JPH06337715A - 移動ロボットの位置測定方法 - Google Patents

移動ロボットの位置測定方法

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JPH06337715A
JPH06337715A JP5129089A JP12908993A JPH06337715A JP H06337715 A JPH06337715 A JP H06337715A JP 5129089 A JP5129089 A JP 5129089A JP 12908993 A JP12908993 A JP 12908993A JP H06337715 A JPH06337715 A JP H06337715A
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JP
Japan
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robot
stationary
action
robots
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP5129089A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisayoshi Sugiyama
久佳 杉山
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静止ロボットの静止位置に変位が生じた場合
でも、行動ロボットと静止ロボットが自己の絶対位置を
正しく知ることができるようにする。 【構成】 まず、静止ロボット2,3は、出発点P1
おける行動ロボット1の自己に対する距離L1 ,L2
方向を測定する。行動ロボット1が到着点P4 に達した
とき静止ロボット2,3の静止位置に変位がなければ、
例えば静止ロボット2が到着点P2 における行動ロボッ
ト1との距離L3 と方向を測定する。測定された方向の
初期方向との差分をとることにより静止ロボット2の地
点P1 ,P 4 における行動ロボット1となす角度θ1
得られる。静止ロボット2は距離L 1 ,L3 および角度
θ1 をもとにして行動ロボット1の移動距離および行動
を算出し、行動ロボット1に伝える。行動ロボット1
は、この移動距離および方向を出発点P1 の絶対位置に
加えることにより、到着点P4 における自己の絶対位置
を認識する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、移動能力を有するロボ
ットが、そのロボットが行動する領域を含む環境に関す
る情報を学習する学習方式に関し、特に、先に出願した
<移動ロボットの環境学習方式:特願平4−66317
号>において複数のロボットが環境内を移動する場合の
位置測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】移動能力を有するロボット(移動ロボッ
ト)が、そのロボットが行動する領域を含む環境に関す
る情報を自らその環境内を探索して学習することを、移
動ロボットの環境学習と呼ぶ。移動ロボットの環境学習
が必要となる背景については、<移動ロボットの環境学
習方式>において説明したので省略する。
【0003】<移動ロボットの環境学習方式>におい
て、移動ロボットが環境学習を行なう従来の方法には問
題があることを述べた。従来の方法における問題とは、
次の点である。すなわち、ロボットが静止した状態で周
囲の状況を観測すれば、ロボットの近傍にある局所的な
環境を正しく学習することができる。しかし、ロボット
が他の場所に移動した場合、その移動距離および移動方
向をロボット自身が正しく知ることができない。したが
って、ロボットが新たな場所において環境学習を行な
い、その結果得た知識を以前の場所において得た知識と
統合しようとしても、両者を正しく統合することが困難
になる点である。
【0004】<移動ロボットの環境学習方式>は、この
問題を解決する一方法として、2台以上の複数のロボッ
トが、同一の環境において互いに通信しながら同時に環
境学習を行なう方法を提案した。この方法によれば、ロ
ボットが他の場所に移動した場合、その移動距離および
移動方向をロボット自身が正しく知ることができる。こ
の結果、各々の場所において静止したロボットが学習す
る局所的な環境に関する情報を正しく統合して、全体的
な環境に関する正確な知識をロボットが構成することが
可能になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】<移動ロボットの環境
学習方式>においては、1台のロボットが移動している
間に他の1台のロボットがその移動を観測し、移動距離
と移動方向を算出して移動を終了したロボットに伝える
操作が含まれる(この操作のことを、以後は位置測定操
作と呼ぶ)。位置測定操作においては、前者のロボット
(行動ロボット)がその移動を終了するまで、後者のロ
ボット(静止ロボット)が特定の場所に静止している必
要がある。
【0006】しかし、位置測定操作において静止ロボッ
トが静止状態を保つことが保証されるとは限らない。例
えば工場の中において移動ロボットが行動する場合、無
人搬送車などの他の移動物体が静止ロボットに衝突し、
その結果静止ロボットの静止位置に変位が生じる可能性
がある。もし静止ロボットの静止位置にこのような変位
が発生すれば、その時点で行動ロボットと静止ロボット
の両者の位置が不明になる。両ロボットは、環境学習を
開始する時点において設定した座標系における自己の位
置(この位置のことを、以後は絶対位置と呼ぶ)を常に
確認しながら行動する。したがって、両ロボットの絶対
位置が不明になった場合、両ロボットは出発地点にもど
って環境学習を再び最初から繰り返さなければならな
い。
【0007】以上に述べたように、位置測定操作を<移
動ロボットの環境学習方式>に従って行なおうとすれ
ば、移動ロボットが行動する環境において静止ロボット
が静止状態を保てなくなる可能性がある。もし位置測定
操作において静止ロボットの位置に変位が発生すれば、
行動ロボットと静止ロボットの両者の絶対位置が不明に
なる。この結果、両ロボットは出発地点にもどって環境
学習を再び繰り返す必要が生じ、環境学習に要する時間
が極めて増大する。
【0008】本発明の目的は、<移動ロボットの環境学
習方式>が含む位置測定操作において生ずる上記の問題
点を解決し、もし静止ロボットの静止位置に変位が生じ
た場合でも行動ロボットと静止ロボットの両者が自己の
絶対位置を正しく知ることができる、移動ロボットの位
置測定方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の移動ロボットの
位置測定方法は、移動能力と、たがいに通信する機能を
有し、さらに自己以外のロボットの自己に対する距離と
方向を測定する機能を有する3台のロボットが、同一の
環境において行動する場合において、1台のロボット
(行動ロボットと呼ぶ)がある地点(出発点)から他の
地点(到着点)へ移動する際、他の2台の静止している
ロボット(静止ロボットと呼ぶ)が出発点における行動
ロボットの自己に対する距離と方向を測定し(この結果
得られた計測値のことを初期計測値と呼ぶ)、行動ロボ
ットが移動している間に両静止ロボットの静止位置に変
位が生じなかった場合は、静止ロボットのうちの1台
が、移動を終了して到着点に位置している行動ロボット
の自己に対する距離と方向を計測し、これらの計測値と
初期計測値から到着点の位置を計算して行動ロボットに
伝え、あるいはこれら計測値を行動ロボットに伝えて行
動ロボットが到着点の位置を計算し、行動ロボットが移
動している間に静止ロボットのうちの1台の静止位置に
変位が生じ、かつ他の静止ロボットの静止位置に変位が
生じなかった場合は、静止位置に変位が生じなかった静
止ロボットが、移動を終了して到着点に位置している行
動ロボットの自己に対する距離と方向を計測し、これら
の計測値と初期計測値から到着点の位置を計算して行動
ロボットに伝え、あるいはこれら計測値を行動ロボット
に伝え行動ロボットが到着点の位置を計算し、さらに静
止位置に変位が生じた静止ロボットが、静止位置に変位
が生じなかった静止ロボットおよび到着点に位置してい
る行動ロボットの各々の自己に対する距離と方向を計測
して、これらの計測値から自己の位置を計算する。
【0010】
【作用】本発明の特徴は、位置測定操作において行動ロ
ボットを観測する静止ロボットを2台使用し、これらの
静止ロボットと行動ロボットを含む3台のロボットによ
って位置測定操作を行なう点にある。このことによっ
て、上記の目的、すなわち静止ロボットの静止位置に変
位が生じた場合でも行動ロボットと静止ロボットの両者
が自己の絶対位置を正しく知ることが可能になる。
【0011】すなわち、行動ロボットが移動している間
に2台の静止ロボットのいずれもその静止位置に変位が
生じなければ、このうち1台の静止ロボットが位置測定
操作を行なう。もし、行動ロボットが移動している間に
1台の静止ロボット(静止ロボットAと呼ぶ)の静止位
置に変位が生じたならば、他の1台の静止ロボット(静
止ロボットBと呼ぶ)が位置測定操作を行ない、さらに
静止ロボットAが、静止ロボットBと到着点に位置して
いる行動ロボットの各々の自己に対する距離と方向を測
定し、これによって自己の絶対位置を知る。移動ロボッ
トが他の移動ロボットの自己に対する距離と方向を測定
することは、例えば<移動ロボットの環境学習方式>に
おいて述べられているように、移動ロボットが2台のテ
レビカメラを備えれば可能である。
【0012】以上の手順により、位置測定操作において
1台の静止ロボットの静止位置に変位が生じた場合で
も、行動ロボットと静止ロボットの両者が自己の絶対位
置を正しく認識することができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0014】図1(1)は本発明の一実施例で、3台の
ロボット1,2,3が水平面上に位置している様子を上
方から見た図である。
【0015】ロボット1,2,3は移動能力と、互いに
通信する機能を有し、さらに自己以外のロボットの自己
に対する距離と方向を測定する機能を有している。この
場合、ロボット1が行動ロボット、ロボット2,3が静
止ロボットで、これらは初期状態でそれぞれ地点P1
2 ,P3 に位置している。各ロボット1〜3の具体的
な構成については<移動ロボットの環境学習方式>にお
いて説明したので省略する。ただし、静止ロボット2,
3については、静止位置P2 ,P3 からの変位を検出す
る検出器(例えば加速センサーなど)をさらに備えてい
るものとする。先に述べたように、両静止ロボット2,
3および出発点P1 における行動ロボット1は、環境学
習を開始する時点において設定した座標系における自己
の位置、すなわち絶対位置を認識している。
【0016】静止ロボット2および3は、まず出発点P
1 における行動ロボット1との距離L1 およびL2 を測
定し、さらに自己に対する行動ロボット1の方向(この
方向のことを、初期方向と呼ぶ)を測定する。
【0017】次に、行動ロボット1が移動を開始して到
着点P4 に達する。このとき、静止ロボット2および3
の静止位置に変位がないので、いずれかの静止ロボット
(図においては静止ロボット2)が行動ロボット1との
距離L3 を測定し、さらに自己に対する行動ロボット1
の方向を測定する。測定された方向の初期方向との差分
をとることにより、自己(静止ロボット2)を中心とし
て出発点P1 の行動ロボット1と到着点P4 における行
動ロボット1がなす角度θ1 が得られる。静止ロボット
2は、距離L1 、距離L3 および角度θ1 をもとにして
行動ロボット1の移動距離および方向を算出し、行動ロ
ボット1に伝える。行動ロボット1は、この移動距離お
よび方向を出発点P1の絶対位置に加えることにより、
到着点P4における自己の絶対位置を認識する。
【0018】図1(2)は、行動ロボット1が地点P1
からP2 に移動している間に静止ロボットP2 の静止位
置に変位が生じ、地点P2'に移動した様子を上方から見
た図である。
【0019】静止ロボット2および3が、まず出発点P
1 における行動ロボット1との距離L1 およびL2 を測
定し、さらに自己に対する行動ロボット1の方向を測定
することは図1(1)の場合と同様である。
【0020】次に、行動ロボット1が到着点P2 に向か
って移動しているとき、静止ロボット2が、他の移動物
体との衝突などによりその静止位置を変え、その変位を
静止ロボット2自身が検出したとする。このとき静止ロ
ボット2は、自己の静止位置に変位が生じたことを静止
ロボット3に伝える。静止ロボット3は、行動ロボット
1が到着点P2 に達した後に行動ロボット1との距離L
4 を測定し、さらに自己に対する行動ロボット1の方向
を測定する。測定された方向の初期方向との差分をとる
ことにより、自己(静止ロボット3)を中心として出発
点P1 および到着点P2 における行動ロボット1がなす
角度θ2 が得られる。静止ロボット3は、距離L2 ,距
離L4 および角度θ2 をもとにして行動ロボット1の移
動距離および方向を算出し、行動ロボット1に伝える。
行動ロボット1は、この移動距離および方向を出発点P
1の絶対位置に加えることにより、到着点P4における自
己の絶対位置を認識する。
【0021】図1(3)は、図1(2)に示した位置測
定操作においてその静止位置が変位した結果不明となっ
た、静止ロボット2の絶対位置を測定する手順を示す図
である。静止ロボット2は、まず静止ロボット3および
行動ロボット1の自己との距離L5 およびL6 を測定
し、さらに自己に対する各々のロボット1,3の方向を
測定する。この結果、自己(静止ロボット2)を中心と
して両ロボット1,3がなす角度θ3 が得られる。静止
ロボット2は、距離L5 、距離L6 、角度θ3 および静
止ロボット3と行動ロボット1のそれぞれの絶対位置を
もとにして、自己の絶対位置を算出する。
【0022】なお、到着点P4の位置は、到着点P4に位
置している行動ロボット1の自己に対する距離と方向を
計測した静止ロボット2または3が計算して行動ロボッ
ト1に伝えるようにしてもよい。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、行動ロボ
ットを観測する静止ロボットを2台使用し、これら静止
ロボットと行動ロボットを含む3台のロボットによって
位置測定操作を行なうことにより、位置測定操作を行な
う際に静止ロボットの静止位置に変位が生じた場合で
も、環境学習を行なう各ロボットの絶対位置が正しく認
識され、したがって、無人搬送車など他の移動物体によ
る衝突のおそれがある環境においても、移動ロボットが
環境学習を行なうことを可能にする効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例で、3台のロボット1,2,
3が水平面上に位置して、行動ロボット1が地点P1
らP2 に移動する際に静止ロボット2,3がいずれも変
化しなかった様子を示す図(図1(1))、行動ロボッ
ト1が地点P1 からP2に移動している間に静止ロボッ
トP2 が地点P2 から地点P2'に変位した様子を示す図
(図1(2))、地点P2'に変位した静止ロボット2の
絶対位置を測定する方法を示す図(図1(3))であ
る。
【符号の説明】
1 行動ロボット 2,3 静止ロボット P1 ,P2 ,P2',P3 ,P4 地点 L1 ,L2 ,L3 ,L4 ,L5 ,L6 距離 θ1 ,θ2 ,θ3 角度

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動能力と、たがいに通信する機能を有
    し、さらに自己以外のロボットの自己に対する距離と方
    向を測定する機能を有する3台のロボットが、同一の環
    境において行動する場合において、 1台のロボット(行動ロボットと呼ぶ)がある地点(出
    発点)から他の地点(到着点)へ移動する際、他の2台
    の静止しているロボット(静止ロボットと呼ぶ)が出発
    点における行動ロボットの自己に対する距離と方向を測
    定し(この結果得られた計測値のことを初期計測値と呼
    ぶ)、 行動ロボットが移動している間に両静止ロボットの静止
    位置に変位が生じなかった場合は、静止ロボットのうち
    の1台が、移動を終了して到着点に位置している行動ロ
    ボットの自己に対する距離と方向を計測し、これらの計
    測値と初期計測値から到着点の位置を計算して行動ロボ
    ットに伝え、あるいはこれら計測値を行動ロボットに伝
    えて行動ロボットが到着点の位置を計算し、 行動ロボットが移動している間に静止ロボットのうちの
    1台の静止位置に変位が生じ、かつ他の静止ロボットの
    静止位置に変位が生じなかった場合は、静止位置に変位
    が生じなかった静止ロボットが、移動を終了して到着点
    に位置している行動ロボットの自己に対する距離と方向
    を計測し、これらの計測値と初期計測値から到着点の位
    置を計算して行動ロボットに伝え、あるいはこれら計測
    値を行動ロボットに伝えて行動ロボットが到着点の位置
    を計算し、さらに静止位置に変位が生じた静止ロボット
    が、静止位置に変位が生じなかった静止ロボットおよび
    到着点に位置している行動ロボットの各々の自己に対す
    る距離と方向を計測して、これらの計測値から自己の位
    置を計算する、移動ロボットの位置測定方法。
JP5129089A 1993-05-31 1993-05-31 移動ロボットの位置測定方法 Pending JPH06337715A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101132713B1 (ko) * 2009-09-30 2012-04-06 한국과학기술연구원 이동로봇의 이동 제어장치, 이를 구비하는 이동로봇 시스템 및 이동로봇의 이동 제어방법
CN104571103A (zh) * 2014-10-28 2015-04-29 国家电网公司 一种变电站巡检机器人导航定位方法
JP2021105816A (ja) * 2019-12-26 2021-07-26 株式会社竹中工務店 移動経路決定装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101132713B1 (ko) * 2009-09-30 2012-04-06 한국과학기술연구원 이동로봇의 이동 제어장치, 이를 구비하는 이동로봇 시스템 및 이동로봇의 이동 제어방법
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