JP7133497B2 - 移動範囲設定システム及び移動範囲設定方法 - Google Patents
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Description
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。
<移動範囲設定システムの全体構成例>
図1は、移動範囲設定システム10の全体構成例を示す概要図である。
移動範囲設定システム10は、移動体1、管理端末2及びサーバ3を備えており、本実施の形態に係る移動範囲設定方法を用いて移動体1が移動可能な移動範囲を設定する。
移動体1、管理端末2及びサーバ3の詳細な構成例及び動作例は、図4以降にて説明する。
図2は、計算装置4のハードウェア構成例を示すブロック図である。移動体1、管理端末2及びサーバ3は、それぞれ図2に示す計算装置4によってハードウェアが構成される。
ここで、移動範囲設定システム10の詳細な構成例について説明する前に、移動範囲設定システム10で行われる処理の概要を説明する。
図3は、移動範囲設定システム10で行われる処理の概要を示すフローチャートである。図3は、運用者が、移動範囲を制限した移動体1の運用を行う場合における処理手順の例を表す。
図4は、移動体1の詳細な内部構成例を示すブロック図である。なお、図4では、1台の移動体1が存在する例について示すが、後述するように複数台の移動体1が存在していてもよい。
図5は、管理端末2の詳細な内部構成例を示すブロック図である。
管理端末2は、初期進入判定入力部211、初期進入判定表示部212、地図入力部213、進入禁止領域表示部214、進入判定表示部215、進入判定確認入力部216、計算部201及び記憶部202を有している。
図6は、サーバ3の詳細な内部構成例を示すブロック図である。
サーバ3は、計算部301と、記憶部302とを有している。
ここで、初期進入判定式出力部331は、管理端末2の初期進入判定設定部231で設定された初期進入判定設定結果をサーバ初期進入判定設定結果記憶部371経由で入力とする。移動範囲設定システム10を開発するシステム開発者又は運用者は、事前に確認済み進入判定結果データを収集しておく。そして、システム開発者又は運用者は、後述する図10に示される進入禁止領域を示すラベルや、図11に示される進入禁止領域がどこの運用領域に属するかを示すラベルを確認済み進入判定結果データに設定しておく。ラベルが設定された確認済み進入判定結果データは、事前にサーバ確認済み判定結果記憶部372に蓄積される。
始めに、事前に行われる学習処理について説明する。
確認済み判定結果読込部332は、管理端末2を操作する運用者が確認した確認済み進入判定結果データをサーバ確認済み判定結果記憶部372から読込む。
u=Wx+b ・・・ (1)
次に、進入判定式学習部334は、係数行列Wの初期値と、シフト量bの初期値を代入した式(1)に対して各データのそれぞれの環境データxを入力し、式(1)で算出したuと実際の確認結果u’の誤差eを計算し、誤差eの合計値Eを算出する。そして、進入判定式学習部334は、誤差の合計値Eがより小さくなるように係数行列Wとシフト量bを微小変化させる。ここでの係数行列Wとシフト量bの微小変化のさせ方としては、例えば勾配降下法などが利用できる。確認済み進入判定結果データ群の全てに対して係数行列Wとシフト量bの微小変化が行われる。
図7は、移動範囲設定システム10で行われる初期設定処理(図3のステップS1)の詳細手順の例を示すフローチャートである。適宜、図5及び図6を参照して説明する。
図8は、移動範囲設定システム10で行われる移動体1の移動処理(図3のステップS2、S5)の詳細手順の例を示すフローチャートである。適宜、図4を参照して説明する。
図9は、移動範囲設定システム10で行われる進入判定式の学習処理(図3のステップS4)の詳細手順の例を示すフローチャートである。適宜、図4及び図5及び図6を参照して説明する。
次に、管理端末2に表示される画面の表示例について、図10~図12を参照して説明する。
図10は、進入禁止領域設定画面50の表示例を示す説明図である。進入禁止領域設定画面50は、初期進入判定表示部212によって管理端末2の出力装置45に表示される画面の一例である。
なお、上述した実施の形態では、1台の移動体1が存在する場合における移動範囲設定システム10の構成例について説明したが、複数台かつ複数種類の移動体が存在してもよい。
図13は、複数台かつ複数種類の移動体が存在する場合における移動範囲設定システム10Aの全体構成例を示す概要図である。
上述した各実施の形態では、移動体1、管理端末2及びサーバ3で機能を分けて構成したが、各装置の機能の切り分けは任意である。例えば、移動体1が移動しながら学習処理を行ってもよいし、サーバ3の機能を有する管理端末2を設けてもよい。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
Claims (7)
- 移動体が移動可能な移動範囲を設定する移動範囲設定システムであって、
前記移動体の運用前に、初期進入判定設定として入力装置から入力される、前記移動体の進入を禁止する領域、又は前記移動体が運用される運用領域を含む前記移動体の移動範囲を示す初期進入判定設定結果を記憶部に保存する初期設定部と、
前記移動体の進入禁止領域を示すラベル、又は前記進入禁止領域が属する運用領域を示すラベルが事前に設定された確認済み進入判定結果データのうち、前記初期進入判定設定で選択されたラベルが設定された前記確認済み進入判定結果データを学習データとして、学習処理を行って初期の進入判定条件を設定し、前記記憶部に初期の前記進入判定条件を保存する進入判定条件設定部と、
前記移動体が推定した自己位置の周囲の環境から環境情報を取得する環境情報取得部と、
前記記憶部から取得した前記進入判定条件に、前記移動体が取得した前記自己位置及び前記環境情報を入力して、前記自己位置及び前記環境情報により特定される領域への前記移動体の進入可否を判定した進入判定結果データを得る進入判定部と、
前記進入判定結果データ、及び前記環境情報を出力する出力装置と、
前記初期進入判定設定結果、前記進入判定条件に関する修正情報を受け付ける前記入力装置と、
前記進入判定結果データ、及び前記環境情報が前記出力装置に出力され、前記修正情報を、前記自己位置で取得された前記環境情報と紐付けて前記記憶部に保存する進入判定確認部と、
前記記憶部に記憶された前記修正情報を用いて、前記記憶部に記憶された前記進入判定条件の更新を含む学習を行うことで、前記進入判定結果に従って移動が制御される前記移動体の前記移動範囲を設定する学習部と、を備える
移動範囲設定システム。 - 前記移動体は、更新された前記進入判定条件により進入可と判定された前記領域に前記移動体を進入させる制御を行い、更新された前記進入判定条件により進入禁止と判定された前記領域を回避して前記移動体を移動させる制御を行う移動制御部を備える
請求項1に記載の移動範囲設定システム。 - 前記環境情報取得部は、前記移動体に設置された画像取得部であり、
前記環境情報は、前記画像取得部によって取得された、前記移動体の周辺の画像であって、
前記学習部は、前記画像を入力として前記進入判定条件から得た前記進入判定結果、及び前記修正情報に基づいて前記進入判定条件を更新する
請求項1に記載の移動範囲設定システム。 - さらに、前記入力装置から進入禁止と入力された前記領域を設定した地図を前記記憶部に保存する領域設定部を備え、
前記移動制御部は、前記地図に対して進入禁止と設定された前記領域を回避して前記移動体を移動させる制御を行う
請求項2に記載の移動範囲設定システム。 - さらに、前記記憶部から読出された前記地図と共に前記進入判定結果を前記出力装置に出力して前記移動体を管理するための管理画面に表示させ、前記入力装置が前記修正情報を受け付けることにより、前記地図と共に、前記修正情報により修正された前記進入判定条件により得られた前記進入判定結果を前記管理画面に表示させる進入判定表示部を備える
請求項4に記載の移動範囲設定システム。 - 前記環境情報取得部は、前記環境情報と合わせて前記進入判定条件の入力とする補助環境情報を前記移動体の周囲から取得し、
前記進入判定部は、前記環境情報に加えて、前記補助環境情報を前記進入判定条件に入力して得た、前記移動体の進入可否に関する前記進入判定結果を出力し、
前記補助環境情報は、前記環境情報取得部が前記環境情報を取得した位置において、前記移動体に設置されたマイクロホンが集音した前記移動体の周囲に発生する音声、前記移動体に設置された照度計が計測した前記移動体の周囲の照度、及び前記移動体に設置された測距計により測距された目的物までの距離のうち、少なくともいずれか一つの情報を含む
請求項1~5のいずれか一項に記載の移動範囲設定システム。 - 移動体が移動可能な移動範囲を設定する移動範囲設定方法であって、
前記移動体の運用前に、初期進入判定設定として入力装置から入力される、前記移動体の進入を禁止する領域、又は前記移動体が運用される運用領域を含む前記移動体の移動範囲を示す初期進入判定設定結果を記憶部に保存する処理と、
前記移動体の進入禁止領域を示すラベル、又は前記進入禁止領域が属する運用領域を示すラベルが事前に設定された確認済み進入判定結果データのうち、前記初期進入判定設定で選択されたラベルが設定された前記確認済み進入判定結果データを学習データとして、学習処理を行って初期の進入判定条件を設定し、前記記憶部に初期の前記進入判定条件を保存する処理と、
前記移動体が推定した自己位置の周囲の環境から環境情報を取得する処理と、
前記記憶部から取得した前記進入判定条件に、前記移動体が取得した前記自己位置及び前記環境情報を入力して、前記自己位置及び前記環境情報により特定される領域への前記移動体の進入可否を判定した進入判定結果データを得る処理と、
前記進入判定結果データ、及び前記環境情報が出力装置に出力される処理と、
前記進入判定条件に関する修正情報を、前記自己位置で取得された前記環境情報と紐付けて前記記憶部に保存する処理と、
前記記憶部に記憶された前記修正情報を用いて前記記憶部に記憶された前記進入判定条件の更新を含む学習を行うことで、前記進入判定結果に従って移動が制御される前記移動体の前記移動範囲を設定する処理と、を含む
移動範囲設定方法。
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