JP2024071967A - 標識検出システム、自律移動ロボット制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】場所によってソフトウェア上の設定を変えることなく、標識の誤検出を抑制できる標識検出システム、自律移動ロボット制御システムを提供する。【解決手段】標識検出システムは、複数のセル（セルＣ１１，Ｃ１２…）が二次元平面上に配置されたサインポストＳＰと、サインポストＳＰを検出する画像処理装置と、を備え、サインポストＳＰは、識別情報を含むＩＤ表現部３０と、識別情報に紐づいた第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４（誤検出チェックパターン）と、を有し、画像処理装置は、サインポストＳＰのＩＤ表現部３０から検出した識別情報に基づき、第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４を検出し、サインポストＳＰの誤検出の有無を判断する。【選択図】図３

Description

本発明は、標識検出システム、自律移動ロボット制御システムに関するものである。

下記特許文献１には、ロボット等の移動体の位置検出の基準となる位置検出用ランドマーク、及び、該位置検出用ランドマークを使用した移動体の位置検出方法が開示されている。位置検出用ランドマークは、縦方向及び横方向それぞれに複数の小領域を有し、複数の該小領域における再帰反射材の有無のパターンをマーク毎に異ならせることで、多数のマークを識別できる識別番号をマークに付与している。

特許第６６０６４７１号公報

ところで、標識（上記マーク）を屋外環境等に設置し、例えば、自律移動ロボットを工場の間で移動させる場合、標識以外の野外設置物や太陽光の反射等の外乱の影響を受けて、自律移動ロボットが標識を誤検出してしまう場合がある。この場合、例えば、標識を縦方向若しくは横方向に２枚並べ、パターンを複雑化させ、標識の誤検出を防止することが考えられる。しかしながら、この場合、野外環境等では標識を２枚（複数枚）とも検出する等のソフトウェア上の設定をしなければならず、自律移動ロボットを動かすための事前設定作業が煩雑になるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、場所によってソフトウェア上の設定を変えることなく、標識の誤検出を抑制できる標識検出システム、自律移動ロボット制御システムの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の標識検出システムは、複数のセルが二次元平面上に配置された標識と、前記標識を検出する画像処理装置と、を備え、前記標識は、識別情報を含む識別パターンと、前記識別情報に紐づいた誤検出チェックパターンと、を有し、前記画像処理装置は、前記標識の前記識別パターンから検出した前記識別情報に基づき、前記誤検出チェックパターンを検出し、前記標識の誤検出の有無を判断する。

また、本発明の自律移動ロボット制御システムは、複数のセルが二次元平面上に配置された標識と、前記標識に誘導されて移動する自律移動ロボットと、を備え、前記標識は、識別情報を含む識別パターンと、前記識別情報に紐づいた誤検出チェックパターンと、を有し、前記自律移動ロボットは、前記標識を撮像する撮像装置と、前記撮像装置が撮像した画像データを画像処理し、前記標識の前記識別パターンを検出すると共に、前記識別情報に基づき、前記標識の前記誤検出チェックパターンを検出し、前記標識の誤検出の有無を判断する画像処理装置と、を備える。

本発明によれば、場所によってソフトウェア上の設定を変えることなく、標識の誤検出を抑制できる。

本発明の第１実施形態における自律移動ロボット制御システムを示す平面図である。 本発明の第１実施形態における自律移動ロボットの構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態におけるサインポスト検出部が読み取るサインポストの被検出部の一例を示す正面図である。 本発明の第１実施形態におけるサインポストの識別番号ＩＤ０～ＩＤ７（所定値未満）の各パターンを示す正面図である。 本発明の第１実施形態におけるサインポストの識別番号ＩＤ８～ＩＤ１５（所定値以上）の各パターンを示す正面図である。 本発明の第１実施形態における自律移動ロボット制御システムの画像処理を示すフロー図である。 本発明の第１実施形態における自律移動ロボット制御システムの画像処理を示すフロー図である。 本発明の第１実施形態における自律移動ロボット制御システムの画像処理を示すフロー図である。 本発明の第１実施形態におけるサインポストを撮像した撮像画像を示すイメージ図である。 本発明の第２実施形態におけるサインポスト検出部が読み取るサインポストの被検出部の一例を示す正面図である。 本発明の第２実施形態におけるサインポストＳＰの識別番号ＩＤ０～ＩＤ７（所定値未満）の各パターンを示す正面図である。 本発明の第２実施形態におけるサインポストＳＰの識別番号ＩＤ８～ＩＤ１５（所定値以上）の各パターンを示す正面図である。 本発明の第２実施形態における自律移動ロボット制御システムの画像処理を示すフロー図である。 本発明の第２実施形態における自律移動ロボット制御システムの画像処理を示すフロー図である。 本発明の第２実施形態における自律移動ロボット制御システムの画像処理を示すフロー図である。 本発明の第２実施形態におけるサインポストを撮像した撮像画像を示すイメージ図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下の説明では、本発明の標識検出システムを、自律移動ロボット制御システムに適用した形態を例示する。なお、本発明の標識検出システムは、自律移動ロボット制御システム以外にも適用することができる。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態における自律移動ロボット制御システム１を示す平面図である。
図１に示すように、自律移動ロボット制御システム１は、サインポストＳＰ（標識）と、自律移動ロボット２０と、を備えている。

サインポストＳＰは、移動経路１０に沿って複数配置されている。自律移動ロボット２０は、移動経路１０に沿って配置された複数のサインポストＳＰを、搭載した撮像部２６（撮像装置）で順に読み取りながら移動する。つまり、自律移動ロボット２０は、複数のサインポストＳＰに誘導されて移動経路１０を移動する。

ここで「サインポスト」とは、サイン（標識）を有して、移動経路１０あるいは移動経路１０近傍の所定の場所に置かれた構造体を言う。サインは、その構造体の識別情報（ターゲットＩＤ）を含む。本実施形態のサインは、後述する図３に示すように、光を反射可能な第１セル（セルＣ１１，Ｃ１３…）と、光を反射不能な第２セル（セルＣ１２，Ｃ２１…）とが、二次元平面上に配置された被検出部Ｃを備える。

図２は、本発明の第１実施形態における自律移動ロボット２０の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、自律移動ロボット２０は、サインポスト検出部２１と、駆動部２２と、制御部２３と、通信部２４と、を備えている。

サインポスト検出部２１は、照射部２５と、２つの撮像部２６と、算出部２７（画像処理装置）と、を有する。また、駆動部２２は、モータ制御部２８と、２つのモータ２９と、左右の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒと、を有する。なお、サインポスト検出部２１及び駆動部２２の構成は、あくまで一例であって、他の構成であっても構わない。

照射部２５は、自律移動ロボット２０の進行方向の前面の中央位置に取り付けられ、例えば、赤外ＬＥＤ光を前方に照射する。赤外ＬＥＤ光は、工場内などの暗所や可視光の強い場所等に好適である。なお、照射部２５は、赤外ＬＥＤ光以外の検出光を照射する構成であっても構わない。

２つの撮像部２６は、サインポスト検出部２１の左右に配置されている。２つの撮像部２６は、例えば、赤外線フィルタを組み合わせたカメラが用いられ、サインポストＳＰで反射された反射光（赤外ＬＥＤ光）を撮像する。

算出部２７は、２つの撮像部２６から送信された撮像画像に基づき、２値化処理を行うことで白黒からなる２値化画像データを形成し、さらに２値化された画像データを用いて三角測量（２つの撮像部２６の撮像画像の差分を用いた三角測量）による演算を行うことで、自律移動ロボット２０に対してサインポストＳＰがどの様な距離（距離Ｚ）と方向（角度θ）に位置するのかを算出する。

なお、算出部２７は、撮像画像に複数のサインポストＳＰが含まれる場合、サインポストＳＰの識別情報（ターゲットＩＤ）を検出して目標とするサインポストＳＰを選択し、目標とするサインポストＳＰまでの距離Ｚと角度θとを算出する。

駆動輪２０Ｌは、自律移動ロボット２０の進行方向に対して左側に設けられている。駆動輪２０Ｒは、自律移動ロボット２０の進行方向に対して右側に設けられている。なお、自律移動ロボット２０は、自律移動ロボット２０の姿勢を安定させるために、駆動輪２０Ｌ，２０Ｒ以外の車輪を有していてもよい。
モータ２９は、モータ制御部２８の制御に応じて、左右の駆動輪２０Ｌ，２０Ｒを回転させる。

モータ制御部２８は、制御部２３から入力される角速度指令値に基づいて、左右のモータ２９に対して電力を供給する。左右のモータ２９がモータ制御部２８から供給される電力に応じた角速度で回転することにより、自律移動ロボット２０が前進または後進する。また、左右のモータ２９の角速度に差を生じさせることにより、自律移動ロボット２０の進行方向が変更される。

制御部２３は、サインポスト検出部２１によってサインポストＳＰから読み取った情報に基づいて、駆動部２２を制御する。

図１に示す移動例では、自律移動ロボット２０は、移動経路１０の左側から一定の距離を保って移動する。自律移動ロボット２０は、移動経路１０の左側から一定の距離を保つためにサインポストＳＰに対する距離Ｘｒｅｆを決定すると共に、検出したサインポストＳＰまでの距離Ｚと角度θとを取得し、距離Ｚと角度θとが予め定められた条件を満たす進行方向を算出する。

角度θは、自律移動ロボット２０の進行方向と、検出されたサインポストＳＰの方向とが成す角である。自律移動ロボット２０は、サインポストＳＰと目標経路との距離がＸｒｅｆとなるように進行する。自律移動ロボット２０は、誘導されるサインポストＳＰ（例えばサインポストＳＰ１）までの距離Ｚが予め定められた閾値より近くなると、目標を次のサインポストＳＰ（例えばサインポストＳＰ２）に切り替えて移動する。

図３は、本発明の第１実施形態におけるサインポスト検出部２１が読み取るサインポストＳＰの被検出部Ｃの一例を示す正面図である。
図３に示すように、サインポストＳＰは、赤外ＬＥＤ光を反射可能な第１セル（セルＣ１１，Ｃ１３…）と、赤外ＬＥＤ光を反射不能な第２セル（セルＣ１２，Ｃ２１…）とが、二次元平面上に配置された被検出部Ｃを備えている。

第１セル（セルＣ１１，Ｃ１３…）は、例えば、アルミニウム箔や酸化チタンの薄膜等の赤外ＬＥＤ光の反射率が高い材料によって形成されている。第２セル（セルＣ１２，Ｃ２１…）は、例えば、赤外カットフィルムや偏光フィルム、赤外線吸収材、黒色フェルト等の赤外ＬＥＤ光の反射率が低い材料によって形成されている。

本実施形態の被検出部Ｃは、４行×４列の行列状のパターンからなる。被検出部Ｃは、ＩＤ表現部３０（識別パターン）と、スタートバー３１（第１検出開始パターン）と、ストップバー３２（第２検出開始パターン）と、第１追加符号部３３（第１誤検出チェックパターン）と、第２追加符号部３４（第２誤検出チェックパターン）と、を有する。

ＩＤ表現部３０は、２行２列目のセルＣ２２と、２行３列目のセルＣ２３と、３行２列目のセルＣ３２と、３行３列目のセルＣ３３と、によって形成される。ＩＤ表現部３０は、セルＣ２２，Ｃ２３，Ｃ３２，Ｃ３３がそれぞれ第１セル（白）または第２セル（黒）となり、白を「１」、黒を「０（ゼロ）」とするバイナリーコードで表現すると、４ビットの１６パターンを有する。ＩＤ表現部３０は、後述する図４及び図５に示すように、識別情報として識別番号（ＩＤ０～ＩＤ１５）を含む。

スタートバー３１は、１行１列目のセルＣ１１（第１セル）と、１行２列目のセルＣ１２（第２セル）と、１行３列目のセルＣ１３（第１セル）と、１行４列目のセルＣ１４（第１セル）と、によって形成される。スタートバー３１のパターンは、ＩＤ表現部３０の識別番号に応じて変化せず、固定である。

ストップバー３２は、１行１列目のセルＣ１１（第１セル）と、２行１列目のセルＣ２１（第２セル）と、３行１列目のセルＣ３１（第１セル）と、４行１列目のセルＣ４１（第１セル）と、によって形成される。ストップバー３２のパターンは、ＩＤ表現部３０の識別番号に応じて変化せず、固定である。

第１追加符号部３３は、２行４列目のセルＣ２４と、３行４列目のセルＣ３４と、によって形成される。第１追加符号部３３は、ＩＤ表現部３０の識別番号が偶数の場合、第１パターンで形成される。第１パターンは、セルＣ２４が第２セル（黒）、セルＣ３４が第１セル（白）となるパターンである。また、第１追加符号部３３は、ＩＤ表現部３０の識別番号が奇数の場合、第２パターンで形成される。第２パターンは、セルＣ２４が第１セル（白）、セルＣ３４が第２セル（黒）となるパターンである。つまり、図３に示すサインポストＳＰは、識別番号が奇数である。

第２追加符号部３４は、４行２列目のセルＣ４２と、４行３列目のセルＣ４３と、によって形成されている。第２追加符号部３４は、ＩＤ表現部３０の識別番号が所定数（本実施形態では識別番号の半数であるＩＤ８）未満の場合、第３パターンで形成される。第３パターンは、セルＣ４２が第２セル（黒）、セルＣ４３が第１セル（白）となるパターンである。また、第２追加符号部３４は、ＩＤ表現部３０の識別番号が所定値（ＩＤ８）以上の場合、第４パターンで形成される。第４パターンは、セルＣ４２が第１セル（白）、セルＣ４３が第２セル（黒）となるパターンである。つまり、図３に示すサインポストＳＰは、識別番号が所定数未満である。

なお、ＩＤ表現部３０、スタートバー３１、ストップバー３２、第１追加符号部３３、及び第２追加符号部３４に含まれない４行４列目のセルＣ４４は、第１セル（白）で固定である。

本実施形態のサインポストＳＰのパターンは、まとめると図４及び図５に示す通りである。
図４は、本発明の第１実施形態におけるサインポストＳＰの識別番号ＩＤ０～ＩＤ７（所定値未満）の各パターンを示す正面図である。図５は、本発明の第１実施形態におけるサインポストＳＰの識別番号ＩＤ８～ＩＤ１５（所定値以上）の各パターンを示す正面図である。

図２に戻り、通信部２４は、図示しない上位システムと通信を行う。図示しない上位システムは、例えば、移動経路１０における自律移動ロボット２０の現在位置に基づいて、検出すべきサインポストＳＰの識別情報（ターゲットＩＤ）を自律移動ロボット２０に提供する。

以下、図６～図９を参照して、上述した自律移動ロボット制御システム１の画像処理の流れについて具体的に説明する。以下の説明において、特に断りが無い限り、画像処理に関する計算は算出部２７が行う。なお、自律移動ロボット２０の走行制御に関する計算は制御部２３が行う。

図６～図８は、本発明の第１実施形態における自律移動ロボット制御システム１の画像処理を示すフロー図である。なお、図６～図８に示す丸中数字の１～４は、図６～図８に示す各フローの繋がりを示している。図９は、本発明の第１実施形態におけるサインポストＳＰを撮像した撮像画像を示すイメージ図である。
算出部２７は、図９に示す撮像画像から、上述したスタートバー３１を検出する処理を開始する（ステップＳ１）。

なお、以下の処理は、撮像部２６が撮像する撮像画像の１フレーム（１枚）ごとに実行する。また、撮像画像においては、撮像画像の左上角が原点座標（Ｘ_０，Ｙ_０）とされ、横方向がＸ軸方向（一次方向）とされて、撮像画像の縦方向がＹ軸方向（二次方向）とされている。撮像画像の横方向右側がＸ軸方向の＋側であり、撮像画像の縦方向下側がＹ軸方向の＋側である。

先ず、図９に示すように、撮像画像の座標（Ｘ_０，Ｙ_０）からＸ軸方向に１行ずつ走査し、Ｙ_ｎ行目の白（第１セル）、黒（第２セル）の幅を調べる（ステップＳ２）。次に、Ｙ_ｎ行目の走査ＳＣ１によって、白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）となる並びの幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べ、その比が１：１：２であるか否かを判断する（ステップＳ３）。

ステップＳ３で「ＹＥＳ」の場合、Ｙ_ｎ行目のＸ_ｎ～Ｘ_ｎ＋４までをスタートバー３１であるとみなし、スタートバー３１を構成するセルの境界位置Ｘ_ｎ～Ｘ_ｎ＋４を記憶しておく（ステップＳ４）。
なお、ステップＳ３で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ４の次は、幅ｗ_１のＸ軸方向の中心位置Ｘ_Ｓを求める（ステップＳ５）。そして、中心位置Ｘ_Ｓを含む列を、Ｙ軸方向にＹ_ｎの位置から＋Ｙ側に走査（走査ＳＣ２）する（ステップＳ６）。次に、ステップＳ６での走査において、白、黒、白の並びがあるか否かを判断する（ステップＳ７）。
なお、ステップＳ７で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ７で「ＹＥＳ」の場合、Ｘ_Ｓ列目の白、黒、白をストップバー３２であるとみなし、ステップＳ６での走査により自明となった黒（セルＣ２１）のＹ軸方向の高さｈ_２から、黒（セルＣ２１）のＹ軸方向の中心位置Ｙ_ｎ＋１を求める。また、白（セルＣ３１，セルＣ４１）のＹ軸方向の高さｈ_３から、高さｈ_３の１／４位置である白（セルＣ３１）のＹ軸方向の中心位置Ｙ_ｎ＋２と、高さｈ_３の３／４位置である白（セルＣ４１）のＹ軸方向の中心位置Ｙ_ｎ＋３とを求める（ステップＳ８）。

ステップＳ８の次は、ＩＤ表現部３０の４箇所（セルＣ２２、Ｃ２３、Ｃ３２、Ｃ３３）を下記１．～４．のとおり走査（走査ＳＣ３，ＳＣ４）し、各セルが白黒のいずれであるか調べる（図７に示すステップＳ２１）。
１． Ｙ_ｎ＋１行目のＸ_ｎ＋１からＸ_ｎ＋２まで
２． Ｙ_ｎ＋１行目のＸ_ｎ＋２からＸ_ｎ＋３まで
３． Ｙ_ｎ＋２行目のＸ_ｎ＋１からＸ_ｎ＋２まで
４． Ｙ_ｎ＋２行目のＸ_ｎ＋２からＸ_ｎ＋３まで

ステップＳ２１の次は、１．～４．の走査結果から、白であるセルを１、黒であるセルを０とするバイナリーコードとして読み取り、１０進数のＩＤ情報として変換及び計算する（ステップＳ２２）。

次に、そのＩＤ情報が、設定ＩＤ（ターゲットＩＤ）と同一か否かを判断する（ステップＳ２３）。
なお、ステップＳ２３で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ２３で「ＹＥＳ」の場合、ステップＳ４で記憶した、スタートバー３１を構成するセルの境界位置Ｘ_ｎ＋３，Ｘ_ｎ＋４からその中心位置Ｘ_ｐを求める（ステップＳ２４）。次に、Ｘ_ｐ列目をＹ軸方向に、Ｙｎの位置から＋Ｙ側に走査（走査ＳＣ５）し、検出したＩＤ値（識別番号）を「追加符号部１並び決定ルール」と照合し、正しい並び（白黒白白または白白黒白）を確認しておく（ステップＳ２５）。

ここで、「追加符号部１並び決定ルール」と照合するとは、第１追加符号部３３がＩＤ値に紐づくパターンを有するか否かを確認することをいう。すなわち、ＩＤ値が偶数の場合、第１追加符号部３３は、第１パターン（黒、白）で形成され、走査ＳＣ５において、白（セルＣ１４）、黒（セルＣ２４）、白（セルＣ３４，Ｃ４４）が、寸法比率１：１：２となる場合に「正しい並び」となる。また、ＩＤ値が奇数の場合、第１追加符号部３３は、第２パターン（白、黒）で形成され、走査ＳＣ５において、白（セルＣ１４，Ｃ２４）、黒（セルＣ３４）、白（セルＣ４４）が、寸法比率２：１：１となる場合に「正しい並び」となる。

次に、走査ＳＣ５において、白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の並びがあり、黒（第２セル）のＹ軸方向の幅Ｗ_Ａ１と、黒（第２セル）の＋Ｙ側に位置する白のＹ軸方向の幅Ｗ_Ａ２の比率が、上記「正しい並び」と合致するか否かを判断する（ステップＳ２６）。
なお、ステップＳ２６で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ２６で「ＹＥＳ」の場合、ステップＳ８で求めたＹ_ｎ＋３行目においてＸ軸方向に、Ｘ_Ｐの位置から＋Ｘ側に走査（走査ＳＣ６）し、検出したＩＤ値（識別番号）を「追加符号部２並び決定ルール」と照合し、正しい並び（白黒白白または白白黒白）を確認しておく（図８に示すステップＳ３１）。

ここで、「追加符号部２並び決定ルール」と照合するとは、第２追加符号部３４がＩＤ値に紐づくパターンを有するか否かを確認することをいう。すなわち、ＩＤ値が所定値未満の場合、第２追加符号部３４は、第３パターン（黒、白）で形成され、走査ＳＣ６において、白（セルＣ４１）、黒（セルＣ４２）、白（セルＣ４３，Ｃ４４）が、寸法比率１：１：２となる場合に「正しい並び」となる。また、ＩＤ値が所定値以上の場合、第２追加符号部３４は、第４パターン（白、黒）で形成され、走査ＳＣ５において、白（セルＣ４１，Ｃ４２）、黒（セルＣ４３）、白（セルＣ４４）が、寸法比率２：１：１となる場合に「正しい並び」となる。

次に、走査ＳＣ６において、白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の並びがあり、黒（第２セル）のＸ軸方向の幅Ｗ_Ｂ１と、黒（第２セル）の＋Ｘ側に位置する白のＸ軸方向の幅Ｗ_Ｂ２の比率が、上記「正しい並び」と合致するか否かを判断する（ステップＳ３２）。
なお、ステップＳ３２で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ２に戻り、次のＹｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ１，ｗ２，ｗ３を調べる。

ステップＳ３２で「ＹＥＳ」の場合、第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４における誤検出チェックをパスしたため、撮像したサインポストＳＰを正しい検出目標とみなす（ステップＳ３３）。
最後に、検出したサインポストＳＰの外形座標からその重心座標Ｇを出力する（ステップＳ３４）。
以上により、サインポストＳＰを検出する一連の処理が終了する。制御部２３は、出力した重心座標Ｇに基づき、図１に示すように、サインポストＳＰに沿って自律移動ロボット２０を移動させる。

このように、上述した第１実施形態の標識検出システムは、複数のセルが二次元平面上に配置されたサインポストＳＰと、サインポストＳＰを検出する算出部２７（画像処理装置）と、を備え、サインポストＳＰは、識別情報を含むＩＤ表現部３０（識別パターン）と、上記識別情報に紐づいた第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４（誤検出チェックパターン）と、を有し、算出部２７は、サインポストＳＰのＩＤ表現部３０から検出した識別情報に基づき、第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４を検出し、サインポストＳＰの誤検出の有無を判断する。この構成によれば、場所によってソフトウェア上の設定を変えることなく、サインポストＳＰの誤検出を抑制できる。

また、第１実施形態によれば、識別情報は、ＩＤ値（識別番号）を含み、第１追加符号部３３は、ＩＤ値が偶数の場合、第１パターンで形成され、識別番号が奇数の場合、第１パターンと異なる第２パターンで形成される。この構成によれば、ＩＤ値が偶数か奇数かで、第１追加符号部３３が第１パターンか第２パターンに変化するため、サインポストＳＰのセル数の増加を抑制しつつパターンを複雑化し、サインポストＳＰの誤検出チェックを正確に行える。

また、第１実施形態によれば、識別情報は、ＩＤ値（識別番号）を含み、第２追加符号部３４は、ＩＤ値が所定数（ＩＤ８）未満の場合、第３パターンで形成され、識別番号が所定数（ＩＤ８）以上の場合、第３パターンと異なる第４パターンで形成される。この構成によれば、ＩＤ値が所定数未満か以上かで、第２追加符号部３４が第３パターンか第４パターンに変化するため、サインポストＳＰのセル数の増加を抑制しつつパターンを複雑化し、サインポストＳＰの誤検出チェックを正確に行える。

また、第１実施形態によれば、サインポストＳＰは、誤検出チェックパターンとして、第１追加符号部３３と、第２追加符号部３４と、を有し、算出部２７は、識別情報に基づき、第１追加符号部３３を検出し、サインポストＳＰの誤検出の有無を判断する第１チェック（ステップＳ２６）と、第１チェックの後、識別情報に基づき、第２追加符号部３４を検出し、サインポストＳＰの誤検出の有無を判断する第２チェック（ステップＳ３１）と、を行う。この構成によれば、第１追加符号部３３と第２追加符号部３４のダブルチェックによって、サインポストＳＰの誤検出チェックがより正確になる。また、第１チェック（偶数か奇数）は、第２チェック（所定数未満か以上）と比べて、ＩＤ値の総数に依存せずに交互に切り替わるため、第２チェックよりも優先することで図６～図８の誤検出チェック（ループ処理）を高速化できる。

また、第１実施形態によれば、第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４は、所定方向に隣接する複数のセルによって形成される。この構成によれば、Ｘ軸方向またはＹ軸方向の走査によって、第１追加符号部３３または第２追加符号部３４を効率よく検出することができる。

また、第１実施形態の自律移動ロボット２０制御システムによれば、複数のセルが二次元平面上に配置されたサインポストＳＰと、サインポストＳＰに誘導されて移動する自律移動ロボット２０と、を備え、サインポストＳＰは、識別情報を含むＩＤ表現部３０（識別パターン）と、識別情報に紐づいた第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４（誤検出チェックパターン）と、を有し、自律移動ロボット２０は、サインポストＳＰを撮像する撮像部２６（撮像装置）と、撮像部２６が撮像した画像データを画像処理し、サインポストＳＰのＩＤ表現部３０を検出すると共に、識別情報に基づき、サインポストＳＰの第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４を検出し、サインポストＳＰの誤検出の有無を判断する算出部２７と、を備える。この構成によれば、場所によってソフトウェア上の設定を変えることなく、サインポストＳＰの誤検出を抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図１０は、本発明の第２実施形態におけるサインポスト検出部２１が読み取るサインポストＳＰの被検出部Ｃの一例を示す正面図である。
図１０に示すように、第２実施形態のサインポストＳＰは、５行×３列の行列状のパターンからなる。被検出部Ｃは、ＩＤ表現部３０（識別パターン）と、スタートバー３１（第１検出開始パターン）と、ストップバー３２（第２検出開始パターン）と、第１追加符号部３３（第１誤検出チェックパターン）と、第２追加符号部３４（第２誤検出チェックパターン）と、を有する。

ＩＤ表現部３０は、２行２列目のセルＣ２２と、２行３列目のセルＣ２３と、３行２列目のセルＣ３２と、３行３列目のセルＣ３３と、によって形成される。
スタートバー３１は、１行１列目のセルＣ１１（第１セル）と、１行２列目のセルＣ１２（第２セル）と、１行３列目のセルＣ１３（第１セル）と、によって形成される。
ストップバー３２は、１行１列目のセルＣ１１（第１セル）と、２行１列目のセルＣ２１（第２セル）と、３行１列目のセルＣ３１（第１セル）と、４行１列目のセルＣ４１（第２セル）と、５行１列目のセルＣ５１（第１セル）と、によって形成される。

第１追加符号部３３は、４行２列目のセルＣ４２と、４行３列目のセルＣ４３と、によって形成される。第１追加符号部３３は、ＩＤ表現部３０の識別番号が偶数の場合、セルＣ４２が第２セル（黒）、セルＣ４３が第１セル（白）となる第１パターンで形成される。また、第１追加符号部３３は、ＩＤ表現部３０の識別番号が奇数の場合、セルＣ４２が第１セル（白）、セルＣ４３が第２セル（黒）となる第２パターンで形成される。つまり、図１０に示すサインポストＳＰは、識別番号が奇数である。

第２追加符号部３４は、５行２列目のセルＣ５２と、５行３列目のセルＣ５３と、によって形成されている。第２追加符号部３４は、ＩＤ表現部３０の識別番号が所定数（本実施形態では識別番号の半数であるＩＤ８）未満の場合、セルＣ５２が第２セル（黒）、セルＣ５３が第１セル（白）となる第３パターンで形成される。また、第２追加符号部３４は、ＩＤ表現部３０の識別番号が所定値（ＩＤ８）以上の場合、セルＣ５２が第１セル（白）、セルＣ５３が第２セル（黒）となる第４パターンで形成される。つまり、図１０に示すサインポストＳＰは、識別番号が所定数未満である。

本実施形態のサインポストＳＰのパターンは、まとめると図１１及び図１２に示す通りである。
図１１は、本発明の第２実施形態におけるサインポストＳＰの識別番号ＩＤ０～ＩＤ７（所定値未満）の各パターンを示す正面図である。図１２は、本発明の第２実施形態におけるサインポストＳＰの識別番号ＩＤ８～ＩＤ１５（所定値以上）の各パターンを示す正面図である。

以下、図１３～図１６を参照して、上述した自律移動ロボット制御システム１の画像処理の流れについて具体的に説明する。

図１３～図１５は、本発明の第２実施形態における自律移動ロボット制御システム１の画像処理を示すフロー図である。なお、図１３～図１５に示す丸中数字の５～８は、図１３～図１５に示す各フローの繋がりを示している。図１６は、本発明の第２実施形態におけるサインポストＳＰを撮像した撮像画像を示すイメージ図である。
算出部２７は、図１６に示す撮像画像から、上述したスタートバー３１を検出する処理を開始する（ステップＳ４１）。

先ず、図１６に示すように、撮像画像の座標（Ｘ_０，Ｙ_０）からＸ軸方向に１行ずつ走査し、Ｙ_ｎ行目の白（第１セル）、黒（第２セル）の幅を調べる（ステップＳ４２）。次に、Ｙ_ｎ行目の走査ＳＣ１によって、白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）となる並びの幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べ、その比が１：１：１（等間隔）であるか否かを判断する（ステップＳ４３）。

ステップＳ４３で「ＹＥＳ」の場合、Ｙ_ｎ行目のＸ_ｎ～Ｘ_ｎ＋３までをスタートバー３１であるとみなし、スタートバー３１を構成するセルの境界位置Ｘ_ｎ～Ｘ_ｎ＋３を記憶しておく（ステップＳ４４）。
なお、ステップＳ４３で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ４２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ４４の次は、幅ｗ_１のＸ軸方向の中心位置Ｘ_Ｓを求める（ステップＳ４５）。そして、中心位置Ｘ_Ｓを含む列を、Ｙ軸方向にＹ_ｎの位置から＋Ｙ側に走査（走査ＳＣ２）する（ステップＳ４６）。次に、ステップＳ４６での走査において、白、黒、白、黒、白の並びがあるか否かを判断する（ステップＳ４７）。
なお、ステップＳ４７で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ４２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ４７で「ＹＥＳ」の場合、Ｘ_Ｓ列目の白、黒、白、黒、白をストップバー３２であるとみなし、ステップＳ４６での走査により自明となったセルＣ２１～Ｃ５１のＹ軸方向の高さｈ_２～ｈ_５から、各セルの中心位置Ｙ_ｎ＋１～Ｙ_ｎ＋４を求める（ステップＳ４８）。

ステップＳ４８の次は、ＩＤ表現部３０の４箇所（セルＣ２２、Ｃ２３、Ｃ３２、Ｃ３３）を下記１．～４．のとおり走査（走査ＳＣ３，ＳＣ４）し、各セルが白黒のいずれであるか調べる（図１４に示すステップＳ５１）。
１． Ｙ_ｎ＋１行目のＸ_ｎ＋１からＸ_ｎ＋２まで
２． Ｙ_ｎ＋１行目のＸ_ｎ＋２からＸ_ｎ＋３まで
３． Ｙ_ｎ＋２行目のＸ_ｎ＋１からＸ_ｎ＋２まで
４． Ｙ_ｎ＋２行目のＸ_ｎ＋２からＸ_ｎ＋３まで

ステップＳ５１の次は、１．～４．の走査結果から、白であるセルを１、黒であるセルを０とするバイナリーコードとして読み取り、１０進数のＩＤ情報として変換及び計算する（ステップＳ５２）。

次に、そのＩＤ情報が、設定ＩＤ（ターゲットＩＤ）と同一か否かを判断する（ステップＳ５３）。
なお、ステップＳ５３で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ４２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ５３で「ＹＥＳ」の場合、検出したＩＤ値（識別番号）を「追加符号部１並び決定ルール」と照合し、正しい並び（白黒または黒白）を確認しておく（ステップＳ５４）。

ステップＳ５４の次は、第１追加符号部３３の２箇所（セルＣ４２，Ｃ４３）を下記１．～２．のとおり走査（走査ＳＣ５）し、各セルが白黒のいずれであるか調べる（ステップＳ５５）。
１． Ｙ_ｎ＋３行目のＸ_ｎ＋１からＸ_ｎ＋２まで
２． Ｙ_ｎ＋３行目のＸ_ｎ＋２からＸ_ｎ＋３まで

ステップＳ５５の次は、１．～２．の走査結果から、セルＣ４２，Ｃ４３がステップＳ５４の「正しい並び」と合致するか否かを判断する（ステップＳ５６）。すなわち、ＩＤ値が偶数の場合、第１追加符号部３３は、第１パターン（黒、白）で形成され、走査ＳＣ５において、黒（セルＣ４２）、白（セルＣ４３）の順が「正しい並び」となる。また、ＩＤ値が奇数の場合、第１追加符号部３３は、第２パターン（白、黒）で形成され、走査ＳＣ５において、白（セルＣ４２）、黒（セルＣ４３）の順が「正しい並び」となる。
なお、ステップＳ５６で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ４２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ５６で「ＹＥＳ」の場合、検出したＩＤ値（識別番号）を「追加符号部２並び決定ルール」と照合し、正しい並び（白黒または黒白）を確認しておく（図１５に示すステップＳ６１）。

ステップＳ６１の次は、第２追加符号部３４の２箇所（セルＣ５２，Ｃ５３）を下記１．～２．のとおり走査（走査ＳＣ６）し、各セルが白黒のいずれであるか調べる（ステップＳ６２）。
１． Ｙ_ｎ＋４行目のＸ_ｎ＋１からＸ_ｎ＋２まで
２． Ｙ_ｎ＋４行目のＸ_ｎ＋２からＸ_ｎ＋３まで

ステップＳ６２の次は、１．～２．の走査結果から、セルＣ５２，Ｃ５３がステップＳ６１の「正しい並び」と合致するか否かを判断する（ステップＳ６３）。すなわち、ＩＤ値が所定数未満の場合、第２追加符号部３４は、第３パターン（黒、白）で形成され、走査ＳＣ６において、黒（セルＣ５２）、白（セルＣ５３）の順が「正しい並び」となる。また、ＩＤ値が所定数以上の場合、第２追加符号部３４は、第４パターン（白、黒）で形成され、走査ＳＣ５において、白（セルＣ５２）、黒（セルＣ５３）の順が「正しい並び」となる。
なお、ステップＳ６３で「ＮＯ」の場合、変数ｎを＋１カウントした後、ステップＳ４２に戻り、次のＹ_ｎ＋１行目の白（第１セル）、黒（第２セル）、白（第１セル）の幅ｗ_１，ｗ_２，ｗ_３を調べる。

ステップＳ６３で「ＹＥＳ」の場合、第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４における誤検出チェックをパスしたため、撮像したサインポストＳＰを正しい検出目標とみなす（ステップＳ６４）。
最後に、検出したサインポストＳＰの外形座標からその重心座標Ｇを出力する（ステップＳ６５）。
以上により、サインポストＳＰを検出する一連の処理が終了する。制御部２３は、出力した重心座標Ｇに基づき、図１に示すように、サインポストＳＰに沿って自律移動ロボット２０を移動させる。

このように、上述した第２実施形態の標識検出システムは、５行×３列のパターンを有するサインポストＳＰを備える。この構成によれば、第１実施形態と同様の作用効果に加えて、サインポストＳＰのＸ軸方向の寸法が小さくなっているため、幅の狭い設置箇所にもサインポストＳＰの設置が可能になる。

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、４行×４列、５行×３列のパターンを有するサインポストＳＰについて例示したが、４行×４列、５行×３列以外のパターンであってもよい。
また、第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４は、所定方向で隣り合う２つのセルで構成したが、３つ以上のセルで構成しても構わない。また、第１追加符号部３３及び第２追加符号部３４は、所定条件でパターンが変化したが、固定のパターンであっても構わない。

また、例えば、上記実施形態では、自律移動ロボット２０が車両である構成について説明したが、自律移動ロボット２０は通称ドローンと呼ばれる飛行体などであっても構わない。
また、例えば、上記実施形態では、移動経路１０に沿って複数のサインポストＳＰが配置される構成について説明したが、サインポストＳＰは１つだけ配置される構成であっても構わない。

１…自律移動ロボット制御システム、１０…移動経路、２０…自律移動ロボット、２０Ｌ…駆動輪、２０Ｒ…駆動輪、２１…サインポスト検出部、２２…駆動部、２３…制御部、２４…通信部、２５…照射部、２６…撮像部（撮像装置）、２７…算出部（画像処理装置）、２８…モータ制御部、２９…モータ、３０…ＩＤ表現部（識別パターン）、３１…スタートバー、３２…ストップバー、３３…第１追加符号部（第１誤検出チェックパターン）、３４…第２追加符号部（第２誤検出チェックパターン）、Ｃ…被検出部、Ｃ１１～…セル

Claims (7)

1. 複数のセルが二次元平面上に配置された標識と、
   前記標識を検出する画像処理装置と、を備え、
   前記標識は、
   識別情報を含む識別パターンと、
   前記識別情報に紐づいた誤検出チェックパターンと、を有し、
   前記画像処理装置は、前記標識の前記識別パターンから検出した前記識別情報に基づき、前記誤検出チェックパターンを検出し、前記標識の誤検出の有無を判断する、
   標識検出システム。
2. 前記識別情報は、識別番号を含み、
   前記誤検出チェックパターンは、
   前記識別番号が偶数の場合、第１パターンで形成され、
   前記識別番号が奇数の場合、前記第１パターンと異なる第２パターンで形成される、
   請求項１に記載の標識検出システム。
3. 前記識別情報は、識別番号を含み、
   前記誤検出チェックパターンは、
   前記識別番号が所定数未満の場合、第３パターンで形成され、
   前記識別番号が前記所定数以上の場合、前記第３パターンと異なる第４パターンで形成される、
   請求項１に記載の標識検出システム。
4. 前記標識は、前記誤検出チェックパターンとして、第１誤検出チェックパターンと、第２誤検出チェックパターンと、を有し、
   前記画像処理装置は、
   前記識別情報に基づき、前記第１誤検出チェックパターンを検出し、前記標識の誤検出の有無を判断する第１チェックと、
   前記第１チェックの後、前記識別情報に基づき、前記第２誤検出チェックパターンを検出し、前記標識の誤検出の有無を判断する第２チェックと、を行う、
   請求項１に記載の標識検出システム。
5. 前記識別情報は、識別番号を含み、
   前記第１誤検出チェックパターンは、
   前記識別番号が偶数の場合、第１パターンで形成され、
   前記識別番号が奇数の場合、前記第１パターンと異なる第２パターンで形成され、
   前記第２誤検出チェックパターンは、
   前記識別番号が所定数以下の場合、第３パターンで形成され、
   前記識別番号が前記所定数未満の場合、前記第３パターンと異なる第４パターンで形成される、
   請求項４に記載の標識検出システム。
6. 前記誤検出チェックパターンは、所定方向に隣接する複数の前記セルによって形成される、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の標識検出システム。
7. 複数のセルが二次元平面上に配置された標識と、
   前記標識に誘導されて移動する自律移動ロボットと、を備え、
   前記標識は、
   識別情報を含む識別パターンと、
   前記識別情報に紐づいた誤検出チェックパターンと、を有し、
   前記自律移動ロボットは、
   前記標識を撮像する撮像装置と、
   前記撮像装置が撮像した画像データを画像処理し、前記標識の前記識別パターンを検出すると共に、前記識別情報に基づき、前記標識の前記誤検出チェックパターンを検出し、前記標識の誤検出の有無を判断する画像処理装置と、を備える、
   自律移動ロボット制御システム。

Images