JPS5854957B2 - コウギヨウヨウ ロボツト - Google Patents

コウギヨウヨウ ロボツト

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JPS5854957B2
JPS5854957B2 JP753346A JP334675A JPS5854957B2 JP S5854957 B2 JPS5854957 B2 JP S5854957B2 JP 753346 A JP753346 A JP 753346A JP 334675 A JP334675 A JP 334675A JP S5854957 B2 JPS5854957 B2 JP S5854957B2
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JP
Japan
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robot
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randomly
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JP753346A
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季男 松原
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TEKUNO BENCHAA KK
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TEKUNO BENCHAA KK
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  • Control And Safety Of Cranes (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、通常はランダムに動き回り、対象物を発見
したときにはそれに対して所定の行動を起こさせるよう
にした工業用ロボットに関する。
近年とくに工業用ロボットの研究開発が盛んに行われて
おり、過酷な労働環境において、人間に代って種々の作
業をロボットが行っている。
これらロボットのなかには、自からある範囲を動いて回
り、複数の位置の異る作業対象を求めたり、あるいはあ
る範囲内に任意に進入してくる対象物を発見して所定の
動作(作業)を行うものもある。
しかし従来の方式によれば、これらのロボットはある決
められた軌跡上を移動するものが殆んどで、対象の認識
が地域、時間に対していわば固定的に行われていた。
したがって、たとえばある地域内に任意に進入してくる
対象を認識し、これに対して所定の動作を起こさせたい
ときなどに、固定的な軌跡上を進んでいるロボットが、
ある軌跡点を通過直後に、その位置に対象物が進入して
きたときは、次にその位置にロボットが戻ってきても、
既に対象物はロボットの認識範囲外に脱出している、と
いったことが起こる。
したが−ってこのような場合には、ロボットに自から対
象物を求めて自由に動き回らせた方が、対象物を認識す
る可能性が高くなり、それだけ作業の確実性が向上する
(ただし、活動範囲と活動速度などを適当に考慮する必
要はあるが)。
本発明は以上の点を考慮して提案されたもので、通常は
対象物を求めてランダムに行動させ、対象物を発見した
ときは所定の対応動作を起こさせるようにした工業用ロ
ボットを提供するものである。
以下本発明の技術的内容を明確にする。
図示する実施例は、通常はランダムに動き回り、対象物
を発見したときはこれに追従動作を起こし、至近距離ま
で接近したらこれに対して一定の動作(たとえは液体を
噴霧、対象物の一部分を取り外すなど)を起こし、その
後洗の対象物を求めて回避動作を行うことを予定してい
る。
第1図は本ロボットのシステム回路図をあられし、図中
1は対象物と自己の位置関係を識別するための識別装置
で、対象物を認識する視覚としての検出部1aと、この
視覚からの情報にもとづいて相対的位置関係を判断する
比較判別部1bとから構成される。
2はこの判別パターンにもとづいて所定の行動を起こす
ように動作モードを記憶している記憶装置、3は前記パ
ターンを論理的に解析し、記憶されたモードのなかから
シーケンスを介して優先モードを選び出し、駆動装置4
に具体的な作動指令をだす制御指令装置である。
さらに詳述すると、識別装置1は、識別媒体として可視
光線、赤外線などの光を利用し、対象物に設置した光源
(あるいは反射光)からの光を感知して識別を行う。
検出部1aは第3図に明らかなように、受光素子などか
らなるセンサ10を備える。
すなわち、センサ10はフィルター11、レンズ12、
受光素子(シリコンフォトセル)13から構成され、対
象物からの光量はフィルター11、レンズ12を介して
受光素子13が検知し、その光量に応じてこれを電気量
に変換して出力する。
そして受光素子の出力はアンプ14で増巾されてコンパ
レータ15に入力する。
ところでセンサ10は、第2図に示すように、全体的に
は環状に配列された複数個(ただし平面的にみて)、本
実施例では5つのセンサ10a 、10b、10c、1
0d及び10eが備えられ、これにより検出部1aの全
視野角を5分割して、それぞれの視野分角を各センサが
分担している。
したがって、いずれかのセンサ10が出力するときは、
その視野分角の方向に対象物が位置していることになる
そしてこの視野にとらえた対象物との距離を判別するた
めに、比較判別部1bとしてコンパレーク15,16が
並列的に配される。
つまり、近距離11と遠距離12とに分けて判別するの
に設定値の異るコンパレーク15,16がセンサ10に
並列接続され、このうち近距離用のコンパレータ15は
各センサ10a〜10eに対応して、15a、15b。
15C,15d及び15eと5つ設けられ、遠距離用の
コンパレータ16は、中央部の3つのセンサ10b、1
0c、10dに対応して16b。
16c 、16dと3つ設けられ、これらにもとづき対
象物が接近してセンサ10の検知光量が増大する近距離
11内ではコンパレータ15a〜15eが出力し、遠距
離12内ではコンパレーク16b〜16dが出力し、対
象物との距離が判別できる。
両端のセンサ10a 、10eは単に近距離のみを感知
するようにしたが、要求に応じて遠距離も感知すること
は勿論可能である。
したがって、この識別装置1によって識別できる位置パ
ターンは、第2図のAI + Bt + B22 C1
+ C2+ DB HD22E1の8つのパターンであ
る。
コンパレータ17は遠距離域に複数の対象物を同時にと
らえたときに、最も近い対象物に対して所定の動作を起
こさせるために設置・したもので、センサ10b、10
c、10dの出力を相互に比較するように、コンパレー
タ17b、1γC217dが配置しである。
このように識別された位置パターンに対応してそれぞれ
所定の動作を起こすべく記憶装置2には動作モードが記
憶されている。
動作モ゛−ドとしては、追従モードと回避モードとラン
ダムモードがあり、追従モードとは遠距離域に対象物を
認識した際に、これをある程度の速度で追いかける動作
を起こさせたもので、また回避モードとは近距離域まで
対象物と接近したならば、所定の動作(例えば液体噴霧
)を行った後方向転換などの回避動作を起こさせ、さら
にランダムモードとは、対象物を視野にとらえないとき
に、これを求めて任意に動き回らせるもので、このラン
ダムモードは記憶装置2aに記憶されている。
これら記憶装置2はダイオードマトリックスで構成され
、識別装置1からの識別パターン、すなわちコンパレー
タ15.16.17の出力により所定の動作モードが選
び出される。
制御指令装置3は、前記位置パターンを論理的に解析し
、選び出された動作モードのうちからシーケンスを介し
て優先モードを、駆動装置4に具体的な指令信号として
出力する。
あるセンサ10の視野分角に対象物をとらえ、この対象
物との距離が遠距離域のときは、それに対応するコンパ
レータ16のみが出力するが、その視野分角で近距離ま
で接近すると、コンパレーク16に加えて15が出力す
る。
したがってこのようなときは回避モードを優先させる必
要があるわけで、これらのことを論理的に解析して優先
モードを決定するのである。
具体的(こは、記憶装置2は例えば第6図および第7図
に示すように、クロック発振器CP、シフトレジスタS
RI 、SR2、インパークRRI。
RR2、排他的OR回路ERI、ER2などからなるラ
ンダム信号発生器RG、マトリックス変換器DMI、D
M2、OR回路OGl、インバータRR3、複数のAN
D回路からなるゲート回路GCI、GC2等によって構
成されており、コンパレータ15,16,17の出力に
応じて、追従モード信号X1非回避モード信号W1一時
停止信号v1追従命令のうち左曲りXl、直進X2、右
曲りX3、回避命令のうち右旋回¥1、左旋回Y2、直
進Y3、ランダム命令のうち右正転Z1、左正転Z2等
の信号を得てこれを制御指令装置3に送出する。
一方、制御指令装置3は具体的には例えば第8図に示す
ように、複数のAND回路からなるゲート回路GC3,
GC4,GC5、OR回路OG2゜OG3 、OG4
、OG5、ワンショットマルチバイブレークMM1イン
バータRR4、マトリックス変換器DM3等によって構
成されており、上記の記憶装置2からの各命令信号や後
述する電磁波検出器21からの信号に応じて、最終的に
はモータ駆動装置4へ右正転信号J1、右逆転信号J2
、左正転信号J3、左逆転信号J4を送出する。
例えば、対象物が遠距離にあって追従用のコンパレータ
16b〜16dの入力が設定値に達しないときには、O
R回路OG1が011を出力して、ゲート回路GCIを
閉じ追従命令XLX2゜X3を遮断する一方、ゲート回
路GC2を開きランダム命令z1.z2を制御指令装置
3へ送出する。
そして電磁波検出器21が非回避信号111 jjを出
力し、かつマトリックス変換器DM2が非回避モード信
号W”1’“を出力してゲ゛−ト回路GC3゜GC5を
開いていれば、このランダム命令Zl。
Z2がモータ駆動装置4へ送られ、ロボットがランダム
に左右の正転などの動作を行う。
これlこ対して、対象物が近距離にきて追従用のコンパ
レータ16b〜16dの入力が設定値を越えると、今度
はOR回路OGIが1”°を出力して、ゲート回路GC
2を閉じランダム命令Z1゜Z2を遮断する一方、ゲー
ト回路GCIを開き追従命令Xi、X2.X3を制御指
令装置3に送出する。
その際、対象物を常に中心としてとらえられるようにコ
ンパレータ17c〜17dで追従方向を判別し、それに
応じた追従命令X1.X2.X3をゲート回路GC1を
介して選択的に制御指令装置3に送出する。
そして前述と同様にゲート回路GC3,GC5が開かれ
ている場合には、追従方向によって選択された追従命令
XLX2.X3がモータ駆動装置4へと送られ、ロボッ
トが対象物を常に中心にとらえるよう左曲りや右曲りあ
るいは直進するなどして追従動作を行う。
もし、このような追従動作などでロボットが対象物に対
して至近距離まで接近してコンパレータ15a〜15e
のいずれもがOr9を出力すると、マトリックス変換器
DM2の非回避モード信号Wが′0″となってゲート回
路GC5を閉じ、追従命令XI、X2.X3やランダム
命令z1.z2を遮断する。
そしてこれらの各命令に代わって、ゲート回路GC3,
GC4が開いていれば、コンパレータ15a〜15eの
出力に基づいて対象物を回避できるようにマトリックス
変換器DM2が選択した回避命令Yl、Y2.Y3がモ
ータ駆動装置4へと送られ、ロボットが対象物をさける
よう左右の旋回あるいは直進といった回避動作を行う。
またこのときに、マトリックス変換器DM2が一時停止
信号V f+ 199を出力した場合には、所定の期間
だけゲート回路GC4が閉じるので、一時的に回避命令
Yl、Y2.Y3が遮断され、ロボットが一時停止動作
を行う。
駆動装置4は、第4図Oこ示すように、左右の駆動モー
タML2MR,に連結した駆動輪18,18と、従動輪
19を備える。
駆動モータML2MRは制御指令装置3からの指令にも
とづき適宜回転し、これにより具体的に走行方向j速度
が決められる。
つまり、対象物が第2図の追従領域B2にあったとすれ
ば、その方向に向かってロボットを移動させるように駆
動回転する。
次に動作について説明する。
発光する対象物が識別装置の視野角に入らないときは、
ロボットは全くランダムに動き回っている。
この場合、視野角を平面上3600としてもよいが、接
近後に行う動作(前述の液体噴霧あるいは作動アームに
よる対象物に対す働きかけ)の装置の作動方向などの関
係から、一定方向範囲を視野角としである。
そしてこのランダム動作によりロボットは、自由な軌跡
で対象物をいわば捜し求めているわけである。
したがって、その行動全領域、認識距離などを特定して
やれば、固定的な軌跡上を移動するものに比べて対象物
の発見確率はすぐれたものとなる。
尚、この行動範囲の限定は、第5図に示すように電磁波
を発生する境界線20を張りめぐらせておき、これに対
して、第1図に示しであるが、電磁波検出器21,21
をロボットに設置し、この電磁波を検出したら回避モー
ドに移行するように、制御指令装置3に優先モードを追
加する。
そして、第5図において、対象物Xを発見した、換言す
るとロボットRの追従範囲内に対象物Xを識別したなら
ば、その識別パターンに応じて、動作モードが選び出さ
れ、その方向に向いてロボットが進むように駆動装置4
のモーフML I MRが回転する。
そして、この追従動作中にも対象物Xの位置が変化して
いくのであるが、これらはセンサ10の視野分角に順次
とらえられ、その都度動作モードが変更されて追従距離
を縮めていく。
このようにして近距離域に入れば、前記したような回避
動作がとられ、次の対象物を求めて再び行動を起こすの
である。
これらは動作の一例であって、ランダムに動き回ること
により対象物を捜し求め、対象物の識別後は、これに対
して所定の動作を起こさせることに本発明の要旨がある
尚、第1図の25はこのロボットの出力回路で、たとえ
ば天井の照明を検出器26で検出することにより、ロボ
ットの作動を開始させる。
以上説明したように、本発明によれば、通常は対象物を
求めて自由に動き回り、対象物を認識した後は、その方
向及び距離に応じて所定の行動を起こすので、従来のよ
うに単に固定的な軌跡上を移動しつつ対象物を捜がすも
のに比べ、それだけ行動の自由度が拡大され、認識確率
が改善されると共に、その利用分野にも広範囲になる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のロボットのシステム回路図、第2図は
検出部の視野角と識別距離をあられす説明図、第3図は
同じく個々のセンサの説明図、第4図は1駆動装置の平
面図、第5図は動作状態をあられす動作説明図、第6図
と第7図は第1図における記憶装置の具体的な回路図、
第8図は同じく制御指令装置の具体的な回路図である。 1・・・・・・識別装置、1a・・・・・・検出部、1
b・・・・・・比較判別部、2・・・・・・記憶装置、
2a・・・・・・記憶装置、3・・・・・・制御指令装
置、4・・・・・・駆動装置、10・・・・・・センサ
、15,16,17・・・・・・コンパレーク。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 対象物を認識しその位置を識別するための識別装置
    と、この識別された位置パターンに対応した動作モード
    を記憶する記憶装置と、自走速度及び方向を制御する駆
    動装置と、前記パターンを論理的に解析し、記憶された
    動作モードのなかから優先モードを選び出し、駆動装置
    に出力指令する制御指令装置とを備え、対象物を認識し
    ない間はランダムな移動を行ない、ランダム動作中に対
    象物を識別したときは、その識別パターンに応じて所定
    の動作を起こさせるようにしたことを特徴とする工業用
    ロボット。
JP753346A 1974-12-31 1974-12-31 コウギヨウヨウ ロボツト Expired JPS5854957B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP753346A JPS5854957B2 (ja) 1974-12-31 1974-12-31 コウギヨウヨウ ロボツト
US05/644,469 US4028533A (en) 1974-12-31 1975-12-29 Robot movable in a group

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP753346A JPS5854957B2 (ja) 1974-12-31 1974-12-31 コウギヨウヨウ ロボツト

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Publication Number Publication Date
JPS5179467A JPS5179467A (en) 1976-07-10
JPS5854957B2 true JPS5854957B2 (ja) 1983-12-07

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ID=11554785

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JP753346A Expired JPS5854957B2 (ja) 1974-12-31 1974-12-31 コウギヨウヨウ ロボツト

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6047656U (ja) * 1983-09-09 1985-04-03 日野自動車株式会社 モ−ルデイングの取付装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4875990A (ja) * 1972-01-19 1973-10-12

Patent Citations (1)

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JPS4875990A (ja) * 1972-01-19 1973-10-12

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JPS5179467A (en) 1976-07-10

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