本发明涉及移动体系统。
背景技术：
移动体系统构成为，向自身周围照射激光并根据其反射光来检测自身装置的位置。在这样的移动体系统，为了防止因类似形状导致的误检测，采用了从特定的初始位置检测区开始进行位置检测的方法，其中，初始位置检测区的移动范围内不存在类似形状。
在这种情况下，或由操作者通过手动操作来将自身装置(移动体)移动到初始位置检测区，或在确认了自身装置处于初始位置检测区之后再开始进行初始位置检测。作为与这样的移动体系统关联的技术，例如有专利文献1。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-140247号公报
技术实现要素：
发明要解决的技术问题
在现有技术中，作为由操作者来确认自身装置的位置处于初始位置检测区内的方法，采用了以目测方式利用目标物等进行的较为含糊的确认方法，或将初始位置检测区标示在地面上等方法。
但是，在目测的情况下，有可能错误地在初始位置区之外进行初始位置检测，从而存在检测到错误的自身装置的位置的可能性。
此外，在将初始位置检测区标示在地面上的情况下，有时会因设施管理方面的理由等导致无法实施，或因地面的材质导致实施所需的成本非常高。
本发明的目的在于，不用增加复杂的结构就能够自动检测出移动体处于初始位置检测区内。
解决问题的技术手段
本发明一个技术方案的移动体系统，推算其自身(移动体)相对于多个障碍物的当前位置和姿态，避开所述障碍物而移动至目的地，其中所述多个障碍物配置在移动体进行移动的动作区域内，所述移动体系统的特征在于：在多个所述障碍物内的至少一个障碍物的端面设置有标识用部件，所述标识用部件具有可与其他障碍物的形状区别的特定形状，在所述动作区域内配置有用于进行所述移动体的当前位置和姿态的推算的初始位置检测区，所述移动体包括：向所述障碍物照射激光并接收来自所述障碍物的端面的反射光的距离传感器部；基于所述距离传感器部接收到的所述反射光，测量所述移动体与所述障碍物之间的距离的距离传感器控制部；和检测所述移动体处于所述初始位置检测区内这一状况的初始位置检测区检测部，其中，所述距离传感器控制部基于所述距离传感器部接收到的来自所述标识用部件的所述反射光，测量所述移动体与所述标识用部件之间的初始位置检测用距离，所述初始位置检测区检测部基于所述初始位置检测用距离，检测所述移动体处于所述初始位置检测区内这一状况。
发明效果
根据本发明的一个方案，不用增加复杂的结构就能够自动检测出移动体处于初始位置检测区内。
附图说明
图1是表示实施例的移动体系统的功能结构的框图。
图2是表示硬件软件结构的框图，其用于实现实施例的移动体系统的功能结构。
图3是表示利用从距离传感器部照射的激光来获得几何形状数据的情况下的一个例子的说明图。
图4是表示在同一障碍物上设置的标识用部件的一个例子的图，(a)和(b)是标识用形状部件的立体图和顶视图，(c)和(d)是标识用光学作用部件的立体图和正视图。
具体实施方式
下面对移动体系统的实施方式进行说明。
在以下的实施方式中，作为移动体以自主式移动机器人为具体实施例进行说明，但并不意味着本发明仅适用于自主式移动体或自主式移动机器人。
实施方式的移动体系统构成为，向自身周围照射激光并根据其反射光来检测自身装置即移动体的位置。通过设定特定的初始位置检测区，具有防止因类似的几何形状导致检测到错误的移动体位置的功能。
另外，“移动体系统”这一术语是指一种系统，其包括在动作区域内自主或被操控而移动的移动体或移动机器人。
在实施方式中，例如在可从初始位置检测区检测到的位置(即，在移动体位于初始位置检测区时，其可检测到该位置)上，作为标识用部件设置特定形状的形状部件，或以特定图案配置使激光偏振、吸收激光或对激光进行镜面反射的部件而得到的光学作用部件。由此，使用位置检测用的激光传感器，自动地检测出移动体的位置处于初始位置检测区内。
根据实施方式，将标识用部件设置在移动体(或自主式移动体)——该移动体利用激光检测周围的几何特征来推算当前位置并进行移动——进行初始位置检测时可从初始位置检测区检测到的位置上。由此，无需对移动体增加特殊的功能和结构，就能够实现使移动体存在于初始位置检测区内。
此外，标识用部件的设置位置只要是可从初始位置检测区检测到的位置即可，设置的自由度高，因此即使是在现有技术中难以准确地确认初始位置检测区的环境下，也能够适用。此外，能够自动地执行现有技术中需要由操作者通过手动操作来实施的初始位置检测动作。
这样，在实施方式中，通过在可从初始位置检测区内检测到的位置上设置标识用部件，来利用位置检测用激光传感器检测出移动体的位置处于初始位置检测区内，自动地进行初始位置检测。由此，能够可靠地进行初始位置检测区内的初始位置检测。
下面，参照图面对用于实现上述实施方式的实施例进行说明。
[实施例1]
参照图1，对实施例1的移动体系统的结构进行说明。
图1是表示自主式移动体(自主式移动机器人)的功能结构之概略的框图，其中该自主式移动体例如按预先设定的工厂内等的移动路径进行移动。
自主式移动体(自主式移动机器人)10包括控制部11、距离传感器部12和移动机构部22，其中，控制部11控制该自主式移动体的移动动作，距离传感器部12向周围照射激光，根据来自障碍物和墙壁的反射光测量各角度下到反射点的距离(θ，l)，移动机构部22包括自主式移动体10的驱动单元(未图示)。
控制部11包括地图数据存储(积累)部20、路径图数据存储部21和初始位置检测区数据存储部19，其中，地图数据存储部20预先存储有配置在自主式移动体10所移动的动作区域内的障碍物(包括墙壁在内)的地图信息，路径图数据存储部21存储与地图数据存储部20中存储的地图信息相应的自主式移动体10的移动路径，初始位置检测区数据存储部19存储有标识用部件的检测用数据和初始位置检测区数据。
标识用部件配置在障碍物(包括墙壁在内)上，根据检测到的标识用部件的位置确定初始位置检测区，判断自主式移动体10的位置是否处于初始位置检测区内，其结构和功能的细节将在后文中描述。
控制部11包括距离传感器控制部13、几何形状数据生成部18、位置姿态推算部15、路径规划部16和移动机构控制部17。在控制部11中，作为数据设有地图数据20、路径图数据21、初始位置检测区数据19。
距离传感器控制部13通过距离传感器部12获取各角度下的从照射点(激光发射部)到反射点的距离，作为反射点的坐标数据(θ，l)。
几何形状数据生成部18根据距离传感器控制部13检测到的各反射点的坐标数据(θ，l)的集合，计算以当前位置和姿态下的自主式移动体10为原点的周围的障碍物或墙壁等的配置状态的轮廓线的形状(由激光照射光的反射点相连而构成的几何形状)，将其作为几何形状数据(x，y)临时存储。轮廓线的形状为由激光照射光的反射点相连而构成的几何形状。
初始位置检测区检测部14对临时存储的几何形状数据与存储在初始位置检测区数据存储部19中的标识用部件的形状数据进行比较，检测标识用形状部件的位置。
初始位置检测区检测部14根据检测到的标识用部件的位置和存储在初始位置检测区数据存储部19中的初始位置检测区的位置，判断自主式移动体10的位置是否处于初始位置检测区内。如果判断的结果是处于初始位置检测区内，则指示位置姿态推算部15开始进行初始位置检测动作。
位置姿态推算部15将临时存储的几何形状数据与地图数据存储部20内的地图信息进行对照，推算自主式移动体10在地图上的位置和姿态。
当推算出自主式移动体10在地图上的位置和姿态后，路径规划部16从存储在路径图数据存储部21内的多个移动路径中，选择并决定自主式移动机器人10的下一目标地点。
移动机构控制部17按所决定的移动路径控制移动机构部22，将自主式移动体10引导至下一目标地点。
图2表示用于实现图1所示的自主式移动体10的功能的硬件和软件结构。
自主式移动体10的控制部11包括处理器23、存储器24和存储装置25。存储装置25包括操作系统(os)25a、控制器初始化程序25b、激光距离传感器控制程序25c、初始位置检测区检测程序25d、位置姿态推算程序25e、路径规划程序25f和移动机构控制程序25g。
并且还包括初始位置检测区数据存储部19、地图数据存储部20和路径图数据存储部21，其中，初始位置检测区数据存储部19存储标识用部件的形状数据和初始位置检测区的位置数据，地图数据存储部20存储地图信息，路径图数据存储部21存储移动路径。
存储并积累这些程序和数据的介质既可以由一个构成也可以由多个构成。控制部11从存储装置25读取各程序25a～25g，将它们展开到存储器24中，由处理器23执行各程序25a～25g。
各程序根据需要通过显示器26提醒用户进行目的地的设定等输入。而且，根据从键盘或鼠标等输入设备27输入的输入数据、从距离传感器部12获得的各种数据、基于距离传感器部12取得的数据而计算得到的几何形状数据、存储在地图数据存储部15中的地图信息、存储在路径图数据存储部17中的移动路径等，进行移动机构部22的控制。
图3表示利用自主式移动体10的距离传感器部12向前方180度范围内照射的激光，来获取行进方向周边的动作区域的几何形状数据(图中的阴影f部分)的例子。
图中的30是自主式移动体10可移动的动作区域，32是墙壁、柜子和机床等障碍物，33表示初始位置检测区。
31是障碍物32的端面轮廓线(并未在所有障碍物32的端面轮廓线上标注附图标记)。
距离传感器部12向自主式移动体10的正面起左右90度的范围内照射方向性好的激光。激光被墙壁等障碍物32的端面轮廓线31反射，其反射光由同一个距离传感器部12接收，取得各角度下到反射点的距离(θ，l)。
图中的f表示从位置和姿态为p1的自主式移动体10照射并反射回激光的区域，其即为p1之位置和姿态下的几何形状数据。该几何形状数据f的虚线34的部分表示障碍物32反射激光的反射点。
另一方面，几何形状数据f中的带框虚线35的部分表示配置有作为标识的、具有特定形状的形状部件的位置，在实施例中，将该部件称为标识用部件35。
图4的(a)和(b)所示的35a是通过粘贴等方式安装在障碍物32上的标识用形状部件的形状的一个例子。标识用形状部件35a的形状需要能够与其他障碍物32的形状相区别，其形状可以考虑其他障碍物32的形状适当地决定。
图4的(a)和(b)所示的标识用形状部件35a安装在障碍物32上的激光能够照射到的高度。其安装位置需要是从初始位置检测区33的整个区域都能够测到的位置。
此外，标识用形状部件35a的安装高度离开地面与距离传感器部12的高度相应的距离，通过适当的方式固定。
作为自主式移动体10进行初始位置检测的预处理，需要生成标识用部件35的形状数据和用于定义初始位置检测区33的位置的初始位置检测区数据，接下来对这些数据的生成方法进行说明。
首先，利用距离传感器12对包括所设置的标识用部件35和初始位置检测区33的区域进行测量，生成包括标识用部件35和初始位置检测区33的地图数据。
接着，系统管理员通过输入设备27在生成的地图数据上输入表示标识用部件35的形状数据和作为初始位置检测区33定义的区域。
由此，标识用部件35的形状数据和针对标识用部件35的初始位置检测区33的位置被存储在初始位置检测区数据存储部19。
接着，对配置有标识用部件35的初始位置检测区33中的自主式移动体10进行的初始位置检测动作的具体步骤进行说明。
在实施初始位置检测动作之前，自主式移动体10的初始位置检测区检测部14对根据距离传感器12的测量结果得到的几何形状数据与标识用部件35的形状数据进行比较，持续进行该比较直到检测出一致的部分。
当自主式移动体10移动到能检测出标识用部件35的位置后，初始位置检测区检测部14根据检测到的标识用部件35的位置判断初始位置检测区33，并判断自主式移动体10的位置p是否处于初始位置检测区33内。
在判断为自主式移动体10的位置p处于初始位置检测区33内的情况下，初始位置检测区检测部14指示位置姿态推算部15实施初始位置检测。由此，位置姿态推算部15实施初始位置检测动作。
[实施例2]
接着，对实施例2的移动体系统的结构进行说明。
实施例2中，在图1所示的自主式移动体10的功能结构的概略框图中，距离传感器部12具有能够向周围照射激光，并根据来自障碍物和墙壁的反射光测量各角度下到反射点的距离(θ，l)和反射强度(i)的功能。
此外，作为标识用部件35，按特定的图案设置使激光偏振(例如，起偏)、吸收激光或对激光进行镜面反射的光学作用部件。在实施例2中，将该部件称为标识用光学作用部件。标识用光学作用部件的细节后述。
在实施例2的移动体系统的结构中，距离传感器控制部13通过距离传感器部12获取各角度下的从照射点(激光发射部)到反射点的距离和反射强度，作为反射点的坐标数据(θ，l，i)。
几何形状数据生成部18根据距离传感器控制部13检测到的各反射点的坐标数据(θ，l，i)的集合，计算以当前位置和姿态下的自主式移动体10为原点的周围的障碍物或墙壁等的配置状态的轮廓线的形状(由激光照射光的反射点相连而构成的几何形状)，将其与反射强度数据(i)一起作为几何形状和反射强度数据临时存储。
初始位置检测区检测部14对临时存储的几何形状和反射强度数据与存储在初始位置检测区数据存储部19中的标识用部件35的几何形状和反射强度数据进行比较，检测标识用光学作用部件的位置。
图4的(c)、(d)所示的35b是通过粘贴等方式安装在障碍物32上的标识用光学作用部件的一个例子。
如图4的(c)、(d)所示，标识用光学作用部件35b是按特定的图案设置有对激光进行镜面反射的光学部件的标识用光学作用部件。
或者，如图4(c)、(d)所示，标识用光学作用部件35b是按特定的图案设置有吸收激光的光学部件的标识用光学作用部件。
或者，如图4(c)、(d)所示，标识用光学作用部件35b是按特定的图案设置有使激光偏振的光学部件的标识用光学作用部件。
对于标识用光学作用部件35b的形状并没有特别设定的条件，能够选择注重设置的容易性的柔软的形状。标识用光学作用部件35b安装在障碍物32的激光能够照射的高度。该安装位置需要是能够从初始位置检测区的整个区域进行测量的位置。
此外，标识用光学作用部件35b的安装高度离开地面与距离传感器部12的高度相应的距离，通过适当的方式固定。
在实施例2中，在生成初始位置检测区数据时，对地图数据附加反射强度数据，通过系统管理员进行输入，作为标识用光学作用部件35b的几何形状和反射强度数据存储在初始位置检测区数据存储部19中。
根据实施例2，能够使用标识用光学作用部件35b，进行与实施例1相同的初始位置检测区的判断和初始位置检测动作。
在上述实施例1、2中，对障碍物、墙壁上配置有具有特定形状的标识用部件35的例子进行了说明。但本发明并不限定于此，例如，如果障碍物、墙壁原本就存在能够与其他障碍物和墙壁区别的特定的形状，则也可以不设置标识用部件35，使用该原本就存在的特定的形状代替标识用部件35。
附图标记说明
10自主式移动体
11控制部
12距离传感器部
13距离传感器控制部
14初始位置检测区检测部
15位置姿态推算部
16路径规划部
17移动机构控制部
18几何形状数据生成部
19初始位置检测区数据(存储部)
20地图数据(存储部)
21路径图数据(存储部)
22移动机构部
23处理器
24存储器
25存储装置
26显示器
27输入设备
30动作区域
31障碍物的端面轮廓线
32障碍物
33初始位置检测区
34几何形状数据(激光反射点)
35a标识用形状部件
35b标识用光学作用部件