JP6934760B2 - 走行装置、走行制御システム、走行制御方法及びプログラム - Google Patents

走行装置、走行制御システム、走行制御方法及びプログラム Download PDF

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Description

本発明は、走行装置等に関する。
近年、無人で走行可能な走行装置が登場している。この走行装置は、プログラムや学習した情報に従って、移動経路や速度、作業内容を自律的に判断して走行する。
走行装置の一つである自律走行車両にとっては、誘導装置である対象物体(例えば、人、車両及びルートを走行することが可能な他の対象物体)によって定義された経路を、直接的な手動の監視なしに、追跡するのが望ましいことがある。そのうえ、既存の経路追跡アルゴリズムの著しい修正を必要としないでこの能力を提供するための方法及びシステムが有利なことがある。
例えば、搭乗者が運転する前走車に対して、一定車間距離を保持して追走する自動追従車を提供する方法として、特許文献1が開示されている。具体的には、前走車は、GPSモジュールにより位置を算出し、送信機、送信アンテナを介して後方の追従車に送信する。追従車は、時刻をアドレスとする前走車の走行軌跡を作成し、その走行軌跡に基づいて自車の速度及び操舵角度を決定し、目標車間距離を保持しながら走行軌跡をなぞるように走行制御する。これにより、追従車が、前走車から受信した2次元位置の軌跡をなぞるように自動運転制御することで、追従車の追従制御が可能となる発明が開示されている。
特開平10−100738号公報
通常は、上記したように、走行装置は前を走行する誘導装置に誘導されるにすぎないため、走行装置は誘導装置より後ろを追跡することになる。しかし、例えば誘導装置の前を一定の距離を保って走行させたい場合や、横(例えば、室内と室外)の位置といった、空間的関係を考慮した上で協調して移動するといったことはできなかった。
上記事情に鑑み、本発明は、接続された対象装置から受信された種々の情報を利用することにより、適切に走行制御ができる走行装置等を提供することを目的としている。
上述した課題を解決するために、本発明の走行装置は、
対象装置と通信を確立して接続される走行装置であって、
前記対象装置との間の空間的関係を設定する設定手段と、
前記対象装置から、位置情報及び進行情報を受信する受信手段と、
前記空間的関係に対して前記位置情報を調整する位置情報調整手段と、
前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶手段と、
前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出手段と、
前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶手段から次の位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出し手段と、
前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御手段と
を備えることを特徴とする走行装置。
本発明の走行制御システムは、
対象装置と、前記対象装置と通信を確立して接続される走行装置とを有する走行制御システムであって、
前記対象装置は、
位置情報を取得する位置情報取得手段と、
進行情報を取得する進行情報取得手段と、
前記位置情報及び進行情報を送信する送信手段と、
を備え、
前記走行装置は、
前記対象装置との間の空間的関係を設定する設定手段と、
前記対象装置から、位置情報及び進行情報を受信する受信手段と、
前記空間的関係に対して前記位置情報を調整する位置情報調整手段と、
前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶手段と、
前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出手段と、
前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶手段から次の位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出し手段と、
前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御手段と
を備えることを特徴とする。
本発明の走行制御方法は、
対象装置と通信を確立して接続される走行装置における走行制御方法であって、
前記対象装置との間の空間的関係を設定する設定ステップと、
前記対象装置から、位置情報及び進行情報を受信する受信ステップと、
前記空間的関係に対して前記位置情報を調整する位置情報調整ステップと、
前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶ステップと、
前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出ステップと、
前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶ステップから次の位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出しステップと、
前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御ステップと
を含むことを特徴とする。
本発明の走行制御方法は、
対象装置と、前記対象装置と通信を確立して接続される走行装置とを有する走行制御システムにおける走行制御方法であって、
前記対象装置は、
位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
進行情報を取得する進行情報取得ステップと、
前記位置情報及び進行情報を送信する送信ステップと、
を含み、
前記走行装置は、
前記対象装置との間の空間的関係を設定する設定ステップと、
前記対象装置から、位置情報及び進行情報を受信する受信ステップと、
前記空間的関係に対して前記位置情報を調整する位置情報調整ステップと、
前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶ステップと、
前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出ステップと、
前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶ステップから次の位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出しステップと、
前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御ステップと
を含むことを特徴とする。
本発明のプログラムは、
対象装置と通信を確立して接続される走行装置を制御するコンピュータに、
前記対象装置との間の空間的関係を設定する設定機能と、
前記対象装置から、位置情報及び進行情報を受信する受信機能と、
前記空間的関係に対して前記位置情報を調整する位置情報調整機能と、
前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶機能と、
前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出機能と、
前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶機能から次の位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出し機能と、
前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御機能と
を実行させることを特徴とする。
本発明の走行装置等によれば、対象装置との間の空間的関係を設定し、その空間的関係に対して対象装置から受信された位置情報を調整する。そして、対象装置との間の距離である装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、記憶された位置情報から次の位置情報及び関連する進行情報を読み出し、読み出された進行情報を用いて、次の位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行うことができるようになる。
第1実施形態における走行装置の走行制御システムの概要を説明するための図である。 第1実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態におけるルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態におけるルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態におけるルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における別のルート定義動作の説明するための図である。 第1実施形態における別のルート定義動作の説明するための図である。 第1実施形態における別のルート定義動作の説明するための図である。 第1実施形態における別のルート定義動作の説明するための図である。 第1実施形態における別のルート定義動作の説明するための図である。 第1実施形態における別のルート定義動作の説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いた追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いた追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いた追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いた追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いたルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いたルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いたルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いたルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いたルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における位置情報と補足情報を用いたルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における空間的関係を考慮した追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における空間的関係を考慮した追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における空間的関係を考慮した追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における空間的関係を考慮した追跡動作を説明するための図である。 第1実施形態における空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における別の空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における別の空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における別の空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における別の空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における別の空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第1実施形態における別の空間的関係を考慮したルート定義動作を説明するための図である。 第2実施形態における走行装置の追跡システムの概要を説明するための図である。 第2実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第2実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第2実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第2実施形態における追跡動作を説明するための図である。 第2実施形態におけるルート定義動作を説明するための図である。 第2実施形態におけるルート定義動作を説明するための図である。 第2実施形態におけるルート定義動作を説明するための図である。 第2実施形態における別の追跡動作を説明するための図である。
本発明の前述及び他の目的、特徴、ならびに利点は、本発明の以下の詳細な記載を添付図面と併せて考察したときにさらに容易に理解されるであろう。
本発明の実施形態は、同様の部分が全体を通じて同様の数字によって指定された、図面を参照することによって最もよく理解されるであろう。先に列挙された図がこの詳細な記載の一部として明示的に組み込まれる。
容易に理解されるように、本明細書において図中に一般的に記載され、示される本発明の構成要素を多種多様に異なる構成に配置し、設計することができるであろう。したがって、本発明の方法、システム及び機器の実施形態の以下のさらに詳細な記載は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の現在好ましい実施形態を代表するに過ぎない。
本発明の実施形態の要素は、ハードウェア、ファームウェア、及び/又はコンピューティングシステムをプログラムするために用いられるとよい命令がその上/中に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体を備える非一時的コンピュータプログラム製品において具現されてもよい。本明細書において明らかにされる例示的な実施形態は、これらの形態の1つを記載しうるに過ぎないが、当然のことながら、当業者は、本発明の範囲内にありつつ、これらの形態のいずれかでこれらの要素を実施できるであろう。
図中のチャート及びダイアグラムは、特定の実行順序を示すかもしれないが、当然のことながら、実施順序が示されたものと異なってもよい。例えば、ブロックの実施順序が示された順序に対して変更されてもよい。同様に、さらなる例として、図中に連続して示される2つ以上のブロックが同時又は部分的に同時に実行されてもよい。当業者には当然のことながら、本明細書に記載される様々な論理機能を実行するために、コンピューティングシステムをプログラムするために用いられるとよい命令がその上/中に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体を備える非一時的コンピュータプログラム製品、ハードウェア及び/又はファームウェアが当業者によって作り出されてもよい。
走行装置の一例である自律走行車にとっては、対象物体(例えば、人、車両及びルートを走行することが可能な他の対象物体)によって定義された経路を、直接的な手動の監視なしに、追跡するのが望ましいことがある。そのうえ、既存の経路追跡アルゴリズムの著しい修正を必要としないでこの能力を提供するための方法及びシステムが有利なことがある。
[1.第1実施形態]
[1.1 全体構成]
図1は本発明を適用した走行装置の走行制御システム100の外観を示した図である。走行装置の走行制御システム100は、経路(ルート)をナビゲートすることが可能な走行装置102を備える。走行装置102は、自律ナビゲーション車両、ロボット及び他の走行装置であってもよい。走行装置102は、環境及び/又は周囲条件をセンシングするための1又は複数のオンボード・センサ104と、ナビゲーション関連情報を提供し、解析するための1又は複数のナビゲーション・デバイス106と、走行装置102の制御された動きをもたらすための1又は複数の制御システム108と、位置及び他の情報を受信するための受信コンポーネント110と、情報を記憶するためのメモリ112とを備えている。
ナビゲーション・デバイス106は、走行装置102が走行する経路に関する情報として経路情報が記憶されている。経路情報は、地図情報であっても良いし、通過する位置(例えば、目的地である経路上位置情報)が記憶されていてもよい。また、走行経路全体が記憶されてもよいし、一部(最小では次の目的地のみ)が記憶されてもよい。すなわち、走行装置102が走行する上で必要な経路に関する情報が記憶されていればよい。
なお、記憶されている経路情報は、走行装置102において設定されてもよいし、対象装置114から受信してもよい。また、他のサーバ装置等から受信してもよい。すなわち、走行している時点で、記憶されていればよく、走行の間記憶されていてもよいし、一時的に記憶されるものであってもよい。
走行装置の走行制御システム100は、さらに、対象装置114を有している。対象装置114は、位置情報を収集するための収集コンポーネント116と、位置情報を記憶するための記録コンポーネント118と位置情報を走行装置102へ送信するための送信コンポーネント120とを備える。位置情報は、経度及び緯度情報(例えば、GPS座標など)や、固定位置に対する変位(例えば、特定の座標から北に100メートルの地点など)であってもよい。すなわち、位置情報の他に進行情報や、他の情報を含んでもよい。ここで、進行情報とは、装置の進行方向、進行方位、進行速度等をいう。例えば、方位センサや、加速度センサによって取得可能である。
対象装置114は、1又は複数のオンボード・センサをさらに備えてもよく、送信コンポーネント120は、位置情報に加えて補足情報を送信してもよい。対象装置114としては、例えば人(オペレータ)が所有し、人が徒歩で移動したり、自転車、車で移動したりしてもよい。また、走行装置(例えば、自律走行装置)に対象装置114の機能をもたせてもよい。また、航空機(例えば、無人航空機であるドローンや、リモコン航空機)や、船舶(例えば、無人船舶等)に対象装置114の機能をもたせてもよい。
[1.2 処理の流れ]
図2A〜2Dを参照して、走行装置102が対象装置114を追跡(同行)して、対象装置114によって定義された経路を走行する、追跡動作200について説明する。本実施形態において、走行装置102は、対象装置114を後ろから追跡してもよく、これを「プル」追跡と呼ぶ。また、走行装置102は、対象装置114を前から追跡してもよく、これを「プッシュ」追跡と呼ぶ。すなわち、本明細書における追跡とは、単に対象装置114を後から追うだけでなく、前、横といったある所定の距離で、対象装置114と、走行装置102とが同行して移動すればよい。
走行装置102又は対象装置114のいずれかが他方のデバイスとの接続を確立するために接続プロセスを開始する(ステップ202)。接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ204)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった(ステップ206)場合、追跡動作200が終了する(ステップ208)。
走行装置102と、対象装置114との接続が確立すると、走行装置102と、対象装置114とにおいて必要となる情報が送受信される。
接続が確立されない場合は、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
本実施形態において、走行装置102と対象装置114との間で接続を確立するための接続プロセスは、対象装置114及び/又は走行装置102が追跡動作200に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。この場合、走行装置102及び/又は対象装置114に追跡動作200に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ206)、追跡動作200が終了する(ステップ208)。
走行装置102と対象装置114との間で接続が確立された(ステップ210)場合には、走行装置102は、追跡モードに置かれる(ステップ212)。走行装置102は、対象装置114から、対象装置114の(現在の)位置を記述した位置情報を受信する(ステップ214)。走行装置102は、受信された対象装置の位置情報を記憶して(ステップ216)、対象装置114の位置から、対象装置114と走行装置102との間の距離を計算する(ステップ218)。走行装置102と対象装置114との間の初期装置間距離条件(例えば、走行装置と対象装置との距離間が10メートル等)が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ220)。初期装置間距離条件は、装置間距離条件のうち、初期に設定されている装置間距離条件のことである。
ここで、装置間距離条件は、2つの装置(走行装置102及び対象装置114)の間の距離の条件について定めたものである。すなわち、車間距離や、装置間距離の条件のことをいう。装置間距離条件としては、具体的な距離(例えば、「10m」)であっても良いし、電波(信号)強度、座標における相対位置等であってもよい。なお、装置間距離条件は、予め設定されてもよいし、任意に設定されてもよい。また、天候、路面状況といった内容から変更されてもよい。
装置間距離としては、例えば走行装置102の位置情報を取得する手段を設け、走行装置102と、対象装置114との絶対位置(例えば緯度経度情報)から算出してもよい。また、装置間距離としては、電波強度から算出したり、ルート上の位置から算出してもよい。
初期装置間距離条件は、走行装置102と対象装置114との間の初期装置間距離の設定値に基づく。初期装置間距離の設定値は、ステップ218で計算された距離が収まるべき距離の範囲であってもよい。また、初期装置間距離条件の判定は、計算された距離の最大装置間距離閾値及び最小装置間距離閾値との比較を備えてもよい。最大装置間距離閾値は、一定の予め定義された値であってもよいし、他の制約条件、例えば、環境条件、対象装置114の速さ、送信リンク強度及び他の制約条件に依存してもよい。最小装置間距離閾値は、予め定義された値であってもよいし、他の制約条件、例えば、環境条件、対象装置114の速さ、送信リンク強度及び他の制約条件に依存してもよい。
初期装置間距離の設定値は、最小装置間距離のみに基づいてもよい。
また、初期装置間距離の設定値は、最大装置間距離のみに基づいてもよい。
初期装置間距離条件が満たされない場合(ステップ222)には、走行装置102は、初期装置間距離条件が満たされるまで、所定の装置間距離を満たすために走行装置102の速度を調整して(ステップ223)、対象装置から位置情報を受信し(ステップ214)、位置情報を記憶し(ステップ216)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ218)続ける。例えば、装置間距離条件より走行装置102と対象装置114とが広い(遠い)場合には、走行装置102の速度をあげる。また、装置間距離条件より走行装置102と対象装置114とが狭い(近い)場合には、走行装置102の速度を落とす。
「プル」追跡の実施形態(例えば、走行装置102の位置をあまり調整しない場合の実施形態)において、初期装置間距離条件が対象装置114と走行装置102との間の最小装置間距離を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ223)の代わりに、最小装置間距離が達成されるまで待機するステップを備えてもよい。また、「プル」追跡の実施形態において、初期装置間距離条件が対象装置と走行装置との間の最大装置間距離以下を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ223)の代わりに、対象装置114の進行の方向への速さを増加させてもよく、これは、記憶された位置情報から決定されてもよい。
「プッシュ」追跡の実施形態(例えば、走行装置102の位置を積極的に調整する場合の実施形態)において、初期装置間距離条件が対象装置114と走行装置102との間の最小装置間距離を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ223)の代わりに、対象装置114の進行の方向への走行装置102の速さを増加させてもよく、これは、記憶された位置情報から決定されてもよい。また、「プッシュ」追跡の実施形態において、初期装置間距離条件が対象装置114と走行装置102との間の最大装置間距離以下を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ223)の代わりに、最小装置間距離が達成されるまで待機するステップを備えてもよい。
初期装置間距離条件が満たされる場合(ステップ224)には、走行装置102の現在位置に対して、次の経路上位置情報を、記憶された位置情報から読み出す(ステップ226)。走行装置102は、読み出された経路上位置情報(目的地)を用いてナビゲートする(ステップ228)。
「プル」追跡の実施形態では、走行装置102は、直近に対象装置114から受信された記憶されている位置情報を読み出し、その位置情報で示される位置を次の位置としてナビゲートする(ステップ228)。当業者は、直近に読み出された位置情報に対応する位置への走行装置102のナビゲーション(ステップ228)をもたらすナビゲーション能力を提供するために利用可能な、当技術分野で知られた多数の自律ナビゲーション・アルゴリズム、例えば、ピュア・パスート経路追跡及び他のアルゴリズムを用いてもよい。
「プッシュ」追跡の実施形態では、走行装置102は、直近に読み出された位置情報に対して、方向、方位及び変位である進行情報を用いて、次の位置を決定してナビゲートする(ステップ228)。次の位置は、直近に読み出された位置情報を用いて算出された進行情報を用いて、前に読み出されて利用されている位置情報に利用されても良い。当業者は、次の位置への走行装置102のナビゲーション(ステップ228)をもたらすナビゲーション能力を提供するために利用可能な、当技術分野で知られた多数の自律ナビゲーション・アルゴリズム、例えば、ピュア・パスート経路追跡及び他のアルゴリズムを用いてもよい。
直近に読み出された位置情報(次の目的地である位置情報)を用いてナビゲートしている(ステップ228)間に、走行装置102は、対象装置114から位置情報を受信し(ステップ230)、受信された位置情報を記憶し(ステップ232)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ234)続ける。
所定の装置間距離条件が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ236)。走行装置102がナビゲートしているときに行われる、所定の装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ236)の方法は、走行装置102が対象装置114を最初に追跡し始めたときに行われる、初期装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ220)の方法と同じであってもよい。また、走行装置102がナビゲートしているときに行われる、所定の装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ236)の方法は、走行装置102が対象装置114を最初に追跡し始めたときに行われる、初期装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ220)の方法とは異なる方法であってもよい。
所定の装置間距離条件が満たされる場合(ステップ238)には、走行装置102は、直近に読み出された位置情報を用いてナビゲートし(ステップ228)、位置情報を受信し(ステップ230)、位置情報を記憶し(ステップ232)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ234)続ける。
所定の装置間距離条件が満たされない(ステップ240)場合には、走行装置102は、要求される所定の装置間距離を満たすために、適宜、速度を調整し(ステップ242)、次に、直近に読み出された位置情報を用いてナビゲートし(ステップ228)、位置情報を受信し(ステップ230)、位置情報を記憶し(ステップ232)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ234)続ける。
走行装置102は、走行装置102が次の位置に到着したかどうかを判定する(ステップ244)ためにモニタする。
走行装置102が次の位置に到着していない場合(ステップ246)には、走行装置102は、次の位置へナビゲートし(ステップ228)、位置情報を受信し(ステップ230)、位置情報を記憶し(ステップ232)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ234)続ける。
走行装置102が次の位置に到着した(ステップ248)場合には、走行装置102は、記憶された位置情報から、走行装置102の現在位置に対する、次の経路上位置情報を読み出して(ステップ226)、追跡動作200が続く。
走行装置102は、対象装置114と走行装置102との間の接続が対象装置によって終了されたかどうかを判定する(ステップ250)ためにモニタする。接続が終了した(ステップ252)場合には、追跡動作200が終わる(ステップ254)。接続が終了していない(ステップ256)場合、接続終了のモニタリングが続く。
走行装置102は、走行装置102と対象装置と114の間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ260)ためにモニタする。通信リンクが失われた(ステップ262)場合には、追跡動作200が終わる(ステップ264)。通信リンクが失われていない(ステップ266)場合には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
図3A〜3Cを参照して、走行装置102によって走行されることになる経路を対象装置114が定義するルート定義動作300について説明する。走行装置102又は対象装置114のいずれかが他方のデバイスとの接続を確立するために接続プロセスを開始する(ステップ302)。接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ304)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった場合(ステップ306)、ルート定義動作300が終了する(ステップ308)。接続が確立されなかった場合(ステップ306)、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
走行装置102と対象装置114との間の接続を確立するための接続プロセスは、対象装置114及び/又は走行装置102がルート定義動作300に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。この場合、走行装置102及び/又は対象装置114にルート定義動作300に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ306)、ルート定義動作300が終了する(ステップ308)。
走行装置102と対象装置114との間で接続が確立された場合(ステップ310)には、対象装置114は、教示モードに置かれ(ステップ312)、対象装置114の現在位置を記述する位置情報が取得されて(ステップ314)、走行装置102へ送信される(ステップ316)。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかを判定するための判定(ステップ318)が行われる。対象装置114がルート終了位置にある場合(ステップ320)には、ルート定義動作300が終わる(ステップ322)。ルート定義動作300の終了322は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信してもよい。
対象装置114がルート終了位置にない場合(ステップ324)には、対象装置114は、ルートを移動し続ける(ステップ326)。対象装置114の現在位置に関する位置情報が取得されて(ステップ314)、走行装置102へ送信される(ステップ316)。ここで、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。さらに一組の周波数及びオペレータ・リクエストの組み合わせを用いて位置情報が取得されてもよい。
また、位置情報を取得する周波数と位置情報を送信する周波数とは異なってもよいし、位置情報が同じ周波数で取得され、また、送信されてもよい。
対象装置114は、対象装置114と走行装置102との間の接続が走行装置102によって終了されたかどうかを判定する(ステップ330)ためにモニタする。接続が終了した場合(ステップ332)には、ルート定義動作300が終わる(ステップ334)。接続が終了していない(ステップ336)場合、接続終了のモニタリングが続く。
対象装置114は、走行装置102と対象装置114との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ340)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ342)には、ルート定義動作300が終わる(ステップ344)。通信リンクが失われていない場合(ステップ346)には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
図4A〜4Fを参照して、走行装置102によって走行されることになる経路を、対象装置114が定義するルート定義動作400について説明する。
対象装置114は、ルート定義動作300を行うためのリクエストを受信する(ステップ402)。リクエストは、走行装置102からであってもよく、対象装置114において生成されたリクエスト又は遠隔コンピューティングデバイスにおいて生成されたリクエストであってもよい。対象装置114は、リクエストを送ったデバイスに、動作モードに関して問い合わせる(ステップ404)。対象装置114は、リクエストを行ったデバイスから動作モードを受信する(ステップ406)。
リクエストされた動作モードが「記憶」モードであるかどうかを判定する(ステップ408)。動作モードが「記憶」モードである場合(ステップ410)には、対象装置114は、記憶モードにする(ステップ412)。対象装置114に関する現在位置の位置情報が取得される(ステップ414)。対象装置114の現在位置に関する位置情報が記憶される(ステップ416)。ここで、位置情報は、対象装置114上、サーバ上又は他の非局所記憶装置上に記憶されてもよい。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかを判定する(ステップ418)。対象装置114がルート終了位置にある場合(ステップ420)には、ルート定義動作400が終わる(ステップ422)。ルート定義動作400の終了(ステップ422)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを記憶するステップを備えてもよい。
対象装置114がルート終了位置にない場合(ステップ424)には、対象装置114は、ルートを走行し続けて(ステップ426)、対象装置114の現在位置に関する位置情報が取得される(ステップ414)。ここで、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。さらに、一組の周波数及びオペレータ・リクエストの組み合わせを用いて位置情報が取得されてもよい。
動作モードが「記憶」モードでない場合(ステップ430)には、動作モードが「ライブ」モードであるかどうかを判定する(ステップ432)。動作モードが「ライブ」モードである場合(ステップ434)には、対象装置114は、教示モードに置かれ(ステップ436)、対象装置114の現在位置に関する位置情報が取得される(ステップ438)。対象装置114の現在位置に関する位置情報が走行装置102へ送信される(ステップ440)。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかを判定する(ステップ442)。対象がルート終了位置にある場合(ステップ444)には、ルート定義動作400が終わる(ステップ446)。ルート定義動作400の終わり(ステップ446)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信するステップを備えてもよい。
対象装置114がルート終了位置にない場合(ステップ448)には、対象装置114は、ルートを走行し続けて(ステップ450)、対象装置114の現在位置に関する位置情報が取得される(ステップ438)。ここで、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。さらに、一組の周波数及びオペレータ・リクエストの組み合わせを用いて位置情報が取得されてもよい。
動作モードが「ライブ」モードでない場合(ステップ452)には、動作モードが「リプレイ」モードであるかどうかを判定する(ステップ454)。動作モードが「リプレイ」モードである場合(ステップ456)には、対象装置114がリプレイ・モードに置かれ(ステップ460)、対象装置114は、リクエストしているデバイスにリプレイ・ファイル名に関して問い合わせる(ステップ462)。対象装置114は、リプレイ・ファイル名を受信して(ステップ464)、リプレイ・ファイルから位置情報を取得する(ステップ466)。取得された位置情報が走行装置102へ送信される(ステップ468)。
取得された位置情報がリプレイ・ファイル中の最後の位置情報であるかどうかを判定する判定を行う(ステップ470)。位置情報がリプレイ・ファイル中の最後の位置情報である場合(ステップ472)には、ルート定義動作400が終わる(ステップ474)。ここで、ルート定義動作400の終わり(ステップ474)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信するステップを備えてもよい。
取得された位置情報がリプレイ・ファイル中の最後の位置情報にない場合(ステップ476)には、対象装置114は、リプレイ・ファイルから次の位置情報を取得する(ステップ466)。本発明のいくつかの実施形態において、位置情報は、設定周波数においてリプレイされてもよい。また、設定周波数は、対象装置114から走行装置102へ通信されてもよい。また、走行装置102は、走行装置102が位置情報を受信したいと所望する周波数を対象装置114へ通信してもよい。さらに、対象装置114は、走行装置102からの送信リクエストを待機してもよい。
モードが「ライブ」又は「リプレイ」である場合、対象装置114は、対象装置114と走行装置102との間の接続が走行装置102によって終了されたかどうかを判定する(ステップ482)ためにモニタする。接続が終了した場合(ステップ484)には、方法400が終わる(ステップ486)。接続が終了していない場合(ステップ488)、接続終了のモニタリングが続く。
モードが「ライブ」又は「リプレイ」である場合、対象装置114は、走行装置102と対象装置114との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ490)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ492)には、方法400が終わる(ステップ494)。通信リンクが失われていない場合(ステップ496)には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
動作モードが「リプレイ」モードでない場合(ステップ498)には、方法400がエラー通信を伴って終了する(ステップ499)。
図5A〜5Dを参照して、走行装置102が対象装置114を追跡して、対象装置114によって定義された経路を走行する追跡動作500について説明する。本発明のいくつかの実施形態において、走行装置102は、対象装置114を対象装置114の後ろから追跡してもよく、これを「プル」追跡と呼ぶ。また、走行装置102は、対象装置114を対象装置114の前から追跡してもよく、これを「プッシュ」追跡と呼ぶ。
走行装置102又は対象装置114のいずれかが他方のデバイスとの接続を確立するために接続プロセスを開始する(ステップ502)。接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ504)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった(ステップ506)場合、追跡動作500が終了する(ステップ508)。また、接続が確立されなかった場合(ステップ506)、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
本発明の実施形態において、走行装置102と対象装置114との間の接続を確立するための接続プロセス(ステップ502)は、対象装置114及び走行装置102が追跡動作500に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。この場合、走行装置102及び/又は対象装置114に追跡動作500に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ506)、追跡動作500が終了する(ステップ508)。
走行装置102と対象装置114との間で接続が確立された(ステップ510)場合には、走行装置102は、追跡モードに置かれる(ステップ512)。走行装置102は、対象装置114から位置情報を受信して(ステップ514)、位置情報を記憶する(ステップ516)。走行装置102は、対象装置114から補足情報を受信して(ステップ518)、補足情報を記憶する(ステップ520)。補足情報としては、対象装置114及び/又は走行装置102が動作可能である環境についての情報(例えば、進行が許可されない立入禁止区域及び他の動作情報)、位置情報を補強するための情報(例えば、対象装置114上のカメラによって収集された、当技術分野で知られる画像強調、再構成及び理解方法を用いて解析されるとよい視覚的情報)、環境情報(例えば、気象条件、経路条件、及び精度を推測するために用いられるとよい他の環境情報、位置情報に関する他の信頼性情報)であり、他の補足情報を含んでもよい。
走行装置102は、対象装置114と走行装置102との間の距離を計算する(ステップ522)。
走行装置102と対象装置114との間の初期装置間距離条件が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ524)。
初期装置間距離条件は、走行装置102と対象装置114との間の初期装置間距離の設定値に基づく。初期装置間距離の設定値は、ステップ522で計算された距離が収まるべき距離の範囲であってもよい。また、初期装置間距離条件の判定は、計算された距離の最大装置間距離閾値及び最小装置間距離閾値との比較を備えてもよい。最大装置間距離閾値は、一定の予め定義された値であってもよいし、他の制約条件、例えば、環境条件、対象装置114の速さ、送信リンク強度及び他の制約条件に依存してもよい。最小装置間距離閾値は、一定の予め定義された値であってもよいし、他の制約条件、例えば、環境条件、対象装置114の速さ、送信リンク強度及び他の制約条件に依存してもよい。
初期装置間距離の設定値は、最小装置間距離のみに基づいてもよい。
また、初期装置間距離の設定値は、最大装置間距離のみに基づいてもよい。
初期装置間距離条件が満たされない場合(ステップ526)には、走行装置102は、所定の装置間距離を満たすために走行装置102の速度を調整する(ステップ527)。走行装置102は、対象装置114から位置情報を受信して(ステップ514)記憶し(ステップ516)、かつ補足情報を受信して(ステップ518)記憶し(ステップ520)続ける。走行装置102は、初期装置間距離条件が満たされる(ステップ528)まで対象装置114と走行装置102との間の距離を計算する(ステップ522)。
「プル」追跡の実施形態において、初期装置間距離条件が対象装置114と走行装置102との間の最小装置間距離を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ527)は、最小装置間距離が達成されるまで待機するステップを備えてもよい。また、「プル」追跡の実施形態において、初期装置間距離条件が対象装置114と走行装置102との間の最大装置間距離以下を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ527)の代わりに、対象装置114の進行の方向への速さを増加させてもよい。
「プッシュ」追跡の実施形態において、初期装置間距離条件が対象装置114と走行装置102との間の最小装置間距離を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ527)は、対象装置114の進行の方向への走行装置102の速さの増加を備えてもよい。代わりの「プッシュ」追跡の実施形態において、初期装置間距離条件が対象装置114と走行装置102との間の最大装置間距離以下を要求する条件である場合には、走行装置102の速度の調整(ステップ527)の代わりに、最小装置間距離が達成されるまで待機するステップを備えてもよい。
初期装置間距離条件が満たされる場合(ステップ528)には、走行装置102の現在位置に対する次の経路上位置情報が記憶された位置情報から読み出されて(ステップ530)、対応する補足情報がメモリ112から読み出される(ステップ532)。走行装置102は、次の経路上位置情報を用いてナビゲートし(ステップ534)、ナビゲーション・プロセスを助けるために対応する補足情報を用いてもよい。
「プル」追跡の実施形態において、走行装置102は、直近に読み出された位置情報によって定義された、次の位置とも呼ばれる、位置に向ってナビゲートする(ステップ534)。当業者は、直近に読み出された位置情報によって定義された位置への走行装置102のナビゲーション(ステップ534)をもたらすナビゲーション能力を提供するために利用可能な、当技術分野で知られた多数の自律ナビゲーション・アルゴリズム、例えば、ピュア・パスート経路追跡及び他のアルゴリズムを用いてもよい。
「プッシュ」追跡の実施形態において、走行装置102は、直近に読み出された位置情報によって定義されたヘディング及び変位を用いて、次の位置とも呼ばれる、位置に向ってナビゲートする(ステップ534)。次の位置は、直近に読み出された位置情報を用いて算出されたヘディング及び変位を用いて前の位置に対して定義された位置であってもよい。当業者は、次の位置への走行装置102のナビゲーション534をもたらすナビゲーション能力を提供するために利用可能な、当技術分野で知られた多数の自律ナビゲーション・アルゴリズム、例えば、ピュア・パスート経路追跡及び他のアルゴリズムを用いてもよい。
次の位置へナビゲートしている間に、走行装置102は、位置情報を受信し(ステップ536)、補足情報を受信し(ステップ537)、受信された位置情報を記憶し(ステップ538)、受信された補足情報を記憶し(ステップ539)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ540)続ける。
所定の装置間距離条件が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ544)。本発明のいくつかの実施形態において、走行装置102がナビゲートしているときに行われる、所定の装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ544)の方法は、走行装置102が対象装置114を最初に追跡し始めているときに行われる、初期装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ524)の方法と同じであってもよい。また、走行装置102がナビゲートしているときに行われる、所定の装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ544)の方法は、走行装置102が対象装置114を最初に追跡し始めているときに行われる、初期装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ524)の方法とは異なる方法であってもよい。
所定の装置間距離条件が満たされる(ステップ546)場合には、走行装置102は、直近に読み出された位置情報を用いてナビゲートし(ステップ534)、位置情報を受信して(ステップ536)記憶し(ステップ538)、補足情報を受信して(ステップ537)記憶し(ステップ539)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ540)続ける。
デバイス装置間距離条件が満たされない(ステップ548)場合には、走行装置102は、所定の装置間距離を維持することを目指して、適宜、その速度を調整し(ステップ550)、次に、直近に読み出された位置情報を用いてナビゲートし(ステップ534)、位置情報を受信して(ステップ536)記憶し(ステップ538)、補足情報を受信して(ステップ537)記憶し(ステップ539)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ540)続ける。
走行装置102は、走行装置102が次の位置に到着したかどうかを判定する(ステップ552)ためにモニタする。走行装置102が次の位置に到着していない場合(ステップ556)には、走行装置102は、次の位置へナビゲートし(ステップ534)、位置情報を受信して(ステップ536)記憶し(ステップ538)、補足情報を受信して(ステップ537)記憶し(ステップ539)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ540)続ける。
走行装置102が次の位置に到着した(ステップ554)場合には、走行装置102は、記憶された位置情報から走行装置102の現在位置に対する次の経路上位置情報を読み出して(ステップ530)、追跡動作500が続く。
走行装置102は、対象装置114と走行装置102との間の接続が対象装置114によって終了されたかどうかを判定する(ステップ560)ためにモニタする。接続が終了した(ステップ562)場合には、追跡動作500が終わる(ステップ564)。接続が終了していない(ステップ568)場合、接続終了のモニタリングが続く。
走行装置102は、走行装置102と対象装置114との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ570)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ572)には、追跡動作500が終わる(ステップ574)。通信リンクが失われていない(ステップ576)場合には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
図6A〜6Fを参照して、走行装置102によって走行されることになる経路を対象装置114が定義するルート定義動作600について説明する。対象装置114は、追跡動作を行うためのリクエストを受信する(ステップ602)。リクエストは、走行装置102からであってもよく、対象装置114において生成されたリクエスト又は遠隔コンピューティングデバイスにおいて生成されたリクエストであってもよい。対象装置114は、動作モードに関して、リクエストを送ったデバイスに問い合わせる(ステップ604)。対象装置114は、リクエストを行ったデバイスから動作モードを受信する(ステップ606)。
リクエストされた動作モードを判定するために判定が行われる(ステップ608)。動作モードが「記憶」モードである場合(ステップ610)には、対象装置114は、記憶モードに置かれる(ステップ612)。対象装置114の現在位置が取得される(ステップ614)。関連する補足情報が取得される(ステップ615)。対象装置114に関する現在位置情報が記憶され(ステップ616)、関連する補足情報が記憶される(ステップ617)。ここで、位置情報及び補足情報は、対象装置114上もしくはサーバ又は他の非局所記憶装置上に記憶されてもよい。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかを判定するための判定が行われる(ステップ618)。対象がルート終了位置にある場合(ステップ620)には、ルート定義動作600が終わる(ステップ622)。ルート定義動作600の終わり622は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを記憶するステップを備えてもよい。
対象装置114がルート終了位置にない(ステップ624)場合には、対象装置114は、ルートを走行し続けて(ステップ626)、対象装置114の現在位置に関する位置情報が取得されて(ステップ614)、ルート定義動作600がそこから続く。ここで、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによる、位置情報がユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。
動作モードが「記憶」モードでない場合(ステップ630)には、動作モードが「ライブ」モードであるかどうかを判定するために判定が行われる(ステップ632)。動作モードが「ライブ」モードである場合(ステップ634)には、対象装置114は、教示モードに置かれて(ステップ636)、対象装置114の現在位置に関する位置情報が取得され(ステップ638)、関連する補足情報が取得される(ステップ639)。対象装置114の現在位置に関する位置情報が走行装置102へ送信されて(ステップ640)、補足情報が走行装置102へ送信される(ステップ641)。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかを判定する(ステップ642)。対象がルート終了位置にある場合(ステップ644)には、ルート定義動作600が終わる(ステップ646)。ルート定義動作600の終わり(ステップ646)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信するステップを備えてもよい。
対象装置114がルート終了位置にない(ステップ648)場合には、対象装置114は、ルートを走行し続けて(ステップ650)、対象装置114の現在位置に関する位置情報が取得され(ステップ638)、補足情報が取得されて(ステップ639)、ルート定義動作600がそこから続く。ここで、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。
動作モードが「ライブ」モードでない場合(ステップ652)には、動作モードが「リプレイ」モードであるかどうかを判定する(ステップ654)。動作モードが「リプレイ」モードである場合(ステップ656)には、対象装置114がリプレイ・モードに置かれて(ステップ660)、対象装置114は、リクエストしているデバイスにリプレイ・ファイル名に関して問い合わせる(ステップ662)。対象装置114は、リプレイ・ファイル名を受信して(ステップ664)、リプレイ・ファイルから位置情報を取得し(ステップ666)、リプレイ・ファイルから関連する補足情報を取得する(ステップ667)。取得された位置情報が走行装置102へ送信されて(ステップ668)、取得された補足情報が送信される(ステップ669)。
位置情報がリプレイ・ファイル中の最後に利用可能な位置情報であるかどうかを判定する(ステップ670)。位置情報がリプレイ・ファイル中の最後に利用可能な位置情報である場合(ステップ672)には、ルート定義動作600が終わる(ステップ674)。ルート定義動作600の終わり674は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信するステップを備えてもよい。
位置情報がリプレイ・ファイル中の最後に利用可能な位置情報でない場合(ステップ676)には、対象装置114は、リプレイ・ファイルから次の位置情報を取得して(ステップ666)、ルート定義動作600が続く。位置情報は、設定周波数においてリプレイされてもよい。また、設定周波数は、対象装置114から走行装置102へ通信されてもよい。また、走行装置102は、走行装置102が位置情報を受信したいと所望する周波数を対象装置114へ通信してもよい。さらに、対象装置114は、走行装置102からの送信リクエストを待機してもよい。
モードが「ライブ」又は「リプレイ」である場合、対象装置114は、対象装置114と走行装置102との間の接続が走行装置102によって終了されたかどうかを判定する(ステップ680)ためにモニタする。接続が終了した場合(ステップ682)には、ルート定義動作600が終わる(ステップ684)。接続が終了していない(ステップ686)場合、接続終了のモニタリングが続く。
モードが「ライブ」又は「リプレイ」である場合、対象装置114は、走行装置102と対象装置114との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ690)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ692)には、ルート定義動作600が終わる(ステップ694)。通信リンクが失われていない(ステップ696)場合には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
動作モードが「リプレイ」モードでない場合(ステップ698)には、ルート定義動作600がエラー通信を伴って終了する(ステップ699)。
本発明のいくつかの実施形態において、走行装置102は、対象装置114を対象装置114のすぐ後ろから追跡しなくてもよい。対象装置114及び走行装置102が同じか又は同様の地形を走行することが可能でない場合(例えば、対象装置114が陸上をナビゲートし、走行装置102が水上をナビゲートする場合)、オフセットが必要なことがある。かかる状況では、汀線に沿って移動している間に川又は湖における経路を定義することが望ましいであろう。他の例では、表面上のデバイスが表面下に沈んだ走行装置102に対する対象装置114であってもよく、例えば、ボート対象装置114及び潜水可能な走行装置102、又は例えば、掘削用途における、地表対象装置114及び地下走行装置102であってもよい。かかる状況では、対象装置114と走行装置102との間の空間的関係を最初に確立して、対象装置114が経路を走行するにつれてその関係を維持することが望ましいであろう。
ここで、空間的関係とは、走行装置102、対象装置114との相対的な位置関係をいう。例えば、方位、方角、向き、高度、距離といった内容から、2つの装置の位置関係を、空間的関係としている。
空間的関係の確立は、走行装置102と対象装置114との接続を確立したときにしてもよいし、所定の動作(例えば、空間的関係を確立するためのボタンを走行装置102及び/又は対象装置114に備え、当該ボタンを押下する)によって確立してもよい。この場合の相対的な位置関係は、走行装置102と対象装置114との間で接続を確立したときの電波状況から求めてもよいし、装置間距離や補助情報などを用いてもよい。
もしくは、走行装置102と対象装置114との相対的な位置関係を予め設定してもよい。この場合の位置関係は、例えば、走行装置102は対象装置114から南に10m離れているといったような予め定めた設定値を用いればよい。
図7A〜7Dを参照して、走行装置102が上記のような状況で対象装置114を追跡して、対象装置114によって定義された経路を走行する、追跡動作700について説明する。走行装置102は、対象装置114を後ろから追跡してもよく、これを「プル」追跡と呼ぶ。また、走行装置102は、対象装置114を前から追跡してもよく、これを「プッシュ」追跡と呼ぶ。
走行装置102又は対象装置114のいずれかが他方のデバイスとの接続を確立するために接続プロセスを開始する(ステップ702)。接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ704)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった場合(ステップ706)、追跡動作700が終了する(ステップ708)。接続が確立されなかった場合(ステップ706)、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
本発明のいくつかの実施形態において、走行装置102と対象装置114との間の接続を確立する(ステップ702)ための接続プロセスは、対象装置114及び走行装置102が追跡動作700に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。この場合、走行装置102及び/又は対象装置114に追跡動作700に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ706)、追跡動作700が終了する(ステップ708)。
走行装置102と対象装置114との間で接続が確立された場合(ステップ710)には、走行装置102は、追跡モードに置かれて(ステップ712)、走行装置102と追跡者デバイスとの間の空間的関係が確立され、設定される(ステップ714)。走行装置102は、対象装置114から位置情報を受信して(ステップ716)、走行装置102は、対象装置114から進行情報を受信する(ステップ718)。これらの受信した情報は一時的又は蓄積的に記憶される。
進行情報及び対象装置114と走行装置102との間の空間的関係は、受信された位置情報を調整して(ステップ720)、走行装置102と対象装置114との間の所定の空間的関係を維持するための、受信された位置情報に対応する、走行装置102の経路位置情報の生成に用いられる。
すなわち、対象装置114と、走行装置102との空間的関係に対して、受信された位置情報が装置位置情報に変換されてもよい。この変換された装置位置情報は、走行装置102の経路位置情報の生成に用いられ、走行制御が行われる。
具体的には、対象装置114と、走行装置102と、それぞれの位置情報を利用し、設定されている空間的関係と、現在受信された位置情報から判定される空間的関係とを装置位置情報は示すことになる。このとき、相対的なずれを示しても良いし、絶対的な位置を示しても良い。
例えば、空間的関係では、走行装置102は、対象装置114の右方向10度、前方10mの位置にいるとする。ここで、対象装置114から受信された位置情報に基づいて、走行装置102の位置情報と比較すると、走行装置102は、対象装置114の右方向に5度、前方8mの位置にいるとする。この場合、右方向に−5度、前方に−2mのずれがあるため、装置位置情報に変換されてもよい。
走行装置102は、調整された位置情報又は変換された装置位置情報を記憶して(ステップ722)、対象装置114と走行装置102との間の距離を算出する(ステップ724)。
走行装置102と対象装置114との間の初期装置間距離条件が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ726)。
初期装置間距離条件は、走行装置102と対象装置114との間の初期装置間距離の設定値に基づく。初期装置間距離の設定値は、ステップ724で計算された距離が収まるべき距離の範囲であってもよい。また、初期装置間距離条件の判定は、計算された距離の最大装置間距離閾値及び最小装置間距離閾値との比較を備えてもよい。最大装置間距離閾値は、一定の予め定義された値であってもよいし、他の制約条件、例えば、環境条件、対象装置114の速さ、送信リンク強度及び他の制約条件に依存してもよい。最小装置間距離閾値は、一定の予め定義された値であってもよいし、他の制約条件、例えば、環境条件、対象装置114の速さ、送信リンク強度及び他の制約条件に依存してもよい。
初期装置間距離の設定値は、最小装置間距離のみに基づいてもよい。
また、初期装置間距離の設定値は、最大装置間距離のみに基いてもよい。
初期装置間距離条件が満たされない場合(ステップ728)には、走行装置102は、所定の装置間距離を満たすためにその速度を調整する(ステップ729)。走行装置102は、初期装置間距離条件が満たされるまで、対象装置114から位置情報を受信し(ステップ716)、対象装置114から進行情報を受信し(ステップ718)、走行装置102と対象装置114との間の所定の空間的関係を維持するための、受信された位置情報に対応する、走行装置102経路位置情報を作り出すために受信された位置情報を調整し(ステップ720)、調整された位置情報を記憶し(ステップ722)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ724)続ける。すなわち、上述したように、位置情報から変換された装置位置情報を利用することにより、装置間距離を算出してもよい。
初期装置間距離条件が満たされる場合(ステップ730)には、走行装置102の現在位置に対する次の経路上位置情報が記憶された位置情報から読み出されて(ステップ732)、走行装置102は、これらの直近に読み出された位置情報によって定義された、次の位置とも呼ばれる、位置に向かってナビゲートする(ステップ734)。当業者は、直近に読み出された位置情報によって定義された位置への走行装置102のナビゲーション734をもたらすナビゲーション能力を提供するために利用可能な、当技術分野で知られた多数の自律ナビゲーション・アルゴリズム、例えば、ピュア・パスート経路追跡及び他のアルゴリズムを用いてもよい。
直近に読み出された位置情報によって定義された位置へナビゲートしている間に、走行装置102は、対象装置114から位置情報を受信し(ステップ736)、対象装置114から進行情報を受信し(ステップ738)、走行装置102と対象装置114との間の所定の空間的関係を維持する、受信された位置情報に対応する、走行装置102は経路位置情報を作り出すために受信された位置情報を調整し(ステップ740)、調整された位置情報を記憶し(ステップ742)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ744)続ける。
所定の装置間距離条件が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ746)。本発明のいくつかの実施形態において、走行装置102がナビゲートしているときに行われる、所定の装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ746)の方法は、走行装置102が対象装置114を最初に追跡し始めているときに行われる、初期装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ726)の方法と同じであってもよい。また、走行装置102がナビゲートしているときに行われる、所定の装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ746)の方法は、走行装置102が対象装置114を最初に追跡し始めているときに行われる、初期装置間距離条件が満たされるか否かの判定(ステップ726)の方法とは異なる方法であってもよい。
所定の装置間距離条件が満たされる場合(ステップ748)には、走行装置102は、直近に読み出された位置情報によって定義された位置へナビゲートし(ステップ734)、対象装置114から位置情報を受信し(ステップ736)、対象装置114から進行情報を受信し(ステップ738)、走行装置102と対象装置114との間の所定の空間的関係を維持する、受信された位置情報に対応する、走行装置102経路位置情報を作り出すために受信された位置情報を調整し(ステップ740)、調整された位置情報を記憶し(ステップ742)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ744)続ける。
所定の装置間距離条件が満たされない場合(ステップ750)には、走行装置102は、所定の装置間距離を維持することを目指して、適宜、その速度を調整し(ステップ752)、次に、直近に読み出された位置情報によって定義された位置へナビゲートし(ステップ734)、対象装置114から位置情報を受信し(ステップ736)、対象装置114から進行情報を受信し(ステップ738)、走行装置102と対象装置114との間の所定の空間的関係を維持する、受信された情報に対応する、走行装置102経路位置情報を作り出すために受信された位置情報を調整し(ステップ740)、調整された座標を記憶し(ステップ742)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ744)続ける。
走行装置102は、走行装置102が次の位置に到着したかどうかを判定する(ステップ754)ためにモニタする。走行装置102が次の位置に到着していない場合(ステップ756)には、走行装置102は、次の位置へナビゲートし(ステップ734)し、対象装置114から位置情報を受信し(ステップ736)、対象装置114から進行情報を受信し(ステップ738)、走行装置102と対象装置114との間の所定の空間的関係を維持するための、受信された位置情報に対応する、走行装置102経路位置情報を作り出すために受信された位置情報を調整し(ステップ740)、調整された位置情報を記憶し(ステップ742)、かつ対象装置114と走行装置102との間の距離を計算し(ステップ744)続ける。
走行装置102が次の位置に到着した場合(ステップ758)には、走行装置102は、記憶された位置情報から走行装置102の現在位置に対する次の経路上位置情報を読み出して(ステップ732)、追跡動作700が続く。
走行装置102は、対象装置114と走行装置102との間の接続が対象装置114によって終了されたかどうかを判定する(ステップ760)ためにモニタする。接続が終了した(場合ステップ762)には、追跡動作700が終わる(ステップ764)。接続が終了していない場合(ステップ766)、接続終了のモニタリングが続く。
走行装置102は、走行装置102と対象装置114との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ770)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ772)には、追跡動作700が終わる(ステップ774)。通信リンクが失われていない場合(ステップ776)には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
図8A〜8Cを参照して、走行装置102によって走行されることになる経路を対象装置114が定義するルート定義動作800を備えてもよい。走行装置102又は対象装置114のいずれかが他方のデバイスとの接続を確立する(ステップ802)ために接続プロセスを開始する。接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ804)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった(ステップ806)場合、ルート定義動作800が終了する(ステップ808)。接続が確立されなかった場合(ステップ806)、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
本発明のいくつかの実施形態において、走行装置102と対象装置114との間の接続を確立する(ステップ802)ための接続プロセスは、対象装置114及び/又は走行装置102がルート定義動作800に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。これらの例示的な実施形態において、いずれのデバイスもルート定義動作800に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ806)、ルート定義動作800が終了する(ステップ808)。
走行装置102と対象装置114との間で接続が確立された場合(ステップ810)には、対象装置114は、教示モードに置かれ(ステップ812)、走行装置102と追跡者デバイスとの間の空間的関係が確立される(ステップ814)。対象装置114の現在位置に関する位置情報及び対象装置114の現在の進行情報(進行方向、進行方位、進行速度等)が取得される(ステップ816)。対象装置114の現在位置に関する位置情報及び対象装置114の現在の進行情報が走行装置102へ送信される(ステップ818)。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかが判定される(ステップ820)。対象がルート終了位置にある場合(ステップ822)には、ルート定義動作800が終わる(ステップ824)。ルート定義動作800の終わり(ステップ824)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信するステップを備えてもよい。
対象装置114がルート終了位置にない場合(ステップ826)には、対象装置114は、ルートを走行し続けて(ステップ828)、対象装置114の現在位置に関する位置情報及び対象装置114の現在の進行情報が取得される(ステップ916)。本発明のいくつかの実施形態において、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。
対象装置114は、対象装置114と走行装置102との間の接続が走行装置102によって終了されたかどうかを判定する(ステップ830)ためにモニタする。接続が終了した場合(ステップ832)には、ルート定義動作800が終わる(ステップ834)。接続が終了していない場合(ステップ836)、接続終了のモニタリングが続く。
対象装置114は、走行装置102と対象装置114との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ840)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ842)には、ルート定義動作800が終わる(ステップ844)。通信リンクが失われていない場合(ステップ846)には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
図9A〜9Fを参照して、走行装置102によって走行されることになる経路を対象装置114が定義するルート定義動作900について説明する。対象装置114は、追跡動作を行うためのリクエストを受信する(ステップ902)。リクエストは、走行装置102からであってもよく、対象装置114において生成されたリクエスト又は遠隔コンピューティングデバイスにおいて生成されたリクエストであってもよい。対象装置114は、リクエストを送ったデバイスに、動作モードに関して問い合わせる(ステップ904)。対象装置114は、リクエストを行ったデバイスから動作モードを受信する(ステップ906)。
リクエストされた動作モードが「記憶」モードであるかどうかを判定する(ステップ908)。動作モードが「記憶」モードである場合(ステップ910)には、対象装置114は、記憶モードに置かれる(ステップ912)。対象装置114の現在位置が取得される(ステップ914)。対象装置114の現在位置の位置情報が記憶される(ステップ916)。ここで、位置情報は、対象装置114上もしくはサーバ又は他の非局所記憶装置上に記憶されてもよい。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかを判定する(ステップ918)。対象装置114がルート終了位置にある場合(ステップ920)には、ルート定義動作900が終わる(ステップ922)。ルート定義動作900の終わり(ステップ922)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを記憶するステップを備えてもよい。
対象装置114がルート終了位置にない場合(ステップ924)には、対象装置114は、ルートを走行し続けて(ステップ926)、対象装置114の現在位置の位置情報が取得され(ステップ914)、ルート定義動作900が続く。ここで、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。
動作モードが「記憶」モードでない場合(ステップ930)には、動作モードが「ライブ」モードであるかどうかを判定する(ステップ932)。動作モードが「ライブ」モードである場合(ステップ934)には、対象装置114は、教示モードに置かれ(ステップ636)、走行装置102と対象装置114との間の空間的関係が確立される(ステップ938)。対象装置114の現在位置に関する位置情報及び対象装置114の現在の進行情報が取得されて(ステップ940)、走行装置102へ送信される(ステップ942)。
対象装置114がルート終了位置にあるかどうかを判定する(ステップ944)。対象がルート終了位置にある場合(ステップ946)には、ルート定義動作900が終わる(ステップ948)。ルート定義動作900の終わり(ステップ948)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信するステップを備えてもよい。
対象装置114がルート終了位置にない場合(ステップ950)には、対象装置114は、ルートを走行し続ける(ステップ952)。対象装置114の現在位置に関する位置情報及び対象装置114の現在の進行情報が取得されて(ステップ940)、ルート定義動作900が続く。ここで、位置情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置114と相互作用することによって、位置情報が取得されることをリクエストしてもよい。
動作モードが「ライブ」モードでない場合(ステップ954)には、動作モードが「リプレイ」モードであるかどうかを判定する(ステップ956)。動作モードが「リプレイ」モードである場合(ステップ958)には、対象装置114が教示モードに置かれ(ステップ960)、対象装置114は、リクエストしているデバイスにリプレイ・ファイル名に関して問い合わせる(ステップ962)。対象装置114は、リプレイ・ファイル名を受信する(ステップ964)。走行装置102と対象装置114との間の空間的関係が確立される(ステップ966)。位置情報及び進行情報がリプレイ・ファイルから取得される(ステップ968)。取得された位置情報及び進行情報が送信される(ステップ970)。
最終位置情報及び進行情報がリプレイ・ファイルから読み出されたかどうかを判定する(ステップ972)。最終座標及び進行情報がルート終了位置において読み出された場合(ステップ974)には、ルート定義動作900が終わる(ステップ975)。ルート定義動作900の終わり(ステップ975)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータを走行装置102へ送信するステップを備えてもよい。
最終位置情報及び進行情報が受信されなかった場合(ステップ978)には、対象装置114は、リプレイ・ファイルから次の位置情報を取得して(ステップ968)、ルート定義動作900が続く。ここで、位置情報は、設定周波数においてリプレイされてもよい。また、設定周波数は、対象装置114から走行装置102へ通信されてもよい。また、走行装置102は、走行装置102が位置情報を受信したいと所望する周波数を対象装置114へ通信してもよい。さらに、対象装置114は、走行装置102からの送信リクエストを待機してもよい。
対象装置114は、対象装置114と走行装置102との間の接続が走行装置102によって終了されたかどうかを判定する(ステップ982)ためにモニタする。接続が終了した場合(ステップ984)には、ルート定義動作900が終わる(ステップ986)。接続が終了していない(ステップ988)場合、接続終了のモニタリングが続く。
対象装置114は、走行装置102と対象装置114との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ990)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ992)には、ルート定義動作900が終わる(ステップ994)。通信リンクが失われていない場合(ステップ996)には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
動作モードが「リプレイ」モードでない場合(ステップ998)には、プロセスがエラー通信を伴って終了する(ステップ999)。
[2.第2実施形態]
[2.1 全体構成]
第2実施形態は、ナビゲーションシステムをクライアント・サーバ方式によって実現する実施形態である。図10は、本発明を適用した走行装置の走行制御システム1000の外観を示した図である。走行装置の走行制御システム1000は、経路とも呼ばれる、ルートをナビゲートすることが可能な走行装置1002を備える。走行装置1002は、自律ナビゲーション車両、ロボット及び他の走行装置を含む。走行装置1002は、環境及び/又は周囲条件をセンシングするための1又は複数のオンボード・センサ1004と、ナビゲーション関連情報を提供し、解析するための1又は複数のナビゲーション・デバイス1006と、走行装置1002の制御された動きをもたらすための1又は複数の制御システム1008と、位置情報を受信し、位置及びセンサ情報を送信するための受信/送信コンポーネント1010と、情報及びセンサ情報を記憶するためのメモリ1012とを備える。
走行装置の走行制御システム1000は、位置情報を収集するための収集コンポーネント1016と、位置情報を記憶するための記録コンポーネント1018と、位置情報及び1又は複数のオンボード・センサ1022によって取得されたセンサ情報をサーバシステム1024へ送信するための送信コンポーネント1020とを備える対象装置1014をさらに備える。位置情報は、経度及び緯度情報(例えば、GPS座標及び他の経度及び緯度情報)や、固定位置に対する変位及び進行情報ならびに他の位置情報を含んでもよい。
走行装置の走行制御システム1000は、サーバシステム1024をさらに備える。サーバシステム1024は、対象装置1014及び走行装置1002から位置情報及びセンサ情報を受信するための受信コンポーネント1026と、走行装置1002へ位置情報を送信するための送信コンポーネント1028とを備える。サーバシステム1024は、情報を記憶するためのメモリ1030及び本明細書における実施形態に従って情報を処理するためのプロセッサ1032をさらに備えてもよい。
[2.2 処理の流れ]
図11A〜11Dを参照して、走行装置1002が上記のような状況で対象装置1014を追跡して、対象装置1014によって定義された経路を走行する、追跡動作1100について説明する。走行装置1002は、対象装置1014を後ろから追跡してもよく、これを「プル」追跡と呼ぶ。走行装置1002は、対象装置1014を前から追跡してもよく、これを「プッシュ」追跡と呼ぶ。
走行装置1002又は対象装置1014のいずれかがサーバシステムを介して他方のデバイスとの接続を確立するために接続プロセスを開始する(ステップ1102)。接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ1104)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった場合(ステップ1106)、追跡動作1100が終了する(ステップ1108)。接続が確立されなかった場合(ステップ1106)、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
本発明の実施形態において、サーバシステム1024を介して走行装置1002と対象装置1014との間の接続を確立するための接続プロセスは、対象装置1014及び走行装置1002が追跡動作1100に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。この場合、走行装置1002及び/又は対象装置1014に追跡動作1100に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ1106)、追跡動作1100が終了する(ステップ1108)。
接続が走行装置1002と対象装置1014との間で確立される(ステップ1110)場合には、走行装置1002は、追跡モードに置かれる(ステップ1112)。走行装置1002は、サーバシステム1024から、走行装置1002が対象装置1014に対して所定の関係を維持するために走行しなければならないルート上の位置を記述した、走行装置・ルート位置を記述した位置情報を受信する(ステップ1114)。走行装置1002は、位置情報を記憶する(ステップ1116)。走行装置1002は、対象装置1014と走行装置1002との間の距離が初期装置間距離条件を満たすか否かを示す装置間距離フラグを受信する(ステップ1118)。走行装置1002と対象装置1014との間の初期装置間距離条件が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ1120)。判定は、装置間距離フラグの検査を備えてもよい。
初期装置間距離条件が満たされない場合(ステップ1122)には、初期装置間距離を満たすために対象装置1014と走行装置1002との相対速度が調整される(ステップ1123)。次に、走行装置1002は、初期装置間距離条件が満たされるまで、対象装置1014から位置情報を受信し(ステップ1114)、位置情報を記憶し(ステップ1116)、かつ装置間距離フラグを受信し(ステップ1118)続ける。
初期装置間距離条件が満たされる場合(ステップ1124)には、走行装置1002の現在位置に対する、次の経路上位置情報が記憶された位置情報から読み出されて(ステップ1126)、走行装置1002は、直近に読み出された位置情報によって定義された位置に向かってナビゲートする(ステップ1128)。当業者は、次の位置とも呼ばれる、直近に読み出された位置情報によって定義された位置への走行装置1002のナビゲーション1128をもたらすナビゲーション能力を提供するために利用可能な、当技術分野で知られた多数の自律ナビゲーション・アルゴリズム、例えば、ピュア・パスート経路追跡及び他のアルゴリズムを用いてもよい。
直近に読み出された位置情報によって定義された位置へナビゲートしている(ステップ1128)間に、走行装置1002は、サーバシステム1024へセンサ情報を送信して(ステップ1130)、走行装置1002は、位置情報を受信し(ステップ1132)、受信された位置情報を記憶し(ステップ1134)、かつ装置間距離フラグを受信し(ステップ1136)続ける。
所定の装置間距離条件が満たされるか否かについて判定が行われる(ステップ1138)。所定の装置間距離条件が満たされるかどうかを判定するために装置間距離フラグが検査されてもよい。
所定の装置間距離条件が満たされる場合(ステップ1138)には、走行装置1002は、直近に読み出された位置情報によって定義された位置へナビゲートし(ステップ1128)、センサ情報を送信し(ステップ1130)、位置情報を受信して(ステップ1132)記憶し(ステップ1134)し、かつ装置間距離フラグを受信し(ステップ1136)続ける。
所定の装置間距離条件が満たされない(ステップ1140)場合には、走行装置1002は、所定の装置間距離を維持することを目指して、適宜、その速度を調整する(ステップ1144)。また、対象装置1014及び走行装置1002は、それぞれの位置、方向、方位及び速さをサーバシステム1024へ通信してもよく、サーバシステム1024は、所定の装置間距離を維持するために各デバイスにとって最適な速度変化を一緒に判定してもよい。走行装置1002は、直近に読み出された位置情報によって定義された位置へナビゲートし(ステップ1128)、センサ情報を送信し(ステップ1130)、位置情報を受信し(ステップ1132)、位置情報を記憶し(ステップ1134)、かつ装置間距離フラグを受信し(ステップ1136)続ける。
走行装置1002は、走行装置1002が直近に読み出された位置情報によって定義された位置に到着したかどうかを判定する(ステップ1146)ためにモニタする。
走行装置1002が直近に読み出された位置情報によって定義された位置に到着していない場合(ステップ1148)には、走行装置1002は、直近に読み出された位置情報によって定義された位置へナビゲートし(ステップ1128)、センサ情報を送信し(ステップ1130)、位置情報を受信し(ステップ1132)、位置情報を記憶し(ステップ1134)、かつ装置間距離フラグを受信し(ステップ1136)続ける。
走行装置1002が直近に読み出された位置情報によって定義された位置に到着した場合(ステップ1150)には、走行装置1002は、記憶された位置情報から、走行装置1002の現在位置に対する、次の経路上位置情報を読み出して(ステップ1126)、追跡動作1100が続く。
走行装置1002は、走行装置1002とサーバシステム1024との間の接続がサーバシステム1024によって終了されたかどうかを判定する(ステップ1152)ためにモニタする。接続が終了した場合(ステップ1154)には、追跡動作1100が終わる(ステップ1156)。接続が終了していない場合(ステップ1158)、接続終了のモニタリングが続く。
走行装置1002は、走行装置1002と対象装置1014との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ1160)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ1162)には、追跡動作1100が終わる(ステップ1164)。通信リンクが失われていない場合(ステップ1166)には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
図12A〜12Cを参照して、走行装置1002によって走行されることになる経路を対象装置1014が定義するルート定義動作1200を備えてもよい。走行装置1002又は対象装置1014のいずれかがサーバシステム1024を介して他方のデバイスとの接続を確立するために接続プロセスを開始する(ステップ1202)。接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ1204)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった(ステップ1206)場合、ルート定義動作1200が終了する(ステップ1208)。接続が確立されなかった(ステップ1206)場合、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
走行装置1002と対象装置1014との間の接続を確立するための接続プロセスは、対象装置1014及び走行装置1002がルート定義動作1200に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。この場合、走行装置1002及び/又は対象装置1014に追跡動作に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ1206)、ルート定義動作1200が終了する(ステップ1208)。
接続が走行装置1002と対象装置1014との間で確立される場合(ステップ1210)には、対象装置1014は、教示モードに置かれ(ステップ1212)、対象装置1014の現在位置を記述する位置情報が取得される(ステップ1214)。対象装置1014の現在位置に関する位置情報がサーバシステム1024へ送信される(ステップ1216)。センサ情報がオンボード・センサから取得されて(ステップ1218)、そのセンサ情報がサーバシステム1024へ送信される(ステップ1220)。
対象装置1014がルート終了位置にあるかどうかを判定する(ステップ1222)。対象がルート終了位置にある(ステップ1224)場合には、ルート定義動作1200が終わる(ステップ1226)。本発明のいくつかの実施形態において、ルート定義動作1200の終わり(ステップ1226)は、ルート終了フラグ、又は他のインジケータをサーバシステム1024へ送信するステップを備えてもよい。
対象装置1014がルート終了位置にない場合(ステップ1228)には、対象装置1014は、ルートを走行し続けて(ステップ1230)、対象装置1014の現在位置に関する位置情報が取得され(ステップ1214)、ルート定義動作1200が上記のように続く。ここで、位置情報及びセンサ情報は、設定周波数において取得されてもよい。また、オペレータによるユーザ入力(例えば、ボタン押し、メニュー選択、トリガのアクティブ化及び他のユーザ入力メカニズム)を通じて対象装置1014と相互作用することによって、位置情報及び/又はセンサ情報が取得されることをリクエストしてもよい。
対象装置1014は、対象装置1014とサーバシステム1024との間の接続が終了されたかどうかを判定する(ステップ1240)ためにモニタする。接続が終了した場合(ステップ1242)には、ルート定義動作1200が終わる(ステップ1244)。接続が終了していない場合(ステップ1246)、接続終了のモニタリングが続く。
対象装置1014は、サーバシステム1024と対象装置1014との間の通信リンクが失われたかどうかを判定する(ステップ1250)ためにモニタする。通信リンクが失われた場合(ステップ1252)には、ルート定義動作1200が終わる(ステップ1254)。通信リンクが失われていない場合(ステップ1256)には、通信リンク完全性のモニタリングが続く。
図13を参照して、走行装置1002が走行するための経路をサーバシステム1024が対象装置1014から受信された情報に基づいて決定する追跡動作1300について説明する。サーバシステム1024は、走行装置1002又は対象装置1014のいずれかから接続リクエストを受信する(ステップ1302)。サーバシステム1024は、対象装置1014へ接続し(ステップ1304)、サーバシステム1024は、走行装置1002へ接続する(ステップ1306)。
接続が確立されたか否かについて判定が行われる(ステップ1310)。接続が、例えば、特権問題、通信リンク問題、電力問題及び接続障害の他の理由に起因して確立されなかった場合(ステップ1312)、追跡動作1300が終了する(ステップ1314)。接続が確立されなかった場合(ステップ1314)、接続を確立するための追加の試みが、終了条件が満たされるまで(例えば、予め定義された一定数に至るまで接続を試行する、タイムアウトが生じる、リクエストしているデバイスがリクエスト及び他の終了条件を撤回する)行われてもよい。
本発明のいくつかの実施形態において、走行装置1002とサーバシステム1024との間及び対象装置1014とサーバシステム1024との間の接続を確立するための接続プロセスは、対象装置1014及び走行装置1002が追跡動作1300に参加するのに十分な特権を各々が有することを検証するための認証プロセスを備えてもよい。この場合、いずれのデバイスも追跡動作に参加するための権限を与えられない場合、接続が確立されず(ステップ1312)、追跡動作1300が終了する(ステップ1314)。
接続が行われた(ステップ1316)場合、サーバシステム1024は、対象装置1014から位置情報を受信して(ステップ1318)、対象装置1014から補足情報を受信する(ステップ1320)。補足情報の例は、対象及び/又は走行装置1002が動作可能である環境についての情報(例えば、進行が許可されない立入禁止区域及び他の動作情報)位置データを補強するための情報(例えば、対象装置1014上のカメラによって収集された、当技術分野で知られる画像強調、再構成及び理解方法を用いて解析されるとよい視覚情報)、環境情報(例えば、気象条件、経路条件、及び精度を推測するために用いられるとよい他の環境情報、位置情報に関する他の信頼性情報)、ならびに他の補足情報を含む。補足情報は、対象装置1014のオンボード・センサからのセンサ情報を備えてもよい。
サーバシステム1024は、走行装置1002から位置情報を受信して(ステップ1322)、走行装置1002から補足情報を受信する(ステップ1324)。補足情報の例は、対象及び/又は走行装置1002が動作してもよい環境についての情報(例えば、進行が許可されない立入禁止区域及び他の動作情報)、位置データを補強するための情報(例えば、対象装置1014上のカメラによって収集された、当技術分野で知られる画像強調、再構成及び理解方法を用いて解析されるとよい視覚情報)、環境情報(例えば、気象条件、経路条件、及び精度を推測するために用いられるとよい他の環境情報、位置情報に関する他の信頼性情報)、ならびに他の補足情報を含む。補足情報は、走行装置1002のオンボード・センサ1004からのセンサ情報を備えてもよい。
サーバシステム1024は、対象装置1014位置に対応する走行装置・ルート位置(所望位置)を計算する(ステップ1326)。サーバシステム1024は、走行装置・ルート位置を計算する(ステップ1326)ために、対象装置1014からの位置情報ならびに走行装置1002及び対象装置1014の両方からの補足情報を用いる。
サーバシステム1024は、走行装置1002へ走行装置・ルート位置を送信する(ステップ1328)。
終了条件が満たされるか否か判定が行われる(ステップ1330)。終了条件が満たされる場合(ステップ1332)には、プロセス1300が終わる。終了条件としては、例えば、対象装置1014又は走行装置1002のいずれかからの終了リクエスト、サーバシステム1024と対象装置1014又は走行装置1002のいずれかとの間の接続の喪失、及び他の終了条件を含む。
[3.適用例]
上述した実施形態によれば、走行装置は、対象装置とある一定範囲の装置間距離を維持しつつ、走行することができる。これにより、例えば対象装置を後方から追跡するだけでなく、対象装置の前方や、横にいてもよい。また、対象装置が室内、走行装置が室外といった動作を行うことも可能となる。
また、走行装置は、走行装置自身が位置情報を取得しなくとも、対象装置が取得した位置情報を利用することにより、位置を管理することができる。すなわち、対象装置の位置情報をオフセットし、そこから速度、方向、方位、方角、高度といった進行情報を利用することにより、対象装置との相対的な位置関係を維持した状態で走行装置を移動させることができる。
また、走行装置は、対象装置の位置情報を利用する(例えば、各種情報に基づいて調整する)ことで、走行装置の位置情報を求めることができる。これにより、経路上を走行している場合に、目的地である位置(例えば、ウェイポイント)に到達したか否かを判定することができ、併せて適切に走行することができる。
また、対象装置を利用することにより、経路を設定することもできる。このとき、対象装置と、走行装置との相対的な位置関係である、空間的関係が認識可能であれば、対象装置を利用することで、走行装置の経路も設定することができる。
また、走行装置が位置情報を取得する場合、対象装置から受信した位置情報と比較し、空間的関係から位置情報を調整する。すなわち、空間的関係から目的地である次の位置情報も調整され、更新されることになり、適切に走行装置と対象装置とが追跡・同行することが可能となる。
また、走行装置は、1つに限られず複数配置されてもよい。この場合、対象装置を1つ利用すれば、複数の走行装置に対するルートの設定や、走行制御を行うといったことが可能となる。
また、実施形態でも説明した様に、対象装置は、走行装置であってもよいし、他の装置であってもよい。例えば、位置情報等が取得可能な携帯電話、スマートフォンにアプリケーションをインストールすることにより、対象装置として動作させてもよい。また、既存のカーナビゲーションシステムに、アプリケーションをインストールすることで、対象装置として動作させてもよい。
[4.変形例]
本発明の実施形態は、本発明の上記の実施形態からの特徴の組み合わせを備えてもよい。
本発明のいくつかの実施形態は、本明細書に記載される特徴及び方法のいずれかを行うようにコンピューティングシステムをプログラムするために用いられるとよい命令がその上/中に記憶されたコンピュータ可読記憶媒体を備える、コンピュータプログラム製品を備えてもよい。例示的なコンピュータ可読記憶媒体は、以下には限定されないが、フラッシュメモリデバイス、ディスク記憶媒体、例えば、フロッピーディスク、光ディスク、光磁気ディスク、デジタルバーサタイルディスク(DVD:Digital Versatile Disc)、コンパクトディスク(CD:Compact Disc)、マイクロドライブ及び他のディスク記憶媒体、リードオンリーメモリ(ROM:Read−Only Memory)、プログラマブルリードオンリーメモリ(PROM:Programmable ROM)、消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ(EPROM:Erasable PROM)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ(EEPROM:Electrically Erasable PROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM:Random−Access Memory)、ビデオランダムアクセスメモリ(VRAM:Video RAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM:Dynamic RAM)、ならびに命令及び/又はデータを記憶するのに適した任意のタイプの媒体もしくはデバイスを含んでもよい。
前述の明細書に採用された用語及び表現は、限定ではなく説明の用語としてそこに用いられ、かかる用語及び表現の使用には、図示され、記載された特徴又はそれらの部分の均等物を排除する意図はなく、本発明の範囲は、添付される特許請求の範囲によってのみ規定され、限定されることが認識される。
また、本実施形態の記載によれば対象物体を自律的に追跡するための方法及びシステムを備える。
また、本実施形態の記載によれば、走行装置の走行制御システムは、対象装置及び走行装置を備えてもよい。
また、本実施形態の記載によれば、走行装置は、対象装置から位置情報を受信して、位置情報に対応する位置へのナビゲーションを実施してもよい。
また、本実施形態の記載によれば、対象装置と走行装置との間の空間的関係が確立されてもよい。
また、本実施形態の記載によれば、走行装置は、対象装置から位置情報を受信して、位置情報に対応し、確立された空間的関係を維持する位置へのナビゲーションを実施してもよい。
また、本実施形態の記載によれば、対象装置から走行装置へ補足情報が送信されてもよい。
また、本実施形態の記載によれば、走行装置は、位置情報に対応する位置へのナビゲーションを実施するために補足情報を用いてもよい。
また、本実施形態の記載によれば、走行装置の走行制御システムは、対象装置、走行装置及びサーバシステムを備えてもよい。
また、本実施形態の記載によれば、対象装置は、サーバシステムへ位置情報を送信してもよい。
また、本実施形態の記載によれば、対象装置は、サーバシステムへ補足情報を送信してもよい。
また、本実施形態の記載によれば、サーバシステムは、走行装置へ位置情報を送信してもよい。
また、本実施形態の記載によれば、サーバシステムは、走行装置へ補足情報を送信してもよい。
100 走行制御システム
102 走行装置
104 オンボード・センサ
106 ナビゲーション・デバイス
108 制御システム
110 受信コンポーネント
112 メモリ
114 対象装置
116 収集コンポーネント
118 記録コンポーネント
120 送信コンポーネント

Claims (9)

  1. 対象装置と通信を確立して接続され、移動する前記対象装置を追跡する走行装置であって、
    前記対象装置との間の相対的な位置関係を示す空間的関係を設定する設定手段と、
    前記対象装置の現在位置に関する位置情報及び現在の進行情報を取得する取得部を備えた前記対象装置から、前記取得部で取得した前記対象装置の位置情報及び進行情報を受信する受信手段と、
    前記位置情報を前記空間的関係を維持するための位置情報に調整する位置情報調整手段と、
    前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶手段と、
    前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出手段と、
    前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶手段から次の前記調整された位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出し手段と、
    前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の前記調整された位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御手段と
    を備えることを特徴とする走行装置。
  2. 前記走行制御手段は、前記装置間距離が所定の条件を満たさない場合は、前記装置間距離及び/又は前記空間的関係を維持するために、速度を調整する制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の走行装置。
  3. 前記空間的関係は、前記走行装置が前記対象装置の前又は後ろにあることを特徴とする請求項1又は2に記載の走行装置。
  4. 前記対象装置から補足情報を受信する補足情報受信手段を更に備え、
    前記位置情報調整手段は、更に前記補足情報を用いて前記位置情報を調整することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の走行装置。
  5. 前記補足情報は、環境情報、進行が許可されない立入禁止区域情報、視覚的情報のうち、少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項4に記載の走行装置。
  6. 対象装置と、前記対象装置と通信を確立して接続され、移動する前記対象装置を追跡する走行装置とを有する走行制御システムであって、
    前記対象装置は、
    現在位置に関する位置情報を取得する位置情報取得手段と、
    現在の進行情報を取得する進行情報取得手段と、
    前記現在位置に関する位置情報及び前記現在の進行情報を送信する送信手段と、
    を備え、
    前記走行装置は、
    前記対象装置との間の相対的な位置関係を示す空間的関係を設定する設定手段と、
    前記対象装置から、前記位置情報及び前記進行情報を受信する受信手段と、
    前記位置情報を前記空間的関係を維持するための位置情報に調整する位置情報調整手段と、
    前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶手段と、
    前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出手段と、
    前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶手段から次の前記調整された位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出し手段と、
    前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の前記調整された位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御手段と
    を備えることを特徴とする走行制御システム。
  7. 対象装置と通信を確立して接続され、移動する前記対象装置を追跡する走行装置における走行制御方法であって、
    前記対象装置との間の相対的な位置関係を示す空間的関係を設定する設定ステップと、
    前記対象装置の現在位置に関する位置情報及び現在の進行情報を取得する前記対象装置から、前記対象装置の位置情報及び進行情報を受信する受信ステップと、
    前記位置情報を前記空間的関係を維持するための位置情報に調整する位置情報調整ステップと、
    前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶ステップと、
    前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出ステップと、
    前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶ステップから次の前記調整された位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出しステップと、
    前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の前記調整された位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御ステップと
    を含むことを特徴とする走行制御方法。
  8. 対象装置と、前記対象装置と通信を確立して接続され、移動する前記対象装置を追跡する走行装置とを有する走行制御システムにおける走行制御方法であって、
    前記対象装置は、
    現在位置に関する位置情報を取得する位置情報取得ステップと、
    現在の進行情報を取得する進行情報取得ステップと、
    前記現在位置に関する位置情報及び前記現在の進行情報を送信する送信ステップと、
    を含み、
    前記走行装置は、
    前記対象装置との間の相対的な位置関係を示す空間的関係を設定する設定ステップと、
    前記対象装置から、前記位置情報及び前記進行情報を受信する受信ステップと、
    前記位置情報を前記空間的関係を維持するための位置情報に調整する位置情報調整ステップと、
    前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶ステップと、
    前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出ステップと、
    前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶ステップから次の前記調整された位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出しステップと、
    前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の前記調整された位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御ステップと
    を含むことを特徴とする走行制御方法。
  9. 対象装置と通信を確立して接続され、移動する前記対象装置を追跡する走行装置を制御するコンピュータに、
    前記対象装置との間の相対的な位置関係を示す空間的関係を設定する設定機能と、
    前記対象装置の現在位置に関する位置情報及び現在の進行情報を取得する前記対象装置から、前記対象装置の位置情報及び進行情報を受信する受信機能と、
    前記位置情報を前記空間的関係を維持するための位置情報に調整する位置情報調整機能と、
    前記調整された位置情報及び前記進行情報を記憶する位置記憶機能と、
    前記対象装置との間の距離である装置間距離を算出する装置間距離算出機能と、
    前記装置間距離が、所定の条件を満たす場合には、前記位置記憶機能から次の前記調整された位置情報及び関連する進行情報を読み出す読み出し機能と、
    前記読み出された進行情報を用いて、前記走行装置を、次の前記調整された位置情報によって特定された次の位置に向かって走行する制御を行う走行制御機能と
    を実行させることを特徴とするプログラム。
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