JP2019109155A - Autonomous movement method and autonomous movement device - Google Patents

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Abstract

To provide an autonomous movement method and autonomous movement device of a robot capable of increasing the accuracy of the recognition of a position and capable of efficiently performing work.SOLUTION: In an autonomous movement method and autonomous movement device, a robot 10 is autonomously moved. This autonomous movement method includes the steps of: radiating laser beams L from a plurality of laser beam irradiation devices 20 and displaying an intersection C of the laser beams L; making a camera 16 take the intersection C to make the robot 10 recognize the position and direction of itself; and making the robot 10 move on the basis of the recognized position and direction.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ロボットを自律的に移動させる自律移動方法及び自律移動装置に関する。   The present invention relates to an autonomous movement method and an autonomous movement device for autonomously moving a robot.

特開2012−37288号公報には、位置決め対象物を目標位置に向けて移動させる墨出しシステムが記載されている。墨出しシステムは、自律走行型の墨出し装置、レーザーレンジファインダ、トータルステーション、及び墨出し装置を制御するパーソナルコンピュータを備える。墨出し装置は、多方向移動ホイールを有する走行機構と、杭芯の打設位置を示すマークを地面に押印するスタンプ機構と、スタンプ機構を位置調整可能に支持する位置調整機構と、スタンプ機構及び位置調整機構の上方に設けられた一対の計測プリズムとを備える。スタンプ機構は、押印を行うスタンプ部と、スタンプ部を地面に対して昇降させる昇降機構とを備える。また、一対の計測プリズムは、トータルステーションから投射された測距測角用の光を反射する。   JP 2012-37288 A describes a marking system for moving a positioning object toward a target position. The burn-out system includes an autonomous traveling-type burn-out device, a laser range finder, a total station, and a personal computer that controls the burn-out device. The marking device includes a traveling mechanism having a multidirectional moving wheel, a stamp mechanism for imprinting a mark indicating the placement position of a pile core on the ground, a position adjustment mechanism for adjustably supporting the stamp mechanism, a stamp mechanism and And a pair of measurement prisms provided above the position adjustment mechanism. The stamp mechanism includes a stamp unit that performs sealing and an elevating mechanism that raises and lowers the stamp unit with respect to the ground. Further, the pair of measurement prisms reflect the light for ranging and angle measurement projected from the total station.

墨出しシステムでは、レーザーレンジファインダによって墨出し装置の位置を計測しながら、計測された位置に基づいて墨出し装置を目標位置に向けて走行させる。その後、トータルステーションが計測プリズムの位置を算出することによって墨出し装置の位置を計測し、計測された位置と目標位置との誤差を位置調整機構が補正する。そして、スタンプ機構がマークを地面に押印して現場における墨出しを行う。   In the inking system, while the position of the inking device is measured by the laser range finder, the inching device travels toward the target position based on the measured position. Thereafter, the total station measures the position of the measurement prism by measuring the position of the measurement prism, and the position adjustment mechanism corrects the error between the measured position and the target position. Then, the stamp mechanism seals the mark on the ground to perform marking on the site.

特開2012−37288号公報JP 2012-37288 A

前述した墨出しシステムは、スタンプ機構と一対の計測プリズムとを一体として備えており、一対の計測プリズムはスタンプ機構の上方に設けられる。従って、一対の計測プリズムとスタンプ機構との間に機械的誤差が生じるため、位置の認識の精度において改善の余地がある。また、走行機構は多方向移動ホイールによって地面上を移動し、スタンプ機構は昇降機構によってスタンプ部を地面に下降させて押印を行う。よって、段差又は障害物が存在して地面が平坦でない場合には、走行機構による移動、及びスタンプ機構による押印を効率よく行うことができないので、押印等の作業性において改善の余地がある。   The above-described inking system integrally includes a stamp mechanism and a pair of measurement prisms, and the pair of measurement prisms is provided above the stamp mechanism. Therefore, mechanical errors occur between the pair of measurement prisms and the stamp mechanism, so there is room for improvement in the accuracy of position recognition. In addition, the traveling mechanism moves on the ground by the multi-directional moving wheel, and the stamping mechanism lowers the stamp portion on the ground by the lifting mechanism to perform a seal. Therefore, when a level difference or an obstacle is present and the ground is not flat, the movement by the traveling mechanism and the sealing by the stamp mechanism can not be performed efficiently, so there is room for improvement in workability such as sealing.

本発明は、位置の認識の精度を高めることができると共に、作業を効率よく行うことができるロボットの自律移動方法及び自律移動装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for autonomously moving a robot, which can enhance the accuracy of position recognition and can perform work efficiently.

本発明に係る自律移動方法は、ロボットを自律的に移動させる自律移動方法であって、複数のレーザ光照射装置のそれぞれからレーザ光を照射してレーザ光の交点を表示する工程と、ロボットのカメラが交点を撮影することによってロボットが自己の位置及び向きを認識する工程と、認識した位置及び向きを基に交点に向かってロボットが移動する工程と、を備える。   The autonomous movement method according to the present invention is an autonomous movement method for autonomously moving a robot, comprising the steps of: irradiating a laser beam from each of a plurality of laser beam irradiation devices and displaying an intersection of the laser beams; The method includes the steps of: the camera recognizing the position and orientation of the robot by photographing the intersection; and the robot moving toward the intersection based on the recognized position and orientation.

この自律移動方法は、複数のレーザ光照射装置のそれぞれからレーザ光を照射し、複数のレーザ光が交差して形成されるレーザ光の交点を表示する。ロボットは、複数のレーザ光照射装置によって表示された交点を撮影するカメラを備え、カメラによって撮影された交点から自己の位置及び向きを認識する。このように、ロボットは、レーザ光の交点から自己の位置及び向きを認識し、認識した位置及び向きに基づいて交点に向かって移動する。よって、レーザ光の交点を利用することによってロボットの位置及び向きの認識の精度を高めることができる。すなわち、ロボットはレーザ光照射装置とは別体とされており、ロボットとレーザ光照射装置との間に機械的誤差は生じないので、位置及び向きの認識の精度を高めることができる。また、レーザ光の交点は、地面だけでなく壁、天井及び段差にも表示可能であり、ロボットを壁、天井又は段差の近くに移動させてロボットに作業をさせることができるので、ロボットによる作業を効率よく行うことができる。   In this autonomous movement method, laser light is emitted from each of the plurality of laser light irradiation devices, and the intersections of the laser light formed by crossing the plurality of laser lights are displayed. The robot includes a camera that captures an intersection point displayed by the plurality of laser beam irradiation devices, and recognizes its own position and orientation from the intersection point captured by the camera. In this way, the robot recognizes its position and orientation from the intersection of laser light, and moves toward the intersection based on the recognized position and orientation. Therefore, the accuracy of recognition of the position and orientation of the robot can be enhanced by utilizing the intersection of the laser beams. That is, since the robot is separated from the laser beam irradiation apparatus and no mechanical error occurs between the robot and the laser beam irradiation apparatus, the accuracy of position and direction recognition can be enhanced. In addition, the intersection points of the laser light can be displayed not only on the ground but also on walls, ceilings and steps, and the robot can be moved close to the wall, ceiling or steps to cause the robot to perform work. Can be done efficiently.

本発明に係る自律移動装置は、複数のレーザ光照射装置と、複数のレーザ光照射装置のそれぞれから照射されたレーザ光の交点を撮影するカメラを有するロボットと、を備え、ロボットは、カメラによって撮影された交点から自己の位置及び向きを認識し、認識した位置及び向きを基に交点に向かって移動する。   An autonomous moving device according to the present invention includes: a plurality of laser beam irradiation devices; and a robot having a camera for photographing an intersection of laser beams emitted from each of the plurality of laser beam irradiation devices The position and orientation of the user are recognized from the captured intersection, and the robot moves toward the intersection based on the recognized position and orientation.

この自律移動装置は、レーザ光を照射する複数のレーザ光照射装置とロボットとを備え、複数のレーザ光照射装置は、各レーザ光が交差するレーザ光の交点を表示する。ロボットは、レーザ光の交点を撮影するカメラを備え、撮影された交点から自己の位置及び向きを認識する。よって、ロボットはレーザ光の交点から認識した位置及び向きに基づいて交点に向かって移動するので、ロボットの位置及び向きの認識の精度を高めることができる。すなわち、前述と同様、ロボットはレーザ光照射装置とは別体とされておりロボットとレーザ光照射装置との間に機械的誤差は生じないので、位置及び向きの精度を高めることができる。また、ロボットを壁、天井又は段差の近くに移動させて壁、天井又は段差の近くでロボットに作業をさせることができるので、ロボットによる作業を効率よく行うことができる。   The autonomous moving device includes a plurality of laser beam irradiation devices for emitting laser beams and a robot, and the plurality of laser beam irradiation devices display intersections of laser beams at which the respective laser beams intersect. The robot is equipped with a camera that captures an intersection of laser light, and recognizes its position and orientation from the captured intersection. Therefore, since the robot moves toward the intersection based on the position and the orientation recognized from the intersection of the laser beams, the accuracy of recognition of the position and the orientation of the robot can be enhanced. That is, as described above, since the robot is separated from the laser beam irradiation apparatus and no mechanical error occurs between the robot and the laser beam irradiation apparatus, the accuracy of the position and the direction can be enhanced. In addition, since the robot can be moved near the wall, ceiling, or step to allow the robot to work near the wall, ceiling, or step, the robot can perform work efficiently.

また、ロボットは、カメラを移動自在に保持するアームを備えていてもよい。この場合、ロボットは、アームを自在に動かすことによってカメラを任意の位置に効率よく移動させることができる。従って、ロボットの作業性を更に高めることができる。   The robot may also include an arm that holds the camera movably. In this case, the robot can efficiently move the camera to any position by freely moving the arm. Therefore, the workability of the robot can be further enhanced.

本発明によれば、位置の認識の精度を高めることができると共に、作業を効率よく行うことができる。   According to the present invention, the accuracy of position recognition can be enhanced, and the work can be performed efficiently.

図1は、実施形態に係る自律移動装置を模式的に示す図である。FIG. 1 is a view schematically showing an autonomous mobile device according to the embodiment. 図2は、図1の自律移動装置のロボットに設けられたアームの先端を拡大して示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged tip of an arm provided on a robot of the autonomous mobile device of FIG. 図3は、実施形態に係る自律移動方法を示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an autonomous movement method according to the embodiment. 図4は、図3の自律移動方法で作業が行われる建設現場の座標軸の例を示す図である。FIG. 4 is a view showing an example of coordinate axes of a construction site where work is performed by the autonomous movement method of FIG. 3. 図5(a)は、ロボットが基準点の位置を認識する例を示す図である。図5(b)は、ロボットのカメラの中心点を基準点に合わせる例を示す図である。FIG. 5A shows an example in which the robot recognizes the position of the reference point. FIG. 5B is a diagram showing an example in which the center point of the camera of the robot is set to the reference point. 図6(a)は、基準点に対するカメラの向きを調整する例を示す図である。図6(b)は、カメラの向きをX軸及びY軸に合うように回転する例を示す図である。FIG. 6A shows an example of adjusting the orientation of the camera with respect to the reference point. FIG. 6B is a diagram showing an example in which the orientation of the camera is rotated to be in line with the X axis and the Y axis.

以下では、図面を参照しながら本発明に係る自律移動方法及び自律移動装置の実施形態について詳細に説明する。図面において同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、図面は、理解を容易にするため一部を簡略化又は誇張して描いており、寸法比率等は図面に記載したものに限定されない。   Hereinafter, embodiments of an autonomous mobile method and an autonomous mobile device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding elements in the drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate. In addition, the drawings are drawn in a simplified or exaggerated manner for ease of understanding, and dimensional ratios and the like are not limited to those described in the drawings.

まず、実施形態に係る自律移動装置1について説明する。図1に示されるように、自律移動装置1は、建設現場Aの作業において用いられる。例えば、自律移動装置1は、ロボット10を自律的に移動させることにより、施工の基準となる点又は線を建設現場Aの床、壁又は天井に描写する墨出しを自動的に行う。自律移動装置1は、墨出しを行う自走式の墨出しロボットであるロボット10と、レーザ光Lを照射する複数のレーザ光照射装置20と、座標指定装置30とを備える。   First, the autonomous mobile device 1 according to the embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the autonomous mobile device 1 is used in the work of a construction site A. For example, by autonomously moving the robot 10, the autonomous mobile device 1 automatically performs marking which describes a point or a line serving as a construction reference on the floor, wall or ceiling of the construction site A. The autonomous mobile device 1 includes a robot 10 that is a self-propelled ink out robot that performs ink out, a plurality of laser light irradiation devices 20 that irradiate laser light L, and a coordinate specifying device 30.

ロボット10は、例えば、本体11と、本体11の下部に設けられて本体11を建設現場Aにおいて移動させる複数の車輪12と、建設現場Aを撮影する周辺検知カメラ13と、本体11から延び出すと共に本体11に対して3次元方向に移動自在とされたアーム15とを備える。アーム15は、レーザ光Lを認識するカメラ16と、墨出しを行う描写部17とを備える。本体11は、例えば、無線LAN又はBluetooth(登録商標)等の無線通信用インタフェースを備えており、座標指定装置30との無線によるデータの送受信が可能である。   For example, the robot 10 extends from the main body 11, a plurality of wheels 12 provided below the main body 11 to move the main body 11 at the construction site A, a periphery detection camera 13 for photographing the construction site A, and the main body 11 And an arm 15 movable in a three-dimensional direction with respect to the main body 11. The arm 15 includes a camera 16 that recognizes the laser light L, and a drawing unit 17 that performs marking. The main body 11 includes, for example, an interface for wireless communication such as a wireless LAN or Bluetooth (registered trademark), and can transmit and receive data wirelessly with the coordinate specifying device 30.

例えば、周辺検知カメラ13は、全方位カメラであり、360度方向にわたって撮影を行う。周辺検知カメラ13は、アーム15に取り付けられたカメラ16に対して予備的に設けられたカメラであり、例えば、カメラ16では撮影できない箇所の撮影を行う。このようにロボット10が周辺検知カメラ13を備えることにより、万が一カメラ16が使えなくなった場合であっても撮影を継続することが可能である。   For example, the surrounding area detection camera 13 is an omnidirectional camera, and performs imaging in the direction of 360 degrees. The periphery detection camera 13 is a camera provided in advance for the camera 16 attached to the arm 15. For example, the periphery detection camera 13 shoots a portion which can not be photographed by the camera 16. Thus, by providing the periphery detection camera 13 with the robot 10, it is possible to continue shooting even if the camera 16 can not be used.

アーム15は、例えば、ロボットアームであり、本体11に固定される基部15a、基部15aに対して水平方向に旋回可能に支持される第1アーム部15b、及び第1アーム部15bに対して上下に揺動自在に連結された第2アーム部15cを備える。アーム15は、基部15aに対して第1アーム部15bが旋回すると共に、第1アーム部15bに対して第2アーム部15cが上下に揺動することにより、カメラ16及び描写部17を3次元方向に移動させる。   The arm 15 is, for example, a robot arm, and a base 15a fixed to the main body 11, a first arm 15b rotatably supported in the horizontal direction with respect to the base 15a, and an upper and lower with respect to the first arm 15b And a second arm portion 15c swingably connected to the second arm portion 15c. The arm 15 rotates the first arm 15b with respect to the base 15a, and the second arm 15c swings up and down with respect to the first arm 15b to make the camera 16 and the drawing unit 17 three-dimensional. Move in the direction.

図2は、アーム15の第2アーム部15cの先端を拡大した断面図である。図2に示されるように、カメラ16は、例えば、第2アーム部15cの先端15dから第2アーム部15cの延在方向に延び出すように第2アーム部15cの側面15eに取り付けられる。カメラ16は、第2アーム部15cの先端15dよりも更に先に位置するレーザ光Lの交点Cを撮影する。描写部17は、例えば、第2アーム部15cの凹部15fに嵌め込まれており、先端15dから第2アーム部15cの延在方向に延び出している。描写部17は、アーム15の3次元方向への移動に伴って交点Cの位置に墨出しを行う。例えば、描写部17は、墨出し用の十字状等の印だけでなく、字又は絵を描写してもよい。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the tip of the second arm 15 c of the arm 15. As shown in FIG. 2, the camera 16 is attached to, for example, the side surface 15e of the second arm 15c so as to extend from the tip 15d of the second arm 15c in the extending direction of the second arm 15c. The camera 16 captures an intersection C of the laser light L located further ahead than the tip 15 d of the second arm 15 c. The drawing unit 17 is, for example, fitted in the recess 15f of the second arm 15c, and extends from the tip 15d in the extending direction of the second arm 15c. The depiction unit 17 marks the position of the intersection C in accordance with the movement of the arm 15 in the three-dimensional direction. For example, the depiction unit 17 may depict a character or a picture as well as a mark such as a cross for marking.

図1に示されるように、建設現場Aには、例えば、2台のレーザ光照射装置20が設けられる。2台のレーザ光照射装置20のそれぞれは、建設現場Aにレーザ光Lを照射して建設現場Aに複数のレーザ光Lが交わる交点Cを形成する。レーザ光照射装置20は、建設現場Aの床面、壁面又は天井面に墨出し用の交点Cを表示する。一例として、レーザ光Lは赤色の可視光線であり、レーザ光Lの波長は635nm以上且つ642nm以下であってもよい。レーザ光照射装置20は、例えば、三脚の上に設置されてもよい。   As shown in FIG. 1, for example, two laser beam irradiation devices 20 are provided at the construction site A. Each of the two laser beam irradiation devices 20 irradiates the construction site A with the laser beam L to form an intersection point C where the plurality of laser beams L intersect with the construction site A. The laser beam irradiation device 20 displays an intersection point C for marking on the floor surface, wall surface or ceiling surface of the construction site A. As an example, the laser beam L may be red visible light, and the wavelength of the laser beam L may be 635 nm or more and 642 nm or less. The laser beam irradiation device 20 may be installed on, for example, a tripod.

座標指定装置30は、墨出しを行う位置の座標を指定する装置である。座標指定装置30は、例えば無線通信によって、ロボット10及びレーザ光照射装置20のそれぞれと通信可能である。座標指定装置30によって座標が指定されると、指定された座標がロボット10及びレーザ光照射装置20に出力される。座標指定装置30は、ロボット10及びレーザ光照射装置20を制御するコントローラであってもよい。また、座標指定装置30は、タブレット又は携帯端末等の端末機器であってもよい。   The coordinate specifying device 30 is a device for specifying the coordinates of the position at which the blackout is to be performed. The coordinate specification device 30 can communicate with each of the robot 10 and the laser beam irradiation device 20 by wireless communication, for example. When coordinates are designated by the coordinate designation device 30, the designated coordinates are output to the robot 10 and the laser beam irradiation device 20. The coordinate specification device 30 may be a controller that controls the robot 10 and the laser beam irradiation device 20. Moreover, the coordinate designation device 30 may be a terminal device such as a tablet or a portable terminal.

座標指定装置30によって指定された座標にレーザ光照射装置20は交点Cを表示し、ロボット10は建設現場Aの指定された座標(交点Cの位置)に移動して墨出しを行う。ロボット10は、交点Cの付近に移動すると共にアーム15のカメラ16によって交点Cの位置を認識し、アーム15に取り付けられた描写部17を交点Cに当てて線又は点を描く。なお、ロボット10は、位置座標、又は施工に必要な情報を交点Cに描写してもよい。   The laser beam irradiation device 20 displays the intersection point C at the coordinates designated by the coordinate designation device 30, and the robot 10 moves to the designated coordinates (the position of the intersection point C) of the construction site A to perform marking. The robot 10 moves in the vicinity of the intersection point C and recognizes the position of the intersection point C by the camera 16 of the arm 15, and draws the line or point by applying the depiction portion 17 attached to the arm 15 to the intersection point C. The robot 10 may draw position coordinates or information required for construction at the intersection C.

次に、実施形態に係る自律移動方法の具体例について図3及び図4を参照しながら説明する。図3は、自律移動方法の各工程の一例を示すフローチャートである。図4は、建設現場Aの座標の例を示す図である。なお、図4では、ロボット10、カメラ16及びレーザ光照射装置20の図示を簡略化している。以下では、自律移動装置1を用いて建設現場Aに墨出しを行う例について説明する。まず、初期段階として、建設現場Aにロボット10及びレーザ光照射装置20を設置する(ステップS1)。また、例えば基準点P1,P2を既知点とすると共に、ロボット10を基準点P1の付近に配置して各レーザ光照射装置20を点P3,P4のそれぞれに配置する。   Next, a specific example of the autonomous movement method according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a flowchart showing an example of each step of the autonomous movement method. FIG. 4 is a diagram showing an example of the coordinates of the construction site A. As shown in FIG. In FIG. 4, the illustration of the robot 10, the camera 16 and the laser beam irradiation apparatus 20 is simplified. In the following, an example will be described in which the construction site A is inked using the autonomous mobile device 1. First, as an initial stage, the robot 10 and the laser beam irradiation apparatus 20 are installed at the construction site A (step S1). Further, for example, while making the reference points P1 and P2 known points, the robot 10 is disposed in the vicinity of the reference point P1 and the respective laser beam irradiation devices 20 are arranged at the points P3 and P4, respectively.

次に、座標指定装置30によって目標点(位置座標)の発信を行う(ステップS2)。このとき、座標指定装置30から、墨出しを行う目標点P5,P6,P7,P8のそれぞれの座標をロボット10及びレーザ光照射装置20に発信する。各レーザ光照射装置20は、目標点P5,P6,P7,P8の座標を受信すると、レーザ光Lの照射方向を定めるために回転し、基準点P1の位置に交点Cを表示する(ステップS3、交点を表示する工程)。   Next, the coordinate specification device 30 transmits a target point (positional coordinate) (step S2). At this time, the coordinates of the target points P5, P6, P7, and P8 to be subjected to blackout are transmitted from the coordinate specifying device 30 to the robot 10 and the laser beam irradiation device 20. When receiving the coordinates of the target points P5, P6, P7 and P8, each laser beam irradiation device 20 rotates to determine the irradiation direction of the laser beam L, and displays the intersection point C at the position of the reference point P1 (step S3) , The process of displaying the intersection point).

基準点P1に交点Cが表示されると、カメラ16が基準点P1に表示された交点Cを撮影する(ステップS4)。ロボット10は、現在のロボット10の中心点P9に対する交点Cの位置及び向きをカメラ16の撮影画像によって認識し、自己の位置及び向きを設定する(ステップS5、自己の位置及び向きを認識する工程)。具体的には、図5(a)及び図5(b)のカメラ16の撮影画像Bに示されるように、ロボット10は、撮影画像Bに表示される基準点P1の位置を認識し、撮影画像Bの中心点P10を基準点P1に合わせる。   When the intersection point C is displayed at the reference point P1, the camera 16 captures the intersection point C displayed at the reference point P1 (step S4). The robot 10 recognizes the current position and orientation of the intersection point C with respect to the center point P9 of the robot 10 by the captured image of the camera 16 and sets its own position and orientation (step S5, recognizing its own position and orientation) ). Specifically, as shown in the captured image B of the camera 16 in FIGS. 5A and 5B, the robot 10 recognizes the position of the reference point P1 displayed in the captured image B, and captures an image. The center point P10 of the image B is aligned with the reference point P1.

そして、図6(a)及び図6(b)に示されるように、カメラ16の向きが2本のレーザ光Lの交差角度θ1となるようにカメラ16の傾きを調整し、カメラ16の向きがX軸及びY軸の双方に合うようにカメラ16を回転する。そして、カメラ16の位置を基準点P1、X軸に対するカメラ16の中心線が成す角度θ3を90°にするようにカメラ16を移動させると共に、ロボット10の位置と方向角θ2を決定する。   Then, as shown in FIGS. 6A and 6B, the tilt of the camera 16 is adjusted so that the direction of the camera 16 is the intersection angle θ1 of the two laser beams L, and the direction of the camera 16 is Rotates the camera 16 so that it matches both the X axis and the Y axis. Then, the camera 16 is moved such that the angle θ3 formed by the center line of the camera 16 with respect to the reference point P1 and the X axis is 90 °, and the position of the robot 10 and the directional angle θ2 are determined.

続いて、レーザ光照射装置20を回転し目標点P5の位置に交点Cを表示する(ステップS6)。そして、ロボット10は、自己の位置及び向きに基づいて墨出しの位置である目標点P5に表示された交点Cに向かって移動する(ステップS7、移動する工程)。ロボット10は、目標点P5に向かって移動した後、目標点P5に表示された交点Cの位置と交差角度θ1をカメラ16の撮影によって認識し、自己の位置及び向きを補正すると共に目標点P5に墨出しを行う(ステップS8)。   Subsequently, the laser beam irradiation device 20 is rotated to display the intersection point C at the position of the target point P5 (step S6). Then, the robot 10 moves toward the intersection point C displayed at the target point P5, which is the position of blackout, based on its own position and direction (step S7, moving step). After moving toward the target point P5, the robot 10 recognizes the position of the intersection point C displayed at the target point P5 and the intersection angle θ1 by photographing with the camera 16, corrects its own position and direction, and the target point P5. To mark out (step S8).

目標点P5に墨出しを行った後には、全ての目標点(位置座標)に対する墨出しが完了したか否かを判定する(ステップS9)。例えば、目標点が目標点P5,P6,P7,P8であって目標点P5のみに墨出しを行った時点では、全ての目標点に対する墨出しが完了していないので、ステップS6に戻りステップS6〜S8を再度実行する。ロボット10は、カメラ16による交点Cの撮影画像から目標点P6に対する位置の誤差を算出し、算出した誤差から向き及び次の移動量を算出する。このように、目標点P6,P7,P8への交点Cの表示、交点Cへのロボット10の移動、及び目標点P6,P7,P8への墨出し、を目標点ごとに実行する。そして、全ての目標点に対する墨出しが完了した後に、一連の工程が完了する。   After blacking out to the target point P5, it is determined whether blacking out for all target points (positional coordinates) is completed (step S9). For example, when the target points are the target points P5, P6, P7, and P8 and blacking out is performed only on the target point P5, since blacking out on all target points is not completed, the process returns to step S6 and step S6. Execute S8 again. The robot 10 calculates an error of the position with respect to the target point P6 from the captured image of the intersection C by the camera 16, and calculates the direction and the next movement amount from the calculated error. Thus, the display of the intersection point C to the target points P6, P7, P8, the movement of the robot 10 to the intersection point C, and the marking out to the target points P6, P7, P8 are executed for each target point. Then, after the completion of marking for all target points, a series of steps are completed.

次に、本実施形態に係る自律移動方法及び自律移動装置1から得られる作用効果について説明する。本実施形態に係る自律移動方法及び自律移動装置1は、複数のレーザ光照射装置20のそれぞれからレーザ光Lを照射し、複数のレーザ光Lが交差して形成されるレーザ光Lの交点Cを表示する。ロボット10は、複数のレーザ光照射装置20によって表示された交点Cを撮影するカメラ16を備え、カメラ16によって撮影された交点Cから自己の位置及び向きを認識する。このように、ロボット10は、レーザ光Lの交点Cから自己の位置及び向きを認識し、認識した位置及び向きに基づいて移動するので、レーザ光Lの交点Cを利用することによってロボット10の位置及び向きの認識の精度を高めることができる。   Next, an autonomous moving method and an operation effect obtained from the autonomous moving device 1 according to the present embodiment will be described. The autonomous moving method and the autonomous moving device 1 according to the present embodiment irradiate the laser light L from each of the plurality of laser light irradiation devices 20, and the intersection C of the laser light L formed by crossing the plurality of laser light L Display The robot 10 includes a camera 16 that captures an intersection point C displayed by a plurality of laser beam irradiation devices 20, and recognizes its own position and orientation from the intersection point C captured by the camera 16. As described above, the robot 10 recognizes its own position and orientation from the intersection C of the laser light L, and moves based on the recognized position and orientation. The accuracy of position and orientation recognition can be enhanced.

すなわち、ロボット10はレーザ光照射装置20とは別体とされており、ロボット10とレーザ光照射装置20との間に機械的誤差は生じないので、位置及び向きの認識の精度を高めることができる。また、レーザ光Lの交点Cは、地面だけでなく壁、天井及び段差にも表示可能であり、ロボット10を壁、天井又は段差の近くに移動させてロボット10に作業をさせることができるので、ロボット10による作業を効率よく行うことができる。   That is, since the robot 10 is separated from the laser beam irradiation apparatus 20 and no mechanical error occurs between the robot 10 and the laser beam irradiation apparatus 20, the accuracy of position and direction recognition can be enhanced. it can. In addition, the intersection C of the laser light L can be displayed not only on the ground but also on a wall, a ceiling and a step, and the robot 10 can be moved near the wall, ceiling or step to cause the robot 10 to work The work by the robot 10 can be performed efficiently.

また、図1に示されるように、ロボット10は、カメラ16を移動自在に保持するアーム15を備える。従って、ロボット10は、アーム15を自在に動かすことによってカメラ16を任意の位置に効率よく移動させることができる。その結果、ロボット10の作業性を更に高めることができる。   Further, as shown in FIG. 1, the robot 10 includes an arm 15 which holds the camera 16 movably. Accordingly, the robot 10 can efficiently move the camera 16 to any position by freely moving the arm 15. As a result, the workability of the robot 10 can be further enhanced.

また、本実施形態に係る自律移動方法では、ロボット10及び複数のレーザ光照射装置20を配置して座標指定装置30を操作することにより、自動的に墨出し等の作業を行うことができる。従って、熟練していない作業者であっても、座標指定装置30の簡易な操作によって容易に作業を進めることができる。そして、ロボット10及び複数のレーザ光照射装置20によって無人化による作業を行うことができるため、墨出し等の作業の生産性を高めることができる。更に、自動的に作業を行うことによってヒューマンエラーの発生を防止することができる。   Further, in the autonomous movement method according to the present embodiment, by arranging the robot 10 and the plurality of laser beam irradiation devices 20 and operating the coordinate specifying device 30, it is possible to automatically perform an operation such as blacking out. Therefore, even an unskilled worker can easily proceed with the operation by the simple operation of the coordinate specifying device 30. And since work by unmanned operation can be performed by robot 10 and a plurality of laser beam irradiation devices 20, productivity of work such as blacking out can be improved. Furthermore, by automatically performing the work, the occurrence of human error can be prevented.

また、本実施形態に係る自律移動方法及び自律移動装置1では、ロボット10及び複数のレーザ光照射装置20を用いて墨出し等の作業を行うため、トータルステーション及びプリズム等の視準部材を不要とすることができる。従って、トータルステーション及びプリズム等を用いる場合と比較して簡易な構成とすることができるので、墨出し等の作業を簡易な構成で容易に行うことができる。   In addition, in the autonomous moving method and the autonomous moving device 1 according to the present embodiment, since the operation such as marking out is performed using the robot 10 and the plurality of laser beam irradiation devices 20, no collimation members such as a total station and a prism are required. can do. Therefore, since the configuration can be simplified as compared with the case of using the total station, the prism, etc., the operation such as the ink-out can be easily performed with the simple configuration.

また、本実施形態に係る自律移動方法は、ロボット10の位置測定から目標点P5,P6,P7,P8の調整までのプロセスが少ないので、測定の誤差が生じにくい。更に、表示された交点Cに描写部17によって点又は線等を描写して作業を行うことができるため、レーザ光Lの照射の精度のみに依存して墨出しを行うことができる。従って、墨出しを容易に且つ高精度に行うことができる。また、墨出しを行う目標点P5,P6,P7,P8が段差、壁又は天井に位置していてもレーザ光Lの照射が可能であるため、建設現場Aの様々な場所に対して自動的に墨出しを行うことができる。   Further, in the autonomous movement method according to the present embodiment, since there are few processes from the position measurement of the robot 10 to the adjustment of the target points P5, P6, P7 and P8, an error in measurement is hard to occur. Furthermore, since it is possible to draw a point or line or the like at the displayed intersection point C by the drawing unit 17 and perform work, it is possible to perform marking depending on only the irradiation accuracy of the laser light L. Therefore, it is possible to perform the marking easily and with high accuracy. In addition, even if the target points P5, P6, P7 and P8 for marking out are located on the step, wall or ceiling, the laser light L can be emitted, so the various places on the construction site A are automatically It is possible to mark out

以上、本発明に係る自律移動方法及び自律移動装置の実施形態について説明したが、本発明は、前述した実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲において変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。すなわち、自律移動方法の工程の内容及び順序、並びに、自律移動装置の各部の構成は、各請求項の要旨を変更しない範囲において種々の変形が可能である。   The embodiments of the autonomous moving method and the autonomous moving device according to the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications may be made within the scope of the invention described in the claims. Or may be applied to other things. That is, the contents and the order of the steps of the autonomous moving method, and the configurations of the respective units of the autonomous moving device can be variously modified without departing from the scope of each claim.

例えば、前述の実施形態では、本体11、車輪12、周辺検知カメラ13及びアーム15を備えるロボット10について説明したが、ロボットの形状、大きさ及び数は適宜可能である。例えば、車輪12の種類又は数を変更してもよいし、アーム15の構成を変更してもよいし、周辺検知カメラ13を省略してもよい。また、レーザ光照射装置及び座標指定装置の形状、大きさ、数及び種類についても適宜変更可能である。   For example, in the above-mentioned embodiment, although robot 10 provided with the main body 11, the wheel 12, the periphery detection camera 13, and the arm 15 was demonstrated, the shape, size, and number of robots are possible suitably. For example, the type or number of the wheels 12 may be changed, the configuration of the arm 15 may be changed, or the periphery detection camera 13 may be omitted. Further, the shape, size, number, and type of the laser beam irradiation device and the coordinate specification device can be changed as appropriate.

また、前述の実施形態では、建設現場Aにおいて施工の基準となる点又は線を床、壁又は天井に描写する墨出しを自動的に行う自律移動装置1について説明したが、自律移動装置及び自律移動方法では、墨出し以外の作業を行ってもよい。例えば、描写部17に代えて、ドライバをアーム15に装着してロボット10にボルト締めをさせてもよい。また、溶接ガンをアーム15に装着してロボット10に溶接をさせてもよい。このように、本発明に係る自律移動方法及び自律移動装置は、様々な作業に適用することができる。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the autonomous movement apparatus 1 which performs marking automatically which draws the point or line used as the reference of construction in the construction site A on a floor, a wall, or a ceiling, it explained an autonomous movement apparatus and an autonomy. In the moving method, an operation other than inking may be performed. For example, instead of the drawing unit 17, a driver may be attached to the arm 15 and the robot 10 may be bolted. Alternatively, the welding gun may be attached to the arm 15 to cause the robot 10 to weld. As described above, the autonomous movement method and the autonomous movement device according to the present invention can be applied to various tasks.

1…自律移動装置、10…ロボット、11…本体。12…車輪、13…周辺検知カメラ、15…アーム、15a…基部、15b…第1アーム部、15c…第2アーム部、15d…先端、15e…側面、16…カメラ、17…描写部、20…レーザ光照射装置、30…座標指定装置、A…建設現場、B…撮影画像、C…交点、L…レーザ光、P1,P2…基準点、P3,P4…点、P5,P6,P7,P8…目標点、P9,P10…中心点、θ1…交差角度、θ2…方向角、θ3…角度。 1 ... autonomous movement device, 10 ... robot, 11 ... main body. 12 wheel 13 peripheral detection camera 15 arm 15a base 15b first arm portion 15c second arm portion 15d tip 15e side surface 16 camera 17 17 drawing portion 20 ... Laser light irradiation device, 30 ... Coordinate designation device, A ... Construction site, B ... Photographed image, C ... Intersection, L ... Laser light, P1, P2 ... Reference point, P3, P4 ... Point, P5, P6, P7, P8: Target point, P9, P10: Center point, θ1: Crossing angle, θ2: Direction angle, θ3: Angle.

Claims (3)

ロボットを自律的に移動させる自律移動方法であって、
複数のレーザ光照射装置のそれぞれからレーザ光を照射して前記レーザ光の交点を表示する工程と、
前記ロボットのカメラが前記交点を撮影することによって前記ロボットが自己の位置及び向きを認識する工程と、
認識した位置及び向きを基に前記交点に向かって前記ロボットが移動する工程と、
を備える自律移動方法。
An autonomous movement method for autonomously moving a robot, comprising
Irradiating the laser light from each of the plurality of laser light irradiation devices to display the intersection of the laser light;
The robot's camera recognizes its position and orientation by photographing the intersection point;
Moving the robot toward the intersection point based on the recognized position and orientation;
Autonomous movement method comprising
複数のレーザ光照射装置と、
前記複数のレーザ光照射装置のそれぞれから照射されたレーザ光の交点を撮影するカメラを有するロボットと、
を備え、
前記ロボットは、前記カメラによって撮影された前記交点から自己の位置及び向きを認識し、認識した位置及び向きを基に前記交点に向かって移動する、
自律移動装置。
A plurality of laser beam irradiation devices,
A robot having a camera for photographing an intersection of laser beams emitted from each of the plurality of laser beam irradiation devices;
Equipped with
The robot recognizes its position and orientation from the intersection captured by the camera, and moves toward the intersection based on the recognized position and orientation.
Autonomous mobile device.
前記ロボットは、前記カメラを移動自在に保持するアームを備える、
請求項2に記載の自律移動装置。
The robot comprises an arm for movably holding the camera.
The autonomous mobile device according to claim 2.
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