JP5213655B2

JP5213655B2 - 自律移動ロボット

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Publication number: JP5213655B2
Application number: JP2008295974A
Authority: JP
Inventors: 俊夫守屋; 史子紅山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2013-06-19
Anticipated expiration: 2028-11-19
Also published as: JP2010122904A

Description

本発明は、周囲環境をセンシングし自己位置を同定しながら自律的に移動する自律移動ロボットに関する。

例えば、下記の特許文献１には、危険な場所を回避しながら目的地への移動を可能とする自律移動ロボットシステムが開示されている。当該自律移動ロボットシステムは、予め定められた位置に設置されている標識を標識検出手段により検出した場合に、得られた自己位置が間違っていると判定し、ロボット本体の移動を一旦停止して危険個所を回避することができる。

特開２００５−２４２４０９号公報

ところで、搭載されているセンサが故障したり、外乱の影響でセンサが実環境の情報を正しく取得できなかった場合、自律移動ロボットは、自己位置の特定を正しく行うことができず、障害物にぶつかったり指示した場所とは異なる場所へ移動したりする場合がある。センサからの測定結果が実環境とは異なる場合、そのことを周囲の人間に通知できれば、その通知を受けた人間が自律移動ロボットを緊急停止させる等の対処が可能である。しかし、従来は自律移動ロボットがそのような状況にあることを周囲の人間に伝達しておらず、自律移動ロボットの異常な移動を未然に防ぐことができなかった。

本発明は上記事情を鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、センサの故障等による自律移動ロボットの異常な移動を未然に防ぐことにある。

上記課題を解決するために本発明の自律移動ロボットは、センサによって測定された情報と予め設定された実環境の物体の配置を示す情報との比較結果を周囲の人間に通知する。

例えば、本発明は、自律移動ロボットであって、
物体の配置を示す地図情報を格納する地図情報格納部と、
前記自律移動ロボット周辺の実環境の情報を取得するセンサと、
前記地図情報内における自律移動ロボットの位置および向きを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記自律移動ロボットの位置および向きの情報に基づき決定される移動パラメータに従い自律移動ロボットを移動させる移動部と、
前記センサが取得した実環境の情報と前記地図情報とを比較する比較部と、
前記比較部における比較結果を通知する通知部と
を備え、
前記センサは、前記自律移動ロボットと自律移動ロボット周辺の物体との間の距離を測定する距離センサを複数有し、
前記地図情報は、前記距離センサが取り付けられている高さにおける実環境の形状を示す２次元地図情報であり、
前記算出部は、複数の前記距離センサが取得した距離を示す距離情報と前記２次元地図情報とを比較して最も一致度が高くなる位置および向きを、前記自律移動ロボットの位置および向きとして算出し、
前記比較部は、
前記算出部によって前記自律移動ロボットの位置が算出された後に、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記距離センサが測定した実測距離と、当該算出された自律移動ロボットの位置から前記２次元地図情報内の物体の位置までの当該方向における地図上の距離との差分を算出し、前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向を比較結果として前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボットを提供する。

本発明の自律移動ロボットによれば、センサの故障等による自律移動ロボットの異常な移動を未然に防ぐことができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る自律移動ロボット１０の概観の一例を示す斜視図である。自律移動ロボット１０は、センサユニット１１、計算装置１２、および移動装置１３を備える。センサユニット１１および計算装置１２は、移動装置１３上に設けられる。

センサユニット１１は、複数の距離センサ１４および複数の発光素子１５を有する。それぞれの距離センサ１４は、例えばレーザ距離センサであり、自律移動ロボット１０の周辺の物体までの距離を所定の方向について測定し、測定したセンシングデータを計算装置１２に提供する。それぞれの発光素子１５は、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）であり、１つまたは複数の距離センサ１４に対応して１つずつ設けられる。

計算装置１２は、距離センサ１４が配置された高さのｘｙ平面における２次元地図を格納しており、複数の距離センサ１４から提供されたそれぞれの方向の物体までのセンシングデータに基づいて、当該センシングデータが測定される２次元地図内の位置および向きを、自律移動ロボット１０の位置および向きとして算出する。そして、計算装置１２は、予め設定された２次元地図内の経路に沿って移動するよう移動装置１３を制御する。

また、計算装置１２は、算出した自律移動ロボット１０の２次元地図上の位置および向きにおいて、２次元地図上の物体までの距離と所定値以上異なるセンシングデータが距離センサ１４によって測定された場合に、そのセンシングデータを測定した距離センサ１４に対応付けられている発光素子１５を発光させる。

図２は、自律移動ロボット１０の機能構成の一例を示すブロック図である。計算装置１２は、地図情報格納部１２０、位置姿勢算出部１２１、移動制御部１２２、および発光制御部１２３を有する。

地図情報格納部１２０は、距離センサ１４が配置される高さにおける２次元地図である地図情報を予め格納している。地図情報格納部１２０は、例えば図３に示すように、物体が存在しない場所を白を示す画素２１、物体が存在する場所を黒を示す画素２２とするディジタル画像として地図情報を格納している。また、地図情報格納部１２０には、自律移動ロボット１０の移動経路を示す情報が、例えば地図情報上の直線や曲線のデータとして予め格納されている。

それぞれの距離センサ１４は、自律移動ロボット１０に対して所定の向きで配置され、例えば図４に示すように、それぞれの距離センサ１４の測定可能範囲内（例えば８ｍ以内）において、その方向にある物体２３までの距離を測定し、測定した距離データを位置姿勢算出部１２１に提供する。位置姿勢算出部１２１は、それぞれの距離センサ１４について、自律移動ロボット１０に対する相対的な向きを示すデータを保持しており、それぞれの距離センサ１４から提供された距離データに、当該距離センサ１４の向きを示すデータを対応付けてセンシングデータを生成する。

複数のセンシングデータであるセンシングデータ群２４を図示すると、例えば図５のようになる。ｉ番目のセンシングデータ２５には、距離センサ１４から物体までの距離ｄ_ｉと（本実施形態では０＜ｄ_ｉ＜８ｍ）、自律移動ロボット１０の進行方向（図５におけるｘ軸方向）に対する方向を示す角度φ_ｉ（本実施形態では−９０°＜φ_ｉ＜＋９０°）とが対応付けられている。

本実施形態において、それぞれの距離センサ１４は、−９０°から＋９０°まで１°毎に合計１８１個設けられているものとする。なお、他の形態として、センサユニット１１には距離センサ１４が１つ設けられ、その距離センサ１４が、−９０°から＋９０°まで１°毎に合計１８１個の方向について物体までの距離を測定するようにしてもよい。

距離センサ１４からの距離データに基づいて、例えば図６（ａ）のセンシングデータ群２４を生成した場合、位置姿勢算出部１２１は、地図情報格納部１２０内の地図情報上において、当該センシングデータ群２４全体の位置および向きを変えながら、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群２４の位置および向きを探す。

そして、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群２４の位置および向きが、例えば図６（ｂ）の状態である場合、位置姿勢算出部１２１は、そのときのセンシングデータの中心２７を自律移動ロボット１０の位置として特定し、そのときのセンシングデータの中心軸２８を自律移動ロボット１０の向きとして特定する。

そして、位置姿勢算出部１２１は、地図情報内で特定した自律移動ロボット１０の位置および向きを示すデータと共に、生成したセンシングデータ群を発光制御部１２３へ送る。また、位置姿勢算出部１２１は、地図情報格納部１２０内の移動経路を参照して、自律移動ロボット１０の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す情報を移動制御部１２２へ送る。

移動制御部１２２は、位置姿勢算出部１２１から受け取った移動量および移動方向を示す情報に基づいて移動装置１３を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を移動装置１３に供給することにより、自律移動ロボット１０を移動させる。

発光制御部１２３は、自律移動ロボット１０の位置および向きを示すデータと共にセンシングデータ群を位置姿勢算出部１２１から受け取った場合に、地図情報格納部１２０内の地図情報を参照し、現在の自律移動ロボット１０の位置および向きにおけるそれぞれのセンシングデータが示す方向について、センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット１０の位置から物体までの距離との差が予め定められた値（例えば１ｍ）以上となるセンシングデータが存在するか否かを判定する。

センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット１０の位置から物体までの距離との差が予め定められた値以上となるセンシングデータが存在する場合、発光制御部１２３は、移動制御部１２２が移動装置１３に移動のための制御信号を供給する前に、当該センシングデータを提供した距離センサ１４に対応付けられている発光素子１５を所定の色および発光強度で発光させる。

また、発光素子１５を発光させる場合、発光制御部１２３は、当該発光素子１５を点滅させたり、点滅の時間間隔を変化させたり、色や発光強度を変化させたり、点滅、色、および発光強度の時間変化を組み合わせたりしてもよい。

ここで、例えば図７に示すような実環境内に自律移動ロボット１０が位置し、距離センサ１４が正しく実環境の物体までの距離を測定することができている場合には、例えば図８に示すセンシングデータ群２９が得られ、自律移動ロボット１０は、実環境に即した適切な移動が可能となる。

しかし、図９に示すように、距離センサ１４の故障や外乱の影響等により、実環境には存在しない物体までの距離を示すデータが距離センサ１４によって測定され、当外距離データに基づいて作成されたセンシングデータ３１を含むセンシングデータ群３０が得られる場合がある。自律移動ロボット１０は、当該センシングデータ３１に対応する位置に物体が存在するものと認識し、当該物体が移動経路の近傍に存在する場合には、移動経路を逸脱して当該物体との接触を回避したり、移動を停止したりする等の対処を行う場合がある。

しかし、実際にはセンシングデータ３１に対応する位置に物体は存在しないため、自律移動ロボット１０は無用な移動を行うことになり、移動経路を逸脱して指示されていない領域へ進入したり、目的地点への到着が遅れてしまう場合がある。

また、図１０に示すように、距離センサ１４の故障や外乱の影響等により、実環境内に存在する物体に対して本来測定されるべき距離データが測定されないことにより、生成されるべきセンシングデータ３３が存在しないセンシングデータ群３２を生成した場合、自律移動ロボット１０は、当該センシングデータ３３の位置には物体が存在しないものとして移動することにより、当該物体にぶつかってしまう場合がある。

これに対して、本実施形態の自律移動ロボット１０は、予め設定された地図情報と異なるセンシングデータが測定された場合には、そのセンシングデータが測定された方向について、予め設定された地図情報と異なるセンシングデータが測定された旨を発光素子１５を発光させる等により周囲の人間に通知した後に、測定されたセンシングデータに従って移動する。

これにより、発光素子１５の発光を見た自律移動ロボット１０の周囲の人間は、自律移動ロボット１０の移動を停止させて、指示されていない領域への自律移動ロボット１０の進入や、自律移動ロボット１０と物体との衝突等を防止することができる。また、必要であれば、自律移動ロボット１０内の地図情報、ならびに、位置姿勢算出部１２１によって算出された自律移動ロボット１０の位置および向きを、実際の環境と見比べることにより、距離センサ１４による距離データの測定が正しかったか否かを検証することにより、距離センサ１４の故障の有無を判定することも可能となる。

なお、発光制御部１２３は、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ１４によって測定された距離データの方が所定距離以上短い場合、すなわち、地図情報にない物体の距離データが測定された場合、対応する発光素子１５を例えば緑色で発光させ、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ１４によって測定された距離データの方が所定距離以上長い場合、すなわち、地図情報に存在する物体の距離データが測定されなかった場合、対応する発光素子１５を例えば赤色で発光させることが好ましい。これにより、自律移動ロボット１０が物体の存在を認識せずにその物体に衝突する可能性があることを周囲の人間に認識させることができる。

図１１は、自律移動ロボット１０の動作の一例を示すフローチャートである。

まず、位置姿勢算出部１２１は、それぞれの距離センサ１４によって測定された距離データを取得する（Ｓ１００）。そして、位置姿勢算出部１２１は、それぞれの距離センサ１４から取得した距離データに、当該距離センサ１４の向きを示すデータを対応付けてセンシングデータを生成する。

次に、位置姿勢算出部１２１は、地図情報格納部１２０内の地図情報上において、生成したセンシングデータ群全体の位置および向きを変えながら、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群の位置および向きを検索し、センシングデータが地図情報上の物体を示す画素に最も多く一致するセンシングデータ群の中心を自律移動ロボット１０の位置として特定し、そのときのセンシングデータ群の中心軸を自律移動ロボット１０の向きとして特定する（Ｓ１０１）。

そして、位置姿勢算出部１２１は、特定した自律移動ロボット１０の位置および向きを示すデータと共に、生成したセンシングデータ群を発光制御部１２３へ送る。そして、位置姿勢算出部１２１は、特定した自律移動ロボット１０の位置および向きに基づいて地図情報格納部１２０内の移動経路を参照し、自律移動ロボット１０の移動量および移動方向を算出し、算出した移動量および移動方向を示す情報を移動制御部１２２へ送る。

次に、発光制御部１２３は、地図情報格納部１２０内の地図情報を参照し、現在の自律移動ロボット１０の位置および向きにおけるそれぞれのセンシングデータが示す方向について、センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット１０の位置から物体までの距離との差が所定値以上となるセンシングデータが存在するか否かを判定する（Ｓ１０２）。

センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット１０の位置から物体までの距離との差が所定値以上となるセンシングデータが存在しない場合（Ｓ１０２：Ｎｏ）、位置姿勢算出部１２１は、再びステップＳ１００に示した処理を実行する。

センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット１０の位置から物体までの距離との差が所定値以上となるセンシングデータが存在する場合（Ｓ１０２：Ｙｅｓ）、発光制御部１２３は、当該センシングデータを提供した距離センサ１４を特定し（Ｓ１０３）、発光パターンを決定する（Ｓ１０４）。

例えば、発光制御部１２３は、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ１４によって測定された距離データの方が所定距離以上短い場合、発光パターンを緑色での点灯と決定し、地図情報に存在する物体までの距離よりも、距離センサ１４によって測定された距離データの方が所定距離以上長い場合、発光パターンを赤色での点灯と決定する。

次に、発光制御部１２３は、ステップＳ１０３で特定した距離センサ１４に対応付けられている発光素子１５を、ステップＳ１０４で決定した発光パターンで発光させる（Ｓ１０５）。そして、移動制御部１２２は、位置姿勢算出部１２１から受け取った移動量および移動方向を示す情報に基づいて移動装置１３を制御する制御信号を生成し、生成した制御信号を移動装置１３に供給することにより、自律移動ロボット１０を移動経路に沿って移動させ（Ｓ１０６）、位置姿勢算出部１２１は、再びステップＳ１００に示す処理を実行する。

図１２は、計算装置１２の機能を実現するコンピュータ４０のハードウェア構成の一例を示す図である。コンピュータ４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１、ＲＡＭ（Random Access Memory）４２、ＲＯＭ（Read Only Memory）４３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４４、入力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４５、出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）４６、およびメディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）４７を備える。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３またはＨＤＤ４４に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ４３は、コンピュータ４０の起動時にＣＰＵ４１によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ４０のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。ＨＤＤ４４は、ＣＰＵ４１によって実行されるプログラムを格納する。

ＣＰＵ４１は、入力インターフェイス４５を介して、距離センサ１４を制御し、入力インターフェイス４５を介して、距離センサ１４からデータを取得する。また、ＣＰＵ４１は、出力インターフェイス４６を介して、移動装置１３および発光素子１５を制御し、生成したデータを、出力インターフェイス４６を介して移動装置１３または発光素子１５へ出力する。

メディアインターフェイス４７は、記録媒体４８に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ４２を介してＣＰＵ４１に提供する。ＣＰＵ４１は、当該プログラムを、メディアインターフェイス４７を介して記録媒体４８からＲＡＭ４２上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体４８は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。

コンピュータ４０のＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２上にロードされたプログラムを実行することにより、地図情報格納部１２０、位置姿勢算出部１２１、移動制御部１２２、および発光制御部１２３の各機能を実現する。また、ＲＯＭ４３またはＨＤＤ４４には、地図情報格納部１２０内のデータが格納される。コンピュータ４０は、これらのプログラムを、記録媒体４８から読み取って実行するが、他の例として、コンピュータ４０に通信機能を設け、通信媒体を介してこれらのプログラムを取得するようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

上記説明から明らかなように、本実施形態の自律移動ロボット１０によれば、距離センサ１４の故障等による自律移動ロボット１０の異常な移動を未然に防ぐことができる。

なお、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。

例えば、それぞれの距離センサ１４に対応付けた発光素子１５を、例えば図１３に示すように、複数の発光素子１５１が一列に並ぶ発光ユニット１５０としてもよい。発光制御部１２３は、センシングデータが示す距離と、地図情報上における自律移動ロボット１０の位置から物体までの距離との差が予め定められた値以上となるセンシングデータが存在する場合に、当該センシングデータを提供した距離センサ１４に対応付けられている発光ユニット１５０において、当該センシングデータが示す距離に対応する数の発光素子１５１を所定の色および発光強度で発光させる。

図１３に示した例では、８ｍの測定可能距離を１．６ｍ毎に５段階に分け、該当するセンシングデータによって示される距離が３．２ｍ以上４．８ｍ未満の範囲にあることを示している。これにより、それを見た周囲の人間は、発光している発光ユニット１５０に対応する距離センサ１４によって測定されたおおよその距離を迅速に認識することができる。

また、発光制御部１２３は、図１４に示すように、センシングデータによって示される距離と、地図情報上の物体までの距離とを、異なる色で表示するように、発光ユニット１５０内の発光素子１５１を制御してもよい。例えば、センシングデータによって示される距離を赤、地図情報上の物体までの距離を緑で表示するようにしてもよい。

この場合、例えば図１４（ａ）の状態では、発光素子１５１−２および発光素子１５１−３が赤で発光し、発光素子１５１−４および発光素子１５１−５が赤と緑が混合して黄色で発光することになる。また、例えば図１４（ｂ）の状態では、発光素子１５１−２および発光素子１５１−３が緑で発光し、発光素子１５１−４および発光素子１５１−５が赤と緑が混合して黄色で発光することになる。

これにより、周囲の人間は、距離センサ１４が物体との距離をおおよそどの程度と認識し、地図情報には物体までの距離としておおよそどのような値が格納されているのかを、発光ユニット１５０の表示から迅速に認識することができる。

また、図１３または図１４の発光ユニット１５０を、例えば図１５に示すように放射状に並べ、例えば図１６に示すようにセンサユニット１１の上面に配置するようにしてもよい。これにより、自律移動ロボット１０の周囲の人間にとって、発光ユニット１５０が示す距離が測定された方向と、実環境における方向との対応付けが容易になり、発光ユニット１５０の表示する方向をより迅速に認識することができる。

また、複数の発光ユニット１５０に代えて、複数の発光素子１５を、例えば図１７に示すように、センサユニット１１の上面に円弧状に配置してもよい。このように複数の発光素子１５を配置することでも、自律移動ロボット１０の周囲の人間にとって、それぞれの発光素子１５に対応付けられた距離センサ１４の測定方向と、実環境における方向との対応付けが容易になり、発光素子１５の発光により示される距離センサ１４の測定方向をより迅速に認識することができる。

また、図１３または図１４に示したそれぞれの発光ユニット１５０を、例えば図１８に示すように、長手方向が上下方向となるようにセンサユニット１１の筐体の側面に配置してもよい。また、図１３または図１４に示したそれぞれの発光ユニット１５０を、例えば図１９に示すように、長手方向が上下方向となるように移動装置１３の筐体の側面に配置してもよい。

また、上記した実施形態において、自律移動ロボット１０は、距離センサ１４が測定した距離と地図情報格納部１２０内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、発光素子１５の発光により、その方向を通知したが、他の形態として、自律移動ロボット１０は、音声によりその方向を通知するようにしてもよい。また、この場合、自律移動ロボット１０は、距離センサ１４が測定した距離と地図情報格納部１２０内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、その方向について距離センサ１４が測定した距離を音声によりさらに通知するようにしてもよい。

これにより、周囲の人間は、自律移動ロボット１０を観察し続けなくとも、音声により距離センサ１４が測定した距離と地図情報格納部１２０内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる旨を認識することができ、より迅速に自律移動ロボット１０の異常な移動を防止することができる。

また、上記した実施形態において、自律移動ロボット１０は、複数の距離センサ１４を有するが、他の形態として、自律移動ロボット１０は、カメラ等の画像センサを有してもよい。この場合、地図情報格納部１２０内には、地図上の位置および向きの組み合わせ毎に、その位置および向きにおいて撮像されるべき画像のデータが格納されており、位置姿勢算出部１２１は、画像センサからの画像データを取得した場合に、地図情報格納部１２０を参照して、当該画像データに最も近い画像データが対応付けられている位置および向きを、現在の自律移動ロボット１０の位置および向きとして特定する。

また、上記した実施形態において、自律移動ロボット１０は、距離センサ１４が測定した距離と地図情報格納部１２０内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、発光素子１５の発光によりその方向を通知したが、他の形態として、自律移動ロボット１０に無線通信機能を設け、距離センサ１４が測定した距離と地図情報格納部１２０内の地図情報に含まれている物体までの距離とが所定値以上異なる場合に、自律移動ロボット１０は、その方向や、その方向について距離センサ１４が測定した距離、地図情報格納部１２０内の地図情報に含まれているその方向の物体までの距離等を自律移動ロボット１０の管理者の無線通信端末に通知するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る自律移動ロボット１０の概観の一例を示す斜視図である。自律移動ロボット１０の機能構成の一例を示すブロック図である。２次元地図２０の一例を示す概念図である。自律移動ロボット１０の動作概要を説明するための概念図である。距離センサ１４によって測定されたセンシングデータ群２４の一例を示す概念図である。２次元地図２０内において自律移動ロボット１０の位置および方向を特定する過程を説明するための概念図である。自律移動ロボット１０の位置および方向を特定する過程を説明するための概念図である。自律移動ロボット１０の位置および方向を特定する過程を説明するための概念図である。自律移動ロボット１０の位置および方向を特定する過程を説明するための概念図である。自律移動ロボット１０の位置および方向を特定する過程を説明するための概念図である。自律移動ロボット１０の動作の一例を示すフローチャートである。自律移動ロボット１０の機能を実現するコンピュータ４０のハードウェア構成の一例を示す図である。発光ユニット１５０の一例を示す概念図である。発光ユニット１５０の発光方法の一例を示す概念図である。発光ユニット１５０の配列の一例を示す概念図である。発光ユニット１５０の配置の一例を示す斜視図である。発光素子１５の配置の他の例を示す斜視図である。発光ユニット１５０の配置の他の例を示す斜視図である。発光ユニット１５０の配置のさらなる他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１０・・・自律移動ロボット、１１・・・センサユニット、１２・・・計算装置、１２０・・・地図情報格納部、１２１・・・位置姿勢算出部、１２２・・・移動制御部、１２３・・・発光制御部、１３・・・移動装置、１４・・・距離センサ、１５・・・発光素子、１５０・・・発光ユニット、１５１・・・発光素子、４０・・・コンピュータ、４１・・・ＣＰＵ、４２・・・ＲＡＭ、４３・・・ＲＯＭ、４４・・・ＨＤＤ、４５・・・入力インターフェイス、４６・・・出力インターフェイス、４７・・・メディアインターフェイス、４８・・・記録媒体

Claims

自律移動ロボットであって、
物体の配置を示す地図情報を格納する地図情報格納部と、
前記自律移動ロボット周辺の実環境の情報を取得するセンサと、
前記地図情報内における自律移動ロボットの位置および向きを算出する算出部と、
前記算出部によって算出された前記自律移動ロボットの位置および向きの情報に基づき決定される移動パラメータに従い自律移動ロボットを移動させる移動部と、
前記センサが取得した実環境の情報と前記地図情報とを比較する比較部と、
前記比較部における比較結果を通知する通知部と
を備え、
前記センサは、前記自律移動ロボットと自律移動ロボット周辺の物体との間の距離を測定する距離センサを複数有し、
前記地図情報は、前記距離センサが取り付けられている高さにおける実環境の形状を示す２次元地図情報であり、
前記算出部は、複数の前記距離センサが取得した距離を示す距離情報と前記２次元地図情報とを比較して最も一致度が高くなる位置および向きを、前記自律移動ロボットの位置および向きとして算出し、
前記比較部は、
前記算出部によって前記自律移動ロボットの位置が算出された後に、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記距離センサが測定した実測距離と、当該算出された自律移動ロボットの位置から前記２次元地図情報内の物体の位置までの当該方向における地図上の距離との差分を算出し、前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向を比較結果として前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項１に記載の自律移動ロボットであって、
前記通知部は、それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた発光素子を複数有し、
前記比較部は、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に対応付けられている発光素子を発光させることにより前記比較結果を前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項２に記載の自律移動ロボットであって、
それぞれの前記発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の上面に円弧状に並べて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項２に記載の自律移動ロボットであって、
それぞれの前記発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の側面に、前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項２に記載の自律移動ロボットであって、
それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定するそれぞれの方向には、複数の発光素子が対応付けられており、
前記比較部は、
それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に対応付けられている複数の発光素子を、前記実測距離に対応する数分発光させることにより前記比較結果を前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項５に記載の自律移動ロボットであって、
それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた複数の発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の上面に、それぞれの方向について一列に並べて設けられることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項５に記載の自律移動ロボットであって、
それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた複数の発光素子は、前記自律移動ロボットに搭載され前記距離センサを収容する筐体の側面に、上下方向に一列に並べて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項５に記載の自律移動ロボットであって、
それぞれの前記距離センサが測定するそれぞれの方向に対応付けられた複数の発光素子は、前記移動部の筐体の側面に、上下方向に一列に並べて配置されることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項５から８のいずれか一項に記載の自律移動ロボットであって、
前記比較部は、
それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に対応付けられている複数の発光素子を、前記実測距離に対応する数分第１の色により発光させると共に、前記地図上の距離に対応する数分第２の色により発光させることにより前記比較結果を前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項２から９のいずれか一項に記載の自律移動ロボットであって、
前記通知部は、さらに、前記発光素子の点滅、色、発光強度、もしくはこれらの組み合わせ、またはこれらの時間変化の組み合わせにより前記比較結果を通知することを特徴とする自律移動ロボット。
請求項１に記載の自律移動ロボットであって、
前記比較部は、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、その方向に地図情報とは異なる物体が存在する旨またはその方向に地図情報にある物体が存在しない旨を音声により前記通知部に通知させることを特徴とする自律移動ロボット。
請求項１１に記載の自律移動ロボットであって、
前記比較部は、それぞれの前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定したそれぞれの方向について、前記実測距離と前記地図上の距離との差分を算出し、複数の前記距離センサが前記自律移動ロボットから前記自律移動ロボット周辺の物体までの距離を測定した複数の方向の中に当該差分が所定値以上となる方向が存在する場合に、前記実測距離を、その方向に存在する物体までの距離として前記通知部にさらに通知させることを特徴とする自律移動ロボット。