JP2020027574A - Autonomous mobile device, method, and three-dimensional modeling system - Google Patents

Autonomous mobile device, method, and three-dimensional modeling system Download PDF

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田中 達也
Tatsuya Tanaka
達也 田中
岡田 隆三
Ryuzo Okada
隆三 岡田
金子 敏充
Toshimitsu Kaneko
敏充 金子
三島 直
Sunao Mishima
直 三島
彰久 森屋
Akihisa Moriya
彰久 森屋
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Abstract

To provide an autonomous mobile device, a method, and a three-dimensional modeling system capable of achieving recovery from a stack state, if any.SOLUTION: According to one embodiment, an autonomous mobile device is capable of autonomous movement with a predetermined space provided as a search space. The autonomous mobile device includes: specification means for specifying a search space; first setting means for setting a strategy indicating the next behavior for a state provided upon movement in the search space; collection means for moving in the search space in accordance with the set strategy and collecting three-dimensional modeling information for generating a three-dimensional model; and second setting means for setting end condition for ending the movement in the search space with the set strategy, and the first setting means switches the strategy to a strategy different from the currently set strategy in a case where the end condition has been satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、自律移動装置、方法及び3次元モデリングシステムに関する。   Embodiments of the present invention relate to an autonomous mobile device, a method, and a three-dimensional modeling system.

近年、様々な分野においてロボットが利用される機会が増えてきている。例えば、街や部屋等の3次元モデルを生成する際にも、自律的に移動可能なロボットを利用して、3次元モデルを生成するのに必要な情報の収集が行われている。
例えば、3次元モデルを生成したい対象が存在する空間において、自律的に移動可能な複数台のロボットを移動させて、3次元モデルを生成するのに必要な情報を収集し、収集された情報に基づいて3次元モデルを生成する技術が考案されている。
In recent years, opportunities for using robots in various fields have been increasing. For example, when generating a three-dimensional model of a city, a room, or the like, information necessary for generating the three-dimensional model is collected by using an autonomously movable robot.
For example, in a space where an object for which a three-dimensional model is to be generated exists, a plurality of autonomously movable robots are moved to collect information necessary for generating a three-dimensional model, and the collected information is A technique for generating a three-dimensional model based on the three-dimensional model has been devised.

特開2013−109325号公報JP 2013-109325 A

しかしながら、自律的に移動可能な複数台のロボットにとっては未知の空間を移動して、情報収集を行う必要があるので、情報収集が完了するまでに長時間を要してしまったり、情報収集が途中から進まなくなるスタック状態に陥ってしまったりといった不都合が生じる恐れがある。   However, for multiple robots that can move autonomously, it is necessary to move in an unknown space and collect information, so it takes a long time to complete the information collection, There is a possibility that an inconvenience such as falling into a stuck state where the vehicle cannot advance from the middle may occur.

本発明の実施形態が解決しようとする課題は、仮にスタック状態に陥ってしまったとしても、そこからの回復を図ることが可能な自律移動装置、方法及び3次元モデリングシステムを提供することである。   A problem to be solved by an embodiment of the present invention is to provide an autonomous mobile device, a method, and a three-dimensional modeling system that can recover from a stuck state even if the stack state has been lost. .

一実施形態によれば、自律移動装置は、所定の空間を探索空間として自律的に移動可能である。前記自律移動装置は、前記探索空間を指定する指定手段と、前記探索空間を移動する際の状態に対する次の行動を示す方策を設定する第1設定手段と、前記設定された方策にしたがって前記探索空間を移動し、3次元モデルを生成するために3次元モデリング情報を収集する収集手段と、前記設定された方策で前記探索空間を移動することを終了させるための終了条件を設定する第2設定手段とを具備し、前記第1設定手段は、前記終了条件が満たされた場合、前記方策を、現在設定されている方策とは異なる方策に切り替える。   According to one embodiment, the autonomous mobile device can autonomously move using a predetermined space as a search space. The autonomous mobile device includes a specifying unit that specifies the search space, a first setting unit that sets a policy indicating a next action with respect to a state when moving in the search space, and the search according to the set policy. Collection means for moving the space and collecting three-dimensional modeling information to generate a three-dimensional model; and second setting for setting an end condition for ending the movement of the search space by the set policy. Means, wherein the first setting means switches the measure to a measure different from the currently set measure when the end condition is satisfied.

一実施形態に係る自律移動装置を含む3次元モデリングシステムの概略構成例を示す図。FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a three-dimensional modeling system including an autonomous mobile device according to an embodiment. 同実施形態に係る自律移動装置のハードウェア構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a hardware configuration example of the autonomous mobile device according to the embodiment. 同実施形態に係る自律移動装置の機能構成例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a functional configuration example of the autonomous mobile device according to the embodiment. 同実施形態に係る自律移動装置によって設定される探索空間及び分割領域を説明するための図。The figure for demonstrating the search space and divided area | region set by the autonomous mobile apparatus which concerns on the embodiment. 同実施形態に係る自律移動装置の動作の一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of the operation of the autonomous mobile device according to the embodiment. 同実施形態の変形例に係る自律移動装置の機能構成例を示す図。The figure showing the example of functional composition of the autonomous mobile device concerning the modification of the embodiment.

以下、実施の形態について図面を参照して説明する。開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。   Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The disclosure is merely an example, and the invention is not limited by the contents described in the following embodiments. Variations readily conceivable to those skilled in the art are, of course, within the scope of the disclosure. In order to make the description clearer, in the drawings, the size, shape, and the like of each portion may be schematically illustrated as being changed from the actual embodiment. In a plurality of drawings, corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and detailed description may be omitted.

図1は、一実施形態に係る自律移動装置を含む3次元モデリングシステムの概略構成例を示す。図1に示す3次元モデリングシステムは、自律移動装置10及び情報処理装置20を含み、自律移動装置10と情報処理装置20とはネットワークNを介して通信可能に接続されている。   FIG. 1 shows a schematic configuration example of a three-dimensional modeling system including an autonomous mobile device according to an embodiment. The three-dimensional modeling system shown in FIG. 1 includes an autonomous mobile device 10 and an information processing device 20, and the autonomous mobile device 10 and the information processing device 20 are communicably connected via a network N.

自律移動装置10は、所定空間内を自律的に移動(走行)し、当該所定空間を対象にした3次元モデルを生成するのに必要な情報(以下では、「3次元モデリング情報」と称する)を収集して、当該3次元モデルを生成する。本実施形態においては、自律移動装置10が所謂ドローンである場合を想定するが、これに限定されず、自律的に移動可能な機構を有する装置であれば、任意の装置が自律移動装置10として適用可能である。   The autonomous mobile device 10 autonomously moves (runs) in a predetermined space and generates information necessary to generate a three-dimensional model for the predetermined space (hereinafter, referred to as “three-dimensional modeling information”). Are collected to generate the three-dimensional model. In the present embodiment, it is assumed that the autonomous mobile device 10 is a so-called drone. However, the present invention is not limited to this, and any device having a mechanism capable of autonomous movement can be used as the autonomous mobile device 10. Applicable.

情報処理装置20は、ユーザによって操作されるパーソナルコンピュータ(PC)、タブレット端末、スマートフォン、各種ウェアラブル端末、等であり、自律移動装置10に対して各種情報や各種要求を送信する。具体的には、情報処理装置20は、ユーザの操作に応じて、後述する探索空間情報や分割情報、条件設定要求、方策設定要求、等を自律移動装置10に対して送信する。なお、ユーザは、上記した各種情報や各種要求を送信するために、GUI(Graphical User Interface)やCUI(Character User Interface)を利用した操作を行う。具体的には、ユーザは、数値を入力する操作や、自律移動装置10を移動させる所定空間(換言すると、3次元モデルの生成対象となる所定空間)を指定する操作、各種条件や各種方策を選択する操作、等を行う。なお、情報処理装置20は、上記した所定空間の指定の際に、経度・緯度・高度(標高)を容易に指定可能にするためにも、GPS(Global Positioning System)を搭載している方が好ましい。
情報処理装置20は、自律移動装置10によって生成された3次元モデルを示す情報を受信し、これを図示せぬディスプレイに表示させる。
The information processing device 20 is a personal computer (PC), a tablet terminal, a smartphone, various wearable terminals, or the like operated by a user, and transmits various information and various requests to the autonomous mobile device 10. Specifically, the information processing device 20 transmits search space information and division information, a condition setting request, a policy setting request, and the like, which will be described later, to the autonomous mobile device 10 in response to a user operation. The user performs an operation using a GUI (Graphical User Interface) or a CUI (Character User Interface) in order to transmit the above-described various information and various requests. Specifically, the user performs an operation of inputting a numerical value, an operation of specifying a predetermined space for moving the autonomous mobile device 10 (in other words, an operation of specifying a predetermined space in which a three-dimensional model is to be generated), various conditions and various measures. Perform an operation to select. It should be noted that the information processing device 20 is preferably equipped with a GPS (Global Positioning System) so that longitude, latitude, and altitude (elevation) can be easily specified when specifying the predetermined space. preferable.
The information processing device 20 receives the information indicating the three-dimensional model generated by the autonomous mobile device 10 and displays the information on a display (not shown).

図2は、自律移動装置10のハードウェア構成例を示す。図2に示すように、自律移動装置10においては、バス11に、不揮発性メモリ12、CPU(Central Processing Unit)13、メインメモリ14、モータ15、センサ16及び通信部17、等が接続されている。不揮発性メモリ12及びメインメモリ14は、自律移動装置10の記憶装置を構成している。   FIG. 2 illustrates a hardware configuration example of the autonomous mobile device 10. As shown in FIG. 2, in the autonomous mobile device 10, a bus 11 is connected to a nonvolatile memory 12, a CPU (Central Processing Unit) 13, a main memory 14, a motor 15, a sensor 16, a communication unit 17, and the like. I have. The non-volatile memory 12 and the main memory 14 constitute a storage device of the autonomous mobile device 10.

不揮発性メモリ12は、例えば、オペレーティングシステム(OS)と、各種アプリケーションプログラムとを記憶する。アプリケーションプログラムには、上記した所定空間を対象にして3次元モデルを生成するためのプログラム(以下では、「3次元モデリングプログラム」と称する)等が含まれる。   The nonvolatile memory 12 stores, for example, an operating system (OS) and various application programs. The application program includes a program (hereinafter, referred to as a “three-dimensional modeling program”) for generating a three-dimensional model for the above-described predetermined space.

CPU13は、例えば、不揮発性メモリ12に記憶されている各種アプリケーションプログラムを実行するプロセッサである。CPU13は、自律移動装置10に含まれる各部の制御も行う。メインメモリ14は、例えば、CPU13が各種アプリケーションプログラムを実行する際に必要とされるワークエリアとして使用される。
なお、図2においては、自律移動装置10に含まれる記憶装置として、不揮発性メモリ12及びメインメモリ14だけが示されているが、これに限定されず、自律移動装置10は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等、他の記憶装置をさらに備えていても良い。
The CPU 13 is, for example, a processor that executes various application programs stored in the nonvolatile memory 12. The CPU 13 also controls each unit included in the autonomous mobile device 10. The main memory 14 is used, for example, as a work area required when the CPU 13 executes various application programs.
In FIG. 2, only the nonvolatile memory 12 and the main memory 14 are shown as storage devices included in the autonomous mobile device 10, but the present invention is not limited thereto. Drive) and other storage devices such as SSD (Solid State Drive).

モータ15は、駆動されることによって自律移動装置10の移動を可能にする。センサ16は、3次元モデルを生成するのに必要な3次元モデリング情報を収集可能な各種装置であり、例えば、カメラやレーザレンジファインダ(光波測距儀)等である。
通信部17は、自律移動装置10を無線(または有線)によりネットワークNに接続させる。通信部17は、ネットワークNを経由した情報処理装置20との各種情報や各種要求の送受信を制御する。
The motor 15 enables the autonomous mobile device 10 to move when driven. The sensor 16 is various devices capable of collecting three-dimensional modeling information necessary for generating a three-dimensional model, and is, for example, a camera, a laser range finder (lightwave range finder), or the like.
The communication unit 17 connects the autonomous mobile device 10 to the network N by wireless (or wired). The communication unit 17 controls transmission and reception of various information and various requests with the information processing device 20 via the network N.

図3は、自律移動装置10のCPU13が上記した3次元モデリングプログラムを実行することによって実現される自律移動装置10の主となる機能構成を示す。なお、3次元モデリングプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に予め記憶して頒布可能である。また、このプログラムは、例えばネットワークNを介して自律移動装置10にダウンロードされても良い。   FIG. 3 shows a main functional configuration of the autonomous mobile device 10 realized by the CPU 13 of the autonomous mobile device 10 executing the above-described three-dimensional modeling program. Note that the three-dimensional modeling program can be stored in a computer-readable storage medium in advance and distributed. This program may be downloaded to the autonomous mobile device 10 via the network N, for example.

図3に示すように、自律移動装置10は、入力受付部101、分割部102、終了条件設定部103、探索部104、生成部105及び評価部106、等を備えている。なお、不揮発性メモリ12及びメインメモリ14によって構成される記憶装置には、後述する方策情報が記憶されている。   As shown in FIG. 3, the autonomous mobile device 10 includes an input receiving unit 101, a dividing unit 102, an end condition setting unit 103, a searching unit 104, a generating unit 105, an evaluating unit 106, and the like. The storage device configured by the nonvolatile memory 12 and the main memory 14 stores policy information described later.

本実施形態においては、各部101〜106は、CPU13が3次元モデリングプログラムを実行すること(つまり、ソフトウェア)によって実現されるものとして説明するが、これに限定されず、各部101〜106は、ハードウェアによって実現されても良いし、ソフトウェア及びハードウェアの組み合わせによって実現されても良い。   In the present embodiment, each of the units 101 to 106 is described as being realized by the CPU 13 executing a three-dimensional modeling program (that is, software), but is not limited thereto. It may be realized by hardware, or may be realized by a combination of software and hardware.

入力受付部101は、情報処理装置20から送信されて来る各種情報の入力を受け付ける。例えば、入力受付部101は、3次元モデルを生成するのに必要な3次元モデリング情報を収集するために、自律移動装置10が移動する所定空間(以下では、「探索空間」と称する)を特定するための情報(探索空間情報)の入力を受け付ける。探索空間情報は、探索空間を特定可能な情報であればその形態は特に限定されず、例えば、探索空間の各頂点に対応する位置の経度・緯度・高度(標高)を示す情報であっても良い。図4では、探索空間が直方体状である場合を想定している。この場合、探索空間情報は、直方体状の探索空間SSの各頂点P1〜P8に対応する位置の経度・緯度・高度を示す情報であっても良い。   The input receiving unit 101 receives an input of various information transmitted from the information processing device 20. For example, the input receiving unit 101 specifies a predetermined space (hereinafter, referred to as a “search space”) in which the autonomous mobile device 10 moves in order to collect three-dimensional modeling information necessary for generating a three-dimensional model. Of search information (search space information). The form of the search space information is not particularly limited as long as the information can specify the search space. For example, the search space information may be information indicating the longitude, latitude, and altitude (elevation) of a position corresponding to each vertex of the search space. good. In FIG. 4, it is assumed that the search space is a rectangular parallelepiped. In this case, the search space information may be information indicating the longitude, latitude, and altitude of positions corresponding to the vertices P1 to P8 of the rectangular parallelepiped search space SS.

探索空間が、図4に示したように直方体状である場合、探索空間情報は、以下のような形態であっても良い。探索空間情報は、直方体状の探索空間の各頂点のうちの1点に対応する位置の経度・緯度・高度を示し、かつ当該1点を3次元座標系の原点とみなした時の、当該原点からX方向への長さ、Y方向への長さ及びZ方向への長さを示す情報であっても良い。例えば、探索空間情報は、図4に示す探索空間SSの頂点P1に対応する位置の経度・緯度・高度(換言すると、頂点P1の座標)と、頂点P1からX方向に位置する頂点P2までの長さLx、Y方向に位置する頂点P4までの長さLy及びZ方向に位置する頂点P5までの長さLz(換言すると、直方体の各辺の長さ)とを示す情報であっても良い。   When the search space has a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 4, the search space information may be in the following form. The search space information indicates the longitude, latitude, and altitude of a position corresponding to one of the vertices of the rectangular parallelepiped search space, and the origin when the one point is regarded as the origin of the three-dimensional coordinate system. It may be information indicating the length in the X direction, the length in the Y direction, and the length in the Z direction from. For example, the search space information includes the longitude, latitude, and altitude (in other words, the coordinates of the vertex P1) of the position corresponding to the vertex P1 of the search space SS illustrated in FIG. 4 and the distance from the vertex P1 to the vertex P2 positioned in the X direction. Information indicating the length Lx, the length Ly to the vertex P4 located in the Y direction, and the length Lz to the vertex P5 located in the Z direction (in other words, the length of each side of the rectangular parallelepiped) may be used. .

また、探索空間が、図4に示したように直方体状である場合、探索空間情報は、以下のような形態であっても良い。探索空間情報は、直方体状の探索空間の各頂点のうちの1点に対応する位置の経度・緯度・高度を示し、かつ当該1点を3次元座標系の原点とみなした時に、当該原点から最も遠くに位置する頂点に対応する位置の経度・緯度・高度を示す情報であっても良い。例えば、探索空間情報は、図4に示す探索空間SSの頂点P1に対応する位置の経度・緯度・高度と、頂点P1から最も遠くに位置する頂点P7に対応する位置の経度・緯度・高度とを示す情報であっても良い。   When the search space has a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. 4, the search space information may be in the following form. The search space information indicates the longitude, latitude, and altitude of a position corresponding to one of the vertices of the rectangular parallelepiped search space, and when the one point is regarded as the origin of the three-dimensional coordinate system, Information indicating the longitude, latitude, and altitude of the position corresponding to the vertex located farthest away may be used. For example, the search space information includes the longitude, latitude, and altitude of the position corresponding to the vertex P1 of the search space SS illustrated in FIG. 4, and the longitude, latitude, and altitude of the position corresponding to the vertex P7 furthest from the vertex P1. May be indicated.

なお、本実施形態においては、探索空間が図4に示したように直方体状である場合を想定して説明するが、探索空間の形状はこれに限定されず、例えば球状等、任意の形状であって構わない。   In the present embodiment, the description will be made assuming that the search space is a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 4, but the shape of the search space is not limited to this, and may be an arbitrary shape such as a sphere. It doesn't matter.

自律移動装置10は、図4に示したように、後述する分割部102によって探索空間SSを複数の領域DRに分割した上で、各領域(以下では、「分割領域」と称する)DRを順次移動し、3次元モデリング情報を分割領域DR毎に収集する。入力受付部101は、この分割領域DRを規定するための情報(分割情報)の入力も受け付ける。具体的には、分割情報は、分割領域の形状、分割領域の大きさ(粒度)、隣接する分割領域との重なり具合、等を示す情報である。   As illustrated in FIG. 4, the autonomous mobile device 10 divides the search space SS into a plurality of regions DR by a dividing unit 102 described later, and sequentially divides each region (hereinafter, referred to as a “divided region”) DR. Move and collect three-dimensional modeling information for each divided region DR. The input receiving unit 101 also receives input of information (division information) for defining the divided region DR. Specifically, the division information is information indicating the shape of the division area, the size (granularity) of the division area, the degree of overlap with the adjacent division area, and the like.

なお、分割領域の大きさは、探索空間に含まれる分割領域の個数で表現されても良いし、例えば図4に示したように分割領域の形状が直方体状(ボクセル)であれば、分割領域の大きさは各辺の長さで表現されても良い。あるいは、分割領域の形状が球状であれば、分割領域の大きさは半径の長さで表現されても良い。また、隣接する分割領域との重なり具合は、例えば実数によって表現され、正の実数の場合、所定の分割領域が、隣接する分割領域と当該実数の長さだけ重なっていることを示し、負の実数の場合、所定の分割領域が、隣接する分割領域と当該実数の長さだけ離れていることを示し、ゼロの場合、所定の分割領域と隣接する分割領域とは接していることを示すとしても良い。
入力を受け付けた探索空間情報及び分割情報は分割部102に送られる。
The size of the divided region may be represented by the number of divided regions included in the search space. For example, if the divided region has a rectangular parallelepiped shape (voxel) as shown in FIG. May be represented by the length of each side. Alternatively, if the shape of the divided region is spherical, the size of the divided region may be represented by the length of the radius. Also, the degree of overlap with an adjacent divided region is represented by, for example, a real number, and a positive real number indicates that a predetermined divided region overlaps with an adjacent divided region by the length of the real number. In the case of a real number, it indicates that the predetermined divided region is separated from the adjacent divided region by the length of the real number, and if the value is zero, it indicates that the predetermined divided region is in contact with the adjacent divided region. Is also good.
The search space information and the division information that have received the input are sent to the division unit 102.

分割部102は、入力受付部101から送られて来る探索空間情報及び分割情報の入力を受け付けると、当該探索空間情報に基づいて探索空間SSを特定(指定)し、当該分割情報に基づいて当該探索空間SSを複数の分割領域DRに分割する。また、分割部102は、後述する評価部106から送られて来る評価情報の入力を受け付けると、当該評価情報に基づいて各分割領域DRの大きさ(サイズ)を調整する。   When receiving the input of the search space information and the division information transmitted from the input reception unit 101, the division unit 102 specifies (designates) the search space SS based on the search space information, and determines the search space SS based on the division information. The search space SS is divided into a plurality of divided regions DR. Further, when receiving the input of the evaluation information sent from the evaluation unit 106 described later, the division unit 102 adjusts the size (size) of each divided region DR based on the evaluation information.

終了条件設定部103は、情報処理装置20からの条件設定要求に応じて、後述する探索部104に対して設定される方策を切り替えるためのトリガとなる探索終了条件を設定する(換言すると、現在設定されている方策にしたがっての探索を終了させるための探索終了条件を設定する)。この探索終了条件は、分割領域DRに対して設定される条件である。具体的には、探索終了条件としては、分割領域DRを探索した時間、分割領域DR内で収集された3次元モデリング情報の数(サンプリング数)、次に移動する分割領域DRで探索を開始する探索開始時刻、等が一例として挙げられる。   In response to a condition setting request from the information processing device 20, the end condition setting unit 103 sets a search end condition serving as a trigger for switching a measure set for the search unit 104 described later (in other words, the current A search termination condition for terminating the search according to the set policy is set). The search end condition is a condition set for the divided region DR. Specifically, as the search end conditions, the time at which the divided region DR was searched, the number of the three-dimensional modeling information collected in the divided region DR (the number of samplings), and the search starting at the next moved divided region DR are started. The search start time is an example.

例えば、探索終了条件が、分割領域DRを探索した時間であった場合を想定する。この場合、後述する探索部104は、所定の分割領域DRを探索している時間が探索終了条件として設定された時間を超えてしまった場合に、探索のための方策を、現在の方策から別の方策に切り替える処理を実行する。   For example, it is assumed that the search end condition is a time when the divided area DR is searched. In this case, the search unit 104, which will be described later, separates the search strategy from the current strategy when the time for searching the predetermined divided region DR exceeds the time set as the search end condition. Execute the processing to switch to the measure.

なお、本実施形態においては、探索終了条件が分割領域DRに対して設定される場合を説明するが、これに限定されず、探索終了条件は探索空間SSに対して設定されるとしても良い。   In the present embodiment, a case will be described in which the search end condition is set for the divided region DR. However, the present invention is not limited to this, and the search end condition may be set for the search space SS.

探索部104は、不揮発性メモリ12及びメインメモリ14によって構成される記憶装置に記憶された複数の方策情報のうちの1つに基づいて、自律移動装置10の動作を制御して、各分割領域DRの探索を行い、3次元モデリング情報を収集する。なお、収集される3次元モデリング情報は、自律移動装置10に設けられるセンサ16の種類によって異なるが、例えば、カメラによって撮影される画像の情報や、レーザレンジファインダによって測距される距離(詳しくは、自律移動装置10から分割領域DR内に存在する所定の物体までの距離)の情報、等である。   The search unit 104 controls the operation of the autonomous mobile device 10 based on one of a plurality of pieces of policy information stored in a storage device configured by the nonvolatile memory 12 and the main memory 14, and A search for DR is performed to collect three-dimensional modeling information. The collected three-dimensional modeling information differs depending on the type of the sensor 16 provided in the autonomous mobile device 10. For example, information on an image captured by a camera or a distance measured by a laser range finder (for details, see FIG. , Distance from the autonomous mobile device 10 to a predetermined object existing in the divided area DR).

探索部104は、終了条件設定部103によって設定された探索終了条件を参照し、当該探索終了条件が満たされた場合には、探索のための方策を、現在の方策から別の方策に切り替える。詳しくは、探索部104は、上記した記憶装置に記憶されている複数の方策情報のうち、現在の方策に対応する方策情報とは異なる方策情報を読み出し、当該読み出した方策情報によって示される方策を、新たな方策として設定する。なお、探索部104は、探索開始時には、情報処理装置20からの方策設定要求に応じた方策情報を読み出し、当該読み出した方策を、探索開始時の方策として設定する。あるいは、予め決められた所定の方策を探索開始時の方策として設定するとしても良い。   The search unit 104 refers to the search end condition set by the end condition setting unit 103, and switches the search policy from the current policy to another policy when the search end condition is satisfied. More specifically, the search unit 104 reads, out of the plurality of pieces of policy information stored in the storage device, policy information different from the policy information corresponding to the current policy, and searches the policy indicated by the read policy information. , Set as a new strategy. At the start of the search, the search unit 104 reads out the policy information according to the policy setting request from the information processing device 20, and sets the read-out policy as a policy at the start of the search. Alternatively, a predetermined policy determined in advance may be set as a policy at the start of the search.

ここで、探索部104によって設定される探索のための方策について説明する。
方策とは、探索の方法(ルール)を示しており、例えば以下の(1)式、(2)式によって定義される。
=π(s)・・・(1)
〜π(・|s)・・・(2)
上記した(1)式、(2)式におけるsは、時刻tにおける自律移動装置10の状態を表し、上記したaは、自律移動装置10の状態が所定の状態sの時に返す時刻tにおける行動を表している。上記した(1)式によれば、状態sから行動aへの写像が定義され、上記した(2)式によれば、状態sが観測された場合に行動aを行う確率が定義されている。すなわち、上記した(1)式は、状態sが得られた場合に行動aを行う方策πを定義しており、上記した(2)式は、状態sが得られた場合に所定の確率分布に従って行動aを行う方策πを定義している。
Here, a search strategy set by the search unit 104 will be described.
The policy indicates a search method (rule), and is defined, for example, by the following equations (1) and (2).
a t = π (s t ) (1)
a t to π (· | s t ) (2)
Time above (1), the s t in equation (2) represents the state of the autonomous mobile apparatus 10 at time t, the above-mentioned a t is the state of the autonomous mobile apparatus 10 returns when the predetermined state s t The action at t is shown. According to the above (1), defines the mapping from the state s t to action a t, according to the above (2), the probability of performing an action a t when the state s t was observed Is defined. That is, given when the above equation (1) defines a strategy when the state s t is obtained performing an action a t [pi, and equation (2), the state s t is obtained It defines the policy π that in accordance with the probability distribution perform the action a t.

なお、上記した状態sの具体例としては、自律移動装置10の位置に関する状態や、3次元モデリング情報の収集に関する状態、等が一例として挙げられる。また、上記した行動aの具体例としては、前進・後退・右移動・左移動・回転等といった自律移動装置10の移動方向に関することや、モータ15を制御する際の角速度・トルクに関すること、等が一例として挙げられる。 As specific examples of the state s t described above, the position status and about the autonomous moving device 10, the state relating to the collection of three-dimensional modeling information, and the like as an example. Specific examples of the actions a t that described above, and it relates to the moving direction of the autonomous mobile apparatus 10 such as forward and backward, right movement, left movement, rotation, etc., it relates to an angular velocity torque in controlling motor 15, Etc. are mentioned as an example.

本実施形態においては、方策πとして、状態sが得られた場合、まだ探索していない分割領域DRに移動するように行動aを選択する方策πと、状態sが得られた場合、探索開始地点に戻るように行動aを選択する方策πとが設定可能である場合を想定する。つまり、上記した記憶装置には、方策πを示す方策情報と、方策πを示す方策情報とが少なくとも記憶されている場合を想定する。なお、方策πと方策πとでは、状態sに対する行動aを選ぶ際の方針(以下、「行動選択方針」と称する)が異なっているものとする。本実施形態においては、上記したように、方策πは、行動選択方針が「まだ探索していない分割領域DRに移動する」であるのに対し、方策πは、行動選択方針が「探索開始地点に戻る」である場合を想定している。 In the present embodiment, as a means [pi, when the state s t is obtained, the strategy [pi 1 to select an action a t to move the divided region DR have not yet searched, the state s t is obtained case, it is assumed that the policy π 2 to select the action a t to return to the search starting point can be set. In other words, the storage device described above, a strategy information indicating a policy [pi 1, and measures information indicating the strategy [pi 2 it is assumed that is at least stored. It should be noted that, in the policy π 1 and the policy π 2, policy of choosing the action a t for the state s t (hereinafter, referred to as "action selection policy") and what is different. In the present embodiment, as described above, the policy π 1 has the action selection policy “move to the divided area DR that has not been searched yet”, whereas the policy π 2 has the action selection policy “search”. Return to start point "is assumed.

上記したように、状態sが得られた場合、まだ探索していない分割領域DRに移動するように行動aを選択する方策πが設定されることにより、未知の空間を効率的に探索して、3次元モデリング情報を効率的に収集することが可能となる。一方で、このような方策πにしたがって未知の空間を自律的に探索した場合、探索が途中から進まなくなるスタック状態に陥る恐れがある。スタック状態に陥る原因は種々考えられるが、例えば、分割領域DRの大きさに対して3次元モデリング情報を収集する回数が多すぎた場合や、袋小路に迷い込んでしまった場合等が一例として挙げられる。 As described above, when the state s t is obtained, by policy [pi 1 to select an action a t to move the divided region DR have not yet searched is set, an unknown spatial efficiently By searching, three-dimensional modeling information can be efficiently collected. On the other hand, when autonomously exploring unknown space according to such an approach [pi 1, there is a risk of falling into the stack state search will not proceed from the middle. There are various possible causes of the stacking state. For example, the case where the number of times of collecting the three-dimensional modeling information is too large for the size of the divided region DR, the case where the user gets lost in a dead end, and the like are exemplified. .

しかしながら、上記したように、行動選択方針が異なる少なくとも2つの方策π,πが探索部104によって切り替え可能に設定されるので、例えば、方策πにしたがって探索を行い、上記したスタック状態に陥ったとしても、行動選択方針が異なる方策πに切り替えることが可能であり、上記したスタック状態からの回復を図ることが可能となる。
なお、ここでは、方策πの行動選択方針が「まだ探索していない分割領域DRに移動する」であり、方策πの行動選択方針が「探索開始地点に戻る」である場合を想定したが、これに限定されず、方策π,πの行動選択方針はそれぞれ、以下に示す例のいずれかであっても良い。
(方策πの行動選択方針)
・まだ探索していない分割領域DRに移動する。
・まだ探索していない領域に移動する。
・右手法(または左手法)を用いて移動する。
(方策πの行動選択方針)
・探索開始地点に戻る。
・現在地点から遠ざかるように移動する。
・左手法(または右手法)を用いて移動する。
・移動してきた経路をある程度まで戻る。
なお、上記した方策π,πの行動選択方針は、任意に組み合わせ可能であるものとする。
However, as described above, at least two measures π 1 and π 2 having different action selection policies are set to be switchable by the search unit 104. For example, the search is performed according to the measure π 1 and the stack state is set. even it fell, it is possible to act selection policy switches to a different strategy [pi 2, it is possible to achieve recovery from the stack state described above.
Here, it is assumed that the action selection policy of the policy π 1 is “move to the divided area DR that has not been searched yet” and the action selection policy of the policy π 2 is “return to the search start point”. However, the present invention is not limited to this, and the action selection policies of the policies π 1 and π 2 may be any of the following examples.
(Action selection policy of policy π 1 )
Move to a divided area DR that has not been searched yet.
・ Move to an area that has not been searched yet.
・ Move using the right method (or the left method).
(Policy π 2 of action selection policy)
・ Return to the search start point.
・ Move away from the current location.
・ Move using the left method (or the right method).
・ Return the route you have traveled to a certain extent.
Note that the action selection policies of the above-mentioned measures π 1 and π 2 can be arbitrarily combined.

なお、本実施形態においては、探索部104は、自律移動装置10がスタック状態に陥った場合、つまり、探索終了条件が満たされた場合、方策πを切り替えることによって、当該スタック状態からの回復を図るとしたが、スタック状態からの回復を図る方法はこれに限定されず、例えば、探索終了条件が満たされた場合、方策πを切り替えるのではなく、自律移動装置10がスタック状態に陥っている可能性が高いことをユーザに対して通知するとしても良い。これによれば、ユーザは、スタック状態に陥っているか否かを自身で確認した後に、ユーザにとって好ましい方策πを選択することが可能となる(換言すると、ユーザにとって好ましい方策πを設定するための方策設定要求を送信することが可能となる)。あるいは、ユーザは、上記通知を受けた後に、自律移動装置10の動作モードを自動動作モードから手動操作モードに切り替え、自身で自律移動装置10を操作することにより、スタック状態からの回復を図ることも可能である。なお、動作モードの切替は、ユーザの操作に応じて、探索部104が行うとしても良い。
探索を行うことで収集された3次元モデリング情報は生成部105に送られる。
In the present embodiment, when the autonomous mobile device 10 has fallen into the stack state, that is, when the search end condition is satisfied, the search unit 104 switches the policy π to recover from the stack state. However, the method of recovering from the stuck state is not limited to this. For example, when the search termination condition is satisfied, the autonomous mobile device 10 has fallen into the stuck state instead of switching the policy π. The user may be notified that the possibility is high. According to this, it is possible for the user to select a policy π preferable for the user after confirming whether or not the user is in a stuck state (in other words, to set a policy π preferable for the user). It is possible to send a policy setting request). Alternatively, after receiving the notification, the user switches the operation mode of the autonomous mobile device 10 from the automatic operation mode to the manual operation mode, and operates the autonomous mobile device 10 to recover from the stack state. Is also possible. Note that the switching of the operation mode may be performed by the search unit 104 in accordance with a user operation.
The three-dimensional modeling information collected by performing the search is sent to the generation unit 105.

生成部105は、探索部104によって行われた探索の過程で収集された3次元モデリング情報に基づいて3次元モデルを生成する。なお、3次元モデルを生成する方法としては、レーザレンジファインダによって測距された距離の情報を用いて3次元形状を復元する方法や、カメラによって撮影された画像(多視点画像)の情報を用いて3次元形状を復元する方法、等がある。但し、3次元モデルを生成する方法はこれらに限定されず、任意の公知の方法により3次元モデルは生成されても良い。
生成された3次元モデルを示す3次元情報は評価部106に送られる。
The generation unit 105 generates a three-dimensional model based on the three-dimensional modeling information collected in the search performed by the search unit 104. As a method of generating a three-dimensional model, a method of restoring a three-dimensional shape using information on a distance measured by a laser range finder, or a method of using an image (multi-viewpoint image) captured by a camera is used. For restoring a three-dimensional shape. However, the method of generating the three-dimensional model is not limited to these, and the three-dimensional model may be generated by any known method.
The three-dimensional information indicating the generated three-dimensional model is sent to the evaluation unit 106.

評価部106は、生成部105から送られて来る3次元情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた3次元情報によって示される3次元モデルが十分な品質のモデルであるか否かを評価(判定)する。なお、3次元モデルの品質を評価する方法としては、例えば、3次元情報によって示される3次元モデルに欠落箇所があるか否かを判定し、欠落箇所があると判定された場合には不十分な品質であると評価し、欠落箇所がないと判定された場合には十分な品質であると評価する方法、等がある。但し、3次元モデルの品質を評価する方法はこれに限定されず、任意の公知の方法により3次元モデルの品質は評価されても良い。
上記した評価の結果を示す評価情報は分割部102、終了条件設定部103及び探索部104に送られる。評価情報は、不十分な品質であった箇所(分割領域DR)を少なくとも特定可能な情報であればその形態は特に限定されない。また、上記した評価の結果、十分な品質であると評価された3次元モデルを示す3次元情報は情報処理装置20に送られる。
When receiving the input of the three-dimensional information transmitted from the generation unit 105, the evaluation unit 106 evaluates whether the three-dimensional model indicated by the received three-dimensional information is a model of sufficient quality ( judge. As a method of evaluating the quality of the three-dimensional model, for example, it is determined whether or not the three-dimensional model indicated by the three-dimensional information has a missing part, and if it is determined that there is a missing part, the method is insufficient. There is a method of estimating that the quality is sufficient, and evaluating that the quality is sufficient when it is determined that there is no missing portion. However, the method of evaluating the quality of the three-dimensional model is not limited to this, and the quality of the three-dimensional model may be evaluated by any known method.
Evaluation information indicating the result of the above-described evaluation is sent to the division unit 102, the end condition setting unit 103, and the search unit 104. The form of the evaluation information is not particularly limited as long as it is information that can specify at least a portion (divided region DR) having insufficient quality. Also, as a result of the above-described evaluation, three-dimensional information indicating a three-dimensional model evaluated to have sufficient quality is sent to the information processing device 20.

なお、本実施形態においては、3次元モデルが十分な品質のモデルであるか否かの評価を評価部106が行うとしたが、これに限定されず、3次元モデルが十分な品質のモデルであるか否かの評価は、情報処理装置20を操作するユーザによって行われ、評価部106は、その評価の結果を示す評価情報の入力を受け付け、当該評価情報を必要に応じて分割部102、終了条件設定部103及び探索部104に送るだけであっても良い。この場合、評価部106は、生成部105から3次元情報の入力を受け付けた場合、当該3次元情報を情報処理装置20に対して常時送信する。   In the present embodiment, the evaluation unit 106 evaluates whether or not the three-dimensional model is a model of sufficient quality. However, the present invention is not limited to this, and the three-dimensional model is a model of sufficient quality. The evaluation as to whether or not there is any information is performed by the user who operates the information processing apparatus 20, and the evaluation unit 106 receives input of evaluation information indicating the result of the evaluation, and divides the evaluation information as necessary into the dividing unit 102, It may be simply sent to the end condition setting unit 103 and the search unit 104. In this case, when receiving the input of the three-dimensional information from the generation unit 105, the evaluation unit 106 constantly transmits the three-dimensional information to the information processing device 20.

分割部102は、評価部106から送られて来る評価情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた評価情報に基づいて、分割領域DRの大きさ(サイズ、粒度)を調整する。具体的には、分割部102は、評価情報によって示される不十分な品質であった箇所に対応した分割領域DRの粒度がより細かくなるように当該分割領域DRを分割する。   Upon receiving the input of the evaluation information sent from the evaluation unit 106, the dividing unit 102 adjusts the size (size, granularity) of the divided region DR based on the received evaluation information. More specifically, the dividing unit 102 divides the divided region DR so that the granularity of the divided region DR corresponding to the portion having the insufficient quality indicated by the evaluation information becomes finer.

また、終了条件設定部103は、評価部106から送られて来る評価情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた評価情報に基づいて、分割領域DRに対して設定された探索終了条件を調整する。具体的には、終了条件設定部103は、評価情報によって示される不十分な品質であった箇所に対応した分割領域DRにおいてのみ探索終了条件として設定される探索時間を長くするように調整したり、当該分割領域DRにおいてのみ探索終了条件として設定される3次元モデリング情報のサンプリング数を増やすように調整する。
さらに、探索部104は、評価部106から送られて来る評価情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた評価情報に基づいて、前回の探索とは異なる方向(例えば、前回の探索とは異なるアングルから3次元モデリング情報を収集可能な方向)から探索を開始できるように、探索開始地点を調整する。なお、探索部104は、探索開始地点ではなく、不十分な品質であった分割領域DRを探索し始めるときの方向(換言すると、不十分な品質であった分割領域DRに入る方向)を調整するとしても良い。
Further, when receiving the input of the evaluation information sent from the evaluation unit 106, the end condition setting unit 103 adjusts the search end condition set for the divided region DR based on the received evaluation information. I do. Specifically, the end condition setting unit 103 adjusts the search time set as the search end condition only in the divided region DR corresponding to the portion of the insufficient quality indicated by the evaluation information so as to lengthen the search time. The adjustment is performed so as to increase the sampling number of the three-dimensional modeling information set as the search end condition only in the divided region DR.
Further, when the search unit 104 receives an input of the evaluation information sent from the evaluation unit 106, based on the received evaluation information, a direction different from the previous search (for example, different from the previous search) is used. The search start point is adjusted so that the search can be started from a direction in which three-dimensional modeling information can be collected from the angle). Note that the search unit 104 adjusts not the search start point but the direction at which to start searching for the divided region DR having insufficient quality (in other words, the direction to enter the divided region DR having insufficient quality). You may do it.

次に、図5のフローチャートを参照して、上記した自律移動装置10が有している各機能部によって実現される動作の一例について説明する。
まず、入力受付部101は、情報処理装置20から送られて来る探索空間情報及び分割情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた探索空間情報及び分割情報を分割部102に転送する。
分割部102は、入力受付部101から転送されて来る探索空間情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた探索空間情報に基づいて探索空間SSを指定する(ステップS1)。また、分割部102は、入力受付部101から転送されて来る分割情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた分割情報に基づいて、ステップS1の処理により指定された探索空間SSを複数の分割領域DRに分割する(ステップS2)。
Next, an example of an operation realized by each functional unit of the above-described autonomous mobile device 10 will be described with reference to a flowchart of FIG.
First, when receiving the input of the search space information and the division information sent from the information processing device 20, the input reception unit 101 transfers the search space information and the division information that have received the input to the division unit 102.
When receiving the input of the search space information transferred from the input receiving unit 101, the dividing unit 102 specifies the search space SS based on the search space information that has received the input (step S1). Further, when receiving the input of the division information transferred from the input reception unit 101, the division unit 102 divides the search space SS specified by the process of step S1 into a plurality of divisions based on the division information received. The region is divided into regions DR (step S2).

続いて、終了条件設定部103は、情報処理装置20からの条件設定要求にしたがった探索終了条件を分割領域DRに対して設定する(ステップS3)。また、探索部104は、情報処理装置20からの方策設定要求にしたがった方策(例えば方策π)に対応した方策情報を記憶装置から読み出し、当該方策を探索のための方策として設定する(ステップS4)。 Subsequently, the end condition setting unit 103 sets a search end condition according to the condition setting request from the information processing device 20 for the divided region DR (step S3). Further, the search unit 104 reads, from the storage device, policy information corresponding to a policy (for example, the policy π 1 ) according to the policy setting request from the information processing device 20, and sets the policy as a policy for search (step S4).

探索部104は探索を開始し(ステップS5)、ステップS4の処理により設定された方策にしたがって分割領域DRを順次移動しながら3次元モデリング情報を収集する(ステップS6)。探索部104は、所定時間毎に、ステップS3の処理により設定された探索終了条件が満たされたか否かを判定する(ステップS7)。なお、この判定の結果、探索終了条件が満たされていないと判定された場合(ステップS7のNO)、後述するステップS9の処理が実行される。   The search unit 104 starts a search (step S5), and collects three-dimensional modeling information while sequentially moving the divided regions DR according to the policy set by the process of step S4 (step S6). The search unit 104 determines, at predetermined time intervals, whether or not the search end condition set by the process of step S3 is satisfied (step S7). If it is determined that the search termination condition is not satisfied (NO in step S7), the process of step S9 described below is performed.

一方で、ステップS7の処理の結果、探索終了条件が満たされたと判定された場合(ステップS7のYES)、探索部104は、自律移動装置10がスタック状態に陥っている恐れがあると判断して、方策の切替を行う。具体的には、探索部104は、現在の方策とは行動選択方針が異なる方策(例えば方策π)に対応した方策情報を記憶装置から読み出し、当該読み出した方策情報に対応した方策を新たな方策として設定する(ステップS8)。 On the other hand, as a result of the processing in step S7, when it is determined that the search end condition is satisfied (YES in step S7), the search unit 104 determines that the autonomous mobile device 10 may be in a stuck state. To switch policies. Specifically, the search unit 104 reads policy information corresponding to a policy (for example, the policy π 2 ) having a different action selection policy from the current policy from the storage device, and adds a new policy corresponding to the read policy information to the new policy. It is set as a measure (step S8).

次に、探索部104は探索が完了したか否かを判定する(ステップS9)。なお、探索が完了したか否かは、例えば、ステップS2の処理により分割された全ての分割領域DRにおいて3次元モデリング情報が収集されたか否かに基づいて判定される。但し、ステップS8の処理により方策の切替が行われている場合、全ての分割領域DRにおいて3次元モデリング情報が収集されていなくても、新たに設定された方策にしたがって、探索が完了したと判定されても良い。   Next, the search unit 104 determines whether the search has been completed (Step S9). Whether or not the search has been completed is determined based on, for example, whether or not the three-dimensional modeling information has been collected in all the divided regions DR divided by the process of step S2. However, when the switching of the policy is performed by the process of step S8, it is determined that the search is completed according to the newly set policy even if the three-dimensional modeling information is not collected in all the divided regions DR. May be.

ステップS9の処理の結果、探索が完了していないと判定された場合(ステップS9のNO)、上記したステップS6の処理に戻り、まだ探索していない分割領域DRにおいて3次元モデリング情報を収集する処理が実行される。
一方で、ステップS9の処理の結果、探索が完了した(あるいは、方策の切替が行われた)と判定された場合(ステップS9のYES)、探索部104は、収集した3次元モデリング情報を生成部105に出力する。生成部105は、探索部104から送られて来る3次元モデリング情報に基づいて3次元モデルを生成する(ステップS10)。生成された3次元モデルを示す3次元情報は評価部106に送られる。
As a result of the processing in step S9, when it is determined that the search is not completed (NO in step S9), the process returns to the above-described step S6, and three-dimensional modeling information is collected in the divided area DR that has not been searched yet. The processing is executed.
On the other hand, when it is determined that the search has been completed (or the policy has been switched) as a result of the processing in step S9 (YES in step S9), the search unit 104 generates the collected three-dimensional modeling information. Output to the unit 105. The generation unit 105 generates a three-dimensional model based on the three-dimensional modeling information sent from the search unit 104 (Step S10). The three-dimensional information indicating the generated three-dimensional model is sent to the evaluation unit 106.

評価部106は、生成部105から送られて来る3次元情報の入力を受け付けると、当該入力を受け付けた3次元情報によって示される3次元モデルの品質が十分であるか否かを評価する(ステップS11)。なお、この評価の結果、3次元モデルの品質が十分でないと評価された場合(ステップS11のNO)、評価部106は、当該評価の結果を示す評価情報を分割部102、終了条件設定部103及び探索部104に出力する。その後、上記したステップS2及びS3の処理に戻り、分割領域DRのサイズ調整や探索終了条件の調整、探索開始地点の調整が行われた後に、ステップS4以降の処理が再度実行される。   Upon receiving the input of the three-dimensional information transmitted from the generation unit 105, the evaluation unit 106 evaluates whether or not the quality of the three-dimensional model indicated by the received three-dimensional information is sufficient (Step S10). S11). As a result of this evaluation, when it is evaluated that the quality of the three-dimensional model is not sufficient (NO in step S11), the evaluation unit 106 divides the evaluation information indicating the result of the evaluation into the division unit 102, the end condition setting unit 103 And the search unit 104. Thereafter, the process returns to the above-described steps S2 and S3, and after the size adjustment of the divided region DR, the adjustment of the search end condition, and the adjustment of the search start point are performed, the processes after the step S4 are executed again.

一方で、ステップS11の処理の結果、3次元モデルの品質が十分であると評価された場合(ステップS11のYES)、評価部106は、ステップS11の処理により入力を受け付けた3次元情報を情報処理装置20に送信し(ステップS12)、ここでの一連の動作を終了させる。   On the other hand, when the quality of the three-dimensional model is evaluated to be sufficient as a result of the processing in step S11 (YES in step S11), the evaluation unit 106 outputs the three-dimensional information received in the processing in step S11 as information. This is transmitted to the processing device 20 (step S12), and a series of operations here is terminated.

なお、本実施形態においては、自律移動装置10が、上記した各機能部を有している場合を想定したが、生成部105及び評価部106が有する機能は、情報処理装置20に搭載されるとしても良い。この場合、自律移動装置10において3次元モデリング情報の収集が行われ、情報処理装置20において3次元モデルの生成とその評価が行われる。   In the present embodiment, it is assumed that the autonomous mobile device 10 has the above-described respective functional units, but the functions of the generating unit 105 and the evaluating unit 106 are mounted on the information processing device 20. It is good. In this case, three-dimensional modeling information is collected in the autonomous mobile device 10, and a three-dimensional model is generated and evaluated in the information processing device 20.

以上説明した一実施形態によれば、自律移動装置10は、探索が途中から進まないスタック状態に陥った恐れがあるか否かを判断するために探索終了条件を設定可能な終了条件設定部103と、スタック状態に陥った恐れがあると判断された場合に、探索のための方策を、現在の方策とは行動選択方針が異なる別の方策に切り替え可能な探索部104とを備えている。これによれば、仮にスタック状態に陥ってしまったとしても、そこからの回復を図ることが可能となる。   According to the embodiment described above, the autonomous mobile device 10 can set the search end condition in order to determine whether or not there is a possibility that the search has fallen into a stuck state where the search does not proceed halfway. And a search unit 104 capable of switching a policy for searching to another policy having a different action selection policy from the current policy when it is determined that there is a possibility of falling into a stuck state. This makes it possible to recover from a stuck state even if it has fallen.

また、本実施形態によれば、終了条件設定部103は、探索終了条件を分割領域DRに対して設定可能であるので、探索空間SSよりも細かい粒度で、自律移動装置10がスタック状態に陥った恐れがあるか否かを判断することができ、仮にスタック状態に陥ってしまったとしても、探索部104によりスタック状態に陥った恐れがあることをすぐに検出することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, since the end condition setting unit 103 can set the search end condition for the divided region DR, the autonomous mobile device 10 falls into a stack state with a finer granularity than the search space SS. It is possible to determine whether or not there is a fear that a stack state may have occurred, and even if the state has fallen into a stack state, the search unit 104 can immediately detect that there is a risk of having fallen into a stack state.

さらに、本実施形態によれば、分割部102は、評価部106における評価の結果に基づいて分割領域DRのサイズを調整可能であるので、次の探索では品質が不十分であると評価された分割領域DRを重点的に探索することを可能にする。つまり、3次元モデリング情報の収集効率を向上させることが可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, since the dividing unit 102 can adjust the size of the divided region DR based on the evaluation result in the evaluating unit 106, the quality is insufficient in the next search. This makes it possible to focus on the divided area DR. That is, the collection efficiency of the three-dimensional modeling information can be improved.

同様に、本実施形態によれば、終了条件設定部103は、評価部106における評価の結果に基づいて探索終了条件を調整可能であるので、次の探索では品質が不十分であると評価された分割領域DRを重点的に探索することを可能にする。つまり、3次元モデリング情報の収集効率を向上させることが可能となる。
さらに、本実施形態によれば、探索部104は、評価部106における評価の結果に基づいて探索開始地点を調整可能であるので、次の探索では品質が不十分であると評価された分割領域DRを別の方向(アングル)から探索することが可能となり、3次元モデリング情報の収集効率を向上させることが可能となる。
Similarly, according to the present embodiment, the end condition setting unit 103 can adjust the search end condition based on the result of the evaluation in the evaluation unit 106, so that the next search is evaluated as having insufficient quality. This makes it possible to focus on the divided region DR. That is, the collection efficiency of the three-dimensional modeling information can be improved.
Furthermore, according to the present embodiment, since the search unit 104 can adjust the search start point based on the result of the evaluation by the evaluation unit 106, the divided areas evaluated as having insufficient quality in the next search DR can be searched from another direction (angle), and the collection efficiency of three-dimensional modeling information can be improved.

以下では、本実施形態の変形例について説明する。
<変形例>
図6は、本実施形態の変形例に係る自律移動装置10の機能構成例を示している。本変形例は、テンプレート選択部107と表示部108とをさらに備えている点で、図3に示した場合と相違している。なお、本変形例においては、不揮発性メモリ12及びメインメモリ14によって構成される記憶装置には、上記した方策情報の他に、後述するテンプレート情報が予め記憶されているものとする。
Hereinafter, a modified example of the present embodiment will be described.
<Modification>
FIG. 6 illustrates a functional configuration example of the autonomous mobile device 10 according to a modification of the present embodiment. This modification is different from the case shown in FIG. 3 in further including a template selection unit 107 and a display unit 108. In the present modified example, it is assumed that a storage device including the nonvolatile memory 12 and the main memory 14 previously stores template information described later in addition to the above-described policy information.

テンプレート選択部107は、情報処理装置20からのテンプレート選択要求に応じて、当該テンプレート選択要求に対応したテンプレート情報を上記した記憶装置から読み出し、これを入力受付部101(または、分割部102)に出力する。テンプレート情報は、探索空間SS内にある所定の物体(例えば、橋やビル等)に対応した分割領域DRを規定するための情報であり、過去に生成した3次元モデルが生成された時の分割領域DRを参考にして生成される情報である。   In response to a template selection request from the information processing device 20, the template selection unit 107 reads template information corresponding to the template selection request from the storage device described above, and sends the template information to the input reception unit 101 (or the division unit 102). Output. The template information is information for defining a divided region DR corresponding to a predetermined object (for example, a bridge, a building, or the like) in the search space SS, and is used when a previously generated three-dimensional model is generated. This is information generated with reference to the area DR.

これによれば、例えば橋が存在する探索空間SSを対象にした3次元モデルの生成を行う場合、テンプレート選択部107は、橋に対応したテンプレート情報を読み出し、これを入力受付部101を介して分割部102に送ることが可能であるので、分割部102は、橋が存在することを考慮した上で、探索空間SSを複数の分割領域DRに分割することが可能となる。すなわち、探索空間SSを全て同じ大きさの分割領域DRに分割するのではなく、橋が存在すると思われる箇所については細かな分割領域DRを設定し、橋が存在しないと思われる箇所については大きな分割領域DRを設定することが可能であり、3次元モデリング情報の収集効率を向上させることが可能となる。   According to this, for example, when generating a three-dimensional model for the search space SS in which a bridge exists, the template selecting unit 107 reads out template information corresponding to the bridge, and reads this through the input receiving unit 101. Since the data can be sent to the dividing unit 102, the dividing unit 102 can divide the search space SS into a plurality of divided regions DR in consideration of the existence of the bridge. That is, instead of dividing the search space SS into all the divided regions DR having the same size, a fine divided region DR is set for a portion where a bridge is considered to exist, and a large divided region DR is set for a portion where a bridge is not considered to exist. The divided region DR can be set, and the collection efficiency of the three-dimensional modeling information can be improved.

表示部108は、生成部105により生成された3次元モデルを示す3次元情報の入力を受け付け、当該3次元情報によって示される3次元モデルを図示せぬディスプレイに表示させる、あるいはVRを用いて仮想空間上に表示させる。なお、図示せぬディスプレイは、自律移動装置10に設けられていても良いし、例えば、自律移動装置10及び情報処理装置20のどちらでもなく、情報処理装置20を操作するユーザが装着可能なゴーグル型のディスプレイ等であっても良い。これによれば、ユーザは、3次元モデルの品質を直感的に確認することが可能となる。   The display unit 108 receives input of three-dimensional information indicating the three-dimensional model generated by the generation unit 105, and causes the display (not shown) to display the three-dimensional model indicated by the three-dimensional information, or virtual display using VR. Display in space. The display (not shown) may be provided on the autonomous mobile device 10, or may be, for example, goggles that can be worn by a user who operates the information processing device 20, not the autonomous mobile device 10 or the information processing device 20. It may be a type display or the like. According to this, the user can intuitively check the quality of the three-dimensional model.

以上説明した一実施形態によれば、仮にスタック状態に陥ってしまったとしても、そこからの回復を図ることが可能な自律移動装置、方法及び3次元モデリングシステムを提供することが可能となる。   According to the embodiment described above, it is possible to provide an autonomous mobile device, a method, and a three-dimensional modeling system that can recover from a stuck state even if the stuck state occurs.

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although some embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These new embodiments can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and their equivalents.

10…自律移動装置、20…情報処理装置、101…入力受付部、102…分割部、103…終了条件設定部、104…探索部、105…生成部、106…評価部、107…テンプレート選択部、108…表示部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Autonomous mobile device, 20 ... Information processing device, 101 ... Input reception part, 102 ... Division part, 103 ... End condition setting part, 104 ... Search part, 105 ... Generation part, 106 ... Evaluation part, 107 ... Template selection part , 108... Display unit.

Claims (11)

所定の空間を探索空間として自律的に移動可能な自律移動装置であって、
前記探索空間を指定する指定手段と、
前記探索空間を移動する際の状態に対する次の行動を示す方策を設定する第1設定手段と、
前記設定された方策にしたがって前記探索空間を移動し、3次元モデルを生成するために3次元モデリング情報を収集する収集手段と、
前記設定された方策で前記探索空間を移動することを終了させるための終了条件を設定する第2設定手段と
を具備し、
前記第1設定手段は、
前記終了条件が満たされた場合、前記方策を、現在設定されている方策とは異なる方策に切り替える自律移動装置。
An autonomous mobile device capable of autonomously moving a predetermined space as a search space,
Designating means for designating the search space;
First setting means for setting a measure indicating a next action for a state when moving in the search space;
Collection means for moving the search space according to the set policy and collecting three-dimensional modeling information to generate a three-dimensional model;
A second setting means for setting an end condition for ending the movement of the search space by the set policy,
The first setting means includes:
An autonomous mobile device that switches the policy to a policy different from a currently set policy when the termination condition is satisfied.
前記第1設定手段は、
前記終了条件が満たされた場合、前記方策を、現在設定されている方策とは行動選択方針が異なる方策に切り替える請求項1に記載の自律移動装置。
The first setting means includes:
The autonomous mobile device according to claim 1, wherein when the termination condition is satisfied, the policy is switched to a policy having a different action selection policy from a currently set policy.
前記指定された探索空間を複数の領域に分割する分割手段
をさらに具備し、
前記第2設定手段は、
前記指定された探索空間または前記分割された各領域に対して前記終了条件を設定する請求項1または請求項2に記載の自律移動装置。
Dividing means for dividing the designated search space into a plurality of regions,
The second setting means,
The autonomous mobile device according to claim 1 or 2, wherein the end condition is set for the designated search space or each of the divided areas.
前記第2設定手段は、
前記探索空間または前記各領域に対して、移動時間を前記終了条件として設定する請求項3に記載の自律移動装置。
The second setting means includes:
The autonomous mobile device according to claim 3, wherein a travel time is set as the end condition for the search space or each of the areas.
前記第2設定手段は、
前記探索空間または前記各領域に対して、前記収集手段によって収集される3次元モデリング情報の数を前記終了条件として設定する請求項3に記載の自律移動装置。
The second setting means,
The autonomous mobile device according to claim 3, wherein the number of three-dimensional modeling information collected by the collection unit is set as the end condition for the search space or each area.
前記収集された3次元モデリング情報に基づいて前記探索空間を対象にした3次元モデルを生成する生成手段と、
前記生成された3次元モデルが十分な品質であるか否かを評価する評価手段と
をさらに具備する請求項3に記載の自律移動装置。
Generating means for generating a three-dimensional model for the search space based on the collected three-dimensional modeling information;
The autonomous mobile device according to claim 3, further comprising: an evaluation unit configured to evaluate whether the generated three-dimensional model is of sufficient quality.
前記分割手段は、
前記収集された3次元モデリング情報に基づいて生成される前記探索空間の3次元モデルが十分な品質でなかった場合、前記探索空間を複数の領域に再度分割する請求項3に記載の自律移動装置。
The dividing means,
The autonomous mobile device according to claim 3, wherein the search space is re-divided into a plurality of regions when a three-dimensional model of the search space generated based on the collected three-dimensional modeling information is not of sufficient quality. .
所定の空間を探索空間として自律的に移動可能な自律移動装置であって、
前記探索空間を指定する指定手段と、
前記探索空間を移動する際の状態に対する次の行動を示す方策を設定する第1設定手段と、
前記設定された方策にしたがって前記探索空間を移動し、3次元モデルを生成するために3次元モデリング情報を収集する収集手段と、
前記設定された方策で前記探索空間を移動することを終了させるための終了条件を設定する第2設定手段と
を具備し、
前記第1設定手段は、
前記終了条件が満たされた場合、この旨をユーザに通知する自律移動装置。
An autonomous mobile device capable of autonomously moving a predetermined space as a search space,
Designating means for designating the search space;
First setting means for setting a measure indicating a next action for a state when moving in the search space;
Collection means for moving the search space according to the set policy and collecting three-dimensional modeling information to generate a three-dimensional model;
A second setting means for setting an end condition for ending the movement of the search space by the set policy,
The first setting means includes:
An autonomous mobile device that notifies a user when the termination condition is satisfied.
前記第1設定手段は、
前記ユーザの操作に応じて、動作モードを、自律的に移動可能な第1モードから当該ユーザの操作に応じて移動する第2モードに切り替える請求項8に記載の自律移動装置。
The first setting means includes:
9. The autonomous mobile device according to claim 8, wherein an operation mode is switched from a first mode in which autonomous movement is possible to a second mode in which the operation mode is moved in accordance with operation of the user in response to the operation of the user.
所定の空間を探索空間として自律的に移動可能な自律移動装置に適用される方法であって、
前記探索空間を指定することと、
前記探索空間を移動する際の状態に対する次の行動を示す方策を設定することと、
前記設定された方策にしたがって前記探索空間を移動し、3次元モデルを生成するために3次元モデリング情報を収集することと、
前記設定された方策で前記探索空間を移動することを終了させるための終了条件を設定することと、
前記終了条件が満たされた場合、前記方策を、現在設定されている方策とは異なる方策に切り替えることと
を具備する方法。
A method applied to an autonomous mobile device that can autonomously move a predetermined space as a search space,
Specifying the search space;
Setting a measure indicating the next action for the state when moving in the search space;
Moving the search space according to the set strategy and collecting 3D modeling information to generate a 3D model;
Setting an end condition to end moving the search space with the set policy;
Switching the policy to a policy different from the currently set policy if the termination condition is satisfied.
所定の空間を探索空間として自律的に移動可能な自律移動装置と、ユーザによって操作される情報処理装置とが通信可能に接続される3次元モデリングシステムであって、
前記自律移動装置は、
前記探索空間を指定する指定手段と、
前記探索空間を移動する際の状態に対する次の行動を示す方策を設定する第1設定手段と、
前記設定された方策にしたがって前記探索空間を移動して、3次元モデルを生成するために3次元モデリング情報を収集し、当該収集された3次元モデリング情報を前記情報処理装置に送信する送信手段と、
前記設定された方策で前記探索空間を移動することを終了させるための終了条件を設定する第2設定手段と
を具備し、
前記情報処理装置は、
前記自律移動装置から送信された前記3次元モデリング情報を受信し、当該受信された3次元モデリング情報に基づいて前記探索空間を対象にした3次元モデルを生成する生成手段と、
前記生成された3次元モデルが十分な品質であるか否かを評価する評価手段と
を具備し、
前記第1設定手段は、
前記終了条件が満たされた場合、前記方策を、現在設定されている方策とは異なる方策に切り替える3次元モデリングシステム。
An autonomous mobile device capable of autonomously moving using a predetermined space as a search space, and a three-dimensional modeling system in which an information processing device operated by a user is communicably connected,
The autonomous mobile device,
Designating means for designating the search space;
First setting means for setting a measure indicating a next action for a state when moving in the search space;
Transmitting means for moving the search space according to the set policy, collecting three-dimensional modeling information for generating a three-dimensional model, and transmitting the collected three-dimensional modeling information to the information processing apparatus; ,
A second setting means for setting an end condition for ending the movement of the search space by the set policy,
The information processing device,
Generating means for receiving the three-dimensional modeling information transmitted from the autonomous mobile device and generating a three-dimensional model for the search space based on the received three-dimensional modeling information;
Evaluating means for evaluating whether or not the generated three-dimensional model is of sufficient quality;
The first setting means includes:
A three-dimensional modeling system that switches the policy to a policy different from a currently set policy when the termination condition is satisfied.
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