JP6960519B2 - 制御装置、移動体、プログラム及び制御方法 - Google Patents
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Description
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2016−185099号公報
[特許文献2] 特開2013−223531号公報
図1は、移動体110の一実施形態の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、移動体110は、例えば、撮像部112及び受信部114の少なくとも一方を備える。移動体110は、複数の撮像部112を備えてもよい。移動体110は、複数の受信部114を備えてもよい。本実施形態において、移動体110は、制御装置120を備えてもよい。本実施形態において、制御装置120は、例えば、情報取得部130を備える。制御装置120は、位置推定部140を備えてもよい。本実施形態において、位置推定部140は、第1推定部141、第2推定部142、第3推定部143、第4推定部144、及び、第5推定部145の少なくとも1つを有してよい。
移動体110の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。移動体110を構成する構成要素の少なくとも一部がソフトウエアにより実現される場合、当該ソフトウエアにより実現される構成要素は、一般的な構成の情報処理装置において、当該構成要素に関する動作を規定したプログラムを起動することにより実現されてよい。
図2は、管理システム200のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、管理システム200は、芝刈機210と、充電ステーション220と、管理サーバ230とを備える。管理システム200は、ユーザ端末22を備えてもよい。
本実施形態において、作業領域202は、技術的に矛盾しない範囲において、領域102と同様の構成を有してよい。同様に、領域102は、技術的に矛盾しない範囲において、作業領域202と同様の構成を有してよい。本実施形態において、芝刈機210は、技術的に矛盾しない範囲において、移動体110と同様の構成を有してよい。同様に、移動体110は、技術的に矛盾しない範囲において、芝刈機210と同様の構成を有してよい。
管理システム200の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、単一のサーバによって実現されてもよく、複数のサーバによって実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、仮想サーバ上又はクラウドシステム上で実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、パーソナルコンピュータ又は携帯端末によって実現されてもよい。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、PDA、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどが例示される。管理システム200は、ブロックチェーンなどの分散型台帳技術又は分散型ネットワークを利用して、情報を格納してもよい。
図3〜図6を用いて、芝刈機210の概要を説明する。図3は、芝刈機210の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、芝刈機210は、筐体302を備える。本実施形態において、芝刈機210は、筐体302の下部に、一対の前輪312と、一対の後輪314とを備える。芝刈機210は、一対の後輪314のそれぞれを駆動する一対の走行用モータ316を備えてよい。走行用モータ316は、芝刈機210の駆動部の一例であってよい。
画像解析部520は、各画像が撮像された方位又は方角を示すデータを利用して、画像922及び画像924を解析する。例えば、画像922及び画像924の撮像方位が南である場合、芝刈機210は、ランドマーク930よりも北側に位置することがわかる。これにより、芝刈機210の位置を推定するための処理の負荷が大幅に低減する。
Claims (13)
- 自律移動機能を有する移動体を制御する制御装置であって、
前記移動体は、
(i)予め定められた位置に配された1以上のランドマークの少なくとも1つを撮像する撮像部、及び、
(ii)予め定められた位置に配された1以上の発信機(測位衛星に配された発信機を除く。)の少なくとも1つからの信号を受信する受信部、
のうち、少なくとも前記撮像部を備え、
前記制御装置は、
前記撮像部が撮像した画像及び前記受信部が受信した信号のうち、少なくとも前記画像に関する情報を取得する情報取得部と、
前記撮像部が撮像した画像及び前記受信部が受信した信号のうち、少なくとも前記画像を解析して、前記移動体の位置を推定する位置推定部と、
前記移動体の移動を制御する移動制御部と、
を備え、
前記位置推定部は、
前記情報取得部が、前記撮像部が撮像した画像に関する情報を取得した場合に、前記撮像部が撮像した画像に含まれる少なくとも2つのランドマークと、前記移動体との相対的な位置関係を算出し、前記相対的な位置関係に基づいて前記移動体の位置を推定する第1推定部、
前記情報取得部が、前記撮像部が撮像した画像に関する情報を取得した場合に、前記撮像部が撮像した画像に含まれる単一のランドマークの少なくとも2つの部分と、前記移動体との相対的な位置関係を算出し、前記相対的な位置関係に基づいて前記移動体の位置を推定する第2推定部、又は、
前記情報取得部が、前記撮像部が撮像した画像及び前記受信部が受信した信号に関する情報を取得した場合に、(i)前記撮像部が撮像した画像に含まれる少なくとも1つのランドマークと、前記移動体との相対的な位置関係、及び、(ii)前記受信部が受信した少なくとも1つの信号のそれぞれを出力した少なくとも1つの発信機と、前記移動体との相対的な位置関係を算出し、前記相対的な位置関係に基づいて前記移動体の位置を推定する第5推定部、
を有し、
前記画像に関する情報は、前記画像のデータと、前記画像が撮像された方位又は方角を示すデータとが対応付けられた情報であり、
前記第1推定部、前記第2推定部及び前記第5推定部は、前記画像に含まれるランドマークの位置と、前記画像に関する情報により示される前記画像が撮像された前記方位又は前記方角とに基づいて、前記移動体の位置を推定し、
前記位置推定部は、
前記撮像部が撮像した前記画像を解析し、前記移動体の周囲に存在するランドマーク又は当該ランドマークの部分を認識する認識部、
を有し、
前記移動制御部は、
(i)前記制御装置が前記第1推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの個数が予め定められた値よりも小さい場合、(ii)前記制御装置が前記第2推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの部分の個数が予め定められた値よりも小さい場合、又は、(iii)前記制御装置が前記第5推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの個数が予め定められた値よりも小さい場合に、
前記移動体の移動履歴を示す情報を格納する移動履歴格納部に格納された情報を参照し、
前記移動体の直前の移動履歴に基づいて、前記移動体が前記移動体の軌跡を逆方向に進行するように前記移動体の移動を制御する、
制御装置。 - 前記撮像部及び前記受信部のうち、少なくとも前記撮像部を制御するセンサ制御部をさらに備え、
前記センサ制御部は、
(i)前記移動体が移動しても、前記1以上のランドマークのうちの特定のランドマークが画角に含まれるように、前記撮像部を制御する、又は、
(ii)前記制御装置が前記第5推定部を備え、前記移動体が前記受信部を備える場合、前記移動体が移動しても、前記1以上の発信機のうちの特定の発信機からの信号が受信されるように、前記受信部を制御する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記センサ制御部は、
(i)前記撮像部が撮像した画像に2以上のランドマークが含まれる場合、前記2以上のランドマークのうちの1つを、前記特定のランドマークとして設定する、又は、
(ii)前記制御装置が前記第5推定部を備え、前記移動体が前記受信部を備える場合において、前記受信部が2以上の発信機からの信号を受信しているとき、前記2以上の発信機のうちの1つを、前記特定の発信機として設定する、
請求項2に記載の制御装置。 - 前記センサ制御部は、
(i)前記撮像部が撮像した画像における前記特定のランドマークの位置及び大きさの少なくとも一方が予め定められた条件を満足する場合、前記画像に含まれる他のランドマークを、次の前記特定のランドマークとして設定する、又は、
(ii)前記制御装置が前記第5推定部を備え、前記移動体が前記受信部を備える場合において、前記特定の発信機からの信号の強度が予め定められた条件を満足するとき、前記受信部が信号を受信している他の発信機を、次の前記特定のランドマークとして設定する、
請求項3に記載の制御装置。 - 前記移動体の動作モードを制御する動作モード制御部をさらに備え、
前記動作モード制御部は、
(a)前記制御装置が前記第1推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの個数が前記予め定められた値よりも小さくなった後、(i)予め定められた時間が経過した場合、若しくは、(ii)前記移動体の移動距離が予め定められた条件を満足する場合、
(b)前記制御装置が前記第2推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの部分の個数が前記予め定められた値よりも小さくなった後、(i)予め定められた時間が経過した場合、若しくは、(ii)前記移動体の移動距離が予め定められた条件を満足する場合、又は、
(c)前記制御装置が前記第5推定部を備え、前記認識部が認識したランドマーク若しくは発信機の個数が前記予め定められた値よりも小さくなった後、(i)予め定められた時間が経過した場合、若しくは、(ii)前記移動体の移動距離が予め定められた条件を満足する場合に、
前記移動体の動作モードを予め定められた動作モードに設定する、
請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記移動体は、作業機械であり、
前記制御装置は、
前記作業機械の作業モードを制御する作業モード制御部をさらに備え、
前記作業モード制御部は、
(a)前記制御装置が前記第1推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの個数が前記予め定められた値よりも小さくなった後、(i)予め定められた時間が経過した場合、若しくは、(ii)前記移動体の移動距離が予め定められた条件を満足する場合、
(b)前記制御装置が前記第2推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの部分の個数が前記予め定められた値よりも小さくなった後、(i)予め定められた時間が経過した場合、若しくは、(ii)前記移動体の移動距離が予め定められた条件を満足する場合、又は、
(c)前記制御装置が前記第5推定部を備え、前記認識部が認識したランドマークの個数が前記予め定められた値よりも小さくなった後、(i)予め定められた時間が経過した場合、若しくは、(ii)前記移動体の移動距離が予め定められた条件を満足する場合に、
前記移動体の作業モードを、現在の作業モードよりも作業強度の小さな作業モードに設定する、
請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記1以上のランドマークの少なくとも一部は、光の点滅パターン、光の強度の変動パターン、光の波長の変動パターン、又は、これらの組み合わせにより表現される、
請求項1から請求項6までの何れか一項に記載の制御装置。 - 前記1以上のランドマークのうち前記移動体の周囲に存在するランドマーク若しくは当該ランドマークの部分、又は、前記1以上の発信機のうち前記移動体の周囲に存在する発信機を認識する認識部と、
(i)前認識部が、前記移動体の位置において認識されるべきランドマーク若しくは信号を認識することができない場合、又は、(ii)前認識部が、前記移動体の位置において認識されるべきではないランドマーク若しくは信号を認識した場合に、前記1以上のランドマーク及び前記少なくとも1つの発信機の少なくとも1つに異常が発生したことを示す情報を出力する出力部と、
をさらに備える、
請求項1から請求項7までの何れか一項に記載の制御装置。 - コンピュータを、請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の制御装置として機能させるためのプログラム。
- 請求項1から請求項8までの何れか一項に記載の制御装置と、
前記撮像部及び前記受信部のうち、少なくとも前記撮像部と、
を備える、自律移動式の移動体。 - 前記撮像部は、
(i)異なる方向を撮像する複数の撮像素子を有する、
(ii)回転可能な支持部に支持される、又は、
(iii)少なくとも一部に回転可能に構成された部材を含む光学系を介して被写体を撮像する、
請求項10に記載の自律移動式の移動体。 - 前記受信部は、
(i)複数の受信素子を有し、各受信素子は、指向性を有し、異なる方向からの信号を受信するように配される、
(ii)回転可能な支持部に支持される、又は、
(iii)少なくとも一部に回転可能に構成された部材を含む導波部を介して信号を受信する、
請求項10又は請求項11に記載の自律移動式の移動体。 - 自律移動機能を有する移動体を制御するための制御方法であって、
前記移動体は、
(i)予め定められた位置に配された1以上のランドマークの少なくとも1つを撮像する撮像装置、及び、
(ii)予め定められた位置に配された1以上の発信機(測位衛星に配された発信機を除く。)の少なくとも1つからの信号を受信する受信装置、
のうち、少なくとも前記撮像装置を備え、
前記制御方法は、
前記撮像装置が撮像した画像及び前記受信装置が受信した信号のうち、少なくとも前記画像に関する情報を取得する情報取得段階と、
前記撮像装置が撮像した画像及び前記受信装置が受信した信号のうち、少なくとも前記画像を解析して、前記移動体の位置を推定する位置推定段階と、
前記移動体の移動を制御する移動制御段階と、
を有し、
前記位置推定段階は、
前記情報取得段階において、前記撮像装置が撮像した画像に関する情報が取得された場合に、前記撮像装置が撮像した画像に含まれる少なくとも2つのランドマークと、前記移動体との相対的な位置関係を算出し、前記相対的な位置関係に基づいて前記移動体の位置を推定する第1推定段階、
前記情報取得段階において、前記撮像装置が撮像した画像に関する情報が取得された場合に、前記撮像装置が撮像した画像に含まれる単一のランドマークの少なくとも2つの部分と、前記移動体との相対的な位置関係を算出し、前記相対的な位置関係に基づいて前記移動体の位置を推定する第2推定段階、又は、
前記情報取得段階において、前記撮像装置が撮像した画像及び前記受信装置が受信した信号に関する情報が取得された場合に、(i)前記撮像装置が撮像した画像に含まれる少なくとも1つのランドマークと、前記移動体との相対的な位置関係、及び、(ii)前記受信装置が受信した少なくとも1つの信号のそれぞれを出力した少なくとも1つの発信機と、前記移動体との相対的な位置関係を算出し、前記相対的な位置関係に基づいて前記移動体の位置を推定する第5推定段階、
を有し、
前記画像に関する情報は、前記画像のデータと、前記画像が撮像された方位又は方角を示すデータとが対応付けられた情報であり、
前記第1推定段階、前記第2推定段階及び前記第5推定段階は、前記画像に含まれるランドマークの位置と、前記画像に関する情報により示される前記画像が撮像された前記方位又は前記方角とに基づいて、前記移動体の位置を推定する段階を含み、
前記位置推定段階は、
前記撮像装置が撮像した前記画像を解析し、前記移動体の周囲に存在するランドマーク又は当該ランドマークの部分を認識する認識段階、
を含み、
前記移動制御段階は、
(i)前記制御方法が前記第1推定段階を有し、前記認識段階において認識されたランドマークの個数が予め定められた値よりも小さい場合、(ii)前記制御方法が前記第2推定段階を有し、前記認識段階において認識されたランドマークの部分の個数が予め定められた値よりも小さい場合、又は、(iii)前記制御方法が前記第5推定段階を有し、前記認識段階において認識されたランドマークの個数が予め定められた値よりも小さい場合に、
前記移動体の移動履歴を示す情報を格納する移動履歴格納装置に格納された情報を参照し、
前記移動体の直前の移動履歴に基づいて、前記移動体が前記移動体の軌跡を逆方向に進行するように前記移動体の移動を制御する段階、
を含む、
制御方法。
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