JPH09222852A - Device with cognitive map - Google Patents

Device with cognitive map

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JPH09222852A
JPH09222852A JP8031521A JP3152196A JPH09222852A JP H09222852 A JPH09222852 A JP H09222852A JP 8031521 A JP8031521 A JP 8031521A JP 3152196 A JP3152196 A JP 3152196A JP H09222852 A JPH09222852 A JP H09222852A
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cognitive map
cognitive
environment
map
probability
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Hiroyuki Okada
浩之 岡田
Nobuo Watabe
信雄 渡部
Minoru Sekiguchi
実 関口
Hirohisa Naito
宏久 内藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cognitive map serving as the spatial knowledge expressing the environment, capable of expressing the uncertain spatial knowledge, capable of being utilized for the recognition of the environment even if there is some error, and capable of flexibly coping with the change of the environment. SOLUTION: A cognition map memory means 20 stores the definition information of the components of a cognition map and the probability information showing the probability on the components. An environment cognitive means 30 recognizes the environment with the definition information and probability information of the components stored in the cognitive map memory means 20 in view of probability. The probability density function in the cognitive map memory means 20 is learned by the cognitive map learning means 50 according to the actual behavior result.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,環境を表現する空
間的知識である認知地図を持つ装置であって,特に認知
地図を確率的に表現することによって,環境が変化する
場合にもロボット等が柔軟に対応できるようにした認知
地図を持つ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device having a cognitive map which is a spatial knowledge representing an environment, and in particular, by expressing a cognitive map stochastically, a robot or the like even when the environment changes A device having a cognitive map that can be flexibly dealt with.

【0002】人間は過去の経験を記憶して利用し,日常
生活を営んでいる。これらの記憶は,会話に必要な言語
の知識や社会生活を送るための常識など多岐にわたって
いるが,中でも環境を表現する空間的知識は認知地図と
呼ばれ,日常行動のためだけでなく,事物の認識,理解
にも極めて重要な役割を担っている。
Humans carry out their daily lives by remembering and utilizing past experiences. These memories are diverse, including the knowledge of the language required for conversation and common sense for living in a social life. Among them, spatial knowledge that expresses the environment is called a cognitive map, and is used not only for daily activities but also for things. Also plays an extremely important role in the recognition and understanding of.

【0003】例えば掃除ロボットや警備ロボットなど,
実世界を移動しながら与えられた仕事をこなす装置を考
える。ロボットは自らが持つ地図により移動計画を立
て,移動先で与えられた仕事を行う。このような環境の
認知に用いる地図として,厳密でなくても妥当な結果が
得られること,また環境の変化に対して柔軟に対応でき
ることが必要である。
For example, a cleaning robot and a security robot,
Consider a device that performs a given task while moving in the real world. The robot makes a movement plan based on its own map and performs the work given at the destination. It is necessary for maps used for such environmental recognition to be able to obtain reasonable results without being strict and to be able to flexibly respond to changes in the environment.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来,ロボットが持つ地図は,予め予想
される行動空間をもとに設計者が作成し,絶対地図を内
部に記憶していた。ここで,絶対地図とは,市販の地形
図のように緯度・経度等が正確に記されているような地
図であり,屋内の地図の場合には,壁やドアや机などの
位置が正確に記されているものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a map created by a robot has been created by a designer based on an expected action space, and an absolute map has been stored internally. Here, an absolute map is a map such as a commercial topographic map in which the latitude and longitude are accurately marked. In the case of an indoor map, the positions of walls, doors, desks, etc. are accurate. It is described in.

【0005】一般に,設計時にロボットに与えた地図は
変更されることなく,常に同じ地図をもとに行動計画が
作成される。ロボットに与えられる仕事で最も基本とさ
れているのは移動である。掃除ロボットであれ,警備ロ
ボットであれ,移動計画は必ず必要とされる。さらに,
移動計画において重要なことは,どのようにして最短コ
ストで指定された移動を行うかということである。
Generally, the map given to the robot at the time of design is not changed, and the action plan is always created based on the same map. The most basic task given to robots is movement. Whether it's a cleaning robot or a security robot, a travel plan is a must. further,
An important part of the movement plan is how to perform the specified movement at the lowest cost.

【0006】従来,移動計画を立てるには,絶対地図を
もとに移動可能な経路を虱潰しにチェックし,設計時に
与えたコストを計算することにより,最短コストを得る
経路を求めていた。しかし,ごく限られた狭い空間内や
工場のように,レイアウトや障害物の存在がほとんど変
化しない場合はともかく,実世界における未知の環境で
最短コストを計算するには,現実的な時間内では不可能
である。
Conventionally, in order to make a movement plan, a route that can obtain the shortest cost has been obtained by thoroughly checking movable routes based on an absolute map and calculating a cost given at the time of design. However, it is difficult to calculate the shortest cost in an unknown environment in the real world within a realistic time, regardless of whether the layout or the existence of obstacles hardly changes, such as in a very limited narrow space or in a factory. It is impossible.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】実世界を行動するロボ
ットは,環境を認識するセンサや移動量の誤差を考慮し
なくてはならない。絶対地図は,本来,誤差を考慮に入
れていないので,測定誤差が生じた場合にそれを補正し
計画を立てるのに使用しにくいという欠点がある。ま
た,過去に一度しか行ったことのないような場所に関す
る不確かな情報をもとにした地図の表現は不可能であ
る。
A robot acting in the real world must consider an error in a sensor for recognizing an environment and a movement amount. Since the absolute map originally does not take into account the error, it has a drawback that it is difficult to use when correcting the measurement error and making a plan. Also, it is impossible to express a map based on uncertain information about a place that has been visited only once in the past.

【0008】さらに,従来の絶対地図では,設計時に与
えた地図を変更しなければレイアウトの変更や突発的な
事故などへの対応ができない。また,ロボットが作業を
行うのに計画立案にかかる時間は,十分現実的な時間で
なくてはならない。
Further, with the conventional absolute map, it is impossible to deal with a layout change or a sudden accident without changing the map given at the time of design. Also, the time required for the robot to make a plan must be sufficiently realistic.

【0009】本発明は上記問題点の解決を図り,不確か
な空間的知識も表現可能で,ある程度誤差があっても環
境の認知に利用することができ,かつ環境の変化に対し
ても柔軟に対応することができる認知地図を持つ装置を
提供することを目的としている。
The present invention solves the above problems, can express uncertain spatial knowledge, can be used for environment recognition even if there is some error, and can flexibly respond to environmental changes. It is intended to provide a device having a cognitive map that can be adapted.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図1において,1はCPUおよびメモリなど
を備えた処理装置,10は認知地図を構成するための事
前知識を入力する事前知識入力手段,20は認知地図を
記憶する認知地図記憶手段,30は認知地図により環境
を認知する環境認知手段,31はシミュレーティドアニ
ーリングによる最短コスト経路の探索手段,32は遺伝
的(ジェネティック)アルゴリズムによる最短コスト経
路の探索手段,40は探索した移動経路に基づく移動制
御等を行う実行制御手段,50は認知地図の情報を学習
する認知地図学習手段を表す。
FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention. In FIG. 1, 1 is a processing device including a CPU and a memory, 10 is a prior knowledge input means for inputting prior knowledge for constructing a cognitive map, 20 is a cognitive map storage means for storing a cognitive map, and 30 is a cognitive map. Environment recognition means for recognizing environment by map, 31 is means for searching shortest cost route by simulated annealing, 32 is means for searching shortest cost route by genetic algorithm, 40 is movement control based on searched movement route Reference numeral 50 denotes an execution control means for performing the above, and 50 denotes a cognitive map learning means for learning the information of the cognitive map.

【0011】本発明は,環境を表現する空間的知識であ
る認知地図を持つ装置に関するものであり,以下の手段
を有する。事前知識入力手段10は,認知地図記憶手段
20に格納する構成要素に関する定義情報および確率情
報(確率密度関数)を事前知識として入力する。認知地
図記憶手段20は,認知地図の構成要素ごとに,その構
成要素の定義情報と,その構成要素に関する位置や存在
やコストの確率または情報の確からしさを示す確率情報
とを記憶する手段である。環境認知手段30は,認知地
図記憶手段20に格納された各構成要素の定義情報と確
率情報とを用いて確率的に環境を認知する手段である。
The present invention relates to a device having a cognitive map which is spatial knowledge representing an environment, and has the following means. The prior knowledge input means 10 inputs the definition information and the probability information (probability density function) regarding the constituent elements stored in the cognitive map storage means 20 as prior knowledge. The cognitive map storage means 20 is a means for storing, for each constituent element of the cognitive map, definition information of the constituent element and probability information indicating the position, the existence, the cost probability or the accuracy of the information regarding the constituent element. . The environment recognition unit 30 is a unit that probabilistically recognizes the environment using the definition information and the probability information of each component stored in the recognition map storage unit 20.

【0012】例えばロボット等が移動経路の探索のため
に認知地図を利用する場合,シミュレーティドアニーリ
ング(Simulated Anealing)または遺伝的アルゴリズム
(Genetic Algorithms)により最短コスト経路を探索す
る。そのため,シミュレーティドアニーリングによる最
短コスト経路の探索手段31もしくは遺伝的アルゴリズ
ムによる最短コスト経路の探索手段32を持つ。これら
が行う探索において経路を評価する場合,確率情報を用
いることにより移動の目的に応じた最適経路を探索す
る。
[0012] For example, when a robot or the like uses a cognitive map for searching a moving route, the shortest cost route is searched by simulated simulated annealing or genetic algorithm. Therefore, it has a shortest cost route searching means 31 by simulated annealing or a shortest cost route searching means 32 by a genetic algorithm. When evaluating the route in the search performed by these, the probability information is used to search for the optimum route according to the purpose of movement.

【0013】実行制御手段40は,例えば制御対象がロ
ボットである場合に,環境認知手段30の探索手段によ
って探索した移動経路に基づいてロボットの移動を制御
する手段である。
The execution control means 40 is means for controlling the movement of the robot based on the movement route searched by the search means of the environment recognition means 30 when the control target is a robot, for example.

【0014】認知地図学習手段50は,実行制御手段4
0によって実際に実行した経験から得られた情報によ
り,認知地図記憶手段20に格納する構成要素に関する
確率情報を学習する手段である。また,必要であれば構
成要素自体の学習も行う。
The cognitive map learning means 50 comprises the execution control means 4
0 is a means for learning probability information about the constituent elements stored in the cognitive map storage means 20 based on the information obtained from the experience actually executed. If necessary, the components themselves will be learned.

【0015】本発明では,認知地図を構成する空間情報
(認知地図の構成要素)を例えば以下の5つの要素と
し,各々の位置,存在(あるかないか),信頼度をそれ
ぞれ確率的に表現する。また,パスに関しては移動する
のに要するコスト(距離,時間)を確率的に表現する。
In the present invention, the spatial information (cognitive map constituent elements) constituting the cognitive map is, for example, the following five elements, and each position, existence (whether or not present), and reliability are expressed probabilistically. . For paths, the cost (distance, time) required to move is probabilistically expressed.

【0016】パス……2点間の道筋 パスは移動が可能な2点間の道筋をいう。例えば,オフ
ィス内の廊下,道路,鉄道,橋などがこれに該当する。
Path: A path between two points A path is a path between two points that can be moved. For example, this includes corridors in offices, roads, railways, bridges, and the like.

【0017】ノード……そこに入ることのできる領域 パスにつながっている空間の中で入り込むことができる
領域をいう。例えば,交差点,駅,空港などがこれに該
当する。
Node: Area that can be entered There is an area that can be entered in the space connected to the path. For example, intersections, stations, airports, etc. correspond to this.

【0018】ランドマーク……目印 ランドマークは,移動の目印となるような構造物をい
う。一例では,曲がり角はノードであるが,移動方向を
変えるための重要な目印となるので,ランドマークでも
ある。同様に,駅,空港などもランドマークになる。
Landmark: landmark A landmark is a structure that serves as a landmark for movement. In one example, the corner is a node, but it is also a landmark because it is an important mark for changing the moving direction. Similarly, stations and airports are also landmarks.

【0019】エッジ……異なった領域の境界 エッジは,それを越えて移動することのできない構成物
をいう。例えば,室内では,壁やパーティションを越え
て移動することはできないし,屋外においては,川,崖
などがエッジに相当する。
Edge--A boundary between different regions An edge is a structure that cannot move beyond it. For example, indoors cannot move over walls and partitions, and outdoors, rivers and cliffs correspond to edges.

【0020】ディストリクト……ある特徴を持った領
域 共通の特徴がその中に見られる比較的大きな領域をい
う。例えば,商店街,デパート,九州,四国などがこれ
に当たる。
District: A region having a certain characteristic A relatively large region in which common features are found. For example, shopping malls, department stores, Kyushu, Shikoku, etc.

【0021】位置,存在の確率および信頼度やパスのコ
ストは,事前知識入力手段10によって事前知識により
与える。オフィスの認知地図を表現する場合,パーティ
ションによるレイアウトはほとんど変化することがない
ので,高信頼度で実測したデータを使うことができる。
また,春には新入社員が加わるのでレイアウト変更があ
るなどの日常生活における常識などから確率を記述する
ことが可能である。
The position, the probability of existence, the reliability and the cost of the path are given by prior knowledge by the prior knowledge input means 10. When expressing a cognitive map of an office, since the layout by partition hardly changes, the data measured with high reliability can be used.
In addition, since new employees will join in spring, it is possible to describe the probability from common sense in daily life such as layout changes.

【0022】しかし,事前知識には全くないような状況
が存在することもある。例えば不意の来客があり,荷物
を廊下に置いて帰ったような場合,廊下というパスは事
前知識とは全く異なった状態になる。このとき,事前知
識のままで行動計画を作成しても,障害物に阻まれて計
画を遂行することが不可能である。このときの失敗の経
験を認知地図学習手段50によって学習し,廊下に関す
る知識を変更する。これにより,次回は障害物の情報を
活かした計画を立てることが可能になる。
However, there may be situations where prior knowledge is completely absent. For example, if there is an unexpected visitor and you leave your luggage in the corridor and leave, the corridor path will be completely different from your prior knowledge. At this time, even if an action plan is created with prior knowledge, it is impossible to carry out the plan due to obstacles. The cognitive map learning means 50 learns the experience of failure at this time, and changes knowledge about the corridor. This makes it possible next time to make a plan that makes use of the obstacle information.

【0023】本発明の認知地図を最短コスト経路の探索
に用いた場合,確率的な探索を効率的に行うことができ
る。すなわち,確率的探索手法として,シミュレーティ
ドアニーリングまたは遺伝的アルゴリズムを用いること
により,従来手法に比べて現実的な時間で最短コストに
準じる経路を求めることが可能である。
When the cognitive map of the present invention is used for searching for the shortest cost route, stochastic search can be efficiently performed. That is, by using simulated annealing or a genetic algorithm as the probabilistic search method, it is possible to find a route that follows the shortest cost in a more realistic time than the conventional method.

【0024】なお,認知地図の構成要素に関する位置や
存在の確率は,例えば1日おきに存在したり存在しなか
ったりする場合に,0.5という値となる確率密度関数
である。また,信頼度は,確率を含めた構成要素の定義
情報に対する信憑性を示す情報であり,実際の測定によ
って得られた情報である場合には信頼度が高く(値が1
に近い),伝聞などから得られた情報は相対的に信頼度
が低くなる(値が0に近い)。ここでは,このような確
率や信頼度の情報を総称して確率情報というが,本発明
の実施にあたっては,いずれか一方の情報だけでも十分
である。
The probability of the position and the existence of the constituent elements of the cognitive map is a probability density function which takes a value of 0.5 when it exists or does not exist every other day, for example. Further, the reliability is information indicating the credibility of the definition information of the constituent elements including the probability, and when the information is obtained by the actual measurement, the reliability is high (value is 1
, And the information obtained from hearings has a relatively low reliability (value is close to 0). Here, such probability and reliability information is generically referred to as probability information, but only one of them is sufficient for implementing the present invention.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の一形態を説
明する。図1に示す事前知識入力手段10では,地図で
表現したい環境に関して持っている常識や過去の経験な
どを利用して決定された確率密度関数を入力する。もち
ろん,すべての構成物に関する知識を予め有することは
稀であるので,既知のものに関してのみ確率を与え,未
知のものには認知地図学習手段50によって確率密度関
数を学習する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below. The prior knowledge input means 10 shown in FIG. 1 inputs a probability density function determined by utilizing common sense and past experience of the environment desired to be represented by a map. Of course, since it is rare to have knowledge about all the constituents in advance, the probability is given only to the known ones, and the probability density function is learned to the unknown ones by the cognitive map learning means 50.

【0026】認知地図の構成要素に関する詳細を以下に
述べる。 パス(2点間の道筋) パスは,スタート位置の座標値(どこから),エンド位
置の座標値(どこまで),パスを通過するのに要する時
間,距離,コストで表す。各々の値は,確率密度関数で
表現されており,例えば時間に関して,P(時間)=
(10秒,0.8)のように表現されていれば,確率
0.8で10秒かかるということを意味する。さらに,
それぞれのパスの情報には,信頼度が設定されており,
情報がどれくらい信頼できるかの指標とされる。
Details regarding the components of the cognitive map are described below. Path (route between two points) A path is represented by the coordinate value of the start position (from where), the coordinate value of the end position (to which point), the time required to pass the path, the distance, and the cost. Each value is represented by a probability density function. For example, with respect to time, P (time) =
If it is expressed as (10 seconds, 0.8), it means that it takes 10 seconds with a probability of 0.8. further,
The reliability is set for each path information,
It is an indicator of how reliable the information is.

【0027】ノード(そこに入ることのできる領域) ノードは,駅,空港などといった名称とその位置,記述
に関する信頼度で表現される。ここでもパスと同様に,
位置に関しては確率で表現されている。
Node (Area That Can Be Entered) A node is represented by a name such as a station or an airport, its position, and reliability regarding description. Again, like the path,
The position is expressed by probability.

【0028】ランドマーク(目印) ノードと同様に,ランドマークも名称とその位置,記述
に関する信頼度で表現される。
Similar to the landmark node, the landmark is also represented by the name, its position, and the reliability of the description.

【0029】エッジ(異なった領域の境界) ノード,ランドマークと同様に,エッジも名称とその位
置,記述に関する信頼度で表現される。
Edge (Boundary of Different Areas) Similar to nodes and landmarks, edges are also represented by names, their positions, and reliability regarding description.

【0030】ディストリクト(ある特徴を持った領
域) ノード,ランドマーク,エッジと同様に,ディストリク
トも名称とその位置,記述に関する信頼度で表現され
る。
District (area having a certain characteristic) Like the node, the landmark, and the edge, the district is also represented by the name, its position, and the reliability of the description.

【0031】図2は,シミュレーティドアニーリングに
よる最短コスト経路の探索を説明する図である。シミュ
レーティドアニーリングは,物理学における焼なましに
ヒントを得た計算手法であり,一つの初期状態から状態
遷移を繰り返して状態系列を発生させ,その中で解を探
索する一種の逐次探索改善法である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the search for the shortest cost route by simulated annealing. Simulated annealing is a calculation method inspired by annealing in physics. It is a kind of sequential search improvement that repeats state transition from one initial state to generate a state sequence and searches for a solution in it. Is the law.

【0032】最短コスト経路問題は,ある制約条件gi
(x)≦0(i=0,1,…,m)のもとでコストf
(x)の最小値を求めるというように定式化することが
できる。このような最短コスト経路問題が与えられる
と,ステップS1では,初期解xをランダムに発生さ
せ,繰り返し回数であるjに0をセットする。その後,
ステップS2〜S4を繰り返す。
The shortest cost path problem is a certain constraint condition g i
The cost f under (x) ≦ 0 (i = 0, 1, ..., M)
It can be formulated as to find the minimum value of (x). Given such a shortest cost route problem, in step S1, an initial solution x is randomly generated and 0 is set to j, which is the number of iterations. afterwards,
Repeat steps S2 to S4.

【0033】ステップS2では,現在の解xの近傍S
(x)の中から候補解yをランダムに選びだす。このと
き,jに1を加え,さらに温度パラメータcを減少させ
る。温度パラメータcは,物理的な焼なましにおける温
度に対応した制御変数であり,有限回の繰り返しの場
合,cj のjが増えるに従って,cj の値が減少するよ
うに定められている。
In step S2, the neighborhood S of the current solution x
A candidate solution y is randomly selected from (x). At this time, 1 is added to j and the temperature parameter c is further reduced. Temperature parameter c is a control variable corresponding to the temperature in physical annealing, in finite iterations, according to j of c j is increased, the value of c j is determined so as to decrease.

【0034】ステップS3では,ステップS2で選んだ
近傍解yが現在の解xよりもコストが低ければ,その解
yを現在の解xとする。すなわち,f(y)≦f(x)
ならば,x=yとする。逆に,選んだ近傍解yが現在の
解xよりもコストが高くても,ある確率pのもとで現在
の解xとする。すなわち,f(y)>f(x)ならば,
p(x→y)=exp(−(f(x)−f(y))/
c)の確率で,x=yとする。
In step S3, if the cost of the neighborhood solution y selected in step S2 is lower than that of the current solution x, the solution y is set as the current solution x. That is, f (y) ≦ f (x)
Then, x = y. Conversely, even if the selected neighborhood solution y has a higher cost than the current solution x, the current solution x is set at a certain probability p. That is, if f (y)> f (x),
p (x → y) = exp (− (f (x) −f (y)) /
The probability of c) is x = y.

【0035】ステップS4では,所定の終了条件を満た
すかどうかを判定し,終了条件を満たすならば,それま
でに得られた解xを最終的な解として処理を終了する。
終了条件を満たしていないならば,ステップS2へ戻っ
て同様に処理を繰り返す。終了条件としては,与えられ
た条件を満たす解が得られたこと,jが所定値になった
こと,コストの改善率が所定の範囲内に収束したこと,
計算時間が所定の時間になったことなど,予め任意に定
めておくことができる。
In step S4, it is determined whether or not a predetermined end condition is satisfied, and if the end condition is satisfied, the solution x obtained up to that point is regarded as the final solution and the process is ended.
If the end condition is not satisfied, the process returns to step S2 and the same process is repeated. The termination conditions are that a solution satisfying the given conditions has been obtained, that j has reached a predetermined value, that the cost improvement rate has converged within a predetermined range,
It can be arbitrarily set in advance such that the calculation time reaches a predetermined time.

【0036】上記ステップS2におけるコストの算出に
おいて,認知地図の構成要素に関する確率情報を,経路
の探索目的に応じて種々の方法で利用することができ
る。例えば,どんなに遅くとも,ある制限時間内に必ず
目的地へ到達しなければならないような場合には,確率
や信頼度の低い情報を用いないでコスト計算を行う。換
言すれば,確率や信頼度の高い情報だけを重視する重み
付けを行ってコスト計算を行う。一方,最悪の場合に失
敗することがあっても,現実上の最短コストの経路を試
行的に求めたい場合には,確率や信頼度の低い情報につ
いても,確率や信頼度の高い情報と同様に用いてコスト
計算を行う。さらにまた,平均して現実上の最短コスト
に近い経路を求めるような場合には,確率や信頼度に応
じた評価関数の係数を定めてコスト計算を行うというよ
うにすることもできる。
In the cost calculation in step S2, the probability information about the components of the cognitive map can be used in various methods according to the purpose of route search. For example, if the destination must be reached within a certain time limit at the latest, cost calculation is performed without using information with low probability or reliability. In other words, the cost is calculated by weighting only the information with high probability and reliability. On the other hand, even if it fails in the worst case, if you want to experimentally find the route with the shortest cost in practice, information with low probability and reliability is the same as information with high probability and reliability. To calculate the cost. Furthermore, when an average route that is close to the shortest cost is to be obtained, the cost can be calculated by setting the coefficient of the evaluation function according to the probability and reliability.

【0037】図3は,遺伝的アルゴリズムによる最短コ
スト経路の探索を説明する図である。遺伝的アルゴリズ
ムは,よく知られているように,解候補を染色体の形で
表した個体集団に対して,交叉・突然変異・淘汰という
遺伝的オペレーションを繰り返し適用し,生存競争の果
てに環境への適応度がより高い個体が生き残っていく生
物進化の仕組みを利用した準最適解を求める計算手法で
ある。
FIG. 3 is a diagram for explaining the search for the shortest cost route by the genetic algorithm. As is well known, the genetic algorithm repeatedly applies genetic operations such as crossover, mutation, and selection to a population of solution candidates expressed in the form of chromosomes, and then the environment is used as a result of survival competition. This is a calculation method for finding a sub-optimal solution using the mechanism of biological evolution in which individuals with higher fitness of survive.

【0038】始めに最短コスト経路問題が与えられる
と,最適化項や制約条件を遺伝的アルゴリズムで用いる
染色体にコード化する。ここでの染色体は,例えば認知
地図における出発点から目的の到着点までに通過するパ
スもしくはノードを表すコードの列x1 ,x2 ,…,x
n として表現される。
First, given the shortest cost path problem, the optimization terms and constraints are coded on the chromosome used in the genetic algorithm. The chromosome here is, for example, a sequence of codes x 1 , x 2 , ..., x representing a path or a node passing from a starting point to a destination point on a cognitive map.
Expressed as n .

【0039】遺伝的アルゴリズムによる最適化では,以
下の処理を行う。まず,ステップS21では,染色体
(解候補)の集団を発生させる。ここでは,予め定めら
れた数の染色体をランダムに生成する。
In the optimization using the genetic algorithm, the following processing is performed. First, in step S21, a group of chromosomes (solution candidates) is generated. Here, a predetermined number of chromosomes are randomly generated.

【0040】ステップS22における交叉では,染色体
の集団から確率的に選択した複数の染色体について,染
色体の一部を他の染色体の一部と組み合わせるオペレー
ションを実行する。また,ステップS23における突然
変異では,染色体の集団から確率的に選択した染色体の
遺伝子の一部について,他の遺伝子に置き換えるオペレ
ーションを行う。ステップS24における淘汰では,各
染色体について適応度(コスト)を計算し,適応度に応
じた染色体の確率的な取捨選択を行う。具体的には,例
えばルーレット法などを用いて,適応度の高い(コスト
の小さい)染色体を複製し,適応度が低い(コストの大
きい)染色体を消滅させる処理を実行する。以上の世代
交代により,解候補の集団の改善がなされる。
In the crossover in step S22, for a plurality of chromosomes stochastically selected from the group of chromosomes, an operation of combining a part of the chromosomes with a part of the other chromosomes is executed. Further, in the mutation in step S23, an operation of replacing a part of the gene of the chromosome stochastically selected from the population of chromosomes with another gene is performed. In the selection in step S24, the fitness (cost) is calculated for each chromosome, and the probabilistic selection of chromosomes according to the fitness is performed. Specifically, for example, by using the roulette method or the like, a process of replicating a chromosome with high fitness (low cost) and deleting a chromosome with low fitness (high cost) is executed. By the above generational change, the group of solution candidates is improved.

【0041】ステップS25では,所定の終了条件を満
たすかどうかを判定し,終了条件を満たすならば,それ
までに得られた解候補の集団の中で,最適なものを最終
的な解として処理を終了する。終了条件を満たしていな
いならば,ステップS22へ戻り,同様に処理を繰り返
す。終了条件としては,所定の世代数だけ遺伝的オペレ
ーションを繰り返したこと,計算時間が所定の時間にな
ったこと,染色体の集団の中に所定の条件を満たす解候
補があることなど,任意に選択可能である。
In step S25, it is determined whether or not a predetermined end condition is satisfied, and if the end condition is satisfied, the optimum solution is processed as the final solution among the solution candidate groups obtained up to that point. To finish. If the end condition is not satisfied, the process returns to step S22 and the same process is repeated. The termination condition can be arbitrarily selected, such as repeating the genetic operation for a prescribed number of generations, the computation time has reached a prescribed time, or that there are solution candidates that satisfy the prescribed condition in the group of chromosomes. It is possible.

【0042】上記ステップS24における適応度の算出
において,認知地図の構成要素に関する確率情報を,経
路の探索目的に応じて種々の方法で利用することができ
ることは,前述したシミュレーティドアニーリングの場
合と同様である。
In the calculation of the fitness in step S24, it is possible to use the probability information about the components of the cognitive map in various ways depending on the purpose of the route search, as in the case of the simulated annealing described above. It is the same.

【0043】例えば,シミュレーティドアニーリングに
よる経路探索で用いる評価関数は,以下のような式で一
般化できる。 評価=α(時間の総和)+β(距離の総和)+γ(エネ
ルギー消費量) この式で,α,β,γは,それぞれの項に対する係数で
あり,例えばβ,γがともにゼロであれば,時間の総和
だけを評価することになり,α=0.5,β=0.5,
γ=0であれば,時間と距離を同等に重視して評価する
ことになる。これらの係数の決定は,問題や環境に大き
く依存するものであるので,それぞれのケースに応じて
実験などにより決定することが望ましい。
For example, the evaluation function used in the route search by simulated annealing can be generalized by the following equation. Evaluation = α (sum of time) + β (sum of distance) + γ (energy consumption) In this formula, α, β, and γ are coefficients for each term. For example, if both β and γ are zero, Only the sum of time is evaluated, and α = 0.5, β = 0.5,
If γ = 0, the evaluation will be made with equal emphasis on time and distance. Since the determination of these coefficients largely depends on the problem and environment, it is desirable to determine them by experiments or the like according to each case.

【0044】遺伝的アルゴリズムにおける適応度も同様
に定義することが可能である。
The fitness in the genetic algorithm can be defined similarly.

【0045】[0045]

【実施例】図4は本発明の実施例を説明するためのオフ
ィスのレイアウトの例,図5は図4のオフィスのレイア
ウトを記述した認知地図の例を示す。
FIG. 4 shows an example of an office layout for explaining an embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows an example of a cognitive map describing the office layout of FIG.

【0046】認知地図の対象となる環境として,図4に
示すようなオフィスのレイアウトを扱うものとする。こ
こでの位置を示す座標値(x,y)は,パーティション
P1〜P4で区切られた領域を,(0,0)から(10
0,100)までの相対的な座標で表したものである。
An office layout as shown in FIG. 4 is handled as the environment targeted for the cognitive map. The coordinate value (x, y) indicating the position here is from (0, 0) to (10) in the areas partitioned by the partitions P1 to P4.
It is expressed in relative coordinates up to 0,100).

【0047】図4に示す廊下A1,A2は,認知地図で
はパスとして扱われ,例えば図5の(a)に示すように
表現される。例えば,廊下A1は,座標(45,15)
から(85,15)までの経路として定義されている。
この廊下A1が存在する確率は0.9である。この存在
確率0.9は,もし廊下A1上に大きな荷物などが置か
れると通行できなくなるので,廊下A1がパスとして利
用できなくなる確率が1割であることを意味している。
ロボットが廊下A1の通過にかかる時間は,0.8の確
率で10秒である。また,廊下A1の長さは,0.9の
確率で4mである。エネルギー消費量などのコストは,
0.7の確率で20である。また,これらの情報の信頼
度が0.8であることが,事前知識として与えられてい
る。廊下A2の定義情報も意味は同様である。
The corridors A1 and A2 shown in FIG. 4 are treated as paths on the cognitive map, and are expressed as shown in FIG. 5A, for example. For example, corridor A1 has coordinates (45,15)
To (85,15).
The probability that this corridor A1 exists is 0.9. The existence probability of 0.9 means that if a large baggage is placed on the corridor A1, the corridor A1 cannot be used as a pass because the corridor A1 cannot be used as a pass.
The time required for the robot to pass through the corridor A1 is 10 seconds with a probability of 0.8. The length of the corridor A1 is 4 m with a probability of 0.9. Costs such as energy consumption are
It is 20 with a probability of 0.7. Further, it is given as prior knowledge that the reliability of these pieces of information is 0.8. The definition information of the corridor A2 has the same meaning.

【0048】コーナーCoは,ノードであり,図5の
(b)に示すように,位置が(90,90)でその確率
が0.9,また信頼度が0.8と定義されている。目印
であるランドマークとして,ごみ箱Ga,机De,ドア
Doが,図5の(c)に示すように定義されている。エ
ッジとして,P1〜P6のパーティションが,図5の
(d)に示すように定義されている。ディストリクト
は,オフィスであり,図5の(e)に示すように定義さ
れている。なお,位置の座標としては,例えば領域のよ
うに範囲がある場合には,重心位置などの特定点の座標
値を用いる。他に,サイズ情報等を持つようにしてもよ
い。
The corner Co is a node, and as shown in FIG. 5B, the position is defined as (90, 90), its probability is 0.9, and its reliability is 0.8. As landmarks, a trash can Ga, a desk De, and a door Do are defined as shown in FIG. 5C. As the edges, partitions P1 to P6 are defined as shown in FIG. The district is an office, and is defined as shown in FIG. As the position coordinates, if there is a range such as a region, the coordinate value of a specific point such as the center of gravity is used. Besides, size information and the like may be held.

【0049】図5に示すような認知地図を用い,ごみ箱
GaからドアDoへ行く移動問題を考える。ごみ箱Ga
からドアDoまでの経路探索での評価関数f(x)は,
簡単化のため,各パスの移動に要する時間を加えたもの
とする。なお,パスは廊下A1,A2のように明示的に
定義されたものの他に,あるランドマーク等から他のラ
ンドマーク等までというように,事実上のパスが存在す
る。この移動問題における各パスの移動に要する時間
は,説明の都合上,図6(a)に示すように与えるもの
とする。例えば,ドアDoから机Deまでの移動に要す
る時間は,80秒である。また,制約条件は,図6
(b)に示すようにf(x)<150である。
Using the cognitive map as shown in FIG. 5, consider the problem of moving from the trash Ga to the door Do. Recycle bin Ga
The evaluation function f (x) in the path search from the door to the door Do is
For simplicity, the time required to move each path is added. In addition to the explicitly defined paths such as the corridors A1 and A2, there are practical paths such as from one landmark to another landmark. For the convenience of explanation, the time required to move each path in this movement problem is given as shown in FIG. For example, the time required to move from the door Do to the desk De is 80 seconds. Also, the constraint conditions are shown in FIG.
As shown in (b), f (x) <150.

【0050】図7は,シミュレーティドアニーリングに
よる探索例を示している。まず初期解xをランダムに与
える。この例では,図7(a)に示すように,x={ご
み箱Ga→廊下A1→コーナーCo→廊下A1→ごみ箱
Ga→机De→ドアDo}というような初期解が得られ
ている。図6に示す時間から,f(x)=320>15
0であり,この初期解は制約条件を満たしていない。そ
こで,繰り返し回数のjを0にして,次の処理へ進む。
FIG. 7 shows an example of searching by simulated annealing. First, an initial solution x is randomly given. In this example, as shown in FIG. 7A, an initial solution such as x = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A1 → trash can Ga → desk De → door Do} is obtained. From the time shown in FIG. 6, f (x) = 320> 15
It is 0, and this initial solution does not satisfy the constraint condition. Therefore, the number j of repetitions is set to 0, and the process proceeds to the next step.

【0051】図7(b)に示すように,xの近傍の候補
解yをランダムに発生させる。この例では,y={ごみ
箱Ga→廊下A1→コーナーCo→廊下A2→ドアD
o}となっている。f(y)=200である。j=1に
する。
As shown in FIG. 7B, candidate solutions y near x are randomly generated. In this example, y = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A2 → door D
o}. f (y) = 200. Set j = 1.

【0052】図7(c)に示すように,f(y)とf
(x)とを比較する。比較した結果,f(y)<f
(x)であり,解の改善が見られるので,x=yとして
解を置き換える。しかし,この解は,制約条件のf
(x)<150を満たしていないので,次のステップへ
移る。
As shown in FIG. 7C, f (y) and f (y)
Compare with (x). As a result of comparison, f (y) <f
Since (x) is an improvement in the solution, the solution is replaced with x = y. However, this solution is f
Since (x) <150 is not satisfied, the process proceeds to the next step.

【0053】次に,図7(d)に示すように,xの近傍
の候補解yをランダムに発生させる。この例では,y=
{ごみ箱Ga→机De→ドアDo}となっている。f
(y)=120である。j=2にする。
Next, as shown in FIG. 7D, candidate solutions y near x are randomly generated. In this example, y =
It becomes {trash can Ga → desk De → door Do}. f
(Y) = 120. Set j = 2.

【0054】図7(e)に示すように,f(y)とf
(x)とを比較する。比較した結果,f(y)<f
(x)であり,解の改善が見られるので,x=yとして
解を置き換える。制約条件を調べると,f(x)=12
0でf(x)<150が満たされたので,x={ごみ箱
Ga→机De→ドアDo}を求める経路として処理を終
了する。
As shown in FIG. 7 (e), f (y) and f
Compare with (x). As a result of comparison, f (y) <f
Since (x) is an improvement in the solution, the solution is replaced with x = y. Examining the constraints, f (x) = 12
Since 0 satisfies the condition of f (x) <150, x = {trash can Ga → desk De → door Do} is set as a route to end the process.

【0055】図8は,遺伝的アルゴリズムによる探索例
を示している。まず,図8(a)に示すように,染色体
(解候補)の集団を発生させる。実際には多数の染色体
の集団を用いるが,ここでは簡単化のため3個体で行う
ものとする。これらの3個体にNo1〜No3の番号を
付ける。発生した染色体の初期集団は,以下のとおりで
ある。
FIG. 8 shows an example of search by the genetic algorithm. First, as shown in FIG. 8A, a group of chromosomes (solution candidates) is generated. Actually, a group of many chromosomes is used, but here, for simplification, three individuals are used. The numbers 1 to 3 are assigned to these three individuals. The initial population of generated chromosomes is as follows.

【0056】No1={ごみ箱Ga→廊下A1→コーナ
ーCo→廊下A1→ごみ箱Ga→机De→ドアDo} No2={ごみ箱Ga→机De→ごみ箱Ga→廊下A1
→コーナーCo→廊下A2→ドアDo} No3={ごみ箱Ga→廊下A1→コーナーCo→廊下
A2→コーナーCo→廊下A2→ドアDo} それぞれの評価値(適応度の逆数)は,f(No1)=
320,f(No2)=280,f(No3)=220
である。
No1 = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A1 → trash can Ga → desk De → door Do} No2 = {trash can Ga → desk De → trash can Ga → corridor A1
→ Corner Co → Corridor A2 → Door Do} No3 = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A2 → corner Co → corridor A2 → door Do} Each evaluation value (reciprocal of fitness) is f (No1) =
320, f (No2) = 280, f (No3) = 220
It is.

【0057】次に,遺伝子操作の一つである交叉オペレ
ーションをランダムに実施する。この例では,図8
(b)に示すように,No2とNo3の染色体間で交叉
が行われている。交叉の結果は,以下のとおりである。
Next, a crossover operation, which is one of gene manipulations, is randomly performed. In this example,
As shown in (b), crossover is performed between No2 and No3 chromosomes. The results of the crossover are as follows.

【0058】No1={ごみ箱Ga→廊下A1→コーナ
ーCo→廊下A1→ごみ箱Ga→机De→ドアDo} No2={ごみ箱Ga→机De→ごみ箱Ga→廊下A1
→コーナーCo→廊下A2→コーナーCo→廊下A2→
ドアDo} No3={ごみ箱Ga→廊下A1→コーナーCo→廊下
A2→ドアDo} それぞれの評価値は,f(No1)=320,f(No
2)=300,f(No3)=200である。
No1 = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A1 → trash can Ga → desk De → door Do} No2 = {trash can Ga → desk De → trash can Ga → corridor A1
→ Corner Co → Corridor A2 → Corner Co → Corridor A2 →
Door Do} No3 = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A2 → door Do} Each evaluation value is f (No1) = 320, f (No)
2) = 300 and f (No3) = 200.

【0059】次に,遺伝子操作の一つである突然変異オ
ペレーションをランダムに実施する。この例では,図8
(c)に示すように,No1に突然変異を生じさせてい
る。No1の遺伝子である机Deが廊下A2に突然変異
し,染色体の集団は以下のようになっている。
Next, a mutation operation, which is one of gene manipulations, is randomly performed. In this example,
As shown in (c), No1 is mutated. Desk No, which is the No1 gene, was mutated in the corridor A2, and the chromosome population is as follows.

【0060】No1={ごみ箱Ga→廊下A1→コーナ
ーCo→廊下A1→ごみ箱Ga→廊下A2→ドアDo} No2={ごみ箱Ga→机De→ごみ箱Ga→廊下A1
→コーナーCo→廊下A2→コーナーCo→廊下A2→
ドアDo} No3={ごみ箱Ga→廊下A1→コーナーCo→廊下
A2→ドアDo} それぞれの評価値は,f(No1)=410,f(No
2)=300,f(No3)=200である。
No1 = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A1 → trash can Ga → corridor A2 → door Do} No2 = {trash can Ga → desk De → trash can Ga → corridor A1
→ Corner Co → Corridor A2 → Corner Co → Corridor A2 →
Door Do} No3 = {trash can Ga → corridor A1 → corner Co → corridor A2 → door Do} The respective evaluation values are f (No1) = 410, f (No)
2) = 300 and f (No3) = 200.

【0061】次の図8(d)に示す淘汰オペレーション
では,評価値の小さいものが生き残るように,ルーレッ
ト法等により評価値に応じて確率的に増殖と致死の操作
を行う。図8(d)では,No3の染色体が増殖し,消
滅したNo1の染色体と置き換わっている。
In the following selection operation shown in FIG. 8 (d), the roulette method or the like is used to perform probabilistic multiplication and lethality operations according to the evaluation values so that those with small evaluation values survive. In FIG. 8 (d), the No3 chromosome has proliferated and has replaced the disappeared No1 chromosome.

【0062】以上の(b)〜(d)の操作を,所定の世
代数分または制約条件を満たす解が得られるまで繰り返
す。例えば,図8(e)に示すように,No1={ごみ
箱Ga→机De→ドアDo}の解が得られたとする。こ
の評価値はf(No1)=120であり,制約条件のf
(No1)<150が満たされたので,これを求める解
とする。
The above operations (b) to (d) are repeated until a solution for a predetermined number of generations or a constraint condition is obtained. For example, as shown in FIG. 8E, it is assumed that the solution of No1 = {trash can Ga → desk De → door Do} is obtained. This evaluation value is f (No1) = 120, and the constraint condition f
Since (No1) <150 is satisfied, this is the solution to be obtained.

【0063】図9は,本発明の実施例による学習例を示
す。図7または図8に示す探索によって,最短経路{ご
み箱Ga→机De→ドアDo}が求まったならば,実際
にロボットを移動させる。実際にロボットが移動する
と,評価関数を求めるために使ったロボットの知識と実
際の経験とのずれが生じていることがわかる。そのずれ
をロボットの知識に反映させるのが学習である。
FIG. 9 shows a learning example according to the embodiment of the present invention. When the shortest route {trash can Ga → desk De → door Do} is obtained by the search shown in FIG. 7 or 8, the robot is actually moved. It can be seen that when the robot actually moves, there is a discrepancy between the robot knowledge used to obtain the evaluation function and the actual experience. Learning is to reflect the difference in robot knowledge.

【0064】例えば,ある時点でロボットが図5に示す
ような認知地図の知識を持っていたとする。ここで,実
際に{ごみ箱Ga→机De→ドアDo}の経路に従って
移動してみると,ごみ箱Ga,机De,ドアDoの正確
な位置が測定でき,その信頼度も上がる。例えば,学習
前に図9(a)に示すような知識が,学習によって図9
(b)に示すように変わる。
For example, assume that the robot has knowledge of the cognitive map as shown in FIG. 5 at some point. Here, when actually moving along the route of {trash can Ga → desk De → door Do}, the accurate positions of the trash can Ga, the desk De, and the door Do can be measured, and the reliability thereof increases. For example, before learning, the knowledge as shown in FIG.
It changes as shown in (b).

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば,従
来技術に比べて,より人間の考え方に近い認知地図を表
現することができ,環境の変化に対しても柔軟に対応す
ることができるようになる。さらに,従来技術に比べ
て,より現実的な時間で最短コストに準じる経路を求め
ることが可能となる。
As described above, according to the present invention, it is possible to express a cognitive map that is closer to a human way of thinking than in the prior art, and it is possible to flexibly respond to changes in the environment. become able to. Furthermore, it is possible to find a route that conforms to the shortest cost in a more realistic time as compared with the conventional technique.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の原理説明図である。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of the present invention.

【図2】シミュレーティドアニーリングによる最短コス
ト経路の探索を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating searching for a shortest cost route by simulated annealing.

【図3】遺伝的アルゴリズムによる最短コスト経路の探
索を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a search for a shortest cost route by a genetic algorithm.

【図4】オフィスのレイアウトの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an office layout.

【図5】オフィスのレイアウトを記述した認知地図の例
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a cognitive map describing an office layout.

【図6】本発明の実施例を説明するための条件の例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of conditions for explaining an embodiment of the present invention.

【図7】シミュレーティドアニーリングによる探索例を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a search example by simulated annealing.

【図8】遺伝的アルゴリズムによる探索例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a search example by a genetic algorithm.

【図9】本発明の実施例による学習例を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a learning example according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 処理装置 10 事前知識入力手段 20 認知地図記憶手段 30 環境認知手段 31 シミュレーティドアニーリングによる最短コスト
経路の探索手段 32 遺伝的アルゴリズムによる最短コスト経路の探索
手段 40 実行制御手段 50 認知地図学習手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processor 10 Prior knowledge input means 20 Cognitive map storage means 30 Environment recognition means 31 Shortest cost route search means by simulated annealing 32 Shortest cost route search means by genetic algorithm 40 Execution control means 50 Cognitive map learning means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 実 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 内藤 宏久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Minoru Sekiguchi 1015 Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited (72) Inventor, Hirohisa Naito 1015, Kamedotachu, Nakahara-ku, Kawasaki, Kanagawa Prefecture, Fujitsu Limited

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 計算機が環境を認知するために用いる空
間的知識を表現する認知地図を持つ装置において,認知
地図の構成要素ごとに,その構成要素の定義情報とその
構成要素に関する確からしさを示す確率情報とを記憶す
る認知地図記憶手段と,前記認知地図記憶手段に格納さ
れた各構成要素の定義情報と確率情報とを用いて確率的
に環境を認知する環境認知手段とを備えたことを特徴と
する認知地図を持つ装置。
1. In a device having a cognitive map that expresses spatial knowledge used by a computer to recognize an environment, for each component of the cognitive map, the definition information of that component and the certainty regarding that component are shown. A cognitive map storage means for storing the probability information; and an environment recognition means for probabilistically recognizing the environment by using the definition information and the probability information of each component stored in the cognitive map storage means. A device with a characteristic cognitive map.
【請求項2】 請求項1記載の認知地図を持つ装置にお
いて,前記認知地図記憶手段に格納する認知地図の構成
要素として,2点間の道筋を示すパスと,パスにつなが
っている空間の中で入り込むことのできる領域を示すノ
ードと,異なった領域の境界を示すエッジとを少なくと
も有することを特徴とする認知地図を持つ装置。
2. The device having the cognitive map according to claim 1, wherein a path indicating a path between two points and a space connected to the path are provided as components of the cognitive map stored in the cognitive map storage means. An apparatus having a cognitive map, which has at least a node indicating an area that can be entered in and an edge indicating a boundary of different areas.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の認知地図
を持つ装置において,前記認知地図記憶手段に格納する
構成要素に関する確率情報を,事前知識により与える入
力手段を備えたことを特徴とする認知地図を持つ装置。
3. The apparatus having a cognitive map according to claim 1 or 2, further comprising an input means for providing probability information regarding components stored in the cognitive map storage means by prior knowledge. A device with a cognitive map.
【請求項4】 請求項1,請求項2または請求項3記載
の認知地図を持つ装置において,前記環境認知手段によ
り環境を認知した結果に基づいて経験した事項から得ら
れた情報により,前記認知地図記憶手段に格納する構成
要素に関する確率情報を学習する認知地図学習手段を備
えたことを特徴とする認知地図を持つ装置。
4. The device having the cognitive map according to claim 1, claim 2 or claim 3, wherein the recognition is performed based on information obtained from matters experienced based on the result of recognition of the environment by the environment recognition means. An apparatus having a cognitive map, comprising cognitive map learning means for learning probability information about components stored in a map storage means.
【請求項5】 請求項1,請求項2,請求項3または請
求項4記載の認知地図を持つ装置において,前記環境認
知手段は,シミュレーティドアニーリングにより,ある
出発点から到着点までの最短コスト経路または所定の制
約条件を満たす経路を求める手段であることを特徴とす
る認知地図を持つ装置。
5. The apparatus having the cognitive map according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, wherein the environment cognitive means is the shortest from a certain starting point to an arriving point by simulated annealing. An apparatus having a cognitive map, which is a means for obtaining a cost route or a route satisfying a predetermined constraint condition.
【請求項6】 請求項1,請求項2,請求項3または請
求項4記載の認知地図を持つ装置において,前記環境認
知手段は,遺伝的アルゴリズムにより,ある出発点から
到着点までの最短コスト経路または所定の制約条件を満
たす経路を求める手段であることを特徴とする認知地図
を持つ装置。
6. A device having a cognitive map according to claim 1, claim 2, claim 3 or claim 4, wherein the environment recognition means uses a genetic algorithm to obtain the shortest cost from a certain starting point to an arriving point. A device having a cognitive map, which is a means for obtaining a route or a route satisfying a predetermined constraint condition.
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