(57)【要約】      （修正有）【課題】正確に目的地に到着できる自律移動装置を提供する。【解決手段】自律移動装置は、地図注釈モジュール、画像採集モジュール、人工の目印識別モジュール、人員追随モジュール、音声入力モジュール及び制御モジュールを含み、音声入力によりナビゲーション経路を入力でき、人員に追随することにより障害物を回避する経路を地図情報に追加し、カメラにより取得した人工の目印により自己位置を地図情報と照合することにより正確に目的地に到着できる。【選択図】図１
2018022493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律移動装置は、地図注釈モジュール、画像採集モジュール、人工の目印識別モジュール、人員追随モジュール、音声入力モジュール及び制御モジュールを含み、
前記地図注釈モジュールは、移動区域の地図、地図説明文書及び人工の目印のＩＤが対応する位置情報が記憶され、移動区域に複数の人工の目印が設置され、前記自律移動装置が前記人工の目印と人工の目印との間を移動することに用いられ、
前記画像採集モジュールは、前記自律移動装置が移動過程における前方の画像を撮り、画像信号を形成することに用いられ、
前記人工の目印識別モジュールは、前記画像採集モジュールから出力された画像信号を受信して、画像の中の人工の目印を識別して、前記自律移動装置の位置決めを実現することに用いられ、
前記人員追随モジュールは、前記自律移動装置を人員誘導モードに入らせ、特定の点をナビゲーション点として、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び前記自律移動装置の実際の移動情報を前記地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成することに用いられ、
前記音声入力モジュールは、前記ナビゲーション経路の名称を入力して、前記自律移動装置が一つの前記ナビゲーション経路を自動的に増加することに用いられ、
前記制御モジュールは、前記地図注釈モジュールが記憶されたナビゲーション経路によって、前記自律移動装置の移動を制御することに用いられる、
ことを特徴とする自律移動装置。
【請求項２】
前記地図注釈モジュールには、更にナビゲーション点と、該ナビゲーション点が前記人工の目印に相対する位置及び前記自律移動装置の実際の移動情報とが記憶されることを特徴とする、請求項１に記載の自律移動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の自律移動装置を提供するステップと、
必要がある位置に人工の目印を設置して、人工の目印のＩＤが対応する位置情報を前記地図注釈モジュールに記憶するステップと、
前記自律移動装置の人員誘導モードを起動して、該自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進し、前進する過程において、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が前記人工の目印に相対する位置及び前記自律移動装置の実際の移動情報を前記地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成するステップと、
ナビゲーション経路に名前を付けて、前記音声入力モジュールは、音声によって、前記ナビゲーション経路の名称を入力して、前記自律移動装置が一つのナビゲーション経路を自動的に増加するステップと、
を含むことを特徴とするナビゲーション経路を確立する方法。
【請求項４】
前記自律移動装置の人員誘導モードを起動して、該自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進し、前進する過程において、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が前記人工の目印に相対する位置及び前記自律移動装置の実際の移動情報を前記地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成するステップにおいて、前記自律移動装置の実際の移動情報は、該自律移動装置の車輪の回転方向、車輪の回転速度及び車輪の回転数量を含むことを特徴とする、請求項３に記載のナビゲーション経路を確立する方法。
【請求項５】
必要がある位置に人工の目印を設置して、人工の目印のＩＤが対応する位置情報を前記地図注釈モジュールに記憶するステップにおいて、前記人工の目印識別モジュールは、人工の目印の画像を識別して、人工の目印のＩＤを前記地図注釈モジュールに伝送し、該地図注釈モジュールは、人工の目印のＩＤによって、前記自律移動装置の位置を判断して、該自律移動装置の位置決めを実現することを特徴とする、請求項４に記載のナビゲーション経路を確立する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動装置及びナビゲーション経路を確立する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、スラム（ＳＬＡＭ）は、ロボットなどの自律移動装置が位置推定の過程において、一般的に使用される技術である。ＳＬＡＭ技術は、ロボットが知らない環境の位置から出発して、運動過程において、繰り返して観測された地図の特徴によって、自己の位置及び姿勢を推定して、自己位置推定と環境地図作成を同時に行う。大部分のＳＬＡＭ技術は、自己位置推定を実現するようにセンサーを利用して、例えば、ＧＰＳ、ＩＭＵ、オドメトリ（Ｏｄｏｍｅｔｒｙ）などの付加情報を提供する。メカナムホイール（Ｍｅｃｈａｎｕｍ  Ｗｈｅｅｌｓ）又はオムニホイール（Ｏｍｉｎ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｗｈｅｅｌ）が取り付けられた自律移動装置は、移動時に、オドメトリを移動距離として参考とすることができず、且つ室内環境もＧＰＳを適用できない。
【０００３】
最近、人々は、人工の目印を採用して、位置決めを行う。一般的には、予め特定の位置に人工の目印を設置し、プログラミングを行って、自律移動装置が計画された経路に沿って走行することを制御する。ユーザーが自律移動装置を買った後、技術者は、出張サービスを提供し、使用場所の地理環境によって、人工の目印を設置して、プログラミングをする必要がある。通常、起点、目的地、曲り角などの位置に人工の目印を設置する。且つ、各々の人工の目印の間の距離及び路面の状況によって、自律移動装置が車輪の回転方向及びモーター出力などを計算する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、自律移動装置が移動する過程において、車輪が滑ったり、空回りしたり、誤差が生じる等によって、正確に目的地に到着できない。従って、デバッグ及び修正を何度もして、正確に目的地に到着できる。技術者が出張サービスを提供することが面倒であり、且つデバッグ及び修正を何度もする必要があるので、時間を無駄にして、骨が折れる恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これによって、自律移動装置及びナビゲーション経路を確立する方法を提供する必要があり、自律移動装置が自動的に一つのナビゲーション経路を確立し、時間を節約して、労力が省け、正確に目的地に到着できる。
【０００６】
自律移動装置は、地図注釈モジュール、画像採集モジュール、人工の目印識別モジュール、人員追随モジュール、音声入力モジュール及び制御モジュールを含む。地図注釈モジュールは、移動区域の地図、地図説明文書及び人工の目印のＩＤが対応する位置情報が記憶され、移動区域に複数の人工の目印が設置され、自律移動装置が人工の目印と人工の目印との間を移動することに用いられる。画像採集モジュールは、自律移動装置が移動過程における前方の画像を撮り、画像信号を形成することに用いられる。人工の目印識別モジュールは、画像採集モジュールから出力した画像信号を受信して、画像の中の人工の目印を識別して、自律移動装置の位置決めを実現することに用いられる。人員追随モジュールは、自律移動装置を人員誘導モードに入らせ、特定の点をナビゲーション点として、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成することに用いられる。音声入力モジュールは、ナビゲーション経路の名称を入力して、自律移動装置が一つのナビゲーション経路を自動的に増加することに用いられる。制御モジュールは、地図注釈モジュールが記憶されたナビゲーション経路によって、自律移動装置の移動を制御することに用いられる。
【０００７】
地図注釈モジュールには、更にナビゲーション点と、ナビゲーション点が前記人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報とが記憶される。
【０００８】
ナビゲーション経路を確立する方法は、上記の自律移動装置を提供するステップと、必要がある位置に人工の目印を設置して、人工の目印のＩＤが対応する位置情報を地図注釈モジュールに記憶するステップと、自律移動装置の人員誘導モードを起動して、自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進して、前進する過程において、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成するステップと、ナビゲーション経路に名前を付けて、音声入力モジュールは、音声によって、ナビゲーション経路の名称を入力して、自律移動装置が一つのナビゲーション経路を自動的に増加するステップと、を含む。
【０００９】
自律移動装置の人員誘導モードを起動して、自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進して、前進する過程において、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成するステップにおいて、自律移動装置の実際の移動情報は、自律移動装置の車輪の回転方向、車輪の回転速度及び車輪の回転数量を含む。
【００１０】
必要がある位置に人工の目印を設置して、人工の目印のＩＤが対応する位置情報を地図注釈モジュールに記憶するステップにおいて、人工の目印識別モジュールは、人工の目印の画像を識別して、人工の目印のＩＤを前記地図注釈モジュールに伝送し、地図注釈モジュールは、人工の目印のＩＤによって、自律移動装置の位置を判断して、自律移動装置の位置決めを実現する。
【発明の効果】
【００１１】
従来技術と比べて、本発明の自律移動装置及びナビゲーション経路を確立する方法は、自律移動装置の人員誘導モードを起動して、自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進し、前進する過程において、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成する。その後、自律移動装置がナビゲーション経路どおりに移動する。従って、技術者が、出張サービスを提供する必要はなくて、人工作業する必要はない。時間を節約し、骨が折れることなく、自律移動装置が順調、正確に目的地に到着することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の自律移動装置を示すブロック図である。
【図２】本発明のナビゲーション経路を確立する方法のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例のロボットが工場のある区域の人工の目印Ａから、人工の目印Ｂに移動する路線を示す図である。
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１４】
図１を参照すると、本発明は、自律移動装置を提供する。自律移動装置は、地図注釈モジュール、画像採集モジュール、人工の目印識別モジュール、人員追随モジュール、音声入力モジュール及び制御モジュールを含む。
【００１５】
地図注釈モジュールは、移動区域の地図、地図説明文書及び人工の目印のＩＤが対応する位置情報が記憶され、移動区域に複数の人工の目印が設置され、自律移動装置が人工の目印と人工の目印との間を移動することに用いられる。画像採集モジュールは、自律移動装置が移動過程における前方の画像を撮り、画像信号を形成することに用いられる。人工の目印識別モジュールは、画像採集モジュールから出力した画像信号を受信して、画像の中の人工の目印を識別して、自律移動装置の位置決めを実現することに用いられる。人員追随モジュールは、自律移動装置を人員誘導モードに入らせ、特定の点をナビゲーション点として、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成することに用いられる。音声入力モジュールは、ナビゲーション経路の名称を入力して、自律移動装置が一つのナビゲーション経路を自動的に増加することに用いられる。制御モジュールは、地図注釈モジュールが記憶されたナビゲーション経路によって、自律移動装置の移動を制御することに用いられる。
【００１６】
自律移動装置は、ロボット、無人搬送車又は無人自動車などの自主的に移動できる設備である。自律移動装置の移動方式は、車輪式又は足式等である。
【００１７】
移動区域は、例えば、工場、レストラン、パトロールステーション等のある固定の仕事場である。移動区域には、それぞれＩＤと対応している複数の人工の目印及びナビゲーション点が設置され、ＩＤは数字、文字などの情報であり、人工の目印の名称を示す。例えば、起点又は目的地である。人工の目印は、Ｔａｇ３６ｈ１１マークシリーズ、Ｔａｇ３６ｈ１０マークシリーズ、Ｔａｇ２５ｈ９マークシリーズ、又はＴａｇ１６ｈ５マークシリーズなどの中のいずれかの一つ又は複数の人工の目印である。
【００１８】
地図注釈モジュールは、移動区域の地図、地図説明文書及び人工の目印のＩＤが対応する位置情報が記憶される。移動区域に複数の人工の目印が設置され、自律移動装置が人工の目印と人工の目印との間を移動できる。移動区域の地図がマーク付け言語（ＸＭＬ）又は他のフォーマットの文書で記憶され、その中では、人工の目印が定義される。地図説明文書は、地図の中の人工の目印の近くに対する説明、例えば、地図の中の人工の目印の地点名称を含む。
【００１９】
地図注釈モジュールには、更にナビゲーション点と、ナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報とが記憶される。
【００２０】
画像採集モジュールは、カメラを含み、カメラが自律移動装置の移動方向を向いている側面に設置され、自身の視野をカバーする区域の範囲の画像を撮ることで、人工の目印を撮ることができ、画像信号を形成するようになる。画像信号がデータ線を介して、人工の目印識別モジュールに伝送される。カメラはＣＣＤ又はＣＭＯＳに基づくものである。
【００２１】
人工の目印識別モジュールは、画像採集モジュールに撮られた画像を受信した後、人工の目印を読み取り、識別して、人工の目印のＩＤを地図注釈モジュールに伝送する。これによって、自律移動装置が人工の目印に対する相対位置及び角度を判断して、位置決めを実現する。人工の目印識別モジュールは、採集した人工の目印によって、自律移動装置と人工の目印との間の距離及び角度を計算でき、制御モジュールは、自律移動装置が人工の目印に移動することを微調整する。
【００２２】
人員追随モジュールは、自律移動装置を誘導人員に付いていき、前進させて、人員誘導モードに入って、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成する。具体的には、以下のナビゲーション経路を確立する方法を参照されたい。
【００２３】
音声入力モジュールは、ナビゲーション経路の名称を入力して、自律移動装置が一つのナビゲーション経路を自動的に増加する。
【００２４】
制御モジュールは、地図注釈モジュールが記憶されたナビゲーション経路によって、自律移動装置が目的地に移動することを制御する。
【００２５】
図２を参照すると、本発明は、ナビゲーション経路を確立する方法を提供する。ナビゲーション経路を確立する方法は、下記のステップを含む。
【００２６】
Ｓ１：上記のような自律移動装置を提供する。
【００２７】
Ｓ２：必要がある位置に人工の目印を設置して、人工の目印のＩＤが対応する位置情報を地図注釈モジュールに記憶する。
【００２８】
Ｓ３：自律移動装置の人員誘導モードを起動して、自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進して、前進する過程において、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成する。
【００２９】
Ｓ４：ナビゲーション経路に名前を付けて、音声入力モジュールは、音声によって、ナビゲーション経路の名称を入力して、自律移動装置が一つのナビゲーション経路を自動的に増加する。
【００３０】
ステップＳ１において、自律移動装置は、ロボット、無人搬送車又は無人自動車などである。
【００３１】
ステップＳ２において、必要がある位置に人工の目印を設置して、人工の目印のＩＤが対応する位置情報を地図注釈モジュールに記憶する。画像採集モジュールは、移動区域の近くの人工の目印の画像を撮り続け、画像信号を形成して、画像を人工の目印識別モジュールに伝送する。人工の目印識別モジュールは、人工の目印の画像を識別して、人工の目印のＩＤを地図注釈モジュールに伝送する。地図注釈モジュールは、人工の目印のＩＤによって、自律移動装置の位置を判断する。これによって、自律移動装置の位置決めを実現する。
【００３２】
ステップＳ３において、自律移動装置の人員誘導モードを起動して、自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進し、前進する過程において、障害物、曲り角及び路面の粗さが変化する位置に出くわす。これらの位置が特定の点である。自律移動装置は、誘導人員に付いていき、これらの特定の点を通過して、これらの特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成する。自律移動装置の実際の移動情報は、自律移動装置の車輪の回転方向、車輪の回転速度及び車輪の回転数量などを含む。
【００３３】
ステップＳ４において、ナビゲーション経路に名前を付け、音声入力モジュールは、音声によって、ナビゲーション経路の名称を入力し、自律移動装置が一つのナビゲーション経路を自動的に増加する。
【００３４】
その後、制御モジュールは、自律移動装置が上記のようなナビゲーション経路によって順調、正確に目的地に移動することを制御する。目的地に到着した後、画像採集モジュールは、採集された目的地の人工の目印によって、自律移動装置と目的地との間の距離及び角度を計算できる。その後、制御モジュールは、自律移動装置が目的地に移動することを微調整する。
【００３５】
例を挙げて、自律移動装置がナビゲーション経路を確立する方法を説明する。自律移動装置は、ロボット、無人搬送車又は無人自動車などである。
【００３６】
図３に示すように、ある工場は、上記のようなロボットを買い、ロボットを工場のある区域を移動させる。まず、ロボットが移動する区域の起点に人工の目印Ａを設置し、目的地に人工の目印Ｂを設置し、ロボットを人工の目印Ａから、人工の目印Ｂに移動させる。新しい環境であるので、自律移動装置の人員誘導モードを起動して、自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進して、ｃ点に前進する時に、障害物に出くわし、前方に向かって移動し続けることができないので、誘導人員がロボットを引率して、障害物を避ける必要がある。障害物のある点Ｆが一つの特定の点である。障害物を避けるために、誘導人員が左方に向かって移動して、ｅ点に移動した後、障害物を避けたので、元の路線に沿って、前方に向かって移動し続けることができることを発見する。前進してｇ点に達すると、右方に向かってｈ点に移動し、完全に障害物を避ける。その後、元の路線に沿って、前方に向かって移動して、人工の目印Ｂに到着する。人工の目印Ａから人工の目印Ｂに移動する過程において、ロボットが誘導人員にずっと付いていき、ロボットの車輪が人工の目印Ａから２５回転直進して、ｃ点に到着する。その後、ロボットの車輪が左方に向かって４回転移動して、ｅ点に到着する。ｅ点に到着した後、ロボットの車輪が右方に向かって移動して、元の路線に沿って、前方に向かって５回転移動して、ｇ点に到着する。この時に、ｇ点に到着した後、ロボットの車輪が右方に向かって４回自動的に移動して、ｈ点に到着する。ｈ点に到着した後、ロボットの車輪が元の路線に沿って、前方に向かって２５回転移動して、人工の目印Ｂに到着する。上記がロボットの実際の移動情報である。勿論、他の方式で障害物を避けることもできる。
【００３７】
従って、起点から目的地に移動する過程、即ち、人工の目印Ａから、人工の目印Ｂに移動する過程において、障害物に出くわすので、ずっと直行することができなく、一つのナビゲーション点Ｆを増加する必要がある。ナビゲーション点Ｆは、該位置に障害物があることを示す。ナビゲーション点Ｆが人工の目印に相対する位置を地図注釈モジュールに記憶して、自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成する。
【００３８】
ナビゲーション経路に「障害物を避ける」という名前を付けて、音声入力モジュールは、音声によって、ナビゲーション経路の「障害物を避ける」という名称を入力して、ロボットが一つのナビゲーション経路を自動的に増加する。
【００３９】
その後、制御モジュールは、ロボットが上記の「障害物を避ける」というナビゲーション経路によって、順調、正確に目的地に移動することを制御する。
【００４０】
人工の目印Ａと人工の目印Ｂの間に、曲り角があり、又は路面の粗さが大きく変化する時に、ナビゲーション点を増加することもでき、自律移動装置を順調、正確に目的地に移動させる。
【００４１】
本発明の自律移動装置及びナビゲーション経路を確立する方法は、自律移動装置の人員誘導モードを起動して、自律移動装置が誘導人員に付いていき、起点から目的地に前進して、前進する過程において、特定の点をナビゲーション点とし続け、これらのナビゲーション点が人工の目印に相対する位置及び自律移動装置の実際の移動情報を地図注釈モジュールに記憶して、ナビゲーション経路を形成する。その後、自律移動装置がナビゲーション経路どおりに移動する。従って、技術者が、出張サービスを提供する必要はなくて、人工作業する必要はない。時間を節約して、骨が折れなく、自律移動装置が順調、正確に目的地に到着することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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