(57)【要約】【課題】ロボットや車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などの自律走行台車における、車輪１回転当たりの走行量、旋回量などに関与する車輪の製作誤差や組み立て誤差、さらに時間の経過による摩耗などで生じる誤差などの補正パラメータを、容易に、正確に調整することのできる、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法及び装置を提供する。【解決手段】前記自律走行台車のスタート位置から特定距離にあるゴール位置近傍に前記撮像装置で撮像可能なマーカを設置して、予め前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像をテンプレートとして用意し、前記自律走行台車を前記スタート位置にゴール方向へ向けて設置して前記特定距離走行指示を行うか、または前記ゴール位置で１回転の旋回指令を与え、走行後または旋回後に撮像した前記マーカの撮像画像と、前記予め撮像したテンプレート画像とを用いて前記オドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整するようにした。【選択図】図１
2007156576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪と撮像装置とを有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪における回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
前記自律走行台車のスタート位置から特定距離にあるゴール位置近傍に前記撮像装置で撮像可能なマーカを設置し、予め前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像をテンプレートとして用意した後、前記自律走行台車を前記スタート位置にゴール方向へ向けて設置し、前記特定距離の走行指示を行うか、または前記ゴール位置で１回転の旋回指令を与え、走行後または旋回後に撮像した前記マーカの撮像画像と、前記テンプレート画像とを用いて前記オドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項２】
前記マーカは少なくとも２つのマーカで構成され、予め前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像と自律走行台車のマーカまでの距離を用い、走行後の自律走行台車とマーカまでの距離を算出できるようマーカ間の距離を定めたことを特徴とする請求項１に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項３】
前記走行後に撮像した前記マーカ画像と前記予め撮像したテンプレート画像との差から前記自律走行台車のゴール位置と実到達位置の差を算出し、前記自律走行台車の直進走行時オドメトリパラメータを算出することを特徴とする請求項１または２に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項４】
前記ゴール位置に設置して旋回後に撮像した前記マーカの画像と前記予め撮像したテンプレート画像との差から前記自律走行台車の旋回角度誤差を算出し、前記自律走行台車の旋回時オドメトリパラメータを算出することを特徴とする請求項１または２に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項５】
前記マーカを前記自律走行台車の充電ステーションに設置したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項６】
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪と前方及び側方障害物検知用センサを有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪における回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
平板を略コの字状に形成した測定用治具を用意し、前記自律走行台車のスタート位置から前記測定用治具を構成する各平板までの距離が所定距離となるよう設置すると共に前記自律走行台車を特定距離離れたゴール位置に向けて設置して、予め前記前方及び側方障害物検知用センサから前記測定用治具における各平板までの距離を算出した後、
旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、旋回後または走行後における前記前方及び側方障害物検知用センサによる前記測定用治具の各平板までの距離を算出し、前記旋回前または走行前測定した値との差から前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項７】
前記スタート位置と走行後のそれぞれに測定した前記測定用治具の各平板までの距離の差によって前記自律走行台車の実到達位置とゴール位置との差を算出し、前記自律走行台車の直進走行時オドメトリパラメータを算出することを特徴とする請求項６に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項８】
前記旋回前と旋回後に測定した前記測定用治具の各平板までの距離の差によって前記自律走行台車の実旋回角度と旋回指令角度との差を算出し、前記自律走行台車の旋回時オドメトリパラメータを算出することを特徴とする請求項６または７に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項９】
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪と、自律走行台車の傾きを計測可能な角度差を有した少なくとも２本のビームからなる障害物検知用センサを有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪における回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
前記障害物検知用センサにおけるビームを反射可能な平板測定用治具を用意し、スタート位置に前記自律走行台車を特定距離離れたゴール位置に向けて設置すると共に前記平板測定用治具を測定位置に設置して、予め前記障害物検知用センサにおけるそれぞれのビームにより前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角と検出距離から自律走行台車姿勢角度を算出した後、
旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記平板測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、旋回後または走行後における前記障害物検知用センサにおけるそれぞれのビームにより前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角と検出距離から自律走行台車姿勢角度を算出し、前記旋回前または走行前の値との差から前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項１０】
前記スタート位置と走行後のそれぞれで測定した前記平板測定用治具までの距離の差によって前記自律走行台車の実到達位置とゴール位置との差を算出し、前記自律走行台車の直進走行時オドメトリパラメータを算出することを特徴とする請求項１０に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項１１】
前記旋回前と旋回後に測定した前記平板測定用治具までの距離と角度の差によって前記自律走行台車の実旋回角度と旋回指令角度との差を算出し、前記自律走行台車の旋回時オドメトリパラメータを算出することを特徴とする請求項１０または１１に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項１２】
前記自律走行台車の前記スタート位置、または前記ゴール位置への設置を、前記スタート位置またはゴール位置から前記自律走行台車の車輪半径だけずれた位置に前記車輪を当接させて位置設定を行う位置決め治具を用いて行うことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項１３】
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪を有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪の回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
前記自律走行台車の走行空間に前記自律走行台車の位置と姿勢を検出する位置・姿勢検出センサを設け、前記自律走行台車に略直角の姿勢計測用治具を装着して前記位置・姿勢検出センサ位置に、前記姿勢計測用治具の各面からセンサまでの距離が所定距離となるよう前記自律走行台車を設置して位置・姿勢を測定し、旋回誤差を測定するときはそのまま１回転の旋回指令を与え、走行誤差を測定するときは前記位置・姿勢検出センサから特定距離の位置に前記姿勢計測用治具の各面が所定方向を向くよう前記自律走行台車を設置して前記特定距離の直進指令を与え、前記位置・姿勢検出センサによって検出した前記姿勢計測用治具の旋回前と旋回後または走行後の位置・姿勢とから、前記旋回指令で与えた角度との差、または直進指令で与えた特定距離との差を求め、前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項１４】
前記特定距離直進後に測定した前記自律走行台車の移動距離と、前記スタート位置とゴール位置を結ぶ直線に対する自律走行台車の傾きとから、前記自律走行台車のそれぞれの車輪の直径比を算出して前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項１５】
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪及び撮像装置とを有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
前記自律走行台車のスタート位置から特定距離のゴール位置近傍に前記撮像装置で撮像可能に設置したマーカと、予め前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像をテンプレートとして記憶する記憶手段と、前記自律走行台車を前記スタート位置にゴール方向へ向けて設置して前記特定距離の走行指示を行うか、または前記ゴール位置で１回転の旋回指令を与え、走行または旋回後に前記撮像装置で前記マーカを撮像し、前記回転量測定手段出力によって測定した前記旋回、または走行における前記走行車輪の回転量とそれぞれの走行車輪の回転量の差と、前記記憶装置に記憶されたテンプレートと前記旋回、または走行後に撮像したマーカ画像との比較結果とから、前記自律走行台車の移動距離と移動方向とを推定するための前記オドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置。
【請求項１６】
前記マーカは少なくとも２つのマーカで構成され、該マーカ間の距離は、前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像と自律走行台車のマーカまでの距離とを用い、前記走行または旋回後の自律走行台車とマーカまでの距離を算出できる距離としたことを特徴とする請求項１５に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置。
【請求項１７】
前記マーカを前記自律走行台車の充電ステーションに設置したことを特徴とする請求項１５または１６に記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置。
【請求項１８】
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪と前方及び側方障害物検知用センサとを有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
平板を略コの字状に形成した測定用治具と、スタート位置から特定距離離れたゴール位置に向けて設置した前記自律走行台車から、前記測定用治具における各平板までの距離が所定距離となるよう前記測定用治具を設置して、予め前記前方及び側方障害物検知用センサで測定した各平板までの距離を記憶する記憶手段と、旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、前記前方及び側方障害物検知用センサにより旋回後または走行後における前記測定用治具の各平板までの距離を測定して、前記記憶手段に記憶した旋回前または走行前に測定した値との差から前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置。
【請求項１９】
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪と自律走行台車の進行方向傾きを計測可能な角度差を有した少なくとも２本のビームからなる障害物検知用センサとを有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
前記障害物検知用センサにおけるビームを反射可能な平板測定用治具と、スタート位置から特定距離離れたゴール位置に向けて設置した前記自律走行台車から、前記平板測定用治具までの距離が所定距離となるよう前記平板測定用治具を設置して、予め前記障害物検知用センサにおけるそれぞれのビームにより前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角とから算出した検出距離と自律走行台車姿勢角度を記憶する記憶手段と、旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記平板測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、前記障害物検知用センサにより旋回後または走行後における前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角とから算出した検出距離と自律走行台車姿勢角度と前記記憶手段に記憶した旋回前または走行前に測定した値との差から、前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置。
【請求項２０】
前記自律走行台車の前記スタート位置、または前記ゴール位置への設置用に、前記スタート位置またはゴール位置から前記自律走行台車の車輪半径だけずれた位置に前記車輪を当接させて位置設定を行う位置決め治を具備えたことを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれかに記載した自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法。
【請求項２１】
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪を有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
前記自律走行台車の走行空間に設けた前記自律走行台車の位置と姿勢を検出する位置・姿勢検出センサと、前記自律走行台車に装着する略直角の姿勢計測用治具と、前記位置・姿勢検出センサ位置に、前記姿勢計測用治具の各面からセンサまでの距離が所定距離となるよう設置して前記自律走行台車の位置・姿勢を測定した結果を記憶する記憶手段と、旋回誤差を測定するときはそのまま１回転の旋回指令を与え、走行誤差を測定するときは前記位置・姿勢検出センサから特定距離の位置に前記姿勢計測用治具の各面が所定方向を向くよう前記自律走行台車を設置して前記特定距離の直進指令を与え、前記位置・姿勢検出センサによって検出した前記姿勢計測用治具の旋回前と旋回後または走行後の位置・姿勢とから、前記自律走行台車の移動距離と移動方向とを推定するための前記オドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行する走行台車が目標とする位置に正確に到達するよう、走行台車における車輪に関するパラメータを調整する走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法及び装置に係わり、特に、ロボットや車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などの自律走行台車における、車輪１回転当たりの走行量、旋回量などのパラメータを正確に調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば室内や工場内など、定められた通路に沿ってドアなどを通り抜けたり、種々の障害物が有る狭い空間を正確に走行することを要求される、ロボットや車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などの自律走行台車は、目標とする位置に正確に到達するため、指示された移動距離と方向に対して正確に対応して走行することや、自身の位置を正確に知ることが必要である。そのため、例えば２輪駆動の場合、車輪の回転量で当該走行台車の移動量を、２輪の回転量の差によって方位を推定するためのオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有している。
【０００３】
このオドメトリ機能では、車輪径と２個の車輪間の距離（トレッド）が移動量と方位を推定する上で、その精度を左右する重要なパラメータ（以下、これらをオドメトリパラメータと呼ぶ）となる。
【０００４】
しかしながら一般には、車輪の製作誤差や組み立て誤差、さらに時間の経過による車輪の摩耗などで誤差が生じるため、これらのパラメータが設計値と異なってくる結果、当該走行台車の移動量と方位の推定値には誤差が生じることになる。特に、ロボットや車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などの自律移動を目的とした走行台車においては、現実移動空間における移動距離と方位が推定値と異なってくると、想定された移動経路から逸脱してしまうため、想定経路外の物体との衝突を起こしたりすることで自律移動の破綻を招く。
【０００５】
そのため、上述したオドメトリパラメータは、製作誤差や組み立て誤差を考慮した補正を実施することが行われるが、こういった補正は従来では、規定距離の移動指令と規定角度の旋回指令に対する当該走行台車の実際の移動量と旋回量を測定し、計測された指令値からの誤差から車輪径とトレッドの値を求める（移動距離と方位を推定する場合の逆作業）作業を人手で行なっていた。
【０００６】
しかしながら、人手による作業は調整に多くの時間を要し、この調整作業によるコストアップが避けられないという問題があった。また、時間の経過と共に、摩耗などによって車輪径に変化があった場合は、当初のオドメトリパラメータだけでは対応しきれないという問題も生じる。
【０００７】
こういったオドメータによる距離推定値から誤差を取り除く方法に関しては、例えば特許文献１に、障害物のある市街地のようにＧＰＳ（全地球測位システム：Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）信号を用いることができない場所での位置推定を正確に行えるようにするため、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）、トラクション・コントロール・システム（ＴＣＳ）からのタイヤのスリップ信号を用い、オドメータから得られる信号を補正するようにしたシステムが示されている。
【０００８】
また特許文献２には、車輌位置の検出精度を高めるため、道路沿いに一定間隔で存在するキロポストなどの特定施設を撮像、認識する手段を備え、これら特定施設の認識毎に走行距離を算出すると共に、その走行距離が特定施設間の距離の整数倍に近似する場合は走行距離の検出値に加算し、整数倍に近似しないときは加算しないようにして、車輌の位置を正確に検出する装置が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−３３６９５０号公報
【特許文献２】特開平９−１１９８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これら特許文献１、２に示された技術は、自動車などの長距離走行する車輌におけるオドメータの検出距離を補正する技術であり、大きな精度は要求されないのに対し、ロボットや車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などのように、例えば室内や工場内などの狭い空間や短距離を正確に走行することを要求される走行台車に適用するには、精度的に問題が多い。
【００１１】
特にこれら特許文献１、２に示された方法では、アンチロック・ブレーキ・システム（ＡＢＳ）や、トラクション・コントロール・システム（ＴＣＳ）からのタイヤのスリップ信号を用い、オドメータから得られる信号を補正（特許文献１）したり、道路沿いに一定間隔で存在するキロポストなどの特定施設を撮像、認識し、特定施設の認識毎に走行距離を算出して（特許文献２）オドメータを補正するようにしているが、このような方法では、車輪の回転量や車輪間の回転量の差などを正確に特定することはできない。
【００１２】
そのため本発明においては、ロボットや車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などの自律走行台車における、車輪１回転当たりの走行量、旋回量などに関与する車輪の製作誤差や組み立て誤差、さらに時間の経過による摩耗などで生じる誤差などの補正パラメータを、容易に、正確に調整することのできる、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法及び装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため本発明における自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法は、
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪と撮像装置とを有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪における回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
前記自律走行台車のスタート位置から特定距離にあるゴール位置近傍に前記撮像装置で撮像可能なマーカを設置し、予め前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像をテンプレートとして用意した後、前記自律走行台車を前記スタート位置にゴール方向へ向けて設置し、前記特定距離の走行指示を行うか、または前記ゴール位置で１回転の旋回指令を与え、走行後または旋回後に撮像した前記マーカの撮像画像と、前記テンプレート画像とを用いて前記オドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする。
【００１４】
また、この自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法を実施する装置は、
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪及び撮像装置とを有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
前記自律走行台車のスタート位置から特定距離のゴール位置近傍に前記撮像装置で撮像可能に設置したマーカと、予め前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像をテンプレートとして記憶する記憶手段と、前記自律走行台車を前記スタート位置にゴール方向へ向けて設置して前記特定距離の走行指示を行うか、または前記ゴール位置で１回転の旋回指令を与え、走行または旋回後に前記撮像装置で前記マーカを撮像し、前記回転量測定手段出力によって測定した前記旋回、または走行における前記走行車輪の回転量とそれぞれの走行車輪の回転量の差と、前記記憶装置に記憶されたテンプレートと前記旋回、または走行後に撮像したマーカ画像との比較結果とから、前記自律走行台車の移動距離と移動方向とを推定するための前記オドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、同様に、
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪と前方及び側方障害物検知用センサを有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪における回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
平板を略コの字状に形成した測定用治具を用意し、前記自律走行台車のスタート位置から前記測定用治具を構成する各平板までの距離が所定距離となるよう設置すると共に前記自律走行台車を特定距離離れたゴール位置に向けて設置して、予め前記前方及び側方障害物検知用センサから前記測定用治具における各平板までの距離を算出した後、
旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、旋回後または走行後における前記前方及び側方障害物検知用センサによる前記測定用治具の各平板までの距離を算出し、前記旋回前または走行前測定した値との差から前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする。
【００１６】
また、この自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法を実施する装置は、
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪と前方及び側方障害物検知用センサとを有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
平板を略コの字状に形成した測定用治具と、スタート位置から特定距離離れたゴール位置に向けて設置した前記自律走行台車から、前記測定用治具における各平板までの距離が所定距離となるよう前記測定用治具を設置して、予め前記前方及び側方障害物検知用センサで測定した各平板までの距離を記憶する記憶手段と、旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、前記前方及び側方障害物検知用センサにより旋回後または走行後における前記測定用治具の各平板までの距離を測定して、前記記憶手段に記憶した旋回前または走行前に測定した値との差から前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、同様に、
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪と、自律走行台車の傾きを計測可能な角度差を有した少なくとも２本のビームからなる障害物検知用センサを有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪における回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
前記障害物検知用センサにおけるビームを反射可能な平板測定用治具を用意し、スタート位置に前記自律走行台車を特定距離離れたゴール位置に向けて設置すると共に前記平板測定用治具を測定位置に設置して、予め前記障害物検知用センサにおけるそれぞれのビームにより前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角と検出距離から自律走行台車姿勢角度を算出した後、
旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記平板測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、旋回後または走行後における前記障害物検知用センサにおけるそれぞれのビームにより前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角と検出距離から自律走行台車姿勢角度を算出し、前記旋回前または走行前の値との差から前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする。
【００１８】
また、この自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法を実施する装置は、
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪と自律走行台車の進行方向傾きを計測可能な角度差を有した少なくとも２本のビームからなる障害物検知用センサとを有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
前記障害物検知用センサにおけるビームを反射可能な平板測定用治具と、スタート位置から特定距離離れたゴール位置に向けて設置した前記自律走行台車から、前記平板測定用治具までの距離が所定距離となるよう前記平板測定用治具を設置して、予め前記障害物検知用センサにおけるそれぞれのビームにより前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角とから算出した検出距離と自律走行台車姿勢角度を記憶する記憶手段と、旋回角度誤差測定時はそのまま１回転の旋回指令を、走行誤差を算出するときは前記平板測定用治具をゴール位置に設置して前記特定距離の走行指令を与え、前記障害物検知用センサにより旋回後または走行後における前記平板測定用治具までの距離と各ビームの照射角とから算出した検出距離と自律走行台車姿勢角度と前記記憶手段に記憶した旋回前または走行前に測定した値との差から、前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
このように、撮像装置、前方及び側方障害物検知用センサ、少なくとも２本のビームを有する障害物検知用センサなどのセンサが自律走行台車に設けられている場合、これらを用いることで新規にセンサを追加することなく、しかも自動的に直進移動誤差、旋回誤差を算出でき、コストの低減を図ることができると共に、人手を介在させずに、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することができる。また、前方及び側方障害物検知用センサ、少なくとも２本のビームを有する障害物検知用センサを用いた場合は、撮像装置で撮像した画像を用いる場合に比較し、より高い精度で直進移動誤差、旋回誤差を算出することができる。さらに前方及び側方障害物検知用センサでは、平板を略コの字状に形成した測定用治具に対して人手で精度良く自律走行台車を位置決めする必要があり、この作業は非常に手間が掛かるものであったのに対し、少なくとも２本のビームを有する障害物検知用センサを用いた場合は、測定用治具が平板であるからこのような手間は不要であり、非常に簡単に直進移動誤差、旋回誤差を算出することができる。
【００２０】
また、同様に、
それぞれ独立の駆動源を有する少なくとも２輪の走行車輪を有して走行する自律走行台車における、前記走行車輪の回転量と、それぞれの走行車輪の回転量の差とによって移動距離と移動方向とを推定するオドメトリ機能（移動距離測定機能）を有し、該移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であって、
前記自律走行台車の走行空間に前記自律走行台車の位置と姿勢を検出する位置・姿勢検出センサを設け、前記自律走行台車に略直角の姿勢計測用治具を装着して前記位置・姿勢検出センサ位置に、前記姿勢計測用治具の各面からセンサまでの距離が所定距離となるよう前記自律走行台車を設置して位置・姿勢を測定し、旋回誤差を測定するときはそのまま１回転の旋回指令を与え、走行誤差を測定するときは前記位置・姿勢検出センサから特定距離の位置に前記姿勢計測用治具の各面が所定方向を向くよう前記自律走行台車を設置して前記特定距離の直進指令を与え、前記位置・姿勢検出センサによって検出した前記姿勢計測用治具の旋回前と旋回後または走行後の位置・姿勢とから、前記旋回指令で与えた角度との差、または直進指令で与えた特定距離との差を求め、前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することを特徴とする。
【００２１】
また、この自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法を実施する装置は、
それぞれ独立の駆動源と回転量を測定する手段とを備えた少なくとも２輪の走行車輪を有して走行し、移動距離と移動方向とを推定するための車輪径と車輪間隔（トレッド）とで決定されるオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整装置であって、
前記自律走行台車の走行空間に設けた前記自律走行台車の位置と姿勢を検出する位置・姿勢検出センサと、前記自律走行台車に装着する略直角の姿勢計測用治具と、前記位置・姿勢検出センサ位置に、前記姿勢計測用治具の各面からセンサまでの距離が所定距離となるよう設置して前記自律走行台車の位置・姿勢を測定した結果を記憶する記憶手段と、旋回誤差を測定するときはそのまま１回転の旋回指令を与え、走行誤差を測定するときは前記位置・姿勢検出センサから特定距離の位置に前記姿勢計測用治具の各面が所定方向を向くよう前記自律走行台車を設置して前記特定距離の直進指令を与え、前記位置・姿勢検出センサによって検出した前記姿勢計測用治具の旋回前と旋回後または走行後の位置・姿勢とから、前記自律走行台車の移動距離と移動方向とを推定するための前記オドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２２】
このようにすることにより、撮像装置やセンサを持たない自律走行台車であってもオドメトリ（車輪距離計）パラメータの調整を容易に行うことができる。
【００２３】
そして、撮像装置を用いたオドメトリパラメータの調整方法においては、前記マーカは少なくとも２つのマーカで構成され、予め前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像と自律走行台車のマーカまでの距離を用い、走行後の自律走行台車とマーカまでの距離を算出できるようマーカ間の距離を定める、または、前記マーカは少なくとも２つのマーカで構成され、該マーカ間の距離は、前記ゴール位置にて前記撮像装置で撮像した前記マーカの画像と自律走行台車のマーカまでの距離とすることが本発明の好適な実施形態である。
【００２４】
また、前記走行後に撮像した前記マーカ画像と前記予め撮像したテンプレート画像との差から前記自律走行台車のゴール位置と実到達位置の差を算出し、前記自律走行台車の直進走行時オドメトリパラメータを算出したり、前記スタート位置と走行後のそれぞれに測定した前記測定用治具の各平板までの距離の差によって前記自律走行台車の実到達位置とゴール位置との差を算出し、前記自律走行台車の直進走行時オドメトリパラメータを算出したり、前記スタート位置と走行後のそれぞれで測定した前記平板測定用治具までの距離の差によって前記自律走行台車の実到達位置とゴール位置との差を算出し、前記自律走行台車の直進走行時オドメトリパラメータを算出することにより、容易に直進走行時のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することができる。
【００２５】
そして、前記ゴール位置に設置して旋回後に撮像した前記マーカの画像と前記予め撮像したテンプレート画像との差から前記自律走行台車の旋回角度誤差を算出し、前記自律走行台車の旋回時オドメトリパラメータを算出したり、前記旋回前と旋回後に測定した前記測定用治具の各平板までの距離の差によって前記自律走行台車の実旋回角度と旋回指令角度との差を算出し、前記自律走行台車の旋回時オドメトリパラメータを算出したり、前記旋回前と旋回後に測定した前記平板測定用治具までの距離と角度の差によって前記自律走行台車の実旋回角度と旋回指令角度との差を算出し、前記自律走行台車の旋回時オドメトリパラメータを算出することにより、容易に旋回時のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することができる。
【００２６】
そして、撮像装置を用いたオドメトリパラメータの調整方法においては、前記マーカを前記自律走行台車の充電ステーションに設置することにより、自律走行台車は定期的に充電することが必要であるから、その時に同時にオドメトリパラメータの調整も実施でき、常に正確に自律走行できる自律走行台車を提供することができる。
【００２７】
さらに、前記自律走行台車の前記スタート位置、または前記ゴール位置への設置を、前記スタート位置またはゴール位置から前記自律走行台車の車輪半径だけずれた位置に前記車輪を当接させて位置設定を行う位置決め治具を用いることで、人手による設置を容易にすると共に、スタート位置への設置をより正確に行うことができる。
【００２８】
また、以上のオドメトリパラメータ調整方法では、それぞれの車輪の誤差に対する補正値を平均値によって導出するようにしていたが、前記特定距離直進後に測定した前記自律走行台車の移動距離と、前記スタート位置とゴール位置を結ぶ直線に対する自律走行台車の傾きとから、前記自律走行台車のそれぞれの車輪の直径比を算出して前記自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することにより、それぞれの車輪を個別に補正するようにしてオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整することも可能であり、より精度の高い自律走行が可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上記載のごとく本発明によれば、簡単なシステム構成によってオドメトリパラメータ調整を自動化できると共に正確に調整することができ、人手の介在を極力減らして自律走行台車のコスト削減、ならびに製品出荷までの工程短縮を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００３１】
最初に自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整について説明する。自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整は、まず、並進、旋回の指令値に対する実動作の誤差を計測し、この並進、旋回の誤差からパラメータの調整量を算出する。そしてこのパラメータの調整量を、パラメータに書き込んで調整後の並進、旋回の指令値に対する実動作の誤差を計測し、パラメータ調整後も位置、姿勢の誤差が大きいときは、自律走行台車の車輪径、トレッドの再チェックを行ない、これを繰り返して調整してゆく。
【００３２】
例えばロボットのような自律走行台車における車輪パラメータは、車輪径とトレッド（車輪間隔）であり、直進性能はこの車輪径が、旋回性能は車輪径とトレッドとが影響する。まず直進性能を示す並進（前後退）の場合の誤差（ｘ方向）であるが、並進距離と車輪径とは次の関係がある。
【００３３】
並進距離（ｍｍ）＝π×車輪の回転数（左右の平均）×車輪直径  ………（１）
【００３４】
また、その場での旋回は、車輪径とトレッドが影響して次の関係がある。
【００３５】
旋回角度（ｒａｄ）＝π×左右の車輪の回転数の差×車輪直径／トレッド…（２）
【００３６】
従って、まず車輪径パラメータの調整量は、自律走行台車の移動距離をＬ（オドメトリの値）、車輪径のパラメータの調整量をｋｗ、指令移動距離と実際の移動距離実測値のずれをΔｘとすると、
ｋｗ＝｜Δｘ｜／Ｌ  …………………………………………………（３）
となり、指令移動距離より実際の移動距離実測値が長い（Δｘ＞０）場合、車輪径パラメータを（ＷＨＥＥＬ）とすると、
ＷＨＥＥＬ＝（１−ｋｗ）×ＷＨＥＥＬ  …………………………（４）
指令移動距離より実際の移動距離実測値が短い（Δｘ＜０）場合、
ＷＨＥＥＬ＝（１＋ｋｗ）×ＷＨＥＥＬ  …………………………（５）
となる。
【００３７】
次に、トレッドパラメータの調整量は、自律走行台車の旋回角度をΘ（オドメトリの値）、トレッドパラメータの調整量をｋｔ、指令旋回量と実際の旋回量実測値のずれをΔθとすると、
ｋｗ／ｋｔ＝｜Δθ｜／Θ  …………………………………………（６）
となり、指令旋回量より実際の旋回量実測値が大きい（Δθ＞０）場合、トレッドパラメータを（ＴＲＥＡＤ）とすると、
ＴＲＥＡＤ＝（１−ｋｗ／ｋｔ）×ＴＲＥＡＤ  …………………（７）
指令旋回量より実際の旋回量実測値が小さい（Δθ＜０）場合、
ＴＲＥＡＤ＝（１＋ｋｗ／ｋｔ）×ＴＲＥＡＤ  …………………（８）
となる。
【００３８】
すなわち、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整は、前記したように、これらｋｗ、ｋｔの値を算出し、それによってＷＨＥＥＬ、ＴＲＥＡＤの値を調整して行うわけである。
【実施例１】
【００３９】
図１は、本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例１を説明するための図であり、（Ａ）は直進走行誤差測定のためスタート位置とゴール位置を示した図、（Ｂ）は自律走行台車の位置決め治具により、自律走行台車をスタート位置へ設定する方法を説明するための図、（Ｃ）は直進誤差測定前にマーカをテンプレートして撮像する場合のマーカと自律走行台車の位置関係を示した図、図２は自律走行台車の一例として自律走行ロボットと、ゴール位置に設置するマーカを有した充電ステーションを示した図、図３（Ａ）はゴール位置にてマーカを撮像する方法を示した図、（Ｂ）はゴール位置に設置するマーカの一例を示した図、図４（Ａ）は旋回誤差測定時の自律走行台車とマーカを示した図、（Ｂ）は自律走行台車を旋回誤差測定時位置に設置する位置決め治具を示した図、（Ｃ）は旋回後の自律走行台車を示した図、図５は直進走行誤差を算出する場合のフロー図、図６は旋回誤差を算出する場合のフロー図である。なお、以下の説明では自律走行台車としてロボットの場合を例に説明するが、前記したように自律走行台車として車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などであっても良いことはもちろんであり、走行車輪も少なくとも２輪以上であれば多数の車輪を備えたものであっても良い。
【００４０】
本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例１においては、図２に自律走行台車の一例として自律走行ロボット１と、ゴール位置に設置する複数のマーカ２０を有した充電ステーション２を示したように、自律走行台車としてのロボット１における例えば頭頂に設けた魚眼レンズや広角レンズを備えた撮像装置１０などにより、マーカ２０を撮像することによって直進走行誤差と旋回誤差を算出し、オドメトリパラメータを調整する。なお、自律走行台車の撮像装置は、このように頭頂だけでなく、マーカ２０を撮像できればどのような位置に設けても良く、また、マーカ２０も後述するように自律走行台車との距離が測定できるものであればどのような形態のものでも構わない。
【００４１】
そして実際のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整は、直進走行誤差の場合は図５に示したフロー図に、旋回誤差の場合は図６に示したフロー図に従って行う。
【００４２】
まず直進走行誤差を測定する場合であるが、最初に図５のフロー図におけるステップＳ１０の「位置決め治具で台車を原点に位置決め」において、図１（Ａ）に示したように、ロボット１をスタート位置３０（ｘ，ｙ＝０，０）に、例えば５ｍという特定距離だけ離れたゴール位置３１（ｘ，ｙ＝５０，０００ｍｍ，０）方向を向けて設置し、特定距離（５ｍ）走行の指示を行って走行させる。
【００４３】
この時スタート位置３０におけるロボット１の設置は、例えばロボット１の走行車輪が１１、１２のように２輪の場合、スタート位置３０から２輪の半径分だけずれた位置に車輪１１、１２を当接させて保持する部位３２、３３を有した位置決め治具３を用いると、設置を容易に、正確に行うことができる。また、ロボット１のスタート位置３０への設置をさらに正確にするため、スタート位置３０にこの位置決め治具３の位置決め部位３４を当接させる基準ポスト（その高さが車輪半径より低いもの）３５を設けても良い。なお、この位置決め治具３は、ロボット１のスタート位置への設置が完了したら、一点鎖線で示したようにロボット１の後方にスライドさせ、撤去する。
【００４４】
さらに、実際にロボット１を走行させて直進走行誤差を測定する前に、図１（Ｃ）に示したように、上記ロボット１の位置決め治具３を用いてゴール位置３１にロボット１を設置し、頭頂の撮像装置１０によってマーカ２０を撮像し、予め正規のゴール位置に到達したときのマーカ撮像画像をテンプレートとして図示していない記憶手段に登録しておく。
【００４５】
図３は、このマーカ２０の撮像方法（Ａ）とゴール位置に設置するマーカ２０の一例（Ｂ）を示した図であり、前記図２で説明したようにマーカ２０は、ロボット１のたとえば頭頂に設けた魚眼レンズや広角レンズを備えた撮像装置により撮像できるような位置に設ける。そしてロボット１は、前記した位置決め治具３によってゴール位置３１に設置し、撮像した画像上における複数のマーカ２０の間隔とロボット１のマーカまでの距離とから、図示していない制御手段により走行後のマーカ２０とロボット１との距離を算出できるようになっている。
【００４６】
再度図１を参照して、このようにしてロボット１の直進走行誤差の測定のための用意ができたら、前記したように位置決め治具３によってロボット１をスタート位置３０に設置し、図５に示したフロー図におけるステップＳ１１において、例えば前記した特定距離５ｍの直進指示を与えて直進させる。そしてステップＳ１２においてロボットが５ｍ進んだとする位置で停止したら、その位置で図１（Ｃ）で声明したたのと同様にしてマーカ２０を撮像する。
【００４７】
そしてステップＳ１３において、その撮像結果と先に撮像したテンプレート画像とから、それぞれにおけるロボット１とマーカ２０迄の距離を算出し、ロボット１の停止位置における並進誤差を算出する。すなわちロボット１とマーカ２０迄の距離算出は、前記したようにテンプレート画像撮像時のマーカ２０とロボット１の距離、及びテンプレート画像上における複数のマーカ２０の間隔から、前記したように走行後のマーカ２０の間隔を測定することで、マーカ２０とロボット１との距離を算出することができる。
【００４８】
そして、それぞれの撮像画像により算出したロボット１とマーカ２０迄の距離の差Δｘを算出し、それによって前記（３）、（４）、（５）式を用い、ロボット１のオドメトリパラメータを調整する。
【００４９】
また、旋回誤差を測定する場合は、最初に図６のフロー図におけるステップＳ２０「位置決め治具で台車を原点に位置決め」において、図４（Ａ）に示したように、ロボット１をゴール位置３１に図４（Ｂ）に示した位置決め治具３（前記図１（Ｂ）で説明した位置決め治具と同じもの）を用いてマーカ２０側を向けて設置し、次のステップＳ２１で頭頂の撮像装置１０によってマーカ２０を撮像し、予め旋回前のマーカ撮像画像をテンプレートとして図示していない記憶手段に登録しておく。
【００５０】
このようにしてロボット１の旋回誤差の測定のための用意ができたら、ステップＳ２２でロボット１に例えば３６０°の旋回指令を与え、駆動輪が２輪の場合は左右の車輪に逆方向で同量の回転指令を与えて旋回させ、旋回終了後、ステップＳ２３で再度マーカ２０を撮像する。
【００５１】
そして、ステップＳ２４においてその撮像画像と予め図示していない記憶手段に登録しておいたテンプレート画像とのズレ、すなわち停止位置の旋回誤差を算出し、その値に基づいて、前記（６）、（７）、（８）式を用いて図示していない制御手段がロボット１のオドメトリパラメータを調整する。いま、この旋回終了時、ロボット１が例えば図４（Ｃ）に示したように正規の方向に対して角度Δθだけずれた方向を向いて停止した場合、テンプレート画像とはこのΔθ分だけずれた画像が撮像される。そのため、テンプレート画像撮像時のマーカ２０とロボット１の距離、及びテンプレート画像上における複数のマーカ２０の間隔から、マーカ２０の画像のズレ量が何度に相当するかを算出する。そして、この算出した角度Δθを用い、それによってロボット１のオドメトリパラメータを調整する。
【実施例２】
【００５２】
以上が実施例１の自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であるが、次に、図７乃至図１３に従い、実施例２の自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法を説明する。
【００５３】
前記した、本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例１においては、自律走行台車としてのロボット１における例えば頭頂に設けた魚眼レンズや広角レンズを備えた撮像装置１０により、マーカ２０を撮像することによって直進走行誤差と旋回誤差を算出し、オドメトリパラメータを調整していたが、この実施例２においては、自律走行台車としてのロボット１に備えられた、赤外線などを用いた前方及び側方障害物検知用センサを用いてオドメトリパラメータを調整するものである。
【００５４】
図７は自律走行台車の一例としてのロボットに設けられた前方及び側方障害物検知用センサを説明するための図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ方向断面図、図８は、本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例２を説明するための図であり、（Ａ）は直進走行誤差測定のためのスタート位置とゴール位置を示した図、（Ｂ）は自律走行台車の位置決め治具により、自律走行台車をスタート位置へ設定する方法を説明するための図、図９（Ａ）は自律走行台車の直進走行誤差測定のための走行前の測定状態を示した図、（Ｂ）は同じく走行後の測定状態を示した図、図１０（Ａ）は自律走行台車の旋回誤差測定時における旋回前の状態を示した図、（Ｂ）は自律走行台車を旋回誤差測定位置に設置する位置決め治具を示した図、（Ｃ）は旋回後の自律走行台車を示した図、図１１（Ａ）は自律走行台車の旋回誤差測定時における旋回前の測定状態を示した図、（Ｂ）は同じく旋回後の測定状態を示した図、図１２は直進走行誤差を算出する場合のフロー図、図１３は旋回誤差を算出する場合のフロー図である。
【００５５】
通常、ロボットや車輌形式で自律走行するビーグル（ＡＧＶ）などの自律走行台車は、これから走行する先に本当に床や地面等の走行面があるか、走行領域に障害物が存在しないかを判断し、それによって走行先に障害物が有る場合や走行面がない場合は、迂回したり場合によっては障害物を乗り越えるなどの行動を取る必要があり、これら走行面や障害物の検出のため、図７に示したように、赤外線などを用いた前方及び側方障害物検知用センサを装備することが一般的におこなわれている。
【００５６】
この図７において、１は自律走行台車の一例としてのロボット、１１、１２はロボット１の走行車輪であり、このロボット１は、前方における障害物を検出するため、例えば光ビームを出力する発光部とその反射光を受光する受光部を備えた前方障害物検知センサ４１や、左右に設けた側方障害物検知センサ４２１、４２２を備えている。そのため、本発明の実施例２では、これら前方及び側方障害物検知用センサを用いてオドメトリパラメータを調整するものである。なお、この図７に示した前方障害物検知センサ４１は、それぞれのセンサから１、No.２、No.３、No.４、No.５として示した５本の光ビームを出力する発光部と、その反射光を受光する受光部を備えたワイドアングルセンサ（ＷＡＳ）と称するセンサ４１１、４１２、４１３からなる場合を示したものであるが、本発明では、このような形態のセンサだけでなく、距離を測定できるものであれば、どのような形態のセンサであっても構わない。
【００５７】
まず直進走行誤差を測定する場合であるが、最初に図１２のフロー図におけるステップＳ３１の「ロボット１を原点位置に位置決め」を実施する。これは図８（Ａ）に示したように、ロボット１をスタート位置３０（ｘ，ｙ＝０，０）に、例えば５ｍという特定距離だけ離れたゴール位置３１（ｘ，ｙ＝５０，０００ｍｍ，０）方向を向けて設置するもので、前記図１で説明した位置決め治具３を用いておこなう。
【００５８】
次に、図１２のステップＳ３２で図８に４０として示した、測定用治具として平板を略コの字状に形成したセンサ検出値取得用治具を、各平板がスタート位置３０から所定距離となるよう設置する。そして、実際にロボット１を走行させて直進走行誤差を測定する前に、図１２のステップＳ３３において、前記図７に示した前方及び側方障害物検知用センサ４１、４２を用い、測定用治具としてのセンサ検出値取得用治具４０を構成する各平板までの距離を測定し、図示していない記憶手段に記憶する。
【００５９】
図９（Ａ）はこの計測結果の一例を示した図であり、例えばセンサ検出値取得用治具４０におけるロボット１の側方の平板４０１、４０２がスタート位置３０から４６５ｍｍの位置に、前方の平板４０３がスタート位置３０から４９０ｍｍの位置にあり、さらに、ロボット１に備えられた前方障害物検知センサ４１１、４１２、４１３のうちの４１２のセンサで検出した前方の平板４０３迄の距離が３００ｍｍ（Ｌｒ１）、同じく右側の側方障害物検知センサ４２１が（ｘｒ，ｙｒ）にあり、左側の側方障害物検知センサ４２２が（ｘｌ，ｙｌ）にあって、それぞれのセンサで検出した側方の平板４０１、４０２迄の距離がそれぞれ３５０ｍｍ（Ｌｒ２、Ｌｒ３）である場合を示している。こうして走行前の測定が済んだら、図１２のステップＳ３４で、前記と同様位置決め治具３をロボット１の後方にスライドさせ、撤去する。
【００６０】
そして次に図１２のステップＳ３５で、図８（Ａ）の停止位置（ゴール位置）３１に前記した測定用治具であるセンサ検出値取得用治具４０を、スタート位置３０に設置したと同様に設置する。次いで図１２のステップＳ３６で、ロボット１に例えば前記した特定距離５ｍの直進移動指令を発行して直進させ、ステップＳ３７において図１（Ａ）のように、ゴール位置３１近傍においてロボットが５ｍ進んだとして停止したら、スタート位置３０で行ったのと同様、センサ検出値取得用治具４０における側方の平板４０１、４０２、及び進行方向の平板４０３迄の距離を測定する。
【００６１】
この測定結果の一例を示したのが図９（Ｂ）である。この例では、ロボット１はゴール位置３１を通り過ぎ、さらにセンサ検出値取得用治具４０におけるロボット１の進行方向左側となる平板４０１側によって停止している。
【００６２】
今、この時の前方障害物検知センサ４１２が床面に対してθｗａｓの角度で取り付けられ、前方の平板４０３迄の距離検出結果がＬｔ１、同じく側方障害物検知センサ４２２、４２１による側方の平板４０１、４０２迄の距離検出結果がそれぞれＬｔ２、Ｌｔ３、ロボット１が前方に行き過ぎた距離をΔｘ、平板４０１側によった距離をΔｙ、ｘ方向に対して姿勢が傾いた姿勢ズレ量をΔθ、とすると、まず姿勢ズレΔθは、
Δθ＝ｃｏｓ−１｛（Ｌｒ２＋｜ｙｌ｜＋Ｌｒ３＋｜ｙｒ｜）／
（Ｌｔ２＋｜ｙｌ｜＋Ｌｔ３＋｜ｙｒ｜）｝  ………………（９）
となる。また、進行方向のズレΔｘは、
Δｘ＝Ｌｒ１×ｃｏｓθｗａｓ−Ｌｔ１×ｃｏｓθｗａｓ×ｃｏｓΔθ  …（１０）
横方向のずれΔｙは、
Δｙ＝Ｌｒ２−Ｌｔ２×ｃｏｓΔθ  ……………………………………………（１１）
となる。
【００６３】
従って、前記したように車輪径パラメータの調整量ｋｗ、車輪径パラメータをＷＨＥＥＬとすると、
ｋｗ＝｜Δｘ｜／Ｌ  …………………………………………………（３）
指令移動距離より実際の移動距離実測値が長い（Δｘ＞０）場合、
ＷＨＥＥＬ＝（１−ｋｗ）×ＷＨＥＥＬ  …………………………（４）
指令移動距離より実際の移動距離実測値が短い（Δｘ＜０）場合、
ＷＨＥＥＬ＝（１＋ｋｗ）×ＷＨＥＥＬ  …………………………（５）
となり、これらの計算を図示していない制御手段によりおこなう。
【００６４】
次に、旋回誤差を測定する場合は、まず図１３のフロー図におけるステップＳ４１の「ロボットを原点位置に位置決め」を実施する。これは図１０（Ａ）に示したように、ロボット１をスタート位置３０（ｘ，ｙ＝０，０）に、前記図１で説明した位置決め治具３（図１０（Ｂ）を参照）を用いておこなう。
【００６５】
次に、図１３のステップＳ４２で図１０に４０で示したセンサ検出値取得用治具を、各平板がスタート位置３０から所定距離となるよう設置する。そして、実際にロボット１を旋回させる前に、図１３のステップＳ４３において、前記図７に示した前方及び側方障害物検知用センサ４１、４２を用い、測定用治具としてのセンサ検出値取得用治具４０を構成する各平板までの距離を測定する。
【００６６】
図１１（Ａ）はこの計測結果の一例を示した図であり、前記図９（Ａ）の場合と同様、例えばセンサ検出値取得用治具４０におけるロボット１の側方の平板４０１、４０２がスタート位置３０から４６５ｍｍの位置に、前方の平板４０３がスタート位置３０から４９０ｍｍの位置にあり、さらに、ロボット１に備えられた前方障害物検知センサ４１１、４１２、４１３のうちの４１２のセンサにおける正面（図７に４１２で示した中央のNo.３のセンサ）のセンサで検出した前方の平板４０３迄の距離Ｌｒ１が３００ｍｍ、その４１２のセンサにおける左右のセンサ（図７に４１２で示した左右のNo.１、No.５のセンサ）で検出した前方の平板４０３迄の距離をＬｒ４、Ｌｒ５、同じく右側の側方障害物検知センサ４２１が（ｘｒ，ｙｒ）にあり、左側の側方障害物検知センサ４２２が（ｘｌ，ｙｌ）にあって、それぞれのセンサで検出した側方の平板４０１、４０２迄の距離がそれぞれ３５０ｍｍ（Ｌｒ２、Ｌｒ３）である場合を示している。こうして走行前の測定が済んだら、図１３のステップＳ４４で、前記と同様位置決め治具３をロボット１の後方にスライドさせて撤去した後、ロボット１に例えば３６０°の旋回指令を与え、旋回させる。
【００６７】
そして次に図１２のステップＳ４５で、図１０（Ｂ）のように停止、旋回前の測定と同様、センサ検出値取得用治具４０における側方の平板４０１、４０２、及び前方の平板４０３迄の距離をそれぞれのセンサで測定する。
【００６８】
この測定結果の一例を示したのが図１１（Ｂ）である。この例では、ロボット１は、左右の車輪における直径差で、もとの位置３０から前方の平板４０３方向とロボット１の進行方向左側となる平板４０１側によって停止している。
【００６９】
今、前方障害物検知センサ４１２における正面（図７に４１２で示した中央のNo.３のセンサ）のセンサで検出した前方の平板４０３迄の距離をＬｔ１、右側の側方障害物検知センサ４２１が（ｘｒ，ｙｒ）にあり、左側の側方障害物検知センサ４２２が（ｘｌ，ｙｌ）にあって、それぞれのセンサで検出した側方の平板４０１、４０２迄の距離がそれぞれＬｔ２、Ｌｔ３、前方障害物検知センサ４１２における左右のセンサ（図７に４１２で示した左右のNo.１、No.５のセンサ）で検出した前方の平板４０３迄の距離をＬｔ４、Ｌｔ５、ロボット１が平板４０３方向へ近接した距離をΔｘ、平板４０１側によった距離をΔｙ、ｘ方向に対して姿勢が傾いた姿勢ズレ量をΔθとする。
【００７０】
姿勢のズレ量を算出するに当たっては、まず、姿勢の正負判定を行う。このとき、前方障害物検知センサ４１２における左右のセンサ（図７に４１２で示した左右のNo.１、No.５のセンサ）で検出した前方の平板４０３迄の距離Ｌｔ４、Ｌｔ５は、左右のセンサが正しい位置に取り付けられていれば等しくなるが、取り付け誤差などによって計測距離に差が出た場合のことを考慮し、旋回前の検出値を補正しておく。すなわち、距離Ｌｔ４、Ｌｔ５の差をΔＬとしたとき、
ΔＬ＝Ｌｔ４−Ｌｔ５
ΔＬ＞０のとき      Ｌｔ５＝Ｌｔ５＋ΔＬ
ΔＬ＜０のとき      Ｌｔ４＝Ｌｔ４＋ΔＬ
であり、Δθの正負は、
Ｌｔ４−Ｌｔ５＞０のとき      Δθ＞０
Ｌｔ４−Ｌｔ５＜０のとき      Δθ＜０
となる。
【００７１】
そのため、姿勢ズレΔθは
Δθ＝ｃｏｓ−１｛（Ｌｒ２＋｜ｙｌ｜＋Ｌｒ３＋｜ｙｒ｜）／
（ｌｔ２＋｜ｙｌ｜＋Ｌｔ３＋｜ｙｒ｜）｝  …………（１２）
となる。
【００７２】
そして、トレッドパラメータの調整量は、自律走行台車の旋回角度をΘ（オドメトリの値）、トレッドパラメータの調整量をｋｔ、指令旋回量と実際の旋回量実測値のずれをΔθ’とすると、
Δθ’＝３６０°−Θ  ………………………………………………………（１３）
ｋｗ／ｋｔ＝｜Δθ−Δθ’｜／  …………………………………………（１４）
となり、指令旋回量より実際の旋回量実測値が大きい（Δθ−Δθ’＞０）場合、トレッドパラメータを（ＴＲＥＡＤ）とすると、
ＴＲＥＡＤ＝（ｋｔ／（ｋｔ＋ｋｗ））×ＴＲＥＡＤ
＝（Θ／（Θ＋（Δθ−Δθ’）））×ＴＲＥＡＤ  ……（１５）
指令旋回量より実際の旋回量実測値が小さい（Δθ−Δθ’＜０）場合、
ＴＲＥＡＤ＝（ｋｔ／（ｋｔ−ｋｗ））×ＴＲＥＡＤ
＝（Θ／（Θ−（Δθ−Δθ’）））×ＴＲＥＡＤ  ……（１６）
となる。
【００７３】
すなわち、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整は、前記したように、これらｋｗ、ｋｔの値を図示していない制御手段により算出し、それによってＷＨＥＥＬ、ＴＲＥＡＤの値を調整して行うわけである。
【実施例３】
【００７４】
以上が実施例２の自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であるが、次に、図１４乃至図１７に従い、実施例３の自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法を説明する。
【００７５】
前記した、本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例２においては、自律走行台車としてのロボット１に備えられた、赤外線などを用いた前方及び側方障害物検知用センサと、測定用治具として平板を略コの字状に形成したセンサ検出値取得用治具を用いたが、この実施例３においては、例えば前記図７に示したワイドアングルセンサ（ＷＡＳ）４１１、４１２、４１３からなる前方障害物検知センサにおける、自律走行台車の傾きを計測可能な角度差を有した少なくとも２本のビームのみを用い、測定用治具として平板のセンサ検出値取得用治具を用いてオドメトリパラメータを調整するものである。
【００７６】
図１４は、本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例３を説明するための図であり、（Ａ）は直進走行誤差測定のためのスタート位置とゴール位置を示した図、（Ｂ）は姿勢誤差が車輪径パラメータの調整に与える影響を説明するための図、図１５は直進走行後の自律走行台車の姿勢の計測方法を説明するための図、図１６は直進走行誤差を算出する場合のフロー図、図１７は旋回誤差を算出する場合のフロー図である。
【００７７】
まず直進走行誤差を測定する場合であるが、最初に図１２のフロー図におけるステップＳ５１の「ロボットを計測開始位置に設置し、位置、姿勢を０リセット」を実施する。これは図１４（Ａ）に示したように、ロボット１をスタート位置３０（ｘ，ｙ＝０，０）に、例えば５ｍという特定距離だけ離れたゴール位置３１（ｘ，ｙ＝５０，０００ｍｍ，０）方向を向けて設置し、さらに専用の測定用治具として平板のセンサ検出値取得用治具５０を設置する。
【００７８】
次に、図１６のステップＳ５２で前記図７に示した前方障害物検知用センサ４１における、例えば中央の４１２のNo.３のビームと、左右の４１１のNo.１のビーム、４１３のNo.５のビームなどを用い、平板のセンサ検出値取得用治具５０を構成する平板までの距離を測定して図示していない記憶手段に記憶する。
【００７９】
いま、前方障害物検知用センサ４１における中央４１２、右４１１、左４１３の位置などのパラメータを次のように定義する。
【００８０】
（１）中央の前方障害物検知用センサ４１２
取付位置                  ：（ｘ1，ｙ１）
取付角度（鉛直方向）      ：θ０［ｄｅｇ］
取付角度（水平方向）      ：θ1［ｄｅｇ］
（２）左の前方障害物検知用センサ４１３
取付位置                  ：（ｘ２，ｙ２）
取付角度（鉛直方向）      ：θ０［ｄｅｇ］
取付角度（水平方向）      ：θ２［ｄｅｇ］
（３）右の前方障害物検知用センサ４１１
取付位置                  ：（ｘ３，ｙ３）
取付角度（鉛直方向）      ：θ０［ｄｅｇ］
取付角度（水平方向）      ：θ３［ｄｅｇ］
【００８１】
そして、それぞれの計測結果を次のように定義する。
【００８２】
（１）中央の前方障害物検知用センサ４１２の計測結果  ：Ｌ１［ｍｍ］
（２）左の前方障害物検知用センサ４１３の計測結果    ：Ｌ２［ｍｍ］
（３）右の前方障害物検知用センサ４１１の計測結果    ：Ｌ３［ｍｍ］
【００８３】
次いで、図１６のステップＳ５３でこれら計測結果から、初期位置、姿勢を算出する。この算出は、図１５に示したように、実際は図１５（Ａ）のようにロボット１が平板のセンサ検出値取得用治具５０に対して傾いているが、平板のセンサ検出値取得用治具５０が図１５（Ｂ）のようにロボット１に対して傾いている、として傾きを算出する。このとき、ロボット１の中心座標を原点としてセンサの取り付け位置、姿勢は既知であるので、前記計測結果Ｌ２、Ｌ３から、座標（ｘＬ，ｙＬ），（ｘＲ，ｙＲ）が算出でき、この２点を通る直線から平板のセンサ検出値取得用治具５０とロボット１の傾きθが算出できる。
【００８４】
そのため、平板のセンサ検出値取得用治具５０に対するロボット１の傾きθＳを、次の式を用いて初期姿勢を算出する。
【００８５】
ｘＬ１＝ｘ２＋Ｌ２ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  ………………………………（１７）
ｙＬ１＝ｙ２＋Ｌ２ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  ………………………………（１８）
ｘＲ１＝ｘ３＋Ｌ３ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  ………………………………（１９）
ｙＲ１＝ｙ３＋Ｌ３ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  ………………………………（２０）
【数１】
2007156576.tif 000003
このとき、前方障害物検知用センサ４１の取り付け位置から平板のセンサ検出値取得用治具５０までの水平距離ＬＳは次の式で求められる。
【００８６】
ＬＳ＝Ｌ１ｃｏｓθＳ  （θＳ≦３．０ｄｅｇ→ｃｏｓθＳ＝１）  …（２２）
【００８７】
そして次に、測定用治具である平板のセンサ検出値取得用治具５０を、スタート位置３０から計測距離である例えば５ｍの位置に同様に設置する。設置が済んだら、図１６のステップＳ５４で、ロボット１に例えば前記した特定距離５ｍの直進移動指令を発行して直進させ、ロボット１が停止した位置で、スタート位置３０で行ったのと同様、平板のセンサ検出値取得用治具５０における測定を行う。
【００８８】
そして、それぞれの計測結果を次のように定義する。
【００８９】
（１）中央の前方障害物検知用センサ４１２の計測結果  ：Ｌ４［ｍｍ］
（２）左の前方障害物検知用センサ４１３の計測結果    ：Ｌ５［ｍｍ］
（３）右の前方障害物検知用センサ４１１の計測結果    ：Ｌ６［ｍｍ］
【００９０】
なおこのとき、ロボット１を長距離を移動させた場合、センサ検出値取得用治具５０に直交した理想的な長距離移動経路に対して傾いて移動した際、図１４（Ｂ）に示したように、余弦誤差が発生して問題となる。しかしながら、初期の姿勢誤差が３．６度以内であれば、例えば５００００ｍｍ移動したときの誤差は１０ｍｍ以内となり、目標とする位置決め精度に対して許容できる範囲となる。また、前方障害物検知用センサ４１にも当然バラツキがあるから、こういったことを考慮したアルゴリズムで姿勢誤差を算出する必要がある。
【００９１】
次に、図１６のステップＳ５６で、前方障害物検知用センサ４１の計測結果から、移動指令に対する位置決め誤差を算出し、車輪径パラメータの調整量を算出する。そのため、まず、停止位置に設置された平板のセンサ検出値取得用治具５０に対するロボット１の傾きを計測し、停止位置の姿勢を算出する。計算式は以下の通りである。
【００９２】
ｘＬ２＝ｘ２＋Ｌ５ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  …………………………………（２３）
ｙＬ２＝ｙ２＋Ｌ５ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  …………………………………（２４）
ｘＲ２＝ｘ３＋Ｌ６ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  …………………………………（２５）
ｙＲ２＝ｙ３＋Ｌ６ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  …………………………………（２６）
【数２】
2007156576.tif 000004
このとき、前方障害物検知用センサ４１の取り付け位置から平板のセンサ検出値取得用治具５０までの水平距離ＬＦは次の式で求められる。
【００９３】
ＬＦ＝Ｌ４ｃｏｓθＦ  （θＦ≦３．０ｄｅｇ→ｃｏｓθＦ＝１）  …（２８）
【００９４】
また、長距離直進動作後の姿勢ずれを考慮した移動誤差ΔＬ１を以下の式により算出する。
【００９５】
Δθ＝｜θＦ−θＳ｜
【数３】
2007156576.tif 000005
さらに、この移動誤差ΔＬ１を使って、オドメトリ量Ｌｏｄと動作指令値との誤差ΔＬ２などの車輪径パラメータの補正量を算出する。
【００９６】
ΔＬｏｄ＝Ｌｏｄ−５０００［ｍｍ］  ……………………………………（３０）
【数４】
2007156576.tif 000006
【００９７】
従って、前記したように車輪径パラメータの調整量ｋｗ、車輪径パラメータをＷＨＥＥＬとすると、
【数５】
2007156576.tif 000007
となり、指令移動距離より実際の移動距離実測値が長い（ΔＬ＞０）場合、
ＷＨＥＥＬ＝（１＋ｋｗ）×ＷＨＥＥＬ  ……………………………………（３３）
指令移動距離より実際の移動距離実測値が短い（ΔＬ＜０）場合、
ＷＨＥＥＬ＝（１−ｋｗ）×ＷＨＥＥＬ  ……………………………………（３４）
となる。
【００９８】
こうしてパラメータの調整量が算出されたら、図１６におけるステップＳ５７に進み、パラメータを調整した後、再度移動試験を行って５０００ｍｍの直進移動に対して位置決め誤差が１０ｍｍ以内であれば合格とし．１０ｍｍ以上の場合は車輪径パラメータをデフォルトに戻し、最初から試験を行って調整を行う。そして、この値が１０ｍｍ以内なら、次のステップＳ５８でトレッドパラメータ調整試験に進む。
【００９９】
トレッドパラメータ調整は、以上説明してきたのと同様、図１７に示したフロー図のステップＳ６１で「ロボットを計測開始位置に設置し、位置、姿勢を０リセット」を実施する。次に、ステップＳ６２で前記と同様、図７に示した前方障害物検知用センサ４１における、例えば左右の４１１のNo.１のビーム、４１３のNo.５のビームなどを用い、平板のセンサ検出値取得用治具５０を構成する平板までの距離を測定する。
【０１００】
このときの前方障害物検知用センサ４１における右４１１、左４１３の位置などのパラメータを前記と同様次のように定義する。
【０１０１】
（４）左の前方障害物検知用センサ４１３
取付位置                  ：（ｘ２，ｙ２）
取付角度（鉛直方向）      ：θ０［ｄｅｇ］
取付角度（水平方向）      ：θ２［ｄｅｇ］
（５）右の前方障害物検知用センサ４１１
取付位置                  ：（ｘ３，ｙ３）
取付角度（鉛直方向）      ：θ０［ｄｅｇ］
取付角度（水平方向）      ：θ３［ｄｅｇ］
【０１０２】
また、それぞれの初期位置における計測結果を次のように定義する。
【０１０３】
（４）左の前方障害物検知用センサ４１３の計測結果    ：Ｌ２［ｍｍ］
（５）右の前方障害物検知用センサ４１１の計測結果    ：Ｌ３［ｍｍ］
【０１０４】
次いで、図１７のステップＳ６３でこれら計測結果から、前記と同様にして平板のセンサ検出値取得用治具５０に対するロボット１の傾きθＳを、前記した次の式を用いて算出する。
【０１０５】
ｘＬ１＝ｘ２＋Ｌ２ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  ………………………………（１７）
ｙＬ１＝ｙ２＋Ｌ２ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  ………………………………（１８）
ｘＲ１＝ｘ３＋Ｌ３ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  ………………………………（１９）
ｙＲ１＝ｙ３＋Ｌ３ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  ………………………………（２０）
【数６】
2007156576.tif 000008
【０１０６】
そして次に、図１７のステップＳ６４で、ロボット１に３６０度の回転指令を与え、ステップＳ６５で、平板のセンサ検出値取得用治具５０における測定を行う。そして、それぞれの計測結果を前記したように次のように定義する。
【０１０７】
（４）左の前方障害物検知用センサ４１３    ：Ｌ５［ｍｍ］
（５）右の前方障害物検知用センサ４１１    ：Ｌ６［ｍｍ］
【０１０８】
次に、図１７のステップＳ６６で、前方障害物検知用センサ４１の計測結果から、回転指令に対する姿勢誤差を算出し、トレッドパラメータの調整量を算出する。そのため前記したように、まず、停止位置に設置された平板のセンサ検出値取得用治具５０に対するロボット１の傾きを計測し、停止位置の姿勢を算出する。計算式は以下の通りである。
【０１０９】
ｘＬ２＝ｘ２＋Ｌ５ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  …………………………………（２３）
ｙＬ２＝ｙ２＋Ｌ５ｃｏｓθ０ｃｏｓθ２  …………………………………（２４）
ｘＲ２＝ｘ３＋Ｌ６ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  …………………………………（２５）
ｙＲ２＝ｙ３＋Ｌ６ｃｏｓθ０ｃｏｓθ３  …………………………………（２６）
【数７】
2007156576.tif 000009
【０１１０】
そして、３６０度の旋回動作指令に対する実際の旋回量との誤差を下式に基づいて算出する。
【０１１１】
Δθ＝θＦ−θＳ  …………………………………………………………（３５）
【０１１２】
そして、トレッドパラメータの調整量は、前記したように自律走行台車の旋回角度をΘ（オドメトリの値）、トレッドパラメータの調整量をｋｔ、指令旋回量と実際の旋回量実測値のずれをΔθ’とすると、
Δθ’＝３６０°−Θ  ………………………………………………………（１３）
ｋｗ／ｋｔ＝｜Δθ−Δθ’｜／  …………………………………………（１４）
となり、指令旋回量より実際の旋回量実測値が大きい（Δθ−Δθ’＞０）場合、トレッドパラメータを（ＴＲＥＡＤ）とすると、
ＴＲＥＡＤ＝（ｋｔ／（ｋｔ＋ｋｗ））×ＴＲＥＡＤ
＝（Θ／（Θ＋（Δθ−Δθ’）））×ＴＲＥＡＤ  ………（１５）
指令旋回量より実際の旋回量実測値が小さい（Δθ−Δθ’＜０）場合、
ＴＲＥＡＤ＝（ｋｔ／（ｋｔ−ｋｗ））×ＴＲＥＡＤ
＝（Θ／（Θ−（Δθ−Δθ’）））×ＴＲＥＡＤ  ………（１６）
となる。
【０１１３】
こうしてパラメータの調整量が算出されたら、図１７におけるステップＳ６７に進み、パラメータを調整した後、再度回転試験を行って３６０度回転に対して姿勢誤差が３度以内であれば合格とし．３度以上の場合はトレッドパラメータをデフォルトに戻し、最初から試験を行って調整を行う。そして、この値が３度以内なら、合格として終了する。
【実施例４】
【０１１４】
以上が実施例３の自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法であるが、次に、図１８に従い、実施例４の自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法を説明する。
【０１１５】
前記した、本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例１乃至３においては、自律走行台車としてのロボット１に備えられた、撮像装置や赤外線などを用いた障害物検知用センサを用いたが、この実施例４においては、自律走行台車の走行空間に設けた自律走行台車１の位置と姿勢を検出する、位置・姿勢検出センサにより、自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータを調整するものである。
【０１１６】
図１８は、本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例４を説明するための図であり、自律走行台車としてのロボット１は、反射板を略直角に組み合わせた姿勢計測用治具６０を装着し、スタート位置３０にこの姿勢計測用治具６０の一辺がゴール位置３１方向と平行になるように設置される。また、ロボット１の位置と姿勢を検出する位置・姿勢検出センサは、同じくゴール位置近傍に、略直角とした位置・姿勢検出センサ取り付け部材７０に、スタート位置３０とゴール位置３１を結ぶ直線に対して同一角度θで赤外線などを照射するセンサ７１、７２、ゴール位置から、スタート位置３０とゴール位置３１を結ぶ直線に対して垂直方向に同じく赤外線などを照射するセンサ７２が設けられる。なお、この位置・姿勢検出センサ取り付け部材７０の一辺は、スタート位置３０とゴール位置３１を結ぶ直線に平行とする。
【０１１７】
今、ロボット１に装着した姿勢計測用治具６０におけるＸ、Ｙ方向の反射板の、スタート位置３０からのＸ方向距離、Ｙ方向距離をそれぞれＤｘ、Ｄｙとし、走行指令距離をＬ、位置・姿勢検出センサ取り付け部材７０に取り付けたセンサ７１、７２、センサ７３のゴール位置３１からの距離をそれぞれＥｘ、Ｅｙ、走行指令によってロボット１が到達した位置におけるセンサ７１、７２、センサ７３から姿勢計測用治具６０迄の距離をＦ１、Ｆ２、Ｆ３、それぞれのセンサからのビームが姿勢計測用治具６０に到達した座標を、センサ７１を（ｘ１，ｙ１）、センサ７２を（ｘ２，ｙ２）、センサ７３を（ｘ３，ｙ３）、走行指令によってロボット１が到達した位置における、ロボット１の座標を（ｘｒ，ｙｒ）、姿勢計測用治具６０における直角に交わった位置の座標を（ｘｏ，ｙｏ）とする。
【０１１８】
また、走行指令によってロボット１が到達した位置における、姿勢計測用治具６０のそれぞれの辺を直線と見てそれを式で表すと、それぞれｙ＝ｆ１（ｘ）、ｙ＝ｆ２（ｘ）となり、このそれぞれの式で表される直線は直角に交わり、かつ、ｙ＝ｆ１（ｘ）は座標（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）を通り、ｙ＝ｆ２（ｘ）は座標（ｘ３，ｙ３）を通る。
【０１１９】
そのため、
【０１２０】
【数８】
2007156576.tif 000010
となる。
【０１２１】
従って、走行指令によってロボット１が到達した位置（ｘｒ，ｙｒ）における姿勢、すなわち、スタート位置３０とゴール位置３１を結ぶ直線に対してロボット１がなす角度γは
ｔａｎγ＝（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）
よって
γ＝ｔａｎ−１｛（ｙ２−ｙ１）／（ｘ２−ｘ１）｝
であり、ロボット１の座標（ｘｒ，ｙｒ）は、
【０１２２】
【数９】
2007156576.tif 000011
【０１２３】
そのため、前記と同様直進走行誤差を測定する場合は、図１８におけるスタート位置３０にロボット１を、姿勢計測用治具６０における一辺が、スタート位置３０とゴール位置３１を結ぶ直線に平行になるようにゴール位置３１方向を向けて設置し、距離Ｌの走行指令を与えて走行させ、ゴール位置３１近傍に設けられた位置・姿勢検出センサ取り付け部材７０に取り付けたセンサ７１、７２、センサ７３で姿勢計測用治具６０迄の距離を測定することで、ロボット１の実走行距離、走行後の姿勢が算出できる。
【０１２４】
また、旋回誤差を測定するときは、ゴール位置３１にロボット１を、姿勢計測用治具６０における一辺が、スタート位置３０とゴール位置３１を結ぶ直線に平行になるように設置して所定角度の旋回指令を与え、旋回後の角度を位置・姿勢検出センサ取り付け部材７０に取り付けたセンサ７１、７２、センサ７３で姿勢計測用治具６０迄の距離を測定することで、ロボット１の実旋回角度を算出できる。
【０１２５】
このようにすることで、撮像装置やセンサを持たない自律走行台車であっても、オドメトリ（車輪距離計）パラメータの調整を容易に行うことができる。
【０１２６】
なお、以上説明してきた方法で算出した車輪径パラメータＷＨＥＥＬは、誤差に対する補正値を左右車輪の平均値によって導出するものとなっている。しかし、自律走行台車としてのロボット１が、直進移動指令に対してその経路から傾いて移動した場合、左右車輪には直径差が生じており、式（９）で算出した姿勢ズレΔθ、式（１０）で算出した進行方向のズレΔｘ、式（１１）で算出した横方向のズレΔｙを用いると、この左右車輪の直径差を算出することができ、左右車輪を個別に補正することが可能となる。
【０１２７】
図１９は、この自律走行台車１の走行後における走行距離と姿勢の傾きから、走行車輪の直径差を算出する方法を説明するための図である。今、自律走行台車１の走行車輪のうち、例えば１１を径の大きい方の車輪としてその車輪径をφＬ、走行距離をＬＬ、１２を小さい方の車輪としてその車輪径をφＳ、走行距離をＬＳ、両車輪の間隔（トレッド）をＴ、ｎを車輪の回転数、Ｌを走行指令に対して実際に移動した距離（移動指令量に対する誤差Δｘを引いた値）、自律走行台車１が移動後に、スタート位置とゴール位置を結ぶ直線に対して傾いた角度をΔθとし、自律走行台車１は、走行車輪１１、１２の直径差によって弧を描いて進行するが、その弧の半径をＲとする。
【０１２８】
すると、まず自律走行台車１が描く弧の半径Ｒは、
Ｒ＝Ｌ／ｓｉｎΔθ  ……………………………………………（３９）
となり、直径が大きい車輪１１（車輪径φＬ）と小さい車輪１２（車輪径φＳ）の走行距離は、それぞれ
ＬＬ＝２π（Ｒ＋Ｔ／２）×Δθ／３６０＝πｎφＬ  ………（４０）
ＬＳ＝２π（Ｒ−Ｔ／２）×Δθ／３６０＝πｎφＳ  ………（４１）
となる。そのため、それぞれの車輪径の比は、
φＬ／φＳ＝（Ｒ＋Ｔ／２）／（Ｒ−Ｔ／２）  ………………（４２）
となる。
【０１２９】
従って、この式（３９）を用いて車輪径パラメータＷＨＥＥＬを算出することで、前記したように左右車輪を個別に補正することが可能となる。
【０１３０】
また、以上の説明では、ロボットなどの自律走行台車を所定距離走行させてオドメトリパラメータを調整する方法を説明したが、この方法では、自律走行台車を走行させるために或る程度の広さの場所が必要となる。
【０１３１】
そのため、例えば床に回転ローラや回転ベルトを設置し、自律走行台車をその上で走行させて同様にパラメータを調整するようにしても良い。この場合、自律走行台車が走行する空間が不要になり、また、自律走行台車との距離を測定するセンサも不要となる。
【０１３２】
但しこの方式では、回転ベルトを用いたり回転ローラでも同一方向に駆動する場合、旋回動作の測定はできないが、例えばエンコーダを備えて自由回転する２つの回転ローラで自律走行台車の駆動輪を挟むようにし、駆動輪の回転数を検出するようにした場合は旋回動作の測定も可能となる。
【０１３３】
以上、種々述べてきたように本発明によれば、簡単なシステム構成によってオドメトリパラメータ調整を自動化できると共に正確な調整が可能となり、人手の介在を極力減らして自律走行台車のコスト削減、ならびに製品出荷までの工程短縮を達成できる。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明によれば、室内や工場内などの種々の障害物が有る狭い空間を、正確に走行できる自律走行台車を低コストで、短期間で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例１を説明するための図であり、（Ａ）は直進走行誤差測定のためスタート位置とゴール位置を示した図、（Ｂ）は自律走行台車の位置決め治具により、自律走行台車をスタート位置へ設定する方法を説明するための図、（Ｃ）は直進誤差測定前にマーカをテンプレートして撮像する場合のマーカと自律走行台車の位置関係を示した図である。
【図２】自律走行台車の一例として自律走行ロボットと、ゴール位置に設置するマーカを有した充電ステーションを示した図である。
【図３】（Ａ）はゴール位置にてマーカを撮像する方法を示した図、（Ｂ）はゴール位置に設置するマーカの一例を示した図である。
【図４】（Ａ）は旋回誤差測定時の自律走行台車とマーカを示した図、（Ｂ）は自律走行台車を旋回誤差測定時位置に設置する位置決め治具を示した図、（Ｃ）は旋回後の自律走行台車を示した図である。
【図５】直進走行誤差を算出する場合のフロー図である。
【図６】旋回誤差を算出する場合のフロー図である。
【図７】自律走行台車の一例としてのロボットに設けられた前方及び側方障害物検知用センサを説明するための図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ方向断面図である。
【図８】本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例２を説明するための図であり、（Ａ）は直進走行誤差測定のためのスタート位置とゴール位置を示した図、（Ｂ）は自律走行台車の位置決め治具により、自律走行台車をスタート位置へ設定する方法を説明するための図である。
【図９】（Ａ）は自律走行台車の直進走行誤差測定のための走行前の測定状態を示した図、（Ｂ）は同じく走行後の測定状態を示した図である。
【図１０】（Ａ）は自律走行台車の旋回誤差測定時における旋回前の状態を示した図、（Ｂ）は自律走行台車を旋回誤差測定位置に設置する位置決め治具を示した図、（Ｃ）は旋回後の自律走行台車を示した図である。
【図１１】Ａ）は自律走行台車の旋回誤差測定時における旋回前の測定状態を示した図、（Ｂ）は同じく旋回後の測定状態を示した図である。
【図１２】直進走行誤差を算出する場合のフロー図である。
【図１３】旋回誤差を算出する場合のフロー図である。
【図１４】本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例３を説明するための図であり、（Ａ）は直進走行誤差測定のためのスタート位置とゴール位置を示した図、（Ｂ）は姿勢誤差が車輪径パラメータの調整に与える影響を説明するための図である。
【図１５】直進走行後の自律走行台車の姿勢の計測方法を説明するための図である。
【図１６】直進走行誤差を算出する場合のフロー図である。
【図１７】旋回誤差を算出する場合のフロー図である。
【図１８】本発明になる自律走行台車のオドメトリ（車輪距離計）パラメータ調整方法の実施例４を説明するための図である。
【図１９】自律走行台車の走行後における走行距離と姿勢の傾きから、走行車輪の直径差を算出する方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１  自律走行ロボット
１０  撮像装置
１１、１２  ロボット１の走行車輪
２  充電ステーション
２０  マーカ
３  位置決め治具
３０  スタート位置
３１  ゴール位置
３２、３３  走行車輪を保持する部位
３４  位置決め部位
３５  基準ポスト（その高さが車輪半径より低いもの）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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