JP2020004095A - Autonomous mobile body controller and autonomous mobile body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自律移動体制御装置及び自律移動体に関する。 The present invention relates to an autonomous mobile body control device and an autonomous mobile body.
自律移動体が目標位置までの経路を探索して移動経路を生成する場合に周囲に固定した障害物しか存在しない環境では、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)の技術を用いればよい。 In an environment where an autonomous mobile device searches for a route to a target position and generates a moving route, in an environment where there are only fixed obstacles around, an SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) that simultaneously performs self-location estimation and environment mapping is used. Technology may be used.
ところが、工場のように人やフォークリフトなどが移動するような環境では、自律移動体の周囲に位置する移動障害物を検出して回避する経路を探索する必要がある。
特許文献1では、経路探索時に自律移動体と移動障害物との現在の速度及び加速度等から大まかな衝突予測点を算出し、その衝突予測点をもとに移動障害物が位置する可能性がある障害物領域を設定し、その障害物領域を回避する経路を探索して移動経路を生成することを提案している。この場合、経路探索時に設定した障害物領域は2次元(平面)であることから、2次元空間に設定された障害物領域を回避する経路を探索することになる。
However, in an environment where people, forklifts, and the like move as in a factory, it is necessary to detect a moving obstacle located around the autonomous mobile body and search for a route to avoid it.
In
しかしながら、衝突予測点での移動障害物は実際には動いているのが通常であることから、衝突予測点での障害物領域の移動方向側に移動経路を生成した場合は、衝突予測点を通過した移動障害物が自律移動体に向かって移動することになる。このため、衝突予測点での移動障害物の動きによっては自律移動体に対して移動障害物が支障となる場合が想定される。 However, since the moving obstacle at the collision prediction point is usually actually moving, if the moving path is generated in the direction of movement of the obstacle area at the collision prediction point, the collision prediction point is The passing obstacle moves toward the autonomous moving body. For this reason, depending on the movement of the moving obstacle at the collision prediction point, it is assumed that the moving obstacle hinders the autonomous moving body.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、衝突予測点での移動障害物の動きを考量して移動経路を生成することができる自律移動体制御装置及び自律移動体を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an autonomous moving object control device and an autonomous moving object that can generate a moving path by considering the movement of a moving obstacle at a collision prediction point. Is to do.
請求項1の発明によれば、障害物検知部(8)が自律移動体(1)の周囲に位置する移動障害物を検知すると、障害物状態算出部(13)は、障害物検知部が検知した移動障害物の位置及び時間を含む移動情報を算出する。すると、障害物領域算出部(14)が移動情報をもとに移動障害物の連続する所定時間毎における移動位置を障害物領域として算出するので、経路計画部(15)は、連続する所定時間により構成される障害物領域を用いて自律移動体の移動経路を生成する。そして、移動制御部(16)は、移動経路に沿って自律移動体を移動制御する。これにより、衝突予測点での移動障害物の動きの影響を受けることを回避することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, when the obstacle detection unit (8) detects a moving obstacle located around the autonomous mobile unit (1), the obstacle state calculation unit (13) sets the obstacle detection unit to The movement information including the position and time of the detected moving obstacle is calculated. Then, since the obstacle area calculation unit (14) calculates the moving position of the moving obstacle at each predetermined continuous time as the obstacle area based on the movement information, the route planning unit (15) calculates the continuous predetermined time. The movement path of the autonomous mobile body is generated using the obstacle area constituted by Then, the movement control unit (16) controls the movement of the autonomous mobile body along the movement route. This makes it possible to avoid being affected by the movement of the moving obstacle at the collision prediction point.
以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。複数の実施形態において、機能的に及び/又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。
(第1実施形態)
第1実施形態について図1から図8を参照して説明する。
図2に示す無人搬送カート(Automatic Guided Cart、以下、AGCと称する)1(自律移動体に相当)は、例えば工場などの施設で用いられるもので、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うSLAMの技術を用いることにより、現在位置から目標位置へと自律的に移動する。
Hereinafter, a plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In several embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts are provided with the same reference signs.
(1st Embodiment)
The first embodiment will be described with reference to FIGS.
An automatic guided cart (hereinafter, referred to as AGC) 1 (corresponding to an autonomous mobile body) 1 (corresponding to an autonomous moving body) shown in FIG. 2 is used in a facility such as a factory, for example, and is a SLAM that simultaneously estimates its own position and creates an environment map. By using the technique described above, the vehicle autonomously moves from the current position to the target position.
SLAMは、位置が固定された物体が配置された環境に適している。AGC1が用いられる工場には、位置が固定された壁、柱、固定設備等が配置されていることから、AGC1が用いられる工場はSLAMに適した環境であり、精度良く自己位置推定及び環境地図作成を行うことができる。 SLAM is suitable for an environment where objects with fixed positions are arranged. Since the factory where AGC1 is used is provided with fixed walls, columns, fixed facilities, etc., the factory where AGC1 is used is an environment suitable for SLAM, and it is possible to accurately estimate its own position and map its environment. Creation can be done.
AGC1は、自己位置推定及び環境地図を作成するための構成として、3軸ジャイロセンサや3軸加速度センサなどからなる図示しないIMU(Inertial Measurement Unit)を搭載しており、AGC1の周囲の状況を環境情報として認識可能である。
以下、SLAMに関する説明は省略し、本発明に関連した構成についてのみ説明する。
The AGC 1 is equipped with an IMU (Inertial Measurement Unit) (not shown) including a three-axis gyro sensor and a three-axis acceleration sensor as a configuration for estimating its own position and creating an environment map. Recognizable as information.
Hereinafter, description of SLAM will be omitted, and only the configuration related to the present invention will be described.
AGC1は、走行ユニット2と制御装置3(自律移動体制御装置に相当)とから構成されており、図示しない作業モジュールを搭載可能である。作業モジュールは、移載、荷姿変更等を担うものであり、昇降タイプ、ロボットタイプ、コンベアタイプ、索引タイプ、台車タイプ等の様々のタイプが用意されている。ユーザは、所望のモジュールを適宜選択して走行ユニット2に搭載することにより、AGC1を様々な用途に用いることができる。
The AGC 1 includes a
走行ユニット2は、フレーム4に車輪5やこの車輪5を駆動するモータ6などを搭載して構成されており、AGC1が用いられる施設である工場内の通路に設定された目標位置まで自律して走行可能である。車輪5はメカナムホイールであり、車輪5の円周上に複数の樽型のローラ7を設けて構成されている。ローラ7は、その軸が車輪5の軸に対して45度傾いた状態で自由回転可能に装着されている。
The traveling
各モータ6の駆動力が対応する車輪5に伝達されるようになっており、各車輪5は、モータ6によりそれぞれ独立して正逆回転可能となっている。走行ユニット2は、各車輪5の回転方向を組み合わせることにより前進、後進、旋回は勿論のこと、全方位に自在に走行可能である。
The driving force of each motor 6 is transmitted to the
図1に示すように、制御装置3は、障害物検知部8、制御部9、操作表示部10から構成されている。
障害物検知部8は、図2に示すレーザーレーダ11や超音波ソナー12を含んで構成されており、AGC1(フレーム4)の周囲に位置する障害物を検出する。レーザーレーダ11は、前方に対して水平方向における所定角度(例えば270度)が検出領域として設定されており、AGC1の前方に位置する障害物を検出する。超音波ソナー12はフレーム4の後部の隅部にそれぞれ設けられており、AGC1の後方に位置する障害物を検出する。障害物検知部8として単眼カメラやステレオカメラを採用するようにしても良い。
As shown in FIG. 1, the
The
制御部9は、例えばCPU、ROM、RAMなどを有するマイクロコンピュータを主体として構成されており、障害物状態算出部13、障害物領域算出部14、経路計画部15、移動制御部16を有している。これらの各部13〜16は、制御部9のCPUがROMなどに記憶されたプログラムを実行することによりソフト的に実現されている。これら各部13〜16をハードウェアにより実現する構成としても良い。
The
制御部9は、障害物検知部8によって検知された移動障害物に対し、障害物状態算出部13によって移動障害物の移動位置及び経過時間を算出し、算出した移動位置及び経過時間をもとに移動障害物の速度・加速度情報を算出する。速度・加速度情報を算出する方法としては、例えば現在位置と1ステップ前の位置、また、その間にかかる時間から速度を求める方法やその他の手法を用いても良い。
The
操作表示部10は、AGC1の状態や作業モジュールの状態等を表示可能であり、AGC1の動作状態、認識された環境を表す画像、作業モジュールのタイプ、AGC1に関する異常、警告などを表示することができる。操作表示部10はユーザにより操作可能であり、その操作に応じて制御部9の制御内容を変更することができる。
The
ところで、従来の経路探索では、経路探索時に周囲に位置する移動障害物を検出した場合は、移動障害物に対応して2次元空間に障害物領域を設定し、その障害物領域を回避するように経路を探索することで目標位置に最短で到達可能な移動経路を生成するようにしている。 By the way, in the conventional route search, when a moving obstacle located around is detected during the route search, an obstacle region is set in a two-dimensional space corresponding to the moving obstacle, and the obstacle region is avoided. By searching for a route, a moving route that can reach the target position in the shortest time is generated.
即ち、図3に示すように、まず、t=T0において各移動障害物A〜Cの衝突予測点に基づいて対応する障害物領域A1〜C1を設定し、それらの障害物領域A1〜C1を回避して目標位置に最短で到達可能な経路を探索して移動経路を生成する。尚、衝突予測点は、各障害物領域A1〜C1の中央である。 That is, as shown in FIG. 3, first, at t = T0, the corresponding obstacle areas A1 to C1 are set based on the predicted collision points of the moving obstacles A to C, and the obstacle areas A1 to C1 are set. A moving route is generated by searching for a route that can reach the target position in the shortest time while avoiding it. Note that the collision prediction point is the center of each of the obstacle areas A1 to C1.
障害物領域A1に到達すると(t=T1)、移動障害物B,Cに対応した障害物領域B1,C1を設定し、それらの障害物領域B1、C1を回避して目標位置に最短で到達可能な移動経路を探索して移動経路を生成する。このような動作を順に繰り返することで目標位置までの移動経路を生成するようにしている。 When the vehicle reaches the obstacle area A1 (t = T1), obstacle areas B1 and C1 corresponding to the moving obstacles B and C are set, and the obstacle area B1 and C1 are avoided to reach the target position in the shortest time. Search for possible travel routes and generate travel routes. By repeating such operations in order, a movement route to the target position is generated.
ここで、障害物領域は2次元(平面)で表されていることから、2次元空間において静止した障害物領域を回避するように経路を探索することになる。このため、衝突予測点での移動障害物の動きによる影響については何ら考慮されておらず、衝突予測点での移動障害物の動きによっては生成した移動経路に対して移動障害物が影響を与える場合を想定できる。例えば、衝突予測点での移動障害物の移動方向に移動経路を生成した場合は、衝突予測点での移動障害物の動きの影響を受ける可能性が高くなる。 Here, since the obstacle region is represented in two dimensions (a plane), a route is searched so as to avoid a stationary obstacle region in the two-dimensional space. For this reason, no consideration is given to the effect of the movement of the moving obstacle at the collision prediction point, and the moving obstacle affects the generated moving path depending on the movement of the moving obstacle at the collision prediction point. A case can be assumed. For example, when a moving path is generated in the moving direction of the moving obstacle at the collision prediction point, the possibility of being affected by the movement of the moving obstacle at the collision prediction point increases.
このような事情から、本実施形態では、例えば人やフォークリフトなどのような移動障害物が存在する環境下でAGC1の経路計画を行うという状況では、連続する所定時間毎における移動障害物の移動位置を動的な障害物領域として算出し、連続する所定時間により構成される障害物領域を用いてAGC1の移動経路を生成するようにした。
Under such circumstances, in the present embodiment, in a situation where the path planning of the
即ち、図4に示すように、障害物領域算出部14により連続した所定時間毎の障害物領域An、Bn、Cn(nは正の自然数)を接続することで3次元空間における障害物領域Axを算出し、経路計画部15により3次元空間の障害物領域を回避しながら目標位置に最短で到達可能な経路を探索することで移動経路を生成する。移動経路は、現在位置から目標位置までの間に設定した複数のノードを接続して生成されている。そして、移動制御部16により移動経路に沿ってAGC1を移動制御する。尚、図4では、理解し易いように時間間隔を長くして各障害物領域を離間して示したが、実際には各障害物領域は連続している。
That is, as shown in FIG. 4, the obstacle
具体的に説明すると、図5に示すように、探索時点で検出した移動障害物に対応した障害物領域を3次元空間(x,y,t)に立体的に描写し、その障害物領域を回避しながら目標位置に最短で到達可能な経路を探索する。つまり、算出した移動障害物の速度や加速度等の移動情報をもとに所定時間毎における連続した移動位置を立体的な障害物領域として算出する。この場合、例えば移動時間による誤差を考量しないときは、障害物領域は以下の式に示すようになり、算出した速度や加速度等の移動情報から移動障害物の軌跡を算出し、その軌跡を中心とした障害物領域を算出することになる。 More specifically, as shown in FIG. 5, an obstacle region corresponding to the moving obstacle detected at the time of the search is three-dimensionally described in a three-dimensional space (x, y, t), and the obstacle region is represented. Search for a route that can reach the target position in the shortest time while avoiding. That is, a continuous moving position at predetermined time intervals is calculated as a three-dimensional obstacle region based on the calculated moving information such as the speed and acceleration of the moving obstacle. In this case, for example, when the error due to the moving time is not considered, the obstacle area is represented by the following equation, and the trajectory of the moving obstacle is calculated from the calculated movement information such as the speed and the acceleration, and the trajectory is centered. Is calculated.
さて、図5で示したように、移動障害物の移動時間による誤差を考慮しない障害物領域を3次元空間に描写した場合は、円柱を立体的に描写することになる。この場合、円柱の傾斜方向が移動障害物の移動方向を表し、傾斜角度が移動障害物の移動速度の大きさを表している。 Now, as shown in FIG. 5, when an obstacle region that does not consider an error due to the moving time of a moving obstacle is depicted in a three-dimensional space, a cylinder is depicted three-dimensionally. In this case, the inclination direction of the cylinder indicates the moving direction of the moving obstacle, and the inclination angle indicates the magnitude of the moving speed of the moving obstacle.
ここで、従来の障害物領域を3次元空間に描写すると、図6に示すように垂直方向に起立した傾斜のない円柱を描写することができる。ここで、従来の回避方法により図6に示す円柱を回避する経路を探索することを考えると、衝突予測点が円柱の中心に位置しているとことから、円柱の傾斜方向側を回り込む移動経路(図中に破線で示す)と、円柱の傾斜方向と反対側を回り込む移動経路(図中に実線で示す)とを想定できる。この場合、円柱のいずれの側にも回り込む経路は同一の距離となることから、目標位置までの到達時間も同一となる。 Here, when the conventional obstacle region is described in a three-dimensional space, a vertical cylinder with no inclination can be described as shown in FIG. Here, when searching for a route that avoids the cylinder shown in FIG. 6 by the conventional avoidance method, since the collision prediction point is located at the center of the cylinder, the moving route that goes around the inclined direction side of the cylinder is considered. (Shown by a broken line in the figure) and a movement route (shown by a solid line in the figure) that goes around the side opposite to the inclination direction of the cylinder can be assumed. In this case, since the routes that go around on either side of the cylinder have the same distance, the arrival time to the target position is also the same.
一方、図5に示す円柱は移動障害物の移動方向に傾いているので、円柱の傾斜方向側を回り込む経路(図中に破線で示す)は前方へ傾いた円柱の傾斜方向側を回り込むので、円柱の前側を回り込む距離は、図6に破線で示す距離に比較して長くなる。これに対して、円柱の傾斜方向と反対側を回り込む経路(図中に実線で示す)は前方へ傾いた円柱の傾斜方向と反対側を回り込むので、円柱を回り込む距離は、図6に実線で示す距離に比較して短くなる。
尚、図5及び図6では、大きさが零のAGC1が一定速度で目標位置に向かって移動する場合を想定し、AGC1が円柱の外周面に沿って移動可能として説明している。
On the other hand, since the cylinder shown in FIG. 5 is inclined in the moving direction of the moving obstacle, the path (shown by a broken line in the figure) that goes around the inclined direction of the cylinder goes around the inclined direction side of the cylinder inclined forward. The distance around the front side of the cylinder is longer than the distance indicated by the broken line in FIG. On the other hand, the path (shown by a solid line in the figure) that goes around the opposite side to the direction of inclination of the cylinder goes around the opposite side to the direction of inclination of the cylinder that is inclined forward, and the distance that goes around the cylinder is shown by the solid line in FIG. It is shorter than the distance shown.
5 and 6, it is assumed that the
さて、制御装置3は、上述したように設定した障害物領域を回避するように3次元空間において経路計画を行う。経路計画の手法としては、図7に示すように、まず3次元空間を設定してから(S1)、移動障害物を検知したかを判定する(S2)。移動障害物を検知しない場合は(S2:NO)、3次元空間で経路探索を行い(S6)、移動経路を生成してから(S7)、その移動経路に沿って移動する(S8)。
The
一方、移動障害物を検知した場合は(S2:YES)、移動障害物の位置及び時間に関する移動情報を取得することで速度情報及び加速度情報を算出し(S3)、それらの情報に基づいて障害物領域を算出し(S4)、その障害物領域を3次元空間に描写する(S5)。 On the other hand, when a moving obstacle is detected (S2: YES), speed information and acceleration information are calculated by acquiring movement information on the position and time of the moving obstacle (S3), and obstacles are calculated based on the information. An object area is calculated (S4), and the obstacle area is described in a three-dimensional space (S5).
移動障害物を検知する毎に上記動作を実行し、全ての移動障害物に対応する障害物領域の3次元空間への描写が終了した場合は、3次元空間に到達時間も指定した目標位置を設定し、例えばRRT(Rapidly-exploring Random Tree)、PRM(Probabilistic Roadmap Method)、A*(A-star)等の経路探索手法を用いて3次元空間で障害物領域を回避して目標位置に最短で到着可能な経路を探索する(S6)。そして、移動経路を生成してから(S7)、移動経路に沿って移動する(S8)。 The above operation is executed each time a moving obstacle is detected, and when the drawing of the obstacle areas corresponding to all the moving obstacles in the three-dimensional space is completed, the target position in which the arrival time is specified in the three-dimensional space is also set. By setting, for example, using a route search method such as RRT (Rapidly-exploring Random Tree), PRM (Probabilistic Roadmap Method), A * (A-star), etc., it is possible to avoid an obstacle area in a three-dimensional space and to minimize the distance to a target position. To search for a route that can be reached (S6). Then, after the movement route is generated (S7), the robot moves along the movement route (S8).
尚、図7には示していないが、設定した当初の目標時間に対して経路を探索できない場合には、より進んだ時間に対して目標位置を設定して経路探索を再度実行する。さらに到達時間と位置に対する経路が探索できない場合には、より進んだ時間に対して目標位置を設定し経路探索を更に再度実行する。このような動作を到達時間と位置に対する移動経路が生成できるまで繰り返す。 Although not shown in FIG. 7, if the route cannot be searched for the set initial target time, the target position is set for a more advanced time and the route search is executed again. If a route for the arrival time and position cannot be searched, a target position is set for a more advanced time, and the route search is executed again. Such an operation is repeated until a movement route for the arrival time and the position can be generated.
ところで、実際の経路探索では、図8に示すようにAGC1の周囲に複数の移動障害物A〜Cが位置している場合があり、そのような場合は、複数の障害物領域Ax〜Cxを3次元空間に設定し、それらの障害物領域Ax〜Cxを回避して最短で目標位置に到達する移動経路を生成することになる。
By the way, in an actual route search, a plurality of moving obstacles A to C may be located around the
また、障害物領域を設定する場合は、移動障害物の軌跡を中心とした円に所定の誤差を含ませるように簡易的な誤差を設定するのが有効である。この場合、移動障害物は下記の式で示される円錐形状となる。誤差としては、衝突予測点に到達するまでの移動時間の経過による移動位置の誤差を例示でき、軌跡を中心とした円に時間に比例した誤差を含ませることになる。障害物領域は、この手法以外にも既存技術のように統計的に位置のばらつきを算出する方法や上述した方法以外の方法により設定しても良い。 When setting an obstacle area, it is effective to set a simple error so that a circle around the locus of the moving obstacle includes a predetermined error. In this case, the moving obstacle has a conical shape represented by the following equation. An example of the error is an error in the movement position due to the elapse of the movement time until the collision prediction point is reached, and an error proportional to time is included in a circle centered on the trajectory. The obstacle region may be set by a method other than this method, such as a method of statistically calculating the position variation, as in the existing technology, or a method other than the method described above.
以上のようにして、制御装置3は、AGC1の周囲に複数の移動障害物が位置している場合であっても、それらに対応した障害物領域を3次元空間に立体的に描写し、それらの障害物領域を回避して目標位置に最短で到達可能な移動経路を生成することができる。
As described above, even when a plurality of moving obstacles are located around the
このような実施形態によれば、次のような効果を奏することができる。
AGC1の制御装置3は、時間軸を含めた3次元空間に障害物領域を立体的に描写し、障害物領域を回避する経路を探索するので、衝突予測点での移動障害物の動きを考慮して目標位置に最短で到達可能な移動経路を生成することができる。これにより、衝突予測点での移動障害物の動きの影響を受けることなく目標位置への到達時間を短縮可能となる。
According to such an embodiment, the following effects can be obtained.
The
時間軸も含めた3次元空間に障害物領域を設定することで、障害物領域を数式で表現できるので、A*やRRTといった従来の経路計画手法が適用でき、移動経路の計算が容易になる。
複数の移動障害物に対して障害物領域を設定することにより大きく迂回した移動経路を生成することを抑制することができるので、目標位置への到達時間を短縮できる。
By setting the obstacle area in the three-dimensional space including the time axis, the obstacle area can be expressed by a mathematical formula, so that a conventional route planning method such as A * or RRT can be applied, and the calculation of the movement route becomes easy. .
By setting an obstacle area for a plurality of moving obstacles, it is possible to suppress the generation of a largely detoured moving route, so that it is possible to shorten the time to reach the target position.
(第2実施形態)
第2実施形態について図9及び図10を参照して説明する。この第2実施形態は、移動障害物の種別に対応して通行可能領域を設けたことを特徴とする。
図9に示すように、制御部9には障害物特定部17が付加されている。この障害物特定部17は、例えばカメラにより移動障害物である人やフォークリフトなどを撮像して当該移動障害物の種別を識別可能である。
(2nd Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIGS. The second embodiment is characterized in that a traversable area is provided corresponding to the type of a moving obstacle.
As shown in FIG. 9, an
さて、工場においては歩行者が通行する場所や、フォークリフトが通行する場所を予め定めている場合が一般的である。そこで、移動障害物の種別に対応した通行可能領域を予め設定し、障害物特定部17により移動障害物の種別を検出した場合は、その種別に対応して設定した通行可能領域内に障害物領域を設定するようにした。
In a factory, a place where a pedestrian passes or a place where a forklift passes is generally set in advance. Therefore, a traversable area corresponding to the type of the moving obstacle is set in advance, and when the type of the moving obstacle is detected by the
具体的には、例えば人が直線的に通行するように規制されている場所は、図10に示すように3次元空間に直方体の通行可能領域を予め設定する。そして、通行可能領域を通行しようとする人を検出した場合は、その通行可能領域内に人の移動に対応する障害物領域を設定し、その障害物領域を回避して目標位置に最短で到達する移動経路を生成する。 Specifically, for example, in a place where a person is regulated to pass in a straight line, a rectangular parallelepiped traversable area is set in advance in a three-dimensional space as shown in FIG. If a person trying to pass through the passable area is detected, an obstacle area corresponding to the movement of the person is set in the passable area, and the obstacle area is avoided to reach the target position in the shortest time. To generate a moving route.
このような実施形態によれば、移動障害物の種別に対応して通行可能領域を予め設定し、その通行可能領域内に障害物領域を設定するようにしたので、より短い移動経路を算出することができ、目標位置への到達時間を短縮することが可能となる。 According to such an embodiment, the traversable area is set in advance in accordance with the type of the moving obstacle, and the obstacle area is set in the traversable area, so that a shorter moving path is calculated. This makes it possible to shorten the time required to reach the target position.
(第3実施形態)
第3実施形態について図11を参照して説明する。この第3実施形態は、AGC1の走行性能を考慮して経路を探索することを特徴とする。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is characterized in that a route is searched in consideration of the running performance of the
AGC1の走行性能は、最高速度、最高加速度、最高角速度、最高角加速度により限界が規定される。そこで、最高速度、最高加速度、最高角速度、最高角加速度の少なくとも1つ以上の移動情報をもとにAGC1が到達可能な経路生成範囲(図11の斜線領域)を算出し、それを超えた領域には経路探索を行わないように制限する。
The running performance of the
具体例としては、本実施形態のようにメカナムホイールを用いた全方位移動可能なAGC1の場合は、例えば最高速度の限界を規定すると、経路生成範囲は以下の式のような円錐形の範囲となるので、その範囲内で経路を探索する。
このような実施形態によれば、AGC1の走行性能を考慮して経路生成範囲を設定し、その範囲内で経路探索を行うようにしたので、設定時間に対してAGC1が到達不可能な領域に経路生成することを抑制でき、計算した移動経路と実際に走行する移動経路とがずれてしまうことを抑制することができる。
According to such an embodiment, the route generation range is set in consideration of the traveling performance of the
(第4実施形態)
第4実施形態について図12を参照して説明する。この第4実施形態は、AGC1の移動に影響を与えない移動障害物に対応した障害物領域を算出対象外としたことを特徴とする。
(Fourth embodiment)
A fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fourth embodiment is characterized in that an obstacle area corresponding to a moving obstacle that does not affect the movement of the
図12に示すように、AGC1の移動方向と異なる方向に移動、つまりAGC1の移動に影響を与えない移動障害物B、Cに関しては障害物領域を算出対象外とする。
具体的には、AGC1の速度ベクトルと移動障害物の速度ベクトルの両方を正数倍し、それらの速度ベクトルが交わるかどうかを判定することで、移動障害物A〜CがAGC1の移動の妨げとなるかどうかを判別するもので、この方法以外の判定手法を用いても良い。
As shown in FIG. 12, for the moving obstacles B and C that do not affect the movement of the
Specifically, both the speed vector of the
このような実施形態によれば、AGC1の移動に関与しない移動障害物に対応した障害物領域を除外して経路計算することで、経路計画における計算時間を短縮できるので、経路計画に要する時間が短くなり、迅速に移動開始することが可能となる。
According to such an embodiment, by calculating the route by excluding the obstacle region corresponding to the moving obstacle that is not involved in the movement of the
(その他の実施形態)
目標位置の設定を目標位置における時間軸に平行な直線上に設定し、到達した場合は直線上を移動するように移動経路を生成するようにしても良い。
3次元空間に3次元のグリッドマップを加え、移動障害物の予測領域と重なった立方格子を障害物領域として設定し、経路計画を行うようにしても良い。
経路計画の一部として上述した方法以外の手法を用いても良い。
(Other embodiments)
The setting of the target position may be set on a straight line parallel to the time axis at the target position, and when the target position is reached, the movement path may be generated so as to move on the straight line.
Alternatively, a three-dimensional grid map may be added to the three-dimensional space, a cubic grid overlapping the predicted area of the moving obstacle may be set as the obstacle area, and path planning may be performed.
As a part of the route planning, a method other than the method described above may be used.
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described in accordance with the embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and the structures. The present disclosure also encompasses various modifications and variations within an equivalent range. In addition, various combinations and forms, and other combinations and forms including only one element, more or less, are also included in the scope and spirit of the present disclosure.
図面中、1はAGC(自律移動体)、2は走行ユニット、3は制御装置(自律移動体制御装置)、8は障害物検知部、13は障害物状態算出部、14は障害物領域算出部、15は経路計画部、16は移動制御部、17は障害物特定部である。 In the drawing, 1 is an AGC (autonomous moving body), 2 is a traveling unit, 3 is a control device (autonomous moving body control device), 8 is an obstacle detection unit, 13 is an obstacle state calculation unit, and 14 is an obstacle area calculation. , 15 is a route planning unit, 16 is a movement control unit, and 17 is an obstacle specifying unit.
Claims (7)
前記障害物検知部が検知した前記移動障害物の位置及び時間を含む移動情報を算出する障害物状態算出部(13)と、
前記移動情報をもとに前記移動障害物の連続する所定時間毎における移動位置を障害物領域として算出する障害物領域算出部(14)と、
連続する前記所定時間により構成される前記障害物領域を用いて前記自律移動体の移動経路を生成する経路計画部(15)と、
前記移動経路に沿って前記自律移動体を移動制御する移動制御部(16)と、
を備えた自律移動体制御装置。 An obstacle detection unit (8) for detecting a moving obstacle located around the autonomous moving body (1);
An obstacle state calculation unit (13) that calculates movement information including a position and a time of the moving obstacle detected by the obstacle detection unit;
An obstacle area calculation unit (14) that calculates, as an obstacle area, a movement position of the moving obstacle at every predetermined time based on the movement information;
A route planning unit (15) configured to generate a travel route of the autonomous mobile using the obstacle area configured by the continuous predetermined time;
A movement control unit (16) that controls the movement of the autonomous moving body along the movement path;
Autonomous mobile control device equipped with
前記経路計画部は、前記移動障害物が通行する領域を通行可能領域として設定し、前記障害物特定部によって特定された前記移動障害物の種別に応じて設定された前記通行可能領域内に前記障害物領域を設定する請求項1または2に記載の自律移動体制御装置。 An obstacle identification unit (17) for identifying the type of the moving obstacle by the obstacle detection unit;
The route planning unit is set as a traversable area through which the moving obstacle passes, and the trajectory is set within the traversable area set according to the type of the moving obstacle identified by the obstacle identifying unit. The autonomous mobile body control device according to claim 1, wherein an obstacle area is set.
前記制御装置は、
前記走行ユニットの周囲に位置する移動障害物を検知する障害物検知部(8)と、
前記障害物検知部が検知した前記移動障害物の位置及び時間を含む移動情報を算出する障害物状態算出部(13)と、
前記移動情報をもとに前記移動障害物の連続する所定時間毎における移動位置を障害物領域として算出する障害物領域算出部(14)と、
連続する前記所定時間により構成される前記障害物領域を用いて、前記走行ユニットの移動経路を生成する経路計画部(15)と、
前記移動経路に沿って前記走行ユニットを移動制御する移動制御部(16)と、
を有して構成されている自律移動体。 An autonomous mobile body (1) including a traveling unit (2) and a control device (3),
The control device includes:
An obstacle detection unit (8) for detecting a moving obstacle located around the traveling unit;
An obstacle state calculation unit (13) that calculates movement information including a position and a time of the moving obstacle detected by the obstacle detection unit;
An obstacle area calculation unit (14) that calculates, as an obstacle area, a movement position of the moving obstacle at every predetermined time based on the movement information;
A route planning unit (15) configured to generate a travel route of the traveling unit using the obstacle region configured by the continuous predetermined time;
A movement control unit (16) that controls movement of the traveling unit along the movement path;
An autonomous mobile body configured to have:
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