JP2019075066A - 構成に基づく優先傾向を用いたモバイルロボットのためのルート計画 - Google Patents
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Abstract
Description
モバイルロボットは、タスクを実行するために、自動化されたナビゲーションおよび地図作成技術を用い得る。ロボット上のセンサまたは物理的環境内に配置されたセンサを用いて、その物理的環境に関するデータが収集される。地図作成技術は、収集されたセンサデータを用いて、その物理的環境の定義された領域の地図を作成および更新する。地図作成技術は、ロボット内、および/またはロボットと電子的に通信可能なコンピュータ内において実装される。地図作成技術によって生成される地図は、定義された領域の地理的および/または空間的レイアウトを記述するデジタルデータを含む。
図1は、様々な実施形態による、ロボットが動作し得る例示的なネットワーク化されたコンピューティング環境を示す。図1では、或るコンピューティングインフラが、ロボット102の動作をサポートするよう構成されている。この事例的なコンピューティングシステム100は、ロボット102、ロボットポートコンピュータ104、施設アクセスコンピュータ106、施設コンピュータ108、リモートコンピュータ110、電子通信ネットワーク120、およびルート計画システム130を含む。
図1の例では、ロボット102は、全体的にまたは部分的にロボット内に収容され得るプログラムされたデジタルコンピュータの制御下にある、電源内蔵式の電気機械的な自律モバイルロボットである。ロボット102の一部のデータまたは機能は、ロボットがネットワーク120を介して別のコンピュータと通信することによって達成され得る。ロボット102は、1以上のアクチュエータ144と、推進またはモビリティサブシステム142とを用いて、その周囲の環境に対して相対的に移動する。アクチュエータ144は、例えば、機械的リンク機構、電気的線形アクチュエータ、油圧式アクチュエータ、歯車装置を用いて実装され得る。モビリティサブシステム142は、ロボットの底部に取り付けられた1組のモータ付きの車輪(または、例えば、軌道または脚)として実装され得るものであり、アクチュエータ144によって、ロボットの制御サブシステム190に通信可能に結合され得る。
本開示のこの項は、ロボット102をプログラムするために用いられ得る地図作成技術の例を説明するものである。例示的なロボット102は、内蔵メモリを有する。内蔵メモリは、タスクを定義するデータを受信して格納し得る。ロボットが自律的ナビゲーションを行うことを可能にする、ロボットによって生成されるデジタル地図は、ロボットの内蔵メモリに格納され得る。デジタル地図は、地図が作成された領域の1以上の物理的特徴物(例えば、扉、エレベータ扉、標識、印、階段等)の記述および/またはラベルを含み得る。
再び図1を参照すると、例示的なロボット102は、ルート計画システム130を含むか、または、ルート計画システム130に通信可能に結合される。ルート計画システム130は、プロセッサによって実行されたときに、ロボット102が、そのロボットに割り当てられた様々なタスクを実行する際に用いるルートを生成する。動作においては、ルート計画システム130は、ロボット構成データ137および地図135を用いる。
一実施形態によれば、本明細書に記載される技術は、少なくとも1つのコンピューティング装置によって実装される。例えば、開示された技術の各部分は、少なくとも一時的に、少なくとも1つのサーバコンピュータおよび/または他のコンピューティング装置の組合せを含むネットワーク上で実装され得る。コンピューティング装置は、本技術を行うよう配線されたものであってもよく、本技術を行うよう永続的にプログラムされたデジタル電子装置(例えば、少なくとも1つの特定用途向け集積回路(ASIC)もしくはフィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)等)を含んでもよく、ファームウェア、メモリ、他のストレージ、またはそれらの組合せ内のプログラム指示に従って本技術を行うようプログラムされた少なくとも1つの汎用ハードウェアプロセッサを含んでもよい。そのようなコンピューティング装置は、本技術を達成するために、カスタムハードワイヤードロジック、ASIC、またはFPGAを、カスタムプログラミングと組わせてもよい。コンピューティング装置は、サーバコンピュータ、パーソナルコンピュータ、またはサーバコンピュータおよび/もしくはパーソナルコンピュータのネットワークであり得る。コンピュータの事例的な例は、デスクトップコンピュータシステム、ポータブルコンピュータシステム、携帯型機器、モバイルコンピューティング装置、ウェアラブルデバイス、身体装着型または埋め込み可能装置、スマートフォン、スマート家電、ネットワーキング装置、自律的または半自律的装置(例えば、ロボット、または無人地上機もしくは航空機等)、または記載された技術を実装するためのハードワイヤードロジックおよび/またはプログラムロジックを組み込んだ他の任意の電子装置である。
上記の明細書において、本発明の実施形態を、実装例毎に様々であり得る多くの具体的な詳細を参照して説明した。従って、本明細書および図面は、限定するものではなく、事例的なものであると見なされるべきである。本発明の範囲、および、本出願人によって本発明の範囲であると意図されるものを示す唯一かつ排他的なものは、後で行われ得る補正を含む、本願に由来する1組の請求項が由来する具体的な形態における、請求項の文言およびその等価の範囲である。
102 ロボット
104 ロボットポートコンピュータ
106 施設アクセスコンピュータ
108 施設コンピュータ
110 リモートコンピュータ
112 センサ
120 電子通信ネットワーク
130 ルート計画システム
132 コスト修正サブシステム
134 地図作成サブシステム
135、500 地図
136 ルート生成サブシステム
137 ロボット構成データ
140 収納用区画
150 ロボットモデル
160 ペイロード検証サブシステム
170 タスク追跡サブシステム
180 事象検出サブシステム
190 ロボット制御サブシステム
Claims (30)
- 自律モバイルロボットの動きを制御するための、コンピュータによって実施される方法において、
地図にアクセスする工程であって、該地図が、地図が作成された領域内の複数の位置についての、位置データ、ルートデータ、およびコストデータを含み、前記ルートデータのインスタンスが、或る位置から別の位置までのロボットがナビゲート可能な通路を示すものであり、前記コストデータのインスタンスが、前記ロボットがナビゲート可能な通路と関連付けられたものである、地図にアクセスする工程と、
前記ロボットによって実行可能なタスクに関係し、タスク記述データおよび目的地データを含むロボット構成データを受信する工程と、
前記タスク記述データに基づいて、前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する工程と、
前記地図および前記コスト修正を含むタスク特定地図を用いて、前記目的地データにおいて識別されている目的地位置まで移動するために、および、前記タスク記述データにおいて識別されているタスクを行うために、前記ロボットによって使用可能なルートを決定する工程と、
前記ロボットに、前記決定されたルートを用いて前記タスクを行う指示を実行させる工程と
を含むことを特徴とする方法。 - 前記ロボット構成データがペイロード記述を含む場合に、該ペイロード記述に基づいて前記コスト修正を決定する工程を含む、請求項1記載の方法。
- 前記タスク記述データがタスクタイプを含む場合に、前記タスクタイプを、配達タスク、交流タスク、または案内タスクのうちの1つとして決定する工程と、
前記タスクタイプに基づいて前記コスト修正を決定する工程と
を含む、請求項1記載の方法。 - 前記ロボット構成データがロボット挙動仕様を含む場合に、該ロボット挙動仕様に基づいて前記コスト修正を決定する工程を含む、請求項1記載の方法。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記通路と関連付けられたコストを増加させることを含む、請求項1記載の方法。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記通路と関連付けられたコストを減少させることを含む、請求項1記載の方法。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記ロボットによる前記通路の移動と関連付けられた速度パラメータを変更することを含む、請求項1記載の方法。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記ロボットによる前記通路の移動と関連付けられた時間帯パラメータを変更することを含む、請求項1記載の方法。
- 前記タスクに関係する現在の条件を決定する工程と、
前記現在の条件に基づいて、前記コスト修正を調節する工程と、
前記調節されたコスト修正を、前記タスク特定地図に追加する工程と、
前記調節されたコスト修正を含む前記タスク特定地図を用いて、前記目的地データにおいて識別されている前記目的地位置まで移動するために、および前記タスク記述データにおいて識別されている前記タスクを行うために、前記ロボットによって使用可能な代替ルートを決定する工程と、
前記ロボットに、前記代替ルートを用いて前記タスクを行う指示を実行させる工程と
を含む、請求項1記載の方法。 - 複数のロボットによって使用可能な1組の新たな地図であって、前記複数のロボットのうちの異なるロボットに適用可能な複数のコスト修正を含む1組の新たな地図を生成する工程を含む、請求項1記載の方法。
- 自律モバイルロボットの動きを制御するためのシステムにおいて、
1以上のプロセッサと、
前記1以上のプロセッサに結合された通信インターフェースと、
前記1以上のプロセッサに結合された1以上の非一過性のコンピュータ可読ストレージ媒体であって、前記1以上のプロセッサによって指示が実行された際に、前記1以上のプロセッサに、
地図にアクセスする工程であって、該地図が、地図が作成された領域内の複数の位置についての、位置データ、ルートデータ、およびコストデータを含み、前記ルートデータのインスタンスが、或る位置から別の位置までのロボットがナビゲート可能な通路を示すものであり、前記コストデータのインスタンスが、前記ロボットがナビゲート可能な通路と関連付けられたものである、地図にアクセスする工程と、
前記ロボットによって実行可能なタスクに関係し、タスク記述データおよび目的地データを含むロボット構成データを受信する工程と、
前記タスク記述データに基づいて、前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する工程と、
前記地図および前記コスト修正を含むタスク特定地図を用いて、前記目的地データにおいて識別されている目的地位置まで移動するために、および、前記タスク記述データにおいて識別されているタスクを行うために、前記ロボットによって使用可能なルートを決定する工程と、
前記ロボットに、前記決定されたルートを用いて前記タスクを行う指示を実行させる工程と、
を含む処理を行わせる指示のシーケンスを格納した、非一過性のコンピュータ可読ストレージ媒体と
を含むことを特徴とするシステム。 - 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、前記ロボット構成データがペイロード記述を含む場合に、該ペイロード記述に基づいて前記コスト修正を決定する工程を含む処理を行わせる、請求項11記載のシステム。
- 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、
前記タスク記述データがタスクタイプを含む場合に、前記タスクタイプを、配達タスク、交流タスク、または案内タスクのうちの1つとして決定する工程と、
前記タスクタイプに基づいて前記コスト修正を決定する工程と
を含む処理を行わせる、請求項11記載のシステム。 - 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、前記ロボット構成データがロボット挙動仕様を含む場合に、該ロボット挙動仕様に基づいて前記コスト修正を決定する工程を含む処理を行わせる、請求項13記載のシステム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記通路と関連付けられたコストを増加させることを含む、請求項11記載のシステム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記通路と関連付けられたコストを減少させることを含む、請求項11記載のシステム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記ロボットによる前記通路の移動と関連付けられた速度パラメータを変更することを含む、請求項11記載のシステム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記ロボットによる前記通路の移動と関連付けられた時間帯パラメータを変更することを含む、請求項11記載のシステム。
- 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、
前記タスクに関係する現在の条件を決定する工程と、
前記現在の条件に基づいて、前記コスト修正を調節する工程と、
前記調節されたコスト修正を、前記タスク特定地図に追加する工程と、
前記調節されたコスト修正を含む前記タスク特定地図を用いて、前記目的地データにおいて識別されている前記目的地位置まで移動するために、および前記タスク記述データにおいて識別されている前記タスクを行うために、前記ロボットによって使用可能な代替ルートを決定する工程と、
前記ロボットに、前記代替ルートを用いて前記タスクを行う指示を実行させる工程と
を含む処理を行わせる、請求項11記載のシステム。 - 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、複数のロボットによって使用可能な1組の新たな地図であって、前記複数のロボットのうちの異なるロボットに適用可能な複数のコスト修正を含む1組の新たな地図を生成する工程を含む処理を行わせる、請求項11記載のシステム。
- 自律モバイルロボットの動きを制御するためのコンピュータプログラムにおいて、1以上のプロセッサによって指示が実行された際に、前記1以上のプロセッサに、
地図にアクセスする工程であって、該地図が、地図が作成された領域内の複数の位置についての、位置データ、ルートデータ、およびコストデータを含み、前記ルートデータのインスタンスが、或る位置から別の位置までのロボットがナビゲート可能な通路を示すものであり、前記コストデータのインスタンスが、前記ロボットがナビゲート可能な通路と関連付けられたものである、地図にアクセスする工程と、
前記ロボットによって実行可能なタスクに関係し、タスク記述データおよび目的地データを含むロボット構成データを受信する工程と、
前記タスク記述データに基づいて、前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する工程と、
前記地図および前記コスト修正を含むタスク特定地図を用いて、前記目的地データにおいて識別されている目的地位置まで移動するために、および、前記タスク記述データにおいて識別されているタスクを行うために、前記ロボットによって使用可能なルートを決定する工程と、
前記ロボットに、前記決定されたルートを用いて前記タスクを行う指示を実行させる工程と
を含む処理を行わせる指示を格納した1以上の非一過性のコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことを特徴とするコンピュータプログラム。 - 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、前記ロボット構成データがペイロード記述を含む場合に、該ペイロード記述に基づいて前記コスト修正を決定する工程を含む処理を行わせる、請求項21記載のコンピュータプログラム。
- 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、
前記タスク記述データがタスクタイプを含む場合に、前記タスクタイプを、配達タスク、交流タスク、または案内タスクのうちの1つとして決定する工程と、
前記タスクタイプに基づいて前記コスト修正を決定する工程と
を含む処理を行わせる、請求項21記載のコンピュータプログラム。 - 前記指示が、前記1以上のプロセッサによって実行された際に、該1以上のプロセッサに、前記ロボット構成データがロボット挙動仕様を含む場合に、該ロボット挙動仕様に基づいて前記コスト修正を決定する工程を含む処理を行わせる、請求項21記載のコンピュータプログラム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記通路と関連付けられたコストを増加させることを含む、請求項21記載のコンピュータプログラム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記通路と関連付けられたコストを減少させることを含む、請求項21記載のコンピュータプログラム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記ロボットによる前記通路の移動と関連付けられた速度パラメータを変更することを含む、請求項21記載のコンピュータプログラム。
- 前記通路と関連付けられたコスト修正を決定する前記工程が、前記ロボット構成データに基づいて、前記ロボットによる前記通路の移動と関連付けられた時間帯パラメータを変更することを含む、請求項21記載のコンピュータプログラム。
- 前記タスクに関係する現在の条件を決定する工程と、
前記現在の条件に基づいて、前記コスト修正を調節する工程と、
前記調節されたコスト修正を、前記タスク特定地図に追加する工程と、
前記調節されたコスト修正を含む前記タスク特定地図を用いて、前記目的地データにおいて識別されている前記目的地位置まで移動するために、および前記タスク記述データにおいて識別されている前記タスクを行うために、前記ロボットによって使用可能な代替ルートを決定する工程と、
前記ロボットに、前記代替ルートを用いて前記タスクを行う指示を実行させる工程と
を含む、請求項21記載のコンピュータプログラム。 - 複数のロボットによって使用可能な1組の新たな地図であって、前記複数のロボットのうちの異なるロボットに適用可能な複数のコスト修正を含む1組の新たな地図を生成する工程を含む、請求項21記載のコンピュータプログラム。
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