自动行走系统的制作方法

本发明的一个实施方式涉及一种使自动行走装置沿着行走引导用的线行走的技术。

背景技术：

在自动行走系统中存在以下装置：在自动行走装置通过的路径上粘贴有行走引导用的磁带，自动行走装置对磁带进行检测，并且沿着该磁带移动。此外，专利文献1中公开了在路径上的地面上配置标记，通过对标记进行感测而使自动行走装置在规定位置停止的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-10632号公报

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题

以往，期望在以规定的行走路径使自动行走装置移动的同时，使该自动行走装置依次执行各种动作。为了满足那样的期望，需要制作记录有进行行走路径上的各种动作的位置、顺序、时机等复杂的动作程序，使自动行走装置执行该动作程序。

然而，在利用动作程序控制自动行走装置的行走的情况下，需要在每次变更行走路径时重新制作动作程序，迫使用户实施繁琐的操作。

因此本发明的一个实施方式的目的在于，提供一种能够容易地设定自动行走装置的行走路径的自动行走系统。

解决问题的方案

本发明的一个实施方式所涉及的自动行走系统具备：自动行走装置；行走引导用的线，其配置于该自动行走装置通过的行走路径上；及标记，其配置于行走路径上。在标记中，以可读取的状态记录有与自动行走装置的动作相关联的动作控制信息。并且，自动行走装置具有：对线进行检测的检测部、根据标记获取动作控制信息的获取部、基于检测部的检测结果以及获取部获取到的动作控制信息对自动行走装置的动作进行控制的控制部。

发明效果

根据本发明的一个实施方式所涉及的自动行走系统，能够容易地设定自动行走装置的行走路径。

附图说明

图1为表示第一实施方式所涉及的自动行走系统的概要图。

图2的(a)为表示自动行走系统所具备的自动行走装置的仰视图，(b)为该自动行走装置的结构的框图。

图3为自动行走装置所具备的线传感器的放大图。

图4为表示自动行走装置所具备的控制部的结构的框图。

图5为表示控制部进行的行走动作控制的流程的流程图。

图6为表示控制部进行的规定动作控制的流程的流程图。

图7为表示第二实施方式中的控制部的结构的框图。

图8为表示第二实施方式中控制部进行的行走动作控制的流程的流程图。

图9为第二实施方式中控制部进行的规定动作控制的流程的流程图。

图10为表示第二实施方式所涉及的自动行走系统的一个示例的概要图。

图11为表示第三实施方式所涉及的自动行走系统的概要图。

具体实施方式

本发明的一个实施方式所涉及的自动行走系统具备：自动行走装置；行走引导用的线，其配置于该自动行走装置通过的行走路径上；及标记，其配置于行走路径上。在标记中，以可读取的状态记录有与自动行走装置的动作相关联的动作控制信息。并且，自动行走装置具有：对线进行检测的检测部、根据标记获取动作控制信息的获取部；及基于检测部的检测结果以及获取部获取到的动作控制信息对自动行走装置的动作进行控制的控制部。

根据所述自动行走系统，通过在线上配置标记的简单的操作，能够容易地设定线内的自动行走装置的行走路径。此外，在需要行走路径的变更的情况下，能够通过标记的变更、追加等容易地进行行走路径的变更。而且，在局部地变更线的情况下，能够通过标记的追加、变更而容易地进行与该变更对应的行走路径的设定、变更。

在所述自动行走系统中，优选自动行走装置还具有使动作模式与动作控制信息相互关联地存储的存储部。并且，优选控制部从存储部读出与获取部获取到的动作控制信息相关联的动作模式，基于该动作模式对自动行走装置的动作进行控制。根据该结构，在自动行走装置中，无需存储遍及行走路径整体的动作程序，只要存储使动作模式与动作控制信息相互关联的简单的信息即可。此外，标记记录的动作控制信息未必需要是复杂的信息，也可以是可识别的编号、记号等、数据量小的信息。

在所述自动行走系统中，优选标记为，动作控制信息记录的通信标签，获取部通过在自动行走装置的行走中在通信标签之间进行通信，获取该通信标签记录的动作控制信息。根据该结构，能够在自动行走装置穿过标记的附近的期间的规定期间、获取部与标记之间进行通信。由此，在自动行走装置的行走中，也能够精度良好地获取标记记录的动作控制信息。此外，即使动作控制信息是某种程度复杂的信息，也能够通过通信容易地读取该信息。

在所述自动行走系统中，优选控制部进行如下控制：在获取部获取动作控制信息时成为准备状态，并且对使自动行走装置执行基于该动作控制信息的规定动作的规定位置进行检测的检测控制。并且，优选控制部在准备状态中由检测控制检测到规定位置的情况下，基于在向准备状态的转变时获取的动作控制信息对自动行走装置的动作进行控制。根据该结构，能够利用检测控制精度良好地检测规定位置。由此，通过在用户期望的位置设定规定位置，能够在期望的准确的位置，使自动行走装置执行规定动作。

在所述检测控制中，优选控制部基于检测部的检测结果对线的宽度进行判定，在判定出的线的宽度为规定的基准以上的情况下，将此时的自动行走装置的位置作为规定位置进行检测。根据该结构，能够利用检测控制高精度地检测规定位置。

在所述自动行走系统中，也可以在行走路径上，延伸方向不同的两根线相交配置，并且在包含它们的交点的规定区域内配置有多个标记。在这样的构成中，优选在自动行走装置经由交点时，控制部执行如下那样的控制。首先，控制部基于从配置于规定区域内的多个标记中的任意标签获取部最初获取的动作控制信息对自动行走装置的动作进行控制。之后，控制部在直至自动行走装置结束穿过规定区域为止，无视获取部根据配置于该规定区域内的其他标记获取的动作控制信息。根据该结构，能够防止经由交点的自动行走装置的误动作。

以下，对实施方式的详情进行说明。

[1]第一实施方式

图1为表示第一实施方式所涉及的自动行走系统的概要图。如图1所示，自动行走系统具备行走引导用的线1、沿着该线1行走的自动行走装置2、及标记3。

[1-1]线

线1配置于自动行走装置2通过的行走路径上，在本实施方式中由粘贴于行走路径上的磁带构成。

[1-2]标记

标记3以可读取的状态记录有与自动行走装置2的动作相关联的动作控制信息，并配置于行走路径上进行使用。在本实施方式中，标记3与线1重叠地配置。此外，作为标记3，使用作为通信标签的rfid(radiofrequencyidentifier)。另外，标记3也可以配置于与线1分离规定距离的位置。此外，标记3也可以使用不限定于rfid的各种通信标签。

[1-3]自动行走装置

图2的(a)为自动行走装置2的仰视图，图2的(b)为表示自动行走装置2的结构的框图。如图2的(a)以及(b)所示，自动行走装置2包括：负责前进、后退、转弯等动作的驱动机构20、对线1进行检测的线传感器21(相当于权利要求书的“检测部”)、对配置于行走路径上的标记3进行感测的感测传感器22(相当于权利要求书的“获取部”)、控制自动行走装置2的动作的控制部23、存储部24、及向各部供给电力的充电电池25。

<驱动机构>

驱动机构20包含：左驱动轮201a、右驱动轮201b、与上述的驱动轮一起支承自动行走装置2的辅助轮202、使左驱动轮201a旋转的左马达203a、及使右驱动轮201b旋转的右马达203b。左马达203a以及右马达203b能够分别单独独立地被控制，另一方面，各自的旋转方向以及旋转速度，由控制部23相互关联地控制。另外，“左”以及“右”这样的用语，是在相对于自动行走装置2的俯视(图1)时，以自动行走装置2的行进方向dg为基准来使用。

<线传感器>

图3为线传感器21的放大图。线传感器21设置于自动行走装置2的底面2a(参照图2的(a))，如图3所示，由在与自动行走装置2的行进方向dg垂直的方向(即，在行走时与线1的宽度方向dw大致一致的方向)上配置成一列的多个检测元件21a构成。具体而言，检测元件21a分别为，在对置的位置存在有线1的情况下输出检测信号的元件。在本实施方式中，检测元件21a分别为霍尔元件，在与线1(磁带)对置时对该线1的磁性进行检测并输出检测信号(例如，on信号)。

更具体而言，在线传感器21中以如下方式设定检测元件21a的数量、间隔：其宽度比线1的通常的宽度w1大，此外能够检测宽度方向dw上的线1的两端缘1a以及1b。由此，在自动行走装置2的行走时，同线1的宽度相当的数量的检测元件21a与线1对置并输出检测信号。即，这样的检测元件21a的检测信号作为线传感器21的检测结果输出。

<感测传感器>

感测传感器22通过感测配置于行走路径上的标记3，获取该标记3记录的动作控制信息。具体而言，感测传感器22通过在自动行走装置2的行走中在标记3之间进行通信，获取该标记3记录的动作控制信息。在本实施方式中，感测传感器22配置于在自动行走装置2的行走时能够与标记3对置的位置。此外，感测传感器22中，与用作标记3的rfid对应地，使用能与该rfid进行通信的rfid传感器。另外，如果能够进行与标记3的通信，则感测传感器22也可以配置于从与标记3对置的位置偏移的位置。此外，感测传感器22能够根据用作标记3的通信标签的种类进行适当变更。

<控制部>

控制部23基于线传感器21的检测结果以及感测传感器22获取的动作控制信息，对自动行走装置2的动作进行控制。对于自动行走装置2的动作，存在有沿着线1行走的行走动作和预先设定的动作且与行走动作不同的规定动作。另外，在下文中对规定动作的详情进行叙述。

图4为表示控制部23的结构的框图。如图4所示，控制部23包含动作控制部231、位置判定部232、获取判定部233、及动作确定部234。并且，控制部23通过进行各部的处理，来执行以下说明的行走动作控制以及规定动作控制。另外，对于控制部23，能够采用cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)、微机等各种控制处理装置。此外，控制部23进行的处理也可以基于对应的一系列的计算机程序来执行。并且，那样的计算机程序也可以以可读取的状态存储于存储介质(例如闪存等)，也可以存储于存储部24。

<存储部>

自动行走装置2的规定动作作为动作模式预先设定，在存储部24中相互关联地存储动作模式与动作控制信息。另外，对于存储部24，例如使用闪存、hdd(harddiskdrive，硬盘驱动器)等。

作为动作模式(规定动作)，可列举以下示出的表1例示的各种动作。对于动作模式，如表1所示也可以组合包含前进的各种动作，也可以是停止、右转弯、左转弯、速度变更、牵拉臂的上下、规定距离的后退等各个动作本身。

并且，如表1所示，动作模式与用于指定欲使自动行走装置2动作的动作模式的动作控制信息(表1中的指定编号)相互关联地存储于存储部24。另外，对于使自动行走装置2执行的动作模式(规定动作)，并不限于与自动行走装置2的行走有关的模式，还能够采用与供电装置和传送带的协作动作、进一步与转向架的协作动作等各种动作。

[表1]

如后述那样，在动作控制时，从存储部24读出与感测传感器22获取到的动作控制信息对应的动作模式。由此，在自动行走装置2中，无需存储遍及整个行走路径的动作程序(记录有进行行走路径上的各种动作的位置、顺序、时机等的复杂的动作程序)，存储使动作模式与动作控制信息相互关联的简单的信息即可。此外，标记3记录的动作控制信息也未必需要是复杂的信息，也可以是可识别的编号、记号等数据量小的信息。

另外，动作模式并不限于与动作控制信息相关联地存储于存储部24的情况，也可以本身作为动作控制信息记录于标记3。在该情况下，在自动行走装置2(存储部24)中，无需存储动作控制信息与动作模式相互关联的信息。此外，动作控制信息变复杂，但与遍及行走路径整体的动作程序相比则为简单。

[1-4]控制方法

(1)在行走动作控制

感测传感器22未获取动作控制信息的情况下，控制部23控制自动行走装置2沿线1行走。在行走动作控制中，控制部23使自动行走装置2沿线1行走，并且对线1的宽度方向dw上的自动行走装置2的行走位置进行控制。具体而言，控制部23进行以下的控制。另外，图5为表示控制部23进行的行走动作控制的流程的流程图。

首先，动作控制部231通过控制左马达203a以及右马达203b的各自的旋转，使自动行走装置2行走。并且，在自动行走装置2的行走中，位置判定部232基于线传感器21的检测结果(检测元件21a的检测信号)，对线传感器21内的线1的检测位置qd进行判定(步骤s11)。具体而言，位置判定部232基于输出了检测信号的检测元件21a的线传感器21内的位置，对检测位置qd进行判定。

作为一个示例，检测位置qd与线1的中心线1c对应(参照图3)。在该情况下，根据输出了检测信号的检测元件21a中的两端的两个位置，判定检测位置qd。例如，它们的位置的中点被判定为检测位置qd。作为其他例，检测位置qd也可以与线1的端缘1a或1b(参照图3)对应。在该情况下，根据输出检测信号的检测元件21a中的左端或右端的检测元件21a的位置，判定检测位置qd。

接着，动作控制部231使自动行走装置2沿线1行走，并且基于位置判定部232判定出的检测位置qd，对线1的宽度方向dw上的自动行走装置2的行走位置进行控制。具体而言，动作控制部231计算出线传感器21内的检测位置qd距规定位置q0的偏移量δd(参照图3)(步骤s12)。之后，动作控制部231基于偏移量δd，对是否需要行走位置的修正(是或否)进行判断(步骤s13)。具体而言，动作控制部231对偏移量δd的绝对值是否比作为容许范围的上限值的规定值d0大进行判断。

并且，动作控制部231在步骤s13中判定为是(需要行走位置的修正)的情况下，通过对左马达203a以及右马达203b的各自的旋转进行控制，以偏移量δd的绝对值成为规定值d0以下的方式使自动行走装置2向右侧或左侧移动(步骤s14)。另一方面，在步骤s13中动作控制部231判断为否(无需行走位置的修正)的情况下，动作控制部231不变更左马达203a以及右马达203b的各自的旋转而维持此时的状态。并且，行走动作时重复执行步骤s11～s14的处理。

(2)在规定动作控制

感测传感器22获取动作控制信息的情况下，控制部23控制自动行走装置2执行规定动作。规定动作控制与上述的行走动作控制并行地进行。在规定动作控制中，控制部23基于根据标记3获取的动作控制信息对自动行走装置2的动作进行控制，使自动行走装置2执行规定动作。具体而言，控制部23进行以下的控制。另外，图6为表示控制部23进行的规定动作控制的流程的流程图。

在自动行走装置2的行走中，获取判定部233对感测传感器22是否获取动作控制信息(是或否)进行判定(步骤s21)。并且，在步骤s21中获取判定部233判定为是(感测传感器22获取动作控制信息)的情况下，动作确定部234基于动作控制信息，对使自动行走装置2执行的动作模式进行确定(步骤s22)。具体而言，动作确定部234从存储部24读出与感测传感器22获取的动作控制信息对应的动作模式。

接着，动作控制部231基于动作确定部234确定出的动作模式，对自动行走装置2的动作进行控制(步骤s23)。

根据这样的第一实施方式的自动行走系统，能够根据标记3依次读取动作控制信息，每次使自动行走装置2执行与读取的动作控制信息对应的动作模式(规定动作)。并且，通过根据标记3的动作控制信息的读取(获取)，可确定进行行走路径上的各种动作的位置、顺序、时机等。由此，无需以往所需的遍及行走路径整体的动作程序(记录有进行行走路径上的各种动作的位置、顺序、时机等的复杂的动作程序)。

由此，通过在线1上配置标记3的简单的操作，能够容易地设定线1内的自动行走装置2的行走路径。此外，在需要行走路径的变更的情况下，也能够通过标记3的变更、追加等容易地进行行走路径的变更。而且，在通过磁带的追加、重贴等局部地变更线1的情况下，也能够通过标记3的追加、变更而容易地进行与该变更对应的行走路径的设定、变更。

此外，作为标记3使用rfid等通信标签，从而在穿过标记3的附近的期间的规定期间(比感测传感器22与标记3对置的期间长的期间)，能够在感测传感器22与标记3之间进行通信。由此，在自动行走装置2的行走中，也能够精度良好地获取标记3所记录的动作控制信息。而且，即使动作控制信息为某种程度复杂的信息(例如，包含动作模式)，也能够通过通信容易地读取其信息。

[2]第二实施方式

在第一实施方式的自动行走系统中，在根据标记3获取动作控制信息时，立即使自动行走装置2执行基于该动作控制信息的规定动作，但并不限于此，也可以在动作控制信息的获取后检测的规定位置p0，使自动行走装置2执行规定动作。

作为第二实施方式，控制部23在根据标记3获取动作控制信息时成为准备状态，并且进行对所述规定位置p0进行检测的检测控制，在准备状态中检测到规定位置p0的情况下，也可以基于在向准备状态的转变时获取的动作控制信息对自动行走装置2的动作进行控制。

图7为表示第二实施方式中的控制部23的结构的框图。如图7所示，控制部23还包含检测控制部235、时间判定部236、及检测判定部237。并且，控制部23通过进行各部的处理，执行以下说明的动作控制。另外，图8以及图9为分别表示第二实施方式中控制部23进行的行走动作控制以及规定动作控制的流程的流程图。

(1)行走动作控制

在行走动作控制中，检测控制部235进行如下的检测控制。首先，检测控制部235基于线传感器21的检测结果(检测元件21a的检测信号)对线1的宽度w进行判定(步骤s101)。具体而言，检测控制部235根据输出检测信号的检测元件21a的数量对线1的宽度w进行判定(参照图3)。

接着，检测控制部235对判定出的线1的宽度w是否为规定的基准w0以上(是或否)进行判断(步骤s102)。并且，在步骤s102中检测控制部235判断为否(宽度w并不是规定的基准w0以上)的情况下，控制部23通过进行第一实施方式中说明的步骤s11～s14的处理，使自动行走装置2执行行走动作。

另一方面，在步骤s102中检测控制部235判断为是(宽度w规定的基准w0以上)的情况下，检测控制部235将此时的自动行走装置2的位置作为规定位置p0进行检测(步骤s103)。在此检测到的规定位置p0用于与行走动作控制并行地进行的以下的规定动作控制。

由这样的检测控制部235进行的规定位置p0的检测，通过如下那样地构成线1来实现。图10为表示第二实施方式所涉及的自动行走系统的一个示例的概要图。如图10所示，优选线1局部地具有使宽度w扩大的拓宽部11。拓宽部11通过以与沿着行走路径粘贴的磁带(宽度w1)交叉的方式，粘贴具有比宽度w1大的长度l1的不同的磁带来形成。在该情况下，线1在拓宽部11中具有比通常的宽度w1大的宽度w2(＝长度l1)。

并且，通过将规定的基准w0设定为宽度w2以下且比宽度w1大的值，在步骤s102中检测控制部235判断为是(宽度w为规定的基准w0以上)的情况下，检测拓宽部11。并且，检测控制部235将此时的位置(拓宽部11的位置)作为规定位置p0进行检测(步骤s103)。

从提高由检测控制部235进行的检测精度的观点出发，优选拓宽部11中的线1的宽度w2比线传感器21的宽度大。在该情况下，能够将规定的基准w0设定为线传感器21中可检测的线宽的上限值(即，相当于线传感器21的宽度)，线1中的两个宽度w1以及w2的判别变容易。

(2)规定动作控制

在规定动作控制中，在步骤s21中获取判定部233判定为是(感测传感器22获取动作控制信息)的情况下，控制部23进行行走动作控制，并且向准备状态转变(步骤s201)。

在向准备状态的转变后，时间判定部236对时间进行测量，对测量时间t是否超过规定时间t0进行判定(步骤s202)。在步骤s202中时间判定部236判定为是(测量时间t超过规定时间t0)的情况下，控制部23从准备状态返回通常状态(步骤s205)。

另一方面，在步骤s202中时间判定部236判定为否(测量时间t未超过规定时间t0)的情况下，检测判定部237对行走动作控制的步骤s103中检测控制部235是否检测到规定位置p0(是或否)进行判定(步骤s203)。并且，在步骤s203中检测判定部237判定为是(检测控制部235检测到规定位置p0)、或直至步骤s202中时间判定部236判定为是(测量时间t超过规定时间t0)为止，重复执行步骤s202以及s203。

并且，在步骤s203中检测判定部237判定为是(检测控制部235检测到规定位置p0)的情况下，控制部23进行第一实施方式中说明的步骤s22以及s23的处理，基于向准备状态的转变时获取的动作控制信息对自动行走装置2的动作进行控制，由此，使自动行走装置2执行与该动作控制信息对应的规定动作。

在步骤s21中获取判定部233判定为否(感测传感器22未获取动作控制信息)的情况下，控制部23保持通常状态(不是准备状态的状态)，检测判定部237对行走动作控制的步骤s103中检测控制部235是否检测到规定位置p0(是或否)进行判定。并且，在通常状态的情况(不是准备状态的情况)下，在检测判定部237判定为是(检测控制部235检测到规定位置p0)的情况下，控制部23不进行第一实施方式中说明的步骤s22以及s23的处理，不使自动行走装置2执行规定动作。即，自动行走装置2持续通常的行走动作。

根据这样的第二实施方式的自动行走系统，能够利用所述检测控制高精度地检测规定位置p0。由此，通过在用户期望的位置设定规定位置p0(在本实施方式中，在用户期望的位置形成拓宽部11)，能够在期望的准确位置，使自动行走装置2执行规定动作。

[3]第三实施方式

图11为表示第三实施方式所涉及的自动行走系统的概要图。如图11所示，也可以通过在行走路径上粘贴有延伸方向不同且相互相交的两根磁带1a以及1b来构成线1。在该情况下，线1具有上述的磁带1a以及1b相交的交点1c(例如，交叉点拐角等)。

在自动行走装置2经由这样的交点1c进行行走的情况下，在磁带1a以及1b上，在包含交点1c的规定区域r内的各个位置配置有标记3a以及3b。标记3a具有与从磁带1a侧进入交点1c的自动行走装置2的动作(在本实施方式中交点1c处的90°右转弯)有关的信息(动作控制信息)。此外，标记3b具有与从磁带1b侧进入交点1c的自动行走装置2的动作(在本实施方式中交点1c处的90°左转弯)有关的信息(动作控制信息)。

在这样的情况下，感测标记3a而在交点1c右转弯的自动行走装置2，在远离交点1c时对标记3b进行感测。相反，对标记3b进行感测而在交点1c处左转弯的自动行走装置2，在远离交点1c时对标记3a进行感测。因此，如果不实施任何对策，则存在有在远离交点1c时自动行走装置2引起误动作的可能性。

因此，优选在自动行走装置2经由交点1c时，控制部23执行如下那样的控制。首先，控制部23基于根据配置于规定区域r内的多个标记3(在本实施方式中为标记3a以及3b)中的任意标记感测传感器22最初获取的动作控制信息，对自动行走装置2的动作进行控制。之后，控制部23在直至自动行走装置2结束穿过规定区域r为止，无视根据配置于该规定区域r内的其他标记3(在本实施方式中为标记3a或3b)感测传感器22获取的动作控制信息。

根据这样的第三实施方式的自动行走系统，能够防止经由交点1c的自动行走装置2的误动作。

[4]其他实施方式

在上述的自动行走系统中，标记3并不限于通信标签，也可以使用条形码、qr码(注册商标)等二维印刷物。

上述的实施方式的说明的所有方面均为例示，应认为并不是限制性的说明。本发明的范围通过权利要求书的范围示出，而不是上述的实施方式。而且，本发明的范围意在包含与权利要求书的范围均等的意思以及范围内的所有变更。

附图标记说明

1：线

1a：端缘

1c：中心线

1a、1b：磁带

1c：交点

2：自动行走装置

2a：底面

3、3a、3b：标记

11：拓宽部

20：驱动机构

21：线传感器

21a：检测元件

22：感测传感器

23：控制部

24：存储部

25：充电电池

201a：左驱动轮

201b：右驱动轮

202：辅助轮

203a：左马达

203b：右马达

231：动作控制部

232：位置判定部

233：获取判定部

234：动作确定部

235：检测控制部

236：时间判定部

237：检测判定部

dg：行进方向

dw：宽度方向

l1：长度

p0、q0：规定位置

qd：检测位置

r：规定区域

t：测量时间

t0：规定时间

w、w1、w2：宽度

w0：基准

d0：规定值