JP2873157B2 - 移動ロボットの充電器への接続方法 - Google Patents
移動ロボットの充電器への接続方法Info
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- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移動ロボットを充電器
の位置まで自動的に移動して充電する移動ロボットの充
電器への接続方法に関する。
の位置まで自動的に移動して充電する移動ロボットの充
電器への接続方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の移動ロボットは、一連の処理終了
後に充電する場合、物理的な座標系の基に充電器の手前
の位置まで移動し、操作者が手動で充電器にロボットを
接続して充電作業を行っている。
後に充電する場合、物理的な座標系の基に充電器の手前
の位置まで移動し、操作者が手動で充電器にロボットを
接続して充電作業を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記従来のように物理
的な座標系を基に移動ロボットを充電器の位置まで移動
する場合、移動中に物理的な座標との座標誤差，角度誤
差が必ず生じ、移動ロボットを充電器に自動的にかつ正
確に接続することが困難であるという問題点がある。本
発明は、前記の点に留意し、移動ロボットを自動的に、
かつ正確に充電器の位置に移動して接続する移動ロボッ
トの充電器への接続方法を提供することを目的とする。
的な座標系を基に移動ロボットを充電器の位置まで移動
する場合、移動中に物理的な座標との座標誤差，角度誤
差が必ず生じ、移動ロボットを充電器に自動的にかつ正
確に接続することが困難であるという問題点がある。本
発明は、前記の点に留意し、移動ロボットを自動的に、
かつ正確に充電器の位置に移動して接続する移動ロボッ
トの充電器への接続方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の移動ロボットの充電器への接続方法は、充
電器の正面側に第１指標を設置し、第１指標の上部後方
に第２指標を設置し、充電器の正面に着脱自在に接続さ
れて充電される移動ロボットに、両指標を撮像するよう
にテレビカメラを備え、ロボットが充電器に接続された
目標状態でのテレビカメラによる両指標の画像座標をそ
れぞれ基準の接続座標とし、ロボットの充電時、ロボッ
トの充電器より前方位置における両指標の画像座標をそ
れぞれ現在の位置座標とし、両接続座標と両位置座標と
からロボットの充電器に対する現在の進行角度及び移動
量を求め、ロボットの角度及び位置が充電器への接続可
能範囲内にあることを確認したのち、ロボットを充電器
に接続するようにしたものである。
に、本発明の移動ロボットの充電器への接続方法は、充
電器の正面側に第１指標を設置し、第１指標の上部後方
に第２指標を設置し、充電器の正面に着脱自在に接続さ
れて充電される移動ロボットに、両指標を撮像するよう
にテレビカメラを備え、ロボットが充電器に接続された
目標状態でのテレビカメラによる両指標の画像座標をそ
れぞれ基準の接続座標とし、ロボットの充電時、ロボッ
トの充電器より前方位置における両指標の画像座標をそ
れぞれ現在の位置座標とし、両接続座標と両位置座標と
からロボットの充電器に対する現在の進行角度及び移動
量を求め、ロボットの角度及び位置が充電器への接続可
能範囲内にあることを確認したのち、ロボットを充電器
に接続するようにしたものである。
【０００５】
【作用】前記のように構成された本発明の移動ロボット
の充電器への接続方法においては、充電器の正面側に第
１，第２指標を設置し、移動ロボットのテレビカメラに
より、ロボットが充電器に接続された目標状態での両指
標を予め撮像し、その両指標の画像座標をそれぞれ基準
の接続座標とし、ロボットの充電時、ロボットが充電器
より前方位置におけるテレビカメラの両指標の画像座標
をそれぞれ現在の位置座標とし、両接続座標と両位置座
標とからロボットの充電器への進行角度及び移動量を求
め、ロボットの角度及び位置が充電器への接続可能範囲
内であるかを確認し、確認後、ロボットを充電器に接続
するようにしたため、簡単な構成でロボットが充電器に
自動的に、かつ正確に接続される。
の充電器への接続方法においては、充電器の正面側に第
１，第２指標を設置し、移動ロボットのテレビカメラに
より、ロボットが充電器に接続された目標状態での両指
標を予め撮像し、その両指標の画像座標をそれぞれ基準
の接続座標とし、ロボットの充電時、ロボットが充電器
より前方位置におけるテレビカメラの両指標の画像座標
をそれぞれ現在の位置座標とし、両接続座標と両位置座
標とからロボットの充電器への進行角度及び移動量を求
め、ロボットの角度及び位置が充電器への接続可能範囲
内であるかを確認し、確認後、ロボットを充電器に接続
するようにしたため、簡単な構成でロボットが充電器に
自動的に、かつ正確に接続される。
【０００６】
【実施例】１実施例について図１ないし図６を参照して
説明する。それらの図において、１は充電器、２は充電
器１の正面上部に配設された受部、３は基部が充電器１
に固着され，後方に傾斜した立設体、４，５は発光ダイ
オード（以下ＬＥＤという）からなる第１指標，第２指
標であり、立設体３の下部及び上部に配置され、第２指
標５が第１指標４の上部後方に位置している。６は移動
ロボット、７はロボット６の車輪、８はロボット６の前
面下部に突設され，受部２に着脱自在に接続される接続
部、９はロボット６に立設された支柱、１０は支柱９の
上端部に固着された支持板、１１は支持板１０に装着さ
れたテレビカメラであり、前方の両指標４，５を撮像す
る。
説明する。それらの図において、１は充電器、２は充電
器１の正面上部に配設された受部、３は基部が充電器１
に固着され，後方に傾斜した立設体、４，５は発光ダイ
オード（以下ＬＥＤという）からなる第１指標，第２指
標であり、立設体３の下部及び上部に配置され、第２指
標５が第１指標４の上部後方に位置している。６は移動
ロボット、７はロボット６の車輪、８はロボット６の前
面下部に突設され，受部２に着脱自在に接続される接続
部、９はロボット６に立設された支柱、１０は支柱９の
上端部に固着された支持板、１１は支持板１０に装着さ
れたテレビカメラであり、前方の両指標４，５を撮像す
る。
【０００７】つぎに動作について説明する。まず、図１
に示すようにロボット６が充電器１に接続された目標状
態において、テレビカメラ１１により両指標４，５を撮
像し、図３に示す画像座標，即ち両指標４，５の中心点
のＰ１（Ｘ１，Ｙ１），Ｐ２（Ｘ１，Ｙ２）を求めてお
き、それらを基準の接続座標とする。また、ロボット
６，充電器１間の距離が１０cmの時と４０cmの時のＸ
軸，Ｙ軸のそれぞれの倍率を求めておく。
に示すようにロボット６が充電器１に接続された目標状
態において、テレビカメラ１１により両指標４，５を撮
像し、図３に示す画像座標，即ち両指標４，５の中心点
のＰ１（Ｘ１，Ｙ１），Ｐ２（Ｘ１，Ｙ２）を求めてお
き、それらを基準の接続座標とする。また、ロボット
６，充電器１間の距離が１０cmの時と４０cmの時のＸ
軸，Ｙ軸のそれぞれの倍率を求めておく。
【０００８】つぎに、ロボット本体６が一連の処理を行
い、その処理の終了後、充電行程に移る場合、図４ない
し図６に示すように、ロボット１を移動して充電器１の
約４０cm手前に停止（Ｓ１）させ、テレビカメラ１１に
より両指標４，５を撮像し、図５に示す画像座標，ｐ１
（ｘ１，ｙ１），ｐ２（ｘ２，ｙ２）を抽出し、それら
を現在の位置座標とする。
い、その処理の終了後、充電行程に移る場合、図４ない
し図６に示すように、ロボット１を移動して充電器１の
約４０cm手前に停止（Ｓ１）させ、テレビカメラ１１に
より両指標４，５を撮像し、図５に示す画像座標，ｐ１
（ｘ１，ｙ１），ｐ２（ｘ２，ｙ２）を抽出し、それら
を現在の位置座標とする。
【０００９】そして、接続座標Ｐ１（Ｘ１，Ｙ１），Ｐ
２（Ｘ１，Ｙ２）を用いて充電器１への進入角度の誤差
Δσ，進入方向の誤差Δｘ，進入距離Δｙをそれぞれ次
式より求める。ここで、前記１０cmの時の倍率をＢ
ｘ１，Ｂｙ１とし、４０cmの時の倍率をＢｘ２，Ｂｙ２
とする。また、指標４，５と受部２との距離誤差等につ
いては、説明の便宜上、各倍率Ｂｘ１，Ｂｙ１，Ｂ
ｘ２，Ｂｙ２にそれらの補正分が含まれているものとす
る。 進入角度の誤差 Δσ＝ｔａｎ−１（(ｘ１−ｘ２)／(ｙ１−ｙ２)） 進入方向の誤差 Δｘ＝（Ｘ１−ｘ１）×Ｂｘ２ 進入距離 Δｙ＝（Ｙ１−ｙ１）×Ｂｙ２ さらに、Δσを用いて進入角度σを次式より求める。 進入角度 σ＝現在角度＋Δσ（ｘ１＞ｘ２） σ＝現在角度−Δσ（ｘ１＜ｘ２）
２（Ｘ１，Ｙ２）を用いて充電器１への進入角度の誤差
Δσ，進入方向の誤差Δｘ，進入距離Δｙをそれぞれ次
式より求める。ここで、前記１０cmの時の倍率をＢ
ｘ１，Ｂｙ１とし、４０cmの時の倍率をＢｘ２，Ｂｙ２
とする。また、指標４，５と受部２との距離誤差等につ
いては、説明の便宜上、各倍率Ｂｘ１，Ｂｙ１，Ｂ
ｘ２，Ｂｙ２にそれらの補正分が含まれているものとす
る。 進入角度の誤差 Δσ＝ｔａｎ−１（(ｘ１−ｘ２)／(ｙ１−ｙ２)） 進入方向の誤差 Δｘ＝（Ｘ１−ｘ１）×Ｂｘ２ 進入距離 Δｙ＝（Ｙ１−ｙ１）×Ｂｙ２ さらに、Δσを用いて進入角度σを次式より求める。 進入角度 σ＝現在角度＋Δσ（ｘ１＞ｘ２） σ＝現在角度−Δσ（ｘ１＜ｘ２）
【００１０】そして、Δσは、ロボット６と充電器１と
の対面角度（進入角度の誤差）を表わしており、角度が
小さいほどロボット６は充電器１の真正面に位置してい
る。つぎにΔｘとΔｙは、充電器１にロボット６を接続
するための移動量を表わしており、接続座標Ｐ１（Ｘ
１，Ｙ１）と、第１指標４の位置座標ｐ１（ｘ１，
ｙ１）との差を求め、前記倍率を掛けることにより充電
器１までの距離が求まる。σは実際にロボット６が走行
するときの進入角度を表わしている。
の対面角度（進入角度の誤差）を表わしており、角度が
小さいほどロボット６は充電器１の真正面に位置してい
る。つぎにΔｘとΔｙは、充電器１にロボット６を接続
するための移動量を表わしており、接続座標Ｐ１（Ｘ
１，Ｙ１）と、第１指標４の位置座標ｐ１（ｘ１，
ｙ１）との差を求め、前記倍率を掛けることにより充電
器１までの距離が求まる。σは実際にロボット６が走行
するときの進入角度を表わしている。
【００１１】そして、Δｘ，Δｙを用いてロボット６の
現在座標を修正した後、ロボット６を現在座標のＸ座標
からΔｘ，Ｙ座標からΔｙを引いた座標を基準にし、進
入角度σで３０cm前進（Ｓ２）させて停止させる。即
ち、充電器１の１０cm手前で停止させる。
現在座標を修正した後、ロボット６を現在座標のＸ座標
からΔｘ，Ｙ座標からΔｙを引いた座標を基準にし、進
入角度σで３０cm前進（Ｓ２）させて停止させる。即
ち、充電器１の１０cm手前で停止させる。
【００１２】つぎに、テレビカメラ１１により両指標
４，５を撮像し、位置座標ｐ１（ｘ１，ｙ１），ｐ
２（ｘ２，ｙ２）を抽出し、４０cm時の倍率Ｂｘ２，Ｂ
ｙ２を１０cm時の倍率Ｂｘ１，Ｂｙ１に変更し、進入角
度の誤差Δσ，進入方向の誤差Δｘ，進入距離Δｙ，進
入角度σを計算し、ΔσとΔｘとが充電器１に接続可能
な許容範囲であるか否かを判別する（Ｓ３）。
４，５を撮像し、位置座標ｐ１（ｘ１，ｙ１），ｐ
２（ｘ２，ｙ２）を抽出し、４０cm時の倍率Ｂｘ２，Ｂ
ｙ２を１０cm時の倍率Ｂｘ１，Ｂｙ１に変更し、進入角
度の誤差Δσ，進入方向の誤差Δｘ，進入距離Δｙ，進
入角度σを計算し、ΔσとΔｘとが充電器１に接続可能
な許容範囲であるか否かを判別する（Ｓ３）。
【００１３】そして、許容範囲外であれば、ロボット６
を現在の位置からその姿勢のまま３０cm後退（Ｓ４）さ
せ、充電器１に接続可能な許容範囲になるまで前記動作
を繰り返し、許容範囲内であれば、ロボット１をその位
置からΔｙ直進させて充電器１に接続（Ｓ５）する。な
お、前記実施例では両指標４，５にＬＥＤを用いたが、
これに限らず、テレビカメラ１１により撮像できるもの
であればよい。
を現在の位置からその姿勢のまま３０cm後退（Ｓ４）さ
せ、充電器１に接続可能な許容範囲になるまで前記動作
を繰り返し、許容範囲内であれば、ロボット１をその位
置からΔｙ直進させて充電器１に接続（Ｓ５）する。な
お、前記実施例では両指標４，５にＬＥＤを用いたが、
これに限らず、テレビカメラ１１により撮像できるもの
であればよい。
【００１４】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているため、つぎに記載する効果を奏する。本発明の移
動ロボットの充電器への接続方法は、充電器１の正面側
に第１指標４，第２指標５を設置し、移動ロボット６の
テレビカメラ１１により、ロボット６が充電器１に接続
された目標状態での両指標４，５を予め撮像し、その両
指標４，５の画像座標をそれぞれ基準の接続座標とし、
ロボット６の充電時、ロボット６が充電器１より前方位
置におけるテレビカメラ１１の両指標４，５の画像座標
をそれぞれ現在の位置座標とし、両接続座標と両位置座
標とから、ロボット６の充電器１への進行角度及び移動
量を求め、ロボット６の角度及び位置が充電器１への接
続可能範囲内であるかを確認し、確認後、ロボット６を
充電器１に接続するようにしたため、簡単な構成でロボ
ット６を充電器１に自動的に、かつ正確に接続すること
ができる。
ているため、つぎに記載する効果を奏する。本発明の移
動ロボットの充電器への接続方法は、充電器１の正面側
に第１指標４，第２指標５を設置し、移動ロボット６の
テレビカメラ１１により、ロボット６が充電器１に接続
された目標状態での両指標４，５を予め撮像し、その両
指標４，５の画像座標をそれぞれ基準の接続座標とし、
ロボット６の充電時、ロボット６が充電器１より前方位
置におけるテレビカメラ１１の両指標４，５の画像座標
をそれぞれ現在の位置座標とし、両接続座標と両位置座
標とから、ロボット６の充電器１への進行角度及び移動
量を求め、ロボット６の角度及び位置が充電器１への接
続可能範囲内であるかを確認し、確認後、ロボット６を
充電器１に接続するようにしたため、簡単な構成でロボ
ット６を充電器１に自動的に、かつ正確に接続すること
ができる。
【図１】本発明の１実施例の充電状態の側面図である。
【図２】図１の一部の正面図である。
【図３】図１のテレビカメラの撮像図である。
【図４】図１の他の状態の側面図である。
【図５】図４のテレビカメラの充電器の前方位置におけ
る撮像図である。
る撮像図である。
【図６】本発明の１実施例のフローチャートである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−112311（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−71310（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 1/02
Claims (1)
- 【請求項１】 充電器の正面側に第１指標を設置し、該
第１指標の上部後方に第２指標を設置し、前記充電器の
正面に着脱自在に接続されて充電される移動ロボット
に、前記両指標を撮像するようにテレビカメラを備え、
前記ロボットが前記充電器に接続された目標状態での前
記テレビカメラによる前記両指標の画像座標をそれぞれ
基準の接続座標とし、前記ロボットの充電時、前記ロボ
ットの前記充電器より前方位置における前記両指標の画
像座標をそれぞれ現在の位置座標とし、前記両接続座標
と前記両位置座標とから前記ロボットの前記充電器に対
する現在の進行角度及び移動量を求め、前記ロボットの
角度及び位置が前記充電器への接続可能範囲内にあるこ
とを確認したのち、前記ロボットを前記充電器に接続す
る移動ロボットの充電器への接続方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347696A JP2873157B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 移動ロボットの充電器への接続方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5347696A JP2873157B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 移動ロボットの充電器への接続方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07191755A JPH07191755A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2873157B2 true JP2873157B2 (ja) | 1999-03-24 |
Family
ID=18391962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5347696A Expired - Lifetime JP2873157B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 移動ロボットの充電器への接続方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2873157B2 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3468255B2 (ja) * | 1995-09-21 | 2003-11-17 | 株式会社エフ・エフ・シー | 監視カメラの位置決め制御装置および指示計の読み取り装置 |
| US6256560B1 (en) * | 1999-02-25 | 2001-07-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for correcting position of automated-guided vehicle and apparatus therefor |
| JP4207336B2 (ja) * | 1999-10-29 | 2009-01-14 | ソニー株式会社 | 移動ロボットのための充電システム、充電ステーションを探索する方法、移動ロボット、コネクタ、及び、電気的接続構造 |
| JP3721939B2 (ja) * | 2000-05-16 | 2005-11-30 | 松下電器産業株式会社 | 移動作業ロボット |
| AU767561B2 (en) * | 2001-04-18 | 2003-11-13 | Samsung Kwangju Electronics Co., Ltd. | Robot cleaner, system employing the same and method for reconnecting to external recharging device |
| KR100437159B1 (ko) * | 2001-08-06 | 2004-06-25 | 삼성광주전자 주식회사 | 로봇 청소기의 외부 충전장치와 그 시스템 및 외부충전장치 추적방법 |
| KR100437362B1 (ko) * | 2001-08-06 | 2004-06-25 | 삼성광주전자 주식회사 | 로봇 청소기의 외부 충전장치와 그 시스템 |
| KR100469960B1 (ko) * | 2002-02-18 | 2005-02-02 | (주)로보옵틱스 | 이동로봇의 홈위치 자동이동방법 및 장치 |
| KR100468107B1 (ko) * | 2002-10-31 | 2005-01-26 | 삼성광주전자 주식회사 | 외부충전장치를 갖는 로봇청소기 시스템 및 로봇청소기의외부충전장치 접속방법 |
| KR100645814B1 (ko) * | 2005-06-07 | 2006-11-23 | 엘지전자 주식회사 | 이동로봇의 자동충전 복귀 시스템 및 그 복귀 방법 |
| KR100766434B1 (ko) * | 2005-07-22 | 2007-10-15 | 엘지전자 주식회사 | 영상 인식이 가능한 이동체와 이동체 유도 방법 |
| JP5213023B2 (ja) * | 2008-01-15 | 2013-06-19 | 本田技研工業株式会社 | ロボット |
| JP4838824B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2011-12-14 | 三菱重工業株式会社 | 自律移動型ロボットの特定位置誘導制御方法 |
| KR101493075B1 (ko) | 2008-12-17 | 2015-02-12 | 삼성전자 주식회사 | 이동 로봇의 위치 인식 장치 및 방법 |
| GB2513912B (en) | 2013-05-10 | 2018-01-24 | Dyson Technology Ltd | Apparatus for guiding an autonomous vehicle towards a docking station |
| CN105048533B (zh) * | 2015-06-26 | 2017-11-24 | 南京衡创天伟无人机技术有限公司 | 小型多旋翼无人机自动充电系统 |
| CN112578783B (zh) * | 2019-09-29 | 2022-08-30 | 杭州海康机器人技术有限公司 | 自动导引运输车行走控制方法及装置 |
-
1993
- 1993-12-25 JP JP5347696A patent/JP2873157B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07191755A (ja) | 1995-07-28 |
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