JP6622215B2 - 自走式ロボットの障害物回避走行方法 - Google Patents
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Description
ステップ200:記憶された順序に従い、上部記録点は現在の上部記録点とそれ以前の上部記録点とに分類され、下部記録点は現在の下部記録点とそれ以前の下部記録点とに分類され;
ステップ300:現在の障害物位置が上部障害物位置であれば、Y軸座標が現在の上部障害物位置のY軸座標より低い位置にある前回の上部記録点が、現在の上部障害物位置より以前に存在するか否かが判定され;現在の障害物位置が下部障害物位置であれば、Y軸座標が現在の下部障害物位置のY軸座標より高い位置にある前回の下部記録点が、現在の下部障害物位置より以前に存在するか否かが判定され;
ステップ400:判定結果が「正」であれば、前回の上部記録点または前回の下部記録点が転回位置となり、自走式ロボットは現在の障害物位置からX軸に沿って転回位置に向かって該転回位置のX軸座標まで走行し、転回位置の座標を消去し、転回位置と現在の障害物位置の間の領域における走査走行を完了した後、ステップ100に戻り;判定結果が「否」であれば、自走式ロボットはX軸に沿って移動距離M1だけ移動し;
ステップ500:自走式ロボットはそれまでのY軸に沿った走行方向とは逆方向に走行してステップ100に戻り;
ステップ600:走行範囲における走査走行が完了するまで、ステップ100からステップ500までを繰り返す。
現在の上部障害物位置のY軸座標が以前の上部記録点の各々のY軸座標と異なっている場合、当該現在の上部障害物位置を有効な上部障害物位置とし;現在の下部障害物位置のY軸座標が以前の下部記録点の各々のY軸座標と異なっている場合、当該現在の下部障害物位置を有効な下部障害物位置とする。
自走式ロボットは、まず前回のY軸走行方向に沿って走行し、一定距離を走行して障害物を検知しなければ、自走式ロボットは前回のY軸走行方向に沿って走行可能であると判定され;そうでない場合、自走式ロボットは前回のY軸走行方向に沿って走行不能であると判定される。
該走行方法は具体的に以下のステップを含む:
ステップ1000:自走式ロボットはY軸に沿って走行し、該自走式ロボットが障害物を検知すると、現在の位置を障害物位置として設定し、現在位置の座標を記録点として記憶し;
ステップ2000:記録点であって、そのY軸座標が現在の障害物位置と前回の障害物位置のY軸座標によって規定される数値距離内にある記録点が、以前に記憶されているか否かを判定し;
ステップ3000:判定結果が「正」であれば、前記記録点を転回位置とし、自走式ロボットは現在の障害物位置からX軸に沿って転回位置に向かって該転回位置のX軸座標まで走行し、転回位置の座標を消去し、転回位置と現在の障害物位置の間の領域における走査走行を完了した後、走行動作はステップ1000に戻り;判定結果が「否」であれば、自走式ロボットはX軸に沿って移動距離M1だけ移動し;
ステップ4000:自走式ロボットは前回のY軸走行方向とは逆方向に走行して、走行動作はステップ1000に戻り;
ステップ5000:走行範囲におけるY軸走査走行が完了するまで、ステップ1000からステップ4000までが繰り返される。
図2は、本発明の第1の実施形態による自走式ロボットの障害物回避走行を示す模式図である。図2を参照し、本発明による具体的な障害物回避走行のプロセスを、以下説明する。まず、自走式ロボットの走行範囲において、水平方向をX軸とし垂直方向をY軸とする平面直角座標系が設定され、X軸方向またはY軸方向に沿っての走行は前進走行か、あるいは後退走行である。
(XA'、YQ)であり、YAとYQの間のY軸座標を有する障害物位置は記録されていないので、自走式ロボットはA点からX軸に沿って移動距離M1だけ移動した後、Y軸に沿って下方へ後退走行を行う。自走式ロボットはこのようにして「弓の字」型の往復経路を走行し、その間、障害物が検知された各座標点を記憶する。その後、自走式ロボットは移動して座標(XC、YP)を有する位置に到達する。このC点の前の障害物検知点は座標(XB、YQ)を有するF点である。記憶されている記録点間のA、B1、B2の各点のY軸座標は当然、C点のY軸座標とF点のY軸座標の間にあり、A点のX軸座標XAはB点のX
軸座標XBより小さい。この状態では、A点が転回位置となる。自走式ロボットはC点からX軸に沿って、A点と同じX軸座標を持つD点へと後退走行を行う。この時点で、自走式ロボットが後戻りをして同じ経路を繰り返し走行することを防止するため、A点とB点、およびA点、B点と同じY軸座標を有する記録点とが消去される。D点とC点の間の走査走行が開始され、当該走査走行の間は、自走式ロボットは障害物を検知しても、C点のX軸座標に再び到達するまでは、いかなる座標点も記憶しない。その後は、自走式ロボットは障害物が検知された位置の座標点の記憶を再開し、通常の「弓の字」型の往復走行モードに戻る。本実施形態では、D点とC点の間の障害物領域における走査走行プロセスにおいても、「弓の字」型の往復走行モードが適用される。ただし、走行モードとしては「弓の字」型の往復走行モードに限定されるものではなく、例えば「回の字」型走行モードなど他の走行モードによっても、同じ技術的効果が得られる。図2に示すように、自走式ロボットの走行経路は、O→P→Q→A→B→F→G→C→D→N→E→C→Gとなる。
ステップ1000:自走式ロボットはY軸に沿って走行し、該自走式ロボットが障害物を検知すると、現在の位置を障害物位置として設定し、現在位置の座標を記録点として記憶し;
ステップ2000:記録点であって、そのY軸座標が現在の障害物位置と前回の障害物位置のY軸座標によって規定される数値距離内にある記録点が、以前に記憶されているか否かを判定し;
ステップ3000:判定結果が「正」であれば、記録点を転回位置とし、自走式ロボットは現在の障害物位置からX軸に沿って転回位置に向かって該転回位置のX軸座標まで走行し、転回位置の座標を消去し、転回位置と現在の障害物位置の間の領域における走査走行を完了した後、走行動作はステップ1000に戻り;判定結果が「否」であれば、自走式ロボットはX軸に沿って移動距離M1だけ移動し;
ステップ4000:自走式ロボットは前回のY軸走行方向とは逆方向に走行して、走行動作はステップ1000に戻り;
ステップ5000:走行範囲におけるY軸走査走行が完了するまで、ステップ1000からステップ4000までが繰り返される。
図3は、本発明の第2の実施形態による自走式ロボットの障害物回避走行を示す模式図である。図3に示すように、第2の実施形態においても、水平方向をX軸とし垂直方向をY軸とする平面直角座標系の設定が必要であり、X軸方向またはY軸方向に沿っての走行は前進走行か、あるいは後退走行である。自走式ロボットがY軸に沿って前進走行中に障害物に接触した位置の座標は上部障害物位置座標として設定され、自走式ロボットがY軸に沿って後退走行中に障害物に接触した位置の座標は下部障害物位置座標として設定される。同様に、自走式ロボットがX軸に沿って前進走行中に障害物に接触した位置の座標は右側障害物位置座標として設定され、自走式ロボットがX軸に沿って後退走行中に障害物に接触した位置の座標は左側障害物位置座標として設定される。
図4は、本発明の第3の実施形態による自走式ロボットの障害物回避走行を示す模式図である。図4に示すように、本実施形態は上記二つの実施形態に基づくさらなる最適化を提供するものである。自走式ロボットはA点にて障害物に接触して当該A点の座標を記憶した後、移動してC点に到達してから再び障害物に接触する。A点のY軸座標はC点のY軸座標より小さい。従前の制御方法ではA点は転回位置とされ、自走式ロボットはC点からX軸に沿って、A点と同じX軸座標を有する位置まで移動するはずであった。しかし、自走式ロボットは障害物Mによる妨害を検知する。この時点で、転回位置Aの座標は消去され、自走式ロボットはC点からY軸に沿ってB点に向かい下方に移動し、B点からX軸に沿って移動距離M1だけ移動した後さらに移動してD点に到達する。その後、自走式ロボットはD点を起点として通常の「弓の字」型の往復走行モードを再開する。図4に示すように、自走式ロボットの走行経路は、A→B→C→B→Dとなる。
ステップ100:自走式ロボットはY軸に沿って走行し、該自走式ロボットがY軸に沿って前方に走行して障害物を検知すると、ロボットは障害物位置を現在の位置に上部障害物位置として設定し、有効な上部障害物位置を上部記録点として記憶し;自走式ロボットがY軸に沿って逆方向に走行して障害物を検知すると、ロボットは障害物位置を現在の位置に下部障害物位置として設定し、有効な下部障害物位置を下部記録点として記憶し;
ステップ200:記憶された順序に従い、上部記録点は現在の上部記録点とそれ以前の上部記録点とに分類され、下部記録点は現在の下部記録点とそれ以前の下部記録点とに分類され;
ステップ300:現在の障害物位置が上部障害物位置であれば、Y軸座標が現在の上部障害物位置のY軸座標より低い位置にある前回の上部記録点が、現在の上部障害物位置より以前に存在するか否かが判定され;現在の障害物位置が下部障害物位置であれば、Y軸座標が現在の下部障害物位置のY軸座標より高い位置にある前回の下部記録点が、現在の下部障害物位置より以前に存在するか否かが判定され;
ステップ400:判定結果が「正」であれば、前回の上部記録点または前回の下部記録点が転回位置となり、自走式ロボットは現在の障害物位置からX軸に沿って転回位置に向かって該転回位置のX軸座標まで走行し、転回位置の座標を消去し、転回位置と現在の障害物位置の間の領域における走査走行を完了した後、ステップ100に戻り;判定結果が「否」であれば、自走式ロボットはX軸に沿って移動距離M1だけ移動し;
ステップ500:自走式ロボットはそれまでのY軸に沿った走行方向とは逆方向に走行してステップ100に戻り;
ステップ600:走行範囲における走査走行が完了するまで、ステップ100からステップ500までを繰り返す。
現在の上部障害物位置のY軸座標が以前の上部記録点の各々のY軸座標と異なっている場合、当該現在の上部障害物位置を有効な上部障害物位置とし;現在の下部障害物位置のY軸座標が以前の下部記録点の各々のY軸座標と異なっている場合、当該現在の下部障害物位置を有効な下部障害物位置とする。
自走式ロボットは、まず前回のY軸走行方向に沿って走行し、一定距離を走行して障害物を検知しなければ、自走式ロボットは前回のY軸走行方向に沿って走行可能であると判定され;そうでない場合、自走式ロボットは前回のY軸走行方向に沿って走行不能であると判定される。
Claims (11)
- 自走式ロボットの走行範囲において、当該自走式ロボットが走行する一方向であるX軸と、これに対して垂直な方向であるY軸とを有する平面直角座標系が設定され、以下のステップを含む自走式ロボットの障害物回避走行方法:
ステップ100:前記自走式ロボットは前記Y軸に沿って走行し、該自走式ロボットが前記Y軸に沿って正方向に走行して障害物を検知すると、前記自走式ロボットは当該障害物の位置を上部障害物位置とし、当該上部障害物位置を上部記録点として記憶し;前記自走式ロボットが前記Y軸に沿って逆方向に走行して障害物を検知すると、前記自走式ロボットは当該障害物の位置を下部障害物位置とし、当該下部障害物位置を下部記録点として記憶し;
ステップ200:記憶された順序に従い、前記上部記録点は現在の上部記録点とそれ以前の上部記録点とに分類し、前記下部記録点は現在の下部記録点とそれ以前の下部記録点とに分類し;
ステップ300:現在の障害物位置が前記上部障害物位置であれば、Y軸座標が現在の上部障害物位置のY軸座標よりも小さなY軸座標位置にある前回の上部記録点が存在するか否かを判定し;現在の障害物位置が前記下部障害物位置であれば、Y軸座標が現在の下部障害物位置のY軸座標よりも大きなY軸座標位置にある前回の下部記録点が存在するか否かを判定し;
ステップ400:判定結果が「正」であれば、前回の上部記録点または前回の下部記録点を転回位置とし、前記自走式ロボットは現在の障害物位置から前記X軸に沿って前記転回位置に向かって、該転回位置と同じX軸座標を有する位置まで走行し、該転回位置の座標を消去し、該転回位置と同じX軸座標を有する位置と現在の障害物位置の間の領域における走査走行を完了した後、前記ステップ100に戻り;判定結果が「否」であれば、前記自走式ロボットは前記X軸に沿って移動距離M1だけ移動し;
ステップ500:前記自走式ロボットはそれまでの前記Y軸に沿った走行方向とは逆方向に走行して前記ステップ100に戻り;
ステップ600:前記走行範囲における走査走行が完了するまで、前記ステップ100から前記ステップ500までを繰り返す。 - 前記ステップ100が、更に以下の動作を含む請求項1に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
現在の上部障害物位置のY軸座標が以前の上部記録点の各々のY軸座標と異なっている
場合、当該現在の上部障害物位置を有効な上部障害物位置とし;現在の下部障害物位置のY軸座標が以前の下部記録点の各々のY軸座標と異なっている場合、当該現在の下部障害物位置を有効な下部障害物位置とする。 - 前記ステップ100が、更に以下の動作を含む請求項1に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
前記上部障害物位置の各々を有効な上部障害物位置とし;前記下部障害物位置の各々を有効な下部障害物位置とする。 - 前記ステップ400が、更に以下の動作を含む請求項3に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
判定結果が「正」であれば、判定条件を満たすすべての前記上部記録点または前記下部記録点のX軸座標の、現在の障害物位置のX軸座標からの差異を比較し、もっとも大きい差異を有する上部記録点または下部記録点を前記転回位置に設定する。 - 前記ステップ400が、更に以下の動作を含む請求項4に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
判定結果が「正」であれば、判定条件を満たすすべての前記上部記録点または前記下部記録点の座標を消去する。 - 前記ステップ400が、更に以下の動作を含む請求項1に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
前記自走式ロボットが前記転回位置のX軸座標に到達する前に再度障害物を検知した場合、前記転回位置の座標を消去し、走行動作は前記ステップ500へ進む。 - 前記ステップ400において前記自走式ロボットは、前記転回位置と現在の障害物位置の間の領域を、前記ステップ600で前記走行範囲における走査走行を完了するのと同じ走行モードで、走査走行を行う請求項1に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法。
- 前記ステップ400の後、さらに以下のステップ410を含む請求項1〜7のいずれかに記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
前記自走式ロボットが前回のY軸走行方向に沿って走行することが可能か否かを判定し、判定結果が「正」であれば前記自走式ロボットは前回のY軸走行方向に沿って走行して、前記ステップ100に戻り;判定結果が「否」であれば、走行動作は前記ステップ500に進む。 - 前記ステップ400における、前記自走式ロボットが前回のY軸走行方向に沿って走行できるか否かの判定は、以下の動作を含む請求項8に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
前記自走式ロボットは、最初に前回のY軸走行方向に沿って走行し、一定距離を走行して障害物を検知しなければ、前記自走式ロボットは前回のY軸走行方向に沿って走行可能であると判定し、これとは異なる判定である場合は、前記自走式ロボットは前回のY軸走行方向に沿って走行不能であると判定する。 - 前記自走式ロボットの側面に側方視認センサーを設け、前記ステップ400における、前記自走式ロボットが前回のY軸走行方向に沿って走行できるか否かの判定は、以下の動作を含む請求項8に記載の自走式ロボットの障害物回避走行方法:
前記自走式ロボットは、前記側方視認センサーからのフィードバック信号にしたがい、前回のY軸走行方向に沿って走行できるか否かを判定する。 - 自走式ロボットの走行範囲において、当該自走式ロボットが走行する一方向であるX軸と、これに対して垂直な方向であるY軸とを有する平面直角座標系を設定し、前記X軸の方向または前記Y軸の方向に沿った走行は正方向への走行であり、以下のステップを含む自走式ロボットの障害物回避走行方法:
ステップ1000:前記自走式ロボットは前記Y軸に沿って走行し、該自走式ロボットが障害物を検知すると、現在の位置を障害物位置として設定し、現在位置の座標を記録点として記憶し;
ステップ2000:前記記録点であって、そのY軸座標が現在の障害物位置と前回の障害物位置のY軸座標によって規定される数値距離内にある前記記録点が、以前に記憶されているか否かを判定し;
ステップ3000:判定結果が「正」であれば、前記記録点を転回位置とし、前記自走式ロボットは現在の障害物位置から前記X軸に沿って前記転回位置に向かって、該転回位置と同じX軸座標を有する位置まで走行し、該転回位置の座標を消去し、該転回位置と同じX軸座標を有する位置と現在の障害物位置の間の領域における走査走行を完了した後、走行動作は前記ステップ1000に戻り;判定結果が「否」であれば、前記自走式ロボットは前記X軸に沿って移動距離M1だけ移動し;
ステップ4000:前記自走式ロボットは前回のY軸走行方向とは逆方向に走行して、走行動作は前記ステップ1000に戻り;
ステップ5000:前記走行範囲におけるY軸走査走行が完了するまで、前記ステップ1000から前記ステップ4000までを繰り返す。
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