JPS61161523A - 移動体装置 - Google Patents
移動体装置Info
- Publication number
- JPS61161523A JPS61161523A JP60002353A JP235385A JPS61161523A JP S61161523 A JPS61161523 A JP S61161523A JP 60002353 A JP60002353 A JP 60002353A JP 235385 A JP235385 A JP 235385A JP S61161523 A JPS61161523 A JP S61161523A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- environmental information
- detects
- input means
- information input
- mobile device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J13/00—Controls for manipulators
- B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
- B25J13/088—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices with position, velocity or acceleration sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は移動体装置に関する。
従来の技術
従来、周囲の環境情報を取込み、周囲環境に対する相対
位置あるいは絶対位置をｌ！識しながら自律的に移動を
試みる移動体装置がいくつか発表されている。この種の
移動体装置における周囲環境情報入力手段は、テレビカ
メラによる直接撮影、超音波センサや光センサなどによ
る被写体からの反射信号の利用などが用いられている。
位置あるいは絶対位置をｌ！識しながら自律的に移動を
試みる移動体装置がいくつか発表されている。この種の
移動体装置における周囲環境情報入力手段は、テレビカ
メラによる直接撮影、超音波センサや光センサなどによ
る被写体からの反射信号の利用などが用いられている。
また相対位置あるいは絶対位置を認識する手段としては
、床面を走行プる移動体装置のテレビカメラ、各種セン
サの取付は高さ位置に応じて周囲環境に相当する壁面に
特殊なマークを設けたり、円柱、直方体の柱など比較的
単純形状の目印になるものを設置し、それらの位置座標
をあらかじめ入力しておくなり、またあらかじめ撮影又
は反射信号などの情報を入力しておくことにより、それ
らの信号を基準としてパターンマツチング法などで比較
対比させながら認識している。
、床面を走行プる移動体装置のテレビカメラ、各種セン
サの取付は高さ位置に応じて周囲環境に相当する壁面に
特殊なマークを設けたり、円柱、直方体の柱など比較的
単純形状の目印になるものを設置し、それらの位置座標
をあらかじめ入力しておくなり、またあらかじめ撮影又
は反射信号などの情報を入力しておくことにより、それ
らの信号を基準としてパターンマツチング法などで比較
対比させながら認識している。
しかしながら、移動体装置の移動時においては必ずしも
子端な床面のみ移動するとは限らず、時には凹凸面や段
差面を移動することもあり、その時は移動体装置全体が
上下、左右方向に揺動することはしばしばである。この
時、環境情報入力手段も従来から提案されている形は移
動体装置に直接取付けられていることから上下、左右方
向に揺動し、その取込まれた入力信号は視点が定まらな
い信号となり、先述のマークや目印の標的を見失うこと
になり、自律移動に大きな障害となっていた。これらは
例えば、工業技ｖ／ｇ院機械技術研究所報告第１２５号
第１７頁〜第３１頁にも記載されている。
子端な床面のみ移動するとは限らず、時には凹凸面や段
差面を移動することもあり、その時は移動体装置全体が
上下、左右方向に揺動することはしばしばである。この
時、環境情報入力手段も従来から提案されている形は移
動体装置に直接取付けられていることから上下、左右方
向に揺動し、その取込まれた入力信号は視点が定まらな
い信号となり、先述のマークや目印の標的を見失うこと
になり、自律移動に大きな障害となっていた。これらは
例えば、工業技ｖ／ｇ院機械技術研究所報告第１２５号
第１７頁〜第３１頁にも記載されている。
発明が解決しようとする問題点
このように従来の移動体装置では移動時の上下、左右方
向の揺動でマークや目印を見失ってしまうため、安定な
自律移動を期待できないものである。
向の揺動でマークや目印を見失ってしまうため、安定な
自律移動を期待できないものである。
なお、移動体装置が、実際の複雑に入りくんでいる周囲
環境情報の中を自律的に移動を試みる場合には情報処理
量を減らしてリアルタイムに処理する意味でもマークや
目印はできるだけ少なく限定しなければならないが、こ
のような場合にマークや目印を見失うという事態は重大
である。
環境情報の中を自律的に移動を試みる場合には情報処理
量を減らしてリアルタイムに処理する意味でもマークや
目印はできるだけ少なく限定しなければならないが、こ
のような場合にマークや目印を見失うという事態は重大
である。
本発明は簡易な構成でありながらマークや目印を見失う
ような事態を回避できる移動体装置を提供することを目
的とする。
ような事態を回避できる移動体装置を提供することを目
的とする。
問題点を解決するための手段
本発明の移動体装置は、基準パターン信号と現在位置の
環境情報とを比較して現在位置を演算し、この結果に基
づいて移動方向を制御するよう構成すると共に、周囲環
境の撮影または周囲環境からの反射信号によって前記環
境情報を検出する環境情報入力手段と一体に揺動し環境
情報入力手段が安定姿勢にあることを検出する姿勢検出
手段を設け、この姿勢検出手段が安定姿勢検出時に前記
環境情報入力手段の環境情報を有効と判断して移動方向
の制御を実行させる制御手段とを設けたことを特徴とす
る。
環境情報とを比較して現在位置を演算し、この結果に基
づいて移動方向を制御するよう構成すると共に、周囲環
境の撮影または周囲環境からの反射信号によって前記環
境情報を検出する環境情報入力手段と一体に揺動し環境
情報入力手段が安定姿勢にあることを検出する姿勢検出
手段を設け、この姿勢検出手段が安定姿勢検出時に前記
環境情報入力手段の環境情報を有効と判断して移動方向
の制御を実行させる制御手段とを設けたことを特徴とす
る。
作用
この構成により、移動体装置本体自身の移動時の揺動で
、時々刻々姿勢、方向が電化しても、姿勢検出手段と制
一手段とにより環境情報入力手段からは所定の位置、例
えば本来の姿勢方向＄変化していない時に取込まれる環
境情報信号を得ることができ、上述のマークや目印を見
失うことがないものである。
、時々刻々姿勢、方向が電化しても、姿勢検出手段と制
一手段とにより環境情報入力手段からは所定の位置、例
えば本来の姿勢方向＄変化していない時に取込まれる環
境情報信号を得ることができ、上述のマークや目印を見
失うことがないものである。
実施例
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。
明する。
第３図は本発明の移動体装置の外観図で、この移動体＠
ｆｆ１１０は車輪型移動体装置であって所★の駆動体（
図示せず）によって前・後・左・右に移−可能である６
テレビカメラ１４は移動体装置１０の上部に固着されて
いる。テレビカメラ１４はその先軸を移動体装置１Ｇが
静止した状態で重力方向に対して直角方向でしかも移動
体技＄１１０の進行方向に合致するよう固着されている
。また、テレビカメラ１４のケース１２には、上下方向
の傾き角速度を検出する第１のジャイロセンサ１Ｇと左
右方向の振れ角速度を検出する第２のジャイロセンサ１
８がそれぞれ固着されている。２０は処理０路収納部で
、例えば上記テレビカメラ１４から取り込まれた映像信
号の２値化処理、エツジ抽出処理回路及び後述する各種
回路が内蔵されている。
ｆｆ１１０は車輪型移動体装置であって所★の駆動体（
図示せず）によって前・後・左・右に移−可能である６
テレビカメラ１４は移動体装置１０の上部に固着されて
いる。テレビカメラ１４はその先軸を移動体装置１Ｇが
静止した状態で重力方向に対して直角方向でしかも移動
体技＄１１０の進行方向に合致するよう固着されている
。また、テレビカメラ１４のケース１２には、上下方向
の傾き角速度を検出する第１のジャイロセンサ１Ｇと左
右方向の振れ角速度を検出する第２のジャイロセンサ１
８がそれぞれ固着されている。２０は処理０路収納部で
、例えば上記テレビカメラ１４から取り込まれた映像信
号の２値化処理、エツジ抽出処理回路及び後述する各種
回路が内蔵されている。
次に第１図は本発明の構成の一実施例を示すブロック図
である。 ２２．２４はそれぞれ第１、第２のジャイロ
センサ１Ｇ、 １８の検出した角速度を積分する積分器
で、角速度を角変位に変換している。２６゜２８は積分
＠２２．２４の角変位の零点を検出する零点検出器で、
本実施例では基準値として上下方向は動方向に対して直
角方向に、左右方向は進行方向に定め、その方向を基準
の零点位置と定めている。
である。 ２２．２４はそれぞれ第１、第２のジャイロ
センサ１Ｇ、 １８の検出した角速度を積分する積分器
で、角速度を角変位に変換している。２６゜２８は積分
＠２２．２４の角変位の零点を検出する零点検出器で、
本実施例では基準値として上下方向は動方向に対して直
角方向に、左右方向は進行方向に定め、その方向を基準
の零点位置と定めている。
３０、３２は微分器で、上記角変位の零点位置をクロス
する各ポイントをパルス信号として作っている。
する各ポイントをパルス信号として作っている。
第２図は第１のジャイロセンサ１６の出力θと、積分器
２２の出力θと、零点検出器２６の出力ａ１および微分
器３０出力の微分パルス信号ｂ１を示す。なお、第２の
ジャイロセンサ１８側の微分パルス信号ｂ２も同様に作
られている。
２２の出力θと、零点検出器２６の出力ａ１および微分
器３０出力の微分パルス信号ｂ１を示す。なお、第２の
ジャイロセンサ１８側の微分パルス信号ｂ２も同様に作
られている。
また、第１図において３４はゲート回路で、前記微分パ
ルスｂ１’とｂ２とが同時に発生したタイミングを検出
してトリガー信号４０を発生する。４２はテレビカメラ
１４のシャッター走査回路で、上記トリガー信号４０を
受けて作動し、テレビカメラ１４のシャッターを開放し
てテレビカメラ１４に１フレ一ム画像信号の取込みを行
なわせる。テレビカメラ１４からの上記１フレ一ム画像
信号■は２値化およびエツジ抽出などの処理を行なう画
像処理回路４４を通って後、あらかじめ提供されている
基準パターン信号４６とパターンマツチング回路４８に
て比較検討され、その差信号によって移動体装置の現在
の相対位置あるいは絶対位置を検討する差信号演算回路
５０へと導かれ、移動体装置１０の次の移動方向を判断
することになる。
ルスｂ１’とｂ２とが同時に発生したタイミングを検出
してトリガー信号４０を発生する。４２はテレビカメラ
１４のシャッター走査回路で、上記トリガー信号４０を
受けて作動し、テレビカメラ１４のシャッターを開放し
てテレビカメラ１４に１フレ一ム画像信号の取込みを行
なわせる。テレビカメラ１４からの上記１フレ一ム画像
信号■は２値化およびエツジ抽出などの処理を行なう画
像処理回路４４を通って後、あらかじめ提供されている
基準パターン信号４６とパターンマツチング回路４８に
て比較検討され、その差信号によって移動体装置の現在
の相対位置あるいは絶対位置を検討する差信号演算回路
５０へと導かれ、移動体装置１０の次の移動方向を判断
することになる。
なお、ここで基準パターン信号とは１回目に手動で移動
体肢Ｎ１０を動かしながら一定の移動方向をティーチン
グして、その際に取り込んだ環境情報信号をメモリ回路
（図示せず）に一端収納したものでもよく、また別手段
であらかじめ撮影・処理された信号でもよい。
体肢Ｎ１０を動かしながら一定の移動方向をティーチン
グして、その際に取り込んだ環境情報信号をメモリ回路
（図示せず）に一端収納したものでもよく、また別手段
であらかじめ撮影・処理された信号でもよい。
また、上記実施例では環境情報入力手段としてテレビカ
メラ１４を用いた事例で説明したが、これは超音波信号
や光信号を送信し、被写体からの反射信号を受信するよ
うにした構成でも本発明が成立することは明白である。
メラ１４を用いた事例で説明したが、これは超音波信号
や光信号を送信し、被写体からの反射信号を受信するよ
うにした構成でも本発明が成立することは明白である。
第１図では、周囲環境の撮影（または周囲環境からの反
射信号）によって前記環境情報を検出する環境情報入力
手段がＡで示されており、環境情報入力手段Ａが安定姿
勢にあることを検出する姿勢検出手段が８で示されてい
る。更に姿勢検出手段Ｂが安定姿勢検出時に前記環境情
報入力手段Ａの環境情報を有効と判断して移動方向の制
御を実行させる制御手段はＣで示されている。
射信号）によって前記環境情報を検出する環境情報入力
手段がＡで示されており、環境情報入力手段Ａが安定姿
勢にあることを検出する姿勢検出手段が８で示されてい
る。更に姿勢検出手段Ｂが安定姿勢検出時に前記環境情
報入力手段Ａの環境情報を有効と判断して移動方向の制
御を実行させる制御手段はＣで示されている。
上記実施例では微分パルスｂ１とｂ２とが同時に発生し
ている場合にトリガー信号４０を発生するようにゲート
回路３４を構成したが、これは一方の微分パルスに対し
て他方の微段パルスが遅れて発生した場合にもその遅れ
が許容値内であればトリガー信号４０を発生するように
構成することもできる。
ている場合にトリガー信号４０を発生するようにゲート
回路３４を構成したが、これは一方の微分パルスに対し
て他方の微段パルスが遅れて発生した場合にもその遅れ
が許容値内であればトリガー信号４０を発生するように
構成することもできる。
更に上記実施例では、第１、第２のジャイロセンサ１６
．１８の２ケのジャイロセンサを設けて２方向の方位角
検出を行ない２方向の方位角が基準位置に合致した時に
ゲート回路３４を開いて環境情報入力を取込む構成を示
したが、一般的には移動体装置の移動時には上下方向の
傾き変化が圧倒的に多いことからこの方向のみの検出を
行なう第１のジャイロセンサ１６のみでも十分に本発明
が成立する。
．１８の２ケのジャイロセンサを設けて２方向の方位角
検出を行ない２方向の方位角が基準位置に合致した時に
ゲート回路３４を開いて環境情報入力を取込む構成を示
したが、一般的には移動体装置の移動時には上下方向の
傾き変化が圧倒的に多いことからこの方向のみの検出を
行なう第１のジャイロセンサ１６のみでも十分に本発明
が成立する。
発明の効果
以上の様に本発明の移動体装置によれば、移動体装置が
凹凸面や、段差面を移動する際に揺動が生じても、環境
情報入力手段の取込む環°境情報信号は常に安定状態の
環境情報信号だけを取り込むことができ、あらかじめ入
力された基準パターン信号の例えばマークや目印を見失
うような事態を回避でき、安定な自律的移動をもたらす
上で非常に有効なものである。
凹凸面や、段差面を移動する際に揺動が生じても、環境
情報入力手段の取込む環°境情報信号は常に安定状態の
環境情報信号だけを取り込むことができ、あらかじめ入
力された基準パターン信号の例えばマークや目印を見失
うような事態を回避でき、安定な自律的移動をもたらす
上で非常に有効なものである。
第１図は本発明の移動体装置の一実施例のブロック図、
第２図は第１図の要部信号波形図、第３図は第１図移動
体装置の外観図である。 Ａ・・・環境情報入力手段、Ｂ・・・姿勢検出手段、Ｃ
・・・ｍ１ｌｌ １１０手段、１４・・・テレビカメラ
、１６．１８・・・第１゜第２のジャイロセンサ、２２
．２４・・・積分器、２６．２８・・・零点検出器、３
０．３２・・・微分器、３４・・・ゲート回路、４２・
・・シャッター回路、４６・・・基準パターン信号、４
８・・・パターンマツチング回路 代理人 森 本 義 弘 第１図 ＾−４ｘ先１′青ＩＬ入力５月ζ Ｂ−１嶋ム５吹 Ｃ−一一判＃υ（ ｔ４ −−−＄１ｑ ジーイロセ、ｙプｌ／−−−筈２
４シー４Ｄセ、／“す′第２図 第３図
第２図は第１図の要部信号波形図、第３図は第１図移動
体装置の外観図である。 Ａ・・・環境情報入力手段、Ｂ・・・姿勢検出手段、Ｃ
・・・ｍ１ｌｌ １１０手段、１４・・・テレビカメラ
、１６．１８・・・第１゜第２のジャイロセンサ、２２
．２４・・・積分器、２６．２８・・・零点検出器、３
０．３２・・・微分器、３４・・・ゲート回路、４２・
・・シャッター回路、４６・・・基準パターン信号、４
８・・・パターンマツチング回路 代理人 森 本 義 弘 第１図 ＾−４ｘ先１′青ＩＬ入力５月ζ Ｂ−１嶋ム５吹 Ｃ−一一判＃υ（ ｔ４ −−−＄１ｑ ジーイロセ、ｙプｌ／−−−筈２
４シー４Ｄセ、／“す′第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基準パターン信号と現在位置の環境情報とを比較し
て現在位置を演算し、この結果に基づいて移動方向を制
御するよう構成すると共に、周囲環境の撮影または周囲
環境からの反射信号によって前記環境情報を検出する環
境情報入力手段と一体に揺動し環境情報入力手段が安定
姿勢にあることを検出する姿勢検出手段を設け、この姿
勢検出手段が安定姿勢検出時に前記環境情報入力手段の
環境情報を有効と判断して移動方向の制御を実行させる
制御手段とを設けた移動体装置。 ２、姿勢検出手段を、上下方向の傾き角を検出する第１
のジャイロセンサと、左右の振れを検出する第２のジャ
イロセンサと、第１、第２のジャイロセンサからの信号
に基づいて上下方向が重力方向と直角方向で、かつ左右
方向が目標進行方向にある状態を安定姿勢と判定するゲ
ート回路とで構成したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の移動体装置。 ３、制御手段を、姿勢検出手段が安定姿勢を検出した時
に環境情報入力手段に環境情報検出の走査開始を指示す
るように構成した特許請求の範囲第１項記載の移動体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60002353A JPS61161523A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 移動体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60002353A JPS61161523A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 移動体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61161523A true JPS61161523A (ja) | 1986-07-22 |
Family
ID=11526905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60002353A Pending JPS61161523A (ja) | 1985-01-09 | 1985-01-09 | 移動体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61161523A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8306684B2 (en) | 2008-08-25 | 2012-11-06 | Murata Machinery, Ltd. | Autonomous moving apparatus |
| JP2014144490A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Seiko Epson Corp | ロボット、およびロボットシステム |
-
1985
- 1985-01-09 JP JP60002353A patent/JPS61161523A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8306684B2 (en) | 2008-08-25 | 2012-11-06 | Murata Machinery, Ltd. | Autonomous moving apparatus |
| JP2014144490A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Seiko Epson Corp | ロボット、およびロボットシステム |
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