JP2020042409A - 走行車システム - Google Patents
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Abstract
【課題】自己位置を推定しながら移動領域を走行する複数の走行車を有する走行車システムにおいて、自己位置推定を正確に行う。【解決手段】走行車システム100は、複数の走行車1a〜1eと、環境地図更新部147とを備えている。複数の走行車1a〜1eは、前方レーザレンジセンサ131と車上コントローラ14を有し、移動領域ME内を走行する。車上コントローラ14は、記憶部141と、自己位置推定部143とを有している。記憶部141は、移動領域MEにある周辺物が記憶された地図データ環境地図M1を記憶する。自己位置推定部143は、前方レンジセンサ131により得られる局所地図M2と環境地図M1を照合することで自機である走行車1の自己位置と自己姿勢を算出する。環境地図更新部147は、一又は複数の走行車1の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を反映することで環境地図M1を更新する。【選択図】図6
Description
本発明は、走行車システム、特に、移動領域における位置を推定しながら移動領域を走行する複数の走行車を有する走行車システムに関する。
従来から、周囲環境の中を自律して移動する移動体が知られている。移動体が周囲環境の中を自律して移動するためには、移動空間内の物体(以下、障害物と称す)が存在する領域と存在しない領域とを表した環境地図が必要となる。
このような環境地図の取得方法については、種々の方法が考案されているが、近年、移動しつつ、リアルタイムで位置の推定と環境地図の作成を行う技術としてSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)が注目されている。SLAMを利用して、レーザレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)又はカメラによる距離計測の結果で得られた局所地図と、環境地図をマッチングすることで自己位置推定を行う移動ロボットが提案されている。
また、自律移動体システムにおいて、複数の移動体間で地図を送受信することで移動体を他の移動体と協調して走行させる技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
このような環境地図の取得方法については、種々の方法が考案されているが、近年、移動しつつ、リアルタイムで位置の推定と環境地図の作成を行う技術としてSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)が注目されている。SLAMを利用して、レーザレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)又はカメラによる距離計測の結果で得られた局所地図と、環境地図をマッチングすることで自己位置推定を行う移動ロボットが提案されている。
また、自律移動体システムにおいて、複数の移動体間で地図を送受信することで移動体を他の移動体と協調して走行させる技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
現状のSLAM走行の技術において、走行車のコントローラは、周りの壁を障害物として認識することで、局所地図を作成している。一方、他の走行車が走行車の例えば前方に位置する場合、測距センサによる壁の認識率が低下してしまい、そのため局所地図と環境地図のマッチング及び自己位置推定を正確にできなくなる。
本発明の目的は、自己位置を推定しながら移動領域を走行する複数の走行車を有する走行車システムにおいて、自己位置推定を正確に行うことにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る走行車システムは、複数の走行車と、地図データ更新部とを備えている。
複数の走行車は、測距センサと車上コントローラを有し、移動領域内を走行する。
車上コントローラは、地図データ記憶部と、自己位置及び自己姿勢算出部とを有している。
地図データ記憶部は、移動領域にある周辺物が記憶された地図データを記憶する。地図データとは、例えば、環境地図である。
自己位置及び自己姿勢算出部は、測距センサにより得られる位置データと地図データとを照合することで自機である走行車の自己位置と自己姿勢を算出する。位置データとは、例えば、測距センサの有効範囲で取得される局所地図である。
地図データ更新部は、一又は複数の走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を反映することで地図データを更新する。
なお、「走行車形状を反映する」とは、地図データを更新する際に、得られた走行車形状が、地図データに追加、削除、移動その他の処理に用いられることをいう。
複数の走行車は、測距センサと車上コントローラを有し、移動領域内を走行する。
車上コントローラは、地図データ記憶部と、自己位置及び自己姿勢算出部とを有している。
地図データ記憶部は、移動領域にある周辺物が記憶された地図データを記憶する。地図データとは、例えば、環境地図である。
自己位置及び自己姿勢算出部は、測距センサにより得られる位置データと地図データとを照合することで自機である走行車の自己位置と自己姿勢を算出する。位置データとは、例えば、測距センサの有効範囲で取得される局所地図である。
地図データ更新部は、一又は複数の走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を反映することで地図データを更新する。
なお、「走行車形状を反映する」とは、地図データを更新する際に、得られた走行車形状が、地図データに追加、削除、移動その他の処理に用いられることをいう。
この走行車システムでは、地図データには、一又は複数の走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状が反映される。つまり、他の走行車の形状が周辺情報として地図データに加えられたり削除されたりする。このため、自己位置及び自己姿勢算出部が位置データと地図データとを照合するときに、従来に比べて高いマッチング精度が得られる。なお、従来であれば、他の走行車によって壁や柱が隠されてしまうことで、測距センサによる障害物の認識率が低下していた。
以上の結果、狭い空間で多くの走行車が存在する状況や走行車が他の走行車に近接した状況であっても、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
以上の結果、狭い空間で多くの走行車が存在する状況や走行車が他の走行車に近接した状況であっても、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
走行車システムは、移動領域内走行車位置及び姿勢把握部と、走行車形状変換部とをさらに備えていてもよい。
移動領域内走行車位置及び姿勢把握部は、移動領域内における一又は複数の走行車の位置と姿勢を把握してもよい。
走行車形状変換部は、一又は複数の走行車位置と姿勢を走行車形状に変換してもよい。
このシステムでは、移動領域内を走行する一又は複数の走行車の位置と姿勢が把握され、次に一又は複数の走行車位置と姿勢が走行車形状に変換される。
移動領域内走行車位置及び姿勢把握部は、移動領域内における一又は複数の走行車の位置と姿勢を把握してもよい。
走行車形状変換部は、一又は複数の走行車位置と姿勢を走行車形状に変換してもよい。
このシステムでは、移動領域内を走行する一又は複数の走行車の位置と姿勢が把握され、次に一又は複数の走行車位置と姿勢が走行車形状に変換される。
地図データ更新部は、停止している走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を地図データに反映してもよい。
このシステムでは、停止している走行車形状を用いて走行車の位置と姿勢を算出することで、狭い空間で多くの台車が存在する状況や走行車が停止中の他の走行車に近接した状況であっても、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
このシステムでは、停止している走行車形状を用いて走行車の位置と姿勢を算出することで、狭い空間で多くの台車が存在する状況や走行車が停止中の他の走行車に近接した状況であっても、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
地図データ更新部は、走行している走行車が停止動作を行うと走行車形状を地図データに追加する一方、停止している走行車が走行開始すると走行車形状を地図データから削除してもよい。
このシステムでは、停止している走行車の走行車形状を地図データに例えば追加して、さらに走行を開始した走行車の走行車形状を地図データから例えば削除することで、地図データが更新される。したがって、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定がより正確になる。
このシステムでは、停止している走行車の走行車形状を地図データに例えば追加して、さらに走行を開始した走行車の走行車形状を地図データから例えば削除することで、地図データが更新される。したがって、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定がより正確になる。
地図データ更新部は、走行している走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を地図データに反映してもよい。
このシステムでは、走行している走行車の走行車形状を地図データに例えば追加することで、地図データが更新される。位置データと地図データのマッチングの成立確率が高くなる。
このシステムでは、走行している走行車の走行車形状を地図データに例えば追加することで、地図データが更新される。位置データと地図データのマッチングの成立確率が高くなる。
走行車システムは、予測部をさらに備えていてもよい。予測部は、所定時間経過後の走行している走行車の位置と姿勢を予測する。
地図データ更新部は、当該予測に基づいて走行車形状を地図データに反映してもよい。
このシステムでは、所定時間経過後の走行車の位置と姿勢が予測された上で、走行している走行車の走行車形状が地図データで例えば移動させられる。したがって、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
地図データ更新部は、当該予測に基づいて走行車形状を地図データに反映してもよい。
このシステムでは、所定時間経過後の走行車の位置と姿勢が予測された上で、走行している走行車の走行車形状が地図データで例えば移動させられる。したがって、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
本発明に係る走行車システムでは、自己位置を推定しながら移動領域を走行する複数の走行車を有する走行車システムにおいて、自己位置推定が正確になる。
1.第1実施形態
(1)自律走行車システムの全体構成
図1を用いて、第1実施形態の走行車システム100の構成を説明する。図1は、本発明の第1実施形態としての走行車システムの模式的平面図である。走行車システム100は、複数の走行車1a、1b、1c、1d、1eを含む。複数の走行車1a〜1eは、移動領域ME(例えば、工場内)を移動する搬送ロボットである。複数の走行車1a〜1eは形状が同じである、又は全ての形状は知られている。
なお、図1では走行車の数は5であるが、数は限定されない。
なお、以下の説明では、走行車1を一般的に説明する場合は、「走行車1」とする。
(1)自律走行車システムの全体構成
図1を用いて、第1実施形態の走行車システム100の構成を説明する。図1は、本発明の第1実施形態としての走行車システムの模式的平面図である。走行車システム100は、複数の走行車1a、1b、1c、1d、1eを含む。複数の走行車1a〜1eは、移動領域ME(例えば、工場内)を移動する搬送ロボットである。複数の走行車1a〜1eは形状が同じである、又は全ての形状は知られている。
なお、図1では走行車の数は5であるが、数は限定されない。
なお、以下の説明では、走行車1を一般的に説明する場合は、「走行車1」とする。
走行車システム100は、管理コントローラ3を有している。管理コントローラ3は、後述する車上コントローラ14と同じく一般的なコンピュータである。
管理コントローラ3は、複数の走行車1a〜1eと通信可能である。管理コントローラ3は、移動領域内把握部3aを有している。移動領域内把握部3aは、複数の走行車1と通信する通信部(図示せず)を有している。これにより、移動領域内把握部3aは、走行車1a〜1eの走行情報や停止情報(位置と角度)を把握できる。
管理コントローラ3は、走行車1a〜1eに走行指令を送信する。
管理コントローラ3は、複数の走行車1a〜1eと通信可能である。管理コントローラ3は、移動領域内把握部3aを有している。移動領域内把握部3aは、複数の走行車1と通信する通信部(図示せず)を有している。これにより、移動領域内把握部3aは、走行車1a〜1eの走行情報や停止情報(位置と角度)を把握できる。
管理コントローラ3は、走行車1a〜1eに走行指令を送信する。
(2)走行車の構成
図2を用いて、走行車1の構成を説明する。図2は、走行車の模式的構成図である。
走行車1は、本体部11を有する。本体部11は、走行車1を構成する筐体である。本実施形態において、後述する「自己位置」は、移動領域MEを表す環境地図上における本体部11の中心の位置(座標)と定義する。また、「自身」との語は、走行車1の本体部11のことを指すこととする。
図2を用いて、走行車1の構成を説明する。図2は、走行車の模式的構成図である。
走行車1は、本体部11を有する。本体部11は、走行車1を構成する筐体である。本実施形態において、後述する「自己位置」は、移動領域MEを表す環境地図上における本体部11の中心の位置(座標)と定義する。また、「自身」との語は、走行車1の本体部11のことを指すこととする。
走行車1は、移動部12を有する。移動部12は、例えば、本体部11を移動させる差動二輪型の走行部である。
具体的には、移動部12は、一対のモータ121a、121bを有する。一対のモータ121a、121bは、本体部11の底部に設けられた、例えばサーボモータやブラシレスモータなどの電動モータである。
移動部12は、一対の駆動車輪123a、123bを有する。一対の駆動車輪123a、123bは、一対のモータ121a、121bにそれぞれ接続される。
具体的には、移動部12は、一対のモータ121a、121bを有する。一対のモータ121a、121bは、本体部11の底部に設けられた、例えばサーボモータやブラシレスモータなどの電動モータである。
移動部12は、一対の駆動車輪123a、123bを有する。一対の駆動車輪123a、123bは、一対のモータ121a、121bにそれぞれ接続される。
走行車1は、レーザレンジセンサ13を有する。レーザレンジセンサ13は、例えば、レーザ発振器によりパルス発振されたレーザ光を、移動領域ME中の荷載置部Oや壁Wに放射状に照射し、それらから反射した反射光をレーザ受信器により受信することにより、それらに関する情報を取得する。レーザレンジセンサ13は、例えば、レーザレンジファインダ(LRF:Laser Range Finder)である。
レーザレンジセンサ13は、本体部11の前部に配置された前方レーザレンジセンサ131と、本体部11の後部に配置された後方レーザレンジセンサ133と、を有する。
レーザレンジセンサ13は、本体部11の前部に配置された前方レーザレンジセンサ131と、本体部11の後部に配置された後方レーザレンジセンサ133と、を有する。
前方レーザレンジセンサ131は、本体部11の前方に左右方向にレーザ光を放射状に発生することにより、前方レーザレンジセンサ131を中心とした本体部11の前方の半径20m程度の円内に含まれる荷載置部Oや壁Wに関する情報を取得する。
後方レーザレンジセンサ133は、本体部11の後方に左右方向にレーザ光を放射状に発生することにより、後方レーザレンジセンサ133を中心とした本体部11の後方の半径20m程度の円内に含まれる荷載置部Oや壁Wに関する情報を取得する。
なお、上記レーザレンジセンサの検出可能距離は、上記の値に限られず、走行車システム100の用途等に応じて適宜変更できる。
後方レーザレンジセンサ133は、本体部11の後方に左右方向にレーザ光を放射状に発生することにより、後方レーザレンジセンサ133を中心とした本体部11の後方の半径20m程度の円内に含まれる荷載置部Oや壁Wに関する情報を取得する。
なお、上記レーザレンジセンサの検出可能距離は、上記の値に限られず、走行車システム100の用途等に応じて適宜変更できる。
走行車1は、図示しない荷保持部及び/又は荷移載装置を有している。これにより、走行車1は荷を搬送して、他の装置との間で荷を移載できる。
(3)制御部の構成
走行車1は、車上コントローラ14を有する。図3を用いて、車上コントローラ14の構成を説明する。図3は、制御部の構成を示すブロック図である。
車上コントローラ14は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、ROM、RAM、HDD、SSDなど)と、各種インターフェース(例えば、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェースなど)を有するコンピュータシステムである。車上コントローラ14は、記憶部(記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応)に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
車上コントローラ14は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
走行車1は、車上コントローラ14を有する。図3を用いて、車上コントローラ14の構成を説明する。図3は、制御部の構成を示すブロック図である。
車上コントローラ14は、プロセッサ(例えば、CPU)と、記憶装置(例えば、ROM、RAM、HDD、SSDなど)と、各種インターフェース(例えば、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェースなど)を有するコンピュータシステムである。車上コントローラ14は、記憶部(記憶装置の記憶領域の一部又は全部に対応)に保存されたプログラムを実行することで、各種制御動作を行う。
車上コントローラ14は、単一のプロセッサで構成されていてもよいが、各制御のために独立した複数のプロセッサから構成されていてもよい。
車上コントローラ14の各要素の機能は、一部又は全てが、制御部を構成するコンピュータシステムにて実行可能なプログラムとして実現されてもよい。その他、制御部の各要素の機能の一部は、カスタムICにより構成されていてもよい。
車上コントローラ14には、図示しないが、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
車上コントローラ14には、図示しないが、各装置の状態を検出するためのセンサ及びスイッチ、並びに情報入力装置が接続されている。
車上コントローラ14は、記憶部141を有する。記憶部141は、車上コントローラ14を構成するコンピュータシステムの記憶装置の記憶領域の一部である。記憶部141は、走行車1を制御するために用いられる各種情報を記憶する。
具体的には、記憶部141には、環境地図M1が記憶されている。環境地図M1は、例えば、移動領域MEを表す座標平面上の荷載置部O及び/または壁Wの位置を示す座標値データの集合体であり、移動領域MEの一部又は全部を表す地図である。環境地図M1は1枚でもよいし、複数枚でもよい。
具体的には、記憶部141には、環境地図M1が記憶されている。環境地図M1は、例えば、移動領域MEを表す座標平面上の荷載置部O及び/または壁Wの位置を示す座標値データの集合体であり、移動領域MEの一部又は全部を表す地図である。環境地図M1は1枚でもよいし、複数枚でもよい。
車上コントローラ14は、局所地図作成部142を有する。局所地図作成部142は、レーザレンジセンサ13から取得した信号に基づいて、局所地図M2を作成する。局所地図M2は、走行車1aの移動領域MEにおける存在位置を中心とした所定の範囲内の地図情報である。
具体的には、局所地図作成部142は、最初に、レーザレンジセンサ13からレーザ光を照射したタイミングと、反射光をレーザレンジセンサ13にて受信したタイミングとの時間差から、レーザレンジセンサ13と物体との距離を算出する。また、例えば、反射光を受信した時のレーザ受信器の受光面の角度から、本体部11から見た物体が存在する方向を算出できる。
具体的には、局所地図作成部142は、最初に、レーザレンジセンサ13からレーザ光を照射したタイミングと、反射光をレーザレンジセンサ13にて受信したタイミングとの時間差から、レーザレンジセンサ13と物体との距離を算出する。また、例えば、反射光を受信した時のレーザ受信器の受光面の角度から、本体部11から見た物体が存在する方向を算出できる。
その後、局所地図作成部142は、上記の時間差から算出される本体部11から見た物体の相対的な距離と、反射光を受光したときの受光面の角度とを、移動領域MEを表す座標平面上の座標値に変換する。これにより、局所地図作成部142は、走行車1aの周囲に存在する物体の走行車1aに対する相対的な位置を表す地図情報を、局所地図M2として作成できる。
局所地図作成部142は、上記のようにして作成した局所地図M2を記憶部141に記憶する。
局所地図作成部142は、上記のようにして作成した局所地図M2を記憶部141に記憶する。
車上コントローラ14は、自己位置推定部143を有する。自己位置推定部143は、移動領域MEを移動中に、本体部11の環境地図上の位置(中心位置の座標及び姿勢)を推定する。自己位置推定部143の動作は後述する。
車上コントローラ14は、走行制御部144を有する。走行制御部144は、モータ121a、121bを制御する。走行制御部144は、例えば、モータ121a、121bのそれぞれの制御量を算出し、当該制御量に基づいた駆動電力をモータ121a、121bのそれぞれに出力するモータドライバである。走行制御部144は、エンコーダ125a、125bから入力したモータ121a、121bの回転速度が、所望の値になるように、モータ121a、121bの制御量を算出している(フィードバック制御)。
車上コントローラ14は、走行制御部144を有する。走行制御部144は、モータ121a、121bを制御する。走行制御部144は、例えば、モータ121a、121bのそれぞれの制御量を算出し、当該制御量に基づいた駆動電力をモータ121a、121bのそれぞれに出力するモータドライバである。走行制御部144は、エンコーダ125a、125bから入力したモータ121a、121bの回転速度が、所望の値になるように、モータ121a、121bの制御量を算出している(フィードバック制御)。
走行制御部144は、例えば、管理コントローラ3からの走行指令に示された各目標到達点(例えば、環境地図上の座標値)と、自己位置推定部143において決定された自己位置との差に基づいて、モータ121a、121bのそれぞれの制御量を算出して、算出された制御量に基づいた駆動電力を、これらのモータに出力する。
車上コントローラ14は、通信部146を有する。通信部146は、アンテナ(図示せず)を用いて管理コントローラ3や他の走行車1と互いに通信するための、例えば無線通信(無線LAN、Wi−Fiなど)モジュールである。通信部146は、例えば、アドホック通信にて、UDP(User Datagram Protocol)やTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)といった通信プロトコルを用いる。
車上コントローラ14は、環境地図更新部147を有している。環境地図更新部147は、走行車1の位置と姿勢を走行車形状に変換でき、それを利用して走行車1の形状を障害物として有する最新の環境地図M1に更新する。
車上コントローラ14は、通信部146を有する。通信部146は、アンテナ(図示せず)を用いて管理コントローラ3や他の走行車1と互いに通信するための、例えば無線通信(無線LAN、Wi−Fiなど)モジュールである。通信部146は、例えば、アドホック通信にて、UDP(User Datagram Protocol)やTCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)といった通信プロトコルを用いる。
車上コントローラ14は、環境地図更新部147を有している。環境地図更新部147は、走行車1の位置と姿勢を走行車形状に変換でき、それを利用して走行車1の形状を障害物として有する最新の環境地図M1に更新する。
(4)走行車の基本動作
図4を用いて走行車1の動作を説明する。図4は、走行車の動作の概略を示すフローチャートである。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、各装置の動作は、制御部から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。
図4を用いて走行車1の動作を説明する。図4は、走行車の動作の概略を示すフローチャートである。
以下に説明する制御フローチャートは例示であって、各ステップは必要に応じて省略及び入れ替え可能である。また、複数のステップが同時に実行されたり、一部又は全てが重なって実行されたりしてもよい。
さらに、制御フローチャートの各ブロックは、単一の制御動作とは限らず、複数のブロックで表現される複数の制御動作に置き換えることができる。
なお、各装置の動作は、制御部から各装置への指令の結果であり、これらはソフトウェア・アプリケーションの各ステップによって表現される。
ステップS1では、車上コントローラ14は、走行指令を管理コントローラ3から受信したか否かを判断する。受信すればプロセスはステップS2に移行する。なお、走行指令には、目的地、目的地(例えば、荷載置部Oの手前位置)までの経路情報であり複数の目標到達点を含む走行スケジュールTSが含まれている。ただし、走行スケジュールTSは、車上コントローラ14で作成してもよい。
ステップS2では、走行車1の周囲に存在する障害物の位置情報を取得する。具体的には、前方レーザレンジセンサ131及び後方レーザレンジセンサ133が、レーザ光を照射しさらに障害物から反射した反射光を受信する。
ステップS3では、局所地図作成部142が、受信した反射光に基づいて出力される検出信号を、障害物の位置情報(例えば、所定の座標上の座標値)に変換する。局所地図作成部142にて座標変換された障害物の位置情報を、現在の位置において取得された局所地図M2とする。
ステップS2では、走行車1の周囲に存在する障害物の位置情報を取得する。具体的には、前方レーザレンジセンサ131及び後方レーザレンジセンサ133が、レーザ光を照射しさらに障害物から反射した反射光を受信する。
ステップS3では、局所地図作成部142が、受信した反射光に基づいて出力される検出信号を、障害物の位置情報(例えば、所定の座標上の座標値)に変換する。局所地図作成部142にて座標変換された障害物の位置情報を、現在の位置において取得された局所地図M2とする。
ステップS4では、自己位置推定部143が、走行車1の現在の位置を推定する。
最初に、自己位置推定部143は、デッドレコニングによる自己位置推定を行う。具体的には、自己位置推定部143は、まず、エンコーダ125a、125bから取得したモータ121a、121bの回転量に基づいて算出された移動領域ME上の走行車1aの位置に対応する環境地図M1上の位置に、局所地図M2を配置する。
次に、自己位置推定部143は、当該位置において、局所地図M2を、駆動車輪123a、123bの回転量に基づいて算出された姿勢(角度)だけ回転して、環境地図M1と局所地図M2とのマップマッチングを行う。このとき、局所地図M2が環境地図M1と最も一致(マッチング)する配置位置及び回転角度を、それぞれ、自己位置及び姿勢と推定する。
最初に、自己位置推定部143は、デッドレコニングによる自己位置推定を行う。具体的には、自己位置推定部143は、まず、エンコーダ125a、125bから取得したモータ121a、121bの回転量に基づいて算出された移動領域ME上の走行車1aの位置に対応する環境地図M1上の位置に、局所地図M2を配置する。
次に、自己位置推定部143は、当該位置において、局所地図M2を、駆動車輪123a、123bの回転量に基づいて算出された姿勢(角度)だけ回転して、環境地図M1と局所地図M2とのマップマッチングを行う。このとき、局所地図M2が環境地図M1と最も一致(マッチング)する配置位置及び回転角度を、それぞれ、自己位置及び姿勢と推定する。
ステップS5では、自己位置推定部143は、環境地図M1を更新して、記憶部141に記憶する。
ステップS6では、走行制御部144が、自己位置推定部143から取得した現在の推定位置と、走行スケジュールTSから取得した次の目標到達点との比較に基づいて、現在の推定位置から次の目標到達点まで移動するためのモータ121a、121bの制御量を算出し、モータ121a、121bに出力する。
その結果、走行車1は現在の推定位置から次の目標到達点に向かって走行する。
ステップS6では、走行制御部144が、自己位置推定部143から取得した現在の推定位置と、走行スケジュールTSから取得した次の目標到達点との比較に基づいて、現在の推定位置から次の目標到達点まで移動するためのモータ121a、121bの制御量を算出し、モータ121a、121bに出力する。
その結果、走行車1は現在の推定位置から次の目標到達点に向かって走行する。
ステップS7では、走行指令の目的地に到達したか否かを判断する。到達すればステップS8に移行する。到達しなければプロセスはステップS1に戻る。
ステップS8では、走行車1aは目的地で走行停止する。
ステップS8では、走行車1aは目的地で走行停止する。
(5)管理コントローラの環境地図更新動作
図5を用いて、管理コントローラ3による環境地図更新動作を説明する。図5は、管理コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS11では、管理コントローラ3は、所定時間が経過したか否かを判断する。経過すれば、プロセスはステップS12に移行する。
図5を用いて、管理コントローラ3による環境地図更新動作を説明する。図5は、管理コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS11では、管理コントローラ3は、所定時間が経過したか否かを判断する。経過すれば、プロセスはステップS12に移行する。
ステップS12では、管理コントローラ3の移動領域内把握部3aは、その時点において移動領域ME内で停止している一又は複数(一部又は全て)の停止中走行車1の位置と姿勢を把握する。具体的には、管理コントローラ3は、停止中走行車1から位置と姿勢の報告を受信して把握する。
ステップS13では、移動領域内把握部3aは、把握した停止中走行車1の位置と姿勢を一又は複数の走行車1に送信する。
以上に述べたように、管理コントローラ3は、所定時間経過ごとに、停止中走行車1の位置及び姿勢を把握して、それを一又は複数の走行車1に送信する。
なお、短時間で走行を開始する走行車1については上記処理の一部又は全てを行わなくてもよい。
ステップS13では、移動領域内把握部3aは、把握した停止中走行車1の位置と姿勢を一又は複数の走行車1に送信する。
以上に述べたように、管理コントローラ3は、所定時間経過ごとに、停止中走行車1の位置及び姿勢を把握して、それを一又は複数の走行車1に送信する。
なお、短時間で走行を開始する走行車1については上記処理の一部又は全てを行わなくてもよい。
(6)車上コントローラの環境地図更新動作
図6を用いて、車上コントローラ14の環境地図更新動作を説明する。図6は、車上コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS14では、走行車1の車上コントローラ14は、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を受信したか否かを判断する。受信すれば、プロセスはステップS15に移行する。
図6を用いて、車上コントローラ14の環境地図更新動作を説明する。図6は、車上コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS14では、走行車1の車上コントローラ14は、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を受信したか否かを判断する。受信すれば、プロセスはステップS15に移行する。
ステップS15では、環境地図更新部147は、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を一又は複数の他の走行車形状に変換する。
ステップS16では、環境地図更新部147は、過去の走行車1の形状を、ステップS15で変換された走行車1の形状に置き換えることで、環境地図M1を更新する。なお、過去の走行車1とは、更新前の環境地図M1において存在した走行車である。
以上に述べたように、環境地図更新部147は、受信した停止中走行車1の位置と姿勢を走行車形状に変換し、それを用いて環境地図M1を更新する。
ステップS16では、環境地図更新部147は、過去の走行車1の形状を、ステップS15で変換された走行車1の形状に置き換えることで、環境地図M1を更新する。なお、過去の走行車1とは、更新前の環境地図M1において存在した走行車である。
以上に述べたように、環境地図更新部147は、受信した停止中走行車1の位置と姿勢を走行車形状に変換し、それを用いて環境地図M1を更新する。
なお、走行車1の車上コントローラ14は、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を受信しても、環境地図M1において走行車1の前方(計測領域)のみを更新してもよい。
なお、走行車1の車上コントローラ14は、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を受信しても、環境地図M1を更新しない場合があってもよい。例えば、更新された走行車1の情報が走行車1の前方(計測領域)以外であってマップマッチングに影響を与えない場合である。
なお、走行車1の車上コントローラ14は、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を受信しても、環境地図M1を更新しない場合があってもよい。例えば、更新された走行車1の情報が走行車1の前方(計測領域)以外であってマップマッチングに影響を与えない場合である。
(7)マップマッチングの実例
図7〜図9を用いて、上記のように環境地図M1に他の走行車1の形状が加えられていることの利点を説明する。図7は、走行車の前方に他の走行車が存在しない場合の局所地図である。図8は、走行車の前方に他の走行車が存在する場合の局所地図である。図9は、走行車の前方に他の走行車が存在する場合の環境地図である。
図7では、走行車1aの前方に他の走行車が存在しない状態であって、走行車1aの前方レーザレンジセンサ131の測定結果によって作成される局所地図M2が示されている。
図8では、従来技術において、走行車1aの前方に他の走行車1bが存在する状態で、走行車1aの前方レーザレンジセンサ131の測定結果によって作成される局所地図M2が示されている。なお、図8は走行車1aが作成する局所地図M2の説明なので、本来、自台車である走行車1aは含まれないが、図8には説明の便宜のために走行車1aも記載している。この従来技術であれば、走行車1bによって、前方レーザレンジセンサ131による壁等の認識率は大きく低下してしまう。そのため、マップマッチングの精度が低下したり、マップマッチングができなかったりする。
図7〜図9を用いて、上記のように環境地図M1に他の走行車1の形状が加えられていることの利点を説明する。図7は、走行車の前方に他の走行車が存在しない場合の局所地図である。図8は、走行車の前方に他の走行車が存在する場合の局所地図である。図9は、走行車の前方に他の走行車が存在する場合の環境地図である。
図7では、走行車1aの前方に他の走行車が存在しない状態であって、走行車1aの前方レーザレンジセンサ131の測定結果によって作成される局所地図M2が示されている。
図8では、従来技術において、走行車1aの前方に他の走行車1bが存在する状態で、走行車1aの前方レーザレンジセンサ131の測定結果によって作成される局所地図M2が示されている。なお、図8は走行車1aが作成する局所地図M2の説明なので、本来、自台車である走行車1aは含まれないが、図8には説明の便宜のために走行車1aも記載している。この従来技術であれば、走行車1bによって、前方レーザレンジセンサ131による壁等の認識率は大きく低下してしまう。そのため、マップマッチングの精度が低下したり、マップマッチングができなかったりする。
一方、本実施形態では、図9に示すように他の走行車の形状が環境地図M1に追加されているので、走行車1bの形状の一部を障害物として利用できる。つまり、図8のような局所地図M2を用いてマップマッチングするときに、走行車1bによって隠れてしまった壁の問題を低減でき、そのため、マップマッチングの精度が高くなる。なお、図9は環境地図M1なので、本来、自台車である走行車1aは含まれないが、図9には説明の便宜のために走行車1aも記載している。
なお、上位コントローラが環境地図M1を一括で作成する実施例では、自台車である走行車1aも環境地図M1に含まれている
上述のように、この実施形態では走行車1の位置と姿勢を管理コントローラ3から車上コントローラ14に送信し、車上コントローラ14がそれらを走行車形状に変換してから環境地図M1に追加した。この実施形態の変形例として、管理コントローラ3が走行車1a〜1eの位置と姿勢から走行車形状と場所を作成し、それらを車上コントローラ14に送信し、車上コントローラ14の環境地図更新部147がそれらを環境地図M1に追加してもよい。
なお、上位コントローラが環境地図M1を一括で作成する実施例では、自台車である走行車1aも環境地図M1に含まれている
上述のように、この実施形態では走行車1の位置と姿勢を管理コントローラ3から車上コントローラ14に送信し、車上コントローラ14がそれらを走行車形状に変換してから環境地図M1に追加した。この実施形態の変形例として、管理コントローラ3が走行車1a〜1eの位置と姿勢から走行車形状と場所を作成し、それらを車上コントローラ14に送信し、車上コントローラ14の環境地図更新部147がそれらを環境地図M1に追加してもよい。
2.第2実施形態
第1実施形態では管理コントローラ3は停止中走行車1の情報を環境地図更新部147に送信するのは所定時間ごとであったが、上記情報は走行車1の状態の変化(走行→停止、停止→走行)ごとに送信されてもよい。
図10を用いて、そのような例を第2実施形態として説明する。図10は、第2実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。
第1実施形態では管理コントローラ3は停止中走行車1の情報を環境地図更新部147に送信するのは所定時間ごとであったが、上記情報は走行車1の状態の変化(走行→停止、停止→走行)ごとに送信されてもよい。
図10を用いて、そのような例を第2実施形態として説明する。図10は、第2実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。
(1)概略説明
管理コントローラ3の移動領域内把握部3aは、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち停止動作を行った走行車1の位置と姿勢を一又は複数の走行車1に送信する。走行車1の車上コントローラ14の環境地図更新部147は、上記情報を走行車形状に変更して、それらを環境地図M1に追加する。
管理コントローラ3の移動領域内把握部3aは、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち走行開始動作を行った走行車1の情報を一又は複数の走行車1に送信する。環境地図更新部147は、上記情報に対応する走行車形状を環境地図M1から削除する。
管理コントローラ3の移動領域内把握部3aは、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち停止動作を行った走行車1の位置と姿勢を一又は複数の走行車1に送信する。走行車1の車上コントローラ14の環境地図更新部147は、上記情報を走行車形状に変更して、それらを環境地図M1に追加する。
管理コントローラ3の移動領域内把握部3aは、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち走行開始動作を行った走行車1の情報を一又は複数の走行車1に送信する。環境地図更新部147は、上記情報に対応する走行車形状を環境地図M1から削除する。
(2)管理コントローラの環境地図更新動作
図11を用いて、管理コントローラ3の環境地図更新動作を説明する。図11は、第2実施形態の管理コントローラ3の環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS21では、管理コントローラ3は、走行中の走行車1が停止した動作があるか否かを判断する。停止動作があればプロセスはステップS22に移行し、停止動作がなければプロセスはステップS24に移行する。
図11を用いて、管理コントローラ3の環境地図更新動作を説明する。図11は、第2実施形態の管理コントローラ3の環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS21では、管理コントローラ3は、走行中の走行車1が停止した動作があるか否かを判断する。停止動作があればプロセスはステップS22に移行し、停止動作がなければプロセスはステップS24に移行する。
ステップS23では、移動領域内把握部3aは、停止を行った停止中走行車1の位置と姿勢を一又は複数の走行車1に送信する。その後、プロセスはステップS21に戻る。
ステップS24では、管理コントローラ3は、停止中の走行車1が走行を開始した動作があるか否かを判断する。走行開始動作があればプロセスはステップS22に移行し、走行開始動作がなければプロセスはステップS24に移行する。なお、管理コントローラ3から走行車1への走行指令送信を、走行開始動作と認識してもよい。
ステップS24では、管理コントローラ3は、停止中の走行車1が走行を開始した動作があるか否かを判断する。走行開始動作があればプロセスはステップS22に移行し、走行開始動作がなければプロセスはステップS24に移行する。なお、管理コントローラ3から走行車1への走行指令送信を、走行開始動作と認識してもよい。
ステップS25では、移動領域内把握部3aは、走行開始走行車1を特定する情報を一又は複数の走行車1に送信する。その後、プロセスはステップS21に戻る。
以上に述べたように、管理コントローラ3の移動領域内把握部3aは、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち状態の変化があった走行車1の位置と姿勢(走行→停止の場合)又は走行車特定情報(停止→走行の場合)を送信する。
以上に述べたように、管理コントローラ3の移動領域内把握部3aは、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち状態の変化があった走行車1の位置と姿勢(走行→停止の場合)又は走行車特定情報(停止→走行の場合)を送信する。
(3)車上コントローラの環境地図更新動作
図12を用いて、車上コントローラの環境地図更新動作を説明する。図12は、第2実施形態の車上コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS26では、環境地図更新部147は、停止を行った停止中走行車1の位置と姿勢を受信したか否かを判断する。受信すればプロセスはステップS27に移行し、受信しなければプロセスはステップS29に移行する。
図12を用いて、車上コントローラの環境地図更新動作を説明する。図12は、第2実施形態の車上コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS26では、環境地図更新部147は、停止を行った停止中走行車1の位置と姿勢を受信したか否かを判断する。受信すればプロセスはステップS27に移行し、受信しなければプロセスはステップS29に移行する。
ステップS27では、環境地図更新部147は、停止を行った停止中走行車1の位置と姿勢を停止中走行車1の形状に変換する。
ステップS28では、環境地図更新部147は、変換後の停止中走行車1の形状を追加することで、環境地図M1を更新する。その後、プロセスはステップS26に戻る。
ステップS28では、環境地図更新部147は、変換後の停止中走行車1の形状を追加することで、環境地図M1を更新する。その後、プロセスはステップS26に戻る。
ステップS29では、環境地図更新部147は、走行開始走行車1の情報を受信したか否かを判断する。受信すればプロセスはステップS26に戻り、受信しなければプロセスはステップS30に移行する。
ステップS30では、移動領域内把握部3aは、走行開始走行車1の形状を削除することで、環境地図M1を更新する。その後、プロセスはステップS26に戻る。
以上に述べたように、環境地図更新部147は、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち状態の変化があった走行車1の位置と姿勢(走行→停止の場合)又は走行車特定情報(停止→走行の場合)を受信するごとに、それに基づいて環境地図M1を更新する。
第2実施形態の変形例として、管理コントローラ3が走行車1a〜1eの位置と姿勢から走行車形状と場所を作成し、それらを車上コントローラ14に送信し、車上コントローラ14の環境地図更新部147がそれらを環境地図M1に追加してもよい。
ステップS30では、移動領域内把握部3aは、走行開始走行車1の形状を削除することで、環境地図M1を更新する。その後、プロセスはステップS26に戻る。
以上に述べたように、環境地図更新部147は、移動領域ME内にある複数の走行車1a〜1eのうち状態の変化があった走行車1の位置と姿勢(走行→停止の場合)又は走行車特定情報(停止→走行の場合)を受信するごとに、それに基づいて環境地図M1を更新する。
第2実施形態の変形例として、管理コントローラ3が走行車1a〜1eの位置と姿勢から走行車形状と場所を作成し、それらを車上コントローラ14に送信し、車上コントローラ14の環境地図更新部147がそれらを環境地図M1に追加してもよい。
3.第3実施形態
第1実施形態と第2実施形態では環境地図更新部147は走行車1aの車上コントローラ14に設けられていたが、環境地図更新部147は管理コントローラ3内に設けられていてもよい。
図13を用いて、そのような例を第3実施形態として説明する。図13は、第3実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。
第1実施形態と第2実施形態では環境地図更新部147は走行車1aの車上コントローラ14に設けられていたが、環境地図更新部147は管理コントローラ3内に設けられていてもよい。
図13を用いて、そのような例を第3実施形態として説明する。図13は、第3実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。
(1)概略
管理コントローラ3は、環境地図更新部147を有している。環境地図更新部147は、移動領域内把握部3aから得られた一又は複数の走行車1の位置及び姿勢に基づいて、それらを形状に変換し、さらにそれを利用して環境地図M1を更新する。
管理コントローラ3は、記憶部3bを有している。記憶部3bには、環境地図M1が保存されている。
管理コントローラ3は、環境地図更新部147を有している。環境地図更新部147は、移動領域内把握部3aから得られた一又は複数の走行車1の位置及び姿勢に基づいて、それらを形状に変換し、さらにそれを利用して環境地図M1を更新する。
管理コントローラ3は、記憶部3bを有している。記憶部3bには、環境地図M1が保存されている。
(2)管理コントローラの環境地図更新動作
図14を用いて、管理コントローラの環境地図更新動作を説明する。図14は、第3実施形態の管理コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS31では、管理コントローラ3は、走行中走行車1が停止した動作があるか否かを判断する。上記動作があればプロセスはステップS32に移行し、上記動作がなければプロセスはステップS35に移行する。
ステップS32では、移動領域内把握部3aは、直前に停止した停止中走行車1の位置と姿勢を把握する。
図14を用いて、管理コントローラの環境地図更新動作を説明する。図14は、第3実施形態の管理コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS31では、管理コントローラ3は、走行中走行車1が停止した動作があるか否かを判断する。上記動作があればプロセスはステップS32に移行し、上記動作がなければプロセスはステップS35に移行する。
ステップS32では、移動領域内把握部3aは、直前に停止した停止中走行車1の位置と姿勢を把握する。
ステップS33では、環境地図更新部147は、停止中走行車1の走行車形状を変換してさらに追加することで環境地図M1を更新する。
ステップS34では、環境地図更新部147は、環境地図M1を一又は複数の走行車1に送信する。その後、プロセスはステップS31に戻る。
ステップS35では、管理コントローラ3は、停止中走行車1が走行を開始した動作があるか否かを判断する。上記動作があればプロセスはステップS36に移行し、上記動作がなければプロセスはステップS31に戻る。なお、走行開始動作は、例えば、管理コントローラ3から走行車1への走行指令送信である。
ステップS34では、環境地図更新部147は、環境地図M1を一又は複数の走行車1に送信する。その後、プロセスはステップS31に戻る。
ステップS35では、管理コントローラ3は、停止中走行車1が走行を開始した動作があるか否かを判断する。上記動作があればプロセスはステップS36に移行し、上記動作がなければプロセスはステップS31に戻る。なお、走行開始動作は、例えば、管理コントローラ3から走行車1への走行指令送信である。
ステップS36では、環境地図更新部147は、走行を開始した走行車1を削除することで、環境地図M1を更新する。
ステップS37では、環境地図更新部147は、環境地図M1を一又は複数の走行車1に送信する。その後、プロセスはステップS31に戻る。
以上に述べたように、管理コントローラ3の環境地図更新部147は、走行車1の状態が変更されるごとに環境地図M1を更新し、新しい環境地図M1を一又は複数の走行車1に送信する。
ステップS37では、環境地図更新部147は、環境地図M1を一又は複数の走行車1に送信する。その後、プロセスはステップS31に戻る。
以上に述べたように、管理コントローラ3の環境地図更新部147は、走行車1の状態が変更されるごとに環境地図M1を更新し、新しい環境地図M1を一又は複数の走行車1に送信する。
なお、車上コントローラ14において局所地図M2を用いたマップマッチングにより更新された環境地図M1は、適宜、車上コントローラ14から管理コントローラ3に送信される。これにより、環境地図M1の同一性が維持される。
(3)第3実施形態の変形例
環境地図更新部147が環境地図M1を更新するのは、所定時間ごとでもよい。
環境地図更新部147が環境地図M1を更新するのは、所定時間ごとでもよい。
4.第4実施形態
第1実施形態では、管理コントローラ3は、停止中走行車1の位置と姿勢を一又は複数の走行車1に送信していたが、停止中走行車1の情報のみならず走行中走行車1の情報も一又は複数の走行車1に送信してもよい。
そのような例を第4実施形態として説明する。なお、第4実施形態は、図3の制御構成によって実行される。
第1実施形態では、管理コントローラ3は、停止中走行車1の位置と姿勢を一又は複数の走行車1に送信していたが、停止中走行車1の情報のみならず走行中走行車1の情報も一又は複数の走行車1に送信してもよい。
そのような例を第4実施形態として説明する。なお、第4実施形態は、図3の制御構成によって実行される。
(1)環境コントローラの環境地図更新動作
図15を用いて、管理コントローラ3の環境地図更新動作を説明する。図15は、第4実施形態の管理コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS41では、管理コントローラ3は、第1所定時間が経過したか否かを判断する。第1所定時間が経過すればプロセスはステップS42に移行する。
図15を用いて、管理コントローラ3の環境地図更新動作を説明する。図15は、第4実施形態の管理コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS41では、管理コントローラ3は、第1所定時間が経過したか否かを判断する。第1所定時間が経過すればプロセスはステップS42に移行する。
ステップS42では、管理コントローラ3の移動領域内把握部3aが、一又は複数の走行車1の位置と姿勢を把握する。
ステップS43では、管理コントローラ3は、一又は複数の走行車1の位置と姿勢を、一又は複数の走行車1に送信する。
以上に述べたように、管理コントローラ3は、第1所定時間経過ごとに、停止中走行車1の位置及び姿勢を把握して、それを走行車1に送信する。
ステップS43では、管理コントローラ3は、一又は複数の走行車1の位置と姿勢を、一又は複数の走行車1に送信する。
以上に述べたように、管理コントローラ3は、第1所定時間経過ごとに、停止中走行車1の位置及び姿勢を把握して、それを走行車1に送信する。
図16を用いて、ステップS42を詳細に説明する。図16は、第4実施形態の管理コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS44では、移動領域内把握部3aは、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を把握する。
ステップS45では、移動領域内把握部3aは、一又は複数の走行中走行車1の第2所定時間(所定時間の一例)経過後の予測位置と予測姿勢を把握する。つまり、移動領域内把握部3aは、第2所定時間経過後の走行している走行車1の位置と姿勢を予測する予測部として機能する。
なお、ここでの「第2所定時間」とは、例えば、次にマップマッチングが行われる時刻までの時間である。また、走行中走行車1の予測位置と予測姿勢は走行状態でも停止状態でもよい。
ステップS44では、移動領域内把握部3aは、一又は複数の停止中走行車1の位置と姿勢を把握する。
ステップS45では、移動領域内把握部3aは、一又は複数の走行中走行車1の第2所定時間(所定時間の一例)経過後の予測位置と予測姿勢を把握する。つまり、移動領域内把握部3aは、第2所定時間経過後の走行している走行車1の位置と姿勢を予測する予測部として機能する。
なお、ここでの「第2所定時間」とは、例えば、次にマップマッチングが行われる時刻までの時間である。また、走行中走行車1の予測位置と予測姿勢は走行状態でも停止状態でもよい。
(2)車上コントローラの環境地図更新動作
図17を用いて、車上コントローラ14の環境地図更新動作を説明する。図17は、第4実施形態の車上コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS47では、環境地図更新部147は、一又は複数の他の走行車1の位置と姿勢を受信したか否かを判断する。受信すればプロセスはステップS48に移行する。
ステップS48では、環境地図更新部147は、上記情報を走行車1の形状に変換する。
ステップS49では、環境地図更新部147は、前の環境地図M1にある走行車1の形状を変換後の走行車1の形状を用いて置き換えることで、環境地図M1を更新する。
図17を用いて、車上コントローラ14の環境地図更新動作を説明する。図17は、第4実施形態の車上コントローラの環境地図更新動作を示すフローチャートである。
ステップS47では、環境地図更新部147は、一又は複数の他の走行車1の位置と姿勢を受信したか否かを判断する。受信すればプロセスはステップS48に移行する。
ステップS48では、環境地図更新部147は、上記情報を走行車1の形状に変換する。
ステップS49では、環境地図更新部147は、前の環境地図M1にある走行車1の形状を変換後の走行車1の形状を用いて置き換えることで、環境地図M1を更新する。
上記で説明したように、環境地図更新部147は、走行中走行車1の位置と姿勢から得られた走行車形状を用いて環境地図M1を更新する。この場合、停止中の走行車1に加えて走行中の走行車1の走行車形状もマップマッチング用いられるので、マッチングの成立確率が高くなる。その結果、局所地図M2と環境地図M1のマッチングによる自己位置推定がより正確になる。
さらに、上記で説明したように、環境地図更新部147は、予測された第2所定時間経過後の走行車1の位置と姿勢に基づいて、走行車形状を反映することで環境地図M1を更新する。この場合、局所地図M2と環境地図M1のマッチングによる自己位置推定がより正確になる。
さらに、上記で説明したように、環境地図更新部147は、予測された第2所定時間経過後の走行車1の位置と姿勢に基づいて、走行車形状を反映することで環境地図M1を更新する。この場合、局所地図M2と環境地図M1のマッチングによる自己位置推定がより正確になる。
(3)マップマッチングの実例
図18〜図20を用いて、上記のように環境地図M1に他の走行中走行車1の形状が加えられていることの利点を説明する。図18は、第4実施形態の前方に他の走行車が存在する場合の走行車の走行状況を示す模式的平面図である。図19は、第4実施形態の所定時間経過後の局所地図である。図20は、第4実施形態の所定時間経過後の環境地図である。
図18では、走行車1aの前方に、他の走行車1bが走行中である。この場合、第2所定時間経過後に、走行車1aは第1位置P1から第2位置P2に移動する一方、走行車1bは第3位置P3から第4位置P4に移動する。
図19では、第2所定時間経過後に走行車1aの前方レーザレンジセンサ131の測定結果によって作成される局所地図M2が示されている。なお、局所地図M2には、本来、自台車である走行車1aは含まれていないが、図19では説明の便宜のために走行車1aを記載している。
図18〜図20を用いて、上記のように環境地図M1に他の走行中走行車1の形状が加えられていることの利点を説明する。図18は、第4実施形態の前方に他の走行車が存在する場合の走行車の走行状況を示す模式的平面図である。図19は、第4実施形態の所定時間経過後の局所地図である。図20は、第4実施形態の所定時間経過後の環境地図である。
図18では、走行車1aの前方に、他の走行車1bが走行中である。この場合、第2所定時間経過後に、走行車1aは第1位置P1から第2位置P2に移動する一方、走行車1bは第3位置P3から第4位置P4に移動する。
図19では、第2所定時間経過後に走行車1aの前方レーザレンジセンサ131の測定結果によって作成される局所地図M2が示されている。なお、局所地図M2には、本来、自台車である走行車1aは含まれていないが、図19では説明の便宜のために走行車1aを記載している。
図20では、第2所定時間経過後に利用可能な環境地図M1が示されている。ここでは、環境地図M1において、走行車1bの車体形状の移動が完了している。このように第2所定時間経過後の走行車1bの位置と姿勢を予測し、さらに当該予測に基づいて走行車形状が環境地図M1において移動させられているので、例えば図19に示す局所地図M2と図20に示す環境地図M1のマッチングによる自己位置推定がより正確になる。
(4)第4実施形態の変形例
環境地図更新部147が管理コントローラ3に設けられていてもよい。
ステップS44では、停止中の走行車1が第2所定時刻経過後に移動している予測位置及び予測姿勢が把握されてもよい。
走行中の走行車の位置及び姿勢について所定時刻経過後の予測をするのではなく、走行中の走行車のリアルタイムの位置と姿勢が把握されてもよい。
環境地図更新部147が管理コントローラ3に設けられていてもよい。
ステップS44では、停止中の走行車1が第2所定時刻経過後に移動している予測位置及び予測姿勢が把握されてもよい。
走行中の走行車の位置及び姿勢について所定時刻経過後の予測をするのではなく、走行中の走行車のリアルタイムの位置と姿勢が把握されてもよい。
5.実施形態の共通事項
走行車システム(例えば、走行車システム100)は、複数の走行車(例えば、走行車1a〜1e)と、地図データ更新部(例えば、環境地図更新部147)とを備えている。
複数の走行車は、測距センサ(例えば、前方レーザレンジセンサ131)と車上コントローラ(例えば、車上コントローラ14)を有し、移動領域(例えば、移動領域ME)内を走行する。
車上コントローラは、地図データ記憶部(例えば、記憶部141)と、自己位置及び自己姿勢算出部(例えば、自己位置推定部143)とを有している。
地図データ記憶部は、移動領域にある周辺物が記憶された地図データ(例えば、環境地図M1)を記憶する。
自己位置及び自己姿勢算出部は、測距センサにより得られる位置データ(例えば、局所地図M2)と地図データを照合することで自機である走行車の自己位置と自己姿勢を算出する。
地図データ更新部は、一又は複数の走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を反映することで地図データを更新する(例えば、図6のステップS16、図12のステップS28、S30、図17のステップS49)。
走行車システム(例えば、走行車システム100)は、複数の走行車(例えば、走行車1a〜1e)と、地図データ更新部(例えば、環境地図更新部147)とを備えている。
複数の走行車は、測距センサ(例えば、前方レーザレンジセンサ131)と車上コントローラ(例えば、車上コントローラ14)を有し、移動領域(例えば、移動領域ME)内を走行する。
車上コントローラは、地図データ記憶部(例えば、記憶部141)と、自己位置及び自己姿勢算出部(例えば、自己位置推定部143)とを有している。
地図データ記憶部は、移動領域にある周辺物が記憶された地図データ(例えば、環境地図M1)を記憶する。
自己位置及び自己姿勢算出部は、測距センサにより得られる位置データ(例えば、局所地図M2)と地図データを照合することで自機である走行車の自己位置と自己姿勢を算出する。
地図データ更新部は、一又は複数の走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を反映することで地図データを更新する(例えば、図6のステップS16、図12のステップS28、S30、図17のステップS49)。
この走行車システムでは、地図データには、一又は複数の走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状が反映される。つまり、他の走行車の位置及び姿勢が周辺情報として地図データに加えられたり削除されたりする。このため、自己位置及び自己姿勢算出部が位置データと地図データを照合するときに、従来に比べて高いマッチング精度が得られる。なお、従来であれば、他の走行車によって壁や柱が隠されてしまうことで、測距センサによる障害物の認識率が低下していた。
以上の結果、狭い空間で多くの走行車が存在する状況や走行車が他の走行車に近接した状況であっても、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
以上の結果、狭い空間で多くの走行車が存在する状況や走行車が他の走行車に近接した状況であっても、位置データと地図データのマッチングによる自己位置推定が正確になる。
6.他の実施形態
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
第1実施形態、第2実施形態及び第4実施形態では他の走行車1の姿勢及び位置は、管理コントローラ3から走行車1に送信されていた。しかし、それらは走行車間通信によって他の走行車1から走行車1に送信されてもよい。
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
第1実施形態、第2実施形態及び第4実施形態では他の走行車1の姿勢及び位置は、管理コントローラ3から走行車1に送信されていた。しかし、それらは走行車間通信によって他の走行車1から走行車1に送信されてもよい。
本発明は、走行車システムに広く適用可能である。
1 :走行車
3 :管理コントローラ
3a :移動領域内把握部
3b :記憶部
11 :本体部
12 :移動部
13 :レーザレンジセンサ
14 :車上コントローラ
100 :走行車システム
121a :モータ
121b :モータ
123a :駆動車輪
123b :駆動車輪
125a :エンコーダ
125b :エンコーダ
131 :前方レーザレンジセンサ
133 :後方レーザレンジセンサ
141 :記憶部
142 :局所地図作成部
143 :自己位置推定部
144 :走行制御部
146 :通信部
147 :環境地図更新部
M1 :環境地図
M2 :局所地図
ME :移動領域
O :荷載置部
TS :走行スケジュール
W :壁
3 :管理コントローラ
3a :移動領域内把握部
3b :記憶部
11 :本体部
12 :移動部
13 :レーザレンジセンサ
14 :車上コントローラ
100 :走行車システム
121a :モータ
121b :モータ
123a :駆動車輪
123b :駆動車輪
125a :エンコーダ
125b :エンコーダ
131 :前方レーザレンジセンサ
133 :後方レーザレンジセンサ
141 :記憶部
142 :局所地図作成部
143 :自己位置推定部
144 :走行制御部
146 :通信部
147 :環境地図更新部
M1 :環境地図
M2 :局所地図
ME :移動領域
O :荷載置部
TS :走行スケジュール
W :壁
Claims (6)
- 測距センサと車上コントローラを有し、移動領域内を走行する複数の走行車と、
地図データ更新部と備え、
前記車上コントローラは、
前記移動領域にある周辺物が記憶された地図データを記憶する地図データ記憶部と、
前記測距センサにより得られる位置データと前記地図データとを照合することで、自機である走行車の自己位置と自己姿勢を算出する自己位置及び自己姿勢算出部と、を有し、
前記地図データ更新部は、一又は複数の走行車の位置と姿勢に基づいて得られた走行車形状を反映することで前記地図データを更新する、
走行車システム。 - 前記移動領域内における一又は複数の走行車の位置と姿勢を把握する移動領域内走行車位置及び姿勢把握部と、
前記一又は複数の走行車位置と姿勢を走行車形状に変換する走行車形状変換部と、をさらに備える、請求項1に記載の走行車システム。 - 前記地図データ更新部は、停止している前記走行車の位置と姿勢に基づいて得られた前記走行車形状を前記地図データに反映する、請求項1又は2に記載の走行車システム。
- 前記地図データ更新部は、走行している前記走行車が停止動作を行うと前記走行車形状を前記地図データに追加する一方、停止している前記走行車が走行開始すると前記走行車形状を前記地図データから削除する、請求項3に記載の走行車システム。
- 前記地図データ更新部は、走行している前記走行車の位置と姿勢に基づいて得られた前記走行車形状を前記地図データに反映する、請求項1〜4のいずれかに記載の走行車システム。
- 所定時間経過後の走行している前記走行車の位置と姿勢を予測する予測部をさらに備え、
前記地図データ更新部は、当該予測に基づいて前記走行車形状を前記地図データに反映する、請求項5に記載の走行車システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018167917A JP2020042409A (ja) | 2018-09-07 | 2018-09-07 | 走行車システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018167917A JP2020042409A (ja) | 2018-09-07 | 2018-09-07 | 走行車システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020042409A true JP2020042409A (ja) | 2020-03-19 |
Family
ID=69798287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2018167917A Pending JP2020042409A (ja) | 2018-09-07 | 2018-09-07 | 走行車システム |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2020042409A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111443359A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-24 | 达闼科技成都有限公司 | 定位方法、装置及设备 |
-
2018
- 2018-09-07 JP JP2018167917A patent/JP2020042409A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111443359A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-24 | 达闼科技成都有限公司 | 定位方法、装置及设备 |
CN111443359B (zh) * | 2020-03-26 | 2022-06-07 | 达闼机器人股份有限公司 | 定位方法、装置及设备 |
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