JP2011180737A - 地図作成方法とロボットの移動経路決定方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ユーザは複数のランドマーク装置を任意の位置に配置する。設置が完了すると、各ランドマーク装置が周囲のランドマーク装置の番号とその方位を調査して隣接装置情報を生成し、さらにランドマーク装置同士が隣接装置情報を交換することによって自動的に地図情報が生成される。その後、ロボットに対しゴール地点のランドマーク装置の番号を指示すると、ロボットは最寄りのランドマーク装置からゴール地点までの経路を計算し、ランドマーク装置を順に辿ることでゴール地点に到達する。
【選択図】図1
Description
装置の識別子と隣接ランドマーク装置の識別子及び方位とを含む隣接装置情報を生成する工程と、前記複数のランドマーク装置が隣接装置情報を光無線通信で互いに交換し合うことによって、前記複数のランドマーク装置の間の相対的な位置関係を表す地図情報を作成する工程と、を有することを特徴とするものである。
図1は、本発明の実施形態に係るロボットシステムの概要を模式的に示す図である。このロボットシステムは、移動機構をもつロボット1と複数のランドマーク装置2とから構成される。ロボット1と各ランドマーク装置2は光無線通信(本実施形態では赤外線通信)によって互いにデータを送受信可能である。各ランドマーク装置2には一意の識別子が付与されており、本実施形態では識別子として識別番号(数字)が割り当てられている。以下、識別番号Nのランドマーク装置2を「ランドマーク装置2−N」のように表記することとする。
、最寄りのランドマーク装置2−7からゴール地点のランドマーク装置2−3に至るまでの経路を計算する。(c)の例では、7→5→2→3という移動経路が選ばれている。その後、ロボット1は各ランドマーク装置2と通信を行いながら、7→5→2→3の順にランドマーク装置2を辿ることで、(d)に示すようにゴール地点であるキッチンに到達することができる。
次に、図2を参照して、ロボット1及びランドマーク装置2の構成について説明する。図2の(a)は平面図、(b)は(a)を矢印の方向からみた側面図である。
すことで、方位分解能を上げることが可能である。
次に、図3を参照して、ランドマーク装置による地図作成処理について説明する。図3において、○で示した図形がランドマーク装置を表し、図形中の数字がランドマーク装置の識別番号を表している。また点線は隣接関係を示しており、点線で結ばれたランドマーク装置同士は隣接している(=通信可能であること)を表している。
次に、図4のフローチャートを参照して、ロボット1の経路決定及び移動に関する処理について説明する。なおランドマーク装置2による地図作成処理は予め完了し、ネットワークを構成する全てのランドマーク装置2が地図情報を共有している状態にあるものとする。なお図4では「ランドマーク装置」を「LM」と略記している。
以上述べた本実施形態のシステムによれば、地図作成のために必要な作業は、ロボットの行先や経路になりそうなところに、適当な間隔でランドマーク装置を設置する、という簡単かつ直観的な作業だけですむ。これだけで、ランドマーク装置同士が互いの位置関係を理解し、自動的に地図情報を作成してくれるため、システムの導入が極めて容易である。また、ランドマーク装置同士が情報交換するだけで地図情報が完成するので、地図情報
の作成に要する準備時間を極めて短縮できる。しかも、ランドマーク装置自体が物理的なラベルとしての役割も果たしているために、従来必要とされていたラベリング処理(地図情報と場所の対応付け)が不要となる。ユーザは、どの識別番号のランドマーク装置をどの場所に置いたかということだけを憶えておけばよい。
なお、上記実施形態は本発明の一具体例を例示したものにすぎない。本発明の範囲は上記実施形態に限られるものではなく、その技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば上記実施形態では赤外線通信を利用したが、可視光を用いた無線通信を用いることもできる。またロボットの赤外線受光部を前方だけでなく、複数の方向に設けることも好ましい。またロボットの移動機構は車輪に限らず、脚や浮上装置のような移動機構を設けることもできる。またカメラによる画像センサではなく、他の方式のセンサを距離測定や障害物検知に用いることもできる。
2:ランドマーク装置
10:移動機構
11:マイクロコントローラ
12:赤外線受光部
13:赤外線LED
14:カメラ
15:ボタン
20:マイクロコントローラ
21:インジケータLED
22:赤外線受光部
23:赤外線LED
Claims (5)
- ロボットが環境内を移動する際の経路決定に利用する地図情報を作成するための地図作成システムであって、
互いに異なる識別子が付与された複数のランドマーク装置から構成され、前記複数のランドマーク装置はユーザによって前記環境内の任意の位置に配置されるものであり、
各ランドマーク装置は、
自装置の周囲に配置された隣接ランドマーク装置との間で光無線通信を行う通信手段と、
光無線通信により隣接ランドマーク装置の識別子を取得すると共に、その隣接ランドマーク装置の自装置に対する方位を検出する検出手段と、
自装置の識別子と隣接ランドマーク装置の識別子及び方位とを含む隣接装置情報を生成する情報生成手段と、を有しており、
前記複数のランドマーク装置が隣接装置情報を光無線通信で互いに交換し合うことによって、前記複数のランドマーク装置の間の相対的な位置関係を表す地図情報を作成する
ことを特徴とする地図作成システム。 - 前記通信手段は、装置本体に対して異なる方位に向けて取り付けられている複数の受光部を有しており、
前記検出手段は、前記複数の受光部における受信状態に基づいて隣接ランドマーク装置の方位を検出するものである
ことを特徴とする請求項1に記載の地図作成システム。 - ロボットと、請求項1又は2に記載の地図作成システムと、を有するロボットシステムであって、
前記ロボットは、
移動機構と、
前記地図作成システムのランドマーク装置との間で光無線通信を行う通信手段と、
いずれか1つのランドマーク装置の識別子をゴール地点としてユーザに指定させるゴール指定手段と、
最寄りのランドマーク装置から光無線通信により地図情報を取得すると共に、取得した地図情報とゴール地点に指定されたランドマーク装置の識別子とに基づいて、最寄りのランドマーク装置からゴール地点に指定されたランドマーク装置に至るまでに辿るランドマーク装置の順番を経路として計算する経路計算手段と、
前記経路計算手段により得られた経路に従って前記ロボットが移動するように前記移動機構を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするロボットシステム。 - ロボットが環境内を移動する際の経路決定に利用する地図情報を作成するための地図作成方法であって、
ユーザが、互いに異なる識別子が付与された複数のランドマーク装置を、前記環境内の任意の位置に配置する工程と、
各ランドマーク装置が、自装置の周囲に配置された隣接ランドマーク装置との間で光無線通信を行うことにより隣接ランドマーク装置の識別子を取得すると共に、その隣接ランドマーク装置の自装置に対する方位を検出する工程と、
各ランドマーク装置が、自装置の識別子と隣接ランドマーク装置の識別子及び方位とを含む隣接装置情報を生成する工程と、
前記複数のランドマーク装置が隣接装置情報を光無線通信で互いに交換し合うことによって、前記複数のランドマーク装置の間の相対的な位置関係を表す地図情報を作成する工程と、
を有することを特徴とする地図作成方法。 - ロボットの移動経路決定方法であって、
請求項4に記載の地図作成方法によって、予め複数のランドマーク装置を配置すると共に、前記複数のランドマーク装置の間の相対的な位置関係を表す地図情報を作成する工程と、
ユーザが、ロボットに対して、いずれか1つのランドマーク装置の識別子をゴール地点として指定する工程と、
ロボットが、最寄りのランドマーク装置から光無線通信により地図情報を取得する工程と、
ロボットが、取得した地図情報とゴール地点に指定されたランドマーク装置の識別子とに基づいて、最寄りのランドマーク装置からゴール地点に指定されたランドマーク装置に至るまでに辿るランドマーク装置の順番を経路として計算する工程と、
を有することを特徴とするロボットの移動経路決定方法。
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