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JP7623274B2 - Map utilization device and program - Google Patents
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Description

本発明は、移動ロボットや地図利用環境との関係で地図情報を効果的に利用する地図利用装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a map utilization device and a program that effectively utilizes map information in relation to a mobile robot and a map utilization environment.

従来、ロボットの移動のために複数のロボットで地図を共用する技術が検討されている。 Previously, technology has been considered that allows multiple robots to share a map for robot movement.

特許文献1では、広範囲に渡る膨大な環境地図を効率的に作成するために、複数の自律走行ロボットにおいてロボット間の相対位置を検出してロボットごとの探索区域を分割して定め、各ロボットが担当を割り当てられた探索区域の地図情報をSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)測位で収集したうえで、これら探索区域ごとの地図情報を融合して環境地図全体を生成する。 In Patent Document 1, in order to efficiently create a huge environmental map covering a wide area, multiple autonomous robots detect the relative positions of the robots and divide and define search areas for each robot, collect map information for the search area assigned to each robot using SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) positioning, and then combine the map information for each search area to generate the entire environmental map.

特許文献2では、「作成された環境地図を参照して自律移動ロボットが自己位置を推定しながら自律移動する場合に、当該環境地図に信頼度が低い部分が存在すると、移動ロボットは、現在地を精確に認識できなくなる」という課題に対して、「例えば透明なガラス扉に不透明な貼着物を貼着」する等により、信頼度が低い部分箇所に物体を配置して信頼度を高めるように環境変更等を試みる。 In Patent Document 2, in response to the problem that "when an autonomous mobile robot moves autonomously while estimating its own position by referring to a created environmental map, if there are parts of the environmental map with low reliability, the mobile robot will not be able to accurately recognize its current location," the document attempts to change the environment to increase reliability by placing objects in parts with low reliability, for example by "sticking an opaque adhesive to a transparent glass door."

特許文献3では、SLAM測位を行う複数のロボットにおいて、各ロボットが有する地図情報を、ランドマーク情報を介してロボット間で共有することで、各ロボットにおいて個別に地図情報を大量蓄積することなく各ロボットの測位精度を向上させる。 In Patent Document 3, in multiple robots that perform SLAM positioning, the map information that each robot possesses is shared between the robots via landmark information, thereby improving the positioning accuracy of each robot without each robot having to accumulate large amounts of map information individually.

特開2013-109325号公報JP 2013-109325 A 特開2018-185767号公報JP 2018-185767 A 特開2019-57312号公報JP 2019-57312 A

しかしながら、以上のような従来技術においては、自律移動装置としてのロボットに対して、各ロボットの測位処理や移動処理等に関するスペックや走行環境等が様々である状況において、効率的に地図情報を利用してロボットを効率的に活用することは考慮されていなかった。 However, in the conventional technologies described above, no consideration was given to efficiently utilizing map information for robots as autonomous mobile devices in situations where the specifications for each robot's positioning and movement processing, as well as the driving environments, are diverse.

通常、ロボットにおいては、事前に対象のロボットを隈なく走行させ、各ロボット固有の地図を作成することで、走行する環境を把握する作業が行われている。一方で、複数のロボットで地図を共有させることで、事前に各ロボットを走行させる手間を削減することが期待できる。 Normally, robots are taught how to understand the environment in which they will be operating by running the target robot thoroughly in advance and creating a map specific to each robot. However, by having multiple robots share a map, it is expected that the effort required to run each robot in advance can be reduced.

共有地図はロボット固有の地図ではないため、共有地図を用いる場合には不都合が生じる場合がありうる。例えば、ロボットは、外界を認識するセンサの種類(3次元LiDAR、2次元LiDAR、カメラなど)やセンサの設置高、またロボットの形状や動き方などが様々であり、それによって、障害物を検知できる視野範囲が異なるため、ロボットによっては、障害物を検知できずに障害物に衝突してしまったり、ロボット自体の凹凸形状や動き方によっては、当該ロボットが障害物上を走行できなかったりする可能性がある。 Because the shared map is not specific to the robot, there may be inconveniences when using the shared map. For example, robots vary in the type of sensors they use to recognize the outside world (3D LiDAR, 2D LiDAR, camera, etc.), the height at which the sensors are installed, and the shape and movement of the robot. As a result, the field of view in which obstacles can be detected differs depending on the robot, and some robots may not be able to detect the obstacle and may collide with it, or the robot may not be able to navigate over an obstacle depending on the uneven shape of the robot itself and the way it moves.

特許文献1~3のいずれも、例えば工場内での稼働ロボットとして、スペックが同一の画一的なロボットを前提とした共有地図の利用に関するものあり、複数のロボットがあって様々にスペックが異なる際に、共有地図を効率的に活用することができなかった。 All of Patent Documents 1 to 3 concern the use of a shared map that assumes that robots operating in a factory, for example, are uniform robots with the same specifications. When there are multiple robots with various different specifications, the shared map cannot be used efficiently.

上記従来技術の課題に鑑み、本発明は、移動ロボットのスペックが様々に存在しうる状況において地図情報を効率的に利用することのできる地図利用装置及びプログラムを提供することを目的とする。 In view of the problems with the conventional technology described above, the present invention aims to provide a map utilization device and program that can efficiently utilize map information in situations where there are various possible specifications for mobile robots.

上記目的を達成するため、本発明は、指定される経路を移動ロボットに移動させるために、当該経路に沿った地図情報を配信する地図利用装置またはコンピュータを当該装置として機能させるプログラムであって、前記移動ロボットが移動しうるフィールドについて構築されている3次元地図情報の全体から前記経路の周辺にあるものとして、経路沿いの3次元地図情報を取得し、前記経路沿いの3次元地図情報を、前記移動ロボットが自律移動する際の外界認識センサによるセンシング範囲を考慮して2次元地図情報に変換し、前記センシング範囲外にある地図情報に関して補完したうえで、前記移動ロボットに対して配信することを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention is a map utilization device or a program that causes a computer to function as such a device, which distributes map information along a specified route in order to move a mobile robot along the route, and is characterized in that it acquires 3D map information along the route as being in the vicinity of the route from the entire 3D map information constructed for the field in which the mobile robot can move, converts the 3D map information along the route into 2D map information taking into account the sensing range of an external recognition sensor when the mobile robot moves autonomously, complements map information outside the sensing range, and distributes it to the mobile robot.

本発明によれば、移動ロボットごとの個別のセンシング範囲を考慮して3次元地図情報を2次元地図情報に変換し、前記センシング範囲外にある地図情報に関して補完するので、共通の地図を利用しながら、移動ロボットの個別スペックに応じた適切な地図情報の利用が可能となる。 According to the present invention, three-dimensional map information is converted into two-dimensional map information taking into account the individual sensing range of each mobile robot, and map information outside the sensing range is supplemented, making it possible to use a common map while still using appropriate map information according to the individual specifications of each mobile robot.

一実施形態に係る地図利用システムの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a map using system according to an embodiment. 一実施形態に係る地図利用システムにおける利用者端末、移動ロボット及び地図利用装置の機能ブロック図である。1 is a functional block diagram of a user terminal, a mobile robot, and a map using device in a map using system according to an embodiment. 個別の移動ロボットによっては検知できない場合がある障害物のイメージ例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing example images of obstacles that may not be detectable by individual mobile robots. 一実施形態に係る補完部の機能ブロック図である。FIG. 4 is a functional block diagram of a complementing unit according to an embodiment. 一実施形態に係る、地図利用装置による移動ロボットの各々の情報管理を行うフローチャートである。10 is a flowchart showing information management of each mobile robot by a map using device according to an embodiment. 一実施形態に係る地図利用装置による地図補完処理を伴う商品配送の手配及び地図情報の更新のフローチャートである。11 is a flowchart of arranging for product delivery and updating map information involving a map completion process by a map using device according to an embodiment. 機器情報格納部に格納される機器情報の模式例を示す図である。10 is a diagram showing an example of device information stored in a device information storage unit; FIG. 補完処理に関する模式例として、通過が可能な障害物を除外するイメージ例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an example of an image in which passable obstacles are removed, as a schematic example of the complementation process. 補完処理に関する模式例として、障害物の形状を変更するイメージ例である。As a schematic example of the complementation process, an image example of changing the shape of an obstacle is shown. 補完処理に関する模式例として、フラッパーゲートの模式例を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a schematic example of a flapper gate as a schematic example of the complementation process. 補完処理に関する模式例として、2次元地図とこれによる動作計画の各例を示す図である。1A to 1C are diagrams showing examples of a two-dimensional map and an operation plan based on the map, as a schematic example of the complementation process. 補完処理に関する模式例として、2次元地図とこれによる動作計画の各例を示す図である。1A to 1C are diagrams showing examples of a two-dimensional map and an operation plan based on the map, as a schematic example of the complementation process. 一般的なコンピュータにおけるハードウェア構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a hardware configuration of a typical computer.

図1は、一実施形態に係る地図利用システム4の構成を示す図である。本実施形態では、地図利用システム4の用途の一例として、配送サービス利用者(ユーザ)が指定した目的地まで、自律走行ロボットが街中等のフィールドFを移動し、商品を配送する用途の場合について説明するが、自律走行ロボットにフィールドF内の指定経路を移動させることを伴う任意の用途について、本実施形態の地図利用システム4を適用することができる。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a map usage system 4 according to one embodiment. In this embodiment, as an example of a use of the map usage system 4, a case where an autonomous robot moves through a field F, such as a city, to a destination specified by a delivery service user (user) and delivers goods will be described, but the map usage system 4 of this embodiment can be applied to any use that involves moving an autonomous robot along a specified route within the field F.

地図利用システム4は、目的地を判断するために用いる複数(n台)の利用者端末1-1、1-2、…、1-nと、街中等のフィールドFを走行して目的地まで移動する複数(m台)の移動ロボット2-1、2-2、…、2-mと、移動ロボット向けの3次元地図を保管し、移動ロボット2-1~2-mごとに3次元地図か2次元に変換した地図のどちらを使うべきかを判定して送信する処理と、運用監視や目的地までのナビゲーションを行う地図利用装置3と、を備える。地図利用システム4を構成するこれらの要素同士は、インターネット等のネットワークNWを介して相互に通信可能とされる。 The map usage system 4 comprises multiple (n) user terminals 1-1, 1-2, ..., 1-n used to determine the destination, multiple (m) mobile robots 2-1, 2-2, ..., 2-m that travel to the destination by traveling through a field F such as a city, and a map usage device 3 that stores 3D maps for the mobile robots, determines whether to use the 3D map or a map converted to 2D for each mobile robot 2-1 to 2-m, and transmits the determined map, and performs operational monitoring and navigation to the destination. These elements that make up the map usage system 4 can communicate with each other via a network NW such as the Internet.

図2は、一実施形態に係る地図利用システム4における利用者端末1、移動ロボット2及び地図利用装置3の機能ブロック図である。なお、図2における利用者端末1及び移動ロボット2はそれぞれ、図1におけるn台の利用者端末1-1~1-n及びm台の移動ロボット2-1~2-mのうちの任意の1台における機能構成を示すものとして、これら複数の利用者端末1-1~1-n及び移動ロボット2-1~2-mでの共通の機能構成を示すものである。 Figure 2 is a functional block diagram of a user terminal 1, a mobile robot 2, and a map utilization device 3 in a map utilization system 4 according to one embodiment. Note that the user terminal 1 and the mobile robot 2 in Figure 2 each represent the functional configuration of any one of the n user terminals 1-1 to 1-n and the m mobile robots 2-1 to 2-m in Figure 1, and represent the common functional configuration of these multiple user terminals 1-1 to 1-n and mobile robots 2-1 to 2-m.

ただし、これら複数の利用者端末1-1~1-n及び移動ロボット2-1~2-mについて、機能構成は図2に示されるものとして共通であるが、自律移動ロボットにおける自己位置推定のためのセンシング機構や移動機構等のハードウェア上のスペック(性能諸元)等は相互に異なるものであってよい。特に、m台の移動ロボット2-1~2-m(の各々である移動ロボット2)については上記スペックが様々に異なる状況であっても、本実施形態の地図利用システム4により、移動ロボット2の各々のリソース等を考慮した効果的な地図情報の利用が可能となる。 However, although the functional configuration of the multiple user terminals 1-1 to 1-n and mobile robots 2-1 to 2-m is the same as that shown in FIG. 2, the hardware specifications (performance specifications) of the sensing mechanism for estimating the self-position and the mobile mechanism of the autonomous mobile robot may be different from each other. In particular, even if the specifications of the m mobile robots 2-1 to 2-m (each of the mobile robots 2) are variously different, the map utilization system 4 of this embodiment makes it possible to effectively utilize map information taking into account the resources of each mobile robot 2.

利用者端末1は、例えばスマートフォンであり、配送サービス利用者が商品を発注する際に目的地に関する情報を入力する。利用者端末1は、商品発注部101と、目的地情報入力部102と、を備える。 The user terminal 1 is, for example, a smartphone, into which a delivery service user inputs information about a destination when ordering a product. The user terminal 1 includes a product ordering unit 101 and a destination information input unit 102.

移動ロボット2は、自律走行可能なロボットであり、例えば、配送サービス利用者が指定した目的地まで荷物を配送する。移動ロボット2は、無線通信部201と、現在位置取得部202と、状態取得部203と、撮像部204と、機器情報格納部205と、経路情報格納部206と、地図情報格納部207と、動作計画部208と、動作制御部209と、を備える。 The mobile robot 2 is an autonomous robot that delivers packages to a destination specified by a delivery service user, for example. The mobile robot 2 includes a wireless communication unit 201, a current position acquisition unit 202, a status acquisition unit 203, an imaging unit 204, a device information storage unit 205, a route information storage unit 206, a map information storage unit 207, an operation planning unit 208, and an operation control unit 209.

利用地図装置3は、例えばクラウド上に存在するサーバ装置であり、移動ロボット2向けの3次元地図を保管し、移動ロボット2-1~2-mごとに適切な内容として2次元地図に変換し、且つ、2次元地図上に障害物情報を補完して送信する処理と、運用監視や目的地までのナビゲーションを行う。なお、2次元地図は自己位置推定の際の計算負荷等が3次元地図を用いる場合よりも低く、本実施形態では計算リソースがそれほど豊富ではない移動ロボット2であっても自己位置推定を可能とすべく、2次元地図に変換する。 The map utilization device 3 is, for example, a server device that exists on the cloud, which stores 3D maps for the mobile robot 2, converts them into 2D maps with appropriate content for each of the mobile robots 2-1 to 2-m, and also performs the process of complementing and transmitting obstacle information on the 2D maps, as well as performing operational monitoring and navigation to the destination. Note that the computational load when estimating the self-position is lower with a 2D map than when a 3D map is used, and therefore in this embodiment, the map is converted into a 2D map to enable self-position estimation even for mobile robots 2 that do not have abundant computational resources.

図3は、個別の移動ロボット2によっては検知できない場合がある障害物のイメージ例である。各移動ロボット2に搭載された周辺環境を認識するためのカメラ(LiDAR)の高さ及び垂直視野から決まる検出可能範囲が、ちょうど障害物の空洞部分になってしまい、障害物を検知できない可能性がありうる。例えば、図3に示すポールに張られたロープ11や立入禁止のバリケード12などを障害物として検知できずに障害物に衝突してしまう可能性がある。すなわち、ロープ11について、あるロボットは検出可能範囲がR11aであり空洞範囲に該当して検出不能、別のロボットは検出可能範囲がR11bであり検出可能といったことや、バリケード12について、あるロボットは検出可能範囲がR12aであり空洞範囲に該当して検出不能、別のロボットは検出可能範囲がR12bであり検出可能といったことがありうる。 FIG. 3 shows an example of an image of an obstacle that may not be detected by an individual mobile robot 2. The detectable range determined by the height and vertical field of view of the camera (LiDAR) mounted on each mobile robot 2 for recognizing the surrounding environment may be exactly in the hollow part of the obstacle, and the obstacle may not be detected. For example, the rope 11 stretched on a pole or the barricade 12 indicating no entry shown in FIG. 3 may not be detected as an obstacle and may collide with the obstacle. That is, for the rope 11, one robot may have a detectable range R11a, which corresponds to the hollow range and therefore cannot be detected, while another robot may have a detectable range R11b and therefore can detect it. For the barricade 12, one robot may have a detectable range R12a, which corresponds to the hollow range and therefore cannot be detected, while another robot may have a detectable range R12b and therefore can detect it.

そこで、本実施形態では、詳細を後述するように、移動ロボット2の個別スペックにそれぞれ応じた形で、検知できない可能性がある障害物を仮想的に地図上に補完することで、移動ロボット2が当該障害物を避けて移動できるようにする。 Therefore, in this embodiment, as described in detail below, obstacles that may not be detectable are virtually supplemented on the map in a manner that corresponds to the individual specifications of the mobile robot 2, allowing the mobile robot 2 to move while avoiding the obstacles.

利用地図装置3は、運用監視部301と、オーダー情報格納部302と、目的地取得部303と、3次元地図情報格納部304と、経路探索部305と、経路配信部306と、2次元地図変換部307と、補完部300と、地図配信部313と、を備える。 The map device 3 includes an operation monitoring unit 301, an order information storage unit 302, a destination acquisition unit 303, a three-dimensional map information storage unit 304, a route search unit 305, a route distribution unit 306, a two-dimensional map conversion unit 307, a completion unit 300, and a map distribution unit 313.

図4は、一実施形態に係る補完部300の機能ブロック図であり、補完部300はさらに、障害物特定部308と、検出範囲算出部309と、検出困難障害物抽出部310と、通過可能障害物除外部311と、仮想障害物補完部312と、を備える。補完部300はこれら各機能部の処理によって詳細を後述するように、経路探索部305で得た経路及び2次元地図変換部307で得た地図に補間処理を施し、補間された経路及び地図を経路配信部306及び地図配信部313へと出力することで、対応する移動ロボット2にこの経路及び地図の配信を実現する。 Figure 4 is a functional block diagram of the completion unit 300 according to one embodiment, which further includes an obstacle identification unit 308, a detection range calculation unit 309, a difficult-to-detect obstacle extraction unit 310, a passable obstacle exclusion unit 311, and a virtual obstacle completion unit 312. As will be described in detail later, the completion unit 300 performs an interpolation process on the route obtained by the route search unit 305 and the map obtained by the two-dimensional map conversion unit 307 through the processing of each of these functional units, and outputs the interpolated route and map to the route distribution unit 306 and the map distribution unit 313, thereby realizing the distribution of this route and map to the corresponding mobile robot 2.

図5は、一実施形態に係る、地図利用装置3による移動ロボット2の各々の情報管理を行うフローチャートであり、図6は、一実施形態に係る地図利用装置3による地図補完処理を伴う商品配送の手配及び地図情報の更新のフローチャートである。図5及び図6のフローチャートは、地図利用装置3が並行して実施することができる。図5のフローに従って、地図利用装置3は移動ロボット2の各々の位置情報等を定期的に把握して管理すると共に、移動ロボット2が街中等のフィールドFで計測した最新の3次元地図情報を収集することができる。また、図5のフローに従って、地図利用装置3は3次元地図情報を最新状態に更新しながら、配送要求があった際には配送経路の決定等を行って複数の移動ロボット2の中から配送業務を担当させるものを決定して、補間処理により適切な2次元地図を配信して当該配送経路に沿った商品配送を行わせるように指示することができる。 Fig. 5 is a flowchart showing how the map using device 3 manages information about each of the mobile robots 2 according to one embodiment, and Fig. 6 is a flowchart showing how the map using device 3 arranges for product delivery and updates map information with map completion processing according to one embodiment. The flowcharts in Figs. 5 and 6 can be executed in parallel by the map using device 3. According to the flow in Fig. 5, the map using device 3 periodically grasps and manages the position information, etc., of each of the mobile robots 2, and can collect the latest three-dimensional map information measured by the mobile robots 2 in a field F, such as a city. According to the flow in Fig. 5, the map using device 3 updates the three-dimensional map information to the latest state, and when a delivery request is received, determines a delivery route, etc., and determines which of the multiple mobile robots 2 will be in charge of the delivery task, and can instruct the mobile robots 2 to deliver the product along the delivery route by transmitting an appropriate two-dimensional map by interpolation processing.

以下、図5及び図6の順で、当該フローにおける各ステップを説明しながら、図2及び図4に示される地図利用システム4の各機能ブロックの処理内容の詳細に関して説明する。 Below, we will explain the details of the processing content of each functional block of the map utilization system 4 shown in Figures 2 and 4 while explaining each step in the flow in the order of Figures 5 and 6.

図5のフローが開始されると、ステップS31では、移動ロボット2が、自身における位置情報等の送信タイミングに現在時刻が該当するか否かを判定し、該当すればステップS32へと進み、該当しなければステップS33へと進む。この送信タイミングは、例えば一定時間が経過する都度としてよく、一定時間ごとにリアルタイムで位置情報等の送受信を行うようにすることができる。 When the flow in FIG. 5 is started, in step S31, the mobile robot 2 determines whether the current time corresponds to the timing for transmitting its own position information, etc., and if so, proceeds to step S32, and if not, proceeds to step S33. This transmission timing may be, for example, every time a certain period of time has elapsed, and position information, etc. can be transmitted and received in real time at certain intervals.

<ステップS32…現在位置取得部202、状態取得部203、運用監視部301>
ステップS32では、現在位置取得部202(及び状態取得部203)の処理により、移動ロボット2が現時刻における自身の位置情報等を地図利用装置3へと送信し、運用監視部301の処理により、この位置情報を受信した地図利用装置3がこの位置情報を保存して管理してから、ステップS33へと進む。
<Step S32...Current position acquisition unit 202, status acquisition unit 203, operation monitoring unit 301>
In step S32, the current position acquisition unit 202 (and the status acquisition unit 203) processes the mobile robot 2 to transmit its own position information at the current time, etc. to the map using device 3, and the map using device 3 receives this position information and stores and manages it through the processing of the operation monitoring unit 301, after which the process proceeds to step S33.

すなわち、現在位置取得部202は、移動ロボット2の現在時刻の位置を取得して、運用監視部301へとこの位置情報を送信する。このため、現在位置取得部202は、GPS(全地球測位システム)や屋内GPSなどの任意の既存手法による測位システムによって、現在位置を取得する。 That is, the current position acquisition unit 202 acquires the current position of the mobile robot 2 and transmits this position information to the operation monitoring unit 301. For this reason, the current position acquisition unit 202 acquires the current position using a positioning system based on any existing method, such as a GPS (Global Positioning System) or an indoor GPS.

また、状態取得部203が移動ロボット2の現在時刻の状態を取得して、運用監視部301へとこの状態の情報を送信するようにしてもよい。このため、状態取得部203は、移動ロボット2に備わっている各種センサからバッテリー残量、温度、移動速度等といった状態データを取得する。 The status acquisition unit 203 may also acquire the current status of the mobile robot 2 and transmit this status information to the operation monitoring unit 301. For this reason, the status acquisition unit 203 acquires status data such as remaining battery power, temperature, movement speed, etc. from various sensors equipped in the mobile robot 2.

さらに、運用監視部301は、移動ロボット2の各々の運用監視を行う。運用監視部301は、各移動ロボット2からリアルタイムに受信した位置情報、状態情報を移動ロボット2の個体を識別する情報と紐づけて、運用監視を行うことができる。運用監視部301は、受信した位置情報、状態情報を解析し、移動ロボット2の障害が発生した場合は、システム監視者に対して、警報を発出するようにしてもよい。 Furthermore, the operation monitoring unit 301 monitors the operation of each mobile robot 2. The operation monitoring unit 301 can perform operation monitoring by linking the position information and status information received in real time from each mobile robot 2 with information that identifies the individual mobile robot 2. The operation monitoring unit 301 analyzes the received position information and status information, and may issue an alert to a system monitor if a malfunction occurs in a mobile robot 2.

なお、このステップS32に限らず、図5及び図6の各ステップにおいて、移動ロボット2において地図利用装置3との間で無線通信により情報の送受信を担うのが無線通信部201である。ここで、無線通信部201は、現在実用化されている4G (第4世代移動通信システム)や5G(第5世代移動通信システム)、将来的な実用化が見込まれる6G(第6世代移動通信システム)等の無線通信方式に対応する基地局を介して、無線通信を行うことができる。 Note that, not only in step S32 but also in each step of Figs. 5 and 6, the wireless communication unit 201 is responsible for transmitting and receiving information via wireless communication between the mobile robot 2 and the map utilization device 3. Here, the wireless communication unit 201 can perform wireless communication via a base station compatible with wireless communication methods such as 4G (fourth generation mobile communication system) and 5G (fifth generation mobile communication system) that are currently in practical use, and 6G (sixth generation mobile communication system) that is expected to be practical in the future.

なお、機能ブロックとしては明示していないが、地図利用装置3及び利用者端末1も、移動ロボット2における無線通信部201と同様の機能を備え、無線通信により、地図利用装置3と利用者端末1との間及び地図利用装置3と移動ロボット2との間で、図5及び図6の各ステップの各実施形態において必要となる情報の送受信を行うことができる。 Although not explicitly shown as a functional block, the map usage device 3 and the user terminal 1 also have functions similar to those of the wireless communication unit 201 in the mobile robot 2, and can transmit and receive information required in each embodiment of each step in Figures 5 and 6 between the map usage device 3 and the user terminal 1, and between the map usage device 3 and the mobile robot 2, via wireless communication.

<ステップS33,S34…地図情報の送信>
ステップS33では、移動ロボット2が、自身における地図情報の送信タイミングに現在時刻が該当するか否かを判定し、該当すればステップS34へと進み、該当しなければステップS31へと戻る。ステップS34では、移動ロボット2から地図利用装置3へと地図情報を送信してから、ステップS31へと戻る。地図情報に関しては、移動ロボット2が後述する自律移動を行う際にSLAM等で取得した3次元点群データ等の形(撮像部204で取得可能なデータ形式)で取得してよく、地図利用装置3へと送信することができる。
<Steps S33, S34...Transmission of map information>
In step S33, the mobile robot 2 determines whether the current time corresponds to the timing for transmitting map information for itself, and if so, proceeds to step S34, and if not, returns to step S31. In step S34, the mobile robot 2 transmits map information to the map using device 3, and then returns to step S31. The map information may be obtained in the form of three-dimensional point cloud data or the like (a data format that can be obtained by the imaging unit 204) obtained by SLAM or the like when the mobile robot 2 performs autonomous movement, which will be described later, and can be transmitted to the map using device 3.

なお、この地図情報の取得及び後述する図6のステップS45での地図利用装置3における地図更新には、3次元地図情報を最新の状態に保つための任意の既存手法を用いてよく、図2においてはこれらの地図更新について個別具体的な処理を行う機能ブロックの記載は省略している。例えば、ステップS33の地図情報の送信タイミングは、移動ロボット2において取得した地図情報の中に、地図利用装置3から受信した地図情報から変化している情報があると判定される場合(例えば、新規の対象物と推定されるものが存在する場合)等としてもよい。 Note that any existing method for keeping 3D map information up to date may be used for acquiring this map information and updating the map in the map using device 3 in step S45 of FIG. 6 described later, and FIG. 2 does not show functional blocks for performing specific processes for these map updates. For example, the timing for transmitting the map information in step S33 may be when it is determined that the map information acquired by the mobile robot 2 contains information that has changed from the map information received from the map using device 3 (for example, when there is an object that is estimated to be a new object), etc.

以上、図5の各ステップを説明した。なお、図5のフローは、複数の移動ロボット2の各々(図1におけるm台の移動ロボット2-1~2-mの各々)がそれぞれ、地図利用装置3に対して実行するものである。こうして、地図利用装置3ではm台の移動ロボット2-1~2-mの全ての情報を運用監視部301においてリアルタイムに監視し、m台の移動ロボット2-1~2-mから適宜、フィールドFの最新の計測結果として送信されてくる地図情報を用いて、3次元地図情報(後述する3次元地図情報格納部304に保存されるもの)を最新状態に保つようにすることができる。図5のフローによってこのように、地図利用装置3が複数の移動ロボット2の全てをリアルタイムで把握し、且つ、3次元地図情報を最新状態に保ちながら、次の図6のフローにより、3次元地図から個別の移動ロボット2に応じた適切な2次元地図を生成して、地図利用装置3が商品配送の手配を行うことが可能となる。 Each step in FIG. 5 has been described above. The flow in FIG. 5 is executed by each of the multiple mobile robots 2 (each of the m mobile robots 2-1 to 2-m in FIG. 1) for the map utilization device 3. In this way, the map utilization device 3 monitors all information on the m mobile robots 2-1 to 2-m in real time in the operation monitoring unit 301, and can keep the three-dimensional map information (stored in the three-dimensional map information storage unit 304, described later) up to date using map information sent appropriately from the m mobile robots 2-1 to 2-m as the latest measurement results of the field F. In this way, the map utilization device 3 grasps all of the multiple mobile robots 2 in real time through the flow in FIG. 5, and while keeping the three-dimensional map information up to date, it is possible to generate an appropriate two-dimensional map from the three-dimensional map according to each mobile robot 2 through the flow in FIG. 6, and the map utilization device 3 can arrange for product delivery.

<ステップS41…3次元地図情報格納部304、機器情報格納部205>
図6のフローを開始すると、ステップS41では、商品配送を可能とするために必要となる事前処理として、地図利用装置3が地図情報の構築を行うことで3次元地図情報格納部304にフィールドFの3次元地図情報を格納し、且つ、各々の移動ロボット2の機器情報格納部205に保存されている機器情報を補完部300において受信して保存してから、ステップS42へと進む。(なお、補完部300ではステップS41で当該保存した機器情報を用いて、後述するステップS43において配送経路及び移動ロボット2のスペックに応じた補完処理を行う。機器情報については機器情報格納部205に関して図7の例を参照して後述するように、移動ロボット2の高さ及び幅といったようなサイズや、移動ロボット2がセンサで検出可能な範囲や、移動ロボット2が乗り越えて移動可能な高さ等の移動能力についての情報として構成される。)
<Step S41...3D map information storage unit 304, device information storage unit 205>
6 is started, in step S41, as a pre-processing required to enable product delivery, the map utilization device 3 constructs map information to store three-dimensional map information of the field F in the three-dimensional map information storage unit 304, and the complementing unit 300 receives and stores the equipment information stored in the equipment information storage unit 205 of each mobile robot 2, and then the flow proceeds to step S42. (Note that the complementing unit 300 uses the equipment information stored in step S41 to perform complementing processing according to the delivery route and the specifications of the mobile robot 2 in step S43, which will be described later. As will be described later with reference to the example of FIG. 7 regarding the equipment information storage unit 205, the equipment information is configured as information on the size of the mobile robot 2, such as the height and width, the range that the mobile robot 2 can detect with its sensor, and the mobility of the mobile robot 2, such as the height that the mobile robot 2 can overcome.)

3次元地図情報格納部304は、移動ロボット2が稼働するフィールドFの地図情報として、全国の道路地図データや、それに付随する、各種施設や店舗等の施設データ等を3次元で格納する。また、3次元地図情報格納部304は、さらに移動ロボット2が移動する可能性がある屋内施設や店舗等に関する屋内3次元地図データを格納する。3次元地図情報格納部304は、例えば、自己位置推定と環境地図作成を同時に行う技術であるSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)を用いて、移動ロボット2が作成した3次元点群地図情報であってもよい。また、占有格子、3Dモデルなど別の形式の3次元地図情報であってもよく、自動車など他の移動体が作成した3次元地図情報であってもよい。 The three-dimensional map information storage unit 304 stores nationwide road map data and associated facility data such as various facilities and stores in three dimensions as map information of the field F in which the mobile robot 2 operates. The three-dimensional map information storage unit 304 also stores indoor three-dimensional map data related to indoor facilities and stores to which the mobile robot 2 may move. The three-dimensional map information storage unit 304 may be, for example, three-dimensional point cloud map information created by the mobile robot 2 using SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), a technology that simultaneously estimates the self-position and creates an environmental map. The three-dimensional map information may also be in a different format, such as an occupancy grid or a 3D model, or may be three-dimensional map information created by another moving body such as an automobile.

3次元地図情報格納部304ではさらに、上記格納する3次元地図情報に、経路探索を可能とするためのグラフ(離散グラフ)の情報を紐づける。経路探索用のグラフは周知のように、ノードとノード間を接続するエッジとして定義され、隣接行列等のデータ形式で表現することができる。このノードに3次元地図情報における対応する位置の点座標(3次元空間座標)を紐づけ、エッジについても同様に、隣接ノード間を接続する直線あるいは曲線として、3次元地図情報における空間座標を紐づけることができる。(なお、3次元地図情報が例えば点群で与えられる場合に、対応付けるグラフのノードの空間座標は、点群のいずれかに一致していてもよいし、一致していなくともよい。例えばある局所的空間範囲にある点群の重心位置を、この局所的空間範囲を表現する代表点として、1つのノードの空間座標に割り当てるようにしてもよい。) The three-dimensional map information storage unit 304 further links the stored three-dimensional map information to information on a graph (discrete graph) for enabling route search. As is well known, a graph for route search is defined as edges connecting nodes, and can be expressed in a data format such as an adjacency matrix. The nodes are linked to the point coordinates (three-dimensional spatial coordinates) of corresponding positions in the three-dimensional map information, and similarly, the edges can be linked to spatial coordinates in the three-dimensional map information as straight lines or curves connecting adjacent nodes. (Note that when the three-dimensional map information is given as a point cloud, for example, the spatial coordinates of the nodes in the graph to be associated may or may not match any of the point clouds. For example, the center of gravity of the point cloud in a certain local spatial range may be assigned to the spatial coordinates of one node as a representative point representing this local spatial range.)

この、3次元地図情報に紐づけられるグラフは、3次元地図情報が表現しているフィールドFにおける経路網(移動ロボット2が移動可能な道路網など)をモデル化したものである。 This graph linked to the three-dimensional map information is a model of the route network (such as the road network along which the mobile robot 2 can move) in the field F represented by the three-dimensional map information.

なお、ステップS41において3次元地図情報格納部304に格納する上記のグラフが紐づけられた3次元地図情報は、管理者等がネットワークNW上で地図情報データベースを管理しているサーバ等から自動あるいは手動で取り寄せたものを用いればよい。後述するステップS45では、3次元地図情報格納部304に格納する3次元地図情報を最新状態に更新することもできる。 The three-dimensional map information to which the above-mentioned graph is linked and stored in the three-dimensional map information storage unit 304 in step S41 may be obtained automatically or manually by an administrator from a server or the like that manages a map information database on the network NW. In step S45 described later, the three-dimensional map information stored in the three-dimensional map information storage unit 304 can also be updated to the latest state.

機器情報格納部205は、機器情報の1つとして移動ロボット2のセンシング範囲に関する情報を格納する。このセンシング範囲については例えば、移動ロボット2に搭載され、自己位置推定の際のセンサ入力として用いるカメラやLiDARのセンサ視点位置の高さ情報や、当該センサにより検出可能な垂直視野の情報の形で格納することができる。機器情報格納部205における高さ情報は、予め人が入力してもよく、撮像部204で撮像した特徴となる物体までの距離と物体の大きさを判定することにより、カメラやLiDARの高さを推定してもよい。 The device information storage unit 205 stores information on the sensing range of the mobile robot 2 as one piece of device information. This sensing range can be stored in the form of, for example, height information on the sensor viewpoint position of a camera or LiDAR mounted on the mobile robot 2 and used as a sensor input for self-position estimation, or information on the vertical field of view detectable by the sensor. The height information in the device information storage unit 205 may be input in advance by a person, or the height of the camera or LiDAR may be estimated by determining the distance to a characteristic object captured by the imaging unit 204 and the size of the object.

図7にこの機器情報の模式例を示す。ある移動ロボット2について、例えば、カメラ視点位置pの地面からの高さhと、この視点位置から水平正面方向に距離dだけ進んだ位置における垂直視野の上限高さh1(d)及び下限高さh2(d)(それぞれ一般に距離dの関数であるが、h1(d)=h1,h2(d)=h2等のように定数であってもよい)を、センサが認識可能なセンシング範囲Rの情報とすることができる。この、認識可能距離dの上限等をセンシング範囲の情報に含めてもよい。なお、前述の通り、このようなセンシング範囲の情報は個々の移動ロボット2についてそれぞれ、多様に存在しうる。 Figure 7 shows a schematic example of this device information. For a certain mobile robot 2, for example, the height h of the camera viewpoint position p from the ground and the upper limit height h1(d) and lower limit height h2(d) of the vertical field of view at a position a distance d ahead from this viewpoint position (which are generally functions of distance d, but may also be constants such as h1(d)=h1, h2(d)=h2, etc.) can be used as information on the sensing range R that the sensor can recognize. The upper limit of the recognizable distance d may also be included in the sensing range information. Note that, as mentioned above, such sensing range information can exist in a variety of ways for each individual mobile robot 2.

図7の例にも示される通り、機器情報格納部205はさらに、後述する通過可能障害物除外部311の除外判断を可能とすべく、移動ロボット2が例えば車輪で移動する場合の車輪サイズ等に依存する値として、移動ロボット2が乗り越えて移動可能な高さ等の形で移動ロボット2の移動能力に関する情報や、移動ロボット2の高さHr(及び横幅Wr)等の形で移動ロボット2のサイズに関する情報も、機器情報に含めて格納してよい。 As shown in the example of FIG. 7, the device information storage unit 205 may further store, in the device information, information about the movement capability of the mobile robot 2 in the form of the height that the mobile robot 2 can overcome and move, which is a value that depends on the wheel size, for example, when the mobile robot 2 moves on wheels, and information about the size of the mobile robot 2 in the form of the height Hr (and width Wr) of the mobile robot 2, in order to enable the passable obstacle exclusion unit 311, which will be described later, to make an exclusion decision.

<ステップS42…商品発注部101と目的地情報入力部102の処理があることの判定>
ステップS42では、利用者端末1のいずれかから商品配送要求の送信が行われることで、現在時刻においてこの要求を地図利用装置3が受信したか否かを判定し、受信していればステップS43へと進み、受信していなければステップS44へと進む。
<Step S42...Determination of whether processing is required by the product ordering unit 101 and the destination information input unit 102>
In step S42, when a product delivery request is sent from any of the user terminals 1, it is determined whether or not the map using device 3 has received this request at the current time. If the request has been received, the process proceeds to step S43; if the request has not been received, the process proceeds to step S44.

ここで、商品配送を要求するユーザが利用しているいずれかの利用者端末1の商品発注部101及び目的地情報入力部102で、当該ユーザの入力操作によって以下の処理が行われた場合等に、その利用者端末1から商品配送要求が送信されて地図利用装置3においてこの要求が受信され、ステップS42で肯定判定が得られることとなる。 When the following processing is performed by the input operation of the user in the product ordering unit 101 and destination information input unit 102 of any of the user terminals 1 used by the user requesting product delivery, a product delivery request is sent from the user terminal 1 and received by the map utilization device 3, and a positive judgment is obtained in step S42.

商品発注部101は、ユーザである配送サービス利用者が、所有するスマートフォンなどで商品を選択し、手動発注する。また、商品発注部101は、配送サービス利用者が所有する物品の残量をリアルタイムに管理し、残量があらかじめ設定されたしきい値以下になった際に、補充用の商品を自動発注してもよい。 The product ordering unit 101 allows a user, who is a delivery service user, to select a product using a smartphone or the like owned by the user and place a manual order. The product ordering unit 101 may also manage the remaining amount of items owned by the delivery service user in real time, and automatically order replenishment products when the remaining amount falls below a preset threshold.

目的地情報入力部102は、上記の通り商品発注部101で商品の発注がなされた際に、住所等の目的地に関する情報を入力する。目的地情報入力部102は、以前の入力を流用し、毎回の入力を省略してもよい。また、目的地情報入力部102は、スマートフォンが備えるGPSによる測位機能を用いて、GPSで取得した現在位置を目的地としてもよい。また、目的地情報入力部102は、スマートフォンのカメラで撮影した周囲の景色情報を目的地の参考としてもよい。 The destination information input unit 102 inputs information about the destination, such as an address, when a product order is placed by the product ordering unit 101 as described above. The destination information input unit 102 may reuse previous input and omit input each time. The destination information input unit 102 may also use a GPS positioning function provided in the smartphone to set the current location acquired by the GPS as the destination. The destination information input unit 102 may also use surrounding scenic information captured by the smartphone camera as a reference for the destination.

以上の商品発注部101及び目的地情報102で得られた、配送要求の対象となる商品の情報と、この商品の配送先である目的地の情報は、利用者端末1から地図利用装置3へと送信されて、地図利用装置3のオーダー情報格納部302にオーダー情報として保存される。 The information on the product that is the subject of the delivery request and the information on the destination to which the product is to be delivered, obtained by the product ordering unit 101 and the destination information 102, are transmitted from the user terminal 1 to the map utilization device 3 and stored as order information in the order information storage unit 302 of the map utilization device 3.

ステップS43では、ステップS42で肯定判定を得たオーダー情報に従い、地図利用装置3が商品配送の手配を行ってからステップS44へと進む。この手配に従い、移動ロボット2は商品発送を行うことができる。ステップS43での商品手配の詳細である、経路計算、地図の準備、商品配送の業務を担当させる移動ロボット2の決定等については後述する。 In step S43, the map utilization device 3 arranges for product delivery in accordance with the order information for which a positive judgment was obtained in step S42, and the process proceeds to step S44. In accordance with this arrangement, the mobile robot 2 can dispatch the product. Details of the product arrangement in step S43, such as route calculation, map preparation, and selection of the mobile robot 2 to be in charge of product delivery, will be described later.

ステップS44では、現在時刻が地図情報の更新タイミングに該当するか否かの判定を地図利用装置3が行い、該当すればステップS45へと進み、該当しなければステップS42へと戻る。ステップS45では、地図利用装置3が、移動ロボット2から送信された最新の地図情報を反映させる等により、3次元地図情報格納部304に格納される3次元地図情報(及びこれに紐づくグラフの情報)を更新してから、ステップS42へと戻る。前述のように、地図情報を最新状態に更新する手法としては任意の既存手法を用いてよく、図2ではこの更新処理の具体的な機能ブロックの記載は省略している。 In step S44, the map using device 3 determines whether the current time corresponds to the timing for updating the map information, and if so, proceeds to step S45, and if not, returns to step S42. In step S45, the map using device 3 updates the three-dimensional map information (and the graph information linked thereto) stored in the three-dimensional map information storage unit 304, for example by reflecting the latest map information transmitted from the mobile robot 2, and then returns to step S42. As mentioned above, any existing method may be used to update the map information to the latest state, and FIG. 2 omits the description of the specific functional blocks of this update process.

こうして、図6のフローにより、地図利用装置3はリアルタイムの各時刻において、ステップS42の配送要求の受信有無判定とステップS44の地図更新の必要性判定とを行い、配送要求があった場合は配送手配を行い、地図更新が必要な場合は地図更新を行うようにすることで、最新の地図に即して配送手配を行うようにすることができる。 In this way, according to the flow of FIG. 6, the map utilization device 3 determines at each real-time instant whether a delivery request has been received in step S42 and whether a map update is necessary in step S44. If a delivery request has been received, delivery arrangements are made, and if a map update is necessary, the map is updated, thereby enabling delivery arrangements to be made in accordance with the latest map.

以下、詳細を後述するとしたステップS43について、地図利用装置3による地図補間処理を伴う配送手配の詳細に加え、この配送手配に従った移動ロボット2による商品配送の詳細について説明する。 In the following, for step S43, which will be described in detail later, we will explain the details of the delivery arrangement involving map interpolation processing by the map utilization device 3, as well as the details of product delivery by the mobile robot 2 in accordance with this delivery arrangement.

<ステップS43での地図利用装置3による配送手配>
地図利用装置3では、具体的に以下の通りの各機能ブロックの処理により、配送手配を行うことができる。
<Delivery Arrangements by Map Using Device 3 in Step S43>
Specifically, the map utilization device 3 can make delivery arrangements by processing each of the functional blocks as follows.

オーダー情報格納部302は、商品発注部101及び目的地情報入力部102から商品発注のオーダー情報を受け取り、格納する。オーダー情報格納部302は、購買システム(図不示)と連携して購買処理を行い、商品配送計画を策定する。 The order information storage unit 302 receives and stores order information for product orders from the product ordering unit 101 and the destination information input unit 102. The order information storage unit 302 works in conjunction with a purchasing system (not shown) to process purchases and develop a product delivery plan.

商品配送計画は例えば、移動ロボット2の各々について、その現在位置(現在地点)を始点とし、オーダー情報で指定される配送対象となる商品を自動または手動で移動ロボット2に搭載する位置を中継位置(中継地点)とし、オーダー情報で指定される商品の配送先である目的地(目的位置、目的地点)を終点として定めることができる。移動ロボット2の現在位置が既に、例えば配送対象の商品が存在する倉庫や店舗等にある場合は、始点と中継位置が合致するものとして、中継位置を省略してもよい。 For example, the product delivery plan can define, for each mobile robot 2, its current location (current point) as the start point, the location where the product to be delivered specified in the order information is automatically or manually loaded onto the mobile robot 2 as the relay location (relay point), and the destination (destination location, destination point) to which the product specified in the order information is to be delivered as the end point. If the current location of the mobile robot 2 is already in, for example, a warehouse or store where the product to be delivered is located, the start point and the relay location may be deemed to match, and the relay location may be omitted.

目的地取得部303は、オーダー情報格納部302に格納されたオーダー情報から目的地情報を取得する。 The destination acquisition unit 303 acquires destination information from the order information stored in the order information storage unit 302.

経路探索部305は、3次元地図情報格納部304に格納された地図情報をもとに移動ロボット2の出発地(現在位置)から目的地取得部303から取得された目的地までの走行経路を探索する。経路探索部305は、出発地から目的地までの走行経路をダイクストラ法、A*アルゴリズムや遺伝的アルゴリズムなどのアルゴリズムを用いて探索する。エッジの長さ(当該エッジに対応する3次元地図情報上での直線または曲線の物理的な距離)に応じたコストを与えることで、最短となる経路を探索すればよい。 The route search unit 305 searches for a driving route from the starting point (current position) of the mobile robot 2 to the destination acquired from the destination acquisition unit 303 based on the map information stored in the three-dimensional map information storage unit 304. The route search unit 305 searches for a driving route from the starting point to the destination using an algorithm such as Dijkstra's algorithm, A* algorithm, or genetic algorithm. The shortest route can be searched for by providing a cost according to the length of the edge (the physical distance of the straight line or curve on the three-dimensional map information corresponding to the edge).

この際、移動ロボット2に配送対象の商品が搭載されていない場合には、「出発地→中継位置」と「中継位置→目的地」の2つの経路探索を行うようにすればよい。また、出発地、中継位置及び目的地の3地点についてそれぞれ、3次元地図情報に紐づいた離散グラフにおける該当ノードを定めて、離散グラフ上で経路探索を行えばよい。なお、移動ロボット2の現在位置は、運用監視部301においてリアルタイムに監視され把握されている情報から取得すればよい。 At this time, if the mobile robot 2 is not loaded with the product to be delivered, two route searches can be performed: "start point → relay position" and "relay position → destination." Also, for each of the three points of the start point, relay position, and destination, a corresponding node in a discrete graph linked to the three-dimensional map information can be determined, and a route search can be performed on the discrete graph. The current position of the mobile robot 2 can be obtained from information monitored and grasped in real time by the operation monitoring unit 301.

経路配信部306は、経路探索部305で探索した経路案内データを移動ロボット2に対して送信する。この経路案内データは、グラフ上の隣接ノードを辿ることで、グラフ上の各エッジを経路として、出発地から(中継地点がある場合は中継地点を経て)目的地に至るデータとして構成される。 The route distribution unit 306 transmits the route guidance data searched by the route search unit 305 to the mobile robot 2. This route guidance data is configured as data that traces adjacent nodes on the graph, using each edge on the graph as a route from the starting point to the destination (via any relay points).

また、この経路案内データは、後述する補完部300での補完処理を経て地図配信部313によって移動ロボットに配信される、2次元地図情報が紐づくものである。当該紐づいた地図情報は、当該経路案内データに従って移動ロボット2が移動を行う際に、自己位置推定を行うために参照されるものとなる。(すなわち、経路案内データに沿って移動する際の周辺環境の地図情報が、地図配信部313によって配信される。) This route guidance data is linked to two-dimensional map information that is delivered to the mobile robot by the map delivery unit 313 after completion processing by the completion unit 300, which will be described later. The linked map information is referenced to estimate the mobile robot's own position when the mobile robot 2 moves according to the route guidance data. (In other words, map information of the surrounding environment when moving according to the route guidance data is delivered by the map delivery unit 313.)

なお、経路配信部306による経路配信(及び後述する地図配信部313による地図配信)が行われる対象は、複数の移動ロボット2-1~2-mのうち、配送業務を担当するものとして決定された1台としてよい。この1台は、経路探索部305で探索した経路から配送に要する所要時間を推定し、最短時間となる1台を自動決定しもよいし、所要時間が閾値以内として推定されている複数の中から、管理者等が手動で決定するようにしてもよい。 The target for route distribution by the route distribution unit 306 (and map distribution by the map distribution unit 313, described later) may be one of the multiple mobile robots 2-1 to 2-m that has been determined to be in charge of delivery operations. This one robot may be determined automatically by estimating the time required for delivery from the route searched by the route search unit 305 and selecting the robot with the shortest delivery time, or may be manually selected by an administrator or the like from among multiple robots whose estimated delivery times are within a threshold value.

2次元地図変換部307は、商品配送を行う移動ロボット2及びその経路を対象として、3次元地図情報格納部304に格納されている3次元地図から当該経路周辺に位置する地図情報を読み込み、この移動ロボット2の視界の高さに合わせて、2次元地図に変換する。この高さの情報は、機器情報格納部205から受信した各移動ロボット2のセンシング範囲の高さとして、センサ位置の高さ(図7の例における高さh)を用いればよい。 The 2D map conversion unit 307 reads map information about the area around the route from the 3D map stored in the 3D map information storage unit 304 for the mobile robot 2 delivering goods and its route, and converts it into a 2D map according to the height of the field of view of the mobile robot 2. This height information can be the height of the sensor position (height h in the example of FIG. 7) received from the device information storage unit 205 as the height of the sensing range of each mobile robot 2.

3次元地図の各位置には予め、地面等の移動可能な箇所か、壁等の移動不可能な箇所かの区別と、地面の高さの情報(例えば建物の場合は、建物の高さではなく、1階の地上の高さの情報)とを与えておき、2次元地図の各位置(x,y)について、移動ロボット2の視界の高さhが、地面等の移動可能な箇所に該当する場合(地面の高さに視界高さhを加算した3次元位置が空間であって物体が存在しない場合)は移動可能とし、壁やその他の移動不可能な障害物の内部に該当する場合(地面の高さに視界高さhを加算した3次元位置が物体内部に該当する場合)は移動不可能とすることで、各位置(x,y)に移動可能・移動不可能の区別を与えたものとして2次元地図への変換結果を得ることができる。 Each position on the 3D map is given in advance a distinction between a movable part such as the ground and an immovable part such as a wall, as well as information on the height of the ground (for example, in the case of a building, the information is the height of the first floor above ground, not the height of the building). For each position (x, y) on the 2D map, if the visual field height h of the mobile robot 2 corresponds to a movable part such as the ground (the three-dimensional position obtained by adding the visual field height h to the ground height is space and there is no object), then it is considered movable, and if it corresponds to the inside of a wall or other immovable obstacle (the three-dimensional position obtained by adding the visual field height h to the ground height is inside an object), then it is considered immovable. In this way, the conversion result to the 2D map can be obtained by distinguishing between movable and immovable for each position (x, y).

補完部300では、2次元地図変換部307から得た2次元地図に対して、図4の各部の処理により補完を行う。当該補完処理は具体的に後述する通りであり、経路探索部305で探索された経路を複数の局所的経路に分割したうえで、この局所的経路の周辺に位置する2次元地図情報についてそれぞれ、補完処理を行うことができる。なお、経路探索部305、2次元地図変換部307及び補完部300等がそれぞれ行う処理の関係と、これら処理により経路と地図の配信を受けた移動ロボット2による経路移動との関係は、以下の(手順1)~(手順3)の通りとなる。 The complementing unit 300 complements the two-dimensional map obtained from the two-dimensional map conversion unit 307 through the processing of each unit in FIG. 4. The specific complementing process is described below, and after dividing the route searched by the route search unit 305 into multiple local routes, it is possible to perform complementing process on each of the two-dimensional map information located around these local routes. The relationship between the processing performed by the route search unit 305, the two-dimensional map conversion unit 307, and the complementing unit 300, etc., and the relationship with the route movement by the mobile robot 2 that has received the route and map delivered by these processes is as follows (Step 1) to (Step 3).

(手順1) 経路探索部305において前述した処理により商品配送のための経路探索(いわば、上位側での経路の探索)を行う。 (Step 1) The route search unit 305 performs route search for product delivery (in other words, route search on the upper level) using the process described above.

(手順2) 上記の(手順1)で探索した経路に係る地図全体を、2次元地図変換部307が前述した処理により2次元地図に変換(後述する図11,12に例示される種々の付随情報の追加も含む)する。なお、図11,12は、単純化のために狭い範囲の2次元地図を記載しているが、実際の2次元地図は、(手順1)で探索した経路に係る広い範囲の2次元地図となる。この2次元地図への変換は、基本的には既存手法と同様に移動ロボットの視点高さhにおいて行われるが、本実施形態の補完部300の処理が適用されている箇所については、変換結果の上書きや、付随情報の付与が行われる。この2次元地図を地図利用装置3が移動ロボット2に対して配信する。 (Step 2) The entire map related to the route searched in (Step 1) above is converted into a two-dimensional map by the two-dimensional map conversion unit 307 using the above-mentioned process (including the addition of various associated information as exemplified in Figs. 11 and 12 described later). Note that Figs. 11 and 12 depict two-dimensional maps of a narrow range for the sake of simplicity, but the actual two-dimensional map will be a two-dimensional map of a wide range related to the route searched in (Step 1). This conversion into a two-dimensional map is basically performed at the viewpoint height h of the mobile robot as in the existing method, but in areas where the processing of the complementation unit 300 of this embodiment is applied, the conversion result is overwritten and associated information is added. This two-dimensional map is distributed to the mobile robot 2 by the map utilization device 3.

(手順3) 移動ロボット2は、経路探索部305で得た上記経路(上位側に相当する経路)を分割することで、2次元地図上に複数の局所経路L_k(k=1,2,…,K)(局所経路の各々の例が後述の図11,12)を、その始点S_k及び終点G_kと共に得る。すなわち、k番目の経路L_kの終点G_kは、次のk+1番目の経路L_k+1の始点S_k+1となる。この始点S_k及び終点G_kは、経路探索部305で経路探索した際の離散グラフのノードを用いてもよいし、移動ロボット2の側で経路分割して別途に定めるようにしてもよい。 (Step 3) The mobile robot 2 divides the above route (route corresponding to the upper side) obtained by the route search unit 305 to obtain multiple local routes L_k (k=1, 2, ..., K) (examples of each local route are shown in Figs. 11 and 12 described later) on the two-dimensional map, together with their start points S_k and end points G_k. In other words, the end point G_k of the kth route L_k becomes the start point S_k+1 of the next k+1th route L_k+1. The start point S_k and end point G_k may use the nodes of the discrete graph when the route search is performed by the route search unit 305, or may be determined separately by route division on the mobile robot 2 side.

移動ロボット2が実際に自律移動する際は、複数の局所経路L_kを順番に辿ることとなり、その始点S_k及び終点G_kを通過することが制約として課されたうえで、始点S_kから終点G_kへ至る具体的な局所経路の決定と自律移動とはロボットの役割となる。 When the mobile robot 2 actually moves autonomously, it follows multiple local routes L_k in order, with the constraint that it must pass through the starting point S_k and the ending point G_k. The robot is responsible for determining the specific local route from the starting point S_k to the ending point G_k and for autonomous movement.

以上、全体的な処理に係る(手順1)~(手順3)を前提として、(手順2)の詳細処理を担う補完部300における補完処理の説明を行う。図8~図11は、補完部300による補完処理の模式例を示す各図であり、以下の説明において適宜、これらの例を参照する。 As described above, the completion process in the completion unit 300, which is responsible for the detailed processing of (step 2), is explained, assuming (step 1) to (step 3) related to the overall processing. Figures 8 to 11 are schematic examples of the completion process by the completion unit 300, and these examples will be referred to as appropriate in the following explanation.

障害物特定部308は、経路探索部305から得た出発地から目的地までの移動ロボット2の移動経路(前述した複数の局所経路L_k(k=1,2,…,K)の各々)において、3次元地図情報格納部304に格納されている3次元地図情報から障害物を、3次元地図情報上における3次元の空間範囲として特定する。障害物特定部308は、例えば、DPM(Deformable Part Model)など特徴量に基づく手法や、CNN(Convolutional Neural Network)に代表されるディープラーニングにより特徴量自体を学習する手法などを用いて、3次元地図情報から物体を抽出して障害物として特定する。 The obstacle identification unit 308 identifies obstacles from the three-dimensional map information stored in the three-dimensional map information storage unit 304 as three-dimensional spatial ranges on the three-dimensional map information along the movement path of the mobile robot 2 from the starting point to the destination obtained from the path search unit 305 (each of the multiple local paths L_k (k=1, 2, ..., K) described above). The obstacle identification unit 308 extracts objects from the three-dimensional map information and identifies them as obstacles using, for example, a method based on features such as DPM (Deformable Part Model) or a method of learning the features themselves by deep learning such as CNN (Convolutional Neural Network).

この場合、3次元地図情報は例えば点群で構成されるものとし、点群の位置(何らかの物体の表面に相当)を撮影したカメラ画像から当該点群の点の画像特徴量等を抽出して紐づけておき、特徴量を3次元地図情報に紐づけておくようにすればよい。 In this case, the three-dimensional map information is assumed to be composed of a point cloud, for example, and image features of the points in the point cloud are extracted from a camera image capturing the position of the point cloud (corresponding to the surface of some object) and linked, and the features are then linked to the three-dimensional map information.

検出範囲算出部309は、各移動ロボット2-1~2-mそれぞれにおいて、搭載されたカメラやLiDAR(自己位置推定に用いるセンサ)の高さ情報及び垂直視野から検出可能範囲を算出する。(なお、この高さ及び垂直視野は、機器情報格納部205から取得されている。)検出範囲算出部309は、例えば、距離3mなど移動ロボット2と障害物が特定の距離離れている条件で、検出可能な範囲を算出する。また、水平でなく傾斜がある場所では移動ロボット2の検出可能範囲が異なるため、検出可能範囲算出部309では、3次元地図情報格納部304に格納されている場所ごとの傾斜情報を考慮して、検出可能な範囲を算出してもよい。 The detection range calculation unit 309 calculates the detectable range of each of the mobile robots 2-1 to 2-m from the height information and vertical field of view of the mounted camera and LiDAR (sensor used for self-location estimation). (Note that this height and vertical field of view are acquired from the device information storage unit 205.) The detection range calculation unit 309 calculates the detectable range under the condition that the mobile robot 2 is a specific distance away from the obstacle, for example, a distance of 3 m. In addition, since the detectable range of the mobile robot 2 differs in places that are not horizontal but have an incline, the detectable range calculation unit 309 may calculate the detectable range taking into account the incline information for each place stored in the 3D map information storage unit 304.

この検出可能範囲は、経路情報に従って移動ロボット2のセンサ視点の高さ(及び向き)で移動する3次元軌跡の候補を3次元地図情報上に構成することで、3次元地図情報上の経路に沿った空間範囲として算出することができる。すなわち、複数の局所経路L_kの各々について、その始点S_kから終点G_kへと具体的に移動する際には様々な候補経路が存在するが、このような候補経路の各々につき、移動ロボット2のセンサ始点の高さで3次元軌跡(移動ロボット2が移動する際の3次元センシング範囲の軌跡)を構成することで、検出可能範囲を得ることができる。 This detectable range can be calculated as a spatial range along a route on the three-dimensional map information by constructing three-dimensional trajectory candidates on the three-dimensional map information that move at the height (and orientation) of the sensor viewpoint of the mobile robot 2 according to the route information. In other words, for each of the multiple local routes L_k, there are various candidate routes when specifically moving from its starting point S_k to its end point G_k, and the detectable range can be obtained by constructing a three-dimensional trajectory (the trajectory of the three-dimensional sensing range when the mobile robot 2 moves) for each of these candidate routes at the height of the sensor starting point of the mobile robot 2.

検出困難障害物抽出部310は、障害物特定部308で特定した各障害物について、検出範囲算出部309で算出した各移動ロボット2-1~2-mの検出範囲で、検出できない可能性がある障害物を、3次元座標同士を照合することで2次元地図情報上において抽出する。(なお、この抽出結果には、照合した元の3次元の障害物座標を含めてよい。)検出困難障害物抽出部310は、検出範囲算出部309で算出した検出範囲の空間を表現する空間座標(x,y,z)範囲R[検出範囲]と障害物特定部で特定した3次元地図における障害物の形状を示す空間座標(x,y,z)範囲R[障害物範囲]とを比較し、2次元座標(x,y)が互いに共通している3次元座標として、検出範囲算出部309で算出した検出範囲の(x,y,z)座標が障害物の形状の(x,y,z)範囲に含まれていない場合に障害物を検出できない可能性があると判定する。 The difficult-to-detect obstacle extraction unit 310 extracts, on the two-dimensional map information, obstacles that may not be detectable within the detection range of each mobile robot 2-1 to 2-m calculated by the detection range calculation unit 309 for each obstacle identified by the obstacle identification unit 308, by comparing the three-dimensional coordinates of the obstacles. (Note that the extraction result may include the three-dimensional obstacle coordinates that were originally compared.) The difficult-to-detect obstacle extraction unit 310 compares the spatial coordinate (x, y, z) range R [detection range] expressing the space of the detection range calculated by the detection range calculation unit 309 with the spatial coordinate (x, y, z) range R [obstacle range] indicating the shape of the obstacle in the three-dimensional map identified by the obstacle identification unit, and determines that there is a possibility that the obstacle cannot be detected if the (x, y, z) coordinates of the detection range calculated by the detection range calculation unit 309 are not included in the (x, y, z) range of the obstacle's shape, as three-dimensional coordinates having the same two-dimensional coordinates (x, y).

検出困難障害物抽出部310は、障害物特定部308で特定した各障害物の中から、空洞が空いていたり、高さが低い障害物を抽出し、当該障害物が、各移動ロボット2-1~2-mの検出範囲で検出できない可能性があるか否かを判定する。検出困難障害物抽出部310は、透明なガラスなど物体として検出が困難な材質の場合は、空洞と同等として扱っても良い。 The difficult-to-detect obstacle extraction unit 310 extracts obstacles that have a cavity or are low in height from among the obstacles identified by the obstacle identification unit 308, and determines whether or not there is a possibility that the obstacle cannot be detected within the detection range of each of the mobile robots 2-1 to 2-m. The difficult-to-detect obstacle extraction unit 310 may treat obstacles made of a material that is difficult to detect as an object, such as transparent glass, as equivalent to a cavity.

図7の表記例のように、センシング範囲の高さの下限及び上限をh2,h1とする。(機器情報を簡素なモデル情報として保持する観点から、この下限及び上限は距離dに依存しない定数としてもよい。)2次元地図の各位置(x,y)において障害物が占める高さ範囲をR[障害物範囲]とする。(この障害物高さ範囲R[障害物範囲]に地面高さと連続しない箇所がある場合は、障害物に空洞があるか、障害物が中空にあるものと判定することができる。)R[障害物範囲]≠φ(空集合)であって障害物が存在する位置(x,y)において、センシング範囲[h2,h1]と障害物範囲R[障害物範囲]とが重複しない場合に、障害物を検出できない可能性があると判定することができる。重複しない場合としては、(場合1)R[障害物範囲]の上限(障害物の高さ)がセンシング範囲の下限h1よりも低く、移動ロボット2の立場において足元にある障害物を見落とすことになる場合と、(場合2)R[障害物範囲]の下限(障害物の少なくとも一部が中空にある場合の下限高さ)がセンシング範囲の上限h2よりも高く、且つ、この障害物の下限高さが移動ロボット2の高さHrよりも低いことで、移動ロボット2の立場において頭上に衝突しうる障害物を見落とすことになる場合と、がありうる。 As shown in the example of FIG. 7, the lower and upper limits of the height of the sensing range are h2 and h1. (From the viewpoint of holding the device information as simple model information, the lower and upper limits may be constants that are independent of the distance d.) The height range occupied by the obstacle at each position (x, y) of the two-dimensional map is R [obstacle range] . (If there is a part in this obstacle height range R [obstacle range] that is not continuous with the ground height, it can be determined that the obstacle has a cavity or is hollow.) If R [obstacle range] ≠ φ (empty set) and the sensing range [h2, h1] and the obstacle range R [obstacle range] do not overlap at the position (x, y) where the obstacle exists, it can be determined that there is a possibility that the obstacle cannot be detected. Cases in which there is no overlap include (Case 1) when the upper limit of R [obstacle range] (height of the obstacle) is lower than the lower limit h1 of the sensing range, causing the mobile robot 2 to overlook an obstacle at its feet; and (Case 2) when the lower limit of R [obstacle range] (the lower limit height when at least part of the obstacle is in the air) is higher than the upper limit h2 of the sensing range and the lower limit height of this obstacle is lower than the height Hr of the mobile robot 2, causing the mobile robot 2 to overlook an obstacle that may collide with it overhead.

通過可能障害物除外部311は、検出困難障害物抽出部310で判定した検出が困難な障害物について、移動ロボット2が乗り越えたり、下を通過するなど、障害物として検出できなくても問題なく通過ができるものを除外する。 The passable obstacle exclusion unit 311 excludes obstacles that are difficult to detect as determined by the difficult-to-detect obstacle extraction unit 310, which the mobile robot 2 can pass through without any problem even if it cannot be detected as an obstacle, for example, by climbing over or passing under them.

移動ロボット2が乗り越えることができるのは、上記(場合1)においてさらに、R[障害物範囲]の上限(障害物の高さ)が、移動ロボット2が乗り越えて移動可能な高さ(機器情報として保持しておく)よりも低い場合として判定できる。移動ロボット2が下を通過することが可能なのは、上記(場合2)の成立に至らない場合として、R[障害物範囲]の下限(障害物が中空にある場合の下限高さ)がセンシング範囲の上限h2よりも高く、且つ、この障害物の下限高さが移動ロボット2の高さHrよりも高い場合として判定できる。 Whether the mobile robot 2 can get over can be determined when, in the above (Case 1), the upper limit of R [obstacle range] (height of the obstacle) is lower than the height (stored as device information) that the mobile robot 2 can get over and move to. Whether the mobile robot 2 can pass underneath can be determined when the lower limit of R [obstacle range] (lower limit height when the obstacle is in midair) is higher than the upper limit h2 of the sensing range and the lower limit height of this obstacle is higher than the height Hr of the mobile robot 2, which is a case where the above (Case 2) does not hold.

これらの場合1,場合2は、移動ロボット2の高さHrと垂直視野範囲[h2,h1]のみを考慮して、検出可能判定や見落とし判定を高さ情報のみで行うものとして説明したが、同様に、移動ロボット2の幅Wr及び水平視野範囲も考慮して、水平方向での検出可能判定や見落とし判定を行うようにしてもよい。また、次の図8の例のように、余裕量M1,M2等のマージンも考慮して、これらの判定を行うようにしてもよい。 In the above cases 1 and 2, the height Hr and vertical field of view [h2, h1] of the mobile robot 2 are taken into consideration, and the detectability and oversight judgments are made based on height information alone. However, the width Wr and horizontal field of view of the mobile robot 2 may also be taken into consideration to make the detectability and oversight judgments in the horizontal direction. Furthermore, as in the example of Figure 8 below, these judgments may also be made taking into consideration margins such as allowances M1 and M2.

図8は、通過が可能な障害物を除外するイメージ例である。通過可能障害物除外部311は、小型物体13といった、高さHsが移動ロボット2で乗り越え可能な高さ以下の場合は、問題なく通過ができるものとして除外する。また、通過可能障害物除外部311は、移動ロボット2の高さHr及び横幅Wrと、机14などの空洞範囲が広い物体の空洞範囲の高さHo及び横幅Woとを比較し、
Ho>(Hr+余裕量M1) 且つ、
Wo>(Wr+余裕量M2)
である場合に、問題なく空洞を通過ができるものとして除外する。なお、ここでの余裕量M1及び余裕量M2は、高さ及び横幅がギリギリであると通過が困難となるため、マージンとして設ける値である。
8 is an image example of excluding passable obstacles. The passable obstacle excluding unit 311 excludes small objects 13, etc., whose height Hs is equal to or less than the height that the mobile robot 2 can overcome, as objects that can be passed through without any problems. The passable obstacle excluding unit 311 also compares the height Hr and width Wr of the mobile robot 2 with the height Ho and width Wo of the hollow area of an object with a wide hollow area, such as a desk 14,
Ho>(Hr+Margin M1) and
Wo>(Wr + margin M2)
If the height and width are within the limits, the cavity is deemed to be passable without problems and is excluded. Note that the margins M1 and M2 are values provided as margins because if the height and width are at the very limit, it will be difficult to pass through.

ここで、移動ロボット2の走行機構によっては、障害物の乗り越えのために専用の変形や動作が必要になることが考えられる。例えば、2足歩行ロボットの場合、足を大きく上げ、障害物を跨いで乗り越える必要がある。したがって、通過可能障害物除外部311はさらに、各移動ロボット2の走行機構を管理し、仕様上乗り越え可能な段差高であっても、乗り越えのために専用の変形や動作が必要になる段差高の障害物の場合、3次元地図情報格納部304に格納されている障害物の形状を一旦、別の3次元オブジェクトに変形した後に、2次元地図変換部307で2次元地図を作成することが望ましい。 Depending on the running mechanism of the mobile robot 2, it is considered that special transformations and operations may be required to overcome the obstacle. For example, in the case of a bipedal robot, it is necessary to raise one's legs high and straddle the obstacle to overcome it. Therefore, it is desirable for the passable obstacle exclusion unit 311 to further manage the running mechanism of each mobile robot 2, and in the case of an obstacle of a step height that requires special transformation or operation to overcome even if the step height is surmountable according to the specifications, to first transform the shape of the obstacle stored in the 3D map information storage unit 304 into another 3D object, and then create a 2D map in the 2D map conversion unit 307.

図9は、障害物の形状を変更するイメージ例である。図9に示すポールに張られたロープ11は、前記の通り、カメラ(LiDAR)の検出可能範囲が範囲R11a等である場合、ちょうど障害物の空洞部分になってしまい、障害物を検知できない可能性があり得る。この際、ポール間の横幅Wp、ポールの奥行きDp、張られたロープの高さHpをもとに、ロープ11の形状を横幅Wp、奥行きDp、高さHpとなる直方体21に変更することで、移動ロボット2が障害物を検出して、乗り越え動作をさせることが期待できる。 Figure 9 is an image example of changing the shape of an obstacle. As mentioned above, if the detectable range of the camera (LiDAR) is range R11a or the like, the rope 11 stretched between the poles shown in Figure 9 may end up in the hollow part of the obstacle, and the obstacle may not be detected. In this case, by changing the shape of the rope 11 to a rectangular parallelepiped 21 with width Wp, depth Dp and height Hp based on the width Wp between the poles, depth Dp of the poles and height Hp of the stretched rope, it is expected that the mobile robot 2 will be able to detect the obstacle and climb over it.

すなわち、2次元地図としては、当該箇所は検出不可能であるが、高さHp(及び横幅Wp、奥行きDp)の壁であるものとして、乗り越え動作を行うように、補完部300において付随情報を加えるようにすればよい。当該箇所は検出不可能であるため、移動ロボット2では経路に沿った自律移動のために自己位置推定を行う際に、当該検出不可能な箇所のセンシング結果は利用せず、周辺のセンシング可能な箇所のみを利用するものとして追加処理を行うようにすればよい。移動ロボット2の機器情報としては、特別動作を伴わずに乗り越え可能な第1高さHp1の情報と、所定の専用変形等による特別動作で乗り越え可能な、第1高さよりも高い第2高さHp2の情報と、を保存しておけばよい。 That is, although the location is undetectable in the two-dimensional map, the complementing unit 300 can add accompanying information so that the robot can overcome the wall by assuming that it is a wall of height Hp (and width Wp and depth Dp). Because the location is undetectable, when the mobile robot 2 estimates its own position for autonomous movement along a route, it can perform additional processing by not using the sensing results of the undetectable location, but using only the surrounding locations that can be sensed. As the device information of the mobile robot 2, information on a first height Hp1 that can be overcome without any special action, and information on a second height Hp2 that is higher than the first height and can be overcome by a special action such as a predetermined dedicated transformation can be stored.

「Hp1<Hp<Hp2」であってこの高さHpが検出不可能な範囲にある場合に、特別変形等で乗り越えるものとして、2次元地図情報に付随情報を加えればよい。一方で、「Hp<Hp1」の場合、この高さHpは検出不可能であっても移動ロボット2は特別動作を伴うことなく乗り越え可能であるため、2次元地図情報には付随情報を加えることは不要で、通行可能領域として扱うようにすればよい。 If "Hp1<Hp<Hp2" and this height Hp is within an undetectable range, then additional information can be added to the two-dimensional map information to indicate that the obstacle can be overcome by special deformation or the like. On the other hand, if "Hp<Hp1", even if the height Hp is undetectable, the mobile robot 2 can overcome it without any special action, so there is no need to add additional information to the two-dimensional map information and the obstacle can simply be treated as a passable area.

また、透明なフラッパーゲート(ゲート遮蔽部が透明部材で構成されるフラッパーゲート)のように移動ロボット2が検知できないものの、移動ロボット2が送信可能な特定の命令を出せば開放できる障害物がある場合、障害物の前で開放命令を出すことにより通行可能となる。図10にフラッパーゲートのゲート遮蔽部の閉状態E1及び閉状態E2の模式例を示す。この場合も同様に、2次元地図としては、当該箇所は検出不可能であるが、フラッパーゲート等が該当しており、無線等による特別の開放命令を当該箇所の近辺に到達した際に送信することで通行可能になるものとして、補完部300において付随情報を加えるようにすればよい。当該箇所は検出不可能であるため、移動ロボット2では自己位置推定を行う際に、当該検出不可能な箇所のセンシング結果は利用せず、周辺のセンシング可能な箇所のみを利用するものとして処理を行うようにすればよい。また、移動経路が当該フラッパーゲート等を通過するものとして探索され、当該フラッパーゲート等で構成される箇所に近接した場合には、移動ロボット2において開放命令を出す追加処理を行うようにすればよい。 In addition, if there is an obstacle that the mobile robot 2 cannot detect, such as a transparent flapper gate (a flapper gate whose gate shielding portion is made of a transparent material) but can be opened by issuing a specific command that the mobile robot 2 can transmit, the mobile robot 2 can pass through by issuing an open command in front of the obstacle. Figure 10 shows schematic examples of the closed state E1 and closed state E2 of the gate shielding portion of a flapper gate. In this case, too, the location is undetectable in the two-dimensional map, but the flapper gate corresponds, and the supplementing unit 300 can add accompanying information that allows passage by transmitting a special open command by radio or the like when the location is reached. Since the location is undetectable, when the mobile robot 2 estimates its own position, it can perform processing by not using the sensing results of the undetectable location, but using only the surrounding locations that can be sensed. In addition, when the moving path is searched for as passing through the flapper gate, etc., and the mobile robot 2 approaches a location composed of the flapper gate, etc., it can perform additional processing of issuing an open command in the mobile robot 2.

透明なフラッパーゲートのように、その高さの如何によらずに透明であることから検出不可能(あるいは困難)な障害物であり、且つ、特定命令で開放可能な障害物は、前述した3次元地図情報に対する物体認識によって特定すればよい。不透明なフラッパーゲートであってセンシング範囲にあれば検出可能な障害物であり、そのゲート遮蔽部の高さの如何と、高さの如何によって移動ロボット2のセンシング範囲内にあって検出可能であるか、また通行可能であるか、によらずに、セキュリティ等の考慮から、特定命令で開放させ、その記録を残す必要がある場合も、前述した3次元地図情報に対する物体認識によって特定し、透明なフラッパーゲートの場合と同様に、特定命令を移動ロボット2が送信することで通行するように、2次元地図情報に付随情報を付与するようにしてよい。 Obstacles that are impossible (or difficult) to detect because they are transparent regardless of their height, such as transparent flapper gates, and that can be opened by a specific command, can be identified by object recognition of the three-dimensional map information described above. Opaque flapper gates that can be detected if they are within the sensing range, and that need to be opened by a specific command and a record kept for security reasons, regardless of the height of the gate's shielding part and whether it is detectable within the sensing range of the mobile robot 2 or passable depending on the height, can also be identified by object recognition of the three-dimensional map information described above, and associated information can be added to the two-dimensional map information so that the mobile robot 2 can pass through by sending a specific command, just as in the case of transparent flapper gates.

以上のように、通過可能障害物除外部311は、移動ロボット2で検出困難な障害物において、(1)移動ロボット2が乗り越え困難な段差高の場合は、仮想障害物として扱う、(2)移動ロボット2が乗り越え可能な段差高であり、かつ車輪型ロボット等、段差乗り越えのために専用の変形や動作が不要な走行機構の場合は、障害物を問題なく通過できるものとして仮想障害物から除外する、(3)移動ロボット2が乗り越え可能な段差高であり、かつ2足歩行ロボット等、段差乗り越えのために専用の変形や動作が必要な走行機構の場合は、障害物を移動ロボット2が検出できるようにするために障害物の形状を別の3次元オブジェクトに変更する、(4)特定の命令を出せば開放できる障害物の場合は、仮想障害物とは扱わずに障害物の前で命令を出させる、といった別の処理を実施するよう、配信する2次元地図に付随情報を加えることで移動ロボット2の自律移動を可能とさせることができる。あるいは、付随情報等を伴わない通常の2次元地図を配信し、商品配送の移動の際に付随情報を利用する処理が必要となった場合には、地図利用装置3が動的に移動ロボット2のナビゲーションを行うようにしてもよい。 As described above, the passable obstacle exclusion unit 311 can enable the autonomous movement of the mobile robot 2 by adding accompanying information to the distributed two-dimensional map so as to perform different processing, such as: (1) for an obstacle that is difficult for the mobile robot 2 to detect, if the step height is such that it is difficult for the mobile robot 2 to overcome, the unit treats the obstacle as a virtual obstacle; (2) if the step height is such that the mobile robot 2 can overcome it and the running mechanism does not require special deformation or movement to overcome the step, such as a wheeled robot, the unit excludes the obstacle from the virtual obstacles as one that can be passed through without any problems; (3) if the step height is such that the mobile robot 2 can overcome it and the running mechanism requires special deformation or movement to overcome the step, such as a bipedal robot, the unit changes the shape of the obstacle to another three-dimensional object so that the mobile robot 2 can detect it; and (4) if the obstacle can be opened by issuing a specific command, the unit does not treat the obstacle as a virtual obstacle and has the command issued in front of the obstacle. Alternatively, a normal two-dimensional map without accompanying information may be distributed, and when processing that uses the accompanying information becomes necessary during movement for product delivery, the map utilization device 3 may dynamically navigate the mobile robot 2.

仮想障害物補完部312は、2次元地図変換部307で変換した2次元地図に対し、通過可能障害物除外部311での除外結果をふまえた最終的に検出困難と判定した各障害物について、当該障害物が存在すると想定される位置に、検出不可能であるが移動不可能となる仮想障害物として重畳することで、2次元地図に付随情報を加える。仮想障害物補完部312は、移動ロボット2の動作計画部208(後述)で、撮像部204で障害物を検出できなくても障害物を回避して移動する動作が計画できるように、2次元地図に対して、仮想障害物の情報を補完する。仮想障害物補完部312は、仮想障害物として補完するにあたり、障害物を仮想的な壁として重畳することで、移動ロボット2において検出不可能であるため、自己位置推定に用いるセンシング対象として除外する追加処理を行うようにさせ、且つ、当該位置から先に進むことを防止するようにしてもよい。 The virtual obstacle complementation unit 312 adds associated information to the two-dimensional map converted by the two-dimensional map conversion unit 307 by superimposing, on the two-dimensional map converted by the two-dimensional map conversion unit 307, each obstacle that is ultimately determined to be difficult to detect based on the elimination result by the passable obstacle elimination unit 311, as a virtual obstacle that is undetectable but unmovable at the position where the obstacle is assumed to exist. The virtual obstacle complementation unit 312 complements the information of the virtual obstacle on the two-dimensional map so that the motion planning unit 208 (described later) of the mobile robot 2 can plan a motion to avoid the obstacle and move even if the imaging unit 204 cannot detect the obstacle. When complementing as a virtual obstacle, the virtual obstacle complementation unit 312 superimposes the obstacle as a virtual wall, so that the mobile robot 2 can perform additional processing to exclude the obstacle from the sensing target used for self-position estimation since it cannot be detected by the mobile robot 2, and can also prevent the mobile robot 2 from moving beyond that position.

すなわち、最初に2次元地図変換部307で視野高さhを用いて変換した際に、実際の物理的な障害物に該当するとされた箇所は、自己位置推定用途で検出可能であり且つ移動不可能であるのに対し、仮想障害物補完部312において仮想的に重畳した障害物は、自己位置推定用途で検出不可能(従って、自己位置推定で利用することを禁止する追加処理を伴う)であり、且つ、移動不可能であるという点で、移動ロボット2からの利用のされ方が異なるものとなる。 In other words, when the 2D map conversion unit 307 first converts the map using the field of view height h, the locations that are determined to be actual physical obstacles are detectable for self-location estimation purposes and cannot be moved, whereas the obstacles virtually superimposed by the virtual obstacle complementation unit 312 are not detectable for self-location estimation purposes (and therefore require additional processing to prohibit use in self-location estimation) and cannot be moved, resulting in a difference in how they are used by the mobile robot 2.

また、仮想障害物補完部312は、経路探索部305で探索する出発地から目的地までの走行経路について、障害物を避けて移動することにより、当該経路における移動時間の増大が見込まれる場合は、経路選択に係るコストマップを大きくすることで、当該経路を選び難くしてもよい。 In addition, when it is expected that the travel time on a route from a departure point to a destination searched by the route search unit 305 will increase by avoiding obstacles, the virtual obstacle completion unit 312 may make the route more difficult to select by increasing the cost map related to route selection.

図11及び図12に各例EA~EJと分けて、補完部300の補完処理のもとで地図利用装置3から移動ロボット2に配信する2次元地図と移動ロボット2における配信された2次元地図を用いた動作計画のイメージ例を示すことで、本実施形態により得られる効果について説明する。 In Figures 11 and 12, examples EA to EJ are shown, which show examples of images of a two-dimensional map delivered from the map utilization device 3 to the mobile robot 2 under the complementation process of the complementation unit 300, and an operation plan for the mobile robot 2 using the delivered two-dimensional map, to explain the effects obtained by this embodiment.

地図補完装置3は、例えば、例EAに示すような2次元地図を生成し、移動ロボット2に対して配信する。ここで、例EAの白いグリッドは移動ロボット2が通過できる箇所、黒いグリッドは障害物や壁等の移動ロボット2が通過できない箇所を示している。移動ロボット2は、例EAに示す2次元地図から、例EBに示すようにグリッドベースの局所的経路計画を行い、移動経路を決定する。 The map completion device 3 generates a two-dimensional map, for example, as shown in example EA, and distributes it to the mobile robot 2. Here, the white grids in example EA indicate areas that the mobile robot 2 can pass through, and the black grids indicate areas such as obstacles and walls that the mobile robot 2 cannot pass through. The mobile robot 2 performs grid-based local path planning, as shown in example EB, from the two-dimensional map shown in example EA to determine a movement path.

なお、手順1~3として前述した通り、目的地に到着するまでにどのルートを選択するかといった大局的な移動経路は経路探索部305で計画し、その移動経路に沿った上で障害物を避ける等の局所的な移動経路は移動ロボット2の動作計画部208で行うという役割分担がなされ、ここでは手順3の局所的経路計画の内容を対象としている。(なお、移動ロボット2の移動処理それ自体は既存手法を利用することができ、詳細は後述する。) As mentioned above in steps 1 to 3, the route search unit 305 plans the global movement route, such as which route to select until arriving at the destination, and the motion planning unit 208 of the mobile robot 2 plans the local movement route along that movement route, such as avoiding obstacles, and the contents of the local path plan in step 3 are the subject of this discussion. (Note that the movement process of the mobile robot 2 itself can use existing methods, and details will be described later.)

グリッドベースの経路探索方法として、例えば、ダイクストラ法やA*アルゴリズムが利用可能である。移動ロボット2は、例えば、現在地点から目的地点に到達するまでに通る各リンクの総合リンクコストの合計が最小になる経路の探索を行う。リンクコストは、例えば、移動時間の長さを示す。ここで、例EBでは、障害物や壁等(グレー地の箇所)に係るリンクコストを∞、それ以外(白地の箇所)のリンクコストを1としている。例EBの例の場合、目標地点までの直進上に障害物がないため、移動ロボット2は目標地点まで直進する移動経路を計画する。 As a grid-based path search method, for example, Dijkstra's algorithm or A* algorithm can be used. For example, the mobile robot 2 searches for a path that minimizes the total link cost of each link traversed from the current point to the destination point. Link cost indicates, for example, the length of travel time. Here, in example EB, the link cost related to obstacles, walls, etc. (gray areas) is set to ∞, and the link cost of other areas (white areas) is set to 1. In the case of example EB, there are no obstacles in the straight line to the destination point, so the mobile robot 2 plans a travel path that goes straight to the destination point.

続いて、移動ロボット2が検知できず、乗り越え困難な段差高の障害物がある例を説明する。この場合、仮想障害物補完部312は、例ECに示すように、障害物を符号51に示すように2次元地図上に仮想的な壁として重畳する。そして、例ECの地図を受信した移動ロボット2は、例EDに示すように、仮想的な壁51に繋がっているリンクコストを∞として扱う。この結果、移動ロボット2は、例EDに示すように障害物を避けた移動経路を計画するようになる。 Next, an example will be described in which there is an obstacle with a step height that the mobile robot 2 cannot detect and that is difficult to overcome. In this case, the virtual obstacle complementation unit 312 superimposes the obstacle as a virtual wall on the two-dimensional map as indicated by the reference numeral 51, as shown in example EC. Then, the mobile robot 2 that receives the map of example EC treats the link cost connected to the virtual wall 51 as ∞, as shown in example ED. As a result, the mobile robot 2 plans a movement route that avoids the obstacle, as shown in example ED.

次に、移動ロボット2が検知できないものの、乗り越え可能な段差であり、乗り越えのために専用の変形や動作が不要な移動ロボット2宛の配信の場合の例を説明する。この場合、仮想障害物補完部312は、例EEに示すように、障害物を52に示すように何もないものとして扱う。そして、例EEの地図を受信した移動ロボット2は、例EFに示すように、移動ロボット2は目標地点まで直進する移動経路を計画する。 Next, an example of delivery to the mobile robot 2 where the step is surmountable by the mobile robot 2, even though the mobile robot 2 cannot detect it, and no special transformation or movement is required to surmount it, will be described. In this case, the virtual obstacle complementation unit 312 treats the obstacle as if there is nothing, as shown in 52, as shown in example EE. Then, the mobile robot 2 that has received the map of example EE plans a travel route that will take it straight to the target point, as shown in example EF.

次に移動ロボット2が検知できないものの、乗り越え可能な段差であり、乗り越えのために専用の変形や動作が必要な移動ロボット2宛の配信の場合の例を送信する。この場合、仮想障害物補完部312は、例EGに示すように、段差位置53を2次元地図上にマーキングする。このマーキングは、例えば、3次元地図から2次元地図に変換する際に乗り越え可能な高さ以下の障害物をマーキングするようにしてもよい。この結果、移動ロボット2は、段差位置で障害物乗り越えのために専用の変形や動作をすることが可能となる。また、移動ロボット2がどのように変形すれば良いか判断できるように、マーキングした障害物の位置の情報に加えて、縦、横、高さの情報を送信したり、どのように変形すれば良いかの情報を2次元地図に不随させることも望ましい。 Next, an example of a delivery to the mobile robot 2 is sent for a step that the mobile robot 2 cannot detect but can overcome, and that requires special deformation or movement to overcome. In this case, the virtual obstacle complementation unit 312 marks the step position 53 on the two-dimensional map as shown in example EG. This marking may be done, for example, by marking obstacles that are less than the height that can be overcome when converting from a three-dimensional map to a two-dimensional map. As a result, the mobile robot 2 is able to make a special deformation or movement to overcome the obstacle at the step position. Also, in order to enable the mobile robot 2 to determine how to deform, it is desirable to transmit information on the length, width, and height of the marked obstacle in addition to the position information, or to accompany information on how to deform on the two-dimensional map.

なお、例EHに示すように、乗り越え可能な段差がある場合、リンクコストが増大する(例えばリンクコストを当初の1から2に増大する)ことが行われても良い。これは、例えば、専用の変形することにより移動に追加で時間がかかり、最短時間の移動経路ではなくなる可能性があるためである。 As shown in example EH, if there is a step that can be overcome, the link cost may be increased (e.g., the link cost may be increased from the initial 1 to 2). This is because, for example, a dedicated transformation may require additional time for travel, and the travel route may no longer be the shortest.

最後に透明なフラッパーゲートのように移動ロボット2が検知できないものの、特定の命令を出せば開放できる対象物がある例を説明する。この場合、仮想障害物補完部312は、例EIに示すように、障害物位置54を2次元地図上にマーキングする。この際、障害物がフラッパーゲートであるという識別情報と、フラッパーゲートを開放するためのAPI情報を送信したり、障害物がフラッパーゲートであるという識別情報と、フラッパーゲートを開放するための命令を2次元地図に付随させることも望ましい。なお、例EIに示すように、リンクコストが増大する(ここではリンクコストを2としている)ことが行われても良い。これは、例えば、フラッパーゲート前で一時停止してゲートを開放する時間を要するため、最短時間の移動経路ではなくなる可能性があるためである。 Finally, an example will be described in which there is an object that the mobile robot 2 cannot detect, such as a transparent flapper gate, but which can be opened by issuing a specific command. In this case, the virtual obstacle complementation unit 312 marks the obstacle position 54 on the two-dimensional map, as shown in example EI. At this time, it is also desirable to transmit identification information that the obstacle is a flapper gate and API information for opening the flapper gate, or to attach identification information that the obstacle is a flapper gate and a command for opening the flapper gate to the two-dimensional map. Note that, as shown in example EI, the link cost may be increased (here, the link cost is set to 2). This is because, for example, it may take time to stop temporarily in front of the flapper gate to open the gate, and therefore the travel route may no longer be the shortest.

以上示したように、本実施形態では、多種多様なロボット(車輪型、2足歩行型等)、多種多様な障害物の関係性によって2次元地図の補完方法を使い分けることにより、移動ロボット2は適切な局所的経路計画を行うことが可能となる。 As described above, in this embodiment, the mobile robot 2 can perform appropriate local path planning by using different methods of complementing the 2D map depending on the relationship between a wide variety of robots (wheeled, bipedal, etc.) and a wide variety of obstacles.

<ステップS43での配送指示を受けた移動ロボット2の配送処理>
以上、ステップS43における、地図利用装置3による配送手配を担う各機能ブロックの処理内容の詳細を説明した。以下、地図利用装置3による配送手配に従い、配送指示として経路情報と2次元地図情報を受信した、配送業務担当の移動ロボット2が配送処理を行う処理を、各機能ブロックの詳細処理として説明するが、この配送処理は、指定された経路に沿って、受信した2次元地図を参照して既存手法による自己位置推定を行いながら移動することによって実現することができる。
<Delivery process of the mobile robot 2 that has received the delivery instruction in step S43>
The above has described in detail the processing content of each functional block in charge of arranging delivery by the map using device 3 in step S43. Below, the processing of the delivery process performed by the mobile robot 2 in charge of delivery operations, which has received route information and two-dimensional map information as delivery instructions in accordance with the delivery arrangements made by the map using device 3, will be described as detailed processing of each functional block. This delivery process can be realized by moving along a specified route while estimating its own position using an existing method, referring to the received two-dimensional map.

撮像部204は、移動ロボット2が移動する際の自己位置推定を行うのに必要な入力として、移動ロボット2に搭載したカメラを用いて、移動ロボット2の進行方向等を撮像する。撮像部204は、さらに移動ロボット2に搭載したLiDARを用いて、進行方向等を計測してもよい。 The imaging unit 204 uses a camera mounted on the mobile robot 2 to capture images of the moving direction, etc. of the mobile robot 2 as input necessary for estimating the self-position of the mobile robot 2 when it moves. The imaging unit 204 may further use a LiDAR mounted on the mobile robot 2 to measure the moving direction, etc.

経路情報格納部206は、利用地図判定装置3の経路配信部306より受信した目的地までの経路情報を格納し、移動ロボット2の動作判断に活用する。 The route information storage unit 206 stores route information to the destination received from the route distribution unit 306 of the map usage determination device 3, and uses this information to determine the operation of the mobile robot 2.

地図情報格納部207は、利用地図判定装置3の地図配信部311より受信した移動ロボット2が移動する可能性がある場所(すなわち、経路の周辺の場所)の地図情報を格納し、移動ロボット2の動作判断に活用する。地図情報格納部207に格納される地図情報は、利用地図判定装置3の地図配信部313から受信した2次元地図が格納される。 The map information storage unit 207 stores map information of places where the mobile robot 2 may move (i.e., places around the route) received from the map distribution unit 311 of the map-in-use determination device 3, and uses the map information to determine the operation of the mobile robot 2. The map information stored in the map information storage unit 207 is a two-dimensional map received from the map distribution unit 313 of the map-in-use determination device 3.

動作計画部208は、移動ロボット2の次の動作(リアルタイムで経路に沿って移動する際の各時刻での動作)を計画する。動作計画部207は、経路情報格納部206に格納されている経路を地図情報格納部207に格納されている地図を参照して移動する際に、現在位置取得部202で取得した現在位置、状態取得部203で取得した移動ロボット2の状態、撮像部204で取得した撮像、を用いて、周囲の環境に合わせた動作を計画する。動作計画部208は、例えば前方に障害物がある場合、適切な移動速度で障害物を避けた経路を移動するように、移動ロボット2が位置している局所環境ごとに、動作を計画する。 The motion planning unit 208 plans the next motion of the mobile robot 2 (motion at each time when moving along a route in real time). When the motion planning unit 207 moves along a route stored in the route information storage unit 206 by referring to the map stored in the map information storage unit 207, it plans motions that match the surrounding environment using the current position acquired by the current position acquisition unit 202, the state of the mobile robot 2 acquired by the state acquisition unit 203, and the image acquired by the image acquisition unit 204. For example, when there is an obstacle ahead, the motion planning unit 208 plans motions for each local environment in which the mobile robot 2 is located so that the robot moves along a route that avoids the obstacle at an appropriate moving speed.

なお、現在位置取得部202及び状態取得部203の詳細はステップS32の説明にて前述した通りであり、それぞれのセンサ等により、移動ロボット2が配送指令に従って移動する際も同様に、移動ロボット2の現在位置及び状態を取得することができる。 The details of the current position acquisition unit 202 and the status acquisition unit 203 are as described above in the explanation of step S32, and the current position and status of the mobile robot 2 can be acquired by each sensor or the like when the mobile robot 2 moves in accordance with a delivery command.

動作制御部209は、動作計画部208で判断した動作を実行する。動作制御部209は、前進、後退、右左折といった走行種別、走行速度、カメラの向き変更といった走行以外の動作種別を制御する。 The motion control unit 209 executes the motion determined by the motion planning unit 208. The motion control unit 209 controls the driving type, such as moving forward, backward, or turning right or left, the driving speed, and the motion type other than driving, such as changing the camera direction.

なお、配送業務の指令を受けた移動ロボット2では、上記の通り目的地まで移動して商品の配送を行うことができ、移動ロボット2のみが単独で移動して配送するようにしてもよいし、この途中で、地図利用装置3と定期的に通信して、地図利用装置3からのナビゲーションに従って移動するようにしてもよい。例えば配送経路の全体に渡って一括で配送経路の情報と2次元または3次元の地図情報を受信するのではなく、配送経路を複数の部分経路に区切って、地図利用装置3から部分経路を通過するごとにその次の部分経路についての経路と地図の情報を受信するようにしてもよい。 The mobile robot 2 that receives a command for delivery work can move to the destination and deliver the goods as described above. The mobile robot 2 may move alone to make the delivery, or may periodically communicate with the map using device 3 along the way and move according to navigation from the map using device 3. For example, instead of receiving delivery route information and two-dimensional or three-dimensional map information all at once for the entire delivery route, the delivery route may be divided into a number of partial routes, and each time a partial route is passed, route and map information for the next partial route may be received from the map using device 3.

以下、種々の補足例、追加例、代替例等について説明する。 Below, we explain various supplementary, additional, and alternative examples.

(1) 本発明の実施形態の応用例として、何らかの作業現場等である環境においてロボットを活用した作業等を遠隔制御(遠隔の管理者等が地図利用装置3を利用することによる集中管理)によってより円滑に行うことが可能となる。これにより、当該作業現場等に業務担当者等が実際に赴くことを必須とせず、人物移動に必要となるエネルギー資源を節約することで二酸化炭素排出量を抑制できることから、国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)の目標13「気候変動とその影響に立ち向かうため、緊急対策を取る」に貢献することが可能となる。 (1) As an application example of an embodiment of the present invention, it is possible to more smoothly perform tasks using robots in a certain environment, such as a work site, by remote control (centralized management by a remote manager using the map utilization device 3). This makes it unnecessary for a worker to actually go to the work site, and it is possible to reduce carbon dioxide emissions by saving energy resources required for human movement, which makes it possible to contribute to Goal 13 of the Sustainable Development Goals (SDGs) led by the United Nations, which is to "take urgent action to combat climate change and its impacts."

(2) 図13は、一般的なコンピュータ装置70におけるハードウェア構成の例を示す図である。地図利用システム4を構成する利用者端末1、移動ロボット2及び地図利用装置3の各々は、このような構成を有する1台以上のコンピュータ装置70として実現可能である。なお、2台以上のコンピュータ装置70で地図利用システム4の部分構成を実現する場合、ネットワーク経由で処理に必要な情報の送受を行うようにしてよい。コンピュータ装置70は、所定命令を実行するCPU(中央演算装置)71、CPU71の実行命令の一部又は全部をCPU71に代わって又はCPU71と連携して実行する専用プロセッサとしてのGPU(グラフィックス演算装置)72、CPU71(及びGPU72)にワークエリアを提供する主記憶装置としてのRAM73、補助記憶装置としてのROM74、通信インタフェース75、ディスプレイ76、マウス、キーボード、タッチパネル等によりユーザ入力を受け付ける入力インタフェース77、移動ロボット2としての自己位置推定機能に用いられるカメラ81及びセンサ82、移動ロボット2としての自律移動機能を提供する、モータ等のアクチュエータ83及びこのアクチュエータ83によって駆動される車輪等の移動機構84(車軸やギヤ等の変速機構も含む)と、これらの間でデータを授受するためのバスBSと、を備える。 (2) Figure 13 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a typical computer device 70. Each of the user terminal 1, mobile robot 2, and map usage device 3 constituting the map usage system 4 can be realized as one or more computer devices 70 having such a configuration. Note that when a partial configuration of the map usage system 4 is realized by two or more computer devices 70, information required for processing may be sent and received via a network. The computer device 70 includes a CPU (Central Processing Unit) 71 that executes predetermined instructions, a GPU (Graphics Processing Unit) 72 as a dedicated processor that executes some or all of the instructions executed by the CPU 71 in place of or in cooperation with the CPU 71, a RAM 73 as a main memory device that provides a work area for the CPU 71 (and the GPU 72), a ROM 74 as an auxiliary memory device, a communication interface 75, a display 76, an input interface 77 that accepts user input via a mouse, keyboard, touch panel, or the like, a camera 81 and a sensor 82 used for the self-position estimation function of the mobile robot 2, an actuator 83 such as a motor and a movement mechanism 84 such as wheels (including a transmission mechanism such as axles and gears) that provide the autonomous movement function of the mobile robot 2, and a bus BS for transmitting and receiving data between these.

地図利用システム4の各機能部は、各部の機能に対応する所定のプログラムをROM74から読み込んで実行するCPU71及び/又はGPU72によって実現することができる。なお、CPU71及びGPU72は共に、演算装置(プロセッサ)の一種である。ここで、表示関連の処理が行われる場合にはさらに、液晶等のモニタあるいはLED等の点灯装置として構成されるディスプレイ76が連動して動作し、データ送受信に関する通信関連の処理が行われる場合にはさらに通信インタフェース75が連動して動作する。 Each functional unit of the map utilization system 4 can be realized by a CPU 71 and/or a GPU 72 that reads from a ROM 74 a predetermined program corresponding to the function of each unit and executes it. Both the CPU 71 and the GPU 72 are a type of computing device (processor). Here, when display-related processing is performed, a display 76 configured as a monitor such as an LCD or a lighting device such as an LED also operates in conjunction with the display, and when communication-related processing related to data transmission and reception is performed, a communication interface 75 also operates in conjunction with the display.

移動ロボット2において、撮像部204及び現在位置取得部202はカメラ81及びセンサ82からの入力を用いて実現し、動作制御部209からの制御出力によってモータ等のアクチュエータ83が駆動され、車輪等の移動機構84が動作することにより、移動ロボット2は移動することが可能となる。移動ロボット2の無線通信部201や利用者端末1及び地図利用装置3の通信機能は通信インタフェース75で実現することができる。 In the mobile robot 2, the imaging unit 204 and current position acquisition unit 202 are realized using inputs from the camera 81 and sensor 82, and the actuator 83 such as a motor is driven by the control output from the operation control unit 209, and the mobile mechanism 84 such as wheels is operated, thereby enabling the mobile robot 2 to move. The wireless communication unit 201 of the mobile robot 2 and the communication functions of the user terminal 1 and map utilization device 3 can be realized by the communication interface 75.

4…地図利用システム、1…利用者端末、2…移動ロボット、3…地図利用装置
101…商品発注部、102…目的地情報入力部
201…無線通信部、202…現在位置取得部、203…状態取得部、204…撮像部、205…機器情報格納部、206…経路情報格納部、207…地図情報格納部、208…動作計画部、209動作制御部
301…運用監視部、302…オーダー情報格納部、303…目的地取得部、304…3次元地図情報格納部、305…経路探索部、306…経路配信部、307…2次元地図変換部、300…補完部、313…地図配信部
308…障害物特定部、309…検出範囲算出部、310…検出困難障害物抽出部、311…通過可能障害物排除部、312…仮想障害物補完部
4...map utilization system, 1...user terminal, 2...mobile robot, 3...map utilization device
101...Product ordering section, 102...Destination information input section
201: wireless communication unit, 202: current position acquisition unit, 203: status acquisition unit, 204: imaging unit, 205: device information storage unit, 206: route information storage unit, 207: map information storage unit, 208: operation planning unit, 209: operation control unit
301: operation monitoring unit, 302: order information storage unit, 303: destination acquisition unit, 304: three-dimensional map information storage unit, 305: route search unit, 306: route distribution unit, 307: two-dimensional map conversion unit, 300: completion unit, 313: map distribution unit
308: obstacle identification unit, 309: detection range calculation unit, 310: difficult-to-detect obstacle extraction unit, 311: passable obstacle removal unit, 312: virtual obstacle complement unit

Claims (8)

指定される経路を移動ロボットに移動させるために、当該経路に沿った地図情報を配信する地図利用装置であって、
前記移動ロボットが移動しうるフィールドについて構築されている3次元地図情報の全体から前記経路の周辺にあるものとして、経路沿いの3次元地図情報を取得し、
前記経路沿いの3次元地図情報を、前記移動ロボットが自律移動する際の外界認識センサによるセンシング範囲に基づいて2次元地図情報に変換し、前記センシング範囲外にある地図情報に関して補完したうえで、前記移動ロボットに対して配信し、
前記地図利用装置は、前記経路沿いの3次元地図情報から障害物を認識し、前記移動ロボットが自律移動する際のセンシング範囲の高さの範囲外に位置するが、2次元位置が当該センシング範囲と重複している障害物を、センシング不可能であり通過不可能である仮想障害物として重畳することで、前記変換した2次元地図情報を補完して得ることを特徴とする地図利用装置。
A map utilization device that distributes map information along a specified route to a mobile robot so that the mobile robot can move along the specified route,
acquiring three-dimensional map information along the route as information in the vicinity of the route from the entire three-dimensional map information constructed for a field in which the mobile robot can move;
converting three-dimensional map information along the route into two-dimensional map information based on a sensing range of an external environment recognition sensor when the mobile robot moves autonomously, complementing the map information outside the sensing range, and distributing the two-dimensional map information to the mobile robot ;
The map utilization device recognizes obstacles from three-dimensional map information along the route, and superimposes obstacles that are located outside the height range of the sensing range when the mobile robot moves autonomously but whose two-dimensional position overlaps with the sensing range as virtual obstacles that cannot be sensed and are therefore impassable, thereby complementing the converted two-dimensional map information .
指定される経路を移動ロボットに移動させるために、当該経路に沿った地図情報を配信する地図利用装置であって、
前記移動ロボットが移動しうるフィールドについて構築されている3次元地図情報の全体から前記経路の周辺にあるものとして、経路沿いの3次元地図情報を取得し、
前記経路沿いの3次元地図情報を、前記移動ロボットが自律移動する際の外界認識センサによるセンシング範囲に基づいて2次元地図情報に変換し、前記センシング範囲外にある地図情報に関して補完したうえで、前記移動ロボットに対して配信し、
前記地図利用装置は、前記経路沿いの3次元地図情報から障害物を認識し、前記移動ロボットが自律移動する際のセンシング範囲の高さの範囲外に位置するが、2次元位置が当該センシング範囲と重複している障害物のうち、当該障害物の高さ範囲が前記移動ロボットの高さ範囲と重複するものを、センシング不可能であり通過不可能である仮想障害物として重畳することで、前記変換した2次元地図情報を補完して得ることを特徴とする地図利用装置。
A map utilization device that distributes map information along a specified route to a mobile robot so that the mobile robot can move along the specified route,
acquiring three-dimensional map information along the route as information in the vicinity of the route from the entire three-dimensional map information constructed for a field in which the mobile robot can move;
converting three-dimensional map information along the route into two-dimensional map information based on a sensing range of an external environment recognition sensor when the mobile robot moves autonomously, complementing the map information outside the sensing range, and distributing the two-dimensional map information to the mobile robot ;
The map utilization device recognizes obstacles from three-dimensional map information along the route, and among the obstacles that are located outside the height range of the sensing range when the mobile robot moves autonomously but whose two-dimensional positions overlap with the sensing range, those obstacles whose height range overlaps with the height range of the mobile robot are superimposed as virtual obstacles that cannot be sensed and are therefore impassable, thereby complementing the converted two-dimensional map information .
前記地図利用装置はさらに、前記移動ロボットが自律移動する際のセンシング範囲の高さの範囲外に位置するが、2次元位置が当該センシング範囲と重複している障害物のうち、高さが、前記移動ロボットが通常動作で移動する際に乗り越え可能な範囲内にあるものは、前記仮想障害物としては重畳しないことを特徴とする請求項1または2に記載の地図利用装置。 The map utilization device according to claim 1 or 2, further characterized in that among obstacles that are located outside the height range of the sensing range when the mobile robot moves autonomously but whose two- dimensional positions overlap with the sensing range, those whose heights are within a range that the mobile robot can overcome when moving in normal operation are not superimposed as the virtual obstacles. 前記地図利用装置はさらに、前記移動ロボットが自律移動する際のセンシング範囲の高さの範囲外に位置するが、2次元位置が当該センシング範囲と重複している障害物のうち、高さが、前記移動ロボットが通常動作で移動する際に乗り越え不可能な高さに該当し、且つ、前記移動ロボットが特別動作で移動することで乗り越え可能な範囲内にあるものを、前記特別動作を必要とするものとして前記仮想障害物とは区別した付随情報を与えて、前記変換した2次元地図情報を補完して得ることを特徴とする請求項1または2に記載の地図利用装置。 The map utilization device according to claim 1 or 2, further comprising: a map utilization device that supplements the converted two-dimensional map information by providing additional information that distinguishes an obstacle from a virtual obstacle as one that requires a special action, the obstacle being located outside the height range of a sensing range when the mobile robot moves autonomously but whose two-dimensional position overlaps with the sensing range, the obstacle having a height that the mobile robot cannot overcome when moving in a normal manner, but is within a range that the mobile robot can overcome by moving in a special manner. 指定される経路を移動ロボットに移動させるために、当該経路に沿った地図情報を配信する地図利用装置であって、
前記移動ロボットが移動しうるフィールドについて構築されている3次元地図情報の全体から前記経路の周辺にあるものとして、経路沿いの3次元地図情報を取得し、
前記経路沿いの3次元地図情報を、前記移動ロボットが自律移動する際の外界認識センサによるセンシング範囲に基づいて2次元地図情報に変換し、前記センシング範囲外にある地図情報に関して補完したうえで、前記移動ロボットに対して配信し、
前記地図利用装置はさらに、透明部材を有する等により前記移動ロボットが自律移動する際のセンシングが不可能である対象物であって、特定命令を与えることで通行可能になる対象物の箇所に関して、前記変換した2次元地図情報を補完して得ることを特徴とする地図利用装置。
A map utilization device that distributes map information along a specified route to a mobile robot so that the mobile robot can move along the specified route,
acquiring three-dimensional map information along the route as information in the vicinity of the route from the entire three-dimensional map information constructed for a field in which the mobile robot can move;
converting three-dimensional map information along the route into two-dimensional map information based on a sensing range of an external environment recognition sensor when the mobile robot moves autonomously, complementing the map information outside the sensing range, and distributing the two-dimensional map information to the mobile robot ;
The map utilization device further comprises a map utilization device which complements the converted two-dimensional map information with respect to locations of objects which the mobile robot cannot sense when moving autonomously due to the presence of transparent components or the like, but which can be passed over by giving a specific command .
前記地図利用装置はさらに、前記特別動作を必要とする箇所について、または、前記特定命令を与えることで通行可能になる箇所について、前記移動ロボットが自律移動する際の経路探索のコストを増加させて定義することを特徴とする請求項4または5に記載の地図利用装置。 The map utilization device according to claim 4 or 5, further comprising: a step of increasing a cost of route search for the mobile robot when the mobile robot moves autonomously for the location requiring the special operation or the location that becomes passable by giving the specific command, and defining the location. 前記地図利用装置はさらに、前記補完して得る箇所以外に関しては、前記経路沿いの3次元地図情報を、前記移動ロボットが自律移動する際の外界認識センサによるセンシングの高さに応じて、2次元地図情報へと変換することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の地図利用装置。 The map utilization device according to any one of claims 1 to 6, further comprising: converting the three-dimensional map information along the route, other than the portion obtained by the complementation, into two-dimensional map information in accordance with a sensing height of an external environment recognition sensor when the mobile robot moves autonomously. コンピュータを請求項1ないしのいずれかに記載の地図利用装置として機能させることを特徴とするプログラム。 8. A program for causing a computer to function as the map utilization device according to claim 1.
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