JPH01163806A - 移動ロボットにおける路面環境検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、無人搬送車などに代表される移動ロボット
の走行路面上の凸部障害物や段差などの凹部（以下障害
物と総称する。）を検知し、移動ロボットが安全に走行
できる路面があるか否かを判断する路面環境検知装置に
関するものである。

［従来の技術］ 無人搬送車などに代表される、誘導ケーブル。

テープあるいはセンサなどを用いて自動的に路面上を走
行する移動ロボットでは、この移動ロボットが路面を安
全に走行できるか否かを判断するに際しては、移動ロボ
ット前方の一定範囲以内に障害物が存在するか否かの情
報を得る必要があり、従来は次に示すような方法により
この情報を得ていた。

■光源から出たビームの障害物上での反射光を受光系で
取り込み、それを基に一定範囲の障害物の有無を検出す
ることにより前記情報を得る第１のビームセンサ方式。

■■と同様にビームセンサを用い障害物を検出し、この
障害物までの距離を三角測量の原理により求めることに
より前記情報を得る第２のビームセンサ方式 ■超音波送受信機により障害物の有無を検出、その障害
物までの距離を、超音波が障害物に反射しもどるまでの
往復伝搬時間を元に求めることにより前記情報を得る超
音波センサ方式。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前記■の第１のビームセンサ方式は、対象物体
の反射率によってその物体までの距離に誤差がでてしま
い、検出した障害物の存在が移動ロボットの走行に支障
があるか否かの判断を誤ってしまうことがあるという欠
点があり、前記■の第２のビームセンサ方式は、正確な
距離を測定するにはビームをかなり鋭＜シ、分解能を高
くする必要があり、広範囲の検出をするために広がりを
持たせるには、ビームの発射方向を機械的に変化させな
ければならないという欠点があった。

また、前記■の超音波センサ方式では、広がりを持たせ
るには指向性を落とす必要があり、こうした場合、分解
能が低くなり障害物の方向が検知できなくなるという欠
点があった。

さらに、前記■と■方式では、段差などの凹部を測定す
ることはできないという欠点もあった。

この発明は、これらの事情を鑑みてなされたもので、機
械的手段を用いないで広範囲な障害物を検出し、移動ロ
ボットの進行方向及び横方向に対して高い分解能を持っ
てこのロボット前方の一定範囲以内に存在する障害物を
検出し、段差などの凹部をも検出することにより、移動
ロボ・ノドが安全に走行できるか否かを正確に判断でき
る路面環境検知装置を提供することを目的とする。

Ｆ問題点を解決するための手段１ この発明は、横方向にほぼ水平面となる面状の光を発生
するスリット光発生装置と、このスリット光発生装置の
反射光を検知する２次元光センサもしくはラインセンサ
を移動ロボットの前面に設置し、前記スリット光発生装
置からのスリット光は、前記移動ロボットの前方斜め下
方向Φ一定位置を、このロボットの進行方向に対して垂
直線状に照射するように固定し、前記条件に適した反射
光であるか否かを判別することにより、前記ロボットか
ら一定範囲の障害物の有無を検出し、前記問題を解決す
るものである。

［実施例］ 以下に第１図及び第２図を参照してこの発明の詳細な説
明する。

第１図及び第２図において、１は移動ロボットで、床面
２を移動する。３はスリット光発生装置で、これからの
スリット光が前記移動ロボット１の前方斜め下方向の前
記床面２の所定位置を、進行方向に対しては垂直線状に
照射するように、前記移動ロボット１の前面に取り付け
である。４は２次元光センサで、前記移動ロボット１の
前面における前記スリット光発生装置３の上方に取り付
けてあり、前記スリット光発生装置３から出たスリット
光の反射光を受ける。なお、５ａ及び５ｂは凸部障害物
、６８及び６ｂは段差などの四部である。また、７は移
動ロボット１の車輪で、この移動ロボット１の走行機構
は公知のもので良いため、説明を省略する。

１作用］ 以上の構成において、移動ロボット］はスリット光発生
装置３からスリット光を出し、床面２を照らしながらこ
の床面２上を走行する。

このとき、前記移動ロボット１の前方に凸部障害物５ａ
、５ｂも段差などの凹部６ａ、６ｂもないときは、スリ
ット光発生装置３のスリット光は移動ロボット１から所
定距離離れたＰ点で反射し、この反射光は常に２次元光
センサ４のほぼ一定の位置に直線的に検知される。（前
記スリット光は実線で示す方向に検出される。）凸部障
害物５ａ。

５ｂが存在するときは、スリット光発生装置３からのス
リット光はそれぞれＱａ点、Ｑｂ点で反射し、２次元光
センサ４にこの反射光が検出され、前記反射光の検出位
置は下方にずれる。（前記反射光は一点鎖線で示す方向
に検出される。）凹部６ａ、６ｂが存在するときは、ス
リット光発生装置３からのスリット光はそれぞれＲａ点
、Ｒｈ点で反射し、２次元光センサ４にこの反射光が検
出され、前記反射光の検出位置は上方にずれる。

（前記反射光は二点鎖線で示す方向に検出される。

）すなわち、２次元光センサ４が反射光を一定の位置で
直線的に検知している場合は、移動ロボット１は安全に
走行でき、２次元光センサ４が反射光を一定の位置で直
線的に検知していない場合は、移動ロボット１の前方の
一定範囲に障害物があることを示す。

また、前記スリット光の反射光が前記２次元光センサ４
上の横方向のどの位置でずれたかによって、前記凸部障
害物５ａ、５ｂ及び凹部６ａ、６ｂの横方向の位置が判
断される。

なお、前記実施例では２次元光センサ４をスリット光発
生装置３の上方に設置したが下方に設置しても良い。

また、前記２次元光センサ４はラインセンサに代替えし
ても良いが、この場合は前記ラインセンサは所定位置か
らの反射光のみを検出するため、凸部障害物５ａ、５ｂ
であるか、凹部障害物６　ａ　＋６ｂであるかの判断は
できない。

［発明の効果１ 以上説明したように、この発明によれば機械的手段を用
いない簡単な方法で広範囲の路面状況を判別することが
でき、かつ、移動ロボットから所定距離だけ離れた路面
の障害物を正確に検出することができ、さらに、段差な
どの四部も検出することができるので、詳しい床面の状
況を検知でき、移動ロボットが通行できるか否かの判断
に有効なデータを提供できるという利点を有する。

また、床面からのずれのない反射光が検出されることが
移動ロボットが障害なく走行できることを示しているた
め、センサ系の故障を知ることができるという利点も有
する。

さらに、２次元光センサを用いた場合は、凸部障害物で
あるか、凹部障害物であるかという環境の形状も知るこ
とができるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、この発明による一実施例を示す正面
図である。 １・・・移動ロボット ２・・・床面 ３・・・スリット光発生装置 ４・・・２次元光センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　移動ロボットの前方斜め下方向に向けて前記移動ロ
   ボットに配置した横方向にはほぼ水平となる面状の光を
   発生するスリット光発生装置と、このスリット光発生装
   置からのスリット光の路面からの反射光を検出する２次
   元光センサとを備え、前記反射光が所定距離だけ離れた
   路面からの反射光であるか否かを判別するようにしたこ
   とを特徴とする移動ロボットにおける路面環境検知装置
   。 ２　特許請求の範囲第１項の記載において、２次元光セ
   ンサに代えてラインセンサを用い、前記反射光が所定距
   離だけ離れた路面からの反射光であるときのみ検出する
   ようにしたことを特徴とする移動ロボットにおける路面
   環境検知装置。