JP7069703B2 - Autonomous mobile robot - Google Patents
Autonomous mobile robot Download PDFInfo
- Publication number
- JP7069703B2 JP7069703B2 JP2017249672A JP2017249672A JP7069703B2 JP 7069703 B2 JP7069703 B2 JP 7069703B2 JP 2017249672 A JP2017249672 A JP 2017249672A JP 2017249672 A JP2017249672 A JP 2017249672A JP 7069703 B2 JP7069703 B2 JP 7069703B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mobile robot
- autonomous mobile
- transported
- center
- gravity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 33
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
本発明は、被搬送物を牽引して、周辺環境の情報を取得しながら自律的に移動を行う自律移動ロボットに関する。 The present invention relates to an autonomous mobile robot that pulls an object to be transported and autonomously moves while acquiring information on the surrounding environment.
従来から、自律移動ロボットにより、被搬送物を搬送する技術が知られている。
例えば、非特許文献1には、物品を載置した台車を牽引しながら、自動で走行するロボットが開示されている。このロボットは、左右2つの駆動輪を有しており、これら左右の駆動輪の回転数を制御することで、磁気レールに追従しながら移動する。
Conventionally, a technique for transporting an object to be transported by an autonomous mobile robot has been known.
For example, Non-Patent
また、特許文献1には、自機に連結された被搬送物が障害物回避時に周囲の環境に干渉することを防止する、自律移動体が開示されている。この自律移動体では、自機と被搬送物とを連結する連結部が固定されており、自機の正面方向が移動経路の向きと一致するように制御されている。
Further,
台車に物品を載せて搬送する場合、物品を載置する位置によっては、旋回する際に台車が傾いたり、物品が落下したりする等の恐れがある。そこで、特許文献2には、複数の物品のうちより重い物品を他の物品に比べて、台車の予め想定された旋回中心の近くに配置するロボットが開示されている。
When an article is placed on a trolley and transported, there is a risk that the trolley may tilt or the article may fall when turning, depending on the position on which the article is placed. Therefore,
上述の通り、非特許文献1に記載のロボットは左右2つの駆動輪で移動するため、経路追従制御をする際には、左右の駆動輪の中心(車軸の中心)が経路に追従させる点(制御点)となる。このため、制御点から連結された被搬送物の重心までの距離が長く、旋回時に被搬送物にかかる慣性力が大きくなる。この慣性力は、被搬送物の重さが重い場合、さらに大きくなる。その結果、被搬送物が大きく振られ、周辺環境と干渉する恐れがある。
As described above, since the robot described in Non-Patent
そこで、特許文献1では、旋回時に被搬送物が振られて周辺環境に干渉することを防止するために、自機と被搬送物との連結部を固定し、自機の正面方向と移動経路の向きとを一致させている。しかし、特許文献1の自律移動体では、正面方向を維持するために、狭いクランク路を通過することができない場合がある。
Therefore, in
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、旋回時の被搬送物と周辺環境との干渉を防止するとともに、狭い場所の通行を可能とする、被搬送物を牽引して搬送する自律移動ロボットを提供することである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to prevent interference between the transported object and the surrounding environment during turning and to enable passage in a narrow place. It is to provide an autonomous mobile robot that pulls and transports a transported object.
本発明の一態様に係る自律移動ロボットは、被搬送物を牽引して搬送する自律移動ロボットであって、前記自律移動ロボットと前記被搬送物とを含む搬送システム全体の重心位置を求める物理量管理部と、経路に追従させる点を前記重心位置に設定して、経路追従制御を行う移動制御部とを備える。 The autonomous mobile robot according to one aspect of the present invention is an autonomous mobile robot that pulls and transports an object to be transported, and manages a physical quantity for obtaining the position of the center of gravity of the entire transport system including the autonomous mobile robot and the object to be transported. A unit and a movement control unit that performs route tracking control by setting a point to follow the path at the position of the center of gravity are provided.
本発明によれば、旋回時の被搬送物と周辺環境との干渉を防止するとともに、狭い場所の通行を可能とする、被搬送物を牽引して搬送する自律移動ロボットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an autonomous mobile robot that pulls and transports a transported object, which prevents interference between the transported object and the surrounding environment during turning and enables passage in a narrow space. ..
本発明は、被搬送物を牽引して、周辺環境の情報を取得しながら自律的に移動を行う自律移動ロボットに関する。実施の形態に係る自律移動ロボットは、当該自律移動ロボットと被搬送物とを含む搬送システム全体の重心位置を求め、経路追従制御を行う際に経路に追従させる点を当該重心位置に設定することを特徴とする。 The present invention relates to an autonomous mobile robot that pulls an object to be transported and autonomously moves while acquiring information on the surrounding environment. The autonomous mobile robot according to the embodiment obtains the position of the center of gravity of the entire transport system including the autonomous mobile robot and the object to be transported, and sets a point to follow the path when performing path tracking control at the center of gravity position. It is characterized by.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。各図における同等の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Equivalent components in each figure are designated by the same reference numerals, and duplicate description is omitted.
実施の形態1
図1、2は、実施の形態1に係る自律移動ロボットの構成を示す図である。自律移動ロボットとしては、例えば、HSR(Human Support Robot)があげられる。図1、2に示すように、自律移動ロボット10は、全方位移動機構11、連結部12、制御装置30を備えている。自律移動ロボット10の後部には、連結部12を介して被搬送物20が連結されている。この連結部12は、自律移動ロボット10と被搬送物20とを一体的に固定して連結する。自律移動ロボット10は、連結された被搬送物20を牽引して搬送する。
1 and 2 are diagrams showing a configuration of an autonomous mobile robot according to the first embodiment. Examples of the autonomous mobile robot include HSR (Human Support Robot). As shown in FIGS. 1 and 2, the autonomous
被搬送物20は、ワゴン21と当該ワゴン21上に搭載された搭載物22を含む。例えば、HSRのアーム及びグリッパを用いてワゴン21をつかむことで、固定的に連結することができる。ワゴン21の下部には車輪23が取り付けられている。自律移動ロボット10がワゴン21を牽引することで車輪23が回転し、搭載物22が移動される。なお、図1に示す例では、自律移動ロボット10の背面側に被搬送物20が配置されているが、被搬送物20を自律移動ロボット10の前面側に配置してもよい。被搬送物20は、自律移動ロボット10の背面側、前面側の少なくとも何れか一方に配置される。
The object to be transported 20 includes a
全方位移動機構11は、自律移動ロボット10を移動させるホイールやホイールを駆動する駆動装置等を備えている。全方位移動機構11は、制御装置30から与えられる移動指令に従って自律移動ロボット10を任意の姿勢で任意の方向に移動させる制御(全方位移動制御)を実現する。
The
制御装置30は、自律移動ロボット10の自律移動を制御する。図2に示すように、制御装置30は、経路計算部31、物理量管理部32、移動制御部33を有する。例えば、制御装置30は、制御プログラムを実行することで本実施の形態の自律移動ロボット10の経路追従制御を実現するCPU(Central Processing Unit)である。
The
なお、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に示される各要素は、ハードウェア的には、CPU、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。自律移動ロボット10の構成要素のうち、経路計算部31、物理量管理部32、移動制御部33のすべて、もしくは一部は、クラウド用の計算機で処理されることも想定される。
Each element shown in the drawing as a functional block that performs various processing can be configured by a CPU, a memory, and other circuits in terms of hardware, and a program loaded in the memory in terms of software. Realized by. It is understood by those skilled in the art that these functional blocks can be realized in various ways by hardware only, software only, or a combination thereof, and is not limited to any of them. It is assumed that all or part of the components of the autonomous
経路計算部31は、自律移動ロボット10が進むべき目標経路を計算する。経路計算部31は、例えば、グリッドマップを用いた最短経路探索を行う。物理量管理部32は、自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システム全体の重心位置を求める。図3は、自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システム全体の重心位置を説明する図である。
The
図3に示すように、自律移動ロボット10の重心位置にロボット座標系(x-y座標系)の原点を設置するものとする。自律移動ロボット10の質量をmとし、被搬送物20の質量(ワゴン21と搭載物22の総質量)をMとする。自律移動ロボット10の座標系の原点から、被搬送物20の重心までの距離をLとすると、自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システム全体の重心位置Dは、以下の式(1)で求められる。
D=ML/(M+m)・・・(1)
なお、自律移動ロボット10の質量、被搬送物20の質量及び重心位置は、人手で物理量管理部32に入力することができる。
As shown in FIG. 3, the origin of the robot coordinate system (xy coordinate system) is set at the position of the center of gravity of the autonomous
D = ML / (M + m) ... (1)
The mass of the autonomous
移動制御部33は、物理量管理部32により求められた自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システム全体の重心位置Dを目標経路に追従させる点(制御点)に設定して、経路追従制御(例えばPD制御)を行う。すなわち、自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システムの旋回中心を、被搬送物20の重量に応じて、自律移動ロボット10の中心から被搬送物20側に変更する。
The
図4は、自律移動ロボット10の経路追従動作を説明する図である。図4に示すように、移動制御部33は、制御点である重心位置Dが目標経路上の目標位置に移動し、自律移動ロボット10が目標姿勢をとるように移動指令を生成し、全方位移動機構11へ送信する。これにより、自律移動ロボット10は、当該移動指令に従って、重心位置Dが目標位置にくるように移動するとともに、目標姿勢をとるように重心位置Dを中心として回転して向きを変える。
FIG. 4 is a diagram illustrating a path following operation of the autonomous
ここで、比較例の搬送ロボットの問題点について説明する。図8は、比較例の搬送ロボット1の経路追従動作による被搬送物2の振れ量を示す図である。図8の搬送ロボット1は、非特許文献1のように左右2つの独立した駆動輪を有しており、経路追従制御をする際の制御点は左右の駆動輪の中心(車軸中心C)である。図8に示すように、車軸中心Cを制御点として経路追従制御を行うと、制御点から連結された被搬送物2の重心までの距離が長く、旋回時に被搬送物2にかかる慣性力が大きくなる。特に、特に被搬送物が重量物である場合には慣性モーメントが大きくなり、被搬送物2が大きく振られて周辺環境と干渉したり、搭載物が落下したりする危険性がある。
Here, the problems of the transfer robot of the comparative example will be described. FIG. 8 is a diagram showing the amount of runout of the transported
そこで、旋回時の周辺環境への干渉を防止するために、特許文献1の構成を採用したとしても、以下の問題点が生じる。図9は、比較例の搬送ロボット3のクランク路通過動作を説明する図である。図9の搬送ロボット3は、特許文献1のように任意の姿勢で任意の方向に移動させることができる自律移動体である。搬送ロボット3と被搬送物2との連結部は固定されており、搬送ロボット3はその正面方向と移動経路の向きとが一致するように制御される。搬送ロボット3は常に正面方向を向くため、障害物が右前方と左後方にあるような狭いクランク路では、搬送ロボット3と被搬送物2の全体の長さが2つの障害物間よりも長い場合には、被搬送物2が障害物に接触してしまう。
Therefore, even if the configuration of
これに対し、実施の形態の自律移動ロボット10では、図5に示すように、自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システム全体の重心位置Dを制御点に設定している。このため、自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システムは、重心位置Dを中心として回転するため、重心位置Dから被搬送物20の重心までの距離が短くなり、被搬送物20の振れ量が小さくなる。これにより、周辺環境との接触や、搭載物の落下を抑制することが可能となる。
On the other hand, in the autonomous
また、自律移動ロボット10と被搬送物20とを含む搬送システム全体の重心位置Dが制御点となるため、図9に示す搬送ロボット3と比較すると小回りで走行することが可能となる。このため、図6に示すように、障害物が右前方と左後方にあるクランク路でも、障害物間で重心位置Dを中心に回転し、障害物を回避して通行することが可能となる。
Further, since the center of gravity position D of the entire transport system including the autonomous
上記の例では、物理量管理部32に被搬送物20の質量及び重心位置を人手で入力したが、これに限定されない。例えば、ワゴン21に物理量管理部32としての荷重センサを取り付け、搭載物22の質量、重心位置を測定することにより被搬送物20の質量、重心位置を計測することも可能である。図7に、実施の形態の自律移動ロボットの物理量管理部の一例を示す。図7では、物理量管理部32の荷重センサとしてロードセルを用い、搭載物22の質量、重心位置を求める例が示されている。
In the above example, the mass and the position of the center of gravity of the object to be transported 20 are manually input to the physical
ワゴン21上には、ワゴン21と略同一形状のプレート24が設けられる。図7では、説明の簡略化のため、プレート24のみが図示されている。4つのロードセルL1~L4は、ワゴン21とプレート24との間であって、平面視でプレート24の四隅近傍にそれぞれ配置される。プレートは、ロードセルを介してワゴン21に支持される。
A
プレート24の中心をx-y座標系の原点(0、0)とする。ロードセルL1~L4が配置される位置は、それぞれ(X1、Y1)、(X2、Y2)、(X3、Y3)、(X4、Y4)とする。ロードセルL1~L4にかかる荷重(F1~F4)を測定することで、搭載物22の質量F及び重心位置の座標(Xc、Yc)をそれぞれ以下の式(2)~(4)で求めることができる。
Let the center of the
F=F1+F2+F3+F4 ・・・(2)
なお、ロードセルの数や配置等上記の例に限定されるものではない。また、被搬送物20の連結部12に力センサを搭載し、その力センサの値を使って被搬送物20の物理量を推定することも可能である。従って、物理量管理部32は、被搬送物20の重心位置Dだけでなく、被搬送物20にかかる慣性力等を計測、保持することもできる。
The number and arrangement of load cells are not limited to the above examples. It is also possible to mount a force sensor on the connecting
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。実施の形態では、自律移動ロボット10と被搬送物20とが一体的に固定して連結されているが、これに限定されない。自律移動ロボット10が、当該自律移動ロボット10と被搬送物20との相対姿勢がわかる機能を有していればよい。自律移動ロボット10と被搬送物20との相対姿勢がわかる場合には、自律移動ロボット10と被搬送物20と変形可能な関節状の連結部によって連結されていてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be appropriately modified without departing from the spirit. In the embodiment, the autonomous
10 自律移動ロボット
11 全方位移動機構
12 連結部
20 被搬送物
21 ワゴン
22 搭載物
23 車輪
24 プレート
30 制御装置
31 経路計算部
32 物理量管理部
33 移動制御部
D 重心位置
L1~L4 ロードセル
10 Autonomous
Claims (1)
前記自律移動ロボットと前記被搬送物とを含む搬送システム全体の重心位置を求める物理量管理部と、
経路に追従させる点を前記重心位置に設定して、経路追従制御を行うとともに、前記経路に沿った姿勢をとるように前記重心位置を中心に回転させる移動制御部と、
を備える、
自律移動ロボット。 An autonomous mobile robot that pulls and transports objects to be transported.
A physical quantity management unit that obtains the position of the center of gravity of the entire transfer system including the autonomous mobile robot and the object to be transported, and a physical quantity management unit.
A movement control unit that sets a point to follow the path at the position of the center of gravity, controls the path following , and rotates around the position of the center of gravity so as to take a posture along the path .
To prepare
Autonomous mobile robot.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017249672A JP7069703B2 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Autonomous mobile robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017249672A JP7069703B2 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Autonomous mobile robot |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019117431A JP2019117431A (en) | 2019-07-18 |
JP7069703B2 true JP7069703B2 (en) | 2022-05-18 |
Family
ID=67305292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017249672A Active JP7069703B2 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Autonomous mobile robot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7069703B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7003097B2 (en) * | 2019-10-30 | 2022-01-20 | 株式会社東芝 | Automated guided vehicle |
JP7565495B2 (en) * | 2020-07-31 | 2024-10-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | TRANSPORTATION APPARATUS, MANUFACTURING SYSTEM, HOST SYSTEM, TRANSPORTATION CONTROL METHOD, AND PROGRAM |
JP7214903B1 (en) | 2022-02-15 | 2023-01-30 | Dmg森精機株式会社 | Passive guided vehicles, autonomous guided vehicles, and transport systems equipped with these |
CN116812036A (en) | 2022-03-22 | 2023-09-29 | 台达电子工业股份有限公司 | Mobile carrier and stabilizing method thereof |
WO2023243748A1 (en) * | 2022-06-16 | 2023-12-21 | 엘지전자 주식회사 | Transport robot, transport means, and control method therefor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009288931A (en) | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Murata Mach Ltd | Autonomous traveling object and its movement control method |
JP2010044530A (en) | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Transfer robot system |
WO2016103452A1 (en) | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 株式会社日立製作所 | Transport vehicle and transport system |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59140520A (en) * | 1983-01-31 | 1984-08-11 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Running control system |
-
2017
- 2017-12-26 JP JP2017249672A patent/JP7069703B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009288931A (en) | 2008-05-28 | 2009-12-10 | Murata Mach Ltd | Autonomous traveling object and its movement control method |
JP2010044530A (en) | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Transfer robot system |
WO2016103452A1 (en) | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 株式会社日立製作所 | Transport vehicle and transport system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019117431A (en) | 2019-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7069703B2 (en) | Autonomous mobile robot | |
US10974585B2 (en) | Mobile platform for materials transport | |
US20230303193A1 (en) | Whole body manipulation on a legged robot using dynamic balance | |
US10108194B1 (en) | Object placement verification | |
JP2022525291A (en) | Box palletizing robots and methods | |
US9870002B1 (en) | Velocity control of position-controlled motor controllers | |
KR102539465B1 (en) | Mobile robot including a suspension module | |
JP7230918B2 (en) | Transport robot, transport system, and transport method | |
KR20210141664A (en) | Multi-body controllers and robots | |
CN110275519B (en) | Position estimation system, position detection method, and program | |
JP2021024002A (en) | Article conveyance system having plurality of movable parts | |
Cordes et al. | SherpaTT: A versatile hybrid wheeled-leg rover | |
Recker et al. | Handling of large and heavy objects using a single mobile manipulator in combination with a roller board | |
US20210402605A1 (en) | Work Mode and Travel Mode for Mobile Robots | |
KR101232584B1 (en) | Apparatus for controlling mobile robot and method of the same | |
Hichri et al. | Lifting mechanism for payload transport by collaborative mobile robots | |
JP6413899B2 (en) | Goods transfer robot | |
JP6970852B1 (en) | Driving system | |
JP2022039252A (en) | Delivery system, delivery method, and program | |
Huskić et al. | A simple and efficient path following algorithm for wheeled mobile robots | |
JP6743572B2 (en) | Mobile device | |
WO2024085161A1 (en) | Picking system, picking control device, conveying device, conveying system, picking control program, conveying method, and conveying program | |
WO2022145142A1 (en) | Cargo handling vehicle system | |
JP2024082207A (en) | Robot control system and robot control program | |
Recker et al. | Procedia CIRP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210302 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211209 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220405 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220418 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7069703 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |