JP4159711B2 - Self-supporting moving body and moving plan inspection device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は自立型移動体および移動計画検査装置に関する。特に、移動にともなって接続されたコード等が巻き付いたりねじれたりすることを防止する自立型移動体および移動計画検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
産業上利用される搬送車やロボットといった移動体において、外部の電力源から接続されたコードを通して電力の供給を受け動力源とするタイプのものが存在する。また、同様の装置において、接続された管を通して燃料などエネルギー物質の供給を受けるタイプのものが存在する。また、コードを介して外部と情報のやりとりをするタイプのものも存在する。
【0003】
ここでいう情報のやりとりとは、例えば、上記移動体に対する音声情報や画像情報をはじめとする種々の情報の入出力である。また、例えば、移動体に備えられたモーターや各種装置を制御するための制御情報や、移動体に備えられた位置センサや接触センサや光センサなど各種センサによって検知されるセンシング情報のやりとりである。
【0004】
これらの移動体に用いられるこのようなコードや管は、通常はフレキシブルで変形可能な材料を用いて作られるため、装置の移動の自由度が高められている。例えば、電力を伝達する手段としては被覆された銅線などが用いられ、情報を伝達する手段としては被覆された銅線や光ファイバが用いられ、物質を供給する手段としてはゴムなどによる管が用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
図8、図9、および図10は、そのような移動体における問題点の例を示す図である。これらの図において、符号10は自立移動ロボット(自立型移動体)、34は自立移動ロボット10に電力を供給する電源コードである。電源コード34は天井に設けられた電源取り出し口50から吊り下げられ、自立移動ロボット10に接続されており、自立移動ロボット10の移動にともなう変形が可能である。
【0006】
図8は、自立移動ロボット10が移動の際に同一方向への回転を繰り返したことにより、電源コード34が巻き付いてしまっている状態を示す。このような状態になると、電源コード34の有効長が短くなって移動範囲の制限が生じるだけでなく、自立移動ロボット10の移動および作業に支障をきたす場合がある。
【0007】
また、図9は、自立移動ロボット10が、例えば平面視において電源取り出し口50の周囲を弧を描くように同一の向きの移動を繰り返したことにより、ねじりの蓄積によって電源コード34がカールしてしまっている状態を示す。このような状態では、電源コードの有効長が短くなって移動範囲の制限が生じるほかに、過度のねじり力が加わることによって電源コード34が疲弊したり破損したりする可能性がある。
【0008】
また、図10は、自立移動ロボット10が、平面視において柱80の周囲を弧を描くように同一の向きの移動を繰り返したことにより、電源コード34が柱80に巻き付いてしまっている状態を示す。このような状態においても、電源コード34の有効長が短くなっって、自立移動ロボット10の移動範囲が制限されている。
【0009】
これらのような問題は、自立移動ロボット10に同じ作業を繰り返し行わせる際に生じやすい。例えば、2点間で荷物の運搬を繰り返す作業や、警備のために一定の経路や領域を繰り返し巡回する作業等であるが、このような比較的単純な繰り返し作業こそが、ロボットの主要用途のひとつであり、上記のような問題の解決が望まれている。
【0010】
本発明は、上記のような事情を考慮してなされたものであり、移動体の回転数が所定の範囲内に収まるように移動計画を予め検査しあるいは移動計画を作成する自立型移動体および移動計画検査装置を提供することを目的とする。また、移動体のコードや管のねじり量が所定の範囲内に収まるように移動計画を作成する自立型移動体および移動計画検査装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、フレキシブルで線状に形成されたコードを介して外部の装置またはエネルギー供給源と接続され自立移動する自立型移動体において、平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、全移動行程における前記回転数の総和がゼロとなるように移動経路を計画する移動計画作成手段とを具備することを特徴とする自立型移動体を要旨とする。
【0012】
この発明のこのような構成により、平面視における上記エネルギー源の位置を基準とする上記自立型移動体の回転角が、移動行程の開始時と終了時とで変わらない。また、ここで線状に形成されたコードとは、例えば電源コードや情報を伝達するケーブルや燃料供給のための管である。また、このコードは、適切な材料および構造によって作られていることにより、自立型移動体の移動に応じて一定の程度までフレキシブルに変形する。
よって、上記自立型移動体は、上記のコードを介してエネルギーの供給を受けたり外部の装置と情報のやりとりをしたりしながら移動することができ、しかも移動行程の終了時には、このコードが絡まったり自立型移動体に巻き付いたりしている状態にはならない。
【0013】
また、請求項2に記載の発明は、フレキシブルで線状に形成されたコードを介して外部の装置またはエネルギー供給源と接続され自立移動する自立型移動体において、平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、前記回転数が所定範囲内に収まるように移動経路を計画する移動計画作成手段とを具備することを特徴とする自立型移動体を要旨とする。
【0014】
この発明のこのような構成により、常に平面視における上記エネルギー源の位置を基準とする上記自立型移動体の回転角が、移動行程の途中においても常に所定の範囲内となる。よって、上記自立型移動体は、上記のコードを介してエネルギーの供給を受けたり外部の装置と情報のやりとりしたりをしながら移動することができ、しかも移動行程の開始時から終了時まで、このコードが絡まったり自立型移動体に巻き付いたりしている状態にはならない。
【0015】
回転数の所定範囲を例えば−0.5回転から0.5回転の範囲とすると、上記自立型移動体は任意の方向を向くことができ、しかも電源コード等が自立型移動体に巻き付く量も限定される。但し、回転数の所定範囲はここに記した例に限定されずない。
【0016】
また、請求項3に記載の発明は、フレキシブルで線状に形成されたコードを介して外部の装置またはエネルギー供給源と接続され自立移動する自立型移動体において、平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段によって検出される回転による前記コードのねじり量の総和がゼロとなるように移動経路を計画する移動計画作成手段とを具備することを特徴とする自立型移動体を要旨とする。
【0017】
この発明のこのような構成により、電源コードや通信ケーブルやエネルギー物質補給管などのコードのねじり量が、移動行程の開始時と終了時とで変わらない。よって、上記自立型移動体は、上記のコードを介してエネルギーの供給を受けたり外部の装置と情報のやりとりしたりをしながら移動することができる。また、このコードは、移動行程の開始時にねじれていなければその終了時においてもねじれておらず、疲弊したりその有効長が短くなったりすることがない。
【0018】
また、請求項4に記載の発明は、フレキシブルで線状に形成されたコードを介して外部の装置またはエネルギー供給源と接続され自立移動する自立型移動体において、平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段によって検出される回転による前記コードのねじり量が所定範囲内に収まるように移動経路を計画する移動計画作成手段とを具備することを特徴とする自立型移動体を要旨とする。
【0019】
この発明のこのような構成により、電源コードや通信ケーブルやエネルギー物質補給管などのコードのねじり量が、移動行程の途中においても常に所定の範囲内となる。よって、上記自立型移動体は、上記のコードを介してエネルギーの供給を受けたり外部の装置と情報のやりとりしたりをしながら移動することができる。また、このコードは、移動行程の開始時にねじれていなければその終了時においてもねじれておらず、疲弊したりその有効長が短くなったりすることがない。
【0020】
また、請求項5に記載の発明は、移動体の移動計画を外部から入力する入力部と、この入力部において入力された移動計画に基づき、外部の基準点に対する平面視における前記移動体の回転数を検査し、前記移動計画による移動中に前記回転数が所定範囲内に収まるかどうかを判断する判断部とを具備することを特徴とする移動計画検査装置を要旨とする。
【0021】
この発明のこのような構成により、入力された移動計画を事前に検査することができる。この検査の結果、移動中に回転数が所定範囲外になると判断された場合には、警告信号を発するなどして、その計画に基づく移動を中止させたり別の移動計画の入力を促したりすることが可能である。よって、電源コードが絡まったり移動体に巻き付いたりすることによる移動体の機能上の不具合や有効長の減少などを未然に防ぐことが可能となる。
【0022】
また、請求項6に記載の発明における前記判断部の特徴は、前記回転数が前記所定範囲内に収まらないと判断したときに、前記回転数が前記所定範囲内に収まるような代替計画を生成することである。
【0023】
この発明のこのような構成により、入力された移動計画とは別の方法によって、あるいは類似の方法によって、移動体を移動させることが可能となる。また、これによって、電源コードが絡まったり移動体に巻き付いたりすることによる移動体の機能上の不具合や有効長の減少などを未然に防ぐことが可能となる。
【0024】
また、請求項7に記載の発明による自立型移動体は、平面視における外部の任意の地点に対する第2の回転数を検出する第2の回転数検出手段を具備し、前記移動計画作成手段は、前記第2の回転数が所定範囲内に収まるように移動経路を計画することを特徴とする。
【0025】
この発明のこのような構成により、外部の任意の地点に存在する設置物や障害物に、コードが巻き付いたりしない移動計画を作成することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しこの発明の一実施形態について説明する。図1は、同実施形態による自立移動ロボット(自立型移動体)の構成を示すブロック図である。図1において、自立移動ロボット10は電源分配装置33を備えている。この電源分配装置33は電源コードを介して外部電源40(装置またはエネルギー供給源)から受けた電力を、自立移動ロボット10内の各部位に供給する役割を果たす。外部電源40は、自立移動ロボット10の稼働環境に固定的に設置されている。
【0027】
また、自立移動ロボット10においては、回転検出器11(回転数検出手段)が検出する回転量をもとに、回転数算出器12(回転数検出手段)が外部電源40に対するスタート地点から現在位置までの累計回転数を算出し、その情報を経路計画部21(移動計画作成手段)に渡す。また、位置検出装置13は自己の位置座標を検出し、その情報を経路計画部21に渡す。
【0028】
経路計画部21は、上記のように自己の位置と回転量に関する情報を受け、また目的地入力部22において設定されている移動先の目的地の座標に応じて、移動経路および方向転換時の旋回の方向といった挙動の計画を作成する。そして、経路計画部21は、作成した移動計画に従ってステアモータ31および前後進用モータ32を制御することによって車輪を駆動し、所望の目的地に向かって移動するようになっている。
【0029】
本実施形態では、回転検出部11として具体的には光ファイバジャイロケータを用いている。この光ファイバジャイロケータが移動の角速度を計測し、この値を回転数算出器12が時間で積分することにより、自立移動ロボット10の回転量を算出する。
【0030】
また、位置検出装置13は、回転検出部11が計測した角速度と車輪回転検出器14によって得られる前後進量をもとにデットレコニング法によって軌跡を計算することにより、自立移動ロボット10の現在位置を検出する。また、位置検出装置13にはGPS(Global Positioning System )衛星51およびビーコン52からの信号を受信する手段が備えられており、これらにより上記軌跡計算による位置算出を補正することができる。
【0031】
また、自立移動ロボット10には周囲に存在する障害物等との距離を測定する距離センサが設けられており、スタート地点から目的地点の途中にある障害物を回避しながら経路を決定する。また、スタート地点において計画を作成するだけでなく、移動途中においても最新の状況に基づき計画を更新しながら、目的地点に向かっての移動を行う。
【0032】
ここで、経路計画部21が作成する移動計画について具体例を交えて説明する。スタート地点と目的地点の座標情報が与えられたとき、経路計画部21は、事前に移動のシミュレーションを行い、移動中の回転量が常に所定範囲内に収まり、また移動中の回転量の総和が0になるように計画を立てる。
【0033】
図2は、自立移動ロボット10の移動経路を示す平面図である。図2において、自立移動ロボット10はスタート地点Aから、順次B、C、Dを経由して、最後にAに戻るような移動経路を取るものとする。
【0034】
このように自立移動ロボット10がA−B−C−D−Aという経路で移動する際の制御手順について、フローチャートを参照しながら説明する。図3、図4、および図5は、そのような制御手順を示すフローチャートである。
【0035】
自立移動ロボット10は、図3に示すステップ301において地点Aを出発する。ステップ302において自己の現在位置を検出し、ステップ303においてまだ地点Bに到着していないと判断すれば、ステップ304において移動方向決定ルーチンの手順を実行して、地点Bに向けての移動を継続する。地点Bに到着するまでステップ304、302、および303の処理を繰り返し、地点Bに到着すると、ステップ305に移る。
【0036】
ここで、自立移動ロボット10は、デットレコニング法によって検出された現在位置がB地点の位置に対して所定の距離範囲に達したかどうかによって、地点Bに到着したかどうかを判断する。あるいは、予め記憶している地点Bの座標データと位置検出装置13によって得られる現在位置座標データを用いて、地点Bに到着したかどうかを判断する。なお、ビーコンやGPSを用いて現在位置を求めて、B地点の位置に対して所定の距離範囲に達したかにより、到着したかどうかを判断しても良い。
【0037】
以下同様に、ステップ305、306、および307を繰り返すことによって地点Cに向けて移動する。また同様に、ステップ308、309、および310を繰り返すことによって地点Dに向けて移動する。また同様に、ステップ311、312、および313を繰り返すことによって地点Aに向けて移動する。ステップ312において地点Aへの到着を認識すると、この一連の手順を終了する。
【0038】
図4は、図3において示した移動方向決定ルーチンの詳細手順を示す。図4のステップ401においては、目的地座標と現在位置座標の情報をもとに、この両者の差が小さくなるような方向を求める。そしてこのような方向に進行するために、ステップ402において回転方向決定ルーチンを実行し、ステップ403において決定した回転方向での方向転換を行い、ステップ404において移動を行う。
【0039】
図5は、図4において示した回転方向決定ルーチンの詳細手順を示す。自立移動ロボット10は、「+」方向の回転の限界量を予め設定され記憶している。ステップ501においては、この「+」方向限界量と回転数算出器12が算出する現在までの累計回転量とを比較する。現在までの累計回転量が「+」方向限界量に達していない場合は、ステップ502において「+」方向に回転することを決定する。現在回転量が「+」方向限界量に達している場合は、ステップ503において「−」方向に回転する。
【0040】
ここで、「−」方向の回転とは、累計された回転数を減少させる方向の回転をいう。このような回転操作を行うことにより、「+」方向の回転の累積を緩和しながら、自立移動ロボット10を所望の方向に向かせることができる。
【0041】
自立移動ロボット10の移動が一定区間の往復に限定されるような場合は、この区間の一端に達したときには右回転によって方向転換し、同区間の他端に達したたときには左回転によって方向転換するような移動計画を作成することができる。また、移動計画の中に一定区間の往復運動が含まれるような場合は、上記のようにパターン化された移動計画をその往復運動の部分に適用することで、経路計画部21による計画作成を単純化することが可能となる。
【0042】
また同様に、一定範囲の往復に限定されるような場合には、往路の移動計画を記憶しておき、復路の移動に関しては、この往路の移動と正反対になるような経路および回転方向をとるようにすることができる。このような方法により、経路計画部21による計画作成を単純化することが可能となる。
【0043】
次に、コードのねじりによる弊害の防止について説明する。図6は、自立移動ロボット10の電源コードと移動経路について示す正面図および平面図である。図6(a)は正面図であり、この図において、符号10は、天井100Cから伸びた電源コード34によって電力の供給を受けながら床面100F上を移動する自立移動ロボットである。また図6(b)および(c)は、自立移動ロボット10の移動経路を示す平面図である。
【0044】
ここで、自立移動ロボット10は、地点A−B−A−B−A−・・・という巡回を繰り返すものとする。図6(b)に示すように、方向転換において毎回左方向に回転するような移動を繰り返す場合、電源コード34には同一方向へのねじりが徐々に加えられていく。しかし、図6(c)に示すように地点Aでは左方向に回転し、地点Bでは右方向に回転するようにした場合は、一巡毎の電源コード34のねじり量の総和がゼロとなるため、同一方向への過度のねじりの力は生じない。
【0045】
このように、所定の移動区間におけるねじり量総和がゼロになるような移動計画、あるいは移動途中のねじり量が常に所定範囲内に収まるような移動計画を作成することにより、電源コード34にダメージを与えるような過度のねじりが加えられるのを未然に防ぐことができる。またこれによって、電源コード34の疲弊を遅らせ、寿命を伸ばすことが可能となる。
【0046】
次に、柱やその他の設置物などへのコードの巻き付きの防止について説明する。図7は、自立移動ロボットの移動経路について示す平面図である。自立移動ロボット10は、電源コード34によって電源取り出し口50と接続され、この図で示されている柱80の付近を移動しながら作業を行う。自立移動ロボット10は、柱80のまわりを同一方向に所定量以上回転するような移動を行わないような移動計画を作成する。
【0047】
経路計画部21に設けられた対障害物回転数検出部(第2の回転数検出手段)は、次のような方法で柱80のまわりの回転量を算出する。
予め記憶している柱の中心の座標(x0,y0)と位置検出装置13によって検出される自己の現在位置座標(x,y)をもとに、自立移動ロボット10の柱に対する回転角θが、
θ=arctan((y−y0)/(x−x0)) (x≠x0のとき)
θ=π/2 (x=x0かつy>y0のとき)
θ=−π/2 (x=x0かつy<y0のとき)
により得られ、この回転角θの経時的変化をもとに柱80のまわりの回転量を算出する。但し、上で「arctan()」は正接逆関数を表す。
【0048】
この結果、目的とする移動が許容回転量を超える場合には、経路計画部21は、逆方向の回転によって累計回転量を減らすような移動計画を作成する。このようにして、柱やその他の設置物にコードが巻き付くことを防止することができる。
【0049】
なお、上記実施形態では、光ファイバジャイロケータにより自立移動ロボット10の角速度を測定しているが、例えば振動ジャイロケータやガスレートセンサなど、他の回転検出手段によって代替しても良い。
【0050】
また、上記実施形態では、GPS衛星またはビーコンからの信号によって位置を検出しているが、例えばGPSの地上固定局や光学的パターンによって実現されたマーキングなど、他の手段によって位置検出を代替あるいは補完しても良い。
【0051】
また、上記実施形態では、電源コードによって電力を自立移動ロボット10に伝えているが、通信ケーブルを媒介とした電気信号によって情報源からの情報を伝えたり、フレキシブルな管によって燃料源からの燃料物質を供給するなど、線状に形成されエネルギーや物質や情報などを伝えるために接続された他のものに本発明を適用して、その巻き付きやねじれを防止するようにしても良い。
【0052】
また、上記実施形態では、移動手段としてステアモータ31および前後進用モータ32によって駆動される車輪を用いていたが、これに限定されず、例えば本願発明と同一の出願人による特開平7−205070号に記載されているような脚による歩行を行うロボットなど、他の移動手段であっても良い。このように歩行による移動を行う場合は、歩幅と歩数をもとに前後進量を算出するようにする。
【0053】
また、コードの許容回転量(回転数または回転角)や許容ねじり量は、ユーザが入力する値を用いるようにしても良いし、コードの単位長さあたりの許容回転量や許容ねじり量を予め記憶しておき、この記憶された量にユーザが入力したコード長または自立移動ロボットが検知したコード長を乗じて決定するようにしても良い。
【0054】
また、上記実施形態では、目的地入力部22において入力された目的地情報に応じて経路計画部21が移動計画を作成していたが、操作者が入力する移動計画を経路計画部21(判断部)がチェックして、所定の回転角あるいはねじり量を超えるかどうかを判断するようにしても良い。また、同様に入力された移動計画をチェックして、その計画に不具合が発見される場合にはその代替案を経路計画部21が生成するようにしても良い。つまり、移動途中で累積回転数が許容範囲を超えるおそれがある場合、逆回転の移動計画をたてて、これに基づいて目的地に向けて移動するようにする。
【0055】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、自立型移動体のコード等を介して接続されたエネルギー源または情報源に対する回転数を検出する手段を有し、経路計画部は、その回転数が所定範囲内におさまるような移動計画を作成するため、電源コード等がからまったり、自立型移動体に巻き付いたりすることを未然に防止する。従って、このような原因で自立型移動体の動作に制約が生じることがない。
【0056】
また、この発明によれば、経路計画部は、電源コード等のねじり量が所定範囲内に収まるような移動計画を作成するため、電源コードがねじれてカール状になったり、ねじり力による疲弊や破壊が生じたりすることを未然に防止する。従って、このような原因で自立型移動体の動作に制約が生じたり、電源コード等の寿命が短くなったりすることがない。。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による自立移動ロボットの構成を示すブロック図である。
【図2】 同実施形態による自立移動ロボットの移動経路を示す平面図である。
【図3】 同実施形態による自立移動ロボットの移動制御手順を示すフローチャートである。
【図4】 同実施形態による自立移動ロボットの移動制御手順を示すフローチャートである。
【図5】 同実施形態による自立移動ロボットの移動制御手順を示すフローチャートである。
【図6】 同実施形態による自立移動ロボットの移動経路を示す正面図および平面図である。
【図7】 同実施形態による自立移動ロボットの移動経路を示す平面図である。
【図8】 従来技術による自立移動ロボットのコードの巻き付きを示す正面図である。
【図9】 従来技術による自立移動ロボットのコードのカール状態を示す正面図である。
【図10】 従来技術による自立移動ロボットのコードの巻き付きを示す正面図である。
【符号の説明】
10 自立移動ロボット
11 回転検出器
12 回転数算出器
13 位置検出装置
14 車輪回転検出器
21 経路計画部
22 目的地入力部
31 ステアモータ
32 前後進用モータ
33 電源分配装置
34 電源コード
40 外部電源[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a self-supporting moving body and a movement plan inspection apparatus. In particular, the present invention relates to a self-supporting movable body and a movement plan inspection apparatus that prevent a connected cord or the like from being wound or twisted with movement.
[0002]
[Prior art]
In a mobile body such as a transport vehicle or a robot used in industry, there is a type that uses power supplied through a cord connected from an external power source as a power source. Moreover, in the same apparatus, there is a type in which an energy substance such as fuel is supplied through a connected pipe. There are also types that exchange information with the outside via code.
[0003]
The exchange of information here is, for example, input / output of various information including voice information and image information to the moving body. Also, for example, control information for controlling a motor and various devices provided in the moving body, and exchange of sensing information detected by various sensors such as a position sensor, a contact sensor, and an optical sensor provided in the moving body. .
[0004]
Since such cords and tubes used for these moving bodies are usually made of a flexible and deformable material, the degree of freedom of movement of the device is increased. For example, a coated copper wire or the like is used as a means for transmitting electric power, a coated copper wire or an optical fiber is used as a means for transmitting information, and a tube made of rubber or the like is used as a means for supplying a substance. Used.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
8, FIG. 9, and FIG. 10 are diagrams showing examples of problems in such a moving body. In these drawings,
[0006]
FIG. 8 shows a state in which the
[0007]
Further, FIG. 9 shows that the
[0008]
FIG. 10 shows a state in which the
[0009]
Problems such as these are likely to occur when the autonomous
[0010]
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and a self-supporting mobile object that inspects a movement plan in advance or creates a movement plan so that the number of rotations of the mobile object falls within a predetermined range, and It aims at providing a movement plan inspection device. It is another object of the present invention to provide a self-contained moving body and a movement plan inspection apparatus that create a movement plan so that the cord of the moving body and the twisting amount of the tube are within a predetermined range.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, the invention described in claim 1 is directed to a self-supporting moving body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and moves independently. A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the device or the energy supply source in view, and a movement plan creation means for planning a movement path so that the total number of the rotational speeds in all movement strokes is zero. The feature is a self-supporting mobile object.
[0012]
With such a configuration of the present invention, the rotation angle of the self-supporting mobile body with respect to the position of the energy source in plan view does not change between the start and end of the travel stroke. Here, the cord formed in a linear shape is, for example, a power cord, a cable for transmitting information, or a pipe for supplying fuel. Further, since the cord is made of an appropriate material and structure, the cord is flexibly deformed to a certain degree in accordance with the movement of the self-supporting movable body.
Therefore, the self-supporting mobile body can move while receiving energy supply and exchanging information with an external device via the above code, and this code is entangled at the end of the movement process. It will not be in a state of being wrapped around a self-supporting mobile object.
[0013]
The invention according to claim 2 is a self-supporting moving body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and moves independently. A gist of a self-supporting moving body comprising: a rotation speed detection means for detecting a rotation speed with respect to a source; and a movement plan creation means for planning a movement path so that the rotation speed is within a predetermined range. .
[0014]
With such a configuration of the present invention, the rotation angle of the self-supporting mobile body that is always based on the position of the energy source in a plan view is always within a predetermined range even during the movement stroke. Thus, the self-supporting mobile body can move while receiving energy supply and exchanging information with an external device through the above-mentioned code, and from the start to the end of the travel process, The cord does not get tangled or wrapped around a self-supporting mobile object.
[0015]
When the predetermined range of the rotational speed is, for example, a range of −0.5 to 0.5, the amount of the self-supporting mobile body that can be directed in any direction and the amount of power cord or the like wound around the self-supporting mobile body Is also limited. However, the predetermined range of the rotational speed is not limited to the example described here.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a self-supporting mobile body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and that is configured to supply the device or energy supply in a plan view. Rotation speed detection means for detecting the rotation speed with respect to the source, and movement plan creation means for planning a movement path so that the total amount of twisting of the cord due to rotation detected by the rotation speed detection means becomes zero. The gist of the present invention is a self-supporting movable body.
[0017]
With this configuration of the present invention, the amount of twisting of the power cord, communication cable, energy material supply pipe, and other cords does not change at the start and end of the travel stroke. Therefore, the self-supporting mobile body can move while receiving energy supply via the cord and exchanging information with an external device. In addition, if the cord is not twisted at the start of the moving stroke, it is not twisted at the end of the movement stroke, so that it does not become exhausted or shorten its effective length.
[0018]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a self-supporting mobile body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and that is configured to supply the device or energy supply in plan view. Rotation speed detection means for detecting the rotation speed with respect to the source, and movement plan creation means for planning the movement path so that the twist amount of the cord due to the rotation detected by the rotation speed detection means falls within a predetermined range. The gist of the present invention is a self-supporting movable body.
[0019]
With this configuration of the present invention, the amount of twisting of the cords such as the power cord, the communication cable, and the energy substance supply pipe is always within a predetermined range even during the movement process. Therefore, the self-supporting mobile body can move while receiving energy supply via the cord and exchanging information with an external device. In addition, if the cord is not twisted at the start of the moving stroke, it is not twisted at the end of the movement stroke, so that it does not become exhausted or shorten its effective length.
[0020]
The invention according to
[0021]
With such a configuration of the present invention, the inputted movement plan can be inspected in advance. As a result of this inspection, if it is determined that the rotation speed is outside the predetermined range during movement, a warning signal is issued, etc., to stop movement based on the plan, or to prompt for input of another movement plan It is possible. Therefore, it is possible to prevent malfunctions in the function of the moving body and reduction in effective length due to the power cord being entangled or wound around the moving body.
[0022]
According to a sixth aspect of the present invention, the determination unit generates an alternative plan in which the rotational speed falls within the predetermined range when it is determined that the rotational speed does not fall within the predetermined range. It is to be.
[0023]
With such a configuration of the present invention, it is possible to move the moving body by a method different from the inputted movement plan or by a similar method. In addition, this makes it possible to prevent a malfunction in the function of the moving body and a decrease in the effective length due to the power cord being tangled or wound around the moving body.
[0024]
The self-supporting mobile body according to the invention described in claim 7 includes a second rotation speed detection means for detecting a second rotation speed with respect to an arbitrary external point in plan view, and the movement plan creation means includes: The moving route is planned so that the second rotational speed is within a predetermined range.
[0025]
With such a configuration of the present invention, it is possible to create a movement plan in which a cord is not wound around an installation or an obstacle existing at an arbitrary point outside.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a self-supporting mobile robot (self-supporting mobile body) according to the embodiment. In FIG. 1, the self-supporting
[0027]
In the self-supporting
[0028]
The
[0029]
In the present embodiment, specifically, an optical fiber gyro locator is used as the rotation detector 11. The optical fiber gyroscope measures the angular velocity of movement, and the rotation speed calculator 12 integrates this value with time, thereby calculating the rotation amount of the autonomous
[0030]
Further, the
[0031]
The self-supporting
[0032]
Here, the movement plan created by the
[0033]
FIG. 2 is a plan view showing a movement path of the self-supporting
[0034]
A control procedure when the autonomous
[0035]
The autonomous
[0036]
Here, the autonomous
[0037]
Similarly, the process moves toward the point C by repeating
[0038]
FIG. 4 shows a detailed procedure of the moving direction determination routine shown in FIG. In
[0039]
FIG. 5 shows a detailed procedure of the rotation direction determination routine shown in FIG. The autonomous
[0040]
Here, the rotation in the “−” direction refers to rotation in a direction that reduces the accumulated number of rotations. By performing such a rotation operation, the autonomous
[0041]
When the movement of the autonomous
[0042]
Similarly, in the case where the reciprocation is limited to a certain range, the movement plan of the forward path is stored, and the movement and the rotation direction that are opposite to the movement of the forward path are taken for the movement of the backward path. Can be. By such a method, it is possible to simplify the plan creation by the
[0043]
Next, prevention of harmful effects caused by twisting of the cord will be described. FIG. 6 is a front view and a plan view showing the power cord and the movement route of the self-supporting
[0044]
Here, it is assumed that the self-supporting
[0045]
In this way, by creating a movement plan in which the total amount of torsion in a predetermined movement section is zero or a movement plan in which the amount of torsion during movement is always within the predetermined range, the
[0046]
Next, prevention of winding of a cord around a pillar or other installed object will be described. FIG. 7 is a plan view showing the movement path of the self-supporting mobile robot. The self-supporting
[0047]
The obstacle rotation speed detection section (second rotation speed detection means) provided in the
Based on the coordinates (x0, y0) of the center of the pillar stored in advance and the current position coordinates (x, y) of the self detected by the
θ = arctan ((y−y0) / (x−x0)) (when x ≠ x0)
θ = π / 2 (when x = x0 and y> y0)
θ = −π / 2 (when x = x0 and y <y0)
The amount of rotation around the
[0048]
As a result, when the target movement exceeds the allowable rotation amount, the
[0049]
In the above-described embodiment, the angular velocity of the self-supporting
[0050]
In the above embodiment, the position is detected by a signal from a GPS satellite or a beacon. However, the position detection may be replaced or supplemented by other means such as a GPS ground fixed station or marking realized by an optical pattern. You may do it.
[0051]
In the above embodiment, the power is transmitted to the self-supporting
[0052]
In the above embodiment, the wheel driven by the
[0053]
In addition, a value input by the user may be used for the allowable rotation amount (rotation speed or rotation angle) and allowable twist amount of the cord, or the allowable rotation amount and allowable twist amount per unit length of the cord may be set in advance. It may be stored and determined by multiplying the stored amount by the code length input by the user or the code length detected by the autonomous mobile robot.
[0054]
Moreover, in the said embodiment, although the
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the path planning unit has a means for detecting the rotational speed of the energy source or the information source connected via the cord of the self-supporting mobile body, and the path planning unit has the rotational speed. In order to create a movement plan that fits within a predetermined range, it is possible to prevent a power cord or the like from being tangled or wrapped around a self-supporting moving body. Therefore, there is no restriction on the operation of the self-supporting mobile body due to such a cause.
[0056]
Further, according to the present invention, since the route planning unit creates a movement plan in which the amount of twisting of the power cord or the like is within a predetermined range, the power cord is twisted into a curled shape, Prevent destruction. Therefore, there is no restriction on the operation of the self-supporting mobile body due to such a cause, and the life of the power cord or the like is not shortened. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a self-supporting mobile robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a movement path of the self-supporting mobile robot according to the embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a movement control procedure of the self-supporting mobile robot according to the embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a movement control procedure of the self-supporting mobile robot according to the embodiment.
FIG. 5 is a flowchart showing a movement control procedure of the autonomous mobile robot according to the embodiment.
FIG. 6 is a front view and a plan view showing a moving path of the self-supporting mobile robot according to the embodiment.
FIG. 7 is a plan view showing a movement path of the self-supporting mobile robot according to the embodiment.
FIG. 8 is a front view showing winding of a cord of a self-supporting mobile robot according to a conventional technique.
FIG. 9 is a front view showing a curled state of a cord of a self-supporting mobile robot according to a conventional technique.
FIG. 10 is a front view showing winding of a cord of a self-supporting mobile robot according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、
全移動行程のうち現在までに前記回転数検出手段によって検出された回転数の累計回転量を算出する累計回転量算出手段と、
前記累計回転量に基づいて該自立型移動体の回転方向を決定するとともに全移動行程における前記累計回転量がゼロとなるように移動経路を計画する移動計画作成手段と、
を具備することを特徴とする自立型移動体。In a self-supporting mobile body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and moves independently,
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the device or the energy supply source in plan view;
A total rotation amount calculating means for calculating a total rotation amount of the rotation speeds detected by the rotation speed detection means so far in the entire travel stroke;
A movement plan creation means for determining a rotation direction of the self-supporting mobile body based on the cumulative rotation amount and planning a movement path so that the cumulative rotation amount in all movement strokes is zero;
A self-supporting movable body characterized by comprising:
平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、
全移動行程のうち現在までに前記回転数検出手段によって検出された回転数の累計回転量を算出する累計回転量算出手段と、
前記累計回転量が所定範囲内に収まるように移動経路を計画する移動計画作成手段と、
を具備することを特徴とする自立型移動体。In a self-supporting mobile body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and moves independently,
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the device or the energy supply source in plan view;
A total rotation amount calculating means for calculating a total rotation amount of the rotation speeds detected by the rotation speed detection means so far in the entire travel stroke;
A movement plan creation means for planning a movement route so that the cumulative rotation amount falls within a predetermined range;
A self-supporting movable body characterized by comprising:
平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、
この回転数検出手段によって検出される回転による前記コードのねじり量の総和がゼロとなるように移動経路を計画する移動計画作成手段と、
を具備することを特徴とする自立型移動体。In a self-supporting mobile body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and moves independently,
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the device or the energy supply source in plan view;
A movement plan creation means for planning a movement path so that the total amount of twist of the cord due to the rotation detected by the rotation speed detection means becomes zero;
A self-supporting movable body characterized by comprising:
平面視における前記装置またはエネルギー供給源に対する回転数を検出する回転数検出手段と、
この回転数検出手段によって検出される回転による前記コードのねじり量が所定範囲内に収まるように移動経路を計画する移動計画作成手段と、
を具備することを特徴とする自立型移動体。In a self-supporting mobile body that is connected to an external device or an energy supply source via a flexible and linearly formed cord, and moves independently,
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the device or the energy supply source in plan view;
A movement plan creation means for planning a movement route so that the twist amount of the cord due to the rotation detected by the rotation speed detection means falls within a predetermined range;
A self-supporting movable body characterized by comprising:
この入力部において入力された移動計画に基づき、外部の基準点に対する平面視における前記移動体の回転数を検査し、前記移動計画による移動中にこれまでに検査された前記回転数の累計量が所定範囲内に収まるかどうかを判断する判断部と、
を具備することを特徴とする移動計画検査装置。An input unit for inputting the movement plan of the moving object from the outside;
Based on the movement plan input in the input unit, the rotational speed of the moving body in a plan view with respect to an external reference point is inspected, and the cumulative amount of the rotational speeds examined so far during the movement according to the movement plan is A determination unit for determining whether or not it falls within a predetermined range;
The movement plan inspection apparatus characterized by comprising.
前記移動計画作成手段は、前記第2の回転数が所定範囲内に収まるように移動経路を計画することを特徴とする請求項1または2に記載の自立型移動体。Comprising a second rotational speed detection means for detecting a second rotational speed with respect to an arbitrary external point in plan view;
3. The self-supporting mobile body according to claim 1, wherein the movement plan creation unit plans a movement path so that the second rotational speed is within a predetermined range.
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