JP2005092820A - 環境認識装置及び方法、経路計画装置及び方法、並びにロボット装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】視差画像又は距離画像から平面パラメータを算出して床面を含む複数平面を抽出する複数平面抽出部401、床面を含む複数平面の障害物を認識する障害物認識部402、及び障害物認識部402の認識結果に基づき各平面毎の環境地図(障害物地図)を作成及び更新する環境地図更新部403からなる環境認識部と、これらの環境地図に基づき経路計画を行う経路計画部404とを有する。経路計画部404は、床面の環境地図上で障害物とされた場合であっても、他の平面における環境地図上で障害物ではないとされている場合は、移動経路の候補とする。
【選択図】図5
Description
1.全くランダムにサンプリングする方法
2.基準点となる1点を3次元データ全体からランダムにサンプリングし、残りのデータを基準点近傍点、例えば3次元空間内での距離が十分近いデータ群等からサンプリングする方法
3.3次元データを複数の解像度レベルに亘ってスキャンしながら各小近傍(例えば、3次元空間内での距離が十分近いデータ群等)のデータをひとまとまりにしてサブセットとする方法
等がある。
Claims (24)
- 障害物が存在する環境下において移動型のロボット装置が環境を認識するための環境認識装置において、
入力画像に基づき平面パラメータを算出し、該平面パラメータに基づき平面を検出する平面検出手段と、
上記平面検出手段により検出された平面上の障害物を認識する障害物認識手段と、
上記障害物認識手段により認識された障害物情報に基づき環境地図を作成及び/又は更新する環境地図更新手段とを有し、
上記平面検出手段は、基準となる基準平面と該基準平面と略平行な1以上の他の平面からなる平面群を検出し、
上記環境地図更新手段は、上記平面群のうち、上記障害物認識手段により障害物が認識された平面の環境地図を作成及び/又は更新する
ことを特徴とする環境認識装置。 - 上記基準平面は、床面である
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記基準平面は、上記ロボット装置が移動している移動面である
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記各平面は、上記ロボット装置が移動可能な面積を有する
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記他の平面は、上記基準平面との高さの差が所定の値以下である平面である
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記他の平面は、上記ロボット装置の認識範囲内において上記基準平面と高さの差が最も小さい平面を含む
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記環境地図は、障害物が存在するとされる障害物領域と、移動可能であるとされる自由空間領域と、未観測である未観測領域とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記平面検出手段は、上記入力画像として入力される視差画像又は距離画像から変換された3次元データ群から3点以上の3次元データをサンプリングし、上記3次元データによって決まる1つの平面を示す平面パラメータを複数算出する平面算出手段と、上記平面算出手段から得られた複数の平面パラメータを投票空間に投票し該投票結果に基づき上記平面群を決定する平面決定手段とを有する
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記ロボット装置に設けた複数の撮像手段から得られた画像データに基づき算出された視差画像と、該複数の撮像手段が配設された位置における上記視差画像に対応する同次変換行列と、を用いて距離画像を生成する距離画像生成手段を有し、
上記平面検出手段は、上記距離画像に基づき上記平面パラメータを算出する
ことを特徴とする請求項1記載の環境認識装置。 - 上記障害物認識手段は、上記平面群のうち、少なくとも上記移動面上の障害物を認識し、
上記環境地図更新手段は、上記移動面の環境地図を作成及び/又は更新する
ことを特徴とする請求項2記載の環境認識装置。 - 障害物が存在する環境下において移動型のロボット装置が環境を認識するための環境認識方法において、
入力画像に基づき平面パラメータを算出し、該平面パラメータに基づき平面を検出する平面検出工程と、
上記平面検出工程にて検出された平面上の障害物を認識する障害物認識工程と、
上記障害物認識工程にて認識された障害物情報に基づき環境地図を作成及び/又は更新する環境地図更新工程とを有し、
上記平面検出工程では、基準となる基準平面と該基準平面と略平行な1以上の他の平面からなる平面群を検出し、
上記環境地図更新工程では、上記平面群のうち、上記障害物認識工程にて障害物が認識された平面の環境地図を作成及び/又は更新する
ことを特徴とする環境認識方法。 - 上記基準平面は、床面である
ことを特徴とする請求項11記載の環境認識方法。 - 上記基準平面は、上記ロボット装置が移動している移動面である
ことを特徴とする請求項11記載の環境認識方法。 - 上記各平面は、上記ロボット装置が移動可能な面積を有する
ことを特徴とする請求項11記載の環境認識方法。 - 上記他の平面は、上記基準平面との高さの差が所定の値以下である平面である
ことを特徴とする請求項10記載の環境認識方法。 - 上記他の平面は、上記ロボット装置の認識範囲内において上記基準平面と高さの差が最も小さい平面を含む
ことを特徴とする請求項11記載の環境認識方法。 - 障害物が存在する環境下において移動型のロボット装置が現在位置から目的位置まで移動するための経路を計画する経路計画装置において、
入力画像に基づき平面パラメータを算出し、該平面パラメータに基づき基準となる基準平面と該基準平面と略平行な1以上の他の平面からなる平面群を検出する平面検出手段と、
上記平面検出手段により検出された平面群における各平面上の障害物を認識する障害物認識手段と、
上記障害物認識手段により認識された障害物情報に基づき上記平面群の各平面に対応する環境地図群を作成及び/又は更新する環境地図更新手段と、
上記環境地図更新手段により作成及び/又は更新された上記環境地図群に基づき上記ロボット装置の移動経路を計画する経路計画手段とを有する
ことを特徴とする経路計画装置。 - 上記経路計画手段は、各環境地図を所定の領域に区切り、上記ロボット装置の現在位置から移動可能とされる各領域毎に該各領域に移動する際のコストを算出し、コスト算出結果に基づき移動経路を計画する
ことを特徴とする請求項17記載の経路計画装置。 - 上記環境地図は、障害物が存在するとされる障害物領域と、移動可能であるとされる自由空間領域と、未観測である未観測領域とを有し、
上記経路計画手段は、現在移動中の平面に対応する環境地図である第1の環境地図上に上記障害物領域が含まれる場合、上記現在移動中の平面とは異なる平面に対応する環境地図である第2の環境地図を参照し、当該障害物領域が該第2の環境地図上で自由空間領域である場合は、当該障害物領域を移動可能領域とみなす
ことを特徴とする請求項17記載の経路計画装置。 - 障害物が存在する環境下において移動型のロボット装置が現在位置から目的位置まで移動するための経路を計画する経路計画方法において、
入力画像に基づき平面パラメータを算出し、該平面パラメータに基づき基準となる基準平面と該基準平面と略平行な1以上の他の平面からなる平面群を検出する平面検出工程と、
上記平面検出工程にて検出された平面群における各平面上の障害物を認識する障害物認識工程と、
上記障害物認識工程にて認識された障害物情報に基づき上記平面群の各平面に対応する環境地図群を作成及び/又は更新する環境地図更新工程と、
上記環境地図更新工程にて作成及び/又は更新された上記環境地図群に基づき上記ロボット装置の移動経路を計画する経路計画工程とを有する
ことを特徴とする経路計画方法。 - 上記経路計画工程では、各環境地図を所定の領域に区切り、上記ロボット装置の現在位置から移動可能とされる各領域毎に該各領域に移動する際のコストを算出し、コスト算出結果に基づき移動経路を計画する
ことを特徴とする請求項20記載の経路計画方法。 - 上記環境地図は、障害物が存在するとされる障害物領域と、移動可能であるとされる自由空間領域と、未観測である未観測領域とを有し、
上記経路計画工程では、現在移動中の平面に対応する環境地図である第1の環境地図上に上記障害物領域が含まれる場合、上記現在移動中の平面とは異なる平面に対応する環境地図である第2の環境地図を参照し、当該障害物領域が該第2の環境地図上で自由空間領域である場合は、当該障害物領域を移動可能領域とみなす
ことを特徴とする請求項20記載の経路計画方法。 - 障害物が存在する環境下で自律的に移動可能なロボット装置において、
上記環境を認識するための環境認識装置を有し、
上記環境認識装置は、
入力画像に基づき平面パラメータを算出し、該平面パラメータに基づき平面を検出する平面検出手段と、
上記平面検出手段により検出された平面上の障害物を認識する障害物認識手段と、
上記障害物認識手段からの障害物情報に基づき環境地図を作成及び/又は更新する環境地図更新手段とを有し、
上記平面検出手段は、基準となる基準平面と該基準平面と略平行な1以上の他の平面からなる平面群を検出し、
上記環境地図更新手段は、上記平面群のうち、上記障害物認識手段により障害物が認識された平面の環境地図を作成及び/又は更新する
ことを特徴とするロボット装置。 - 障害物が存在する環境下にて現在位置から目的位置まで移動するための経路を自律的に計画して移動するロボット装置において、
上記環境を認識して移動経路を計画する経路計画装置を有し、
上記経路計画装置は、
入力画像に基づき平面パラメータを算出し、該平面パラメータに基づき基準となる基準平面と該基準平面と略平行な1以上の他の平面からなる平面群を検出する平面検出手段と、
上記平面検出手段により検出された平面群における各平面上の障害物を認識する障害物認識手段と、
上記障害物認識手段により認識された障害物情報に基づき上記平面群の各平面に対応する環境地図群を作成及び/又は更新する環境地図更新手段と、
上記環境地図更新手段により作成及び/又は更新された上記環境地図群に基づき上記ロボット装置の移動経路を計画する経路計画手段とを有する
ことを特徴とするロボット装置。
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