報に基づいて近似式を補正するので、人間の将来の予想位置情報も正確に取得することができる。処理手段5は、補正した近似式及び取得した人間の位置情報を記憶手段6に格納する。処理手段5は、逐次、補正した近似式を記憶手段6から取得して、人間の将来の予想位置情報を取得する。ここで、人間の現在の位置情報とは、現時点で人間が居る絶対位置を示す情報をいう。また、人間の将来の予想位置情報とは、近似式によって算出される人間が所定の時間経過後に到達している絶対位置及び当該絶対位置が連続する軌跡を示す情報の両方をいう。
Therefore, the processing means 5 acquires the position information of the
さらに処理手段5は、取得した人間の現在の位置又は将来の予想位置で、人間と移動ロボット10とが接触するか否かを判定する。すなわち、処理手段5は、取得した人間の現在の位置情報又は将来の予想位置情報に基づいて、移動ロボット10の移動経路上に、当該人間が現時点で存在する又は所定の時間経過後に存在するか否かを判定する。
Further, the processing means 5 determines whether or not the human and the
人間が移動ロボット10の移動経路上に現時点で存在すると判定した場合、処理手段5は、繰り返して取得した人間の現在の位置情報から当該人間が移動ロボット10の移動経路上から離れるか否かを判定する。処理手段5は、繰り返して取得した人間の現在の位置情報に変化がなく、当該人間が移動ロボット10の移動経路上から離れないと判定すると、人間の現在の位置を回避するように、移動ロボット10の移動経路情報を修正して、無線通信手段11を介して移動ロボット10に送信する。
When it is determined that a human is currently on the moving route of the
人間が移動ロボット10の移動経路上に所定の時間経過後に存在すると判定した場合、処理手段5は、移動ロボット10の移動経路上に人間が到達する時間と、移動ロボット10の移動経路上に人間が存在することが予想される位置に当該移動ロボット10が到達する時間とを、算出して比較する。処理手段5は、当該比較結果がほぼ等しいと判定すると、当該人間が移動ロボット10の移動経路上に存在することが予想される位置を回避するように、移動ロボット10の移動経路情報を修正して、無線通信手段11を介して移動ロボット10に送信する。
修正した移動経路情報を取得した移動ロボット10は、当該移動経路情報に基づいて、制御手段13によって駆動手段12を制御し、人間との接触を回避して移動する。
When it is determined that the human exists on the moving path of the
The
ちなみに、処理手段5は、イナーシャセンサ3の検出情報の取得状況に基づいて、無線IDタグリーダ4を制御することが好ましい。すなわち、処理手段5がイナーシャセンサ3の検出情報を取得しているということは、人間が履物8を履いているといえる。そこで、人間が履物8を履いている時のみに、無線IDタグリーダ4が無線IDタグ2の位置情報を読み取るように、処理手段5は、イナーシャセンサ3の検出情報の取得が途絶えると、当該途絶えた旨を示す情報を無線通信手段11を介して無線IDタグリーダ4に出力する。無線IDタグリーダ4は、当該途絶えた旨を示す情報が入力されると、無線IDタグ2の位置情報の読み取りを中止する。これにより、人間が使用していない履物に対してタスクを実行しないようにすることができる。
Incidentally, it is preferable that the processing means 5 controls the wireless
記憶手段6は、サーバ9に備えられており、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)などで構成されている。この記憶手段6には、蓄積されたイナーシャセンサ3の検出情報や人間の位置情報、及び移動ロボット10の移動経路情報、補正した近似式などが格納されている。記憶手段6に格納されている移動ロボット10の移動経路情報は、サーバ9から無線通信手段11を介して移動ロボット10に出力される。
The storage means 6 is provided in the
このような構成の移動体の位置情報取得システムは、無線IDタグ2が敷設された床7上において、上述のように良好に、人間の位置情報を正確に取得して、人間と移動ロボット10との接触を回避することができる。しかし、図3に示すように、移動ロボット10が例えば部屋R1とR2とを跨いで移動する場合に、部屋R1とR2との連絡通路R3に無線IDタグ2を敷設できない場合がある。このような場合に、人間も同じく部屋R1とR2とを跨いで移動すると、無線IDタグ2の敷設が途絶えた連絡通路3において、人間の位置情報を取得することができず、人間と移動ロボット10とが接触する可能性がある。そこで、処理手段5は、無線IDタグ2の位置情報及びイナーシャセンサ3の検出情報の取得状況に基づいて、無線IDタグ2が敷設された床領域内に人間が存在するか否かを判定する。すなわち、処理手段5は、無線IDタグ2の位置情報の取得が途絶え、且つイナーシャセンサ3の検出情報の取得が継続していると、人間は無線IDタグ2が敷設された床領域から外れたと判定する。そして、処理手段5は、記憶手段6に格納されている直前(取得した最後)の人間の位置情報と、当該補正した近似式とに基づいて、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を取得する。具体的に云うと、処理手段5は、無線IDタグ2の位置情報の取得が途絶えてからの時間を算出し、無線IDタグ2の位置情報の取得が途絶える直前の人間の位置情報から、どの方向に、どれぐらいの距離を当該時間で移動したかを、当該補正した近似式を用いて算出し、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を取得する。この取得した人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を用いて、処理手段5は人間と移動ロボット10とが接触するか否かを判定する。無線IDタグ2の位置情報の取得が途絶える直前の人間の位置情報を用いて、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を取得するので、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を正確に取得することができる。そのため、無線IDタグ2の敷設が途絶えた連絡通路R3などでも、人間と移動ロボット10とが接触することを防ぐことができる。
The position information acquisition system for a mobile object having such a configuration can accurately acquire the position information of a person on the
なお、履物8は、処理手段5における人間と移動ロボット10とが接触するか否かの判定結果を、無線通信手段11を介して取得し、移動ロボット10と接触するとの判定結果の場合に、移動ロボット10との接触の可能性を知らせる通知手段14を備えていることが好ましい。通知手段14は、振動モータ、ソレノイド、スピーカ等の人間に感覚的に知らせる装置を備えている。処理手段5は、人間と移動ロボット10とが接触すると判定すると、当該判定結果情報を無線通信手段11を介して通知手段14に出力する。通知手段14は、当該判定結果情報が入力されると、人間に感覚的に知らせる装置を作動させ、人間に移動ロボット10と接触する可能性があることを知らせる。これにより、移動ロボット10の回避動作だけでなく、人間も積極的に移動ロボット10との接触を回避することができ、より安全性を向上させることができる。
In the case of the determination result that the
さらに、履物8は、無線IDタグ2の位置情報の取得状況を知らせる通知手段15を備えていることが好ましい。通知手段15は、LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)やスピーカ等の人間に感覚的に知らせる装置を備えている。処理手段5は、無線IDタグ2の位置情報の取得状況、すなわち無線IDタグ2の位置情報を取得すると、当該取得した旨を示す情報を無線通信手段11を介して通知手段15に出力する。通知手段15は、当該取得した旨を示す情報が入力されると、人間に感覚的に知らせる装置を作動させ、処理手段5が正常に無線IDタグ2の位置情報を取得していることを知らせる。また、人間に無線IDタグ2が敷設されている床領域内に居ることを知らせる。これにより、人間は外部から位置情報取得システムが正常に作動しているか否かを知ることができる。しかも、人間は無線IDタグ2が敷設されている床領域から外れたことを知ることができ、意識的に移動ロボット10との接触に注意することができる。
Furthermore, the
移動ロボット10は、カメラ用制御手段16によって制御されるカメラ17を備えていることが好ましい。このとき、サーバ9と移動ロボット10とは、無線通信手段11を介して無線通信可能な構成とされている。処理手段5は、人間の現在の位置情報を取得すると、当該人間の現在の位置情報を、無線通信手段11を介してカメラ用制御手段16に出力する。カメラ用制御手段16は、当該人間の現在の位置情報が入力されると、当該人間の現在の位置にカメラ17の向きを制御し、さらに人間の顔高さ位置を撮像することができるようにカメラ17の向きを制御する。そして、カメラ17は、人間の顔高さ位置を撮像し、その画像情報を無線通信手段11を介してサーバ9の処理手段5に出力する。処理手段5は、入力された画像情報に処理を施して人間の顔高さ位置の凹凸情報を取得し、当該凹凸情報に基づいて、人間の顔がどの方向に向いているかを推定する。処理手段5は、人間の位置情報の履歴やイナーシャセンサ3の検出情報と共に、当該人間の顔の向きの推定結果に基づいて、人間の前後方向を推定する。これにより、人間の将来の予想位置情報をより正確に取得することができる。しかも、カメラ17で人間の顔高さ位置を撮像する際に、人間の現在の位置情報に基づいて、迅速に撮像することができる。ちなみに、カメラ17としては、CCD(Charge Coupled Devices)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の撮像素子を用いることができる。
The
上記構成の位置情報取得システム1を用いて、本発明の位置情報取得方法は、図4に示すように実施される。
先ず、人間の履物8に設けられたイナーシャセンサ3は、当該イナーシャセンサ3の検出情報を、無線通信手段11を介してサーバ9の処理手段5に出力する。処理手段5は、イナーシャセンサ3の検出情報を取得することによって、人間が履物8を履いていることを認識し、その後の処理を続行する(S1)。
Using the position
First, the
一方、人間の履物8に設けられた無線IDタグリーダ4は、床の裏面又は表面に規則的に敷設された無線IDタグ2の位置情報を取得し、当該位置情報を、無線通信手段11を介してサーバ9の処理手段5に出力する(S2)。
On the other hand, the wireless
処理手段5は、入力された無線IDタグ2の位置情報に基づいて、人間の現在の位置情報を取得し、当該人間の位置情報を逐次に記憶手段6に格納する(S3)。それと共に、処理手段5は、イナーシャセンサ3の検出情報を取得して、当該検出情報に基づいて、人間の移動軌跡の近似式を作成し、当該近似式を記憶手段6に格納する。そして、処理手段5は、当該無線IDタグ2の位置情報に基づいて、記憶手段6から取得した近似式を補正し、当該補正した近似式を用いて人間の将来の予想位置情報を取得する(S4)。
The
次に、処理手段5は、取得した人間の現在の位置又は将来の予想位置で、人間と移動ロボット10とが接触するか否かを判定する(S5)。
人間が移動ロボット10の移動経路上に現時点で存在すると判定した場合、処理手段5は、上記S1〜S5の工程を繰り返して、当該人間が移動ロボット10の移動経路上から離れるか否かを判定する(S6)。処理手段5は、繰り返して取得した人間の現在の位置情報に変化がなく、当該人間が移動ロボット10の移動経路上から離れないと判定すると、人間の現在の位置を回避するように、移動ロボット10の移動経路情報を修正して、無線通信手段11を介して移動ロボット10に送信する(S7、S8)。
Next, the processing means 5 determines whether or not the human and the
When it is determined that a human is currently on the moving path of the
人間が移動ロボット10の移動経路上に所定の時間経過後に存在すると判定した場合、処理手段5は、移動ロボット10の移動経路上に人間が到達する時間と、移動ロボット10の移動経路上に人間が存在することが予想される位置に当該移動ロボット10が到達する時間とを、算出して比較する(S9)。処理手段5は、当該比較結果がほぼ等しいと判定すると、人間の将来の予想位置を回避するように、移動ロボット10の移動経路情報を修正して、無線通信手段11を介して移動ロボット10に送信する(S10、S8)。
When it is determined that the human exists on the moving path of the
修正した移動経路情報を取得した移動ロボット10は、当該移動経路情報に基づいて、制御手段13によって駆動手段12を制御し、人間との接触を回避して移動する。
以上の工程を、繰り返すことにより、移動中の人間の位置情報を正確に取得して、人間と移動ロボット10との接触を防ぐことができる。
The
By repeating the above steps, it is possible to accurately acquire the position information of the moving human and prevent contact between the human and the
さらに処理手段5は、無線IDタグ2の位置情報の取得状況と、イナーシャセンサ3の検出情報の取得状況とに基づいて、無線IDタグ2が敷設された床領域内に人間が存在するか否かを判定し、当該判定結果に基づいて、記憶手段6に格納されている直前の人間の位置情報と、補正した近似式とを用いて、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を取得することが好ましい。これにより、無線IDタグ2の敷設が途絶えた場所でも、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報を正確に取得して、人間と移動ロボット10との接触を防ぐことができる。
Further, the processing means 5 determines whether or not there is a person in the floor area where the
上記実施形態の位置情報取得システム及び取得方法は、サーバ9が処理手段5及び記憶手段6を備えた構成とされているが、図5に示すように、移動ロボット10が処理手段5及び記憶手段6とを備えた構成であっても、略同様に実施することができる。また、処理手段5は、人間の現在の位置情報及び将来の予想位置情報の取得を行う第1の処理手段と、人間と移動ロボット10とが接触するか否かを判定し、当該判定結果に基づいて移動ロボット10の移動経路情報を修正する第2の処理手段とを分けた構成としても良い。このとき、第1の処理手段はサーバ9に備えられ、第2の処理手段は移動ロボット10に備えられる。
In the position information acquisition system and acquisition method of the above-described embodiment, the
以上、本発明に係る移動体の位置情報取得システム及び取得方法の実施形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。例えば、本実施形態では、移動体として人間の位置情報を取得したが、動物でも良い。この場合、首輪などにイナーシャセンサ3、無線IDタグリーダ4が備えられる。また、本実施形態では、装着体として履物を用いたが、ベルトなどでも良く、要するに無線IDタグ2の位置情報を読み取ることができる高さ位置に装着される物であれば良い。
The embodiment of the position information acquisition system and acquisition method of the moving body according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above configuration, and can be changed without departing from the technical idea of the present invention. . For example, in this embodiment, human position information is acquired as a moving body, but an animal may be used. In this case, the
1 位置情報取得システム
2 無線IDタグ
3 イナーシャセンサ
4 無線IDタグリーダ
5 処理手段
6 記憶手段
7 床
8 履物
9 サーバ
10 移動ロボット
11 無線通信手段
14 移動ロボットとの接触の可能性を知らせる通知手段
15 無線IDタグの位置情報の取得状況を知らせる通知手段
16 カメラ用制御手段
17 カメラ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
移動体の装着体に設けられたイナーシャセンサと、
床の裏面又は表面に規則的に敷設され、位置情報を有する無線IDタグと、
移動体の装着体に設けられ、前記無線IDタグの位置情報を読み取る無線IDタグリーダと、
前記無線IDタグリーダで読み取った、前記無線IDタグの位置情報を取得して、当該位置情報に基づいて移動体の現在の位置情報を取得すると共に、前記イナーシャセンサの検出情報を取得して、当該検出情報に基づいて移動体の移動軌跡の近似式を作成し、前記無線IDタグの位置情報に基づいて、前記近似式を補正し、当該補正した近似式を用いて移動体の将来の予想位置情報を取得する処理手段と、
前記イナーシャセンサの検出信号、前記移動体の位置情報及び前記移動ロボットの移動経路情報を格納する記憶手段と、
を備える移動体の位置情報取得システム。 A position information acquisition system for the moving body for preventing contact between the moving body such as a person and the mobile robot,
An inertia sensor provided on the moving body, and
A wireless ID tag regularly laid on the back or surface of the floor and having location information;
A wireless ID tag reader provided on a mounting body of a mobile body for reading position information of the wireless ID tag;
Obtaining the position information of the wireless ID tag read by the wireless ID tag reader, obtaining the current position information of the moving body based on the position information, obtaining the detection information of the inertia sensor, Create an approximate expression of the moving trajectory of the mobile object based on the detection information, correct the approximate expression based on the position information of the wireless ID tag, and use the corrected approximate expression to predict the future position of the mobile object Processing means for obtaining information;
Storage means for storing a detection signal of the inertia sensor, position information of the moving body, and movement path information of the mobile robot;
A position information acquisition system for a moving body.
前記移動ロボットは、前記修正した移動経路情報を取得することを特徴とする請求項3に記載の移動体の位置情報取得システム。 In the case where it is determined that the determination result is in contact with the moving body, the processing means corrects the moving route information of the mobile robot in order to avoid contact with the moving body,
The position information acquisition system for a moving body according to claim 3, wherein the mobile robot acquires the corrected movement route information.
前記履物は、前記移動ロボットとの接触の可能性を知らせる通知手段を備え、
前記処理手段は、当該判定結果に基づいて、前記移動ロボットとの接触の可能性を知らせる通知手段を制御することを特徴とする請求項3に記載の移動体の位置情報取得システム。 The wearing body is footwear worn by a human being as the moving body,
The footwear comprises a notification means for notifying the possibility of contact with the mobile robot,
4. The moving body position information acquisition system according to claim 3, wherein the processing means controls a notifying means for notifying the possibility of contact with the mobile robot based on the determination result.
前記カメラ用制御手段は、前記記憶手段から前記移動体の現在の位置情報を取得し、当該取得した移動体の現在の位置情報に基づいて、前記カメラを制御することを特徴とする請求項1に記載の移動体の位置情報取得システム。 The mobile robot includes a camera controlled by camera control means,
2. The camera control unit acquires current position information of the moving body from the storage unit, and controls the camera based on the acquired current position information of the moving body. The positional information acquisition system of the moving body described in 1.
前記サーバと前記移動ロボット及び前記装着体とは、無線通信手段で無線通信可能な構成とされていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の移動体の位置情報取得システム。 The processing means and the storage means are provided in a server,
The position information of the moving body according to any one of claims 1 to 6, wherein the server, the mobile robot, and the mounting body are configured to be capable of wireless communication by wireless communication means. system.
前記移動ロボットと前記装着体とは、無線通信手段で無線通信可能な構成とされていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の移動体の位置情報取得システム。 The processing means and the storage means are provided in a mobile robot,
The position information acquisition system for a moving body according to any one of claims 1 to 6, wherein the mobile robot and the mounting body are configured to be capable of wireless communication with wireless communication means.
前記処理手段は、前記無線IDタグの位置情報の取得状況に基づいて、前記無線IDタグの位置情報の取得状況を知らせる通知手段を制御することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の移動体の位置情報取得システム。 The wearing body includes notification means for notifying the acquisition status of the position information of the wireless ID tag,
The said processing means controls the notification means which notifies the acquisition situation of the position information of the said wireless ID tag based on the acquisition situation of the position information of the said wireless ID tag, The any one of Claim 1 thru | or 9 characterized by the above-mentioned. The moving body position information acquisition system according to the item.
前記移動体の装着体に設けられた無線IDタグリーダで、床の裏面又は表面に規則的に敷設された無線IDタグの位置情報を取得する工程と、
前記無線IDタグの位置情報に基づいて、処理手段が前記移動体の現在の位置情報を取得する工程と、
前記移動体の装着体に設けられたイナーシャセンサの検出情報に基づいて、処理手段が前記移動体の移動軌跡の近似式を作成し、前記無線IDタグの位置情報に基づいて、前記近似式を補正し、当該補正した近似式を用いて移動体の将来の予想位置情報を取得する工程と、
を備える移動体の位置情報取得方法。 A method for acquiring positional information of the moving body for preventing contact between the moving body such as a person and the mobile robot,
A step of acquiring position information of a wireless ID tag regularly laid on the back surface or the surface of the floor with a wireless ID tag reader provided on the mounting body of the mobile body;
A process means for acquiring current position information of the mobile body based on position information of the wireless ID tag;
Based on the detection information of the inertia sensor provided on the movable body mounting body, the processing means creates an approximate expression of the moving locus of the mobile body, and based on the position information of the wireless ID tag, the approximate expression is calculated. Correcting and obtaining future predicted position information of the mobile object using the corrected approximate expression;
A position information acquisition method for a moving object comprising:
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