JP2006301716A - Autonomous traveling vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、予め設定された基準方位に対する走行方位を検出する方位センサの検出信号に基づき自律走行する自律走行車及びその制御方法に関する。 The present invention relates to an autonomous traveling vehicle that autonomously travels based on a detection signal of a direction sensor that detects a traveling direction with respect to a preset reference direction, and a control method thereof.
走行車を精度良くルートに沿って走行させるためにジャイロセンサを用いた自律走行制御が利用されている。このジャイロセンサは、予め設定された基準方位に対する走行方位を検出して制御装置に出力するものである。ジャイロセンサの検出信号を受けた制御装置がルートからのずれを計算し駆動輪を制御して走行方向を修正することにより走行車を精度良くルートに沿って走行させることができる。 Autonomous traveling control using a gyro sensor is used to cause a traveling vehicle to travel along a route with high accuracy. This gyro sensor detects a traveling direction with respect to a preset reference direction and outputs it to a control device. The control device that has received the detection signal of the gyro sensor calculates the deviation from the route, controls the drive wheels, and corrects the traveling direction, thereby allowing the traveling vehicle to travel along the route with high accuracy.
しかし、ジャイロセンサを用いる場合、ジャイロセンサ自体が持つドリフトや、信号処理回路に含まれる積分器等のドリフトが原因となって、走行時間の経過とともにジャイロセンサの検出値に含まれる誤差が増大するという問題がある。これにより、ジャイロセンサの検出信号から認識できる基準方位が設定当初の基準方位からずれてしまう。
かかる問題を解決するため特許文献1に記載の発明にあっては、床面等の走行面の一部に基準方位に沿った磁気テープ、光反射テープ、光反射塗料等の検出対象物を敷設してこれをセンサで検出することにより基準方位を読み取り、ジャイロの基準方位の設定を行う(特許文献1段落0030、0031等)。
However, when the gyro sensor is used, the error included in the detected value of the gyro sensor increases with the passage of travel time due to the drift of the gyro sensor itself and the drift of the integrator included in the signal processing circuit. There is a problem. Thereby, the reference azimuth | direction recognized from the detection signal of a gyro sensor will shift | deviate from the reference azimuth | direction at the time of initial setting.
In order to solve such a problem, in the invention described in Patent Document 1, a detection object such as a magnetic tape, a light reflecting tape, or a light reflecting paint along a reference direction is laid on a part of a running surface such as a floor surface. By detecting this with a sensor, the reference orientation is read and the reference orientation of the gyro is set (Patent Document 1, paragraphs 0030, 0031, etc.).
また、走行ルートのスタート地点に走行車を正しい位置、正しい方向に配置することが困難であるという問題がある。
かかる問題を解決するため、特許文献2記載の発明にあっては、走行ルートのスタート地点に磁気テープ等のテープ状の信号発信体を基準方位に沿って設置し、これをセンサで検出することにより基準方位を読み取り、走行スタート時にジャイロの基準方位の設定を行う。
In order to solve such a problem, in the invention described in
しかし、以上の従来技術にあってもさらに次のような問題があった。
特許文献1,2記載の発明にあっては、基準方位を示す検出対象物が走行面に設置されるため、その設置が難しい場合がある。
すなわち、床、舗装道路等の表面上に検出対象物を設置することにより景観や秩序を損ねる場合があり、設置の許可を得ることが困難となる場合がある。
床にカーペット等の着脱容易な敷物がある場合、磁気テープはその敷物の下に容易に設置することができるが、アスファルト、コンクリート等によるハードな舗装面、板、石、タイル等によるハードな床面に、表面に露出させずに磁気テープを設置することは容易でない。
However, the above-described conventional technology has the following problems.
In the inventions described in
That is, the installation of the detection object on the surface of a floor, a paved road, or the like may impair the landscape and order, and it may be difficult to obtain permission for installation.
When there is a carpet or other easy-to-removable rug on the floor, the magnetic tape can be easily installed under the rug, but a hard pavement surface such as asphalt or concrete, a hard floor such as board, stone, or tile. It is not easy to install the magnetic tape on the surface without exposing the surface.
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、予め設定された基準方位に対する走行方位を検出する方位センサに基づき走行手段を制御して走行し、現場に固定された検出対象物を検出することにより基準方位を読み取って前記方位センサの基準方位の設定を行う自律走行車において、前記検出対象物の設置を容易にし、正確な走行制御を行うことを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and is based on a direction sensor that detects a traveling direction with respect to a preset reference direction, travels by controlling traveling means, and is fixed on the site. In an autonomous vehicle that reads a reference azimuth by detecting an object and sets the reference azimuth of the azimuth sensor, it is an object to facilitate installation of the detection object and perform accurate traveling control.
以上の課題を解決するための請求項1記載の発明は、走行手段と、予め設定された基準方位に対する前記走行手段の走行方位を検出する方位センサと、
前記方位センサの検出信号に基づき前記走行手段を制御する制御手段と、
自車の周囲をスキャンして検出対象物を検出するスキャナと、
現場に仮想として配置される座標上の点として特定されている2点以上の位置にそれぞれ固定された検出対象物を前記スキャナによって検出して得られた情報に基づき、前記座標上の自車の方向を算出する方向算出手段と、
前記方向算出手段により算出された自車の方向に基づき前記方位センサの基準方位を設定する基準方位設定手段とを備える自律走行車である。
The invention according to claim 1 for solving the above-described problems includes a traveling means, a direction sensor that detects a traveling direction of the traveling means with respect to a preset reference direction,
Control means for controlling the traveling means based on a detection signal of the direction sensor;
A scanner that scans the surroundings of the vehicle and detects a detection object;
Based on the information obtained by detecting the detection objects fixed at two or more positions specified as points on the coordinates virtually arranged on the site by the scanner, the vehicle on the coordinates Direction calculating means for calculating the direction;
An autonomous traveling vehicle comprising reference azimuth setting means for setting a reference azimuth of the azimuth sensor based on the direction of the own vehicle calculated by the direction calculation means.
請求項2記載の発明は、請求項1記載の自律走行車を制御する制御方法であって、
所定の走行エリア内から前記スキャナにより検出可能な位置に前記検出対象物を配置する第1ステップと、
前記走行エリア内に請求項1記載の自律走行車を配置する第2ステップと、
前記スキャナにより前記検出対象物を検出する第3ステップと、
前記方向算出手段により自車の方向を算出する第4ステップと、
前記基準方位設定手段により前記方位センサの基準方位を設定する第5ステップと、
前記制御手段により前記方位センサの検出信号に基づき前記走行エリア内の既定の走行ルート上を走行させる第6ステップとを備えることを特徴とする自律走行車の制御方法である。
The invention described in
A first step of disposing the detection object at a position detectable by the scanner from within a predetermined traveling area;
A second step of arranging the autonomous traveling vehicle according to claim 1 in the traveling area;
A third step of detecting the detection object by the scanner;
A fourth step of calculating the direction of the vehicle by the direction calculating means;
A fifth step of setting a reference orientation of the orientation sensor by the reference orientation setting means;
And a sixth step of traveling on a predetermined travel route in the travel area based on the detection signal of the direction sensor by the control means.
請求項3記載の発明は、前記走行エリア内に配置された前記自律走行車に搭載の前記スキャナにより検出可能な領域と検出不能な領域が生じるように前記検出対象物を配置するとともに、前記検出可能な領域において前記第3ステップを実行し、前記検出不能な領域又は前記検出可能な領域及び前記検出不能な領域において前記第6ステップを実行することを特徴とする請求項2記載の自律走行車の制御方法である。
According to a third aspect of the present invention, the detection object is arranged so that an area that can be detected by the scanner mounted on the autonomous vehicle arranged in the traveling area and an area that cannot be detected are generated, and the detection is performed. The autonomous traveling vehicle according to
請求項4記載の発明は、前記第1ステップにおいて、前記走行エリア外に前記検出対象物を配置することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の自律走行車の制御方法である。
The invention according to
請求項5記載の発明は、前記第2ステップにおいて、前記自律走行車を前記検出可能な領域に配置することを特徴とする請求項2、請求項3又は請求項4に記載の自律走行車の制御方法である。
The invention according to
本発明によれば、自律走行車に搭載されるスキャナにより自車の周囲をスキャンして検出対象物を検出するので、検出対象物を自律走行車の周囲のいずれかの位置に配置すればよい。走行面に配置しなくてもよく、走行エリア内にも走行エリア外にも配置することができる。したがって、検出対象物の設置の自由度が増し、検出対象物の設置が容易になるという効果がある。 According to the present invention, the detection object is detected by scanning the surroundings of the own vehicle with the scanner mounted on the autonomous vehicle, and therefore the detection object may be arranged at any position around the autonomous vehicle. . It does not need to be arranged on the running surface, and can be arranged inside or outside the running area. Therefore, there is an effect that the degree of freedom of installation of the detection object is increased, and the installation of the detection object becomes easy.
スキャナによる検出対象物の検出情報を利用して方位センサの基準方位を設定し、方位センサの検出信号に基づき走行制御するから、方位センサを利用せずスキャナによる検出対象物の検出情報を直接走行制御に利用する場合に比較して、スキャン回数を少なくしても正確な走行を行うことができるという効果がある。
また、スキャン時には検出及び検出情報に基く制御の正確のため走行を停止する方が良い場合があるが、スキャンのたびに走行を停止しても、スキャン回数を少なく従って停止回数を少なくでき、走行を円滑、迅速に行えるという効果がある。
Since the reference direction of the direction sensor is set using the detection information of the detection object by the scanner and the traveling control is performed based on the detection signal of the direction sensor, the detection information of the detection object by the scanner is directly driven without using the direction sensor. Compared to the case of using for control, there is an effect that accurate traveling can be performed even if the number of scans is reduced.
In addition, it may be better to stop traveling because of the accuracy of control based on detection and detection information at the time of scanning. The effect is that it can be performed smoothly and quickly.
スキャナにより必要数の検出対象物を検出できる領域が走行エリア内にある限り、検出対象物を少なくしても、検出対象物の数に応じた正確な走行を行うことができるという効果がある。
現に、スキャナにより検出可能な領域と検出不能な領域が走行エリア内に生じるように検出対象物を配置する場合には、走行エリア内の全ての位置から必要な数の検出対象物を検出できるように設置することはないから、検出対象物の設置数を少なく抑えることができ、検出対象物の設置が容易になるという効果がある。
As long as there is an area in the travel area where the required number of detection objects can be detected by the scanner, there is an effect that accurate traveling according to the number of detection objects can be performed even if the number of detection objects is small.
In fact, when the detection target is arranged so that a region that can be detected by the scanner and a region that cannot be detected are generated in the travel area, a necessary number of detection targets can be detected from all positions in the travel area. Therefore, the number of objects to be detected can be reduced, and the object can be easily installed.
スキャナによる検出対象物の検出情報を利用して方位センサの基準方位を設定するから、初期設定を正確に行ったり、走行時間の経過にともなう方位センサの誤差を補正したりすることができるという効果がある。
特に、スキャナにより検出対象物を検出可能な位置に自律走行車を配置して走行を開始する場合には、走行開始時の自律走行車の配置方向誤差を是正することができるという効果がある。
Since the reference direction of the azimuth sensor is set using the detection information of the detection object by the scanner, the initial setting can be accurately performed, and the error of the azimuth sensor with the passage of travel time can be corrected. There is.
In particular, when an autonomous vehicle is placed at a position where a detection object can be detected by a scanner and the vehicle starts to travel, there is an effect that an arrangement direction error of the autonomous vehicle at the start of traveling can be corrected.
以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。図1(a)は本実施形態の自律走行車の平面図であり、(b)は本実施形態の自律走行車の上部側面図である。図1(a)に機器構成の概ねのレイアウトを示した。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The following is one embodiment of the present invention and does not limit the present invention. FIG. 1A is a plan view of the autonomous traveling vehicle of the present embodiment, and FIG. 1B is an upper side view of the autonomous traveling vehicle of the present embodiment. Fig. 1 (a) shows the general layout of the equipment configuration.
図1(a)に示すのように、矢印Aの方向に自走する走行車10に右車輪12a及び左車輪12bが配置され、それぞれが右駆動モータ11a及び左駆動モータ11bによって回転する。右駆動モータ11a及び左駆動モータ11bは、右ドライバ15a及び左ドライバ15bによって駆動される。制御装置16は、ジャイロセンサ18、前方障害物センサ17a、17b及び17c、レーザ・スキャナ44を含んだポジショニング・システム、右距離センサ14a及び左距離センサ14bの検出結果に応じて、右ドライバ15a及び左ドライバ15bを制御する。
As shown in FIG. 1 (a), a
図2に、機器構成を、制御装置16の内部構成を含めて示す。制御装置16は、インタフェース19a〜19e、メインコントローラ20、カウンタ21を有している。前方障害物センサ17a、17b及び17cは、図1(a)に示すのように走行車10の前方の中央部及び両側部に設けられており、障害物を検出するとその検出信号をインタフェース19aに入力する。
FIG. 2 shows the device configuration including the internal configuration of the
ジャイロセンサ18は、基準方位に対する走行車10の走行方位を検出して方位検出信号をインタフェース19bに入力する。操作パネル23は、操作者により入力された情報をインタフェース19bに入力する。
The
レーザ・スキャナ44は、図1(b)に示すように自車の他の部分がスキャニングの妨げにならないように走行車10の最上部に取り付けられる。レーザ・スキャナ44は、レーザ光の投光部、受光部を回転機構により360°回転する回転光学ヘッドを有した光学式・回転式読取走査装置であり、これにより走行車10の周囲を回転して2次元的にスキャンし、特定の位置(例えば走行方位)を基準にした検出対象物が検出された回転角や検出対象物までの距離を検出する。ポジショニング・システム40は、レーザ・スキャナ44を含み、レーザ・スキャナ44により検出された検出対象物の検出情報に基づき、座標上の走行車10の位置座標(X,Y)と方向(α)を算出する演算処理装置を含むシステムであり、インタフェース19eを介してメインコントローラ20と通信し、メインコントローラ20の要求に応じて(X,Y,α)をメインコントローラ20へ出力する。
レーザ・スキャナ44の検出対象物は、リフレクタである。このリフレクタは入射した光を入射方向に反射する光学部品(反射板)である。リフレクタの座標情報などポジショニング・システム40で演算上必要となる情報はインタフェース19eを介してメインコントローラ20からポジショニング・システム40に与えられる。
以上のようなポジショニング・システム40及びリフレクタは、数種の製品が一般に利用できるようになっており、例えば、ジック株式会社製 NAV 200ポジショニング・システムを適用できる。
As shown in FIG. 1B, the
The detection target of the
As the
インタフェース19aは、前方障害物センサ17a〜17cから出力された信号を与えられ、増幅等の必要な処理を行ってメインコントローラ20に与える。インタフェース19bは、ジャイロセンサ18、操作パネル23からの信号を与えられて増幅等を行い、メインコントローラ20に与える。
The
本実施形態では、走行車10を無人清掃車に適用する。メインコントローラ20は清掃に関する制御信号を、インタフェース19dを介して清掃部コントローラ33に与える。清掃部コントローラ33はメインコントローラ20からの制御信号に従い、図示しない清掃ブラシなど清掃部を制御する。
In this embodiment, the traveling
次に、以上のシステムを利用した走行車の自律走行制御につき説明する。図3に走行現場のレイアウト図を示す。これは、道路1を数ブロックに分割して、ブロックごとに矩形状の走行ルート4を予め設定し、障害物がある場合それを回避しながら走行ルート4に沿って走行車10を走行させ、走行中走行車10に清掃作業を行わせる例である。図3のレイアウト図には、走行制御のために設定されるXY座標、走行ルート4、再設定位置6、リフレクタR1〜R4からなるレイヤが重ねて表示されている。また、発明の説明の便宜上、走行エリア2、走行ルート始点5、走行ルート終点7、リフレクタ検出不能領域3を示した。
Next, autonomous traveling control of a traveling vehicle using the above system will be described. FIG. 3 shows a layout diagram of the traveling site. This is because the road 1 is divided into several blocks, a
まず、走行現場のレイアウト上で適当なXY座標を設定し、リフレクタR1〜R4の固定位置をXY座標をもって決定する。それぞれ4つのリフレクタR1〜R4の固定位置座標を図3に示すように(X1,Y1)〜(X4,Y4)とする。(X1,Y1)〜(X4,Y4)のうち一つはXY座標の原点Oとしても良い。XY座標は現場で特定できるように決定する。各座標の絶対値は原点Oからの実際の長さとする。
本実施形態では図3に示すように、1ブロックに相当する走行エリア2の走行ルート始点5及び終点7が存する端部の道路1の両外側に2つずつリフレクタを配置した。使用するポジショニング・システムによって異なるが、最少で2つのリフレクタが検出できればXY座標上の走行車10の位置座標(X,Y)と方向(α)を算出することができる。
例えば、レーザ・スキャナ44がリフレクタまでの距離を検出できる場合は、2つのリフレクタが検出できれば、自己の位置を特定できる。レーザ・スキャナ44がレーザ・スキャナ44から見た2つのリフレクタ間の角度を検出できる場合は、異なる2ペアのリフレクタ間の角度を検出(従って最少で3つのリフレクタを検出)できれば、自己の位置を特定できる。レーザ・スキャナ44がリフレクタまでの距離及びレーザ・スキャナ44から見た2つのリフレクタ間の角度を検出できる場合は、2つのリフレクタが検出できれば、自己の位置を特定できる。方向(α)は、例えば、レーザ・スキャナ44が走行車10の前方方向を走査する時にレーザ・スキャナ44からの光をレーザ・スキャナ44に反射する物を走行車10に固定しておき、これを検出すれば特定できる。必要最少より超過する検出情報も計算に利用され、位置座標(X,Y)や方向(α)の特定の正確化が図られる。
したがって最小のシステム構成としては、リフレクタは2つでよい。リフレクタの数が少なくなれば、リフレクタ検出不能領域3の面積が増大するが、リフレクタの設置が容易となる。リフレクタ検出不能領域3は必要な数のリフレクタが検出できない領域である。
First, appropriate XY coordinates are set on the layout of the travel site, and the fixed positions of the reflectors R1 to R4 are determined based on the XY coordinates. The fixed position coordinates of the four reflectors R1 to R4 are (X1, Y1) to (X4, Y4) as shown in FIG. One of (X1, Y1) to (X4, Y4) may be the origin O of the XY coordinates. The XY coordinates are determined so that they can be specified on site. The absolute value of each coordinate is the actual length from the origin O.
In this embodiment, as shown in FIG. 3, two reflectors are arranged on both outer sides of the road 1 at the end where the travel route start
For example, when the
Therefore, the minimum system configuration is two reflectors. If the number of reflectors decreases, the area of the reflector
また、XY座標上の線として走行ルート4を設計する。
また、走行ルート4上に必要に応じて再設定位置6を設定する。本実施形態では再設定位置6を1つ設定する。再設定位置6は設定しなくても良いし、2以上設定しても良い。
その後、ルート走行を開始する前に、XY座標、走行ルート4、再設定位置6、リフレクタR1〜R4を含むレイヤ情報をメインコントローラ20に入力する。
The
A
Thereafter, before starting the route travel, layer information including the XY coordinates, the
次に、リフレクタR1〜R4を上記のレイヤで決定した座標に配置されるように実際の現場に配置する。リフレクタは縁石、手摺、フェンス、建物の外壁等の既存物に固定しても良いし、ポール、三脚などのリフレクタ固定用の支持具を特別に用意しても良い。縁石など低い位置に設置すると、レーザ光を遮る物が置かれたり通過したりするおそれが高いため、できるだけ確実に検出できる高さに配置する。室内であれば壁や柱に固定することが無難であるが、その際もできるだけ確実に検出できる高さに配置する。リフレクタはレーザ・スキャナ44により検出可能であれば走行エリア2内に配置しても良い。リフレクタは必要なスキャニングが終われば撤去できるので、走行エリア内に配置した場合にスキャニング後走行車とリフレクタが干渉する前に撤去すればよい。これは現場によりリフレクタを走行エリア外に配置できない場合には有効である。走行エリア内でも走行エリア外でも配置できるので設置の自由度が高く、設置が容易である。本実施形態ではリフレクタR1〜R4は走行エリア2外に配置される。
Next, the reflectors R1 to R4 are arranged on the actual site so as to be arranged at the coordinates determined by the above layers. The reflector may be fixed to an existing object such as a curb, a handrail, a fence, or an outer wall of a building, or a support for fixing the reflector such as a pole or a tripod may be specially prepared. If it is installed at a low position such as a curbstone, there is a high possibility that an object that blocks the laser beam will be placed or passed through. If it is indoors, it is safe to fix it to a wall or pillar, but at that time, it is arranged at a height that can be detected as reliably as possible. The reflector may be disposed in the traveling
次に、走行車10を走行エリア2内に配置する。走行車10は走行エリア2内のリフレクタ検出可能領域(リフレクタ検出不能領域3外)に配置する。
Next, the traveling
以下に、走行車10を走行ルート始点5に配置し、(X,Y)情報を走行制御に利用しない例につき説明する。まず、走行車10を走行ルート始点5に配置する。
(a1)その後、操作パネル23を介してオペレータがメインコントローラ20に清掃開始命令を入力する。メインコントローラ20は、下記(a2)の処理を行う。なお、図3に示すようにレーザ・スキャナ44の回転軸の座標を走行車10の位置座標(X,Y)とし、かつ、レーザ・スキャナ44の回転軸と走行車10のヨー軸を一致させた。
(a2)メインコントローラ20は、自車の位置及び方向(X,Y,α)を要求する。
(a3)(X,Y,α)の要求を受けたポジショニング・システム40は、レーザ・スキャナ44によりリフレクタR1〜R4を検出させる。
(a4)必要な数のリフレクタが検出できたら、ポジショニング・システム40は、検出により得られた情報とレイヤ情報とに基づき(X,Y,α)を算出し、メインコントローラ20に出力する。
(a5)(X,Y,α)を受けたメインコントローラ20は、自車の方向(α)に基づきジャイロセンサ18の基準方位を設定する。この設定は次のように行う。なお、ポジショニング・システム40が自車の方向(α)のみの出力に対応できる場合には、(a2)〜(a5)の処理において、(X,Y,α)は(α)でもよい。
メインコントローラ20は、ポジショニング・システム40から受けた方向αと走行ルート始点5における走行ルート4に沿った方向とに差がある場合は、その差をゼロにするように右ドライバ15a及び左ドライバ15bを制御して走行車10をその場で転回させる。上記(a2)〜(a4)の処理を繰り返すことによりメインコントローラ20は、ポジショニング・システム40から転回駆動後の方向αを受け取り、差がゼロになるまで続ける。
上記の差がゼロになったら、メインコントローラ20はその時の方向αを保持し、走行車10を前進させてルート走行を開始しジャイロセンサ18が出力する検出信号を、保持した方向αに対応付ける。
以上のようにしてジャイロセンサ18の基準方位が設定される。
Hereinafter, an example in which the traveling
(a1) Thereafter, the operator inputs a cleaning start command to the
(a2) The
(a3) The
(a4) When the required number of reflectors can be detected, the
(a5) Upon receiving (X, Y, α), the
When there is a difference between the direction α received from the
When the difference becomes zero, the
As described above, the reference orientation of the
(a6) メインコントローラ20は、ジャイロセンサ18、右距離センサ14a及び左距離センサ14bの検出信号に基づき右ドライバ15a及び左ドライバ15bを制御して走行ルート4上を走行させ、走行ルート終点7まで走行させる。但し、メインコントローラ20は、前方障害物センサ17a、17b及び17cの検出信号に基づき障害物回避に必要な迂回走行をさせる。また、走行車10が再設定位置6に到達した時、ジャイロセンサ18の基準方位の再設定を次のようにして行う。
メインコントローラ20は、走行車10を停止させるか又は直進させながら、上記(a2)の要求を行い、上記(a3)、(a4)の処理をポジショニング・システム40に行わせて方向αを得る。
メインコントローラ20は、ポジショニング・システム40から受けた方向αと再設定位置6を通る直線ルートの方向とに差がある場合は、その差をゼロにするように右ドライバ15a及び左ドライバ15bを制御して走行車10を方向転換させる。上記(a2)〜(a4)の処理を繰り返すことによりメインコントローラ20は、ポジショニング・システム40から方向転換駆動後の方向αを受け取り、差がゼロになるまで続ける。
上記の差がゼロになったら、メインコントローラ20はその時の方向αを保持し、走行車10を前進させてジャイロセンサ18が出力する検出信号を、保持した方向αに対応付ける。
以上のようにしてジャイロセンサ18の基準方位が再設定される。
(a6) The
The
When there is a difference between the direction α received from the
When the above difference becomes zero, the
As described above, the reference orientation of the
(a7)メインコントローラ20は走行車10を走行ルート終点7に到達させたら、このブロック(走行エリア2)の清掃を終了させる。
(a8)走行車10を次のブロックに移動させて同様の処理を行う。走行車10の次のブロックへの移動は、ブロック間移動ルートをレイヤ情報として設定しておき、走行車10を自律走行させることが好ましい。ブロック間移動ルート上にも再設定位置6を設定しても良い。
(a7) When the
(a8) The traveling
以上の走行制御によれば、レーザ・スキャナ44によるリフレクタの検出情報を利用してジャイロセンサ18の基準方位を設定し、ジャイロセンサ18の検出信号に基づき走行制御するから、ジャイロセンサ18を利用せずレーザ・スキャナ44によるリフレクタの検出情報を直接走行制御に利用する場合に比較して、スキャン回数を少なくしても正確な走行を行うことができる。
走行車10の走行ルート始点5への配置誤差、時間の経過に伴い増大するジャイロセンサ18の誤差は、走行軌跡の走行ルート4からの逸脱を生じさせるが、許容できる誤差内で走行させることができる。
但し、ポジショニング・システム40から得られる自車の位置情報(X,Y)をも利用することにより、さらに正確な走行と走行車10の配置の容易性向上とを実現できる。以下にその制御例を示す。
According to the above traveling control, the reference direction of the
An error in the arrangement of the traveling
However, by using the position information (X, Y) of the own vehicle obtained from the
まず、走行車10を正確に配置する必要はなく、走行車10を走行エリア2内のリフレクタ検出可能領域(リフレクタ検出不能領域3外)の任意の位置に配置する。
次に、上記(a1)〜(a4)の処理を行ってポジショニング・システム40からメインコントローラ20に(X,Y,α)を出力させ、下記(b1)〜(b3)の処理を行う。
First, it is not necessary to arrange the traveling
Next, the above processing (a1) to (a4) is performed to output (X, Y, α) from the
(b1) (X,Y,α)を受けたメインコントローラ20は、ポジショニング・システム40から受けた(X,Y)とレイヤ情報を比較して、(X,Y)=(X5,Y5)であるか否か判断する。
(b2)(X,Y)=(X5,Y5)でない場合、X軸方向に(X5−X)、Y軸方向に(Y5−Y)の距離だけ走行車10を移動させる。すなわち、メインコントローラ20は、現在位置(X,Y)と方向(α)、右距離センサ14a及び左距離センサ14bの検出信号に基づき右ドライバ15a及び左ドライバ15bを制御してその移動を行わせ、上記(a2)〜(a4)の処理及び(b1)の判断まで再び行い(X,Y)=(X5,Y5)となるまで移動を続行する。この移動のための走行時に得られた方向(α)に基づきジャイロセンサ18の基準方向を設定して、それ以降この移動をジャイロセンサ18、右距離センサ14a及び左距離センサ14bの検出信号に基づき行うことが好ましい。
(b1) Upon receiving (X, Y, α), the
(b2) When not (X, Y) = (X5, Y5), the traveling
(b3) (X,Y)=(X5,Y5)である場合、上記(a2)〜(a6)の処理を行う。但し、上記(a6)中におけるジャイロセンサ18の基準方位の再設定時にも、位置情報(X,Y)を利用して走行ルート4への復帰制御を行うことができる。例えば復帰制御は次の(c)ように行う。
(b3) When (X, Y) = (X5, Y5), the processes (a2) to (a6) are performed. However, even when the reference orientation of the
(c)上記(a2)〜(a4)の処理を行い、メインコントローラ20が(X,Y,α)を得て(X,Y)が走行ルート4上であるか否か判断する。(X,Y)が走行ルート4上でない場合、自車位置(X,Y,α)から走行ルート4へ合流する復帰ルート(これはαも走行ルート4の方向に収束させるルートである。)を、(X,Y,α)とレイヤ情報から計算して、この復帰ルートに沿って走行させる。再び上記(a2)〜(a4)の処理を行い、メインコントローラ20が(X,Y,α)を得て(X,Y)が走行ルート4上であるか否か及び方向(α)と走行ルート4の方向との差を判断し、(X,Y)が走行ルート4上となるまでこの移動を続行する。この移動のための走行時に得られた方向(α)に基づきジャイロセンサ18の基準方向を設定して、それ以降この移動をジャイロセンサ18、右距離センサ14a及び左距離センサ14bの検出信号に基づき行うことが好ましい。
(X,Y)がルート4上であり、方向(α)と走行ルート4の方向との差がゼロでない場合、走行車10を停止させて上記(a6)中におけるジャイロセンサ18の基準方位の再設定を実行する。
(c) The processes (a2) to (a4) are performed, and the
If (X, Y) is on the
なお、以上の実施形態においては、検出の媒体としてレーザ光を用いたが、レーザ光以外の電磁波その他の自然現象を利用しても良い。 In the above embodiment, laser light is used as a detection medium. However, electromagnetic waves other than laser light and other natural phenomena may be used.
1 道路
2 走行エリア
3 リフレクタ検出不能領域
4 走行ルート
5 走行ルート始点
6 再設定位置
7 走行ルート終点
10 走行車
11a 右駆動モータ
11b 左駆動モータ
12a 右車輪
12b 左車輪
14a 右距離センサ
14b 左距離センサ
15a 右ドライバ
15b 左ドライバ
17a〜17c 前方障害物センサ
18 ジャイロセンサ
19a〜19e インタフェース
20 メインコントローラ
21 カウンタ
23 操作パネル
33 清掃部コントローラ
40 ポジショニング・システム
44 レーザ・スキャナ
R1〜R4 リフレクタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
予め設定された基準方位に対する前記走行手段の走行方位を検出する方位センサと、
前記方位センサの検出信号に基づき前記走行手段を制御する制御手段と、
自車の周囲をスキャンして検出対象物を検出するスキャナと、
現場に仮想として配置される座標上の点として特定されている2点以上の位置にそれぞれ固定された検出対象物を前記スキャナによって検出して得られた情報に基づき、前記座標上の自車の方向を算出する方向算出手段と、
前記方向算出手段により算出された自車の方向に基づき前記方位センサの基準方位を設定する基準方位設定手段とを備える自律走行車。 Traveling means;
An azimuth sensor for detecting a traveling azimuth of the traveling means with respect to a preset reference azimuth;
Control means for controlling the traveling means based on a detection signal of the direction sensor;
A scanner that scans the surroundings of the vehicle and detects a detection object;
Based on the information obtained by detecting the detection objects fixed at two or more positions specified as points on the coordinates virtually arranged on the site by the scanner, the vehicle on the coordinates Direction calculating means for calculating the direction;
An autonomous traveling vehicle comprising reference azimuth setting means for setting a reference azimuth of the azimuth sensor based on the direction of the own vehicle calculated by the direction calculation means.
所定の走行エリア内から前記スキャナにより検出可能な位置に前記検出対象物を配置する第1ステップと、
前記走行エリア内に請求項1記載の自律走行車を配置する第2ステップと、
前記スキャナにより前記検出対象物を検出する第3ステップと、
前記方向算出手段により自車の方向を算出する第4ステップと、
前記基準方位設定手段により前記方位センサの基準方位を設定する第5ステップと、
前記制御手段により前記方位センサの検出信号に基づき前記走行エリア内の既定の走行ルート上を走行させる第6ステップとを備えることを特徴とする自律走行車の制御方法。 A control method for controlling an autonomous vehicle according to claim 1,
A first step of disposing the detection object at a position detectable by the scanner from within a predetermined traveling area;
A second step of arranging the autonomous traveling vehicle according to claim 1 in the traveling area;
A third step of detecting the detection object by the scanner;
A fourth step of calculating the direction of the vehicle by the direction calculating means;
A fifth step of setting a reference orientation of the orientation sensor by the reference orientation setting means;
And a sixth step of causing the control means to travel on a predetermined travel route in the travel area based on a detection signal of the direction sensor.
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JP2005118654A JP2006301716A (en) | 2005-04-15 | 2005-04-15 | Autonomous traveling vehicle and control method thereof |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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