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JP7623310B2 - Map utilization device and program - Google Patents
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JP7623310B2 - 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、車両やロボットの移動のために複数の車両やロボットで同じ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 vehicles or robots to share the same map for their movement.

特許文献1では、道路走行しながらセンサで周辺監視する車両と、地図を管理・更新するサーバで構成されるシステムにおいて、車両の周辺監視で取得したランドマーク位置が地図でのランドマーク位置とが違っている場合に、サーバにおいて地図の更新を検討する。特許文献2では、手動運転と自動運転が可能な車両と、地図を管理するサーバで構成されるシステムにおいて、車両が道路走行しながら取得する周辺の地図情報をサーバ側にアップロードする際の通信量を抑制するために、車両から常時、地図情報をサーバにアップロードするのではなく、車両において自動運転から手動運転に切り替わるテイクオーバーが発生した位置の周辺の地図情報のみに限定してアップロードし、サーバにおいて地図更新を検討する。 In Patent Document 1, in a system consisting of a vehicle that uses sensors to monitor the surroundings while traveling on the road, and a server that manages and updates maps, if the landmark positions acquired by monitoring the surroundings of the vehicle differ from the landmark positions on the map, the server considers updating the map. In Patent Document 2, in a system consisting of a vehicle capable of both manual and automatic driving, and a server that manages maps, in order to reduce the amount of communication when uploading surrounding map information acquired by the vehicle while traveling on the road to the server, map information is not uploaded to the server all the time from the vehicle, but rather only map information for the vicinity of a takeover occurs in which the vehicle switches from automatic driving to manual driving, and map updates are considered on the server.

特許文献3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。特許文献4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 order to efficiently create a vast environmental map covering a wide area, multiple autonomous robots detect the relative positions of the robots to 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. In Patent Document 4, multiple robots that perform SLAM positioning share the map information that each robot has between them 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2020-38359号公報JP 2020-38359 A 特開2020―71053号公報JP 2020-71053 A 特開2013-109325号公報JP 2013-109325 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、3次元地図の場合と比較して低負荷で利用可能な2次元地図を、個別のスペックが多種多様に存在しうる移動ロボットの各々において適切に利用できるように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 making it possible for robots acting as autonomous mobile devices to appropriately use 2D maps, which can be used with less load than 3D maps, for each of the mobile robots, which may have a wide variety of individual specifications.

地図情報に関して、自律移動に用いられる地図は、大きく2次元地図と3次元地図に分類される。2次元地図は、平らな地表を想定していることから屋内、または、ほぼ平面と見なしてもよい屋外での適用に適している。一方、3次元地図は、地面の傾斜を想定しているために適用範囲は広いが、3次元地図は計算負荷が大きい。 Map information used for autonomous navigation can be broadly categorized into two-dimensional and three-dimensional maps. Two-dimensional maps assume a flat ground surface and are therefore suitable for use indoors, or outdoors where the surface can be considered nearly flat. On the other hand, three-dimensional maps assume a slope on the ground, so they have a wider range of applications, but they also impose a heavy computational load.

特許文献1~2で対象としている車両(地図情報やセンサ情報を処理する、当該車両に備わるコンピュータ)は、潤沢な計算リソースを保有しており、サーバ上で共用している3次元地図を直接ダウンロードして扱うことが可能である。 The vehicles covered in Patent Documents 1 and 2 (the computers installed in the vehicles that process map information and sensor information) have ample computing resources and are able to directly download and use 3D maps shared on a server.

一方で、その用途が車道の自律走行等に限定されないロボットでは、個別の用途やコスト制約等に応じて多種多様なロボットが利用される可能性があり、3次元地図を扱える潤沢な計算リソースを保有しているロボットもある一方で、限られた計算リソースしか保有していないロボットも多く、これらのロボットでは、3次元地図を2次元地図に変換して扱う必要がある。 On the other hand, for robots whose uses are not limited to autonomous driving on roads, a wide variety of robots may be used depending on individual uses and cost constraints, and while some robots have abundant computing resources that can handle 3D maps, many robots have only limited computing resources, and these robots need to convert the 3D maps into 2D maps before handling them.

しかしながら、ロボットを対象とした特許文献3~4であっても、3次元地図を2次元地図に変換することが検討されておらず、従って、個別スペックが様々に異なることが想定される移動ロボットの各々に適した2次元地図への変換の仕方も検討されていなかった。 However, even in Patent Documents 3 and 4, which are aimed at robots, converting a 3D map into a 2D map is not considered, and therefore no consideration is given to a method of converting into a 2D map suitable for each mobile robot, the individual specifications of which are expected to vary widely.

移動ロボットのスペックに適した2次元地図への変換において考慮すべき事項として、各ロボットの視界や、2次元地図への変換が行われる走行環境が様々に存在しうることが挙げられる。図1及び図2にこうした状況変動を例示する。 When converting a map into a 2D map suited to the specifications of a mobile robot, it is important to consider the various possibilities for each robot's field of view and the driving environment in which the map is converted into a 2D map. Figures 1 and 2 show examples of such situational changes.

図1では、同じ移動ロボット2と同じ計測対象物OB-1とであっても、走行環境が例EX-11に示す水平面にある場合の外界認識センサによる見え方(視界V-11内に捉えられる態様)と、走行環境が例EX-12に示す上り坂の斜面の場合の見え方(同じ視界V-11内に捉えられる態様)とで異なることが模式的に示される。 Figure 1 shows, in schematic form, that even with the same mobile robot 2 and the same measurement object OB-1, the appearance by the external recognition sensor when the driving environment is on a horizontal plane as shown in example EX-11 (as captured within the field of view V-11) is different from the appearance when the driving environment is an uphill slope as shown in example EX-12 (as captured within the same field of view V-11).

例EX11に示す水平面の場合は視界V11内に、水平距離でD1だけ離れた高さh1の計測対象物OB-1の頂上付近だけが見えている。しかし、角度θだけ傾いた例EX12に示す斜面の場合は、この高さh1がコサイン関数cosで近似的にh1*(cos θ)に減ってしまうため、同一の視界V11内において同計測対象物OB-1の頂上付近も見えなくなってしまい、計測対象物OB-1が視界V11外に位置して見えなくなってしまう。なお、図1では角度θの上り坂の場合が例示されているが、角度θの下り坂の場合も同様に高さh1が近似的にh1*(cos θ)に減ることから、同一の移動ロボット2の視界V11外で見えなくなることが想定される。(すなわち、図1に描かれる角度θの上り坂の場合では、高さh1の対象物OB-1が上り坂の地面を基準として垂直に立った状態ではなく垂直から角度θだけ移動ロボット2の遠方側に傾いて立った状態となり、図1では描かれない角度θの下り坂の場合では、高さh1の対象物OB-1が下り坂の地面を基準として垂直に立った状態ではなく垂直から角度θだけ移動ロボット2の近方側に傾いて立った状態となり、上り坂と下り坂のいずれの場合においても、対象物OB-1の高さh1が近似的にh1*(cos θ)に減った状態となる。) In the case of a horizontal plane shown in Example EX11, only the top of the measurement object OB-1 at height h1, which is a horizontal distance D1 away, is visible within the field of view V11. However, in the case of a slope shown in Example EX12, which is inclined at angle θ, this height h1 is approximately reduced to h1*(cos θ) using the cosine function cos, so the top of the measurement object OB-1 also becomes invisible within the same field of view V11, and the measurement object OB-1 becomes invisible as it is located outside the field of view V11. Note that while Figure 1 shows an example of an uphill slope at angle θ, in the case of a downhill slope at angle θ, the height h1 is also approximately reduced to h1*(cos θ), so it is expected that the measurement object OB-1 will also become invisible outside the field of view V11 of the same mobile robot 2. (That is, in the case of an uphill slope with an angle θ as shown in Figure 1, the object OB-1 with height h1 is not vertical with respect to the ground of the uphill slope, but is tilted at an angle θ from the vertical toward the mobile robot 2. In the case of a downhill slope with an angle θ not shown in Figure 1, the object OB-1 with height h1 is not vertical with respect to the ground of the downhill slope, but is tilted at an angle θ from the vertical toward the mobile robot 2. In both the uphill and downhill cases, the height h1 of the object OB-1 is approximately reduced to h1*(cos θ).)

図2の例では、円錐形状の同じ計測対象物OB-2の頂点から水平距離でDだけ離れた状態にある場合であっても、スペックとしての視界の高さが互いに異なる2つの移動ロボット2-A,2-Bでは、この計測対象物OB-2の見え方が異なることが示される。例EX2Aの移動ロボット2-Aでは視界V2Aの高さが比較的高いことから、円錐形状の対象物OB-2を高めの位置でその視界V2Aに捉えることから、距離DAだけ離れているものとして計測結果が得られる。しかし、例EX2Bの移動ロボット2-Bでは視界V2Bの高さが比較的低いことから、円錐形状の対象物OB-2を低めの位置でその視界V2Bに捉えることから、距離DBだけ離れているものとして結果が得られる。 In the example of Figure 2, even if the same cone-shaped measurement object OB-2 is a horizontal distance D away from the apex, the two mobile robots 2-A and 2-B, which have different field of view height specifications, see the measurement object OB-2 differently. In example EX2A, the field of view V2A of mobile robot 2-A is relatively high, so the cone-shaped object OB-2 is captured in its field of view V2A at a higher position, and the measurement result shows that the object is a distance DA away. However, in example EX2B, the field of view V2B of mobile robot 2-B is relatively low, so the cone-shaped object OB-2 is captured in its field of view V2B at a lower position, and the result shows that the object is a distance DB away.

すなわち、視界のスペックが互いに異なる2つの移動ロボット2-A,2-Bでは、同じ円錐形状の対象物OB-2から等しい距離Dだけ離れた同じ位置に存在する場合であっても、視界V2Aが比較的高い移動ロボット2-Aでは距離DAだけ前方に対象物OB-2を計測し、視界V2Bが比較的低い移動ロボット2-Bでは距離DBだけ前方に対象物OB-2を計測し、これら2つの距離の大小関係について「DA>DB」となり、計測結果(2つの移動ロボット2-A,2-Bでの見え方)が異なるものとなる。移動ロボット2-Aは対象物OB-2を比較的遠いものとして計測するが、移動ロボット2-Bは対象物OB-2を比較的近いものとして計測することとなる。また、ロボット2-Aは対象物OB-2の上部が、一方でロボット2-Bは対象物OB-2の下部が、それぞれ見えていることから、それぞれのロボットで対象物OB-2の見えている箇所やその範囲も異なる。 In other words, even if two mobile robots 2-A and 2-B with different visibility specifications are located at the same position and the same distance D away from the same cone-shaped object OB-2, the mobile robot 2-A with a relatively high visibility V2A measures the object OB-2 a distance DA ahead, while the mobile robot 2-B with a relatively low visibility V2B measures the object OB-2 a distance DB ahead, and the relationship between these two distances is "DA>DB", resulting in different measurement results (how the two mobile robots 2-A and 2-B see the object OB-2). The mobile robot 2-A measures the object OB-2 as being relatively far away, while the mobile robot 2-B measures the object OB-2 as being relatively close. Also, since the robot 2-A can see the top of the object OB-2, while the robot 2-B can see the bottom of the object OB-2, the part and range of the object OB-2 that each robot can see are different.

以上の図1,2の模式例に示されるように、2次元地図を用いて移動ロボットが移動を行う際には、個別の移動ロボットの視界についてそれぞれ異なるスペックや、移動ロボットの走行環境における傾斜がそれぞれ異なっていることを考慮した、適切な2次元地図を利用する必要があるが、従来技術ではこのような2次元地図を用意することができなかった。 As shown in the schematic examples of Figures 1 and 2 above, when a mobile robot uses a two-dimensional map to move around, it is necessary to use an appropriate two-dimensional map that takes into account the different specifications for the field of view of each individual mobile robot and the different slopes in the driving environment of each mobile robot, but conventional technology has not been able to prepare such a two-dimensional map.

上記従来技術の課題に鑑み、本発明は、個別状況に応じた適切な2次元地図を用意することが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 usage device and program that can prepare an appropriate two-dimensional map according to an individual situation.

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及び前記経路の傾斜を考慮して2次元地図情報に変換して前記移動ロボットに対して配信することを特徴とする。また、コンピュータを前記地図利用装置として機能させるプログラムであることを特徴とする。 To achieve the above object, the present invention is a map utilization device that distributes map information along a specified route to a mobile robot to move along the route, and is characterized in that it acquires 3D map information along the route from the entire 3D map information constructed for the field in which the mobile robot can move, as information surrounding the route, 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 and the inclination of the route, and distributes the 2D map information to the mobile robot. It is also characterized in that it is a program that causes a computer to function as the map utilization device.

本発明によれば、移動ロボットの外界認識センサのセンシング範囲及び経路の傾斜を考慮して3次元地図情報を2次元地図情報へと変換するので、個別状況に応じた適切な2次元地図を用意することができる。 According to the present invention, 3D map information is converted into 2D map information taking into account the sensing range of the external recognition sensor of the mobile robot and the inclination of the route, so that an appropriate 2D map can be prepared according to individual circumstances.

同一の移動ロボットと同一の計測対象物とであっても、走行環境が水平面と斜面との場合で移動ロボットから見た計測対象物の見え方が異なることを示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing that even when using the same mobile robot and the same measurement object, the measurement object looks different when viewed from the mobile robot depending on whether the traveling environment is a horizontal surface or an inclined surface. 同一の計測対象物に対して同一の位置に配置されていても、視界のスペックが互いに異なる移動ロボットでは、この同一の計測対象物の見え方が異なることを示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing that even when mobile robots are placed at the same position relative to the same measurement object, the same measurement object appears differently when the mobile robots have different field of view specifications. 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. 一実施形態に係る2次元地図合成部の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a two-dimensional map synthesis 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変換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 map conversion processing by a map using device according to an embodiment. 機器情報格納部に格納される視野スペックの情報の模式例を示す図である。11 is a diagram showing a schematic example of information on visual field specifications stored in a device information storage unit; FIG. 2次元地図作成と2次元地図合成の模式例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic example of two-dimensional map creation and two-dimensional map synthesis. 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3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。 Figure 3 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及びその移動経路に沿った走行環境ごとに適切な形で3次元地図を2次元に変換した地図を用意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 utilization 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 utilization device 3 that stores 3D maps for the mobile robots, prepares and transmits maps in which the 3D maps are converted to 2D in an appropriate form for each of the mobile robots 2-1 to 2-m and the traveling environment along their travel routes, and performs operational monitoring and navigation to the destination. These elements that make up the map utilization system 4 can communicate with each other via a network NW such as the Internet.

図4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4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3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 4 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 4 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 3, 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4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適切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. 4, 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 utilize appropriate map information that takes 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の個別の視界スペック及び移動経路上の走行環境(傾斜状況)ごとに適切な内容として2次元地図に変換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 individual visibility specifications of the mobile robots 2-1 to 2-m and the driving environment (slope conditions) along the travel route, and transmits them, as well as performs operational monitoring and navigation to the destination. Note that a 2D map imposes a lower computational load on the self-location estimation than a 3D map, and in this embodiment, the map is converted into a 2D map to enable self-location estimation even for mobile robots 2 that do not have abundant computational resources.

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次元地図合成部300と、地図配信部311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 synthesis unit 300, and a map distribution unit 311.

図5は、一実施形態に係る2次元地図合成部300の機能ブロック図であり、2次元地図合成部300はさらに、傾斜情報取得部307、視野情報取得部308、2次元地図作成部309及び複数2次元地図合成部310を備える。2次元地図合成部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で得た経路に沿った走行環境の傾斜状況に応じたものとして、且つ、この経路に沿って移動を行う移動ロボット2の視界スペックに応じたものとして、3次元地図を適切な形で2次元地図へと変換して地図配信部313へと出力することで、対応する移動ロボット2にこの地図配信を実現する。(移動ロボット2では同様に、経路配信部306から経路情報の配信を受けることで、配信された経路情報及び2次元地図情報を用いて、経路に沿った移動を行うことが可能となる。) Figure 5 is a functional block diagram of the 2D map synthesis unit 300 according to one embodiment, which further includes a slope information acquisition unit 307, a visual field information acquisition unit 308, a 2D map creation unit 309, and a multiple 2D map synthesis unit 310. As will be described in detail later, the 2D map synthesis unit 300 converts the 3D map into a 2D map in an appropriate form according to the slope condition of the driving environment along the route obtained by the route search unit 305 and according to the visual field specifications of the mobile robot 2 that moves along this route, and outputs the converted 3D map to the map distribution unit 313, thereby realizing the distribution of the map to the corresponding mobile robot 2. (Similarly, the mobile robot 2 receives route information from the route distribution unit 306, and can move along the route using the distributed route information and 2D map information.)

図6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7は、一実施形態に係る地図利用装置3による地図変換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6及び図7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6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7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、適切な2次元地図情報及び経路情報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. 6 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. 7 is a flowchart showing how the map using device 3 arranges for product delivery and updates map information, involving map conversion processing, according to one embodiment. The flowcharts in Figs. 6 and 7 can be executed in parallel by the map using device 3. According to the flow in Fig. 6, 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 in a city. According to the flow in Fig. 7, 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 distributing appropriate two-dimensional map information and route information.

以下、図6及び図7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4及び図5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 4 and 5 while explaining each step in the flow in the order of Figures 6 and 7.

図6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. 6 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。ここで、GPS座標を取得することができない屋内施設等に対しては、IMES(Indoor MEssaging System)等の屋内測位技術により取得された絶対位置情報を位置情報に利用してもよい。また、現在位置取得部202は、これらGPS等の手法のみで現在位置を取得するのではなく、さらに、後述する撮像部204における周囲の計測対象物との距離計測によって現在位置を補正するようにしてもよい。 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 purpose, the current position acquisition unit 202 acquires the current position using a positioning system based on any existing method, such as GPS (Global Positioning System) or indoor GPS. Here, for indoor facilities where GPS coordinates cannot be acquired, absolute position information acquired using indoor positioning technology such as IMES (Indoor MEssaging System) may be used as the position information. Furthermore, the current position acquisition unit 202 may not only acquire the current position using these methods such as GPS, but may also correct the current position by measuring the distance to surrounding measurement objects using the imaging unit 204, which will be described later.

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6及び図7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. 6 and 7, 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6及び図7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 6 and 7 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、本実施形態の移動ロボット2が自律移動する際には、外界計測データとして3次元点群データを用いる場合であっても、全天周などの広範囲に渡って取得するのではなく、2次元地図と照合するための限定的な範囲(図1,2で例示したような移動ロボット2の限定的な視界範囲)でのみ取得すればよい。従って、最新の地図情報を収集するための移動ロボット2については、本実施形態で2次元地図を利用する移動ロボット2とは別途の、3次元地図を直接利用可能な計測スペック等がより高い移動ロボット2を利用するようにしてもよい。 When the mobile robot 2 of this embodiment moves autonomously, even if three-dimensional point cloud data is used as external measurement data, it is sufficient to acquire the data only in a limited range (the limited field of view of the mobile robot 2 as exemplified in Figures 1 and 2) for comparison with a two-dimensional map, rather than acquiring the data over a wide range such as the entire sky. Therefore, for the mobile robot 2 to collect the latest map information, a mobile robot 2 with higher measurement specifications that can directly use a three-dimensional map may be used, separate from the mobile robot 2 that uses the two-dimensional map in this embodiment.

なお、この地図情報の取得及び後述する図7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4等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. 7 described later, and functional blocks for performing specific processes for these map updates are omitted from FIG. 4 and other figures. 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6の各ステップを説明した。なお、図6のフローは、複数の移動ロボット2の各々(図3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6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7のフローにより、3次元地図から個別の移動ロボット2のスペック及び経路に応じた適切な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. 6 has been described above. The flow in FIG. 6 is executed by each of the multiple mobile robots 2 (each of the m mobile robots 2-1 to 2-m in FIG. 3) 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 can grasp all of the multiple mobile robots 2 in real time and keep the three-dimensional map information up to date by using the flow in FIG. 6. In this way, the map utilization device 3 can generate an appropriate two-dimensional map from the three-dimensional map according to the specifications and route of each mobile robot 2 by using the flow in FIG. 7, 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7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(移動ロボット2の視野スペックに関する情報)を2次元地図合成部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、2次元地図合成部300ではステップS41で当該保存した視野スペックの情報を用いて、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の視野スペックに応じた2次元地図の合成を行う。視野スペックの情報については機器情報格納部205に関して図8の例を参照して後述する。)
<Step S41...3D map information storage unit 304, device information storage unit 205>
7 is started, in step S41, as a pre-processing required to enable product delivery, the map utilization device 3 constructs map information to store 3D map information of the field F in the 3D map information storage unit 304, and the device information (information on the visual field specifications of the mobile robots 2) stored in the device information storage unit 205 of each mobile robot 2 is received and stored in the 2D map synthesis unit 300, and then the process proceeds to step S42. (Note that the 2D map synthesis unit 300 uses the visual field specification information stored in step S41 to synthesize a 2D map according to the delivery route and the visual field specifications of the mobile robots 2 in step S43, which will be described later. The visual field specification information will be described later with reference to the example of FIG. 8 regarding the device information storage unit 205.)

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。(前述の通り、この場合、本実施形態で2次元地図を利用する移動ロボット2とは別途の、3次元地図を直接扱うことのできる高スペックな移動ロボット2が作成した3次元点群を用いてもよい。)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 performs self-location estimation and environmental map creation. (As described above, in this case, a three-dimensional point cloud created by a high-spec mobile robot 2 that can directly handle a three-dimensional map, separate from the mobile robot 2 that uses a two-dimensional map in this embodiment, may be used.) Also, the three-dimensional map information may 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、上記の通り格納する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 three-dimensional map information stored as described above 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、移動ロボット2の視野スペックの情報として、移動ロボット2に搭載した外界認識センサ(自己位置推定を行う際に利用するもの)であるカメラやLiDARの高さ情報を格納する。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 height information of the camera and LiDAR, which are external recognition sensors (used when estimating the self-position) mounted on the mobile robot 2, as information on the visual field specifications of the mobile robot 2. The height information in the device information storage unit 205 may be input in advance by a person, or the height of the camera and 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8に、機器情報格納部205に格納される視野スペックの情報の模式例を示す。視野スペックは、移動ロボット2自体のサイズ(図示される高さHr等)に関するものではなく、地面との関係において視界R(センシング範囲R)を特定するものとして、カメラやLiDARの視点p(カメラ位置p)の地面からの高さHの情報として与えることができる。さらに詳細に、視点pから水平正面に距離dだけ離れた位置における垂直視野範囲の上限H1(d)及び下限H2(d)の情報を、視野スペックの情報に含めてもよい。この上限H1(d)及び下限H2(d)は、距離dの関数としてテーブル情報の形で与えてもよいし、視野スペックを簡素にモデル化したものとして、距離dによらない定数H1(=H1(d))及びH2(=H2(d))で与えるようにしてもよい。 Figure 8 shows a schematic example of the information of the visual field specification stored in the device information storage unit 205. The visual field specification does not relate to the size of the mobile robot 2 itself (such as the height Hr shown in the figure), but can be given as information on the height H from the ground of the viewpoint p (camera position p) of the camera or LiDAR to specify the field of view R (sensing range R) in relation to the ground. In more detail, the visual field specification information may include information on the upper limit H1(d) and lower limit H2(d) of the vertical visual field range at a position a distance d away from the viewpoint p in front of the horizontal line. The upper limit H1(d) and lower limit H2(d) may be given in the form of table information as a function of the distance d, or may be given as constants H1 (=H1(d)) and H2 (=H2(d)) that are independent of the distance d as a simplified model of the visual field specification.

<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4等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 described above, any existing method may be used to update the map information to the latest state, and specific functional blocks for this update process are omitted in Figure 4 etc.

こうして、図7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. 7, 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による地図変換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, regarding step S43, which will be described in detail later, we will explain the details of the delivery arrangement involving the map conversion process by the map utilization device 3, as well as the details of the 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 arrangement 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(不図示)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 ordering products 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 perform purchasing processing 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2次元地図合成部300で合成された2次元地図を地図配信部311によって移動ロボットへと配信することで、2次元地図情報が紐づくものである。当該紐づいた2次元地図情報は、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311によって配信される。) This route guidance data is linked to two-dimensional map information by distributing a two-dimensional map synthesized by the two-dimensional map synthesis unit 300 (described later) to the mobile robot by the map distribution unit 311. The linked two-dimensional map information is referenced for self-location estimation 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 distributed by the map distribution unit 311.)

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311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台を自動決定してもよいし、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 of route distribution by the route distribution unit 306 (and map distribution by the map distribution unit 311, 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 automatically determined by estimating the time required for delivery from the route searched by the route search unit 305 and selecting the one 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次元地図合成部300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、経路のうち水平と判定される箇所については、この移動ロボット2の視界の高さH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8の例における高さH)を用いればよい。 The 2D map synthesis unit 300 reads map information located 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 the locations of the route that are determined to be horizontal into a 2D map according to the height H of the field of view of the mobile robot 2. This height information can be obtained by using the height of the sensor position (height H in the example of FIG. 8) as the height of the sensing range of each mobile robot 2 received from the device information storage unit 205.

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。(なお、1つのみの値として視界高さHを用いるのではなく、図8に示したような視野範囲Rの高さを用いるようにしてもよい。すなわち、下限高さH2(=H2(d))から上限高さH1(=H1(d))にまで渡る視界Rの高さの範囲[H2(d),H1(d)]を用いて、視界高さHの値についてH2(d)≦H≦H1(d)の範囲全体で同様にして、移動可能/移動不可能の判断を行うようにしてもよい。以下、視界高さHとして1つの値であるものとして説明するが、このように範囲を考慮するようにしてもよい。水平距離dについても移動ロボット2が自己位置推定する際の距離として一定値、あるいは一定範囲d1≦d≦d2を用いてもよい。) 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, this is not the height of the building, but the information on the height of the first floor above ground). 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 are no objects), then it is deemed 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 deemed 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). (Note that instead of using the visibility height H as a single value, the height of the visibility range R as shown in FIG. 8 may be used. In other words, the range of the visibility R height [H2(d),H1(d)] from the lower limit height H2 (=H2(d)) to the upper limit height H1 (=H1(d)) may be used to determine whether movement is possible or not in the same manner for the entire range of the visibility height H, H2(d)≦H≦H1(d). In the following, the visibility height H is described as a single value, but a range may be considered in this way. The horizontal distance d may also be a fixed value or a fixed range d1≦d≦d2 as the distance when the mobile robot 2 estimates its own position.)

なお、視界高さHを用いて移動可能/移動不可能の区別を与えることで2次元地図へと変換すると、この高さHでは現れない障害物等が2次元地図に反映されず見失われた状態となる状況が発生しうる。例えば、ある位置(x,y)について高さHは物体等が存在しない空間であって移動可能とされるが、3次元地図ではこれより低い高さH/2に障害物が存在する状況が(一般には頻発しないとは考えられるが、)発生しうる。このように、視界高さHでは2次元地図上から見失われてしまう障害物等へ対処する技術として、本出願人による特願2021-214770号の仮想障害物補完の技術を用いることができる。 Note that if the map is converted to a two-dimensional map by using the visibility height H to distinguish between movable and immovable, a situation may occur in which obstacles that do not appear at this height H are not reflected in the two-dimensional map and are lost. For example, for a certain position (x, y), height H is a space where no objects exist and is movable, but a situation may occur (although this is generally not considered to occur frequently) in which an obstacle exists at a lower height H/2 in the three-dimensional map. In this way, the virtual obstacle completion technology of the present applicant in Patent Application No. 2021-214770 can be used as a technology to deal with obstacles that are lost on the two-dimensional map at the visibility height H.

2次元地図合成部300はさらに、経路のうち水平とは判定されない箇所についても、移動ロボット2の視界の高さHと、その傾斜角度θ(θが正の場合は経路に沿った上り坂、θが負の場合は経路に沿った下り坂として区別してよい)に応じて、3次元地図を2次元地図へと変換する。 The 2D map synthesis unit 300 further converts the 3D map into a 2D map for any portion of the route that is not determined to be horizontal, according to the height H of the field of view of the mobile robot 2 and its inclination angle θ (when θ is positive, it can be distinguished as an uphill slope along the route, and when θ is negative, it can be distinguished as a downhill slope along the route).

なお、上記では2次元地図合成部300の処理の全体概要を説明する観点から、経路を水平であるか、傾斜角θを有するかで場合分けしたが、θ=0°とすることで水平の場合も傾斜がある場合の特別な場合として、同様の枠組みで処理を行うことが可能である。 In the above, in order to explain the overall overview of the processing of the two-dimensional map synthesis unit 300, the route is divided into cases according to whether it is horizontal or has an inclination angle θ, but by setting θ = 0°, it is possible to process the horizontal case in a similar framework as a special case of an inclined case.

すなわち、θ=0°となる場合も含めて一般に、2次元地図作成部309は、経路探索部305で探索した目的地までの経路情報において、地面の傾斜(経路に沿った傾斜角θ)が異なる場所範囲を通過する場合、それぞれの場所範囲において当該場所における地面の傾斜角θと各移動ロボット2-1~2-mのカメラやLiDARの高さHに基づき、3次元地図を2次元地図に変換する。このように目的地までの経路情報を活用することで、移動ロボット2がいる現在地から目的地までの移動経路の方向において、傾斜が変化する場合であっても、各ロボットの視界に合わせた適切な2次元地図を作成することが可能となる。 In other words, in general, including cases where θ=0°, when the route information to the destination searched by the route search unit 305 passes through a location range where the ground slope (slope angle θ along the route) is different, the 2D map creation unit 309 converts the 3D map into a 2D map based on the ground slope angle θ at that location and the height H of the camera or LiDAR of each mobile robot 2-1 to 2-m in each location range. By utilizing the route information to the destination in this way, it becomes possible to create an appropriate 2D map that matches the field of view of each robot, even if the slope changes in the direction of the travel route from the current location of the mobile robot 2 to the destination.

2次元地図作成部309はこの処理を行うため、以下の通り、傾斜情報取得部307及び視野情報取得部308からの情報を入力として利用する。 To perform this process, the two-dimensional map creation unit 309 uses information from the tilt information acquisition unit 307 and the field of view information acquisition unit 308 as input, as follows:

傾斜情報取得部307は、3次元地図情報格納部304に格納されている3次元地図情報から移動ロボット2の経路に沿った移動方向における地面の傾斜情報を取得する。傾斜情報取得部307は、経路配信部306に格納されている出発地から目的地までの移動ロボット2の移動経路全てにおいて地面の傾斜情報を取得すればよい。視野情報取得部308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の高さ情報(図8の例における視点pの高さHの情報)を、その機器情報格納部205から取得する。 The inclination information acquisition unit 307 acquires ground inclination information in the direction of movement along the path of the mobile robot 2 from the three-dimensional map information stored in the three-dimensional map information storage unit 304. The inclination information acquisition unit 307 only needs to acquire ground inclination information for the entire movement path of the mobile robot 2 from the departure point to the destination stored in the route distribution unit 306. The visual field information acquisition unit 308 acquires height information of the camera and LiDAR mounted on each of the mobile robots 2-1 to 2-m (information on the height H of the viewpoint p in the example of FIG. 8) from the device information storage unit 205.

なお、経路における地面が激しい凹凸を伴う等により、一定の広さの範囲に渡って経路上の傾斜角θが一定とはみなせず、局所的に激しく変化する場合は一般には、2次元地図を参照して2次元地図上において適切に自己位置推定することは困難と考えられ、3次元地図を用いて3次元地図上において自己位置推定を行う必要がある。本実施形態では、探索された経路を構成するエッジ(あるノードから隣接するノードへと移動するエッジ)において、傾斜角θが一定であって当該経路において2次元地図が利用できることを前提とする。(なお、2次元地図が利用できない場合にも対処すべく、経路に応じて2次元地図または3次元地図のいずれを用いるべきかを判断し、適切な移動ロボット2へ当該判断した2次元地図または3次元地図を配信する技術として、本出願人による特願2021-210317号の技術を用いることができる。) Note that if the inclination angle θ on the route cannot be considered constant over a certain range due to the ground on the route being highly uneven, and changes significantly locally, it is generally considered difficult to appropriately estimate the self-location on the two-dimensional map by referring to the two-dimensional map, and it is necessary to perform self-location estimation on the three-dimensional map using a three-dimensional map. In this embodiment, it is assumed that the inclination angle θ is constant at the edges (edges moving from a node to an adjacent node) that constitute the searched route and that the two-dimensional map can be used on the route. (Note that in order to deal with cases where the two-dimensional map cannot be used, the technology of Patent Application No. 2021-210317 by the present applicant can be used as a technology for determining whether a two-dimensional map or a three-dimensional map should be used depending on the route and delivering the determined two-dimensional map or three-dimensional map to the appropriate mobile robot 2.)

この際、あるエッジE_kでは傾斜角がθ_kであり、経路上のその次のエッジE_k+1では傾斜角がθ_k+1(≠θ_k)であり、経路の途中で傾斜角が変化してもよいが、この傾斜角変化は概ね瞬間的にスムーズに切り替わることを前提とする。従って、移動ロボット2ではエッジE_k上に位置するときはその傾斜角θ_kに応じた局所的な2次元地図M_kを参照し、その次のエッジE_k+1に移動した時点でただちに、その傾斜角θ_k+1に応じた局所的な2次元地図M_k+1に切り替えて参照することで、経路に沿って自己位置推定しながら、参照地図を切り替えることができる。(なお、この切り替え参照の例については、図9を参照して後述するが、後述する複数2次元地図合成部310の処理により、移動ロボット2の立場では、1つに合成された2次元地図(局所的な2次元地図に相当する各領域を区別する情報を含む)を参照することで、局所的な2次元地図を切り替える処理を行うことなく、結果的に当該切り替えたのと同様の結果を得ることができる。) At this time, the inclination angle at a certain edge E_k is θ_k, and the inclination angle at the next edge E_k+1 on the path is θ_k+1 (≠θ_k). The inclination angle may change along the path, but it is assumed that the inclination angle change is smooth and almost instantaneous. Therefore, when the mobile robot 2 is located on the edge E_k, it refers to the local two-dimensional map M_k corresponding to the inclination angle θ_k, and when it moves to the next edge E_k+1, it immediately switches to the local two-dimensional map M_k+1 corresponding to the inclination angle θ_k+1 and refers to it, thereby switching the reference map while estimating its own position along the path. (Note that an example of this switching reference will be described later with reference to FIG. 9, but by processing by the multiple two-dimensional map synthesis unit 310 described later, from the viewpoint of the mobile robot 2, by referring to a single synthesized two-dimensional map (including information that distinguishes each area corresponding to the local two-dimensional map), it is possible to obtain a result similar to that of the switching without performing processing to switch the local two-dimensional map.)

上記では経路を構成する各エッジE_kにおいて一定の傾斜θ_kが存在するものとした。当該前提が成立するように3次元地図に紐づいた離散グラフを予め定義しておいてもよいし、各エッジE_kに対応する3次元地図範囲をグリッド等で区切り、グリッド毎に一定の傾斜が保たれ、グリッド境界で傾斜が変化するものであってもよい。 In the above, it is assumed that each edge E_k that constitutes the route has a constant slope θ_k. A discrete graph linked to a 3D map may be defined in advance so that this assumption holds true, or the 3D map range corresponding to each edge E_k may be divided into grids or the like, with a constant slope maintained for each grid and the slope changing at the grid boundaries.

2次元地図作成部309は、一定の広さを基準にしたグリッドごとにグリッド間で地面傾斜に相関関係があるか否か(地面傾斜に変化があるか否か)を判定し、地面の傾斜がほとんど変わらないグリッド同士は同一の2次元地図に含め、地面の傾斜が変わるグリッドは別の2次元地図として作成するようにしてよい。例えば、地面の傾斜がほとんど変わらない第1の道が300m続く場合は同一の第1の2次元地図とし、その後、地面の傾斜が急になる第2の道が100m続く場合は、その100mで別の第2の2次元地図を作成することが望ましい。(すなわち、第1の道の周辺については第1の道の傾斜を考慮した変換を行うことで3次元地図を第1の2次元地図へと変換し、第2の道の周辺については第2の道の傾斜を考慮した変換を行うことで3次元地図を第2の2次元地図へと変換することで、経路の途中で切り替わる傾斜ごとに区別して変換された2次元地図を得るようにしてよい。)2次元地図作成部309は、例えば、地面傾斜の変化量に閾値を設け、その閾値を超える場合に別の2次元地図として分けてもよい。 The two-dimensional map creation unit 309 may determine whether there is a correlation between the ground slopes (whether there is a change in the ground slope) between grids based on a certain standard area, and may create grids where the ground slope does not change much in the same two-dimensional map, and create grids where the ground slope changes as separate two-dimensional maps. For example, if a first road where the ground slope does not change much continues for 300 m, it is desirable to create the same first two-dimensional map, and if a second road where the ground slope becomes steeper continues for 100 m after that, it is desirable to create a separate second two-dimensional map for that 100 m. (That is, for the area around the first road, the three-dimensional map may be converted into a first two-dimensional map by taking into account the slope of the first road, and for the area around the second road, the three-dimensional map may be converted into a second two-dimensional map by taking into account the slope of the second road, thereby obtaining two-dimensional maps that are converted separately for each slope that changes along the route.) The two-dimensional map creation unit 309 may, for example, set a threshold for the amount of change in ground slope, and if the threshold is exceeded, create a separate two-dimensional map.

複数2次元地図合成部310は、経路探索部305で探索した目的地までの経路情報において、2次元地図作成部309で変換した場所ごと(傾斜角θが一定と判定される経路上の場所ごと)の2次元地図を合成し、目的地までの2次元地図を作成する。 The multiple 2D map synthesis unit 310 synthesizes 2D maps for each location (each location on the route where the inclination angle θ is determined to be constant) converted by the 2D map creation unit 309 in the route information to the destination searched by the route search unit 305, and creates a 2D map to the destination.

こうして、図1,2で例示した状況変化に対しても、適切な2次元地図の作成が可能となる。図1の例であれば、共通の移動ロボット2と共通の対象物OB-1との存在状況において、水平な場合は例EX11のように、対象物OB-1が見えるものとして、傾斜角θが存在する場合は例EX12のように、対象物OB-1は見えないものとして、2次元地図を作成できる。(一方で、例EX12の場合の見えない対象物OB-1に衝突することがないよう、その他の見える対象物に基づいて移動ロボット2が移動するようにナビゲーションすることが望ましい。) In this way, it is possible to create an appropriate 2D map even for the situation changes exemplified in Figures 1 and 2. In the example of Figure 1, in the presence of a common mobile robot 2 and a common object OB-1, a 2D map can be created in which object OB-1 is visible when it is horizontal, as in example EX11, and object OB-1 is invisible when there is an inclination angle θ, as in example EX12. (On the other hand, it is desirable to navigate the mobile robot 2 so that it moves based on other visible objects, so as not to collide with the invisible object OB-1 in example EX12.)

また、例EX12の傾斜角θが存在する場合は、水平距離D1が傾斜を考慮した距離D11となるように、D11=D1/(cos θ)の距離拡大変換を行ったものとして、2次元地図を作成することができる。存在する傾斜角θの範囲が小さく、移動ロボット2の移動距離との関係等で相対的に1/(cos θ)倍の拡大を無視してもよい場合(cos θ≒1であり、1/(cos θ)≒1である場合)には、この距離拡大変換を省略してもよい。 Also, if the tilt angle θ of example EX12 exists, a two-dimensional map can be created by performing a distance expansion transformation of D11=D1/(cos θ) so that the horizontal distance D1 becomes the distance D11 that takes the tilt into account. If the range of the existing tilt angles θ is small and the 1/(cos θ) factor expansion can be relatively ignored in relation to the travel distance of the mobile robot 2 (if cos θ ≒ 1 and 1/(cos θ) ≒ 1), this distance expansion transformation can be omitted.

図2の例であれば、同一の円錐形状の対象物OB-2からの同一距離Dに同一の水平面において位置する状況であっても、視界が高い移動ロボット2-Aでは距離がDAとなり、視界が低い移動ロボット2-Bでは距離がDB(DB<DA)となるように、移動ロボット2の個別の視界スペックに適した形で、2次元地図を作成することができる。 In the example of Figure 2, even if the mobile robots are located at the same distance D from the same cone-shaped object OB-2 on the same horizontal plane, the distance is DA for mobile robot 2-A, which has a high visibility, and DB for mobile robot 2-B, which has a low visibility (DB<DA), so a two-dimensional map can be created that is suited to the individual visibility specifications of mobile robot 2.

図9は、以上の処理による2次元地図作成と2次元地図合成の模式例を示す図である。例えば、ある移動ロボット2-1に対して2次元地図作成部309は、経路上の地面の傾斜が異なる区間61、62、63、64でそれぞれ別の2次元地図71、72、73、74を作成する。複数2次元地図合成部310は、2次元地図71、72、73、74を合成させ、1つの2次元地図75を作成する。こうして、移動ロボット2-1は、自己位置が区間61、62、63、64に存在する場合にそれぞれ、対応する2次元地図71、72、73、74を参照して自己位置推定を行い、指定される経路に沿った移動が可能となる。 Figure 9 is a diagram showing a schematic example of 2D map creation and 2D map synthesis by the above process. For example, for a certain mobile robot 2-1, the 2D map creation unit 309 creates separate 2D maps 71, 72, 73, and 74 for sections 61, 62, 63, and 64 where the ground slope on the route is different. The multiple 2D map synthesis unit 310 synthesizes the 2D maps 71, 72, 73, and 74 to create one 2D map 75. In this way, when the mobile robot 2-1 is located in sections 61, 62, 63, and 64, it estimates its own position by referring to the corresponding 2D maps 71, 72, 73, and 74, respectively, and becomes able to move along the specified route.

例えば、移動ロボット2-1が4区間のうち2番目の区間62に存在する場合は、2次元地図75(全体)のうち対応する2番目の2次元地図72のみを参照して自己位置推定し、この2番目の2次元地図72内での自己位置推定の結果を2次元地図75(全体)内におけるものとして得ることができるが、2番目以外の別区間61、63、64に対応する地図71、73、74は自己位置推定のためには参照しない。(なお、4つの2次元地図71、72、73、74ではそれぞれの座標(x,y)71,(x,y)72,(x,y)73,(x,y)74が定義され、これらの座標間においては一般にはスケールや向きが異なり、必ずしも一致しないものとなる。例えば、区間61の終点が2次元地図71上で座標(100,100)71であり、これと同一位置である区間62の始点が2次元地図72上で座標(100,100)72である場合、関係「(100,100)71=(100,100)72」は成立するが、座標系が異なるため別の座標値について例えば関係「(101,101)71=(101,101)72」は一般には成立しない。本実施形態では区間ごとに2次元地図71、72、73、74を切り替えて利用するので、その際に座標系も切り替えるようにすればよい。) For example, when the mobile robot 2-1 is in the second section 62 of the four sections, it estimates its own position by referring only to the corresponding second two-dimensional map 72 among the two-dimensional map 75 (entire), and the result of the self-position estimation within this second two-dimensional map 72 can be obtained as being within the two-dimensional map 75 (entire), but the maps 71, 73, 74 corresponding to the other sections 61, 63, 64 other than the second are not referenced for self-position estimation. (Note that the four two-dimensional maps 71, 72, 73, and 74 define respective coordinates (x,y) 71 , (x,y) 72 , (x,y) 73 , and (x,y) 74 , and the scales and orientations of these coordinates generally differ, and the coordinates do not necessarily match. For example, if the end point of section 61 is at coordinate (100,100) 71 on two-dimensional map 71, and the start point of section 62, which is at the same position, is at coordinate (100,100) 72 on two-dimensional map 72, then the relationship "(100,100) 71 = (100,100) 72 " holds. However, since the coordinate systems are different, the relationship "(101,101) 71 = (101,101) 72 " does not hold for other coordinate values, for example. " does not hold in general. In this embodiment, the two-dimensional maps 71, 72, 73, and 74 are switched for each section, so the coordinate system should be switched at that time.)

この場合、例えば、移動ロボット2-1が区間63で検知対象物51を検知範囲2002で抽出できるようになり、2次元地図上に検知対象物76としてプロットされる。(なお、この検知範囲2002は、移動ロボット2-1を基準として見たときは、例えば別の区間61での検知範囲2001と同一であるが、フィールドFを基準として見たときは、区間61,63等で異なる傾斜に応じて異なる範囲となる。) In this case, for example, mobile robot 2-1 will be able to extract detection object 51 in section 63 within detection range 2002, which will be plotted as detection object 76 on a two-dimensional map. (Note that this detection range 2002 is the same as detection range 2001 in another section 61, for example, when viewed from mobile robot 2-1 as the base, but when viewed from field F as the base, it will be a different range depending on the different slopes in sections 61, 63, etc.)

一方で、対比例として、本実施形態の手法を適用せずに、地面傾斜の変化により2次元地図を分けることを行わないと仮定した場合、本実施形態では区間61,63等であった箇所がそれぞれ下段側に示す区間81,83等となって2次元地図91が作成されることになる。この場合、例えば、移動ロボット2-1が検知対象物51を区間63,83において適切に検出するための、本来の傾斜情報を活用した検知範囲2002(上段側)ではなく、例えば区間81の傾斜情報が一律に反映され、区間83においては不適切となる検知範囲3001のもとで2次元地図91への変換が行われてしまう。この場合、2次元地図91上において検知対象物51の抽出は行われず、2次元地図91において符号92の範囲で示した部分に存在する計測対象物を正しく認知できずに、自己位置推定において現在地を誤ってしまう可能性がある。 On the other hand, in contrast, if the method of this embodiment is not applied and the two-dimensional map is not divided according to the change in ground inclination, the two-dimensional map 91 is created with the sections 61, 63, etc. shown in the lower part of the two-dimensional map 91, which are sections 81, 83, etc. shown in the lower part of the two-dimensional map 91. In this case, instead of the detection range 2002 (upper part) using the original inclination information for the mobile robot 2-1 to properly detect the detection object 51 in the sections 63 and 83, the inclination information of the section 81 is uniformly reflected, and the conversion to the two-dimensional map 91 is performed under the detection range 3001 that is inappropriate for the section 83. In this case, the detection object 51 is not extracted on the two-dimensional map 91, and the measurement object existing in the area indicated by the range of the reference symbol 92 on the two-dimensional map 91 cannot be correctly recognized, and the current location may be erroneously determined in the self-location estimation.

なお、図9の上段側の本実施形態の例については、区間61、62、63、64の順で経路が与えられる場合の例であり、向きが逆で区間64、63、62、61の経路となる場合は、傾斜角θの符号も逆転するので別経路となり、符号75で示される2次元地図75とは別の2次元地図が合成されることが、一般には想定される。 The example of this embodiment in the upper part of Figure 9 is an example of a case where a route is given in the order of sections 61, 62, 63, 64. If the direction is reversed and the route is sections 64, 63, 62, 61, the sign of the inclination angle θ will also be reversed, resulting in a different route, and it is generally assumed that a different two-dimensional map from the two-dimensional map 75 indicated by the reference symbol 75 will be synthesized.

以上示したように、本実施形態では、移動ロボット2の個別の視野スペックと、具体的に決定された経路における傾斜とに応じたものとして、適切な2次元地図を合成して配信することができる。 As described above, in this embodiment, an appropriate two-dimensional map can be synthesized and distributed according to the individual visual field specifications of the mobile robot 2 and the inclination of the specifically determined route.

<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.

本実施形態では図9の例でも示されるように、受信した2次元地図上では傾斜の変化が存在しうるが、移動ロボット2の立場では、常に水平面にあるものとして既存手法に沿って2次元地図を参照して自己位置推定を行いながら、経路に沿った自律移動を行うことができる。 In this embodiment, as shown in the example of Figure 9, there may be changes in inclination on the received two-dimensional map, but from the viewpoint of the mobile robot 2, it is assumed to always be on a horizontal plane, and can perform autonomous movement along a route while estimating its own position by referring to the two-dimensional map according to existing methods.

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311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 311 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208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 208 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 motion that matches 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 motion 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1に関して前述した、距離D1を距離D11=D1/(cos θ)とする変換は、対象物OB-1が鉛直方向に延びて存在する場合で、対象物OB-1が角度θの傾斜角にある(移動ロボット2の経路上における角度θの傾斜角となる範囲内にある)場合に、当該傾斜角θに沿った傾斜面を、移動ロボット2が移動する際の立場での水平面とみなし(みなし水平面として扱い)、対象物OB-1が当該みなし水平面から鉛直方向ではなく、鉛直方向から傾斜角θだけ傾いて延びた状態で存在するものとして扱うことにより可能となる。 (2) The conversion of distance D1 to distance D11 = D1/(cos θ) described above with reference to Figure 1 can be achieved by treating the inclined plane along the inclination angle θ as the horizontal plane from the position of the mobile robot 2 when it moves (treating it as a deemed horizontal plane) when the object OB-1 is extending vertically and is at an inclination angle of angle θ (within the range of inclination angles of angle θ on the path of the mobile robot 2), and treating the object OB-1 as extending at an inclination angle θ from the vertical direction, rather than vertically from the deemed horizontal plane.

これは、対象物OB-1が鉛直方向に延びる、十分に細い棒としてモデル化されていることを前提とし、傾斜角θが0°(水平面)の場合に最も高い長さh1となり、傾斜角θが一定大きさで存在する場合は、高さがh1*(cos θ)に減って傾いた状態で存在するものとなる。 This assumes that the object OB-1 is modeled as a sufficiently thin rod extending vertically, and when the inclination angle θ is 0° (horizontal plane), it will have the longest length h1, and when the inclination angle θ is constant, it will exist in an inclined state with its height reduced to h1*(cos θ).

より一般に、対象物OB-1がより複雑な形状を有していたり、水平面に対して傾斜を有して位置している場合も同様に、傾斜角θが存在する場合のみなし水平面を考慮して、対象物OB-1を傾斜角θの存在下において適切に扱うことができる。このためには、既存の3次元CGモデルを用いて、移動ロボット2の視界範囲と、傾斜角θを考慮した対象物OB-1とが重複するか否かを3次元空間内において調べるようにすればよい。 More generally, if the object OB-1 has a more complex shape or is positioned at an inclination with respect to the horizontal plane, the object OB-1 can be appropriately handled in the presence of the inclination angle θ by taking into account the assumed horizontal plane when the inclination angle θ exists. To this end, an existing 3D CG model can be used to check in 3D space whether the field of view of the mobile robot 2 overlaps with the object OB-1 taking into account the inclination angle θ.

3次元空間内におけるこの重複判定の計算負荷を減らすために、3次元地図上の対象物を、十分に細い棒や、直方体等のシンプルな幾何形状として簡素にモデル化したり、3次元地図自体を、鉛直な壁で移動可能範囲と移動不可能範囲とが遮られているものとして、簡素にモデル化しておいてもよい。 To reduce the computational load of this overlap determination in three-dimensional space, the objects on the three-dimensional map can be simply modeled as simple geometric shapes such as sufficiently thin rods or rectangular prisms, or the three-dimensional map itself can be simply modeled as having vertical walls that separate the movable and non-movable areas.

(3) 機器情報格納部205に格納する移動ロボット2の視野の情報に関して、傾斜角θに応じて、みなし水平面を基準とした視野が変化するものとしてモデル化して記憶しておいてもよい。例えば、移動ロボット2が水平面(傾斜角θ=0°)に位置する場合は、カメラ等の外界認識センサも適切に鉛直に立った状態で移動ロボット2内に配置されており、視野も水平となるが、移動ロボット2の移動機構(タイヤ等)からカメラ等に至るまでの機械的機構のたわみ等の存在により、移動ロボット2が角度θの傾斜面に位置している場合に、この傾斜面をみなし水平面としたときに視野が水平とはならず、やや下方(地面寄り)あるいは上方を向く等の状況が発生する場合は、事前計測により角度θに応じた視野を記憶しておいてもよい。 (3) The information on the visual field of the mobile robot 2 stored in the device information storage unit 205 may be modeled and stored as a field of view based on a deemed horizontal plane that changes according to the inclination angle θ. For example, when the mobile robot 2 is located on a horizontal plane (inclination angle θ=0°), the external recognition sensor such as a camera is also arranged in the mobile robot 2 in a properly vertical position, and the visual field is also horizontal. However, when the mobile robot 2 is located on an inclined plane with an angle θ, due to the presence of bending of the mechanical mechanisms from the moving mechanism (tires, etc.) of the mobile robot 2 to the camera, etc., when this inclined plane is taken as the deemed horizontal plane, the visual field is not horizontal, and faces slightly downward (closer to the ground) or upward. In such a case, the visual field according to the angle θ may be stored by prior measurement.

例えば、θ=0°の場合の垂直視野の上限H1(=H1(d))及び下限H2(=H2(d))あるいは高さH(図8参照)について、傾斜角θ=-10°(負の傾斜角で下り坂)となる場合に10パーセントだけ低い位置になることが、ある移動ロボット2について事前確認されている場合に、傾斜角θ=-10°について上限0.9*H1(d)及び下限0.9*H2(d)あるいは高さ0.9*Hとして記憶し、傾斜角θ=+10°(正の傾斜角で上り坂)となる場合に10パーセントだけ高い位置になることがある移動ロボット2について事前確認されている場合に、傾斜角θ=+10°について上限1.1*H1(d)及び下限1.1*H2(d)あるいは高さ1.1*Hとして記憶しておいてもよい。 For example, if it has been confirmed in advance that a mobile robot 2 will be 10 percent lower when the inclination angle θ=-10° (negative inclination angle, downhill) with respect to the upper limit H1 (=H1(d)) and lower limit H2 (=H2(d)) or height H (see FIG. 8) of the vertical field of view when θ=0°, the upper limit H1 (=H1(d)) and lower limit H2 (=H2(d)) or height H for the inclination angle θ=-10° may be stored as 0.9*H1(d) and 0.9*H2(d) or height 0.9*H for the inclination angle θ=+10° (positive inclination angle, uphill), and the upper limit H1 (=H1(d) and lower limit H2(d) or height 1.1*H for the inclination angle θ=+10° may be stored as 1.1*H1(d) and 1.1*H2(d) or height 1.1*H for the inclination angle θ=+10°.

(4) 経路探索部305では移動ロボット2の経路を探索して決定するものとした。移動ロボット2ではこの経路に沿ってそのまま移動するようにしてもよいし、この経路を大局的な経路(上位側の経路)のみとして採用し、実際の局所的経路(下位側の経路)については自身で判断するようにしてもよい。 (4) The path search unit 305 searches for and determines the path of the mobile robot 2. The mobile robot 2 may move directly along this path, or may adopt this path as the global path (higher-level path) only and determine the actual local path (lower-level path) by itself.

すなわち、移動ロボット2は、経路探索部305で得た経路(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)を、その始点S_k及び終点G_kと共に得るようにしてよい。ここで、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。 That is, the mobile robot 2 may obtain multiple local routes L_k (k=1, 2, ..., K) with their start points S_k and end points G_k on a two-dimensional map by dividing the route obtained by the route search unit 305 (route corresponding to the upper side). Here, 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 a discrete graph when the route search is performed by the route search unit 305, or may be determined separately by dividing the route 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.

この場合、2次元地図合成部300では、始点S_kから終点G_kへ至る具体的な局所経路の候補(移動ロボット2の局所経路判断の結果として、当該候補の経路が利用されない場合もありうる)ごとに、その傾斜(想定される経路移動の向きに応じた傾斜)を考慮して、以上の説明と同様に、2次元地図を合成するようにすればよい。 In this case, the two-dimensional map synthesis unit 300 takes into consideration the slope (slope according to the expected direction of path movement) of each specific local path candidate from the starting point S_k to the end point G_k (the candidate path may not be used as a result of the local path determination by the mobile robot 2), and synthesizes a two-dimensional map in the same manner as described above.

(5) 図10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。 (5) Figure 10 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. 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、300…2次元地図合成部、311…地図配信部
307…傾斜情報取得部、308…視野情報取得部、309…2次元地図作成部、310…複数2次元地図合成部
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, 300: two-dimensional map synthesis unit, 311: map distribution unit
307: tilt information acquisition unit, 308: visual field information acquisition unit, 309: two-dimensional map creation unit, 310: multiple two-dimensional map synthesis unit

Claims (7)

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及び前記経路の傾斜に基づいて前記外界認識センサの視界に対応する2次元地図情報に変換して前記移動ロボットに対して配信し、
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するために、前記移動ロボットにおける外界認識センサの地面からの高さ少なくとも基づく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 the three-dimensional map information along the route into two-dimensional map information corresponding to a field of view of the external environment recognition sensor based on a sensing range of the external environment recognition sensor when the mobile robot moves autonomously and an inclination of the route, and distributing the two-dimensional map information to the mobile robot ;
A map utilization device characterized in that the map utilization device is based at least on the height of an external environment recognition sensor in the mobile robot from the ground in order to convert the sensing range of the external environment recognition sensor into two-dimensional map information when the mobile robot moves autonomously.
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及び前記経路の傾斜に基づいて前記外界認識センサの視界に対応する2次元地図情報に変換して前記移動ロボットに対して配信し、
前記経路の傾斜に基づいて2次元地図情報に変換するために、当該傾斜した箇所で鉛直方向に延びて存在する対象物を、当該傾斜した箇所をみなし水平面として扱う際に、当該みなし水平面に対して鉛直方向から傾斜した方向に延びているものとして扱う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 the three-dimensional map information along the route into two-dimensional map information corresponding to a field of view of the external environment recognition sensor based on a sensing range of the external environment recognition sensor when the mobile robot moves autonomously and an inclination of the route, and distributing the two-dimensional map information to the mobile robot ;
A map utilization device characterized in that , in order to convert into two-dimensional map information based on the inclination of the route, when treating the inclined portion as a deemed horizontal plane, an object that extends vertically at the inclined portion is treated as extending in a direction inclined from the vertical to the deemed horizontal plane .
前記経路の傾斜に基づいて2次元地図情報に変換することを、当該経路に沿った傾斜が一定と判定される範囲ごとに行う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。 3. The map utilization device according to claim 1 , wherein the conversion into two-dimensional map information based on the inclination of the route is performed for each range along the route where the inclination is determined to be constant. 前記経路の傾斜に基づいて2次元地図情報に変換することを、当該経路に沿った傾斜が一定と判定される範囲ごとに行い、当該範囲ごとに変換された2次元地図情報を合成して、当該経路の全体に沿った2次元地図情報を得ることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の地図利用装置。 A map utilization device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the conversion into two-dimensional map information based on the inclination of the route is performed for each range along the route in which the inclination is determined to be constant, and the two-dimensional map information converted for each range is synthesized to obtain two-dimensional map information along the entire route. 前記外界認識センサはカメラまたはLiDARであることを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の地図利用装置。 5. The map utilization device according to claim 1, wherein the external environment recognition sensor is a camera or a LiDAR. 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及び前記経路の傾斜に基づいて2次元地図情報に変換する際に、当該センシング範囲の高さが、当該経路に沿った地面の傾斜に応じて変化するものとして扱うことを特徴とする請求項1ないしのいずれかに記載の地図利用装置。 A map utilization device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that when converting into two-dimensional map information based on the sensing range of an external environment recognition sensor when the mobile robot moves autonomously and the inclination of the route, the height of the sensing range is treated as changing according to the inclination of the ground along the route. 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。 7. A program for causing a computer to function as the map utilization device according to claim 1.
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