JP5879061B2 - 位置・姿勢推定可能な移動体システム及び自律移動ロボットシステム - Google Patents
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Description
該移動体は、駆動手段を備えた移動機構部と、該移動機構部を制御する移動機構制御部と、前記障害物に向けてレーザ光を照射し、当該障害物の端面からの反射光を受光する距離センサ部と、当該障害物の端面輪郭線上の反射地点までの角度ごとの距離を計測する距離センサ制御部と、該距離センサ制御部によって計測した角度ごとの距離データの集合から、現在の移動体の位置を原点とした周囲の障害物の端面輪郭線の配置形状を幾何形状データとして演算する幾何形状データ作成部とを備えており、
前記障害物のレーザ光照射面の一部に、照射レーザの反射光を偏向または吸収して反射光が前記距離センサ部に戻らないようにする光学作用部材を設け、移動体の位置・姿勢の推定の際に、当該光学作用部材の配置位置を含んだ幾何形状データを生成して移動体の位置・姿勢を推定することを特徴とする。
該自律移動ロボットは、駆動手段を備えた移動機構部と、該移動機構部を制御する移動機構制御部と、所定の高さで且つ所定角度の範囲で前記障害物に向けてレーザ光を照射し、当該障害物の端面からの反射光を受光する距離センサ部と、当該障害物の端面輪郭線上の反射地点までの角度ごとの距離を計測する距離センサ制御部と、該距離センサ制御部によって計測した角度ごとの距離データの集合から、現在の自律移動ロボットの位置を原点とした周囲の障害物の端面輪郭線の配置形状を幾何形状データとして演算する幾何形状データ作成部とを備えており、
さらに、自律移動ロボットが移動する動作領域の前記障害物の配置の地図情報を蓄積している地図データ蓄積部と、自律移動ロボットが移動する移動経路の経路グラフデータを蓄積している経路グラフデータ蓄積部とを備え、
前記地図データ蓄積部に蓄積されている地図情報と前記幾何形状データ作成部によって得られた幾何形状データとを比較照合して自律移動ロボットの位置・姿勢を推定する位置・姿勢推定部と、前記位置・姿勢推定部によって推定された現在位置及び姿勢と、前記経路グラフデータに基づいて自律移動ロボットの次の移動目標位置を設定する経路計画部と、該経路計画部によって設定した移動目標位置に向かって自律移動ロボットを移動させるように前記移動機構部を制御する移動機構制御部とを備え、
前記障害物のレーザ光照射面の一部に、照射レーザの反射光を偏向または吸収して反射光が前記距離センサ部に戻らないようにする光学作用部材を設け、移動体の位置・姿勢の推定の際に、当該光学作用部材の配置位置を含んだ幾何形状データを生成することを特徴とする。
1. レーザを照射し、距離データから幾何形状データを取得する。幾何形状データのうち、どれが正しく障害物から反射されたものであり、どれがゴーストかは、この時点の位置・姿勢推定部の推定処理においては判別できていない。
2.マッチング処理を行い、合致する度合いの高い位置・姿勢を現在位置・姿勢候補として選択し、現在位置・姿勢を推定する。
3.その際、光学作用部材35の位置は記憶されており、幾何形状データ34とレーザ光照射地点たる距離センサ部12を結んだ線分12aが光学作用部材35と交差するか否かを判別する。図15(c)に示すように、線分12aが光学作用部材35と交差する場合は、その先にあるものを「ゴースト」として認定する。
11 コントローラ部
12 距離センサ部
13 距離センサ制御部
14 位置・姿勢推定部
15 地図データ蓄積部
16 経路計画部
17 経路グラフデータ蓄積部
18 移動機構制御部
19 移動機構部
20 光学作用部材位置データ(蓄積部)
25 幾何形状データ作成部
23 記憶装置
23d 位置・姿勢推定プログラム
30 動作領域
31 障害物の端面輪郭線
32 障害物
34 幾何形状データ(レーザ反射地点)
35、35a〜d 光学作用部材
36 低反射性被膜
37 鏡面
40 経路
M 地図データ
F 幾何形状データ
R 経路グラフデータ
Claims (6)
- 移動体が移動する動作領域内に配置された障害物に対する自らの現在位置及び姿勢を推定し、障害物を回避して目的地まで移動する移動体システムであって、
該移動体は、駆動手段を備えた移動機構部と、該移動機構部を制御する移動機構制御部と、前記障害物に向けてレーザ光を照射し、当該障害物の端面からの反射光を受光する距離センサ部と、当該障害物の端面輪郭線上の反射地点までの角度ごとの距離を計測する距離センサ制御部と、該距離センサ制御部によって計測した角度ごとの距離データの集合から、現在の移動体の位置を原点とした周囲の障害物の端面輪郭線の配置形状を幾何形状データとして演算する幾何形状データ作成部と、予め動作領域にある障害物の端面輪郭線データを格納する地図データ蓄積部と、を備えており、
前記障害物のレーザ光照射面の一部に、照射レーザの反射光を偏向または吸収して反射光が前記距離センサ部に戻らないようにする光学作用部材を設け、移動体の位置・姿勢の推定の際に、周囲の障害物と当該光学作用部材の配置位置を含んだ幾何形状データを生成し、前記地図データ蓄積部に格納されている障害物の端面輪郭線データとのマッチング処理を行うことで移動体の位置・姿勢を推定することを特徴とする移動体の位置・姿勢推定可能な移動体システム。 - 前記光学作用部材は、レーザ光を吸収する吸収素材からなることを特徴とする請求項1記載の位置・姿勢推定可能な移動体システム。
- 前記光学作用部材は、レーザ光を異方向に反射する鏡面を備えたことを特徴とする請求項1記載の位置・姿勢推定可能な移動体システム。
- 前記光学作用部材は、レーザ光の反射方向を上方、若しくは上下方向とすることを特徴とする請求項3記載の位置・姿勢推定可能な移動体システム。
- 前記光学作用部材は、前記障害物に対して任意に取り付け取り外し自在に固定されることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項記載の位置・姿勢推定可能な移動体システム。
- 自律移動ロボットが移動する動作領域内に配置された棚や壁などの障害物に対する自らの現在位置及び姿勢を推定し、障害物を回避して目的地まで自律移動する自律移動ロボットシステムであって、
前記自律移動ロボットは、
駆動手段を備えた移動機構部と、該移動機構部を制御する移動機構制御部と、所定の高さで且つ所定角度の範囲で前記障害物に向けてレーザ光を照射し、当該障害物の端面からの反射光を受光する距離センサ部と、当該障害物の端面輪郭線上の反射地点までの角度ごとの距離を計測する距離センサ制御部と、該距離センサ制御部によって計測した角度ごとの距離データの集合から、現在の自律移動ロボットの位置を原点とした周囲の障害物の端面輪郭線の配置形状を幾何形状データとして演算する幾何形状データ作成部とを備えており、
さらに、自律移動ロボットが移動する動作領域の前記障害物の配置の地図情報を障害物の端面輪郭線データとして蓄積している地図データ蓄積部と、自律移動ロボットが移動する移動経路の経路グラフデータを蓄積している経路グラフデータ蓄積部と、
前記地図データ蓄積部に蓄積されている障害物の端面輪郭線データと前記幾何形状データ作成部によって得られた幾何形状データとを比較照合して自律移動ロボットの位置・姿勢を推定する位置・姿勢推定部と、前記位置・姿勢推定部によって推定された現在位置及び姿勢と、前記経路グラフデータに基づいて自律移動ロボットの次の移動目標位置を設定する経路計画部とを備え、
前記障害物のレーザ光照射面の一部に、照射レーザの反射光を偏向または吸収して反射光が前記距離センサ部に戻らないようにする光学作用部材を設け、
前記移動機構制御部は、
前記経路計画部によって設定した移動目標位置に向かって自律移動ロボットを移動させるように前記移動機構部を制御し、
前記幾何形状データ作成部は、
前記自律移動ロボットの位置・姿勢の推定の際に、前記光学作用部材の配置位置を含んだ幾何形状データを生成する
ことを特徴とする位置・姿勢推定可能な自律移動ロボットシステム。
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