JP2015110374A - 自律式移動体の経路作成支援装置及びその方法並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】熟練のオペレータでなくても容易に移動経路を作成することのできる自律式移動体の経路作成支援装置及び方法並びにプログラムを提供することを目的とする。【解決手段】探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標が入力されると（ステップＳＡ１）、第１座標と第３座標とを結ぶ第１線分及び第２座標と第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し（ステップＳＡ２）、短い方の線分を探索領域の一辺として定めて四辺形の探索領域を決定する（ステップＳＡ３）。続いて、決定した探索領域上に第１座標と第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成し（ステップＳＡ４）、このときの各補助線分の各端点の座標を設定する（ステップＳＡ６）。続いて、第３線分及び各補助線分を全て直列に接続するように端点同士を曲線で接続して移動経路を作成する（ステップＳＡ７）。【選択図】図１３

Description

本発明は、自律式移動体の経路作成支援装置及びその方法並びにプログラムに関するものである。

従来、比較的深い海域や湖沼における水中調査作業において、無人の自律式水中航走体（ＡＵＶ：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｕｎｄｅｒｗａｔｅｒ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が利用されている。ＡＵＶは、自らが搭載する各種センサ（位置、姿勢、速度センサ等）の情報を用いて、オペレータにより与えられる移動経路情報に従って自律的に移動する。移動経路には、目標の位置座標、制御方法などが記載されている。例えば、慣性座標系について、目標点の座標（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）、・・・、（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）を与えれば、ＡＵＶは、この目標点を順次通過するように自律的に移動する。
従来、移動経路は予めオペレータが全ての点を設定してＡＵＶのメモリに記憶させて与える場合もあれば、ＡＵＶの状況を見ながら１点１点オペレータが与える場合もあった。

特開２００７−９３０４５号公報

しかしながら、移動経路の作成はＡＵＶの動特性や制御手法をある程度把握している必要があるため、熟練のオペレータしか行うことができなかった。また、探索範囲が広く、目標点が膨大になる場合には、相当な労力や時間を費やす必要があった。この問題は、ＡＵＶに限ったことではなく、移動経路に従って自律的に移動する自律式移動体全般にわたり、同様に発生する問題である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、熟練のオペレータでなくても容易に移動経路を作成することのできる自律式移動体の経路作成支援装置及びその方法並びにプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１態様は、自律式移動体の経路作成を支援する自律式移動体の経路作成支援装置であって、探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標を入力する入力手段と、前記第１座標と前記第３座標とを結ぶ第１線分及び前記第２座標と前記第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を前記探索領域の一辺として特定して、四辺形の探索領域を決定する探索領域決定手段と、前記探索領域上に、前記第１座標と前記第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成したときの各前記補助線分の各端点の座標を設定する端点座標設定手段と、前記第３線分及び各前記補助線分を全て直列に接続するように、前記端点を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続することで、移動経路を作成する端点接続手段とを具備する自律式移動体の経路作成支援装置である。

上記態様によれば、探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標が入力されると、第１座標と第３座標とを結ぶ第１線分及び第２座標と第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を探索領域の一辺として定めて四辺形の探索領域を決定する。続いて、決定した探索領域上に、第１座標と第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成したときの各補助線分の各端点の座標を設定し、第３線分及び各補助線分を全て直列に接続するように、端点同士を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続して、移動経路を作成する。このように、オペレータから入力された３つの座標情報に基づいて自動的に移動経路を作成するので、オペレータの労力や作用時間を短縮することが可能となる。さらに、オペレータは所望する探索領域の３頂点の座標を入力すればよいので、熟練したオペレータでなくとも取り扱うことが可能となる。

上記自律式移動体の経路作成支援装置においては、前記端点座標設定手段は、前記探索領域外に少なくとも１本の前記補助線分を設定することとしてもよい。
これにより、探索領域決定手段によって決定された探索領域を包含するように移動経路を作成することが可能となる。これにより、探索漏れの発生を低減することが可能となる。

上記自律式移動体の経路作成支援装置は、前記探索領域の一辺または該一辺に平行な前記探索領域上の辺をｘ軸、該ｘ軸に直交する軸をｙ軸として設定し、該ｘ軸及びｙ軸と、慣性座標系のいずれか２軸とが一致するように座標変換を行う座標変換手段と、座標変換後の座標系において、前記端点座標設定手段による端点座標の設定及び前記端点接続手段による端点接続の少なくとも一方が行われ、その後、逆座標変換を行うことにより、移動経路を作成することとしてもよい。
このように、座標変換を行うことにより、演算処理負担を軽減させることが可能となる。

上記自律式移動体の経路作成支援装置は、オペレータによって通過判定処理を行う旨の情報が入力された場合に、前記移動経路における各前記端点周辺に所定の通過判定領域をそれぞれ設定する領域設定手段と、前記領域設定手段によって設定された領域の情報を属性情報として各前記端点に関連付けた移動経路情報を作成する情報付加手段とを備えていてもよい。
このような構成によれば、オペレータによって通過判定処理を行うことが入力された場合には、通過判定領域を自動的に設定し、この通過判定領域が属性情報として付加された移動経路情報を作成することができる。これにより、通過判定に関するオペレータの作業負担を低減させることができる。

上記自律式移動体の経路作成支援装置は、オペレータによって姿勢判定処理を行う旨の情報が入力された場合に、前記移動経路における各前記端点を通過するときの移動体の姿勢を演算する姿勢演算手段と、前記姿勢演算手段によって演算された姿勢の情報を属性情報として各前記端点に関連付けた移動経路情報を作成する姿勢情報付加手段とを備えていてもよい。
このような構成によれば、オペレータによって姿勢判定処理を行うことが入力された場合には、各端点を通過するときの移動体の姿勢を演算し、この姿勢の情報が属性情報として付加された移動経路情報を作成することができる。これにより、姿勢判定に関するオペレータの作業負担を低減させることができる。

本発明の第２態様は、自律式移動体の経路作成を支援する自律式移動体の経路作成支援方法であって、探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標を取得する工程と、前記第１座標と前記第３座標とを結ぶ第１線分及び前記第２座標と前記第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を前記探索領域の一辺として特定して、四辺形の探索領域を決定する工程と、探索領域上に、前記第１座標と前記第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成したときの各前記補助線分の各端点の座標を設定する工程と、前記第３線分及び各前記補助線分を全て直列に接続するように、前記端点を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続することで、移動経路を作成する工程とを有する自律式移動体の経路作成支援方法である。

本発明の第３態様は、自律式移動体の経路作成を支援するための自律式移動体の経路作成支援プログラムであって、探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標を取得する処理と、前記第１座標と前記第３座標とを結ぶ第１線分及び前記第２座標と前記第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を前記探索領域の一辺として特定して、四辺形の探索領域を決定する処理と、前記探索領域上に、前記第１座標と前記第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成したときの各前記補助線分の各端点の座標を設定する処理と、前記第３線分及び各前記補助線分を全て直列に接続するように、前記端点を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続することで、移動経路を作成する処理とをコンピュータに実行させるための自律式移動体の経路作成支援プログラムである。

本発明によれば、熟練のオペレータでなくても容易に移動経路を作成することができるという効果を奏する。

ＡＵＶによる海底探索について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る経路作成支援装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る経路作成支援装置が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。 入力座標について説明するための図である。 第３座標と探索領域との関係について説明するための図である。 図３に示した端点座標設定部により実行される処理について説明するための図である。 図３に示した端点接続部により実行される処理について説明するための図である。 移動経路の一例について示した図である。 通過判定領域の一例を示した図である。 通過判定領域の一例を示した図である。 方位角について説明するための図である。 ピッチ角について説明するための図である。 本発明の第１実施形態に係る移動経路作成支援処理のフローチャートを示した図である。 座標変換について説明するための図である。 座標変換について説明するための図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態に係る自律式移動体の経路作成支援装置及びその方法並びにプログラムについて、図面を参照して説明する。以下においては、自律式移動体としてＡＵＶを例示して説明するが、自動式移動体はこの例に限られず、自律した移動が可能とされている移動体に対して広く適用することが可能である。

まず、図１を参照して、ＡＵＶによる海底探索の例について説明する。図１に示すように、ＡＵＶは主に着水、潜入、探索、浮上、揚収を行う。ここで、探索は、例えば、予め設定されている移動経路に従ってＡＵＶが移動することにより、所定の探索領域における海底探査などを行うものである。本実施形態に係る自律式移動体の経路作成支援装置（以下、単に「経路作成支援装置」という。）は、主に探索に関わるオペレータの作業支援を行うものであり、より具体的には、移動経路の作成支援や、ＡＵＶの安定走行に関する各種判定処理の設定支援を行うものである。

図２は、本実施形態に係る経路作成支援装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。図２に示すように、経路作成支援装置１は、例えば、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータであり、ＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を記憶するためのＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２と、各プログラム実行時のワーク領域として機能するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、大容量記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１４と、ネットワークに接続するための通信インターフェース１５と、外部記憶装置１６が装着されるアクセス部１７と、キーボードやマウス等からなる入力部１８と、データを表示する液晶表示装置等からなる表示部１９等を備えている。これら各部は、バス２０を介して接続されている。ここで、ＣＰＵ１１が実行するプログラム等を記憶するための記憶媒体は、ＲＯＭ１２に限られない。例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、半導体メモリ等の他の補助記憶装置であってもよい。

図３は、経路作成支援装置１が備える機能を展開して示した機能ブロック図である。図３に示した各部により実現される処理は、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２に記憶されているプログラムをＲＡＭ１３に読み出して実行することにより実現されるものである。
図３に示すように、経路作成支援装置１は、入力部３１、記憶部３２、移動経路処理部３３、通過判定処理部３４、姿勢判定処理部３５、及び表示部３６を備えている。

入力部３１は、オペレータが入力操作を行うためのものである。例えば、探索領域を特定するための３つの座標や、後述する通過判定や通過姿勢判定等のように、ＡＵＶの安定航走を確認するための各種判定処理の要否を指定する要否情報等がオペレータにより入力される。
より具体的には、経路作成に関しては、図４に示すように、ユーザが設定したい探索領域Ｑの始点となる第１座標ＷＰｓ、第１座標ＷＰｓを通る線分の端点となる第２座標ＷＰｓ´、及び探索領域の終点である第３座標ＷＰｅが入力される。なお、各種判定に関する情報については後述する。

記憶部３２には、移動経路を作成する移動経路作成処理や該移動経路に従ってＡＵＶが移動する際の安定航走を支援するための通過判定処理、姿勢判定処理に必要となる各種データが格納されている。
例えば、移動経路間の距離Ｄ、通過判定円柱半径Ｒ、通過判定円柱高さＨ、目標速力、ＡＵＶの制御部が自律走行時に参照する各種フラグ情報（例えば、縦制御フラグ、横制御フラグ、ロール制御フラグ、速力制御フラグ、到達時目標方位角指定フラグ、到達時目標ピッチ角指定フラグ、航走中目標方位角指定フラグ、航走中目標ピッチ角指定フラグ等）等が格納されている。また、各種演算を行うのに必要となる演算式やデータなどについても格納されている。ここで、距離Ｄは、ＡＵＶが旋回可能な最小旋範囲に応じて適切な距離が設定されているとよい。

移動経路処理部３３は、例えば、探索領域決定部４１、端点座標設定部４２、及び端点接続部４３を備えている。
探索領域決定部４１は、入力部３１から入力されたオペレータの座標情報に基づいて探索領域を特定する。具体的には、第１座標ＷＰｓ、第２座標ＷＰｓ´、第３座標ＷＰｅが入力部３１から入力されると、図５に示すように、第１座標ＷＰｓと第３座標ＷＰｅとを結ぶ第１線分Ｌ１の長さ、及び第２座標ＷＰｓ´と第３座標ＷＰｅとを結ぶ第２線分Ｌ２の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を探索領域の一辺として特定して、四辺形の探索領域を決定する。

すなわち、入力部３１から入力された３つの座標のうち、第３座標ＷＰｅについては、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、探索領域を特定する４頂点のうち、第１座標ＷＰｓ側にあるのか（図５（ａ）参照）、第２座標ＷＰｓ´側にあるのか（図５（ｂ）参照）がわからない。しかし、第１線分Ｌ１が第２線分Ｌ２よりも短かった場合には、図５（ａ）に示すように、第１座標側にあり、第２線分Ｌ２が第１線分Ｌ１よりも短かった場合には、図５（ｂ）に示すように第２座標側にあると判定できる。
このようにして、第３座標ＷＰｅの探索領域における位置を特定することにより、探索領域を決定することができる。

端点座標設定部４２は、図６に示すように、探索領域上に、第１座標ＷＰｓと第２座標ＷＰｓ´とを結ぶ第３線分Ｌと平行な補助線分Ｌ１〜Ｌｎを所定距離間隔Ｄで生成したときの各補助線分Ｌ１〜Ｌｎの各端点ＷＰ１１〜ＷＰ１ｎ，ＷＰ２１〜ＷＰ２ｎの座標を設定する。ここで、所定距離間隔Ｄは、記憶部３２に予め格納されている情報が用いられる。更に、端点座標設定部４２は、探索領域外に少なくとも１本の補助線分Ｌｎ＋１を設定する。これは、探索領域を包含するように移動経路を設定し、探索漏れを低減させるためである。

端点接続部４３は、第３線分Ｌ３及び各補助線分Ｌ１〜Ｌｎを全て直列に接続するように、始点と終点以外の各端点ＷＰｓ´等を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続する。具体的には、記憶部３２には、２つの端点を円弧で結ぶための条件、例えば、曲率半径が格納されている。端点接続部４３は、記憶部３２から曲率半径Ｒの情報を読み出し、曲率半径を用いて端点同士を円弧で接続する（図７参照）。
これにより、図８に示すような移動経路が完成する。
このようにして作成された移動経路は、例えば、表示部３６に出力されることにより、ユーザに提示される。

通過判定処理部３４は、例えば、通過判定領域設定部５１及び通過判定領域付加部５２を備えている。
通過判定は、移動経路に従って実際にＡＵＶが航走した場合に、きちんと各端点ＷＰｓ、ＷＰｓ´、ＷＰＬ１１〜Ｌ１ｎ＋１、ＷＰＬ２１〜Ｌ２ｎ＋１を通過したか否かを判定するものである。
オペレータによって通過判定処理を行う旨の入力がされた場合、例えば、表示画面に表示されている通過判定処理のチェック欄にチェックがされた場合等には、通過判定領域設定部５１は、各端点ＷＰｓ、ＷＰｓ´、ＷＰＬ１１〜Ｌ１ｎ＋１、ＷＰＬ２１〜Ｌ２ｎ＋１に対して図９、図１０に示すような半円筒状の通過判定領域Ｆを設ける。なお、通過判定領域Ｆの形状については、複数のパターンを用意しておき、オペレータによって選択可能な構成としてもよい。また、通過判定領域Ｆの大きさ、例えば、図９及び図１０に示すような半円筒状のものであれば、半径Ｒや高さＨをオペレータが設定可能な構成としてもよい。なお、記憶部３２にはデフォルト値が格納されており、オペレータによって特に指定がない場合には、デフォルト値が設定される。

通過判定領域付加部５２は、通過判定領域設定部５１によって各端点ＷＰｓ、ＷＰｓ´、ＷＰＬ１１〜Ｌ１ｎ＋１、ＷＰＬ２１〜Ｌ２ｎ＋１に通過判定領域Ｆが設定されると、これらの情報を移動経路処理部３３によって作成された移動経路に属性情報として付加する。この移動経路情報をＡＵＶに登録することにより、移動経路情報に基づくＡＵＶの航走時において、属性情報に基づく通過判定処理を実行させることができる。
なお、通過判定を行う箇所をオペレータが任意に設定できるような機能を設けることとしてもよい。

姿勢判定処理部３５は、姿勢演算部６１、姿勢情報付加部６２を備えている。
姿勢判定は、例えば、各端点ＷＰｓ、ＷＰｓ´、ＷＰＬ１１〜Ｌ１ｎ＋１、ＷＰＬ２１〜Ｌ２ｎ＋１を通過する際に、ＡＵＶが所定の姿勢で通過したかを判定するものである。例えば、姿勢判定は、方位角ψとピッチ角θとについてそれぞれ設定することが可能である。方位角ψとは、例えば、北をＸ正方向、東をＹ正方向、海面を原点として鉛直下向きをＺ正方向と定義した慣性座標系（ＸＹＺ系）の水平面（ＸＹ平面）において、図１１に示すように、ＡＵＶの船体座標系（ｘｙｚ系）のｘ軸と慣性座標系のＸ軸とのなす角をいい、ピッチ角θとは、例えば、図１２に示すように、慣性座標系の垂直面（ＸＺ平面）においてＸ軸とｘ軸のなす角をいう。

オペレータによって姿勢判定処理を行う旨の入力がされた場合、例えば、表示画面に表示されている姿勢判定処理のチェック欄にチェックがされた場合等には、姿勢演算部６１は、移動経路に従ってＡＵＶが航走を行う場合に、ＡＵＶが各端点ＷＰｓ、ＷＰｓ´、ＷＰＬ１１〜Ｌ１ｎ＋１、ＷＰＬ２１〜Ｌ２ｎ＋１を通過するときの方位角ψ及びピッチ角θを演算する。
具体的には、記憶部３２には、方位角及びピッチ角を演算するための演算式が予め登録されており、この演算式に複数の端点（例えば、１つ前に通過した端点と、姿勢算出対象端点、及び次に通過する端点）の座標情報等を入力することにより、各端点における方位角ψ及びピッチ角θをそれぞれ演算する。

姿勢情報付加部６２は、姿勢演算部６１によって各端点ＷＰｓ、ＷＰｓ´、ＷＰＬ１１〜Ｌ１ｎ＋１、ＷＰＬ２１〜Ｌ２ｎ＋１における姿勢が算出されると、これらの情報を移動経路処理部３３によって作成された移動経路に属性情報として付加する。
このような移動経路情報をＡＵＶに登録することにより、移動経路情報に基づくＡＵＶの航走時において、属性情報に基づく姿勢判定処理を実行させることができる。
なお、姿勢判定を行う箇所をオペレータが任意に設定できるような機能を設けることとしてもよい。

次に、上記の経路作成支援装置１によって実行される移動経路作成支援処理について図１３を参照して説明する。
まず、オペレータにより探索領域に関する第１座標ＷＰｓ、第２座標ＷＰｓ´、第３座標ＷＰｅが入力されることにより、これらの入力情報を取得すると（ステップＳＡ１）、第１座標ＷＰｓと第３座標ＷＰｅを結ぶ線分の長さＬ１と、第２座標ＷＰｓ´と第３座標ＷＰｅを結ぶ線分の長さＬ２とを算出する（ステップＳＡ２）。続いて、長さＬ１とＬ２とを比較し、長さＬ１＜Ｌ２であれば、線分Ｌ１が探索領域Ｑの一辺を形成すると判断し、探索領域（図５（ａ）参照）を設定し、長さＬ２＜Ｌ１であれば、線分Ｌ２が探索領域の一辺を形成すると判断して、探索領域（図５（ｂ）参照）を設定する（ステップＳＡ３）。
次に、ステップＳＡ３で設定した探索領域に対して、所定の距離間隔Ｄで補助線分Ｌ１〜Ｌｎを設定し（ステップＳＡ４）、続いて、追加補助線分Ｌｎ＋１を設定する（ステップＳＡ５）。

次に、各補助線分Ｌ１〜Ｌｎ＋１の各端点ＷＰ１１〜ＷＰ１ｎ＋１，ＷＰ２１〜ＷＰ２ｎ＋１の座標を設定し（ステップＳＡ６）、第３線分Ｌ及び各補助線分Ｌ１〜Ｌｎ＋１を全て直列に接続するように、所定の端点同士を記憶部３２に格納されている曲率半径で接続し、移動経路を作成する（ステップＳＡ７）。

このようにして移動経路が作成されると、オペレータによって通過判定を行う旨の指定がされているか否かを確認する（ステップＳＡ８）。この結果、通過判定を行う旨の指定がされていた場合には、各端点に対して通過領域を設定し、設定した通過領域の情報が属性情報として付加された移動経路情報を作成する（ステップＳＡ９）。次に、オペレータによって姿勢判定を行う旨の指定がされているか否かを確認する（ステップＳＡ１０）。この結果、姿勢判定を行う旨の指定がされていた場合には、各端点における姿勢を演算し、この姿勢情報が属性情報として付加された移動経路情報を作成する（ステップＳＡ１１）。
このようにして作成された移動経路情報は、例えば、表示部３６に表示されて、オペレータに提示される。したがって、オペレータは、自動で作成された移動経路について、所望した探索領域が設定されているか、所望した探索領域をカバーするような移動経路が作成されているか等を確認することができる。
なお、ＡＵＶに移動経路情報を与える場合には、移動経路上に存在する多数の座標情報を与えることとしてもよい。また、各座標情報に関して属性情報が対応付けられていた場合には、それら属性情報についても与えられる。また、移動経路情報と合わせて、記憶部３２に格納されている目標速度や各フラグ情報等もＡＵＶに与えられる。

以上説明したように、本実施形態に係る自律式移動体の経路作成支援装置及び方法並びにプログラムによれば、オペレータから入力された３つの座標情報に基づいて自動的に移動経路を作成するので、オペレータの労力や作用時間を短縮することが可能となる。さらに、オペレータは所望する探索領域の３頂点の座標を入力すればよいので、熟練したオペレータでなくとも取り扱うことが可能となる。

なお、本実施形態においては、オペレータが３つの座標を入力する場合について述べたが、オペレータは３つ以上の座標に限らず、多数の座標を入力することとしてもよい。この場合、例えば、探索領域を設定する３つの座標と、探索領域内で必ずＡＵＶを通過させたい座標とを分けて入力するようにしてもよいし、分け隔てなく、探索させたい座標を順次入力することとしてもよい。この場合には、入力された全ての座標を包含する最小面積の四角形を探索領域として設定するようにしてもよい。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る自律式移動体の経路作成支援装置及びその方法並びにプログラムについて図を参照して説明する。
例えば、上述した入力部３１から行われるオペレータによる探索領域の座標入力は、北をＸ正方向、東をＹ正方向、海面を原点として鉛直下向きをＺ正方向と定義した慣性座標系を基準としている。すなわち、第１座標ＷＰｓ、第２座標ＷＰｓ´、第３座標ＷＰｅは、いずれも慣性座標系における（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を特定することで行われる。
このとき、図１４に示すように、入力座標に基づいて決定された探索領域の互いに直交する２辺が必ずしも慣性座標系のＸ軸及びＹ軸と一致しているとも限らず、この場合には経路作成の演算処理が煩雑となる。

そこで、本実施形態においては、探索領域を構成する４つの辺のうちの一つの任意の辺あるいは該辺に平行な辺をｘ´軸とし、該ｘ´軸に直交する辺をｙ´辺としたｘ´ｙ´座標系を設定し、慣性座標系からｘ´ｙ´座標系へ座標変換を行う。これにより、例えば、図１４に示された慣性座標系上で定義された探索領域は、図１５のＸ´Ｙ´座標系に変換される。そして、座標変換後のＸ´Ｙ´座標系を用いて移動経路の作成を行い、移動経路が作成された後に、再び逆座標変換を行うことにより、元の慣性座標系に戻す。なお、Ｚ軸方向についても同様の座標変換を行うことにより、処理の軽減を図ることが可能である。
上記のように、本実施形態に係る自律式移動体の経路作成支援装置及び方法並びにプログラムによれば、座標変換を行うので、演算処理、特に、端点同士を円弧で接続する処理の演算処理量を低減させることが可能となる。

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。

１ 自律式移動体の経路作成支援装置
３１ 入力部
３２ 記憶部
３３ 移動経路処理部
３４ 通過判定処理部
３５ 姿勢判定処理部
３６ 表示部
４１ 探索領域決定部
４２ 端点座標設定部
４３ 端点接続部
５１ 通過判定領域設定部
５２ 通過判定領域付加部
６１ 姿勢演算部
６２ 姿勢情報付加部

Claims (7)

1. 自律式移動体の経路作成を支援する自律式移動体の経路作成支援装置であって、
   探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標を入力する入力手段と、
   前記第１座標と前記第３座標とを結ぶ第１線分及び前記第２座標と前記第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を前記探索領域の一辺として特定して、四辺形の探索領域を決定する探索領域決定手段と、
   前記探索領域上に、前記第１座標と前記第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成したときの各前記補助線分の各端点の座標を設定する端点座標設定手段と、
   前記第３線分及び各前記補助線分を全て直列に接続するように、前記端点を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続することで、移動経路を作成する端点接続手段と
   を具備する自律式移動体の経路作成支援装置。
2. 前記端点座標設定手段は、前記探索領域外に少なくとも１本の前記補助線分を設定する請求項１に記載の自律式移動体の経路作成支援装置。
3. 前記探索領域の一辺または該一辺に平行な前記探索領域上の辺をｘ軸、該ｘ軸に直交する軸をｙ軸として設定し、該ｘ軸及びｙ軸と、慣性座標系のいずれか２軸とが一致するように座標変換を行う座標変換手段と、
   座標変換後の座標系において、前記端点座標設定手段による端点座標の設定及び前記端点接続手段による端点接続の少なくとも一方が行われ、その後、逆座標変換を行うことにより、移動経路を作成する請求項１または請求項２に記載の自律式移動体の経路作成支援装置。
4. オペレータによって通過判定処理を行う旨の情報が入力された場合に、前記移動経路における各前記端点周辺に所定の通過判定領域をそれぞれ設定する領域設定手段と、
   前記領域設定手段によって設定された領域の情報を属性情報として各前記端点に関連付けた移動経路情報を作成する情報付加手段と
   を具備する請求項１から請求項３のいずれかに記載の自律移動体の経路作成支援装置。
5. オペレータによって姿勢判定処理を行う旨の情報が入力された場合に、前記移動経路における各前記端点を通過するときの移動体の姿勢を演算する姿勢演算手段と、
   前記姿勢演算手段によって演算された姿勢の情報を属性情報として各前記端点に関連付けた移動経路情報を作成する姿勢情報付加手段と
   を具備する請求項１から請求項４のいずれかに記載の自律移動体の経路作成支援装置。
6. 自律式移動体の経路作成を支援する自律式移動体の経路作成支援方法であって、
   探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標を取得する工程と、
   前記第１座標と前記第３座標とを結ぶ第１線分及び前記第２座標と前記第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を前記探索領域の一辺として特定して、四辺形の探索領域を決定する工程と、
   前記探索領域上に、前記第１座標と前記第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成したときの各前記補助線分の各端点の座標を設定する工程と、
   前記第３線分及び各前記補助線分を全て直列に接続するように、前記端点を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続することで、移動経路を作成する工程と
   を有する自律式移動体の経路作成支援方法。
7. 自律式移動体の経路作成を支援するための自律式移動体の経路作成支援プログラムであって、
   探索領域の始点である第１座標、該第１座標を通る線分の端点となる第２座標、探索領域の終点である第３座標を取得する処理と、
   前記第１座標と前記第３座標とを結ぶ第１線分及び前記第２座標と前記第３座標とを結ぶ第２線分の長さをそれぞれ算出し、短い方の線分を前記探索領域の一辺として特定して、四辺形の探索領域を決定する処理と、
   前記探索領域上に、前記第１座標と前記第２座標とを結ぶ第３線分と平行な補助線分を所定距離間隔で生成したときの各前記補助線分の各端点の座標を設定する処理と、
   前記第３線分及び各前記補助線分を全て直列に接続するように、前記端点を予め設定されている所定の条件に従って曲線で接続することで、移動経路を作成する処理と
   をコンピュータに実行させるための自律式移動体の経路作成支援プログラム。
   

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