JP7618378B2 - Autonomous Vehicles - Google Patents
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Description
本発明は、追尾対象を追尾する自律移動体に関する。 The present invention relates to an autonomous moving body that tracks a tracking target.
測定点までの方位と距離とを検出するための距離測定部により周辺環境を認識し、自律移動を行う自律移動体としては特許文献1に記載されている。特許文献1に記載された自律移動体は、距離測定部と、環境地図が記憶された記憶部と、自己位置を推定する自己位置推定部と、経路生成部と、制御装置と、を備える。環境地図には、距離測定部による検出を行うことができる物体と、距離測定部による検出を行うことができない物体とが登録されている。自己位置推定部は、距離測定部の検出結果から自己位置を推定する。経路生成部は、環境地図から物体の位置を把握し、物体を避けるように現在位置から目的地までの経路を生成する。即ち、物体が配置された位置を進入禁止エリアとし、進入禁止エリアに自律移動体が進入しないように経路が生成される。制御装置は、生成された経路に従って自律移動体を移動させる。環境地図に距離測定部による検出を行えない物体を登録し、この物体を回避するように経路を生成することで距離測定部による検出を行えない物体を避けて自律移動体が移動することができる。 An autonomous mobile body that recognizes the surrounding environment using a distance measurement unit for detecting the direction and distance to a measurement point and moves autonomously is described in Patent Document 1. The autonomous mobile body described in Patent Document 1 includes a distance measurement unit, a storage unit in which an environmental map is stored, a self-position estimation unit that estimates its own position, a route generation unit, and a control device. In the environmental map, objects that can be detected by the distance measurement unit and objects that cannot be detected by the distance measurement unit are registered. The self-position estimation unit estimates its own position from the detection result of the distance measurement unit. The route generation unit grasps the position of the object from the environmental map and generates a route from the current position to the destination so as to avoid the object. That is, the position where the object is located is set as a no-entry area, and a route is generated so that the autonomous mobile body does not enter the no-entry area. The control device moves the autonomous mobile body according to the generated route. By registering objects that cannot be detected by the distance measurement unit in the environmental map and generating a route to avoid this object, the autonomous mobile body can move while avoiding objects that cannot be detected by the distance measurement unit.
ところで、自律移動体には、追尾対象を追尾するものがある。この種の自律移動体は、距離測定部と、距離測定部の検出結果から追尾対象及び障害物を検出する物体検出部と、追尾対象を追尾するように自律移動体を移動させる移動体制御部と、を備える。追尾対象は移動するため、目的地を設定することができない。このため、追尾対象を追尾する自律移動体では、経路生成を行うことなく、障害物が検出されない移動可能範囲内で追尾対象の追尾が行われる。従って、自律移動体が移動する範囲は、距離測定部の検出結果に依存しており、距離測定部による進入禁止エリアの検出を行えない場合、自律移動体が進入禁止エリアに進入するおそれがある。 Some autonomous mobile bodies track a tracking target. This type of autonomous mobile body is equipped with a distance measurement unit, an object detection unit that detects the tracking target and obstacles from the detection results of the distance measurement unit, and a mobile body control unit that moves the autonomous mobile body to track the tracking target. Since the tracking target moves, a destination cannot be set. For this reason, an autonomous mobile body that tracks a tracking target tracks the tracking target within a movable range where no obstacles are detected, without generating a route. Therefore, the range in which the autonomous mobile body moves depends on the detection results of the distance measurement unit, and if the distance measurement unit cannot detect a no-entry area, there is a risk that the autonomous mobile body will enter the no-entry area.
本発明の目的は、進入禁止エリアへの進入を抑制しつつ追尾対象の追尾を行える自律移動体を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an autonomous mobile body that can track a tracking target while preventing entry into prohibited areas.
上記課題を解決する自律移動体は、追尾対象を追尾する自律移動体であって、移動体と、前記移動体から測定点までの距離と方位とを測定するための距離測定部と、前記追尾対象及び障害物を含む物体を検出する物体検出部と、前記追尾対象を追尾するように前記移動体を移動させる移動体制御部と、環境地図及び進入禁止エリアの情報を含む地図情報が記憶された記憶部と、前記環境地図における前記移動体の自己位置を推定する自己位置推定部と、前記自己位置推定部により推定された前記自己位置と前記記憶部に記憶された前記進入禁止エリアの情報を用いて、前記自己位置から前記進入禁止エリアまでの距離を、前記自己位置から前記進入禁止エリアへの水平方向に対する複数の方位毎に算出する距離算出部と、前記移動体から前記進入禁止エリアまでの方位と同一方位に対応付けられた前記距離測定部の測定値のうち、前記移動体と前記進入禁止エリアとの間に前記測定点が存在していない方位に対応付けられた前記測定値を、前記距離算出部で算出された算出距離に加工する加工部と、前記距離測定部の測定値のうち前記加工部による加工が行われなかった前記測定値、及び、前記算出距離から前記移動体の移動可能範囲を導出する移動可能範囲導出部と、を備え、前記移動体制御部は、前記移動可能範囲内で前記移動体を移動させる。 The autonomous mobile body that solves the above problem is an autonomous mobile body that tracks a tracking target, and includes a mobile body, a distance measurement unit for measuring the distance and direction from the mobile body to a measurement point, an object detection unit for detecting objects including the tracking target and obstacles, a mobile body control unit for moving the mobile body so as to track the tracking target, a memory unit in which map information including an environmental map and information on no-entry areas is stored, a self-position estimation unit for estimating the self-position of the mobile body on the environmental map, and a distance from the self-position to the no-entry area using the self-position estimated by the self-position estimation unit and the information on the no-entry area stored in the memory unit. The system includes a distance calculation unit that calculates distances for each of a plurality of directions in the horizontal direction from the own position to the no-entry area, a processing unit that processes the measurement values of the distance measurement unit that are associated with the same direction as the direction from the moving body to the no-entry area, and that are associated with directions in which the measurement point is not present between the moving body and the no-entry area, into a calculated distance calculated by the distance calculation unit, and a movable range derivation unit that derives the movable range of the moving body from the measurement values of the distance measurement unit that have not been processed by the processing unit and the calculated distance, and the moving body control unit moves the moving body within the movable range.
算出距離は、自己位置と地図情報から算出された進入禁止エリアまでの距離である。従って、算出距離は、進入禁止エリアを距離測定部によって検出できたと仮定した場合に、距離測定部によって測定される距離といえる。距離測定部の測定値を算出距離に加工することで、移動可能範囲導出部は、算出距離から進入禁止エリアを認識することができる。このため、進入禁止エリアを除いた部分を移動可能範囲とすることができる。従って、移動体が進入禁止エリアに進入することを抑制しつつ追尾対象の追尾を行うことができる。 The calculated distance is the distance to the no-entry area calculated from the self-position and map information. Therefore, the calculated distance can be said to be the distance measured by the distance measurement unit on the assumption that the no-entry area can be detected by the distance measurement unit. By processing the measurement value of the distance measurement unit into a calculated distance, the movable range derivation unit can recognize the no-entry area from the calculated distance. Therefore, the part excluding the no-entry area can be set as the movable range. Therefore, it is possible to track the tracking target while preventing the moving body from entering the no-entry area.
上記自律移動体について、前記自己位置推定部は、前記距離測定部の測定値のうち前記加工部による加工が行われなかった前記測定値、及び前記加工部による加工が行われる前の測定値を用いて前記自己位置を推定してもよい。 For the autonomous moving body, the self-location estimation unit may estimate the self-location using the measurement values of the distance measurement unit that have not been processed by the processing unit, and the measurement values before being processed by the processing unit.
これによれば、自己位置の推定精度を向上させることができる。
上記自律移動体について、前記物体検出部は、前記距離測定部の測定値のうち前記加工部による加工が行われなかった前記測定値、及び前記加工部による加工が行われる前の測定値を用いて前記追尾対象を検出してもよい。
This makes it possible to improve the accuracy of estimating the self-location.
For the above-mentioned autonomous moving body, the object detection unit may detect the tracking target using the measurement values of the distance measurement unit that have not been processed by the processing unit, and the measurement values before being processed by the processing unit.
これによれば、進入禁止エリアに追尾対象が進入した場合であっても、追尾対象の認識を行う事ができる。
上記自律移動体について、前記自己位置推定部により推定された前記自己位置が前記進入禁止エリア内に位置している場合に報知を行う報知部を備えていてもよい。
This makes it possible to recognize the tracking target even if the tracking target enters a no-entry area.
The autonomous moving body may further include a notification unit that issues a notification when the self-position estimated by the self-position estimation unit is located within the no-entry area.
自己位置が進入禁止エリア内に位置している場合、移動体が移動不能状態となる場合がある。報知部を設けることで、自己位置が進入禁止エリア内に位置している場合に追尾対象に報知を行うことができる。 If the moving object's own position is located within a no-entry area, it may be unable to move. By providing a notification unit, it is possible to notify the tracking target when the moving object's own position is located within a no-entry area.
上記自律移動体について、前記移動可能範囲導出部は、前記自己位置推定部により推定された前記自己位置が前記進入禁止エリア内に位置している場合、前記算出距離を用いずに前記移動可能範囲を導出してもよい。 For the above-mentioned autonomous moving body, the movable range derivation unit may derive the movable range without using the calculated distance when the self-position estimated by the self-position estimation unit is located within the no-entry area.
これによれば、進入禁止エリアを移動可能範囲と認識することができる。従って、自己位置が進入禁止エリア内に位置している場合に、進入禁止エリア外に移動体を移動させることができる。 This allows the forbidden area to be recognized as a movable range. Therefore, if the vehicle's own position is within the forbidden area, the vehicle can be moved outside the forbidden area.
本発明によれば、進入禁止エリアへの進入を抑制しつつ追尾対象の追尾を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to track a tracking target while preventing entry into a no-entry area.
以下、自律移動体の一実施形態について説明する。
図1及び図2に示すように、自律移動体10は、車両20と、車両20に搭載された距離測定部31と、車両20に搭載された制御装置32と、報知部35と、を備える。車両20は、車体21と、複数の車輪22と、車両20を走行させるための駆動機構23と、を備える。車両20は、制御装置32に制御されることで、登録された追尾対象Tを追尾するように自律移動する移動体である。車両20は、車両20から追尾対象Tまでの距離Lが所定範囲に収まるように追尾を行う。
An embodiment of the autonomous moving body will be described below.
1 and 2, the autonomous mobile body 10 includes a vehicle 20, a distance measurement unit 31 mounted on the vehicle 20, a control device 32 mounted on the vehicle 20, and a notification unit 35. The vehicle 20 includes a vehicle body 21, a plurality of wheels 22, and a drive mechanism 23 for driving the vehicle 20. The vehicle 20 is a mobile body that moves autonomously so as to track a registered tracking target T by being controlled by the control device 32. The vehicle 20 performs tracking so that a distance L from the vehicle 20 to the tracking target T falls within a predetermined range.
図2に示すように、駆動機構23は、車輪22を回転させるためのモータ24と、モータ24を駆動させるモータドライバ25と、走行制御装置26と、エンコーダ29と、を備える。なお、図示は省略するが、モータ24、及び、モータドライバ25は、車輪22の数と同数設けられる。エンコーダ29は、モータ24毎に個別に設けられている。 As shown in FIG. 2, the drive mechanism 23 includes a motor 24 for rotating the wheels 22, a motor driver 25 for driving the motor 24, a travel control device 26, and an encoder 29. Although not shown in the figure, the number of motors 24 and motor drivers 25 provided is the same as the number of wheels 22. An encoder 29 is provided individually for each motor 24.
走行制御装置26は、CPU27と、種々の制御を行うためのプログラムなどが記憶された記憶部28と、を備える。走行制御装置26には、制御装置32からの指令が入力される。走行制御装置26は、車両20の速度を指示する指令である速度指令値や、車両20の進行方向を指示する指令である進行方向指令に基づき指令回転数を演算する。 The driving control device 26 includes a CPU 27 and a storage unit 28 in which programs for performing various controls are stored. Commands are input to the driving control device 26 from the control device 32. The driving control device 26 calculates a command rotation speed based on a speed command value that is a command for commanding the speed of the vehicle 20 and a traveling direction command that is a command for commanding the traveling direction of the vehicle 20.
エンコーダ29は、例えば、モータ24の回転軸の回転量に基づいたパルス信号を出力するインクリメンタル型のエンコーダである。エンコーダ29は、モータ24の回転軸の回転数を検出する。モータドライバ25は、モータ24の回転数と指令回転数とが一致するようにフィードバック制御を行う。これにより、車両20は、速度指令値に応じた速度で、進行方向指令に応じた進行方向へ移動することになる。 The encoder 29 is, for example, an incremental type encoder that outputs a pulse signal based on the amount of rotation of the rotating shaft of the motor 24. The encoder 29 detects the number of rotations of the rotating shaft of the motor 24. The motor driver 25 performs feedback control so that the number of rotations of the motor 24 matches the command number of rotations. As a result, the vehicle 20 moves in a direction according to the direction command at a speed according to the speed command value.
報知部35は、追尾対象Tに対して報知を行う部材である。報知部35としては、例えば、音による報知を行うものや、光による報知を行うものが挙げられる。
次に、距離測定部31、及び、制御装置32について詳細に説明する。
The notification unit 35 is a member that issues a notification to the tracking target T. Examples of the notification unit 35 include a unit that issues a notification by sound or light.
Next, the distance measurement unit 31 and the control device 32 will be described in detail.
距離測定部31としては、制御装置32に車両20の周辺に存在する物体を認識させることができ、かつ、車両20から物体までの距離を測定できるものが用いられる。物体は、追尾対象T及び障害物を含む。 The distance measurement unit 31 is capable of causing the control device 32 to recognize objects present around the vehicle 20 and measuring the distance from the vehicle 20 to the objects. Objects include the tracking target T and obstacles.
本実施形態において、距離測定部31として、LIDAR:Laser Imaging Detection and Rangingが用いられる。LIDARは、レーザーを周辺に照射し、レーザーが当たった部分から反射された反射光を受信することで周辺環境を認識可能な距離計である。LIDARとしては、水平方向の照射角度を変更しながらレーザーを照射する二次元距離計が用いられる。 In this embodiment, a LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging) is used as the distance measurement unit 31. LIDAR is a range finder that can recognize the surrounding environment by emitting a laser to the surroundings and receiving the light reflected from the area where the laser hits. As the LIDAR, a two-dimensional range finder that emits a laser while changing the horizontal irradiation angle is used.
図3に示すように、距離測定部31のレーザーの照射範囲は、例えば、水平方向への照射可能角度θ1=270°、照射可能距離d=30[m]の範囲である。照射可能角度θ1の中央を基準軸とすると、レーザーの照射範囲は基準軸±135°の範囲である。即ち、距離測定部31のレーザーの照射範囲は、半径30[m]、中心角270°の扇形となる。このレーザーの照射範囲が、物体を検出可能な検出範囲SAとなる。 As shown in FIG. 3, the laser irradiation range of the distance measurement unit 31 is, for example, a horizontal irradiation angle θ1 = 270° and an irradiation distance d = 30 [m]. If the center of the irradiation angle θ1 is taken as the reference axis, the laser irradiation range is in the range of the reference axis ±135°. In other words, the laser irradiation range of the distance measurement unit 31 is a sector with a radius of 30 [m] and a central angle of 270°. This laser irradiation range becomes the detection range SA in which an object can be detected.
レーザーが当たった部分を測定点とすると、LIDARは測定点までの距離を照射角度に対応付けて測定する。照射角度は、水平方向に対する一定角度置きの角度であり、角度分解能θ2に応じた角度である。距離測定部31は、一定角度置きに測定値を出力することになる。詳細に説明すると、LIDARは、反射光を受光できた場合には測定点までの距離の測定値を照射角度に対応付けた検出情報を出力し、反射光を受光できなかった場合には照射角度に対応付けて非検出情報を出力する。従って、LIDARの検出結果とは、照射角度と測定値とを対応付けた情報である。測定値には、測定された距離と、距離を検出できなかったことを示す非検出情報が含まれる。車両20の周辺に物体が存在する場合には、レーザーが物体に当たることで測定点までの距離が照射角度に対応付けて出力される。従って、制御装置32は、LIDARの検出結果から車両20の周囲に物体が存在するか否かを判断することができ、物体が存在する場合には物体までの距離と照射角度とを把握できる。仮に、照射角度の角度分解能θ2を1.0°とした場合、1周期で271個の検出結果が得られる。レーザーの照射角度は、車両20からの方位を表している。例えば、基準軸が車両20の前方を向いているとすると、基準軸よりも時計回り側の照射角度は車両20の右方、基準軸よりも反時計回り側の照射角度は車両20の左方となる。従って、距離測定部31は、角度分解能θ2に従った方位毎に距離を測定することになる。 If the part where the laser hits is the measurement point, the LIDAR measures the distance to the measurement point in association with the irradiation angle. The irradiation angle is an angle at a fixed angle with respect to the horizontal direction, and is an angle according to the angular resolution θ2. The distance measurement unit 31 outputs the measurement value at fixed angles. In detail, when the LIDAR can receive reflected light, it outputs detection information in which the measurement value of the distance to the measurement point is associated with the irradiation angle, and when the LIDAR cannot receive reflected light, it outputs non-detection information in association with the irradiation angle. Therefore, the detection result of the LIDAR is information in which the irradiation angle and the measurement value are associated. The measurement value includes the measured distance and non-detection information indicating that the distance could not be detected. If an object is present around the vehicle 20, the laser hits the object and the distance to the measurement point is output in association with the irradiation angle. Therefore, the control device 32 can determine whether or not an object is present around the vehicle 20 from the detection result of the LIDAR, and if an object is present, it can grasp the distance to the object and the irradiation angle. If the angular resolution θ2 of the irradiation angle is 1.0°, 271 detection results are obtained in one period. The laser irradiation angle represents the direction from the vehicle 20. For example, if the reference axis faces the front of the vehicle 20, the irradiation angle clockwise from the reference axis is to the right of the vehicle 20, and the irradiation angle counterclockwise from the reference axis is to the left of the vehicle 20. Therefore, the distance measurement unit 31 measures the distance for each direction according to the angular resolution θ2.
制御装置32は、CPU33と、RAM及びROM等からなる記憶部34と、を備える。記憶部34には、車両20を制御するための種々のプログラムが記憶されている。制御装置32は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路:ASICを備えていてもよい。制御装置32は、コンピュータプログラムに従って動作する1つ以上のプロセッサ、ASIC等の1つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、CPU、並びに、RAM及びROM等のメモリを含む。メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。 The control device 32 includes a CPU 33 and a storage unit 34 including RAM and ROM. Various programs for controlling the vehicle 20 are stored in the storage unit 34. The control device 32 may include dedicated hardware for performing at least some of the various processes, such as an application specific integrated circuit (ASIC). The control device 32 may be configured as a circuit including one or more processors that operate according to a computer program, one or more dedicated hardware circuits such as ASICs, or a combination thereof. The processor includes a CPU and memory such as RAM and ROM. The memory stores program code or instructions configured to cause the CPU to perform processes. The memory, i.e., computer readable medium, includes anything that can be accessed by a general-purpose or dedicated computer.
制御装置32は、走行制御装置26に各種指令を出力する。これにより、車輪22の回転数や、車輪22の回転方向が制御され、車両20は追尾対象Tを追尾することになる。制御装置32は、駆動機構23を制御することで、車両20を自律移動させているといえる。 The control device 32 outputs various commands to the driving control device 26. This controls the rotation speed and direction of the wheels 22, and the vehicle 20 tracks the tracking target T. It can be said that the control device 32 controls the drive mechanism 23 to autonomously move the vehicle 20.
制御装置32の記憶部34には、地図情報が記憶されている。図4に示すように、地図情報とは、環境地図Mと、進入禁止エリアAと、を示す情報である。環境地図Mは、自律移動体10の用いられる環境の形状、広さなど、自律移動体10の周辺環境の物理的構造に関する情報である。進入禁止エリアAは、自律移動体10の進入が禁止されている場所であり、環境地図M内に設定されている。 Map information is stored in the memory unit 34 of the control device 32. As shown in FIG. 4, the map information is information indicating an environmental map M and a no-entry area A. The environmental map M is information regarding the physical structure of the surrounding environment of the autonomous mobile body 10, such as the shape and size of the environment in which the autonomous mobile body 10 is used. The no-entry area A is a place where entry of the autonomous mobile body 10 is prohibited, and is set within the environmental map M.
環境地図Mは、自律移動体10が用いられる周辺環境を予め把握できていれば、予め記憶部34に記憶されていてもよい。環境地図Mを予め記憶部34に記憶する場合、建築物の壁W、柱Piなど位置の変化しにくい物の座標を環境地図Mとして記憶する。 The environmental map M may be stored in advance in the storage unit 34 if the surrounding environment in which the autonomous mobile body 10 is used can be grasped in advance. When the environmental map M is stored in advance in the storage unit 34, the coordinates of objects whose positions are unlikely to change, such as the walls W and pillars Pi of a building, are stored as the environmental map M.
環境地図Mは、SLAM:Simultaneous Localization and Mappingによるマッピングにより作成されてもよい。マッピングは、例えば、距離測定部31によって得られた測定点の座標から局所地図を作成し、この局所地図を自己位置に応じて組み合わせることによって行われる。 The environmental map M may be created by mapping using SLAM (Simultaneous Localization and Mapping). Mapping is performed, for example, by creating a local map from the coordinates of the measurement points obtained by the distance measurement unit 31, and combining this local map according to the vehicle's own position.
進入禁止エリアAは、距離測定部31による検出ができない場所、あるいは、距離測定部31による検出を行いにくい場所である。距離測定部31による検出ができない場所とは、例えば、無色透明のガラスなどレーザーの透過率が高い材料性の部材が配置された場所、照射されたレーザーが当たらない高さの部材が配置された場所、工場内の歩行帯など床面の色によってエリアが区分された場所である。また、部材が配置されていない場所や、床面の色による区分がされていない場所など、特徴のない任意の場所を進入禁止エリアAとすることもできる。距離測定部31による検出を行いにくい場所とは、例えば、荷が置かれる棚板を支柱で支持した棚など、部分的な形状を検出することはできるが、水平方向の全体に亘る形状が認識しにくい部材が配置される場所である。 The no-entry area A is a place that cannot be detected by the distance measurement unit 31 or a place where it is difficult for the distance measurement unit 31 to detect. Examples of places that cannot be detected by the distance measurement unit 31 include places where materials with high laser transmittance, such as colorless transparent glass, are placed, places where materials are placed at a height where the irradiated laser does not hit, and places where the area is divided by the color of the floor, such as walkways in factories. In addition, any place without characteristics, such as a place where no materials are placed or a place where the floor is not divided by color, can also be set as the no-entry area A. Examples of places that are difficult for the distance measurement unit 31 to detect are places where materials are placed where the partial shape can be detected but the overall horizontal shape is difficult to recognize, such as a shelf where the shelf boards on which loads are placed are supported by pillars.
進入禁止エリアAを示す情報とは、環境地図M上における進入禁止エリアAの座標である。進入禁止エリアAは、環境地図Mとともに予め記憶部34に記憶されていてもよい。また、進入禁止エリアAは、制御装置32によるマッピングが行われた後に、外部機器によって記憶部34に記憶されてもよい。 The information indicating the no-entry area A is the coordinates of the no-entry area A on the environmental map M. The no-entry area A may be stored in advance in the storage unit 34 together with the environmental map M. In addition, the no-entry area A may be stored in the storage unit 34 by an external device after mapping is performed by the control device 32.
次に、制御装置32が追尾対象Tの追尾を行う際に行う制御について説明する。一例として、図4の地図情報により示される環境で自律移動体10が用いられる場合について説明する。 Next, we will explain the control that the control device 32 performs when tracking the tracking target T. As an example, we will explain the case where the autonomous mobile body 10 is used in the environment shown by the map information in Figure 4.
図5及び図6に示すように、ステップS1において、制御装置32は、距離測定部31の検出結果、即ち、自律移動体10の周辺環境により生じる測定点P1までの方位と距離の測定値を距離測定部31から取得する。図6から把握できるように、壁W、柱Pi及び追尾対象Tにレーザーが当たることで測定点P1が生じる。制御装置32は、距離測定部31の検出結果から車両20を基準とする測定点P1の相対座標を得ることができる。 As shown in Figures 5 and 6, in step S1, the control device 32 obtains the detection result of the distance measurement unit 31, i.e., the measurement values of the direction and distance to the measurement point P1 caused by the surrounding environment of the autonomous mobile body 10, from the distance measurement unit 31. As can be seen from Figure 6, the measurement point P1 is generated by the laser hitting the wall W, the pillar Pi, and the tracking target T. The control device 32 can obtain the relative coordinates of the measurement point P1 with respect to the vehicle 20 from the detection result of the distance measurement unit 31.
次に、ステップS2において、制御装置32は、環境地図M上での車両20の位置を推定する自己位置推定を行う。自己位置推定は、エンコーダ29の検出結果を用いて車両20の自己移動量を推定するオドメトリと、距離測定部31の検出結果から得られた車両20の周囲の特徴点(=ランドマーク)と環境地図Mとのマッチング結果と、をベイズフィルタにより統合することで行われる。即ち、制御装置32は、オドメトリにより得られた自己位置をランドマークとの相対位置で補正することで自己位置を推定する確率的自己位置推定を行う。ランドマークは、測定点P1から把握できる周辺環境の形状のうち、形状が変化する部分である。なお、自己位置とは、車体21の一点を示す座標であり、例えば、車体21の水平方向の中央の座標である。制御装置32は、自己位置推定部として機能する。 Next, in step S2, the control device 32 performs self-location estimation to estimate the position of the vehicle 20 on the environmental map M. The self-location estimation is performed by integrating, using a Bayes filter, odometry, which estimates the self-movement amount of the vehicle 20 using the detection result of the encoder 29, and the matching result between the characteristic points (= landmarks) around the vehicle 20 obtained from the detection result of the distance measurement unit 31 and the environmental map M. That is, the control device 32 performs probabilistic self-location estimation to estimate the self-location by correcting the self-location obtained by odometry with the relative position with the landmark. A landmark is a part of the shape of the surrounding environment that can be grasped from the measurement point P1, whose shape changes. The self-location is the coordinates indicating a point on the vehicle body 21, for example, the coordinates of the center of the vehicle body 21 in the horizontal direction. The control device 32 functions as a self-location estimation unit.
次に、図5及び図7に示すように、ステップS3において、制御装置32は、ステップS2で推定した自己位置と、記憶部34に記憶された地図情報と、を用いて自己位置から進入禁止エリアAまでの距離と方位とを算出する。制御装置32は、距離測定部31の角度分解能θ2に従った水平方向に対する複数の方位毎に進入禁止エリアAまでの距離を算出する。従って、距離測定部31の角度分解能θ2が1.0°である場合、制御装置32により算出される距離も1.0°間隔の各方位に対応付けられたものとなる。言い換えれば、制御装置32は、仮に進入禁止エリアAにレーザーが当たった場合に生じる仮想測定点P2までの距離を方位毎に算出する。制御装置32は、距離算出部として機能する。 Next, as shown in FIG. 5 and FIG. 7, in step S3, the control device 32 calculates the distance and direction from the self-position to the no-entry area A using the self-position estimated in step S2 and the map information stored in the memory unit 34. The control device 32 calculates the distance to the no-entry area A for each of a plurality of directions in the horizontal direction according to the angular resolution θ2 of the distance measurement unit 31. Therefore, when the angular resolution θ2 of the distance measurement unit 31 is 1.0°, the distance calculated by the control device 32 is also associated with each direction at 1.0° intervals. In other words, the control device 32 calculates the distance to the virtual measurement point P2 that would be generated if the laser hit the no-entry area A for each direction. The control device 32 functions as a distance calculation unit.
次に、ステップS4において、制御装置32は、距離測定部31の測定値を加工する。まず、制御装置32は、車両20から進入禁止エリアAまでの方位毎に車両20と進入禁止エリアAとの間に測定点P1が存在しているか否かを判断する。車両20と進入禁止エリアAとの間に測定点P1が存在している場合、車両20と進入禁止エリアAとの間に物体が存在しているといえる。一方で、車両20から進入禁止エリアAまでの間に測定点P1が存在しない場合、車両20から進入禁止エリアAまでの間に物体が存在していないといえる。 Next, in step S4, the control device 32 processes the measurement value of the distance measurement unit 31. First, the control device 32 determines whether or not a measurement point P1 exists between the vehicle 20 and the prohibited area A for each direction from the vehicle 20 to the prohibited area A. If a measurement point P1 exists between the vehicle 20 and the prohibited area A, it can be said that an object exists between the vehicle 20 and the prohibited area A. On the other hand, if a measurement point P1 does not exist between the vehicle 20 and the prohibited area A, it can be said that no object exists between the vehicle 20 and the prohibited area A.
制御装置32は、車両20から進入禁止エリアAまでの方位と同一方位に対応付けられた測定値のうち、車両20と進入禁止エリアAとの間に測定点P1が存在していないと判断された方位に対応付けられた測定値を、ステップS3で算出された距離である算出距離に置き換える。詳細にいえば、制御装置32は、距離測定部31の測定値を、当該測定値が対応付けられた方位と同一方位に対応付けられた算出距離に置き換えることで、距離測定部31の測定値を加工する。制御装置32は、車両20から進入禁止エリアAまでの方位と同一方位に対応付けられた測定値のうち、算出距離よりも長い測定値と、非検出情報とを算出距離に置き換えるといえる。測定値の加工により得られた算出距離は、仮想測定点P2までの距離である。制御装置32は、方位と、方位に対応付けられた算出距離から、自己位置を基準とした仮想測定点P2の相対座標を得ることができる。なお、距離測定部31の測定値のうち自己位置から進入禁止エリアAへの方位とは異なる方位に対応付けられた測定値については、測定値の加工は行われない。従って、距離測定部31の測定値のうち自己位置から進入禁止エリアAへの方位とは異なる方位に対応付けられた測定値が、加工が行われなかった測定値となる。制御装置32は、加工部として機能する。 The control device 32 replaces the measurement value associated with the direction from the vehicle 20 to the no-entry area A, which is determined to be not present between the vehicle 20 and the no-entry area A, with the calculated distance, which is the distance calculated in step S3. In detail, the control device 32 processes the measurement value of the distance measurement unit 31 by replacing the measurement value of the distance measurement unit 31 with the calculated distance associated with the direction and the same direction to which the measurement value is associated. It can be said that the control device 32 replaces the measurement value longer than the calculated distance and the non-detection information with the calculated distance, which is the measurement value associated with the direction and the same direction from the vehicle 20 to the no-entry area A. The calculated distance obtained by processing the measurement value is the distance to the virtual measurement point P2. The control device 32 can obtain the relative coordinates of the virtual measurement point P2 based on the self-position from the direction and the calculated distance associated with the direction. Note that no processing is performed on the measurement values of the distance measurement unit 31 that correspond to a direction other than the direction from the self-location to the forbidden area A. Therefore, the measurement values of the distance measurement unit 31 that correspond to a direction other than the direction from the self-location to the forbidden area A are measurement values that have not been processed. The control device 32 functions as a processing unit.
次に、ステップS5において、制御装置32は、追尾対象Tと障害物との判別を行う。まず、制御装置32は、測定点P1をクラスタ化することで物体を検出する。距離測定部31から照射されたレーザーは、物体に当たると反射するため、物体と空間の境界で測定点P1が途切れることになる。したがって、測定点P1の集合は、物体の輪郭の一部を表していることになり、測定点P1をクラスタ化した点群から物体を検出することができる。図6に示す例では、壁W、柱Pi及び追尾対象Tにより生じる各測定点P1がクラスタ化されることで、壁W、柱Pi及び追尾対象Tがそれぞれ個別の物体として検出される。制御装置32は、クラスタ化された点群を構成する測定点P1の相対座標から物体の幅を算出することができる。 Next, in step S5, the control device 32 distinguishes between the tracking target T and an obstacle. First, the control device 32 detects the object by clustering the measurement points P1. The laser emitted from the distance measurement unit 31 is reflected when it hits an object, so the measurement points P1 are interrupted at the boundary between the object and the space. Therefore, the set of measurement points P1 represents part of the contour of the object, and the object can be detected from the point cloud in which the measurement points P1 are clustered. In the example shown in FIG. 6, the measurement points P1 generated by the wall W, the pillar Pi, and the tracking target T are clustered, so that the wall W, the pillar Pi, and the tracking target T are each detected as individual objects. The control device 32 can calculate the width of the object from the relative coordinates of the measurement points P1 that make up the clustered point cloud.
制御装置32には、追尾対象Tに関する情報が登録されており、この情報に適合する物体を追尾対象Tとして認識する。本実施形態の追尾対象Tは、人である。人を追尾対象Tとする場合、追尾対象Tに関する情報とは、例えば、足の幅である。追尾対象Tの登録は、人が距離測定部31の正面に直立した状態で、車両20に設けられた操作部や外部機器を操作して、制御装置32を登録モードにすることで行われる。 Information about the tracking target T is registered in the control device 32, and an object that matches this information is recognized as the tracking target T. In this embodiment, the tracking target T is a person. When a person is the tracking target T, information about the tracking target T is, for example, the width of the person's feet. The tracking target T is registered by having the person stand upright in front of the distance measurement unit 31 and operate an operation unit or external device provided on the vehicle 20 to place the control device 32 in registration mode.
次に、制御装置32は、仮想測定点P2をクラスタ化し、クラスタ化された仮想測定点P2の点群を物体とみなす。即ち、仮想測定点P2についても測定点P1と同一に扱って処理を行う。制御装置32は、測定点P1により認識した物体のうち追尾対象T以外の物体及び仮想測定点P2により認識した物体の両方を障害物と認識する。制御装置32は、測定点P1から追尾対象Tを認識し、測定点P1及び仮想測定点P2の両方から障害物を認識しているといえる。即ち、測定値を加工することで、進入禁止エリアAを仮想的な障害物として捉えることができる。制御装置32は、物体検出部として機能する。 Next, the control device 32 clusters the virtual measurement points P2, and regards the point cloud of the clustered virtual measurement points P2 as an object. That is, the virtual measurement points P2 are also processed in the same way as the measurement points P1. The control device 32 recognizes both the objects other than the tracking target T among the objects recognized by the measurement points P1 and the objects recognized by the virtual measurement points P2 as obstacles. It can be said that the control device 32 recognizes the tracking target T from the measurement points P1, and recognizes the obstacle from both the measurement points P1 and the virtual measurement points P2. That is, by processing the measurement values, the no-entry area A can be captured as a virtual obstacle. The control device 32 functions as an object detection unit.
次に、ステップS6において、制御装置32は、移動可能範囲MAを導出する。制御装置32は、ステップS5によって検出された障害物を除く範囲を移動可能範囲MAとする。詳細にいえば、制御装置32は、障害物から車両20までの距離が所定値以上離れるように車両20の制御を行うため、障害物によって移動可能範囲MAが定まることになる。仮想測定点P2から障害物を認識することで、進入禁止エリアAは、障害物とみなされる。従って、移動可能範囲MAは、制御装置32による加工が行われなかった測定値により認識される障害物、及び、算出距離により認識される障害物から導出されることになる。制御装置32は、移動可能範囲導出部として機能する。 Next, in step S6, the control device 32 derives the movable range MA. The control device 32 determines the movable range MA to be the range excluding the obstacle detected in step S5. In detail, the control device 32 controls the vehicle 20 so that the distance from the obstacle to the vehicle 20 is greater than a predetermined value, and therefore the movable range MA is determined by the obstacle. By recognizing the obstacle from the virtual measurement point P2, the no-entry area A is considered to be an obstacle. Therefore, the movable range MA is derived from the obstacles recognized by the measurement values not processed by the control device 32 and the obstacles recognized by the calculated distance. The control device 32 functions as a movable range derivation unit.
次に、ステップS7において、制御装置32は、移動可能範囲MA内で車両20を移動させて追尾対象Tの追尾を行う。制御装置32は、距離測定部31の検出結果から、車両20から追尾対象Tまでの距離Lを認識し、距離Lが所定範囲に収まるように車両20を制御する。図8に示すように、追尾対象Tが進入禁止エリアA内に位置している場合、移動可能範囲MA内で、追尾対象Tとの距離が最も短くなるように車両20を移動させる。なお、距離測定部31の測定値のうち加工が行われなかった測定値、及び、加工が行われる前の測定値を用いて追尾対象Tを検出しているため、追尾対象Tが進入禁止エリアAに進入した場合でも、追尾対象Tの検出が可能である。制御装置32は、移動体制御部として機能する。 Next, in step S7, the control device 32 moves the vehicle 20 within the movable range MA to track the tracking target T. The control device 32 recognizes the distance L from the vehicle 20 to the tracking target T from the detection result of the distance measurement unit 31, and controls the vehicle 20 so that the distance L falls within a predetermined range. As shown in FIG. 8, when the tracking target T is located within the no-entry area A, the vehicle 20 is moved within the movable range MA so that the distance to the tracking target T is the shortest. Note that since the tracking target T is detected using the measurement values of the distance measurement unit 31 that have not been processed and the measurement values before processing, it is possible to detect the tracking target T even if the tracking target T enters the no-entry area A. The control device 32 functions as a mobile object control unit.
図9に示すように、自己位置が進入禁止エリアA内に位置している場合、制御装置32は、報知部35による報知を行うことで、追尾対象Tに報知を行う。自己位置が進入禁止エリアA内に位置している場合、制御装置32は、仮想測定点P2により周囲を障害物に囲まれていると誤認し、移動不能状態となる場合がある。従って、報知部35による報知を行うことで、車両20が移動不能状態であることを報知する。なお、自己位置が進入禁止エリアA内に位置する原因は、自己位置推定の精度の低下が挙げられる。ランドマークの検出を行えない場合など、車両20の位置によって自己位置推定の精度が低下する場合がある。この場合、制御装置32は、進入禁止エリアAを移動可能範囲MAと誤認し、車両20が進入禁止エリアAに進入するおそれがある。そして、車両20が進入禁止エリアAに進入した後に、正しい自己位置が推定されると、自己位置が進入禁止エリアA内に位置する場合がある。また、車両20の制動能力によっては、進入禁止エリアAに進入した追尾対象Tを追尾しようとして、進入禁止エリアAに進入する場合もある。 9, when the self-position is located within the forbidden area A, the control device 32 notifies the tracking target T by issuing a notification via the notification unit 35. When the self-position is located within the forbidden area A, the control device 32 may mistakenly recognize that the surroundings are surrounded by obstacles due to the virtual measurement point P2, and may become unable to move. Therefore, by issuing a notification via the notification unit 35, the vehicle 20 is notified that it is unable to move. Note that the cause of the self-position being located within the forbidden area A is a decrease in the accuracy of the self-position estimation. In cases such as when a landmark cannot be detected, the accuracy of the self-position estimation may decrease depending on the position of the vehicle 20. In this case, the control device 32 may mistakenly recognize the forbidden area A as the movable range MA, and the vehicle 20 may enter the forbidden area A. Then, when the correct self-position is estimated after the vehicle 20 enters the forbidden area A, the self-position may be located within the forbidden area A. Also, depending on the braking capability of the vehicle 20, it may enter the no-entry area A in an attempt to track the tracking target T that has entered the no-entry area A.
本実施形態の作用について説明する。
制御装置32は、移動可能範囲MAを移動するため、車両20が進入禁止エリアAに進入することが抑制される。地図情報から自己位置と進入禁止エリアAとの相対位置を把握し、距離測定部31の測定値を加工することで進入禁止エリアAへの進入を抑制することができる。
The operation of this embodiment will be described.
The control device 32 moves within the movable range MA, and thus prevents the vehicle 20 from entering the no-entry area A. The control device 32 can prevent the vehicle 20 from entering the no-entry area A by determining the relative position between the vehicle's own position and the no-entry area A from map information and processing the measurement value of the distance measurement unit 31.
追尾対象Tを追尾する自律移動体10では、距離測定部31の測定値から追尾対象Tと障害物とを認識し、障害物との接触を抑制しながら追尾対象Tを追尾することが従来から行われている。本実施形態のように、距離測定部31の測定値を加工し、進入禁止エリアAを障害物として認識させることで、従来の制御ロジックに距離測定部31の測定値を加工するロジックを加えることで進入禁止エリアAへの車両20の進入を抑制することができる。 In an autonomous mobile body 10 tracking a tracking target T, the tracking target T and an obstacle are recognized from the measurement value of the distance measurement unit 31, and the tracking target T is tracked while preventing contact with the obstacle. As in this embodiment, the measurement value of the distance measurement unit 31 is processed and the no-entry area A is recognized as an obstacle, and by adding logic for processing the measurement value of the distance measurement unit 31 to the conventional control logic, it is possible to prevent the vehicle 20 from entering the no-entry area A.
なお、仮に、追尾対象Tのいる座標を目的地とし、自己位置から目的地までの経路を生成することで進入禁止エリアAへの車両20の進入を回避する場合、追尾対象Tが移動する毎に経路を生成する必要がある。この場合、経路生成に要する時間が長く、車両20の最高速度が遅くなるおそれがある。これに対して、本実施形態のように、経路生成を行うことなく進入禁止エリアAへの車両20の進入を抑制することで、経路生成を行う場合に比べて最高速度を速くすることができる。 If the coordinates of the tracking target T are set as the destination and a route is generated from the vehicle's own position to the destination to prevent the vehicle 20 from entering the no-entry area A, the route needs to be generated every time the tracking target T moves. In this case, the time required for route generation is long, and there is a risk that the maximum speed of the vehicle 20 will be slow. In contrast, by preventing the vehicle 20 from entering the no-entry area A without generating a route, as in this embodiment, the maximum speed can be made faster than when a route is generated.
また、進入禁止エリアAへの車両20の進入を抑制するために、距離測定部31とは別の部材により進入禁止エリアAを検出することも考えられる。例えば、進入禁止エリアAが、レーザーが透過する物体が配置された場所であれば、超音波センサを設けることで進入禁止エリアAを認識できる。進入禁止エリアAが、レーザーの当たらない高さの物体が配置された場所であれば、三次元距離計を設けることで進入禁止エリアAを認識できる。進入禁止エリアAが、床面の色によってエリアが区分された場所であれば、ステレオカメラを設けることで進入禁止エリアAを認識できる。しかしながら、いずれの場合であっても、進入禁止エリアAを検出するための部材を増やす必要があり、製造コストの増加を招く。更に、特徴のない場所が進入禁止エリアAとされている場合には、進入禁止エリアAを検出することができない。これに対して、距離測定部31の測定値を加工して進入禁止エリアAへの車両20の進入を抑制することで、製造コストの増加を抑制できる。また、特徴のない場所が進入禁止エリアAとされている場合であっても、進入禁止エリアAへの車両20の進入を抑制することができる。 In addition, in order to prevent the vehicle 20 from entering the prohibited area A, it is also possible to detect the prohibited area A using a member other than the distance measurement unit 31. For example, if the prohibited area A is a place where an object that is transparent to a laser is placed, the prohibited area A can be recognized by providing an ultrasonic sensor. If the prohibited area A is a place where an object that is not hit by a laser is placed, the prohibited area A can be recognized by providing a three-dimensional distance meter. If the prohibited area A is a place where the area is divided by the color of the floor surface, the prohibited area A can be recognized by providing a stereo camera. However, in either case, it is necessary to increase the number of members for detecting the prohibited area A, which leads to an increase in manufacturing costs. Furthermore, if a place without features is set as the prohibited area A, the prohibited area A cannot be detected. In contrast, the measured value of the distance measurement unit 31 is processed to prevent the vehicle 20 from entering the prohibited area A, thereby suppressing an increase in manufacturing costs. Furthermore, even if a location without distinctive features is designated as the no-entry area A, it is possible to prevent the vehicle 20 from entering the no-entry area A.
本実施形態の効果について説明する。
(1)制御装置32は、自己位置から進入禁止エリアAまでの距離を方位毎に算出し、算出された算出距離に対応する方位の測定値を算出距離に加工する。これにより、制御装置32は、進入禁止エリアAを障害物として認識することができるため、進入禁止エリアAを除いた部分を移動可能範囲MAとすることができる。経路生成を行うことなく、進入禁止エリアAへの車両20の進入を抑制できるため、追尾対象Tを追尾しつつ、進入禁止エリアAへの車両20の進入も抑制できる。
The effects of this embodiment will be described.
(1) The control device 32 calculates the distance from the vehicle's own position to the no-entry area A for each direction, and processes the measurement value of the direction corresponding to the calculated distance into the calculated distance. This allows the control device 32 to recognize the no-entry area A as an obstacle, and therefore the area excluding the no-entry area A can be set as the movable range MA. Since it is possible to prevent the vehicle 20 from entering the no-entry area A without generating a route, it is possible to prevent the vehicle 20 from entering the no-entry area A while tracking the tracking target T.
(2)制御装置32は、距離測定部31の測定値のうち加工が行われなかった測定値、及び、加工が行われる前の測定値を用いて自己位置推定を行う。即ち、自己位置推定は、算出距離を用いずに行われる。オドメトリのみで自己位置推定を行う場合に比べて、自己位置の推定精度を向上させることができる。また、距離測定部31の測定値及び算出距離の両方を用いて自己位置を推定する場合に比べて、自己位置推定の精度を向上させることができる。仮に、距離測定部31の測定値及び算出距離の両方を用いて自己位置を推定すると、仮想測定点P2から認識できる進入禁止エリアAの形状と類似する地形が環境地図Mに存在する場合、制御装置32は自己位置を誤認するおそれがある。これに対して、距離測定部31の測定値のみを用いて自己位置を推定することで、制御装置32が自己位置を誤認しにくく、自己位置の推定精度を向上させることができる。 (2) The control device 32 estimates its own position using the unprocessed measurement values of the distance measurement unit 31 and the measurement values before processing. That is, the self-position estimation is performed without using the calculated distance. Compared to the case where the self-position estimation is performed using only odometry, the accuracy of the self-position estimation can be improved. Also, compared to the case where the self-position is estimated using both the measurement value of the distance measurement unit 31 and the calculated distance, the accuracy of the self-position estimation can be improved. If the self-position is estimated using both the measurement value of the distance measurement unit 31 and the calculated distance, the control device 32 may misidentify its own position if a topography similar to the shape of the no-entry area A that can be recognized from the virtual measurement point P2 exists in the environmental map M. In contrast, by estimating the self-position using only the measurement value of the distance measurement unit 31, the control device 32 is less likely to misidentify its own position, and the accuracy of the self-position estimation can be improved.
(3)制御装置32は、距離測定部31の測定値のうち加工が行われなかった測定値、及び、加工が行われる前の測定値を用いて追尾対象Tを検出している。進入禁止エリアAに追尾対象Tが進入した場合であっても追尾対象Tを検出することができるため、制御装置32が追尾対象Tを見失いにくい。また、追尾対象Tが進入禁止エリアA内に位置している場合であっても、移動可能範囲MA内で追尾対象Tとの距離を短くすることができるため、追従性が向上する。 (3) The control device 32 detects the tracking target T using unprocessed measurement values from the distance measurement unit 31 and the measurement values before processing. Since the tracking target T can be detected even if the tracking target T enters the forbidden area A, the control device 32 is unlikely to lose sight of the tracking target T. Furthermore, even if the tracking target T is located within the forbidden area A, the distance to the tracking target T can be shortened within the movable range MA, improving tracking performance.
(4)自己位置が進入禁止エリアA内に位置している場合、報知部35による報知が行われる。従って、車両20が移動不能状態になった場合に、追尾対象Tに報知を行うことができる。 (4) If the vehicle's own position is within the no-entry area A, a notification is issued by the notification unit 35. Therefore, if the vehicle 20 becomes unable to move, a notification can be issued to the tracking target T.
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○自己位置が進入禁止エリアA内に位置している場合、制御装置32は、距離測定部31の測定値のみから移動可能範囲MAを認識してもよい。即ち、制御装置32は、算出距離を用いずに障害物を認識し、障害物を除いた範囲を移動可能範囲MAとしてもよい。結果として、制御装置32は、進入禁止エリアAを移動可能範囲MAと認識することができる。これにより、仮想測定点P2により周囲を障害物に囲まれていると制御装置32が誤認することが抑制され、車両20が移動不能状態となることが抑制される。自己位置が進入禁止エリアA内に位置している場合に、制御装置32は、進入禁止エリアA外に車両20を移動させることができる。なお、この場合、報知部35を設けなくてもよい。
The embodiment can be modified as follows: The embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that there is no technical contradiction.
When the vehicle's own position is located within the no-entry area A, the control device 32 may recognize the movable range MA only from the measured value of the distance measurement unit 31. That is, the control device 32 may recognize the obstacle without using the calculated distance, and the range excluding the obstacle may be the movable range MA. As a result, the control device 32 can recognize the no-entry area A as the movable range MA. This prevents the control device 32 from mistakingly determining that the vehicle is surrounded by obstacles due to the virtual measurement point P2, and prevents the vehicle 20 from becoming unable to move. When the vehicle's own position is located within the no-entry area A, the control device 32 can move the vehicle 20 outside the no-entry area A. In this case, the notification unit 35 does not need to be provided.
○推定された自己位置が進入禁止エリアA内の場合に制御装置32は、報知部35による報知を行わなくてもよい。
○制御装置32は、距離測定部31の測定値に加えて、算出距離を用いて追尾対象Tの認識を行ってもよい。この場合、追尾対象Tが進入禁止エリアAに進入した場合、制御装置32は追尾対象Tを見失うことになる。制御装置32は、追尾対象Tが最後に検出された位置に向けて移動する。そして、追尾対象Tが進入禁止エリアA外に出ることで、追尾対象Tを再度認識すると、制御装置32は車両20に追尾対象Tを追尾させる。
When the estimated own position is within the no-entry area A, the control device 32 does not need to provide an alert via the alert unit 35 .
The control device 32 may recognize the tracking target T using the calculated distance in addition to the measurement value of the distance measurement unit 31. In this case, if the tracking target T enters the no-entry area A, the control device 32 will lose sight of the tracking target T. The control device 32 moves toward the position where the tracking target T was last detected. Then, when the tracking target T leaves the no-entry area A and the control device 32 recognizes the tracking target T again, the control device 32 causes the vehicle 20 to track the tracking target T.
○制御装置32は、距離測定部31の測定値と、算出距離と、を用いて自己位置推定を行ってもよい。
○制御装置32は、距離測定部31の測定値を加工した算出距離によって進入禁止エリアAを検出し、移動可能範囲MAを求めることができればよく、図5の処理は適宜変更してもよい。
The control device 32 may estimate its own position using the measurement value of the distance measurement unit 31 and the calculated distance.
The control device 32 only needs to detect the no-entry area A based on the calculated distance obtained by processing the measurement value of the distance measurement unit 31 and to obtain the movable range MA, and the process of FIG. 5 may be modified as appropriate.
○自己位置推定の手法は、適宜変更してもよい。例えば、自己位置推定は、オドメトリのみで行われてもよい。また、オドメトリは、ジャイロスコープ、加速度センサ、あるいは、これらを組み合わせた慣性計測装置を用いて行われてもよいし、カメラを用いて行われてもよい。 The method of self-location estimation may be changed as appropriate. For example, self-location estimation may be performed using only odometry. Odometry may also be performed using an inertial measurement unit that includes a gyroscope, an acceleration sensor, or a combination of these, or may be performed using a camera.
○距離測定部31として用いられるLIDARとして、水平方向及び鉛直方向の両方の照射角度を変更しながらレーザーを照射する三次元距離計を用いてもよい。
○距離測定部31として、ステレオカメラを用いてもよい。ステレオカメラは、複数のカメラによって周辺環境を撮像することで得られた視差画像から周辺環境を制御装置32に認識させる。視差画像は、同一の特徴点について複数のカメラによって撮像を行った場合に、カメラ間で生じる画素差を示すものである。特徴点は、物体のエッジなど視差が得られる部分、即ち、撮像された画像の各画素において輝度が変化する画素である。制御装置32は、ステレオカメラの眼間距離、焦点距離、視差画像などを用いて車両20から特徴点までの距離及び車両20から特徴点への方位を求めることができる。ステレオカメラを距離測定部31として用いる場合、特徴点が測定点となる。なお、距離測定部31としては、電波を用いるものなどを用いることもできる。
The LIDAR used as the distance measurement unit 31 may be a three-dimensional range finder that emits a laser while changing the irradiation angle in both the horizontal and vertical directions.
A stereo camera may be used as the distance measurement unit 31. The stereo camera allows the control device 32 to recognize the surrounding environment from a parallax image obtained by capturing images of the surrounding environment using multiple cameras. The parallax image indicates pixel differences that occur between cameras when multiple cameras capture images of the same feature point. The feature point is a portion where parallax is obtained, such as an edge of an object, that is, a pixel where the luminance of each pixel in the captured image changes. The control device 32 can obtain the distance from the vehicle 20 to the feature point and the direction from the vehicle 20 to the feature point using the interocular distance, focal length, parallax image, etc. of the stereo camera. When the stereo camera is used as the distance measurement unit 31, the feature point becomes the measurement point. Note that the distance measurement unit 31 may also be one that uses radio waves.
○距離測定部31は、LIDARとステレオカメラなど、複数のセンサを組み合わせたものであってもよい。即ち、距離測定部31は、単数のセンサによって構成されていてもよいし、複数のセンサによって構成されていてもよい。 The distance measurement unit 31 may be a combination of multiple sensors, such as a LIDAR and a stereo camera. That is, the distance measurement unit 31 may be composed of a single sensor or multiple sensors.
○追尾対象Tは、人以外であってもよい。例えば、車両20とは別の移動体などであってもよい。この場合、報知部35としては、追尾対象Tである移動体と通信を行うことができる通信装置であってもよい。制御装置32は、車両20が進入禁止エリアAに進入した場合、通信装置による通信を行うことで、追尾対象Tである移動体に報知を行う。 The tracking target T may be something other than a person. For example, it may be a moving object other than the vehicle 20. In this case, the notification unit 35 may be a communication device that can communicate with the moving object that is the tracking target T. When the vehicle 20 enters the no-entry area A, the control device 32 notifies the moving object that is the tracking target T by communicating with the communication device.
○追尾対象Tの検出は、追尾対象Tに距離測定部31により検出できる目印などを設けることで行われてもよい。また、追尾対象Tの検出は、距離測定部31とは別の検出部によって行われてもよい。 The tracking target T may be detected by providing the tracking target T with a mark or the like that can be detected by the distance measurement unit 31. The tracking target T may also be detected by a detection unit other than the distance measurement unit 31.
○移動体は、車両20に限られず、多足歩行ロボットや、自律飛行する無人航空機であってもよい。
○駆動機構23としては、速度指令値に追従するように車両20の速度を制御することができれば、どのような構成のものでもよい。
The moving object is not limited to the vehicle 20 and may be a multi-legged robot or an autonomously flying unmanned aerial vehicle.
The drive mechanism 23 may have any configuration as long as it can control the speed of the vehicle 20 so as to follow the speed command value.
○制御装置32が、走行制御装置26の機能を備えるようにしてもよい。制御装置32がモータドライバ25に指令回転数を出力し、モータドライバ25はこの指令回転数に合わせてモータ24を駆動するようにしてもよい。 The control device 32 may have the functionality of the driving control device 26. The control device 32 may output a command rotation speed to the motor driver 25, and the motor driver 25 may drive the motor 24 in accordance with this command rotation speed.
A…進入禁止エリア、M…環境地図、MA…移動可能範囲、T…追尾対象、10…自律移動体、20…車両(移動体)、32…制御装置(物体検出部、移動体制御部、自己位置推定部、距離算出部、加工部及び移動可能範囲導出部)、34…記憶部、35…報知部。 A...No entry area, M...Environment map, MA...Moveable range, T...Tracked target, 10...Autonomous moving body, 20...Vehicle (moving body), 32...Control device (object detection unit, moving body control unit, self-position estimation unit, distance calculation unit, processing unit, and movable range derivation unit), 34...Storage unit, 35...Notification unit.
Claims (4)
移動体と、
前記移動体から測定点までの距離と方位とを測定するための距離測定部と、
前記距離測定部の測定結果を用いて前記追尾対象及び障害物を含む物体を検出する物体検出部と、
前記追尾対象を追尾するように前記移動体を移動させる移動体制御部と、
環境地図及び前記環境地図内に予め設定されている進入禁止エリアの情報を含む地図情報が記憶された記憶部と、
前記環境地図における前記移動体の自己位置を推定する自己位置推定部と、
前記自己位置推定部により推定された前記自己位置と前記記憶部に記憶された前記進入禁止エリアの情報とを用いて、前記自己位置から前記進入禁止エリアまでの距離を、前記自己位置から前記進入禁止エリアへの水平方向に対する複数の方位毎に算出する距離算出部と、
前記移動体から前記進入禁止エリアまでの方位と同一方位に対応付けられた前記距離測定部の測定値のうち、前記移動体と前記進入禁止エリアとの間に前記測定点が存在していない方位に対応付けられた前記測定値を、前記距離算出部で算出された算出距離に加工する加工部と、
前記距離測定部の測定値のうち前記加工部による加工が行われなかった前記測定値、及び、前記算出距離から前記移動体の移動可能範囲を導出する移動可能範囲導出部と、
前記自己位置推定部により推定された前記自己位置が前記進入禁止エリア内に位置している場合に報知を行う報知部と、を備え、
前記距離測定部は、レーザーを照射することで前記測定点までの距離と方位とを測定するものであり、
前記進入禁止エリアは、前記距離測定部による検出ができない場所を含み、
前記移動体制御部は、前記移動可能範囲内で前記移動体を移動させる自律移動体。 An autonomous moving body that tracks a tracking target,
A moving body,
A distance measurement unit for measuring a distance and a direction from the moving object to a measurement point;
an object detection unit that detects objects including the tracking target and obstacles using the measurement result of the distance measurement unit;
A moving object control unit that moves the moving object so as to track the tracking target;
a storage unit in which map information including an environmental map and information on no-entry areas previously set in the environmental map is stored;
a self-position estimation unit that estimates a self-position of the moving object on the environmental map;
a distance calculation unit that calculates a distance from the self-location to the no-entry area for each of a plurality of directions in a horizontal direction from the self-location to the no-entry area, using the self-location estimated by the self-location estimation unit and information on the no-entry area stored in the storage unit;
a processing unit that processes the measurement value associated with a direction in which the measurement point does not exist between the moving body and the no-entry area, among the measurement values of the distance measurement unit associated with the same direction as the direction from the moving body to the no-entry area, into a calculated distance calculated by the distance calculation unit;
a movable range deriving unit that derives a movable range of the moving body from the measurement value of the distance measurement unit that has not been processed by the processing unit and the calculated distance;
a notification unit that issues a notification when the self-position estimated by the self-position estimation unit is located within the no-entry area,
the distance measurement unit measures a distance and a direction to the measurement point by irradiating a laser,
the no-entry area includes a location that cannot be detected by the distance measurement unit,
The moving body control unit is an autonomous moving body that moves the moving body within the movable range.
移動体と、
前記移動体から測定点までの距離と方位とを測定するための距離測定部と、
前記距離測定部の測定結果を用いて前記追尾対象及び障害物を含む物体を検出する物体検出部と、
前記追尾対象を追尾するように前記移動体を移動させる移動体制御部と、
環境地図及び前記環境地図内に予め設定されている進入禁止エリアの情報を含む地図情報が記憶された記憶部と、
前記環境地図における前記移動体の自己位置を推定する自己位置推定部と、
前記自己位置推定部により推定された前記自己位置と前記記憶部に記憶された前記進入禁止エリアの情報とを用いて、前記自己位置から前記進入禁止エリアまでの距離を、前記自己位置から前記進入禁止エリアへの水平方向に対する複数の方位毎に算出する距離算出部と、
前記移動体から前記進入禁止エリアまでの方位と同一方位に対応付けられた前記距離測定部の測定値のうち、前記移動体と前記進入禁止エリアとの間に前記測定点が存在していない方位に対応付けられた前記測定値を、前記距離算出部で算出された算出距離に加工する加工部と、
前記距離測定部の測定値のうち前記加工部による加工が行われなかった前記測定値、及び、前記算出距離から前記移動体の移動可能範囲を導出する移動可能範囲導出部と、を備え、
前記距離測定部は、レーザーを照射することで前記測定点までの距離と方位とを測定するものであり、
前記進入禁止エリアは、前記距離測定部による検出ができない場所を含み、
前記移動体制御部は、前記移動可能範囲内で前記移動体を移動させ、
前記移動可能範囲導出部は、前記自己位置推定部により推定された前記自己位置が前記進入禁止エリア内に位置している場合、前記算出距離を用いずに前記移動可能範囲を導出する自律移動体。 An autonomous moving body that tracks a tracking target,
A moving body,
A distance measurement unit for measuring a distance and a direction from the moving object to a measurement point;
an object detection unit that detects objects including the tracking target and obstacles using the measurement result of the distance measurement unit;
A moving object control unit that moves the moving object so as to track the tracking target;
a storage unit in which map information including an environmental map and information on no-entry areas previously set in the environmental map is stored;
a self-position estimation unit that estimates a self-position of the moving object on the environmental map;
a distance calculation unit that calculates a distance from the self-location to the no-entry area for each of a plurality of directions in a horizontal direction from the self-location to the no-entry area, using the self-location estimated by the self-location estimation unit and information on the no-entry area stored in the storage unit;
a processing unit that processes the measurement value associated with a direction in which the measurement point does not exist between the moving body and the no-entry area, among the measurement values of the distance measurement unit associated with the same direction as the direction from the moving body to the no-entry area, into a calculated distance calculated by the distance calculation unit;
a movable range deriving unit that derives a movable range of the moving body from the measurement value of the distance measurement unit that has not been processed by the processing unit and the calculated distance,
the distance measurement unit measures a distance and a direction to the measurement point by irradiating a laser,
the no-entry area includes a location that cannot be detected by the distance measurement unit,
The moving object control unit moves the moving object within the movable range ,
The movable range derivation unit derives the movable range without using the calculated distance when the self-position estimated by the self-position estimation unit is located within the no-entry area .
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