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JP7540280B2 - Autonomous driving device and autonomous driving control device - Google Patents
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Description

本発明は、自律走行装置および自律走行制御装置に関する。 The present invention relates to an autonomous driving device and an autonomous driving control device.

従来、環境情報である地図情報と、センサから得られる自己位置情報に基づいて、ユーザが要求する目標位置に向かって走行経路を自律的に選択しながら走行する自律走行装置が知られている。自律走行装置は、例えば工場の搬送ロボットや掃除ロボットや案内ロボットなどに応用される。 Conventionally, autonomous driving devices are known that autonomously select a route to travel toward a target location requested by a user based on map information, which is environmental information, and self-location information obtained from a sensor. Autonomous driving devices are used, for example, in factory transport robots, cleaning robots, and guide robots.

自律走行装置における走行経路選択(算出)は、通常、走行距離が最短となる経路が選択(算出)されるロジックとなっている。また、自己位置情報を得るためのセンサとしては、ジャイロセンサやGPSなど様々なセンサが用いられ得るが、高精度なセンサは高価であるため、精度の低いセンサでも自律走行が可能であることが望ましい。 The logic for route selection (calculation) in an autonomous driving device is usually such that the route with the shortest travel distance is selected (calculated). In addition, various sensors such as gyro sensors and GPS can be used to obtain self-position information, but since high-precision sensors are expensive, it is desirable to enable autonomous driving even with low-precision sensors.

地図情報には、自律走行装置が走行可能な領域と、壁や障害物が置かれている走行不可能領域がある。自律走行装置は、自律走行を行う際、走行不可能領域に立ち入らないのはもちろん、自身の筐体が走行不可能領域に接触しないよう、走行不可能領域から一定の距離をとるように走行経路を決定する。また、地図情報を用いない自律走行装置も存在し、例えばセンサによる壁や設置物などの検出によって走行不可能領域が確認される。
例えば特許文献1および特許文献2には、掃除ロボットに応用された例が記載されている。
Map information includes areas where the autonomous driving device can travel and areas where walls and obstacles are placed that make it impossible to travel. When the autonomous driving device travels autonomously, it not only does not enter the impossible area, but also determines a travel route to keep a certain distance from the impossible area so that the device's casing does not come into contact with the impossible area. There are also autonomous driving devices that do not use map information, and the impossible area is identified by, for example, detecting walls and installed objects using sensors.
For example, Patent Documents 1 and 2 describe examples of application to cleaning robots.

特開2009-95361号公報JP 2009-95361 A 特開2019-58803号公報JP 2019-58803 A

一般的に自律走行装置は、目標の位置と姿勢に到達するよう制御されるが、例えば精度の低いセンサで自己位置情報を得る場合などは、誤差が原因で、目標の位置と姿勢に対して、到達した位置と姿勢には一定のばらつきが生じる。例えば目標位置が走行不可能領域の近傍に位置する場合や、走行経路が走行不可能領域の近傍を通過する場合などでは、上記ばらつきと、走行不可能領域に自機が接触することを避けようとする動作とにより、前進も回転もできず、有効な経路生成、指令生成が不可能な状態(スタック状態)に陥ることがあることが知られている。スタック状態になると、自律走行装置は動作継続ができなくなるばかりでなく正常動作への自己復帰もできないため、復帰には人手による装置の移動と自己位置の再設定が必要となり、大きな手間となる。
そこで、本発明は、スタック状態になったときにも自動でスタック状態から復帰し、人手を介さずに動作継続が可能となる手段を提供するものである。
Generally, an autonomous driving device is controlled to reach a target position and attitude, but for example, when self-position information is obtained using a low-precision sensor, there is a certain amount of variation in the reached position and attitude compared to the target position and attitude due to errors. For example, when the target position is located near an untravelable area or when the travel route passes near an untravelable area, it is known that the above-mentioned variation and the operation of the device to avoid contact with the untravelable area may cause the device to be unable to move forward or turn, resulting in a state (stuck state) in which effective route generation and command generation are impossible. When the autonomous driving device becomes stuck, not only is it unable to continue operating, but it is also unable to self-return to normal operation, so manual movement of the device and re-setting of the self-position are required to return to normal operation, which is a lot of work.
Therefore, the present invention provides a means for automatically recovering from a stuck state even when the stuck state occurs, and enabling operation to be continued without human intervention.

上記課題を解決するために、本発明に係る自律走行装置の一態様は、駆動の指示に従って自機を駆動する駆動部と、上記自機の位置を得るためのセンサと、上記センサによって得られた上記自機の位置に基づいて目標位置への進路を決定する進路決定部と、上記進路決定部によって決定された進路を進むための駆動を上記駆動部に指示する駆動指示部と、上記駆動指示部による指示を記憶する記憶部と、上記自機がスタックに至ったことを判定するスタック判定部と、上記スタックに至ったと判定された場合に上記記憶部から上記指示を読み出して、当該指示が示す駆動とは逆の駆動を上記駆動部に指示する逆駆動指示部と、を備える。 In order to solve the above problems, one aspect of the autonomous driving device according to the present invention includes a drive unit that drives the vehicle according to a drive instruction, a sensor for obtaining the position of the vehicle, a course determination unit that determines a course to a target position based on the position of the vehicle obtained by the sensor, a drive instruction unit that instructs the drive unit to drive to proceed along the course determined by the course determination unit, a memory unit that stores instructions from the drive instruction unit, a stack determination unit that determines whether the vehicle has become stuck, and a reverse drive instruction unit that reads out the instruction from the memory unit when it is determined that the vehicle has become stuck, and instructs the drive unit to drive in a direction opposite to the drive indicated by the instruction.

上記自律走行装置によれば、逆駆動指示部からの指示によって駆動部が、スタックに至った道筋(走行経路)を逆に辿る駆動を行い、スタック状態から正常動作に復帰することができる。従って、自律走行装置は、スタック状態になったときにも自動でスタック状態から復帰し、人手を介さずに動作を継続することができる。 According to the above-mentioned autonomous driving device, the drive unit is instructed by the reverse drive instruction unit to drive in a reverse direction along the path (travel route) that led to the stuck state, and the autonomous driving device can return to normal operation from the stuck state. Therefore, even if the autonomous driving device becomes stuck, it can automatically return from the stuck state and continue operating without human intervention.

上記の自律走行装置において上記スタック判定部は、前進と方向転換との組み合わせでは目標位置に向かう進路が得られない場合に上記自機がスタックしたと判定することが好ましい。このようなスタック判定部は、スタックの判断が容易であるとともに、復帰のために逆に辿るべき経路が短距離且つ単純な経路となり、より確実な復帰が期待される。 In the above-mentioned autonomous driving device, it is preferable that the stuck determination unit determines that the vehicle is stuck when a route toward the target position cannot be obtained by combining forward movement and direction changes. Such a stuck determination unit makes it easy to determine whether the vehicle is stuck, and the route that must be followed in reverse to return is a short and simple route, which is expected to result in a more reliable return.

また、上記の自律走行装置において上記スタック判定部は、上記自機の外接円の一部が障害物に掛かっていて目標位置に向かう進路が得られない場合に上記自機がスタックしたと判定することが好ましい。外接円の一部が障害物に掛かっていると自由回転が制限されるため、走行を無理に継続すると深刻なスタックに至る虞がある。そこで、外接円の一部が障害物に掛かっていることに基づいてスタック判断をすることによって、正常動作により確実に復帰することができる。 In the above-mentioned autonomous driving device, it is preferable that the stuck determination unit determines that the vehicle is stuck when a part of the circumscribing circle of the vehicle is caught on an obstacle and a course toward the target position cannot be obtained. If a part of the circumscribing circle is caught on an obstacle, free rotation is restricted, so there is a risk of the vehicle becoming seriously stuck if the vehicle continues to travel forcibly. Therefore, by determining that the vehicle is stuck based on the fact that a part of the circumscribing circle is caught on an obstacle, the vehicle can be reliably restored to normal operation.

また、上記の自律走行装置において上記進路決定部は、上記進路を決定するにあたり、所定の地図情報を参照して決定するものであってもよい。地図情報を参照することで、効率的な進路の決定が可能となる。 In addition, in the above-mentioned autonomous driving device, the route determination unit may refer to predetermined map information when determining the route. By referring to the map information, an efficient route can be determined.

また、上記の自律走行装置において上記記憶部は、上記指示を決められた量まで記憶し、当該量を超える指示が来た場合には、最も古い指示を削除して新たな指示を記憶することが好ましい。この好ましい記憶部によれば、記憶容量の無駄を省いて復帰に必要な情報を記憶することができる。 Furthermore, in the above-mentioned autonomous driving device, it is preferable that the memory unit stores the above-mentioned instructions up to a predetermined amount, and when an instruction exceeding that amount arrives, the oldest instruction is deleted and a new instruction is stored. This preferable memory unit makes it possible to store information necessary for recovery without wasting memory capacity.

また、上記の自律走行装置において、上記スタックに至ったとの判定が所定回数以上生じた場合にエラーを通知するエラー通知部を更に備えることが望ましい。エラー通知部が備えられることにより、スタックが繰り返された場合には速やかにエラーが通知されることになる。 It is also preferable that the autonomous driving device further includes an error notification unit that notifies an error if the determination that the vehicle has become stuck occurs a predetermined number of times or more. By including the error notification unit, an error can be promptly notified if the vehicle becomes stuck repeatedly.

上記課題を解決するために、本発明に係る自律走行制御装置の一態様は、自機の位置に基づいて目標位置への進路を決定する進路決定部と、上記進路決定部によって決定された進路を進むための駆動を、上記自機を駆動する駆動部に指示する駆動指示部と、上記自機がスタックに至ったことを判定するスタック判定部と、上記スタックに至ったと判定された場合に、上記駆動指示部による指示を記憶していた記憶部から当該指示を読み出して、当該指示が示す駆動とは逆の駆動を上記駆動部に指示する逆駆動指示部と、を備える。 In order to solve the above problem, one aspect of the autonomous driving control device according to the present invention includes a course determination unit that determines a course to a target position based on the position of the vehicle, a drive instruction unit that instructs a drive unit that drives the vehicle to drive along the course determined by the course determination unit, a stack determination unit that determines whether the vehicle has become stuck, and a reverse drive instruction unit that reads out an instruction from the drive instruction unit from a storage unit that has stored the instruction, and instructs the drive unit to drive in a direction opposite to the drive indicated by the instruction, when it is determined that the vehicle has become stuck.

上記自律走行制御装置によれば、逆駆動指示部からの指示によって自律走行装置に、スタックに至った道筋を逆に辿る駆動を行わせ、スタック状態から正常動作に復帰させることができる。 According to the above-mentioned autonomous driving control device, the reverse drive instruction unit can instruct the autonomous driving device to drive in the opposite direction to the path that led to the stuck state, thereby enabling the autonomous driving device to return to normal operation from the stuck state.

本発明によれば、スタック状態になったときにも自律走行装置が自動でスタック状態から復帰することができ、人手を介さずに自律走行装置の動作継続が可能となる。 According to the present invention, even if an autonomous driving device becomes stuck, it can automatically recover from the stuck state, and the autonomous driving device can continue to operate without human intervention.

本発明の自律走行装置の一実施形態に相当する搬送ロボットを示す側面図である。1 is a side view showing a transfer robot corresponding to an embodiment of an autonomous driving device of the present invention. 本発明の自律走行装置の一実施形態に相当する搬送ロボットを示す下面図である。1 is a bottom view showing a transport robot corresponding to an embodiment of the autonomous driving device of the present invention. FIG. 搬送ロボットの機能構造を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional structure of the transport robot. 搬送ロボットの動作を表すフローチャートである。13 is a flowchart showing the operation of the transport robot. 指令値が記憶部に入力される状況を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a situation in which a command value is input to a storage unit. 指令値が記憶部から読み出される状況を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a situation in which a command value is read out from a storage unit.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、先に説明した図に記載の要素については、後の図の説明において適宜に参照する場合がある。 Below, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. However, to avoid the following description becoming unnecessarily redundant and to facilitate understanding by those skilled in the art, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed description of already well-known matters and duplicate description of substantially identical configurations may be omitted. Furthermore, elements shown in previously described figures may be appropriately referenced in the description of subsequent figures.

図1および図2は、本発明の自律走行装置の一実施形態に相当する搬送ロボットを示す外観図である。図1には側面図が示され、図2には下面図が示されている。
搬送ロボット1は、外観上、本体10と駆動輪20と支持輪30とを備えている。
1 and 2 are external views showing a transport robot corresponding to an embodiment of an autonomous mobile device of the present invention, with Fig. 1 showing a side view and Fig. 2 showing a bottom view.
From the outside, the transport robot 1 comprises a main body 10 , drive wheels 20 and support wheels 30 .

本体10は例えば正方形状の外形を有しており、上部には載荷台11が設けられている。また、本体10の例えば四隅それぞれには、例えば近接センサ12が備えられている。なお、近接センサ12の配備箇所は四隅に限られるものでは無く、近接センサ12は例えば対角に位置した2隅に備えられてもよいし、例えばいずれか1隅に備えられてもよい。本実施形態の搬送ロボット1は、載荷台11に資材などの荷物を載せて搬送するロボットである。 The main body 10 has, for example, a square outer shape, and a loading platform 11 is provided on the upper part. In addition, for example, a proximity sensor 12 is provided at each of the four corners of the main body 10. Note that the placement locations of the proximity sensors 12 are not limited to the four corners, and the proximity sensors 12 may be provided at, for example, two diagonally positioned corners, or at, for example, any one corner. The transport robot 1 of this embodiment is a robot that transports cargo such as materials by placing them on the loading platform 11.

駆動輪20は例えば本体10の左右それぞれに備えられており、本体10内部のモータによって各駆動輪20が個別に駆動されることで搬送ロボット1の走行(即ち前進、後退)や方向転換などが実現される。 The drive wheels 20 are provided, for example, on the left and right sides of the main body 10, and each drive wheel 20 is driven individually by a motor inside the main body 10, allowing the transport robot 1 to move (i.e., move forward and backward) and change direction.

支持輪30は、本体10の例えば四隅それぞれの下部に備えられ、搬送ロボット1全体の重さを支持している。なお、支持輪30の配備箇所も四隅に限られるものでは無く、支持輪30は、例えば本体10の中心軸に沿って前後の1対で設けられてもよいし、例えば前方では2隅に設けられ後方では中心軸上の1箇所に設けられてもよいし、逆に、例えば前方では中心軸上の1箇所に設けられ後方では2隅に設けられてもよい。
支持輪30はモータなどに繋がっておらず、駆動輪20による搬送ロボット1の走行や方向転換に従って転がる。また、各支持輪30の車軸は回転式の保持台31に保持されており、駆動輪20による走行や方向転換を妨げないように、各支持輪30の転がり方向が本体10の底面に沿った360度の各方向に自由に向く構造となっている。
図3は、搬送ロボット1の機能構造を示す機能ブロック図である。
搬送ロボット1は機能的に、コントローラ40と駆動部50と位置センサ60と記憶部70と通信部80を備えている。
コントローラ40は、搬送ロボット1の全体的な制御を担っている。
The support wheels 30 are provided, for example, at the bottom of each of the four corners of the main body 10, and support the weight of the entire transport robot 1. The locations at which the support wheels 30 are provided are not limited to the four corners, and the support wheels 30 may be provided, for example, in a pair at the front and rear along the central axis of the main body 10, or may be provided, for example, at two corners at the front and at one location on the central axis at the rear, or conversely, may be provided, for example, at one location on the central axis at the front and at two corners at the rear.
The support wheels 30 are not connected to a motor or the like, and roll in accordance with the movement and direction changes of the transport robot 1 caused by the drive wheels 20. The axles of the support wheels 30 are held by a rotating holder 31, and the support wheels 30 are structured to freely roll in any direction of 360 degrees along the bottom surface of the main body 10 so as not to impede the movement and direction changes of the drive wheels 20.
FIG. 3 is a functional block diagram showing the functional structure of the transfer robot 1.
The transfer robot 1 functionally comprises a controller 40 , a drive unit 50 , a position sensor 60 , a memory unit 70 , and a communication unit 80 .
The controller 40 is responsible for the overall control of the transfer robot 1 .

駆動部50は、駆動輪20や図示を省略したモータや電源などを含み、搬送ロボット1の駆動を担っている。駆動部50は、本発明にいう、駆動の指示に従って自機を駆動する駆動部の一例に相当する。 The drive unit 50 includes the drive wheels 20, a motor and a power source (not shown), and is responsible for driving the transport robot 1. The drive unit 50 corresponds to an example of a drive unit that drives its own machine according to a drive command, as referred to in the present invention.

位置センサ60は、近接センサ12や駆動輪20の回転センサ(図示省略)などを含み、搬送ロボット1の位置や向きの検出を担っている。位置センサ60は、GPSなどのように搬送ロボット1の絶対位置を検出できるものであってもよいし、検出値を地図情報などと照らし合わせることで相対的に位置が確認できるものでもよいし、地図情報などを有さずに周囲の検出値などからいわば手探りで位置を推定するものでもよい。本実施形態では、位置センサ60の検出値が地図情報と照らし合わされることで位置が確認されるものとする。位置センサ60は、本発明にいうセンサの一例に相当する。
記憶部70には、地図情報71と直近の走行指令72が記憶される。
The position sensor 60 includes the proximity sensor 12 and a rotation sensor (not shown) of the drive wheel 20, and is responsible for detecting the position and orientation of the transport robot 1. The position sensor 60 may be capable of detecting the absolute position of the transport robot 1, such as a GPS, or may be capable of confirming the relative position by checking the detected value against map information, or may be capable of estimating the position by touch, so to speak, from the detected values of the surroundings without having map information. In this embodiment, the position is confirmed by checking the detected value of the position sensor 60 against map information. The position sensor 60 corresponds to an example of a sensor referred to in the present invention.
The memory unit 70 stores map information 71 and the latest driving instructions 72 .

通信部80は、例えば無線通信が可能で、目標位置の設定情報の受信や、走行不能時のエラー情報の送信などを担っている。なお、本実施形態では目標位置が例えば通信で搬送ロボット1に与えられるものとするが、目標位置としては、搬送ロボット1が複数の候補位置から状況等に応じて選んだものでもよいし、あるいは最終の目標位置に向かうために搬送ロボット1が地図情報などから算出した中間的な目標位置などでもよい。
コントローラ40は、走行指令演算部41と駆動制御部42を備えており、本発明の自律走行制御装置の一実施形態に相当する。
The communication unit 80 is capable of, for example, wireless communication, and is responsible for receiving setting information of the target position, transmitting error information when travel is impossible, etc. In this embodiment, the target position is given to the transport robot 1 by, for example, communication, but the target position may be one selected by the transport robot 1 from a plurality of candidate positions depending on the situation, etc., or may be an intermediate target position calculated by the transport robot 1 from map information, etc., in order to move toward the final target position.
The controller 40 includes a driving command calculation unit 41 and a drive control unit 42, and corresponds to one embodiment of the autonomous driving control device of the present invention.

走行指令演算部41は、位置センサ60の検出値と地図情報71とを照らし合わせることによる位置確認と、確認した位置と目標位置とに基づいた走行経路の算出とを行う。走行指令演算部41は、進む方向としての進路だけを算出してもよいが、本実施形態の搬送ロボット1では、搬送ロボット1が通るべき道筋としての走行経路も走行指令演算部41によって算出される。このような走行経路の算出により、壁や設置物などの走行不可能領域を適切に回避することができる。走行指令演算部41は、本発明にいう進路決定部の一例に相当する。 The driving command calculation unit 41 confirms the position by comparing the detection value of the position sensor 60 with the map information 71, and calculates a driving route based on the confirmed position and the target position. The driving command calculation unit 41 may only calculate the path as the direction to move forward, but in the transport robot 1 of this embodiment, the driving route as the path that the transport robot 1 should follow is also calculated by the driving command calculation unit 41. By calculating the driving route in this manner, it is possible to appropriately avoid areas where it is impossible to move through, such as walls or installed objects. The driving command calculation unit 41 corresponds to an example of a route determination unit as referred to in the present invention.

走行指令演算部41は、算出した走行経路を辿るための駆動部50の駆動を示した走行指令を駆動制御部42に入力すると共に、走行指令を記憶部70にも送って直近の走行指令72として記憶させる。走行指令が示す駆動部50の駆動としては、例えば駆動輪20の回転速度であってもよく、回転加速度であってもよく、周回数であってもよい。また、走行指令は、駆動輪20を駆動するモータの回転速度等を示してもよい。
後述するように走行指令演算部41はスタック状態の判定も行う。つまり、走行指令演算部41は、本発明にいうスタック判定部の一例にも相当する。
The driving command calculation unit 41 inputs a driving command indicating the driving of the drive unit 50 to follow the calculated driving route to the drive control unit 42, and also sends the driving command to the storage unit 70 to store it as the latest driving command 72. The driving of the drive unit 50 indicated by the driving command may be, for example, the rotation speed, the rotation acceleration, or the number of revolutions of the drive wheels 20. The driving command may also indicate the rotation speed of the motor that drives the drive wheels 20, etc.
As will be described later, the travel command calculation unit 41 also determines whether the vehicle is stuck. In other words, the travel command calculation unit 41 also corresponds to an example of the stuck determination unit of the present invention.

駆動制御部42は、走行指令演算部41から入力された走行指令に従って駆動部50を制御して搬送ロボット1を走行させる。駆動制御部42は、本発明にいう駆動指示部の一例に相当する。
次に、搬送ロボット1の動作について説明する。
図4は、搬送ロボット1の動作を表すフローチャートである。
The drive control unit 42 controls the drive unit 50 in accordance with the travel command input from the travel command calculation unit 41 to travel the transport robot 1. The drive control unit 42 corresponds to an example of a drive instruction unit according to the present invention.
Next, the operation of the transport robot 1 will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the transfer robot 1.

搬送ロボット1の動作が開始されると、まずステップS101で動作の継続か終了かが判定される。搬送ロボット1が最終の目標位置に達していれば走行指令演算部41が動作終了と判定し、搬送ロボット1が最終の目標位置に達していなければ走行指令演算部41が動作継続と判定する。 When the operation of the transport robot 1 is started, first in step S101 it is determined whether the operation should be continued or ended. If the transport robot 1 has reached the final target position, the travel command calculation unit 41 determines that the operation should be ended, and if the transport robot 1 has not reached the final target position, the travel command calculation unit 41 determines that the operation should be continued.

ステップS101で動作継続と判定された場合は、ステップS102で、自律走行動作が実行される。自律走行動作では、走行指令演算部41が上述した位置確認と走行経路の算出とを行って走行指令を出力し、駆動制御部42が走行指令に従って駆動部50を制御し、搬送ロボット1が当該走行経路を辿って走行する。本実施形態では、駆動輪20による駆動の誤差は小さく、搬送ロボット1は当該走行経路をほぼ正確に辿るものとする。但し、小さい誤差が累積することで結果的に走行経路が、本来の目標位置や姿勢に到達する本来の走行経路からずれてしまう場合がある。また、例えばゴミなどによる予測不能な凹凸や滑りなどによっても走行経路が目標位置に対してずれる場合がある。そのため、本実施形態では位置センサ60に近接センサ12などが含まれており、近接センサ12による壁の検出値などに基づいて、上述した地図情報との照合などによって位置の補正が適宜に行われる。
ステップS102の自律走行動作で出力された走行指令の指令値は、ステップS103で記憶部70に直近の走行指令72として記憶される。
If it is determined in step S101 that the operation should be continued, an autonomous driving operation is executed in step S102. In the autonomous driving operation, the driving command calculation unit 41 performs the above-mentioned position confirmation and calculation of the driving route to output a driving command, the drive control unit 42 controls the drive unit 50 according to the driving command, and the transport robot 1 travels along the driving route. In this embodiment, the driving error of the drive wheels 20 is small, and the transport robot 1 travels along the driving route almost accurately. However, as a result of small errors accumulating, the driving route may deviate from the original driving route that reaches the original target position or posture. In addition, the driving route may deviate from the target position due to unpredictable unevenness or slippage caused by, for example, dust. Therefore, in this embodiment, the position sensor 60 includes a proximity sensor 12, and the position is appropriately corrected based on the detection value of the wall by the proximity sensor 12, by collating it with the above-mentioned map information, etc.
The command value of the driving command output in the autonomous driving operation in step S102 is stored as the most recent driving command 72 in the memory unit 70 in step S103.

次にステップS104で、走行指令演算部41は、搬送ロボット1がスタック状態になっているか否かの判定を行う。スタック状態では無く正常状態であると判定された場合には、上記ステップS101~ステップS103の動作が繰り返され、ステップS104でのスタック状態の判定も繰り返される。 Next, in step S104, the travel command calculation unit 41 determines whether the transport robot 1 is stuck or not. If it is determined that the transport robot 1 is not stuck and is in a normal state, the operations in steps S101 to S103 are repeated, and the determination of the stuck state in step S104 is also repeated.

本実施形態では、前進と方向転換との組み合わせでは目標位置に向かう進路が得られない場合に、走行指令演算部41は自機がスタックした(即ちスタック状態になった)と判定する。 In this embodiment, if a route toward the target position cannot be obtained by combining forward movement and direction changes, the travel command calculation unit 41 determines that the vehicle is stuck (i.e., stuck).

上述したように、本実施形態では駆動部50による誤差の累積を近接センサ12による検出値などに基づいて適宜に補正しているが、目標位置が走行不可能領域の近くに設定されている場合などでは、走行経路のずれが原因で走行中に搬送ロボット1が走行不可能領域に近づき過ぎる虞がある。そのように走行不可能領域に近づき過ぎると、当該走行経路をそのまま辿るのは危険であるため、近接センサ12による壁などへの大幅な接近の検出をトリガとして走行指令演算部41によって改めて走行経路の算出が行われる。
しかし、図2に示す搬送ロボット1の外接円Rの一部が壁や設置物などの障害物に掛かっていると搬送ロボット1の自由回転が制限され、走行経路を算出し直しても目標位置に向かう進路が得られない場合がある。このような場合に、本実施形態では走行指令演算部41によってスタック状態と判定され、ステップS105に進んで復帰動作が実行される。
As described above, in this embodiment, the accumulated error caused by the driving unit 50 is appropriately corrected based on the detection value by the proximity sensor 12, but when the target position is set near the impassable area, there is a risk that the transport robot 1 will get too close to the impassable area while traveling due to a deviation in the traveling path. If the transport robot 1 gets too close to the impassable area, it is dangerous to continue following the traveling path as it is. Therefore, the detection of significant proximity to a wall or the like by the proximity sensor 12 is used as a trigger to recalculate the traveling path by the traveling command calculation unit 41.
2, if a part of the circumscribing circle R of the transport robot 1 is caught by an obstacle such as a wall or an installation, the free rotation of the transport robot 1 is restricted, and even if the travel route is recalculated, a path toward the target position may not be obtained. In such a case, in this embodiment, the travel command calculation unit 41 determines that the robot is stuck, and the process proceeds to step S105, where a return operation is performed.

ステップS105の復帰動作では、搬送ロボット1がスタック状態に至るまでの走行経路を逆に辿る駆動動作が駆動部50によって実行される。具体的には、記憶部70に記憶されている直近の走行指令72が走行指令演算部41によって読み出され、走行指令72の指令値が示している駆動の逆駆動が走行指令演算部41から駆動制御部42へと指示される。従って、走行指令演算部41は、本発明にいう逆駆動指示部の一例にも相当する。
ここで、記憶部70における指令値の記憶方式について説明する。
In the return operation in step S105, a drive operation for retracing the travel path taken by the transport robot 1 up to the stuck state is executed by the drive unit 50. Specifically, the most recent travel command 72 stored in the memory unit 70 is read out by the travel command calculation unit 41, and the travel command calculation unit 41 instructs the drive control unit 42 to perform reverse driving of the drive indicated by the command value of the travel command 72. Therefore, the travel command calculation unit 41 also corresponds to an example of the reverse drive instruction unit referred to in the present invention.
Here, a method for storing command values in the storage unit 70 will be described.

図5および図6は、記憶部70における指令値の記憶方式を示す図である。図5には、指令値が記憶部70に入力される状況が示され、図6には、指令値が記憶部70から読み出される状況が示されている。 Figures 5 and 6 are diagrams showing the method of storing command values in the memory unit 70. Figure 5 shows the situation in which command values are input to the memory unit 70, and Figure 6 shows the situation in which command values are read out from the memory unit 70.

記憶部70は、いわゆるファーストイン・ファーストアウト式のメモリであり、記憶部70には、合計で例えばn+1個の指令値73が図3に示す直近の走行指令72として記憶される。走行指令演算部41から最新時刻tに出力された指令値73は、図5に示すように、記憶部70の最下段に入力(push)され、時刻t-1以前の各指令値73が1つずつ上段側(即ち古い側)に繰り上げられる。そして、最上段にまで(即ち時刻t-nの分まで)指令値73が積み上がっている場合には、最下段への新たな指令値73の入力に伴い、最上段の最も古い指令値73が記憶部70から削除される。
このように、記憶部70には、最新時刻tから時間順に最大で時刻t-nまでの各時刻の指令値73が記憶される。
The storage unit 70 is a so-called first-in, first-out type memory, and a total of, for example, n+1 command values 73 are stored in the storage unit 70 as the most recent driving commands 72 shown in Fig. 3. The command value 73 output from the driving command calculation unit 41 at the latest time t is input (pushed) to the bottom row of the storage unit 70 as shown in Fig. 5, and each command value 73 before time t-1 is moved up one by one to the upper row (i.e., the older side). Then, when the command values 73 have piled up to the top row (i.e., up to time t-n), the oldest command value 73 in the top row is deleted from the storage unit 70 as a new command value 73 is input to the bottom row.
In this manner, the memory unit 70 stores the command values 73 at each time from the latest time t up to time t−n in chronological order.

復帰動作時には、記憶部70の最下段から最新時刻tの指令値73が読出(pop)され、時刻t-1以前の各指令値73が1つずつ下段側(即ち新しい側)に繰り下げられる。そして、最大で時刻t-nまでの各時刻の指令値73が、新しい順に記憶部70から読み出される。指令値73が読み出される度に各指令値73の表す駆動と逆の駆動が実行されることにより、搬送ロボット1は走行経路を逆に辿ることになる。 During the return operation, the command value 73 for the latest time t is read (popped) from the bottom row of the memory unit 70, and each command value 73 before time t-1 is moved down one by one (i.e. to the newer side). Then, the command values 73 for each time up to a maximum of time t-n are read from the memory unit 70 in order of most recent. Each time a command value 73 is read, a drive opposite to the drive represented by each command value 73 is executed, causing the transport robot 1 to retrace its travel path in the opposite direction.

搬送ロボット1が走行経路を逆に辿ることで、搬送ロボット1は容易にスタック状態を脱することができる。また、本実施形態では、スタック状態の判定が、前進と方向転換との組み合わせでは目標位置に向かう進路が得られないことを判定基準として行われるため、切り返し動作などが行われずに軽微なスタック状態のうちに逆駆動が行われ、確実な復帰が図られる。 The transport robot 1 can easily get out of a stuck state by reversing its travel path. In this embodiment, the stuck state is determined based on the criterion that a path to the target position cannot be obtained by combining forward movement and direction changes, so reverse driving is performed while the robot is still only slightly stuck, without any turning around, and the robot can be reliably returned to its original state.

図4のステップS105の復帰動作が終了すると、ステップS101に動作が戻り、上述した動作が繰り返されることで、搬送ロボット1は目標位置へと向かうことができる。 When the return operation of step S105 in FIG. 4 is completed, the operation returns to step S101, and the above-mentioned operations are repeated, allowing the transport robot 1 to move toward the target position.

但し、スタック状態に至る走行経路によっては、復帰動作で用いられる最大で時刻t-nまでの指令値73では不十分で、改めて算出された走行経路でも再びスタック状態に至ることも考えられる。このため、ステップS104の判定では、スタック状態と判定された箇所の近傍で所定回数繰り返してスタック状態と判定された場合にはエラーと判定され、走行指令演算部41から通信部80にエラー情報が送られ、通信部80から管理者などにエラー情報が送信される。管理者などは、搬送ロボット1が深刻なスタック状態に至ったことをエラー情報で知ることができ、速やかな復旧を図ることができる。走行指令演算部41および通信部80を併せたものが、本発明にいうエラー通知部の一例に相当する。
また、スタックから復帰後にステップS102で走行経路が算出し直される場合には、再スタックを防ぐために、スタックした箇所の周辺が走行不可能領域に設定されて走行経路が算出されることが好ましい。具体的には、スタックが発生した位置座標と、そこを中心とした一定範囲のエリアとを走行不可能領域として地図情報が更新され、その更新された地図情報に基づいて走行経路が算出される。
However, depending on the travel path leading to the stuck state, the command value 73 used in the return operation up to time t-n may not be sufficient, and the robot may again be stuck even with a newly calculated travel path. For this reason, in the judgment of step S104, if the robot is repeatedly judged to be stuck a predetermined number of times near the location where the robot is judged to be stuck, an error is judged, and error information is sent from the travel command calculation unit 41 to the communication unit 80, and the error information is sent from the communication unit 80 to the manager or the like. The manager or the like can know from the error information that the transport robot 1 has reached a serious stuck state, and can attempt to recover quickly. The combination of the travel command calculation unit 41 and the communication unit 80 corresponds to an example of the error notification unit referred to in the present invention.
In addition, when the driving route is recalculated in step S102 after recovery from being stuck, it is preferable to set the periphery of the stuck location as a non-drivable area and calculate the driving route in order to prevent re-stuck. Specifically, the map information is updated with the position coordinates where the stuck occurred and an area of a certain range centered on that coordinate as the non-drivable area, and the driving route is calculated based on the updated map information.

なお、上記説明では、搬送ロボットへの応用例が示されているが、本発明の自律走行装置や自律走行制御装置は、掃除ロボットや案内ロボットなどに適用されてもよい。 In the above explanation, an application example to a transport robot is shown, but the autonomous driving device and autonomous driving control device of the present invention may also be applied to cleaning robots, guide robots, etc.

1…搬送ロボット、10…本体、20…駆動輪、30…支持輪、40…コントローラ、
41…走行指令演算部、42…駆動制御部、50…駆動部、60…位置センサ、
70…記憶部、71…地図情報、72…直近の走行指令、73…指令値、80…通信部
1 ... transport robot, 10 ... main body, 20 ... drive wheel, 30 ... support wheel, 40 ... controller,
41: Travel command calculation unit, 42: Drive control unit, 50: Drive unit, 60: Position sensor,
70: memory unit, 71: map information, 72: most recent driving command, 73: command value, 80: communication unit

Claims (6)

駆動の指示に従って自機を駆動する駆動部と、
前記自機の位置を得るためのセンサと、
前記センサによって得られた前記自機の位置に基づいて目標位置への進路を決定する進路決定部と、
前記進路決定部によって決定された進路を進むための駆動を前記駆動部に指示する駆動指示部と、
前記駆動指示部による指示を記憶する記憶部と、
前記自機がスタックに至ったことを判定するスタック判定部と、
前記スタックに至ったと判定された場合に前記記憶部から前記指示を読み出して、当該指示が示す駆動とは逆の駆動を前記駆動部に指示する逆駆動指示部と、を備え
前記スタック判定部は、前進と方向転換との組み合わせでは目標位置に向かう進路が得られない場合に前記自機がスタックしたと判定することを特徴とする自律走行装置。
A drive unit that drives the player's aircraft according to drive instructions;
a sensor for obtaining the position of said aircraft;
a route determination unit that determines a route to a target position based on the position of the aircraft obtained by the sensor;
a drive instruction unit that instructs the drive unit to drive in order to proceed along the path determined by the path determination unit;
A storage unit that stores an instruction from the drive instruction unit;
a stuck determination unit that determines whether the player's own machine has become stuck;
a reverse drive instruction unit that reads out the instruction from the storage unit when it is determined that the stuck state has occurred, and instructs the drive unit to perform a drive reverse to the drive indicated by the instruction ,
The stuck determination unit determines that the vehicle is stuck when a path toward a target position cannot be obtained by a combination of forward movement and direction changes.
前記スタック判定部は、前記自機の外接円の一部が障害物に掛かっていて目標位置に向かう進路が得られない場合に前記自機がスタックしたと判定することを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。 The autonomous driving device according to claim 1, characterized in that the stuck determination unit determines that the vehicle is stuck when a part of the circumscribing circle of the vehicle is caught on an obstacle and a path toward the target position cannot be obtained. 前記進路決定部は、前記進路を決定するにあたり、所定の地図情報を参照して決定することを特徴とする請求項1または2に記載の自律走行装置。 The autonomous driving device according to claim 1 or 2, characterized in that the route determination unit determines the route by referring to predetermined map information. 前記記憶部は、前記指示を決められた量まで記憶し、当該量を超える指示が来た場合には、最も古い指示を削除して新たな指示を記憶することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の自律走行装置。 The autonomous driving device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the storage unit stores the instructions up to a predetermined amount, and when an instruction exceeding the amount is received, the oldest instruction is deleted and a new instruction is stored. 前記スタックに至ったとの判定が所定回数以上生じた場合にエラーを通知するエラー通知部を更に備えたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の自律走行装置。 The autonomous driving device according to any one of claims 1 to 4, further comprising an error notification unit that notifies an error when the determination that the device has become stuck occurs a predetermined number of times or more. 自機の位置に基づいて目標位置への進路を決定する進路決定部と、
前記進路決定部によって決定された進路を進むための駆動を、前記自機を駆動する駆動部に指示する駆動指示部と、
前記自機がスタックに至ったことを判定するスタック判定部と、
前記スタックに至ったと判定された場合に、前記駆動指示部による指示を記憶していた記憶部から当該指示を読み出して、当該指示が示す駆動とは逆の駆動を前記駆動部に指示する逆駆動指示部と、を備え
前記スタック判定部は、前進と方向転換との組み合わせでは目標位置に向かう進路が得られない場合に前記自機がスタックしたと判定することを特徴とする自律走行制御装置。
a route determination unit that determines a route to a target position based on the position of the aircraft;
a drive instruction unit that instructs a drive unit that drives the own aircraft to drive the own aircraft along the course determined by the course determination unit;
a stuck determination unit that determines whether the player's own machine has become stuck;
a reverse drive instruction unit that, when it is determined that the stuck state has occurred, reads out an instruction from the drive instruction unit from a storage unit that has stored the instruction, and instructs the drive unit to perform a drive reverse to the drive indicated by the instruction ,
The stuck determination unit determines that the vehicle is stuck when a path toward a target position cannot be obtained by a combination of forward movement and direction changes.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150032259A1 (en) 2013-07-29 2015-01-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot and method for controlling the same
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Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0322110A (en) * 1989-06-20 1991-01-30 Shinko Electric Co Ltd Mobile robot

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150032259A1 (en) 2013-07-29 2015-01-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Cleaning robot and method for controlling the same
JP2020106872A (en) 2017-04-21 2020-07-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 Moving device, object detection method and program

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