JP2023026354A - 自律移動装置、ドッキングステーション、及び自律移動装置の制御方法 - Google Patents

自律移動装置、ドッキングステーション、及び自律移動装置の制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ドッキングステーションに一定距離以内に隣接した後、ドッキングステーションに滑らかに連結でき、ドッキングステーションの衝突現象を防止できる自律移動装置、ドッキングステーション、及び自律移動装置の制御方法を提供する。【解決手段】本発明の自律移動装置は、ドッキングステーションに連結される少なくとも一つの連結部を含む本体と、本体を移動させる駆動部と、駆動部を制御するプロセッサと、を含み、プロセッサは、本体をドッキングステーションに隣接させる第1モード、及び連結部をドッキングステーションのドッキング部に接触させる第2モードで駆動部の動作を制御する。【選択図】図1

Description

本発明は、自律移動装置がドッキングステーションにドッキングされるときにコンプライアンス制御を介して滑らかに連結できる自律移動装置とドッキングステーションに関する。
近年、自律移動装置に関する関心が高まっている。自律移動装置は、ユーザまたは搭乗者が移動如何、移動方向、移動速度などを直接操作しなくても自ら移動できる自律走行技術が組み込まれた装置である。例えば、自律走行車、自律移動ロボット、ロボット掃除機等が自律移動装置に該当する。自律移動装置は、その目的に応じて多様に使用できるが、いずれもドッキングステーションに一定時間ドッキングされる状況が要求される。例えば自律走行車両は、燃料を供給するか或いはバッテリーを充電するために、ドッキングステーションにドッキングでき、ロボット掃除機は、洗浄液の供給を受けるか或いは水タンクを交換するために、ドッキングステーションにドッキングできる。
従来の自律移動装置は、ドッキングステーションにドッキングされるときに物理的接触のために駆動部が高い出力に制御される。この場合、自律移動装置とドッキングステーションとが衝突して本体が損傷するおそれがある。一方、ロボットや車両などの移動装置は、周囲環境に順応して破損を防止し、対象物と滑らかに接触することができるコンプライアンス制御(compliance control)又は順応制御を介して動作することができる。コンプライアンス制御機能は、過大な力の負荷から装置を保護することができるので、装置間の連結、接触を伴う作業に効果的である。
特表2017-507687号公報
本発明の目的は、自律移動装置がドッキングステーションに一定距離以内に隣接した後、コンプライアンス制御によってドッキングステーションに滑らかに連結されることにより、自律移動装置とドッキングステーションとが衝突する現象を防止することができる自律移動装置及びその制御方法を提供することにある。また、自律移動装置がドッキングステーションに一定距離以内に隣接する場合、コンプライアンス制御によって自律移動装置と連結できるドッキングステーションを提供することを目的とする。本発明の課題は、上述した課題に限定されるものではなく、上述していない課題は、本明細書及び添付図面から、実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解できるであろう。
上記の目的を達成するために、本発明による自律移動装置は、ドッキングステーションに連結される少なくとも一つの連結部を含む本体と、前記本体を移動させる駆動部と、前記駆動部を制御するプロセッサと、を含み、前記プロセッサは、前記本体をドッキングステーションに隣接させる第1モード、及び前記連結部を前記ドッキングステーションのドッキング部に接触させる第2モードで前記駆動部の動作を制御することを特徴とする。
プロセッサは、前記第1モードで、前記本体と前記ドッキングステーションとの距離が所定の距離以内となるように前記駆動部を制御することができる。
前記本体と前記ドッキングステーションとの距離を測定する距離感知センサをさらに含むことができ、前記プロセッサは、前記距離感知センサで測定された前記距離に基づいて前記第1モードから前記第2モードに前記駆動部の制御を変更することができる。
前記プロセッサは、前記第2モードで、前記本体に作用する力に追従して前記連結部が前記ドッキング部に接触するように前記駆動部をコンプライアンス制御することができる。
前記連結部は、複数設けられ、前記ドッキング部には、前記複数の連結部にそれぞれ対応する複数のコネクタが設けられ、前記プロセッサは、前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触したか否かを検出し、前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触した場合に接触が正常に実行されたと判断することができる。
前記プロセッサは、接触が正常に実行されたと判断した場合、前記連結部と前記コネクタとが物理的に締結されるように前記駆動部を制御することができる。
前記プロセッサは、前記複数の連結部が全て対応する前記複数のコネクタに接触していない場合に接触が異常に実行されたと判断し、接触していない前記連結部を検出し、接触していない前記連結部が対応する前記コネクタに接触するように前記駆動部を制御することができる。
前記プロセッサは、所定の時間又は所定の回数に対して、前記連結部がドッキング部に接触するように前記駆動部を制御し、前記所定の時間又は前記所定の回数を超える場合にドッキングを中断するように前記駆動部を制御することができる。
上記の目的を達成するために、本発明によるドッキングステーションは、自律移動装置に連結されるドッキング部、前記ドッキング部を移動させる移動要素、及び前記移動要素を制御するコントローラを含み、前記コントローラは、前記自律移動装置が前記ドッキング部に隣接すると、前記ドッキング部を前記自律移動装置の連結部に接触させるように前記移動要素の動作を制御することを特徴とする。
また、前記自律移動装置と前記ドッキングステーションとの距離を測定する距離感知センサをさらに含み、前記コントローラは、前記距離感知センサで測定された前記距離に基づいて前記ドッキング部が前記連結部に接触するように前記移動要素を制御することができる。
前記コントローラは、前記ドッキング部が前記連結部に接触するように前記移動要素をコンプライアンス制御することができる。
前記ドッキング部は、複数のコネクタを含み、前記自律移動装置には、前記複数のコネクタにそれぞれ対応する複数の連結部が設けられ、前記コントローラは、前記複数のコネクタが全て対応する前記連結部にそれぞれ接触したか否かを検出し、前記複数のコネクタが全て対応する前記連結部にそれぞれ接触した場合に接触が正常に実行されたと判断することができる。
前記コントローラは、前記複数のコネクタが全て対応する前記連結部にそれぞれ接触していない場合に接触が異常に実行されたと判断し、接触していない前記コネクタを検出し、前記接触していないコネクタが対応する前記連結部に接触するように前記移動要素を制御することができる。
上記の目的を達成するために、本発明による自律移動装置の制御方法は、前記自律移動装置がドッキングを開始するステップと、前記自律移動装置が前記ドッキングステーションのドッキング部に移動する第1モードで駆動するステップと、前記自律移動装置が前記ドッキングステーションに所定の距離以内に隣接すると、前記自律移動装置が複数の連結部を前記ドッキング部に接触させる第2モードで駆動するステップと、前記連結部と前記ドッキング部との接触が正常に実行されたと判断すると、前記連結部と前記ドッキング部とを連結するステップを含むことを特徴とする。
前記第2モードは、前記自律移動装置に作用する力に追従して前記連結部が前記ドッキング部に接触するように前記自律移動装置をコンプライアンス制御することができる。
前記第2モードは、前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触したか否かを検出し、前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触した場合に接触が正常に実行されたと判断することを含むことができる。
前記第2モードは、前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタに接触していない場合に接触が異常に実行されたと判断し、接触していない前記連結部を検出し、前記接触していない連結部が対応する前記コネクタに接触するように前記自律移動装置を制御することを含むことができる。
本発明によれば、自律移動装置がドッキングステーションに一定距離以内に隣接した後、コンプライアンス制御によってドッキングステーションと滑らかに連結されることにより、自律移動装置とドッキングステーションとが衝突する現象を防止することができる。また、自律移動装置がドッキングステーションに自律的にドッキングされるとき、複数の連結部が全てドッキング部に接触した状態で連結されるので、自律移動装置とドッキングステーションとが安定的に連結されることができる。本発明の効果は、上述した効果に限定されず、上述していない効果は、本明細書及び添付図面から、実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解できるだろう。
一実施形態に係る自律移動装置がドッキングステーションにドッキングされる様子を示す図である。 一実施形態に係る自律移動装置が第1モードで駆動する様子を示す図である。 一実施形態に係る自律移動装置が第2モードで駆動する様子を示す図である。 一実施形態に係る自律移動装置が第2モードで駆動する様子を示す図である。 他の実施形態に係るドッキングステーションに自律移動装置がドッキングされる様子を示す図である。 別の実施形態に係る自律移動装置の制御方法のフローチャートである。
実施形態で使用される用語は、本発明における機能を考慮しながら、できる限り現在広く使用される一般的な用語を選択したが、これは、当該分野に従事する技術者の意図又は判例、新しい技術の出現などによって変わり得る。また、特定の場合には、出願人が任意に選定した用語もあり、この場合、該当する発明の説明部分で詳細にその意味を記載する。したがって、本発明で使用される用語は、単純な用語の名称ではなく、その用語の持つ意味と本発明の全般にわたる内容に基づいて定義されるべきである。
明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。また、本明細書に記載された「部」、「モジュール」などの用語は、少なくとも一つの機能又は動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェア又はソフトウェアで実現されるか、或いはハードウェアとソフトウェアとの組み合わせで実現されることができる。
以下では、添付図面を参照して、実施形態について、実施形態の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳細に説明する。実施形態は、様々な異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。
以下、添付図面を参照して実施形態について詳細に説明する。本明細書において、自律移動装置100とは、ユーザ又は搭乗者の操作なしに自ら移動方向を決定して移動することができる装置である。例えば、実施形態に係る自律移動装置100は、自律走行車(autonomous vehicle)又は自律移動ロボット(autonomous mobile robot)であり得る。実施形態に係る自律移動装置100は、自ら移動するだけでなく、ドッキングのためにドッキングステーション200へ移動し、ドッキングステーション200に連結されることができる。
図1は一実施形態に係る自律移動装置がドッキングステーションにドッキングされる様子を示す図である。図1を参照すると、一実施形態に係る自律移動装置100は、本体110、駆動部120、及びプロセッサ130を含むことができる。本体110は、ドッキングステーション200に連結される少なくとも一つの連結部111を含むことができる。自律移動装置100がドッキングステーション200にドッキングされるとき、連結部111がドッキングステーション200のドッキング部210に連結されることにより、ドッキングが完了することができる。ドッキング部210は、ドッキングステーション200における、自律移動装置100がドッキングされる領域を意味することができる。例えば、連結部111は、少なくとも一部がドッキング部210の内部に挿入され、ロッキングボール(locking ball)によってドッキング部210に物理的に締結されるボールロッキング(ball-locking)構造であり得る。また、連結部111がドッキング部210と接触して信号を送受信する通信方式で、連結部111とドッキング部210に連結されることもできる。ただし、上述した連結方式は、例示的なものに過ぎず、これに限定されるものではない。
駆動部120は、本体110を移動させる手段を意味する。言い換えれば、自律移動装置100は、駆動部120が動作することにより移動することができる。駆動部120は、自律走行車両のホイールや自律移動ロボットの歩行手段など、自律移動装置100の位置を調整することができる移動手段を含むことができる。また、図示されてはいないが、駆動部120は、移動手段に動力を提供するモータ、エンジン又は移動手段の方向を調整する操舵装置や、ステアリングホイールなどの要素を含むことができる。
プロセッサ130は、駆動部120の動作を制御することにより自律移動装置100の移動を制御することができる。プロセッサ130は、駆動部120の動作開始如何、動作方向、動作速度など、駆動部120の全般的な動作を制御することができる。プロセッサ130は、自律移動装置100に含まれた様々なセンサから信号を受信することにより、移動領域又は障害物を検出して、自律移動装置100の目的のための最適な移動経路を探索することができる。また、プロセッサ130は、探索した移動経路に沿って自律移動装置100が移動するように駆動部120を制御することができる。
図1に示された自律移動装置100とドッキングステーション200には、本実施形態に関連する構成要素が図示されている。したがって、図1に示された構成要素の他に、他の汎用的な構成要素が自律移動装置100とドッキングステーション200にさらに含まれ得ることを、本実施形態に関連する技術分野における通常の知識を有する者であれば理解することができる。自律移動装置100は、ドッキング条件を満たす場合にドッキングを開始することができる。例えば、駆動部120の動力源となるバッテリーの充電量が一定値以下であるときにドッキングを開始することができる。又は、自動清掃機能を行う自律移動装置100の場合、洗浄液の収容量が一定値以下であるときにドッキングを開始することができる。一実施形態に係る自律移動装置100がドッキング条件を満たす場合、プロセッサ130は、駆動部120を第1モード及び第2モードに制御することができる。
自律移動装置100のドッキングが開始すると、プロセッサ130は、本体110がドッキングステーション200に隣接するように駆動部120の動作を制御する第1モードで駆動部120を制御することができる。本体110とドッキングステーション200との距離が所定の距離以内になると、プロセッサ130は、連結部111をドッキングステーション200に連結させる第2モードで駆動部120を制御することができる。
以下、図面を参照して、第1モード及び第2モードについて詳細に説明する。
図2は一実施形態に係る自律移動装置が第1モードで駆動する様子を示す図である。図2を参照すると、一実施形態に係る自律移動装置100は、本体110とドッキングステーション200との距離Lを測定する距離感知センサ140を含むことができる。距離感知センサ140は、超音波を送出し、ドッキングステーション200から反射される超音波を受信する超音波センサである。又は、距離感知センサ140は、光を照射し、ドッキングステーション200から反射される光を受け取る光学センサでもよい。これに限定されない。
距離感知センサ140は、本体110とドッキングステーション200との距離Lを測定し、その結果をプロセッサ130へ送信することができる。図2に示された実施形態で、距離感知センサ140は、自律移動装置100に設けられているが、距離感知センサ140は、ドッキングステーション200に設けられ、測定結果をプロセッサ130へ送信するように構成されてもよい。プロセッサ130は、第1モードで、本体110がドッキングステーション200に隣接するように駆動部120を制御することができる。例えば、プロセッサ130は、本体110がドッキングステーション200と一直線上に位置した後、前進又は後進することにより、本体110がドッキング部210に隣接するように駆動部120を制御することができる。
プロセッサ130は、本体110がドッキングステーション200に隣接するように駆動部120の動作状態と距離感知センサ140の測定値に基づいて駆動部120を制御することができる。例えば、駆動部120の動力源が電気モータである場合、電気モータの電流に基づいて駆動部120の速度を算出し、距離感知センサ140で測定された自律移動装置100とドッキングステーション200との距離Lと比較して、本体110が適切な速度でドッキングステーション200に隣接するように駆動部120を制御することができる。本体110がドッキングステーション200に衝突するのを防止するために、プロセッサ130は、本体110とドッキングステーション200との距離Lが近くなるほど本体110の移動速度が減少するように駆動部120を制御することができる。
プロセッサ130は、距離感知センサ140で測定された距離Lに基づいて、第1モードから第2モードへと駆動部120の制御を変更することができる。第1モード制御は、自律移動装置100をドッキングステーション200に一定距離以内に隣接させる制御であって、本体110とドッキングステーション200との距離Lが、連結部111とドッキング部210とが連結されるのに十分な間隔以内になると、プロセッサ130は、連結部111をドッキング部210に精密に接触させる第2モードで駆動部120を制御することができる。第1モードから第2モードへ駆動部120の制御を変更する基準となる所定の距離は、自律移動装置100の大きさ、ドッキングステーション200の大きさ、連結部111の形態などに応じて適宜設定できる。例えば、所定の距離は、約10mm以上約1000mm以下、好ましくは約100mm以上約500mm以下であり得るが、これに限定されない。
プロセッサ130は、第2モードで、本体110に作用する力に追従して連結部111がドッキング部210に接触するように駆動部120をコンプライアンス制御(compliance control)することができる。従来技術の場合、連結部111をドッキング部210に接触させるときに、本体110をドッキングステーション200に近く密着させるために高出力で駆動部120を制御する。従来技術の場合、本体110とドッキングステーション200の状況に応じて外力が作用するにも拘らず、本体110が一定速度で動くように制御するため、自律移動装置100とドッキングステーション200とが互いに衝突するおそれがある。
一実施形態に係る自律移動装置100は、プロセッサ130が第1モードで駆動部120を制御して本体110をドッキングステーション200の一定距離以内に隣接させた後、連結部111をドッキング部210に精密に接触させるコンプライアンス制御で駆動部120を制御することにより、接触の際に衝突を防止することができる。
図3a及び図3bは一実施形態に係る自律移動装置が第2モードで駆動する様子を示す図である。図3a及び図3bを参照すると、連結部111は、複数設けられることができ、ドッキング部210には、複数の連結部111にそれぞれ対応するコネクタ211が複数設けられることができる。複数の連結部111と複数のコネクタ211は、自律移動装置100がドッキング部210と接触したときに互いに対向する位置に配置されることができる。自律移動装置100は、ドッキング部210に隣接した後、複数の連結部111がそれぞれ対応するコネクタ211に接触することができる。プロセッサ130は、複数の連結部111がそれぞれ対応するコネクタ211に全て接触するように第2モードで駆動部120を制御することができる。このとき、プロセッサ130は、コンプライアンス制御を介して駆動部120を精密に制御することができる。また、プロセッサ130は、複数の連結部111がそれぞれ対応するコネクタ211に全て接触したか否かを検出することができる。
図3aに示された自律移動装置100は、複数の連結部111がそれぞれ対応するコネクタ211に全て接触することにより、接触が正常に実行された場合を示す。プロセッサ130は、接触が正常に実行されたと判断した場合、連結部111がコネクタ211に連結されるように駆動部120を制御することができる。例えば、連結部111の少なくとも一部がコネクタ211の内部に挿入され、コネクタ211に備えられたロッキングボールによって連結部111とコネクタ211とが物理的に締結されるように、プロセッサ130は、本体110がコネクタ211の位置方向に移動するように駆動部120を制御することができる。プロセッサ130が、連結部111とコネクタ211とが締結されるように駆動部120を制御する場合にも、プロセッサ130は、コンプライアンス制御を介して駆動部120を制御することができる。
また、一実施形態に係る自律移動装置100は、連結部111がコネクタ211に連結されると、本体110がドッキングステーション200にドッキングされるときに発生する物理的な結着による反発力を感知することができる。プロセッサ130は、自律移動装置100がドッキングステーション200にドッキングされるときの反発力からドッキングが、成功的に実行されたか否かを判断することができる。プロセッサ130は、連結部111とコネクタ211とが連結されるときに発生する反発力を感知し、距離感知センサ140から自律移動装置100とドッキングステーション200との距離が所定の距離以内に検出されると、ドッキングが成功的に実行されたと判断することができる。例えば、プロセッサ130は、反発力を感知し、距離感知センサ140から自律移動装置100とドッキングステーション200との距離が0であると検出された場合、ドッキングが成功的に実行されたと判断することができる。
図3bに示された自律移動装置100は、複数の連結部111がそれぞれ対応するコネクタ211に全て接触しないことにより、接触が正常に実行されていない場合を示す。言い換えれば、図3bは、複数の連結部111が全て対応する複数のコネクタ211に接触していない場合を示す。プロセッサ130は、接触が正常に実行されていないと判断した場合、複数の連結部111のうち、対応するコネクタ211に接触していない連結部111を検出できる。
例えば、本体110の移動方向がドッキング部210に対して多少ずれている場合、一部の連結部111は、対応するコネクタ211に接触し、残りの連結部111は、対応するコネクタ211に接触しないことができる。プロセッサ130は、コネクタ211に接触していない連結部111を検出し、接触していない連結部111が対応するコネクタ211に接触するように駆動部120を制御してドッキングを再試行することができる。別の例示として、本体110の移動方向がドッキング部210に対して完全にずれている場合、全ての連結部111は、対応するコネクタ211に接触しないことができる。この場合、プロセッサ130は、自律移動装置100をドッキングステーション200から離隔させた後、ドッキングを再試行することができる。
別の例として、プロセッサ130は、連結部111とコネクタ211とが連結されるときに発生する反発力を感知したが、距離感知センサ240から、自律移動装置100とドッキングステーション200との距離が所定の距離を超えると検出された場合、ドッキングが異常に実行されたと判断することができる。この場合は、連結部111とコネクタ211とが物理的に結着したが、自律移動装置100がドッキング部210の正常な位置にドッキングされていない状況である場合を意味することができる。したがって、プロセッサ130は、連結部111とコネクタ211とが結着して反発力が発生した状況であるにも拘らず、自律移動装置100とドッキングステーション200との距離が離隔している場合であると判断することができる。
図3bを参照すると、プロセッサ130は、複数の連結部111のうち、対応するコネクタ211と接触していない連結部111の位置に応じて、駆動部120を制御することができる。プロセッサ130は、コンプライアンス制御を介して本体110を少しずつ移動させることにより、全ての連結部111がそれぞれ対応するコネクタ211に接触するようにドッキングを再試行することができる。また、プロセッサ130は、所定の時間又は所定の回数に対してドッキングを再試行することができる。例えば、連結部111の一部が対応するコネクタ211に接触していない場合、プロセッサ130は、所定の時間複数の連結部111が全てコネクタ211に接触するようにドッキングを再試行し、所定の時間を超過すると、ドッキングを中断するように駆動部120を制御することができる。所定の時間又は所定の回数は、プロセッサ130が駆動部120をコンプライアンス制御して、ドッキングを行うのに十分な時間又は回数に設定されることができる。
プロセッサ130は、ドッキングを中断すると、音アラーム又は視覚アラームを伝送してドッキングが中断されたことを知らせることができる。ドッキングの再試行が所定の時間又は所定の回数を超える場合、自律移動装置100は、ドッキング状態に対する確認が必要な状況であることを知らせることができる。自律移動装置100及び/又はドッキングステーション200は、音アラームを送出するスピーカ、視覚アラームを送出するディスプレイを含む。
上述した一実施形態に係る自律移動装置100は、プロセッサ130が第1モードと第2モードで駆動部120を制御することにより、ドッキングステーション200に自然かつ滑らかに連結されることができる。したがって、ドッキング過程で発生し得る自律移動装置100とドッキングステーション200との衝突を防止することができる。また、プロセッサ130の制御によって、自律移動装置100がドッキング過程で破損するのを防止することができるので、本体110の剛性を増大させるか或いは設計構造の変更を必要としないという利点を有する。
図4は他の実施形態に係るドッキングステーションに自律移動装置がドッキングされる様子を示す図である。
図4に示された他の実施形態に係るドッキングステーション200は、自律移動装置100がドッキングステーション200へ移動し、自律的にドッキングされるのではなく、自律移動装置100がドッキングステーション200に隣接すると、ドッキングステーション200が自律移動装置100を自律的にドッキングすることができる。言い換えれば、自律移動装置100がドッキングステーション200に一定の距離以内に隣接さえすれば、ドッキングステーション200がドッキング部210を連結部111に接触させることができる。他の実施形態に係るドッキングステーション200を説明するにあたり、上述した一実施形態に係る自律移動装置100と同一の構成要素については同一の参照符号を使用し、重複部分についての詳細な説明は省略する。
図4を参照すると、他の実施形態に係るドッキングステーション200は、自律移動装置100に連結されるドッキング部210と、ドッキング部210を移動させる移動要素220と、移動要素220の動作を制御するコントローラ230と、自律移動装置100とドッキングステーション200との距離を測定する距離感知センサ240と、を含むことができる。ドッキングが開始すると、自律移動装置100が移動してドッキングステーション200に隣接することができる。
コントローラ230は、距離感知センサ240から自律移動装置100とドッキングステーション200との距離信号を受信することができる。距離感知センサ240で測定された距離が所定の距離以内であれば、コントローラ230は、ドッキング部210が連結部111に接触するように移動要素220を制御することができる。移動要素220は、ドッキング部210の位置を調整することができる手段であればいずれでも可能である。例えば、移動要素220は、ドッキングステーション200の位置を調整することができるホイールであり、コントローラ230は、ドッキング部210が連結部111に接触するようにホイールを制御することができる。別の例示として、移動要素220は、ドッキング部210に連結されたロボットアーム(robot arm)であり、コントローラ230は、ロボットアームの位置を調整してドッキング部210と連結部111とを接触させることができる。また、コントローラ230は、移動要素220をコンプライアンス制御してドッキング部210を連結部111に接触させることができる。
ドッキング部210は、複数のコネクタ211を含み、自律移動装置100には、複数のコネクタ211にそれぞれ対応する複数の連結部111が設けられることができる。コントローラ230は、複数のコネクタ211が全て対応する複数の連結部111にそれぞれ接触したか否かを検出することができる。コントローラ230は、複数のコネクタ211が全て対応する連結部111にそれぞれ接触した場合、ドッキングステーション200のドッキング部210と自律移動装置100の連結部111との接触が正常に実行されたと判断することができる。コントローラ230は、接触が成功的に実行されたと判断した場合、コネクタ211を連結部111と連結させることができる。
また、他の実施形態に係るドッキングステーション200は、コネクタ211が連結部111に連結されるときにドッキング部210が自律移動装置100によって押し出される反発力を感知し、これからコネクタ211と連結部111とが成功的に接続されたか否かを判断することができる。また、コントローラ230は、複数のコネクタ211がそれぞれ対応する連結部111に全て接触していない場合、接触が正常に実行されていないと判断することができる。この場合、コントローラ230は、連結部111に接触していないコネクタ211を検出し、接触していないコネクタ211が対応する連結部111に接触するように移動要素220を制御してドッキングを再試行することができる。このとき、コントローラ230は、コンプライアンス制御を介して移動要素220を制御することができる。
以上説明したように、実施形態は、自律移動装置100がドッキングステーション200にドッキングされるときに、コンプライアンス制御を介して自律移動装置100又はドッキングステーション200を制御することができる。
図5は別の実施形態に係る自律移動装置の制御方法のフローチャートである。
ステップ510で、自律移動装置100は、ドッキングを開始することができる。自律移動装置100は、ドッキングが開始する条件を満たす場合にドッキングを開始することができる。例えば、自律移動装置100のバッテリーの充電量が一定値以下であるか、或いは自律移動装置100に収容された特定目的の収容物が一定値以下であるときにドッキングが開始する条件を満たすことができる。
ステップ520で、自律移動装置100はドッキングステーション200のドッキング部210へ移動する第1モードで駆動できる。ドッキングが開始すると、自律移動装置100は、ドッキングステーション200のドッキング部210の位置を把握し、ドッキング部210に隣接するように移動することができる。ステップ530で、自律移動装置100がドッキングステーション200に所定の距離内に隣接すると、自律移動装置100は、複数の連結部111をドッキング部210に接触させる第2モードで駆動できる。例えば、自律移動装置100は、ドッキング部210と約100mm以上約500mm以内に隣接するまで第1モードで駆動できる。自律移動装置100は、所定の距離以内にドッキング部210に隣接した後、複数の連結部111をそれぞれ対応するコネクタ211に接触させる第2モードで駆動できる。第2モードはコンプライアンス制御を介して行われることができる。
第2モードで、自律移動装置100は、複数の連結部111が全て対応するコネクタ211にそれぞれ接触したか否かを検出することにより、接触が正常に実行されたか否かを判断することができる。複数の連結部111が全て対応するコネクタ211に接触した場合、自律移動装置100は、ドッキング部210の正常位置で接触が正常に実行されたと判断することができる。第2モードで、複数の連結部111が全て対応するコネクタ211に接触していない場合、自律移動装置100は、接触が異常に実行されたと判断することができる。自律移動装置100は、接触していない連結部111を検出し、接触していない連結部111がコネクタ211に接触するように移動することができる。この場合、自律移動装置100は、コンプライアンス制御を介して全ての連結部111を対応するコネクタ211に接触させることができる。
ステップ540で、自律移動装置100は、連結部111とドッキング部210との接触が正常に実行されたと判断すると、連結部111とドッキング部210とを連結することができる。自律移動装置100は、複数の連結部111が全てドッキング部210に接触した場合、接触が正常に実行されたと判断することができる。この場合、自律移動装置100は、連結部111とドッキング部210とを物理的に締結することができる。
また、自律移動装置100は、複数の連結部111が全て対応するドッキング部210に接触していない場合、接触していない連結部111を検出し、接触していない連結部111がドッキング部210に接触するように駆動できる。この場合、自律移動装置100は、コンプライアンス制御を介して連結部111をドッキング部210に接触させることができる。
本実施形態に関連する技術分野における通常の知識を有する者は、上述した記載の本質的な特性から逸脱することなく変形形態で実現できることを理解することができるであろう。したがって、開示された方法は、限定的な観点ではなく、説明的な観点から考慮されるべきである。本発明の範囲は前述した説明ではなく、請求の範囲に示されており、それと同等の範囲内にある全ての相違点は本発明に含まれるものと解釈されるべきである。
100 自律移動装置
110 本体
111 連結部
120 駆動部
130 プロセッサ
140、240 距離検知センサ
200 ドッキングステーション
210 ドッキング部
211 コネクタ
220 移動要素
230 コントローラ

Claims (17)

  1. ドッキングステーションに自律的にドッキングされる自律移動装置であって、
    前記ドッキングステーションに連結される少なくとも一つの連結部を含む本体と、
    前記本体を移動させる駆動部と、
    前記駆動部を制御するプロセッサと、を含み、
    前記プロセッサは、前記本体を前記ドッキングステーションに隣接させる第1モード、及び前記連結部を前記ドッキングステーションのドッキング部に接触させる第2モードで前記駆動部の動作を制御することを特徴とする自律移動装置。
  2. 前記プロセッサは、
    前記第1モードで、前記本体と前記ドッキングステーションとの距離が所定の距離以内となるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項1に記載の自律移動装置。
  3. 前記本体と前記ドッキングステーションとの距離を測定する距離感知センサをさらに含み、
    前記プロセッサは、前記距離感知センサで測定された前記距離に基づいて前記第1モードから前記第2モードに前記駆動部の制御を変更することを特徴とする請求項1に記載の自律移動装置。
  4. 前記プロセッサは、
    前記第2モードで、前記本体に作用する力に追従して前記連結部が前記ドッキング部に接触するように前記駆動部をコンプライアンス制御(compliance control)することを特徴とする請求項1に記載の自律移動装置。
  5. 前記連結部は、複数設けられ、
    前記ドッキング部には、前記複数の連結部にそれぞれ対応する複数のコネクタが設けられ、
    前記プロセッサは、
    前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触したか否かを検出し、前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触した場合に接触が正常に実行されたと判断することを特徴とする請求項1に記載の自律移動装置。
  6. 前記プロセッサは、
    接触が正常に実行されたと判断した場合、前記連結部と前記コネクタとが物理的に締結されるように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項5に記載の自律移動装置。
  7. 前記プロセッサは、
    前記複数の連結部が全て対応する前記複数のコネクタに接触していない場合に接触が異常に実行されたと判断し、接触していない前記連結部を検出し、前記接触していない連結部が対応する前記コネクタに接触するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項5に記載の自律移動装置。
  8. 前記プロセッサは、
    所定の時間又は所定の回数に対して、前記連結部が前記ドッキング部に接触するように前記駆動部を制御し、前記所定の時間又は前記所定の回数を超える場合にドッキングを中断するように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項7に記載の自律移動装置。
  9. 自律移動装置がドッキングされるドッキングステーションであって、
    前記自律移動装置に連結されるドッキング部、
    前記ドッキング部を移動させる移動要素、及び
    前記移動要素を制御するコントローラを含み、
    前記コントローラは、前記自律移動装置が前記ドッキング部に隣接すると、前記ドッキング部を前記自律移動装置の連結部に接触させるように前記移動要素の動作を制御することを特徴とするドッキングステーション。
  10. 前記自律移動装置と前記ドッキングステーションとの距離を測定する距離感知センサをさらに含み、
    前記コントローラは、前記距離感知センサで測定された前記距離に基づいて前記ドッキング部が前記連結部に接触するように前記移動要素を制御することを特徴とする請求項9に記載のドッキングステーション。
  11. 前記コントローラは、
    前記ドッキング部が前記連結部に接触するように前記移動要素をコンプライアンス制御することを特徴とする請求項9に記載のドッキングステーション。
  12. 前記ドッキング部は、複数のコネクタを含み、
    前記自律移動装置には、前記複数のコネクタにそれぞれ対応する複数の連結部が設けられ、
    前記コントローラは、
    前記複数のコネクタが全て対応する前記連結部にそれぞれ接触したか否かを検出し、前記複数のコネクタが全て対応する前記連結部にそれぞれ接触した場合に接触が正常に実行されたと判断することを特徴とする請求項9に記載のドッキングステーション。
  13. 前記コントローラは、
    前記複数のコネクタが全て対応する前記連結部にそれぞれ接触していない場合に接触が異常に実行されたと判断し、接触していない前記コネクタを検出し、前記接触していないコネクタが対応する前記連結部に接触するように前記移動要素を制御することを特徴とする請求項12に記載のドッキングステーション。
  14. ドッキングステーションに自律的にドッキングする自律移動装置の制御方法であって、
    前記自律移動装置がドッキングを開始するステップと、
    前記自律移動装置が前記ドッキングステーションのドッキング部へ移動する第1モードで駆動するステップと、
    前記自律移動装置が前記ドッキングステーションに所定の距離以内に隣接すると、前記自律移動装置が複数の連結部を前記ドッキング部のコネクタに接触させる第2モードで駆動するステップと、
    前記連結部と前記ドッキング部との接触が正常に実行されたと判断すると、前記連結部と前記ドッキング部とを連結するステップと、を含むことを特徴とする自律移動装置の制御方法。
  15. 前記第2モードは、
    前記自律移動装置に作用する力に追従して前記連結部が前記ドッキング部に接触するように前記自律移動装置をコンプライアンス制御することを含むことを特徴とする請求項14に記載の自律移動装置の制御方法。
  16. 前記第2モードは、
    前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触したか否かを検出し、前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタにそれぞれ接触した場合に接触が正常に実行されたと判断することを含むことを特徴とする請求項14に記載の自律移動装置の制御方法。
  17. 前記第2モードは、
    前記複数の連結部が全て対応する前記コネクタに接触していない場合に接触が異常に実行されたと判断し、接触していない前記連結部を検出し、前記接触していない連結部が対応する前記コネクタに接触するように前記自律移動装置を制御することを含むことを特徴とする請求項14に記載の自律移動装置の制御方法。
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