JP2022042745A - Information processing device, information processing method, and program - Google Patents

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健一 松島
Kenichi Matsushima
央 伊達
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Abstract

To provide an information processing device, an information processing method, and a program, in which a traveling area of a moving object traveling on a road surface is determined more appropriately.SOLUTION: An information processing device includes: an information acquisition unit (11) that acquires information indicating a moving object traveling on a road surface and information indicating the road surface; an extended surface generator (12) that generates information indicating an extended surface that virtually extends the road surface; a traveling area generation unit (13) that generates information indicating the traveling area in which the moving object is traveled on a virtual road surface including the road surface and the extended surface.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、路面を走行する移動体の走行領域を決定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for determining a traveling area of a moving body traveling on a road surface.

従来、路面を走行する移動体の走行領域を決定する技術が知られている。例えば、特許文献1には、移動体の走行領域を決定し、当該走行領域を走行中の移動体が障害物等の危険物体に近づくと警告を出力する技術が記載されている。 Conventionally, a technique for determining a traveling area of a moving body traveling on a road surface is known. For example, Patent Document 1 describes a technique for determining a traveling area of a moving body and outputting a warning when the moving body traveling in the traveling area approaches a dangerous object such as an obstacle.

特開2007-49219号公報(2007年2月22日公開)JP-A-2007-49219 (published on February 22, 2007)

ところで、路面は、例えば路幅、障害物等に起因して、移動体が走行しづらい箇所又は走行できない箇所を含む場合がある。上述のような従来技術は、決定した走行領域に、走行しづらい箇所又は走行できない箇所が含まれる可能性があり、適切な走行領域を決定する上で改善の余地がある。 By the way, the road surface may include a part where the moving body is difficult to travel or a part where the moving body cannot travel due to, for example, a road width, an obstacle or the like. In the conventional technique as described above, the determined traveling area may include a portion where it is difficult to travel or a portion where the traveling is not possible, and there is room for improvement in determining an appropriate traveling area.

本発明の一態様は、路面を走行する移動体の走行領域をより適切に決定する技術を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is to provide a technique for more appropriately determining a traveling area of a moving body traveling on a road surface.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る情報処理装置は、路面を走行する移動体を示す情報、および前記路面を示す情報を取得する情報取得部と、前記路面を仮想的に拡張した拡張面を示す情報を生成する拡張面生成部と、前記路面および前記拡張面からなる仮想路面において前記移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成する走行領域生成部と、を備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, the information processing apparatus according to one aspect of the present invention has an information acquisition unit for acquiring information indicating a moving body traveling on a road surface and information indicating the road surface, and a virtual road surface. It is provided with an expansion surface generation unit that generates information indicating an expanded surface, and a traveling area generation unit that generates information indicating a traveling area on which the moving body is traveled on a virtual road surface including the road surface and the expansion surface. ing.

本発明の一態様によれば、路面を走行する移動体の走行領域をより適切に決定することができる。 According to one aspect of the present invention, the traveling area of the moving body traveling on the road surface can be determined more appropriately.

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の機能的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the functional structure of the information processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る情報処理装置が実行する処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow of the process executed by the information processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における仮想路面の一例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining an example of the virtual road surface in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における第1コストの具体例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the specific example of the 1st cost in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるコスト関数を用いて提示されるコスト分布を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the cost distribution presented by using the cost function in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における第2コストの具体例を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the specific example of the 2nd cost in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における走行領域の具体例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the specific example of the traveling area in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の変形例2に係る情報処理装置が実行する処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow of the process executed by the information processing apparatus which concerns on modification 2 of one Embodiment of this invention.

〔実施形態〕
以下、本発明の一実施形態に係る情報処理装置1について、詳細に説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, the information processing apparatus 1 according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

<情報処理装置1の概要>
情報処理装置1は、路面を走行する移動体を示す情報、および路面を示す情報を取得し、路面を仮想的に拡張した拡張面を示す情報を生成し、路面および拡張面からなる仮想路面において移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成する装置である。
<Overview of information processing device 1>
The information processing device 1 acquires information indicating a moving body traveling on the road surface and information indicating the road surface, generates information indicating an expanded surface that is a virtual extension of the road surface, and is used on a virtual road surface composed of the road surface and the expanded surface. It is a device that generates information indicating a traveling area in which a moving body is traveled.

また、情報処理装置1は、走行領域を示す情報に基づいて、拡張面のうち移動体を走行させるために改修が必要となる改修領域を示す情報を生成する。 Further, the information processing apparatus 1 generates information indicating a repaired area of the extended surface that needs to be repaired in order to run the moving body, based on the information indicating the traveling area.

(移動体)
移動体は、路面を走行する物体である。例えば、移動体は、路面を走行するための車輪を有していてもよい。また、例えば、移動体は、自律走行可能であってもよいし、オペレータの制御により走行可能であってもよい。また、例えば、移動体は、オペレータを搭載可能な車両であってもよい。移動体の具体例としては、農場における農機、建設現場、鉱山、または電力プラント等で作業する作業車両が挙げられるが、これらに限られない。
(Mobile)
A moving body is an object that travels on a road surface. For example, the moving body may have wheels for traveling on the road surface. Further, for example, the moving body may be able to travel autonomously or may be able to travel under the control of the operator. Further, for example, the moving body may be a vehicle on which an operator can be mounted. Specific examples of the moving body include, but are not limited to, work vehicles working on agricultural machinery, construction sites, mines, electric power plants, etc. on farms.

(路面)
路面は、移動体が走行するために配置される面である。なお、路面は、1本道の路面であってもよいし、交差、分岐または合流により接続された複数の道の路面であってもよい。以降、路面を、「既存の路面」と記載する場合もある。
(Road surface)
The road surface is a surface on which a moving body is arranged to travel. The road surface may be a single road surface, or may be a road surface of a plurality of roads connected by crossing, branching, or merging. Hereinafter, the road surface may be referred to as "existing road surface".

路面は、幅方向の境界を規定する境界線を有する。幅方向とは、路面において移動体に想定される走行方向に対して直交する方向である。移動体は、路面の境界線から外側にはみ出して走行することが難しい。つまり、路面は、移動体の形状によっては、路幅等に起因して移動体が走行しづらい箇所または走行できない箇所を含む場合がある。 The road surface has a boundary line that defines a boundary in the width direction. The width direction is a direction orthogonal to the traveling direction assumed for the moving body on the road surface. It is difficult for a moving body to run outside the boundary line of the road surface. That is, depending on the shape of the moving body, the road surface may include a place where the moving body is difficult to travel or a place where the moving body cannot travel due to the road width or the like.

(拡張面および仮想路面)
拡張面は、路面を仮想的に拡張した領域である。ここでは、仮想的な拡張とは、仮想的な拡幅であるものとする。この場合、拡張面は、路面の境界線に滑らかに接続する面である。路面および拡張面からなる領域を、仮想路面と記載する。
(Expanded surface and virtual road surface)
The pavement is a virtually expanded area of the road surface. Here, the virtual expansion is assumed to be a virtual widening. In this case, the extended surface is a surface that smoothly connects to the boundary line of the road surface. The area consisting of the road surface and the extended surface is referred to as a virtual road surface.

(走行領域)
走行領域は、仮想路面において移動体に走行させる領域である。仮想路面では、移動体は既存の路面から拡張面にはみ出して走行することが可能である。換言すると、走行領域には、拡張面が含まれる場合がある。
(Driving area)
The traveling area is an area to be traveled by a moving body on a virtual road surface. On the virtual road surface, the moving body can run on the extended surface from the existing road surface. In other words, the traveling area may include an extended surface.

(改修領域)
改修領域は、拡張面のうち、走行領域を移動体に走行させるために改修が必要となる領域である。換言すると、改修領域は、拡張面および走行領域が重なる部分である。
(Repair area)
The repair area is an area of the expansion surface that needs to be repaired in order to allow the traveling area to travel on the moving body. In other words, the repair area is the part where the expansion surface and the traveling area overlap.

(情報処理装置1の効果)
情報処理装置1は、路面に移動体が走行しづらい箇所または走行できない箇所があっても拡幅すれば走行できる場合には、拡張面を含む走行領域を示す情報を生成する。このように、情報処理装置1は、路面の拡幅を考慮することにより、路面を走行する移動体の走行領域をより適切に決定することができる。
(Effect of information processing device 1)
The information processing apparatus 1 generates information indicating a traveling area including an expanded surface when the moving body can travel by widening even if there is a portion where the moving body is difficult to travel or a portion where the moving body cannot travel on the road surface. As described above, the information processing apparatus 1 can more appropriately determine the traveling area of the moving body traveling on the road surface by considering the widening of the road surface.

<情報処理装置1の構成>
図1は、情報処理装置1の機能的な構成を示すブロック図である。図1に示すように、情報処理装置1は、情報取得部11と、拡張面生成部12と、走行領域生成部13と、改修領域生成部14とを含む。
<Configuration of information processing device 1>
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of the information processing apparatus 1. As shown in FIG. 1, the information processing apparatus 1 includes an information acquisition unit 11, an extended surface generation unit 12, a traveling area generation unit 13, and a repair area generation unit 14.

情報取得部11は、移動体を示す情報、および路面を示す情報を取得する。また、情報取得部11は、障害物を示す情報を取得する。情報取得部11が取得する各情報の詳細については後述する。 The information acquisition unit 11 acquires information indicating a moving body and information indicating a road surface. In addition, the information acquisition unit 11 acquires information indicating an obstacle. The details of each information acquired by the information acquisition unit 11 will be described later.

拡張面生成部12は、路面を仮想的に拡幅することにより拡張した拡張面を示す情報を生成する。拡張面生成部12が実行する処理の詳細については後述する。 The expansion surface generation unit 12 generates information indicating the expanded expansion surface by virtually widening the road surface. The details of the process executed by the extended surface generation unit 12 will be described later.

走行領域生成部13は、仮想路面において移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成する。具体的には、走行領域生成部13は、仮想路面に含まれる各点に、路面および周辺の状況に基づく第1コストと、路面および周辺を含む空間の状況に基づく第2コストとを関連付ける。また、走行領域生成部13は、走行領域に含まれる各点に関連付けられた第1コストおよび第2コストが所定の条件を満たすよう、当該走行領域を示す情報を生成する。走行領域生成部13が実行する処理の詳細については後述する。 The traveling area generation unit 13 generates information indicating a traveling area in which the moving body is traveled on the virtual road surface. Specifically, the traveling area generation unit 13 associates each point included in the virtual road surface with a first cost based on the conditions of the road surface and its surroundings and a second cost based on the conditions of the space including the road surface and its surroundings. Further, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the traveling area so that the first cost and the second cost associated with each point included in the traveling area satisfy a predetermined condition. The details of the process executed by the traveling area generation unit 13 will be described later.

改修領域生成部14は、走行領域を示す情報に基づいて、拡張面のうち移動体を走行させるために改修が必要となる改修領域を示す情報を生成する。改修領域生成部14が実行する処理の詳細については後述する。 The repair area generation unit 14 generates information indicating a repair area that needs to be repaired in order to run the moving body in the extended surface, based on the information indicating the travel area. The details of the process executed by the repair area generation unit 14 will be described later.

<情報処理装置1が実行する情報処理方法S1の流れ>
図2は、情報処理装置1が実行する情報処理方法S1の流れを示すフローチャートである。
<Flow of information processing method S1 executed by the information processing apparatus 1>
FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the information processing method S1 executed by the information processing apparatus 1.

(ステップS101)
ステップS101において、情報取得部11は、路面を示す情報および障害物を示す情報を取得する。
(Step S101)
In step S101, the information acquisition unit 11 acquires information indicating the road surface and information indicating an obstacle.

(路面を示す情報)
路面を示す情報は、路面の三次元形状を示す情報を含む。路面を示す情報は、路面を含む地形の三次元形状を示す情報であってもよい。路面を含む地形の三次元形状を示す情報は、例えば、点群データ、メッシュデータ、オルソ画像等によって表される。
(Information indicating the road surface)
The information indicating the road surface includes information indicating the three-dimensional shape of the road surface. The information indicating the road surface may be information indicating the three-dimensional shape of the terrain including the road surface. Information indicating the three-dimensional shape of the terrain including the road surface is represented by, for example, point cloud data, mesh data, orthoimages, and the like.

(障害物を示す情報)
障害物を示す情報は、路面上またはその周辺に存在する障害物を示す。また、障害物を示す情報は、障害物の位置および三次元形状を示す情報を含む。障害物の三次元形状を示す情報は、例えば、点群データ、メッシュデータ等によって表される。
(Information indicating obstacles)
Information indicating obstacles indicates obstacles existing on or around the road surface. In addition, the information indicating the obstacle includes information indicating the position and the three-dimensional shape of the obstacle. Information indicating the three-dimensional shape of an obstacle is represented by, for example, point cloud data, mesh data, or the like.

例えば、情報取得部11は、路面を示す情報および障害物を示す情報を、UAV(unmanned aerial vehicle)、MMS(Mobile Mapping System)等を用いて測定された情報から抽出してもよい。また、情報取得部11は、路面を示す情報および障害物を示す情報を、情報処理装置1が備えるメモリまたは外部に接続されたメモリから読み込むことにより取得してもよい。また、情報取得部11は、路面を示す情報および障害物を示す情報を、ネットワークを介して接続された他の装置から取得してもよい。また、情報取得部11は、入力装置を介して入力される情報に基づいて、路面を示す情報および障害物を示す情報を取得してもよい。 For example, the information acquisition unit 11 may extract information indicating a road surface and information indicating an obstacle from information measured using a UAV (unmanned aerial vehicle), an MMS (Mobile Mapping System), or the like. Further, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating the road surface and information indicating obstacles by reading from the memory included in the information processing apparatus 1 or the memory connected to the outside. Further, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating the road surface and information indicating obstacles from other devices connected via the network. Further, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating the road surface and information indicating an obstacle based on the information input via the input device.

(ステップS102)
ステップS102において、拡張面生成部12は、路面を仮想的に拡幅することにより拡張した拡張面を生成する。具体的には、拡張面生成部12は、路面の幅方向の各境界線において路面に滑らかに接続する拡張面の三次元形状を示す情報を生成する。また、拡張面生成部12は、路面および拡張面からなる仮想路面を示す情報を生成する。
(Step S102)
In step S102, the expansion surface generation unit 12 generates an expanded expansion surface by virtually widening the road surface. Specifically, the expansion surface generation unit 12 generates information indicating the three-dimensional shape of the expansion surface that is smoothly connected to the road surface at each boundary line in the width direction of the road surface. Further, the expansion surface generation unit 12 generates information indicating a virtual road surface including the road surface and the expansion surface.

(拡張面および仮想路面の具体例)
図3は、仮想路面の具体例を説明する模式図である。図3では、既存の路面R0の幅方向をx軸とし、路面R0に想定される移動体の走行方向をy軸とし、鉛直方向をz軸として示している。換言すると、図3は、z軸方向から路面R0を上面視した図である。ただし、図3は、路面R0がxy平面に含まれる平面であることを示すものではない。路面R0は、必ずしも平面に限らず、平面および曲面の一方または両方を含んで構成される。図3において、仮想路面R0aは、路面R0および拡張面R1、R2を含む。境界線L1、L2は、路面R0の幅方向の端を示す。拡張面R1は、境界線L1において路面R0に滑らかに接続する面である。拡張面R2は、境界線L2において路面R0に滑らかに接続する面である。図3では、仮想路面R0aは、路面R0、拡張面R1、R2からなる面として定義される。
(Specific examples of expansion surface and virtual road surface)
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a specific example of the virtual road surface. In FIG. 3, the width direction of the existing road surface R0 is the x-axis, the traveling direction of the moving body assumed on the road surface R0 is the y-axis, and the vertical direction is the z-axis. In other words, FIG. 3 is a top view of the road surface R0 from the z-axis direction. However, FIG. 3 does not show that the road surface R0 is a plane included in the xy plane. The road surface R0 is not necessarily limited to a flat surface, and includes one or both of a flat surface and a curved surface. In FIG. 3, the virtual road surface R0a includes the road surface R0 and the extended surfaces R1 and R2. The boundary lines L1 and L2 indicate the widthwise end of the road surface R0. The expansion surface R1 is a surface that smoothly connects to the road surface R0 at the boundary line L1. The expansion surface R2 is a surface that smoothly connects to the road surface R0 at the boundary line L2. In FIG. 3, the virtual road surface R0a is defined as a surface composed of the road surface R0, the extended surface R1 and R2.

ここで、路面R0を示す情報として、既存の路面R0を含む地形の三次元形状を示す情報が実測に基づき得られているとする。この場合、例えば、拡張面生成部12は、路面R0を含む地形の三次元形状に基づいて、境界線L1、L2を特定する。特定した境界線L1、L2の内側の領域が、路面R0を示す。例えば、拡張面生成部12は、路面R0に基づき外挿により拡張面R1、R2を示す情報を生成する。具体例として、拡張面生成部12は、路面R0のメッシュデータを作成して各メッシュの法線ベクトルを求め、境界線L1、L2より外側の領域における法線ベクトルを外挿により推定する。これにより、拡張面生成部12は、推定した法線ベクトルを有するメッシュによって構成される拡張面R1、R2を生成する。図3では、路面R0の内側に示す実線の三角形群は、路面データR0のメッシュデータを模式的に示している。また、拡張面R1、R2の内側に示す破線の三角形群は、外挿により生成された拡張面R1、R2のメッシュデータを模式的に示している。 Here, it is assumed that as the information indicating the road surface R0, the information indicating the three-dimensional shape of the terrain including the existing road surface R0 is obtained based on the actual measurement. In this case, for example, the expansion surface generation unit 12 specifies the boundary lines L1 and L2 based on the three-dimensional shape of the terrain including the road surface R0. The area inside the specified boundary lines L1 and L2 indicates the road surface R0. For example, the expansion surface generation unit 12 generates information indicating the expansion surfaces R1 and R2 by extrapolation based on the road surface R0. As a specific example, the expansion surface generation unit 12 creates mesh data of the road surface R0, obtains the normal vector of each mesh, and estimates the normal vector in the region outside the boundary lines L1 and L2 by extrapolation. As a result, the expansion surface generation unit 12 generates expansion surfaces R1 and R2 composed of a mesh having an estimated normal vector. In FIG. 3, the solid triangle group shown inside the road surface R0 schematically shows the mesh data of the road surface data R0. Further, the broken line triangle group shown inside the expansion surfaces R1 and R2 schematically shows the mesh data of the expansion surfaces R1 and R2 generated by extrapolation.

(ステップS103)
ステップS103において、情報取得部11は、移動体を示す情報を取得する。例えば、情報取得部11は、移動体を示す情報を、情報処理装置1が備えるメモリまたは外部に接続されたメモリから読み込むことにより取得してもよい。また、情報取得部11は、移動体を示す情報を、ネットワークを介して接続された他の装置から取得してもよい。また、情報取得部11は、入力装置を介して入力される情報に基づいて、移動体を示す情報を取得してもよい。
(Step S103)
In step S103, the information acquisition unit 11 acquires information indicating a moving body. For example, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating a mobile object by reading it from a memory included in the information processing apparatus 1 or a memory connected to the outside. Further, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating a mobile object from another device connected via a network. Further, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating a moving body based on the information input via the input device.

(移動体を示す情報)
移動体を示す情報は、移動体の三次元形状を示す情報、および移動体の走行パラメータを含む。
(Information indicating a moving object)
The information indicating the moving body includes the information indicating the three-dimensional shape of the moving body and the traveling parameters of the moving body.

移動体の三次元形状を示す情報は、例えば、点群データ、メッシュデータ等によって表される。例えば、移動体の三次元形状を示す情報は、三次元スキャナーによって取得された情報であってもよい。また、例えば、移動体の三次元形状を示す情報は、移動体の仕様情報から生成された情報であってもよい。また、例えば、移動体の三次元形状を示す情報は、移動体の製造メーカから提供された情報であってもよい。 Information indicating the three-dimensional shape of the moving body is represented by, for example, point cloud data, mesh data, or the like. For example, the information indicating the three-dimensional shape of the moving body may be the information acquired by the three-dimensional scanner. Further, for example, the information indicating the three-dimensional shape of the moving body may be information generated from the specification information of the moving body. Further, for example, the information indicating the three-dimensional shape of the moving body may be information provided by the manufacturer of the moving body.

また、移動体を示す情報は、移動体の走行パラメータを含む。走行パラメータとは、例えば、旋回半径、車体幅、前輪幅、後輪幅、軸距、全長、全高、不陸追従性を示す情報等を含む。 Further, the information indicating the moving body includes the traveling parameters of the moving body. The traveling parameters include, for example, information indicating a turning radius, a vehicle body width, a front wheel width, a rear wheel width, a wheelbase, a total length, a total height, and non-land followability.

(ステップS104)
ステップS104において、走行領域生成部13は、仮想路面に含まれる各点に対して、第1コストおよび第2コストを関連付ける。
(Step S104)
In step S104, the traveling area generation unit 13 associates the first cost and the second cost with each point included in the virtual road surface.

(第1コストの関連付け処理)
第1コストは、既存の路面および周辺の状況に基づいて、仮想路面に付与されるコストである。第1コストは、移動体の設置面が既存の路面から外れないことを目的として各点に関連付けられる。ここで、移動体の設置面とは、例えば、移動体の車輪と路面とが接している領域のうち最も外縁の点である。なお、仮に移動体の設置面が既存の路面から外れて拡張面にはみ出す場合を考慮して、大きさや広がりを持った第1コストがあらかじめ付与される。つまり、第1コストは、移動体の設置面が既存の路面から外れないほど合計が低く抑えられるように付与される。換言すると、第1コストは、移動体の設置面が既存の路面の境界を逸脱すれば合計が高くなるよう付与される。あらかじめ付与される第1コストには、設計者の意図が反映されていることが望ましい。なお、最終的な走行領域は、第2コスト等を含む総合的なコストを参照して決定される。
(Association process of the first cost)
The first cost is a cost given to the virtual road surface based on the existing road surface and the surrounding conditions. The first cost is associated with each point for the purpose that the installation surface of the moving object does not deviate from the existing road surface. Here, the installation surface of the moving body is, for example, the outermost point in the region where the wheels of the moving body and the road surface are in contact with each other. In consideration of the case where the installation surface of the moving body deviates from the existing road surface and protrudes from the extended surface, a first cost having a size and spread is given in advance. That is, the first cost is given so that the total can be kept low so that the installation surface of the moving body does not deviate from the existing road surface. In other words, the first cost is given so that the total is high if the installation surface of the moving object deviates from the boundary of the existing road surface. It is desirable that the designer's intention is reflected in the first cost given in advance. The final travel area is determined with reference to the total cost including the second cost and the like.

ここで、仮想路面のうち、拡張面に含まれる各点に関連付けられる第1コストは、拡張面の拡張しやすさに基づくコストである。拡張しやすさとは、改修しやすさであり、例えば、拡幅工事のしやすさをいう。拡幅工事のしやすさは、例えば、土地利用の自由度に応じて定まる。例えば、第1コストの値が小さいほど拡張しやすいことを示す場合、拡張面では、土地利用の自由度が高いほど第1コストが小さく、自由度が小さいほど第1コストが大きい。 Here, among the virtual road surfaces, the first cost associated with each point included in the expansion surface is a cost based on the expandability of the expansion surface. The ease of expansion means the ease of repair, for example, the ease of widening work. The ease of widening work is determined, for example, according to the degree of freedom in land use. For example, when it is shown that the smaller the value of the first cost is, the easier it is to expand, in terms of expansion, the higher the degree of freedom in land use, the smaller the first cost, and the smaller the degree of freedom, the larger the first cost.

また、既存の路面に含まれる各点に関連付けられる第1コストは、移動体の走行しやすさに基づくコストであってもよい。例えば、第1コストの値が小さいほど走行しやすいことを示す場合、路面の中心線(幅方向における中央)に近いほど第1コストが小さく、境界に近いほど第1コストが大きい。このような第1コストは、路面の中心線に沿うほど走行しやすいことを示している。 Further, the first cost associated with each point included in the existing road surface may be a cost based on the ease of traveling of the moving body. For example, when the smaller the value of the first cost is, the easier it is to drive, the closer to the center line (center in the width direction) of the road surface, the smaller the first cost, and the closer to the boundary, the larger the first cost. Such a first cost indicates that it is easier to drive along the center line of the road surface.

なお、第1コストの定義範囲の最大値は、走行不可または改修不可を示し、最小値は、改修不要を示していてもよい。 The maximum value in the definition range of the first cost may indicate that the vehicle cannot be driven or repaired, and the minimum value may indicate that repair is not required.

(第2コストの関連付け処理)
また、ステップS104において、走行領域生成部13は、仮想路面に含まれる各点に対して、第2コストを関連付ける。第2コストは、仮想路面を含む空間の状況に基づくコストである。第2コストは、移動体が仮想路面を走行する際に必要となる空間領域を確保することを目的として各点に関連付けられる。
(Second cost association process)
Further, in step S104, the traveling area generation unit 13 associates a second cost with each point included in the virtual road surface. The second cost is a cost based on the situation of the space including the virtual road surface. The second cost is associated with each point for the purpose of securing the spatial area required for the moving body to travel on the virtual road surface.

具体的には、第2コストは、仮想路面を含む空間に存在する物体の移設しやすさに基づくコストである。例えば、移動体の設置面が仮想路面を外れないような走行領域であっても、当該走行領域上の空間またはその周辺の空間に物体が存在する場合、移動体の三次元形状によっては、移動体が物体に衝突する可能性がある。そこで、第2コストとして、そのような物体の移設しやすさに応じた値が関連付けられる。例えば、仮想路面を含む空間に街灯と樹木とが存在し、街灯の方が移設しやすいとする。第2コストの値が小さいほど移設しやすいことを示す場合、仮想路面においてその上に街灯が存在する領域の第2コストは、上に樹木が存在する領域の第2コストより小さい。また、第2コストの定義範囲の最大値は、移設不可を示し、最小値は、移設不要を示していてもよい。 Specifically, the second cost is a cost based on the ease of relocation of an object existing in the space including the virtual road surface. For example, even if the installation surface of the moving object is a traveling area that does not deviate from the virtual road surface, if an object exists in the space on the traveling area or the space around it, the moving object may move depending on the three-dimensional shape of the moving object. The body may collide with an object. Therefore, as the second cost, a value according to the ease of relocation of such an object is associated. For example, it is assumed that a street lamp and a tree exist in a space including a virtual road surface, and the street lamp is easier to relocate. When it is shown that the smaller the value of the second cost is, the easier it is to relocate, the second cost of the area where the streetlight is present on the virtual road surface is smaller than the second cost of the area where the tree is present above. Further, the maximum value in the definition range of the second cost may indicate that relocation is not possible, and the minimum value may indicate that relocation is unnecessary.

このように、第2コストは、移動体の設置面が既存の路面の境界を逸脱していなくても、空間において移動体が物体に衝突すれば合計が高くなるようあらかじめ付与される。このような第2コストは、例えば、移動体が、車両および車両上に載置された作業機からなるケース等を考慮するために付与される。このようなケースでは、移動体を上面視したときの作業機は、車両からはみ出す部分を有する可能性がある。その場合、車両が既存の路面の境界を逸脱していなくても、車両上の作業機が路面の周辺にある物体に衝突する可能性がある。このようなケースは、第1コストだけでは考慮できない。第2コストは、このようなケースを考慮することを目的として付与されるものである。 As described above, the second cost is given in advance so that the total will be high if the moving body collides with an object in the space even if the installation surface of the moving body does not deviate from the boundary of the existing road surface. Such a second cost is provided to consider, for example, a case where the moving body is a vehicle and a working machine mounted on the vehicle. In such a case, the working machine when the moving body is viewed from above may have a portion protruding from the vehicle. In that case, the work equipment on the vehicle may collide with an object around the road surface even if the vehicle does not deviate from the existing road surface boundary. Such a case cannot be considered only by the first cost. The second cost is given for the purpose of considering such a case.

なお、ステップS102において、例えば、拡張面生成部12は、路面および拡張面からなる仮想路面を示す情報を、表示装置に表示してもよい。また、例えば、走行領域生成部13は、ステップS104において、入力装置を介して入力される情報に基づいて、各点に第1コストおよび第2コストを関連付けてもよい。また、例えば、走行領域生成部13は、関連付けた第1コストおよび第2コストを、表示装置に表示された仮想路面に重畳してもよい。 In step S102, for example, the expansion surface generation unit 12 may display information indicating a virtual road surface including the road surface and the expansion surface on the display device. Further, for example, the traveling area generation unit 13 may associate the first cost and the second cost with each point based on the information input via the input device in step S104. Further, for example, the traveling area generation unit 13 may superimpose the associated first cost and second cost on the virtual road surface displayed on the display device.

(第1コストの関連付けの具体例)
図4は、第1コストの具体例を説明するための模式図である。第1コストが関連付けられた仮想路面を、地面マップとも記載する。図4において、地面マップでは、仮想路面R0aに含まれる各点に対して第1コストが関連付けられる。この例では、第1コストは、0以上255以下の整数により256段階で表される。また、この例では、第1コストは、数値が小さいほど走行しやすいことを示す。また、第1コストは、数値が小さいほど改修しやすいことを示す。また、例えば、第1コストの最大値255は、改修不可能、または走行不可能であることを示す。また、第1コストの最小値0は、最も走行しやすいこと、または改修不要であることを示す。
(Specific example of the association of the first cost)
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a specific example of the first cost. The virtual road surface to which the first cost is associated is also described as a ground map. In FIG. 4, in the ground map, the first cost is associated with each point included in the virtual road surface R0a. In this example, the first cost is represented by an integer of 0 or more and 255 or less in 256 steps. Further, in this example, the first cost indicates that the smaller the numerical value is, the easier it is to drive. In addition, the first cost indicates that the smaller the value, the easier it is to repair. Further, for example, the maximum value 255 of the first cost indicates that the repair is impossible or the traveling is impossible. Further, the minimum value 0 of the first cost indicates that the vehicle is the easiest to drive or does not require repair.

図4において、路面R0の中心線L9に含まれる各点には、最も走行しやすいことを示す第1コストの最小値0が関連付けられる。 In FIG. 4, each point included in the center line L9 of the road surface R0 is associated with the minimum value 0 of the first cost indicating that the vehicle is the easiest to drive.

また、領域R1aは空き地であり、領域R2aは住宅地である。領域R1bは、拡張面R1のうち領域R1aに含まれる領域である。領域R2bは、拡張面R2のうち領域R2aに含まれる領域である。 Further, the area R1a is a vacant lot, and the area R2a is a residential area. The region R1b is a region included in the region R1a of the expansion surface R1. The region R2b is a region included in the region R2a of the expansion surface R2.

領域R1bは空き地であるため、比較的拡幅しやすい。したがって、領域R1bに含まれる各点には、改修しやすさが中程度であることを示す第1コスト100が関連付けられる。これにより、境界線L1のうち領域R1bに接する範囲d1に含まれる各点にも、改修しやすさが中程度であることを示す第1コスト100が関連付けられる。 Since the area R1b is a vacant lot, it is relatively easy to widen. Therefore, each point included in the region R1b is associated with a first cost 100, which indicates that the ease of repair is moderate. As a result, each point included in the range d1 of the boundary line L1 in contact with the region R1b is also associated with the first cost 100 indicating that the ease of repair is moderate.

領域R2bは住宅地であるため、拡幅できない。したがって、領域R2bに含まれる各点には、改修不可能であることを示す第1コスト255が関連付けられる。これにより、境界線L2のうち領域R2bに接する範囲d2に含まれる各点にも、改修しやすさが中程度であることを示す第1コスト100が関連付けられる。 Since the area R2b is a residential area, it cannot be widened. Therefore, each point included in the region R2b is associated with a first cost 255 indicating that it cannot be repaired. Thereby, each point included in the range d2 in contact with the region R2b in the boundary line L2 is also associated with the first cost 100 indicating that the repairability is moderate.

また、拡張面生成部12は、中心線L9および領域R1b、R2bだけでなく、仮想路面R0aに含まれる各点に対して、改修しやすさを示す第1コストを関連付けることにより、地面マップを生成する。具体的には、拡張面生成部12は、仮想路面R0aに含まれる各点について、コスト関数を用いて第1コストを算出する。コスト関数は、仮想路面R0aに含まれる基準点からの距離に応じて各点のコストを算出する関数である。拡張面生成部12は、仮想路面R0aにおいて、1または複数の基準点を設定する。 Further, the expansion surface generation unit 12 creates a ground map by associating not only the center line L9 and the regions R1b and R2b but also the first cost indicating the ease of repair with each point included in the virtual road surface R0a. Generate. Specifically, the expansion surface generation unit 12 calculates the first cost for each point included in the virtual road surface R0a by using the cost function. The cost function is a function that calculates the cost of each point according to the distance from the reference point included in the virtual road surface R0a. The extended surface generation unit 12 sets one or a plurality of reference points on the virtual road surface R0a.

図5は、コスト関数を説明する模式図である。図5において、コスト関数c1は、基準点p1からの距離に応じてコストを算出する関数である。コスト関数c2は、基準点p2からの距離に応じてコストを算出する関数である。基準点p1は、例えば、空き地の領域R1bに含まれる。また、基準点p2は、例えば、住宅地の領域R2bに含まれる。コスト関数cは、コスト関数c1およびc2によって算出されるコストのうち最大値を第1コストとして算出する関数である。この例では、拡張面生成部12は、仮想路面R0aに含まれる各点に対して、コスト関数cにより算出される第1コストを関連付ける。なお、第1コストを算出するコスト関数cは、コスト関数c1、c2に基づき得られる値であれば、最大値に限らずその他の値を第1コストとしてもよい。例えば、拡張面生成部12は、コスト関数c1、c2がそれぞれ算出するコストの和、最小値、平均値等を第1コストとしてもよい。なお、図5に示したコスト関数c1、c2は、それぞれ、基準点におけるコストが最大値をとる関数である。換言すると、これらのコスト関数c1、c2は、それぞれ、基準点からの距離が大きいほど低いコストを算出する。ただし、地面マップを生成するために用いるコスト関数は、基準点におけるコストが最小値をとる関数であってもよい。例えば、中心線L9に含まれる点を基準点とするコスト関数は、基準点からの距離が大きいほど高いコストを算出する。 FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a cost function. In FIG. 5, the cost function c1 is a function that calculates the cost according to the distance from the reference point p1. The cost function c2 is a function that calculates the cost according to the distance from the reference point p2. The reference point p1 is included in, for example, the vacant lot area R1b. Further, the reference point p2 is included in, for example, the area R2b of the residential area. The cost function c is a function that calculates the maximum value of the costs calculated by the cost functions c1 and c2 as the first cost. In this example, the expansion surface generation unit 12 associates the first cost calculated by the cost function c with each point included in the virtual road surface R0a. The cost function c for calculating the first cost is not limited to the maximum value as long as it is a value obtained based on the cost functions c1 and c2, and other values may be used as the first cost. For example, the extended surface generation unit 12 may use the sum, minimum value, average value, and the like of the costs calculated by the cost functions c1 and c2 as the first cost. The cost functions c1 and c2 shown in FIG. 5 are functions in which the cost at the reference point takes the maximum value, respectively. In other words, these cost functions c1 and c2 calculate lower costs as the distance from the reference point increases. However, the cost function used to generate the ground map may be a function having the minimum cost at the reference point. For example, in the cost function with the point included in the center line L9 as the reference point, the larger the distance from the reference point, the higher the cost is calculated.

(第2コストの関連付けの具体例)
図6は、第2コストの具体例を説明するための模式図である。第2コストが関連付けられた仮想路面を、空間マップとも記載する。図6において、空間マップでは、仮想路面R0aに含まれる各点に対して第2コストが関連付けられる。この例では、第2コストは、0以上255以下の整数により256段階で表される。また、この例では、第2コストは、数値が小さいほど移設しやすいことを示す。この場合、第2コストの最大値255は移設不可能であることを示し、第2コストの最小値0は移設不要であることを示す。
(Specific example of the association of the second cost)
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a specific example of the second cost. The virtual road surface to which the second cost is associated is also described as a spatial map. In FIG. 6, in the spatial map, a second cost is associated with each point included in the virtual road surface R0a. In this example, the second cost is represented by an integer of 0 or more and 255 or less in 256 steps. Further, in this example, the second cost indicates that the smaller the value, the easier it is to relocate. In this case, the maximum value 255 of the second cost indicates that the relocation is not possible, and the minimum value 0 of the second cost indicates that the relocation is unnecessary.

図6において、障害物B1、B2は、仮想路面R0aを含む空間に存在する物体である。この例では、障害物B1は街灯であり、障害物B2は樹木である。ここでは、障害物B1は、障害物B2より移設しやすいとする。例えば、仮想路面R0aにおいてその上に障害物B1が存在する領域に含まれる各点には、第2コスト100が関連付けられる。また、仮想路面R0aにおいてその上に障害物B2が存在する領域に含まれる各点には、第2コスト150が関連付けられる。 In FIG. 6, the obstacles B1 and B2 are objects existing in the space including the virtual road surface R0a. In this example, the obstacle B1 is a streetlight and the obstacle B2 is a tree. Here, it is assumed that the obstacle B1 is easier to relocate than the obstacle B2. For example, a second cost 100 is associated with each point included in the region where the obstacle B1 exists on the virtual road surface R0a. Further, a second cost 150 is associated with each point included in the region where the obstacle B2 exists on the virtual road surface R0a.

また、拡張面生成部12は、仮想路面R0aにおいてその上に障害物B1、B2が存在する領域だけでなく、仮想路面R0aに含まれる各点に対して、移設しやすさを示す第2コストを関連付けることにより、空間マップを生成する。具体的には、拡張面生成部12は、仮想路面R0aに含まれる各点について、コスト関数を用いて第2コストを算出する。コスト関数は、仮想路面R0aに含まれる基準点からの距離に応じて各点のコストを算出する関数である。拡張面生成部12は、仮想路面R0aにおいて、1または複数の基準点を設定する。 Further, the expansion surface generation unit 12 has a second cost indicating the ease of relocation not only to the area where the obstacles B1 and B2 exist on the virtual road surface R0a but also to each point included in the virtual road surface R0a. Generate a spatial map by associating. Specifically, the expansion surface generation unit 12 calculates a second cost for each point included in the virtual road surface R0a by using a cost function. The cost function is a function that calculates the cost of each point according to the distance from the reference point included in the virtual road surface R0a. The extended surface generation unit 12 sets one or a plurality of reference points on the virtual road surface R0a.

第2コストを算出するコスト関数については、図5の説明において第1コストを第2コストと読み替えることにより同様に説明される。この場合、例えば、図5に示す基準点p1は、障害物B1が位置する空間領域に含まれる。基準点p2は、障害物B2が位置する空間領域に含まれる。 The cost function for calculating the second cost will be similarly described by replacing the first cost with the second cost in the description of FIG. In this case, for example, the reference point p1 shown in FIG. 5 is included in the spatial region where the obstacle B1 is located. The reference point p2 is included in the spatial region where the obstacle B2 is located.

(ステップS105)
ステップS105において、走行領域生成部13は、仮想路面において移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成する。ここでは、始点および終点が与えられ、走行領域生成部13は、仮想路面において移動体を始点から終点まで走行させる走行領域を示す情報を生成する。
(Step S105)
In step S105, the traveling area generation unit 13 generates information indicating a traveling area in which the moving body is traveled on the virtual road surface. Here, a start point and an end point are given, and the traveling area generation unit 13 generates information indicating a traveling area in which the moving body is traveled from the start point to the end point on the virtual road surface.

具体的には、走行領域生成部13は、走行領域に含まれる各点に関連付けられた第1コストおよび第2コストが所定の条件を満たすよう、当該走行領域を示す情報を生成する。所定の条件とは、例えば、第1コストの合計が最小となり、かつ第2コストの合計が最小となることであってもよい。また、所定の条件とは、第1コストの合計および第2コストの合計の加重和が最小となることであってもよい。ただし、所定の条件は、上述したものに限られない。また、走行領域生成部13は、生成した走行領域を示す情報を、表示装置に表示する。 Specifically, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the traveling area so that the first cost and the second cost associated with each point included in the traveling area satisfy a predetermined condition. The predetermined condition may be, for example, that the total of the first costs is the minimum and the total of the second costs is the minimum. Further, the predetermined condition may be that the sum of the weights of the total of the first costs and the total of the second costs is minimized. However, the predetermined conditions are not limited to those described above. Further, the traveling area generation unit 13 displays information indicating the generated traveling area on the display device.

(走行領域の具体例)
図7は、走行領域生成部13が走行領域を示す情報を生成する処理の具体例を説明する模式図である。図7の例では、路面R0はT字状である。このため、路面R0は、境界線L1、L2、L3を有している。拡張面R1は、境界線L1において路面R0に滑らかに接続する面である。拡張面R2は、境界線L2において路面R0に滑らかに接続する面である。拡張面R3は、境界線L3において路面R0に滑らかに接続する面である。図5では、仮想路面R0aは、路面R0、拡張面R1~R3を含む面として定義される。仮想路面R0aについては、各点の第1コストを示す地面マップおよび各点の第2コストを含む空間マップが生成されている。
(Specific example of traveling area)
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a specific example of a process in which the traveling area generation unit 13 generates information indicating a traveling area. In the example of FIG. 7, the road surface R0 is T-shaped. Therefore, the road surface R0 has boundary lines L1, L2, and L3. The expansion surface R1 is a surface that smoothly connects to the road surface R0 at the boundary line L1. The expansion surface R2 is a surface that smoothly connects to the road surface R0 at the boundary line L2. The expansion surface R3 is a surface that smoothly connects to the road surface R0 at the boundary line L3. In FIG. 5, the virtual road surface R0a is defined as a surface including the road surface R0 and the extended surfaces R1 to R3. For the virtual road surface R0a, a ground map showing the first cost of each point and a spatial map including the second cost of each point are generated.

ここでは、走行領域生成部13が、始点Q1から終点Q2まで移動体Vを走行させる走行領域を示す情報を生成する例について説明する。走行領域生成部13は、移動体Vを示すポリゴンデータに対して走行に必要な余裕幅を加えた判定ボックスDを生成し、仮想路面R0aに判定ボックスDを配置して始点Q1から終点Q2まで走行させる。走行領域生成部13は、判定ボックスDを仮想路面R0aにおいて走行させる経路を探索する。走行領域生成部13は、判定ボックスDを仮想路面R0aにおいて走行させる経路のうち、(i)移動体Vの車輪が仮想路面R0aに接する領域のうち最も外縁の点に関連付けられた第1コストの合計値、および(ii)仮想路面R0aにおいて判定ボックスD内の各ポリゴンに衝突する点に関連付けられた第2コストの合計値が最も小さくなる経路Cを決定する。走行領域生成部13は、経路Cに沿って移動体Vを移動させた場合に判定ボックスDが通過する領域を示す情報を、走行領域R9を示す情報として生成する。また、走行領域R9のうち判定ボックスDが路面R0から境界線L1、L2を跨いで外側にはみ出した領域R1a、R2aを、改修により出現させる必要がある新たな面として記憶する。 Here, an example will be described in which the traveling area generation unit 13 generates information indicating a traveling area in which the moving body V is traveled from the start point Q1 to the end point Q2. The traveling area generation unit 13 generates a determination box D in which the margin width required for traveling is added to the polygon data indicating the moving body V, arranges the determination box D on the virtual road surface R0a, and arranges the determination box D from the start point Q1 to the end point Q2. Let it run. The traveling area generation unit 13 searches for a route for traveling the determination box D on the virtual road surface R0a. The traveling area generation unit 13 has the first cost associated with the outermost point in the area where the wheel of the moving body V is in contact with the virtual road surface R0a among the paths for traveling the determination box D on the virtual road surface R0a. The path C having the smallest total value and (ii) the total value of the second cost associated with the points colliding with each polygon in the determination box D in the virtual road surface R0a is determined. The traveling area generation unit 13 generates information indicating an area through which the determination box D passes when the moving body V is moved along the route C as information indicating the traveling area R9. Further, in the traveling region R9, the regions R1a and R2a in which the determination box D straddles the boundary lines L1 and L2 from the road surface R0 and protrudes to the outside are stored as new surfaces that need to appear by repair.

走行領域生成部13が最適な走行領域を示す情報を生成するために用いる目的関数と制約条件の一例を、次式(1)、(2)、(3)に示す。 Examples of the objective function and the constraint conditions used by the traveling area generation unit 13 to generate information indicating the optimum traveling area are shown in the following equations (1), (2), and (3).

Figure 2022042745000002
Figure 2022042745000002

Figure 2022042745000003
Figure 2022042745000003

Figure 2022042745000004
Figure 2022042745000004

式(1)に示す目的関数は、仮想路面R0aにおいて格子状に第1コストまたは第2コストが配置されている場合に適用される目的関数である。式(1)に示す目的関数は、移動体Vが仮想路面R0aに接する外縁の点から所定距離以内に含まれる点に関連付けられた第1コストCiの和を最小化することを示す。なお、「移動体Vが仮想路面に接する外縁の点」とは、移動体Vの車輪が仮想路面R0aに接する領域のうち最も外縁の点である。または、式(1)に示す目的関数は、判定ボックスD内に含まれる点に関連付けられた第2コストCiの和を最小化することを示す。 The objective function shown in the equation (1) is an objective function applied when the first cost or the second cost is arranged in a grid pattern on the virtual road surface R0a. The objective function shown in the equation (1) shows that the sum of the first cost Ci associated with the points included within a predetermined distance from the point of the outer edge where the moving body V is in contact with the virtual road surface R0a is minimized. The "outer edge point where the moving body V is in contact with the virtual road surface" is the outermost point in the region where the wheels of the moving body V are in contact with the virtual road surface R0a. Alternatively, the objective function shown in equation (1) indicates that the sum of the second cost Ci associated with the points included in the determination box D is minimized.

式(2)に示す目的関数は、仮想路面R0aを構成するポリゴンの頂点にコストが配置されている場合に適用される目的関数である。式(2)に示す目的関数は、各ポリゴンの頂点に付与された第2コストを線形補間してポリゴン内の第2コスト密度を算出し、判定ボックスD内に含まれる各ポリゴンのエリア内の第2コストをカウントして、その和を最小化することを示す。また、式(2)に示す目的関数は、各ポリゴンの頂点に付与された第1コストを線形補間してポリゴン内の第1コスト密度を算出し、上述した外縁の点から所定距離以内に含まれる各ポリゴンのエリア内の第1コストをカウントして、その和を最小化することを示す。 The objective function shown in the equation (2) is an objective function applied when the cost is arranged at the apex of the polygon constituting the virtual road surface R0a. The objective function shown in the equation (2) linearly interpolates the second cost given to the vertices of each polygon to calculate the second cost density in the polygon, and in the area of each polygon included in the determination box D. It is shown that the second cost is counted and the sum is minimized. Further, the objective function shown in the equation (2) linearly interpolates the first cost given to the vertices of each polygon to calculate the first cost density in the polygon, and includes the objective function within a predetermined distance from the above-mentioned outer edge point. It is shown that the first cost in the area of each polygon to be counted is counted and the sum is minimized.

式(3)に示す制約条件は、移動体の走行範囲に含まれる各点に関連付けられた第1コストの上限が255以下であることを示す。これは、この例では、改修不可能であることを示すコスト255が関連付けられた点は、走行できないことを示している。 The constraint condition shown in the equation (3) indicates that the upper limit of the first cost associated with each point included in the traveling range of the moving body is 255 or less. This indicates that, in this example, the point associated with the cost 255, which indicates that it cannot be repaired, is not travelable.

(ステップS106)
ステップS106において、改修領域生成部14は、走行領域を示す情報に基づいて、路面の各境界線を更新する。
(Step S106)
In step S106, the repair area generation unit 14 updates each boundary line of the road surface based on the information indicating the traveling area.

例えば、図7の例では、領域R1a、R2aは、移動体Vの走行領域R9のうち改修により出現させる必要がある新たな面である。そこで、改修領域生成部14は、境界線L1のうち領域R1aに接する範囲d4の部分を、領域R1aの外側の境界線L4に更新する。また、改修領域生成部14は、境界線L2のうち領域R2aに接する範囲d5の部分を、領域R2aの外側の境界線L5に更新する。 For example, in the example of FIG. 7, the regions R1a and R2a are new surfaces of the traveling region R9 of the moving body V that need to be refurbished. Therefore, the repair region generation unit 14 updates the portion of the boundary line L1 in the range d4 in contact with the region R1a to the boundary line L4 outside the region R1a. Further, the repair area generation unit 14 updates the portion of the boundary line L2 in the range d5 in contact with the area R2a to the boundary line L5 outside the area R2a.

(ステップS107)
ステップS107において、情報処理装置1は、走行領域を決定する対象となる他の始点および終点の組み合わせがあるか否かを判断する。例えば、図7に示したT字路の例では、既に説明した(i)始点Q1および終点Q2に加えて、(ii)始点Q1および終点Q3、(iii)始点Q2および終点Q1、(iv)始点Q2および終点Q3、(v)始点Q3および終点Q1、(vi)始点Q3および終点Q2といったように、全部で6通りの組み合わせがある。同一のT字路を同一の移動体に走行させる場合であっても、始点および終点の組み合わせに応じて走行領域が異なる可能性がある。そこで、始点および終点の他の組み合わせがある場合、当該組み合わせについてステップS104からの処理を実行することが好ましい。なお、情報処理装置1は、当該ステップにおける判断を、入力装置を介して入力される情報に基づいて実行してもよい。
(Step S107)
In step S107, the information processing apparatus 1 determines whether or not there is another combination of a start point and an end point that is a target for determining the traveling region. For example, in the example of the T-shaped road shown in FIG. 7, in addition to (i) start point Q1 and end point Q2 already described, (ii) start point Q1 and end point Q3, (iii) start point Q2 and end point Q1, (iv). There are a total of six combinations, such as start point Q2 and end point Q3, (v) start point Q3 and end point Q1, (vi) start point Q3 and end point Q2. Even when the same T-junction is driven by the same moving body, the traveling area may differ depending on the combination of the start point and the end point. Therefore, when there are other combinations of the start point and the end point, it is preferable to execute the process from step S104 for the combination. The information processing device 1 may execute the determination in the step based on the information input via the input device.

(ステップS107でYesの場合:走行領域の更新処理)
当該ステップにおいてYesの場合、情報処理装置1は、他の始点および終点の組み合わせについて、更新後の各境界線を参照しながら、ステップS104からステップS107までの処理を繰り返す。このようにして、走行領域生成部13は、複数の経路(始点および終点の組み合わせ)の各々について、上述した走行領域を示す情報を生成する。なお、始点および終点の複数の組み合わせがある場合、繰り返し処理を実行する順番は、ランダムであってもよいし、その他の順序であってもよい。
(For Yes in step S107: Update processing of the traveling area)
In the case of Yes in the step, the information processing apparatus 1 repeats the processes from step S104 to step S107 with reference to the updated boundary lines for the other combinations of the start point and the end point. In this way, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the traveling area described above for each of the plurality of routes (combination of start point and end point). When there are a plurality of combinations of start points and end points, the order in which the iterative processing is executed may be random or may be any other order.

繰り返し処理により再度実行するステップS104~S107について説明する。なお、繰り返し処理により再度実行するステップS104~S107を、今回のステップS104~S107と記載し、繰り返し処理の前の直近に実行したステップS104~S107を、前回のステップS104~S107と記載する。 Steps S104 to S107 to be executed again by the iterative process will be described. The steps S104 to S107 to be executed again by the iterative process are referred to as the current steps S104 to S107, and the steps S104 to S107 executed most recently before the iterative process are referred to as the previous steps S104 to S107.

今回のステップS104において、走行領域生成部13は、前回のステップS106で更新後の境界線を参照して地面マップを更新する。具体的には、走行領域生成部13は、当該更新後の境界線に対して、更新前の境界線に関連付けた第1コストを線形補間することにより算出した第1コストを関連付けてもよい。また、例えば、走行領域生成部13は、当該更新後の境界線に対して、入力装置を介して入力される情報に基づいて第1コストを関連付けてもよい。なお、今回のステップS104において、仮想路面を含む空間の状況に変化がない場合、第2コストを関連付ける処理は省略され、前回生成した空間マップが適用される。 In this step S104, the traveling area generation unit 13 updates the ground map with reference to the boundary line updated in the previous step S106. Specifically, the traveling area generation unit 13 may associate the boundary line after the update with the first cost calculated by linearly interpolating the first cost associated with the boundary line before the update. Further, for example, the traveling area generation unit 13 may associate the updated boundary line with the first cost based on the information input via the input device. If there is no change in the state of the space including the virtual road surface in this step S104, the process of associating the second cost is omitted, and the previously generated space map is applied.

また、今回のステップS105において、走行領域生成部13は、今回のステップS104で生成または適用した地面マップおよび空間マップを用いて、走行領域を示す情報を生成する。このとき、走行領域生成部13は、今回の繰り返し処理で適用した始点および終点の組み合わせを用いる。すなわち、走行領域生成部は、当該始点から当該終点まで移動体を移動させる走行領域に含まれる各点に関連付けられた第1コストおよび第2コストが所定の条件を満たすよう、当該走行領域を示す情報を生成する。 Further, in step S105 of this time, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the traveling area by using the ground map and the space map generated or applied in step S104 of this time. At this time, the traveling area generation unit 13 uses the combination of the start point and the end point applied in this iterative process. That is, the traveling area generation unit indicates the traveling area so that the first cost and the second cost associated with each point included in the traveling area for moving the moving body from the start point to the end point satisfy a predetermined condition. Generate information.

また、今回のステップS106において、改修領域生成部14は、今回のステップS105で生成された走行領域を示す情報に基づいて、前回の各境界線をさらに更新する。前回の各境界線とは、前回のステップS106で更新後の各境界線である。具体的には、今回のステップS105で生成された走行領域のうち、前回の境界線よりも外側にある領域は、改修によりさらに出現させる必要がある追加領域である。そこで、改修領域生成部14は、前回の各境界線のうち当該追加領域に接する部分を、追加領域の外側の境界線に更新する。換言すると、今回のステップS106で更新後の境界線は、今回までに生成された複数の走行領域の境界線および既存の路面の境界線うち最も外縁となる境界線によって構成される。 Further, in step S106 of this time, the repair area generation unit 14 further updates each boundary line of the previous time based on the information indicating the traveling area generated in step S105 of this time. Each of the previous boundary lines is each boundary line after the update in the previous step S106. Specifically, of the traveling regions generated in step S105 this time, the regions outside the previous boundary line are additional regions that need to be further made to appear by repair. Therefore, the repair area generation unit 14 updates the portion of each of the previous boundary lines in contact with the additional area to the boundary line outside the additional area. In other words, the boundary line updated in step S106 this time is composed of the boundary line of the plurality of traveling areas generated so far and the boundary line which is the outermost of the boundary lines of the existing road surface.

(ステップS107でNoの場合)
当該ステップにおいてNoの場合、情報処理装置1は、次のステップS108の処理を実行する。
(When No in step S107)
If No in the step, the information processing apparatus 1 executes the process of the next step S108.

(ステップS108)
ステップS108において、情報処理装置1は、走行領域を決定する対象となる他の移動体があるか否かを判断する。例えば、同一の路面において、形状が異なる複数の移動体を走行させる場合、各移動体についてステップS103からの処理を実行することが好ましい。なお、情報処理装置1は、当該ステップにおける判断を、入力装置を介して入力される情報に基づいて実行してもよい。
(Step S108)
In step S108, the information processing apparatus 1 determines whether or not there is another moving object for which the traveling area is determined. For example, when a plurality of moving bodies having different shapes are run on the same road surface, it is preferable to execute the process from step S103 for each moving body. The information processing device 1 may execute the determination in the step based on the information input via the input device.

(ステップS108でYesの場合:走行領域の更新処理)
当該ステップにおいてYesの場合、情報処理装置1は、ステップS103からステップS107までの処理を繰り返す。これにより、走行領域生成部13は、複数の移動体の各々について、上述した走行領域を示す情報を生成する。なお、複数の移動体がある場合、繰り返し処理を実行する順番は、ランダムであってもよいし、その他の順序であってもよい。
(For Yes in step S108: Update processing of the traveling area)
In the case of Yes in the step, the information processing apparatus 1 repeats the processes from step S103 to step S107. As a result, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the above-mentioned traveling area for each of the plurality of moving bodies. When there are a plurality of moving objects, the order in which the iterative processing is executed may be random or may be any other order.

この場合、繰り返し処理により再度実行するステップS103において、情報取得部11は、他の移動体を示す情報を取得する。そして、情報処理装置1は、他の移動体について、走行領域の更新処理を行う。走行領域の更新処理については、ステップS107でYesの場合に説明した通りである。 In this case, in step S103 to be executed again by the iterative process, the information acquisition unit 11 acquires information indicating another moving body. Then, the information processing apparatus 1 updates the traveling area of the other mobile body. The process of updating the traveling area is as described in the case of Yes in step S107.

(ステップS108でNoの場合)
当該ステップにおいてNoの場合、情報処理装置1は、次のステップS109の処理を実行する。
(When No in step S108)
If No in the step, the information processing apparatus 1 executes the process of the next step S109.

(ステップS109)
ステップS109において、改修領域生成部14は、ステップS105で生成した走行領域を示す情報に基づいて、改修領域を示す情報を生成する。複数の移動体または複数の経路の各々について走行領域が生成されている場合、改修領域生成部14は、それらの複数の走行領域に基づいて、改修領域を示す情報を生成する。改修領域は、直近のステップS106における更新後の境界線と、最初のステップS102において抽出した既存の路面の境界線とに囲まれた領域である。図7の例では、改修領域は、境界線L1および境界線L4に囲まれた内側の領域R1a、および、境界線L2および境界線L5に囲まれた内側の領域R2aである。また、改修領域生成部14は、生成した改修領域を示す情報を、表示装置に表示する。
(Step S109)
In step S109, the repair area generation unit 14 generates information indicating the repair area based on the information indicating the traveling area generated in step S105. When the traveling area is generated for each of the plurality of moving bodies or the plurality of routes, the repair area generation unit 14 generates information indicating the repair area based on the plurality of traveling areas. The repaired area is an area surrounded by the updated boundary line in the latest step S106 and the existing road surface boundary line extracted in the first step S102. In the example of FIG. 7, the repair regions are the inner region R1a surrounded by the boundary line L1 and the boundary line L4, and the inner region R2a surrounded by the boundary line L2 and the boundary line L5. Further, the repair area generation unit 14 displays information indicating the generated repair area on the display device.

<本実施形態の効果>
このように、本実施形態は、移動体が既存の路面をはみ出してもよいように仮想的な拡張面を生成するので、路面の拡幅を考慮して移動体の走行領域をより適切に決定することができる。
<Effect of this embodiment>
As described above, in the present embodiment, since the virtual expansion surface is generated so that the moving body may protrude from the existing road surface, the traveling area of the moving body is determined more appropriately in consideration of the widening of the road surface. be able to.

また、本実施形態は、拡張しやすさを少なくとも示す第1コストおよび移設しやすさを示す第2コストが所定の条件を満たすよう走行領域を示す情報を生成するので、移動体に走行領域を走行させるために必要な路面の改修をより容易なものとすることができる。 Further, in the present embodiment, since the information indicating the traveling area is generated so that the first cost indicating the ease of expansion and the second cost indicating the ease of relocation satisfy predetermined conditions, the traveling area is provided to the moving body. It is possible to make it easier to repair the road surface necessary for driving.

また、本実施形態は、走行領域全体において第1コストおよび第2コストが所定の条件を満たすような走行領域を示す情報を生成するので、より適切な走行領域を決定することができる。 Further, since the present embodiment generates information indicating a traveling area in which the first cost and the second cost satisfy a predetermined condition in the entire traveling area, a more appropriate traveling area can be determined.

また、本実施形態は、移動体を走行させる複数通りの始点および終点の組み合わせがある場合、または複数の移動体を走行させる場合であっても、より確実に移動体が走行可能な走行領域を決定することができる。 Further, in the present embodiment, even when there are a plurality of combinations of start points and end points for traveling the moving body, or even when a plurality of moving bodies are driven, a traveling area in which the moving body can travel more reliably is provided. Can be decided.

また、本実施形態は、拡幅を考慮した走行領域を適用するために必要となる改修領域を示す情報を生成して表示装置に表示する。このため、ユーザは、拡幅を考慮した走行領域を採用するために必要な改修領域を示す情報を容易に得ることができる。さらに、本実施形態は、同一の路面において形状が異なる複数の移動体を走行させる場合に、どの移動体も走行させることが可能な経路を採用するための改修領域を示す情報を容易に得ることができる。 Further, in the present embodiment, information indicating a repaired area required for applying a traveling area in consideration of widening is generated and displayed on a display device. Therefore, the user can easily obtain information indicating the repaired area necessary for adopting the traveling area in consideration of widening. Further, in the present embodiment, when a plurality of moving bodies having different shapes are run on the same road surface, it is possible to easily obtain information indicating a repaired area for adopting a route capable of running any of the moving bodies. Can be done.

<従来と比較した本実施形態の効果>
ここで、情報処理装置1を用いない場合、従来は、設計者が手作業で走行領域を決定していた。例えば、設計者は、路面を測量した図面に手作業で移動体の軌跡などを描くことにより、測量データと移動体の形状との関係を検討し、移動体に必要な走行領域が確保されているかどうか判断していた。また、設計者は、移動体に必要な走行領域が確保されていないと判断した場合、手作業で路面の拡幅または車両の変更等を検討した上で、走行領域を決定していた。
<Effect of this embodiment as compared with the conventional one>
Here, when the information processing apparatus 1 is not used, conventionally, the designer manually determines the traveling area. For example, the designer examines the relationship between the survey data and the shape of the moving body by manually drawing the trajectory of the moving body on the drawing of the surveyed road surface, and secures the traveling area required for the moving body. I was deciding if there was any. Further, when the designer determines that the traveling area required for the moving body is not secured, the designer determines the traveling area after manually considering widening the road surface or changing the vehicle.

また、情報処理装置1を用いない場合、従来のコンピュータは、探索した経路の走行領域が走行しづらい箇所または走行できない箇所を含むと判断した場合、当該経路とは異なる他の経路を探索していた。 Further, when the information processing device 1 is not used, the conventional computer searches for a route different from the route when it is determined that the travel region of the searched route includes a portion where the route is difficult to travel or a portion where the route cannot be traveled. rice field.

このように、従来は、路面における移動体の走行領域を決定するために道路の拡幅までをコンピュータが考慮する技術は存在していなかった。 As described above, conventionally, there has been no technology in which a computer considers the widening of a road in order to determine the traveling area of a moving body on a road surface.

これに対して、上述したように、情報処理装置1は、路面の拡幅を考慮して移動体の走行領域を決定するので、移動体の走行領域をより適切に決定することができる。 On the other hand, as described above, since the information processing apparatus 1 determines the traveling area of the moving body in consideration of the widening of the road surface, the traveling area of the moving body can be determined more appropriately.

また、上述したように、情報処理装置1は、設計者の意図が反映された第1コストおよび第2コストを用いて走行領域を決定するので、設計者の意図を考慮した走行領域を決定することができる。 Further, as described above, since the information processing apparatus 1 determines the traveling area using the first cost and the second cost reflecting the designer's intention, the traveling area is determined in consideration of the designer's intention. be able to.

また、上述したように、情報処理装置1は、路面を示す情報および移動体を示す情報等を入力するだけで、移動体を始点から終点まで走行させる走行領域を示す情報を生成するので、走行領域および経路データを自動的に決定することができる。これにより、従来は設計者が行っていた手作業が自動化される。 Further, as described above, the information processing apparatus 1 generates information indicating a traveling area for traveling the moving body from the start point to the end point only by inputting information indicating the road surface and information indicating the moving body. Area and route data can be determined automatically. This automates the manual work that was previously done by designers.

〔変形例1〕
上述した本発明の一実施形態は、移動体の姿勢角を考慮するよう以下の通り変形することができる。移動体の姿勢角は、本発明における「移動体の走行状態」の一例である。
[Modification 1]
One embodiment of the present invention described above can be modified as follows so as to consider the posture angle of the moving body. The posture angle of the moving body is an example of the "running state of the moving body" in the present invention.

図8は、変形例1に係る情報処理装置1が実行する情報処理方法S1Aの流れを示すフローチャートである。情報処理方法S1Aは、図2に示した情報処理方法S1に対して、ステップS103、S105に替えて、ステップS103A、S105Aを含む点が異なる。ここでは、差し替えたこれらのステップについて説明する。その他のステップについては、図2を参照して説明した通りであるため、詳細な説明を繰り返さない。 FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the information processing method S1A executed by the information processing apparatus 1 according to the modification 1. The information processing method S1A is different from the information processing method S1 shown in FIG. 2 in that it includes steps S103A and S105A instead of steps S103 and S105. Here, these replaced steps will be described. Since the other steps are as described with reference to FIG. 2, detailed description will not be repeated.

(ステップS103A)
ステップS103Aにおいて、情報取得部11は、上述したステップS103の処理に加えて、姿勢角の制約条件を示す情報を取得する。例えば、情報取得部11は、姿勢角の制約条件を示す情報を、情報処理装置1が備えるメモリまたは外部に接続されたメモリから読み込むことにより取得してもよい。また、情報取得部11は、姿勢角の制約条件を示す情報を、ネットワークを介して接続された他の装置から取得してもよい。また、情報取得部11は、入力装置を介して入力される情報に基づいて、姿勢角の制約条件を示す情報を取得してもよい。
(Step S103A)
In step S103A, the information acquisition unit 11 acquires information indicating the constraint condition of the posture angle in addition to the processing of step S103 described above. For example, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating the constraint condition of the posture angle by reading the information from the memory included in the information processing apparatus 1 or the memory connected to the outside. Further, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating the constraint condition of the posture angle from another device connected via the network. Further, the information acquisition unit 11 may acquire information indicating a constraint condition of the posture angle based on the information input via the input device.

(制約条件を示す情報)
制約条件を示す情報は、移動体の姿勢角に関する制約条件を含む。例えば、姿勢角の一例としては、ピッチ角、ロール角、およびねじれ角が挙げられる。この場合、制約条件を示す情報は、これらの各姿勢角の許容値を含む。各姿勢角の許容値は、移動体に応じて定められている。
(Information indicating constraints)
The information indicating the constraint condition includes the constraint condition regarding the posture angle of the moving body. For example, examples of posture angles include pitch angle, roll angle, and twist angle. In this case, the information indicating the constraint condition includes the permissible value of each of these posture angles. The permissible value of each posture angle is determined according to the moving body.

(ステップS105A)
ステップS105Aにおいて、走行領域生成部13は、上述したステップS105の処理に加えて、移動体の姿勢角が、ステップS103Aで取得した情報が示す制約条件を満たすよう走行領域を示す情報を生成する。制約条件は、例えば、姿勢角によるコストを含む各種コストの合計値が最小となることであるが、これに限られない。
(Step S105A)
In step S105A, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the traveling area so that the posture angle of the moving body satisfies the constraint condition indicated by the information acquired in step S103A, in addition to the processing of step S105 described above. The constraint condition is, for example, that the total value of various costs including the cost due to the posture angle is minimized, but the constraint condition is not limited to this.

例えば、走行領域生成部13は、仮想路面を始点から終点まで移動体を走行させながら、移動体の姿勢角が許容値を超える度に姿勢角によるコストを加算していく。また、走行領域生成部13は、姿勢角によるコストも含めて各種コストの合計が最小となる経路を求める。例えば、走行領域生成部13は、第1コスト、第2コスト及び姿勢角によるコストの合計が最小となる経路を求める。また、走行領域生成部13は、求めた経路に基づき走行領域を示す情報を生成する。なお、走行領域生成部13は、姿勢角の種別に応じてコストを加算してもよい。また、走行領域生成部13は、姿勢角が許容値を超えた程度が大きいほど大きなコストを加算してもよい。また、走行領域生成部13は、同時に複数の種別の姿勢角がそれぞれ許容値を超えた場合、各姿勢角についてコストを加算してもよい。 For example, the traveling area generation unit 13 adds the cost due to the posture angle every time the posture angle of the moving body exceeds the permissible value while traveling the moving body from the start point to the end point on the virtual road surface. Further, the traveling area generation unit 13 obtains a route that minimizes the total of various costs including the cost due to the posture angle. For example, the traveling area generation unit 13 obtains a route that minimizes the total of the first cost, the second cost, and the cost due to the posture angle. Further, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the traveling area based on the obtained route. The traveling area generation unit 13 may add costs according to the type of posture angle. Further, the traveling area generation unit 13 may add a larger cost as the posture angle exceeds the permissible value. Further, when the posture angles of a plurality of types exceed the permissible values at the same time, the traveling area generation unit 13 may add a cost for each posture angle.

(変形例1の効果)
このように変形した情報処理装置1は、移動体の姿勢角を考慮して移動体を走行させる経路を決定するので、移動体が転倒する可能性を低減したより安全な走行領域を決定することができる。
(Effect of variant 1)
Since the information processing device 1 deformed in this way determines the route on which the moving body travels in consideration of the posture angle of the moving body, it is necessary to determine a safer traveling area in which the possibility of the moving body falling is reduced. Can be done.

〔変形例2〕
上述した変形例1は、姿勢角に変えて、または加えて、移動体の他の走行状態が制約条件を満たす経路を決定するよう変形することができる。他の走行状態としては、移動体の車輪から路面の境界線までの距離、ハンドルの切り返し回数、前進後退の切り替え回数、後退動作、および経路の全長などがあるが、これらに限られない。
[Modification 2]
The above-mentioned modification 1 can be modified to a posture angle, or in addition, so that another traveling state of the moving body determines a route satisfying the constraint condition. Other traveling conditions include, but are not limited to, the distance from the wheels of the moving body to the boundary of the road surface, the number of turns of the steering wheel, the number of forward / backward switching, the backward movement, and the total length of the route.

この場合、例えば、ステップS105Bにおいて、走行領域生成部13は、仮想路面を始点から終点まで移動体を走行させながら、移動体の車輪から路面の境界線までの距離が許容値を下回る度に距離によるコストを加算していき、当該距離によるコストの合計が最小となる経路を求める。また、走行領域生成部13は、求めた経路に基づき走行領域を示す情報を生成する。同様にして、走行領域生成部13は、移動体から障害物までの距離によるコスト、ハンドルの切り返し回数によるコスト、前進後退の切り替え回数によるコスト、後退動作によるコスト、および経路の全長によるコスト、といった各種類のコストを加算しながら経路を探索し、各種類のコストが条件を満たす経路を決定する。条件とは、例えば、各種類のコストの合計がそれぞれ最小となることであってもよいし、全種類のコストの合計が最小となることであってもよいが、これに限られない。 In this case, for example, in step S105B, the traveling area generation unit 13 travels the moving body from the start point to the end point on the virtual road surface, and the distance from the wheels of the moving body to the boundary line of the road surface is less than the allowable value each time. By adding the costs due to the above distances, the route that minimizes the total cost due to the distance is obtained. Further, the traveling area generation unit 13 generates information indicating the traveling area based on the obtained route. Similarly, the traveling area generation unit 13 has a cost due to the distance from the moving body to the obstacle, a cost due to the number of turns of the handle, a cost due to the number of forward / backward switching, a cost due to the backward operation, and a cost due to the total length of the route. The route is searched while adding the costs of each type, and the route that satisfies the conditions of each type of cost is determined. The condition may be, for example, that the total cost of each type is the minimum, or the total cost of all types may be the minimum, but the condition is not limited to this.

(変形例2の効果)
本変形例は、移動体の走行時に発生する各種類のコストを考慮して移動体が走行する経路を決定するので、より適切な経路を決定することができる。
(Effect of variant 2)
In this modification, the route on which the moving body travels is determined in consideration of the costs of each type incurred when the moving body travels, so that a more appropriate route can be determined.

〔その他の変形例〕
上述した実施形態および各変形例は、農場において複数の圃場間を自律走行する農機の走行領域を決定する用途に適用できる。また、上述した実施形態および各変形例は、例えば、建設現場、鉱山、または電力プラント等で作業する作業車両の走行領域を決定する用途に適用できる。
[Other variants]
The above-described embodiment and each modification can be applied to an application for determining a traveling area of an agricultural machine that autonomously travels between a plurality of fields on a farm. Further, the above-described embodiment and each modification can be applied to, for example, an application for determining a traveling area of a work vehicle working at a construction site, a mine, an electric power plant, or the like.

また、上述した実施形態および各変形例において、拡張面生成部は、路面を仮想的に拡幅することに限らず、その他の仮想的な改修により拡張面を生成してもよい。例えば、拡張面生成部は、路面の標高を改修することにより拡張面を生成してもよい。 Further, in the above-described embodiment and each modification, the expansion surface generation unit is not limited to virtually widening the road surface, and may generate an expansion surface by other virtual modifications. For example, the expansion surface generation unit may generate an expansion surface by modifying the altitude of the road surface.

また、上述した実施形態および各変形例において、第1コストが基づく仮想路面の状況として、走行しやすさおよび改修しやすさを例として説明したが、仮想路面の状況は、これに限られない。例えば、第1コストが基づく仮想路面の状況は、路面に定められた通行可能領域、進入禁止領域、危険領域などの状況であってもよい。また、第2コストが基づく仮想路面を含む空間の状況として、物体の移設しやすさを例として説明したが、仮想路面を含む空間の状況は、これに限られない。第2コストが基づく仮想路面を含む空間の状況は、空間に定められた通行可能領域、進入禁止領域、危険領域などの状況であってもよい。 Further, in the above-described embodiment and each modification, as the situation of the virtual road surface based on the first cost, the ease of traveling and the ease of repair have been described as an example, but the situation of the virtual road surface is not limited to this. .. For example, the situation of the virtual road surface based on the first cost may be a situation such as a passable area, an inaccessible area, and a dangerous area defined on the road surface. Further, as the situation of the space including the virtual road surface based on the second cost, the ease of relocation of the object has been described as an example, but the situation of the space including the virtual road surface is not limited to this. The situation of the space including the virtual road surface based on the second cost may be a situation such as a passable area, an inaccessible area, and a dangerous area defined in the space.

また、上述した実施形態および各変形例において、移動体を示す情報、路面を示す情報および障害物を示す情報は、三次元形状を示す情報を含んでいなくてもよく、例えば、二次元形状を示す情報を含んでいてもよい。 Further, in the above-described embodiment and each modification, the information indicating the moving body, the information indicating the road surface, and the information indicating the obstacle may not include the information indicating the three-dimensional shape, for example, the two-dimensional shape. May include information indicating.

また、上述した実施形態は、変形例1、2の一部または全部を組み合わせて変形することも可能である。 Further, the above-described embodiment can be modified by combining a part or all of the modified examples 1 and 2.

〔ソフトウェアによる実現例〕
情報処理装置1の制御ブロック(特に情報取得部11、拡張面生成部12、走行領域生成部13、および改修領域生成部14)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of implementation by software]
The control block of the information processing apparatus 1 (particularly, the information acquisition unit 11, the extended surface generation unit 12, the traveling area generation unit 13, and the repair area generation unit 14) is a logic circuit (hardware) formed in an integrated circuit (IC chip) or the like. It may be realized by hardware) or by software.

後者の場合、情報処理装置1は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば1つ以上のプロセッサを備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。 In the latter case, the information processing apparatus 1 includes a computer that executes instructions of a program that is software that realizes each function. The computer includes, for example, one or more processors and a computer-readable recording medium that stores the program. Then, in the computer, the processor reads the program from the recording medium and executes the program, thereby achieving the object of the present invention. As the processor, for example, a CPU (Central Processing Unit) can be used. As the recording medium, a "non-temporary tangible medium", for example, a ROM (Read Only Memory) or the like, a tape, a disk, a card, a semiconductor memory, a programmable logic circuit, or the like can be used. Further, a RAM (Random Access Memory) for expanding the above program may be further provided. Further, the program may be supplied to the computer via any transmission medium (communication network, broadcast wave, etc.) capable of transmitting the program. It should be noted that one aspect of the present invention can also be realized in the form of a data signal embedded in a carrier wave, in which the above program is embodied by electronic transmission.

〔まとめ〕
本発明の一態様に係る情報処理装置1は、路面を走行する移動体を示す情報、および前記路面を示す情報を取得する情報取得部と、前記路面を仮想的に拡張した拡張面を示す情報を生成する拡張面生成部と、前記路面および前記拡張面からなる仮想路面において前記移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成する走行領域生成部と、を備えている。
〔summary〕
The information processing apparatus 1 according to one aspect of the present invention includes an information acquisition unit that acquires information indicating a moving body traveling on a road surface, information indicating the road surface, and information indicating an extended surface that is a virtual extension of the road surface. It is provided with an extended surface generating unit for generating

上記構成によれば、路面の改修を考慮することにより、移動体の走行領域をより適切に決定することができる。 According to the above configuration, the traveling area of the moving body can be determined more appropriately by considering the improvement of the road surface.

上述した情報処理装置1において、前記拡張面生成部は、前記路面を仮想的に拡幅することにより拡張して前記拡張面を生成してもよい。 In the information processing apparatus 1 described above, the expansion surface generation unit may expand the road surface by virtually widening it to generate the expansion surface.

上記構成によれば、路面の拡幅を考慮することにより、移動体の走行領域をより適切に決定することができる。 According to the above configuration, the traveling area of the moving body can be determined more appropriately by considering the widening of the road surface.

上述した情報処理装置1において、前記走行領域生成部は、前記仮想路面に含まれる各点に、前記路面および周辺の状況に基づく第1コストと、前記路面および周辺を含む空間の状況に基づく第2コストとを関連付け、前記走行領域に含まれる各点に関連付けられた第1コストおよび第2コストが所定の条件を満たすよう、当該走行領域を示す情報を生成してもよい。 In the information processing apparatus 1 described above, the traveling area generation unit has a first cost based on the conditions of the road surface and its surroundings and a first cost based on the conditions of the space including the road surface and its surroundings at each point included in the virtual road surface. The information indicating the traveling area may be generated in association with the two costs so that the first cost and the second cost associated with each point included in the traveling area satisfy a predetermined condition.

上記構成によれば、路面および周辺の状況、および、路面および周辺を含む空間の状況に基づくコストを考慮するので、移動体を走行させる走行領域をより適切に決定することができる。 According to the above configuration, since the cost based on the conditions of the road surface and the surroundings and the conditions of the space including the road surface and the surroundings is taken into consideration, the traveling area in which the moving body is traveled can be determined more appropriately.

上述した情報処理装置1において、前記拡張面に含まれる各点に関連付けられる第1コストは、前記拡張面の拡張しやすさに基づくものであり、前記第2コストは、前記仮想路面を含む空間に存在する物体の移設しやすさに基づくものであってもよい。 In the information processing apparatus 1 described above, the first cost associated with each point included in the expansion surface is based on the expandability of the expansion surface, and the second cost is the space including the virtual road surface. It may be based on the ease of relocation of an object existing in.

上記構成によれば、移動体に走行領域を走行させるために必要となる路面の改修をより容易なものとすることができる。 According to the above configuration, it is possible to make it easier to repair the road surface required for the moving body to travel in the traveling area.

上述した情報処理装置1において、前記走行領域生成部13は、前記移動体の走行状態が所定の制約条件を満たすよう前記走行領域を示す情報を生成してもよい。 In the information processing apparatus 1 described above, the traveling area generation unit 13 may generate information indicating the traveling area so that the traveling state of the moving body satisfies a predetermined constraint condition.

上記構成によれば、移動体の走行状態を考慮することにより、移動体がより良い走行状態で走行できる走行領域を決定することができる。 According to the above configuration, by considering the traveling state of the moving body, it is possible to determine the traveling area in which the moving body can travel in a better traveling state.

上述した情報処理装置1において、前記走行領域を示す情報に基づいて、前記拡張面のうち前記移動体を走行させるために改修が必要となる改修領域を示す情報を生成する改修領域生成部をさらに備えてもよい。 In the information processing apparatus 1 described above, a repair area generation unit that generates information indicating a repair area that needs to be repaired in order to run the moving body in the expansion surface is further provided based on the information indicating the travel area. You may prepare.

上記構成によれば、ユーザは、路面の改修を考慮して生成された走行領域を採用するために必要な改修領域を示す情報を容易に得ることができる。 According to the above configuration, the user can easily obtain information indicating the repair area necessary for adopting the travel area generated in consideration of the road surface repair.

上述した情報処理装置1において、前記走行領域生成部は、複数の移動体または複数の経路の各々について、前記走行領域を示す情報を生成し、前記改修領域生成部は、複数の前記走行領域に基づいて前記改修領域を示す情報を生成してもよい。 In the information processing apparatus 1 described above, the traveling area generation unit generates information indicating the traveling area for each of the plurality of moving bodies or the plurality of routes, and the repair area generating unit is used in the plurality of traveling areas. Based on this, information indicating the repair area may be generated.

上記構成によれば、複数の移動体または複数の経路に共通してより確実に走行可能な走行領域を決定することができる。 According to the above configuration, it is possible to determine a traveling area that can be traveled more reliably in common to a plurality of moving objects or a plurality of routes.

本発明の一態様に係る情報処理方法S1は、情報処理装置1が実行する情報処理方法S1であって、路面を走行する移動体を示す情報、および前記路面を示す情報を取得するステップと、前記路面を仮想的に拡張した拡張面を示す情報を生成するステップと、前記路面および前記拡張面からなる仮想路面において前記移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成するステップと、を含む。 The information processing method S1 according to one aspect of the present invention is the information processing method S1 executed by the information processing apparatus 1, and includes a step of acquiring information indicating a moving body traveling on a road surface and information indicating the road surface. The present invention includes a step of generating information indicating an extended surface in which the road surface is virtually expanded, and a step of generating information indicating a traveling region in which the moving object is traveled on the virtual road surface including the road surface and the expanded surface.

上記構成によれば、上述した情報処理装置1と同様の効果を奏する。 According to the above configuration, the same effect as that of the information processing apparatus 1 described above is obtained.

本発明の一態様に係るプログラムは、上述した情報処理装置1としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させる。 The program according to one aspect of the present invention is a program for operating a computer as the above-mentioned information processing apparatus 1, and causes the computer to function as each of the above-mentioned parts.

上記構成によれば、上述した情報処理装置1と同様の効果を奏する。 According to the above configuration, the same effect as that of the information processing apparatus 1 described above is obtained.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

1 情報処理装置
11 情報取得部
12 拡張面生成部
13 走行領域生成部
14 改修領域生成部
1 Information processing device 11 Information acquisition unit 12 Extended surface generation unit 13 Traveling area generation unit 14 Repair area generation unit

Claims (9)

路面を走行する移動体を示す情報、および前記路面を示す情報を取得する情報取得部と、
前記路面を仮想的に拡張した拡張面を示す情報を生成する拡張面生成部と、
前記路面および前記拡張面からなる仮想路面において前記移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成する走行領域生成部と、
を備えたことを特徴とする情報処理装置。
An information acquisition unit that acquires information indicating a moving body traveling on a road surface and information indicating the road surface, and an information acquisition unit.
An expansion surface generation unit that generates information indicating an expansion surface that is a virtual extension of the road surface, and an expansion surface generation unit.
A traveling area generation unit that generates information indicating a traveling area in which the moving body is traveled on a virtual road surface composed of the road surface and the extended surface, and a traveling area generation unit.
An information processing device characterized by being equipped with.
前記拡張面生成部は、前記路面を仮想的に拡幅することにより拡張して前記拡張面を生成する、
ことを特徴とする請求項1に記載の情報処理装置。
The expansion surface generation unit expands the road surface by virtually widening it to generate the expansion surface.
The information processing apparatus according to claim 1.
前記走行領域生成部は、前記仮想路面に含まれる各点に、前記路面および周辺の状況に基づく第1コストと、前記路面および周辺を含む空間の状況に基づく第2コストとを関連付け、
前記走行領域に含まれる各点に関連付けられた第1コストおよび第2コストが所定の条件を満たすよう、当該走行領域を示す情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の情報処理装置。
The traveling area generation unit associates each point included in the virtual road surface with a first cost based on the conditions of the road surface and its surroundings and a second cost based on the conditions of the space including the road surface and its surroundings.
Information indicating the travel area is generated so that the first cost and the second cost associated with each point included in the travel area satisfy a predetermined condition.
The information processing apparatus according to claim 1 or 2.
前記拡張面に含まれる各点に関連付けられる第1コストは、前記拡張面の拡張しやすさに基づくものであり、
前記第2コストは、前記仮想路面を含む空間に存在する物体の移設しやすさに基づくものである、
ことを特徴とする請求項3に記載の情報処理装置。
The first cost associated with each point included in the expansion surface is based on the expandability of the expansion surface.
The second cost is based on the ease of relocation of an object existing in the space including the virtual road surface.
The information processing apparatus according to claim 3.
前記走行領域生成部は、前記移動体の走行状態が所定の制約条件を満たすよう前記走行領域を示す情報を生成する、
ことを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の情報処理装置。
The traveling area generation unit generates information indicating the traveling area so that the traveling state of the moving body satisfies a predetermined constraint condition.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the information processing apparatus is characterized.
前記走行領域を示す情報に基づいて、前記拡張面のうち前記移動体を走行させるために改修が必要となる改修領域を示す情報を生成する改修領域生成部をさらに備えた、
ことを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の情報処理装置。
Further provided with a repair area generation unit that generates information indicating a repair area that needs to be repaired in order to run the moving body in the expansion surface based on the information indicating the travel area.
The information processing apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the information processing apparatus is characterized.
前記走行領域生成部は、複数の移動体または複数の経路の各々について、前記走行領域を示す情報を生成し、
前記改修領域生成部は、複数の前記走行領域に基づいて前記改修領域を示す情報を生成する、
ことを特徴とする請求項6に記載の情報処理装置。
The traveling area generation unit generates information indicating the traveling area for each of the plurality of moving objects or the plurality of routes.
The repair area generation unit generates information indicating the repair area based on the plurality of traveling areas.
The information processing apparatus according to claim 6.
情報処理装置が実行する情報処理方法であって、
路面を走行する移動体を示す情報、および前記路面を示す情報を取得するステップと、
前記路面を仮想的に拡張した拡張面を示す情報を生成するステップと、
前記路面および前記拡張面からなる仮想路面において前記移動体を走行させる走行領域を示す情報を生成するステップと、
を含む情報処理方法。
It is an information processing method executed by an information processing device.
A step of acquiring information indicating a moving object traveling on a road surface and information indicating the road surface, and
A step of generating information indicating an expanded surface that is a virtual extension of the road surface, and
A step of generating information indicating a traveling region in which the moving body travels on a virtual road surface including the road surface and the extended surface, and a step of generating information.
Information processing methods including.
請求項1から7の何れか1項に記載の情報処理装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、上記各部としてコンピュータを機能させるためのプログラム。 A program for operating a computer as the information processing device according to any one of claims 1 to 7, and a program for operating the computer as each of the above parts.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019048514A (en) * 2017-09-08 2019-03-28 本田技研工業株式会社 Vehicle control device, vehicle control method, and program

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