JP6781771B2 - 指標を使用した同時位置決め地図作成ナビゲーション方法、装置及びシステム - Google Patents
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Claims (24)
- 位置決め対象の初期化領域を設置することと、
前記位置決め対象の初期化領域に指標情報を含む第1の指標を添加することと、
前記位置決め対象の初期化領域からスタートし、前記第1の指標に基づいて位置決め対象の初期位置・姿勢を確定することと、
前記位置決め対象の進行経路に指標情報を含む第2の指標を添加することと、
前記位置決め対象が前記第2の指標を通過した場合、前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新することと、を含み、
前記第1の指標に基づいて位置決め対象の初期位置・姿勢を確定することは、
前記第1の指標においてスタートする場合、前記第1の指標に含まれる指標情報を記録し、前記指標情報を座標原点として位置決めし地図を作成することと、
前記位置決め対象が前記第1の指標を繰り返し複数回通過した場合、前記第1の指標の指標情報を用いてマッチングを行い、前記位置決め対象の位置・姿勢情報を取得し、前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第1の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換することと、
ガウスモデルにより前記第1の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第1の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定することと、
前記第1の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第1の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の初期位置・姿勢情報を直接確定することと、を含み、
前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新することは、
前記位置決め対象が前記第2の指標を繰り返し複数回通過した場合、前記第2の指標の指標情報を用いてマッチングを行い、前記位置決め対象の位置・姿勢情報を取得し、前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換することと、
ガウスモデルにより前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定することと、
前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接確定することと、を含み、
前記誤差とは、複数の位置・姿勢情報の平均に対する共分散行列である、
指標を使用した同時位置決め地図作成ナビゲーション方法。 - 前記位置決め対象は、同時位置決め地図作成ナビゲーションにおいて進行しているロボット、又はドッキング装置とドッキングする必要がある移動装置を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記ドッキング装置は、コンベヤー又はアームを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記位置決め対象の初期化領域に設置した指標は、位置・姿勢情報を更に含む第1の指標であり、且つ、
前記第1の指標に基づいて位置決め対象の初期位置・姿勢を確定することは、
前記第1の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第1の指標の位置・姿勢情報から前記位置決め対象の初期位置・姿勢情報を直接抽出することを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、位置・姿勢情報を更に含む第2の指標であり、且つ、
前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新することは、
前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接抽出することを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、向きがある図形を持つ規則的な図形を含む視覚的指標と、規則的なブロックを含むレーザ指標とを更に含む第2の指標であり、且つ、
前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新することは、
前記位置決め対象が同一の指標を通過した時の位置・姿勢の類似性を用いて、前記位置決め対象の繰り返し複数回通過した指標が第2の指標であるか否かを確定することと、
前記第2の指標である場合、前記第2の指標を通過した前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換することと、
ガウスモデルにより前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定することと、
前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接確定することとを含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、第2の指標であり、且つ複数の第2の指標が設置されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記複数の第2の指標における2つの隣り合う第2の指標同士に前記2つの隣り合う第2の指標を連結する補助位置決めストライブを含み、前記位置決め対象が前記補助位置決めストライブを通過した時に、前記位置決め対象の前記補助位置決めストライブに対する角度ずれを補正して前記位置決め対象を前記補助位置決めストライブに沿って進行させる、請求項7に記載の方法。
- 位置決め対象の初期化領域を設置するように設置される初期化領域設置手段と、
当該位置決め対象の初期化領域において指標情報を含む第1の指標を添加するように設置される第1の指標添加手段と、
前記位置決め対象の初期化領域からスタートし、前記第1の指標に基づいて位置決め対象の初期位置・姿勢を確定し、前記第1の指標に基づいて位置決め対象の初期位置・姿勢を確定することは、前記第1の指標においてスタートする場合、前記第1の指標に含まれる指標情報を記録し、前記指標情報を座標原点として位置決めし地図を作成し、前記位置決め対象が前記第1の指標を繰り返し複数回通過した場合、前記第1の指標の指標情報を用いてマッチングを行い、前記位置決め対象の位置・姿勢情報を取得し、前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第1の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換し、ガウスモデルにより前記第1の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第1の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定し、前記第1の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第1の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の初期位置・姿勢情報を直接確定するように設置される位置決め対象スタート手段と、
位置決め対象の進行経路において指標情報を含む第2の指標を添加するように設置される第2の指標添加手段と、
前記位置決め対象が前記第2の指標を通過した場合、前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新し、前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新することは、前記位置決め対象が前記第2の指標を繰り返し複数回通過した場合、前記第2の指標の指標情報を用いてマッチングを行い、前記位置決め対象の位置・姿勢情報を取得し、前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換し、ガウスモデルにより前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定し、前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接確定するように設置されるように設置されるドッキング手段とを含み、
前記誤差とは、複数の位置・姿勢情報の平均に対する共分散行列である、指標を使用した同時位置決め地図作成ナビゲーション装置。 - 前記位置決め対象は、同時位置決め地図作成ナビゲーションにおいて進行しているロボット、又はドッキング装置とドッキングする必要がある移動装置を含む、請求項9に記載の装置。
- 前記ドッキング装置は、携帯コンベヤー又はアームを含む、請求項10に記載の装置。
- 前記位置決め対象の初期化領域に設置した指標は、位置・姿勢情報を更に含む第1の指標であり、且つ、
前記位置決め対象スタート手段は、更に、
前記第1の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第1の指標の位置・姿勢情報から前記位置決め対象の初期位置・姿勢情報を直接抽出するように設置される、請求項9〜11のいずれか1項に記載の装置。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、位置・姿勢情報を更に含む第2の指標であり、且つ、
前記ドッキング手段は、更に、
前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接抽出するように設置される、請求項9〜11のいずれか1項に記載の装置。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、向きがある図形を持つ規則的な図形を含む視覚的指標と、規則的なブロックを含むレーザ指標とを更に含む第2の指標であり、且つ、
前記ドッキング手段は、更に、
前記位置決め対象が同一の指標を通過した時の位置・姿勢の類似性を用いて、前記位置決め対象の繰り返し複数回通過した指標が第2の指標であるか否かを確定し、
前記第2の指標である場合、前記第2の指標を通過した前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換し、
ガウスモデルにより前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定し、
前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接確定するように設置される、請求項9〜11のいずれか1項に記載の装置。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、第2の指標であり、且つ複数の第2の指標が設置されている、請求項9〜11のいずれか1項に記載の装置。
- 前記複数の第2の指標における2つの隣り合う第2の指標同士に前記2つの隣り合う第2の指標を連結する補助位置決めストライブを添加し、前記位置決め対象が前記補助位置決めストライブを通過した時に、前記位置決め対象の前記補助位置決めストライブに対する角度ずれを補正して前記位置決め対象を前記補助位置決めストライブに沿って進行させるように設置される補助位置決め手段を更に含む、請求項15に記載の装置。
- シーンでリアルタイム位置決めし、地図を生成するように設置される位置決め対象と、指標情報を含む第1の指標と、指標情報を含む第2の指標と、を使用した同時位置決め地図作成装置であって、
位置決め対象の初期化領域を設置するように設置される初期化領域設置手段、
当該位置決め対象の初期化領域において指標情報を含む第1の指標を添加するように設置される第1の指標添加手段、
前記位置決め対象の初期化領域からスタートし、前記第1の指標に基づいて位置決め対象の初期位置・姿勢を確定し、前記第1の指標に基づいて位置決め対象の初期位置・姿勢を確定することは、前記第1の指標においてスタートする場合、前記第1の指標に含まれる指標情報を記録し、前記指標情報を座標原点として位置決めし地図を作成し、前記位置決め対象が前記第1の指標を繰り返し複数回通過した場合、前記第1の指標の指標情報を用いてマッチングを行い、前記位置決め対象の位置・姿勢情報を取得し、前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第1の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換し、ガウスモデルにより前記第1の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第1の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定し、前記第1の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第1の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の初期位置・姿勢情報を直接確定するように設置される位置決め対象スタート手段、
位置決め対象の進行経路において指標情報を含む第2の指標を添加するように設置される第2の指標添加手段、
前記位置決め対象が前記第2の指標を通過した場合、前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新し、前記第2の指標に基づいて位置決め対象の現在位置・姿勢を更新することは、前記位置決め対象が前記第2の指標を繰り返し複数回通過した場合、前記第2の指標の指標情報を用いてマッチングを行い、前記位置決め対象の位置・姿勢情報を取得し、前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換し、ガウスモデルにより前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定し、前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接確定するように設置されるように設置されるドッキング手段を含む、同時位置決め地図作成装置とを含み、
前記誤差とは、複数の位置・姿勢情報の平均に対する共分散行列である、指標を使用した同時位置決め地図作成ナビゲーションシステム。 - 前記位置決め対象は、同時位置決め地図作成ナビゲーションにおいて進行しているロボット、又はドッキング装置とドッキングする必要がある移動装置を含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記ドッキング装置は、携帯コンベヤー又はアームを含む、請求項18に記載のシステム。
- 前記位置決め対象の初期化領域に設置した指標は、位置・姿勢情報を含む第1の指標であり、且つ、
前記位置決め対象スタート手段は、
前記第1の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第1の指標の位置・姿勢情報から前記位置決め対象の初期位置・姿勢情報を直接抽出するように設置される、請求項17〜19のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、位置・姿勢情報を更に含む第2の指標であり、且つ、
前記ドッキング手段は、更に、
前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接抽出するように設置される、請求項17〜19のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、向きがある図形を持つ規則的な図形を含む視覚的指標と、規則的なブロックを含むレーザ指標とを更に含む第2の指標であり、且つ、
前記ドッキング手段は、更に、
前記位置決め対象が同一の指標を通過した時の位置・姿勢の類似性を用いて、前記位置決め対象の繰り返し複数回通過した指標が第2の指標であるか否かを確定し、
前記第2の指標である場合、前記第2の指標を通過した前記位置決め対象の複数の位置・姿勢情報と誤差を記録して、前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報と誤差に変換し、
ガウスモデルにより前記第2の指標の複数の位置・姿勢情報を結合して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報と誤差を推定し、
前記第2の指標の位置決め対象に対する位置・姿勢に基づき、座標変換を介して前記第2の指標の最適位置・姿勢情報から前記位置決め対象の現在位置・姿勢情報を直接確定するように設置される、請求項17〜19のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記位置決め対象の進行経路に設置した指標は、第2の指標であり、且つ複数の第2の指標が設置されている、請求項17〜19のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記複数の第2の指標における2つの隣り合う第2の指標同士に前記2つの隣り合う第2の指標を連結する補助位置決めストライブを含み、
前記同時位置決め地図作成装置は、
前記位置決め対象が前記補助位置決めストライブを通過した時に、位置決め対象の補助位置決めストライブに対する角度ずれを補正して前記位置決め対象を前記補助位置決めストライブに沿って進行させるように設置される補助位置決め手段を更に含む、請求項23に記載のシステム。
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