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自律移動方法及び自律移動体 コモンズ

国内特許コード P100001350
整理番号 P10-004
掲載日 2010年12月13日
出願番号 特願2010-134737
公開番号 特開2012-003298
登録番号 特許第5656214号
出願日 平成22年6月14日(2010.6.14)
公開日 平成24年1月5日(2012.1.5)
登録日 平成26年12月5日(2014.12.5)
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
発明の概要 【課題】環境磁場を利用する自律移動を屋外で行う場合でも、ロボットが自己位置を誤って認識するのを防ぐことの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】ステップ1:互いに反転して配置される第1センサ201及び第2センサ202で磁気、方位を計測し、記録しておく。このデータを教示データ(第1教示データ、第2教示データ)という。
ステップ2:自律移動する際に、各々のセンサで磁気、方位を計測する。このデータを実測データと(第1実測データ、第2実測データ)いう。
ステップ3:実測データを教示データに照合して両データの偏差が0になるように位置を制御する。この照合に際し、不安定な磁気要素を相殺する。
【選択図】図6
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出することにより、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(環境磁場)を予め教示データとして登録しておき、この教示データと移動時に計測される実測データ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(特許文献3)。この環境磁気は、地磁気をも含んでいる。

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教示データを記憶するデータ登録ステップ(a)と、
前記移動経路に沿って生じている磁気を計測して得られる実測データと前記教示データとを比較して前記教示データに対する前記実測データの偏差を求めるとともに、前記偏差を解消するように前記移動体の移動を制御しながら前記移動経路に倣って前記移動体を自律移動させる移動ステップ(b)と、を備え、
前記データ登録ステップ(a)は、
互いに相反する向きの第1教示データと第2教示データを計測して記憶し、
前記移動ステップ(b)は、
互いに相反する向きの第1実測データと第2実測データを計測するとともに、
前記第1実測データと前記第1教示データとを比較することで第1偏差を求めるとともに、前記第1偏差を解消するように前記移動体の移動を制御する第1制御ステップと、
次いで、前記第2実測データと前記第2教示データとを比較することで第2偏差を求めるとともに、前記第2偏差を解消するように前記移動体の移動を制御する第2制御ステップと、を含み、
前記第1制御ステップと前記第2制御ステップとを交互に切り替える、
ことを特徴とする移動体の自律移動方法。

【請求項2】
前記データ登録ステップ(a)において、
所定の間隔L毎に計測される前記第1教示データと前記第2教示データを記憶し、
前記移動ステップ(b)において、
前記移動体が前記間隔Lを移動する間に、前記第1制御ステップと前記第2制御ステップとを少なくとも一度は切り替える、
請求項に記載の自律移動方法。

【請求項3】
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教示データを記憶するデータ登録ステップ(a)と、
前記移動経路に沿って生じている磁気を計測して得られる実測データと前記教示データとを比較して前記教示データに対する前記実測データの偏差を求めるとともに、前記偏差を解消するように前記移動体の移動を制御しながら前記移動経路に倣って前記移動体を自律移動させる移動ステップ(b)と、を備え、
前記データ登録ステップ(a)は、
互いに相反する向きの第1教示データと第2教示データを計測して記憶し、
前記移動ステップ(b)は、
互いに相反する向きの第1実測データと第2実測データを計測するとともに、前記第1実測データと前記第2実測データの平均値である平均実測データを求め、
前記平均実測データと、前記第1教示データと前記第2教示データの平均値である平均教示データとの偏差を解消するように前記移動体の移動を制御する、
ことを特徴とする移動体の自律移動方法。

【請求項4】
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教示データを記憶し、前記移動経路に沿って生じている磁気を計測して得られる実測データと前記教示データとを比較して前記教示データに対する前記実測データの偏差を求めるとともに、前記偏差を解消するように前記移動体の移動を制御しながら前記移動経路に倣って自律移動する自律移動体であって、
前記教示データとして、互いに相反する向きの第1教示データと第2教示データを計測するセンサ部と、
前記センサで計測された第1教示データと第2教示データを記憶する記憶部と、
前記センサ部が前記実測データとして、互いに相反する向きの第1実測データと第2実測データを計測すると、
前記第1実測データと前記第1教示データとを比較することで第1偏差を求めるとともに、前記第1偏差を解消するように前記移動体の移動を制御する第1制御ステップと、
次いで、前記第2実測データと前記第2教示データとを比較することで第2偏差を求めるとともに、前記第2偏差を解消するように前記移動体の移動を制御する第2制御ステップと、を交互に切り替えて前記移動体を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする自律移動体。

【請求項5】
前記記憶部は、
所定の間隔L毎に計測される前記第1教示データと前記第2教示データを記憶し、
前記制御部は、
前記移動体が前記間隔Lを移動する間に、前記第1制御ステップと前記第2制御ステップとを少なくとも一度は切り替える、
請求項に記載の自律移動体。

【請求項6】
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教示データを記憶し、前記移動経路に沿って生じている磁気を計測して得られる実測データと前記教示データとを比較して前記教示データに対する前記実測データの偏差を求めるとともに、前記偏差を解消するように前記移動体の移動を制御しながら前記移動経路に倣って自律移動する自律移動体であって、
前記教示データとして、互いに相反する向きの第1教示データと第2教示データを計測するセンサ部と、
前記センサで計測された第1教示データと第2教示データを記憶する記憶部と、
前記センサ部が前記実測データとして、互いに相反する向きの第1実測データと第2実測データを計測すると、前記第1実測データと前記第2実測データの平均値である平均実測データを求め、かつ、
前記平均実測データと、前記第1教示データと前記第2教示データの平均値である平均教示データとの偏差を解消するように前記移動体の移動を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする自律移動体。
産業区分
  • 制御調整
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2010134737thum.jpg
出願権利状態 登録
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