(57)【要約】【課題】安価な構成で処理負荷が少なく経路変更が容易で、なおかつ移動体を正確に前記経路に沿って誘導制御できる移動体の誘導システムを提供する。【解決手段】環境中に敷設した電子タグに対し、該電子タグの敷設地点周辺で実行すべき環境情報処理に必要な処理パラメターを対応付けて保持する。環境情報処理部にて前記処理パラメターを取得し、各々の環境に応じた環境情報処理を適宜選択して実行する。環境情報処理結果を利用して誘導制御部で移動体を誘導制御する。【選択図】図１
2009070357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を所定の環境中で目的地まで誘導する移動体の誘導システムにおいて、
前記環境中に個々に固有の識別番号を付与した電子タグを複数設置し、
前記移動体には
前記移動体周囲の環境を計測するための環境計測部と、
前記環境計測部の計測結果に対して複数の処理を実行して結果を出力する環境情報処理部と、
前記電子タグを検出して前記識別番号を含む電子タグ情報を取得・出力する電子タグ検出部と、
前記環境情報処理結果から前記移動体の誘導制御信号を生成する誘導制御部と、
を備え、更に、
前記電子タグは、前記識別番号に加えて、前記環境情報処理部で必要とする処理パラメターを電子タグ情報として保持していること
を特徴とする移動体の誘導システム。
【請求項２】
移動体を所定の環境中で目的地まで誘導する移動体の誘導システムにおいて、
前記環境中に個々に固有の識別番号を付与した電子タグを複数設置し、
前記移動体には
前記移動体周囲の環境を計測するための環境計測部と、
前記環境計測部の計測結果に対して複数の処理を実行して結果を出力する環境情報処理部と、
前記電子タグを検出して前記識別番号を含む電子タグ情報を取得する電子タグ検出部と、
前記環境情報処理結果から前記移動体の誘導制御信号を生成する誘導制御部と、
を備え、更に、
前記識別番号と前記環境情報処理部で必要とする処理パラメターとを対応付けたデータベースを有していること、
を特徴とする移動体の誘導システム。
【請求項３】
前記処理パラメターは、該電子タグ周辺に存在するランドマークの種類を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の移動体の誘導システム。
【請求項４】
前記処理パラメターは、該電子タグ周辺に存在するランドマークの存在領域を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の移動体の誘導システム。
【請求項５】
前記処理パラメターは、該電子タグ周辺に存在するランドマークの絶対位置および絶対姿勢角度を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の移動体の誘導システム。
【請求項６】
前記電子タグ検出部は、複数の電子タグリーダーを並列してなる電子タグリーダーアレイであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の移動体の誘導システム。
【請求項７】
前記処理パラメターは、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の幅、奥行き、高さの少なくとも１つ以上を情報として含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の移動体の誘導システム。
【請求項８】
前記処理パラメターは、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の曲線開始位置、曲線終了位置、曲率および曲率半径の少なくとも１つ以上を情報として含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項記載の移動体の誘導システム。
【請求項９】
前記処理パラメターは、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する床面の傾斜、段差、材質、摩擦係数の少なくとも１つ以上を情報として含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項記載の移動体の誘導システム。
【請求項１０】
前記処理パラメターは、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の明るさ、温度、屋根の有無の少なくとも１つ以上を情報として含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項記載の移動体の誘導システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の環境において移動体を自動的に目的地まで誘導制御する移動体の誘導システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体を目的地まで自動的に誘導制御する技術は、人や物品の自動搬送、環境監視および点検、などの作業への利用が期待できる。特に工場内の自動搬送用途には、環境中に敷設した磁気テープを検出してこれに追従する方式が広く用いられている。
しかし、移動経路を変更するには前記磁気テープを敷設し直す必要があり、手間がかかる。そこで、移動体の誘導制御にあたり、移動体に備えた環境認識センサによって環境中に自然に存在あるいは故意に敷設したランドマークを検出して利用する方式（方式１という。例えば、特許文献１）や、移動体に備えた電子タグ検出装置によって環境中に設置した固有の識別番号を有する複数の電子タグを検出して利用する方式（方式２という。例えば、特許文献２）、などが多数考案されている。
【０００３】
特許文献１記載の発明は、互いに異なる色相を有する複数の多角形を含む人工マークを環境中に設置しておき、移動体が移動中に前記人工マークを検出した結果と、予めデータベース化しておいた人工マーク設置位置とから、前記移動体の位置を求めるものである。環境中の正確な位置が得られるため、移動経路は予め適当な座標平面上で定義しておけばよく、経路変更時に磁気テープや人工マークを全て敷設し直す必要はない。
したがって、人工マークを既に敷設済みの環境であれば移動経路の変更は容易であり、経路設計の自由度は極めて高い。前記人工マークは互いに異なる色相を有する複数の多角形で構成されており、これを移動体に備えた撮像手段で取得する撮影画像から検出し移動体に対する位置を推定する。特許文献１の特徴は、人工マーク検出・位置推定時に周辺の環境やノイズに影響を受けない射影不変比情報を使用する点であり、取得された映像に歪曲が発生しても移動体に対する前記人工マークの正確な位置推定を行うことができ、結果として移動体位置を正確に得られるため、前記移動経路に対する誘導制御の精度が高まる。
【０００４】
特許文献２記載の発明は、設備の保守点検を自動的に遂行させるための保守点検システムにおいて、環境中に離散配置された複数の電子タグを利用して保守点検ロボットの自動走行を支援するものである。電子タグには保守点検ロボットの作業指示および次に読むべき電子タグの設置位置の方位が読み取りデータとして記録されており、保守点検ロボットはそのロボットに備えた電子タグ検出装置で読み取った作業指示に従って行動するとともに、保守点検ロボットに別途備えた絶対方位検出手段で検出する保守点検ロボット自身の方向を、電子タグから読んだ前記方位に合わせるように自動的に向きを変える構成となっている。電子タグのデータは専用の装置によって書き換えることができる。
特許文献２記載の発明の特徴は、電子タグに作業指示および次に読むべき電子タグの設置位置の方位を保存しておき、保守点検ロボットの誘導に利用する点である。この方法によれば、電子タグの読み取りデータ書き換えのみで柔軟に保守点検作業経路を変更できる、というものである。
【０００５】
特許文献３記載の発明は、移動ロボットにおいて、電子タグから動作情報を、環境認識センサから障害物などの対象物情報を、それぞれ取得して利用することにより、前記移動ロボットの自律移動を実現するものである。得られた双方の情報を適宜組合わせ、対象物との距離及び角度を修正しながら、電子タグから得た動作情報に基づく動作を自律的に実行せしめるのである。電子タグから動作情報を取得する点は特許文献２記載の発明と同様である。
ただし、特許文献２記載の発明とは異なり、対象物情報認識手段の処理を並列実行することによって電子タグのみから得られる情報を補完でき、更に、電子タグに対応する動作情報に対象物情報認識手段の処理結果を利用した位置の補正動作指令をも含めることによって、対象物情報を利用した効果的な移動ロボットの誘導制御を遂行できることになる。
【特許文献１】特開２００５−０７００４３号公報（第２０頁、図６）
【特許文献２】特開２００４−１０８７８２号公報（図１）
【特許文献３】特開２００６−１７８５７８号公報（第１６頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
所定の環境において移動体を自動的に目的地まで誘導制御するにあたり、上記方式１では、ランドマークの誤検出が問題となる。ランドマークの誤検出を避けるためにランドマーク検出に複雑な処理アルゴリズムが必要となり、処理実行の負荷が大きくなってしまう。
特に該環境が広域にわたる場合は環境全体における位置を特定するためにランドマークの数や種類を増やさざるを得ないが、各種ランドマークをそれぞれ判別し位置を求めるための処理は膨大なものとなる。
【０００７】
上記方式２は、電子タグ単体では移動体の方位角度は取得できず、並進位置の特定精度が低いという問題がある。特許文献２記載の発明では絶対方位検出手段を別途設けて方位角度を取得するとしているが、正確な方位角を安定的に取得するには一般に高価な高精度ジャイロセンサを使用せねばならず、システム構築のためのコストが高くなってしまう。
【０００８】
特許文献３記載の発明では、環境認識センサによる対象物検出処理と電子タグによる動作情報取得処理とを並列する構成としているが、対象物検出処理を常時実行し続ける処理負荷は大きい。対象物には位置や方位角取得のためのランドマークも含まれるが、ここでは方式１における問題（すなわち、ランドマーク検出処理に要する負荷）が同様に存在する。
以上で述べたような問題に対し、本発明は、安価な構成で処理負荷が少なく経路変更が容易で、なおかつ、移動体を正確に前記経路に沿って誘導制御できる移動体の誘導システムを提供するものでである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１記載の移動体の誘導システムの発明は、移動体を所定の環境中で目的地まで誘導する移動体の誘導システムにおいて、前記環境中に個々に固有の識別番号を付与した電子タグを複数設置し、前記移動体には、前記移動体周囲の環境を計測するための環境計測部と、前記環境計測部の計測結果に対して複数の処理を実行して結果を出力する環境情報処理部と、前記電子タグを検出して前記識別番号を含む電子タグ情報を取得・出力する電子タグ検出部と、前記環境情報処理結果から前記移動体の誘導制御信号を生成する誘導制御部と、を備え、更に、前記電子タグは、前記識別番号に加えて、前記環境情報処理部で必要とする処理パラメターを電子タグ情報として保持していることを特徴とするものである。
請求項２記載の移動体の誘導システムの発明は、移動体を所定の環境中で目的地まで誘導する移動体の誘導システムにおいて、前記環境中に個々に固有の識別番号を付与した電子タグを複数設置し、前記移動体には、前記移動体周囲の環境を計測するための環境計測部と、前記環境計測部の計測結果に対して複数の処理を実行して結果を出力する環境情報処理部と、前記電子タグを検出して前記識別番号を含む電子タグ情報を取得する電子タグ検出部と、前記環境情報処理結果から前記移動体の誘導制御信号を生成する誘導制御部と、を備え、更に、前記識別番号と前記環境情報処理部で必要とする処理パラメターとを対応付けたデータベースを有していることを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の移動体の誘導システムにおいて、前記処理パラメターが該電子タグ周辺に存在するランドマークの種類を含むことを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の移動体の誘導システムにおいて、前記処理パラメターが該電子タグ周辺に存在するランドマークの存在領域を含むことを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項記載の移動体の誘導システムにおいて、前記処理パラメターが、該電子タグ周辺に存在するランドマークの絶対位置および絶対姿勢角度を含むことを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項記載の移動体の誘導システムにおいて、前記電子タグ検出部が複数の電子タグリーダーを並列してなる電子タグリーダーアレイであることを特徴とするものである。
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項記載の移動体の誘導システムにおいて、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の幅、奥行き、高さの少なくとも１つ以上を前記処理パラメターが情報として含むことを特徴とするものである。
請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載の移動体の誘導システムにおいて、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の曲線開始位置、曲線終了位置、曲率および曲率半径の少なくとも１つ以上を前記処理パラメターが情報として含むことを特徴とするものである。
請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項記載の移動体の誘導システムにおいて、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する床面の傾斜、段差、材質、摩擦係数の少なくとも１つ以上を前記処理パラメターが情報として含むことを特徴とするものである。
請求項１０記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項記載の移動体の誘導システムにおいて、前記移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の明るさ、温度、屋根の有無の少なくとも１つ以上を前記処理パラメターが情報として含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明により、電子タグが識別番号に加えて、環境情報処理部で必要とする処理パラメターを電子タグ情報として保持しているので、安価な構成および少ない処理負荷で移動体を正確に前記経路に沿って誘導制御でき、電子タグデータの書き換えによって環境変化に柔軟に対応可能な移動体の誘導システムを提供できるようになる。
【００１１】
請求項２記載の発明により、移動体に識別番号と環境情報処理部で必要とする処理パラメターとを対応付けたデータベースを有しているので、安価な構成および少ない処理負荷で移動体を正確に前記経路に沿って誘導制御でき、データベースの書き換えによって環境変化に柔軟に可能な移動体の誘導システムを提供できるようになる。
【００１２】
請求項３記載の発明により、処理パラメターが電子タグ周辺に存在するランドマークの種類を含むので、環境情報処理部でランドマーク検出処理を実行するにあたり、検出すべきランドマークの種類を限定できるため、処理負荷を軽減するとともに検出精度を向上させることができる。
【００１３】
請求項４記載の発明により、処理パラメターが電子タグ周辺に存在するランドマークの存在領域を含むので、環境情報処理部でランドマーク検出処理を実行するにあたり、ランドマークを探索する領域を限定できるため、処理負荷を軽減するともに検出精度を向上させることができる。
【００１４】
請求項５記載の発明により、処理パラメターが電子タグ周辺に存在するランドマークの絶対位置および絶対姿勢角度を含むので、環境情報処理部でランドマーク検出処理を実行するにあたり、ランドマークを探索する領域を限定することで処理負荷を軽減し検出精度を向上するとともに、単純な演算によって前記移動体の経路補正を実行することができる。
【００１５】
請求項６記載の発明により、電子タグ検出部が複数の電子タグリーダーを並列してなる電子タグリーダーアレイであるので、環境中に敷設した電子タグ検出の確実性を向上できる。
【００１６】
請求項７記載の発明により、移動体が電子タグを検出した後に通過する経路の幅、奥行き、高さの少なくとも１つ以上を処理パラメターが情報として含むので、通行不可能な道幅の経路の回避や狭い経路への進入時の速度の変更などを予め行うことができる。
【００１７】
請求項８記載の発明により、移動体が電子タグを検出した後に通過する経路の曲線開始位置、曲線終了位置、曲率および曲率半径の少なくとも１つ以上を処理パラメターが情報として含む屈曲路への進入角度や曲率を考慮して適切な移動経路や移動速度で屈曲路へ進入し、通過することができる。
【００１８】
請求項９記載の発明により、移動体が電子タグを検出した後に通過する床面の傾斜、段差、材質、摩擦係数の少なくとも１つ以上を処理パラメターが情報として含むので、床面の傾斜に応じた移動経路や移動速度で傾斜面に進入し、通過することができる。
【００１９】
請求項１０記載の発明により、移動体が電子タグを検出した後に通過する経路の明るさ、温度、屋根の有無の少なくとも１つ以上を処理パラメターが情報として含むので、予め計測した明るさに応じてカメラの教示画像を変更したり、温度、屋根の有無といった周辺環境に応じて走行可能か否かを事前に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
図１は本発明における移動体の誘導システムの機能構成を示したブロック図である。図において、１０１が本発明の移動体の誘導システムであり、この移動体の誘導システム１０１の中には、１０２の環境計測部、１０３の環境情報処理部、１０４の電子タグ、１０５の電子タグ検出部、そして１０６の誘導制御部が含まれている。１１１は環境計測部１０２の出力で環境情報処理部１０３に入力される環境計測情報、１１２は電子タグ検出部１０５の出力で環境情報処理部１０３に入力される電子タグ情報、１１３は環境情報処理部１０３の出力で誘導制御部１０６に入力される環境情報処理結果、１１４は誘導制御部１０６から出力される誘導制御信号、１１５は誘導制御部１０６に入力される移動経路指令である。
【実施例１】
【００２１】
〈電子タグデータ領域利用の場合〉
図２は本発明の第１実施例における移動体の誘導システムのハードウェア構成を示した図である。
図において、２０１が移動体、２０２が図示しないモータによって駆動される駆動輪、２０３が移動体２０１の周囲環境を計測するＣＣＤカメラ、２０４が駆動輪２０２の回転状態を計測する回転エンコーダ−、２０５が図示しない前記モータによって駆動輪２０２を駆動する車輪駆動回路、２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃは移動体走行経路面に敷設した電子タグ、２０７は電子タグ２０６を検出して電子タグ情報を取得する電子タグリーダー、２０８は後述する複数の処理を並列に実行する計算機、２０９ａおよびｂは環境中に敷設した互いに異なる属性を有する人工ランドマークである。
環境計測部１０２（図１）はＣＣＤカメラ２０３と回転エンコーダ−２０４に、環境情報処理部１０３（図１）は計算機２０８で実行される一処理（第１処理）に、電子タグ検出部１０５（図１）は電子タグリーダー２０７に、誘導制御部１０６（図１）は計算機２０８で実行される第１処理とは異なる一処理（第２処理）に、それぞれ対応する。
なお、計算機２０８内にあるメモリ２０８ｍには、環境中に設置した全種類の人工ランドマークのモデルがデータベースとして登録してある。
【００２２】
電子タグ２０６ａ、２０６ｂおよび２０６ｃには、図３に示したようなデータ項目を保持させる。すなわち、各電子タグには、該電子タグ固有の識別番号、該電子タグ周辺領域の属性、該電子タグの絶対位置、該電子タグ周辺に設置してある人工ランドマークの種類、該電子タグから前記人工ランドマークまでの距離、前記人工ランドマークの絶対位置と姿勢角、を保持させる。
ここで周辺領域の属性とは、通行可能／通行禁止、制限移動速度、周辺ランドマーク有無などの情報を指す。これらのデータは、該電子タグが電子タグリーダー２０７の通信可能領域に入っていれば、電子タグ情報として取得できる。電子タグリーダー２０７の通信可能領域は、一般に電子タグリーダー２０７内蔵のアンテナ位置周辺に限定されている。
【００２３】
〈第１処理〉
図２の計算機２０８で実行される第１処理の具体的内容を説明する。
第１処理は、（ａ）回転エンコーダ-から得られる情報により移動体２０１の推定絶対位置と推定姿勢角とを求める処理と、（ｂ）ＣＣＤカメラの画像情報から得られる人工ランドマークの移動体２０１に対する相対位置と姿勢角および電子タグ情報から得られる人工ランドマークの絶対位置情報を利用して前記推定絶対位置と推定姿勢角とを補正する処理と、に分割される。
前者の処理（ａ）はオドメトリとして広く知られている手法であるから、ここでは詳細な説明を省略するが、車輪の滑りや段差の影響で推定値の真値に対する偏差が次第に増大していくという問題を抱えている。
後者の処理（ｂ）は、このオドメトリの問題を解決するために実行するものである。以下では第１処理のうち、後者の処理（ｂ）について説明する。
【００２４】
まず、電子タグ検出部から得られる電子タグ情報から、実行すべき処理内容を判断する。図２の例では、電子タグ２０６ａが電子タグリーダー２０７の通信可能領域内に入っているため電子タグ２０６ａからの電子タグ情報が得られる。この電子タグ情報により、（１）電子タグ２０６ａの周辺には人工ランドマーク２０９ａが設置してあること、（２）これをＣＣＤカメラ２０３から得られる画像情報から抽出して推定位置および推定姿勢角の補正に利用する処理が必要であること、が、判断される。
その結果、第１処理では、環境中に設置した多種類の人工ランドマークのモデルの内、人工ランドマーク２０９ａに対応するモデルのみを選択し、画像情報からモデルに適合する像を抽出する処理を実行する。複数のモデルに対し適合処理を実行する必要がないため、処理負荷は極めて少なくできる。
次いで、抽出した像の大きさと形状とから、人工ランドマーク２０９ａの移動体２０１に対する相対位置と姿勢角とを計算する。計算結果に基づき移動体２０１から人工ランドマーク２０９ａまでの距離を計算し、該距離を電子タグから得た電子タグ２０６ａから人工ランドマーク２０９ａまでの距離と比較し、両者の乖離が所定の閾値未満であれば、計算された相対位置と姿勢角とは妥当なものであると判断する。
計算結果が妥当でないと判断された場合は、結果を破棄し、新しい画像情報を用いて最初から処理をやり直す。
計算結果が妥当なものだと判断された場合は、計算された相対位置と姿勢角および電子タグから得た該人工ランドマークの絶対位置と姿勢角とから、移動体２０１の絶対位置と姿勢角とを計算し、移動体２０１の前記推定絶対位置および推定姿勢角と置換する。
ＣＣＤカメラ２０３の計測結果にもとづいて算出した移動体２０１の絶対位置と姿勢角は以前に発生した車輪の滑りや段差乗り越えの影響を受けないため、オドメトリによって算出した推定値に含まれる誤差を除去することができるのである。
第１処理は、得られた移動体２０１の絶対位置と姿勢角および周辺領域の属性を環境情報処理結果１１３として出力する。以上が第１処理の説明である。
【００２５】
図２において移動体２０１が移動し、電子タグリーダー２０７が電子タグ２０６ｂを検出した場合、人工ランドマーク２０９ａは既にＣＣＤカメラ２０３の視野から外れているため、これに対応するモデルとの適合処理を実行しても処理負荷が高まるだけである。一方で人工ランドマーク２０９ｂが視野に入っているため、電子タグ２０６ｂから得られる情報に基づき、これに対応するモデルとの適合処理を実行、移動体２０１の絶対位置と姿勢角を算出して推定値の誤差を除去する。電子タグ２０６ｃを検出した場合は、周辺に人工ランドマークが存在しないため、人工ランドマークを画像情報から抽出する処理は実行しない。不要な処理を実行しないため、計算機２０８の処理負荷は軽減される。
【００２６】
このように、本発明によれば電子タグから取得するパラメターによって必要な処理のみを実行でき、更に、ランドマークの種類などの処理パラメターを利用することで処理負荷を軽減するとともに、処理結果の妥当性を検証し信頼性を高めることができるのである。
【００２７】
〈第２処理〉
続いて、計算機２０８（図２）で実行される第２処理の具体的内容を説明する。
第２処理は、環境情報処理結果１１３（図１）と移動経路指令１１５（図１）とを用いて誘導制御信号１１４（図１）を生成する。ここで誘導制御信号とは、車輪駆動回路２０５（図２）への駆動指令である。
【００２８】
まず、環境情報処理結果１１３に含まれる領域属性から、移動続行可否を判断する。電子タグ２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃは、何れも通行可能の属性を有しているため、移動は続行される。通行不可能の属性を有する電子タグを検出した場合は速やかに減速停止するように誘導制御信号１１４を出力する。
【００２９】
移動続行の場合は、移動経路指令１１５（図１）と環境情報処理結果１１３（図１）に含まれる移動体２０１（図２）の絶対位置および姿勢角とから、移動体２０１の進行方向を決定する。そして前記領域属性に含まれる制限移動速度で決定した進行方向に向かうように、なおかつ急な加減速が発生しないように、目標移動速度を計算する。
計算された目標移動速度は、移動体２０１の速度に関する運動学関係式によって車輪回転目標速度に変換され、車輪駆動回路２０５への駆動指令として出力する。少ない処理負荷によって算出した誤差の少ない移動体２０１の絶対位置および姿勢角にもとづいた誘導制御を実行するので、移動体２０１を与えられた移動経路指令１１５に正確に沿って移動させることができる。
【００３０】
以上の実施例１では環境計測部１０２にＣＣＤカメラ２０３を用いたが、レーザーレンジファインダーや超音波センサアレイなど、環境の特徴をとらえることができるセンサであれば何でも良い。この場合、人工ランドマークは図２の２０６として示したような図柄に限定されず、平板や円筒など、特徴的な表面形状を有する物体を用いることができる。レーザーレンジファインダーのような物体形状を子細に取得できるセンサであれば、電子タグ情報として人工ランドマークの種類の他に、人工ランドマークの寸法を含めることで、環境計測情報からの人工ランドマーク検出処理をより正確に実行できる。
更には、人工ランドマークに代えて、環境中に自然に存在する特徴点あるいは特徴領域を利用しても良い。例えば、建物内部のように壁面が進行方向の基準となるような環境では、壁そのものを姿勢角の基準ランドマークとして利用できる。
【００３１】
実施例１では、電子タグ情報は全て電子タグに電子タグ保持データとして保持させたが、電子タグには識別番号のみを保持させ、対応する電子タグ情報は、例えば計算機２０８の記憶領域など、外部記憶装置に前記識別番号で検索可能なデータベースとして保持してもよい。
この場合、環境情報処理部１０３では電子タグ情報１１２として検出電子タグの識別番号のみを受け取り、対応する電子タグ情報を前記データベースから取得する。
【００３２】
実施例１では、電子タグ情報として該電子タグから周辺の人工ランドマークまでの距離を保持するものとしたが、代わりに該電子タグに対する人工ランドマーク設置相対位置や設置領域を保持するようにしても良い。人工ランドマークを探索する領域を限定できるので、更なる処理負荷の軽減が可能である。
【００３３】
実施例１では、電子タグリーダー１台のみを電子タグ検出部として使用したが、電子タグの検出精度を高めるために複数の電子タグリーダーを並べた電子タグリーダーアレイを成して使用しても良い。
【００３４】
人工ランドマークと電子タグは、設置したときにその絶対位置や対応関係を求めて情報化しておけばよく、経路変更とは無関係である。
したがって、本発明による移動体の誘導システムでは、経路変更の自由度は非常に大きい。仮に人工ランドマークの追加や移動または除去などがあった場合は、該人工ランドマークに対応する電子タグ情報のみを書き換えることで対応可能である。
電子タグ情報は、対応電子タグの保持データを修正現場で書き換えるか、外部記憶装置にあるデータベースを書き換えることで容易に変更できる。
【００３５】
ところで、実際には領域の通行可能／通行禁止、制限移動速度などは、移動体の全幅、全高、駆動方法などの移動体固有の情報と、移動経路の道幅、天井までの高さ、さらに、曲線路の場合は曲率半径などの経路情報によって決定される。
実施例１では電子タグに保持する電子タグ周辺領域の属性として通行可能／通行禁止、制限移動速度、周辺ランドマーク有無などの該電子タグ周辺の情報を保持するとしたが、この方法では大きさや移動方法の異なる移動体に同一の電子タグ情報で対応するのは困難なため、移動体毎に異なる電子タグ情報を読む必要があり、結果的に電子タグの情報の肥大化と管理の複雑化を招く。
【００３６】
このため、電子タグに保持する電子タグ周辺領域の属性として、移動体が該電子タグを検出後に進むと予想される経路の幅、奥行き、高さの少なくとも１つ以上を情報として保持させ、移動体が自身の通行可能／通行禁止、制限移動速度を算出する。
【００３７】
即ち移動体は、移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路に関する情報を含む電子タグ情報１１２を環境情報処理部１０３に入力する。環境情報処理部１０３は前述した経路に関する情報と、自らが算出した移動体２０１の絶対位置および姿勢角とから、領域の通行可能／通行禁止、制限移動速度を、予め与えられた移動体の全幅、全高、駆動方法などの移動体固有の情報と前記電子タグ情報に基づいて検討し、出力する環境情報処理結果１１３に反映する。
これにより、種々の大きさや駆動方法の移動体に対して最小限の電子タグ情報で対応可能となり、電子タグ情報をより容易に管理できる。
【００３８】
また、電子タグに保持する電子タグ周辺領域の属性として、移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の曲線開始位置、曲線終了位置、曲率および曲率半径の少なくとも１つ以上を情報として保持させ、移動体自身が適切な移動経路や移動速度を計算するようにすれば、例えば予めコーナーの外側をできるだけ大回りして通過するようにするなど、屈曲路への進入角度や曲率を考慮して適切な移動経路や移動速度で屈曲路へ進入し、通過することができる。
【００３９】
また、電子タグに保持する電子タグ周辺領域の属性として、移動体が該電子タグを検出した後に通過する床面の傾斜、段差、材質、摩擦係数の少なくとも１つ以上を情報として保持させ、移動体自身がそれらの情報を基に適切な移動経路や移動速度を算出するようにすれば、例えば下り斜面の手前で減速したり、滑りやすい路面を避ける経路を走行するなど、床面の傾斜に応じた移動経路や移動速度で傾斜面に進入し、通過することができる。
【００４０】
また、電子タグに保持する電子タグ周辺領域の属性として、移動体が該電子タグを検出した後に通過する経路の明るさ、温度、屋根の有無の少なくとも１つ以上を情報として保持させ、移動体自身がそれらの情報を基にＣＣＤカメラの教示画像を環境に応じて選択したり、走行可否を判断するようにすれば、予め計測した明るさに応じてカメラの教示画像を変更したり、温度、屋根の有無といった周辺環境に応じて走行可能か否かを判断したりすることができる。
【００４１】
本発明が上記方式１、２および特許文献３記載の発明と異なる点は、電子タグ情報として保持した処理パラメターを利用して環境情報処理の内容を限定することで、恒常的な処理負荷を激減させた点である。
例えば、多種多様な人工ランドマークを設置した環境であっても、検出すべき人工ランドマークの種類を事前に取得できる。
あるいは、環境計測情報中の人工ランドマーク探索領域を限定できるため、少ない処理負荷で確実に検出処理を遂行することができるのである。
更には、処理パラメターを利用して処理結果の妥当性を検証できるため、検出結果の信頼性が向上する。少ない処理負荷によって算出した誤差の少ない移動体の絶対位置および姿勢角にもとづいた誘導制御を実行するので、移動体を与えられた移動経路に正確に沿って移動させることができる。
また、処理負荷が少なくなった分、経路変更の処理を充実させることにより、環境の変化に対して柔軟なシステムを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
少ない処理負荷で移動体を与えられた移動経路に正確に沿って移動させることができ、経路変更の自由度も高いため、工場内搬送台車や家屋内サービスロボットなど、移動を伴う作業を遂行する多くの移動体に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の移動体の誘導システム機能構成図である。
【図２】本発明の第１実施例における移動体の誘導システムのハードウェア構成図である。
【図３】本発明の第１実施例における電子タグ保持データ項目である。
【符号の説明】
【００４４】
１０１  本発明の移動体の誘導システム
１０２  環境計測部
１０３  環境情報処理部
１０４  電子タグ
１０５  電子タグ検出部
１０６  誘導制御部
１１１  環境計測情報
１１２  電子タグ情報
１１３  環境情報処理結果
１１４  誘導制御信号
２０１  移動体
２０２  駆動輪
２０３  ＣＣＤカメラ
２０４  回転エンコーダ−
２０５  車輪駆動回路
２０６ａ、２０６ｂ、２０６ｃ  電子タグ
２０７  電子タグリーダー
２０８  計算機
２０８ｍ  メモリ
２０９ａ、２０９ｂ  人工ランドマーク
【図１】
2009070357.tif 000003
【図２】
2009070357.tif 000004
【図３】
2009070357.tif 000005