JPH0431075B2 - - Google Patents
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- JPH0431075B2 JPH0431075B2 JP59106098A JP10609884A JPH0431075B2 JP H0431075 B2 JPH0431075 B2 JP H0431075B2 JP 59106098 A JP59106098 A JP 59106098A JP 10609884 A JP10609884 A JP 10609884A JP H0431075 B2 JPH0431075 B2 JP H0431075B2
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- JP
- Japan
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- obstacle
- matrix
- wave
- area
- areas
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 34
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
- G01S15/93—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
- G01S15/931—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
- G01S2015/937—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details
- G01S2015/938—Sonar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles sensor installation details in the bumper area
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S367/00—Communications, electrical: acoustic wave systems and devices
- Y10S367/909—Collision avoidance
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
本発明は、自走式移動ロボツト等において使用
される障害物位置検出装置に関する。
される障害物位置検出装置に関する。
［従来技術とその問題点］
以前から、オフイスや工場等において、例えば
自走式の移動ロボツト等の各種移動体により物品
等の搬送を行う移動体による搬送システムが考え
られている。このような自走式の移動体には、障
害物との衝突を防止するために障害物位置検出装
置を搭載する必要がある。そこで従来から障害物
の位置を検出するさまざまな障害物位置検出装置
が考えられているのであるが、そのいずれもが障
害物の位置を正確に検出するために膨大な量の演
算を実行しなければならず、装置が複雑かつ高価
になるばかりか、リアルタイムに障害物の位置を
検出するためには相当量の演算を強いられるため
処理時間が長くなつてしまうという問題があつ
た。
自走式の移動ロボツト等の各種移動体により物品
等の搬送を行う移動体による搬送システムが考え
られている。このような自走式の移動体には、障
害物との衝突を防止するために障害物位置検出装
置を搭載する必要がある。そこで従来から障害物
の位置を検出するさまざまな障害物位置検出装置
が考えられているのであるが、そのいずれもが障
害物の位置を正確に検出するために膨大な量の演
算を実行しなければならず、装置が複雑かつ高価
になるばかりか、リアルタイムに障害物の位置を
検出するためには相当量の演算を強いられるため
処理時間が長くなつてしまうという問題があつ
た。
［発明の目的］
本発明は、上述したような問題点を解決するた
めになされたもので、障害物の位置を正確に検出
するために膨大な量の演算をする必要がなく、比
較的簡単な構成でかつ安価な障害物位置検出装置
を提供することを目的とする。
めになされたもので、障害物の位置を正確に検出
するために膨大な量の演算をする必要がなく、比
較的簡単な構成でかつ安価な障害物位置検出装置
を提供することを目的とする。
［発明の要点］
本発明は、障害物検知エリアを複数のマトリク
スエリアに分割し、該マトリクスエリア内に障害
物が存在した場合に計測され得る複数の時間の範
囲を各マトリクスエリア毎に記憶させておき、送
信波が発射されてから該送信波の障害物による反
射波が複数の反射波受信手段により夫々受信され
るまでの複数の時間が、上記各マトリクスエリア
毎に記憶されている複数の時間の範囲のうちのど
の範囲に含まれるかに応じて障害物が上記複数の
マトリクスエリアのうちどのマトリクスエリア内
に存在するかを判断し、障害物の位置を検出する
ようにしたことを要点とする。
スエリアに分割し、該マトリクスエリア内に障害
物が存在した場合に計測され得る複数の時間の範
囲を各マトリクスエリア毎に記憶させておき、送
信波が発射されてから該送信波の障害物による反
射波が複数の反射波受信手段により夫々受信され
るまでの複数の時間が、上記各マトリクスエリア
毎に記憶されている複数の時間の範囲のうちのど
の範囲に含まれるかに応じて障害物が上記複数の
マトリクスエリアのうちどのマトリクスエリア内
に存在するかを判断し、障害物の位置を検出する
ようにしたことを要点とする。
［発明の実施例］
以下本発明の詳細を図示の移動ロボツトに実施
した場合について説明する。まず、超音波センサ
ー部における送受波器の配置構成について第１図
により説明する。第１図において、１１はロボツ
ト本体で、その前面部に超音波トランスデユーサ
を使用した超音波センサー部１２が設けられる。
すなわち、ロボツト本体１１の前面中央部に３つ
の送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が配設されると共に、
前面両側に中心から等距離ａ離れた位置に受波器
Ｒ１，Ｒ２が配設される。この場合、上記送波器
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、例えば５cm程度の支持体１
３によりロボツト本体１１の前面より突出して支
持されるもので、送波器Ｔ２を中心としてその両
側に送波器Ｔ１，Ｔ３がθ1，θ2の角度をもつて配
置される。上記θ1，θ2角度は、ロボツト本体１１
の前面部と支持体１３との角度で例えば60゜程度
に設定される。また、送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の
指向角は、Ｔ１，Ｔ３が約40゜、Ｔ２が約50゜に設
定される。
した場合について説明する。まず、超音波センサ
ー部における送受波器の配置構成について第１図
により説明する。第１図において、１１はロボツ
ト本体で、その前面部に超音波トランスデユーサ
を使用した超音波センサー部１２が設けられる。
すなわち、ロボツト本体１１の前面中央部に３つ
の送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が配設されると共に、
前面両側に中心から等距離ａ離れた位置に受波器
Ｒ１，Ｒ２が配設される。この場合、上記送波器
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、例えば５cm程度の支持体１
３によりロボツト本体１１の前面より突出して支
持されるもので、送波器Ｔ２を中心としてその両
側に送波器Ｔ１，Ｔ３がθ1，θ2の角度をもつて配
置される。上記θ1，θ2角度は、ロボツト本体１１
の前面部と支持体１３との角度で例えば60゜程度
に設定される。また、送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の
指向角は、Ｔ１，Ｔ３が約40゜、Ｔ２が約50゜に設
定される。
次に上記超音波センサー部１２を駆動制御する
制御部について第２図により説明する。第２図に
おいて、２１はCPUで、このCPU２１にはバス
ライン２２を介してデータROM２３，２４及び
超音波の放射時から反射波の受信時までの時間を
計測するためのタイマ２５，２６が接続される。
上記データROM２３，２４には、計測時間デー
タから障害物の位置を認識するためのデータを予
め計算、実験等により求めて書込むが、その詳細
については後述する。また、上記タイマ２５，２
６は、超音波出力時にCPU２１からスタート指
令が与えられてクロツクパルスφにより計時動作
を開始する。しかして、上記CPU２１は、第１
ないし第３の発振回路２７1〜２７3にバスライン
２２を介して制御信号を出力する。上記発振回路
２７1〜２７3は、CPU２１からの制御信号によつ
て発振動作し、ドライブ回路２８1〜２８3を介し
て上記送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を駆動する。これ
により送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３からロボツト本体
１１の前方に超音波が放射される。このロボツト
本体１１の前方に放射された超音波は、障害物が
存在するとそれに当つて反射し、その反射波が受
波器R1，R2により受信される。この受波器R1，
R2により受信された反射波は、それぞれ増幅回
路２９1，２９2で増幅され、その後、シユミツト
トリガ回路３０1，３０2で波形整形されてタイマ
２５，２６へストツプ信号として入力される。そ
して、この時のタイマ２５，２６の計時内容がバ
スライン２２を介してCPU２１へ送られる。
制御部について第２図により説明する。第２図に
おいて、２１はCPUで、このCPU２１にはバス
ライン２２を介してデータROM２３，２４及び
超音波の放射時から反射波の受信時までの時間を
計測するためのタイマ２５，２６が接続される。
上記データROM２３，２４には、計測時間デー
タから障害物の位置を認識するためのデータを予
め計算、実験等により求めて書込むが、その詳細
については後述する。また、上記タイマ２５，２
６は、超音波出力時にCPU２１からスタート指
令が与えられてクロツクパルスφにより計時動作
を開始する。しかして、上記CPU２１は、第１
ないし第３の発振回路２７1〜２７3にバスライン
２２を介して制御信号を出力する。上記発振回路
２７1〜２７3は、CPU２１からの制御信号によつ
て発振動作し、ドライブ回路２８1〜２８3を介し
て上記送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を駆動する。これ
により送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３からロボツト本体
１１の前方に超音波が放射される。このロボツト
本体１１の前方に放射された超音波は、障害物が
存在するとそれに当つて反射し、その反射波が受
波器R1，R2により受信される。この受波器R1，
R2により受信された反射波は、それぞれ増幅回
路２９1，２９2で増幅され、その後、シユミツト
トリガ回路３０1，３０2で波形整形されてタイマ
２５，２６へストツプ信号として入力される。そ
して、この時のタイマ２５，２６の計時内容がバ
スライン２２を介してCPU２１へ送られる。
次に上記データROM２３，２４にデータを設
定する場合について説明する。まず最初に第３図
に示すようにロボツト本体１１の前面空間に対す
るマトリクスエリアを設定する。このマトリクス
エリアは、障害物をどれだけの精度で検知するか
を決定するためのもので、第３図ではロボツト本
体１１の前面約40cmから400cmまでの扇状センシ
ングエリア３１を１から31までの31段階に分類し
ている。このセンシングエリア３１において、方
向を決定する境界ラインは、送波器Ｔ１，Ｔ２，
Ｔ３の指向角によつて決定されるもので、ライン
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは送波器Ｔ１の指向角、ラインＬ
２ａ，Ｌ２ｂは送波器Ｔ２の指向角、ラインＬ３
ａ，Ｌ３ｂは送波器Ｔ３の指向角によつて決定さ
れる。また、第３図では、ラインＬ１ｂとライン
Ｌ３ａとによつて指定されるエリアをさらに２本
のラインＬ４，Ｌ５によつて分割している。一
方、上記センシングエリア３１の距離を決定する
境界ラインは、ロボツト本体１１から等距離のラ
インｌ１〜ｌ５を任意の間隔で設けている。上記
のようにしてマトリクスエリアを設定するが、第
３図の例では中心部ほど精度のよい認識ができる
ように細かく、また、両サイドは大まかに分類
し、さらに、40cm〜150cmまでの近い位置は150cm
〜400cmの位置よりも細かく分類している。すな
わち、ロボツトの進行方向に対し、中心部及び近
距離を重要視してマトリクスエリアを細かく分類
している。
定する場合について説明する。まず最初に第３図
に示すようにロボツト本体１１の前面空間に対す
るマトリクスエリアを設定する。このマトリクス
エリアは、障害物をどれだけの精度で検知するか
を決定するためのもので、第３図ではロボツト本
体１１の前面約40cmから400cmまでの扇状センシ
ングエリア３１を１から31までの31段階に分類し
ている。このセンシングエリア３１において、方
向を決定する境界ラインは、送波器Ｔ１，Ｔ２，
Ｔ３の指向角によつて決定されるもので、ライン
Ｌ１ａ，Ｌ１ｂは送波器Ｔ１の指向角、ラインＬ
２ａ，Ｌ２ｂは送波器Ｔ２の指向角、ラインＬ３
ａ，Ｌ３ｂは送波器Ｔ３の指向角によつて決定さ
れる。また、第３図では、ラインＬ１ｂとライン
Ｌ３ａとによつて指定されるエリアをさらに２本
のラインＬ４，Ｌ５によつて分割している。一
方、上記センシングエリア３１の距離を決定する
境界ラインは、ロボツト本体１１から等距離のラ
インｌ１〜ｌ５を任意の間隔で設けている。上記
のようにしてマトリクスエリアを設定するが、第
３図の例では中心部ほど精度のよい認識ができる
ように細かく、また、両サイドは大まかに分類
し、さらに、40cm〜150cmまでの近い位置は150cm
〜400cmの位置よりも細かく分類している。すな
わち、ロボツトの進行方向に対し、中心部及び近
距離を重要視してマトリクスエリアを細かく分類
している。
しかして、上記したようにしてマトリクスエリ
アの設定を終了した後、次に計算もしくは実験に
よつて各マトリクスエリア内に入り得る受波器Ｒ
１，Ｒ２による測定距離の組合わせを求める。例
えば第４図において、マトリクス４の中に入り得
る受波器Ｒ１，Ｒ２による反射波計測値の組合わ
せを求める場合、マトリクス４の複数点例えば
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等の４点における受波器Ｒ１，Ｒ
２により計測値を求める。以下同様にして各マト
リクスにおける受波器Ｒ１，Ｒ２による計測値の
組合わせを求める。そして、受波器Ｒ１，Ｒ２組
合わせにおけるマトリクスの割当てを終了する
と、そのデータをROM化する。すなわち、マト
リクス１〜３１の各々の場合における受波器Ｒ
１，Ｒ２による反射波時間計測値をデータROM
２３，２４に予め記憶させておく。これにより障
害物を検知した際、データROM２３，２４を検
索することにより、受波器Ｒ１，Ｒ２の受信信号
に基づくタイマ２５，２６の計数値からマトリク
ス上における障害物の位置を認識することかき
る。
アの設定を終了した後、次に計算もしくは実験に
よつて各マトリクスエリア内に入り得る受波器Ｒ
１，Ｒ２による測定距離の組合わせを求める。例
えば第４図において、マトリクス４の中に入り得
る受波器Ｒ１，Ｒ２による反射波計測値の組合わ
せを求める場合、マトリクス４の複数点例えば
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ等の４点における受波器Ｒ１，Ｒ
２により計測値を求める。以下同様にして各マト
リクスにおける受波器Ｒ１，Ｒ２による計測値の
組合わせを求める。そして、受波器Ｒ１，Ｒ２組
合わせにおけるマトリクスの割当てを終了する
と、そのデータをROM化する。すなわち、マト
リクス１〜３１の各々の場合における受波器Ｒ
１，Ｒ２による反射波時間計測値をデータROM
２３，２４に予め記憶させておく。これにより障
害物を検知した際、データROM２３，２４を検
索することにより、受波器Ｒ１，Ｒ２の受信信号
に基づくタイマ２５，２６の計数値からマトリク
ス上における障害物の位置を認識することかき
る。
次に上記実施例のシステム全体の動作を第５図
のフローチヤートを参照して説明する。移動ロボ
ツトは、ロボツト通行路上を走行する際、所定の
サイクルで障害物の有無を確認している。まず、
第５図のステツプＡ１に示すようにCPU２１か
ら発振回路２７1に動作指令を送つて発振動作さ
せ、ドライブ回路２８1により発振器Ｔ１を駆動
して第３図におけるラインＬ１ａ，Ｌ１ｂにより
区画される範囲に超音波を放射させる。このとき
CPU２１は、タイマ２５，２６にスタート指令
を送つて計時動作をスタートさせる。次いでステ
ツプＡ２において受波器R1，R2より反射波が受
信されたか否かを判断する。センシングエリア３
１内に障害物が存在していれば反射波を生じて受
波器R1，R2に受信され、その受信信号が増幅回
路２９1，２９2で増幅され、シユミツトトリガ回
路３０1，３０2により波形整形されてタイマ２
５，２６へストツプ信号として送られる。これに
よりタイマ２５，２６の計時動作がストツプし、
その時の計時内容がバスライン２２を介して
CPU２１へ送られる。CPU２１は、タイマ２５，
２６から計時データが送られると、ステツプＡ３
に示すようにその計時データを基にデータROM
２３，２４を検索し、ステツプＡ４において障害
物がマトリクスエリア１〜３１のどのエリアに位
置しているかを認識する。この場合のマトリクス
エリアは、１，４，５，１１，１２，１８，１
９，２５，２６のエリアが障害物検知可能範囲
で、そのうち４，１１，１８，２５のエリアは送
波器Ｔ１を動作させた場合のみ検知できるエリア
であり、その他は送波器Ｔ２を動作させた場合で
も検知することができる。そして、上記ステツプ
Ａ４の処理を終了するか、あるいは上記ステツプ
Ａ２において受波器R1，R2に反射波が受信され
ていないと判断された場合は、ステツプＡ５に進
んでCPU２１から発振回路２７2に動作指令を送
り、送波器Ｔ２からラインＬ２ａ，Ｌ２ｂにより
指定される範囲に超音波を発信させる。その後、
ステツプＡ６において受波器R1，R2により反射
波が受信されているか否かを判断し、反射波が受
信されていれば上記したようにタイマ２５，２６
の計時データをCPU２１へ出力し、ステツプＡ
７においてデータROM２３，２４の検索を行な
い、ステツプＡ８において障害物の位置を認識す
る。上記のように送波器Ｔ２を動作させた場合に
は、２，６，７，８，１３，１４，１５，２０，
２１，２２，２７，２８，２９のエリアを独自に
検知でき、３，９，１６，２３，３０のエリアは
送波器Ｔ３と共通の検知可能エリアとなる。この
場合、７，１４，２１，２８のエリアは略中央に
あるので、このエリアに障害物がある時は、タイ
マ２５，２６の計数値は略等しくなる。そして、
上記ステツプＡ８の処理を終了するか、あるいは
上記ステツプＡ６において受波器R1，R2に反射
波が受信されていないと判断された場合は、ステ
ツプＡ９に進んでCPU２１から発振回路２７3に
動作指令を送り、送波器Ｔ３からラインＬ３ａ，
３ｂにより指定される範囲に超音波を発信させ
る。その後、ステツプＡ１０において受波器R1，
R2により反射波が受信されているか否かを判断
し、反射波が受信されていれば上記したようにタ
イマ２５，２６の計時データをCPU２１へ出力
し、ステツプＡ１１においてデータROM２３，
２４の検索を行ない、ステツプＡ１２において障
害物の位置を認識する。上記のように送波器Ｔ３
を動作させた場合は、１０，１７，２４，３１の
エリアを独自に検知でき、３，９，１６，２３，
３０のエリアが上記したように送波器Ｔ２と共通
の検知可能エリアとなる。また、上記ステツプＡ
１０において、受波器R1，R2により反射波が受
信されなかつた場合はステツプＡ１３に進み、ス
テツプＡ４あるいはステツプＡ８の位置認識処理
が行なわれたか否かを確認する。そして、このス
テツプＡ１３において、それまでに位置認識処理
が行なわれていないと判断された場合、つまり、
移動ロボツトの前方には障害物が存在していない
と判断された場合は、ステツプＡ１４に示すよう
に移動ロボツトをそのまま走行させる。その後、
ステツプＡ１に戻つて上記した障害物の位置認識
動作を繰返す。また、上記ステツプＡ１３におい
て、ステツプＡ４あるいはステツプＡ８の位置認
識処理が行なわれたと判断された場合、あるいは
ステツプＡ１２の位置認識処理が行なわれた場合
はステツプＡ１５に進み、ステツプＡ４、ステツ
プＡ８、ステツプＡ１２の位置認識結果から総合
的に障害物に対する位置認識を行ない、障害物が
マトリクスエリア１〜３１のどのエリアに位置し
ているかを確定する。そして、その総合的な位置
認識結果に従つてステツプＡ１６に示すように移
動ロボツトのステアリンダ、速度等の制御により
障害物に対する回避操作を行なう。上記実施例で
は送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３による全ての検索を終
了した時点で障害物位置と距離の認識を行なつて
いるので、例えば１１と１７の２つのエリアに障
害物があつた場合においても、その両方を検知す
ることができる。そして、その後にステアリン
ダ、速度等の制御を行なつているので、障害物に
対する誤動作が少ない。しかも、タイマ２５，２
６の計測値に基づいてデータROM２３，２４を
検索することにより、障害物の位置を認識してい
るので、演算処理を行なう必要がなく、迅速に位
置決定を行なうことができる。
のフローチヤートを参照して説明する。移動ロボ
ツトは、ロボツト通行路上を走行する際、所定の
サイクルで障害物の有無を確認している。まず、
第５図のステツプＡ１に示すようにCPU２１か
ら発振回路２７1に動作指令を送つて発振動作さ
せ、ドライブ回路２８1により発振器Ｔ１を駆動
して第３図におけるラインＬ１ａ，Ｌ１ｂにより
区画される範囲に超音波を放射させる。このとき
CPU２１は、タイマ２５，２６にスタート指令
を送つて計時動作をスタートさせる。次いでステ
ツプＡ２において受波器R1，R2より反射波が受
信されたか否かを判断する。センシングエリア３
１内に障害物が存在していれば反射波を生じて受
波器R1，R2に受信され、その受信信号が増幅回
路２９1，２９2で増幅され、シユミツトトリガ回
路３０1，３０2により波形整形されてタイマ２
５，２６へストツプ信号として送られる。これに
よりタイマ２５，２６の計時動作がストツプし、
その時の計時内容がバスライン２２を介して
CPU２１へ送られる。CPU２１は、タイマ２５，
２６から計時データが送られると、ステツプＡ３
に示すようにその計時データを基にデータROM
２３，２４を検索し、ステツプＡ４において障害
物がマトリクスエリア１〜３１のどのエリアに位
置しているかを認識する。この場合のマトリクス
エリアは、１，４，５，１１，１２，１８，１
９，２５，２６のエリアが障害物検知可能範囲
で、そのうち４，１１，１８，２５のエリアは送
波器Ｔ１を動作させた場合のみ検知できるエリア
であり、その他は送波器Ｔ２を動作させた場合で
も検知することができる。そして、上記ステツプ
Ａ４の処理を終了するか、あるいは上記ステツプ
Ａ２において受波器R1，R2に反射波が受信され
ていないと判断された場合は、ステツプＡ５に進
んでCPU２１から発振回路２７2に動作指令を送
り、送波器Ｔ２からラインＬ２ａ，Ｌ２ｂにより
指定される範囲に超音波を発信させる。その後、
ステツプＡ６において受波器R1，R2により反射
波が受信されているか否かを判断し、反射波が受
信されていれば上記したようにタイマ２５，２６
の計時データをCPU２１へ出力し、ステツプＡ
７においてデータROM２３，２４の検索を行な
い、ステツプＡ８において障害物の位置を認識す
る。上記のように送波器Ｔ２を動作させた場合に
は、２，６，７，８，１３，１４，１５，２０，
２１，２２，２７，２８，２９のエリアを独自に
検知でき、３，９，１６，２３，３０のエリアは
送波器Ｔ３と共通の検知可能エリアとなる。この
場合、７，１４，２１，２８のエリアは略中央に
あるので、このエリアに障害物がある時は、タイ
マ２５，２６の計数値は略等しくなる。そして、
上記ステツプＡ８の処理を終了するか、あるいは
上記ステツプＡ６において受波器R1，R2に反射
波が受信されていないと判断された場合は、ステ
ツプＡ９に進んでCPU２１から発振回路２７3に
動作指令を送り、送波器Ｔ３からラインＬ３ａ，
３ｂにより指定される範囲に超音波を発信させ
る。その後、ステツプＡ１０において受波器R1，
R2により反射波が受信されているか否かを判断
し、反射波が受信されていれば上記したようにタ
イマ２５，２６の計時データをCPU２１へ出力
し、ステツプＡ１１においてデータROM２３，
２４の検索を行ない、ステツプＡ１２において障
害物の位置を認識する。上記のように送波器Ｔ３
を動作させた場合は、１０，１７，２４，３１の
エリアを独自に検知でき、３，９，１６，２３，
３０のエリアが上記したように送波器Ｔ２と共通
の検知可能エリアとなる。また、上記ステツプＡ
１０において、受波器R1，R2により反射波が受
信されなかつた場合はステツプＡ１３に進み、ス
テツプＡ４あるいはステツプＡ８の位置認識処理
が行なわれたか否かを確認する。そして、このス
テツプＡ１３において、それまでに位置認識処理
が行なわれていないと判断された場合、つまり、
移動ロボツトの前方には障害物が存在していない
と判断された場合は、ステツプＡ１４に示すよう
に移動ロボツトをそのまま走行させる。その後、
ステツプＡ１に戻つて上記した障害物の位置認識
動作を繰返す。また、上記ステツプＡ１３におい
て、ステツプＡ４あるいはステツプＡ８の位置認
識処理が行なわれたと判断された場合、あるいは
ステツプＡ１２の位置認識処理が行なわれた場合
はステツプＡ１５に進み、ステツプＡ４、ステツ
プＡ８、ステツプＡ１２の位置認識結果から総合
的に障害物に対する位置認識を行ない、障害物が
マトリクスエリア１〜３１のどのエリアに位置し
ているかを確定する。そして、その総合的な位置
認識結果に従つてステツプＡ１６に示すように移
動ロボツトのステアリンダ、速度等の制御により
障害物に対する回避操作を行なう。上記実施例で
は送波器Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３による全ての検索を終
了した時点で障害物位置と距離の認識を行なつて
いるので、例えば１１と１７の２つのエリアに障
害物があつた場合においても、その両方を検知す
ることができる。そして、その後にステアリン
ダ、速度等の制御を行なつているので、障害物に
対する誤動作が少ない。しかも、タイマ２５，２
６の計測値に基づいてデータROM２３，２４を
検索することにより、障害物の位置を認識してい
るので、演算処理を行なう必要がなく、迅速に位
置決定を行なうことができる。
なお、上記実施例では、マトリクスエリアを設
定する際、送波器Ｔ２の指向特性によつて定まる
エリア内に更に２つのラインＬ４，Ｌ５を設けて
中央部のエリアを細分化したが、第６図に示すよ
うに細分化せずにそのまま使用するようにしても
よい。この場合、位置認識精度は多少低下する
が、マトリクスエリアが上記実施例の３１に比較
して２３と少なくなり、後の作業を比較的容易に
行なうことができる。
定する際、送波器Ｔ２の指向特性によつて定まる
エリア内に更に２つのラインＬ４，Ｌ５を設けて
中央部のエリアを細分化したが、第６図に示すよ
うに細分化せずにそのまま使用するようにしても
よい。この場合、位置認識精度は多少低下する
が、マトリクスエリアが上記実施例の３１に比較
して２３と少なくなり、後の作業を比較的容易に
行なうことができる。
［発明の効果］
以上詳記したように本発明は、障害物検知エリ
アを複数のマトリクスエリアに分割し、該マトリ
クスエリア内に障害物が存在した場合に計測され
得る複数の時間の範囲を各マトリクスエリア毎に
記憶させておき、送信波が発射されてから該送信
波の障害物による反射波が複数の反射波受信手段
により夫々受信されるまでの複数の時間が、上記
各マトリクスエリア毎に記憶されている複数の時
間の範囲のうちのどの範囲に含まれるかに応じて
障害物が上記複数のマトリクスエリアのうちどの
マトリクスエリア内に存在するかを判断し、障害
物の位置を検出するようにしたので、障害物の位
置を正確に検出するために膨大な量の演算をする
必要がなく、比較的簡単な構成でかつ安価な障害
物位置検出装置を提供することができる。
アを複数のマトリクスエリアに分割し、該マトリ
クスエリア内に障害物が存在した場合に計測され
得る複数の時間の範囲を各マトリクスエリア毎に
記憶させておき、送信波が発射されてから該送信
波の障害物による反射波が複数の反射波受信手段
により夫々受信されるまでの複数の時間が、上記
各マトリクスエリア毎に記憶されている複数の時
間の範囲のうちのどの範囲に含まれるかに応じて
障害物が上記複数のマトリクスエリアのうちどの
マトリクスエリア内に存在するかを判断し、障害
物の位置を検出するようにしたので、障害物の位
置を正確に検出するために膨大な量の演算をする
必要がなく、比較的簡単な構成でかつ安価な障害
物位置検出装置を提供することができる。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は超音波センサー部のセンサー配置構成を示す平
面図、第２図は上記超音波センサー部の回路構成
を示すブロツク図、第３図はマトリクスエリアの
設定状態を説明するための図、第４図は各マトリ
クスエリアにおける位置データを求めてメモリに
記憶する場合の例を示す図、第５図は障害物の位
置認識動作を示すフローチヤート、第６図はマト
リクスエリアの他の設定例を示す図である。 １１……ロボツト本体、１２……超音波センサ
ー部、１３……支持体、２１……CPU、２２…
…バスライン、２３，２４……データROM、２
５，２６……タイマ、２７1〜２７3……発振回
路、２８1〜２８3……ドライブ回路、２９1，２
９2……増幅回路、３０1〜３０2……シユミツト
トリガ回路、３１……センシングエリア、Ｔ１〜
Ｔ３……送波器、Ｒ１〜Ｒ２……受波器。
は超音波センサー部のセンサー配置構成を示す平
面図、第２図は上記超音波センサー部の回路構成
を示すブロツク図、第３図はマトリクスエリアの
設定状態を説明するための図、第４図は各マトリ
クスエリアにおける位置データを求めてメモリに
記憶する場合の例を示す図、第５図は障害物の位
置認識動作を示すフローチヤート、第６図はマト
リクスエリアの他の設定例を示す図である。 １１……ロボツト本体、１２……超音波センサ
ー部、１３……支持体、２１……CPU、２２…
…バスライン、２３，２４……データROM、２
５，２６……タイマ、２７1〜２７3……発振回
路、２８1〜２８3……ドライブ回路、２９1，２
９2……増幅回路、３０1〜３０2……シユミツト
トリガ回路、３１……センシングエリア、Ｔ１〜
Ｔ３……送波器、Ｒ１〜Ｒ２……受波器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 送信波を発射する送信波発射手段と、 この送信波発射手段により発射された送信波の
障害物による反射波を受信する複数の反射波受信
手段と、 上記送信波発射手段により送信波が発射されて
から上記複数の反射波受信手段により該送信波の
障害物による反射波が夫々受信されるまでの複数
の時間を計測する計測手段と、 障害物検知エリアを複数のマトリクスエリアに
分割し、該マトリクスエリア内に障害物が存在し
た場合に上記計測手段により計測され得る複数の
時間の範囲を各マトリクスエリア毎に記憶する記
憶手段と、 上記計測手段により計測された複数の時間が上
記記憶手段に記憶されている複数の時間の範囲の
うちのどの範囲に含まれるかに応じて、障害物が
上記複数のマトリクスエリアのうちどのマトリク
スエリア内に存在するかを決定する決定手段と を具備することを特徴とする障害物位置検出装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106098A JPS60249075A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 障害物位置検出装置 |
| US06/732,559 US4636996A (en) | 1984-05-25 | 1985-05-09 | Ultrasonic obstacle location apparatus and method |
| GB08512117A GB2159948B (en) | 1984-05-25 | 1985-05-14 | Obstacle detection in self-running robot |
| DE19853518590 DE3518590A1 (de) | 1984-05-25 | 1985-05-23 | Hindernisdetektor und verfahren zur ermittlung eines hindernisses |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59106098A JPS60249075A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 障害物位置検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60249075A JPS60249075A (ja) | 1985-12-09 |
| JPH0431075B2 true JPH0431075B2 (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=14425049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59106098A Granted JPS60249075A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 障害物位置検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4636996A (ja) |
| JP (1) | JPS60249075A (ja) |
| DE (1) | DE3518590A1 (ja) |
| GB (1) | GB2159948B (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5122796A (en) * | 1986-02-19 | 1992-06-16 | Auto-Sense, Limited | Object detection method and apparatus emplying electro-optics |
| JP2711837B2 (ja) * | 1986-07-08 | 1998-02-10 | ヤマハ発動機株式会社 | 自動走行する車両の走行制御装置 |
| DE3730105A1 (de) * | 1987-09-08 | 1989-03-16 | Pietzsch Ibp Gmbh | Verfahren und einrichtung zum sichern eines im raum beweglichen fahrzeugs oder geraets |
| DE3739597A1 (de) * | 1987-11-23 | 1989-06-01 | Rump Elektronik Tech | Apparat zur absicherung von fahrzeugen mittels ultraschall-sensoren |
| EP0326623B1 (de) * | 1988-01-30 | 1993-03-31 | Mayser GmbH & Co. | Verfahren zum Orten eines Hindernisses |
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| US5227973A (en) * | 1991-02-26 | 1993-07-13 | Siemens Corporate Research, Inc. | Control arbitration system for a mobile robot vehicle |
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| DE19615548A1 (de) * | 1996-04-19 | 1997-10-23 | Mayser Gmbh & Co | Ultraschall-Bereichsüberwachungsanlage |
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| US6671226B1 (en) | 2001-06-01 | 2003-12-30 | Arizona Board Of Regents | Ultrasonic path guidance for visually impaired |
| JP3741098B2 (ja) * | 2002-11-07 | 2006-02-01 | 松下電工株式会社 | 自律移動装置及び自律移動制御方法 |
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| US20040180316A1 (en) * | 2003-03-15 | 2004-09-16 | Shih-Chin Yang | Interactive book system based on ultrasonic position determination |
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| JP5129435B2 (ja) * | 2005-02-23 | 2013-01-30 | パナソニック株式会社 | 超音波センサを用いた物体検知方法 |
| US20060258451A1 (en) * | 2005-05-10 | 2006-11-16 | Shih-Chin Yang | Interactive surface game system based on ultrasonic position determination |
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| CN107381022A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-11-24 | 芜湖超源力工业设计有限公司 | 一种具有六关节机械手的码垛机器人 |
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| JPS55115194A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-04 | Nippon Keibi Hosho Kk | Guard range detection system in ultrasonic alarm |
Family Cites Families (10)
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| US3742435A (en) * | 1971-06-03 | 1973-06-26 | Texaco Inc | Fathometer means and method |
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| GB2112520A (en) * | 1981-11-18 | 1983-07-20 | Anthony David Heyes | Vehicle manoeuvring aid |
| US4459689A (en) * | 1981-12-28 | 1984-07-10 | Polaroid Corporation | Multiple zone object detection system |
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-
1984
- 1984-05-25 JP JP59106098A patent/JPS60249075A/ja active Granted
-
1985
- 1985-05-09 US US06/732,559 patent/US4636996A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-05-14 GB GB08512117A patent/GB2159948B/en not_active Expired
- 1985-05-23 DE DE19853518590 patent/DE3518590A1/de active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54130893A (en) * | 1978-04-03 | 1979-10-11 | Youshiyou Kk | Method of confirming rear article in vehicle |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2159948B (en) | 1987-05-20 |
| JPS60249075A (ja) | 1985-12-09 |
| GB8512117D0 (en) | 1985-06-19 |
| DE3518590A1 (de) | 1985-11-28 |
| GB2159948A (en) | 1985-12-11 |
| DE3518590C2 (ja) | 1988-11-10 |
| US4636996A (en) | 1987-01-13 |
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