JP2009178782A - Mobile object, and apparatus and method for creating environmental map - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、距離センサなどの検出結果から環境地図を生成する環境地図生成装置及び方法、並びにこの環境地図に基づき経路計画を立てる移動体に関する。 The present invention relates to an environment map generation apparatus and method for generating an environment map from detection results of a distance sensor or the like, and a mobile body that makes a route plan based on the environment map.
従来、移動ロボットが移動する際に、センサにより床面の状態を測定し、それをマップ化することにより、移動経路を決定する技術がある(例えば特許文献1参照)。特許文献1には、床面とは段差があるような領域であっても移動可能であるか否を判断する環境地図を生成する。環境地図に基づき経路計画を行う経路計画部は、床面の環境地図上で障害物とされた場合であっても、床面以外の他の平面における環境地図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。
2. Description of the Related Art Conventionally, when a mobile robot moves, there is a technique for determining a movement path by measuring the state of a floor surface with a sensor and mapping it (for example, see Patent Document 1). In
しかしながら、特許文献1に記載の技術においては、ロボット自体の振動・揺れなどのために正確に測定することが困難で場合に誤って測定したものを床面と把握してしまう場合などがあった。
However, in the technique described in
ところで、ロボットは、通常、その状態をオドメトリから位置情報を取得し、ジャイロから角度情報を取得し、3次元データ(3Dデータ)を補正している。2足ロボットにおけるオドメトリ精度はメカの剛性、足付きの良し悪しに依存する。メカ剛性は、重量、電装関係の取り回しから簡単に上げられるものではない。また、足付きは、不整地歩行など、必ずしも理想的な環境を歩行するわけではないので、悪くなると考えられる。つまり、オドメトリの精度を上げることは容易ではない。 By the way, the robot usually acquires position information from the odometry, acquires angle information from the gyro, and corrects the three-dimensional data (3D data). The accuracy of odometry in a biped robot depends on the rigidity of the mechanism and the quality of the feet. Mechanical rigidity cannot be easily increased by handling weight and electrical equipment. In addition, it is considered that footing is worse because it does not necessarily walk in an ideal environment such as walking on rough terrain. That is, it is not easy to improve the accuracy of odometry.
モーションキャプチャやGPS(Global Positioning System:全地球測位システム)等、外界センサによりロボットの絶対値を同定する方法は比較的精度よく求まるが、環境構築にかかるコスト面で問題がある。つまり、ロボットの振動及び揺れを直接測定する以外の解決方法が求められる。ここでは、3Dデータの精度がよいフレームを意図的に選択し、それ以外を破棄することで安定した認識を可能にする。
レンジセンサによる3Dスキャンは、図14に示すように、生データをそのまま利用できる精度があり、3次元形状をよく表現することができるが、足型ロボットに搭載する場合、ロボットの状態(揺れ、震動)により3Dの精度が落ちる場合がある。すなわち、ロボットにおいて、レンジセンサなどからのデータに基づき正確な環境地図を生成することは難しい。 As shown in FIG. 14, the 3D scan by the range sensor has an accuracy that can use raw data as it is, and can express a three-dimensional shape well. However, when mounted on a foot type robot, the state of the robot (sway, 3D accuracy may be reduced due to vibration. That is, it is difficult for a robot to generate an accurate environment map based on data from a range sensor or the like.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、環境の誤検出を防止することができる環境認識装置、環境認識方法並びにこれを搭載した移動体を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide an environment recognition device, an environment recognition method, and a mobile body equipped with the environment recognition device that can prevent erroneous detection of the environment. And
上述した課題を解決するために、本発明に係る移動体は、移動手段と、移動体周囲の床面を検出する検出手段と、前記移動手段の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境状態を予想した予想結果と、前記検出手段が検出した検出結果を比較し、環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成手段と、前記環境地図を参照して前記移動手段の移動経路を計画する経路計画手段とを有するものである。 In order to solve the above-described problems, a moving body according to the present invention includes a moving means, a detecting means for detecting a floor surface around the moving body, and an environmental state around the moving body according to the movement of the moving means. The environmental map generation means for generating or updating the environmental map around the mobile body based on the detection result when the environmental state matches the prediction result predicted by the detection means and the detection result detected by the detection means, Route planning means for planning a movement route of the moving means with reference to an environmental map.
本発明においては、環境地図生成手段は、移動体の移動に応じて移動体の周囲の環境状態を予想した予想結果と検出手段が検出した検出結果を比較し、環境状態が一致する場合にのみ環境地図を生成し、更新する。このことにより、予想結果が検出手段の検出結果と異なる場合は、環境地図を更新しないことで、誤検出による環境把握を低減することができる。 In the present invention, the environment map generating means compares the predicted result of predicting the environmental condition around the moving object according to the movement of the moving object and the detection result detected by the detecting means, and only when the environmental condition matches. Generate and update an environmental map. As a result, when the predicted result is different from the detection result of the detection means, it is possible not to update the environment map, thereby reducing the environment grasp due to erroneous detection.
本発明にかかる移動体は、移動手段と、移動体周囲の床面を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した現在の検出結果と、現在より前に検出した検出結果とを比較し、当該移動体周囲の環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき、前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成手段と、前記環境地図を参照して前記移動手段の移動経路を計画する経路計画手段とを有するものである。 The moving body according to the present invention compares a moving means, a detecting means for detecting a floor surface around the moving body, a current detection result detected by the detecting means, and a detection result detected before the present time, If the environmental conditions around the moving body match, based on the detection result, an environmental map generating means for generating or updating an environmental map around the moving body, and a movement path of the moving means with reference to the environmental map A route planning means for planning.
本発明においては、複数フレームにわたって検出結果が一致するときには、これに基づき環境地図を更新することで、確実に検出された障害物等のみからなる環境地図(グローバルマップ)を生成することができる。 In the present invention, when the detection results coincide with each other over a plurality of frames, the environment map is updated based on the detection result, so that an environment map (global map) including only the detected obstacles can be generated.
また、前記環境地図生成手段は、前記検出手段が検出した現在の検出結果と、現在より前に検出した検出結果とを比較し、障害物の有無及び障害物がある場合はその位置が一致する場合は当該検出結果に基づき前記環境地図を更新することができる。障害物の有無及びその位置が一致する場合は、当該障害物が存在すると認識することができる。 The environment map generation means compares the current detection result detected by the detection means with the detection result detected before the present time, and the presence or absence of an obstacle and the position of the obstacle match. In this case, the environmental map can be updated based on the detection result. When the presence / absence of an obstacle and its position match, it can be recognized that the obstacle exists.
さらに、前記環境地図生成手段は、前記検出手段が検出した現在の検出結果と、現在より前に検出した検出結果とを比較し、前記床面以外の平面の床面からの高さ及びその法線ベクトルが一致する場合は当該検出結果に基づき前記環境地図を更新することができる。床面以外の平面を床面からの高さ及びその法線ベクトルとして認識することで、簡単に平面を記述することができる。 Furthermore, the environmental map generation means compares the current detection result detected by the detection means with the detection result detected before the present time, and determines the height from the floor surface of the plane other than the floor surface and its method. If the line vectors match, the environment map can be updated based on the detection result. By recognizing a plane other than the floor as the height from the floor and its normal vector, the plane can be easily described.
さらにまた、前記環境地図生成手段は、前記検出手段が検出した検出フレームのうち、連続した複数フレームについて同一平面が含まれると判断される場合に当該検出フレームにより前記環境地図を更新することができる。複数フレームについて同一平面を検出することで、より障害物検出精度を向上することができる。 Furthermore, the environmental map generating means can update the environmental map with the detected frame when it is determined that the same plane is included for a plurality of consecutive frames among the detected frames detected by the detecting means. . Obstacle detection accuracy can be further improved by detecting the same plane for a plurality of frames.
また、前記環境地図生成手段は、前記検出手段が検出した検出フレームのうち、現在の検出フレームである現フレームと、現在より前に検出した前フレームとを比較し、周囲の環境状態が一致しない場合は、次の検出フレームである次フレームと前記前フレーム及び/又は現フレームの周囲の環境状態を比較し、一致しない検出フレームを破棄することができる。このことにより、環境地図の誤認識を低減する。 The environment map generation means compares the current frame, which is the current detection frame, among the detection frames detected by the detection means, and the previous frame detected before the present, and the surrounding environmental conditions do not match. In this case, it is possible to compare the environmental conditions around the next frame, which is the next detection frame, and the previous frame and / or the current frame, and discard the detection frames that do not match. This reduces false recognition of environmental maps.
さらに、前記環境地図生成手段は、前記検出手段が検出する検出フレームから床面以外の平面を検出する障害物検出手段と、前記障害物検出手段により、連続する複数枚の前記検出フレームに前記床面以外の同一平面を検出すると、当該平面を確定平面として前記環境地図又は平面登録手段に登録する障害物登録手段と、前記確定平面を有する検出フレームにより前記環境地図を更新する環境地図更新手段とを有するものとすることができる。 Further, the environmental map generation means includes an obstacle detection means for detecting a plane other than the floor surface from the detection frame detected by the detection means, and the obstacle detection means to the floor with a plurality of continuous detection frames. When detecting the same plane other than a plane, an obstacle registration unit that registers the plane as a fixed plane in the environmental map or plane registration unit, and an environmental map update unit that updates the environmental map by a detection frame having the fixed plane; It can have.
さらにまた、前記障害物登録手段は、前記障害物検出手段により前記検出フレームに床面以外の平面が検出されると前記環境地図を参照して登録済みの平面か否かを判断し、前記環境地図更新手段は、前記登録済みの平面を有する検出フレームにより前記環境地図を更新することができる。これにより、誤認識をしている確率が低い検出フレームを使用して環境地図を更新することができる。 Furthermore, when the obstacle detection unit detects a plane other than the floor surface in the detection frame by the obstacle detection unit, the obstacle registration unit determines whether the plane is a registered plane with reference to the environment map. The map update means can update the environmental map with the detection frame having the registered plane. Thereby, an environmental map can be updated using a detection frame with a low probability of misrecognition.
また、前記予想結果は、現在より前の検出結果をグローバル座標系に変換した変換結果であって、前記環境地図生成手段は、前記現在の検出結果をグローバル座標系に変換し前記変換結果との一致を判定することができる。グローバル座標系の環境地図とすることで、も認識範囲を拡大することができ、着地位置計画の信頼性を向上することができる。 The prediction result is a conversion result obtained by converting a detection result before the present into a global coordinate system, and the environment map generation unit converts the current detection result into a global coordinate system and converts the current detection result with the conversion result. A match can be determined. By using an environmental map of the global coordinate system, the recognition range can be expanded, and the reliability of the landing position plan can be improved.
さらに、前記環境地図生成手段は、前記移動体に隣接する所定の領域を平面確定領域に設定し、当該平面確定領域より前記移動体から離隔する側の所定領域を平面探索領域に設定し、前記検出手段の前記平面探索領域についての検出結果に基づき前記環境地図を更新することができる。移動体の周囲を平面確定領域と平面探索領域に区画し、平面探索領域についての検出結果に基づく環境地図を更新することにより、誤検出を低減すると共に効率よく環境地図を更新することができる。 Further, the environment map generating means sets a predetermined area adjacent to the moving body as a plane determination area, sets a predetermined area on the side farther from the moving body than the plane determination area as a plane search area, The environmental map can be updated based on the detection result of the planar search area by the detection means. By dividing the periphery of the moving body into a plane determination area and a plane search area and updating the environment map based on the detection result for the plane search area, it is possible to reduce erroneous detection and efficiently update the environment map.
さらにまた、前記環境地図生成手段は、複数フレームに渡った観測結果に基づき前記平面確定領域を設定するものとすることができる。複数フレームに渡って観測して得られた環境地図は確定領域とすることで、無駄な観測を低減することができる。 Furthermore, the environment map generation means may set the plane fixed region based on observation results over a plurality of frames. By making the environmental map obtained by observing over a plurality of frames a definite region, useless observation can be reduced.
また、前記環境地図生成手段は、前記平面確定領域に前記床面以外の平面であって、新規な平面を検出した場合、これを破棄するものとすることができる。平面確定領域は、環境地図が完成している領域であるため、この領域に新たな平面が検出された場合は、これを誤検出とみなすことができる。 Moreover, the said environment map production | generation means shall discard this, when it is planes other than the said floor surface in the said plane fixed area | region, and detects a new plane. Since the plane fixed area is an area where the environmental map is completed, if a new plane is detected in this area, it can be regarded as a false detection.
さらに、前記障害物検出手段が前記検出フレームから障害物を検出し、前記障害物登録手段が、連続する複数枚の前記検出フレームに前記障害物を検出し、当該障害物を前記環境地図に登録し、前記環境地図更新手段は、前記確定した障害物を有する検出フレームにより前記環境地図を更新し、前記経路計画手段は、前記環境地図を参照し、前記障害物を回避する経路を計画することができる。 Further, the obstacle detection means detects an obstacle from the detection frame, the obstacle registration means detects the obstacle in a plurality of successive detection frames, and registers the obstacle in the environmental map. The environmental map update means updates the environmental map with the detection frame having the determined obstacle, and the route planning means refers to the environmental map and plans a route that avoids the obstacle. Can do.
さらにまた、前記平面確定領域に新たな環境が検出された場合、前記移動手段は、当該新たな環境の解析が終了するまで移動を中止することができる。これにより、例えば平面が不定な状態等で無理な経路計画を立てることを防止することができる。 Furthermore, when a new environment is detected in the plane determination area, the moving means can stop moving until the analysis of the new environment is completed. Thereby, it is possible to prevent an unreasonable route plan from being made, for example, when the plane is indefinite.
また、前記検出手段は、3次元距離センサであって、前記床面以外の平面は、その属性情報として床面からの高さ及び法線ベクトルの情報を有し、前記経路計画手段は、前記属性情報に基づき経路を計画することができる。 Further, the detection means is a three-dimensional distance sensor, and a plane other than the floor surface has information about a height from the floor surface and a normal vector as attribute information thereof, and the route planning means includes the A route can be planned based on the attribute information.
さらに、前記経路計画手段は、前記法線ベクトルの方向が所定の範囲内であって、前記床面からの高さが所定の値以下である場合、当該平面上を移動する経路を計画することができる。さらに、前記経路計画手段は、前記法線ベクトルの方向が所定の範囲外であって、前記床面からの高さが所定の値より大きい場合、当該平面を回避する経路を計画することができる。検出平面がある値より大きい傾きを有し、またある値より高さが高い場合には当該検出平面上を移動することは困難としこれを迂回する経路を計画することができる。 Further, the route planning means plans a route that moves on the plane when the direction of the normal vector is within a predetermined range and the height from the floor surface is not more than a predetermined value. Can do. Further, the route planning means can plan a route that avoids the plane when the direction of the normal vector is outside a predetermined range and the height from the floor surface is larger than a predetermined value. . If the detection plane has a slope larger than a certain value and the height is higher than a certain value, it is difficult to move on the detection plane, and a route that bypasses the detection plane can be planned.
さらにまた、前記環境地図生成手段は、前記検出手段が検出した検出フレームをオドメトリによりグローバル座標系に変換して前記環境地図を生成することができる。グローバルマップを使用することにより認識範囲を拡大し、着地位置計画の信頼性を向上することができる。 Furthermore, the environmental map generation means can generate the environmental map by converting the detection frame detected by the detection means into a global coordinate system by odometry. By using the global map, the recognition range can be expanded and the reliability of the landing position plan can be improved.
本発明にかかる移動体の経路計画方法は。移動体周囲の床面を検出する検出工程と、移動体が備える移動手段の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境状態を予想した予想結果と、前記検出工程にて検出された検出結果を比較し、環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成工程と、前記環境地図を参照して前記移動手段の移動経路を計画する経路計画工程とを有するものである。 A mobile route planning method according to the present invention. A detection step for detecting a floor surface around the moving body, an expected result of predicting an environmental state around the moving body according to the movement of the moving means included in the moving body, and a detection result detected in the detection step. Comparing, if the environmental conditions match, an environment map generating step for generating or updating an environment map around the moving body based on the detection result, and a route for planning the movement route of the moving means with reference to the environment map And a planning process.
本発明にかかる移動体の経路計画方法は、移動体周囲の床面を検出する検出工程と、前記検出工程にて検出された現在の検出結果と、現在より前に検出された検出結果とを比較し、当該移動体周囲の環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき、前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成工程と、前記環境地図を参照して前記移動体が備える移動手段の移動経路を計画する経路計画工程とを有するものである。 A path planning method for a moving body according to the present invention includes a detection step of detecting a floor surface around a moving body, a current detection result detected in the detection step, and a detection result detected before the present time. In comparison, if the environmental conditions around the moving body match, an environment map generating step for generating or updating an environmental map around the moving body based on the detection result, and the mobile body with reference to the environmental map A route planning step of planning a moving route of the moving means provided.
本発明にかかる環境地図生成装置は、移動体に搭載される環境地図生成装置であって、床面を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した検出結果に基づき環境地図を生成する環境地図生成手段とを有し、前記環境地図生成手段は、前記移動体の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境を予想した予想結果と、検出手段が検出した検出結果を比較し、一致する場合は当該検出結果に基づき前記環境地図を更新するものである。 An environmental map generation apparatus according to the present invention is an environmental map generation apparatus mounted on a mobile body, and includes an detection map that detects a floor surface, and an environmental map that generates an environmental map based on a detection result detected by the detection means. The environment map generating means compares the predicted result of predicting the environment around the moving body with the detection result detected by the detecting means according to the movement of the moving body, and matches Updates the environmental map based on the detection result.
本発明にかかる環境地図生成方法は、移動体に経路計画のために参照する環境地図生成方法であって、検出手段により、前記移動体の周囲の環境を検出する検出工程と、前記移動体の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境を予想した予想結果と、前記検出手段が検出した検出結果を比較し、一致する場合は当該検出結果に基づき前記環境地図を更新する環境地図生成工程とを有するものである。 An environment map generation method according to the present invention is an environment map generation method that refers to a mobile object for route planning, and includes a detection step of detecting an environment around the mobile object by a detection unit, An environmental map generation step of comparing the predicted result of predicting the environment around the moving body with the detection result detected by the detection means according to the movement, and updating the environmental map based on the detection result if they match. It is what has.
本発明によれば、環境の誤検出を防止することができる環境認識装置、環境認識方法並びにこれを搭載した移動体及び移動体の経路計画方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the environment recognition apparatus which can prevent the erroneous detection of an environment, the environment recognition method, the mobile body carrying this, and the route planning method of a mobile body can be provided.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、センサにより床面の状態を把握し、環境地図を生成することにより移動経路を決定する移動ロボットに適用したものである。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to a mobile robot that determines the movement route by grasping the state of the floor surface with a sensor and generating an environmental map.
本実施の形態にかかる移動ロボットは、センサにより測定した周りの環境状態の変化を予想し、予想した環境状態変化と今回測定した環境状態とを比較し、今回測定された環境であって、予定された状態変化にない環境は、環境地図として採用することを中止する。また、センサで測定されるエリアを、ロボット近傍の確定領域とそれ以外の探検領域に区分し、確定領域のみ上記中止を実行する。さらに、ロボットの移動により確定領域で新たな環境が測定された際は、当該環境の解析が終わるまでロボットの移動を禁止する。ここでは先ず、このようなロボットの一例について説明しておく。 The mobile robot according to the present embodiment predicts a change in the surrounding environmental state measured by the sensor, compares the predicted environmental state change with the environmental state measured this time, and is the environment measured this time. The environment that is not in the state change that has been made is no longer adopted as an environmental map. In addition, the area measured by the sensor is divided into a fixed area near the robot and another exploration area, and the above-described cancellation is executed only for the fixed area. Further, when a new environment is measured in the fixed region due to the movement of the robot, the movement of the robot is prohibited until the analysis of the environment is completed. First, an example of such a robot will be described.
図1は、本発明の実施の形態にかかるロボットを示す斜視図である。図1に示すように、ロボット1は、体幹部ユニット5の所定の位置に頭部ユニット2、左右2つの腕部ユニット3a、3b、及び左右2つの脚部ユニット4a、4bが連結されている。本実施の形態にかかるロボット1は、脚部ユニット4a、4bに内蔵された車輪により移動可能に構成される。なお、ロボットは、2足若しくは4足歩行タイプのロボットであってもよい。
FIG. 1 is a perspective view showing a robot according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in the
頭部ユニット2には、撮像部6が備えられ、周囲所定範囲を撮影することが可能である。また、頭部ユニット2には、図示せぬマイク、スピーカ等が備えられ、ユーザからの呼びかけを認識したり、それに答えたりすることも可能である。頭部ユニット2は、体幹部ユニット5に対して床面に対して水平な面内で左右方向に回動可能に接続されており、頭部ユニット2を回動することで撮像する範囲を状況に応じて変更し、周囲の環境を撮像することができる。
The
腕部ユニット3a、3b及び脚部ユニット4a、4bは、体幹部ユニット5に内蔵された制御部に含まれる演算処理部によって、所定の制御プログラムに従って各腕部ユニット3a、3bに含まれる関節部、脚部ユニット4a、4bに含まれる車輪の駆動する量が制御され、各関節の関節駆動角度及び車輪の回転角度が決定されることで、所望の位置および姿勢をとるものである。 The arm units 3a and 3b and the leg units 4a and 4b are joint units included in the arm units 3a and 3b according to a predetermined control program by an arithmetic processing unit included in the control unit built in the trunk unit 5. The amount of driving of the wheels included in the leg units 4a and 4b is controlled, and the joint driving angle of each joint and the rotation angle of the wheel are determined, thereby taking a desired position and posture.
図2は、本実施の形態にかかるロボットを示すブロック図である。ロボット1は、制御部101、入出力部102、駆動部103、電源部104、及び外部記憶部105などを有している。
FIG. 2 is a block diagram showing the robot according to the present embodiment. The
入出力部102は、周囲の映像を取得するためのCCD(Charge Coupled Device)などからなるカメラ121、周囲の音を集音するための1又は複数の内蔵マイク122、音声を出力してユーザと対話等を行なうためのスピーカ123、ユーザへの応答や感情等を表現するためのLED124、タッチセンサなどからなるセンサ部125などを備える。
The input /
また、駆動部103は、モータ131及びモータを駆動するドライバ132などを有し、ユーザの指示などに従って脚部ユニット4a,4bや腕部ユニット3a,3bを動作させる。電源部104は、バッテリ141及びその放充電を制御するバッテリ制御部142を有し、各部に電源を供給する。
The
外部記憶部105は、着脱可能なHDD、光ディスク、光磁気ディスク等からなり、各種プログラムや制御パラメータなどを記憶し、そのプログラムやデータを必要に応じて制御部101内のメモリ(不図示)等に供給する。
The
制御部は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、無線通信用のインターフェースなどを有し、ロボット1の各種動作を制御する。そして、この制御部101は、例えばROMに格納された制御プログラムに従って、カメラ121により取得した映像を解析することにより環境地図を生成する環境地図生成モジュール12、生成した環境地図に基づき、経路計画を行なう経路計画モジュール13、各種認識結果に基づきとるべき行動を選択する行動決定モジュール14、音声認識を行なう音声認識モジュール15などを有する。特に、本実施の形態においては、環境地図生成モジュール12により、誤検出を抑制した環境地図が生成され、これに基づき経路計画を立て、行動を決定し、駆動部103を制御するため、ロボット1はより自然な移動動作を表出する。
The control unit includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a wireless communication interface, and the like, and controls various operations of the
次に、本実施の形態にかかるロボット1に搭載される環境地図生成モジュール12について説明する。図3は、本実施の形態にかかる環境地図生成装置を示す図である。図3に示すように、環境地図生成装置200は3次元距離センサなどからなる検出部18及び環境地図生成手段としての環境地図生成モジュール12とから構成されるものとすることができる。検出部18は、ロボットの周囲を撮影した画像から床面を検出する。環境地図生成モジュール12は、ロボット1の移動手段、図1においては脚部の移動に応じ、ロボット1の周囲の環境状態を予想した予想結果と、検出部18が検出した検出結果を比較し、環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づきロボット1の移動体周囲の環境地図を生成又は更新する。または、この環境地図生成モジュール12は、検出部18が検出した現在の検出結果と、現在より前に検出した検出結果とを比較し、ロボット1の周囲の環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき、ロボット1周囲の環境地図を生成又は更新する。
Next, the environment
環境地図生成モジュール12は、障害物検出部111、障害物登録部112、環境地図更新部113を有する。障害物検出部111は、検出部18が検出する検出フレームから床面以外の平面を検出する。障害物登録部112は、障害物検出部111により、連続する複数枚の検出フレームにおいて床面以外の同一平面を検出すると、当該平面を確定平面として環境地図又は環境地図生成モジュール12に接続された平面登録データベース16に登録する。環境地図更新部113は、確定平面を有する検出フレームにより環境地図データベース17の環境地図を更新する。
The environment
環境地図生成モジュール12は、検出部18は床面及びそれ以外の平面を検出する。先ず、平面検出方法について説明する。図4は、平面検出方法を説明する図である。図4(a)に示すように、ロボット1の進行方向(前方)を撮影したiフレームにおける画像から床面以外の平面があるか否か検索する。この場合、床面以外に段差Aの平面201を検出する。この場合、検出部18は、平面の属性情報として、平面の床面からの高さ情報及び当該平面の法線ベクトルの情報を有する。続く(i+1)フレームにおいて、再び床面以外の平面があるか否かを検出する。ここで、iフレームと(i+1)フレームにおいて同一の平面201と判断できるか否かは、上記の属性情報である高さ及び法線ベクトル情報を使用して判定する。なお、属性情報として平面位置情報は利用しない方が好ましい。つまり、位置として平面領域の重心を属性情報とした場合、外れ値、オクルージョンの影響を受ける。また、平面領域を求め、これを属性情報とした場合、連結領域を計算する必要があり、処理が煩雑になる。同じく、図4(c)に示すように、(i+2)フレームにおいても検出した平面が平面201であるか否かをその床面からの高さ及び法線ベクトルで検出する。
In the environmental
次に、環境地図DB17に保存される環境地図について説明する。図5は、環境地図を更新する方法を説明する図である。検出部18が使用する検出フレームは、ロボット座標系(カメラ座標系、又はローカル座標系)で表わされた画像である。ロボット座標系は、3D空間に配置されるオブジェクトを基準とした座標系であり、オブジェクトを基準にした座標系である。したがって、ローカル座標は1つではない。ロボット1は、基本的にロボット座標系で認識された平面及びその属性を用いて過去フレームとの比較を行い、この比較の結果、信頼度が高いフレームと判断された場合、当該フレームをロボット座標からグローバル座標系に変換する。グローバル座標系とは、三次元空間そのものの位置を表す座標系であり、グローバル座標で指定された座標は決して移動することのない座標系である。例えばiフレームにおいて検出された平面202(図5(a))は、(i+1)フレーム(図5(b))を経て、(i+2)フレームでは、画角からはみ出すとする(図5(c))。この場合、ロボット1は、このロボット座標のままでは平面202について着地計画をすることができない。そこで、図5(d)に示すように、オドメトリを使用して、ロボット座標をグローバル座標に座標変換する。グローバル座標により、一度画像認識したものを利用することができ、認識範囲を拡大することができる。このことにより、着地位置計画の信頼性が向上する。
Next, the environment map stored in the
次に、環境地図生成モジュール12が平面を連続追跡して平面を確定する方法について説明する。図6は、連続追跡数=3のとき、平面と確定する場合を示す図である。環境地図生成モジュール12は、検出部18が検出した現在の検出結果と、現在より前に検出した検出結果とを比較し、障害物の有無及び障害物がある場合はその位置が一致する場合は当該検出結果に基づき環境地図を更新する。具体的には、床面以外の平面の床面からの高さ及びその法線ベクトルが一致する場合はこの結果に基づき環境地図を更新する。
Next, a method in which the environment
(i−1)フレームでは床面のみが認識されているものとする(図6(a))。iフレームにおいて段差Aにおける平面203が発見されたとする(図6(b))。平面203が発見されたので障害物検出部111がこの平面203の追跡を開始する。(i+1)フレームでも平面203が検出され(図6(b))、(i+2)フレームでも平面203が検出されたとする(図6(c))。ここで、平面203は、iフレームから3フレーム連続して検出されている。このため、障害物登録部112は、段差Aによる平面203は、障害物として確かに存在するものとし、平面登録DB16に確定平面として登録する(図6(f))。
(I-1) Only the floor surface is recognized in the frame (FIG. 6A). It is assumed that the
このように、環境地図生成モジュール12の障害物登録部112は、検出部18が検出した検出フレームのうち、連続した複数フレームについて同一平面が含まれると判断するとこれを平面登録DB16に登録し、環境地図更新部113は、このi乃至(i+2)フレームにより環境地図を更新し、環境地図DB17に格納する(図6(g))。
As described above, when the obstacle registration unit 112 of the environment
図7は、平面の連続追跡中にミスが発生した場合を示す図である。同じく、iフレームで平面203を発見し(図7(a))、(i+1)フレームではこの平面203を追跡する(図7(b))。しかし(i+2)フレームで平面203とは異なる平面204を検出する(図7(c))。この平面204は、たとえば法線ベクトルが平面203と異なる平面である。次の(i+4)フレームにおいて、再び平面203を発見したとする(図7(d))。同じく(i+5)フレームにおいても平面203を検出する(図7(e))。この場合、再び平面を検出した(i+4)フレームの時点で、障害物登録部112は、平面203は3フレームめであるため、確定平面として平面登録データベース16に登録する(図7(g))。さらに、環境地図更新部113は、平面203が検出されているフレームi、(i+1)、(i+3)、(i+4)をグローバル座標に変換して環境地図を更新する(図7(f))。
FIG. 7 is a diagram illustrating a case where a mistake occurs during continuous tracking of a plane. Similarly, the
ここで、障害物登録部112は、検出部18が検出したフレームのうち、現在のフレーム(現フレーム)((i+3)フレーム)と、例えば現在より前に検出した前フレーム((i+2)フレーム)とを比較し、周囲の環境状態が一致しない場合、例えば本例のように異なる平面が検出されている場合には、次の検出フレーム(次フレーム)((i+4)フレーム)と前フレーム((i+2)フレーム)及び/又は現フレーム((i+3)フレーム)の周囲の環境状態を比較し、一致しない検出フレームを破棄する。すなわち、本例においては、(i+3)フレームを破棄する。
Here, the obstacle registration unit 112 out of the frames detected by the
また、環境地図生成モジュール12は、検出部18により検出されたロボット1の周囲の環境状態の、ロボット1の位相および姿勢によう状態変化を予想し、予想した環境状態と今回測定した環境状態とを比較することで、平面の確定を行ってもよい。予想される位置に平面が検出された場合、さらに平面追跡を続け、例えば続けて3フレームの間、予想される位置に平面が検出された場合に、これを確定平面とすることができる。予定された状態変化になり環境はグローバルマップへの採用を中止することで、誤認識を低減することができる。
In addition, the environment
次に、追跡中の平面の取扱について説明する。図8、9は追跡中の平面の取扱を説明するための図である。図8(a)に示すように、iフレームで平面205が発見された場合、平面は(i+2)フレームまで確定にならない。このため、平面追跡中の(i+1)フレームで、当該平面205に着地位置を計画してしまい、段差を蹴ってしまう。すなわち、平面が確定した(i+2)フレームでは、すでに段差上を歩くことになってしまう。
Next, handling of the plane being tracked will be described. 8 and 9 are diagrams for explaining the handling of the plane being tracked. As shown in FIG. 8A, when the
したがって、追跡中であって、未確定の平面が前方に存在する場合は、図8(b)に示すように、例えば(i+1)フレームの時点で段差の手前で足踏みをする。こうして先ず平面を確定する。このように経路計画モジュール13は、不定平面手前では足踏みするように経路計画を立てる。そして、平面が確定したら障害物(段差)を乗り越える又は回避する等の計画を立てる。経路計画モジュール13は、段差を構成する平面205属性情報から平面の高さを調べ、当該平面の高さが乗り越えられる高さであれば段差上に経路を計画し、乗り越えられない高さであれば、段差を迂回する経路を計画するなどする(図9)。また、不定平面前で足踏みをしても不定平面が確定しなかった場合、すなわち段差が平面として認識できない場合は障害物としてグローバルマップにマッピングし、当該段差を迂回する経路計画を立てればよい。
Therefore, when tracking is in progress and an undetermined plane exists ahead, as shown in FIG. 8 (b), for example, stepping is performed before the step at the time of (i + 1) frame. Thus, the plane is first determined. In this way, the
次に、認識領域を分割して追跡中平面の扱いを領域により変更する場合について説明する。図10は、ロボット1が設定する平面探索領域及び平面確定領域を示す図である。また、図11は、本実施の形態にかかる環境地図更新方法を示すフローチャートである。図10(a)に示すように、環境地図生成モジュール12は、ロボット1に隣接する所定の領域を平面確定領域212に設定し、平面確定領域212よりロボット1から離隔する側の所定領域を平面探索領域211に設定する。そして、環境地図生成モジュール12は、検出部18の平面探索領域212についての検出結果に基づき環境地図を更新する。なお、ロボットの有する環境地図は、所定の大きさのグリッドに区切られ、平面IDが付されている。ロボットは、各グリッドの何%が平面確定領域に属しているかを判断することで、平面確定領域に入ったか否かを判断する。
Next, the case where the recognition area is divided and the handling of the tracking plane is changed depending on the area will be described. FIG. 10 is a diagram illustrating a plane search area and a plane determination area set by the
環境地図生成モジュール12は、検出部18からの検出データから床面以外のデータを抽出する(ステップS1)。そして、図10(b)に示すように、平面213が見え始めるため、ロボットは、障害物(平面213)を検出する(ステップS2)。この場合の平面213は不定平面である。よって、図10(c)に示すように、ロボット1は不定平面を確定平面とすべく、不定平面213の前で足踏みする。これによりロボット1は平面213を確定平面とし、平面213上を通るか迂回するかの経路計画を立てることができる。すなわち、障害物を検出すると平面か否かを判断し(ステップS3)、さらに平面である場合は、新規平面か否かを判断する(ステップS4)。新規平面である場合、当該平面を発見した領域が探索領域か否かを判断する(ステップS5)。探索領域である場合は、平面の追跡を開始する(ステップS6)。そして、上述のように、平面を確定すべく、足踏みをするなどする。
The environmental
一方、平面確定領域で新たな平面214が発見された場合は、誤検出として当該データを破棄する(ステップS7)。すなわち、平面確定領域は、すでに3フレーム以上追跡することで床面以外の平面を含む環境地図をすでに作成済みの領域である。この領域に新たな平面が発見されることはないため、発見された場合は、これを誤検出としてデータを破棄するのである(図10(e))。このような場合は、続くフレームでは確定平面213が検出される。
On the other hand, when a
一方、ステップS3で検出された障害物が平面を含まない場合、障害物としてグローバルマップにマッピングする(ステップS8)。また、ステップS4で発見された平面が追跡中平面である場合、追跡フレームNが閾値、例えば2より大きいか否かを判定する(ステップS11)。閾値よりたくさんのフレームが追跡できていれば、確定平面として平面登録データベース16に登録し(ステップS13)、グローバルマップにマッピングする。また、ステップS9で追跡中平面ではない場合、確定平面と照合し、必要であればグローバルマップにマッピングする。 On the other hand, if the obstacle detected in step S3 does not include a plane, it is mapped to the global map as an obstacle (step S8). If the plane found in step S4 is a tracking plane, it is determined whether the tracking frame N is larger than a threshold, for example, 2 (step S11). If more frames than the threshold can be tracked, they are registered as a fixed plane in the plane registration database 16 (step S13) and mapped to the global map. If it is not the tracking plane in step S9, it is checked against the confirmed plane and mapped to the global map if necessary.
このように、環境地図生成モジュール12は、平面探索領域211に平面を検出したら平面を追跡すると共に、平面確定領域212に床面以外の平面であって、新規な平面を検出した場合、これを破棄する。また、障害物検出部111が検出フレームから障害物を検出し、障害物登録部112が、連続する複数枚の検出フレームに障害物を検出し、障害物を環境地図に登録する。そして、環境地図更新部113は、確定した障害物を有する検出フレームにより環境地図(グローバルマップ)を更新する。経路計画モジュールは、環境地図を参照し、例えば障害物を回避する経路を計画する。さらに、環境地図生成モジュール12は、平面確定領域212に新たな環境が検出された場合、移動手段は、当該新たな環境の解析が終了するまで移動を中止するようにすることで、不定平面上に経路計画をすることを防止する。
As described above, the environment
図12、図13は、それぞれ従来及び本実施の形態にかかるロボットにより実際に取得した検出フレームを示す図である。図12(a)において、301が床面、302が検出された平面を示す。図12(b)に示すように、認識ミス303が発生し、障害物としてマピングしてしまう。図12(c)に示すように、次のフレームから再び平面302を追跡するが、図12(d)に示すように、結果的に上記誤認識によりグローバルマップが汚れてしまう。
FIGS. 12 and 13 are diagrams showing detection frames actually acquired by the robot according to the related art and the present embodiment, respectively. In FIG. 12A, 301 indicates a floor surface, and 302 indicates a detected plane. As shown in FIG. 12B, a
これに対し、図13(b)に示すように、同様に認識ミス303が発生した場合であっても、本実施の形態にかかるロボットは、平面確定領域内の新規平面(303)は破棄する。従って図13(c)に示すように、次のフレームで再び平面302を追跡するが、上記の従来と異なり、図13(d)に示すように、認識ミスによりグローバルマップが汚れることがない。
On the other hand, as shown in FIG. 13B, even if a
本実施の形態においては、ロボット1の移動手段の移動に応じ、ロボット1の周囲の環境状態を予想した予想結果と、検出部18が検出した検出結果を比較し、環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づきロボットの周囲の環境地図を生成し、更新する。すなわち、連続する複数のフレームで同一平面が検出された場合にのみ平面と認識するため、誤認識による障害物検出を低減することができる。また、ロボット近傍の領域を平面確定領域とし、その外側を平面探索領域とすることで、観測が終了して環境地図が完成している平面確定領域において誤検出により新たな障害物が検出された場合これを即破棄することができる。さらに、探索領域で新たに平面が検出された場合は、これを追跡対象として平面を追跡することで、確実に新しい平面を検出することができる。
In the present embodiment, the predicted result of predicting the environmental condition around the
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述の実施の形態では、ハードウェアの構成として説明したが、これに限定されるものではなく、任意の処理を、CPU(Central Processing Unit)にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。この場合、コンピュータプログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の伝送媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。 For example, in the above-described embodiment, the hardware configuration has been described. However, the present invention is not limited to this, and arbitrary processing may be realized by causing a CPU (Central Processing Unit) to execute a computer program. Is possible. In this case, the computer program can be provided by being recorded on a recording medium, or can be provided by being transmitted via the Internet or another transmission medium.
1 ロボット
2 頭部ユニット
3a 腕部ユニット
3a,3b 腕部ユニット
4a,4b 脚部ユニット
5 体幹部ユニット
6 撮像部
12 環境地図生成モジュール
13 経路計画モジュール
14 行動決定モジュール
15 音声認識モジュール
16 平面登録データベース
17 環境地図データベース
18 検出部
101 制御部
102 入出力部
103 駆動部
104 電源部
105 外部記憶部
111 障害物検出部
112 障害物登録部
113 環境地図更新部
121 カメラ
122 内蔵マイク
123 スピーカ
125 センサ部
131 モータ
132 ドライバ
141 バッテリ
142 バッテリ制御部
200 環境地図生成装置
201−205、213、214 平面
211 平面探索領域
212 平面確定領域
DESCRIPTION OF
Claims (26)
移動体周囲の床面を検出する検出手段と、
前記移動手段の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境状態を予想した予想結果と、前記検出手段が検出した検出結果を比較し、環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成手段と、
前記環境地図を参照して前記移動手段の移動経路を計画する経路計画手段とを有する移動体。 Transportation means;
Detecting means for detecting a floor surface around the moving body;
According to the movement of the moving means, the predicted result of predicting the environmental state around the moving body is compared with the detection result detected by the detecting means, and if the environmental state matches, the moving body is based on the detection result. An environment map generation means for generating or updating a surrounding environment map;
A moving body having route planning means for planning a moving route of the moving means with reference to the environment map.
移動体周囲の床面を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した現在の検出結果と、現在より前に検出した検出結果とを比較し、当該移動体周囲の環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき、前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成手段と、
前記環境地図を参照して前記移動手段の移動経路を計画する経路計画手段とを有する移動体。 Transportation means;
Detecting means for detecting a floor surface around the moving body;
The current detection result detected by the detection means is compared with the detection result detected before the present, and when the environmental conditions around the moving body match, based on the detection result, the environmental map around the moving body Environmental map generation means for generating or updating
A moving body having route planning means for planning a moving route of the moving means with reference to the environment map.
ことを特徴とする請求項1記載の移動体。 The environmental map generation means compares the current detection result detected by the detection means with the detection result detected before the present, and if there is an obstacle and the position of the obstacle matches, The moving body according to claim 1, wherein the environmental map is updated based on the detection result.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の移動体。 The environmental map generation means compares the current detection result detected by the detection means with the detection result detected before the present time, and the height from the floor surface of the plane other than the floor surface and its normal vector The mobile body according to claim 1, wherein when the two match, the environment map is updated based on the detection result.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の移動体。 The environment map generation unit updates the environment map with the detected frame when it is determined that the same plane is included for a plurality of consecutive frames among the detection frames detected by the detection unit. Item 3. A moving object according to item 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の移動体。 The environmental map generation means compares the current frame, which is the current detection frame, among the detection frames detected by the detection means, and the previous frame detected before the present, and if the surrounding environmental conditions do not match 3. The moving body according to claim 1, wherein the next frame, which is the next detection frame, is compared with environmental conditions around the previous frame and / or the current frame, and the detection frames that do not match are discarded.
前記検出手段が検出する検出フレームから床面以外の平面を検出する障害物検出手段と、
前記障害物検出手段により、連続する複数枚の前記検出フレームに前記床面以外の同一平面を検出すると、当該平面を確定平面として前記環境地図又は平面登録手段に登録する障害物登録手段と、
前記確定平面を有する検出フレームにより前記環境地図を更新する環境地図更新手段とを有する
ことを特徴とする請求項1又は2記載の移動体。 The environmental map generation means includes
Obstacle detection means for detecting a plane other than the floor surface from the detection frame detected by the detection means;
When the obstacle detection unit detects the same plane other than the floor in a plurality of successive detection frames, the obstacle registration unit registers the plane as a fixed plane in the environmental map or the plane registration unit;
The moving body according to claim 1, further comprising: an environment map updating unit that updates the environment map using a detection frame having the fixed plane.
前記環境地図更新手段は、前記登録済みの平面を有する検出フレームにより前記環境地図を更新する
ことを特徴とする請求項7記載の移動体。 The obstacle registration unit determines whether a plane other than the floor surface is detected in the detection frame by the obstacle detection unit with reference to the environment map, and determines whether the plane is a registered plane.
The mobile object according to claim 7, wherein the environmental map update unit updates the environmental map with a detection frame having the registered plane.
前記環境地図生成手段は、前記現在の検出結果をグローバル座標系に変換し前記変換結果との一致を判定する
ことを特徴とする請求項1記載の移動体。 The expected result is a conversion result obtained by converting a detection result before the present into the global coordinate system,
The mobile object according to claim 1, wherein the environmental map generation unit converts the current detection result into a global coordinate system and determines a match with the conversion result.
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項記載の移動体。 The environment map generating means sets a predetermined area adjacent to the moving body as a plane fixed area, sets a predetermined area farther from the moving body than the plane determined area as a plane search area, and detects the detecting means. The moving body according to any one of claims 1 to 9, wherein the environmental map is updated based on a detection result of the planar search area.
ことを特徴とする請求項10記載の移動体。 The moving body according to claim 10, wherein the environment map generation unit sets the plane fixed region based on observation results over a plurality of frames.
ことを特徴とする請求項10又は11項記載の移動体。 The moving body according to claim 10 or 11, wherein the environmental map generation unit discards a new plane that is a plane other than the floor in the plane determination area.
前記障害物登録手段が、連続する複数枚の前記検出フレームに前記障害物を検出し、当該障害物を前記環境地図に登録し、
前記環境地図更新手段は、前記確定した障害物を有する検出フレームにより前記環境地図を更新し、
前記経路計画手段は、前記環境地図を参照し、前記障害物を回避する経路を計画する
ことを特徴とする請求項7又は8記載の移動体。 The obstacle detection means detects an obstacle from the detection frame;
The obstacle registration means detects the obstacle in a plurality of successive detection frames, registers the obstacle in the environmental map,
The environmental map update means updates the environmental map with a detection frame having the determined obstacle,
The mobile object according to claim 7 or 8, wherein the route planning means plans a route that avoids the obstacle by referring to the environmental map.
ことを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項記載の移動体。 13. The moving device according to claim 10, wherein, when a new environment is detected in the plane fixed region, the moving unit stops moving until the analysis of the new environment is completed. Moving body.
前記床面以外の平面は、その属性情報として床面からの高さ及び法線ベクトルの情報を有し、
前記経路計画手段は、前記属性情報に基づき経路を計画する
ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項記載の移動体。 The detection means is a three-dimensional distance sensor,
The plane other than the floor has information about the height and normal vector from the floor as attribute information,
The mobile object according to claim 1, wherein the route planning unit plans a route based on the attribute information.
ことを特徴とする請求項15項記載の移動体。 The route planning means plans a route that moves on the plane when the direction of the normal vector is within a predetermined range and the height from the floor surface is a predetermined value or less. The moving body according to claim 15.
ことを特徴とする請求項15又は16項記載の移動体。 The path planning means plans a path that avoids the plane when the direction of the normal vector is outside a predetermined range and the height from the floor surface is larger than a predetermined value. The moving body according to claim 15 or 16.
ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項記載の移動体。 The mobile object according to any one of claims 1 to 17, wherein the environmental map generation unit generates the environmental map by converting a detection frame detected by the detection unit into a global coordinate system by odometry. .
移動体が備える移動手段の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境状態を予想した予想結果と、前記検出工程にて検出された検出結果を比較し、環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成工程と、
前記環境地図を参照して前記移動手段の移動経路を計画する経路計画工程とを有する移動体の経路計画方法。 A detection step for detecting a floor surface around the moving body;
According to the movement of the moving means included in the moving body, the predicted result of predicting the environmental state around the moving body is compared with the detection result detected in the detection step, and if the environmental state matches, the detection result An environment map generating step of generating or updating an environment map around the moving body based on
A route planning method for a moving object, comprising: a route planning step of planning a movement route of the moving means with reference to the environment map.
前記検出工程にて検出された現在の検出結果と、現在より前に検出された検出結果とを比較し、当該移動体周囲の環境状態が一致する場合は当該検出結果に基づき、前記移動体周囲の環境地図を生成又は更新する環境地図生成工程と、
前記環境地図を参照して前記移動体が備える移動手段の移動経路を計画する経路計画工程とを有する移動体の経路計画方法。 A detection step for detecting a floor surface around the moving body;
The current detection result detected in the detection step is compared with the detection result detected before the present, and if the environmental conditions around the moving body match, based on the detection result, the surrounding of the moving body An environmental map generation process for generating or updating the environmental map of
A route planning method for a moving body, comprising: a route planning step of planning a moving route of a moving means included in the moving body with reference to the environment map.
床面を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した検出結果に基づき環境地図を生成する環境地図生成手段とを有し、
前記環境地図生成手段は、前記移動体の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境を予想した予想結果と、検出手段が検出した検出結果を比較し、一致する場合は当該検出結果に基づき前記環境地図を更新する、環境地図生成装置。 An environmental map generation device mounted on a mobile body,
Detection means for detecting the floor surface;
Environmental map generation means for generating an environmental map based on the detection result detected by the detection means,
The environment map generating means compares the predicted result of predicting the environment around the moving body with the detection result detected by the detecting means according to the movement of the moving body, and if they match, based on the detection result, An environmental map generator that updates environmental maps.
前記環境地図生成手段は、前記現在の検出結果をグローバル座標系に変換し前記変換結果との一致を判定する
ことを特徴とする請求項21記載の環境地図生成装置。 The expected result is a conversion result obtained by converting a detection result before the present into the global coordinate system,
The environment map generation device according to claim 21, wherein the environment map generation unit converts the current detection result into a global coordinate system and determines a match with the conversion result.
ことを特徴とする請求項21又は22記載の環境地図生成装置。 The environment map generation unit updates the environment map with the detected frame when it is determined that the same plane is included for a plurality of consecutive frames among the detection frames detected by the detection unit. Item 21 or 22 is an environment map generation device.
前記障害物検出手段により、連続する複数枚の前記検出フレームに前記床面以外の同一平面を検出すると、当該平面を確定平面として前記環境地図に登録する障害物登録手段と、
前記確定平面を有する検出フレームにより前記環境地図を更新する環境地図更新手段とを有する
ことを特徴とする請求項21乃至23のいずれか1項記載の環境地図生成装置。 The environmental map generation means includes an obstacle detection means for detecting a plane other than the floor surface from a detection frame detected by the detection means,
When the obstacle detection unit detects the same plane other than the floor surface in a plurality of successive detection frames, the obstacle registration unit registers the plane as a fixed plane in the environment map;
The environment map generation device according to any one of claims 21 to 23, further comprising: an environment map update unit that updates the environment map with a detection frame having the fixed plane.
前記環境地図更新手段は、前記登録済みの平面を有する検出フレームにより前記環境地図を更新する
ことを特徴とする請求項24記載の環境地図生成装置。 The obstacle registration unit determines whether a plane other than the floor surface is detected in the detection frame by the obstacle detection unit with reference to the environment map, and determines whether the plane is a registered plane.
The environment map generation device according to claim 24, wherein the environment map update means updates the environment map with a detection frame having the registered plane.
検出手段により、前記移動体の周囲の環境を検出する検出工程と、
前記移動体の移動に応じ、当該移動体の周囲の環境を予想した予想結果と、前記検出手段が検出した検出結果を比較し、一致する場合は当該検出結果に基づき前記環境地図を更新する環境地図生成工程とを有する、環境地図生成方法。 A method for generating an environmental map to be referred to a mobile object for route planning,
A detecting step of detecting an environment around the moving body by a detecting means;
An environment in which the predicted result of predicting the environment around the moving object is compared with the detection result detected by the detecting means according to the movement of the moving object, and the environment map is updated based on the detected result if they match. An environmental map generation method comprising a map generation step.
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