JP4518033B2 - 経路作成方法、移動体および移動体制御システム - Google Patents
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Description
前記連続経路を媒介変数t(ただし、tはt:0≦t≦N−1を満たす任意の実数で、前記離散経路の節点に相当する値)を用いて表現した場合に、前記連続経路上の任意の点として表される点Atの座標値を、前記座標点集合に含まれる、tに最も近い整数番目の座標点(以下、対応座標点という)の座標値が、前記点Atの座標値に最も大きく影響を与えるように、前記対応座標点を含む連続した複数の座標点の座標値に基づいて算出する算出処理を、前記離散経路上のN個の座標点のそれぞれにおいて実行して前記連続経路上のN個の座標点の座標値を算出することを特徴とするものである。
上述のような経路作成方法によれば、多次元空間内(例えば平面上や空間内)に特定されたN個の座標点を一定の順序でつなぎあわせた離散経路は、座標点集合中の、tに最も近い値となる順序の座標点の座標値に最も大きく影響が与えられた経路に修正される。言い換えると、作成された経路(以下、連続経路という)は、前記離散経路上に位置する複数の座標点が移動する先の座標値を、各座標点の座標値の重み付け移動平均を算出することによって求め、前記複数の座標点が移動した後の各点を集めることで、連続経路が作成されている。このように連続経路を作成することによって、前記連続経路を、前記座標点集合に含まれる座標点を一定の順序でつなぎあわせた離散経路の形状をある程度保つように作成することができる。
このような移動体は、移動する領域内において、通過点としての複数の座標点(座標点集合)を大まかに定め、その通過点を通過する順序を特定すると、その通過点を結んで生成される離散経路の形状をある程度保った連続経路を移動経路として移動するものである。
以下に、図を参照しつつ本発明の実施の形態1にかかる経路作成方法について説明する。この実施形態においては、多次元空間の一例として平面上における経路作成方法について説明する。図1は、座標平面上に、47個(N=47)の座標点集合{a0(x0,y0),a1(x1,y1),a2(x2,y2),...a46(x46,y46)}が配置された様子を示している。なお、図1に示すように、前記座標点集合は、略一定間隔dに配置された格子点を結ぶグリッド線22が仮想的または現実的に描写された領域21内に含まれており、かつ、これらの座標点集合は、グリッド線22上に配置されている。そして、これらの座標点集合をこの順序でつなぎ合わせて作成された離散経路30が、領域21内に生成されている。この離散経路30は、前記座標点集合を所定の順序でつなぎ合わせて作成されるものであるが、本実施形態では、座標点の一部(本実施形態ではa3,a5,a8,a9,a12,a16,a20,a22,a25〜a32,a38,a41,a42,a45)において、つなぎ合わせる直線が直交している。
式8に示される関数f(i,t)はtについての5次関数で表されているが、これは、以下のような理由により定められている。すなわち、関数f(i,t)は、
(1)対象となる点At(Xt,Yt)の対応座標点の座標値に最も大きく影響を受け、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与える
(2)座標点集合を用いて特定された点At(Xt,Yt)が、滑らかな曲線となるように定められる
という2つのの条件を満たすものである。ここで、f(i,t)をtについての関数とすると、
f(0)=0,f(1)=1,f'(0)=0,f'(1)=0,f"(0)=0,f"(1)=0
の6つの条件を満たすと都合がよい。言い換えると、このような条件を満たすような関数は、対応座標点の座標値に最も大きく影響を受け、かつ、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるとともに、作成した連続経路が全ての点において連続であり、かつ座標値の変動が連続的であり、かつ、座標値の変動の度合い(2階微分値)も連続的であるため、作成される連続経路は滑らかな形状となる。
図8は、領域21に相当する床部60上の限られたエリアP(破線に囲まれた領域)の内部を、移動体としての車両50が自律的に移動する実施形態を概略的に示している。また、床部60上のエリアP内には部分的に物体が載置されており、車両50はエリアP内をこれらの物体を避けるように移動する。以下、詳細に説明する。
30 ・・・離散経路
40,41,42・・・連続経路
50 ・・・車両(移動体)
P ・・・エリア
Claims (8)
- 2次元以上の多次元空間内において、N個の座標点からなる座標点集合を一定の順序でつなぎ合わせて生成される離散経路から、当該離散経路上のN個の座標点のそれぞれの座標値を変換して、滑らかな連続経路上のN個の座標点の座標値を算出することにより当該連続経路を作成する経路作成方法であって、
前記連続経路を媒介変数t(ただし、tはt:0≦t≦N−1を満たす任意の実数で、前記離散経路の節点に相当する値)を用いて表現した場合に、前記連続経路上の任意の点として表される点Atの座標値を、前記座標点集合に含まれる、tに最も近い整数番目の座標点(以下、対応座標点という)の座標値が、前記点Atの座標値に最も大きく影響を与えるように、前記対応座標点を含む連続した複数の座標点の座標値に基づいて算出する算出処理を、前記離散経路上のN個の座標点のそれぞれにおいて実行して前記連続経路上のN個の座標点の座標値を算出することを特徴とする経路作成方法。 - 前記複数の座標点の座標値と、媒介変数tの値とで特定される関数に基づいて、前記点Atの座標値を算出することを特徴とする請求項1に記載の経路作成方法。
- 前記関数が、前記複数の座標点のうち、対応座標点から離れた順序の座標点ほど影響を小さく与えるように特定されていることを特徴とする請求項2に記載の経路作成方法。
- 前記複数の座標点が、前記対応座標点よりも早い順序のn/2個(n:2Nを超えない偶数)の連続した座標点から構成される第1座標点集合と、前記対応座標点よりも遅い順序のm/2個(m:2Nを超えない偶数)の連続した座標点から構成される第2座標点集合と、からなることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の経路作成方法。
- 前記第1座標点集合の個数(n/2)と、第2座標点集合の個数(m/2)とが等しく、これらの個数の合計が、座標点集合の座標点数(N)よりも小さいことを特徴とする請求項4に記載の経路作成方法。
- 2次元以上の多次元空間内を移動領域として、前記多次元空間内において特定された移動始点から、同じく前記多次元空間内において特定された移動終点までを移動する移動体であって、
前記多次元空間内に前記移動始点および移動終点を含むN個の座標点集合を特定し、これらの座標点集合から、前記請求項1〜5に記載の経路作成方法を用いて経路を作成し、
作成された経路を移動経路とし、この移動経路に基づいて前記移動領域を移動することを特徴とする移動体。 - 2次元以上の多次元空間内を移動領域として、前記多次元空間内を移動可能な移動体と、前記多次元空間内で特定されたN個の座標点の各座標値に基づいて移動体を移動させるように制御する制御部と、を備えた移動体制御システムであって、
前記制御部が、前記N個の座標点のうち、特定の座標点を多次元空間内における移動始点および移動終点としてそれぞれ特定した後に、前記移動始点から移動終点までをつなぐ経路を、前記N個の座標点を座標点集合として請求項1〜5に記載の経路作成方法を用いて作成し、
作成された経路を移動経路として、この移動経路に基づいて前記移動体を移動させるように制御することを特徴とする移動体制御システム。 - 前記制御部が、多次元空間内においてN個の座標点を特定し、これらの座標点から特定の座標点を多次元空間内における移動始点および移動終点としてそれぞれ特定し、前記移動始点から移動終点までをつなぐ経路を前記N個の座標点を座標点集合として請求項1〜5に記載の経路作成方法を用いて作成する経路作成部と、
前記経路作成部で作成された経路に沿って移動体を移動させるための移動信号を生成し、移動体に対して前記移動信号を送信する移動信号送信部と、を備えており、
前記移動体が、制御部からの移動信号を受けて、前記多次元空間内を移動始点から移動終点に到達するように移動することを特徴とする請求項7に記載の移動体制御システム。
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