JP6815557B2 - 位置推定装置、移動体、位置推定方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、位置推定装置、移動体、位置推定方法及びプログラムに関する。
近年、GPS信号を利用して自己位置を推定し、予め定められた領域の内部を自律走行する作業機械が開発されている。(例えば、特許文献1または2を参照されたい)。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2016−185099号公報
[特許文献2] 特開2013−223531号公報
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1] 特開2016−185099号公報
[特許文献2] 特開2013−223531号公報
しかしながら、例えば、測定地点におけるGPS信号の受信環境によっては、GPS信号を利用した位置推定の精度が、作業機械が実施する作業に要求される精度に満たない場合がある。そこで、GPS信号のような測位信号の測位精度が比較的低い場合に、測位精度を向上させる技術が望まれている。
本発明の第1の態様においては、位置推定装置が提供される。上記の位置推定装置は、例えば、移動体に搭載され、測位信号を受信する測位信号受信部から、測位精度を示す精度情報を含む測位情報を取得する測位情報取得部を備える。上記の位置推定装置は、例えば、測位情報取得部が取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が予め定められた条件を満足する場合に、任意の地理的範囲を有する対象領域に含まれる複数のサブエリアのうち、測位情報取得部が取得した測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域の少なくとも一部を含む1以上のサブエリアを抽出するサブエリア抽出部を備える。上記の位置推定装置は、例えば、複数のサブエリアのそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該サブエリアにおける測位精度であって、測位信号を利用した測位の測位精度を示す精度パラメータとが対応付けられたマップ情報を参照して、サブエリア抽出部が抽出した1以上のサブエリアのそれぞれについて、各サブエリアのエリア識別情報に対応付けられた精度パラメータを抽出する精度パラメータ抽出部を備える。上記の位置推定装置は、例えば、サブエリア抽出部が抽出した1以上のサブエリアのそれぞれについて、精度パラメータ抽出部が抽出した精度パラメータにより示される測位精度と、測位情報取得部が取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度とを比較する比較部を備える。上記の位置推定装置は、例えば、比較部の比較結果に基づいて、サブエリア抽出部が抽出した1以上のサブエリアのうち、精度パラメータ抽出部の抽出した精度パラメータにより示される測位精度が、測位情報取得部の取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等又不良であるサブエリアを、移動体の位置として出力する出力部を備える。
上記の位置推定装置において、出力部は、比較部の比較結果に基づいて、サブエリア抽出部が抽出した1以上のサブエリアのうち、精度パラメータ抽出部の抽出した精度パラメータにより示される測位精度が、測位情報取得部の取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等であるサブエリアを、移動体の位置として出力してよい。上記の位置推定装置において、出力部は、測位情報取得部が取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が予め定められた条件を満足しない場合、測位情報取得部が取得した測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域を、移動体の位置として出力してよい。
上記の位置推定装置は、複数のサブエリアのそれぞれについて、当該サブエリアの内部で受信される測位信号による測位の測位精度を示す精度情報を取得する精度情報取得部を備えてよい。上記の位置推定装置は、精度情報取得部が取得した精度情報に基づいて、各サブエリアの精度パラメータを決定する精度パラメータ決定部を備えてよい。上記の位置推定装置は、精度パラメータ決定部が決定した各サブエリアの精度パラメータと、各サブエリアのエリア識別情報とを対応付けてマップ情報を生成するマップ情報生成部を備えてよい。
本発明の第2の態様においては、プログラムが提供される。上記のプログラムは、例えば、コンピュータを、上記の位置推定装置として機能させるためのプログラムである。上記のプログラムは、例えば、コンピュータに、位置推定方法を実行させるためのプログラムである。
上記の位置推定方法は、例えば、移動体に搭載され、測位信号を受信する測位信号受信部から、測位精度を示す精度情報を含む測位情報を取得する測位情報取得段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が予め定められた条件を満足する場合に、予め定められた地理的範囲を有する対象領域に含まれる複数のサブエリアのうち、測位情報取得段階において取得された測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域の少なくとも一部を含む1以上のサブエリアを抽出するサブエリア抽出段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、複数のサブエリアのそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該サブエリアにおける測位精度であって、測位信号を利用した測位の測位精度を示す精度パラメータとが対応付けられたマップ情報を参照して、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのそれぞれについて、各サブエリアのエリア識別情報に対応付けられた精度パラメータを抽出する精度パラメータ抽出段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのそれぞれについて、精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度と、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度とを比較する比較段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、比較段階における比較結果に基づいて、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのうち、精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度が、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等又は不良であるサブエリアを、移動体の位置として出力する出力段階を有する。
上記のプログラムを格納するコンピュータ可読媒体が提供されてもよい。コンピュータ可読媒体は、非一時的なコンピュータ可読媒体であってもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読記録媒体であってもよい。
本発明の第3の態様においては、移動体が提供される。上記の移動体は、例えば、上記の位置推定装置を備える。上記の移動体は、例えば、測位信号受信部を備える。
本発明の第4の態様においては、位置推定方法が提供される。 上記の位置推定方法は、例えば、移動体に搭載され、測位信号を受信する測位信号受信部から、測位精度を示す精度情報を含む測位情報を取得する測位情報取得段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が予め定められた条件を満足する場合に、予め定められた地理的範囲を有する対象領域に含まれる複数のサブエリアのうち、測位情報取得段階において取得された測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域の少なくとも一部を含む1以上のサブエリアを抽出するサブエリア抽出段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、複数のサブエリアのそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該サブエリアにおける測位精度であって、測位信号を利用した測位の測位精度を示す精度パラメータとが対応付けられたマップ情報を参照して、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのそれぞれについて、各サブエリアのエリア識別情報に対応付けられた精度パラメータを抽出する精度パラメータ抽出段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのそれぞれについて、精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度と、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度とを比較する比較段階を有する。上記の位置推定方法は、例えば、比較段階における比較結果に基づいて、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのうち、精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度が、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等又は不良であるサブエリアを、移動体の位置として出力する出力段階を有する。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。また、技術的に大きな矛盾が生じない範囲において、同一の名称を有し、異なる参照番号が付された2以上の要素のそれぞれは、互いに同様の構成を有してよい。
[移動体110の概要]
図1は、移動体110の一実施形態の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、移動体110は、例えば、測位信号受信部130を備える。移動体110は、精度マップ格納部140を備えてもよい。移動体110は、位置推定装置150を備えてもよい。本実施形態において、位置推定装置150は、例えば、測位情報取得部162を備える。位置推定装置150は、サブエリア抽出部164を備えてもよい。位置推定装置150は、精度パラメータ抽出部166を備えてもよい。位置推定装置150は、比較部168を備えてもよい。位置推定装置150は、出力部170を備えてもよい。
図1は、移動体110の一実施形態の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、移動体110は、例えば、測位信号受信部130を備える。移動体110は、精度マップ格納部140を備えてもよい。移動体110は、位置推定装置150を備えてもよい。本実施形態において、位置推定装置150は、例えば、測位情報取得部162を備える。位置推定装置150は、サブエリア抽出部164を備えてもよい。位置推定装置150は、精度パラメータ抽出部166を備えてもよい。位置推定装置150は、比較部168を備えてもよい。位置推定装置150は、出力部170を備えてもよい。
本実施形態において、移動体110は、対象領域102の内部を移動する。移動体110は、陸上を走行する移動体であってもよく、空中を飛行する移動体であってもよく、水中又は水上を航行する移動体であってもよい。
対象領域102の位置及び範囲は、特に限定されない。領域の範囲は、当該領域の大きさ及び形状を表してよい。対象領域102は、任意の地理的範囲を有してよい。対象領域102は、予め定められた地理的範囲を有してよい。対象領域102は、精度パラメータを利用した位置推定処理の適用対象となる領域であってよい。対象領域102は、その内部において、移動体110の移動が許可された領域であってもよい。
本実施形態において、対象領域102の内部には、複数のサブエリア104が含まれる。サブエリア104は、物理的な地理的境界によって区切られた領域であってもよく、仮想的な地理的境界によって区切られた領域であってもよい。
物理的な地理的境界としては、(i)天然に又は人工的に形成された構造物により規定される境界、(ii)散布された化学物質により規定される境界、(iii)可視光線、赤外線、紫外線などの電磁波により規定される境界、(iv)磁界により規定される境界、(v)音波又は超音波により規定される境界などが例示される。天然に形成された構造物としては、窪み、段差、斜面、湖沼、川などが例示される。人工的に形成された構造物としては、通路、溝、トンネル、建築物、ワイヤ、ロープ、フェンス、ネット、点字ブロックなどが例示される。仮想的な地理的境界としては、ジオフェンス、バーチャルワイヤなどが例示される。バーチャルワイヤは、複数の構造物の間に設定された仮想的な線により規定される地理的境界であってよい。
対象領域102の内部に含まれるサブエリア104の個数、並びに、サブエリア104の大きさ及び形状は、特に限定されない。しかしながら、複数のサブエリア104が、配置漏れ及び重複配置のないように、対象領域102の内部に万遍なく配されることが好ましい。複数のサブエリア104のそれぞれの大きさは同一であってもよく、異なってもよい。複数のサブエリア104のそれぞれの形状は同一であってもよく、異なってもよい。
対象領域102の内部に配されるサブエリア104の個数は、固定されていてもよく、可変であってもよい。例えば、予め定められたイベントの発生をトリガとして、対象領域102の一部を構成する特定の領域に配されるサブエリア104の個数が変更される。具体的には、隣接して配される複数のサブエリア104が仮想的に合体して、単一のサブエリア104が形成されてもよい。単一のサブエリア104が、隣接して配される複数のサブエリア104に仮想的に分割されてもよい。対象領域102の内部の特定の領域に配されるサブエリア104の個数は、要求される推定精度に応じて調整されてもよい。
[移動体110の各部の概要]
本実施形態において、測位信号受信部130は、測位信号を受信する。測位信号は、当該測位信号が受信された地点(測位地点と称される場合がある。)の位置を推定するための処理(位置推定処理と称される場合がある。)に利用される情報を含む。測位信号は、位置推定処理における誤差を推定するための処理に利用される情報を含んでもよい。測位信号としては、GPS信号、ビーコン信号、無線通信用の電波信号などが例示される。
本実施形態において、測位信号受信部130は、測位信号を受信する。測位信号は、当該測位信号が受信された地点(測位地点と称される場合がある。)の位置を推定するための処理(位置推定処理と称される場合がある。)に利用される情報を含む。測位信号は、位置推定処理における誤差を推定するための処理に利用される情報を含んでもよい。測位信号としては、GPS信号、ビーコン信号、無線通信用の電波信号などが例示される。
本実施形態において、測位信号受信部130は、測位情報を出力する。例えば、測位信号受信部130は、測位情報を、位置推定装置150に送信する。測位情報は、測位地点の位置を示す位置情報を含んでよい。測位情報は、測位精度を示す精度情報を含んでよい。測位精度の表現形式としては、RMS(root mean square)、DRMS(distance root mean square)、2DRMS、CEP(circular error probable)、RMSE(root mean square error)などが例示される。測位精度は、測位誤差[m又はcm]として表現されてもよい。
測位信号受信部130は、移動体110に搭載された測位信号受信部130が、任意の測位地点において受信した測位信号に基づいて、位置情報及び精度情報を生成してよい。測位信号受信部130は、単一の種類の複数の測位信号に基づいて、測位情報を生成してよい。測位信号受信部130は、複数の種類の測位信号に基づいて、測位情報を生成してよい。
本実施形態において、精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア104のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア104の精度パラメータとを対応付けて格納する。精度マップ格納部140は、複数のサブエリア104のそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該エリア識別情報により識別されるサブエリア104の精度パラメータとが対応付けられた情報(マップ情報と称される場合がある。)を格納してもよい。
精度パラメータは、対応するサブエリアにおける測位精度を示す。精度パラメータは、測位信号10を利用した測位の測位精度を示すパラメータであってよい。精度パラメータの決定方法及び形式は、特に限定されない。
精度パラメータは、連続的な数値により表されてもよく、段階的な区分により表されてもよい。精度パラメータとしては、(i)対応するサブエリア104における測位精度に関する1以上の実測値又はその統計値が、n段階評価(nは、2以上の整数である。)されたときの評価、(ii)対応するサブエリア104における測位精度に関する1以上の実績値又はその統計値が、測位精度又はその統計値を変数とする評価関数に入力されて得られた評価、(iii)対応するサブエリア104における測位精度に関する1以上の実績値又はその統計値が、学習器に入力されて得られた評価などが例示される。
n段階評価による評価は、単一の基準による評価であってもよく、複数の基準による評価であってもよい。評価関数は、測定精度又はその統計値を唯一の独立変数とする関数であってもよく、測定精度又はその統計値を含む複数の独立変数により表される関数であってもよい。学習器は、教師あり学習により得られた学習モデルであってもよく、教師なし学習により得られた学習モデルであってもよい。評価は、記号又は文字により表されてもよく、数字により表されてもよい。
精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア104のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア104に関する、複数の種類の精度パラメータとを対応付けて格納してもよい。複数の種類の精度パラメータのそれぞれは、(i)測位信号を受信した受信機の受信性能、(ii)測位信号が受信された時の気象条件、(iii)測位に利用された測位信号の個数などに応じた精度パラメータであってよい。
精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア104のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア104の精度パラメータと、(iii)当該精度パラメータを算出したアルゴリズム又はその識別情報とを対応付けて格納してよい。精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア104のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア104に関する、複数の種類の精度パラメータと、(iii)当該複数の種類の精度パラメータのそれぞれを算出したアルゴリズム又はその識別情報とを対応付けて格納してよい。アルゴリズムとしては、上記のn段階評価、評価関数、学習器などが例示される。
一実施形態において、精度マップ格納部140は、対象領域102に含まれる全てのサブエリア104に関するマップ情報を格納する。他の実施形態において、精度マップ格納部140は、一部のサブエリア104に関するマップ情報を格納する。例えば、移動体110の位置に応じて、精度マップ格納部140に格納されるマップ情報が更新される。精度マップ格納部140は、通信ネットワークを介して外部の情報処理装置にアクセスして、移動体110の現在位置の周辺のマップ情報を取得してよい。これにより、位置推定装置150における位置推定処理の計算速度が向上する。精度マップ格納部140にマップ情報が格納される領域の大きさ及び形状の少なくとも一方は、予め定められていてもよく、測位地点の位置により決定されてもよく、測位精度により決定されてもよい。
本実施形態において、位置推定装置150は、測位信号受信部130が出力した測位情報が入力され、測位地点の推定位置を示す情報を出力する。例えば、測位信号受信部130が出力した測位情報により示される測位精度が予め定められた第1条件を満足する場合、位置推定装置150は、精度パラメータを利用した位置推定処理を実行し、当該処理の実行結果を、測位地点の位置として出力する。一方、測位信号受信部130が出力した測位情報により示される測位精度が上記の第1条件を満足しない場合、位置推定装置150は、測位信号受信部130が出力した測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域を、測位地点の位置として出力する。
第1条件としては、(i)上記の測位精度が、予め定められた閾値より小さいという条件、(ii)上記の測位精度が、予め定められた閾値以下であるという条件、(iii)上記の測位精度が、予め定められた閾値以上であるという条件、(iv)上記の測位精度が、予め定められた閾値より大きいという条件、(v)上記の測位精度が、予め定められた数値範囲の範囲内であるという条件、(vi)上記の測位精度が、予め定められた数値範囲の範囲外であるという条件、(vii)上記の測位精度の評価が、予め定められた評価と同等である又はそれよりも良好であるという条件、(viii)上記の測位精度の評価が、予め定められた評価よりも良好であるという条件、(ix)上記の測位精度の評価が、予め定められた評価と同等又は不良であるという条件、(x)上記の測位精度の評価が、予め定められた評価よりも不良であるという条件などが例示される。測位精度は、精度パラメータと同様の手法により評価されてよい。測位精度は、精度マップ格納部140に格納されている精度パラメータと同一の手法により評価されてもよい。
第1条件は、(i)上記の測位精度の評価が、予め定められた評価と同等又は不良であるという条件、又は、(ii)上記の測位精度の評価が、予め定められた評価よりも不良であるという条件であってよい。測位精度の値が大きいほど測位精度が不良である場合、第1条件は、(i)上記の測位精度が予め定められた閾値以上であるという条件、又は、(ii)上記の測位精度が予め定められた閾値より大きいという条件であってよい。測位精度の値が小さいほど測位精度が不良である場合、第1条件は、(i)上記の測位精度が予め定められた閾値より小さいという条件、又は、(ii)上記の測位精度が予め定められた閾値以下であるという条件であってよい。
本実施形態においては、位置推定装置150が移動体110に配される場合を例として、位置推定装置150の詳細について説明する。しかしながら、位置推定装置150は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、位置推定装置150の少なくとも一部の要素が、通信ネットワークを介して移動体110と情報を送受することのできる外部の情報処理装置に配されてもよい。また、位置推定装置150の少なくとも一部の機能が、上記の外部の情報処理装置により実現されてもよい。
本実施形態において、測位情報取得部162は、測位信号受信部130から、測位情報を取得する。測位情報は、測位精度を示す精度情報を含んでよい。測位情報は、測位地点の位置を示す位置情報を含んでもよい。本実施形態において、測位情報取得部162は、上記の測位情報を、サブエリア抽出部164及び出力部170の少なくとも一方に送信する。測位情報取得部162は、上記の測位情報を、比較部168に送信してもよい。
一実施形態において、測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が第1条件を満足する場合、測位情報取得部162は、上記の測位情報を、サブエリア抽出部164に送信する。測位情報取得部162は、測位情報に含まれる位置情報及び精度情報を、サブエリア抽出部164に送信してもよい。この場合において、測位情報取得部162は、上記の測位情報を、比較部168に送信してもよい。測位情報取得部162は、測位情報に含まれる精度情報を、比較部168に送信してもよい。一方、測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が第1条件を満足しない場合、測位情報取得部162は、上記の測位情報を、出力部170に送信する。測位情報取得部162は、測位情報に含まれる位置情報及び精度情報を、出力部170に送信してもよい。
他の実施形態において、測位情報取得部162は、上記の測位情報を、サブエリア抽出部164に送信する。測位情報取得部162は、測位情報に含まれる位置情報及び精度情報を、サブエリア抽出部164に送信してよい。この場合において、比較部168は、測位情報に含まれる位置情報及び精度情報を、サブエリア抽出部164及び精度パラメータ抽出部166を介して取得してよい。出力部170は、測位情報に含まれる位置情報及び精度情報を、サブエリア抽出部164、精度パラメータ抽出部166及び比較部168を介して取得してよい。
本実施形態において、測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が第1条件を満足する場合、サブエリア抽出部164は、対象領域102に含まれる複数のサブエリア104のうち、測位情報取得部162が取得した測位情報により示される領域の少なくとも一部を含む1以上のサブエリア104を抽出する。測位情報取得部162が取得した測位情報により示される領域の位置及び範囲は、当該測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義されてよい。誤差範囲は、上記の測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度に基づいて算出されてよい。サブエリア抽出部164は、抽出されたサブエリア104の識別情報を、精度パラメータ抽出部166に送信してよい。
サブエリア抽出部164は、上記の複数のサブエリア104のうち、予め定められた第2条件を満足する1以上のサブエリアを抽出してよい。第2条件としては、(i)判定対象となるサブエリア104の全体が、上記の測位情報により示される領域に含まれるという条件、(ii)判定対象となるサブエリア104の内部における特定の位置(例えば、中心、重心、代表点である。)が、上記の測位情報により示される領域に含まれるという条件、(iii)判定対象となるサブエリアの面積に対する、上記の測位情報により示される領域に含まれる部分の面積の割合が、予め定められた閾値よりも大きいという条件、(iv)判定対象となるサブエリアの面積に対する、上記の測位情報により示される領域に含まれる部分の面積の割合が、予め定められた閾値以上であるという条件などが例示される。
本実施形態において、精度パラメータ抽出部166は、マップ情報を参照して、サブエリア抽出部164が抽出した1以上のサブエリア104のそれぞれについて、各サブエリアのエリア識別情報に対応付けられた精度パラメータを抽出する。例えば、精度パラメータ抽出部166は、任意のサブエリア104のエリア識別情報をキーとして、精度マップ格納部140を参照することで、当該エリア識別情報により識別されるサブエリア104の精度パラメータを抽出する。精度パラメータ抽出部166は、1以上のサブエリア104のそれぞれの精度パラメータを、比較部168に送信してよい。
本実施形態において、比較部168は、サブエリア抽出部164が抽出した1以上のサブエリア104のそれぞれについて、精度パラメータ抽出部166が抽出した精度パラメータにより示される測位精度と、測位情報取得部162が取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度とを比較する。比較部168は、比較結果を、出力部170に送信してよい。
比較方法、及び、比較結果の表現方法は、特に限定されない。例えば、比較部168は、比較結果として、上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度と同等であるか否かを示す情報を出力する。比較部168は、精度情報により示される測位精度を、精度パラメータと同様のアルゴリズムにより評価することで、上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度と同等であるか否かを判定してよい。
同様にして、比較部168は、比較結果として、上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度より不良であるか否かを示す情報を出力してもよい。比較部168は、比較結果として、上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度より良好であるか否かを示す情報を出力してもよい。
一実施形態において、比較部168は、比較結果として、(i)上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度と同等若しくは不良であることを示す情報、又は、(ii)上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度より良好であることを示す情報を出力する。他の実施形態において、比較部168は、比較結果として、(i)上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度と同等であることを示す情報、(ii)上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度より不良であることを示す情報、又は、(iii)上記の精度情報により示される測位精度が、上記の精度パラメータにより示される測位精度より良好であることを示す情報を出力する。
本実施形態において、出力部170は、測位地点の位置を出力する。測位地点の位置としては、移動体110の位置が例示される。測位信号受信部130が出力した測位情報により示される測位精度が第1条件を満足する場合、出力部170は、比較部168の比較結果に基づいて、測位地点の位置を出力してよい。
一実施形態において、出力部170は、比較部168の比較結果に基づいて、サブエリア抽出部164が抽出した1以上のサブエリア104のうち、精度パラメータ抽出部166の抽出した精度パラメータにより示される測位精度が、測位情報取得部162の取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等又は不良であるサブエリアを、測位地点の位置として出力する。他の実施形態において、出力部170は、比較部168の比較結果に基づいて、サブエリア抽出部164が抽出した1以上のサブエリア104のうち、精度パラメータ抽出部166の抽出した精度パラメータにより示される測位精度が、測位情報取得部162の取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等であるサブエリアを、測位地点の位置として出力する。
一方、測位信号受信部130が出力した測位情報により示される測位精度が第1条件を満足しない場合、出力部170は、測位信号受信部130が出力した測位情報により示される領域を、測位地点の位置として出力してよい。上述のとおり、測位情報取得部162が取得した測位情報により示される領域の位置及び範囲は、当該測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義されてよい。
本実施形態によれば、例えば、測位信号を利用した測位の精度が比較的良好である位置においては、測位信号により示される領域が、測位地点の位置として出力される。一方、測位信号を利用した測位の精度が比較的不良である位置においては、測位信号により示される領域よりも狭い範囲が、測位地点の位置として出力される。これにより、位置推定装置150は、少なくとも測位信号の測位精度が比較的不良である場合に、測位精度を向上させることができる。位置推定装置150は、測位信号の測位精度が比較的良好である場合にも、測位信号の測位精度が比較的不良である場合と同様の手順により、測位精度をさらに向上させてもよい。
[移動体110の各部の具体的な構成]
移動体110の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。移動体110を構成する構成要素の少なくとも一部がソフトウエアにより実現される場合、当該ソフトウエアにより実現される構成要素は、一般的な構成の情報処理装置において、当該構成要素に関する動作を規定したプログラムを起動することにより実現されてよい。
移動体110の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。移動体110を構成する構成要素の少なくとも一部がソフトウエアにより実現される場合、当該ソフトウエアにより実現される構成要素は、一般的な構成の情報処理装置において、当該構成要素に関する動作を規定したプログラムを起動することにより実現されてよい。
上記の情報処理装置は、(i)CPU、GPUなどのプロセッサ、ROM、RAM、通信インタフェースなどを有するデータ処理装置と、(ii)キーボード、タッチパネル、カメラ、マイク、各種センサ、GPS受信機などの入力装置と、(iii)表示装置、スピーカ、振動装置などの出力装置と、(iv)メモリ、HDDなどの記憶装置(外部記憶装置を含む。)とを備えてよい。上記の情報処理装置において、上記のデータ処理装置又は記憶装置は、上記のプログラムを記憶してよい。上記のプログラムは、プロセッサによって実行されることにより、上記の情報処理装置に、当該プログラムによって規定された動作を実行させる。上記のプログラムは、非一時的なコンピュータ可読記録媒体に格納されていてもよい。
上記のプログラムは、コンピュータを、位置推定装置150として機能させるためのプログラムであってよい。上記のコンピュータは、(i)移動体110に搭載されたコンピュータであってもよく、(ii)移動体110の外部のコンピュータであって、通信ネットワークを介して移動体110を制御するコンピュータであってもよい。
上記のプログラムは、コンピュータに、位置推定装置150における各種の情報処理に関する1又は複数の手順を実行させるためのプログラムであってもよい。位置推定装置150における各種の情報処理に関する1又は複数の手順は、移動体に搭載され、測位信号を受信する測位信号受信部から、測位精度を示す精度情報を含む測位情報を取得する測位情報取得段階を含んでよい。
上記の手順は、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が予め定められた条件を満足する場合に、予め定められた地理的範囲を有する対象領域に含まれる複数のサブエリアのうち、測位情報取得段階において取得された測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域の少なくとも一部を含む1以上のサブエリアを抽出するサブエリア抽出段階を含んでよい。上記の手順は、複数のサブエリアのそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該サブエリアにおける、測位信号を利用した測位の測位精度を示す精度パラメータとが対応付けられたマップ情報を参照して、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのそれぞれについて、各サブエリアのエリア識別情報に対応付けられた精度パラメータを抽出する精度パラメータ抽出段階を含んでよい。
上記の手順は、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのそれぞれについて、精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度と、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度とを比較する比較段階を含んでよい。上記の手順は、比較段階における比較結果に基づいて、サブエリア抽出段階において抽出された1以上のサブエリアのうち、精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度が、測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等又は不良であるサブエリアを、移動体の位置として出力する出力段階を含んでよい。
[管理システム200の概要]
図2は、管理システム200のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、管理システム200は、芝刈機210と、充電ステーション220と、管理サーバ230とを備える。管理システム200は、ユーザ端末22を備えてもよい。
図2は、管理システム200のシステム構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、管理システム200は、芝刈機210と、充電ステーション220と、管理サーバ230とを備える。管理システム200は、ユーザ端末22を備えてもよい。
本実施形態においては、説明を簡単にすることを目的として、作業領域202の内部を移動する芝刈機210が、(i)GPS信号12を受信し、(ii)芝刈機210の現在位置を推定する場合を例として、管理システム200の詳細を説明する。しかしながら、管理システム200は本実施形態に限定されない。他の実施形態において、ユーザ端末22、充電ステーション220、及び、管理サーバ230の少なくとも1つが、芝刈機210の受信したGPS信号に基づいて、芝刈機210の現在位置を推定してよい。
GPS信号12は、測位信号の一例であってよい。作業領域202は、対象領域の一例であってよい。芝刈機210は、移動体の一例であってよい。芝刈機210は、位置推定装置の一例であってよい。ユーザ端末22は、位置推定装置の一例であってよい。充電ステーション220は、位置推定装置の一例であってよい。管理サーバ230は、位置推定装置の一例であってよい。
管理システム200の各部は、互いに情報を送受してもよい。例えば、芝刈機210は、通信ネットワーク20を介して、ユーザ端末22及び管理サーバ230の少なくとも一方との間で、情報を送受する。充電ステーション220が通信ネットワーク20に接続されている場合、芝刈機210は、充電ステーション220を介して、ユーザ端末22及び管理サーバ230の少なくとも一方との間で、情報を送受してもよい。
本実施形態において、通信ネットワーク20は、有線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路であってもよく、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。通信ネットワーク20は、無線パケット通信網、インターネット、P2Pネットワーク、専用回線、VPN、電力線通信回線などを含んでもよい。通信ネットワーク20は、(i)携帯電話回線網などの移動体通信網を含んでもよく、(ii)無線MAN(例えば、WiMAX(登録商標)である。)、無線LAN(例えば、WiFi(登録商標)である。)、Bluetooth(登録商標)、Zigbee(登録商標)、NFC(Near Field Communication)などの無線通信網を含んでもよい。
本実施形態において、ユーザ端末22は、管理システム200又は芝刈機210のユーザが利用する通信端末であり、その詳細については特に限定されない。ユーザ端末22としては、パーソナルコンピュータ、携帯端末などが例示される。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、PDA、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどが例示される。
本実施形態において、管理システム200は、作業領域202を管理する。作業領域202は、芝刈機210の進入が許可された領域であってよい。作業領域202は、任意の地理的範囲を有してよい。作業領域202は、予め定められた地理的範囲を有してよい。
作業領域202は、精度パラメータを利用した位置推定処理の適用対象となる領域であってよい。例えば、作業領域202の少なくとも一部の領域において、当該領域の内部の各位置における測位精度が既知である。作業領域202の少なくとも一部の領域において、当該領域の内部の各位置における精度パラメータが既に取得されていてもよい。
本実施形態において、作業領域202の内部には、複数のサブエリア204が含まれる。サブエリア204は、物理的な地理的境界によって区切られた領域であってもよく、仮想的な地理的境界によって区切られた領域であってもよい。一実施形態において、作業領域202に含まれる全てのサブエリア204について、当該サブエリアの精度パラメータが取得されている。他の実施形態において、作業領域202に含まれるサブエリア204のうち、一部のサブエリア204ついて、当該サブエリアの精度パラメータが取得されている。
本実施形態において、管理システム200は、作業領域202の状態を管理する。管理システム200は、作業領域202において実施される作業の対象となる物体(作業対象と称する場合がある。)の状態を管理してもよい。管理システム200は、作業領域202において実施される作業を管理してもよい。例えば、管理システム200は、作業のスケジュールを管理する。作業のスケジュールは、作業の実施時期、作業の実施場所、作業の実施主体、作業対象、及び、作業の内容の少なくとも1つを規定する情報であってよい。
本実施形態において、管理システム200は、芝刈機210を管理する。芝刈機210は、作業の実施主体の一例であってよい。例えば、管理システム200は、芝刈機210の状態を管理する。例えば、管理システム200は、芝刈機210の位置、進行方向、進行速度、エネルギー残量(例えば、バッテリの残量である)、芝刈機210が実施する作業のスケジュールなどを管理する。
なお、本実施形態においては、説明を簡単にすることを目的として、管理システム200が芝刈機210を管理する実施形態を例として、管理システム200の詳細を説明する。しかしながら、管理システム200は、本実施形態に限定されない。他の実施形態において、管理システム200は、芝刈機210以外の作業機械を管理してもよい。作業機械は、各種の作業を実施してよい。作業の種類としては、(i)土木作業、(ii)建設作業、(iii)植物又は農産物の栽培作業、(iv)除雪作業、(v)清掃作業、(vi)運搬作業、(vii)監視、警備又は警護作業などが例示される。栽培作業としては、種蒔き、剪定、芝刈り、草刈り、給水、施肥、土入れ、除草などが例示される。作業機械は、自律移動機能を有してよい。作業機械は、移動体の一例であってよい。
[管理システム200の各部の概要]
本実施形態において、作業領域202は、技術的に矛盾しない範囲において、対象領域102と同様の構成を有してよい。同様に、対象領域102は、技術的に矛盾しない範囲において、作業領域202と同様の構成を有してよい。サブエリア204は、技術的に矛盾しない範囲において、サブエリア104と同様の構成を有してよい。同様に、サブエリア104は、技術的に矛盾しない範囲において、サブエリア204と同様の構成を有してよい。本実施形態において、芝刈機210は、技術的に矛盾しない範囲において、移動体110と同様の構成を有してよい。同様に、移動体110は、技術的に矛盾しない範囲において、芝刈機210と同様の構成を有してよい。
本実施形態において、作業領域202は、技術的に矛盾しない範囲において、対象領域102と同様の構成を有してよい。同様に、対象領域102は、技術的に矛盾しない範囲において、作業領域202と同様の構成を有してよい。サブエリア204は、技術的に矛盾しない範囲において、サブエリア104と同様の構成を有してよい。同様に、サブエリア104は、技術的に矛盾しない範囲において、サブエリア204と同様の構成を有してよい。本実施形態において、芝刈機210は、技術的に矛盾しない範囲において、移動体110と同様の構成を有してよい。同様に、移動体110は、技術的に矛盾しない範囲において、芝刈機210と同様の構成を有してよい。
本実施形態において、芝刈機210は、自律移動機能を有し、作業領域202の内部を自律的に走行する。なお、芝刈機210は、ユーザの遠隔操作により移動してもよい。芝刈機210は、作業領域202の内部で生育している芝を切断する。芝刈機210は、芝を切断しながら走行してもよく、芝を切断することなく走行してもよい。芝は、作業対象の一例であってよい。芝刈機210の詳細は後述される。本実施形態において、充電ステーション220は、芝刈機210を充電する。
本実施形態において、管理サーバ230は、作業領域202に関する各種の情報を管理する。例えば、管理サーバ230は、複数のサブエリア204のそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該エリア識別情報により識別されるサブエリア204の精度パラメータとが対応付けられた情報を管理する。管理サーバ230は、マップ情報の生成、更新、削除、検索などの処理を実行してよい。
管理サーバ230は、作業領域202の状態を管理してもよい。管理サーバ230は、作業対象の状態を管理してもよい。管理サーバ230は、作業領域202において実施される作業を管理してもよい。管理サーバ230は、芝刈機210の状態を管理してもよい。例えば、管理サーバ230は、芝刈機210の位置、進行方向、進行速度、エネルギー残量、芝刈機210が実施する作業のスケジュールなどを管理する。管理サーバ230の詳細は後述される。
[管理システム200の各部の具体的な構成]
管理システム200の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、単一のサーバによって実現されてもよく、複数のサーバによって実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、仮想サーバ上又はクラウドシステム上で実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、パーソナルコンピュータ又は携帯端末によって実現されてもよい。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、PDA、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどが例示される。管理システム200は、ブロックチェーンなどの分散型台帳技術又は分散型ネットワークを利用して、情報を格納してもよい。
管理システム200の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウエアにより実現されてもよく、ハードウェア及びソフトウエアにより実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、単一のサーバによって実現されてもよく、複数のサーバによって実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、仮想サーバ上又はクラウドシステム上で実現されてもよい。管理システム200の各部は、その少なくとも一部が、パーソナルコンピュータ又は携帯端末によって実現されてもよい。携帯端末としては、携帯電話、スマートフォン、PDA、タブレット、ノートブック・コンピュータ又はラップトップ・コンピュータ、ウエアラブル・コンピュータなどが例示される。管理システム200は、ブロックチェーンなどの分散型台帳技術又は分散型ネットワークを利用して、情報を格納してもよい。
管理システム200を構成する構成要素の少なくとも一部がソフトウエアにより実現される場合、当該ソフトウエアにより実現される構成要素は、一般的な構成の情報処理装置において、当該構成要素に関する動作を規定したプログラムを起動することにより実現されてよい。上記の情報処理装置は、(i)CPU、GPUなどのプロセッサ、ROM、RAM、通信インタフェースなどを有するデータ処理装置と、(ii)キーボード、タッチパネル、カメラ、マイク、各種センサ、GPS受信機などの入力装置と、(iii)表示装置、スピーカ、振動装置などの出力装置と、(iv)メモリ、HDDなどの記憶装置(外部記憶装置を含む。)とを備えてよい。上記の情報処理装置において、上記のデータ処理装置又は記憶装置は、上記のプログラムを記憶してよい。上記のプログラムは、プロセッサによって実行されることにより、上記の情報処理装置に、当該プログラムによって規定された動作を実行させる。上記のプログラムは、非一時的なコンピュータ可読記録媒体に格納されていてもよい。
上記のプログラムは、コンピュータに、管理システム200における各種の情報処理に関する1又は複数の手順を実行させるためのプログラムであってもよい。上記のコンピュータは、ユーザ端末22、芝刈機210、充電ステーション220及び管理サーバ230の少なくとも1つに搭載されたコンピュータであってよい。
[芝刈機210の概要]
図3〜図6を用いて、芝刈機210の概要を説明する。図3は、芝刈機210の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、芝刈機210は、筐体302を備える。本実施形態において、芝刈機210は、筐体302の下部に、一対の前輪312と、一対の後輪314とを備える。芝刈機210は、一対の後輪314のそれぞれを駆動する一対の走行用モータ316を備えてよい。
図3〜図6を用いて、芝刈機210の概要を説明する。図3は、芝刈機210の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、芝刈機210は、筐体302を備える。本実施形態において、芝刈機210は、筐体302の下部に、一対の前輪312と、一対の後輪314とを備える。芝刈機210は、一対の後輪314のそれぞれを駆動する一対の走行用モータ316を備えてよい。
本実施形態において、芝刈機210は、作業ユニットv20を備える。作業ユニット320は、例えば、ブレードディスク322と、カッターブレード324と、作業用モータ326と、シャフト328とを有する。芝刈機210は、作業ユニット320の位置を調整する位置調整部330を備えてもよい。
ブレードディスク322は、シャフト328を介して、作業用モータ326に連結される。カッターブレード324は、芝を切断するための刈刃であってよい。カッターブレード324は、ブレードディスク322に取り付けられ、ブレードディスク322と一緒に回転する。作業用モータ326は、ブレードディスク322を回転させる。ブレードディスク322及びカッターブレード324は、作業対象を切断するための切断部材の一例であってよい。
本実施形態において、芝刈機210は、筐体302の内部又は筐体302の上に、バッテリユニット340と、ユーザインタフェース350と、GPS信号受信部360と、センサユニット370と、制御ユニット380とを備える。制御ユニット380は、位置推定装置の一例であってよい。
本実施形態において、バッテリユニット340は、芝刈機210の各部に電力を供給する。本実施形態において、ユーザインタフェース350は、ユーザの入力を受け付ける。ユーザインタフェース350は、ユーザに情報を出力する。ユーザインタフェース350としては、キーボード、ポインティングデバイス、マイク、タッチパネル、ディスプレイ、スピーカなどが例示される。
本実施形態において、GPS信号受信部360は、GPS信号12を受信する。GPS信号12は、測位地点の位置を推定するための処理に利用される情報を含む。GPS信号12は、位置推定処理における誤差を推定するための処理に利用される情報を含んでもよい。本実施形態において、GPS信号受信部360は、測位地点の位置を示す位置情報と、測位精度を示す精度情報とを含むGPS情報を出力する。GPS情報は測位情報の一例であってよい。測位精度の表現形式としては、RMS、DRMS、2DRMS、CEP、RMSEなどが例示される。測位精度は、測位誤差[m又はcm]として表現されてもよい。GPS信号受信部360は、GPS情報を制御ユニット380に送信してよい。
本実施形態において、センサユニット370は、各種センサを備える。センサユニット370は、各種の内界センサを備えてよい。センサユニット370は、各種の外界センサを備えてよい。センサとしては、ミリ波センサ、近接検知センサ、カメラ、赤外線カメラ、マイク、超音波センサ、加速度センサ、角速度センサ、車輪速センサ、荷重センサ、空転検知センサ、磁気センサ、地磁気センサ(方位センサ、電子コンパスなどと称される場合がある)、温度センサ、湿度センサ、土壌水分センサなどが例示される。センサユニット370は、各種センサの出力を制御ユニット380に送信してよい。車輪速センサは、車輪の回転角又は回転数を検出するロータリエンコーダであってもよい。
本実施形態において、制御ユニット380は、芝刈機210の動作を制御する。一実施形態によれば、制御ユニット380は、一対の走行用モータ316を制御して、芝刈機210の移動を制御する。他の実施形態によれば、制御ユニット380は、作業用モータ326を制御して、芝刈機210の作業を制御する。
制御ユニット380は、管理サーバ230からの指示に基づいて、芝刈機210を制御してもよい。例えば、制御ユニット380は、管理サーバ230が生成した命令に従って、芝刈機210を制御する。制御ユニット380の詳細は後述される。
図4は、制御ユニット380の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、制御ユニット380は、精度マップ格納部140と、位置推定装置150とを備える。制御ユニット380は、通信制御部410と、走行制御部420と、作業ユニット制御部430と、入出力制御部440とを備えてもよい。
本実施形態において、精度マップ格納部140は、精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア204のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア204の精度パラメータとを対応付けて格納する。精度マップ格納部140は、複数のサブエリア204のそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該エリア識別情報により識別されるサブエリア204の精度パラメータとが対応付けられた情報(マップ情報と称される場合がある。)を格納してもよい。
精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア204のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア204に関する、複数の種類の精度パラメータとを対応付けて格納してもよい。複数の種類の精度パラメータのそれぞれは、(i)測位信号を受信した受信機の受信性能、(ii)測位信号が受信された時の気象条件、(iii)測位に利用された測位信号の個数などに応じた精度パラメータであってよい。
精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア204のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア204の精度パラメータと、(iii)当該精度パラメータを算出したアルゴリズム又はその識別情報とを対応付けて格納してよい。精度マップ格納部140は、(i)複数のサブエリア204のそれぞれを識別するエリア識別情報と、(ii)当該エリア識別情報により識別されるサブエリア204に関する、複数の種類の精度パラメータと、(iii)当該複数の種類の精度パラメータのそれぞれを算出したアルゴリズム又はその識別情報とを対応付けて格納してよい。アルゴリズムとしては、上記のn段階評価、評価関数、学習器などが例示される。
一実施形態において、精度マップ格納部140は、作業領域202に含まれる全てのサブエリア204に関するマップ情報を格納する。他の実施形態において、精度マップ格納部140は、一部のサブエリア204に関するマップ情報を格納する。精度マップ格納部140は、通信制御部410を介して管理サーバ230にアクセスして、芝刈機210の現在位置の周辺のマップ情報を取得してよい。精度マップ格納部140にマップ情報が格納される領域の大きさ及び形状の少なくとも一方は、予め定められていてもよく、測位地点の位置により決定されてもよく、測位精度により決定されてもよい。
本実施形態において、位置推定装置150は、GPS信号受信部360が出力したGPS情報が入力され、芝刈機210の推定位置を示す情報を出力する。例えば、位置推定装置150の測位情報取得部162が、GPS信号受信部360が出力したGPS情報を取得する。本実施形態において、位置推定装置150は、芝刈機210の推定位置を示す情報を、例えば、走行制御部420及び作業ユニット制御部430の少なくとも一方に送信する。位置推定装置150は、GPS信号受信部360が出力したGPS情報を、通信制御部410を介して、管理サーバ230に送信してもよい。
本実施形態において、通信制御部410は、芝刈機210の外部の機器との通信を制御する。通信制御部410は、1又は複数の通信方式に対応した通信インタフェースであってもよい。外部の機器としては、ユーザ端末22、充電ステーション220、管理サーバ230などが例示される。
本実施形態において、走行制御部420は、走行用モータ316を制御して、芝刈機210の移動を制御する。走行制御部420は、芝刈機210の自律走行を制御する。例えば、走行制御部420は、芝刈機210の移動モード、進行速度、進行方向、及び、移動ルートの少なくとも1つを制御する。走行制御部420は、走行用モータ316の電流値を監視してよい。
本実施形態において、作業ユニット制御部430は、作業ユニット320を制御する。作業ユニット制御部430は、作業ユニット320の作業モード、作業の種類、作業の強度、及び、作業を実施するタイミングの少なくとも1つを制御してよい。例えば、作業ユニット制御部430は、作業用モータ326を制御して、作業ユニット320の作業の強度を制御する。作業ユニット制御部430は、位置調整部330を制御して、作業ユニット320の作業の強度を制御してもよい。作業ユニット制御部430は、作業用モータ326の電流値を監視してよい。
本実施形態において、入出力制御部440は、ユーザインタフェース350、GPS信号受信部360及びセンサユニット370の少なくとも1つからの入力を受け付ける。入出力制御部440は、ユーザインタフェース350に情報を出力する。入出力制御部440は、ユーザインタフェース350、GPS信号受信部360及びセンサユニット370の少なくとも1つを制御してもよい。
図5は、比較部168の一実施形態における情報処理の一例を概略的に示す。本実施形態において、比較部168には、GPS信号受信部360が出力したGPS情報により示される測位精度に関するデータ510と、精度パラメータ抽出部166が抽出した精度パラメータにより示される測位精度に関するデータ520とが入力される。
データ510は、GPS情報に含まれる精度情報により示される測位精度を示す情報であればよく、その形式は特に限定されない。一実施形態において、データ510は、GPS情報であってよい。他の実施形態において、データ510は、GPS情報に含まれる精度情報であってよい。さらに他の実施形態において、データ510は、1以上のサブエリア204のそれぞれについて、各サブエリアを識別する識別情報と、精度情報により示される各サブエリアの測位精度を示す情報とが対応付けられたデータであってよい。
データ510において、各サブエリアにおける測位精度は同一であってよい。この場合、1以上のサブエリア204の測位精度として、精度情報により示される単一の値が使用される。データ510において、各サブエリアにおける測位精度は同一でなくてもよい。この場合、各サブエリアの測位精度は、例えば、精度情報により示される測位精度と、精度情報により示される測位精度の表現形式と、各サブエリアの代表点の位置512からの距離とに基づいて決定される。
データ520は、精度パラメータ抽出部166が抽出した精度パラメータにより示される測位精度を示す情報であればよく、その形式は特に限定されない。データ520は、1以上のサブエリア204のそれぞれについて、各サブエリアを識別する識別情報と、各サブエリアの精度パラメータを示す情報とが対応付けられたデータであってよい。
本実施形態においては、サブエリア抽出部164が、その内部に、領域514の少なくとも一部を含む、1以上のサブエリア104を抽出する場合を例として、位置推定装置150の一実施形態における情報処理を説明する。しかしながら、位置推定装置150の一実施形態における情報処理は本実施形態に限定されない。
他の実施形態において、サブエリア抽出部164は、上述された第2条件を満足する1以上のサブエリア104を抽出してもよい。第2条件としては、(i)判定対象となるサブエリア204の全体が領域514に含まれるという条件、(ii)判定対象となるサブエリア204の内部における特定の位置(例えば、中心、重心、代表点である。)が領域514に含まれるという条件、(iii)判定対象となるサブエリア204の面積に対する、領域514に含まれる部分の面積の割合が、予め定められた閾値よりも大きいという条件、(iv)判定対象となるサブエリア204の面積に対する、領域514に含まれる部分の面積の割合が、予め定められた閾値以上であるという条件などが例示される。
本実施形態において、GPS情報により示される領域514の範囲(例えば、大きさ及び形状である。)は、GPS信号受信部360が出力したGPS情報に含まれる精度情報に基づいて決定された誤差範囲により決定される。また、GPS情報により示される領域514の位置は、領域514の中心又は重心が、当該GPS情報に含まれる位置情報により示される位置512と一致するように決定される。
本実施形態において、比較部168は、まず、データ520に含まれる精度パラメータを算出したアルゴリズムを特定する。次に、比較部168は、データ510により示される測位精度を、特定されたアルゴリズムにより評価する。次に、比較部168は、1以上のサブエリア204のそれぞれについて、データ510により示される測位精度に関する評価と、データ520により示される精度パラメータとを比較する。
本実施形態において、比較部168は、データ510により示される測位精度に関する評価が、データ520により示される精度パラメータと比較して、同等であるか(図中、「E」として表される)、不良であるか(図中、「L」として表される)、又は、良好であるか(図中、「H」として表される)を判定する。その後、比較部168は、比較結果530を出力する。比較結果530は、1以上のサブエリア204のそれぞれについて、各サブエリアを識別する識別情報と、各サブエリアの判定結果とが対応付けられた情報であってよい。
図6は、出力部170の一実施形態における情報処理の一例を概略的に示す。本実施形態において、出力部170には、比較部168が出力した比較結果530が入力される。出力部170は、比較結果530に基づいて、サブエリア抽出部164が抽出した1以上のサブエリア204の中から、測位地点の推定位置630を示す1又は複数のサブエリア204を決定する。その後、出力部170は、推定位置630を示す情報を出力する。推定位置630を示す情報は、推定位置630を示す1又は複数のサブエリア204の識別情報であってもよく、当該サブエリア204により示される領域の境界を示す情報であってもよい。
サブエリア抽出部164により、複数のサブエリア204が抽出されている場合、出力部170は、推定位置630として選択された1又は複数のサブエリア204の面積の合計値が、GPS情報により示される領域514の面積よりも小さくなるように、測位地点の推定位置630を示すサブエリア204を決定してよい。これにより、GPS信号12の測位精度が比較的低い場合であっても、測位精度を向上させることができる。
一実施形態において、出力部170は、比較結果530により示される判定結果が「同等」又は「不良」であるサブエリア204を、推定位置630を示すサブエリア204として決定する。これにより、上記の判定結果が「良好」であるサブエリア204が、推定位置630を示す範囲から除外される。他の実施形態において、出力部170は、比較結果530により示される判定結果が「同等」であるサブエリア204を、推定位置630を示すサブエリア204として決定する。上記の判定結果が「良好」又は「不良」であるサブエリア204が、推定位置630を示す範囲から除外される。
さらに他の実施形態において、出力部170は、比較結果530により示される判定結果が「同等」又は「不良」であるサブエリア204のうち、予め定められた第3条件を満足するサブエリア204を、推定位置630を示すサブエリア204として決定してよい。出力部170は、比較結果530により示される判定結果が「同等」であるサブエリア204のうち、上記の第3条件を満足するサブエリア204を、推定位置630を示すサブエリア204として決定してよい。
第3条件としては、(i)判定対象となるサブエリア204の全体が領域514に含まれるという条件、(ii)判定対象となるサブエリア204の内部における特定の位置(例えば、中心、重心、代表点である。)が領域514に含まれるという条件、(iii)判定対象となるサブエリア204の面積に対する、領域514に含まれる部分の面積の割合が、予め定められた閾値よりも大きいという条件、(iv)判定対象となるサブエリア204の面積に対する、領域514に含まれる部分の面積の割合が、予め定められた閾値以上であるという条件などが例示される。第3条件における閾値は、第2条件における閾値と同一であってもよく、異なってもよい。
さらに他の実施形態において、出力部170は、比較結果530により示される判定結果が「同等」又は「不良」であるサブエリア204のうち、領域514に含まれるサブエリア204(領域514の一部を含むサブエリア204である。)を抽出してよい。出力部170は、抽出されたサブエリア204を、さらに複数のサブエリア(マイクロエリアと称される場合がある。)に分割してよい。出力部170は、複数のマイクロエリアのうち、その少なくとも一部が領域514に含まれるものを、推定位置630を示すサブエリア204に含めてよい。これにより、マイクロエリアの一部が、推定位置630を示す範囲から除外される。
さらに他の実施形態において、出力部170は、比較結果530により示される判定結果が「同等」であるサブエリア204のうち、領域514に含まれるサブエリア204を抽出してよい。出力部170は、抽出されたサブエリア204を、さらに複数のマイクロエリアに分割してよい。出力部170は、複数のマイクロエリアのうち、その少なくとも一部が領域514に含まれるものを、推定位置630を示すサブエリア204に含めてよい。これにより、マイクロエリアの一部が、推定位置630を示す範囲から除外される。
図7は、管理サーバ230の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、管理サーバ230は、通信制御部710と、要求処理部720と、マップ管理部730と、機器管理部740と、作業計画管理部750とを備える。
本実施形態において、通信制御部710は、管理サーバ230の外部の機器との通信を制御する。通信制御部710は、1又は複数の通信方式に対応した通信インタフェースであってもよい。外部の機器としては、ユーザ端末22、芝刈機210、充電ステーション220などが例示される。本実施形態において、要求処理部720は、外部の機器からの要求を受け付ける。要求処理部720は、外部の機器からの要求を処理する。
本実施形態において、マップ管理部730は、マップ情報を管理する。一実施形態において、マップ管理部730は、作業領域202に含まれる全てのサブエリア204のマップ情報を管理する。他の実施形態において、マップ管理部730は、作業領域202に含まれるサブエリア204のうち、一部のサブエリア204ついて、当該サブエリアのマップ情報を管理する。マップ管理部730の詳細は後述される。
本実施形態において、機器管理部740は、管理システム200を構成する各種の機器を管理する。例えば、機器管理部740は、芝刈機210、及び、充電ステーション220の少なくとも一方を制御する。機器管理部740は、管理システム200に関連する各種の機器に関する情報を管理してもよい。例えば、機器管理部740は、芝刈機210、及び、充電ステーション220の少なくとも一方に関する情報を管理する。機器管理部740は、ユーザ端末22に関する情報を管理してもよい。
本実施形態において、作業計画管理部750は、芝刈機210が実施する作業のスケジュールを管理する。作業計画管理部750は、芝刈機210の作業スケジュールを計画してよい。作業計画管理部750は、芝刈機210の作業スケジュールの進捗を管理してよい。
図8は、マップ管理部730の内部構成の一例を概略的に示す。本実施形態において、マップ管理部730は、GPS情報取得部812と、精度パラメータ決定部814と、精度マップ生成部816と、精度マップ格納部818とを含む。GPS情報取得部812は、精度情報取得部の一例であってよい。精度マップ生成部816は、マップ情報生成部の一例であってよい。
本実施形態において、GPS情報取得部812は、芝刈機210のGPS信号受信部360が出力したGPS情報を、芝刈機210から、通信ネットワーク20を介して取得する。例えば、芝刈機210は、作業領域202の内部を移動しながら、GPS信号受信部360が出力したGPS情報を管理サーバ230に送信する。これにより、マップ管理部730は、作業領域202を構成する複数のサブエリア204の少なくとも一部について、当該サブエリアの内部で受信されるGPS信号12による測位の測位精度を示す精度情報を取得することができる。
GPS情報取得部812は、芝刈機210を制御して、GPS情報が取得されていない領域に、芝刈機210を移動させてもよい。例えば、マップ管理部730は、少なくとも、精度パラメータを利用した位置推定処理の適用対象となる領域を構成する複数のサブエリア204のそれぞれについて、当該サブエリアの内部で受信されるGPS信号12による測位の測位精度を示す精度情報を取得することができる。マップ管理部730は、作業領域202を構成する複数のサブエリア204のそれぞれについて、当該サブエリアの内部で受信されるGPS信号12による測位の測位精度を示す精度情報を取得してもよい。
GPS情報取得部812は、芝刈機210からのGPS情報を、精度パラメータ決定部814に送信する。GPS情報取得部812は、芝刈機210からのGPS情報を、精度マップ生成部816に送信してもよい。
本実施形態において、精度パラメータ決定部814は、GPS情報取得部812が取得したGPS情報に含まれる精度情報に基づいて、作業領域202に含まれる複数のサブエリア204のそれぞれの精度パラメータを決定する。上述のとおり、精度パラメータの決定方法及び形式は、特に限定されない。
精度パラメータ決定部814は、各サブエリアに関連する1以上のGPS情報に基づいて、当該サブエリアの精度パラメータを決定してもよい。サブエリア204に関連するGPS情報としては、(i)当該GPS情報により示される領域(例えば、領域514である。)の少なくとも一部が、当該サブエリアに含まれるGPS情報、(ii)当該GPS情報により示される領域(例えば、領域514である。)の全てが、当該サブエリアに含まれるGPS情報などが例示される。
一実施形態において、精度パラメータ決定部814は、精度パラメータを決定するための処理(決定処理と称される場合がある。)の対象となるサブエリア204に関連する1以上のGPS情報のそれぞれにより示される測位精度又はその統計値を、n段階評価(nは、2以上の整数である。)することで、決定処理の対象となるサブエリア204の精度パラメータを決定する。他の実施形態において、精度パラメータ決定部814は、決定処理の対象となるサブエリア204に関連する1以上のGPS情報のそれぞれにより示される測位精度又はその統計値を、上述された評価関数に入力することで、決定処理の対象となるサブエリア204の精度パラメータを決定してもよい。さらに他の実施形態において、精度パラメータ決定部814は、決定処理の対象となるサブエリア204に関連する1以上のGPS情報のそれぞれにより示される測位精度又はその統計値を、上述された学習器に入力することで、決定処理の対象となるサブエリア204の精度パラメータを決定してもよい。
本実施形態において、精度マップ生成部816は、マップ情報を生成する。例えば、精度マップ生成部816は、精度パラメータ決定部814が決定した各サブエリアの精度パラメータと、各サブエリアのエリア識別情報とを対応付けて、精度マップ格納部818に格納する。本実施形態において、精度マップ生成部816は、精度マップ生成部816が生成した精度マップを格納する。
図9は、データテーブル900の一例を概略的に示す。データテーブル900は、精度マップ生成部816が、n段階評価によりマップ情報を生成するときに利用される評価基準の一例であってよい。本実施形態において、データテーブル900は、複数の精度パラメータのそれぞれを識別するための区分912と、各区分に属するサブエリア204における測位精度又はその統計値に関する条件914とを対応付けて格納する。
本実施形態において、条件914は、評価対象となるサブエリア204における測位精度の平均値、最大値及び偏差のそれぞれに関する条件を含む。条件914に含まれる複数の条件は、AND条件であってもよく、OR条件であってもよい。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。例えば、図1の実施形態について説明した事項を、他の図面に関連して説明される他の実施形態に適用することができる。その様な変更または改良を加えた形態もまた、本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
10 測位信号、12 GPS信号、20 通信ネットワーク、22 ユーザ端末、102 対象領域、104 サブエリア、110 移動体、130 測位信号受信部、140 精度マップ格納部、150 位置推定装置、162 測位情報取得部、164 サブエリア抽出部、166 精度パラメータ抽出部、168 比較部、170 出力部、200 管理システム、202 作業領域、204 サブエリア、210 芝刈機、220 充電ステーション、230 管理サーバ、302 筐体、312 前輪、314 後輪、316 走行用モータ、320 作業ユニット、322 ブレードディスク、324 カッターブレード、326 作業用モータ、328 シャフト、330 位置調整部、340 バッテリユニット、350 ユーザインタフェース、360 GPS信号受信部、370 センサユニット、380 制御ユニット、410 通信制御部、420 走行制御部、430 作業ユニット制御部、440 入出力制御部、510 データ、512 位置、514 領域、520 データ、530 比較結果、630 推定位置、710 通信制御部、720 要求処理部、730 マップ管理部、740 機器管理部、750 作業計画管理部、812 GPS情報取得部、814 精度パラメータ決定部、816 精度マップ生成部、818 精度マップ格納部、900 データテーブル、912 区分、914 条件
Claims (7)
- 移動体に搭載され、測位信号を受信する測位信号受信部から、測位精度を示す精度情報を含む測位情報を取得する測位情報取得部と、
前記測位情報取得部が取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が予め定められた条件を満足する場合に、任意の地理的範囲を有する対象領域に含まれる複数のサブエリアのうち、前記測位情報取得部が取得した前記測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域の少なくとも一部を含む1以上のサブエリアを抽出するサブエリア抽出部と、
前記複数のサブエリアのそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該サブエリアにおける測位精度であって、前記測位信号を利用した測位の測位精度を示す精度パラメータとが対応付けられたマップ情報を参照して、前記サブエリア抽出部が抽出した前記1以上のサブエリアのそれぞれについて、各サブエリアのエリア識別情報に対応付けられた精度パラメータを抽出する精度パラメータ抽出部と、
前記サブエリア抽出部が抽出した前記1以上のサブエリアのそれぞれについて、前記精度パラメータ抽出部が抽出した精度パラメータにより示される測位精度と、前記測位情報取得部が取得した前記測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度とを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて、前記サブエリア抽出部が抽出した前記1以上のサブエリアのうち、前記精度パラメータ抽出部の抽出した精度パラメータにより示される測位精度が、前記測位情報取得部の取得した前記測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等又不良であるサブエリアを、前記移動体の位置として出力する出力部と、
を備える、位置推定装置。 - 前記出力部は、前記比較部の比較結果に基づいて、前記サブエリア抽出部が抽出した前記1以上のサブエリアのうち、前記精度パラメータ抽出部の抽出した精度パラメータにより示される測位精度が、前記測位情報取得部の取得した前記測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等であるサブエリアを、前記移動体の位置として出力する、
請求項1に記載の位置推定装置。 - 前記出力部は、
前記測位情報取得部が取得した測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が前記予め定められた条件を満足しない場合、
前記測位情報取得部が取得した前記測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域を、前記移動体の位置として出力する、
請求項1又は請求項2に記載の位置推定装置。 - 前記複数のサブエリアのそれぞれについて、当該サブエリアの内部で受信される前記測位信号による測位の測位精度を示す精度情報を取得する精度情報取得部と、
前記精度情報取得部が取得した前記精度情報に基づいて、各サブエリアの前記精度パラメータを決定する精度パラメータ決定部と、
前記精度パラメータ決定部が決定した各サブエリアの前記精度パラメータと、各サブエリアの前記エリア識別情報とを対応付けて前記マップ情報を生成するマップ情報生成部と、
をさらに備える、
請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の位置推定装置。 - コンピュータを、請求項1から請求項4までの何れか一項に記載の位置推定装置として機能させるためのプログラム。
- 請求項1から請求項3までの何れか一項に記載の位置推定装置と、
前記測位信号受信部と、
を備える、移動体。 - 移動体に搭載され、測位信号を受信する測位信号受信部から、測位精度を示す精度情報を含む測位情報を取得する測位情報取得段階と、
前記測位情報取得段階において取得された測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度が予め定められた条件を満足する場合に、予め定められた地理的範囲を有する対象領域に含まれる複数のサブエリアのうち、前記測位情報取得段階において取得された前記測位情報により示される位置及び誤差範囲により定義される領域の少なくとも一部を含む1以上のサブエリアを抽出するサブエリア抽出段階と、
前記複数のサブエリアのそれぞれを識別するエリア識別情報と、当該サブエリアにおける測位精度であって、前記測位信号を利用した測位の測位精度を示す精度パラメータとが対応付けられたマップ情報を参照して、前記サブエリア抽出段階において抽出された前記1以上のサブエリアのそれぞれについて、各サブエリアのエリア識別情報に対応付けられた精度パラメータを抽出する精度パラメータ抽出段階と、
前記サブエリア抽出段階において抽出された前記1以上のサブエリアのそれぞれについて、前記精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度と、前記測位情報取得段階において取得された前記測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度とを比較する比較段階と、
前記比較段階における比較結果に基づいて、前記サブエリア抽出段階において抽出された前記1以上のサブエリアのうち、前記精度パラメータ抽出段階において抽出された精度パラメータにより示される測位精度が、前記測位情報取得段階において取得された前記測位情報に含まれる精度情報により示される測位精度と同等又は不良であるサブエリアを、前記移動体の位置として出力する出力段階と、
を有する、位置推定方法。
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