JP2021510433A - ロボットの自律的動作計画及びナビゲーションのためのシステム並びに方法連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで、kはk階を表し、jはk階のガウスモデルのインデックス番号であり、(x、y)はk階の局所座標系に対するガウスモデルの中心の位置であり、σは分散である。
ここで、インピーダンス現在は、その場所に存在する人々の数によって定義される。また、インピーダンス過去は、履歴データからの時間tにその場所で検出される人々の数によって定義される。
ここで、xはターゲット位置であり、xiはガウスインピーダンス領域の中心であり、Σは分散行列である。次いで経路探索アルゴリズムを適用して、各フロアにある全ての主要場所間の最短経路を探索する。一実装形態では、このマップが既知であり、ヒューリスティックコスト及び現在のコストが全て既知であるため、A*アルゴリズムを使用してもよい。具体的には、このA*経路探索アルゴリズムは、以下を最小化する経路を選択する。
ここで、nは経路上の最後のノードであり、g(n)は開始ノードからnに至る経路のコストであり、h(n)は、nから目的地に至る最も安価な経路コストを推定するヒューリスティックである。
Claims (20)
- ある環境における人間行動の履歴データを経時的に生成するように構成されたセンサネットワークと、
前記人間行動の履歴データを受信し、且つ前記人間行動の履歴データに基づいて、前記環境における複数の場所間の経路データを導出するように構成された、1つ又は複数のプロセッサベースのシステムと、
前記環境内で1つ又は複数のタスクを実行するように構成されたロボットであって、前記ロボットは、
1つ又は複数のセンサ、及び
前記人間行動の履歴データから生成される前記経路データを受信し、前記経路データを使用して、それぞれのタスクに対して複数のウェイポイントを生成し、前記ロボットに対し、前記ウェイポイントに沿って順次移動させて、前記ウェイポイントの一部又は全てで指定した動作を実行させ、且つ前記ロボットに搭載した前記1つ又は複数のセンサによって取得されるリアルタイムの検知データに応じて、前記ウェイポイントに沿った前記ロボットの移動を調整するように構成された、処理コンポーネント
を含む、ロボットと
を備える、ロボットナビゲーションシステム。 - 前記センサネットワークが、前記環境における人間行動を監視するように配置された、複数のRGB−Dカメラを含む、請求項1に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記1つ又は複数のプロセッサベースのシステムが、ネットワークを介して前記センサネットワーク及び前記ロボットと通信している1つ又は複数のサーバを含む、請求項1に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記人間行動の履歴データが、少なくとも1週間にわたって取得された人間行動データを含み、また、人間行動における日ごとの傾向及び時間ごとの傾向の一方又は両方を包含している、請求項1に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記複数の場所間の経路データが、前記環境内の交通量の多い場所間の経路データを含む、請求項1に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記交通量の多い場所が、階段、エレベータ、会議室、ロビー、トイレ、又は玄関口のうちの1つ又は複数を含む、請求項5に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記人間行動の履歴データを使用して、人間行動を示す1つ又は複数の図を作成するステップ、
前記人間行動の図に基づいて、前記複数の場所での人間行動をモデル化するステップ、
前記モデル化された人間行動に基づいて、1つ又は複数のコストマップを作成するステップ、及び
前記1つ又は複数のコストマップを使用して、前記複数の場所間の前記経路データを導出するステップ
により、前記1つ又は複数のプロセッサベースのシステムが、前記複数の場所間の前記経路データを導出するように構成されている、請求項1に記載のロボットナビゲーションシステム。 - 前記人間行動を示す1つ又は複数の図がヒートマップを含む、請求項7に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記複数の場所での人間行動をモデル化する前記ステップが、隠れマルコフモデルを生成するステップを含む、請求項7に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記1つ又は複数のコストマップが、前記環境の各フロアに関する対応型主要コストマップを含む、請求項7に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 前記経路データを導出する前記ステップが、前記複数の場所の各々間の経路コストを導出するステップと、前記複数の場所の各々間の最低経路コストを識別するステップとを含む、請求項7に記載のロボットナビゲーションシステム。
- 人間と共有される環境でロボットをナビゲートする方法であって、
ある環境における人間行動の履歴データを経時的に取得するステップと、
前記人間行動の履歴データに基づいて、前記環境における複数の場所間の経路データを導出するステップと、
ロボット側で、
前記人間行動の履歴データから生成される前記経路データを受信するステップと、
実行予定のタスクに対応する複数のウェイポイントを、前記経路データに基づいて生成するステップと、
前記ウェイポイントに沿って前記ロボットを順次移動させて、前記ウェイポイントの一部又は全てで指定した動作を実行させるステップと、
前記ロボットに搭載した1つ又は複数のセンサによって取得されるリアルタイムの検知データに応じて、前記ウェイポイントに沿った前記ロボットの移動を調整するステップと
を含む、方法。 - 前記人間行動の履歴データが、前記ロボットの外部のセンサネットワークによって生成されている、請求項12に記載の方法。
- 前記人間行動の履歴データが、少なくとも1週間にわたって取得された人間行動データを含み、また、人間行動における日ごとの傾向及び時間ごとの傾向の一方又は両方を包含している、請求項12に記載の方法。
- 前記経路データが、前記環境内の交通量の多い場所間の経路データを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記環境における前記複数の場所間の経路データを導出する前記ステップが、
前記人間行動の履歴データを使用して、人間行動を示す1つ又は複数の図を作成するステップと、
前記人間行動の図に基づいて、前記複数の場所での人間行動をモデル化するステップと、
前記モデル化された人間行動に基づいて、1つ又は複数のコストマップを作成するステップと、
前記1つ又は複数のコストマップを使用して、前記複数の場所間の前記経路データを導出するステップと
を含む、請求項12に記載の方法。 - 前記経路データを導出する前記ステップが、前記複数の場所の各々間の経路コストを導出するステップと、前記複数の場所の各々間の最低経路コストを識別するステップとを含む、請求項12に記載の方法。
- ロボットであって、
1つ又は複数のセンサと、
モータを含む駆動装置と、
処理コンポーネントであって、
外部ソースから経路データを受信し、前記経路データは人間行動の履歴データから生成され、
前記経路データを使用して、それぞれのタスクに対して複数のウェイポイントを生成し、
前記ウェイポイントに沿って前記ロボットを順次移動させるような命令を前記モータに伝達し、且つ
前記ロボットに搭載した前記1つ又は複数のセンサによって取得されるリアルタイムの検知データに応じて、前記ウェイポイントに沿った前記ロボットの移動を調整する
ように構成されている、処理コンポーネントと
を備える、ロボット。 - 前記人間行動の履歴データが、前記ロボットの外部にあり、且つそれぞれの前記タスクが実行される環境内に配置されているセンサネットワークによって取得されている、請求項18に記載のロボット。
- 前記人間行動の履歴データが、少なくとも1週間にわたって取得された人間行動データを含み、また、人間行動における日ごとの傾向及び時間ごとの傾向の一方又は両方を包含している、請求項18に記載のロボット。
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