WO2021005685A1 - 移動体の誘導制御装置および誘導制御システム - Google Patents

移動体の誘導制御装置および誘導制御システム Download PDF

Info

Publication number
WO2021005685A1
WO2021005685A1 PCT/JP2019/026999 JP2019026999W WO2021005685A1 WO 2021005685 A1 WO2021005685 A1 WO 2021005685A1 JP 2019026999 W JP2019026999 W JP 2019026999W WO 2021005685 A1 WO2021005685 A1 WO 2021005685A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
moving body
absolute position
waypoint
control device
guidance control
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/026999
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
若林　正男
允裕 山隅
敬秀 平井
努 朝比奈
知明 武輪
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to PCT/JP2019/026999 priority Critical patent/WO2021005685A1/ja
Priority to CN201980097999.7A priority patent/CN114026387B/zh
Priority to JP2021530377A priority patent/JP7040673B2/ja
Publication of WO2021005685A1 publication Critical patent/WO2021005685A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/123—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams
    • G08G1/127—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams to a central station ; Indicators in a central station
    • G08G1/13—Traffic control systems for road vehicles indicating the position of vehicles, e.g. scheduled vehicles; Managing passenger vehicles circulating according to a fixed timetable, e.g. buses, trains, trams to a central station ; Indicators in a central station the indicator being in the form of a map

Definitions

  • the present invention relates to a mobile guidance control device and a guidance control system.
  • Patent Document 1 discloses a moving body guidance control device. According to the guidance control device, the moving body can be guided by a device such as GPS that measures the position from the outside. In particular, it solves the problem of guidance by a device such as GPS that temporarily reduces the accuracy of position data by correcting the guidance with map information.
  • a device such as GPS that temporarily reduces the accuracy of position data by correcting the guidance with map information.
  • the guidance control device described in Patent Document 1 it is premised that the GPS function covers the entire moving range. Therefore, the guidance control device cannot be used for guidance of a moving body indoors where the GPS function cannot be used, position measuring means which cannot cover the entire movement range, and the like.
  • An object of the present invention is to provide a guidance control device and a guidance control system for a moving body capable of easily guiding the moving body.
  • the guidance control device for a moving body has a map information management unit that manages map information of the moving area of the moving body and a measurement area of the absolute position measuring device for the map information managed by the map information management unit.
  • An absolute position measuring unit that measures the absolute position of the moving body based on the measurement result of the position of the moving body by the absolute position measuring device, and the absolute position measuring unit that searches for the moving path passing through the above.
  • the moving body motion estimation unit that estimates the motion of the moving body and the moving route searched by the moving route searching unit are separated to generate a waypoint, and the moving body passes through the moving body.
  • a waypoint generator that replaces the waypoint with a new waypoint based on the estimation result of the moving body motion estimation part when moving toward the point and reaching the measurement area of the absolute position measuring device. Equipped with.
  • the guidance control system for a moving body searches for an absolute position measuring device that measures the absolute position of the moving body and a moving path that passes through the measurement area of the absolute position measuring device, and moves by the absolute position measuring device. Based on the measurement result of the position of the body, the absolute position of the moving body is measured, the movement of the moving body is estimated based on the measurement result of the absolute position, the movement path is discreteized, and a waypoint is generated. , When the moving body moves toward the waypoint and reaches the measurement area of the absolute position measuring device, the guidance control device replaces the waying point with a new waying point based on the estimation result of the moving body motion estimation unit. And equipped with.
  • the guidance control device replaces the waypoint with a new waypoint based on the measurement result of the absolute position of the moving body. Therefore, the moving body 1 can be easily guided.
  • FIG. 1 It is a block diagram of the guidance control system of a moving body in Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the measurement method of the absolute position and direction of a moving body by the guidance control device of the guidance control system of the moving body in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is a block diagram of a mobile body and a guidance control device to which the guidance control system for the mobile body according to the first embodiment is applied. It is a figure for demonstrating the outline of the method of guiding a moving body by the guidance control system of a moving body in Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the first example of the detail of the method of guiding a moving body by the guidance control system of a moving body in Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the 2nd example of the detail of the method of guiding a moving body by the guidance control system of a moving body in Embodiment 1.
  • FIG. It is a sequence diagram for demonstrating the outline of operation of the guidance control system of a moving body in Embodiment 1.
  • FIG. It is a hardware block diagram of the guidance control device of the guidance control system of a moving body in Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram of the moving body and the guidance control device to which the guidance control system of the moving body in Embodiment 2 is applied.
  • FIG. 1 It is a figure for demonstrating the 2nd example of the detail of the method of guiding a moving body by the guidance control system of a moving body in Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the measurement method of the absolute position and direction of a moving body by the guidance control device of the guidance control system of the moving body in Embodiment 3.
  • FIG. 1 It is a figure for demonstrating the measurement method of the absolute position and direction of a moving body by the guidance control device of the guidance control system of the moving body in Embodiment 3.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a moving body guidance control system according to the first embodiment.
  • the moving body 1 is provided so as to be able to move autonomously.
  • the guidance control system includes a plurality of cameras 2 and a guidance control device 3.
  • a plurality of cameras 2 are provided on the ceiling of a building as an absolute position measuring device.
  • the guidance control device 3 searches for the movement path of the moving body 1 so as to pass through the measurement ranges of the plurality of cameras 2. At this time, the movement route is connected with a single stroke. The guidance control device 3 discretizes the movement path and generates a waypoint. The guidance control device 3 transmits the information of the waypoint to the moving body 1. The guidance control device 3 measures the absolute position of the moving body 1 after identifying the moving body 1 from each image of the plurality of cameras 2. The guidance control device 3 replaces the moving body 1 with a new waypoint after the next waying point with respect to the moving body 1 based on the absolute position of the moving body 1.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of measuring the absolute position and orientation of the moving body by the guidance control device of the guidance control system of the moving body according to the first embodiment.
  • the detection range of the camera 2 is set to be rectangular.
  • the detection range of the camera 2 is set to be a range of 3 m ⁇ 5 m on the floor surface.
  • the marker 4 is provided on the moving body 1.
  • the marker 4 is a two-dimensional bar code.
  • the guidance control device 3 (not shown in FIG. 2) detects the marker 4 from the image of the camera 2.
  • the guidance control device 3 measures the absolute position and orientation of the moving body 1 based on the detection result of the marker 4.
  • the guidance control device 3 reads the identification information from the marker 4.
  • the guidance control device 3 identifies the moving body 1 based on the identification information.
  • FIG. 3 is a block diagram of a mobile body and a guidance control device to which the guidance control system for the mobile body according to the first embodiment is applied.
  • the moving body 1 includes an external sensor (not shown).
  • the moving body 1 is provided so as to be able to move while maintaining a given position vector.
  • the moving body 1 includes a wheel rotation angle detection unit 1a, a relative movement amount estimation unit 1b, a control command generation unit 1c, and a wheel control unit 1d.
  • the wheel rotation angle detection unit 1a detects the rotation angle of the wheel of the moving body 1.
  • the relative movement amount estimation unit 1b estimates the relative movement amount of the moving body 1 based on the rotation angle estimation value corresponding to the detection result of the wheel rotation angle detection unit 1a and the movement error value from the guidance control device 3.
  • the control command generation unit 1c controls the speed target based on the relative movement amount estimation value corresponding to the estimation result of the relative movement amount estimation unit 1b and the relative movement amount value from the guidance control device 3 to the waypoint. Generate a command.
  • the wheel control unit 1d controls the rotation of the wheels of the moving body 1 based on the control command from the control command generation unit 1c.
  • the guidance control device 3 includes a map information management unit 3a, a movement route search unit 3b, an absolute position measurement unit 3c, a moving body motion estimation unit 3d, and a waypoint generation unit 3e.
  • the map information management unit 3a manages the map information of the moving area of the moving body 1.
  • the map information management unit 3a grasps the start point and the end point of the movement of the moving body 1 based on the operation target command from the outside.
  • the map information management unit 3a outputs image information regarding the position of the moving body 1.
  • the map information management unit 3a manages the map information of the moving area.
  • the movement route search unit 3b searches for a movement route that passes through the measurement area of the camera 2 with respect to the map information managed by the map information management unit 3a.
  • the absolute position measuring unit 3c detects the marker 4 in the image of the camera 2 and measures the absolute position of the moving body 1.
  • the absolute position measuring unit 3c transmits the absolute position and the identification information of the moving body 1 to the map information management unit 3a.
  • the moving body motion estimation unit 3d performs the motion of the moving body 1 based on the position estimated value corresponding to the measurement result of the absolute position measuring unit 3c, the relative movement amount estimated value from the moving body 1, the wheel rotation angle, and the control command.
  • the waypoint generation unit 3e discretizes the radial path and generates a waypoint after considering the route, the node, the observation range, and the like corresponding to the movement path searched by the movement path search unit 3b.
  • the moving body motion estimation unit 3d calculates an error estimation value with the waypoint generated by the waypoint generation unit 3e.
  • the waypoint generation unit 3e replaces the waypoint with a new waypoint based on the error estimation value from the moving body motion estimation part 3d.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an outline of a method of guiding a moving body by a moving body guidance control system according to the first embodiment.
  • the measurement area of A corresponds to the initial position.
  • the measurement area of B corresponds to the position where the moving body 1 turns to the left.
  • the measurement area of C corresponds to the position where the moving body 1 goes straight and the position where the moving body 1 turns to the right.
  • the measurement area of D corresponds to the position of the elevator landing.
  • the measurement area of E corresponds to the position of the dock of the moving body 1.
  • the guidance control device 3 (not shown in FIG. 4) authenticates the identification information of the marker 4 of the moving body 1 and then acquires the information of the initial position of the moving body 1. After that, the guidance control device 3 searches for a movement route by designating the guidance location. After that, the guidance control device 3 transmits information on the waypoint corresponding to the movement route to the moving body 1. The mobile body 1 starts autonomous movement based on the information of the waypoint.
  • the moving body 1 After that, the moving body 1 reaches the measurement area of B. At this time, the moving body 1 temporarily stops.
  • the guidance control device 3 authenticates the identification information based on the image of the camera 2 and then acquires the information on the absolute position of the moving body 1.
  • the guidance control device 3 transmits information on the relative movement amount based on the absolute position of the moving body 1 toward the moving body 1.
  • the moving body 1 bends to the left based on the relative movement amount.
  • the guidance control device 3 authenticates the identification information based on the image of the camera 2 and then acquires the information on the absolute position of the moving body 1.
  • the guidance control device 3 transmits information on the relative movement amount based on the absolute position of the moving body 1 toward the moving body 1.
  • the moving body 1 uses the elevator, the moving body 1 goes straight based on the relative movement amount.
  • the moving body 1 After that, the moving body 1 reaches the measurement range of D. At this time, the moving body 1 temporarily stops.
  • the guidance control device 3 authenticates the identification information based on the image of the camera 2 and then acquires the information on the absolute position of the moving body 1.
  • the guidance control device 3 registers the call of the landing.
  • the guidance control device 3 transmits information on the relative movement amount based on the absolute position of the moving body 1 toward the moving body 1.
  • the moving body 1 uses the elevator, the moving body 1 adjusts its posture based on the relative movement amount by the time the car of the elevator arrives at the landing. After that, the moving body 1 waits at the waypoint closest to the entrance / exit of the elevator landing.
  • the moving body 1 When the moving body 1 heads for the dock, the moving body 1 reaches the measurement area of E from the measurement area of C. At this time, the moving body 1 temporarily stops.
  • the guidance control device 3 authenticates the identification information based on the image of the camera 2 and then acquires the information on the absolute position of the moving body 1.
  • the guidance control device 3 transmits information on the relative movement amount based on the absolute position of the moving body 1 toward the moving body 1.
  • the moving body 1 moves based on the relative movement amount. After that, the moving body 1 waits at the designated waypoint.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a first example of details of a method of guiding a moving body by a moving body guidance control system according to the first embodiment.
  • the moving body 1 is provided so as to be able to move relative to each other at a distance of about 2 m to 5 m.
  • the mobile body 1 includes an obstacle avoidance sensor (not shown).
  • the moving body 1 is provided so that the movement can be corrected by an absolute position sensor such as GPS.
  • the moving body motion estimation unit 3d is based on the geometric model of the moving body 1 given in advance and the waypoints generated by the waypoint generation part 3e. Calculate the amount of error correction.
  • the waypoint generation unit 3e corrects the waypoints based on the correction amount calculated by the moving body motion estimation unit 3d, and transmits information on the relative movement amount corresponding to the corrected waypoints to the moving body 1. ..
  • the guidance control device 3 may calculate a plurality of correction amounts corresponding to the plurality of waypoints generated by the waypoint generation unit 3e by the moving body motion estimation unit 3d.
  • the waypoint generation unit 3e may select a waypoint that draws the smoothest curve from a plurality of correction amounts calculated by the moving body motion estimation unit 3d.
  • the smoothest curve is, for example, the curve that minimizes the moving distance within the measurement range.
  • the smoothest curve is not limited to the curve with the minimum movement distance, and may be, for example, a curve with the minimum curvature or a curve in which the change in curvature is a monotonic function.
  • the curve of the path selected by the waypoint generation unit 3e is, for example, a cubic spline curve.
  • the spline curve uses a waypoint as a control point and gives a smooth path through all the points.
  • the waypoint generation unit 3e can generate a waypoint that the moving body 1 can guide with a linear control input.
  • the waypoint generation unit 3e calculates the smoothest curve by inserting or deleting a plurality of waypoints into the spline curve.
  • the curve of the path selected by the waypoint generation unit 3e is not limited to the cubic spline curve, and may be a higher-order spline curve.
  • the curve of the path selected by the waypoint generation unit 3e is, for example, a B-spline curve.
  • the B-spline curve provides a smooth path that passes near the waypoints from the start point to the end point, with the waypoints excluding the waypoints on the entrance and exit sides of the measurement range as control points.
  • the B-spline curve has a continuous curvature.
  • the waypoint generation unit 3e creates a smooth curve by using the point where the B-spline curve is discretized as the waypoint when the correction amount of the error of the waypoint given in advance is large and a smooth curve cannot be generated. can get.
  • the curve of the path selected by the waypoint generation unit 3e is not limited to the B-spline curve, but may be a Bezier curve or a rational B-spline curve.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a second example of details of the method of guiding a moving body by the moving body guidance control system according to the first embodiment.
  • the moving body 1 is provided so as to be able to move relative to each other at a distance of about 2 m to 5 m.
  • the mobile body 1 includes an obstacle avoidance sensor (not shown).
  • the moving body 1 is provided so that the movement can be corrected by an absolute position sensor such as GPS.
  • the waypoint generation unit 3e is different from the movement route searched by the movement route search unit 3b when the moving body 1 uses the equipment of the building. Generate a waypoint of the movement route of.
  • the waypoint generation unit 3e is separated from the frontage of the doorway so as not to change its posture and come into contact with the wall while passing through the frontage of a passage having a narrow width such as an elevator or a frontage of a door. Generate a waypoint that faces the position.
  • the waypoint generation unit 3e when the waypoint generation unit 3e is boarded in a direction facing the car of a narrow elevator that cannot change direction in the car, the direction is the same as the boarding posture and the direction facing the entrance frontage at a distance. Generate a waypoint. That is, the waypoint generation unit 3e generates a route for getting off in the backward direction when the moving body gets on the elevator car in the forward direction.
  • the waypoint generation unit 3e generates a waypoint that is in the opposite direction to the direction facing the frontage of the doorway at a position away from the frontage of the doorway, for example, when riding in a car of a narrow elevator that cannot change direction in the car. At the same time, the direction of the waypoint of the car is corrected so that the direction is opposite to the direction facing the car. That is, the waypoint generation unit 3e generates a route in which the moving body gets on the elevator car in the backward direction and gets off in the forward direction.
  • the waypoint generation unit 3e generates a waypoint that faces the frontage of the doorway at a distance from the entrance / exit, for example, when riding in a car of a wide elevator that can change the direction in the car. Further, a waypoint is generated in the direction opposite to the direction facing the same position. At this time, a waypoint may be given after confirming in advance that there are no people, obstacles, or the like in the vicinity. Then, when getting off from the elevator car, a waypoint is generated that is in the direction opposite to the direction facing the frontage of the doorway at a position away from the entrance. That is, the waypoint generation unit 3e generates a route in which the moving body gets on the elevator car in the forward direction and gets off in the forward direction.
  • FIG. 7 is a sequence diagram for explaining an outline of the operation of the mobile guidance control system according to the first embodiment.
  • step S1 the guidance control device 3 searches for the movement path of the moving body 1. After that, in step S2, the guidance control device 3 calculates the waypoint. After that, in step S3, the guidance control device 3 transmits information on the position and the posture in relative coordinates as information on the waypoints.
  • step S4 the moving body 1 performs movement control based on the information of the waypoint. At this time, if the moving body 1 is out of the measurement range in the image of the camera 2, the moving body 1 continues the operation of step S3.
  • step S5 the guidance control device 3 detects the two-dimensional bar code from the image of the camera 2 and recognizes the moving body 1 based on the image of the two-dimensional bar code. After that, the guidance control device 3 performs the operation of step S6.
  • step S6 the guidance control device 3 measures the absolute position of the moving body 1. After that, the guidance control device 3 transmits the information of the position and the posture in the relative coordinates to the moving body 1 based on the measurement position of the moving body 1.
  • step S7 the guidance control device 3 stores the information of the measurement result. After that, the guidance control device 3 performs the operation of step S8.
  • step S8 the guidance control device 3 stores information on the absolute position of the moving body 1. After that, the guidance control device 3 performs the operation of step S9.
  • step S9 the guidance control device 3 determines the prohibited area. When the absolute position of the moving body 1 is within the prohibited area in step S8, the guidance control device 3 transmits the stop command information toward the moving body 1.
  • step S7 the guidance control device 3 also performs the operation of step S10.
  • step S10 the guidance control device 3 performs position matching. At this time, when the absolute position of the moving body 1 is the target position, the guidance control device 3 notifies the service completion information.
  • step S11 the moving body 1 performs position correction control based on the information of the position and the posture in the relative coordinates from the guidance control device 3. After that, the moving body 1 performs the operation of step S12.
  • step S12 the moving body 1 performs a stop process based on the information of the stop command from the guidance control device 3.
  • step S13 the mobile body 1 grasps that it has arrived at the target position when it receives the service completion information from the guidance control device 3.
  • the guidance control device 3 replaces the waypoint with a new waypoint based on the measurement result of the absolute position of the moving body 1. Therefore, the moving body 1 can be easily guided.
  • the moving body 1 travels while correcting the movement error. Therefore, the movement error of the moving body 1 can be suppressed.
  • the guidance control device 3 not only measures the absolute position and orientation of the moving body by the marker 4, but also reads the identification information from the marker 4. Therefore, it is possible to identify and guide a plurality of moving bodies 1.
  • the guidance control device 3 reflects the absolute position of the moving body 1 in the map information. Therefore, if the passage of the measurement area of the camera 2 is prioritized, the moving body 1 can be safely moved in a wide range.
  • the guidance control device 3 transmits the corrected waypoint information to the moving body 1. Therefore, it is possible to make the moving body 1 perform a special trajectory or error-correcting movement in preparation for movement outside the measurement range.
  • the guidance control device 3 when the moving body 1 uses the equipment of the building, the guidance control device 3 generates a waypoint of another moving route different from the searched moving route. Therefore, it is possible to encourage the use of equipment without giving a special algorithm to the moving body 1 for each equipment.
  • the guidance control device 3 when the moving body uses the elevator, the guidance control device 3 generates a waypoint that faces the entrance / exit at a position away from the entrance / exit of the elevator. Therefore, the moving body 1 having a turning radius larger than the width of the elevator doorway can be safely passed through the elevator doorway.
  • FIG. 8 is a hardware configuration diagram of the guidance control device of the guidance control system for the moving body according to the first embodiment.
  • Each function of the guidance control device 3 can be realized by a processing circuit.
  • the processing circuit includes at least one processor 100a and at least one memory 100b.
  • the processing circuit includes at least one dedicated hardware 200.
  • each function of the guidance control device 3 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware. At least one of the software and firmware is written as a program. At least one of the software and firmware is stored in at least one memory 100b. At least one processor 100a realizes each function of the guidance control device 3 by reading and executing a program stored in at least one memory 100b. At least one processor 100a is also referred to as a central processing unit, a processing unit, an arithmetic unit, a microprocessor, a microcomputer, and a DSP.
  • at least one memory 100b is a non-volatile or volatile semiconductor memory such as RAM, ROM, flash memory, EPROM, EEPROM, magnetic disk, flexible disk, optical disk, compact disk, mini disk, DVD or the like.
  • the processing circuit includes at least one dedicated hardware 200
  • the processing circuit is realized by, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC, an FPGA, or a combination thereof.
  • each function of the guidance control device 3 is realized by a processing circuit.
  • each function of the guidance control device 3 is collectively realized by a processing circuit.
  • a part may be realized by the dedicated hardware 200, and the other part may be realized by software or firmware.
  • the function of the waypoint generator 3e is realized by a processing circuit as dedicated hardware 200, and at least one processor 100a is stored in at least one memory 100b for the function other than the function of the waypoint generator 3e. It may be realized by reading and executing the program.
  • the processing circuit realizes each function of the induction control device 3 by hardware 200, software, firmware, or a combination thereof.
  • FIG. 9 is a block diagram of a mobile body and a guidance control device to which the guidance control system for the mobile body according to the second embodiment is applied.
  • the same or corresponding parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals. The explanation of the relevant part is omitted.
  • the moving body 1 does not have an outside world sensor.
  • the moving body 1 is provided so that it can move without maintaining a given position vector.
  • the mobile body motion estimation unit 3d directly transmits the control error-corrected command value to the control command generation unit 1c of the mobile body 1.
  • control command generation unit 1c corresponds to the speed target based on the relative movement amount estimation value corresponding to the estimation result of the relative movement amount estimation unit 1b and the control error corrected command value from the guidance control device 3. Generate the control command.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a first example of details of a method of guiding a moving body by a moving body guidance control system according to the second embodiment.
  • the moving body 1 is provided so as to be able to move relative to each other at a distance of about 2 m.
  • the moving body 1 does not have an obstacle avoidance sensor.
  • the moving body 1 is provided so that the movement cannot be corrected by an absolute position sensor such as GPS.
  • the moving body motion estimation unit 3d is the moving body 1 measured by the absolute position of the waypoint generated by the waypoint generating part 3e and the absolute position measuring part 3c.
  • the motion model of the moving body 1 is modified by a statistical method or the like based on the difference from the absolute position of.
  • the moving body motion estimation unit 3d estimates the motion of the moving body 1 based on the corrected motion model with respect to the absolute position of the new waypoint, and calculates the locus of the moving body 1.
  • the moving body motion estimation unit 3d corrects a new waypoint based on the difference between the absolute position of the end point of the locus and the absolute position of the new waypoint.
  • a Kalman filter, particle filter, etc. are used to modify the motion model. For example, parameters of a motion model such as wheel diameter, friction, and slip ratio of the moving body 1 are targeted. For example, the output with respect to the input, such as the straight-ahead amount and curvature of the moving body 1, is directly targeted.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a second example of details of the method for guiding a moving body by the moving body guidance control system according to the first embodiment.
  • the moving body 1 is provided so as to be able to move relative to each other at a distance of about 2 m.
  • the moving body 1 does not have an obstacle avoidance sensor.
  • the moving body 1 is provided so that the movement cannot be corrected by an absolute position sensor such as GPS.
  • the waypoint generation unit 3e is different from the movement route searched by the movement route search unit 3b when the body uses the equipment of the building. Generate a waypoint of the movement route. For example, the waypoint generation unit 3e generates a waypoint that faces the frontage of the entrance / exit of the elevator at a position away from the frontage of the elevator when the moving body 1 uses the elevator. At this time, the waypoint generation unit 3e generates a waypoint so as to be a miracle that makes it easy to face the entrance / exit of the elevator according to the width of the passage.
  • the guidance control device 3 has a function of modifying the motion model of the moving body 1. Therefore, the motion error of the moving body 1 can be suppressed by estimating the error caused by the movement to the new waypoint and correcting the estimated value to the waypoint in advance. By repeating the correction at this time within the measurement range, the accuracy of the motion model is improved. Therefore, the accuracy of movement of the moving body 1 outside the measurement range is improved. As a result, the number of cameras 2 installed can be reduced.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a method of measuring the absolute position and orientation of the moving body by the guidance control device of the guidance control system of the moving body according to the third embodiment.
  • the same or corresponding parts as those of the first embodiment are designated by the same reference numerals. The explanation of the relevant part is omitted.
  • the plurality of receiving devices 5 are provided as absolute position measuring devices corresponding to one measurement area.
  • the moving body 1 emits electromagnetic waves, ultrasonic waves, and visible light.
  • the absolute position measuring unit 3c receives a plurality of receiving devices when each of the plurality of receiving devices 5 receives a characteristic carrier wave emitted by the mobile body 1. Based on the difference in the reception state of the carrier waves of 5, the absolute position and orientation are measured from the moving body 1.
  • the guidance control device 3 measures the absolute position and orientation of the mobile body 1 based on the difference in the reception state of the carrier waves of the plurality of receiving devices 5. Therefore, the guidance control system can be constructed comfortably, and the absolute position and orientation of the moving body 1 are measured in a secure environment against attacks such as camouflage.
  • the movement path of the first moving body 1 and the moving path of the second moving body 1 intersect with each other, and the first moving body 1 and the second moving body 1 It is not necessary to generate a waypoint of any of the first moving body 1 and the second moving body 1 when it is expected that the two move bodies collide with each other. In this case, traffic control can be safely performed for the plurality of moving bodies 1.
  • the guidance control device and the guidance control system for the moving body according to the present invention can be used for the system for controlling the moving body.
  • 1 moving body 1a wheel rotation angle detection unit, 1b relative movement amount estimation unit, 1c control command generation unit, 1d wheel control unit, 2 camera 2 guidance control device, 3a map information management unit, 3b movement route search unit, 3c absolute Position measurement unit, 3d moving body motion estimation unit, 3e waypoint generator, 4 markers, 5 receiver, 100a processor, 100b memory, 200 hardware

Abstract

移動体を容易に誘導することができる移動体の誘導制御装置を提供する。移動体の誘導制御装置は、移動体の移動領域の地図情報を管理する地図情報管理部と、前記地図情報管理部により管理された地図情報に対して絶対位置計測装置の計測領域を通過する移動経路を探索する移動経路探索部と、前記絶対位置計測装置による移動体の位置の計測結果に基づいて、当該移動体の絶対位置を計測する絶対位置計測部と、前記絶対位置計測部の計測結果に基づいて、前記移動体の運動を推定する移動体運動推定部と、前記移動経路探索部により探索された移動経路を離散化して経由点を生成し、前記移動体が前記経由点に向けて移動して前記絶対位置計測装置の計測領域に到達した際に、前記移動体運動推定部の推定結果に基づいて、当該経由点を新たな経由点に置き換える経由点生成部と、を備えた。

Description

移動体の誘導制御装置および誘導制御システム
　この発明は、移動体の誘導制御装置および誘導制御システムに関する。
　特許文献１は、移動体の誘導制御装置を開示する。当該誘導制御装置によれば、ＧＰＳなどの外部から位置を計測する装置により移動体を誘導し得る。特に、地図情報により誘導を補正することでＧＰＳなど一時的に位置データの精度が低下する装置による誘導の課題を解決している。
日本特開平９－６２３５３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の誘導制御装置においては、ＧＰＳの機能が移動範囲の全体を覆われていることが前提となる。このため、ＧＰＳの機能を利用できない屋内における移動体の誘導、移動範囲全体を被覆できない位置計測手段等では、当該誘導制御装置を利用できない。
　この発明は、上述の課題を解決するためになされた。この発明の目的は、移動体を容易に誘導することができる移動体の誘導制御装置および誘導制御システムを提供することである。
　この発明に係る移動体の誘導制御装置は、移動体の移動領域の地図情報を管理する地図情報管理部と、前記地図情報管理部により管理された地図情報に対して絶対位置計測装置の計測領域を通過する移動経路を探索する移動経路探索部と、前記絶対位置計測装置による移動体の位置の計測結果に基づいて、当該移動体の絶対位置を計測する絶対位置計測部と、前記絶対位置計測部の計測結果に基づいて、前記移動体の運動を推定する移動体運動推定部と、前記移動経路探索部により探索された移動経路を離散化して経由点を生成し、前記移動体が前記経由点に向けて移動して前記絶対位置計測装置の計測領域に到達した際に、前記移動体運動推定部の推定結果に基づいて、当該経由点を新たな経由点に置き換える経由点生成部と、を備えた。
　この発明に係る移動体の誘導制御システムは、移動体の絶対位置を計測する絶対位置計測装置と、前記絶対位置計測装置の計測領域を通過する移動経路を探索し、前記絶対位置計測装置による移動体の位置の計測結果に基づいて、当該移動体の絶対位置を計測し、当該絶対位置の計測結果に基づいて、前記移動体の運動を推定し、移動経路を離散化して経由点を生成し、移動体が経由点に向けて移動して絶対位置計測装置の計測領域に到達した際に、移動体運動推定部の推定結果に基づいて、当該経由点を新たな経由点に置き換える誘導制御装置と、を備えた。
　この発明によれば、誘導制御装置は、移動体の絶対位置の計測結果に基づいて、経由点を新たな経由点に置き換える。このため、移動体１を容易に誘導することができる。
実施の形態１における移動体の誘導制御システムの構成図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムの誘導制御装置による移動体の絶対位置と向きとの計測方法を説明するための図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムが適用される移動体と誘導制御装置とのブロック図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の概要を説明するための図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第１例を説明するための図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第２例を説明するための図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムの動作の概要を説明するためのシーケンス図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムの誘導制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態２における移動体の誘導制御システムが適用される移動体と誘導制御装置とのブロック図である。 実施の形態２における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第１例を説明するための図である。 実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第２例を説明するための図である。 実施の形態３における移動体の誘導制御システムの誘導制御装置による移動体の絶対位置と向きとの計測方法を説明するための図である。
　この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には同一の符号が付される。当該部分の重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
実施の形態１．
　図１は実施の形態１における移動体の誘導制御システムの構成図である。
　図１において、移動体１は、自律移動し得るように設けられる。
　誘導制御システムは、複数のカメラ２と誘導制御装置３とを備える。
　例えば、複数のカメラ２は、絶対位置計測装置として建築物の天井に設けられる。
　誘導制御装置３は、複数のカメラ２の計測範囲を通過するように移動体１の移動経路を探索する。この際、移動経路は、一筆書きで結ばれる。誘導制御装置３は、当該移動経路を離散化して経由点を生成する。誘導制御装置３は、当該経由点の情報を移動体１に向けて送信する。誘導制御装置３は、複数のカメラ２の各々の画像から移動体１を識別した上で当該移動体１の絶対位置を計測する。誘導制御装置３は、当該移動体１の絶対位置に基づいて当該移動体１に対する次以降の経由点の新たな経由点に置き換える。
　次に、図２を用いて、移動体１の絶対位置と向きとの計測方法を説明する。
　図２は実施の形態１における移動体の誘導制御システムの誘導制御装置による移動体の絶対位置と向きとの計測方法を説明するための図である。
　図２に示されるように、カメラ２の検知範囲は、矩形状に設定される。例えば、カメラ２の検知範囲は、床面上において３ｍ×５ｍの範囲となるように設定される。
　マーカー４は、移動体１に設けられる。例えば、マーカー４は、二次元バーコードである。
　誘導制御装置３（図２においては図示されず）は、カメラ２の画像からマーカー４を検出する。誘導制御装置３は、当該マーカー４の検出結果に基づいて移動体１の絶対位置と向きとを計測する。誘導制御装置３は、マーカー４から識別情報を読み取る。誘導制御装置３は、当該識別情報に基づいて当該移動体１を識別する。
　次に、図３を用いて、移動体１と移動体１制御装置とを説明する。
　図３は実施の形態１における移動体の誘導制御システムが適用される移動体と誘導制御装置とのブロック図である。
　図３において、移動体１は、図示されない外界センサを備える。移動体１は、与えられた位置ベクトルを維持して移動し得るように設けられる。具体的には、移動体１は、車輪回転角検出部１ａと相対移動量推定部１ｂと制御指令生成部１ｃと車輪制御部１ｄとを備える。
　車輪回転角検出部１ａは、移動体１の車輪の回転角を検出する。相対移動量推定部１ｂは、車輪回転角検出部１ａの検出結果に対応した回転角推定値と誘導制御装置３からの移動誤差の値とに基づいて移動体１の相対移動量を推定する。制御指令生成部１ｃは、相対移動量推定部１ｂの推定結果に対応した相対移動量推定値と誘導制御装置３からの経由点への相対移動量の値とに基づいて速度目標に対応した制御指令を生成する。車輪制御部１ｄは、制御指令生成部１ｃからの制御指令に基づいて移動体１の車輪の回転を制御する。
　誘導制御装置３は、地図情報管理部３ａと移動経路探索部３ｂと絶対位置計測部３ｃと移動体運動推定部３ｄと経由点生成部３ｅとを備える。
　地図情報管理部３ａは、移動体１の移動領域の地図情報を管理する。地図情報管理部３ａは、外部からの運用目標指令に基づいて移動体１の移動の始点と終点とを把握する。地図情報管理部３ａは、移動体１の位置に関する画像の情報を出力する。地図情報管理部３ａは、移動領域の地図情報を管理する。移動経路探索部３ｂは、地図情報管理部３ａにより管理された地図情報に対してカメラ２の計測領域を通過する移動経路を探索する。絶対位置計測部３ｃは、カメラ２の画像においてマーカー４を検出して、移動体１の絶対位置を計測する。絶対位置計測部３ｃは、移動体１の絶対位置を計測した際に当該絶対位置と当該移動体１の識別情報とを地図情報管理部３ａにむけて送信する。移動体運動推定部３ｄは、絶対位置計測部３ｃの計測結果に対応した位置推定値と移動体１からの相対移動量推定値、車輪回転角、制御指令に基づいて、移動体１の運動を推定する。経由点生成部３ｅは、移動経路探索部３ｂにより探索された移動経路に対応した経路、節点、観測範囲等を考慮した上で当該動径路を離散化して経由点を生成する。
　移動体運動推定部３ｄは、経由点生成部３ｅにより生成された経由点との誤差推定値を演算する。経由点生成部３ｅは、移動体運動推定部３ｄからの誤差推定値に基づいて、当該経由点を新たな経由点に置き換える。
　次に、図４を用いて、移動体１の誘導方法の概要を説明する。
　図４は実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の概要を説明するための図である。
　図４において、Ａの計測領域は、初期位置に対応する。Ｂの計測領域は、移動体１が左側に曲がる位置に対応する。Ｃの計測領域は、移動体１が直進する位置と右側に曲がる位置とに対応する。Ｄの計測領域は、エレベーターの乗場の位置に対応する。Ｅの計測領域は、移動体１のドックの位置に対応する。
　Ａの計測領域においては、誘導制御装置３（図４においては図示されず）は、移動体１のマーカー４の識別情報を認証した上で移動体１の初期位置の情報を取得する。その後、誘導制御装置３は、誘導場所を指定して移動経路を探索する。その後、誘導制御装置３は、移動経路に対応した経由点の情報を移動体１に向けて送信する。移動体１は、当該経由点の情報に基づいて自律移動を開始する。
　その後、移動体１は、Ｂの計測領域に到達する。この際、移動体１は、一時的に停止する。誘導制御装置３は、カメラ２の画像に基づいて識別情報を認証した上で移動体１の絶対位置の情報を取得する。誘導制御装置３は、移動体１の絶対位置に基づいた相対移動量の情報を移動体１に向けて送信する。移動体１は、当該相対移動量に基づいて左側に曲がる。
　その後、移動体１は、Ｃの計測範囲に到達する。この際、移動体１は、一時的に停止する。誘導制御装置３は、カメラ２の画像に基づいて識別情報を認証した上で移動体１の絶対位置の情報を取得する。誘導制御装置３は、移動体１の絶対位置に基づいた相対移動量の情報を移動体１に向けて送信する。移動体１がエレベーターを利用する場合、移動体１は、当該相対移動量に基づいて直進する。
　その後、移動体１は、Ｄの計測範囲に到達する。この際、移動体１は、一時的に停止する。誘導制御装置３は、カメラ２の画像に基づいて識別情報を認証した上で移動体１の絶対位置の情報を取得する。誘導制御装置３は、当該乗場の呼びを登録する。誘導制御装置３は、移動体１の絶対位置に基づいた相対移動量の情報を移動体１に向けて送信する。移動体１がエレベーターを利用する場合、移動体１は、エレベーターのかごが当該乗場に到着するまでに相対移動量に基づいて姿勢を整える。その後、移動体１は、エレベーターの乗場の出入口に最も近い経由点において待機する。
　移動体１がドックに向かう場合、移動体１は、Ｃの計測領域からＥの計測領域に到達する。この際、移動体１は、一時的に停止する。誘導制御装置３は、カメラ２の画像に基づいて識別情報を認証した上で移動体１の絶対位置の情報を取得する。誘導制御装置３は、移動体１の絶対位置に基づいた相対移動量の情報を移動体１に向けて送信する。移動体１は、当該相対移動量に基づいて移動する。その後、移動体１は、指定された経由点で待機する。
　次に、図５を用いて、移動体１の誘導方法の詳細の第１例を説明する。
　図５は実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第１例を説明するための図である。
　図５において、移動体１は、２ｍ～５ｍ程度の距離において相対移動し得るように設けられる。移動体１は、図示されない障害物回避センサを備える。移動体１は、ＧＰＳ等の絶対位置センサで動きを補正し得るように設けられる。
　誘導制御装置３（図５においては図示されず）において、移動体運動推定部３ｄは、事前に与えられた移動体１の幾何モデルと経由点生成部３ｅにより生成された経由点とに基づいて誤差の補正量を演算する。経由点生成部３ｅは、移動体運動推定部３ｄにより演算された補正量に基づいて、経由点を補正し、補正した経由点に対応した相対移動量の情報を移動体１に向けて送信する。
　誘導制御装置３は、経由点生成部３ｅにより生成された複数の経由点に対して、移動体運動推定部３ｄにより対応する複数の補正量を演算してもよい。経由点生成部３ｅは、移動体運動推定部３ｄにより演算された複数の補正量から最も滑らかな曲線を描く経由点を選択してもよい。最も滑らかな曲線とは、例えば、計測範囲内の移動距離が最小となる曲線である。最も滑らかな曲線は、移動距離が最小となる曲線に限らず、例えば、曲率が最小となる曲線や、曲率の変化が単調関数である曲線であってもよい。
　経由点生成部３ｅが選択する経路の曲線は、例えば、３次のスプライン曲線である。スプライン曲線は、経由点を制御点として、その点をすべて通る滑らかな経路を与える。３次のスプライン曲線は、制御点間の曲率が線形に変化する。そのため、経由点生成部３ｅは、移動体１が線形な制御入力で誘導できる経由点を生成できる。経由点生成部３ｅは、複数の経由点をスプライン曲線に挿入あるいは削除することで、最も滑らかな曲線を演算する。なお、経由点生成部３ｅが選択する経路の曲線は、３次のスプライン曲線に限らず、高次のスプライン曲線であってもよい。
　経由点生成部３ｅが選択する経路の曲線は、例えば、Ｂ－スプライン曲線である。Ｂ－スプライン曲線は、計測範囲の入口と出口側の経由点を除く経由点を制御点として、始点から終点まで経由点の近傍を通過する滑らかな経路を与える。Ｂ－スプライン曲線は、曲率が連続である。経由点生成部３ｅは、事前に与えられた経由点の誤差の補正量が大きく滑らかな曲線が生成できない場合に、Ｂ－スプライン曲線を離散化した点を経由点とすることで滑らかな曲線が得られる。なお、経由点生成部３ｅが選択する経路の曲線は、Ｂ－スプライン曲線に限らず、ベジエ曲線や有理Ｂ－スプライン曲線であってもよい。
　次に、図６を用いて、移動体１の誘導方法の詳細の第２例を説明する。
　図６は実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第２例を説明するための図である。
　図６において、移動体１は、２ｍ～５ｍ程度の距離において相対移動し得るように設けられる。移動体１は、図示されない障害物回避センサを備える。移動体１は、ＧＰＳ等の絶対位置センサで動きを補正し得るように設けられる。
　誘導制御装置３（図６においては図示されず）において、経由点生成部３ｅは、移動体１が建築物の設備を利用する場合に、移動経路探索部３ｂにより探索された移動経路と異なる別の移動経路の経由点を生成する。
　経由点生成部３ｅは、例えば、エレベーター、扉の間口のように幅が狭くなる通路に対して、間口の通過中に姿勢を変えて壁と接触しないために、出入口の間口に対して離れた位置で正対する向きとなる経由点を生成する。
　経由点生成部３ｅは、例えば、かご内で方向転換できない狭いエレベーターのかごに正対する向きで乗車する場合に、搭乗した姿勢と同じ向きで入口の間口に対して離れた位置で正対する向きとなる経由点を生成する。すなわち、経由点生成部３ｅは、移動体がエレベーターのかごに前進方向で乗車した場合、後退方向で降車する経路を生成する。
　経由点生成部３ｅは、例えば、かご内で方向転換できない狭いエレベーターのかごに乗車する場合に、出入口の間口に対して離れた位置で正対する向きと反対の向きとなる経由点を生成する。同時に、かごの経由点の向きを正対する向きと反対の向きとなる経由点に修正する。すなわち、経由点生成部３ｅは、移動体がエレベーターのかごに後退方向で乗車し、前進方向で降車する経路を生成する。
　経由点生成部３ｅは、例えば、かご内で方向転換できる広いエレベーターのかごに乗車する場合に、出入口の間口に対して離れた位置で正対する向きとなる経由点を生成する。
更に、同じ位置に対して正対する向きと反対の向きとなる経由点を生成する。このとき、周囲に人、障害物等がないか予め確認してから経由点を与えてもよい。そして、エレベーターのかごから降車する場合に、出入口の間口に対して離れた位置で正対する向きと反対の向きとなる経由点を生成する。すなわち、経由点生成部３ｅは、移動体がエレベーターのかごに前進方向で乗車し、前進方向で降車する経路を生成する。
　次に、図７を用いて、移動体１の誘導制御システムの動作の概要を説明する。
　図７は実施の形態１における移動体の誘導制御システムの動作の概要を説明するためのシーケンス図である。
　ステップＳ１では、誘導制御装置３は、移動体１の移動経路を探索する。その後、ステップＳ２では、誘導制御装置３は、経由点を算出する。その後、ステップＳ３では、誘導制御装置３は、経由点の情報として相対座標における位置と姿勢との情報を送信する。
　ステップＳ４では、移動体１は、当該経由点の情報に基づいて移動制御を行う。この際、移動体１がカメラ２の画像における計測範囲外にいると、移動体１は、ステップＳ３の動作を継続する。
　移動体１がカメラ２の画像における計測範囲内にいると、誘導制御装置３は、ステップＳ５の動作を行う。ステップＳ５では、誘導制御装置３は、カメラ２の画像から二次元バーコード検出して、二次元バーコードの画像に基づいて移動体１を認識する。その後、誘導制御装置３は、ステップＳ６の動作を行う。ステップＳ６では、誘導制御装置３は、移動体１の絶対位置を計測する。その後、誘導制御装置３は、移動体１の測定位置に基づいて相対座標における位置と姿勢との情報を移動体１に向けて送信する。
　その後、誘導制御装置３は、ステップＳ７の動作を行う。ステップＳ７では、誘導制御装置３は、測定結果の情報を記憶する。その後、誘導制御装置３は、ステップＳ８の動作を行う。ステップＳ８では、誘導制御装置３は、移動体１の絶対位置の情報を記憶する。その後、誘導制御装置３は、ステップＳ９の動作を行う。ステップＳ９では、誘導制御装置３は、禁止領域の判定を行う。ステップＳ８で移動体１の絶対位置が禁止領域内である場合、誘導制御装置３は、停止指令の情報を移動体１に向けて送信する。
　ステップＳ７の後、誘導制御装置３は、ステップＳ１０の動作も行う。ステップＳ１０では、誘導制御装置３は、位置照合を行う。この際、移動体１の絶対位置が目標位置である場合、誘導制御装置３は、サービス完了の情報を通知する。
　移動体１がカメラ２の画像における計測範囲内にいる場合、移動体１は、ステップＳ１１の動作を行う。ステップＳ１１では、移動体１は、誘導制御装置３からの相対座標における位置と姿勢との情報に基づいて位置補正制御を行う。その後、移動体１は、ステップＳ１２の動作を行う。ステップＳ１２では、移動体１は、誘導制御装置３からの停止指令の情報に基づいて停止処理を行う。
　ステップＳ１３では、移動体１は、誘導制御装置３からサービス完了の情報を受信した際に目標位置に到着したことを把握する。
　以上で説明した実施の形態１によれば、誘導制御装置３は、移動体１の絶対位置の計測結果に基づいて、経由点を新たな経由点に置き換える。このため、移動体１を容易に誘導することができる。
　この際、移動体１は、移動誤差を補正しながら走行する。このため、移動体１の移動誤差を抑制することができる。
　また、誘導制御装置３は、マーカー４により移動体の絶対位置と向きと計測するだけでなくマーカー４から識別情報を読み取る。このため、複数の移動体１を識別して誘導することができる。
　また、誘導制御装置３は、地図情報に移動体１の絶対位置を反映させる。このため、カメラ２の計測領域の通過を優先させれば、広範囲において移動体１を安全に移動させることができる。
　また、誘導制御装置３は、補正された経由点の情報を移動体１に送信する。このため、計測範囲外での移動に備えた特別な軌道または誤差補正の動きを移動体１に行わせることができる。
　また、誘導制御装置３は、移動体１が建築物の設備を利用する場合に、探索された移動経路とは異なる別の移動経路の経由点を生成する。このため、移動体１に設備毎に特殊なアルゴリズムを与えずに設備利用を促すことができる。
　また、誘導制御装置３は、移動体がエレベーターを利用する場合に、エレベーターの出入口に対して離れた位置で出入口に正対する向きとなる経由点を生成する。このため、エレベーターの出入口の幅よりも旋回半径が大きな移動体１に対し、エレベーターの出入口を安全に通過させることができる。
　次に、図８を用いて、誘導制御装置３の例を説明する。
　図８は実施の形態１における移動体の誘導制御システムの誘導制御装置のハードウェア構成図である。
　誘導制御装置３の各機能は、処理回路により実現し得る。例えば、処理回路は、少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える。例えば、処理回路は、少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える。
　処理回路が少なくとも１つのプロセッサ１００ａと少なくとも１つのメモリ１００ｂとを備える場合、誘導制御装置３の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせで実現される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、プログラムとして記述される。ソフトウェアおよびファームウェアの少なくとも一方は、少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納される。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、少なくとも１つのメモリ１００ｂに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、誘導制御装置３の各機能を実現する。少なくとも１つのプロセッサ１００ａは、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう。例えば、少なくとも１つのメモリ１００ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等である。
　処理回路が少なくとも１つの専用のハードウェア２００を備える場合、処理回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらの組み合わせで実現される。例えば、誘導制御装置３の各機能は、それぞれ処理回路で実現される。例えば、誘導制御装置３の各機能は、まとめて処理回路で実現される。
　誘導制御装置３の各機能について、一部を専用のハードウェア２００で実現し、他部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、経由点生成部３ｅの機能については専用のハードウェア２００としての処理回路で実現し、経由点生成部３ｅの機能以外の機能については少なくとも１つのプロセッサ１００ａが少なくとも１つのメモリ１００ｂに格納されたプログラムを読み出して実行することにより実現してもよい。
　このように、処理回路は、ハードウェア２００、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせで誘導制御装置３の各機能を実現する。
実施の形態２．
　図９は実施の形態２における移動体の誘導制御システムが適用される移動体と誘導制御装置とのブロック図である。なお、実施の形態１の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。
　図９において、移動体１は、外界センサを備えない。移動体１は、与えられた位置ベクトルを維持しないで移動し得るように設けられる。
　誘導制御装置３において、移動体運動推定部３ｄは、制御誤差補正済指令値を移動体１の制御指令生成部１ｃに直接的に送信する。
　移動体１において、制御指令生成部１ｃは、相対移動量推定部１ｂの推定結果に対応した相対移動量推定値と誘導制御装置３からの制御誤差補正済指令値とに基づいて速度目標に対応した制御指令を生成する。
　次に、図１０を用いて、移動体１の誘導方法の詳細の第１例を説明する。
　図１０は実施の形態２における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第１例を説明するための図である。
　図１０において、移動体１は、２ｍ程度の距離において相対移動し得るように設けられる。移動体１は、障害物回避センサを備えない。移動体１は、ＧＰＳ等の絶対位置センサで動きを補正し得ないように設けられる。
　誘導制御装置３（図１０においては図示されず）において、移動体運動推定部３ｄは、経由点生成部３ｅにより生成された経由点の絶対位置と絶対位置計測部３ｃにより計測された移動体１の絶対位置との差分に基づいて、統計的な手法等により当該移動体１の運動モデルを修正する。移動体運動推定部３ｄは、新たな経由点の絶対位置に対して修正後の運動モデルに基づいて移動体１の運動を推定して移動体１の軌跡を演算する。移動体運動推定部３ｄは、当該軌跡の終点の絶対位置と新たな経由点の絶対位置との差分に基づいて、新たな経由点を補正する。
　運動モデルの修正には、カルマンフィルタ、パーティクルフィルタ等が用いられる。例えば、移動体１の車輪径、摩擦、滑り率等の運動モデルのパラメータが対象とされる。例えば、移動体１の直進量、曲率等、入力に対する出力が直接的に対象とされる。
　この際、正規分布等の統計量のパラメータを推定する手法または機械学習、ＡＩ等のヒューリスティックな手法が採用される。
　次に、図１１を用いて、移動体１の誘導方法の詳細の第２例を説明する。
　図１１は実施の形態１における移動体の誘導制御システムによる移動体の誘導方法の詳細の第２例を説明するための図である。
　図１１において、移動体１は、２ｍ程度の距離において相対移動し得るように設けられる。移動体１は、障害物回避センサを備えない。移動体１は、ＧＰＳ等の絶対位置センサで動きを補正し得ないように設けられる。
　誘導制御装置３（図１１においては図示されず）において、経由点生成部３ｅは、前記体が建築物の設備を利用する場合に、移動経路探索部３ｂにより探索された移動経路と異なる別の移動経路の経由点を生成する。例えば、経由点生成部３ｅは、移動体１がエレベーターを利用する場合に、エレベーターの出入口の間口に対して離れた位置で正対する向きとなる経由点を生成する。この際、経由点生成部３ｅは、通路幅に応じてエレベーターの出入口に正対させやすい奇跡となるように経由点を生成する。
　以上で説明した実施の形態２によれば、誘導制御装置３は、移動体１の運動モデルを修正する機能を備える。このため、新たな経由点への移動で生じる誤差を推定し、推定値を予め経由点に補正することで移動体１の運動誤差を抑制できる。この際の補正を計測範囲内で繰り返すことで、運動モデルの精度は向上する。このため、計測範囲外での移動体１の移動の精度が向上する。その結果、カメラ２の設置数を減らすことができる。
実施の形態３．
　図１２は実施の形態３における移動体の誘導制御システムの誘導制御装置による移動体の絶対位置と向きとの計測方法を説明するための図である。なお、実施の形態１の部分と同一又は相当部分には同一符号が付される。当該部分の説明は省略される。
　実施の形態３において、複数の受信装置５は、絶対位置計測装置として、１つの計測領域に対応して設けられる。移動体１は、電磁波、超音波、可視光を発する。
　誘導制御装置３（図１２においては図示されず）において、絶対位置計測部３ｃは、複数の受信装置５が移動体１により発せられた特徴的な搬送波をそれぞれ受信した際に、複数の受信装置５の搬送波の受信状態の差異に基づいて、当該移動体１から絶対位置と向きとを計測する。
　以上で説明した実施の形態３によれば、誘導制御装置３は、複数の受信装置５の搬送波の受信状態の差異に基づいて、移動体１の絶対位置と向きとを計測する。このため、誘導制御システムを安閑に構築でき、偽装等の攻撃に対してセキュアな環境で移動体１の絶対位置と向きとを計測する。
　なお、実施の形態１から実施の形態３において、第１の移動体１の移動経路と第２の移動体１の移動経路とが交差して第１の移動体１と第２の移動体１とが衝突すると予想される場合、第１の移動体１と第２の移動体のうちのいずれの移動体１の経由点を生成しなくてもよい。この場合、複数の移動体１に対して安全に交通整理を行うことができる。
　以上のように、この発明に係る移動体の誘導制御装置および誘導制御システムは、移動体を制御するシステムに利用できる。
　１　移動体、１ａ　車輪回転角検出部、　１ｂ　相対移動量推定部、　１ｃ　制御指令生成部、　１ｄ　車輪制御部、　２　カメラ２　誘導制御装置、　３ａ　地図情報管理部、　３ｂ　移動経路探索部、　３ｃ　絶対位置計測部、　３ｄ　移動体運動推定部、　３ｅ　経由点生成部、　４　マーカー、　５　受信装置、　１００ａ　プロセッサ、　１００ｂ　メモリ、　２００　ハードウェア

Claims (10)

  1. 　移動体の移動領域の地図情報を管理する地図情報管理部と、
    　前記地図情報管理部により管理された地図情報に対して絶対位置計測装置の計測領域を通過する移動経路を探索する移動経路探索部と、
    　前記絶対位置計測装置による移動体の位置の計測結果に基づいて、当該移動体の絶対位置を計測する絶対位置計測部と、
    　前記絶対位置計測部の計測結果に基づいて、前記移動体の運動を推定する移動体運動推定部と、
    　前記移動経路探索部により探索された移動経路を離散化して経由点を生成し、前記移動体が前記経由点に向けて移動して前記絶対位置計測装置の計測領域に到達した際に、前記移動体運動推定部の推定結果に基づいて、当該経由点を新たな経由点に置き換える経由点生成部と、
    を備えた移動体の誘導制御装置。
  2. 　前記絶対位置計測部は、前記絶対位置計測装置としてのカメラが複数の移動体にそれぞれ設けられた複数のマーカーを検出して、複数の移動体のそれぞれの絶対位置と向きとを計測し、複数のマーカーから複数の識別情報を読み取り、複数の移動体の絶対位置と向きとの情報のそれぞれを複数の識別情報のそれぞれと対応付ける請求項１に記載の移動体の誘導制御装置。
  3. 　前記絶対位置計測部は、前記絶対位置計測装置としての複数の受信装置が移動体からの搬送波をそれぞれ受信した際に、前記複数の受信装置の搬送波の受信状態に基づいて、当該移動体の絶対位置と向きとを計測する請求項１に移動体の誘導制御装置。
  4. 　前記移動体運動推定部は、前記経由点生成部により生成された経由点の絶対位置と前記絶対位置計測装置により計測された移動体の絶対位置との差分に基づいて、統計的な手法により当該移動体の運動モデルを修正し、新たな経由点の絶対位置に対して修正後の運動モデルに基づいて前記移動体の運動を推定して前記移動体の軌跡を演算し、当該軌跡の終点の絶対位置と前記新たな経由点の絶対位置との差分に基づいて、前記新たな経由点を補正する請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の移動体の誘導制御装置。
  5. 　前記地図情報管理部は、前記絶対位置計測装置により計測された移動体の絶対位置を前記地図情報における絶対位置に変換し、
    　前記移動経路探索部は、前記地図情報管理部により管理された絶対位置に基づいて、前記絶対位置計測装置の計測領域を通過し、壁または進入禁止の領域を通過しない移動経路を探索する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の移動体の誘導制御装置。
  6. 　前記移動体運動推定部は、前記経由点生成部により生成された経由点に基づいて誤差の補正量を演算し、
    　前記経由点生成部は、前記移動体運動推定部により演算された補正量に基づいて、前記経由点を補正し、補正した経由点の情報を前記移動体に向けて送信する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の移動体の誘導制御装置。
  7. 　前記経由点生成部は、前記移動体が建築物の設備を利用する場合に、前記移動経路探索部により探索された移動経路とは異なる別の移動経路の経由点を生成する請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の移動体の誘導制御装置。
  8. 　前記経由点生成部は、前記移動体がエレベーターを利用する場合に、前記エレベーターの出入口に対して離れた位置で前記出入口に正対する向きとなる経由点を生成する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の移動体の誘導制御装置。
  9. 　前記経由点生成部は、第１の移動体の移動経路と第２の移動体の移動経路とが交差して前記第１の移動体と前記第２の移動体とが衝突すると予想される場合、前記第１の移動体と前記第２の移動体のうちのいずれの移動体の経由点を生成しない請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の移動体の誘導制御装置。
  10. 　移動体の絶対位置を計測する絶対位置計測装置と、
    　前記絶対位置計測装置の計測領域を通過する移動経路を探索し、前記絶対位置計測装置による移動体の位置の計測結果に基づいて、当該移動体の絶対位置を計測し、当該絶対位置の計測結果に基づいて、前記移動体の運動を推定し、移動経路を離散化して経由点を生成し、移動体が経由点に向けて移動して絶対位置計測装置の計測領域に到達した際に、移動体運動推定部の推定結果に基づいて、当該経由点を新たな経由点に置き換える請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の誘導制御装置と、
    を備えた移動体の誘導制御システム。
PCT/JP2019/026999 2019-07-08 2019-07-08 移動体の誘導制御装置および誘導制御システム WO2021005685A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/026999 WO2021005685A1 (ja) 2019-07-08 2019-07-08 移動体の誘導制御装置および誘導制御システム
CN201980097999.7A CN114026387B (zh) 2019-07-08 移动体的引导控制装置以及引导控制系统
JP2021530377A JP7040673B2 (ja) 2019-07-08 2019-07-08 移動体の誘導制御装置および誘導制御システム

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2019/026999 WO2021005685A1 (ja) 2019-07-08 2019-07-08 移動体の誘導制御装置および誘導制御システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021005685A1 true WO2021005685A1 (ja) 2021-01-14

Family

ID=74113942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/026999 WO2021005685A1 (ja) 2019-07-08 2019-07-08 移動体の誘導制御装置および誘導制御システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7040673B2 (ja)
WO (1) WO2021005685A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023162017A1 (ja) * 2022-02-22 2023-08-31 三菱電機株式会社 位置姿勢推定装置、位置姿勢推定システム、およびセンサ設置方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038353A1 (ja) * 2008-10-01 2010-04-08 村田機械株式会社 自律移動装置
JP2014026516A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Nissan Motor Co Ltd 目標経路生成装置及び目標経路生成方法
JP2017117094A (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 国際航業株式会社 自律移動ロボット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038353A1 (ja) * 2008-10-01 2010-04-08 村田機械株式会社 自律移動装置
JP2014026516A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Nissan Motor Co Ltd 目標経路生成装置及び目標経路生成方法
JP2017117094A (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 国際航業株式会社 自律移動ロボット

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023162017A1 (ja) * 2022-02-22 2023-08-31 三菱電機株式会社 位置姿勢推定装置、位置姿勢推定システム、およびセンサ設置方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114026387A (zh) 2022-02-08
JPWO2021005685A1 (ja) 2021-01-14
JP7040673B2 (ja) 2022-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4699426B2 (ja) 障害物回避方法と障害物回避移動装置
KR101987868B1 (ko) 시간상태 영역에서의 장애물 회피 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
US10884417B2 (en) Navigation of mobile robots based on passenger following
WO2014156502A1 (ja) 位置同定装置、及びそれを備えた移動ロボット
KR101990878B1 (ko) 시간상태 영역에서의 온라인 양방향 경로 계획 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
KR100826881B1 (ko) 안전 주행을 위한 자율이동로봇 및 이를 이용한 이동 경로제어 방법
JP2006146491A (ja) 移動ロボットおよびその追従方法
KR20090125075A (ko) 반자동 주차 기계
JP5983088B2 (ja) 自律移動装置、及び、自律移動方法
EP4167043A1 (en) Autonomous movement device, autonomous movement method, and program
JP2014006835A (ja) 自律移動装置、自律移動方法、標識、及び、自律移動システム
JP2020004095A (ja) 自律移動体制御装置及び自律移動体
RU2661964C2 (ru) Способ автоматического формирования гладких траекторий движения мобильного робота в неизвестном окружении
JP2015060336A (ja) 床位置検出方法を用いた無人搬送車及び無人搬送システム
Behrje et al. An autonomous forklift with 3d time-of-flight camera-based localization and navigation
CN112987734A (zh) 机器人行驶方法、装置及电子设备、存储介质及程序产品
JP7040673B2 (ja) 移動体の誘導制御装置および誘導制御システム
Peng et al. Tracking control of human-following robot with sonar sensors
Hong et al. A new mobile robot navigation using a turning point searching algorithm with the consideration of obstacle avoidance
Aman et al. A sensor fusion methodology for obstacle avoidance robot
Woosley et al. Multirobot task allocation with real-time path planning
KR102097715B1 (ko) 실시간 웨이포인트 경로 개선 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
Ma et al. Local path planning for mobile robots based on intermediate objectives
JP7411185B2 (ja) 通行人追従型の移動ロボットの誘導
Araujo et al. An architecture for navigation of service robots in human-populated office-like environments

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19937298

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021530377

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19937298

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1