JP7243141B2 - Movement route generation device, movement route generation method, and computer program - Google Patents

Movement route generation device, movement route generation method, and computer program Download PDF

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Description

本発明は、移動経路生成装置、移動経路生成方法、および、コンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to a travel route generation device, a travel route generation method, and a computer program.

従来、地図情報を用いて自律移動体の現在地から目的地までの移動経路を生成する移動経路生成装置が知られている。移動経路生成装置では、現在地から目的地までの移動にかかる時間やエネルギーなどの移動コストを基準として、最適な移動経路を生成する。例えば、特許文献1には、人間を乗せて移動する自律移動体の移動経路を生成する装置であって、自律移動体の移動距離に加え、自律移動体からの見通しの良し悪しと経験的に得た安心感の大きさとに基づいて、移動経路を生成する技術が開示されている。また、特許文献2には、自律移動体の移動経路上に複数のノードを設定し、現在地から当該複数のノードまで直接移動したときの移動コストを最小にする移動経路を順次選択する技術が開示されている。 Conventionally, there has been known a travel route generation device that uses map information to create a travel route from the current location of an autonomous mobile body to a destination. The movement route generation device generates an optimal movement route based on movement costs such as time and energy required for movement from the current location to the destination. For example, in Patent Document 1, there is a device that generates a moving route of an autonomous mobile body that moves with a human on it, and in addition to the moving distance of the autonomous mobile body, the visibility from the autonomous mobile body is empirically A technique for generating a moving route based on the degree of sense of security obtained is disclosed. In addition, Patent Document 2 discloses a technique for setting a plurality of nodes on the movement route of an autonomous mobile body and sequentially selecting a movement route that minimizes the movement cost when moving directly from the current location to the plurality of nodes. It is

特開2016-218880号公報JP 2016-218880 A 特開2005-50105号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-50105

特許文献1に記載の移動経路生成装置では、自律移動体に搭乗者がいることを想定しているため、搭乗者に安心感を与える移動経路を生成する。しかしながら、搭乗者の安心感を優先すると、自律移動体の位置を推定するための環境特徴に乏しい移動経路が設定される場合があり、自律移動体の現在地の推定誤差が大きくなるおそれがある。
また、特許文献2に記載の移動経路生成装置は、障害物や自身の現在地を推定するための環境認識手段を備えている。しかしながら、移動コストが最小となる移動経路上に、自身の現在地を推定するための環境特徴が乏しい空間が存在すると現在地の推定誤差が大きくなり、自身の現在地を見失って移動できなくなるおそれがある。また、自律移動体が目的地まで到達しても、目的地での誤差が大きいと自律移動体の次の動作に影響をおよぼすおそれがある。
The moving route generation device described in Patent Literature 1 assumes that there is a passenger on the autonomous mobile body, so it generates a moving route that gives the passenger a sense of security. However, if priority is given to the passenger's sense of security, a movement route with poor environmental features for estimating the position of the autonomous mobile body may be set, and there is a risk that the estimation error of the current location of the autonomous mobile body will increase.
Further, the travel route generation device described in Patent Document 2 includes environment recognition means for estimating obstacles and the current location of the device itself. However, if there is a space with poor environmental features for estimating one's current location on the movement route that minimizes the movement cost, the error in estimating one's current location increases, and there is a risk that one will lose sight of one's current location and become unable to move. Also, even if the autonomous mobile body reaches the destination, if the error at the destination is large, there is a risk that the next operation of the autonomous mobile body will be affected.

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、自律移動体の現在地から目的地までの移動経路を生成する移動経路生成装置において、自律移動体が高精度に目的地に到達する技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a movement route generation device that generates a movement route from the current location of an autonomous mobile body to a destination, in which the autonomous mobile body reaches the destination with high accuracy. The purpose is to provide technology to

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。 The present invention has been made to solve at least part of the above problems, and can be implemented as the following modes.

(1)本発明の一形態によれば、自律移動体の現在地から目的地までの移動経路を生成する移動経路生成装置が提供される。移動経路生成装置は、前記自律移動体の位置を推定するためのランドマークに関する情報が含まれる地図情報を記憶する地図情報記憶部と、前記地図情報を用いて、前記自律移動体の現在地から目的地までの間において前記ランドマークを観測可能な可観測エリアを推定する可観測エリア推定部と、推定された前記可観測エリアを用いて前記移動経路を生成する移動経路生成部と、を備える。 (1) According to one aspect of the present invention, there is provided a movement route generation device that generates a movement route from the current location of an autonomous mobile body to a destination. The movement route generation device includes a map information storage unit that stores map information including information about landmarks for estimating the position of the autonomous mobile body, and a map information storage unit that uses the map information to determine the destination from the current location of the autonomous mobile body. An observable area estimation unit that estimates an observable area in which the landmark can be observed from a distance to the ground, and a moving route generating unit that generates the moving route using the estimated observable area.

この構成によれば、移動経路生成部は、可観測エリア推定部において推定された、ランドマークを観測可能な可観測エリアを用いて移動経路を生成する。自律移動体の移動経路が、可観測エリアを優先的に通るように生成されると、当該移動経路上を移動する自律移動体は、自身の現在地を推定するためのランドマークを確実に観測することができる。これにより、自律移動体の現在地の推定精度を高めることができるとともに、現在地を見失うことなく目的地に到達できるため目的地での誤差を小さくすることができる。したがって、自律移動体は、高精度に目的地に到達することができる。 According to this configuration, the moving route generator generates the moving route using the observable area where the landmarks can be observed, which is estimated by the observable area estimator. When the movement route of the autonomous mobile body is generated so as to preferentially pass through the observable area, the autonomous mobile body moving on the movement route reliably observes the landmarks for estimating its own current location. be able to. As a result, the accuracy of estimating the current location of the autonomous mobile body can be improved, and the error at the destination can be reduced because the destination can be reached without losing sight of the current location. Therefore, the autonomous mobile body can reach the destination with high accuracy.

(2)上記形態の移動経路生成装置は、さらに、前記自律移動体に配置され、前記自律移動体の外部環境を認識するための外部環境情報を取得する環境認識センサを備え、前記移動経路生成部は、前記環境認識センサが前記外部環境情報を取得する方向を、前記ランドマークを観察可能な方向に設定してもよい。この構成によれば、移動経路生成部は、移動経路の生成に加え、当該移動経路上を移動する自律移動体に配置されている環境認識センサが外部環境情報を取得する方向を、ランドマークを観察可能な方向に設定する。これにより、移動経路上を移動する自律移動体の環境認識センサがランドマークをより確実に検出することができるため、自律移動体の現在地の推定誤差をさらに小さくすることができる。 (2) The movement route generation device of the above aspect further includes an environment recognition sensor that is arranged on the autonomous mobile body and acquires external environment information for recognizing the external environment of the autonomous mobile body, and the movement route generation device The unit may set a direction in which the environment recognition sensor acquires the external environment information to a direction in which the landmark can be observed. According to this configuration, in addition to generating the movement route, the movement route generation unit determines the direction in which the environment recognition sensor arranged on the autonomous mobile body that moves on the movement route acquires the external environment information from the landmark. Set the observable direction. As a result, the environment recognition sensor of the autonomous mobile body moving on the movement route can more reliably detect the landmark, so that the estimation error of the current location of the autonomous mobile body can be further reduced.

(3)上記形態の移動経路生成装置は、さらに、前記外部環境情報に含まれる前記ランドマークに関する情報を検出するランドマーク検出部と、前記ランドマーク検出部が検出したランドマークに関する情報と、前記地図情報に含まれるランドマークに関する情報とを照合して前記自律移動体の現在地を推定する現在地推定部と、を備え、前記移動経路生成部は、前記現在地推定部によって推定された現在地から目的地までの前記移動経路を生成してもよい。この構成によれば、移動経路の出発点である現在地の位置精度が向上するため、自律移動体は、より確実に、かつ、より高精度に目的地に到達することができる。 (3) The movement route generation device of the above aspect further includes a landmark detection unit that detects information about the landmarks included in the external environment information, information about the landmarks detected by the landmark detection unit, and a current location estimation unit that estimates the current location of the autonomous mobile body by collating it with information related to landmarks included in the map information; You may generate|occur|produce the movement path|route to. According to this configuration, since the positional accuracy of the current location, which is the starting point of the movement route, is improved, the autonomous mobile body can reach the destination more reliably and with higher accuracy.

(4)上記形態の移動経路生成装置は、さらに、前記外部環境情報に含まれる移動障害物に関する情報を検出する障害物検出部と、検出された前記移動障害物に関する情報を用いて、前記移動障害物の位置変化を予測する障害物位置予測部と、を備え、前記可観測エリア推定部は、前記障害物位置予測部による前記移動障害物の位置変化予測を用いて、前記環境認識センサと前記ランドマークとの間に前記移動障害物が位置することによって前記環境認識センサが取得する前記外部環境情報に前記ランドマークに関する情報が含まれなくなる遮蔽エリアを推定し、前記可観測エリアから前記遮蔽エリアを除外してもよい。この構成によれば、可観測エリア推定部は、環境認識センサが取得する外部環境情報にランドマークに関する情報が含まれなくなる遮蔽エリアを、可観測エリアから除外するため、移動経路上を移動する自律移動体の環境認識センサがランドマークを検出できずに、現在地を見失うことを防止することができる。これにより、自律移動体は、より確実に目的地に到達することができる。 (4) The movement path generation device of the above aspect further includes an obstacle detection unit that detects information about a moving obstacle included in the external environment information, and an obstacle detection unit that uses the detected information about the moving obstacle to and an obstacle position prediction unit that predicts a position change of an obstacle, wherein the observable area estimation unit uses the position change prediction of the moving obstacle by the obstacle position prediction unit to predict the environment recognition sensor and estimating a shielded area in which information about the landmark is not included in the external environment information acquired by the environment recognition sensor due to the position of the moving obstacle between the landmark and the shielded area from the observable area; Areas may be excluded. According to this configuration, the observable area estimating unit excludes, from the observable area, a shielded area in which information about landmarks is not included in the external environment information acquired by the environment recognition sensor. It is possible to prevent the environment recognition sensor of the mobile from losing sight of the current location due to the inability to detect the landmark. Thereby, an autonomous mobile body can reach a destination more certainly.

(5)上記形態の移動経路生成装置において、前記移動経路生成部は、前記自律移動体から観測可能な前記ランドマークの数と、前記自律移動体から観測可能な視野内の前記ランドマークの分散状態と、所定の時間間隔での前記自律移動体からの複数回の観測において、共通に観測可能な前記ランドマークの割合と、所定の時間間隔での、前記環境認識センサが前記外部環境情報を取得する方向の変化量とのうち、少なくとも一つを用いて、前記移動経路を生成してもよい。この構成によれば、移動経路生成部は、ランドマークの認識のしやすさに関連するこれら4つの項目の少なくとも1つを用いて移動経路を生成することができるため、自律移動体は、より確実に、かつ、より高精度に目的地に到達することができる。 (5) In the movement path generation device of the above aspect, the movement path generation unit determines the number of landmarks observable from the autonomous mobile body and the distribution of the landmarks within the field of view observable from the autonomous mobile body. a state, a ratio of the commonly observable landmarks in a plurality of observations from the autonomous mobile body at predetermined time intervals, and the external environment information obtained by the environment recognition sensor at predetermined time intervals. The moving route may be generated using at least one of the acquired direction change amount. According to this configuration, the movement route generation unit can generate a movement route using at least one of these four items related to the ease of recognition of landmarks, so that the autonomous mobile body is more It is possible to reach the destination reliably and with higher accuracy.

(6)上記形態の移動経路生成装置は、さらに、前記地図情報に含まれる前記ランドマークに関する情報を用いて、当該ランドマークの前記自律移動体の位置推定への貢献度を推定するランドマーク選定部を備え、前記可観測エリア推定部は、前記貢献度が高い前記ランドマークのみの可観測エリア、または、前記貢献度の重みを反映した可観測エリア、を推定してもよい。この構成によれば、ランドマーク選定部は、自律移動体の位置推定への貢献度の高さに応じてランドマークを選定し、可観測エリア推定部は、当該選定したランドマークの可観測エリアを推定する。これにより、可観測エリア推定部は、全てのランドマークについて可観測エリアを推定する代わりに、自律移動体の位置推定への貢献度の高いランドマークについての可観測エリアを推定するため、より短時間でかつ少ない労力で移動経路を生成することができる。したがって、移動経路生成装置における移動経路の生成処理の効率化や高速化を図ることができる。 (6) The movement route generation device of the above aspect further includes landmark selection for estimating the degree of contribution of the landmark to position estimation of the autonomous mobile body using the information about the landmark included in the map information. The observable area estimating unit may estimate an observable area of only the landmarks having the high contribution or an observable area reflecting the weight of the contribution. According to this configuration, the landmark selection unit selects a landmark according to the degree of contribution to position estimation of the autonomous mobile body, and the observable area estimation unit selects the observable area of the selected landmark to estimate As a result, the observable area estimating unit estimates the observable area for landmarks with a high degree of contribution to position estimation of the autonomous mobile body instead of estimating the observable area for all landmarks. A moving route can be generated in a short amount of time and with little effort. Therefore, it is possible to improve the efficiency and speed of the travel route generation process in the travel route generation device.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、移動経路生成方法、移動経路生成システム、移動経路の生成をコンピュータに実行させるコンピュータプログラム、コンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、コンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等などの形態で実現することができる。 It should be noted that the present invention can be implemented in various aspects, for example, a moving route generation method, a moving route generating system, a computer program that causes a computer to generate a moving route, and a server for distributing computer programs. It can be realized in the form of a device, a non-transitory storage medium storing a computer program, or the like.

第1実施形態の移動経路生成装置の概略構成を示した説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which showed schematic structure of the movement path|route generation apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の移動経路生成方法のフローチャートである。4 is a flow chart of a moving route generation method according to the first embodiment; 第1実施形態で移動経路が生成される空間の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a space in which a moving route is generated in the first embodiment; 第1実施形態で推定される可観測エリアの模式図である。It is a schematic diagram of the observable area estimated in 1st Embodiment. 第1実施形態で生成される可観測エリア地図の模式図である。4 is a schematic diagram of an observable area map generated in the first embodiment; FIG. 第1実施形態で生成される移動経路を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a moving route generated in the first embodiment; FIG. 第1実施形態で設定される環境認識センサが向けられる方向を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing directions in which an environment recognition sensor set in the first embodiment is directed; 比較例の移動経路生成方法で生成される移動経路を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing a moving route generated by a moving route generating method of a comparative example; 第2実施形態の移動経路生成装置の概略構成を示した説明図である。It is an explanatory view showing a schematic structure of a moving route generation device of a second embodiment. 第2実施形態の移動経路生成方法のフローチャートである。It is a flow chart of the moving route generation method of the second embodiment. 第2実施形態での移動障害物の移動軌跡を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a moving trajectory of a moving obstacle in the second embodiment; 第2実施形態での別の移動障害物の移動軌跡を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a movement locus of another moving obstacle in the second embodiment; 第2実施形態で生成される移動経路を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a moving route generated in the second embodiment; FIG.

<第1実施形態>
図1は、第1実施形態の移動経路生成装置の概略構成を示した説明図である。図2は、第1実施形態の移動経路生成方法のフローチャートである。図3は、第1実施形態で移動経路が生成される空間の模式図である。第1実施形態の移動経路生成装置1は、自律的に移動する自律移動体5の現在地から目的地までの移動経路を生成する装置である。移動経路生成装置1は、事前に取得している地図情報と、自律移動体5がオンタイムで取得する自律移動体5の外部環境を認識するための外部環境情報とを照合して、移動経路を生成する。自律移動体5としては、自身の外部環境を認識する手段を有する、自律走行型ロボットや自律飛行型ドローンなどが、例示される。なお、本実施形態では、移動経路生成装置1による2次元平面内での自律走行型ロボットの移動経路の生成を説明するが、移動経路生成装置1は、3次元空間内でのドローンの移動経路を生成してもよい。
<First embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the movement route generation device of the first embodiment. FIG. 2 is a flow chart of the moving route generation method of the first embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram of a space in which movement paths are generated in the first embodiment. The moving route generation device 1 of the first embodiment is a device that generates a moving route from the current location to the destination of an autonomous mobile body 5 that moves autonomously. The movement route generation device 1 compares the map information acquired in advance with the external environment information for recognizing the external environment of the autonomous mobile body 5 acquired by the autonomous mobile body 5 on time, and generates a movement route. to generate Examples of the autonomous moving body 5 include an autonomous traveling robot, an autonomous flying drone, and the like, which have means for recognizing their own external environment. In this embodiment, generation of the movement path of the autonomous robot in a two-dimensional plane by the movement path generation device 1 will be described. may be generated.

移動経路生成装置1は、地図データベース10と、環境認識センサ11と、ランドマーク検出部12と、現在地推定部13と、可観測エリア地図生成部14と、移動経路生成部15と、を備える。本実施形態では、移動経路生成装置1は、自律移動体5に搭載されている。しかしながら、環境認識センサ11を除く、地図データベース10と、ランドマーク検出部12と、現在地推定部13と、可観測エリア地図生成部14と、移動経路生成部15と、の一部または全部は、自律移動体5の外部に設けられていてもよい。 The movement route generation device 1 includes a map database 10 , an environment recognition sensor 11 , a landmark detection unit 12 , a current location estimation unit 13 , an observable area map generation unit 14 , and a movement route generation unit 15 . In this embodiment, the movement route generation device 1 is mounted on the autonomous mobile body 5 . However, part or all of the map database 10, the landmark detection unit 12, the current location estimation unit 13, the observable area map generation unit 14, and the moving route generation unit 15, excluding the environment recognition sensor 11, It may be provided outside the autonomous mobile body 5 .

地図データベース10は、自律移動体5が移動する空間の地図情報であって、図2に示す移動経路生成方法によって、移動経路を生成する前に取得されているデータの集まりである。地図データベース10には、図3に示す地図のように、自律移動体5の位置を推定するための複数のランドマーク4や自律移動体5の移動の障害となる障害物7の、位置や形状、移動の有無などの情報が記憶されている。ランドマーク4や障害物7は、画像特徴点、幾何学的特徴、物体など、様々なレベルの特徴に関連付けて記憶されることが可能である。本実施形態では、ランドマーク4や障害物7の情報は、SIFTやORBといった画像特徴点に関連付けられており、例えば、ORB-SLAMを用いれば、ORBを特徴点とする地図情報を構築することができる。本実施形態では、地図データベース10には、複数のランドマーク4や障害物7の3次元位置だけでなく、ランドマーク4や障害物7の特徴点を観測したときのカメラの位置や姿勢も合わせて記憶されている。 The map database 10 is map information of the space in which the autonomous mobile body 5 moves, and is a collection of data acquired before the movement route is generated by the movement route generation method shown in FIG. The map database 10 stores the positions and shapes of a plurality of landmarks 4 for estimating the position of the autonomous mobile body 5 and obstacles 7 that hinder the movement of the autonomous mobile body 5, as in the map shown in FIG. , information such as presence or absence of movement is stored. Landmarks 4 and obstacles 7 can be stored in association with various levels of features such as image feature points, geometric features, and objects. In this embodiment, information on landmarks 4 and obstacles 7 is associated with image feature points such as SIFT and ORB. can be done. In this embodiment, the map database 10 stores not only the three-dimensional positions of a plurality of landmarks 4 and obstacles 7, but also the positions and orientations of the cameras when the feature points of the landmarks 4 and obstacles 7 are observed. are stored.

図3の地図では、自律移動体5を、菱形の図形で示している。すなわち、図3の地図では、菱形がある位置が、自律移動体5の現在地を示している。また、自律移動体5の目的地6を、6つの突起を有する星形で示している。
図3の地図では、ランドマーク4は、4つの突起を有する星形で示している。図3の地図では、ランドマーク4は、自律移動体5の現在地から近い順に、ランドマーク4aからランドマーク4vまでの、22個が示されている。また、障害物7は、矩形または楕円で示している。図3に示す模式図では、障害物7は、障害物7aから障害物7kまでの、11個示されている。移動経路生成装置1は、図3に示す地図をベースにして、自律移動体5の現在地から目的地6までの移動経路を生成する。
In the map of FIG. 3, the autonomous mobile body 5 is indicated by a diamond-shaped figure. That is, in the map of FIG. 3 , the position of the lozenge indicates the current location of the autonomous mobile body 5 . Also, the destination 6 of the autonomous mobile body 5 is indicated by a star having six projections.
In the map of FIG. 3, the landmarks 4 are shown as stars with four projections. In the map of FIG. 3, 22 landmarks 4 from the landmark 4a to the landmark 4v are shown in order of proximity from the current location of the autonomous mobile body 5. In FIG. Obstacles 7 are indicated by rectangles or ellipses. In the schematic diagram shown in FIG. 3, eleven obstacles 7 from obstacle 7a to obstacle 7k are shown. The movement route generation device 1 generates a movement route from the current location of the autonomous mobile body 5 to the destination 6 based on the map shown in FIG.

環境認識センサ11は、自律移動体5に配置され、自律移動体5の外部環境情報を取得する機能を有している、例えば、カメラやレーザーレンジファインダなどである。本実施形態では、自律移動体5には、自律移動体5自身に固定されているカメラが搭載されており、自律移動体5の姿勢を変化させることで、カメラが外部環境情報を取得する方向を変更することが可能である。なお、環境認識センサ11は、自律移動体5に対して相対移動可能な機構を介して自律移動体5に設けられ、自律移動体5の姿勢を変化させることなく環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を変更できるようにしてもよい。 The environment recognition sensor 11 is arranged in the autonomous mobile body 5 and has a function of acquiring external environment information of the autonomous mobile body 5. For example, it is a camera, a laser range finder, or the like. In this embodiment, the autonomous mobile body 5 is equipped with a camera fixed to the autonomous mobile body 5 itself, and by changing the attitude of the autonomous mobile body 5, the direction in which the camera acquires external environment information can be changed. The environment recognition sensor 11 is provided on the autonomous mobile body 5 via a mechanism that is relatively movable with respect to the autonomous mobile body 5, so that the environment recognition sensor 11 can detect external environment information without changing the posture of the autonomous mobile body 5. may be changed.

ランドマーク検出部12は、環境認識センサ11に電気的に接続している。ランドマーク検出部12は、環境認識センサ11が取得した外部環境情報を処理し、当該外部環境情報から環境認識センサ11が認識しているランドマーク4を検出する。 The landmark detector 12 is electrically connected to the environment recognition sensor 11 . The landmark detection unit 12 processes the external environment information acquired by the environment recognition sensor 11, and detects the landmarks 4 recognized by the environment recognition sensor 11 from the external environment information.

現在地推定部13は、ランドマーク検出部12と地図データベース10とに電気的に接続している。現在地推定部13は、ランドマーク検出部12が検出したランドマークに関する情報と、地図データベース10に記憶されている地図情報のランドマークに関する情報と、を照合し、自律移動体5の現在地と、環境認識センサ11の姿勢と、を推定する。 The current location estimation unit 13 is electrically connected to the landmark detection unit 12 and the map database 10 . The current location estimating unit 13 compares the information about the landmarks detected by the landmark detecting unit 12 with the information about the landmarks in the map information stored in the map database 10, and determines the current location of the autonomous mobile body 5 and the environment. and the orientation of the recognition sensor 11 are estimated.

可観測エリア地図生成部14は、現在地推定部13と地図データベース10とに電気的に接続している。可観測エリア地図生成部14は、地図データベース10に記憶されている地図上においてランドマーク4を観測可能なエリアとしての可観測エリアを推定する。可観測エリア地図生成部14は、図3に示すように地図中に複数のランドマーク4がある場合、それぞれのランドマーク4について可観測エリアをそれぞれ推定し、複数の可観測エリアを組み合わせた可観測エリア地図を生成する。可観測エリア地図生成部14での可観測エリア地図の生成方法の詳細は、後述する。 The observable area map generator 14 is electrically connected to the current location estimator 13 and the map database 10 . The observable area map generator 14 estimates an observable area as an area where the landmarks 4 can be observed on the map stored in the map database 10 . When there are a plurality of landmarks 4 in the map as shown in FIG. 3, the observable area map generation unit 14 estimates observable areas for each of the landmarks 4, and generates an observable area combining the plurality of observable areas. Generate an observation area map. The details of the observable area map generation method in the observable area map generation unit 14 will be described later.

移動経路生成部15は、可観測エリア地図生成部14に電気的に接続している。移動経路生成部15は、可観測エリア地図生成部14の可観測エリア地図を用いて、自律移動体5の移動経路を生成する。移動経路生成部15での移動経路の生成方法の詳細は、後述する。 The moving route generator 15 is electrically connected to the observable area map generator 14 . The moving route generation unit 15 uses the observable area map of the observable area map generating unit 14 to generate the moving route of the autonomous mobile body 5 . The details of the movement route generation method in the movement route generation unit 15 will be described later.

次に、移動経路生成装置1による自律移動体5の移動経路の生成方法について説明する。本実施形態の移動経路生成装置1における移動経路の生成方法は、自律移動体5の現在地を高精度に推定可能な場所を選択しつつ、目的地まで向かうことが可能な移動経路を生成する。 Next, a method of generating a movement route of the autonomous mobile body 5 by the movement route generation device 1 will be described. The moving route generation method in the moving route generation device 1 of the present embodiment selects a place where the current location of the autonomous mobile body 5 can be estimated with high accuracy, and generates a moving route that can go to the destination.

最初に、地図データベース10は、自律移動体5が移動する地図情報を記憶する(ステップS10)。地図データベース10は、上述したように、複数のランドマーク4に関する情報や障害物7に関する情報を含む地図情報を記憶する。 First, the map database 10 stores map information along which the autonomous mobile body 5 moves (step S10). The map database 10 stores map information including information on a plurality of landmarks 4 and information on obstacles 7, as described above.

次に、環境認識センサ11は、外部環境情報を取得する(ステップS11)。具体的には、環境認識センサ11は、自律移動体5に搭載されているカメラによって自律移動体5の外部環境を撮影し、撮像結果を自律移動体5の外部環境情報として取得する。環境認識センサ11は、撮像結果をランドマーク検出部12に出力する。 Next, the environment recognition sensor 11 acquires external environment information (step S11). Specifically, the environment recognition sensor 11 captures an image of the external environment of the autonomous mobile body 5 using a camera mounted on the autonomous mobile body 5 and acquires the imaging result as the external environment information of the autonomous mobile body 5 . The environment recognition sensor 11 outputs the imaging result to the landmark detection unit 12 .

次に、ランドマーク検出部12は、外部環境情報からランドマーク4を検出する(ステップS12)。具体的には、ランドマーク検出部12は、環境認識センサ11の撮像結果に写っているランドマーク4を検出する。ランドマーク検出部12は、検出したランドマーク4を現在地推定部13に出力する。 Next, the landmark detector 12 detects landmarks 4 from the external environment information (step S12). Specifically, the landmark detection unit 12 detects the landmarks 4 appearing in the imaging result of the environment recognition sensor 11 . The landmark detection unit 12 outputs the detected landmarks 4 to the current location estimation unit 13 .

次に、現在地推定部13は、検出したランドマーク4に関する情報と地図情報のランドマーク4に関する情報と照合し、自律移動体5の現在地を推定する(ステップS13)。具体的には、現在地推定部13は、ランドマーク検出部12が検出したランドマーク4と同じランドマーク4を、地図情報内で探す。ランドマーク検出部12が検出したランドマーク4と一致するランドマーク4を地図情報内で見つけた場合、当該ランドマーク4について、地図データベース10に記憶されている当該ランドマーク4の位置や特徴点を観測したときのカメラの位置と姿勢とから、自律移動体5の位置と、環境認識センサ11の姿勢とを推定する。 Next, the current location estimating unit 13 collates the information about the detected landmark 4 with the information about the landmark 4 in the map information to estimate the current location of the autonomous mobile body 5 (step S13). Specifically, the current position estimation unit 13 searches the map information for the same landmark 4 as the landmark 4 detected by the landmark detection unit 12 . When a landmark 4 that matches the landmark 4 detected by the landmark detection unit 12 is found in the map information, the position and characteristic points of the landmark 4 stored in the map database 10 are determined. The position of the autonomous mobile body 5 and the orientation of the environment recognition sensor 11 are estimated from the position and orientation of the camera when observed.

次に、現在地推定部13は、目的地情報を取得する(ステップS14)。具体的には、現在地推定部13は、図示しない入力装置によって移動経路生成装置1に入力される自律移動体5の目的地6を記憶する。 Next, the current location estimation unit 13 acquires destination information (step S14). Specifically, the current location estimating unit 13 stores the destination 6 of the autonomous mobile body 5 that is input to the movement route generation device 1 by an input device (not shown).

次に、可観測エリア地図生成部14は、地図情報を用いてランドマーク4の可観測エリア8を推定する(ステップS15)。具体的には、可観測エリア地図生成部14は、地図データベース10から取得する図3のランドマーク4が分布している地図情報を用いて、複数のランドマーク4のそれぞれについて可観測エリア8を推定する。 Next, the observable area map generator 14 estimates the observable area 8 of the landmark 4 using the map information (step S15). Specifically, the observable area map generation unit 14 uses the map information in which the landmarks 4 in FIG. presume.

図4は、本実施形態で推定される可観測エリア8の模式図である。地図データベース10の地図情報に含まれるランドマーク4のそれぞれは、見える位置と方向とが、地図を生成するときに得られる情報から明らかとなっている。
例えば、画像特徴点でランドマーク4を記憶している場合、観測方向によってランドマーク4の見え方が変化するため、ランドマーク4は全方位から観測可能ではないが、ある程度の角度範囲であれば同じランドマーク4を観測可能であることがわかっている。また、地図を生成するときに使用されるカメラの解像度を考慮すると、ランドマーク4が観測できる距離も概算することが可能であることがわかっている。可観測エリア地図生成部14は、図3の地図を生成するときに得られるこれらの情報から、図4に示す扇形状の可観測エリア8を、複数のランドマーク4のそれぞれについて推定する。
FIG. 4 is a schematic diagram of the observable area 8 estimated in this embodiment. For each of the landmarks 4 included in the map information of the map database 10, the visible position and direction are clear from the information obtained when the map is generated.
For example, if the landmark 4 is stored as an image feature point, the appearance of the landmark 4 changes depending on the observation direction. It turns out that the same landmark 4 is observable. It has also been found that given the resolution of the cameras used when generating the map, it is also possible to approximate the distance at which the landmarks 4 are observable. The observable area map generator 14 estimates fan-shaped observable areas 8 shown in FIG.

図4には、複数のランドマーク4のうち3つのランドマーク4d、4f、4gの可観測エリア8を示す。具体的には、ランドマーク4dでは、図4に示す扇形状の可観測エリア8dが推定される。同様に、ランドマーク4fでは、図4の扇形状の可観測エリア8fが推定され、ランドマーク4gでは、図4の扇形状の可観測エリア8gが推定される。
図4に示す推定された可観測エリア8の結果から、複数の可観測エリア8が互いに重なる領域に位置する自律移動体5は、少なくとも二つ以上のランドマーク4を観測することが可能であるといえる。例えば、上述の可観測エリア8d、8f、8gでは、図4に示す領域81では、三つのランドマーク4d、4f、4gの可観測エリア8が重なっており、領域81からは、三つのランドマーク4d、4f、4gが観測可能であるといえる。同様に、図4に示す領域82aからは、二つのランドマーク4d、4fが観測可能であり、領域82bからは、二つのランドマーク4f、4gが観測可能であるといえる。また、図4に示す領域83aでは、一つのランドマーク4dが観測可能であり、領域83b、83cのそれぞれでは、一つのランドマーク4fが観測可能であり、領域83dでは、一つのランドマーク4dが観測可能であるといえる。
FIG. 4 shows observable areas 8 of three landmarks 4 d , 4 f and 4 g out of the plurality of landmarks 4 . Specifically, in the landmark 4d, a fan-shaped observable area 8d shown in FIG. 4 is estimated. Similarly, the fan-shaped observable area 8f of FIG. 4 is estimated for the landmark 4f, and the fan-shaped observable area 8g of FIG. 4 is estimated for the landmark 4g.
From the result of the estimated observable area 8 shown in FIG. 4, the autonomous mobile body 5 located in the area where the multiple observable areas 8 overlap each other can observe at least two or more landmarks 4. It can be said. For example, in the observable areas 8d, 8f, and 8g described above, the observable areas 8 of the three landmarks 4d, 4f, and 4g overlap in the area 81 shown in FIG. It can be said that 4d, 4f and 4g are observable. Similarly, it can be said that the two landmarks 4d and 4f are observable from the area 82a shown in FIG. 4, and the two landmarks 4f and 4g are observable from the area 82b. In addition, one landmark 4d is observable in the area 83a shown in FIG. 4, one landmark 4f is observable in each of the areas 83b and 83c, and one landmark 4d is observable in the area 83d. It can be said that it is observable.

図5は、本実施形態で生成される可観測エリア地図の模式図である。可観測エリア地図生成部14は、図5に示すように、地図データベース10に記憶されている地図の自律移動体5が移動可能な領域に、グリッドを生成し、全てのランドマーク4について可観測エリア8を推定した結果を、当該グリッドに反映することが可能である。具体的には、グリッドごとに可観測エリア8が重なった数に応じて表示分けをし、可視化する。例えば、図5では、各ランドマーク4の可観測エリア8が重なった数が多いほど、グリッド内に表示されているドットの密度が高くなるように表示している。 FIG. 5 is a schematic diagram of an observable area map generated in this embodiment. As shown in FIG. 5, the observable area map generation unit 14 generates a grid in the area where the autonomous mobile body 5 can move on the map stored in the map database 10, and observable for all the landmarks 4. The result of estimating area 8 can be reflected in the grid. Specifically, each grid is classified and visualized according to the number of overlapping observable areas 8 . For example, in FIG. 5, the larger the number of overlapping observable areas 8 of the landmarks 4, the higher the density of the dots displayed in the grid.

可観測エリア地図生成部14は、このようにして、自律移動体5からランドマーク4を観測可能な可観測エリア8を複数のランドマーク4のそれぞれについて推定し、複数の可観測エリア8を足し合わせた可観測エリア地図(図5)を生成する。可観測エリア地図生成部14は、生成した可観測エリア地図を、移動経路生成部15に出力する。 The observable area map generation unit 14 thus estimates the observable area 8 in which the landmark 4 can be observed from the autonomous mobile body 5 for each of the plurality of landmarks 4, and adds the plurality of observable areas 8. Generate a combined observable area map (FIG. 5). The observable area map generation unit 14 outputs the generated observable area map to the moving route generation unit 15 .

次に、移動経路生成部15は、推定された可観測エリア8を用いて移動経路を生成するとともに環境認識センサ11を向ける方向を設定する(ステップS16)。具体的には、移動経路生成部15は、可観測エリア地図生成部14が生成した可観測エリア地図と、以下の式(1)に示す評価関数fとを用いて、自律移動体5の移動経路を生成し、環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を設定する。
f(x,y,θ)
=F(nt(x,y,θ),Dt(x,y,θ),Ct,t-1,1/Zt,t-1,1/L)
・・・(1)
Next, the movement route generation unit 15 generates a movement route using the estimated observable area 8 and sets the direction in which the environment recognition sensor 11 is directed (step S16). Specifically, the movement route generation unit 15 uses the observable area map generated by the observable area map generation unit 14 and the evaluation function f shown in the following equation (1) to determine the movement of the autonomous mobile body 5. A route is generated and a direction in which the environment recognition sensor 11 acquires external environment information is set.
f(x, y, θ)
=F(n t (x, y, θ), D t (x, y, θ), C t,t-1 , 1/Z t,t-1 , 1/L)
... (1)

ここで、式(1)に示す関数Fの変数nt(x,y,θ)は、地図内での位置座標が(x,y)であって、環境認識センサ11の外部環境情報を取得する方向がθとなっている自律移動体5から観測可能なランドマーク4の数を示す。また、変数Dt(x,y,θ)は、地図内での位置座標が(x,y)であって、環境認識センサ11の外部環境情報を取得する方向がθとなっている自律移動体5から観測可能な視野内でのランドマーク4の分散状態を示す。また、変数Ct,t-1は、時刻tと時刻(t-1)との間での自律移動体5からの複数回の観測において、共通に観測可能なランドマーク4の割合を示す。変数Ct,t-1は、例えば、時刻tでの観測と時刻(t-1)での観測とで共通に観測可能なランドマーク4の数を変数nt,t-1として表すと、以下の式(2)で表される。
t,t-1=2×nt,t-1/(nt+nt-1) ・・・(2)
また、変数Zt,t-1は、時刻tと時刻(t-1)との間での、環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向の変化量を示す。また、変数Lは、自律移動体5の現在地から目的地までの距離を示す。変数Zt,t-1と、変数Lとは、小さくなるほど自律移動体5の現在地の推定誤差が小さくなるため、式(1)では、これらの変数の逆数が、関数Fの変数として含まれている。
Here, the variable n t (x, y, θ) of the function F shown in Equation (1) is the position coordinate (x, y) in the map, and the external environment information of the environment recognition sensor 11 is acquired. The number of landmarks 4 observable from the autonomous mobile body 5 whose direction is θ is shown. Also, the variable D t (x, y, θ) is the position coordinates (x, y) in the map, and the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information is θ. 4 shows the distribution of landmarks 4 within the observable field of view from body 5. FIG. Also, the variable C t,t-1 indicates the ratio of commonly observable landmarks 4 in multiple observations from the autonomous mobile body 5 between time t and time (t-1). Variable C t,t-1 is, for example, the number of landmarks 4 observable in common between observation at time t and observation at time (t- 1 ). It is represented by the following formula (2).
C t,t-1 =2×n t,t-1 /(n t +n t-1 ) (2)
A variable Z t,t-1 indicates the amount of change in the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires external environment information between time t and time (t-1). Also, the variable L indicates the distance from the current location of the autonomous mobile body 5 to the destination. Since the smaller the variable Z t,t-1 and the variable L, the smaller the estimation error of the current location of the autonomous mobile body 5, the reciprocals of these variables are included as variables of the function F ing.

図6は、本実施形態で生成される移動経路を示す模式図である。自律移動体5の移動経路30は、可観測エリア地図生成部14が推定した可観測エリア8に含まれる領域であって、評価関数fが最大となる地図内での位置座標(x、y)を優先的に通過するように生成される。その生成結果を図6に示す。図6に示す移動経路30は、評価関数fの値が大きいグリッドを通過するように生成されている。具体的には、移動経路30は、図6に示すグリッドのうち評価関数fの値が大きいことを示すドットの密度が高いグリッドを通過するように、生成されている。このとき、例えば、自律移動体5の操舵輪が切れる角度など、自律移動体5の運動制約を考慮し、移動経路30の曲線部分の最小内径が設定されてもよい。 FIG. 6 is a schematic diagram showing a moving route generated in this embodiment. The movement path 30 of the autonomous mobile body 5 is an area included in the observable area 8 estimated by the observable area map generation unit 14, and the position coordinates (x, y) in the map where the evaluation function f is maximized is generated so that it preferentially passes through FIG. 6 shows the generated result. A movement route 30 shown in FIG. 6 is generated so as to pass through grids having large values of the evaluation function f. Specifically, the moving path 30 is generated so as to pass through a grid with a high density of dots indicating a large value of the evaluation function f among the grids shown in FIG. At this time, for example, the minimum inner diameter of the curved portion of the movement route 30 may be set in consideration of the motion restrictions of the autonomous mobile body 5 such as the angle at which the steering wheel of the autonomous mobile body 5 turns.

また、本実施形態のように環境認識センサ11が自律移動体5に固定されている場合、自律移動体5の運動制約によって、ランドマーク4の観察に不具合が生じる場合がある。そこで、本実施形態では、移動経路生成部15は、移動経路30の生成だけでなく、移動経路30上での環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向も設定する。 In addition, when the environment recognition sensor 11 is fixed to the autonomous mobile body 5 as in the present embodiment, the observation of the landmark 4 may be impaired due to motion restrictions of the autonomous mobile body 5 . Therefore, in the present embodiment, the movement route generation unit 15 sets not only the generation of the movement route 30 but also the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information on the movement route 30 .

図7は、本実施形態で設定される環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を示す模式図である。図7には、図6に示した自律移動体5の移動経路30を示してある。移動経路生成部15は、移動経路30上の各所における環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向θが、評価関数fが最大となるように設定する。図7では、一例として、環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を、符号31~36で示している。例えば、符号31が示す環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向には、例えば、ランドマーク4b、4cが位置していることを示している。また、符号32が示す環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向には、例えば、ランドマーク4f、4eが位置していることを示している。また、符号33~36についても同様である。このように、本実施形態では、移動経路生成部15は、自律移動体5の移動経路30上において、評価関数fが最大となるように、環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を設定する。 FIG. 7 is a schematic diagram showing directions in which the environment recognition sensor 11 set in this embodiment acquires external environment information. FIG. 7 shows a moving route 30 of the autonomous mobile body 5 shown in FIG. The movement route generator 15 sets the direction θ in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information at each location on the movement route 30 so that the evaluation function f becomes the maximum. In FIG. 7, the directions in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information are indicated by reference numerals 31 to 36 as an example. For example, the landmarks 4b and 4c are located in the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires external environment information indicated by reference numeral 31, for example. For example, landmarks 4f and 4e are located in the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information indicated by reference numeral 32 . The same applies to reference numerals 33-36. As described above, in the present embodiment, the moving route generation unit 15 determines the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information so that the evaluation function f is maximized on the moving route 30 of the autonomous mobile body 5. set.

以上説明した、本実施形態の移動経路生成装置1によれば、移動経路生成部15は、可観測エリア地図生成部14において推定された、ランドマーク4を観測可能な可観測エリア8を用いて移動経路30を生成する。自律移動体5の移動経路30は、可観測エリア8を優先的に通るように生成されるため、当該移動経路30上を移動する自律移動体5は、現在地を推定するためのランドマーク4を確実に観測することができる。これにより、自律移動体5の推定される現在地の位置精度を高めることができるとともに、現在地を見失うことによって移動不能となることなく目的地6に到達できるため目的地6での誤差を小さくすることができる。したがって、自律移動体5は、より確実にかつ高精度に目的地6に到達することができる。 According to the travel route generation device 1 of the present embodiment described above, the travel route generation unit 15 uses the observable area 8 in which the landmarks 4 can be observed, which is estimated by the observable area map generation unit 14. Generate a moving route 30 . Since the movement route 30 of the autonomous mobile body 5 is generated so as to preferentially pass through the observable area 8, the autonomous mobile body 5 moving on the movement route 30 has a landmark 4 for estimating the current location. can be reliably observed. As a result, the positional accuracy of the estimated current location of the autonomous mobile body 5 can be improved, and the error at the destination 6 can be reduced because the destination 6 can be reached without becoming unable to move due to losing sight of the current location. can be done. Therefore, the autonomous mobile body 5 can reach the destination 6 more reliably and accurately.

図8は、比較例の移動経路生成方法で生成される移動経路を示す模式図である。図8に示す地図は、本実施形態の地図データベース10に記憶される地図と同じであって(図3参照)、比較例の移動経路生成方法で生成される移動経路40は、自律移動体5の現在地から目的地6まで、最小コストとなるように生成されている。図8には、比較例の移動経路生成方法で生成される移動経路40のうち、地点41以降の予定されていた移動経路40aで示し、地点41以降で実際に移動した移動経路40を移動経路40bで示す。 FIG. 8 is a schematic diagram showing a travel route generated by a travel route generation method of a comparative example. The map shown in FIG. 8 is the same as the map stored in the map database 10 of the present embodiment (see FIG. 3). from the current location to the destination 6 are generated so as to minimize the cost. FIG. 8 shows a planned movement route 40a after the point 41 among the movement routes 40 generated by the movement route generation method of the comparative example, and shows a movement route 40 actually moved after the point 41. 40b.

図8に示す移動経路40では、移動経路40上の地点41において、自律移動体5の位置に誤差が生じ始めていることが分かる。これは、図5に示す可観測エリア地図から分かるように、ランドマーク4fの近傍では、ランドマーク4を認識しづらくなり、ランドマーク4を認識することによって現在地を推定する方法では、その精度に誤差が生じるためである。このため、比較例の移動経路生成方法で生成される移動経路40では、地点41を通過した後、移動予定であった移動経路40aを通らず、移動経路40bを通ることとなり、図8に示すように、最終到達地にずれが生じるおそれがある。
一方、本実施形態では、ランドマーク4を確実に観測することができる移動経路30を通るため、現在地の位置精度が高い状態のまま目的地6に到達できる。したがって、自律移動体5は、より確実にかつ高精度に目的地6に到達することができる。
In the moving route 40 shown in FIG. 8 , it can be seen that the position of the autonomous mobile body 5 begins to have an error at a point 41 on the moving route 40 . As can be seen from the observable area map shown in FIG. 5, it is difficult to recognize the landmark 4 in the vicinity of the landmark 4f. This is because an error occurs. Therefore, in the movement route 40 generated by the movement route generation method of the comparative example, after passing the point 41, the planned movement route 40a is not passed, but the movement route 40b is passed, as shown in FIG. As a result, there is a risk that the final destination will be deviated.
On the other hand, in the present embodiment, since the travel route 30 allows the landmarks 4 to be reliably observed, the destination 6 can be reached while the positional accuracy of the current location is high. Therefore, the autonomous mobile body 5 can reach the destination 6 more reliably and accurately.

また、本実施形態の移動経路生成装置1は、自律移動体5の外部環境を認識し、外部環境情報を取得する環境認識センサ11を備えており、移動経路生成部15は、移動経路30上での環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を設定する。これにより、環境認識センサ11がランドマーク4を確実に検出することができるため、自律移動体5の現在地の推定誤差をより小さくすることができる。 In addition, the movement route generation device 1 of the present embodiment recognizes the external environment of the autonomous mobile body 5 and includes an environment recognition sensor 11 that acquires external environment information. The direction in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information is set. As a result, the environment recognition sensor 11 can reliably detect the landmark 4, so that the estimation error of the current location of the autonomous mobile body 5 can be further reduced.

また、本実施形態の移動経路生成装置1は、ランドマーク検出部12が検出したランドマーク4に関する情報と、地図情報に含まれるランドマーク4に関する情報とを照合し、自律移動体5の現在地を推定する現在地推定部13を備える。移動経路生成部15は、現在地推定部13が推定する現在地から目的地6までの移動経路30を生成する。これにより、移動経路30の出発点である現在地の位置精度が向上するため、自律移動体5は、より高精度に目的地に到達することができる。 In addition, the moving route generation device 1 of the present embodiment compares the information about the landmarks 4 detected by the landmark detection unit 12 with the information about the landmarks 4 included in the map information, and determines the current location of the autonomous mobile body 5. A current position estimating unit 13 for estimating is provided. The moving route generator 15 generates a moving route 30 from the current location estimated by the current location estimating unit 13 to the destination 6 . This improves the positional accuracy of the current location, which is the starting point of the movement route 30, so that the autonomous mobile body 5 can reach the destination with higher accuracy.

また、本実施形態の移動経路生成装置1によれば、移動経路生成部15は、式(1)に示す評価関数fを用いて移動経路30を生成する。評価関数fは、自律移動体5から観測可能なランドマーク4の数と、自律移動体5から観測可能な視野内のランドマーク4の分散状態と、所定の時間間隔での自律移動体5からの複数回の観測において共通に観測可能なランドマーク4の割合と、所定の時間間隔での環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向の変化量と、を変数として含んでいる。この構成によれば、移動経路生成部15は、さらにランドマーク4を観測しやすい移動経路30を生成することができるため、自律移動体5は、より確実に、かつ、より高精度に目的地に到達することができる。 Further, according to the movement route generation device 1 of the present embodiment, the movement route generation unit 15 generates the movement route 30 using the evaluation function f shown in Equation (1). The evaluation function f is the number of landmarks 4 observable from the autonomous mobile body 5, the dispersion state of the landmarks 4 within the field of view observable from the autonomous mobile body 5, and the autonomous mobile body 5 at predetermined time intervals. and the amount of change in the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information at predetermined time intervals are included as variables. According to this configuration, the movement route generation unit 15 can generate the movement route 30 that makes it easier to observe the landmarks 4, so that the autonomous mobile body 5 can more reliably and accurately reach the destination. can be reached.

<第2実施形態>
図9は、第2実施形態の移動経路生成装置の概略構成を示した説明図である。第2実施形態の移動経路生成装置2は、第1実施形態の移動経路生成装置(図1)と比較すると、ランドマーク選定部16と、障害物検出部17と、障害物位置予測部18と、を備える点が異なる。
<Second embodiment>
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the movement route generation device of the second embodiment. Compared with the movement route generation device (FIG. 1) of the first embodiment, the movement route generation device 2 of the second embodiment has a landmark selection unit 16, an obstacle detection unit 17, and an obstacle position prediction unit 18. , is different.

ランドマーク選定部16は、現在地推定部13と、可観測エリア地図生成部14と、地図データベース10と、に電気的に接続している。ランドマーク選定部16は、ランドマーク4における自律移動体5の現在地の推定に対する貢献度を推定し、貢献度が高いランドマーク4を選定する。
具体的には、ランドマーク選定部16は、ランドマーク検出部12が検出したランドマーク4と照合させるときの、観測可能範囲の広さと、安定性とを、地図データベース10に記憶されている複数のランドマーク4のそれぞれに対して推定する。この複数のランドマーク4のそれぞれの観測可能範囲の広さと安定性との推定結果は、自律移動体5の現在地の推定に対する貢献度となる。ここで、ランドマーク4の安定性は、地図データベース10に記憶されている地図を生成するときの異なる観測間の照合結果から評価する。ランドマーク選定部16は、この推定結果を用いて、貢献度が高いランドマーク4を選定する。本実施形態のランドマーク選定部16によるランドマーク4の選定では、自律移動体5の現在地の推定に対する貢献度が所定の値より高いランドマーク4と、当該貢献度が所定の値以下のランドマーク4とに2分割する。また、ランドマーク選定部16は、複数の基準で層別する形にして、ランドマーク4の数を加味して利用するレベルを選択してもよい。
The landmark selection unit 16 is electrically connected to the current position estimation unit 13 , the observable area map generation unit 14 and the map database 10 . The landmark selection unit 16 estimates the degree of contribution of the landmarks 4 to the estimation of the current location of the autonomous mobile body 5, and selects the landmarks 4 with high degree of contribution.
Specifically, the landmark selection unit 16 selects the size and stability of the observable range when collating with the landmarks 4 detected by the landmark detection unit 12 from a plurality of data stored in the map database 10. for each of the landmarks 4 in . The estimation result of the breadth and stability of the observable range of each of the plurality of landmarks 4 becomes the degree of contribution to estimation of the current location of the autonomous mobile body 5 . Here, the stability of the landmarks 4 is evaluated from the comparison results between different observations when generating maps stored in the map database 10 . The landmark selection unit 16 selects landmarks 4 with a high degree of contribution using this estimation result. In the selection of the landmarks 4 by the landmark selection unit 16 of the present embodiment, the landmarks 4 whose degree of contribution to the estimation of the current location of the autonomous mobile body 5 is higher than a predetermined value, and the landmarks whose degree of contribution is less than or equal to the predetermined value Divide into 4 and 2 halves. In addition, the landmark selection unit 16 may select a level to be used in consideration of the number of landmarks 4 by stratifying according to a plurality of criteria.

障害物検出部17は、環境認識センサ11に電気的に接続している。障害物検出部17は、環境認識センサ11で取得した外部環境情報に含まれる障害物のうち、移動する移動障害物を検出する。環境認識センサ11がカメラである場合、例えば、パターン認識で人やロボットなど自律移動体5にとっての移動障害物を認識することが可能である。また、カメラがステレオカメラである場合、距離情報を取得することが可能であるため、時間経過に伴う障害物の位置変化から移動障害物を検出することが可能である。レーザーレンジファインダのようなレーザを用いたセンサについても同様である。障害物検出部17は、カルマンフィルタなどのフィルタリングによって外部環境情報の時間変化を検出し、障害物が移動するものであるか否かを判定するとともに、移動障害物である場合、その位置や移動方向を推定する。 The obstacle detection section 17 is electrically connected to the environment recognition sensor 11 . The obstacle detection unit 17 detects moving obstacles among the obstacles included in the external environment information acquired by the environment recognition sensor 11 . When the environment recognition sensor 11 is a camera, for example, it is possible to recognize moving obstacles for the autonomous mobile body 5 such as people and robots by pattern recognition. Also, if the camera is a stereo camera, it is possible to acquire distance information, so it is possible to detect a moving obstacle from the positional change of the obstacle over time. The same is true for sensors using lasers, such as laser range finders. The obstacle detection unit 17 detects time changes in the external environment information by filtering such as a Kalman filter, determines whether or not the obstacle is moving, and if it is a moving obstacle, detects its position and moving direction. to estimate

障害物位置予測部18は、障害物検出部17と、可観測エリア地図生成部14と、に電気的に接続している。障害物位置予測部18は、障害物検出部17が検出した移動障害物について、移動障害物の移動軌跡を算出し、特定の時刻tにおける移動障害物の位置を推定する。 The obstacle position prediction unit 18 is electrically connected to the obstacle detection unit 17 and the observable area map generation unit 14 . The obstacle position prediction unit 18 calculates the moving trajectory of the moving obstacle detected by the obstacle detecting unit 17, and estimates the position of the moving obstacle at a specific time t.

図10は、本実施形態の移動経路生成方法のフローチャートである。次に、移動経路生成装置2による自律移動体5の移動経路の生成方法について説明する。 FIG. 10 is a flow chart of the movement route generation method of this embodiment. Next, a method of generating a movement route of the autonomous mobile body 5 by the movement route generation device 2 will be described.

最初に、第1実施形態のステップS10、S11と同様に、地図データベース10は、自律移動体5が移動する地図情報を記憶し(ステップS20)、環境認識センサ11は、外部環境情報を取得する(ステップS21)。次に、第1実施形態のステップS12、S13と同様に、ランドマーク検出部12は、外部環境情報からランドマーク4を検出し(ステップS22)、現在地推定部13は、検出したランドマークに関する情報と地図情報のランドマークに関する情報と照合し、自律移動体5の現在地を推定する(ステップS23)。 First, as in steps S10 and S11 of the first embodiment, the map database 10 stores map information on which the autonomous mobile body 5 moves (step S20), and the environment recognition sensor 11 acquires external environment information. (Step S21). Next, similarly to steps S12 and S13 of the first embodiment, the landmark detection unit 12 detects the landmark 4 from the external environment information (step S22), and the current location estimation unit 13 detects information about the detected landmark. and information about landmarks in the map information to estimate the current location of the autonomous mobile body 5 (step S23).

次に、障害物検出部17は、外部環境情報に含まれる移動障害物を検出する(ステップS24)。具体的には、障害物検出部17は、上述したように、環境認識センサ11が出力する外部環境情報に含まれる障害物情報のうち移動している障害物を移動障害物として検出する。障害物検出部17は、検出した移動障害物について、その位置や移動方向を、障害物情報を用いて推定する。障害物検出部17は、移動障害物に関する情報を障害物位置予測部18に出力する。 Next, the obstacle detection unit 17 detects moving obstacles included in the external environment information (step S24). Specifically, as described above, the obstacle detection unit 17 detects a moving obstacle among the obstacle information included in the external environment information output by the environment recognition sensor 11 as a moving obstacle. The obstacle detection unit 17 estimates the position and moving direction of the detected moving obstacle using the obstacle information. The obstacle detection section 17 outputs information about the moving obstacle to the obstacle position prediction section 18 .

次に、障害物位置予測部18は、時刻tにおける移動障害物の位置を予測する(ステップS25)。具体的には、障害物位置予測部18は、障害物検出部17が出力する移動障害物に関する情報を用いて、移動障害物の移動軌跡を算出し、時刻tにおける位置を推定する。 Next, the obstacle position prediction unit 18 predicts the position of the moving obstacle at time t (step S25). Specifically, the obstacle position prediction unit 18 uses the information about the moving obstacle output by the obstacle detection unit 17 to calculate the moving trajectory of the moving obstacle and estimate the position at time t.

図11は、本実施形態での移動障害物の移動軌跡を示す模式図である。図11(a)の地図では、移動障害物51aが、ランドマーク4g、4i、4j、4kの近傍に位置している。移動障害物51aは、図11(a)に示す移動軌跡51bのように、楕円を描くように移動している。障害物位置予測部18は、障害物検出部17が出力する移動障害物51aに関する情報を用いて、この移動軌跡51bを算出し、特定の時刻における位置を推定する。 FIG. 11 is a schematic diagram showing the movement trajectory of the moving obstacle in this embodiment. In the map of FIG. 11(a), a moving obstacle 51a is positioned near landmarks 4g, 4i, 4j, and 4k. The moving obstacle 51a is moving to draw an ellipse, like the moving locus 51b shown in FIG. 11(a). The obstacle position prediction unit 18 uses the information about the moving obstacle 51a output by the obstacle detection unit 17 to calculate the movement trajectory 51b and estimate the position at a specific time.

図12は、本実施形態での別の移動障害物の移動軌跡を示す模式図である。図12(a)の地図では、移動障害物52aが、ランドマーク4d、4e、4fの近傍に位置している。移動障害物52aは、図12(a)に示す移動軌跡52bのように、一定区間を往復移動するように移動する。障害物位置予測部18は、障害物検出部17が出力する移動障害物52aに関する情報を用いて、この移動軌跡52bを算出し、特定の時刻における位置を推定する。障害物位置予測部18は、移動障害物51a、52aの移動軌跡51b、52bの情報を、可観測エリア地図生成部14に出力する。
次に、第1実施形態のステップS14と同様に、現在地推定部13は、目的地情報を取得する(ステップS26)。
FIG. 12 is a schematic diagram showing the movement trajectory of another moving obstacle in this embodiment. In the map of FIG. 12(a), a moving obstacle 52a is positioned near landmarks 4d, 4e, and 4f. The moving obstacle 52a moves so as to reciprocate in a certain section, as shown by a movement trajectory 52b shown in FIG. 12(a). The obstacle position prediction unit 18 uses the information about the moving obstacle 52a output by the obstacle detection unit 17 to calculate the movement trajectory 52b and estimate the position at a specific time. The obstacle position prediction unit 18 outputs the information of the movement trajectories 51b and 52b of the moving obstacles 51a and 52a to the observable area map generation unit 14 .
Next, as in step S14 of the first embodiment, the current location estimation unit 13 acquires destination information (step S26).

次に、ランドマーク選定部16は、ランドマーク4ごとに自律移動体5の現在地の推定に対する貢献度を推定する(ステップS27)。具体的には、ランドマーク選定部16は、上述したように、ランドマーク4ごとの観測可能範囲の広さと安定性とを推定し、自律移動体5の現在地の推定に対する貢献度が高いランドマーク4を選定する。ランドマーク選定部16は、選定したランドマーク4を、可観測エリア地図生成部14に出力する。 Next, the landmark selection unit 16 estimates the degree of contribution to estimation of the current location of the autonomous mobile body 5 for each landmark 4 (step S27). Specifically, as described above, the landmark selection unit 16 estimates the breadth and stability of the observable range for each landmark 4, and the landmarks that contribute highly to the estimation of the current location of the autonomous mobile body 5 4 is selected. The landmark selection unit 16 outputs the selected landmarks 4 to the observable area map generation unit 14 .

次に、可観測エリア地図生成部14は、地図情報を用いてランドマーク4の可観測エリア8を推定する(ステップS28)。具体的には、可観測エリア地図生成部14は、地図データベース10から取得するランドマーク4が分布している地図情報を用いて、ランドマーク選定部16が選定したランドマーク4について可観測エリア8を推定する。 Next, the observable area map generator 14 estimates the observable area 8 of the landmark 4 using the map information (step S28). Specifically, the observable area map generation unit 14 uses the map information in which the landmarks 4 are distributed, which is acquired from the map database 10, to map the observable area 8 for the landmarks 4 selected by the landmark selection unit 16. to estimate

次に、可観測エリア地図生成部14は、移動障害物51a、52aの影響を考慮し、ランドマーク4の可観測エリア8を修正する(ステップS29)。ステップS29における可観測エリア地図生成部14での処理を、図11と図12とを用いて具体的に説明する。 Next, the observable area map generator 14 modifies the observable area 8 of the landmark 4 in consideration of the effects of the moving obstacles 51a and 52a (step S29). The processing in the observable area map generation unit 14 in step S29 will be specifically described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG.

図11(a)では、上述したように、移動障害物51aが、ランドマーク4g、4i、4j、4kの近傍において楕円を描くように移動している。自律移動体5が図11(a)に示す位置から環境認識センサ11をランドマーク4i、4jに向ける場合、移動障害物51aが環境認識センサ11とランドマーク4i、4jとの間に位置するため、環境認識センサ11は、移動障害物51aに遮蔽されるランドマーク4i、4jを認識することができない。このため、図11(a)に示す位置の自律移動体5では、現在地の推定に誤差が生じるおそれがある。そこで、可観測エリア地図生成部14は、障害物位置予測部18が出力する移動障害物51aの移動軌跡51bの情報から、ステップS28において推定した可観測エリア8を修正する。この修正によって、図11(a)に示すドットの密度の表示では、ランドマーク4i、4j近傍のグリッド内に表示されているドットの密度が低くなる(移動障害物51aがある本実施形態の可観測エリア地図の図11(a)と、移動障害物がない第1実施形態の可観測エリア地図の図11(b)とを比較参照)。 In FIG. 11(a), as described above, the moving obstacle 51a moves so as to draw an ellipse in the vicinity of the landmarks 4g, 4i, 4j, and 4k. When the autonomous mobile body 5 directs the environment recognition sensor 11 toward the landmarks 4i and 4j from the position shown in FIG. , the environment recognition sensor 11 cannot recognize the landmarks 4i and 4j blocked by the moving obstacle 51a. For this reason, the autonomous mobile body 5 at the position shown in FIG. 11A may cause an error in estimating the current location. Therefore, the observable area map generation unit 14 corrects the observable area 8 estimated in step S28 from the information on the movement trajectory 51b of the moving obstacle 51a output by the obstacle position prediction unit 18. FIG. With this modification, in the dot density display shown in FIG. 11(a), the dot density displayed in the grid near the landmarks 4i and 4j is reduced (possible in this embodiment with the moving obstacle 51a). (See FIG. 11(a) for the observation area map and FIG. 11(b) for the observable area map of the first embodiment without moving obstacles).

また、図12(a)では、上述したように、移動障害物52aが、ランドマーク4d、4e、4fの近傍において一定区間を往復移動するように移動する。自律移動体5が、移動障害物52aの移動軌跡52bの近傍を通ると、自律移動体5と移動障害物52aとが接触するおそれがある。そこで、可観測エリア地図生成部14は、障害物位置予測部18が出力する移動障害物52aの移動軌跡52bの情報から、ステップS28において推定した可観測エリア8を修正する。この修正によって、図12(a)に示すドットの密度の表示では、移動障害物52aの移動軌跡52b近傍のグリッド内のドットの表示がなくなり、可観測エリアから完全に除外される。(移動障害物52aがある本実施形態の可観測エリア地図の図12(a)と、移動障害物がない第1実施形態の可観測エリア地図の図11(b)とを比較参照)。
可観測エリア地図生成部14は、ステップS29において修正した可観測エリア地図を、移動経路生成部15に出力する。
Also, in FIG. 12(a), as described above, the moving obstacle 52a moves so as to reciprocate in a certain section in the vicinity of the landmarks 4d, 4e, and 4f. When the autonomous mobile body 5 passes near the movement locus 52b of the moving obstacle 52a, the autonomous mobile body 5 and the moving obstacle 52a may come into contact with each other. Therefore, the observable area map generation unit 14 corrects the observable area 8 estimated in step S28 from the information on the movement trajectory 52b of the moving obstacle 52a output by the obstacle position prediction unit 18. FIG. As a result of this modification, in the dot density display shown in FIG. 12(a), dots in the grid near the movement trajectory 52b of the moving obstacle 52a are no longer displayed, and are completely excluded from the observable area. (See FIG. 12(a) of the observable area map of the present embodiment with the moving obstacle 52a and FIG. 11(b) of the observable area map of the first embodiment without the moving obstacle.).
The observable area map generator 14 outputs the observable area map corrected in step S<b>29 to the moving route generator 15 .

次に、移動経路生成部15は、推定された可観測エリア8を用いて移動経路を生成するとともに環境認識センサ11を向ける方向を設定する(ステップS30)。移動経路生成部15は、可観測エリア地図生成部14が出力したステップS29において修正した可観測エリア地図と、式(1)に示す評価関数fとを用いて、自律移動体5の移動経路を生成し、環境認識センサ11を向ける方向を設定する Next, the movement route generation unit 15 generates a movement route using the estimated observable area 8 and sets the direction in which the environment recognition sensor 11 is directed (step S30). The movement route generation unit 15 uses the observable area map corrected in step S29 output by the observable area map generation unit 14 and the evaluation function f shown in Equation (1) to determine the movement route of the autonomous mobile body 5. Generate and set the direction in which the environment recognition sensor 11 is directed

図13は、本実施形態で生成される移動経路を示す模式図である。図13の地図には、図11(a)と図12(a)とに示す修正された可観測エリア地図を組み合わせた可観測エリア地図が示されている。ステップS30では、移動経路生成部15は、図13に示す地図を用いて、自律移動体5の移動経路50を生成する。図13には、比較例として、移動障害物がない第1実施形態で生成される移動経路30を点線で示している。移動経路50は、修正された可観測エリア地図において、ドットの密度が高いグリッドを通るように生成されている。第1実施形態で生成される移動経路30と比較すると、環境認識センサ11が取得する外部環境情報にランドマーク4i、4jに関する情報が含まれなくなる遮蔽エリアを形成する移動障害物51aの近傍や、衝突するおそれがある移動障害物52aの近傍を通らない移動経路となる。 FIG. 13 is a schematic diagram showing a moving route generated in this embodiment. The map of FIG. 13 shows an observable area map obtained by combining the modified observable area maps shown in FIGS. 11(a) and 12(a). In step S30, the moving route generator 15 generates the moving route 50 of the autonomous mobile body 5 using the map shown in FIG. In FIG. 13, as a comparative example, a moving path 30 generated in the first embodiment without moving obstacles is indicated by a dotted line. A travel path 50 is generated through a dense grid of dots in the modified observable area map. Compared to the moving route 30 generated in the first embodiment, the surroundings of the moving obstacle 51a forming a shielded area in which information about the landmarks 4i and 4j are not included in the external environment information acquired by the environment recognition sensor 11, It becomes a moving route that does not pass near the moving obstacle 52a that may collide.

以上説明した、本実施形態の移動経路生成装置2によれば、障害物位置予測部18は、移動障害物51a、52aの移動軌跡51b、52bを算出し、特定の時刻における移動障害物の位置を推定する。可観測エリア地図生成部14は、障害物位置予測部18による移動障害物51aの位置の推定結果を用いて、環境認識センサ11が取得する外部環境情報にランドマーク4i、4jに関する情報が含まれなくなる遮蔽エリアを、可観測エリア8から除外し、可観測エリア8を修正する。これにより、移動経路50上を移動する自律移動体5の環境認識センサ11がランドマーク4を検出できずに現在地を見失うことを防止することができる。したがって、自律移動体5は、より確実に目的地に到達することができる。 According to the movement path generation device 2 of this embodiment described above, the obstacle position prediction unit 18 calculates the movement trajectories 51b and 52b of the moving obstacles 51a and 52a, and calculates the position of the moving obstacle at a specific time. to estimate The observable area map generation unit 14 uses the estimation result of the position of the moving obstacle 51a by the obstacle position prediction unit 18 to determine whether the external environment information acquired by the environment recognition sensor 11 includes information about the landmarks 4i and 4j. The observable area 8 is corrected by excluding the disappearing shielded area from the observable area 8. - 特許庁As a result, it is possible to prevent the environment recognition sensor 11 of the autonomous mobile body 5 moving on the movement path 50 from losing sight of the current location due to being unable to detect the landmark 4 . Therefore, the autonomous mobile body 5 can reach the destination more reliably.

また、本実施形態の移動経路生成装置2によれば、可観測エリア地図生成部14は、障害物位置予測部18による移動障害物52aの移動軌跡52bを算出し、自律移動体5と移動障害物52aとの衝突を防止するように、可観測エリア8を修正する。これにより、自律移動体5は、移動障害物52aとの衝突による移動不能を防止することができるため、より確実に目的地に到達することができる。 Further, according to the movement route generation device 2 of the present embodiment, the observable area map generation unit 14 calculates the movement trajectory 52b of the moving obstacle 52a by the obstacle position prediction unit 18, Observable area 8 is modified to prevent collision with object 52a. As a result, the autonomous mobile body 5 can be prevented from being unable to move due to a collision with the moving obstacle 52a, so that the autonomous mobile body 5 can reach the destination more reliably.

また、本実施形態の移動経路生成装置2によれば、ランドマーク選定部16は、自律移動体5の位置推定への貢献度の高さに応じてランドマーク4を選定する。可観測エリア地図生成部14は、ランドマーク選定部16が選定したランドマーク4の可観測エリア8のみから、可観測エリア地図を生成する。これにより、可観測エリア地図生成部14は、全てのランドマーク4について可観測エリア8を推定する代わりに、自律移動体5の位置推定への貢献度の高いランドマーク4についての可観測エリアを推定するため、より短時間でかつ少ない労力で移動経路50を生成することができる。したがって、移動経路生成装置2における移動経路50の生成処理の効率化や高速化を図ることができる。 Further, according to the movement route generation device 2 of the present embodiment, the landmark selection unit 16 selects the landmarks 4 according to the degree of contribution to position estimation of the autonomous mobile body 5 . The observable area map generator 14 generates an observable area map only from the observable areas 8 of the landmarks 4 selected by the landmark selector 16 . As a result, instead of estimating the observable area 8 for all the landmarks 4, the observable area map generation unit 14 estimates the observable area for the landmarks 4 that contribute highly to the position estimation of the autonomous mobile body 5. Because of the estimation, the moving route 50 can be generated in a shorter time and with less effort. Therefore, it is possible to increase the efficiency and speed of the generation process of the movement route 50 in the movement route generation device 2 .

<本実施形態の変形例>
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
<Modification of this embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various aspects without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.

[変形例1]
上述の実施形態では、移動経路生成装置は、自律移動体に搭載されるとした。しかしながら、移動経路生成装置が置かれる場所はこれに限定されない。環境認識センサ11だけが、自律移動体5に搭載され、ランドマーク検出部12と、現在地推定部13と、可観測エリア地図生成部14と、移動経路生成部15と、地図データベース10とは、自律移動体の外に置かれていてもよい。この場合、環境認識センサ11が取得する観測データを無線などによってランドマーク検出部12に送信し、移動経路生成部15で生成された移動経路を自律移動体5に送信することによって、自律移動体5が移動することとなる。
[Modification 1]
In the above-described embodiments, the movement route generation device is assumed to be mounted on an autonomous mobile body. However, the place where the moving route generation device is placed is not limited to this. Only the environment recognition sensor 11 is mounted on the autonomous mobile body 5, and the landmark detection unit 12, the current location estimation unit 13, the observable area map generation unit 14, the moving route generation unit 15, and the map database 10 are It may be placed outside the autonomous mobile body. In this case, the observation data acquired by the environment recognition sensor 11 is transmitted to the landmark detection unit 12 by radio or the like, and the movement route generated by the movement route generation unit 15 is transmitted to the autonomous mobile body 5. 5 will move.

[変形例2]
上述の実施形態では、移動経路生成部15は、環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を設定するとした。しかしながら、移動経路生成部15は、移動経路だけを生成してもよい。例えば、環境認識センサ11が、全周方向を観測可能なカメラの場合、環境認識センサ11が外部環境情報を取得する方向を設定する必要はない。
[Modification 2]
In the above-described embodiment, the moving route generator 15 sets the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires the external environment information. However, the movement route generator 15 may generate only the movement route. For example, if the environment recognition sensor 11 is a camera capable of observing all directions, it is not necessary to set the direction in which the environment recognition sensor 11 acquires external environment information.

[変形例3]
第2実施形態では、ランドマーク選定部16は、自律移動体5の現在地の推定に対する貢献度が大きいランドマーク4を選定し、可観測エリア地図生成部14は、当該貢献度が大きいランドマーク4の可観測エリア8のみで、可観測エリア地図を生成するとした。しかしながら、可観測エリア地図の生成方法は、これに限定されない。例えば、可観測エリア地図生成部14は、全てのランドマーク4に対して、貢献度の重みを反映した可観測エリア8を推定し、全てのランドマーク4の可観測エリア8を、重みに応じて足し合わせる方法で可観測エリア地図を生成してもよい。
[Modification 3]
In the second embodiment, the landmark selection unit 16 selects the landmarks 4 that have a large degree of contribution to the estimation of the current location of the autonomous mobile body 5, and the observable area map generation unit 14 selects the landmarks 4 that have a large degree of contribution. It is assumed that the observable area map is generated only with the observable area 8 of . However, the observable area map generation method is not limited to this. For example, the observable area map generation unit 14 estimates the observable area 8 reflecting the weight of the degree of contribution for all the landmarks 4, and calculates the observable area 8 of all the landmarks 4 according to the weight. The observable area map may be generated by a method of summing the

[変形例4]
上述の実施形態では、移動経路生成部15は、可観測エリア地図と、複数の変数を含む式(1)に示す評価関数fとを用いて、移動経路を生成するとした。しかしながら、評価関数fの変数は、これに限定されない。上述した変数の少なくとも1つであってもよいし、例えば、自律移動体5の移動量の総計を変数としてもよい。また、別の評価関数と組み合わせて評価してもよい。また、移動経路生成部15は、可観測エリアのみで移動経路を生成してもよい。
[Modification 4]
In the above-described embodiment, the moving route generation unit 15 generates the moving route using the observable area map and the evaluation function f shown in Equation (1) including multiple variables. However, the variables of the evaluation function f are not limited to this. At least one of the variables described above may be used, and for example, the total amount of movement of the autonomous mobile body 5 may be used as the variable. Also, evaluation may be performed in combination with another evaluation function. Also, the moving route generation unit 15 may generate a moving route only in the observable area.

[変形例5]
上述の実施形態では、移動経路生成装置は、現在地から目的地までの移動経路を一度に生成するとした。しかしながら、現在地から目的地までの間の中間地を設定し、現在地から中間値までの移動経路を生成したのち、逐次的に目的地まで生成してもよい。
[Modification 5]
In the above-described embodiment, the moving route generation device is assumed to generate the moving route from the current location to the destination at once. However, it is also possible to set an intermediate location between the current location and the destination, generate a moving route from the current location to the intermediate value, and then sequentially generate the route to the destination.

[変形例6]
上述の実施形態では、可観測エリア地図は、グリッド表現によって観測のしやすさを示しているが、グラフで表現したり、格子状ノードで表現したりしてもよい。
[Modification 6]
In the above-described embodiment, the observable area map indicates the ease of observation by grid representation, but it may be represented by a graph or grid nodes.

[変形例7]
第2実施形態では、移動経路生成装置2は、ランドマーク選定部16と、障害物検出部17と、障害物位置予測部18と、を備えるとした。ランドマーク選定部16だけでもよいし、障害物検出部17と、障害物位置予測部18との組み合わせだけでもよい。
[Modification 7]
In the second embodiment, the movement route generation device 2 is provided with the landmark selection unit 16, the obstacle detection unit 17, and the obstacle position prediction unit 18. Only the landmark selection unit 16 may be used, or only the combination of the obstacle detection unit 17 and the obstacle position prediction unit 18 may be used.

以上、実施形態、変形例に基づき本態様について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本態様の理解を容易にするためのものであり、本態様を限定するものではない。本態様は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本態様にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 The present aspect has been described above based on the embodiments and modifications, but the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present aspect, and do not limit the present aspect. This aspect may be modified and modified without departing from its spirit and scope of the claims, and this aspect includes equivalents thereof. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

1、2…移動経路生成装置
4、4b、4c、4d、4e、4f、4g、4h、4i、4j、4k、4l、4m、4n、4o、4p、4q、4r、4s、4t、4u、4v…ランドマーク
5…自律移動体
6…目的地
7、7a、7b、7c、7d、7e、7f、7g、7h、7i、7j、7k…障害物
8、8d、8f、8g…可観測エリア
10…地図データベース
11…環境認識センサ
12…ランドマーク検出部
13…現在地推定部
14…可観測エリア地図生成部
15…移動経路生成部
16…ランドマーク選定部
17…障害物検出部
18…障害物位置予測部
30、50…移動経路
41…地点
51a、52a…移動障害物
51b、52b…移動軌跡
81、82a、82b、83a、83b、83c、83d…領域
1, 2... movement path generation device 4, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, 4i, 4j, 4k, 4l, 4m, 4n, 4o, 4p, 4q, 4r, 4s, 4t, 4u, 4v... Landmark 5... Autonomous mobile body 6... Destination 7, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e, 7f, 7g, 7h, 7i, 7j, 7k... Obstacle 8, 8d, 8f, 8g... Observable area DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Map database 11... Environment recognition sensor 12... Landmark detection part 13... Current position estimation part 14... Observable area map generation part 15... Movement path generation part 16... Landmark selection part 17... Obstacle detection part 18... Obstacles Position prediction unit 30, 50 Moving route 41 Point 51a, 52a Moving obstacle 51b, 52b Moving trajectory 81, 82a, 82b, 83a, 83b, 83c, 83d Region

Claims (7)

自律移動体の現在地から目的地までの移動経路を生成する移動経路生成装置であって、
前記自律移動体の位置を推定するためのランドマークに関する情報であって、前記ランドマークが見える位置に関する情報が含まれる地図情報を記憶する地図情報記憶部と、
前記地図情報を用いて、前記自律移動体の現在地から目的地までの間において前記ランドマークを観測可能な可観測エリアを推定する可観測エリア推定部であって、前記自律移動体の外部環境を認識するための外部環境情報を用いずに、前記可観測エリアに基づく可観測エリア地図を生成する可観測エリア推定部と、
前記可観測エリア推定部によって生成される可観測エリア地図を用いて、前記可観測エリアを優先的に通過する前記移動経路を生成する移動経路生成部と、
前記自律移動体に配置され、前記外部環境情報を取得する環境認識センサと、
前記外部環境情報に含まれる前記ランドマークに関する情報を検出するランドマーク検出部と、
前記ランドマーク検出部によって検出された前記ランドマークに関する情報と、前記地図情報に含まれる前記ランドマークに関する情報とを照合して、前記移動経路上を移動中の前記自律移動体の現在地を推定する現在地推定部と、を備える、
移動経路生成装置。
A movement route generation device that generates a movement route from the current location of an autonomous mobile body to a destination,
a map information storage unit for storing map information including information on landmarks for estimating the position of the autonomous mobile body, and information on positions where the landmarks can be seen;
An observable area estimation unit that estimates an observable area in which the landmark can be observed from the current location of the autonomous mobile body to a destination using the map information , wherein the external environment of the autonomous mobile body is estimated. an observable area estimation unit that generates an observable area map based on the observable area without using external environment information for recognition;
a moving route generating unit that generates the moving route that preferentially passes through the observable area using the observable area map generated by the observable area estimating unit;
an environment recognition sensor that is arranged on the autonomous mobile body and acquires the external environment information;
a landmark detection unit that detects information about the landmarks included in the external environment information;
estimating the current location of the autonomous mobile body that is moving on the movement route by collating the information regarding the landmarks detected by the landmark detection unit and the information regarding the landmarks included in the map information; a current location estimation unit ;
Movement path generation device.
請求項1に記載の移動経路生成装置であって、
記移動経路生成部は、前記環境認識センサが前記外部環境情報を取得する方向を、前記ランドマークを観察可能な方向に設定する、
移動経路生成装置。
The moving route generation device according to claim 1 ,
The movement route generation unit sets a direction in which the environment recognition sensor acquires the external environment information to a direction in which the landmark can be observed.
Movement path generation device.
請求項または請求項に記載の移動経路生成装置は、さらに、
前記外部環境情報に含まれる移動障害物に関する情報を検出する障害物検出部と、
検出された前記移動障害物に関する情報を用いて、前記移動障害物の位置変化を予測する障害物位置予測部と、を備え、
前記可観測エリア推定部は、
前記障害物位置予測部による前記移動障害物の位置変化予測を用いて、前記環境認識センサと前記ランドマークとの間に前記移動障害物が位置することによって、前記環境認識センサが取得する前記外部環境情報に前記ランドマークに関する情報が含まれなくなる遮蔽エリアを推定し、
前記可観測エリアから前記遮蔽エリアを除外する、
移動経路生成装置。
The moving route generation device according to claim 1 or claim 2 further comprises:
an obstacle detection unit that detects information about a moving obstacle included in the external environment information;
an obstacle position prediction unit that predicts a position change of the moving obstacle using information about the detected moving obstacle;
The observable area estimation unit,
Using the positional change prediction of the moving obstacle by the obstacle position prediction unit, the moving obstacle is positioned between the environment recognition sensor and the landmark, thereby obtaining the external image obtained by the environment recognition sensor. estimating a shielded area where environmental information no longer contains information about the landmark;
excluding the occluded area from the observable area;
Movement path generation device.
請求項から請求項のいずれか一項に記載の移動経路生成装置であって、
前記移動経路生成部は、
前記自律移動体から観測可能な前記ランドマークの数と、
前記自律移動体から観測可能な視野内の前記ランドマークの分散状態と、
所定の時間間隔での前記自律移動体からの複数回の観測において、共通に観測可能な前記ランドマークの割合と、
所定の時間間隔での、前記環境認識センサが前記外部環境情報を取得する方向の変化量と、のうち少なくとも一つを用いて、前記移動経路を生成する、
移動経路生成装置。
The moving route generation device according to any one of claims 1 to 3 ,
The moving route generation unit
The number of landmarks observable from the autonomous mobile body;
a dispersed state of the landmarks within a field of view observable from the autonomous mobile body;
A ratio of the commonly observable landmarks in multiple observations from the autonomous mobile body at predetermined time intervals;
generating the movement route using at least one of a change amount in a direction in which the environment recognition sensor acquires the external environment information at a predetermined time interval;
Movement path generation device.
請求項1から請求項のいずれか一項に記載の移動経路生成装置は、さらに、
前記地図情報に含まれる前記ランドマークに関する情報を用いて、当該ランドマークの、前記自律移動体の位置推定への貢献度を推定するランドマーク選定部を備え、
前記可観測エリア推定部は、前記貢献度が高い前記ランドマークのみの可観測エリア、または、前記貢献度の重みを反映した可観測エリア、を推定する、
移動経路生成装置。
The moving route generation device according to any one of claims 1 to 4 further comprises:
A landmark selection unit that estimates the degree of contribution of the landmark to position estimation of the autonomous mobile body using information about the landmark included in the map information,
The observable area estimation unit estimates an observable area of only the landmarks with the high contribution, or an observable area that reflects the weight of the contribution.
Movement path generation device.
自律移動体の現在地から目的地までの移動経路を移動経路生成装置が生成する移動経路生成方法であって、
前記自律移動体の位置を推定するためのランドマークに関する情報であって、前記ランドマークが見える位置に関する情報が含まれる地図情報を地図情報記憶部が記憶する地図情報記憶工程と、
前記地図情報を用いて、前記自律移動体の現在地から目的地までの間において前記ランドマークを観測可能な可観測エリアを可観測エリア推定部が推定する可観測エリア推定工程であって、前記自律移動体の外部環境を認識するための外部環境情報を用いずに、前記可観測エリアに基づく可観測エリア地図を生成する可観測エリア推定工程と、
前記可観測エリア推定工程において生成される可観測エリア地図を用いて、前記可観測エリアを優先的に通過する前記移動経路を移動経路生成部が生成する移動経路生成工程と、
前記自律移動体の外部環境を認識するための外部環境情報を取得する環境認識工程と、
前記外部環境情報に含まれる前記ランドマークに関する情報を検出するランドマーク検出工程と、
前記ランドマーク検出工程において検出された前記ランドマークに関する情報と、前記地図情報に含まれる前記ランドマークに関する情報とを照合して、前記移動経路上を移動中の前記自律移動体の現在地を推定する現在地推定工程と、を備える、
移動経路生成方法。
A movement route generation method in which a movement route generation device generates a movement route from the current location of an autonomous mobile body to a destination,
a map information storage step of storing, in a map information storage unit, map information including information on landmarks for estimating the position of the autonomous mobile body and information on positions where the landmarks can be seen;
An observable area estimation step in which an observable area estimation unit estimates an observable area in which the landmark can be observed from the current location of the autonomous mobile body to a destination using the map information , wherein the autonomous an observable area estimation step of generating an observable area map based on the observable area without using external environment information for recognizing the external environment of the moving object;
A movement route generation step in which a movement route generation unit generates the movement route that preferentially passes through the observable area using the observable area map generated in the observable area estimation step ;
an environment recognition step of acquiring external environment information for recognizing the external environment of the autonomous mobile body;
a landmark detection step of detecting information about the landmarks included in the external environment information;
estimating the current location of the autonomous mobile body that is moving on the movement route by collating the information regarding the landmarks detected in the landmark detection step and the information regarding the landmarks included in the map information; a current location estimation step ;
Movement route generation method.
自律移動体の現在地から目的地までの移動経路の生成をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記自律移動体の位置を推定するためのランドマークに関する情報であって、前記ランドマークが見える位置に関する情報が含まれる地図情報を記憶する地図情報記憶機能と、
前記地図情報を用いて、前記自律移動体の現在地から目的地までの間において前記ランドマークを観測可能な可観測エリアを推定する可観測エリア推定機能であって、前記自律移動体の外部環境を認識するための外部環境情報を用いずに、前記可観測エリアに基づく可観測エリア地図を生成する可観測エリア推定機能と、
前記可観測エリア推定機能によって生成される可観測エリア地図を用いて、前記可観測エリアを優先的に通過する前記移動経路を生成する移動経路生成機能と、
前記自律移動体の外部環境を認識するための外部環境情報を取得する環境認識機能と、
前記外部環境情報に含まれる前記ランドマークに関する情報を検出するランドマーク検出機能と、
前記ランドマーク検出機能によって検出された前記ランドマークに関する情報と、前記地図情報に含まれる前記ランドマークに関する情報とを照合して、前記移動経路上を移動中の前記自律移動体の現在地を推定する現在地推定機能と、を前記コンピュータに実行させる、
コンピュータプログラム。
A computer program that causes a computer to generate a movement route from the current location of an autonomous mobile body to a destination,
A map information storage function for storing map information including information on landmarks for estimating the position of the autonomous mobile body, and information on positions where the landmarks can be seen;
An observable area estimation function for estimating an observable area in which the landmark can be observed from the current location of the autonomous mobile body to a destination using the map information, wherein the external environment of the autonomous mobile body is estimated. an observable area estimation function that generates an observable area map based on the observable area without using external environment information for recognition;
A movement route generation function that generates the movement route that preferentially passes through the observable area using the observable area map generated by the observable area estimation function;
an environment recognition function for acquiring external environment information for recognizing the external environment of the autonomous mobile body;
a landmark detection function for detecting information about the landmarks included in the external environment information;
estimating the current location of the autonomous mobile body that is moving on the movement route by collating information on the landmarks detected by the landmark detection function and information on the landmarks included in the map information; causing the computer to perform a current location estimation function ;
computer program.
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