JP2007257094A - Method for creating path, moving element and moving element control system - Google Patents

Method for creating path, moving element and moving element control system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for creating a path, for creating a continuous path such that the configuration of a discrete path obtained from a plurality of coordinate points whose positions and order are specified on a plane or within a space is maintained to a certain degree. <P>SOLUTION: The method for creating a path is for creating a smooth continuous path from a discrete path created by linking N pieces of coordinate points in a certain order within a multidimensional space of two or more dimensions. When the continuous path is represented using a parameter (t) where (t) is a certain real number meeting the requirement of t: 0≤t≤N-1 and assumes a value corresponding to a nodal point of the discrete path, in order to cause the coordinate value of the coordinate point (hereinafter a corresponding coordinate point) of the integer closest to (t), included in the set of coordinate points, to most affect the coordinate value of a point A<SB>t</SB>represented as a certain point on the continuous path, the coordinate value of the point A<SB>t</SB>is calculated on the basis of the coordinate points of a plurality of continuous coordinate points including the corresponding coordinate point. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の点をつなぎ合わせて生成された離散経路から、滑らかな経路を作成するための経路作成方法、および移動するための経路を作成し、作成した経路に沿って移動する移動体、および移動体を制御するための移動体制御システムに関する。   The present invention relates to a route creation method for creating a smooth route from a discrete route generated by connecting a plurality of points, and a moving body that creates a route for movement and moves along the created route. And a moving body control system for controlling the moving body.

近年、屋外の限られたエリアや、屋内といった所定の移動領域を自律的に移動する、車両や歩行ロボットなどの移動体、および超小型ヘリコプタなどの3次元空間内を移動する移動体が開発されている。   In recent years, mobile bodies such as vehicles and walking robots that move autonomously in a limited area such as a limited outdoor area or indoors, and mobile bodies that move in a three-dimensional space such as a micro helicopter have been developed. ing.

このような移動体を移動させるためには、移動領域内での移動体の自己位置を認識させるだけでなく、移動体が目的地まで移動しようとする移動経路を予めまたはリアルタイムに作成する必要がある。律移動体は、このように作成された移動経路に沿って移動するように制御され、目的地まで移動することができる。   In order to move such a moving body, it is necessary not only to recognize the self-position of the moving body in the moving area, but also to create a moving route on which the moving body will move to the destination in advance or in real time. is there. The temperament moving body is controlled to move along the movement path thus created, and can move to the destination.

前述の移動経路は、通常、移動領域内における通過点を複数特定し、これらの通過点をつなぎ合わせて作成される。つまり、移動開始を行う移動始点から、移動を停止する移動終点までに、移動体が通過する通過点を定め、これらの通過点を通るように移動始点と移動終点とをつなぎ合わせることで、移動始点から移動終点までの移動経路を作成する。(例えば特許文献1、2)   The aforementioned movement route is normally created by specifying a plurality of passing points in the moving region and connecting these passing points. In other words, by defining the passing points through which the moving body passes from the moving start point at which movement starts to the moving end point at which movement stops, the movement start point and the moving end point are connected so as to pass through these passing points. Create a travel route from the start point to the end point. (For example, Patent Documents 1 and 2)

このような移動体の移動経路を作成する手法の一つとして、移動領域内に、略一定間隔に配置された格子点を結ぶグリッド線を仮想的に描写して作成した領域マップを求め、この領域マップを用いて移動経路を作成する手法が知られている。この移動経路作成手法は、領域マップ上の格子点を通過点として複数選択し、この通過点を通過するように移動始点から移動終点までを結んで離散経路を生成し、この離散経路を移動経路とするものである。このような移動経路作成方法の場合、格子点を結んで得られる離散経路の長さが最も短くなるような格子点を選択することで、領域内の移動始点から移動終点までを最短距離に結ぶ移動経路を作成することができる。(例えば特許文献3)   As one method for creating such a moving path of a moving body, an area map created by virtually depicting grid lines connecting lattice points arranged at substantially constant intervals in a moving area is obtained. A method of creating a movement route using an area map is known. This moving route creation method selects a plurality of grid points on the area map as passing points, generates a discrete route by connecting from the moving start point to the moving end point so as to pass through this passing point, and this discrete route is moved to the moving route. It is what. In the case of such a movement path creation method, by selecting a grid point that minimizes the length of the discrete path obtained by connecting the grid points, the distance from the movement start point to the movement end point in the region is connected to the shortest distance. A travel route can be created. (For example, Patent Document 3)

特開平6−34386号公報JP-A-6-34386 特開2000−541481号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-541481 特開2003−266345号公報JP 2003-266345 A

しかしながら、このようなグリッド線が仮想的に描写された領域マップ内を用いて作成された移動経路は、直線と直線とがつなぎ合わされて作成される離散経路であるため、得られる経路はつなぎ合わせた部分が直交する形状となっている。そのため、このように作成された移動経路に基づいて移動体を移動させた場合、直交した部分の経路に移動体の動きを追従させることができない。   However, since the movement path created using the area map in which such grid lines are virtually depicted is a discrete path created by connecting straight lines and straight lines, the obtained paths are connected. The parts are perpendicular to each other. Therefore, when the moving body is moved based on the moving path created in this way, the movement of the moving body cannot follow the path of the orthogonal part.

また、このような離散経路に移動体を追従させて移動させるために、前述のつなぎ合わせた部分の経路に丸みをもたせるように、部分的な経路修正を行ったとしても、前記つなぎ合わせた部分の形状の曲率が、ある程度大きくなってしまう。したがって、これらのつなぎ合わせの部分を全て修正すると、生成された当初の離散経路の形状が保たれなくなる。そのため、グリッド線が仮想的に描写された領域マップ内を移動体が移動する場合に、当初移動を計画した離散経路の形状に基づいた移動計画が立てられなくなる。   In addition, in order to move the moving body following such a discrete path, even if partial path correction is performed so that the path of the connected part is rounded, the connected part The curvature of the shape becomes large to some extent. Therefore, if all of these joining portions are corrected, the generated shape of the original discrete path cannot be maintained. Therefore, when the moving body moves in the area map in which the grid lines are virtually depicted, a movement plan based on the shape of the discrete path planned for the initial movement cannot be made.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、平面上や空間内において位置および順序が特定された複数の座標点により得られる離散経路の形状を、ある程度保つような連続経路を作成するための経路作成方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and a continuous path shape obtained by a plurality of coordinate points whose positions and order are specified on a plane or in space is maintained to some extent. An object of the present invention is to provide a route creation method for creating a route.

さらに、本発明は、前述のように平面上や空間内において位置および順序が特定された複数の座標点が与えられた場合に、これらの複数の座標点から生成される離散経路の形状をある程度保った連続経路に沿って移動可能な移動体を提供することをも目的とする。   Furthermore, when a plurality of coordinate points whose positions and order are specified on a plane or in a space are given as described above, the present invention has a certain shape of the discrete path generated from these plurality of coordinate points. It is another object of the present invention to provide a movable body that can move along the continuous path.

さらに、本発明は、前述のように平面状において位置および順序が特定された複数の座標点が与えられた場合に、これらの複数の座標点から離散経路を生成し、この離散経路の形状をある程度保った連続経路を作成し、移動体をこの連続経路に追従させて移動させることができる移動体制御システムを提供することをも目的とする。   Furthermore, when a plurality of coordinate points whose positions and order are specified in a planar shape are given as described above, the present invention generates a discrete path from the plurality of coordinate points, and changes the shape of the discrete path to It is another object of the present invention to provide a moving body control system capable of creating a continuous path maintained to some extent and moving the moving body following the continuous path.

本発明にかかる経路作成方法は、2次元以上の多次元空間内において、N個の座標点からなる座標点集合を一定の順序でつなぎ合わせて生成される離散経路から、滑らかな連続経路を作成する経路作成方法であって、前記連続経路を媒介変数t(ただし、tはt:0≦t≦N−1を満たす任意の実数で、前記離散経路の節点に相当する値)を用いて表現した場合に、前記連続経路上の任意の点として表される点Aの座標値を、前記座標点集合に含まれる、tに最も近い整数番目の座標点(以下、対応座標点という)の座標値が、前記点Aの座標値に最も大きく影響を与えるように、前記対応座標点を含む連続した複数の座標点の座標値に基づいて算出することを特徴とするものである。
上述のような経路作成方法によれば、多次元空間内(例えば平面上や空間内)に特定されたN個の座標点を一定の順序でつなぎあわせた離散経路は、座標点集合中の、tに最も近い値となる順序の座標点の座標値に最も大きく影響が与えられた経路に修正される。言い換えると、作成された経路(以下、連続経路という)は、前記離散経路上に位置する複数の座標点が移動する先の座標値を、各座標点の座標値の重み付け移動平均を算出することによって求め、前記複数の座標点が移動した後の各点を集めることで、連続経路が作成されている。このように連続経路を作成することによって、前記連続経路を、前記座標点集合に含まれる座標点を一定の順序でつなぎあわせた離散経路の形状をある程度保つように作成することができる。
The path creation method according to the present invention creates a smooth continuous path from discrete paths generated by connecting a set of N coordinate points in a certain order in a multi-dimensional space of two or more dimensions. The continuous path is expressed using a parameter t (where t is an arbitrary real number satisfying t: 0 ≦ t ≦ N−1 and corresponding to a node of the discrete path). when the coordinate value of a point a t expressed as arbitrary point on the continuous path, said included in the coordinate point set, the nearest integer-th coordinate point in t (hereinafter, referred to as the corresponding coordinate points) coordinate values, to provide the greatest influence on the coordinate value of the point a t, is characterized in that calculated on the basis of the coordinate values of a plurality of coordinate points continuous including the corresponding coordinate point.
According to the route creation method as described above, a discrete route obtained by connecting N coordinate points specified in a multidimensional space (for example, on a plane or in a space) in a certain order is included in a set of coordinate points. The path is corrected to have the greatest influence on the coordinate values of the coordinate points in the order that is closest to t. In other words, in the created route (hereinafter referred to as a continuous route), a coordinate value of a destination to which a plurality of coordinate points located on the discrete route moves is calculated, and a weighted moving average of the coordinate values of each coordinate point is calculated. A continuous path is created by collecting each point after the plurality of coordinate points are moved. By creating a continuous path in this way, the continuous path can be created so that the shape of a discrete path obtained by connecting coordinate points included in the coordinate point set in a certain order is maintained to some extent.

また、複数の座標点の座標値と、媒介変数tの値とで特定される関数に基づいて、前記点Aの座標値を算出するようにしてもよい。このようにすると、連続経路上の任意の点として表される点Aの座標値を簡単に求めることができる。 Further, the coordinate values of a plurality of coordinate points, based on a function specified by the value of the parametric t, may be calculated coordinate values of the points A t. In this way, it is possible to obtain the coordinate value of a point A t expressed as arbitrary point on the continuous path easily.

さらに、このような関数としては、前記複数の座標点のうち、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるように重み付けされていることが好ましい。このような関数を用いると、作成された経路(連続経路)が、離散経路の形状を保つ度合いを大きくすることができる。   Further, as such a function, it is preferable that weights are given so that the influence of the coordinate points in the order away from the corresponding coordinate point is reduced among the plurality of coordinate points. By using such a function, the degree to which the created path (continuous path) maintains the shape of the discrete path can be increased.

また、前記複数の座標点が、前記対応座標点よりも早い順序のn/2個(n:2Nを超えない偶数)の連続した座標点から構成される第1座標点集合と、前記対応座標点よりも遅い順序のm/2個(m:2Nを超えない偶数)の連続した座標点から構成される第2座標点集合と、から構成されていてもよい。   In addition, the plurality of coordinate points includes a first coordinate point set composed of n / 2 (n: an even number not exceeding 2N) consecutive coordinate points in an earlier order than the corresponding coordinate points, and the corresponding coordinates A second coordinate point set composed of m / 2 (m: an even number not exceeding 2N) consecutive coordinate points in an order later than the points may be included.

また、前記第1座標点集合の個数(n/2)と、第2座標点集合の個数(m/2)の合計が、座標点集合の座標点数(N)よりも小さく、これらの個数を選ぶことができるのであれば、前記第1座標点集合の個数(n/2)と、第2座標点集合の個数(m/2)との個数を等しくしてもよい。このような個数n/2,m/2の選び方は、作成する経路の形状や初めに与えられた座標点集合に含まれる座標点の個数に応じて適宜定めればよい。   The total number of the first coordinate point set (n / 2) and the number of the second coordinate point set (m / 2) is smaller than the number of coordinate points (N) of the coordinate point set, If it can be selected, the number of the first coordinate point set (n / 2) may be equal to the number of the second coordinate point set (m / 2). Such selection of the numbers n / 2 and m / 2 may be appropriately determined according to the shape of the path to be created and the number of coordinate points included in the initially given coordinate point set.

なお、前記点Aの座標値を算出する複数の座標点の数が増えるほど、作成される連続経路の全体形状は滑らかになるが、形状の滑らかさの度合いに応じて、元の離散経路の形状から遠ざかることになる。逆に、点Aの座標値を算出するための座標点の数を減らすと、元の離散経路の形状を保つ度合いが大きくなる。そのため、前記点Aの座標値を算出するための座標点の数は、離散経路の形状を維持する度合いと、作成する連続経路の滑らかさとを考慮して、適宜定めればよい。 Incidentally, as the number of the plurality of coordinate points for calculating the coordinate value of the point A t increases, the overall continuous pathways are created shape is smooth, in accordance with the smoothness degree of the shape, the original discrete path It will move away from the shape. Conversely, reducing the number of coordinate points for calculating the coordinate value of the point A t, the degree to maintain the shape of the original discrete paths increases. Therefore, the number of points for calculating the coordinate value of the point A t is the degree to maintain the shape of the discrete paths, in consideration of the smoothness of a continuous pathway to create, it may be determined as appropriate.

なお、本発明に係る経路作成方法は、多次元空間内におけるN個の座標点の座標値と、それらをつなぎ合わせる順序とが特定されれば、経路作成を可能とするものである。すなわち、これらの座標点を必ずしも実際につなぎ合わせて離散経路を生成する必要はなく、仮想的に離散経路を生成するものであってもよい。   Note that the route creation method according to the present invention enables route creation if the coordinate values of N coordinate points in a multidimensional space and the order of connecting them are specified. That is, it is not always necessary to actually connect these coordinate points to generate a discrete path, and a virtual discrete path may be generated.

そして、本発明にかかる移動体は、2次元以上の多次元空間内を移動領域として、前記多次元空間内において特定された移動始点から、同じく前記多次元空間内において特定された移動終点までを移動するものであって、前記多次元空間内に前記移動始点および移動終点を含むN個の座標点集合を特定し、これらの座標点集合から、前記1〜5に記載の経路作成方法を用いて連続経路を作成し、作成された連続経路を移動経路とし、この移動経路に基づいて前記移動領域を移動することを特徴とする。
このような移動体は、移動する領域内において、通過点としての複数の座標点(座標点集合)を大まかに定め、その通過点を通過する順序を特定すると、その通過点を結んで生成される離散経路の形状をある程度保った連続経路を移動経路として移動するものである。
The moving body according to the present invention has a movement area in a multi-dimensional space of two or more dimensions and moves from a movement start point specified in the multi-dimensional space to a movement end point specified in the multi-dimensional space. N coordinate point sets including the movement start point and the movement end point are specified in the multidimensional space, and the route creation method according to 1 to 5 is used from these coordinate point sets. A continuous route is created, and the created continuous route is set as a moving route, and the moving region is moved based on the moving route.
Such a moving body is generated by roughly defining a plurality of coordinate points (coordinate point sets) as passing points in the moving area and specifying the order of passing the passing points, and connecting the passing points. A continuous path that keeps the shape of the discrete path to a certain extent moves as a movement path.

なお、このような移動体としては、定められた複数の座標点を結んで離散経路を作成せず、座標点集合とその座標点集合を通過する順序だけを定めるだけで、前述の経路作成方法を用いることで作成された連続経路を移動経路とするものであってもよい。   In addition, such a moving body does not create a discrete path by connecting a plurality of determined coordinate points, but only determines a set of coordinate points and an order of passing through the set of coordinate points. A continuous route created by using may be used as the movement route.

また、本発明にかかる移動体制御システムは、2次元以上の多次元空間内を移動領域として、前記多次元空間内を移動可能な移動体と、前記多次元空間内で特定されたN個の座標点の各座標値に基づいて移動体を移動させるように制御する制御部と、を備え、前記制御部が、前記N個の座標点のうち、特定の座標点を多次元空間内における移動始点および移動終点としてそれぞれ特定した後に、前記移動始点から移動終点までをつなぐ経路を、前記N個の座標点を座標点集合として請求項1〜5に記載の経路作成方法を用いて作成し、作成された連続経路を移動経路として、この移動経路に基づいて前記移動体を移動させるように制御することを特徴とする。   In addition, the mobile body control system according to the present invention includes a mobile body that can move in the multidimensional space using a two-dimensional or higher multidimensional space as a moving region, and N pieces of the specified mobile body in the multidimensional space. A control unit that controls the moving body to move based on each coordinate value of the coordinate point, and the control unit moves a specific coordinate point among the N coordinate points in a multidimensional space. After specifying each as a start point and a movement end point, create a path connecting the movement start point to the movement end point using the N coordinate points as a coordinate point set using the route creation method according to claim 1, The created continuous route is used as a moving route, and the moving body is controlled to move based on the moving route.

このような移動体制御システムは、移動体の移動を制御する制御部が、移動体の通過する点(座標点集合)を定め、離散経路を実際にまたは仮想的に生成した後、その離散路に基づいて連続経路を作成し、この連続経路を移動経路として前記移動体を移動させる。したがって、制御部が移動体の移動領域についてのマップ情報を記憶しており、このマップ情報に基づいて移動体を移動させる経路を定める場合に、本発明を効果的に用いることができる。   In such a moving body control system, a control unit that controls the movement of the moving body determines points (coordinate point sets) through which the moving body passes, generates a discrete path actually or virtually, and then generates the discrete path. Based on the above, a continuous route is created, and the moving body is moved using the continuous route as a moving route. Therefore, the present invention can be effectively used when the control unit stores map information about the moving area of the moving body and determines a route for moving the moving body based on the map information.

また、前記移動体制御システムにおいて、前記制御部が、多次元空間内において個の座標点を特定し、これらの座標点から特定の座標点を多次元空間内における移動始点および移動終点としてそれぞれ特定し、前記移動始点から移動終点までをつなぐ連続経路を前記N個の座標点を座標点集合として請求項1〜5に記載の経路作成方法を用いて作成する経路作成部と、前記経路作成部で作成された連続経路に沿って移動体を移動させるための移動信号を生成し、移動体に対して前記移動信号を送信する移動信号送信部と、を備えており、前記移動体が、制御部からの移動信号を受けて、前記多次元空間内を移動始点から移動終点に到達するように移動するものであってもよい。   Further, in the mobile body control system, the control unit identifies individual coordinate points in the multidimensional space, and identifies specific coordinate points from these coordinate points as a movement start point and a movement end point in the multidimensional space, respectively. A route creation unit that creates a continuous route from the movement start point to a movement end point using the N coordinate points as a coordinate point set using the route creation method according to claim 1, and the route creation unit A movement signal transmitting unit that generates a movement signal for moving the moving body along the continuous path created in step S1 and transmits the movement signal to the moving body. In response to the movement signal from the unit, the movement may be performed in the multidimensional space so as to reach the movement end point from the movement start point.

なお、前記移動体制御システムは、移動体の通過する点(座標点集合)を定めた後に、離散路を実際に作成せずに、座標点集合の各座標値と、その座標点集合に含まれる座標点を通過する順序を定めるだけで、移動体の移動経路を作成するものであってもよい   In addition, after determining the point (coordinate point set) through which the moving body passes, the moving body control system includes each coordinate value of the coordinate point set and the coordinate point set without actually creating a discrete path. It is also possible to create a moving path of a moving object simply by determining the order of passing through the coordinate points.

以上、説明したように、本発明によると、多次元空間において位置および順序が特定された複数の座標点により得られる離散経路の形状をある程度保つような連続経路を作成するための経路作成方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, there is provided a route creation method for creating a continuous route that maintains the shape of a discrete route obtained by a plurality of coordinate points whose positions and order are specified in a multidimensional space. Can be provided.

さらに、多次元空間内において位置および順序が特定された複数の座標点が与えられた場合に、これらの複数の座標点から生成される離散経路の形状をある程度保った連続経路に沿って移動可能な移動体を提供することもできる。   Furthermore, when multiple coordinate points whose positions and order are specified in a multidimensional space are given, they can move along a continuous path that retains the shape of the discrete path generated from these multiple coordinate points. It is also possible to provide a simple moving body.

さらに、本発明は、前述のように平面状において位置および順序が特定された複数の座標点が与えられた場合に、これらの複数の座標点から離散経路を作成し、この離散経路の形状をある程度保った連続経路を作成し、移動体をこの連続経路に追従させるように移動させることができる移動体制御システムを提供することをもできる。   Furthermore, when a plurality of coordinate points whose positions and order are specified in a planar shape are given as described above, the present invention creates a discrete path from the plurality of coordinate points, and changes the shape of the discrete path to It is also possible to provide a moving body control system capable of creating a continuous path maintained to some extent and moving the moving body to follow the continuous path.

発明の実施形態1.
以下に、図を参照しつつ本発明の実施の形態1にかかる経路作成方法について説明する。この実施形態においては、多次元空間の一例として平面上における経路作成方法について説明する。図1は、座標平面上に、47個(N=47)の座標点集合{a(x,y),a(x,y),a(x,y),...a46(x46,y46)}が配置された様子を示している。なお、図1に示すように、前記座標点集合は、略一定間隔dに配置された格子点を結ぶグリッド線22が仮想的または現実的に描写された領域21内に含まれており、かつ、これらの座標点集合は、グリッド線22上に配置されている。そして、これらの座標点集合をこの順序でつなぎ合わせて作成された離散経路30が、領域21内に生成されている。この離散経路30は、前記座標点集合を所定の順序でつなぎ合わせて作成されるものであるが、本実施形態では、座標点の一部(本実施形態ではa,a,a,a,a12,a16,a20,a22,a25〜a32,a38,a41,a42,a45)において、つなぎ合わせる直線が直交している。
Embodiment 1 of the Invention
The route creation method according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a route creation method on a plane will be described as an example of a multidimensional space. FIG. 1 shows 47 (N = 47) coordinate point sets {a 0 (x 0 , y 0 ), a 1 (x 1 , y 1 ), a 2 (x 2 , y 2 ) on the coordinate plane. ,. . . a 46 (x 46 , y 46 )} is arranged. As shown in FIG. 1, the set of coordinate points includes a grid line 22 connecting lattice points arranged at a substantially constant interval d in a region 21 in which a virtual or realistic depiction is made, and These coordinate point sets are arranged on the grid line 22. A discrete path 30 created by connecting these coordinate point sets in this order is generated in the region 21. The discrete path 30 is created by connecting the set of coordinate points in a predetermined order. In this embodiment, a part of the coordinate points (a 3 , a 5 , a 8 , in a 9, a 12, a 16 , a 20, a 22, a 25 ~a 32, a 38, a 41, a 42, a 45), the straight line joining are orthogonal.

次に、このような領域21内に作成された離散経路の形状を部分的に保つように得られる経路(以下、連続経路という)について図2から図5を用いて説明する。この連続経路は、離散経路30上の各点を各々別の位置に移動させ、その移動後の各点を集めることで作成されるものである。   Next, a path (hereinafter referred to as a continuous path) obtained so as to partially maintain the shape of the discrete path created in the region 21 will be described with reference to FIGS. This continuous path is created by moving each point on the discrete path 30 to a different position and collecting each point after the movement.

図2は、前記座標点集合の一部である10個の座標点{a(x,y),a(x,y),a(x,y),...a14(x14,y14)}を抽出した様子を示すものであり、これらの10個の座標点を用いて、座標点a(x,y)を座標点A(X,Y)に移動させる例について説明する。なお、本実施形態では、前記10個の座標点の座標値として、点Aの対応座標点aのx座標、y座標に基づいて、点Aの座標点であるx座標(X)、y座標(Y)をそれぞれ求める。 FIG. 2 shows ten coordinate points {a 5 (x 5 , y 5 ), a 6 (x 7 , y 7 ), a 8 (x 8 , y 8 ),. . . a 14 (x 14 , y 14 )} is extracted, and the coordinate point a 9 (x 9 , y 9 ) is converted to the coordinate point A 9 (X 9 ) using these ten coordinate points. , Y 9 ) will be described. In the present embodiment, as the coordinate value of the 10 coordinate points, x coordinates of the corresponding coordinate points a 9 of point A 9, based on the y-coordinate, x-coordinate (X 9 is a coordinate point of the point A 9 ) And y coordinate (Y 9 ) are obtained.

また、本実施形態で点Aの座標点を算出するために用いる関数をf(i,t)とすると、点Aのx座標であるX、y座標であるYは、それぞれ以下の式1,2に示すように表される: Further, assuming that a function used to calculate the coordinate point of the point A 9 in this embodiment is f (i, t), X 9 as the x coordinate of the point A 9 and Y 9 as the y coordinate are as follows. As shown in Equations 1 and 2 below:

Figure 2007257094

・・・・・・式1
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 1

Figure 2007257094

・・・・・・式2
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 2

ただし、上記の式1および式2において、f(i,t)はA(X,Y)の対応座標点a(x,y)のx座標およびy座標の値が最も大きく影響を与えるように(重み付けを行うように)、この対応座標点を含む連続した複数の座標点の座標値(x座標およびy座標)に基づいて、点Aの座標値(x座標Xおよびy座標Y)を、それぞれ算出するための関数である(この場合、t=9,i=0,1,2,...9)。この関数の定め方については後述するが、関数f(i,t)の具体的な一例を以下の式3に示す: However, in the above formulas 1 and 2, f (i, t) is the value of the x coordinate and y coordinate of the corresponding coordinate point a 9 (x 9 , y 9 ) of A 9 (X 9 , Y 9 ). large influence to give (to perform weighting), based on the coordinate values of a plurality of coordinate points continuous including the corresponding coordinate point (x and y coordinates), the coordinate value of the point a 9 (x-coordinate X 9 and y-coordinate Y 9 ) are functions for calculating each (in this case, t = 9, i = 0, 1, 2,... 9). Although how to define this function will be described later, a specific example of the function f (i, t) is shown in the following Expression 3.

Figure 2007257094

・・・・・・式3
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 3

また、式3におけるq(i,t)は以下の式4に示す式で表されるiおよびtに基づく変数である。なお、式4において、int(t)は、実数tの小数点以下第1位を四捨五入することで得られる整数である。   In addition, q (i, t) in Equation 3 is a variable based on i and t expressed by the equation shown in Equation 4 below. In Expression 4, int (t) is an integer obtained by rounding off the first decimal place of the real number t.

Figure 2007257094

・・・・・・式4
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 4

これらの式1〜式4から、X、Yの値はx〜x14,y〜y14を用いると、それぞれ以下の式5および式6に示すように表すことができる。 From these formulas 1 to 4, the values of X 9 and Y 9 can be expressed as shown in the following formulas 5 and 6, respectively, using x 5 to x 14 and y 5 to y 14 .

Figure 2007257094

・・・・・・式5
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 5

Figure 2007257094

・・・・・・式6
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 6

上記式5および式6に、座標値(x〜x14およびy〜y14)を代入すると、座標値X、Yを算出することができる。このような座標値の算出方法によって、点A(X,Y)は、この点に対応する対応座標点a(x,y)のx座標およびy座標の値が最も大きく影響を与えるように、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるように、前記対応座標点を含む連続した複数の座標点のx座標およびy座標の値に基づいて求めることができる。 By substituting coordinate values (x 5 to x 14 and y 5 to y 14 ) into the above formulas 5 and 6, the coordinate values X 9 and Y 9 can be calculated. By such a coordinate value calculation method, the point A 9 (X 9 , Y 9 ) has the largest x and y coordinate values of the corresponding coordinate point a 9 (x 9 , y 9 ) corresponding to this point. Based on the values of the x and y coordinates of a plurality of consecutive coordinate points including the corresponding coordinate points so that the influence is exerted and the influence of the coordinate points in the order away from the corresponding coordinate points is smaller. be able to.

上述の例においては、点A(X,Y)として、t=9である一例を示したが、tが0≦t≦Nを満たす全てのtについて点A(X,Y)の値を算出することができる。このように、本経路作成方法により得られる連続経路上の任意の点として表される点Aの座標値(x座標:Xおよびy座標:Y)を、座標点{a(x,y),a(x,y),a(x,y),...aN−1(xN−1,yN−1)}の座標値(x座標およびy座標)を用いて一般的に表した式を以下の式7に示す。 In the above example, an example in which t = 9 is shown as the point A t (X t , Y t ). However, for all t satisfying 0 ≦ t ≦ N, the point A t (X t , Y The value of t ) can be calculated. Thus, the coordinate values of the points A t expressed as arbitrary point on the continuous path obtained by the present path generation method (x-coordinate: X t and y coordinate: Y t) to the coordinate point {a 0 (x 0, y 0), a 1 (x 1, y 1), a 2 (x 2, y 2) ,. . . The expression generally expressed using the coordinate values (x coordinate and y coordinate) of a N-1 (x N−1 , y N−1 )} is shown in the following Expression 7.

Figure 2007257094

・・・・・・式7
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 7

また、関数f(i,t)は、点A(X,Y)に対応する座標点集合中の対応座標点を含むのx座標およびy座標の値が最も大きく影響を与えるように、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるように、前記対応座標点を含む連続した複数の座標点のx座標およびy座標の値に基づいて、点Aのx座標およびy座標を求めるための関数である。 In addition, the function f (i, t) is such that the values of the x coordinate and the y coordinate including the corresponding coordinate point in the coordinate point set corresponding to the point A t (X t , Y t ) have the greatest influence. and, to provide reduced impact as coordinate points order away from the corresponding coordinate points, on the basis of the values of x and y coordinates of a plurality of coordinate points consecutive containing the corresponding coordinate points, x of the point a t It is a function for obtaining coordinates and y coordinates.

前述の例ではtが整数(例としてt=9)の場合を説明したが、tが座標点数Nを超えない0以上の実数である場合について、一般式を以下の式8に示す。   In the above-described example, the case where t is an integer (for example, t = 9) has been described. However, when t is a real number of 0 or more that does not exceed the number of coordinate points N, a general formula is shown in the following formula 8.

Figure 2007257094

・・・・・・式8
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 8

なお、前記式8におけるp(i,t)の一般式は、例えば以下の式9のように表される。   In addition, the general formula of p (i, t) in the formula 8 is expressed as the following formula 9, for example.

Figure 2007257094

・・・・・・式9
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 9

このように関数f(i、t)を定めると、tが0以上かつ座標点数Nを超えない範囲で任意の値をとっても、座標点集合{a(x,y),a(x,y),a(x,y),...a46(x46,y46)}中の特定の個数(例えばn個)の座標点の座標値を用いて点A(X,Y)を表すことができる。 If the function f (i, t) is defined in this way, even if t takes an arbitrary value within a range not less than 0 and exceeding the number N of coordinate points, a set of coordinate points {a 0 (x 0 , y 0 ), a 1 ( x 1 , y 1 ), a 2 (x 2 , y 2 ),. . . A point A t (X t , Y t ) can be expressed using the coordinate values of a specific number (for example, n) of coordinate points in a 46 (x 46 , y 46 )}.

次に、前記関数f(i,t)の定め方について詳細に説明する。前記関数は、点A(X,Y)に対応する対応座標点a(x,y)を暫定的に定め、この点a(x,y)のx座標およびy座標の値が最も大きく影響を与えるように、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるように、点A(X,Y)のx座標およびy座標の値を算出する関数の一例である。以下、詳細に説明する。
式8に示される関数f(i,t)はtについての5次関数で表されているが、これは、以下のような理由により定められている。すなわち、関数f(i,t)は、
(1)対象となる点A(X,Y)の対応座標点の座標値に最も大きく影響を受け、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与える
(2)座標点集合を用いて特定された点A(X,Y)が、滑らかな曲線となるように定められる
という2つのの条件を満たすものである。ここで、f(i,t)をtについての関数とすると、
f(0)=0,f(1)=1,f'(0)=0,f'(1)=0,f"(0)=0,f"(1)=0
の6つの条件を満たすと都合がよい。言い換えると、このような条件を満たすような関数は、対応座標点の座標値に最も大きく影響を受け、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるとともに、作成した連続経路が全ての点において連続であり、かつ座標値の変動が連続的であり、かつ、座標値の変動の度合い(2階微分値)も連続的であるため、作成される連続経路は滑らかな形状となる。
Next, how to determine the function f (i, t) will be described in detail. The function is determined the point A t (X t, Y t ) corresponding coordinate points corresponding to a t (x t, y t ) the tentatively, this point a t (x t, y t ) x -coordinate of and The values of the x and y coordinates of the point A t (X t , Y t ) are set so that the value of the y coordinate has the greatest influence, and the influence of the coordinate points in the order away from the corresponding coordinate point is reduced. It is an example of the function which calculates a value. Details will be described below.
The function f (i, t) shown in Expression 8 is expressed as a quintic function with respect to t, which is determined for the following reason. That is, the function f (i, t) is
(1) The coordinate point of the corresponding coordinate point of the target point A t (X t , Y t ) is most greatly affected, and the coordinate point in the order away from the corresponding coordinate point has a smaller influence (2) The point A t (X t , Y t ) specified using the coordinate point set satisfies the two conditions that it is determined to be a smooth curve. Here, if f (i, t) is a function for t,
f (0) = 0, f (1) = 1, f ′ (0) = 0, f ′ (1) = 0, f ″ (0) = 0, f ″ (1) = 0
It is convenient to satisfy the following six conditions. In other words, a function that satisfies such a condition is most affected by the coordinate values of the corresponding coordinate points, and has a smaller influence on the coordinate points in the order away from the corresponding coordinate points. Is continuous at all points, the fluctuation of coordinate values is continuous, and the degree of fluctuation of coordinate values (second-order differential value) is also continuous. It becomes.

そして、上述の6つの条件により定められる多項式で特定される関数は、5次関数の場合、f(i,t)=at+bt+ct+dt+et+fに上記6つの条件を代入すると、a=6,b=15,c=−10,d=e=f=0となり、前述の式8で示されるような5次関数となる。 When the function specified by the polynomial defined by the above six conditions is a quintic function, substituting the above six conditions into f (i, t) = at 5 + bt 4 + ct 3 + dt 2 + et + f, a = 6, b = 15, c = -10, d = e = f = 0, and this is a quintic function as shown in Equation 8 above.

なお、本発明における関数は、上述のような5次関数に限られるものではなく、必要に応じて適宜定められるものである。例えば、作成される連続経路の滑らかさがそれほど必要では無い場合、前記f(i,t)をtについての1階微分値まで特定すればよい場合もある。そのような場合、f(i,t)は、tについての3次関数で求められる。逆に、作成される連続経路に含まれる曲線をより滑らかなものとする場合は、tについての3階微分値まで特定してもよい。この場合は、関数f(i,t)はtについての7次関数で求められる。なお、関数f(i,t)は高次関数のみならず、三角関数を用いて上述のような重み付けを行うように定められてもよい。   In addition, the function in this invention is not restricted to the above quintic functions, but is suitably determined as needed. For example, when the smoothness of the created continuous path is not so necessary, the f (i, t) may be specified up to the first-order differential value with respect to t. In such a case, f (i, t) is obtained by a cubic function with respect to t. On the other hand, when the curve included in the created continuous path is made smoother, it may be specified up to the third-order differential value for t. In this case, the function f (i, t) is obtained as a seventh-order function for t. Note that the function f (i, t) may be determined so as to perform weighting as described above using not only a high-order function but also a trigonometric function.

図3に、式8で示される関数f(i,t)の一部を概略的に示す。図3に示す関数f(i,t)は、区間の始点(t=0)で0、区間の終点(t=1)で1の値をとるとともに、これらの始点および終点で1階微分値、2階微分値が0となるように定められる。   FIG. 3 schematically shows a part of the function f (i, t) represented by Expression 8. The function f (i, t) shown in FIG. 3 takes a value of 0 at the start point (t = 0) of the section and 1 at the end point (t = 1) of the section, and the first-order differential value at these start points and end points. The second order differential value is determined to be zero.

なお、連続経路を作成するために用いる連続な座標点のうち、第1座標点集合に含まれる座標点を移動させるための関数は、図3に示すf(i,t)で表されるが、第2座標点集合に含まれる座標点を移動させるための関数は、この関数f(i,t)と対称(線対称)の関数:1−f(i,t)で表されることになる。このような関数f(i,t)と1−f(i,t)とを組み合わせることで、前記条件(1):『対象となる点A(X,Y)の対応座標点の座標値に最も大きく影響を受け、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与える』ように、重み付けを与えることができる。 Note that a function for moving a coordinate point included in the first coordinate point set among continuous coordinate points used to create a continuous path is represented by f (i, t) shown in FIG. The function for moving the coordinate points included in the second coordinate point set is represented by this function f (i, t) and a symmetric (line symmetric) function: 1-f (i, t). Become. By combining such a function f (i, t) and 1-f (i, t), the condition (1): “corresponding coordinate point of the target point A t (X t , Y t ) The weight can be given so that the coordinate point having the greatest influence on the coordinate value and the order of the coordinate point away from the corresponding coordinate point has a smaller influence.

図4に、このように定められた関数f(i,t)の一例を示す。なお、この例において、図3におけるtの範囲(0〜1)を、0〜10に拡大したものであり、t=0,1,2,...9についてそれぞれ関数f(i,t)を求めている。   FIG. 4 shows an example of the function f (i, t) thus determined. In this example, the range of t (0 to 1) in FIG. 3 is expanded to 0 to 10, and t = 0, 1, 2,. . . A function f (i, t) is obtained for each of 9.

また、前述の例では、点A(X,Y)を10個の座標点により求める場合を示したが、例えばt=3の場合に10個の座標点により点Aを求めようとすると、点A(X,Y)に対応する対応座標点a(x,y)の前後5点ずつの座標点のうち、第1座標点集合(対応座標点よりも早い順序の座標点集合)の一部を選択することができない。この場合は、選択できる座標点のみ(すなわち、対応座標点aよりも早い順序の座標点は3点、遅い順序の座標点は5点)を用いて点Aの座標値を求めてもよいが、選択できる最後の座標点を不足する座標点に置き換えることで点Aの座標値を求めてもよい。その場合、前記式7に示すq(i、t)および式9に示すp(i、t)は、以下の式10、式11のように表されることになる。 Further, in the above example, the point A t (X t, Y t ) shows the case where the obtaining of ten coordinate points, seek the point A t the 10 coordinate points in the case of for example t = 3 Then, among the five coordinate points before and after the corresponding coordinate point a 3 (x 3 , y 3 ) corresponding to the point A 3 (X 3 , Y 3 ), the first coordinate point set (more than the corresponding coordinate point) It is not possible to select a part of the coordinate point set in the early order. In this case, only the coordinate points that can be selected (i.e., the coordinate points are three points earlier than the corresponding coordinate points a 3 order, coordinate points late order of 5) be calculated coordinate value of the point A t using good, it may be determined coordinate value of the point a t by replacing the coordinate points missing the last coordinate point that can be selected. In this case, q (i, t) shown in the above equation 7 and p (i, t) shown in the equation 9 are expressed as the following equations 10 and 11.

Figure 2007257094

・・・・・・式10
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 10

Figure 2007257094

・・・・・・式11
Figure 2007257094

・ ・ ・ ・ ・ ・ Formula 11

このようにp(i,t)およびq(i,t)を定めることで、求められる経路の始点付近(t<n/2−1)および終点付近(N−n/2≦t)における点Aの座標値(X,Y)を求めることができる。 By determining p (i, t) and q (i, t) in this way, points near the starting point (t <n / 2-1) and near the end point (N−n / 2 ≦ t) of the obtained route. coordinate values of a t (X t, Y t ) can be determined.

前述のように10個の座標点により算出された点Aの座標値(X,Y)を、離散経路30に基づいて得られる連続経路40として、領域21内に離散経路30とともに描写した様子を図5に示す。このように、本発明に係る経路作成方法により作成された連続経路40は、離散経路の形状をある程度保ちながら滑らかな形状をとることがわかる。 Coordinates (X t, Y t) of ten points A t calculated by the coordinate point as described above and, as a continuous path 40 obtained on the basis of the discrete paths 30, along with the discrete paths 30 within the region 21 depicted This is shown in FIG. Thus, it can be seen that the continuous path 40 created by the path creation method according to the present invention has a smooth shape while maintaining the shape of the discrete path to some extent.

なお、前述のような関数を用いて連続経路を作成する場合、点Aの座標値を求めるための座標点の点数を増やせば増やすほど、得られる連続経路は滑らかな曲線となるが、その一方、離散経路の形状から遠ざかることになる。図6に、座標点の点数を変化させた場合に得られる連続経路を作成した結果を示す。図6において、実線で描かれているのが6点の座標点により得られた連続経路41、一点連鎖で描かれているのが10点の座標点により得られた連続経路40、破線で描かれているのが14点の座標点により得られた経路42を表している。この図から明らかなように、用いる座標点の数が少ないほど離散経路の形状をより強く保つような経路を作成し、用いる座標点の数が多いほど離散経路の形状から遠ざかるような経路が作成される。 In the case of creating a continuous path using a function such as described above, The more by increasing the number of points for determining the coordinate values of the point A t, is continuously obtained path is a smooth curve, the On the other hand, it is away from the shape of the discrete path. FIG. 6 shows the result of creating a continuous path obtained when the number of coordinate points is changed. In FIG. 6, a continuous path 41 obtained by six coordinate points is drawn by a solid line, a continuous path 40 obtained by ten coordinate points is drawn by a one-point chain, and drawn by a broken line. What is shown is a path 42 obtained by 14 coordinate points. As is clear from this figure, a route that keeps the shape of the discrete route stronger is created as the number of coordinate points used decreases, and a route that moves away from the shape of the discrete route as the number of coordinate points used increases. Is done.

また、離散経路を生成する座標点集合が、略一定間隔dに配置された格子点を結ぶグリッド線が描写された領域の格子点上に存在する場合、格子点上に存在する座標点集合をつないで生成される離散経路と、離散経路から求められる連続経路との距離が間隔dよりも小さい方が好ましい。例えば、図7(a)に示すように、座標点集合により得られる離散経路と、この離散経路から前述の関数を用いて得られる連続経路との距離Dを定めると、この距離Dはできるだけ間隔dよりも小さく保たれる方がよい。図7(b)は、用いる座標点の数を変化させた場合の距離Dと間隔dとの比(D/d)の値の変化を示しており、この例の場合では、距離Dが間隔dより小さく収まる座標点の数は10点であることがわかる。   In addition, when a set of coordinate points for generating a discrete path exists on a grid point in a region where grid lines connecting grid points arranged at substantially constant intervals d are depicted, a set of coordinate points existing on the grid point is It is preferable that the distance between the discrete path generated by connection and the continuous path obtained from the discrete path is smaller than the distance d. For example, as shown in FIG. 7A, when a distance D between a discrete path obtained from a set of coordinate points and a continuous path obtained from the discrete path using the above-described function is determined, the distance D is as long as possible. It is better to keep it smaller than d. FIG. 7B shows a change in the value of the ratio (D / d) between the distance D and the distance d when the number of coordinate points used is changed. In this example, the distance D is the distance. It can be seen that the number of coordinate points that are smaller than d is 10 points.

次に、本発明に係る経路作成方法を用いて移動体が移動するための連続経路を作成し、作成された連続経路に沿って移動する移動体について、説明する。
図8は、領域21に相当する床部60上の限られたエリアP(破線に囲まれた領域)の内部を、移動体としての車両50が自律的に移動する実施形態を概略的に示している。また、床部60上のエリアP内には部分的に物体が載置されており、車両50はエリアP内をこれらの物体を避けるように移動する。以下、詳細に説明する。
Next, a continuous path for moving the moving body using the route creation method according to the present invention is created, and the moving body moving along the created continuous path will be described.
FIG. 8 schematically shows an embodiment in which the vehicle 50 as a moving body autonomously moves inside a limited area P (region surrounded by a broken line) on the floor 60 corresponding to the region 21. ing. In addition, objects are partially placed in the area P on the floor 60, and the vehicle 50 moves in the area P so as to avoid these objects. Details will be described below.

図9に示すように、車両50は、箱型の車両本体50aと、1対の対向する車輪51、51と、キャスタ52を備える対向2輪型の車両であり、これらの車輪51、51、キャスタ52とで車両本体50aを水平に支持するものである。さらに、車両本体50aの内部には、車輪51、51をそれぞれ駆動する駆動部(モータ)53、53と、車輪の回転数を検出するためのカウンタ54と、車輪を駆動するための制御信号を作成し、駆動部53、53にその制御信号を送信する演算部55が備えられている。そして、演算部55内部に備えられた記憶部としてのメモリなどの記憶領域55aには、制御信号に基づいて車両50の移動速度や移動方向、移動距離などを制御するためのプログラムが記録されている他、領域21について予め作成されたグリッドマップなどが記録されている。前述の移動速度や移動距離などは、カウンタ54で検知された車輪51、51の回転数に基づいて求められている。   As shown in FIG. 9, the vehicle 50 is an opposed two-wheel vehicle including a box-shaped vehicle main body 50 a, a pair of opposed wheels 51, 51, and casters 52, and these wheels 51, 51, The caster 52 supports the vehicle body 50a horizontally. Furthermore, inside the vehicle main body 50a, there are drive units (motors) 53 and 53 for driving the wheels 51 and 51, a counter 54 for detecting the rotation speed of the wheels, and a control signal for driving the wheels. A calculation unit 55 is provided that creates and transmits the control signal to the drive units 53 and 53. A program for controlling the moving speed, moving direction, moving distance, and the like of the vehicle 50 based on the control signal is recorded in a storage area 55a such as a memory as a storage unit provided in the calculation unit 55. In addition, a grid map created in advance for the area 21 is recorded. The moving speed, the moving distance, and the like described above are obtained based on the number of rotations of the wheels 51 and 51 detected by the counter 54.

また、車両本体50aの前面には、移動する方向に現れた障害物等を認識するためのカメラ等の障害物検知手段56が固定されており、この障害物検知手段56で認識した障害物の画像や映像等の情報が演算部15に入力される。車両本体50aの上面には、自己位置を認識するためのアンテナ57が備えられており、例えば図示しないGPS等からの位置情報を受け取り、演算部55においてその位置情報を解析することにより、自己の位置を前記グリッドマップ上において正確に認識することができる。その結果、前記プログラムに従って車両の移動する方向や速度等が決定される。   Further, an obstacle detection means 56 such as a camera for recognizing an obstacle appearing in the moving direction is fixed on the front surface of the vehicle main body 50a. The obstacle detection means 56 recognizes the obstacle recognized by the obstacle detection means 56. Information such as images and videos is input to the calculation unit 15. An antenna 57 for recognizing its own position is provided on the upper surface of the vehicle main body 50a. For example, position information from a GPS or the like (not shown) is received, and the calculation unit 55 analyzes the position information to The position can be accurately recognized on the grid map. As a result, the moving direction and speed of the vehicle are determined according to the program.

このような車両50は、障害物検知手段56でエリアP内に載置された物体の位置を障害物の位置として検知する。そして、エリアPを示すマップ上にそれらの物体の位置を配置し、自らの移動始点と移動終点とを特定すると、これらの物体を避けるような連続経路を作成する。このとき、前記マップ上において、前記物体の配置された場所の周囲について、所定距離に含まれる範囲を移動禁止区域として避けつつ、移動時に通過する座標点を抽出する。そして、前記座標点を所定の順序でつなぎ合わせることで離散経路を作成した後に、前記座標点から特定の数の座標点を抽出して、前述のように、抽出された座標点の座標値に基づいて、離散経路から連続経路を作成し、この連続経路を移動経路とする。   Such a vehicle 50 detects the position of an object placed in the area P by the obstacle detection means 56 as the position of the obstacle. Then, when the positions of these objects are arranged on the map indicating the area P and the movement start point and the movement end point are specified, a continuous path that avoids these objects is created. At this time, on the map, the coordinate points that pass when moving are extracted around the place where the object is placed while avoiding the range included in the predetermined distance as the movement prohibited area. Then, after creating a discrete path by connecting the coordinate points in a predetermined order, a specific number of coordinate points are extracted from the coordinate points, and as described above, the coordinate values of the extracted coordinate points are obtained. Based on this, a continuous route is created from the discrete route, and this continuous route is set as a movement route.

このようにして作成された連続経路(移動経路)に沿って、車両50はエリアP内を移動始点から移動終点まで移動する。前記移動経路は、エリアP内に存在する物体の位置を避けるように作成されているため、車両50はエリア内の障害物を避けつつ、移動始点から移動終点までを移動することができる。また、前記作成された連続経路(移動経路)は、その経路に含まれる曲線の形状が滑らかに作成されているため、車両50の移動がスムーズに行われる。   The vehicle 50 moves in the area P from the movement start point to the movement end point along the continuous path (movement path) thus created. Since the movement route is created so as to avoid the position of the object existing in the area P, the vehicle 50 can move from the movement start point to the movement end point while avoiding the obstacle in the area. Further, the created continuous route (movement route) has a smoothly created shape of a curve included in the route, so that the vehicle 50 moves smoothly.

なお、障害物検知手段は、必ずしも車両に備えられている必要はなく、車両の外部に設けられたカメラ等で検知を行ってもよい。同様に、障害物検知手段によって得られた物体のエリアP内での位置や、エリアP内におけるマップ上での物体の配置、および離散経路の生成などは、車両外部に設けられた制御部(例えばPC)で行っても構わない。そのような実施形態の場合、車両は車両外部のPCから、車両の移動を制御するための移動信号を受信することで、前記制御部にて作成された連続経路(移動経路)に沿った移動を行うことになる。このように、移動体の外部に設けられた制御部から、移動体の移動すべき経路を特定し、移動体に対して移動信号を送信するような移動体制御システムに対しても、本発明は好適に適用し得る。   The obstacle detection means is not necessarily provided in the vehicle, and may be detected by a camera or the like provided outside the vehicle. Similarly, the position of the object obtained by the obstacle detection means in the area P, the arrangement of the object on the map in the area P, the generation of the discrete route, and the like are controlled by a control unit provided outside the vehicle ( For example, PC may be used. In such an embodiment, the vehicle moves along a continuous route (moving route) created by the control unit by receiving a movement signal for controlling the movement of the vehicle from a PC outside the vehicle. Will do. As described above, the present invention is also applied to a mobile body control system that specifies a route that the mobile body should move from a control unit provided outside the mobile body and transmits a movement signal to the mobile body. Can be suitably applied.

以上、説明したように、本発明にかかる経路作成方法は、移動体の自律的な移動において有効に用いられる。また、このような経路作成機能を移動体に備えさせた場合、移動体は移動領域内を容易に自律的に移動することができる。また、移動体の外部に設けられた制御部から、移動体の移動すべき移動経路を特定するような移動信号を移動体に対して送信することによって、移動体を任意に移動領域内で移動させることができる。   As described above, the route creation method according to the present invention is effectively used in autonomous movement of a moving object. In addition, when such a route creation function is provided in the moving body, the moving body can easily move autonomously within the moving area. In addition, the moving unit can be arbitrarily moved within the moving region by transmitting a moving signal for specifying the moving route to which the moving body should move from the control unit provided outside the moving body. Can be made.

なお、前述の実施形態においては、平面上を移動する移動体について説明をしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、空中を飛行するような移動体(例えば、小型のヘリコプタや産業用ロボットハンドなど)であっても、本発明における経路作成方法を用いることができる。すなわち、空間内に特定された複数の座標点により得られる離散経路の形状をある程度保つような連続経路に基づいて、その移動を制御することが可能である。   In the above-described embodiment, the moving body that moves on the plane has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the route creation method according to the present invention can be used even for a mobile body that flies in the air (for example, a small helicopter or an industrial robot hand). That is, it is possible to control the movement based on a continuous path that keeps the shape of the discrete path obtained by a plurality of coordinate points specified in the space to some extent.

本願発明の第1の実施形態である経路作成方法を説明するために用いられる、座標平面上に47個(N=47)の座標点集合が配置された様子を示す概略図である。It is the schematic which shows a mode that the 47 coordinate point set is arrange | positioned on the coordinate plane used in order to demonstrate the route creation method which is 1st Embodiment of this invention. 図1に示す座標点集合中の特定の座標点aを、点aを含む10個の座標点の座標値を用いて座標点をAの位置に移動させた様子を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a state where a specific coordinate point a 9 in the coordinate point set shown in FIG. 1 is moved to a position A 9 using the coordinate values of 10 coordinate points including the point a 9 . is there. 関数f(i,t)の一部を概略的に示すグラフである。It is a graph which shows roughly a part of function f (i, t). 図3におけるtの範囲(0〜1)を、0〜10に拡大し、t=0,1,2,...9について求めた関数f(i,t)を表すグラフである。The range (0-1) of t in FIG. 3 is expanded to 0-10, and t = 0, 1, 2,. . . 9 is a graph showing a function f (i, t) obtained for 9. 10個の座標点により表された点A(X,Y)を、離散経路から得られた連続経路として領域内に描写した様子を示す概略図である。Points represented by 10 sets of coordinates points A t (X t, Y t ) to a schematic view showing a state in which depiction in the region as a continuous path obtained from a discrete path. 座標点の個数を6点、10点、14点に変化させた場合に得られる連続経路を示す概略図である。It is the schematic which shows the continuous path | route obtained when the number of coordinate points is changed to 6, 10, and 14 points. 座標点集合により得られる離散経路と、この離散経路に基づいて得られる連続経路との距離Dに対する、グリッド間隔dの相対比を、座標点数を変化させて算出した様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that the relative ratio of the grid space | interval d with respect to the distance D of the discrete path | route obtained by a coordinate point set and the continuous path | route obtained based on this discrete path | route was calculated by changing the number of coordinate points. エリアPの内部を、車両が自律的に移動する実施形態を概略的に示す概略図である。It is the schematic which shows roughly embodiment which a vehicle moves autonomously inside the area P. FIG. 車両50の構造を概略的に示す概略図である。2 is a schematic view schematically showing the structure of a vehicle 50. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

21 ・・・領域
30 ・・・離散経路
40,41,42・・・連続経路
50 ・・・車両(移動体)
P ・・・エリア
21 ... Area 30 ... Discrete paths 40, 41, 42 ... Continuous path 50 ... Vehicle (moving body)
P ... Area

Claims (8)

2次元以上の多次元空間内において、N個の座標点からなる座標点集合を一定の順序でつなぎ合わせて生成される離散経路から、滑らかな連続経路を作成する経路作成方法であって、
前記連続経路を媒介変数t(ただし、tはt:0≦t≦N−1を満たす任意の実数で、前記離散経路の節点に相当する値)を用いて表現した場合に、前記連続経路上の任意の点として表される点Aの座標値を、前記座標点集合に含まれる、tに最も近い整数番目の座標点(以下、対応座標点という)の座標値が、前記点Aの座標値に最も大きく影響を与えるように、前記対応座標点を含む連続した複数の座標点の座標値に基づいて算出することを特徴とする経路作成方法。
A path creation method for creating a smooth continuous path from a discrete path generated by connecting a set of coordinate points of N coordinate points in a certain order in a multi-dimensional space of two or more dimensions,
When the continuous path is expressed using a parameter t (where t is an arbitrary real number satisfying t: 0 ≦ t ≦ N−1 and a value corresponding to a node of the discrete path), the coordinate values represented by points a t as an arbitrary point included in the coordinate point set, the nearest integer-th coordinate point in t (hereinafter, referred to as the corresponding coordinate point) coordinates of the point a t A path generation method characterized in that the calculation is performed based on the coordinate values of a plurality of consecutive coordinate points including the corresponding coordinate point so as to have the greatest influence on the coordinate value of.
前記複数の座標点の座標値と、媒介変数tの値とで特定される関数に基づいて、前記点Aの座標値を算出することを特徴とする請求項1に記載の経路作成方法。 Wherein the coordinate values of a plurality of coordinate points, based on a function specified by the value of the parametric t, route generation method according to claim 1, characterized in that to calculate the coordinate value of the point A t. 前記関数が、前記複数の座標点のうち、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるように特定されていることを特徴とする請求項2に記載の経路作成方法。   The route creation method according to claim 2, wherein the function is specified so that the influence of the coordinate points in the order away from the corresponding coordinate point is reduced among the plurality of coordinate points. 前記複数の座標点が、前記対応座標点よりも早い順序のn/2個(n:2Nを超えない偶数)の連続した座標点から構成される第1座標点集合と、前記対応座標点よりも遅い順序のm/2個(m:2Nを超えない偶数)の連続した座標点から構成される第2座標点集合と、からなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の経路作成方法。   The plurality of coordinate points includes a first coordinate point set composed of n / 2 (n: an even number not exceeding 2N) consecutive coordinate points in an earlier order than the corresponding coordinate points, and the corresponding coordinate points. 4. A second coordinate point set composed of m / 2 (m: even number not exceeding 2N) consecutive coordinate points in a later order. Route creation method. 前記第1座標点集合の個数(n/2)と、第2座標点集合の個数(m/2)とが等しく、これらの個数の合計が、座標点集合の座標点数(N)よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載の経路作成方法。   The number (n / 2) of the first coordinate point set is equal to the number (m / 2) of the second coordinate point set, and the total of these numbers is smaller than the number of coordinate points (N) of the coordinate point set. The route creation method according to claim 4. 2次元以上の多次元空間内を移動領域として、前記多次元空間内において特定された移動始点から、同じく前記多次元空間内において特定された移動終点までを移動する移動体であって、
前記多次元空間内に前記移動始点および移動終点を含むN個の座標点集合を特定し、これらの座標点集合から、前記1〜5に記載の経路作成方法を用いて経路を作成し、
作成された経路を移動経路とし、この移動経路に基づいて前記移動領域を移動することを特徴とする移動体。
A moving body that moves in a multidimensional space of two or more dimensions, and moves from a movement start point specified in the multidimensional space to a movement end point specified in the multidimensional space,
N sets of coordinate points including the movement start point and movement end point in the multidimensional space are identified, and a route is created from these coordinate point sets using the route creation method according to 1 to 5,
A moving object characterized in that the created route is a moving route, and the moving region is moved based on the moving route.
2次元以上の多次元空間内を移動領域として、前記多次元空間内を移動可能な移動体と、前記多次元空間内で特定されたN個の座標点の各座標値に基づいて移動体を移動させるように制御する制御部と、を備えた移動体制御システムであって、
前記制御部が、前記N個の座標点のうち、特定の座標点を多次元空間内における移動始点および移動終点としてそれぞれ特定した後に、前記移動始点から移動終点までをつなぐ経路を、前記N個の座標点を座標点集合として請求項1〜5に記載の経路作成方法を用いて作成し、
作成された経路を移動経路として、この移動経路に基づいて前記移動体を移動させるように制御することを特徴とする移動体制御システム。
Based on each coordinate value of N coordinate points specified in the multidimensional space, and a movable body that can move in the multidimensional space, with a multidimensional space of two or more dimensions as a moving region A moving body control system comprising: a control unit that performs control so as to move;
After the control unit specifies a specific coordinate point among the N coordinate points as a movement start point and a movement end point in a multidimensional space, the route connecting the movement start point to the movement end point is determined as the N points. Using the route creation method according to claims 1 to 5 as a coordinate point set,
A moving body control system, wherein the created path is used as a moving path, and the moving body is controlled to move based on the moving path.
前記制御部が、多次元空間内において個の座標点を特定し、これらの座標点から特定の座標点を多次元空間内における移動始点および移動終点としてそれぞれ特定し、前記移動始点から移動終点までをつなぐ経路を前記N個の座標点を座標点集合として請求項1〜5に記載の経路作成方法を用いて作成する経路作成部と、
前記経路作成部で作成された経路に沿って移動体を移動させるための移動信号を生成し、移動体に対して前記移動信号を送信する移動信号送信部と、を備えており、
前記移動体が、制御部からの移動信号を受けて、前記多次元空間内を移動始点から移動終点に到達するように移動することを特徴とする請求項7に記載の移動体制御システム。
The control unit identifies individual coordinate points in the multidimensional space, identifies specific coordinate points from these coordinate points as a movement start point and a movement end point in the multidimensional space, and from the movement start point to the movement end point A route creation unit that creates a route connecting the N coordinate points as a coordinate point set using the route creation method according to claim 1,
A movement signal transmission unit that generates a movement signal for moving the moving body along the route created by the path creation unit, and transmits the movement signal to the moving body,
8. The moving body control system according to claim 7, wherein the moving body moves in the multidimensional space so as to reach a movement end point from a movement start point in response to a movement signal from a control unit.
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