JP4175165B2

JP4175165B2 - 自律移動装置

Info

Publication number: JP4175165B2
Application number: JP2003113286A
Authority: JP
Inventors: 龍雄酒井; 一志畠; オリビエルメア; 大輔西村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-04-17
Filing date: 2003-04-17
Publication date: 2008-11-05
Anticipated expiration: 2023-04-17
Also published as: JP2004005593A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は地図情報と走行情報及び環境情報から自己位置を認識しつつ目的地までの自律移動を行う自律移動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンコーダなどを通じて取得した自己の走行情報と、予め与えられた走行エリア内の地図情報とを基に目的地までの自律移動を行うとともに、走行エリア内の壁や予め設置されたマークなどの環境情報をレーザーレーダや映像処理によって取得し、走行情報に基づく自己位置推定値と得られている環境情報とを地図情報に含まれた壁やマークの位置情報と照合することで自己位置推定値が正しいかどうかを確認し、与えられた目的地までの自律移動を上記自己位置の認識に基づいて行う自律移動装置が、例えば特開平８−１６１０３９号公報などに示されている。
【０００３】
ところで、走行情報に基づく自己位置推定値に誤りが生じたかどうかは、地図情報上に自己位置推定値とその時点で得られている環境情報とをマッピングし、地図情報が含んでいる環境情報（上記位置情報）に得られている環境情報が一致しているかどうかで判断し、一致していない場合、走行情報に誤差が生じて自己位置推定値がずれているとして自己位置推定値の修正を行うわけであるが、この修正量の算出には、得られている環境情報が地図情報のどの部分と一致するのかをまず調べることになる。この時、走行エリア全域あるいは広範囲な領域の地図情報に環境情報を照合させていたのでは、多大な時間が要する上に、走行エリア中には似たような環境の場所が存在している可能性が高く、これ故に誤った地点を現在地点としてしまう虞があることから、地図情報の全域あるいは広範囲な領域ではなく、走行情報から得られた自己位置推定値（向きを含む）を中心とする所定の範囲内で環境情報が一致する位置及び向きがあるかを調べるということを行うことで、計算量の減少を図ると同時に、地図情報上に似たような箇所が複数ある場合に全く異なった場所が修正すべき自己位置であるとの誤った判断をしてしまう虞を少なくしている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−１６１０３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、走行情報に基づく自己位置推定値のずれ（誤差）が上記の所定範囲を越えていた場合、上記のものでは自己位置を認識して修正することができないことになり、この時、従来はその場で自律移動装置を停止させて人による正確な位置座標の入力がなされるのを待つようにしていた。従って、人が自律移動装置のところまで来て位置座標の入力を完了するまで、その自律移動装置は停止したままとなる。
【０００６】
環境情報取得手段による障害物検知機能を頼りに上記所定範囲内に入ることを期待して自律移動装置を適当に移動させることも考えられるが、これでは自律移動装置が本来の走行エリアではないところに移動してしまう虞がある。
【０００７】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは所定範囲内での自己位置認識ができないために自己位置を見失ってしまう場合でも早急に自己位置認識の自動回復を行うことができる自律移動装置を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、自己位置確認用の環境情報を取得するための環境情報取得手段及び走行エリアの地図情報と、自己の走行情報から地図平面内での位置情報及び進行方向角度情報を含む自己位置を推定するとともに、上記環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報とを照合して照合結果に基づいて自己位置推定値の修正を行う自己位置認識手段とを備えた自律移動装置において、上記自己位置認識手段は、環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報との照合に際し、環境情報取得手段で得た環境情報を中心として設定した所定範囲内で照合を行い、この照合で修正情報を得られない時、上記環境情報を中心として上記所定範囲を広げて再度照合を行い、この照合でも修正情報を得られない時、自己位置推定値の進行方向角度情報を予め定めた所定角度だけ変更することで上記所定範囲をずらして再度照合を行うものであることに第１の特徴を有している。
【００１０】
環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報との照合に際し、環境情報取得手段で得た環境情報を中心として設定した所定範囲内で照合を行い、この照合で修正情報を得られない時、自己位置推定値の進行方向角度情報を予め定めた所定角度だけを変更することで上記所定範囲をずらして再度照合を行い、この照合でも修正情報を得られない時、上記環境情報を中心として上記所定範囲を広げて再度照合を行うものであってもよい。
【００１１】
上記の所定範囲は環境情報から得た自己位置認識のための照合対象の推定位置を中心に設定していることが好ましい。
【００１２】
また、自己位置認識手段は所定範囲を広げることまたは及び所定範囲をずらすことを環境情報取得手段で新たな照合対象または及び複数の照合対象を含む環境情報が得られるまで行うものを好適に用いることができる。
【００１３】
また、地図情報を表示する表示部と、表示された地図上での自律移動装置の位置及び向きの入力用の操作入力部とを有するヒューマンインターフェース部を備えて、該ヒューマンインターフェース部で位置及び向きの入力がなされた時、自己位置認識手段は入力された情報と、上記環境情報取得手段で得た環境情報と、地図情報に含まれる環境情報とを照合して自己位置の修正を行った上で移動を再開するものであることが望ましい。
【００１４】
自己位置認識手段が走行エリア内で予め定められたティーチング箇所の位置情報を予め記憶しており、そのティーチング箇所に位置していることの入力を受けて自己位置認識手段は自己位置を予め記憶しているティーチング箇所の位置情報に修正して移動を再開するものであってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図２は本発明に係る自律移動装置のブロック図であって、電池Ｂを電源とする走行手段１０を備えるこの自律移動装置は、目的地の操作入力や表示のためのヒューマンインターフェース１１と、走行エリアの地図情報を記憶した記憶手段１２と、撮像カメラと画像処理装置あるいはレーザーレーダなどからなる環境情報取得手段１３と、走行手段１０による走行情報を得るためのエンコーダなどからなる走行情報取得手段１４と、上記地図情報と走行情報と環境情報取得手段１３で得られた環境情報とを元に自己位置を認識する自己位置認識手段１５と、ヒューマンインターフェース１１を通じて目的地が与えられた時、地図情報を元に目的値までの走行経路を生成する走行経路生成手段１６と、走行経路生成手段１６で生成された走行経路に沿った移動を走行手段１０に行わせる走行制御手段１７とからなる。
【００１６】
上記自己位置認識手段１５は、上記走行経路に沿った移動を行っている間、走行情報から地図情報上での自己位置（向きを含む）を推定すると同時に、環境情報を地図情報と照合して、自己位置推定値に誤差がないかの検証を認識結果評価部で行い、誤差があれば自己位置の修正を行う。
【００１７】
今、環境情報取得手段１３が自律移動装置の前面に配設されたレーザーレーダ装置であって、走行エリアに適宜設置されている反射マークからの反射光から、その反射マークまでの距離及び方向を検出するものであり、地図情報が照合対象である反射マークの配置位置の情報を含んでおり、且つ地図がＸ，Ｙ平面で表されているとともに、自律移動装置の位置情報がその平面内での位置（ｘ，ｙ）及び進行方向とＸ軸とのなす角度ａ（反時計回りが正）で表されている場合において、上記自己位置推定値に誤差があるかどうかの判断及び誤差がある場合の修正動作について説明すると、地図情報上で反射マークが図３のＭ０〜Ｍ３にあり、走行情報から求めた自己位置推定値がイの位置（ｘ，ｙ，ａ）である時、環境情報取得手段１３で得た反射マークの位置情報が進行方向ａに対して角度αで距離ｄ１の位置ｍ１と、角度−βで距離ｄ２の位置ｍ２であるならば、自己位置認識手段１５は地図情報上で位置ｍ１，ｍ２を中心とする半径ｒの円内に反射マークＭ１，Ｍ２が存在するかどうかを判断し、ｍ１，Ｍ１及びｍ２，Ｍ２の位置が一致しておれば、走行情報から求めた自己位置推定値に誤差がないと判断し、図３(a)に示すように一致していなければ、ｍ１，ｍ２の位置がＭ１，Ｍ２の位置に一致（図３(b)参照）するように自己位置推定値の修正を行う。環境情報取得手段１３によって得られているのが図４(a)に示すように一つの反射マークの位置情報ｍ１だけである場合も、進行方向に対する角度αと距離ｄ１の位置に反射マークＭ１が存在するようにすることで図４(b)に示すように自己位置推定値の修正を行う。
【００１８】
ここにおいて、地図情報上において、走行情報取得手段１４で得られた自己位置推定値を基準として環境情報取得手段１３で得られた反射マークの位置ｍ１（，ｍ２）を中心とする上記半径ｒという所定範囲内で反射マークＭ１（，Ｍ２）を検索することから、地図情報の全域や広範囲な領域で検索を行う場合に比して自己位置の修正を短時間で行うことができ、自律移動装置の走行を継続させたままの状態で誤差修正も行うことができる上に、地図情報上に似たような箇所が複数ある場合（たとえばＭ１，Ｍ２の配置と似た配置で他の反射マークがある場合）に全く異なった箇所を修正すべき自己位置であるとの誤った判断をしてしまうこともないものである。
【００１９】
しかし、図５に示すように、上記半径ｒという予め設定された狭い所定範囲内に地図情報に登録された反射マークＭ１（，Ｍ２）がない場合、上記の自己位置修正アルゴリズムでは自己位置の修正ができないことから、ここでの自己位置認識手段１５は、上記半径ｒという所定範囲内に反射マークＭ１（，Ｍ２）がない時、自律移動装置をいったん停止させ、この状態で反射マークの位置情報ｍ１（，ｍ２）を中心とする半径Ｒ（Ｒ＞ｒ）内で反射マークＭ１（，Ｍ２）を検索し、反射マークＭ１（，Ｍ２）があれば、これに反射マークの位置ｍ１（，ｍ２）が一致するように自己位置推定値の修正を行う。従って、自己位置推定の誤差が少々大きくなっていても、自己位置推定値の修正ができなくなることは殆どなく、また、修正にかかる時間も短くてすむ。自己位置推定値の修正を行ったならば、新たな自己位置推定値の取得及び範囲ｒ内で照合を行う。
【００２０】
なお、上記半径Ｒの値（もしくはＲ−ｒの値）は固定値でも良いが、新たな反射マークまたは及び複数の反射マークが得られるまで漸次範囲を広くするようにしてもよく、また範囲を広げることも、新たな反射マークまたは及び複数の反射マークが得られるまでとするとよい。範囲を広げすぎては誤った自己位置認識をしてしまう虞があるからである。
【００２１】
そして、半径Ｒの範囲内でもマッチングがとれない場合、ここでは図１に示すように、走行情報取得手段１４で得られた自己位置情報（ｘ，ｙ，ａ）に対して予め定めた所要角度Δを用いて、図６に示すように、座標（ｘ，ｙ，ａ＋Δ）を仮の自己位置推定値として、環境情報の反射マークの位置ｍ１（，ｍ２）を計算しなおし、この位置を中心とする半径Ｒ内に登録された反射マークＭ１（，Ｍ２）を検索する。登録された反射マークＭ１（，Ｍ２）が無い時には、再度所要角度Δを用いて座標（ｘ，ｙ，ａ＋２Δ）を仮の自己位置として、環境情報の反射マークの位置ｍ１（，ｍ２）を計算しなおし、この位置を中心とする半径Ｒ内に登録された反射マークＭ１（，Ｍ２）を検索する。これをｎ×Δ＝３６０°となるまで繰り返し、登録された反射マークＭ１（，Ｍ２）が見つかった時点で、所要角度Δと足した回数ｋ（１≦ｋ≦ｎ）及び位置ｍ１（，ｍ２）と位置Ｍ１（，Ｍ２）の誤差に基づいて、自己位置推定値を修正する。
【００２２】
所要角度Δを適用して自己位置推定値を変更して地図情報内での所要範囲である検索範囲をずらすのではなく、実際に自律移動装置をその場で予め設定してある角度γだけ回転させて環境情報取得手段１３で得る環境情報の取得方向を変更し、その状態で環境情報取得手段１３で再度環境情報（反射マークの位置情報ｍ１（，ｍ２）を取得し、その位置ｍ１（，ｍ２）を中心とする半径Ｒ内に登録された反射マークＭ１（，Ｍ２）があるかを検索するようにしてもよい。図８はこの場合はフローチャートを示している。
【００２３】
特に環境情報取得手段１３で得られた反射マークの位置情報が図７(a)に示すように一つ（ｍ）だけであるとともに、その反射マークの位置ｍと地図情報に登録されている近隣の反射マークの位置Ｍ１との距離が大きく、検出した反射マークｍが地図情報に複数登録されている反射マークＭ０〜Ｍ３のうちのどの反射マークにマッチングするのかを判断できない場合、図７(b)に示すように、環境情報取得手段１３で２つの反射マークの位置情報ｍ０，ｍ１が得られるまで自律移動装置を回転させて、これら位置情報ｍ０，ｍ１にマッチングする反射マークＭ０，Ｍ１を半径Ｒ内で探すことで、自己位置を的確に認識することができる。
【００２４】
この場合、上記回転は上記角度γごとの回転を繰り返すのではなく、環境情報取得手段１３で２つの反射マークの位置情報ｍ０，ｍ１が得られるまで回転させるようにしてもよい。また、環境情報取得手段１３が自律移動装置上での向きを変更することができるものである場合は、自律移動装置そのものを回転させるのではなく、環境情報取得手段１３の向きを適宜変更するものであってもよく、この場合、自律移動装置に対する環境情報取得手段１３の向きの情報を自己位置修正に際して利用できるようにしておく。環境情報の取得方向が異なる複数の環境情報取得手段１３を設けて、これらを切り換えることにより範囲をずらすようにしてもよい。
【００２５】
いずれにしても、初期には半径ｒという小さい所定範囲内で位置ｍ１（，ｍ２）と位置Ｍ１（，Ｍ２）とのマッチングをとって自己位置の修正を行うが、これでマッチングがとれない場合には、上記範囲を広げて、それでもなおマッチングがとれない場合は上記範囲をずらしてマッチングをとるものであり、環境情報取得手段１３で得られた環境情報と地図情報に含まれた情報とを元に自己位置修正を行う間隔（時間的間隔であっても、距離的間隔であってもよい）をよほど長くしていない限り、自己位置を適切に且つ短時間のうちに修正していくことができる。
【００２６】
また、上記範囲を広げてもマッチングがとれない場合は上記範囲をずらすものを示したが、上記範囲をずらすことを先に行い、これでマッチングがとれない場合は上記範囲を広げ、その上で再度上記範囲をずらすようにしてもよいものであり、更には範囲を広げることと範囲をずらすこととを同時に行うようにしてもよいものである。
【００２７】
さらに、環境情報取得手段１３がレーザーレーダ装置であって、走行エリア内に予め設置した反射マーク（タグ）の検出情報（位置情報）に基づいて自己位置の修正を行うものを示したが、走行エリアにある壁や椅子等の走行エリア内の目印となる設備を反射マークにかわるものとして用いてもよい。また環境情報取得手段１３自体も、自律移動装置の周囲環境の距離及び方向を取得することができるものであればよく、レーザーレーダ装置に限るものではない。環境情報取得手段１３として撮像カメラと画像処理装置とを用いて両眼視によって自律移動装置からの距離を検出できるものを用いる時は、壁などに描いた模様をタグとして用いることもできる。
【００２８】
図９は撮像カメラと画像処理装置で構成した環境情報取得手段１３あるいはレーザーレーダ装置である環境情報取得手段１３によって走行方向前方にある壁を認識することで自己位置の修正を行う場合を示しており、走行情報取得手段１４から得た自己位置推定値が（ｘ，ｙ，ａ）であるとともに、環境情報取得手段１３で取得した方向の異なる２つの壁Ｇ１，Ｇ２が地図情報上の壁と夫々α１，α２の角度差がある時、図９(b)に示すようにこれら角度差が０°となるように自己位置を修正（ｘ，ｙ，ａ−（α１＋α２）／２）し、さらに図９(c)に示すように情報取得手段１３で取得した方向の異なる２つの壁Ｇ１，Ｇ２と地図情報上の壁との間の距離ｄｘ，ｄｙが０となるように自己位置を修正（ｘ＋ｄｘ，ｙ−ｄｙ，ａ−（α１＋α２）／２）する。環境情報取得手段１３で一つの壁Ｇ１の情報のみが得られた場合においても、図１０に示すように、角度差α１と距離ｄｘとから、走行情報取得手段１４から得た自己位置（ｘ，ｙ，ａ）を、（ｘ＋ｄｘ，ｙ，ａ−α１）と修正すればよい。
【００２９】
そして、このような壁の情報を利用して修正を行う場合、環境情報取得手段１３で取得した壁Ｇ１，Ｇ２を地図情報上にプロットした時、壁Ｇ１，Ｇ２を中心とする所定の範囲ｋ内で地図情報上での壁を検索し、この範囲内で壁が存在しない場合、自律移動装置を停止させた上でより広い範囲Ｋ内で地図情報上の壁を検索する。そしてこの範囲Ｋ内でマッチングがとれない場合は、前述の場合と同様に範囲をずらして更に照合を行う。図１１は自律移動装置が実際は鎖線で示した位置及び方向にあるにもかかわらず、走行情報に基づく自己位置認識では実線で示す位置及び向きとなっており、さらに環境情報取得手段１３で得られたのが正面の壁Ｇ１だけであるとともに、該壁Ｇ１を地図情報上のどの壁にマッチングさせてよいのか判断がつかない場合を示しており、また、自己位置認識手段１５は、図１１(b)に示すように、環境情報取得手段１３によって複数の情報（２つの壁Ｇ１，Ｇ２の情報）が得られるまで、自律移動装置を予め設定されている方向及び速度でその場で回転させ、得られた複数の情報に基づいて自己位置推定値の修正を行う場合を示している。
【００３０】
なお、範囲を広げたりずらしたりしても自己位置の修正ができない場合に備えて、ヒューマンインターフェース１１には図１２に示すように、記憶手段１２に記憶させた複数のエリアの中から目的とするエリアを選択するためのエリア選択操作部２０と、この操作部２０の操作で選択されたエリアを表示するエリア地図表示部２１及びその一部を拡大表示する拡大地図表示部２２と、自律移動装置の向きの設定のための操作釦２３ａ，２３ｂと、位置認識開始釦２４とを設けたものとするとともに、エリア地図表示部２１はタッチパネルで形成して自律移動装置の位置入力を可能としている。図中３０ａ，３０ｂは夫々自己位置表示マークである。
【００３１】
自律移動装置が自己位置推定値を修正できず、その場で停止するとともに自己位置認識ができていないことのメッセージ表示を行った場合、オペレータはエリア選択操作部２０で該当エリア地図をエリア地図表示部２１に表示させ、この表示部２１で表示されたエリア地図上での自律移動装置の位置をタッチ入力で行えば、その周辺の拡大地図が拡大地図表示部２２に表示される。そして操作部２３ａ，２３ｂの操作で自律移動装置の向きを設定し、次いで位置認識開始釦２４を操作すれば、入力された位置情報の誤差を、環境情報取得手段１３で現在得られている環境情報と地図情報とから修正した上で、停止するまで行っていた目的地への移動動作を再開する。もちろん、位置入力がラフであっても自己位置の認識を確実に行えるように、上述の範囲の拡大や範囲をずらす動作がなされるようにしておく。
【００３２】
範囲を広げたりずらしたりしても自己位置の修正ができない場合の自律移動装置への自己位置ティーチングは、上記のようなヒューマンインターフェースを用いた手動による位置情報入力ではなく、次のようなものとしてもよい。
【００３３】
すなわち、自律移動装置の走行エリア内に予めティーチング箇所Ｔを決定してその場所に図１３に示すように向きを含むマーキングをしておく。また、自律移動装置には上記ティーチング箇所Ｔについての地図情報上での向きを含む位置情報を予め記憶させておくとともに、ティーチング釦（図示せず）を設けておく。
【００３４】
そして、自律移動装置が自己位置推定値を修正できず、その場で停止するとともに自己位置認識ができていないことのメッセージ表示を行った場合、オペレータＨが自律移動装置を上記ティーチング箇所Ｔまで押していき、自律移動装置の向きをティーチング箇所Ｔのマーキングに合わせ、その状態でティーチング釦を押せば、ティーチング箇所Ｔについての地図情報上での予め記憶させてある向きを含む位置情報を自己位置認識手段１５が現在の自己位置として取り込むようにしておくのである。
【００３５】
このようにして行う修正は、自律移動装置が認識している走行情報に基づく自己位置推定値が実際の位置から大きくはずれている場合に特に有効であるとともに、図１２に示した位置情報入力よりも簡便である。
【００３６】
なお、上記ティーチング箇所Ｔは、自律移動装置の自己位置認識手段１３が環境情報取得手段１３で得る環境情報に基づく自己位置の確認を確実に行うことができる地点であることが望ましいのはもちろんであり、ティーチング箇所Ｔの決定にあたっては予め実験で確かめておくことが好ましい。
【００３７】
このほか、自律移動装置が自己位置推定値を修正できず、その場で停止する場合、そのような事態に陥ったことをオペレータＨに知らせる必要があるが、オペレータがその自律移動装置の近傍に常に控えているとは限らず、自律移動装置が自己位置喪失のメッセージ表示を行ってもオペレータＨにすぐには伝わらないことがあることから、図１４に示すように、オペレータＨがよく駐在している地点に夫々パーソナルコンピュータなどからなる監視ステーションＳ１，Ｓ２・・・を配置しておき、これら監視ステーションＳ１，Ｓ２・・・にも教示を要請するメッセージ表示（音声や警報等を含む）を出力させるようにしておくのが好ましい。
【００３８】
図１５は無線による双方向通信手段を備えたこれら監視ステーションＳ１，Ｓ２と自律移動装置１との間の情報送受に関するフローの一例を示しており、自律移動装置１が複数の監視ステーションＳ１，Ｓ２に同時に教示要請信号を送り、いずれかの監視ステーションＳ２からオペレータＨが教示要請受理信号を自律移動装置１に送れば、他の監視ステーションＳ１に教示要請取下信号が出力され、さらにオペレータによる自律移動装置に対する操作で教示（ティーチング）が完了すれば、自律移動装置は復帰信号を各監視ステーションＳ１，Ｓ２に出力する。
【００３９】
各監視ステーションＳ１が図１６に示すように地図情報や自律移動装置１の管理を行う中央管理装置Ｎの配下にある場合、中央管理装置Ｎが自律移動装置１と監視ステーションＳ１，Ｓ２との間の中継を行うものであってもよい。
【００４０】
また、複数の監視ステーションＳ１，Ｓ２，Ｓ３があっても、オペレータＨがその自律移動装置のところに到着して教示を行うまでの時間を考えれば、一番近い位置にある監視ステーションＳ１を優先することが好ましい。このために自己位置を喪失する直前の自己位置推定値と、予め記憶していた各監視ステーションＳ１，Ｓ２，Ｓ３の位置情報とから、各監視ステーションＳ１，Ｓ２，Ｓ３までの距離ｄ１，ｄ２，ｄ３を演算し、一番近い監視ステーションＳ１には即座に教示要請信号を送るものとし、他の監視ステーションＳ２，Ｓ３には距離差と遅延速度Ｖとに応じた遅れｓ₂，ｓ₃（ｓ₂＝（ｄ２−ｄ１）／Ｖ、ｓ₃＝（ｄ３−ｄ１）／Ｖ）を持たせて教示要請信号を送るようにしてもよい。２番目に近い位置にある監視ステーションＳ２にはｓ₂秒後に、最も遠い位置にある監視ステーションＳ３にはｓ₃秒後に教示要請信号を送るのである。オペレータＨの操作によりいずれかの監視ステーションから教示要請受理信号を送信すれば、既に教示要請信号が送られていた他の監視ステーションには教示要請取下信号が送信されるようにしておくのは前記のものと同様である。
【００４１】
このほか、自律移動装置の自己位置認識手段１５が自己位置を認識できなくなった場合、その自己位置推定値（もしくは直前の位置）及び日時を記録するようにしておくことが望ましい。この記録のリストを調べることによって、特定の位置での反射マークの配置や壁等の配置が自己位置認識に不適切な状態にあることを知ることができる。また、自己位置喪失が特定の時間帯に集中しておれば、その時間帯に自己位置認識に用いている反射マークや壁等を環境情報取得手段１３が取得しにくくなっていることを知ることができる。従って、これらの解析を元に反射マークの配置や目的地までの経路の変更、使用する環境情報取得手段の変更などを検討することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、自己位置確認用の環境情報を取得するための環境情報取得手段及び走行エリアの地図情報と、自己の走行情報から地図平面内での位置情報及び進行方向角度情報を含む自己位置を推定するとともに、上記環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報とを照合して照合結果に基づいて自己位置推定値の修正を行う自己位置認識手段とを備えた自律移動装置において、上記自己位置認識手段は、環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報との照合に際し、環境情報取得手段で得た環境情報を中心として設定した所定範囲内で照合を行い、この照合で修正情報を得られない時、上記環境情報を中心として上記所定範囲を広げて再度照合を行うものであるために、環境情報を中心とする所定範囲内に限定して照合を行うことから、短時間で照合を行うことができて、移動しながらの照合動作も可能なものであり、しかも照合ができなかった場合は環境情報を中心として所定範囲を広げて再度照合を行うために、ほぼ確実に照合を行うことができるものであり、加えるに、この照合でも修正情報を得られない時、自己位置推定値の進行方向角度情報を予め定めた所定角度だけ変更することで上記所定範囲をずらして再度照合を行うために、所定範囲をずらして照合していくことを確実に行うことができるものであり、従って自己位置を見失って立ち往生したり、走行エリア外に移動してしまうことがないものである。
【００４３】
そして、環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報との照合に際し、環境情報取得手段で得た環境情報を中心として設定した所定範囲内で照合を行い、この照合で修正情報を得られない時、自己位置推定値の進行方向角度情報を予め定めた所定角度だけを変更することで上記所定範囲をずらして再度照合を行い、この照合でも修正情報を得られない時、上記環境情報を中心として上記所定範囲を広げて再度照合を行うものであっても確実に照合を行って自己位置の修正を行うことができる。
【００４４】
上記の所定範囲は環境情報から得た自己位置認識のための照合対象の推定位置を中心に設定していると、所定範囲が狭くても照合がとれる可能性が高くなるために、自己位置推定値の修正にかかる時間を短くすることができる。
【００４５】
また、自己位置認識手段は所定範囲を広げることまたは及び所定範囲をずらすことを環境情報取得手段で新たな照合対象または及び複数の照合対象を含む環境情報が得られるまで行うものであれば、照合動作をより的確に行うことができる。
【００４６】
また、地図情報を表示する表示部と、表示された地図上での自律移動装置の位置及び向きの入力用の操作入力部とを有するヒューマンインターフェース部を備えて、該ヒューマンインターフェース部で位置及び向きの入力がなされた時、自己位置認識手段は入力された情報と、上記環境情報取得手段で得た環境情報と、地図情報に含まれる環境情報とを照合して自己位置の修正を行った上で移動を再開するものであると、照合ができずに自己位置を見失うことがあったとしても、支障なく移動を再開させることができる。またこのようなヒューマンインターフェース部は、自律移動装置の初期位置設定にも有効に利用することができる。
【００４７】
また、自己位置認識手段は走行エリア内で予め定められたティーチング箇所の位置情報を予め記憶しており、そのティーチング箇所に位置していることの入力を受けて自己位置認識手段は自己位置を予め記憶しているティーチング箇所の位置情報に修正して移動を再開するものであれば、ティーチングを簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例の動作を示すフローチャートである。
【図２】同上のブロック図である。
【図３】 (a)(b)は同上の動作説明図である。
【図４】 (a)(b)は同上の動作説明図である。
【図５】同上の範囲を広げた場合の動作説明図である。
【図６】同上の範囲をずらした場合の動作説明図である。
【図７】 (a)(b)は同上の他の動作の説明図である。
【図８】他例の動作を示すフローチャートである。
【図９】 (a)(b)(c)は別の例の動作説明図である。
【図１０】 (a)(b)(c)は他の動作の動作説明図である。
【図１１】 (a)(b)(c)は更に他の動作の動作説明図である。
【図１２】ヒューマンインターフェースの正面図である。
【図１３】教示の他例の説明図である。
【図１４】自己位置喪失の報知に関する一例の説明図である。
【図１５】同上の動作図である。
【図１６】同上の他例のブロック図である。
【図１７】自己位置装置の報知に関する他例の説明図である。
【図１８】同上の説明図である。
【符号の説明】
１３環境情報取得手段
１４走行情報取得手段
１５自己位置認識手段

Claims

自己位置確認用の環境情報を取得するための環境情報取得手段及び走行エリアの地図情報と、自己の走行情報から地図平面内での位置情報及び進行方向角度情報を含む自己位置を推定するとともに、上記環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報とを照合して照合結果に基づいて自己位置推定値の修正を行う自己位置認識手段とを備えた自律移動装置において、上記自己位置認識手段は、環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報との照合に際し、環境情報取得手段で得た環境情報を中心として設定した所定範囲内で照合を行い、この照合で修正情報を得られない時、上記環境情報を中心として上記所定範囲を広げて再度照合を行い、この照合でも修正情報を得られない時、自己位置推定値の進行方向角度情報を予め定めた所定角度だけ変更することで上記所定範囲をずらして再度照合を行うものであることを特徴とする自律移動装置。
自己位置確認用の環境情報を取得するための環境情報取得手段及び走行エリアの地図情報と、自己の走行情報から地図平面内での位置情報及び進行方向角度情報を含む自己位置を推定するとともに、上記環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報とを照合して照合結果に基づいて自己位置推定値の修正を行う自己位置認識手段とを備えた自律移動装置において、上記自己位置認識手段は、環境情報取得手段で得た環境情報と上記地図情報に含まれる環境情報との照合に際し、環境情報取得手段で得た環境情報を中心として設定した所定範囲内で照合を行い、この照合で修正情報を得られない時、自己位置推定値の進行方向角度情報を予め定めた所定角度だけを変更することで上記所定範囲をずらして再度照合を行い、この照合でも修正情報を得られない時、上記環境情報を中心として上記所定範囲を広げて再度照合を行うものであることを特徴とする自律移動装置。
所定範囲は環境情報から得た自己位置認識のための照合対象の推定位置を中心に設定していることを特徴とする請求項１または２記載の自律移動装置。
自己位置認識手段は所定範囲をずらすことを環境情報取得手段で新たな照合対象または及び複数の照合対象を含む環境情報が得られるまで行うものであることを特徴とする請求項１または２記載の自律移動装置。
自己位置認識手段は所定範囲を広げることを環境情報取得手段で新たな照合対象または及び複数の照合対象を含む環境情報が得られるまで行うものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の自律移動装置。
地図情報を表示する表示部と、表示された地図上での自律移動装置の位置及び向きの入力用の操作入力部とを有するヒューマンインターフェース部を備えて、該ヒューマンインターフェース部で位置及び向きの入力がなされた時、自己位置認識手段は入力された情報と、上記環境情報取得手段で得た環境情報と、地図情報に含まれる環境情報とを照合して自己位置の修正を行った上で移動を再開するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自律移動装置。
自己位置認識手段は走行エリア内で予め定められたティーチング箇所の位置情報を予め記憶しており、そのティーチング箇所に位置していることの入力を受けて自己位置認識手段は自己位置を予め記憶しているティーチング箇所の位置情報に修正して移動を再開するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の自律移動装置。