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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