JP6805989B2 - カバレッジ装置、移動体、制御装置、移動体の分散制御プログラム - Google Patents
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Description
12 領域
14 制御装置(定義部、判定部、指示部)
16A CPU
16B RAM
16C ROM
16D 入出力ポート(I/O)
16E バス
18 監視モジュール
20 移動モジュール(アクチュエータ)
22 位置認識モジュール
24 通信モジュール
26 鎖線
(1)〜(n) ボロノイ領域
28 リスクポテンシャル
50 移動体分散制御システム
52 群
54 基地局(サーバ)
56 車両
58 分散制御部
60 事前知識取得部
62 履歴解析部
64 履歴集約部
66 予測制御部
68 移動体振分け部
70 情報処理部
72 固定カメラ(センサ部)
Claims (22)
- 外部環境情報をセンシングするセンサ部と、
センシング情報が得られない外部環境領域を、監視対象を監視するための対象領域と定義する定義部と、
複数の前記対象領域をカバレッジするために、少なくとも監視機能を備えた移動体と、
各対象領域が前記監視機能で探索されることで低下する不確かさ及び探索済みの他の対象領域の探索結果から推定される重要度を含む状態量を予測する予測処理による予測結果に基づき、不確かさが許容水準を超える対象領域を監視することで不確かさを当該許容水準内とし、かつ、不確かさが許容水準内でも重要度が高い場合は監視を継続して追従度を上げることで、各対象領域の不確かさに応じた探索度及び各対象領域の重要度に応じた追従度の同時最適化のために設定された所定の水準を維持するために、カバレッジすべき対象領域を判定する判定部とを有し、
前記判定部がカバレッジすべきと判定した前記対象領域をカバレッジするために、前記移動体の移動を指示する指示部と、
を備えるカバレッジ装置。 - 前記探索度が、各対象領域の前記不確かさのlxノルムであり、
前記追従度が、探索済みの他の対象領域から推定される各対象領域の重要度と、前記対象領域をカバレッジしたときの被覆率との積であることを特徴とする請求項1記載のカバレッジ装置。 - 前記判定部は、
前記対象領域を大域的にカバレッジしていないと判断した場合には、前記対象領域をカバレッジすべきと判定するように構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のカバレッジ装置。 - 前記予測処理が、
前記対象領域の状態量の変遷を事前知識情報として取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した事前知識情報と、現在から予め定めた過去までの前記移動体によるカバレッジ履歴情報とに基づいて定められる、各対象領域の状態量から各対象領域の状態量の変化量を予測するモデルを用いて、現在から予め定めた未来までの各対象領域の状態量を予測する予測手段と、
を備えることを特徴とする請求項1〜請求項3の何れか1項記載のカバレッジ装置。 - 複数の移動体のカバレッジ履歴情報を集約する集約手段をさらに有し、
前記集約手段は、特定の移動体とカバレッジを共有し得る、特定以外の移動体のカバレッジ履歴情報を集約すると共に、
前記モデルを定めるために用いるカバレッジ履歴情報が、前記集約手段で集約したカバレッジ履歴情報であることを特徴とする請求項4記載のカバレッジ装置。 - 探察履歴のない未知の対象領域のカバレッジと、探索履歴のある既知の対象領域のカバレッジとを、それぞれ専用の移動体で対応させることを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項記載のカバレッジ装置。
- 前記対象領域が、前記センサ部のセンシング可能領域以外の死角領域であり、当該死角領域は、その位置及び大きさが経時的に変化することを特徴とする請求項1〜請求項6の何れか1項記載のカバレッジ装置。
- 相互に干渉しない担当領域に配置されると共に、監視範囲が変更可能なセンサを搭載し、及び互いに位置情報を送受信することで、衝突を回避しながら担当領域を変更するように移動する移動体であって、
予め定めた予測処理により、自機の担当領域内の各監視対象が監視機能で探索されることで低下する不確かさ及び探索済みの他の対象領域の探索結果から推定される重要度を含む状態量を予測する予測処理の予測結果に基づき、不確かさが許容水準を超える対象領域を監視することで不確かさを当該許容水準内とし、かつ、不確かさが許容水準内でも重要度が高い場合は監視を継続して追従度を上げることで、自機の対象領域の不確かさに応じた探索度及び各対象領域の重要度に応じた追従度の同時最適化のために設定された所定の水準を維持するために移動する移動制御手段を有する移動体。 - 相互に干渉しない担当領域に配置されると共に、監視範囲が変更可能なセンサをそれぞれ搭載した複数の移動体、及び前記複数の移動体が互いに位置情報を送受信することで、衝突を回避しながら担当領域を変更するように移動させる移動体の分散制御システムにおける制御装置であって、
予め定めた予測処理により、自機移動体の担当領域内の各監視対象が監視機能で探索されることで低下する不確かさ及び探索済みの他の対象領域の探索結果から推定される重要度を含む状態量を予測する予測処理の予測結果に基づき、不確かさが許容水準を超える対象領域を監視することで不確かさを当該許容水準内とし、かつ、不確かさが許容水準内でも重要度が高い場合は監視を継続して追従度を上げることで、自機移動体の対象領域の不確かさに応じた探索度及び各対象領域の重要度に応じた追従度の同時最適化のために設定された所定の水準を維持するために前記移動体のそれぞれに移動先の監視対象を指定する指定手段と、
前記指定手段で指定された監視対象が監視範囲となるように移動させる移動制御手段と、
を有する制御装置。 - 自機移動体の担当領域内の各監視対象の不確かさが各々所定の水準となり同時最適化のために設定された所定の水準を達成している場合には、担当領域内の各監視対象の探索履歴に依存する不確かさが各々所定の水準とならず同時最適化の前記所定の基準を達成していない他の移動体の担当領域へ移動すべきであると判定する判定手段を更に含み、
前記移動制御手段は、前記判定手段によって移動すべきであると判定された前記他の移動体の担当領域へ自機移動体を移動させることを特徴とする請求項9記載の制御装置。 - 前記移動制御手段により移動した後の、自機移動体の担当領域内の前記監視対象の監視度合いを示す情報を送信すると共に、他機移動体の担当領域内の前記監視対象の監視度合いを示す情報を受信する情報交信手段と、
前記情報交信手段で受信した情報に基づき、他機移動体の担当領域内の監視対象へ、現在の自機移動体の担当領域を超えて移動する条件が成立するか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段で移動する条件が成立した自機移動体を含む複数の移動体の中から、移動する移動体を確定させる調停を実行する調停手段と、
をさらに有する請求項10記載の制御装置。 - 前記判断手段が、目的の監視対象までの移動軌跡上における、他機移動体との衝突有無で判断することを特徴とする請求項11記載の制御装置。
- 前記調停手段が、前記条件の成立までの時間、移動にかかる時間、要求されるセンサ機能の少なくとも1つに基づいて調停することを特徴とする請求項11又は請求項12記載の制御装置。
- 前記予測処理が、
前記監視対象の状態量の変遷を事前知識情報として取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した事前知識情報と、現在から予め定めた過去までの前記移動体による監視履歴情報とに基づいて定められる、各監視対象の状態量から各監視対象の状態量の変化量を予測するモデルを用いて、現在から予め定めた未来までの前記監視対象の状態量を予測する予測手段と、
を備えることを特徴とする請求項10〜請求項13の何れか1項記載の制御装置。 - 複数の移動体の監視履歴情報を集約する集約手段をさらに有し、
前記集約手段は、特定の移動体と監視を共有し得る、特定以外の移動体の監視履歴情報を集約すると共に、
前記モデルを定めるために用いる監視履歴情報が、前記集約手段で集約した監視履歴情報であることを特徴とする請求項14記載の制御装置。 - 前記探索度が所定の水準を満たすように監視すべき監視対象である未知の監視対象の監視と、前記追従度が所定の水準を満たすように監視すべき監視対象である既知の監視対象の監視とを、それぞれ専用の移動体で対応させることを特徴とする請求項10〜請求項15の何れか1項の制御装置。
- 前記探索度が、各監視対象の不確かさのlxノルムであり、
前記追従度が、前記監視対象の重要度と、前記監視対象を監視したときの被覆率との積であることを特徴とする請求項10〜請求項16の何れか1項記載の制御装置。 - 前記監視対象の移動速度情報、及び移動計画情報を取得する取得手段と、
前記取得手段で取得した移動速度情報に基づき、前記監視対象の移動速度と、前記移動体の移動速度との速度差を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果により、前記監視対象の移動速度が前記移動体の移動速度よりも速いと判定した場合に、前記取得手段で取得した前記移動計画情報に基づき、前記監視対象の現在位置から推測される所定時刻先の推測位置、及び前記所定時刻先の推測位置までの、監視対象の移動が推測される推測移動経路を特定する特定手段と、
前記特定手段で特定された所定時刻先の推測位置へ前記移動体が移動し、かつ、前記推測移動経路に対応して前記移動体が移動するように制御するショートカット制御手段と、
をさらに有する請求項10〜請求項17の何れか1項記載の制御装置。 - 前記特定手段が、予め定められた監視対象の移動経路上に点在し、かつ監視が優先される複数の重要経由地点の中から選択して、推測位置を特定することを特徴とする請求項18記載の制御装置。
- 前記ショートカット制御手段が、
前記移動体を、前記推測位置までの最短距離で移動させたときに、前記監視対象よりも先に到達する余剰時間を演算し、演算した余剰時間及び追従対象との距離を最小とするように、前記監視対象の追従移動を継続することを特徴とする請求項18又は請求項19記載の制御装置。 - 前記ショートカット制御手段が、
現在の移動体の位置から、前記特定手段で特定された所定時刻先の推測位置までを結ぶ円弧状の移動経路であって、前記推測移動経路に対応して前記移動経路で前記移動体が移動するように制御することを特徴とする請求項18又は請求項19記載の制御装置。 - コンピュータを、
請求項10〜請求項21の何れか1項の制御装置として動作させる
移動体の分散制御プログラム。
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