JPS59121406A - 移動ロボツトの制御装置 - Google Patents

移動ロボツトの制御装置

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Publication number
JPS59121406A
JPS59121406A JP57228099A JP22809982A JPS59121406A JP S59121406 A JPS59121406 A JP S59121406A JP 57228099 A JP57228099 A JP 57228099A JP 22809982 A JP22809982 A JP 22809982A JP S59121406 A JPS59121406 A JP S59121406A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
robot
sensor
unit
travel
traveling
Prior art date
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Pending
Application number
JP57228099A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuneo Takahashi
常夫 高橋
Shinichiro Yasui
安井 慎一郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Automax Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Automax Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Automax Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP57228099A priority Critical patent/JPS59121406A/ja
Publication of JPS59121406A publication Critical patent/JPS59121406A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0272Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means comprising means for registering the travel distance, e.g. revolutions of wheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、予定の走行路上を無人走行する移動ロボット
の制御itに関する。
従来、この種の移動ロボットにあっては、予定の走行路
に沿って配設された誘導ケーブルからの磁界をセンサに
よって検知しながら、あるいは走行路に沿って配設され
た光学的なテープやマークを七/すによって検知しなが
ら一定の走行パターンにしたがう無人走行を行なわせる
ようにしており、ロボットの誘導手段を別途膜けなけれ
ばならず、走行路の設定、変更、保守などが煩雑なもの
にな9てしまっている。
また、従来、ロボット自体にプログラム装置を組み込み
、その設定プログラムにしたかりてロボットの自動操縦
を行なわせることにより、一定の走行パターンによるロ
ボットの走行制御を行なわせるよ5にしたものが開発さ
れているが、それによりてもロボットの走行路を変える
にはその都度プログラムの設定変更を行なわせなければ
ならず、自在性に欠けるものになっている。
不発明は以上の点を考慮してなされたもので、ロボット
自身に走行路の学習機能をもたせ、自在に学習させた走
行路にしたがってロボットの無人走行を行なわせるよう
にしたコンピュータシステムによる移動ロボットの制御
装置を提供するものである。
以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。
第1図は本発明による移動ロボットの制御装置の基本構
成を示すもので、例えば移動ロボットの走行車輪の回転
に比例したパルス信号を出力する光電式、電磁式または
機械接点式などからなる距離センサlと、例えばヨ一方
向の角速度を検出するレート式のジャイロスコーフ、ガ
スレートセンサなどからなるロボットの移動方向の変化
に比例した信号を出力する方向センサ2と、距離センサ
1からのパル711号をカウントしてロボットの走行距
離を計測するとともに、方向センサ2の出力からロボッ
トの移動方向を判定してロボットの単位走行距離ごとの
2次元座標上における現在位置を刻々と演算によって求
めながらロボットの走行誘導の制御をなしてその駆動部
3に走行指令を適宜与え、かつ装置全体の集中制御を行
なわせる演算制御部4と、その演算制御部4によって刻
々と求められた現在位置および走行方向のデータを順次
格納して連続情報として保持する記憶部5と、ロボット
の走行軌跡および現在の進行方向を刻々更新表示させる
CRT表示部6と、システム主電源のオン、オフ、走行
モードの切換え、スタート位置の設定、CRT表示部6
における表示縮尺率などの表示形態の設定変更、方向セ
ンサ2の感度調整などを適宜性なわせることのできる操
作部7と、ラジオコントロールなどによってロボットの
駆動部3に走行指令を優先的にわり込ませてその操縦を
任意に行なわせることのできるリモートコントロール送
、受信ユニット8.9とによって構成されている。なお
、ロボットの駆動部3は、例えばロボットの左、右の駆
動輪にそれぞれ設けた駆動用モータ(直流サーボモータ
またを1ステツプモータ)をその回転量のフィードバッ
ク制御をなしながら独立的に駆動して、操舵をも行なわ
せることができるようになっている。まり、1ノモート
コントロール送信ユニツト8を除く構成部分が全てロボ
ット側に搭載されることになる。
このように構成された本発明による移動ロボットの制御
装置の動作について、以下説明をする・まず、操作部7
によりシステムを学習走行モードに設定したうえで、リ
モートコントロール送。
受信ユニット8,9を用いてロボツ)を例え(i第2図
に示す走行予定コー゛スC上のスタート位置Sに誘導し
、その位置Sで操作部7のセットボタンを押して2次元
座標上におけるスタート点(xOlyo)および進行方
向の基準θ0をそれぞれ演算制御部4に設定させるO次
いで、リモートコントロール送、受侶ユニツ)8.9’
i用いて予定コースCにしたがうロボットの学習走行を
開始させると、演算制御部4は距離センサ1および方向
センサ2からそれぞれ送られてくる信号にもとづいて2
次元座標上におけるロボットの現在位置(xey)およ
び進行方向θを刻々と演算によって求め、その演算結果
を記憶部5に逐次送って記憶保持させる。また、演算制
御部4は、記憶部5の保持内容にしたがってCRT表示
部6にロボットの走行軌跡の表示を行なわせていく。し
かして、全予定コースC上を学習走行させることにより
、その走行予定コースの二次元座標上における連続した
位置に関するデータが記憶部5に記憶保持されることに
なる。ま1こ、CRT表示部6に表示されたロボットの
走行軌跡によって学習した走行予定コースCをモニタす
ることができるようになる。なお、リモートコントロー
ルによるロボットの走行に際して操縦ミスによる障害物
への衝突を防止させるため、ロボットに超音波センサな
どの障害物検出センサ10を取り付け、そのセンサ10
によって障害物が検知されたとぎには、演算制御部4に
おいてロボットが障害物に衝突するようなリモートコン
トロール指令には従わないような制御手段がとられてい
る。
次に、学習走行が完了したのちにロボットをスタート位
置Sにつかせたうえで、操作部7によりシステムを無人
走行モードに切り換えると、演算制御部4は記憶部5に
記憶されているデータにもとづいてロボットが予定コー
スC上をならい走行するように駆動部3に走行指令を適
宜与え、ロボットの無人走行を行なわせる。その際、演
算制御部4は、距離センサ1および方向センサ2からの
信号に応じて2次元座標上における現在位置および進行
方向の確認を行ないながら、ロボットが予定コースCか
ら外れることがないようにその走行誘導の制御を行なう
◎ また、ロボットの学習走行によってその移動範囲を演算
制御部4に知得させ、その範囲内で予め設定された走行
パターン(そのパターンデータが演算制御部4の内部メ
モリに登録されている)をもってロボットの走行誘導を
行なわせるようにすることも可能となる。
第3図は例えばロボットにスィーパ一式による床面清掃
ユニットを搭載して室内の清掃作業を行なわせるように
したときの走行パターンの一例を示すもので、室の壁面
に沿ってロボットをリモートコントロールによって1周
させたときの学習走行により演算制御部4はその移動範
囲Aを知得し、その範囲A内の床面をスィーパ−によっ
て順次清掃することができるようなパターンにしたが5
走行路りを予め決められた演算手順により作成し、その
走行路りの2次元座標上における位置のデータを記憶部
5にロボットの無人走行時の誘導データとして保持させ
る。
また、例えば第4図に示すように、通路の壁面に沿って
ロボットをリモートコントロールによって走行させたと
きの学習走行にエリ得られたデータから、演算制御部4
はその通路の真ん中を通る走行路りを決定し、その走行
路り上をロボットが無人走行するような走行誘導の制御
をも容易に行なわせることが可能となる。
さらに、本発明による移動ロボットの制御装置にあって
は、ロボットの学習走行によって走行路または移動範囲
を知得させる際、前述したようにリモートコントロール
によって学習走行を行なわせる代わりに、ロボットに取
り付けられた障害物検出センサをロボットの目として用
いることにより、例えば第5図に示すようにロボットを
壁面に沿って自走させることによってロボット自身で学
習走行を行なわせるようにすることも可能となる。
すなわち、ロボツ)Hの前部に第1のセンサS1を、そ
の側部前方に第2のセンサS2を、同側部後方に第3の
センサS3をそれぞれ設け、各センサS1〜S3 によ
って一定距離(20cm程度)にある前方および側方の
各障害物を検知することができるようにし、それら各セ
ンサS1〜S3の検知状態を演算制御部4が読みとりな
がら、第5図中a−b区間ではセンサS1によって壁面
が検知されていないことを条件としてセンサ82.S3
によってともに壁面が検知されるようにロボットRe誘
4し、b点でセンサ81によりて前方の壁面が検知され
たとぎには右方に操舵させ、0点でセンサS3のみによ
って壁面が検知されていること全条件として左方に操舵
させることによって、ロボツ)Rが壁面に沿って自走す
るような走行誘導の制御を行なわせる。
このような移動ロボットの制御装置にあって、特に本発
明では、ロボット走行時における方向転換の速度に応じ
てレート式による方向センサ2の感度調整を自動的に行
なわせる手段をとり、それによりロボットの高精度な走
行誘導の制御をなすことができるようにしたことを特徴
としている。
すなわち、レート式による方向センサ2では、第6図に
示すように、ロボットの回転速度に応じてそのゲインが
変化する特性をもっており、そのためロボットの回転速
度を不定にすると方向センサ2の出力が変動してしまい
、感度の直線性誤差によりて演算制御部4によってわり
出される2矢元座標上の位置にずれを生じてしまう・そ
のため、本発明では、演算制御部4に予め第6図に示す
回転速度に対する方向センサ2のゲイン特性を記憶させ
ておぎ、演算制御部4において走行距離センサ1から送
られてくるパルス11号にもとづいてロボットの回転速
度を検出させ、その検出された回転速度に応じて方向セ
ンサ2の出力感度が最適になるような感度調整を行なわ
せるようにしている。
このように、本発明による移動ロボットの制御装置にあ
っては、ロボット自身に走行路または走行範囲の学習機
能をもたせ、距離センサと方向センサとからの各出力に
もとづいてロボットの単位走行距離ごとの2次元座標上
の位置金側々と演算によって求めながらロボットの走行
誘導の制御を行なわせる際、特にロボット走行時におけ
る方向転換の速度に見合った最適な出力感度となるよう
にレート式による方向センサの感度調整を自動的に行な
わせるようにしたもので、ロボットの位置ずれを生ずる
ことなくその走行誘導を高精度に行なわせることができ
るという優れた利点を有している。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による移動ロボットの制御装置の一実施
例を示すブロック構成図、第2図はロボットの学習走行
の状態を示す図、第3図および第4図は学習走行によっ
て得た走行範囲内におけるロボットの走行パターンの一
例をそれぞれ示す図、第5図はロボットの自走学習時に
おける走行状態の一例を示す図、第6図は方向センサの
回転速度−ゲイン特性を示す図である・ 1・・・距離センサ 2・・・方向センサ 3・・・駆
動部4・・・演算制御部 5・・・記憶部 6・・・C
RT fi示部 7・・・操作部 8・・・リモートコ
ントロール送信ユニット 9・・・リモートコントロー
ル受信ユニット10・・・障害物検出センサ 出願人代理人 鳥 井   清 エ j タ     第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ロボットの走行距離を検出するセンサと、その走行にと
    もなう方向の変化を検出するレート式によるセンサと、
    それら各センサの出力にもとづいてロボットの単位走行
    距離ごとの2次元座標上の位置を演算によって求める演
    算制御部と、その求められた刻々変化する位置のデータ
    を順次格納して保持する記録部とからなり、ロボットの
    学習走行によって記憶部に保持させたデータにもとづい
    てロボットの走行誘導を行なわせるように前記演算制御
    部によってロボットの走行駆動の制御を行なわせるよう
    にしたものにあって、予め設定されたロボットの回転速
    度に対する前記方向センサのゲイン特性にもとづき、ロ
    ボット走行時における方向転換の速度に見合った出力感
    度となるように方向センサの感度調整を行なわせる手段
    をとるようにしたことを特徴とする移動ロボットの制御
    装置・
JP57228099A 1982-12-27 1982-12-27 移動ロボツトの制御装置 Pending JPS59121406A (ja)

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Publications (1)

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JPS59121406A true JPS59121406A (ja) 1984-07-13

Family

ID=16871172

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JP57228099A Pending JPS59121406A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 移動ロボツトの制御装置

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JP (1) JPS59121406A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63286911A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Sanyo Electric Co Ltd 作業車の作業経路決定装置
JPS63286909A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Sanyo Electric Co Ltd 作業車の作業経路決定装置
JPS63286910A (ja) * 1987-05-19 1988-11-24 Sanyo Electric Co Ltd 作業車の作業経路決定装置
JPS63311513A (ja) * 1987-06-15 1988-12-20 Sanyo Electric Co Ltd 自走式作業車
JPS63311512A (ja) * 1987-06-15 1988-12-20 Sanyo Electric Co Ltd 自走式作業車
JPH01195515A (ja) * 1988-01-29 1989-08-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 自走式掃除機

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