JP5213655B2 - Autonomous mobile robot - Google Patents
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Description
本発明は、周囲環境をセンシングし自己位置を同定しながら自律的に移動する自律移動ロボットに関する。 The present invention relates to an autonomous mobile robot that moves autonomously while sensing the surrounding environment and identifying its own position.
例えば、下記の特許文献1には、危険な場所を回避しながら目的地への移動を可能とする自律移動ロボットシステムが開示されている。当該自律移動ロボットシステムは、予め定められた位置に設置されている標識を標識検出手段により検出した場合に、得られた自己位置が間違っていると判定し、ロボット本体の移動を一旦停止して危険個所を回避することができる。
For example,
ところで、搭載されているセンサが故障したり、外乱の影響でセンサが実環境の情報を正しく取得できなかった場合、自律移動ロボットは、自己位置の特定を正しく行うことができず、障害物にぶつかったり指示した場所とは異なる場所へ移動したりする場合がある。センサからの測定結果が実環境とは異なる場合、そのことを周囲の人間に通知できれば、その通知を受けた人間が自律移動ロボットを緊急停止させる等の対処が可能である。しかし、従来は自律移動ロボットがそのような状況にあることを周囲の人間に伝達しておらず、自律移動ロボットの異常な移動を未然に防ぐことができなかった。 By the way, if the installed sensor breaks down or the sensor cannot correctly acquire real-world information due to the influence of disturbance, the autonomous mobile robot cannot correctly identify its own position, There is a case where it collides or moves to a place different from the designated place. If the measurement result from the sensor is different from the actual environment, if it can be notified to the surrounding people, the person who has received the notification can take measures such as urgently stopping the autonomous mobile robot. However, conventionally, the autonomous mobile robot has not been informed of such a situation to surrounding people, and abnormal movement of the autonomous mobile robot could not be prevented.
本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、センサの故障等による自律移動ロボットの異常な移動を未然に防ぐことにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to prevent an abnormal movement of an autonomous mobile robot due to a sensor failure or the like.
上記課題を解決するために本発明の自律移動ロボットは、センサによって測定された情報と予め設定された実環境の物体の配置を示す情報との比較結果を周囲の人間に通知する。 In order to solve the above problems, the autonomous mobile robot of the present invention notifies surrounding humans of a comparison result between information measured by a sensor and information indicating the arrangement of a real environment object set in advance.
例えば、本発明は、自律移動ロボットであって、
物体の配置を示す地図情報を格納する地図情報格納部と、
前記自律移動ロボット周辺の実環境の情報を取得するセンサと、
前記地図情報内における自律移動ロボットの位置および向きを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記自律移動ロボットの位置および向きの情報に基づき決定される移動パラメータに従い自律移動ロボットを移動させる移動部と、
前記センサが取得した実環境の情報と前記地図情報とを比較する比較部と、
前記比較部における比較結果を通知する通知部と
を備え、
前記センサは、前記自律移動ロボットと自律移動ロボット周辺の物体との間の距離を測定する距離センサを複数有し、
前記地図情報は、前記距離センサが取り付けられている高さにおける実環境の形状を示す2次元地図情報であり、
前記算出部は、複数の前記距離センサが取得した距離を示す距離情報と前記2次元地図情報とを比較して最も一致度が高くなる位置および向きを、前記自律移動ロボットの位置および向きとして算出し、
前記比較部は、
前記算出部によって前記自律移動ロボットの位置が算出された後に、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記距離センサが測定した実測距離と、当該算出された自律移動ロボットの位置から前記2次元地図情報内の物体の位置までの当該方向における地図上の距離との差分を算出し、前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向を比較結果として前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボットを提供する。
For example, the present invention is an autonomous mobile robot,
A map information storage unit for storing map information indicating the arrangement of objects;
A sensor for acquiring information on a real environment around the autonomous mobile robot;
A calculation unit for calculating the position and orientation of the autonomous mobile robot in the map information;
A moving unit for moving the autonomous mobile robot according to a movement parameter determined based on the position and orientation information of the autonomous mobile robot calculated by the calculating unit;
A comparison unit that compares the map information with information on the real environment acquired by the sensor;
A notification unit for notifying the comparison result in the comparison unit ,
The sensor has a plurality of distance sensors for measuring a distance between the autonomous mobile robot and an object around the autonomous mobile robot,
The map information is two-dimensional map information indicating a shape of a real environment at a height at which the distance sensor is attached,
The calculation unit compares the distance information indicating the distances acquired by a plurality of the distance sensors and the two-dimensional map information, and calculates the position and direction having the highest degree of coincidence as the position and direction of the autonomous mobile robot. And
The comparison unit includes:
After the position of the autonomous mobile robot is calculated by the calculation unit, the distance sensor measures each direction in which each distance sensor measures a distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot. A difference between the measured distance and the distance on the map in the direction from the calculated position of the autonomous mobile robot to the position of the object in the two-dimensional map information, and the distance sensor from the autonomous mobile robot when the difference in a plurality of directions the distance measured to the object near the autonomous mobile robot is present direction equal to or greater than a predetermined value, characterized Rukoto is notified to the notification unit in that direction as a comparison result An autonomous mobile robot is provided.
本発明の自律移動ロボットによれば、センサの故障等による自律移動ロボットの異常な移動を未然に防ぐことができる。 According to the autonomous mobile robot of the present invention, abnormal movement of the autonomous mobile robot due to a sensor failure or the like can be prevented in advance.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、本発明の一実施形態に係る自律移動ロボット10の概観の一例を示す斜視図である。自律移動ロボット10は、センサユニット11、計算装置12、および移動装置13を備える。センサユニット11および計算装置12は、移動装置13上に設けられる。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an overview of an autonomous
センサユニット11は、複数の距離センサ14および複数の発光素子15を有する。それぞれの距離センサ14は、例えばレーザ距離センサであり、自律移動ロボット10の周辺の物体までの距離を所定の方向について測定し、測定したセンシングデータを計算装置12に提供する。それぞれの発光素子15は、例えばLED(Light Emitting Diode)であり、1つまたは複数の距離センサ14に対応して1つずつ設けられる。
The
計算装置12は、距離センサ14が配置された高さのxy平面における2次元地図を格納しており、複数の距離センサ14から提供されたそれぞれの方向の物体までのセンシングデータに基づいて、当該センシングデータが測定される2次元地図内の位置および向きを、自律移動ロボット10の位置および向きとして算出する。そして、計算装置12は、予め設定された2次元地図内の経路に沿って移動するよう移動装置13を制御する。
The
また、計算装置12は、算出した自律移動ロボット10の2次元地図上の位置および向きにおいて、2次元地図上の物体までの距離と所定値以上異なるセンシングデータが距離センサ14によって測定された場合に、そのセンシングデータを測定した距離センサ14に対応付けられている発光素子15を発光させる。
In addition, the
図2は、自律移動ロボット10の機能構成の一例を示すブロック図である。計算装置12は、地図情報格納部120、位置姿勢算出部121、移動制御部122、および発光制御部123を有する。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a functional configuration of the autonomous
地図情報格納部120は、距離センサ14が配置される高さにおける2次元地図である地図情報を予め格納している。地図情報格納部120は、例えば図3に示すように、物体が存在しない場所を白を示す画素21、物体が存在する場所を黒を示す画素22とするディジタル画像として地図情報を格納している。また、地図情報格納部120には、自律移動ロボット10の移動経路を示す情報が、例えば地図情報上の直線や曲線のデータとして予め格納されている。
The map
それぞれの距離センサ14は、自律移動ロボット10に対して所定の向きで配置され、例えば図4に示すように、それぞれの距離センサ14の測定可能範囲内(例えば8m以内)において、その方向にある物体23までの距離を測定し、測定した距離データを位置姿勢算出部121に提供する。位置姿勢算出部121は、それぞれの距離センサ14について、自律移動ロボット10に対する相対的な向きを示すデータを保持しており、それぞれの距離センサ14から提供された距離データに、当該距離センサ14の向きを示すデータを対応付けてセンシングデータを生成する。
Each
複数のセンシングデータであるセンシングデータ群24を図示すると、例えば図5のようになる。i番目のセンシングデータ25には、距離センサ14から物体までの距離diと(本実施形態では0<di<8m)、自律移動ロボット10の進行方向(図5におけるx軸方向)に対する方向を示す角度φi(本実施形態では−90°<φi<+90°)とが対応付けられている。
A
本実施形態において、それぞれの距離センサ14は、−90°から+90°まで1°毎に合計181個設けられているものとする。なお、他の形態として、センサユニット11には距離センサ14が1つ設けられ、その距離センサ14が、−90°から+90°まで1°毎に合計181個の方向について物体までの距離を測定するようにしてもよい。
In the present embodiment, it is assumed that a total of 181
距離センサ14からの距離データに基づいて、例えば図6(a)のセンシングデータ群24を生成した場合、位置姿勢算出部121は、地図情報格納部120内の地図情報上において、当該センシングデータ群24全体の位置および向きを変えながら、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群24の位置および向きを探す。
For example, when the
そして、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群24の位置および向きが、例えば図6(b)の状態である場合、位置姿勢算出部121は、そのときのセンシングデータの中心27を自律移動ロボット10の位置として特定し、そのときのセンシングデータの中心軸28を自律移動ロボット10の向きとして特定する。
When the position and orientation of the
そして、位置姿勢算出部121は、地図情報内で特定した自律移動ロボット10の位置および向きを示すデータと共に、生成したセンシングデータ群を発光制御部123へ送る。また、位置姿勢算出部121は、地図情報格納部120内の移動経路を参照して、自律移動ロボット10の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す情報を移動制御部122へ送る。
Then, the position and
移動制御部122は、位置姿勢算出部121から受け取った移動量および移動方向を示す情報に基づいて移動装置13を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を移動装置13に供給することにより、自律移動ロボット10を移動させる。
The
発光制御部123は、自律移動ロボット10の位置および向きを示すデータと共にセンシングデータ群を位置姿勢算出部121から受け取った場合に、地図情報格納部120内の地図情報を参照し、現在の自律移動ロボット10の位置および向きにおけるそれぞれのセンシングデータが示す方向について、センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット10の位置から物体までの距離との差が予め定められた値(例えば1m)以上となるセンシングデータが存在するか否かを判定する。
When the light
センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット10の位置から物体までの距離との差が予め定められた値以上となるセンシングデータが存在する場合、発光制御部123は、移動制御部122が移動装置13に移動のための制御信号を供給する前に、当該センシングデータを提供した距離センサ14に対応付けられている発光素子15を所定の色および発光強度で発光させる。
When there is sensing data in which the difference between the distance indicated by the sensing data and the distance from the position of the autonomous
また、発光素子15を発光させる場合、発光制御部123は、当該発光素子15を点滅させたり、点滅の時間間隔を変化させたり、色や発光強度を変化させたり、点滅、色、および発光強度の時間変化を組み合わせたりしてもよい。
When the
ここで、例えば図7に示すような実環境内に自律移動ロボット10が位置し、距離センサ14が正しく実環境の物体までの距離を測定することができている場合には、例えば図8に示すセンシングデータ群29が得られ、自律移動ロボット10は、実環境に即した適切な移動が可能となる。
Here, for example, when the autonomous
しかし、図9に示すように、距離センサ14の故障や外乱の影響等により、実環境には存在しない物体までの距離を示すデータが距離センサ14によって測定され、当外距離データに基づいて作成されたセンシングデータ31を含むセンシングデータ群30が得られる場合がある。自律移動ロボット10は、当該センシングデータ31に対応する位置に物体が存在するものと認識し、当該物体が移動経路の近傍に存在する場合には、移動経路を逸脱して当該物体との接触を回避したり、移動を停止したりする等の対処を行う場合がある。
However, as shown in FIG. 9, data indicating the distance to an object that does not exist in the actual environment is measured by the
しかし、実際にはセンシングデータ31に対応する位置に物体は存在しないため、自律移動ロボット10は無用な移動を行うことになり、移動経路を逸脱して指示されていない領域へ進入したり、目的地点への到着が遅れてしまう場合がある。
However, since there is actually no object at the position corresponding to the
また、図10に示すように、距離センサ14の故障や外乱の影響等により、実環境内に存在する物体に対して本来測定されるべき距離データが測定されないことにより、生成されるべきセンシングデータ33が存在しないセンシングデータ群32を生成した場合、自律移動ロボット10は、当該センシングデータ33の位置には物体が存在しないものとして移動することにより、当該物体にぶつかってしまう場合がある。
Also, as shown in FIG. 10, sensing data to be generated when distance data that should originally be measured for an object existing in the actual environment is not measured due to the failure of the
これに対して、本実施形態の自律移動ロボット10は、予め設定された地図情報と異なるセンシングデータが測定された場合には、そのセンシングデータが測定された方向について、予め設定された地図情報と異なるセンシングデータが測定された旨を発光素子15を発光させる等により周囲の人間に通知した後に、測定されたセンシングデータに従って移動する。
On the other hand, when the sensing data different from the preset map information is measured, the autonomous
これにより、発光素子15の発光を見た自律移動ロボット10の周囲の人間は、自律移動ロボット10の移動を停止させて、指示されていない領域への自律移動ロボット10の進入や、自律移動ロボット10と物体との衝突等を防止することができる。また、必要であれば、自律移動ロボット10内の地図情報、ならびに、位置姿勢算出部121によって算出された自律移動ロボット10の位置および向きを、実際の環境と見比べることにより、距離センサ14による距離データの測定が正しかったか否かを検証することにより、距離センサ14の故障の有無を判定することも可能となる。
As a result, the humans around the autonomous
なお、発光制御部123は、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ14によって測定された距離データの方が所定距離以上短い場合、すなわち、地図情報にない物体の距離データが測定された場合、対応する発光素子15を例えば緑色で発光させ、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ14によって測定された距離データの方が所定距離以上長い場合、すなわち、地図情報に存在する物体の距離データが測定されなかった場合、対応する発光素子15を例えば赤色で発光させることが好ましい。これにより、自律移動ロボット10が物体の存在を認識せずにその物体に衝突する可能性があることを周囲の人間に認識させることができる。
Note that the light
図11は、自律移動ロボット10の動作の一例を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing an example of the operation of the autonomous
まず、位置姿勢算出部121は、それぞれの距離センサ14によって測定された距離データを取得する(S100)。そして、位置姿勢算出部121は、それぞれの距離センサ14から取得した距離データに、当該距離センサ14の向きを示すデータを対応付けてセンシングデータを生成する。
First, the position /
次に、位置姿勢算出部121は、地図情報格納部120内の地図情報上において、生成したセンシングデータ群全体の位置および向きを変えながら、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群の位置および向きを検索し、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群の中心を自律移動ロボット10の位置として特定し、そのときのセンシングデータ群の中心軸を自律移動ロボット10の向きとして特定する(S101)。
Next, the position /
そして、位置姿勢算出部121は、特定した自律移動ロボット10の位置および向きを示すデータと共に、生成したセンシングデータ群を発光制御部123へ送る。そして、位置姿勢算出部121は、特定した自律移動ロボット10の位置および向きに基づいて地図情報格納部120内の移動経路を参照し、自律移動ロボット10の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す情報を移動制御部122へ送る。
Then, the position /
次に、発光制御部123は、地図情報格納部120内の地図情報を参照し、現在の自律移動ロボット10の位置および向きにおけるそれぞれのセンシングデータが示す方向について、センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット10の位置から物体までの距離との差が所定値以上となるセンシングデータが存在するか否かを判定する(S102)。
Next, the light
センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット10の位置から物体までの距離との差が所定値以上となるセンシングデータが存在しない場合(S102:No)、位置姿勢算出部121は、再びステップS100に示した処理を実行する。
When there is no sensing data in which the difference between the distance indicated by the sensing data and the distance from the position of the autonomous
センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット10の位置から物体までの距離との差が所定値以上となるセンシングデータが存在する場合(S102:Yes)、発光制御部123は、当該センシングデータを提供した距離センサ14を特定し(S103)、発光パターンを決定する(S104)。
When there is sensing data in which the difference between the distance indicated by the sensing data and the distance from the position of the autonomous
例えば、発光制御部123は、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ14によって測定された距離データの方が所定距離以上短い場合、発光パターンを緑色での点灯と決定し、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ14によって測定された距離データの方が所定距離以上長い場合、発光パターンを赤色での点灯と決定する。
For example, if the distance data measured by the
次に、発光制御部123は、ステップS103で特定した距離センサ14に対応付けられている発光素子15を、ステップS104で決定した発光パターンで発光させる(S105)。そして、移動制御部122は、位置姿勢算出部121から受け取った移動量および移動方向を示す情報に基づいて移動装置13を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を移動装置13に供給することにより、自律移動ロボット10を移動経路に沿って移動させ(S106)、位置姿勢算出部121は、再びステップS100に示す処理を実行する。
Next, the light
図12は、計算装置12の機能を実現するコンピュータ40のハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ40は、CPU(Central Processing Unit)41、RAM(Random Access Memory)42、ROM(Read Only Memory)43、HDD(Hard Disk Drive)44、入力インターフェイス(I/F)45、出力インターフェイス(I/F)46、およびメディアインターフェイス(I/F)47を備える。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of the computer 40 that implements the functions of the
CPU41は、ROM43またはHDD44に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ROM43は、コンピュータ40の起動時にCPU41によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ40のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。HDD44は、CPU41によって実行されるプログラムを格納する。
The
CPU41は、入力インターフェイス45を介して、距離センサ14を制御し、入力インターフェイス45を介して、距離センサ14からデータを取得する。また、CPU41は、出力インターフェイス46を介して、移動装置13および発光素子15を制御し、生成したデータを、出力インターフェイス46を介して移動装置13または発光素子15へ出力する。
The
メディアインターフェイス47は、記録媒体48に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、RAM42を介してCPU41に提供する。CPU41は、当該プログラムを、メディアインターフェイス47を介して記録媒体48からRAM42上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体48は、例えばDVD(Digital Versatile Disk)、PD(Phase change rewritable Disk)等の光学記録媒体、MO(Magneto-Optical disk)等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。
The
コンピュータ40のCPU41は、RAM42上にロードされたプログラムを実行することにより、地図情報格納部120、位置姿勢算出部121、移動制御部122、および発光制御部123の各機能を実現する。また、ROM43またはHDD44には、地図情報格納部120内のデータが格納される。コンピュータ40は、これらのプログラムを、記録媒体48から読み取って実行するが、他の例として、コンピュータ40に通信機能を設け、通信媒体を介してこれらのプログラムを取得するようにしてもよい。
The
以上、本発明の実施の形態について説明した。 The embodiment of the present invention has been described above.
上記説明から明らかなように、本実施形態の自律移動ロボット10によれば、距離センサ14の故障等による自律移動ロボット10の異常な移動を未然に防ぐことができる。
As is apparent from the above description, according to the autonomous
なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary.
例えば、それぞれの距離センサ14に対応付けた発光素子15を、例えば図13に示すように、複数の発光素子151が一列に並ぶ発光ユニット150としてもよい。発光制御部123は、センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット10の位置から物体までの距離との差が予め定められた値以上となるセンシングデータが存在する場合に、当該センシングデータを提供した距離センサ14に対応付けられている発光ユニット150において、当該センシングデータが示す距離に対応する数の発光素子151を所定の色および発光強度で発光させる。
For example, the
図13に示した例では、8mの測定可能距離を1.6m毎に5段階に分け、該当するセンシングデータによって示される距離が3.2m以上4.8m未満の範囲にあることを示している。これにより、それを見た周囲の人間は、発光している発光ユニット150に対応する距離センサ14によって測定されたおおよその距離を迅速に認識することができる。
In the example shown in FIG. 13, the measurable distance of 8 m is divided into five stages every 1.6 m, and the distance indicated by the corresponding sensing data is in the range of 3.2 m or more and less than 4.8 m. . As a result, surrounding people who have seen it can quickly recognize the approximate distance measured by the
また、発光制御部123は、図14に示すように、センシングデータによって示される距離と、地図情報上の物体までの距離とを、異なる色で表示するように、発光ユニット150内の発光素子151を制御してもよい。例えば、センシングデータによって示される距離を赤、地図情報上の物体までの距離を緑で表示するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 14, the light
この場合、例えば図14(a)の状態では、発光素子151−2および発光素子151−3が赤で発光し、発光素子151−4および発光素子151−5が赤と緑が混合して黄色で発光することになる。また、例えば図14(b)の状態では、発光素子151−2および発光素子151−3が緑で発光し、発光素子151−4および発光素子151−5が赤と緑が混合して黄色で発光することになる。 In this case, for example, in the state of FIG. 14A, the light emitting element 151-2 and the light emitting element 151-3 emit light in red, and the light emitting element 151-4 and the light emitting element 151-5 are mixed yellow and red. Will emit light. For example, in the state of FIG. 14B, the light emitting element 151-2 and the light emitting element 151-3 emit light in green, and the light emitting element 151-4 and the light emitting element 151-5 are mixed in red and green and yellow. It will emit light.
これにより、周囲の人間は、距離センサ14が物体との距離をおおよそどの程度と認識し、地図情報には物体までの距離としておおよそどのような値が格納されているのかを、発光ユニット150の表示から迅速に認識することができる。
Thereby, the surrounding human recognizes the distance to the object by the
また、図13または図14の発光ユニット150を、例えば図15に示すように放射状に並べ、例えば図16に示すようにセンサユニット11の上面に配置するようにしてもよい。これにより、自律移動ロボット10の周囲の人間にとって、発光ユニット150が示す距離が測定された方向と、実環境における方向との対応付けが容易になり、発光ユニット150の表示する方向をより迅速に認識することができる。
Further, the
また、複数の発光ユニット150に代えて、複数の発光素子15を、例えば図17に示すように、センサユニット11の上面に円弧状に配置してもよい。このように複数の発光素子15を配置することでも、自律移動ロボット10の周囲の人間にとって、それぞれの発光素子15に対応付けられた距離センサ14の測定方向と、実環境における方向との対応付けが容易になり、発光素子15の発光により示される距離センサ14の測定方向をより迅速に認識することができる。
Further, instead of the plurality of light emitting
また、図13または図14に示したそれぞれの発光ユニット150を、例えば図18に示すように、長手方向が上下方向となるようにセンサユニット11の筐体の側面に配置してもよい。また、図13または図14に示したそれぞれの発光ユニット150を、例えば図19に示すように、長手方向が上下方向となるように移動装置13の筐体の側面に配置してもよい。
Each of the
また、上記した実施形態において、自律移動ロボット10は、距離センサ14が測定した距離と地図情報格納部120内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、発光素子15の発光により、その方向を通知したが、他の形態として、自律移動ロボット10は、音声によりその方向を通知するようにしてもよい。また、この場合、自律移動ロボット10は、距離センサ14が測定した距離と地図情報格納部120内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、その方向について距離センサ14が測定した距離を音声によりさらに通知するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the autonomous
これにより、周囲の人間は、自律移動ロボット10を観察し続けなくとも、音声により距離センサ14が測定した距離と地図情報格納部120内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる旨を認識することができ、より迅速に自律移動ロボット10の異常な移動を防止することができる。
Thus, the surrounding human does not continue to observe the autonomous
また、上記した実施形態において、自律移動ロボット10は、複数の距離センサ14を有するが、他の形態として、自律移動ロボット10は、カメラ等の画像センサを有してもよい。この場合、地図情報格納部120内には、地図上の位置および向きの組み合わせ毎に、その位置および向きにおいて撮像されるべき画像のデータが格納されており、位置姿勢算出部121は、画像センサからの画像データを取得した場合に、地図情報格納部120を参照して、当該画像データに最も近い画像データが対応付けられている位置および向きを、現在の自律移動ロボット10の位置および向きとして特定する。
In the above-described embodiment, the autonomous
また、上記した実施形態において、自律移動ロボット10は、距離センサ14が測定した距離と地図情報格納部120内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、発光素子15の発光によりその方向を通知したが、他の形態として、自律移動ロボット10に無線通信機能を設け、距離センサ14が測定した距離と地図情報格納部120内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、自律移動ロボット10は、その方向や、その方向について距離センサ14が測定した距離、地図情報格納部120内の地図情報に含まれているその方向の物体までの距離等を自律移動ロボット10の管理者の無線通信端末に通知するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the autonomous
10・・・自律移動ロボット、11・・・センサユニット、12・・・計算装置、120・・・地図情報格納部、121・・・位置姿勢算出部、122・・・移動制御部、123・・・発光制御部、13・・・移動装置、14・・・距離センサ、15・・・発光素子、150・・・発光ユニット、151・・・発光素子、40・・・コンピュータ、41・・・CPU、42・・・RAM、43・・・ROM、44・・・HDD、45・・・入力インターフェイス、46・・・出力インターフェイス、47・・・メディアインターフェイス、48・・・記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (12)
物体の配置を示す地図情報を格納する地図情報格納部と、
前記自律移動ロボット周辺の実環境の情報を取得するセンサと、
前記地図情報内における自律移動ロボットの位置および向きを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記自律移動ロボットの位置および向きの情報に基づき決定される移動パラメータに従い自律移動ロボットを移動させる移動部と、
前記センサが取得した実環境の情報と前記地図情報とを比較する比較部と、
前記比較部における比較結果を通知する通知部と
を備え、
前記センサは、前記自律移動ロボットと自律移動ロボット周辺の物体との間の距離を測定する距離センサを複数有し、
前記地図情報は、前記距離センサが取り付けられている高さにおける実環境の形状を示す2次元地図情報であり、
前記算出部は、複数の前記距離センサが取得した距離を示す距離情報と前記2次元地図情報とを比較して最も一致度が高くなる位置および向きを、前記自律移動ロボットの位置および向きとして算出し、
前記比較部は、
前記算出部によって前記自律移動ロボットの位置が算出された後に、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記距離センサが測定した実測距離と、当該算出された自律移動ロボットの位置から前記2次元地図情報内の物体の位置までの当該方向における地図上の距離との差分を算出し、前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向を比較結果として前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。 An autonomous mobile robot,
A map information storage unit for storing map information indicating the arrangement of objects;
A sensor for acquiring information on a real environment around the autonomous mobile robot;
A calculation unit for calculating the position and orientation of the autonomous mobile robot in the map information;
A moving unit for moving the autonomous mobile robot according to a movement parameter determined based on the position and orientation information of the autonomous mobile robot calculated by the calculating unit;
A comparison unit that compares the map information with information on the real environment acquired by the sensor;
A notification unit for notifying the comparison result in the comparison unit ,
The sensor has a plurality of distance sensors for measuring a distance between the autonomous mobile robot and an object around the autonomous mobile robot,
The map information is two-dimensional map information indicating a shape of a real environment at a height at which the distance sensor is attached,
The calculation unit compares the distance information indicating the distances acquired by a plurality of the distance sensors and the two-dimensional map information, and calculates the position and direction having the highest degree of coincidence as the position and direction of the autonomous mobile robot. And
The comparison unit includes:
After the position of the autonomous mobile robot is calculated by the calculation unit, the distance sensor measures each direction in which each distance sensor measures a distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot. A difference between the measured distance and the distance on the map in the direction from the calculated position of the autonomous mobile robot to the position of the object in the two-dimensional map information, and the distance sensor from the autonomous mobile robot when the difference in a plurality of directions the distance measured to the object near the autonomous mobile robot is present direction equal to or greater than a predetermined value, characterized Rukoto is notified to the notification unit in that direction as a comparison result An autonomous mobile robot.
前記通知部は、それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた発光素子を複数有し、
前記比較部は、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に対応付けられている発光素子を発光させることにより前記比較結果を前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 1 ,
The notification unit includes a plurality of light emitting elements associated with respective directions measured by the respective distance sensors,
The comparison unit calculates a difference between the measured distance and the distance on the map for each direction in which each distance sensor measures a distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, When there are directions in which the difference is equal to or greater than a predetermined value among a plurality of directions in which the plurality of distance sensors measure the distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, the direction is associated with the direction An autonomous mobile robot characterized in that the notification unit is notified of the comparison result by causing a light emitting element to emit light.
それぞれの前記発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の上面に円弧状に並べて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 2 ,
Each of the light emitting elements is mounted on the autonomous mobile robot and arranged in an arc shape on an upper surface of a housing that houses the distance sensor.
それぞれの前記発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の側面に、前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 2 ,
Each of the light emitting elements is disposed on a side surface of a housing that is mounted on the autonomous mobile robot and accommodates the distance sensor, and is associated with each direction measured by the distance sensor. .
それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定するそれぞれの方向には、複数の発光素子が対応付けられており、
前記比較部は、
それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に対応付けられている複数の発光素子を、前記実測距離に対応する数分発光させることにより前記比較結果を前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 2 ,
A plurality of light emitting elements are associated with each direction in which each distance sensor measures a distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot,
The comparison unit includes:
For each direction in which each of the distance sensors measures the distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, the difference between the measured distance and the distance on the map is calculated, and a plurality of the distance sensors If there is a direction in which the difference is a predetermined value or more among a plurality of directions in which the distance from the autonomous mobile robot to objects around the autonomous mobile robot is measured, a plurality of An autonomous mobile robot characterized in that the notification unit is notified of the comparison result by causing a light emitting element to emit light for a number corresponding to the measured distance.
それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた複数の発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の上面に、それぞれの方向について一列に並べて設けられることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 5 ,
The plurality of light emitting elements associated with the respective directions measured by the respective distance sensors are arranged in a line in the respective directions on the upper surface of a housing that is mounted on the autonomous mobile robot and accommodates the distance sensor. An autonomous mobile robot characterized by this.
それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた複数の発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の側面に、上下方向に一列に並べて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 5 ,
The plurality of light emitting elements associated with the respective directions measured by the respective distance sensors are arranged in a line in the vertical direction on the side surface of the casing that is mounted on the autonomous mobile robot and accommodates the distance sensor. An autonomous mobile robot characterized by this.
それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた複数の発光素子は、前記移動部の筐体の側面に、上下方向に一列に並べて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 5 ,
The autonomous mobile robot, wherein the plurality of light emitting elements associated with the respective directions measured by the respective distance sensors are arranged in a line in the vertical direction on the side surface of the casing of the moving unit.
前記比較部は、
それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に対応付けられている複数の発光素子を、前記実測距離に対応する数分第1の色により発光させると共に、前記地図上の距離に対応する数分第2の色により発光させることにより前記比較結果を前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to any one of claims 5 to 8 ,
The comparison unit includes:
For each direction in which each of the distance sensors measures the distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, the difference between the measured distance and the distance on the map is calculated, and a plurality of the distance sensors If there is a direction in which the difference is a predetermined value or more among a plurality of directions in which the distance from the autonomous mobile robot to objects around the autonomous mobile robot is measured, a plurality of The light emitting element emits light with a first color for a number corresponding to the measured distance, and emits light with a second color for a number corresponding to the distance on the map to notify the notification unit of the comparison result. An autonomous mobile robot characterized by this.
前記通知部は、さらに、前記発光素子の点滅、色、発光強度、もしくはこれらの組み合わせ、またはこれらの時間変化の組み合わせにより前記比較結果を通知することを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to any one of claims 2 to 9 ,
The notifying unit further notifies the comparison result by blinking of the light emitting element, color, light emission intensity, a combination thereof, or a combination of these time changes.
前記比較部は、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に地図情報とは異なる物体が存在する旨またはその方向に地図情報にある物体が存在しない旨を音声により前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 1 ,
The comparison unit calculates a difference between the measured distance and the distance on the map for each direction in which each distance sensor measures a distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, If there is a direction in which the difference is equal to or greater than a predetermined value among a plurality of directions in which the plurality of distance sensors measure the distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, map information is displayed in that direction. An autonomous mobile robot characterized in that the notification unit is notified by voice that there is an object different from the above or that there is no object in the map information in that direction.
前記比較部は、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、前記実測距離を、その方向に存在する物体までの距離として前記通知部にさらに通知させることを特徴とする自律移動ロボット。 The autonomous mobile robot according to claim 11 ,
The comparison unit calculates a difference between the measured distance and the distance on the map for each direction in which each distance sensor measures a distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, When there are directions in which the difference is a predetermined value or more among a plurality of directions in which the plurality of distance sensors measure the distance from the autonomous mobile robot to an object around the autonomous mobile robot, the measured distance is An autonomous mobile robot characterized in that the notification unit is further notified of the distance to an object existing in that direction.
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