JP5947644B2 - Unmanned mobile system - Google Patents
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Description
本発明は、例えば無人車両等の無人移動体と、この無人移動体を遠隔操縦するための遠隔操縦装置とを有する無人移動体システムに関する。 The present invention relates to an unmanned moving body system including an unmanned moving body such as an unmanned vehicle and a remote control device for remotely manipulating the unmanned moving body.
この種の従来技術として、特許文献1に開示された構成のものがある。
特許文献1に開示された無人移動体システムは、移動領域内の測距データを取得するための測距部、及び移動のための駆動機構を搭載した無人移動体と、その測距部によって取得した測距データに基づく画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づいて無人移動体を遠隔操縦するための、少なくとも移動方向と移動速度を含む操縦情報を送出する遠隔操縦装置とを有するものであり、測距部により取得した測距データに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出するエリア抽出手段と、遠隔操縦装置から送出された操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づいて、移動可能エリア内における自律移動のための移動計画を作成する移動計画作成手段と、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否を判定する第一の判定手段と、当該移動が可能であると判定したときには、作成した移動計画に従って、駆動機構によって無人移動体を移動させる自律移動手段とを設けた構成になっている。
As this type of prior art, there is a configuration disclosed in Patent Document 1.
The unmanned moving body system disclosed in Patent Document 1 is acquired by a distance measuring unit for acquiring distance measurement data in a moving region, an unmanned moving body equipped with a driving mechanism for movement, and the distance measuring unit. Display unit for displaying an image based on the measured distance data, and remote control for transmitting control information including at least a moving direction and a moving speed for remotely controlling an unmanned moving body based on the image displayed on the display unit An area extracting means for extracting a movable area in the moving area based on distance measurement data acquired by the distance measuring unit, and a moving direction included in the maneuvering information sent from the remote control device And a movement plan creation means for creating a movement plan for autonomous movement in the movable area based on the movement speed and movement possibility based on the movement direction and movement speed included in the operation information. A configuration in which first determination means for determining whether or not movement within an area is possible and autonomous movement means for moving an unmanned moving body by a driving mechanism according to a created movement plan when it is determined that the movement is possible It has become.
ところで、無人移動体の操縦を行なう際、移動する方向のみを概略的に指示するだけの簡便な操縦を行なえるようにしたいという要請がある。
一方、上記の特許文献1に記載されている無人移動体システムでは、移動速度に応じた水平位置しか選べないものであるため、移動しようとする方向の手前に障害物がある場合には、表示部に表示されている基準マークが障害物を超えるまで、移動しようとする方向とは異なる回避経路を指示し続けなければならない。
By the way, when maneuvering an unmanned mobile body, there is a demand for simple maneuvering that only roughly indicates only the moving direction.
On the other hand, in the unmanned mobile system described in Patent Document 1, since only a horizontal position corresponding to the moving speed can be selected, when there is an obstacle in front of the direction to move, an indication is displayed. Until the reference mark displayed in the section exceeds the obstacle, it is necessary to continue to indicate an avoidance route that is different from the direction in which the user intends to move.
また、上記の基準マークが障害物を越えたところで、行きたい方向を指示すると、その指示するタイミングによっては、障害物に車両が向かうことになって停止してしまうという問題がある。 In addition, when the reference mark is over the obstacle and the direction in which the user wants to go is instructed, there is a problem that depending on the timing of instructing the vehicle, the vehicle heads toward the obstacle and stops.
そこで本発明は、障害物を回避する操縦を行なうことなく、移動目標位置を指示するだけの簡便な操縦を行なえる無人移動体システムの提供を目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an unmanned mobile system that can perform simple maneuvering that only indicates a movement target position without maneuvering to avoid an obstacle.
上記課題を解決するための本発明は、移動領域内の測距データを取得するための測距部、及び移動のための駆動機構を搭載した無人移動体と、その測距部によって取得した測距データに基づいて生成した画像を表示するための表示部、及びその表示部に表示された画像に基づいて無人移動体を遠隔操縦するための操縦情報を送出する遠隔操縦装置とを有する無人移動体システムであって、遠隔操縦装置には、無人移動体を遠隔操縦するための基点となる一又は二以上の操縦用基点マークを設定する操縦用基点マーク設定手段と、上記操縦用基点マークを、上記無人車両が超えたか否かを判定し、操縦用基点マークを超えたときは操縦用基点マークを解除し、表示部に表示されている画像上の移動目標位置に、移動目標マークを移動させる移動目標マーク移動手段を設ける一方、無人移動体には、上記測距部により取得した測距データに基づいて、環境地図を作成する環境地図作成手段と、作成した環境地図に基づいて移動可能エリアを抽出する移動可能エリア抽出手段と、抽出された移動可能エリア内の移動の妨げとなる障害物を検出する障害物検出手段と、遠隔操縦装置から送出された操縦用基点マークを環境地図上に設定するためのマーク位置設定手段と、上記環境地図上に設定された操縦用基点マークを経由し、障害物を回避して移動目標マーク位置に向かう移動経路を終了コマンド受信まで生成する移動経路生成手段とを有するものとしている。 In order to solve the above problems, the present invention provides a distance measuring unit for acquiring distance measurement data in a moving region, an unmanned moving body equipped with a driving mechanism for movement, and a distance measuring unit acquired by the distance measuring unit. Unmanned movement having a display unit for displaying an image generated based on the distance data, and a remote control device for sending operation information for remotely maneuvering the unmanned mobile body based on the image displayed on the display unit The remote control device includes a control base mark setting means for setting one or more control base marks to be a base point for remote control of an unmanned mobile body, and the control base mark. , Determine whether the unmanned vehicle has exceeded, and if the steering base mark is exceeded, cancel the steering base mark and move the movement target mark to the movement target position on the image displayed on the display Move While providing the mark mark moving means, the unmanned moving body has an environment map creating means for creating an environment map based on the distance measurement data acquired by the distance measuring unit, and a movable area based on the created environment map. The movable area extraction means to be extracted, the obstacle detection means to detect obstacles that hinder the movement in the extracted movable area, and the control base mark sent from the remote control device are set on the environment map Mark position setting means for moving, and a movement path generation means for generating a movement path toward the movement target mark position while avoiding an obstacle until the end command is received via the control base point mark set on the environment map It is supposed to have.
上記の構成においては、移動領域内の環境地図に基づいて移動可能エリアを抽出し、抽出された移動可能エリア内の移動の妨げとなる障害物を検出するとともに、遠隔操縦装置から送出された操縦用基点マークを環境地図上に設定する。
そして、環境地図上に設定された操縦用基点マークを経由し、障害物を回避して移動目標マーク位置に向かう移動経路を生成し、その生成した移動経路に沿って移動する。
In the above configuration, the movable area is extracted based on the environmental map in the movement area, the obstacle that hinders the movement in the extracted movable area is detected, and the maneuver sent from the remote control device is detected. Set the base point mark on the environment map.
Then, via the control base point mark set on the environment map, a movement route toward the movement target mark position is generated while avoiding the obstacle, and the vehicle moves along the generated movement route.
本発明によれば、障害物を回避する操縦を行なうことなく、移動しようとする方向を指示するだけの簡便な操縦を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform simple maneuvering only by instructing the direction to move without maneuvering to avoid an obstacle.
以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る無人移動体システムの全体構成を示す説明図、図2は、その無人移動体システムの一部をなす無人移動体に配設したアクチュエータ等の配置状態を示す説明図、図3は、その無人移動体に設けた制御回路のブロック図である。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing the overall configuration of an unmanned mobile body system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an arrangement state of actuators and the like disposed on the unmanned mobile body that forms part of the unmanned mobile body system. FIG. 3 is a block diagram of a control circuit provided in the unmanned mobile body.
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る無人移動体システムAは、無人移動体の一例である無人車両Bと、遠隔操縦装置Cとを有している。
無人車両Bは、図2に示すように、一般の乗用車両のハンドル/アクセル/ブレーキを、移動体制御用,自律移動用コンピュータ10,30によって操縦できるように、各種のアクチュエータを付加した構成のものであり、その詳細は次のとおりである。
As shown in FIG. 1, an unmanned mobile system A according to an embodiment of the present invention includes an unmanned vehicle B that is an example of an unmanned mobile body and a remote control device C.
As shown in FIG. 2, the unmanned vehicle B has a configuration in which various actuators are added so that the steering wheel / accelerator / brake of a general passenger vehicle can be controlled by the moving body control and autonomous moving
すなわち、無人車両Bは、CPU(Central Processing Unit)やインターフェース回路(いずれも図示しない)等からなる移動体制御用コンピュータ10と、同じく自律移動用コンピュータ30とによって制御されるようになっている(図2,3参照)。
なお、以下には、移動体制御用コンピュータ10を、本実施形態に対応して車両制御用コンピュータ10という。
車両制御用コンピュータ10と、自律移動用コンピュータ30とは、イーサネット(登録商標)11を介して互いに接続されている。
That is, the unmanned vehicle B is controlled by a mobile
In the following, the moving
The
自律移動用コンピュータ30は、CPU(Central Processing Unit)やインターフェース回路(いずれも図示しない)等からなるものであり、これの入力ポートには、移動領域内の測距データを取得するための測距部33が接続されている。
測距部33は、自律移動用カメラ14,31と、レーザ光センサ(以下、「LRF」という。)32とを有して構成されている。
The
The
LRF32は、レーザ光の投光から受光までの時間を計測するタイムオブフライト方式により測距を行うものであり、本実施形態において示すものは、1つのレーザ光源を用い、光軸を光学的又は機械的に掃引することにより、物体の3次元的な形状を取得するスキャンタイプのものである。 The LRF 32 performs distance measurement by a time-of-flight method for measuring the time from projecting to receiving light of a laser beam. In the present embodiment, the one shown in this embodiment uses one laser light source and the optical axis is optical or It is of a scan type that acquires a three-dimensional shape of an object by mechanically sweeping.
自律移動用カメラ14,31は、自律走行(自律移動)を行うときに必要な画像データを取得するためのものであり、走行方向に向け、かつ、車幅方向において左右対称に配列されている。すなわち、自律移動用カメラ14,31は、所謂ステレオカメラである。
The
車両制御用コンピュータ10は、CPU(Central Processing Unit)、インターフェース回路及びメモリ(いずれも図示しない)等からなるものである。
この車両制御用コンピュータ10の入力ポートには、イーサネット(登録商標)12を介して無線LAN13が、また、GPS(Global Positioning System)15、バーチカルジャイロ16、車速パルス17、及びオドメトリ18がそれぞれシリアル回線を介して接続されている。なお、符号20は、無線LAN13に接続されているアンテナを示している
。
The
A
また、出力ポートには、モータドライバ21を介して、ステアリング用アクチュエータ22、ブレーキ/アクセル用アクチュエータ23がそれぞれ接続されている。
なお、9…は走行輪であり、これらの走行輪9…とともに、モータドライバ21、ステアリング用アクチュエータ22、ブレーキ/アクセル用アクチュエータ23により駆動機構Dを構成している。
Further, a
9 are traveling wheels, and together with these
バーチカルジャイロ16は、無人車両Bの鉛直面内における傾斜姿勢、従ってまた、後述する自律走行用カメラ14,31の光軸姿勢(向き)情報を取得するとともに、ヨー角速度、及びX,Y,Z3軸の加速度等を出力するようになっている。
The
オドメトリ18は、無人車両Bの走行輪9…の各回転量に基づいて、自己の位置情報を取得するためのセンサである。
GPS15は、無人車両Bの位置情報を取得するためのものである。
車速パルス17は、無人車両Bの移動速度をパルス情報として出力するものであり、例えばホール素子等である。
The
The
The vehicle speed pulse 17 outputs the moving speed of the unmanned vehicle B as pulse information, and is, for example, a hall element.
車両制御用コンピュータ10は、イーサネット(登録商標)12,無線LAN13及びアンテナ20を通じて、GPS15、バーチカルジャイロ16で取得した各種の情報を、詳細を後述する遠隔操縦装置Cに向けて送信する機能の他、その遠隔操縦装置Cから送信される操縦情報に基づき、ステアリング用アクチュエータ22、ブレーキ/アクセル用アクチュエータ23をモータドライバ21を介して駆動制御する機能を有している。
The
すなわち、遠隔操縦装置Cから送信される走行経路(移動経路)、後述する操縦情報に従って、ステアリング用アクチュエータ22及びブレーキ/アクセル用アクチュエータ23を駆動する機能を有している。
That is, it has a function of driving the
車両制御用コンピュータ10は、図示しないメモリに記憶されている所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。
(1)上記測距部33により取得した測距データに基づいて、環境地図を作成する機能。この機能を「環境地図作成手段10a」という。
(2)作成した環境地図に基づいて移動可能エリアRを抽出する機能。この機能を「移動可能エリア抽出手段10b」という。
The
(1) A function for creating an environmental map based on distance measurement data acquired by the
(2) A function of extracting the movable area R based on the created environmental map. This function is referred to as “movable area extracting means 10b”.
(3)測距部33により取得した測距データに基づき、移動可能エリアR内の自律移動の妨げとなる障害物S(図6参照)を検出する機能。これを「障害物検出手段10c」という。
本実施形態においては、自律移動用カメラ14,31で取得した画像データと、LRF32で取得したレーザ光データとに基づき、移動可能エリアR内の自律移動の妨げとなる障害物Sを検出している。
(3) A function of detecting an obstacle S (see FIG. 6) that hinders autonomous movement in the movable area R based on distance measurement data acquired by the
In the present embodiment, an obstacle S that hinders autonomous movement in the movable area R is detected based on the image data acquired by the
(4)遠隔操縦装置Cから送出された一又は二以上の操縦用基点マークa´を環境地図上に設定するための機能。この機能を「マーク位置設定手段10d」という。
(5)上記環境地図上に設定された一又は二以上の操縦用基点マークa´を経由し、障害物Sを回避して移動目標マーク位置に向かう移動経路を生成する機能。この機能を「移動経路生成手段10e」という。
(6)上記作成した移動経路に沿い、駆動機構を介して無人移動体を移動させる機能。これを「自律移動手段10f」という。
(4) A function for setting one or two or more control base marks a ′ sent from the remote control device C on the environment map. This function is referred to as “mark position setting means 10d”.
(5) A function of generating a movement route toward the movement target mark position while avoiding the obstacle S via one or more control reference point marks a ′ set on the environment map. This function is referred to as “movement route generation means 10e”.
(6) A function of moving the unmanned moving body through the drive mechanism along the created moving path. This is called “autonomous moving means 10f”.
(7)操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否を判定する機能。これを「移動可否判定手段10g」という。
「操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否」は、上記作成した移動経路が、移動可能エリア内のものであるか否かによるものである。
(7) A function of determining whether or not movement is possible in the movable area based on the movement direction and the movement speed included in the operation information. This is referred to as “moveability determination means 10g”.
“Moveability in the movable area based on the movement direction and the movement speed included in the operation information” is based on whether or not the created movement route is in the movable area.
(8)操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動が不可能であると判定したときには、自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替える機能。この機能を「モード切替手段10h」という。
本実施形態においては、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動が不可能であると判定したときには、無人車両Bを一旦停止させている。
「遠隔操縦モード」とは、遠隔操縦装置Cから送出された操縦情報に基づく遠隔操縦を可能とした状態をいう。
「自律移動モード」とは、作成した上記移動経路に沿い、駆動機構Dによって無人車両Bを自律移動させる状態をいう。
(8) A function of switching from the autonomous movement mode to the remote control mode when it is determined that movement in the movable area based on the movement direction and movement speed included in the operation information is impossible. This function is referred to as “mode switching means 10h”.
In the present embodiment, the unmanned vehicle B is temporarily stopped when it is determined that the movement in the movable area based on the moving direction and the moving speed included in the operation information is impossible.
“Remote control mode” refers to a state in which remote control based on control information sent from the remote control device C is enabled.
The “autonomous movement mode” refers to a state in which the unmanned vehicle B is autonomously moved by the drive mechanism D along the created movement route.
次に、遠隔操縦装置について、上記した図1とともに、図4〜6を参照して説明する。図4(A)は、遠隔操縦装置の構成を示す説明図、(B)は、入力装置の概略説明図、図5は、遠隔操縦装置に設けた制御回路のブロック図、図6(A)は、表示部上に表示される操縦用基点マークと移動目標マークの説明図、(B)は、その移動目標マークを移動目標位置に移動させた様子を示す説明図である。
本実施形態において示す遠隔操縦装置Cは、表示部40、入力装置50、及び制御装置60を有して構成されており、操縦者Qが装着して使用できる形態になっている。
Next, the remote control device will be described with reference to FIGS. 4A is an explanatory diagram showing the configuration of the remote control device, FIG. 4B is a schematic explanatory diagram of the input device, FIG. 5 is a block diagram of a control circuit provided in the remote control device, and FIG. These are explanatory drawings of the control base point mark and the movement target mark displayed on the display unit, and (B) is an explanatory diagram showing the movement target mark moved to the movement target position.
The remote control device C shown in the present embodiment is configured to include a
表示部40は、ディスプレイ41、ディスプレイコントローラや制御装置60との間における画像データの送受を行う送受信部(いずれも図示しない)を筐体42に配設したものであり、操縦者Qの頭部に装着するためのベルト43に取り付けられている。
ディスプレイ41には、上記した自律移動用カメラ14,31によって取得した画像に後述する移動目標マークa等を重畳させて表示されるようになっている。
The
The
入力装置50は、ジョイスティック51,52、操縦用基点マーク設定ボタン53、操縦用基点マーク解除ボタン54、制御装置60との間における操縦情報等の送受を行う送受信部(図示しない)を筐体55に配設したものである。
The
ジョイスティック51は、移動目標マークaをディスプレイ41上で移動操作するためのものである。
ジョイスティック52は、操縦情報を入力するためのものであり、それを前後左右に傾動操作することによって、無人車両Bを左右に旋回操作するとともに移動速度(以下、「走行速度」という。)を増減するためのものである。
「操縦情報」は、少なくとも指令移動方向、指令移動速度及び無人車両Bの加減速データとともに、下記の操縦用基点マークa´の設定情報を含むものである。
上記したジョイスティック52の操作に従った操縦情報が無人車両に向けて出力されるようになっている。
The
The
The “steering information” includes at least the command movement direction, the command movement speed, and the acceleration / deceleration data of the unmanned vehicle B, as well as setting information for the following steering base mark a ′.
Steering information according to the operation of the
操縦用基点マーク設定ボタン53は、操縦用基点マークa´の座標位置を設定するためのものである。
操縦用基点マーク解除ボタン54は、一又は二以上の座標位置に設定した各操縦用基点マークa´を解除するためのものである。
図6(A)において、過去に設定した操縦用基点マークa´の次に通過させたい位置に移動目標マークaを持っていき、操縦用基点マーク設定ボタン53により設定する。この位置に操縦用基点マークa´(2)が設定される。その後、移動目標マークaを無人車両Bがa´(2)通過後に移動させたい位置に移動させる。その状況を図6(B)に示す。
The steering base
The steering base mark cancel
In FIG. 6A, the movement target mark a is brought to a position to be passed next to the control base point mark a ′ set in the past, and is set by the control base point
制御装置60は、CPU(Central Processing Unit)やインターフェース回路(いずれも図示しない)等からなる装置本体65と、これの入出力ポートに、無線LAN61、ディスプレイ62、キーボード63とを一体的に構成したものである。なお、符号64で示すものは、アンテナである。
The
装置本体65は、所要のプログラムの実行により次の各機能を発揮する。
(9)車速パルス(速度測定器)17によって検出した移動速度に対応して、移動目標となる移動目標マークaを、ディスプレイ41に表示されている画像に重畳表示する機能。これを「重畳表示手段65a」という。
The apparatus
(9) A function of superimposing and displaying a movement target mark a serving as a movement target on the image displayed on the
本実施形態においては、無人車両Bが例えば比較的高速で移動しているときには、移動目標マークaをディスプレイ41の上側位置に表示し、比較的低速で移動しているときには、移動目標マークaをディスプレイ41の下側位置に表示する。
なお、41aで示すものは、無人車両Bの状態情報であり、例えば無人車両Bの前後左右の傾斜状態や走行速度等である。
In the present embodiment, for example, when the unmanned vehicle B is moving at a relatively high speed, the movement target mark a is displayed at the upper position of the
In addition, what is shown by 41a is the state information of the unmanned vehicle B, for example, the front / rear / left / right inclination state of the unmanned vehicle B, the traveling speed, and the like.
(10)無人移動体を遠隔操縦するための基点となる一又は二以上の操縦用基点マークa´を設定する機能。この機能を「操縦用基点マーク設定手段65b」という。
操縦用基点マークa´の設定は、操縦用基点マーク設定ボタン53のオン操作によって設定される。
設定された操縦用基点マークa´は、ディスプレイ41上において、図6(A),(B)に示すように固定して表示される。
(10) A function of setting one or two or more control reference point marks a ′ which are base points for remotely controlling the unmanned mobile body. This function is referred to as “steering reference mark setting means 65b”.
The setting of the steering base mark a ′ is set by turning on the steering base
The set steering base mark a ′ is fixedly displayed on the
(11)ディスプレイ41に表示されている画像上において、移動目標マークaを移動させる機能。この機能を「移動目標マーク移動手段65c」という。
移動目標マークaの移動は、ジョイスティック51の操作に基づいて行なわれる。
(11) A function of moving the movement target mark a on the image displayed on the
The movement target mark a is moved based on the operation of the
(12)無人車両Bと遠隔操縦装置Cとの間における通信遅延時間を算出する機能。これを「遅延時間算出手段65d」という。
本実施形態においては、無人車両Bと遠隔操縦装置Cの間において、pingの要領でデータの往復時間を推定している。
また、無人車両Bと遠隔操縦装置C双方にGPSを搭載しておき、そのGPSを用いて双方のコンピュータによって精度の高い時刻同期を行い、受信したデータのタイムスタンプに基づいて遅延時間を推定するようにしてもよい。
(12) A function of calculating a communication delay time between the unmanned vehicle B and the remote control device C. This is referred to as “delay time calculation means 65d”.
In the present embodiment, the round trip time of data is estimated between the unmanned vehicle B and the remote control device C in the manner of ping.
In addition, GPS is installed in both the unmanned vehicle B and the remote control device C, the time synchronization with high accuracy is performed by both computers using the GPS, and the delay time is estimated based on the time stamp of the received data. You may do it.
(13)遅延時間算出手段65dにより算出した遅延時間に基づいて、移動目標マークaの表示位置を補正する機能。これを「表示位置補正手段65e」という。
このような補正を行うことにより、遅延時間による操縦ミスを低減することができる。
(13) A function of correcting the display position of the movement target mark a based on the delay time calculated by the delay time calculation means 65d. This is referred to as “display position correcting means 65e”.
By performing such correction, it is possible to reduce a control error due to a delay time.
次に、図7,8を参照して、制御フローチャートについて説明する。図7は、車両制御装置の制御フローチャート、図8は、遠隔操縦装置による遠隔操縦のフローチャートである。
<車両制御のフローチャート>
ステップ1(図7中、「S1」と略記する。以下、同様。):各部の初期化処理を行ってステップ2に進む。
Next, a control flowchart will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a control flowchart of the vehicle control device, and FIG. 8 is a flowchart of remote control by the remote control device.
<Flowchart of vehicle control>
Step 1 (abbreviated as “S1” in FIG. 7; the same applies hereinafter): Initialization processing of each unit is performed, and the process proceeds to
ステップ2:遠隔操縦装置Cから送信された操縦者Qによる指令移動速度・移動方向や操縦用基点マークa´の設定情報等を含む操縦情報及びコマンドを受信して、ステップ3に進む。
ステップ3:終了コマンドを受信したか否かを判定し、終了コマンドを受信すればステップ14に進んで、そうでなければステップ4に進む。
Step 2: The control information and command including the command moving speed / direction and the setting information of the control reference mark a ′ transmitted by the operator Q transmitted from the remote control device C are received, and the process proceeds to Step 3.
Step 3: It is determined whether or not an end command has been received. If an end command is received, the process proceeds to step 14; otherwise, the process proceeds to step 4.
ステップ4:カメラ14,31とLRF32によって移動領域を認識するとともに、移動可能エリアRを抽出する。
具体的には、レーザ光データと画像データとが入力されると、障害物認識処理を行い、障害物Sの認識結果に基づいて環境地図を作成する。
Step 4: The moving area is recognized by the
Specifically, when laser light data and image data are input, an obstacle recognition process is performed, and an environment map is created based on the recognition result of the obstacle S.
ステップ5:設定されている操縦用基点マークa´とともに移動目標マークa、移動速度等に基づき移動経路を生成する。
具体的には、一又は二以上の操縦用基点マークa´が設定されている場合には、これらをそれぞれ経由し、かつ、移動可能エリアR内に障害物Sが存在する場合には、その障害物Sを回避した走行ルート(移動ルート)を含む移動経路を作成する。
Step 5: A movement route is generated based on the movement target mark a, the movement speed and the like together with the set steering base mark a ′.
Specifically, when one or more control reference marks a ′ are set, if there is an obstacle S in the movable area R through each of them, A travel route including a travel route (travel route) that avoids the obstacle S is created.
ステップ6:計画された移動速度と移動方向で移動可能か否かを判定し、移動が不可能であると判定すればステップ7に進み、そうでなければステップ12に進む。
ステップ7:移動方向への走行(移動)が可能か否かを判定し、不可能であればステップ8に進み、可能であればステップ11に進む。
Step 6: It is determined whether or not the movement is possible at the planned movement speed and movement direction. If it is determined that the movement is impossible, the process proceeds to Step 7, and if not, the process proceeds to Step 12.
Step 7: It is determined whether or not traveling (moving) in the moving direction is possible. If it is impossible, the process proceeds to Step 8, and if possible, the process proceeds to Step 11.
ステップ8:移動速度を低下させる。その移動速度の低下に従って、ディスプレイ41に表示されている移動目標マークaの表示位置が、ディスプレイ41の上側から下側に向けて下降表示して、ステップ9に進む。
Step 8: Reduce the moving speed. As the movement speed decreases, the display position of the movement target mark a displayed on the
ステップ9:移動速度が既定値以下になったか否かを判定し、移動速度が既定値以下になったと判定すればステップ10に進み、そうでなければステップ7に戻る。
「既定値」は、操縦者が移動可能エリア内を安全に移動できる程度の移動速度である。
ステップ10:車両を停止し自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替える。
ステップ11:安全に走行可能な移動速度に制御して移動方向に向けて走行する。
Step 9: It is determined whether or not the moving speed is equal to or lower than a predetermined value. If it is determined that the moving speed is equal to or lower than the predetermined value, the process proceeds to Step 10;
The “predetermined value” is a moving speed at which the operator can safely move within the movable area.
Step 10: Stop the vehicle and switch from the autonomous movement mode to the remote control mode.
Step 11: Drive in the moving direction by controlling the moving speed so that it can run safely.
ステップ12:移動速度、移動方向に自律して走行するように、アクセル/ブレーキ、ステアリングをアクチュエータによって駆動して、ステップ13に進む。
ステップ13:移動速度(車速)等の車両情報及び移動可能エリアRの認識結果を、遠隔操縦装置Cに向けて送信して、ステップS2に戻る。
Step 12: The accelerator / brake and the steering are driven by the actuator so that the vehicle travels autonomously in the moving speed and the moving direction, and the process proceeds to Step 13.
Step 13: The vehicle information such as the moving speed (vehicle speed) and the recognition result of the movable area R are transmitted to the remote control device C, and the process returns to Step S2.
<遠隔操縦のフローチャート>
ステップ1(図8中、「Sa1」と略記する。以下、同様。):移動目標マークaをディスプレイ41上に重畳表示する。
すなわち、水平方向はジョイスティック51の操作位置に対応し、上下位置は、無人車両Bの移動速度に対応する移動目標マークaをディスプレイ41上に重畳表示する。
<Remote control flowchart>
Step 1 (abbreviated as “Sa1” in FIG. 8; the same applies hereinafter): The moving target mark a is superimposed on the
That is, the horizontal direction corresponds to the operation position of the
ステップ2:操縦用基点マークa´を設定するかを判定し、当該設定をする場合にはステップ3に進み、そうでなければステップ1に戻る。
ステップ3:操縦用基点マーク設定ボタン53をオン操作して、操縦用基点マークa´をディスプレイ41上に表示する。
Step 2: It is determined whether or not the steering base point mark a ′ is to be set. If the setting is to be made, the process proceeds to Step 3; otherwise, the process returns to Step 1.
Step 3: The steering base
ステップ4:次の操縦用基点マークa´(二つ目の操縦用基点マークa´(2))を設定するかを判定し、当該設定をする場合にはステップ5に進み、そうでなければステップ6に進む。
ステップ5:操縦用基点マーク設定ボタン53を再度オン操作して、次の操縦用基点マークa´(2)をディスプレイ41上に表示する。
Step 4: It is determined whether or not the next steering base point mark a ′ (second steering base point mark a ′ (2)) is to be set. If so, the process proceeds to Step 5, otherwise. Proceed to step 6.
Step 5: The steering base point
ステップ6:ジョイスティック51を操作して、移動目標マークaをディスプレイ41上のより遠い移動目標位置に移動させる。
ステップ7:無人車両Bが操縦用基点マークa´を超えたか否かを判定し、超えたと判定したときにはステップ8に進み、そうでない場合にはステップ7に戻る。
Step 6: The
Step 7: It is determined whether or not the unmanned vehicle B has exceeded the control base point mark a ′. If it is determined that the unmanned vehicle B has exceeded the control, the process proceeds to Step 8. If not, the process returns to Step 7.
ステップ8:移動に伴って、通過した操縦用基点マークa´を解除する。
ステップ9:全ての操縦用基点マークa´が解除されたか否かを判定し、解除されたと判定したときにはステップ10に進み、そうでない場合にはステップ7に戻る。
ステップ10:移動目標マークaを、従来の制御位置に滑らかに移動させる。すなわち、無人車両Bの移動速度により決定されるディスプレイ41上の水平位置に移動させる。その後、ステップ1に戻る。
Step 8: With the movement, the passing control reference point mark a ′ is canceled.
Step 9: It is determined whether or not all the steering base marks a ′ have been released. If it is determined that they have been released, the process proceeds to Step 10, and if not, the process returns to Step 7.
Step 10: The moving target mark a is smoothly moved to the conventional control position. That is, it is moved to a horizontal position on the
上述した実施形態に係る無人移動体によれば、次の効果を得ることができる。
・障害物を回避する操縦を行なうことなく、移動目標位置を指示するだけの簡便な操縦を行なえる。
According to the unmanned mobile body according to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
-It is possible to perform simple maneuvering that only indicates the target position of movement without maneuvering to avoid obstacles.
・遠隔操縦を行うときの基準となる移動目標マークを、速度測定器によって検出した移動速度に対応させて、ディスプレイ41に表示されている画像に重畳表示することにより、移動速度に応じた遠近感を得ることができる。
-Perspective according to the moving speed is displayed by superimposing the moving target mark, which is a reference for remote control, on the image displayed on the
・無人移動体と遠隔操縦装置との間における通信遅延時間を算出し、算出した遅延時間に基づいて、移動目標マークの表示位置を補正することにより、遠隔操縦をより容易に行うことができる。
ができる。
By calculating the communication delay time between the unmanned mobile body and the remote control device and correcting the display position of the movement target mark based on the calculated delay time, the remote control can be performed more easily.
Can do.
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
操縦用基点マークa´の大きさをディスプレイの上下表示位置に応じて異ならせて表示させることができる。具体的には、下側位置に表示されるに従って大きく表示し、上側位置に表示されるに従って小さく表示する。これにより、ディスプレイ41上において容易に遠近感を与えることができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be made.
The size of the steering base mark a ′ can be displayed differently depending on the vertical display position of the display. Specifically, the image is displayed larger as it is displayed at the lower position, and is displayed smaller as it is displayed at the upper position. Thereby, a sense of perspective can be easily given on the
10a 環境地図作成手段
10b 移動可能エリア抽出手段
10c 障害物検出手段
10d マーク位置設定手段
10e 移動経路生成手段
10f 自律移動手段
10g 移動可否判定手段
10h モード切替手段
17 速度測定器
33 測距部
41 表示部(ディスプレイ)
65a 重畳表示手段
65b 操縦用基点マーク設定手段
65c 移動目標マーク移動手段
65d 遅延時間算出手段
65e 表示位置補正手段
A 無人移動体システム
B 無人移動体
C 遠隔操縦装置
D 駆動機構
a 移動目標マーク
a´ 操縦用基点マーク
R 移動可能エリア
10a Environmental map creation means 10b Movable area extraction means 10c Obstacle detection means 10d Mark position setting means 10e Movement path generation means 10f Autonomous movement means 10g Movement possibility determination means 10h Mode switching means 17
65a Superimposed display means 65b Steering reference mark setting means 65c Moving target mark moving means 65d Delay
Claims (4)
その測距部によって取得した測距データに基づいて生成した画像を表示するための表示部、及びその表示部に表示された画像に基づいて無人移動体を遠隔操縦するための操縦情報を送出する遠隔操縦装置と
を有する無人移動体システムであって、
遠隔操縦装置には、
無人移動体を遠隔操縦するための基点となる一又は二以上の操縦用基点マークを設定する操縦用基点マーク設定手段と、
上記操縦用基点マークを、上記無人車両が超えたか否かを判定し、操縦用基点マークを超えたときは操縦用基点マークを解除し、表示部に表示されている画像上の移動目標位置に、移動目標マークを移動させる移動目標マーク移動手段を設けたこと、
無人移動体には、
上記測距部により取得した測距データに基づいて、環境地図を作成する環境地図作成手段と、
作成した環境地図に基づいて移動可能エリアを抽出する移動可能エリア抽出手段と、
抽出された移動可能エリア内の移動の妨げとなる障害物を検出する障害物検出手段と、
遠隔操縦装置から送出された操縦用基点マークを環境地図上に設定するためのマーク位置設定手段と、
上記環境地図上に設定された一又は二以上の操縦用基点マークを経由し、障害物を回避して移動目標マーク位置に向かう移動経路を生成する移動経路生成手段と、
その生成した移動経路に従い駆動機構を介して無人移動体を移動させる自律移動手段と、
を有し、
上記移動経路生成手段は、終了コマンド受信まで移動経路を生成するものであることを特徴とする無人移動体システム。 A ranging unit for acquiring ranging data in the moving area, and an unmanned moving body equipped with a driving mechanism for movement;
A display unit for displaying an image generated based on the distance measurement data acquired by the distance measuring unit, and steering information for remotely maneuvering the unmanned moving body based on the image displayed on the display unit are transmitted. An unmanned mobile system having a remote control device,
Remote control devices include
Steering base point mark setting means for setting one or more steering base point marks that serve as base points for remotely maneuvering an unmanned mobile body;
It is determined whether or not the unmanned vehicle has exceeded the control base point mark. When the control base point mark is exceeded, the control base point mark is canceled and the movement target position on the image displayed on the display unit is released. , Providing moving target mark moving means for moving the moving target mark,
For unattended mobiles,
An environment map creating means for creating an environment map based on the distance measurement data acquired by the distance measuring unit;
A movable area extracting means for extracting a movable area based on the created environmental map;
Obstacle detection means for detecting an obstacle that hinders movement in the extracted movable area;
Mark position setting means for setting the control base mark sent from the remote control device on the environmental map;
A movement path generation means for generating a movement path toward the movement target mark position while avoiding an obstacle via one or more control reference point marks set on the environment map;
Autonomous moving means for moving the unmanned moving body via the drive mechanism according to the generated movement path;
I have a,
The unmanned mobile system according to claim 1, wherein the travel route generation means generates a travel route until an end command is received .
移動目標マークを、速度測定器によって検出した移動速度に対応させて、表示部に表示されている画像に重畳表示する重畳表示手段を有する請求項1に記載の無人移動体システム。 It has a speed measuring device to measure the moving speed of the unmanned moving body,
The unmanned moving body system according to claim 1, further comprising a superimposing display unit that superimposes and displays the movement target mark on the image displayed on the display unit in correspondence with the moving speed detected by the speed measuring device.
算出した遅延時間に基づいて、移動目標マークの表示位置を補正する表示位置補正手段とを有する請求項1又は2に記載の無人移動体システム。 A delay time calculating means for calculating a communication delay time between the unmanned mobile body and the remote control device;
The unmanned moving body system according to claim 1 or 2, further comprising display position correction means for correcting the display position of the movement target mark based on the calculated delay time.
この移動可否判定手段により、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動が不可能であると判定したときには、自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替えるモード切替手段を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の無人移動体システム。 A movement availability determination means for determining whether movement is possible in a movable area based on a movement direction and a movement speed included in the operation information;
A mode switching means for switching from the autonomous movement mode to the remote control mode when it is determined by the movement availability determination means that movement within the movable area based on the movement direction and movement speed included in the operation information is impossible. Item 4. The unmanned mobile system according to any one of Items 1 to 3.
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