JP2010262461A - Mobile object - Google Patents

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Masashi Kondo
正志 近藤
Ryuichiro Tominaga
竜一郎 富永
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mobile object and a mobile object system for much more precisely performing autonomous movement even when a slide is generated between the mobile object and a ground surface. <P>SOLUTION: This mobile object includes: a vehicle body 2; a traveling device 4 for making the vehicle body travel; an actuator 32 for driving the traveling device 4; an encoder 33 for detecting the driving amounts of the actuator 32; a speed sensor 34 for detecting a relative speed between the vehicle body 2 and a road surface on which the vehicle body 2 travels; and a controller 3 for controlling the operation of the actuator 32 so that the vehicle body may travel along a predetermined traveling path. In this case, the controller 3 includes a correction means 22 for correcting an operation command to the actuator 32 on the basis of the detection value of the encoder 33 and the detection value of the speed sensor 34. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、工場、オフィス、病院や商業施設等において、自律移動して各種用途に使用可能な移動体及び移動体の教示方法に関する。   The present invention relates to a moving body that can move autonomously and be used for various purposes in factories, offices, hospitals, commercial facilities, and the like, and a moving body teaching method.

生産工場等では、省力化のため製品や部材の運搬に自律走行できる移動体が利用されている。このような移動体は、床に設置した反射テープ、マグネットテープなどのガイドレールに沿って走行するように進行走行を制御して自律移動するものが主流であった。
ところが、この方法では移動体をガイドレールに沿って確実に誘導することはできるが、ガイドレールを設置する作業が煩雑であり走行経路の変更が容易でないことや、ガイドレールに破損や汚れが生じやすく移動体の誘導精度が低下する、或いは、移動体の走行の自由度が制限されるなどの技術課題も生じていた。
そのため、最近では床等にガイドレール等を設置することなく自律走行可能な移動体が提案され実用化されつつある。
In production factories and the like, mobile bodies that can autonomously travel to transport products and components are used for labor saving. The mainstream of such moving bodies is a vehicle that autonomously moves by controlling its traveling so that it travels along a guide rail such as a reflective tape or a magnetic tape installed on the floor.
However, this method can reliably guide the moving body along the guide rail, but the work of installing the guide rail is complicated, and it is not easy to change the travel route, and the guide rail is damaged or dirty. There are also technical problems such that the guidance accuracy of the mobile object is easily reduced, or the degree of freedom of travel of the mobile object is limited.
Therefore, recently, a moving body that can autonomously travel without installing a guide rail or the like on the floor has been proposed and put into practical use.

例えば、特許文献1には移動体の走行操作をするために、レーザ距離センサ(レーザレンジファインダ)を備え、左右の駆動輪の回転数をエンコーダで計測し、エンコーダのカウント累積値から移動累積距離を推定するとともに、左右駆動輪の回転数差分もしくは別途設けたジャイロセンサ等から移動方位の情報を把握する旨が開示されている。   For example, Patent Document 1 includes a laser distance sensor (laser range finder) for performing a traveling operation of a moving body, measuring the number of rotations of the left and right drive wheels with an encoder, and calculating the accumulated movement distance from the count accumulated value of the encoder. In addition, it is disclosed that the information on the moving direction is grasped from the difference between the rotational speeds of the left and right drive wheels or a gyro sensor provided separately.

特開平2009−080804号公報JP 2009-080804 A

しかしながら、上述したように従来の移動体は、駆動輪のモータ等に内蔵したエンコーダの計測値より移動累積距離等を求めているため、駆動輪と路面との間で滑り(駆動輪の空回り)が生じると移動累積距離等の検出値と実際の移動体の位置とにズレが生じ、移動体の走行位置の精度が低下してしまうという課題があった。   However, as described above, since the conventional moving body obtains the accumulated movement distance or the like from the measurement value of the encoder built in the motor or the like of the driving wheel, it slips between the driving wheel and the road surface (idle driving wheel). When this occurs, there is a problem that the detection value such as the accumulated movement distance and the actual position of the moving body are shifted, and the accuracy of the traveling position of the moving body is lowered.

かかる課題を解決するために、カメラ等の視覚センサを追加して周囲の撮像画像に基づいて走行位置の精度の低下を補正することも考えられるが、この場合、高度な画像処理のためのソフトウェアを別途開発する必要があることやセンサの追加分だけ費用がかかる他、カメラと教示画像の間に人や物などの障害物が入ると制御ができなくなるという問題も生じる。   In order to solve such a problem, it is conceivable to add a visual sensor such as a camera to correct the decrease in accuracy of the traveling position based on the surrounding captured image. In this case, however, software for advanced image processing It is necessary to separately develop an image sensor, and the additional cost of the sensor is required, and there is a problem that control becomes impossible if an obstacle such as a person or an object enters between the camera and the teaching image.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、地面との間で滑りが生じた場合でもより精度良く自律移動を行なうことができるようにした、移動体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a moving body that can perform autonomous movement more accurately even when slippage occurs with the ground. To do.

上記課題を解決するため、本願発明(請求項1)は、車体と、前記車体を走行させる走行装置と、前記走行装置を駆動させるアクチュエータと、前記アクチュエータの駆動量を検出するエンコーダと、前記車体と前記車体が走行する路面との相対速度を検出する速度センサと、予め設定された走行経路に沿うように、前記アクチュエータの動作を制御するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記エンコーダの検出値と前記速度センサの検出値とに基づいて前記アクチュエータへの動作指令を補正する補正手段を有していることを特徴とする移動体とするものである。   In order to solve the above problems, the present invention (Claim 1) includes a vehicle body, a travel device that travels the vehicle body, an actuator that drives the travel device, an encoder that detects a drive amount of the actuator, and the vehicle body A speed sensor that detects a relative speed between the vehicle body and the road surface on which the vehicle body travels, and a controller that controls the operation of the actuator so as to follow a preset travel route. The movable body includes a correcting unit that corrects an operation command to the actuator based on a detection value and a detection value of the speed sensor.

また、前記車体に取り付けられ、探索範囲に検出用レーザを走査して移動体と前記探索範囲内に存在する物体までの距離及び方向を検出するレーザ距離センサを有し、前記コントローラは、予め記憶された地図情報と前記レーザセンサの検出結果とに基づいて前記動作指令を算出することが好ましい(請求項2)。
また、前記速度センサは、前記路面に向けて前記車体に取り付けられたレーザドップラ速度計であることが好ましい(請求項3)。
また、前記走行装置は、前記車体に取り付けられた左右一対の駆動輪を有し、前記速度センサは前記一対の駆動輪に対応してそれぞれ取り付けられていることが好ましい(請求項4)。
A laser distance sensor attached to the vehicle body for detecting the distance and direction between the moving body and an object existing in the search range by scanning a detection laser in the search range; It is preferable that the operation command is calculated based on the map information thus obtained and the detection result of the laser sensor.
The speed sensor is preferably a laser Doppler velocimeter attached to the vehicle body toward the road surface.
Further, it is preferable that the traveling device has a pair of left and right drive wheels attached to the vehicle body, and the speed sensor is attached to each of the pair of drive wheels.

また、前記速度センサが前記各駆動輪の外側にそれぞれ取り付けられていることも好ましい(請求項5)。
また、前記速度センサが前記各駆動輪の内側にそれぞれ取り付けられていることも好ましい(請求項7)。
It is also preferable that the speed sensor is attached to the outside of each driving wheel.
It is also preferable that the speed sensor is attached to the inside of each drive wheel.

本願発明(請求項7)は、請求項2〜6のいずれか1項に記載の移動体と、前記移動体の前記車体が走行する路面上に離散的に配置される特徴的な形状のランドマークと、を有していることを特徴としている。   The invention of the present application (Claim 7) is a land having a characteristic shape discretely arranged on a road surface on which the mobile body according to any one of Claims 2 to 6 and the vehicle body of the mobile body travel. And a mark.

本願発明(請求項1,7)によれば、エンコーダの検出値と速度センサの検出値とから算出可能な走行装置と路面との間に生じる滑り(空回り)を考慮してアクチュエータへの動作指令を補正するので、エンコーダの検出結果のみでは検出できない、駆動輪と地面との間で滑りが生じた場合でも走行装置と路面との滑りによる誤差を低減することができ、移動体をより精度良く自律走行させることができる。
また、速度センサが路面を直接計測するため外光等の外乱を受けにくいという利点もある。
According to the present invention (Claims 1 and 7), the operation command to the actuator is taken into account the slip (idle) generated between the traveling device and the road surface that can be calculated from the detected value of the encoder and the detected value of the speed sensor. Therefore, even if slippage occurs between the drive wheels and the ground, which cannot be detected only by the detection result of the encoder, errors due to slippage between the traveling device and the road surface can be reduced, and the moving body can be made more accurate. It can be autonomously run.
In addition, since the speed sensor directly measures the road surface, there is an advantage that it is difficult to receive disturbance such as external light.

本願発明(請求項2)によれば、予め記憶された地図情報とレーザセンサの検出結果とに基づいて実際の走行位置と予め記憶された地図情報との差異を補正して精度良く移動体を自律走行させることができる。
本願発明(請求項3)によれば、走行中の路面の速度を非接触で直接計測することができるので、測定誤差を軽減することができる。
According to the present invention (Claim 2), the difference between the actual traveling position and the pre-stored map information is corrected based on the pre-stored map information and the detection result of the laser sensor, and the mobile body is accurately detected. It can be autonomously run.
According to the present invention (Claim 3), the road speed during traveling can be directly measured in a non-contact manner, so that measurement errors can be reduced.

また、本願発明(請求項4)によれば、左右の駆動輪のそれぞれと路面との滑り量を考慮したうえで動作指令の補正を行なうので、左右のいずれかの駆動輪のみが滑りを起こした場合やあるいは一方の駆動輪の滑り量が他方のものよりも大きい場合等であっても移動体の姿勢(進行方向)が変わることを防止することができ、より正確に自律走行することができる。   Further, according to the present invention (Claim 4), since the operation command is corrected in consideration of the slip amount between the left and right drive wheels and the road surface, only one of the left and right drive wheels causes the slip. Even when the sliding amount of one drive wheel is larger than that of the other, it is possible to prevent the moving body from changing its posture (traveling direction) and to autonomously travel more accurately. it can.

また、本願発明(請求項5)によれば、速度センサが駆動輪と路面との接地点により近い位置で路面との相対速度を検出するため、より精度良く相対速度を検出することができる。
また、本願発明(請求項6)によれば、駆動輪と車体により外光等の外乱要因が遮蔽されるため、より精度良く相対速度を検出することができる。
Further, according to the present invention (Claim 5), the speed sensor detects the relative speed with the road surface at a position closer to the contact point between the driving wheel and the road surface, so that the relative speed can be detected with higher accuracy.
Further, according to the present invention (Claim 6), since the disturbance factor such as external light is shielded by the driving wheel and the vehicle body, the relative speed can be detected with higher accuracy.

いずれも本発明の第1実施例にかかる移動体を模式的に示すものであり(a)はその平面図、(b)はその側面図である。Both schematically show the moving body according to the first embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view thereof and (b) is a side view thereof. 本発明の第1実施例にかかる移動体システムの全体構成を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the whole structure of the mobile body system concerning 1st Example of this invention. (a)〜(d)はいずれも本発明の第1実施例にかかる移動体の動作態様を説明するための図である。(A)-(d) is a figure for demonstrating the operation | movement aspect of the moving body concerning 1st Example of this invention. いずれも本発明の第2実施例にかかる移動体を模式的に示すものであり(a)はその平面図、(b)はその側面図である。Both schematically show a moving body according to a second embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view thereof and (b) is a side view thereof. いずれも本発明の第3実施例にかかる移動体を模式的に示すものであり(a)はその平面図、(b)はその側面図である。Both schematically show a moving body according to a third embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view thereof and (b) is a side view thereof. いずれも本発明の第4実施例にかかる移動体を模式的に示すものであり(a)はその平面図、(b)はその側面図である。Both schematically show a moving body according to a fourth embodiment of the present invention, wherein (a) is a plan view thereof and (b) is a side view thereof.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
[第1実施例]
(全体構成)
図2に示すように、本実施形態にかかる移動体システム100は、移動体1が走行する路面であるフロア101上に予めフロア101を巡回する走行経路Rが設定されており、移動体1が走行経路Rに沿って自律走行するように構成されている。また、走行経路Rの近傍には受光平面を有する平板状のランドマーク102が離散的に複数設置されている。なお、走行経路Rの経路は適宜変更することが可能である。
ここではランドマーク102は、走行経路R上の移動体1の進行方向の正面に位置するように配置されており、移動体1は、正面に位置するランドマーク102に向かって進行するようになっている。
なお、図2では説明を容易にするために走行経路Rを図示しているが、実際のフロア101等には走行経路Rを示すライン等は存在しない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
(overall structure)
As shown in FIG. 2, in the mobile system 100 according to the present embodiment, a travel route R that patrols the floor 101 is set in advance on a floor 101 that is a road surface on which the mobile body 1 travels. The vehicle is configured to autonomously travel along the travel route R. A plurality of flat landmarks 102 having a light receiving plane are discretely installed in the vicinity of the travel route R. Note that the route of the travel route R can be changed as appropriate.
Here, the landmark 102 is arranged so as to be positioned in front of the traveling direction of the mobile body 1 on the travel route R, and the mobile body 1 travels toward the landmark 102 positioned in front. ing.
Although the travel route R is illustrated in FIG. 2 for ease of explanation, there is no line or the like indicating the travel route R on the actual floor 101 or the like.

(移動体の構成)
図1(a),図1(b)に示すように、移動体1は、車体2に電子演算器,記憶装置及び入力装置からなる制御装置(コントローラ)3を内蔵している。
また、車体2は走行装置4を有しており、走行装置4は車体2の両側部に左右それぞれ2つの駆動輪(一対の駆動輪)30,30と、全方向に転舵可能に並列された従動輪31,31と、各駆動輪30,30とをそれぞれ個別に駆動させるアクチュエータ32,32(例えばサーボモータ)とにより構成されており、駆動輪30の駆動により前進及び後退し、各駆動輪30の回転速度の差によって移動体1は操舵(方向転換)可能となっている。
(Configuration of mobile body)
As shown in FIGS. 1A and 1B, the moving body 1 includes a vehicle body 2 with a control device (controller) 3 including an electronic calculator, a storage device, and an input device.
The vehicle body 2 has a traveling device 4, and the traveling device 4 is arranged in parallel on the both sides of the vehicle body 2 with two drive wheels (a pair of drive wheels) 30 and 30 on both the left and right sides so as to be steerable in all directions. The driven wheels 31 and 31 and the actuators 32 and 32 (for example, servo motors) that individually drive the driving wheels 30 and 30 are respectively moved forward and backward by driving the driving wheels 30. The moving body 1 can be steered (changed direction) by the difference in rotational speed of the wheels 30.

また、各アクチュエータ32にはアクチュエータの駆動量(ここでは駆動輪の回転量)を検出するエンコーダ33がそれぞれ備えられており、エンコーダ33の検出結果Dは制御装置3に入力されるようになっている。
各駆動輪30,30よりも後方側には、それぞれレーザドップラセンサ(速度センサ)34がフロア101に向かって(即ち、下向きに)取り付けられている。
Each actuator 32 is provided with an encoder 33 for detecting the drive amount of the actuator (here, the rotation amount of the drive wheel), and the detection result D of the encoder 33 is input to the control device 3. Yes.
A laser Doppler sensor (speed sensor) 34 is attached to the rear side of each drive wheel 30 and 30 toward the floor 101 (that is, downward).

即ち、レーザドップラセンサ34は、フロア101に向けて測定用のレーザ光を照射し、フロア101からの反射光を検出することで、それぞれ車体1とフロア101との相対速度VdL,VdRを検出するようになっている(VdLは左側のセンサ34が検出値であり、VdRは右側のセンサ34の検出値である)。なお、速度センサとしてはレーザドップラセンサが好ましいが適宜選択可能である。但しフロア101や走行装置等を直接接触せずに速度を計測する非接触型の速度センサであることが好ましい。   That is, the laser Doppler sensor 34 detects the relative speeds VdL and VdR between the vehicle body 1 and the floor 101 by irradiating the laser beam for measurement toward the floor 101 and detecting the reflected light from the floor 101, respectively. (VdL is a detection value of the left sensor 34, and VdR is a detection value of the right sensor 34). The speed sensor is preferably a laser Doppler sensor, but can be selected as appropriate. However, a non-contact type speed sensor that measures the speed without directly contacting the floor 101 or the traveling device is preferable.

また、車体2の前方側の側部にはレーザ距離センサ35が取り付けられている。レーザ距離センサ35は例えば半導体レーザ等のレーザ発信装置を有するレーザ距離センサ(距離方向検出装置)であり、レーザ距離センサ35から水平方向(車体2の方向において)に所定の探索範囲に所定の角度毎(例えば、0.5°毎)に検出用のレーザ光(検出用光)を発信し、検出用光が物体に反射して戻ってくるまでの時間から探索範囲内の物体までの距離と計測点の角度を検出するようになっている。つまり、レーザ距離センサ35の有効な探索範囲(距離と角度との検出が有効である範囲)は探索角度を中心角としてフロア101面(水平)に対して平行な扇形となる。レーザ距離センサ35で計測された距離データLは制御装置3に入力されるようになっている。   A laser distance sensor 35 is attached to the front side of the vehicle body 2. The laser distance sensor 35 is a laser distance sensor (distance direction detecting device) having a laser transmitting device such as a semiconductor laser, for example, and is at a predetermined angle within a predetermined search range in the horizontal direction (in the direction of the vehicle body 2) from the laser distance sensor 35. A laser beam (detection light) for detection is transmitted every time (for example, every 0.5 °), and the distance from the time until the detection light is reflected back to the object and returned to the object within the search range The angle of the measurement point is detected. That is, the effective search range of the laser distance sensor 35 (the range in which the detection of the distance and the angle is effective) has a fan shape parallel to the floor 101 surface (horizontal) with the search angle as the central angle. The distance data L measured by the laser distance sensor 35 is input to the control device 3.

制御装置3は、その機能として走行制御部21と補正部(補正手段)22とを有している。また、制御装置3には予めフロア101上の障害物(図示省略)や各ランドマーク102の位置(座標)及び走行経路Rが地図情報として記憶されている。
走行制御部21は、以下に詳述するとおり、記憶された地図情報と、レーザ距離センサ35からの入力情報に基づいて予め入力された始点位置(図2では地点Ps)から終点位置(図2では地点Pe)に至るまで、走行経路Rに沿って移動体1を走行させるように速度指令(動作指令)Vを算出し、各アクチュエータ32に送信するようになっている。
The control device 3 includes a travel control unit 21 and a correction unit (correction unit) 22 as its functions. The control device 3 stores in advance obstacles (not shown) on the floor 101, the positions (coordinates) of the landmarks 102, and the travel route R as map information.
As will be described in detail below, the travel control unit 21 determines the end point position (FIG. 2) from the start position (point Ps in FIG. 2) input in advance based on the stored map information and the input information from the laser distance sensor 35. Then, a speed command (operation command) V 0 is calculated so that the mobile body 1 travels along the travel route R up to the point Pe), and is transmitted to each actuator 32.

補正部22は、各エンコーダ33からの検出結果Dをそれぞれ微分処理して各駆動輪30の速度算出値(角速度)VeL,VeRを算出する。なお、VeLは左側の駆動輪30に対応し、VeRは右側の駆動輪30に対応する。
そして、補正部22は、左右の各レーザドップラセンサ34からの検出結果VdL,VdRと算出した速度算出値VeL,VeRとの差をそれぞれ対応する駆動輪30とフロア101との間の滑り量(空回り量)として算出する。
The correction unit 22 performs differential processing on the detection results D from the encoders 33 to calculate the speed calculation values (angular speeds) VeL and VeR of the drive wheels 30. Note that VeL corresponds to the left drive wheel 30 and VeR corresponds to the right drive wheel 30.
Then, the correction unit 22 determines the difference between the detection results VdL, VdR from the left and right laser Doppler sensors 34 and the calculated speed calculation values VeL, VeR, respectively, and the slip amount between the corresponding drive wheel 30 and the floor 101 ( Calculated as the idling amount).

即ち、レーザドップラセンサ34からの検出結果がV[m/s]、駆動輪30の角速度がω[rad/s]、駆動輪30の半径がr[m]であるとき、単位時間t[s]当たりの滑り量Sは以下の式(1)となる。
S[m]=(rω−V)t [m] ‥‥ (1)
そして、補正部22は各駆動輪30について算出した滑り量S分だけを走行制御部21からの速度指令V0に加算補正してアクチュエータ32に補正された速度指令を送信するようになっている。
That is, when the detection result from the laser Doppler sensor 34 is V [m / s], the angular velocity of the drive wheel 30 is ω [rad / s], and the radius of the drive wheel 30 is r [m], the unit time t [s] ] Is the following equation (1).
S [m] = (rω−V) t [m] (1)
Then, the correction unit 22 adds and corrects only the slip amount S calculated for each drive wheel 30 to the speed command V0 from the travel control unit 21, and transmits the corrected speed command to the actuator 32.

本発明の第1実施例にかかる移動体システムはこのように構成されており、以下、本移動体1の動作態様について説明する。
ここでは、図2中の始点位置Psから経由地点Ptを経て終点位置Peに至る走行経路Rを自律走行する場合を例に説明する。なお、移動体1の移動は本例に限らず、走行経路Rの設定と共に適宜変更可能である。
The mobile body system according to the first embodiment of the present invention is configured as described above, and the operation mode of the mobile body 1 will be described below.
Here, a case where the vehicle travels autonomously on the travel route R from the start point position Ps to the end point position Pe via the waypoint Pt in FIG. 2 will be described. In addition, the movement of the mobile body 1 is not limited to this example, and can be appropriately changed along with the setting of the travel route R.

上述したように制御装置3には予め、始点位置Ps(JX1,JY1,Jθ1),経由地点Pt(JX2,JY2,Jθ2),終点位置Pe(JX3,JY3,Jθ3)の各座標が予め地図情報として記憶されている。なお、図3(a)〜(d)に示すように、各点の座標は、フロア101面に沿う2次平面成分と各位置における回転成分とからなる。
図3(a)に示すように制御装置3は走行装置に速度指令Vを送信して移動体1を始点位置Ps(JX1,JY1)から経由地点Ptの座標(JX2,JY2)へ向けて走行させる。このときの速度指令V0は始点位置Ps(JX1,JY1,Jθ1)から経由地点Pt(JX2,JY2,Jθ2)への方向ベクトルとアクチュエータ32の特性に基づいて算出される。
また、移動体1が走行を開始すると補正部22は各駆動輪30の滑り量Sを算出して、制御装置3の演算周期毎に速度指令V0を補正する。
As described above, the coordinates of the start point position Ps (JX1, JY1, Jθ1), the waypoint Pt (JX2, JY2, Jθ2), and the end point position Pe (JX3, JY3, Jθ3) are previously stored in the control device 3 as map information. Is remembered as As shown in FIGS. 3A to 3D, the coordinates of each point include a secondary plane component along the floor 101 surface and a rotation component at each position.
As shown in FIG. 3A, the control device 3 transmits a speed command V 0 to the traveling device, and moves the moving body 1 from the starting point position Ps (JX1, JY1) to the coordinates (JX2, JY2) of the waypoint Pt. Let it run. The speed command V0 at this time is calculated based on the direction vector from the starting point position Ps (JX1, JY1, Jθ1) to the waypoint Pt (JX2, JY2, Jθ2) and the characteristics of the actuator 32.
When the moving body 1 starts traveling, the correction unit 22 calculates the slip amount S of each drive wheel 30 and corrects the speed command V0 for each calculation cycle of the control device 3.

図3(b)に示すように、走行制御部21はエンコーダの検出値D及び滑り量Sから移動体1が経由地点Ptに到達したと判定したら一時走行を停止する。
そして、次には終点位置Peに向かうため、経由地点Ptで終点位置Peに向かうように旋回し再び走行を開始する。
As shown in FIG. 3B, the traveling control unit 21 stops the temporary traveling when it is determined from the detected value D and the slip amount S of the encoder that the moving body 1 has reached the waypoint Pt.
Then, in order to go to the end point position Pe, the vehicle turns at the waypoint Pt to the end point position Pe and starts running again.

次に、ランドマーク102の検出時の動作について説明する。図3(c)に示すように経由地点Ptから終点位置Peまでの区間には走行経路Rの側方にランドマーク102が設けられている。
移動体1が経由地点Ptから終点位置Peに向けて走行を開始すると、レーザ距離センサ35の探索範囲Eにランドマーク102が含まれるようになり、レーザ距離センサ35でランドマーク102が検出され、制御装置3に入力される。
走行制御部21は、検出されたランドマーク102の位置と姿勢(方向)が、予め記憶された地図情報中の位置と姿勢(RX1,RY1,Rθ1)と異なる場合は、検出されたランドマーク102の位置が正しい物として、記憶されている地図情報を修正するようになっている。こうすることにより、移動体1の実際の進路と走行経路Rとの誤差が修正される。
Next, an operation when the landmark 102 is detected will be described. As shown in FIG. 3C, a landmark 102 is provided on the side of the travel route R in the section from the transit point Pt to the end point position Pe.
When the moving body 1 starts traveling from the waypoint Pt toward the end point Pe, the landmark 102 is included in the search range E of the laser distance sensor 35, and the landmark 102 is detected by the laser distance sensor 35. Input to the control device 3.
When the detected position and orientation (direction) of the landmark 102 are different from the position and orientation (RX1, RY1, Rθ1) in the map information stored in advance, the traveling control unit 21 detects the detected landmark 102. The map information stored is corrected by assuming that the position of is correct. By doing so, the error between the actual course of the moving body 1 and the travel route R is corrected.

同様に、走行制御部21移動体1が終点位置Peに近づくと、図3(d)に示すように終点位置Peの近傍に配置されたランドマーク102がレーザ距離センサ35により検出されるようになり、走行制御部21は検出されたランドマーク102の位置に基づいて、地図情報を修正した上で、最新の地図情報における経由地点Ptの座標まで移動体1を走行させた後、移動体1を停止する。   Similarly, when the traveling control unit 21 moving body 1 approaches the end point position Pe, the landmark 102 arranged in the vicinity of the end point position Pe is detected by the laser distance sensor 35 as shown in FIG. Thus, the travel control unit 21 corrects the map information based on the detected position of the landmark 102 and then travels the mobile body 1 to the coordinates of the waypoint Pt in the latest map information. To stop.

このように本実施例にかかる移動体システムによれば、車体2の左右に取り付けられた2つのレーザドップラセンサ34の検出結果に基づいて制御装置3が各駆動輪30のそれぞれとフロア101との滑り量Sを算出し、この滑り量Sを各アクチュエータ32への速度指令に加算補正するので、エンコーダ33の検出結果のみでは検出できない、駆動輪30とフロア101との滑りによる誤差を低減することができ、移動体1をより走行経路Rに対して正確に精度良く走行させることができる。
また、補正部22は左右の駆動輪30のそれぞれについて滑り量Sを計測して補正を行なうので、左右のいずれかの駆動輪30のみが滑りを起こした場合(あるいは一方の駆動輪の滑り量が他方のものよりも大きい/小さい場合)に移動体1の方向(進行方向)が変わることを逐次補正してより走行経路Rに沿ってより正確に自律走行することができる。
[第2実施例]
As described above, according to the mobile system according to the present embodiment, the control device 3 uses the detection results of the two laser Doppler sensors 34 attached to the left and right of the vehicle body 2 to connect the driving wheels 30 to the floor 101. The slip amount S is calculated, and this slip amount S is added and corrected to the speed command to each actuator 32, so that errors due to slip between the drive wheels 30 and the floor 101 that cannot be detected only by the detection result of the encoder 33 are reduced. Thus, the moving body 1 can travel more accurately and accurately with respect to the travel route R.
Further, since the correction unit 22 measures and corrects the slip amount S for each of the left and right drive wheels 30, when only one of the left and right drive wheels 30 slips (or the slip amount of one drive wheel). It is possible to autonomously travel more accurately along the travel route R by successively correcting that the direction (traveling direction) of the moving body 1 changes when the distance is larger / smaller than the other.
[Second Embodiment]

次に本発明の第2実施例について説明する。なお、本実施例はレーザードップラセンサの取り付け位置を除いては上述の第1実施例と同様に構成されており、第1実施例と同様の点については説明を省略して同符号を用いて説明する。
図4(a),図4(b)に示すように、本実施例では1個のレーザドップラーセンサ34が車体2の前方の側面に取り付けられ、フロア101に向けて配向されている。
レーザドップラセンサ34の検出結果Vdは制御装置3に入力され、制御装置3では第1実施例における相対速度VdL,VdRをいずれもVdとして同様に走行制御を行なう。
本発明の第2実施例にかかる移動体システムはこのように構成されているので、左右の駆動輪30とフロア101との滑り量Sを算出し、この滑り量Sを各アクチュエータ32への速度指令に加算補正するので、移動体1をより精度良く自律走行させることができる。
また、使用するレーザードップラセンサ34が1個のみであるため、第1実施例のものよりも安価に構成できるという利点もある。
[第3実施例]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is configured in the same manner as the above-described first embodiment except for the mounting position of the laser Doppler sensor, and the same points as in the first embodiment are omitted and the same reference numerals are used. explain.
As shown in FIGS. 4A and 4B, in this embodiment, one laser Doppler sensor 34 is attached to the front side surface of the vehicle body 2 and oriented toward the floor 101.
The detection result Vd of the laser Doppler sensor 34 is input to the control device 3, and the control device 3 performs the traveling control similarly with the relative speeds VdL and VdR in the first embodiment set to Vd.
Since the mobile system according to the second embodiment of the present invention is configured as described above, the slip amount S between the left and right drive wheels 30 and the floor 101 is calculated, and the slip amount S is applied to each actuator 32 as a speed. Since the correction is added to the command, the moving body 1 can autonomously travel with higher accuracy.
Further, since only one laser Doppler sensor 34 is used, there is an advantage that it can be configured at a lower cost than that of the first embodiment.
[Third embodiment]

次に本発明の第3実施例について説明する。なお、本実施例はレーザードップラセンサの取り付け位置を除いては上述の第1実施例と同様に構成されており、第1実施例と同様の点については説明を省略して同符号を用いて説明する。
図5に示すように、本実施例にかかる移動体1には、レーザドップラセンサ34が各駆動輪30,30の外側に取り付けられている。
本実施例のように構成することにより、レーザドップラセンサ34が各駆動輪30,30と路面との接地点により近い位置でフロア101との相対速度を検出することができるため、より精度良く滑り量Sを検出することができる。
[第4実施例]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. This embodiment is configured in the same manner as the above-described first embodiment except for the mounting position of the laser Doppler sensor, and the same points as in the first embodiment are omitted and the same reference numerals are used. explain.
As shown in FIG. 5, a laser Doppler sensor 34 is attached to the outside of each drive wheel 30, 30 in the moving body 1 according to the present embodiment.
By configuring as in the present embodiment, the laser Doppler sensor 34 can detect the relative speed with the floor 101 at a position closer to the grounding point between each drive wheel 30 and 30 and the road surface, and therefore slips with higher accuracy. The quantity S can be detected.
[Fourth embodiment]

次に本発明の第4実施例について説明する。なお、本実施例はレーザードップラセンサの取り付け位置を除いては上述の第1実施例と同様に構成されており、第1実施例と同様の点については説明を省略して同符号を用いて説明する。
図6に示すように、本実施例にかかる移動体1には、レーザドップラセンサ34が各駆動輪30,30の内側に取り付けられている。
本実施例のように構成することにより、レーザドップラセンサ34が各駆動輪30,30と路面との接地点により近い位置でフロア101との相対速度を検出することができる。これに加えて、駆動輪30と車体2により外光等が遮蔽されて外乱要因が低減されるため、より精度良く滑り量Sを検出することができる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. This embodiment is configured in the same manner as the above-described first embodiment except for the mounting position of the laser Doppler sensor, and the same points as in the first embodiment are omitted and the same reference numerals are used. explain.
As shown in FIG. 6, a laser Doppler sensor 34 is attached to the inside of each drive wheel 30, 30 in the moving body 1 according to the present embodiment.
By configuring as in the present embodiment, the laser Doppler sensor 34 can detect the relative speed with the floor 101 at a position closer to the contact point between each drive wheel 30, 30 and the road surface. In addition, since the external light and the like are shielded by the driving wheels 30 and the vehicle body 2 and the disturbance factor is reduced, the slip amount S can be detected with higher accuracy.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の各実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の本実施例では速度センサとしていずれもレーザドップラセンサを用いているが、速度センサはこれに限らず、エンコーダの値によらない速度センサであれば種々の形式のものを用いることができる。
また、本発明にかかる移動体システムは物品搬送用途やサービスロボット等、移動体を自律して移動する用途に変形して適宜適用することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, a laser Doppler sensor is used as the speed sensor. However, the speed sensor is not limited to this, and various types of speed sensors may be used as long as the speed sensor does not depend on the encoder value. it can.
Moreover, the mobile body system according to the present invention can be appropriately applied by being modified to a use for moving the mobile body autonomously, such as an article conveying use or a service robot.

1 移動体
2 車体
3 制御装置(コントローラ)
4 走行装置
21 走行制御部
22 補正部(補正手段)
30 駆動輪
31 従動輪
32 アクチュエータ
33 エンコーダ
34 レーザドップラセンサ(速度センサ)
35 レーザ距離センサ
100 移動体システム
101 フロア(路面)
102 ランドマーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile body 2 Car body 3 Control apparatus (controller)
4 travel device 21 travel control unit 22 correction unit (correction means)
30 Drive Wheel 31 Driven Wheel 32 Actuator 33 Encoder 34 Laser Doppler Sensor (Speed Sensor)
35 Laser distance sensor 100 Mobile system 101 Floor (road surface)
102 landmark

Claims (7)

車体と、
前記車体を走行させる走行装置と、
前記走行装置を駆動させるアクチュエータと、
前記アクチュエータの駆動量を検出するエンコーダと、
前記車体と前記車体が走行する路面との相対速度を検出する速度センサと、
予め設定された走行経路に沿うように、前記アクチュエータの動作を制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記エンコーダの検出値と前記速度センサの検出値とに基づいて前記アクチュエータへの動作指令を補正する補正手段を有している
ことを特徴とする、移動体。
The car body,
A traveling device for traveling the vehicle body;
An actuator for driving the traveling device;
An encoder for detecting the drive amount of the actuator;
A speed sensor for detecting a relative speed between the vehicle body and a road surface on which the vehicle body travels;
A controller for controlling the operation of the actuator so as to follow a preset travel route,
The moving body according to claim 1, wherein the controller includes correction means for correcting an operation command to the actuator based on a detection value of the encoder and a detection value of the speed sensor.
前記車体に取り付けられ、探索範囲に検出用レーザを走査して移動体と前記探索範囲内に存在する物体までの距離及び方向を検出するレーザ距離センサを有し、
前記コントローラは、予め記憶された地図情報と前記レーザセンサの検出結果とに基づいて前記動作指令を算出する
ことを特徴とする、請求項1記載の移動体。
A laser distance sensor that is attached to the vehicle body and that detects a distance and direction between a moving object and an object existing in the search range by scanning a detection laser in the search range;
The moving body according to claim 1, wherein the controller calculates the operation command based on map information stored in advance and a detection result of the laser sensor.
前記速度センサは、前記路面に向けて前記車体に取り付けられたレーザドップラ速度計である
ことを特徴とする、請求項1又は2記載の移動体。
The moving body according to claim 1, wherein the speed sensor is a laser Doppler speedometer attached to the vehicle body toward the road surface.
前記走行装置は、前記車体に取り付けられた左右一対の駆動輪を有し、
前記速度センサは前記一対の駆動輪に対応してそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の移動体。
The traveling device has a pair of left and right drive wheels attached to the vehicle body,
The moving body according to any one of claims 1 to 3, wherein the speed sensor is attached to each of the pair of driving wheels.
前記速度センサが前記各駆動輪の外側にそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とする、請求項4記載の移動体。
The moving body according to claim 4, wherein the speed sensor is attached to the outside of each driving wheel.
前記速度センサが前記各駆動輪の内側にそれぞれ取り付けられている
ことを特徴とする、請求項4記載の移動体。
The moving body according to claim 4, wherein the speed sensor is attached inside each of the driving wheels.
請求項2〜6のいずれか1項に記載の移動体と、
前記移動体の前記車体が走行する路面上に離散的に配置される特徴的な形状のランドマークと、を有している
ことを特徴とする、移動体システム。
The moving body according to any one of claims 2 to 6,
And a landmark having a characteristic shape discretely arranged on a road surface on which the vehicle body of the movable body travels.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018039310A (en) * 2016-09-06 2018-03-15 新明和工業株式会社 Passenger boarding bridge
CN111433705A (en) * 2017-12-05 2020-07-17 日本电产株式会社 Moving body and transfer robot
CN111435250A (en) * 2018-12-26 2020-07-21 万润科技股份有限公司 Error detection method and self-propelled device using same
CN112918971A (en) * 2010-12-15 2021-06-08 西姆伯蒂克有限责任公司 Autonomous transport vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112918971A (en) * 2010-12-15 2021-06-08 西姆伯蒂克有限责任公司 Autonomous transport vehicle
CN112918971B (en) * 2010-12-15 2023-09-29 西姆伯蒂克有限责任公司 Automatic driving transport vehicle
JP2018039310A (en) * 2016-09-06 2018-03-15 新明和工業株式会社 Passenger boarding bridge
CN111433705A (en) * 2017-12-05 2020-07-17 日本电产株式会社 Moving body and transfer robot
CN111435250A (en) * 2018-12-26 2020-07-21 万润科技股份有限公司 Error detection method and self-propelled device using same

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