自主移动装置、自主移动方法及计算机可读取的记录介质与流程

文档序号:15684143发布日期:2018-10-16 20:52阅读:158来源:国知局

本发明涉及自主移动装置、自主移动方法以及计算机可读取的记录介质。



背景技术:

正在开发机器人、无人搬运车等自主移动装置。例如,在jp特开2014-194729号公报中,公开了能够在生成地图信息的同时进行移动来检测比地面低的凹状区域的自主移动装置。



技术实现要素:

根据本公开的一个观点,自主移动装置是参照环境地图信息进行自主移动的自主移动装置,其特征在于,具备:

环境地图信息更新单元,对所述环境地图信息进行更新;以及

检测单元,检测高度的变化,

所述环境地图信息更新单元在所述检测单元检测到基准以上的高度的变化的情况下,停止所述环境地图信息的更新,或者删除所述环境地图信息。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式涉及的宠物机器人的外观图。

图2是本发明的第1实施方式涉及的宠物机器人的结构图。

图3是本发明的第1实施方式涉及的自主移动停止模式切换处理的流程图。

图4是本发明的第1实施方式涉及的自主移动模式切换处理的流程图。

图5是本发明的第2实施方式涉及的宠物机器人的结构图。

图6是本发明的第1实施方式的变形例涉及的自主移动停止模式切换处理的流程图的摘录。

图7是本发明的第2实施方式涉及的环境地图生成处理的流程图。

图8a是表示本发明的第2实施方式涉及的环境地图生成处理的生成过程中的障碍物区域网格的图。

图8b是表示本发明的第2实施方式涉及的环境地图生成处理的生成过程中的自由区域网格的图。

图8c是表示本发明的第2实施方式涉及的环境地图生成处理的生成过程中的环境地图的图。

图9是本发明的第2实施方式涉及的环境地图信息更新停止模式切换处理的流程图。

图10是本发明的第2实施方式涉及的环境地图信息更新模式切换处理的流程图。

具体实施方式

以下,参照附图说明将本发明的自主移动装置应用于宠物机器人的实施方式。

(第1实施方式)

如图1所示,本实施方式涉及的宠物机器人1是在地面2上步行的移动装置。宠物机器人1具备与地面2接触的脚部70,通过使脚部70自主地工作,从而实现自主移动。

此外,宠物机器人1还具备声音输出部50和声音输入部60。宠物机器人1可以经由声音输出部50输出声音,给用户传达某种程度的信息。其中,由于宠物机器人1模仿了宠物,所以并不会发出语言的声音,例如,若是模仿狗的宠物,则发出模仿了狗的叫声的“汪”这样的声音。这仅是一例,宠物机器人1也可以说人类的语言。

此外,宠物机器人1经由声音输入部60取得声音,并识别用户所发出的语言,掌握某种程度的命令。例如,宠物机器人1能够识别用户所发出的“停一下”这样的语音,从而掌握其属于停止自主性移动的命令。

接着,参照图2来说明宠物机器人1的内部构造。宠物机器人1具备:控制部10、图像取得部20、惯性测定部30、距离测定部40、声音输出部50、声音输入部60以及脚部70。

控制部10具备:cpu(centralprocessingunit)11、ram(randomaccessmemory)12以及rom(readonlymemory)13。

cpu11通过执行保存在rom13中的控制用程序,从而执行各种处理。

ram12由易失性存储器构成,被用作为cpu11的作业区域。

rom13由闪存等非易失性存储器构成,保存cpu11所执行的控制程序、各种固定数据。固定数据包括控制部10用于进行自身位置的推测处理的slam(simultaneouslocalizationandmapping)地图信息、为了自主移动而参照的环境地图信息等。

此外,控制部10执行切换宠物机器人1的动作模式的处理。宠物机器人1对包括自主移动模式和自主移动停止模式的动作模式进行切换来工作。宠物机器人1在自主移动模式下自主地移动,在自主移动停止模式下不进行自主性的移动。

图像取得部20具备摄像机,将拍摄周围而取得的图像信息输出到控制部10。控制部10基于宠物机器人1在移动中经由图像取得部20取得的多个图像信息和slam地图,通过vslam(visualsimultaneouslocalizationandmapping)来推测包括距地面2的高度在内的自身位置。即,图像取得部20通过与控制部10协作来检测距作为基准面的地面2的高度,从而起到检测高度变化的检测单元的作用。

惯性测定部30具备三轴加速度传感器等,将三轴加速度传感器测定出的三轴方向的加速度信息输出到控制部10。此外,惯性测定部30还具备陀螺传感器等,将角速度信息输出到控制部10。控制部10从设置于地面2的状态起周期性地取得这些加速度信息和角速度信息。并且,控制部10基于从设置于地面2的状态起积累的角速度信息,掌握宠物机器人1的姿势,并从所取得的三轴的加速度信息提取铅垂方向的分量。这样,控制部10基于从惯性测定部30取得的角速度信息和加速度信息,计算出铅垂方向的加速度。

此外,控制部10例如按每10毫秒计算出铅垂方向的加速度信息,并与时刻一起记录在ram12中。并且,控制部10通过对铅垂方向的加速度进行积分,从而计算铅垂方向的速度,并与时刻一起记录在ram12中。进而,控制部10通过对计算出的铅垂方向的速度进行积分,从而计算铅垂方向的变动量、即高度的变动量,并与时刻一起记录在ram12中。这样,惯性测定部30通过与控制部10协作来检测高度的变动量,从而起到检测高度变化的检测单元的作用。

距离测定部40具备接触传感器、距离传感器等,测定宠物机器人1的底面(或者脚部70的前端)与地面之间的距离,并将测定出的距离信息输出到控制部10。控制部10基于所取得的距离信息,判定宠物机器人1的底部是否与物体接触。这样,距离测定部40通过与控制部10协作来检测宠物机器人1的底部是否与物体接触,从而起到检测高度变化的检测单元的作用。

声音输出部50具备d/a(数字/模拟)变换电路、放大器、扬声器等,将从控制部10输出的声音信号变换成声音来输出。

声音输入部60具备a/d(模拟/数字)变换电路、麦克风等,收集用户所发出的声音并将其变换成声音信号,输出到控制部10。控制部10对从声音输入部60输入的声音信号实施声音识别处理,对命令进行判定。在rom13中预先保存有命令列表。命令列表一览设定用户所发出的语音是什么样的命令。例如,“停一下”是停止移动的命令等项目被包含在命令列表中。并且,例如,在用户发出了“停一下”这样的语音的情况下,控制部10对从声音输入部60输入的声音信号实施声音识别处理,并参照命令列表,取得是停止移动的命令这样的信息。

脚部70具备四个可动设备及其各自的驱动部,分别与地面2接触来支撑宠物机器人1。控制部10在自主移动模式下经由驱动部来驱动四个可动设备。此外,控制部10在自主移动停止模式下经由驱动部停止四个可动设备的动作。这样,脚部70与控制部10协作,起到进行自主移动的移动单元的作用。

接着,说明宠物机器人1的动作。宠物机器人1在通过用户操作等而开始工作后,最初进行初始化处理。在初始化处理中,控制部10从图像取得部20取得图像,通过vslam来推测该时间点的自身位置,将所推测出的自身位置中包含的高度作为地面2的高度并将其保存在ram12中。即,地面2起到判断高度时的基准面的作用。

接着,宠物机器人1在自主移动模式下开始工作。在自主移动模式下,控制部10基于通过vslam推测出的自身位置和保存在rom13中的环境地图信息,对脚部70指示动作。换言之,控制部10执行进行自主移动的移动步骤。

环境地图信息是指,将地面2分割成格子状的单元,基于距离测定部40所取得的距离信息等,表示宠物机器人1是否能移动到各单元的地图信息。控制部10随时更新保存在ram12上的地图信息。具体来说,控制部10基于距离测定部40所取得的距离信息等,对有障碍物的单元标记不可移动的标签,对没有障碍物的单元标记可移动的标签。宠物机器人1在移动路径的计划中参照环境地图信息,从可移动的路径中决定最佳路径。

此外,若切换成自主移动模式,则控制部10根据需要周期性地反复执行向自主移动停止模式进行切换的自主移动停止模式切换处理,直到切换成其他模式为止。

如图3所示,若开始自主移动停止模式切换处理,则控制部10取得以保存在ram12中的地面2的高度为基准的基于vslam的距地面2的高度的推测结果(步骤s101)。即,步骤s101通过检测距作为基准面的地面2的高度,从而作为检测高度的变化的检测步骤起作用。

并且,控制部10判定是否能取得高度的推测结果(步骤s102)。控制部10由于基于从图像取得部20取得的图像来进行vslam的自身位置推测,所以在因图像取得部20的摄像机被用户的衣服覆盖等原因而不能从图像取得部20取得图像的情况下,被认为无法进行基于vslam的自身位置的推测。因此,控制部10判定是否能取得基于vslam的高度的推测结果。

控制部10在判定为能取得距地面2的高度的推测结果的情况下(步骤s102:是),判定距地面2的高度是否在阈值ha以上(步骤s103)。在判定为距地面2的高度在阈值ha以上的情况下(步骤s103:是),控制部10切换成自主移动停止模式(步骤s104),结束自主移动停止模式切换处理。另一方面,在判定为距地面2的高度不在阈值ha以上的情况下(步骤s103:否),控制部10直接结束自主移动停止模式切换处理。

在此,阈值ha是预先规定并保存在rom13中的基准值。若阈值ha过大,则尽管宠物机器人1处于高的位置处,也不会切换成自主移动停止模式,不能达到降低宠物机器人1撞上其他物体的可能性和掉落的可能性这样的发明目的。相反,若阈值ha过小,则因地面2的凹凸、倾斜,尽管未从地面2上离开,也会切换成自主移动停止模式,会妨碍宠物机器人1的自主移动。因此,阈值ha考虑这些因素的折衷后例如定义为“ha=30cm”等,并保存在rom13中。控制部10在步骤s103的判定处理中,从rom13取得阈值ha并加以利用。

另一方面,控制部10在判定为不能取得高度的推测结果的情况下(步骤s102:否),取得基准时间ta内的高度的变动量(步骤s105)。具体来说,控制部10通过对连续记录在ram12中的高度的变动量当中最近时刻与回溯了基准时间ta的时刻之间的变动量进行相加,从而取得基准时间ta内的高度的变动量。换言之,步骤s105通过检测高度的变动量,从而作为检测高度变化的检测步骤起作用。

接着,控制部10判定是否能取得基准时间ta内的高度的变动量(步骤s106)。在宠物机器人1进行超过惯性测定部30所能测定的范围这样的剧烈的铅垂方向的运动、或者进行不能追踪铅垂方向的运动这样的剧烈的旋转动作的情况下,有可能不能从惯性测定部30取得表示三轴加速度的信息、表示铅垂方向的信息。因此,控制部10判定是否能取得基准时间ta内的高度的变动量。

控制部10在判定为能取得基准时间ta内的高度的变动量的情况下(步骤s106:是),判定求取的基准时间ta内的高度的变动量是否在阈值hb以上(+),即,判定宠物机器人1是否在基准时间ta内上升了阈值hb以上(步骤s107)。

控制部10在判定为宠物机器人1在基准时间ta内上升了阈值hb以上的情况下(步骤s107:是),切换成自主移动停止模式(步骤s104),结束自主移动停止模式切换处理。另一方面,在判定为宠物机器人1在基准时间ta内未上升阈值hb以上的情况下(步骤s107:否),控制部10直接结束自主移动停止模式切换处理。

在此,基准时间ta以及阈值hb是预先规定并保存在rom13中的基准值。若基准时间ta过短,则由于在宠物机器人1逐渐上升时高度的变动量是较小的值,所以不会切换成自主移动停止模式,不能达到降低宠物机器人1撞上其他物体的可能性和掉落的可能性这样的发明目的。相反,若基准时间ta过长,则有可能高度变动量的判定的定时会过迟,或者因累积误差而使判定精度变差。因此,基准时间ta考虑这些因素的折衷后例如定义成“ta=3秒”等,并保存在rom13中。

此外,若阈值hb过大,则尽管宠物机器人1移动到了高的位置处,也不会切换成自主移动停止模式,不能达到宠物机器人1撞上其他物体的可能性和掉落的可能性这样的发明目的。相反,若阈值hb过小,则因地面2的凹凸、倾斜,尽管未从地面2上离开,也会切换成自主移动停止模式,会妨碍宠物机器人1的自主移动。因此,阈值hb考虑这些因素的折衷后例如定义成“hb=20cm”,并保存在rom13中。控制部10在步骤s107的判定处理中,从rom13取得基准时间ta以及阈值hb并加以利用。

进而,控制部10在判定为不能取得基准时间ta内的高度的变动量的情况下(步骤s106:否),从距离测定部40取得有无底面接触的信息(步骤s108)。并且,控制部10判定是否能取得有无底面接触的信息(步骤s109)。在判定为能取得有无底面接触的信息的情况下(步骤s109:是),控制部10判定无底面接触的时间是否在基准时间tb以上(步骤s110)。

控制部10在判定为无底面接触的时间在基准时间tb以上的情况下(步骤s110:是),控制部10对声音输出部50发送发出确认用声音的指示信号(步骤s111)。声音输出部50按照指示信号,例如,发出“汪汪汪”这样的确认用声音。用户根据使用说明书的记载等,获知用于确认是否可以移动的确认用声音是“汪汪汪”这样的语音。并且,听到该确认用声音的用户在判定为宠物机器人1不移动更好的情况下,发出如“停一下”这样的、宠物机器人1所能识别的命令的语音。控制部10判定是否经由声音输入部60取得了停止移动的意思的回答(步骤s112)。控制部10例如在判定为取得了“停一下”这样的停止移动的意思的回答的情况下(步骤s112:是),切换成自主移动停止模式(步骤s104),结束自主移动停止模式切换处理。另一方面,在判定为未取得停止移动的意思的回答的情况下(步骤s112:否),直接结束自主移动停止模式切换处理。这样,在步骤s111以及步骤s112中,声音输入部60与声音输出部50以及控制部10协作,起到向用户确认是否切换动作模式的确认单元的作用。声音输出部50是确认装置的一例,也可以输出光,或通过宠物机器人1的行为来确认。

此外,在判定为无底面接触的时间不是在基准时间tb以上的情况下(步骤s110:否),直接结束自主移动停止模式切换处理。

在此,基准时间tb是预先规定并保存在rom13中的基准值。基准时间tb过短,则只要瞬间从地面2离开,就会立即发出确认用声音,因此并不实用。相反,若基准时间tb过长,则判定的定时会过迟而不切换成自主移动停止模式,不能达到降低宠物机器人1撞上其他物体的可能性和掉落的可能性这样的发明目的。因此,基准时间tb考虑这些因素的折衷后例如定义成“tb=3秒”等,并保存在rom13中。控制部10在步骤s110的判定处理中,从rom13取得基准时间tb并加以利用。

此外,控制部10在判定为不能取得有无底面接触的信息的情况下(步骤s109:否),直接结束自主移动停止模式切换处理。

这样,控制部10起到将动作模式切换成自主移动停止模式的控制单元的作用。若切换成自主移动停止模式,则控制部10将停止自主移动的指示输出到脚部70。因此,脚部70停止动作。但是,声音输出部50、声音输入部60这些其他部分不停止动作。

接着,若切换成自主移动停止模式,则控制部10周期性地反复执行包括是否向自主移动模式进行切换的判定在内的自主移动模式切换处理,直到切换成其他模式为止。

如图4所示,若开始自主移动模式切换处理,则控制部10以保存在ram12中的地面2的高度为基准,取得基于vslam的距地面2的高度的推测结果(步骤s201)。并且,判定是否能取得距地面2的高度的推测结果(步骤s202)。

控制部10在判定为能取得距地面2的高度的推测结果的情况下(步骤s202:是),判定距地面2的高度是否在阈值ha以下(步骤s203)。在判定为距地面2的高度在阈值ha以下的情况下(步骤s203:是),控制部10切换成自主移动模式(步骤s204),结束自主移动模式切换处理。另一方面,在判定为距地面2的高度不是在阈值ha以下的情况下(步骤s203:否),控制部10直接结束自主移动模式切换处理。

另一方面,控制部10在判定为不能取得高度的推测结果的情况下(步骤s202:否),取得基准时间ta内的高度的变动量(步骤s205)。

接着,控制部10判定是否能取得基准时间ta内的高度的变动量(步骤s206)。控制部10在判定为能取得基准时间ta内的高度的变动量的情况下(步骤s206:是),判定求取到的基准时间ta内的高度的变动量是否在阈值hb以上(-),即,判定宠物机器人1是否在基准时间ta内下降了阈值hb以上(步骤s207)。

接着,控制部10在判定为宠物机器人1在基准时间ta内下降了阈值hb以上的情况下(步骤s207:是),控制部10对声音输出部50发送发出确认用声音的指示信号(步骤s208)。声音输出部50按照指示信号,例如发出“汪汪汪”这样的确认用声音。听到该确认用声音的用户在判定为宠物机器人1不移动更好的情况下,发出如“停一下”这种表示宠物机器人1所能识别的命令的语音。控制部10判定是否经由声音输入部60取得了停止移动的意思的回答(步骤s209)。控制部10在例如判定为未取得“停一下”这样的停止移动的意思的回答的情况下(步骤s209:否),切换成自主移动模式(步骤s204),结束自主移动模式切换处理。另一方面,在判定为取得了停止移动的意思的回答的情况下(步骤s209:是),控制部10直接结束自主移动模式切换处理。

另一方面,在判定为宠物机器人1在基准时间ta内未下降阈值hb以上的情况下(步骤s207:否),控制部10直接结束自主移动模式切换处理。

进而,控制部10在判定为不能取得基准时间ta内的高度的变动量的情况下(步骤s206:否),从距离测定部40取得有无底面接触的信息(步骤s210)。并且,控制部10判定是否能取得有无底面接触的信息(步骤s211)。在判定为能取得有无底面接触的信息的情况下(步骤s211:是),控制部10判定无底面接触的时间是否在基准时间tb以上(步骤s212)。

控制部10在判定为无底面接触的时间在基准时间tb以上的情况下(步骤s212:是),控制部10对声音输出部50发送发出确认用声音的指示信号(步骤s213)。声音输出部50按照指示信号,例如发出“汪汪汪”这样的确认用声音。听到该确认用声音的用户在判断为宠物机器人1不移动更好的情况下,发出如“停一下”这种表示宠物机器人1所能识别的命令的语音。控制部10判定是否经由声音输入部60取得了停止移动的意思的回答(步骤s214)。控制部10在例如判定为未取得“停一下”这样的停止移动的意思的回答的情况下(步骤s214:否),切换成自主移动模式(步骤s204),结束自主移动模式切换处理。另一方面,在判定为取得了停止移动的意思的回答的情况下(步骤s214:是),控制部10直接结束自主移动模式切换处理。

此外,在判定为无底面接触的时间不是在基准时间tb以上的情况下(步骤s212:否),控制部10直接结束自主移动模式切换处理。

此外,控制部10在判定为不能取得有无底面接触的信息的情况下(步骤s211:否),直接结束自主移动模式切换处理。

这样,控制部10起到将动作模式切换成自主移动模式的控制单元的作用。若切换成自主移动模式,则控制部10对脚部70输出进行自主移动的指示。然后,脚部70进行动作。

如以上所述,本实施方式涉及的宠物机器人1具备自主移动模式(第1动作模式)和自主移动停止模式(第2动作模式)这两种动作模式,在地面2上以自主移动模式进行动作,在高处以自主移动停止模式进行动作。由此,在地面2上进行自主移动,在比地面2高的例如桌子上等不进行自主移动。因此,可以说,宠物机器人1在桌子上等高处与其他物体碰撞的可能性以及掉落的可能性很低。

本实施方式涉及的宠物机器人1通过执行自主移动模式切换处理,从而在返回到地面2上时,能够重新自动地开始自主移动。由此,宠物机器人1可成为更实用的机器人。

本实施方式涉及的宠物机器人1在能够通过vslam高精度地测定高度的情况下,能够不经过用户确认的处理,自动地进行自主移动的停止和解除。由此,宠物机器人1不需要用户进行的操作就能够停止自主移动。

进而,本实施方式涉及的宠物机器人1从惯性测定部30的测定结果取得高度的变动量并利用到判定中。由此,例如,即使在因为特征点少而无法使用vslam的情况下,或者在因为用户怀抱而图像取得部20不能拍摄周围的情况下,宠物机器人1也能自动地进行自主移动的停止或者解除。

其中,在例如宠物机器人1从桌子上返回到地面2上的情况下,由于没有保持桌子上的高度,所以仅根据高度的变动量无法得知是否返回到了地面2上。因此,本实施方式涉及的宠物机器人1通过在图4的步骤s208中经过用户确认的处理,能够防止向自主移动模式进行不合适的切换的情况。

此外,本实施方式涉及的宠物机器人1从距离测定部40的测定结果探测是否处于地面2上并利用到判定中。由此,例如,即使在宠物机器人1剧烈运动而不能利用惯性测定部30的测定结果的情况下,也能够进行自主移动的停止或者解除。

但是,仅根据距离测定部40的测定结果,无法严格地得知是否处于地面2上。因此,本实施方式涉及的宠物机器人1通过在图3的步骤s111以及图4的步骤s213中经过用户确认的处理,能够防止向自主移动模式或者自主移动停止模式进行不合适的切换的情况。

本实施方式涉及的宠物机器人1在图3的步骤s111以及图4的步骤s208和步骤s213中进行了用户确认,但是本发明的范围并不限于此。例如,也可以在切换到自主移动停止模式以及自主移动模式前一定进行用户确认。在该情况下,不会在没有用户确认的情况下自动地切换到自主移动模式或者自主移动停止模式,更易于防止误动作。此外,例如,也可以在切换到自主移动停止模式前完全不进行用户确认,而是在切换到自主移动模式前一定进行用户确认。在该情况下,由于切换到自主移动停止模式是自动的,而切换到自主移动模式需全部经用户确认,所以安全性更高。

本实施方式涉及的宠物机器人1虽然在自主移动停止模式下不进行一切的自主移动,但是本发明的范围并不限于此。例如,即使在自主移动停止模式下,也可以进行少量的移动。例如,可以进行踏步程度的移动。此外,在具有改变姿势的驱动部的情况下,该驱动部的动作也可以得到许可。此外,例如,可以在距宠物机器人1的中心周围30cm以内时许可移动,在超过该范围的情况下,不许可脚部70进行的移动、改变姿势的动作。所谓本说明书中的“停止自主移动”,不仅仅是不进行一切自主移动,只要可达到本发明的目的,就也可以包括少量的移动、姿势变化。这样,通过许可自主移动停止模式下的少量的动作,从而能够在不损害宠物机器人1的使用感的情况下确保安全性。

本实施方式涉及的宠物机器人1的脚部70具备四个可动设备,但是本发明的范围并不限于此。只要是能起到宠物机器人1的移动单元的作用,脚部70的形状、驱动方法就没有特别限定。例如,脚部70也可以取代四个可动设备而具备车轮、无限轨道等。

本实施方式涉及的宠物机器人1通过用户确认的处理来判断是否存在“停一下”这样的来自用户的停止移动的意思的回答,但是本发明的范围并不限于此。例如,也可以根据是否存在“好”这样的不停止移动的意思的回答来进行判断。由此,由于在无回答的情况、宠物机器人1不能理解的情况下等都会停止移动,所以能够更加确保安全性。此外,用户确认的方法可以是在宠物机器人1上设置按钮、触摸传感器等,用户通过对它们进行操作设为停止移动的命令、或者不停止的命令。按钮、触摸传感器等的操作与口头的回答相比,能够排除模糊性。

本实施方式涉及的宠物机器人1作为测定高度的手段利用了基于从图像取得部20取得的图像的vslam,但是本发明的范围并不限于此。例如,也可以利用来自外部摄像机的观测、坐标已知的外部标记的观测等来测定高度。通过这些方法,能够更准确地测量宠物机器人1的高度。另外,在利用来自外部摄像机的观测的情况下,宠物机器人1可以具备接收部,从外部摄像机接收表示高度的信息。

本实施方式涉及的宠物机器人1作为检测高度的变动量的手段而利用了惯性测定部30,但是本发明的范围并不限于此。例如,也可以利用气压计来检测高度的变动量。即使是相同的室内,气压也会因天气等环境而改变,所以控制部10计算多次测量到的气压之差,并根据其结果来推测高度的变动量。因此,能够取代惯性测定部30的铅垂方向的加速度,例如利用气压计每隔10毫秒测量到的气压。若利用气压计,则高精度的气压计就能够以20cm程度的精度检测出高度的变动量。

本实施方式涉及的宠物机器人1作为探测是否处于地面2上的手段而利用了距离测定部40,但是本发明的范围并不限于此。例如,也可以是控制部10分析从图像取得部20取得的图像,并识别用户的脸,从而将比如用户的脸是在水平方向上探测到的情况判断为处于高处的可能性高的情况。此外,也可以是将从惯性测定部30取得的铅垂方向的加速度直接由控制部10使用于判定中,从而判断为高度发生了改变的可能性高的情况。进而,也可以将这些测定方法合并来应用。这样,通过采用多个用于推测是否处于地面2上的测定方法,从而能够提供安全性更高的宠物机器人。

本实施方式涉及的宠物机器人1在利用高度的变动量来判定是否进行自主移动模式和自主移动停止模式之间的切换的处理中,使用一个阈值作为了基准,但是本发明的范围并不限于此。例如,可设定两个阈值,将较小的阈值设为第1阈值,将较大的阈值设为第2阈值。在高度的变动量超过了第1阈值的情况下,向用户确认是否进行自主移动模式和自主移动停止模式之间的切换。并且,也可以构成为,在高度的变动量超过了第2阈值的情况下,自动地进行自主移动模式和自主移动停止模式之间的切换。

参照图6,具体进行说明。控制部10在自主移动停止模式切换处理的步骤s107中,判定为宠物机器人1在基准时间ta内未上升阈值hb以上的情况下(步骤s107:否),判定是否在基准时间ta内上升了阈值hc以上(步骤s301)。在此,阈值hc是比阈值hb小的值,且是预先规定并保存在rom13中的基准值。即,第1阈值是阈值hc,第2阈值是阈值hb。控制部10在判定为在基准时间ta内上升了阈值hc以上的情况下(步骤s301:是),控制部10对声音输出部50发送发出确认用声音的指示信号(步骤s302)。声音输出部50按照指示信号,例如发出“汪汪汪”这样的确认用声音。听到该确认用声音的用户在判断为宠物机器人1不移动更好的情况下,发出如“停一下”这种表示宠物机器人1所能识别的命令的语音。控制部10判定是否经由声音输入部60取得了停止移动的意思的回答(步骤s303)。控制部10例如在判定为取得了“停一下”这样的停止移动的意思的回答的情况下(步骤s303:是),切换成自主移动停止模式(步骤s104),结束自主移动停止模式切换处理。另一方面,在判定为未取得停止移动的意思的回答的情况下(步骤s303:否),控制部10直接结束自主移动停止模式切换处理。

若利用高度的变动量,则有时会因累积误差的影响等而不能正确地识别高度,所以通过这样经过用户确认的处理,从而能够防止宠物机器人1的误动作。此外,根据需要,在利用高度来判定是否进行自主移动模式和自主移动停止模式之间的切换的处理中,也可以不是利用一个阈值,而是同样地构成为利用两个阈值。

本实施方式涉及的宠物机器人1将自主移动停止模式切换处理中使用的阈值和自主移动模式切换处理中使用的阈值设成了相同的阈值,但是这些阈值也可以使用其他阈值。例如,将步骤s203中的阈值设为比步骤s103中的阈值ha稍小的阈值hd。由此,在宠物机器人1的高度在ha附近的情况下,能够防止在自主移动模式和自主移动停止模式之间来回切换而成为不稳定的动作。同样地,将步骤s207中的阈值设为比步骤s107中的阈值hb稍小的阈值he。由此,在控制部10以高度的变动量为基准进行判定时,能够防止因测量误差而不可恢复成自主移动模式这样的状态。

(第2实施方式)

在第1实施方式中,例示了将本发明的自主移动装置应用于不进行环境地图信息的更新的宠物机器人1的例子。如果是进行环境地图信息的更新的自主移动装置,若在高处更新环境地图信息,则有时会利用错误的内容进行更新,在返回到地面2时无法进行正确的动作。因此,以下,参照附图来说明将停止高处的环境地图信息的更新、或者删除环境地图信息的自主移动装置应用到进行环境地图信息的更新的宠物机器人3的实施方式。在本实施方式中,以与第1实施方式的不同点为中心来进行说明。

如图5所示,本实施方式涉及的宠物机器人3还具备存储部80。存储部80具备由闪存、磁存储装置、光盘驱动器等构成的非易失性存储器。存储部80保持宠物机器人3进行自主移动时参照的环境地图信息。

若宠物机器人3开始动作,则控制部10基于从图像取得部20取得的图像信息,定期地进行更新保存在存储部80中的环境地图信息的处理。如图7所示,若开始环境地图生成处理,则控制部10从距离测定部40取得测定结果(步骤s11)。

并且,控制部10使与通过vslam推测出的自身位置相当的区域以及与自身位置和障碍物位置之间相当的区域的自由区域计数器递增(步骤s12)。在此,参照附图来说明自由区域计数器。

控制部10在环境地图生成处理中生成图8a所示这样的障碍物区域网格和图8b所示这样的自由区域网格,并保持在ram12中。这些操作将缩小实际空间来表现的环境地图按每个一定的区域分割成网格状,并在各网格的一个一个中分别保存计数值。并且,将障碍物区域网格的计数值称为障碍物区域计数器,将自由区域网格的计数值称为自由区域计数器。这些计数值最初全部被设置为0。障碍物区域计数器的值越大,则意味着在该网格的位置存在障碍物的可能性越高。此外,自由区域计数器的值越大,则意味着该网格的位置是自由区域且无障碍物的可能性越高。另外,障碍物区域网格和自由区域网格由相同的大小和网格数构成,各自同一位置的网格对应于同一实际空间的区域。

返回到图7,接着步骤s12,控制部10使障碍物位置的区域的障碍物区域计数器递增(步骤s13)。

接着,控制部10读出保存在ram12中的障碍物区域网格和自由区域网格,对同一位置的各网格的计数值进行比较,生成将自由区域计数器<障碍物区域计数器的区域设为障碍物的环境地图信息(步骤s14)。例如,从图8a的障碍物网格和图8b的自由区域网格生成图8c的环境地图。环境地图的各网格保存0和1的值,0表示属于能够自由移动(无障碍物)的区域,1表示属于不能自由移动(有障碍物)的区域。以上,控制部10结束环境地图生成处理。

控制部10定期地例如每隔10秒从ram12读入在环境地图生成处理中生成的更新用的环境地图信息,并反映到保存于存储部80的环境地图信息中来进行更新。这样,控制部10起到对环境地图信息进行更新的环境地图信息更新单元的作用。这样,步骤s11到步骤s14的环境地图生成处理和向保存在存储部80中的环境地图信息反映的反映处理作为对环境地图信息进行更新的环境地图信息更新步骤起作用。

本实施方式涉及的宠物机器人3的控制部10也与第1实施方式的宠物机器人1同样,对自主移动模式和自主移动停止模式进行切换来进行动作。进而,控制部10停止自主移动停止模式下的环境地图信息的更新。若切换到自主移动停止模式,则控制部10在向最初的环境地图信息反映的反映处理中,删除ram12中保持的更新用环境地图信息。并且,在自主移动停止模式下,控制部10跳过环境地图信息生成处理和定期的环境地图信息的反映处理,从而停止环境地图信息的更新。

另一方面,若切换成自主移动模式,则控制部10重新开始环境地图信息的更新。控制部10在自主移动模式下,执行环境地图信息生成处理和定期的环境地图信息的反映处理,从而重新开始环境地图信息的更新。

此外,若切换成自主移动停止模式,则控制部10也可以取代停止环境地图信息的更新,或者在停止自主移动停止模式下的环境地图信息的更新的同时,删除保存在存储部80中的环境地图信息。另外,若切换成自主移动模式,则控制部10也可以取代重新开始环境地图信息的更新,或者在重新开始环境地图信息的更新的同时,删除保存在存储部80中的环境地图信息。

这样,本实施方式涉及的宠物机器人3在高处停止自主移动,并且停止环境地图信息的更新。由此,即使在高处的环境与地面2上不同的情况下,也能够避免以与地面2上的环境不同的内容更新环境地图信息的情况。或者,本实施方式涉及的宠物机器人3在移动到高处时,或者从高处返回时,停止自主移动,并且删除环境地图信息。由此,即使在高处的环境与地面2上不同的情况下,也能够将可能包括错误内容的环境地图信息删除,从而从零开始生成合适的环境地图信息。

本实施方式涉及的宠物机器人3在自主移动停止模式下停止环境地图信息的更新,但是本发明的范围并不限于此。例如,宠物机器人3也可以还包括环境地图信息更新模式(第1动作模式)和环境地图信息更新停止模式(第2动作模式)这两个动作模式。在该情况下,宠物机器人3在环境地图信息更新模式下进行环境地图信息的更新,在环境地图信息更新停止模式下停止环境地图信息的更新。或者,宠物机器人3在切换成环境地图信息更新模式时、以及切换成环境地图信息更新停止模式时,删除环境地图信息。并且,也可以利用与在是否切换成自主移动停止模式的判定中所使用的阈值不同的阈值,来判定是否进行环境地图信息更新模式和环境地图信息更新停止模式之间的切换。

具体来说,控制部10执行图9所示那样的环境地图信息更新停止模式切换处理和图10所示那样的环境地图信息更新模式切换处理。各个处理内容与自主移动停止模式切换处理和自主移动模式切换处理几乎相同,所以在此省略说明。不同的点仅在于,步骤s403的阈值hf、步骤s407的阈值hg、步骤s503的阈值hh、步骤s507的阈值hi分别是与步骤s103的阈值ha、步骤s107的阈值hb、步骤s203的阈值ha(或者阈值hd)以及步骤s207的阈值hb(或者阈值he)不同的阈值。这样,通过利用不同的阈值来判定是否停止自主移动和是否更新环境地图信息,能够设定与各个处理相匹配的合适的阈值。

此外,本实施方式涉及的宠物机器人3将环境地图信息保存在内部,但是也可以保持在服务器等外部设备中。在该情况下,宠物机器人3具有与外部设备收发信息的功能,通过与保持环境地图信息的外部设备进行通信,从而进行环境地图信息的更新和参照。这样,通过将环境地图信息保持在外部设备中,从而不必在宠物机器人3具备存储部80,能够实现宠物机器人3的轻量化。

此外,本实施方式涉及的宠物机器人3在环境地图信息生成中利用了距离测定部40的测定结果,但是这是例示,本发明的范围并不限于此。例如,也可以由控制部10分析从图像取得部20取得的图像,判定障碍物的位置,并生成环境地图信息。此外,宠物机器人3在脚部70具备车轮的情况下,也可以取代基于vslam的自身位置推测,而具备未图示的里程计等,由控制部10分析其测量结果,从而推测自身位置。

在以上的实施方式中,将本发明的自主移动装置应用到宠物机器人中,但是并不限于宠物用,也可以应用于工业用、清扫用等其他用途的机器人。此外,也可以不将本发明的自主移动装置应用于机器人,而是应用于汽车、玩具等。

上述的硬件结构、软件结构等是用于使发明的实施方式容易理解的例示,并不限定发明。

另外,宠物机器人并不依赖于专用的系统,能够使用通常的计算机来实现。例如,通过从保存了用于在计算机执行上述任一种形式的程序的记录介质等将该程序安装到计算机,从而能够构成执行上述处理的宠物机器人。

此外,用于向计算机提供程序的方法是任意的。例如,可以经由通信线路、通信网络、通信系统等来提供。

此外,在os(operatingsystem)提供上述功能的一部分的情况下,只要由程序来提供os所提供的功能以外的部分即可。

以上,说明了本发明的优选的实施方式,但是本发明并不限于相关的特定的实施方式,本发明包括权利要求书记载的发明及其均等的范围。

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