JP2009205226A - 自律移動ロボット、自己位置推定方法、環境地図の生成方法、環境地図の生成装置、及び環境地図のデータ構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ロボット1は、距離センサ11を用いて移動環境内の対象物までの距離を計測する。環境地図記憶部13には、移動環境内の地点を複数の向きから見た場合の各向きに対応する複数の地図データが含まれる環境地図が格納されている。自己位置推定部14は、距離センサ11によって対象物の距離計測が行われたときの計測向きに対応する地図データを複数の地図データの中から選択する。そして、自己位置推定部14は、選択された地図データ及び距離センサ11によって得た距離データに基づいて、ロボット1の自己位置を推定する。
【選択図】図11
Description
前記移動環境内の対象物までの距離を計測するステップ(a)、
前記移動環境内の地点を複数の計測向きから見た場合の各計測向きに対応する複数の地図データが含まれる環境地図を参照するステップ(b)、
前記対象物の距離計測を行った際の計測向きに対応する地図データを前記複数の地図データから選択するステップ(c)、及び
選択された地図データ及び前記対象物の距離情報に基づいて当該移動ロボットの自己位置を推定するステップ(d)。
前記移動環境内の地点を複数の計測向きから計測するステップ(e)、
前記複数の計測向き毎の計測結果に基づいて、前記地点に関する前記複数の計測向き毎の複数の地図データを生成するステップ(f)、
前記地点の位置を特定するための座標情報と前記複数の地図データとを関連付けて記憶するステップ(g)。
本実施の形態にかかる移動ロボット1(以下、単にロボット1と呼ぶ)の自律移動に関する制御系の構成を図1に示す。図1において、距離センサ11は、ロボット1の移動環境内に存在する対象物までの距離を計測する。具体的には、レーザレンジファインダ、超音波センサ等のアクティブ距離センサによって距離データを取得すればよい。また、距離センサ11は、ステレオカメラにより視差画像を取得して距離計測を行うセンサでもよい。なお、以下の本実施の形態の説明では、距離センサ11がレーザレンジファインダであるとして説明を行う。
P=壁検出回数/(壁検出回数+レーザ通過回数)
そして、評価値Pの大きさが所定の閾値を超えたグリッドセルを「壁セル」、所定の閾値以下のセルを「移動可能セル」、レーザ通過回数がゼロのセルを「未観測セル」とすればよい。
発明の実施の形態1では、ロボット1自身が環境地図の生成を行うものとして説明した。しかしながら、ロボット1は、外部から供給される環境地図を環境地図記憶部13に格納しておき、これを用いて自己位置推定を行ってもよい。
11 距離センサ
12 地図生成部
13 環境地図記憶部
14 自己位置推定部
15 自律移動部
Claims (10)
- 移動環境内の対象物までの距離を計測する距離センサと、
前記移動環境内の地点を複数の計測向きから見た場合の各計測向きに対応する複数の地図データが含まれる環境地図を記憶する環境地図記憶部と、
前記距離センサによって前記対象物の計測を行った際の計測向きに対応する地図データを前記複数の地図データから選択するとともに、選択された地図データ及び前記距離センサにより得られる前記対象物の距離情報に基づいて当該移動ロボットの自己位置を推定する自己位置推定部と、
を備える移動ロボット。 - 前記地図データを分類する前記複数の計測向きの分割単位は、前記距離センサの計測角度の分解能に比べて荒く設定されている、請求項1に記載の移動ロボット。
- 前記距離センサは、レーザ光を走査して複数の計測点の距離情報を取得するレーザレンジファインダであって、
前記自己位置推定部は、前記レーザ光の照射方向と、オドメトリを用いて算出した自己位置候補とに基づいて、前記複数の計測点を前記複数の計測向きのいずれかに分類し、前記複数の計測点の各々の前記距離情報を分類された計測向きの前記地図データと照合することで前記自己位置を推定する、請求項1又は2に記載の移動ロボット。 - 前記地図データは、前記地点を前記移動ロボットが移動可能であるか否かを示す情報、前記地点から最寄りの障害物までの距離を示す情報、及び前記地点の高さを示す情報のうち少なくとも1つを含む、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の環境地図の移動ロボット。
- 移動環境内を移動する移動ロボットの自己位置推定方法であって、
前記移動環境内の対象物までの距離を計測し、
前記移動環境内の地点を複数の計測向きから見た場合の各計測向きに対応する複数の地図データが含まれる環境地図を参照し、
前記対象物の距離計測を行った際の計測向きに対応する地図データを前記複数の地図データから選択し、
選択された地図データ及び前記対象物の距離情報に基づいて当該移動ロボットの自己位置を推定する、
自己位置推定方法。 - 前記地図データを分類する前記複数の計測向きの分割単位は、前記距離センサの計測角度の分解能に比べて荒く設定されている、請求項5に記載の自己位置推定方法。
- 移動ロボットの移動環境に関する環境地図の生成方法であって、
前記移動環境内の地点を複数の計測向きから計測し、
前記複数の計測向き毎の計測結果に基づいて、前記地点に関する前記複数の計測向き毎の複数の地図データを生成し、
前記地点の位置を特定するための座標情報と前記複数の地図データとを関連付けて記憶する、
環境地図の生成方法。 - 移動ロボットの移動環境に関する環境地図の生成装置であって、
前記移動環境内の地点を複数の計測向きから計測した計測結果を入力する手段と、
前記複数の計測向き毎の計測結果に基づいて、前記地点に関する前記複数の計測向き毎の複数の地図データを生成する手段と、
前記地点の位置を特定するための座標情報と前記複数の地図データとを関連付けて記憶する手段と、
を備える環境地図の生成装置。 - 移動ロボットの移動環境内における位置を特定するための座標情報と、
前記座標情報により特定される地点を第1の計測向きから見た場合の地図データ及び前記地点を前記第1の計測向きとは異なる第2の計測向きから見た場合の地図データと、
を備える環境地図のデータ構造。 - 前記地図データは、前記地点が移動可能であるか否かを示す情報、前記地点から最寄りの障害物までの距離を示す情報、及び前記地点の高さを示す情報のうち少なくとも1つを含む、請求項9に記載の環境地図のデータ構造。
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