JP2023032888A - Moving body control device, moving body system, moving body operating system, moving body control method and computer program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、移動体制御装置、移動体制御システム、移動体運用システム、移動体制御方法及びコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a mobile body control device, a mobile body control system, a mobile body operation system, a mobile body control method, and a computer program.
従来、自律的に移動するロボットを、通信ネットワークを介して制御する技術が知られている。
特許文献1に記載された技術は、移動物が、移動物の自律制御処理の過程で、情報取得部が取得した移動物の周囲に係る情報を利用して自律制御処理を中止するか否かを識別し、自律制御識別処理の結果、自律制御処理の継続をしないと判断すると、端末へ通知を行っている。
特許文献2に記載された技術は、サーバが、自律移動するロボットに搭載された発光体の設置位置と、ロボットが移動するエリアに設置されたカメラの設置位置および向きと、カメラにより撮影された発光体が発光したときのロボットの画像データとに基づいてロボットの位置を算出し、その位置を示す位置情報をロボットへ送信している。
特許文献3に記載された技術は、プラットフォームが、サービス提供エリアにおいて対人サービスを提供する自律移動が可能なロボットと通信し、サービス提供エリアの過去の所定時間毎の混雑度合いを示す情報である混雑履歴情報を記憶し、混雑履歴情報に基づき、所定時間毎の混雑度合いを予測した情報である混雑予測情報を生成し、ロボットが、プラットフォームから受信した混雑予測情報から取得される現在又は未来のサービス提供エリアの混雑度合いに応じて選択される、サービス提供エリアの混雑度合いに与える影響の異なる複数の稼働モードのうちのいずれかの稼働モードに自身を設定している。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a technique for controlling an autonomously moving robot via a communication network.
In the technology described in
In the technology described in
In the technology described in
しかし、上述した従来の技術では、ロボット自身が現在の状況に適応した次の動作を計画して自律的に実行する必要がある。このため、ロボットに搭載される情報処理装置が一定以上の情報処理能力を持つことが要求されるので、ロボットのコストを低減させることの妨げになる可能性があった。 However, in the conventional technology described above, the robot itself needs to plan the next action adapted to the current situation and autonomously execute it. For this reason, the information processing device mounted on the robot is required to have a certain level of information processing capability, which may hinder the cost reduction of the robot.
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、自律的に移動するロボット等の移動体のコストを低減させることを図ることにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of such circumstances, and an object of the present invention is to reduce the cost of a mobile body such as a robot that moves autonomously.
(1)本発明の一態様は、無線通信ネットワークを介して移動体を制御する移動体制御装置において、前記移動体が移動するエリアに関する環境地図情報を格納する環境地図情報格納部と、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置特定部と、前記移動体の移動方向を示す移動方向情報を取得する方向特定部と、前記移動体の周辺が撮像された撮像画像に基づいて前記移動体の周辺環境を認識する周辺環境認識部と、前記移動体に対して、前記移動体が移動する経路を示す経路情報、前記環境地図情報、前記位置情報、前記移動方向情報及び前記周辺環境の認識結果に基づいた動作を計画し、計画された計画動作を指示する動作計画部と、を備える移動体制御装置である。
(2)本発明の一態様は、前記動作計画部は、前記計画動作が前記移動体で実行されるべきタイミングと、前記移動体との間の通信遅延及び前記移動体における処理遅延とに基づいて、前記移動体が前記計画動作の指示情報を受信したら即時に前記計画動作を実行してもよいように、前記無線通信ネットワークを介して前記移動体へ前記計画動作を指示するタイミングを調整する、上記(1)の移動体制御装置である。
(3)本発明の一態様は、前記動作計画部は、通信遅延に関する変動要因を変化させた時の通信遅延の実績履歴データを保持し、計画動作の対象の移動体との間の通信遅延として、当該移動体の通信遅延に関する変動要因に対応する実績履歴データに基づいて通信遅延の予測値を算出し、処理遅延に関する変動要因を変化させた時の処理遅延の実績履歴データを保持し、計画動作の対象の移動体における処理遅延として、当該移動体の処理遅延に関する変動要因に対応する実績履歴データに基づいて処理遅延の予測値を算出する、上記(2)の移動体制御装置である。
(4)本発明の一態様は、前記無線通信ネットワークにおいてビームフォーミングを行う基地局の各ビームが届く到達範囲を示すビーム到達範囲情報を格納するビーム到達範囲格納部と、前記基地局に対してビーム方向を切り替えるビーム切替要求を出すビーム走査部と、をさらに備え、前記位置特定部は、前記移動体が受信したビームの前記到達範囲に基づいて前記移動体の位置を特定する、上記(1)から(3)のいずれかの移動体制御装置である。
(5)本発明の一態様は、前記位置特定部は、3次元の前記環境地図情報と、前記移動体の周辺が撮像された撮像画像とに基づいたVPS(Visual Positioning Service)を用いて前記移動体の位置を特定する、上記(1)から(4)のいずれかの移動体制御装置である。
(6)本発明の一態様は、隊列を組んで移動する複数の前記移動体に対して、当該複数の前記移動体が移動する経路を示す経路情報と各前記移動体の前記位置情報とに基づいて先頭の前記移動体を判断する先頭判断部と、前記先頭の前記移動体が行う無線通信に対して優先的に無線リソースが割り当てられるように、前記無線通信ネットワークの基地局に対して無線リソース優先割当要求を出すQOS制御部と、をさらに備える、上記(1)から(5)のいずれかの移動体制御装置である。
(7)本発明の一態様は、前記移動体制御装置は、前記無線通信ネットワークの基地局において、前記移動体が移動するエリアにおける無線通信接続を提供するためのアンテナを有する張出局を収容する収容局に設けられる、上記(1)から(6)のいずれかの移動体制御装置である。
(1) One aspect of the present invention is a mobile body control device for controlling a mobile body via a wireless communication network, comprising: a position specifying unit that acquires position information indicating a position of a body; a direction specifying unit that acquires moving direction information indicating a moving direction of the moving body; a surrounding environment recognition unit that recognizes a surrounding environment of a body; route information indicating a route along which the moving body moves, the environment map information, the position information, the moving direction information, and the surrounding environment for the moving body; and a motion planning unit that plans a motion based on a recognition result and instructs the planned planned motion.
(2) According to one aspect of the present invention, the operation planning unit performs the operation based on the timing at which the planned operation should be executed by the mobile unit, a communication delay between the mobile unit and a processing delay in the mobile unit. and adjusts the timing of instructing the planned action to the mobile object via the wireless communication network so that the mobile object may execute the planned action immediately after receiving the instruction information of the planned action. , the mobile body control device of (1) above.
(3) In one aspect of the present invention, the operation planning unit retains actual history data of communication delays when varying factors related to communication delays are changed, , calculating a predicted value of communication delay based on actual history data corresponding to variable factors related to communication delay of the mobile unit, and storing actual historical data of processing delay when variable factors related to processing delay are changed, The mobile body control device according to (2) above, wherein, as the processing delay in the mobile body subject to the planned operation, a predicted value of the processing delay is calculated based on performance history data corresponding to fluctuation factors relating to the processing delay of the mobile body. .
(4) One aspect of the present invention is a beam coverage storage unit that stores beam coverage information indicating coverage of each beam of a base station that performs beamforming in the wireless communication network; a beam scanning unit that issues a beam switching request for switching a beam direction, wherein the position specifying unit specifies the position of the moving object based on the reachable range of the beam received by the moving object; ) to (3).
(5) In one aspect of the present invention, the position specifying unit uses a VPS (Visual Positioning Service) based on the three-dimensional environment map information and a captured image in which the surroundings of the moving object are captured. The moving body control device according to any one of (1) to (4) above, which specifies the position of the moving body.
(6) In one aspect of the present invention, for a plurality of mobile bodies moving in formation, route information indicating a route along which the plurality of mobile bodies move and the position information of each of the mobile bodies are combined. and a base station of the wireless communication network for preferentially allocating radio resources to the wireless communication performed by the mobile unit. The mobile control apparatus according to any one of (1) to (5) above, further comprising a QOS control unit that issues a resource priority allocation request.
(7) In one aspect of the present invention, the mobile control device accommodates a branch station having an antenna for providing wireless communication connection in an area where the mobile moves, in the base station of the wireless communication network. The mobile control apparatus according to any one of (1) to (6) above, provided in a station.
(8)本発明の一態様は、上記(1)から(7)のいずれかの移動体制御装置と、無線通信ネットワークを介して前記移動体制御装置と通信する移動体と、を備え、前記移動体は、前記移動体制御装置から指示される計画動作に従って前記移動体の動作を制御する動作制御部を備える、移動体システムである。 (8) An aspect of the present invention includes the mobile control device according to any one of (1) to (7) above, and a mobile object that communicates with the mobile control device via a wireless communication network, The moving body is a moving body system including an operation control unit that controls the movement of the moving body according to the planned operation instructed by the moving body control device.
(9)本発明の一態様は、上記(1)から(7)のいずれかの移動体制御装置と、移動体運用管理装置と、を備え、前記移動体運用管理装置は、無線通信ネットワークにおいてビームフォーミング機能を有する基地局の配置を示すビームフォーミング対応基地局情報を格納するビームフォーミング対応基地局情報格納部と、前記ビームフォーミング対応基地局情報に基づいて、移動体が移動する経路として、ビームフォーミング機能を有する基地局の通信エリアを通る経路を優先的に探索する経路探索部と、を備える、移動体運用システムである。
(10)本発明の一態様は、前記移動体は、配送を行う移動体であり、前記経路探索部は、前記移動体の配送経路を探索する、上記(9)の移動体運用システムである。
(9) An aspect of the present invention includes a mobile control device according to any one of (1) to (7) above and a mobile operation management device, wherein the mobile operation management device is configured to: A beamforming compatible base station information storage unit for storing beamforming compatible base station information indicating the arrangement of base stations having a beamforming function; and a route search unit that preferentially searches for a route passing through a communication area of a base station having a forming function.
(10) An aspect of the present invention is the mobile operation system according to (9) above, wherein the mobile is a mobile that performs delivery, and the route search unit searches for a delivery route for the mobile. .
(11)本発明の一態様は、無線通信ネットワークを介して移動体を制御する移動体制御装置が実行する移動体制御方法であって、前記移動体制御装置が、前記移動体が移動するエリアに関する環境地図情報を環境地図情報格納部に格納するステップと、前記移動体制御装置が、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置特定ステップと、前記移動体制御装置が、前記移動体の移動方向を示す移動方向情報を取得する方向特定ステップと、前記移動体制御装置が、前記移動体の周辺が撮像された撮像画像に基づいて前記移動体の周辺環境を認識する周辺環境認識ステップと、前記移動体制御装置が、前記移動体に対して、前記移動体が移動する経路を示す経路情報、前記環境地図情報、前記位置情報、前記移動方向情報及び前記周辺環境の認識結果に基づいた動作を計画し、計画された計画動作を指示する動作計画ステップと、を含む移動体制御方法である。 (11) One aspect of the present invention is a mobile body control method executed by a mobile body control device that controls a mobile body via a wireless communication network, wherein the mobile body control device controls the area in which the mobile body moves. a step of storing environmental map information related to the mobile object in an environmental map information storage unit; a position specifying step of acquiring position information indicating the position of the mobile object by the mobile object control device; a direction identifying step of acquiring moving direction information indicating the moving direction of the moving body; and a surrounding environment recognizing step of recognizing the surrounding environment of the moving body based on a captured image in which the surroundings of the moving body are captured. and the moving body control device provides the moving body with route information indicating a moving route of the moving body, the environment map information, the position information, the moving direction information, and the recognition result of the surrounding environment. and a motion planning step of planning the determined motion and instructing the planned motion.
(12)本発明の一態様は、無線通信ネットワークを介して移動体を制御する移動体制御装置のコンピュータに、前記移動体が移動するエリアに関する環境地図情報を環境地図情報格納部に格納するステップと、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置特定ステップと、前記移動体の移動方向を示す移動方向情報を取得する方向特定ステップと、前記移動体の周辺が撮像された撮像画像に基づいて前記移動体の周辺環境を認識する周辺環境認識ステップと、前記移動体に対して、前記移動体が移動する経路を示す経路情報、前記環境地図情報、前記位置情報、前記移動方向情報及び前記周辺環境の認識結果に基づいた動作を計画し、計画された計画動作を指示する動作計画ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。 (12) One aspect of the present invention is the step of storing, in an environment map information storage section, environmental map information relating to an area in which the mobile body moves, in a computer of a mobile body control device that controls the mobile body via a wireless communication network. a position specifying step of acquiring position information indicating the position of the moving object; a direction specifying step of acquiring moving direction information indicating the moving direction of the moving object; a surrounding environment recognition step of recognizing the surrounding environment of the moving object based on the above; and a motion planning step of planning a motion based on the result of recognizing the surrounding environment and instructing the planned motion.
本発明によれば、自律的に移動するロボット等の移動体のコストを低減させることができるという効果が得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the effect that the cost of mobile bodies, such as a robot which moves autonomously, can be reduced is acquired.
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、自律的に移動するロボット(以下、移動ロボットと称する)を使用して配送を行う配送サービスシステムにおけるロボットシステムを例に挙げて説明する。配送サービスシステムにおいて、移動ロボットは、配送サービス利用者が指定した目的地まで街中を移動し、商品等の荷物を配送する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a robot system in a delivery service system that performs delivery using a robot that moves autonomously (hereinafter referred to as a mobile robot) will be described as an example. In a delivery service system, a mobile robot moves through town to a destination specified by a delivery service user and delivers packages such as products.
図1は、一実施形態に係るロボットシステムの構成例を示すブロック図である。図1において、移動ロボット2,3は、無線通信ネットワークを介してロボット制御装置4と通信を行う。移動ロボット2,3は、移動体の一例である。ロボット制御装置4は、無線通信ネットワークを介して移動ロボット2,3を制御する。ロボット制御装置4は、移動ロボット2,3に対して、計画された動作(計画動作)を指示する。移動ロボット2,3は、ロボット制御装置4から指示される計画動作を実行する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a robot system according to one embodiment. In FIG. 1,
本実施形態の一例として、移動ロボット2,3は、隊列を組んで移動するロボット群を構成するものであって、移動ロボット2は隊列の先頭に立つものであり、移動ロボット3は先頭の移動ロボット2に後続するものである。一の隊列において、後続の移動ロボット3は1台であってもよく、又は複数台であってもよい。配送サービスシステムにおいて、移動ロボット2,3は、一般の配送車両に比べて小型であって搭載することができる物品量が少ない。このため、複数の移動ロボット2,3が隊列を組んで配送することにより、1回の配送で配送可能な物品量を増やすことができる。
As an example of this embodiment, the
本実施形態の他の例として、移動ロボット2は、隊列を組まずに、単独で移動してもよい。
As another example of this embodiment, the
ロボット運用管理装置5は、移動ロボット2,3に対する運用監視および目的地までの経路を示す経路情報の提供を行う。ロボット制御装置4とロボット運用管理装置5とは、通信により情報を交換する。ロボット制御装置4とロボット運用管理装置5とは、ロボット運用システムを構成する。
The robot
以下、図1を参照して本実施形態に係るロボットシステムの構成を詳細に説明する。 The configuration of the robot system according to this embodiment will be described in detail below with reference to FIG.
[利用者端末]
利用者端末1は、本実施形態に係る配送サービスシステムの利用者(配送サービス利用者)が利用する端末である。配送サービス利用者は、荷物を配送する宛先である目的地を指定して配送を依頼する。利用者端末1は、スマートフォンやタブレット型のコンピュータ(タブレットPC)等の携帯通信端末装置であってもよく、又は据置き型の通信端末装置(例えば据置き型のパーソナルコンピュータ等)であってもよい。
[User terminal]
The
利用者端末1は、商品発注部101と、目的地情報入力部102とを備える。商品発注部101は、配送サービス利用者による操作に応じて、商品の選択及び選択した商品の発注を行う。
The
なお、商品発注部101は、配送サービス利用者が所有する物品の残量をリアルタイムに管理し、物品の残量が予め設定された閾値以下になったときに、補充用の商品を自動的に発注してもよい。
The
目的地情報入力部102は、商品発注部101が商品を発注する際に、住所等の目的地を示す目的地情報を入力する。目的地情報は、配送サービス利用者が毎回指定してもよく、又は目的地情報入力部102が過去に配送サービス利用者から指定された目的地情報を記録しておき当該記録の目的地情報を自動的に再利用してもよい。
The destination
また、目的地情報入力部102は、利用者端末1が備えるGPS(Global Positioning System)による測位機能を用いて、GPSで取得した現在位置を目的地としてもよい。また、目的地情報入力部102は、利用者端末1のカメラで撮影した利用者端末1の周囲の景色の画像を目的地の参考情報として目的地情報に付加してもよい。
Also, the destination
[移動ロボット]
移動ロボット2,3は、自律走行可能なロボットである。移動ロボット2,3は、ほぼ同様な構成を有する。移動ロボット2は、無線通信部201と、ビーム識別情報(ビームID)取得部202と、角度取得部203と、撮像部204と、動作制御部205とを備える。移動ロボット3は、無線通信部301と、ビームID取得部302と、角度取得部303と、動作制御部305とを備える。
[Mobile robot]
以下の説明において、移動ロボット2,3に共通の部分では、移動ロボット2を代表にして説明し、移動ロボット3の対応する符号をカッコ内に記す。
In the following explanation, the
無線通信部201(301)は、ロボット制御装置4との間で無線通信を行う。無線通信部201(301)は、例えば4G(第4世代移動通信システム)や5G(第5世代移動通信システム)等の無線通信方式に対応し、自己が対応する無線通信方式の基地局を介して無線通信を行う。なお、無線通信方式として、将来の実用化が見込まれる6G(第6世代移動通信システム)等が利用されてもよい。
The wireless communication unit 201 (301) performs wireless communication with the
ビームID取得部202(302)は、無線通信部201(301)が無線通信接続を行う基地局から、ビームIDを取得する。当該基地局は、無線通信ネットワークにおいてビームフォーミングを行う基地局である。5G等の基地局は、電波が遠くまで飛びにくい高周波数帯を利用する場合、ビームフォーミングを行う。ビームフォーミングでは、電波の照射範囲を絞って出力を集中させたビームを形成し、複数の異なるビーム方向に高速に切り替えながらビームを送信する。これにより、電波の到達距離を長くし、基地局の通信範囲を形成している。各ビーム方向のビームはそれぞれ個別のID(ビームID)を持つ。ビームID取得部202(302)は、無線通信部201(301)が受信するビームのビームIDを取得する。 The beam ID acquisition unit 202 (302) acquires a beam ID from the base station with which the wireless communication unit 201 (301) establishes wireless communication connection. The base station is a base station that performs beamforming in a wireless communication network. Base stations such as 5G perform beamforming when using high-frequency bands in which radio waves are difficult to travel over long distances. In beamforming, the radiation range of radio waves is narrowed to form a beam with concentrated output, and the beam is transmitted while switching rapidly in multiple different beam directions. This increases the reach of radio waves and forms the communication range of the base station. Each beam in each beam direction has an individual ID (beam ID). The beam ID acquisition unit 202 (302) acquires the beam ID of the beam received by the wireless communication unit 201 (301).
ここで、図2を参照して本実施形態に係る移動ロボットとビームIDとの関係について説明する。図2は、本実施形態に係る移動ロボットとビームIDとの関係を説明するための説明図である。図2において、先頭の移動ロボット2と後続の2台の移動ロボット3-1,3-2とが隊列を組んで経路RTを移動している。経路RTは、出発地SPから目的地EPまでの経路である。移動ロボット2,3-1,3-2が移動する経路RTを含むエリアには、4台の基地局6-1,6-2,6-3,6-4が配置されている。各基地局6-1,6-2,6-3,6-4は、自己の通信範囲を形成するための電波を送受するアンテナを備える。移動ロボット2の無線通信部201及び移動ロボット3-1,3-2の無線通信部301は、経路RT上において、各基地局6-1,6-2,6-3,6-4と電波を送受することによって無線通信を行う。
Here, the relationship between the mobile robot and the beam ID according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the mobile robot and the beam ID according to this embodiment. In FIG. 2, a leading
図2には、一例として基地局6-3が行うビームフォーミングが示される。基地局6-3が行うビームフォーミングでは、「ビームID=1,2,3,4,5」の合計5個のビームBMが形成される。各ビームID「1」,「2」,「3」,「4」,「5」のビームBMのビーム方向は、それぞれに異なる方向に設定されている。基地局6-3は、ビームID「1」,「2」,「3」,「4」,「5」のビームBMを、高速に切り替えながら送信する。 FIG. 2 shows beamforming performed by the base station 6-3 as an example. In the beamforming performed by the base station 6-3, a total of five beams BM with "beam ID=1, 2, 3, 4, 5" are formed. The beam directions of the beams BM with the beam IDs "1", "2", "3", "4", and "5" are set to different directions. The base station 6-3 transmits beams BM with beam IDs "1", "2", "3", "4", and "5" while switching at high speed.
移動ロボット2において、ビームID取得部202は、無線通信部201が受信したビームBMのビームIDを、基地局6-3から取得する。ビームID取得部202が取得したビームIDが例えば「5」である場合、移動ロボット2は、ビームID「5」のビームBMが届く到達範囲に存在している。したがって、移動ロボット2が取得したビームIDによって当該移動ロボット2の位置を特定することができる。
In the
同様に、移動ロボット3-1において、ビームID取得部302は、無線通信部301が受信したビームBMのビームIDを、基地局6-3から取得する。ビームID取得部302が取得したビームIDが例えば「4」である場合、移動ロボット3-1は、ビームID「4」のビームBMが届く到達範囲に存在している。したがって、移動ロボット3-1が取得したビームIDによって当該移動ロボット3-1の位置を特定することができる。
Similarly, in mobile robot 3-1, beam
同様に、移動ロボット3-2において、ビームID取得部302は、無線通信部301が受信したビームBMのビームIDを、基地局6-3から取得する。ビームID取得部302が取得したビームIDが例えば「3」である場合、移動ロボット3-2は、ビームID「3」のビームBMが届く到達範囲に存在している。したがって、移動ロボット3-2が取得したビームIDによって当該移動ロボット3-2の位置を特定することができる。
Similarly, in mobile robot 3-2, beam
説明を図1に戻す。
角度取得部203(303)は、移動ロボット2(3)に備わる加速度センサから角度データを取得する。角度取得部203(303)が取得する角度データは、移動ロボット2(3)の移動方向を示す移動方向情報である。
Returning to FIG.
The angle acquisition unit 203 (303) acquires angle data from an acceleration sensor provided in the mobile robot 2 (3). The angle data acquired by the angle acquisition unit 203 (303) is moving direction information indicating the moving direction of the mobile robot 2 (3).
撮像部204は、移動ロボット2の周辺を撮像する。撮像部204は、例えば移動ロボット2の進行方向を撮像する。
The
移動ロボット2において、無線通信部201は、ビームID取得部202が取得したビームID、角度取得部203が取得した角度データ及び撮像部204が撮像した撮像画像をロボット制御装置4へ送信する。移動ロボット3において、無線通信部301は、ビームID取得部302が取得したビームID及び角度取得部303が取得した角度データをロボット制御装置4へ送信する。
In the
なお、移動ロボット2は、LiDAR(Light Detection and Ranging)装置を備え、LiDAR技術により、移動ロボット2の周辺(例えば進行方向)に存在する物体までの距離等の計測を行ってもよい。無線通信部201は、LiDAR技術により計測された計測データをロボット制御装置4へ送信してもよい。
The
動作制御部205(305)は、ロボット制御装置4から指示される計画動作に従って自己の移動ロボット2(3)の動作を制御する。移動ロボット2において、動作制御部205は、移動ロボット2の前進や後退や右左折等の走行種別及び走行速度、並びに撮像部204の撮像方向の変更等の走行以外の動作種別を制御する。移動ロボット3において、動作制御部305は、移動ロボット3の前進や後退や右左折等の走行種別及び走行速度を制御する。これにより、移動ロボット2,3は、ロボット制御装置4からそれぞれに指示された計画動作を実行する。
The motion control unit 205 (305) controls the motion of its own mobile robot 2 (3) in accordance with the planned motion instructed by the
本実施形態に係る移動ロボット2(3)は、ロボット制御装置4から指示される計画動作を実行する。このため、移動ロボット2(3)自身が現在の状況に適応した次の動作を計画して自律的に実行する必要がない。このため、移動ロボット2(3)に搭載される情報処理装置の情報処理能力を低く抑えることができる。これにより、移動ロボット2(3)のコストを低減させる効果が得られる。
The mobile robot 2 ( 3 ) according to this embodiment executes a planned action instructed by the
移動ロボット3は、隊列の先頭に立つ移動ロボット2の後ろを追随して移動する。このため、移動ロボット3には、進行方向等の周辺を撮像する撮像部や周辺を計測するLiDAR装置を設けていない。これにより、移動ロボット3についてはさらなるコストダウンを図る効果が得られる。
The
なお、複数の移動ロボット2のみで隊列を組んで移動するようにしてもよい。
It should be noted that only a plurality of
また、移動ロボット2,3が、特に緊急性が高い動作種別のみを簡易な処理フロー(低い情報処理能力でも実行可能な処理フロー)で自律的に実行するようにしてもよい。例えば、移動ロボット2,3が、自己の衝突センサのセンシング結果に基づいて衝突を判断して停止する程度の簡易な処理フローを自律的に実行してもよい。
Also, the
[ロボット制御装置]
ロボット制御装置4は、環境地図情報格納部401と、ビーム走査部402と、ビーム到達範囲格納部403と、位置特定部404と、方向特定部405と、経路情報格納部406と、周辺環境認識部407と、動作計画部408と、先頭判断部409と、QOS制御部410と、を備える。
[Robot controller]
The
ロボット制御装置4の各機能は、ロボット制御装置4がCPU(Central Processing Unit:中央演算処理装置)及びメモリ等のコンピュータハードウェアを備え、CPUがメモリに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、ロボット制御装置4として、汎用のコンピュータ装置を使用して構成してもよく、又は、専用のハードウェア装置として構成してもよい。
Each function of the
環境地図情報格納部401は、ロボット制御装置4が担当する地域(移動ロボット2,3が移動するエリアを含む地域)の環境地図情報を格納する。環境地図情報は、道路地図データや、それに付随する各種施設や店舗等の施設データ等を有する。
The environment map
道路地図データは、例えば、地図上の道路を、交差点等をノードとして複数の部分に分割し、各ノード間の部分をリンクとして規定したリンクデータとして与えられる。このリンクデータは、リンク固有の識別子(リンクID)、リンク長、リンクの始点・終点(ノード)の位置情報(経度、緯度)、角度(方向)データ、道路幅、道路種別などのデータを含んで構成される。道路地図データは、移動ロボット2,3が通行可能なレーンを示すレーン情報を含んでもよい。
The road map data is given as link data in which, for example, a road on a map is divided into a plurality of parts using intersections and the like as nodes, and the parts between the nodes are defined as links. This link data includes data such as a link-specific identifier (link ID), link length, position information (longitude, latitude) of the start and end points (nodes) of the link, angle (direction) data, road width, and road type. consists of The road map data may include lane information indicating lanes through which the
また、環境地図情報は、さらに屋内地図データを有してもよい。また、環境地図情報は、3次元の地図情報(3Dマップ)であってもよい。 Also, the environmental map information may further include indoor map data. Also, the environmental map information may be three-dimensional map information (3D map).
ビーム走査部402は、基地局に対してビーム方向を切り替えるビーム切替要求を出す。基地局は、当該ビーム切替要求に応じてビーム方向を切り替える。例えば、図2において、基地局6-3は、当該ビーム切替要求に応じて、ビームID「1」,「2」,「3」,「4」,「5」のビームBMを、高速に切り替えながら送信する。
The
ビーム到達範囲格納部403は、無線通信ネットワークにおいてビームフォーミングを行う基地局の各ビームが届く到達範囲を示すビーム到達範囲情報を格納する。例えば、図2に示される基地局6-3の各ビームBM(ビームID「1」,「2」,「3」,「4」,「5」)について、各ビームID「1」,「2」,「3」,「4」,「5」と該当するビームBMの到達範囲とが関係付けられてビーム到達範囲情報に格納される。
The beam reachable
位置特定部404は、移動ロボット2(3)の位置を示す位置情報を取得する。
位置情報取得方法の一例を説明する。位置特定部404は、移動ロボット2(3)が受信したビームの到達範囲に基づいて当該移動ロボット2(3)の位置を特定する。位置特定部404は、移動ロボット2(3)からロボット制御装置4へ送信されたビームIDを用いて、ビーム到達範囲格納部403内のビーム到達範囲情報から当該ビームIDに関連付けられた到達範囲を、当該移動ロボット2(3)が受信したビームの到達範囲として取得する。
The
An example of the position information acquisition method will be described. The
位置特定部404は、例えば、ビーム走査部402により、基地局に対して全てのビーム方向に高速にビームを切替させる。当該ビーム方向の切替により移動ロボット2(3)が取得したビームIDが、当該移動ロボット2(3)から送信され、ロボット制御装置4で受信される。位置特定部404は、当該受信されたビームIDを用いて、当該ビームIDに対応する到達範囲を、ビーム到達範囲格納部403内のビーム到達範囲情報から取得する。位置特定部404は、当該取得した到達範囲から当該移動ロボット2(3)の位置を特定する。例えば、位置特定部404は、当該取得した到達範囲の代表位置(例えば中心位置)を当該移動ロボット2(3)の位置に決定する。
The
なお、位置情報取得方法として他の方法が用いられてもよい。
例えば、移動ロボット2(3)がGPSによる測位機能を有し、GPSで取得された位置を示す位置情報が移動ロボット2(3)からロボット制御装置4へ送信されてもよい。例えば、位置特定部404は、環境地図情報格納部401に格納されている3Dマップと、移動ロボット2(3)の周辺が撮像された撮像画像とに基づいたVPS(Visual Positioning Service)を用いて、当該移動ロボット2(3)の位置を特定してもよい。VPSによれば、高精度な位置情報を得ることができる。
Note that other methods may be used as the location information acquisition method.
For example, the mobile robot 2 ( 3 ) may have a GPS positioning function, and position information indicating the position acquired by GPS may be transmitted from the mobile robot 2 ( 3 ) to the
また、位置特定部404は、複数の位置情報取得方法の結果を組み合わせて移動ロボット2,3の位置を特定してもよい。
Further, the
方向特定部405は、移動ロボット2(3)の移動方向を示す移動方向情報を取得する。方向特定部405は、ロボット制御装置4が移動ロボット2(3)から受信した角度データを、当該移動ロボット2(3)の移動方向情報として取得する。
The
経路情報格納部406は、移動ロボット2(3)が移動する経路を示す経路情報を格納する。例えば、図2に示される移動ロボット2,3-1,3-2が隊列を組んで移動する経路RTを示す経路情報が経路情報格納部406に格納される。経路情報は、ロボット運用管理装置5から提供される。
The route
周辺環境認識部407は、移動ロボット2(3)の周辺が撮像された撮像画像に基づいて当該移動ロボット2(3)の周辺環境を認識する。周辺環境認識部407は、ロボット制御装置4が移動ロボット2から受信した撮像画像を、当該移動ロボット2の周辺が撮像された撮像画像として取得する。また、図2に示されるように、移動ロボット2,3-1,3-2が隊列を組んで移動する場合、ロボット制御装置4が先頭の移動ロボット2から受信した撮像画像を、当該隊列の移動ロボット2,3-1,3-2の周辺が撮像された撮像画像として取得する。
The surrounding
周辺環境認識部407は、移動ロボット2(3)の周辺環境として、例えば、人や自転車や自動車等の非固定的な障害物を認識する。なお、建物や看板等の固定的な障害物については、環境地図情報格納部401内の環境地図情報に示されている。
The surrounding
動作計画部408は、移動ロボット2(3)に対して、経路情報格納部406内の経路情報、環境地図情報格納部401内の環境地図情報、位置特定部404が取得した位置情報、方向特定部405が取得した移動方向情報及び周辺環境認識部407による周辺環境の認識結果に基づいた動作を計画し、計画された計画動作を指示する。
The
動作計画部408は、例えば図2に示される移動ロボット2,3-1,3-2について、経路情報に示される経路RT上において、位置情報に示される位置から、移動方向情報に示される移動方向の前方に、環境地図情報や周辺環境の認識結果に示される障害物が存在する場合、障害物回避時の所定の速度で当該障害物を避ける経路を移動するように動作を計画する。
The
動作計画部408は、計画された計画動作を無線通信により移動ロボット2(3)へ指示する。この計画動作指示情報は、ロボット制御装置4から無線通信ネットワークを介して移動ロボット2(3)へ送信される。
The
例えば、動作計画部408は、計画動作指示情報に対して、計画動作が実行されるべき時刻を示す実行時刻情報を含めてもよい。移動ロボット2(3)において、動作制御部205(305)は、当該計画動作指示情報の実行時刻情報に示される時刻に当該計画動作指示情報の計画動作が実行されるように制御を行う。
For example, the
例えば、動作計画部408は、計画動作が移動ロボット2(3)で実行されるべきタイミングと、当該移動ロボット2(3)との間の通信遅延及び当該移動ロボット2(3)における処理遅延とに基づいて、移動ロボット2(3)が計画動作指示情報を受信したら即時に当該計画動作指示情報の計画動作を実行してもよいように、無線通信ネットワークを介して当該移動ロボット2(3)へ計画動作を指示するタイミングを調整してもよい。これにより、移動ロボット2(3)において、動作制御部205(305)は、計画動作指示情報を受信したら即時に当該計画動作指示情報の計画動作が実行されるように制御を行うことができる。
なお、動作計画部408は、通信遅延に関する変動要因を変化させた時の通信遅延の実績履歴データを保持し、計画動作の対象の移動ロボット2(3)との間の通信遅延として、当該移動ロボット2(3)の通信遅延に関する変動要因に対応する実績履歴データに基づいて通信遅延の予測値を算出する。通信遅延に関する変動要因として、例えば、通信方式、基地局の構成やパラメータ(例えば収容局装置と張出局装置間の光ファイバ長、上り下りの時間比率など)、通信の混雑状況などが挙げられる。
また、動作計画部408は、処理遅延に関する変動要因を変化させた時の処理遅延の実績履歴データを保持し、計画動作の対象の移動ロボット2(3)における処理遅延として、当該移動ロボット2(3)の処理遅延に関する変動要因に対応する実績履歴データに基づいて処理遅延の予測値を算出する。処理遅延に関する変動要因として、例えば、移動ロボット2(3)の機種や次に実施する動作の内容などが挙げられる。
For example, the
Note that the
In addition, the
先頭判断部409は、隊列を組んで移動する複数の移動ロボット2,3に対して、当該複数の移動ロボット2,3が移動する経路を示す経路情報と、各移動ロボット2,3の位置情報とに基づいて、先頭の移動ロボット2を判断する。
例えば図2に示される移動ロボット2,3-1,3-2に対して、先頭判断部409は、経路RTを示す経路情報と、各移動ロボット2,3-1,3-2の位置情報とに基づいて、先頭で移動している移動ロボット2を判断する。
For a plurality of
For example, for the
隊列を組んで移動する複数の移動ロボット2,3において、先頭の移動ロボット2は、例えば、未知の障害物を検出したり、突然の人の飛び出しに対処したりといった、隊列内の後続の移動ロボット3よりも迅速な動作が要求される。したがって、先頭の移動ロボット2に対しては、より低遅延での動作制御を行うことが好ましい。このために、先頭判断部409によって先頭の移動ロボット2を判断する。
In a plurality of
QOS制御部410は、先頭判断部409による先頭の移動ロボット2の判断結果に基づいて、先頭の移動ロボット2が行う無線通信に対して優先的に無線リソースが割り当てられるように、無線通信ネットワークの基地局に対して無線リソース優先割当要求を出す。基地局は、当該無線リソース優先割当要求に応じて、当該無線リソース優先割当要求で指定される移動ロボット2が行う無線通信に対して優先的に無線リソースを割り当てる。これにより、先頭で移動している移動ロボット2に対して低遅延での通信が実現される。
The
[ロボット運用管理装置]
ロボット運用管理装置5は、運用監視部501と、オーダー情報格納部502と、目的地取得部503と、全体地図情報格納部504と、ロボット無線機器情報格納部505と、ビームフォーミング対応基地局情報格納部506と、経路探索部507と、経路配信部508と、を備える。
[Robot operation management device]
The robot
ロボット運用管理装置5の各機能は、ロボット運用管理装置5がCPU及びメモリ等のコンピュータハードウェアを備え、CPUがメモリに格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。なお、ロボット運用管理装置5として、汎用のコンピュータ装置を使用して構成してもよく、又は、専用のハードウェア装置として構成してもよい。
Each function of the robot
運用監視部501は、移動ロボット2(3)の運用監視を行う。運用監視部501は、移動ロボット2(3)のリアルタイムの位置情報や状態情報(例えば周辺環境の認識結果等)をロボット制御装置4から受信する。運用監視部501は、それら受信した情報を、移動ロボット2(3)の個体を識別する情報(移動ロボットID)と関連付けて、運用監視を行う。また、運用監視部501は、ロボット制御装置4が正常に稼働しているかを監視してもよい。
The
オーダー情報格納部502は、利用者端末1から商品発注のオーダー情報を受信し、受信したオーダー情報を格納する。オーダー情報格納部502は、購買システム(図示せず)と連携して購買処理を行い、商品配送計画を策定する。オーダー情報格納部502は、策定した商品配送計画により、移動ロボット2(3)が商品を配送する出発地や目的地や時間帯等の予定配送情報を格納する。
The order
目的地取得部503は、オーダー情報格納部502に格納されたオーダー情報又は予定配送情報から目的地情報を取得する。
The
全体地図情報格納部504は、全体地図情報を格納する。全体地図情報は、全国の道路地図データや、それに付随する各種施設や店舗等の施設データ等を有する。
The overall map
ロボット無線機器情報格納部505は、移動ロボット2(3)の無線通信部201(301)が備える無線機器の情報を格納する。無線機器に関する情報は、例えば、無線機器が対応している無線通信方式や無線周波数帯等の情報である。
The robot wireless device
ビームフォーミング対応基地局情報格納部506は、無線通信ネットワークにおいてビームフォーミング機能を有する基地局の配置を示すビームフォーミング対応基地局情報を格納する。例えば、図2に示される全ての基地局6-1,6-2,6-3,6-4がビームフォーミング機能を有する基地局である場合、全ての基地局6-1,6-2,6-3,6-4の配置がビームフォーミング対応基地局情報により示される。一方、図2に示される基地局6-1,6-2,6-3,6-4のうち一部の基地局のみがビームフォーミング機能を有する基地局である場合、当該一部の基地局のみの配置がビームフォーミング対応基地局情報により示される。
The beamforming compatible base station
経路探索部507は、全体地図情報格納部504内の全体地図情報を使用して、移動ロボット2(3)の出発地から目的地までの経路を探索する。経路探索部507は、例えば、図2に示される移動ロボット2,3-1,3-2の出発地SPから目的地EPまでの経路を探索する。
The
移動ロボット2(3)の目的地は、目的地取得部503が取得した目的地情報が示す場所である。移動ロボット2(3)の出発地は、予め設定される。例えば、商品の配送拠点(例えば、商品が貯蔵されている物流倉庫や目的地の最寄りの配送取り扱い店舗等)が、移動ロボット2(3)の出発地として予め設定される。また、移動ロボット2(3)が車両により目的地付近まで運送される場合には、当該移動ロボット2(3)の運送先の場所が当該移動ロボット2(3)の出発地として予め設定される。
The destination of mobile robot 2 ( 3 ) is the location indicated by the destination information acquired by
経路探索部507が利用する経路探索方法として、例えば、ダイクストラ法やA*アルゴリズムや遺伝的アルゴリズム等が利用可能である。ここでは、経路探索方法の一例としてダイクストラ法を用いて経路探索を行う方法を説明する。
As a route search method used by the
経路探索部507は、出発地から目的地へ向けて、次に到達できる交差点(ノード)までの道路(リンク)のコストの計算(積算)を順次行なっていき、出発地から目的地までが最小コストとなる経路を選択する。各リンクのコストは、リンクの距離が短いほど、小さな値である。
The
また、各リンクのコストに対して、安全性や無線通信品質等の観点から重み付けを行ってもよい。 Also, the cost of each link may be weighted from the viewpoint of safety, wireless communication quality, and the like.
例えば、所定の閾値未満の道幅の道路のリンクは、移動ロボット2(3)が安全に移動することが難しくなるので、当該リンクに対してコストを大きくする重み付けを行ってもよい。 For example, since it is difficult for the mobile robot 2 (3) to move safely on a road link with a road width less than a predetermined threshold, the link may be weighted to increase the cost.
例えば、移動ロボット2(3)がサイズや構造等により種類分けされる場合、移動ロボット2(3)の種類によっては道路の段差を乗り越えることが難しくなることが考えられる。このため、当該種類の移動ロボット2(3)の経路を探索する場合には、段差が存在する道路のリンクに対してコストを大きくする重み付けを行ってもよい。 For example, if mobile robots 2(3) are classified according to size, structure, etc., it may be difficult for some mobile robots 2(3) to climb over bumps on the road. Therefore, when searching for the route of the mobile robot 2 (3) of that type, weighting may be performed to increase the cost for links on roads with steps.
例えば、移動ロボット2(3)が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯により種類分けされる場合、移動ロボット2(3)の種類によっては移動するエリアにおける無線通信品質にバラツキが生じることが考えられる。このため、当該種類の移動ロボット2(3)の経路を探索する場合には、無線通信品質が劣化する可能性が高い道路のリンクに対してコストを大きくする重み付けを行ってもよい。 For example, if mobile robots 2(3) are classified according to available radio communication systems and radio frequency bands, it is conceivable that the quality of radio communication may vary depending on the type of mobile robot 2(3) in the area in which it moves. be done. For this reason, when searching for the route of the mobile robot 2 (3) of that type, weighting may be performed to increase the cost for links of roads with a high possibility of deteriorating wireless communication quality.
また、経路探索部507は、ビームフォーミング対応基地局情報格納部506内のビームフォーミング対応基地局情報に基づいて、移動ロボット2(3)が移動する経路として、ビームフォーミング機能を有する基地局の通信エリアを通る経路を優先的に探索してもよい。この場合、経路探索部507は、経路探索範囲に存在する道路のうち、ビームフォーミング機能を有する基地局の通信エリアを通る道路のリンクに対してコストを小さくする重み付けを行う。
ロボット制御装置4において位置特定部404が、移動ロボット2(3)が受信したビームの到達範囲に基づいて当該移動ロボット2(3)の位置を特定する場合には、当該移動ロボット2(3)の経路は、ビームフォーミング機能を有する基地局の通信エリアを通ることが好ましい。
Based on the beamforming-compatible base station information in the beamforming-compatible base station
When the
経路配信部508は、経路探索部507が探索した結果の経路を示す経路情報をロボット制御装置4へ送信する。ロボット制御装置4は、経路配信部508から送信された経路情報を経路情報格納部406に格納する。
The
次に図3を参照して、本実施形態に係る移動ロボット制御方法を説明する。図3は、本実施形態に係る移動ロボット制御方法の手順の例を示すフローチャートである。 Next, the mobile robot control method according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flow chart showing an example of the procedure of the mobile robot control method according to this embodiment.
(ステップS1) ロボット運用管理装置5は、出発地及び目的地を取得する。
(Step S1) The robot
(ステップS2) ロボット運用管理装置5は、ステップS1で取得された出発地から目的地までの経路を探索する。ロボット運用管理装置5は、当該探索の結果の経路を示す経路情報をロボット制御装置4へ送信する。
(Step S2) The robot
(ステップS3) ロボット制御装置4は、移動ロボット2(3)に関する情報(位置情報、移動方向情報、周辺環境の認識結果等)を取得する。
(Step S3) The
(ステップS4) ロボット制御装置4は、移動ロボット2(3)に対して、経路情報、環境地図情報及びステップS3で取得された情報に基づいた動作を計画する。
(Step S4) The
(ステップS5) ロボット制御装置4は、ステップS4で計画された計画動作を移動ロボット2(3)へ指示する。移動ロボット2(3)は、ロボット制御装置4から指示された計画動作を実行する。
(Step S5) The
(ステップS6) ロボット制御が終了である場合には図3の処理を終了する。ロボット制御が継続である場合にはステップS3に戻る。 (Step S6) If the robot control is finished, the process of FIG. 3 is finished. When the robot control is continued, the process returns to step S3.
次に図4を参照して本実施形態に係るロボットシステムの実施例を説明する。図4は、本実施形態に係るロボットシステムの一実施例を示す概略構成図である。図4において、無線通信ネットワークの基地局は、信号処理機能を有する収容局装置22と、アンテナを有する張出局装置6とに、光ファイバ無線(Radio over Fiber:RoF)技術を用いて分離される。一の収容局装置22は、複数の張出局装置6-1,6-2,・・・,6-pを収容する。
Next, an example of the robot system according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an example of the robot system according to this embodiment. In FIG. 4, the base station of the wireless communication network is separated into a
収容局装置22は、バックホールネットワークBNWを介して集約局装置20と通信により接続される。集約局装置20は、複数の収容局装置22を収容する。ビームフォーミングに関して、集約局装置20は、張出局装置6が形成するビームを遠隔で制御する遠隔ビームフォーミング機能を備えてもよい。
The
図4の実施例では、ロボット制御装置4が収容局装置22に設けられる。当該収容局装置22に収容される複数の張出局装置6-1,6-2,・・・,6-pのうち少なくともいずれかの張出局装置6は、移動ロボット2(3)が移動するエリアにおける無線通信接続を提供するためのアンテナを有する。これは、移動ロボット2(3)とロボット制御装置4間の通信遅延をできる限り小さくするためである。本実施形態では、移動ロボット2(3)がロボット制御装置4から指示される計画動作を実行することによって、移動ロボット2(3)自身が現在の状況に適応した次の動作を計画して自律的に実行する必要をなくしている。このため、移動ロボット2(3)とロボット制御装置4間の通信遅延をできる限り小さくすることは好ましい。
In the embodiment of FIG. 4, the
また図4の実施例では、ロボット運用管理装置5が集約局装置20に設けられる。これは、集約局装置20が収容する複数の収容局装置22にそれぞれ設けられた複数のロボット制御装置4に対して、共通のロボット運用管理装置5を設けるためである。なお、ロボット運用管理装置5が一のロボット制御装置4のみを収容する場合には、ロボット制御装置4及びロボット運用管理装置5を同じ収容局装置22に設けてもよい。
Further, in the embodiment of FIG. 4, the robot
上述した実施形態によれば、移動ロボット2(3)のコストを低減させることができるという効果が得られる。 According to the above-described embodiment, it is possible to reduce the cost of the mobile robot 2 (3).
なお、これにより、例えば配送サービスシステムにおける総合的なサービス品質の向上を実現することができることから、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標9「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。 As a result, it is possible to improve the overall service quality in, for example, the delivery service system. It will be possible to contribute to the promotion of industrialization and the expansion of innovation.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like are included within the scope of the present invention.
上述した実施形態では、ロボットシステムを、配送サービスシステムに適用したが、配送サービスシステム以外の他のシステムに適用してもよい。例えば、移動ロボットにより道路を検査する道路検査サービスシステムに、上述した実施形態に係るロボットシステムを適用してもよい。 Although the robot system is applied to the delivery service system in the above-described embodiments, it may be applied to systems other than the delivery service system. For example, the robot system according to the above-described embodiments may be applied to a road inspection service system that inspects roads using mobile robots.
また、上述した実施形態では、移動体として移動ロボットを例に挙げたが、これに限定されない。移動体として、自動運転を行う車両(自動運転車両)等を適用してもよい。 Also, in the above-described embodiments, a mobile robot is used as an example of a mobile body, but the mobile robot is not limited to this. As the moving object, a vehicle that automatically operates (automatically driven vehicle) or the like may be applied.
また、上述した各装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、DVD(Digital Versatile Disc)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
Alternatively, a computer program for realizing the functions of the devices described above may be recorded in a computer-readable recording medium, and the program recorded in the recording medium may be read and executed by the computer system. Note that the “computer system” referred to here may include hardware such as an OS and peripheral devices.
In addition, "computer-readable recording medium" includes writable nonvolatile memories such as flexible discs, magneto-optical discs, ROMs and flash memories, portable media such as DVDs (Digital Versatile Discs), and computer system built-in media. A storage device such as a hard disk that
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Furthermore, "computer-readable recording medium" means a volatile memory (e.g., DRAM (Dynamic Random Access Memory)), which holds the program for a certain period of time, is also included.
Further, the above program may be transmitted from a computer system storing this program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in a transmission medium. Here, the "transmission medium" for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
Further, the program may be for realizing part of the functions described above. Further, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.
1…利用者端末、2,3…移動ロボット、4…ロボット制御装置、5…ロボット運用管理装置、20…集約局装置、22…収容局装置(基地局)、6-1,6-2,・・・,6-p…張出局装置(基地局)、201,301…無線通信部、202,302…ビームID取得部、203,303…角度取得部、204…撮像部、205,305…動作制御部、401…環境地図情報格納部、402…ビーム走査部、403…ビーム到達範囲格納部、404…位置特定部、405…方向特定部、406…経路情報格納部、407…周辺環境認識部、408…動作計画部、409…先頭判断部、410…QOS制御部、501…運用監視部、502…オーダー情報格納部、503…目的地取得部、504…全体地図情報格納部、505…ロボット無線機器情報格納部、506…ビームフォーミング対応基地局情報格納部、507…経路探索部、508…経路配信部
1
Claims (12)
前記移動体が移動するエリアに関する環境地図情報を格納する環境地図情報格納部と、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置特定部と、
前記移動体の移動方向を示す移動方向情報を取得する方向特定部と、
前記移動体の周辺が撮像された撮像画像に基づいて前記移動体の周辺環境を認識する周辺環境認識部と、
前記移動体に対して、前記移動体が移動する経路を示す経路情報、前記環境地図情報、前記位置情報、前記移動方向情報及び前記周辺環境の認識結果に基づいた動作を計画し、計画された計画動作を指示する動作計画部と、
を備える移動体制御装置。 In a mobile body control device that controls a mobile body via a wireless communication network,
an environment map information storage unit that stores environment map information related to an area in which the moving object moves;
a position specifying unit that acquires position information indicating the position of the moving object;
a direction identifying unit that acquires moving direction information indicating the moving direction of the moving object;
a surrounding environment recognition unit that recognizes the surrounding environment of the moving body based on a captured image of the surroundings of the moving body;
planning an action for the mobile object based on route information indicating a route along which the mobile object moves, the environment map information, the position information, the moving direction information, and the result of recognition of the surrounding environment; a motion planning unit that instructs a planned motion;
A mobile body control device.
請求項1に記載の移動体制御装置。 The operation planning unit determines whether the mobile object performs the planned operation based on the timing at which the planned operation should be executed by the mobile object, a communication delay between the mobile object and a processing delay in the mobile object. adjusting the timing of instructing the mobile object to perform the planned action via the wireless communication network so that the planned action may be performed immediately upon receiving the instruction information;
The moving body control device according to claim 1 .
通信遅延に関する変動要因を変化させた時の通信遅延の実績履歴データを保持し、計画動作の対象の移動体との間の通信遅延として、当該移動体の通信遅延に関する変動要因に対応する実績履歴データに基づいて通信遅延の予測値を算出し、
処理遅延に関する変動要因を変化させた時の処理遅延の実績履歴データを保持し、計画動作の対象の移動体における処理遅延として、当該移動体の処理遅延に関する変動要因に対応する実績履歴データに基づいて処理遅延の予測値を算出する、
請求項2に記載の移動体制御装置。 The motion planning unit
Retains actual history data of communication delay when the variable factor related to communication delay is changed, and records the actual history corresponding to the variable factor related to the communication delay of the target mobile as the communication delay with the target mobile of the planned operation. Calculate the predicted value of communication delay based on the data,
Retains actual history data of processing delays when the variable factors related to processing delays are changed, and determines the processing delays of the mobile units subject to planned actions based on the actual historical data corresponding to the variable factors related to processing delays of the mobile units. to calculate the expected value of the processing delay,
The moving body control device according to claim 2 .
前記基地局に対してビーム方向を切り替えるビーム切替要求を出すビーム走査部と、をさらに備え、
前記位置特定部は、前記移動体が受信したビームの前記到達範囲に基づいて前記移動体の位置を特定する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の移動体制御装置。 a beam coverage storage unit that stores beam coverage information indicating coverage of each beam of a base station that performs beamforming in the wireless communication network;
a beam scanning unit that issues a beam switching request to the base station to switch a beam direction,
The position specifying unit specifies the position of the moving body based on the coverage of the beam received by the moving body.
The moving body control device according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載の移動体制御装置。 The position specifying unit specifies the position of the mobile object using a VPS (Visual Positioning Service) based on the three-dimensional environment map information and a captured image in which the surroundings of the mobile object are captured.
The moving body control device according to any one of claims 1 to 4.
前記先頭の前記移動体が行う無線通信に対して優先的に無線リソースが割り当てられるように、前記無線通信ネットワークの基地局に対して無線リソース優先割当要求を出すQOS制御部と、をさらに備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載の移動体制御装置。 With respect to the plurality of mobile bodies moving in a formation, the leading mobile body is determined based on the route information indicating the route along which the plurality of mobile bodies move and the position information of each of the mobile bodies. a head judgment unit;
a QOS control unit that issues a radio resource priority allocation request to a base station of the radio communication network so that radio resources are preferentially allocated to the radio communication performed by the first mobile unit;
The moving body control device according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6のいずれか1項に記載の移動体制御装置。 The mobile control device is provided in a base station of the wireless communication network, and is provided in an accommodation station that accommodates a branch office having an antenna for providing a wireless communication connection in an area where the mobile moves.
The moving body control device according to any one of claims 1 to 6.
無線通信ネットワークを介して前記移動体制御装置と通信する移動体と、を備え、
前記移動体は、前記移動体制御装置から指示される計画動作に従って前記移動体の動作を制御する動作制御部を備える、
移動体システム。 A mobile body control device according to any one of claims 1 to 7;
a mobile body that communicates with the mobile body control device via a wireless communication network;
The mobile body includes a motion control unit that controls the motion of the mobile body according to a planned motion instructed by the mobile body control device.
mobile system.
移動体運用管理装置と、を備え、
前記移動体運用管理装置は、
無線通信ネットワークにおいてビームフォーミング機能を有する基地局の配置を示すビームフォーミング対応基地局情報を格納するビームフォーミング対応基地局情報格納部と、
前記ビームフォーミング対応基地局情報に基づいて、移動体が移動する経路として、ビームフォーミング機能を有する基地局の通信エリアを通る経路を優先的に探索する経路探索部と、を備える、
移動体運用システム。 A mobile body control device according to any one of claims 1 to 7;
and a mobile operation management device,
The mobile operation management device,
a beamforming compatible base station information storage unit that stores beamforming compatible base station information indicating the arrangement of base stations having a beamforming function in a wireless communication network;
a route search unit that preferentially searches for a route passing through a communication area of a base station having a beamforming function as a route along which the mobile body moves, based on the beamforming compatible base station information;
Mobile operation system.
前記経路探索部は、前記移動体の配送経路を探索する、
請求項9に記載の移動体運用システム。 The moving body is a moving body that performs delivery,
The route search unit searches for a delivery route for the mobile object,
The mobile operation system according to claim 9.
前記移動体制御装置が、前記移動体が移動するエリアに関する環境地図情報を環境地図情報格納部に格納するステップと、
前記移動体制御装置が、前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置特定ステップと、
前記移動体制御装置が、前記移動体の移動方向を示す移動方向情報を取得する方向特定ステップと、
前記移動体制御装置が、前記移動体の周辺が撮像された撮像画像に基づいて前記移動体の周辺環境を認識する周辺環境認識ステップと、
前記移動体制御装置が、前記移動体に対して、前記移動体が移動する経路を示す経路情報、前記環境地図情報、前記位置情報、前記移動方向情報及び前記周辺環境の認識結果に基づいた動作を計画し、計画された計画動作を指示する動作計画ステップと、
を含む移動体制御方法。 A mobile body control method executed by a mobile body control device that controls a mobile body via a wireless communication network,
a step in which the mobile body control device stores environment map information about an area in which the mobile body moves in an environment map information storage unit;
a position specifying step in which the mobile body control device acquires position information indicating the position of the mobile body;
a direction specifying step in which the moving body control device acquires moving direction information indicating a moving direction of the moving body;
A peripheral environment recognition step in which the mobile body control device recognizes the peripheral environment of the mobile body based on a captured image in which the periphery of the mobile body is captured;
The mobile body control device performs an operation for the mobile body based on route information indicating a route along which the mobile body moves, the environment map information, the position information, the moving direction information, and the recognition result of the surrounding environment. and an action planning step that directs the planned planned action;
A moving body control method including
前記移動体が移動するエリアに関する環境地図情報を環境地図情報格納部に格納するステップと、
前記移動体の位置を示す位置情報を取得する位置特定ステップと、
前記移動体の移動方向を示す移動方向情報を取得する方向特定ステップと、
前記移動体の周辺が撮像された撮像画像に基づいて前記移動体の周辺環境を認識する周辺環境認識ステップと、
前記移動体に対して、前記移動体が移動する経路を示す経路情報、前記環境地図情報、前記位置情報、前記移動方向情報及び前記周辺環境の認識結果に基づいた動作を計画し、計画された計画動作を指示する動作計画ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。 In the computer of the mobile body control device that controls the mobile body via the wireless communication network,
a step of storing environmental map information relating to an area in which the moving object moves in an environmental map information storage unit;
a position specifying step of acquiring position information indicating the position of the mobile body;
a direction specifying step of acquiring moving direction information indicating the moving direction of the moving object;
a surrounding environment recognition step of recognizing a surrounding environment of the moving body based on a captured image in which the surroundings of the moving body are captured;
planning an action for the mobile object based on route information indicating a route along which the mobile object moves, the environment map information, the position information, the moving direction information, and the result of recognition of the surrounding environment; a motion planning step for directing a planned motion;
A computer program for executing
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