JP5959053B2 - 自律走行装置 - Google Patents
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Description
置(x,y)、走行方向θなどの自己位置状態を記録する。また、この自己位置状態の記録とともに、LRF20からの距離信号により形成される環境地図も記録する。すなわち、各自己位置状態に対応した環境地図が予め記録される。
次に、教示走行時、すなわち、教示走行に対応する切替信号kが外部から切替手段32に供給された場合におけるマイコン30での処理について説明する。ここで、教示走行時には、位置状態演算手段31からは、位置信号(xm,ym)、走行方向信号θmおよび走行距離信号Lmが供給される。また、距離信号dに基づき環境地図信号mmがマイコン30内で形成される。
mmが供給され、位置状態信号(xm,ym,θm)と、その位置状態における環境地図信号mmとが、互いに関連づけられて記憶される。すなわち、各位置状態における環境地図が、第1記録手段33に記録される。
次に、自律走行時、すなわち、自律走行に対応する切替信号kが外部から切替手段32に供給された場合におけるマイコン30での処理について説明する。ここで、自律走行時には、位置状態演算手段31からは、位置信号(xa,ya)、走行方向信号θaが供給される。また、距離信号dに基づき環境地図信号maがマイコン30内で形成される。
次に、補正演算手段34による装置1の自己位置状態の推定について、図3、並びに、図4および図5に基づき説明する。なお、図4および図5は、補正演算手段34における情報の処理の内容を示すフローチャートである。
S=|(環境地図信号mm)∩(遷移後の環境地図信号ma)|/|環境地図信号mm|ここで、Sの分母は、環境地図信号mmにおいて、物体の存在を示す画素(=1)の画素数を示す。Sの分子は、双方の環境地図信号(mm,ma)における物体の存在を示す画素(=1)において、ともに重なる画素の画素数を示す。
まず、θの計算位置状態量dθtryが、補正位置状態量dθcurに遷移量Δθを加算した値として設定される。ここで、x、yの計算位置状態量(dxtry,dytry)は、補正位置状態量(dxcur,dycur)がそのまま設定される(S102)。そして、スコアSが計算され(S103)、スコアSが上昇したか否か判断される(S104)。
同様に、まず、xの計算位置状態量dxtryが、補正位置状態量dxcurに遷移量Δxを加算した値として設定される。ここで、y、θの計算位置状態量(dytry,dθtry)は、補正位置状態量(dycur,dθcur)がそのまま設定される(S109)。そして、スコアSが計算され(S110)、スコアSが上昇したか否か判断される(S111)。
同様に、まず、yの計算位置状態量dytryが、補正位置状態量dycurに遷移量Δyを加算した値として設定される。ここで、x、θの計算位置状態量(dxtry,dθtry)は、補正位置状態量(dxcur,dθcur)がそのまま設定される(S116)。そして、スコアSが計算され(S117)、スコアSが上昇したか否か判断される(S118)。
して、上記の計算位置状態量dytryが設定され、フラグは「1」に設定される。一方、スコアSが上昇したと判断されない場合には、処理S120が行われる。
36…舵角指令演算手段、37…制御信号演算手段、38…速度変換手段、40…モータドライバ、41…給電装置、42…電流センサ、43…電流センサ、100…制御装置、BT…バッテリ
Claims (3)
- 装置本体と、少なくとも一つは駆動輪である複数の車輪と、前記駆動輪を駆動するモータと、前記装置本体から前記装置本体の周辺に存する物体までの距離を検出する距離センサと、少なくとも前記距離センサからの距離信号に基づき、モータ制御信号を演算する制御器と、バッテリに接続され前記制御器からのモータ制御信号に基づき前記モータに制御電力を供給するモータドライバと、を備える自律走行装置において、
前記駆動輪は走行方向を自在に変更できる状態にて前記装置本体に設けられており、
前記制御器には、所定の走行経路上を操作者の操作により前記装置本体が走らされる教示走行の当該装置本体周辺の点群の環境地図と自己位置状態とが予め記憶されており、
前記制御器は、自律走行時において前記距離センサからの距離信号に基づき当該装置本体周辺の点群の環境地図を生成するとともに、自己位置状態を取得し、
前記制御器は、貪欲法を用いて前記自律走行時の自己位置状態を補正するにあたり、前記教示走行時の自己位置状態と、前記自律走行時の自己位置状態との差分値から、前記自律走行時の環境地図を2次元剛体変換により変換し、変換した前記環境地図と、前記教示走行時の前記環境地図との何れか一方を固定し、微小の遷移量で他方の前記環境地図の座標及び角度を少しずつ遷移させ、前記変換した前記環境地図と前記教示走行時の前記環境地図との一致点が最大となる座標及び角度に基づいて前記自律走行時の自己位置状態を補正し、前記補正した自己位置状態に基づき略前記所定の走行経路上を走行できるよう前記駆動輪の走行方向を制御すべく前記モータ制御信号を演算し、演算された前記モータ制御信号を出力することを特徴とする自律走行装置。 - 前記教示走行時における環境地図と、前記自律走行時における環境地図とは、2次元空間内の2値画像信号であって、
前記制御器は、前記教示走行時における環境地図において物体の存在を示す画素の画素数を分母とし、前記変換した前記環境地図と前記教示走行時の前記環境地図における物体が重なった部分の画素数を分子として計算される値をスコアとし、
前記制御器は、前記遷移量で前記他方の前記環境地図の座標及び角度を遷移させる遷移処理を行った後に、前記遷移量を所定の値だけ減らした前記遷移量で再度前記遷移処理を行うことを、前記スコアが上昇しなくなるまで行い、前記スコアが上昇しなくなったときの前記他方の前記環境地図の座標及び角度に基づいて前記自律走行時の自己位置状態を補正することを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。 - 前記制御器は、前記遷移処理を繰り返すことにより上昇しなくなったときの前記スコアが予め定められた設定スコアを超えるか否か判定し、前記スコアが前記設定スコアを超えると判定した場合には、前記スコアが上昇しなくなったときの前記他方の前記環境地図の座標及び角度に基づいて前記自律走行時の自己位置状態を補正し、前記スコアが前記設定スコアを超えないと判定した場合には、前記自律走行時の自己位置状態を補正しないことを特徴とする請求項2に記載の自律走行装置。
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