JP7393185B2 - 自律移動装置への地図情報提供システムおよび自律移動装置 - Google Patents
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Description
また、自律移動装置への地図情報の持たせ方としては、予め自律移動装置を実空間内で移動させながら3次元スキャナー(測域センサ)で空間情報を取得させて環境地図を作成するティーチング方式や、3次元スキャナーを有する専用の装置で予め空間情報を取得して地図を作成し、作成した地図情報を自律移動装置へ送信する方式がある。
なお、地図情報に基づいて自己位置を推定しながら自律移動を行う自律移動装置に関する発明としては、例えば特許文献1や2に記載されているものがある。
また、自律移動装置によって異なる高さの2次元平面画像データが必要な場合に、それぞれの自律移動装置のための2次元平面画像データをその都度作成する必要があるという課題もある。
本発明の他の目的は、自律移動装置が移動する空間が、付帯設備の新設やサービス機器の設置、移設などの工事に伴うレイアウトの変更の多い空間である場合に、地図情報を記憶するサーバ側で更新を行えば各自律移動装置側において地図情報を更新する必要がなく、地図情報の更新に伴う管理者の負担を減らすことができる地図情報提供システムおよび自律移動装置を提供することにある。
距離計測器と無線通信手段と制御手段と走行手段とを備え前記距離計測器による測定値と所定の地図情報とに基づいて自己位置を把握し移動する複数の自律移動装置へ地図情報を提供するサーバと、前記サーバからの情報を前記自律移動装置へ配信する通信媒介手段とを有する地図情報提供システムであって、
前記複数の自律移動装置には、前記距離計測器の設置高さの異なる自律移動装置が含まれており、
前記サーバは、
前記自律移動装置が走行するエリアに関する3次元点群データを記憶したデータベースと、
前記自律移動装置との間でデータを送受信可能なデータ送受信手段と、
前記データベースより読み出された3次元点群データから、データ送信先の自律移動装置が指定する高さの2次元点群データを切り出して2次元平面画像データを生成する画像データ生成手段と、
を備え、
前記自律移動装置が指定する高さは、前記距離計測器が設置されている高さであり、
前記データ送受信手段は、前記自律移動装置からの要求を受信した場合に、前記画像データ生成手段により生成された2次元平面画像データを、データを要求してきた自律移動装置へ送信するように構成したものである。
また、地図情報を記憶するサーバ側で、3次元点群データから、距離計測器(距離センサ)の高さの2次元点群データを切り出して2次元平面画像データを生成し自律移動装置へ送信するため、自律移動装置は、受信した2次元平面画像データと距離計測器の測定値を用いて精度の高い位置補正を行うことができる。
さらに、計測器の高さに応じて2次元平面画像データをサーバ側で生成し配信することによって、複数の自律移動装置で計測器の高さが異なる場合にも、地図情報の更新に伴う管理者の負担を低減することができる。
上記構成によれば、装置の表面にセンサを露出させる必要がなく、余分な突出部をなくすことができる。
上記構成によれば、エリア全体ではなくセクション単位で地図情報としての2次元平面画像データを生成し自律移動装置へ送信するため、送信データ量を減らすことができる。
かかる構成によれば、同一のエリア内で、仕様の異なる複数の自律移動装置が活動している場合に、それぞれの自律移動装置の制御手段が認識可能な座標に変換された2次元平面画像データを自律移動装置へ提供することができるため、既存の自律移動装置の仕様の変更が不要であり、システム導入に伴うコストを低減することができる。
かかる構成によれば、同一のエリア内で活動する複数の自律移動装置が保有する距離計測器(距離センサ)の種類が異なる場合に、自律移動装置の制御手段は、受信した建造物の壁面の特性に関する情報に基づいて、自身が保有する距離計測器の測定値を判断することができ、それによってより精度の高い位置補正を行うことができる。
前記制御手段は、前記地図情報提供システムへ前記2次元平面画像データを要求する際に、所望する切り出し高さの情報を含むコマンドコードを送信するように構成したものである。
本実施形態に係る地図情報提供システムは、図1に示すように、駅構内を移動する自律移動装置(移動ロボット)10の移動を支援するシステムに適用したもので、駅構内に配設されたローカルサーバ20と、専用回線等の伝送手段41を介して前記ローカルサーバ20と接続された外部のクラウドサーバ30等によって構成されている。
本実施形態の地図情報提供システムにおいては、クラウドサーバ30が上記3次元点群データから任意の高さ(例えばセンサ高さ位置)の水平面で切り出した2次元点群データから2次元画像データを生成して、自律移動装置10へ送信できるように構成されている。クラウドサーバ30が3次元点群データから切り出すべき2次元画像の高さは、自律移動装置10が決定して、要求コマンドと共に送信することで指定することができる。
制御系コントローラ15は、図4の自己位置認識処理を開始すると、先ず自己位置を認識するのに必要な地図情報を既に保有しているか否か判定する(ステップS1)。ここで、地図情報を保有している(Yes)と判定すると、ステップS6へ移行して自己の記憶装置から地図情報を読み出す。
なお、ステップS4の2次元平面画像データの生成処理やステップS5における座標変換は、クラウドサーバ30のメイン配信システム32において実行しても良い。また、サブ配信システム21にキャッシュ機能を持たせ、自律移動装置10からの要求に応じて、同一のセクション番号と高さの2次元平面画像データが既に作成されている場合には、サブ配信システム21は新たに2次元平面画像データを作成することなく、キャッシュに記憶されている2次元平面画像データを出力するようにしても良い。
そのため、駅構内に互いに仕様(センサの設置高さ)の異なる複数種類の自律移動装置が混在して活動している場合にも、各自律移動装置が自己位置を補正し把握するのに最適な地図情報を送信することができるという利点がある。
図5に示されているように、リクエストコードおよびレスポンスデータは、「データ項目」欄と、「データタイプ」欄と、「内容」欄とから構成されている。
図6(A)に示されているように、駅構内の各フロアをマトリックス状に並んだ複数のセクションに分けて、セクション単位で2次元地図情報を自律移動装置10へ送信することで、データ送信量を減らし地図情報を取得するのに要する時間を短縮することができる。また、地図配信システム(クラウドサーバ)から自律移動装置10へ、3次元点群データではなく2次元平面画像データとして送信することで、データ送信量を減らすとともに自律移動装置10側で実行するデータ処理の負担を低減することができる。
図6(B)には、セクションを区別するための「セクション番号」の構成例が示されている。図6(B)に示されているように、「セクション番号」は、フロアを表わすフロア番号と、行番号と、列番号と隣接セクションの地図情報が存在するか否かを表わす付加情報とから構成され、付加情報には移動の可/不可を示すビットが付記されている。
また、図5(A)に示すように、リクエストデータの「データタイプ」において、要求する点群データの種別を記載することができるため、駅構内に互いに仕様の異なる様々なタイプの自律移動装置が混在している場合にも、各自律移動装置の仕様に合わせた地図情報を送信することかできる。
また、上記実施形態では、クラウドサーバ30をローカルサーバ20とは別のサーバとして構成しているが、クラウドサーバ30とローカルサーバ20とが一体のサーバであっても良い。
また、上記実施形態では、自律移動装置からの要求があった場合に地図配信システムが2次元平面画像データを作成して送信しているが、地図配信システム自律移動装置からの要求無しに定期的(例えば3分おき)に、あるいは地図データの更新があった場合に、点群データを送信するようにしても良い。
11 無線LAN送受信機(無線通信手段)
12A,12B 距離計測器
13A,13B 走行輪(走行手段)
14 走行駆動装置(走行手段)
15 制御系コントローラ(制御手段)
16 駆動系コントローラ(走行手段)
20 ローカルサーバ(サーバ)
21 サブ配信システム(データ送受信手段)
30 クラウドサーバ(サーバ)
31 データベース
32 メイン配信システム(画像データ生成手段)
44 伝送手段(通信媒介手段)
45 無線LANルータ(通信媒介手段)
Claims (8)
- 距離計測器と無線通信手段と制御手段と走行手段とを備え前記距離計測器による測定値と所定の地図情報とに基づいて自己位置を把握し移動する複数の自律移動装置へ地図情報を提供するサーバと、前記サーバからの情報を前記自律移動装置へ配信する通信媒介手段とを有する地図情報提供システムであって、
前記複数の自律移動装置には、前記距離計測器の設置高さの異なる自律移動装置が含まれており、
前記サーバは、
前記自律移動装置が走行するエリアに関する3次元点群データを記憶したデータベースと、
前記自律移動装置との間でデータを送受信可能なデータ送受信手段と、
前記データベースより読み出された3次元点群データから、データ送信先の自律移動装置が指定する高さの2次元点群データを切り出して2次元平面画像データを生成する画像データ生成手段と、
を備え、
前記自律移動装置が指定する高さは、前記距離計測器が設置されている高さであり、
前記データ送受信手段は、前記自律移動装置からの要求を受信した場合に、前記画像データ生成手段により生成された2次元平面画像データを、データを要求してきた自律移動装置へ送信することを特徴とする地図情報提供システム。 - 前記距離計測器は水平面内を光学的に走査して対象物までの距離を測定するものであることを特徴とする請求項1に記載の地図情報提供システム。
- 前記画像データ生成手段は、前記データベースに記憶されている3次元点群データから予め設定されたセクション単位でデータを読み出して2次元平面画像データを生成可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の地図情報提供システム。
- 前記画像データ生成手段は、前記データベースに記憶されている3次元点群データの座標系と、前記自律移動装置の前記制御手段が認識可能な座標系とが異なる場合に、前記2次元平面画像データの座標を前記制御手段が認識可能な座標に変換する座標変換手段を備えることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の地図情報提供システム。
- 前記画像データ生成手段は、送信しようとする前記2次元平面画像データに、建造物の壁面の特性に関する情報を付加して送信可能であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載の地図情報提供システム。
- 距離計測器と無線通信手段と制御手段と走行手段とを備え、請求項1~5のいずれかに記載の地図情報提供システムから2次元平面画像データの提供を受けて、当該2次元平面画像データと前記距離計測器による測定値とに基づいて自己位置を把握し移動する自律移動装置であって、
前記制御手段は、前記地図情報提供システムへ前記2次元平面画像データを要求する際に、所望する切り出し高さの情報を含むコマンドコードを送信することを特徴とする自律移動装置。 - 距離計測器と無線通信手段と制御手段と走行手段とを備え前記距離計測器による測定値と所定の地図情報とに基づいて自己位置を把握し移動する複数の自律移動装置へ前記地図情報を生成するための情報を提供するサーバと、前記サーバからの情報を前記自律移動装置へ配信する通信媒介手段とを有する地図情報提供システムであって、
前記複数の自律移動装置には、前記距離計測器の設置高さの異なる自律移動装置が含まれており、
前記自律移動装置は、高さを指定して2次元点群データを前記サーバへ要求可能であり、前記高さは前記距離計測器が設置されている高さであって、
前記サーバは、
前記自律移動装置が走行するエリアに関する3次元点群データを記憶したデータベースと、前記自律移動装置との間でデータを送受信可能なデータ送受信手段と、を備え、
前記自律移動装置からデータ送信の要求を受信した場合に、前記データベースより読み出した3次元点群データから、データ送信先の自律移動装置が指定する高さの2次元点群データを切り出して、前記データ送受信手段により、データを要求してきた自律移動装置へ送信し、
前記サーバへデータを要求した前記自律移動装置は、前記サーバより送信された前記2次元点群データを受信し、当該2次元点群データに基づいて前記地図情報としての2次元平面画像データを生成することを特徴とする地図情報提供システム。 - 前記距離計測器は水平面内を光学的に走査して対象物までの距離を測定するものであることを特徴とする請求項7に記載の地図情報提供システム。
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