JP2015055969A - 移動ロボット、移動ロボット制御システム、制御図形の表示されたシート、及びプログラム - Google Patents
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
【解決手段】自律的に移動する移動ロボット1は、シートに表示された2次元図形であって、仮想的な図形である仮想図形の2次元図形に対する相対的な位置関係を示す仮想図形情報を含むコードを表示する2次元図形である制御図形を撮影する撮影手段11と、撮影画像に含まれる制御図形から、仮想図形情報を取得する取得手段13と、撮影画像に含まれる制御図形と、制御図形のサイズを示すサイズ情報と、取得手段13が取得した仮想図形情報とを用いて、移動ロボット1と仮想図形との位置関係を取得する位置関係取得手段14と、移動ロボット1を移動させる移動手段15と、位置関係取得手段14が取得した位置関係に応じて、移動手段15による移動を制御する移動制御手段16とを備える。
【選択図】図2
Description
このような構成により、制御図形のコードに含まれる仮想図形情報によって、移動ロボットの移動を制御することができる。したがって、仮想図形情報によって任意の仮想図形を設定できるため、制御図形を必ずしも仮想図形の近くに配置しなくてもよく、移動ロボットの移動制御の設定の自由度が高まることになる。例えば、制御図形を必ずしも仮想壁の位置に配置しなくてもよいことになる。また例えば、任意の形状や範囲の仮想壁等を設定することができるようになる。また、仮想図形の設定のために赤外線を発する部品を用いなくてよいため、仮想図形を容易に設定することができ、また自然光によって誤作動することもない。
このような構成により、制御図形に応じた任意の座標系における移動ロボットの位置を特定することも可能になる。したがって、例えば、制御図形に応じた座標系が、移動ロボットの存在する領域の座標系に対応している場合には、移動ロボットは、制御図形を用いることによって、その領域における移動ロボットの絶対的な位置を取得することも可能となる。
このような構成により、制御情報ごとにサイズ情報が異なる場合であっても、そのサイズ情報をコードに含めることにより、移動ロボットと仮想図形情報との位置関係を適切に取得することができるようになる。
このような構成により、仮想図形によって、移動ロボットに対して仮想的な境界を設定できるようになる。
このような構成により、仮想図形のコードに含まれる仮想図形情報やその他の情報を精度高く読み出すことができるようになる。
このような構成により、制御図形の表示されたシートを用いることにより、移動ロボットの移動を制御することができる。
このような構成により、このシートを移動ロボットの移動する範囲に配置することによって、そのシートに表示された制御図形のコードに含まれる仮想図形情報を用いて、移動ロボットの移動を制御することができる。
本発明の実施の形態1による移動ロボットについて、図面を参照しながら説明する。本実施の形態による移動ロボットは、2次元の図形である制御図形を用いて移動に関する制御がなされるロボットである。
Lpi=ki Lpsi (1)
また、制御図形2の2次元コードから取得されたサイズ情報「L」を用いると、次の3個の式が得られる。
|Lp1−Lp2|=L (2)
|Lp3−Lp1|=L (3)
|Lp2−Lp3|=21/2L (4)
したがって、(1)〜(4)式を用いることによって、k1,k2,k3を求めることができ、その結果、(1)式から、ローカル座標系における制御図形2の各頂点の位置ベクトルLpiを計算することができる。
0p1=(−L/2,+L/2,0)T (5)
0p2=(+L/2,+L/2,0)T (6)
0p3=(−L/2,−L/2,0)T (7)
Wpi=RQR 0pi+Wpc (8)
ここで、Wpcは、前述のように、ワールド座標系における制御図形2の中心位置を示す位置ベクトルである。Wpc,RQRは、制御図形2のコードに含まれる位置姿勢情報から得られる情報であり、0piは、制御図形2のコードに含まれるサイズ情報と、上記(5)〜(7)式とを用いて容易に得られる情報である。
RcamRQR 0pi=Rcam(Wpi−Wpc)
=Lpi−Lpc (9)
ここで、Lpc=(Lp2+Lp3)/2であるため、それを用いて(9)式を解くことによって、オイラー角(α,β,γ)を取得することができる。また、ワールド座標系におけるローカル座標系の原点から制御図形2の中心位置までのベクトルをWpdとすると、
Wpd=Rcam −1・Lpc (10)
となる。したがって、ワールド座標系の原点からローカル座標系の原点までのベクトルWpcamを、次式のように算出できる。
Wpcam=Wpc−Wpd
=Wpc−Rcam −1・Lpc (11)
なお、上記説明は、WpcamやRcamを算出する一例であって、他の方法によってそれらを算出することもできる。例えば、ローカル座標系における制御図形2の各頂点の位置ベクトルLpiを用いて、ローカル座標系における制御図形2の姿勢を示すオイラー角を算出することも可能であり、それを用いることによって、Rcam等を算出することも可能である。
(ステップS101)撮影手段11は、撮影した画像に制御図形2が含まれているかどうか判断する。そして、制御図形2が含まれている場合には、ステップS102に進み、そうでない場合には、撮影した画像に制御図形2が含まれるまで、ステップS101の処理を繰り返す。なお、撮影手段11は、前述のように、パターンマッチング等によって、制御図形2を撮影したかどうかを判断してもよい。
なお、図4のフローチャートには含まれないが、移動制御手段16は、その設定された制御情報に応じて、移動手段15による移動を制御するものとする。また、移動手段15は、移動制御手段16の制御に応じて移動ロボット1を移動させる。その結果、例えば、移動ロボット1は、境界を示す仮想図形を超えないように移動したり、ルートを示す仮想図形をたどるように移動したりすることになる。また、図4のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。
仮想図形情報:(t,b,l,r)=(500,1000,2000,800)
位置姿勢情報:
制御図形2の中心位置(X,Y,Z)=(12000,2500,1200)
制御図形2の姿勢(θ,φ,ψ)=(90°,0,0)
サイズ情報:L=180
仮想図形(仮想壁)に関する情報 シートの枚数
後方進入禁止 5枚
前方1m以後進入禁止 2枚
半径2m以内進入禁止 2枚
後方30cm以後、左右方向各1mの範囲進入禁止 2枚
後方30cm以後、左方向1mの範囲侵入禁止 2枚
後方30cm以後、左方向2mの範囲侵入禁止 2枚
後方30cm以後、右方向1mの範囲侵入禁止 2枚
後方30cm以後、右方向2mの範囲侵入禁止 2枚
シートに向かって右方向1mの範囲進入禁止 2枚
シートに向かって左方向1mの範囲進入禁止 2枚
: :
: :
それらのシート3は、制御図形2に対して、前、後、上、下、右、左、斜め右上、斜め右下、斜め左上、斜め左下等の所定の範囲(例えば、A1メートル〜A2メートル等)にある仮想図形を用いて、移動ロボット1の進入禁止や、近接促進等の移動制御を行うものである。
更に、上記シートは裏側に粘着剤層が形成され、多数の上記制御図形が並んで納められて制御図形部分が個々に型抜きされており、ユーザーが適宜必要な制御図形を剥がして用いるようになっていてもよい。尚特定の制御図形が無くなった時に備え、制御図形の印刷原稿を原紙として加えておけば、足らなくなった制御図形をユーザーが適宜印刷して用いることができる。
2 制御図形
3 シート
11 撮影手段
12 記憶手段
13 取得手段
14 位置関係取得手段
15 移動手段
16 移動制御手段
Claims (8)
- 自律的に移動する移動ロボットであって、
シートに表示された2次元図形であって、仮想的な図形である仮想図形の前記2次元図形に対する相対的な位置関係を示す仮想図形情報を含むコードを表示する2次元図形である制御図形を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段が撮影した撮影画像に含まれる制御図形から、前記仮想図形情報を取得する取得手段と、
前記撮影画像に含まれる制御図形と、当該制御図形のサイズを示すサイズ情報と、前記取得手段が取得した仮想図形情報とを用いて、前記移動ロボットと前記仮想図形との位置関係を取得する位置関係取得手段と、
前記移動ロボットを移動させる移動手段と、
前記位置関係取得手段が取得した位置関係に応じて、前記移動手段による移動を制御する移動制御手段と、を備えた移動ロボット。 - 前記位置関係取得手段は、前記撮影画像に含まれる制御図形とサイズ情報とを用いて、前記移動ロボットの座標系と前記制御図形の座標系との座標変換を示す座標変換情報を算出し、当該座標変換情報と前記仮想図形情報とを用いて、前記移動ロボットと前記仮想図形との位置関係を取得する、請求項1記載の移動ロボット。
- 前記コードは、前記制御図形の位置及び姿勢を示す位置姿勢情報をも含み、
前記取得手段は、前記位置姿勢情報をも取得し、
前記位置関係取得手段は、前記取得手段が取得した位置姿勢情報をも用いて、前記移動ロボットの座標系と前記制御図形の座標系との座標変換を示す座標変換情報を算出する、請求項2記載の移動ロボット。 - 前記コードは、前記サイズ情報をも含み、
前記取得手段は、前記サイズ情報をも取得し、
前記位置関係取得手段が用いるサイズ情報は、前記取得手段が取得したサイズ情報である、請求項1から請求項3のいずれか記載の移動ロボット。 - 前記仮想図形は、移動に関する境界を示すものであり、
前記移動制御手段は、前記仮想図形の示す境界を越えないで移動するように、前記移動手段による移動を制御する、請求項1から請求項4のいずれか記載の移動ロボット。 - 請求項1から請求項5のいずれか記載の移動ロボットと、
当該移動ロボットの移動の制御に用いられる前記制御図形の表示された1または2以上のシートと、を備え、
ユーザが、前記制御図形の表示されたシートを前記移動ロボットの移動空間に配置することにより前記移動ロボットの移動が制御される、移動ロボット制御システム。 - 請求項1から請求項5のいずれか記載の移動ロボットが撮影する制御図形の表示されたシートであって、
前記仮想図形情報を含むコードを表示する制御図形が表示されたシート。 - 自律的に移動する移動ロボットにおける処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
シートに表示された2次元図形であって、仮想的な図形である仮想図形の前記2次元図形に対する相対的な位置関係を示す仮想図形情報を含むコードを表示する2次元図形である制御図形を撮影する撮影手段が撮影した撮影画像に含まれる制御図形から、前記仮想図形情報を取得する取得ステップと、
前記撮影画像に含まれる制御図形と、当該制御図形のサイズを示すサイズ情報と、前記取得ステップで取得した仮想図形情報とを用いて、前記移動ロボットと前記仮想図形との位置関係を取得する位置関係取得ステップと、
前記位置関係取得ステップで取得した位置関係に応じて、前記移動ロボットを移動させる移動手段による移動を制御する移動制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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