JP2019501384A - 自律測位航法設備、測位航法方法及び自律測位航法システム - Google Patents

自律測位航法設備、測位航法方法及び自律測位航法システム Download PDF

Info

Publication number
JP2019501384A
JP2019501384A JP2018530092A JP2018530092A JP2019501384A JP 2019501384 A JP2019501384 A JP 2019501384A JP 2018530092 A JP2018530092 A JP 2018530092A JP 2018530092 A JP2018530092 A JP 2018530092A JP 2019501384 A JP2019501384 A JP 2019501384A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positioning navigation
data
host facility
information
host
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018530092A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6868028B2 (ja
Inventor
陳士▲凱▼
▲劉▼▲義▼春
林凌
黄▲ヂュゥエ▼▲シュン▼
李宇翔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Slamtec Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Slamtec Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Slamtec Co Ltd filed Critical Shanghai Slamtec Co Ltd
Publication of JP2019501384A publication Critical patent/JP2019501384A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6868028B2 publication Critical patent/JP6868028B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16Programme controls
    • B25J9/1694Programme controls characterised by use of sensors other than normal servo-feedback from position, speed or acceleration sensors, perception control, multi-sensor controlled systems, sensor fusion
    • B25J9/1697Vision controlled systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/005Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20Instruments for performing navigational calculations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30Map- or contour-matching
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/38Electronic maps specially adapted for navigation; Updating thereof
    • G01C21/3804Creation or updating of map data
    • G01C21/3833Creation or updating of map data characterised by the source of data
    • G01C21/3848Data obtained from both position sensors and additional sensors
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0238Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
    • G05D1/024Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors in combination with a laser
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • G05D1/0248Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means in combination with a laser
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/20Analysis of motion
    • G06T7/277Analysis of motion involving stochastic approaches, e.g. using Kalman filters
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/70Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G06T7/75Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving models
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/20Scenes; Scene-specific elements in augmented reality scenes

Abstract

ホスト設備(2)に対し測位航法を行うための自律測位航法設備(1)である。該自律測位航法設備(1)は、第1伝達装置(11)と、第2伝達装置(12)と、処理装置(13)と、を備え、第1伝達装置(11)は、ホスト設備(2)の下位層装置(22)とデータ通信を行うことにより、下位層の測位航法の関連情報を取得し、ホスト設備(2)の運動を制御するための運動制御指令を送信し、第2伝達装置(12)は、ホスト設備(2)の上位層装置(21)とデータ通信を行うことにより、上位層の測位航法の関連情報を取得し、ホスト設備(2)がビジネスロジック分析を行うための運動関連のロジックデータを送信し、処理装置(13)は、複数のセンシング情報、下位層の測位航法の関連情報、及び上位層の測位航法の関連情報を取得し、運動関連のロジックデータ及び運動制御指令を生成する。

Description

本発明は、ロボットの分野に関し、特に、測位航法の技術に関する。
自律測位航法機能は、サービス機器設備の実用化を実現するためのキーポイントである。この機能によって、ロボットは、人の補助なく、自律的にセンサデータに基づいて、今置かれる場所の環境の地図情報を構築し、リアルタイムに環境位置の位置決めを行う。さらに、構築された地図データ及び位置情報を利用してナビゲーションを行うことができる。ロボットは、スマートに経路を計画してタスクに規定される目的地に向かうとともに、環境における通行人、家具などの障害物を効果的に避ける必要がある。
現在、上記した自律測位航法機能は、業界では、それぞれ同時自己位置推定及び地図作成アルゴリズム(SLAM, Simultaneous localization and mapping)と経路計画(Motion Planning)アルゴリズムとによって実現される。同時自己位置推定及び地図作成アルゴリズムにより、ロボットは、任意の未知の環境において所定のセンサデータに基づいて、地図を構築しながらリアルタイムに位置決めすることができるので、現在、自律測位航法の中で最も有効的なアルゴリズムである。一方、ロボットに行動させるためには、ある経路計画アルゴリズムでロボットの運動軌跡を計画することにより、ロボットが動作中に各種の障害物を動的に避け、目的地に安全に到着するようにする必要がある。
しかし、現在、サービスロボットにおいて上記したアルゴリズムを直接に実行するには、まだ挑戦が多く存在している。まず、このようなアルゴリズムとロボット自体の実現は高度結合性を有し、現在、世の中では、何の修正もせずに任意のロボットにおいて実行できる既存の汎用型アルゴリズムの実現がまだできていない。これによって、ロボットの開発者は、異なるロボットに対して上記した同時自己位置推定及び地図作成アルゴリズムと経路計画アルゴリズムとを改めて設計、開発しなければならない。しかし、このようなアルゴリズムを実現するためには、開発者が、かなり深い理論基礎を持つことが要求される。実現の過程が複雑で煩雑で時間がかかるので、実力のある少数のメーカー及び学術機構だけが自社のロボットに自律測位航法アルゴリズムを直接有効的に使用することができる。ROS(Robot Operating System)は、現在業界内でこのような汎用型アルゴリズムを実現するための試みであり、開発者が使用しやすいように、各アルゴリズムモジュールを独立インターフェースのモジュールとした。しかし、ROSは、単なるソフトウェアの面でのシステムに過ぎず、具体的なロボットシステムの下位層と上位層と提携する能力を有していないので、上記したこのようなアルゴリズムに関する使用の難しさの問題を緩和できない。一方、このようなアルゴリズム自体の複雑性により、現在、主流のコンピューターシステムであっても、このようなアルゴリズムを実行する際に大きな負荷圧力を受ける。このようなアルゴリズムを、演算性能の低い組込み型計算システムに採用したサービスロボットにおいて効率よく実行するためには、開発者は、従来のアルゴリズムに対してある程度の最適化を実現しなければならないので、このようなアルゴリズムを直接に使用する難しさをより一層増やしている。次に、地図の作成、リアルタイム測位及び障害物の回避を行うために、開発者は、上記のアルゴリズムにデータを提供するための多種のセンサを、ロボットに配置する必要がある。各種のセンサの性能の差異、キャリブレーションの効果の良し悪しも測位航法アルゴリズムの実行効果に大きく影響する。
上記した現状により、現在、自律測位航法機能は、幅広いサービスロボットに用いることが困難である。現在、世の中にある自律測位航法機能を有するロボットは、実力のある大手企業及び研究機構に占有される傾向がある。しかも、システムの高度結合性と特異化によって、現在のロボットソフトウェアシステムは、異なるロボットの間で繰り返して使用し難く、サービスロボットの産業化過程を極めて大きく阻害している。
この現状を解決するために、最も直接的な手段は、測位航法機能を独立のモジュール化システムとして実現することである。これにより、幅広いサービスロボット開発者を、航法測位アルゴリズムを繰り返して実現する作業負担から解放することができる。しかし、従来の実現では、拡張柔軟性と外部システムの結合度との間にバランスを見つけることが困難である。ロボットに素早く組み込むことができる航法測位設備に対し、機能は、比較的、固定的かつ単一的になる傾向があり、ユーザーは、これを基に自分に必要な機能を拡張し難い。高い拡張柔軟性を有する設備も、ロボットシステムと大きな外部依存性を有することで、統合過程において大きな技術上の困難さが存在する。
この問題が生じる根本的な原因は、このような測位航法アルゴリズムが、異なるロボットプラットフォームにおけるセンサの配置、ロボットの外形寸法、駆動モードの何れかにも大きく依存していることにある。即ち、自律測位航法設備とロボットのホスト設備は高い結合度がある。このような結合度により、ホストとしてのロボットシステムの開発者は、自律測位航法設備に適合するために多くの準備作業をする必要がある。また、ロボットの具体的な作業行為は、このロボットの用途によって定義されるものであり、例えば、清掃ロボットには、経路計画アルゴリズムにより、壁の辺縁に沿って移動してから弓字状に往復移動する経路計画モードを実行できることが要求されるが、セキュリティパトロールロボットには、ロボットができるだけ少ない代価で環境に対し1回のパトロールのタスクを完成することが要求される。したがって、現在、このようなビジネスロジックの差異化を良好に処理できる自律測位航法設備はまだ存在していない。
本発明の目的の一つは、高度モジュール化された自律測位航法設備、自律測位航法設備に基づいて実現される測位航法方法、及び前記自律測位航法設備に基づいて実現される自律測位航法システムを提案することにより、ホスト設備への自律測位航法設備の依存性を低減させ、それ自体の拡張性を向上させることにある。
上記の目的を実現するために、本願の一つの局面によれば、第1伝達装置と、第2伝達装置と、処理装置と、を備える、ホスト設備に対し測位航法を行うための自律測位航法設備であって、
前記第1伝達装置は、前記ホスト設備の下位層装置とデータ通信を行うことにより、下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令を送信し、
前記第2伝達装置は、前記ホスト設備の上位層装置とデータ通信を行うことにより、上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを送信し、
前記処理装置は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記動作関連のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成する自律測位航法設備を提供する。
本願の別の局面によれば、第1伝達装置と、第2伝達装置と、処理装置と、を備える、ホスト設備に対し測位航法を行うための自律測位航法設備を用いた測位航法方法であって、
A.前記第1伝達装置は、前記ホスト設備の下位層制御装置から下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記第2伝達装置は、前記ホスト設備の上位層制御装置から上位層の測位航法の関連情報を取得する工程と、
B.前記処理装置は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成する工程と、
C.前記第1伝達装置は、前記動作制御指令を前記ホスト設備の下位層制御装置に送信し、前記第2伝達装置は、前記動作関連のロジックデータを前記ホスト設備の上位層制御装置に送信する工程と、を含む、自律測位航法設備を用いた測位航法方法を提供する。
本願のまた別の局面によれば、
a.ホスト設備の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得する工程と、
b.複数のセンシング情報を取得し、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行う工程と、
c.予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成する工程と、
d.前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を前記ホスト設備に送信する工程と、を含む測位航法の方法を提供する。
本願のさらに別の局面によれば、
ホスト設備の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得するための第1装置と、
複数のセンシング情報を取得し、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行うための第2装置と、
予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成するための第3装置と、を備え、
前記第1装置は、さらに、前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を前記ホスト設備に送信するためのものである自律測位航法設備を提供する。
従来技術と比べると、本願の実施例によれば、本願に記載される自律測位航法設備は、高度にモジュール化され、ホスト設備との結合度を極めて大きく低減させ、従来のホスト設備に素早く組み込みやすく、柔軟に拡張できるという利点を有する。これによって、ロボットなどのホスト設備は、より簡潔で明らかなシステム構成を有し、自律測位航法設備を備えるホスト設備の開発の困難さ及び時間サイクルが極めて大きく低減した。しかも、自律測位航法設備の高度モジュール化のおかげで、ホスト設備の小体積化が可能となる。
さらに、前記自律測位航法設備は、大部分の自律測位航法設備に必要なセンシング情報の依存性をまとめることにより、複数のセンシング情報への処理を自律測位航法設備自体に集積したので、ホスト設備との結合度合いを低減させた。
さらに、前記自律測位航法設備は、第1伝達装置及び第2伝達装置により、高度柔軟性を有する統一の外部通信インターフェース及びプロトコール規格を形成することにより、このインターフェースプロトコール規格に合致するホスト設備のいずれも、自律測位航法設備1とのドッキングを簡単に実現し、機能の拡張を実現することができる。
以下の添付図面を参照してなされた非制限的実施例の詳細な説明を読むことにより、本発明の他の特徴、目的、及び利点はより明らかになる。
本願の一つの局面により提供される自律測位航法設備とホスト設備の統合構造の模式図を示す。 本願による好ましい実施例における自律測位航法設備の構造の模式図を示す。 本願による好ましい実施例における自律測位航法設備の第1伝達装置とホスト設備の下位層制御装置の統合過程におけるデータ伝達の模式図を示す。 本願の別の局面により提供される自律測位航法設備の測位航法方法を示す。 本願による好ましい実施例で提供される自律測位航法設備とホスト設備の統合構造の模式図を示す。 本願による好ましい実施例で提供される自律測位航法設備とホスト設備の統合構造の模式図を示す。 本願による別の好ましい実施例で提供される自律測位航法設備とホスト設備の統合構造の模式図を示す。 本願による好ましい実施例で提供される測位航法方法を示す。
添付図面において、同じ又は類似する添付図面の符号は、同じ又は類似する部材を示す。
以下では、添付図面を参照して本発明をさらに詳しく説明する。
本願は、高度モジュール化された自律測位航法設備及び自律測位航法設備を提案することにより、ホスト設備への依存性を低減させ、それ自体の拡張性を向上させることを目的とする。
図1は、本願の一つの局面により提供される自律測位航法設備とホスト設備の統合構造の模式図を示す。図1において、前記自律測位航法設備1は、ホスト設備2に測位航法機能を提供するためのものであり、前記自律測位航法設備1は、第1伝達装置11と、第2伝達装置12と、処理装置13と、を備える。
前記第1伝達装置11は、前記ホスト設備2の下位層制御装置とデータ通信を行うことにより、下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令を送信し、前記第2伝達装置12は、前記ホスト設備2の上位層装置とデータ通信を行うことにより、上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備2がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを送信し、前記処理装置13は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記動作関連のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成する。
ここで、前記ホスト設備2は、ロボット等の、作業を自動的に実行する機器装置であってもよい。前記ホスト設備2は、人間に指示されてもよく、予め作られたプログラムを実行してもよく、人工知能技術で規定した原則方針に従って行動することで人間の仕事に提携し、又はその代わりになってもよい。前記ホスト設備2は、ビジネスロジックを処理し、分析して行動目標を立てる上位層制御装置を備え、実行機構を動作させる下位層制御装置をさらに備え、即ち、制御設備により送信された制御信号に基づいて、動力部材によりホスト設備2に各種の動作を実行させることができる。入力される制御信号は、電気信号であり、線、角変位量を出力する。前記ホスト設備2に用いられる駆動装置は、ステッピングモーター、サーボモーターなどの電力駆動装置(機械的ホイールセット)であってもよく、また、液圧、空気圧などを採用した駆動装置などであってもよい。前記自律測位航法設備1は、前記ホスト設備2に搭載されることが好ましい。
ここで、前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備2のホイールセット状態情報を含んでもよく、また、ホスト設備2のパラメータ情報をさらに含んでもよく、前記上位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備2が経路計画を要求するリクエスト及び/又は前記ホスト設備2がその下位層制御装置の動作制御を要求するリクエストを含んでもよく、前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含む。
具体的には、第1伝達装置11は、ホスト設備2及び前記ホスト設備2の下位層装置との間でデータ通信を行うことにより、下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令を送信する。前記第1伝達装置11(制御信号インターフェース)は、主に、モーターの作動状況、ホイールセットエンコーダのデータ等の前記ホスト設備2の下位層の作動状態を取得するためのものであり、また、自律測位航法設備1のホスト設備2に対する動作制御指令も前記第1伝達装置11により送信される。
前記自律測位航法設備1と前記ホスト設備2は、前記第1伝達装置11において、予め定義された統一の通信プロトコールを用いてデータを交換する。前記第1伝達装置11は、実現の面から、UARTシリアルポート(汎用非同期送受信機、Universal Asynchronous Receiver Transmitter)を用いることが好ましい。UARTシリアルポートは、殆どすべてのシングルチップコンピューター及び組込み型設備に支持され、前記ホスト設備2は、予め定義された通信プロトコールの処理を実現すれば、自律測位航法設備1と前記ホスト設備2との提携を実現でき、ホスト設備2と自律測位航法設備1との統合を最大限に容易にすることができるからである。また、具体的な応用の必要に応じて、例えば、CANバス(Controller Area Network,CAN)、SPIバス(シリアルペリフェラルインターフェース,Serial Peripheral Interface)、ICバス等の制御信号の通信を同様に完成できるインターフェース形式が前記第1伝達装置11に用いられてもよい。また、一つの自律測位航法設備1は、上記の制御信号が前記第1伝達装置11で実現されるように、任意複数の、任意多種の異なるタイプの物理的インターフェースをさらに含んでもよい。
さらに、より多くの異なるタイプのセンサに適応するため、前記第1伝達装置11には、任意タイプのセンサへの支持を実現できる抽象化された外部センサデータ取得プロトコールがさらに定義されている。
好ましい実施例において、前記第1伝達装置11により伝達されるプロトコールデータのタイプは、前記ホスト設備2から前記自律測位航法設備1に送信されるホスト設備2のパラメータ情報、ホイールセット状態情報とホスト設備2のセンシング情報、及び前記自律測位航法設備1から前記ホスト設備2に送信される動作制御指令を含む。前記ホスト設備2のパラメータ情報は、ホスト設備2に関連する配置パラメータの記載であり、例えば、設備の寸法、駆動モード、取り付けられるセンサの種類及び位置などが挙げられるが、これらに限られない。前記ホイールセット状態情報は、ホスト設備2の各ホイールセットの作動データの記載であり、例えば、オドメーター情報が挙げられるが、これに限られない。前記ホスト設備2のセンシング情報は、ホスト設備2に装着される自律測位航法設備1に処理を行わせたい規定外のセンサの抽象的なデータ定義の記載であり、ホスト設備2に装着される自律測位航法設備1に処理を行わせたい規定外のセンサの抽象的なデータ定義への記載である。前記動作制御指令は、測位航法がホスト設備2に移動させたい記述を識別することを記述している。前記動作制御指令は、自律測位航法設備1がホスト設備2に移動を希望する旨の記述を含む。
図3は、本願による好ましい実施例における自律測位航法設備1の第1伝達装置とホスト設備2の下位層制御装置との統合過程におけるデータ伝達の模式図を示す。自律測位航法設備1が作動し始める時刻に、ホスト設備2は、まず、自律測位航法設備1に自装置情報に関連するホスト設備2のパラメータ情報を含む情報を提供する必要がある。ホスト設備2のパラメータ情報は、現在のホスト設備2のプラットフォーム特性を記述するものであり、例えば、それ自体の寸法情報、駆動モード(二輪差分駆動/全方向輪構造など)、外付センサ(即ち、external sensor)の取付け位置及び角度が挙げられ、また、他のセンサが追加で取り付けられる場合に、このようなセンサの関連説明情報を自律測位航法設備1に提供する必要がある。
ホスト設備2のパラメータ情報を受信すると、自律測位航法設備1は、必要な初期化作業を行うことにより現在のホスト設備2に適応する。その後、自律測位航法設備1は、ホスト設備2に前記動作制御指令を定期的に送信する。前記動作制御指令は、自律測位航法設備1が次の時刻に望むホスト設備2の移動モードを記述するものである。二輪差分駆動を採用したロボットに関して、前記動作制御指令は、左右のホイールセットの望ましい作動速度であってもよく、全方向輪方式を採用したロボットに関して、前記動作制御指令は、ロボットが次の時刻に平行移動と回転をする線速度(v)と角速度(w)であってもよい。自律測位航法設備1が前記動作制御指令を定期的に送信すると同時に、ホスト設備2も自律測位航法設備1にそれ自体の動作状況を記述するホイールセット状態情報を定期的に送信する必要がある。この情報は、一般的に、前の時刻に対するホスト設備2の変位量及び進路角の変化量を含む。二輪差分駆動を採用したホスト設備2に関して、前記ホイールセット状態情報は、左右輪の積算回転数或いは走行した積算オドメーター情報を直接に送信してもよい。
また、ホスト設備2に一つ又は複数の規定外のセンサが取り付けられる場合、自律測位航法設備1に統一された定義を有するセンサデータの記述情報を含むホスト設備2のセンシング情報を定期的に送信してもよい。自律測位航法設備1は、このセンサデータの記述情報を受信して規定外の外部センサを処理することにより、それ自体の機能を拡充することができる。
本分野の技術者は、上記データが、自律測位航法設備1の正常な作動を確保するために前記第1伝達装置11により伝達しなければならない最小のデータタイプの集合であり、自律測位航法設備1の前記第1伝達装置11とホスト設備2の下位層制御装置21との間の通信過程に伝達されるデータの好ましい例に過ぎず、自律測位航法設備1の機能を拡充して強化するために、具体的な実現過程において、多種の規定外のデータプロトコールタイプを新たに追加してもよく、本願に適用できる自律測位航法設備1の前記第1伝達装置11とホスト設備2の下位層制御装置21との間に適する他の伝達データのタイプが、同様に引用によってここに含まれることができることを理解できるはずである。
さらに、前記第2伝達装置12は、前記ホスト設備2の上位層制御装置と接続されることによりデータ通信を行う。前記第2伝達装置12(高速信号インターフェース)は、自律測位航法設備1とホスト設備2の上位層制御装置のデータ交換作業を実現するためのものであり、例えば、地図データ、位置決め座標、制御経路計画データ、及びホスト設備2の行為データの伝達などのビジネスロジックに関連する提携データは、いずれも前記第2伝達装置12により伝達される。
前記第2伝達装置12は、実現の面から、外部ホスト設備2とのビッグデータスループットの通信を実現するように、802.11規格のイーサネット(登録商標)インターフェースを採用することが好ましい。応用の必要に応じて、前記第2伝達装置12は、WIFI無線通信インターフェース、USBインターフェース、光ファイバインターフェース等の、ビッグデータ量の交換を同様に実現できる通信方式を含んでもよい。また、具体的な実現の必要の差異に応じて、高速信号インターフェースには、複数のイーサネット(登録商標)インターフェース、多種の異なるタイプのインターフェース形式が含まれてもよく、例えば、有線のイーサネット(登録商標)インターフェース及び無線のWIFIインターフェースを同時に有する。
好ましい実施例において、前記第2伝達装置12は、自律測位航法設備1から前記ホスト設備2の上位層制御装置への地図データ、位置姿勢情報及び位置決め状態情報を含む同時測位データ、動作状態情報を含む経路計画のロジックデータ、並びにホスト設備2から自律測位航法設備1の上位層制御装置への動作実行リクエスト、下位層への動作制御リクエストを伝達する役割を果たす。前記地図データは、自律測位航法設備1により構築される所定の領域の地図データを含む。前記位置姿勢情報は、自律測位航法設備1により計算された現在のホスト設備2の空間位置と姿勢情報を含む。前記位置決め状態情報は、自律測位航法設備1により計算された地図の寸法、位置決め状態(例えば、共分散、位置決めが成功したか否かについての情報)を含む。前記動作状態情報は、自律測位航法設備1が現在実行している経路計画アルゴリズム情報を含み、例えば、経路計画をしている時刻の計画経路が挙げられるが、これに限られない。前記動作実行リクエストは、ホスト設備2が自律測位航法設備1に内蔵経路計画アルゴリズムの実行を要求するリクエストパケットを含む。下位層動作制御リクエストは、前記ホスト設備2が、自律測位航法設備1がホスト設備の下位層システムを動作させるように直接に制御することを要求するリクエストパケットを含み、例えば、特定の目的地に向かうようにロボットを制御するリクエストが挙げられるが、これに限られない。
具体的には、前記地図データは、ホスト設備2が気になる地図データ情報を記述する。この地図データは、常に、自律測位航法設備1により予め構築された環境地図における一部に位置する。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得することができる。前記位置姿勢情報は、自律測位航法設備1により計算されたホスト設備2の現在の位置座標と姿勢情報を含む。例えば、レーザーレーダーを用いて二次元環境移動を行うホイールロボットに対して、この情報は、ロボットの平面内における座標(x,y)及び進路角θであってもよい。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得してもよく、自律測位航法設備1は、このデータをホスト設備2に自発的に届けてもよい。前記位置決め状態情報は、自律測位航法設備1が現在位置決め及び地図の構築を行う作業状況を記述するためのものである。それに含まれる情報は、現在既に構築された地図の総寸法、位置決め精度情報、位置決めが成功したか否かについての情報、及びホスト設備2に必要な他のデータの集合を含む。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得してもよく、自律測位航法設備1は、このデータをホスト設備2に自発的に届けてもよい。前記動作状態情報は、現在自律測位航法設備1が行っている経路計画アルゴリズムの実行状況の記述である。例えば、現在作業している経路計画アルゴリズムのタイプ(停止、経路計画、自律回帰充電など)、既に計画された目的地に向かう経路データ、ホスト設備2の動作制御量への要求などの情報が挙げられる。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得してもよく、自律測位航法設備1は、このデータをホスト設備2に自発的にまとめて届けてもよい。前記動作実行リクエストは、ホスト設備2が自律測位航法設備1に自律測位航法設備1の内部に内蔵される経路計画アルゴリズムの関連記述データを送信するためのものである。一般的な実現には、ホスト設備2が実行しようとする経路計画アルゴリズムのタイプ(すべての動作の停止、経路計画、自律回帰充電など)、及び関連パラメータ(目的地の座標、移動速度など)が含まれる。この情報は、ホスト設備2により自律測位航法設備1に自発的に送信されるものである。前記下位層動作制御リクエストは、ホスト設備2が自律測位航法設備1によりホスト設備2の下位層制御装置21に動作に関連する制御指令リクエストを直接に要求するためのものである。このデータパケットは、自律測位航法設備1の内部における従来の動作制御アルゴリズムへの論理的な書き換え及び拡充を実現するためのものである。一般的な実現において、このリクエストにより、ホスト設備2は特定の速度で前進、後退、回転などの下位層の動作を直接に行うことが可能となる。二輪差分駆動のロボットについて、下位層動作制御リクエストは、左右輪のモーターの回転速度への直接な制御のデータを含んでもよい。
本分野の技術者は、前記自律測位航法設備1の第2伝達装置12とホスト設備2の上位層制御装置22との間の通信過程に伝達されるデータが、好ましい例であり、サポートすべき最小のデータパケットプロトコールの集合を含み、本願に適用できる自律測位航法設備1の第2伝達装置12とホスト設備2の上位層制御装置22との間に適する他の伝達データのタイプが、同様に引用によってここに含まれることができることを理解できるはずである。
本願の前記自律測位航法設備1は、前記第1伝達装置11と前記第2伝達装置12との提携により、自律測位航法設備1とホスト設備2との間の通信規格及び依存関係を明らかにする。前記自律測位航法設備1と前記ホスト設備2との交換及びデータ依存は、いずれも前記第1伝達装置11及び前記第2伝達装置12のうちの一つの通信インターフェースリンクに発生するものである。
さらに、前記処理装置13は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記動作関連のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成する。具体的には、前記処理装置13は、複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成し、前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備2の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成する。
さらに、前記第1伝達装置11は、前記ホスト設備2の下位層制御装置からホスト設備2の固有センサのホスト設備2のセンシング情報を取得してもよく、前記処理装置13は、ホスト設備2のセンシング情報及び複数の前記センシング情報を組み合わせてデータ処理を行ってもよい。具体的には、前記第1伝達装置11は、さらに、前記ホスト設備2の下位層制御装置からホスト設備2のセンシング情報を取得し、前記処理装置13は、前記ホスト設備2のセンシング情報、複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備2の動作制御の関連情報を生成する。
好ましくは、前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備2のパラメータ情報をさらに含み、自律測位航法設備1とホスト設備2の初期化の段階において、前記第1伝達装置11は、前記パラメータ情報を取得し、前記処理装置13は、さらに、前記パラメータ情報に基づいて、動作初期制御指令を生成し、前記第1伝達装置11は、前記動作初期制御指令を前記ホスト設備2の下位層装置に送信する。
前記自律測位航法設備1は、内蔵センサ14及び外付センサ15をさらに備え、前記処理装置13は、前記内蔵センサ14及び外付センサ15から複数の前記センシング情報を取得する。
好ましい実施例において、前記内蔵センサ14は、ジャイロスコープ、加速度センサ、電子コンパス、温度センサ、湿度センサ、及び気圧センサのうち少なくとも何れか一つを含む。前記外付センサは、レーザーレーダー、ソナーレーダー、視覚センサ、及びUWBビーコンセンサのうち少なくとも何れか一つを含む。
ここで、前記内蔵センサ13は、自律測位航法設備1の内部に集積される一連のセンサである。前記内蔵センサ14は、実現の面から、MEMS技術を採用したジャイロスコープ、加速度計、電子コンパスなどの慣性ナビゲーションセンサ、及び温度センサ、湿度センサ、気圧センサなどのセンサのうちの一種又は複数種の組合せを含んでもよい。前記内蔵センサ14は、物理的に集積して取り付ける際に、自律測位航法設備1に直接に配置すること、例えば、前記自律測位航法設備1の内部のPCBなどに直接に配置することができ、外部ホスト設備2の提携がなくても、関連する内蔵センシング情報を自ら収集することができることを特徴とする。また、具体的な実現及び応用の必要の差異に応じて、内蔵センサ13は、より多くの異なるタイプのセンサを含んでもよい。
前記内蔵センサ14で得られる内蔵センシング情報は、前記処理装置13がホスト設備2の姿勢演算タスクを実行しやすいように、現在自律測位航法設備1の位置する環境の縦揺れ角、横揺れ角、進路角、高さ情報、環境温度及び湿度などを確定するために用いることができる。
ここで、前記外付センサ15は、レーザーレーダー、視覚センサ(カメラなど)、UWB(Ultra−Wideband)ビーコンセンサなどのうちの一種又は複数種の組合せを含むことが好ましい。具体的な選択は、自律測位航法設備1において具体的に実行しているアルゴリズムに関連する。測位航法アルゴリズムの差異に応じて、複数の、多種の異なるタイプの外付センサ15を含むことがある。例えば、位置決め及び地図の構築の効果を向上させるために、一つの自律測位航法設備1内には、複数のレーザーレーダー及び複数の視覚センサ部材を同時に用いることができる。外付センサ15と内蔵センサ13との違いは、外付センサ15が外部環境で直接に計測して観測する必要があるので、内蔵センサ13のように、物理的に取り付ける際に、自律測位航法設備1の内部に直接に配置することができず、物理環境を直接に計測するために外部に露出しなければならないことにある。前記外付センサ15の取付け位置及び角度と、他のセンサの追加取付けの関連記述情報は、前記自律測位航法設備1の初期化段階において、前記第1伝達装置11により伝達される。
本願の好ましい実施例において、具体的なハードウェア設備の実現の面で、前記装置の一部が、前記自律測位航法設備1の具体的なハードウェアチップの選択に応じて、物理的に同じチップ内に設計されることがあり、同じ部材が複数の異なる独立したハードウェアで構成されることもある。また、設備を作動させるために、具体的な実現においては、例えば内部の給電管理装置等の規定外の機能ユニットを追加することもあるが、これらの部分は、本発明の自律測位航法設備1を構成するのに必要なハードウェアユニットではない。
好ましい実施例において、前記処理装置13は、主に自動測位航法に関連するアルゴリズムを実行するためのものであり、例えば、同時自己位置推定及びマップ作成(SLAM)、経路計画アルゴリズム、障害物回避アルゴリズム及び内蔵センサデータに対しロボット空間の姿勢演算を行うアルゴリズムを含むが、それらに限られない。実現の面から、前記処理装置13は、一つ又は複数のコンピューターシステムで構成されてもよく、専用ASICチップ(Application Specific Integrated Circuit)又はFPGAチップ(Field−Programmable Gate Array)などの純粋なハードウェア化の実現であってもよい。汎用のコンピューターシステムを用いて実現する場合、このユニット内には、一つ又は複数のCPUユニット(Central Processing Unit)、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び永続的なプログラムとデータを記憶するためのROMが含まれる。
任意的に、前記処理装置13は、複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報、及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備2の前記動作関連のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成するメイン処理ユニットと、前記内蔵センサから前記センシング情報をリアルタイムに取得することにより、姿勢演算タスクを取得し、前記動作制御指令を前記第1伝達装置により前記ホスト設備2の下位層制御装置に送信するサブ処理ユニットと、を備える。
図2は、本願による好ましい実施例における自律測位航法設備1の構造の模式図を示す。図2に示す制御信号インターフェースは、図1における前記第1伝達装置11に対応し、図2に示す高速信号インターフェースは、図1における前記第2伝達装置12に対応し、前記処理装置13は、メイン処理ユニット及びサブ処理ユニットを備え、メイン演算ユニット(CPUであることが好ましい)は、図1に示す前記メイン処理ユニットに対応し、図2に示すサブ演算ユニット(MCU、Microcontroller Unitであることが好ましい)は、図1における前記サブ処理ユニットに対応する。説明の便宜上、本実施例において、前記第1伝達装置11と前記制御信号インターフェース、前記第2伝達装置と前記高速信号インターフェース、前記メイン処理ユニットと前記メイン演算ユニット、前記サブ処理ユニットと前記サブ演算ユニットが、それぞれ互いに交換して用いられる。
前記処理装置13は、実現の面で、一つのメイン演算ユニット及び一つのサブ演算ユニットを用いている。メイン演算ユニットは、高い演算能力を有し、大部分の測位航法アルゴリズムは、メイン演算ユニットにおいて演算を行うようにされる。サブ演算ユニットは、シングルチップコンピューターにより実現され、その演算能力が比較的に低いが、良好なリアルタイム性を有するので、内蔵センサからデータを取得する姿勢演算タスクを行うために用いられ、また、設備に定義される制御信号インターフェースの実現、および外部ホスト設備2の下位層制御装置との通信の役割も果たす。上記の実現には、高速信号インターフェースを実現する2つの物理的インターフェース、即ち、100Mのイーサネット(登録商標)インターフェース及び802.11b/gのWIFI無線ネットワークインターフェースが含まれる。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、そのうちのいずれか一つの具体的な物理的インターフェースにより、測位航法モジュールと通信を行うことができる。
また、図2における電子コンパス、ジャイロスコープ、加速度計及び気圧計は、内蔵センサを構成し、それらにより、現在、自律測位航法設備1の位置する環境の縦揺れ角、横揺れ角、進路角及び高さ情報を収集することができ、付属される外付センサとして、上記の実現において、レーザーレーダーを用いている。
上記したことは、本願の前記自律測位航法設備のハードウェアの面における参考としての設計実現に過ぎないことを指摘しなければならない。本願の該当設備を実現するために、等価のハードウェア構成及び外部インターフェースを実現できる他の方案は、いずれも使用できるものである。
従来技術に対して、本願の好ましい実施例における前記自律測位航法設備1は、大部分の自律測位航法設備1に必要なセンサをまとめ、ジャイロスコープ、加速度計及び電子コンパスなどの慣性ナビゲーションセンサなどを内蔵センサとして自律測位航法設備1の内部に物理的に融合し、レーザー、レーダー又は視覚センサなどの外付センサを直接に物理的に組み合わせることにより、測位航法の依存する殆どすべてのセンサデータを自律測位航法設備1内の処理装置において処理する。したがって、ホスト設備2へのセンサの依存性が極めて大きく低減された。前記ホスト設備2が規定外のセンサの配置を備えていない場合であっても、自律測位航法設備1が測位航法の作業を完成できるので、ホスト設備2との高い結合性という従来の航法測位設備に普遍に存在する問題を良好に解決するとともに、柔軟拡張性を保証する。
図4は、本願の一つの局面により提供される自律測位航法設備1を用いた測位航法方法を示す。図4において、前記自律測位航法設備1は、ホスト設備2に対し測位航法を行うためのものであり、前記自律測位航法設備1は、処理装置と、第1伝達装置と、第2伝達装置と、を備え、前記方法は、ステップS11と、ステップS12と、ステップS13と、を含む。
前記ステップS11:前記第1伝達装置は、前記ホスト設備2の下位層制御装置から下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記第2伝達装置は、前記ホスト設備2の上位層制御装置から上位層の測位航法の関連情報を取得する。前記ステップS12:前記処理装置は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備2がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成する。前記ステップS13:前記第1伝達装置は、前記動作制御指令を前記ホスト設備2の下位層制御装置に送信し、前記第2伝達装置は、前記動作関連のロジックデータを前記ホスト設備2の上位層制御装置に送信する。
ここで、前記ホスト設備2は、ロボット等の、作業を自動的に実行する機器装置であってもよい。前記ホスト設備2は、人間に指示されてもよく、予め作られたプログラムを実行してもよく、人工知能技術で規定した原則方針に従って行動することで人間の仕事に提携し、又はその代わりになってもよい。前記ホスト設備2は、ビジネスロジックを処理し、分析して行動目標を立てる上位層制御装置を備え、実行機構を動かせる下位層制御装置をさらに備え、即ち、制御設備により送信された制御信号に基づいて、動力部材によりホスト設備2に各種の動作を実行させることができる。入力された制御信号は、電気信号であり、線、角変位量を出力する。前記ホスト設備2に用いられる駆動装置は、ステッピングモーター、サーボモーター等の電力駆動装置(機械的ホイールセット)であってもよく、また、液圧、空気圧などを採用した駆動装置などであってもよい。
ここで、前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備2のホイールセット状態情報を含んでもよく、前記上位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備2が経路計画を要求するリクエスト及び/又は前記ホスト設備2がその下位層制御装置の動作制御を要求するリクエストを含んでもよく、前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含む。
具体的には、前記ステップS11と前記ステップS13において、前記第1伝達装置11は、前記ホスト設備2の下位層装置とデータ通信を行い、前記第2伝達装置12は、前記ホスト設備2の上位層装置とデータ通信を行い、前記第1伝達装置は、前記ホスト設備2の下位層制御装置から下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記第2伝達装置は、前記ホスト設備2の上位層制御装置から上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記第1伝達装置は、前記動作制御指令を前記ホスト設備2の下位層制御装置に送信し、前記第2伝達装置は、前記動作関連のロジックデータを前記ホスト設備2の上位層制御装置に送信する。
ここで、前記第1伝達装置の内容は、図1に示す第1伝達装置11の内容と同じ又は基本的に同じであり、前記第2伝達装置の内容は、図1に示す第2伝達装置12の内容と同じ又は基本的に同じであるので、簡明化のため、これ以上繰り返して述べず、ただ引用によってここに含まれる。
本願の前記測位航法方法は、前記第1伝達装置11と前記第2伝達装置12との提携により、自律測位航法設備1とホスト設備2との間の通信規格及び依存関係を明らかにし、前記自律測位航法設備1と前記ホスト設備2との交換及びデータ依存は、いずれも前記第1伝達装置11及び前記第2伝達装置12のうちの一つの通信インターフェースリンクに発生するものである。
図3は、本願による好ましい実施例における自律測位航法設備1の第1伝達装置とホスト設備2の下位層制御装置との統合過程におけるデータ伝達の模式図を示す。自律測位航法設備1が作動し始める時刻に、ホスト設備2は、まず、自律測位航法設備1に自装置情報に関連するホスト設備2のパラメータ情報を含む情報を提供する必要があり、ホスト設備2のパラメータ情報は、現在のホスト設備2のプラットフォーム特性を記述するためのものであり、例えば、それ自体の寸法情報、駆動モード(二輪差分駆動/全方向輪構造など)、外付センサの取付け位置及び角度が挙げられ、また、他のセンサが追加で取り付けられる場合に、このようなセンサの関連記述情報を自律測位航法設備1に提供する必要がある。
ホスト設備2のパラメータ情報を受信すると、自律測位航法設備1は、必要な初期化作業を行うことにより現在のホスト設備2に適応する。その後、自律測位航法設備1は、ホスト設備2に前記動作制御指令を定期的に送信する。前記動作制御指令は、自律測位航法設備1が次の時刻に望むホスト設備2の移動モードを記述するためのものである。二輪差分駆動を採用したロボットに関して、前記動作制御指令は、左右のホイールセットの望ましい作動速度であってもよく、全方向輪方式を採用したロボットに関して、前記動作制御指令は、ロボットが次の時刻に平行移動と回転をする線速度(v)と角速度(w)であってもよい。自律測位航法設備1が前記動作制御指令を定期的に送信すると同時に、ホスト設備2も自律測位航法設備1にそれ自体の動作状況を記述するホイールセット状態情報を定期的に送信する必要がある。この情報は、一般的に、前の時刻に対するホスト設備2の変位量及び進路角の変化量を含む。二輪差分駆動を採用したホスト設備2に関して、前記ホイールセット状態情報は、左右輪の積算回転数或いは走行した積算オドメーター情報を直接に送信してもよい。
また、ホスト設備2に一つ又は複数の規定外のセンサが取り付けられる場合、自律測位航法設備1に統一された定義を有するセンサデータの記述情報を含むホスト設備2のセンシング情報を定期的に送信してもよい。自律測位航法設備1は、このセンサデータの記述情報を受信して規定外の外部センサを処理することにより、それ自体の機能を拡充することができる。
本分野の技術者は、上記データが、自律測位航法設備1の通常作動を確保するために前記第1伝達装置11により伝達しなければならない最小のデータタイプの集合であり、自律測位航法設備1の前記第1伝達装置11とホスト設備2の下位層制御装置21との間の通信過程に伝達されるデータの好ましい例に過ぎず、自律測位航法設備1の機能を拡充して強化するために、具体的な実現過程において、多種の規定外のデータプロトコールタイプを新たに追加してもよく、本願に適用できる自律測位航法設備1の前記第1伝達装置11とホスト設備2の下位層制御装置21との間に適する他の伝達データのタイプが、同様に引用によってここに含まれることができることを理解できるはずである。
好ましい実施例において、前記第2伝達装置12は、自律測位航法設備1から前記ホスト設備2の上位層制御装置への、地図データ、位置姿勢情報及び位置決め状態情報を含む同時測位データ、動作状態情報を含む経路計画のロジックデータ、並びにホスト設備2から自律測位航法設備1の上位層制御装置への動作実行リクエスト、下位層の動作制御リクエストを伝達する役割を果たす。前記地図データは、自律測位航法設備1により構築される所定の領域の地図データを含む。前記位置姿勢情報は、自律測位航法設備1により計算された現在のホスト設備2の空間位置と姿勢情報を含む。前記位置決め状態情報は、自律測位航法設備1により計算された地図の寸法、位置決め状態(例えば、共分散、位置決めが成功したか否かについての情報)を含む。前記動作状態情報は、現在自律測位航法設備1が実行している経路計画アルゴリズム情報を含み、例えば、経路計画をしている時刻の計画経路が挙げられるが、これに限られない。前記動作実行リクエストは、ホスト設備2が自律測位航法設備1の内蔵経路計画アルゴリズムへの実行を要求するリクエストパケットを含む。下位層動作制御リクエストは、前記ホスト設備2が、自律測位航法設備1がホスト設備2の下位層システムを動作させるように直接に制御することを要求するリクエストパケットを含み、例えば、特定の目的地に向かうようにロボットを制御するリクエストが挙げられるが、これに限られない。
具体的には、前記地図データは、ホスト設備2が気になる地図データ情報を記述する。この地図データは、常に、自律測位航法設備1により予め構築された環境地図における一部に位置する。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得することができる。前記位置姿勢情報は、自律測位航法設備1により計算されたホスト設備2の現在の位置座標と姿勢情報を含む。例えば、レーザーレーダーを用いて二次元環境移動を行うホイールロボットに対して、この情報は、ロボットの平面内における座標(x,y)及び進路角θであってもよい。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得してもよく、自律測位航法設備1は、このデータをホスト設備2に自発的に届けてもよい。前記位置決め状態情報は、自律測位航法設備1が現在位置決め及び地図の構築を行う作業状況を記述するためのものである。それに含まれる情報は、現在既に構築された地図の総寸法、位置決め精度情報、位置決めが成功したか否かについての情報、及びホスト設備2に必要な他のデータの集合を含む。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得してもよく、自律測位航法設備1は、このデータをホスト設備2に自発的に届けてもよい。前記動作状態情報は、現在自律測位航法設備1が行っている経路計画アルゴリズムの実行状況のへ記述である。例えば、現在作業している経路計画アルゴリズムのタイプ(停止、経路計画、自律回帰充電など)、既に計画された目的地に向かう経路データ、ホスト設備2の動作制御量への要求などの情報が挙げられる。ホスト設備2は、それ自体の必要に応じて、自律測位航法設備1よりこのデータをランダムに取得してもよく、自律測位航法設備1が、このデータをホスト設備2に自発的にまとめて届けてもよい。前記動作実行リクエストは、ホスト設備2が自律測位航法設備1に自律測位航法設備1の内部に内蔵される経路計画アルゴリズムの関連説明データを送信するためのものである。一般的な実現には、ホスト設備2が実行しようとする経路計画アルゴリズムのタイプ(すべての動作の停止、経路計画、自律回帰充電など)、及び関連パラメータ(目的地の座標、移動速度など)が含まれる。この情報は、ホスト設備2により自律測位航法設備1に自発的に送信されるものである。前記下位層動作制御リクエストは、ホスト設備2が自律測位航法設備1によりホスト設備2の下位層制御装置21に動作に関連する制御指令リクエストを直接に要求するためのものである。このデータパケットは、自律測位航法設備1の内部における従来の動作制御アルゴリズムへの論理的な書き換え及び拡充を実現するためのものである。一般的な実現において、このリクエストにより、ホスト設備2は特定の速度で前進、後退、回転などの下位層の動作を直接に行うことが可能となる。二輪差分駆動のロボットについて、下位層動作制御リクエストは、左右輪のモーターの回転速度への直接な制御のデータを含んでもよい。
本分野の技術者は、前記自律測位航法設備1の第2伝達装置12とホスト設備2の上位層制御装置22との間の通信過程に伝達されるデータが、好ましい例であり、サポートすべき最小のデータパケットプロトコールの集合を含み、本願に適用できる自律測位航法設備1の第2伝達装置12とホスト設備2の上位層制御装置22との間に適する他の伝達データのタイプが、同様に引用によってここに含まれることができることを理解できるはずである。
続いて、前記ステップS12において、前記処理装置は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備2がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成する。
ここで、前記処理装置の内容は、図1に示す前記処理装置13の内容と同じ又は基本的に同じであるので、簡明化のため、これ以上繰り返して述べず、ただ引用によってここに含まれる。
さらに、前記自律測位航法設備1は、内蔵センサ及び外付センサをさらに備え、前記ステップS12は、前記処理装置が前記内蔵センサ及び外付センサから複数の前記センシング情報を取得することをさらに含む。
前記内蔵センサの内容は、図1に示す内蔵センサ14の内容と同じ又は基本的に同じであり、前記外付センサの内容は、図1に示す外付センサ15の内容と同じ又は基本的に同じであるので、簡明化のため、これ以上繰り返して述べず、ただ引用によってここに含まれる。
さらに、前記ステップS11は、前記第1伝達装置が前記ホスト設備2の下位層制御装置からホスト設備2のセンシング情報を取得することをさらに含む。前記ステップS12は、前記処理装置が、前記ホスト設備2のセンシング情報、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備2の動作制御の関連情報を生成することを含む。
さらに、前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備2のホイールセット状態情報を含み、前記上位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備2が経路計画を要求するリクエスト及び/又は前記ホスト設備2がその下位層制御装置の動作制御を要求するリクエストを含み、前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含む。前記ステップS12は、前記処理装置が、複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成し、前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備2の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成することを含む。
好ましくは、自律測位航法設備1及びホスト設備2がまだ初期化している段階で、前記ステップS12は、前記処理装置が前記パラメータ情報に基づいて動作初期制御指令を生成することをさらに含み、前記ステップS13は、前記第1伝達装置が前記動作初期制御指令を前記ホスト設備2の下位層装置に送信することをさらに含む。
図5は、本願による好ましい実施例で提供される自律測位航法設備1とホスト設備2の統合構造の模式図を示す。前記自律測位航法設備1は、第1装置31と、第2装置32と、第3装置33と、を備える。
前記第1装置31は、ホスト設備2の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得するためのものである。前記第2装置32は、複数のセンシング情報を取得し、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行うためのものである。前記第3装置33は、予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備2がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成するためのものである。前記第1装置31は、さらに、前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を前記ホスト設備2に送信するためのものである。
さらに、前記第1装置31は、前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を前記ホスト設備2に送信するためのものである。前記第3装置33は、前記運動関連のロジックデータが地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含み、予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成するための第1ユニット331と、前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備2の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令を生成するための第2ユニット332と、を備える。
さらに、前記第2装置32は、内蔵センシング情報、外付センシング情報及びホスト設備2のセンシング情報のうち少なくとも何れか一つを含む複数の前記センシング情報を取得するための第3ユニットと、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行うための第4ユニットと、を備える。
さらに、前記第1装置31は、前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を、統一されたデータプロトコールフォーマットに応じて実装するための第5ユニットと、実装後のデータを前記ホスト設備2に送信するための第6ユニットと、をさらに備える。
図6は、本願による好ましい実施例で提供される自律測位航法設備1とホスト設備2の統合構造の模式図を示す。図5と図6を参照し、前記自律測位航法設備1は、位置決め及び地図構築モジュール、経路計画モジュール、動作制御及び状態取得モジュール、及び通信交換管理モジュールを含む。前記ホスト設備2は、行為制御及び拡張モジュールを含む。前記位置決め及び地図構築モジュールは、前記第1ユニット331に対応し、前記経路計画モジュールは、前記第2ユニット332に対応し、前記動作制御及び状態取得モジュールは、前記第2装置32に対応し、前記通信交換管理モジュールは、前記第1装置31に対応し、前記行為制御及び拡張モジュールは、前記第4装置41に対応する。説明の便宜上、以下で、上記の対応用語が互いに交換して使用される。
前記行為制御及び拡張モジュールは、前記通信交換管理モジュールと提携して、自律測位航法設備1とホスト設備2との間のデータ伝達を行い、物理的な実現の面で、ホスト設備2のコンピューターの内部に実行されることが一般的であるが、ソフトウェアの面から、依然として自律測位航法システム全体に属する。
前記位置決め及び地図構築モジュールは、地図データ及び同時測位データを構築する。具体的には、前記位置決め及び地図構築モジュールは、特定の同時自己位置推定とマップ作成(SLAM)アルゴリズムに対する実現であり、粒子フィルタとグリッド地図に基づくモデルを利用してレーザーレーダーを主な入力信号として用いるSLAMアルゴリズムであってもよく、カメラにより提供される二次元データを用いた視覚SLAMアルゴリズムであってもよい。このモジュールは、内蔵センサ及び外付センサにより入力データを取得し、演算により得られた地図情報と位置決め座標情報を自律測位航法設備1の内部の他のモジュールに提供する。
前記経路計画モジュールは、ホスト設備2の行動制御を行う役割を果たし、一般的な実現においては、例えば、A*、D*などの地図に基づく経路計画アルゴリズム、ホスト設備2(ロボット)がリアルタイムに障害物を避けるようにガイドする障害物回避アルゴリズムを含む。具体的な応用の必要に応じて、このモジュールは、例えば、自律回帰充電の充電ポストへのドッキングアルゴリズム又は清掃ロボットに必要なグラウンドカバーアルゴリズムを含んでもよい。このモジュールのもう一つのコア機能は、外部ホスト設備2における行為制御及び拡張モジュールから返送された拡張制御指令を受信することである。この拡張制御指令は、前記ホスト設備が経路計画を要求するリクエスト又は前記ホスト設備がその下位層制御装置の動作制御を要求するリクエストを含み、それ自体の経路計画のロジックと融合して操作するためのものであり、従来の経路計画アルゴリズムへの拡張と修正が行われたより複雑な制御ロジックを実現できる。
前記動作制御と状態取得モジュールは、内蔵センシング情報、外付センシング情報及びホスト設備2からのホスト設備のセンシング情報を収集し、これらに対し必要なデータ予備処理と融合処理を行い、自律測位航法設備内の他のモジュールに提供する役割を果たし、また、このモジュールもホスト設備の差異の抽象化層の役割を果たす。異なるホスト設備2のプラットフォームの間の差異を隠して、必要なシミュレーションを行うことにより、その上に実行される位置決め及び地図構築モジュール及び経路計画モジュールが具体的なホスト設備2の差異を最大限に無視し、比較的に汎用の実現アルゴリズムを採用することができる。
前記通信と交換管理モジュールは、ホスト設備2の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得し、自律測位航法設備1の高速信号インターフェース及び制御信号インターフェースによりホスト設備2と交換を直接に行う役割を果たし、具体的な通信インターフェースに対する抽象化層と見なされてもよい。このモジュールは、自律測位航法設備1の他のモジュールに必要なデータを、対応するインターフェースによりホスト設備2から取得する役割を果たし、ホスト設備2に送信されるデータを、統一されたデータプロトコールフォーマットに応じて実装してから伝達する役割を果たす。また、前記通信と交換管理モジュールは、動作制御指令及び動作関連のロジックデータを、統一されたプロトコール規則に準じて相応的に実装し、実装後にホスト設備2に送信する。
また、前記行為制御及び拡張モジュールは、前記通信交換管理モジュールと提携して、自律測位航法設備1とホスト設備2との間のデータ伝達を行うことにより、ホスト設備2におけるソフトウェアシステムが自律測位航法設備1と交換提携を行うように協力するので、ホスト設備2のコンピューターシステムにより実行されるのが一般的である。このモジュールは、高速信号インターフェースによって、自律測位航法設備1の他のモジュールにより提供される地図、位置座標などの状態情報を取得することができ、予め定義された経路計画拡張指令によって、経路計画モジュール内における従来のアルゴリズムに対し呼び出しと実行、及び拡張と修正などの操作を行うことができる。具体的な実現の面で、このモジュールは、ソフトウェア開発キット(SDK)としてホスト設備2に提供され、ホスト設備2における他のソフトウェアモジュールと統合されることが一般的である。
本分野の技術者は、上記した自律測位航法の具体的なアルゴリズムへの説明は、いずれも例であり、今後現れる可能性があり、かつ本願に適用するものは、本願の範囲内に含まれることができることを理解できるはずである。
本願の別の局面によれば、上記した自律測位航法設備1と、前記自律測位航法設備1に前記ホスト設備2の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を送信し、前記ホスト設備2により送信された前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備2がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを取得するための第4装置を含むホスト設備2と、を備える自律測位航法システムを提供する。
図7は、本願による別の好ましい実施例で提供される自律測位航法設備1とホスト設備2の統合構造の模式図を示す。
ホスト設備2において実行される行為制御及び拡張モジュールは、役割によって、ホストの下位層制御向けの部分及びホストの上位層ビジネスロジック向けの部分という2つの部分に分かれ、それぞれ図における下位層SDK(ソフトウェアキット)及び上位層SDKに対応する。ホスト設備2の下位層制御装置向けの部分に関して、制御信号インターフェースにより自律測位航法設備1の本体と通信を行い、ホスト設備2とのロボット動作信号の伝達、及びホスト設備2からの規定外の拡張センサデータの伝達の役割を果たす。一方、ホスト設備2の上位層制御装置向けの部分は、高速信号インターフェースにより自律測位航法設備1の本体と通信を行い、自律測位航法設備1により生成する地図、位置決め座標などの情報をホスト設備2に提供し、また、ホスト設備2の測位航法モジュールの内部の経路計画アルゴリズムロジックの呼び出し、拡張と行為修正という作業を実現するための拡張経路計画フレームと呼ばれるサブモジュールを含む。
上記の例において、自律測位航法設備1の内部には、レーザーレーダーを外付センサとして用いたので、位置決め及び地図構築モジュールは、粒子フィルタのグリッド地図を用いたSLAMアルゴリズムにより実現される。SLAMに必要なセンサデータは、他のモジュールにより取得され、必要なデータに予備融合を行ってから最終的に読み込まれる。SLAMモジュールが処理を完了した後、得られた地図と座標データは、他のモジュール及び外部のホスト設備2の使用に備えて、自律測位航法設備のメモリに一時的にバッファリングされる。
経路計画モジュールには、任意の2点間の直接最短経路計算ができるD*経路計画アルゴリズム、各センサデータによりホスト設備2の動作過程における障害物回避をリアルタイムに補助する障害物回避アルゴリズム、及び充電ポストに自発的に帰ってドッキング充電を行うロジックが内蔵されている。このモジュールが作動している際に、そのアルゴリズム演算により生じる制御信号は、ホスト設備へのホイールセット制御指令に最終的に変換され、制御信号インターフェースによりホスト設備2に伝達される。
上記した例は、本発明で説明される自律測位航法設備1のソフトウェア部分の参考実現例に過ぎないことに注意しなければならない。同じ機能を実現でき、かつ本発明で説明されるソフトウェアシステムモジュールの区分に合致する他の何れかの具体的な実現も許容できる。
本分野の技術者は、上記した自律測位航法の具体的なアルゴリズムへの説明は、いずれも例であり、今後現れる可能性があり、かつ本願に適用するものは、本願の範囲内に含まれることができることを理解できるはずである。
図8は、本願による好ましい実施例で提供される測位航法方法を示す。本願の別の局面で提供される測位航法の方法によれば、前記方法は、ステップS31と、ステップS32と、ステップS33と、ステップS34と、を含む。
ステップS31:ホスト設備2の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得する。ステップS32:複数のセンシング情報を取得し、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行う。ステップS33:予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備2がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成する。ステップS34:前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を前記ホスト設備2に送信する。
さらに、前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含み、前記ステップS33は、予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成することと、
前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備2の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記ホスト設備2の動作を制御するための動作制御指令を生成することと、を含む。
さらに、前記ステップS32は、内蔵センシング情報、外付センシング情報及びホスト設備2のセンシング情報のうち少なくとも何れか一つを含む複数の前記センシング情報を取得することと、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行うことと、を含む。
さらに、前記ステップS34は、前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を、統一されたデータプロトコールフォーマットに応じて実装することと、実装後のデータを前記ホスト設備2に送信することと、を含む。
引き続き図5と図6を参照し、前記自律測位航法設備1は、位置決め及び地図構築モジュール、経路計画モジュール、動作制御及び状態取得モジュール、及び通信交換管理モジュールを含む。前記ホスト設備2は、行為制御及び拡張モジュールを含む。前記位置決め及び地図構築モジュールは、前記第1ユニット331に対応し、前記経路計画モジュールは、前記第2ユニット332に対応し、前記動作制御及び状態取得モジュールは、前記第2装置32に対応し、前記通信交換管理モジュールは、前記第1装置31に対応し、前記行為制御及び拡張モジュールは、前記第4装置41に対応する。説明の便宜上、以下で、上記の対応用語が互いに交換して使用される。
ステップS31において、前記通信と交換管理モジュールは、ホスト設備2の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記通信と交換管理モジュールは、自律測位航法設備1の高速信号インターフェース(ハードウェア形式のインターフェース又はソフトウェア形式のインターフェース)及び制御信号インターフェース(ハードウェア形式のインターフェース又はソフトウェア形式のインターフェース)によりホスト設備2と交換を直接に行うことができる役割を果たし、具体的な通信インターフェースに対する抽象化層と見なされてもよい。このモジュールは、自律測位航法設備1の他のモジュールに必要なデータを、対応するインターフェースによりホスト設備2から取得する役割を果たし、ホスト設備2に送信されるデータを、統一されたデータプロトコールフォーマットに応じて実装してから伝達する役割を果たす。
前記ステップS32において、前記動作制御及び状態取得モジュールは、内蔵センシング情報、外付センシング情報及びホスト設備2からのホスト設備のセンシング情報を収集し、これらに対し必要なデータ予備処理と融合処理を行い、自律測位航法設備内の他のモジュールに提供する役割を果たし、また、このモジュールもホスト設備の差異の抽象化層の役割を果たす。異なるホスト設備2のプラットフォームの間の差異を隠して、必要なシミュレーションを行うことにより、その上に実行される位置決め及び地図構築モジュール及び経路計画モジュールが具体的なホスト設備2の差異を最大限に無視し、比較的汎用の実現アルゴリズムを採用することができる。
前記ステップS33において、前記位置決め及び地図構築モジュールは、地図データ及び同時測位データを構築し、前記経路計画モジュールは、動作制御指令及び動作関連のロジックデータを生成し、前記位置決め及び地図構築モジュールは、特定の同時自己位置推定とマップ作成(SLAM)アルゴリズムに対する実現であり、粒子フィルタとグリッド地図に基づくモデルを利用してレーザーレーダーを主な入力信号として用いるSLAMアルゴリズムであってもよく、カメラにより提供される二次元データを用いた視覚SLAMアルゴリズムであってもよい。前記位置決め及び地図構築モジュールは、内蔵センサ及び外付センサにより入力データを取得し、演算により得られた地図情報と位置決め座標情報を自律測位航法設備1の内部の他のモジュールに提供する。前記経路計画モジュールは、ホスト設備2の行動制御を行う役割を果たし、一般的な実現においては、例えば、A*、D*などの地図に基づく経路計画アルゴリズム、ホスト設備2(ロボット)がリアルタイムに障害物を避けるようにガイドする障害物回避アルゴリズムを含む。具体的な応用の必要に応じて、このモジュールは、例えば、自律回帰充電の充電ポストへのドッキングアルゴリズム又は清掃ロボットに必要なグラウンドカバーアルゴリズムを含んでもよい。このモジュールのもう一つのコア機能は、外部ホスト設備2における行為制御及び拡張モジュールから返送された拡張制御指令を受信することである。この拡張制御指令は、前記ホスト設備が経路計画を要求するリクエスト又は前記ホスト設備がその下位層制御装置の動作制御を要求するリクエストを含み、それ自体の経路計画のロジックと融合して操作するためのものであり、従来の経路計画アルゴリズムへの拡張と修正が行われたより複雑な制御ロジックを実現できる。
前記ステップS34において、前記通信と交換管理モジュールは、動作制御指令及び動作関連のロジックデータを、統一されたプロトコール規則に準じて相応的に実装し、実装後にホスト設備2に送信する。
また、前記行為制御及び拡張モジュールは、前記通信交換管理モジュールと提携して、自律測位航法設備1とホスト設備2との間のデータ伝達を行う。前記行為制御及び拡張モジュールは、物理的な実現の面で、ホスト設備2のコンピューターの内部に実行されることが一般的であるが、ソフトウェアの面から、依然として自律測位航法システム全体に属する。前記行為制御及び拡張モジュールの用途は、ホスト設備2におけるソフトウェアシステムが自律測位航法設備1と交換提携を行うように協力することであるので、ホスト設備2のコンピューターシステムに実行されることが一般的である。このモジュールは、高速信号インターフェースによって、自律測位航法設備1の他のモジュールにより提供される地図、位置座標などの状態情報を取得することができ、予め定義された経路計画拡張指令によって、経路計画モジュール内における従来のアルゴリズムに対し呼び出しと実行、及び拡張と修正などの操作を行うことができる。具体的な実現の面で、このモジュールは、ソフトウェア開発キット(SDK)としてホスト設備2に提供され、ホスト設備2における他のソフトウェアモジュールと統合されることが一般的である。
本分野の技術者は、上記した自律測位航法の各装置のモジュール化への説明は、いずれも例であり、今後現れる可能性があり、かつ本願に適用するものは、本願の範囲内に含まれることができることを理解できるはずである。
引き続き図7を参考すると、ホスト設備2において実行される行為制御及び拡張モジュールは、役割によって、ホストの下位層制御向けの部分及びホストの上位層ビジネスロジック向けの部分という2つの部分に分かれ、それぞれ図における下位層SDK(ソフトウェアキット)及び上位層SDKに対応する。ホスト設備2の下位層制御装置向けの部分に関して、制御信号インターフェースにより自律測位航法設備1の本体と通信を行い、ホスト設備2とのロボット動作信号の伝達、及びホスト設備2からの規定外の拡張センサデータの伝達の役割を果たす。一方、ホスト設備2の上位層制御装置向けの部分は、高速信号インターフェースにより自律測位航法設備1の本体と通信を行い、自律測位航法設備1により生成する地図、位置決め座標などの情報をホスト設備2に提供し、また、ホスト設備2の測位航法モジュールの内部の経路計画アルゴリズムロジックの呼び出し、拡張と行為修正という作業を実現するための拡張経路計画フレームと呼ばれるサブモジュールを含む。
上記の例において、自律測位航法設備1の内部には、レーザーレーダーを外付センサとして用いたので、位置決め及び地図構築モジュールは、粒子フィルタのグリッド地図を用いたSLAMアルゴリズムにより実現される。SLAMに必要なセンサデータは、他のモジュールにより取得され、必要なデータに予備融合を行ってから最終的に読み込まれる。SLAMモジュールが処理を完了した後、得られた地図と座標データは、他のモジュール及び外部のホスト設備2の使用に備えて、自律測位航法設備1のメモリに一時的にバッファリングされる。
経路計画モジュールには、任意の2点間の直接最短経路計算ができるD*経路計画アルゴリズム、各センサデータによりホスト設備2の動作過程における障害物回避をリアルタイムに補助する障害物回避アルゴリズム、及び充電ポストに自発的に帰ってドッキング充電を行うロジックが内蔵されている。このモジュールが作動している際に、そのアルゴリズム演算により生じる制御信号は、ホスト設備2へのホイールセット制御指令に最終的に変換され、制御信号インターフェースによりホスト設備2に伝達される。
上記した例は、本発明で説明される自律測位航法設備1のソフトウェア部分の参考実現例に過ぎないことに注意しなければならない。同じ機能を実現でき、かつ本発明で説明されるソフトウェアシステムモジュールの区分に合致する他の何れかの具体的な実現も許容できる。
従来技術と比べると、本願の実施例によれば、本願に記載される自律測位航法設備1は、高度モジュール化され、ホスト設備2との結合度を極めて大きく低減させ、従来のホスト設備2に素早く組み込みやすく、柔軟に拡張できるという利点を有する。これによって、ロボットなどのホスト設備2は、より簡潔で明らかなシステム構成を有し、自律測位航法設備1を備えるホスト設備2の開発の困難さ及び時間サイクルが極めて大きく低減した。しかも、システムの高度モジュール化のおかげで、ホスト設備2の小体積化が可能となる。
さらに、前記自律測位航法設備1は、大部分の自律測位航法システムに必要なセンシング情報の依存性をまとめることにより、複数のセンシング情報への処理を自律測位航法設備1自体に集積したので、ホスト設備2との結合度合いを低減させた。
さらに、前記自律測位航法設備1は、第1伝達装置及び第2伝達装置により、高度柔軟性を有する統一の外部通信インターフェース及びプロトコール規格を形成することにより、このインターフェースプロトコール規格に合致するホスト設備2のいずれも、自律測位航法設備1とのドッキングを簡単に実現し、機能の拡張を実現することができる。
本発明は、ソフトウェア及び/又はソフトウェアとハードウェアとの統合体において実施することができ、例えば、特定用途向け集積電路(ASIC)、汎用目的のコンピューター又は類似する他の何れかのハードウェア設備により実現することができることに注意しなければならない。一つの実施例において、本発明のソフトウェアプログラムは、処理装置の実行により上記した工程又は機能を実現できる。同様に、本発明のソフトウェアプログラム(関連するデータ構造を含む)は、コンピューター可読記録媒体、例えば、RAMメモリ、磁気や光駆動装置又はフレキシブルディスク及び類似する設備に記憶されてもよい。また、本発明のいくつかの工程又は機能は、ハードウェアにより実現することができ、例えば、処理装置と提携して各工程又は機能を実行する回路とすることができる。
なお、本発明の一部は、コンピュータープログラム製品として応用することができ、例えば、コンピュータープログラム指令が挙げられる。この指令がコンピューターにより実行される際に、当該コンピューターの操作により、本発明による方法及び/又は技術方案を呼び出し、或いは提供することができる。本発明の方法を呼び出すプログラム指令は、固定された、又は移動可能な記録媒体に記憶され、及び/又は放送又は他の信号伝送媒体におけるデータフローにより伝達され、及び/又は前記プログラム指令に応じて実行されるコンピューター設備のワークメモリに記憶されることができる。ここで、本発明による一つの実施例は、コンピュータープログラム指令を記憶するためのメモリおよびプログラム指令を実行するための処理装置を備える装置を含む。このコンピュータープログラム指令がこの処理装置により実行される際に、この装置が上記した本発明による複数の実施例に基づく方法及び/又は技術方案を実行するように触発される。
本分野の技術者にとって、本発明は、上記した例示的な実施例の細部に限らず、しかも、本発明の精神又は基本的な特徴から逸脱しない場合に、他の具体的な形式により本発明を実現できることは自明である。したがって、いずれの面からも、実施例を例示的かつ非制限的なものとして見なすべきである。本発明の範囲は、上記の説明ではなく、添付される特許請求の範囲により限定されるので、特許請求の範囲の同等な要件の意味と範囲に入るすべての変化を本発明に含むことを旨とする。特許請求の範囲における添付図面の符号の何れかも関連請求項を制限するものとして見なしてはならない。また、「含む」という言葉は、他のユニット又は工程を除外しているわけではなく、単数は、複数を除外しているわけではないことは明らかである。装置の請求項に記載される複数のユニット又は装置は、一つのユニット又は装置によりソフトウェア又はハードウェアを用いて実現してもよい。「第1」、「第2」などの言葉は、名称を示すためのものであり、決して特定の順序を示すものではない。

Claims (22)

  1. 第1伝達装置と、第2伝達装置と、処理装置と、を備える、ホスト設備に対し測位航法を行うための自律測位航法設備であって、
    前記第1伝達装置は、前記ホスト設備の下位層装置とデータ通信を行うことにより、下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令を送信し、
    前記第2伝達装置は、前記ホスト設備の上位層装置とデータ通信を行うことにより、上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを送信し、
    前記処理装置は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報、及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記動作関連のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成する、
    自律測位航法設備。
  2. 内蔵センサ及び外付センサをさらに備え、
    前記処理装置は、前記内蔵センサ及び前記外付センサから複数の前記センシング情報を取得する、
    請求項1に記載の自律測位航法設備。
  3. 前記内蔵センサは、
    ジャイロスコープ、加速度センサ、電子コンパス、温度センサ、湿度センサ、及び気圧センサのうち少なくとも何れか一つを含み、
    前記外付センサは、
    レーザーレーダー、ソナーレーダー、視覚センサ、及びUWBビーコンセンサのうち少なくとも何れか一つを含む、
    請求項2に記載の自律測位航法設備。
  4. 前記処理装置は、
    複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報、及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備の前記動作関連のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成するメイン処理ユニットと、
    前記内蔵センサから前記センシング情報をリアルタイムに取得することにより、姿勢演算タスクを取得し、前記動作制御指令を前記第1伝達装置により前記ホスト設備の下位層制御装置に送信するサブ処理ユニットと、を有する、
    請求項2又は3に記載の自律測位航法設備。
  5. 前記第1伝達装置は、さらに、前記ホスト設備の下位層制御装置からホスト設備のセンシング情報を取得し、
    前記処理装置は、前記ホスト設備のセンシング情報、複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備の動作制御の関連情報を生成する
    請求項1から4のいずれか一項に記載の自律測位航法設備。
  6. 前記第1伝達装置は、UARTシリアルポート、CANバス、SPIバス、及びICバスのうち少なくとも何れか一つを含み、
    前記第2伝達装置は、イーサネット(登録商標)インターフェース、無線ネットワークインターフェース、USBインターフェース、及び光ファイバインターフェースのうち少なくとも何れか一つを含む、
    請求項1から5のいずれか一項に記載の自律測位航法設備。
  7. 前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備のホイールセット状態情報を含み、前記上位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備が経路計画を要求するリクエスト及び/又は前記ホスト設備がその下位層制御装置の動作制御を要求するリクエストを含み、前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含み、
    前記処理装置は、複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成し、前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成する、
    請求項1から6のいずれか一項に記載の自律測位航法設備。
  8. 前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備のパラメータ情報をさらに含み、
    前記処理装置は、さらに、前記パラメータ情報に基づいて動作初期制御指令を生成し、
    前記第1伝達装置は、前記動作初期制御指令を前記ホスト設備の下位層装置に送信する、
    請求項1から7のいずれか一項に記載の自律測位航法設備。
  9. 第1伝達装置と、第2伝達装置と、処理装置と、を備える、ホスト設備に対し測位航法を行うための自律測位航法設備を用いた測位航法方法であって、
    A.前記第1伝達装置は、前記ホスト設備の下位層制御装置から下位層の測位航法の関連情報を取得し、前記第2伝達装置は、前記ホスト設備の上位層制御装置から上位層の測位航法の関連情報を取得する工程と、
    B.前記処理装置は、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報を取得し、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成する工程と、
    C.前記第1伝達装置は、前記動作制御指令を前記ホスト設備の下位層制御装置に送信し、前記第2伝達装置は、前記動作関連のロジックデータを前記ホスト設備の上位層制御装置に送信する工程と、
    を含む、自律測位航法設備を用いた測位航法方法。
  10. 前記自律測位航法設備は、内蔵センサ及び外付センサをさらに備え、
    前記工程Bは、前記処理装置が前記内蔵センサ及び外付センサから複数の前記センシング情報を取得することをさらに含む、
    請求項9に記載の自律測位航法設備を用いた測位航法方法。
  11. 前記工程Aは、前記第1伝達装置が前記ホスト設備の下位層制御装置からホスト設備のセンシング情報を取得することをさらに含み、
    前記工程Bは、前記処理装置が、前記ホスト設備のセンシング情報、複数のセンシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備の動作制御の関連情報を生成することを含む、
    請求項9又は10に記載の自律測位航法設備を用いた測位航法方法。
  12. 前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備のホイールセット状態情報を含み、前記上位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備が経路計画を要求するリクエスト及び/又は前記ホスト設備がその下位層制御装置の動作制御を要求するリクエストを含み、前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含み、
    前記工程Bは、前記処理装置が、複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成し、前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を生成することを含む、
    請求項9から11のいずれか一項に記載の自律測位航法設備を用いた測位航法方法。
  13. 前記下位層の測位航法の関連情報は、前記ホスト設備のパラメータ情報をさらに含み、
    前記工程Bは、前記処理装置が、さらに、前記パラメータ情報に基づいて動作初期制御指令を生成することをさらに含み、
    前記工程Cは、前記第1伝達装置が、前記動作初期制御指令を前記ホスト設備の下位層装置に送信することをさらに含む、
    請求項12に記載の自律測位航法設備を用いた測位航法方法。
  14. a.ホスト設備の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得する工程と、
    b.複数のセンシング情報を取得し、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行う工程と、
    c.予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成する工程と、
    d.前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を前記ホスト設備に送信する工程と、
    を含む、測位航法方法。
  15. 前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含み、
    前記工程cは、
    予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成することと、
    前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令を生成することと、を含む、
    請求項14に記載の測位航法方法。
  16. 前記工程dは、
    得られた前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令に基づいて、統一されたデータプロトコールフォーマットに応じて実装することと、
    実装後のデータを前記ホスト設備に送信することと、を含む、
    請求項15に記載の測位航法方法。
  17. 前記工程bは、
    内蔵センシング情報、外付センシング情報及びホスト設備のセンシング情報のうち少なくとも何れか一つを含む複数の前記センシング情報を取得することと、
    複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行うことと、を含む、
    請求項14から16のいずれか一項に記載の測位航法方法。
  18. ホスト設備の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を取得するための第1装置と、
    複数のセンシング情報を取得し、複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行うための第2装置と、
    予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを生成するための第3装置と、
    を備え、
    前記第1装置は、さらに、前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令を前記ホスト設備に送信するためのものである、
    自律測位航法設備。
  19. 前記動作関連のロジックデータは、地図データ、同時測位データ及び経路計画のロジックデータを含み、
    前記第3装置は、
    予備処理及び予備融合を経た複数の前記センシング情報、前記下位層の測位航法の関連情報及び前記上位層の測位航法の関連情報に基づいて、地図データ及び同時測位データを生成するための第1ユニットと、
    前記同時測位データ、前記地図データ及び前記ホスト設備の上位層の測位航法の関連情報に基づいて、経路計画のロジックデータ及び前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令を生成するための第2ユニットと、を有する、
    請求項18に記載の自律測位航法設備。
  20. 前記第1装置は、
    得られた前記同時測位データ、前記地図データ、前記経路計画のロジックデータ及び前記動作制御指令に基づいて、統一されたデータプロトコールフォーマットに応じて実装するための第5ユニットと、
    実装後のデータを前記ホスト設備に送信するための第6ユニットと、をさらに有する、
    請求項19に記載の自律測位航法設備。
  21. 前記第2装置は、
    内蔵センシング情報、外付センシング情報及びホスト設備のセンシング情報のうち少なくとも何れか一つを含む複数の前記センシング情報を取得するための第3ユニットと、
    複数の前記センシング情報に対し予備処理及び予備融合を行うための第4ユニットと、を含む、
    請求項18から20のいずれか一項に記載の自律測位航法設備。
  22. 請求項18から21のいずれか一項に記載の自律測位航法設備と、
    前記自律測位航法設備に前記ホスト設備の下位層の測位航法の関連情報及び上位層の測位航法の関連情報を送信し、前記ホスト設備により送信された前記ホスト設備の動作を制御するための動作制御指令及び前記ホスト設備がビジネスロジック分析を行うための動作関連のロジックデータを取得するための第4装置を含むホスト設備と、
    を備える自律測位航法システム。
JP2018530092A 2015-12-10 2016-12-05 自律測位航法設備、測位航法方法及び自律測位航法システム Active JP6868028B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510916639.9 2015-12-10
CN201510916639.9A CN106323269B (zh) 2015-12-10 2015-12-10 自主定位导航设备、定位导航方法及自主定位导航系统
PCT/CN2016/108594 WO2017097170A1 (zh) 2015-12-10 2016-12-05 自主定位导航设备、定位导航方法及自主定位导航系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019501384A true JP2019501384A (ja) 2019-01-17
JP6868028B2 JP6868028B2 (ja) 2021-05-12

Family

ID=57725830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018530092A Active JP6868028B2 (ja) 2015-12-10 2016-12-05 自律測位航法設備、測位航法方法及び自律測位航法システム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10974390B2 (ja)
EP (1) EP3388786A4 (ja)
JP (1) JP6868028B2 (ja)
CN (1) CN106323269B (ja)
AU (2) AU2016368234A1 (ja)
WO (1) WO2017097170A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102186830B1 (ko) * 2020-03-13 2020-12-04 주식회사 자오스모터스 인공지능에 대응한 라이다 시스템

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106842230A (zh) * 2017-01-13 2017-06-13 深圳前海勇艺达机器人有限公司 移动机器人导航方法与系统
CN107063242A (zh) * 2017-03-24 2017-08-18 上海思岚科技有限公司 具虚拟墙功能的定位导航装置和机器人
CN107357297A (zh) * 2017-08-21 2017-11-17 深圳市镭神智能系统有限公司 一种扫地机器人导航系统及其导航方法
CN107665503A (zh) * 2017-08-28 2018-02-06 汕头大学 一种构建多楼层三维地图的方法
CN107450571B (zh) * 2017-09-30 2021-03-23 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种基于ros的agv小车激光导航系统
CN109101012A (zh) * 2017-12-12 2018-12-28 上海魔龙机器人科技有限公司 一种基于slam算法的机器人导航系统及导航方法
CN109976327A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 沈阳新松机器人自动化股份有限公司 一种巡逻机器人
US10705538B2 (en) * 2018-01-31 2020-07-07 Metal Industries Research & Development Centre Auto guided vehicle system and operating method thereof
CN108469819A (zh) * 2018-03-19 2018-08-31 杭州晶智能科技有限公司 一种自动吸尘机器人的z字形回归路径规划方法
US11119507B2 (en) * 2018-06-27 2021-09-14 Intel Corporation Hardware accelerator for online estimation
CN108969858B (zh) * 2018-08-08 2021-04-06 贵州中医药大学 一种全自动送氧机器人上氧方法及系统
CN109782768A (zh) * 2019-01-26 2019-05-21 哈尔滨玄智科技有限公司 一种适配于内行星式复合轮系搬运机器人的自主导航系统
CN109725330A (zh) * 2019-02-20 2019-05-07 苏州风图智能科技有限公司 一种车体定位方法及装置
CN109917791B (zh) * 2019-03-26 2022-12-06 深圳市锐曼智能装备有限公司 移动装置自动探索构建地图的方法
CN110262518B (zh) * 2019-07-22 2021-04-02 上海交通大学 基于轨迹拓扑地图和避障的车辆导航方法、系统及介质
CN110519689A (zh) * 2019-09-03 2019-11-29 广东博智林机器人有限公司 一种机器人自动充电上桩系统和一种上桩方法
CN110658816B (zh) * 2019-09-27 2022-10-25 东南大学 一种基于智能组件的移动机器人导航与控制方法
CN110763245A (zh) * 2019-10-25 2020-02-07 江苏海事职业技术学院 一种基于流式计算的地图创建方法及其系统
US11438886B2 (en) 2020-02-27 2022-09-06 Psj International Ltd. System for establishing positioning map data and method for the same
US11768504B2 (en) 2020-06-10 2023-09-26 AI Incorporated Light weight and real time slam for robots
US11454974B2 (en) * 2020-06-29 2022-09-27 Baidu Usa Llc Method, apparatus, device, and storage medium for controlling guide robot
TWI749656B (zh) * 2020-07-22 2021-12-11 英屬維爾京群島商飛思捷投資股份有限公司 定位圖資建立系統及建立方法
US11789110B2 (en) 2020-09-03 2023-10-17 Honeywell International Inc. Fault detection, exclusion, isolation, and re-configuration of navigation sensors using an abstraction layer
CN112346466B (zh) * 2020-12-07 2022-07-15 苏州云骐智能科技有限公司 一种基于5g的多传感器融合agv冗余控制系统及方法
CN113110510A (zh) * 2021-05-19 2021-07-13 悟空智能科技常州有限公司 一种灭火机器人自主导航控制系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004352116A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Mitsubishi Electric Corp 車両及び運転者の挙動解析システム
JP2013049417A (ja) * 2012-10-24 2013-03-14 Advics Co Ltd 車体速度制御装置
JP2015199439A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 走行制御装置、車載用表示装置、及び走行制御システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2911609Y (zh) * 2006-05-09 2007-06-13 南京恩瑞特实业有限公司 嵌入式gps自主导航装置
US20110046784A1 (en) * 2009-08-18 2011-02-24 Noel Wayne Anderson Asymmetric stereo vision system
US20110106338A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Allis Daniel P Remote Vehicle Control System and Method
CN103398702B (zh) * 2013-08-05 2015-08-19 青岛海通机器人系统有限公司 一种移动机器人远程操控装置及其操控技术
US10282697B1 (en) * 2014-09-30 2019-05-07 Amazon Technologies, Inc. Spatially aware mounting system
CN204595519U (zh) * 2015-04-20 2015-08-26 安徽工程大学 一种自主移动机器人控制系统
CN105137949A (zh) * 2015-09-23 2015-12-09 珠海创智科技有限公司 Agv控制系统
CN106114633A (zh) 2016-07-27 2016-11-16 苏州博众机器人有限公司 模块化agv小车

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004352116A (ja) * 2003-05-29 2004-12-16 Mitsubishi Electric Corp 車両及び運転者の挙動解析システム
JP2013049417A (ja) * 2012-10-24 2013-03-14 Advics Co Ltd 車体速度制御装置
JP2015199439A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 走行制御装置、車載用表示装置、及び走行制御システム

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102186830B1 (ko) * 2020-03-13 2020-12-04 주식회사 자오스모터스 인공지능에 대응한 라이다 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
JP6868028B2 (ja) 2021-05-12
CN106323269A (zh) 2017-01-11
AU2016368234A1 (en) 2018-06-28
AU2016102440A4 (en) 2020-04-16
CN106323269B (zh) 2019-06-07
EP3388786A4 (en) 2019-11-13
US20180345504A1 (en) 2018-12-06
WO2017097170A1 (zh) 2017-06-15
EP3388786A1 (en) 2018-10-17
US10974390B2 (en) 2021-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019501384A (ja) 自律測位航法設備、測位航法方法及び自律測位航法システム
US10823576B2 (en) Systems and methods for robotic mapping
CN111308490B (zh) 基于单线激光雷达的平衡车室内定位与导航系统
CN105487535A (zh) 一种基于ros的移动机器人室内环境探索系统与控制方法
WO2021135813A1 (zh) 机器人联合建图方法、设备及计算机可读存储介质
Li et al. Localization and navigation for indoor mobile robot based on ROS
CN111260751B (zh) 基于多传感器移动机器人的建图方法
CN105824292A (zh) 一种机器人分布式控制器及控制方法
CN109978272A (zh) 一种基于多个全向移动机器人的路径规划系统及方法
Shen et al. Research and implementation of SLAM based on LIDAR for four-wheeled mobile robot
CN113093756A (zh) 树莓派平台下基于激光slam的室内导航机器人
Hu et al. A new ROS-based hybrid architecture for heterogeneous multi-robot systems
Do Quang et al. Mapping and navigation with four-wheeled omnidirectional mobile robot based on robot operating system
KR20230135548A (ko) 통신 기반 로봇 제어 방법 및 시스템
CN116352722A (zh) 多传感器融合的矿山巡检救援机器人及其控制方法
CN114839990A (zh) 一种集群机器人实验平台
CN112318507A (zh) 一种基于slam技术的机器人智能控制系统
CN216697069U (zh) 基于ros2的移动机器人控制系统
Balasooriya et al. Development of the smart localization techniques for low-power autonomous rover for predetermined environments
CN115655261B (zh) 地图生成方法、装置、机器人以及存储介质
Hamzeh et al. Localization and navigation of autonomous indoor mobile robots
Duzhen et al. VSLAM and Navigation System of Unmanned Ground Vehicle Based on RGB-D camera
CN114442604A (zh) 基于ros2的移动机器人控制系统
Liu et al. Autonomous Vehicle Based on ROS2 for Indoor Package Delivery
CN117288195A (zh) 一种基于深度相机的机器人导航避障方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181026

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200107

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200402

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200608

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210312

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6868028

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250