JP3914906B2 - Self-propelled mobile device and position correction method - Google Patents
Self-propelled mobile device and position correction method Download PDFInfo
- Publication number
- JP3914906B2 JP3914906B2 JP2003293153A JP2003293153A JP3914906B2 JP 3914906 B2 JP3914906 B2 JP 3914906B2 JP 2003293153 A JP2003293153 A JP 2003293153A JP 2003293153 A JP2003293153 A JP 2003293153A JP 3914906 B2 JP3914906 B2 JP 3914906B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- unit
- light emitting
- distance
- electrical signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 37
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 32
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 10
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
本発明は自走式移動装置および位置補正方法に関する。 The present invention relates to a self-propelled mobile device and a position correction method.
従来、自走式移動装置が自律的に目的地へ到達するために、電磁波を発する誘導ケーブルや光を反射する誘導テープが経路に設けられていた。自走式移動装置は、これらの誘導ケーブルまたは誘導テープに沿って移動していた。しかし、誘導ケーブルや誘導テープを予め経路全体に敷設することは多くの労力を要する。また、この場合、経路を変更するために、誘導テープ等を施設し直す必要があった。 Conventionally, in order for a self-propelled mobile device to reach its destination autonomously, a guide cable that emits electromagnetic waves and a guide tape that reflects light have been provided in the path. Self-propelled mobile devices have moved along these guide cables or guide tapes. However, laying a guide cable or a guide tape over the entire route in advance requires a lot of labor. In this case, in order to change the route, it is necessary to re-install a guide tape or the like.
また、従来から、自走式移動装置のジャイロや車輪の回転量から自己の現在位置を計測する手法がある。この手法によれば、誘導ケーブルや誘導テープは不要となる。しかし、車輪のズレやジャイロのドリフトなどにより、正確な現在位置を計測することができないという問題がある。 Conventionally, there is a method of measuring the current position of the self based on the amount of rotation of the gyro and the wheel of the self-propelled mobile device. According to this method, a guide cable and a guide tape are not necessary. However, there is a problem that an accurate current position cannot be measured due to wheel misalignment or gyro drift.
この問題に対処するために、特許文献1に記載されたロボットは、ロボットの左右方向に配した複数の受光素子からなる受光部と、ロボット本体を導く位置に光を照射する送光部とを備え、受光部の受光状態によってロボット本体の移動方向を算出している。
In order to cope with this problem, the robot described in
また、特許文献2に記載されたロボットは、赤外線送受信手段と距離感知手段とを備えている。赤外線送受信手段は、赤外線を用いて経路上に固定配置された位置補正手段と通信し、それにより、ロボットの位置データを予め設定された位置データに補正する。距離感知手段は、離隔距離データを測定し、それによってロボットの位置誤差を補正する。 The robot described in Patent Document 2 includes an infrared transmission / reception unit and a distance detection unit. The infrared transmission / reception means communicates with the position correction means fixedly arranged on the path using infrared rays, thereby correcting the position data of the robot to preset position data. The distance sensing means measures the separation distance data and thereby corrects the position error of the robot.
さらに、特許文献3に記載されたロボットにおいては、その使用者が位置信号発生手段を有し、ロボットは、位置信号発生手段からの位置信号を受信し、その発信方向を探知する方向探知手段を備えている。
特許文献1のロボットは、ロボットを誘導するために発光部(送光部)を備える必要がある。また、ロボットは、高い分解能でロボットの移動方向を制御するために多数の受光素子が必要となる。また、多数の受光素子を左右に並べる必要があるので、このロボットは小型化に適さない。
The robot of
特許文献2のロボットにおいては、距離感知手段により測定された離隔距離データは、必ずしも固有コード信号を送信した位置補正手段とこのロボットとの間の距離を示すとは限らない。例えば、複数の位置補正手段が近接して配置されている場合には、離隔距離データは、いずれの位置補正手段とロボットとの距離を示しているのか不明である。従って、このロボットは位置座標データを正確に補正できない場合が生じる。 In the robot of Patent Document 2, the separation distance data measured by the distance sensing means does not necessarily indicate the distance between the position correction means that transmitted the unique code signal and the robot. For example, when a plurality of position correction means are arranged close to each other, it is unclear which distance correction data indicates the distance between the position correction means and the robot. Therefore, the robot may not be able to correct the position coordinate data accurately.
特許文献3のロボットにおいては、位置信号発生手段の発光部が使用者の頭上に設置されているので、使用者の背の高さによっては、発光部と受光部との高さが一致しない。従って、受光感度の指向性の小さい受光素子を用いた場合には、受光部が反応しないという問題が生じる。この問題を回避するために、受光感度の指向性の広い受光素子を用いた場合には、受光部は、発光部からの直接光だけでなく、周辺環境により反射した光を受光してしまう。それにより、ロボットは、位置信号発生手段の位置を特定できず、使用者の存在する位置へ到達することができない。 In the robot of Patent Document 3, since the light emitting part of the position signal generating means is installed on the user's head, the height of the light emitting part and the light receiving part do not match depending on the height of the user's back. Therefore, when a light receiving element with low directivity of light receiving sensitivity is used, there arises a problem that the light receiving unit does not react. In order to avoid this problem, when a light receiving element with a wide directivity of light receiving sensitivity is used, the light receiving unit receives not only the direct light from the light emitting unit but also the light reflected by the surrounding environment. As a result, the robot cannot specify the position of the position signal generating means and cannot reach the position where the user exists.
そこで、本発明の目的は、自走式移動装置の位置座標データを補正し、目的地へ確実に到達することができる自走式移動装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a self-propelled mobile device that can correct the position coordinate data of the self-propelled mobile device and reliably reach the destination.
本発明に従った実施の形態による自走式移動装置は、固有の識別コードを光信号として発信する発光装置が配置された経路内を走行可能とする駆動部を備えた自走式移動装置であって、
前記駆動部の動作を計測して得られた走行距離および走行方向によって計測上の位置座標を算出する位置座標演算部と、前記発光装置から発信された光信号を受信し、この光信号を電気信号に変換する受光部と、前記受光部からの電気信号から前記識別コードを認識するコード認識部と、前記受光部からの電気信号の振幅に基づいて前記発光装置と前記受光部との間の距離を示す距離データを算出する測距部と、複数の前記距離データに基づいて進行方向を示す方向データを算出する方向検出部と、前記識別コード、前記距離データおよび前記方向データに基づいて位置座標を算出し、この位置座標に従って前記計測上の位置座標を補正する位置座標補正部とを備えている。
A self-propelled mobile device according to an embodiment according to the present invention is a self-propelled mobile device having a drive unit that can travel in a route where a light-emitting device that transmits a unique identification code as an optical signal is arranged. There,
A position coordinate calculation unit that calculates a position coordinate on measurement based on a travel distance and a travel direction obtained by measuring the operation of the drive unit, an optical signal transmitted from the light emitting device, and the optical signal A light receiving unit for converting the signal into a signal, a code recognition unit for recognizing the identification code from the electric signal from the light receiving unit, and between the light emitting device and the light receiving unit based on the amplitude of the electric signal from the light receiving unit. A distance measuring unit that calculates distance data indicating a distance, a direction detection unit that calculates direction data indicating a traveling direction based on a plurality of the distance data, a position based on the identification code, the distance data, and the direction data A position coordinate correction unit that calculates coordinates and corrects the position coordinates on the measurement according to the position coordinates.
本発明に従った実施の形態による位置補正方法は、固有の識別コードを光信号として送信する発光装置が配置された経路内を走行可能とする駆動部と、前記発光装置からの光信号を受信する受光部とを備えた自走式移動装置の位置を補正する位置補正方法であって、
前記駆動部の動作を計測して得られた走行距離および走行方向によって計測上の位置座標を算出するステップと、前記受光部が、前記発光装置から発信された光信号を受信し、この光信号を電気信号に変換するステップと、前記電気信号から前記識別コードを認識するステップと、前記電気信号の振幅に基づいて前記発光装置と前記受光部との間の距離を示す距離データを算出するステップと、複数の前記距離データに基づいて進行方向を示す方向データを算出するステップと、前記識別コード、前記距離データおよび前記方向データに基づいて位置座標を算出し、この位置座標に従って前記計測上の位置座標データを補正する補正ステップとを具備する。
A position correction method according to an embodiment of the present invention includes a drive unit that can travel in a path in which a light emitting device that transmits a unique identification code as an optical signal is disposed, and receives an optical signal from the light emitting device. A position correction method for correcting the position of a self-propelled mobile device including a light receiving unit,
A step of calculating position coordinates in measurement based on a travel distance and a travel direction obtained by measuring the operation of the drive unit; and the light receiving unit receives an optical signal transmitted from the light emitting device, and the optical signal Converting the signal into an electric signal, recognizing the identification code from the electric signal, and calculating distance data indicating a distance between the light emitting device and the light receiving unit based on an amplitude of the electric signal. Calculating direction data indicating a traveling direction based on a plurality of the distance data; calculating position coordinates based on the identification code, the distance data, and the direction data; And a correction step for correcting the position coordinate data.
本発明による自走式移動装置は、自走式移動装置の位置座標データを補正し、目的地へ確実に到達することができる。 The self-propelled mobile device according to the present invention corrects the position coordinate data of the self-propelled mobile device and can reliably reach the destination.
以下、図面を参照し、本発明による実施の形態を説明する。これらの実施の形態は本発明を限定するものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. These embodiments do not limit the present invention.
本発明による実施の形態に係る自走式移動装置は、経路に配置された発光装置からの光信号によってその発光装置を識別し、尚且つ、その光信号を用いて発光装置と自走式移動装置との間の距離を検出する。それにより、自走式移動装置は、その位置座標データを補正し、目的地へ確実に到達することができる。 The self-propelled mobile device according to the embodiment of the present invention identifies the light-emitting device by an optical signal from the light-emitting device arranged in the path, and uses the optical signal to self-propelled movement with the light-emitting device Detect the distance to the device. As a result, the self-propelled mobile device can correct the position coordinate data and reliably reach the destination.
(第1の実施形態)
図1は、本発明に係る第1の実施形態に従った自走式ロボット100(以下、単に、ロボット100という)のブロック図である。ロボット100は、受光部102、コード認識部104、測距部106、方向検出部107、位置補正部108、位置検出部110、制御部112、駆動部114、エンコーダ116、ジャイロ117、経路生成部118、目的位置入力部120および周辺地図情報122を備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram of a self-propelled robot 100 (hereinafter simply referred to as a robot 100) according to a first embodiment of the present invention. The
ロボット100は、例えば、駆動部114として左右2つの車輪を備えており、それにより移動することができる。目的位置入力部120は目的位置の座標データを入力することができるキーボード、タッチパネルなどである。記憶部122は、ロボット100が移動することができる領域内の地図情報および発光装置200の位置座標を格納している。経路生成部118は、目的位置入力部120に目的位置の座標データが入力されると、記憶部122内の地図情報に基づいて適切な経路を生成する。適切な経路は、例えば、ロボット100から目的位置までの最短経路またはロボット100が通行可能な経路である。制御部112は、経路生成部118によって生成された経路に従って駆動部114を制御し、ロボット100を移動させる。
The
駆動部114には、左右2つの車輪それぞれにエンコーダ116が設けられている。ジャイロ117はロボット110の進行方向の角速度を測定する。エンコーダ116およびジャイロ117は、ロボット100の走行方向および走行距離を計測し、位置検出部110は、これらの計測結果からオドメトリの計算法を用いてロボット100の位置座標を算出する。以下、位置検出部110によって計測されたロボット100の位置座標を“計測上の位置座標”という。位置検出部110は、ロボット100の計測上の位置座標を周期的に計算し、その計測上の位置座標を制御部112へフィードバックする。制御部112は、位置検出部110から得た計測上の位置座標に基づいて駆動部114を制御する。
The
一方、発光装置200は、ロボット100が目的とする位置に固定配置されている。発光装置200は識別コードを格納している。この識別コードは、発光装置200と他の発光装置とを区別するため、もしくは、発光装置200と外乱光と区別するために用いられる。発光装置200は識別コードを光信号に変換して放射する。
On the other hand, the
ロボット100において、受光部102が、発光装置200からの光信号を受信し、光信号をそれに対応した電気信号へ変換する。受光部102は、例えば、フォトダイオードである。コード認識部104は、受光部102からの電気信号に基づき発光装置200の識別コードを認識する。また、測距部106は、受光部102からの同一の電気信号を用いて発光装置200とロボット100との距離を示す距離データを算出する。さらに、方向検出部107は、複数の距離データに基づいて発光装置200に対するロボット100の進行方向を示す方向データを検出する。即ち、本実施の形態は、受光部102が受信した同一の光信号から識別コード、距離データおよび方向データを導出する。
In the
発光装置200の位置座標は識別コードに関連付けられて記憶部122に予め格納されている。よって、位置補正部108は、コード認識部104によって認識された識別コードを有する発光装置200の位置座標を認識することができる。発光装置200の位置座標、発光装置200とロボット100との距離データ、発光装置200に対するロボット100の実際の進行方向を示す方向データによって、位置補正部108は、ロボット100の“実際の位置座標”を算出することができる。この算出方法については後述する。
The position coordinates of the
位置補正部108は、さらに、位置検出部110から得たロボット100の計測上の位置座標をロボット100の実際の位置座標に補正する。制御部112は、補正後の位置座標に従って駆動部114を駆動させる。位置検出部110は、補正後の位置座標から改めてロボット100の計測上の位置座標の算出を開始する。
The
コード認識部104、測距部106および位置補正部108はそれぞれ異なるプロセッサで構成されてもよい。また、これらは1つのプロセッサで構成されてもよい。
The
ロボット100の計測上の位置座標が実際の位置座標に周期的に補正されることによって、ロボット100は、確実に目的位置へ到達することができる。また、目的位置の近傍に発光装置200を配置し、ロボット100は、目的位置から遠方に位置するときには計測上の位置座標に基づいて移動し、目的位置の近傍に位置するときにのみ光信号を用いて計測上の位置座標を補正してよい。
By periodically correcting the measurement position coordinates of the
図2は、発光装置200の構成を示すブロック図である。発光装置200は、識別コードを格納する記憶部210と、識別コードを変調する変調回路220と、識別コードを光信号に変換して放射する発光素子230とを備えている。発光素子230は、例えば、LEDまたはレーザダイオードである。代表的には、赤外線発光LEDである。記憶部210に格納された識別コードは、変調回路220によって変調された後に、発光素子230から光信号として放射される。変調回路220は、例えば、AV機器やエアコンの操作に一般的に用いられているキャリア周波数38kHzに変調する回路でよい。発光素子230の指向性が小さく、ロボット100が十分発光装置200に近づいても受光部102が光信号を受信できない場合には、発光素子230を放射方向へ等角度に複数配置したり、凸面鏡を用いるなどして、発光角度を広げる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the
図3は、ロボット100内の受光部102の構成を示すブロック図である。受光部102は、受光素子310、アンプ320、BPF(Band Pass Filter)330、検波器340、A/D(Analogue / Digital)変換器350、波形整形器360およびラッチ回路370を備えている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
図4(A)から図4(E)は、受光部102の動作を示すタイミングチャートである。これらのタイミングチャートを参照して、図3に示す受光部102の動作を説明する。
4A to 4E are timing charts showing the operation of the
受光素子310は、光信号を受信してこれを電気信号へ変換する。図4(A)はこの時の電気信号の波形を示している。次に、アンプ320がこの電気信号を所定の増幅率で増幅し、BPF330によりキャリア周波数で変調された信号を使うことで、ノイズ成分をカットする。図4(B)は、アンプ320およびBPF330を通過した後の電気信号の波形を示している。
The
次に、電気信号は、検波器340を経てA/D変換器350および波形整形器360へ送信される。A/D変換器350は、電気信号をデジタル信号へ変換する。一方で、波形整形器360は、コード認識部104が識別コードを認識することができるように図4(B)に示す電気信号の波形を整形し、図4(C)に示すデジタル値に変換する。
Next, the electrical signal is transmitted to the A /
ラッチ回路370は、波形整形器360から得たデジタル値に基づいて、図4(C)に示すデジタル値が1のときにA/D変換器350によりデジタル信号に変換された電圧値(振幅)をラッチする。図4(D)は、ラッチ回路370がラッチを実行するタイミングを示す。図4(D)に示す上向きの矢印は、ラッチ回路370が電気信号をA/D変換を開始する時期を示している。図4(D)に示す下向きの矢印は、ラッチ回路370が変換された電圧値を保持するためにラッチを実行する時期を示している。
Based on the digital value obtained from the
ラッチ回路370によって保持された電気信号の電圧値は、測距部106へ送信される。この電気信号の電圧値は受光素子310の受けた光信号の信号強度に比例するので、測距部106は、この電気信号の電圧値によって発光装置200とロボット100との距離を算出することができる。尚、複数の発光素子200の発光強度は予め判明している。好ましくは、複数の発光素子200の発光強度は等しい。
The voltage value of the electrical signal held by the
一方で、波形整形器360によって整形されて得られたデジタル値は、コード認識部104へ送信される。コード認識部104は、このデジタル値を発光装置200を識別するための識別コードに変換する。図4(E)は、識別コードのデジタル値を示したものである。尚、識別コードのデジタル値は、図4(C)に示すデジタル値と異なり、電気信号のロウレベルの長さに依ってデジタル値を決定する。
On the other hand, the digital value obtained by shaping by the
図5から図7は、ロボット100が目的位置へ到達する様子を示す図である。これらの図を参照して、位置補正部108がロボット100の実際の位置座標を検出する動作を詳述する。まず、図5を参照して、ロボット100は、発光装置200が受光部102の受光範囲Aに入るまでは、計測上の位置座標に従って走行する。ロボット100は、矢印の方向に目的位置があるものとして走行している。
5 to 7 are diagrams illustrating how the
次に、図6を参照して、発光装置200が受光範囲Aに入ると、コード認識部104が識別コードを認識し、測距部106が距離データr1を測定する。さらに、ロボット100が距離r3だけ移動したときに、コード認識部104が識別コードを再度認識し、測距部106が距離データr2を測定する。位置補正部108は、距離データr1における識別コードと距離データr2における識別コードとが同一であることを確認する。方向検出部107は、次の式1および式2から方向データθ2を算出する。
r1sin(θ1)=r2sin(θ2) (式1)
r2cos(θ1)−r3=r2cos(θ2) (式2)
Next, referring to FIG. 6, the
r 1 sin (θ 1 ) = r 2 sin (θ 2 ) (Formula 1)
r 2 cos (θ 1 ) −r 3 = r 2 cos (θ 2 ) (Formula 2)
さらに、位置補正部108は、距離データr2および方向データθ2に基づいて、ロボット100の実際の位置座標を算出することができ、この実際の位置座標に計測上の位置座標を一致させるように補正する。
Further, the
次に、図7を参照して、ロボット100は、発光装置200の方向へ移動する。このように図5から図7に示す動作を周期的に繰り返すことによって、ロボット100は、目的位置へ確実に到達することができる。
Next, referring to FIG. 7, the
図8は、ロボット100の動作を示すフロー図である。図8に示す動作は、図5から図7に示す動作と同様に、ロボット100は、目的位置から遠方に位置するときには計測上の位置座標に基づいて移動し、目的位置の近傍に位置するときにのみ光信号を用いて計測上の位置座標を補正しつつ移動する。発光装置200は、目的位置に固定配置されている。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the
まず、目的位置の座標が目的位置入力部120に入力される(S10)。経路生成部118は、地図情報と位置検出部110から算出された自己位置とから目的位置への経路を生成する(S20)。ロボット100は生成された経路に従って移動する(S30)。このとき、ロボット100は、計測上の位置座標を周期的に算出しつつ移動する。
First, the coordinates of the target position are input to the target position input unit 120 (S10). The
ロボット100が目的位置の近傍まで移動し、受光部102が発光装置200からの光信号を受信した場合(S40)には、位置補正部108は、図5から図7において説明したように、ロボット100の実際の位置座標を測定する(S50)。
When the
位置補正部108は、計測上の位置座標と実際の位置座標とが異なるか否かを判断する(S60)。計測上の位置座標と実際の位置座標とが異なる場合には、位置補正部108は、計測上の位置座標を実際の位置座標に補正する(S70)。経路生成部118は、補正後の位置座標に基づいて改めて経路を生成する(S80)。制御部112は、この経路に従って駆動部114を駆動させる(S90)。
The
一方で、計測上の位置座標と実際の位置座標とが同じ場合には、位置補正部108は、計測上の位置座標を補正しない。この場合、ロボット100は、ステップS20において生成された経路に従って移動を継続する。
On the other hand, when the position coordinates on measurement are the same as the actual position coordinates, the
ステップS40において、受光部102が発光装置200からの光信号を受信していない場合には、ステップS30に戻り、ロボット100は、受光部102が光信号を受信するまで計測上の位置座標に従って移動を継続する。
If the
位置検出部110は、ロボット100が目的位置に到達したかを判断する(S100)。ロボット100が目的位置に到達していない場合には、ステップS30へ戻る。ロボット100が目的位置に到達した場合には、ロボット100の一連の動作が終了する。尚、目的位置とロボット100との距離が所定の距離以下となったときに、ロボット100は減速または停止してもよい。
The
本実施形態は、受光部102が受信した同一の光信号から識別コードおよび距離データの両方を導出する。従って、発光装置200が複数配置されている場合であっても、ある距離データがいずれの発光装置200との距離を示しているかを判別することが容易である。よって、位置補正部108は計測上の位置座標を正確に補正することができ、ロボット100は目的位置へ正確に到達することができる。
In the present embodiment, both the identification code and the distance data are derived from the same optical signal received by the
また、本実施形態は受光部102を1つだけ備えている。よって、本実施形態は、小型化に優れ、コストが低廉である。
In addition, this embodiment includes only one
(第2の実施形態)
図9は、本発明に係る第2の実施形態に従った自走式ロボット400(以下、単に、ロボット400という)のブロック図である。ロボット400は複数の受光部102aおよび102bを備えている点で第1の実施形態と異なる。受光部102aと受光部102bとの距離は予め所定の距離(本実施形態においてはr3である)に設定されている。また、受光部102aおよび102bは発光装置200からの光信号を同時に受信する。これにより、ロボット400は、同時に複数の距離データを獲得することができる。
(Second Embodiment)
FIG. 9 is a block diagram of a self-propelled robot 400 (hereinafter simply referred to as the robot 400) according to the second embodiment of the present invention. The
図10は、ロボット400と発光装置200との位置関係を示す図である。図10は図6に類似する。ロボット400は、矢印の方向に目的位置があるものとして移動している。受光部102aおよび102bが発光装置200からの光信号を受光すると、コード認識部104は、受光部102aおよび102bが受光した信号から識別コードを認識する。測距部106は、発光装置200と受光部102aとの間の距離データr1および発光装置200と受光部102bとの間の距離データr2を算出する。
FIG. 10 is a diagram illustrating a positional relationship between the
位置補正部108は、距離データr1、r2およびr3を式1および式2に代入することによって、ロボット400に対する発光装置200の方向データθ1およびθ2を算出する。さらに、位置補正部108は、距離データr1、r2および方向データθ1、θ2によってロボット400の実際の位置座標を算出することができる。位置補正部108は、この実際の位置座標に計測上の位置座標を一致させるように補正する。また、ロボット400は、方向データθ1と方向データθ2とがほぼ等しくなるように進行方向を補正する。
The
ロボット400は、この補正後の計測上の位置座標に従って発光装置200の方向へ移動する。ロボット400は、この補正動作を周期的に繰り返すことによって、目的位置へ確実に到達することができる。尚、ロボット400の動作フローは、図8に示すフローと同様であるので省略する。
The
第1の実施形態においては、1つの受光部102がロボット100の移動中に複数回光信号を受光することによって、複数の距離データを獲得した。しかし、本実施形態は、複数の受光部102aおよび102bを備えているので、受光部102aおよび102bが同時に光信号を受光することによって、一時に複数の距離データを獲得することができる。この複数の距離データにより、ロボット400の実際の位置座標を得ることができる。従って、本実施形態は、ロボット400が停止している場合であっても、ロボット400の実際の位置座標を得ることができる。さらに、本実施形態は、第1の実施形態と同様の効果を有する。
In the first embodiment, one
第1および第2の実施形態では、目的位置に発光装置200が配置されていた。しかし、ロボット100または400は、目的位置と発光装置200の位置とが一致していない場合にも適用できる。以下、このような場合を変形例として説明する。
In the first and second embodiments, the
(第1の実施形態の変形例)
図11は、第1の実施形態の変形例を示す図である。この変形例では、発光装置200が障害物のコーナに配置されており、目的位置と発光装置200の位置とが一致していない。ロボット100が破線で示された経路上を移動中に、測距部106は、距離データr1およびr2を測定する。第1の実施形態と同様に、距離データr1、r2およびr3から、方向データθ1およびθ2が算出され、さらに、ロボット100の実際の位置座標が検出される。位置補正部108は、計測上の位置座標を実際の位置座標に補正する。さらに、方向データθ2に基づいて、ロボット100の移動方向を補正することができる。
(Modification of the first embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating a modification of the first embodiment. In this modification, the
この変形例は、第1の実施形態と同様の効果を有する。さらに、ロボット100は、目的位置と発光装置200の位置とが一致していない場合であっても、目的位置へ確実に到達することができる。
This modification has the same effect as the first embodiment. Furthermore, the
(第2の実施形態の変形例)
図12は、第2の実施形態の変形例を示す図である。この変形例においても、発光装置200が障害物のコーナに配置されており、目的位置と発光装置200の位置とが一致していない。ロボット400は、目的位置へ破線で示す経路に沿って移動している。受光部102aおよび102bが受光した光信号によって、測距部106は、距離データr1およびr2を測定する。第2の実施形態と同様に、距離データr1、r2およびr3から、方向データθ1およびθ2が算出され、さらに、ロボット400の実際の位置座標が検出される。位置補正部108は、計測上の位置座標を実施の位置座標に補正する。さらに、方向データθ2に基づいて、ロボット400の移動方向を補正することができる。
(Modification of the second embodiment)
FIG. 12 is a diagram illustrating a modification of the second embodiment. Also in this modified example, the
この変形例は、第2の実施形態と同様の効果を有する。さらに、ロボット400は、目的位置と発光装置200の位置とが一致していない場合であっても、目的位置へ確実に到達することができる。
This modification has the same effect as the second embodiment. Furthermore, the
100 ロボット
102 受光部
104 コード認識部
106 測距部
107 方向検出部
108 位置補正部
110 位置検出部
112 制御部
114 駆動部
116 エンコーダ
117 ジャイロ
118 経路生成部
120 目的位置入力部
122 周辺地図情報
210 記憶部
220 変調回路
230 発光素子
310 受光素子
320 アンプ
330 BPF
340 検波器
350 A/D変換器
360 波形整形器
370 ラッチ回路
DESCRIPTION OF
340 Detector 350 A /
Claims (4)
前記駆動部の動作を計測して得られた走行距離および走行方向によって計測上の位置座標を算出する位置座標演算部と、
前記発光装置から発信された光信号を受信し、この光信号を電気信号に変換する受光部と、
前記受光部からの電気信号から前記識別コードを認識するコード認識部と、
前記受光部からの電気信号の振幅に基づいて前記発光装置と前記受光部との間の距離を示す距離データを算出する測距部と、
複数の前記距離データに基づいて進行方向を示す方向データを算出する方向検出部と、
前記識別コード、前記距離データおよび前記方向データに基づいて位置座標を算出し、この位置座標に従って前記計測上の位置座標を補正する位置座標補正部とを備え、
前記発光装置が固有の識別コードを含む光信号を、特定の周波数で変調して発信し、
前記受光部からの前記電気信号の特定の周波数成分を通過させるフィルタと、
前記フィルタを通過した前記電気信号を波形整形する波形整形器と、
前記波形整形器により整形された前記電気信号がハイレベルである場合に、前記フィルタを通過した前記電気信号の振幅を保持するラッチ回路とをさらに備え、
前記コード認識部は、前記波形整形器に接続され、前記波形整形器により波形整形された前記電気信号から前記識別コードを認識し、
前記測距部は、前記ラッチ回路に接続され、前記ラッチ回路によって保持された前記電気信号の振幅に基づいて前記距離データを算出することを特徴とする自走式移動装置。 In a self-propelled mobile device having a drive unit that can travel in a route where a light emitting device that transmits a unique identification code as an optical signal is arranged
A position coordinate calculation unit that calculates a position coordinate on measurement based on a travel distance and a travel direction obtained by measuring the operation of the drive unit;
A light receiving unit that receives an optical signal transmitted from the light emitting device and converts the optical signal into an electrical signal;
A code recognition unit for recognizing the identification code from an electric signal from the light receiving unit;
A distance measuring unit that calculates distance data indicating a distance between the light emitting device and the light receiving unit based on an amplitude of an electrical signal from the light receiving unit;
A direction detection unit that calculates direction data indicating a traveling direction based on a plurality of the distance data;
A position coordinate correction unit that calculates position coordinates based on the identification code, the distance data, and the direction data, and corrects the position coordinates on the measurement according to the position coordinates ;
The light emitting device transmits an optical signal including a unique identification code, modulated at a specific frequency,
A filter that passes a specific frequency component of the electrical signal from the light receiving unit;
A waveform shaper that shapes the electrical signal that has passed through the filter;
A latch circuit that holds the amplitude of the electrical signal that has passed through the filter when the electrical signal shaped by the waveform shaper is at a high level;
The code recognition unit is connected to the waveform shaper, recognizes the identification code from the electric signal waveform-shaped by the waveform shaper,
The distance measuring unit is connected to the latch circuit, and calculates the distance data based on an amplitude of the electric signal held by the latch circuit .
前記コード認識部は、それぞれの前記受光部からの前記電気信号に基づいて前記識別コードを認識し、
前記測距部は、複数の前記受光部のうち第1の受光部および第2の受光部からの前記識別コードが同一である場合に、前記第1の受光部からの電気信号の振幅に基づいて前記発光装置と第1の受光部との間の第1の距離データを算出し、前記第2の受光部からの前記電気信号の振幅に基づいて前記発光装置と前記第2の受光部との間の第2の距離データを算出し、
前記方向検出部は、前記第1の距離データ、前記第2の距離データおよび前記第1の受光部と前記第2の受光部との間の距離に基づいて、前記方向データを算出することを特徴とする請求項1に記載の自走式移動装置。 A plurality of the light receiving parts are provided apart from each other,
The code recognition unit recognizes the identification code based on the electrical signal from each of the light receiving units,
The distance measuring unit is based on the amplitude of the electric signal from the first light receiving unit when the identification codes from the first light receiving unit and the second light receiving unit are the same among the plurality of light receiving units. First distance data between the light emitting device and the first light receiving unit is calculated, and the light emitting device and the second light receiving unit are calculated based on the amplitude of the electric signal from the second light receiving unit. Calculating the second distance data between
The direction detection unit calculates the direction data based on the first distance data, the second distance data, and a distance between the first light receiving unit and the second light receiving unit. The self-propelled mobile device according to claim 1, wherein
前記駆動部の動作を計測して得られた走行距離および走行方向によって計測上の位置座標を算出するステップと、
前記発光装置が固有の識別コードを含む光信号を、特定の周波数で変調して発信し、
前記受光部が、前記発光装置から発信された光信号を受信し、この光信号を電気信号に変換するステップと、
前記受光部からの前記電気信号の特定の周波数成分を前記フィルタが通過させるステップと、
前記フィルタを通過した前記電気信号を前記波形整形器が波形整形するステップと、
前記波形整形器により整形された前記電気信号がハイレベルである場合に、前記フィルタを通過した前記電気信号の振幅を前記ラッチ回路が保持するステップと、
前記波形整形器により整形された前記電気信号から前記識別コードを認識するステップと、
前記波形整形器により整形された前記電気信号を前記ラッチ回路に保持するステップと、
前記ラッチ回路によって保持された前記電気信号の振幅に基づいて前記発光装置と前記受光部との間の距離を示す距離データを算出するステップと、
複数の前記距離データに基づいて進行方向を示す方向データを算出するステップと、
前記識別コード、前記距離データおよび前記方向データに基づいて位置座標を算出し、この位置座標に従って前記計測上の位置座標データを補正する補正ステップとを具備する位置補正方法。 A drive unit that can travel in a path where a light emitting device that transmits a unique identification code as an optical signal is disposed, a light receiving unit that receives an optical signal from the light emitting device, and a specific frequency component of the electrical signal A position correction method for correcting the position of a self-propelled mobile device comprising: a filter for shaping, a waveform shaper for shaping the waveform of the electrical signal, and a latch circuit for holding the amplitude of the electrical signal ,
Calculating the position coordinates on measurement by the travel distance and travel direction obtained by measuring the operation of the drive unit;
The light emitting device transmits an optical signal including a unique identification code, modulated at a specific frequency,
The light receiving unit receives an optical signal transmitted from the light emitting device, and converts the optical signal into an electrical signal;
Allowing the filter to pass a specific frequency component of the electrical signal from the light receiver;
The waveform shaper shaping the electrical signal that has passed through the filter;
The latch circuit holding the amplitude of the electrical signal that has passed through the filter when the electrical signal shaped by the waveform shaper is at a high level;
Recognizing the identification code from the electrical signal shaped by the waveform shaper ;
Holding the electrical signal shaped by the waveform shaper in the latch circuit;
Calculating distance data indicating a distance between the light emitting device and the light receiving unit based on the amplitude of the electrical signal held by the latch circuit ;
Calculating direction data indicating a traveling direction based on a plurality of the distance data;
A position correcting method comprising: calculating a position coordinate based on the identification code, the distance data, and the direction data, and correcting the position coordinate data on the measurement according to the position coordinate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003293153A JP3914906B2 (en) | 2003-08-13 | 2003-08-13 | Self-propelled mobile device and position correction method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003293153A JP3914906B2 (en) | 2003-08-13 | 2003-08-13 | Self-propelled mobile device and position correction method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005063184A JP2005063184A (en) | 2005-03-10 |
JP3914906B2 true JP3914906B2 (en) | 2007-05-16 |
Family
ID=34370239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003293153A Expired - Fee Related JP3914906B2 (en) | 2003-08-13 | 2003-08-13 | Self-propelled mobile device and position correction method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3914906B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101409987B1 (en) * | 2007-12-11 | 2014-06-23 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for correcting pose of moving robot |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4195894B2 (en) | 2006-03-30 | 2008-12-17 | 株式会社東芝 | Docking system |
JP5348215B2 (en) | 2011-09-29 | 2013-11-20 | カシオ計算機株式会社 | Information acquisition apparatus, information acquisition method, information acquisition program, and information acquisition system |
WO2015192902A1 (en) * | 2014-06-19 | 2015-12-23 | Husqvarna Ab | Automatic beacon position determination |
JP6352151B2 (en) * | 2014-11-07 | 2018-07-04 | ソニー株式会社 | Information processing apparatus, information processing system, and information processing method |
JP6699034B2 (en) * | 2015-12-22 | 2020-05-27 | 国際航業株式会社 | Autonomous mobile robot |
US9904283B2 (en) * | 2016-03-08 | 2018-02-27 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Systems and methods employing coded light to dock aerial drones, self-driving cars and surface robots |
JP6755711B2 (en) * | 2016-05-20 | 2020-09-16 | 日本信号株式会社 | Service provision system |
WO2020125951A1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | Volvo Truck Corporation | A method for determining coordinates of a vehicle |
-
2003
- 2003-08-13 JP JP2003293153A patent/JP3914906B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101409987B1 (en) * | 2007-12-11 | 2014-06-23 | 삼성전자주식회사 | Method and apparatus for correcting pose of moving robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005063184A (en) | 2005-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7501780B2 (en) | Docking system | |
JP4279703B2 (en) | Autonomous mobile robot system | |
KR100633160B1 (en) | Robot system capable of recognizing position and direction using beacon | |
US20040158358A1 (en) | Method of teaching traveling path to robot and robot having function of learning traveling path | |
CA1275721C (en) | Navigation system | |
JP3914906B2 (en) | Self-propelled mobile device and position correction method | |
CN107943051A (en) | Indoor AGV navigation methods and systems based on Quick Response Code guiding with visible light-seeking | |
JP2010170315A (en) | Autonomous mobile device | |
JP4840162B2 (en) | Autonomous mobile system | |
JP3340606B2 (en) | Guidance method and guidance system for mobile robot | |
JP4755886B2 (en) | Position detection system and position detection method | |
KR101080366B1 (en) | Localization Method of Mobile Robots using Ultrasonic Sensors and Device Thereby | |
JP2020076663A (en) | Unmanned mobile object and method for controlling unmanned mobile object | |
KR20100041380A (en) | A mobile robot system to track infrared transmitter and its apparatus | |
WO2020045445A1 (en) | Distance measuring device, distance measuring device group, and distance measuring device system | |
JP2006163558A (en) | Control device of moving truck | |
US20220319025A1 (en) | Output control device, distance measuring device comprising the same, output control method, and output control program | |
KR102677941B1 (en) | Method for Calibration Between Scanners in Mobile Robots | |
JPS61221910A (en) | Method for guiding unmanned traveling object and detector for ac power supply | |
JPH0716164Y2 (en) | Vehicle position / speed detector | |
JPH03188510A (en) | Guide running method for moving robot | |
JP2007333644A (en) | Position detection system | |
JPS60233710A (en) | Guide device of mobile machine | |
JP2007316730A (en) | Control system for autonomous traveling object | |
JP2006004204A (en) | Automatic traveling system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061116 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070126 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070205 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3914906 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100209 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110209 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120209 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120209 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130209 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140209 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |