JP5245139B2 - Mobile object guidance system and guidance method - Google Patents
Mobile object guidance system and guidance method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5245139B2 JP5245139B2 JP2008251230A JP2008251230A JP5245139B2 JP 5245139 B2 JP5245139 B2 JP 5245139B2 JP 2008251230 A JP2008251230 A JP 2008251230A JP 2008251230 A JP2008251230 A JP 2008251230A JP 5245139 B2 JP5245139 B2 JP 5245139B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light reflecting
- tunnel
- reflecting member
- moving body
- laser scanner
- 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.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 46
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、坑道内を走行する無人搬送車などの移動体を誘導するための誘導システム及び誘導方法に関する。 The present invention relates to a guidance system and a guidance method for guiding a moving body such as an automatic guided vehicle traveling in a tunnel.
GPS測位方式を利用して無人の搬送車両などを誘導するシステムや方法などが知られている。しかしながら、GPS測位方式による誘導システムの場合には、GPS衛星を捕捉可能な環境でなければ精度の高い測位は実現できず、例えば、トンネル内や特定の大型施設内などの外界から遮蔽された空間での誘導には不向きであった。一方で、例えば、ガイド式と呼ばれる誘導方式が知られている(特許文献1参照)。ガイド式の場合、例えば、適宜間隔で磁石を埋設し、搬送車両は、その磁石からの磁場を検知して走行ルートの検知を行っていた。また、走行ルートに沿って所定の誘導線などを敷設しておき、光学方式、磁気方式または電磁方式などのセンサで誘導線を検知しながら搬送車両を誘導する方法などもある。 A system or method for guiding an unmanned transport vehicle using a GPS positioning method is known. However, in the case of a guidance system based on the GPS positioning method, accurate positioning cannot be realized unless the environment can capture GPS satellites. For example, a space shielded from the outside world such as in a tunnel or a specific large facility. It was unsuitable for guidance. On the other hand, for example, a guidance system called a guide system is known (see Patent Document 1). In the case of the guide type, for example, magnets are embedded at appropriate intervals, and the transport vehicle detects the travel route by detecting the magnetic field from the magnets. In addition, there is a method in which a predetermined guide line or the like is laid along the travel route, and the conveyance vehicle is guided while detecting the guide line with a sensor such as an optical system, a magnetic system, or an electromagnetic system.
しかしながら、上記したガイド式による誘導方式では、誘導のための設備の敷設や撤去が必要で面倒である。また、磁気方式または電磁方式などのガイド方式では、設置距離がシビアになる一方、光学方式などのガイド方式では、画像解析が複雑になるという問題もある。 However, the guide type guidance method described above is troublesome because it is necessary to lay or remove equipment for guidance. In addition, the guide method such as the magnetic method or the electromagnetic method has a severe installation distance, but the guide method such as the optical method has a problem that the image analysis is complicated.
本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、坑道内において比較的に簡易な設備により移動体をより精度良く誘導することを可能にする移動体の誘導システム及び誘導方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above-described problems, and provides a moving body guidance system and a guidance method capable of guiding a moving body more accurately with relatively simple equipment in a tunnel. For the purpose.
発明者は、上記した目的を達成するために鋭意検討し、移動体を誘導するルートに沿った周囲環境の形状情報を予め3次元マップとして取得しておき、移動体を走行させる時にレーザスキャナにより周囲環境をスキャンし、これを3次元マップと対比することで、移動体の位置を認識させながら誘導することを考えた。 The inventor diligently studied to achieve the above-described object, and previously acquired the shape information of the surrounding environment along the route for guiding the moving body as a three-dimensional map. We considered that the surrounding environment is scanned and compared with a three-dimensional map to guide it while recognizing the position of the moving body.
しかしながら、トンネルなどの坑道内は長手方向に同一形状が連続するため、レーザスキャナにより移動体の坑道内における横位置は検出できても、長手方向の位置までは正確に検出することは難しい。このとき、車輪センサなどにより長手方向の位置を検出することも考えられるが、車輪の滑りや荷重の有無による車輪径の変動などの影響から、精度良く長手方向の位置を検出することは難しい。 However, since the same shape continues in the longitudinal direction in a tunnel such as a tunnel, it is difficult to accurately detect the position in the longitudinal direction even if the lateral position of the moving body in the tunnel can be detected by the laser scanner. At this time, it is conceivable to detect the position in the longitudinal direction with a wheel sensor or the like, but it is difficult to accurately detect the position in the longitudinal direction due to the influence of wheel slippage or fluctuations in the wheel diameter due to the presence or absence of a load.
そこで、坑道内の所定位置に光反射部材を配置し、レーザスキャナによりこれを捕捉したときは、これとの相対位置関係から長手方向の位置を推定すると共に、車輪センサなどの移動距離検出手段の起算位置を補正することとした。これにより、光反射部材を捕捉できないときは移動距離検出手段で推定したものを長手方向の位置と推定しつつ、光反射部材を捕捉できるときはこれを使って推定したものを移動体の長手方向の位置と推定することで、光反射部材を捕捉する度に長手方向の位置をより精度の高いものに修正することができ、また移動距離検出手段の起算位置を補正することで、移動距離の累積誤差を補正することができて、移動体をより精度良く誘導することが可能となることを見出した。本発明は、上記した知見に基づいて為されたものである。 Therefore, when the light reflecting member is arranged at a predetermined position in the tunnel and captured by the laser scanner, the position in the longitudinal direction is estimated from the relative positional relationship with this and the moving distance detecting means such as a wheel sensor is used. The starting position was corrected. As a result, when the light reflecting member cannot be captured, the position estimated by the moving distance detecting means is estimated as the position in the longitudinal direction, and when the light reflecting member can be captured, the estimated position using the longitudinal direction of the moving object is estimated. It is possible to correct the position in the longitudinal direction with higher accuracy every time the light reflecting member is captured, and by correcting the starting position of the moving distance detecting means, It has been found that the accumulated error can be corrected and the moving body can be guided with higher accuracy. The present invention has been made based on the above findings.
本発明は、坑道内で移動体を誘導する誘導システムである。このシステムは、移動体に搭載され、移動体の周囲環境に関する形状情報を取得するレーザスキャナと、坑道内の長手方向に沿った形状情報を含む3次元マップを記憶するマップ記憶手段と、移動体の起算位置からの移動距離を検出する移動距離検出手段と、移動距離検出手段で検出された移動距離と起算位置とに基づいて、移動体の坑道内における長手方向の位置を推定する第1位置推定手段と、坑道内の所定位置に配置された所定の光反射部材と、レーザスキャナで捕捉した光反射部材との相対位置に基づいて、移動体の坑道内における長手方向の位置を推定する第2位置推定手段と、レーザスキャナで光反射部材を捕捉しない場合は第1位置推定手段で推定したものを、レーザスキャナで光反射部材を捕捉した場合は第2位置推定手段により推定したものを、移動体の坑道内における長手方向の位置として選択する選択手段と、レーザスキャナで光反射部材を捕捉した場合に、移動距離検出手段による起算位置を第2位置推定手段により推定した位置に補正する補正手段と、3次元マップから抽出された形状情報とレーザスキャナで取得された形状情報と選択手段により選択された移動体の坑道内における長手方向の位置とに基づいて、坑道内での移動体の位置姿勢情報を割り出す演算手段と、演算手段で割り出された位置姿勢情報に基づく絶対誘導によって、移動体を走行制御する絶対誘導制御手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention is a guidance system for guiding a moving body in a tunnel. This system is equipped with a laser scanner that is mounted on a moving body and acquires shape information related to the surrounding environment of the moving body, a map storage unit that stores a three-dimensional map including shape information along the longitudinal direction in the tunnel, and the moving body A moving distance detecting means for detecting a moving distance from the starting position of the first position, and a first position for estimating a longitudinal position of the moving body in the tunnel based on the moving distance and the starting position detected by the moving distance detecting means Based on the relative positions of the estimating means, the predetermined light reflecting member arranged at a predetermined position in the tunnel, and the light reflecting member captured by the laser scanner, the position of the moving body in the longitudinal direction is estimated. If the light reflecting member is not captured by the two-position estimating means and the laser scanner, the one estimated by the first position estimating means is used. If the light reflecting member is captured by the laser scanner, the second position estimating means is used. When the light reflecting member is captured by the laser scanner, the position calculated by the moving distance detecting means is estimated by the second position estimating means when the estimated position is selected as the position in the longitudinal direction of the moving object in the tunnel. Based on shape information extracted from the three-dimensional map, shape information obtained by the laser scanner, and a longitudinal position of the moving body selected by the selection means in the shaft. Calculating means for determining the position and orientation information of the moving body in the vehicle, and absolute guidance control means for controlling the traveling of the moving body by absolute guidance based on the position and orientation information determined by the calculating means. .
この誘導システムでは、レーザスキャナにより光反射部材を捕捉したときは、これとの相対位置に基づいて第2位置推定手段により長手方向の位置を推定すると共に、移動距離検出手段の起算位置を第2位置推定手段により推定した位置に補正することができる。これにより、光反射部材を捕捉できないときは移動距離検出手段で推定したものを長手方向の位置と推定しつつ、光反射部材を捕捉できるときはこれを使って推定したものを移動体の長手方向の位置と推定することで、光反射部材を捕捉する度に長手方向の位置をより精度の高いものに修正することができ、また移動距離検出手段の起算位置を補正することで、移動距離の累積誤差を補正することができる。その結果、このようにして推定した長手方向の位置と、3次元マップから抽出された形状情報と、レーザスキャナで取得された形状情報とに基づいて、坑道内での移動体の位置姿勢情報をより正確に割り出し、絶対誘導により移動体をより精度良く誘導することができる。また、ガイド式による誘導方式と比べても、比較的に簡易な設備で精度良い誘導を実現することができる。 In this guidance system, when the light reflecting member is captured by the laser scanner, the position in the longitudinal direction is estimated by the second position estimating means based on the relative position to the light reflecting member, and the starting position of the moving distance detecting means is set to the second position. The position can be corrected to the position estimated by the position estimating means. As a result, when the light reflecting member cannot be captured, the position estimated by the moving distance detecting means is estimated as the position in the longitudinal direction, and when the light reflecting member can be captured, the estimated position using the longitudinal direction of the moving object is estimated. It is possible to correct the position in the longitudinal direction with higher accuracy every time the light reflecting member is captured, and by correcting the starting position of the moving distance detecting means, Cumulative error can be corrected. As a result, based on the position in the longitudinal direction estimated in this way, the shape information extracted from the three-dimensional map, and the shape information acquired by the laser scanner, the position and orientation information of the moving body in the tunnel is obtained. The moving body can be guided more accurately by absolute guidance and by absolute guidance. Compared with the guide-type guidance method, it is possible to realize guidance with high accuracy with relatively simple equipment.
光反射部材は複数存在し、坑道内の長手方向に一定間隔で配置されており、第2位置推定手段は、レーザスキャナで捕捉された光反射部材との相対位置に基づいて、移動体の坑道内における長手方向の位置を推定すると好適である。このようにすれば、一定間隔で配置された複数の光反射部材のうち、最初に捕捉するものの位置情報を記憶しておけば、その位置情報から順次光反射部材を捕捉し、それとの相対位置から移動体の長手方向の位置を精度良く推定することができる。 There are a plurality of light reflecting members, which are arranged at regular intervals in the longitudinal direction in the tunnel, and the second position estimating means is based on the relative position with respect to the light reflecting member captured by the laser scanner. It is preferable to estimate the position in the longitudinal direction inside. In this way, if the position information of the first light-capturing member arranged at regular intervals is stored, the light-reflecting member is sequentially captured from the position information, and the relative position with respect to it. Therefore, the position of the moving body in the longitudinal direction can be estimated with high accuracy.
さらに、光反射部材の識別情報と光反射部材の位置情報とを対応付けて記憶する光反射部材情報記憶手段を更に備え、レーザスキャナは、光反射部材の識別情報を捕捉し、第2位置推定手段は、レーザスキャナで捕捉された光反射部材の識別情報に対応付けられた位置情報を光反射部材情報記憶手段から読み出し、読み出した位置情報を加味して、移動体の坑道内における長手方向の位置を推定すると好適である。このようにすれば、光反射部材の識別情報を取得することで、その識別情報に対応付けられた位置情報が一義的に定まるため、現在の光反射部材の位置を割り出し、それとの相対位置から移動体の長手方向の位置を精度良く推定することができる。 Furthermore, a light reflection member information storage means for storing the light reflection member identification information and the light reflection member position information in association with each other is further provided, and the laser scanner captures the light reflection member identification information and performs second position estimation. The means reads out the position information associated with the identification information of the light reflecting member captured by the laser scanner from the light reflecting member information storage means, and adds the read position information to the longitudinal direction in the tunnel of the moving body. It is preferable to estimate the position. In this way, by acquiring the identification information of the light reflecting member, the position information associated with the identification information is uniquely determined. Therefore, the current position of the light reflecting member is determined, and the relative position to it is determined. The position of the moving body in the longitudinal direction can be estimated with high accuracy.
光反射部材は、坑道内の周囲環境とは区別可能な光反射率を有すると好適である。このようにすれば、光反射部材からの反射光を周囲環境とは区別して確実に捕捉できるようになる。 It is preferable that the light reflecting member has a light reflectance that is distinguishable from the surrounding environment in the tunnel. In this way, the reflected light from the light reflecting member can be reliably captured separately from the surrounding environment.
本発明は、坑道内で移動体を誘導する誘導方法である。この方法は、レーザスキャナにより坑道内を走査して移動体の周囲環境に関する形状情報を取得する走査ステップと、移動体の起算位置からの移動距離を検出する移動距離検出ステップと、移動距離検出ステップにおいて検出した移動距離と起算位置とに基づいて、移動体の坑道内における長手方向の位置を推定する第1位置推定ステップと、坑道内の所定位置に設けられた所定の光反射部材をレーザスキャナで捕捉する光反射部材捕捉ステップと、レーザスキャナで捕捉した光反射部材との相対位置に基づいて、移動体の坑道内における長手方向の位置を推定する第2位置推定ステップと、レーザスキャナで光反射部材を捕捉しない場合は第1位置推定ステップで推定したものを、レーザスキャナで光反射部材を捕捉した場合は第2位置推定ステップにより推定したものを、移動体の坑道内における長手方向の位置として選択する選択ステップと、レーザスキャナで光反射部材を捕捉した場合に、移動距離検出手段による起算位置を第2位置推定ステップにおいて推定した位置に補正する補正ステップと、坑道内の長手方向に沿った形状情報を含む3次元マップから抽出した形状情報とレーザスキャナで取得した形状情報と選択ステップにおいて選択した移動体の坑道内における長手方向の位置とに基づいて、坑道内での移動体の位置姿勢情報を割り出す演算ステップと、演算ステップで割り出された位置姿勢情報に基づく絶対誘導によって、移動体を走行制御する絶対誘導制御ステップと、を備えることを特徴とする。
The present invention is a guiding method for guiding a moving object in a tunnel. This method includes a scanning step of scanning a tunnel with a laser scanner to acquire shape information relating to the surrounding environment of the moving body, a moving distance detecting step of detecting a moving distance from the starting position of the moving body, and a moving distance detecting step. A first position estimating step for estimating the longitudinal position of the moving body in the tunnel based on the movement distance and the calculated position detected in
この誘導方法によれば、比較的に簡易な設備により移動体をより精度良く誘導することができる。 According to this guiding method, the moving body can be guided with higher accuracy by using relatively simple equipment.
本発明によれば、坑道内において比較的に簡易な設備により移動体をより精度良く誘導することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a mobile body can be guide | induced more accurately with a comparatively simple installation in a tunnel.
以下、図面を参照して本発明に係る移動体の誘導システム及び誘導方法の好適な実施の形態について説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a moving body guidance system and a guidance method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、トンネルなどの坑道を走行する搬送車両を模式的に示す図である。また、図2は搬送車両の斜視図である。図1または図2に示されるように、トンネル工事に伴う内壁TaのセグメントSeなどの搬送や検査、その他の作業を迅速に行うために、坑道Tに規定された所定の走行ルートRに沿って搬送車両3Aを自動運転させる必要がある。本実施形態に係る誘導システム1Aは、坑道T内の走行ルートRに沿った絶対誘導によって搬送車両3Aを誘導し、搬送車両3Aの自律運転を実現するシステムである。搬送車両3Aは、移動体に相当する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a transport vehicle that travels in a tunnel such as a tunnel. FIG. 2 is a perspective view of the transport vehicle. As shown in FIG. 1 or FIG. 2, along the predetermined traveling route R defined in the tunnel T, in order to quickly carry and inspect and perform other operations such as the segment Se of the inner wall Ta accompanying tunnel construction. It is necessary to automatically operate the
図3は、搬送車両が走行する坑道を模式的に示す図であり、図4は、その坑道の一部を破断して示す斜視図である。また、図5は、光反射部材の一例を示す斜視図である。図3及び図4に示されるように、坑道Tには、走行ルートRに沿って複数の光反射部材Ts1〜Ts8が一定の間隔(例えば、20m)で配置されている。光反射部材Ts1〜Ts8は、それぞれが異なる反射パターンを有している。図5に示されるように、光反射部材Ts1〜Ts8は、低反射材と高反射材とが所定の間隔でバーコード状に配置されており、この低反射材と高反射材との配置によって光反射部材Ts1〜Ts8の反射パターンがそれぞれ異なっている。これにより、坑道T内の周囲環境(例えば、坑道Tの内壁面や電話設備等)とは区別することが可能となっている。なお、光反射部材Ts1〜Ts8の反射パターンは、例えば坑道T内の天井など確実に捕捉される可能性が高い場所に配置される場合には、全て同一であってもよい。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a mine shaft on which the transport vehicle travels, and FIG. 4 is a perspective view showing a part of the mine shaft broken. FIG. 5 is a perspective view showing an example of the light reflecting member. As shown in FIGS. 3 and 4, a plurality of light reflecting members Ts <b> 1 to Ts <b> 8 are arranged along the travel route R in the mine shaft T at a constant interval (for example, 20 m). Each of the light reflecting members Ts1 to Ts8 has a different reflection pattern. As shown in FIG. 5, in the light reflecting members Ts1 to Ts8, the low reflecting material and the high reflecting material are arranged in a bar code shape at a predetermined interval, and the arrangement of the low reflecting material and the high reflecting material The reflection patterns of the light reflecting members Ts1 to Ts8 are different from each other. Thereby, it is possible to distinguish from the surrounding environment in the tunnel T (for example, the inner wall surface of the tunnel T, telephone equipment, etc.). Note that the reflection patterns of the light reflecting members Ts1 to Ts8 may all be the same when arranged in a place where there is a high possibility of being reliably captured, for example, a ceiling in the tunnel T.
図6または図7に示されるように、搬送車両3Aは、転動する車輪5aが設けられた車体部5と、車体部5の上部に設けられた荷台7と、車体部5の前部に設けられた障害物センサ・バンパースイッチ9と、操向側の車輪5aの舵取り、車輪5aの駆動及び停止を行う駆動装置11(図7参照)と、バッテリ(図示せず)とを備えている。荷台7には、セグメントSeなどの積荷が積載され、駆動装置11によって車輪5aの回転や操舵角の変更が実行される。
As shown in FIG. 6 or FIG. 7, the
また、搬送車両3Aには、進行方向Dmの前部に取り付けられたレーザスキャナ13と、車輪5aに取り付けられた内界センサ(移動距離検出手段)14と、レーザスキャナ13及び内界センサ14から入力されたデータに基づいて搬送車両3Aの走行を制御する制御装置15Aとが搭載されている。なお、本実施形態に係る誘導システム1Aは、レーザスキャナ13、内界センサ14及び制御装置15Aを備えて構成される。
Further, the
レーザスキャナ13は、搬送車両3Aの進行方向Dmの前方側に向けて円軌道を描くようにレーザビームを照射し、坑道Tの内壁Taに反射して戻ってきたレーザビーム(以下、「反射光」という)を受信するセンサ部を有する。レーザスキャナ13は、レーザビームを照射してから反射光を受信するまでの往復時間から測位対象物までの距離を計測し、さらに、その距離とレーザビームの照射方向とから測位対象物の座標データを取得して制御装置15Aに入力する。この座標データは、坑道Tを横断する断面形状としてのデータであり、搬送車両3Aの周囲環境に関する形状情報に相当する。以下、この断面形状としてのデータを観測形状データという。また、レーザスキャナ13は、坑道Tの内壁Taに一定の間隔で配置された光反射部材Ts1〜Ts8(図3〜図5参照)に反射して戻ってきた反射光から反射パターンを取得して制御装置15Aに入力する。
The
内界センサ14は、車輪5aの回転数から移動距離を検出するセンサであり、検出した移動距離に関するデータを制御装置15Aに入力する。
The
制御装置15Aは、CPU、RAM及びROMなどが実装された制御基板、入出力装置及び外部記憶装置などを備えている。制御装置15Aは、CPUやRAMなどのハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、CPUの制御のもとで入出力装置などが動作して、所定の機能が実現される。制御装置15Aで実行される機能について説明する。 The control device 15A includes a control board on which a CPU, a RAM, a ROM, and the like are mounted, an input / output device, an external storage device, and the like. The control device 15A loads predetermined software on hardware such as a CPU and a RAM, whereby an input / output device and the like operate under the control of the CPU, thereby realizing a predetermined function. The functions executed by the control device 15A will be described.
図7に示されるように、制御装置15Aは、マップ記憶部(マップ記憶手段)15a、第1位置推定部(第1位置推定手段)15b、第2位置推定部(第2位置推定手段)15c、選択部(選択手段)15d、補正部(補正手段)15e、演算部(演算手段)15f、絶対誘導制御部(絶対誘導制御手段)15gとして機能する。 As shown in FIG. 7, the control device 15A includes a map storage unit (map storage unit) 15a, a first position estimation unit (first position estimation unit) 15b, and a second position estimation unit (second position estimation unit) 15c. , A selection unit (selection unit) 15d, a correction unit (correction unit) 15e, a calculation unit (calculation unit) 15f, and an absolute guidance control unit (absolute guidance control unit) 15g.
マップ記憶部15aは、走行ルートRに沿った形状データ(形状情報)と搬送車両3Aの位置姿勢情報とを対応付ける3次元マップを記憶している。走行ルートRに沿った形状データとは、坑道Tを横断する断面形状としてのデータであり、搬送車両3Aの位置姿勢情報とは、走行ルートR上の搬送車両3Aの位置情報(横方向及び長手方向)及び搬送車両3Aの姿勢角情報(ピッチ、ヨー、ロール)である。また、マップ記憶部15aには、図8に示すように、スタート位置から順番に光反射部材Ts1〜Ts8をカウントした場合の光反射部材Ts1〜Ts8の数と、反射パターン(1:高反射材、0:低反射材)及びスタート位置からの距離とを対応付けたテーブルTB1が記憶されている。
The
第1位置推定部15bは、内界センサ14によって検出された搬送車両3Aの起算位置からの移動距離に基づいて、坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置を推定する。起算位置は、例えば搬送車両3Aのスタート位置であり、適宜変更することが可能となっている。
The first
第2位置推定部15cは、レーザスキャナ13によって光反射部材Ts1〜Ts8が捕捉された場合に、この光反射部材Ts1〜Ts8と搬送車両3Aとの相対的な位置関係に基づいて、坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置を推定する。第2位置推定部15cは、光反射部材Ts1〜Ts8を捕捉すると、その捕捉された光反射部材Ts1〜Ts8の数をスタート位置からカウントし、カウント数と光反射部材Ts1〜Ts8が配置された一定の間隔(例えば、20m)とに基づいて計算することで、坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置を推定する。また、第2位置推定部15cは、例えば光反射部材Ts3を何らかの理由で捕捉できなかった場合であっても、次の光反射部材Ts4を捕捉することができれば、マップ記憶部15aのテーブルTB1を参照し、反射パターンに基づいてスタート位置からの距離を抽出すると共に、カウント数を補正し、坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置を推定する。
When the light reflecting members Ts1 to Ts8 are captured by the
選択部15dは、第2位置推定部15cによって坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置が推定された場合には、第1位置推定部15bによって坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置が推定されている場合であっても、第2位置推定部15cにより推定された長手方向の位置を、坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置として優先的に選択する。
When the position of the
補正部15eは、レーザスキャナ13で光反射部材Ts1〜Ts8が捕捉された場合、つまり第2位置推定部15cによって坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置が推定された場合に、第1位置推定部15bにおける起算位置を、第2位置推定部15cによって推定された長手方向の位置に補正する。
When the light reflecting members Ts1 to Ts8 are captured by the
演算部15fは、マップ記憶部15aに記憶された3次元マップを読み出し、この3次元マップとレーザスキャナ13で取得された観測形状データに基づいて、搬送車両3Aの位置姿勢情報を割り出す。このとき、坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置については、選択部15dによって選択された長手方向の推定位置を採用する。
The
具体的に、演算部15fは、3次元マップと観測形状データとに基づいて、マルコフ位置推定手法を利用して搬送車両3Aの位置及び姿勢を推定する。このとき、同一断面の直線、又は同一断面で坑道Tの曲率が一定の曲線区間が続く場合には、周囲の形状特徴だけでは搬送車両3Aの長手方向の位置を一意に特定することができないので、選択部15dによって選択された長手方向の位置を採用する。
Specifically, the
以下、マルコフ位置推定手法について簡単に説明する。なお、実際の手法においては3次元・6自由度であるが、以下の説明においては便宜上1.5次元・1自由度の例で説明する。図9は、マルコフ位置推定手法の流れを説明するために、坑道T内に設置された3つの構造物と搬送車両との位置関係及び存在確率を示す図であり、(a)〜(d)は、時系列に並んでいる。図9(a)は、初期状態を示している。走行ルートRには、搬送車両3Aの進行方向に沿って左から順番に3つの構造物Arが設置されており、各構造物Arは同一の形状である。初期状態の搬送車両3Aは、未だ構造物Arを捕捉していない。図9(b)は、搬送車両3Aが最初の構造物Arを捕捉した初期センシング時を示す図であり、(c)は、搬送車両3Aが最初の構造物Arを通過した後の移動状態を示し、未だ次の構造物Arを捕捉していない状態を示す図である。また、図9(d)は、搬送車両3Aが次の構造物Arを捕捉して位置が特定された状態を示す図である。
The Markov position estimation method will be briefly described below. In the actual method, three dimensions and six degrees of freedom are used. However, in the following description, an example of 1.5 dimensions and one degree of freedom will be described for convenience. FIG. 9 is a diagram showing the positional relationship and the existence probability of the three structures installed in the tunnel T and the transport vehicle in order to explain the flow of the Markov position estimation technique, and (a) to (d) Are in chronological order. FIG. 9A shows an initial state. In the traveling route R, three structures Ar are installed in order from the left along the traveling direction of the
図9(a)に示されるように、初期状態では、存在確率は走行ルートRの全範囲に亘って一様である。搬送車両3Aが移動を開始し、レーザスキャナ13がいずれか一つの構造物Arを捕捉したとする(図9(b)参照)。走行ルートR上に並ぶ3つの構造物Arは形状が同一であるため、3次元マップを参照しても搬送車両3Aの位置情報を特定することはできない。そこで、演算部15fは、レーザスキャナ13で取得された観測形状データから推定される存在確率を各構造物Arの近傍に割り振る。例えば、各構造物Arの近傍での存在予測値をそれぞれ“1/3”に設定し、近傍以外の範囲での存在予測値を、1/3よりも低くなるように設定する。各点での存在確率は、その地点での存在予測値を存在予測値の総和で割った値として与えられる。
As shown in FIG. 9A, in the initial state, the existence probability is uniform over the entire range of the travel route R. Assume that the
搬送車両3Aは、最初の構造物Arを通過して移動を続ける(図9(c)参照)。演算部15fは、内界センサ14の誤差を考慮した過去から現在までの第1の存在確率とこの時点でのレーザスキャナ13から推定される第2の存在確率とを割り出し、さらに、第1の存在確率と第2の存在確率とを合成した第3の存在確率を割り出す。
The
図9(d)に示されるように、搬送車両3Aが次の構造物Arを捕捉すると、演算部15fは、新たに取得された観測形状データに基づいて第2の存在確率を割り出す。そして、演算部15fは、第1の存在確率と第2の存在確率とを合成して第3の存在確率を割り出す。ここで、最初の構造物Arの観測形状データのみでは、第3の存在確率において突出した部分(位置)を特定できなかったが、次の構造物Arの観測形状データを捕捉できれば、第3の存在確率において突出した部分(位置)が生じる。演算部15fは、第3の存在確率の最も高い位置を搬送車両3Aの横方向及び長手方向の位置と推定する。
As illustrated in FIG. 9D, when the
演算部15fは、マルコフ位置推定手法を離散化し、数値解析的に実現するPF(パーティクルフィルタ)法を用いて位置及び姿勢の推定を行う。理論的には、初期値を与えられなくとも搬送車両3Aが移動するにつれて正しい位置を推定できるが、搬送車両3Aの運用上、常に正しい位置と姿勢が必要であるため、搬送車両3Aの初期の位置と姿勢を与える。
The
演算部15fは、第1位置推定部15bで得られた坑道Tにおける搬送車両3Aの推定位置、レーザスキャナ13から得られた観測形状データ、及びマップ記憶部15aの3次元マップから、3次元座標計算によりレーザスキャナ13から得られると期待される形状データを算出する。推定を行うための位置と姿勢角は、初期値又は前回の推定値と、第1位置推定部15bやレーザスキャナ13の計測の間隔の間に搬送車両3Aの運動から起こり得る組合せとにより与えられる。そして、演算部15fは、それぞれの位置と姿勢角から得られる多数の形状データと観測形状データとのマッチングを行い、一致度が一番高い形状データと対応する位置と姿勢角とを現時点での搬送車両3Aの位置と姿勢角であると特定する。このとき、第1位置推定部15bに起算位置からの移動距離を与える内界センサ14は、走行距離の増加によって計測誤差が累積することや、同一断面の区間、又は同一断面で坑道Tの曲率が一定の曲線区間が続く場合には、一致度の高い形状データが坑道Tの長手方向に沿って複数存在することから、長手方向の位置の特定ができない。そのため、このような場合には、第2位置推定部15cで正しい長手方向の位置が推定される度にその推定位置を長手方向の位置とすると共に、内界センサ14の起算位置を第2位置推定部15cによって推定された位置に補正する。以上により、演算部15fは、搬送車両3Aの位置姿勢情報を割り出す。
The
図7に示されるように、絶対誘導制御部15gは、演算部15fで割り出された位置姿勢情報に基づく絶対誘導によって搬送車両3Aを走行制御する。すなわち、絶対誘導制御部15gは、位置姿勢情報に基づいて搬送車両3Aを目的地まで誘導し、また、姿勢角がトンネル軸に平行になるように搬送車両3Aの姿勢を変更したりして搬送車両3Aを走行制御する。
As shown in FIG. 7, the absolute
絶対誘導は相対誘導に対比される概念である。相対誘導は、坑道Tの内壁Taや他の構造物との相対的な位置関係から割り出された位置姿勢情報(相対位置や姿勢角)に基づいて誘導することを意図し、例えば、他の構造物から一定の距離を開けて進行するように搬送車両3Aを誘導する。対して、絶対誘導は、坑道T内の絶対的な情報として割り出された位置情報や姿勢角情報に基づいて搬送車両3Aを誘導することを意図する。
Absolute induction is a concept contrasted with relative induction. Relative guidance is intended to be guided based on position and orientation information (relative position and posture angle) determined from the relative positional relationship with the inner wall Ta of the tunnel T and other structures. The
次に、上記誘導システム1Aを利用した誘導方法について、図10及び図11を参照して説明する。図10は、本実施形態に係る誘導方法の処理の動作手順を示すフローチャートであり、図11は、誘導制御処理の動作手順を示すフローチャートである。
Next, a guidance method using the
図10に示されるように、搬送車両3Aの誘導を開始すると、演算部15fは、搬送車両3Aの位置がスタート位置にあることを示す初期設定を行い、駆動装置11は搬送車両3Aの移動を開始する(ステップS01)。次に、制御装置15Aは、絶対誘導による誘導制御処理(ステップS02)を行いながら搬送車両3Aの自律運転を続け、停止位置まで到達すると、誘導制御処理を終了し、搬送車両3Aの移動を停止(ステップS03)させて搬送車両3Aの誘導を終了する。
As shown in FIG. 10, when the guidance of the
上述の誘導制御処理(ステップS02)の動作手順について、図11を参照して詳しく説明する。誘導制御処理を開始すると、第1位置推定部15bは、起算位置と内界センサ14の移動距離とに基づいて、長手方向の位置推定計算を実行する(ステップS11)。ステップS11は、移動距離検出ステップ及び第1位置推定ステップに相当する。次に、レーザスキャナ13は、走査処理を行って観測形状データを取得する(ステップS12)。ステップS12は、走査ステップ及び光反射部材捕捉ステップに相当する。
The operation procedure of the above-described guidance control process (step S02) will be described in detail with reference to FIG. When the guidance control process is started, the first
また、第2位置推定部15cは、ステップS12において観測形状データが取得された際に、光反射部材Ts1〜Ts8に対応する所定の反射パターンを検知したか否かを判定する(ステップS13)。所定の反射パターンを検知した場合には、第2位置推定部15cは、光反射部材Ts1〜Ts8のカウント数等に基づいて、長手方向の位置推定計算を実行する(ステップS14)。一方、所定の反射パターンを検知しなかった場合には、ステップS16に進む。なお、ステップS13は、光反射部材捕捉ステップに相当し、ステップS14は、第2位置推定ステップに相当する。
Further, the second
第2位置推定部15cによって長手方向の推定位置が算出されると、補正部15eは、第1位置推定部15bにおける起算位置を、第2位置推定部15cによって推定された推定位置に補正する(ステップS15)。ステップS15は、補正ステップに相当する。
When the estimated position in the longitudinal direction is calculated by the second
ステップS16では、演算部15fは、PF法による位置・姿勢推定計算を実行する。ステップS15は、演算ステップに相当する。そして、絶対誘導制御部15gは、割り出された位置姿勢情報に基づいて、搬送車両3Aの絶対誘導制御を行う(ステップS17)。ステップS17は、絶対誘導制御ステップに相当する。続いて、絶対誘導制御部15gは、停止位置か否かを判定し(ステップS18)、停止位置ではないと判定された場合には、ステップS11に戻って上述の処理が繰り返される。一方、停止位置であると判定された場合には、誘導制御処理を終了する。
In step S16, the
以上誘導システム1A及び誘導方法によれば、レーザスキャナ13により光反射部材Ts1〜Ts8を捕捉したときは、これとの相対位置に基づいて第2位置推定部15cにより長手方向の位置を推定すると共に、内界センサ14の起算位置を第2位置推定部15cにより推定した位置に補正することができる。これにより、光反射部材Ts1〜Ts8を捕捉できないときは内界センサ14で推定したものを長手方向の位置と推定しつつ、光反射部材Ts1〜Ts8を捕捉できるときはこれを使って推定したものを搬送車両3Aの長手方向の位置と推定することで、光反射部材Ts1〜Ts8を捕捉する度に長手方向の位置をより精度の高いものに修正することができ、また内界センサ14の起算位置を補正することで、移動距離の累積誤差を補正することができる。その結果、このようにして推定した長手方向の位置と、3次元マップから抽出された形状情報と、レーザスキャナ13で取得された形状情報とに基づいて、坑道T内での搬送車両3Aの位置姿勢情報をより正確に割り出し、絶対誘導により搬送車両3Aをより精度良く誘導することができる。また、ガイド式による誘導方式と比べても、比較的に簡易な設備で精度良い誘導を実現することができる。
As described above, according to the
また、光反射部材Ts1〜Ts8は複数存在し、坑道T内の長手方向に一定間隔で配置されており、第2位置推定部15cは、レーザスキャナ13で捕捉された光反射部材Ts1〜Ts8の数を加味して、搬送車両3Aの坑道T内における長手方向の位置を推定する。このようにすれば、一定間隔で配置された複数の光反射部材Ts1〜Ts8のうち、最初に捕捉するものの位置情報を記憶しておけば、その位置情報から順次光反射部材Ts1〜Ts8を捕捉してその数をカウントし、カウント数と光反射部材Ts1〜Ts8同士の配置間隔とから現在の光反射部材Ts1〜Ts8の位置を割り出し、それとの相対位置から搬送車両3Aの長手方向の位置を精度良く推定することができる。
Further, there are a plurality of light reflecting members Ts1 to Ts8, which are arranged at regular intervals in the longitudinal direction in the tunnel T, and the second
[第2実施形態]
次に、図12及び図13を参照して、本発明の第2実施形態に係る誘導システムを説明する。図12は、本実施形態に係る誘導システムのブロック図である。なお、本実施形態に係る誘導システム1Bについて、第1実施形態に係る誘導システム1Aと同様の要素については、第1実施形態と同様の符号を付し詳細説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, with reference to FIG.12 and FIG.13, the guidance system which concerns on 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 12 is a block diagram of the guidance system according to the present embodiment. In addition, about the guidance system 1B which concerns on this embodiment, about the element similar to the
図12に示されるように、誘導システム1Bは、搬送車両3Bに搭載されたレーザスキャナ13、内界センサ14及び制御装置15Bを備えている。制御装置15Bは、第1実施形態に係る制御装置15Aと同様に、マップ記憶部15a、第1位置推定部15b、第2位置推定部15c、選択部15d、補正部15e、演算部15f、絶対誘導制御部15gを備え、さらに、各光反射部材Ts1〜Ts8の識別データを記憶する光反射部材データ記憶部(光反射部材情報記憶手段)15hを備えている。
As shown in FIG. 12, the guidance system 1B includes a
光反射部材データ記憶部15hは、光反射部材Ts1〜Ts8の識別データ(識別情報:ID)を記憶している。さらに、光反射部材データ記憶部15hには、各光反射部材Ts1〜Ts8と、スタート位置からの搬送車両3Bの距離情報(位置姿勢情報)とを対応付けるテーブルTB2が記憶されている(図13参照)。なお、識別データは、光反射部材Ts1〜Ts8として高反射材(1)と低反射材(0)とを並べた形式によって与えられる。また、この並べ方(パターン)を光反射部材Ts1〜Ts8毎にユニークにすることで識別が可能となる。
The light reflecting member
図13は、光反射部材データ記憶部15hに記憶されたテーブルを例示する図である。第1の光反射部材Ts1は、スタート位置から“100m”の位置に設置されており、図13に示されるように、テーブルTB2には、第1の光反射部材Ts1に対応する位置姿勢情報として“100m”を示すデータが記憶されている。第2位置推定部15cは、反射光の反射パターン(1:高反射材、0:低反射材)から光反射部材Ts1の識別データを取得すると、光反射部材データ記憶部15hに記憶されている各光反射部材Ts1〜Ts8の識別データを読み出してマッチングを行い、光反射部材Ts1を認識する。
FIG. 13 is a diagram illustrating a table stored in the light reflecting member
第2位置推定部15cは、第1の光反射部材Ts1を認識すると、光反射部材データ記憶部15hに記憶されたテーブルTB2を参照し、第1の光反射部材Ts1に対応付けて記憶されている距離“100m”を読み出し、搬送車両3Bの坑道Tにおける長手方向の位置とする。また、補正部15eは、第1推定部15bにおける起算位置を補正する。そして、演算部15fは、上述したPF法によって搬送車両3Bの位置姿勢情報を割り出す。絶対誘導制御部15gは、演算部15fで割り出された位置姿勢情報に基づいて搬送車両3Bの走行制御を実行する。なお、第2〜第8の光反射部材Ts2〜Ts8が捕捉された場合も同様である。
When the second
本実施形態に係る誘導システム1Bにおいても、光反射部材Ts1〜Ts8の識別データを取得することで、その識別データに対応付けられた位置情報が一義的に定まるため、現在の光反射部材Ts1〜Ts8の位置を割り出し、それとの相対位置から搬送車両3Bの坑道Tにおける長手方向の位置を精度良く推定することができる。これにより、光反射部材Ts1〜Ts8を捕捉する度に長手方向の位置をより精度の高いものに修正することができ、また内界センサ14の起算位置を補正することで、移動距離の累積誤差を補正することができる。その結果、このようにして推定した長手方向の位置と、3次元マップから抽出された形状情報と、レーザスキャナ13で取得された形状情報とに基づいて、坑道T内での搬送車両3Bの位置姿勢情報をより正確に割り出し、絶対誘導により搬送車両3Bをより精度良く誘導することができる。
Also in the guidance system 1B according to the present embodiment, by acquiring the identification data of the light reflecting members Ts1 to Ts8, the position information associated with the identification data is uniquely determined, and thus the current light reflecting members Ts1 to Ts1. The position of Ts8 can be determined, and the position in the longitudinal direction of the transport vehicle 3B in the mine tunnel T can be accurately estimated from the relative position. Thereby, every time the light reflecting members Ts1 to Ts8 are captured, the position in the longitudinal direction can be corrected to a more accurate one, and the accumulated error of the moving distance can be corrected by correcting the starting position of the
以上、本発明を各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらの実施形態のみに限定されない。例えば、第1実施形態においては、第2位置推定部15cが光反射部材Ts1〜Ts8のカウント数に基づいて、坑道Tにおける搬送車両3Aの長手方向の位置を推定していたが、他の方法によって推定されてもよい。例えば、第2位置推定部15cは、光反射部材Ts1〜Ts8が捕捉されたときの第1位置推定部15bによる推定位置が例えば19.4mである場合に、その推定位置を光反射部材Ts1〜Ts8が配置されている間隔(20m)で割る。そして、その推定位置を配置間隔で割った値を四捨五入した値(19.4/20=0.97≒1)に、光反射部材Ts1〜Ts8の配置間隔を乗算(1×20=20)して長手方向の位置を推定する。補正部15eは、このように推定された長手方向の位置(20m)を、第1位置推定部15bにおける起算位置として補正する。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on each embodiment, this invention is not limited only to these embodiment. For example, in the first embodiment, the second
また、第2実施形態においては、各光反射部材Ts1〜Ts8の識別データと搬送車両3Bの設定速度、或いは姿勢角とを対応付けたテーブルを保持し、レーザスキャナ13によって取得された識別データに基づいて、搬送車両3Bの移動速度の設定や姿勢角情報の特定がされてもよい。
In the second embodiment, a table in which the identification data of each of the light reflecting members Ts1 to Ts8 is associated with the set speed or posture angle of the transport vehicle 3B is held, and the identification data acquired by the
1A,1B…誘導システム、3A,3B…搬送車両(移動体)、7…坑道、13…レーザスキャナ、14…内界センサ(移動距離検出手段)、15a…マップ記憶部(マップ記憶手段)、15b…第1位置推定部(第1位置推定手段)、15c…第2位置推定部(第2位置推定手段)、15d…選択部(選択手段)、15e…補正部(補正手段)、15f…演算部(演算手段)、15g…絶対誘導制御部(絶対誘導制御手段)、15h…光反射部材データ記憶部(光反射部材情報記憶手段)、Dm…進行方向(長手方向)、Ts1〜Ts8…光反射部材。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記移動体に搭載され、前記移動体の周囲環境に関する形状情報を取得するレーザスキャナと、
前記坑道内の長手方向に沿った形状情報を含む3次元マップを記憶するマップ記憶手段と、
前記移動体の起算位置からの移動距離を検出する移動距離検出手段と、
前記移動距離検出手段で検出された移動距離と前記起算位置とに基づいて、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置を推定する第1位置推定手段と、
前記坑道内の所定位置に配置され、前記坑道内の周囲環境とは区別可能な光反射率を有する所定の光反射部材と、
前記レーザスキャナで捕捉した前記光反射部材との相対位置に基づいて、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置を推定する第2位置推定手段と、
前記レーザスキャナで前記光反射部材を捕捉しない場合は前記第1位置推定手段で推定したものを、前記レーザスキャナで前記光反射部材を捕捉した場合は前記第2位置推定手段により推定したものを、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置として選択する選択手段と、
前記レーザスキャナで前記光反射部材を捕捉した場合に、前記移動距離検出手段による前記起算位置を前記第2位置推定手段により推定した位置に補正する補正手段と、
前記3次元マップから抽出された形状情報と前記レーザスキャナで取得された形状情報と前記選択手段により選択された前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置とに基づいて、前記坑道内での前記移動体の位置姿勢情報を割り出す演算手段と、
前記演算手段で割り出された前記位置姿勢情報に基づく絶対誘導によって、前記移動体を走行制御する絶対誘導制御手段と、を備えることを特徴とする移動体の誘導システム。 In a guidance system for guiding a moving object in a tunnel,
A laser scanner that is mounted on the moving body and acquires shape information about the surrounding environment of the moving body;
Map storage means for storing a three-dimensional map including shape information along the longitudinal direction in the tunnel;
A moving distance detecting means for detecting a moving distance from the starting position of the moving body;
First position estimating means for estimating a longitudinal position of the moving body in the mine shaft based on the moving distance detected by the moving distance detecting means and the calculated position;
A predetermined light reflecting member disposed at a predetermined position in the tunnel and having a light reflectance distinguishable from the surrounding environment in the tunnel;
Second position estimating means for estimating a position of the moving body in the longitudinal direction in the tunnel based on a relative position with the light reflecting member captured by the laser scanner;
If the laser scanner does not capture the light reflecting member, what is estimated by the first position estimating means, if the laser scanner captures the light reflecting member, what is estimated by the second position estimating means, Selecting means for selecting the position of the moving body in the longitudinal direction in the mine shaft;
Correction means for correcting the calculated position by the movement distance detection means to the position estimated by the second position estimation means when the light reflecting member is captured by the laser scanner;
Based on the shape information extracted from the three-dimensional map, the shape information acquired by the laser scanner, and the longitudinal position of the moving body selected by the selection means in the tunnel, Computing means for determining position and orientation information of the moving body;
A moving body guidance system comprising: absolute guidance control means for controlling travel of the moving body by absolute guidance based on the position and orientation information determined by the computing means.
前記第2位置推定手段は、前記レーザスキャナで捕捉された前記光反射部材との相対位置に基づいて、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置を推定することを特徴とする請求項1記載の移動体の誘導システム。 There are a plurality of the light reflecting members, arranged at regular intervals in the longitudinal direction in the tunnel,
The second position estimating means estimates a position of the moving body in a longitudinal direction in the tunnel based on a relative position with respect to the light reflecting member captured by the laser scanner. The described moving body guidance system.
前記レーザスキャナは、前記光反射部材の識別情報を捕捉し、
前記第2位置推定手段は、前記レーザスキャナで捕捉された前記光反射部材の識別情報に対応付けられた前記位置情報を前記光反射部材情報記憶手段から読み出し、読み出した前記位置情報を加味して、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置を推定することを特徴とする請求項1記載の移動体の誘導システム。 A light reflecting member information storage means for storing the identification information of the light reflecting member and the position information of the light reflecting member in association with each other;
The laser scanner captures identification information of the light reflecting member,
The second position estimating means reads the position information associated with the identification information of the light reflecting member captured by the laser scanner from the light reflecting member information storage means, and takes the position information read out into account. The moving body guiding system according to claim 1, wherein a position of the moving body in a longitudinal direction in the mine shaft is estimated.
レーザスキャナにより前記坑道内を走査して前記移動体の周囲環境に関する形状情報を取得する走査ステップと、
前記移動体の起算位置からの移動距離を検出する移動距離検出ステップと、
前記移動距離検出ステップにおいて検出した移動距離と前記起算位置とに基づいて、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置を推定する第1位置推定ステップと、
前記坑道内の所定位置に設けられ、前記坑道内の周囲環境とは区別可能な光反射率を有する所定の光反射部材を前記レーザスキャナで捕捉する光反射部材捕捉ステップと、
前記レーザスキャナで捕捉した前記光反射部材との相対位置に基づいて、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置を推定する第2位置推定ステップと、
前記レーザスキャナで前記光反射部材を捕捉しない場合は前記第1位置推定ステップで推定したものを、前記レーザスキャナで前記光反射部材を捕捉した場合は前記第2位置推定ステップにより推定したものを、前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置として選択する選択ステップと、
前記レーザスキャナで前記光反射部材を捕捉した場合に、前記移動距離検出ステップにおける前記起算位置を前記第2位置推定ステップにおいて推定した位置に補正する補正ステップと、
前記坑道内の長手方向に沿った形状情報を含む3次元マップから抽出した形状情報と前記レーザスキャナで取得した形状情報と前記選択ステップにおいて選択した前記移動体の前記坑道内における長手方向の位置とに基づいて、前記坑道内での前記移動体の位置姿勢情報を割り出す演算ステップと、
前記演算ステップで割り出された前記位置姿勢情報に基づく絶対誘導によって、前記移動体を走行制御する絶対誘導制御ステップと、を備えることを特徴とする移動体の誘導方法。 In a guidance method for guiding a moving object in a tunnel,
A scanning step of scanning the inside of the mine shaft with a laser scanner to obtain shape information relating to the surrounding environment of the moving body;
A moving distance detecting step for detecting a moving distance from the starting position of the moving body;
A first position estimating step for estimating a longitudinal position of the moving body in the tunnel based on the moving distance detected in the moving distance detecting step and the starting position;
A light reflecting member capturing step in which the laser scanner captures a predetermined light reflecting member provided at a predetermined position in the tunnel and having a light reflectance distinguishable from the surrounding environment in the tunnel;
A second position estimating step for estimating a longitudinal position of the movable body in the tunnel based on a relative position with the light reflecting member captured by the laser scanner;
If the laser scanner does not capture the light reflecting member, what is estimated in the first position estimation step, if the laser scanner captures the light reflecting member, what is estimated by the second position estimation step, A selection step of selecting as a longitudinal position of the mobile body in the mine shaft;
When the light reflecting member is captured by the laser scanner, a correction step for correcting the calculated position in the moving distance detecting step to the position estimated in the second position estimating step;
Shape information extracted from a three-dimensional map including shape information along the longitudinal direction in the mine shaft, shape information acquired by the laser scanner, and a longitudinal position of the moving body selected in the selection step in the mine shaft Based on the calculation step of calculating the position and orientation information of the moving body in the tunnel,
An absolute guidance control step of controlling the traveling of the moving body by absolute guidance based on the position and orientation information determined in the calculating step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008251230A JP5245139B2 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Mobile object guidance system and guidance method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008251230A JP5245139B2 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Mobile object guidance system and guidance method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010086038A JP2010086038A (en) | 2010-04-15 |
JP5245139B2 true JP5245139B2 (en) | 2013-07-24 |
Family
ID=42249985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008251230A Active JP5245139B2 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Mobile object guidance system and guidance method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5245139B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5983088B2 (en) * | 2012-06-27 | 2016-08-31 | 村田機械株式会社 | Autonomous mobile device and autonomous mobile method |
JP6037327B2 (en) | 2012-09-24 | 2016-12-07 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Liquid crystal display |
JP6243687B2 (en) * | 2013-09-30 | 2017-12-06 | 株式会社小松製作所 | Transport machine |
JP6249442B2 (en) * | 2014-02-19 | 2017-12-20 | Kddi株式会社 | Program for estimating moving vehicle on which user is on board, portable terminal and method |
JP6638903B2 (en) * | 2015-12-18 | 2020-01-29 | 清水建設株式会社 | Construction work robot |
WO2017199940A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | 株式会社日水コン | Inspection device for duct inner wall, and computer program |
CN107131828B (en) * | 2017-05-08 | 2019-07-26 | 上海建工集团股份有限公司 | Special-shaped tunnel excavation measurement method |
EP3679438B1 (en) * | 2017-09-07 | 2021-01-13 | Signify Holding B.V. | Indoor positioning system for mobile objects |
WO2019194079A1 (en) * | 2018-04-02 | 2019-10-10 | 日本電産株式会社 | Position estimation system, moving body comprising said position estimation system, and computer program |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04153709A (en) * | 1990-10-17 | 1992-05-27 | Komatsu Ltd | Guidance controller for moving robot |
JP2881683B2 (en) * | 1995-07-07 | 1999-04-12 | 東急車輛製造株式会社 | Obstacle detection method and device for autonomous vehicles |
JPH11237917A (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-31 | Komatsu Ltd | Intra-tunnel carrier system |
-
2008
- 2008-09-29 JP JP2008251230A patent/JP5245139B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010086038A (en) | 2010-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5245139B2 (en) | Mobile object guidance system and guidance method | |
JP5392700B2 (en) | Obstacle detection device and obstacle detection method | |
CN108617167B (en) | Automatic driving control device, vehicle and automatic driving control method | |
JP3316842B2 (en) | Automatic guided vehicle system and automatic guided vehicle guidance method | |
CN108780317B (en) | Automatic carrying vehicle | |
JP4962742B2 (en) | Mobile system | |
CN104183131B (en) | Use the device and method in wireless communication detection track | |
JP6473691B2 (en) | Misalignment correction apparatus and misalignment correction system | |
CN107710094A (en) | On-line calibration inspection during autonomous vehicle operation | |
KR20190028528A (en) | Magnetic position estimation method and magnetic position estimation apparatus | |
KR20190031544A (en) | Magnetic position estimation method and magnetic position estimation apparatus | |
JP4530996B2 (en) | Mobile robot | |
JP4944840B2 (en) | Guidance system and guidance method | |
GB2550485A (en) | Enhanced vehicle operation | |
JP2013036856A (en) | Driving support apparatus | |
US11392136B2 (en) | Automated guided vehicle system and own-position estimation method for automated guided vehicle | |
KR102521280B1 (en) | Position tracking method or device of robot using natural objects of SLAM-based mobile robot, computer-readable recording medium and computer program | |
CN113795726B (en) | Self-position correction method and self-position correction device | |
JP2010086035A (en) | Guidance system and guidance method | |
CN109491374B (en) | Track adjusting method and device for automatic guided vehicle | |
JP2012113765A (en) | Traveling body system | |
JP5024560B2 (en) | Moving body | |
JP4694599B2 (en) | Unmanned vehicle | |
JP2010086031A (en) | Guidance system and guidance method | |
CN114902071A (en) | Method for suppressing uncertainty measurement data of an environmental sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110310 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110310 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120328 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120403 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120601 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121218 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130215 |
|
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: 20130312 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130319 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5245139 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160419 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |