DE102022202391A1

DE102022202391A1 - Verfahren zur Steuerung eines beweglichen Körpers, beweglicher Körper und Programm

Info

Publication number: DE102022202391A1
Application number: DE102022202391.9A
Authority: DE
Inventors: Hiroki Kawashima; Kenji Takao; Katsumasa Kitajima
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2021-03-15
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-09-15
Also published as: JP2022141380A; US20220289538A1; JP7325465B2

Abstract

AufgabeEin Hindernis angemessen zu vermeiden.Mittel zur LösungEin Verfahren zum Steuern eines beweglichen Körpers schließt ein: einen Schritt der bewirkt, dass ein Sensor an dem beweglichen Körper bereitgestellt wird, um ein Hindernis zu erfassen; einen Schritt zum Bestimmen der Position und Lage einer Vorderseite des Hindernisses gegenüber der Fahrtrichtung des beweglichen Körpers basierend auf dem Erfassungsergebnis des Hindernisses; einen Schritt zum Erzeugen eines Ausweichweges, den das Hindernis während des Fahrens in Richtung einer Seite einer ersten Richtung, die die Fahrtrichtung schneidet, basierend auf der Position und Lage der Vorderseite vermeidet, einen Schritt der bewirkt, dass sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt, einen Schritt des Erfassens des Hindernisses, während sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt; einen Schritt zur Bestimmung der Position und Lage der Seitenfläche des Hindernisses auf der Seite der ersten Richtung basierend auf dem

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines beweglichen Körpers, einen beweglichen Körper und ein Programm.
Stand der Technik
Es gibt einen bekannten beweglichen Körper, der sich automatisch bewegt und mit einem Sensor ausgestattet ist, der einen Umfang erfasst. Zum Beispiel beschreibt Patentdokument 1 das Erfassen eines Hindernisses und das Erzeugen einer lokalen Karte, wobei die lokale Karte einen fahrbaren Bereich einschließt, in dem sich ein beweglicher Körper bewegen kann, und einen Hindernisbereich, in dem sich das Hindernis befindet.
Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur
Patentdokument 1: JP 2014-164424 A
Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Ein solcher beweglicher Körper ist erforderlich, um ein Hindernis angemessen zu vermeiden.
Die vorliegende Offenbarung wurde durchgeführt, um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, und eine Aufgabe davon ist es, ein Verfahren zum Steuern eines beweglichen Körpers, einen beweglichen Körper und ein Programm bereitzustellen, das eine angemessene Vermeidung eines Hindernisses ermöglicht.
Lösung des Problems
Um das vorstehende Problem zu lösen und die vorstehende Aufgabe zu erreichen, ist ein Verfahren zum Steuern eines beweglichen Körpers gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zum Steuern eines beweglichen Körpers, der sich automatisch bewegt und einschließt: einen Schritt der bewirkt, dass ein Sensor an dem beweglichen Körper bereitgestellt wird, um ein Hindernis zu erfassen; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Vorderseite des Hindernisses gegenüber einer Fahrtrichtung des beweglichen Körpers basierend auf einem Erfassungsergebnis des Hindernisses; einen Schritt zum Erzeugen eines Ausweichweges, der das Hindernis vermeidet während des Fahrens in Richtung einer Seite einer ersten Richtung, die die Fahrtrichtung schneidet, basierend auf der Position und der Lage der Vorderseite; einen Schritt der bewirkt, dass sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt, einen Schritt des Erfassens des Hindernisses, während sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Seitenfläche des Hindernisses auf der Seite der ersten Richtung basierend auf einem Erfassungsergebnis, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges erhalten wird; und einen Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges, um zu einer Seite einer zweiten Richtung zurückzukehren, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während das Hindernis basierend auf der Position und der Lage der Seitenfläche vermieden wird.
Um das vorstehende Problem zu lösen und die vorstehende Aufgabe zu erreichen, ist ein beweglicher Körper gemäß der vorliegenden Offenbarung ein beweglicher Körper, der sich automatisch bewegt und einschließt: eine Erfassungssteuereinheit, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass ein Sensor an dem beweglichen Körper bereitgestellt wird, um ein Hindernis zu erfassen; eine Erfassungseinheit für Ausweichweginformationen, die so konfiguriert ist, dass sie Informationen über einen Ausweichweg erfasst, der basierend auf einer Position und einer Lage einer Vorderseite des Hindernisses entgegengesetzt zu einer durch ein Erfassungsergebnis des Hindernisses bestimmten Bewegungsrichtung des beweglichen Körpers erzeugt wird, und der das Hindernis vermeidet, während er auf eine Seite einer ersten Richtung zusteuert, die die Bewegungsrichtung schneidet; und eine Bewegungssteuereinheit, die konfiguriert ist, um zu bewirken, dass sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt. Der Ausweichweg wird aktualisiert, um zu einer Seite einer zweiten Richtung entgegengesetzt zu der ersten Richtung zurückzukehren, während das Hindernis basierend auf einer Position und einer Lage einer Seitenfläche des Hindernisses auf der Seite der ersten Richtung, die aus einem durch den Sensor während der Bewegung entlang des Ausweichweges erhaltenen Erfassungsergebnis ermittelt wird, vermieden wird.
Um das obige Problem zu lösen und das obige Ziel zu erreichen, ist ein Programm gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Programm, das einen Computer veranlasst, ein Verfahren zur Steuerung eines beweglichen Körpers zu implementieren, der sich automatisch bewegt, und das einen Computer veranlasst, Folgendes auszuführen: einen Schritt, bei dem ein an dem beweglichen Körper bereitgestellter Sensor veranlasst wird, ein Hindernis zu erfassen; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Vorderseite des Hindernisses gegenüber einer Fahrtrichtung des beweglichen Körpers basierend auf einem Erfassungsergebnis des Hindernisses; einen Schritt zum Erzeugen eines Ausweichweges, der das Hindernis vermeidet während des Fahrens in Richtung einer Seite einer ersten Richtung, die die Fahrtrichtung schneidet, basierend auf der Position und der Lage der Vorderseite; einen Schritt der bewirkt, dass sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt, einen Schritt des Erfassens des Hindernisses, während sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Seitenfläche des Hindernisses auf der Seite der ersten Richtung basierend auf einem Erfassungsergebnis, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges erhalten wird; und einen Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges, um zu einer Seite einer zweiten Richtung zurückzukehren, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während das Hindernis basierend auf der Position und der Lage der Seitenfläche vermieden wird.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, ein Hindernis angemessen zu vermeiden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht eines Bewegungskontrollsystems gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine schematische Ansicht einer Konfiguration eines beweglichen Körpers.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Informationsverarbeitungsvorrichtung.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für den beweglichen Körper.
5 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Hindernisses.
6 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Extraktion einer Punktwolke.
7 ist eine schematische Ansicht, die ein spezifisches Beispiel für Geraden-Kandidaten veranschaulicht.
8 ist ein Graph, der ein Beispiel für eine Bewertung zeigt.
9 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines spezifischen Beispiels für Punktwolkenüberlagerung.
10 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für Messpunkte veranschaulicht, die auf eine ungefähre Linie projiziert werden.
11 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Histogramms von Messpunkten veranschaulicht.
12 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels eines Verfahrens zum Bestimmen einer Position und einer Lage einer Vorderseite eines Hindernisses.
13 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Ausweichweg veranschaulicht.
14 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Extraktion einer Punktwolke.
15 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines spezifischen Beispiels für Punktwolkenüberlagerung.
16 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels eines Verfahrens zum Bestimmen einer Position und einer Lage einer Seitenfläche eines Hindernisses.
17 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels der Aktualisierung eines Ausweichweges.
18 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Aktualisierungsflusses eines Ausweichweges gemäß einer vorliegenden Ausführungsform.
19 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Verfahrens zum Schätzen einer Position einer Seitenfläche eines Hindernisses gemäß einer zweiten Ausführungsform.
20 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Verfahrens zum Schätzen einer Position einer Seitenfläche eines Hindernisses gemäß einer zweiten Ausführungsform.
21 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Ausweichweg-Erzeugungsflusses gemäß einer zweiten Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, und wenn es eine Vielzahl von Ausführungsformen gibt, soll die vorliegende Erfindung eine Konfiguration einschließen, die diese Ausführungsformen kombiniert.
Erste Ausführungsform
Gesamtkonfiguration des Bewegungssteuersystems
1 ist eine schematische Ansicht eines Bewegungskontrollsystems gemäß einer ersten Ausführungsform. Wie in 1 veranschaulicht, schließt das Bewegungssteuersystem 1 gemäß der ersten Ausführungsform einen beweglichen Körper 10 und eine Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 ein. Das Bewegungssteuersystem 1 ist ein System, das die Bewegung des beweglichen Körpers 10, der zu einer Einrichtung W gehört, steuert. Die Einrichtung W ist eine Einrichtung, die logistisch verwaltet wird, wie beispielsweise ein Lager. Das Bewegungssteuerungssystem 1 veranlasst den beweglichen Körper 10, sich innerhalb eines Bereichs AR der Einrichtung W zu bewegen. Der Bereich AR ist beispielsweise eine Bodenfläche der Einrichtung W. Im Folgenden wird eine Richtung entlang des Bereichs AR als eine Richtung X bezeichnet. Ferner wird eine Richtung entlang des Bereichs AR, die die Richtung X schneidet, als eine Richtung Y bezeichnet, eine Richtung entlang der Richtung Y wird als eine Richtung Y1 bezeichnet, und die andere Richtung entlang der Richtung Y, d.h. eine Richtung entgegengesetzt zur Richtung Y1, wird als eine Richtung Y2 bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Richtungen Y1 und Y2 Richtungen orthogonal zur Richtung X. Die Richtung X und die Richtungen Y1 und Y2 können horizontale Richtungen sein. Eine Richtung orthogonal zur Richtung X und den Richtungen Y1 und Y2, also eine vertikale Richtung, wird als Richtung Z bezeichnet.
In der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich der bewegliche Körper 10 entlang eines Bewegungsweges R1. Wenn jedoch ein Hindernis P auf dem Bewegungsweg R1 vorhanden ist, kann der bewegliche Körper 10 mit dem Hindernis P kollidieren. In der vorliegenden Ausführungsform kann bei einer Möglichkeit, dass der bewegliche Körper 10 mit dem Hindernis P kollidieren kann, ein Ausweichweg R2 zum Vermeiden des Hindernisses P eingestellt und das Umschalten auf den Ausweichweg R2 durchgeführt werden. Auf diese Weise können Kollisionen mit dem Hindernis P vermieden und dem Hindernis P angemessen ausgewichen werden. Die Einzelheiten des Ausweichweges R2 werden später beschrieben. Es ist zu beachten, dass das Hindernis P ein Objekt ist, das durch den beweglichen Körper 10 vermieden werden soll. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Hindernis P eine polygonale Form aufweisen, die keine gekrümmte Linie (gekrümmte Oberfläche) einschließt, wenn sie von der Z-Richtung betrachtet wird. Ferner weist das Hindernis P bei Betrachtung aus der Z-Richtung einen Winkel auf, der von zwei Seiten gebildet wird, die über einen Scheitelpunkt verbunden sind, der vorzugsweise 90 Grad oder weniger beträgt, und mehr bevorzugt weist das Hindernis P eine rechteckige Form auf. In der folgenden Beschreibung wird als Beispiel ein Fall beschrieben, in dem das Hindernis P eine rechteckige Form aufweist, wenn es aus der Z-Richtung betrachtet wird. Das Hindernis P kann jedoch eine beliebige Form aufweisen. Zum Beispiel kann das Hindernis P eine Form aufweisen, die eine gekrümmte Linie einschließt, wenn es aus der Z-Richtung betrachtet wird, und kann zum Beispiel eine kreisförmige Form (zylindrische Form) aufweisen, wenn es aus der Z-Richtung betrachtet wird. Darüber hinaus ist im Beispiel der vorliegenden Ausführungsform das Hindernis P in einem Winkel in Bezug auf die Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 positioniert, aber die Ausrichtung des Hindernisses P kann beliebig sein.
Beweglicher Körper
2 ist eine schematische Ansicht einer Konfiguration des beweglichen Körpers. Der bewegliche Körper 10 ist eine Vorrichtung, die sich automatisch bewegen kann. In der vorliegenden Ausführungsform ist der bewegliche Körper 10 ein Gabelstapler und insbesondere ein sogenannter automatisierter geführter Gabelstapler (Automated Guided Forklift, AGF). Wie in 2 veranschaulicht, schließt der bewegliche Körper 10 eine Fahrzeugkarosserie 20, einen Mast 22, eine Gabel 24, einen Sensor 26 und eine Steuervorrichtung 28 ein. Die Fahrzeugkarosserie 20 weist Räder 20A auf. Der Mast 22 wird an einem Ende der Fahrzeugkarosserie 20 in einer Vorwärtsrichtung bereitgestellt. Der Mast 22 erstreckt sich entlang der vertikalen Richtung (hier der Richtung Z) orthogonal zur Vorwärtsrichtung. Die Gabel 24 ist an dem Mast 22 so befestigt, dass sie in der Richtung Z beweglich ist. Die Gabel 24 kann in einer Querrichtung der Fahrzeugkarosserie 20 (eine Richtung, die sich mit der vertikalen Richtung und der Vorwärtsrichtung schneidet) in Bezug auf den Mast 22 beweglich sein. Die Gabel 24 weist ein Paar von Zinken 24A und 24B auf. Die Zinken 24A und 24B erstrecken sich vom Mast 22 in Vorwärtsrichtung der Fahrzeugkarosserie 20. Die Zinken 24A und 24B sind in Querrichtung des Masts 22 voneinander getrennt angeordnet. In der Vorwärts-Rückwärts-Richtung werden eine Richtung zu einer Seite des beweglichen Körpers 10, an der die Gabel 24 bereitgestellt wird, und eine Richtung zu einer Seite, an der die Gabel 24 nicht bereitgestellt wird, als Vorwärtsrichtung bzw. Rückwärtsrichtung bezeichnet.
Die Sensoren 26 erfassen mindestens eines von Position und Lage eines Zielobjekts im Umfang der Fahrzeugkarosserie 20. Das heißt, es kann gesagt werden, dass der Sensor 26 eine Position des Zielobjekts relativ zu dem beweglichen Körper 10 und eine Lage des Zielobjekts relativ zu dem beweglichen Körper 10 erfasst. In der vorliegenden Ausführungsform werden die Sensoren 26 an dem Mast 22 und vier Ecken der Fahrzeugkarosserie 20 bereitgestellt, d. h. am linken und rechten Endabschnitt auf der Vorderseite und dem linken und rechten Endabschnitt auf der Rückseite der Fahrzeugkarosserie 20. Die Positionen, an denen die Sensoren 26 bereitgestellt werden, sind jedoch nicht darauf beschränkt, und die Sensoren 26 können an beliebigen Positionen bereitgestellt werden, und die Anzahl der bereitgestellten Sensoren 26 kann beliebig sein. Zum Beispiel kann ein Sicherheitssensor, der an dem beweglichen Körper 10 bereitgestellt wird, auch als Sensor 26 angewendet werden. Mit dem somit auch für einen solchen Zweck aufgebrachten Sicherheitssensor muss kein neuer Sensor bereitgestellt werden.
Die Sensoren 26 erfassen (empfangen) reflektiertes Licht von einem peripheren Zielobjekt, um die Position und Lage des Zielobjekts zu erfassen. Darüber hinaus ist jeder der Sensoren 26 ein Sensor, der Licht emittiert und insbesondere einen Laserstrahl als Licht emittiert. Der Sensor 26 erfasst das reflektierte Licht des emittierten Laserstrahls, um die Position und Lage des Zielobjekts zu erfassen. Der Sensor 26 emittiert den Laserstrahl während der Abtastung in einer Richtung und erfasst die Position und Lage des Zielobjekts aus dem reflektierten Licht des emittierten Laserstrahls. Mit anderen Worten ist der Sensor 26 ein so genannter 2D-Lichterfassungs- und -Entfernungssensor (LiDAR-Sensor). In der vorliegenden Ausführungsform tastet der Sensor 26 den Laserstrahl in horizontaler Richtung ab, d. h. in der Richtung Z. Es ist zu beachten, dass der Sensor 26 nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt ist und ein Sensor sein kann, der das Zielobjekt mit einem beliebigen Verfahren erfasst, wie etwa dem so genannten 3D-LiDAR, bei dem die Abtastung in mehreren Richtungen erfolgt, oder eine Kamera sein kann.
Die Steuervorrichtung 28 steuert die Bewegung des beweglichen Körpers 10. Die Steuervorrichtung 28 wird später beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der bewegliche Körper 10 ein Gabelstapler, ist aber nicht darauf beschränkt und kann ein beliebiger beweglicher Körper sein. Außerdem kann der bewegliche Körper 10 ein nicht-holonomisches System sein, d. h. ein System, das sich nicht in seitlicher Richtung bewegen kann, und ein System, das eine Beschränkung des Wenderadius und der Geschwindigkeit aufweist und sich nicht außerhalb des Bereichs zwischen der oberen und der unteren Grenze bewegen kann. Darüber hinaus bewegt sich in der vorliegenden Ausführungsform der bewegliche Körper 10 innerhalb der Einrichtung W, aber der Ort, in dem sich der bewegliche Körper 10 bewegt, ist nicht darauf beschränkt, innerhalb der Einrichtung W zu liegen, und kann beliebig sein.
Informationsverarbeitungsvorrichtung
3 ist ein schematisches Blockdiagramm der Informationsverarbeitungsvorrichtung. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 wird in der Einrichtung W bereitgestellt und ist eine Vorrichtung, die mindestens die Informationen über die Bewegung des beweglichen Körpers 10 oder dergleichen zu und von dem beweglichen Körper 10 überträgt und empfängt, d. h. ein sogenanntes Bodensystem. Die Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 ist ein Computer und schließt, wie in 3 veranschaulicht, eine Kommunikationseinheit 30, eine Speichereinheit 32 und eine Steuereinheit 34 ein. Die Kommunikationseinheit 30 ist ein Modul, das von der Steuereinheit 34 verwendet wird, um mit einer externen Vorrichtung, wie dem beweglichen Körper 10, zu kommunizieren, und kann zum Beispiel eine Antenne oder dergleichen einschließen. Das Kommunikationsverfahren der Kommunikationseinheit 30 ist drahtlose Kommunikation in der vorliegenden Ausführungsform, aber jedes Kommunikationsverfahren kann verwendet werden. Bei der Speichereinheit 32 handelt es sich um einen Speicher, in dem verschiedene Informationen, wie etwa Berechnungsinhalte der Steuereinheit 34 und Programme, gespeichert werden, und der beispielsweise mindestens eine primäre Speichervorrichtung, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einen Festwertspeicher (ROM), und eine externe Speichervorrichtung, wie etwa ein Festplattenlaufwerk (HDD), einschließt.
Die Steuereinheit 34 ist eine Rechenvorrichtung, d. h. eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU). Die Steuereinheit 34 schließt eine Bewegungswegerfassungseinheit 40 ein. Die Steuereinheit 34 liest ein Programm (Software) aus der Speichereinheit 32 aus und führt es zum Implementieren der Bewegungswegerfassungseinheit 40 aus und führt ihre Verarbeitung durch. Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit 44 eine solche Verarbeitung mit einer einzelnen CPU ausführen kann oder eine Vielzahl von CPUs einschließen kann und die Verarbeitung mit der Vielzahl von CPUs ausführen kann. Ferner kann mindestens ein Teil der Verarbeitung der Bewegungswegerfassungseinheit 40 durch eine Hardwareschaltung implementiert werden. Das in der Speichereinheit 32 für die Steuereinheit 34 gespeicherte Programm kann in einem Aufzeichnungsmedium gespeichert werden, das von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 lesbar ist.
Die Bewegungswegerfassungseinheit 40 erfasst die Informationen über den Bewegungsweg R1 des beweglichen Körpers 10. Die Bewegungswegerfassungseinheit 40 kann den Bewegungsweg R1 basierend auf beispielsweise dem beweglichen Körper 10 zugeordneten Arbeitsinhalt einstellen. Die Bewegungswegerfassungseinheit 40 überträgt die erfassten Informationen über den Bewegungsweg R1 über die Kommunikationseinheit 30 an den beweglichen Zielkörper 10. Es ist zu beachten, dass in der vorliegenden Ausführungsform, wie in dem Beispiel von 1 veranschaulicht, der Bewegungsweg R1 ein Weg entlang der Richtung X ist, aber der Bewegungsweg R1 nicht darauf beschränkt ist und beliebig sein kann. Außerdem ist der Bewegungsweg R1 nicht darauf beschränkt, durch die Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 eingestellt zu werden, und kann durch den beweglichen Körper 10 eingestellt werden, oder kann durch ein Verwaltungssystem, wie etwa ein Lagerverwaltungssystem (WMS), eingestellt werden, das die physische Verteilung in der Einrichtung W verwaltet.
Steuervorrichtung des beweglichen Körpers
Als Nächstes wird die Steuervorrichtung 28 des beweglichen Körpers 10 beschrieben. 4 ist ein schematisches Blockdiagramm der Steuervorrichtung des beweglichen Körpers. Die Steuervorrichtung 28 steuert den beweglichen Körper 10. Die Steuervorrichtung 28 stellt den Ausweichweg R2 basierend auf dem Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 des beweglichen Körpers 10 ein und bewirkt, dass sich der bewegliche Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 bewegt. Die Steuervorrichtung 28 ist ein Computer und schließt, wie in 4 veranschaulicht, eine Kommunikationseinheit 60, eine Speichereinheit 62 und eine Steuereinheit 64 ein. Die Kommunikationseinheit 60 ist ein Modul, das von der Steuereinheit 64 verwendet wird, um mit einer externen Vorrichtung, wie etwa der Informationsverarbeitungsvorrichtung 12, zu kommunizieren, und kann zum Beispiel eine Antenne oder dergleichen einschließen. Das Kommunikationsverfahren der Kommunikationseinheit 60 ist drahtlose Kommunikation in der vorliegenden Ausführungsform, aber jedes Kommunikationsverfahren kann verwendet werden. Die Speichereinheit 62 ist ein Speicher zum Speichern verschiedener Informationen, wie etwa ein Recheninhalt der Steuereinheit 64 und Programme und schließt beispielsweise mindestens eines von einer Primärspeichervorrichtung, wie etwa einem RAM oder einem ROM, und einer externen Speicherungsvorrichtung, wie etwa einer HDD, ein.
Die Steuereinheit 64 ist eine Rechenvorrichtung, d. h. eine CPU. Die Steuereinheit 64 schließt eine Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit 70, eine Bewegungssteuereinheit 72, eine Erfassungssteuereinheit 74, eine Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 und eine Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 ein. Die Steuereinheit 64 liest ein Programm (Software) aus der Speichereinheit 62 und führt es aus, um die Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit 70, die Bewegungssteuereinheit 72, die Erfassungssteuereinheit 74, die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 und die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 zu implementieren, und führt die Verarbeitung dieser Einheiten aus. Es ist zu beachten, dass die Steuereinheit 64 eine solche Verarbeitung mit einer einzelnen CPU ausführen kann oder eine Vielzahl von CPUs einschließen kann und die Verarbeitung mit der Vielzahl von CPUs ausführen kann. Zumindest ein Teil der Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit 70, der Bewegungssteuereinheit 72, der Erfassungssteuereinheit 74, der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 und der Einheit zur Erfassung von Ausweichweginformationen 78 kann durch eine HardwareSchaltung implementiert werden. Weiterhin kann das in der Speichereinheit 62 für die Steuereinheit 64 gespeicherte Programm in einem Aufzeichnungsmedium gespeichert werden, das von der Steuervorrichtung 28 lesbar ist.
Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit
Die Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit 70 erfasst die Informationen über den Bewegungsweg R1. Wenn der bewegliche Körper 10 als Arbeitsobjekt ausgewählt wird, kann die Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit 70 die Informationen über den Bewegungsweg R1 von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 erfassen oder die im Voraus in der Speichereinheit 62 gespeicherten Informationen über den Bewegungsweg R1 lesen.
Bewegungssteuereinheit
Die Bewegungssteuereinheit 72 steuert einen Bewegungsmechanismus, wie etwa eine Antriebseinheit oder eine Lenkvorrichtung des beweglichen Körpers 10, um die Bewegung des beweglichen Körpers 10 zu steuern. Die Bewegungssteuereinheit 72 bewirkt, dass sich der bewegliche Körper 10 entlang des Bewegungsweges R1 bewegt, der durch die Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit 70 erfasst wird, oder entlang des Ausweichweges R2, der durch die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 erfasst wird, die später beschrieben werden soll. Die Bewegungssteuereinheit 72 bewirkt, dass sich der bewegliche Körper 10 über den Bewegungsweg R1 oder den Ausweichweg R2 bewegt, indem er nacheinander Positionsinformationen des beweglichen Körpers 10 erfasst. Das Verfahren zum Erfassen der Positionsinformationen des beweglichen Körpers 10 ist beliebig. In der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise ein Erfassungskörper (nicht veranschaulicht) in der Einrichtung W bereitgestellt, und die Bewegungssteuereinheit 72 erfasst die Informationen über die Position und Lage des beweglichen Körpers 10 basierend auf der Erfassung des Erfassungskörpers. Insbesondere bestrahlt der bewegliche Körper 10 den Erfassungskörper mit einem Laserstrahl, empfängt das vom Erfassungskörper reflektierte Licht des Laserstrahls und erfasst die Position und Lage des beweglichen Körpers 10 in der Einrichtung W. Hier bezieht sich die Position des beweglichen Körpers 10 auf Koordinaten im zweidimensionalen Koordinatensystem CO in der Richtung X und der Richtung Y im Bereich AR der Einrichtung W, und in der folgenden Beschreibung bezieht sich eine Position, sofern nicht anders beschrieben, auf Koordinaten im zweidimensionalen Koordinatensystem CO. Die Lage des beweglichen Körpers 10 bezieht sich auf die Ausrichtung (den Drehwinkel) des beweglichen Körpers 10, wenn er aus der Richtung Z orthogonal zur Richtung X und zur Richtung Y betrachtet wird. Das Verfahren zur Erfassung der Informationen über die Position und die Lage des beweglichen Körpers 10 ist nicht auf die Verwendung eines Erfassungskörpers beschränkt, und es kann beispielsweise eine Technologie zur Schätzung der eigenen Position, wie etwa die gleichzeitige Lokalisierung und Kartierung (SLAM), verwendet werden.
Erfassungssteuereinheit
Die Erfassungssteuereinheit 74 bewirkt, dass der Sensor 26 das Hindernis P mehrmals erfasst. Der spezifische Verarbeitungsinhalt der Erfassungssteuereinheit 74 wird später beschrieben.
Hindernis-Informationserfassungseinheit
Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 erfasst das Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P, bestimmt basierend auf dem Erfassungsergebnis des Hindernisses P durch den Sensor 26. Ferner erfasst die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 das Ergebnis der Bestimmung der Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P, das basierend auf dem Erfassungsergebnis des Hindernisses P durch den Sensor 26 bestimmt wurde, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 erhalten wurde. Die spezifische Verarbeitung der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 wird später beschrieben.
Ausweichweg-Informationserfassungseinheit
Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 erfasst die Informationen über den Ausweichweg R2, die basierend auf dem Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P erzeugt wurden. Ferner erfasst die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Informationen über den Ausweichweg R2, der basierend auf dem Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P aktualisiert wurden. Die spezifische Verarbeitung der Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 wird später beschrieben.
Verarbeitung des Steuergeräts
Als nächstes wird die Verarbeitung der Steuervorrichtung 28 beschrieben, die durchgeführt wird, wenn der bewegliche Körper 10 das Hindernis P vermeidet.
Bewegung entlang des Bewegungsweges
5 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Hindernisses. Die Bewegungssteuereinheit 72 der Steuervorrichtung 28 bewirkt, dass sich der bewegliche Körper 10 entlang des Bewegungsweges R1 bewegt, der durch die Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit 70 erfasst wird. Wie in 5 veranschaulicht, bewirkt die Erfassungssteuereinheit 74, dass der Sensor 26 eine Erfassung durchführt, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Bewegungsweges R1 bewegt. Die Erfassungssteuereinheit 74 veranlasst den Sensor 26, eine Erfassung auf der Fahrtrichtungsseite des Bewegungsweges R1 durchzuführen, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Bewegungsweges R1 bewegt. Basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors 26 bestimmt die Erfassungssteuereinheit 74, ob das Hindernis P auf der Fahrtrichtungsseite des Bewegungsweges R1 vorhanden ist, mit anderen Worten, ob der bewegliche Körper 10 mit dem Hindernis P kollidiert, wenn er sich weiter entlang des Bewegungsweges R1 bewegt. Das Verfahren zum Bestimmen, ob das Hindernis P auf der Fahrtrichtungsseite vorhanden ist, kann beliebig sein. Zum Beispiel kann die Erfassungssteuereinheit 74 bestimmen, dass das Hindernis P auf der Fahrtrichtungsseite vorhanden ist, wenn das reflektierte Licht des Laserstrahls LT empfangen wird, der in Fahrtrichtung emittiert wird.
Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite des Hindernisses
Wenn festgestellt wird, dass das Hindernis P auf der Seite der Fahrtrichtung vorhanden ist, führt die Steuervorrichtung 28 ein Verfahren zur Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P aus. Die Vorderseite Pa des Hindernisses P bezieht sich auf die Oberfläche des Hindernisses P, die der Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 (der Richtung X im Beispiel der vorliegenden Ausführungsform) entgegengesetzt ist, d.h. der Oberfläche des Hindernisses P auf der gegenüberliegenden Seite der Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 (der gegenüberliegenden Seite der Richtung X im Beispiel der vorliegenden Ausführungsform). Im Folgenden wird das Verfahren zum Bestimmen der Position und Lage der Vorderseite Pa beschrieben.
Erfassung der Punktwolke
Bei der Ausführung des Verfahrens zur Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P verringert die Bewegungssteuereinheit 72 die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers 10, und die Erfassungssteuerungseinheit 74 lässt den Sensor 26 die Erfassung auf der Fahrtrichtungsseite durchführen, um den Sensor 26 zu veranlassen, einen Bereich zu erfassen, der die Vorderseite Pa des Hindernisses P einschließt. Insbesondere veranlasst die Erfassungssteuerungseinheit 74 den Sensor 26, einen Lichtstrahl LT in Richtung der Fahrtrichtungsseite des Bewegungsweges R1 zu emittieren, während der Laserstrahl LT abgetastet wird. Der Laserstrahl LT wird an der Vorderseite Pa des Hindernisses P reflektiert, und der Sensor 26 empfängt das von der Vorderseite Pa des Hindernisses P reflektierte Licht. Die Erfassungssteuereinheit 74 erfasst eine Punktwolke M0, die aus einer Reihe von Messpunkten M besteht, basierend auf dem Erfassungsergebnis des vom Sensor 26 empfangenen reflektierten Lichts. Der Messpunkt M bezieht sich auf einen Punkt, der eine Position (Koordinaten) angibt, an der der Laserstrahl LT reflektiert wird, und die Punktwolke M0 bezieht sich auf einen Satz von Punkten, die jeweils eine Position angeben, an der der Laserstrahl LT reflektiert wird. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Erfassungssteuereinheit 74, basierend auf dem Erfassungsergebnis des reflektierten Lichts und der Position des beweglichen Körpers 10, die Position (Koordinaten) des Punktes, an dem das reflektierte Licht in dem zweidimensionalen Koordinatensystem CO in der Richtung X und der Richtung Y reflektiert wird, als Messpunkt M. Die Erfassungssteuereinheit 74 ist jedoch nicht darauf beschränkt, eine Position in dem zweidimensionalen Koordinatensystem CO als Messpunkt M festzulegen, sondern kann eine Position in einem Koordinatensystem basierend auf dem Sensor 26 oder des beweglichen Körpers 10 als Messpunkt M festlegen. Ferner ist in der vorliegenden Ausführungsform die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers 10 verringert, aber das Verfahren des Verringerns der Bewegungsgeschwindigkeit ist nicht notwendig.
Extraktion der Punktwolke
6 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Extraktion einer Punktwolke. Die Erfassungssteuereinheit 74 extrahiert die Messpunkte M, die von der später zu beschreibenden Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert werden sollen, d.h. die Messpunkte M, die zur Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P verwendet werden, aus den Messpunkten M, die in einer Punktwolke M0 eingeschlossen sind, die durch die einmalige Erfassung (die einmalige Abtastung des Laserstrahls LT) durch den Sensor 26 erfasst wurde. Die Erfassungssteuereinheit 74 extrahiert die Messpunkte M, die der Vorderseite Pa des Hindernisses P entsprechen, von den Messpunkten M, die durch die Einzelerfassung durch den Sensor 26 erfasst werden, wenn die Messpunkte M von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert werden sollen. Die Erfassungssteuereinheit 74 speichert die Informationen über die extrahierten Messpunkte M in einem in der Speichereinheit 62 eingeschlossenen Puffer. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Erfassungssteuereinheit 74 eine gerade Linie La (die Position und die Lage der geraden Linie La), die der Vorderseite Pa des Hindernisses P entspricht, basierend auf den Messpunkten M, die durch die einmalige Erfassung durch den Sensor 26 erfasst wurden, und wählt die zu extrahierenden Messpunkte M basierend auf der Positionsbeziehung zwischen der geraden Linie La und den Messpunkten M aus.
Akquisition von Geraden-Kandidaten
7 ist eine schematische Ansicht, die ein spezifisches Beispiel für Geraden-Kandidaten veranschaulicht. Wie in 7 veranschaulicht, erfasst die Erfassungssteuereinheit 74 einen oder mehrere Geraden-Kandidaten, um eine gerade Linie La zu erfassen, die der Vorderseite Pa des Hindernisses p entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform erfasst die Erfassungssteuereinheit 74 als Geraden-Kandidat eine gerade Linie, die zwei Messpunkte M verbindet, die aus den Messpunkten M ausgewählt werden, die in der Punktwolke M0 eingeschlossen sind, die durch die Einzelerfassung durch den Sensor 26 erfasst wurde. Genauer gesagt kann die Erfassungssteuereinheit 74 so konfiguriert werden, dass sie als Geraden-Kandidat eine gerade Linie erfasst, die zwei Messpunkte M verbindet, die durch den Zufallsstichproben-Konsens-Algorithmus (RANSAC) aus den Messpunkten M ausgewählt wurden, die durch die Einzelerfassung durch den Sensor 26 erfasst wurden. In diesem Fall kann die Erfassungssteuereinheit 74 zwei Messpunkte M aus allen durch die Einzelerfassung erfassten Messpunkten M auswählen oder einen Erfassungszielbereich festlegen, der ein sogenannter Interessenbereich (ROI) ist, und zwei Messpunkte M aus den im Erfassungszielbereich eingeschlossenen Messpunkten M auswählen. Der Zielbereich für die Erfassung kann in diesem Fall beliebig eingestellt werden. Man beachte, dass RANSAC ein Verfahren ist, bei dem zwei Punkte zufällig ausgewählt werden, um einen Bewertungswert zu berechnen. Das Verfahren zur Gewinnung von Geraden-Kandidaten gemäß der vorliegenden Offenlegung ist jedoch nicht auf die Technik mit RANSAC beschränkt, und es können auch andere Algorithmen wie PROSAC (Progressive Sample Consensus) verwendet werden.
Erfassung der geraden Linie La
Die Erfassungssteuereinheit 74 berechnet einen integrierten Bewertungswert für jeden von einem oder mehreren Geraden-Kandidaten und erfasst eine gerade Linie La, die der Vorderseite Pa des Hindernisses P entspricht, basierend auf dem integrierten Bewertungswert. Im Folgenden wählt die Erfassungssteuereinheit 74 beispielsweise den in 7 veranschaulichten Geraden-Kandidaten L1 als eine gerade Linie La basierend auf einem integrierten Bewertungswert aus.
Hier wird ein integrierter Bewertungswert beschrieben. Wenn beispielsweise ein Geraden-Kandidat mit einem hohen integrierten Bewertungswert bevorzugt als gerade Linie für die Erfassung von Linienabschnitten ausgewählt wird, bedeutet „ein Bewertung mit einer Konstante niedriger Priorität“ eine Bewertung mit einem Wert, der den integrierten Bewertungswert verringert. Andererseits, wenn beispielsweise ein Geraden-Kandidat mit einem niedrigen integrierten Bewertungswert bevorzugt ausgewählt wird, bedeutet „ein Bewertung mit einer Konstante niedriger Priorität“ einen Bewertung mit einem Wert, der einen integrierten Bewertungswert erhöht.
Bei der Berechnung eines integrierten Bewertungswerts verwendet die Erfassungssteuereinheit 74 einen vertikalen Abstand zwischen jedem Messpunkt M, der eine Punktwolke M0 bildet, und einem Geraden-Kandidaten. Konkret weist die Erfassungssteuereinheit 74 einem Messpunkt M, der sich in einem geringeren als einem bestimmten Abstand von einem Geraden-Kandidaten befindet, eine höhere Prioritätsbewertung zu als einem Messpunkt M, der sich auf der nahen Seite (der Seite, die näher an der Position des beweglichen Körpers 10 zum Zeitpunkt der Erfassung liegt) in dem bestimmten Abstand oder mehr von dem Geraden-Kandidaten befindet, und je näher der Messpunkt M an dem Geraden-Kandidaten liegt, desto höher ist die Prioritätsbewertung, die zugewiesen wird. Die Erfassungskontrolleinheit 74 weist beispielsweise einem Messpunkt M, der sich auf der nahen Seite in der angegebenen Entfernung oder mehr befindet, eine Bewertung mit einer negativen Konstante zu, während sie einem Messpunkt M, der sich in einer geringeren Entfernung als der angegebenen befindet, eine positive Bewertung zuweist. Ein positiver Bewertungswert ist eine Variable, die von der Entfernung zu einem Geraden-Kandidaten abhängt.
8 ist ein Graph, der ein Beispiel für eine Bewertung zeigt. Die horizontale Achse des Diagramms entspricht der X-Richtung (Tiefe) und gibt den Abstand zwischen einem Messpunkt M und einem Geraden-Kandidaten an, d. h. je weiter rechts auf der horizontalen Achse, desto weiter entfernt ist der Messpunkt (die Seite, die zum Zeitpunkt der Erfassung vom beweglichen Körper 10 entfernt ist). Die Position, an der die Tiefe Null ist, ist die Position des Geraden-Kandidaten. Die vertikale Achse gibt den Wert einer zu vergebenden Bewertung an. In dem in 8 veranschaulichten Beispiel wird einem Messpunkt M, der sich auf der nahen Seite in der angegebenen Entfernung oder weiter von dem Geraden-Kandidaten befindet, eine Punktzahl mit einer negativen Konstante zugewiesen. Auf diese Weise wird einem Messpunkt M, der sich auf der nahen Seite in der angegebenen Entfernung oder mehr vom Geraden-Kandidaten befindet, ein bestimmter Widerstand auferlegt, unabhängig von der Entfernung zwischen dem Geraden-Kandidaten und dem Messpunkt M. Einem Messpunkt M, der sich in einer geringeren als der angegebenen Entfernung vom Geraden-Kandidaten befindet, wird eine positive Punktzahl zugewiesen, wobei die positive Punktzahl umso höher ist, je näher der Messpunkt M am Geraden-Kandidaten liegt.
Bei der Berechnung eines integrierten Bewertungswertes schließt die Erfassungskontrolleinheit 74 die Messpunkte M, die sich auf der anderen Seite in einem bestimmten Abstand oder mehr von dem Geraden-Kandidaten befinden, von dem Integrationsziel des integrierten Bewertungswertes aus. „Messpunkte M vom Integrationsziel des integrierten Bewertungswertes ausschließen“ bedeutet, dass die Messpunkte M im Wesentlichen vom Integrationsziel des integrierten Bewertungswertes ausgeschlossen sind, und kann bedeuten, dass den Messpunkten M ein Bewertung von Null zugewiesen wird, oder dass den Messpunkten M kein Bewertung zugewiesen wird. In dem in 8 veranschaulichten Beispiel wird einem Messpunkt M, der sich auf der anderen Seite in dem angegebenen Abstand oder mehr von dem Geraden-Kandidaten befindet, ein Bewertung von Null zugewiesen. In dem in 7 veranschaulichten Beispiel wird bei Anwendung des oben beschriebenen Verfahrens zur Berechnung des integrierten Bewertungswerts der Geraden-Kandidat L1 als die gerade Linie La ausgewählt. Es ist zu beachten, dass die Erfassungssteuereinheit 74 eine Vielzahl von geraden Linien mit einer hohen Priorität erfassen kann, die durch den integrierten Bewertungswert dargestellt wird.
Die Erfassungssteuereinheit 74 wählt eine gerade Linie La aus den Geraden-Kandidaten basierend auf dem integrierten Bewertungswerts wie oben beschrieben aus. Die Erfassungssteuereinheit 74 kann jedoch ein Liniensegment, das sich aus der Teilung eines basierend auf dem integrierten Bewertungswerts ausgewählten Geraden-Kandidaten durch zwei Punkte ergibt, als gerade Linie La festlegen. In diesem Fall entsprechen die beiden Punkte den beiden Enden des Hindernisses P in der Breitenrichtung. Dann extrahiert die Erfassungskontrolleinheit 74 ein oder mehrere Liniensegmente aus dem ausgewählten Geraden-Kandidaten und sucht nach den extrahierten ein oder mehreren Liniensegmenten ein Liniensegment oder eine Kombination aus zwei oder mehreren Liniensegmenten mit einer Länge von Ende zu Ende, die der Länge zwischen den beiden Enden des Hindernisses P entspricht. „Entsprechende Länge“ bedeutet eine Länge innerhalb des Toleranzbereichs. Wenn beispielsweise die Abmessungen des Hindernisses P bekannt sind, kann die Länge zwischen den beiden Enden des Hindernisses P im Voraus in der Speichereinheit 62 der Steuervorrichtung 28 als Konstruktionsinformation des Hindernisses P gespeichert werden. Die Erfassungssteuereinheit 74 kann das Liniensegment oder die Kombination der zwei oder mehr gefundenen Liniensegmente kombinieren, um eine gerade Linie La zu erhalten.
Extraktion von Punktwolken basierend auf der geraden Linie La
Die Erfassungssteuereinheit 74 extrahiert die Messpunkte M, die von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert werden sollen basierend auf der Positionsbeziehung zwischen der geraden Linie La und den Messpunkten M, die wie oben beschrieben erfasst wurden. Beispielsweise kann die Erfassungssteuereinheit 74 die Messpunkte M, die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstandsbereichs von der geraden Linie La befinden, als Messpunkte M extrahieren, die von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert werden sollen. Durch die Extraktion des Messpunkts M basierend auf der Positionsbeziehung zwischen der geraden Linie La und den Messpunkten M auf diese Weise ist es möglich, die Messpunkte M, die nicht der Vorderseite Pa des Hindernisses P entsprechen, auszuschließen, die Messpunkte M, die der Vorderseite Pa des Hindernisses P entsprechen, angemessen zu extrahieren und die Genauigkeit der Erfassung der Position und Lage der Vorderseite Pa zu verbessern.
Beachten Sie, dass in der obigen Beschreibung die Erfassungssteuereinheit 74 die gerade Linie La unter Verwendung der Punktwolke M0 erfasst, die durch eine einzige Erfassung durch den Sensor 26 erfasst wird, aber darauf nicht beschränkt ist, und eine gerade Linie La unter Verwendung einer Punktwolke M0 erfassen kann, die durch eine Vielzahl von Erfassungen durch den Sensor 26 erfasst wird. Das heißt, die Erfassungssteuereinheit 74 kann eine gerade Linie La basierend auf einer Punktwolke M0 erfassen, die durch mindestens eine Erfassung erfasst wurde. Außerdem ist das Verfahren zur Erfassung einer geraden Linie La nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt, sondern es kann jedes beliebige Verfahren verwendet werden.
Darüber hinaus ist das Verfahren zur Extraktion von Messpunkten M nicht auf die Verwendung einer geraden Linie La beschränkt, und die Erfassungssteuereinheit 74 kann Messpunkte M mit einem beliebigen Verfahren extrahieren. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, die Messpunkte M selbst zu extrahieren, und alle in der Punktwolke M0 eingeschlossenen Messpunkte M, die durch eine einzige Erfassung durch den Sensor 26 erfasst wurden, können die Messpunkte M sein, die von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert werden sollen.
Eine Vielzahl von Erfassungen
Die Erfassungssteuereinheit 74 veranlasst den Sensor 26, die Erfassung der Vorderseite Pa des Hindernisses P mehrmals durchzuführen, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Bewegungsweges R1 bewegt. Mit anderen Worten: die Erfassungssteuereinheit 74 veranlasst den Sensor 26, die Vorderseite Pa des Hindernisses P mehrmals mit dem Laserstrahl LT abzutasten, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Bewegungsweges R1 bewegt. Die Erfassungssteuerungseinheit 74 erfasst eine Vielzahl von Erfassungsergebnissen des Sensors 26 als Punktwolke M0. Die Erfassungssteuereinheit 74 führt das oben beschriebene Verfahren der Berechnung der Messpunkte M und der Extraktion der Messpunkte M für jedes Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 aus (jedes Mal, wenn der Sensor 26 eine Erfassung durchführt).
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Erfassungen durch den Sensor 26 während der Bewegung entlang des Bewegungsweges R1 durchgeführt. Das heißt, da die Erfassungssteuereinheit 74 den Sensor 26 veranlasst, an jeder Position des beweglichen Körpers 10 auf dem Bewegungsweg R1 eine Erfassung durchzuführen, sind die Positionen des beweglichen Körpers 10 zu den Zeitpunkten, zu denen jeweilige Erfassungsergebnisse erfasst werden, voneinander verschieden. Der Zeitpunkt, zu dem der Sensor 26 zur Erfassung veranlasst wird, ist jedoch nicht auf die Bewegung entlang des Bewegungsweges R1 beschränkt. Der Sensor 26 kann beispielsweise eine Erfassung in einem Zustand durchführen, in dem der bewegliche Körper 10 angehalten ist. Darüber hinaus ist die Erfassungssteuereinheit 74 nicht darauf beschränkt, einen einzelnen Sensor 26 zu veranlassen, die Erfassung mehrmals durchzuführen, und kann eine Vielzahl von Sensoren 26 veranlassen, das gleiche Hindernis P zu Erfassen und eine Vielzahl von Erfassungsergebnissen durch die Sensoren 26 als Punktwolke MO zu erfassen.
Überlagerung von Punktwolken
9 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines spezifischen Beispiels für Punktwolkenüberlagerung. Wie in 9 veranschaulicht, überlagert die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die von der Erfassungssteuereinheit 74 extrahierten Messpunkte M (Punktwolke M0) im gleichen Koordinatensystem. Mit anderen Worten, die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 erfasst die Informationen über die Position (Koordinaten) im gleichen Koordinatensystem der Messpunkte M, die von der Erfassungssteuereinheit 74 aus den Messpunkten M extrahiert werden, die einer Vielzahl von Erfassungsergebnissen des Sensors 26 entsprechen. In der vorliegenden Ausführungsform bezieht sich das gleiche Koordinatensystem auf das zweidimensionale Koordinatensystem CO in der Richtung X und in der Richtung Y und kann auch als Koordinatensystem in der Einrichtung W bezeichnet werden. Das heißt, die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert jeden der von der Erfassungssteuereinheit 74 extrahierten Messpunkte M im zweidimensionalen Koordinatensystem CO (zeichnet sie im zweidimensionalen Koordinatensystem CO auf). Wenn die Messpunkte M als Positionen im zweidimensionalen Koordinatensystem CO berechnet werden, kann die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die Informationen über die Position jedes der Messpunkte M im zweidimensionalen Koordinatensystem CO erfassen, ohne eine Konvertierungsverarbeitung des Koordinatensystems für jeden der Messpunkte M durchzuführen, da das Koordinatensystem für die Messpunkte M gemeinsam ist. Wenn jedoch beispielsweise jeder der Messpunkte M als eine Position nicht in demselben Koordinatensystem, sondern in einem Koordinatensystem basierend auf dem beweglichen Körper 10 oder dergleichen berechnet wird, führt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die Koordinatenumwandlung für jeden der Messpunkte M basierend auf der Position des beweglichen Körpers 10 in dem zweidimensionalen Koordinatensystem CO zu dem Zeitpunkt durch, wenn jeder der Messpunkte M erfasst wird, und berechnet die Positionen der Messpunkte M in dem zweidimensionalen Koordinatensystem CO. Es ist zu beachten, dass das Koordinatensystem, in das jeder der Messpunkte M eingeblendet wird, nicht auf das zweidimensionale Koordinatensystem CO beschränkt ist, sondern beispielsweise auch ein dreidimensionales Koordinatensystem sein kann.
Bestimmung der Lage der Vorderseite des Hindernisses)
Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt die Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P basierend auf der Position jedes der Messpunkte M (Punktwolke M0), die im zweidimensionalen Koordinatensystem CO überlagert werden. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 eine Näherungslinie Na (die Position und Lage der Näherungslinie Na im zweidimensionalen Koordinatensystem CO) von jedem der überlagerten Messpunkte M und bestimmt die Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P basierend auf der Näherungslinie Na. Beispielsweise legt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die Neigung der Näherungslinie Na im zweidimensionalen Koordinatensystem CO als die Lage des Hindernisses P fest. Wie in 9 veranschaulicht, ist die Näherungslinie Na eine Näherungslinie jedes der überlagerten Messpunkte M und kann als die Näherungslinie jedes der Messpunkte M bezeichnet werden, die einer Vielzahl von Erfassungsergebnissen durch den Sensor 26 entsprechen. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die ungefähre Linie Na, indem sie eine lineare Anpassung an jeden der überlagerten Messpunkte M nach der Methode der kleinsten Quadrate vornimmt. Das Verfahren zur Berechnung der Näherungslinie Na ist jedoch nicht auf die Methode der kleinsten Quadrate beschränkt, sondern es kann jede beliebige Methode verwendet werden. Als Näherungslinie Na kann beispielsweise die basierend auf der bei der ersten Erfassung durch den Sensor 26 erfassten Punktwolke M0 berechnete gerade Linie La verwendet werden, oder es kann eine Vielzahl von geraden Linien unter Verwendung der überlagerten Messpunkte M durch RANSAC erzeugt werden, und angesichts der Neigungsverteilung jeder der geraden Linie kann eine gerade Linie nahe der Vorderseite Pa als Näherungslinie Na verwendet werden. Beachten Sie, dass das Verfahren zur Erzeugung von geraden Linie durch RANSAC dieselbe sein kann wie das oben beschriebene Verfahren zur Erzeugung von Geraden-Kandidaten. Da die Vorderseite Pa des Hindernisses P eben ist, wird die ungefähre Linie Na als gerade Linie berechnet, aber die ungefähre Linie ist nicht darauf beschränkt, eine gerade Linie zu sein. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass die Vorderseite Pa eine gekrümmte Fläche ist, kann die ungefähre Linie Na als gekrümmte Linie berechnet werden.
Bestimmung der Position der Vorderseite des Hindernisses
10 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für Messpunkte veranschaulicht, die auf eine ungefähre Linie projiziert werden. Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt die Position der Vorderseite Pa des Hindernisses P basierend auf der Position jedes der überlagerten Messpunkte M. Genauer gesagt bestimmt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die Position der Vorderseite Pa des Hindernisses P basierend auf der Position jedes der überlagerten Messpunkte M im Koordinatensystem der Näherungslinie Na. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 10 veranschaulicht, wandelt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die Messpunkte M im zweidimensionalen Koordinatensystem CO in Messpunkte MA im Koordinatensystem der Näherungslinie Na um, indem sie die überlagerten Messpunkte M (Punktwolke MO) auf die Näherungslinie Na projiziert. Mit anderen Worten kann man sagen, dass der Messpunkt MA der Messpunkt M im zweidimensionalen Koordinatensystem CO ist, der durch Projektion in das Koordinatensystem der Näherungslinie Na umgerechnet wird. Man beachte, dass das Koordinatensystem der Näherungslinie Na ein eindimensionales Koordinatensystem ist, und der Messpunkt MA im Koordinatensystem der Näherungslinie Na bezieht sich auf die Position des Messpunkts in der Richtung entlang der Näherungslinie Na. Beispielsweise kann die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 eine senkrechte Linie vom Messpunkt M zur ungefähren Linie Na ziehen, und der Schnittpunkt zwischen der senkrechten Linie und der ungefähren Linie Na kann als Messpunkt MA genommen werden.
11 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Histogramms von Messpunkten veranschaulicht. Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 berechnet die Anzahl der Messpunkte MA an jeder Position im Koordinatensystem der Näherungslinie N basierend auf der Messpunkte MA im Koordinatensystem der Näherungslinie Na. Beispielsweise teilt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 das Koordinatensystem der Näherungslinie Na in eine Vielzahl von Einheitsbereichen und ordnet jeden der Messpunkte MA einem der Einheitsbereiche zu. Das heißt, die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 ordnet den Messpunkt MA einem Einheitsbereich zu, der die Position des Messpunktes MA im Koordinatensystem der Näherungslinie Na einschließt. Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 führt das Verfahren der Zuordnung der Messpunkte MA zu den Einheitsbereichen für jeden der Messpunkte MA durch und berechnet die Anzahl der Messpunkte MA pro Einheitsbereich. 11 ist ein Histogramm, das ein Beispiel für die Anzahl der Messpunkte MA pro Einheitsbereich zeigt. Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 kann ein Histogramm erzeugen, das die Anzahl der Messpunkte MA pro Einheitsbereich im Koordinatensystem der Näherungslinie Na angibt, wie in 11 veranschaulicht.
Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt die Position des Hindernisses P anhand der Anzahl der Messpunkte MA (Punktwolke) im Koordinatensystem der Näherungslinie Na. Zum Beispiel extrahiert die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 einen Bereich RA, der einen Einheitsbereich einschließt, in dem die Anzahl der Messpunkte MA gleich oder größer als eine vorbestimmte Anzahl ist, und bestimmt beide Endpunkte der Vorderseite Pa des Hindernisses P in der Breitenrichtung basierend auf der Position der unteren Grenze NS1a und der Position der oberen Grenze NS2a des Bereichs RA im Koordinatensystem der Näherungslinie Na. Dabei bezieht sich der Bereich RA vorzugsweise auf einen Bereich (Ausschnitt) im Koordinatensystem der Näherungslinie N, in dem die Anzahl der Messpunkte MA gleich oder größer ist als die vorgegebene Anzahl in allen im Bereich RA eingeschlossenen Einheitsbereichen. Dabei kann die vorgegebene Zahl beliebig eingestellt werden, und beispielsweise auf der Basis des Maximalwertes oder des Durchschnittswertes der Anzahl der Messpunkte MA pro Einheitsbereich bestimmt werden, wobei beispielsweise die Hälfte des Durchschnittswertes als vorgegebene Zahl eingestellt werden kann.
12 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung eines Beispiels für ein Verfahren zur Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite des Hindernisses. In der vorliegenden Ausführungsform, wie in 12 veranschaulicht, verschiebt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die ungefähre Linie Na in dem zweidimensionalen Koordinatensystem CO um eine vorbestimmte Strecke Da in einer Richtung entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1, ohne die Lage zu ändern, und bestimmt ein Liniensegment Na1, das durch Teilen der verschobenen ungefähren Linie Na durch einen Endpunkt PS1a und einen Endpunkt PS2a als die Vorderseite Pa des Hindernisses P erhalten wird. Mit anderen Worten, die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt die Neigung des Liniensegments Na1 als die Lage der Vorderseite Pa und bestimmt den Endpunkt PS1a und den Endpunkt PS2a als den Endpunkt auf einer Seite bzw. den Endpunkt auf der anderen Seite der Vorderseite Pa in der Breitenrichtung. Es ist zu beachten, dass der vorgegebene Abstand Da ein Abstand ist, der im Hinblick auf eine Sicherheitsspanne eingestellt wird und auf beliebige Weise berechnet werden kann. Der vorgegebene Abstand Da kann beispielsweise ein Wert einer Standardabweichung des Abstands zwischen den Messpunkten M und der Näherungslinie Na in Bezug auf jeden der überlagerten Messpunkte M sein. Die Endpunkte PS1a und PS2a werden basierend auf der Position der unteren Grenze NS1a und der Position der oberen Grenze NS1b des Bereichs RA eingestellt. Konkret sind die Endpunkte PS1a und PS2a im zweidimensionalen Koordinatensystem CO die Positionen, die man erhält, wenn man die Positionen NS1a und NS2a auf der Näherungslinie Na um die vorgegebene Strecke Da in eine Richtung verschiebt, die der Bewegungsrichtung des Bewegungsweges R1 entgegengesetzt ist.
Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt die Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P wie oben beschrieben. Das Verfahren zur Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa durch die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 ist jedoch nicht auf das oben beschriebene Verfahren beschränkt. Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 kann die Position und Lage der Vorderseite Pa auf beliebige Weise anhand der Positionen der Messpunkte M (Punktwolke M0) bestimmen. In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 beispielsweise die Position und Lage der Vorderseite Pa basierend auf den überlagerten Messpunkten M, aber das Verfahren des Überlagerns der Messpunkte M ist nicht erforderlich, und die Position und Lage der Vorderseite Pa können basierend auf den Messpunkten M bestimmt werden, die durch die einmalige Erfassung durch den Sensor 26 erfasst werden.
Erzeugung des Ausweichweges
13 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Ausweichweg veranschaulicht. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 legt einen Ausweichweg R2 basierend auf der von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 ermittelten Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P fest. Der Ausweichweg R2 ist ein Weg, der das Hindernis P vermeidet (um nicht mit dem Hindernis P zu kollidieren), während er in Richtung der ersten Richtungsseite verläuft, die die Fahrtrichtung (im vorliegenden Beispiel die X-Richtung) des Bewegungsweges R1 schneidet. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste Richtung eine Richtung orthogonal zur Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1. Der Ausweichweg R2 wird im Folgenden näher beschrieben.
Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 stellt den Ausweichweg R2 so ein, dass er eine Spur R2A einschließt, entlang der sich der bewegliche Körper 10 in Richtung der ersten Richtungsseite bewegt, ohne mit dem Hindernis P zu kollidieren. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 stellt die Spur R2A vorzugsweise so ein, dass sich der bewegliche Körper 10 in Richtung der ersten Richtungsseite bewegt, ohne mit dem Hindernis P zu kollidieren, und dass der Umfang der Bewegung in Richtung der ersten Richtungsseite minimiert wird. Im Folgenden wird als Beispiel der Fall beschrieben, in dem die Richtung Y1 die erste Richtung ist und der Endpunkt PS1a der Endpunkt auf der Seite der Richtung Y2 und PS2a der Endpunkt auf der Seite der Richtung Y1 der Vorderseite Pa ist. In diesem Fall legt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 beispielsweise eine Spur fest, die in Richtung der X-Richtung (der Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1) verläuft, während sie in Richtung der Y1-Seite fährt und eine Position auf der Y1-Seite des Hindernisses P erreicht, als Spur R2A.
Ferner schätzt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P basierend auf der ermittelten Position und Lage der Vorderseite Pa (des Liniensegments Na1). Dann legt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 eine Spur fest, entlang der sich der bewegliche Körper 10 in Richtung der ersten Richtungsseite bewegt, ohne die ermittelte Position der Vorderseite Pa (das Liniensegment Na1) und die geschätzte Position der seitlichen Fläche Pb zu beeinträchtigen, und zwar als die Spur R2A. Die Seitenfläche Pb ist eine Fläche auf der Seite des Hindernisses P in der ersten Richtung (der Richtung Y1), d.h. eine Fläche, die in der zweiten Richtung (der Richtung Y2) dem beweglichen Körper 10 gegenüberliegt, der sich zur Seite des Hindernisses P in der ersten Richtung bewegt hat. Zum Beispiel schätzt, wie in 12 veranschaulicht ist, die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Position eines hinteren Endpunktes PS3a des Hindernisses P auf der Seite der Richtung Y1 auf der Rückseite (der Fahrtrichtungsseite des Bewegungsweges R1), basierend auf der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P, die von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt wird. Beispielsweise legt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 eine Position als geschätzte Position des hinteren Endpunkts PS3a fest, die vom Endpunkt PS2a in einer Richtung orthogonal zur Vorderseite Pa (dem Liniensegment Na1) getrennt ist und um die Länge der Vorderseite Pa in Richtung der Rückseite verläuft. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 betrachtet das Liniensegment, das den hinteren Endpunkt PS3a und den Endpunkt PS2a verbindet, als die geschätzte Position der Seitenfläche Pb des Hindernisses P. Dann legt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 eine Spur fest, die in Richtung der Seite der X-Richtung verläuft, während sie sich in Richtung der Seite der Y1-Richtung bewegt und eine Position auf der Seite der Y1-Richtung der Vorderseite Pa (das Liniensegment Na1) und die geschätzte Position der Seitenfläche Pb erreicht, als die Spur R2A.
Ferner stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Ausweichweg R2 so ein, dass sie eine Spur R2B einschließt, die mit der Spur R2A verbunden ist und in die zweite Richtung (die Richtung Y2) zurückkehrt, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während sie das Hindernis P vermeidet. In diesem Fall stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 eine Spur als die Spur R2B ein, entlang der der bewegliche Körper 10 in die zweite Richtung (die Richtung Y2 im vorliegenden Beispiel) zurückkehrt, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während er die geschätzte Position der Seitenfläche Pb vermeidet. Insbesondere stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Spur R2B so ein, dass sich der bewegliche Körper 10 in Richtung X bewegt, während er auf die Richtung Y2 zusteuert, und die Seite des Hindernisses P in Richtung X erreicht, ohne die geschätzte Position der Seitenfläche Pb zu beeinträchtigen (d. h., indem er die Seite der geschätzten Position der Seitenfläche Pb in Richtung Y1 passiert). Die Position in Y-Richtung des Endpunktes des Ausweichweges R2 (die Spur R2B), die die Richtungs-X-Seite des Hindernisses P erreicht hat, überschneidet sich vorzugsweise mit der Position in Y-Richtung eines Punktes im Bewegungsweg R1, der in Richtung X mit dem Endpunkt des Ausweichweges R2 identisch ist. Dadurch ist es möglich, in geeigneter Weise von dem Ausweichweg R2 zurück auf den Bewegungsweg R1 zu wechseln, wenn der bewegliche Körper 10 den Endpunkt des Ausweichweges R2 erreicht.
Dementsprechend kann man sagen, dass die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 als Ausweichweg R2 eine Spur einstellt, die die Spur R2A einschließt, die in die erste Richtung führt und die Seite des Hindernisses P in der ersten Richtung erreicht, während sie die Kollision mit der Vorderseite Pa vermeidet, und die Spur R2B, die mit der Spur R2A verbunden ist, in die zweite Richtung führt und die Seite des Hindernisses P in Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 erreicht, während sie die Kollision mit der Seitenfläche Pb vermeidet. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 ist jedoch nicht darauf beschränkt, die Spur R2A und die Spur R2B in den Ausweichweg R2 einzubeziehen, und kann den Ausweichweg R2 so einstellen, dass sie zumindest die Spur R2A einschließt.
Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 kann den Ausweichweg R2 basierend auf einer anderen Fläche als der Vorderseite Pa und der Seitenfläche Pb des Hindernisses P (beispielsweise der hinteren Fläche gegenüber der Vorderseite Pa) festlegen. In diesem Fall wird zum Beispiel ähnlich wie beim hinteren Endpunkt PS3a die Position des hinteren Endpunkts PS4a auf der zweiten Richtungsseite (der Richtung Y2) auf der Rückseite bestimmt und die gerade Linie, die den hinteren Endpunkt PS3a und den hinteren Endpunkt PS4a verbindet, als geschätzte Position der hinteren Oberfläche betrachtet. Dann kann die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 eine zweite Spur festlegen, entlang der sich der bewegliche Körper 10 in Richtung Y2 (der zweiten Richtung) bewegt, ohne die geschätzte Position der hinteren Fläche zu beeinträchtigen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein befahrbarer Bereich RE, d.h. ein Bereich, in dem sich der bewegliche Körper 10 bewegen kann, im Voraus eingestellt, und der Bewegungsweg R1 wird so eingestellt, dass sich der bewegliche Körper 10, der sich entlang des Bewegungsweges R1 bewegt, innerhalb des Bereichs des befahrbaren Bereichs RE befindet. Wenn der befahrbare Bereich RE auf diese Weise eingestellt ist, stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Ausweichweg R2 so ein, dass sich der bewegliche Körper 10 innerhalb des Bereichs des befahrbaren Bereichs RE bewegt, d.h. der bewegliche Körper 10 nicht aus dem Bereich des befahrbaren Bereichs RE herausfährt. Der befahrbare Bereich RE kann beliebig eingestellt werden. Als befahrbarer Bereich RE kann ein Bereich eingestellt werden, der zwischen Wänden auf beiden Seiten in Bezug auf die Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 liegt, oder ein Bereich (eine Spur), in dem eine Bewegung entlang der Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 erlaubt ist. Wenn ein Bereich (eine entgegengesetzte Spur), in dem eine Bewegung entlang einer Richtung entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Bewegungsweges R1 erlaubt ist, neben dem Bereich (der Spur) vorhanden ist, in dem eine Bewegung entlang der Fahrtrichtung erlaubt ist, kann ein Bereich, der die Spur und die entgegengesetzte Spur umfasst, als der befahrbare Bereich RE eingestellt werden.
Bewegung entlang des Ausweichweges
Wenn der Ausweichweg R2 von der Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 erzeugt wird, schaltet die Bewegungssteuereinheit 72 von dem Bewegungsweg R1 auf den Ausweichweg R2 um und veranlasst den beweglichen Körper 10, sich entlang des Ausweichweges R2 zu bewegen.
Der bewegliche Körper 10 bewegt sich entlang des Ausweichweges R2 und wird dadurch daran gehindert, mit dem Hindernis P zu kollidieren. Der Ausweichweg R2 wird jedoch so erzeugt, dass er die geschätzte Position der Seitenfläche Pb vermeidet, die basierend auf des Bestimmungsergebnisses der Vorderseite Pa des Hindernisses P geschätzt wird, und nicht auf dem Ergebnis der tatsächlichen Erfassung der Seitenfläche Pb basiert. Wenn die tatsächliche Position der Seitenfläche Pb beispielsweise in Richtung Y1 über die geschätzte Position der Seitenfläche Pb hinausragt, besteht die Gefahr, dass der bewegliche Körper 10 mit der Seitenfläche Pb kollidiert, obwohl er sich entlang der Ausweichweg R2 bewegt. Andererseits, wenn die tatsächliche Position der Seitenfläche Pb in die Richtung Y2 seitlich der geschätzten Position der Seitenfläche Pb zurückgesetzt ist, kann eine Beeinträchtigung der Seitenfläche Pb vermieden werden, aber der bewegliche Körper 10, der sich entlang des Ausweichweges R2 bewegt, ragt mehr als nötig in die Richtung Y1 (die erste Richtung) vor. Wenn jedoch beispielsweise der befahrbare Bereich RE schmal ist oder wenn die Gegenfahrbahn im befahrbaren Bereich RE eingeschlossen ist, sollte der bewegliche Körper möglichts nicht zu weit in die Richtung Y1 vorstehen. Im Gegensatz dazu wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Position der Seitenfläche Pb erfasst, indem der Sensor 26 veranlasst wird, während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 weiterhin eine Erfassung durchzuführen, und der Ausweichweg R2 wird basierend auf dem Erfassungsergebnis aktualisiert. Auf diese Weise wird vermieden, dass der bewegliche Körper 10 mit der Seitenfläche Pb kollidiert und so wenig wie möglich in Richtung Y1 vorsteht. Die spezifische Beschreibung wird weiter unten gegeben.
Verfahren zur Bestimmung von Position und Lage der Seitenfläche des Hindernisses
Die Steuervorrichtung 28 führt einen Verfahren zum Bestimmen der Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P aus, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 bewegt. In diesem Fall bewirkt die Erfassungssteuereinheit 74, dass der Sensor 26 einen Bereich erfasst, der die Seitenfläche Pb des Hindernisses P einschließt, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 bewegt. Insbesondere bewirkt die Erfassungssteuereinheit 74, dass der Sensor 26 einen Lichtstrahl LT in Richtung des Hindernisses P aussendet, während der Laserstrahl LT abgetastet wird. Die Erfassungssteuereinheit 74 erfasst eine Punktwolke M0a basierend auf dem Erfassungsergebnis des vom Sensor 26 empfangenen reflektierten Lichts. Das heißt, die Punktwolke M0a kann als eine Punktwolke bezeichnet werden, die basierend auf dem Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 erfasst wird, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 bewegt. Es ist zu beachten, dass die Richtung des Emittierens des Laserstrahls LT zum Erfassen der Seitenfläche Pb des Hindernisses P beliebig sein kann. Zum Beispiel kann der Laserstrahl LT in die zweite Richtung (die Richtung Y2) abgestrahlt werden.
Extraktion der Punktwolke
14 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Extraktion einer Punktwolke. Wie in 14 veranschaulicht, extrahiert die Erfassungssteuereinheit 74 aus den Messpunkten Ma, die in der durch die Einzelerfassung durch den Sensor 26 erfassten Punktwolke M0a überlagert werden sollen, Messpunkte Ma, die von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert werden sollen, mit anderen Worten, die Messpunkte Ma, die zur Bestimmung der Position und Lage der Seitenfläche Pb verwendet werden. Die Erfassungssteuerungseinheit 74 extrahiert aus den Messpunkten Ma, die bei der Einzelerfassung durch den Sensor 26 erfasst wurden, die der Seitenfläche Pb entsprechenden Messpunkte Ma, die von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert werden sollen. Hier ist das Verfahren zur Extraktion der Messpunkte Ma dasselbe wie das Verfahren zur Extraktion der Messpunkte M, die der Vorderseite Pa entsprechen, aus den Messpunkten M, die durch die Erfassung während der Bewegung entlang des Bewegungsweges R1 erfasst werden, und daher wird die Beschreibung davon weggelassen. Das heißt, die Erfassungssteuereinheit 74 berechnet beispielsweise eine gerade Linie Lb, die der Seitenfläche Pb des Hindernisses P entspricht, basierend auf den Messpunkte Ma und wählt die zu extrahierenden Messpunkte Ma basierend auf der Positionsbeziehung zwischen der geraden Linie Lb und den Messpunkten Ma aus. Das Verfahren zur Berechnung der geraden Linie Lb ist das gleiche wie das Verfahren zur Berechnung der geraden Linie La bei der Extraktion der Messpunkte M, die der Vorderseite Pa entsprechen.
Eine Vielzahl von Erfassungen
Die Erfassungssteuereinheit 74 veranlasst den Sensor 26, die Erfassung der Seitenfläche Pb des Hindernisses P mehrmals durchzuführen, während sich der bewegliche Körper 10 entlang der Ausweichweg R2 bewegt. Mit anderen Worten: die Erfassungssteuereinheit 74 veranlasst den Sensor 26, das Hindernis P mehrmals mit dem Laserstrahl LT abzutasten, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 bewegt. Die Erfassungssteuereinheit 74 erfasst eine Vielzahl von Erfassungsergebnissen des Sensors 26 als Punktwolke M0a. Die Erfassungssteuereinheit 74 führt das oben beschriebene Verfahren der Berechnung der Messpunkte Ma und der Extraktion der Messpunkte Ma für jedes Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 aus (jedes Mal, wenn der Sensor 26 eine Erfassung durchführt).
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Vielzahl von Erfassungen durch den Sensor 26 während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 durchgeführt. Das heißt, weil die Erfassungssteuereinheit 74 den Sensor 26 veranlasst, an jeder Position des beweglichen Körpers 10 auf dem Ausweichweg R2 eine Erfassung durchzuführen, sind die Positionen des beweglichen Körpers 10 zu den Zeitpunkten, zu denen die jeweiligen Erfassungsergebnisse erfasst werden, voneinander verschieden. Der Zeitpunkt, zu dem der Sensor 26 zur Erfassung veranlasst wird, ist jedoch nicht auf die Bewegung entlang des Ausweichweges R2 beschränkt. Zum Beispiel kann der Sensor 26 eine Erfassung in einem Zustand durchführen, in dem der bewegliche Körper 10 auf dem Ausweichweg R2 gestoppt wird. Darüber hinaus ist die Erfassungssteuereinheit 74 nicht darauf beschränkt, einen einzelnen Sensor 26 zu veranlassen, die Erfassung mehrmals durchzuführen, und kann eine Vielzahl von Sensoren 26 veranlassen, das gleiche Hindernis P zu erfassen und eine Vielzahl von Erfassungsergebnissen durch die Sensoren 26 als Punktwolke M0a zu erfassen.
Überlagerung von Punktwolken
15 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines spezifischen Beispiels für Punktwolkenüberlagerung. Wie in 15 veranschaulicht, überlagert die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die von der Erfassungssteuereinheit 74 extrahierten Messpunkte Ma (Punktwolke M0a) in demselben Koordinatensystem, d. h. in diesem Beispiel im zweidimensionalen Koordinatensystem CO.
Bestimmung der Position und der Lage der Seitenfläche des Hindernisses
16 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels eines Verfahrens zum Bestimmen der Position und Lage der Seitenfläche des Hindernisses. Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt die Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P auf dieselbe Weise wie die zur Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa, außer dass die Messpunkte Ma anstelle der Messpunkte M verwendet werden. Das heißt, die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 berechnet beispielsweise eine ungefähre Linie Nb der überlagerten Messpunkte Ma und bestimmt die Neigung der ungefähre Linie Nb als die Lage der Seitenfläche Pb. Wie in 16 veranschaulicht, verschiebt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 die ungefähre Linie Nb um einen vorbestimmten Abstand Db in der ersten Richtung, ohne die Lage zu ändern, und bestimmt ein Liniensegment Nb1, das durch Teilen der verschobenen ungefähre Linie Nb durch einen Endpunkt PS2b und einen Endpunkt PS3b erhalten wird, als die Seitenfläche Pb des Hindernisses P. Es ist zu beachten, dass der vorbestimmte Abstand Db auf die gleiche Weise berechnet wird wie der vorbestimmte Abstand Da bei der Bestimmung der Vorderseite Pa, und dass die Positionen der Endpunkte PS2b und PS3b auf die gleiche Weise berechnet werden wie die der Endpunkte PS1a und PS2a bei der Bestimmung der Vorderseite Pa.
Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 bestimmt die Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P, wie vorstehend beschrieben. Das Verfahren zum Bestimmen der Position und Lage der Seitenfläche Pb durch die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 ist jedoch nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt. Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 kann die Position und Lage der Seitenfläche Pb auf beliebige Weise basierend auf den Positionen der Messpunkte Ma (der Punktwolke M0a) bestimmen. In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 beispielsweise die Position und Lage der Seitenfläche Pb basierend auf der überlagerten Messpunkte Ma, aber der Vorgang des Überlagerns der Messpunkte Ma ist nicht erforderlich, und die Position und Lage der Seitenfläche Pb kann basierend auf den Messpunkten Ma bestimmt werden, die durch die einmalige Erfassung durch den Sensor 26 erfasst werden.
Aktualisierung des Ausweichweges
Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 aktualisiert den Ausweichweg R2 basierend auf der von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 ermittelten Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P. Hier wurde der anfänglich erzeugte Ausweichweg R2 basierend auf der geschätzten Position der Seitenfläche Pb eingestellt, die basierend auf dem Erfassungsergebnis der Bestimmung von Position und Lage der Vorderseite Pa geschätzt wurde. Dann stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Ausweichweg R2 so ein, dass er basierend auf der Position und Lage (des Liniensegments Nb1) der Seitenfläche Pb des Hindernisses P aktualisiert wird, die durch die Erfassung während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 bestimmt werden. Das heißt, die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 stellt den zu aktualisierenden Ausweichweg R2 auf die gleiche Weise ein wie diejenige für die Einstellung des ursprünglich erzeugten Ausweichweges R2, außer dass die Position und Lage der Seitenfläche Pb, die durch die Erfassung während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 bestimmt werden, anstelle derjenigen verwendet werden, die basierend auf der Position und Lage der Vorderseite Pa geschätzt werden.
Während jedoch der anfänglich erzeugte Ausweichweg R2 eine Spur ist, die von einer Position auf der nahen Seite des Hindernisses P auf dem Bewegungsweg R1 ausgeht, kann der zu aktualisierende Ausweichweg R2 als Spur ausgehend von der Position des beweglichen Körpers 10 auf dem Ausweichweg R2 zum Zeitpunkt der Aktualisierung des Ausweichweges R2 eingestellt werden. Das heißt, wenn der bewegliche Körper 10 beispielsweise die Seite des Hindernisses P in der ersten Richtung vor dem Zeitpunkt der Aktualisierung des Ausweichweges R2 erreicht hat, kann die Spur R2B, die zur Seite der zweiten Richtung führt und die Seite des Hindernisses P in Fahrtrichtung (die Seite in X-Richtung) des Bewegungsweges R1 erreicht, während sie die Kollision mit der Seitenfläche Pb vermeidet, als der zu aktualisierende Ausweichweg R2 eingestellt werden, ohne die Spur R2A, die zur ersten Richtung führt, zurückzusetzen.
Bewegung entlang des Ausweichweges
17 ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels der Aktualisierung eines Ausweichweges. Wenn der Ausweichweg R2 durch die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 aktualisiert wird, aktualisiert die Bewegungssteuereinheit 72 den Ausweichweg R2 und bewirkt, dass sich der bewegliche Körper 10 entlang des aktualisierten Ausweichweges R2 bewegt. Da der aktualisierte Ausweichweg R2 basierend auf der von dem Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 bestimmten Seitenfläche Pb eingestellt ist, ist es möglich, die Kollision zwischen dem beweglichen Körper 10 und der Seitenfläche Pb durch Verwenden des aktualisierten Ausweichweges R2 angemessen zu verhindern. Wie in 17 veranschaulicht, kann der Ausweichweg R2 vor der Aktualisierung (die gestrichelte Linie in 17) zu weit in die Richtung Y1 hinausragen. Da andererseits der aktualisierte Ausweichweg R2 (die durchgezogene Linie in 17) so generiert wird, dass er so wenig wie möglich in Richtung Y1 vorsteht, während er die Seitenfläche Pb vermeidet, die aus dem Erfassungsergebnis des Sensors 26 ermittelt wurde, ist es möglich, ein Vorstehen in Richtung Y1 angemessen zu verhindern.
Verarbeitungsablauf
Im Folgenden wird der Vorgangsablauf der Aktualisierung des Ausweichweges R2 durch das Steuergerät 28 beschrieben. 18 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Aktualisierungsflusses eines Ausweichweges gemäß einer vorliegenden Ausführungsform. Wie in 18 veranschaulicht, veranlasst die Erfassungssteuereinheit 74 der Steuervorrichtung 28 den Sensor 26 zu erfassen, ob das Hindernis P auf der Fahrtrichtungsseite des Bewegungsweges R1 vorhanden ist oder nicht, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Bewegungsweges R1 bewegt (Schritt S10). Wenn das Hindernis P nicht erkannt wird (Schritt S10; Nein), kehrt das Verfahren zu Schritt S10 zurück, um die Bewegung entlang des Bewegungsweges R1 und die Erfassung des Hindernisses P fortzusetzen. Wenn das Hindernis P erkannt wird (Schritt S10; Ja), bestimmt die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 der Steuervorrichtung 28 die Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P basierend auf dem Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 (Schritt S12). Im Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird der Sensor 26 veranlasst, das Hindernis P mehrmals zu erfassen, während die Bewegungsgeschwindigkeit des beweglichen Körpers 10 verringert wird, und die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert die durch die Vielzahl von Erfassungen erfasste Punktwolke M0 und bestimmt die Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P basierend auf der überlagerten Punktwolke M0. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 der Steuervorrichtung 28 legt den Ausweichweg R2 basierend auf dem Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P fest (Schritt S14), und die Steuervorrichtung 28 veranlasst den Sensor 26, eine Erfassung durchzuführen, während sie den beweglichen Körper 10 veranlasst, sich entlang des Ausweichweges R2 zu bewegen (Schritt S16). Die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 der Steuervorrichtung 28 bestimmt die Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P basierend auf dem Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 (Schritt S18). Im Beispiel der vorliegenden Ausführungsform wird der Sensor 26 veranlasst, das Hindernis P während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 mehrmals zu erfassen, und die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 überlagert die durch die Vielzahl von Erfassungen erfasste Punktwolke M0a und bestimmt die Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P basierend auf der überlagerten Punktwolke M0a. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 aktualisiert den Ausweichweg R2 basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung der Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P (Schritt S20). Die Steuereinrichtung 28 schaltet auf den aktualisierten Ausweichweg R2 um und veranlasst den beweglichen Körper 10, sich entlang des aktualisierten Ausweichweges R2 zu bewegen.
Die Anzahl der Aktualisierungen des Ausweichweges R2 kann beliebig sein, sie kann nur einmal oder mehrmals erfolgen. Ferner kann, wenn das Hindernis P beispielsweise eine polygonale Form hat und somit eine Vielzahl von Vorderseiten Pa und eine Vielzahl von Seitenflächen Pb aufweist, die Steuervorrichtung 28 beispielsweise jede der Vorderseiten Pa und jede der Seitenflächen Pb auf die gleiche Weise wie oben beschrieben bestimmen und den Ausweichweg R2 so einstellen und aktualisieren, dass er sie vermeidet.
Auswirkung
Wie oben beschrieben, erzeugt der bewegliche Körper 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Ausweichweg R2, indem er die Vorderseite Pa des Hindernisses P basierend auf der Erfassung durch den Sensor 26 bestimmt, und aktualisiert den Ausweichweg R2, indem er die Seitenfläche Pb des Hindernisses P basierend auf der Erfassung durch den Sensor 26 während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 bestimmt. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Ausweichweg R2 durch Bestimmen der Seitenfläche Pb aktualisiert und kann somit ein geeigneter Weg sein, der eine Kollision mit der Seitenfläche Pb vermeidet. Ferner werden in der vorliegenden Ausführungsform die Position und Lage des Hindernisses P bestimmt, indem die Punktwolken M0 und M0a, die zur Bestimmung der Position und Lage des Hindernisses P geeignet sind, aus den Punktwolken M0 und M0a extrahiert werden, die durch die einzelne Erfassung durch den Sensor 26 erhalten werden, und die extrahierten Punktwolken M0 und M0a für jede Erfassung überlagert werden. Dementsprechend kann die Anzahl der Punktwolken M0 und M0a erhöht werden, während das Rauschen aus dem Erfassungsergebnis entfernt wird, wodurch die Genauigkeit der Bestimmung der Position und Lage des Hindernisses P erhöht werden kann. Da andere Punktwolken als die zur Bestimmung der Position und Lage des Hindernisses P geeigneten ausgeschlossen werden, können der Berechnungsaufwand und die Rechenlast reduziert werden.
Es ist zu beachten, dass das Bestimmungsergebnis der Position und Lage des Hindernisses P zwischen einer Vielzahl beweglicher Körper geteilt werden kann. Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform bestimmt der bewegliche Körper 10 selbst die Position und Lage des Hindernisses P. Wenn jedoch beispielsweise die Position und Lage des Hindernisses P von einem anderen beweglichen Körper oder dergleichen bestimmt wurde, können die Informationen über die bestimmte Position und Lage des Hindernisses P erfasst werden, um den Ausweichweg R2 zu erzeugen. In diesem Fall überträgt eine Steuervorrichtung eines beweglichen Körpers das Ergebnis der Bestimmung der Positionen und Lagen der Vorderseite Pa und der Seitenfläche Pb des Hindernisses P an die Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 oder an eine externe Vorrichtung, wie etwa einen anderen beweglichen Körper. Beim Erzeugen des Ausweichweges R2 übernimmt der bewegliche Körper dann das Ergebnis der Bestimmung der Position und Lage des Hindernisses P von der Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 oder einem anderen beweglichen Körper, um den Ausweichweg R2 zu erzeugen. Durch die gemeinsame Nutzung des Ergebnisses der Bestimmung von Position und Lage des Hindernisses P, wie oben beschrieben, erübrigt sich die Berechnung zur Bestimmung von Position und Lage des Hindernisses P bei der Erstellung des Ausweichweges R2, und der Berechnungsaufwand kann reduziert werden. Ferner ist auch eine Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit zum Erfassen des Hindernisses P überflüssig und somit kann die Arbeitseffizienz verbessert werden.
Des Weiteren bestimmt in der vorliegenden Ausführungsform die Steuereinrichtung 28 des beweglichen Körpers 10 die Position und Lage der Vorderseite Pa aus dem Erfassungsergebnis durch den Sensor 26, erzeugt den Ausweichweg R2 basierend auf der Position und Lage der Vorderseite Pa, bestimmt die Position und Lage der Seitenfläche Pb aus dem Erfassungsergebnis durch den Sensor 26 während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 und aktualisiert den Ausweichweg R2 basierend auf der Position und Lage der Seitenfläche Pb. Die obige Verarbeitung ist jedoch nicht darauf beschränkt, von dem beweglichen Körper 10 ausgeführt zu werden, und zumindest ein Teil der obigen Verarbeitung kann beispielsweise von einer anderen Vorrichtung wie der Informationsverarbeitungsvorrichtung 12 ausgeführt werden, und der bewegliche Körper 10 kann das Ergebnis davon erfassen. Das heißt, die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 des beweglichen Körpers 10 kann zum Beispiel das Ergebnis der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa, die basierend auf dem Erfassungsergebnis des Hindernisses P bestimmt wurde, erfassen, oder sie kann selbst die Position und Lage der Vorderseite Pa bestimmen, oder sie kann das Ergebnis der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa von einer externen Vorrichtung erfassen. Darüber hinaus kann die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 des beweglichen Körpers 10 beispielsweise die Informationen über den Ausweichweg R2 erfassen, die basierend auf dem Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Vorderseite Pa erzeugt werden, oder den Ausweichweg R2 selbst erzeugen, oder die Informationen über den Ausweichweg R2 von einer externen Vorrichtung erfassen. Wenn die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 des beweglichen Körpers 10 die Informationen über den Ausweichweg R2 von einer externen Vorrichtung erfasst, sollte der bewegliche Körper das Verfahren zum Erzeugen eines Ausweichweges R2 ausführen, basierend auf der Position und Lage der Vorderseite Pa, und dementsprechend kann man sagen, dass keine Notwendigkeit besteht, das Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Vorderseite Pa zu erfassen. Zum Beispiel kann die Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 des beweglichen Körpers 10 das Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Seitenfläche Pb, das basierend auf dem Erfassungsergebnis während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 bestimmt wurde, erfassen, oder sie kann selbst die Position und Lage der Seitenfläche Pb bestimmen, oder sie kann das Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Seitenfläche Pb von einer externen Vorrichtung erfassen. Darüber hinaus kann die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 des beweglichen Körpers 10 beispielsweise die Informationen über den Ausweichweg R2 erfassen, die basierend auf dem Erfassungsergebnis der Bestimmung der Position und Lage der Seitenfläche Pb aktualisiert wurden, oder den Ausweichweg R2 selbst aktualisieren, oder die Informationen über den aktualisierten Ausweichweg R2 von einer externen Vorrichtung erfassen. Wenn die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Informationen über den aktualisierten Ausweichweg R2 von einer externen Vorrichtung erfasst, muss der bewegliche Körper 10 das Verfahren der Aktualisierung des Ausweichweges R2 basierend auf der Position und Lage der Seitenfläche Pb nicht mehr ausführen, und somit kann gesagt werden, dass es nicht notwendig ist, das Bestimmungsergebnis der Position und Lage der Seitenfläche Pb zu erfassen.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform beschrieben. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass bei anfänglichem Erzeugen des Ausweichweges R2 ein Verfahren zum Bestimmen, ob die erste Richtung (eine Ausweichrichtung) die Richtung Y1 oder die Richtung Y2 ist, besteht. Bei der zweiten Ausführungsform wird auf die Beschreibung von Teilen verzichtet, die die gleiche Konfiguration wie bei der ersten Ausführungsform aufweisen.
Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 gemäß der zweiten Ausführungsform legt die erste Richtung basierend auf der von der Hindernis-Informationserfassungseinheit 76 ermittelten Position der Vorderseite Pa des Hindernisses P und der Grenzlinie des befahrbaren Bereichs RE fest. Genauer gesagt schätzt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Position der Seitenfläche Pb des Hindernisses P basierend auf dem Abstand zwischen der ermittelten Position der Vorderseite Pa des Hindernisses P und der Grenzlinie des befahrbaren Bereichs RE. Mit anderen Worten, die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 bestimmt, ob die erste Richtung des Ausweichweges R2, die anfänglich eingestellt werden soll, die Richtung Y1 oder die Richtung Y2 ist, basierend auf dem Abstand zwischen der Position der Vorderseite Pa des Hindernisses P und der Grenzlinie des befahrbaren Bereichs RE, und legt die geschätzte Position der seitlichen Oberfläche Pb des Hindernisses P fest, so dass das Bestimmungsergebnis berücksichtigt werden kann. Die spezifische Beschreibung wird weiter unten gegeben. Die Begrenzungslinie des befahrbaren Bereichs RE bezieht sich hier auf eine Linie, die das Innere und das Äußere des befahrbaren Bereichs RE trennt, und kann auch als Außenkante des befahrbaren Bereichs RE bezeichnet werden.
19 und 20 sind schematische Ansichten zur Beschreibung eines Verfahrens zur Schätzung der Position der Seitenfläche eines Hindernisses gemäß der zweiten Ausführungsform. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 gemäß der zweiten Ausführungsform bestimmt einen der ermittelten Endpunkte PS1a und PS2a der Vorderseite Pa (des Liniensegments Na1), der auf dem Bewegungsweg R1 weiter vom beweglichen Körper 10 entfernt ist, d.h. den Endpunkt auf der Fahrtrichtungsseite (der X-Richtungsseite) des Bewegungsweges R1, als einen ersten Endpunkt, der ein Referenzpunkt ist. Ferner wird unter den Endpunkten PS1a und PS2a der Endpunkt, der nicht der erste Endpunkt ist, d.h. der Endpunkt auf einer Seite entgegen der Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1, als zweiter Endpunkt bestimmt. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 berechnet einen Abstand D1 zwischen dem ersten Endpunkt und einer Begrenzungslinie des befahrbaren Bereichs RE auf einer Seite in einer Richtung, die vom zweiten Endpunkt zum ersten Endpunkt führt (eine Begrenzungslinie auf der Seite des ersten Endpunkts), und bestimmt, ob der Abstand D1 gleich oder größer als ein vorgegebener Schwellenwert ist. Im Folgenden wird als Beispiel der Fall beschrieben, in dem der Endpunkt PS2a der erste Endpunkt und der Endpunkt PS1a der zweite Endpunkt ist. In diesem Fall berechnet die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Abstand zwischen dem Endpunkt PS2a, der der erste Endpunkt ist, und einer Begrenzungslinie RE1 des befahrbaren Bereichs RE auf der Seite der Richtung Y1 (der ersten Endpunktseite) als den Abstand D1 und bestimmt, ob der Abstand D1 gleich oder größer als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Der Schwellenwert kann willkürlich eingestellt werden und kann ein Wert sein, der durch Hinzufügen einer vorbestimmten Spanne zur Länge des beweglichen Körpers 10 in einer seitlichen Richtung (eine Breitenrichtung) erhalten wird.
Abstand D1 gleich oder größer als der Schwellenwert
19 ist eine schematische Ansicht in dem Fall, in dem der Abstand D1 gleich oder größer als ein Schwellenwert ist. Wenn der Abstand D1 gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die geschätzte Position des hinteren Endpunkts des Hindernisses P auf der zweiten Endpunktseite so ein, dass ein Abstand D2 von dem hinteren Endpunkt auf der zweiten Endpunktseite zu der Grenzlinie des befahrbaren Bereichs RE auf der zweiten Endpunktseite ein vorbestimmter Wert ist. Hier bezieht sich der hintere Endpunkt auf der zweiten Endpunktseite auf einen der beiden Endpunkte der hinteren Oberfläche des Hindernisses P, der sich auf einer Seite in einer Richtung von dem ersten Endpunkt zum zweiten Endpunkt befindet. Ferner bezieht sich die Grenzlinie des fahrbaren Bereichs RE auf der zweiten Endpunktseite auf eine Grenzlinie des fahrbaren Bereichs RE auf einer Seite in einer Richtung von dem zweiten Endpunkt zu dem ersten Endpunkt. Dementsprechend stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 in dem in 19 veranschaulichten Beispiel die geschätzte Position eines hinteren Endpunkts PS4a, der ein hinterer Endpunkt auf der zweiten Endpunktseite ist, so ein, dass der Abstand D2 von dem hinteren Endpunkt PS4a zu einer Begrenzungslinie RE2 auf der Seite der Richtung Y2 (der zweiten Endpunktseite) ein erster vorbestimmter Wert ist. Dabei ist der erste vorgegebene Wert vorzugsweise ein Wert, der kleiner ist als der oben beschriebene Schwellenwert, und vorzugsweise ein Wert, der kleiner ist als die Länge des beweglichen Körpers 10 in der seitlichen Richtung (der Breitenrichtung).
Nachdem die geschätzte Position des hinteren Endpunkts auf der zweiten Endpunktseite eingestellt ist, stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die geschätzte Position eines hinteren Endpunkts auf der ersten Endpunktseite basierend auf der Position des ersten Endpunkts, der Position des zweiten Endpunkts und der geschätzten Position des hinteren Endpunkts auf der zweiten Endpunktseite ein. Der hintere Endpunkt auf der Seite des ersten Endpunkts bezieht sich auf einen der beiden Endpunkte der hinteren Oberfläche des Hindernisses P, der nicht der hintere Endpunkt auf der Seite des zweiten Endpunkts ist, und man kann sagen, dass er sich auf einen Endpunkt auf der Seite in der Richtung vom zweiten Endpunkt zum ersten Endpunkt bezieht. Beispielsweise legt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 eine Position, die vom hinteren Endpunkt auf der zweiten Endpunktseite durch die Länge und in der Richtung eines Liniensegments N1a, das den zweiten Endpunkt und den ersten Endpunkt verbindet, getrennt ist, als den hinteren Endpunkt auf der ersten Endpunktseite fest. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 berechnet die geschätzte Position der Seitenfläche Pb des Hindernisses P basierend auf der Position des ersten Endpunkts, der Position des zweiten Endpunkts und der geschätzten Position des hinteren Endpunkts. In dem Beispiel in 19 berechnet die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Position des hinteren Endpunkts PS3a als hinteren Endpunkt auf der ersten Endpunktseite und bestimmt ein Liniensegment, das den hinteren Endpunkt PS3a und den Endpunkt PS2a verbindet, als geschätzte Position der Seitenfläche Pb.
Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 erzeugt den Ausweichweg R2 so, dass sich der bewegliche Körper 10 innerhalb des Bereichs des befahrbaren Bereichs RE befindet, während er die Vorderseite Pa (das Liniensegment Na1) und die geschätzte Position der seitlichen Fläche Pb des Hindernisses P vermeidet. Wenn der Abstand D1 gleich oder größer als der Schwellenwert wie in 19 ist, wird der Abstand D2 vom hinteren Endpunkt PS4a zur Begrenzungslinie RE2 als der erste vorbestimmte Wert eingestellt, der kleiner als der Schwellenwert ist. Aus diesem Grund besteht die Möglichkeit, dass der bewegliche Körper 10 nicht zwischen dem hinteren Endpunkt PS4a und der Begrenzungslinie RE2 passieren kann, und daher erzeugt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Ausweichweg R2 unter Verwendung der Richtung Y1 als die erste Richtung (die Ausweichrichtung), anstatt den Ausweichweg R2 unter Verwendung der Richtung Y2, die eine Richtung zum Passieren zwischen dem hinteren Endpunkt PS4a und der Begrenzungslinie RE2 ist, als die erste Richtung zu erzeugen. Das heißt, wenn der Abstand D1 zwischen dem ersten Endpunkt und der Begrenzungslinie auf der ersten Endpunktseite gleich oder größer als der Schwellenwert ist, stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Abstand D2 zwischen dem hinteren Endpunkt PS4a auf der zweiten Endpunktseite und der Begrenzungslinie RE2 als kurz ein und verhindert dadurch, dass die Richtung Y2 (eine Richtung auf der zweiten Endpunktseite) als die erste Richtung ausgewählt wird, und wählt die Richtung Y1 (die erste Endpunktseite) als die erste Richtung. Wenn also der Abstand D1 zwischen dem ersten Endpunkt und der Begrenzungslinie auf der Seite des ersten Endpunkts gleich oder größer als der Schwellenwert ist, kann man sagen, dass die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Richtung, die vom zweiten Endpunkt zum ersten Endpunkt führt, als die erste Richtung des Ausweichweges R2 einstellt.
Abstand D1 kleiner als Schwellenwert
20 ist eine schematische Ansicht in dem Fall, in dem der Abstand D1 kleiner als ein Schwellenwert ist. Wenn der Abstand D1 kleiner als ein Schwellenwert ist, setzt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die geschätzte Position des hinteren Endpunkts auf der zweiten Endpunkt-Seite so ein, dass eine Länge D3 vom zweiten Endpunkt zum hinteren Endpunkt auf der zweiten Endpunkt-Seite ein zweiter vorbestimmter Wert ist. Es ist zu beachten, dass der zweite vorbestimmte Wert auf einen beliebigen Wert eingestellt werden kann, beispielsweise basierend auf einer Länge vom ersten Endpunkt zum zweiten Endpunkt (die Länge der Vorderseite Pa), oder auf das Doppelte der Länge vom ersten Endpunkt zum zweiten Endpunkt eingestellt werden kann. Dementsprechend stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 in dem in 20 veranschaulichten Beispiel die geschätzte Position des hinteren Endpunkts PS4a so ein, dass die Länge D3 von dem Endpunkt PS1a, der der zweite Endpunkt ist, zu dem hinteren Endpunkt PS4a, der ein hinterer Endpunkt auf der zweiten Endpunktseite ist, der zweite vorbestimmte Wert ist. Wenn jedoch der Abstand D2 zwischen der geschätzten Position des hinteren Endpunkts PS4a (des hinteren Endpunkts auf der zweiten Endpunktseite), der wie oben beschrieben eingestellt wurde, und der Begrenzungslinie RE2 auf der zweiten Endpunktseite kleiner als der Schwellenwert ist, kann die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die geschätzte Position des hinteren Endpunkts PS4a (des hinteren Endpunkts auf der zweiten Endpunktseite) so zurücksetzen, dass der Abstand D2 gleich oder größer als der Schwellenwert, oder vorzugsweise gleich dem Schwellenwert, ist.
Nachdem die geschätzte Position des hinteren Endpunkts auf der zweiten Endpunktseite eingestellt ist, stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die geschätzte Position des hinteren Endpunkts auf der ersten Endpunktseite, basierend auf der Position des ersten Endpunkts, der Position des zweiten Endpunkts und der geschätzten Position des hinteren Endpunkts auf der zweiten Endpunktseite, ein. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 berechnet die geschätzte Position der Seitenfläche Pb des Hindernisses P basierend auf der Position des ersten Endpunkts, der Position des zweiten Endpunkts und der geschätzten Position des hinteren Endpunkts. In dem Beispiel in 19 bestimmt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 ein Liniensegment, das den hinteren Endpunkt PS4a und den Endpunkt PS1a verbindet, als geschätzte Position der Seitenfläche Pb.
Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 erzeugt den Ausweichweg R2 so, dass sich der bewegliche Körper 10 innerhalb des Bereichs des befahrbaren Bereichs RE befindet, während er die Vorderseite Pa (das Liniensegment Na1) und die geschätzte Position der seitlichen Fläche Pb des Hindernisses P vermeidet. Wenn der Abstand D1 zwischen dem Endpunkt PS2a und der Begrenzungslinie RE1 kleiner als der Schwellenwert, wie in 20, ist, besteht die Möglichkeit, dass der bewegliche Körper 10 nicht zwischen dem Endpunkt PS2a und der Begrenzungslinie RE1 passieren kann. Wenn der Abstand D1 kleiner als der Schwellenwert ist, wird der Abstand D2 zwischen dem hinteren Endpunkt PS4a und der Begrenzungslinie RE2 auf einen Wert eingestellt, der gleich oder größer als der Schwellenwert ist. Dementsprechend erzeugt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Ausweichweg R2 unter Verwendung der Richtung Y2 als erste Richtung (die Ausweichrichtung), anstatt den Ausweichweg R2 unter Verwendung der Richtung Y1, die eine Richtung zum Passieren zwischen dem Endpunkt PS2a und der Begrenzungslinie RE1 ist, als erste Richtung zu erzeugen. Das heißt, wenn der Abstand D1 zwischen dem ersten Endpunkt und der Begrenzungslinie auf der ersten Endpunktseite kleiner als der Schwellenwert ist, stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 den Abstand D2 zwischen dem hinteren Endpunkt PS4a auf der zweiten Endpunktseite und der Begrenzungslinie RE2 als lang ein und verhindert dadurch, dass die Richtung Y1 (eine Richtung auf der ersten Endpunktseite) als die erste Richtung ausgewählt wird, und wählt die Richtung Y2 (die zweite Endpunktseite) als die erste Richtung. Wenn also der Abstand D1 zwischen dem ersten Endpunkt und der Begrenzungslinie auf der Seite des ersten Endpunkts kleiner als der Schwellenwert ist, kann man sagen, dass die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die Richtung, die vom ersten Endpunkt zum zweiten Endpunkt führt, als erste Richtung des Ausweichweges R2 einstellt.
Auf diese Weise wird in der zweiten Ausführungsform die erste Richtung des Ausweichweges R2 basierend auf der Position der Vorderseite Pa des Hindernisses P und der Grenzlinie des befahrbaren Bereichs RE eingestellt. Nachdem die Vorderseite Pa des Hindernisses P vermieden wurde, besteht in der Regel keine Möglichkeit mehr, mit der seitlichen Fläche Pb des Hindernisses P in Berührung zu kommen. Somit kann man beispielsweise sagen, wenn der Abstand zur Begrenzungslinie des befahrbaren Bereichs RE gleich oder größer als der Schwellenwert ist, dass es wahrscheinlich sicherer ist, den Weg auf dieser Seite zu wählen. Durch die Einstellung der ersten Richtung des Ausweichweges R2 basierend auf der Position der Vorderseite Pa des Hindernisses P und der Begrenzungslinie des befahrbaren Bereichs RE, wie in der zweiten Ausführungsform, ist es also möglich, eine Ausweichrichtung mit geringerem Risiko eines Kontakts mit dem Hindernis P zu wählen und einen sichereren Ausweichweg zu erzeugen.
Wie in der obigen Beschreibung kann die geschätzte Position der Seitenfläche Pb wie folgt berechnet werden, wenn der Abstand zwischen dem Endpunkt PS1a und dem Endpunkt PS2a in der Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 kleiner als der vorbestimmte Abstand ist, mit anderen Worten, wenn die Lage der Vorderseite Pa (des Liniensegments Na1) in Bezug auf die Richtung orthogonal zur Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 kleiner als der vorbestimmte Winkel ist, ohne die geschätzte Position der Seitenfläche Pb zu berechnen. Das heißt, wenn der Abstand zwischen dem Endpunkt PS1a und dem Endpunkt PS2a in der Bewegungsrichtung des Bewegungsweges R1 kleiner als ein vorbestimmter Abstand ist, werden die geschätzten Positionen der hinteren Endpunkte PS3a und PS4a so berechnet, dass der Abstand von dem Endpunkt PS1a zu dem hinteren Endpunkt PS4a der zweite vorbestimmte Wert ist und der Abstand von dem Endpunkt PS2a zu dem hinteren Endpunkt PS3a der zweite vorbestimmte Wert ist. Dann werden ein Liniensegment, das den Endpunkt PS1a und die geschätzte Position des hinteren Endpunkts PS4a verbindet, und ein Liniensegment, das den Endpunkt PS2a und die geschätzte Position des hinteren Endpunkts PS3a verbindet, als geschätzte Position der Seitenfläche Pb berechnet. Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 erzeugt den Ausweichweg R2 in der gleichen Weise wie in der ersten Ausführungsform basierend auf der geschätzten Position der Seitenfläche Pb.
Verarbeitungsablauf
Als nächstes wird der Verarbeitungsablauf zur Erzeugung von Ausweichwegen gemäß der zweiten Ausführungsform beschrieben. 21 ist ein Flussdiagramm zur Beschreibung eines Ausweichwegerzeugungsflusses gemäß der zweiten Ausführungsform. Wie in 21 veranschaulicht, bestimmt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78, ob ein Winkel, der zwischen der Vorderseite Pa (dem Liniensegment Na1) des Hindernisses P und einer Richtung orthogonal zur Fahrtrichtung des Bewegungsweges R1 gebildet wird, gleich oder größer als ein vorbestimmter Winkel ist (Schritt S30). Das heißt, die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 bestimmt den Neigungsgrad des Hindernisses P. Wenn der Winkel gleich oder größer ist als der vorgegebene Winkel (Schritt S30; Ja), bestimmt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78, ob der Abstand D1 zwischen der Begrenzungslinie RE1 des befahrbaren Bereichs RE auf der ersten Richtungsseite und dem Endpunkt PS2a, der der erste Endpunkt ist, gleich oder größer als der Schwellenwert ist (Schritt S32). Wenn der Abstand D1 gleich oder größer als der Schwellenwert ist (Schritt S32; Ja), stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die geschätzte Position des hinteren Endpunkts PS4a auf der zweiten Endpunktseite so ein, dass der Abstand D2 von der geschätzten Position des hinteren Endpunkts PS4a auf der zweiten Endpunktseite zu der Begrenzungslinie RE2 auf der zweiten Endpunktseite der erste vorbestimmte Wert ist (Schritt S34). Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 berechnet die geschätzte Position der Seitenfläche Pb basierend auf der geschätzten Position des hinteren Endpunkts PS4a, um den Ausweichweg R2 zu erzeugen (Schritt S36).
Andererseits stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78, wenn der Abstand D1 kleiner als der Schwellenwert ist (Schritt S32; Nein), die geschätzte Position des hinteren Endpunkts PS4a auf der zweiten Endpunktseite so ein, dass die Länge D3 von der geschätzten Position des hinteren Endpunkts PS4a auf der zweiten Endpunktseite bis zu dem Endpunkt PS1a, der der zweite Endpunkt ist, der zweite vorbestimmte Wert ist (Schritt S38). Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 berechnet die geschätzte Position der Seitenfläche Pb basierend auf der geschätzten Position des hinteren Endpunkts PS4a, um den Ausweichweg R2 zu erzeugen (Schritt S36).
Wenn der Winkel, der zwischen der Vorderseite Pa (dem Liniensegment Na1) des Hindernisses P und einer Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung R1 gebildet wird, kleiner als der vorbestimmte Winkel ist (Schritt S30; Nein), stellt die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 die geschätzten Positionen der hinteren Endpunkte PS3a und PS4a so ein, dass der Abstand von den geschätzten Positionen der hinteren Endpunkte PS3a und PS4a zu dem ersten Endpunkt und dem zweiten Endpunkt (den Endpunkten PS1a und PS2a) der zweite vorbestimmte Wert ist (Schritt S40). Die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78 berechnet die geschätzte Position der Seitenfläche Pb basierend auf den geschätzten Positionen der hinteren Endpunkte PS3a und PS4a, um den Ausweichweg R2 zu erzeugen (Schritt S36).
Auswirkungen der vorliegenden Offenbarung
Wie oben beschrieben, ist das Steuerungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers 10, der sich automatisch bewegt, und schließt ein: den Schritt, den an dem beweglichen Körper 10 bereitgestellten Sensor 26 zu veranlassen, das Hindernis P zu erfassen; den Schritt der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P entgegen der Fahrtrichtung des beweglichen Körpers 10 basierend auf dem Erfassungsergebnis des Hindernisses P; den Schritt des Erzeugens des Ausweichweges R2, der das Hindernis P vermeidet, während er auf die Seite der ersten Richtung zusteuert, die die Fahrtrichtung schneidet, basierend auf der Position und Lage der Vorderseite Pa; den Schritt, den beweglichen Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 zu bewegen; den Schritt des Erfassens des Hindernisses P, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 bewegt; den Schritt des Bestimmens der Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P auf der Seite der ersten Richtung basierend auf dem Erfassungsergebnis, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 erhalten wird; und den Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges R2, um zu der Seite der zweiten Richtung zurückzukehren, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während das Hindernis P basierend auf der Position und Lage der Seitenfläche Pb vermieden wird. Da der Ausweichweg R2 durch die Bestimmung der Seitenfläche Pb aktualisiert wird, kann der Ausweichweg R2 so aktualisiert werden, dass eine Kollision mit der Seitenfläche Pb in geeigneter Weise vermieden wird, was eine angemessene Vermeidung des Hindernisses P ermöglicht.
Bei dem Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges R2 wird der Ausweichweg R2 so aktualisiert, dass sich die Position in der zweiten Richtung des vor dem Umschalten auf den Ausweichweg R2 verwendeten Bewegungsweges R1 und die Position in der zweiten Richtung des Endpunktes des Ausweichweges R2 überschneiden. Auf diese Weise ist es möglich, dem Hindernis P auf dem Ausweichweg R2 auszuweichen, indem man die Position des Endpunkts des Ausweichweges R2 in der zweiten Richtung mit dem Bewegungsweg R1 abgleicht, und dann sanft auf den Bewegungsweg R1 zu wechseln, um die Bewegung fortzusetzen.
Bei dem Schritt des Erfassens des Hindernisses P erfasst der Sensor 26 das Hindernis P mehrmals, und die Vielzahl von Erfassungsergebnissen des Sensors 26 werden als Punktwolke M0 erfasst. Dann, bei dem Schritt der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa, wird die Punktwolke M0, die der Vielzahl von Erfassungsergebnissen des Sensors 26 entspricht, im gleichen Koordinatensystem überlagert, und die Position und Lage der Vorderseite Pa werden basierend auf der Position der überlagerten Punktwolke M0 bestimmt. Nach dem vorliegenden Kontrollverfahren kann durch die Überlagerung der Punktwolke M0 die Anzahl der Punktwolken M0 erhöht und damit die Genauigkeit der Bestimmung von Position und Lage des Hindernisses P gesteigert werden.
Bei dem Schritt der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa wird die Näherungslinie Na der überlagerten Punktwolke M0 berechnet, die überlagerte Punktwolke M0 wird auf die Näherungslinie Na projiziert, um die Punktwolke M0 im gleichen Koordinatensystem in die Punktwolke M0 im Koordinatensystem der Näherungslinie Na umzuwandeln, die Position der Vorderseite Pa wird basierend auf der Position der Punktwolke M0 im Koordinatensystem der Näherungslinie Na bestimmt, und die Lage der Vorderseite Pa wird basierend auf der Näherungslinie Na bestimmt. Durch die Verwendung der Näherungslinie Na und der Punktwolke M0 im Koordinatensystem der Näherungslinie Na kann die Genauigkeit der Positions- und Lagebestimmung des Hindernisses P gemäß der vorliegenden Kontrollverfahren erhöht werden.
Bei dem Schritt der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa wird die gerade Linie La, die der Vorderseite Pa entspricht, basierend auf der Punktwolke M0, die durch mindestens eine Erfassung erhalten wurde, berechnet, und die Punktwolke M0, die in demselben Koordinatensystem überlagert werden soll, wird basierend auf der Positionsbeziehung zwischen der geraden Linie La und der Punktwolke M0 extrahiert. Durch die Extraktion der Punktwolke M0, die zur Bestimmung der Vorderseite Pa verwendet wird, kann das Rauschen aus dem Erfassungsergebnis entfernt und die Genauigkeit der Positions- und Lagebestimmung des Hindernisses P erhöht werden, gemäß dem vorliegenden Kontrollverfahren. Ferner können Berechnungsmenge und Rechenlast reduziert werden.
Das vorliegende Steuerungsverfahren schließt ferner einen Schritt der Ausgabe des Ergebnisses der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa und des Ergebnisses der Bestimmung der Position und Lage der Seitenfläche Pb an eine andere Vorrichtung als den beweglichen Körper 10 ein. Da das Ergebnis der Positions- und Lagebestimmung des Hindernisses P mit einem anderen beweglichen Körper geteilt werden kann, erübrigt sich die Berechnung zur Bestimmung der Position und Lage des Hindernisses P bei der Erstellung des Ausweichweges R2, und der Rechenaufwand kann reduziert werden. Ferner ist auch eine Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit zum Erfassen des Hindernisses P überflüssig und somit kann die Arbeitseffizienz verbessert werden.
Bei dem Schritt der Erzeugung des Ausweichweges R2 wird die erste Richtung basierend auf dem befahrbaren Bereich RE, in dem sich der bewegliche Körper 10 bewegen kann, und der Position der Vorderseite Pa eingestellt. Nach dem vorliegenden Steuerungsverfahren kann durch die Einstellung der ersten Richtung, die die Ausweichrichtung ist, auf diese Weise der Ausweichweg R2 erzeugt werden, der das Hindernis P angemessen vermeiden kann.
Bei dem Schritt der Erzeugung des Ausweichweges R2 wird, wenn der Abstand D1 zwischen dem ersten Endpunkt und der Begrenzungslinie RE1 des befahrbaren Bereichs RE auf der Seite einer Richtung, die die Fahrtrichtung schneidet und von einem anderen Endpunkt (dem zweiten Endpunkt) zu einem Endpunkt (dem ersten Endpunkt) der Vorderseite Pa führt, gleich oder größer als der Schwellenwert ist, die Richtung, die von dem zweiten Endpunkt zu dem ersten Endpunkt der Vorderseite Pa führt, als die erste Richtung eingestellt. Wenn andererseits der Abstand D1 zwischen dem ersten Endpunkt und der Begrenzungslinie RE1 kleiner als der Schwellenwert ist, wird eine Richtung, die vom ersten Endpunkt zum zweiten Endpunkt führt, als erste Richtung eingestellt. Nach dem vorliegenden Steuerungsverfahren kann durch die Einstellung der ersten Richtung, die die Ausweichrichtung ist, auf diese Weise der Ausweichweg R2 erzeugt werden, der das Hindernis P angemessen vermeiden kann.
Der bewegliche Körper 10 gemäß der vorliegenden Offenbarung bewegt sich automatisch und schließt ein: die Erfassungssteuereinheit 74, die den am beweglichen Körper 10 bereitgestellten Sensor 26 veranlasst, das Hindernis P zu erfassen; die Ausweichweg-Informationserfassungseinheit 78, die die Informationen über den Ausweichweg R2 erfasst, der basierend auf der Position und Lage der Vorderseite Pa entgegengesetzt zur Fahrtrichtung des beweglichen Körpers 10 erzeugt wird, die aus dem Erfassungsergebnis des Hindernisses P bestimmt werden, und der das Hindernis P vermeidet, während er auf die Seite der ersten Richtung zusteuert, die die Fahrtrichtung schneidet; und die Bewegungssteuereinheit 72, die den beweglichen Körper 10 veranlasst, sich entlang des Ausweichweges R2 zu bewegen. Die Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P auf der Seite der ersten Richtung werden basierend auf dem Erfassungsergebnis des Hindernisses P durch den Sensor 26 bestimmt, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 erhalten wird, und der Ausweichweg R2 wird basierend auf der Position und Lage der Seitenfläche Pb aktualisiert, um zur Seite der zweiten Richtung zurückzukehren, während das Hindernis P vermieden wird. Der Ausweichweg R2 wird so aktualisiert, dass eine Kollision mit der Seitenfläche Pb angemessen vermieden wird, und somit kann der bewegliche Körper 10 das Hindernis P angemessen vermeiden.
Das Programm gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Programm, das einen Computer veranlasst, das Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers 10, der sich automatisch bewegt, zu implementieren, und das einen Computer veranlasst, Folgendes auszuführen: den Schritt, den am beweglichen Körper 10 bereitgestellten Sensor 26 zu veranlassen, das Hindernis P zu erfassen; den Schritt der Bestimmung der Position und Lage der Vorderseite Pa des Hindernisses P entgegen der Fahrtrichtung des beweglichen Körpers 10 basierend auf dem Erfassungsergebnis des Hindernisses P; den Schritt des Erzeugens des Ausweichweges R2, der das Hindernis P vermeidet, während er auf die Seite der ersten Richtung zusteuert, die die Fahrtrichtung schneidet, basierend auf der Position und Lage der Vorderseite Pa; den Schritt, den beweglichen Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 zu bewegen; den Schritt des Erfassens des Hindernisses P, während sich der bewegliche Körper 10 entlang des Ausweichweges R2 bewegt; den Schritt des Bestimmens der Position und Lage der Seitenfläche Pb des Hindernisses P auf der Seite der ersten Richtung basierend auf dem Erfassungsergebnis, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges R2 erhalten wird; und den Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges R2, um zu der Seite der zweiten Richtung zurückzukehren, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während das Hindernis P basierend auf der Position und der Lage der Seitenfläche Pb vermieden wird. Da der Ausweichweg R2 durch die Bestimmung der Seitenfläche Pb aktualisiert wird, kann der Ausweichweg R2 gemäß dem vorliegenden Programm so aktualisiert werden, dass eine Kollision mit der Seitenfläche Pb in geeigneter Weise vermieden wird, was eine angemessene Vermeidung des Hindernisses P ermöglicht.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist oben beschrieben, aber die Ausführungsform ist nicht durch die Details der obigen Ausführungsform begrenzt. Die oben beschriebenen Bestandteilen schließen ferner Elemente ein, die für einen Fachmann leicht vorstellbar sind, und Elemente, die im Wesentlichen gleich sind, d. h. Elemente von gleichem Umfang. Des Weiteren können die vorstehend beschriebenen konstituierenden Elemente in geeigneter Weise kombiniert werden. Darüber hinaus ist es möglich, verschiedene Auslassungen, Substitutionen und Änderungen an den konstituierenden Elementen innerhalb eines Bereichs vorzunehmen, der nicht vom Umfang der oben beschriebenen Ausführungsform abweicht.
Bezugszeichenliste

10: Beweglicher Körper
26: Sensor
70: Bewegungsweg-Informationserfassungseinheit
72: Bewegungssteuereinheit
74: Erfassungssteuereinheit
76: Hindernis-Informationserfassungseinheit
78: Ausweichweg-Informationserfassungseinheit
M, Ma: Messpunkt
M0, M0a: Punktwolke
P: Hindernis
Pa: Vorderseite
Pb: Seitenfläche
R1: Bewegungsweg
R2: Ausweichweg

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2014164424 A [0003]

Claims

Verfahren zum Steuern eines beweglichen Körpers, der sich automatisch bewegt, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt der bewirkt, dass ein Sensor an dem beweglichen Körper bereitgestellt wird, um ein Hindernis zu erfassen; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Vorderseite des Hindernisses gegenüber einer Fahrtrichtung des beweglichen Körpers basierend auf einem Erfassungsergebnis des Hindernisses; einen Schritt zum Erzeugen eines Ausweichweges, der das Hindernis vermeidet während des Fahrens in Richtung einer Seite einer ersten Richtung, die die Fahrtrichtung schneidet, basierend auf der Position und der Lage der Vorderseite; einen Schritt der bewirkt, dass sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt, einen Schritt des Erfassens des Hindernisses, während sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Seitenfläche des Hindernisses auf der Seite der ersten Richtung basierend auf einem Erfassungsergebnis, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges erhalten wird; und einen Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges, um zu einer Seite einer zweiten Richtung zurückzukehren, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während das Hindernis basierend auf der Position und der Lage der Seitenfläche vermieden wird.
Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers nach Anspruch 1, wobei in dem Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges der Ausweichweg so aktualisiert wird, dass eine Position in der zweiten Richtung eines vor dem Umschalten auf den Ausweichweg verwendeten Bewegungsweges und eine Position in der zweiten Richtung eines Endpunktes des Ausweichweges einander überlappen.
Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers nach Anspruch 1 oder 2, wobei in dem Schritt, in dem der Sensor veranlasst wird, das Hindernis zu erfassen, der Sensor veranlasst wird, die Erfassung des Hindernisses mehrmals durchzuführen, und die Erfassungsergebnisse der mehrmaligen Erfassung durch den Sensor als eine Punktwolke erhalten werden, und in dem Schritt des Bestimmens der Position und der Lage der Vorderseite die Punktwolke, die den Erfassungsergebnissen der mehrmaligen Erfassung durch den Sensor entspricht, in einem gleichen Koordinatensystem überlagert wird, und die Position und die Lage der Vorderseite basierend auf einer Position der überlagerten Punktwolke bestimmt werden.
Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers nach Anspruch 3, wobei in dem Schritt der Bestimmung der Position und der Lage der Vorderseite eine Näherungslinie der überlagerten Punktwolke berechnet wird, die überlagerte Punktwolke auf die Näherungslinie projiziert wird, um die überlagerte Punktwolke in demselben Koordinatensystem in eine Punktwolke in einem Koordinatensystem der Näherungslinie umzuwandeln, die Position der Vorderseite basierend auf einer Position der Punktwolke in dem Koordinatensystem der Näherungslinie bestimmt wird und die Lage der Vorderseite basierend auf der Näherungslinie bestimmt wird.
Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers nach Anspruch 3 oder 4, bei dem in dem Schritt der Bestimmung der Position und der Lage der Vorderseite eine der Vorderseite entsprechende gerade Linie basierend auf der durch mindestens eine Erfassung erhaltenen Punktwolke berechnet wird und eine in demselben Koordinatensystem zu überlagernde Punktwolke basierend auf einer Positionsbeziehung zwischen der geraden Linie und der Punktwolke extrahiert wird.
Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers nach Anspruch 5, bei dem in dem Schritt der Bestimmung der Position und der Lage der Vorderseite die Punktwolke, die sich innerhalb eines vorbestimmten Abstandsbereichs von der geraden Linie befindet, als die in demselben Koordinatensystem zu überlagernde Punktwolke extrahiert wird.
Verfahren zur Steuerung des beweglichen Körpers nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das ferner einen Schritt der Ausgabe eines Bestimmungsergebnisses der Position und der Lage der Vorderseite und eines Bestimmungsergebnisses der Position und der Lage der Seitenfläche an eine andere Vorrichtung als den beweglichen Körper umfasst.
Verfahren zum Steuern des beweglichen Körpers nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Schritt des Erzeugens des Ausweichweges die erste Richtung basierend auf einen befahrbaren Bereich, in dem sich der bewegliche Körper bewegen kann, und der Position der Vorderseite eingestellt wird und der Ausweichweg erzeugt wird, um das Hindernis zu vermeiden, während er auf die eingestellte erste Richtung zusteuert.
Verfahren zum Steuern des beweglichen Körpers nach Anspruch 8, wobei in dem Schritt des Erzeugens des Ausweichweges, wenn ein Abstand zwischen einer Grenzlinie des befahrbaren Bereichs auf einer Seite einer Richtung, die die Fahrtrichtung schneidet und von einem anderen Endpunkt zu einem Endpunkt der Vorderseite führt, und der eine Endpunkt gleich oder größer als ein Schwellenwert ist, die Richtung, die von dem anderen Endpunkt zu dem einen Endpunkt der Vorderseite führt, als die erste Richtung eingestellt wird, und wenn der Abstand zwischen der Begrenzungslinie und dem einen Endpunkt kleiner als der Schwellenwert ist, eine Richtung, die von dem einen Endpunkt zu dem anderen Endpunkt führt, als die erste Richtung eingestellt wird.
Beweglicher Körper, der sich automatisch bewegt, umfassend: eine Erfassungssteuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie einen an dem beweglichen Körper bereitgestellten Sensor veranlasst, ein Hindernis zu erfassen; eine Ausweichweg-Informationserfassungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie Informationen über einen Ausweichweg erfasst, wobei der Ausweichweg basierend auf einer Position und einer Lage einer Vorderseite des Hindernisses entgegengesetzt zu einer Fahrtrichtung des beweglichen Körpers erzeugt wird, wobei die Position und die Lage der Vorderseite durch ein Erfassungsergebnis des Hindernisses bestimmt werden, wobei der Ausweichweg das Hindernis vermeidet, während er auf eine erste Richtung zusteuert, die die Fahrtrichtung schneidet; und eine Bewegungssteuereinheit, die so konfiguriert ist, dass sie den beweglichen Körper veranlasst, sich entlang des Ausweichweges zu bewegen, wobei der Ausweichweg so konfiguriert ist, dass er basierend auf einer Position und einer Lage einer Seitenfläche des Hindernisses auf der Seite der ersten Richtung aktualisiert wird, um zu einer Seite einer zweiten Richtung zurückzukehren, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während das Hindernis vermieden wird, wobei die Position und die Lage der Seitenfläche basierend auf einem Erfassungsergebnis des Hindernisses bestimmt werden, das von dem Sensor während der Bewegung entlang des Ausweichweges erhalten wird.
Programm, das einen Computer veranlasst, ein Verfahren zum Steuern eines beweglichen Körpers zu implementieren, der sich automatisch bewegt, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt der bewirkt, dass ein Sensor an dem beweglichen Körper bereitgestellt wird, um ein Hindernis zu erfassen; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Vorderseite des Hindernisses gegenüber einer Fahrtrichtung des beweglichen Körpers basierend auf einem Erfassungsergebnis des Hindernisses; einen Schritt zum Erzeugen eines Ausweichweges, der das Hindernis vermeidet während des Fahrens in Richtung einer Seite einer ersten Richtung, die die Fahrtrichtung schneidet, basierend auf der Position und der Lage der Vorderseite; einen Schritt der bewirkt, dass sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt, einen Schritt des Erfassens des Hindernisses, während sich der bewegliche Körper entlang des Ausweichweges bewegt; einen Schritt des Bestimmens einer Position und einer Lage einer Seitenfläche des Hindernisses auf der Seite der ersten Richtung basierend auf einem Erfassungsergebnis, das während der Bewegung entlang des Ausweichweges erhalten wird; und einen Schritt des Aktualisierens des Ausweichweges, um zu einer Seite einer zweiten Richtung zurückzukehren, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, während das Hindernis basierend auf der Position und der Lage der Seitenfläche vermieden wird.