JPWO2019053798A1 - Autonomous driving robot system - Google Patents

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Abstract

【課題】 比較的簡単な構成で信頼性・安全性の高い追従走行を可能とした自律走行ロボットシステムを提供する。【解決手段】本発名の自律走行ロボットシステムは、物体に設けられる識別パターンと、駆動機構を備える本体と、本体に搭載され、識別パターンの方向および距離と、反射光の強度のパターンを検出する能動型光学センサと、駆動機構を制御する制御装置と、を備えており、制御装置は、能動型光学センサにより検出された反射光の強度のパターンに基づいて識別パターンの種別を識別し、識別パターンの種別と方向および距離に基づいて追従走行制御もしくは接触回避走行制御を行う。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an autonomous traveling robot system capable of highly reliable and safe follow-up traveling with a relatively simple configuration. An autonomous traveling robot system of the present name detects an identification pattern provided on an object, a main body including a drive mechanism, and a main body mounted on the main body to detect the direction and distance of the identification pattern and the pattern of the intensity of reflected light. The active optical sensor and the control device for controlling the drive mechanism are provided, and the control device identifies the type of the identification pattern based on the pattern of the intensity of the reflected light detected by the active optical sensor. Follow-up travel control or contact avoidance travel control is performed based on the type, direction, and distance of the identification pattern. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は自律走行ロボットシステムに係り、詳しくは自律走行の信頼性および安全性を向上させる技術に関する。 The present invention relates to an autonomous driving robot system, and more particularly to a technique for improving the reliability and safety of autonomous driving.

倉庫や工場等の施設における物品の搬送手段として、人力の台車に代えて、センサで周囲の環境の情報を検出し、それに基づいて自動で走行する自律走行ロボットが採用されることが多くなっている。自律走行ロボットとしては、路面に貼り付けられた磁気テープと車体下面に取り付けられた磁気センサとにより、既定の走行経路に沿って走行する無人搬送車が公知である(特許文献1)。 As a means of transporting goods in facilities such as warehouses and factories, autonomous traveling robots that detect information on the surrounding environment with sensors and automatically travel based on it are often adopted instead of human-powered trolleys. There is. As an autonomous traveling robot, an automatic guided vehicle that travels along a predetermined traveling route by using a magnetic tape attached to a road surface and a magnetic sensor attached to the lower surface of a vehicle body is known (Patent Document 1).

また、軌道に沿って走行する搬送台車の後部に再帰性反射部材を取り付け、前方を走行する搬送台車の再帰性反射部材からの反射光を光学式の測距装置によって検出し、前方の搬送台車との車間距離を算出して追突等を防ぐべく車速制御を行うものが公知である(特許文献2)。 In addition, a retroreflective member is attached to the rear part of the transport trolley that travels along the track, and the reflected light from the retroreflective member of the transport trolley that travels in front is detected by an optical ranging device, and the front transport trolley It is known that the vehicle speed is controlled in order to calculate the distance between vehicles and prevent collisions (Patent Document 2).

また、光学式センサを用いて人や物を検出し、人や物に対する追従走行と障害物に対する接触回避を行う自律走行ロボットが公知である(特許文献3)。 Further, an autonomous traveling robot that detects a person or an object by using an optical sensor and performs following traveling to the person or the object and avoiding contact with an obstacle is known (Patent Document 3).

特開2004−86453号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-86453 特許第4461199号公報Japanese Patent No. 4461199 WO2017/056334A1WO2017 / 056334A1

自律走行ロボットは、周囲の物体を検出するために能動型光学センサの一種であるレーザセンサを用いているものが多い。能動型光学センサは、光を発光して物体からの反射光を検出するタイプの光学センサである。レーザセンサは、回転する鏡を用いてレーザ光のパルスを周囲に照射し、物体表面でレーザ光が反射して戻るまでの時間を計測することにより、物体表面までの方向と距離を点群として検出するものである。また、反射光の強度を検出することもできる。レーザセンサは、誤検出が少なく信頼性が高いが、レーザ光が通過する一つの平面上における物体の形状の情報しか得られないため、センサから得られる情報に基づいて物体の種別を正確に識別するのは難しい。また、物体の立体形状を得ることができない。 Many autonomous traveling robots use a laser sensor, which is a type of active optical sensor, to detect surrounding objects. The active optical sensor is a type of optical sensor that emits light and detects reflected light from an object. The laser sensor uses a rotating mirror to irradiate the surroundings with a pulse of laser light and measures the time it takes for the laser light to be reflected and returned on the surface of the object, thereby using the direction and distance to the surface of the object as a point group. It is to detect. It is also possible to detect the intensity of the reflected light. The laser sensor has few false positives and is highly reliable, but since it can only obtain information on the shape of the object on one plane through which the laser beam passes, it can accurately identify the type of object based on the information obtained from the sensor. It's difficult to do. Moreover, the three-dimensional shape of the object cannot be obtained.

このため、自律走行の信頼性および安全性に関して、下記の問題がある。
(1)周囲の物体の立体形状が得られないため、物体と自律走行ロボットが接触するか否かの正確な判定ができず、両者が接触する恐れがある。特に、レーザセンサを搭載する自律走行ロボットでは、センサの視野を妨げないようにするため、センサの高さにおける車体の断面形状を、他の高さの部分よりも小さくしている場合があるが、この場合、自律走行ロボットが、他の自律走行ロボットの大きさを実際よりも小さく認識し、ロボット同士が接触する可能性がある。
(2)レーザセンサで対象物を検出して追従走行している時に、他の物体が自律走行ロボットと対象物の間を横切る等によって、追従対象物を見失うと、再度追従対象物が見えた時に、同じものであると識別するのが難しく、追従走行を継続できない。
(3)本体と着脱可能な台車からなる牽引型自律走行ロボットがある。特に、自律走行ロボットが、牽引型自律走行ロボットを追従する場合、追従対象ロボットが旋回している時に、本体よりも台車が旋回円の内側を走行するため、追従対象ロボットの本体の軌道と、追従するロボットの軌道のずれが大きくなる。
(4)牽引型自律走行ロボットの場合、台車と周囲の障害物の接触を防止するため、台車の連結の有無によって走行軌道を変える必要があるが、本体に搭載されている走査型レーザセンサでは、台車の有無を認識するのが難しく、他の検出手段が必要になる。
Therefore, there are the following problems regarding the reliability and safety of autonomous driving.
(1) Since the three-dimensional shape of the surrounding object cannot be obtained, it is not possible to accurately determine whether or not the object and the autonomous traveling robot come into contact with each other, and there is a risk that they will come into contact with each other. In particular, in an autonomous driving robot equipped with a laser sensor, the cross-sectional shape of the vehicle body at the height of the sensor may be smaller than that of other heights in order not to obstruct the field of view of the sensor. In this case, the autonomous traveling robot may recognize the size of the other autonomous traveling robots to be smaller than the actual size, and the robots may come into contact with each other.
(2) When an object is detected by a laser sensor and the following object is being followed, if another object crosses between the autonomous traveling robot and the object and loses sight of the following object, the following object is seen again. Sometimes it is difficult to identify the same thing and it is not possible to continue following driving.
(3) There is a towed autonomous traveling robot consisting of a main body and a detachable trolley. In particular, when the autonomous traveling robot follows the towed autonomous traveling robot, the carriage travels inside the turning circle rather than the main body when the tracking target robot is turning, so that the trajectory of the main body of the tracking target robot and The deviation of the trajectory of the following robot becomes large.
(4) In the case of a towed autonomous traveling robot, in order to prevent contact between the dolly and surrounding obstacles, it is necessary to change the traveling trajectory depending on whether the dolly is connected or not, but with the scanning laser sensor mounted on the main body, , It is difficult to recognize the presence or absence of a dolly, and other detection means are required.

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、比較的簡単で低コストの構成で、自律走行の信頼性と安全性を向上させた自律走行ロボットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an autonomous driving robot having a relatively simple and low-cost configuration and improved reliability and safety of autonomous driving.

本発明の自律走行ロボットシステムは、物体に設けられる識別パターンと、駆動機構を備える本体と、本体に搭載され、識別パターンの方向および距離と反射光の強度のパターンとを検出する能動型光学センサと、駆動機構を制御する制御装置とを備えており、制御装置は、能動型光学センサにより検出された反射光の強度のパターンに基づいて識別パターンの種別を識別し、識別パターンの種別と方向および距離に基づいて追従走行制御もしくは接触回避走行制御を行う。 The autonomous traveling robot system of the present invention is an active optical sensor that detects an identification pattern provided on an object, a main body provided with a drive mechanism, and a main body mounted on the main body to detect the direction and distance of the identification pattern and the pattern of the intensity of reflected light. And a control device that controls the drive mechanism. The control device identifies the type of the identification pattern based on the pattern of the intensity of the reflected light detected by the active optical sensor, and the type and direction of the identification pattern. Follow-up travel control or contact avoidance travel control is performed based on the distance.

好適には、識別パターンは、1ないし複数の高反射強度部を備えている。 Preferably, the identification pattern comprises one or more high reflection intensity portions.

好適には、識別パターンの高反射強度部は、再帰性反射材により形成されている、 Preferably, the high reflection intensity portion of the identification pattern is formed of a retroreflective material.

好適には、能動型光学センサは、走査型レーザセンサである。 Preferably, the active optical sensor is a scanning laser sensor.

好適には、制御装置は、種別が同一の識別パターンを追従するように駆動機構を制御する。 Preferably, the control device controls the drive mechanism so as to follow the identification pattern of the same type.

好適には、制御装置は、識別された識別パターンの種別と方向および距離に基づいて、予め設定されたデータを参照して追従目標の方向および距離を取得し、追従目標を追従するように駆動機構を制御する。 Preferably, the control device obtains the direction and distance of the tracking target with reference to preset data based on the type, direction and distance of the identified identification pattern, and drives the control device to follow the tracking target. Control the mechanism.

好適には、本体に連結および分離が可能な台車を備えており、台車は、後部に識別パターンを備えており、制御装置は、他の自律走行ロボットの台車の後部の識別パターンを検出して、台車の連結部を追従目標として追従するように駆動機構を制御する。 Preferably, the main body is provided with a dolly that can be connected and separated, the dolly is provided with an identification pattern at the rear, and the control device detects the identification pattern at the rear of the dolly of another autonomous traveling robot. , The drive mechanism is controlled so as to follow the connecting portion of the bogie as a follow-up target.

好適には、制御装置は、識別された識別パターンの種別と方向および距離に基づいて、予め設定されたデータを参照して干渉形状を取得し、干渉形状との接触を回避するように駆動機構を制御する。 Preferably, the control device obtains the interference shape by referring to the preset data based on the type, direction and distance of the identified identification pattern, and the drive mechanism so as to avoid contact with the interference shape. To control.

好適には、本体の後部に、後方に向けた識別パターンと、前方に向けた識別パターンが設けられており、制御装置は、他の自律走行ロボットに設けられた識別パターンを検出し、他の自律走行ロボットとの接触を回避するように駆動機構を制御する。 Preferably, the rear part of the main body is provided with the identification pattern toward the rear and the identification pattern toward the front, and the control device detects the identification pattern provided in the other autonomous traveling robot and other identification patterns. The drive mechanism is controlled so as to avoid contact with the autonomous driving robot.

好適には、本体に連結および分離が可能な台車を備えており、台車は、前部に識別パターンを備えており、制御装置は、台車の識別パターンを検出した時には、台車と周囲物体の接触を回避するように駆動機構を制御する。
Preferably, the body is provided with a trolley that can be connected and separated, the trolley is provided with an identification pattern at the front, and the control device makes contact between the trolley and surrounding objects when the identification pattern of the trolley is detected. The drive mechanism is controlled so as to avoid.

本発明によれば、能動型光学センサを用いて周囲の物体に設けられた識別パターンを認識することによって、周囲の物体の種類を識別して自律走行を行うので、追従および障害物回避の信頼性および安全性が向上する。
According to the present invention, by recognizing an identification pattern provided on a surrounding object by using an active optical sensor, the type of the surrounding object is identified and autonomous driving is performed. Therefore, reliability of tracking and obstacle avoidance is achieved. Improves sex and safety.

実施形態に係る自律走行ロボットシステムの運用状態を示す側面図である。It is a side view which shows the operation state of the autonomous driving robot system which concerns on embodiment. 自律走行ロボットの斜視図である。It is a perspective view of an autonomous driving robot. 自律走行ロボットの正面図である。It is a front view of the autonomous driving robot. 自律走行ロボットの側面図である。It is a side view of the autonomous driving robot. 操作部の詳細を示す平面図である。It is a top view which shows the detail of the operation part. 操作者識別パターンが設けられたズボンの後面図である。It is a rear view of the trousers provided with the operator identification pattern. 識別標識の識別パターンを示す全面図および後面図である。It is the front view and the rear view which shows the identification pattern of the identification mark. 制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a control device. 追従走行制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the follow-up running control. 操作者と追従走行する自律走行ロボットとを示す平面図である。It is a top view which shows the operator and the autonomous driving robot which follows and travels. 牽引型自律走行ロボットと追従走行する自律走行ロボットとを示す平面図である。It is a top view which shows the tow type autonomous driving robot and the autonomous driving robot which follows. 牽引型自律走行ロボットと追従走行する自律走行ロボットの走行経路を示す平面図である。It is a top view which shows the traveling path of the traction type autonomous driving robot and the autonomous traveling robot which follows. 接触回避制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of contact avoidance control. レーザセンサの検出範囲と干渉形状とを示す平面図である。It is a top view which shows the detection range of a laser sensor and the interference shape.

以下、図1〜図14を参照して、本発明を荷物運搬用ロボットに適用した一実施形態を詳細に説明する。
[実施形態の構成]
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a luggage carrying robot will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 14.
[Structure of Embodiment]

図1は、実施形態に係る自律走行ロボットシステムの運用状態を示す側面図である。図1では、2台の自律走行ロボット20が倉庫の床面1上で運用されている。これら自律走行ロボット20のうち、前方の1台は先導する操作者2に対して追従走行し、後方の1台は先行する自律走行ロボット20に対して追従走行している。1台目は牽引型自律走行ロボットであり、本体40が連結部42で着脱可能に連結された台車41を牽引している。本体40は駆動機構を有し、自走する。台車41は、自在キャスタ48と固定キャスタ49を有し、台車41に牽引されて移動する。各自律走行ロボット20の本体40が備えるデッキ27および台車41には、倉庫内で搬送される物品5がそれぞれ搭載されている。なお、本明細書では「自律走行ロボット」の用語は、牽引台車を有するもの、および有しないものの総称として用いている。 FIG. 1 is a side view showing an operating state of the autonomous traveling robot system according to the embodiment. In FIG. 1, two autonomous traveling robots 20 are operated on the floor surface 1 of the warehouse. Of these autonomous traveling robots 20, one in front follows the leading operator 2, and one in the rear follows the preceding autonomous traveling robot 20. The first is a tow-type autonomous traveling robot, in which the main body 40 is towing a carriage 41 that is detachably connected by a connecting portion 42. The main body 40 has a drive mechanism and runs on its own. The carriage 41 has a universal caster 48 and a fixed caster 49, and is towed by the carriage 41 to move. Articles 5 to be transported in the warehouse are mounted on the deck 27 and the carriage 41 included in the main body 40 of each autonomous traveling robot 20. In addition, in this specification, the term "autonomous traveling robot" is used as a general term for those having a towing carriage and those not having it.

図2は、自律走行ロボットの斜視図である。
図3は、自律走行ロボットの正面図である。
図4は、自律走行ロボットの側面図である。
図5は、操作部の詳細を示す平面図である。
図6は、操作者識別パターンが設けられたズボンの後面図である。
図7は、識別標識の識別パターンを示す全面図および後面図である。
図8は、制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a perspective view of the autonomous traveling robot.
FIG. 3 is a front view of the autonomous traveling robot.
FIG. 4 is a side view of the autonomous traveling robot.
FIG. 5 is a plan view showing the details of the operation unit.
FIG. 6 is a rear view of the trousers provided with the operator identification pattern.
FIG. 7 is a front view and a rear view showing the identification pattern of the identification mark.
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the control device.

自律走行ロボット20の本体40は、図2〜図4に示すように、鋼板、鋼管、アルミ押出材等から構成され、後端からリヤオーバハング部21aが延設された車体21を備えている。車体21は、駆動機構として、左右一対の電気モータ29に接続された左右一対の駆動輪22を後下部に有している。また、車体21は、左右一対の自在キャスタ輪23を前下部に有し、左右一対の転倒防止輪24をリヤオーバハング部21aの後端に有している。車体21の上部にはセンタコラム25が立設される一方、リヤオーバハング部21aの後端には左右一対のリヤピラー26が立設されている。センタコラム25およびリヤピラー26の上端には、物品の搭載に供される前後に長い長方形のデッキ27が支承されている。 As shown in FIGS. 2 to 4, the main body 40 of the autonomous traveling robot 20 is composed of a steel plate, a steel pipe, an extruded aluminum material, or the like, and includes a vehicle body 21 in which a rear overhang portion 21a extends from the rear end. The vehicle body 21 has a pair of left and right drive wheels 22 connected to a pair of left and right electric motors 29 at the rear lower portion as a drive mechanism. Further, the vehicle body 21 has a pair of left and right free caster wheels 23 at the lower front portion, and a pair of left and right fall prevention wheels 24 at the rear end of the rear overhang portion 21a. A center column 25 is erected on the upper part of the vehicle body 21, and a pair of left and right rear pillars 26 are erected at the rear end of the rear overhang portion 21a. At the upper ends of the center column 25 and the rear pillar 26, long rectangular decks 27 are supported in the front-rear direction for loading articles.

センタコラム25の前部には、能動型光学センサの一種である走査型レーザセンサ(以下、単にレーザセンサと記す)35が取り付けられている。レーザセンサの高さは自律走行ロボットの大きさによって様々であるが、例えば30cm程度である。レーザセンサ35は、所定の範囲、例えば、正面からから斜め後方までを含む270度の範囲に水平にレーザ光を投射し、その反射光を受光して周囲の物体の位置・方向および反射光の強度を検出する。デッキ27はセンタコラム25とリヤピラー26で支承しており、前部にピラーを設けていないため、レーザ光は遮られることがなく、正面から斜め後方までの視界を確保できる。 A scanning laser sensor (hereinafter, simply referred to as a laser sensor) 35, which is a kind of active optical sensor, is attached to the front portion of the center column 25. The height of the laser sensor varies depending on the size of the autonomous traveling robot, but is, for example, about 30 cm. The laser sensor 35 horizontally projects a laser beam in a predetermined range, for example, a range of 270 degrees including from the front to the diagonally rearward, receives the reflected light, and determines the position / direction of surrounding objects and the reflected light. Detect intensity. The deck 27 is supported by the center column 25 and the rear pillar 26, and since the pillar is not provided at the front portion, the laser beam is not blocked and the field of view from the front to the diagonally rear can be secured.

デッキ27の前端中央部には、ブラケット31が取り付けられ、このブラケット31の上部に操作部32が固定されている。操作部32は、図5に示す追従走行ボタン61、自動走行ボタン62、停止ボタン63と、前後左右に傾けることができるジョイスティック33とを上部に備えている。 A bracket 31 is attached to the central portion of the front end of the deck 27, and an operation portion 32 is fixed to the upper portion of the bracket 31. The operation unit 32 is provided with a follow-up travel button 61, an automatic travel button 62, a stop button 63, and a joystick 33 that can be tilted back and forth and left and right, as shown in FIG.

操作者2が履くズボン3の裾には、図6に示すように、帯状の高反射強度部を有する識別パターン71が前後に一対ずつ設けられている。自律走行ロボット20の後部には、矩形板状の識別標識37が取り付けられており、図7(a),(b)に示ように、帯状の高反射強度部を有する識別パターン38と39が、前後両面に各々設けられている。同様に、牽引型自律走行ロボットの台車41の後部には識別標識43が取り付けられており、図7(c)に示すように、後方に向けて識別パターン44が設けられている。 As shown in FIG. 6, a pair of identification patterns 71 having a band-shaped high reflection intensity portion are provided on the hem of the trousers 3 worn by the operator 2 in front and behind. A rectangular plate-shaped identification mark 37 is attached to the rear portion of the autonomous traveling robot 20, and as shown in FIGS. 7A and 7B, identification patterns 38 and 39 having a band-shaped high reflection intensity portion are provided. , It is provided on both the front and back sides. Similarly, an identification mark 43 is attached to the rear portion of the carriage 41 of the towed autonomous traveling robot, and as shown in FIG. 7C, an identification pattern 44 is provided toward the rear.

上記の高反射強度部は、再帰性反射材を用いて作られている。再帰性反射材は、例えば、ガラスビーズをテープに塗布した物であり、入射光を入射した方向に高い反射率で反射する特性を有する。このため、レーザセンサのような能動型光学センサによって再帰性反射材で形成されたパターンを検出する場合、センサが再帰性反射材に向けて放出した光は、高い反射率でセンサに戻り、他の方向から入射する外乱光はセンサに向かわないため、外乱光の影響を受けずにパターンを検出できる。上記の再帰性反射材の帯の本数、幅、間隔は任意であるが、反射光強度のパターンを区別できるように、種別ごとに各々の本数、幅、間隔を変えている。 The above-mentioned high-reflection intensity portion is made by using a retroreflective material. The retroreflective material is, for example, a tape coated with glass beads, and has a property of reflecting incident light in the incident direction with high reflectance. Therefore, when a pattern formed by the retroreflective material is detected by an active optical sensor such as a laser sensor, the light emitted by the sensor toward the retroreflective material returns to the sensor with high reflectance, and the other Since the ambient light incident from the direction of is not directed to the sensor, the pattern can be detected without being affected by the ambient light. The number, width, and spacing of the bands of the retroreflective material are arbitrary, but the number, width, and spacing of each of the bands are changed for each type so that the patterns of reflected light intensity can be distinguished.

図8は、自律走行ロボット20の制御システムの構成を示すブロック図である。車体21の内部には、電気モータを制御して自律走行ロボット20を自律走行させる制御装置45が搭載されている。制御装置45には、レーザセンサ35、操作部32、電気モータ29が接続されている。制御装置45は、入出力装置、演算装置、および制御プログラムを格納した記憶装置を備える制御用コンピュータであり、レーザセンサ35から得られるデータを用いて、周囲の物体の位置、形状の検出および、識別パターン38,39,71の認識を行い、それに基づいて、ロボットが周囲の物体と接触せずに、人・物への追従走行、および予め決められた経路に沿った自動走行ができるように、電気モータを制御する。 FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a control system for the autonomous traveling robot 20. Inside the vehicle body 21, a control device 45 that controls an electric motor to autonomously drive the autonomous driving robot 20 is mounted. A laser sensor 35, an operation unit 32, and an electric motor 29 are connected to the control device 45. The control device 45 is a control computer including an input / output device, an arithmetic unit, and a storage device that stores a control program, and uses data obtained from the laser sensor 35 to detect the position and shape of surrounding objects, and to detect the position and shape of surrounding objects. The identification patterns 38, 39, and 71 are recognized, and based on this, the robot can follow a person / object and automatically travel along a predetermined route without contacting surrounding objects. , Control the electric motor.

操作者2が追従走行ボタン61を押すと、自律走行ロボット20は、前方にいる人もしくは物に追従して走行する。操作者2が自動走行ボタン62を押すと、自律走行ロボット20は、予め決められた経路に沿って走行する。操作者2が停止ボタン63を押すと、自律走行ロボット20は、走行を停止する。ジョイスティック33は、自律走行ロボット20を補助的に手動操作する際に用いるものであり、操作者2がジョイスティック33を前後左右に傾けると、自律走行ロボット20は、前後移動および左右旋回を行う。
[実施形態の作用]
When the operator 2 presses the follow-up travel button 61, the autonomous travel robot 20 follows a person or an object in front of the robot 20 to travel. When the operator 2 presses the automatic traveling button 62, the autonomous traveling robot 20 travels along a predetermined route. When the operator 2 presses the stop button 63, the autonomous traveling robot 20 stops traveling. The joystick 33 is used when the autonomous traveling robot 20 is assisted and manually operated. When the operator 2 tilts the joystick 33 back and forth and left and right, the autonomous traveling robot 20 moves back and forth and turns left and right.
[Action of Embodiment]

以下、図9〜図14を参照し、本実施形態の作用を説明する。
図9は、追従走行制御の手順を示すフローチャートである。
図10は、操作者と追従走行する自律走行ロボットとを示す平面図である。
図11は、牽引型自律走行ロボットと追従走行する自律走行ロボットとを示す平面図である。
図12は、牽引型自律走行ロボットと追従走行する自律走行ロボットの走行経路を示す平面図である。
図13は、接触回避制御の手順を示すフローチャートである。
図14は、レーザセンサの検出範囲と干渉形状とを示す平面図である。
(追従制御)
Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 14.
FIG. 9 is a flowchart showing the procedure of follow-up traveling control.
FIG. 10 is a plan view showing an operator and an autonomous traveling robot that follows and travels.
FIG. 11 is a plan view showing a towed autonomous traveling robot and an autonomous traveling robot that follows and travels.
FIG. 12 is a plan view showing a travel path of a towed autonomous traveling robot and an autonomous traveling robot that follows and travels.
FIG. 13 is a flowchart showing the procedure of contact avoidance control.
FIG. 14 is a plan view showing the detection range of the laser sensor and the interference shape.
(Following control)

自律走行ロボット20を操作者2に追従走行させる場合、操作者2は、自律走行ロボット20の前に立ち、操作部32の追従走行ボタン61を押す。追従走行ボタン61が押されると、制御装置45は、図9のフローチャートにその手順を示す追従制御を実行する。 When the autonomous traveling robot 20 is made to follow the operator 2, the operator 2 stands in front of the autonomous traveling robot 20 and presses the following traveling button 61 of the operation unit 32. When the follow-up travel button 61 is pressed, the control device 45 executes the follow-up control whose procedure is shown in the flowchart of FIG.

追従制御を開始した制御装置45は、図9のステップS1でレーザセンサ35の出力データから前方の物体の識別パターンを検出・識別し、識別パターンの種別を記憶する。識別パターンの識別は、レーザセンサ35から得られる方向、距離、反射光強度の情報から、反射光が強い部分の幅と数を求め、予め登録されたデータと比較することにより行う。人を追従する場合は、制御装置45は操作者2のズボン3に設けられている識別パターン71を検出する。ステップS2では、レーザセンサ35の視野内に識別パターンが検出されたか否かを判定し、検出されなかった場合は、ステップS13へ進み、追従走行を開始せずに停止する。 The control device 45 that has started the follow-up control detects and identifies the identification pattern of the object in front from the output data of the laser sensor 35 in step S1 of FIG. 9, and stores the type of the identification pattern. The identification pattern is identified by obtaining the width and number of the portion where the reflected light is strong from the information of the direction, the distance, and the reflected light intensity obtained from the laser sensor 35, and comparing it with the data registered in advance. When following a person, the control device 45 detects the identification pattern 71 provided on the pants 3 of the operator 2. In step S2, it is determined whether or not the identification pattern is detected in the field of view of the laser sensor 35, and if it is not detected, the process proceeds to step S13 and stops without starting the follow-up running.

ステップS3では、検出した識別パターンの距離81、方向82を検出し、それを追従目標とする。なお、人を追従する場合、ズボン3の両足の識別パターン71が検出された場合は、両足の中間点を追従目標とする。ステップS4,S5は、牽引型自律走行ロボットを追従する時に追従目標を補正する手順であり、後述する。ステップS6では、追従目標の距離および方向に従って、電気モータ29を制御し、自律走行ロボット20を追従目標に対して追従走行させる。図10は、人に追従する場合を示している。追従走行は、追従目標までの距離81に応じて、距離が近い場合は減速、距離が遠い場合は増速し、識別パターンの方向82に応じて識別パターンの方に旋回させることによって行う。 In step S3, the distance 81 and the direction 82 of the detected identification pattern are detected, and these are set as tracking targets. When following a person, if the identification pattern 71 of both feet of the pants 3 is detected, the intermediate point of both feet is set as the tracking target. Steps S4 and S5 are procedures for correcting the tracking target when following the towed autonomous traveling robot, which will be described later. In step S6, the electric motor 29 is controlled according to the distance and direction of the tracking target, and the autonomous traveling robot 20 is made to follow the tracking target. FIG. 10 shows a case of following a person. The follow-up travel is performed by decelerating when the distance is short, increasing the speed when the distance is long, and turning toward the identification pattern according to the direction 82 of the identification pattern, according to the distance 81 to the follow-up target.

ステップS7では、停止ボタン63が押されたかどうかを確認し、停止ボタンが押された場合には、ステップS13へ進み、追従走行を中断して自律走行ロボット20を停止させる。 In step S7, it is confirmed whether or not the stop button 63 is pressed, and if the stop button is pressed, the process proceeds to step S13, the following traveling is interrupted, and the autonomous traveling robot 20 is stopped.

ステップS8では、次の制御周期のために、識別パターンを再度検出する。ステップS9では、記憶している追従対象の識別パターンの種別と同種別の識別パターンの検出に成功したか否かを判定し、検出に成功した場合は、ステップS3から繰り返す。 In step S8, the identification pattern is detected again for the next control cycle. In step S9, it is determined whether or not the detection of the identification pattern of the same type as the type of the stored identification pattern of the tracking target is successful, and if the detection is successful, the process is repeated from step S3.

先導する操作者2との間を他の人や自律走行ロボット20等が横切ると、レーザセンサ35の視界が遮られ、識別パターンの検出に失敗する。この場合は、ステップS10が実行され、再度識別パターンの検出を行う。ステップS11では、同じ種別の識別パターンの検出に成功したか否かを判定し、成功した場合は、ステップS3に戻り、追従を再開する。識別パターンの種別を記憶しているため、一旦見失っても、再度同じ種別の識別パターンがセンサの視界に入れば、追従を再開することができる。この時に、自律走行ロボットなど、他の識別パターンを持つ物体が視野に入っても、記憶している追従対象と識別パターンの種別が異なるため、他の物体を誤って追従することを防止できる。 When another person, the autonomous traveling robot 20, or the like crosses between the leading operator 2 and the like, the field of view of the laser sensor 35 is blocked, and the detection of the identification pattern fails. In this case, step S10 is executed to detect the identification pattern again. In step S11, it is determined whether or not the detection of the same type of identification pattern is successful, and if successful, the process returns to step S3 and the tracking is restarted. Since the type of the identification pattern is stored, even if the identification pattern is lost, the tracking can be resumed if the identification pattern of the same type comes into the field of view of the sensor again. At this time, even if an object having another identification pattern such as an autonomous traveling robot enters the field of view, it is possible to prevent the other object from being erroneously followed because the type of the identification pattern is different from the stored tracking object.

追従対象と同じ種別の識別パターンが検出できない場合は、ステップS12において最後に検出を成功した時からの経過時間を検査し、所定の時間(例えば5秒間)以内ならば、ステップS10から繰り返す。所定の時間を超えていたら、ステップS13に進み、走行を中断して停止する。
(自律走行ロボットに対する追従制御)
If the identification pattern of the same type as the tracking target cannot be detected, the elapsed time from the last successful detection is inspected in step S12, and if it is within a predetermined time (for example, 5 seconds), the process is repeated from step S10. If the time exceeds the predetermined time, the process proceeds to step S13, the traveling is interrupted, and the vehicle is stopped.
(Follow-up control for autonomous driving robots)

自律走行ロボット20を他の自律走行ロボットの後に置いた状態、すなわち、自律走行ロボット20の正面に他の自律走行ロボットの後部を対向させた状態で、操作者2が追従走行ボタン61を押すと、制御装置45は、上記と同様に、図9の手順で追従走行を行う。この場合は、制御装置45は、操作者2の代わりに他の自律走行ロボットの後部の識別パターン39を検出し、他の自律走行ロボットに追従して走行する。追従走行中に操作者2が自律走行ロボット20の前を横切り、操作者の識別パターン71がレーザセンサ35の視界に入っても、反射光強度のパターンが異なるため、操作者と追従対象の自律走行ロボットを誤認することがなく、再度追従対象の自律走行ロボットの識別パターン39がレーザセンサ35の視界に入れば、追従走行を継続することができる。
(台車に対する追従制御)
When the operator 2 presses the follow-up travel button 61 in a state where the autonomous driving robot 20 is placed behind another autonomous driving robot, that is, in a state where the rear part of the other autonomous driving robot faces the front of the autonomous driving robot 20. , The control device 45 performs the follow-up running according to the procedure of FIG. 9 in the same manner as described above. In this case, the control device 45 detects the identification pattern 39 at the rear of the other autonomous driving robot instead of the operator 2, and travels following the other autonomous driving robot. Even if the operator 2 crosses in front of the autonomous driving robot 20 during the following running and the operator's identification pattern 71 enters the field of view of the laser sensor 35, the reflected light intensity pattern is different, so that the operator and the tracking target are autonomous. If the identification pattern 39 of the autonomous traveling robot to be followed again comes into the view of the laser sensor 35 without misidentifying the traveling robot, the following traveling can be continued.
(Following control for the dolly)

牽引型自律走行ロボットの台車41に対して、自律走行ロボット20を追従走行させる場合、制御装置45は、上記、図9と同様の手順で追従制御を行うが、この場合は、ステップS4において、台車の後部に設置された識別パターンにより、追従対象が牽引型自律走行ロボットであると判定され、ステップS5が実行される。 When the autonomous traveling robot 20 is made to follow the carriage 41 of the towed autonomous traveling robot, the control device 45 performs the following control in the same procedure as in FIG. 9, but in this case, in step S4, Based on the identification pattern installed at the rear of the trolley, it is determined that the tracking target is a towed autonomous traveling robot, and step S5 is executed.

ステップS5では、図11に示すように、レーザセンサ35で検出された台車41後部の識別パターン44までの距離81、方向82と識別パターンの回転角度83から、予め登録された台車の形状データを参照して、本体40と台車41を連結させる連結部42までの距離84と方向85を算出し、それを追従目標とする。 In step S5, as shown in FIG. 11, the shape data of the trolley registered in advance is obtained from the distance 81 to the identification pattern 44 at the rear of the trolley 41 detected by the laser sensor 35, the direction 82, and the rotation angle 83 of the identification pattern. With reference to this, the distance 84 and the direction 85 to the connecting portion 42 connecting the main body 40 and the carriage 41 are calculated, and these are set as the follow-up targets.

この制御の効果を、図11を用いて説明する。牽引型自律走行ロボットの本体40が旋回走行する時、連結されている台車41は本体40の走行経路86よりも内側の経路87を走行する。旋回している物体を追従している自律走行ロボットは、追従対象よりも内側の経路を走行する特性があるため、自律走行ロボット20が台車41の後部に設けられた識別パターン44を対象として追従走行すると、自律走行ロボット20は台車41の経路87よりもさらに内側の経路を走行する。このため、自律走行ロボットシステムの運用に広い場所が要求される。一方、上記の図9の制御手順によれば、自律走行ロボット20は連結部42を目標として追従走行するので、本体40の走行経路86に近い経路を走行する。このため、より狭い場所で運用できるようになる。
(接触回避制御)
The effect of this control will be described with reference to FIG. When the main body 40 of the towed autonomous traveling robot makes a turning trip, the connected carriage 41 travels on a path 87 inside the traveling path 86 of the main body 40. Since the autonomous traveling robot that follows a turning object has a characteristic of traveling on a route inside the tracking target, the autonomous traveling robot 20 follows the identification pattern 44 provided at the rear of the trolley 41. When traveling, the autonomous traveling robot 20 travels on a route further inside the route 87 of the carriage 41. Therefore, a large space is required for the operation of the autonomous driving robot system. On the other hand, according to the control procedure of FIG. 9, since the autonomous traveling robot 20 follows and travels with the connecting portion 42 as a target, it travels on a route close to the traveling route 86 of the main body 40. Therefore, it can be operated in a narrower space.
(Contact avoidance control)

制御装置45は、追従対象以外の物体、すなわち障害物を検出して、障害物と自律走行ロボット20が接近し、接触する恐れがある場合には、自律走行ロボット20を減速させ、障害物から離れる方向に旋回させることにより、接触を防止する接触回避制御を備えている。特に、物体に識別パターンが設けられている場合には、物体と自律走行ロボット20の接触可能性をより正確に判定して、より確実に接触を防止することができる。なお、本機能は、追従走行、自動走行、手動走行のいずれの場合にも有効にできる。 The control device 45 detects an object other than the tracking target, that is, an obstacle, and when there is a risk that the obstacle and the autonomous traveling robot 20 approach each other and come into contact with each other, the autonomous traveling robot 20 is decelerated and the obstacle is used. It is equipped with a contact avoidance control that prevents contact by turning in the direction away from it. In particular, when the object is provided with an identification pattern, the possibility of contact between the object and the autonomous traveling robot 20 can be determined more accurately, and contact can be prevented more reliably. This function can be enabled in any of following driving, automatic driving, and manual driving.

図12のフローチャートを用いて、接触回避の手順を示す。図13は、接触回避手順を説明するための例であり、ここでは、自律走行ロボット20の前方に、他の自律走行ロボット20aと柱98が存在している。自律走行ロボット20aは、自律走行ロボット20に向かって走行しており、前面の識別パターン38が自律走行ロボット20のレーザセンサ35の視界に入っている。 The procedure for avoiding contact is shown using the flowchart of FIG. FIG. 13 is an example for explaining the contact avoidance procedure, and here, another autonomous traveling robot 20a and a pillar 98 are present in front of the autonomous traveling robot 20. The autonomous traveling robot 20a is traveling toward the autonomous traveling robot 20, and the identification pattern 38 on the front surface is in the field of view of the laser sensor 35 of the autonomous traveling robot 20.

制御装置45は、まず、ステップS21で、レーザセンサ35から、センサの検出範囲90中にある周囲の物体に関する周囲物体データを取得する。周囲物体データは、レーザセンサ35によって検出された物体表面の点群の距離および方向のリストである。レーザセンサでは、物体表面のうち、センサから見通せる部分、すなわち、他の物体や物体自体で隠されない部分が検出される。図13の例では、他の自律走行ロボット20aと柱98が存在するが、レーザセンサ35では、太線で示した部分が検出される。 First, in step S21, the control device 45 acquires the surrounding object data regarding the surrounding object within the detection range 90 of the sensor from the laser sensor 35. The surrounding object data is a list of distances and directions of point groups on the surface of the object detected by the laser sensor 35. The laser sensor detects a portion of the surface of an object that can be seen by the sensor, that is, a portion that is not hidden by another object or the object itself. In the example of FIG. 13, another autonomous traveling robot 20a and the pillar 98 are present, but the laser sensor 35 detects the portion shown by the thick line.

次に、制御装置45はステップS22で追従走行中か否かを判定し、追従走行中の場合はステップS23で周囲物体データから追従対象物の点群を除き、以降、これを障害物位置データとして用いる。障害物となる物体としては、例えば、追従対象以外の人やロボット等の移動する物体、および、壁、柱、棚などの移動しない物体がある。追従対象部を障害物から除く理由は、追従対象部を障害物と認識して接触を回避しようとすることにより、スムースな追従ができなくなるのを防止するためである。 Next, the control device 45 determines in step S22 whether or not the vehicle is following the vehicle, and if the vehicle is following the vehicle, the control device 45 removes the point cloud of the tracking object from the surrounding object data in step S23, and thereafter uses this as obstacle position data. Used as. Obstacle objects include, for example, moving objects such as people and robots other than the tracking target, and non-moving objects such as walls, pillars, and shelves. The reason for removing the tracking target portion from the obstacle is to prevent the smooth tracking from becoming impossible by recognizing the tracking target portion as an obstacle and trying to avoid contact.

ステップS24では、制御装置45はレーザセンサ35のデータから、検出範囲90の中にある識別パターンの種類、距離91、方向92、および識別パターンの回転角度93を検出する。ステップS25では、制御装置45は、識別パターンの種類に基づいて、予め登録されたデータを参照して、識別パターンが設けられている物体の干渉形状を取得する。ステップS26では、干渉形状の中の識別パターンに相当する部分の位置、距離、角度と、検出した識別パターンの距離91、方向92、回転角度93を一致させるように、干渉形状を移動・回転し、障害物データに干渉形状の点群を追加する。
ここで、干渉形状とは、物体のうち、レーザセンサ35で検出されない部分も含めて、自律走行ロボットと接触する可能性のある部分を上面図に投影した形状を指す。図13の例では、自律走行ロボット20aの識別パターン38の一部が検出され、距離91、方向92、回転角度93が検出される。識別パターンの種別の認識は、パターンの一部からでも可能であるので、識別パターンが自律走行ロボットの物であることが認識され、自律走行ロボットの干渉形状が障害物データに追加される。この場合、干渉形状は、図に示した自律走行ロボット20aの外形に一致する。
In step S24, the control device 45 detects the type of identification pattern, the distance 91, the direction 92, and the rotation angle 93 of the identification pattern within the detection range 90 from the data of the laser sensor 35. In step S25, the control device 45 refers to the data registered in advance based on the type of the identification pattern, and acquires the interference shape of the object provided with the identification pattern. In step S26, the interference shape is moved / rotated so that the position, distance, and angle of the portion corresponding to the identification pattern in the interference shape and the distance 91, direction 92, and rotation angle 93 of the detected identification pattern match. , Add a point cloud of interference shape to obstacle data.
Here, the interference shape refers to a shape obtained by projecting a portion of an object that may come into contact with an autonomous traveling robot, including a portion that is not detected by the laser sensor 35, on a top view. In the example of FIG. 13, a part of the identification pattern 38 of the autonomous traveling robot 20a is detected, and the distance 91, the direction 92, and the rotation angle 93 are detected. Since the type of the identification pattern can be recognized even from a part of the pattern, it is recognized that the identification pattern belongs to the autonomous traveling robot, and the interference shape of the autonomous traveling robot is added to the obstacle data. In this case, the interference shape matches the outer shape of the autonomous traveling robot 20a shown in the figure.

ステップS27では、制御装置45は接触判定領域97の中に障害物データが存在するか否か、すなわち接触可能性の有無を調べ、接触可能性がある場合は、ステップS28で接触を回避するように電気モータ29を制御する。接触判定領域97は、自律走行ロボット20が走行する予定の方向に向けた所定の幅の領域である。接触判定領域の幅は、自律走行ロボット20の幅に余裕を加えたものである。検出された障害物までの距離に応じて自律走行ロボット20を減速させ、かつ、現在の進行方向に対して、右側または左側の障害物が少ない方に旋回させることによって、障害物回避を行う。 In step S27, the control device 45 checks whether obstacle data exists in the contact determination area 97, that is, whether or not there is contact possibility, and if there is contact possibility, avoids contact in step S28. Controls the electric motor 29. The contact determination region 97 is an region having a predetermined width in the direction in which the autonomous traveling robot 20 is scheduled to travel. The width of the contact determination region is the width of the autonomous traveling robot 20 plus a margin. Obstacle avoidance is performed by decelerating the autonomous traveling robot 20 according to the detected distance to the obstacle and turning the autonomous traveling robot 20 to the right side or the left side where there are few obstacles with respect to the current traveling direction.

以下、上記の障害物回避手順の効果を説明する。自律走行ロボットは、レーザセンサの視野を広く確保するため、図3に示すように、レーザセンサの高さの部分に空間を設けている。このため、自律走行ロボットに搭載されたレーザセンサで、他の自律走行ロボットを観測すると、図13に太線で示したように、自律走行ロボット20aの外形よりも、小さい形状が検出される。これを観測形状と呼ぶ。自律走行ロボットは、荷台など、レーザセンサと異なる高さにも構造を持つので、観測形状を用いて障害物回避を行うと、障害物と接触する恐れがある。接触可能性を正確に判断するには、他の高さの部分も合わせた外形形状を用いる必要がある。これを、干渉形状と呼ぶ。上記の接触回避手順では、識別パターンを用いて物体の種類を認識し、それに基づいて干渉形状の情報を取得して障害物データに加え、それに基づいて接触回避を行っているので、自律走行ロボットのように観測形状が干渉形状よりも小さい物体であっても、接触を防止することができる。 The effects of the above obstacle avoidance procedure will be described below. In the autonomous driving robot, in order to secure a wide field of view of the laser sensor, as shown in FIG. 3, a space is provided in the height portion of the laser sensor. Therefore, when observing another autonomous traveling robot with a laser sensor mounted on the autonomous traveling robot, a shape smaller than the outer shape of the autonomous traveling robot 20a is detected as shown by a thick line in FIG. This is called the observed shape. Since the autonomous traveling robot has a structure at a height different from that of the laser sensor such as a loading platform, there is a risk of contact with an obstacle if obstacle avoidance is performed using the observation shape. In order to accurately judge the contact possibility, it is necessary to use the outer shape including the other height parts. This is called an interference shape. In the above contact avoidance procedure, the type of the object is recognized using the identification pattern, the interference shape information is acquired based on the identification pattern, and the contact avoidance is performed based on the obstacle data. Even if the observed shape is smaller than the interference shape, contact can be prevented.

上記の方法は、自律走行ロボット20に対する接触回避に限らず、レーザセンサの高さ以外に部品がある様々な物体との接触回避に適用できる。例えば、机は上面の天板よりも内側に脚部を有するので、自律走行ロボット20の周囲に机がある場合、レーザセンサでは、脚部のみが検出され、天板と自律走行ロボット20が接触する恐れがあるが、机に識別パターンを設ければ、接触を防止できる。また、フォークリフトは、空荷の時は荷物の昇降に用いる爪部を下げて走行するので、自律走行ロボット20の周囲をフォークリフトが走行している場合、レーザセンサでは爪部が検出できず、爪部と自律走行ロボットが接触する恐れがあるが、フォークリフトに識別パターンを設ければ、接触を防止できる。
(牽引台車検出)
The above method can be applied not only to avoiding contact with the autonomous traveling robot 20 but also to avoiding contact with various objects having parts other than the height of the laser sensor. For example, since the desk has legs inside the top plate on the upper surface, when the desk is around the autonomous traveling robot 20, only the legs are detected by the laser sensor, and the top plate and the autonomous traveling robot 20 come into contact with each other. However, if the desk is provided with an identification pattern, contact can be prevented. Further, since the forklift travels by lowering the claws used for raising and lowering the luggage when the load is empty, when the forklift is traveling around the autonomous traveling robot 20, the claws cannot be detected by the laser sensor, and the claws. There is a risk that the part and the autonomous traveling robot will come into contact with each other, but if the forklift is provided with an identification pattern, the contact can be prevented.
(Tow truck detection)

識別パターンは、牽引型自律走行ロボットにおいて、台車の有無を検出するために使用することもできる。図14に示すように、台車41の前方の両端に識別パターン69を設ける。本体40に搭載されたレーザセンサ35は斜め後方までの視野を有するため、台車41の幅が比較的大きく、かつ旋回中ならば、識別パターン69を検出することができ、台車の有無と、本体に対する台車41の角度96を検出することができる。この情報を用いて、台車が存在する場合には、障害物回避における接触判定領域の幅を広げることにより、台車と障害物の接触を防止することができる。台車が存在しない場合には、接触判定領域の幅を通常に戻すことにより、狭い場所でも走行することが可能になる。 The identification pattern can also be used to detect the presence or absence of a dolly in a towed autonomous driving robot. As shown in FIG. 14, identification patterns 69 are provided at both ends in front of the carriage 41. Since the laser sensor 35 mounted on the main body 40 has a field of view diagonally to the rear, the identification pattern 69 can be detected if the width of the dolly 41 is relatively large and the dolly is turning. The angle 96 of the dolly 41 with respect to the above can be detected. Using this information, when a dolly exists, it is possible to prevent contact between the dolly and an obstacle by widening the width of the contact determination area in obstacle avoidance. When the trolley does not exist, the width of the contact determination area can be returned to normal so that the vehicle can travel even in a narrow place.

以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこれらに限られるものではない。例えば、追従走行は、人や自律走行ロボットを追従する以外にも、他の自走台車、フォークリフト、ロボットなど、様々な物体を追従することができる。また、上記実施形態では本発明を、倉庫や工場等において、物品の搬送に用いられる自律走行ロボットに適用したものであるが、空港、公園などで運用される乗用ロボット等にも適用可能である。能動型光学センサとして、走査型レーザセンサの代わりに、投光器を有して、反射光の強度を検出できるカメラやステレオカメラを用いることもできる。その他、各処理の具体的手順をはじめ、各識別パターンの具体的形状や配置等についても適宜変更能である。
Although the description of the specific embodiment is completed above, the aspect of the present invention is not limited to these. For example, in follow-up traveling, in addition to following a person or an autonomous traveling robot, various objects such as other self-propelled trolleys, forklifts, and robots can be followed. Further, in the above embodiment, the present invention is applied to an autonomous traveling robot used for transporting goods in a warehouse, a factory, or the like, but it can also be applied to a passenger robot or the like operated in an airport, a park, or the like. .. As the active optical sensor, instead of the scanning laser sensor, a camera or a stereo camera having a floodlight and capable of detecting the intensity of reflected light can also be used. In addition, the specific procedure of each process, as well as the specific shape and arrangement of each identification pattern can be changed as appropriate.

本発明の自律走行ロボットは、倉庫や工場等の施設における物品の搬送に効果的に利用できる。 The autonomous traveling robot of the present invention can be effectively used for transporting articles in facilities such as warehouses and factories.

2 操作者
3 ズボン
20 自律走行ロボット
32 操作部
35 レーザセンサ
37 識別標識
38 前面識別パターン
39 後面識別パターン
40 本体
41 台車
42 連結部
43 台車識別標識
44 台車識別パターン
71 操作者識別パターン
2 Operator 3 Trousers 20 Autonomous traveling robot 32 Operation unit 35 Laser sensor 37 Identification mark 38 Front identification pattern 39 Rear identification pattern 40 Main body 41 Bogie 42 Connection part 43 Bogie identification mark 44 Bogie identification pattern 71 Operator identification pattern

Claims (10)

物体に設けられる識別パターンと、
駆動機構を備える本体と、
本体に搭載され、識別パターンの方向および距離と、反射光の強度のパターンを検出する能動型光学センサと、
駆動機構を制御する制御装置と、を備えており、
制御装置は、能動型光学センサにより検出された反射光の強度のパターンに基づいて識別パターンの種別を識別し、識別パターンの種別と方向および距離に基づいて追従走行制御もしくは接触回避走行制御を行う、
自律走行ロボットシステム。
The identification pattern provided on the object and
The main body with a drive mechanism and
An active optical sensor mounted on the main unit that detects the direction and distance of the identification pattern and the pattern of the intensity of the reflected light.
It is equipped with a control device that controls the drive mechanism.
The control device identifies the type of the identification pattern based on the pattern of the intensity of the reflected light detected by the active optical sensor, and performs follow-up travel control or contact avoidance travel control based on the type, direction, and distance of the identification pattern. ,
Autonomous driving robot system.
識別パターンは、1ないし複数の高反射強度部を備えている、
請求項1に記載の自律走行ロボットシステム。
The identification pattern comprises one or more high reflection intensity sections,
The autonomous traveling robot system according to claim 1.
識別パターンの高反射強度部は、再帰性反射材により形成されている、
請求項1〜請求項2のいずれか一項に記載の自律走行ロボットシステム。
The high reflection intensity part of the identification pattern is formed of a retroreflective material.
The autonomous traveling robot system according to any one of claims 1 to 2.
能動型光学センサは、走査型レーザセンサである、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の自律走行ロボットシステム。
The active optical sensor is a scanning laser sensor,
The autonomous traveling robot system according to any one of claims 1 to 3.
制御装置は、種別が同一の識別パターンを追従するように駆動機構を制御する、
請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の自律走行ロボットシステム。
The control device controls the drive mechanism so as to follow the identification pattern of the same type.
The autonomous traveling robot system according to any one of claims 1 to 4.
制御装置は、識別された識別パターンの種別と方向および距離に基づいて、予め設定されたデータを参照して追従目標の方向および距離を取得し、
追従目標を追従するように駆動機構を制御する、
請求項5に記載の自律走行ロボットシステム。
The control device obtains the direction and distance of the tracking target by referring to the preset data based on the type, direction, and distance of the identified identification pattern.
Control the drive mechanism to follow the tracking target,
The autonomous driving robot system according to claim 5.
本体に連結および分離が可能な台車を備えており、
台車は、後部に識別パターンを備えており、
制御装置は、他の自律走行ロボットの台車の後部の識別パターンを検出して、台車の連結部を追従目標として追従するように駆動機構を制御する、
請求項6に記載の自律走行ロボットシステム。
Equipped with a dolly that can be connected and separated from the main body
The dolly has an identification pattern at the rear,
The control device detects the identification pattern of the rear part of the bogie of another autonomous traveling robot, and controls the drive mechanism so as to follow the connecting portion of the bogie as a follow-up target.
The autonomous driving robot system according to claim 6.
制御装置は、識別された識別パターンの種別と方向および距離に基づいて、予め設定されたデータを参照して干渉形状を取得し、
干渉形状との接触を回避するように駆動機構を制御する、
請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の自律走行ロボットシステム。
The control device acquires the interference shape by referring to the preset data based on the type, direction, and distance of the identified identification pattern.
Control the drive mechanism to avoid contact with the interference shape,
The autonomous traveling robot system according to any one of claims 1 to 6.
本体の後部に、後方に向けた識別パターンと、前方に向けた識別パターンが設けられており、
制御装置は、他の自律走行ロボットに設けられた識別パターンを検出し、他の自律走行ロボットとの接触を回避するように駆動機構を制御する、
請求項8に記載の自律走行ロボットシステム。
At the rear of the main body, an identification pattern facing the rear and an identification pattern facing the front are provided.
The control device detects the identification pattern provided in the other autonomous driving robot and controls the drive mechanism so as to avoid contact with the other autonomous driving robot.
The autonomous driving robot system according to claim 8.
本体に連結および分離が可能な台車を備えており、
台車は、前部に識別パターンを備えており、
制御装置は、台車の識別パターンを検出した時には、台車と周囲物体の接触を回避するように駆動機構を制御する、
請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の自律走行ロボットシステム。
Equipped with a dolly that can be connected and separated from the main body
The dolly has an identification pattern on the front and
When the control device detects the identification pattern of the dolly, the control device controls the drive mechanism so as to avoid contact between the dolly and surrounding objects.
The autonomous traveling robot system according to any one of claims 1 to 9.
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