CN113168181A - 控制器、控制方法和程序 - Google Patents

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Abstract

提供了一种信息处理装置，包括电路系统，该电路系统被配置成基于移动设备的行为目标或移动设备的状态来生成地图规格，并且基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的移动设备外部的环境的外部地图。

Description

控制器、控制方法和程序
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年11月30日提交的日本优先权专利申请JP2018-224737的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本公开涉及控制器、控制方法和程序。
背景技术
通常，使用外部地图创建机器人设备的行为计划，以实现行为目标。具体地，当机器人设备向指定目的地移动时，应用诸如Dijkstra算法或A*算法的图搜索算法(graphsearch algorithm)来使用外部地图搜索最佳移动路线，以创建机器人设备的行为计划。
这里，例如使用由设置在机器人设备中的传感器获取的环境信息来创建用于创建行为计划的外部地图。如果外部地图具有较大区域或具有较高分辨率，则外部地图可以更准确地描述外部。
因此，可以通过使用具有较大区域和较高分辨率的外部地图来创建机器人设备的更准确的行为计划。然而，关于具有较大区域并且具有较高分辨率的外部地图，用于执行搜索的计算量和数据量较大，这导致当执行路线搜索时施加的负荷增加。
例如，下面描述的专利文献1公开了为了防止外部地图的区域的连续扩展并且防止外部地图的数据量的连续增加而仅保持机器人设备自身周围的区域的外部地图。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开第2003-266349号
发明内容
技术问题
然而，上面描述的专利文献1中公开的技术使得能够防止外部地图的数据量的增加，但是由于外部地图是针对机器人设备周围的区域创建的，因此难以执行到远离机器人设备的目的地的路线的搜索。
此外，由于在使用外部地图创建的行为计划的准确度与外部地图的数据量和针对外部地图的计算量之间存在权衡关系，因此难以唯一地设置外部地图的区域的尺寸和外部地图的分辨率的水平。
因此，需要这样的技术，该技术使得能够创建足以创建行为计划的外部地图，同时减小外部地图的数据量和针对外部地图的计算量。
问题的解决方案
根据本公开的一方面，提供了一种信息处理装置，包括电路系统，该电路系统被配置成：基于移动设备的行为目标或移动设备的状态来生成地图规格，以及基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的移动设备外部的环境的外部地图。
根据本公开的另一方面，提供了一种信息处理方法，包括：基于移动设备的行为目标或移动设备的状态来生成地图规格，以及基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的移动设备外部的环境的外部地图。
根据本公开的另一方面，提供了一种其上包含有程序的非暂态计算机可读记录介质，该程序在被计算机执行时使计算机执行方法，该方法包括：基于移动设备的行为目标或移动设备的状态来生成地图规格，以及基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的移动设备外部的环境的外部地图。
附图说明
图1A示出由机器人设备执行的行为与外部地图的规格之间的关系的示例。
图1B示出由机器人设备执行的行为与外部地图的规格之间的关系的示例。
图2是示出根据本公开的实施方式的技术的概要的示意图。
图3是示出根据本公开的实施方式的控制器的功能配置的框图。
图4是用于说明由行为计划单元创建的行为计划的示例的示意图。
图5示出由根据本公开的实施方式的控制器执行的机器人设备的控制的示例。
图6是示出行为计划单元如何创建行为计划的示例的流程图。
图7是示出由地图创建单元执行的外部地图的创建的操作的示例的流程图。
图8是说明由地图创建单元执行的外部地图的创建的细节的图示。
图9是说明由地图创建单元执行的外部地图的创建的细节的图示。
图10是说明控制器的修改例的概要的图示。
图11是根据本公开的实施方式的控制器的硬件配置示例的框图。
具体实施方式
现在将在下面参照附图描述本公开的实施方式。注意，在本公开的说明书和附图中，具有基本上相同的功能配置的元件由相同的附图标记表示，并且省略了冗余描述。
注意，按以下顺序给出描述。
1.根据本公开的技术的概要
2.控制器的配置示例
3.控制器的操作示例
4.修改例
5.硬件配置示例
6.总结
<1.根据本公开的技术的概要>
首先，参照图1A和图1B描述根据本公开的方面的技术的背景。图1A和图1B示出由机器人设备执行的行为与外部地图的规格之间的关系的示例。
在下面作为机器人设备的行为的示例描述机器人设备的移动，但是根据本公开的方面的技术不限于下面指示的示例。根据本公开的方面的技术还适用于机器人设备的除了其移动之外的各种行为。
如图1A和图1B所示，当机器人设备10执行向指定目的地移动的行为时，首先，机器人设备10使用外部环境信息创建外部地图21、22(例如，网格地图)，该外部地图21、22是二维矩阵数据。将诸如Dijkstra算法或A*算法的图搜索算法应用于创建的外部地图21、22使得机器人设备10能够确定到目的地的最佳路线。
具体地，在创建的外部地图21、22上，将其中已经使用例如传感器观察到障碍的方形网格确定为对于其障碍的存在概率被设置为高的障碍区域31、32。此外，将其中没有观察到障碍的方形网格确定为对于其障碍的存在概率被设置为低的可移过区域(movable-overregion)。注意，关于障碍区域31、32，可以根据存在于方形网格中的障碍的数目或存在于方形网格中的障碍的尺寸来设置障碍的存在概率的水平(在图1A中，障碍通过使用点影线的阴影示出)。
接下来，为了考虑针对碰撞的安全系数和机器人设备10的尺寸，执行扩展外部地图21、22的障碍区域31、32的区域的扩展处理。之后，在执行扩展处理之后将图搜索算法应用于外部地图21、22使得机器人设备10能够确定避开障碍区域31、32的最佳路线。
然而，通常，用于创建机器人设备10的行为计划的外部地图的合适规格取决于机器人设备10执行的行为而不同。
具体地，如图1A所示，当机器人设备10以高速移动时，具有较大区域并且具有较低分辨率的外部地图21更合适。原因在于，由于以高速移动的机器人设备10在短时间内移动更远，因此使用具有较大区域的外部地图使得能够高效地创建用于移动长距离的行为计划。此外，原因在于，由于难以以高准确度控制以高速移动的机器人设备10的移动路线或姿势，因此通过使用具有较低分辨率的外部地图21并且通过将障碍区域31的尺寸估计得较大可以获得高的安全系数。
另一方面，如图1B所示，当机器人设备10以低速移动时，具有较小区域并且具有较高分辨率的外部地图22更合适。原因在于，由于以低速移动的机器人设备10仅移动短距离，因此使用具有较小区域的外部地图22使得能够减小要执行以创建行为计划的计算量。此外，原因在于，由于可以以高准确度控制以低速移动的机器人设备10的移动路线或姿势，因此使用具有较高分辨率的外部地图22使得机器人设备10能够通过准确的路线并且以准确的姿势通过存在许多障碍区域32的区域。
如上所述，适于创建机器人设备10的行为计划的外部地图可以取决于由机器人设备10执行的行为的内容而不同。因此，当诸如外部地图的区域的尺寸和外部地图的分辨率的地图规格保持不变时，机器人设备10可能根据行为目标而创建具有必要程度低的区域的外部地图或具有比需要的分辨率高的分辨率的外部地图。因此，当外部地图的地图规格保持不变时，难以提高创建机器人设备10的行为计划的效率。
鉴于上述情况构想了根据本公开的方面的技术。根据本公开的方面的技术使得能够通过根据机器人设备10的行为目标改变外部地图的地图规格来更高效地创建外部地图和机器人设备10的行为计划。
接下来，参照图2描述根据本公开的方面的技术的概要。图2是示出根据本公开的方面的技术的概要的示意图。
如图2所示，根据本公开的方面的技术包括使用外部地图200创建行为计划的行为计划单元104以及创建外部地图200的地图创建单元103，其中行为计划单元104根据行为目标向地图创建单元103提供地图规格300的反馈。这使得行为计划单元104能够请求地图创建单元103创建具有适于要创建的行为计划的规格的外部地图，并且因此可以使用适于行为目标的外部地图更高效地创建行为计划。
下面更具体地描述根据本公开的方面的技术，其概要已在上面描述。
<2.控制器的配置示例>
首先，参照图3描述根据本公开的实施方式的控制器100的配置示例。图3是根据本公开的实施方式的控制器100的功能配置的框图。
如图3所示，控制器100是通过根据使用传感器110获取的环境信息控制驱动单元120来控制机器人设备10的行为的控制器。例如，控制器100包括识别单元101、地图创建单元103、计划用地图创建单元102、行为计划单元104、输入单元106、动机生成单元107和驱动控制器105。
注意，控制器100可以与传感器110和驱动单元120一起设置在机器人设备10内。替选地，控制器100可以被设置在机器人设备10的外部，并且可以通过例如网络向/从机器人设备10发送/接收信息。
传感器110的示例包括各种传感器，并且传感器110观察外部的状态以获取外部环境信息，或者观察机器人设备10的状态以获取关于机器人设备10的信息。例如，关于观察外部的状态以获取环境信息的传感器，可以包括诸如RGB相机、灰度相机、立体相机、深度相机、红外相机和ToF(飞行时间)相机的各种相机作为传感器110的示例，并且可以包括诸如LIDAR(激光成像检测和测距)传感器和RADAR(无线电检测和测距)传感器的各种距离传感器作为传感器110的示例。此外，关于观察机器人设备10的状态以获取关于机器人设备10的信息的传感器，可以包括编码器、电压表、电流表、应变计、压力计、IMU(惯性测量单元)、温度计和湿度计作为传感器110的示例。
然而，不用说，如果可以使用传感器110观察外部的状态或机器人设备10的状态，则可以包括除了上述传感器之外的已知传感器作为传感器110的示例。
识别单元101使用由传感器110获取的环境信息来识别外部的状态，或者使用由传感器110获取的关于设备的信息来识别机器人设备10的状态。具体地，识别单元101可以通过使用由传感器110获取的环境信息执行障碍识别、形式识别(即，墙壁识别或地板识别)、对象识别、标记识别、字母识别、白线或车道识别或者声音识别，来识别外部状态。
此外，识别单元101可以通过使用由传感器110获取的关于设备的信息执行位置识别、运动状态(例如速度、加速度或急动度)的识别、或设备主体的状态(例如剩余电源、温度或关节角度)的识别，来识别机器人设备10的状态。由识别单元101识别的机器人设备10的状态的示例可以包括机器人设备10的位置状态、运动状态(具体地，例如关于位置的速度、加速度或急动度的n阶导数，以及例如关于姿势的角速度或角加速度的n阶导数)、电池状态和故障状态。
可以使用已知的识别技术来执行由识别单元101执行的上述识别。例如，可以根据指定规则或使用机器学习算法来执行由识别单元101执行的识别。
地图创建单元103使用作为识别单元101识别外部的结果的外部信息来创建外部地图。注意，地图创建单元103还可以包括识别单元101和稍后描述的计划用地图创建单元的功能。
例如，地图创建单元103可以创建指示机器人设备10可以通过的区域的移动区域地图或障碍地图，或者可以创建指示各种对象存在的位置的对象地图，或者可以创建指示区域的名称、各个区域之间的关系或区域的含义的拓扑地图。更具体地，地图创建单元103可以创建示出可移过区域或障碍区域的用于移动的地图以及跨越每个区域的移动成本，或者可以创建示出对象或场所的名称、位置和形式、以及对象或场所存在的区域的对象地图或者示出场所与通过方向之间的连接的拓扑地图，或者可以创建示出例如连接场所与其他场所的道路的区域的位置、道路的宽度、道路的倾斜度和道路的曲率的道路地图。地图创建单元103可以根据用途、类型或条件来创建多个不同类型的外部地图。
在根据本公开的实施方式的控制器100中，地图创建单元103使用从行为计划单元104输出的地图规格来创建外部地图。具体地，地图创建单元103通过组合通过对先前创建的外部地图进行转换以使得满足地图规格而获得的局部地图以及使用识别外部的结果而创建的使得满足地图规格的局部地图，来创建外部地图。
例如，当机器人设备10的状态或行为目标已经改变时，由于由行为计划单元104创建的行为计划可能改变，因此从行为计划单元104输出的地图规格可能改变。在这样的情况下，地图创建单元103通过组合通过改变更新之前的输出地图以使得满足更新之后的地图规格而获得的局部地图以及使用识别外部的新结果而创建的使得满足更新之后的地图规格的局部地图，来创建更新之后的输出地图。注意，当更新之前的输出地图满足更新之后的地图规格时，地图创建单元103可以在不更新外部地图的情况下保持更新之前的外部地图。
稍后将在<3.控制器的操作示例>中详细描述由地图创建单元103使用地图规格执行的外部地图的创建。
计划用地图创建单元102使用由地图创建单元103创建的外部地图和关于机器人设备10的信息来创建行为计划地图，其中创建机器人设备10的行为计划所需的信息被嵌入在行为计划地图中。具体地，计划用地图创建单元102确定外部地图中包括的区域和对象各自相对于机器人设备10的含义，并且创建嵌入了每个确定的含义的行为计划地图。
例如，当机器人设备10是轮式机器人设备时，计划用地图创建单元102可以将外部地图上的存在于地面上的水坑和凹陷设置为不可通过的区域。此外，当机器人设备10是诸如无人机的飞行器时，计划用地图创建单元102可以将存在于比机器人设备10可以飞行的高度低的水平处的障碍设置为可通过的区域。此外，当机器人设备10是防水肢脚型机器人设备时，计划用地图创建单元102可以将外部地图上的存在于地面上的水坑和凹陷设置为可通过的区域。
如上所述，计划用地图创建单元102可以通过向外部地图添加取决于机器人设备10的主体的性质和行为的评估来创建行为计划地图。注意，计划用地图创建单元102可以根据用途、类型或条件来创建多个不同类型的地图。
输入单元106根据来自用户的输入来输出机器人设备10的行为目标。例如，当由用户输入移动目的地时，输入单元106可以输出关于“向目的地移动”的内容的行为目标，作为行为目标。输入单元106可以包括：由用户用来输入信息的诸如触摸面板、键盘、鼠标、按钮、麦克风、开关或控制杆的输入设备，以及使用输入信息来生成输入信号的输入控制电路。
注意，机器人设备10还可以包括用于向用户提供信息的显示单元。例如，显示单元可以向用户指示可以执行的行为，并且向用户指示诸如用于设置行为目标的地图的图像。这使得用户能够向机器人设备10提供更适当的行为目标。
动机生成单元107自动生成机器人设备10的行为目标，并且输出生成的行为目标。具体地，在不使用来自外部的输入或外部环境信息的情况下，动机生成单元107使用例如时间或过去的行为历史来自主地生成行为目标。
可以通过将由输入单元106和动机生成单元107生成的行为目标输出至行为计划单元104，使行为计划单元104开始创建行为计划。例如，可以将时间、场所和机器人设备10的运动状态的组合以及目标的名称和要保持的距目标的相对距离输出至行为计划单元104，作为关于“向目的地移动”的行为目标。
行为计划单元104使用由计划用地图创建单元102创建的行为计划地图以及由识别单元101识别的设备的状态，来创建用于实现行为目标的行为计划。具体地，行为计划单元104以设备的当前状态用作开始状态，通过搜索行为计划地图来创建用于实现由输入单元106或动机生成单元107输入的行为目标的行为计划。
例如，行为计划单元104可以使用如图4所示的网格地图来创建行为计划。图4是用于说明由行为计划单元104创建的行为计划的示例的示意图。
考虑这样的情况，外部地图是其中设置有障碍区域301的网格地图201，并且行为计划单元104创建用于如图4所示的那样从方形网格S移动到方形网格G的行为计划。这里，首先，行为计划单元104认为网格地图201具有其中每个方形网格是节点并且相邻节点之间的连接是边缘的图结构，并且将图搜索算法应用于图结构。这使得行为计划单元104能够找到从与设备的位置对应的方形网格S到与目标位置对应的方形网格G的最短路线。之后，行为计划单元104可以通过用真实空间中的坐标系代替找到的短路线的坐标系来创建真实空间中的行为计划。
行为计划单元104可以创建具有包括例如行为策略、长期行为和短期行为的阶段的结构的行为计划，或者可以创建并行实现的多个行为计划。例如，行为计划单元104可以创建使用宽区拓扑地图的拓扑路线计划、使用观察范围内的障碍的坐标路线计划、或者包括由机器人设备10执行的动态的运动计划。
在根据本公开的实施方式的控制器100中，行为计划单元104还使用要计划的行为的内容来创建地图规格，并且将创建的地图规格输出至地图创建单元103。具体地，行为计划单元104使用行为目标或设备的状态中的至少之一来创建外部地图的地图规格，并且将创建的地图规格输出至地图创建单元103。此外，当行为目标和设备的状态中之一已经改变时，行为计划单元104使用新的行为目标或设备的新状态来更新地图规格，并且将更新的地图规格输出至地图创建单元103。
注意，当输入的外部地图(或已经向其添加了机器人设备10的评估的行为计划地图)不满足地图规格时，行为计划单元104可以向地图创建单元103提供反馈，报告外部地图不满足地图规格。
例如，由行为计划单元104创建的地图规格可以指定外部地图(或已经向其添加了机器人设备10的评估的行为计划地图)所需的区域或外部地图所需的分辨率中的至少之一。例如，可以将外部地图的区域中包括的点、到外部地图的区域的外边缘的距离、外部地图的区域的形状(例如多边形、圆形、三维或球形)、或者外部地图的区域中包括的场所(例如区、房间、建筑物或社区)指定为区域的规格。例如，可以将网格地图中的方形网格的尺寸、外部地图的坐标单位或外部地图中包括的区域的概念水平指定为分辨率的规格。
例如，行为计划单元104可以指定外部地图的区域，使得处于设备的状态的设备的位置和行为目标中的移动目的地被包括在内。更具体地，行为计划单元104可以将其中设备的位置和移动目的地彼此对角相对地定位的长方体区域指定为外部地图的区域，或者可以将通过向长方体区域添加一定的余量而获得的区域指定为外部地图的区域。
例如，行为计划单元104可以根据地图的区域的尺寸来指定外部地图的分辨率。更具体地，行为计划单元104可以将通过将二维外部地图的区域除以常数而获得的值的平方根、或者通过将三维外部地图的区域除以常数而获得的值的立方根指定为外部地图的分辨率。替选地，行为计划单元104可以根据行为目标中的位置的准确度来指定外部地图的分辨率。此外，行为计划单元104可以根据行为目标中的移动速度来指定外部地图的分辨率。更具体地，行为计划单元104可以将通过将常数加至移动速度而获得的值指定为外部地图的分辨率。
此外，由行为计划单元104创建的地图规格可以指定用于创建外部地图的外部信息的规格。具体地，由行为计划单元104创建的地图规格可以指定指示获取用于创建外部地图的外部信息的定时的阈值。这使得行为计划单元104能够指示地图创建单元103不使用某些外部信息来创建外部地图，其中从获取某些外部信息起已经经过了等于或大于阈值的时间段。
另外，由行为计划单元104创建的地图规格可以指定例如地图上的障碍的表示的规格。具体地，由行为计划单元104创建的地图规格可以指定包括0和1的两个值中的哪个，并且概率将被用于表示地图上障碍的存在。
使用由行为计划单元104创建的行为计划和机器人设备10的状态，驱动控制器105将给出用以执行与行为计划一致的行为的指令的控制命令输出至驱动单元120。具体地，驱动控制器105可以计算在行为计划中计划的状态与机器人设备10的当前状态之间的误差，并且可以将给出用以减小所计算的误差的指令的控制命令输出至驱动单元120。此外，驱动控制器105可以分阶段地生成输出至驱动单元120的控制命令。
驱动单元120通过根据来自驱动控制器105的控制命令执行驱动来使机器人设备10执行计划的行为。例如，驱动单元120是向真实空间进行输出的模块，并且可以是例如引擎、电机、扬声器、投影仪、显示器或发光设备(例如，灯泡、LED或激光器)。
上述配置使得控制器100能够使用利用由行为计划单元104提供的地图规格创建的外部地图来创建行为计划。这使得控制器100能够使用更适合于创建的行为计划的外部地图来创建行为计划，并且因此变得可以更高效地控制机器人设备10。
这里，参照图5描述由根据本公开的实施方式的控制器100执行的机器人设备10的控制的具体示例。图5示出由根据本公开的实施方式的控制器100执行的机器人设备10的控制的示例。
例如，由于如图5所示的那样在机器人设备10开始移动时机器人设备10的移动速度低(图5中左上方的状态)，因此期望具有小区域且具有高分辨率的外部地图。因此，地图创建单元103创建具有小区域且具有高分辨率的外部地图410，使得满足期望的地图规格。这使得可以在机器人设备10开始移动时以更高的准确度更仔细地控制机器人设备10的位置和姿势。
接下来，由于在机器人设备10提高移动速度时机器人设备10的移动速度高(图5中右上方的状态)，因此期望具有大区域且具有低分辨率的外部地图。因此，地图创建单元103创建具有大区域且具有低分辨率的外部地图420，使得满足期望的地图规格。这使得机器人设备10能够在例如不存在障碍的区域中高效地高速移动。
之后，由于需要在机器人设备10检测到障碍311、312时以更高的准确度来控制机器人设备10的位置和姿势(图5中右侧的中间的状态)，因此期望具有小区域且具有高分辨率的外部地图。因此，地图创建单元103创建具有小区域且具有高分辨率的外部地图430，使得满足期望的地图规格。这使得可以以更高的准确度更仔细地控制机器人设备10的位置和姿势，以便机器人设备10能够避开障碍311和312。
接下来，由于在机器人设备10避开障碍311和312之后机器人设备10再次提高移动速度，因此在该定时处再次期望具有大区域且具有低分辨率的外部地图(图5中右下方的状态)。因此，地图创建单元103创建具有大区域且具有低分辨率的外部地图440，使得满足期望的地图规格。这使得机器人设备10能够在例如不存在障碍311、312的区域中高效地高速移动。
接下来，由于需要在机器人设备10停止时控制机器人设备10的停止位置(图5中左下方的状态)，因此期望具有小区域且具有高分辨率的外部地图。因此，地图创建单元103创建具有小区域且具有高分辨率的外部地图450，使得满足期望的地图规格。这使得可以以更高的准确度控制机器人设备10的停止位置。
从图5可以看出，由于根据本公开的实施方式的控制器100能够基于由机器人设备10执行的行为的内容来创建具有适当规格的外部地图，因此可以更高效且更适当地控制机器人设备10的行为。
<3.控制器的操作示例>
接下来，参照图6至图9描述根据本公开的实施方式的控制器100的操作示例。
首先，参照图6描述行为计划单元104如何创建行为计划。图6是示出行为计划单元104如何创建行为计划的示例的流程图。
如图6所示，行为计划单元104从计划用地图创建单元102或地图创建单元103获取先前创建的外部地图(S101)。此外，行为计划单元104从识别单元101获取机器人设备10的状态(S102)，并且从输入单元106或动机生成单元107获取机器人设备10的行为目标(S103)。注意，步骤S101至步骤S103的操作可以同时或并行执行。
此外，使用所获取的机器人设备10的状态和所获取的机器人设备10的行为目标，行为计划单元104创建适合于要创建的行为计划的内容的外部地图的地图规格(S110)。
接下来，行为计划单元104确定先前创建的外部地图是否满足在步骤S110中创建的地图规格(S120)。当先前创建的外部地图满足地图规格时(S120/是)，行为计划单元104使用先前创建的外部地图创建行为计划(S130)，并且将创建的行为计划输出至驱动控制器105(S150)。
另一方面，当先前创建的外部地图不满足地图规格时(S120/否)，行为计划单元104将在步骤S110中创建的地图规格输出至地图创建单元103(S140)以请求基于更新的地图规格来创建外部地图。
接下来，参照图7至图9描述地图创建单元103如何使用由行为计划单元104更新的地图规格来创建外部地图。图7是示出地图创建单元103如何创建外部地图的示例的流程图，以及图8和图9是说明由地图创建单元103执行的外部地图的创建的细节的图示。
如图7所示，首先，地图创建单元103从识别单元101获取作为识别外部的结果的外部信息(S201)。此外，地图创建单元103从行为计划单元104获取地图规格(S202)。注意，步骤S201的操作和步骤S202的操作可以同时或并行执行。
接下来，如图8所示，地图创建单元103将先前创建的外部地图210保存为先前地图212(S210)。
然后，地图创建单元103对外部地图进行初始化，以基于从行为计划单元104获取的地图规格创建内部地图211(S220)。例如，在图8中示出的示例中，地图创建单元103创建具有由从行为计划单元104获取的地图规格指定的区域和分辨率的空白的内部地图211。
接下来，地图创建单元103创建通过对先前地图212进行转换以使得满足从行为计划单元104获取的地图规格而获得的局部地图212A(S232)。例如，在图8中示出的示例中，首先，地图创建单元103从先前地图212提取由更新的地图规格指定的区域中包括的区域。然后，地图创建单元103转换提取的区域的坐标系和分辨率，以使得指定地图规格，并且执行旋转转换或缩放转换，以创建局部地图212A。
注意，在地图创建单元103转换先前地图212以创建局部地图212A之前，地图创建单元103可以执行忘记先前地图212的处理。忘记先前地图212的处理是根据获取外部信息的定时，从先前地图212中包括的信息中删除特定信息的处理，其中从获取特定信息起已经经过了等于或大于特定时间段的时间段。这使得地图创建单元103能够防止在旧信息未被更新的情况下旧信息保留在外部地图中。
此外，地图创建单元103使用作为由识别单元101执行的对外部的识别的结果的外部信息来创建局部地图213，使得满足地图规格(S231)。例如，在图8中示出的示例中，地图创建单元103使用外部信息创建具有满足地图规格的坐标系和分辨率的局部地图213。
注意，步骤S231的操作和步骤S232的操作可以同时或并行执行。
然后，地图创建单元103组合分别在步骤S232和步骤S231中创建的局部地图212A和局部地图213，以创建满足更新的地图规格的外部地图214(S240)。将创建的外部地图214输出至行为计划单元104(S250)。
例如，在图8中示出的示例中，地图创建单元103确定局部地图212A和局部地图213中的哪个对应于内部地图211中的哪个区域，并且使相应的局部地图212A和局部地图213交叠以创建外部地图214。注意，在图8中示出的示例中，由于无信息的区域被排除在局部地图212A和局部地图213的区域之外，因此地图创建单元103确定无信息的区域是未观察到的区域(在图8中使用对角影线标记的区域)。
可以通过使局部地图从外部信息最近被获取的时间点开始按照相反的时间顺序交叠，来使相应的局部地图交叠。具体地，可以通过用使用较新的外部信息创建的局部地图重写使用较旧的外部信息创建的局部地图，来使相应的局部地图交叠。在这样的情况下，用通过执行较新的观察而获取的信息代替通过过去执行观察而获取的信息，并且因此地图创建单元103可以使用较新的信息来创建外部地图。
此外，可以通过使每个局部地图的信息以概率的形式交叠来使相应的局部地图交叠。具体地，可以通过为每个局部地图提供关于每个区域中的障碍的存在或不存在的指示，并且通过使用概率表示每个区域中的障碍的存在，来使相应的局部地图交叠。在这样的情况下，地图创建单元103可以使用关于多个局部地图的信息来创建外部地图，并且因此可以创建具有可靠性更高的信息的外部地图。注意，可以根据外部信息的可靠性的水平来对为每个局部地图提供的指示设置权重。
注意，图8示出了当地图创建单元103将先前地图转换成局部地图时分辨率保持不变的示例，但是根据本公开的方面的技术不限于该示例。在以下描述中，参照图9描述当将先前地图转换成局部地图时改变分辨率的示例。
在图9中，每个方形网格中的障碍的存在概率的水平由使用点影线的阴影表示。具体地，通过不使用点影线来表示无障碍的方形网格，并且通过使用点影线的更深的阴影来表示障碍的存在概率更高的方形网格。
如图9所示，当通过降低高分辨率地图220的分辨率来创建低分辨率地图221时，首先，地图创建单元103得出与要创建的低分辨率地图221的每个方形网格对应的高分辨率地图220的障碍区域和可移过区域的均值。然后，地图创建单元103可以将得出的均值设置为低分辨率地图221的每个方形网格中障碍的存在概率。
例如，当低分辨率地图221的方形网格由高分辨率地图220的四个方形网格形成、并且高分辨率地图220的四个方形网格全部是障碍区域时，可以将低分辨率地图221的方形网格设置为障碍的存在概率为100％的障碍区域。此外，当高分辨率地图220的四个方形网格中的两个方形网格是障碍区域时，可以将低分辨率地图221的方形网格设置为障碍的存在概率为50％的障碍区域。此外，当高分辨率地图220的四个方形网格中的一个方形网格是障碍区域时，可以将低分辨率地图221的方形网格设置为障碍的存在概率为25％的障碍区域。
替选地，地图创建单元103可以将通过对低分辨率地图221的方形网格中包括的高分辨率地图220的障碍区域的指示求和并对可移过区域的指示求和而获得的结果设置为低分辨率地图221的方形网格中障碍的存在概率。
另一方面，如图9所示，当通过增加低分辨率地图221的分辨率来创建高分辨率地图222时，首先，地图创建单元103提取与要创建的高分辨率地图222的方形网格对应的低分辨率地图221的方形网格中障碍的存在概率。然后，地图创建单元103可以将提取的障碍的存在概率设置为高分辨率地图222的方形网格中障碍的存在概率。
例如，当高分辨率地图222的四个方形网格被包括在低分辨率地图221的方形网格中、并且低分辨率地图221的方形网格是障碍区域时，可以将高分辨率地图222的四个方形网格分别设置为障碍区域。例如，当高分辨率地图222的四个方形网格被包括在低分辨率地图221的方形网格中、并且低分辨率地图221的方形网格是可移过区域时，可以将高分辨率地图222的四个方形网格分别设置为可移过区域。
替选地，地图创建单元103可以将通过使高分辨率地图222的方形网格共享如下结果而获得的值设置为障碍的存在概率：该结果是通过对低分辨率地图221的方形网格中的障碍区域的指示求和并对可移过区域的指示求和而获得的。
根据上述操作示例，根据本公开的实施方式的控制器100可以在地图创建单元103中使用由行为计划单元104创建的地图规格来创建外部地图。这使得根据本公开的实施方式的控制器100能够获取更适合于要创建的行为计划的内容的外部地图，这使得能够更高效地创建行为计划。
<4.修改例>
接下来，参照图10描述根据本公开的实施方式的控制器100的修改例的示例。图10是说明控制器100的修改例的概要的图示。
如图10所示，根据本公开的实施方式的控制器100可以用于创建在三维空间中移动的例如无人机的飞行器11的移动路线。具体地，控制器100可以在地图创建单元103中创建分辨率与高度方向并行地变化的外部地图202，并且可以使用创建的外部地图202来创建用以控制飞行器11的移动路线的行为计划。
例如，由地图创建单元103创建的外部地图202可以包括从更接近地球表面的区域起按顺序排列的低高度区域202A、中高度区域202B和高高度区域202C。该排列的原因在于，预期空气中的障碍的数目朝向地球表面增加，并且预期空气中的障碍的数目在更高的高度处减少。因此，控制器100可以通过降低远离地球表面的区域的分辨率来减小外部地图202的数据量。
如上所述，当控制器100创建在三维空间中移动的飞行器11的行为计划时，外部地图可以包括关于高度方向的信息。在这样的情况下，行为计划单元104可以在要创建的地图规格中另外指定关于高度方向的信息。例如，如上所述，行为计划单元104可以在要创建的地图规格中另外指定针对每个高度的分辨率。
<5.硬件配置示例>
接下来，参照图11描述根据本公开的实施方式的控制器100的硬件配置。图11是根据本公开的实施方式的控制器100的硬件配置示例的框图。
如图11所示，控制器100包括CPU(中央处理单元)901、ROM(只读存储器)902、RAM(随机存取存储器)903、桥接器907、内部总线905和906、接口908、输入设备911、输出设备912、存储设备913、驱动器914、连接端口915和通信设备916。
CPU 901用作算术处理单元，并且根据存储在例如ROM 902中的各种程序来控制控制器100的整个操作。ROM 902中存储由CPU 901使用的程序和操作参数，并且RAM 903中临时存储例如用于CPU 901的执行的程序和在执行中适当变化的参数。例如，CPU 901可以执行识别单元101、地图创建单元103、计划用地图创建单元102、行为计划单元104、驱动控制器105和动机生成单元107的功能。
CPU 901、ROM 902和RAM 903通过例如桥接器907和内部总线905和906彼此连接。此外，CPU 901、ROM 902和RAM 903还通过接口908连接至输入设备911、输出设备912、存储设备913、驱动器914、连接端口915和通信设备916。
输入设备911的示例包括用于输入信息的输入设备，例如触摸面板、键盘、鼠标、按钮、麦克风、开关和操纵杆。此外，还包括用于使用输入信息生成输入信号并执行向CPU 901的输出的输入控制电路作为输入设备911的示例。例如，输入设备911可以执行输入单元106的功能。
输出设备912的示例包括诸如CRT(阴极射线管)显示设备、液晶显示设备和有机EL(有机电致发光)显示设备的显示设备。此外，输出设备912的示例可以包括诸如扬声器和头戴式耳机的声音输出设备。
存储设备913是用于数据存储的控制器100的存储装置。存储设备913的示例可以包括存储介质、用于将数据存储在存储介质中的存储装置、从存储介质中读取数据的读取设备以及删除存储的数据的删除设备。
驱动器914是用于存储介质的读取器，并且被设置在控制器100内或从外部设置到控制器100。例如，驱动器914读取例如磁盘、光盘、磁光盘或半导体存储器的附接的可移除存储介质中存储的信息，并且将读取的信息输出至RAM 903。驱动器914还能够将信息写入可移除存储介质。
例如，连接端口915是由用于与外部连接设备连接的诸如USB(通用串行总线)端口、以太网(注册商标)端口、IEEE 802.11标准端口或光学音频端子的连接端口构成的连接接口。
例如，通信设备916是由例如用于与网络920连接的通信设备构成的通信接口。此外，通信设备916可以是允许有线LAN的通信设备或允许无线LAN的通信设备，或者可以是通过线执行线缆通信的线缆通信设备。
注意，可以创建使相对于控制器100内设置的硬件(例如，CPU、ROM和RAM)执行功能的计算机程序，该功能等同于上述根据本公开的实施方式的控制器的每个元件的功能。此外，还可以提供存储有该计算机程序的存储介质。
<6.总结>
上述根据本公开的实施方式的控制器100使得地图创建单元103能够使用由行为计划单元104创建的地图规格来创建用于创建行为计划的适当区域的外部地图。因此，控制器100使得可以减小外部地图的数据量和针对外部地图的计算量。
此外，根据本公开的实施方式的控制器100使得地图创建单元103能够使用由行为计划单元104创建的地图规格来以适当的准确度创建外部地图。因此，控制器100使得可以减小外部地图的数据量和针对外部地图的计算量。
此外，根据本公开的实施方式的控制器100使得可以使用由行为计划单元104创建的地图规格来创建更适当的外部地图，并且因此行为计划单元104可以创建更适合于行为目标的行为计划。
此外，根据本公开的实施方式的控制器100使得可以根据机器人设备10的状态或行为目标的改变，来改变外部地图的地图规格。因此，控制器100使得可以根据机器人设备10的行为的内容保持外部地图的最优性。
上面已经参照附图详细描述了本公开的实施方式，但是本公开的技术范围不限于上述示例。显然，本公开的技术领域中的技术人员可以在权利要求中描述的技术构思的范围内构想出各种修改或替选，并且应当理解，当然这样的修改和替选也属于本公开的技术范围。
此外，本文中描述的效果不是限制性的，而仅仅是描述性或说明性的。换言之，除了上述效果之外或代替上述效果，根据本公开的方面的技术可以提供根据本文中的描述对于本领域技术人员而言明显的其他效果。
注意，以下配置也属于本公开的技术范围。
(1)一种控制器，包括：
地图创建单元，其使用外部信息创建外部地图；以及
行为计划单元，其使用所述外部地图创建机器人设备的行为计划，其中，
所述地图创建单元使用由所述行为计划单元创建的地图规格创建所述外部地图。
(2)根据(1)所述的控制器，其中，
所述行为计划单元使用要使用所述行为计划实现的所述机器人设备的行为目标或所述机器人设备的状态中的至少之一来创建所述地图规格。
(3)根据(1)或(2)中任一项所述的控制器，其中，
所述行为计划单元创建指定所述外部地图的区域或分辨率中的至少之一的所述地图规格。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的控制器，其中，
指定所述外部地图的区域，以使得所述外部地图的区域包括所述行为目标中的所述机器人设备的目标位置和初始位置。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的控制器，其中，
使用所述机器人设备的移动速度或移动准确度中的至少之一来指定所述外部地图的分辨率。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的控制器，其中，
使用所述外部地图的区域的尺寸来指定所述外部地图的分辨率。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的控制器，其中，
在所述行为计划单元指定用于创建所述外部地图的所述外部信息的规格之前，所述行为计划单元创建所述地图规格。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的控制器，其中，
在所述机器人设备是飞行器的情况下，所述行为计划单元创建指定针对每个高度的所述外部地图的分辨率的所述地图规格。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的控制器，其中，
当所述机器人设备的行为目标或状态被更新时，所述行为计划单元更新所述地图规格。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的控制器，其中，
当所述行为计划单元更新所述地图规格时，所述行为计划单元确定在更新所述地图规格之前创建的外部地图是否满足所更新的地图规格。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的控制器，其中，
当在更新所述地图规格之前创建的外部地图不满足所更新的地图规格时，所述地图创建单元改变在更新所述地图规格之前创建的外部地图，以使得满足所更新的地图规格。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的控制器，其中，
当所述地图创建单元改变在更新所述地图规格之前创建的外部地图时，所述地图创建单元从所改变的外部地图中删除基于如下外部信息的信息，其中从获取该外部信息起已经经过了指定时间段。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的控制器，其中，
所述地图创建单元通过组合被改变以满足所更新的地图规格的外部地图和使用所述外部信息新创建的外部地图，来创建满足所更新的地图规格的外部地图。
(14)根据(1)至(13)中任一项所述的控制器，其中，
所述外部地图包括具有不同分辨率的多个区域。
(15)一种控制方法，包括：
由算术处理单元使用外部信息创建外部地图；以及
由所述算术处理单元使用所述外部地图创建机器人设备的行为计划，其中，
所述外部地图是使用被创建用以创建所述行为计划的地图规格而创建的。
(16)一种程序，所述程序使得计算机用作：
地图创建单元，其使用外部信息创建外部地图；以及
行为计划单元，其使用所述外部地图创建机器人设备的行为计划，并且
所述程序使所述地图创建单元使用由所述行为计划单元创建的地图规格创建所述外部地图。
(17)一种信息处理装置，包括：
电路系统，其被配置成：
基于移动设备的行为目标或所述移动设备的状态来生成地图规格；以及
基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的、所述移动设备外部的环境的外部地图。
(18)根据(17)所述的信息处理装置，其中，所述行为目标包括所述移动设备的移动目的地。
(19)根据(17)或(18)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述移动设备的状态包括所述移动设备的位置状态、运动状态、电池状态或故障状态。
(20)根据(17)至(19)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
基于所述外部地图来创建行为计划以实现所述行为目标。
(21)根据(17)至(20)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述行为计划控制所述移动设备的移动。
(22)根据(17)至(21)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述行为目标包括所述移动设备的移动目的地，并且
其中，所述行为计划包括从所述移动设备的位置到所述移动目的地的最短路径。
(23)根据(17)至(22)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述地图规格包括所述外部地图的区域的尺寸和所述外部地图的分辨率。
(24)根据(17)至(23)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述行为目标包括所述移动设备的移动目的地，并且
其中，基于所述移动目的地的准确度来指定所述外部地图的分辨率。
(25)根据(17)至(24)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述外部地图的分辨率与高度方向并行地变化。
(26)根据(17)至(25)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述移动设备的状态包括所述移动设备的速度，并且
其中，所述电路系统还被配置成：
在所述移动设备的速度是第一水平的情况下，将包括所述外部地图的区域的尺寸的所述地图规格生成为第二水平；以及
在所述移动设备的速度是高于所述第一水平的第三水平的情况下，将包括所述外部地图的区域的尺寸的所述地图规格生成为高于所述第二水平的第四水平。
(27)根据(17)至(26)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述移动设备的状态包括所述移动设备的速度，并且
其中，所述电路系统还被配置成：
在所述移动设备的速度是第一水平的情况下，将包括所述外部地图的分辨率的所述地图规格生成为第二水平；以及
在所述移动设备的速度是高于所述第一水平的第三水平的情况下，将包括所述外部地图的分辨率的所述地图规格生成为低于所述第二水平的第四水平。
(28)根据(17)至(27)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述移动设备是移动机器人。
(29)根据(17)至(28)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述移动设备是飞行器。
(30)根据(17)至(29)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
获取先前外部地图；
确定所述先前外部地图是否满足所述地图规格；以及
基于对所述先前外部地图不满足所述地图规格的确定来创建所述外部地图。
(31)根据(17)至(30)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
基于对所述先前外部地图满足所述地图规格的确定，来基于所述先前外部地图创建行为计划以实现所述行为目标。
(32)根据(17)至(31)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
获取外部信息；
基于所述外部信息来创建满足所述地图规格的第一局部地图；
基于所述先前外部地图来创建满足所述地图规格的第二局部地图；以及
组合所述第一局部地图和所述第二局部地图以创建所述外部地图。
(33)根据(17)至(32)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
基于所述地图规格来创建内部地图；
确定所述第一局部地图和所述第二局部地图中的哪些区域对应于所述内部地图中的相应区域；以及
通过基于所述确定将所述第一局部地图与所述第二局部地图交叠来创建所述外部地图。
(34)根据(17)至(33)中任一项所述的信息处理装置，其中，所述内部地图是空白的，并且包括由所述地图规格指定的区域和分辨率。
(35)一种信息处理方法，包括：
基于移动设备的行为目标或所述移动设备的状态来生成地图规格；以及
基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的、所述移动设备外部的环境的外部地图。
(36)一种其上包含有程序的非暂态计算机可读记录介质，所述程序在被计算机执行时使所述计算机执行方法，所述方法包括：
基于移动设备的行为目标或所述移动设备的状态来生成地图规格；以及
基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的所述移动设备外部的环境的外部地图。
参考标记列表
10 机器人设备
100 控制器
101 识别单元
102 计划用地图创建单元
103 地图创建单元
104 行为计划单元
105 驱动控制器
106 输入单元
107 动机生成单元
110 传感器
120 驱动单元

Claims (20)

1.一种信息处理装置，包括：
电路系统，被配置成：
基于移动设备的行为目标或所述移动设备的状态来生成地图规格；以及
基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的、所述移动设备外部的环境的外部地图。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述行为目标包括所述移动设备的移动目的地。
3.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述移动设备的状态包括所述移动设备的位置状态、运动状态、电池状态或故障状态。
4.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
基于所述外部地图来创建行为计划以实现所述行为目标。
5.根据权利要求4所述的信息处理装置，其中，所述行为计划控制所述移动设备的移动。
6.根据权利要求4所述的信息处理装置，其中，所述行为目标包括所述移动设备的移动目的地，并且
其中，所述行为计划包括从所述移动设备的位置到所述移动目的地的最短路径。
7.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述地图规格包括所述外部地图的区域的尺寸和所述外部地图的分辨率。
8.根据权利要求7所述的信息处理装置，其中，所述行为目标包括所述移动设备的移动目的地，并且
其中，基于所述移动目的地的准确度来指定所述外部地图的分辨率。
9.根据权利要求7所述的信息处理装置，其中，所述外部地图的分辨率与高度方向并行地变化。
10.根据权利要求7所述的信息处理装置，其中，所述移动设备的状态包括所述移动设备的速度，并且
其中，所述电路系统还被配置成：
在所述移动设备的速度是第一水平的情况下，将包括所述外部地图的区域的尺寸的所述地图规格生成为第二水平；以及
在所述移动设备的速度是高于所述第一水平的第三水平的情况下，将包括所述外部地图的区域的尺寸的所述地图规格生成为高于所述第二水平的第四水平。
11.根据权利要求7所述的信息处理装置，其中，所述移动设备的状态包括所述移动设备的速度，并且
其中，所述电路系统还被配置成：
在所述移动设备的速度是第一水平的情况下，将包括所述外部地图的分辨率的所述地图规格生成为第二水平；以及
在所述移动设备的速度是高于所述第一水平的第三水平的情况下，将包括所述外部地图的分辨率的所述地图规格生成为低于所述第二水平的第四水平。
12.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述移动设备是移动机器人。
13.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述移动设备是飞行器。
14.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
获取先前外部地图；
确定所述先前外部地图是否满足所述地图规格；以及
基于对所述先前外部地图不满足所述地图规格的确定来创建所述外部地图。
15.根据权利要求14所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
基于对所述先前外部地图满足所述地图规格的确定，来基于所述先前外部地图创建行为计划以实现所述行为目标。
16.根据权利要求14所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
获取外部信息；
基于所述外部信息来创建满足所述地图规格的第一局部地图；
基于所述先前外部地图来创建满足所述地图规格的第二局部地图；以及
组合所述第一局部地图和所述第二局部地图以创建所述外部地图。
17.根据权利要求16所述的信息处理装置，其中，所述电路系统还被配置成：
基于所述地图规格来创建内部地图；
确定所述第一局部地图和所述第二局部地图中的哪些区域对应于所述内部地图中的相应区域；以及
通过基于所述确定将所述第一局部地图与所述第二局部地图交叠来创建所述外部地图。
18.根据权利要求17所述的信息处理装置，其中，所述内部地图是空白的，并且包括由所述地图规格指定的区域和分辨率。
19.一种信息处理方法，包括：
基于移动设备的行为目标或所述移动设备的状态来生成地图规格；以及
基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的、所述移动设备外部的环境的外部地图。
20.一种其上包含有程序的非暂态计算机可读记录介质，所述程序在被计算机执行时使所述计算机执行方法，所述方法包括：
基于移动设备的行为目标或所述移动设备的状态来生成地图规格；以及
基于所生成的地图规格来创建满足所生成的地图规格的所述移动设备外部的环境的外部地图。
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