TWI732906B - 移動機器人及控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明之移動機器人具備：驅動部，其變更移動速度與行進方向；檢測部，其檢測沿著到目標地點為止之移動路徑而配置之複數個被檢測體；及控制部，其獲取由檢測部檢測到之至被檢測體之距離與方向，算出滿足至被檢測體之距離與被檢測體之方向之預設關係的行進方向，且基於算出之行進方向而控制驅動部。

Description

移動機器人及控制方法

本發明係關於一種移動機器人及控制方法。 本發明申請案係針對2016年7月21日申請之日本特願2016-143228號而主張其優先權者，且其內容為本說明書所引用。

為了誘導自主移動之移動機器人，而使用信標等之發射器。例如，作為移動機器人之掃除機器人基於自設置於充電器之信標發送之信號，進行朝向充電器移動而自充電器接受電力之供給之動作。又，引用文獻1中記載之移動作業機器人基於自信標發送之信號，檢測成為基準之位置，而控制移動。 在自主移動之移動機器人之使用信標之移動控制中，主要是進行朝向設為目標之信標移動，若與信標接近或接觸則停止移動之控制。在使用複數個信標將進行如此之控制之移動機器人誘導至目的地時，移動機器人反覆進行若朝向設為目標之信標移動而接近至特定之距離，則朝向成為下一目標之信標而移動之控制。該情形下，有移動機器人過於接近設為目標之信標而在直至到達目的地之移動中產生浪費之情形。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本特開2002-073170號公報

[發明所欲解決之問題] 本發明提供一種可減少在基於複數個發射器移動時之移動距離的移動機器人及控制方法。 [解決問題之技術手段] 本發明之一態樣係一種移動機器人，其具備：驅動部，其變更移動速度與行進方向；檢測部，其檢測沿著到目標地點為止之移動路徑而配置之複數個被檢測體；及控制部，其獲取由前述檢測部檢測到之至前述被檢測體之距離與方向，算出滿足至前述被檢測體之距離與前述被檢測體之方向之預設關係的行進方向，且基於算出之行進方向而控制前述驅動部。 又，本發明之一態樣係一種移動機器人之控制方法，該移動機器人具備：驅動部，其變更移動速度與行進方向；及檢測部，其檢測沿著到目標地點為止之移動路徑而配置之複數個被檢測體；且前述移動機器人之控制方法具有：第1步驟，其獲取由前述檢測部檢測到之至前述被檢測體之距離與方向；第2步驟，其算出滿足至前述被檢測體之距離與前述被檢測體之方向為預設關係的行進方向；及第3步驟，其基於算出之行進方向而控制前述驅動部。 [發明之效果] 根據上述之態樣，可減少在基於複數個信標移動時之移動距離。

以下，參照圖式說明本發明之實施形態之移動機器人及控制方法。圖1係顯示本實施形態之移動機器人1之移動例的圖。移動機器人1檢測沿決定通路之邊界3(3-1、3-2)而配置之信標2(2-1、2-2)，基於所檢測到之信標2之位置，自邊界3保持一定之距離且朝向目的地點而移動。在作為發射器之信標2中，分配有將其唯一地識別之信標ID。信標2發送包含顯示信標ID之信號的紅外線信號。信標ID例如由紅外線信號之週期性變化而表示。決定通路之邊界3係例如牆壁或隔斷。 在圖1所示之移動例中，移動機器人1相對於移動機器人1之行進方向自左側之邊界3-1保持一定之距離而移動。移動機器人1為了自邊界3-1保持一定之距離Xref，而獲取檢測到之至信標2-1之距離Z與方向θ，且算出滿足距離Z與方向θ之預先設定之條件的行進方向。移動機器人1在算出之行進方向上移動。方向θ係移動機器人1之行進方向與檢測到之信標2-1之方向所成之角。滿足預先設定之條件之行進方向係方向θ成為arcsin(Xref/Z)之行進方向。移動機器人1若至信標2-1之距離Z與預先設定之切換臨限值相比變近，則將目標切換為信標2-2而移動。將自移動機器人1之距離較切換臨限值近之範圍稱為切換範圍。 在圖1中，作為比較例，先前手法之移動路徑係以虛線表示。先前手法之移動路徑係移動機器人朝向設為目標之信標而移動，若移動機器人以一定距離接近至信標則以下一信標為目標而移動時之路徑。在先前之移動路徑中，由於在以一定距離接近至信標2-1、2-2時則一旦遠離設為目標之信標2，而切換為設為目標之信標2，故在信標2附近移動路徑呈Z字形，而移動距離變長。相對於此，由於本實施形態之移動機器人1之移動路徑自邊界3-1保持一定之距離Xref而移動，故無冗長之移動，而可謀求移動距離之減少。 ＜第1實施形態＞ 圖2係顯示第1實施形態之移動機器人1之構成例的方塊圖。移動機器人1具備：驅動部11、信標檢測部12、及控制部13。 驅動部11具備：驅動輪111、112、馬達113、114、及馬達控制部115。驅動輪111相對於移動機器人1之行進方向位於左側。 驅動輪112相對於移動機器人1之行進方向位於右側。馬達113根據馬達控制部115之控制使驅動輪111旋轉。馬達114根據馬達控制部115之控制使驅動輪112旋轉。馬達控制部115基於自控制部13輸入之分別針對馬達113、114之角速度指令值，對馬達113、114供給電力。 藉由馬達113、114以與自馬達控制部115供給之電力相應之角速度而旋轉，而移動機器人1前進或後退。又，藉由在馬達113、114之角速度中產生差，而可變更移動機器人1之行進方向。例如，藉由在前進時使左側之驅動輪111之角速度大於右側之驅動輪112之角速度，移動機器人1一面右迴轉一面移動。又，藉由使驅動輪111、112分別在逆向上旋轉，而移動機器人1在不改變位置下迴轉。此外，為了使移動機器人1之姿勢穩定，而移動機器人1可具有驅動輪111、112以外之車輪。 信標檢測部12具備紅外線感測器121、122、及算出部123。紅外線感測器121安裝於移動機器人1之前面之左側，檢測從位於移動機器人1之前面側之信標2發送之紅外線信號。紅外線感測器122安裝於移動機器人1之前面之右側，檢測從位於移動機器人1之前面側之信標2發送之紅外線信號。紅外線感測器121、122相對於通過移動機器人1之中心之正面方向之直線而對稱地安裝於移動機器人1之殼體。在紅外線感測器121、122中，使用例如組合紅外線過濾器之攝像元件。藉由檢測由紅外線感測器121、122拍攝之圖像之亮度之變化而檢測到信標2。 算出部123基於由紅外線感測器121拍攝之圖像之目標之信標2之位置、與由紅外線感測器122拍攝之圖像之目標之信標2之位置的差，而算出自移動機器人1起至信標2之距離Z與方向θ。算出部123，在由紅外線感測器121、122拍攝之圖像中包含自複數個信標2發送之信號時，檢測設為目標之信標2之信標ID，且算出至設為目標之信標2之距離Z與方向θ。信標ID之檢測例如可藉由檢測在時間系列上連續之圖像中與信標ID對應之信號之週期性變化而進行。算出部123將包含所算出之距離Z及方向θ與信標ID之信標資訊輸出至控制部13。所算出之距離Z係連結紅外線感測器121與紅外線感測器122之線段上之自中心起之距離。若以連結紅外線感測器121與紅外線感測器122之線段相對於移動機器人1之行進方向成為正交之方式安裝紅外線感測器121、122，則可減輕算出部123之演算負荷。 控制部13基於自信標檢測部12獲取之信標資訊而控制驅動部11。圖3係顯示控制部13之構成例的方塊圖。控制部13具備：移動路徑記憶部131、信標選擇部132、及驅動控制部133。在移動路徑記憶部131內，預先記憶包含有關沿移動機器人1之移動路徑而配置之複數個信標2之屬性資訊的表。信標選擇部132基於記憶於移動路徑記憶部131之表，將設為目標之信標2之信標ID輸出至信標檢測部12。信標選擇部132基於自信標檢測部12輸入之信標資訊，判定是否切換成設為目標之信標2。信標選擇部132在切換成設為目標之信標2時，自表中選擇設為當前之目標之信標2之下一信標2。 驅動控制部133基於自信標檢測部12輸出之信標資訊，自記憶於移動路徑記憶部131之表中讀出屬性資訊及控制資訊。屬性資訊係與設為目標之信標2相關之資訊。控制資訊係表示與設為目標之信標2相關聯之控制的資訊。與信標2相關聯之控制例如為在表示目標地點之信標2之附近停止之控制、或在表示行進方向變更之信標2之附近迴轉之控制等。驅動控制部133基於信標資訊、屬性資訊及控制資訊而控制驅動部11。 圖4係顯示記憶於移動路徑記憶部131之表之一例的圖。表具備：「信標ID」、「通路距離」、「設置側」、「方向轉換」、「最終信標」等項目之行。各列係每一信標所具有之屬性資訊。表中之各列係以移動機器人1沿著移動路徑移動時通過之信標2之順序而排列。在「信標ID」之行中，包含與列對應之信標2之信標ID。在「通路距離」之行中，包含表示與列對應之信標2與通路之邊界3隔開多遠而配置之距離。若信標2配置於邊界3上，則通路距離為0(Zero)。若信標2配置於與移動路徑隔開之位置，則自信標2至邊界3之距離即為通路距離。通路距離之正負係例如將接近移動路徑之方向設為負的通路距離，將自移動路徑遠離之方向設為正的通路距離。 「設置側」之行係在移動機器人1沿移動路徑移動之情形下，包含表示與列對應之信標2配置於移動機器人1之右側或左側之任一側之資訊。「方向轉換」之行包含當移動機器人1相對於與列對應之信標2而接近預先設定之距離或切換臨限值時、表示移動機器人1之行進方向變更的旋轉資訊。若旋轉資訊為0度，表示移動機器人1之行進方向無變更。若旋轉資訊為0度以外，則將移動機器人1之行進方向依順時針或逆時針變更旋轉資訊所示之角度。「最終信標」之行包含表示與列對應之信標2是否為表示移動路徑上之目標地點之信標2的資訊。在圖4所示之表中，具有信標ID「M」之信標2表示目標地點。表示目標地點之信標2為1個。 圖5係顯示驅動控制部133之基於信標資訊之控制之構成例的方塊圖。驅動控制部133具備：通過位置算出部136、修正角算出部137、及指令值算出部138。通過位置算出部136輸入信標資訊所包含之至信標2之距離Z及方向θ。通過位置算出部136基於距離Z及方向θ，算出在當前之移動機器人1之行進方向上移動而在最接近信標2時之至信標2之距離x、及與信標2最接近為止之移動距離y。 在移動機器人1最接近信標2時之位置相對於自移動機器人1之位置在行進方向上延伸之移動直線為正交之直線且係通過信標2之位置之直線與移動直線之交點。距離係以(Z·sinθ)而獲得。移動距離y係以(Z·cosθ)而獲得。距離x亦稱為信標通過距離。又，移動距離y亦稱為至信標旁邊之距離。 修正角算出部137輸入從自通路之邊界至移動路徑之距離Xref減去距離x而獲得之差分ΔX、與移動距離y。修正角算出部137基於差分ΔX與移動距離y，算出針對移動機器人1之行進方向之修正角Δθ。具體而言，修正角算出部137將以arctan(ΔX/y)獲得之值設為修正角Δθ。 指令值算出部138輸入並進速度指令值Vref、角速度指令值ωref、角速度之測定值ωl’、ωr’、及修正角Δθ。並進速度指令值Vref係針對移動機器人1之並進速度之指令值(目標值)。角速度指令值ωref係以行進方向為基準朝順時針方向或逆時針方向變更行進方向時之角速度。角速度指令值ωref可將順時針方向之變化量決定為正的值，亦可將逆時針之方向之變化量決定為正的值。角速度之測定值ωl’、ωr’係由分別設置於馬達113、114之編碼器測定之各速度。指令值算出部138基於並進速度指令值Vref、角速度指令值ωref、角速度之測定值ωl’、ωr’、及修正角Δθ，一面使移動機器人1以並進速度指令值Vref及角速度指令值ωref移動，一面算出使行進方向變更修正角Δθ之角速度指令值ωl、ωr。指令值算出部138將算出之角速度指令值ωl、ωr輸出至驅動部11。 圖6係顯示在驅動控制部133中算出之修正角Δθ之圖。信標檢測部12藉由檢測到配置於邊界3-1上之信標2，而獲得自移動機器人1至信標2之距離Z、與以移動機器人1之行進方向為基準而信標2所位在之方向θ。通過位置算出部136自距離Z及方向θ算出距離x及移動距離y。由於移動機器人1通過以一定之距離Xref遠離沿移動路徑而配置之信標2之位置P_pass ，故有必要變更行進方向。位置P_pass 基於信標2之屬性資訊中表示「設置側」之資訊而決定。圖6顯示信標2設定於移動路徑之左側之情形。 在圖6所示之例中，若移動機器人1維持當前之行進方向不變下移動，則移動機器人1通過自位置P_pass 遠離差分ΔX之位置。因此，修正角算出部137基於差分ΔX與移動距離y，算出相對於行進方向之修正角Δθ。指令值算出部138一面使移動機器人1以並進速度指令值Vref及角速度指令值ωref移動，一面算出用於使行進方向逆時針變更修正角Δθ之角速度指令值ωl、ωr而控制驅動部11。如此般，藉由驅動控制部133控制驅動部11，可使移動機器人1於被決定為自通路之邊界3-1隔開一定之距離Xref之位置的移動路徑上移動。 又，在圖6所示之例中，說明了信標2配置於邊界3-1上之情形。 然而，於無法在邊界3上配置信標2之情形下，將信標2配置之位置與邊界3之差分作為通路距離(D₁ ，D₂ ，…，D_M )而記憶在表內。該情形下，修正角算出部137在算出修正角Δθ時，使用通路距離修正距離Xref或差分ΔX之任一者。 圖7係顯示控制部13之移動控制處理之流程圖。若移動機器人1之移動開始，則信標選擇部132將設為目標之信標2之信標ID輸出至信標檢測部12。在初始狀態下，信標選擇部132將記憶於表之最初之列之信標ID選擇為設為目標之信標2之信標ID。信標檢測部12判定能否檢測設為目標之信標2(步驟S101)。 在無法檢測信標2之情形下(步驟S101之否)，信標檢測部12輸出顯示無法檢測到信標2之錯誤信號。驅動控制部133根據錯誤信號使驅動部11停止驅動輪(步驟S121)。信標選擇部132根據錯誤信號，將顯示無法檢測到信標2之錯誤資訊輸出至外部(步驟S122)，並使移動控制處理終了。又，錯誤資訊之輸出係使用移動機器人1所具備之輸出裝置、例如揚聲器或顯示器而進行。 在步驟S101中，在檢測到信標2之情形下(步驟S101之是)，信標選擇部132及驅動控制部133自信標檢測部12獲取信標資訊(步驟S102)。信標選擇部132基於表判定由信標資訊所示之信標2是否為最終信標(步驟S103)。 在信標2為最終信標之情形下(步驟S103之是)，驅動控制部133判定由信標資訊所示之至信標2之距離Z是否在切換範圍內(步驟S131)。若至信標2之距離Z在切換範圍內之情形下(步驟S131之是)，驅動控制部133使驅動部11停止驅動輪(步驟S132)，並使移動控制處理終了。 在步驟S131中，若至信標2之距離Z不在切換範圍內之情形下(步驟S131之否)，驅動控制部133使處理前進至步驟S108。 在步驟S103中，在信標2不是最終信標之情形下(步驟S103之否)，驅動控制部133判定由信標資訊所示之至信標2之距離Z是否在切換範圍內(步驟S104)。在至信標2之距離Z不在切換範圍內之情形下(步驟S104之否)，驅動控制部133使處理前進至步驟S108。 在步驟S104中，在至信標2之距離Z在切換範圍內之情形下(步驟S104之是)，驅動控制部133基於表判定在信標2之屬性資訊中是否有方向轉換之指示(步驟S105)。在無方向轉換之指示之情形下(步驟S105之否)，驅動控制部133使處理前進至步驟S107。 在有方向轉換之指示之情形下(步驟S105之是)，驅動控制部133自表中獲取信標2之旋轉資訊，並對驅動部11進行將移動機器人1之行進方向變更為旋轉資訊所示之角度之控制(步驟S106)。信標選擇部132自表中獲取設為當前目標之信標2之下一目標之信標2之信標ID。信標選擇部132藉由將獲取之信標ID之信標2輸出至信標檢測部12，而將獲取之信標ID之信標2選擇為新的目標(步驟S107)，且將處理後退至步驟S101。 修正角算出部137判定基於自信標檢測部12獲取之信標資訊而算出之差分ΔX是否在容許範圍內(步驟S108)。對於差分ΔX之容許範圍，基於針對移動機器人1要求之移動之精度、信標檢測部12之信標2之檢測之精度、馬達113、114之控制之精度等而預先決定。在差分ΔX不在容許範圍內之情形下(步驟S108之否)，修正角算出部137基於差分ΔX算出修正角Δθ(步驟S109)。 在差分ΔX在容許範圍內之情形下(步驟S108之是)，修正角算出部137將修正角Δθ設為0(步驟S110)。 指令值算出部138獲取驅動驅動輪111、112之馬達113、114各自之角速度之測定值ωl’、ωr’(步驟S111)。指令值算出部138基於並進速度指令值Vref、角速度指令值ωref、角速度之測定值ωl’、ωr’、及修正角Δθ，算出針對馬達113、114之角速度指令值ωl、ωr(步驟S112)。指令值算出部138將角速度指令值ωl、ωr輸出至驅動部11(步驟S113)，並使處理返回至步驟S101。 在控制部13中，藉由進行包含自步驟S101至步驟S132之各處理的移動控制處理，而可逐次獲取至信標2之距離Z及方向θ，從而可修正行進方向。藉由在移動控制處理中行進方向被修正，而移動機器人1可在自邊界3隔開一定之距離Xref之移動路徑上移動，且可在基於複數個信標移動時減少移動距離。 圖8及圖9係顯示在移動機器人1移動之通路上存在十字路口時之信標2之配置例的圖。圖8顯示在自移動機器人1觀察下於十字路口之遠處位置之2個轉角上設置信標2-m、2-(m+1)之例。在如圖8所示般配置2個信標2-m、2-(m+1)時，可行的是，移動機器人1移動到至2個信標之距離Z、Z’分別落入切換範圍內之位置，藉由旋轉資訊所示之角度之迴轉而進行行進方向變更。圖9顯示在自移動機器人1來看於十字路口之遠側之2個轉角中行進方向之變更目的地側之1個轉角上設置信標2-m之例。如圖9所示般，在設置有信標2-m之情形下，移動機器人1亦可移動到至2個信標之距離Z成為切換範圍內之位置，藉由旋轉資訊所示之角度之迴轉而進行行進方向變更。 ＜第2實施形態＞ 圖10係顯示第2實施形態之移動機器人5之構成例的方塊圖。 移動機器人5具備驅動部11、信標檢測部12、控制部53、及檢測感測器541、542。移動機器人5在取代控制部13而具備控制部53之點、及具備檢測感測器541、542之點上與第1實施形態之移動機器人1不同。在移動機器人5中，針對與移動機器人1之構成要件相同之構成要件賦予相同之符號，而省略重複之說明。 檢測感測器541相對於移動機器人5之行進方向安裝於殼體之左側面，檢測至位於行進方向之左側面之物體之距離。檢測感測器542相對於移動機器人5之行進方向安裝於殼體之右側面，檢測至位於行進方向之右側面之物體之距離。作為檢測感測器541、542，可使用例如超音波感測器或雷射測距儀(Laser Range Finder: LRF)。檢測感測器541、542以預先設定之週期進行檢測，將檢測到之距離向控制部53輸出。 圖11係顯示控制部53之構成例的方塊圖。控制部53具備：移動路徑記憶部131、信標選擇部132、及驅動控制部533。驅動控制部533基於自信標檢測部12輸出之信標資訊、記憶於移動路徑記憶部131之表、及自檢測感測器541、542輸出之距離而控制驅動部11。 圖12係顯示驅動控制部533之基於信標資訊之控制之構成例的方塊圖。驅動控制部533具備：本體修正角算出部539、通過位置算出部136、修正角算出部137、及指令值算出部138。驅動控制部533在具備本體修正角算出部539之點上與第1實施形態之驅動控制部133不同。本體修正角算出部539輸入檢測距離之變化量ΔL、取樣間隔Δt、及馬達113、114之角速度之測定值ωl’、ωr’。檢測距離之變化量ΔL係由檢測感測器541或檢測感測器542檢測到之距離之取樣間隔Δt之變化量。 可行的是，相應於移動機器人5沿左右任一邊界3是否移動，將由檢測感測器541檢測到之距離之變化量ΔL或由檢測感測器542檢測到之距離之變化量ΔL之一者輸入本體修正角算出部539。或者，本體修正角算出部539可使用由檢測感測器541、542分別檢測到之距離之變化量ΔL之二者。在使用二個變化量ΔL時，本體修正角算出部539可使用二個變化量ΔL之平均值，亦可使用更大者之變化量ΔL或更小者之變化量ΔL。又，本體修正角算出部539在因缺測而無法獲得一個變化量ΔL之情形下，使用另一變化量ΔL。 本體修正角算出部539基於取樣間隔Δt之變化量ΔL、及角速度之測定值ωl’、ωr’，算出本體修正角Δθ’。本體修正角Δθ’係以使移動機器人5相對於邊界3保持一定之距離Xref之方式修正移動機器人5之行進方向之角度。在通過位置算出部136，替代信標2之方向θ，而輸入自信標2之方向θ減去本體修正角Δθ’之值。 圖13係顯示在本體修正角算出部539中算出之本體修正角Δθ’之圖。在移動機器人5之行進方向不與邊界3-1並行之情形下，伴隨著移動機器人5之移動在移動機器人5與邊界3-1之距離上發生變化。在圖13中，將時刻t_n-1 之移動機器人5與邊界3-1之距離設為L_n-1 ，將時刻tn(=t_n-1 +Δt)之移動機器人5與邊界3-1之距離設為L_n 。移動機器人5相對於邊界3-1之行進方向之斜率Δθ’利用arcsin(ΔL/Δy)而獲得。ΔL係距離L_n-1 與距離L_n 之差。Δy係在自時刻t_n-1 至時刻t_n 之期間內移動機器人5移動之距離。移動距離Δy係自角速度之測定值ωl’、ωr’獲得之移動機器人5之移動速度與時間Δt之積。本體修正角算出部539基於由檢測感測器541、542獲得之至邊界3之距離之變化量ΔL，將移動機器人5之行進方向之斜率作為本體修正角Δθ’而算出。 圖14係顯示第2實施形態之移動控制處理之一部分之流程圖。 圖14所示之流程圖顯示第1實施形態之移動控制處理與第2實施形態之移動控制處理之差分。第2實施形態之移動控制處理將圖14所示之自步驟S501至步驟S503之處理以圖7所示之流程圖之步驟S104及步驟S131與步驟S108之間所包含之流程圖來表示。 若處理自步驟S104或步驟S131轉移，則本體修正角算出部539判定變化量ΔL是否在容許範圍內(步驟S501)。針對變化量ΔL之容許範圍，係與針對差分ΔX之容許範圍相同地預先決定。在變化量ΔL不在容許範圍內之情形下(步驟S501之否)，本體修正角算出部539基於變化量ΔL、取樣間隔Δt、角速度之測定值ωl’、ωr’而算出本體修正角Δθ’(步驟S502)，並使處理前進至步驟S108。在變化量ΔL在容許範圍內之情形下(步驟S501之是)，本體修正角算出部539將本體修正角Δθ’設為0，並使處理前進至步驟S108。 驅動控制部533基於由本體修正角算出部539算出之本體修正角Δθ’與信標2之距離Z及方向θ、及距離Xref而算出修正角Δθ。移動機器人5基於並進速度指令值Vref、角速度指令值ωref、角速度之測定值ωl’、ωr’、距離Xref、信標2之距離Z及方向θ、及由檢測感測器541、542獲得之變化量ΔL，以抑制自邊界3之距離之變化之方式控制行進方向。藉由該控制，可進行沿移動路徑之高精度之移動，且可減少在基於複數個信標移動時之移動距離。 根據以上說明之各實施形態之移動機器人，藉由具備控制部，該控制部獲取由信標檢測部12檢測到之至信標2之距離Z與方向θ，算出滿足至信標2之距離Z與信標2之方向θ之預設關係的行進方向，且基於算出之行進方向而控制驅動部11，而可減少在基於複數個信標移動時之移動距離。 又，藉由具備檢測位於移動機器人之側面之物體的檢測感測器541、542，且控制部以將與檢測到之物體之距離設為一定之方式算出行進方向，而可抑制與邊界3之距離之變化，從而可進行沿移動路徑之高精度之移動。 又，藉由在記憶於移動路徑記憶部131之表中，包含顯示表示信標2相對於移動路徑而配置於左右之哪一側之設置側的資訊，可提高信標2之配置之自由度，而可容易地進行移動路徑之設定。 又，藉由在記憶於移動路徑記憶部131之表中，包含與信標2相關聯之動作，可容易地進行移動機器人之移動路徑之設定。藉由就每一信標2指示移動機器人之迴轉，可容易地進行複雜之移動路徑之設定。又，可在移動機器人到達移動路徑之目標地點時，使移動機器人停止，而可抑制移動機器人之無用之移動。 本實施形態之移動機器人可用於例如搬運貨物之搬送裝置。 由於本實施形態之移動機器人之相關於信標2之配置的自由度為高，故在倉庫或工廠等內可容易地設定及變更移動機器人之移動路徑，使相應於利用環境之利用成為可能。 另外，在本實施形態之移動機器人中，說明了信標2及信標檢測部12發送/接收紅外線信號之構成。然而，替代信標2，可使用發送除了紅外線信號以外之可視光線信號、無線信號或音波信號之發射器。在發射器發送除了紅外線信號以外之信號之情形下，信標檢測部12具備至少2個檢測自發射器發送之信號的感測器，檢測至發射器之距離與發射器之方向。只要信標檢測部12係以移動機器人之行進方向為基準而獲取至發射器之距離Z及方向θ的機構即可，複數個發射器與信標檢測部12可使用任一機構。 另外，可代替發送信號之複數個信標2等之發射器，而使用不發送信號之複數個標誌器。在使用標誌器之情形下，可替代信標檢測部12而使用標誌器檢測部。標誌器檢測部可藉由檢測設置於各標誌器之幾何學圖形或顏色之組合，而與信標檢測部12相同地進行動作。在幾何學之圖形或顏色之組合中可包含識別標誌器之ID。作為幾何學之圖形，可使用例如QR碼(註冊商標)。 又，可替代能動地發送信號之信標2，而配置使用相應於自移動機器人發送之信號而發送應答信號之RFID元件的標誌器、或使用反射自移動機器人發送之信號之元件的標誌器。在使用進行被動之動作之標誌器的情形下，將發送特定之信號之發射器設置在移動機器人上。如此般，信標2或標誌器等之被檢測體只要係可檢測移動機器人之相對之位置者即可。 又，在本實施形態中，說明了信標檢測部12檢測自信標選擇部輸入之信標ID之信標2之動作。然而，信標檢測部12可分別算出檢測到之所有信標2之信標資訊，並將算出之各信標資訊輸出至控制部。該情形下，信標選擇部基於自信標選擇部132輸出之指示，自複數個信標資訊選擇設為目標之信標2之信標資訊。 另外，上述之移動機器人可在內部具有電腦系統。在該情形下，移動機器人所具備之控制部進行處理之過程，係以程式之形式記憶於電腦可讀取之記錄媒體內，藉由電腦讀出該程式並執行而進行各機能部之處理。此處，所謂電腦可讀取之記錄媒體是指磁碟、光磁碟、CD-ROM、DVD-ROM、半導體記憶體等。此外，亦可利用通訊線路將該電腦程式發送至電腦，並由接收到此發送之電腦執行該程式。 此外，上述之實施形態係作為例子而提出者，並非意欲限定本發明之範圍。該等新穎之實施形態可利用其他各種形態實施，在不脫離本發明之要旨之範圍內可進行各種省略、置換、變更。該等實施形態及其變化係包含於本發明之範圍及要旨內，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍。 [產業上之可利用性] 本發明亦可應用於減少在基於複數個信標移動時之移動距離不可或缺之用途。

1‧‧‧移動機器人2‧‧‧信標2-1‧‧‧信標2-2‧‧‧信標2-m‧‧‧信標2-(m+1)‧‧‧信標3-1‧‧‧邊界3-2‧‧‧邊界5‧‧‧移動機器人11‧‧‧驅動部12‧‧‧信標檢測部(檢測部)13‧‧‧控制部53‧‧‧控制部111‧‧‧驅動輪112‧‧‧驅動輪113‧‧‧馬達114‧‧‧馬達115‧‧‧馬達控制部121‧‧‧紅外線感測器122‧‧‧紅外線感測器123‧‧‧算出部131‧‧‧移動路徑記憶部132‧‧‧信標選擇部133‧‧‧驅動控制部136‧‧‧通過位置算出部137‧‧‧修正角算出部138‧‧‧指令值算出部533‧‧‧驅動控制部539‧‧‧本體修正角算出部541‧‧‧檢測感測器542‧‧‧檢測感測器L_n‧‧‧距離L_n-1‧‧‧距離P_pass‧‧‧位置Vref‧‧‧並進速度指令值Xref‧‧‧距離x‧‧‧距離y‧‧‧移動距離Z‧‧‧距離ωref‧‧‧角速度指令值ωl‧‧‧角速度指令值ωl’‧‧‧角速度之測定值ωr‧‧‧角速度指令值ωr’‧‧‧角速度之測定值ΔL‧‧‧變化量Δt‧‧‧取樣間隔ΔX‧‧‧差分Δy‧‧‧距離Δθ‧‧‧修正角Δθ’‧‧‧本體修正角/斜率ωr’‧‧‧角速度之測定值θ‧‧‧方向

圖1係顯示本實施形態之移動機器人之移動例的圖。 圖2係顯示第1實施形態之移動機器人之構成例的方塊圖。 圖3係顯示第1實施形態之控制部之構成例的方塊圖。 圖4係顯示第1實施形態之記憶於移動路徑記憶部之表之一例的圖。 圖5係顯示驅動控制部之基於信標資訊之控制之構成例的方塊圖。 圖6係顯示在驅動控制部中算出之修正角Δθ之圖。 圖7係顯示控制部之移動控制處理之流程圖。 圖8係顯示在移動機器人移動之通路上存在十字路口時之信標之配置例的圖。 圖9係顯示在移動機器人移動之通路上存在十字路口時之信標之配置例的圖。 圖10係顯示第2實施形態之移動機器人之構成例的方塊圖。 圖11係顯示第2實施形態之控制部之構成例的方塊圖。 圖12係顯示第2實施形態之驅動控制部之基於信標資訊之控制之構成例的方塊圖。 圖13係顯示在第2實施形態之本體修正角算出部算出之本體修正角Δθ’之圖。 圖14係顯示第2實施形態之移動控制處理之一部分之流程圖。

1‧‧‧移動機器人

11‧‧‧驅動部

12‧‧‧信標檢測部(檢測部)

13‧‧‧控制部

111‧‧‧驅動輪

112‧‧‧驅動輪

113‧‧‧馬達

114‧‧‧馬達

115‧‧‧馬達控制部

121‧‧‧紅外線感測器

122‧‧‧紅外線感測器

123‧‧‧算出部

Claims (10)

1. 一種移動機器人，其具備：驅動部，其變更移動速度與行進方向；檢測感測器，其以預設之週期檢測至以行進方向為正面時之存在於側面之物體為止之距離；檢測部，其檢測沿著到目標地點為止之移動路徑而配置之複數個被檢測體；及控制部，其獲取由前述檢測部檢測到之至前述被檢測體之距離與方向，將獲取之前述被檢測體之方向，以前述檢測感測器所檢測之距離之前述週期之變化量與於前述週期中移動之距離所得之角度進行修正，算出滿足至前述被檢測體之距離與以前述角度修正之前述被檢測體之方向之預設關係的行進方向，且基於算出之行進方向而控制前述驅動部。
2. 如請求項1之移動機器人，其中前述控制部算出將與由前述檢測感測器檢測到之物體相隔之距離設為一定之行進方向。
3. 如請求項1之移動機器人，其具備預先記憶前述被檢測體各者至前述移動路徑之距離的表，且前述控制部獲取由前述檢測部檢測到之前述被檢測體與前述移動路徑之距離，在將獲取之距離設為X，將檢測到之至前述被檢測體之距離設為Z時，基於以arcsin(X/Z)獲得之角度算出行進方向。
4. 如請求項2之移動機器人，其具備預先記憶前述被檢測體各者至前述 移動路徑之距離的表，且前述控制部獲取由前述檢測部檢測到之前述被檢測體與前述移動路徑之距離，在將獲取之距離設為X，將檢測到之至前述被檢測體之距離設為Z時，基於以arcsin(X/Z)獲得之角度算出行進方向。
5. 如請求項3之移動機器人，其中在前述表中，記憶前述被檢測體在到目標地點為止之前述移動路徑上分別配置於右側與左側之哪一側，且前述控制部基於檢測到之前述被檢測體相對於前述移動路徑之位置而算出行進方向。
6. 如請求項4之移動機器人，其中在前述表中，記憶前述被檢測體在到目標地點為止之前述移動路徑上分別配置於右側與左側之哪一側，且前述控制部基於檢測到之前述被檢測體相對於前述移動路徑之位置而算出行進方向。
7. 如請求項3至6中任一項之移動機器人，其中在前述表中，就每一前述被檢測體而記憶表示有無行進方向變更之旋轉資訊，且前述控制部於在前述表中對檢測到之前述被檢測體記憶有行進方向變更之情形下，若至檢測到之前述被檢測體之距離成為特定之距離則變更行進方向。
8. 如請求項3至6中任一項之移動機器人，其中在前述表中，記憶表示最接近目標地點之前述被檢測體之資訊，且 前述控制部當檢測到之前述被檢測體為最接近目標地點之前述被檢測體之情形時，若至檢測到之前述被檢測體之距離成為特定之距離，則控制前述驅動部而使其停止。
9. 如請求項7之移動機器人，其中在前述表中，記憶表示最接近目標地點之前述被檢測體之資訊，且前述控制部當檢測到之前述被檢測體為最接近目標地點之前述被檢測體之情形時，若至檢測到之前述被檢測體之距離成為特定之距離，則控制前述驅動部而使其停止。
10. 一種控制方法，其係控制移動機器人之控制方法，該移動機器人具備：驅動部，其變更移動速度與行進方向；檢測部，其檢測沿著到目標地點為止之移動路徑而配置之複數個被檢測體；及檢測感測器，其檢測至以前述行進方向為正面時之存在於側面之物體為止之距離；且該控制方法具有下述步驟：第1步驟，其以預設之週期，以前述檢測感測器檢測至存在於前述側面之物體為止之距離；第2步驟，其獲取由前述檢測部檢測到之至前述被檢測體之距離與方向；第3步驟，其將獲取之前述被檢測體之方向，以前述檢測感測器所檢測之距離之前述週期之變化量與於前述週期中移動之距離所得之角度進行修正；第4步驟，其算出滿足至前述被檢測體之距離與以前述角度修正之前 述被檢測體之方向為預設關係的行進方向；及第5步驟，其基於算出之行進方向而控制前述驅動部。

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