JP2005293041A

JP2005293041A - バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステム

Info

Publication number: JP2005293041A
Application number: JP2004105021A
Authority: JP
Inventors: Yushi Chin; 友士陳
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20
Also published as: US20050222722A1; US7050891B2

Abstract

【課題】バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステムの提供。
【解決手段】自走プラットフォームが帯状載置具の上に設置されたバーコードにより自走巡回の機能を達成し、且つ本発明のバーコードのコード番号順序及びバーコード間隔と高さが一致する特性により、自走プラットフォーム経路プログラム上の複雑度を減らし、自走プラットフォームの走行の距離を計算でき、自走プラットフォームと目標物間の距離を予測できるようにしている。且つ自走過程中に、自走プラットフォームが任意の一点のバーコードに対してマーキングを行なえ、自走プラットフォームの実用性と弾性が増されている。
【選択図】図３

Description

本発明は自走プラットフォームの案内と位置決めの方法及びそのシステムに係り、特に、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステムに関する。

現代の産業は、自動化、精緻化、情報化及び国際化の各方面に発展しており、自走車の応用はますます広くなっている。自動化工場での運搬から日常生活の屋内での掃除まで、いずれも自走車が応用されている。自走車を未知の環境中で自由に走行できるようにするためには、信頼できるスマートタイプナビゲーションシステムを構築し、自走車に周囲の環境を正確に認知させて、操作環境中で障害を回避する判断能力を実現させる必要がある。

周知の自走プラットフォームは画像認識、距離検出等の技術に、あらかじめ設置した地図、室内ポジショニング等の方法を組合せることで、経路プログラミング、目的追跡等の効果を達成している。このような方法は正確なセンサを大量に必要とし、且つ演算法部分は多くのソフト演算を必要とし、局端或いはメインコントロール端にコスト高をもたらした。且つこの演算法の大半は、操作環境に対して低い変異性及び干渉度を要求し、設置条件が厳格である。

図１は周知の発光バー追跡の経路プログラム方法を示し、いずれも自己訂正のエンコード方式で実行され、且つ順序設置の設計がない。この方法は特定コードセンサ１１を組み合わせる必要があり、設置時に各定点でマーキング１１０が必要であり、センサコストと設置の複雑度が増す。このため、前述した周知の自走プラットフォームの設計には改善が必要である。

本発明の主要な目的は、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステムを提供することにあり、それは自走プラットフォームの案内と位置決めの機能を提供し、且つバーコード連続の特性により定点個数と位置に更に弾性を与える方法及びシステムであるものとする。

本発明のもう一つの目的は、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステムを提供することにあり、それは既存の大量製造のバーコードスキャナにより認識を行ない、製造コストが低く、余分に識別器を設計する必要がなく、全体の設置コストが他の従来の方法に較べて安い方法及びシステムであるものとする。

請求項１の発明は、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、
（Ａ）自走プラットフォームが巡回する路線をプログラムし、並びに帯状載置具をこの路線上に配置するステップ、
（Ｂ）バーコードを該帯状載置具の上に配置し、そのうち、各バーコードは一つのコード番号を代表するものとし、且つ連続する直線で分岐を有さない帯状載置具上のバーコードのコード番号は連続するものとするステップ、
（Ｃ）自走プラットフォームに該帯状載置具の上を走行させ、経過する帯状載置具上のバーコードを読み取らせ、並びにバーコードを記録させるステップ、
（Ｄ）自走プラットフォームに該帯状載置具の上を走行させ、並びにその所在する帯状載置具上のバーコードを読み取らせ、先に記録したバーコードにより該自走プラットフォームの走行を制御するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームはそれが読み取ったバーコードのコード番号によりその所在の位置を知ることができることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号によりその走行距離を計算し、該走行距離はＧ×（Ｂ２−Ｂ１）とされ、そのうち、Ｂ１は自走プラットフォームが先に通過したバーコードのコード番号、Ｂ２は自走プラットフォームの現在所在のバーコードのコード番号、Ｇは連続する二つのバーコード間の間隔であることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法としている。
請求項４の発明は、請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号により目標所在地までの距離を予測し、該目標所在地までの距離はＧ×（Ｂ３−Ｂ２）であり、そのうちＢ２は自走プラットフォームの現在所在のバーコードのコード番号、Ｂ３は目標所在地のバーコードのコード番号、Ｇは連続する二つのバーコード間の間隔であることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法としている。
請求項５の発明は、請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号によりその走行速度を計算し、該走行速度Ｖ＝△Ｄ／△Ｔであり、そのうち、△Ｔ＝Ｔ２−Ｔ１、△Ｄ＝Ｇ×（Ｂ２−Ｂ１）、Ｂ１及びＢ２はそれぞれ読み取り時間Ｔ１及びＴ２の時に読み出されるバーコードコード番号であり、Ｇは連続する二つのバーコード間の間隔であることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法としている。
請求項６の発明は、請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｂ）のステップ中、不連続の帯状載置具上のバーコードは不連続とされうることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法としている。
請求項７の発明は、請求項２記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ａ）のステップ中、路線上に重要定点をプログラムし、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号によりその所在の位置が該重要定点であると判断した時、巡回強化を実行することを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法としている。
請求項８の発明は、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、
帯状載置具と少なくとも一つの自走プラットフォームを具え、
該帯状載置具は、その上にバーコードが配置され、各バーコードは一つのコード番号を代表し、且つ連続する直線で分岐を有さない帯状載置具上のバーコードのコード番号は連続し、
該少なくとも一つの自走プラットフォームは該帯状載置具の上を走行し、該自走プラットフォームは、自走プラットフォームの所在の帯状載置具上のバーコードを読み取るバーコード読み取り装置と、該バーコード読み取り装置の読み取ったバーコードに基づき、該自走プラットフォームの移動を制御する自動案内装置とを具えたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムとしている。
請求項９の発明は、請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、充電シートが路線の起点に設置されて自走プラットフォームに対する充電に用いられることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムとしている。
請求項１０の発明は、請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、帯状載置具が反射バーとされたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムとしている。
請求項１１の発明は、請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、自走プラットフォームが帯状載置具の上を走行する時に使用者が各重要定点に対して巡回強化のマーキングを行なうのに用いられるリモートコントローラーを更に具えたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムとしている。
請求項１２の発明は、請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、自走プラットフォームが検出装置を更に具え、該検出装置が自走プラットフォーム外部の状況を検出して警告の機能を提供することを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムとしている。

本発明は、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステムを提供し、それは自走プラットフォームの案内と位置決めの機能を提供し、且つバーコード連続の特性により定点個数と位置に更に弾性を与える方法及びシステムである。

本発明はまた、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステムを提供し、それは既存の大量製造のバーコードスキャナにより認識を行ない、製造コストが低く、余分に識別器を設計する必要がなく、全体の設置コストが他の従来の方法に較べて安い方法及びシステムである。

本発明はバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法を提供し、それは、以下のステップを具えている。即ち、
（Ａ）自走プラットフォームが巡回する路線をプログラムし、並びに帯状載置具をこの路線上に配置するステップ、
（Ｂ）バーコードを該帯状載置具の上に配置し、そのうち、各バーコードは一つのコード番号を代表するものとし、且つ連続する直線で分岐を有さない帯状載置具上のバーコードのコード番号は連続するものとするステップ、
（Ｃ）自走プラットフォームに該帯状載置具の上を走行させ、経過する帯状載置具上のバーコードを読み取らせ、並びにバーコードを記録させるステップ、
（Ｄ）自走プラットフォームに該帯状載置具の上を走行させ、並びにその所在する帯状載置具上のバーコードを読み取らせ、先に記録したバーコードにより該自走プラットフォームの走行を制御するステップ。

本発明はまた、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムを提供し、それは、帯状載置具と少なくとも一つの自走プラットフォームを具え、該帯状載置具の上にはバーコードが配置され、各バーコードは一つのコード番号を代表し、且つ連続する直線で分岐を有さない帯状載置具上のバーコードのコード番号は連続し、該自走プラットフォームは該帯状載置具の上を走行し、該自走プラットフォームは、自走プラットフォームの所在の帯状載置具上のバーコードを読み取るバーコード読み取り装置と、該バーコード読み取り装置の読み取ったバーコードに基づき、該自走プラットフォームの移動を制御する自動案内装置とを具えている。

本発明は一種のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法及びシステムの好ましい実施例については、図２のフローチャート及び図３に示される自走プラットフォーム３３の走行経路環境表示図を参照されたい。この実施例によると、自走プラットフォーム３３は保全システムにおいて利用され、図示されるように、まずステップＳ２０１において、使用者が室内に自走保全システムを取り付けたい時、まず室内の環境により自走プラットフォーム３３の巡回する路線をプログラムし、走行させたい路線のプログラムが完成した時、充電シート３２を起点とし、バーコードを設ける帯状載置具の配置を開始する（ステップＳ２０２）。この実施例によると、配置される帯状載置具は発光バー３５とされる。

ステップＳ２０３において、発光バー３５の配置が完成した時、バーコードを順番に発光バー３５の上に配置する。そのうち、各一つのバーコードはコード番号を代表し、バーコード設置時には、連続する直線で且つ分岐のない発光バー３５上のバーコードはその連続性を保持するように注意しなければならず、それが分岐点に遭遇する時は、図４に示されるように、そのバーコードのコード番号の連続性を考慮する必要はない。

ステップＳ２０４において、発光バー３５と順序バーコードの設置が完成した後、自走プラットフォーム３３を学習モードに設定して順序バーコードの追跡を開始し、不連続エリア前後のバーコードデータを記憶させる。図５は自走プラットフォーム３３の機能ブロック図である。それは、バーコード読み取り装置５１、検出装置５２、及び自動案内装置５３を具えている。バーコード読み取り装置５１は自走プラットフォームが所在の帯状載置具上のバーコードを読み取る。検出装置５２は自走プラットフォーム３３外部の状況を検出して警告の機能を提供する。自動案内装置５３は該バーコード読み取り装置５１の読み取ったバーコードに基づき、該自走プラットフォーム３３の移動を制御する。自走プラットフォーム３３が最初に発光バー３５の上に置かれた時、バーコード読み取り装置５１はまず起点のバーコードコード番号を読み取り並びにそれを記録し、並びに自走プラットフォーム３３は発光バー３５の上を走行し、経過する発光バー３５上のバーコードを読み取り、並びにバーコードのコード番号を記録する。前述の発光バー３５の追跡により、順番に発光バー３５に置かれたバーコードを読み取り、バーコードのコード番号の値及びその増減により自走プラットフォーム３３の位置、走行速度及び前進か後退かの状態を判断する。

前述したように読み取り並びに記録した起点のバーコード番号は自走プラットフォーム３３が発光バー３５に沿って巡回完了した時に自動的に起点に戻るのに用いられ、且つ起点に充電シート３２が設けられ、自走プラットフォーム３３の電力が使い果たされて充電が必要な時に、自動的に記録された起点バーコード位置に戻り、充電の動作を行なう。

前述の発光バー３５に設置されたバーコードは、そのバーコード間隔及び高さの設定にバーコード読み取り装置５１の検出時間と自走プラットフォーム３３の走行速度が考慮され、この実施例では、バーコード読み取り装置５１の検出時間と自走プラットフォーム３３の走行速度は討論の範囲内にはないが、ただし前述の関係から得られるバーコード間隔は一致しなければならず、各バーコード間隔はいずれも同じで、即ち自走プラットフォーム３３はそのバーコードコード番号により自走プラットフォーム３３の走行速度、走行距離を計算し、また、目標所在地の距離を予測する。例えば自走プラットフォーム３３が先にバーコードコード番号Ｂ１を通過し、現在所在のバーコードコード番号がＢ２であれば、自走プラットフォーム３３の走行距離はＧ×（Ｂ２−Ｂ１）であり、また、自走プラットフォーム３３の走行速度Ｖ＝△Ｄ／△Ｔであり、そのうち△Ｔ＝Ｔ２−Ｔ１、△Ｄ＝Ｇ×（Ｂ２−Ｂ１）、Ｂ１及びＢ２はそれぞれ読み取り時間Ｔ１及びＴ２の時に読み出されるバーコードコード番号であり、もし目標所在地のバーコードコード番号がＢ３であるなら、目標所在地の予測距離はＧ×（Ｂ３−Ｂ２）である。

自走プラットフォーム３３が全ての経路をサーチ完了後、一般の巡回モードで操作され（ステップＳ２０５）、提示に充電シート３２を離れ、循環の作業を行ない、充電シート３２３３が該発光バー３５上を走行し、並びにその所在の発光バー３５上のバーコードコード番号を読み取り、先に記録したバーコードコード番号により該自走プラットフォーム３３の走行を制御する。本実施例はさらにリモートコントローラー３４を具え、自走プラットフォーム３３の自走巡回期間に、使用者がリモートコントローラー３４により各重要定点に対して巡回強化のマーキングを行なうことができ、図３に示されるように、自走プラットフォーム３３がヒューズボックス３１を通過する時、リモートコントローラー３４によりヒューズボックス３１の所在のバーコードコード番号を記録し、自走プラットフォーム３３が一般の自走巡回を行なう時に、記録したエリアに対して巡回強化の動作を行なえるようにする。

以上の実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなし得る細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。

周知の経路プログラム表示図である。本発明の好ましい実施例の操作フローチャートである。本発明の好ましい実施例の操作環境表示図である。本発明の順序バーコード配置表示図である。本発明の好ましい実施例の自走プラットフォーム機能ブロック図である。

符号の説明

１１０マーキング１１特定コードセンサ３１ヒューズボックス
３２充電シート２２自走プラットフォーム３４リモートコントローラー
３５発光バー５１バーコード読み取り装置５２検出装置
５３自動案内装置

Claims

バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、
（Ａ）自走プラットフォームが巡回する路線をプログラムし、並びに帯状載置具をこの路線上に配置するステップ、
（Ｂ）バーコードを該帯状載置具の上に配置し、そのうち、各バーコードは一つのコード番号を代表するものとし、且つ連続する直線で分岐を有さない帯状載置具上のバーコードのコード番号は連続するものとするステップ、
（Ｃ）自走プラットフォームに該帯状載置具の上を走行させ、経過する帯状載置具上のバーコードを読み取らせ、並びにバーコードを記録させるステップ、
（Ｄ）自走プラットフォームに該帯状載置具の上を走行させ、並びにその所在する帯状載置具上のバーコードを読み取らせ、先に記録したバーコードにより該自走プラットフォームの走行を制御するステップ、
以上のステップを具えたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法。
請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームはそれが読み取ったバーコードのコード番号によりその所在の位置を知ることができることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法。
請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号によりその走行距離を計算し、該走行距離はＧ×（Ｂ２−Ｂ１）とされ、そのうち、Ｂ１は自走プラットフォームが先に通過したバーコードのコード番号、Ｂ２は自走プラットフォームの現在所在のバーコードのコード番号、Ｇは連続する二つのバーコード間の間隔であることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法。
請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号により目標所在地までの距離を予測し、該目標所在地までの距離はＧ×（Ｂ３−Ｂ２）であり、そのうちＢ２は自走プラットフォームの現在所在のバーコードのコード番号、Ｂ３は目標所在地のバーコードのコード番号、Ｇは連続する二つのバーコード間の間隔であることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法。
請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｄ）のステップ中、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号によりその走行速度を計算し、該走行速度Ｖ＝△Ｄ／△Ｔであり、そのうち、△Ｔ＝Ｔ２−Ｔ１、△Ｄ＝Ｇ×（Ｂ２−Ｂ１）、Ｂ１及びＢ２はそれぞれ読み取り時間Ｔ１及びＴ２の時に読み出されるバーコードコード番号であり、Ｇは連続する二つのバーコード間の間隔であることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法。
請求項１記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ｂ）のステップ中、不連続の帯状載置具上のバーコードは不連続とされうることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法。
請求項２記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法において、（Ａ）のステップ中、路線上に重要定点をプログラムし、自走プラットフォームがその読み取ったバーコードのコード番号によりその所在の位置が該重要定点であると判断した時、巡回強化を実行することを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決め方法。
バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、
帯状載置具と少なくとも一つの自走プラットフォームを具え、
該帯状載置具は、その上にバーコードが配置され、各バーコードは一つのコード番号を代表し、且つ連続する直線で分岐を有さない帯状載置具上のバーコードのコード番号は連続し、
該少なくとも一つの自走プラットフォームは該帯状載置具の上を走行し、該自走プラットフォームは、自走プラットフォームの所在の帯状載置具上のバーコードを読み取るバーコード読み取り装置と、該バーコード読み取り装置の読み取ったバーコードに基づき、該自走プラットフォームの移動を制御する自動案内装置とを具えたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステム。
請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、充電シートが路線の起点に設置されて自走プラットフォームに対する充電に用いられることを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステム。
請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、帯状載置具が反射バーとされたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステム。
請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、自走プラットフォームが帯状載置具の上を走行する時に使用者が各重要定点に対して巡回強化のマーキングを行なうのに用いられるリモートコントローラーを更に具えたことを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステム。
請求項８記載のバーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステムにおいて、自走プラットフォームが検出装置を更に具え、該検出装置が自走プラットフォーム外部の状況を検出して警告の機能を提供することを特徴とする、バーコードを利用した自走プラットフォームの案内、位置決めシステム。