JP2020024618A - Moving route acquisition method and moving route acquisition apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a moving route acquisition method capable of highly precisely calculating a positional relationship on the basis of a quantity of disagreement between local maps acquired at two positions.SOLUTION: A moving route acquisition method includes the steps of: acquiring a local map M2 at each of plural transit points where a moving entity passes; estimating an estimated transit point through map matching between the local map M2 and an environmental map M1; recording a set of plural estimated transit points as a traveling schedule TS; creating the environmental map M1; expanding the range of a first local map M21 or a second local map M22 by acquiring the local map M2 while allowing the moving entity to move in a region near at least one of a first position and a second position; and calculating a relative positional relationship between the first position and the second position on the basis of a quantity of disagreement between the first local map M21 and the second local map M22 whose ranges have been expanded.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、移動体が移動した移動経路を取得する移動経路取得方法、及び、移動体が移動した移動経路を取得するための移動経路取得装置に関する。   The present invention relates to a moving route acquisition method for acquiring a moving route of a moving object, and a moving route acquiring device for acquiring a moving route of a moving object.

従来、ロボットなどの移動体に対して所定の移動環境における移動を教示して、その移動を当該移動体に再現させる方法や装置が知られている。移動を教示する際、移動体は、移動を教示する間に通過した複数の通過点を、教示された(移動した)移動経路として取得(記録)する。当該教示された移動経路に示された複数の通過点を通過するよう制御されることにより、移動体は、教示された移動を再現できる。   2. Description of the Related Art Conventionally, there have been known methods and apparatuses for teaching a moving body such as a robot to move in a predetermined moving environment and reproducing the movement on the moving body. When teaching movement, the moving body acquires (records) a plurality of passing points passed during teaching movement as a taught (moved) movement path. The moving body can reproduce the taught movement by being controlled to pass through a plurality of passing points indicated on the taught movement path.

移動経路を記録する際、移動体は、SLAM技術を利用して、移動環境を表す地図情報(環境地図)と、移動を教示している間に移動体が取得した地図情報(ローカルマップ)とを比較して自分の位置(自己位置)を推定し、当該推定された自己位置を、移動経路の通過点に対応する推定通過点として記録している。移動経路を教示している間、SLAM技術により、移動体の自己位置の推定に用いる上記の環境地図も作成されている。環境地図が作成されると、移動体は、(1)使用者から目的地が指定されれば、その目的地までの移動経路を作成し、当該移動経路に沿って目的地まで自律移動することができ、また(2)使用者から環境地図内の所定の領域(塗りつぶし領域)が指定されれば、その塗りつぶし領域をくまなく移動することができる。   When recording the moving route, the moving body uses the SLAM technology to store map information (environmental map) representing the moving environment and map information (local map) acquired by the moving body while teaching movement. Are compared to estimate their own position (self-position), and the estimated self-position is recorded as an estimated passage point corresponding to a passage point on the moving route. While teaching the movement route, the above-mentioned environment map used for estimating the self-position of the moving object is also created by the SLAM technique. When the environment map is created, the mobile unit (1) creates a travel route to the destination when the destination is specified by the user, and moves autonomously to the destination along the travel route. And (2) If the user specifies a predetermined area (fill area) in the environment map, the user can move the entire fill area.

ローカルマップと環境地図との比較に基づいて自己位置を推定するSLAM技術では、例えば環状の移動経路を教示したときに、移動経路に含まれる移動開始位置の推定位置と移動終了位置の推定位置とが実際よりも大きくずれることがある。
上記の問題点を解決するために、移動経路を教示後にさらに、移動開始位置にて取得したローカルマップと移動終了位置にて取得したローカルマップとのずれ量に基づいて、実際の移動開始位置と移動終了位置との相対的な位置関係を算出し、当該位置関係に基づいて、教示された移動経路に含まれる各推定通過点を補正する技術が知られている(例えば、特許文献1)。
In the SLAM technology for estimating the self-position based on the comparison between the local map and the environment map, for example, when teaching a circular traveling route, the estimated position of the traveling start position and the estimated position of the traveling end position included in the traveling route are determined. May deviate significantly from the actual situation.
In order to solve the above problem, after teaching the movement route, the actual movement start position and the actual movement start position are further determined based on the amount of deviation between the local map acquired at the movement start position and the local map acquired at the movement end position. There is known a technique of calculating a relative positional relationship with a movement end position and correcting each estimated passing point included in a taught moving route based on the positional relationship (for example, Patent Document 1).

特開2018−22215号公報JP 2018-22215 A

上記の推定通過点を補正する技術において、移動経路に含まれる推定通過点を適切に補正するためには、移動開始位置と移動終了位置との位置関係を精度よく算出する必要がある。また、これらの位置で取得した2つのローカルマップのずれ量に基づいて上記の位置関係を精度よく算出するためには、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度が大きいことが必要である。そのため、従来は、移動経路を教示する際の移動終了位置が、移動開始位置の近傍にできるだけ近づける必要があった。   In the technique for correcting the estimated passing point described above, in order to appropriately correct the estimated passing point included in the moving route, it is necessary to accurately calculate the positional relationship between the movement start position and the movement end position. In addition, in order to accurately calculate the above positional relationship based on the shift amount between the two local maps acquired at these positions, it is necessary that the degree of overlap between the data included in the two local maps is large. Therefore, conventionally, it has been necessary to make the movement end position when teaching the movement route as close as possible to the vicinity of the movement start position.

また、移動終了位置が移動開始位置の近傍に近づけられても、例えば、これらの位置で取得されるローカルマップに含まれるデータ量が少ない場合には、上記の位置関係が精度よく算出されないことがあった。   Further, even when the movement end position is brought close to the vicinity of the movement start position, for example, if the amount of data included in the local map acquired at these positions is small, the above positional relationship may not be calculated with high accuracy. there were.

本発明の目的は、移動経路の教示時の互いに近い2つの位置にて取得されたローカルマップのずれ量に基づいて当該2つの位置の位置関係を算出する移動経路取得方法及び移動経路取得装置において、これらの位置の位置関係を精度よく算出することにある。   An object of the present invention is to provide a moving route acquisition method and a moving route acquisition device for calculating a positional relationship between two positions based on a shift amount of a local map acquired at two positions close to each other when teaching the moving route. And to accurately calculate the positional relationship between these positions.

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る移動経路取得方法は、移動環境の第1位置から第2位置まで移動体を移動させたときの移動経路を取得する方法である。第2位置は、第1位置の近傍の位置である。移動経路取得方法は、以下のステップを含む。
◎第1位置から第2位置まで移動する間に移動体が通過する複数の通過点のそれぞれにおいてローカルマップを取得するステップ。ローカルマップは、移動体の移動環境における存在位置を中心とした所定の範囲内の地図情報である。
◎ローカルマップと移動環境を表す環境地図とのマップマッチングにより、複数の通過点の移動環境における位置を複数の推定通過点として推定するステップ。
◎複数の推定通過点の集合を移動経路として記録するステップ。
◎複数の通過点にて取得された複数のローカルマップのそれぞれを、対応する推定通過点に配置することにより、環境地図を作成するステップ。
◎第1位置又は第2位置の少なくとも一方の近傍領域を移動体が移動しながらローカルマップを取得することにより、第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップ。第1ローカルマップは、第1位置にて取得されたローカルマップである。第2ローカルマップは、第2位置にて取得されたローカルマップである。
◎少なくとも一方の範囲が拡大された第1ローカルマップと第2ローカルマップとのずれ量に基づいて、第1位置と第2位置との相対的な位置関係を算出するステップ。
Hereinafter, a plurality of modes will be described as means for solving the problems. These embodiments can be arbitrarily combined as needed.
A moving route acquisition method according to an aspect of the present invention is a method of acquiring a moving route when a moving object is moved from a first position to a second position in a moving environment. The second position is a position near the first position. The moving route acquisition method includes the following steps.
Obtaining a local map at each of a plurality of passing points through which the moving object passes while moving from the first position to the second position. The local map is map information within a predetermined range centered on the location of the moving object in the moving environment.
Estimating the positions of the plurality of passing points in the moving environment as the plurality of estimated passing points by map matching between the local map and the environment map representing the moving environment.
Recording a set of a plurality of estimated passing points as a moving route;
A step of creating an environmental map by arranging each of the plurality of local maps acquired at the plurality of passing points at the corresponding estimated passing point.
A step of enlarging at least one range of the first local map or the second local map by acquiring the local map while the moving body moves in the vicinity area of at least one of the first position and the second position. The first local map is a local map acquired at the first position. The second local map is a local map acquired at the second position.
Calculating a relative positional relationship between the first position and the second position based on a shift amount between the first local map and the second local map in which at least one of the ranges is enlarged;

上記の移動経路取得方法では、移動経路における互いに近接した2つの位置(第1位置、第2位置)の少なくとも一方において、選択された位置の近傍領域を移動体が移動しながらローカルマップを取得することにより、当該2つの位置にて取得されたローカルマップ(第1ローカルマップ、第2ローカルマップ)の少なくとも一方の範囲を拡大させている。
これにより、上記2つのローカルマップのうち少なくとも1つに含まれるデータ量を増加できるので、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を大きくできる。その結果、少なくとも一方の範囲が拡大された2つのローカルマップのずれ量に基づいて、第1位置と第2位置との相対的な位置関係を精度よく算出できる。
In the above moving route acquisition method, at least one of two positions (first position and second position) close to each other on the moving route, the local map is acquired while the moving body moves in the vicinity of the selected position. Thus, the range of at least one of the local maps (the first local map and the second local map) acquired at the two positions is enlarged.
Thus, the amount of data included in at least one of the two local maps can be increased, so that the degree of duplication of the data included in the two local maps can be increased. As a result, it is possible to accurately calculate the relative positional relationship between the first position and the second position based on the shift amount between the two local maps in which at least one of the ranges is enlarged.

第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、第2ローカルマップの範囲を拡大するステップを含んでもよい。
これにより、教示された移動経路において後に到達する第2位置にて取得されたローカルマップ(第2ローカルマップ)に含まれるデータ量を増加させて、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を大きくできる。
Enlarging the range of at least one of the first local map and the second local map may include enlarging the range of the second local map.
Thereby, the amount of data included in the local map (second local map) acquired at the second position that reaches later on the taught travel route is increased, and the degree of overlap of the data included in the two local maps is increased. Can be larger.

第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、第1ローカルマップの範囲を拡大するステップを含んでもよい。
これにより、教示された移動経路において先に到達する第1位置にて取得されたローカルマップ(第1ローカルマップ)に含まれるデータ量を増加させて、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を大きくできる。
Enlarging the range of at least one of the first local map and the second local map may include enlarging the range of the first local map.
Thereby, the amount of data included in the local map (first local map) acquired at the first position that arrives first on the taught travel route is increased, and the degree of overlap of the data included in the two local maps is increased. Can be increased.

ローカルマップは、観測点の集合として取得されてもよい。観測点は、所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す点である。
この場合、第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、以下のステップを含んでもよい。
◎第1ローカルマップに含まれる観測点の数と第2ローカルマップに含まれる観測点の数との第1差分の絶対値が第1閾値よりも大きいか否かを判定するステップ。
◎第1差分が第1閾値よりも大きい場合に、第2ローカルマップの範囲を拡大するステップ。
The local map may be obtained as a set of observation points. The observation point is a point indicating the position of an obstacle existing in a predetermined range.
In this case, the step of enlarging the range of at least one of the first local map and the second local map may include the following steps.
Determining whether the absolute value of the first difference between the number of observation points included in the first local map and the number of observation points included in the second local map is larger than a first threshold value;
And a step of expanding the range of the second local map when the first difference is larger than the first threshold.

これにより、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を、2つのローカルマップに含まれるデータ量の差分に基づいて簡単に判定できる。
また、2つのローカルマップに含まれるデータ量の差分が大きくデータの重複度が小さいと判定された場合に、第2ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
This makes it possible to easily determine the degree of duplication of the data included in the two local maps based on the difference in the amount of data included in the two local maps.
Further, when it is determined that the difference between the data amounts included in the two local maps is large and the degree of duplication of the data is small, the data amount of the second local map is increased to increase the data amount of the second local map. The degree of duplication can be improved.

第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、以下のステップを含んでもよい。
◎第1ローカルマップに含まれる観測点の数、及び/又は、第2ローカルマップに含まれる観測点の数が、第2閾値よりも小さいか否かを判定するステップ。
◎観測点の数が第2閾値よりも小さい第1ローカルマップ及び/又は第2ローカルマップの範囲を拡大するステップ。
The step of enlarging at least one of the first local map and the second local map may include the following steps.
Determining whether the number of observation points included in the first local map and / or the number of observation points included in the second local map is smaller than a second threshold value;
A step of expanding the range of the first local map and / or the second local map in which the number of observation points is smaller than the second threshold.

これにより、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を、2つのローカルマップに含まれるデータ量に基づいて簡単に判定できる。
また、2つのローカルマップに含まれるデータ量が少なくデータの重複度が小さいと判定された場合に、データ量が少ないローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
Thereby, the degree of duplication of the data included in the two local maps can be easily determined based on the amount of data included in the two local maps.
When it is determined that the amount of data included in the two local maps is small and the degree of duplication of the data is small, the data amount of the local map having the small data amount is increased to increase the data amount of the data included in the two local maps. The degree of duplication can be improved.

第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、以下のステップを含んでもよい。
◎第1ローカルマップ及び第2ローカルマップに含まれる隣接する観測点間に、所定の大きさより大きいギャップがあるか否かを判定するステップ。
◎2つのギャップの間に存在する観測点群を、クラスタとして抽出するステップ。
◎第1ローカルマップに含まれるクラスタの数と第2ローカルマップに含まれるクラスタの数との第2差分が第3閾値より大きいか否かを判定するステップ。
◎第2差分が第3閾値より大きい場合に、前記第2ローカルマップの範囲を拡大するステップ。
The step of enlarging at least one of the first local map and the second local map may include the following steps.
Determining whether there is a gap larger than a predetermined size between adjacent observation points included in the first local map and the second local map;
Extracting a group of observation points existing between two gaps as a cluster;
Determining whether a second difference between the number of clusters included in the first local map and the number of clusters included in the second local map is larger than a third threshold value;
ス テ ッ プ expanding the range of the second local map when the second difference is larger than the third threshold value;

これにより、2つのローカルマップの類似度を、2つのローカルマップに含まれるクラスタ数に基づいて簡単に判定できる。
また、2つのローカルマップに含まれるクラスタの数の差分が大きく2つのローカルマップの類似度が低いため、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度が小さいと判定された場合に、第2ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
Thus, the similarity between the two local maps can be easily determined based on the number of clusters included in the two local maps.
Further, since the difference between the numbers of clusters included in the two local maps is large and the similarity between the two local maps is low, when it is determined that the degree of overlap of the data included in the two local maps is small, the second local map is determined. By increasing the data amount of the map, the degree of redundancy of the data included in the two local maps can be improved.

第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、以下のステップをさらに含んでもよい。
◎第1ローカルマップの1つのクラスタに含まれる観測点の数と、第2ローカルマップの対応する1つのクラスタに含まれる観測点の数と、の第3差分を算出するステップ。
◎第3差分が第4閾値より大きいか否かを判定するステップ。
◎第3差分が第4閾値より大きい場合に、第2ローカルマップの範囲を拡大するステップ。
The step of enlarging the range of at least one of the first local map and the second local map may further include the following steps.
Calculating a third difference between the number of observation points included in one cluster of the first local map and the number of observation points included in one corresponding cluster of the second local map.
A step of determining whether or not the third difference is larger than a fourth threshold value;
ス テ ッ プ expanding the range of the second local map when the third difference is larger than the fourth threshold value;

これにより、2つのローカルマップに含まれる各クラスタ中のデータの重複度を簡単に判定できる。
また、一方のローカルマップに含まれるクラスタ中のデータ量と他方のローカルマップに含まれるクラスタ中のデータ量との差分が大きく、各クラスタ中のデータの重複度が低いと判定された場合に、第2ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
Thereby, the degree of duplication of the data in each cluster included in the two local maps can be easily determined.
Further, when it is determined that the difference between the amount of data in a cluster included in one local map and the amount of data in a cluster included in the other local map is large and the degree of duplication of data in each cluster is low, By increasing the data amount of the second local map, the degree of redundancy of data included in the two local maps can be improved.

第1ローカルマップ又は第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、以下のステップをさらに含んでもよい。
◎第1ローカルマップに含まれる観測点の数が第2閾値よりも小さいか否かを判定するステップ。
◎第1ローカルマップに含まれる観測点の数が第2閾値よりも小さい場合に、第1ローカルマップの範囲を拡大するステップ。
The step of enlarging the range of at least one of the first local map and the second local map may further include the following steps.
Determining whether or not the number of observation points included in the first local map is smaller than a second threshold value;
* A step of enlarging the range of the first local map when the number of observation points included in the first local map is smaller than the second threshold.

これにより、第1ローカルマップに含まれるデータ量が少なく、2つのローカルマップの類似度、及び/又は、2つのローカルマップに含まれる各クラスタ中のデータの重複度が小さいと判定される場合に、第1ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。   Thereby, when it is determined that the amount of data included in the first local map is small and the degree of similarity between the two local maps and / or the degree of duplication of data in each cluster included in the two local maps is small. By increasing the data amount of the first local map, the degree of redundancy of data included in the two local maps can be improved.

本発明の他の見地に係る移動経路取得装置は、移動環境の第1位置から第2位置まで移動体を移動させたときの移動経路を取得する装置である、移動経路取得装置は、記憶部と、制御部と、を備える。
制御部は、第1位置から第2位置まで移動する間に移動体が通過する複数の通過点のそれぞれにおいて、移動体の移動環境における存在位置を中心とした所定の範囲内の地図情報であるローカルマップを取得し、ローカルマップと移動環境を表す環境地図とのマップマッチングにより、複数の通過点の移動環境における位置を複数の推定通過点として推定し、複数の推定通過点の集合を移動経路として記憶部に記憶する。
また、制御部は、複数の通過点にて取得された複数のローカルマップのそれぞれを、対応する推定通過点に配置することにより、環境地図を作成して記憶部に記憶する。
さらに、制御部は、第1位置又は第2位置の少なくとも一方の近傍領域を移動体が移動しながらローカルマップを取得することにより、第1位置にて取得された第1ローカルマップ又は第2位置にて取得された第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大し、少なくとも一方の範囲が拡大された第1ローカルマップと第2ローカルマップとのずれ量に基づいて、第1位置と第2位置との相対的な位置関係を算出する。
A moving route acquisition device according to another aspect of the present invention is a device that acquires a moving route when a moving object is moved from a first position to a second position in a moving environment. And a control unit.
The control unit is map information within a predetermined range centering on a position of the moving body in a moving environment at each of a plurality of passing points through which the moving body passes while moving from the first position to the second position. Obtain a local map, estimate the positions of multiple passing points in the moving environment as multiple estimated passing points by map matching between the local map and the environment map representing the moving environment, and use a set of multiple estimated passing points as the moving path. Is stored in the storage unit.
Further, the control unit creates an environment map by arranging each of the plurality of local maps acquired at the plurality of passing points at the corresponding estimated passing point, and stores the created environment map in the storage unit.
Further, the control unit obtains the local map while the moving body moves in the vicinity of at least one of the first position and the second position, so that the first local map or the second position obtained at the first position is obtained. And expanding the at least one range of the second local map acquired at step (1), based on the amount of deviation between the first local map and the second local map in which at least one of the ranges is expanded. Is calculated.

上記の移動経路取得装置では、制御部が、移動経路における互いに近接した2つの位置(第1位置、第2位置)の少なくとも一方において、選択された位置の近傍領域を移動体が移動しながらローカルマップを取得することにより、当該2つの位置にて取得されたローカルマップ(第1ローカルマップ、第2ローカルマップ)の少なくとも一方の範囲を拡大させている。
これにより、上記2つのローカルマップのうち少なくとも1つに含まれるデータ量を増加できるので、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を大きくできる。その結果、少なくとも一方の範囲が拡大された2つのローカルマップのずれ量に基づいて、第1位置と第2位置との相対的な位置関係を精度よく算出できる。
In the moving route acquisition device described above, the control unit determines that at least one of the two positions (the first position and the second position) close to each other on the moving route, the moving body moves locally in the vicinity of the selected position. By acquiring the map, the range of at least one of the local maps (the first local map and the second local map) acquired at the two positions is enlarged.
Thus, the amount of data included in at least one of the two local maps can be increased, so that the degree of duplication of the data included in the two local maps can be increased. As a result, it is possible to accurately calculate the relative positional relationship between the first position and the second position based on the shift amount between the two local maps in which at least one of the ranges is enlarged.

制御部は、第2ローカルマップの範囲を拡大してもよい。
これにより、教示された移動経路において後に到達する第2位置にて取得されたローカルマップ(第2ローカルマップ)に含まれるデータ量を増加させて、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を大きくできる。
The control unit may enlarge the range of the second local map.
Thereby, the amount of data included in the local map (second local map) acquired at the second position that reaches later on the taught travel route is increased, and the degree of overlap of the data included in the two local maps is increased. Can be larger.

制御部は、第1ローカルマップの範囲を拡大してもよい。
これにより、教示された移動経路において先に到達する第1位置にて取得されたローカルマップ(第1ローカルマップ)に含まれるデータ量を増加させて、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を大きくできる。
The control unit may enlarge the range of the first local map.
Thereby, the amount of data included in the local map (first local map) acquired at the first position that arrives first on the taught travel route is increased, and the degree of overlap of the data included in the two local maps is increased. Can be increased.

制御部は、ローカルマップを所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す観測点の集合として取得してもよい。
この場合、制御部は、第1ローカルマップに含まれる観測点の数と第2ローカルマップに含まれる観測点の数との第1差分の絶対値が第1閾値よりも大きいか否かを判定し、
第1差分が第1閾値よりも大きい場合に、第2ローカルマップの範囲を拡大してもよい。
The control unit may acquire the local map as a set of observation points indicating the locations of obstacles existing in a predetermined range.
In this case, the control unit determines whether the absolute value of the first difference between the number of observation points included in the first local map and the number of observation points included in the second local map is larger than a first threshold. And
When the first difference is larger than the first threshold, the range of the second local map may be expanded.

これにより、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を、2つのローカルマップに含まれるデータ量の差分に基づいて簡単に判定できる。
また、2つのローカルマップに含まれるデータ量の差分が大きくデータの重複度が小さいと判定された場合に、第2ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
This makes it possible to easily determine the degree of duplication of the data included in the two local maps based on the difference in the amount of data included in the two local maps.
Further, when it is determined that the difference between the data amounts included in the two local maps is large and the degree of duplication of the data is small, the data amount of the second local map is increased to increase the data amount of the second local map. The degree of duplication can be improved.

制御部は、第1ローカルマップに含まれる観測点の数、及び/又は、第2ローカルマップに含まれる観測点の数が、第2閾値よりも小さいか否かを判定し、
観測点の数が第2閾値よりも小さい第1ローカルマップ及び/又は前記第2ローカルマップの範囲を拡大してもよい。
The control unit determines whether the number of observation points included in the first local map and / or the number of observation points included in the second local map is smaller than a second threshold,
The range of the first local map in which the number of observation points is smaller than the second threshold and / or the range of the second local map may be enlarged.

これにより、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を、2つのローカルマップに含まれるデータ量に基づいて簡単に判定できる。
また、2つのローカルマップに含まれるデータ量が少なくデータの重複度が小さいと判定された場合に、データ量が少ないローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
Thereby, the degree of duplication of the data included in the two local maps can be easily determined based on the amount of data included in the two local maps.
When it is determined that the amount of data included in the two local maps is small and the degree of duplication of the data is small, the data amount of the local map having the small data amount is increased to increase the data amount of the data included in the two local maps. The degree of duplication can be improved.

制御部は、第1ローカルマップ及び第2ローカルマップに含まれる隣接する観測点間に所定の大きさより大きいギャップがあるか否かを判定し、
2つのギャップの間に存在する観測点群をクラスタとして抽出し、
第1ローカルマップに含まれるクラスタの数と第2ローカルマップに含まれるクラスタの数との第2差分が第3閾値より大きいか否かを判定し、
第2差分が第3閾値より大きい場合に、第2ローカルマップの範囲を拡大してもよい。
The control unit determines whether there is a gap larger than a predetermined size between adjacent observation points included in the first local map and the second local map,
The observation point group existing between the two gaps is extracted as a cluster,
It is determined whether a second difference between the number of clusters included in the first local map and the number of clusters included in the second local map is larger than a third threshold value,
When the second difference is larger than the third threshold, the range of the second local map may be expanded.

これにより、2つのローカルマップの類似度を、2つのローカルマップに含まれるクラスタ数に基づいて簡単に判定できる。
また、2つのローカルマップに含まれるクラスタの数の差分が大きく2つのローカルマップの類似度が低いため、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度が小さいと判定された場合に、第2ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
Thus, the similarity between the two local maps can be easily determined based on the number of clusters included in the two local maps.
Further, since the difference between the numbers of clusters included in the two local maps is large and the similarity between the two local maps is low, when it is determined that the degree of overlap of the data included in the two local maps is small, the second local map is determined. By increasing the data amount of the map, the degree of redundancy of the data included in the two local maps can be improved.

前記制御部は、第1ローカルマップの1つのクラスタに含まれる観測点の数と、第2ローカルマップの対応する1つのクラスタに含まれる観測点の数と、の第3差分を算出し、
第3差分が第4閾値より大きいか否かを判定し、第3差分が第4閾値より大きい場合に、第2ローカルマップの範囲を拡大してもよい。
The control unit calculates a third difference between the number of observation points included in one cluster of the first local map and the number of observation points included in one corresponding cluster of the second local map,
It may be determined whether or not the third difference is larger than the fourth threshold, and if the third difference is larger than the fourth threshold, the range of the second local map may be expanded.

これにより、2つのローカルマップに含まれる各クラスタ中のデータの重複度を簡単に判定できる。
また、一方のローカルマップに含まれるクラスタ中のデータ量と他方のローカルマップに含まれるクラスタ中のデータ量との差分が大きく、各クラスタ中のデータの重複度が低いと判定された場合に、第2ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
Thereby, the degree of duplication of the data in each cluster included in the two local maps can be easily determined.
Further, when it is determined that the difference between the amount of data in a cluster included in one local map and the amount of data in a cluster included in the other local map is large and the degree of duplication of data in each cluster is low, By increasing the data amount of the second local map, the degree of redundancy of data included in the two local maps can be improved.

制御部は、第1ローカルマップに含まれる観測点の数が第2閾値よりも小さいか否かを判定し、第1ローカルマップに含まれる観測点の数が第2閾値よりも小さい場合に、第1ローカルマップの範囲を拡大してもよい。
これにより、第1ローカルマップに含まれるデータ量が少なく、2つのローカルマップの類似度、及び/又は、2つのローカルマップに含まれる各クラスタ中のデータの重複度が小さいと判定される場合に、第1ローカルマップのデータ量を増加することで、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。
The control unit determines whether or not the number of observation points included in the first local map is smaller than a second threshold. When the number of observation points included in the first local map is smaller than a second threshold, The range of the first local map may be enlarged.
Thereby, when it is determined that the amount of data included in the first local map is small and the degree of similarity between the two local maps and / or the degree of duplication of data in each cluster included in the two local maps is small. By increasing the data amount of the first local map, the degree of redundancy of data included in the two local maps can be improved.

移動環境の第1位置から第2位置まで移動体を移動させたときの移動経路を取得する移動経路取得方法及び移動経路取得方法は、第1位置の第1ローカルマップと第2位置の第2ローカルマップとのずれ量に基づいて第1位置と第2位置との位置関係を算出する際に、必要に応じてこれらのローカルマップの少なくとも一方に含まれるデータ量を増加させ、これら2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を向上できる。その結果、上記の位置関係を精度よく算出できる。   A moving route obtaining method and a moving route obtaining method for obtaining a moving route when a moving body is moved from a first position to a second position in a moving environment include a first local map at a first position and a second local map at a second position. When calculating the positional relationship between the first position and the second position based on the amount of deviation from the local map, the amount of data included in at least one of these local maps is increased as necessary, and The degree of duplication of data included in the map can be improved. As a result, the above positional relationship can be accurately calculated.

発明の一実施形態が採用された移動体の構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a moving object to which an embodiment of the present invention is applied. 制御システムの構成を示す図。The figure which shows the structure of a control system. 移動体の動作の概略を示すフローチャート。9 is a flowchart showing an outline of the operation of the moving object. 手動モードにおける移動体の動作を示すフローチャート。9 is a flowchart showing the operation of the moving body in the manual mode. ローカルマップの補強動作を示すフローチャート。9 is a flowchart showing an operation of reinforcing a local map. 環境地図及び走行スケジュールの生成動作を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating an operation of generating an environment map and a travel schedule. 移動体の動作例を示す図。The figure which shows the operation example of a moving body. 第1ローカルマップの一例を示す図。The figure which shows an example of a 1st local map. 第1ローカルマップの補強処理を模式的に示す図。The figure which shows typically the reinforcement processing of a 1st local map. 補正前の走行スケジュールの一例を示す図。The figure which shows an example of the travel schedule before correction. 補正前の環境地図の一例を示す図。The figure which shows an example of the environment map before correction. 第2ローカルマップの一例を示す図。The figure which shows an example of a 2nd local map. 第2ローカルマップの補強処理を模式的に示す図。The figure which shows typically the reinforcement processing of a 2nd local map. 補正後の走行スケジュールの一例を示す図。The figure which shows an example of the travel schedule after amendment. 補正後の環境地図の一例を示す図。The figure which shows an example of the environment map after amendment. 補強後の第1ローカルマップ及び第2ローカルマップを同じ環境地図に配置した状態を示す図。The figure which shows the state which arranged the 1st local map and the 2nd local map after reinforcement on the same environmental map. 補強なしの第1ローカルマップ及び第2ローカルマップを同じ環境地図に配置した状態を示す図。The figure which shows the state which arrange | positioned the 1st local map and 2nd local map without reinforcement on the same environmental map. 第2実施形態における第1ローカルマップと第2ローカルマップの一致度を判定する方法を示すフローチャート。9 is a flowchart illustrating a method for determining a degree of coincidence between a first local map and a second local map according to the second embodiment. クラスタを用いた一致度の判定が有用な場合の一例を示す図。The figure which shows an example when the determination of the matching degree using a cluster is useful.

1.第1実施形態
(1)移動経路取得装置の概略
以下、第1実施形態に係る移動経路取得装置100について説明する。
第1実施形態に係る移動経路取得装置100は、所定の移動経路を自律的に走行する移動体1に搭載される。移動経路取得装置100は、ユーザが移動体1を走行させる間に移動体1が通過した点の座標を取得し、当該座標の集合を教示された移動経路として取得して記録する装置である。
移動体1は、教示された移動経路に記録された各座標点を通過するように移動環境MEを自律走行する。これにより、移動体1は、教示された移動経路を忠実に再現して自律走行できる。
1. 1. First Embodiment (1) Outline of Moving Route Obtaining Apparatus Hereinafter, a moving path obtaining apparatus 100 according to a first embodiment will be described.
The moving route acquisition device 100 according to the first embodiment is mounted on a moving body 1 that autonomously travels on a predetermined moving route. The moving route acquisition device 100 is a device that acquires coordinates of a point at which the moving body 1 has passed while the user travels the moving body 1, and acquires and records a set of the coordinates as a taught moving route.
The moving body 1 runs autonomously in the moving environment ME so as to pass through each coordinate point recorded on the taught moving path. Thus, the mobile unit 1 can autonomously travel while faithfully reproducing the taught travel route.

(2)移動体の構成
以下、図1及び図2を用いて、移動経路取得装置100が搭載される移動体1の構成を説明する。図1は、本発明の一実施形態が採用された移動体の構成を示す図である。図2は、制御システムの構成を示す図である。
移動体1は、本体11と、移動部12と、障害物情報取得部13と、制御システム14と、を備える。
本体11は、移動体1の本体を構成する例えば筐体である。本実施形態において、後述する「自己位置」は、移動環境MEを表す環境地図M1上における本体11の中心の位置(座標)と定義する。また、「自身」との語は、移動体1の本体11のことを指すこととする。
(2) Configuration of Moving Body Hereinafter, the configuration of the moving body 1 on which the movement route acquisition device 100 is mounted will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a moving body to which an embodiment of the present invention is applied. FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the control system.
The moving body 1 includes a main body 11, a moving unit 12, an obstacle information acquiring unit 13, and a control system 14.
The main body 11 is, for example, a housing that forms the main body of the moving body 1. In the present embodiment, the “self position” described later is defined as the position (coordinates) of the center of the main body 11 on the environment map M1 representing the moving environment ME. In addition, the term “self” refers to the main body 11 of the moving object 1.

移動部12は、移動体1(本体11)を移動環境MEにて移動させる。本実施形態の移動部12は、差動二輪型の走行装置であり、一対のモータ121a、121bと、一対の車輪123a、123bと、を有する。
一対のモータ121a、121bは、本体11の底部に設けられた、例えばサーボモータやブラシレスモータなどの電動モータである。一対のモータ121a、121bは、制御システム14(後述)からの指令に基づいて、それぞれ独立に、任意の回転数及びトルクにてその出力回転軸を回転させる。
The moving unit 12 moves the moving body 1 (main body 11) in the moving environment ME. The moving unit 12 of this embodiment is a traveling device of a differential two-wheel type, and has a pair of motors 121a and 121b and a pair of wheels 123a and 123b.
The pair of motors 121a and 121b are electric motors provided at the bottom of the main body 11, such as a servo motor and a brushless motor. The pair of motors 121a and 121b independently rotate their output rotary shafts at an arbitrary number of rotations and torque based on a command from a control system 14 (described later).

図2に示すように、モータ121a、121bの出力回転軸には、それぞれ、エンコーダ125a、125bが設けられている。エンコーダ125a、125bは、モータ121a、121bの出力回転軸の回転量に基づいたパルス信号を出力する。このようなエンコーダ125a、125bとしては、例えば、インクリメンタル型のエンコーダを用いることができる。   As shown in FIG. 2, encoders 125a and 125b are provided on output rotation shafts of the motors 121a and 121b, respectively. The encoders 125a and 125b output pulse signals based on the rotation amounts of the output rotation shafts of the motors 121a and 121b. As such encoders 125a and 125b, for example, incremental encoders can be used.

一対の車輪123a、123bは、それぞれ、一部が移動環境MEの床面(移動面)と接しており、対応するモータ121a、121bの出力回転軸に接続される。これにより、車輪123a、123bは、それぞれ、モータ121a、121bによって独立して回転し、本体11を移動させる。
上記のように独立回転が可能なことによって、車輪123aと123bの回転数に差を生じさせて本体11の姿勢を変化できる。一方、一対の車輪123a、123bの回転数が同じであれば、本体11を直進できる。
A part of each of the pair of wheels 123a and 123b is in contact with the floor (moving surface) of the moving environment ME, and is connected to the output rotation shaft of the corresponding motor 121a or 121b. Thereby, the wheels 123a and 123b are independently rotated by the motors 121a and 121b, respectively, to move the main body 11.
Since the independent rotation is possible as described above, it is possible to change the rotation speed of the wheels 123a and 123b to change the posture of the main body 11. On the other hand, if the rotation speeds of the pair of wheels 123a and 123b are the same, the main body 11 can go straight.

障害物情報取得部13は、移動体1(本体11)の移動環境MEにおける存在位置を中心とした所定の範囲内に存在する障害物及び/又は物体に関する情報を取得する。
本実施形態において、障害物情報取得部13は、第1レーザレンジセンサ131と、第2レーザレンジセンサ133と、を有する。
第1レーザレンジセンサ131及び第2レーザレンジセンサ133は、例えば、レーザ発振器によりパルス発振されたレーザ光を、移動環境ME中の構造物(例えば、移動環境MEに配置された柱、棚、壁など)である障害物や物体に放射状に照射し、当該障害物から反射した反射光をレーザ受信器により受信することにより、当該障害物や物体に関する情報を取得するレーザレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)である。
The obstacle information acquisition unit 13 acquires information on obstacles and / or objects existing within a predetermined range centered on the location of the moving body 1 (main body 11) in the moving environment ME.
In the present embodiment, the obstacle information acquisition unit 13 has a first laser range sensor 131 and a second laser range sensor 133.
The first laser range sensor 131 and the second laser range sensor 133 transmit, for example, a laser beam pulsed by a laser oscillator to a structure in the moving environment ME (for example, a column, a shelf, or a wall disposed in the moving environment ME). A laser range finder (LRF: Laser Range) that obtains information on the obstacle or the object by irradiating the obstacle or the object radially and receiving the reflected light reflected from the obstacle with a laser receiver. Finder).

第1レーザレンジセンサ131は、本体11の前方に設けられ、移動体1の前方(前進方向)の左右方向にレーザ光を放射状に発生することにより、第1レーザレンジセンサ131を中心とした本体11の前方の半径5m程度の半円内(すなわち、視野角が180度)に含まれる障害物や物体に関する情報を取得する。
一方、第2レーザレンジセンサ133は、本体11の後方に設けられ、移動体1の後方(後進方向)の左右方向にレーザ光を放射状に発生することにより、第2レーザレンジセンサ133を中心とした本体11の後方の半径5m程度の半円内(すなわち、視野角が180度)に含まれる障害物や物体に関する情報を取得する。
なお、上記レーザレンジセンサの検出可能距離は、上記の値に限られず、移動体1の用途等に応じて適宜変更できる。
The first laser range sensor 131 is provided in front of the main body 11, and generates a laser beam radially in front of the moving body 1 (forward direction), so that the main body around the first laser range sensor 131 is generated. Information about an obstacle or an object included in a semicircle with a radius of about 5 m in front of No. 11 (that is, a viewing angle of 180 degrees) is obtained.
On the other hand, the second laser range sensor 133 is provided at the rear of the main body 11, and generates a laser beam radially in the left-right direction behind (in the backward direction) the moving body 1 so that the second laser range sensor 133 is centered on the second laser range sensor 133. Information about obstacles and objects contained within a semicircle with a radius of about 5 m behind the main body 11 (that is, a viewing angle of 180 degrees) is obtained.
Note that the detectable distance of the laser range sensor is not limited to the above value, and can be changed as appropriate according to the use of the moving body 1 and the like.

その他、上記の障害物や物体を検出するセンサとしては、レーザレンジファインダの他に、周囲に存在する障害物や物体とセンサ(本体11)との間の距離を測定可能なセンサを用いることができる。例えば、TOF(Time Of Flight)カメラなどを使用できる。さらに、1次元又は2次元の距離を測定するセンサを、2次元又は3次元の距離を測定するものとして動作させることが可能なシステムなどを使用できる。   In addition, as the sensor for detecting the above-mentioned obstacle or object, a sensor that can measure the distance between the sensor (main body 11) and the surrounding obstacle or object other than the laser range finder is used. it can. For example, a TOF (Time Of Flight) camera can be used. Further, a system that can operate a sensor that measures a one-dimensional or two-dimensional distance as a device that measures a two-dimensional or three-dimensional distance can be used.

なお、以下では、物体に関する二次元(X−Y座標系)のデータを用いた例について説明するが、以下の説明は、三次元(X−Y−Z座標系)のデータに対しても同様に適用できる。   In the following, an example using two-dimensional (XY coordinate system) data relating to an object will be described. However, the following description applies to three-dimensional (XYZ coordinate system) data. Applicable to

制御システム14は、CPU(Central Processing Unit)、ハードディスク装置、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、HDD及び/又はSSDなどの記憶装置、信号変換を行う各種インターフェースなどを備えたコンピュータシステムにより構成されたシステムである。制御システム14は、移動体1の各部の制御を行う。   The control system 14 includes a CPU (Central Processing Unit), a hard disk device, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a storage device such as an HDD and / or an SSD, and a computer including various interfaces for performing signal conversion. It is a system configured by the system. The control system 14 controls each part of the moving body 1.

図1に示すように、移動体1は、補助輪部15をさらに有していてもよい。補助輪部15は、2つの補助車輪15a、15bを有する。2つの補助車輪15aと15bは、それぞれが独立に回転可能なように取り付けられている。補助輪部15を備えることにより、移動体1は安定に、かつ、スムーズに移動できる。   As shown in FIG. 1, the moving body 1 may further include an auxiliary wheel 15. The auxiliary wheel unit 15 has two auxiliary wheels 15a and 15b. The two auxiliary wheels 15a and 15b are attached so that each can rotate independently. The provision of the auxiliary wheel portion 15 allows the moving body 1 to move stably and smoothly.

(3)制御システムの構成
図2を用いて、移動体1に備わる制御システム14の構成を説明する。
制御システム14は、移動経路取得装置100と、自律走行制御装置300と、走行制御装置500と、を有する。
移動経路取得装置100は、移動体1が自律的に再現走行する移動経路を取得する装置である。移動経路取得装置100は、記憶部101と、制御部103と、を有する。
記憶部101は、制御システム14の記憶領域の一部である。記憶部101は、環境地図M1と、ローカルマップM2と、走行スケジュールTS(取得した移動経路の一例)と、を記憶する。
(3) Configuration of Control System The configuration of the control system 14 provided in the moving object 1 will be described with reference to FIG.
The control system 14 includes a traveling route acquisition device 100, an autonomous traveling control device 300, and a traveling control device 500.
The travel route acquisition device 100 is a device that acquires a travel route on which the moving body 1 autonomously reproduces and travels. The moving route acquisition device 100 includes a storage unit 101 and a control unit 103.
The storage unit 101 is a part of a storage area of the control system 14. The storage unit 101 stores an environment map M1, a local map M2, and a travel schedule TS (an example of an acquired travel route).

環境地図M1は、移動体1が移動する移動環境MEを表す地図情報である。
ローカルマップM2(第1ローカルマップM21、第2ローカルマップM22)は、本体11(移動体1)の移動環境MEにおける存在位置を中心とした所定の範囲内の地図情報である。
走行スケジュールTSは、ユーザにより操作されている移動体1が通過した移動環境MEにおける複数の座標点を記憶する。すなわち、走行スケジュールTSは、ユーザにより教示された移動経路R1を、複数の座標点の集合として記憶する。
The environment map M1 is map information indicating a moving environment ME in which the moving object 1 moves.
The local map M2 (first local map M21, second local map M22) is map information within a predetermined range centered on the location of the main body 11 (mobile body 1) in the mobile environment ME.
The traveling schedule TS stores a plurality of coordinate points in the moving environment ME through which the moving body 1 operated by the user has passed. That is, the travel schedule TS stores the travel route R1 taught by the user as a set of a plurality of coordinate points.

制御部103は、移動経路R1の取得に関する処理を実行する。制御部103が実行する具体的な処理内容は、後ほど詳しく説明する。   The control unit 103 executes a process related to obtaining the movement route R1. Specific processing contents executed by the control unit 103 will be described later in detail.

自律走行制御装置300は、記憶部101に記憶された走行スケジュールTSに基づいて、移動体1を走行させるための走行指令を算出し、当該走行指令を走行制御装置500に出力する。   The autonomous traveling control device 300 calculates a traveling command for causing the moving body 1 to travel based on the traveling schedule TS stored in the storage unit 101, and outputs the traveling command to the traveling control device 500.

走行制御装置500は、モータ121a、121bに接続されている。走行制御装置500は、自律走行制御装置300から入力した走行指令に基づいて、モータ121a、121bの制御量を算出し、当該制御量に基づいた駆動電力をモータ121a、121bのそれぞれに出力する。
走行制御装置500が走行指令に基づいてモータ121a、121bを制御することで、移動体1は走行スケジュールTSを忠実に再現しつつ、自律走行できる。また、移動体1は、走行指令に従い、環境地図M1でユーザにより指定された任意の領域を塗り潰すように自律的に走行できる。さらに、移動体1は、走行指令に従い、環境地図M1でユーザにより指定された目的地までの移動経路を計画し、この計画した移動経路に沿って自律的に目的地まで走行できる。以後、走行指令に基づいてモータ121a、121bを制御する移動体1の動作モードを、「自律モード」と呼ぶ。
The travel control device 500 is connected to the motors 121a and 121b. The travel control device 500 calculates a control amount of the motors 121a and 121b based on a travel command input from the autonomous travel control device 300, and outputs drive power based on the control amount to each of the motors 121a and 121b.
When the travel control device 500 controls the motors 121a and 121b based on the travel command, the moving body 1 can autonomously travel while faithfully reproducing the travel schedule TS. In addition, the mobile unit 1 can autonomously travel so as to fill an arbitrary area designated by the user on the environment map M1 according to the travel command. Further, the mobile unit 1 plans a movement route to the destination specified by the user on the environment map M1 according to the travel command, and can autonomously travel to the destination along the planned movement route. Hereinafter, the operation mode of the moving body 1 that controls the motors 121a and 121b based on the traveling command is referred to as “autonomous mode”.

また、走行制御装置500は、無線又は有線にて移動体1と通信可能なコントローラ又はコンピュータシステム、又は、移動体1に設けられた操作ハンドル(図示せず)などの操作装置を用いたユーザの操作を受け付け可能となっている。
走行制御装置500は、これらコントローラ等から受け付けたユーザの操作に基づいて、モータ121a、121bの制御量を算出し、当該制御量に基づいた駆動電力をモータ121a、121bのそれぞれに出力する。
コントローラ等から受け付けたユーザの操作に基づいてモータ121a、121bを制御することで、移動体1は、ユーザの操作に従って走行できる。以後、ユーザの操作に基づいてモータ121a、121bを制御する移動体1の動作モードを、「手動モード」と呼ぶ。
In addition, the travel control device 500 is a controller or a computer system capable of communicating with the mobile unit 1 wirelessly or by wire, or a user using an operation device such as an operation handle (not shown) provided on the mobile unit 1. Operation can be accepted.
The travel control device 500 calculates a control amount of the motors 121a and 121b based on a user operation received from the controller or the like, and outputs drive power based on the control amount to each of the motors 121a and 121b.
By controlling the motors 121a and 121b based on a user operation received from a controller or the like, the moving body 1 can travel according to the user operation. Hereinafter, the operation mode of the moving body 1 that controls the motors 121a and 121b based on the operation of the user is referred to as "manual mode".

走行制御装置500は、モータ121a、121bの単位時間あたりの回転量(回転速度)が、走行指令に示された走行速度に対応する回転量、又は、上記コントローラ等におけるユーザの操作量に対応する回転量となるよう、モータ121a、121bの制御量を算出する(フィードバック制御)。
モータ121a、121bのそれぞれの回転速度は、エンコーダ125a、125bから出力される単位時間あたりのパルス数から算出できる。
In the travel control device 500, the rotation amount (rotation speed) of the motors 121a and 121b per unit time corresponds to the rotation amount corresponding to the travel speed indicated by the travel command or the user's operation amount in the controller or the like. The control amount of the motors 121a and 121b is calculated so that the rotation amount is obtained (feedback control).
The rotation speed of each of the motors 121a and 121b can be calculated from the number of pulses per unit time output from the encoders 125a and 125b.

本実施形態において、上記の移動経路取得装置100、自律走行制御装置300、走行制御装置500の機能は、制御システム14を構成するコンピュータシステムにおいて実行されているプログラムとして実現されている。また、当該プログラムは、制御システム14の記憶装置に記憶されている。
他の実施形態において、移動経路取得装置100、自律走行制御装置300、及び/又は走行制御装置500は、個別のコンピュータシステムにて構成されていてもよい。この場合、制御システム14は、複数のコンピュータシステムを有する。
また、上記3つの装置のうちの一部がコンピュータシステムで構成され、他の装置の機能が当該コンピュータシステムにて実行可能なプログラムにより実現されてもよい。
さらに、上記装置の機能の一部又は全部を、SoCなどのカスタムICなどにより実現してもよい。
In the present embodiment, the functions of the traveling route acquisition device 100, the autonomous traveling control device 300, and the traveling control device 500 are realized as a program executed in a computer system constituting the control system 14. The program is stored in a storage device of the control system 14.
In another embodiment, the traveling route acquisition device 100, the autonomous traveling control device 300, and / or the traveling control device 500 may be configured by individual computer systems. In this case, the control system 14 has a plurality of computer systems.
Further, a part of the above three devices may be configured by a computer system, and the functions of the other devices may be realized by a program executable by the computer system.
Further, some or all of the functions of the above-described device may be realized by a custom IC such as an SoC.

(4)移動体の動作
(4−1)動作概略
以下、上記の構成を有する第1実施形態に係る移動体1の動作について説明する。まず、図3を用いて、移動体1の動作の概略を説明する。図3は、移動体の動作の概略を示すフローチャートである。
移動体1が動作を開始すると、ステップS1において、ユーザにより動作モードの選択が行われたか否かが判定される。具体的には、例えば、操作装置から動作モードの選択の指示信号を入力したときに、ユーザにより動作モードの選択が行われたと判定する。
(4) Operation of Moving Object (4-1) Outline of Operation Hereinafter, an operation of the moving object 1 according to the first embodiment having the above configuration will be described. First, an outline of the operation of the moving body 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing an outline of the operation of the moving object.
When the moving body 1 starts operating, it is determined in step S1 whether or not the user has selected an operation mode. Specifically, for example, when an operation mode selection instruction signal is input from the operation device, it is determined that the user has selected the operation mode.

ユーザにより動作モードの選択がなされた場合(ステップS1で「Yes」)、制御システム14は、ステップS2において、選択された動作モードが手動モードであるか、自律モードであるかを判定する。
選択された動作モードが手動モードである場合(ステップS2で「手動モード」)、制御システム14は、手動モードを実行する(ステップS3)。具体的には、制御システム14は、上記の操作装置のユーザによる操作を受信し、受信したユーザの操作に従って、モータ121a、121bを制御する。
When the operation mode is selected by the user (“Yes” in step S1), the control system 14 determines in step S2 whether the selected operation mode is the manual mode or the autonomous mode.
If the selected operation mode is the manual mode (“manual mode” in step S2), the control system 14 executes the manual mode (step S3). Specifically, the control system 14 receives an operation by the user of the operation device, and controls the motors 121a and 121b according to the received operation of the user.

また、手動モードにおいてユーザの操作に従ってモータ121a、121bが制御される間、制御システム14の移動経路取得装置100は、走行スケジュールTSを生成(作成)し、かつSLAM技術を利用して環境地図M1を生成(作成)し、両者を記憶部101に記憶する。これにより、移動体1が移動する移動環境MEを表す環境地図M1と、ユーザの操作により教示された移動体1の移動経路R1を表す走行スケジュールTSと、を生成できる。なお、ステップS3における手動モードの動作の詳細については、後ほど詳しく説明する。   In the manual mode, while the motors 121a and 121b are controlled in accordance with the operation of the user, the traveling route acquisition device 100 of the control system 14 generates (creates) the traveling schedule TS and uses the SLAM technology to generate the environment map M1. Is generated (created), and both are stored in the storage unit 101. As a result, an environment map M1 representing the moving environment ME in which the moving body 1 moves and a traveling schedule TS representing the moving route R1 of the moving body 1 taught by the user's operation can be generated. The details of the operation in the manual mode in step S3 will be described later in detail.

一方、選択された動作モードが自律モードであると判定された場合(ステップS2で「自律モード」)、制御システム14の自律走行制御装置300は、ステップS4において、自律モードを実行する。具体的には、以下のようにして自律モードが実行される。
まず、自律走行制御装置300は、ステップS3において生成した環境地図M1と、自律モードにて移動体1を移動中に取得したローカルマップM2とのマップマッチングにより、自律モードにて移動中の移動体1の自己位置及び/又は姿勢を推定する。
その後、自律走行制御装置300は、推定された自己位置及び/又は姿勢から、走行スケジュールTSに示された次の目標点まで移動するための制御指令を算出し、走行制御装置500に出力する。これにより、自律走行制御装置300から出力した制御指令に基づいて、モータ121a、121bが制御される。
上記の処理を走行スケジュールTSの移動開始位置から移動終了位置まで繰り返し実行することで、移動体1は、走行スケジュールTSに従って自律移動できる。
On the other hand, when it is determined that the selected operation mode is the autonomous mode (“autonomous mode” in step S2), the autonomous traveling control device 300 of the control system 14 executes the autonomous mode in step S4. Specifically, the autonomous mode is executed as follows.
First, the autonomous driving control device 300 performs the map matching between the environment map M1 generated in step S3 and the local map M2 acquired while moving the moving object 1 in the autonomous mode, so that the moving object moving in the autonomous mode. Estimate one's own position and / or posture.
After that, the autonomous traveling control device 300 calculates a control command for moving to the next target point indicated in the traveling schedule TS from the estimated self-position and / or posture, and outputs the control command to the traveling control device 500. Thereby, the motors 121a and 121b are controlled based on the control command output from the autonomous traveling control device 300.
By repeatedly performing the above-described processing from the movement start position to the movement end position of the travel schedule TS, the moving body 1 can autonomously move according to the travel schedule TS.

その後、例えば、操作装置を用いてユーザが手動モード又は自律モードの停止を指示するか、あるいは、自律モードにおいて移動体1が走行スケジュールTSに示された通過点を全て通過して移動終了位置に到達したと判定されるまで(ステップS5で「No」)、上記のステップS1〜S4は、継続して実行される。
一方、手動モード又は自律モードが停止されるか、又は、自律モードにおいて移動体1が走行スケジュールTSに示された移動終了位置に到達すると(ステップS5で「Yes」)、移動体1はその動作を終了する。
Thereafter, for example, the user instructs the stop of the manual mode or the autonomous mode using the operation device, or the mobile unit 1 passes through all the passing points indicated in the traveling schedule TS in the autonomous mode and moves to the movement end position. Steps S1 to S4 are continuously executed until it is determined that the time has arrived (“No” in step S5).
On the other hand, when the manual mode or the autonomous mode is stopped, or when the moving body 1 reaches the movement end position indicated in the traveling schedule TS in the autonomous mode (“Yes” in step S5), the moving body 1 performs its operation. To end.

(4−2)手動モードの動作
次に、図4及び図5を用いて、上記のステップS3において実行される手動モードの動作(移動経路取得動作)を説明する。図4は、手動モードにおける移動体の動作を示すフローチャートである。図5は、ローカルマップの補強動作を示すフローチャートである。
以下においては、移動環境MEの移動開始位置(第1位置P1)から移動終了位置(第2位置P2)までの環状の移動経路R1にて移動体1を教示移動させる場合の動作を例にとって説明する。すなわち、以下の例では、後述する環境地図M1及び走行スケジュールTSの補正が実行される。
なお、移動経路R1が環状でない場合など、移動経路R1の移動開始位置の推定位置と移動終了位置の推定位置とが実際よりも大きくずれることがない場合などには、環境地図M1及び走行スケジュールTSの補正を必ずしも実行しなくともよい。
(4-2) Operation in Manual Mode Next, the operation in the manual mode (moving route acquisition operation) executed in step S3 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the moving body in the manual mode. FIG. 5 is a flowchart showing a local map reinforcing operation.
In the following, an example will be described in which the moving body 1 is taught and moved along an annular movement path R1 from the movement start position (first position P1) to the movement end position (second position P2) of the movement environment ME. I do. That is, in the following example, correction of an environment map M1 and a travel schedule TS, which will be described later, is performed.
When the estimated position of the movement start position and the estimated position of the movement end position of the movement route R1 do not largely differ from the actual position, such as when the movement route R1 is not circular, the environment map M1 and the travel schedule TS May not necessarily be executed.

ユーザが移動体1を第1位置P1に移動させて、ユーザから操作装置などを介して手動モードの実行指令がなされると、手動モードが開始される。
このとき、後述する第1ローカルマップM21及び/又は第2ローカルマップM22の補強動作を実行するか否かを、ユーザが操作装置などを介して指示してもよいし、制御システム14が自動的に補強動作を実行すると決定してもよい。
When the user moves the moving body 1 to the first position P1 and a user issues a manual mode execution command via an operation device or the like, the manual mode is started.
At this time, the user may instruct, via an operation device or the like, whether or not to execute a reinforcing operation of the first local map M21 and / or the second local map M22, which will be described later, or the control system 14 may automatically perform the operation. May be determined to perform the reinforcement operation.

手動モードが開始され、ローカルマップの補強動作を実行する場合、移動経路取得装置100の制御部103は、ステップS301において、第1位置P1においてローカルマップM2を取得し、第1ローカルマップM21とする。ローカルマップM2は、例えば、以下のようにして取得できる。   When the manual mode is started and the local map reinforcement operation is performed, the control unit 103 of the movement route acquisition apparatus 100 acquires the local map M2 at the first position P1 in step S301, and sets the acquired local map M2 as the first local map M21. . The local map M2 can be obtained, for example, as follows.

まず、制御部103は、障害物情報取得部13に対して、第1レーザレンジセンサ131、第2レーザレンジセンサ133のレーザ照射部(図示せず)の角度を所定の角度範囲内で変化(走査)させながら、レーザ光を照射するよう指示する。これにより、障害物情報取得部13の視野角度内の物体に関する情報を取得できる。
レーザ照射部の角度を変化させながらレーザ光を照射する間、制御部103は、レーザ照射部の角度に関する情報と、レーザ光を照射したタイミングと当該レーザ光の反射光を受光したタイミングとの時間差に関する情報と、を所定のデータ取得周期毎に取得する。
その後、上記時間差に関する情報に基づいて、障害物情報取得部13と移動体1の周囲に存在する物体との間の距離を算出する。また、レーザ照射部の角度から、本体11から見た当該物体が存在する方向を算出できる。
First, the control unit 103 changes the angles of the laser irradiation units (not shown) of the first laser range sensor 131 and the second laser range sensor 133 with respect to the obstacle information acquisition unit 13 within a predetermined angle range ( (Scanning) while instructing to irradiate a laser beam. Thereby, information on the object within the viewing angle of the obstacle information acquisition unit 13 can be acquired.
While irradiating the laser beam while changing the angle of the laser irradiating unit, the control unit 103 controls the information on the angle of the laser irradiating unit and the time difference between the timing of irradiating the laser beam and the timing of receiving the reflected light of the laser beam. And information about the data for each predetermined data acquisition cycle.
Thereafter, a distance between the obstacle information acquisition unit 13 and an object existing around the moving body 1 is calculated based on the information on the time difference. Further, the direction in which the object is viewed from the main body 11 can be calculated from the angle of the laser irradiation unit.

さらに、制御部103は、算出された本体11から見た物体の相対的な距離と、レーザ照射部の角度とを、移動環境MEを表す座標平面上の座標値に変換する。
例えば、移動体1から物体までの距離がRと算出され、レーザ照射部の角度が移動体1の直進方向(図1)に対してα(反時計回りを正の角度とする)である場合、物体の移動体1に対する相対的な位置は、障害物情報取得部13の中心を原点とし、移動体1の直進方向をx方向(水平方向)とした座標系において、(R*cosα,R*sinα)と算出できる。
Further, the control unit 103 converts the calculated relative distance of the object viewed from the main body 11 and the angle of the laser irradiation unit into coordinate values on a coordinate plane representing the moving environment ME.
For example, when the distance from the moving body 1 to the object is calculated as R, and the angle of the laser irradiation unit is α (counterclockwise is a positive angle) with respect to the straight traveling direction of the moving body 1 (FIG. 1). The relative position of the object with respect to the moving body 1 is expressed by (R * cosα, R) in a coordinate system in which the origin is the center of the obstacle information acquisition unit 13 and the moving direction of the moving body 1 is the x direction (horizontal direction). * Sin α).

なお、上記の座標変換は実行されなくてもよい。この場合、ローカルマップM2は、移動体1(本体11)から移動環境MEに存在する物体までの距離Rと、移動体1の直進方向に対する当該物体の存在する方向αと、を関連付けたデータとなる。   Note that the above coordinate conversion need not be performed. In this case, the local map M2 includes data that associates the distance R from the moving object 1 (the main body 11) to the object existing in the moving environment ME and the direction α in which the object exists with respect to the straight traveling direction of the moving object 1. Become.

このようにして、移動体1の位置を原点とし、移動体1を中心とした所定の範囲に存在する物体の存在位置を表す座標値を表す座標点の集合体として、ローカルマップM2が取得される。取得したローカルマップM2は、記憶部101に記憶される。   In this manner, the local map M2 is obtained as a set of coordinate points representing the position of an object existing within a predetermined range around the moving body 1 with the position of the moving body 1 as the origin. You. The acquired local map M2 is stored in the storage unit 101.

第1ローカルマップM21を取得後、制御部103は、ステップS302において、取得した第1ローカルマップM21が、第1位置P1と第2位置P2との相対的な位置関係を算出するのに適切なものであるか否かを判定する。
ここで、第1ローカルマップM21が、第1位置P1と第2位置P2との相対的な位置関係を算出するのに不適切になる場合について、簡単に説明する。
上記のように、ローカルマップM2に含まれる座標点は、障害物情報取得部13のレーザ照射部の角度を所定の角度範囲で変化させることで取得される。この場合、移動体1の周囲に存在する障害物(壁など)の配置及び/又は形状によっては、障害物情報取得部13から照射したレーザ光が、検出したい障害物で反射されないことがある。
例えば、検出したい障害物の前(移動体1により近い側)に存在する他の障害物による反射光のみが障害物情報取得部13に受光される場合、検出したい障害物が障害物情報取得部13の測定範囲内にない場合などに、検出したい障害物の座標値を取得できず、ローカルマップM2に座標点の「欠け」ができる。
After acquiring the first local map M21, the control unit 103 determines in step S302 that the acquired first local map M21 is suitable for calculating the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2. It is determined whether or not it is.
Here, the case where the first local map M21 becomes inappropriate for calculating the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 will be briefly described.
As described above, the coordinate points included in the local map M2 are obtained by changing the angle of the laser irradiation unit of the obstacle information obtaining unit 13 within a predetermined angle range. In this case, depending on the arrangement and / or shape of the obstacle (wall or the like) existing around the moving body 1, the laser light emitted from the obstacle information acquisition unit 13 may not be reflected by the obstacle to be detected.
For example, when only the reflected light of another obstacle existing in front of the obstacle to be detected (closer to the moving body 1) is received by the obstacle information acquisition unit 13, the obstacle to be detected is determined by the obstacle information acquisition unit. For example, when the position is not within the measurement range of No. 13, the coordinate value of the obstacle to be detected cannot be obtained, and the local map M2 has a "missing" coordinate point.

上記のように座標点の欠けが生じたために、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数が少なくなると、第2位置P2で取得される第2ローカルマップM22に含まれる座標点に対応する第1ローカルマップM21の座標点の数が少なくなる。その結果、当該2つのローカルマップのマッチングにより、第1位置P1と第2位置P2の相対的な位置関係を精度よく算出することができなくなる。   When the number of coordinate points included in the first local map M21 decreases due to the lack of coordinate points as described above, the coordinate points corresponding to the coordinate points included in the second local map M22 acquired at the second position P2 are obtained. The number of coordinate points on the first local map M21 decreases. As a result, it becomes impossible to accurately calculate the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 by matching the two local maps.

従って、本実施形態においては、第1ローカルマップM21に含まれる座標点(観測点の一例)の数が、第1位置P1と第2位置P2の相対的な位置関係を精度よく算出するために十分な数であるか否かを判定することで、第1ローカルマップM21が適切なものであるか否かを判定する。
より具体的には、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数が、第2閾値より小さいか否かにより、第1ローカルマップM21が適切なものであるか否かを判定する。
Therefore, in the present embodiment, the number of coordinate points (an example of an observation point) included in the first local map M21 is determined in order to accurately calculate the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2. By determining whether or not the number is sufficient, it is determined whether or not the first local map M21 is appropriate.
More specifically, whether or not the first local map M21 is appropriate is determined based on whether or not the number of coordinate points included in the first local map M21 is smaller than the second threshold.

第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数が第2閾値以上であると判定された場合(ステップS302で「No」)、第1ローカルマップM21は適切なものであると判定され、手動モードの実行プロセスは、ステップS304に進む。すなわち、環境地図M1及び走行スケジュールTSの生成が開始される。   When it is determined that the number of coordinate points included in the first local map M21 is equal to or greater than the second threshold ("No" in step S302), it is determined that the first local map M21 is appropriate, and the manual mode is selected. The execution process proceeds to step S304. That is, generation of the environment map M1 and the travel schedule TS is started.

その一方、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数が第2閾値より小さいと判定された場合(ステップS302で「Yes」)、第1ローカルマップM21は不適切なものであると判定され、ステップS303において、第1ローカルマップM21の補強処理が実行される。
本実施形態においては、ローカルマップM2(第1ローカルマップM21、第2ローカルマップM22)の補強処理は、図5に示すフローチャートに従って実行される。
On the other hand, when it is determined that the number of coordinate points included in the first local map M21 is smaller than the second threshold ("Yes" in step S302), it is determined that the first local map M21 is inappropriate. In step S303, a process of reinforcing the first local map M21 is executed.
In the present embodiment, the process of reinforcing the local map M2 (the first local map M21 and the second local map M22) is executed according to the flowchart shown in FIG.

まず、ステップS41において、移動体1を、第1位置P1の近傍領域にて移動させる。
近傍領域は、少なくとも、移動体1を移動させるために第1位置P1に配置するときの据付誤差にて定まる範囲とすることが好ましい。
例えば、移動体1の現在の設置位置から1m以上、移動体1を移動させ、かつ、移動体1の姿勢を第1位置P1に移動体1を設置する際の姿勢角度から±10度以上の範囲で変化させたときの移動範囲を近傍領域とできる。
その他、例えば、現在の設置位置を中心とした半径が1m以上の半円を(障害物情報取得部13の視野角を180度とした場合)を近傍領域としてもよい。これにより、第1位置P1の周囲の全方位(360度)の物体を障害物情報取得部13(第1レーザレンジセンサ131、第2レーザレンジセンサ133)にて検出できる。
近傍領域は、上記の例に限られず、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数を第2閾値以上にできれば、任意の領域とできる。
First, in step S41, the moving body 1 is moved in a region near the first position P1.
It is preferable that the vicinity area be at least a range determined by an installation error when the moving body 1 is arranged at the first position P1 in order to move the moving body 1.
For example, the moving body 1 is moved by 1 m or more from the current installation position of the moving body 1, and the posture of the moving body 1 is ± 10 degrees or more from the posture angle when the moving body 1 is installed at the first position P1. The moving range when the range is changed can be set as the neighboring region.
In addition, for example, a semicircle having a radius of 1 m or more around the current installation position (when the viewing angle of the obstacle information acquisition unit 13 is set to 180 degrees) may be set as the nearby area. Thus, an object in all directions (360 degrees) around the first position P1 can be detected by the obstacle information acquisition unit 13 (the first laser range sensor 131 and the second laser range sensor 133).
The neighborhood area is not limited to the above example, and can be any area as long as the number of coordinate points included in the first local map M21 can be equal to or larger than the second threshold value.

ただし、ステップS41における移動体1の移動は、ランダムな移動であるよりも、規則的な移動(例えば、現在の設置位置からの距離及び移動体1の姿勢の変化を、増加又は減少のいずれか一方のみとする)であることが好ましい。これにより、移動中に取得したローカルマップM2を合体させやすくなるので、第1ローカルマップM21の補強を簡単に実行できる。
また、移動体1を低速にて移動させることが好ましい。これにより、当該移動中の各位置における自己位置推定の精度を向上できるので、第1ローカルマップM21を、第1位置P1の周囲の状態をより的確に反映した状態で、適切に補強できる。
However, the movement of the moving body 1 in step S41 is a regular movement (for example, either increasing or decreasing the change in the distance from the current installation position and the posture of the moving body 1), rather than a random movement. Only one of them). This makes it easier to combine the local maps M2 acquired during the movement, so that the first local map M21 can be easily reinforced.
Further, it is preferable to move the moving body 1 at a low speed. Thereby, the accuracy of the self-position estimation at each position during the movement can be improved, so that the first local map M21 can be appropriately reinforced in a state in which the state around the first position P1 is more accurately reflected.

なお、ステップS41における移動体1の移動は、ユーザの操作により実行されてもよいし、制御部103の制御により自律的に実行されてもよい。   The movement of the moving body 1 in step S41 may be executed by a user operation, or may be executed autonomously under the control of the control unit 103.

上記の移動体1の移動中、ステップS42において、制御部103は、所定の周期にて現在の自己位置におけるローカルマップM2を取得する。
その後、ステップS43において、上記ローカルマップM2を取得したときの自己位置を推定する。
During the movement of the moving body 1, in step S42, the control unit 103 acquires the local map M2 at the current self-position at a predetermined cycle.
Then, in step S43, the self-position at the time when the local map M2 is obtained is estimated.

ステップS43にて実行される自己位置推定は、例えば、前回推定された自己位置から今回の自己位置まで移動したときの車輪123a、123bの回転量に基づいて移動距離を算出し、前回の自己位置から今回の自己位置まで移動したときの姿勢(移動方向)を考慮して、前回の自己位置に上記移動距離を加算することにより算出できる。移動体1の姿勢変化は、2つの車輪123a、123bの回転量の差分に基づいて算出できる(デッドレコニング)。
その他、例えば、前回の自己位置にて取得したローカルマップM2と今回の自己位置にて取得したローカルマップM2とのずれ量に基づいて移動距離を算出し、前回の自己位置から今回の自己位置まで移動したときの姿勢変化を考慮して、前回の自己位置に上記移動距離を加算することにより算出してもよい。この場合、移動体1の姿勢変化は、例えば、一方のローカルマップを他方のローカルマップに一致させるときの、当該一方のローカルマップの回転角度に基づいて算出できる。
The self-position estimation performed in step S43 is performed, for example, by calculating a moving distance based on the amount of rotation of the wheels 123a and 123b when moving from the self-position estimated last time to the current self-position. In consideration of the posture (moving direction) when the robot has moved from the current position to the current position, the distance can be calculated by adding the moving distance to the previous position. The posture change of the moving body 1 can be calculated based on the difference between the rotation amounts of the two wheels 123a and 123b (dead reckoning).
In addition, for example, the moving distance is calculated based on the amount of deviation between the local map M2 acquired at the previous self-position and the local map M2 acquired at the current self-position, and from the previous self-position to the current self-position. The calculation may be performed by adding the moving distance to the previous self-position in consideration of a change in the posture when moving. In this case, the posture change of the moving body 1 can be calculated based on, for example, the rotation angle of the one local map when matching one local map with the other local map.

さらに、ローカルマップM2と環境地図とのマップマッチングにより自己位置及び移動体1の姿勢を推定してもよい。この場合の環境地図は、環境地図M1全体でもよいし、ローカルマップM2の補強のための環境地図、すなわち、環境地図M1のうちの第1位置P1を含む所定範囲の地図情報(環境地図M1の一部)であってもよい。   Further, the self-position and the posture of the mobile unit 1 may be estimated by map matching between the local map M2 and the environment map. In this case, the environment map may be the entire environment map M1 or an environment map for reinforcing the local map M2, that is, map information of a predetermined range including the first position P1 of the environment map M1 (of the environment map M1). Part).

また、前回取得したローカルマップM2を、車輪123a、123bの回転量に基づいて算出した移動距離だけ移動させ、当該移動後のローカルマップM2と今回取得したローカルマップM2とのマップマッチングにより自己位置及び移動体1の姿勢を推定してもよい。   Further, the previously acquired local map M2 is moved by the moving distance calculated based on the rotation amounts of the wheels 123a and 123b, and the self-position and the self-position are determined by map matching between the moved local map M2 and the currently acquired local map M2. The posture of the moving body 1 may be estimated.

上記のステップS42及びステップS43は、ステップS41における移動体1の移動を終了するまで(ステップS44で「No」)、所定の周期にて繰り返し実行される。
これにより、移動体1の移動の開始から終了までに、異なる自己位置で取得した複数のローカルマップM2を取得できる。
Steps S42 and S43 described above are repeatedly executed at a predetermined cycle until the movement of the mobile unit 1 in step S41 ends (“No” in step S44).
As a result, a plurality of local maps M2 acquired at different self-positions can be acquired from the start to the end of the movement of the moving body 1.

上記複数のローカルマップM2を取得後、制御部103は、ステップS45において、第1ローカルマップM21と第1位置P1の周囲の異なる自己位置で取得した複数のローカルマップM2とを合体する。
第1位置P1とは異なる位置でローカルマップM2を取得すると、第1位置P1では取得できなかった(第1ローカルマップM21には含まれない)座標点を取得できる。従って、第1ローカルマップM21と異なる自己位置で取得した複数のローカルマップM2とを合体することで、第1ローカルマップM21に含まれる座標点数を増加させて、第1ローカルマップM21の範囲を拡大できる。
After acquiring the plurality of local maps M2, in step S45, the control unit 103 combines the first local map M21 with the plurality of local maps M2 acquired at different self-positions around the first position P1.
When the local map M2 is acquired at a position different from the first position P1, coordinate points that cannot be acquired at the first position P1 (not included in the first local map M21) can be acquired. Therefore, by combining the first local map M21 and a plurality of local maps M2 acquired at different self-positions, the number of coordinate points included in the first local map M21 is increased, and the range of the first local map M21 is expanded. it can.

上記のようにして十分な数の座標点を有する第1ローカルマップM21を取得後、ステップS304において、環境地図M1及び走行スケジュールTSが生成される。
ステップS304における環境地図M1及び走行スケジュールTSの生成動作については、後ほど詳しく説明する。
After obtaining the first local map M21 having a sufficient number of coordinate points as described above, in step S304, the environment map M1 and the travel schedule TS are generated.
The operation of generating the environment map M1 and the travel schedule TS in step S304 will be described later in detail.

環境地図M1及び走行スケジュールTSを生成後、ステップS305において、制御部103は、上記の第1ローカルマップM21の取得方法と同様の方法にて、第2位置P2におけるローカルマップM2を、第2ローカルマップM22として取得し、記憶部101に記憶する。
上記にて得られる第2ローカルマップM22は、第2位置P2を原点とし、移動体1(第2位置P2)を中心とした所定の範囲に存在する物体の存在位置を表す座標点の集合体である。
After generating the environment map M1 and the traveling schedule TS, in step S305, the control unit 103 converts the local map M2 at the second position P2 into the second local map M2 in the same manner as the method of acquiring the first local map M21. It is acquired as the map M22 and stored in the storage unit 101.
The second local map M22 obtained as described above is a set of coordinate points representing the location of an object existing within a predetermined range around the moving body 1 (the second location P2) with the second location P2 as the origin. It is.

第2ローカルマップM22を取得後、ステップS306において、制御部103は、第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数が、第2閾値より小であるか否かを判定する。
第2ローカルマップM22の座標点の数が第2閾値よりも小さい場合(ステップS306で「Yes」)、制御部103は、ステップS307において、上記のステップS41〜S45を、移動体1を第2位置P2の近傍領域で移動させて第2ローカルマップM22に対して実行して、第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数を増加させる。これにより、第2ローカルマップM22の範囲を拡大できる。
After acquiring the second local map M22, in step S306, the control unit 103 determines whether the number of coordinate points included in the second local map M22 is smaller than a second threshold.
When the number of coordinate points in the second local map M22 is smaller than the second threshold (“Yes” in step S306), the control unit 103 performs the above steps S41 to S45 in step S307 and The movement is performed on the second local map M22 by moving in the vicinity area of the position P2 to increase the number of coordinate points included in the second local map M22. Thereby, the range of the second local map M22 can be expanded.

一方、ステップS305にて取得した第2ローカルマップM22の座標点の数が第2閾値以上であるか(ステップS306で「No」)、又は、ステップS307において第2ローカルマップM22の座標点の数を増加後、制御部103は、ステップS308において、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22とが十分に一致しているか否かを判定する。   On the other hand, whether the number of coordinate points of the second local map M22 acquired in step S305 is equal to or greater than the second threshold (“No” in step S306), or the number of coordinate points in the second local map M22 in step S307 Is increased, the control unit 103 determines in step S308 whether the first local map M21 and the second local map M22 sufficiently match.

ここで、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22との一致度を判定する理由について説明する。
第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22の座標点の数が第2閾値以上であっても、第1ローカルマップM21の形状と第2ローカルマップM22の形状との間に大きな差異があると、第2ローカルマップM22に含まれる座標点と第1ローカルマップM21に含まれる座標点とが対応する確率が低くなる。その結果、当該2つのローカルマップのマッチングにより、第1位置P1と第2位置P2の相対的な位置関係を精度よく算出することができなくなる。
従って、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22との一致度を判定して、一致度が低い場合には第2ローカルマップM22をさらに補強することで、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を向上できる。その結果、第1位置P1と第2位置P2の相対的な位置関係をより精度よく算出できる。
また、近い位置で取得された2つのローカルマップM2の形状の一致度と、当該2つのローカルマップM2のそれぞれに含まれる座標点数の一致度との間には相関があることが判明している。
Here, the reason for determining the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 will be described.
Even if the number of coordinate points of the first local map M21 and the second local map M22 is equal to or larger than the second threshold, if there is a large difference between the shape of the first local map M21 and the shape of the second local map M22. The probability that the coordinate points included in the second local map M22 correspond to the coordinate points included in the first local map M21 is reduced. As a result, it becomes impossible to accurately calculate the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 by matching the two local maps.
Therefore, the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is determined, and when the degree of coincidence is low, the second local map M22 is further reinforced to further enhance the first local map M21 and the second local map M22. The degree of coincidence of the map M22 can be improved. As a result, the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 can be calculated more accurately.
Further, it has been found that there is a correlation between the degree of matching between the shapes of the two local maps M2 acquired at close positions and the degree of matching of the number of coordinate points included in each of the two local maps M2. .

従って、本実施形態では、ステップS308において、制御部103は、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数と第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数との差分(第1差分と呼ぶ)の絶対値が第1閾値より大きいか否かを判定することで、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が高いか否かを判定する。
第1差分の絶対値が第1閾値以下である場合(ステップS308で「No」)、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が十分に高いと判定され、手動モードの実行プロセスは、ステップS310に進む。すなわち、環境地図M1及び走行スケジュールTSの補正が開始される。
Therefore, in the present embodiment, in step S308, the control unit 103 determines the difference between the number of coordinate points included in the first local map M21 and the number of coordinate points included in the second local map M22 (referred to as a first difference). By determining whether or not the absolute value of the first local map M21 is greater than the first threshold value, it is determined whether or not the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is high.
When the absolute value of the first difference is equal to or smaller than the first threshold ("No" in step S308), it is determined that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is sufficiently high, and the execution process in the manual mode is performed. Proceeds to step S310. That is, correction of the environment map M1 and the travel schedule TS is started.

その一方、第1差分の絶対値が第1閾値よりも大きい場合(ステップS308で「Yes」)、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が低いと判定され、制御部103は、ステップS309において、上記のステップS41〜S45を、移動体1を第2位置P2の近傍領域で移動させて第2ローカルマップM22に対してさらに実行して、第2ローカルマップM22をさらに補強する。
なお、先のステップS307において第2ローカルマップM22の座標点の数を増加する処理が実行されている場合には、ステップS309における移動体1の移動範囲を、ステップS307における移動範囲とは異ならせてもよい。例えば、ステップS309における移動体1の移動範囲を、ステップS307における移動範囲よりも拡張してもよい。
これにより、ステップS307にて補強後の第2ローカルマップM22に含まれていない座標点を、ステップS309において第2ローカルマップM22にさらに含めることで、第2ローカルマップM22の範囲をさらに拡大できる。その結果、第1ローカルマップM21とステップS309の補強後の第2ローカルマップM22との一致度をさらに向上できる。
On the other hand, when the absolute value of the first difference is larger than the first threshold (“Yes” in step S308), it is determined that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is low, and the control unit 103 In step S309, the above-described steps S41 to S45 are further performed on the second local map M22 by moving the moving body 1 in the area near the second position P2 to further reinforce the second local map M22. .
If the process of increasing the number of coordinate points in the second local map M22 has been performed in step S307, the moving range of the moving object 1 in step S309 is different from the moving range in step S307. You may. For example, the moving range of the moving body 1 in step S309 may be extended more than the moving range in step S307.
Thereby, the range of the second local map M22 can be further expanded by further including the coordinate points not included in the second local map M22 reinforced in step S307 in the second local map M22 in step S309. As a result, the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 reinforced in step S309 can be further improved.

上記のステップS301〜S309を実行して、第1ローカルマップM21、第2ローカルマップM22、環境地図M1、及び走行スケジュールTSを取得し、必要に応じて第1ローカルマップM21及び/又は第2ローカルマップM22を補強後、制御部103は、ステップS310において、ステップS304で取得した環境地図M1及び走行スケジュールTSを補正する。
具体的には、以下のようにして、環境地図M1及び走行スケジュールTSが補正される。
The above steps S301 to S309 are executed to obtain the first local map M21, the second local map M22, the environment map M1, and the travel schedule TS, and, if necessary, the first local map M21 and / or the second local map M21. After reinforcing the map M22, in step S310, the control unit 103 corrects the environment map M1 and the traveling schedule TS acquired in step S304.
Specifically, the environment map M1 and the travel schedule TS are corrected as described below.

まず、制御部103は、実際の移動経路R1に対する走行スケジュールTSのずれ量である推定歪み量を算出する。
具体的には、第1位置P1と第2位置P2との相対的な位置関係を表す第1位置関係と、走行スケジュールTSにおける第1位置P1に対応する推定通過点(後述)(第1推定通過点と呼ぶ)と第2位置P2に対応する推定通過点(第2推定通過点と呼ぶ)との相対的な位置関係を表す第2位置関係と、の相対位置関係に基づいて、推定歪み量を算出する。
First, the control unit 103 calculates an estimated distortion amount that is a deviation amount of the travel schedule TS from the actual travel route R1.
Specifically, a first positional relationship representing a relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2, and an estimated passing point (described later) corresponding to the first position P1 in the travel schedule TS (first estimated) The estimated distortion is determined based on the relative positional relationship between a second passing relationship (referred to as a passing point) and an estimated passing point (referred to as a second estimated passing point) corresponding to the second position P2. Calculate the amount.

第1位置関係は、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22の一方のマップに対する他方のマップの移動量を、マップマッチングの手法を用いて算出することで算出できる。
具体的には、例えば、第1ローカルマップM21において物体の存在が示されている座標点の頻度を表すヒストグラムと、第2ローカルマップM22において物体の存在が示されている座標点の頻度を表すヒストグラムと、が一致したときのいずれかのヒストグラムの移動量を、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22のずれ量として算出できる(ヒストグラムマッチング法)。
The first positional relationship can be calculated by calculating the amount of movement of one of the first local map M21 and the second local map M22 with respect to the other using a map matching technique.
Specifically, for example, a histogram indicating the frequency of the coordinate points indicating the presence of the object in the first local map M21 and a frequency indicating the frequency of the coordinate points indicating the presence of the object in the second local map M22 are shown. The amount of movement of one of the histograms when the histogram and the histogram match can be calculated as the amount of deviation between the first local map M21 and the second local map M22 (histogram matching method).

その他、第1ローカルマップM21に含まれる各座標点と、第2ローカルマップM22に含まれる対応する座標点との間の距離を最小とするようにいずれかのローカルマップを移動したときの移動量を、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22のずれ量として算出できる(Iterative Closest Point法、ICP法)。
さらに、上記のヒストグラムマッチング法とICP法とを組み合わせて、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22とを一致させるような、いずれかのローカルマップの移動量を、上記のずれ量として算出できる。
In addition, the movement amount when any one of the local maps is moved so as to minimize the distance between each coordinate point included in the first local map M21 and the corresponding coordinate point included in the second local map M22. Can be calculated as the amount of deviation between the first local map M21 and the second local map M22 (Iterative Closest Point method, ICP method).
Furthermore, by combining the above-described histogram matching method and the ICP method, the movement amount of any one of the local maps that matches the first local map M21 with the second local map M22 can be calculated as the above-mentioned deviation amount. .

次に、制御部103は、例えば、走行スケジュールTSにおいて最初に記録されている推定通過点である第1推定通過点と、最後に記録されている推定通過点である第2推定通過点との差を、第2位置関係として算出する。   Next, the control unit 103 determines, for example, a first estimated pass point that is an estimated pass point recorded first in the travel schedule TS and a second estimated pass point that is an estimated pass point recorded last. The difference is calculated as a second positional relationship.

その後、制御部103は、上記の第1位置関係と第2位置関係との相対位置関係に基づいて推定歪み量を算出する。本実施形態では、上記の第1位置関係と第2位置関係との差を推定歪み量として算出する。
推定歪み量の算出方法の他の実施形態として、例えば、第1位置関係と第2位置関係との差に適宜変更可能な係数を乗じて推定歪み量としてもよい。これにより、走行スケジュールTS及び環境地図M1の補正の強弱の度合いをユーザが任意に指定できる。
Thereafter, the control unit 103 calculates an estimated distortion amount based on the relative positional relationship between the first positional relationship and the second positional relationship. In the present embodiment, the difference between the first positional relationship and the second positional relationship is calculated as the estimated distortion amount.
As another embodiment of the method for calculating the estimated distortion amount, for example, the difference between the first positional relationship and the second positional relationship may be multiplied by an appropriately changeable coefficient to obtain the estimated distortion amount. Thus, the user can arbitrarily designate the degree of correction of the travel schedule TS and the environment map M1.

推定歪み量を算出後、制御部103は、例えば、Graph SLAMを用いて、算出された推定歪み量を走行スケジュールTSの全体に分配することにより、走行スケジュールTSを補正する。
特に教示移動の終盤において大きくなっている走行スケジュールTSの歪みを、走行スケジュールTSの全体に分散させることにより、走行スケジュールTSを実際の移動経路R1に近づけることができる。
After calculating the estimated distortion amount, the control unit 103 corrects the travel schedule TS by distributing the calculated estimated distortion amount to the entire travel schedule TS using, for example, Graph SLAM.
In particular, by dispersing the distortion of the traveling schedule TS that has increased at the end of the teaching movement over the entire traveling schedule TS, the traveling schedule TS can be made closer to the actual traveling route R1.

走行スケジュールTSを補正後、制御部103は、例えば、補正後の走行スケジュールTSに含まれる補正後の各推定通過点に、対応する通過点において取得したローカルマップM2を配置し、当該各推定通過点に配置されたローカルマップM2を当該各推定通過点における(補正後の)推定姿勢に対応する角度だけ回転させ、これら推定通過点上のローカルマップM2を合体することで、環境地図M1を補正する。   After correcting the travel schedule TS, for example, the control unit 103 arranges the local map M2 acquired at the corresponding pass point at each of the corrected estimated pass points included in the corrected travel schedule TS, and The environment map M1 is corrected by rotating the local map M2 placed at the point by an angle corresponding to the (corrected) estimated posture at each of the estimated passing points and combining the local maps M2 on these estimated passing points. I do.

上記のように、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22とのずれ量に基づいて、第1位置P1と第2位置P2との相対的な位置関係を算出することにより、第1位置P1と同一である位置に移動体1を移動させることなく、走行スケジュールTSの本来の第1位置P1(移動開始位置)と第2位置P2(移動終了位置)とを確定できる。
その結果、走行スケジュールTSの移動開始位置(第1位置P1)と移動終了位置(第2位置)とを確定した上で実行する必要がある走行スケジュールTSの補正を、例えば、第1位置P1と第2位置P2とを同一とするといった熟練を必要とする教示移動をユーザ又は移動体1にさせることなく実行できる。
また、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22を必要に応じて補強することにより、第1位置P1と第2位置P2との相対的な位置関係をより精度よく算出できる。その結果、走行スケジュールTS及び環境地図M1の補正をより適切に実行できる。
As described above, the first position P1 is calculated by calculating the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 based on the amount of deviation between the first local map M21 and the second local map M22. The original first position P1 (movement start position) and the second position P2 (movement end position) of the travel schedule TS can be determined without moving the moving body 1 to the same position as the above.
As a result, the travel schedule TS that needs to be executed after the movement start position (first position P1) and the movement end position (second position) of the travel schedule TS are determined is, for example, corrected to the first position P1. The teaching movement requiring skill, such as making the second position P2 the same, can be executed without the user or the moving body 1.
Further, by reinforcing the first local map M21 and the second local map M22 as necessary, the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 can be calculated more accurately. As a result, the travel schedule TS and the environment map M1 can be corrected more appropriately.

(4−3)環境地図及び走行スケジュールの生成動作
以下、図6を用いて、上記にて説明した手動モードにおいて実行される、環境地図M1及び走行スケジュールTSの生成動作を説明する。図6は、環境地図及び走行スケジュールの生成動作を示すフローチャートである。
まず、ステップS51において、上記の操作装置によるユーザの操作により、移動体1を、移動経路R1の移動開始位置(第1位置P1)から移動終了位置(第2位置P2)まで移動させる。上記ユーザの操作に基づいて移動体1を移動させることを「教示移動」と呼ぶことにする。
(4-3) Generation Operation of Environment Map and Travel Schedule Hereinafter, the generation operation of the environment map M1 and the travel schedule TS, which is executed in the manual mode described above, will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing an operation for generating an environment map and a travel schedule.
First, in step S51, the moving body 1 is moved from the movement start position (the first position P1) to the movement end position (the second position P2) of the movement route R1 by the user's operation using the operation device described above. Moving the moving body 1 based on the operation of the user is referred to as “teaching movement”.

教示移動中に、制御部103は、ステップS52において、所定の時間毎(例えば、移動体1の制御周期毎)に、ローカルマップM2を取得する。
これにより、移動体1が移動経路R1を移動中の所定の時間毎、すなわち、移動経路R1上の移動体1が通過した複数の通過点のそれぞれにおいて、ローカルマップM2が取得される。
なお、第1位置P1におけるローカルマップM2として、上記の第1ローカルマップM21を使用してもよい。また、第2位置P2におけるローカルマップM2として、上記の第2ローカルマップM22を使用してもよい。
During the teaching movement, in step S52, the control unit 103 acquires the local map M2 at predetermined time intervals (for example, at every control cycle of the moving object 1).
Thereby, the local map M2 is acquired at every predetermined time during which the moving body 1 is moving on the moving route R1, that is, at each of a plurality of passing points on the moving route R1 where the moving body 1 has passed.
Note that the first local map M21 described above may be used as the local map M2 at the first position P1. Further, the above-described second local map M22 may be used as the local map M2 at the second position P2.

ローカルマップM2を取得後、制御部103は、ステップS53において、移動環境MEにおける移動体1の現在の自己位置及び/又は姿勢を、それぞれ、推定通過点及び/又は推定姿勢として推定する。推定通過点及び/又は推定姿勢の推定は、具体的には、以下のようにして実行される。なお、自律モードにおいて移動体1が自律的に移動する際にも、自律走行制御装置300が以下の自己位置推定を実行する。   After acquiring the local map M2, in step S53, the control unit 103 estimates the current own position and / or posture of the moving object 1 in the moving environment ME as an estimated passage point and / or estimated posture, respectively. The estimation of the estimated passing point and / or the estimated attitude is specifically performed as follows. In addition, even when the moving body 1 moves autonomously in the autonomous mode, the autonomous traveling control device 300 executes the following self-position estimation.

制御部103は、まず、エンコーダ125a、125bから取得した車輪123a、123bの回転量に基づいて、前回の自己位置から今回の自己位置までの移動距離を算出する。次に、移動体1の移動方向(姿勢)を考慮して、前回推定された自己位置に上記の移動距離を加算することにより、今回の自己位置を算出(推定)する。当該算出された自己位置に対応する環境地図M1上の位置に、ステップS52にて取得したローカルマップM2を配置する。   The control unit 103 first calculates the moving distance from the previous self-position to the current self-position based on the rotation amounts of the wheels 123a and 123b acquired from the encoders 125a and 125b. Next, in consideration of the moving direction (posture) of the moving body 1, the present self position is calculated (estimated) by adding the above moving distance to the self position previously estimated. The local map M2 acquired in step S52 is arranged at a position on the environment map M1 corresponding to the calculated self-position.

次に、制御部103は、当該位置において、ローカルマップM2を車輪123a、123bの回転量に基づいて算出された姿勢(角度)だけ回転して、環境地図M1とローカルマップM2とのマップマッチングを行う。
このとき、車輪123a、123bの回転量に基づいて推定された位置及び/又は姿勢の推定誤差を考慮して、ローカルマップM2を環境地図M1上に配置するときの配置位置や回転角度に幅を持たせる。具体的には、車輪123a、123bの回転量に基づいて推定された位置及び/又は姿勢を中心とした所定の範囲内の環境地図M1上の複数の位置にローカルマップM2を配置し、当該複数の位置のそれぞれにおいて、所定の回転角度範囲内にてローカルマップM2を回転する。
Next, at this position, the control unit 103 rotates the local map M2 by the posture (angle) calculated based on the rotation amounts of the wheels 123a and 123b, and performs map matching between the environment map M1 and the local map M2. Do.
At this time, in consideration of the position and / or posture estimation error estimated based on the rotation amounts of the wheels 123a and 123b, the width is set to the arrangement position and the rotation angle when the local map M2 is arranged on the environment map M1. To have. Specifically, the local map M2 is arranged at a plurality of positions on the environment map M1 within a predetermined range centered on the position and / or the posture estimated based on the rotation amounts of the wheels 123a and 123b, and In each of the positions, the local map M2 is rotated within a predetermined rotation angle range.

その後、制御部103は、上記の複数の配置位置及び複数の回転角度のうち、ローカルマップM2が環境地図M1と最も一致する配置位置及び回転角度を、それぞれ、自己位置及び姿勢と推定する。このようなマップマッチングによる自己位置及び/姿勢の推定は、例えば、「尤度計算」により実行できる。   After that, the control unit 103 estimates, from the plurality of arrangement positions and the plurality of rotation angles, the arrangement position and the rotation angle at which the local map M2 most closely matches the environment map M1 as the own position and the posture, respectively. The estimation of the self-position and / or posture by such map matching can be performed by, for example, “likelihood calculation”.

現在の推定通過点及び/又は推定姿勢を推定後、制御部103は、ステップS54において、環境地図M1を生成し、記憶部101に記憶する。
具体的には、これまでに生成されている環境地図M1上の現在の推定通過点に対応する位置(座標)に、ステップS52において取得したローカルマップM2を配置する。その後、当該環境地図M1上の位置において、推定姿勢に対応する角度にて上記のローカルマップM2を回転する。
これにより、これまでに生成された環境地図M1に、ステップS52にて取得したローカルマップM2を合体して、新たな環境地図M1を生成できる。
なお、ローカルマップM2の環境地図M1上における配置及び回転は、それぞれ、環境地図M1を定義した座標平面(X−Y座標系)にて座標を平行移動及び回転する行列計算を、取得したローカルマップM2に対して実行することにより実現できる。
After estimating the current estimated passing point and / or estimated posture, the control unit 103 generates an environment map M1 in step S54 and stores the generated environment map M1 in the storage unit 101.
Specifically, the local map M2 acquired in step S52 is arranged at a position (coordinate) corresponding to the current estimated passing point on the environment map M1 that has been generated so far. Thereafter, the local map M2 is rotated at an angle corresponding to the estimated attitude at the position on the environment map M1.
As a result, a new environment map M1 can be generated by combining the local map M2 acquired in step S52 with the environment map M1 generated so far.
Note that the arrangement and rotation of the local map M2 on the environment map M1 are based on a matrix calculation for translating and rotating coordinates on a coordinate plane (XY coordinate system) defining the environment map M1, respectively. This can be realized by executing the process on M2.

新たな環境地図M1を生成後、制御部103は、ステップS55において、走行スケジュールTSを生成する。
具体的には、これまでに推定された推定通過点及び/又は推定姿勢が記録された走行スケジュールTSに、ステップS53にて推定された現在の推定通過点及び/又は推定姿勢を追加記録して、新たな走行スケジュールTSを生成する。
なお、走行スケジュールTSに現在の推定通過点及び/又は推定姿勢を記憶する際に、現在の推定通過点及び/又は推定姿勢の推定に用いたローカルマップM2を取得した時刻や、現在の通過点における移動体1の速度(操作装置による操作量)などを記憶してもよい。走行スケジュールTSにこれらの情報を記憶することにより、例えば、走行制御装置500は、モータ121a、121bを走行スケジュールTSに従って制御しやすくなる。
After generating the new environment map M1, the control unit 103 generates a travel schedule TS in step S55.
Specifically, the current estimated pass point and / or estimated attitude estimated in step S53 is additionally recorded in the travel schedule TS in which the estimated estimated pass points and / or estimated attitudes are recorded. , A new travel schedule TS is generated.
When the current estimated passing point and / or the estimated attitude is stored in the travel schedule TS, the time at which the local map M2 used for the estimation of the current estimated passing point and / or the estimated attitude is obtained, or the current passing point is obtained. , The speed of the moving body 1 (the amount of operation by the operation device) may be stored. By storing these pieces of information in the travel schedule TS, for example, the travel control device 500 can easily control the motors 121a and 121b according to the travel schedule TS.

新たな走行スケジュールTSを生成後、制御部103は、ステップS56において、環境地図M1及び走行スケジュールTSの生成を終了するか否かを判定する。
例えば、ユーザが操作装置などを用いて教示移動の終了を指示していない場合(ステップS56で「No」)、環境地図M1及び走行スケジュールTSの生成を継続すると判定し、制御部103は、上記ステップS51〜S55を再度実行する。
一方、例えば、ユーザが操作装置などを用いて教示移動の終了を指示した場合(ステップS56で「Yes」)、制御部103は、環境地図M1及び走行スケジュールTSの生成を終了する。
After generating the new travel schedule TS, the control unit 103 determines in step S56 whether to end the generation of the environment map M1 and the travel schedule TS.
For example, when the user has not instructed the end of the teaching movement using the operation device or the like ("No" in step S56), the control unit 103 determines that the generation of the environment map M1 and the travel schedule TS is to be continued, and Steps S51 to S55 are executed again.
On the other hand, for example, when the user instructs the end of the teaching movement using the operation device or the like (“Yes” in step S56), the control unit 103 ends the generation of the environment map M1 and the travel schedule TS.

(5)動作例
以下、上記の処理を実行することによる移動体1の動作例を説明する。
以下では、図7に示すような移動環境MEにおいて、同じ図に示す環状の移動経路R1を移動体1に教示する場合の動作を例にとる。すなわち、移動経路R1の移動開始位置である第1位置P1と、移動終了位置である第2位置P2とは、比較的近い位置にある。図7は、移動体の動作例を示す図である。
移動経路R1の教示を開始すると、上記のステップS301が実行され、移動開始位置(第1位置P1)において第1ローカルマップM21が取得される。本動作例では、図8の実線で示すような第1ローカルマップM21が取得されたとする。図8は、第1ローカルマップの一例を示す図である。
第1ローカルマップM21の取得後、ステップS302が実行され、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数が計数される。当該計数の結果、第1ローカルマップM21の座標点の数が第2閾値よりも小さければ、ステップS41〜S45が実行され、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数を増加する処理(補強処理)が実行される。
(5) Operation Example Hereinafter, an operation example of the moving object 1 by executing the above processing will be described.
In the following, an example will be described of an operation in the case where the moving body 1 is taught the annular moving route R1 shown in the same figure in the moving environment ME as shown in FIG. That is, the first position P1 that is the movement start position of the movement route R1 and the second position P2 that is the movement end position are relatively close. FIG. 7 is a diagram illustrating an operation example of the moving object.
When the teaching of the movement route R1 is started, the above-described step S301 is executed, and the first local map M21 is obtained at the movement start position (first position P1). In this operation example, it is assumed that the first local map M21 as indicated by the solid line in FIG. 8 has been obtained. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the first local map.
After acquiring the first local map M21, step S302 is executed, and the number of coordinate points included in the first local map M21 is counted. As a result of the counting, if the number of coordinate points of the first local map M21 is smaller than the second threshold, steps S41 to S45 are executed, and the process of increasing the number of coordinate points included in the first local map M21 (reinforcement) Process) is executed.

第1ローカルマップM21の補強処理では、図9に示すように、例えば、近傍領域を移動体1が移動しながら、所定の周期でローカルマップM2を取得し、第1ローカルマップM21と取得したローカルマップM2とを合体することで、補強後の第1ローカルマップM21が生成される。
図9は、第1ローカルマップの補強処理を模式的に示す図である。
In the reinforcement processing of the first local map M21, as shown in FIG. 9, for example, while the moving body 1 moves in the vicinity area, the local map M2 is acquired at a predetermined cycle, and the acquired local map M21 and the acquired local map M21 are acquired. By combining the map M2, a first local map M21 after reinforcement is generated.
FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a process of reinforcing the first local map.

図9に示す例では、近傍領域は、第1位置P1を起点及び終点とする周回経路R2にて囲まれる領域である。すなわち、移動体1は、周回経路R2を移動する。
図9に示す第1ローカルマップM21において、太点線にて示すローカルマップが元の第1ローカルマップM21である。一方、太実線にて示すローカルマップM2が補強により追加されたローカルマップM2である。
上記補強処理により、図9に示すように、元の第1ローカルマップM21に新たなローカルマップ(座標点)が追加され、範囲が拡大した第1ローカルマップM21が生成される。
In the example illustrated in FIG. 9, the neighboring area is an area surrounded by the orbital route R2 having the first position P1 as a start point and an end point. That is, the moving body 1 moves on the orbit route R2.
In the first local map M21 shown in FIG. 9, the local map shown by the thick dotted line is the original first local map M21. On the other hand, a local map M2 indicated by a thick solid line is a local map M2 added by reinforcement.
By the above-described reinforcement processing, as shown in FIG. 9, a new local map (coordinate point) is added to the original first local map M21, and the first local map M21 having an enlarged range is generated.

第1ローカルマップM21を取得後、ステップS51〜S56が実行され、移動体1が移動経路R1を移動開始位置(第1位置P1)から移動終了位置(第2位置P2)まで移動する間に、環境地図M1及び走行スケジュールTSが生成される。
移動経路R1を移動終了位置(第2位置P2)まで移動することにより生成される走行スケジュールTSは、図10に示すような、推定通過点の集合として生成される。図10は、補正前の走行スケジュールの一例を示す図である。
図10に示すように、この段階で生成される走行スケジュールTSは、推定通過点が移動終了位置(第2位置P2)に近づくほど、実際の移動経路R1から離れていく。これは、移動経路取得装置100にて推定通過点を推定する毎に推定誤差が生じ、教示移動が進むに従ってその誤差が累積されるためである。
After acquiring the first local map M21, steps S51 to S56 are executed, and while the moving body 1 moves along the movement route R1 from the movement start position (first position P1) to the movement end position (second position P2), An environment map M1 and a travel schedule TS are generated.
The travel schedule TS generated by moving the movement route R1 to the movement end position (the second position P2) is generated as a set of estimated passing points as shown in FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a travel schedule before correction.
As shown in FIG. 10, the traveling schedule TS generated at this stage moves away from the actual traveling route R1 as the estimated passing point approaches the movement end position (second position P2). This is because an estimation error occurs each time the estimated estimating point is estimated by the movement route acquisition device 100, and the error is accumulated as the teaching movement progresses.

上記のように走行スケジュールTSが実際の移動経路R1からずれる結果、走行スケジュールTSの各推定通過点に対応するローカルマップM2を配置することで生成される環境地図M1も、図11に示すように、実際の移動環境MEとは異なるものとなる。図11は、補正前の環境地図の一例を示す図である。図11に示すように、生成直後の環境地図M1は、その始端と終端とが接続されていない。   As a result of the travel schedule TS deviating from the actual travel route R1 as described above, the environment map M1 generated by arranging the local map M2 corresponding to each estimated pass point of the travel schedule TS is also shown in FIG. Is different from the actual moving environment ME. FIG. 11 is a diagram illustrating an example of the environment map before correction. As shown in FIG. 11, the start and end of the environment map M1 immediately after generation are not connected.

環境地図M1及び走行スケジュールTSを生成後、ステップS305が実行され、第2位置P2において、図12に示すような第2ローカルマップM22が取得される。図12は、第2ローカルマップの一例である。
その後、第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数が計数される。当該計数の結果、第2ローカルマップM22の座標点の数が第2閾値よりも小さければ、ステップS41〜S45が実行され、第2ローカルマップM22の補強処理が実行される。
さらに、ステップS308において、第1ローカルマップM21に含まれる座標点の数と第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数との第1差分の絶対値が算出される。第1差分の絶対値が第1閾値より大きい場合には、さらに、ステップS41〜S45が実行され、第2ローカルマップM22のさらなる補強処理が実行される。
After generating the environment map M1 and the travel schedule TS, step S305 is executed, and a second local map M22 as shown in FIG. 12 is obtained at the second position P2. FIG. 12 is an example of the second local map.
After that, the number of coordinate points included in the second local map M22 is counted. As a result of the counting, if the number of coordinate points of the second local map M22 is smaller than the second threshold, steps S41 to S45 are executed, and the reinforcement processing of the second local map M22 is executed.
Further, in step S308, the absolute value of the first difference between the number of coordinate points included in the first local map M21 and the number of coordinate points included in the second local map M22 is calculated. When the absolute value of the first difference is larger than the first threshold, steps S41 to S45 are further executed, and further reinforcement processing of the second local map M22 is executed.

第2ローカルマップM22の補強処理は、例えば、近傍領域を移動体1に移動させながら、所定の周期でローカルマップM2を取得し、第1ローカルマップM21と取得したローカルマップM2とを合体することで、図13に示すような、補強後の第2ローカルマップM22が生成される。図13は、第2ローカルマップの補強処理を模式的に示す図である。
図13に示す例では、近傍領域は、第2位置P2を起点及び終点とする周回経路R3である。すなわち、移動体1は、周回経路R3を移動する。
上記補強処理により、図13に示すように、元の第2ローカルマップM22に新たなローカルマップが追加され、範囲が拡大した第2ローカルマップM22が生成される。
The reinforcement processing of the second local map M22 includes, for example, acquiring the local map M2 at a predetermined cycle while moving the nearby area to the moving body 1, and combining the first local map M21 with the acquired local map M2. Thus, a second local map M22 after reinforcement as shown in FIG. 13 is generated. FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a process of reinforcing the second local map.
In the example illustrated in FIG. 13, the neighboring area is the orbital route R3 having the second position P2 as a start point and an end point. That is, the moving body 1 moves on the orbit route R3.
As a result of the above-described reinforcement processing, as shown in FIG. 13, a new local map is added to the original second local map M22, and a second local map M22 having an enlarged range is generated.

その後、ステップS310が実行され、(補強した)第1ローカルマップM21及び(補強した)第2ローカルマップM22に基づいて、上記にて説明したようにして、環境地図M1及び走行スケジュールTSが補正される。
走行スケジュールTSの補正の結果、図14に示すように、走行スケジュールTSの各推定通過点が移動経路R1上に配置されるようになる。特に、移動経路R1の第2位置P2と、走行スケジュールTSの最後の推定通過点がほぼ一致する。図14は、補正後の走行スケジュールの一例を示す図である。
また、補正後の走行スケジュールTSの各推定通過点に対応するローカルマップM2を配置することで、図15に示すような、移動環境MEを的確に反映した環境地図M1を生成できる。図15は、補正後の環境地図の一例を示す図である。
Thereafter, step S310 is executed, and the environment map M1 and the travel schedule TS are corrected as described above based on the (reinforced) first local map M21 and the (reinforced) second local map M22. You.
As a result of the correction of the travel schedule TS, as shown in FIG. 14, each estimated passing point of the travel schedule TS is arranged on the movement route R1. In particular, the second estimated position of the travel schedule TS substantially coincides with the second position P2 of the traveling route R1. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the travel schedule after the correction.
Further, by arranging the local maps M2 corresponding to the respective estimated passing points of the corrected travel schedule TS, it is possible to generate an environment map M1 accurately reflecting the moving environment ME as shown in FIG. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the corrected environment map.

(6)まとめ
上記のように、本実施形態に係る移動経路取得装置100では、制御部103が、移動経路R1における互いに近接した第1位置P1及び第2位置P2の少なくとも一方において、当該一方の位置の近傍領域を移動体1に移動させながらローカルマップM2を取得することにより、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22の範囲を拡大させている。
(6) Conclusion As described above, in the moving route acquisition device 100 according to the present embodiment, the control unit 103 controls the moving route R1 in at least one of the first position P1 and the second position P2 close to each other. The range of the first local map M21 and the range of the second local map M22 are enlarged by acquiring the local map M2 while moving the area near the position to the moving object 1.

これにより、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数(データ量)を増加できるので、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を大きくできる。
例えば、上記の動作例で得られた、図16に示す補強後の第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22の一致度(重複度)は、図17に示す補強がない場合の2つのローカルマップの一致度(重複度)よりも大きいことが分かる。
なお、図16及び図17において、第1ローカルマップM21は太点線にて示され、第2ローカルマップM22は太実線にて示される。
図16は、補強後の第1ローカルマップ及び第2ローカルマップを同じ環境地図に配置した状態を示す図である。図17は、補強なしの第1ローカルマップ及び第2ローカルマップを同じ環境地図に配置した状態を示す図である。
Thereby, the number of coordinate points (data amount) included in the first local map M21 and the second local map M22 can be increased, so that the degree of overlap of data included in the two local maps can be increased.
For example, the degree of coincidence (degree of overlap) between the reinforced first local map M21 and the second local map M22 shown in FIG. 16 obtained in the above operation example is the two local maps without reinforcement shown in FIG. It can be seen that it is larger than the degree of coincidence (degree of overlap) of the maps.
In FIGS. 16 and 17, the first local map M21 is indicated by a thick dotted line, and the second local map M22 is indicated by a thick solid line.
FIG. 16 is a diagram showing a state where the first local map and the second local map after reinforcement are arranged on the same environment map. FIG. 17 is a diagram showing a state where the first local map and the second local map without reinforcement are arranged on the same environment map.

第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22の補強により、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数を増加できる。その結果、2つのローカルマップの重複度を向上できるので、範囲が拡大された2つのローカルマップのずれ量に基づいて、第1位置P1と第2位置P2との相対的な位置関係を精度よく算出できる。   By reinforcing the first local map M21 and the second local map M22, the number of coordinate points included in the first local map M21 and the second local map M22 can be increased. As a result, the degree of overlap between the two local maps can be improved, and the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 can be accurately determined based on the amount of displacement between the two local maps whose ranges have been enlarged. Can be calculated.

また、第1ローカルマップM21及び/又は第2ローカルマップM22の範囲を拡大するか否かを、これらのローカルマップに含まれる座標点の数に基づいて決定している。これにより、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を、2つのローカルマップに含まれる座標点の数に基づいて簡単に判定できる。
さらに、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の重複度の高低、すなわち、これらのローカルマップに含まれる座標点の数の第1差分の絶対値に基づいて、第2ローカルマップM22を増加させるか否かを決定している。これにより、2つのローカルマップに含まれるデータの重複度を、2つのローカルマップに含まれる座標点の数の差分に基づいて簡単に判定できる。
Further, whether to expand the range of the first local map M21 and / or the second local map M22 is determined based on the number of coordinate points included in these local maps. Thereby, the degree of duplication of the data included in the two local maps can be easily determined based on the number of coordinate points included in the two local maps.
Further, the second local map M22 is increased based on the degree of overlap between the first local map M21 and the second local map M22, that is, based on the absolute value of the first difference in the number of coordinate points included in these local maps. It has been decided whether or not to make it. This makes it possible to easily determine the degree of duplication of the data included in the two local maps based on the difference in the number of coordinate points included in the two local maps.

2.第2実施形態
(1)概略
上記のステップS308における第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を判定する方法は、第1差分の絶対値の大小に基づいたものに限られない。
第2実施形態においては、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を、第1ローカルマップM21に含まれるクラスタの数と第2ローカルマップM22に含まれるクラスタの数との差分に基づいて判定する。
さらに、第1ローカルマップM21の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応する1つのクラスタに含まれる座標点の数と、の差分に基づいて、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を判定する。
本実施形態において、「クラスタ」とは、ローカルマップM2に存在する所定の大きさ以上の2つのギャップ間にある、ひとかたまりの座標点群(観測点群の一例)を言う。
また、ローカルマップM2の「ギャップ」は、ローカルマップM2に含まれる隣接する座標点間に存在する「空間」を言う。
2. 2. Second Embodiment (1) Outline The method of determining the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 in step S308 is not limited to the method based on the magnitude of the absolute value of the first difference.
In the second embodiment, the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is calculated as a difference between the number of clusters included in the first local map M21 and the number of clusters included in the second local map M22. Judgment based on
Further, based on the difference between the number of coordinate points included in one cluster of the first local map M21 and the number of coordinate points included in a corresponding one cluster of the second local map M22, the first local map The degree of coincidence between M21 and the second local map M22 is determined.
In the present embodiment, the “cluster” refers to a group of coordinate points (an example of an observation point group) between two gaps having a predetermined size or more that exist in the local map M2.
The “gap” of the local map M2 refers to a “space” existing between adjacent coordinate points included in the local map M2.

なお、第2実施形態においては、移動経路取得装置100において、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を判定する方法が第1実施形態における方法と異なるのみで、移動体1及び制御システム14の構成及び機能は、上記の第1実施形態と同じである。
従って、ここでは、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度の判定方法以外の、移動体1及び制御システム14の構成及び機能の説明は省略する。
In the second embodiment, the moving route acquisition device 100 differs from the first embodiment only in the method of determining the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22. The configuration and functions of the control system 14 are the same as those in the first embodiment.
Therefore, description of the configurations and functions of the mobile unit 1 and the control system 14 other than the method of determining the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is omitted here.

(2)クラスタを用いた判定動作
以下、図18を用いて、第2実施形態における、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を、クラスタを用いて判定する方法を説明する。図18は、第2実施形態における第1ローカルマップと第2ローカルマップの一致度を判定する方法を示すフローチャートである。
第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を判定する処理を開始すると、制御部103は、最初に、ステップS61において、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22に含まれるクラスタを抽出する処理を実行する(クラスタリング処理)。
具体的には、以下のようにしてクラスタリング処理が実行される。
(2) Determination Operation Using Cluster Hereinafter, a method of determining the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 using the cluster in the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a flowchart illustrating a method for determining the degree of coincidence between the first local map and the second local map according to the second embodiment.
When the processing for determining the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is started, the control unit 103 first determines in step S61 the clusters included in the first local map M21 and the second local map M22. Execute the extraction process (clustering process).
Specifically, the clustering process is executed as follows.

まず、制御部103は、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22に含まれる座標点間に所定の大きさより大きいギャップが存在するか否かを判定する。
具体的には、例えば、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22に含まれる座標点を順に走査し、現在の座標点の座標値と、それに隣接する直前の座標点の座標値とを比較し、これら互いに隣接する座標点の座標値が所定の閾値よりも大きく離れている場合に、これら隣接する座標点間にギャップがあると判定する。
First, the control unit 103 determines whether a gap larger than a predetermined size exists between coordinate points included in the first local map M21 and the second local map M22.
Specifically, for example, the coordinate points included in the first local map M21 and the second local map M22 are sequentially scanned, and the coordinate value of the current coordinate point is compared with the coordinate value of the immediately preceding coordinate point adjacent thereto. If the coordinate values of these adjacent coordinate points are farther than a predetermined threshold value, it is determined that there is a gap between these adjacent coordinate points.

次に、2つのギャップ間に存在する座標点群を1つのクラスタとして抽出する。
具体的には、例えば、上記において座標点を走査するときに、各座標点にクラスタを識別する識別番号を関連付けることができる。より具体的には、上記の走査において、現在の座標点と直前の座標点との間にギャップが検出されたときに、当該現在の座標点に対して、直前の座標点に関連付けられていた識別番号を変化させた(例えば、識別番号を1増加した)識別番号を関連付け、以後、次のギャップが検出されるまで、各座標点に同一の識別番号を関連付ける。
このようにして、各座標点がどのクラスタに属するかを識別できる。
Next, a group of coordinate points existing between the two gaps is extracted as one cluster.
Specifically, for example, when scanning the coordinate points in the above, an identification number for identifying a cluster can be associated with each coordinate point. More specifically, in the above scan, when a gap was detected between the current coordinate point and the immediately preceding coordinate point, the current coordinate point was associated with the immediately preceding coordinate point. An identification number whose identification number is changed (for example, the identification number is incremented by 1) is associated, and thereafter, the same identification number is associated with each coordinate point until the next gap is detected.
In this way, it is possible to identify which cluster each coordinate point belongs to.

第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22のそれぞれについて、上記クラスタリング処理を実行後、各ローカルマップに含まれるクラスタ数を計数する。
その後、ステップS62において、制御部103は、第1ローカルマップM21に含まれるクラスタの数と第2ローカルマップに含まれるクラスタの数との差分(第2差分と呼ぶ)の絶対値が、第3閾値よりも大きいか否かを判定する。
第2差分の絶対値が第3閾値よりも大きい場合(ステップS62で「Yes」)、一致度の判定処理は、ステップS64に進む。すなわち、制御部103は、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が低いと判定する。
After performing the above-described clustering process on each of the first local map M21 and the second local map M22, the number of clusters included in each local map is counted.
After that, in step S62, the control unit 103 sets the absolute value of the difference between the number of clusters included in the first local map M21 and the number of clusters included in the second local map (referred to as a second difference) to the third It is determined whether it is larger than the threshold value.
When the absolute value of the second difference is larger than the third threshold ("Yes" in step S62), the process of determining the degree of coincidence proceeds to step S64. That is, the control unit 103 determines that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is low.

一方、第2差分の絶対値が第3閾値以下である場合(ステップS62で「No」)、ステップS63において、さらに、第1ローカルマップM21の特定の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応するクラスタに含まれる座標点の数との一致度を判定する。
なお、本実施形態において、上記の「対応するクラスタ」とは、当該対応するクラスタの識別番号が、比較対象の第1ローカルマップM21のクラスタの識別番号と一致していることを意味している。
On the other hand, when the absolute value of the second difference is equal to or smaller than the third threshold (“No” in step S62), in step S63, the number of coordinate points included in one specific cluster of the first local map M21 is further determined. , The degree of coincidence with the number of coordinate points included in the corresponding cluster of the second local map M22 is determined.
In the present embodiment, the “corresponding cluster” means that the identification number of the corresponding cluster matches the identification number of the cluster in the first local map M21 to be compared. .

第1ローカルマップM21の特定の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応するクラスタに含まれる座標点の数との一致度は、これら2つのローカルマップに含まれるクラスタ数が近い場合には、これら2つのローカルマップの形状の一致度を表す。
従って、第1ローカルマップM21の特定の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応するクラスタに含まれる座標点の数との一致度を判定することにより、これら2つのローカルマップのマッチングにより、第1位置P1と第2位置P2との相対的な位置関係を、精度よく算出できるか否かを判定できる。
The degree of coincidence between the number of coordinate points included in one specific cluster of the first local map M21 and the number of coordinate points included in the corresponding cluster of the second local map M22 is included in these two local maps. When the number of clusters is close, it indicates the degree of coincidence between the shapes of these two local maps.
Therefore, by determining the degree of coincidence between the number of coordinate points included in one specific cluster of the first local map M21 and the number of coordinate points included in the corresponding cluster of the second local map M22, these two are determined. By matching the two local maps, it can be determined whether or not the relative positional relationship between the first position P1 and the second position P2 can be accurately calculated.

ステップS63における判定は、具体的には、以下のようにして実行される。
まず、制御部103は、第1ローカルマップM21の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応するクラスタに含まれる座標点の数と、の差分(第3差分と呼ぶ)の絶対値を算出する。
本実施形態においては、第1ローカルマップM21及び第2ローカルマップM22に含まれる全てのクラスタに対して、第3差分の絶対値を算出する。
The determination in step S63 is specifically performed as follows.
First, the control unit 103 determines the difference between the number of coordinate points included in one cluster of the first local map M21 and the number of coordinate points included in the corresponding cluster of the second local map M22 (the third difference and the third difference). Call) is calculated.
In the present embodiment, the absolute value of the third difference is calculated for all the clusters included in the first local map M21 and the second local map M22.

次に、制御部103は、第3差分の絶対値の合計が第4閾値よりも大きいか否かを判定する。第3差分の絶対値の合計が第4閾値よりも大きい場合(ステップS63で「Yes」)、第1ローカルマップM21の特定の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応するクラスタに含まれる座標点の数との一致度が低いと判定する。
この場合、判定プロセスはステップS64に進み、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度は低いと判定する。
Next, the control unit 103 determines whether or not the sum of the absolute values of the third differences is larger than a fourth threshold value. When the sum of the absolute values of the third differences is larger than the fourth threshold value (“Yes” in step S63), the number of coordinate points included in one specific cluster of the first local map M21 and the second local map M22 It is determined that the degree of coincidence with the number of coordinate points included in the corresponding cluster is low.
In this case, the determination process proceeds to step S64, and determines that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is low.

一方、第3差分の合計が第4閾値以下である場合(ステップS63で「No」)、第1ローカルマップM21の特定の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応するクラスタに含まれる座標点の数との一致度が高いと判定する。
この場合、判定プロセスはステップS65に進み、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度は高いと判定する。
On the other hand, when the sum of the third differences is equal to or smaller than the fourth threshold (“No” in step S63), the number of coordinate points included in one specific cluster of the first local map M21 and the number of coordinate points of the second local map M22 are determined. It is determined that the degree of coincidence with the number of coordinate points included in the corresponding cluster is high.
In this case, the determination process proceeds to step S65, and determines that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is high.

なお、第1ローカルマップM21の特定の1つのクラスタに含まれる座標点の数と、第2ローカルマップM22の対応するクラスタに含まれる座標点の数との一致度の判定において、第3差分の絶対値の合計は、全クラスタの第3差分の絶対値の合計であってもよいし、一部のクラスタの第3差分の絶対値の合計であってもよい。
一部のクラスタの第3差分の絶対値の合計とする場合、例えば、第3差分の絶対値が大きい(すなわち、クラスタに含まれる座標点の数の差が大きい)もののみを合計してもよい。この場合、1つの第3差分の絶対値が第4閾値よりも大きいか否かが判定されることもある。
In the determination of the degree of coincidence between the number of coordinate points included in one specific cluster of the first local map M21 and the number of coordinate points included in the corresponding cluster of the second local map M22, the third difference is determined. The sum of the absolute values may be the sum of the absolute values of the third differences of all clusters, or the sum of the absolute values of the third differences of some clusters.
When the sum of the absolute values of the third differences of some of the clusters is used, for example, even if only the absolute values of the third differences are large (that is, the difference in the number of coordinate points included in the cluster is large), Good. In this case, it may be determined whether the absolute value of one third difference is larger than the fourth threshold.

上記のクラスタを用いた判定方法により、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度(類似度)を、これら2つのローカルマップに含まれるクラスタ数に基づいて簡単に判定できる。
すなわち、2つのローカルマップに含まれるクラスタ数に大きな差がある場合に、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が低いと簡単に判定できる。
According to the above-described determination method using clusters, the degree of coincidence (similarity) between the first local map M21 and the second local map M22 can be easily determined based on the number of clusters included in these two local maps.
That is, when there is a large difference in the number of clusters included in the two local maps, it can be easily determined that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is low.

また、上記のクラスタを用いた判定方法により、2つのローカルマップに含まれる各クラスタ中の座標点の重複度を簡単に判定できるので、含まれるクラスタ数が近い場合における第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度を簡単に判定できる。
すなわち、2つのローカルマップに含まれるクラスタ数が近くとも、各クラスタに含まれる座標点の数に大きな差がある場合には、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が低いと簡単に判定できる。
また、2つのローカルマップに含まれるクラスタ数が近く、かつ、各クラスタに含まれる座標点の数の差が小さい場合には、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が高いと簡単に判定できる。
In addition, by the above-described determination method using clusters, it is possible to easily determine the degree of overlap of the coordinate points in each cluster included in the two local maps. 2 The degree of coincidence of the local map M22 can be easily determined.
That is, even if the number of clusters included in the two local maps is close, if there is a large difference in the number of coordinate points included in each cluster, it is determined that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is low. Easy to determine.
When the number of clusters included in the two local maps is close and the difference in the number of coordinate points included in each cluster is small, it is determined that the degree of coincidence between the first local map M21 and the second local map M22 is high. Easy to determine.

上記のクラスタを用いた一致度の判定は、例えば、図19に示すように、第1位置P1及び第2位置P2が障害物(壁)に近く、当該近くの障害物により、第1位置P1の移動体1からは検出できていた障害物(図19では点線の丸にて囲った部分)が、第2位置P2の移動体1からは検出できなかった場合に、特に有用である。
図19は、クラスタを用いた一致度の判定が有用な場合の一例を示す図である。
For example, as shown in FIG. 19, the first position P1 and the second position P2 are close to an obstacle (wall), and the first position P1 is determined by the nearby obstacle. This is particularly useful when an obstacle (a portion circled by a dotted line in FIG. 19) that could be detected from the moving body 1 cannot be detected from the moving body 1 at the second position P2.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a case where the determination of the matching degree using the cluster is useful.

すなわち、図19に示す例では、第2ローカルマップM22のクラスタ数(図19の例では3)が、第1ローカルマップM21のクラスタ数(図19の例では4)よりも少なく、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度が低いと判定される。
この場合には、第2ローカルマップM22の範囲を拡大し、第1ローカルマップM21のクラスタ2(図19)に対応するクラスタを、第2ローカルマップM22に含める補強が実行される。
That is, in the example shown in FIG. 19, the number of clusters (3 in the example of FIG. 19) of the second local map M22 is smaller than the number of clusters (4 in the example of FIG. 19) of the first local map M21. It is determined that the degree of coincidence between the map M21 and the second local map M22 is low.
In this case, the range of the second local map M22 is expanded, and the reinforcement corresponding to the cluster 2 (FIG. 19) of the first local map M21 is included in the second local map M22.

3.他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態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で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
上記の図3〜図6、及び図18に示したフローチャートにおける処理の順番は、適宜変更できる。また、いくつかの処理については省略することもできる。
3. Other Embodiments A plurality of embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the invention. In particular, a plurality of embodiments and modifications described in this specification can be arbitrarily combined as needed.
The order of the processes in the flowcharts shown in FIGS. 3 to 6 and FIG. 18 can be changed as appropriate. Also, some processes can be omitted.

(A)例えば、図4に示すステップS302及びS303を省略してもよい。すなわち、第1ローカルマップM21に対しては、当該ローカルマップに含まれる座標点の数に関する判定と、当該ローカルマップに対する補強と、を実行しなくともよい。言い換えると、第2ローカルマップM22についてのみ補強を実行するようにしてもよい。   (A) For example, steps S302 and S303 shown in FIG. 4 may be omitted. That is, for the first local map M21, the determination regarding the number of coordinate points included in the local map and the reinforcement for the local map need not be performed. In other words, reinforcement may be performed only for the second local map M22.

(B)また、図4に示すステップS308及びS309を省略してもよい。すなわち、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度(重複度)の高低に基づく第2ローカルマップM22の補強は実行せず、第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数の大小に基づく第2ローカルマップM22の補強のみを実行してもよい。   (B) Steps S308 and S309 shown in FIG. 4 may be omitted. That is, the second local map M22 is not reinforced based on the degree of coincidence (degree of overlap) between the first local map M21 and the second local map M22, and the number of coordinate points included in the second local map M22 is smaller or larger. May be performed only on the second local map M22 based on.

(C)さらに、図4に示すステップS306及びS307を省略してもよい。すなわち、第2ローカルマップM22に含まれる座標点の数の大小に基づく第2ローカルマップM22の補強は実行せず、第1ローカルマップM21と第2ローカルマップM22の一致度(重複度)の高低に基づく第2ローカルマップM22の補強のみを実行してもよい。   (C) Steps S306 and S307 shown in FIG. 4 may be further omitted. That is, the second local map M22 is not reinforced based on the number of coordinate points included in the second local map M22, and the degree of coincidence (degree of overlap) between the first local map M21 and the second local map M22 is high or low. May be performed only on the second local map M22 based on.

(D)また、図4に示すステップS302、S306、S308、S309を省略してもよい。すなわち、何らの判定を実行することなく、第1ローカルマップM21及び/又は第2ローカルマップM22の範囲の拡大は必要であるとの前提により、第1ローカルマップM21及び/又は第2ローカルマップM22の補強を実行してもよい。   (D) Steps S302, S306, S308, and S309 shown in FIG. 4 may be omitted. That is, without performing any determination, the first local map M21 and / or the second local map M22 may be expanded based on the premise that the range of the first local map M21 and / or the second local map M22 is required. May be implemented.

(E)1つの位置においてローカルマップM2を取得する際に、移動体1を当該位置にしばらく停止させてローカルマップM2を複数個取得し、当該複数個のローカルマップM2に含まれる座標点の座標値を平均して、当該位置における新たなローカルマップM2を算出してもよい。
上記の座標値を平均化して新たなローカルマップM2を取得する処理を、第1ローカルマップM21及び/又は第2ローカルマップM22の補強時に実行してもよい。
これにより、ノイズ成分が少ないローカルマップM2を取得できる。
(E) When acquiring the local map M2 at one position, the moving body 1 is stopped at the position for a while to acquire a plurality of local maps M2, and the coordinates of the coordinate points included in the plurality of local maps M2 are acquired. By averaging the values, a new local map M2 at the position may be calculated.
The process of averaging the coordinate values to obtain a new local map M2 may be executed when the first local map M21 and / or the second local map M22 are reinforced.
Thereby, the local map M2 with few noise components can be acquired.

(F)上記のローカルマップM2の補強処理を、移動経路R1の移動開始位置及び/又は移動終了位置以外の位置で実行してもよい。
例えば、移動経路R1上にて近傍を複数回通過した通過点を移動体1が自動的に検出し、当該通過点においてローカルマップM2の補強を実行してもよい。
(F) The above-described reinforcement processing of the local map M2 may be executed at a position other than the movement start position and / or the movement end position of the movement route R1.
For example, the moving body 1 may automatically detect a passing point that has passed through the vicinity a plurality of times on the moving route R1 and reinforce the local map M2 at the passing point.

(G)ユーザにより指示された任意の位置でローカルマップM2の補強を実行してもよい。
例えば、移動経路R1を移動中に、移動環境MEに存在する柱の周りを移動体1に巡回させることが事前に分かっている場合に、移動体1が当該柱の近辺に到達したタイミングと柱の巡回を終了したタイミングでローカルマップM2の補強を実行するよう、移動体1の操作装置を用いてユーザが指示できる。
また、例えば、移動環境MEに存在する袋小路状の経路に移動体1を出入りさせる場合、当該袋小路状の経路の近辺を通過する場合に、移動体1が当該袋小路状の経路に入ろうとするタイミング(当該経路の一端)と、当該経路から出ようとするタイミング(当該経路の他端)と、においてローカルマップM2の補強の実行を指示できる。
(G) Reinforcement of the local map M2 may be executed at an arbitrary position designated by the user.
For example, when it is known in advance that the moving body 1 will make a round around the pillar existing in the moving environment ME while moving along the moving route R1, the timing at which the moving body 1 reaches the vicinity of the pillar and the pillar The user can instruct using the operating device of the moving body 1 to execute the reinforcement of the local map M2 at the timing when the tour of the vehicle has been completed.
In addition, for example, when moving the moving body 1 in and out of a dead-lane path existing in the moving environment ME, and when passing the neighborhood of the dead-lane path, the moving body 1 tries to enter the dead-lane path. The execution of the reinforcement of the local map M2 can be instructed at (one end of the route) and the timing of going out of the route (the other end of the route).

本発明は、所定の移動環境にて移動体を移動させた際の移動経路を教示する装置及び方法に広く適用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely applied to an apparatus and a method for teaching a moving path when a moving object is moved in a predetermined moving environment.

1 移動体
11 本体
12 移動部
121a、121b モータ
123a、123b 車輪
125a、125b エンコーダ
13 障害物情報取得部
131 第1レーザレンジセンサ
133 第2レーザレンジセンサ
14 制御システム
100 移動経路取得装置
101 記憶部
103 制御部
300 自律走行制御装置
500 走行制御装置
15 補助輪部
15a、15b 補助車輪
M1 環境地図
M2 ローカルマップ
M21 第1ローカルマップ
M22 第2ローカルマップ
ME 移動環境
P1 第1位置
P2 第2位置
R1 移動経路
R2、R3 周回経路
TS 走行スケジュール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Moving body 11 Main body 12 Moving parts 121a, 121b Motors 123a, 123b Wheels 125a, 125b Encoder 13 Obstacle information acquisition part 131 First laser range sensor 133 Second laser range sensor 14 Control system 100 Moving path acquisition device 101 Storage part 103 Control unit 300 Autonomous traveling control device 500 Traveling control device 15 Auxiliary wheels 15a, 15b Auxiliary wheels M1 Environmental map M2 Local map M21 First local map M22 Second local map ME Moving environment P1 First position P2 Second position R1 Moving path R2, R3 circuit route TS travel schedule

Claims (16)

移動環境の第1位置から前記第1位置の近傍の第2位置まで移動体を移動させたときの移動経路を取得する移動経路取得方法であって、
前記第1位置から前記第2位置まで移動する間に前記移動体が通過する複数の通過点のそれぞれにおいて、前記移動体の前記移動環境における存在位置を中心とした所定の範囲内の地図情報であるローカルマップを取得するステップと、
前記ローカルマップと前記移動環境を表す環境地図とのマップマッチングにより、前記複数の通過点の前記移動環境における位置を複数の推定通過点として推定するステップと、
前記複数の推定通過点の集合を移動経路として記録するステップと、
前記複数の通過点にて取得された複数の前記ローカルマップのそれぞれを、対応する前記推定通過点に配置することにより、前記環境地図を作成するステップと、
前記第1位置又は前記第2位置の少なくとも一方の近傍領域を前記移動体が移動しながら前記ローカルマップを取得することにより、前記第1位置にて取得された第1ローカルマップ又は前記第2位置にて取得された第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップと、
少なくとも一方の範囲が拡大された前記第1ローカルマップと前記第2ローカルマップとのずれ量に基づいて、前記第1位置と前記第2位置との相対的な位置関係を算出するステップと、
を含む、移動経路取得方法。
A moving route acquisition method for acquiring a moving route when a moving object is moved from a first position in a moving environment to a second position near the first position,
At each of a plurality of passing points through which the moving object passes while moving from the first position to the second position, map information within a predetermined range centered on the position of the moving object in the moving environment is used. Obtaining a local map;
Estimating the positions of the plurality of passing points in the moving environment as a plurality of estimated passing points by map matching between the local map and an environment map representing the moving environment,
Recording a set of the plurality of estimated pass points as a travel route,
Creating the environment map by arranging each of the plurality of local maps acquired at the plurality of passing points at the corresponding estimated passing point,
The first local map or the second position acquired at the first position by acquiring the local map while the moving body moves in at least one of the vicinity regions of the first position or the second position. Enlarging at least one range of the second local map obtained at
Calculating a relative positional relationship between the first position and the second position based on a shift amount between the first local map and the second local map in which at least one range is enlarged;
And a moving route acquisition method.
前記第1ローカルマップ又は前記第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、前記第2ローカルマップの範囲を拡大するステップを含む、請求項1に記載の移動経路取得方法。   The moving route acquisition method according to claim 1, wherein enlarging at least one range of the first local map or the second local map includes enlarging a range of the second local map. 前記第1ローカルマップ又は前記第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、前記第1ローカルマップの範囲を拡大するステップを含む、請求項1又は2に記載の移動経路取得方法。   3. The moving route acquisition method according to claim 1, wherein expanding the range of at least one of the first local map and the second local map includes expanding the range of the first local map. 4. 前記ローカルマップは前記所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す観測点の集合として取得され、
前記第1ローカルマップ又は前記第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数と前記第2ローカルマップに含まれる前記観測点の数との第1差分の絶対値が第1閾値よりも大きいか否かを判定するステップと、
前記第1差分の絶対値が前記第1閾値よりも大きい場合に、前記第2ローカルマップの範囲を拡大するステップと、
を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の移動経路取得方法。
The local map is obtained as a set of observation points representing the location of obstacles existing in the predetermined range,
The step of expanding at least one of the first local map and the second local map includes:
Determining whether an absolute value of a first difference between the number of observation points included in the first local map and the number of observation points included in the second local map is larger than a first threshold value; ,
Expanding the range of the second local map when the absolute value of the first difference is larger than the first threshold value;
The moving route acquisition method according to claim 1, comprising:
前記ローカルマップは前記所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す観測点の集合として取得され、
前記第1ローカルマップ又は前記第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数、及び/又は、前記第2ローカルマップに含まれる前記観測点の数が、第2閾値よりも小さいか否かを判定するステップと、
前記観測点の数が前記第2閾値よりも小さい前記第1ローカルマップ及び/又は前記第2ローカルマップの範囲を拡大するステップと、
を含む、請求項1〜4のいずれかに記載の移動経路取得方法。
The local map is obtained as a set of observation points representing the location of obstacles existing in the predetermined range,
The step of expanding at least one of the first local map and the second local map includes:
Determining whether the number of observation points included in the first local map and / or the number of observation points included in the second local map is smaller than a second threshold value;
Expanding the range of the first local map and / or the second local map in which the number of observation points is smaller than the second threshold value;
The moving route acquisition method according to claim 1, further comprising:
前記ローカルマップは前記所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す観測点の集合として取得され、
前記第1ローカルマップ又は前記第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、
前記第1ローカルマップ及び前記第2ローカルマップに含まれる隣接する前記観測点間に、所定の大きさより大きいギャップがあるか否かを判定するステップと、
2つの前記ギャップの間に存在する観測点群を、クラスタとして抽出するステップと、
前記第1ローカルマップに含まれる前記クラスタの数と前記第2ローカルマップに含まれる前記クラスタの数との第2差分の絶対値が第3閾値より大きいか否かを判定するステップと、
前記第2差分の絶対値が前記第3閾値より大きい場合に、前記第2ローカルマップの範囲を拡大するステップと、
を含む、請求項2に記載の移動経路取得方法。
The local map is obtained as a set of observation points representing the location of obstacles existing in the predetermined range,
The step of expanding at least one of the first local map and the second local map includes:
Determining whether there is a gap larger than a predetermined size between the adjacent observation points included in the first local map and the second local map,
Extracting a group of observation points existing between the two gaps as a cluster;
Determining whether an absolute value of a second difference between the number of clusters included in the first local map and the number of clusters included in the second local map is larger than a third threshold value,
Expanding the range of the second local map when the absolute value of the second difference is larger than the third threshold value;
The moving route acquisition method according to claim 2, comprising:
前記第1ローカルマップ又は前記第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、
前記第1ローカルマップの1つの前記クラスタに含まれる前記観測点の数と、前記第2ローカルマップの対応する1つの前記クラスタに含まれる前記観測点の数と、の第3差分を算出するステップと、
前記第3差分の絶対値が第4閾値より大きいか否かを判定するステップと、
前記第3差分の絶対値が前記第4閾値より大きい場合に、前記第2ローカルマップの範囲を拡大するステップと、
をさらに含む、請求項6に記載の移動経路取得方法。
The step of expanding at least one of the first local map and the second local map includes:
Calculating a third difference between the number of observation points included in one cluster of the first local map and the number of observation points included in one corresponding cluster of the second local map; When,
Determining whether the absolute value of the third difference is greater than a fourth threshold;
Expanding the range of the second local map when the absolute value of the third difference is greater than the fourth threshold value;
The moving route acquisition method according to claim 6, further comprising:
前記第1ローカルマップ又は前記第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大するステップは、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数が第2閾値よりも小さいか否かを判定するステップと、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数が前記第2閾値よりも小さい場合に、前記第1ローカルマップの範囲を拡大するステップと、
をさらに含む、請求項6又は7に記載の移動経路取得方法。
The step of expanding at least one of the first local map and the second local map includes:
Determining whether the number of the observation points included in the first local map is smaller than a second threshold,
Expanding the range of the first local map when the number of observation points included in the first local map is smaller than the second threshold value;
The moving route acquisition method according to claim 6, further comprising:
移動環境の第1位置から前記第1位置の近傍の第2位置まで移動体を移動させたときの移動経路を取得する移動経路取得装置であって、
記憶部と、
前記第1位置から前記第2位置まで移動する間に前記移動体が通過する複数の通過点のそれぞれにおいて、前記移動体の前記移動環境における存在位置を中心とした所定の範囲内の地図情報であるローカルマップを取得し、
前記ローカルマップと前記移動環境を表す環境地図とのマップマッチングにより、前記複数の通過点の前記移動環境における位置を複数の推定通過点として推定し、
前記複数の推定通過点の集合を移動経路として前記記憶部に記憶し、
前記複数の通過点にて取得された複数の前記ローカルマップのそれぞれを、対応する前記推定通過点に配置することにより、前記環境地図を作成して前記記憶部に記憶し、
前記第1位置又は前記第2位置の少なくとも一方の近傍領域を前記移動体が移動しながら前記ローカルマップを取得することにより、前記第1位置にて取得された第1ローカルマップ又は前記第2位置にて取得された第2ローカルマップの少なくとも一方の範囲を拡大し、
少なくとも一方の範囲が拡大された前記第1ローカルマップと前記第2ローカルマップとのずれ量に基づいて、前記第1位置と前記第2位置との相対的な位置関係を算出する、
制御部と、
を備える、移動経路取得装置。
A moving route acquisition device for acquiring a moving route when a moving body is moved from a first position in a moving environment to a second position near the first position,
A storage unit,
At each of a plurality of passing points through which the moving object passes while moving from the first position to the second position, map information within a predetermined range centered on the position of the moving object in the moving environment is used. Get a local map,
By map matching between the local map and the environment map representing the moving environment, the positions of the plurality of passing points in the moving environment are estimated as a plurality of estimated passing points,
Storing a set of the plurality of estimated pass points in the storage unit as a travel route;
By arranging each of the plurality of local maps acquired at the plurality of pass points at the corresponding estimated pass points, the environment map is created and stored in the storage unit,
The first local map or the second position acquired at the first position by acquiring the local map while the moving body moves in at least one of the vicinity regions of the first position or the second position. Expanding at least one range of the second local map acquired at,
Calculating a relative positional relationship between the first position and the second position based on a shift amount between the first local map and the second local map in which at least one range is enlarged;
A control unit;
A moving route acquisition device comprising:
前記制御部は、前記第2ローカルマップの範囲を拡大する、請求項9に記載の移動経路取得装置。   The moving route acquisition device according to claim 9, wherein the control unit enlarges a range of the second local map. 前記制御部は、前記第1ローカルマップの範囲を拡大する、請求項9又は10に記載の移動経路取得装置。   The moving route acquisition device according to claim 9, wherein the control unit enlarges a range of the first local map. 前記制御部は、前記ローカルマップを前記所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す観測点の集合として取得し、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数と前記第2ローカルマップに含まれる前記観測点の数との第1差分が第1閾値よりも大きいか否かを判定し、
前記第1差分の絶対値が前記第1閾値よりも大きい場合に、前記第2ローカルマップの範囲を拡大する、
請求項9〜11のいずれかに記載の移動経路取得装置。
The control unit acquires the local map as a set of observation points representing the positions of obstacles existing in the predetermined range,
Determining whether a first difference between the number of observation points included in the first local map and the number of observation points included in the second local map is larger than a first threshold,
When the absolute value of the first difference is larger than the first threshold, the range of the second local map is expanded.
The moving route acquisition device according to claim 9.
前記制御部は、前記ローカルマップを前記所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す観測点の集合として取得し、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数、及び/又は、前記第2ローカルマップに含まれる前記観測点の数が、第2閾値よりも小さいか否かを判定し、
前記観測点の数が前記第2閾値よりも小さい前記第1ローカルマップ及び/又は前記第2ローカルマップの範囲を拡大する、
請求項9〜12のいずれかに記載の移動経路取得装置。
The control unit acquires the local map as a set of observation points representing the positions of obstacles existing in the predetermined range,
It is determined whether the number of the observation points included in the first local map and / or the number of the observation points included in the second local map is smaller than a second threshold value,
Expanding the range of the first local map and / or the second local map in which the number of observation points is smaller than the second threshold value;
The moving route acquisition device according to claim 9.
前記制御部は、前記ローカルマップを前記所定の範囲に存在する障害物の存在位置を表す観測点の集合として取得し、
前記第1ローカルマップ及び前記第2ローカルマップに含まれる隣接する前記観測点間に所定の大きさより大きいギャップがあるか否かを判定し、
2つの前記ギャップの間に存在する観測点群をクラスタとして抽出し、
前記第1ローカルマップに含まれる前記クラスタの数と前記第2ローカルマップに含まれる前記クラスタの数との第2差分の絶対値が第3閾値より大きいか否かを判定し、
前記第2差分の絶対値が前記第3閾値より大きい場合に、前記第2ローカルマップの範囲を拡大する、
請求項10に記載の移動経路取得装置。
The control unit acquires the local map as a set of observation points representing the positions of obstacles existing in the predetermined range,
It is determined whether there is a gap larger than a predetermined size between adjacent observation points included in the first local map and the second local map,
The observation point group existing between the two gaps is extracted as a cluster,
Determining whether the absolute value of a second difference between the number of clusters included in the first local map and the number of clusters included in the second local map is greater than a third threshold value,
When the absolute value of the second difference is larger than the third threshold, the range of the second local map is expanded,
The moving route acquisition device according to claim 10.
前記制御部は、
前記第1ローカルマップの1つの前記クラスタに含まれる前記観測点の数と、前記第2ローカルマップの対応する1つの前記クラスタに含まれる前記観測点の数と、の第3差分を算出し、
前記第3差分の絶対値が第4閾値より大きいか否かを判定し、
前記第3差分の絶対値が前記第4閾値より大きい場合に、前記第2ローカルマップの範囲を拡大する、
請求項14に記載の移動経路取得装置。
The control unit includes:
Calculating a third difference between the number of observation points included in one cluster of the first local map and the number of observation points included in one corresponding cluster of the second local map;
Determining whether the absolute value of the third difference is greater than a fourth threshold,
When the absolute value of the third difference is larger than the fourth threshold, the range of the second local map is expanded.
The moving route acquisition device according to claim 14.
前記制御部は、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数が第2閾値よりも小さいか否かを判定し、
前記第1ローカルマップに含まれる前記観測点の数が前記第2閾値よりも小さい場合に、前記第1ローカルマップの範囲を拡大する、
請求項14又は15に記載の移動経路取得装置。
The control unit includes:
It is determined whether the number of the observation points included in the first local map is smaller than a second threshold,
Expanding the range of the first local map when the number of observation points included in the first local map is smaller than the second threshold value;
The moving route acquisition device according to claim 14.
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