JP3218865B2 - Route search device incorporating time axis into search space - Google Patents

Route search device incorporating time axis into search space

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JP3218865B2
JP3218865B2 JP14649394A JP14649394A JP3218865B2 JP 3218865 B2 JP3218865 B2 JP 3218865B2 JP 14649394 A JP14649394 A JP 14649394A JP 14649394 A JP14649394 A JP 14649394A JP 3218865 B2 JP3218865 B2 JP 3218865B2
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浩之 岡田
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、時間軸を探索空間に取
り入れた移動ロボットの経路探索装置に関する。現在実
用化されている移動ロボットには、工場内の部品搬送車
のように、よく管理された環境の中で、床に引いたライ
ンなどでガイドされた一定のコースを一定のスケジュー
ルで自動運転されるものと、人の行けない悪環境の中を
リモートコントロールされて移動するものと、自律的に
移動するものとがあり、本発明は、特に、上記自律的に
移動する移動ロボットでの経路探索装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a route search device for a mobile robot incorporating a time axis into a search space. Mobile robots that are currently in practical use, such as parts transport vehicles in factories, automatically operate on a fixed schedule on a fixed course guided by a line drawn on the floor in a well-managed environment. There are two types, one that moves by remote control in a bad environment where people cannot go, and one that moves autonomously. It relates to a search device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来の移動ロボットの構成例を
示した図であり、太枠内は、全体構成を示し、点線の枠
内は、経路生成部の構成例を示している。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional mobile robot. A bold frame indicates an entire configuration, and a dotted frame indicates an example of a configuration of a route generation unit.

【0003】移動ロボットには、環境の状況を観測する
ためのカメラや, 超音波センサ, タッチセンサ等のセン
サ類 13a,13bが搭載されている。リモートコントロール
を行う場合には、人間が、それらのセンサ類 13a,13bか
らの情報を基に、移動ロボットを動かす。
A mobile robot is equipped with cameras 13a and 13b such as an ultrasonic sensor and a touch sensor for observing environmental conditions. When performing remote control, a human moves the mobile robot based on information from the sensors 13a and 13b.

【0004】上記リモートコントロールではなく、自律
的な移動を行わせる場合には、予め、与えておいた移動
ロボットが動き回る環境の地図を基に、経路生成部 14
において、経路計画が作成され、それに基づいた移動動
作が実行される。具体的には, 上記経路生成部 14 にお
いて決定された経路情報に基づいて、中央制御部10が、
駆動制御部 11 を起動し、駆動装置 12 によって、上記
決定された経路を移動する。
In order to perform autonomous movement instead of the remote control described above, a route generation unit 14 is provided based on a map of an environment in which a mobile robot moves about in advance.
In, a route plan is created, and a moving operation based on the route plan is executed. Specifically, based on the route information determined in the route generation unit 14, the central control unit 10
The drive control unit 11 is activated, and the drive device 12 moves along the determined route.

【0005】該経路計画の作成方法は、次の様に行われ
る。即ち、壁や, 動かせない物体などの障害物の存在
や、その場所を単位距離通過するために要する時間等の
情報をコストに変換して記述した環境地図{格子, 立方
格子単位に、コストが記述されたコスト地図}を元に、
幾つかの経路の所要時間の合計等のコストを計算して、
到達の可能性等の制約条件を満たす様々な経路を見つけ
て、その中からコストが最小の経路を決定する。実際に
動き回るときには、地図に無い障害物や、人間や他の移
動ロボット等の移動物体が存在しており、それらの、上
記経路計画にないものに対する衝突回避は、中央制御部
10 での動作は例外処理として行われ、上記経路計画に
沿っての移動動作とは別個に決められている衝突回避動
作、例えば、迂回動作が実行される。上記迂回動作が不
可能な場合には、移動開始点に戻って、別の経路を決定
して、移動を行うことになる。
[0005] The method of creating the route plan is performed as follows. In other words, the cost of an environment map {grid or cubic grid unit that describes the existence of obstacles such as walls and immovable objects and the time required Based on the described cost map},
Calculate the cost, such as the total time required for several routes,
Various routes that satisfy constraints such as reachability are found, and a route with the minimum cost is determined from the routes. When actually moving around, there are obstacles that are not on the map and moving objects such as humans and other mobile robots, and collision avoidance of those that are not on the above route plan is performed by the central control unit.
The operation at 10 is performed as an exception process, and a collision avoiding operation, for example, a detour operation, which is determined separately from the moving operation along the route plan, is executed. If the detour operation is not possible, the process returns to the movement start point, determines another route, and moves.

【0006】上記のように、従来は、経路計画に際し
て、移動ロボットが動き回る環境の地図中の事象が、時
間的に不変で、且つ、得られる情報に欠落が無く、常
に、正確であることが条件になっている。
As described above, conventionally, when planning a route, events in a map of an environment in which a mobile robot moves around are always time-invariant and the information obtained is always accurate without any missing information. It is a condition.

【0007】従って、定時に開閉する出入り口のドア
や, 一定速度で動く移動物体等の時間的に変化する事象
の知識を、上記経路計画のとき、具体的には、コスト地
図に基づいて、経路の候補を見つけて、その経路の中で
コストが最小の経路を決定するとき、上記経路計画に取
り込むことができない問題があった。従って、それらの
時間変化の事象が存在する場合、到達の可能性の判断を
誤ったり、コストを本当の最小にもっていくことができ
ない等の不都合が生じるという問題があった。
Therefore, knowledge of time-varying events, such as doors at entrances that open and close at regular times and moving objects that move at a constant speed, is used in the above route planning, specifically, based on a cost map. There is a problem that when finding a candidate and determining the route having the minimum cost among the routes, the route cannot be taken into the route plan. Therefore, when such time-varying events exist, there has been a problem that inconveniences such as erroneous determination of reachability and inability to reduce the cost to the true minimum occur.

【0008】又、前述のように、衝突回避行動は、設定
経路上の移動とは別個 (即ち、例外処理) に行われるの
で、その2種類の行動間の調整動作が複雑になるという
問題があった。例えば、衝突回避動作後の経路復帰を考
えると、新たなセンシングによる自移動ロボットの現在
位置,方向の認識と、目標経路への復帰の為の新たな経
路設定が必要であるという問題があった。
Further, as described above, since the collision avoidance action is performed separately from the movement on the set route (ie, exception processing), there is a problem that the adjustment operation between the two kinds of actions becomes complicated. there were. For example, considering the return of the route after the collision avoidance operation, there is a problem that it is necessary to recognize the current position and the direction of the self-moving robot by new sensing and to set a new route for returning to the target route. .

【0009】ここで、動きの予測が十分正確に行える移
動物体への対応について、それらを経路計画に組み入れ
ることができれば、単なる例外処理としての衝突回避に
よる移動動作よりも、効率的な移動ができる筈である。
[0009] Here, with regard to the correspondence to a moving object for which the motion can be predicted sufficiently accurately, if they can be incorporated into the path plan, the movement can be more efficient than the movement operation by collision avoidance as a mere exceptional processing. It should be.

【0010】そこで、時間的に変化する事象も含めて経
路探索を行う為に、2次元,又は、3次元の空間軸の他
に時間軸を追加して経路の探索空間の拡張を行う。基本
的な考え方は、以下の通りであり、本願出願人が先願し
ている特願平 06-017702号「時間軸を探索空間に取り入
れた経路探索方法、及び装置」によって詳細に開示して
いる。
Therefore, in order to perform a route search including events that change with time, a time axis is added to the two-dimensional or three-dimensional space axis to extend the route search space. The basic idea is as follows, and disclosed in detail by Japanese Patent Application No. 06-017702, "A route search method and apparatus incorporating a time axis into a search space", which was filed by the present applicant. I have.

【0011】先ず、環境中の全ての事象について、完全
な知識を持ち、予測が正確に行われる場合について考察
する。先ず、移動ロボットが動き回る環境中の全ての事
象についての完全な知識を持ち、移動物体の行動予測が
正確に行われる場合について、その作用を考察する。時
間的に変化のない事象を含む、探索空間の座標軸に、時
間の座標軸を追加した探索空間と、時間的に変化しない
事象だけを含む、空間軸だけの探索空間とを比較する
と、経路探索に関しては、以下の点を除いて、同じ扱い
をすることができる。
First, consider the case where all the events in the environment have complete knowledge and the prediction is accurate. First, consider the effect of a case where the mobile robot has complete knowledge of all the events in the environment in which the mobile robot moves around and accurately predicts the behavior of the moving object. Comparing a search space that adds a time coordinate axis to the coordinate axes of a search space that includes events that do not change over time and a search space that includes only spatial axes that include only events that do not change over time, Can be treated the same, except for the following:

【0012】即ち、時間を逆行することができないこと
と、移動物体の移動速度には、最大限度があることか
ら、上記時間軸を含んだ探索空間では、経路設定の方向
に制限が付く。又、到達目標点は、目的地点と制限時間
との組み合わせで決定される。
That is, since the time cannot be reversed and the moving speed of the moving object has a maximum limit, in the search space including the time axis, the direction of the route setting is limited. The target point is determined by a combination of the destination point and the time limit.

【0013】このようにして経路計画を行うことによ
り、移動物体との衝突回避行動を、時間的に変化しない
障害物中での経路計画と統一して処理することができ
る。この方法では、経路計画時に、衝突回避を組み込む
ことができるので、効率的な動きができ、衝突回避後に
経路計画の立て直しの必要がなくなるとう効果が得られ
る。
[0013] By performing the route planning in this way, the collision avoidance action with the moving object can be processed in a unified manner with the route planning in the obstacle that does not change with time. In this method, collision avoidance can be incorporated at the time of route planning, so that an efficient movement can be achieved, and there is no need to reset the route plan after collision avoidance.

【0014】然し、実際には、正確な未来の予測は不可
能である。そこで、上記先願発明においては、それらの
予測の不確実さを、存在確率分布として扱う。上記事象
の存在確率と、その危険度等の影響を総合して、経路計
画に用いるコストを算出する。
However, in reality, accurate prediction of the future is impossible. Thus, in the invention of the prior application, the uncertainty of the prediction is treated as an existence probability distribution. The cost used for the route planning is calculated by integrating the existence probability of the event and the influence of the risk or the like.

【0015】未来の予測に関して、一番困難な問題は、
上記環境中に生起する事象同士の相互作用である。該相
互作用の予測を行うことは、単独の予測を行うことと比
較すると、膨大な計算量を必要とするので、重大な影響
があるもの以外の相互作用は無視する。更に、移動ロボ
ットと環境中に生起する事象間の相互作用は、探索空間
の内容が、経路探索中に変化するという問題を引き起こ
す。
[0015] Regarding the prediction of the future, the most difficult problem is
It is the interaction between events that occur in the environment. Performing the prediction of the interaction requires an enormous amount of calculation compared to performing the single prediction, and therefore, the interactions other than those having a significant influence are ignored. Further, the interaction between the mobile robot and events that occur in the environment causes the problem that the contents of the search space change during the route search.

【0016】そこで、該経路探索の手法は、上記探索空
間の内容が固定されていることが前提となっているの
で、該探索空間の内容が変化する場合には、経路探索を
実行することができない。今、想定している環境におい
ては、相互作用の働く方向は、移動ロボットに対しては
衝突の回避をしてくれる等、協力的であるとしてよい。
つまり、移動ロボットと環境中に生起する事象間の相互
作用を考慮しない場合、効率は悪くなるが、危険ではな
い筈である。この点を考慮して、上記先願発明による経
路探索方法,及び装置では、移動ロボットと環境中に生
起する事象間の相互作用は、考慮に入れないで、経路探
索を行うようにする。
Therefore, the route search method is based on the premise that the contents of the search space are fixed. Therefore, when the contents of the search space change, it is necessary to execute the route search. Can not. In the environment assumed here, the direction in which the interaction works may be cooperative with the mobile robot, such as avoiding collision.
That is, if the interaction between the mobile robot and the event that occurs in the environment is not taken into account, the efficiency is low, but it should not be dangerous. In view of this point, in the route searching method and apparatus according to the invention of the prior application, the route searching is performed without considering the interaction between the mobile robot and an event occurring in the environment.

【0017】図7〜図18は、時間軸を取り入れた探索
空間における事象の扱いの例を示した図であって、上記
本願出願人が先願している特願平06-017702 号「時間軸
を探索空間に取り入れた経路探索方法、及び装置」で説
明した図であり、各事象の、時間軸を含む探索空間での
表現形態の例を示しており、図7は恒常的事象の場合の
表現例を示し、図8は定時変化事象の場合の表現例を示
し、図9は、定時運転の移動手段の場合の表現例を示
し、図10は、任意時刻に利用可能な定速度移動手段の
場合の表現例を示し、図11は、任意時刻に利用可能な
定速度移動手段が多数ある場合の表現例を示し、図12
は、任意時刻に呼び出して利用する定速度移動手段の表
現例を示し、図13は、正確に予測可能な移動物体(等
速度運動の移動物体)の表現例を示し、図14は、確率
的に予測可能な移動物体(等速度運動)の表現例を示
し、図15は、確率的に予測可能な移動物体が分岐する
場合の表現例を示し、図16は、確率的に予測可能な移
動物体の分岐を、時間的に固定な確率分布へ置き換える
場合の表現例を示し、図17は、確率的に予測可能な移
動物体をセンシングにより発見した場合の表現例を示
し、図18は、移動ロボットの進行経路が、確率的に予
測可能な移動物体に挟まれている場合の表現例を示して
いる。
FIGS. 7 to 18 are diagrams showing examples of handling of events in a search space incorporating a time axis. FIG. 7 to FIG. Path search method and apparatus incorporating axes in search space ", showing an example of an expression form of each event in a search space including a time axis. FIG. 7 shows a case of a constant event 8 shows an example of expression in the case of a periodic change event, FIG. 9 shows an example of expression in the case of a traveling means of regular operation, and FIG. 10 shows a constant speed movement available at any time. FIG. 11 shows an expression example in the case of means, and FIG. 11 shows an expression example in the case where there are many constant-speed moving means available at any time.
Shows an example of expression of a constant-speed moving means called and used at an arbitrary time, FIG. 13 shows an example of expression of a moving object that can be accurately predicted (moving object of constant velocity motion), and FIG. 15 shows an example of expression of a predictable moving object (constant speed motion), FIG. 15 shows an example of expression when a stochastically predictable moving object branches, and FIG. FIG. 17 shows an example of expression in the case of replacing a branch of an object with a temporally fixed probability distribution, FIG. 17 shows an example of expression in a case where a stochastically predictable moving object is found by sensing, and FIG. An expression example is shown in a case where the traveling path of the robot is sandwiched between moving objects that can be stochastically predicted.

【0018】以下、図7〜図18によって、時間軸も探
索空間に取り入れた経路探索方法,及び、装置の構成と
動作を説明する。ここで、説明の便宜上、空間軸はx,
又は、x,y、時間軸はtで表している。
The configuration and operation of a route search method and apparatus in which the time axis is also incorporated in the search space will be described with reference to FIGS. Here, for convenience of explanation, the spatial axes are x,
Alternatively, x, y, and the time axis are represented by t.

【0019】恒常的事象:ここでいう恒常的事象は、時
間によって存在位置が変化しない物体(障害物)の存在
である。このような物体を、本例においては、図7に示
した時間軸を含む3次元の空間で捉えると、図示されて
いるように、壁や柱として疑似化して扱うことができ、
経路探索を行うことができる。従って、図示されている
探索空間内において、移動ロボットは、スリットの間を
移動して、コスト最小の経路を移動することができる。
Constant event: The constant event mentioned here is the presence of an object (obstacle) whose position does not change with time. In this example, if such an object is captured in a three-dimensional space including the time axis shown in FIG. 7, it can be treated as a wall or a pillar as shown in the figure,
A route search can be performed. Accordingly, in the illustrated search space, the mobile robot can move between the slits and move on the route with the minimum cost.

【0020】定時変化事象:ここでいう定時変化事象
は、決まった時間に正確に生起することが判っている事
象である。その例として、毎日、定時に開閉の行われる
出入り口や、信号機付交差点がある。図8は、定時に開
閉する出入り口の例を示しており、このような出入り口
を、時間軸tを含む3次元の空間として捉えると、窓に
疑似化して扱うことができ、経路探索を行うことができ
る。従って、図示されている探索空間内において、移動
ロボットは、その窓を通してコスト最小の経路を移動す
ることができる。
Periodic change event: A periodic change event is an event that is known to occur exactly at a fixed time. Examples are entrances that open and close on a regular basis every day, and intersections with traffic lights. FIG. 8 shows an example of an entrance that opens and closes on a regular basis. If such an entrance is regarded as a three-dimensional space including the time axis t, it can be treated as a window and can be searched for. Can be. Therefore, in the illustrated search space, the mobile robot can move on the route with the minimum cost through the window.

【0021】定時運転の移動手段:電車のように、時刻
表(タイムテーブル)に従って、定時運転されている移
動手段の例である。図9は、このような移動手段を、時
間軸tを含む3次元の空間での表現例を示している。こ
のように、このような移動手段は、該3次元の空間とし
て捉えると、図示されているようにトンネル、即ち、該
移動手段に乗ってから所定時間待った後、所定の速度で
移動した後、所定の時間停止しているときに形成される
トンネルに疑似化して扱うことができ、移動ロボット
は、該トンネルを通ってコスト最小の経路を移動するこ
とができる。
Moving means for scheduled operation: This is an example of a moving means that is regularly operated according to a timetable (timetable), such as a train. FIG. 9 shows an example of expressing such a moving means in a three-dimensional space including a time axis t. Thus, such a moving means, when viewed as the three-dimensional space, as shown in the tunnel, ie, after waiting for a predetermined time after riding on the moving means, after moving at a predetermined speed, A tunnel formed when the vehicle is stopped for a predetermined time can be handled in a simulated manner, and the mobile robot can move on a route with the minimum cost through the tunnel.

【0022】任意時刻に利用可能な定速度移動手段:こ
の移動手段は、ベルトコンベアや動く歩道のように、任
意の時間に利用可能な一定速度で動く移動手段である。
この移動手段を上記時間軸tを含む3次元空間として捉
えると、図10に示されているように、移動方向に制限
のついた廊下,又は、トンネルに疑似化して扱うことが
でき、移動ロボットは、該移動手段を使用して、移動す
ることができ、その時の移動経路の軌跡は、例えば、図
10に示したものとなる。
Constant-speed moving means available at any time: This moving means is a moving means that moves at a constant speed available at any time, such as a belt conveyor or a moving sidewalk.
If this moving means is regarded as a three-dimensional space including the time axis t, as shown in FIG. 10, it can be handled as a corridor or a tunnel with a restricted moving direction, and can be handled as a mobile robot. Can be moved using the moving means, and the locus of the moving path at that time is as shown in FIG. 10, for example.

【0023】上記の移動手段は、近似的には、定時運転
の移動手段が、連続して運行されているものとみなし、
上記時間軸tを含む3次元空間として捉えたとき、図1
1に示されている(但し、図11では、便宜上2次元で
示す)ように、トンネルが多数密着しているものとして
疑似化することもできる。
[0023] The above-mentioned means of transportation can be approximately regarded as a means of transportation for scheduled operation that is continuously operated.
When viewed as a three-dimensional space including the time axis t, FIG.
As shown in FIG. 1 (however, in FIG. 11, it is shown in two dimensions for convenience), it can be simulated that many tunnels are in close contact.

【0024】任意時刻に呼び寄せて利用する移動手段:
この移動手段は、エレベータ等のように、任意の時刻に
呼び寄せて利用する移動手段である。この場合、呼び出
してから利用可能になるまでの時間が不確定であるの
で、確率的な扱いが必要である。呼び寄せてからの利用
は、一定速度であるので、図12に示されているよう
に、任意時刻に利用でき、一定速度の移動手段と同様な
扱いができる。実際の移動ロボットの移動軌跡は、図1
2の実線のようになる。即ち、該移動手段を利用した部
分は、移動手段を呼び出して待っている部分と、該呼び
寄せた移動手段を利用して、一定の速度で移動している
部分とに分けられる。
Means of transportation to call and use at any time:
This moving means is a moving means called and used at an arbitrary time, such as an elevator. In this case, since the time from when the call is made available until it becomes available is uncertain, a probabilistic treatment is required. Since the use after calling is at a constant speed, it can be used at an arbitrary time as shown in FIG. 12, and can be handled in the same way as a moving means at a constant speed. Figure 1 shows the actual trajectory of the mobile robot.
It becomes like the solid line of 2. That is, the part using the moving means is divided into a part that calls the moving means and waits, and a part that moves at a constant speed by using the called moving means.

【0025】経路計画の観点からは、移動手段を利用す
ることに決定してしまった後は、その利用仮定の詳細は
考える必要は無く、該移動手段を利用して、移動可能な
距離と、そのときの所要時間(コスト対応)だけが問題
となる。従って、これらの移動過程は、図12に示され
ているように、見掛け上の速度を用いることで、任意の
時間に利用可能な一定速度で動作する移動手段と同様な
疑似化をすることができる。但し、待ち時間の部分は、
不確定であるので、平均待ち時間を求めるようにして、
点線で示されている見掛け上の移動速度を確率的に扱う
必要がある。
From the viewpoint of route planning, once the decision is made to use the moving means, there is no need to consider the details of the use assumption, and the distance that can be moved using the moving means, Only the required time (corresponding to cost) at that time becomes a problem. Therefore, as shown in FIG. 12, by using the apparent speed, these moving processes can be simulated in the same manner as the moving means operating at a constant speed available at any time. it can. However, the waiting time part is
Since it is uncertain, try to find the average waiting time,
It is necessary to stochastically handle the apparent moving speed indicated by the dotted line.

【0026】正確に予測可能な移動物体:この移動物体
は、時刻表(タイムテーブル)に従って移動していた
り、厳密な移動規則に従っていて、センシングして発見
した時点で、正確に、その後の運動が予測できる移動物
体(障害物)である。このような移動物体を時間軸tを
含む3次元空間として捉えると、図13に示されている
ように、柱状の障害物として疑似化することができる。
Accurately Predictable Moving Object: This moving object is moving according to a timetable or according to strict movement rules, and when it is detected by sensing, its subsequent movement is accurately determined. It is a moving object (obstacle) that can be predicted. Taking such a moving object as a three-dimensional space including the time axis t can be simulated as a columnar obstacle as shown in FIG.

【0027】確率的に予測可能な移動物体:このような
移動物体は、正確には予測することができないが、後述
の図1に示されているデータベース 1や, センシングに
よって得られた移動物体の情報を元に、シミュレーショ
ン部 2でのシミュレーションによって、確率的には、予
測できる移動物体である。{図14〜図18参照) 先ず、等速度で移動する移動物体について例を上げる。
この等速度で運動している移動物体(障害物)を上記時
間軸tを含む3次元の空間で捉えると、図14〜図18
で示したように、円錐や、その組合わせで構成された障
害物として疑似化することができる。上記図14〜図1
8では、境界線の明確な円錐として描かれているが、実
際には、該移動物体の予測精度や、該移動物体との接触
の危険度によって、上記のような境界線の明確な円錐と
して疑似化する方法と、境界線の不明確な分布を持つ円
錐として疑似化する方法とに使い分けが必要となる。
Stochastically predictable moving object: Although such a moving object cannot be predicted accurately, a database 1 shown in FIG. The moving object can be stochastically predicted by the simulation in the simulation unit 2 based on the information. (See FIGS. 14 to 18) First, an example of a moving object that moves at a constant speed will be described.
When this moving object (obstacle) moving at a constant speed is captured in a three-dimensional space including the time axis t, FIGS.
Can be simulated as a cone or an obstacle composed of a combination thereof. 14 to 1 above
In FIG. 8, the cone is drawn as a clear cone of the boundary, but actually, as a clear cone of the boundary as described above, depending on the prediction accuracy of the moving object and the risk of contact with the moving object. It is necessary to selectively use the method of simulating and the method of simulating as a cone having an unclear distribution of the boundary line.

【0028】図14は、等速度で移動する移動物体(障
害物)の予測の例である。円錐で疑似化されているの
は、センシングした速度の精度が悪く、不確実さがある
ことによる。
FIG. 14 shows an example of predicting a moving object (obstacle) moving at a constant speed. The simulated cone is due to poor accuracy of the sensed speed and uncertainty.

【0029】図15は、等速度で移動する移動物体が、
ある時点で分岐する可能性がある場合の予測の例であ
る。実際の適用分野では、平面内を自由に移動すること
はなく、該移動物体(例えば、人間,電車等)の進行方
向前方に障害物が存在したり、廊下の交差点に到達した
ときなどに、該進行方向の予測の分岐が発生する。該分
岐が発生した後の移動についての予測は、各々の分岐方
向での確率的な移動予測と、どちらの方向に分岐するか
の確率的な予測との総合確率によって、該移動物体(障
害物)の移動位置の確率分布が計算される。
FIG. 15 shows that a moving object moving at a constant speed is
This is an example of prediction when there is a possibility of branching at a certain point. In an actual application field, the robot does not move freely in a plane, and when there is an obstacle ahead of the moving object (for example, a person or a train) in the traveling direction or when the vehicle reaches an intersection in a corridor, A branch of the prediction of the traveling direction occurs. The prediction of the movement after the occurrence of the branch is based on the total probability of the probabilistic movement prediction in each branch direction and the probabilistic prediction of the branch direction. ) Is calculated.

【0030】図16は、等速度で移動する移動物体の分
岐の可能性が多数ある場合の予測の例である。全ての分
岐の可能性について、全てシミュレーションを行うこと
は、計算量が膨大になることと、各々の分岐の確率の値
が減少することから現実的ではなく、それぞれの分岐確
率の値が、予め、設定した閾値以下になったら、図16
に示されているように、時刻的に固定の確率分布と置き
換える(具体的には、前述の格子,立方格子に対して移
動ロボットが移動できる固定確率の値を設定する)必要
がある。
FIG. 16 shows an example of prediction in a case where there is a large number of possible branches of a moving object moving at a constant speed. Simulating all the possibilities of all branches is not realistic because the amount of calculation becomes enormous and the value of the probability of each branch decreases. If the value falls below the set threshold, FIG.
As shown in (1), it is necessary to replace the distribution with a temporally fixed probability distribution (specifically, a fixed probability value at which the mobile robot can move with respect to the above-described lattice and cubic lattice) must be set.

【0031】図17は、等速度で移動する移動物体の分
岐の予測をしているとき、ある時点でのセンシングによ
って、該予測していた移動物体を発見し、その位置の確
定がなされた場合の例である。この場合には、位置の確
定が行われた時点で、それまで位置の予測をしていた該
移動物体の以後での予測を中止し、該検出された移動物
体の予測シミュレーション、即ち、具体的には、前述の
格子,立方格子に対して移動ロボットが移動できる確率
の値を設定することを開始する。
FIG. 17 shows a case in which when a branch of a moving object moving at a constant speed is predicted, the predicted moving object is found by sensing at a certain point in time and its position is determined. This is an example. In this case, when the position is determined, the subsequent prediction of the moving object whose position has been predicted is stopped, and the prediction simulation of the detected moving object, that is, specific Starts setting the value of the probability that the mobile robot can move with respect to the aforementioned lattice and cubic lattice.

【0032】図18は、道路や廊下等の移動方向の制限
された環境で、確率的に移動位置の予測が可能な移動物
体(障害物)に、移動ロボットの移動経路が挟まれてい
る状態を示している。この場合には、先に行く程狭まる
トンネルとして、該障害物を疑似化して、移動ロボット
の経路探索を行うことができる。
FIG. 18 shows an environment in which the moving direction is restricted, such as a road or a corridor, in which the moving path of the mobile robot is sandwiched between moving objects (obstacles) whose moving position can be predicted stochastically. Is shown. In this case, it is possible to perform a route search for the mobile robot by simulating the obstacle as a tunnel that narrows as it goes ahead.

【0033】このように、時間軸も探索空間に取り入れ
た経路探索方法,及び装置は、地図や,移動物体の情報
が記述されていて、移動ロボットの経路探索に使用され
る2次元,又は、3次元の探索空間軸に、時間軸tを追
加して、時間的に変化する事象を、空間軸での事象に置
き換えて処理する。2次元空間で時間によって存在位置
が変化しない物体を存在を、時間軸tを含む3次元空間
上で、壁や柱に疑似化する。又、決まった時間に正確に
生起する事象、例えば、出入り口,信号機付交差点を、
上記時間軸tを含む3次元空間では、窓に疑似化する。
又、電車のように、時刻表に従って、定時運転される移
動手段を、上記時間軸tを含む3次元空間では、トンネ
ルに疑似化する。又、動く歩道のように、任意時間に利
用可能な一定速度で動く移動手段を、上記時間軸tを含
む3次元空間では、移動方向に制限のついた廊下,又
は、トンネルに疑似化して、移動ロボットの経路を探索
するようにしたものである。
As described above, the route search method and apparatus using the time axis in the search space describe a map or information of a moving object, and are two-dimensional or used for the route search of the mobile robot. A time axis t is added to the three-dimensional search space axis, and a time-varying event is replaced with an event on the space axis and processed. An object whose existence position does not change with time in a two-dimensional space is simulated as a wall or a pillar in a three-dimensional space including a time axis t. In addition, events that occur exactly at fixed times, such as entrances and exits with traffic lights,
In the three-dimensional space including the time axis t, the window is simulated.
In addition, a moving means that is operated at regular intervals, such as a train, is simulated as a tunnel in a three-dimensional space including the time axis t. Also, in a three-dimensional space including the time axis t, a moving means that moves at a constant speed that can be used at any time, such as a moving sidewalk, is simulated as a corridor or a tunnel with a restricted moving direction. This is to search for a route of a mobile robot.

【0034】[0034]

【発明が解決しようとする課題】従って、正確な未来予
測は不可能であり、それらの予測の不確実さがある場
合、その不確実さは、生起確率分布として扱う必要があ
る。その場合、事象の影響が及ぶ時間的空間的範囲は、
予測の曖昧さに従って、広範囲に及ぶことになる。その
為、その事象と遭遇することを完全に達成したり、回避
することは困難となる。
Therefore, accurate future prediction is impossible, and if there is uncertainty in those predictions, the uncertainty must be treated as an occurrence probability distribution. In that case, the temporal and spatial extent of the event
Depending on the ambiguity of the prediction, it will be widespread. Therefore, it is difficult to completely achieve or avoid encountering the event.

【0035】特に、事象が生起する可能性が少しでもあ
る領域を経路探索空間から排除することにより、移動可
能な領域が非常に狭くなるか、または存在しなくなる可
能性がある。例えば、図18のように、道路や廊下等の
移動方向の制限された環境で、確率的に予測可能な移動
体に挟まれている状態を考える。この場合、先に行くほ
ど狭まるトンネルとして扱うことができ、経路の計画が
可能であるが、後述の図2のように、前後の移動体の進
路予測の幅が広くなって、進行方向前方を塞いでしまっ
た場合には、前後の移動体は壁として扱わなければなら
なくなり、それらの間をすり抜ける経路は生成できなく
なる問題がある。
In particular, by excluding from the route search space those areas where there is little possibility that an event will occur, the movable area may become very narrow or nonexistent. For example, as shown in FIG. 18, consider a situation in which the vehicle is sandwiched between moving objects that can be stochastically predicted in an environment where the moving direction is restricted, such as a road or a corridor. In this case, it can be treated as a tunnel that becomes narrower as it goes earlier, and a route can be planned. However, as shown in FIG. If it is blocked, the front and rear moving objects must be treated as walls, and there is a problem that a route that passes between them cannot be generated.

【0036】然し、実際の場面では、時々刻々のセンシ
ングによって移動体の進路予測が明確となり、分布範囲
が狭くなっていく場合とか、移動体との衝突回避の有効
な手段が存在する場合、例えば、迂回経路が存在する場
合とか、衝突のダメージが非常に小さい場合等には、移
動体の存在確率がある程度小さい領域への移動が、安全
性を保ったまま可能である。このような移動経路をとる
ことは、経路探索の効率上の観点からの要請でもある。
However, in an actual scene, the path prediction of the moving object is clarified by the moment-to-moment sensing, and the distribution range is narrowed, or when there is effective means for avoiding collision with the moving object, for example, In the case where a detour path exists, or the damage due to collision is extremely small, it is possible to move to an area where the existence probability of the moving object is small to some extent while maintaining safety. Taking such a moving route is also a request from the viewpoint of the efficiency of the route search.

【0037】このように、事象の生起確率の分布に対し
て、対象とする事象や状況に応じて違う対応をとること
が、経路探索上必要である。本発明は上記従来の欠点に
鑑み、時間軸を探索空間に取り入れた移動ロボットの経
路探索装置において、時間的に変化する事象の知識を経
路探索に取り込み、正確に到達の可能性を、事象の生起
確率の分布に対して、対象とする事象や状況に応じて違
う対応をとって判断し、コスト最小の経路を探索するこ
とができる経路探索装置を提供することを目的とするも
のである。
As described above, it is necessary for the route search to take different responses to the distribution of the occurrence probability of an event depending on the target event or situation. SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned conventional disadvantages, the present invention incorporates knowledge of a time-varying event into a route search in a route search device of a mobile robot that incorporates a time axis into a search space, and accurately determines the possibility of reaching the event. It is an object of the present invention to provide a route search device capable of determining different distributions of occurrence probability according to a target event or situation and searching for a route with the minimum cost.

【0038】[0038]

【課題を解決するための手段】図1〜図5は、本発明の
一実施例を示した図であり、図1は経路探索装置の構成
例を示し、図2は、2個の移動体の存在確率分布が進路
を塞いでいる状態の存在確率分布図を示し、図3は、2
個の移動体に挟まれた場合のコスト分布図を示し、図4
は閾値以下の領域をカットしたときの2個の移動体に挟
まれた場合のコスト分布図を示し、図5は、閾値以下の
領域をカットして、残った領域のコストを一定値とした
ときの2個の移動体に挟まれた場合のコスト分布図を示
している。上記の問題点は、下記の如くに構成した時間
軸を探索空間に取り入れた経路探索装置によって解決さ
れる。
FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of the configuration of a route search device, and FIG. 2 shows two moving objects. FIG. 3 shows an existence probability distribution diagram of a state in which the existence probability distribution of
FIG. 4 shows a cost distribution diagram in the case where the moving object is sandwiched between
Fig. 5 shows a cost distribution diagram in the case where the area below the threshold is cut off and sandwiched between two moving objects, and Fig. 5 shows a case where the area below the threshold is cut and the cost of the remaining area is set to a constant value. FIG. 5 shows a cost distribution diagram in the case of being sandwiched between two moving bodies. The above problem is solved by a route search device that incorporates a time axis configured as described below into a search space.

【0039】(1) 地図や,移動物体の情報が記述されて
いて、移動ロボットの経路探索に使用される2次元,又
は、3次元の探索空間において、幾つかの経路の候補を
見つけて、コストの最小の経路を決定して、上記移動ロ
ボットが移動する経路を探索する経路探索装置であっ
て、上記2次元,又は、3次元の探索空間軸に、時間軸
を追加した探索空間で、時間的に変化する事象を、空間
軸での事象に置き換えて処理するのに、上記地図,移動
物体のタイムテーブル,移動物体の運動法則等を格納し
ているシミュレーション用データ格納部 1a からなるデ
ータベース部 1と、上記データベース部 1に格納されて
いるシミュレーション用データを用いて、上記移動ロボ
ットに対する確率分布予測値を備えた格子, 又は、立方
格子からなる地図を生成するシミュレーション部 2と、
該移動ロボットに対する確率分布予測値を備えた格子,
又は、立方格子からなる地図を、コストの格子, 又は、
立方格子からなる地図に変換するコスト計算部3と、上
記コストの格子,又は、立方格子からなる地図から、幾
つかの経路の候補を見つけて、コストが最小の移動経路
を決定する経路探索部 4と、からなるように構成する。
(1) In a two-dimensional or three-dimensional search space used for searching for a route of a mobile robot in which a map or information of a moving object is described, some route candidates are found. A route search device that determines a route with the minimum cost and searches for a route on which the mobile robot moves, in a search space obtained by adding a time axis to the two-dimensional or three-dimensional search space axis, A database consisting of a simulation data storage unit 1a that stores the map, the moving object time table, the motion law of the moving object, and the like, in order to process time-varying events by replacing them with events on the spatial axis. Using unit 1 and the simulation data stored in the database unit 1, a map including a probability distribution predicted value for the mobile robot or a cubic grid is generated. And that the simulation unit 2,
A grid with probability distribution predictions for the mobile robot,
Or a map consisting of a cubic grid, a cost grid, or
A cost calculation unit 3 for converting into a cubic grid map, and a route search unit for finding some route candidates from the above-mentioned cost grid or cubic grid map and determining a moving route with the minimum cost. 4 and so on.

【0040】(2) 地図や,移動物体の情報が記述されて
いて、移動ロボットの経路探索に使用される2次元,又
は、3次元の探索空間において、幾つかの経路の候補を
見つけて、コストの最小の経路を決定して、上記移動ロ
ボットが移動する経路を探索する経路探索装置であっ
て、上記2次元,又は、3次元の探索空間軸に、時間軸
を追加した探索空間で、時間的に変化する事象を、空間
軸での事象に置き換えて処理するのに、上記地図,移動
物体のタイムテーブル,移動物体の運動法則等を格納し
ているシミュレーション用データ格納部 1a と、上記探
索空間での事象毎の、該経路探索に対する影響の質と量
によって異なる係数を格納しているコスト係数格納部(1
b)とからなるデータベース部 1と、上記データベース部
1に格納されているシミュレーション用データを用い
て、上記移動ロボットに対する確率分布予測値を備えた
格子, 又は、立方格子からなる地図を生成するシミュレ
ーション部 2と、該移動ロボットに対する確率分布予測
値を備えた格子, 又は、立方格子からなる地図を、コス
トの格子, 又は、立方格子からなる地図に変換する際、
上記移動ロボットに対する確率分布予測値に、上記デー
タべース部 1のコスト係数格納部1b に格納されている
経路探索に対する影響の質と量によって異なる係数を乗
じてコスト計算を行うコスト計算部 3と、上記コストの
格子,又は、立方格子からなる地図から、幾つかの経路
の候補を見つけて、コストが最小の移動経路を決定する
経路探索部 4と、からなるように構成する。
(2) A two-dimensional or three-dimensional search space used for searching for a route of a mobile robot, in which a map or information on a moving object is described, finds some route candidates, A route search device that determines a route with the minimum cost and searches for a route on which the mobile robot moves, in a search space obtained by adding a time axis to the two-dimensional or three-dimensional search space axis, A simulation data storage unit 1a storing the map, the time table of the moving object, the law of motion of the moving object, and the like, in order to process the time-varying event by replacing it with the event on the spatial axis. A cost coefficient storage unit (1) that stores, for each event in the search space, a coefficient that varies depending on the quality and quantity of the influence on the route search.
b) a database section consisting of
Using the simulation data stored in 1, a simulation unit 2 that generates a map having a probability distribution predicted value for the mobile robot or a cubic grid map, and a probability distribution predicted value for the mobile robot. When converting a map with a grid or a cubic grid into a grid with a cost or a map with a cubic grid,
A cost calculation unit 3 that calculates a cost by multiplying the probability distribution predicted value for the mobile robot by a coefficient that varies depending on the quality and amount of influence on the route search stored in the cost coefficient storage unit 1b of the database unit 1. And a route search unit 4 that finds some route candidates from the cost grid or the cubic grid map and determines the moving route with the minimum cost.

【0041】(3) 地図や,移動物体の情報が記述されて
いて、移動ロボットの経路探索に使用される2次元,又
は、3次元の探索空間において、幾つかの経路の候補を
見つけて、コストの最小の経路を決定して、上記移動ロ
ボットが移動する経路を探索する経路探索装置であっ
て、上記2次元,又は、3次元の探索空間軸に、時間軸
を追加した探索空間で、時間的に変化する事象を、空間
軸での事象に置き換えて処理するのに、上記地図,移動
物体のタイムテーブル,移動物体の運動法則等を格納し
ているシミュレーション用データ格納部 1a と、上記探
索空間での事象毎の、該経路探索に対する影響の質と量
によって異なる係数と、上記事象毎に設定された生起確
率の分布領域が、所定の値以下の領域をカットしてコス
ト計算を行うときの閾値とを格納しているコスト係数格
納部 1c とからなるデータベース部 1と、上記データベ
ース部 1に格納されているシミュレーション用データを
用いて、上記移動ロボットに対する確率分布予測値を備
えた格子, 又は、立方格子からなる地図を生成するシミ
ュレーション部 2と、該移動ロボットに対する確率分布
予測値を備えた格子, 又は、立方格子からなる地図を、
コストの格子, 又は、立方格子からなる地図に変換する
際、上記移動ロボットに対する確率分布予測値に、上記
データべース部 1に格納されている経路探索に対する影
響の質と量によって異なる係数を乗じてコスト計算を行
うとき、上記事象毎に設定された生起確率の分布領域
が、上記データベース部 1のコスト係数格納部 1c が格
納している所定の閾値以下の領域をカットしてコスト計
算を行うコスト計算部 3と、上記コストの格子,又は、
立方格子からなる地図から、幾つかの経路の候補を見つ
けて、コストが最小の移動経路を決定する経路探索部 4
と、からなるように構成する。
(3) A two-dimensional or three-dimensional search space, which describes a map and information on a moving object and is used for a route search of a mobile robot, finds some route candidates. A route search device that determines a route with the minimum cost and searches for a route on which the mobile robot moves, in a search space obtained by adding a time axis to the two-dimensional or three-dimensional search space axis, A simulation data storage unit 1a storing the map, the time table of the moving object, the law of motion of the moving object, and the like, in order to process the time-varying event by replacing it with the event on the spatial axis. For each event in the search space, a coefficient that varies depending on the quality and quantity of the influence on the route search and the distribution area of the occurrence probability set for each event are cut to a predetermined value or less, and cost calculation is performed. Time threshold Using a database unit 1 consisting of a cost coefficient storage unit 1c and a simulation data stored in the database unit 1, a grid having a probability distribution predicted value for the mobile robot, or A simulation unit 2 for generating a map composed of a cubic lattice, and a lattice having a probability distribution predicted value for the mobile robot, or a map composed of a cubic lattice,
When converting to a cost grid or a map consisting of a cubic grid, the probability distribution predicted value for the mobile robot is calculated using a coefficient that varies depending on the quality and quantity of the effect on the route search stored in the database unit 1. When performing cost calculation by multiplication, the distribution area of the occurrence probability set for each of the above-mentioned events is cut out of an area that is equal to or less than a predetermined threshold stored in the cost coefficient storage unit 1c of the database unit 1 and the cost calculation is performed. The cost calculation unit 3 to be performed and the above-mentioned cost grid or
A route search unit that finds some route candidates from a map consisting of a cubic grid and determines the travel route with the lowest cost.
And it consists of.

【0042】(4) (3) 項に記載の時間軸を探索空間に取
り入れた経路探索装置であって、上記コスト計算部 3
で、上記データベース部 1のコスト係数格納部 1c が格
納している所定の閾値以下の領域をカットしてコスト計
算を行う際、カットされなかった領域のコストを一定値
としてコスト計算を行うように構成する。
(4) A route search device incorporating the time axis described in the item (3) into a search space, wherein the cost calculation unit 3
Then, when performing the cost calculation by cutting an area equal to or less than a predetermined threshold value stored in the cost coefficient storage unit 1c of the database unit 1, the cost calculation is performed with the cost of the uncut area as a constant value. Constitute.

【0043】[0043]

【作用】図1は、本発明の経路探索装置の構成例を示し
ている。本図に示されている、本発明による経路探索装
置においては、データべース部 1は、地図, タイムテー
ブル, 移動体の運動法則等のシミュレーションのための
知識を格納するシミュレーション用データ格納部 1a
と、事象や状況ごとにコスト計算時に用いる係数と閾値
を格納するコスト係数格納部 1b とから構成される。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a route search device according to the present invention. In the route search device according to the present invention shown in the figure, a database unit 1 includes a simulation data storage unit for storing knowledge for simulation of a map, a time table, a motion rule of a moving object, and the like. 1a
And a cost coefficient storage unit 1b for storing a coefficient and a threshold used for cost calculation for each event or situation.

【0044】シミュレーション部 2は、上記シミュレー
ション用データ格納部 1a の情報を元に、各々の事象毎
にシミュレーションを行う。このとき、移動ロボットの
環境中に生起する事象間の相互作用は、考慮に入れな
い。事象の正確な予測ができない場合には、事象の生起
確率の分布の形式で予測を行う。
The simulation section 2 performs a simulation for each event based on the information in the simulation data storage section 1a. At this time, interactions between events occurring in the environment of the mobile robot are not taken into account. If the event cannot be accurately predicted, the prediction is performed in the form of the distribution of the occurrence probability of the event.

【0045】コスト計算部 3は、各々の事象や状況毎
に、該事象の生起確率が、上記閾値以下である領域をカ
ットすることと、上記コスト係数格納部 1b のコスト係
数を事象の生起確率に掛け合わせることの片方, 或い
は、両方の処理を行うことによって、探索空間中でのコ
スト分布を算出する。
The cost calculation unit 3 cuts, for each event or situation, a region where the occurrence probability of the event is equal to or less than the threshold value, and stores the cost coefficient of the cost coefficient storage unit 1b as the occurrence probability of the event. The cost distribution in the search space is calculated by performing one or both of the processes.

【0046】経路探索部 4は、コストの合計を最小化す
る経路探索法により経路探索を行う。前述のように、未
来に生起する事象の予測を完全に行うことは不可能であ
り、予測は、確率分布の形式で記述されるが、その場合
に問題となるのが、事象の生起確率の分布の範囲の大き
さである。完全な障壁, 軌道, 速度制限手段・安全装置
等がある場合を除いて、ある事象の生起確率は、どの空
間, 時点においても、完全に“0”になることはなく、
確率分布の領域は広いものとなり、探索空間の全てを覆
い尽くす可能性もある。
The route search unit 4 performs a route search by a route search method that minimizes the total cost. As described above, it is impossible to completely predict the events that will occur in the future, and the prediction is described in the form of a probability distribution. The size of the range of the distribution. Unless there is a complete barrier, trajectory, speed-limiting device, safety device, etc., the probability of occurrence of an event will not be completely “0” in any space or time.
The area of the probability distribution becomes wider and may cover the entire search space.

【0047】そのために、ある事象との遭遇(移動体と
の場合は衝突)の危険を完全に無くするために、その事
象の生起確率の分布領域を完全に避けて経路を設定する
ことは、効率的ではなく、最悪の場合には不可能とな
る。
In order to completely eliminate the danger of encountering a certain event (collision with a moving object), setting a route by completely avoiding the distribution region of the occurrence probability of the event is as follows: Inefficient and in the worst case impossible.

【0048】この問題を解決するために、本発明におい
ては、ある程度の危険を見込んだ経路計画を行うことと
する。即ち、経路計画を行うときのコスト計算に、その
時点,その場所でのある事象の生起確率を使用し、ある
程度以下の生起確率の分布領域の通過を許容して、経路
計画を行うようにする。
In order to solve this problem, in the present invention, a path plan is made in consideration of some danger. In other words, the route planning is performed by using the occurrence probability of a certain event at the time and the place in the cost calculation when the route planning is performed, and allowing the passage through the distribution region having the occurrence probability of a certain level or less. .

【0049】一方、事象毎に、移動ロボットの移動に対
する影響度が異なる。非常に危険な為に、絶対に遭遇し
てはいけない事象がある一方で、全然影響のない事象が
ある。例えば、大洋を船が移動する場合を考えると、事
象として、台風,竜巻等があり、移動体である船にも、
ヨットの類から大型の船舶がある。小さいヨットが大型
の台風等に遭遇することは非常に危険であるが、大型の
船舶が小さい台風に遭遇しても何らの影響はない。
On the other hand, the degree of influence on the movement of the mobile robot differs for each event. Some events are so dangerous that they should never be encountered, while others have no effect. For example, when a ship moves in the ocean, there are typhoons, tornadoes, etc.
There are large ships from the kind of yacht. It is very dangerous for a small yacht to encounter a large typhoon or the like, but there is no effect if a large ship encounters a small typhoon.

【0050】従って、事象の生起確率を一律にコスト計
算に使用することは、非効率であるとともに、無害な事
象を避けるために、非常に危険な事象に遭遇する経路を
設定する可能性を生じさせることがある。
Therefore, the uniform use of the probability of occurrence of an event in the cost calculation is inefficient and creates the possibility of setting a path to encounter a very dangerous event in order to avoid harmless events. May be caused.

【0051】そこで、本発明においては、経路のコスト
を計算する際に、事象の生起確率を使用するとき、事象
毎の影響の質(上記の例では、小さいヨットが大型の台
風等に遭遇することは非常に危険であるが、大型の船舶
が小さい台風に遭遇しても何らの影響はないといった影
響の質)と、量(影響度、即ち、この例では壊れ方)の
違いによって、異なる係数を、上記生起確率に乗じる手
段を採るようにしたものである。
Therefore, in the present invention, when calculating the cost of a route, when the occurrence probability of an event is used, the quality of the effect of each event (in the above example, a small yacht encounters a large typhoon or the like) It is very dangerous, but it depends on the quality of the impact that a large ship encounters a small typhoon without any effect) and on the quantity (impact, ie how it breaks in this example) The coefficient is multiplied by the occurrence probability.

【0052】又、上記の計算を簡単化する為に、事象毎
に異なる閾値を設けて、該事象の生起確率が、その閾値
以下の分布領域をカットするようにする。更に、該コス
ト計算を簡単化する場合には、上記カットされなかった
領域内のコストを一定値とすることで、各経路でのコス
ト計算が簡単になる。
In order to simplify the above calculation, a different threshold value is provided for each event, and a distribution region where the occurrence probability of the event is equal to or less than the threshold value is cut. Further, when simplifying the cost calculation, by setting the cost in the uncut area to a constant value, the cost calculation for each route is simplified.

【0053】上記のように作用するので、時間的空間的
に不確定な要素を持つ事象が含まれる環境における経路
探索に対して、時間的に変化しない環境に対するのと同
様なコスト最小化による経路探索を用いることが可能と
なる。又、事象毎の影響度の違いを経路探索に使用する
コストマップの計算に使用することができ、事象毎の影
響度の少ない経路を探索することができる。
Since the above-described operation is performed, a path search in an environment including an event having an uncertain element in spatiotemporal space can be performed in the same manner as in an environment that does not change over time. Searching can be used. Further, the difference in the degree of influence for each event can be used for calculating the cost map used for the route search, and a path with a small degree of influence for each event can be searched.

【0054】[0054]

【実施例】以下本発明の実施例を図面によって詳述す
る。前述の図1〜図5は、本発明の一実施例を示した図
であり、図1は、本発明の経路探索装置の構成例を示
し、図2は、2個の移動体の存在確率分布が進路を塞い
でいる状態の存在確率分布図を示し、図3は、2個の移
動体に挟まれた場合のコスト分布図を示し、図4は閾値
以下の領域をカットしたときの2個の移動体に挟まれた
場合のコスト分布図を示し、図5は、閾値以下の領域を
カットして、残った領域のコストを一定値としたときの
2個の移動体に挟まれた場合のコスト分布図を示してい
る。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 to 5 are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows an example of the configuration of a route search device of the present invention. FIG. 2 shows the existence probability of two moving objects. FIG. 3 shows an existence probability distribution diagram in a state where the distribution is blocking the course, FIG. 3 shows a cost distribution diagram in a case where the distribution is sandwiched between two moving objects, and FIG. FIG. 5 shows a cost distribution diagram in a case where the moving object is sandwiched by two moving objects, and FIG. 5 illustrates a case where the region below the threshold is cut and the cost of the remaining region is set to a constant value. The cost distribution diagram in the case is shown.

【0055】本発明においては、地図や,移動物体の情
報が記述されていて、移動ロボットの経路探索に使用さ
れる2次元,又は、3次元の探索空間において、幾つか
の経路の候補を見つけて、コストの最小の経路を決定し
て、上記移動ロボットが移動する経路を探索するのに、
地図,移動物体のタイムテーブル,移動物体の運動法則
等を格納しているシミュレーション用データ格納部 1a
と、上記空間軸での事象毎の該経路探索に対する影響の
質と量によって異なる係数と、上記事象毎に設定された
生起確率の分布領域が所定の値以下の領域をカットして
コスト計算を行うときの閾値を格納しているコスト係数
格納部 1b,1cとからなるデータベース部1と、上記移動
ロボットに対する確率分布予測値を備えた、格子, 又
は、立方格子からなる地図を生成するシミュレーション
部 2と、該移動ロボットに対する確率分布予測値を備え
た、格子, 又は、立方格子からなる地図を、コストの格
子,又は、立方格子からなる地図に変換するコスト計算
部 3と、上記コスト格子,又は、立方格子からなる地図
から、幾つかの経路の候補を見つけて、コストが最小の
移動経路を決定する経路探索部 4が、本発明を実施する
のに必要な手段である。尚、全図を通して同じ符号は同
じ対象物を示している。
In the present invention, a map or information of a moving object is described, and several route candidates are found in a two-dimensional or three-dimensional search space used for a route search of a mobile robot. In order to determine the route with the minimum cost and search for the route on which the mobile robot moves,
Simulation data storage unit that stores maps, timetables of moving objects, laws of motion of moving objects, etc. 1a
And a coefficient that varies depending on the quality and quantity of influence on the route search for each event in the spatial axis, and a region where the occurrence probability distribution region set for each event is equal to or less than a predetermined value is cut to perform cost calculation. A database unit 1 comprising a cost coefficient storage unit 1b, 1c storing a threshold value for performing the simulation, and a simulation unit for generating a map composed of a grid or a cubic grid with a probability distribution predicted value for the mobile robot. 2, a cost calculator 3 for converting a grid or a cubic grid map having a probability distribution predicted value for the mobile robot into a cost grid or a cubic grid map; Alternatively, a route search unit 4 that finds some route candidates from a map formed of a cubic grid and determines a moving route with the minimum cost is a necessary means for implementing the present invention. Note that the same reference numerals indicate the same object throughout the drawings.

【0056】以下、図1〜図5を用いて、本発明による
経路探索装置の構成,及び、動作を説明する。前述のよ
うに、図1に示した本発明の経路探索装置においては、
データべース部 1は、地図, タイムテーブル, 移動体の
運動法則等のシミュレーションのための知識を格納する
シミュレーション用データ格納部 1a と、事象や状況ご
とにコスト計算時に用いる係数と閾値を格納するコスト
係数格納部 1b とから構成される。
The configuration and operation of the route search device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. As described above, in the route search device of the present invention shown in FIG.
The database unit 1 stores a simulation data storage unit 1a that stores knowledge for simulations such as maps, timetables, and the laws of motion of moving objects, and stores coefficients and thresholds used when calculating costs for each event or situation. And a cost coefficient storage unit 1b.

【0057】シミュレーション部 2は、上記シミュレー
ション用データ格納部 1a の情報を元に、各々の事象毎
にシミュレーションを行う。このとき、移動ロボットの
環境中に生起する事象間の相互作用は、考慮に入れな
い。事象の正確な予測ができない場合には、事象の生起
確率の分布の形式で予測を行う。
The simulation section 2 performs a simulation for each event based on the information in the simulation data storage section 1a. At this time, interactions between events occurring in the environment of the mobile robot are not taken into account. If the event cannot be accurately predicted, the prediction is performed in the form of the distribution of the occurrence probability of the event.

【0058】コスト計算部 3は、各々の事象や状況毎
に、該事象の生起確率が、上記閾値以下である領域をカ
ットすることと、上記コスト係数格納部 1b のコスト係
数を事象の生起確率に掛け合わせることの片方, 或い
は、両方の処理を行うことによって、探索空間中でのコ
スト分布を算出する。
The cost calculation unit 3 cuts, for each event or situation, a region where the occurrence probability of the event is equal to or less than the threshold value, and stores the cost coefficient in the cost coefficient storage unit 1b as the occurrence probability of the event. The cost distribution in the search space is calculated by performing one or both of the processes.

【0059】経路探索部 4は、コストの合計を最小化す
る経路探索法により経路探索を行う。図2は、前述のよ
うに、2個の移動体の存在確率分布が進路を塞いでいる
状態の存在確率分布を濃淡によって示している。このよ
うな所定の存在確率が存在する場合、移動体ロボットの
進路を塞いでしまうとすると、移動体Aと移動体Bの存
在確率の重なっている部分において、移動ロボットの進
路が塞がれてしまう。
The route search unit 4 performs a route search by a route search method that minimizes the total cost. FIG. 2 shows the existence probability distribution in a state where the existence probability distributions of the two moving objects block the course, as described above, by shading. When such a predetermined existence probability exists, if the path of the mobile robot is blocked, the path of the mobile robot is blocked at a portion where the existence probabilities of the mobile object A and the mobile object B overlap. I will.

【0060】図3は、図2の存在確率分布に対応してコ
ストを計算した場合のコスト分布図で、この実施例で
は、移動体Aが移動体Bより大きいため、移動体Aのコ
スト分布が、移動体Bのコスト分布より大きい場合を示
している。このとき、図4に示したように、存在確率が
所定の閾値より小さい領域の存在確率をカットして、そ
の部分のコストを“0”とした場合のコスト分布図であ
る。このようなコスト計算をすることにより、移動ロボ
ットは、移動体A,Bとの衝突を回避することのできる
進路を探索することができる。
FIG. 3 is a cost distribution diagram when costs are calculated in accordance with the existence probability distribution of FIG. 2. In this embodiment, since the moving object A is larger than the moving object B, the cost distribution of the moving object A is shown. Is larger than the cost distribution of the moving object B. FIG. 5 is a cost distribution diagram in a case where the existence probability of an area whose existence probability is smaller than a predetermined threshold is cut off and the cost of that part is set to “0”, as shown in FIG. By performing such a cost calculation, the mobile robot can search for a route that can avoid collision with the moving objects A and B.

【0061】図5は、移動体の存在確率が所定の閾値よ
り小さい領域の存在確率をカットして、残った領域のコ
ストを一定とした場合のコスト分布図を示している。こ
のようなコスト計算をすることにより、探索空間でのコ
スト分布の計算を高速に行うことができ、且つ、経路探
索を容易に行うことができる。上記本発明による時間軸
を探索空間に取り入れた経路探索において、コストを計
算する場合、探索空間での、該移動体の存在確率をPit
(iは領域を示し、tは時刻を示している)に対応し
て、移動体A,B,〜と、移動ロボットとの間に発生す
る各事象毎の影響度の質、例えば、移動体A,Bと、移
動ロボットの大きさによる影響度の違いと量、例えば、
移動体A,Bに、移動ロボットが衝突したことによって
被る壊れ方の量によって、異なる係数αitを掛けたも
の、即ちPit×αitを、その空間i,時刻tでのコスト
itとし、移動ロボットが移動した経路での上記コスト
の集合ΣPit×αitが最小となる経路を探索する。
FIG. 5 shows a cost distribution diagram in a case where the existence probability of a region where the existence probability of the moving object is smaller than a predetermined threshold is cut and the cost of the remaining region is kept constant. By performing such cost calculation, the cost distribution in the search space can be calculated at high speed, and the route search can be easily performed. In the route search using the time axis in the search space according to the present invention, when calculating the cost, the existence probability of the moving object in the search space is determined by P it
(i indicates an area and t indicates a time), and the quality of the degree of influence of each event occurring between the moving objects A, B,. A, B, and the difference and the amount of influence depending on the size of the mobile robot, for example,
A product obtained by multiplying the moving objects A and B by different coefficients α it depending on the amount of breakage caused by the collision of the mobile robot, that is, P it × α it is defined as the cost C it at the space i and the time t. A search is made for a route that minimizes the set of costs ΣP it × α it on the route traveled by the mobile robot.

【0062】上記のコスト係数αitを決定する要素とし
ては、前述の移動体の大きさ以外に、移動体の重量,
, 材質, 衝撃吸収装置の有無と、その性能, 壊れ易
さ、貴重度, 移動ロボットからのセンシングでの発見の
容易さ、移動体自身の機能しての衝突回避能力等が上げ
られる。
The factors that determine the above-mentioned cost coefficient α it include, in addition to the size of the above-mentioned moving body, the weight , speed , material , presence / absence of a shock absorbing device of the moving body, its performance , fragility, and valuableness. Degree , ease of discovery by sensing from the mobile robot, collision avoidance capability of the moving body itself, etc. are improved.

【0063】このとき、移動体の探索空間での存在確率
itが、所定の閾値以下である探索空間での存在確率P
itをカットすることで、効率の良いコスト計算を行うと
共に、経路探索を行うようにする。
At this time, the existence probability P it of the moving object in the search space in the search space is equal to or less than a predetermined threshold.
By cutting the it, it performs efficient cost calculation, to perform the route search.

【0064】又、上記のようにしてコスト計算してカッ
トされた残りの領域のコストCitを、所定の一定値{図
5参照}とすることで、探索空間での各格子、立法格子
でのコスト計算を容易にすることができ、移動ロボット
の移動コストの計算も高速化することができる。
Further, by setting the cost C it of the remaining area, which has been cut by the cost calculation as described above, to a predetermined constant value {see FIG. 5}, each cost in the search space and the cubic grid is calculated. Can be easily calculated, and the calculation of the moving cost of the mobile robot can be speeded up.

【0065】又、上記のコスト計算では、絶対値で計算
する例で説明したが、正規化されたコストで計算しても
良いことは言う迄もないことである。このように、本発
明における時間軸を探索空間に取り入れた経路探索装置
は、地図や,移動物体の情報が記述されていて、移動ロ
ボットの経路探索に使用される2次元,又は、3次元の
探索空間軸に、時間軸を追加した探索空間で、時間的に
変化する事象を、空間軸での事象に置き換えて経路探索
を行う経路探索装置であって、上記探索時間中の空間軸
での事象に置き換えられた確率的にしか記述でいない事
象要素のコストを計算するときに、該不確定要素の生起
確率を用いる。このとき、上記空間軸での事象毎の該経
路探索に対する影響の質と量によって異なる係数を乗ず
る。又、上記事象毎に設定された生起確率の分布領域が
所定の値以下の領域をカットしてコスト計算を行う。
又、上記のコスト計算において、カットされなかった領
域のコストを一定値とするようにしたところに特徴があ
る。
In the above-described cost calculation, an example of calculation using an absolute value has been described. However, it is needless to say that calculation may be performed using a normalized cost. As described above, the route search apparatus according to the present invention that incorporates the time axis into the search space describes a map or information of a moving object, and is used for a two-dimensional or three-dimensional route used for a mobile robot's route search. A route search device that performs a route search by replacing a time-varying event in a search space to which a time axis is added to a search space axis with an event in the space axis. When calculating the cost of an event element that is only stochastically described and replaced by an event, the occurrence probability of the uncertain element is used. At this time, a different coefficient is multiplied depending on the quality and quantity of the influence on the route search for each event on the space axis. Further, the cost calculation is performed by cutting an area where the occurrence probability distribution area set for each event is equal to or less than a predetermined value.
Another feature is that the cost of the uncut area is set to a constant value in the above cost calculation.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、時間的空間的に不確定な要素を持つ事象が含ま
れる環境における経路探索に対して、時間的に変化しな
い環境に対するのと同様なコスト最小化による経路探索
を用いることが可能となる。又、事象毎の影響度の違い
を経路探索に使用するコストマップの計算に使用するこ
とができ、事象毎に影響度の少ない経路を探索すること
ができる。
As described in detail above, according to the present invention, a route search in an environment including an event having an uncertain element in spatiotemporal space can be performed in an environment that does not change over time. It is possible to use a route search by cost minimization similar to the above. Further, the difference in the degree of influence for each event can be used for calculating the cost map used for the route search, and a route with a small degree of influence can be searched for each event.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示した図(その1)FIG. 1 shows an embodiment of the present invention (part 1).

【図2】本発明の一実施例を示した図(その2)FIG. 2 shows an embodiment of the present invention (part 2).

【図3】本発明の一実施例を示した図(その3)FIG. 3 shows an embodiment of the present invention (part 3).

【図4】本発明の一実施例を示した図(その4)FIG. 4 shows an embodiment of the present invention (part 4).

【図5】本発明の一実施例を示した図(その5)FIG. 5 shows an embodiment of the present invention (part 5).

【図6】従来の移動ロボットの構成例を示した図FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a conventional mobile robot.

【図7】時間軸を取り入れた探索空間における事象の扱
いの例を示した図(その1)
FIG. 7 is a diagram showing an example of event handling in a search space incorporating a time axis (part 1)

【図8】時間軸を取り入れた探索空間における事象の扱
いの例を示した図(その2)
FIG. 8 is a diagram showing an example of handling of events in a search space incorporating a time axis (part 2)

【図9】時間軸を取り入れた探索空間における事象の扱
いの例を示した図(その3)
FIG. 9 is a diagram showing an example of event handling in a search space incorporating a time axis (part 3);

【図10】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その4)
FIG. 10 is a diagram showing an example of event handling in a search space incorporating a time axis (part 4);

【図11】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その5)
FIG. 11 is a diagram showing an example of event handling in a search space incorporating a time axis (part 5);

【図12】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その6)
FIG. 12 is a diagram showing an example of event handling in a search space incorporating a time axis (part 6);

【図13】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その7)
FIG. 13 is a view showing an example of event handling in a search space incorporating a time axis (part 7);

【図14】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その8)
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of handling of an event in a search space incorporating a time axis (part 8);

【図15】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その9)
FIG. 15 is a view showing an example of handling of an event in a search space incorporating a time axis (part 9);

【図16】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その10)
FIG. 16 is a diagram showing an example of handling of events in a search space incorporating a time axis (part 10).

【図17】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その11)
FIG. 17 is a diagram showing an example of handling of events in a search space incorporating a time axis (part 11).

【図18】時間軸を取り入れた探索空間における事象の
扱いの例を示した図(その12)
FIG. 18 is a diagram showing an example of event handling in a search space incorporating a time axis (part 12)

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 データベース部 1a シミュレーション用データ格納部 1b,1c コスト係数格納部 2 シミュレーション部 3 コスト計算部 4 経路探索部 1 Database unit 1a Simulation data storage unit 1b, 1c Cost coefficient storage unit 2 Simulation unit 3 Cost calculation unit 4 Route search unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−225612(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 1/00 - 1/12 G06N 3/00 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-225612 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G05D 1/00-1/12 G06N 3 / 00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】地図や,移動物体の情報が記述されてい
て、移動ロボットの経路探索に使用される2次元,又
は、3次元の探索空間において、幾つかの経路の候補を
見つけて、コストの最小の経路を決定して、上記移動ロ
ボットが移動する経路を探索する経路探索装置であっ
て、 上記2次元,又は、3次元の探索空間軸に、時間軸を追
加した探索空間で、時間的に変化する事象を、空間軸で
の事象に置き換えて処理するのに、 上記地図,移動物体のタイムテーブル,移動物体の運動
法則等を格納しているシミュレーション用データ格納部
(1a)からなるデータベース部(1) と、 上記データベース部(1) に格納されているシミュレーシ
ョン用データを用いて、上記移動ロボットに対する確率
分布予測値を備えた格子, 又は、立方格子からなる地図
を生成するシミュレーション部(2) と、 該移動ロボットに対する確率分布予測値を備えた格子,
又は、立方格子からなる地図を、コストの格子, 又は、
立方格子からなる地図に変換するコスト計算部(3) と、 上記コストの格子,又は、立方格子からなる地図から、
幾つかの経路の候補を見つけて、コストが最小の移動経
路を決定する経路探索部(4) と、からなることを特徴と
する時間軸を探索空間に取り入れた経路探索装置。
1. A two-dimensional or three-dimensional search space, which describes a map or information of a moving object and is used for a route search of a mobile robot, finds some route candidates and costs them. A route search device that determines the minimum route of the search robot and searches for a route on which the mobile robot moves, wherein the search space is obtained by adding a time axis to the two-dimensional or three-dimensional search space axis. A data storage unit for simulation that stores the map, the timetable of the moving object, the law of motion of the moving object, and the like, in order to process the event that changes in time with the event on the spatial axis.
Using a database unit (1) composed of (1a) and simulation data stored in the database unit (1), a grid having a probability distribution predicted value for the mobile robot, or a map composed of a cubic lattice A simulation unit (2) that generates a probability distribution prediction value for the mobile robot;
Or a map consisting of a cubic grid, a cost grid, or
A cost calculation unit (3) for converting the map into a cubic grid map;
A route search unit (4) that finds some route candidates and determines a moving route with the minimum cost; and a time axis incorporated in the search space.
【請求項2】地図や,移動物体の情報が記述されてい
て、移動ロボットの経路探索に使用される2次元,又
は、3次元の探索空間において、幾つかの経路の候補を
見つけて、コストの最小の経路を決定して、上記移動ロ
ボットが移動する経路を探索する経路探索装置であっ
て、 上記2次元,又は、3次元の探索空間軸に、時間軸を追
加した探索空間で、時間的に変化する事象を、空間軸で
の事象に置き換えて処理するのに、 上記地図,移動物体のタイムテーブル,移動物体の運動
法則等を格納しているシミュレーション用データ格納部
(1a)と、上記探索空間での事象毎の、該経路探索に対す
る影響の質と量によって異なる係数を格納しているコス
ト係数格納部(1b)とからなるデータベース部(1) と、 上記データベース部(1) に格納されているシミュレーシ
ョン用データを用いて、上記移動ロボットに対する確率
分布予測値を備えた格子, 又は、立方格子からなる地図
を生成するシミュレーション部(2) と、 該移動ロボットに対する確率分布予測値を備えた格子,
又は、立方格子からなる地図を、コストの格子, 又は、
立方格子からなる地図に変換する際、上記移動ロボット
に対する確率分布予測値に、上記データべース部(1) の
コスト係数格納部(1b)に格納されている経路探索に対す
る影響の質と量によって異なる係数を乗じてコスト計算
を行うコスト計算部(3) と、 上記コストの格子,又は、立方格子からなる地図から、
幾つかの経路の候補を見つけて、コストが最小の移動経
路を決定する経路探索部(4) と、からなることを特徴と
する時間軸を探索空間に取り入れた経路探索装置。
2. A two-dimensional or three-dimensional search space, which describes a map or information of a moving object and is used for a route search of a mobile robot, finds some route candidates and calculates cost. A route search device that determines the minimum route of the search robot and searches for a route on which the mobile robot moves, wherein the search space is obtained by adding a time axis to the two-dimensional or three-dimensional search space axis. A data storage unit for simulation that stores the map, the timetable of the moving object, the law of motion of the moving object, and the like, in order to process the event that changes in time with the event on the spatial axis.
A database unit (1) comprising (1a) and a cost coefficient storage unit (1b) storing coefficients different depending on the quality and quantity of influence on the route search for each event in the search space; and A simulation unit (2) for generating a map comprising a probability distribution predicted value for the mobile robot or a cubic grid using the simulation data stored in the unit (1); Grid with probability distribution predictions,
Or a map consisting of a cubic grid, a cost grid, or
When converting to a map consisting of a cubic grid, the quality and quantity of the effect on the route search stored in the cost coefficient storage unit (1b) of the database unit (1) are added to the probability distribution predicted value for the mobile robot. A cost calculation unit (3) that performs cost calculation by multiplying by a coefficient different from the above, and a map of the above cost grid or cubic grid,
A route search unit (4) that finds some route candidates and determines a moving route with the minimum cost; and a time axis incorporated in the search space.
【請求項3】地図や,移動物体の情報が記述されてい
て、移動ロボットの経路探索に使用される2次元,又
は、3次元の探索空間において、幾つかの経路の候補を
見つけて、コストの最小の経路を決定して、上記移動ロ
ボットが移動する経路を探索する経路探索装置であっ
て、 上記2次元,又は、3次元の探索空間軸に、時間軸を追
加した探索空間で、時間的に変化する事象を、空間軸で
の事象に置き換えて処理するのに、 上記地図,移動物体のタイムテーブル,移動物体の運動
法則等を格納しているシミュレーション用データ格納部
(1a)と、上記探索空間での事象毎の、該経路探索に対す
る影響の質と量によって異なる係数と、上記事象毎に設
定された生起確率の分布領域が、所定の値以下の領域を
カットしてコスト計算を行うときの閾値とを格納してい
るコスト係数格納部(1c)とからなるデータベース部(1)
と、 上記データベース部(1) に格納されているシミュレーシ
ョン用データを用いて、上記移動ロボットに対する確率
分布予測値を備えた格子, 又は、立方格子からなる地図
を生成するシミュレーション部(2) と、 該移動ロボットに対する確率分布予測値を備えた格子,
又は、立方格子からなる地図を、コストの格子, 又は、
立方格子からなる地図に変換する際、上記移動ロボット
に対する確率分布予測値に、上記データべース部(1) に
格納されている経路探索に対する影響の質と量によって
異なる係数を乗じてコスト計算を行うとき、上記事象毎
に設定された生起確率の分布領域が、上記データベース
部(1) のコスト係数格納部(1c)が格納している所定の閾
値以下の領域をカットしてコスト計算を行うコスト計算
部(3) と、 上記コストの格子,又は、立方格子からなる地図から、
幾つかの経路の候補を見つけて、コストが最小の移動経
路を決定する経路探索部(4) と、からなることを特徴と
する時間軸を探索空間に取り入れた経路探索装置。
3. A two-dimensional or three-dimensional search space, which describes a map or information of a moving object and is used for a route search of a mobile robot, finds some route candidates and calculates a cost. A route search device that determines the minimum route of the search robot and searches for a route on which the mobile robot moves, wherein the search space is obtained by adding a time axis to the two-dimensional or three-dimensional search space axis. A data storage unit for simulation that stores the map, the timetable of the moving object, the law of motion of the moving object, and the like, in order to process the event that changes in time with the event on the spatial axis.
(1a), for each event in the search space, a coefficient that varies depending on the quality and quantity of the influence on the route search, and a region where the occurrence probability distribution region set for each event is less than or equal to a predetermined value is cut. A database unit (1) comprising a cost coefficient storage unit (1c) storing a threshold when performing cost calculation
A simulation unit (2) that generates a map comprising a probability distribution predicted value for the mobile robot or a cubic grid using the simulation data stored in the database unit (1); A grid with probability distribution predictions for the mobile robot,
Or a map consisting of a cubic grid, a cost grid, or
When converting to a map consisting of a cubic grid, cost calculation is performed by multiplying the predicted value of the probability distribution for the mobile robot by a coefficient that depends on the quality and quantity of the effect on the route search stored in the database (1). When performing, the distribution of the occurrence probability set for each of the above-mentioned events is cut out of a region equal to or less than a predetermined threshold value stored in the cost coefficient storage unit (1c) of the database unit (1), and the cost calculation is performed. From the cost calculation unit (3) to be performed and the above-mentioned cost grid or cubic grid map,
A route search unit (4) that finds some route candidates and determines a moving route with the minimum cost; and a time axis incorporated in the search space.
【請求項4】請求項3に記載の時間軸を探索空間に取り
入れた経路探索装置であって、上記コスト計算部(3)
で、上記データベース部(1) のコスト係数格納部(1c)が
格納している所定の閾値以下の領域をカットしてコスト
計算を行う際、カットされなかった領域のコストを一定
値としてコスト計算を行うことを特徴とする時間軸を探
索空間に取り入れた経路探索装置。
4. A route search device incorporating a time axis according to claim 3 into a search space, wherein said cost calculation unit (3).
Then, when performing the cost calculation by cutting the area below the predetermined threshold value stored in the cost coefficient storage unit (1c) of the database unit (1), the cost calculation is performed with the cost of the uncut area as a constant value. A route search device that incorporates a time axis into a search space, characterized by performing a search.
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