JP7385388B2 - Self-position estimation device - Google Patents

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本発明は、移動体の自己位置を推定する自己位置推定装置に関する。 The present invention relates to a self-position estimating device for estimating the self-position of a moving body.

従来、移動体に関する自己位置を取得して移動することが行われており、その自己位置の取得を高精度で行うことが検討されている。例えば、複数の移動体全体の位置の信頼度を高い状態で維持するため、自己位置の信頼度を回復させるように移動制御することが行われている(例えば、特許文献1参照)。また、例えば、航法衛星を用いた自己位置推定の精度の安定化のため、常に受信可能となる航法衛星の組合せを選択して自己位置を推定することも行われている(例えば、特許文献2参照)。また、例えば、ステレオカメラ等を用いた環境測定の結果と、エンコーダ等を用いて取得された情報とを統合した位置推定も行われている(例えば、特許文献3参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, a self-position of a moving body has been acquired and moved, and methods of acquiring the self-position with high precision are being considered. For example, in order to maintain high reliability of the positions of a plurality of moving bodies as a whole, movement control is performed so as to restore the reliability of their own positions (for example, see Patent Document 1). Furthermore, for example, in order to stabilize the accuracy of self-position estimation using navigation satellites, self-position is estimated by selecting a combination of navigation satellites that can always be received (for example, Patent Document 2 reference). Furthermore, position estimation is also performed by integrating the results of environmental measurement using a stereo camera or the like and information acquired using an encoder or the like (for example, see Patent Document 3).

特開2017-188066号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-188066 特開2017-182692号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-182692 特開2008-234350号公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-234350

上記特許文献1に記載された技術は、複数の移動体を用いて位置推定の精度を向上させるものであり、単体の移動体における自己位置推定の精度向上には効果的ではない。 The technique described in Patent Document 1 improves the accuracy of position estimation using a plurality of moving objects, and is not effective in improving the accuracy of self-position estimation of a single moving object.

また、上記特許文献2に記載された技術は、複数の衛星を利用して位置推定を行うものであるが、複数の衛星の選択基準は、対象の衛星が利用可能かどうかである。したがって、例えば、位置推定に用いていた衛星の信号を受信できなくなる事態を回避することによって、測位精度が低下することを防止することはできる。一方、障害物の多い空間を移動している場合には、障害物の影響を受けない複数の衛星を選択できないことも考えられ、そのような状況においては、位置推定の精度が低下する可能性がある。 Further, the technology described in Patent Document 2 uses a plurality of satellites to estimate a position, and the criterion for selecting the plurality of satellites is whether or not a target satellite is available. Therefore, for example, by avoiding a situation where it becomes impossible to receive a satellite signal used for position estimation, it is possible to prevent the positioning accuracy from decreasing. On the other hand, when moving in a space with many obstacles, it may not be possible to select multiple satellites that are not affected by obstacles, and in such situations, the accuracy of position estimation may decrease. There is.

また、上記特許文献3に記載された技術では、環境測定の結果と、エンコーダ等を用いて取得された情報とを統合して位置推定を行うため、例えば、一方の精度が低下した場合には、統合結果においても、精度が低下することになるという問題がある。 Furthermore, in the technology described in Patent Document 3, position estimation is performed by integrating the results of environmental measurement and information acquired using an encoder, etc., so for example, if the accuracy of one of the , there is also a problem in that the accuracy of the integrated result decreases.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、移動体に関するより精度の高い自己位置推定を実現することができる自己位置推定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a self-position estimating device that can realize more accurate self-position estimation regarding a moving body.

上記目的を達成するため、本発明による自己位置推定装置は、移動体の自己位置を推定する自己位置推定装置であって、移動体の位置に関する推定に用いられる情報を取得するセンサ部と、センサ部によって取得された情報を用いて移動体の位置に関する推定を行うと共に、推定結果に関する信頼度を取得する複数の位置推定部と、複数の位置推定部によってそれぞれ取得された複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する推定結果に応じて移動体の自己位置を取得する取得部と、を備えたものである。
このような構成により、信頼度の最も高い推定結果に応じた自己位置を取得することができ、より精度の高い自己位置推定を実現することができる。また、複数の移動体が存在しなくても、単体の移動体における自己位置推定の精度を向上させることができる。また、例えば、ある位置推定部がGPS(Global Positioning System)によって位置推定を行うものであり、障害物が多い環境などのようにマルチパスの多い環境を移動している場合であっても、信頼度に応じて、別の位置推定部による、GPS以外の位置推定の結果を用いることによって、精度の高い自己位置の取得が可能となる。また、複数の推定結果のうち、信頼度の最も高い推定結果に応じた自己位置を取得することにより、仮にいずれかの推定結果の精度が著しく低下した場合であっても、それ以外の推定結果に応じた自己位置の取得を行うことによって、自己位置の精度の低下を回避することができる。
In order to achieve the above object, a self-position estimating device according to the present invention is a self-position estimating device that estimates the self-position of a mobile object, and includes a sensor section that acquires information used for estimation regarding the position of the mobile object, and a sensor section that acquires information used for estimation regarding the position of the mobile object. A plurality of position estimating sections that estimate the position of the mobile object using the information acquired by the plurality of position estimating sections and obtain reliability regarding the estimation results; , an acquisition unit that acquires the self-position of the mobile object according to the estimation result corresponding to the highest reliability.
With such a configuration, it is possible to obtain the self-position according to the estimation result with the highest reliability, and it is possible to realize more accurate self-position estimation. Furthermore, even if a plurality of moving objects are not present, the accuracy of self-position estimation for a single moving object can be improved. In addition, for example, if a certain position estimation unit estimates the position using GPS (Global Positioning System), even if the user is moving in an environment with many multipaths such as an environment with many obstacles, it is not reliable. By using the result of position estimation other than GPS by another position estimation unit depending on the situation, highly accurate self-position can be obtained. In addition, by acquiring the self-position according to the estimation result with the highest reliability among multiple estimation results, even if the accuracy of one of the estimation results decreases significantly, the other estimation results By acquiring the self-position according to the above, it is possible to avoid a decrease in the accuracy of the self-position.

また、本発明による自己位置推定装置では、センサ部は、異なる情報を取得するセンサである複数のセンサを有し、複数の位置推定部は、複数のセンサによって取得された複数の情報をそれぞれ用いて移動体の位置に関する推定を行ってもよい。
このような構成により、複数のセンサによってそれぞれ取得された情報を用いて、複数の推定結果が取得されることになる。したがって、いずれかのセンサによって取得された情報を用いて取得された推定結果の信頼度が低い場合に、それ以外のセンサによって取得された情報を用いて取得された推定結果に応じて自己位置が取得される。センサにはそれぞれ、長所や短所があるが、このような自己位置の取得を行うことによって、相互に短所を補完することができ、より精度の高い自己位置の取得を実現することができる。
Further, in the self-position estimating device according to the present invention, the sensor section has a plurality of sensors that acquire different information, and the plurality of position estimation sections each use a plurality of pieces of information acquired by the plurality of sensors. The position of the moving body may be estimated using the following method.
With such a configuration, a plurality of estimation results are obtained using information respectively obtained by a plurality of sensors. Therefore, if the reliability of the estimation result obtained using the information obtained by one of the sensors is low, the self-position may be determined according to the estimation result obtained using the information obtained by the other sensors. be obtained. Each sensor has advantages and disadvantages, but by acquiring self-positions in this way, they can complement each other's weaknesses, and it is possible to achieve more accurate self-position acquisition.

また、本発明による自己位置推定装置では、複数の位置推定部は、センサ部によって取得された同じ情報を用いて、それぞれ異なる方法によって移動体の位置に関する推定を行ってもよい。
このような構成により、より信頼度の高い方法によって取得された推定結果に応じて自己位置が取得される。位置に関する推定の方法に応じて精度が異なることがあるが、このような自己位置の取得を行うことによって、より精度の高い自己位置の取得を実現することができる。例えば、確率的な方法を用いて位置に関する推定を行う場合には、パラメータ等を少し変更するだけでも、推定結果が異なることもある。そのような場合に、信頼度の最も高い推定方法の推定結果を用いて自己位置を取得することにより、精度が向上することになる。
Further, in the self-position estimating device according to the present invention, the plurality of position estimating units may estimate the position of the mobile object using different methods using the same information acquired by the sensor unit.
With such a configuration, the self-position is acquired according to an estimation result obtained by a method with higher reliability. Accuracy may vary depending on the method of estimating the position, but by acquiring the self-position in this manner, it is possible to obtain the self-position with higher accuracy. For example, when estimating a position using a probabilistic method, the estimation result may differ even if a parameter or the like is slightly changed. In such a case, accuracy can be improved by acquiring the self-position using the estimation result of the estimation method with the highest reliability.

また、本発明による自己位置推定装置では、複数の位置推定部は、移動体の位置を推定するものであり、取得部は、複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する推定位置を移動体の自己位置として選択してもよい。
このような構成により、信頼度の最も高い推定位置を、移動体の自己位置とすることができ、推定結果を用いて自己位置を取得する処理が選択のみとなるため、自己位置の取得の処理が簡易な処理となる。
Further, in the self-position estimating device according to the present invention, the plurality of position estimating units estimate the position of the moving object, and the obtaining unit selects the estimated position corresponding to the highest reliability among the plurality of reliability. It may be selected as the self-position of the moving object.
With such a configuration, the estimated position with the highest degree of reliability can be set as the self-position of the mobile object, and the process of acquiring the self-position using the estimation result is only the selection, so the process of acquiring the self-position is a simple process.

また、本発明による自己位置推定装置では、複数の位置推定部は、前回の自己位置に加算される移動量を推定するものであり、取得部は、前回の自己位置に、複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する移動量を加算することによって自己位置を取得してもよい。
このような構成により、自己位置の取得に用いる推定結果を、信頼度に応じて、ある推定結果から別の推定結果に変更する場合であっても、変更後の自己位置が大きく変動することを回避できる。したがって、シームレスに推定結果を切り替えることができ、滑らかな自己位置の推定を実現することができる。
Further, in the self-position estimating device according to the present invention, the plurality of position estimating sections estimate the movement amount to be added to the previous self-position, and the acquisition section estimates the movement amount to be added to the previous self-position. Among them, the self-position may be acquired by adding the movement amount corresponding to the highest reliability.
With this configuration, even if the estimation result used to obtain the self-position is changed from one estimation result to another depending on the reliability, the self-position after the change can be prevented from changing significantly. It can be avoided. Therefore, estimation results can be seamlessly switched, and smooth self-position estimation can be achieved.

本発明による自己位置推定装置によれば、信頼度の最も高い推定結果に応じた自己位置を取得することができ、より精度の高い自己位置推定を実現することができる。 According to the self-position estimating device according to the present invention, it is possible to acquire the self-position according to the estimation result with the highest degree of reliability, and it is possible to realize self-position estimation with higher accuracy.

本発明の実施の形態による移動体の構成を示すブロック図A block diagram showing the configuration of a moving body according to an embodiment of the present invention 同実施の形態による自己位置推定装置の動作を示すフローチャートFlowchart showing the operation of the self-position estimating device according to the embodiment 同実施の形態による移動体の他の構成の一例を示すブロック図A block diagram showing an example of another configuration of the mobile body according to the embodiment

以下、本発明による自己位置推定装置について、実施の形態を用いて説明する。なお、以下の実施の形態において、同じ符号を付した構成要素及びステップは同一または相当するものであり、再度の説明を省略することがある。本実施の形態による自己位置推定装置は、複数の位置推定部によって推定された移動体の位置に関する推定結果のうち、信頼度が最も高い推定結果に応じて自己位置を取得するものである。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A self-position estimating device according to the present invention will be described below using embodiments. Note that in the following embodiments, components and steps denoted by the same reference numerals are the same or equivalent, and a repeated explanation may be omitted. The self-position estimating device according to the present embodiment acquires the self-position according to the estimation result with the highest reliability among the estimation results regarding the position of a moving object estimated by a plurality of position estimators.

図1は、本実施の形態による移動体1の構成を示すブロック図である。本実施の形態による移動体1は、自己位置を取得し、その自己位置を用いて移動するものであり、移動体1の自己位置を推定する自己位置推定装置2と、移動機構11と、移動制御部12とを備える。また、自己位置推定装置2は、センサ部21と、第1の位置推定部22と、第2の位置推定部23と、取得部24とを備える。なお、本実施の形態では、自己位置推定装置2が2個の位置推定部22,23を備える場合について主に説明するが、そうでなくてもよい。自己位置推定装置2は、後述するように、3個以上の位置推定部を備えていてもよい。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a mobile object 1 according to this embodiment. The mobile object 1 according to the present embodiment acquires a self-position and moves using the self-position, and includes a self-position estimating device 2 for estimating the self-position of the mobile object 1, a moving mechanism 11, and a moving mechanism 11. A control unit 12 is provided. The self-position estimation device 2 also includes a sensor section 21 , a first position estimation section 22 , a second position estimation section 23 , and an acquisition section 24 . In this embodiment, a case will be mainly described in which the self-position estimating device 2 includes two position estimating sections 22 and 23, but this may not be the case. The self-position estimating device 2 may include three or more position estimating units, as described later.

移動体1は、例えば、陸上を走行する走行体であってもよく、または、空中を飛行する飛行体であってもよく、水上を移動する水上航行体(例えば、船舶など)であってもよく、水中を移動する水中航行体(例えば、潜水艇など)であってもよい。本実施の形態では、移動体1が走行体である場合について主に説明する。 The moving object 1 may be, for example, a moving object that travels on land, a flying object that flies in the air, or a watercraft that moves on water (such as a ship). Often, it may be an underwater vehicle (eg, a submersible, etc.) that moves underwater. In this embodiment, the case where the moving body 1 is a traveling body will be mainly described.

走行体である移動体1は、例えば、台車であってもよく、自動運転車であってもよく、移動するロボットであってもよい。ロボットは、例えば、エンターテインメントロボットであってもよく、監視ロボットであってもよく、搬送ロボットであってもよく、清掃ロボットであってもよく、動画や静止画を撮影するロボットであってもよく、その他のロボットであってもよい。 The moving body 1 that is a running body may be, for example, a trolley, a self-driving car, or a moving robot. The robot may be, for example, an entertainment robot, a monitoring robot, a transportation robot, a cleaning robot, or a robot that takes videos or still images. , or other robots.

飛行体は、例えば、回転翼機であってもよく、飛行機であってもよく、飛行船であってもよく、その他の飛行体であってもよい。任意の位置に移動可能であるという観点からは、飛行体は、回転翼機であることが好適である。回転翼機は、例えば、ヘリコプターであってもよく、3個以上の回転翼(ロータ)を有するマルチコプターであってもよい。マルチコプターは、例えば、4個の回転翼を有するクワッドロータであってもよく、その他の個数の回転翼を有するものであってもよい。 The flying object may be, for example, a rotary wing aircraft, an airplane, an airship, or any other flying object. From the viewpoint of being movable to any position, it is preferable that the flying object is a rotary wing aircraft. The rotary wing aircraft may be, for example, a helicopter or a multicopter having three or more rotors. The multicopter may be, for example, a quadrotor with four rotors, or may have other numbers of rotors.

また、移動体1は、例えば、自律的に移動するものであってもよい。なお、移動体1が自律的に移動するとは、移動体1がユーザ等から受け付ける操作指示に応じて移動するのではなく、自らの判断によって目的地に移動することであってもよい。その目的地は、例えば、手動で決められたものであってもよく、または、自動的に決定されたものであってもよい。また、その目的地までの移動は、例えば、移動経路に沿って行われてもよく、または、そうでなくてもよい。また、自らの判断によって目的地に移動するとは、例えば、進行方向、移動や停止などを移動体1が自ら判断することによって、目的地まで移動することであってもよい。また、例えば、移動体1が、障害物に衝突しないように移動することであってもよい。 Furthermore, the mobile body 1 may be one that moves autonomously, for example. Note that the moving object 1 autonomously may mean that the moving object 1 moves to a destination based on its own judgment, rather than moving in response to an operation instruction received from a user or the like. The destination may be determined manually or automatically, for example. Furthermore, movement to the destination may or may not be performed along a movement route, for example. Furthermore, moving to the destination based on one's own judgment may mean, for example, moving to the destination by the moving object 1 making its own judgment regarding the direction of travel, movement, and stopping. Alternatively, for example, the moving body 1 may move so as not to collide with an obstacle.

次に、移動体1の自己位置推定装置2の構成について説明する。
センサ部21は、移動体1の位置に関する推定に用いられる情報を取得する。なお、移動体1の位置に関する推定は、移動体1の位置のみに関する推定であってもよく、または、移動体1の位置及び姿勢(角度)に関する推定であってもよい。本実施の形態では、後者の場合について主に説明する。ここでは、図1で示されるように、センサ部21が、第1のセンサ31と、第2のセンサ32とを備える場合について主に説明し、それ以外の場合については後述する。第1及び第2のセンサ31,32は、それぞれ異なる情報を取得するセンサである。異なる情報を取得するセンサとは、例えば、異なる種類のセンシングによって情報を取得するセンサ(例えば、画像センサと測距センサなど)であってもよく、同じ種類のセンシングによって異なる対象の情報を取得するセンサ(例えば、移動体1のある方向の範囲(前方の範囲など)について測距を行う測距センサと、別の方向の範囲(後方の範囲など)について測距を行う測距センサなど)であってもよい。第1及び第2のセンサ31,32は、特に限定されるものではないが、それぞれ独立して、例えば、移動体1の周囲の情報を取得するセンサ、角位置センサ、加速度センサ、GPSセンサ等であってもよい。移動体1の周囲の情報を取得するセンサは、例えば、測距センサ、画像センサ等であってもよい。なお、第1及び第2のセンサ31,32による情報の取得は、同期して行われることが好適である。第1及び第2の位置推定部22,23によって、同時点の位置に関する推定が行われることが好適だからである。
Next, the configuration of the self-position estimating device 2 of the mobile object 1 will be explained.
The sensor unit 21 acquires information used for estimating the position of the mobile object 1. Note that the estimation regarding the position of the mobile object 1 may be an estimation regarding only the position of the mobile object 1, or may be an estimation regarding the position and posture (angle) of the mobile object 1. In this embodiment, the latter case will mainly be explained. Here, as shown in FIG. 1, a case in which the sensor unit 21 includes a first sensor 31 and a second sensor 32 will be mainly described, and other cases will be described later. The first and second sensors 31 and 32 are sensors that acquire different information. The sensors that acquire different information may be, for example, sensors that acquire information through different types of sensing (e.g., an image sensor and a ranging sensor), and can acquire information on different objects through the same type of sensing. Sensors (for example, a range sensor that measures a range in a certain direction (such as a front range) of the moving object 1, and a range sensor that measures a range in a different direction (such as a rear range), etc.) There may be. The first and second sensors 31 and 32 are not particularly limited, but each independently includes, for example, a sensor that acquires information around the moving body 1, an angular position sensor, an acceleration sensor, a GPS sensor, etc. It may be. The sensor that acquires information around the moving object 1 may be, for example, a distance measurement sensor, an image sensor, or the like. Note that it is preferable that the first and second sensors 31 and 32 acquire information synchronously. This is because it is preferable that the first and second position estimators 22 and 23 estimate positions at the same time.

また、移動体1の位置の推定が、移動体1の位置及び姿勢の推定である場合には、第1のセンサ31や第2のセンサ32は、2以上のセンサを有していてもよい。例えば、第1のセンサ31及び/または第2のセンサ32は、加速度センサと、移動体1の姿勢の検出に用いられるセンサとを有していてもよく、GPSセンサと、移動体1の姿勢の検出に用いられるセンサとを有していてもよい。移動体1の姿勢の検出に用いられるセンサは、例えば、ジャイロセンサであってもよく、地磁気センサ(電子コンパス)であってもよい。ジャイロセンサは、例えば、移動体1の姿勢を検出するものであってもよく、移動体1の角速度や角加速度を検出するものであってもよい。 Furthermore, when the estimation of the position of the moving body 1 is the estimation of the position and orientation of the moving body 1, the first sensor 31 and the second sensor 32 may have two or more sensors. . For example, the first sensor 31 and/or the second sensor 32 may include an acceleration sensor and a sensor used to detect the attitude of the moving body 1, and may include a GPS sensor and a sensor used to detect the attitude of the moving body 1. It may also have a sensor used for detection. The sensor used to detect the attitude of the moving body 1 may be, for example, a gyro sensor or a geomagnetic sensor (electronic compass). The gyro sensor may be one that detects the attitude of the moving body 1, or may be one that detects the angular velocity or angular acceleration of the moving body 1, for example.

測距センサは、複数方向に関して周囲の物体までの距離を測定するセンサであり、例えば、レーザセンサや、超音波センサ、マイクロ波を用いた距離センサ、ステレオカメラによって撮影されたステレオ画像を用いた距離センサなどであってもよい。レーザセンサは、レーザレンジセンサ(レーザレンジスキャナ)であってもよい。なお、それらの測距センサについてはすでに公知であり、それらの説明を省略する。本実施の形態では、測距センサがレーザレンジセンサである場合について主に説明する。また、測距センサは、1個のレーザレンジセンサを有していてもよく、または、2個以上のレーザレンジセンサを有していてもよい。後者の場合には、2個以上のレーザレンジセンサによって、全方向がカバーされてもよい。また、測距センサが超音波センサや、マイクロ波を用いた距離センサなどである場合に、測距センサの測距方向を回転させることによって複数方向の距離を測定してもよく、複数方向ごとに配置された複数の測距センサを用いて複数方向の距離を測定してもよい。複数方向の距離を測定するとは、例えば、あらかじめ決められた角度範囲や全周囲(360度)について、あらかじめ決められた角度間隔で複数方向の距離を測定することであってもよい。その角度間隔は、例えば、1度間隔や2度間隔、5度間隔などのように一定であってもよい。測距センサによって取得される情報は、例えば、移動体1のある向きを基準とした複数の方位角のそれぞれに関する周辺の物体までの距離であってもよい。その距離を用いることによって、移動体1のローカル座標系において、移動体1の周囲にどのような物体が存在するのかを知ることができるようになる。 A distance sensor is a sensor that measures the distance to surrounding objects in multiple directions, such as a laser sensor, an ultrasonic sensor, a distance sensor using microwaves, or a stereo image taken by a stereo camera. It may also be a distance sensor or the like. The laser sensor may be a laser range sensor (laser range scanner). Note that these distance measuring sensors are already known and their explanation will be omitted. In this embodiment, the case where the distance measurement sensor is a laser range sensor will mainly be described. Further, the distance measurement sensor may include one laser range sensor, or may include two or more laser range sensors. In the latter case, all directions may be covered by two or more laser range sensors. Furthermore, when the distance measurement sensor is an ultrasonic sensor or a distance sensor using microwaves, distances in multiple directions may be measured by rotating the distance measurement direction of the distance measurement sensor. Distances in a plurality of directions may be measured using a plurality of distance measuring sensors arranged in a plurality of distance sensors. Measuring distances in multiple directions may mean, for example, measuring distances in multiple directions at predetermined angular intervals within a predetermined angular range or all around (360 degrees). The angular intervals may be constant, such as 1 degree, 2 degree, or 5 degree intervals, for example. The information acquired by the ranging sensor may be, for example, distances to surrounding objects at each of a plurality of azimuth angles based on a certain direction of the moving body 1. By using this distance, it becomes possible to know what objects exist around the moving body 1 in the local coordinate system of the moving body 1.

画像センサは、例えば、CCDイメージセンサや、CMOSイメージセンサなどであってもよい。なお、それらの画像センサについてはすでに公知であり、それらの説明を省略する。画像センサは、例えば、画像センサ上に結像させるためのレンズ等の光学系を含んでいてもよい。また、画像センサは、単眼であってもよく、双眼(ステレオカメラ)であってもよい。画像センサは、通常、動画を撮影するもの、すなわち、連続した画像フレームを取得するものである。移動している移動体1の自己位置を取得するために撮影画像を取得することから、そのフレームレートは、移動速度に対して十分大きいものであることが好適である。例えば、フレームレートは、約30fpsなどであってもよい。 The image sensor may be, for example, a CCD image sensor or a CMOS image sensor. Note that these image sensors are already well known, and their explanation will be omitted. The image sensor may include an optical system, such as a lens, for forming an image on the image sensor. Moreover, the image sensor may be monocular or binocular (stereo camera). An image sensor typically captures a moving image, that is, captures a series of image frames. Since a photographed image is acquired in order to acquire the self-position of the moving body 1, it is preferable that the frame rate is sufficiently large relative to the moving speed. For example, the frame rate may be approximately 30 fps.

角位置センサは、例えば、ロータリーエンコーダ等であってもよい。なお、角位置センサについてはすでに公知であり、その説明を省略する。角位置センサは、例えば、移動体1の車輪等の駆動軸の回転量を検出するために用いられてもよい。角位置センサによって取得される情報は、例えば、回転軸の回転量や角度であってもよい。 The angular position sensor may be, for example, a rotary encoder. Note that the angular position sensor is already well known, and its explanation will be omitted. The angular position sensor may be used, for example, to detect the amount of rotation of a drive shaft such as a wheel of the moving body 1. The information acquired by the angular position sensor may be, for example, the amount of rotation or angle of the rotation axis.

加速度センサは、移動体1の加速度を計測する。この加速度センサは、例えば、2軸の加速度センサであってもよく、3軸の加速度センサであってもよい。なお、加速度センサについてはすでに公知であり、その説明を省略する。移動方向が所定の平面内に限定される場合(例えば、移動体1が床面を移動する走行体である場合など)には、2軸の加速度センサが用いられてもよい。加速度センサによって取得される情報は、例えば、移動体1の加速度であってもよい。 The acceleration sensor measures the acceleration of the moving body 1. This acceleration sensor may be, for example, a two-axis acceleration sensor or a three-axis acceleration sensor. Note that the acceleration sensor is already well known, and its explanation will be omitted. If the moving direction is limited within a predetermined plane (for example, when the moving body 1 is a traveling body that moves on a floor surface), a two-axis acceleration sensor may be used. The information acquired by the acceleration sensor may be, for example, the acceleration of the moving body 1.

GPSセンサは、GPS衛星からの電波を受信するセンサである。なお、GPSセンサについてはすでに公知であり、その説明を省略する。GPSセンサによって取得される情報は、例えば、GPS衛星から送信された電波であってもよい。 A GPS sensor is a sensor that receives radio waves from GPS satellites. Note that the GPS sensor is already well known, and its explanation will be omitted. The information acquired by the GPS sensor may be, for example, radio waves transmitted from a GPS satellite.

ジャイロセンサによって取得される情報は、例えば、移動体1の姿勢(角度)や、角速度、角加速度であってもよい。また、地磁気センサによって取得される情報は、例えば、移動体1の姿勢であってもよい。移動体1の姿勢は、例えば、移動体1の方位角や、移動体1の方位角及び仰俯角であってもよい。 The information acquired by the gyro sensor may be, for example, the attitude (angle), angular velocity, or angular acceleration of the moving body 1. Further, the information acquired by the geomagnetic sensor may be, for example, the attitude of the mobile object 1. The attitude of the moving body 1 may be, for example, the azimuth of the moving body 1, or the azimuth and elevation/depression angle of the moving body 1.

第1及び第2の位置推定部22,23はそれぞれ、センサ部21が有する第1及び第2のセンサ31,32によって取得された情報を用いて移動体1の位置に関する推定を行うと共に、その推定結果に関する信頼度を取得する。なお、第1及び第2の位置推定部22,23はそれぞれ、第1及び第2のセンサ31,32の種類に応じた位置に関する推定や信頼度の取得を行うものとする。例えば、第1のセンサ31が測距センサである場合には、第1の位置推定部22は、測距センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定や信頼度の取得を行い、第1のセンサ31が画像センサである場合には、第1の位置推定部22は、画像センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定や信頼度の取得を行う。したがって、第1及び第2の位置推定部22,23は、特に限定されるものではないが、それぞれ独立して、例えば、移動体1の周囲の情報を取得するセンサによって取得された情報、角位置センサによって取得された情報、加速度センサによって取得された情報、GPSセンサによって取得された情報等を用いて位置に関する推定や信頼度の取得を行うものであってもよい。移動体1の周囲の情報を取得するセンサによって取得された情報は、例えば、測距センサによって取得された情報、画像センサによって取得された情報等であってもよい。以下、第1の位置推定部22によって、第1のセンサ31のセンシング結果を用いて取得された推定結果及び信頼度を、第1の推定結果及び第1の信頼度と呼び、第2の位置推定部23によって、第2のセンサ32のセンシング結果を用いて取得された推定結果及び信頼度を、第2の推定結果及び第2の信頼度と呼ぶことがある。 The first and second position estimating units 22 and 23 estimate the position of the mobile object 1 using the information acquired by the first and second sensors 31 and 32 of the sensor unit 21, respectively. Obtain the confidence level regarding the estimation result. It is assumed that the first and second position estimating units 22 and 23 perform estimation and reliability regarding the positions of the first and second sensors 31 and 32, respectively, according to their types. For example, when the first sensor 31 is a ranging sensor, the first position estimating unit 22 estimates the position using information acquired by the ranging sensor and obtains reliability. When the sensor 31 is an image sensor, the first position estimating unit 22 estimates the position and obtains reliability using information acquired by the image sensor. Therefore, the first and second position estimating units 22 and 23 each independently perform, for example, information acquired by a sensor that acquires information around the mobile object 1, angle Information acquired by a position sensor, information acquired by an acceleration sensor, information acquired by a GPS sensor, etc. may be used to estimate the position and acquire reliability. The information acquired by the sensor that acquires information around the moving object 1 may be, for example, information acquired by a distance measurement sensor, information acquired by an image sensor, or the like. Hereinafter, the estimation result and reliability acquired by the first position estimation unit 22 using the sensing result of the first sensor 31 will be referred to as the first estimation result and the first reliability, and the second position The estimation result and reliability obtained by the estimation unit 23 using the sensing result of the second sensor 32 may be referred to as a second estimation result and a second reliability.

ここで、センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定、及び信頼度の取得について説明する。なお、移動体1の位置に関する推定は、例えば、移動体1の位置そのもの(例えば、ワールド座標系における位置など)の推定であってもよく、前回の推定結果に応じた移動体1の自己位置に加算する移動量(位置の差分)の推定であってもよい。後者の場合において、例えば、角位置センサや加速度センサ等を用いた位置推定のように、移動量を推定し、その推定した移動量を用いて移動体1の位置を推定するときには、その推定した移動量そのものが用いられてもよく、GPSセンサ等を用いた位置推定のように、移動量の推定を行わないときには、その推定した自己位置の差分を算出することによって移動量を取得してもよい。 Here, estimation regarding a position using information acquired by a sensor and acquisition of reliability will be explained. Note that the estimation regarding the position of the mobile object 1 may be, for example, an estimation of the position of the mobile object 1 itself (for example, the position in the world coordinate system), and the self-position of the mobile object 1 according to the previous estimation result. It may also be an estimation of the amount of movement (difference in position) to be added to. In the latter case, when estimating the amount of movement and estimating the position of the mobile object 1 using the estimated amount of movement, for example, by estimating the position using an angular position sensor, an acceleration sensor, etc. The amount of movement itself may be used, and when the amount of movement is not estimated, such as when estimating the position using a GPS sensor, the amount of movement may be obtained by calculating the difference between the estimated self-positions. good.

まず、測距センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定について説明する。第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、測距センサによって測定された距離、及び移動体1の移動領域における障害物の位置を示す環境地図を用いて、移動体1の位置に関する推定を行ってもよい。測定された距離は、厳密には、測定された各方向の距離である。環境地図は、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23がアクセス可能な図示しない記録媒体において記憶されているものとする。その障害物は、測距センサによる距離の測定対象となる壁や設備等の物体であってもよい。推定位置は、通常、ワールド座標系における位置である。そのような測距結果を用いた自己位置推定は、測距結果を用いたSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)においてすでに知られているため、その詳細な説明を省略する。なお、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、環境地図の作成を行ってもよく、または行わなくてもよい。前者の場合には、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、測距結果を用いたSLAMと同様のものであってもよく、後者の場合には、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、既存の環境地図を用いて自己位置推定を行うものであってもよい。 First, estimation regarding a position using information acquired by a ranging sensor will be explained. The first position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 uses the distance measured by the ranging sensor and the environmental map indicating the position of obstacles in the moving area of the moving object 1 to 1 may be estimated. Strictly speaking, the measured distance is the measured distance in each direction. It is assumed that the environmental map is stored in a recording medium (not shown) that can be accessed by the first position estimating section 22 and/or the second position estimating section 23. The obstacle may be an object such as a wall or equipment whose distance is to be measured by the distance sensor. The estimated position is usually a position in the world coordinate system. Since such self-position estimation using distance measurement results is already known in SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) using distance measurement results, detailed explanation thereof will be omitted. Note that the first position estimation unit 22 and/or the second position estimation unit 23 may or may not create an environmental map. In the former case, the first position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 may be similar to SLAM using distance measurement results; in the latter case, the first position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 The position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 may perform self-position estimation using an existing environmental map.

測距結果を用いた位置に関する推定結果の信頼度は、その推定結果を信頼できる程度、すなわち確からしさを示すものであり、例えば、測定結果と環境地図とのマッチングの程度に応じて取得されてもよく、測定結果の精度に応じて取得されてもよく、その両方であってもよく、その他の方法によって取得されてもよい。したがって、信頼度は、例えば、第1のセンサ31及び/または第2のセンサ32による測定結果と、移動体1が推定位置に存在するとした場合における環境地図の示す障害物までの距離とのマッチングの程度が高いほど大きい値となるものであってもよい。この場合には、信頼度が次のように算出されてもよい。
信頼度=(ΣF(Li))/N1
The reliability of the estimation result regarding the position using the distance measurement results indicates the degree to which the estimation result can be trusted, that is, the certainty. It may be obtained depending on the accuracy of the measurement result, it may be both, or it may be obtained by other methods. Therefore, the reliability is, for example, a match between the measurement results by the first sensor 31 and/or the second sensor 32 and the distance to the obstacle indicated by the environmental map when the mobile object 1 is present at the estimated position. The higher the degree of , the larger the value may be. In this case, the reliability may be calculated as follows.
Reliability = (ΣF(Li))/N1

ここで、関数F(x)は、x=0のときに1となり、xが正の大きい値になるほど小さくなる減少関数である。但し、F(x)≧0とする。また、Liは、i番目の測距方向における測距結果と、環境地図によって示される障害物のエッジまでの距離との差の絶対値である。また、N1はiの総数、すなわち測距の総数であり、総和Σは、すべてのiについて取られるものとする。N1によって規格化されているため、信頼度は、0以上、1以下の実数となる。なお、F(x)は、どのような関数であってもよいが、例えば、F(x)=exp(-α×x)であってもよい。αは正の実数である。 Here, the function F(x) is a decreasing function that becomes 1 when x=0 and becomes smaller as x becomes a larger positive value. However, F(x)≧0. Furthermore, Li is the absolute value of the difference between the distance measurement result in the i-th distance measurement direction and the distance to the edge of the obstacle indicated by the environmental map. Further, N1 is the total number of i, that is, the total number of distance measurements, and the sum Σ is taken for all i. Since it is standardized by N1, the reliability is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 1. Note that F(x) may be any function, and may be, for example, F(x)=exp(-α×x). α is a positive real number.

また、レーザ等による測距結果は、距離が長くなるほど反射等の影響によって誤差が大きくなるため、信頼度は、例えば、測距結果が大きいほど小さい値となるものであってもよい。この場合には、信頼度が次のように算出されてもよい。
信頼度=(ΣG(Di))/N1
Moreover, since the distance measurement result by a laser etc. has a larger error due to the influence of reflection etc. as the distance becomes longer, the reliability may be, for example, a value that becomes smaller as the distance measurement result becomes larger. In this case, the reliability may be calculated as follows.
Reliability = (ΣG(Di))/N1

ここで、関数G(x)は、x=0のときに1となり、xが正の大きい値になるほど小さくなる減少関数である。但し、G(x)≧0とする。また、Diは、i番目の測距方向における測距結果である。また、N1及び総和Σは、上記のとおりである。この場合にも、N1によって規格化されているため、信頼度は、0以上、1以下の実数となる。また、G(x)も、上記関数F(x)と同様のものであってもよい。また、信頼度は、例えば、測距結果と、環境地図の示す障害物の位置とのマッチングの程度が高いほど大きい値となると共に、測距結果が大きいほど小さい値となるものであってもよい。 Here, the function G(x) is a decreasing function that becomes 1 when x=0 and becomes smaller as x becomes a larger positive value. However, G(x)≧0. Further, Di is the distance measurement result in the i-th distance measurement direction. Further, N1 and the total sum Σ are as described above. In this case as well, since it is standardized by N1, the reliability is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 1. Further, G(x) may also be the same as the above function F(x). In addition, for example, the reliability increases as the degree of matching between the distance measurement result and the position of an obstacle shown on the environmental map increases, and the reliability decreases as the distance measurement result increases. good.

なお、推定位置を一意に決定できない場合にも、信頼度が低い値とされてもよい。例えば、移動体1が長い廊下のように単調な環境に存在する場合には、測距結果を用いて、推定位置を一意に決定できないこともありうる。そのような場合には、信頼度は低い値とされてもよい。 Note that even when the estimated position cannot be uniquely determined, the reliability may be set to a low value. For example, if the mobile object 1 exists in a monotonous environment such as a long corridor, the estimated position may not be uniquely determined using the distance measurement results. In such a case, the reliability may be set to a low value.

次に、画像センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定について説明する。第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、画像センサによって取得された情報を用いて移動体1の位置に関する推定を行うことによって、推定結果と、その推定結果に対応する信頼度とを取得してもよい。その位置に関する推定において、画像センサによって取得された撮影画像において特定された特徴点、及び移動体1の移動領域における特徴点の位置を示す環境地図を用いて、位置に関する推定が行われてもよい。なお、環境地図は、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23がアクセス可能な図示しない記録媒体において記憶されているものとする。推定位置は、通常、ワールド座標系における位置である。そのような撮影画像を用いた自己位置推定は、visual-SLAMとしてすでに知られているため、その詳細な説明を省略する。なお、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、環境地図の作成を行ってもよく、または行わなくてもよい。前者の場合には、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、visual-SLAMと同様のものであってもよく、後者の場合には、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、既存の環境地図を用いて自己位置推定を行うものであってもよい。 Next, estimation regarding the position using information acquired by the image sensor will be explained. The first position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 estimates the position of the mobile object 1 using the information acquired by the image sensor, thereby responding to the estimation result and the estimation result. It is also possible to obtain the reliability. In the estimation regarding the position, the estimation regarding the position may be performed using the feature points specified in the photographed image acquired by the image sensor and an environmental map showing the position of the feature points in the movement area of the mobile object 1. . It is assumed that the environmental map is stored in a recording medium (not shown) that can be accessed by the first position estimating section 22 and/or the second position estimating section 23. The estimated position is usually a position in the world coordinate system. Since such self-position estimation using captured images is already known as visual-SLAM, detailed explanation thereof will be omitted. Note that the first position estimation unit 22 and/or the second position estimation unit 23 may or may not create an environmental map. In the former case, the first position estimation unit 22 and/or the second position estimation unit 23 may be similar to visual-SLAM, and in the latter case, the first position estimation unit 22 and/or the second position estimation unit 23 may be similar to visual-SLAM. 22 and/or the second position estimation unit 23 may perform self-position estimation using an existing environmental map.

なお、撮影画像において特定される特徴点は、例えば、ORB-SLAMと同様の自己位置推定において用いられる所定個数のFASTキーポイントであってもよく、SIFTキーポイントやSURFキーポイントなどであってもよい。また、信頼度は、推定結果の信頼できる程度、すなわち確からしさを示すものであり、例えば、撮影画像において特定された特徴点と環境地図に含まれる特徴点とのマッチングの程度に応じて取得されてもよく、撮影画像において特定された特徴点の精度に応じて取得されてもよく、その両方であってもよく、その他の方法によって取得されてもよい。したがって、信頼度は、例えば、画像センサによって取得された撮影画像において特定された特徴点の特徴記述子(特徴量)と、移動体1が推定位置に存在するとした場合における、それらの特徴点に対応する環境地図に含まれる特徴点の特徴記述子との類似度が大きいほど大きい値となるものであってもよい。その場合には、信頼度が次のように算出されてもよい。
信頼度=(ΣRi)/N2
Note that the feature points specified in the captured image may be, for example, a predetermined number of FAST key points used in self-position estimation similar to ORB-SLAM, or may be SIFT key points, SURF key points, etc. good. In addition, the reliability indicates the degree to which the estimation result is reliable, that is, the certainty.For example, the reliability is obtained according to the degree of matching between the feature points specified in the captured image and the feature points included in the environmental map. It may be acquired according to the precision of the feature points specified in the photographed image, it may be both, or it may be acquired by other methods. Therefore, the reliability is calculated based on, for example, the feature descriptor (feature quantity) of the feature points specified in the captured image acquired by the image sensor and the feature points when the mobile object 1 is present at the estimated position. The value may be increased as the degree of similarity between the feature point and the feature descriptor included in the corresponding environmental map increases. In that case, the reliability may be calculated as follows.
Reliability = (ΣRi)/N2

ここで、Riは、撮影画像において特定されたi番目の特徴点の特徴記述子と、その特徴点に対応する環境地図に含まれる特徴点の特徴記述子との類似度であり、0から1までの値に規格化されていることが好適である。その類似度は、値が大きいほど、類似の程度が大きいものとする。また、撮影画像において特定されたi番目の特徴点に対応する特徴点が環境地図に含まれない場合には、類似度は0であってもよい。また、N2は、iの総数、すなわち撮影画像において特定された特徴点の総数であり、総和Σは、すべてのiについて取られるものとする。N2によって規格化されているため、信頼度は、0以上、1以下の実数となる。なお、特徴記述子が二値ベクトルである場合(例えば、ORB-SLAMの場合)には、ハミング距離を用いて類似度を算出してもよい。特徴記述子が二値ベクトルではない場合(例えば、SIFTキーポイントやSURFキーポイントの場合)には、類似度をコサイン距離やユークリッド距離を用いて算出してもよい。 Here, Ri is the degree of similarity between the feature descriptor of the i-th feature point identified in the photographed image and the feature descriptor of the feature point included in the environmental map corresponding to that feature point, and is from 0 to 1. It is preferable that the value be normalized to a value up to . As for the degree of similarity, it is assumed that the larger the value, the greater the degree of similarity. Further, if the environmental map does not include a feature point corresponding to the i-th feature point specified in the photographed image, the degree of similarity may be 0. Further, N2 is the total number of i, that is, the total number of feature points specified in the photographed image, and the sum Σ is taken for all i. Since it is standardized by N2, the reliability is a real number greater than or equal to 0 and less than or equal to 1. Note that when the feature descriptor is a binary vector (for example, in the case of ORB-SLAM), the degree of similarity may be calculated using Hamming distance. If the feature descriptor is not a binary vector (for example, in the case of SIFT keypoints or SURF keypoints), the degree of similarity may be calculated using cosine distance or Euclidean distance.

また、撮影画像における特徴点は、露出がオーバーになって白とびになっている場合や、露出がアンダーになって黒つぶれになっている場合には、適切に特定できないため、信頼度は、例えば、特徴点の特定において用いられる評価値が大きいほど大きい値となるものであってもよい。なお、評価値の高い特徴点の候補が、特徴点として特定されることになるものとする。例えば、ORB-SLAMでは、ハリスのコーナー尺度の上位から所定個数のFASTキーポイントが選ばれるため、その評価値は、ハリスのコーナー尺度であってもよい。すなわち、信頼度は、撮影画像において特定された複数の特徴点に関するハリスのコーナー尺度の代表値であってもよい。代表値は、例えば、平均値や中央値、最大値等であってもよい。また、例えば、SIFTによる特徴点(キーポイント)の特定では、ローコントラストのキーポイント候補を削除するため、キーポイント候補点の極値の大きさを計算し、その大きさが閾値未満の候補点を削除する。したがって、特定された複数の特徴点に関する極値の大きさの代表値を信頼度として用いてもよい。他の特徴点についても同様である。また、信頼度は、例えば、撮影画像において特定された特徴点の特徴記述子と、それらの特徴点に対応する環境地図に含まれる特徴点の特徴記述子との類似度が大きいほど大きい値となると共に、特徴点の特定において用いられる評価値が大きいほど大きい値となるものであってもよい。 In addition, since feature points in a photographed image cannot be properly identified if it is overexposed and has blown out highlights, or if it is underexposed and has blown out shadows, the reliability is For example, the larger the evaluation value used in specifying the feature point, the larger the value may be. Note that it is assumed that feature point candidates with high evaluation values are specified as feature points. For example, in ORB-SLAM, a predetermined number of FAST key points are selected from the top of the Harris corner measure, so the evaluation value may be the Harris corner measure. That is, the reliability may be a representative value of a Harris corner measure regarding a plurality of feature points specified in a photographed image. The representative value may be, for example, an average value, a median value, a maximum value, or the like. For example, when specifying feature points (key points) by SIFT, in order to delete low-contrast key point candidates, the size of the extreme value of the key point candidate points is calculated, and the candidate points whose size is less than a threshold are Delete. Therefore, a representative value of the magnitude of the extreme value regarding the plurality of identified feature points may be used as the reliability. The same applies to other feature points. In addition, the reliability increases as the degree of similarity between the feature descriptors of feature points identified in the photographed image and the feature descriptors of feature points included in the environmental map corresponding to those feature points increases. In addition, the larger the evaluation value used in specifying the feature point, the larger the value may be.

なお、キーポイントや特徴点、特徴記述子(feature descriptor)等については、以下の文献を参照されたい。
文献1:Edward Rosten, Tom Drummond, "Machine learning for high-speed corner detection", in 9th European Conference on Computer Vision, vol. 1, 2006, pp. 430-443.
文献2:C. Harris, M. Stephens, "A Combined Corner and Edge Detector", In Proceedings of the 4th Alvey Vision Conference (1988), pp. 147-151.
文献3:Ethan Rublee, Vincent Rabaud, Kurt Konolige, Gary R. Bradski, "ORB: An efficient alternative to SIFT or SURF", ICCV 2011, pp.2564-2571.
文献4:D. Lowe, "Distinctive image features from scale-invariant keypoints", Int. Journal of Computer Vision (2004), 60(2), pp.91-110.
文献5:H. Bay, A. Ess, T. Tuytelaars, L. Van Gool, "SURF: Speeded Up Robust Features", Computer Vision and Image Understanding (CVIU) (2008), 110(3), pp.346-359.
文献6:R. Mur-Artal, J.M. Montiel, J.D. Tardos, "ORB-SLAM: A Versatile and Accurate Monocular SLAM System", IEEE Transactions on Robotics 31 (2015), pp.1147-1163.
For information on key points, feature points, feature descriptors, etc., please refer to the following documents.
Reference 1: Edward Rosten, Tom Drummond, "Machine learning for high-speed corner detection", in 9th European Conference on Computer Vision, vol. 1, 2006, pp. 430-443.
Reference 2: C. Harris, M. Stephens, "A Combined Corner and Edge Detector", In Proceedings of the 4th Alvey Vision Conference (1988), pp. 147-151.
Reference 3: Ethan Rublee, Vincent Rabaud, Kurt Konolige, Gary R. Bradski, "ORB: An efficient alternative to SIFT or SURF", ICCV 2011, pp.2564-2571.
Reference 4: D. Lowe, "Distinctive image features from scale-invariant keypoints", Int. Journal of Computer Vision (2004), 60(2), pp.91-110.
Reference 5: H. Bay, A. Ess, T. Tuytelaars, L. Van Gool, "SURF: Speeded Up Robust Features", Computer Vision and Image Understanding (CVIU) (2008), 110(3), pp.346- 359.
Reference 6: R. Mur-Artal, JM Montiel, JD Tardos, "ORB-SLAM: A Versatile and Accurate Monocular SLAM System", IEEE Transactions on Robotics 31 (2015), pp.1147-1163.

次に、エンコーダ等の角位置センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定について説明する。角位置センサによって取得された回転量や角度によって、車輪等の回転量を把握することができる。したがって、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、角位置センサによって取得された情報を用いて、位置に関する推定結果を取得してもよい。ここでは、対向2輪型の移動体1の例について具体的に説明する。 Next, estimation regarding position using information acquired by an angular position sensor such as an encoder will be explained. The amount of rotation of a wheel or the like can be determined based on the amount of rotation and angle acquired by the angular position sensor. Therefore, the first position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 may use the information obtained by the angular position sensor to obtain the estimation result regarding the position. Here, an example of a two-wheeled moving object 1 will be specifically described.

角位置センサによって取得された左右の車輪の回転量をそれぞれΔθL、ΔθRとし、車輪径をRとすると、左右の車輪の移動量ΔdL、ΔdRはそれぞれ次のようになる。
ΔdL=RΔθL
ΔdR=RΔθR
When the rotation amounts of the left and right wheels acquired by the angular position sensor are respectively Δθ L and Δθ R , and the wheel diameter is R, the movement amounts Δd L and Δd R of the left and right wheels are as follows, respectively.
Δd L =RΔθ L
Δd R =RΔθ R

また、左右の車輪間の距離をLとすると、移動体1の移動量Δdと旋回量Δθは、次式のように算出できる。
Δd=(ΔdR+ΔdL)/2
Δθ=(ΔdR-ΔdL)/L
Further, if the distance between the left and right wheels is L, the moving amount Δd and the turning amount Δθ of the moving body 1 can be calculated as shown in the following equation.
Δd=(Δd R +Δd L )/2
Δθ=(Δd R −Δd L )/L

移動体1の位置を(X,Y,Θ)とすると、移動体1の相対移動量(ΔX,ΔY,ΔΘ)は、次式のようになる。なお、(X,Y)は、2次元XY座標系における座標値であり、Θは、2次元座標系におけるX軸を基準とした角度であってもよい。また、移動体1の位置(X,Y,Θ)は、ワールド座標系における位置であってもよい。
(ΔX,ΔY,ΔΘ)=(Δd×cosΘ,Δd×sinΘ,Δθ)
When the position of the moving body 1 is (X, Y, Θ), the relative movement amount (ΔX, ΔY, ΔΘ) of the moving body 1 is expressed by the following equation. Note that (X, Y) may be coordinate values in a two-dimensional XY coordinate system, and Θ may be an angle with respect to the X axis in the two-dimensional coordinate system. Further, the position (X, Y, Θ) of the moving body 1 may be a position in the world coordinate system.
(ΔX, ΔY, ΔΘ) = (Δd×cosΘ, Δd×sinΘ, Δθ)

したがって、相対移動量(ΔX,ΔY,ΔΘ)を前回(時刻:t-1)の自己位置(Xt-1,Yt-1,Θt-1)に加算することによって、現在(時刻:t)の自己位置(Xt,Yt,Θt)を取得することができる。
(Xt,Yt,Θt)=(Xt-1,Yt-1,Θt-1)+(ΔX,ΔY,ΔΘ)
Therefore, by adding the relative movement amount (ΔX, ΔY, ΔΘ) to the previous (time: t-1) self-position (X t-1 , Y t-1 , Θ t-1 ), the current (time: t-1) self-position (X t-1 , Y t-1 , Θ t-1 ) t)'s self-position (X t , Y t , Θ t ) can be obtained.
(X t , Y t , Θ t )=(X t-1 , Y t-1 , Θ t-1 )+(ΔX, ΔY, ΔΘ)

なお、上式の相対移動量は、t-1からtまでの間の移動量である。前回の自己位置は、例えば、角位置センサによって取得された情報を用いて推定されたものであってもよく、後述するように、取得部24によって取得された自己位置であってもよい。また、ここでは、移動体1が対向2輪型である場合について具体的に説明したが、移動体1が他の形式である場合であっても、同様にして、エンコーダ等の角位置センサによって取得された情報を用いて、移動体1の位置に関する推定を行うことができることは言うまでもない。 Note that the relative movement amount in the above equation is the movement amount between t-1 and t. The previous self-position may be estimated using information acquired by an angular position sensor, for example, or may be a self-position acquired by the acquisition unit 24, as described later. In addition, although the case where the moving body 1 is of a two-wheeled type has been specifically explained here, even if the moving body 1 is of another type, the angular position sensor such as an encoder can be used in the same manner. It goes without saying that the position of the mobile object 1 can be estimated using the acquired information.

角位置センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定結果の信頼度は、その推定結果を信頼できる程度である。角位置センサを用いた位置推定では、例えば、走行路面の影響によって信頼性が低下することになる。具体的には、濡れている走行路面や砂利や砂、芝生などの走行路面においては、車輪が滑りやすく、角位置センサを用いた位置推定の信頼性が低下することになる。したがって、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、車輪の滑りやすい走行路面の領域を示す地図を用いて、移動体1の現在の位置に対応する走行路面の状態(車輪が滑りやすいかどうかを示す状態)を特定し、その特定結果に応じて信頼度を取得してもよい。例えば、移動体1が、滑りやすい走行路面に存在する場合には、低い信頼性が取得され、滑りにくい走行路面に存在する場合には、高い信頼性が取得されてもよい。この場合には、例えば、走行路面の滑りやすさの程度に応じて信頼性が取得されてもよい。具体的には、移動体1が存在している走行路面が滑りやすいほど、低くなる信頼性が取得されてもよい。また、この場合の信頼性は、通常、上記相対移動量(ΔX,ΔY,ΔΘ)に関する信頼性である。また、移動体1が滑りやすい走行路面に存在するかどうかは、例えば、角位置センサを用いて推定された推定位置を用いて判断されてもよく、取得部24によって取得された自己位置を用いて判断されてもよい。後者の場合には、例えば、前回の自己位置を用いて判断が行われてもよい。 The reliability of the estimation result regarding the position using the information acquired by the angular position sensor is such that the estimation result can be trusted. In position estimation using an angular position sensor, reliability is reduced due to the influence of the road surface, for example. Specifically, on wet driving surfaces, gravel, sand, grass, and other driving surfaces, the wheels tend to slip, and the reliability of position estimation using the angular position sensor decreases. Therefore, the first position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 determines the state of the running road surface corresponding to the current position of the mobile object 1 using a map showing the area of the running road surface where the wheels are slippery. (a state indicating whether the wheels are slippery) may be specified, and the reliability may be obtained according to the identification result. For example, when the moving body 1 is on a slippery road surface, low reliability may be obtained, and when the moving object 1 is on a non-slip road surface, high reliability may be obtained. In this case, for example, reliability may be acquired depending on the degree of slipperiness of the road surface. Specifically, the reliability may be obtained such that the slippery the road surface on which the moving object 1 is present becomes, the lower the reliability is obtained. Moreover, the reliability in this case is usually the reliability regarding the above-mentioned relative movement amounts (ΔX, ΔY, ΔΘ). Further, whether or not the mobile object 1 is present on a slippery road surface may be determined using, for example, an estimated position estimated using an angular position sensor, or using a self-position acquired by the acquisition unit 24. It may be determined that In the latter case, the determination may be made using, for example, the previous self-position.

なお、角位置センサによって取得された情報のみを用いて、現在の自己位置が推定される場合には、現在の自己位置までの経路に滑りやすい走行路面が存在するときに、低い信頼性が取得され、その経路に滑りやすい走行路面が存在しないときに、高い信頼性が取得されてもよい。また、この場合には、例えば、経路に含まれる滑りやすい走行路面の程度に応じて信頼性が取得されてもよい。具体的には、経路に含まれる滑りやすい走行路面の程度が多いほど、低くなる信頼性が取得されてもよい。 Note that when the current self-position is estimated using only the information acquired by the angular position sensor, low reliability may be obtained when there is a slippery road surface on the route to the current self-position. high reliability may be obtained when the route is free of slippery driving surfaces. Further, in this case, for example, reliability may be acquired depending on the degree of slippery road surface included in the route. Specifically, the more slippery the road surface included in the route, the lower the reliability may be acquired.

また、エンコーダ等の角位置センサによって取得された情報のみを用いて位置推定を行う場合には、移動距離が長くなるほど、信頼性がより低くなることが知られている。誤差が累積するからである。したがって、例えば、移動体1が、あらかじめ位置が確定している箇所に存在する際に、角位置センサを用いて推定した現在の位置を、そのあらかじめ確定している位置に合わせる場合には、その位置合わせを行った後の移動距離に応じて、信頼度を取得してもよい。その場合には、その移動距離が長くなるほど、低くなる信頼度が取得されることになる。 Furthermore, when position estimation is performed using only information acquired by an angular position sensor such as an encoder, it is known that the longer the moving distance, the lower the reliability becomes. This is because errors accumulate. Therefore, for example, when the moving object 1 is present at a location whose position has been determined in advance, and when the current position estimated using the angular position sensor is to be adjusted to the predetermined position, The reliability may be acquired depending on the moving distance after alignment. In that case, the longer the moving distance, the lower the reliability will be acquired.

次に、加速度センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定について説明する。加速度センサは、移動体1の加速度を取得する。そして、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、その取得された加速度を2階積分することによって、移動量(移動距離)を取得することができる。そのようにして取得した移動距離を順次、加算することによって、現在の位置を推定することができる。この場合には、移動距離が長くなるほど、信頼性がより低くなる。また、この場合には、移動距離を取得することしかできないため、初期位置は入力する必要がある。したがって、例えば、初期位置を設定した位置からの移動体1の移動距離に応じて、信頼度を取得してもよい。また、初期位置以外にも、位置合わせを行う場合には、その位置合わせを行った後の移動体1の移動距離に応じて、信頼度を取得してもよい。この場合には、初期位置からの移動距離または位置合わせ後の移動距離が長くなるほど、低くなる信頼度が取得されることになる。 Next, estimation regarding the position using information acquired by the acceleration sensor will be explained. The acceleration sensor acquires the acceleration of the moving body 1. Then, the first position estimating section 22 and/or the second position estimating section 23 can obtain the amount of movement (distance of movement) by performing second-order integration on the obtained acceleration. By sequentially adding the travel distances thus obtained, the current position can be estimated. In this case, the longer the travel distance, the lower the reliability. Furthermore, in this case, since only the moving distance can be obtained, the initial position must be input. Therefore, for example, the reliability may be acquired according to the moving distance of the mobile body 1 from the position where the initial position is set. Furthermore, when positioning is performed in addition to the initial position, the reliability may be acquired according to the distance traveled by the mobile body 1 after the positioning. In this case, the longer the moving distance from the initial position or the moving distance after alignment becomes, the lower the reliability will be obtained.

また、測距結果や撮影画像、車輪等の回転量、加速度等を用いた位置に関する推定において、例えば、パーティクルフィルタやカルマンフィルタ等の状態空間モデルが用いられてもよく、ネルダーミード法(Nelder-Mead法;滑降シンプレックス法)が用いられてもよく、その他の手法が用いられてもよい。パーティクルフィルタが用いられる場合には、例えば、各パーティクルの尤度の代表値(例えば、平均値や中央値、最大値等)が、推定結果に応じた信頼度として取得されてもよい。 In addition, in estimating the position using distance measurement results, photographed images, rotation amount of wheels, acceleration, etc., state space models such as particle filters and Kalman filters may be used, and the Nelder-Mead method (Nelder-Mead method) may be used. ; downhill simplex method) may be used, or other methods may be used. When a particle filter is used, for example, a representative value of the likelihood of each particle (for example, an average value, a median value, a maximum value, etc.) may be acquired as the reliability according to the estimation result.

次に、GPSセンサによって取得された情報を用いた位置推定について説明する。GPSセンサは、複数のGPS衛星からの電波を受信する。そして、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、その受信された複数のGPS衛星からの電波を用いて、位置推定を行ってもよい。なお、GPSの位置推定はすでに公知であり、その詳細な説明を省略する。GPSの位置推定に応じた信頼度は、例えば、受信された電波について検出されたマルチパスの程度を用いて取得されてもよい。この場合には、例えば、マルチパスが多いほど、低くなる信頼度が取得されてもよい。また、例えば、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、GPS衛星からの電波を適切に受信できるかどうかを示す地図を用いて、移動体1の現在の位置に対応する電波の受信の状態(適切に電波を受信できるかどうかを示す状態)を特定し、その特定結果に応じて信頼度を取得してもよい。例えば、移動体1が、GPS衛星からの電波を適切に受信できる領域に存在する場合には、高い信頼性が取得され、電波の受信状況の悪い領域(例えば、マルチパスの多い領域や、屋内の領域など)に存在する場合には、低い信頼性が取得されてもよい。この場合には、例えば、電波の受信の状況に応じて信頼性が取得されてもよい。具体的には、移動体1の存在している領域に対応する、GPS衛星からの電波を良好に受信できる程度がよいほど、高くなる信頼性が取得されてもよい。 Next, position estimation using information acquired by the GPS sensor will be explained. The GPS sensor receives radio waves from multiple GPS satellites. Then, the first position estimating section 22 and/or the second position estimating section 23 may perform position estimation using the received radio waves from the plurality of GPS satellites. Note that GPS position estimation is already well known, and detailed explanation thereof will be omitted. The reliability according to the GPS position estimation may be obtained using, for example, the degree of multipath detected in received radio waves. In this case, for example, the more multipaths there are, the lower the reliability may be obtained. For example, the first position estimating unit 22 and/or the second position estimating unit 23 may determine the current position of the mobile object 1 using a map indicating whether radio waves from GPS satellites can be appropriately received. The reception state of the corresponding radio wave (the state indicating whether or not the radio wave can be properly received) may be specified, and the reliability may be obtained according to the identification result. For example, if the mobile object 1 is located in an area where radio waves from GPS satellites can be properly received, high reliability will be obtained, and if the mobile object 1 is located in an area where radio waves are poorly received (for example, an area with many multipaths or indoors), high reliability will be obtained. low reliability may be obtained. In this case, the reliability may be acquired depending on the radio wave reception situation, for example. Specifically, the better the radio waves from the GPS satellite corresponding to the area where the mobile object 1 is present can be received, the higher the reliability may be obtained.

なお、測距センサ、画像センサ、角位置センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定においては、通常、移動体1の位置及び姿勢に関する推定を行うことができる。一方、GPSセンサ、加速度センサによって取得された情報を用いた位置に関する推定においては、通常、移動体1の位置に関する推定のみが行われることになる。したがって、移動体1の姿勢に関する推定も必要な場合には、ジャイロセンサや地磁気センサ等の姿勢の検出に用いられるセンサによって取得された情報を用いた姿勢に関する推定が行われてもよい。例えば、移動体1の姿勢を検出するジャイロセンサや地磁気センサによって情報が取得される場合には、その取得された情報そのものが移動体1の姿勢として用いられてもよい。また、例えば、角速度センサや角加速度センサであるジャイロセンサによって移動体1の角速度や角加速度が取得される場合には、角速度を積分することによって得られた角度(姿勢の変化量)や角加速度を2階積分することによって得られた角度(姿勢の変化量)を積算することによって移動体1の姿勢が取得されてもよい。 Note that in estimating the position using information acquired by a distance sensor, an image sensor, and an angular position sensor, it is usually possible to estimate the position and orientation of the mobile object 1. On the other hand, in estimating the position using information acquired by the GPS sensor and the acceleration sensor, only the estimating the position of the mobile object 1 is usually performed. Therefore, when estimation regarding the attitude of the mobile object 1 is also required, estimation regarding the attitude may be performed using information acquired by a sensor used for detecting the attitude, such as a gyro sensor or a geomagnetic sensor. For example, when information is acquired by a gyro sensor or geomagnetic sensor that detects the attitude of the moving body 1, the acquired information itself may be used as the attitude of the moving body 1. For example, when the angular velocity and angular acceleration of the moving body 1 are acquired by a gyro sensor that is an angular velocity sensor or an angular acceleration sensor, the angle (amount of change in attitude) and angular acceleration obtained by integrating the angular velocity The attitude of the moving body 1 may be obtained by integrating the angle (amount of change in attitude) obtained by second-order integration of .

ジャイロセンサや地磁気センサを用いて移動体1の姿勢を取得する場合には、その取得した姿勢に関しても信頼度を取得してもよく、または、そうでなくてもよい。前者の場合には、位置の信頼度と、姿勢の信頼度とに基づいて、最終的な信頼度(位置及び姿勢の信頼度)が取得されることが好適であり、後者の場合には、位置の信頼度が、位置及び姿勢の信頼度として用いられてもよい。移動体1の位置の信頼度と、姿勢の信頼度とに基づいて、位置及び姿勢の信頼度が生成される場合には、位置及び姿勢の信頼度は、例えば、位置の信頼度が大きいほど大きくなり、姿勢の信頼度が大きいほど大きくなるものであってもよい。 When acquiring the attitude of the mobile body 1 using a gyro sensor or a geomagnetic sensor, reliability may or may not be acquired for the acquired attitude. In the former case, it is preferable that the final reliability (position and orientation reliability) is obtained based on the position reliability and the orientation reliability, and in the latter case, The position reliability may be used as the position and orientation reliability. When the reliability of the position and orientation is generated based on the reliability of the position and the reliability of the orientation of the moving object 1, the reliability of the position and orientation is determined such that, for example, the higher the reliability of the position, the higher the reliability of the orientation. The larger the posture reliability, the larger the posture may be.

ここでは、姿勢の信頼度を取得する方法について簡単に説明する。ジャイロセンサを用いて姿勢(角度)を取得する場合には、通常、初期角度の設定を行う必要がある。したがって、例えば、初期角度を設定してからの角度の変化量の累積結果に応じて、信頼度が取得されてもよい。この場合には、例えば、初期角度の設定からの角度の変化量の累積が大きくなるほど、低くなる信頼度が取得されてもよい。また、地磁気センサでは、通常、微弱な磁界を検出して方位を検出する。したがって、地磁気センサによって検出された磁界の強度が大きい場合には、地磁気センサの付近に磁石が存在すると考えられ、その影響によって方位の誤差が大きくなる可能性がある。そのため、例えば、地磁気センサによって検出された磁界の強度の大きさに応じて、信頼度が取得されてもよい。この場合には、例えば、地磁気センサによって検出された磁界の強度が大きいほど、より低い信頼度が取得されてもよい。 Here, a method for obtaining posture reliability will be briefly described. When acquiring an attitude (angle) using a gyro sensor, it is usually necessary to set an initial angle. Therefore, for example, the reliability may be acquired according to the cumulative result of the amount of change in angle after setting the initial angle. In this case, for example, the reliability may be lowered as the cumulative amount of change in angle from the initial angle setting increases. Moreover, a geomagnetic sensor usually detects a weak magnetic field to detect an orientation. Therefore, when the intensity of the magnetic field detected by the geomagnetic sensor is large, it is considered that a magnet exists near the geomagnetic sensor, and the error in orientation may increase due to its influence. Therefore, for example, the reliability may be acquired depending on the magnitude of the strength of the magnetic field detected by the geomagnetic sensor. In this case, for example, the higher the intensity of the magnetic field detected by the geomagnetic sensor, the lower the reliability may be acquired.

また、第1及び第2の位置推定部22,23によって取得される信頼度、すなわち第1及び第2の信頼度は、両者を適切に比較することができるように規格化されていることが好適である。具体的には、第1及び第2の信頼度が同程度の値であれば、第1及び第2の推定位置が同程度の信頼性となるようにそれぞれが規格化されていることが好適である。3個以上の位置推定部によって3個以上の信頼度が取得される場合にも同様である。 Further, the reliability acquired by the first and second position estimating units 22 and 23, that is, the first and second reliability, may be standardized so that they can be appropriately compared. suitable. Specifically, if the first and second reliability values are approximately the same, it is preferable that the first and second estimated positions are each standardized so that they have approximately the same reliability. It is. The same applies when three or more reliability levels are obtained by three or more position estimators.

取得部24は、第1及び第2の信頼度のうち、高い方の信頼度に対応する推定結果に応じて移動体1の自己位置を取得する。例えば、第1及び第2の推定結果が推定位置である場合には、取得部24は、第1及び第2の信頼度のうち、高い方の信頼度に対応する推定位置を移動体1の自己位置として選択してもよい。また、例えば、第1及び第2の推定結果が推定された移動量である場合には、取得部24は、前回の自己位置に、第1及び第2の信頼度のうち、高い方の信頼度に対応する移動量を加算することによって自己位置を取得してもよい。このように、前回の自己位置に、信頼度の高い方の移動量を加算することによって、自己位置の変化を滑らかにすることができる。例えば、上記のように、信頼度の高い方の推定位置を選択する場合には、一方の推定位置から他方の推定位置に切り替えられるときに、自己位置が大きく変化することも考えられる。一方、前回の自己位置に、推定された移動量を加算する場合には、一方の移動量から他方の移動量に切り替えられたとしても、自己位置が大きく変化することはないことになる。なお、移動量を用いた自己位置の取得を行う場合には、取得部24は、前回に取得した自己位置を保持していることが好適である。また、上記のように、信頼度の高い方の推定位置を選択する場合には、自己位置が大きく変化することも考えられるため、その変化量があらかじめ決められた閾値を超えているときには、取得部24は、両者を滑らかに繋ぐように自己位置を取得してもよい。また、第1及び第2の信頼度が同じである場合には、取得部24は、ランダムに選択した一方の推定結果を用いて移動体1の自己位置を取得してもよく、または、前回の選択と同じ側の推定結果を用いて移動体1の自己位置を取得してもよい。 The acquisition unit 24 acquires the self-position of the mobile body 1 according to the estimation result corresponding to the higher reliability of the first and second reliability. For example, when the first and second estimation results are estimated positions, the acquisition unit 24 determines the estimated position of the mobile object 1 corresponding to the higher reliability of the first and second reliability. You may also select it as your own location. Further, for example, when the first and second estimation results are estimated movement amounts, the acquisition unit 24 uses the higher reliability of the first and second reliability for the previous self-position. The self-position may be acquired by adding the movement amount corresponding to the degree. In this way, by adding the movement amount with higher reliability to the previous self-position, changes in the self-position can be made smoother. For example, when selecting the estimated position with higher reliability as described above, the self-position may change significantly when switching from one estimated position to the other. On the other hand, if the estimated movement amount is added to the previous self-position, the self-position will not change significantly even if one movement amount is switched to the other movement amount. Note that when acquiring the self-position using the amount of movement, it is preferable that the acquisition unit 24 retains the previously acquired self-position. In addition, as mentioned above, when selecting the estimated position with higher reliability, the self-position may change significantly, so if the amount of change exceeds a predetermined threshold, the The unit 24 may acquire the self-position so as to smoothly connect the two. Further, when the first and second reliability levels are the same, the acquisition unit 24 may acquire the self-position of the mobile object 1 using one of the randomly selected estimation results, or the previous The self-position of the mobile body 1 may be acquired using the estimation result on the same side as the selection.

次に、移動体1の自己位置推定装置2以外の構成について説明する。
移動機構11は、移動体1を移動させる。移動機構11は、例えば、移動体1を全方向に移動できるものであってもよく、または、そうでなくてもよい。全方向に移動できるとは、任意の方向に移動できることである。移動機構11は、例えば、走行部(例えば、車輪や無限軌道など)と、その走行部を駆動する駆動手段(例えば、モータやエンジンなど)とを有していてもよく、飛行体を飛行させる飛行部を有していてもよく、水上航行体や水中航行体を航行させる航行部を有していてもよい。飛行部は、例えば、回転翼と、その回転翼を駆動する駆動手段とを有していてもよい。また、航行部は、例えば、スクリューと、そのスクリューを駆動する駆動手段とを有していてもよい。また、移動機構11には、例えば、車輪等の回転量を取得できる機構、例えば、エンコーダ等の角位置センサが装着されていてもよい。なお、移動機構11が、移動体1を全方向に移動できるものである場合には、その走行部は、全方向移動車輪(例えば、オムニホイール、メカナムホイールなど)であってもよい。この移動機構11としては、公知のものを用いることができるため、その詳細な説明を省略する。
Next, the configuration of the mobile body 1 other than the self-position estimating device 2 will be explained.
The moving mechanism 11 moves the moving body 1. The moving mechanism 11 may or may not be able to move the moving body 1 in all directions, for example. Being able to move in all directions means being able to move in any direction. The movement mechanism 11 may include, for example, a running part (for example, wheels, endless track, etc.) and a driving means (for example, a motor, an engine, etc.) for driving the running part, and allows the flying object to fly. It may have a flight section, or it may have a navigation section for navigating a surface vehicle or an underwater vehicle. The flight section may include, for example, a rotor and a drive means for driving the rotor. Further, the navigation section may include, for example, a screw and a drive means for driving the screw. Furthermore, the moving mechanism 11 may be equipped with a mechanism that can obtain the amount of rotation of a wheel, for example, an angular position sensor such as an encoder. In addition, when the moving mechanism 11 is capable of moving the moving body 1 in all directions, the traveling portion thereof may be omnidirectional moving wheels (for example, an omni wheel, a mecanum wheel, etc.). As this moving mechanism 11, a known mechanism can be used, so a detailed explanation thereof will be omitted.

移動制御部12は、取得部24によって取得された自己位置を用いて移動機構11を制御することによって、移動体1の移動を制御する。移動の制御は、移動体1の移動の向きや、移動の開始・停止などの制御であってもよい。例えば、移動経路が設定されている場合には、移動制御部12は、移動体1がその移動経路に沿って移動するように、移動機構11を制御してもよい。より具体的には、移動制御部12は、取得された自己位置が、その移動経路に沿ったものになるように、移動機構11を制御してもよい。また、移動制御部12は、地図を用いて、移動の制御を行ってもよい。移動制御部12による移動機構11の制御は公知であるため、その詳細な説明を省略する。 The movement control unit 12 controls the movement of the mobile body 1 by controlling the movement mechanism 11 using the self-position acquired by the acquisition unit 24. The movement control may include control of the direction of movement of the moving body 1, start/stop of movement, and the like. For example, if a movement route has been set, the movement control unit 12 may control the movement mechanism 11 so that the moving body 1 moves along the movement route. More specifically, the movement control unit 12 may control the movement mechanism 11 so that the acquired self-position is along the movement route. Furthermore, the movement control unit 12 may control movement using a map. Since the control of the movement mechanism 11 by the movement control unit 12 is well known, detailed explanation thereof will be omitted.

次に、自己位置推定装置2の動作について図2のフローチャートを用いて説明する。
(ステップS101)取得部24は、自己位置を取得するかどうか判断する。そして、自己位置を取得する場合には、ステップS102に進み、そうでない場合には、自己位置を取得すると判断するまで、ステップS101の処理を繰り返す。なお、取得部24は、例えば、自己位置を取得すると定期的に判断してもよい。
Next, the operation of the self-position estimating device 2 will be explained using the flowchart of FIG. 2.
(Step S101) The acquisition unit 24 determines whether to acquire the self-position. If the self-position is to be acquired, the process proceeds to step S102; otherwise, the process of step S101 is repeated until it is determined that the self-position is to be acquired. Note that the acquisition unit 24 may, for example, periodically determine to acquire the self-position.

(ステップS102)第1及び第2のセンサ31,32はそれぞれ、位置に関する推定に用いられる情報を取得する。 (Step S102) The first and second sensors 31 and 32 each acquire information used for estimation regarding the position.

(ステップS103)第1の位置推定部22は、第1のセンサ31によって取得された情報を用いて、移動体1の位置に関する第1の推定結果を取得し、その第1の推定結果に応じた信頼度を取得する。 (Step S103) The first position estimating unit 22 uses the information acquired by the first sensor 31 to acquire a first estimation result regarding the position of the mobile object 1, and according to the first estimation result. Obtain the confidence level.

(ステップS104)第2の位置推定部23は、第2のセンサ32によって取得された情報を用いて、移動体1の位置に関する第2の推定結果を取得し、その第2の推定結果に応じた信頼度を取得する。なお、第1及び第2の推定結果の取得は、同期して行われることが好適である。 (Step S104) The second position estimating unit 23 uses the information acquired by the second sensor 32 to acquire a second estimation result regarding the position of the mobile object 1, and according to the second estimation result. Obtain the confidence level. Note that it is preferable that the first and second estimation results are acquired synchronously.

(ステップS105)取得部24は、第1及び第2の信頼度のうち、高い方の信頼度に対応する推定結果を用いて自己位置を取得する。そして、ステップS101に戻る。 (Step S105) The acquisition unit 24 acquires the self-position using the estimation result corresponding to the higher reliability of the first and second reliability. Then, the process returns to step S101.

なお、図2のフローチャートでは、自己位置を取得する処理のみを示しているが、移動体1においては、その取得された自己位置を用いた移動の制御が移動制御部12によって行われ、その制御に応じた移動の処理が移動機構11によって行われてもよい。また、図2のフローチャートにおける処理の順序は一例であり、同様の結果を得られるのであれば、各ステップの順序を変更してもよい。また、図2のフローチャートにおいて、電源オフや処理終了の割り込みにより処理は終了する。 Although the flowchart in FIG. 2 only shows the process of acquiring the self-position, in the moving body 1, the movement control unit 12 uses the acquired self-position to control the movement. The movement mechanism 11 may perform a movement process according to the above. Moreover, the order of processing in the flowchart of FIG. 2 is an example, and the order of each step may be changed as long as the same result can be obtained. Further, in the flowchart of FIG. 2, the process is terminated by turning off the power or by an interrupt to terminate the process.

次に、本実施の形態による移動体1の動作について、簡単な具体例を用いて説明する。この具体例では、移動体1が工場内において搬送ロボットとして用いられているものとする。また、第1のセンサ31は、車輪の回転量を取得するエンコーダであり、第2のセンサ32は、レーザレンジセンサであるとする。また、第1の位置推定部22は、車輪の滑りやすい領域を示す地図を用いて信頼度を取得するものとする。また、第1及び第2の位置推定部22,23は、前回の自己位置に加算される移動量を推定するものであり、取得部24は、前回の自己位置に、信頼度の高い方の移動量を加算することによって現在の自己位置を取得するものとする。 Next, the operation of the mobile body 1 according to this embodiment will be explained using a simple specific example. In this specific example, it is assumed that the moving body 1 is used as a transport robot in a factory. Further, it is assumed that the first sensor 31 is an encoder that obtains the rotation amount of the wheel, and the second sensor 32 is a laser range sensor. Further, it is assumed that the first position estimating unit 22 obtains the reliability using a map showing areas where wheels are likely to slip. Further, the first and second position estimating units 22 and 23 estimate the amount of movement to be added to the previous self-position, and the acquisition unit 24 adds the one with higher reliability to the previous self-position. It is assumed that the current self-position is obtained by adding the amount of movement.

まず、移動体1が、人通りの多い領域であって、車輪が滑りやすい領域ではない領域を移動しているとする。そのような状況において、第1のセンサ31によって車輪の回転量が測定され、その測定結果に応じて第1の推定結果である移動量が取得されて、その移動量に関する第1の信頼度が取得されたとする。また、第2のセンサ32によって障害物までの距離が測定され、その測定結果に応じて第2の推定結果である移動量が取得されて、その移動量に関する第2の信頼度が取得されたとする(ステップS101~S104)。なお、この場合には、第1の信頼度は高い値となる。移動体1が車輪の滑りやすい領域に存在しないからである。一方、第2の信頼度は低い値となる。環境地図に含まれていない障害物(人間)が多く存在するからである。そのため、取得部24は、より高い値である第1の信頼度に対応する第1の推定結果である移動量を選択し、前回の自己位置に、選択した移動量を加算することによって、新たな自己位置を取得して移動制御部12に渡す(ステップS105)。そして、その自己位置に応じた移動の制御が行われる。 First, it is assumed that the moving object 1 is moving in an area where there is a lot of pedestrian traffic, but where the wheels are not easily slippery. In such a situation, the amount of rotation of the wheel is measured by the first sensor 31, the amount of movement that is the first estimation result is obtained according to the measurement result, and the first reliability regarding the amount of movement is determined. Suppose that it has been acquired. Further, the distance to the obstacle is measured by the second sensor 32, and a movement amount that is a second estimation result is obtained according to the measurement result, and a second reliability regarding the movement amount is obtained. (Steps S101 to S104). Note that in this case, the first reliability is a high value. This is because the moving body 1 does not exist in an area where the wheels are likely to slip. On the other hand, the second reliability is a low value. This is because there are many obstacles (humans) that are not included in the environmental map. Therefore, the acquisition unit 24 selects the amount of movement that is the first estimation result that corresponds to the first reliability that is the higher value, and adds the selected amount of movement to the previous self-position. The self-position is acquired and passed to the movement control unit 12 (step S105). Then, movement is controlled according to the self-position.

その後、移動体1が移動することによって、人通りのない領域であり、車輪が滑りやすい領域に進んだとする。そのような状況において、第1及び第2のセンサ31,32によって情報が取得され、第1及び第2の位置推定部22,23によって、第1及び第2の推定結果と、第1及び第2の信頼度がそれぞれ取得されたとする(ステップS101~S104)。なお、この場合には、第1の信頼度は低い値となる。移動体1が車輪の滑りやすい領域に存在しているからである。一方、第2の信頼度は高い値となる。環境地図に含まれていない障害物(人間)が存在しないからである。そのため、取得部24は、より高い値である第2の信頼度に対応する第2の推定結果である移動量を選択し、前回の自己位置に、選択した移動量を加算することによって、新たな自己位置を取得して移動制御部12に渡す(ステップS105)。そして、その自己位置に応じた移動の制御が行われる。 Assume that the moving body 1 then moves to an area where there is no pedestrian traffic and where the wheels are likely to slip. In such a situation, information is acquired by the first and second sensors 31 and 32, and the first and second position estimators 22 and 23 combine the first and second estimation results with the first and second Assume that reliability of 2 is obtained for each (steps S101 to S104). Note that in this case, the first reliability will be a low value. This is because the moving body 1 exists in an area where the wheels are likely to slip. On the other hand, the second reliability is a high value. This is because there are no obstacles (humans) that are not included in the environmental map. Therefore, the acquisition unit 24 selects the amount of movement that is the second estimation result that corresponds to the second reliability that is a higher value, and adds the selected amount of movement to the previous self-position. The self-position is acquired and passed to the movement control unit 12 (step S105). Then, movement is controlled according to the self-position.

以上のように、本実施の形態による移動体1によれば、第1及び第2の信頼度のうち、高い方の信頼度に対応する推定結果を用いて移動体1の自己位置を取得するため、より精度の高い自己位置の取得を実現することができる。また、第1及び第2の位置推定部22,23が移動量を推定する場合には、その推定された移動量を前回の自己位置に加算することによって現在の自己位置を取得することができ、信頼度に応じて、自己位置の取得に用いる移動量を切り替えたとしても、自己位置が大きく変化することを回避することができ、滑らかな自己位置の取得を実現することができる。 As described above, according to the mobile object 1 according to the present embodiment, the self-position of the mobile object 1 is acquired using the estimation result corresponding to the higher reliability of the first and second reliability. Therefore, more accurate self-position acquisition can be achieved. Furthermore, when the first and second position estimation units 22 and 23 estimate the amount of movement, the current self-position can be obtained by adding the estimated movement amount to the previous self-position. Even if the amount of movement used for acquiring the self-position is changed according to the reliability, it is possible to avoid a large change in the self-position, and it is possible to achieve smooth acquisition of the self-position.

なお、本実施の形態では、センサ部21が、第1及び第2のセンサ31,32を有する場合について主に説明したが、そうでなくてもよい。図3で示されるように、センサ部21は、1個のセンサ33のみを有していてもよい。この場合には、第1及び第2の位置推定部22,23は、センサ部21のセンサ33によって取得された同じ情報を用いて、それぞれ異なる方法によって、移動体1の位置に関する推定を行ってもよい。例えば、パーティクルフィルタ、カルマンフィルタ等の状態空間モデルや、ネルダーミード法などを用いて位置に関する推定が行われる場合に、第1及び第2の位置推定部22,23は、異なるモデルや手法によって、位置に関する推定を行ってもよい。具体的には、センサ33が測距センサである場合に、第1の位置推定部22は、パーティクルフィルタを用いて位置に関する推定を行い、第2の位置推定部23は、カルマンフィルタを用いて位置に関する推定を行ってもよい。また、第1及び第2の位置推定部22,23が同じモデルや同じ手法によって位置に関する推定を行う場合には、第1及び第2の位置推定部22,23は、異なる設定(パラメータ)のモデルや手法によって位置に関する推定を行ってもよい。例えば、第1及び第2の位置推定部22,23がパーティクルフィルタを用いる場合には、パーティクルの個数がそれぞれ異なっていてもよい。また、例えば、第1及び第2の位置推定部22,23がネルダーミード法を用いる場合には、シンプレックスの頂点の個数がそれぞれ異なっていてもよく、シンプレックスの頂点の初期位置がそれぞれ異なっていてもよい。なお、センサ部21が、同じ情報を取得する2個のセンサを有している場合にも、同様に、第1及び第2の位置推定部22,23が異なる方法によって、移動体1の位置に関する推定を行ってもよい。 Note that, in this embodiment, the case where the sensor section 21 includes the first and second sensors 31 and 32 has been mainly described, but this may not be the case. As shown in FIG. 3, the sensor section 21 may include only one sensor 33. In this case, the first and second position estimation units 22 and 23 use the same information acquired by the sensor 33 of the sensor unit 21 to estimate the position of the mobile object 1 using different methods. Good too. For example, when position estimation is performed using a state space model such as a particle filter or a Kalman filter, or the Nelder-Mead method, the first and second position estimation units 22 and 23 use different models or methods to estimate the position. An estimate may be made. Specifically, when the sensor 33 is a ranging sensor, the first position estimating unit 22 uses a particle filter to estimate the position, and the second position estimating unit 23 uses a Kalman filter to estimate the position. You may make an estimate regarding. In addition, when the first and second position estimators 22 and 23 perform position estimation using the same model or the same method, the first and second position estimators 22 and 23 use different settings (parameters). Estimation regarding position may be performed using a model or method. For example, when the first and second position estimators 22 and 23 use particle filters, the numbers of particles may be different from each other. Further, for example, when the first and second position estimating units 22 and 23 use the Nelder-Mead method, the number of vertices of the simplex may be different from each other, and the initial positions of the vertices of the simplex may be different from each other. good. Note that even when the sensor unit 21 has two sensors that acquire the same information, the first and second position estimation units 22 and 23 similarly determine the position of the mobile object 1 using different methods. You may make an estimate regarding.

また、GPSセンサによって取得された情報を用いて、第1及び第2の位置推定部22,23が異なる方法によって位置に関する推定を行うことは困難であると考えられる。また、2個のGPSによってセンサによって異なる情報を取得することも困難であると考えられる。したがって、GPSセンサを有する場合には、センサ部21は、GPSセンサ以外の他の種類のセンサをも有しており、第1及び第2の位置推定部22,23の一方の位置推定部が、GPSセンサによって取得された情報を用いた位置に関する推定を行い、他方の位置推定部が、GPSセンサ以外のセンサによって取得された情報を用いた位置に関する推定を行うことが好適である。 Furthermore, it is considered difficult for the first and second position estimators 22 and 23 to perform position estimation using different methods using information acquired by the GPS sensor. It is also considered difficult to obtain different information depending on the sensor using two GPS sensors. Therefore, when it has a GPS sensor, the sensor section 21 also has other types of sensors other than the GPS sensor, and one of the first and second position estimating sections 22 and 23 is , it is preferable that the position is estimated using information acquired by a GPS sensor, and the other position estimator estimates the position using information acquired by a sensor other than the GPS sensor.

また、本実施の形態において、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、自己位置を推定できる情報を複数用いて、自己位置の推定を行ってもよい。例えば、第1の位置推定部22及び/または第2の位置推定部23は、測距センサによって取得された測距結果と、角位置センサによって取得された駆動軸の回転量や角度とを用いて、自己位置を推定してもよい。この場合には、例えば、パーティクルフィルタ等の状態空間モデルが用いられてもよい。また、この場合には、センサ部21は、例えば、2種類以上のセンサ、例えば、測距センサと角位置センサを含んでいてもよい。また、この場合には、パーティクルフィルタ等の尤度に応じた信頼度が取得されてもよい。 Further, in the present embodiment, the first position estimating section 22 and/or the second position estimating section 23 may estimate the self-position using a plurality of pieces of information from which the self-position can be estimated. For example, the first position estimation unit 22 and/or the second position estimation unit 23 uses the distance measurement result obtained by the distance measurement sensor and the rotation amount and angle of the drive shaft obtained by the angular position sensor. The self-position may also be estimated. In this case, for example, a state space model such as a particle filter may be used. Further, in this case, the sensor section 21 may include, for example, two or more types of sensors, such as a distance measurement sensor and an angular position sensor. Moreover, in this case, reliability according to the likelihood of a particle filter or the like may be acquired.

また、本実施の形態において、上記のように、自己位置推定装置2は、3個以上の位置推定部を備えてもよい。この場合には、取得部14は、複数の位置推定部によってそれぞれ取得された複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する推定結果に応じて移動体1の自己位置を取得してもよい。また、この場合には、センサ部21は、位置推定部と同じ個数のセンサを有してもよい。そして、複数の位置推定部は、複数のセンサによって取得された複数の情報をそれぞれ用いて、移動体1の位置に関する推定を行ってもよい。また、上記のように、センサ部21が1個のセンサ33を有する場合には、複数の位置推定部は、センサ部21によって取得された同じ情報を用いて、それぞれ異なる方法によって、移動体1の位置に関する推定を行ってもよい。3個以上の位置推定部が、移動体1の位置を推定する場合には、取得部14は、複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する推定位置を、移動体1の自己位置として選択してもよい。また、3個以上の位置推定部が、前回の自己位置に加算される移動量を推定する場合には、取得部14は、前回の自己位置に、複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する移動量を加算することによって自己位置を取得してもよい。また、この場合には、センサ部21は、位置推定部よりも少ない個数の複数のセンサを有してもよい。例えば、自己位置推定装置2がN個の位置推定部を備える場合に、センサ部21は、異なる情報を取得するK個のセンサを有してもよい。なお、Nは、3以上の整数であり、Kは、1<K<Nを満たす整数であるとする。そして、K個の位置推定部は、K個のセンサによって取得された複数の情報をそれぞれ用いて移動体1の位置に関する推定を行い、残りの(N-K)個の位置推定部は、K個の位置推定部と同じ情報を用いて移動体1の位置に関する推定を行ってもよい。この場合に、あるセンサの情報を用いて移動体1の位置に関する推定を行う2以上の位置推定部は、異なる方法によって移動体1の位置に関する推定を行ってもよい。 Furthermore, in this embodiment, as described above, the self-position estimating device 2 may include three or more position estimating units. In this case, the acquisition unit 14 acquires the self-position of the mobile object 1 according to the estimation result corresponding to the highest reliability among the multiple reliabilities respectively acquired by the multiple position estimation units. good. Further, in this case, the sensor section 21 may have the same number of sensors as the position estimating section. Then, the plurality of position estimators may estimate the position of the mobile object 1 using the plurality of pieces of information acquired by the plurality of sensors. Further, as described above, when the sensor unit 21 has one sensor 33, the plurality of position estimating units use the same information acquired by the sensor unit 21 to estimate the location of the mobile object by different methods. An estimate may be made regarding the location of. When three or more position estimating units estimate the position of the mobile body 1, the acquisition unit 14 selects the estimated position corresponding to the highest reliability among the plurality of reliability levels as the self-position of the mobile body 1. You may also select it as In addition, when three or more position estimating units estimate the amount of movement to be added to the previous self-position, the acquisition unit 14 adds the previous self-position to the highest reliability among the plurality of reliabilities. The self-position may be acquired by adding the amount of movement corresponding to . Furthermore, in this case, the sensor section 21 may have a smaller number of sensors than the position estimating section. For example, when the self-position estimating device 2 includes N position estimating units, the sensor unit 21 may include K sensors that acquire different information. Note that N is an integer of 3 or more, and K is an integer that satisfies 1<K<N. Then, the K position estimation units estimate the position of the mobile object 1 using the plurality of pieces of information acquired by the K sensors, and the remaining (NK) position estimation units The position of the mobile object 1 may be estimated using the same information as the two position estimators. In this case, the two or more position estimators that estimate the position of the mobile body 1 using information from a certain sensor may estimate the position of the mobile body 1 using different methods.

また、自己位置推定装置2によって取得された自己位置が、他の装置等においても用いられる場合等には、自己位置推定装置2は、取得部24によって取得された自己位置を出力する出力部を有していてもよい。その出力は、例えば、所定の機器への通信回線を介した送信でもよく、記録媒体への蓄積でもよい。なお、出力部は、出力を行うデバイス(例えば、通信デバイスなど)を含んでもよく、あるいは含まなくてもよい。また、出力部は、ハードウェアによって実現されてもよく、あるいは、それらのデバイスを駆動するドライバ等のソフトウェアによって実現されてもよい。 In addition, if the self-position acquired by the self-position estimating device 2 is also used in another device, etc., the self-position estimating device 2 has an output section that outputs the self-position acquired by the acquiring section 24. may have. The output may be transmitted to a predetermined device via a communication line, or may be stored on a recording medium, for example. Note that the output unit may or may not include a device that performs output (eg, a communication device, etc.). Furthermore, the output section may be realized by hardware or by software such as a driver that drives these devices.

また、上記実施の形態において、各処理または各機能は、単一の装置または単一のシステムによって集中処理されることによって実現されてもよく、または、複数の装置または複数のシステムによって分散処理されることによって実現されてもよい。 Furthermore, in the above embodiments, each process or each function may be realized by being centrally processed by a single device or a single system, or may be realized by being distributedly processed by multiple devices or multiple systems. This may be realized by

また、上記実施の形態において、各構成要素間で行われる情報の受け渡しは、例えば、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に異なるものである場合には、一方の構成要素による情報の出力と、他方の構成要素による情報の受け付けとによって行われてもよく、または、その情報の受け渡しを行う2個の構成要素が物理的に同じものである場合には、一方の構成要素に対応する処理のフェーズから、他方の構成要素に対応する処理のフェーズに移ることによって行われてもよい。 In addition, in the above embodiment, the information exchange performed between each component is performed by one component, for example, when the two components that exchange the information are physically different. This may be done by outputting information and receiving the information by another component, or by one component if the two components passing that information are physically the same. This may be performed by moving from a phase of processing corresponding to the component to a phase of processing corresponding to the other component.

また、上記実施の形態において、各構成要素が実行する処理に関係する情報、例えば、各構成要素が受け付けたり、取得したり、選択したり、生成したり、送信したり、受信したりした情報や、各構成要素が処理で用いる閾値や数式、アドレス等の情報等は、上記説明で明記していなくても、図示しない記録媒体において、一時的に、または長期にわたって保持されていてもよい。また、その図示しない記録媒体への情報の蓄積を、各構成要素、または、図示しない蓄積部が行ってもよい。また、その図示しない記録媒体からの情報の読み出しを、各構成要素、または、図示しない読み出し部が行ってもよい。 In the above embodiments, information related to processing executed by each component, for example, information accepted, acquired, selected, generated, transmitted, or received by each component. Information such as threshold values, formulas, addresses, etc. used by each component in processing may be held temporarily or for a long period of time in a recording medium (not shown), even if not specified in the above description. Further, the information may be stored in the recording medium (not shown) by each component or by a storage unit (not shown). Further, each component or a reading unit (not shown) may read information from the recording medium (not shown).

また、上記実施の形態において、各構成要素等で用いられる情報、例えば、各構成要素が処理で用いる閾値やアドレス、各種の設定値等の情報がユーザによって変更されてもよい場合には、上記説明で明記していなくても、ユーザが適宜、それらの情報を変更できるようにしてもよく、または、そうでなくてもよい。それらの情報をユーザが変更可能な場合には、その変更は、例えば、ユーザからの変更指示を受け付ける図示しない受付部と、その変更指示に応じて情報を変更する図示しない変更部とによって実現されてもよい。その図示しない受付部による変更指示の受け付けは、例えば、入力デバイスからの受け付けでもよく、通信回線を介して送信された情報の受信でもよく、所定の記録媒体から読み出された情報の受け付けでもよい。 In addition, in the above-described embodiment, if the information used in each component, for example, information such as threshold values, addresses, various setting values, etc. used by each component in processing, may be changed by the user, the above-mentioned Even if it is not specified in the description, the user may or may not be able to change the information as appropriate. If the information can be changed by the user, the change is realized by, for example, a reception unit (not shown) that receives change instructions from the user, and a change unit (not shown) that changes the information in accordance with the change instruction. It's okay. The acceptance of the change instruction by the reception unit (not shown) may be, for example, acceptance from an input device, information transmitted via a communication line, or information read from a predetermined recording medium. .

また、上記実施の形態において、自己位置推定装置2に含まれる2以上の構成要素が通信デバイスや入力デバイス等を有する場合に、2以上の構成要素が物理的に単一のデバイスを有してもよく、または、別々のデバイスを有してもよい。 Further, in the above embodiment, when two or more components included in the self-position estimating device 2 have a communication device, an input device, etc., the two or more components physically have a single device. or may have separate devices.

また、上記実施の形態において、各構成要素は専用のハードウェアにより構成されてもよく、または、ソフトウェアにより実現可能な構成要素については、プログラムを実行することによって実現されてもよい。例えば、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。その実行時に、プログラム実行部は、記憶部や記録媒体にアクセスしながらプログラムを実行してもよい。また、そのプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体(例えば、光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。また、このプログラムは、プログラムプロダクトを構成するプログラムとして用いられてもよい。また、そのプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、または分散処理を行ってもよい。 Furthermore, in the embodiments described above, each component may be configured by dedicated hardware, or components that can be realized by software may be realized by executing a program. For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. At the time of execution, the program execution section may execute the program while accessing the storage section or recording medium. Further, the program may be executed by being downloaded from a server or the like, or may be executed by reading a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk, a magnetic disk, a semiconductor memory, etc.). good. Further, this program may be used as a program constituting a program product. Further, the number of computers that execute the program may be one or more. That is, centralized processing or distributed processing may be performed.

また、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。 Furthermore, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and that various modifications can be made, and these are also included within the scope of the present invention.

以上より、本発明による自己位置推定装置によれば、精度の高い自己位置を取得できるという効果が得られ、例えば、自律移動する移動体において用いられる自己位置推定装置等として有用である。 As described above, the self-position estimating device according to the present invention has the effect of being able to acquire a highly accurate self-position, and is useful, for example, as a self-position estimating device used in a mobile object that moves autonomously.

1 移動体、2 自己位置推定装置、21 センサ部、22 第1の位置推定部、23 第2の位置推定部、24 取得部、31 第1のセンサ、32 第2のセンサ 1 Mobile object, 2 Self-position estimating device, 21 Sensor section, 22 First position estimating section, 23 Second position estimating section, 24 Acquisition section, 31 First sensor, 32 Second sensor

Claims (3)

移動体の自己位置を推定する自己位置推定装置であって、
前記移動体の位置に関する推定に用いられる情報を取得するセンサ部と、
前記センサ部によって取得された同じ情報を用いて、それぞれ異なる方法によって前記移動体の位置に関する推定を行うと共に、当該推定結果に関する信頼度を取得する複数の位置推定部と、
前記複数の位置推定部によってそれぞれ取得された複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する推定結果に応じて前記移動体の自己位置を取得する取得部と、を備えた自己位置推定装置。
A self-position estimating device that estimates the self-position of a moving object,
a sensor unit that acquires information used for estimation regarding the position of the mobile object;
a plurality of position estimating units that use the same information acquired by the sensor unit to estimate the position of the mobile object using different methods , and obtain reliability regarding the estimation results;
A self-position estimating device comprising: an acquisition unit that acquires the self-position of the mobile body according to the estimation result corresponding to the highest reliability among the plurality of reliabilities respectively acquired by the plurality of position estimation units. .
前記複数の位置推定部は、前記移動体の位置を推定するものであり、
前記取得部は、前記複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する推定位置を前記移動体の自己位置として選択する、請求項1記載の自己位置推定装置。
The plurality of position estimating units estimate the position of the mobile object,
The self-position estimating device according to claim 1 , wherein the acquisition unit selects the estimated position corresponding to the highest reliability among the plurality of reliability as the self-position of the mobile body.
前記複数の位置推定部は、前回の自己位置に加算される移動量を推定するものであり、
前記取得部は、前回の自己位置に、前記複数の信頼度のうち、最も高い信頼度に対応する移動量を加算することによって自己位置を取得する、請求項1記載の自己位置推定装置。
The plurality of position estimation units estimate a movement amount to be added to the previous self-position,
The self-position estimating device according to claim 1 , wherein the acquisition unit acquires the self-position by adding a movement amount corresponding to the highest reliability among the plurality of reliability to the previous self-position.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6934116B1 (en) * 2019-11-05 2021-09-08 楽天グループ株式会社 Control device and control method for controlling the flight of an aircraft
JP2023167780A (en) * 2022-05-13 2023-11-24 株式会社日立インダストリアルプロダクツ Robot control system, transport system, and robot control method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024598A (en) 2014-07-18 2016-02-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Control method of autonomous mobile apparatus
WO2016059930A1 (en) 2014-10-17 2016-04-21 ソニー株式会社 Device, method, and program
JP2016188806A (en) 2015-03-30 2016-11-04 シャープ株式会社 Mobile entity and system
JP2018128386A (en) 2017-02-09 2018-08-16 株式会社デンソー Position estimation device
WO2019111701A1 (en) 2017-12-05 2019-06-13 ソニー株式会社 Control device, control method, program, and moving body
JP2019207177A (en) 2018-05-30 2019-12-05 トヨタ自動車株式会社 Self-position estimation apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016024598A (en) 2014-07-18 2016-02-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 Control method of autonomous mobile apparatus
WO2016059930A1 (en) 2014-10-17 2016-04-21 ソニー株式会社 Device, method, and program
JP2016188806A (en) 2015-03-30 2016-11-04 シャープ株式会社 Mobile entity and system
JP2018128386A (en) 2017-02-09 2018-08-16 株式会社デンソー Position estimation device
WO2019111701A1 (en) 2017-12-05 2019-06-13 ソニー株式会社 Control device, control method, program, and moving body
JP2019207177A (en) 2018-05-30 2019-12-05 トヨタ自動車株式会社 Self-position estimation apparatus

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