JP5120024B2 - Autonomous mobile robot and obstacle identification method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、障害物を認識しつつ移動機構を駆動制御することにより自律的に移動する自律移動ロボット及びその障害物識別方法に関する。 The present invention relates to an autonomous mobile robot that moves autonomously by driving and controlling a moving mechanism while recognizing an obstacle, and an obstacle identification method thereof.
自律移動ロボットは、現在位置の把握、障害物の回避、目的地への経路の生成等を行うため、高度な状況認識を必要とする。特に、実環境で動作する自律移動ロボットは、複雑な状況において周囲の障害物がどういう物体であるのかを識別する必要がある。 Autonomous mobile robots need advanced situation recognition in order to grasp the current position, avoid obstacles, generate a route to the destination, and the like. In particular, an autonomous mobile robot operating in a real environment needs to identify what kind of object is a surrounding obstacle in a complicated situation.
従来、自律移動ロボットでは、ステレオカメラやその他の3次元座標計測技術により対象物体の形状を測定してマッチングをとる等の方法が利用されている(例えば、下記特許文献1〜3参照)。しかし、カメラ画像を使用する場合には、複雑な環境では常に視界が良好であるとは限らないし、レーザレンジファインダ等の高度なセンサを使用する場合には、コストもかかる、といった問題がある。 Conventionally, in autonomous mobile robots, methods such as matching by measuring the shape of a target object using a stereo camera or other three-dimensional coordinate measurement technique are used (for example, see Patent Documents 1 to 3 below). However, when a camera image is used, the field of view is not always good in a complicated environment, and there is a problem that it is expensive when an advanced sensor such as a laser range finder is used.
そのため、複雑な環境で実際に運用される自律移動ロボットでは、簡易的なセンサを使用して自律移動ロボットが必要な情報を獲得することができることが重要となってくる。 Therefore, in an autonomous mobile robot that is actually operated in a complex environment, it is important that the autonomous mobile robot can acquire necessary information using a simple sensor.
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、距離センサのみを利用して、距離センサに反応する障害物が、人、壁、その他の障害物等のいずれであるかを推測することができる自律移動ロボット及びその障害物識別方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The object of the present invention is to use only a distance sensor, and any obstacle that reacts to the distance sensor can be a person, a wall, or another obstacle. An object of the present invention is to provide an autonomous mobile robot capable of estimating whether there is an obstacle and a method for identifying the obstacle.
上記目的を達成するために、本発明の一つの面によれば、障害物を認識しつつ移動機構を駆動制御することにより自律的に移動する自律移動ロボットであって、障害物との距離を計測する距離計測手段と、前記距離計測手段によって計測される距離情報の履歴を評価する距離履歴評価手段と、該ロボットの行動と前記距離履歴評価手段による評価結果とに基づいて、確率モデル上で確率推論を行うことにより障害物を推論する障害物推論手段と、前記障害物推論手段が効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を前記距離計測手段が獲得し得るロボットの行動を決定する観測行動決定手段と、を具備する自律移動ロボットが提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, an autonomous mobile robot that moves autonomously by driving and controlling a moving mechanism while recognizing an obstacle, the distance from the obstacle is set. On the probability model , based on the distance measurement means for measuring, the distance history evaluation means for evaluating the history of the distance information measured by the distance measurement means, and the evaluation result by the robot behavior and the distance history evaluation means Obstacle inference means for inferring an obstacle by performing probability inference, and robot behavior that enables the distance measurement means to acquire high-value distance information when the obstacle inference means performs efficient probability inference. An autonomous mobile robot comprising observation behavior determining means for determining is provided.
本発明の他の面によれば、上述の自律移動ロボットで実行される障害物識別方法と、コンピュータシステムを上述の自律移動ロボットとして機能させるためのプログラムと、が提供される。 According to another aspect of the present invention, there are provided an obstacle identification method executed by the above-described autonomous mobile robot, and a program for causing a computer system to function as the above-described autonomous mobile robot.
開示の自律移動ロボット及びその障害物識別方法によれば、距離計測手段からの時系列的距離情報のみに基づいて、距離計測手段に反応する障害物がどのような障害物であるかを推論することが可能となる。 According to the disclosed autonomous mobile robot and its obstacle identification method, based on only time-series distance information from the distance measurement means, it is inferred what kind of obstacle is the obstacle that reacts to the distance measurement means. It becomes possible.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る自律移動ロボット100の概観を示す平面図である。ロボット100は、左前方距離センサ102a、前方距離センサ102b及び右前方距離センサ102c(以下、これらを符号102で総称する。)を備える。これらの距離センサは、例えば、レーザレーダである。左前方距離センサ102a及び右前方距離センサ102cの各々は、前方距離センサ102bの向きに対して28°だけ左方向又は右方向にずれた方向に向いている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing an overview of an autonomous
また、ロボット100は、移動用車輪及び駆動モータからなる移動機構や警告機構等(図示せず)も備える。そして、ロボット100は、「静止」、「前進」、「右旋回」、「左旋回」及び「警告」という五つの行動を取る。
The
そして、ロボット100は、例えば、以下のような推論を実行する。すなわち、ロボット100は、旋回行動中に距離センサ102の値が単調減少している場合、旋回前の距離センサの方向(A方向とする。)から旋回後の距離センサの方向(B方向とする。)にかけて連続した障害物であり、かつ、距離が遠ざかっているためA方向に壁がある可能性が高い、と推論する。また、ロボット100は、静止行動中に距離センサ102の時系列情報が大きく変動する場合には、その方向に人などの移動障害物がある可能性が高い、と推論する。
Then, for example, the
このように距離センサ102のみからの時系列情報を利用して状況を推論するにあたり、ロボット100は、具体的には、以下のような方法を採用する。すなわち、ロボット100は、状況とロボットの行動ごとに予測される観測との確率モデルを作成する。そして、ロボット100は、各時刻の行動と得られた観測とにより、各時刻での状況の確率分布を推論する。
In this way, in inferring the situation using only the time series information from the
ロボット100は、距離センサ102による測定情報から、例えば、各センサでの障害物の検知の有無についての情報、各行動実施時のセンサ入力(距離)の履歴の傾向(静止、増減、その他の変化等)についての情報、等を実際の観測情報として使用する。また、ロボット100は、効率的に推論を行うために、推論をするのに必要な情報を得られる可能性が高い行動を選択し、能動的な観測を行う。
The
そして、ロボット100は、確率モデル上で確率推論を行う方法として、各ステップの観測情報を統合して推論を行うため、動的なベイジアンネットワーク(Bayesian Network)を利用する。以下、その詳細について説明する。
The
図2は、自律移動ロボット100の機能的構成を示す図である。ロボット100は、障害物220を観測対象として認識しつつ自律的に移動するロボットであって、前述の距離センサ102と移動機構202とに加えて、距離履歴評価部204と障害物推論部206と観測行動決定部208と自律移動制御部210とを機能的に備える。
FIG. 2 is a diagram illustrating a functional configuration of the autonomous
ロボット100は、距離センサ102及び移動機構202をそれぞれ入力装置及び制御対象として持つコンピュータシステムであり、プロセッサ、メモリ等(図示せず)を備える。そして、プロセッサが、メモリにロードされたプログラムに従って動作することにより、距離履歴評価部204、障害物推論部206、観測行動決定部208及び自律移動制御部210の各機能が実現される。以下、これらの機能について説明するが、その前にベイジアンネットワークについて説明する。
The
図3は、ベイジアンネットワークについて説明するための図であって、(a)は非循環有向グラフを示し、(b)、(c)及び(d)はそれぞれノードA、ノードB及びノードCに付随する確率表を示す。ベイジアンネットワークは、確率変数と、確率変数間の条件付依存関係と、条件付依存関係における条件付確率と、の三構成要素によって定義されるネットワーク状確率モデルである。 FIG. 3 is a diagram for explaining a Bayesian network, in which (a) shows an acyclic directed graph, and (b), (c), and (d) are attached to node A, node B, and node C, respectively. A probability table is shown. A Bayesian network is a network-like probability model defined by three components: a random variable, a conditional dependency relationship between the random variables, and a conditional probability in the conditional dependency relationship.
確率変数は、ノードによって表される。確率変数間の条件付依存関係は、ノード間に張られた有向リンク(矢印)によって表され、リンクの先にあるノードは子ノードと呼ばれ、リンクの元にあるノードは親ノードと呼ばれる。条件付依存関係における条件付確率は、ノードに付随して設けられ、当該ノードの親ノードがある値を取ったときに当該ノードがある値をとる確率を列挙した条件付確率表(CPT:Conditional Probability Table)で表される。親ノードが存在しないノードには、当該ノードがある値をとる確率(事前確率)を列挙した確率表が付随する。 A random variable is represented by a node. Conditional dependencies between random variables are represented by directed links (arrows) spanning between nodes, the node at the end of the link is called the child node, and the node at the link origin is called the parent node . The conditional probability in the conditional dependency relationship is provided with the node, and a conditional probability table (CPT: Conditional Table) that lists the probabilities that the node takes a certain value when the parent node of the node takes a certain value. Probability Table) A node having no parent node is accompanied by a probability table listing the probabilities (prior probabilities) for the node to take a certain value.
例えば、図3(a)は、確率変数Cが確率変数A及び確率変数Bに依存するベイジアンネットワークを示す非循環有向グラフである。図3(b)は、確率変数Aが値a1、a2及びa3を取ることができ、そのような値を取る事前確率分布P(A)がそれぞれ0.4、0.5及び0.1であることを示す確率表である。同様に、図3(c)は、確率変数Bについての事前確率分布P(B)を示す確率表である。図3(d)は、確率変数A及び確率変数Bに依存する確率変数Cについての条件付確率分布P(C|A,B)を示す確率表であって、例えば、A=a1、かつ、B=b1のときに、C=c1である確率が0.7、C=c2である確率が0.2、C=c3である確率が0.1であることを表している。 For example, FIG. 3A is an acyclic directed graph showing a Bayesian network in which the random variable C depends on the random variable A and the random variable B. FIG. 3B shows that the random variable A can take values a 1 , a 2 and a 3 , and the prior probability distributions P (A) taking such values are 0.4, 0.5 and 0, respectively. .1 is a probability table showing that 1. Similarly, FIG. 3C is a probability table showing the prior probability distribution P (B) for the random variable B. FIG. 3D is a probability table showing a conditional probability distribution P (C | A, B) for a random variable C that depends on the random variable A and the random variable B. For example, A = a 1 , and , When B = b 1 , the probability that C = c 1 is 0.7, the probability that C = c 2 is 0.2, and the probability that C = c 3 is 0.1. Yes.
かかるベイジアンネットワークを利用することで、一部の確率変数の値が観測されたときに未観測の確率変数についての確率分布を計算することができる。このような計算は確率推論(Probabilistic Inference)と呼ばれる。このように、観測値から知りたい確率変数の確率分布を計算することができれば、その事後の確率変数の期待値、確率が最大となる変数値、エントロピ等を求めることが可能となる。 By using such a Bayesian network, it is possible to calculate a probability distribution for unobserved random variables when the values of some random variables are observed. Such a calculation is called probabilistic inference. In this way, if the probability distribution of the random variable desired to be known from the observed value can be calculated, the expected value of the subsequent random variable, the variable value having the maximum probability, the entropy, and the like can be obtained.
次に、距離履歴評価部204による処理について説明する。距離履歴評価部204は、距離センサ102によって計測される距離情報の履歴を次の(1)〜(8)のように評価する。ただし、下記の評価において、T_sense は距離センサの観測値に有意な反応があったと判断することができる値の閾値であり、T_static は静的、T_flat は平坦、T_vary は有意な変化量をそれぞれ示す閾値であり、T_stataic < T_flat < T_vary である。
Next, processing by the distance
(1)3回の入力(時系列順に d_1、d_2、d_3 とする)を得る
(2)入力が1度でもエラーであれば、エラー
(3)min(d_1,d_2,d_3) > T_senceであれば、反応無し
(4)max(d_1,d_2,d_3)−min(d_1,d_2,d_3) < T_static 、かつ、max(d_1,d_2,d_3) < T_sence であれば、静的
(5)max(d_1,d_2,d_3)−min(d_1,d_2,d_3) < T_flat 、かつ、max(d_1,d_2,d_3) < T_sence であれば、平坦
(6)max(d_1,d_2,d_3)−min(d_1,d_2,d_3) < T_vary 、かつ、max(d_1,d_2,d_3) < T_sence 、かつ、 d_1 < d_2 < d_3 であれば、単調増加
(7)max(d_1,d_2,d_3)−min(d_1,d_2,d_3) < T_vary 、かつ、max(d_1,d_2,d_3) < T_sence 、かつ、d_1>d_2>d_3 であれば、単調減少
(8)上記のどれにも当てはまらない場合は、その他
(1) Get 3 inputs (d_1, d_2, d_3 in time series order) (2) If the input is an error even once, error (3) min (d_1, d_2, d_3)> T_sence No response (4) If max (d_1, d_2, d_3) −min (d_1, d_2, d_3) <T_static and max (d_1, d_2, d_3) <T_sence, then static (5) max ( d_1, d_2, d_3) −min (d_1, d_2, d_3) <T_flat and max (d_1, d_2, d_3) <T_sence, flat (6) max (d_1, d_2, d_3) −min (d_1 , d_2, d_3) <T_vary and max (d_1, d_2, d_3) <T_sence and d_1 <d_2 <d_3, monotonically increasing (7) max (d_1, d_2, d_3) −min (d_1, d_2, d_3) <T_vary, and max (d_1, d_2, d_3) <T_sence and d_1>d_2> d_3, monotonically decreasing (8) If none of the above apply, else
次に、障害物推論部206による処理について説明する。図4は、障害物推論部206が確率推論に使用する確率モデルとしてのベイジアンネットワークの構成を簡易的に示す図である。図4において、「障害物識別」、「行動」等の実線で囲まれた文字は、ノードすなわち確率変数を示す。また、矢印は、ノード間の依存関係を示す。
Next, processing by the
各ノードについて説明すると、ノード「障害物識別」は、推論の目的となるノードであって、ロボットの前方の障害物の状況を表し、確率変数の値として「壁」、「人」、「スペース」又は「その他の障害物」のいずれか一つの値を取る。 To explain each node, the node “obstacle identification” is a node that is an object of inference, and represents the situation of the obstacle in front of the robot, and the values of random variables are “wall”, “person”, “space”. ”Or“ Other obstacles ”.
ノード「行動」は、観測のための行動を表し、確率変数の値として「静止」、「前進」、「右旋回」、「左旋回」又は「警告」のいずれか一つの値を取る。 The node “behavior” represents an action for observation, and takes one of the values of “stationary”, “forward”, “right turn”, “left turn”, or “warning” as the value of the random variable.
ノード「姿勢」は、ロボットの向きを表し、確率変数の値として「左」、「正面」又は「右」のいずれか一つの値を取る。 The node “posture” represents the direction of the robot, and takes one of the values “left”, “front”, and “right” as the value of the random variable.
ノード「左前方状況」、「前方状況」及び「右前方状況」の各々は、各方向にその時刻に障害物があるかどうか及び障害物が動的か静的かを表し、確率変数の値として「静的障害物」、「動的障害物」又は「障害物なし」のいずれか一つの値を取る。 Each of the nodes “Left Forward Situation”, “Front Situation” and “Right Forward Situation” indicates whether there is an obstacle at that time in each direction and whether the obstacle is dynamic or static. One of the values “static obstacle”, “dynamic obstacle”, and “no obstacle” is taken.
ノード「左方向連続性」、「左→前連続性」、「前→右連続性」及び「右方向連続性」の各々は、前方から左右に距離がどのように変化しているかを表し、確率変数の値として「一定」、「単調増加」、「単調減少」又は「不連続」のいずれか一つの値を取る。 Each of the nodes “left continuity”, “left → front continuity”, “front → right continuity” and “right direction continuity” represents how the distance changes from the front to the left and right, The value of the random variable is any one of “constant”, “monotonically increasing”, “monotonically decreasing”, or “discontinuous”.
ノード「左前方センサ反応有無」、「前方センサ反応有無」及び「右前方センサ反応有無」の各々は、一定距離内にセンサの反応があるかどうかを表し、確率変数の値として「有」、「無」又は「エラー」のいずれか一つの値を取る。 Each of the nodes “presence / absence of left front sensor response”, “presence / absence of front sensor response” and “presence / absence of right front sensor reaction” indicates whether or not there is a sensor response within a certain distance. It takes one of the values “None” or “Error”.
ノード「左前方センサ履歴評価値」、「前方センサ履歴評価値」及び「右前方センサ履歴評価値」の各々は、行動実行時のセンサ履歴を評価した値を表し、確率変数の値として「一定」、「単調増加」、「単調減少」、「その他」又は「エラー」のいずれか一つの値を取る。 Each of the nodes “left front sensor history evaluation value”, “front sensor history evaluation value”, and “right front sensor history evaluation value” represents a value obtained by evaluating the sensor history at the time of executing the action, and the value of the random variable is “constant” ”,“ Monotonic increase ”,“ monotonic decrease ”,“ other ”or“ error ”.
本実施形態では、図4に示されるようにノード間の因果関係を定義し、条件付確率表を決定することにより、確率モデルが構築される。障害物推論部206は、この確率モデルを使用して確率推論を実行する。点線で囲まれた部分においては、選択される行動によって因果関係の線や確率表の内容が変化する。このモデルでは、選択される行動によって観測され得る情報が異なるため、観測のための行動選択が重要になる。また、この例では推論されるノードが「障害物識別」の一つであるが、複数あってもかまわない。ただし、行動決定する際には、どのノードの状況を知りたいかを決定する必要がある。
In this embodiment, a probability model is constructed by defining a causal relationship between nodes as shown in FIG. 4 and determining a conditional probability table. The
次に、観測行動決定部208における行動決定アルゴリズムについて説明する。選択可能な行動を a∈A 、観測を o∈O 、状況を s∈S とし、1ステップ前の推論結果により状況が s である確率を p(s) 、確率モデルを p(o|s,a) とする。
Next, the behavior determination algorithm in the observation
観測行動決定部208は、次の計算を行うことにより、障害物推論部206が効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を距離センサ102が獲得することができるように、ロボットの行動を選択する。選択された行動は自律移動制御部210に伝えられ、それに基づいて自律移動制御部210は移動機構202を駆動制御する。
行動毎の平均相互情報量の期待値:
Expected average mutual information for each action:
確率モデル p(o|s,a) は、例えばベイジアンネットワークの推論を確率的シミュレーション手法により計算することで求めることができる。ここでは推論したいノードと観測が入力されるノードとが固定であるため、オフラインで予め計算することができる。 The probability model p (o | s, a) can be obtained, for example, by calculating an inference of a Bayesian network by a stochastic simulation method. Here, since the node to be inferred and the node to which the observation is input are fixed, the calculation can be performed offline in advance.
最後に、全体の動作について説明する。図5は、ロボット100の動作を示すフローチャートである。まず、動作が開始すると、障害物推論部206は、1ステップ前の状況の推論結果 p(s) を初期化する(ブロック502)。これは、開始直後には1ステップ前の推論結果が存在しないためである。
Finally, the overall operation will be described. FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the
次いで、障害物推論部206は、行動毎の平均相互情報量の期待値 ExI(a) を計算する(ブロック504)。
Next, the
次いで、観測行動決定部208は、計算された ExI(a) に基づいて、前述したように、時刻tの行動 a を決定する(ブロック506)。
Next, the observation
次いで、自律移動制御部210は、ロボットによる行動 a を実行し、距離センサ102は、観測 o を取得する(ブロック508)。
Next, the autonomous
次いで、障害物推論部206は、行動及び観測値が確定した場合の観測値毎の推論結果の確率分布 p(s|o,a) を計算する(ブロック510)。p(s|o,a) は、次のように計算することができる。
次いで、障害物推論部206は、推論の終了判定をする(ブロック512)。終了条件が満たされない場合、障害物推論部206は、推論結果 p(s|o,a) を1ステップ前の推論結果としてブロック504に戻り、次のステップに進む(ブロック514)。終了条件が満たされる場合、障害物推論部206は、推論を終了する。終了条件は、p(s|o,a) の最大値が十分大きくなることや、p(s|o,a) の平均情報量が十分小さくなることにより、判定される。
Next, the
以上の実施形態に関し、以下の付記を開示する。 Regarding the above embodiment, the following supplementary notes are disclosed.
(付記1) 障害物を認識しつつ移動機構を駆動制御することにより自律的に移動する自律移動ロボットであって、
障害物との距離を計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段によって計測される距離情報の履歴を評価する距離履歴評価手段と、
該ロボットの行動と前記距離履歴評価手段による評価結果とに基づいて、障害物を推論する障害物推論手段と、
を具備する自律移動ロボット。
(Appendix 1) An autonomous mobile robot that moves autonomously by driving and controlling a moving mechanism while recognizing an obstacle,
A distance measuring means for measuring the distance to the obstacle;
Distance history evaluation means for evaluating the history of distance information measured by the distance measurement means;
An obstacle inference means for inferring an obstacle based on the behavior of the robot and the evaluation result by the distance history evaluation means;
An autonomous mobile robot comprising:
(付記2) 前記障害物推論手段は、確率モデル上で確率推論を行うことにより障害物を推論する、付記1に記載の自律移動ロボット。 (Supplementary note 2) The autonomous mobile robot according to supplementary note 1, wherein the obstacle reasoning means infers an obstacle by performing probability reasoning on a probability model.
(付記3) 前記障害物推論手段が効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を前記距離計測手段が獲得し得るロボットの行動を決定する観測行動決定手段、を更に具備する、付記2に記載の自律移動ロボット。 (Additional remark 3) The observation additional action means which determines the action of the robot which the distance measurement means can acquire the distance information with high value in order for the obstacle reasoning means to perform efficient probability reasoning is further provided. 2. The autonomous mobile robot according to 2.
(付記4) 障害物を認識しつつ移動機構を駆動制御することにより自律的に移動する自律移動ロボットにおける障害物識別方法であって、
距離計測手段が、障害物との距離を計測する距離計測ステップと、
距離履歴評価手段が、前記距離計測ステップによって計測される距離情報の履歴を評価する距離履歴評価ステップと、
障害物推論手段が、該ロボットの行動と前記距離履歴評価ステップによる評価結果とに基づいて、障害物を推論する障害物推論ステップと、
を具備する、自律移動ロボットにおける障害物識別方法。
(Supplementary Note 4) An obstacle identification method in an autonomous mobile robot that moves autonomously by driving and controlling a moving mechanism while recognizing an obstacle,
A distance measuring step in which the distance measuring means measures the distance to the obstacle; and
A distance history evaluation means for evaluating a history of distance information measured by the distance measurement step;
An obstacle inference means for inferring an obstacle based on the behavior of the robot and the evaluation result of the distance history evaluation step;
An obstacle identifying method for an autonomous mobile robot comprising:
(付記5) 前記障害物推論ステップは、確率モデル上で確率推論を行うことにより障害物を推論する、付記4に記載の自律移動ロボットにおける障害物識別方法。
(Supplementary note 5) The obstacle identification method for an autonomous mobile robot according to
(付記6) 観測行動決定手段が、前記障害物推論ステップが効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を前記距離計測ステップが獲得し得るロボットの行動を決定する観測行動決定ステップ、を更に具備する、付記5に記載の自律移動ロボットにおける障害物識別方法。 (Additional remark 6) The observation action determination means determines the action of the robot in which the distance measurement step can acquire high-value distance information when the obstacle inference step performs efficient probability reasoning. The obstacle identifying method for an autonomous mobile robot according to appendix 5, further comprising:
(付記7) 障害物を認識しつつ移動機構を駆動制御することにより自律的に移動する自律移動ロボットのために、コンピュータシステムを、
障害物との距離を計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段によって計測される距離情報の履歴を評価する距離履歴評価手段と、
該ロボットの行動と前記距離履歴評価手段による評価結果とに基づいて、障害物を推論する障害物推論手段と、
として機能させるためのプログラム。
(Appendix 7) For an autonomous mobile robot that moves autonomously by driving and controlling a moving mechanism while recognizing an obstacle, a computer system is
A distance measuring means for measuring the distance to the obstacle;
Distance history evaluation means for evaluating the history of distance information measured by the distance measurement means;
An obstacle inference means for inferring an obstacle based on the behavior of the robot and the evaluation result by the distance history evaluation means;
Program to function as.
(付記8) 前記障害物推論手段は、確率モデル上で確率推論を行うことにより障害物を推論する、付記7に記載のプログラム。 (Supplementary note 8) The program according to supplementary note 7, wherein the obstacle reasoning means infers an obstacle by performing probability inference on a probability model.
(付記9) 該コンピュータシステムを、更に、前記障害物推論手段が効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を前記距離計測手段が獲得し得るロボットの行動を決定する観測行動決定手段、として機能させる、付記8に記載の自律移動プログラム。
(Additional remark 9) The observation action determination means which determines the action of the robot which the distance measurement means can acquire distance information with high value when the said obstacle inference means performs efficient probability reasoning further in this computer system The autonomous movement program according to
100 自律移動ロボット
102a 左前方距離センサ
102b 前方距離センサ
102c 右前方距離センサ
202 移動機構
204 距離履歴評価部
206 障害物推論部
208 観測行動決定部
210 自律移動制御部
220 障害物
DESCRIPTION OF
Claims (3)
障害物との距離を計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段によって計測される距離情報の履歴を評価する距離履歴評価手段と、
該ロボットの行動と前記距離履歴評価手段による評価結果とに基づいて、確率モデル上で確率推論を行うことにより障害物を推論する障害物推論手段と、
前記障害物推論手段が効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を前記距離計測手段が獲得し得るロボットの行動を決定する観測行動決定手段と、
を具備する自律移動ロボット。 An autonomous mobile robot that moves autonomously by recognizing obstacles and driving and controlling the movement mechanism,
A distance measuring means for measuring the distance to the obstacle;
Distance history evaluation means for evaluating the history of distance information measured by the distance measurement means;
Obstacle inference means for inferring an obstacle by performing probability inference on a probability model based on the behavior of the robot and the evaluation result by the distance history evaluation means;
Observation behavior determining means for determining the behavior of the robot that the distance measuring means can acquire high-value distance information for the obstacle reasoning means to perform efficient probability reasoning;
An autonomous mobile robot comprising:
距離計測手段が、障害物との距離を計測する距離計測ステップと、
距離履歴評価手段が、前記距離計測ステップによって計測される距離情報の履歴を評価する距離履歴評価ステップと、
障害物推論手段が、該ロボットの行動と前記距離履歴評価ステップによる評価結果とに基づいて、確率モデル上で確率推論を行うことにより障害物を推論する障害物推論ステップと、
観測行動決定手段が、前記障害物推論手段が効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を前記距離計測手段が獲得し得るロボットの行動を決定する観測行動決定ステップと、
を具備する、自律移動ロボットにおける障害物識別方法。 An obstacle identification method in an autonomous mobile robot that moves autonomously by driving and controlling a moving mechanism while recognizing an obstacle,
A distance measuring step in which the distance measuring means measures the distance to the obstacle; and
A distance history evaluation means for evaluating a history of distance information measured by the distance measurement step;
An obstacle inference step in which the obstacle inference means infers an obstacle by performing probability inference on a probability model based on the behavior of the robot and the evaluation result of the distance history evaluation step;
An observation behavior determination means for determining the behavior of the robot that can be acquired by the distance measurement means with high-value distance information when the obstacle reasoning means performs efficient probability reasoning; and
An obstacle identifying method for an autonomous mobile robot comprising:
障害物との距離を計測する距離計測手段と、
前記距離計測手段によって計測される距離情報の履歴を評価する距離履歴評価手段と、
該ロボットの行動と前記距離履歴評価手段による評価結果とに基づいて、確率モデル上で確率推論を行うことにより障害物を推論する障害物推論手段と、
前記障害物推論手段が効率的な確率推論を行う上で価値の高い距離情報を前記距離計測手段が獲得し得るロボットの行動を決定する観測行動決定手段と、
として機能させるためのプログラム。 For autonomous mobile robots that move autonomously by driving and controlling the movement mechanism while recognizing obstacles,
A distance measuring means for measuring the distance to the obstacle;
Distance history evaluation means for evaluating the history of distance information measured by the distance measurement means;
Obstacle inference means for inferring an obstacle by performing probability inference on a probability model based on the behavior of the robot and the evaluation result by the distance history evaluation means;
Observation behavior determining means for determining the behavior of the robot that the distance measuring means can acquire high-value distance information for the obstacle reasoning means to perform efficient probability reasoning;
Program to function as.
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