JPH0667726A - 無人走行車の絶対位置取得方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無人走行車の現走行位置を絶対位置で極めて
容易に得ることができ、しかも外乱光等の影響を受け
ず、無人走行車の使用環境を問わない無人走行車の絶対
位置取得方法を提供すること。 【構成】 無人走行車１に、上方を向く赤外線カメラ２
を取り付け、走行領域の天井面３には、絶対位置を表示
し得る絶対位置表示装置Ｍ１…を設け、予め前記絶対位
置表示装置Ｍ１…の表示パターンと、これに対応する絶
対位置との関係を記憶するマップ記憶手段とを有し、前
記赤外線カメラで前記絶対位置表示装置Ｍ１…を撮影し
た画像データより前記絶対位置表示装置Ｍ１…に対する
自らの相対位置を演算すると共に、前記画像データを解
析して、絶対位置表示装置が示す絶対位置を導き出し、
両位置を減算することにより現走行位置を得る方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無人走行車を所定の経
路に沿って走行させる際に利用し得る無人走行車の絶対
位置取得方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、走行路面に誘導線等のガイドを
敷設しない自律走行の無人走行車にあっては、自らの走
行距離を計測することにより、現在走行位置及び車体の
姿勢角を演算するものである。しかしながら、実際には
走行距離計の分解能や取付誤差等に起因して誤差が生ず
るため、無人走行車の現在走行位置を絶対位置として、
或いは基準となる壁面等からの相対位置として正確に与
えてやり、現在走行位置を逐次補正する必要がある。

【０００３】かかる手段として、無人走行車の走行路面
に絶対番地を表示し得るバーコード等のマークを貼り付
け、これをイメージセンサ等で撮像し、絶対番地を取得
する方法が提案されているが、長期の使用によりバーコ
ードの汚れや破損等が生じ、実用上好ましいものではな
い。

【０００４】又、上記従来技術の問題点を解決するため
に、比較的汚れの影響を受けにくい天井に設けられた複
数の蛍光灯を、無人走行車上に設けられた撮像装置にて
撮影し、所定の画像データを抽出する一方、予めメモリ
に記憶させた天井照明の配置データに基づき、現実の位
置データを修正するように構成したものも提案されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来技術にあっては、次のような不具合がある。即ち、
蛍光灯は可視光線であるため、外乱光の影響を受け易
く、その環境条件が極めてシビアな状況に限定されてし
まうこと、蛍光灯の明るさが撮像装置からの距離によ
って異なるため、二値化時の平滑化処理により当該蛍光
灯を認識し得ない場合があること、蛍光灯を長時間使
用していると寿命等により暗くなってくること、無人
走行車の絶対位置を得るためには蛍光灯の数を加算、若
しくは減算して、その履歴をたどる必要があると共に、
その中間地点においては絶対位置が得られないこと等の
不具合がある。

【０００６】本発明は、かかる不具合を解決すべく案出
されたもので、その目的は、無人走行車の現走行位置を
絶対位置で極めて容易に得ることができ、しかも外乱光
等の影響を受けず、無人走行車の使用環境を問わない無
人走行車の絶対位置取得方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、無人走行車の
車体に、該車体上方を撮影可能に赤外線撮像装置を取り
付け、前記無人走行車が走行する領域の天井面の所定の
箇所に、赤外線ＬＥＤを複数個組み合わせて所定の表示
パターンにより絶対位置を表示し得る絶対位置表示装置
を設け、予め前記絶対位置表示装置の表示パターンと、
これに対応する絶対位置との関係を記憶するマップ記憶
手段と、前記撮像装置で前記絶対位置表示装置を撮影
し、この画像データを二値化処理する手段と、該二値化
された画像データを一時記憶し得る画像記憶手段と、該
画像データに基づき前記絶対位置表示装置に対する自ら
の相対位置を演算する手段と、前記画像データから絶対
位置表示装置が示す絶対位置を導き出す手段と、前記絶
対位置表示装置に対する自らの相対位置、及び絶対位置
表示装置が示す絶対位置との両者を減算することにより
現走行位置を得る手段とを具えてなる構成を基本とした
ものである。

【０００８】

【実施例】本発明を具現化した一実施例について、以下
図１乃至図８に基づき説明する。無人走行車１は、いわ
ゆる自律走行車であり、左右一対の走行輪４には自らの
走行距離を計測し得る走行距離計５が設けられている。
又、車体には、上方を撮影可能に、赤外線カメラ２が設
けられている。尚、本例では赤外線のみを撮影し得る赤
外線カメラを用いているが、これ以外にも、通常の可視
光カメラに可視光線をカットし得るフィルタを装着して
赤外線撮像装置として代用することもできる。

【０００９】又、図２に示す如く、無人走行車１が走行
し得る領域の天井３には任意の絶対位置を表示可能な絶
対位置表示装置Ｍ１，Ｍ２…が設けられている。この絶
対位置表示装置Ｍ１，Ｍ２…は、図３（Ｂ）に示すごと
く、基板６に同一のピッチで形成された開口部８に、複
数の赤外線ＬＥＤ７…（図において黒色で示す）を挿入
固着し、これらを発光させてコードを表示できるように
構成される。

【００１０】尚、本例では、ニューメリック（０〜９）
をコード化して１０種の文字を表示し得る「ＩＮＴＥＲ
ＬＥＡＶＥＤ２ｏｆ５」のバーコードパターンに対応さ
せて赤外線ＬＥＤ７を固着してあり、同図（Ａ）には、
その一例を示す。本コードパターンでは、太バー及び太
スペースは、「１」であり、細バー及び細スペースは
「０」を表している。

【００１１】図３（Ａ）、において、左端はスタートビ
ットＳ「００」が、右端にはエンドビットＥ「１０」が
それぞれ設けられ、これらの間に４桁の文字コードが表
されている。又、スタートビットＳの次の最初の５ブロ
ックで１桁目（本例では「１１０００」であり、キャラ
クタ「３」を意味する）を表示し、２桁目は左から５つ
のスペースの組合わせ（本例では「１００１０」であ
り、キャラクタ「８」を意味する）で、更に３桁目はバ
ーのみの組み合わせ（本例では「１０１００」であり、
キャラクタ「５」を意味する）、４桁目は次の５つのス
ペースの組み合わせ（本例では「０１００１」であり、
キャラクタ「２」を意味する）でというように、バーの
部分とスペースの部分とを交互に組み合わせて任意のコ
ード（本例では「３８５２」）を表示しうるものである

【００１２】上記のコードに準拠し、図３（Ｂ）に示す
如く、バーパターンのバーの部分に相当する箇所に赤外
線ＬＥＤ７…を配置して発光させることにより、図３
（Ａ）と同一のコード（３８５２）を表示することがで
きる。さらに、前記スタートビットＳとエンドビットＥ
間の距離は、全ての絶対位置表示装置Ｍ１，Ｍ２…共同
一長を有する。尚、本例で示した「ＩＮＴＥＲＬＥＡＶ
ＥＤ２ｏｆ５」のバーパターン以外にも、「ＪＡＮ／Ｕ
ＰＣ／ＥＡＮ」のコードパターンや、「ＣＯＤＥ３９」
等を用いることも勿論可能である。

【００１３】次に、本発明に係る絶対位置を演算する手
段としてのブロック図を図４に基づき説明する。本発明
は、ＣＰＵ１２と、赤外線カメラ２の画像データを一時
記憶しうるフレームメモリ９と、図８に示す如く前記絶
対位置表示装置の表示コードと該表示コードが設けられ
ている絶対位置（Ｘ座標、Ｙ座標、及び角度Θ）との対
応関係を記憶しているマップメモリ１０と、後述する他
の演算手順等が記憶されているプログラムメモリ１１と
から構成される。

【００１４】又、無人走行車１の走行用の演算装置は、
前記走行距離計５と、走行コントローラ１４と、予め定
められた走行ルートが記憶されている走行ルートメモリ
１５と、作業用メモリ１６とからなり、これらにて求め
られた操舵信号を操舵装置１７へと出力するものであ
る。

【００１５】尚、無人走行車１は、通常は走行距離計５
に基づき絶対位置を演算し、これと走行ルートとを比較
しながら操舵制御して走行するものでが、絶対位置表示
装置から自らの絶対位置が得られると、これを走行コン
トローラ１４に出力し、作業用メモリ１６に記憶されて
いる走行距離から求められた絶対位置を補正する如く制
御される。

【００１６】次に、本発明の絶対位置取得方法の演算手
順について詳述する。図６には、演算手順のフローチャ
ートを示す。先ず、フレームメモリ９や作業用メモリ１
６及び入出力ポート等のハードウェアを初期化し（ステ
ップＳ１）、赤外線カメラ２による画像データをフレー
ムメモリ９に取り込む（ステップＳ２）。

【００１７】フレームメモリ９に取り込まれた画像デー
タは、任意に定めたスレッシュホールド値に基づき、フ
ィルター処理並びに二値化処理を行う（ステップＳ３、
４）。ここで、図５には、二値化処理により得られた画
像データを示す。図において、黒色部がレベル「１」
で、発光している赤外線ＬＥＤ７を示しており、他の部
分は「０」である。

【００１８】又、前記二値化処理を行って得られた画像
データ上における各赤外線ＬＥＤ７の座標位置、即ち各
黒色部の座標位置を求める（ステップＳ５）。これは、
各黒色部の面積を演算し、その重心位置の座標（ｘG1，
ｙG1）…（ｘGE，ｙGE）を求めることにより得ることが
できる。

【００１９】次に、図７に示す如く、前記の手順で得ら
れた各黒色部の重心位置を、所定のメモリ枠１８に当て
はめ、前記重心位置が存在する枠内を反転させてレベル
「１」とし、所定のバーパターンを得る。この際、メモ
リ枠１８は、前記画像データ上の各黒色部の重心位置
や、最左端から最右端までの全長等を考慮して定め得る
ものである。

【００２０】次に、前記手順で得られたバーパターンに
おけるスタートビットＳの座標及びバーパターンの傾き
を求める（ステップＳ６）。本例では、スタートビット
Ｓは、「００」であり、図５に示す画像データでは、ス
タートビットＳの座標が最左端の黒色部の重心位置（ｘ
G1，ｙG1）として求めることができる。又、バーパター
ンの傾き角度をθとすれば、スタートビットＳの座標
（ｘG1，ｙG1）及びエンドビットＥ（ｘG1，ｙG1）の各
ｘｙ座標の差から容易に求め得る。又、バーパターンを
走査して、当該バーパターンのコード（本例では、「３
８５２」）を得る（ステップＳ７）。

【００２１】次に、前記手順で得られたコードに基づ
き、図８に示す如くコードと絶対座標との関係が記憶さ
れているマップメモリ１０から、絶対座標（Ｘ1，Ｙ1，
Θ1）を読み込む（ステップＳ８）。

【００２２】ここで、マップメモリから得られた絶対位
置（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Θ1 ）から、前記赤外線カメラの位置
の任意の基準点に対する絶対位置表示装置の相対位置
（ｘG1，ｙG1，θ）を減算する事により現在の赤外線カ
メラの位置、即ち無人走行車の絶対位置（Ｘ，Ｙ，Θ）
が得られる（ステップＳ９）。この関係を数１から数３
に示す。

【数１】

【数２】

【数３】

【００２３】尚、数１及び数２に示した「Ｇ」は、ゲイ
ンであり、フレームメモリ上の座標を正確に絶対座標に
換算させるためのものである。尚、前記ゲインＧは、画
像データ上で得られるバーパターンの全長の関数とし、
走行路面と、天井との距離Ｌが変化した場合でも、正確
な座標換算が可能となるように構成することもできる。

【００２４】以上詳述したが、本発明は上記実施例に限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において種々変形し得るのは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用した結果、
赤外線ＬＥＤを赤外線カメラを用いて画像データとて取
り込んでいるため、他の外乱光による影響を受けず、極
めて精度の高い絶対位置を得ることができ、ひいては、
無人走行車のより正確な制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するための側面図である。

【図２】本発明を説明するための平面図である。

【図３】絶対位置表示装置を説明するためのの平面図で
ある。

【図４】本発明のブロック図である。

【図５】二値化した画像データのを示す線図である。

【図６】本発明のフローチャートである。

【図７】二値化した画像データから所定のバーパターン
を得るための作用を説明するための線図である。

【図８】マップメモリの内容を説明するための線図であ
る。

【符号の説明】

１ 無人走行車 ２ 赤外線カメラ ３ 天井 ４ 走行輪 ５ 走行距離計 ６ 基板 ７ 赤外線ＬＥＤ ８ 開口部 ９ フレームメモリ １０ マップメモリ １１ プログラムメモリ １２ ＣＰＵ １４ 走行コントローラ １５ 走行ルートメモリ １６ 作業用メモリ １７ 操舵装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無人走行車の車体に、該車体上方を撮影
   可能に赤外線撮像装置を取り付け、前記無人走行車が走
   行する領域の天井面の所定の箇所に、赤外線ＬＥＤを複
   数個組み合わせて所定の表示パターンにより絶対位置を
   表示し得る絶対位置表示装置を設け、予め前記絶対位置
   表示装置の表示パターンと、これに対応する絶対位置と
   の関係を記憶するマップ記憶手段と、前記撮像装置で前
   記絶対位置表示装置を撮影し、この画像データを二値化
   処理する手段と、該二値化された画像データを一時記憶
   し得る画像記憶手段と、該画像データに基づき前記絶対
   位置表示装置に対する自らの相対位置を演算する手段
   と、前記画像データを解析し、絶対位置表示装置が示す
   絶対位置を導き出す手段と、前記絶対位置表示装置に対
   する自らの相対位置、及び絶対位置表示装置が示す絶対
   位置との両位置を減算することにより現走行位置を得る
   手段とを具えてなる無人走行車の絶対位置取得方法。