JPH11272328A - Color mark, moving robot and method for guiding moving robot - Google Patents
Color mark, moving robot and method for guiding moving robotInfo
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- JPH11272328A JPH11272328A JP10078103A JP7810398A JPH11272328A JP H11272328 A JPH11272328 A JP H11272328A JP 10078103 A JP10078103 A JP 10078103A JP 7810398 A JP7810398 A JP 7810398A JP H11272328 A JPH11272328 A JP H11272328A
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Landscapes
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、撮像装置と画像
処理装置とを備えたロボットや自動搬送車等に対して複
数の色の組合せに基づいて場所,位置等の情報や指令情
報等を与えるための色標識、および、色標識を参照しな
がら自律走行する移動ロボット、ならびに、色標識を利
用した移動ロボットの誘導方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention provides information such as location and position, command information, and the like based on a combination of a plurality of colors to a robot or an automatic carrier equipped with an imaging device and an image processor. And a mobile robot that autonomously travels while referring to the color marker, and a method of guiding the mobile robot using the color marker.
【0002】[0002]
【従来の技術】特開昭63−36409号公報には、交
差点部分のラインを交差点にて分岐・合流するライン毎
に異なる色で表示し、その色に基づいてラインを検出す
ることにより移動車が交差点をスムーズに通過できるよ
うにした光学誘導式移動車の誘導装置が記載されてい
る。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. 63-36409 discloses a vehicle which displays a line at an intersection in a different color for each line that branches and joins at an intersection, and detects the line based on the color. There is described a guidance device for an optical guidance type mobile vehicle that enables a vehicle to pass through an intersection smoothly.
【0003】特開平2−64784号公報には、色知識
をもとに入力された画像内に占める被認識対象物体の領
域を抽出し、領域内に存在する線分を抽出して参照線分
パターンとのマッチングをとることにより、より正確な
環境認識を行なえるようにした環境認識装置が記載され
ている。この環境認識装置は次のように構成されてい
る。ロボットに取付けられた画像入力装置により周辺の
環境はRGB画像として色画像処理装置に供給され、色
相画像に変換される。知識データベースの中の色知識を
もとに領域抽出装置によって被認識物体と同色の物体を
含む候補領域が抽出され、領域までの距離が近い順に順
位ラベル付け装置によってラベル付けされる。抽出され
た領域をもとに線分抽出装置を用いて線分が抽出され、
輪郭線対応装置によって参照線分パターンと輪郭線のみ
対応付けられる。スケール変換装置ではスケール変換を
行なって位置変換装置によって位置変換を補正し、マッ
チング装置によって参照線分パターンとのマッチングを
行なうことにより正確な環境認識を行なう。Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-64784 discloses a technique of extracting a region of a recognition target object in an input image based on color knowledge, extracting a line segment existing in the region, and extracting a reference line segment. There is described an environment recognition device that can perform more accurate environment recognition by matching with a pattern. This environment recognition device is configured as follows. The surrounding environment is supplied to the color image processing device as an RGB image by an image input device attached to the robot, and is converted into a hue image. Based on the color knowledge in the knowledge database, a candidate region including an object of the same color as the object to be recognized is extracted by the region extraction device, and the candidate region is labeled by the rank labeling device in ascending order of the distance to the region. Line segments are extracted using a line segment extraction device based on the extracted region,
The contour line correspondence device associates only the reference line segment pattern with the contour line. The scale conversion device performs scale conversion, corrects the position conversion by the position conversion device, and performs matching with the reference line segment pattern by the matching device to perform accurate environment recognition.
【0004】特開平2−78000号公報には、道路標
識を認識して車両の運転を支援する装置が記載されてい
る。色調により画像情報内の道路標識の候補を選択する
際、ある点の絶対的な色調を識別するほか、ある領域内
の色の分布が決まった2色,3色の組合せであることを
識別することにより認識精度の向上を図ることが記載さ
れている。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-78000 describes a device which recognizes a road sign and assists driving of a vehicle. When selecting a road sign candidate in image information based on color tone, an absolute color tone at a certain point is identified, and a color distribution within a certain area is identified as a fixed combination of two or three colors. It is described that the recognition accuracy is thereby improved.
【0005】特開平4−354490号公報には、ビデ
オカメラで捕らえるべきターゲットに特定の色(例え
ば、基本3原色のうちの1つ)を指定しておくことによ
り、画像から特定の色を検出し、特定の色が画像のどの
領域に存在するのかを判定し、特定の色が所定の領域内
に入るようにビデオカメラの回転台を駆動制御するよう
にした自動追尾ビデオ撮影装置が記載されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-354490 discloses that a specific color (for example, one of the three primary colors) is specified as a target to be captured by a video camera, thereby detecting a specific color from an image. An auto-tracking video photographing device is described in which an area of an image in which a specific color is present is determined, and a turntable of a video camera is drive-controlled so that the specific color falls within a predetermined area. ing.
【0006】特開平6−42920号公報には、簡易・
高速に高精度な位置標定を行なえるようにした3次元位
置標定装置が提案されている。この3次元位置標定装置
は、側面が色分けされた多面体形状のマークを位置標定
の対象となる物体に設置して、2台のテレビカメラで撮
像し、各テレビカメラの撮像範囲におけるマークの位置
およびマーク側面の色に基づいて三角測量法によってマ
ークに3次元座標を算出するよう構成されている。[0006] JP-A-6-42920 discloses a simple
There has been proposed a three-dimensional position locating device capable of performing high-speed and high-precision position locating. This three-dimensional position locating device sets a polyhedron-shaped mark whose side is color-coded on an object to be located, captures images with two television cameras, and determines the positions and positions of the marks in the imaging range of each television camera. It is configured to calculate three-dimensional coordinates for the mark by triangulation based on the color of the mark side surface.
【0007】特開平6−294862号公報には、路面
に表示された標識をカメラで検出し、この画像の輝度分
布を画像処理装置によって処理して標識の位置を判別
し、この識別に基づいて標識に沿って走行装置を誘導走
行させる誘導標識画像処理式走行装置において、路面に
表示する標識は、路面に対する輝度が低く、かつ路面と
の輝度差の大きな色(例えば黒色)にすることで、カメ
ラで撮影して画像処理する場合に画像が明瞭になり、測
定精度が向上し、誤動作の発生を防止できるようにした
誘導標識画像処理式走行装置が記載されている。[0007] Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-294862 discloses that a sign displayed on a road surface is detected by a camera, the luminance distribution of this image is processed by an image processing device to determine the position of the sign, and based on the identification, In the guidance sign image processing type traveling device that guides the traveling device along the sign, the sign displayed on the road surface has a low luminance with respect to the road surface and a color (for example, black) having a large luminance difference with the road surface, There is described a guide sign image processing type traveling apparatus in which an image becomes clear when a photograph is taken by a camera and image processing is performed, measurement accuracy is improved, and occurrence of malfunction is prevented.
【0008】特開平7−210247号公報には、画像
処理により位置を検出する方法において、被写体撮影時
の条件設定が悪くても、目的部位を鮮明に表示した画像
を得ることを可能とする位置マーカが提案されている。
この位置マーカは、被写体の目的部位への装着・取り外
しが可能で、その装着状態で軸中心が目的部位の中心と
一致する軸部と、これに一体形成された頭部によりマー
カ本体が構成されている。マーカ本体には、軸部の中心
と直交する面で頭部の上方側に露出する平面が設けら
れ、その平面に軸部の中心位置を示すマークが頭部の上
面部分(白色)とは異なる色(黒色)で着色されてい
る。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-210247 discloses a method of detecting a position by image processing, which makes it possible to obtain an image in which a target portion is clearly displayed even if the setting of conditions for photographing a subject is poor. Markers have been proposed.
The position marker can be attached to and detached from the target portion of the subject, and in the attached state, the marker body is constituted by a shaft portion whose axis center coincides with the center of the target portion and a head integrally formed therewith. ing. The marker body is provided with a plane perpendicular to the center of the shaft and exposed above the head, and a mark indicating the center position of the shaft on the plane is different from the top surface (white) of the head. Colored (black).
【0009】特開平7−213753号公報には、パソ
コンなどに接続してプログラミング可能なロボット装置
において、ユーザの簡単な指示により自らの判断で方向
転換や移動することのできるロボット装置が提案されて
いる。このロボット装置は、ロボット装置を走行させる
走行手段と、物体を撮像する撮像手段と、物体の色、大
きさ、形状、障害物までの距離等の特徴量を抽出する画
像処理手段と、プログラムを記憶するメモリ手段と、プ
ログラムを逐次実行する計算手段と、学習内容を記憶す
る読み書き可能な不揮発性メモリ手段と、認識情報など
を音声で出力する音声合成手段と、音声出力手段、パソ
コンと通信を行なう通信手段から構成されている。この
ロボット装置は、ユーザがロボットの名前を呼ぶとロボ
ットは音声認識によって自ロボットの名前が呼ばれたこ
とを認識し、音声合成によって「ハイ」と返事をすると
ともに、音声の到来方向にロボットの向きを変えるとと
もに、画像抽出処理カメラを肌色の物体が抽出されるま
でロボットを回転させ、肌色の物体が撮像画像中で画面
の中心線上にきた時点で回転を止め、肌色の物体に向っ
て前進し、距離がゼロ付近になってところで停止するこ
とができる。すなわち、ロボットの名前を呼ぶとロボッ
トが近づいてくる。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-213753 proposes a robot device which can be connected to a personal computer or the like and which can be turned or moved at its own discretion by a simple instruction of a user. I have. The robot apparatus includes a traveling unit that causes the robot apparatus to travel, an imaging unit that captures an image of an object, an image processing unit that extracts a feature amount such as a color, a size, a shape, and a distance to an obstacle of the object. A memory means for storing, a calculating means for sequentially executing a program, a readable and writable nonvolatile memory means for storing learning contents, a voice synthesizing means for outputting recognition information and the like by voice, a voice output means, and communication with a personal computer. Communication means. In this robot device, when the user calls the name of the robot, the robot recognizes that the name of the robot itself has been called by voice recognition, replies "high" by voice synthesis, and in the direction of arrival of the voice, Change the direction and rotate the robot until the image extraction processing camera extracts the flesh-colored object.When the flesh-colored object comes to the center line of the screen in the captured image, stop the rotation and advance toward the flesh-colored object Then, the vehicle can be stopped where the distance is near zero. That is, the robot approaches when the robot's name is called.
【0010】特開平8−126981号公報には、誤差
が生じて目標物が見つからないような場合でも目標物を
自動的に探し出し、作業を行なうことができるロボット
システムにおける画像計測位置認識方式が記載されてい
る。この画像計測位置認識方式は次のように構成されて
いる。ロボットの作業対象面に、この作業対象面を複数
の色で塗り分けて区分けした区画部を設ける。制御手段
は、区画部の全ての配置情報を記憶する記憶手段と、配
置情報から画像センサの視野の位置を求め、求めた視野
位置と目標物が存在する区画部との位置関係を検出する
検出手段とを備える。制御手段は、位置関係から画像セ
ンサの視野を目標物が存在する区画部へ移動させる。Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-126981 describes an image measurement position recognition method in a robot system capable of automatically searching for a target and performing work even when the target cannot be found due to an error. Have been. This image measurement position recognition method is configured as follows. A section is provided on the work target surface of the robot by dividing the work target surface in a plurality of colors. The control means is a storage means for storing all the arrangement information of the section, and a detection for obtaining the position of the field of view of the image sensor from the arrangement information and detecting the positional relationship between the obtained field of view position and the section where the target is located. Means. The control means moves the field of view of the image sensor to the section where the target object exists, based on the positional relationship.
【0011】特開平8−261830号公報には、ロボ
ットや自動搬送車等の画像処理装置に使用し、識別対象
の色と形状を簡単な構成で同時に識別できるようにした
ブロック化部分空間法を用いた色と形状の同時識別方法
が記載されている。この同期識別方法は次に示す手順で
識別を行なう。識別対象のスクリーン上の画像と、予め
学習用サンプル画像のブロック化部分空間法で求めた空
間フィルタとの内積をブロック毎に求めて画像内のパタ
ーンの識別を行なう。識別対象は自然光物体や白色光で
照射された物体または空間光変調器に表示された画像と
する。これらの物体からの光、または空間光変調器を通
った光を光分散素子で分散してスクリーン上に結像さ
せ、受光器を経て演算処理装置に入力して識別を行な
う。空間フィルタの2枚組み合せで色・形状の異なるグ
ループの識別が可能である。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-261830 discloses a block subspace method which is used in an image processing apparatus such as a robot or an automatic transporter and which can simultaneously identify the color and shape of an identification object with a simple configuration. A method for simultaneously identifying the colors and shapes used is described. In this synchronization identification method, identification is performed in the following procedure. An inner product of the image on the screen to be identified and the spatial filter previously obtained by the blocking subspace method of the learning sample image is obtained for each block, and the pattern in the image is identified. The identification target is a natural light object, an object irradiated with white light, or an image displayed on a spatial light modulator. The light from these objects or the light that has passed through the spatial light modulator is dispersed by a light dispersion element to form an image on a screen, and is input to an arithmetic processing unit via a light receiver to perform identification. The combination of the two spatial filters makes it possible to identify groups having different colors and shapes.
【0012】特開平9−44246号公報には、表面が
色等の物理特性によって区別される複数の領域に区分け
された基板体と、この基板体表面に沿って移動する移動
体と、この移動体の底部等に設けられ物理特性、例えば
色を識別する領域判定部と、領域判定部で判定された色
に基づいて予めその色に対応して定められている所定動
作を移動体に実行させるように移動体の駆動機構を制御
するとともに、操作手段から入力される動作命令信号に
従って駆動機構を制御する制御部とを有する移動体を備
えることで、ボード上にどの場所に移動体があるかによ
って、移動体に異なる多種の動作を実行させることがで
きるようにしたリモート制御装置が記載されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-44246 discloses a substrate having a surface divided into a plurality of regions distinguished by physical characteristics such as colors, a moving body moving along the surface of the substrate, and a moving body moving along the surface of the substrate. An area determining unit provided at the bottom of the body or the like for identifying a color, for example, a color, and causing the moving body to execute a predetermined operation predetermined for the color based on the color determined by the area determining unit. And a control unit for controlling the driving mechanism of the moving body in accordance with the operation command signal input from the operating means, so that the moving body on the board Describes a remote control device capable of causing a moving body to execute various kinds of operations.
【0013】特開平9−322178号公報には、被写
体の表面部を構成する複数の色を抽出色として予め設定
することにより、自動追尾の対象である被写体を安定し
て認識できるようにした自動撮影カメラシステムにおけ
る被写体の認識方法が記載されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-322178 discloses an automatic tracking system in which a plurality of colors constituting a surface portion of a subject are preset as extracted colors so that the subject to be automatically tracked can be stably recognized. A method of recognizing a subject in a photographing camera system is described.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】移動ロボット装置等に
位置情報等のランドマーク(目印)を与えたり、指令を
与えるたりするために色を利用する技術が種々提案され
ている。しかしながら、従来の技術は、特定の1つの色
と1つの位置情報を対応させたり、1つの色に1つの指
令を対応させるものである。このため、多数の位置情報
や多数の指令をロボット装置等に与えようとすると、位
置数や指令数に対応して多種類の色が必要となる。しか
しながら、色の種類が増加すると、複数の色を識別する
ための画像処理が複雑となる。また、照明光の種類によ
って色調が変化した場合に、色を誤認識する虞れが大き
くなる。色と形状とを組合せて多種類の位置情報や多種
類の指令を与えることが考えられるが、形状を認識する
ために画像処理が複雑となる課題がある。There have been proposed various techniques using colors to give landmarks (marks) such as position information to mobile robot devices and the like and to give commands. However, in the related art, one specific color is associated with one piece of position information, or one color is associated with one command. For this reason, when trying to give a lot of position information and a lot of commands to a robot device or the like, many kinds of colors are required in accordance with the number of positions and the number of commands. However, as the types of colors increase, image processing for identifying a plurality of colors becomes complicated. Further, when the color tone changes depending on the type of the illumination light, there is a high possibility that the color is erroneously recognized. It is conceivable to give various kinds of position information and various kinds of commands by combining colors and shapes, but there is a problem that image processing becomes complicated to recognize the shape.
【0015】この発明はこのような課題を解決するため
なされたもので、限られた種類の色で多種類の情報を表
示できるようにした色標識を提供することを目的とす
る。また、色標識を参照しながら自律走行する移動ロボ
ット、ならびに、色標識を利用した移動ロボットの誘導
方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a color marker capable of displaying various kinds of information in a limited number of colors. It is another object of the present invention to provide a mobile robot that travels autonomously while referring to a color marker and a method for guiding the mobile robot using the color marker.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
請求項1に係る色標識は、限られた種類の色を2次元的
に配置し、色の2次元的配置に特定の情報を対応させた
ことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a color marker in which a limited number of colors are two-dimensionally arranged and specific information corresponds to the two-dimensional arrangement of colors. It is characterized by having made it.
【0017】請求項2に係る色標識は、n(nは整数)
種類の色を各1色ずつ2次元的に配置し、n種類の色の
2次元配置に特定の情報を対応させたことを特徴とす
る。The color marker according to claim 2 is n (n is an integer)
It is characterized in that two kinds of colors are arranged two-dimensionally for each color, and specific information is made to correspond to the two-dimensional arrangement of n kinds of colors.
【0018】請求項3に係る色標識は、n(nは整数)
種類の色を横方向位置と縦方向位置がそれぞれ異なる位
置に配置し、n種類の色の2次元配置に特定の情報を対
応させたことを特徴とするThe color marker according to claim 3 is n (n is an integer)
It is characterized in that horizontal and vertical positions are arranged at different positions, and specific information is made to correspond to the two-dimensional arrangement of n types of colors.
【0019】請求項4に係る移動ロボットは、色の2次
元的配置に基づいて特定の情報を表示する色標識を探索
して追尾する色標識撮像部と、撮像された色標識の色の
2次元的配置に基づいて特定の情報を解読する色標識解
読部と、解読した特定の情報を参照して次の行動を制御
する制御部とを備えたことを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a mobile robot that searches for and tracks a color marker displaying specific information based on a two-dimensional arrangement of colors, A color marker decoding unit for decoding specific information based on the dimensional arrangement, and a control unit for controlling the next action with reference to the decoded specific information are provided.
【0020】なお、色標識撮像部は、色標識に表示され
ている特定の色を探索して追尾する構成とするのが望ま
しい。It is desirable that the color marker image pickup section is configured to search for and track a specific color displayed on the color marker.
【0021】請求項6に係る移動ロボットの誘導方法
は、複数の色を2次元的に配置した色標識を移動ロボッ
トに場所を示唆するランドマークとして複数の場所に設
置し、移動ロボットはテレビカメラで色標識を探索・追
尾するとともに、色標識に基づいて場所を認識すること
で、移動ロボットの自律走行を可能することを特徴とす
る。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for guiding a mobile robot, wherein color markers in which a plurality of colors are arranged two-dimensionally are set at a plurality of locations as landmarks indicating locations to the mobile robot. The mobile robot can autonomously travel by searching for and tracking a color marker and recognizing a location based on the color marker.
【0022】この発明に係る色標識は、例えば3色
(赤,緑,青等)の2次元配置に基づいて、例えばロボ
ットを誘導するための位置情報を表示することができ
る。ロボットは、各色の配置関係を認識するだけで位置
情報等を認識することができるので、形状認識等の処理
が不要であり画像処理が容易になるとともに、画像処理
を短時間で行なうことができる。また、色標識に含まれ
ている特定の色を探索・追尾することで、色標識を容易
に探索・追尾することができる。The color marker according to the present invention can display position information for guiding a robot, for example, based on a two-dimensional arrangement of three colors (red, green, blue, etc.). Since the robot can recognize the position information and the like only by recognizing the arrangement relation of each color, the processing such as the shape recognition is unnecessary, the image processing becomes easy, and the image processing can be performed in a short time. . Also, by searching and tracking a specific color included in the color marker, the color marker can be easily searched and tracked.
【0023】この発明に係る移動ロボットならびにその
誘導方法は、色標識を用いて移動ロボットに場所を認識
させることができるので、移動ロボットを誘導させるこ
とができる。また、色標識は複数の色を2次元的に配置
したものであるので、色標識の作成、ならびに、色標識
の設置が容易である。The mobile robot and the method of guiding the mobile robot according to the present invention can make the mobile robot recognize the location by using the color marker, so that the mobile robot can be guided. Further, since the color marker is a two-dimensional arrangement of a plurality of colors, it is easy to create the color marker and to install the color marker.
【0024】[0024]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1はこの発明に係る色標
識の一実施の形態具体例を示す説明図である。図1に示
す色標識1は、紙,板等の基体2に3個の色マークR,
G,Bを配置してなる。なお、基体2を用いずに壁面や
機械,器具,備品等に各色マークを直接配置してもよ
い。本実施の形態では、3個の色マークR,G,Bに
赤,緑,青の3色を用いている。なお、各マークの色は
他の色であってもよい。本実施の形態では、各マーク
R,G,Bの形状を円としている。なお、各マークR,
G,Bの形状は4角等の任意に形状であってもよい。基
体2は、地色に赤,緑,青以外の色(例えば白,黒等)
としている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a specific example of an embodiment of a color marker according to the present invention. A color marker 1 shown in FIG. 1 has three color marks R,
G and B are arranged. Note that each color mark may be directly arranged on a wall surface, a machine, an instrument, a fixture, or the like without using the base 2. In the present embodiment, three colors of red, green, and blue are used for the three color marks R, G, and B. The color of each mark may be another color. In the present embodiment, the shape of each mark R, G, B is a circle. In addition, each mark R,
The shapes of G and B may be arbitrarily shapes such as a square. The base 2 has a ground color other than red, green, and blue (eg, white, black, etc.).
And
【0025】本実施の形態では、各色マークR,G,B
は、横方向(X軸方向)位置、ならびに、縦方向(Y軸
方向)位置がそれぞれ異なるように2次元的に配置して
いる。また、各色は1個ずつしか配置できないものとし
ている。このような条件では、横方向(X軸方向)の色
配置の組合せは6通り(3の階乗)となり、縦方向(Y
軸方向)の色配置の組合せも6通り(3の階乗)とな
る。したがって、3個の色マークR,G,Bを用いて3
6(3の階乗×3の階乗)種類の標識を作成することが
できる。In this embodiment, each color mark R, G, B
Are two-dimensionally arranged such that the position in the horizontal direction (X-axis direction) and the position in the vertical direction (Y-axis direction) are different from each other. It is assumed that only one color can be arranged. Under such conditions, there are six combinations of color arrangements in the horizontal direction (X-axis direction) (factorial of 3) and in the vertical direction (Y
There are also six combinations (factorial of 3) of color arrangements in the axial direction). Therefore, using three color marks R, G, and B,
Six (3 factorials x 3 factorials) types of signs can be created.
【0026】図2は図1に示した色標識の色配置(全3
6種類)を示す説明図である。図2において番号は各色
配置を区別するためのものである。FIG. 2 shows the color arrangement of the color markers shown in FIG.
FIG. In FIG. 2, the numbers are for distinguishing each color arrangement.
【0027】図3はこの発明に係る移動ロボットのブロ
ック構成図である。この発明に係る移動ロボット10
は、色標識撮像部としてのカラーCCDカメラ11と、
色標識解読部としての画像処理部12と、制御部として
の中央処理部13と、カメラ駆動制御部14と、移動体
駆動制御部15と、移動体16とからなる。FIG. 3 is a block diagram of a mobile robot according to the present invention. Mobile robot 10 according to the present invention
Is a color CCD camera 11 as a color marker imaging unit,
It comprises an image processing section 12 as a color marker decoding section, a central processing section 13 as a control section, a camera drive control section 14, a moving body drive control section 15, and a moving body 16.
【0028】移動体16は、走行車輪等の走行手段を備
え、移動体駆動制御部15からの走行指令に基づいて移
動体16を前進,後進,方向転換させることで、移動体
16を任意の方向へ移動させる。移動体駆動制御部15
は、中央処理部13から供給される移動指令に基づいて
移動体16の移動方向,移動速度を制御する。なお、物
品搬送用のロボット等では、移動体16にロボットハン
ド等を備える構成としてもよい。The moving body 16 is provided with running means such as running wheels and the like. The moving body 16 is moved forward, backward, and changes direction based on a running command from the moving body drive control unit 15 so that the moving body 16 can be arbitrarily set. Move in the direction. Moving body drive control unit 15
Controls the moving direction and the moving speed of the moving body 16 based on the moving command supplied from the central processing unit 13. In addition, in a robot or the like for transporting articles, the moving body 16 may be provided with a robot hand or the like.
【0029】カラーCCDカメラ11は、移動体16
の、例えば上部に設けている。カラーCCDカメラ11
は、カラーCCDカメラ11を上下ならびに左右方向へ
揺動させる機構を備える。カメラ駆動制御部14は、中
央処理部13からの指令に基づいてカラーCCDカメラ
11を上下左右に駆動することで、色標識の探索・追尾
を行なう。なお、カラーCCDカメラ11は、ズーム機
構を備える構成としてもよい。The color CCD camera 11 includes a moving body 16
, For example, at the top. Color CCD camera 11
Is provided with a mechanism for swinging the color CCD camera 11 up and down and left and right. The camera drive control unit 14 searches and tracks a color marker by driving the color CCD camera 11 up, down, left, and right based on a command from the central processing unit 13. Note that the color CCD camera 11 may be configured to include a zoom mechanism.
【0030】画像処理部12は、図1に示した色標識1
で用いられている特定の色(例えば赤色)を検出する
と、撮像画像中の特定色(赤色)位置の座標データを中
央処理部13へ供給する。中央処理部13は、画像処理
部12から供給された特定色(赤色)位置の座標データ
に基づいて、その特定色(赤色)が撮像画面のほぼ中央
になるように撮像方向を指定する指令をカメラ駆動制御
部14へ供給して、カラーCCDカメラ11が特定色
(赤色)を追尾するように制御する。The image processing unit 12 is provided with the color marker 1 shown in FIG.
When the specific color (for example, red) used in is detected, the coordinate data of the specific color (red) position in the captured image is supplied to the central processing unit 13. The central processing unit 13 issues a command for designating an imaging direction based on the coordinate data of the specific color (red) position supplied from the image processing unit 12 so that the specific color (red) is substantially at the center of the imaging screen. The control signal is supplied to the camera drive control unit 14 to control the color CCD camera 11 to track a specific color (red).
【0031】画像処理部12は、特定色(赤色)が検出
された画素数が所定数に達していない場合、色標識まで
の距離が遠いことを示す情報を中央処理部13へ供給す
る。中央処理部13は、色標識までの距離が遠いことを
示す情報が供給されると、色標識の存在する方向へ移動
する指令を移動体駆動制御部15へ供給して、移動体1
6を色標識の方向へ移動させる。これにより、カラーC
CDカメラ11と色標識との距離が近づいて、色標識を
充分な大きさで撮像できる。なお、カラーCCDカメラ
11がズーム機構を備えている場合は、ズーム機構を駆
動して色標識が充分な大きさで撮像できるようにズーム
倍率を調節するようにしてもよい。ズーム機構を備える
ことで、移動体16を移動させなくても、より多くの場
所に設置されている色標識を撮像することが可能とな
る。When the number of pixels for which the specific color (red) has been detected does not reach the predetermined number, the image processing unit 12 supplies information indicating that the distance to the color marker is long to the central processing unit 13. When the central processing unit 13 is supplied with information indicating that the distance to the color marker is long, the central processing unit 13 supplies a command to move in the direction in which the color marker is present to the mobile unit drive control unit 15 and the mobile unit 1
6 is moved in the direction of the color marker. Thereby, the color C
As the distance between the CD camera 11 and the color marker is reduced, the color marker can be imaged with a sufficient size. When the color CCD camera 11 includes a zoom mechanism, the zoom mechanism may be driven to adjust the zoom magnification so that the color marker can be captured with a sufficient size. By providing the zoom mechanism, it is possible to image the color markers installed in more places without moving the moving body 16.
【0032】画像処理部12は、特定色(赤色)が検出
された画素数が所定数に達しており、かつ、色標識を構
成する3色の色マークR,G,Bが撮像されていること
を検出すると、画像中の各色マークR,G,Bの位置を
求め、各色マークの位置関係(平面配置)に基づいて色
標識の番号を求める。そして、検出した色標識の番号デ
ータを中央処理部13へ供給する。In the image processing section 12, the number of pixels for which a specific color (red) has been detected has reached a predetermined number, and three color marks R, G, and B constituting a color marker are imaged. When this is detected, the position of each color mark R, G, B in the image is obtained, and the number of the color marker is obtained based on the positional relationship (planar arrangement) of each color mark. Then, the number data of the detected color marker is supplied to the central processing unit 13.
【0033】中央処理部13は、画像処理部12から供
給された色標識の番号に基づいてその色標識が示唆して
いる場所情報を認識する。中央処理部13は、目的(目
標)とする場所に対応する色標識が検出された場合は、
その色標識へ近づくように移動体16を移動させる。中
央処理部13は、目的(目標)とする場所以外の色標識
が検出された場合、カメラ駆動制御部14を介してカラ
ーCCDカメラ11の撮像方向を他の方向へ移動させ、
移動体16が現在いる場所で他の色標識を探索させる。
中央処理部13は、他の色標識が検出された場合、その
色標識の存在する方向へ移動体16を移動させる。この
ようにして、色標識の探索を行ない検出された色標識に
基づいて場所情報を得ることを繰り返しながら、目的と
する場所に辿り着くまで移動体16の移動ならびに色標
識の探索を繰り返す。The central processing unit 13 recognizes the location information indicated by the color marker based on the color marker number supplied from the image processing unit 12. When a color marker corresponding to the target (target) location is detected, the central processing unit 13
The moving body 16 is moved so as to approach the color marker. When a color marker other than a target (target) location is detected, the central processing unit 13 moves the imaging direction of the color CCD camera 11 to another direction via the camera drive control unit 14,
A search is made for another color marker at the location where the moving object 16 is currently located.
When another color marker is detected, the central processing unit 13 moves the moving body 16 in a direction in which the color marker exists. In this way, while repeatedly searching for color markers and obtaining location information based on the detected color markers, the movement of the moving body 16 and the search for color markers are repeated until the target location is reached.
【0034】なお、中央処理部13は、移動体16の移
動経路と検出された色標識の番号を学習して記憶する構
成としてもよい。学習の結果、各色標識と、その設置場
所のデータを蓄積している場合には、その蓄積データに
基づいて移動体16を目的とする方向へ移動させるとと
もに、色標識の探索・追尾を行なって、目的とする場所
に正確に到達することができる。The central processing unit 13 may learn and store the moving route of the moving body 16 and the number of the detected color marker. As a result of the learning, when data of each color marker and its installation location are accumulated, the moving body 16 is moved in a target direction based on the accumulated data, and search and tracking of the color marker are performed. , You can reach the target location accurately.
【0035】図4は画像処理部の動作例を示すフローチ
ャートである。画像処理部12は、カラーCCDカメラ
11で撮像された画像を取り込むと(ステップS1)、
取り込んだ画像を所定の領域に分割して、各領域毎に赤
成分,青成分,緑成分(R,G,B値)を求める(ステ
ップS2)。具体的には、カラーCCDカメラ11で横
256画素、縦128画素の画像を取り込み、これを平
均化して縦64,横32の画素からなる画像を生成す
る。各画素の赤成分,青成分,緑成分(R,G,B値)
は、8ビット(256階調)で表わしている。FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the image processing unit. When the image processing unit 12 captures an image captured by the color CCD camera 11 (step S1),
The captured image is divided into predetermined regions, and a red component, a blue component, and a green component (R, G, and B values) are obtained for each region (step S2). Specifically, the color CCD camera 11 captures an image of 256 pixels horizontally and 128 pixels vertically and averages the image to generate an image composed of 64 pixels vertically and 32 pixels horizontally. Red component, blue component, green component (R, G, B values) of each pixel
Is represented by 8 bits (256 gradations).
【0036】画像処理部12は、縦64,横32の各画
素のR,G,B値と予め設定した各色の判定しきい値と
を比較して、赤色の座標xr,yr,青色の座標xb,
ybならびに緑色の座標xg,ygを求める(ステップ
S3)。なお、画像処理部12は、画像中に赤,青,緑
の3種類の色が検出できない場合は、色標識未検出情報
を中央処理部13へ供給して、カラーCCDカメラ11
の撮像方向を移動させる。また、画像処理部12は、画
像中に赤,青,緑の3種類の色が検出されている場合で
も、各色が検出された画素数が予め設定した最低画素よ
りも少ない場合は、色標識までの距離が遠い旨の情報を
中央処理部13へ供給して、カラーCCDカメラ11が
色標識を確実に撮像できるように移動体16を移動させ
る。The image processing section 12 compares the R, G, and B values of each of the 64 vertical pixels and 32 horizontal pixels with a preset judgment threshold value for each color, and determines red coordinates xr, yr and blue coordinates. xb,
yb and green coordinates xg, yg are obtained (step S3). If the three colors of red, blue and green cannot be detected in the image, the image processing unit 12 supplies the color marker undetected information to the central processing unit 13 and
Is moved. Further, even when three colors of red, blue and green are detected in the image, if the number of pixels in which each color is detected is smaller than the preset minimum pixel, the image processing unit 12 sets the color marker. Is supplied to the central processing unit 13, and the moving body 16 is moved so that the color CCD camera 11 can reliably capture the color marker.
【0037】画像処理部12は、赤,青,緑の各座標x
r,yr、xb,yb、xg,ygと図5に示した色標
識判断不等式とに基づいて色標識の番号を求める(ステ
ップS4)。そして、画像処理部12は、中央処理部1
3からのデータ要求に基づいて、赤色(赤色マーク)の
座標xr,yr、ならびに、認識できた色標識の番号を
中央処理部13へ供給する(ステップS5)。The image processing unit 12 calculates each coordinate x of red, blue, and green.
The number of the color marker is obtained based on r, yr, xb, yb, xg, yg and the color marker determination inequality shown in FIG. 5 (step S4). Then, the image processing unit 12 includes the central processing unit 1
Based on the data request from No. 3, the coordinates xr, yr of the red (red mark) and the number of the recognized color marker are supplied to the central processing unit 13 (step S5).
【0038】図6は中央処理部の動作例を示すフローチ
ャートである。ここでは、色標識を目印(ランドマー
ク)として表示された複数の場所を、指定された順番に
移動ロボット1が巡回する動作を示している。まず、中
央処理部13に巡回する順に色標識番号(ランドマーク
番号)を教示する(ステップS11)。中央処理部13
は、最初に巡回すべき場所の色標識番号(ランドマーク
番号)を認識して(ステップS12)、色標識探索動作
を開始させる(ステップS13)。この色標識探索動作
において中央処理部13は、カメラ移動制御部14を介
してカラーCCDカメラ11の撮像方向を移動させる。
そして、画像処理部12から赤色(赤色マーク)の座標
xr,yrが供給されると、その赤色(赤色マーク)が
画面の中央にくるようにカラーCCDカメラ11の撮像
方向を制御する。カラーCCDカメラ11から色標識ま
での距離が遠い旨の情報が供給された場合は、カラーC
CDカメラ11の撮像方向と移動体16の正面方向とが
一致するように移動体16の向きを変更させた後に、移
動体16を前進させて色標識へ接近させる。FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the central processing unit. Here, an operation in which the mobile robot 1 tours a plurality of locations displayed with color markers as landmarks in a designated order is shown. First, a color marker number (landmark number) is taught to the central processing unit 13 in the order of circulation (step S11). Central processing unit 13
First recognizes the color marker number (landmark number) of the place to be visited (step S12) and starts the color marker search operation (step S13). In this color marker search operation, the central processing unit 13 moves the imaging direction of the color CCD camera 11 via the camera movement control unit 14.
When the red (red mark) coordinates xr and yr are supplied from the image processing unit 12, the imaging direction of the color CCD camera 11 is controlled so that the red (red mark) is located at the center of the screen. If information indicating that the distance from the color CCD camera 11 to the color marker is long is supplied, the color C
After changing the direction of the moving body 16 so that the imaging direction of the CD camera 11 and the front direction of the moving body 16 match, the moving body 16 is moved forward to approach the color marker.
【0039】画像処理部12によって色標識が認識され
その色標識の番号が供給されると、中央処理部13は検
出された色標識番号が目的とする場所の番号と一致して
いるか否かを判断する(ステップS14)。目的とする
場所の色標識が検出された場合、中央処理部13はその
色標識へ接近する旨の指令を出す(ステップS15)。
これにより、最初の巡回場所へ辿りついたことになる。
次に、中央処理部13は次の巡回先があるか否かをチェ
ックし(ステップS16)、次の巡回先がある場合に
は、次の巡回先を設定して(ステップS17)、再度、
色標識の探索を開始する(ステップS13)。最終の巡
回先に辿りついた場合は、一連の巡回動作を終了する。
なお、最終の巡回先に辿りついた後に、スタート地点に
戻るようにしてもよい。When the color mark is recognized by the image processing unit 12 and the number of the color mark is supplied, the central processing unit 13 determines whether the detected color mark number matches the number of the target place. A determination is made (step S14). When a color marker at a target place is detected, the central processing unit 13 issues a command to approach the color marker (step S15).
This means that you have reached the first patrol place.
Next, the central processing unit 13 checks whether or not there is a next patrol destination (step S16). If there is a next patrol destination, the central processing unit 13 sets the next patrol destination (step S17).
The search for a color marker is started (step S13). When reaching the final patrol destination, a series of patrol operations ends.
In addition, you may make it return to a start point after reaching the last patrol destination.
【0040】図7は移動ロボットの巡回動作例を示す説
明図である。図7(a)に示すように、移動ロボット1
0に対して巡回する順に色標識番号(ランドマーク番
号)を教示する。なお、図7において、符号17はロボ
ットハンド、符号11,18は移動体の進行方向にある
障害物を検出したり、ロボットハンドの動作をモニタし
たりするためのモニタ用カメラである。移動ロボット1
0は、巡回順序が指定されると最初の色標識(ランドマ
ーク)の探索を開始する。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a traveling operation of the mobile robot. As shown in FIG. 7A, the mobile robot 1
The color marker numbers (landmark numbers) are taught in the order of circulating with respect to 0. In FIG. 7, reference numeral 17 denotes a robot hand, and reference numerals 11 and 18 denote monitoring cameras for detecting an obstacle in the traveling direction of the moving body and for monitoring the operation of the robot hand. Mobile robot 1
A value of 0 starts the search for the first color marker (landmark) when the tour order is specified.
【0041】そして、図7(b)に示すように、移動ロ
ボット10は、最初の巡回先の色標識を発見し、その色
標識に接近する。 最初の巡回先に到達すると、移動ロ
ボット10は、図7(c)に示すように、その場で向き
を変更し(回転し)、次の巡回先の色標識を探索する。
移動ロボット10は、障害物等を避けながら移動し、図
7(d)に示すように、次の巡回先の色標識を発見する
と、その色標識に接近する。そして、図7(d)を経由
し、て図7(f)に示すように、色標識の探索、色標識
への接近を繰り返しながら、指定された各巡回先を順次
巡って、最終巡回先へ辿りつく。Then, as shown in FIG. 7 (b), the mobile robot 10 finds the first color mark of the patrol destination and approaches the color mark. When reaching the first patrol destination, the mobile robot 10 changes the direction (rotates) on the spot, as shown in FIG. 7C, and searches for a color marker of the next patrol destination.
The mobile robot 10 moves while avoiding obstacles and the like, and as shown in FIG. 7D, when it finds the next color marker at the next patrol destination, approaches the color marker. Then, as shown in FIG. 7 (f) via the FIG. 7 (d), while repeatedly searching for the color marker and approaching the color marker, the designated tour destinations are sequentially visited, and the final tour destination is visited. Reach to.
【0042】図8は移動ロボットの誘導ならびに作業例
を示す説明図である。ここでは、移動ロボット10に場
所を指定し、指定した場所から指定した色のボールをと
ってこさせる動作を示している。図8(a)に示すよう
に、移動ロボット10に場所とボールの色を指示する。
移動ロボット10が音声認識装置を備えている場合、音
声によって場所とボールの色を指示するようにしてもよ
い。また、移動ロボット10が命令入力用のキーボード
等を備える構成である場合、命令入力用のキーボード等
を用いて場所とボールの色を指してもよい。移動ロボッ
ト10は、作業命令が与えられると、図8(b)〜
(e)に示すように、色標識(ランドマーク)を探索し
ながら指定された場所が検出されるまで移動を繰り返
す。指定場所に辿り着くと、図8(f)に示すように、
移動ロボット10はロボットハンド17で指定された色
のボールを掴む。そして、移動ロボット10は元の場所
(指令を受けた場所)に戻り、図8(g)に示すよう
に、人間にボールを渡す。FIG. 8 is an explanatory view showing an example of guidance and operation of a mobile robot. Here, an operation of designating a location to the mobile robot 10 and taking a ball of a designated color from the designated location is shown. As shown in FIG. 8A, the mobile robot 10 is instructed on the location and the color of the ball.
When the mobile robot 10 includes a voice recognition device, the location and the color of the ball may be instructed by voice. When the mobile robot 10 has a keyboard for inputting commands, the keyboard and the like for inputting commands may be used to indicate the location and the color of the ball. When the mobile robot 10 is given a work instruction, the mobile robot 10 starts moving from FIG.
As shown in (e), the movement is repeated while searching for a color marker (landmark) until a designated place is detected. When reaching the designated place, as shown in FIG.
The mobile robot 10 grabs the ball of the color specified by the robot hand 17. Then, the mobile robot 10 returns to the original place (the place where the command was received), and hands the ball to the human as shown in FIG.
【0043】図7および図8に示したように、複数の色
を2次元的に配置した色標識を移動ロボット10に場所
を示唆するランドマークとして複数の場所に設置してお
くことで、移動ロボットはテレビカメラで色標識を探索
・追尾するとともに色標識に基づいて場所を認識するこ
とで、移動ロボット10の自律走行を可能にし、移動ロ
ボットを目的とする場所へ誘導することができる。As shown in FIG. 7 and FIG. 8, a color marker in which a plurality of colors are two-dimensionally arranged is set as a landmark indicating a place to the mobile robot 10 at a plurality of places, so that the mobile robot 10 can move. The robot searches for and tracks a color marker with a television camera and recognizes a location based on the color marker, thereby enabling the mobile robot 10 to autonomously travel and guiding the mobile robot to a target location.
【0044】なお、移動ロボット10に音声合成装置を
備え、移動ロボット10は色標識1を検出してその色標
識1の番号を認識した際に、音声合成装置を介して認識
した色標識1の番号を音声で表示するようにしてもよ
い。移動ロボット10が色標識1の番号を音声で表示す
ることにより、移動ロボット10の管理者等は、移動ロ
ボット10が色標識を正しく認識していることを確認す
ることができる。The mobile robot 10 is provided with a voice synthesizer. When the mobile robot 10 detects the color marker 1 and recognizes the number of the color marker 1, the mobile robot 10 recognizes the color marker 1 through the voice synthesizer. The number may be displayed by voice. When the mobile robot 10 displays the number of the color marker 1 by voice, the administrator of the mobile robot 10 can confirm that the mobile robot 10 correctly recognizes the color marker.
【0045】図9はこの発明に係る色標識の他の具体例
を示す説明図である。図9に示す色標識21は、紙,板
等の基体2の略中央に中央位置を示す色マーク(中央位
置マーク)22を配置するとともに、中央位置マーク2
2の上部に基準位置を示す色マーク(基準位置マーク)
23を配置し、さらに、中央位置マーク22の右,下,
左のそれぞれに情報表示用の色マーク(情報表示マー
ク)24,25,26を配置してなる。基体2の地色
は、例えば白としている。中央位置マーク22は、例え
ば、赤色としている。基準位置マーク23は、例えば黒
色としている。各情報表示マーク24,25,26は、
例えば青色または緑色としている。そして、中央位置マ
ーク22の右,下,左に配置される各情報表示マークの
色がそれぞれ青,緑,なし(基体2の地色である白)の
いずれであるかによって、27通りの情報を表示できる
ようにしている。FIG. 9 is an explanatory view showing another specific example of the color marker according to the present invention. The color mark 21 shown in FIG. 9 has a color mark (center position mark) 22 indicating the center position substantially at the center of the base 2 such as paper or board, and the center mark 2.
Color mark (reference position mark) indicating the reference position on the top of 2
23, and further, right, below,
Color marks (information display marks) 24, 25, and 26 for displaying information are arranged on each of the left sides. The ground color of the base 2 is, for example, white. The center position mark 22 is, for example, red. The reference position mark 23 is, for example, black. Each information display mark 24, 25, 26
For example, the color is blue or green. 27 types of information are displayed depending on whether the color of each information display mark arranged on the right, below, and left of the center position mark 22 is blue, green, or none (white, which is the ground color of the base 2). Can be displayed.
【0046】移動ロボット10は、カラーCCDカメラ
11で撮像した色標識21の画像を画像処理して、中央
位置マーク22の右,下,左に配置される各情報表示マ
ーク25,26,27の色を検出し、各情報表示マーク
25,26,27の色の組み合せから場所情報や指令情
報を認識する。図9に示した色標識21は、中央位置マ
ーク22を備えているので、中央位置マーク22として
特定されている色(例えば、赤色)をカラーCCDカメ
ラ11で追尾することで、色標識21の中心を的確に追
尾させることができる。また、基準位置マーク23を備
えているので、基準位置マーク23から90度ずつの角
度で配置されている各情報表示マーク24,25,26
の色を認識することで、各情報表示マーク24,25,
26を正確に検出することができる。したがって、色標
識21が傾いて設置されたり、色標識が上下逆に設置さ
れている場合でも、色標識21が示唆する情報を正確に
認識することができる。移動ロボット10が斜路を走行
しており、撮像画像が傾いている場合も同様に、色標識
が示唆する情報を正確に認識することができる。The mobile robot 10 processes the image of the color marker 21 picked up by the color CCD camera 11 to display the information display marks 25, 26, 27 located on the right, below, and left of the center position mark 22. The color is detected, and the location information and the command information are recognized from the combination of the colors of the information display marks 25, 26, and 27. Since the color marker 21 shown in FIG. 9 includes the center position mark 22, the color (for example, red) specified as the center position mark 22 is tracked by the color CCD camera 11 so that the color marker 21 The center can be accurately tracked. Further, since the reference position mark 23 is provided, each of the information display marks 24, 25, and 26 arranged at an angle of 90 degrees from the reference position mark 23 is provided.
By recognizing the color of each information display mark 24, 25,
26 can be accurately detected. Therefore, even if the color marker 21 is installed at an angle or the color marker is installed upside down, the information suggested by the color marker 21 can be accurately recognized. Similarly, when the mobile robot 10 is traveling on an inclined road and the captured image is inclined, the information suggested by the color marker can be accurately recognized.
【0047】図10はこの発明に係る色標識の他の具体
例を示す説明図である。図10に示す色標識31は、
紙,板等の基体2の略中央に中央位置を示す色マーク
(中央位置マーク)32を配置するとともに、中央位置
マーク32の上部に基準位置を示す色マーク(基準位置
マーク)33を配置し、さらに、中央位置マーク32を
中心にして45度の角度で7個の情報表示マーク34〜
40を配置したものである。基体2の地色は、例えば白
としている。中央位置マーク22は、例えば赤色として
いる。基準位置マーク23は、例えば黒色としている。
各情報表示マーク34〜40は、例えば青色または緑色
としている。図10に示す色標識31は、青または緑の
いずれかの色を有する情報表示マーク34〜40が7ビ
ット相当あるので、128通りの場所情報や命令情報を
表示できる。FIG. 10 is an explanatory view showing another specific example of the color marker according to the present invention. The color marker 31 shown in FIG.
A color mark (central position mark) 32 indicating a central position is disposed substantially at the center of the base 2 such as paper or board, and a color mark (reference position mark) 33 indicating a reference position is disposed above the central position mark 32. , And seven information display marks 34 to 45 at an angle of 45 degrees with respect to the center position mark 32.
40 are arranged. The ground color of the base 2 is, for example, white. The center position mark 22 is, for example, red. The reference position mark 23 is, for example, black.
Each of the information display marks 34 to 40 is, for example, blue or green. In the color marker 31 shown in FIG. 10, since the information display marks 34 to 40 each having a color of either blue or green correspond to 7 bits, it is possible to display 128 kinds of place information and command information.
【0048】図9および図10では、基準位置マーク2
3,33を中央位置マーク22,32の上方に配置する
例を示したが、基準位置マーク23,33を設ける位置
は任意でよい。また、基準位置マーク23,33の色
を、例えば黒と黄色の2種類とし、基準位置マーク2
3,33の色が黒の場合には、場所を示す情報を表示す
る色標識とし、基準位置マーク23,33の色が黄色の
場合には、移動ロボット10に作業内容や右折,左折,
直進等の進路情報や走行速度制限等の情報を表示するた
めの指令情報を表示する色標識としてもよい。9 and 10, the reference position mark 2
Although the example in which the reference marks 3 and 33 are arranged above the center position marks 22 and 32 has been described, the position where the reference position marks 23 and 33 are provided may be arbitrary. In addition, the reference position marks 23 and 33 have two colors, for example, black and yellow.
When the color of the reference position marks 23 and 33 is yellow, when the color of the reference position marks 23 and 33 is yellow, the work content, the right turn, the left turn,
It may be a color marker that displays command information for displaying route information such as straight traveling and information such as traveling speed restriction.
【0049】図11はこの発明に係る色標識のさらに他
の具体例を示す説明図である。図11に示す色標識41
は、正方形等の矩形状の基体2を9個の領域に分割し、
その中央領域を中央位置マーク42、中央位置マーク4
2の上部を基準位置マーク43、他の7つの領域を情報
表示マーク44〜50としたものである。中央位置マー
ク42は赤色としている。基準位置マーク43は黒また
は白とし、黒の場合は場所を示す色標識、白の場合は指
令情報を示す色標識としている。そして、7個の情報表
示マーク44〜50は、青または緑色としている。ま
た、各領域の区分を明確にするために、各領域間に基体
2の地色(例えば白,黄色等)が表われるようにしてい
る。各領域間に白帯等を配置するようにしてもよい。FIG. 11 is an explanatory view showing still another specific example of the color marker according to the present invention. The color marker 41 shown in FIG.
Divides a rectangular base 2 such as a square into nine regions,
The center area is defined as a center position mark 42, a center position mark 4
The upper part of 2 is a reference position mark 43, and the other seven areas are information display marks 44 to 50. The center position mark 42 is red. The reference position mark 43 is black or white. When black, the color mark indicates a location. When white, the color mark indicates command information. The seven information display marks 44 to 50 are blue or green. In addition, the ground color (for example, white, yellow, or the like) of the base 2 is made to appear between the regions in order to clarify the division of each region. A white band or the like may be arranged between the regions.
【0050】移動ロボット10は、カラーCCDカメラ
11で撮像された画像中の赤色の領域を検出すると、そ
の赤色の領域が撮像画面のほぼ中央になるように、カラ
ーCCDカメラ11の撮像方向を制御した後に、赤色の
中央位置マーク42と黒または白の基準位置マーク43
とを参照にして、他の7つの領域の色をそれぞれ検出し
て色標識41が示唆する情報を認識する。図11に示し
た色標識41では、基準位置マーク43の色が、例えば
黒の場合には、7つの情報マーク44〜50の色の組み
合せによって128種類の場所情報を移動ロボット10
へ認識させ、基準位置マーク43の色が、例えば白の場
合には、7つの情報マーク44〜50の色の組み合せに
よって128種類の命令情報を移動ロボット10へ認識
させることができる。また、各情報マーク44〜50
に、青,緑,紫等の3系統に色を使用することで、さら
に多種類の情報を識別できるようにしてもよい。When the mobile robot 10 detects a red area in the image captured by the color CCD camera 11, the mobile robot 10 controls the image capturing direction of the color CCD camera 11 so that the red area is substantially at the center of the captured image. After that, a red center position mark 42 and a black or white reference position mark 43
, The colors of the other seven areas are respectively detected to recognize the information indicated by the color markers 41. In the color marker 41 shown in FIG. 11, when the color of the reference position mark 43 is, for example, black, 128 types of location information are combined by combining the colors of the seven information marks 44 to 50.
If the color of the reference position mark 43 is, for example, white, the mobile robot 10 can recognize 128 types of command information by combining the colors of the seven information marks 44 to 50. In addition, each information mark 44-50
In addition, by using colors for three systems such as blue, green, and purple, more types of information may be identified.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係る色標
識は、限られた種類の色の2次元的配置に特定の情報を
対応させているので、ロボットは各色の配置関係を認識
するだけで位置情報,命令情報等を認識することができ
る。よって、形状認識等の処理が不要であり画像処理が
容易になるとともに、画像処理を短時間で行なうことが
できる。また、色標識に含まれている特定の色を探索・
追尾することで、色標識を容易に探索・追尾することが
できる。As described above, the color marker according to the present invention associates specific information with a two-dimensional arrangement of a limited number of colors, so that the robot only recognizes the arrangement relationship of each color. Can recognize position information, command information, and the like. Therefore, processing such as shape recognition is unnecessary, and image processing is facilitated, and image processing can be performed in a short time. In addition, search for a specific color included in the color marker
By tracking, the color marker can be easily searched and tracked.
【0052】この発明に係る移動ロボットならびにその
誘導方法は、色標識を用いて移動ロボットに場所を認識
させることができるので、移動ロボットを誘導させるこ
とができる。また、色標識は複数の色を2次元的に配置
したものであるので、色標識の作成、ならびに、色標識
の設置が容易である。According to the mobile robot and the method for guiding the same according to the present invention, the mobile robot can be made to recognize the location by using the color marker, so that the mobile robot can be guided. Further, since the color marker is a two-dimensional arrangement of a plurality of colors, it is easy to create the color marker and to install the color marker.
【図1】この発明に係る色標識の一実施の形態具体例を
示す説明図FIG. 1 is an explanatory diagram showing a specific example of an embodiment of a color marker according to the present invention.
【図2】図1に示した色標識の色配置(全36種類)を
示す説明図FIG. 2 is an explanatory view showing the color arrangement (36 types in total) of the color markers shown in FIG. 1;
【図3】この発明に係る移動ロボットのブロック構成図FIG. 3 is a block diagram of a mobile robot according to the present invention.
【図4】画像処理部の動作例を示すフローチャートFIG. 4 is a flowchart illustrating an operation example of an image processing unit;
【図5】色標識判断不等式の一具体例を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing a specific example of a color marker judgment inequality
【図6】中央処理部の動作例を示すフローチャートFIG. 6 is a flowchart illustrating an operation example of a central processing unit;
【図7】移動ロボットの巡回動作例を示す説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a traveling operation of a mobile robot.
【図8】移動ロボットの誘導ならびに作業例を示す説明
図FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of guidance and work of a mobile robot.
【図9】この発明に係る色標識の他の具体例を示す説明
図FIG. 9 is an explanatory view showing another specific example of the color marker according to the present invention.
【図10】この発明に係る色標識の他の具体例を示す説
明図FIG. 10 is an explanatory diagram showing another specific example of the color marker according to the present invention.
【図11】この発明に係る色標識のさらに他の具体例を
示す説明図FIG. 11 is an explanatory view showing still another specific example of the color marker according to the present invention.
1,21,31,41…色標識、2…基体、10…移動
ロボット、11…色標識撮像部を構成するカラーCCD
カメラ、12…色標識解読部を構成する画像処理部、3
…制御部を構成する中央処理部、11…カメラ駆動制御
部、15…移動体駆動制御部、16…移動体、22,3
2,42…中央位置マーク、23,33,43…基準位
置マーク、24〜26,34〜40,44〜50 …報
表示マーク、R,G,B…色マーク。1, 21, 31, 41: color markers, 2: base, 10: mobile robot, 11: color CCD constituting a color marker imaging unit
Camera, 12 ... Image processing unit constituting a color marker decoding unit, 3
... Central processing unit constituting a control unit, 11 ... Camera drive control unit, 15 ... Movable body drive control unit, 16 ... Movable body, 22,3
2, 42: center position mark, 23, 33, 43: reference position mark, 24 to 26, 34 to 40, 44 to 50: information display mark, R, G, B: color mark.
Claims (6)
色の2次元的配置に特定の情報を対応させたことを特徴
とする色標識。1. A method for arranging a limited number of colors two-dimensionally.
A color marker wherein specific information is made to correspond to a two-dimensional arrangement of colors.
次元的に配置し、n種類の色の2次元配置に特定の情報
を対応させたことを特徴とする色標識。2. Each of n (where n is an integer) kinds of colors is
A color marker which is arranged in a two-dimensional manner, and specific information is made to correspond to a two-dimensional arrangement of n kinds of colors.
縦方向位置がそれぞれ異なる位置に配置し、n種類の色
の2次元配置に特定の情報を対応させたことを特徴とす
る色標識。3. A method in which n (n is an integer) colors are arranged at positions where the horizontal position and the vertical position are different from each other, and specific information is made to correspond to the two-dimensional arrangement of the n colors. Color sign.
を表示する色標識を探索して追尾する色標識撮像部と、 撮像された色標識の色の2次元的配置に基づいて特定の
情報を解読する色標識解読部と、 解読した特定の情報を参照して次の行動を制御する制御
部と、を備えたことを特徴とする移動ロボット。4. A color marker image pickup unit for searching for and tracking a color marker displaying specific information based on a two-dimensional arrangement of colors, and specifying the color marker based on a two-dimensional arrangement of colors of the imaged color markers. A mobile robot, comprising: a color marker decoding unit for decoding information of a color; and a control unit for controlling the next action with reference to the decoded specific information.
ている特定の色を探索して追尾することを特徴とする請
求項4記載の移動ロボット。5. The mobile robot according to claim 4, wherein the color marker imaging unit searches for and tracks a specific color displayed on the color marker.
移動ロボットに場所を示唆するランドマークとして複数
の場所に設置し、前記移動ロボットはテレビカメラで色
標識を探索・追尾するとともに、色標識に基づいて場所
を認識することで、前記移動ロボットの自律走行を可能
することを特徴とする移動ロボットの誘導方法。6. A color marker in which a plurality of colors are two-dimensionally arranged is set at a plurality of locations as landmarks indicating a location to a mobile robot, and the mobile robot searches for and tracks the color markers with a television camera. A method for guiding a mobile robot, wherein the mobile robot can autonomously travel by recognizing a location based on a color marker.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10078103A JPH11272328A (en) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Color mark, moving robot and method for guiding moving robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10078103A JPH11272328A (en) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Color mark, moving robot and method for guiding moving robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11272328A true JPH11272328A (en) | 1999-10-08 |
Family
ID=13652558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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