JP2022125471A - Autonomous traveling device, communication system and control method of autonomous traveling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律走行装置、通信システムおよび自律走行装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an autonomous mobile device, a communication system, and a control method for an autonomous mobile device.
地図情報を用いて、自律移動ロボット(AMR)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。このような手法は、例えば、建物の内部の警備や、工場での荷物搬送に使用される。自律走行装置は、あらかじめ準備された地図情報と、当該装置の位置情報に基づいて、ユーザが要求する目標位置に向かって走行経路を自律的に選択しながら走行する。自律走行装置の位置情報は、例えば、レーザ光を用いたToF(Time of Flight)センサの測定結果と、自律走行装置を走行させる複数のモータの回転量を測定するセンサ(ロータリエンコーダ)の測定結果から算出されうる。 Techniques have been proposed for determining the travel route of an autonomous mobile device such as an autonomous mobile robot (AMR) using map information. Such techniques are used, for example, for security inside buildings and for transporting goods in factories. An autonomous mobile device travels while autonomously selecting a travel route toward a target position requested by a user based on map information prepared in advance and position information of the device. The position information of the autonomous mobile device is, for example, the measurement results of a ToF (Time of Flight) sensor that uses laser light, and the measurement results of a sensor (rotary encoder) that measures the amount of rotation of multiple motors that drive the autonomous mobile device. can be calculated from
地図情報は、上述のToFセンサとロータリエンコーダの測定結果を使用して生成することができる。しかし、レーザ光はガラス、アクリルなどの透明な物体を透過するため、レーザ光を用いたToFセンサでは、透明な物体を検出することが難しい。例えば、商業ビルでは、壁、仕切り、またはドアといった透明な物体が多数存在し、これらが走行上の障害となりうる。本来は走行不可能な領域を走行可能な領域として地図情報を生成してしまうと、これに基づいて自律走行した場合、正常に走行経路を生成できないおそれがある。 Map information can be generated using the ToF sensor and rotary encoder measurements described above. However, since laser light penetrates transparent objects such as glass and acrylic, it is difficult for ToF sensors that use laser light to detect transparent objects. For example, in commercial buildings there are many transparent objects such as walls, partitions or doors, which can become obstacles to travel. If the map information is generated as a drivable area instead of an area that is originally not drivable, there is a risk that a normal travel route cannot be generated when the vehicle autonomously travels based on the map information.
特許文献1は、自律移動ロボットに参照される地図データを生成する方法を開示する。この方法では、レーザ光の反射光量の割合から障害を判定することによって、ガラスのような障害を認識しようとする。
特許文献2は、精度よく自律移動ロボット自身の位置を推定する自律移動ロボットを開示する。この技術では、レーザ光の反射光の強度から、物体が存在する確からしさを示す評価値を算出する。評価値0は物体が存在しないことを示し、評価値1は物体が存在することを示す。反射光の強度が大きい場合、1に近い評価値が算出され、反射光の強度が極めて小さい場合、0に近い評価値が算出される。透明なガラスのために反射光の強度が小さい場合には、0.5に近い評価値が算出される。自律移動ロボットは、評価値が高い空間に距離センサを向けて、得られた距離計測の結果と地図とを照合することにより、自律移動ロボット自身の位置を推定する。
しかし、反射光を利用して障害を認識しようとする技術では、透明な障害を正確に検出することが困難である。検出精度は、障害の形状、表面状態、照明光、太陽光などの様々な要因に依存して変わりうる。反射光によって常に高精度で透明な障害を検出するには、複雑な演算処理および高価な装置が必要となるおそれがある。 However, it is difficult to accurately detect transparent obstacles with the technology that attempts to recognize obstacles using reflected light. Detection accuracy may vary depending on various factors such as obstacle shape, surface condition, illumination light, and sunlight. Consistently accurate and transparent obstacle detection by reflected light can require complex computations and expensive equipment.
そこで、本発明は、複雑な演算処理および高価な設備がなくとも、正確に透明な障害を検出することができる自律走行装置、通信システムおよび自律走行装置の制御方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an autonomous mobile device, a communication system, and a control method for an autonomous mobile device that can accurately detect transparent obstacles without complicated arithmetic processing and expensive equipment. .
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、地図情報を記憶する記憶部と、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、前記自律走行装置の位置と前記地図情報に基づいて、前記自律走行装置の走行経路を決定する走行経路決定部と、前記自律走行装置が走行するときに、前記自律走行装置に与えられる衝撃と磁気の少なくとも一方を用いて、経路上の透明な障害を検出する透明障害検出部とを有する。前記透明障害検出部が前記透明な障害を検出すると、前記走行経路決定部は、前記透明な障害の位置を回避するよう前記自律走行装置の走行経路を修正する。 An autonomous mobile device according to an aspect of the present invention includes a driving unit that drives the autonomous mobile device, a storage unit that stores map information, a position recognition unit that recognizes the position of the autonomous mobile device during travel, and the autonomous mobile device. a travel route determination unit that determines a travel route of the autonomous mobile device based on the position of the mobile device and the map information; and a transparent obstacle detection unit for detecting a transparent obstacle on the path using one. When the transparent obstacle detection unit detects the transparent obstacle, the travel route determination unit modifies the travel route of the autonomous mobile device to avoid the position of the transparent obstacle.
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ときに、前記自律走行装置に与えられる衝撃と磁気の少なくとも一方を用いて、経路上の透明な障害を検出する透明障害検出部と、前記透明障害検出部が前記透明な障害を検出すると、前記透明な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、前記自律走行装置の位置と前記地図情報に基づいて、前記自律走行装置の走行経路を決定する走行経路決定部と、前記走行経路決定部で決定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とを有する。前記走行経路決定部は、前記自律走行装置から報告された前記透明な障害の位置を回避するよう前記自律走行装置の走行経路を修正する。 A communication system according to an aspect of the present invention includes an autonomous mobile device and a travel control device that wirelessly communicates with the autonomous mobile device. The autonomous mobile device includes a driving unit that causes the autonomous mobile device to travel, a position recognition unit that recognizes the position of the autonomous mobile device during travel, and a a transparent obstacle detection unit for detecting a transparent obstacle on a route by using at least one of an applied impact and magnetism; It has a fault location reporting unit that wirelessly reports to the device. The travel control device includes a storage unit that stores map information, a travel route determination unit that determines a travel route of the autonomous mobile device based on the position of the autonomous mobile device and the map information, and the travel route determination unit. and a travel route instructing unit that wirelessly instructs the autonomous mobile device of the travel route determined in . The travel route determining unit modifies the travel route of the autonomous mobile device to avoid the location of the transparent obstacle reported from the autonomous mobile device.
本発明のある態様に係る自律走行装置の制御方法は、走行中の自律走行装置の位置を認識することと、前記自律走行装置の位置と地図情報に基づいて、前記自律走行装置の走行経路を決定することと、前記走行経路をたどるように前記自律走行装置を走行させることと、前記自律走行装置が走行するときに、前記自律走行装置に与えられる衝撃と磁気の少なくとも一方を用いて、経路上の透明な障害を検出することと、前記透明な障害が検出されると、前記透明な障害の位置を回避するよう前記自律走行装置の走行経路を修正することとを有する A control method for an autonomous mobile device according to an aspect of the present invention includes recognizing the position of a traveling autonomous mobile device, and determining a travel route of the autonomous mobile device based on the position of the autonomous mobile device and map information. determining; traveling the autonomous mobile device to follow the travel route; detecting a transparent obstacle above; and modifying a travel path of the autonomous mobile device to avoid the position of the transparent obstacle when the transparent obstacle is detected.
本発明の態様においては、自律走行装置に与えられる衝撃と磁気の少なくとも一方を用いて経路上の透明な障害を検出するので、複雑な演算処理および高価な設備がなくとも、透明な障害の形状、表面状態、照明光、太陽光などの要因に左右されることなく、正確に透明な障害を検出することができる。 In the aspect of the present invention, transparent obstacles on the route are detected by using at least one of the impact and magnetism given to the autonomous mobile device, so that the shape of the transparent obstacles can be detected without complicated arithmetic processing and expensive equipment. , surface conditions, illumination light, sunlight, and other factors to accurately detect transparent obstacles.
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および図2に示す自律走行装置1は、例えば商業ビル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が使用される建物には、壁、仕切り、またはドアといった透明な物体が多数存在し、これらが走行上の障害となりうる。
An autonomous
自律走行装置1は、コントローラ2、記憶部4、駆動部6、位置認識部8、および透明障害検出部10を有する。
The autonomous
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
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の走行経路の決定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(例えば図2に示す車輪6a)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6bおよびモータ6bの制御回路を有する。
The
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。位置認識部8は、例えば、無線LAN(Local Area Network)を利用する測位センサであってもよいし、複数の車輪6aの回転量を検出する複数のセンサ(ロータリエンコーダ)であってもよい。あるいは、位置認識部8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、レーザ光を用いたToFセンサであってもよい。さらには、位置認識部8は、これらの装置のいずれかの組み合わせであってもよい。位置認識部8は、位置認識部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
透明障害検出部10は、自律走行装置1が走行するときに、自律走行装置1に与えられる衝撃を用いて、経路上の透明な障害を検出する。透明障害検出部10は、少なくとも1つの接触検知スイッチを有しており、自律走行装置1が何らかの物体に接触して自律走行装置1に衝撃が加わると、衝撃が加わったことを表す電気信号をコントローラ2に供給する。
The transparent
好適な例においては、図2に示すように、自律走行装置1のボディの周囲には、衝撃を緩和するためのバンパー12が配置されている。バンパー12は、複数のセグメント13から構成されている。これらのセグメント13は金属または樹脂から形成されており、自律走行装置1のボディに装着されている。各セグメント13には、1つ以上の接触検知スイッチ14が設けられている。接触検知スイッチ14は、バンパースイッチとして知られている、感圧スイッチである。いずれかのセグメント13が何らかの物体に接触してそのセグメント13に衝撃が与えられると、そのセグメント13に設けられた接触検知スイッチ14が閉じて電流がスイッチ14を流れる。コントローラ2は、各接触検知スイッチ14の電流の流れを各スイッチ14からの電気信号として監視し、衝撃を受けた接触検知スイッチ14を電流の変化によって検知する。複数の接触検知スイッチ14をボディの周囲に配置することによって、自律走行装置1のどの部分が物体に接触したのかコントローラ2は把握することができる。
In a preferred example, as shown in FIG. 2, a
図2において、矢印Aは自律走行装置1の進行方向を示す。バンパー12は自律走行装置1のボディの前部と側部に設けることができる。
In FIG. 2 , an arrow A indicates the traveling direction of the autonomous
これらの接触検知スイッチ14は、安全センサとして利用することができる。例えば、いずれかの接触検知スイッチ14が衝撃を検出した場合、自律走行装置1のコントローラ2は駆動部6を停止させることができる。
These contact detection switches 14 can be used as safety sensors. For example, when any
また、これらの接触検知スイッチ14は、透明障害検出部10としても利用することができる。位置認識部8が、例えばカメラまたはレーザ光を用いたToFセンサのように、光学的に物体を認識すると想定する。このような光学原理を利用する位置認識部8が物体を認識していない位置で、いずれかの接触検知スイッチ14が衝撃を検出した場合、透明な障害(例えば、壁、仕切りまたはドア)がその位置にあると推定される。したがって、実施形態に係る透明障害検出部10は、光学原理を利用する位置認識部8と接触検知スイッチ14の組み合わせであると考えることもできる。
Further, these contact detection switches 14 can also be used as the transparent
図3に示すように、自律走行装置1のボディを全周にわたって囲むようにバンパー12を設け、バンパー12の各セグメント13に1つ以上の接触検知スイッチ14を設けて、ボディ全体を囲むよう接触検知スイッチ14を配置してもよい。特に、自律走行装置1が矢印Aの方向にも矢印Bの方向にも進行可能である場合、この配置は有利である。
As shown in FIG. 3, a
コントローラ2は、駆動制御部20、走行経路決定部22、透明障害位置演算部24、および障害位置記録部26を有する。駆動制御部20、走行経路決定部22、および透明障害位置演算部24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
駆動制御部20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、走行経路決定部22で決定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20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
走行経路決定部22は、位置認識部8で認識された自律走行装置1の現在位置と、自律走行装置1のゴール地点と、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の走行経路を決定する。走行経路決定部22は、走行経路の決定において、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。このようなコストの計算手法は既知であるので、説明を省略する。
Based on the current position of the autonomous
走行経路決定部22が走行経路を決定すると、決定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20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
透明障害位置演算部24は、透明障害検出部10の各接触検知スイッチ14からの電気信号に基づいて、自律走行装置1が走行する経路に存在する透明な障害の位置を計算する。具体的には、いずれかの接触検知スイッチ14が衝撃を検出した場合に、透明障害位置演算部24は、位置認識部8で認識される自律走行装置1の位置と、衝撃を検出した接触検知スイッチ14のボディに対する位置に基づいて、透明な障害の位置を計算する。複数の接触検知スイッチ14がボディの周囲に配置されているので、透明障害位置演算部24は、自律走行装置1の位置に対する透明な障害の位置を正確に把握することができる。
The transparent
障害位置記録部26は、透明障害位置演算部24で計算された透明な障害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、地図情報に透明な障害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。
The obstacle
このように、透明障害検出部10が透明な障害を検出すると、その障害の位置を含むように地図情報が更新される。走行経路決定部22は、更新された地図情報を用いて、自律走行装置1の走行経路を再決定する。結果的に、透明障害検出部10が透明な障害を検出すると、走行経路決定部22は、透明な障害の位置を回避するよう自律走行装置1の走行経路を修正する。
Thus, when the transparent
図4および図5を参照して、自律走行装置1の動作を説明する。
The operation of the autonomous
自律走行装置1では、まず走行経路決定部22が自律走行装置1の現在位置と、自律走行装置1のゴール地点と、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の走行経路を決定する(ステップS1)。
In the autonomous
図5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。地図において、自律走行装置1の現在地点cと、目標地点すなわちゴール地点tを示す。現在地点cとゴール地点tの間には、経路候補30,31を含む様々な経路候補が存在しうる。走行経路決定部22は、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。今、経路候補30が走行経路として決定されたと想定する。
Each of the upper and lower portions of FIG. 5 is a map showing roads on which the autonomous
駆動制御部20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、走行経路決定部22で決定された走行経路を自律走行装置1に走行させる(図4のステップS2)。
The
透明な障害が検出されなければ(ステップS3)、処理はステップS1に戻り、走行経路決定部22が自律走行装置1の現在位置と、自律走行装置1のゴール地点と、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の走行経路を再び決定する。
If no transparent obstacle is detected (step S3), the process returns to step S1, and the travel
図5の上部に示すように、自律走行装置1が走行する経路上の透明な障害32を透明障害検出部10が検出すると(図4のステップS3)、駆動部6は自律走行装置1の走行を停止させる。そして、透明障害位置演算部24は、位置認識部8で認識される自律走行装置1の現在の位置と、衝撃を検出した接触検知スイッチ14のボディに対する位置に基づいて、透明な障害の位置を計算する(ステップS4)。
As shown in the upper part of FIG. 5, when the transparent
そして、障害位置記録部26は透明な障害32の位置を地図情報に記録し、記憶部4内の地図情報を更新する(ステップS5)。更新された地図情報をその後の自律走行装置1の走行経路の決定に役立てることが可能である。
Then, the obstacle
この後、駆動制御部20は復帰動作を行う(ステップS6)。復帰動作では、図5の下部の矢印33に示すように、駆動制御部20は自律走行装置1を所定の距離、後退させる。
After that, the
次に処理はステップS1に戻り、走行経路決定部22が自律走行装置1の現在位置(後退後の位置)と、自律走行装置1のゴール地点と、更新された地図情報に基づいて、自律走行装置1の走行経路を再び決定する。走行経路の決定のために走行経路決定部22が使用する評価関数は、障害を含む経路候補のコストが障害を含まない経路候補のコストよりはるかに高くなるように決定されている。したがって、以前の走行において透明な障害32が検出された経路候補30はできるだけ、その後の走行経路の選択から除外される。この結果、例えば、経路候補31が自律走行装置1の走行経路として決定される。結果的に、走行経路決定部22は透明な障害の位置を回避するよう自律走行装置1の走行経路を修正する。
Next, the process returns to step S1, and the travel
この実施形態においては、自律走行装置1に与えられる衝撃を用いて経路上の透明な障害を検出するので、光学原理を利用する位置認識部8だけでは認識されない物体が透明な障害として検出されうる。また、複雑な演算処理および高価な設備がなくとも、透明な障害の形状、表面状態、照明光、太陽光などの要因に左右されることなく、正確に透明な障害を検出することができる。検出されうる透明な障害は、存在しないかのように感じられるほど光を透過する物体だけではなく、曇っていて光をある程度透過する物体(半透明な物体)も含む。また、検出されうる透明な障害は、無色な物体も有色な物体も含む。
In this embodiment, transparent obstacles on the route are detected using the impact given to the autonomous
上記の処理で検出された透明な障害を後で確認してもよい。例えば、人間が建物の内部を移動して地図情報に記録された透明な障害の位置を確認してもよい。透明な障害が人間に確認されなければ、人間が地図情報を修正する。あるいは、自律走行装置1が再び建物の内部を走行し、地図情報において透明な障害が記録されている位置(以前に障害が検出された位置)を通過するように試行してもよい。以前に障害が検出された位置で透明障害検出部10が障害を検出しなかった場合には、障害位置記録部26は、この障害の位置を地図情報から削除して、記憶部4内の地図情報を更新してよい。このようにして、正確な最新の道の状況が地図情報に反映される。
Transparent faults detected by the above process may be verified later. For example, a person may move inside a building and check the position of a transparent obstacle recorded in the map information. If the transparent obstacle is not confirmed by the human, the human corrects the map information. Alternatively, the autonomous
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6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6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40を有する。
The functions of the autonomous
走行制御装置40は、コントローラ42、無線通信部44、および記憶部46を有する。
The
コントローラ42は、例えばCPUであり、記憶部46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44は、コントローラ42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44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46は、コントローラ42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42による自律走行装置1Aの走行経路の決定のために参照される。記憶部46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 46 stores a computer program to which the
コントローラ42は、走行経路決定部48を有する。走行経路決定部48は、コントローラ42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。走行経路決定部48は、自律走行装置1Aから報告される自律走行装置1Aの現在位置と、自律走行装置1Aのゴール地点と、記憶部46に記憶された地図情報に基づいて、自律走行装置1Aの走行経路を決定する。走行経路決定部48は、走行経路の決定において、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。
The
走行経路決定部48が走行経路を決定すると、無線通信部44を用いて、コントローラ42(走行経路指示部)は、決定された走行経路を自律走行装置1Aに無線で指示する。
When the travel
自律走行装置1Aは、コントローラ50、無線通信部52、記憶部54、駆動部6、位置認識部8、および透明障害検出部10を有する。
The autonomous
コントローラ50は、例えばCPUであり、記憶部54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52は、コントローラ50の制御の下で走行制御装置40と無線で通信する。無線通信部52は、走行制御装置40への信号送信のための送信回路と、走行制御装置40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54は、コントローラ50が準拠するコンピュータプログラムを記憶する。記憶部54は、例えばROM、ハードディスク、SSDである。
The
また記憶部54には、走行制御装置40の記憶部46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44,52間の無線通信によってコントローラ50に供給され、コントローラ50は地図情報のコピーを記憶部54に格納する。地図情報のコピーは、コントローラ50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。
A copy of the latest map information stored in the storage unit 46 of the
駆動部6、位置認識部8、および透明障害検出部10は、図1の自律走行装置1の駆動部6、位置認識部8、および透明障害検出部10と同じでよい。位置認識部8は、位置認識部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50に逐次的に供給する。コントローラ50は、無線通信部52を用いて、自律走行装置1Aの現在位置に関する情報を走行制御装置40に無線で逐次的に報告する。
The
透明障害検出部10は、自律走行装置1Aが何らかの物体に接触して自律走行装置1Aに衝撃が加わると、衝撃が加わったことを表す電気信号をコントローラ50に供給する。。図2または図3に示す接触検知スイッチ14は、透明障害検出部10として利用することができる。
When the autonomous
コントローラ50は、駆動制御部20および透明障害位置演算部56を有する。駆動制御部20および透明障害位置演算部56は、コントローラ50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20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。走行制御装置40の走行経路決定部48で決定された走行経路の指示を無線通信部52が受信すると、自律走行装置1Aでは、指示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20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。
The
透明障害位置演算部56は、透明障害検出部10の各接触検知スイッチ14からの電気信号に基づいて、自律走行装置1Aが走行する経路に存在する透明な障害の位置を計算する。具体的には、いずれかの接触検知スイッチ14が衝撃を検出した場合に、透明障害位置演算部56は、位置認識部8で認識される自律走行装置1Aの位置と、衝撃を検出した接触検知スイッチ14のボディに対する位置に基づいて、透明な障害の位置を計算する。複数の接触検知スイッチ14がボディの周囲に配置されているので、透明障害位置演算部56は、自律走行装置1Aの位置に対する透明な障害の位置を正確に把握することができる。
The transparent
コントローラ50(障害位置報告部)は、無線通信部52を用いて、透明障害位置演算部56で計算された透明な障害の位置に関する情報を走行制御装置40に無線で報告する。
The controller 50 (obstacle position reporting unit) uses the
この報告を無線通信部44で受信すると、走行制御装置40では、コントローラ42(障害位置記録部)が、報告された透明な障害の位置を記憶部46に記憶された地図情報に記録する。このようにして、地図情報に透明な障害の位置が反映されて、記憶部46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42は、無線通信部44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
このように、透明障害検出部10が透明な障害を検出すると、その障害の位置を含むように地図情報が更新される。走行経路決定部48は、更新された地図情報を用いて、自律走行装置1Aの走行経路を再決定する。結果的に、透明障害検出部10が透明な障害を検出すると、走行経路決定部48は、透明な障害の位置を回避するよう自律走行装置1Aの走行経路を修正する。
Thus, when the transparent
図7は、図6の実施形態に係る通信システムでの自律走行装置1Aの動作を示すフローチャートである。自律走行装置1Aでは、走行制御装置40からの走行経路の指示を無線通信部52が受信する(ステップS11)。駆動制御部20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、走行制御装置40に指示された走行経路を自律走行装置1Aに走行させる(ステップS12)。
FIG. 7 is a flow chart showing the operation of the autonomous
透明な障害が検出されなければ(ステップS13)、処理はステップS11に戻り、走行制御装置40からの指示に従って自律走行装置1Aは走行し続ける。
If a transparent obstacle is not detected (step S13), the process returns to step S11, and the autonomous
自律走行装置1Aが走行する経路上の透明な障害を透明障害検出部10が検出すると(ステップS13)、駆動部6は自律走行装置1Aの走行を停止させる。そして、透明障害位置演算部56は、位置認識部8で認識される自律走行装置1Aの現在の位置と、衝撃を検出した接触検知スイッチ14のボディに対する位置に基づいて、透明な障害の位置を計算する(ステップS14)。
When the transparent
そして、コントローラ50(障害位置報告部)は、無線通信部52を用いて、透明な障害の位置に関する情報を走行制御装置40に無線で報告する(ステップS15)。この後、駆動制御部20は復帰動作を行う(ステップS16)。復帰動作では、駆動制御部20は自律走行装置1Aを所定の距離、後退させる。次に処理はステップS11に戻り、走行制御装置40からの走行経路の指示を無線通信部52が受信する。
Then, the controller 50 (obstacle position reporting unit) uses the
図8は、図6の実施形態に係る通信システムでの走行制御装置40の動作を示すフローチャートである。走行制御装置40では、まず走行経路決定部48が自律走行装置1Aから報告される自律走行装置1Aの現在位置と、自律走行装置1Aのゴール地点と、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の走行経路を決定する(ステップS21)。自律走行装置1Aのゴール地点は、自律走行装置1Aを制御する走行制御装置40にとって既知である。次に、無線通信部44を用いて、コントローラ42(走行経路指示部)は、走行経路決定部48で決定された走行経路を自律走行装置1Aに無線で指示する(ステップS22)。
FIG. 8 is a flow chart showing the operation of the
自律走行装置1Aからの透明な障害の位置に関する情報の報告が無線通信部44で受信されなければ(ステップS23)、処理はステップS21に戻り、走行経路決定部48が自律走行装置1Aの現在位置と、自律走行装置1Aのゴール地点と、記憶部46に記憶された地図情報に基づいて、自律走行装置1Aの走行経路を再び決定する。
If the
自律走行装置1Aからの透明な障害の位置に関する情報の報告が無線通信部44で受信されれば(ステップS23)、コントローラ42(障害位置記録部)は報告された透明な障害の位置を地図情報に記録し、記憶部46内の地図情報を更新する(ステップS24)。更新された地図情報をその後の自律走行装置1Aの走行経路の決定に役立てることが可能である。
When the
次に処理はステップS21に戻り、走行経路決定部48が自律走行装置1Aの現在位置(好ましくは図7のステップS16の復帰動作の後の後退後の位置)と、自律走行装置1Aのゴール地点と、ステップS24で更新された地図情報に基づいて、自律走行装置1Aの走行経路を再び決定する。走行経路の決定のために走行経路決定部48が使用する評価関数は、障害を含む経路候補のコストが障害を含まない経路候補のコストよりはるかに高くなるように決定されている。結果的に、走行経路決定部48は透明な障害の位置を回避するよう自律走行装置1Aの走行経路を修正する。
Next, the process returns to step S21, and the travel
検出された透明な障害を後で確認してもよい。例えば、人間が建物の内部を移動して地図情報に記録された透明な障害の位置を確認してもよい。あるいは、自律走行装置1Aが再び建物の内部を走行し、地図情報において透明な障害が記録されている位置(以前に障害が検出された位置)を通過するように試行してもよい。以前に障害が検出された位置で透明障害検出部10が障害を検出しなかった場合には、自律走行装置1Aのコントローラ50は、このことを走行制御装置40に無線で報告し、走行制御装置40のコントローラ42(障害位置記録部)は、この障害の位置を地図情報から削除して、記憶部46内の地図情報を更新してよい。このようにして、正確な最新の道の状況が地図情報に反映される。
Detected transparent faults may be verified later. For example, a person may move inside a building and check the position of a transparent obstacle recorded in the map information. Alternatively, the autonomous
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 invention has been illustrated and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be appreciated by those skilled in the art that changes in form and detail can be made without departing from the scope of the invention as set forth in the claims. One thing will be understood. Such changes, alterations and modifications are intended to fall 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40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
また、上記の実施形態では、透明障害検出部10は、自律走行装置のボディの周囲に配置された複数の接触検知スイッチ14を有する。しかし、透明障害検出部10は、自律走行装置のボディの周囲に配置された複数の磁気近接センサを有してもよい。この場合、接触検知スイッチに代えて、あるいは接触検知スイッチに加えて、自律走行装置のボディの周囲に、磁気を利用して近傍の物体を検出する複数の磁気近接センサが配置される。図2に示すように、自律走行装置のボディの前部と側部に設けられたバンパー12の各セグメント13に1つ以上の磁気近接センサを設けてもよいし、図3に示すように、自律走行装置のボディを全周にわたって囲むように設けられたバンパー12の各セグメント13に1つ以上の磁気近接センサを設けてもよい。
Further, in the above embodiment, the
1 自律走行装置
2 コントローラ
4 記憶部
6 駆動部
8 位置認識部
10 透明障害検出部
14 接触検知スイッチ
20 駆動制御部
22 走行経路決定部
24 透明障害位置演算部
26 障害位置記録部
32 透明な障害
1A 自律走行装置
40 走行制御装置
42 コントローラ
42 コントローラ(走行経路指示部、障害位置記録部)
44 無線通信部
46 記憶部
48 走行経路決定部
50 コントローラ(障害位置報告部)
52 無線通信部
54 記憶部
56 透明障害位置演算部
1 Autonomous
44 wireless communication unit 46
52
Claims (7)
地図情報を記憶する記憶部と、
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、
前記自律走行装置の位置と前記地図情報に基づいて、前記自律走行装置の走行経路を決定する走行経路決定部と、
前記自律走行装置が走行するときに、前記自律走行装置に与えられる衝撃と磁気の少なくとも一方を用いて、経路上の透明な障害を検出する透明障害検出部とを有し、
前記透明障害検出部が前記透明な障害を検出すると、前記走行経路決定部は、前記透明な障害の位置を回避するよう前記自律走行装置の走行経路を修正する
ことを特徴とする自律走行装置。 a driving unit for running the autonomous mobile device;
a storage unit that stores map information;
a position recognition unit that recognizes the position of the autonomous mobile device that is running;
a travel route determination unit that determines a travel route of the autonomous mobile device based on the position of the autonomous mobile device and the map information;
a transparent obstacle detection unit that detects transparent obstacles on a route using at least one of impact and magnetism given to the autonomous mobile device when the autonomous mobile device travels,
The autonomous mobile device according to claim 1, wherein when the transparent obstacle detection unit detects the transparent obstacle, the travel route determination unit corrects the travel route of the autonomous mobile device so as to avoid the position of the transparent obstacle.
ことを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。 2. The autonomous mobile device according to claim 1, further comprising an obstacle location recording unit that records the location of the transparent obstacle in the map information when the transparent obstacle detection unit detects the transparent obstacle.
ことを特徴とする請求項2に記載の自律走行装置。 When the transparent obstacle detection unit does not detect the obstacle at the position where the obstacle was previously detected, the obstacle position recording unit deletes the position of the obstacle from the map information. The autonomous mobile device according to claim 2.
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の自律走行装置。 4. The transparent obstruction detector according to any one of claims 1 to 3, wherein the transparent obstruction detector has a plurality of contact detection switches or a plurality of magnetic proximity sensors arranged around the body of the autonomous mobile device. Autonomous running device.
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ときに、前記自律走行装置に与えられる衝撃と磁気の少なくとも一方を用いて、経路上の透明な障害を検出する透明障害検出部と、
前記透明障害検出部が前記透明な障害を検出すると、前記透明な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、
前記自律走行装置の位置と前記地図情報に基づいて、前記自律走行装置の走行経路を決定する走行経路決定部と、
前記走行経路決定部で決定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とを有し、
前記走行経路決定部は、前記自律走行装置から報告された前記透明な障害の位置を回避するよう前記自律走行装置の走行経路を修正する
ことを特徴とする通信システム。 having an autonomous mobile device and a travel control device that wirelessly communicates with the autonomous mobile device;
The autonomous mobile device,
a driving unit for running the autonomous mobile device;
a position recognition unit that recognizes the position of the autonomous mobile device that is running;
a transparent obstacle detection unit that detects transparent obstacles on a route using at least one of impact and magnetism given to the autonomous mobile device when the autonomous mobile device travels;
an obstacle location reporting unit that wirelessly reports the position of the transparent obstacle to the travel control device when the transparent obstacle detection unit detects the transparent obstacle;
The travel control device is
a storage unit that stores map information;
a travel route determination unit that determines a travel route of the autonomous mobile device based on the position of the autonomous mobile device and the map information;
a travel route instruction unit that wirelessly indicates the travel route determined by the travel route determination unit to the autonomous mobile device;
The communication system according to claim 1, wherein the travel route determination unit corrects the travel route of the autonomous mobile device so as to avoid the location of the transparent obstacle reported from the autonomous mobile device.
前記自律走行装置から報告された前記透明な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をさらに有する
ことを特徴とする請求項5に記載の通信システム。 The travel control device is
6. The communication system according to claim 5, further comprising an obstacle location recording unit that records the location of the transparent obstacle reported from the autonomous mobile device in the map information.
前記自律走行装置の位置と地図情報に基づいて、前記自律走行装置の走行経路を決定することと、
前記走行経路をたどるように前記自律走行装置を走行させることと、
前記自律走行装置が走行するときに、前記自律走行装置に与えられる衝撃と磁気の少なくとも一方を用いて、経路上の透明な障害を検出することと、
前記透明な障害が検出されると、前記透明な障害の位置を回避するよう前記自律走行装置の走行経路を修正することと、
を有することを特徴とする自律走行装置の制御方法。 recognizing the position of the autonomous mobile device during travel;
determining a travel route of the autonomous mobile device based on the location of the autonomous mobile device and map information;
causing the autonomous mobile device to travel so as to follow the travel route;
detecting transparent obstacles on a route using at least one of impact and magnetism given to the autonomous mobile device when the autonomous mobile device travels;
modifying a travel path of the autonomous mobile device to avoid the location of the transparent obstacle when the transparent obstacle is detected;
A control method for an autonomous mobile device, comprising:
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