JP6762919B2 - Travel route planning equipment, methods, programs and moving objects - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は移動体を自律的に走行させるための走行経路計画装置、方法、プログラム及び移動体に関する。 An embodiment of the present invention relates to a travel route planning device, a method, a program, and a moving body for autonomously traveling the moving body.
このような移動体の一例として、予め決められた走行経路に従い自律的に走行するロボットがある。走行経路は、走行エリアの環境地図に基づいて計画する手法が様々提案されている。その提案の一例として、環境地図をグリッドマップとして表現し、グリッドマップ上の各グリッドを走行可能グリッドまたは走行不可グリッドとする方法がある。 As an example of such a moving body, there is a robot that autonomously travels according to a predetermined traveling route. Various methods have been proposed for planning the travel route based on the environmental map of the travel area. As an example of the proposal, there is a method of expressing the environment map as a grid map and making each grid on the grid map a runnable grid or a non-runnable grid.
グリッドマップ上の各グリッドを走行可能グリッドとするか走行不可グリッドとするかの判断は走行エリアの様々な状況によって異なっている。そのため、従来は移動体の適切な走行経路を決めることが困難であるという課題があった。 The judgment as to whether each grid on the grid map is a runnable grid or a non-runnable grid differs depending on various situations in the travel area. Therefore, conventionally, there has been a problem that it is difficult to determine an appropriate traveling route of the moving body.
本発明は移動体の適切な走行経路を決めることができる走行経路計画装置、方法、プログラム及び移動体を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a traveling route planning device, a method, a program, and a moving body capable of determining an appropriate traveling route of the moving body.
実施形態によれば、走行経路計画装置は、入力手段と、選択手段と、編集手段と、を具備する。入力手段は、移動体が走行可能な第1領域と、移動体が走行不可能な第2領域とからなる地図情報を入力する。選択手段は、第1モードまたは第2モードを選択する。編集手段は、第1モードが選択された場合、第1領域と第2領域との境界を第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更する。編集手段は、第2モードが選択された場合、第1領域と第2領域との境界を第2領域が拡大する方向に移動体の回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる第1領域を第2領域に変更した後、第1領域と第2領域との境界を第2領域が縮小する方向に(前記回転半径−前記最大幅寄せサイズ)だけ移動し、縮小領域の第2領域を第1領域に変更する。 According to the embodiment, the travel route planning device includes input means, selection means, and editing means. The input means inputs map information including a first area in which the moving body can travel and a second area in which the moving body cannot travel. The selection means selects the first mode or the second mode. When the first mode is selected, the editing means moves the boundary between the first region and the second region in the direction in which the second region expands by the maximum width adjustment size of the moving body, and is included in the enlarged region. The first region is changed to the second region. When the second mode is selected, the editing means moves the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration of the moving body in the direction in which the second region expands, and moves the first region included in the enlarged region. After changing to the second region, the boundary between the first region and the second region is moved in the direction in which the second region is reduced (the radius of gyration-the maximum width adjustment size), and the second region of the reduced region is changed to the second region. Change to one area.
以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、以下の実施形態に記載した内容により発明が限定されるものではない。いくつかの要素に複数の呼称を付しているが、これら呼称の例はあくまで例示であり、これらの要素に他の呼称を付すことを否定するものではない。また、複数の呼称が付されていない要素についても、別の呼称を付して表現されてもよい。当業者が容易に想到し得る変形は、当然に開示の範囲に含まれる。説明をより明確にするため、図面において、各部分のサイズ、厚み、平面寸法、形状等を実際の実施態様に対して変更して模式的に表す場合もある。また、図面相互間において互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることもある。複数の図面において、対応する要素には同じ参照数字を付して、詳細な説明を省略する場合もある。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings. The disclosure is merely an example, and the invention is not limited by the contents described in the following embodiments. Although some elements are given multiple names, the examples of these names are merely examples, and it is not denied that these elements are given other names. Further, elements that are not given a plurality of names may be expressed with different names. Modifications that can be easily conceived by those skilled in the art are naturally included in the scope of disclosure. In order to clarify the explanation, in the drawings, the size, thickness, plane size, shape, etc. of each part may be changed with respect to the actual embodiment and represented schematically. In addition, there may be a portion where the relationship and ratio of the dimensions of the drawings are different from each other. In a plurality of drawings, the corresponding elements may be given the same reference number and detailed description may be omitted.
実施形態は自律的に走行するあらゆる移動体を含み得るが、ここでは、一例として清掃ロボットの実施形態を説明する。 The embodiment may include any moving body that travels autonomously, but here, an embodiment of a cleaning robot will be described as an example.
[第1実施形態]
家庭用の清掃ロボットは円形の平面形状であることが多いが、ここでは、ビルや倉庫等の広いエリアを予め決められた走行経路に従って自律的に走行しながら清掃する業務用の清掃ロボットを想定する。そのため、ロボットの機体は直方体であることがあり、サイズは、数10cm(幅)×1m弱(長さ)×数10cm(高さ)、重量は10数kgの場合もある。
[First Embodiment]
Cleaning robots for home use often have a circular flat shape, but here we assume a cleaning robot for business use that cleans a large area such as a building or warehouse while autonomously traveling according to a predetermined travel route. To do. Therefore, the body of the robot may be a rectangular parallelepiped, and the size may be several tens of cm (width) x a little less than 1 m (length) x several tens of cm (height), and the weight may be several tens of kilograms.
ビルや倉庫等には狭い通路が含まれることがある。通路とは、両側に壁、什器、荷物等の走行に対する障害となる固定体(以下、障害物とも称する)があり、側方への走行が制限される領域である。もし、幅が一定であって先が塞がっていない通路にロボットが進入した場合、ロボットは前進し続ければ通路を通り抜けることができる。幅が一定であって先が塞がっている通路にロボットが進入した場合でも、ロボットの平面形状が円形であれば、ロボットは通路内で回転して戻ってくることができる。 Buildings and warehouses may include narrow passages. A passage is an area where there are fixed bodies (hereinafter, also referred to as obstacles) that hinder the running of walls, fixtures, luggage, etc. on both sides, and the traveling to the side is restricted. If the robot enters a passage that has a constant width and is not blocked, the robot can pass through the passage if it keeps moving forward. Even when the robot enters the passage where the width is constant and the tip is blocked, the robot can rotate and return in the passage if the plane shape of the robot is circular.
しかし、平面形状が円形以外、例えば矩形のロボットについては、ロボットの幅より回転半径が大きいと、進入できるがその内部では回転できない狭い通路(以下、狭路とも称する)が存在する。このような狭路にロボットが進入した場合、ユーザが手動でロボットを通路から引き出すことが考えられる。もし、ロボットが後進も可能なように構成されていれば、自律的に後進し狭路から退出することも可能である。しかし、ロボットは前進のみが可能で、後進は不可なものがある。さらに、後進可能なロボットでも、後進時の走行性能が前進時より悪いことがある。例えば、前進時は走行経路に沿って忠実に走行できるが、後進時は走行経路から多少ずれジグザグ走行になることがある。 However, for a robot whose plane shape is other than a circle, for example, a rectangle, if the radius of gyration is larger than the width of the robot, there is a narrow passage (hereinafter, also referred to as a narrow path) that can enter but cannot rotate inside the robot. When the robot enters such a narrow road, it is conceivable that the user manually pulls the robot out of the aisle. If the robot is configured to be able to move backward, it is possible to autonomously move backward and exit the narrow road. However, some robots can only move forward and cannot move backward. Further, even a robot capable of moving backward may have worse running performance when moving backward than when moving forward. For example, when moving forward, the vehicle can travel faithfully along the traveling route, but when traveling backward, the vehicle may deviate slightly from the traveling route and travel in a zigzag manner.
ロボットが狭路で走行経路通りに走行しないと、通路の壁等にロボットがぶつかり、ロボット自体あるいは壁等を破損させる恐れがある。このため、先端が壁等により塞がっている狭路に関する走行経路の決定は困難であった。このことは、清掃ロボットに限らず、あるエリアを自律走行しながらエリアを監視する警戒ロボットやセンサロボットにも言える。 If the robot does not travel along the traveling route on a narrow road, the robot may collide with the wall of the passage and damage the robot itself or the wall. For this reason, it has been difficult to determine a traveling route for a narrow road whose tip is blocked by a wall or the like. This applies not only to cleaning robots, but also to warning robots and sensor robots that monitor an area while autonomously traveling in a certain area.
[概略構成]
以下、このような狭路が存在する場合でも適切な走行経路を決めることができる走行経路計画装置の実施形態を説明する。
[Outline configuration]
Hereinafter, an embodiment of a travel route planning device capable of determining an appropriate travel route even when such a narrow road exists will be described.
図1は、第1実施形態に係る清掃ロボット10の外観を示すものであり、図1(a)は自身の左側から見た側面図、図1(b)は上側から見た平面図である。ロボット10は、略直方体の機体12を備える。機体12の進行方向は図1の左右方向であり、前進時は右側から左側へ移動するとする。機体12の長さLは図1の左右方向のサイズであり、幅Wは図1(b)の上下方向のサイズである。
1A and 1B show the appearance of the
進行(前進)方向における機体12の先端の上部には、ロボット10が部屋内の固定体である障害物に衝突することを防止するために周囲の状況に関する環境情報を取得するセンサ部14が取り付けられている。センサ部14は、例えばレーザレンジセンサ、赤外線センサ、超音波センサ、カメラ、GPSセンサ等を含む。例えば、レーザレンジセンサ、超音波センサ、赤外線センサは、ロボット10の走行に対して障害となる周囲の障害物までの距離を測定する。ロボット10が障害物まで一定距離まで接近すると、後述する自律走行・清掃制御部32(図2)がロボット10の走行を停止させる。また、カメラにより撮影した周囲の画像を解析しても、障害物の有無と障害物までの距離を検出することができる。センサ部14のセンシングエリアが機体12の全周360度をカバーしていれば、前進時に限らず後進時にも衝突を防止できる。しかし、走行経路の決定においてロボット10の後進を考慮しないでよい場合、すなわち前進による経路に基づいて決定する場合、センサ部14のセンシングエリアが機体12の後方までカバーしなくもよい。
A
GPSセンサはロボット10の現在位置を検出する。GPSセンサの代わりに加速度センサを用いてもよい。GPSセンサは走行経路情報を生成することもできる。例えば、ユーザがロボット10を走行エリア内で手動で移動し清掃する。この清掃の間、GPSセンサの出力に基づいて走行経路情報を取得することができる。取得された走行経路情報に基づいてロボット10が自律走行すれば、次回からロボット10はユーザが一度手動で清掃した経路と同じ経路で自律的に清掃することができる。
The GPS sensor detects the current position of the
進行方向において機体12の後部の底面には、左右に2つの駆動輪16a,16bが設けられ、機体12の前部の底面には、中央に1つの操舵輪18が設けられる。なお、操舵輪18の数は1つに限らず、駆動輪16と同様に左右に2つ設けてもよい。4輪の場合、前輪が駆動輪及び操舵輪であってもよい。前輪の操舵輪18が一輪であることは、後進時の走行性能が前進時に比べてやや劣る原因の一つである。しかし、前述したように、走行経路の決定においてロボット10の後進を考慮しない選択肢もあるので、必ずしも前輪が2輪である必要はない。操舵輪18の操舵により機体12が回転する際の回転中心Cは操舵輪18と駆動輪16との間に位置する。回転中心Cと機体12の4つの角との距離は同じである場合と、異なる場合がある。回転中心Cと機体12の4つの角との距離が同じ場合、その距離が回転半径Rとなる。異なる場合でも、回転中心Cと機体12の前端の2つの角との距離は同じであり、回転中心Cと機体12の後端の2つの角との距離は同じである。この場合の回転半径Rは回転中心Cと機体12の前端の2つの角との距離と回転中心Cと機体12の後端の2つの角との距離の長い方である。図1の例では回転中心Cと機体12の4つの角との距離が同じである。
Two
進行方向において機体12の後部の中央、すなわち操舵輪18と駆動輪16a,16bとの間には、回転ブラシ等の清掃ローラ20が機体12の略全幅に亘って設けられている。操舵輪18、駆動輪16a,16b、清掃ローラ20の回転軸は図1(a)の紙面に直交(図1(b)では紙面に平行)な軸である。清掃ローラ20は図示しないモータにより回転され、床の塵を集める。機内12内部の清掃ローラ20の上部には、図示しない吸引モータが設けられ、清掃ローラ20により集められた塵等が吸引され、機体12内部の図示しないダストボックスに集められる。なお、回転ブラシによる集塵とモータによる吸引という清掃機能の説明はあくまでも一例であり、どのような清掃機能を備えてもよい。例えば、清掃ローラ20以外にも清掃ローラ20の両サイドに機体12の底面に直交する軸を中心に回転するサイドブラシを備えてもよい。さらに、清掃は、液体による洗浄、ワックス掛け等を含んでもよい。
進行方向において機体12の後端の上部には、キーボード、画面等を含む表示・操作部22が設けられている。表示・操作部22はケーブルまたは無線で機体12に接続される汎用のノートブック型PCを利用してもよい。表示・操作部22は種々のメニューや設定画面を表示したり、後述する自律走行・清掃制御部32(図2)に種々の指示を与える。
A display /
図示していないが、ロボット10はコンセントに接続して使用してもよいが、充電可能な二次電池を備えたり無線給電機能を備えて、コードレスで使用できるように構成してもよい。
Although not shown, the
[ブロック回路図]
図2は図1の清掃ロボット10の電気的な構成の一例を示すブロック回路図である。清掃ロボット10は、ロボットの全体の走行、清掃を制御する自律走行・清掃制御部32を備える。自律走行・清掃制御部32はプログラムを実行するCPUから構成してもよいし、専用のIC(ハードウェア)により構成してもよい。
[Block circuit diagram]
FIG. 2 is a block circuit diagram showing an example of the electrical configuration of the cleaning
表示・操作部32、センサ部14(例えば、レーザレンジセンサ14a、赤外線センサ14b、超音波センサ14c、GPSセンサ14d、カメラ14e)、地図入力部42、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)部44、経路生成部46が自律走行・清掃制御部32に接続される。自律走行・清掃制御部32は無線通信部34を介してネットワーク36に接続され、ネットワーク36に接続されるホスト装置(あるいはサーバ)38と通信可能に構成されてもよい。ホスト装置38は必須ではないが、ホスト装置38に接続されていれば、機体12に表示・操作部22を設けず、ホスト装置38を表示・操作部22の代わりとすることも可能である。
Display /
さらに、ホスト装置38によりロボット10を遠隔操作することもできる。例えば、複数の階等の広いエリアで複数のロボット10を使用するユーザは、いちいち各ロボットを直に操作し、自律走行を開始させる必要がない。さらに、狭路に進入したロボット10をユーザが手動で通路から退出させる必要がある場合、各ロボットの走行状態をホスト装置38で監視し、狭路で行き詰まっているロボットをユーザに知らせれば、ユーザは迅速に対応できる。
Further, the
地図入力部42は地図情報を記憶する記憶媒体、例えばUSB(登録商標)メモリやDVDが挿入されるUSBコネクタやDVDドライブでもよい。なお、ホスト装置38に接続されていれば、機体12に地図入力部42を設けず、ホスト装置38からネットワーク36を介して地図情報を自律走行・清掃制御部32に入力してもよい。SLAM部44は、レーザレンジセンサ14a、赤外線センサ14b、超音波センサ14c、カメラ14eからの環境情報と、GPSセンサ14dからの現在位置情報とに基づきSLAM技術を用いて自己位置推定と環境地図作成を同時に行う。環境地図は、ロボット10が走行する可能性のある部屋等の走行エリアの平面図に走行の障害となる壁、荷物、什器等の障害物の位置、形状等の情報が表された地図である。
The
さらに、上述したように、センサ部14は周囲の障害物までの距離を測定できるので、ロボット10を走行エリア内で障害物に衝突しないように試験的に走行させつつ環境地図を取得することもできる。
Further, as described above, since the
なお、地図データはCADで作成されたベクトルデータ(線分の集合)から構成されてもよい。 The map data may be composed of vector data (set of line segments) created by CAD.
経路生成部46は先ず環境地図からグリッドマップを作成する。グリッドマップの作成は、先ず環境地図に対して一定間隔で水平(あるいは左右)方向及び垂直(あるいは上下)方向にグリッド線を追加することである。なお、水平方向と垂直方向の間隔は同じ場合に限らず、異なっていてもよい。4本のグリッド線で囲まれた1つの領域をグリッドとする。グリッドはロボット10の走行を制御する最小単位であり、例えば数cmである。ただし、グリッドの形状、サイズ(水平方向サイズ、垂直方向サイズ)は、走行エリアの形状、大きさやロボット10のサイズ(水平方向サイズ、垂直方向サイズ、回転半径)やロボット10の位置制御の精度等に応じて自動的に決めてもよし、ユーザにより設定可能としてもよい。表示・操作部22はグリッドサイズの設定メニューを表示できる。
The
経路生成部46は、初期グリッドマップの生成後、各グリッドに属性として、ロボット10が走行可能な進入可能グリッドあるいはロボット10が走行不可能な進入不可グリッドを設定する。初期グリッドマップの作成時、経路生成部46は全グリッドを進入可能グリッドとする。その後、経路生成部46は、環境情報に基づいて壁、荷物、什器等の障害物に対応するグリッドを進入不可グリッドに変更する。
After generating the initial grid map, the
なお、グリッドマップは、走行エリアの平面図を示すグレースケールの画像ファイルにおいて、各画素を1グリッドとみなし、画素値が最大値の1/2を下回るものを進入可能グリッドとしてもよい。 As the grid map, in a grayscale image file showing a plan view of a traveling area, each pixel may be regarded as one grid, and a grid whose pixel value is less than 1/2 of the maximum value may be regarded as an enterable grid.
初期グリッドマップの生成の際、経路生成部46はロボット10のサイズは考慮しない。そのため、ロボット10が進入できるが回転できない狭路や、ロボット10の幅よりも狭くロボット10が進入できない通路も進入可能グリッドとされる。さらに、ロボット10の幅が複数グリッドに相当する場合は、障害物に接するいくつかの進入可能グリッドは走行できない。ロボット10の回転中心がグリッドの所定の位置、例えば中心、右端、左端を通過するようにロボット10が走行されるとすると、ロボット10が障害物に沿って走行するためには、ロボット10の側面と障害物との間隔が回転中心からロボット10の一側面までの距離(これを最大幅寄せサイズと称する)だけ確保されている必要がある。
When generating the initial grid map, the
そのため、経路生成部46は初期グリッドマップに後述する編集を行いグリッドの属性を変更する。
Therefore, the
自律走行・清掃制御部32には清掃制御部52、走行制御部62、操舵制御部70も接続される。清掃制御部52はモータドライバ54を介して駆動モータ56を駆動することにより清掃ローラ20を回転させるとともに、モータドライバ58を介して吸引モータ60を駆動させる。走行制御部62はモータドライバ64を介して駆動モータ66を駆動することにより駆動輪16a、16bを回転させる。操舵制御部70はモータドライバ72を介して駆動モータ74を駆動することにより操舵輪18の向きを変えさせる。
The
なお、走行と清掃は必ずしも同時に行われなくてもよく、上述したセンサ部14により環境地図を取得するための試験的な走行時には清掃機能は動作されない。
It should be noted that the running and cleaning do not necessarily have to be performed at the same time, and the cleaning function is not operated during the trial running for acquiring the environmental map by the
[グリッドマップ編集と経路生成]
図3は図1の清掃ロボット10における経路生成部46による走行経路作成の一例を示すフローチャートであり、図4乃至図8はグリッドマップの編集処理を説明する。
[Edit grid map and generate route]
FIG. 3 is a flowchart showing an example of creating a traveling route by the
清掃エリアの状況は日々変化する可能性がある。例えば、什器や大きな荷物の位置が変わることがあり、これらにより新たに通路が出来ることがある。そこで、ユーザは清掃を開始する前に、表示・操作部22から経路生成指示を入力する。
The situation in the cleaning area can change from day to day. For example, the location of furniture and large luggage may change, which may create new aisles. Therefore, the user inputs a route generation instruction from the display /
上述したように、ロボット10の平面形状が円形では無い場合、ロボット10の進入は可能であるが、その通路内で回転は不可能である狭路が生じる。ロボット10の幅Wは6グリッド、長さは8グリッド、回転半径は5グリッドであるとする。走行経路はロボット10の回転中心Cがグリッドの中心を通過するように生成されるとする。そのため、回転中心Cはロボット10の移動中心とも称する。ロボット10が壁等に出来るだけ近づくことができる最大幅寄せサイズは、回転中心Cにおけるロボット10の進行方向に直交する方向のサイズ(幅)の1/2の3グリッドである。また、ロボット10が壁等に対して前進する場合を考えると、ロボット10が壁等に出来るだけ近づくことが出来る最大接近サイズは、回転中心Cにおけるロボット10の進行方向のサイズ(長さ)の1/2の4グリッドである。ロボット10の幅が6グリッドなので、ロボット10は1グリッドから6グリッドの幅の通路には物理的に進入は不可である。ロボット10が進入できる通路の幅は7グリッド以上必要である。ただし、7グリッドの幅の通路には進入はできるが、その中で回転できない。ロボットの通行経路が通路の中心とすると、通路内で回転できるには、通路の幅が11グリッド以上ある必要がある。したがって、ロボット10の進入は可能であるが、その通路内で回転は不可能である狭路は幅が7グリッドから10グリッドの通路である。
As described above, when the planar shape of the
このような狭路にはロボット10を進入させないという考えもあるが、ロボット10が前進しかしない場合でも、狭路内に進入したロボット10をユーザが手動で引き出す場合があるので、このような狭路への進入を許容するか許容しないかをユーザが選択できるようにすると、利便性が向上する。
There is an idea that the
実施形態では、経路生成に当たり、走行エリアを特定するとともに、狭路進入を許可するか否かを選択するメニューが表示・操作部22により表示される。ユーザはメニュー画面から走行エリアと、狭路進入の可否を指定する。この後、経路作成を指示する。このメニューはグリッドのサイズを指定するようにしてもよい。
In the embodiment, when the route is generated, the display /
経路作成が指示されると(ブロック102のイエス)、経路生成部46はブロック104で地図入力部42またはSLAM部44から環境地図を取得し、ブロック106で環境地図から初期グリッドマップを作成する。ここでは、正方形のグリッドとする。初期グリッドマップの一例を、図4(b)、図5(a)、図8(a)に示す。図4(b)はグリッド幅が6の通路に関する初期グリッドマップ、図5(a)はグリッド幅が7の狭路に関する初期グリッドマップ、図8(a)はグリッド幅が10の狭路に関する初期グリッドマップである。グリッドマップは、壁、荷物、什器等の障害物に対応する進入不可グリッド(右上から左下の斜線)と、それ以外の進入可能グリッド(斜線なし)とからなる。
When the route creation is instructed (yes of block 102), the
[狭路進入許可モード]
経路生成部46はブロック108で予めメニューで設定された狭路進入の可否を参照する。狭路進入が許可されている場合(ブロック112のイエス)のグリッドマップの編集を図4〜図7を参照して説明する。図4は6グリッド幅の通路の場合、図5、図6は7グリッド幅の狭路の場合、図8は12グリッド幅の通路の場合の編集を示す。ロボット10のサイズは図4(a)に示すように、最大幅寄せサイズは3グリッド、回転半径Rは5グリッド、最大接近サイズは4グリッドであるとする。
[Narrow road entry permission mode]
The
経路生成部46はブロック114で、進入可能グリッドと進入不可グリッドとの境界を進入不可グリッドの集合からなる進入不可グリッド領域が拡大する方向にロボット10の最大幅寄せサイズ(3グリッド)だけ移動する。これにより、図4(c)、図5(b)に示すように、拡大された領域に含まれる進入可能グリッドが進入不可グリッドに変更される(左上から右下の斜線)。ブロック114の処理により、図4(c)に示すように、通路の幅が6グリッドの場合、通路内の進入可能グリッドは全て進入不可グリッドに変更され、ロボット10が進入できないことになる。通路以外の障害物とロボット10の移動中心Cとの間には進入不可グリッド領域の拡大により3グリッドだけ進入不可グリッドが存在することになるので、ロボット10を障害物にできるだけ幅寄せした状態で走行できる。
The
通路の幅が7グリッドの場合、図5(b)に示すように通路の中央に1グリッド幅の進入可能グリッド列が残る。このグリッド列にロボット10は進入可能である。このグリッド列の先端と障害物までの距離は3グリッドであるので、ロボット10がこのグリッド列の先端のグリッドまで前進すると、ロボット10の先端が障害物に衝突してしまう。しかし、前進時は、センサ部14が前方の障害物までの距離を検出しているので、ロボット10の前端が障害物に衝突する前に前進を停止するので、問題はない。
When the width of the aisle is 7 grids, as shown in FIG. 5B, an accessible grid row having a width of 1 grid remains in the center of the aisle. The
ただし、センサ部14の誤動作等を考慮して、編集により前進時の衝突を回避してもよい。このため、実施形態では、経路生成部46はブロック116で、拡大により生じた進入不可グリッドで囲まれた通路(進入可能グリッド)があるか否かを判定する。無い場合、ブロック128で、進入可能グリッドを使って走行経路が生成される。
However, in consideration of the malfunction of the
このような通路がある場合、経路生成部46はステップ118で、通路の先端の進入可能グリッドと進入不可グリッドとの境界を進入可能グリッドの集合からなる通路が縮小する方向にロボット10の(最大接近サイズ−最大幅寄せサイズ=4−3=1グリッド)だけ移動する。これにより、図5(c)に示すように、通路先端の進入可能グリッドが進入不可グリッドに変更される。通路の先端と障害物までの距離が4グリッド確保されるので、図6(a)に示すように、ロボット10の移動中心が通路の先端まで前進しても、ロボット10の先端が障害物に衝突することがない。
When there is such a passage, the
経路生成部46はブロック118の次にブロック128で進入可能グリッドを使って走行経路を生成する。
The
図6(b)に示すように、通路以外の障害物とロボット10との間はブロック114で拡大された3グリッドの進入不可グリッドがそのまま残るので、ロボット10を障害物にできるだけ幅寄せした状態で走行させることができる。
As shown in FIG. 6B, the inaccessible grid of the three grids enlarged by the
図7(a)、(b)は10グリッド幅の通路の編集の一例を示し、それぞれ7グリッド幅の場合の図6(a)、(b)に対応する。 7 (a) and 7 (b) show an example of editing a passage having a width of 10 grids, and correspond to FIGS. 6 (a) and 6 (b) in the case of 7 grid widths, respectively.
[狭路進入不許可モード]
次に、狭路進入が許可されていない場合(ブロック112のノー)のグリッドマップの編集を図8を参照して説明する。図8(a)は10グリッドの幅の通路の初期グリッドマップの一例を示す。
[Narrow road entry not permitted mode]
Next, editing the grid map when narrow road entry is not permitted (no in block 112) will be described with reference to FIG. FIG. 8A shows an example of an initial grid map of a passage having a width of 10 grids.
経路生成部46はブロック122で、進入可能グリッドと進入不可グリッドとの境界を進入不可グリッドの集合からなる進入不可グリッド領域が拡大する方向にロボット10の回転半径(5グリッド)だけ移動する。これにより、図8(b)に示すように、拡大された領域に含まれる進入可能グリッドが進入不可グリッドに変更される(左上から右下の斜線)。ブロック122の処理により、10グリッド幅の狭路内の進入可能グリッドは全て進入不可グリッドに変更され、ロボット10が進入できないことになる。
The
このままであると、ロボット10は通路以外の障害物について5グリッドまでしか幅寄せできないので、経路生成部46はブロック126で、進入可能グリッドと進入不可グリッドとの境界を進入不可グリッドの集合からなる進入不可グリッド領域が縮小する方向に(回転半径−最大幅寄せサイズ=5−3=2グリッド)だけ移動する。これにより、図8(c)に示すように、通路以外の障害物とロボット10の移動中心との間には5グリッドではなく3グリッドの進入不可グリッドが存在することになるので、ロボット10を障害物にできるだけ幅寄せした状態で走行できる。
If this is left as it is, the
経路生成部46はブロック126の次にブロック128で進入可能グリッドを使って走行経路を生成する。経路の一例とて、広いエリアでは直進、回転、直進、を繰り返しながら、壁際からエリア中央に、あるいは中央から壁際に向かって走行するような経路が生成される。壁際では図4(a)等に示すように、ロボット10の側部が壁にできるだけ近づく経路が生成される。狭路内では、図6(a)、図7(a)に示すように、ロボット10の側部が狭路の側面に壁にできるだけ近づく経路が生成される。なお、経路作成部46が自動的に経路を作成した後、ユーザが経路をマニュアルで編集することができるように構成してもよい。
The
[実施形態の纏め]
以上説明したように、実施形態によれば、進入は可能であるが回転は不可能である狭路に関する走路生成に際して、狭路への進入を許可する場合と、許可しない場合とを区別して、それぞれに適した走路を生成することができる。進入が許可されている場合、グリッドマップ上の進入不可グリッド領域を最大幅寄せサイズだけ拡大させる。これにより、通路内も通路の壁までできるだけ近づいた状態でロボットを走行させることができる。進入が許可されていない場合、グリッドマップ上の進入不可グリッド領域を回転半径だけ拡大させた後、ロボットの移動中心と壁とが最大幅寄せサイズになるように、拡大により進入不可能グリッドから進入可能グリッドに変更されたグリッドからなる進入可能グリッド領域を縮小させる。これにより、直進走行しかできない通路は走行可能グリッドが残らないため縮小の対象とならず、ユーザーニーズである「壁・障害物へ最大限幅寄せ可能な経路生成」と「直進通行のみ可能な通路に進入不可」を両立させるグリッドマップを生成することができる。
[Summary of embodiments]
As described above, according to the embodiment, when creating a track for a narrow road that can be entered but cannot be rotated, it is possible to distinguish between a case where the entry into the narrow road is permitted and a case where the entry is not permitted. It is possible to generate a track suitable for each. If entry is permitted, the inaccessible grid area on the grid map is expanded by the maximum width adjustment size. As a result, the robot can be driven in a state where the inside of the passage is as close as possible to the wall of the passage. If entry is not permitted, after expanding the inaccessible grid area on the grid map by the radius of gyration, enter from the inaccessible grid by enlarging so that the movement center of the robot and the wall are the maximum width alignment size. Reduce the accessible grid area consisting of the changed grid to the possible grid. As a result, passages that can only be driven straight are not subject to reduction because there is no runnable grid left, and user needs such as "generation of routes that can be as close as possible to walls and obstacles" and "passages that can only be driven straight" are available. It is possible to generate a grid map that makes it impossible to enter.
実施形態によれば、回転が可能な広さを確保できる領域においては、壁・障害物へ最大限幅寄せ可能な経路(ロボットが直進進行する際、壁、障害物に衝突しない最小の距離、具体的にはロボットの直進進行方向に対して直交する方向で最大の機体幅となるサイズの1/2の距離だけ壁、障害物から離れた点を結ぶ経路)を生成し、直進通行のみ可能な通路については、進入の可否をロボットの後進性能や要求される衝突安全性に応じてユーザーが選択できる。衝突安全性とは、ロボットを走行させる環境において、ロボットと壁、障害物の衝突が許容されるか否かを意味し、例えば非常に軽量のロボットを家庭内で使用する場合には許容されるが、重量のあるロボットを公共施設で使用する場合には許容されない等である。 According to the embodiment, in the area where the area where the robot can rotate can be secured, the path that can be moved to the wall / obstacle as much as possible (the minimum distance that does not collide with the wall / obstacle when the robot travels straight). Specifically, a wall (a route connecting points away from obstacles) is generated by a distance of 1/2 of the size that is the maximum width of the robot in the direction orthogonal to the straight direction of the robot, and only straight passage is possible. For such passages, the user can select whether or not to enter according to the reverse performance of the robot and the required collision safety. Collision safety means whether or not a collision between a robot and a wall or an obstacle is allowed in the environment in which the robot is driven. For example, it is allowed when a very lightweight robot is used in a home. However, it is not acceptable when using a heavy robot in a public facility.
実施形態によれば、以下が提供される。
(1)移動体が走行可能な第1領域と、前記移動体が走行不可能な第2領域とからなる地図情報を入力する手段と、
第1モードまたは第2モードを選択可能な選択手段と、
前記選択手段により前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更し、
前記選択手段により前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更する編集手段と、
を具備し、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応する走行経路計画装置。
(2) (1)記載の走行経路計画装置において、
前記地図情報は格子により分割された多数のグリッドからなるグリッドマップであり、
前記地図情報が表す領域内の固定体に対応する第1グリッドは前記第1領域を構成し、
前記第1グリッド以外の第2グリッドは前記第2領域を構成し、
前記編集手段は前記拡大領域に含まれる前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、前記縮小領域に含まれる前記第2グリッドを前記第1グリッドに変更する走行経路計画装置。
(3) (2)記載の走行経路計画装置において、
前記編集手段は、前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第2領域に3方向を囲まれた第1個数の前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、
前記第1個数は最大接近サイズから前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応する走行経路計画装置。
(4) (1)〜(3)のいずれかに記載の走行経路計画装置において、
前記最大幅寄せサイズは前記移動体の回転中心における前記移動体の進行方向に直交する方向のサイズの1/2である走行経路計画装置。
(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の走行経路計画装置において、
前記移動体の平面形状は矩形であり、
前記回転半径は前記移動体の回転中心と前記移動体の4角との距離の最大値あるいは前記移動体の回転中心と前記移動体の4角との距離である走行経路計画装置。
(6) (3)記載の走行経路計画装置において、
前記最大接近サイズは前記移動体の回転中心と前記移動体の前端との距離である走行経路計画装置。
(7) 移動体が走行可能な第1領域と、前記移動体が走行不可能な第2領域とからなる地図情報を入力することと、
第1モードまたは第2モードを選択することと、
前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更することと、
前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更することと、
を具備し、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応する走行経路計画方法。
(8) (7)記載の走行経路計画方法において、
前記地図情報は格子により分割された多数のグリッドからなるグリッドマップであり、
前記地図情報が表す領域内の固定体に対応する第1グリッドは前記第1領域を構成し、
前記第1グリッド以外の第2グリッドは前記第2領域を構成し、
前記第1モードが選択された場合、前記拡大領域に含まれる前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、
前記第2モードが選択された場合、前記拡大領域に含まれる前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更した後、前記縮小領域に含まれる前記第2グリッドを前記第1グリッドに変更する走行経路計画方法。
(9) (8)記載の走行経路計画方法において、
前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第2領域に3方向を囲まれた第1個数の前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、
前記第1個数は最大接近サイズから前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応する走行経路計画方法。
(10) コンピュータにより実行されるプログラムであって、前記プログラムは、コンピュータに
移動体が走行可能な第1領域と、前記移動体が走行不可能な第2領域とからなる地図情報を入力することと、
第1モードまたは第2モードを選択することと、
前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更することと、
前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更することと、
を実行させ、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応するプログラム。
(11) (10)記載のプログラムにおいて、
前記地図情報は格子により分割された多数のグリッドからなるグリッドマップであり、
前記地図情報が表す領域内の固定体に対応する第1グリッドは前記第1領域を構成し、
前記第1グリッド以外の第2グリッドは前記第2領域を構成し、
前記第1モードが選択された場合、前記拡大領域に含まれる前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、
前記第2モードが選択された場合、前記拡大領域に含まれる前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更した後、前記縮小領域に含まれる前記第2グリッドを前記第1グリッドに変更するプログラム。
(12) (11)記載のプログラムにおいて、
前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第2領域に3方向を囲まれた第1個数の前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、
前記第1個数は最大接近サイズから前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応するプログラム。
(13) 走行可能な第1領域と、走行不可能な第2領域とからなる地図情報を入力する手段と、
第1モードまたは第2モードを選択可能な選択手段と、
前記選択手段により前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更し、
前記選択手段により前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更する編集手段と、
前記第1領域内で走行経路を生成する生成手段と、
を具備し、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に相当する移動体。
(14) (13)記載の移動体において、
前記地図情報は格子により分割された多数のグリッドからなるグリッドマップであり、
前記地図情報が表す領域内の固定体に対応する第1グリッドは前記第1領域を構成し、
前記第1グリッド以外の第2グリッドは前記第2領域を構成し、
前記編集手段は前記拡大領域に含まれる前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、前記縮小領域に含まれる前記第2グリッドを前記第1グリッドに変更する移動体。
(15) (14)記載の移動体において、
前記編集手段は、前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第2領域に3方向を囲まれた第1サイズの前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に相当する移動体。
(16) (13)から(15)のいずれかに記載の移動体において、
前記生成手段により生成された前記走行経路に従って自律走行する走行手段と、
前記移動体から周囲の固定体までの距離を検出する検出手段と、
前記検出手段が前記距離が第1距離に達すると前記走行手段により自律走行を停止する手段と、
をさらに具備する移動体。
According to the embodiment, the following is provided.
(1) A means for inputting map information including a first area in which the moving body can travel and a second area in which the moving body cannot travel.
A selection means that can select the first mode or the second mode,
When the first mode is selected by the selection means,
The boundary between the first region and the second region is moved in the direction in which the second region expands by the maximum width adjustment size of the moving body, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. And
When the second mode is selected by the selection means,
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration of the moving body in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the expansion region to the second region. ,
An editing means that moves the boundary between the first region and the second region by the first size in the direction in which the second region is reduced, and changes the second region of the reduced region to the first region.
Equipped with
The first size is a travel route planning device corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
(2) In the travel route planning device described in (1),
The map information is a grid map composed of a large number of grids divided by a grid.
The first grid corresponding to the fixed body in the area represented by the map information constitutes the first area.
The second grid other than the first grid constitutes the second region.
The editing means is a traveling route planning device that changes the first grid included in the enlarged area to the second grid and changes the second grid included in the reduced area to the first grid.
(3) In the travel route planning device described in (2),
The editing means, when the first mode is selected,
The boundary between the first region and the second region is moved by the maximum width alignment size of the moving body in the direction in which the second region expands, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. After doing
The first number of the first grids surrounded by the second region in three directions is changed to the second grid.
The first number is a travel route planning device corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the maximum approach size.
(4) In the travel route planning device according to any one of (1) to (3).
The travel route planning device whose maximum width adjustment size is 1/2 of the size in the direction orthogonal to the traveling direction of the moving body at the center of rotation of the moving body.
(5) In the travel route planning device according to any one of (1) to (4).
The planar shape of the moving body is rectangular,
The traveling radius is a maximum value of the distance between the center of rotation of the moving body and the four corners of the moving body, or the distance between the center of rotation of the moving body and the four corners of the moving body.
(6) In the travel route planning device described in (3),
The travel path planning device whose maximum approach size is the distance between the center of rotation of the moving body and the front end of the moving body.
(7) Input of map information including a first area in which the moving body can travel and a second area in which the moving body cannot travel.
Selecting the first or second mode and
When the first mode is selected
The boundary between the first region and the second region is moved by the maximum width alignment size of the moving body in the direction in which the second region expands, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. To do and
When the second mode is selected
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration of the moving body in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the expansion region to the second region. ,
The boundary between the first region and the second region is moved by the first size in the direction in which the second region is reduced, and the second region of the reduced region is changed to the first region.
Equipped with
The first size is a traveling route planning method corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
(8) In the travel route planning method described in (7),
The map information is a grid map composed of a large number of grids divided by a grid.
The first grid corresponding to the fixed body in the area represented by the map information constitutes the first area.
The second grid other than the first grid constitutes the second region.
When the first mode is selected, the first grid included in the enlarged area is changed to the second grid.
When the second mode is selected, the traveling route for changing the first grid included in the enlarged area to the second grid and then changing the second grid included in the reduced area to the first grid. Planning method.
(9) In the travel route planning method described in (8),
When the first mode is selected
The boundary between the first region and the second region is moved in the direction in which the second region expands by the maximum width adjustment size of the moving body, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. After doing
The first number of the first grids surrounded by the second region in three directions is changed to the second grid.
The first number is a traveling route planning method corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the maximum approach size.
(10) A program executed by a computer, in which the program inputs map information including a first area in which a moving body can travel and a second area in which the moving body cannot travel. When,
Selecting the first or second mode and
When the first mode is selected
The boundary between the first region and the second region is moved by the maximum width alignment size of the moving body in the direction in which the second region expands, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. To do and
When the second mode is selected
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration of the moving body in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the enlarged region to the second region. ,
The boundary between the first region and the second region is moved by the first size in the direction in which the second region is reduced, and the second region of the reduced region is changed to the first region.
To execute,
The first size is a program corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
(11) In the program described in (10),
The map information is a grid map composed of a large number of grids divided by a grid.
The first grid corresponding to the fixed body in the area represented by the map information constitutes the first area.
The second grid other than the first grid constitutes the second region.
When the first mode is selected, the first grid included in the enlarged area is changed to the second grid.
When the second mode is selected, a program that changes the first grid included in the enlarged area to the second grid and then changes the second grid included in the reduced area to the first grid.
(12) In the program described in (11),
When the first mode is selected
The boundary between the first region and the second region is moved in the direction in which the second region expands by the maximum width adjustment size of the moving body, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. After doing
The first number of the first grids surrounded by the second region in three directions is changed to the second grid.
The first number is a program corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the maximum approach size.
(13) A means for inputting map information including a travelable first area and a non-travelable second area,
A selection means that can select the first mode or the second mode,
When the first mode is selected by the selection means,
The boundary between the first region and the second region is moved by the maximum width adjustment size in the direction in which the second region expands, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region.
When the second mode is selected by the selection means,
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the enlarged region to the second region,
An editing means that moves the boundary between the first region and the second region by the first size in the direction in which the second region is reduced, and changes the second region of the reduced region to the first region.
A generation means for generating a traveling path in the first region, and
Equipped with
The first size is a moving body corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
(14) In the moving body according to (13),
The map information is a grid map composed of a large number of grids divided by a grid.
The first grid corresponding to the fixed body in the area represented by the map information constitutes the first area.
The second grid other than the first grid constitutes the second region.
The editing means is a moving body that changes the first grid included in the enlarged area to the second grid and changes the second grid included in the reduced area to the first grid.
(15) In the moving body according to (14),
The editing means, when the first mode is selected,
After moving the boundary between the first region and the second region by the maximum width adjustment size in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the enlarged region to the second region,
The first grid of the first size surrounded by the second region in three directions is changed to the second grid.
The first size is a moving body corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
(16) In the moving body according to any one of (13) to (15),
A traveling means that autonomously travels according to the traveling path generated by the generating means,
A detection means for detecting the distance from the moving body to the surrounding fixed body,
When the detection means reaches the first distance, the traveling means stops autonomous driving, and
A moving body further equipped with.
[変形例]
上記の実施形態では、拡大や縮小させるグリッド数はロボットのサイズに基づいて決めているので、環境地図に多少の誤差があると、幅寄せ時等にロボットが障害物に接する可能性もある。この可能性を出来るだけ少なくするためには、拡大、縮小させるグリッド数にマージンを考慮すればよい。例えば、拡大するグリッド数に+αを加え拡大領域をより大きくし、縮小するグリッド数に−βを加え縮小領域をより小さくすると、環境地図に多少の誤差があると、幅寄せ時等にロボットが障害物に接する可能性をすくなくすることができる。
[Modification example]
In the above embodiment, the number of grids to be enlarged or reduced is determined based on the size of the robot. Therefore, if there is some error in the environment map, the robot may come into contact with an obstacle at the time of width adjustment or the like. In order to reduce this possibility as much as possible, a margin should be considered in the number of grids to be scaled up or down. For example, if + α is added to the number of grids to be expanded to make the expansion area larger, and -β is added to the number of grids to be reduced to make the reduction area smaller, if there is some error in the environmental map, the robot will make a width adjustment. You can reduce the possibility of contact with obstacles.
実施形態のロボットは、ブラシにより床の塵を吸引する清掃ロボットとして説明したが、清掃に限らず、床を洗剤や水で洗浄する洗浄機能を備えたロボットにも実施形態は適用できる。さらに、清掃や洗浄に限らず、単にエリアを監視する警戒ロボットやセンサロボットにも実施形態は適用できる。 Although the robot of the embodiment has been described as a cleaning robot that sucks dust on the floor with a brush, the embodiment can be applied not only to cleaning but also to a robot having a cleaning function of cleaning the floor with detergent or water. Further, the embodiment can be applied not only to cleaning and cleaning but also to warning robots and sensor robots that simply monitor an area.
なお、本実施形態の処理はコンピュータプログラムによって実現することができるので、このコンピュータプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を通じてこのコンピュータプログラムをコンピュータにインストールして実行するだけで、本実施形態と同様の効果を容易に実現することができる。 Since the processing of this embodiment can be realized by a computer program, it is the same as that of this embodiment only by installing and executing this computer program on a computer through a computer-readable storage medium in which the computer program is stored. The effect of can be easily realized.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of a plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components from different embodiments may be combined as appropriate.
14…センサ部、16a,16b…駆動輪、18…操舵輪、20…清掃ローラ、22…表示・操作部、32…自律走行・清掃制御部、38…ホスト装置、44…SLAM部、46…経路生成部。 14 ... Sensor unit, 16a, 16b ... Drive wheel, 18 ... Steering wheel, 20 ... Cleaning roller, 22 ... Display / operation unit, 32 ... Autonomous driving / cleaning control unit, 38 ... Host device, 44 ... SLAM unit, 46 ... Route generator.
Claims (9)
第1モードまたは第2モードを選択可能な選択手段と、
前記選択手段により前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更し、
前記選択手段により前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更する編集手段と、
を具備し、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応する走行経路計画装置。 A means for inputting map information including a first area in which the moving body can travel and a second area in which the moving body cannot travel.
A selection means that can select the first mode or the second mode,
When the first mode is selected by the selection means,
The boundary between the first region and the second region is moved by the maximum width alignment size of the moving body in the direction in which the second region expands, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. And
When the second mode is selected by the selection means,
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration of the moving body in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the expansion region to the second region. ,
An editing means that moves the boundary between the first region and the second region by the first size in the direction in which the second region is reduced, and changes the second region of the reduced region to the first region.
Equipped with
The first size is a travel route planning device corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
前記地図情報が表す領域内の固定体に対応する第1グリッドは前記第1領域を構成し、
前記第1グリッド以外の第2グリッドは前記第2領域を構成し、
前記編集手段は前記拡大領域に含まれる前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、前記縮小領域に含まれる前記第2グリッドを前記第1グリッドに変更する請求項1記載の走行経路計画装置。 The map information is a grid map composed of a large number of grids divided by a grid.
The first grid corresponding to the fixed body in the area represented by the map information constitutes the first area.
The second grid other than the first grid constitutes the second region.
The travel route planning device according to claim 1, wherein the editing means changes the first grid included in the enlarged area to the second grid, and changes the second grid included in the reduced area to the first grid. ..
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記最大幅寄せサイズだけ移動し、前記拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第2領域に3方向を囲まれた第1個数の前記第1グリッドを前記第2グリッドに変更し、
前記第1個数は最大接近サイズから前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応する請求項2記載の走行経路計画装置。 The editing means, when the first mode is selected,
After moving the boundary between the first region and the second region by the maximum width adjustment size in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the enlarged region to the second region. ,
The first number of the first grids surrounded by the second region in three directions is changed to the second grid.
The travel route planning device according to claim 2, wherein the first number corresponds to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the maximum approach size.
前記回転半径は前記移動体の回転中心と前記移動体の4角との距離の最大値あるいは前記移動体の回転中心と前記移動体の4角との距離である請求項1乃至請求項4のいずれか一項記載の走行経路計画装置。 The planar shape of the moving body is rectangular,
The radius of rotation is the maximum value of the distance between the center of rotation of the moving body and the four corners of the moving body, or the distance between the center of rotation of the moving body and the four corners of the moving body, according to claims 1 to 4. The travel route planning device according to any one of the items.
第1モードまたは第2モードを選択することと、
前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更することと、
前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更することと、
を具備し、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応する走行経路計画方法。 Inputting map information including a first area in which the moving body can travel and a second area in which the moving body cannot travel,
Selecting the first or second mode and
When the first mode is selected
The boundary between the first region and the second region is moved in the direction in which the second region expands by the maximum width adjustment size of the moving body, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. To do and
When the second mode is selected
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration of the moving body in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the enlarged region to the second region. ,
The boundary between the first region and the second region is moved by the first size in the direction in which the second region is reduced, and the second region of the reduced region is changed to the first region.
Equipped with
The first size is a traveling route planning method corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
移動体が走行可能な第1領域と、前記移動体が走行不可能な第2領域とからなる地図情報を入力することと、
第1モードまたは第2モードを選択することと、
前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更することと、
前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に前記移動体の回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更することと、
を実行させ、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に対応するプログラム。 A program executed by a computer, the program inputs map information including a first area in which a moving body can travel and a second area in which the moving body cannot travel to the computer.
Selecting the first or second mode and
When the first mode is selected
The boundary between the first region and the second region is moved in the direction in which the second region expands by the maximum width adjustment size of the moving body, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region. To do and
When the second mode is selected
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration of the moving body in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the expansion region to the second region. ,
The boundary between the first region and the second region is moved by the first size in the direction in which the second region is reduced, and the second region of the reduced region is changed to the first region.
To execute,
The first size is a program corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
第1モードまたは第2モードを選択可能な選択手段と、
前記選択手段により前記第1モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に最大幅寄せサイズだけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更し、
前記選択手段により前記第2モードが選択された場合、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が拡大する方向に回転半径だけ移動し、拡大領域に含まれる前記第1領域を前記第2領域に変更した後、
前記第1領域と前記第2領域との境界を前記第2領域が縮小する方向に第1サイズだけ移動し、縮小領域の前記第2領域を前記第1領域に変更する編集手段と、
前記第1領域内で走行経路を生成する生成手段と、
を具備し、
前記第1サイズは前記回転半径から前記最大幅寄せサイズを減算した値に相当する移動体。 A means for inputting map information including a travelable first area and a non-travelable second area,
A selection means that can select the first mode or the second mode,
When the first mode is selected by the selection means,
The boundary between the first region and the second region is moved by the maximum width adjustment size in the direction in which the second region expands, and the first region included in the enlarged region is changed to the second region.
When the second mode is selected by the selection means,
After moving the boundary between the first region and the second region by the radius of gyration in the direction in which the second region expands, and changing the first region included in the enlarged region to the second region,
An editing means that moves the boundary between the first region and the second region by the first size in the direction in which the second region is reduced, and changes the second region of the reduced region to the first region.
A generation means for generating a traveling path in the first region, and
Equipped with
The first size is a moving body corresponding to a value obtained by subtracting the maximum width adjustment size from the turning radius.
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