JP7159291B2

JP7159291B2 - 自律移動ロボットの経路計画方法、自律移動ロボット及び記憶媒体

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Publication number: JP7159291B2
Application number: JP2020508014A
Authority: JP
Inventors: ジンジュタン
Original assignee: Ecovacs Robotics Suzhou Co Ltd
Current assignee: Ecovacs Robotics Suzhou Co Ltd
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2018-08-25
Publication date: 2022-10-24
Anticipated expiration: 2038-08-25
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Description

本発明は自律移動ロボットの経路計画方法、自律移動ロボット及び記憶媒体に関し、小型家電製品製造の技術分野に属する。

自律移動ロボットの場合、作業空間での効果な走行を保証するために、空間情報付きの環境地図を作成する必要があり、それにより、自律移動ロボットが通過できるか否か（移動の可否）を判断して、経路を計画することに役に立つ。しかしながら、自律移動ロボットが一定の高さを有するため、従来の２次元地図はロボットの走行を良好にガイド（案内）することができず、３次元地図を使用すると、そのデータ量、計算量がいずれも大きく、データ処理時間及び作業時間がある程度で長くなるため、自律移動ロボットの作業効率は低く、環境感知能力が低く、走行経路が不合理である。

本発明が解決しようとする技術課題は、従来技術の欠点に対して、自律移動ロボットの経路計画方法、自律移動ロボット及び記憶媒体を提供することで、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成し、統合処理データを取得することにより、自律移動ロボットの走行経路を計画することができ、また、その方法が簡便であり、計算速度が速く、経路の計画が合理的であり、作業効率を大幅に向上させることである。

本発明が解決しようとする技術課題は、以下の実施態様によって実現される。
自律移動ロボットの経路計画方法であって、
自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップ１００と、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップ２００と、
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画するステップ３００とを含む。
具体的には、上記ステップ１００における多層環境地図は、それぞれ異なる高さの障害物情報に対応する複数の２次元地図を含む。
上記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得るステップを含む。
または、上記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、走行可能領域を得るステップを含む。

または、上記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得て、かつ各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、上記作業を行う空間の走行可能領域情報を得るステップを含む。

上記走行可能領域は、作業を行う空間における障害物までの距離が特定値以上ある。上記特定値は１０～３０センチであり、例えば、上記特定値は２０センチに選択できる。

また、上記多層地図は、異なる高さの障害物の包括的な分布情報に対応する２次元地図であってもよい。識別を容易にするために、上記異なる水平高さの障害物情報が異なる方式でマークされる。
手動で経路の計画に介入する問題を同時に考慮するために、上記ステップ２００における統合処理データを取得するステップは、

新たな走行経路を追加する必要があるかを判断し、ＹＥＳである場合、対応して多層環境地図を更新した後にステップ３００に進み、ＮＯである場合、直接ステップ３００に進むステップ２１０をさらに含む。

また、上記ステップ１００では、上記自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、上記走行方式はさまざまであり、具体的には、上記自律移動ロボットがその場で周辺領域を走査して検出し、作業を行う空間のすべての領域を検出するまで、次の未検出領域へ走行することを含む。

または、上記走行方式は、上記自律移動ロボットが作業を行う空間の中間位置を直接指定し、上記中間位置で周辺領域を走査して検出し、作業を行う空間のすべての領域を検出するまで、次の未検出領域へ走行することである。
または、上記走行方式は、トラバーサルして走行することである。
さらに具体的には、上記ステップ３００における自律移動ロボットの走行経路を計画するステップは、
上記走行可能領域内に自律移動ロボットの開始点と終了点を選択し、開始点と終了点との間の最短経路を走行経路とするステップを含む。

自律移動ロボットであって、センサユニットと、プロセッサと、メモリとを備え、
上記センサユニットは、上記プロセッサに結合され、自律移動ロボットが作業を行う空間に走行するとき、異なる高さの障害物情報を収集し、
上記メモリは、プログラムを格納し、
上記プロセッサは、上記メモリに結合され、上記メモリに格納される上記プログラムを実行して、
収集した異なる高さの障害物情報に基づき、上記作業を行う空間の多層環境地図を生成し、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得し、
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画する。

コンピュータプログラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体であって、上記コンピュータプログラムがコンピュータによって実行されるとき、
自律移動ロボットが作業を行う空間に走行するときに収集した異なる高さの障害物情報に基づき、上記作業を行う空間の多層環境地図を生成することと、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得することと、
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画することと、を実現する。

要約すると、本発明は自律移動ロボットの経路計画方法を提供し、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成し、統合処理データを取得することにより、自律移動ロボットの走行経路を計画し、方法が簡便であり、計算速度が速く、経路の計画が合理的であり、作業効率を大幅に向上させる。
以下、図面及び具体的な実施例を参照しながら、本発明の実施態様を詳細に説明する。

本発明の実施例１のフローチャートである。本発明の実施例４の実現可能なフローチャートである。本発明の実施例４の別の実現可能なフローチャートである。本発明の一実施例に係る自律移動ロボットの経路計画装置の構造模式図である。本発明の一実施例に係る自律移動ロボットの原理的な構造ブロック図である。

実施例１
図１は本発明の自律移動ロボットの経路計画方法のフローチャートである。図１に示すように、本発明は自律移動ロボットの経路計画方法を提供し、
自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップ１００と、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップ２００と、
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画するステップ３００とを含む。

具体的には、上記ステップ１００における多層環境地図は、それぞれ異なる高さの障害物情報に対応する複数の２次元地図を含む。上記複数の２次元地図は、自律移動ロボット機体の異なる高さに設置されたセンサユニットの検出によって実現され、例えば、レーザ測距センサユニット、赤外線センサユニット又は超音波センサユニット等である。これらの異なる高さに設置されたセンサユニットは、作業を行う空間を特定の高さ範囲内に複数の検出層に分割し、かつ各検出層で検出された障害物情報を記録して多層環境地図を生成する。実際の応用では、検出可能な作業を行う空間の高さ範囲が、各種のセンサユニット自体の作業範囲によって決められる。

上記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得るステップを含む。すなわち、多層環境地図中の一層の環境地図のどこかに障害物がある限り、自律移動ロボットが上記どこかを通過できず、該位置が自律移動ロボットの走行不可能領域であると判断し、その場合、上記走行不可能領域以外の作業を行う空間の部分は、いずれも走行可能領域であり、自律移動ロボットの経路計画が走行可能領域範囲内に行われる。

また、上記ステップ１００では、上記自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、上記走行方式はさまざまであり、本実施例では、上記自律移動ロボットがその場で周辺領域を走査して検出し、作業を行う空間のすべての領域を検出するまで、次の未検出領域へ走行する。上記その場とは、自律移動ロボットの電源を入れたばかりの位置である。実現可能な実施態様では、自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、異なる高さの障害物情報を収集することは、具体的には以下のステップで実現される。

ステップ１０１、電源を入れた後に現在の位置する領域の周辺の異なる高さの障害物情報を収集する。
ステップ１０２、収集した異なる高さの障害物情報に基づき、障害物を避ける検出走行方向を決定する。

ステップ１０３、決定された検出走行方向が１つである場合、決定された検出走行方向に沿って予め設定された距離（例えば、５０ＣＭ）で走行して次の検出領域に入る。

ステップ１０４、次の検出領域内に周辺の異なる高さの障害物情報を収集し、次に、上記次の検出領域内に収集した異なる高さの障害物情報を、収集した領域に対応する異なる高さの障害物情報と比較することにより、該次の検出領域が検出された領域であるか否かを判定し、ＹＥＳである場合、作業を行う空間のすべての領域の検出を終了し、ＮＯである場合、ステップ１０２に戻る。
ステップ１０５、決定された検出走行方向が複数である場合、そのうちの１つの検出走行方向に沿って予め設定された距離で走行し、次の検出領域に入る。

ステップ１０６、次の検出領域内に周辺の異なる高さの障害物情報を収集し、次に、上記次の検出領域内に収集した異なる高さの障害物情報を、収集した領域に対応する異なる高さの障害物情報と比較することにより、該次の検出領域が検出された領域であるか否かを判定し、ＹＥＳである場合、ステップ１０７に進み、ＮＯである場合、ステップ１０２に戻る。

ステップ１０７、上記ステップ１０５で決定された複数の検出走行方向において使用されていない検出走行方向があるか否かを判断し、ＹＥＳである場合、使用されていない検出走行方向に沿って予め設定された距離で走行し、次の検出領域に入り、かつステップ１０６に戻り、ＮＯである場合、作業を行う空間のすべての領域の検出を終了する。

さらに具体的には、上記ステップ３００における自律移動ロボットの走行経路を計画するステップは、上記走行可能領域内に自律移動ロボットの開始点と終了点を選択し、開始点と終了点との間の最短経路を走行経路とするステップを含む。経路を計画した後、自律移動ロボットは、現在の位置から開始点に移動して作業を開始する必要があるとき、作成された多層環境地図に基づき、好ましい走行経路を計画し、かつ計画された上記走行経路に従って走行する。

従って、実施例１では、自律移動ロボットは、その場で検出する方式で、２次元多層環境地図を取得し、かつ多層環境地図から障害物情報の和集合を選択して、走行可能領域を取得し、かつ該領域に経路を計画する。

実施例２
本実施例に係る自律移動ロボットの経路計画方法は、
自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップ１００と、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップ２００と、
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画するステップ３００とを含む。
具体的には、上記ステップ１００における多層環境地図は、それぞれ異なる高さの障害物情報に対応する複数の２次元地図を含む。

上記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、走行可能領域を得るステップを含む。すなわち、多層環境地図中の各層の環境地図にいずれもどこかが走行可能領域であると判断する限り、上記どこかが走行可能領域である。

上記走行可能領域は、作業を行う空間における障害物までの距離が特定値以上のすべての領域である。具体的には実施する場合、上記特定値の範囲は１０～３０センチであってもよく、例えば、上記特定値が具体的には２０センチであってもよい。実際の作業では、障害物領域と走行可能領域を包括的に考慮して、走行可能領域中の障害物から一定の距離離れる領域を好ましい走行経路として選択する必要がある。

また、上記ステップ１００では、上記自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、走行方式は、上記自律移動ロボットが作業を行う空間の中間位置に直接入り、上記中間位置で周辺領域を走査して検出し、作業を行う空間のすべての領域を検出するまで、次の未検出領域へ走行することである。

実現可能な実施態様では、作業を行う空間の中間位置に中間位置マーク（例えば、ドット、円又は文字等）が設けられ、自律移動ロボットは、電源を入れた後、その位置する位置で周囲の環境画像を収集し、該中間位置マークを含有する画像が収集される場合、画像で位置マークの結像された大きさ及び位置等の情報を識別することにより、自律移動ロボットの移動方向及び移動距離を決定し、自律移動ロボットは決定された移動方向に沿って上記移動距離で移動した後、作業を行う空間の中間位置に入り、該中間位置マークを含有する画像が収集されない場合、該中間位置マークを含有する画像が収集されるまで、予め設定された角度（例えば、１５度、３０度等）を回転して収集し続ける。

中間位置から複数の検出走行方向が存在するため、１つの検出走行方向での検出を終了した後、中間位置に戻って別の検出走行方向での情報を検出し続ける必要がある。１つの検出走行方向の検出過程は上記実施例における対応する内容を参照することができ、ここで詳細に説明しない。

さらに具体的には、上記ステップ３００における自律移動ロボットの走行経路を計画するステップは、上記走行可能領域内に自律移動ロボットの開始点と終了点を選択し、開始点と終了点との間の最短経路を走行経路とするステップを含む。

従って、実施例２では、自律移動ロボットは、作業を行う空間の中間位置に直接入り、かつ該中間位置から周辺領域の検出を開始する方式で、２次元多層環境地図を取得し、かつ多層環境地図から走行可能領域の積集合を選択し、かつ該積集合に基づいて経路を計画する。

実施例３
自律移動ロボットの経路計画方法であって、
自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップ１００と、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップ２００と、
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画するステップ３００とを含む。

上記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得て、かつ各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、上記作業を行う空間の走行可能領域情報を得るステップを含む。

上記走行可能領域は、作業を行う空間における障害物までの距離が特定値以上のすべての領域である。具体的には実施する場合、上記特定値の範囲は１０～３０センチであってもよく、例えば、上記特定値は具体的には２０センチであってもよい。

また、本実施例における多層地図は２次元地図であるが、上記２次元地図に異なる高さでの障害物に対応する包括的な分布情報がある。識別を容易にするために、上記異なる水平高さの障害物情報が異なる方式でマークされ、例えば、パターン、色又は障害物番号等の方式で区別される。

また、上記ステップ１００では、上記自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、上記走行方式は、トラバーサルして走行することであり、例えば、直線に往復走行し、弓字形又は之字形の規則的な経路に従って走行して作業を行う空間のすべての領域を検出する。

従って、実施例３では、自律移動ロボットは、作業を行う領域にトラバーサルして走行する方式で、異なる高さでの障害物に対応する包括的な分布情を有する２次元地図を検出して取得し、かつ２次元地図から障害物情報の和集合と走行可能領域の積集合を同時に選択し、上記２つの条件を組み合わせた上で経路を計画する。実施例４
図２ａと２ｂは本発明の実施例４のフローチャートである。図２ａと２ｂに示すように、本実施例は自律移動ロボットの経路計画方法を提供し、
自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップ１００と、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップ２００と、
手動で経路の計画に介入する問題を同時に考慮するために、図２ａに示すように、上記ステップ２００は、具体的には、以下のステップで実現され得る。

ステップ２１０、新たな走行経路を追加する必要があるかを判断し、新たな走行経路を追加する必要がある場合、次のステップ２２０に進み、ＮＯである場合、上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得し、かつステップ３００に進む。
ステップ２２０、新たに追加された走行経路に従って走行し、かつ走行過程で異なる高さの障害物情報を収集する。

ステップ２３０、新たに追加された走行経路に従って走行して収集した異なる高さの障害物情報に基づき、上記ステップ１００で生成された上記多層環境地図を更新する。
ステップ２４０、更新された後の上記多層環境地図を統合処理し、上記統合処理データを取得した後にステップ３００に進む。
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画するステップ３００とを含む。

別の実現可能な実施態様では、手動で経路の計画に介入する問題を同時に考慮するために、図２ｂに示すように、上記ステップ２００が以下のステップで実現されてもよい。

ステップ２１０’、新たな走行経路を追加する必要があるかを判断し、新たな走行経路を追加する必要がある場合、次のステップ２２０’に進み、ＮＯである場合、上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得し、かつステップ３００に進む。
ステップ２２０’、新たに追加された走行経路に従って走行し、かつ走行過程で異なる高さの障害物情報を収集する。

ステップ２３０’、新たに追加された走行経路に従って走行して収集した異なる高さの障害物情報に基づき、新たな多層環境地図を生成し、上記ステップ１００で生成された上記多層環境地図を上記新たな多層環境地図に更新する。
ステップ２４０’、上記新たな多層環境地図を統合処理し、上記統合処理データを取得した後に上記ステップ３００に進む。

上記自律移動ロボットがユーザーの手動操作により入力された経路を受信した後、新たな走行経路を追加する必要があるという決定を行う。ユーザーは、自律移動ロボットの入力装置（例えば、タッチパネル、入力制御ボタン）等を介して経路を入力することができ、また、ユーザーは、自律移動ロボットの語音収集及び識別装置を介して語音等の方式で経路を入力することができ、本発明の実施例はこれを特に限定しない。

同様に、上記ステップ１００における多層環境地図は、それぞれ異なる高さの障害物情報に対応する複数の２次元地図を含む。また、上記ステップ１００での上記自律移動ロボットの作業を行う空間での走行方式、上記ステップ２００での統合処理方式又は上記ステップ３００での自律移動ロボットの走行経路の計画方式は、上記実施例１－実施例３に用いられる任意の１種であってもよく、ここで詳細に説明しない。

従って、実施例４では、自律移動ロボットは、その場で検出する方式で、２次元多層環境地図を取得し、かつ多層環境地図から障害物情報の和集合を選択し、走行可能領域を取得し、かつ該領域に経路を計画する。勿論、本実施例は、自律移動ロボットが、地図を自動的に作成して、ポイントを選択し、走行経路を計画した上で、新たな走行経路の追加または変更に手動で介入できる機能を有させるために、最終的な走行経路を計画する前に、手動操作で介入するか否かについての判断を追加し、判断結果が「ＹＥＳ」である場合、手動で介入された情報に基づき地図情報を更新した後、最終的な経路計画を行い、判断結果が「ＮＯ」である場合、経路計画を直接行う。

上記ステップ２１０で新たに追加された走行経路は、手動操作により入力される経路であってもよい。手動介入ステップを追加することは、自動検出過程で、自律移動ロボットがある検出経路を漏らすことにより生成された多層環境地図が十分に正確でない状況の発生を回避して、多層環境地図の正確性を向上させるからであり、または、手動で新たに追加された走行経路に従って走行して作業空間を検出し、障害物情報の収集をより容易にして、多層環境地図の作成の素早さを向上させる。

要約すると、本発明は、上記実例１－４のいずれかの具体的な実施形態を用いるかにかかわらず、自律移動ロボットの経路計画方法を提供し、異なる高さの障害物情報を収集して上記作業を行う空間の多層環境地図を生成し、統合処理データを取得することにより、自律移動ロボットの走行経路を計画し、方法が簡便であり、計算速度が速く、経路の計画が合理的であり、作業効率を大幅に向上させる。

図３は、本発明に係る自律移動ロボットの経路計画装置の構造模式図を示す。上記装置は、自律移動ロボットに統合された特定の埋め込み式プログラムのハードウェアであってもよく、自律移動ロボットにインストールされたアプリケーションソフトであってもよく、または自律移動ロボットのオペレーティングシステムに埋め込まれたツールソフトウェアであってもよく、本発明の実施例はこれを特に限定しない。具体的には、図３に示すように、上記装置は、収集モジュール１と、生成モジュール２と、取得モジュール３と、計画モジュール４とを備える。収集モジュール１は、自律移動ロボットが作業を行う空間に走行する中に、異なる高さの障害物情報を収集し、生成モジュール２は、収集した異なる高さの障害物情報に基づき、上記作業を行う空間の多層環境地図を生成し、上記取得モジュール３は、上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得し、上記計画モジュール４は、上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画する。

さらに、上記多層環境地図は、それぞれ異なる高さの障害物情報に対応する複数の２次元地図を含む。
さらに、上記取得モジュール３はさらに、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得る。
または、上記取得モジュール３はさらに、各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、走行可能領域を得る。

または、上記取得モジュール３はさらに、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得て、かつ各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、上記作業を行う空間の走行可能領域情報を得る。
さらに、上記走行可能領域は、作業を行う空間における障害物までの距離が特定値以上のすべての領域である。
さらに、上記特定値は１０～３０センチである。
さらに、上記多層地図は、異なる高さの障害物の包括的な分布情報に対応する２次元地図である。
さらに、上記異なる水平高さの障害物情報が異なる方式でマークされる。

さらに、上記装置は、判断モジュール及び更新モジュールをさらに備える。上記判断モジュールは、新たな走行経路を追加する必要があるかを判断する。上記更新モジュールは、上記判断モジュールが新たな走行経路を追加する必要があると判断した場合、新たに追加された走行経路に従って走行し、かつ走行過程で異なる高さの障害物情報を収集し、新たに追加された走行経路に従って走行して収集した異なる高さの障害物情報に基づき、上記生成モジュールによって生成された上記多層環境地図を更新し、それにより上記取得モジュールに更新された後の多層環境地図における情報を統合処理させて、統合処理データを取得する。上記取得モジュールはさらに、上記判断モジュールが新たな走行経路を追加する必要がないと判断した場合、上記生成モジュールにより生成された上記多層環境地図における情報を統合処理し、統合処理データを取得する。

さらに、上記自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、上記走行方式は、上記自律移動ロボットがその場で周辺領域を走査して検出し、作業を行う空間のすべての領域を検出するまで、次の未検出領域へ走行することである。

または、上記自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、上記走行方式は、上記自律移動ロボットが作業を行う空間の中間位置に直接入り、上記中間位置で周辺領域を走査して検出し、作業を行う空間のすべての領域を検出するまで、次の未検出領域へ走行することである。
または、上記自律移動ロボットが作業を行う空間に走行し、上記走行方式は、トラバーサルして走行することである。

さらに、上記計画モジュール４はさらに、上記走行可能領域内に自律移動ロボットの開始点と終了点を選択し、開始点と終了点との間の最短経路を走行経路とする。

なお、上記実施例に係る自律移動ロボットの経路計画装置は上記各方法実施例に説明された実施態様を実現することができ、上記各モジュール又はユニットの具体的な実装原理は、上記各方法実施例中の対応する内容を参照することができ、ここで詳細に説明しない。

以上の説明された装置実施例は例示なものに過ぎず、分離部材として説明されたモジュールは、物理的に分離されたものであってもよく、物理的に分離されないものであってもよく、モジュールとする部材は、物理ユニットであってもよく、物理ユニットでなくてもよく、すなわち、１つの場所に位置してもよく、又は複数の異なる場所に分布してもよい。実際の需要に応じて、本実施例の解決策の目的を実現するために、モジュールの一部又は全てを選択することができる。当業者は創造的な労力を必要とせずに、理解し実施することができる。

図４は、本発明に係る自律移動ロボットの構造ブロック図を示す。図３に示すように、上記自律移動ロボットは、センサユニット７０と、プロセッサ２０と、メモリ１０とを備え、上記センサユニット７０は、上記プロセッサ２０に結合され、自律移動ロボットが作業を行う空間に走行するとき、異なる高さの障害物情報を収集する。上記メモリ１０は、プログラムを格納する。上記プロセッサ２０は、上記メモリ１０に結合され、上記メモリ１０に格納される上記プログラムを実行して、

収集した異なる高さの障害物情報に基づき、上記作業を行う空間の多層環境地図を生成し、
上記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得し、
上記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画する。

上記メモリ１０は、他の各種のデータを格納して自律移動ロボットでの操作をサポートするように構成されてもよい。これらのデータの例は、自律移動ロボットで操作する任意のアプリケーションプログラム又は方法の命令を含む。メモリ１０は、任意のタイプの揮発性又は不揮発性記憶デバイス又はそれらの組合せによって実装でき、例えば、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、電気的に消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、プログラマブル読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、磁気メモリ、フラッシュメモリ、磁気ディスク又はディスクである。

上記プロセッサ２０は、メモリ１０におけるプログラムを実行するとき、以上の機能の以外、他の機能を実現することができ、具体的には、前の各実施例の説明を参照することができる。

上記センサユニット７０は、撮像センサユニット、レーザ測距センサユニット、赤外線センサユニット又は超音波センサユニット等を備えてもよい。各センサユニットに含まれたセンサの数が複数であってもよく、且つ複数のセンサの設置位置が異なる。例えば、自律移動ロボットの頂部にレーザ測距センサが設けられ、前進方向の前端に超音波センサが設けられ、前進方向の後端に赤外線センサが設けられるなどであり、本発明の実施例はこれを特に限定しない。

さらに、図３に示すように、自律移動ロボットは、通信ユニット３０、電源ユニット５０、音声ユニット６０、ディスプレイ４０等の他のユニットをさらに備えてもよい。図３には、一部のユニットのみを例示的に示したが、自律移動ロボットが図３に示されるユニットのみを備えることを意味するものではない。

対応して、本願の実施例は、コンピュータプログラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体をさらに提供し、上記コンピュータプログラムがコンピュータによって実行されるとき、上記各実施例に係る自律移動ロボットの経路計画方法のステップ又は機能を実現することができる。

最後に説明すべきは、以上の実施例は本願の実施態様を説明するためのものに過ぎず、制限するものではなく、上記の実施例を参照して本願を詳細に説明したが、上記各実施例に記載の実施態様に対して修正を行い、又はその一部の技術的特徴に対して同等置換を行うことが可能であり、これらの修正又は置換が、対応する実施態様の本質を本願の各実施例の実施態様の精神及び範囲から離脱させることがないことは、当業者であれば理解すべきである。

Claims

自律移動ロボットの経路計画方法であって、
自律移動ロボットが作業を行う空間を走行し、異なる高さの障害物情報を収集して前記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップ１００と、
前記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップ２００と、
前記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画し、計画された上記走行経路に従って自律移動ロボットを走行させるステップ３００とを含み、
前記ステップ２００の統合処理データを取得するステップは、
新たな走行経路を追加する必要があるかを判断し、ＹＥＳである場合、新たに追加された走行経路に従って走行し、かつ走行過程で異なる高さの障害物情報を収集し、対応して多層環境地図を更新した後にステップ３００に進むステップ２１０を含み、
前記作業を行う空間の中間位置には、中間位置マークが設けられており、
前記多層環境地図を生成するステップ１００は、前記自律移動ロボットの電源が入った後、その位置で周囲の環境画像を収集し、前記環境画像に前記中間位置マークを含有する画像が含まれている場合、前記中間位置マークを含有する画像において前記中間位置マークの大きさおよび位置を識別して、前記自律移動ロボットの移動方向および移動距離を決定し、前記自律移動ロボットは決定された前記移動方向に沿って前記移動距離を移動することにより、前記作業を行う空間の前記中間位置まで移動し、前記中間位置から一つの検出走行方向へ走行して前記障害物情報を収集し、前記一つの検出走行方向での収集が終了した後、前記中間位置に戻って別の検出走行方向へ走行して前記障害物情報を収集し、前記作業を行う空間のすべての領域を検出するまで前記中間位置から複数の検出走行方向を走行する、
ことを特徴とする自律移動ロボットの経路計画方法。
前記ステップ１００における多層環境地図は、それぞれ異なる高さの障害物情報に対応する複数の２次元地図を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得るステップを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、走行可能領域を得るステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記ステップ２００における統合処理は、各２次元地図中の障害物情報の和集合を取って、作業を行う空間のすべての障害物情報を得て、各２次元地図中の走行可能領域の積集合を取って、前記作業を行う空間の走行可能領域情報を得るステップを含む、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記走行可能領域は、作業を行う空間における障害物までの距離が特定値以上である、ことを特徴とする請求項４又は５に記載の方法。
前記特定値は１０～３０センチである、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
前記多層環境地図は、異なる水平高さの障害物の包括的な分布情報に対応する２次元地図である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記異なる水平高さの障害物情報が異なる方式でマークされる、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
前記ステップ２００における統合処理データを取得するステップは、
新たな走行経路を追加する必要があるかを判断し、ＹＥＳである場合、対応して多層環境地図を更新した後にステップ３００に進み、ＮＯである場合、直接ステップ３００に進むステップ２１０をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ１００では、前記環境画像に前記中間位置マークを含有する画像が収集されていない場合、前記中間位置マークを含有する画像が収集されるまで、前記自律移動ロボットを予め設定された角度回転させて収集を続ける、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ１００では、前記自律移動ロボットが作業を行う空間を走行し、前記走行の方式は、トラバーサルして走行する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記ステップ３００における自律移動ロボットの走行経路を計画するステップは、前記走行可能領域内で自律移動ロボットの開始点と終了点を選択し、開始点と終了点との間の最短経路を走行経路とするステップを含む、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
自律移動ロボットであって、センサユニットと、プロセッサと、メモリとを備え、
前記センサユニットは、前記プロセッサに結合され、自律移動ロボットが作業を行う空間を走行するとき、異なる高さの障害物情報を収集し、
前記メモリは、プログラムを格納し、
前記プロセッサは、前記メモリに結合され、前記メモリに格納される前記プログラムを実行して、
前記センサユニットが収集した異なる高さの障害物情報に基づき、前記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップ、
新たな走行経路を追加する必要があるかを判断し、ＹＥＳである場合、新たに追加された走行経路に従って走行し、かつ走行過程で異なる高さの障害物情報を収集し、対応して多層環境地図を更新するステップ、
更新後の前記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップ、
前記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画し、計画された上記走行経路に従って自律移動ロボットを走行させるステップ、
を行い、
前記多層環境地図を生成するステップは、前記自律移動ロボットの電源が入った後、その位置で周囲の環境画像を収集し、前記環境画像に、前記作業を行う空間の中間位置に予め設けられた中間位置マークを含有する画像が含まれている場合、前記中間位置マークを含有する画像において前記中間位置マークの大きさおよび位置を識別して、前記自律移動ロボットの移動方向および移動距離を決定し、前記自律移動ロボットは決定された前記移動方向に沿って前記移動距離を移動することにより、前記作業を行う空間の前記中間位置まで移動し、前記中間位置から一つの検出走行方向へ走行して前記障害物情報を収集し、前記一つの検出走行方向での収集が終了した後、前記中間位置に戻って別の検出走行方向へ走行して前記障害物情報を収集し、前記作業を行う空間のすべての領域を検出するまで前記中間位置から複数の検出走行方向を走行する
ことを特徴とする自律移動ロボット。
コンピュータプログラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムがコンピュータによって実行されるとき、
自律移動ロボットが作業を行う空間に走行するときに収集した異なる高さの障害物情報に基づき、前記作業を行う空間の多層環境地図を生成するステップと、
新たな走行経路を追加する必要があるかを判断し、ＹＥＳである場合、新たに追加された走行経路に従って走行し、かつ走行過程で異なる高さの障害物情報を収集し、対応して多層環境地図を更新するステップと、
更新後の前記多層環境地図における情報を統合処理して、統合処理データを取得するステップと、
前記統合処理データに基づき、自律移動ロボットの走行経路を計画し、計画された上記走行経路に従って自律移動ロボットを走行させるステップと、を実現し、
前記多層環境地図を生成するステップは、前記自律移動ロボットの電源が入った後、その位置で周囲の環境画像を収集し、前記環境画像に、前記作業を行う空間の中間位置に予め設けられた中間位置マークを含有する画像が含まれている場合、前記中間位置マークを含有する画像において前記中間位置マークの大きさおよび位置を識別して、前記自律移動ロボットの移動方向および移動距離を決定し、前記自律移動ロボットは決定された前記移動方向に沿って前記移動距離を移動することにより、前記作業を行う空間の前記中間位置まで移動し、前記中間位置から一つの検出走行方向へ走行して前記障害物情報を収集し、前記一つの検出走行方向での収集が終了した後、前記中間位置に戻って別の検出走行方向へ走行して前記障害物情報を収集し、前記作業を行う空間のすべての領域を検出するまで前記中間位置から複数の検出走行方向を走行する
ことを特徴とするコンピュータプログラムを格納するコンピュータ可読記憶媒体。