JP6830452B2 - 位置検出装置及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、移動体を目標地まで誘導するために、移動体の走行制御手段に対して制御処理に必要な位置に関する情報を提供する位置検出装置と、それを用いて自律走行する移動体に関するものである。

従来、例えば、特許文献１には、工場・物流倉庫などにおいて、部品の運搬や荷役作業用として走行経路にガイドラインを描き、そのガイドラインに沿って走行するＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）と呼ばれる無人搬送車が知られている。この無人搬送車は、車両にガイドラインを磁気的に検知するルート検出器が設けられ、そのルート検出器からの検知信号を車両側の制御装置に送り、駆動輪をコントロールすることよって無人搬送車をガイドラインに沿って走行させている。

また、目的地まで移動ロボットの自律移動を制御する技術として例えば、特許文献２に示す移動体システムが知られている。この移動体システムは、移動ロボットの探索範囲内に存在する物体までの距離及び方向を検出する距離センサと、平板標識の設置される位置を含む走行経路の地図情報を記憶する地図情報記憶手段と、距離方向検出装置の検出結果と地図情報記憶手段に記憶された地図情報とを照合して移動ロボットの進行方向を決定する進行方向決定手段とを有し、地図情報と距離センサからの測定情報とを照合し、地図上での移動ロボットの位置を推定しながら移動ロボットの走行駆動系（車輪）を制御することによって、予め設定された経路を辿って目標地まで移動ロボットを誘導するように構成している。
また、特許文献３では、移動ロボットを走行制御することを目的として、目標点が入力されると、目標点までの相対位置、相対角度を算出する位置検出装置が示されている。

特開２０１０−９５１４６号公報 特開２０１０−１４０２４７号公報 特開２０１４‐１９１６８９号公報

特許文献１に示す無人搬送車は、走行路案内用のガイドラインを検知することで車両経路に沿って走行することから、無人搬送車の走行経路を変更する場合、ガイドラインを設置し直す必要がある。一方、特許文献２に示す移動体システムは、予め設定した経路を辿って移動経路内において移動ロボットの位置・姿勢を推定しながら自律的に移動するためのシステムであるため、目標地の設定を変更するだけで、簡単に移動ロボットの経路を変更することができる機能を備えている。また、特許文献３に示す位置検出装置を用いて、目標点までの相対位置、相対角度を０にするように、移動ロボットの走行制御を行えば、目標点まで走行することができる。従って、目標点を順次切り替えていくことにより、始点から最終目標点（終点）までの経路を自動的に走行することができることが述べられている。

しかしながら、特許文献３においては、入力手段６から目標点を出力することが示されているが、その切替方法については必ずしも明確にされていない。目標点の切替がスムーズに行えない場合には、途中の目標点において、次の目標点が設定されるまで一時停止せざるを得ないなどの不具合を生じる可能性がある。

このため、本発明では、移動ロボットの走行を行う走行制御装置が、複数の目標点を経由しながら、途中で不意の停止や減速を行うことなく制御するシステムを実現することを課題とする。

本発明に係る位置検出装置においては、移動体の経路を構成する複数の目標点が入力される経路入力手段と、当該移動体から周囲環境までの距離を測定する距離センサからのデータが入力されるデータ入力手段とを備え、当該移動体の周囲環境の地図情報と当該距離センサから得られた情報を用いて、当該移動体の位置と角度を同定する位置同定手段と、前記経路入力手段により入力された当該移動体の目標点である目標位置と目標角度に対する当該移動体の相対位置と相対角度を演算する相対位置演算手段と、前記移動体の移動に応じて、相対位置演算を行うべき目標点を切替える切替手段とを備え、前記切替手段は、外部からの外部切替信号により、相対位置演算を行う目標点を切替え、切替え前の目標点に向かって走行する当該移動体は、前記相対位置演算を行うべき目標点の切替えによって次の目標点に向かって走行を継続することを特徴とする。

本発明に係る位置検出装置を取り付けた移動体は、途中の目標点で停止することなく、終点までスムーズに自律移動することができる。

[図1]第１の実施例における本発明の位置検出装置を自律型移動体に適用した制御系全体を示す概略構成ブロック図である。
[図2]地図Ｂにおける始点TP0から終点TP6までを目標点TPiにより定義した経路の関係を示す説明図である。
[図3]経路を表す目標点の情報を一覧にした表の一例である。
[図4]本発明の位置検出装置における目標点切替手段の処理方法を示すフローチャートである。
[図5]第２の実施例における制御系全体を示す概略構成ブロック図である。
[図6]図５の位置検出装置における目標点の切替処理を行うためのフローチャートである。
[図7]第２の実施例における目標点一覧表である。
[図8]第２の実施例における目標点一覧表である。
[図9]第２の実施例において位置検出装置の内部情報だけで自動的に目標点を切替える制御系全体を示す概略構成ブロック図である。
[図10]第３の実施例におけるフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。

図１は、本発明である位置検出装置３を用いた移動ロボット１に適用した制御システムの第１の実施例の概略構成ブロック図である。この図において、移動ロボット１は、左右の車輪をそれぞれ駆動する左モータ２０、右モータ２１を備えた走行装置２、複数の経路を記憶した経路記憶手段５、ロボット１の前方に取り付けられて、周囲までの距離を水平方向に270°の範囲で計測するレーザ距離センサ６、レーザ距離センサの距離データからロボット１の位置を同定し、目標点に対する相対位置、相対角度を算出する位置検出装置３、相対位置、相対角度のデータを用いて走行装置２の左右モータ２０，２１を制御する走行制御装置４から構成される。なお、経路記憶手段５は位置検出装置３、あるいは、走行制御装置４に内蔵されていてもよい。

まず、位置検出装置３の構成を説明する。位置検出装置３は、独立したユニットである。図１のシステム構成では、移動ロボット１に適用されているが、位置検出装置３のみを他の移動体に適用しその位置検出を行うことができる。レーザ距離センサ６からの距離データを、位置検出装置３のデータ入力手段（図示しない）を介して位置同定手段７に入力する。この位置同定手段７においては、地図記憶手段９に事前に記憶しておいたロボット１が走行する領域の地図を出力し、データ照合手段８で距離データと地図を照合する。地図と距離データが一致することを評価することにより、この地図における絶対位置Ｘ、Ｙ、絶対角度Θを同定する。また、切替手段１１では、経路記憶手段５に記憶された経路の中から指定された経路が、位置検出装置３の経路入力手段（図示しない）を介して入力される。経路は後述するように、経路上の目標点を複数列挙することにより定義される。この切替手段は内部の相対位置、相対角度の情報と、外部切替信号により、目標点を切替えることができる。切替手段１１において指定された目標点は、目標位置Ｘｔｐ、Ｙｔｐ、目標角度Θｔｐのベクトル情報（目標点ベクトル）として、相対位置演算手段１２に入力される。相対位置演算手段１２では、絶対位置Ｘ、Ｙ、絶対角度Θと、目標位置Ｘｔｐ、Ｙｔｐ、目標角度Θｔｐを用いて、
dx＝ （Ｘ‐Ｘｔｐ）ｃｏｓΘｔｐ ＋（Ｙ‐Ｙｔｐ）ｓｉｎΘｔｐ
dy＝‐（Ｘ‐Ｘｔｐ）ｓｉｎΘｔｐ ＋（Ｙ‐Ｙｔｐ）ｃｏｓΘｔｐ
dθ＝ Θ−Θｔｐ
により、相対位置ｄｘ、ｄｙ、相対角度ｄθを算出する。これらの値を走行制御装置４に出力する。

走行制御装置４では、位置検出装置３から入力された相対位置ｄｘ、ｄｙ、相対角度ｄθを用いて、移動ロボットの走行速度を指定する走行速度指令と、旋回半径を決定する旋回指令を、制御指令手段１３において算出する。相対位置ｄｘ、ｄｙ、相対角度ｄθが０になるように制御できれば、目標点に到達することができる。次に、速度制御手段１４において、旋回指令と走行速度指令から、左モータ速度指令、右モータ速度指令を求める。これらの値を走行装置２の左モータ２０、右モータ２１に出力することで、ロボット１の走行状態を制御することができる。

さらに、走行制御装置４においては、経路記憶手段５から選択された経路の情報を切替判定手段１５に出力する。切替判定手段１５には、他に、絶対位置Ｘ、Ｙ、絶対角度Θ、相対位置ｄｘ、ｄｙ、相対角度ｄθ、および、速度制御手段１４が入力される。切替判定手段１５の処理方法についても詳細は後述するが、目標点を次の目標点に切替える状態にあると判断した場合には、外部切替信号を位置検出装置３の切替手段１１に発信する。これにより、目標点は位置検出装置３の外部から切り替えることができる構成になっている。尚、位置検出装置３と走行制御装置４を組み合わせて移動体を制御する制御装置として構成してもよい。

では、図２を用いて経路と目標点の関係について説明する。図２において、移動ロボット１を始点（目標点TP0）から終点（目標点TP6）まで、目標点TP1、TP2、・・・、TP5 を経由点として走行するものとする。始点、終点を含めて、隣り合う目標点は、直線、あるいは、円弧で結ばれていることを条件とする。円弧とは一定の曲率半径を有する円の弧であると定義する。なお、曲率半径は円弧毎に異なる値であってもよいものとする。直線についても、曲率半径が無限大の円弧とみなすこともできる。このような条件の下で定義すると、目標点TPiの位置Ｘ、Ｙ、角度Θ、および、その目標点までの曲率半径を明記することで、ロボットが走行する経路を一義的に既定することができる。つまり、経路を目標点で表すことを意味している。また、この経路において、始点TP0で走行前に位置状態をチェックした後走行を開始し、目標点TP4で一時停止するものとする。

図３には、図２で示した経路を目標点の一覧表で表す方法の一例を示す。行方向に始点から終点までの目標点TPiを順次配列している。列方向には、目標点番号TPNumber、名称、位置Ｘ、Ｙ、角度Θ、曲率、制限速度、切替フラグＦを記載している。各目標点における位置Ｘ、Ｙ、角度Θは上記説明のとおりであるが、その目標点に至る曲率半径Ｒの代わりに、その逆数である曲率（１/Ｒ）を記述している。曲率０は直線を、曲率の正値は反時計方向の旋回を、負値は時計方向の旋回を表せるので、旋回か直線かの走行方法を統一できる利点がある。例えば、図３の表において、目標点TP2および目標点TP5の曲率は0.2［1/ｍ］である。曲率半径５ｍの反時計方向を旋回して目標点TP1からTP2へ、あるいは、TP4からTP5へ達することがわかる。同様に、目標点TP3には、曲率-0.2［1/ｍ］で時計方向に旋回して走行することが基本的な経路であると理解できる。目標点TP1、TP4、TP6については、曲率が０なので、基本的に直線走行である。

ここで、本発明の主要ポイントである図１の切替手段１１に関して、図３に示す切替フラグＦと、図４に示す切替手段１１のフローチャートを用いて説明する。移動ロボット１が始点である目標点TP0付近にあるとき、図３に表した経路に従って走行するときの処理方法を説明する。

図４のステップ90において、初期状態であると判断した場合には、ステップ91、ステップ92の処理を行う。つまり、目標点番号TPNumberを０に設定し、目標点の位置Ｘ(0)、Ｙ(0)、角度Θ(0)とする。図３において、目標点番号TPNumberが０のとき、その目標点TP0の切替フラグＦは１に設定されている。次に、切替手段１１では、ステップ100において切替フラグＦが１であることからステップ101の処理を行う。ここでは、外部切替信号が入力されるまでは、切替処理を行うことなくフローチャートを終了する。これは次のことを意味している。選択された経路は、移動ロボット1が始点にいることを前提にしている。そこで、目標点TP0をまず選択し、目標点TP0に対する移動ロボット１の相対位置ｄｘ、ｄｙ、相対角度ｄθから、切替判定手段１５は、移動ロボット１の位置が目標点に対し、許容範囲内にあるか否かを判断する。許容範囲内に移動ロボット１があると判断した場合には、走行制御装置４の切替判定手段１５から、外部切替信号を、位置検出装置３の切替手段１１に出力する。切替手段１１に外部切替信号が入力されると、図４のステップ101において、ステップ103に移る判断をする。ステップ103で、目標点番号TPNumberを１だけ加算することで、目標点番号TPNumberは１となり、目標点TP1に切替えることになる。次のステップ104では、目標点番号TPNumber＝１で指定された目標点の位置Ｘ(1)、Ｙ(1)、角度Θ(1)を、目標位置Ｘｔｐ、Ｙｔｐ、目標角度Θｔｐとして出力する。

図３において、目標点番号TPNumberが１になると、切替フラグＦは０にリセットされる。そのため、図4のフローチャートでは、ステップ100でステップ102に遷移することを判断する。ステップ102において、相対位置ｄｘが負値で、かつ、あらかじめ設定された切替設定値より絶対値が大きいときは、目標点にまだ接近していないと判断し、“No”を選択して切替処理を終了する。走行制御装置４の制御を実施して、相対位置ｄｘが負値で、かつ、その絶対値が切替設定値以下になった場合には、切替判定手段１５からの外部切替信号を待つことなく、位置検出装置３の切替手段１１はほぼ目標点に近づいたものと判断して、目標点の切替処理を行うため、ステップ103、104を実施する。この処理内容は前述したとおりであり、目標点番号TPNumberを２にして、目標点TP2の位置、角度を設定する。このような処理を行うことにより、移動ロボット１の速度を減速することなく、ほぼ目標点を通過することができる。また、スムーズに次の目標点までの相対位置、相対角度に対応した制御を実施することができる利点がある。

目標点番号TPNumberが１から３の間は、切替フラグFが０であるので、上記の処理を行い、目標点に達する前に、次の目標点とするように切替を行うことで、移動ロボット1を減速することなく、ほぼ目標点の位置をほぼ目標点の角度どおりに通過することができる。

図３からわかるように、目標点番号TPNumberが４のときには、切替フラグFが１に設定されているので、図4の切替処理フローチャートでは、ステップ100において、ステップ101に遷移する判断を行う。先に述べたように、ステップ101は外部切替信号が発生するまで切替処理を行わないための判断分岐処理である。従って、図１の走行制御装置４からの外部切替信号が位置検出装置３に入力されない状態では、目標点番号TPNumberは４のままである。そのため、移動ロボット１が目標点TP4に接近して、相対位置ｄｘの絶対値が切替設定値よりも小さくなっても、図４において切替処理を行うことはない。移動ロボット１の走行速度指令は目標点までの相対距離により決定されるので、その相対距離が短くなるに従い、走行速度指令も低くなる。最終的に、相対距離が０になったとき、走行速度指令も０となり、目標点TP4に停止するように、走行制御装置４で制御する。このようにして、走行制御装置４は目標点の位置と角度どおりに移動ロボット１を停止する機能を有している。なお、相対距離ｄLとは、相対距離ｄｘ、ｄｙを用いて、
ｄL＝（ｄｘ^2＋ｄｙ^2）^(1/2)
で計算できるが、目標点に近づいたとき、ｄｘ＞ｄｙ≒０ となるので、
ｄL＝ｄｘ
とみなして、計算を行ってもよい。このようにして、切替フラグFを1にセットすることで、目標点４に一時停止させることができる。

次に、走行制御装置4の切替判定手段１５が、速度制御手段１４の状態や外部周囲の状態から、目標点4での一時停止を解除して再走行を開始できると判断した場合には、外部切替信号を切替手段１１に出力する。これにより、図4のステップ101でステップ103，104の処理に遷移することを行う。目標点番号TPNumberが５となり、目標点TP5までの相対位置ｄｘ、ｄｙ、相対角度ｄθが位置検出装置３から走行制御装置４に出力されるので、移動ロボット１の走行が開始される。

最終的には、目標点番号TPNumberが６となり、目標点TP6に近づく。その切替フラグＦは１なので、移動ロボット１は与えられた経路どおりに走行して、終点である目標点TP6に停止することができる。

この実施例を用いれば、始点、一時停止を行う目標点を除いては、位置検出装置３が本来有している相対位置情報を活用して自動的に目標点を切替えるので、走行制御装置４の処理を軽減することができ、経路どおりに移動ロボットを走行できる利点がある。また、走行制御装置４の処理を軽減することで、この位置検出装置３を搭載できる移動体の範囲も広がることになり、容易に経路走行を実現する移動ロボットシステムを構築できる特徴もある。

図５は第２の実施例を示す制御システムの概略構成ブロック図である。図５が図１と異なる点は、１つの相対位置演算手段１２が、第１相対位置演算手段１７と第２相対位置演算手段１８の２つになり、２つの目標点に対する相対位置、相対角度を位置検出装置３から出力している。そのため、切替手段１１からは２つの目標点TPi TPjの目標位置Ｘtpi、Ｙtpi、Ｘtpj、Ｙtpj、目標角度Θtpi、Θtpjを出力している。

図５に示す位置検出装置３の切替手段１１の処理方法について、図６のフローチャートを用いて説明する。図７に示すように、いずれの目標点においても、切替フラグＦが１とした場合の動作について述べる。図６の処理では、はじめに、ステップ90で処理状態を判断して、ステップ91、ステップ92に示すように、目標点番号TPNumber＝０、目標位置Ｘtpi、Ｙtpi、目標角度ΘtpiをそれぞれＸ(0)、Ｙ(0)、Θ(0)とする。次に、ステップ93において、目標位置Ｘtpj、Ｙtpj、目標角度Θtpjを同様に、それぞれＸ(1)、Ｙ(1)、Θ(1)とする。次に、ステップ100では切替フラグＦが1なので、常にステップ101に遷移し、外部切替信号が切替手段１１に入力されるまでは、切替処理は行われない。

この状態で、始点である目標点TP0からの相対位置、相対角度を位置検出装置３の第１相対位置演算手段１７から走行制御装置４に出力しているので、移動ロボット１の走行開始条件を満足するか否かを走行制御装置４の切替判定手段１５が判断することができる。走行開始できると判断したときには、すでに次の目標点TP1からの相対位置、相対角度を第２相対位置演算手段１８から出力しているので、外部切替信号の発生の有無にかかわらず、すぐに、走行制御装置４の判断により、目標点TP1に向かって走行を開始することができる。当然のことながら、ロボット走行状態にかかわらず、切替判定手段１５からも外部切替信号を位置検出装置３に出力する。これにより、切替手段１１において、ステップ103で目標点番号TPNumberは１になり、ステップ104で目標位置Ｘtpi、Ｙtpi、目標角度ΘtpiはそれぞれＸ(1)、Ｙ(1)、Θ(1)になる。ステップ105では、TPNumberは終点の番号である６とは異なるので、ステップ106の処理に遷移する。ここで、目標位置Ｘtpj、Ｙtpj、目標角度ΘtpjはそれぞれＸ(2)、Ｙ(2)、Θ(2)となる。以上の結果、位置検出装置３からは、目標点TP1と目標点TP2からの相対位置、相対角度が走行制御装置４に出力される。

次に、移動ロボット１が走行制御装置４の制御により目標点TP1に近づいた状態について説明する。走行制御装置４では、目標点TP1、目標点TP2のいずれまでの相対位置、相対角度がわかっているので、制御指令手段１３の旋回指令については、目標点TP1を超えるまでは、目標点TP1の相対位置、相対角度に対応した制御を行うことで、目標点TP1の目標位置を目標角度どおりに通過するように移動ロボット１を制御する。また、走行速度指令については、目標点TP2までの相対距離に応じて、速度制御を行うことができるので、移動ロボット１は速度を極端に減速することなく、通過することができる。なお、図１の実施例の場合には、目標点を通過する前に目標点を切替える必要があったため、完全に目標点を通過する制御ができるかどうかについては不明であった。それに対して、本実施例を用いれば、複数の目標点に対する相対位置、相対角度を位置検出装置３が出力することにより、減速することなく、目標点上を通過し、次の目標点に向けて制御を行うことができる利点がある。

目標点TP1を通過した後は、制御指令手段１３の旋回指令についても、目標点TP2の相対位置、相対角度に対して制御を行うことで目標点TP2に向かって走行を継続できる。この状態になった後、走行制御装置４は外部切替信号を位置検出装置３に出力することで、目標点TP2、TP3からの相対位置、相対角度に切替えることができる。この方法により、ロボット制御の切替と、目標点の切替を分離できるので、切替のタイミング等を微妙に合わせたりする必要がなく、安心して制御を行うことができる。

目標点TP4において、一時停止を行う場合にも、走行制御装置４の判断により処理を行うことで実現できるので、特に、問題になることはない。位置検出装置３は走行制御装置４の指示の下に、走行制御装置４が必要とする相対位置、相対角度を適宜出力し続けるので、不具合を生じにくい制御システムの構造を実現できる利点がある。

さらに、目標点番号TPNumerが終点である６になったときには、図６のステップ105の判断により、ステップ107に遷移し、目標位置Ｘtpj、Ｙtpj、目標角度Θtpjは、それぞれ目標位置Ｘtpi、Ｙtpi、目標角度Θtpiと同じく、Ｘ(6)、Ｙ(6)、Θ(6)となる。これにより、２つの相対位置、相対角度について、位置検出装置３が同じ値を出力することで、終点であることを走行制御装置４に示していることになる。これを用いて、走行制御装置４が終点での位置決め制御を行うことも可能である。

以上のように、本実施例に示す位置検出装置を用いれば、走行制御装置に必要な位置情報を走行制御装置からの指示に従い常に提供することができるので、移動ロボットを停止や減速することなく目標点どおりに通過させながら、経路を始点から終点まで容易に走行させることができる。

図８は図７と異なり、切替フラグＦをすべて０にしたときの目標点の一覧表である。この経路の情報に従って、図５の制御システムを動作させたときの状態を図６に示す切替手段のフローチャートで説明する。切替フラグＦが常に０であるので、図６のステップ100では、ステップ108の処理に遷移する。この処理はステップ102と異なり、移動ロボット1が目標点を通過した後、あらかじめ設定された通過設定値以上に、相対距離がなったか否かを判断する。通過設定値は一時停止時の位置決め制御でオーバーシュート量により設定することが望ましい。例えば、オーバーシュート量が相対位置ｄｘで0.05ｍ以下であれば、通過設定値は0.1ｍ、あるいは、0.2ｍに設定する。

目標点がTP1、TP2、TP3、あるいは、TP5の場合には、一時停止することなく、目標点を切替えながら、走行を継続すればよいので、前の実施例で説明したように、２つの目標点に対する相対位置、相対角度を活用して、目標点を通過した後も次の目標点に向かって走行を継続するように制御すればよい。そして、移動ロボット1が目標点に対して、通過設定値以上に相対位置ｄｘが大きくなったとき、図6のステップ108において、ステップ103に移行する。これにより、内部の情報だけで、目標点を切替えることができるので、走行制御装置４からの外部切替信号を出力することなく、自動的に切替を実現できる。従って、他の方式よりもさらに走行制御装置の負担を軽減することができる利点がある。目標点TP4の場合には、走行制御装置４が一時停止であることを把握し、前の実施例と同様の処理により、目標点TP4に対する相対位置、相対角度を用いて位置決め制御を行う。当然、位置決め制御時のオーバーシュートは0.05ｍ以下に抑えることができるので、通過設定値を超えることはなく、望まない状態で自動的に目標点が切替ることはない。さらに、一時停止を終了して、走行を開始すると、通過設定値を相対距離が超えるので、そのときには位置検出装置３が自動的に目標点の切替を実施することになる。

このようにすると、ここで示した位置検出装置を用いれば、走行制御装置が切替信号を位置検出装置に出力することなく、位置検出装置が自動的に目標点の切替を行うことができる。そのため、図９に示す制御ブロック図のように、図５に示す走行制御装置４から位置検出装置３に出力している外部切替信号を削除することができる。

従って、経路に従って走行する移動ロボットを、この位置検出装置により簡単に構築することができる特徴がある。

図１０は、第３の実施例における移動ロボットが経路上を走行中に停止して一旦電源をオフしたときに有効な切替手段１１の処理方法を示すフローチャートである。図６の実施例と異なる点は、図１０においてステップ110、ステップ111を追加したことである。移動ロボットの電源を一旦オフしたときの位置情報を用いて、初期位置同定を実施した後、走行を開始する前に行う処理について説明する。経路のどの目標点に対して走行を開始したらよいかを判断するために、始点である目標点TP0から終点である目標点まで、外部切替信号を１にセットして順次切り替えていく。この場合には、ステップ110においてステップ103に遷移することを判断するので、目標点を順次前進方向で切替える。そして、最も適切であると判断した目標点になるように、外部切替信号を−１にセットして出力する。これにより、ステップ110では、ステップ111に遷移し、目標点番号TPNumberを−１だけ減じる。これにより、外部切替信号−１を出力するたびに、目標点が終点から１つずつ始点側に移動していく。そして、最適と判断した目標点まで達した状態に、位置検出装置３を設定した状態から、走行制御を開始することで、スムーズに再起動をすることができる。なお、最適な目標点が終点に近いと想定した場合には、初めに目標点番号TPNumberを終点の値にセットして、外部切替信号を−１に設定して最適点の評価をより少ない切替回数で確定することができる。

本発明において、以上のように、位置検出装置３を移動ロボットに用いると、位置情報に関する機能を位置検出装置３に集約することができるので、経路どおり走行するロボットシステムの構築が容易になる。

１ 移動ロボット
２ 走行装置
３ 位置検出装置
４ 走行制御装置
５ 経路記憶手段
６ レーザ距離センサ
７ 位置同定手段
８ データ照合手段
９ 地図記憶手段
１１ 目標点切替手段
１２ 相対位置演算手段
１３ 制御指令手段
１４ 速度制御手段
１５ 切替判定手段
１７ 第１相対位置演算手段
１８ 第２相対位置演算手段
２０ 左モータ
２１ 右モータ

Claims (7)

1. 移動体の経路を構成する複数の目標点が入力される経路入力手段と、当該移動体から周囲環境までの距離を測定する距離センサからのデータが入力されるデータ入力手段とを備え、
   当該移動体の周囲環境の地図情報と当該距離センサから得られた情報を用いて、当該移動体の位置と角度を同定する位置同定手段と、前記経路入力手段により入力された当該移動体の目標点である目標位置と目標角度に対する当該移動体の相対位置と相対角度を演算する相対位置演算手段と、前記移動体の移動に応じて、相対位置演算を行うべき目標点を切替える切替手段とを備え、
   前記切替手段は、外部からの外部切替信号により、相対位置演算を行う目標点を切替え、
   切替え前の目標点に向かって走行する当該移動体は、前記相対位置演算を行うべき目標点の切替えによって次の目標点に向かって走行を継続すること
   を特徴とする位置検出装置。
2. 移動体の経路を構成する複数の目標点が入力される経路入力手段と、当該移動体から周囲環境までの距離を測定する距離センサからのデータが入力されるデータ入力手段とを備え、
   当該移動体の周囲環境の地図情報と当該距離センサから得られた情報を用いて、当該移動体の位置と角度を同定する位置同定手段と、前記経路入力手段により入力された当該移動体の目標点である目標位置と目標角度に対する当該移動体の相対位置と相対角度を演算する相対位置演算手段と、前記移動体の移動に応じて、相対位置演算を行うべき目標点を切替える切替手段とを備え、
   前記相対位置演算手段は、少なくとも、前記複数の目標点における第１の目標点に対する相対位置と相対角度を演算する第１の演算手段と、前記複数の目標点における第２の目標点に対する相対位置と相対角度を演算する第２の演算手段とを有し、
   切替え前の目標点に向かって走行する当該移動体は、演算された前記第１の目標点に対する相対位置と相対角度が所定の設定値以下になった場合に前記第１の目標点から第２の目標点に向かって走行を継続すること
   を特徴とする位置検出装置。
3. 移動体の経路を構成する複数の目標点が入力される経路入力手段と、当該移動体から周囲環境までの距離を測定する距離センサからのデータが入力されるデータ入力手段とを備え、
   当該移動体の周囲環境の地図情報と当該距離センサから得られた情報を用いて、当該移動体の位置と角度を同定する位置同定手段と、前記経路入力手段により入力された当該移動体の目標点である目標位置と目標角度に対する当該移動体の相対位置と相対角度を演算する相対位置演算手段と、前記移動体の移動に応じて、相対位置演算を行うべき目標点を切替える切替手段とを備え、
   前記切替手段は外部からの切替信号による切替えと、前記相対位置演算手段による演算結果を用いた自動的な切替えを実行可能であり、
   切替え前の目標点に向かって走行する当該移動体は、前記相対位置演算を行うべき目標点の切替えによって次の目標点に向かって走行を継続すること
   を特徴とする位置検出装置。
4. 請求項２記載の位置検出装置において、前記第１の目標点が進行方向で最も近い目標点であり、第２の目標点が進行方向において、前記第１の目標点の次の目標点であることを特徴とする位置検出装置。
5. 請求項４記載の位置検出装置において、前記第１の目標点が終点であるとき、第２の目標点も終点とすることを特徴とする位置検出装置。
6. 移動体の経路を構成する複数の目標点が入力される経路入力手段と、当該移動体から周囲環境までの距離を測定する距離センサからのデータが入力されるデータ入力手段とを備え、
   当該移動体の周囲環境の地図情報と当該距離センサから得られた情報を用いて、当該移動体の位置と角度を同定する位置同定手段と、前記経路入力手段により入力された当該移動体の目標点である目標位置と目標角度に対する当該移動体の相対位置と相対角度を演算する相対位置演算手段と、前記移動体の移動に応じて、相対位置演算を行うべき目標点を切替える切替手段とを備え、
   前記切替手段は相対位置演算を行うべき目標点を、終点方向の目標点に向かって切替える機能と、始点方向の目標点に向かって切替える機能を有し、
   切替え前の目標点に向かって走行する当該移動体は、前記相対位置演算を行うべき目標点の切替えによって次の目標点に向かって走行を継続すること
   を特徴とする位置検出装置。
7. 移動体の経路を構成する複数の目標点が入力される経路入力手段と、当該移動体から周囲環境までの距離を測定する距離センサからのデータが入力されるデータ入力手段とを備え、
   当該移動体の周囲環境の地図情報と当該距離センサから得られた情報を用いて、当該移動体の位置と角度を同定する位置同定手段と、前記経路入力手段により入力された当該移動体の目標点である目標位置と目標角度に対する当該移動体の相対位置と相対角度を演算する相対位置演算手段と、前記移動体の移動に応じて、相対位置演算を行うべき目標点を切替える切替手段とを備える位置検出装置と、
   該位置検出装置から出力される前記相対位置と相対角度を用いて当該移動体の走行を制御する走行制御手段と、前記相対位置と相対角度により、前記切替手段に対し、外部切替信号を与える切替判定手段を有する走行制御装置とを備え、
   前記切替手段は、前記外部切替信号により、相対位置演算を行う目標点を切替え、
   切替え前の目標点に向かって走行する前記移動体を、前記相対位置演算を行うべき目標点の切替えによって次の目標点に向かって走行を継続するように制御すること
   を特徴とする制御装置。

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