JP2023104059A - Position identification device - Google Patents

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Abstract

To provide a position identification device that can identify the self position of a moving body with high accuracy even if a detection omission of a magnetic marker occurs.SOLUTION: A position identification device 1 comprises: a table data memory unit 7 for memorizing positional information of multiple magnetic markers 3; a self-position estimation unit 11 for estimating the self position of a moving body 2; a marker searching unit 12 for searching a magnetic marker 3 closest to the self position of the moving body 2, which is estimated by the self-position estimation unit 11, from among the multiple magnetic markers 3 memorized by the table data memory unit 7 for a target magnetic marker 3; a magnetic sensor 6 for detecting the magnetic markers 3; a detection determination unit 13 for determining whether the target magnetic marker 3 is detected by the magnetic sensor 6; and a self-position determination unit 14 for determining the self position of the moving body 2 using the positional information of the target magnetic marker 3 when the target magnetic marker 3 is determined to be detected.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、位置特定装置に関する。 The present invention relates to position determination devices.

従来の位置特定装置としては、例えば特許文献1に記載されている技術が知られている。特許文献1に記載の位置特定装置は、磁気マーカが配置された走行エリア内を車両が移動する際に、基準となる磁気マーカの位置に基づいて車両の位置を特定すると共に、基準となる磁気マーカを通過した後の経路において、磁気マーカの通過数を利用して車両の位置を特定する。 As a conventional position specifying device, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. The position specifying device described in Patent Document 1 specifies the position of the vehicle based on the position of the magnetic marker that serves as a reference when the vehicle moves within a travel area in which the magnetic markers are arranged. On the route after passing the marker, the position of the vehicle is specified using the number of passages of the magnetic marker.

特開2020-17035号公報JP 2020-17035 A

ところで、例えば磁気マーカ上に鉄板が置かれている等といった何らかの外的要因が生じると、磁気センサにより磁気マーカが検出されないことがある。しかし、上記従来技術では、磁気センサにより検出された磁気マーカの通過数を利用して車両の自己位置が特定されている。このため、磁気センサにより磁気マーカが検出されない状況(磁気マーカの検出漏れ)が発生すると、車両の自己位置を誤って特定する可能性がある。 By the way, if some external factor such as an iron plate being placed on the magnetic marker occurs, the magnetic marker may not be detected by the magnetic sensor. However, in the conventional technology described above, the self-position of the vehicle is specified using the number of passages of the magnetic markers detected by the magnetic sensor. Therefore, if the magnetic sensor fails to detect the magnetic marker (missed detection of the magnetic marker), the vehicle may erroneously identify its own position.

本発明の目的は、磁気マーカの検出漏れが発生しても、移動体の自己位置を高精度に特定することができる位置特定装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a position specifying device capable of specifying the self-position of a mobile object with high accuracy even if detection omission of a magnetic marker occurs.

本発明の一態様は、移動体が複数の磁気マーカに沿って走行する際に、移動体の位置を特定する位置特定装置であって、複数の磁気マーカの位置情報を記憶する記憶部と、移動体の自己位置を推定する自己位置推定部と、記憶部に記憶された複数の磁気マーカのうち、自己位置推定部により推定された移動体の自己位置に最も近い磁気マーカを対象の磁気マーカとして探索するマーカ探索部と、磁気マーカを検出するマーカ検出部と、マーカ探索部により探索された対象の磁気マーカがマーカ検出部により検出されたかどうかを判断する検出判断部と、検出判断部により対象の磁気マーカが検出されたと判断されたときに、記憶部に記憶された対象の磁気マーカの位置情報を用いて、移動体の自己位置を決定する自己位置決定部とを備える。 One aspect of the present invention is a position specifying device that specifies the position of a moving object when the moving object travels along a plurality of magnetic markers, the position specifying device comprising: a storage unit that stores position information of the plurality of magnetic markers; A self-position estimating unit for estimating the self-position of a moving object, and a magnetic marker closest to the self-position of the moving object estimated by the self-position estimating unit among a plurality of magnetic markers stored in a storage unit. a marker detection unit that detects the magnetic marker; a detection determination unit that determines whether the target magnetic marker searched by the marker search unit is detected by the marker detection unit; a self-position determination unit that determines the self-position of the moving body using the position information of the target magnetic marker stored in the storage unit when it is determined that the target magnetic marker has been detected.

このような位置特定装置においては、移動体が複数の磁気マーカに沿って走行する際に、自己位置推定部により移動体の自己位置が推定される。そして、記憶部に記憶された複数の磁気マーカのうち、移動体の自己位置に最も近い磁気マーカが対象の磁気マーカとして探索される。そして、対象の磁気マーカがマーカ検出部により検出されたと判断されると、対象の磁気マーカの位置情報を用いて、移動体の自己位置が決定される。このため、何らかの外的要因によって特定の磁気マーカがマーカ検出部により検出されなくても、移動体の自己位置に最も近い磁気マーカが対象の磁気マーカとして再度探索されることとなる。これにより、磁気マーカの検出漏れが発生しても、移動体の自己位置が高精度に特定される。 In such a position specifying device, the self-position of the mobile body is estimated by the self-position estimator when the mobile body travels along the plurality of magnetic markers. Then, among the plurality of magnetic markers stored in the storage unit, the magnetic marker closest to the self-position of the moving body is searched as the target magnetic marker. Then, when it is determined that the target magnetic marker has been detected by the marker detection unit, the position information of the target magnetic marker is used to determine the self-position of the moving object. Therefore, even if a specific magnetic marker is not detected by the marker detection unit due to some external factor, the magnetic marker closest to the self-position of the moving body is searched again as the target magnetic marker. As a result, the self-position of the mobile body can be specified with high accuracy even if the detection omission of the magnetic marker occurs.

マーカ検出部は、マーカ検出部の中心に対する磁気マーカの横ずれ量を検出可能であり、自己位置決定部は、対象の磁気マーカの位置情報とマーカ検出部の中心に対する対象の磁気マーカの横ずれ量とに基づいて、移動体の自己位置を決定してもよい。このような構成では、移動体が対象の磁気マーカを通過するときに、マーカ検出部によって対象のマーカ検出部の中心に対する対象の磁気マーカの横ずれ量が検出される。このため、対象のマーカ検出部の中心に対する対象の磁気マーカの横ずれ量を考慮して、移動体の自己位置が決定される。従って、移動体の自己位置が更に高精度に特定される。 The marker detection unit is capable of detecting the amount of lateral displacement of the magnetic marker with respect to the center of the marker detection unit, and the self-position determination unit detects the position information of the target magnetic marker and the amount of lateral displacement of the target magnetic marker with respect to the center of the marker detection unit. You may determine the self-position of a mobile body based on. In such a configuration, when the moving body passes the target magnetic marker, the marker detection unit detects the lateral shift amount of the target magnetic marker with respect to the center of the target marker detection unit. Therefore, the self-position of the moving object is determined in consideration of the amount of lateral displacement of the target magnetic marker with respect to the center of the target marker detection unit. Therefore, the self-position of the mobile body can be identified with even higher accuracy.

自己位置推定部は、デッドレコニングを用いて移動体の自己位置を推定してもよい。デッドレコニング用のセンサは、車両等の移動体に装備されていることが多い。この場合には、移動体の自己位置の推定に使用されるセンサを別途用意しなくて済むため、低コスト化を図ることができる。 The self-position estimation unit may estimate the self-position of the moving body using dead reckoning. A sensor for dead reckoning is often installed in a moving object such as a vehicle. In this case, since there is no need to separately prepare a sensor used for estimating the self-position of the mobile body, cost reduction can be achieved.

本発明によれば、磁気マーカの検出漏れが発生しても、移動体の自己位置を高精度に特定することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if detection omission of a magnetic marker occurs, the self-position of a mobile body can be pinpointed with high precision.

本発明の一実施形態に係る位置特定装置を概略的に示すブロック図である。1 is a schematic block diagram of a locating device according to an embodiment of the present invention; FIG. 走行経路に設置された磁気マーカの一例を移動体と共に示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of magnetic markers installed on a travel route together with a moving body; 図2に示された磁気マーカの位置情報を含むテーブルデータを示す表である。3 is a table showing table data including position information of the magnetic markers shown in FIG. 2; 図1に示された演算処理ユニットにより実行される演算処理の手順を示すフローチャートである。2 is a flow chart showing the procedure of arithmetic processing executed by the arithmetic processing unit shown in FIG. 1; 図1に示された磁気センサが移動体に搭載された状態を示す底面図である。2 is a bottom view showing a state in which the magnetic sensor shown in FIG. 1 is mounted on a moving object; FIG. 移動体が磁気マーカに沿って走行する走行経路の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a travel route along which a mobile body travels along magnetic markers; 比較例として、図6に示された走行経路において検出不可能な磁気マーカがある場合に、移動体が誤った経路に進入する様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing, as a comparative example, a state in which a moving body enters an incorrect route when there is an undetectable magnetic marker on the traveling route shown in FIG. 6; 図6に示された走行経路において検出不可能な磁気マーカがある場合でも、移動体が走行経路に沿って正確に走行する様子を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing how the moving object accurately travels along the travel route shown in FIG. 6 even when there is an undetectable magnetic marker on the travel route.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る位置特定装置を概略的に示すブロック図である。図1において、本実施形態の位置特定装置1は、例えばトーイングまたはフォークリフト等等の移動体2(図2参照)を目的地まで自動走行させる自動走行システムに具備されている。自動走行システムは、移動体2に搭載されている。 FIG. 1 is a schematic block diagram of a locating device according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a position specifying device 1 of the present embodiment is provided in an automatic travel system that automatically travels a moving body 2 (see FIG. 2) such as a towing truck or a forklift to a destination. The automatic driving system is mounted on the mobile body 2 .

移動体2は、図2に示されるように、4つの車輪2aを有している。また、移動体2は、特に図示はしないが、例えば4つの車輪2aのうちの駆動輪を回転駆動させる走行モータと、4つの車輪2aのうちの操舵輪を転舵させる操舵モータとを有している。 The moving body 2 has four wheels 2a, as shown in FIG. In addition, although not shown, the moving body 2 has, for example, a traveling motor that rotates driving wheels of the four wheels 2a and a steering motor that steers the steering wheels of the four wheels 2a. ing.

位置特定装置1は、図2に示されるように、移動体2を走行経路Rに設置された複数の磁気マーカ3に沿って走行する際に、移動体2の自己位置を特定する装置である。磁気マーカ3は、走行経路Rの路面または床面に間隔をもって埋設されている。磁気マーカ3の形状は、例えば矩形状である。また、磁気マーカ3は、走行経路Rの幅方向に延在していてもよい(図6~図8参照)。走行経路Rは、例えばナビゲーション等の入力器によって設定される。 As shown in FIG. 2, the position specifying device 1 is a device that specifies the self-position of the mobile body 2 when the mobile body 2 travels along a plurality of magnetic markers 3 installed on a travel route R. . The magnetic markers 3 are embedded in the road surface or the floor surface of the travel route R at intervals. The shape of the magnetic marker 3 is, for example, rectangular. Also, the magnetic marker 3 may extend in the width direction of the travel route R (see FIGS. 6 to 8). The travel route R is set by an input device such as navigation.

位置特定装置1は、ホイールエンコーダ4と、ジャイロセンサ5と、磁気センサ6と、テーブルデータ記憶部7と、演算処理ユニット8とを備えている。 The position specifying device 1 includes a wheel encoder 4 , a gyro sensor 5 , a magnetic sensor 6 , a table data storage section 7 and an arithmetic processing unit 8 .

ホイールエンコーダ4は、移動体2の車輪2aの回転角度を計測することにより、移動体2の移動距離を検出するセンサである。ジャイロセンサ5は、移動体2の角速度を計測することにより、移動体2の向きを検出するセンサである。 The wheel encoder 4 is a sensor that detects the moving distance of the moving body 2 by measuring the rotation angle of the wheels 2 a of the moving body 2 . The gyro sensor 5 is a sensor that detects the orientation of the moving body 2 by measuring the angular velocity of the moving body 2 .

ホイールエンコーダ4及びジャイロセンサ5は、デッドレコニング用の慣性センサである。デッドレコニングは、慣性センサによって移動体の移動量及び移動方向を含む移動情報を取得し、その移動情報を累積計算することにより、移動体の自己位置を推測する推測航法である。 The wheel encoder 4 and the gyro sensor 5 are inertial sensors for dead reckoning. Dead reckoning is dead-reckoning in which movement information including the amount and direction of movement of a mobile object is acquired by an inertial sensor, and the self-position of the mobile object is estimated by cumulatively calculating the movement information.

磁気センサ6は、磁気マーカ3を検出するセンサ(マーカ検出部)である。磁気センサ6は、移動体2の車体2bの底部に取り付けられている(図5参照)。磁気センサ6としては、例えば高感度マイクロ磁気センサ(MIセンサ)が使用される。磁気センサ6は、所定範囲内に存在する磁気を検出することで、磁気マーカ3を検出する。 The magnetic sensor 6 is a sensor (marker detector) that detects the magnetic marker 3 . The magnetic sensor 6 is attached to the bottom of the vehicle body 2b of the moving body 2 (see FIG. 5). As the magnetic sensor 6, for example, a highly sensitive micro magnetic sensor (MI sensor) is used. The magnetic sensor 6 detects the magnetic marker 3 by detecting magnetism existing within a predetermined range.

磁気センサ6は、移動体2の車幅方向に延在している(図5参照)。このため、磁気センサ6の検出範囲は、移動体2の車幅方向に広くなっている。従って、磁気センサ6は、磁気マーカ3自体を検出するだけでなく、磁気センサ6の中心Gに対する磁気マーカ3の横ずれ量も検出可能である(後述)。 The magnetic sensor 6 extends in the vehicle width direction of the moving body 2 (see FIG. 5). Therefore, the detection range of the magnetic sensor 6 is widened in the vehicle width direction of the moving body 2 . Therefore, the magnetic sensor 6 can detect not only the magnetic marker 3 itself but also the amount of lateral displacement of the magnetic marker 3 with respect to the center G of the magnetic sensor 6 (described later).

テーブルデータ記憶部7は、図3に示されるように、複数の磁気マーカ3の位置情報をテーブルデータとして記憶する記憶部である。磁気マーカ3の位置情報は、2次元座標(XY座標)で表される。 The table data storage unit 7 is a storage unit that stores the position information of the plurality of magnetic markers 3 as table data, as shown in FIG. The position information of the magnetic marker 3 is represented by two-dimensional coordinates (XY coordinates).

テーブルデータは、磁気マーカ3のマーカIDと、磁気マーカ3のX座標と、磁気マーカ3のY座標とを含んでいる。テーブルデータ記憶部7は、図2に示された磁気マーカ3A~3GのマーカID、X座標及びY座標とを含むテーブルデータを記憶している。 The table data includes the marker ID of the magnetic marker 3, the X coordinate of the magnetic marker 3, and the Y coordinate of the magnetic marker 3. FIG. The table data storage unit 7 stores table data including marker IDs, X coordinates, and Y coordinates of the magnetic markers 3A to 3G shown in FIG.

演算処理ユニット8は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。演算処理ユニット8は、自己位置推定部11と、マーカ探索部12と、検出判断部13と、自己位置決定部14とを有している。 The arithmetic processing unit 8 is composed of a CPU, a RAM, a ROM, an input/output interface, and the like. The arithmetic processing unit 8 has a self-position estimation section 11 , a marker search section 12 , a detection determination section 13 and a self-position determination section 14 .

自己位置推定部11は、ホイールエンコーダ4により検出された移動体2の移動距離とジャイロセンサ5により検出された移動体2の向きとに基づいて、移動体2の現在の自己位置を推定する。つまり、自己位置推定部11は、デッドレコニングを用いて、移動体2の現在の自己位置を推定する。 The self-position estimator 11 estimates the current self-position of the mobile body 2 based on the moving distance of the mobile body 2 detected by the wheel encoder 4 and the orientation of the mobile body 2 detected by the gyro sensor 5 . That is, the self-position estimation unit 11 estimates the current self-position of the moving body 2 using dead reckoning.

マーカ探索部12は、テーブルデータ記憶部7に記憶された複数の磁気マーカ3のうち、自己位置推定部11により推定された移動体2の自己位置に最も近い磁気マーカ3を対象の磁気マーカ3として探索する。 The marker searching unit 12 selects the magnetic marker 3 closest to the self-position of the moving body 2 estimated by the self-position estimating unit 11 among the plurality of magnetic markers 3 stored in the table data storage unit 7 as the target magnetic marker 3 . explore as

検出判断部13は、マーカ探索部12により探索された対象の磁気マーカ3が磁気センサ6により検出されたかどうかを判断する。 The detection determination unit 13 determines whether or not the target magnetic marker 3 searched by the marker search unit 12 has been detected by the magnetic sensor 6 .

自己位置決定部14は、検出判断部13により対象の磁気マーカ3が検出されたと判断されたときに、テーブルデータ記憶部7に記憶された対象の磁気マーカ3の位置情報を用いて、移動体2の自己位置を決定する。自己位置決定部14は、対象の磁気マーカ3の位置情報と磁気センサ6の中心Gに対する対象の磁気マーカ3の横ずれ量とに基づいて、移動体2の自己位置を決定する。 When the detection determination unit 13 determines that the target magnetic marker 3 has been detected, the self-position determination unit 14 uses the position information of the target magnetic marker 3 stored in the table data storage unit 7 to determine the position of the moving object. 2 determine the self-position. The self-position determination unit 14 determines the self-position of the moving body 2 based on the position information of the target magnetic marker 3 and the amount of lateral displacement of the target magnetic marker 3 with respect to the center G of the magnetic sensor 6 .

図4は、演算処理ユニット8により実行される演算処理の手順を示すフローチャートである。なお、本処理は、移動体2の走行経路Rが設定された後、移動体2が走行開始位置から走行経路Rに沿って走行して目的地に到達するまで実行される。 FIG. 4 is a flow chart showing the procedure of arithmetic processing executed by the arithmetic processing unit 8. As shown in FIG. This process is executed after the travel route R of the mobile object 2 is set until the mobile object 2 travels along the travel route R from the travel start position and reaches the destination.

図4において、演算処理ユニット8は、まずホイールエンコーダ4及びジャイロセンサ5の検出値を取得する(手順S101)。そして、演算処理ユニット8は、ホイールエンコーダ4及びジャイロセンサ5の検出値に基づいて、移動体2の現在の自己位置を推定する(手順S102)。 In FIG. 4, the arithmetic processing unit 8 first acquires the detection values of the wheel encoder 4 and the gyro sensor 5 (step S101). Then, the arithmetic processing unit 8 estimates the current self-position of the moving body 2 based on the detection values of the wheel encoder 4 and the gyro sensor 5 (step S102).

続いて、演算処理ユニット8は、テーブルデータ記憶部7に記憶された複数の磁気マーカ3のうち、移動体2の自己位置に最も近い磁気マーカ3(移動体2の自己位置に対して最近傍の磁気マーカ3)を対象の磁気マーカ3として探索する(手順S103)。例えば図2に示される状態では、移動体2の現在の自己位置は、X=9m、Y=-1mである。このため、移動体2の自己位置に対して最近傍の磁気マーカ3として、マーカIDが2である磁気マーカ3Bが探索される。 Subsequently, the arithmetic processing unit 8 selects the magnetic marker 3 closest to the self-position of the moving body 2 (the closest magnetic marker to the self-position of the moving body 2) among the plurality of magnetic markers 3 stored in the table data storage unit 7. magnetic marker 3) is searched as the target magnetic marker 3 (step S103). For example, in the state shown in FIG. 2, the current self-position of the moving body 2 is X=9m, Y=-1m. Therefore, the magnetic marker 3B with the marker ID of 2 is searched for as the magnetic marker 3 closest to the self-position of the moving body 2 .

このとき、例えば移動体2の走行経路Rに含まれる全ての磁気マーカ3のうち、既に磁気センサ6により検出された磁気マーカ3を除いた複数の磁気マーカ3の中から、移動体2の自己位置から移動体2の進行方向(移動体2の前後方向を含む)に対して最も近い磁気マーカ3が対象の磁気マーカ3として探索される。この場合には、移動体2の走行経路Rに含まれない磁気マーカ3及び移動体2の側方に配置された磁気マーカ3は、対象の磁気マーカ3として探索されない。 At this time, for example, among all the magnetic markers 3 included in the traveling route R of the moving body 2, the magnetic markers 3 excluding the magnetic markers 3 already detected by the magnetic sensor 6 are selected from among the plurality of magnetic markers 3. The magnetic marker 3 closest to the moving direction of the moving body 2 (including the front-rear direction of the moving body 2) from the position is searched as the magnetic marker 3 of interest. In this case, the magnetic markers 3 that are not included in the traveling route R of the mobile object 2 and the magnetic markers 3 that are arranged on the side of the mobile object 2 are not searched as target magnetic markers 3 .

続いて、演算処理ユニット8は、磁気センサ6の検出値を取得する(手順S104)。そして、演算処理ユニット8は、磁気センサ6の検出値に基づいて、対象の磁気マーカ3が検出されたかどうかを判断する(手順S105)。演算処理ユニット8は、対象の磁気マーカ3が検出されていないと判断したときは、上記の手順S101を再度実行する。 Subsequently, the arithmetic processing unit 8 acquires the detection value of the magnetic sensor 6 (step S104). Then, the arithmetic processing unit 8 determines whether or not the target magnetic marker 3 is detected based on the detection value of the magnetic sensor 6 (step S105). When the arithmetic processing unit 8 determines that the target magnetic marker 3 is not detected, it executes the above step S101 again.

演算処理ユニット8は、対象の磁気マーカ3が検出されたと判断したときは、テーブルデータ記憶部7に記憶された対象の磁気マーカ3の位置情報と磁気センサ6の中心Gに対する対象の磁気マーカ3の横ずれ量とに基づいて、移動体2の自己位置を決定する(手順S106)。 When the arithmetic processing unit 8 determines that the target magnetic marker 3 has been detected, the position information of the target magnetic marker 3 stored in the table data storage unit 7 and the target magnetic marker 3 with respect to the center G of the magnetic sensor 6 and the amount of lateral deviation of the moving body 2 (step S106).

磁気センサ6の中心Gに対する磁気マーカ3の横ずれ量Dは、図5に示されるように、磁気センサ6の中心Gから磁気マーカ3の中心G0までの距離である。なお、磁気センサ6の中心Gは、磁気センサ6における移動体2の車幅方向の中心である。磁気マーカ3の中心G0は、磁気マーカ3における移動体2の車幅方向の中心である。 The lateral displacement amount D of the magnetic marker 3 with respect to the center G of the magnetic sensor 6 is the distance from the center G of the magnetic sensor 6 to the center G0 of the magnetic marker 3, as shown in FIG. Note that the center G of the magnetic sensor 6 is the center of the magnetic sensor 6 in the vehicle width direction of the moving body 2 . The center G0 of the magnetic marker 3 is the center of the magnetic marker 3 in the vehicle width direction of the moving body 2 .

例えば図2に示されるように、移動体2がX=9m、Y=-1mにある状態から真っ直ぐ移動した場合は、移動体2が磁気マーカ3Bを通過するときに、磁気センサ6の中心Gと磁気マーカ3Bとの間に1mの横ずれ量Dが生じるため、移動体2の自己位置がX=10m、Y=-1mに決定される。移動体2が磁気マーカ3Bを通過するときに、磁気センサ6の中心Gと磁気マーカ3Bとの間に横ずれ量が生じなければ、移動体2の自己位置が磁気マーカ3Bの位置(X=10m,Y=0m)に決定される。 For example, as shown in FIG. 2, when the moving body 2 moves straight from the state where X=9 m and Y=-1 m, when the moving body 2 passes the magnetic marker 3B, the center G of the magnetic sensor 6 and the magnetic marker 3B, the self-position of the moving body 2 is determined to be X=10 m and Y=-1 m. If there is no lateral displacement between the center G of the magnetic sensor 6 and the magnetic marker 3B when the moving body 2 passes the magnetic marker 3B, the self-position of the moving body 2 will be the position of the magnetic marker 3B (X=10 m , Y=0m).

続いて、演算処理ユニット8は、手順S106で決定された移動体2の自己位置を新たな移動体2の自己位置として更新し(手順S107)、上記の手順S101を再度実行する。 Subsequently, the arithmetic processing unit 8 updates the self-position of the mobile body 2 determined in step S106 as a new self-position of the mobile body 2 (step S107), and executes the above step S101 again.

ここで、自己位置推定部11は、手順S101,S102を実行する。マーカ探索部12は、手順S103を実行する。検出判断部13は、手順S104,S105を実行する。自己位置決定部14は、手順S106,S107を実行する。 Here, the self-position estimation unit 11 executes steps S101 and S102. The marker search unit 12 executes step S103. The detection determination unit 13 executes steps S104 and S105. The self-position determination unit 14 executes procedures S106 and S107.

以上のような位置特定装置1においては、ホイールエンコーダ4及びジャイロセンサ5を使用したデッドレコニングによって、移動体2の自己位置の推定が逐次行われる。ただし、デッドレコニングのみでは、自己位置推定の誤差が蓄積されやすい。そこで、走行経路Rの路面または床面に埋設された磁気マーカ3を検出することで、移動体2の自己位置が補正される。この場合には、磁気マーカ3間において、デッドレコニングによる移動体2の自己位置推定が行われる。 In the position specifying device 1 as described above, dead reckoning using the wheel encoder 4 and the gyro sensor 5 sequentially estimates the self-position of the moving body 2 . However, dead reckoning alone tends to accumulate errors in self-position estimation. Therefore, by detecting the magnetic marker 3 embedded in the road surface or floor surface of the travel route R, the self-position of the moving body 2 is corrected. In this case, self-position estimation of the moving body 2 is performed between the magnetic markers 3 by dead reckoning.

例えば図6に示されるように、直進、右折、直進、左折及び直進を行って目的地に至る走行経路Rが設定された場合には、移動体2は、磁気マーカ3A~3C,3H~3J,3N~3Qを順次踏むように走行して、目的地に至る。このとき、磁気センサ6により磁気マーカ3A~3C,3H~3J,3N~3Qが順次検出されることで、移動体2の自己位置が決定及び更新される。 For example, as shown in FIG. 6, when the travel route R to the destination is set by going straight, turning right, going straight, turning left, and going straight, the moving body 2 is set to the magnetic markers 3A to 3C, 3H to 3J. , 3N to 3Q in order to reach the destination. At this time, the magnetic markers 3A to 3C, 3H to 3J, and 3N to 3Q are sequentially detected by the magnetic sensor 6, so that the self-position of the moving body 2 is determined and updated.

ところで、例えば磁気マーカ3の通過数と磁気マーカ3の順序とを照合して、移動体2の位置を特定する場合には、以下の不具合が発生する。即ち、例えば図7に示されるように、磁気マーカ3B上に鉄板が置かれている場合には、磁気センサ6により磁気マーカ3Bを検出することができない。 By the way, for example, when the number of passages of the magnetic markers 3 and the order of the magnetic markers 3 are collated to specify the position of the moving body 2, the following problem occurs. For example, as shown in FIG. 7, when an iron plate is placed on the magnetic marker 3B, the magnetic sensor 6 cannot detect the magnetic marker 3B.

この場合、移動体2が1つ目の磁気マーカ3Aを通過するときに、磁気マーカ3Aが検出されるため、磁気マーカ3Aの位置座標が移動体2の自己位置として決定される。次いで、移動体2が2つ目の磁気マーカ3Bを通過しても、磁気マーカ3Bは検出不可である。このため、移動体2が3つ目の磁気マーカ3Cを通過するときに、磁気マーカ3Cが検出される。つまり、磁気センサ6による2つ目の磁気マーカ3Bの読み飛ばし(検出漏れ)が発生する。ただし、演算処理ユニット8は、3つ目の磁気マーカ3Cを2つ目の磁気マーカ3Bとして認識する。従って、3つ目の磁気マーカ3Cが検出されたときは、2つ目の磁気マーカ3Bの位置座標が移動体2の自己位置として決定されることとなる。 In this case, since the magnetic marker 3A is detected when the moving body 2 passes the first magnetic marker 3A, the position coordinates of the magnetic marker 3A are determined as the self-position of the moving body 2. FIG. Next, even if the moving body 2 passes the second magnetic marker 3B, the magnetic marker 3B cannot be detected. Therefore, the magnetic marker 3C is detected when the moving body 2 passes the third magnetic marker 3C. In other words, the magnetic sensor 6 skips reading (detection omission) of the second magnetic marker 3B. However, the arithmetic processing unit 8 recognizes the third magnetic marker 3C as the second magnetic marker 3B. Therefore, when the third magnetic marker 3C is detected, the position coordinates of the second magnetic marker 3B are determined as the self-position of the moving body 2. FIG.

次いで、移動体2が4つ目の磁気マーカ3Dを通過するときに、磁気マーカ3Dが検出されるが、演算処理ユニット8は4つ目の磁気マーカ3Dを3つ目の磁気マーカ3Cとして認識するため、3つ目の磁気マーカ3Cの位置座標が移動体2の自己位置として決定されることとなる。4つ目の磁気マーカ3Dは、設定された走行経路Rには含まれていない。このため、移動体2は、誤った経路に進入してしまう。 Next, when the moving body 2 passes the fourth magnetic marker 3D, the magnetic marker 3D is detected, but the arithmetic processing unit 8 recognizes the fourth magnetic marker 3D as the third magnetic marker 3C. Therefore, the position coordinates of the third magnetic marker 3C are determined as the self-position of the moving body 2. FIG. The fourth magnetic marker 3D is not included in the travel route R that has been set. As a result, the moving body 2 enters the wrong route.

そのような課題に対し、本実施形態では、磁気センサ6の検出値に基づいて、自己位置推定部11により推定された移動体2の自己位置に最も近い磁気マーカ3が対象の磁気マーカ3として探索される。そして、対象の磁気マーカ3が磁気センサ6により検出されたときに、テーブルデータ記憶部7に記憶された対象の磁気マーカ3の位置情報を用いて、移動体2の自己位置が決定される。 To address such a problem, in the present embodiment, the magnetic marker 3 closest to the self-position of the moving object 2 estimated by the self-position estimation unit 11 based on the detection value of the magnetic sensor 6 is selected as the target magnetic marker 3. to be explored. Then, when the target magnetic marker 3 is detected by the magnetic sensor 6 , the position information of the target magnetic marker 3 stored in the table data storage unit 7 is used to determine the self-position of the moving body 2 .

例えば図8に示されるように、磁気マーカ3B上に鉄板が置かれている状態では、上記と同様に、磁気センサ6により磁気マーカ3Bが検出されない。しかし、移動体2が磁気マーカ3Bを通り過ぎて次の磁気マーカ3Cに近づくと、走行経路Rに含まれる複数の磁気マーカ3のうち、自己位置推定部11により推定された移動体2の自己位置に最も近い磁気マーカ3として磁気マーカ3Cが探索されることとなる。従って、磁気マーカ3Cが検出されたときは、テーブルデータ記憶部7に記憶された磁気マーカ3Cの位置座標を用いて、移動体2の自己位置が決定される。これにより、移動体2が誤った経路に進入することが防止され、移動体2が設定された走行経路Rに沿って目的地まで走行するようになる。 For example, as shown in FIG. 8, when the iron plate is placed on the magnetic marker 3B, the magnetic sensor 6 does not detect the magnetic marker 3B in the same manner as described above. However, when the mobile object 2 passes the magnetic marker 3B and approaches the next magnetic marker 3C, the self-position of the mobile object 2 estimated by the self-position estimation unit 11 among the plurality of magnetic markers 3 included in the travel route R The magnetic marker 3C is searched as the magnetic marker 3 closest to . Therefore, when the magnetic marker 3C is detected, the position coordinates of the magnetic marker 3C stored in the table data storage unit 7 are used to determine the self-position of the moving body 2. FIG. As a result, the moving body 2 is prevented from entering the wrong route, and the moving body 2 travels along the set travel route R to the destination.

以上のように本実施形態によれば、移動体2が複数の磁気マーカ3に沿って走行する際に、自己位置推定部11により移動体2の自己位置が推定される。そして、テーブルデータ記憶部7に記憶された複数の磁気マーカ3のうち、移動体2の自己位置に最も近い磁気マーカ3が対象の磁気マーカ3として探索される。そして、対象の磁気マーカ3が磁気センサ6により検出されたと判断されると、対象の磁気マーカ3の位置情報を用いて、移動体2の自己位置が決定される。このため、何らかの外的要因によって特定の磁気マーカ3が磁気センサ6により検出されなくても、移動体2の自己位置に最も近い磁気マーカ3が対象の磁気マーカ3として再度探索されることとなる。これにより、磁気マーカ3の検出漏れが発生しても、移動体2の自己位置が高精度に特定される。 As described above, according to this embodiment, the self-position of the mobile body 2 is estimated by the self-position estimation unit 11 when the mobile body 2 travels along the plurality of magnetic markers 3 . Then, among the plurality of magnetic markers 3 stored in the table data storage unit 7, the magnetic marker 3 closest to the self-position of the moving body 2 is searched as the target magnetic marker 3. FIG. Then, when it is determined that the target magnetic marker 3 has been detected by the magnetic sensor 6 , the position information of the target magnetic marker 3 is used to determine the self-position of the moving body 2 . Therefore, even if the specific magnetic marker 3 is not detected by the magnetic sensor 6 due to some external factor, the magnetic marker 3 closest to the self-position of the moving body 2 will be searched again as the target magnetic marker 3 . . As a result, even if the detection omission of the magnetic marker 3 occurs, the self-position of the moving body 2 can be specified with high accuracy.

また、本実施形態では、移動体2が対象の磁気マーカ3を通過するときに、磁気センサ6によって磁気センサ6の中心Gに対する対象の磁気マーカ3の横ずれ量Dが検出される。このため、磁気センサ6の中心Gに対する対象の磁気マーカ3の横ずれ量を考慮して、移動体2の自己位置が決定される。従って、移動体2の自己位置が更に高精度に特定される。 Further, in this embodiment, when the moving body 2 passes the target magnetic marker 3 , the magnetic sensor 6 detects the lateral shift amount D of the target magnetic marker 3 with respect to the center G of the magnetic sensor 6 . Therefore, the self-position of the moving body 2 is determined in consideration of the amount of lateral displacement of the target magnetic marker 3 with respect to the center G of the magnetic sensor 6 . Therefore, the self-position of the moving body 2 can be identified with even higher accuracy.

また、本実施形態では、自己位置推定部11は、デッドレコニングを用いて移動体2の自己位置を推定する。デッドレコニング用の慣性センサは、車両等の移動体に装備されていることが多い。この場合には、移動体2の自己位置の推定に使用されるセンサを別途用意しなくて済むため、低コスト化を図ることができる。 Further, in the present embodiment, the self-position estimation unit 11 estimates the self-position of the moving body 2 using dead reckoning. Inertial sensors for dead reckoning are often installed in moving bodies such as vehicles. In this case, there is no need to separately prepare a sensor for estimating the self-position of the moving body 2, so cost reduction can be achieved.

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、磁気センサ6は、磁気センサ6の中心Gに対する磁気マーカ3の横ずれ量Dが検出可能であるが、特にその形態には限られず、磁気マーカ3の横ずれ量Dが検出不可である安価な磁気センサを使用してもよい。この場合には、磁気センサにより磁気マーカ3が検出されたときに、例えばテーブルデータ記憶部7に記憶された当該磁気マーカ3の位置情報を移動体2の位置として特定してもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, the magnetic sensor 6 can detect the amount of lateral deviation D of the magnetic marker 3 with respect to the center G of the magnetic sensor 6, but it is not limited to this form, and the amount of lateral deviation D of the magnetic marker 3 cannot be detected. An inexpensive magnetic sensor may be used. In this case, when the magnetic marker 3 is detected by the magnetic sensor, the position information of the magnetic marker 3 stored in the table data storage unit 7 may be specified as the position of the moving body 2 .

また、上記実施形態では、デッドレコニング用の慣性センサとして、ホイールエンコーダ4及びジャイロセンサ5が使用されているが、それ以外にも、例えば移動体2の角速度及び加速度を計測する慣性計測ユニット(IMU)等を使用してもよい。 In addition, in the above embodiment, the wheel encoder 4 and the gyro sensor 5 are used as inertial sensors for dead reckoning. ), etc. may be used.

また、上記実施形態では、自己位置推定部11は、デッドレコニングを用いて移動体2の自己位置を推定しているが、特にそのような形態には限られない。移動体2の自己位置を推定するための自己位置推定技術としては、例えばレーザセンサの検出データを使用したレーザSLAM(Simultaneous Localization andMapping)手法、カメラの画像データを使用した画像SLAM手法、またはRTK-GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite System)測位法等を用いてもよい。 In addition, in the above embodiment, the self-position estimating unit 11 estimates the self-position of the moving body 2 using dead reckoning, but it is not particularly limited to such a form. Self-position estimation techniques for estimating the self-position of the moving body 2 include, for example, a laser SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) technique using detection data from a laser sensor, an image SLAM technique using camera image data, or an RTK- A GNSS (Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite System) positioning method or the like may be used.

また、上記実施形態の位置特定装置1は、トーイングまたはフォークリフト等の車両に搭載されているが、本発明は、複数の磁気マーカに沿って走行する搬送ロボット等の移動体にも適用可能である。 Further, the position specifying device 1 of the above embodiment is mounted on a vehicle such as a towing truck or a forklift, but the present invention can also be applied to a moving body such as a transport robot that travels along a plurality of magnetic markers. .

1…位置特定装置、2…移動体、3…磁気マーカ、6…磁気センサ(マーカ検出部)、7…テーブルデータ記憶部(記憶部)、11…自己位置推定部、12…マーカ探索部、13…検出判断部、14…自己位置決定部、D…横ずれ量、G…中心。 REFERENCE SIGNS LIST 1 position identifying device 2 moving object 3 magnetic marker 6 magnetic sensor (marker detection unit) 7 table data storage unit (storage unit) 11 self-position estimation unit 12 marker search unit Reference numerals 13: detection determination unit, 14: self-position determination unit, D: lateral displacement amount, G: center.

Claims (3)

移動体が複数の磁気マーカに沿って走行する際に、前記移動体の位置を特定する位置特定装置であって、
前記複数の磁気マーカの位置情報を記憶する記憶部と、
前記移動体の自己位置を推定する自己位置推定部と、
前記記憶部に記憶された前記複数の磁気マーカのうち、前記自己位置推定部により推定された前記移動体の自己位置に最も近い磁気マーカを対象の磁気マーカとして探索するマーカ探索部と、
前記磁気マーカを検出するマーカ検出部と、
前記マーカ探索部により探索された前記対象の磁気マーカが前記マーカ検出部により検出されたかどうかを判断する検出判断部と、
前記検出判断部により前記対象の磁気マーカが検出されたと判断されたときに、前記記憶部に記憶された前記対象の磁気マーカの位置情報を用いて、前記移動体の自己位置を決定する自己位置決定部とを備える位置特定装置。
A position specifying device for specifying the position of a moving object when the moving object travels along a plurality of magnetic markers,
a storage unit that stores position information of the plurality of magnetic markers;
a self-position estimation unit that estimates the self-position of the moving body;
a marker search unit that searches for a magnetic marker closest to the self-position of the moving body estimated by the self-position estimation unit, among the plurality of magnetic markers stored in the storage unit, as a target magnetic marker;
a marker detection unit that detects the magnetic marker;
a detection determination unit that determines whether the target magnetic marker searched by the marker search unit is detected by the marker detection unit;
self-position determining the self-position of the moving object using the position information of the target magnetic marker stored in the storage unit when the detection determination unit determines that the target magnetic marker is detected; and a determiner.
前記マーカ検出部は、前記マーカ検出部の中心に対する前記磁気マーカの横ずれ量を検出可能であり、
前記自己位置決定部は、前記対象の磁気マーカの位置情報と前記マーカ検出部の中心に対する前記対象の磁気マーカの横ずれ量とに基づいて、前記移動体の自己位置を決定する請求項1記載の位置特定装置。
The marker detection unit is capable of detecting a lateral displacement amount of the magnetic marker with respect to the center of the marker detection unit,
2. The self-position determination unit according to claim 1, wherein the self-position determination unit determines the self-position of the moving object based on the position information of the target magnetic marker and the amount of lateral displacement of the target magnetic marker with respect to the center of the marker detection unit. locating device.
前記自己位置推定部は、デッドレコニングを用いて前記移動体の自己位置を推定する請求項1または2記載の位置特定装置。 3. The position specifying device according to claim 1, wherein the self-position estimator estimates the self-position of the mobile body using dead reckoning.
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