JP2010160735A - 移動ロボット、走行計画マップ生成方法、管理システム - Google Patents
移動ロボット、走行計画マップ生成方法、管理システム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】走行計画マップを自動的に生成及び更新可能な移動ロボット、移動ロボットの走行計画マップ生成方法、移動ロボットの管理システムを提供すること。
【解決手段】移動ロボットは、操縦モード時に操縦者が移動ロボットを操縦する操縦部10と、移動ロボットの現在位置を推定する位置推定部12と、移動ロボットの現在速度を検出する速度検出部14と、操縦モード時に、位置推定部12の推定結果と速度検出部14の検出結果を含む移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集部15と、走行履歴情報に基づいて、移動ロボットの走行計画マップ17を生成し、更新する走行計画マップ生成更新部16と、走行計画マップ17を用いて、移動ロボットの走行経路を計画する走行計画部18と、計画した走行経路に追従するように、移動ロボットの走行を制御する走行制御部19を備える。
【選択図】図2
【解決手段】移動ロボットは、操縦モード時に操縦者が移動ロボットを操縦する操縦部10と、移動ロボットの現在位置を推定する位置推定部12と、移動ロボットの現在速度を検出する速度検出部14と、操縦モード時に、位置推定部12の推定結果と速度検出部14の検出結果を含む移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集部15と、走行履歴情報に基づいて、移動ロボットの走行計画マップ17を生成し、更新する走行計画マップ生成更新部16と、走行計画マップ17を用いて、移動ロボットの走行経路を計画する走行計画部18と、計画した走行経路に追従するように、移動ロボットの走行を制御する走行制御部19を備える。
【選択図】図2
Description
本発明は移動ロボットに関し、特に、操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する移動ロボット、移動ロボットの走行計画マップ生成方法、移動ロボットの管理システムに関する。
近年、自律移動が可能な搭乗型移動ロボットが開発されている。例えば、特許文献1乃至5には、操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する移動ロボットが開示されている。
このような移動ロボットが自律移動モードで移動する際には、移動ロボットが追従する経路を計画する必要がある。例えば、移動ロボットが走行する環境を反映したポテンシャルマップや、速度制限が位置に対応付けられたグリッドマップなどを用いて、探索アルゴリズムを実行することで経路が計画される。また、例えば特許文献6には、地図情報を作成して、移動ロボットの移動を制御する技術が開示されている。特許文献6に記載の移動ロボットの制御方法では、領域ごとに移動規則を記述した地図情報を作成し、目標位置への移動を制御する。
上述したポテンシャルマップは、移動ロボットが走行する環境の地図情報に基づいて、一定のルールにより自動的に生成することが可能である。しかし、速度制限情報は、環境に応じて人間により設定する必要があり、手間が掛かるという問題点がある。また、ポテンシャルマップに関しても、例えば、壁寄りの経路を選択しやすくするなど、環境に応じたポテンシャル場の設定が必要となる場合がある。このため、環境に即したポテンシャルマップを生成するためには、データを人間が編集する必要がある。
移動ロボットは、環境において人間が意図する走行ルール(例えば、どの場所で減速すべきか、どの場所を走行すべきかなど。)を、自ら理解することができない。このため、このような走行ルールを移動ロボットに教示するためには、走行ルールをグリッドマップなどに予め設定する必要があるが、従来ではこのような設定作業を自動で行うことができず、経路計画に用いるマップの生成及び更新に手間が掛かるものであった。
尚、カーナビゲーションに関する技術として、過去の行動履歴から経路を探索する技術が知られている。しかし、この技術では、情報提供の対象が自動車の運転者であり、自律的に移動する移動ロボットを対象とするものではない。また、カーナビゲーションに関する技術では、速度制限に関しては述べられていない。
従って、本発明は、操縦者により操縦される操縦モード時に、移動ロボットが収集した走行履歴情報に基づいて、走行計画マップを自動的に生成及び更新可能な移動ロボット、移動ロボットの走行計画マップ生成方法、移動ロボットの管理システムを提供することを目的とする。
本発明に係る移動ロボットは、操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する移動ロボットであって、前記操縦モード時に前記操縦者が前記移動ロボットを操縦する操縦部と、前記移動ロボットの現在位置を推定する位置推定部と、前記移動ロボットの現在速度を検出する速度検出部と、前記操縦モード時に、前記位置推定部の推定結果と前記速度検出部の検出結果を含む前記移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集部と、前記走行履歴情報に基づいて、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する走行計画マップ生成更新部と、前記走行計画マップを用いて、前記移動ロボットの走行経路を計画する走行計画部と、前記走行計画部で計画した走行経路に追従するように、前記移動ロボットの走行を制御する走行制御部と、を備える。
これにより、操縦者により操縦される操縦モード時に、移動ロボットが収集した走行履歴情報に基づいて、走行計画マップを自動的に生成及び更新することができる。
また、前記走行計画マップは、前記操縦モード時における前記移動ロボットの通過位置を反映したポテンシャルマップを含むようにしてもよい。この場合に、前記走行履歴情報収集部は、前記操縦モード時に、前記位置推定部の推定結果を移動マップに記憶し、前記走行計画マップ生成更新部は、前記移動マップにおける各位置の通過頻度に基づいて、前記ポテンシャルマップを生成し、更新することが好ましい。これにより、操縦モード時に、移動ロボットが収集した走行履歴情報に基づいて、ポテンシャルマップを容易かつ自動的に生成及び更新することができ、自律移動モード時には、ポテンシャルマップを用いて計画した走行経路に追従することで、環境に応じて良好に走行を行うことができる。
さらにまた、前記走行計画マップは、前記操縦モード時における前記移動ロボットの通過速度を反映した制限速度マップを含み、前記走行制御部は、前記制限速度マップに規定される制限速度を下回るように、前記移動ロボットの走行を制御するようにしてもよい。この場合に、前記走行計画マップは、前記移動マップにおける各位置を通過する際の通過速度に基づいて、前記制限速度マップを生成し、更新することが好ましい。これにより、操縦モード時に、移動ロボットが収集した走行履歴情報に基づいて、制限速度マップを容易かつ自動的に生成及び更新することができ、自律移動モード時には、制限速度マップを用いて計画した走行経路に追従することで、環境に応じて良好に走行を行うことができる。
また、前記移動マップは、環境内において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することで作成されるグリッドマップであるようにしてもよい。この場合に、前記走行履歴情報収集部は、複数の前記グリッドマップを所定の期間にわたって蓄積することにより、前記走行履歴情報を収集することが好ましい。
さらにまた、前記走行計画マップ生成更新部は、前記走行履歴情報を複数の時間帯別に分類し、当該分類した走行履歴情報ごとに、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新するようにしてもよい。これにより、時間帯に応じて、良好に走行を行うことができる。
本発明に係る移動ロボットの走行計画マップ生成方法は、操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する移動ロボットの走行計画マップ生成方法であって、前記移動ロボットの現在位置を推定する位置推定ステップと、前記移動ロボットの現在速度を検出する速度検出ステップと、前記操縦モード時に、前記位置推定結果と前記速度検出結果を含む前記移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集ステップと、前記走行履歴情報に基づいて、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する走行計画マップ生成更新ステップと、を備える。
本発明に係る移動ロボットの管理システムは、操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する複数の移動ロボットと、当該移動ロボットの走行に使用する走行計画マップを管理するサーバと、を備えた移動ロボットの管理システムであって、前記移動ロボットは、前記操縦モード時に前記操縦者が前記移動ロボットを操縦する操縦部と、前記移動ロボットの現在位置を推定する位置推定部と、前記移動ロボットの現在速度を検出する速度検出部と、前記操縦モード時に、前記位置推定部の推定結果と前記速度検出部の検出結果を含む前記移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集部と、前記サーバから送信される走行計画マップを用いて、前記移動ロボットの走行経路を計画する走行計画部と、前記走行計画部で計画した走行経路に追従するように、前記移動ロボットの走行を制御する走行制御部と、を備え、前記サーバは、前記複数の移動ロボットから送信される走行履歴情報に基づいて、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する走行計画マップ生成更新部を備える。
本発明によれば、操縦者により操縦される操縦モード時に、移動ロボットが収集した走行履歴情報に基づいて、走行計画マップを自動的に生成及び更新可能な移動ロボット、移動ロボットの走行計画マップ生成方法、移動ロボットの管理システムを提供することができる。
実施の形態1.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態1に係る移動ロボットの構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、本実施の形態1に係る移動ロボットを概略的に示す斜視図である。本実施の形態1に係る移動ロボット2は、搭乗型の移動ロボットであり、車輪を駆動することで走行する。移動ロボット2は、操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有しており、操縦モード時に移動ロボット2が収集した走行履歴情報に基づいて、走行計画マップを自動的に生成及び更新する。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、本実施の形態1に係る移動ロボットの構成について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、本実施の形態1に係る移動ロボットを概略的に示す斜視図である。本実施の形態1に係る移動ロボット2は、搭乗型の移動ロボットであり、車輪を駆動することで走行する。移動ロボット2は、操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有しており、操縦モード時に移動ロボット2が収集した走行履歴情報に基づいて、走行計画マップを自動的に生成及び更新する。
移動ロボット2は、フレーム4、ジョイスティック101、車輪201、測距センサ131を備えている。フレーム4は、例えば、樹脂成型品であり、軽量、高剛性に形成されている。フレーム4は、操縦者である人が搭乗する凹み部分が形成されている。フレーム4には、移動ロボット2の制御システムが搭載されている。
図2は、本実施の形態1に係る移動ロボットの制御システムを示すブロック図である。移動ロボットの制御システム1は、操縦装置10と、目標値設定装置11と、自己位置認識装置12と、障害物検出装置13と、内界センサ14と、走行履歴情報収集部15と、走行計画マップ生成更新部16と、走行計画マップ17と、走行計画部18と、走行制御部19と、移動機構20とを備えている。
尚、走行履歴情報収集部15と、走行計画マップ生成更新部16と、走行計画マップ17と、走行計画部18と、走行制御部19は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、通信用のインタフェイスなどを有する演算処理装置である。また、走行履歴情報収集部15などは、着脱可能なHDD、光ディスク、光磁気ディスク等を有し、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メモリ(不図示)等に供給する。もちろん、走行履歴情報収集部15などは、物理的に一つの構成に限られるものではない。
操縦装置10は、操縦モード時における、移動ロボット2を操縦するための装置である。操縦者は、操縦装置10を操作することで、移動ロボット2の走行を制御する。操縦装置10は、例えば、ジョイスティック101を備えている。ジョイスティック101は、フレーム4に設けられ、例えば、搭乗者の手元に配置されている。ジョイスティック101は、例えば直交する2方向へのスティックハンドルの傾きが検出可能であり、一方へのスティックハンドルの傾きを移動ロボット2の前後方向への移動速度に対応させ、他方へのスティックハンドルの傾きを移動ロボット2の左右方向への回転速度に対応させている。ジョイスティック101は、スティックハンドルの傾きデータ(操作データ)を走行制御部19に出力する。
尚、ジョイスティック101の構成は、この限りでなく、力覚センサを用いたジョイスティックなどを用いても良い。また、ジョイスティック101に限らず、移動ロボット2に対して前後左右の移動指示を良好に行うことができれば構成は限定されない。
目標値設定装置11は、自律移動モード時における、移動ロボット2の目標位置を指示するための装置である。目標値設定装置11は、操縦者が入力可能な装置であり、移動ロボット2の操縦装置10に搭載するものとしてもよいし、例えば、PDA(Personal Digital Assistant)などの携帯情報端末としてもよい。また、操縦者による指示方法としては、音声入力により目標位置を指示するものとしてもよい。
位置推定部としての自己位置認識装置12は、移動ロボット2の現在位置を推定する。自己位置認識装置12は、GPS(Global Positioning System)機器などから成り、例えば衛星から受信した位置情報から移動ロボット2の現在位置を推定する。
障害物検出装置13は、ステレオカメラ、レーザーレンジファインダ、超音波センサなどの測距センサ131を少なくとも一種類備えている。測距センサ131は、フレーム4の前端部に設けられており、例えば移動ロボット2の前方πradの範囲内に存在する障害物を検出する。
内界センサ14は、イナーシャセンサ(角速度センサ、加速度センサ、ジャイロセンサ等)、及び移動機構20が有する駆動モータに設けられたエンコーダなどから構成される。速度検出部としてのエンコーダは、エンコーダが検出する当該駆動モータの回転数から移動ロボット2の移動速度を推定する。
走行履歴情報収集部15は、操縦モード時に、自己位置認識装置12の推定結果とエンコーダの検出結果を含む移動ロボット2の走行履歴情報を収集する。すなわち、走行履歴情報収集部15は、操縦モード時における、移動ロボット2の位置及び移動速度を含む走行履歴情報を収集する。ここで、走行履歴情報収集部15は、収集した走行履歴情報を、移動マップに記憶する。
走行計画マップ生成更新部16は、収集した走行履歴情報に基づいて、移動ロボット2の走行計画マップを生成し、更新する。ここで、走行計画マップ17は、ポテンシャルマップと、制限速度マップを含む。ポテンシャルマップは、操縦モード時における移動ロボットの通過位置を反映したマップである。制限速度マップは、操縦モード時における移動ロボット2が各位置を通過した際の通過速度を反映したマップである。
走行計画部18は、走行計画マップを用いて、移動ロボット2の走行経路を計画する。ここでは、走行計画部18は、生成更新したポテンシャルマップを用いて、移動ロボット2が追従する走行経路を計画する。
走行制御部19は、操縦モード時には、入力されたスティックハンドルの傾きデータに基づいて、移動機構20を制御する制御データを生成する。すなわち、操縦モード時には、移動ロボット2の搭乗者が周辺の環境を視認しながら、ジョイスティック101を操作して移動ロボット2を操縦する。
また、走行制御部19は、自律移動モード時には、走行計画部18で計画された経路情報に基づいて、移動機構20を制御する制御データを生成する。すなわち、自律移動モード時には、走行計画部18で計画した走行経路に追従するように、移動ロボット2自身により走行が制御される。
尚、移動機構20を制御するための制御データとして、ここでは、移動ロボット2の目標速度を生成する。また、目標速度を生成する際に、走行制御部19は、制限速度マップに規定される制限速度を下回る目標速度を生成し、生成した目標速度を移動機構20に入力する。
移動機構20は、車輪201と、駆動モータ(不図示)と、駆動モータドライバ(不図示)を備えている。車輪201は、フレーム4の底部に少なくとも3個設けられている。そのうちのフレーム4の左右に配置された2個の車輪201はそれぞれ、駆動モータによって回転駆動し、移動ロボット2の前後進、旋回を実現する。駆動モータドライバに制御データが入力され、駆動モータドライバが駆動モータを制御する。
次に、実施の形態1に係る移動ロボット2の動作について、図3を参照して説明する。図3は、実施の形態1に係る移動ロボットの動作を示すフローチャート図である。まず、操縦モード時において、搭乗者の操縦により移動ロボット2を走行させ、走行履歴情報を収集する(ステップS101)。ここで、収集した走行履歴情報を、移動マップに記憶する。
図4は、移動ロボット2の走行履歴情報が記憶された移動マップの一例であるグリッドマップを示す図である。グリッドマップGMは、環境内において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することで作成される。作成したグリッドマップGMは、図示しない記憶部に記憶される。すなわち、移動ロボット2の通過位置及び通過速度が各グリッドに対して記憶される。ここでは、各グリッドは、その位置(x,y)と走行速度(Vx,Vθ)を保持している。尚、図に示す例では、移動ロボット2の進行方向をx軸方向、左右方向をy軸方向としている。また、走行速度として、並進速度Vx、旋回速度Vθを保持するものとしている。
次いで、移動ロボット2は、収集した走行履歴情報に基づいて、走行計画マップを生成及び更新する(ステップS102)。ここで、自律移動モード時には、環境中に存在する人の迷惑となるような動作を移動ロボットにさせないことが求められる。このため、搭乗者が移動ロボット2を操縦する際(すなわち、操縦モード時)に、移動ロボット2が通過する頻度が高い場所や、その場所を通過する際の速度変化などに倣って移動ロボット2を自律的に移動させることで、人に迷惑の掛け難い自律移動を実現することができる。以下、走行計画マップの生成及び更新処理について具体的に説明する。
移動ロボット2は、操縦モード時に、所定の期間にわたって走行履歴情報を収集する。ここでは、所定期間は複数の単位期間に分割され、移動ロボット2は、収集した走行履歴情報を単位期間ごとにグリッドマップに記憶する。すなわち、図5に示すように、移動ロボット2は、時間T1からT2における走行履歴情報を記憶したグリッドマップGM1と、時間T2からT3における走行履歴情報を記憶したグリッドマップGM2と、・・・、時間TnからTn+1における走行履歴情報を記憶したグリッドマップGMnと、を有する。移動ロボット2は、これらのグリッドマップGMを蓄積する。
そして、移動ロボット2は、収集した走行履歴情報に基づいて、ポテンシャルマップを生成及び更新する。具体的には、図5に示した走行履歴情報から、各グリッド位置における移動ロボット2の走行回数を算出し、算出した走行回数のヒストグラム値を、当該グリッドにおけるポテンシャル値として割り当てる。このようにして生成したポテンシャルマップPMの一例を図6に示す。図6に示す例では、各グリッドの通過頻度に応じてヒストグラムを算出し、通過頻度が高いほど、大きな値を割り当てている。
また、移動ロボット2は、収集した走行履歴情報に基づいて、制限速度マップを生成及び更新する。具体的には、図5に示した走行履歴情報から、各グリッド位置における移動ロボット2の制限速度値を算出し、算出した制限速度値を、当該グリッドにおける制限速度値として割り当てる。ここで、制限速度値は、例えば、(所定の期間にわたる)走行速度の平均値×一定割合により算出する。このようにして生成した制限速度マップVLMの一例を図7に示す。図7に示す例では、各グリッドの通過速度に応じて制限速度を算出し、制限速度が割り当てられたグリッドをハッチングにより示している。
次いで、移動ロボット2は、走行計画マップを用いて、移動ロボット2の走行経路を計画する(ステップS103)。具体的には、移動ロボット2は、ポテンシャルマップに基づいて経路探索処理を実行し、移動ロボット2が追従するための経路を計画する。経路探索処理は、公知のグラフ探索アルゴリズムを適用することができ、例えば、A*(スター)アルゴリズムやダイクストラ法などを使用すればよい。さらに、移動ロボット2は、自律移動モード時における走行速度を計算する際に、制限速度マップにより指定された制限速度を下回るように、目標速度である速度指令値を生成する。
実施の形態2.
図8は、本実施の形態2に係る移動ロボットの管理システムを示す図である。本実施の形態2に係る移動ロボットの管理システム100は、サーバ103と、複数の移動ロボット102_1〜102_n(以下、移動ロボット102と総称する場合がある。)と、を備える。
図8は、本実施の形態2に係る移動ロボットの管理システムを示す図である。本実施の形態2に係る移動ロボットの管理システム100は、サーバ103と、複数の移動ロボット102_1〜102_n(以下、移動ロボット102と総称する場合がある。)と、を備える。
本実施の形態2に係る移動ロボットの管理システム100は、サーバ103が、複数の移動ロボット102から送信される走行履歴情報を収集し、収集した走行履歴情報を一括管理する点が実施の形態1と異なる。すなわち、各移動ロボット102は、操縦モード時に、走行履歴情報を収集し、サーバ103へと送信する。サーバ103は、無線LAN(Local Area Network)などの通信手段により、複数の移動ロボット102から走行履歴情報を受信し、受信した走行履歴情報に基づいて、走行計画マップを生成及び更新する。サーバ103は、各移動ロボット102に対して走行計画マップを配信する。サーバ103から走行計画マップを受信した各移動ロボット102は、実施の形態1と同様にして、走行計画処理を実行し、自律移動走行を行う。
その他の実施の形態.
上述した実施の形態1では、例えば図5に示したように、移動ロボット2は、収集した走行履歴情報を単位期間ごとにグリッドマップに記憶する。このとき、走行履歴情報を複数の時間帯別に分類し、当該分類した走行履歴情報ごとに、走行計画マップを生成し、更新するようにしてもよい。ここで、移動ロボット2が走行する位置(経路)は、時間帯に応じて変化することが好ましい場合がある。すなわち、環境に存在する人は時間帯によってその走行する位置(経路)が変化するため、例えば、昼間には多数の人が環境中に存在していることが想定され、この場合には、移動ロボット2は、より壁寄りを走行することが好ましい。また、例えば、夜間には、あまり人がいないことが想定され、この場合には、移動ロボット2は、廊下の真ん中を走行することが好ましい。従って、走行履歴情報を時間帯別に層別し(例えば、朝の時間帯、昼の時間帯、夜の時間帯)、各時間帯ごとに走行計画マップを生成しておき、自律移動モード時の該当する時間帯に応じて、使用する走行計画マップを切替えるようにする。
上述した実施の形態1では、例えば図5に示したように、移動ロボット2は、収集した走行履歴情報を単位期間ごとにグリッドマップに記憶する。このとき、走行履歴情報を複数の時間帯別に分類し、当該分類した走行履歴情報ごとに、走行計画マップを生成し、更新するようにしてもよい。ここで、移動ロボット2が走行する位置(経路)は、時間帯に応じて変化することが好ましい場合がある。すなわち、環境に存在する人は時間帯によってその走行する位置(経路)が変化するため、例えば、昼間には多数の人が環境中に存在していることが想定され、この場合には、移動ロボット2は、より壁寄りを走行することが好ましい。また、例えば、夜間には、あまり人がいないことが想定され、この場合には、移動ロボット2は、廊下の真ん中を走行することが好ましい。従って、走行履歴情報を時間帯別に層別し(例えば、朝の時間帯、昼の時間帯、夜の時間帯)、各時間帯ごとに走行計画マップを生成しておき、自律移動モード時の該当する時間帯に応じて、使用する走行計画マップを切替えるようにする。
以上説明したように、本発明によれば、操縦モード時に操縦者が移動ロボットを操縦して走行履歴情報を収集し、収集した走行履歴情報に基づいて、移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する。そして、走行計画マップを用いて、移動ロボットの走行経路を計画し、計画した走行経路に追従するように、移動ロボットの走行を制御する。これにより、人による手間を掛けずに、走行計画マップを自動的に生成及び更新することができる。また、収集した走行履歴情報からポテンシャルマップ及び制限速度マップを作成することで、自律移動モード時には、これらのマップに基づいて、環境に対して良好に走行を行うことができる。
尚、本発明は上述した各実施の形態に限定されず、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上述した各実施の形態では、移動ロボット2は車輪型の移動ロボットであるものとして説明したが本発明はこれに限定されない。すなわち、移動ロボット2は移動機構としての脚部を備え、脚部に設けられた各関節を駆動することで移動する脚式の移動ロボットであってもよい。
2 移動ロボット、4 フレーム、101 ジョイスティック、201 車輪、
131 測距センサ、
1 制御システム、10 操縦装置、11 目標値設定装置、12 自己位置認識装置、
13 障害物検出装置、14 内界センサ、15 走行履歴情報収集部、
18 走行計画マップ生成更新部、17 走行計画マップ、18 走行計画部、
19 走行制御部、20 移動機構、
GM、GM1〜GMn グリッドマップ、PM ポテンシャルマップ、
VLM 制限速度マップ、
100 管理システム、102_1〜102_n 移動ロボット、103 サーバ、
131 測距センサ、
1 制御システム、10 操縦装置、11 目標値設定装置、12 自己位置認識装置、
13 障害物検出装置、14 内界センサ、15 走行履歴情報収集部、
18 走行計画マップ生成更新部、17 走行計画マップ、18 走行計画部、
19 走行制御部、20 移動機構、
GM、GM1〜GMn グリッドマップ、PM ポテンシャルマップ、
VLM 制限速度マップ、
100 管理システム、102_1〜102_n 移動ロボット、103 サーバ、
Claims (17)
- 操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する移動ロボットであって、
前記操縦モード時に前記操縦者が前記移動ロボットを操縦する操縦部と、
前記移動ロボットの現在位置を推定する位置推定部と、
前記移動ロボットの現在速度を検出する速度検出部と、
前記操縦モード時に、前記位置推定部の推定結果と前記速度検出部の検出結果を含む前記移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集部と、
前記走行履歴情報に基づいて、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する走行計画マップ生成更新部と、
前記走行計画マップを用いて、前記移動ロボットの走行経路を計画する走行計画部と、
前記走行計画部で計画した走行経路に追従するように、前記移動ロボットの走行を制御する走行制御部と、
を備える移動ロボット。 - 前記走行計画マップは、
前記操縦モード時における前記移動ロボットの通過位置を反映したポテンシャルマップを含む
ことを特徴とする請求項1に記載の移動ロボット。 - 前記走行履歴情報収集部は、
前記操縦モード時に、前記位置推定部の推定結果を移動マップに記憶し、
前記走行計画マップ生成更新部は、
前記移動マップにおける各位置の通過頻度に基づいて、前記ポテンシャルマップを生成し、更新する
ことを特徴とする請求項2に記載の移動ロボット。 - 前記走行計画マップは、
前記操縦モード時における前記移動ロボットの通過速度を反映した制限速度マップを含み、
前記走行制御部は、
前記制限速度マップに規定される制限速度を下回るように、前記移動ロボットの走行を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項に記載の移動ロボット。 - 前記走行計画マップは、
前記移動マップにおける各位置を通過する際の通過速度に基づいて、前記制限速度マップを生成し、更新する
ことを特徴とする請求項4に記載の移動ロボット。 - 前記移動マップは、
環境内において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することで作成されるグリッドマップである
ことを特徴とする請求項2乃至5いずれか1項に記載の移動ロボット。 - 前記走行履歴情報収集部は、
複数の前記グリッドマップを所定の期間にわたって蓄積することにより、前記走行履歴情報を収集する
ことを特徴とする請求項6に記載の移動ロボット。 - 前記走行計画マップ生成更新部は、
前記走行履歴情報を複数の時間帯別に分類し、当該分類した走行履歴情報ごとに、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する
ことを特徴とする請求項1乃至7いずれか1項に記載の移動ロボット。 - 操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する移動ロボットの走行計画マップ生成方法であって、
前記移動ロボットの現在位置を推定する位置推定ステップと、
前記移動ロボットの現在速度を検出する速度検出ステップと、
前記操縦モード時に、前記位置推定結果と前記速度検出結果を含む前記移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集ステップと、
前記走行履歴情報に基づいて、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する走行計画マップ生成更新ステップと、
を備える移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 前記走行計画マップは、
前記操縦モード時における前記移動ロボットの通過位置を反映したポテンシャルマップを含む
ことを特徴とする請求項9に記載の移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 前記走行履歴情報収集ステップにおいて、
前記操縦モード時に、前記位置推定結果を移動マップに記憶し、
前記走行計画マップ生成更新ステップにおいて、
前記移動マップにおける各位置の通過頻度に基づいて、前記ポテンシャルマップを生成し、更新する
ことを特徴とする請求項10に記載の移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 前記走行計画マップは、
前記操縦モード時における前記移動ロボットの通過速度を反映した制限速度マップを含み、
前記走行制御ステップは、
前記制限速度マップに規定される制限速度を下回るように、前記移動ロボットの走行を制御する
ことを特徴とする請求項9乃至11いずれか1項に記載の移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 前記走行計画マップは、
前記移動マップにおける各位置を通過する際の通過速度に基づいて、前記制限速度マップを生成し、更新する
ことを特徴とする請求項12に記載の移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 前記移動マップは、
環境内において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することで作成されるグリッドマップである
ことを特徴とする請求項11乃至13いずれか1項に記載の移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 前記走行履歴情報収集において、
複数の前記グリッドマップを所定の期間にわたって蓄積することにより、前記走行履歴情報を収集する
ことを特徴とする請求項14に記載の移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 前記走行計画マップ生成更新ステップにおいて、
前記走行履歴情報を複数の時間帯別に分類し、当該分類した走行履歴情報ごとに、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する
ことを特徴とする請求項9乃至15いずれか1項に記載の移動ロボットの走行計画マップ生成方法。 - 操縦者の操縦に基づく操縦モードと、自律移動モードとの2つの移動モードを有する複数の移動ロボットと、当該移動ロボットの走行に使用する走行計画マップを管理するサーバと、を備えた移動ロボットの管理システムであって、
前記移動ロボットは、
前記操縦モード時に前記操縦者が前記移動ロボットを操縦する操縦部と、
前記移動ロボットの現在位置を推定する位置推定部と、
前記移動ロボットの現在速度を検出する速度検出部と、
前記操縦モード時に、前記位置推定部の推定結果と前記速度検出部の検出結果を含む前記移動ロボットの走行履歴情報を収集する走行履歴情報収集部と、
前記サーバから送信される走行計画マップを用いて、前記移動ロボットの走行経路を計画する走行計画部と、
前記走行計画部で計画した走行経路に追従するように、前記移動ロボットの走行を制御する走行制御部と、を備え、
前記サーバは、
前記複数の移動ロボットから送信される走行履歴情報に基づいて、前記移動ロボットの走行計画マップを生成し、更新する走行計画マップ生成更新部を備える
ことを特徴とする移動ロボットの管理システム。
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