(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲環境を撮像する撮像手段を有するとともに自律的に自己位置推定および移動方向制御を行う移動ロボットと、この移動ロボットの作業環境中に設置されるランドマーク装置と、を備える移動ロボットの制御システムであって、
前記ランドマーク装置は、
所定距離を隔てて離間配置されている少なくとも二つのマークを有する近距離用ランドマークセットと、
前記近距離用ランドマークセットよりも広い距離を隔てて離間配置されている少なくとも二つのマークを有する遠距離用ランドマークセットと、を備え、
前記近距離用ランドマークセットの二つのマーク間の中点と前記遠距離用ランドマークセットの二つのマーク間の中点とは、前記ランドマークから所定距離離れた位置から前記撮像手段で撮像した際に同じ撮像領域内に含まれ、かつ、前記撮像手段から撮像した際に、前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとは、高さ方向で異なるように配設されており、
前記移動ロボットは、撮像した画像データ中の高さ位置に基づいて前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとを識別判定する
ことを特徴とする移動ロボットの制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の移動ロボットの制御システムにおいて、
前記撮像手段の光軸高さが固定されており、
前記移動ロボットは、撮像した画像データ中において画像データを二分割する水平線を基準にして前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとを識別判定する
ことを特徴とする移動ロボットの制御システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の移動ロボットの制御システムにおいて、
前記移動ロボットは、
前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとの両方を撮像できるときは、前記遠距離用ランドマークセットを用いた位置制御を行う
ことを特徴とする移動ロボットの制御システム。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の移動ロボットの制御システムにおいて、
前記近距離用ランドマークセットのマーク間の中点と前記遠距離用ランドマークセットのマーク間の中点とは同一鉛直線上にある
ことを特徴とする移動ロボットの制御システム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の移動ロボットの制御システムにおいて、
前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとは同一面内に配設されている
ことを特徴とする移動ロボットの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランドマーク装置を用いた移動ロボットの制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業環境内を自律的に移動する移動ロボットの自己位置推定の方法として、外界観測による自己位置推定法が知られている。
このような自己位置推定方法では、まず、作業空間内に存在するランドマークの位置を地図情報として予め移動ロボットに記憶させておく。そして、ランドマークを観測し、位置が既知であるランドマークとの相対的な位置関係から自己位置の算出を行う。
自己位置の推定にあたっては、二次元的な位置の特定であれば二つのランドマークがあればよく、三次元的位置あるいは位置および姿勢を特定するためには３つのランドマークを必要とする。
【０００３】
ランドマークを観測する手段としては、カメラで撮像した画像データを利用することが知られている。すなわち、ＣＣＤ等の撮像素子を有するカメラによって周囲環境を撮像し、得られた画像データに含まれるランドマークを抽出する。抽出したランドマークを基に、幾何学的な演算によってランドマークと撮像位置との距離を算出して自己位置を推定する。
【０００４】
ランドマークを撮像したカメラ画像を利用して自己位置認識および移動方向制御を行う方法を開示した文献として例えば次の特許文献１から特許文献６が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２１６５５２号公報
【特許文献２】特開２００２−１３２３４６号公報
【特許文献３】特開２００２−２６８７４６号公報
【特許文献４】特開２００６−３４６７６７号公報
【特許文献５】特開平０３−１６６０７２号公報
【特許文献６】特開２００４−３０３１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、ロボットの位置推定精度は、撮像画像中における１画素あたりの距離分解能によるところ、一般に、撮像画像中で十分に離間したランドマークの像を得ることができれば精度の高い位置推定を行うことができる。
したがって、所定間隔を持って離間配置されたランドマークに対し、撮像領域内で十分に離間したランドマーク像を得られる程度に移動ロボットが前記ランドマークに接近している場合には、精度の高い位置決めを行うことができる。
その一方、移動ロボットがランドマークから離れていた場合には、撮像画像中におけるランドマーク同士の距離が近くなってしまう。すると、位置推定精度が低くなってしまい、位置推定に基づく移動方向制御にあっては目標位置に対してオーバーシュートを繰り返すことになり、理想的な目標軌道に沿った安定制御が困難になる（この問題は例えば特許文献６に当てはまる）。
【０００７】
ここで、移動ロボットがどの位置にあっても適当に離間した任意のランドマーク像を得られるように作業環境中の至るところにランドマークを設置しておくという考え方もある。
しかし、作業環境中に多数のランドマークを設置すること、これらすべてのランドマークに三次元座標上の位置を与えて移動ロボットに教示しておくこと、さらに、移動ロボットに複数のランドマークを一つ一つ区別して認識させること、などが必要となり、システムが非常に複雑かつ高価になってしまう（この問題は例えば特許文献１に当てはまる）。
【０００８】
本発明の目的は、ランドマークからの遠近距離に関わらず、精度の高い自己位置推定を可能にするとともに非常に簡便であるランドマーク装置を用いた移動ロボットの制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の移動ロボットの制御システムは、
周囲環境を撮像する撮像手段を有するとともに自律的に自己位置推定および移動方向制御を行う移動ロボットと、この移動ロボットの作業環境中に設置されるランドマーク装置と、を備える移動ロボットの制御システムであって、
前記ランドマーク装置は、
所定距離を隔てて離間配置されている少なくとも二つのマークを有する近距離用ランドマークセットと、
前記近距離用ランドマークセットよりも広い距離を隔てて離間配置されている少なくとも二つのマークを有する遠距離用ランドマークセットと、を備え、
前記近距離用ランドマークセットの二つのマーク間の中点と前記遠距離用ランドマークセットの二つのマーク間の中点とは、前記ランドマークから所定距離離れた位置から前記撮像手段で撮像した際に同じ撮像領域内に含まれ、かつ、前記撮像手段から撮像した際に、前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとは、高さ方向で異なるように配設されており、
前記移動ロボットは、撮像した画像データ中の高さ位置に基づいて前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとを識別判定する
ことを特徴とする。
【００１０】
このような構成において、移動ロボットはランドマーク装置を用いて位置制御を行う。
移動ロボットがランドマーク装置から遠方に位置している場合には、２点間の距離が離れている遠距離用ランドマークセットのマークを用いてランドマーク装置と移動ロボットとの距離および方向などの位置認識を行う。
２点間の距離が離れている遠距離用ランドマークが設けられていることにより、移動ロボットがランドマークから離れていた場合でも撮像画像中で十分に離間した二つのマークを得られる。よって、移動ロボットがランドマーク装置から離れている場合も精度の高い位置制御を行うことができる。
その一方、移動ロボットがランドマーク装置に近づき、たとえば、一つの撮像領域内に遠距離用ランドマークセットの二つのマークを撮像できない場合には近距離用ランドマークセットのマークによって位置認識を行う。そして、近距離用ランドマークセットと遠距離用ランドマークセットとの中点同士は同じ撮像領域内に含まれる程度の範囲に配設されていることから、遠距離用ランドマークセットを用いた位置制御から近距離用ランドマークセットを用いた位置制御に容易に切り替えることができる。
このように移動ロボットとランドマーク装置との距離に応じて、利用するランドマークを遠距離用と近距離用とで使い分けることにより、ランドマーク装置からの距離に関わらず高い精度での位置制御を行うことができる。
また、従来のごとく作業環境のいたるところに多くのマークを配置する複雑な構成にくらべて本発明は非常に簡易な構成であり、広範囲にわたって高い精度の位置制御を簡便に実現するという画期的な効果を奏する。
【００１２】
また、遠距離用ランドマークセットと近距離用ランドマークセットとが一の撮像画像中に同時に撮像される場合でも、高さの違いにより両者を区別することができる。よって、近距離用ランドマークセットと遠距離用ランドマークセットの二セットが設けられている場合であっても、それぞれを正確に識別して認識し、正しい位置制御を行うことができる。
ここで、従来のように作業環境中のいたるところに多くのマークを配置すると各マークを識別させる複雑な構成が必要となるが、本発明にあっては遠距離用ランドマークセットと近距離用ランドマークセットとを単純に高さの違いで識別させることができるので、本発明のランドマーク装置を利用する移動ロボットの制御方法も簡便な構成にすることができる。
【００１３】
本発明では、
前記撮像手段の光軸高さが固定されており、
前記移動ロボットは、撮像した画像データ中において画像データを二分割する水平線を基準にして前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとを識別判定する
ことが好ましい。
このような構成によれば、撮像された画像データを上下二分することにより、遠距離用ランドマークセットであるか近距離用ランドマークセットであるかを簡易かつ正確に識別することができる。
【００１５】
本発明では、前記近距離用ランドマークセットのマーク間の中点と前記遠距離用ランドマークセットのマーク間の中点とは同一鉛直線上にあることが好ましい。
【００１６】
このような構成において、移動ロボットがランドマーク装置から離れている場合には位置制御に遠距離用ランドマークセットを用い、移動ロボットがランドマーク装置に近づいた場合には近距離用ランドマークセットを用いた位置制御に切り替わる。そして、遠距離用ランドマークセットを用いた位置制御から近距離用ランドマークセットを用いた位置制御に切り替わる際に、互いのランドマークセットの中点が同一鉛直線上にあれば、このような切り替わりの際に画像中を上下に探ればよく、移動ロボットの制御構成を簡易にすることができる。
【００１７】
本発明では、前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとは同一面内に配設されていることが好ましい。
【００１８】
このような構成において、近距離用ランドマークセットと遠距離用ランドマークセットとを一面内に配置する場合、たとえば一枚のボード上に各マークを配置すればよいので容易に製造することができる。
【００１９】
なお、前記近距離用ランドマークセットと前記遠距離用ランドマークセットとは同一面内にあり、かつ、中点同士が同一鉛直線上にあることが好ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、移動ロボットとランドマーク装置との距離に応じて利用するランドマークを遠距離用と近距離用とで使い分けることにより、ランドマーク装置からの距離に関わらず広範囲にわたって高い精度での位置制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
本発明の移動ロボットの制御システム１００に係る第１実施形態について説明する。
図１は、移動ロボットの制御システム１００の外観構成を示す図である。
移動ロボットの制御システム１００は、自律的に位置制御を行う移動ロボット２００と、ランドマーク装置３００とを備えている。
移動ロボット２００は、本体部２１０と、移動手段２２０と、撮像手段２３０と、を備えている。
移動手段２２０は、車輪式、クローラ式、二脚歩行式など、本体部２１０を移動させることができれば構造は特に限定されるものではないが、図１中では車輪式の場合を示している。
撮像手段２３０はＣＣＤなどのイメージセンサを備え、本体部２１０に設けられている。
なお、移動ロボット２００はたとえば充電可能な二次電池を動力源とし、電池の残量が残り少なくなった場合には自律的に充電を行う。すなわち、電池の残量が少なくなった際には、所定位置に設置された充電装置７００に向けて自律的に移動し、充電装置７００からの給電を受けて電池を充電する。
【００２４】
本体部２１０には図示しない制御部が内蔵されており、この制御部は、撮像手段２３０にて撮像された画像データを処理する工程や、ランドマーク装置３００を用いた位置制御を行う工程などを制御するところ、このような制御部による制御動作については後述する。
【００２５】
次にランドマーク装置３００について説明する。
図２は、ランドマーク装置３００の構成を示す図である。
ランドマーク装置３００は、近距離用ランドマークセット４００と遠距離用ランドマークセット５００とを備えている。
近距離用ランドマークセット４００は、所定距離を隔てて離間配置された二つのマークＭｎを有する。近距離用ランドマークセット４００の二つのマークＭｎの間隔は、移動ロボット２００がランドマーク装置３００に近接した際に（例えば１０ｃｍから１ｍの範囲）撮像手段２３０の撮像領域内に二つのマークが入りかつ十分に離間している程度の距離である。
このような近距離用ランドマークセット４００の間隔は、撮像手段２３０のレンズや画像処理手段の構成にもよるので一概に特定することはできないが、たとえば、３ｃｍから３０ｃｍ程度が例として挙げられる。そして、近距離用ランドマークセット４００の二つのマークＭｎは、一の水平線上ＬＨｎに配設されている（なお、ここでいう水平線は、水平面に平行な線を意味する）。
【００２６】
遠距離用ランドマークセット５００は、近距離用ランドマークセット４００よりも広い距離を隔てて離間配置された二つのマークＭｆを有する。
遠距離用ランドマークセット５００の二つのマークＭｆの間隔は、近距離用ランドマークセット４００の二つのマーク間隔よりも広くとられている。
遠距離用ランドマークセット５００の二つのマークＭｆの間隔は、移動ロボット２００がランドマーク装置３００から相当に離れている際に（例えば１ｍから１０ｍの範囲）撮像手段２３０の撮像領域内に二つのマークＭｆが入りかつ十分に離間している程度の距離である。
このような遠距離用ランドマークセット５００の間隔は、撮像手段２３０のレンズや画像処理手段の構成にもよるので一概に特定することはできないが、たとえば、３０ｃｍから３００ｃｍ程度が例として挙げられる。
そして、遠距離用ランドマークセット５００の二つのマークＭｆは、一の水平線上ＬＨｆに配設されている（なお、ここでいう水平線は、水平面に平行な線を意味する）。
【００２７】
近距離用ランドマークセット４００のマークＭｎおよび遠距離用ランドマークセット５００のマークＭｆは、例えば発光体で構成される。
発光体としては特に限定されないが、たとえばＬＥＤ（発光ダイオード）が例として挙げられる。発光体の発光色は限定されないが、たとえば赤外領域で発光させてもよい。発光体は常時点灯させてもよく、あるいは、特定の周期で点滅させてもよい。
【００２８】
近距離用ランドマークセット４００と遠距離用ランドマークセット５００とは同一面上に配置されている。たとえば、壁６００の壁面上に設けられている。
そして、近距離用ランドマークセット４００と遠距離用ランドマークセット５００のそれぞれの中点Ｐｍｎ、Ｐｍｆは同一鉛直線Ｌｖ上に配置されている。
このとき、近距離用ランドマークセット４００が上側に配置され、遠距離用ランドマークセット５００が下側に配置されている。
本実施形態にあっては、移動ロボット２００の撮像手段２３０の光軸高さＨａが固定されており、この光軸高さＨａを間にして、上側に近距離用ランドマークセット４００、下側に遠距離用ランドマークセット５００が配置されている。
なお、このような配置は特に限定されるものでなく、上下は逆になっていてもよい。
また、近距離用ランドマークセット４００と遠距離用ランドマークセット５００とは比較的近接して設けられている。たとえば、移動ロボット２００がある程度ランドマーク装置３００に接近した状態において一の撮像領域内に近距離用と遠距離用のそれぞれの中点Ｐｍｎ、Ｐｍｆが同時に入る程度である。
具体的な距離として特定されるものではないが、たとえば、近距離用ランドマークセット４００の中点と遠距離用ランドマークの中点との距離は、１ｃｍから１５ｃｍ程度である。
【００２９】
ここで、ランドマーク装置３００の各マークの座標は移動ロボット２００の制御部に予め設定入力されている。
また、本実施形態においては、近距離用ランドマークセット４００の中点Ｐｍｎおよび遠距離用ランドマークセット５００の中点Ｐｍｆが存在する鉛直線Ｌｖ上には充電装置７００が設けられている。
【００３０】
次に、このような構成を備えるランドマーク装置３００を用いた移動ロボット２００の位置制御方法について説明する。
特に、移動ロボット２００が自己位置Ｐｓを推定する方法について説明する。
図３は、移動ロボット２００の位置制御方法の手順を示すフローチャートである。
移動ロボット２００は、自己位置Ｐｓの推定にあたり、まず、撮像手段２３０によって周囲環境を撮像する（撮像工程ＳＴ１００）。そして、撮像工程（ＳＴ１００）にて得た画像データを画像処理してマーク候補の抽出を行う（マーク候補抽出工程ＳＴ２００）。
【００３１】
マーク候補抽出工程（ＳＴ２００）の手順を図４に示す。
マーク候補抽出工程（ＳＴ２００）では、まず、画像データに閾値処理を施し、閾値以上の輝度の画素を探索して識別する。そして、輝度が閾値以上の画素がある場合には（ＳＴ２２０：ＹＥＳ）、さらに、輝度が閾値以上の画素が連続しているか否かを判断して（ＳＴ２３０）、輝度が閾値以上の画素が連続していれば（ＳＴ２３０：ＹＥＳ）、それらの画素を領域ごとに結合する（ＳＴ２４０）。
さらに、結合した画素の各領域をラベリング処理し（ＳＴ２５０）、領域ごとに面積と真円度を計算したうえで（ＳＴ２６０）、各領域をマーク候補として識別する（ＳＴ２７０）。
【００３２】
なお、ＳＴ２２０において画素の輝度がいずれも閾値の輝度を超えない場合には（ＳＴ２２０：ＮＯ）、マークが撮像できていないので撮像工程（ＳＴ１００）に戻ってやり直す。また、ＳＴ２３０において閾値以上の輝度の画素が連続しない場合も（ＳＴ２３０：ＮＯ）、マークＭｎ、Ｍｆが撮像できていないので撮像工程（ＳＴ１００）に戻ってやり直す。
【００３３】
このようにマーク候補抽出（ＳＴ２００）が終了後、次にマーク抽出工程（ＳＴ３００）に移行する。
マーク抽出工程（ＳＴ３００）の手順を図５に示す。
マーク抽出工程（ＳＴ３００）において、まず、画像データ中のマーク候補の数をカウントする（ＳＴ３１０）。
マーク候補が２個以上４個以下の場合、ランドマーク装置３００のマークＭｎ、Ｍｆを撮像できていると判断し、マークＭｎ、Ｍｆとして識別する。
このように識別したマークＭｎ、Ｍｆをさらに近距離用か遠距離用かを判定するマーク判定工程（ＳＴ４００）に移行する。
【００３４】
なお、ＳＴ３２０において、マーク候補が１個である場合や５個以上ある場合には（ＳＴ３２０：ＮＯ）、マークの数が位置制御に足りなかったり、マーク以外のものを誤検出していることになるので、撮像工程（ＳＴ１００）に戻ってやり直す。
【００３５】
次にマーク判定工程（ＳＴ４００）について説明する。
図６はマーク判定工程（ＳＴ４００）の手順を示すフローチャートである。
マーク判定工程（ＳＴ４００）においては、まず、マーク抽出工程（ＳＴ３００）にて抽出したマークに対して楕円近似処理を行い（ＳＴ４１０）、続いてマークごとの重心を算出する（ＳＴ４２０）。
そして、画像データを上下に二分割する（ＳＴ４３０）。すなわち、画像データの中心を通る水平線Ｈａで画像データを二分割する。
次に、二分割された画像データ中におけるマーク位置を先に算出した重心位置を用いて確認する（ＳＴ４４０）。
ここでは遠距離用ランドマークセット５００が二つとも撮像できる場合には遠距離用ランドマークセット５００を用いた位置制御の方が精度がいいので、遠距離用ランドマークセット５００が撮像できているか否かを先に判断する。
すなわち、ＳＴ４５０において画像データを二分割する水平線Ｈａの下側に２つのマークがあるか否か判断する（ＳＴ４５０）。
二分割線の下側に二つのマークがある場合には（ＳＴ４５０：ＹＥＳ）、これら二つのマークＭｆは遠距離用ランドマークセット５００であると判定する（ＳＴ４６０）。
【００３６】
その一方、二分割線の下側に二つのマークＭｆがない場合には（ＳＴ４５０：ＮＯ）、続いて、二分割線の上側に二つのマークがあるか否か判断する（ＳＴ４７０）。二分割線の上側に二つのマークがある場合には（ＳＴ４７０：ＹＥＳ）、これら二つのマークＭｎは近距離用ランドマークセット４００であると判定する（ＳＴ４８０）。
【００３７】
なお、ＳＴ４７０において画像データの二分割線Ｈａの上側にも二つのマークがない場合には撮像工程（ＳＴ１００）に戻ってやり直す。
【００３８】
このように撮像した画像データ中のマークを遠距離用ランドマークセット５００か近距離用ランドマークセット４００かを判定したのち、自己位置推定（ＳＴ５００）に移行する。
【００３９】
自己位置推定工程（ＳＴ５００）では、撮像したマークの重心位置を利用して移動ロボット２００の自己位置Ｐｓを推定する。
ランドマーク装置３００のマーク位置は予め制御部に設定入力されているので、この画像データ中のマーク位置とカメラパラメータとから実空間上での移動ロボット２００の自己位置を得ることができる。マークを含む画像平面に設定したＵ−Ｖ座標系の点を実空間の座標系（ワールド座標系）に変換する変換行列の関係より、撮像手段２３０からみた実空間上の点への方向ベクトルを得る。
二つのマークに対する方向ベクトルによって移動ロボット２００の実空間上の位置Ｐｓ（point of self-location）が一意に定まる（図７参照）。
【００４０】
このようにして自己位置推定により実空間上での自己位置Ｐｓが特定されたところで、各種の位置制御が実行され、所定の目的地への移動制御などが行われる。
このような移動制御としては、たとえば、所定位置に設置された充電装置７００に対して自律的に接近し、さらに充電装置７００に移動ロボット２００の充電プラグ（不図示）を接続するという動作が挙げられる。
このような充電動作にあっては、遠距離から充電装置７００に接近することと、さらには充電装置７００に接近してから充電装置７００に高精度に位置合わせすることとの二つの段階がある。
この場合、遠距離から充電装置７００に接近する場合には遠距離用ランドマークセット５００を用いて位置制御を行い、充電装置７００に近づいてきたら近距離用ランドマークセット４００を用いて近距離においての精度の高い位置合わせを行う。
【００４１】
ここで、充電装置７００の近距離になってきたときには遠距離用ランドマークセット５００の二つのマークＭｆが両方とも撮像領域にはいるということがなくなるので、遠距離用ランドマークセット５００による位置制御はできなくなる。
その場合でも遠距離用ランドマークセット５００の中点Ｐｍｆと近距離用ランドマークセット４００の中点Ｐｍｎとさらには充電装置７００も同一鉛直線Ｌｖ上にあるため、遠距離用ランドマークセット５００を用いて充電装置７００を目標に位置制御を行うと、遠距離用ランドマークセット５００が撮像領域内に入らなくなったときは近距離用ランドマークセット４００が確実に撮像領域内にある。
したがって、位置制御は途切れることなく継続される。
そして、最終的に近距離用ランドマークセット４００を用いた高精度の位置合わせを行うことにより、充電装置７００に移動ロボット２００の充電プラグを接続して充電を行うことができる。
【００４２】
このような構成を備える本実施形態によれば次の効果を奏することができる。
（１）ランドマーク装置３００には二点間が広く離間した遠距離用ランドマークセット５００と二点間の距離が狭い近距離用ランドマークセット４００とが設けられているので、移動ロボット２００とランドマーク装置３００との距離に応じて利用するランドマークを遠距離用と近距離用とで使い分けることにより、ランドマーク装置３００からの距離に関わらず高い精度での位置制御を行うことができる。
【００４３】
（２）従来のごとく作業環境のいたるところに多くのマークを配置する複雑な構成に比べると、本実施形態は遠距離用ランドマークセット５００と近距離用ランドマークセット４００とを設けた非常に簡易な構成であり、広範囲にわたって高い精度の位置制御を簡便に実現するという画期的な効果を奏する。
【００４４】
（３）遠距離用ランドマークセット５００と近距離用ランドマークセット４００とは異なる高さに設けられているので、撮像画像中においてそれぞれを容易に識別判定することができる。
よって、近距離用ランドマークセット４００と遠距離用ランドマークセット５００の二セットが設けられている場合であっても、それぞれを正確に識別して認識し、正しい位置制御を行うことができる。
【００４５】
（４）近距離用ランドマークセット４００の二つのマーク間の中点と遠距離用ランドマークセット５００の二つのマーク間の中点とは同一鉛直線上にあるので、遠距離用ランドマークセット５００を用いた位置制御にて充電装置７００（あるいは遠距離用ランドマークセット５００の中点）に向かっていれば、遠距離用ランドマークセット５００が撮像領域に入らなくなったときには近距離用ランドマークセット４００が撮像領域内に確実に入る。したがって、遠距離用ランドマークセット５００を用いた位置制御から近距離用ランドマークセット４００を用いた位置制御に途切れることなく移行し、位置制御を継続することができる。
【００４６】
（５）近距離用ランドマークセット４００と遠距離用ランドマークセット５００とは同一面内にあるので、壁面に設置するなどにより本実施形態のランドマーク装置３００を簡便に設置することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
たとえば、近距離用ランドマークセットと遠距離用ランドマークセットとは同一面上になくてもよい。それぞれのマーク座標が移動ロボットに設定入力されていれば遠距離用ランドマークセットと近距離用ランドマークセットが同一面になくてもこれらを用いた位置制御は可能である。
また、近距離用ランドマークセットの二つのマーク間の中点と遠距離用ランドマークセットの二つのマーク間の中点とは同一鉛直線上にあるとしたが、からなずしも中点同士が同一鉛直線上になくてもある程度近接した領域内にあれば、遠距離用ランドマークセットを用いた位置制御と近距離用ランドマークセットを用いた位置制御とを途切れることなく連続させることができる。
ランドマークセットのマークは発光体でなく、所定の色で着色されていてもよい。
上記においては、近距離用ランドマークセットと遠距離用ランドマークセットとはそれぞれ二つずつのマークを有していたが、二つに限らず、たとえばマークを３つずつ備えていてもよい。３つずつのマークがあれば、三次元位置と姿勢とが推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】移動ロボットの制御システムの外観構成を示す図。
【図２】ランドマーク装置の構成を示す図。
【図３】移動ロボットの位置制御方法の手順を示すフローチャート。
【図４】マーク候補抽出工程の手順を示すフローチャート。
【図５】マーク抽出工程の手順を示すフローチャート。
【図６】マーク判定工程の手順を示すフローチャート。
【図７】自己位置推定工程において、座標変換の関係を示す図。
【符号の説明】
【００４９】
１００…制御システム、２００…移動ロボット、２１０…本体部、２２０…移動手段、２３０…撮像手段、３００…ランドマーク装置、４００…近距離用ランドマークセット、５００…遠距離用ランドマークセット、６００…壁、７００…充電装置、ＬＨｆ…水平線、ＬＨｎ…水平線、Ｌｖ…鉛直線、Ｍｆ…遠距離用ランドマークセットのマーク、Ｍｎ…近距離用ランドマークセットのマーク、Ｐｍｆ…遠距離用ランドマークセットの中点、Ｐｍｎ…近距離用ランドマークセットの中点、Ｐｓ…自己位置。
【図１】
0005024128.tif 000002
【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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