JP4745160B2 - 移動ロボット - Google Patents
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Description
走行経路に配設された地点指示手段を検出する移動ロボットであって、
移動ロボットの進行方向に対し互いに前後となる位置に設けられて前記地点指示手段の有無を検出する第一及び第二の指示手段検出部と、
現在の自己位置を検出する自己位置検出部と、
前記自己位置検出部の検出結果に基づき前記指示手段検出部にて検出された前記地点指示手段の位置を算出する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第二の指示手段検出部により検出された前記地点指示手段の位置が、前記第一の指示手段検出部により検出された前記地点指示手段の位置と略同一であれば、前記地点指示手段の存在を判定することを特徴としている。
移動手段として駆動される車輪を備え、前記第一及び第二の指示手段検出部は、前記車輪を挟んで前記進行方向の前方と後方に設置されることを特徴としている。
前記指示手段検出部は、
前記走行経路に沿って配設され前記移動ロボットを案内する経路指示手段を検出するとともに、該経路指示手段が所定長さ破断している箇所を地点指示手段として検出することを特徴としている。
さらに、前記地点指示手段の位置を予め記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記地点指示手段の存在を判定したときの当該地点指示手段の位置と、前記記憶部に記憶された当該地点指示手段の位置とを比較して、両者の差が所定距離以内であれば、前記記憶部に記憶された当該地点指示手段の位置により前記自己位置を補正し、両者の差が所定距離より大きければ異常を出力することを特徴としている。
図1は、本発明の一実施形態に係る移動ロボット1が利用される環境である監視区域の平面図と、同移動ロボット1の外観を示す斜視図である。
図2は、本例の移動ロボット1の具体的な構成を示す機能ブロック図である。
移動ロボット1は図1(b)及び図3に示すように4つの車輪6を有しており、それらのうち右前輪6、左前輪6の2つが駆動輪(制御輪)として機能し、左右の後輪は従輪(キャスター)となる。移動手段は、右前輪6,左前輪6と左右各前輪6を独立に駆動する2つのモータ8で構成されており、左右各前輪6の回転速度により直進走行速度、旋回走行速度が制御され、旋回方向も制御される。この左右各前輪6の回転速度は移動制御部9により制御される。なお、左右前輪6を独立に制御する代わりに、舵角を制御して旋回速度を制御する方式でもよいし、車輪駆動でなく、左右のクローラを独立に制御する方式でもよい。
指示手段検出部10は、移動経路上の経路指示手段である前述した磁気ガイド3を検出し、また磁気ガイド3上に配置された所定の破断部分をマーカとして検出する。
移動制御部9は、移動手段の車輪6を駆動するモータ8を制御するための手段である。移動制御部9は、指示手段検出部10による磁気ガイド3の検知出力に応じて、例えば周知のPID制御などにより、移動ロボット1が磁気ガイド3に沿って移動するようモータ8を制御する。また、移動制御部9は、後述する自己位置算出手段としての位置算出部15による走行区間の検出に応じて、予め設定された経路情報に基づき移動速度を制御し、位置算出部15による特定地点の検出に応じて走行停止する。
自己位置検出部13は、前記移動手段の各モータ8にそれぞれ設置された回転量検出部としてのレゾルバ14と、各レゾルバ14にそれぞれ接続された自己位置算出手段としての位置算出部15からなる。レゾルバ14はモータ8の回転軸の絶対位置をそれぞれ検出する。位置算出部15はレゾルバ14の出力から得られるモータ8の回転軸の回転量から左右各前輪6それぞれの回転量を算出し、左右各前輪6それぞれの回転量と車輪半径から算出された左右各前輪6の走行距離の平均から移動ロボット1の走行距離を算出する。
障害物検出部16は、移動ロボット1の前方を走査して路面の状態、路面上の異物その他の被検出対象を検出するための手段である。図1(b)及び図3(b)に示すように、障害物検出部16は移動ロボット1の本体の前面側に、進行方向の前方下方に向けて設置された測距センサとしてのレーザセンサ2を有している。レーザセンサ2は、レーザ発振器よりレーザ光を照射するとともに、レーザ光の光路上にある物体にて反射した際の反射光を受けて検知信号を出力する投受波部を備えている。レーザセンサ2は、レーザ光の走査手段である走査鏡と、この走査鏡を回転駆動する手段とを有しており、前記レーザ発振器から発射されるレーザ光の照射方向(照射角度)を制御して、移動ロボット1の前方を含む所定の範囲を所定周期(例えば33ms)で空間走査している。
記憶部17は、移動ロボット1の各種処理に使用される情報を記憶している。記憶部17が記憶する情報には、以下1),2) が含まれる。
1)移動経路の情報を示した経路情報
2)位置算出部により算出された移動ロボット1の位置情報
また、経路情報には、各マーカを検出したときの制御命令が記憶されてよく、例えば、撮像ユニット7により、画像センシングを行う命令や、経路上の分岐点の進行方向を指定する命令などが、マーカに対応して記憶される。
また、本例では、後述するマーカの正確な判定等のため、前記自己位置情報と磁気センサ11の出力する磁気ガイド3の有無についての出力とからマーカ候補の長さとその座標を算出するが、このマーカ候補情報をマーカ候補がマーカと確定するまで記憶部17に記憶することができる。
撮像ユニット7は、移動ロボット1の本体上面に搭載されて移動ロボット1の周囲を撮像する手段である。本例では、複数のカメラを周方向に外向きに並べて全周をカバーするようにしている。
通信部20は、遠隔の監視センタと信号を送受信する無線通信手段である。通信部20は、移動ロボット1が監視領域内で障害物等の異常を検知した場合、遠隔の監視センタに無線等で異常信号を出力する。また、通信部20は、撮像ユニット7が撮像した画像と自己位置検出部13が算出した移動ロボット1の位置を遠隔の監視センタに送信し、監視センタから送信された制御コマンドの信号を受信して後述する制御部21に入力する。
制御部21は、移動ロボット1の各構成部分を統括的に制御する手段であり、CPU等を備えたコンピュータで構成される。本例では、磁気ガイド3を検出しつつ、これに沿って移動しながら、レーザセンサ2によって進行方向の前方を監視するとともに、撮像ユニット7で周囲の状況を観察しており、さらにマーカ4の検出により自己位置を適宜補正しているが、このような制御は本制御部21によって行っている。
以下、本例の移動ロボット1の走行時における制御手段21による制御動作を説明する。本例の移動ロボット1が磁気ガイド3とマーカ4を検出して行う全体的な移動時の制御手順を図4のフローチャートを用いて説明する。図4における説明では、Sで始まる連続番号により制御手順の各ステップを示すものとする。
10…指示手段検出部
13…自己位置検出部
17…記憶部
21…制御手段としての制御部
Claims (4)
- 走行経路に配設された地点指示手段を検出する移動ロボットであって、
移動ロボットの進行方向に対し互いに前後となる位置に設けられて前記地点指示手段の有無を検出する第一及び第二の指示手段検出部と、
現在の自己位置を検出する自己位置検出部と、
前記自己位置検出部の検出結果に基づき前記指示手段検出部にて検出された前記地点指示手段の位置を算出する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第二の指示手段検出部により検出された前記地点指示手段の位置が、前記第一の指示手段検出部により検出された前記地点指示手段の位置と略同一であれば、前記地点指示手段の存在を判定することを特徴とした移動ロボット。 - 移動手段として駆動される車輪を備え、前記第一及び第二の指示手段検出部は、前記車輪を挟んで前記進行方向の前方と後方に設置されることを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記指示手段検出部は、
前記走行経路に沿って配設され前記移動ロボットを案内する経路指示手段を検出するとともに、該経路指示手段が所定長さ破断している箇所を地点指示手段として検出する請求項1又は2に記載の移動ロボット。 - さらに、前記地点指示手段の位置を予め記憶した記憶部を備え、
前記制御部は、前記地点指示手段の存在を判定したときの当該地点指示手段の位置と、前記記憶部に記憶された当該地点指示手段の位置とを比較して、両者の差が所定距離以内であれば、前記記憶部に記憶された当該地点指示手段の位置により前記自己位置を補正し、両者の差が所定距離より大きければ異常を出力する請求項1乃至3の何れか一つに記載の移動ロボット。
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