JP2021005120A - Autonomous traveling device and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律走行装置および通信システムに関する。 The present invention relates to an autonomous traveling device and a communication system.
地図情報を用いて、移動ロボット、無人搬送車(AGV)といった自律走行装置の走行経路を決定する手法が提案されている。特許文献1は、自律移動装置が移動しながら撮影して得た画像情報から、移動可能か否かのラベルが各セルに付与された環境地図を作成し、環境地図の移動可能経路から最適経路を決定することを開示する。特許文献2は、自律移動装置が周囲の障害物を検出し、障害物情報と環境地図から自律移動装置の位置を推定し、その位置、環境地図、及び進入禁止領域地図に基づいて自律移動を制御することを開示する。特許文献3は、自律移動システムが移動しながら障害物を検知し、検知された障害物の情報とあらかじめ指定された基準経路に基づいて目標経路を決定することを開示する。 A method of determining a traveling route of an autonomous traveling device such as a mobile robot or an automatic guided vehicle (AGV) has been proposed using map information. Patent Document 1 creates an environmental map in which a label indicating whether or not it is movable is attached to each cell from image information obtained by taking a picture while the autonomous moving device is moving, and from the movable route of the environmental map to an optimum route. Disclose to determine. In Patent Document 2, the autonomous moving device detects surrounding obstacles, estimates the position of the autonomous moving device from the obstacle information and the environmental map, and autonomously moves based on the position, the environmental map, and the no-entry area map. Disclose control. Patent Document 3 discloses that an autonomous mobile system detects an obstacle while moving and determines a target route based on the detected obstacle information and a reference route specified in advance.
しかし、従来、時々刻々と変化する環境に応じて地図情報を更新し、更新された地図情報に基づいて、障害が存在する経路候補を含む複数の経路候補から自律走行装置の走行経路を適切に選択する技術が存在しない。特許文献1に開示された技術では、自律移動装置が走行しながら取得した画像情報から、障害物の有無に応じて移動可能か否かを各セルについて決定するが、障害物があると判定されたセルを通る経路を選択することは一切できないであろう。 However, conventionally, the map information is updated according to the environment that changes from moment to moment, and based on the updated map information, the travel route of the autonomous traveling device is appropriately selected from a plurality of route candidates including the route candidate having an obstacle. There is no technology to choose from. In the technique disclosed in Patent Document 1, it is determined for each cell whether or not it can be moved according to the presence or absence of an obstacle from the image information acquired while the autonomous moving device is traveling, but it is determined that there is an obstacle. You will never be able to choose a route through the cell.
そこで、本発明は、変化する環境に応じて地図情報を更新し、更新された地図情報に基づいて、障害が存在する経路候補を含む複数の経路候補から自律走行装置の走行経路を適切に選択する、自律走行装置および通信システムを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention updates the map information according to the changing environment, and appropriately selects the traveling route of the autonomous traveling device from a plurality of route candidates including the route candidate having an obstacle based on the updated map information. It is an object of the present invention to provide an autonomous traveling device and a communication system.
本発明のある態様に係る自律走行装置は、自律走行装置を走行させる駆動部と、走行中の前記自律走行装置の位置を認識する位置認識部と、前記自律走行装置が走行する経路の障害を検出する障害検出部と、地図情報を記憶する記憶部と、前記障害検出部が前記障害を検出すると、前記障害の位置を前記地図情報において記録する障害位置記録部と、前記地図情報に基づいて、複数の経路候補の各々について、評価関数を用いてコストを計算し、最小のコストに対応する経路候補を前記自律走行装置の走行経路として選択する走行経路選択演算部を有する。前記走行経路選択演算部は、前記複数の経路候補に前記障害の位置を有する経路候補が含まれていた場合、前記障害の位置を有する経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きくなるように前記評価関数を設定する。 The autonomous traveling device according to an aspect of the present invention has a drive unit for traveling the autonomous traveling device, a position recognition unit for recognizing the position of the autonomous traveling device during traveling, and an obstacle of a route on which the autonomous traveling device travels. Based on the failure detection unit to detect, the storage unit to store the map information, the failure position recording unit that records the position of the failure in the map information when the failure detection unit detects the failure, and the map information. It has a travel route selection calculation unit that calculates a cost for each of a plurality of route candidates using an evaluation function and selects a route candidate corresponding to the minimum cost as a travel route of the autonomous travel device. When the plurality of route candidates include a route candidate having the position of the obstacle, the traveling route selection calculation unit makes the cost of the route candidate having the position of the obstacle larger than the cost of the other route candidates. The evaluation function is set in.
本発明のある態様に係る通信システムは、自律走行装置と、前記自律走行装置と無線で通信する走行制御装置を有する。前記自律走行装置は、前記自律走行装置を走行させる駆動部と、走行中の前記自律走行装置の位置を認識する位置認識部と、前記自律走行装置が走行する経路の障害を検出する障害検出部と、前記障害検出部が前記障害を検出すると、前記障害の位置を前記走行制御装置に無線で報告する障害位置報告部を有する。前記走行制御装置は、地図情報を記憶する記憶部と、前記自律走行装置から報告された前記障害の位置を前記地図情報において記録する障害位置記録部と、前記地図情報に基づいて、複数の経路候補の各々について、評価関数を用いてコストを計算し、最小のコストに対応する経路候補を前記自律走行装置の走行経路として選択する走行経路選択演算部と、前記走行経路選択演算部で選択された前記走行経路を前記自律走行装置に無線で指示する走行経路指示部を有する。前記走行経路選択演算部は、前記複数の経路候補に前記障害の位置を有する経路候補が含まれていた場合、前記障害の位置を有する経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きくなるように前記評価関数を設定する。 A communication system according to an aspect of the present invention includes an autonomous traveling device and a traveling control device that wirelessly communicates with the autonomous traveling device. The autonomous traveling device includes a driving unit for traveling the autonomous traveling device, a position recognition unit for recognizing the position of the autonomous traveling device during traveling, and an obstacle detecting unit for detecting an obstacle in a route on which the autonomous traveling device travels. When the fault detection unit detects the fault, the fault position reporting unit wirelessly reports the position of the fault to the traveling control device. The travel control device includes a storage unit that stores map information, an obstacle position recording unit that records the location of the obstacle reported from the autonomous travel device in the map information, and a plurality of routes based on the map information. For each of the candidates, the cost is calculated using the evaluation function, and the route candidate corresponding to the minimum cost is selected by the travel route selection calculation unit and the travel route selection calculation unit that select the route candidate corresponding to the minimum cost as the travel route of the autonomous travel device. It has a travel route instruction unit that wirelessly instructs the autonomous travel device on the travel route. When the plurality of route candidates include a route candidate having the position of the obstacle, the traveling route selection calculation unit makes the cost of the route candidate having the position of the obstacle larger than the cost of the other route candidates. The evaluation function is set in.
本発明の態様においては、自律走行装置が走行する経路の障害が検出されると、障害の位置を反映するよう地図情報が更新され、その後の自律走行装置の走行の際、更新された地図情報を走行経路の選択に役立てることが可能である。走行経路の選択においては、複数の経路候補に障害の位置を有する経路候補が含まれていた場合、障害の位置を含む経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きいように設定された評価関数を用いて、障害が存在する経路候補を含む複数の経路候補の各々のコストが計算され、最小のコストに対応する経路候補が走行経路として選択される。したがって、以前の走行において障害が検出された経路候補はできるだけ、その後に選択される走行経路から回避される。但し、以前の走行において障害が検出された経路候補も、その後の走行経路の選択から完全に排除されることなく、適切な走行経路の決定に寄与することができる。例えば、経路候補のすべてに障害が存在する場合には、よりコストが低い経路候補が走行経路として選択される。 In the aspect of the present invention, when an obstacle on the route on which the autonomous traveling device travels is detected, the map information is updated to reflect the position of the obstacle, and the updated map information is updated when the autonomous traveling device travels thereafter. Can be used to select a travel route. In the selection of the travel route, when a plurality of route candidates include a route candidate having an obstacle position, the evaluation is set so that the cost of the route candidate including the obstacle position is larger than the cost of the other route candidates. Using the function, the cost of each of the plurality of route candidates including the route candidate having an obstacle is calculated, and the route candidate corresponding to the minimum cost is selected as the travel route. Therefore, route candidates for which obstacles have been detected in the previous travel are avoided as much as possible from the subsequent travel routes. However, a route candidate in which an obstacle is detected in the previous travel can also contribute to the determination of an appropriate travel route without being completely excluded from the selection of the subsequent travel route. For example, if all of the route candidates have obstacles, the lower cost route candidate is selected as the travel route.
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施形態を説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1に示す自律走行装置1は、例えば工場のような屋内を自律走行する移動ロボットまたは無人搬送車である。自律走行装置1は、コントローラ2、記憶部4、駆動部6、位置センサ8、および加速度センサ10を有する。
The autonomous traveling device 1 shown in FIG. 1 is a mobile robot or an automatic guided vehicle that autonomously travels indoors, for example, in a factory. The autonomous traveling device 1 includes a controller 2, a
コントローラ2は、例えばCPU(Central Processing Unit)であり、記憶部4に記憶されたコンピュータプログラムに従って動作し、自律走行装置1の走行に関する制御を実行する。
The controller 2 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), operates according to a computer program stored in the
記憶部4は、コントローラ2が準拠するコンピュータプログラムおよび自律走行装置1が走行可能な領域に関する地図情報を記憶する。地図情報は、自律走行装置1の走行経路の選択のために参照される。記憶部4は、例えばROM(Read Only Memory)、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)である。コンピュータプログラムと地図情報は、別個の記憶部にそれぞれ記憶されていてもよい。
The
駆動部6は、自律走行装置1の走行機構(例えば車輪)を駆動し、自律走行装置1を走行させる。駆動部6は、例えば走行機構を作動させるモータおよびモータの制御回路を有する。 The drive unit 6 drives the traveling mechanism (for example, wheels) of the autonomous traveling device 1 to drive the autonomous traveling device 1. The drive unit 6 includes, for example, a motor for operating a traveling mechanism and a control circuit for the motor.
位置センサ(位置認識部)8は、走行中の自律走行装置1の現在位置を逐次的に認識する。位置センサ8は、例えば、GPS(Global Positioning System)または無線LAN(Local Area Network)を利用する測位センサであってもよいし、左右の車輪の回転量から自律走行装置1の現在位置を推定する演算装置であってもよい。あるいは、自律走行装置1に搭載されたカメラで撮影された画像から自律走行装置1の現在位置を推定する演算装置であってもよいし、加速度センサ10の測定結果の累積から自律走行装置1の現在位置を推定する演算装置であってもよい。位置センサ8の一部の機能は、コントローラ2が担ってもよい。位置センサ8は、位置センサ8で認識された自律走行装置1の現在位置に関する情報をコントローラ2に逐次的に供給する。
The position sensor (position recognition unit) 8 sequentially recognizes the current position of the autonomous traveling device 1 during traveling. The
加速度センサ(障害検出部)10は、例えば3軸加速度センサであって、自律走行装置1に加わる加速度を逐次的に測定する。加速度センサ10は、自律走行装置1が走行する経路の段差(障害の一種)を検出するために使用される。加速度センサ10は、加速度センサ10で測定された加速度に関する情報をコントローラ2に逐次的に供給する。
The acceleration sensor (fault detection unit) 10 is, for example, a three-axis acceleration sensor that sequentially measures the acceleration applied to the autonomous traveling device 1. The
コントローラ2は、駆動制御部12、走行経路選択演算部14、および段差判定部16を有する。駆動制御部12、走行経路選択演算部14、および段差判定部16は、コントローラ2がコンピュータプログラムに従って機能することにより実行される機能ブロックである。
The controller 2 has a
駆動制御部12は、駆動部6を制御して、自律走行装置1の走行機構の加速および減速を行う。また、走行経路選択演算部14で選択された走行経路を自律走行装置1がたどるように、駆動制御部12は駆動部6に自律走行装置1の直進および旋回を行わせる。
The
走行経路選択演算部14は、記憶部4に記憶された地図情報に基づいて、自律走行装置1の走行経路を選択する。
The travel route
段差判定部(障害検出部、障害位置記録部)16は、加速度センサ10から逐次的に供給される加速度に関する情報に基づいて、自律走行装置1が走行する経路の段差すなわち障害を検出する。具体的には、自律走行装置1に与えられた高さ方向の加速度が閾値より大きい場合、すなわち高さ方向の大きな衝撃が自律走行装置1に与えられた場合に、段差判定部16は経路に段差が存在すると判定する。
The step determination unit (fault detection unit, failure position recording unit) 16 detects a step, that is, a failure in the path on which the autonomous traveling device 1 travels, based on information on acceleration sequentially supplied from the
経路に段差が存在すると判定されると、段差判定部16は、位置センサ8から供給された段差の位置に関する情報を記憶部4に記憶された地図情報に記録する。このようにして、地図情報に段差の位置が反映されて、記憶部4内の地図情報が更新される。
When it is determined that a step exists in the route, the
走行経路選択演算部14は、走行経路の選択において、地図情報における複数の経路候補の各々について、評価関数を用いてコストを計算して、最小のコストに対応する経路候補を走行経路として選択する。複数の経路候補は、段差判定部16で判定された段差の位置を有する経路候補を含む。評価関数は、段差の位置を含む経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きいように設定されている。式(1)は評価関数の一例である。
In the selection of the travel route, the travel route
式(2)および式(3)において、xは経路における各点のx座標であり、yは経路における各点のy座標である。 In equations (2) and (3), x is the x-coordinate of each point in the path and y is the y-coordinate of each point in the path.
式(1)において、agは前半経路部分の重みであり、ahは後半経路部分の重みである。経路部分に段差が存在しない場合には、重みaは初期値1である。経路部分に段差が存在する場合には、重みaは1より大きい。走行経路選択演算部14は、地図情報を参照して、経路部分に段差が存在する場合には、経路部分に関する重みaを1より大きく設定する。あるいは、段差判定部16が、段差が存在する経路部分に関して、1より大きい重みaを地図情報に記録してもよい。重みaは一定値でもよいが、段差が大きいほど(加速度センサ10で測定された高さ方向の加速度が大きいほど)重みaが大きいように、重みaを設定してもよい。
In equation (1), ag is the weight of the first half path portion and a h is the weight of the second half path portion. When there is no step in the path portion, the weight a is the initial value 1. When there is a step in the path portion, the weight a is larger than 1. The travel route
走行経路選択演算部14が走行経路を選択すると、選択された走行経路を自律走行装置1がたどるように、駆動制御部12は駆動部6に自律走行装置1の直進および旋回を行わせる。
When the travel route
図2を参照して、自律走行装置1の動作を説明する。図2の上部と下部の各々は、自律走行装置1が走行可能な道を示す地図である。上部に示すように、自律走行装置1が走行する経路の段差20が検出されると、段差20の位置を反映するよう地図情報が更新され、その後の自律走行装置1の走行の際、更新された地図情報を走行経路の選択に役立てることが可能である。
The operation of the autonomous traveling device 1 will be described with reference to FIG. Each of the upper part and the lower part of FIG. 2 is a map showing a road on which the autonomous traveling device 1 can travel. As shown in the upper part, when the
走行経路の選択においては、段差20の位置を含む経路候補21のコストが他の経路候補のコストより大きいように設定された評価関数を用いて、段差20が存在する経路候補21を含む複数の経路候補21,22の各々のコストが計算され、最小のコストに対応する経路候補22が走行経路として選択される(図2の下部参照)。したがって、以前の走行において段差20が検出された経路候補21はできるだけ、その後に選択される走行経路から回避される。但し、以前の走行において段差20が検出された経路候補21も、その後の走行経路の選択から完全に排除されることなく、適切な走行経路の決定に寄与することができる。例えば、経路候補のすべてに段差が存在する場合には、よりコストが低い経路候補が走行経路として選択される。
In the selection of the travel route, a plurality of
既存の段差が道の修復により消滅することが考えられる。例えば、経路候補の全てに段差が存在するような場合において、地図情報において段差が記録されている位置(以前に段差が検出された位置)を自律走行装置1が通過する際、ある段差が消滅していれば、段差判定部16は、加速度センサ10から供給される加速度に関する情報に基づいて、経路に段差が存在しないと判定するであろう。このように以前に段差が検出された位置で段差判定部16が段差を検出しなかった場合、段差判定部16は、この段差の位置に関する情報を地図情報から削除して、記憶部4内の地図情報を更新する。したがって、最新の道の状況が地図情報に反映される。この後の走行経路の選択においては、この位置を有する経路部分に関する重みaとしては初期値1が使用される。
It is conceivable that the existing steps will disappear due to the restoration of the road. For example, when there are steps in all of the route candidates, when the autonomous traveling device 1 passes through the position where the steps are recorded in the map information (the position where the steps were previously detected), a certain step disappears. If so, the
自律走行装置1の機能は、互いに無線で通信する複数の装置に分散することが可能である。図3はこのような他の実施形態に係る通信システムを示す。図3に示す通信システムは、自律走行装置1Aと、自律走行装置1Aと無線で通信する走行制御装置30を有する。
The functions of the autonomous traveling device 1 can be distributed to a plurality of devices that communicate wirelessly with each other. FIG. 3 shows a communication system according to such another embodiment. The communication system shown in FIG. 3 includes an autonomous traveling device 1A and a traveling
走行制御装置30は、コントローラ32、無線通信部34、および記憶部36を有する。
The
コントローラ32は、例えばCPUであり、記憶部36に記憶されたコンピュータプログラムに従って動作し、自律走行装置1Aの走行に関する制御を実行する。
The
無線通信部34は、コントローラ32の制御の下で自律走行装置1Aと無線で通信する。無線通信部34は、自律走行装置1Aへの信号送信のための送信回路と、自律走行装置1Aからの信号受信のための受信回路と、送受信のためのアンテナを有する。
The
記憶部36は、コントローラ32が準拠するコンピュータプログラムおよび自律走行装置1Aが走行可能な領域に関する地図情報を記憶する。地図情報は、コントローラ32による自律走行装置1Aの走行経路の選択のために参照される。記憶部36は、例えばROM、ハードディスク、SSDである。コンピュータプログラムと地図情報は、別個の記憶部にそれぞれ記憶されていてもよい。
The storage unit 36 stores the computer program to which the
コントローラ32は、走行経路選択演算部38を有する。走行経路選択演算部38は、コントローラ32がコンピュータプログラムに従って機能することにより実行される機能ブロックである。走行経路選択演算部38は、記憶部36に記憶された地図情報に基づいて、自律走行装置1Aの走行経路を選択する。
The
自律走行装置1Aは、コントローラ40、無線通信部42、記憶部44、駆動部6、位置センサ8、および加速度センサ10を有する。
The autonomous traveling device 1A includes a
コントローラ40は、例えばCPUであり、記憶部44に記憶されたコンピュータプログラムに従って動作し、自律走行装置1Aの走行に関する制御を実行する。
The
無線通信部42は、コントローラ40の制御の下で走行制御装置30と無線で通信する。無線通信部42は、走行制御装置30への信号送信のための送信回路と、走行制御装置30からの信号受信のための受信回路と、送受信のためのアンテナを有する。
The
記憶部44は、コントローラ40が準拠するコンピュータプログラムを記憶する。記憶部44は、例えばROM、ハードディスク、SSDである。
The
また記憶部44には、走行制御装置30の記憶部36に記憶された最新の地図情報のコピーが記憶されてもよい。この場合、地図情報のコピーは、無線通信部34,42間の無線通信によってコントローラ40に供給され、コントローラ40は地図情報のコピーを記憶部44に格納する。地図情報のコピーは、コントローラ40による自律走行装置1Aの走行の制御のために参照されうる。コンピュータプログラムと地図情報のコピーは、別個の記憶部にそれぞれ記憶されていてもよい。
Further, the
駆動部6、位置センサ8、および加速度センサ10は、図1の自律走行装置1の駆動部6、位置センサ8、および加速度センサ10と同じでよい。位置センサ8は、位置センサ8で認識された自律走行装置1Aの現在位置に関する情報をコントローラ40に逐次的に供給する。加速度センサ10は、加速度センサ10で測定された加速度に関する情報をコントローラ40に逐次的に供給する。
The drive unit 6, the
コントローラ40は、駆動制御部12および段差判定部46を有する。駆動制御部12および段差判定部46は、コントローラ40がコンピュータプログラムに従って機能することにより実行される機能ブロックである。
The
駆動制御部12は、駆動部6を制御して、自律走行装置1Aの走行機構の加速および減速を行う。また、走行制御装置30の走行経路選択演算部38で選択された走行経路を自律走行装置1Aがたどるように、駆動制御部12は駆動部6に自律走行装置1Aの直進および旋回を行わせる。
The
段差判定部(障害検出部、障害位置報告部)46は、加速度センサ10から逐次的に供給される加速度に関する情報に基づいて、自律走行装置1Aが走行する経路の段差すなわち障害を検出する。具体的には、自律走行装置1に与えられた高さ方向の加速度が閾値より大きい場合、すなわち高さ方向の大きな衝撃が自律走行装置1Aに与えられた場合に、段差判定部46は経路に段差が存在すると判定する。
The step determination unit (fault detection unit, failure position reporting unit) 46 detects a step, that is, a failure in the path on which the autonomous traveling device 1A travels, based on information on acceleration sequentially supplied from the
経路に段差が存在すると判定されると、無線通信部42を用いて、段差判定部46は、位置センサ8から供給された段差の位置に関する情報を走行制御装置30に無線で報告する。
When it is determined that there is a step on the route, the
この報告を無線通信部34で受信すると、走行制御装置30では、コントローラ(障害位置記録部)32が、報告された段差の位置を記憶部36に記憶された地図情報に記録する。このようにして、地図情報に段差の位置が反映されて、記憶部36内の地図情報が更新される。この後、最新の地図情報のコピーを自律走行装置1Aで格納するため、コントローラ32は、無線通信部34を用いて、最新の地図情報のコピーを自律走行装置1Aに送信してよい。
When this report is received by the
走行制御装置30の走行経路選択演算部38は、走行経路の選択において、地図情報における複数の経路候補の各々について、評価関数を用いてコストを計算して、最小のコストに対応する経路候補を走行経路として選択する。複数の経路候補は、自律走行装置1Aの段差判定部46で判定された段差の位置を有する経路候補を含む。評価関数は、段差の位置を含む経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きいように設定されている。具体的には、図1の自律走行装置1の走行経路選択演算部14と同様に、例えば、式(1)の評価関数ひいては経路部分に関する重みaを使用する。
In the selection of the travel route, the travel route
走行経路選択演算部38は、地図情報を参照して、経路部分に段差が存在する場合には、経路部分に関する重みaを1より大きく設定する。あるいは、自律走行装置1Aから報告された段差の位置をコントローラ32が記憶部36に記憶された地図情報に記録する時、1より大きい重みaを地図情報に記録してもよい。重みaは一定値でもよいが、段差が大きいほど(加速度センサ10で測定された高さ方向の加速度が大きいほど)重みaが大きいように、重みaを設定してもよい。
The travel route
走行経路選択演算部38が走行経路を選択すると、無線通信部34を用いて、コントローラ32は、選択された走行経路を自律走行装置1Aに無線で指示する。この指示を無線通信部42で受信すると、自律走行装置1Aでは、選択された走行経路を自律走行装置1Aがたどるように、駆動制御部12が駆動部6に自律走行装置1Aの直進および旋回を行わせる。
When the travel route
したがって、図1の自律走行装置1と同じ効果が達成される。 Therefore, the same effect as that of the autonomous traveling device 1 of FIG. 1 is achieved.
既存の段差が道の修復により消滅することが考えられる。この場合、記憶部44に記憶された地図情報のコピーにおいて段差が記録されている位置(以前に段差が検出された位置)を自律走行装置1Aが通過する際、段差判定部46は、加速度センサ10から供給される加速度に関する情報に基づいて、経路に段差が存在しないと判定するであろう。このように以前に段差が検出された位置で段差判定部46が段差を検出しなかった場合、無線通信部42を用いて、段差判定部46は、段差がないことを走行制御装置30に無線で報告する。段差がないことの報告を無線通信部34で受信すると、走行制御装置30では、コントローラ32がこの段差の位置に関する情報を地図情報から削除して、記憶部36内の地図情報を更新する。したがって、最新の道の状況が地図情報に反映される。この後の走行経路の選択においては、この位置を有する経路部分に関する重みaとしては初期値1が使用される。
It is conceivable that the existing steps will disappear due to the restoration of the road. In this case, when the autonomous traveling device 1A passes the position where the step is recorded (the position where the step was previously detected) in the copy of the map information stored in the
上記の実施形態において、障害を避けるだけでなく、自律走行装置1Aの走行距離ができるだけ短くなるように、複数の経路候補の各々について、距離が長いほどコストが大きくなるように評価関数を設定し、走行経路選択演算部38が、障害と走行距離とを合わせたコストが最小の経路候補を走行経路として選択するように構成することも可能である。
In the above embodiment, the evaluation function is set so that the cost increases as the distance increases for each of the plurality of route candidates so that the mileage of the autonomous traveling device 1A is as short as possible as well as avoiding obstacles. It is also possible to configure the travel route
上記の実施形態では、経路の段差が経路の障害であるが、これに代えてあるいはこれに加えて、他の障害を基準として走行経路の選択を行ってもよい。例えば、特定の位置に荷物が置かれて、経路が狭隘になっていることがある。但し、自律走行装置はこの狭隘部を通過可能であると想定する。この経路の狭隘部分を障害とみなし、走行経路の選択を行ってもよい。自律走行装置1または1Aは、自律走行装置の側面が物体に接触したことを検出する接触センサまたは画像を撮影するカメラを障害検出部として有してよい。この場合、評価関数は、狭隘部の位置を有する経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きくなるように設定される。また、以前に狭隘部が検出された位置で、障害検出部が狭隘部を検出しなかった場合には、段差判定部16は狭隘部の位置を記憶部4内の地図情報から削除してよい。
In the above embodiment, the step of the route is an obstacle of the route, but instead of or in addition to this, the traveling route may be selected based on other obstacles. For example, luggage may be placed in a specific position and the route may be narrow. However, it is assumed that the autonomous traveling device can pass through this narrow portion. The narrow portion of this route may be regarded as an obstacle and the traveling route may be selected. The autonomous traveling device 1 or 1A may have a contact sensor for detecting that the side surface of the autonomous traveling device has come into contact with an object or a camera for capturing an image as an obstacle detection unit. In this case, the evaluation function is set so that the cost of the route candidate having the position of the narrow portion is larger than the cost of the other route candidates. Further, if the fault detecting unit does not detect the narrow portion at the position where the narrow portion was previously detected, the
この変形例によれば、障害が発生しやすい位置(例えば荷物が置かれやすい位置)を有する経路候補はできるだけ、選択される走行経路から回避される。また、障害が発生しやすい時間帯以外は、この経路候補も走行経路として選択されやすくなる。 According to this modification, a route candidate having a position where an obstacle is likely to occur (for example, a position where luggage is easily placed) is avoided from the selected travel route as much as possible. In addition, this route candidate is also likely to be selected as a traveling route except during a time zone in which a failure is likely to occur.
また、上記の実施形態では、走行経路選択演算部38は、経路の段差及び狭隘部など、障害の種類が複数あっても、それらを合わせたコストが最小の経路候補を走行経路として選択するように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the travel route
以上、本発明の好ましい実施形態を参照しながら本発明を図示して説明したが、当業者にとって特許請求の範囲に記載された発明の範囲から逸脱することなく、形式および詳細の変更が可能であることが理解されるであろう。このような変更、改変および修正は本発明の範囲に包含されるはずである。 Although the present invention has been illustrated and described with reference to the preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can change the form and details without departing from the scope of the invention described in the claims. It will be understood that there is. Such changes, modifications and modifications should be within the scope of the present invention.
例えば、自律走行装置1もしくは1Aまたは走行制御装置30において、コントローラが実行する各機能は、コントローラの代わりに、ハードウェアで実行してもよいし、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array),DSP(Digital Signal Processor)等のプログラマブルロジックデバイスで実行してもよい。
For example, in the autonomous travel device 1 or 1A or the
1 自律走行装置
2 コントローラ
4 記憶部
6 駆動部
8 位置センサ(位置認識部)
10 加速度センサ(障害検出部)
14 走行経路選択演算部
16 段差判定部(障害検出部、障害位置記録部)
1A 自律走行装置
30 走行制御装置
32 コントローラ(障害位置記録部)
36 記憶部
38 走行経路選択演算部
40 コントローラ
44 記憶部
46 段差判定部(障害検出部、障害位置報告部)
1 Autonomous traveling device 2
10 Accelerometer (Fault detection unit)
14 Travel route
1A
36
Claims (6)
走行中の前記自律走行装置の位置を認識する位置認識部と、
前記自律走行装置が走行する経路の障害を検出する障害検出部と、
地図情報を記憶する記憶部と、
前記障害検出部が前記障害を検出すると、前記障害の位置を前記地図情報において記録する障害位置記録部と、
前記地図情報に基づいて、複数の経路候補の各々について、評価関数を用いてコストを計算し、最小のコストに対応する経路候補を前記自律走行装置の走行経路として選択する走行経路選択演算部とを有し、
前記走行経路選択演算部は、前記複数の経路候補に前記障害の位置を有する経路候補が含まれていた場合、前記障害の位置を有する経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きくなるように前記評価関数を設定する
ことを特徴とする自律走行装置。 The drive unit that drives the autonomous traveling device and
A position recognition unit that recognizes the position of the autonomous traveling device during traveling,
An obstacle detection unit that detects an obstacle on the route on which the autonomous traveling device travels,
A storage unit that stores map information and
When the failure detection unit detects the failure, the failure position recording unit that records the position of the failure in the map information, and the failure position recording unit.
Based on the map information, the cost is calculated for each of the plurality of route candidates using the evaluation function, and the travel route selection calculation unit that selects the route candidate corresponding to the minimum cost as the travel route of the autonomous travel device. Have,
When the plurality of route candidates include a route candidate having the position of the obstacle, the traveling route selection calculation unit makes the cost of the route candidate having the position of the obstacle larger than the cost of the other route candidates. An autonomous traveling device characterized in that the evaluation function is set in.
ことを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。 When the failure detection unit does not detect the failure at a position where the failure was previously detected, the failure position recording unit deletes the position of the failure from the map information. Item 1. The autonomous traveling device according to item 1.
前記走行経路選択演算部は、前記障害と前記距離とを合わせたコストが最少の経路候補を前記走行経路として選択する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の自律走行装置。 The evaluation function is set so that the cost increases as the distance increases for each of the plurality of route candidates.
The autonomous traveling device according to claim 1 or 2, wherein the traveling route selection calculation unit selects a route candidate having the lowest cost including the obstacle and the distance as the traveling route.
前記自律走行装置と無線で通信する走行制御装置を有し、
前記自律走行装置は、
前記自律走行装置を走行させる駆動部と、
走行中の前記自律走行装置の位置を認識する位置認識部と、
前記自律走行装置が走行する経路の障害を検出する障害検出部と、
前記障害検出部が前記障害を検出すると、前記障害の位置を前記走行制御装置に無線で報告する障害位置報告部を有し、
前記走行制御装置は、
地図情報を記憶する記憶部と、
前記自律走行装置から報告された前記障害の位置を前記地図情報において記録する障害位置記録部と、
前記地図情報に基づいて、複数の経路候補の各々について、評価関数を用いてコストを計算し、最小のコストに対応する経路候補を前記自律走行装置の走行経路として選択する走行経路選択演算部と、
前記走行経路選択演算部で選択された前記走行経路を前記自律走行装置に無線で指示する走行経路指示部を有し、
前記走行経路選択演算部は、前記複数の経路候補に前記障害の位置を有する経路候補が含まれていた場合、前記障害の位置を有する経路候補のコストが他の経路候補のコストより大きくなるように前記評価関数を設定する
ことを特徴とする通信システム。 Autonomous traveling device and
It has a travel control device that wirelessly communicates with the autonomous travel device.
The autonomous traveling device is
A drive unit for traveling the autonomous traveling device and
A position recognition unit that recognizes the position of the autonomous traveling device during traveling,
An obstacle detection unit that detects an obstacle on the route on which the autonomous traveling device travels,
When the fault detection unit detects the fault, it has a fault position reporting unit that wirelessly reports the position of the fault to the traveling control device.
The travel control device is
A storage unit that stores map information and
An obstacle position recording unit that records the position of the obstacle reported from the autonomous traveling device in the map information,
Based on the map information, the cost is calculated for each of the plurality of route candidates by using the evaluation function, and the travel route selection calculation unit that selects the route candidate corresponding to the minimum cost as the travel route of the autonomous travel device. ,
It has a travel route instruction unit that wirelessly instructs the autonomous travel device of the travel route selected by the travel route selection calculation unit.
When the plurality of route candidates include a route candidate having the position of the obstacle, the traveling route selection calculation unit makes the cost of the route candidate having the position of the obstacle larger than the cost of the other route candidates. A communication system characterized in that the evaluation function is set in.
ことを特徴とする請求項4に記載の通信システム。 When the failure detection unit does not detect the failure at the position where the failure was previously detected, the failure position reporting unit wirelessly reports to the traveling control device that there is no failure, and the above-mentioned The communication system according to claim 4, wherein the fault position recording unit deletes the fault location from the map information in response to a report that there is no fault.
前記走行経路選択演算部は、前記障害と前記距離とを合わせたコストが最少の経路候補を前記走行経路として選択する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の通信システム。 The evaluation function is set so that the cost increases as the distance increases for each of the plurality of route candidates.
The communication system according to claim 4 or 5, wherein the travel route selection calculation unit selects a route candidate having the lowest cost including the obstacle and the distance as the travel route.
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JP2019116913A JP2021005120A (en) | 2019-06-25 | 2019-06-25 | Autonomous traveling device and communication system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022264803A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-22 | Dmg森精機株式会社 | Unmanned conveyance system |
Citations (2)
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JP2013206237A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Denso It Laboratory Inc | Autonomous travel robot and travel control method of autonomous travel robot |
JP2018156482A (en) * | 2017-03-17 | 2018-10-04 | 株式会社東芝 | Movement control system, movement control device, and program |
-
2019
- 2019-06-25 JP JP2019116913A patent/JP2021005120A/en active Pending
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