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自律移動方法及び自律移動体 コモンズ 新技術説明会

国内特許コード P100001341
整理番号 P09-027
掲載日 2010年12月13日
出願番号 特願2009-289431
公開番号 特開2011-129049
登録番号 特許第5352883号
出願日 平成21年12月21日(2009.12.21)
公開日 平成23年6月30日(2011.6.30)
登録日 平成25年9月6日(2013.9.6)
発明者
  • 尾崎 功一
  • サム アン ラホック
  • 鹿内 佳人
出願人
  • 国立大学法人宇都宮大学
発明の名称 自律移動方法及び自律移動体 コモンズ 新技術説明会
発明の概要

【課題】出発地から目的地に移動する際に、通過する経路を容易に変更できる自律移動方法及び自律移動体を提供する。
【解決手段】出発地から目的地まで移動体が移動する移動経路に沿って生じている磁気を予め計測して得られた環境磁気データを含む地図データと、移動体が移動経路に倣って移動する際に、移動経路に沿って生じている磁気を実測して得られる実測磁気と、を比較しながら移動体を自律移動させる方法に関する。この地図データは、移動経路に沿った環境磁気データが、移動経路上に設けられるノードにより区間経路に区分され、かつ、ノードに対応付けて記憶されるノード情報を含む。移動体は、ノード情報を検知すると、当該ノードに連なる区間経路に対応する環境磁気データと実測磁気とを比較しながら自律移動する。
【選択図】図4

従来技術、競合技術の概要


近年、様々な場面において、多種多様なロボットが活動している。中でも移動中に自己位置を認識しながら、自律移動するロボットは、工場内やオフィス内、病院内などでの人間の手助けになるものとして期待され、その研究が盛んに行われている。
自律移動させるための誘導方式の一つとして磁気を目印とするものが知られている。これは、典型的には、移動経路上に例えば磁気テープからなる磁気マーカを設置し、ロボットに磁気マーカから発せられる磁気を検出する磁気センサを設け、磁気センサにより磁気マーカを検知することにより、自己位置を認識するものである(たとえば、特許文献1、特許文献2)。
しかし、磁気マーカを設置する方法は、事前に環境の磁場分布を求め、磁気的なノイズの少ないところに磁気マーカを設置しなければならない。したがって、磁気マーカを設置する作業にかかる負担が大きい。また、磁気マーカは、一般に床に設置されるが、床面上に磁気マーカを設置することが美観上好ましくない場合がある。



建屋を構成する鉄骨や鉄筋、建屋内に設置される装置、家具、電器製品等の構成要素である鉄部材などの強磁性体は製造及び施工の過程で不可避的に着磁され残留磁気を帯びている。この残留磁気は、時間の経過に対して強さがほとんど変動しない(非特許文献1)。そこで本発明者等は、磁気を自己位置認識の目印として利用することを前提とするが、磁気マーカを設置するのではなく、以上のように屋内外の環境に依存して生じている磁気(以下、「環境磁気」と称する)を記憶しておき、この環境磁気データと実測された磁気とを比較することで自己位置を認識して自律移動する手法を先に提案している(特願2008-142792)。

産業上の利用分野


本発明は、磁気を目印にしてロボット等を自律移動させる方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
出発地から目的地まで移動体が移動する移動経路に沿って生じている磁気を予め計測して得られた環境磁気データを含む地図データと、前記移動体が前記移動経路に倣って移動する際に、前記移動経路に沿って生じている磁気を実測して得られる実測磁気と、を比較しながら移動体を自律移動させる方法であって、
前記地図データは、
前記移動経路に沿った前記環境磁気データが、前記移動経路上に設けられるノードにより区間経路に区分され、かつ、
前記ノードに対応付けて記憶されるノード情報と、
前記移動経路上で磁場環境が安定であるか、又は、不安定であることを示す、前記環境磁気データの信頼性に関する情報と、を含み、
前記移動体は、
前記ノード情報を検知すると、当該ノードに連なる前記区間経路に対応する前記環境磁気データと前記実測磁気とを比較しながら自律移動し、
前記環境磁気データの信頼性に関する情報が不安定である位置では、
前記環境磁気データと前記実測磁気との比較とは異なる他の手段に基づいて、当該位置を自律移動する、
ことを特徴とする自律移動方法。

【請求項2】
前記移動体の移動方向に向けて複数の前記区間経路が前記ノードに連なり、
前記移動体は、
複数の前記区間経路ごとに前記地図データを保持するとともに、前記ノード情報を検知すると選択すべきいずれかの前記地図データが設定され、
前記ノード情報を検知すると、前記地図データに含まれる前記環境磁気データと前記実測磁気とを比較しながら自律移動する、
請求項1に記載の自律移動方法。

【請求項3】
前記地図データは、
周辺を含む前記移動経路の環境情報を備える、
請求項1又は2に記載の自律移動方法。

【請求項4】
前記環境磁気データは、
同じ前記移動経路に沿って複数回の前記磁気の計測を行って定められる、
請求項1~3のいずれか一項に記載の自律移動方法。

【請求項5】
前記移動体に保持されている前記環境磁気データと、
前記移動体が自律移動している過程で計測される前記実測磁気とを比較し、
前記環境磁気データを更新する、
請求項1~4のいずれか一項に記載の自律移動方法。

【請求項6】
移動体上に設けられ、移動経路に沿って生じている磁気を実測して得られる実測磁気を計測する磁気センサと、
出発地から目的地まで前記移動体が移動する前記移動経路に沿って生じている磁気を予め計測して得られた環境磁気データを含む地図データを記憶する記憶部と、
前記移動体が前記移動経路に倣って移動する際に、前記環境磁気データと前記実測磁気を比較しながら前記移動体を自律移動させる制御部と、を備え、
前記地図データは、
前記移動経路に沿った前記環境磁気データが、前記移動経路上に設けられるノードで区間経路に区分され、かつ、
前記ノードに対応付けて記憶されるノード情報と、前記移動経路上で磁場環境が安定であるか、又は、不安定であることを示す、前記環境磁気データの信頼性に関する情報と、を含み、
前記制御部は、
前記ノード情報を検知すると、当該ノードに連なる前記区間経路に対応する前記環境磁気データと前記実測磁気とを比較しながら自律移動させ
前記環境磁気データの信頼性に関する情報が不安定である位置では、
前記環境磁気データと前記実測磁気との比較とは異なる他の手段に基づいて、当該位置を自律移動させる、
ことを特徴とする自律移動体。

【請求項7】
前記移動体の移動方向に向けて複数の前記区間経路が前記ノードに連なり、
前記移動体は、
複数の前記区間経路ごとに前記地図データを保持するとともに、前記ノード情報を検知すると選択すべきいずれかの前記地図データが設定され、
前記ノード情報を検知すると、設定された前記地図データに含まれる前記環境磁気データと前記実測磁気とを比較しながら自律移動する、
請求項6に記載の自律移動体。

【請求項8】
前記地図データは、
周辺を含む前記移動経路の環境情報を備える、
請求項6又は7に記載の自律移動体。

【請求項9】
前記環境磁気データは、
同じ前記移動経路に沿って複数回の前記磁気の計測を行って定められる、
請求項6~8のいずれか一項に記載の自律移動体。

【請求項10】
前記移動体に保持されている前記環境磁気データと、
前記移動体が自律移動している過程で計測される前記実測磁気とを比較し、
前記環境磁気データを更新する、
請求項6~9のいずれか一項に記載の自律移動体。
産業区分
  • 機構・伝動
  • 制御調整
  • 工業用ロボット
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009289431thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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