JP7414764B2 - 経路情報生成装置、経路情報生成方法及びプログラム - Google Patents
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Description
しかしながら、情報量を低減しすぎると経路の精密さが損なわれるため、情報量の圧縮程度を決めることが困難であった。すなわち、上述した従来技術では、経路情報の情報量の低減と経路の精密さとを両立させることが困難であるという課題がある。
(2)本発明の一態様は、上記の経路情報生成装置において、前記圧縮程度の初期値は、前記制約条件を満たすと判定される前記経路情報の圧縮の程度よりも高く、前記圧縮制御部は、前記圧縮程度を前記初期値よりも下げて、前記圧縮後経路情報を再生成させる。
(3)本発明の一態様は、上記の経路情報生成装置において、前記判定部は、前記圧縮後経路情報に含まれる地点の数に基づいて経路が分割された区間ごとに、前記制約条件を満たすか否かを判定し、前記圧縮制御部は、前記判定部が前記制約条件を満たさないと判定した前記区間について、前記圧縮程度を変更して、前記圧縮後経路情報を再生成させる。
(4)本発明の一態様は、上記の経路情報生成装置において、前記制約条件とは、前記障害物の位置と大きさとに基づく条件である。
(5)本発明の一態様は、上記の経路情報生成装置において、前記制約条件とは、前記障害物の位置と、前記経路の許容幅とに基づく条件である。
(6)本発明の一態様は、上記の経路情報生成装置において、前記経路情報に基づいて移動する移動体が移動した結果得られる障害物の位置の情報を取得する障害物情報取得部と、前記障害物情報取得部が取得する前記障害物の位置の情報に基づいて、前記制約条件を更新する地図情報更新部とをさらに備える。
(7)本発明の一態様は、コンピュータが、障害物を回避する制約条件に従って第1地点から第2地点に移動する経路が、前記経路上のそれぞれの地点の座標情報を前記経路に沿った順に接続することにより表現される経路情報を取得することと、コンピュータが、取得された前記経路情報に含まれる複数の地点の前記座標情報のうち、所定の圧縮程度によって、一部の地点の前記座標情報を除外することにより、前記経路情報の情報量を圧縮した圧縮後経路情報を生成することと、コンピュータが、生成された前記圧縮後経路情報に含まれる複数の地点を順に接続した経路が、前記制約条件を満たすか否かを判定することと、コンピュータが、前記判定の結果に基づいて、前記圧縮程度を変更して、前記圧縮後経路情報を再生成させることと、コンピュータが、前記圧縮後経路情報が示す経路が前記制約条件を満たすと判定された場合に、当該圧縮後経路情報を出力することと、を有する経路情報生成方法である。
(8)本発明の一態様は、コンピュータに、障害物を回避する制約条件に従って第1地点から第2地点に移動する経路が、前記経路上のそれぞれの地点の座標情報を前記経路に沿った順に接続することにより表現される経路情報を取得することと、取得された前記経路情報に含まれる複数の地点の前記座標情報のうち、所定の圧縮程度によって、一部の地点の前記座標情報を除外することにより、前記経路情報の情報量を圧縮した圧縮後経路情報を生成することと、生成された前記圧縮後経路情報に含まれる複数の地点を順に接続した経路が、前記制約条件を満たすか否かを判定することと、前記判定の結果に基づいて、前記圧縮程度を変更して、前記圧縮後経路情報を再生成させることと、前記圧縮後経路情報が示す経路が前記制約条件を満たすと判定された場合に、当該圧縮後経路情報を出力することと、を実行させるためのプログラムである。
図1は、本実施形態の端末装置1及び移動体2の概要の一例を示す図である。端末装置1は、例えば、スマートフォン、タブレット、パーソナルコンピュータなどであり、利用者が利用する装置である。端末装置1は、利用者の操作によって移動体2の移動経路を指示する。
移動体2は、例えば、自動車、船舶、航空機、ドローン、自動搬送車などであり、端末装置1の指示に従って移動する装置である。移動体2は、自律移動可能な無人移動体であってもよい。
表示部11は、例えば、液晶ディスプレイを備えており、経路情報生成装置10が出力する画像を表示する。
受信部12は、例えば、無線アンテナを備えており、移動体2から送信される情報を受信する。
地図情報記憶部13は、例えば、半導体メモリやハードディスクドライブを備えており、移動体2が移動するエリアの地図情報が記憶されている。この地図情報には、移動体2が移動する際に避けるべき障害物の位置を示す情報(例えば、障害物の座標303)が含まれる。
操作検出部14は、例えば、タッチパネルやマウス、キーボードなどの操作デバイスに接続されており、利用者による表示部11への操作を検出する。この利用者による表示部11への操作には、表示部11に表示された地図画像に対して、利用者が移動体2の移動経路を指定する操作(経路指定操作)や、表示部11に表示された経路を利用者が確定する操作(経路確定操作)が含まれる。
同図に示す一例では、障害物203には、障害物203a、障害物203b及び障害物203cが含まれる。以下の説明において、これら障害物203a、障害物203b及び障害物203cを区別しない場合には、これらを総称して障害物203とも記載する。
これにより、表示部11には、移動体2の現在の位置、進行方向及び移動速度を示す情報が表示される。
表示部11がタッチパネルを備える場合には、利用者は、指204によって表示部11をなぞることにより、3つの障害物203を避けつつ移動体2を移動させる軌跡を描く。
なお、利用者は、指204によって表示部11をなぞることに代えて、マウスやキーボードなどの操作デバイスによって、3つの障害物203を避けつつ移動体2を移動させる軌跡を描いてもよい。以下では、表示部11がタッチパネルを備える場合について説明する。
すなわち、制約条件には、障害物の位置と、経路の許容幅とに基づく条件が含まれる。
このように座標系が互いに異なる場合には、経路指定操作受付部102は、経路指定操作によって得られた座標群の座標系を、地図情報の座標系に変換する。
ここで、情報量圧縮前の経路画像とは、経路指定操作受付部102が生成した経路情報20に基づく軌跡の画像である。つまり、情報量圧縮前の経路画像とは、利用者が表示部11をなぞることにより得られた軌跡である。上述したように、経路情報20は、利用者の指204の表示部11上の座標を、所定の時間間隔でサンプリングすることにより得られる情報である。このため、経路情報20は、サンプリングの時間間隔によっては、移動体2の移動経路を示すための座標情報としては、情報量が過多である場合がある。
情報量圧縮後の経路画像とは、経路情報20の情報量が圧縮されたのちの圧縮後経路情報21に基づく軌跡の画像である。
経路画像出力部104は、経路指定操作受付部102が生成した経路情報20に基づく軌跡を、表示部11に表示させる。これにより、利用者は、表示部11に表示される画像により、自身が表示部11をなぞった軌跡(すなわち、移動体2の移動経路)を確認することができる。
経路指定操作受付部102は、生成した経路情報20を経路情報処理部103に供給する。
経路情報処理部103は、経路指定操作受付部102が出力する経路情報20について、その情報量が圧縮された圧縮後経路情報21を生成する。経路情報処理部103は、生成した圧縮後経路情報21を経路画像出力部104に供給する。
操作検出部14は、利用者による地図情報更新操作を検出してもよい。地図情報更新操作とは、地図情報に含まれていない新たな障害物203を登録したり、地図情報に含まれる障害物203の位置や大きさを変更したりする操作である。
なお、最新の地図情報がネットワーク(例えば、インターネット)経由で提供される場合がある。この場合には、経路情報生成装置10は、ネットワーク通信部(不図示)を備えていてもよい。地図情報更新部108は、ネットワーク通信部が受信する最新の地図情報に基づいて、地図情報記憶部13に記憶されている地図情報を更新する。
図5は、本実施形態の経路情報処理部103の機能構成の一例を示す図である。経路情報処理部103は、経路情報取得部1031と、経路情報圧縮部1032と、判定部1033と、出力部1034と、圧縮制御部1035とを、その機能部として備える。
経路情報圧縮部1032は、経路情報20の情報量を圧縮して圧縮後経路情報21を生成する。
より具体的には、経路情報圧縮部1032は、経路情報取得部1031が取得する経路情報20に含まれる複数の地点の座標情報のうち、所定の圧縮程度によって一部の地点の座標情報を除外することにより、経路情報20の情報量を圧縮した圧縮後経路情報21を生成する。
なお、経路の精密さとは、例えば、利用者が設定した経路(圧縮前の経路情報20が示す経路)と、圧縮後経路情報21が示す経路との一致度をいう。
(1)同図[A]に示すように、与えられた経路情報20について、開始点(第1地点Ps)と、終了点(第2地点Pg)とを接続する直線を基準線Lbとする。
(2)中間地点Pnの基準線Lbに対する距離Dtを、中間地点Pnごとに求める。例えば、中間地点P1について、距離Dt1を求める。中間地点P10について、距離Dt10を求める。
(3)各中間地点Pnのうち、距離Dtが最も大きい中間地点Pnを求める。同図[A]に示す一例では、中間地点P4の距離Dt4が最も大きい。
(4)最も距離Dtが大きい中間地点Pn(例えば、中間地点P4)について、距離Dtの大きさと許容距離εとを比較する。距離Dtが許容距離εよりも大きければ、その中間地点Pn(例えば、中間地点P4)を残す。この一例では、中間地点P4の距離Dt4は、許容距離εよりも大きいとして、中間地点P4を残す。
なお、もし距離Dtが許容距離ε以下であれば、その中間地点Pnを削除する。
(5)残された中間地点P4を区分点にして、第1地点Psと中間地点P4との間を第1区間Sc1とし、中間地点P4と第2地点Pgとの間を第2区間Sc2とする。区間Scごとに、基準線Lbを設定する。例えば、中間地点P4と第2地点Pgとの間を第2区間Sc2について、中間地点P4と第2地点Pgと接続する直線を基準線Lb2とする(同図[C])。
(6)各区間Scごとに距離Dtが許容距離εよりも大きい中間地点Pnがなくなるまで、上述の(2)~(5)を再帰的に繰り返す。
つまり、上述の圧縮アルゴリズムによれば、圧縮程度(例えば、許容距離ε)を変化させることにより、圧縮後経路情報21に残る中間地点Pnの個数を変化させることができる。
この一例においては、圧縮後経路情報21は、第1地点Psと第2地点Pgとを直線で接続した経路を示す。
この一例においては、圧縮後経路情報21は、第1地点Psと中間地点P4とを直線で結んだ第1区間Sc1と、中間地点P4と第2地点Pgとを直線で結んだ第2区間Sc2とによって経路を示す。
この一例においては、圧縮後経路情報21は、第1地点Psと中間地点P4とを直線で結んだ第1区間Sc11と、中間地点P4と中間地点P8とを直線で結んだ第21区間Sc21と、中間地点P8と第2地点Pgとを直線で結んだ第22区間Sc22とによって経路を示す。
ここでいう制約条件とは、圧縮後経路情報21が示す経路が障害物203を回避できているという条件である。
この結果、表示部11には、制約条件を満たした移動経路の経路画像が表示される。
次に図7を参照して、端末装置1の動作の一例について説明する。
図7は、本実施形態の端末装置1の動作の一例を示す図である。
(ステップS120)端末装置1は、利用者による経路指定操作を受け付ける(図4を参照)。
なお、端末装置1は、経路情報20が示す経路が、障害物を回避できていない場合には、ステップS120の経路指定操作を再度行うように利用者に促すように構成されていてもよい。
(ステップS141)経路情報取得部1031は、経路情報20を取得し、取得した経路情報20を経路情報圧縮部1032に供給する。圧縮制御部1035は、経路情報圧縮部1032による圧縮程度(圧縮閾値)を十分に大きい値に設定する。
(ステップS142)経路情報圧縮部1032は、設定された圧縮閾値によって、経路情報20の情報量を圧縮する。この結果、図6[B]に示すように、圧縮後経路情報21には、第1地点Psと第2地点Pgとの2点のみの座標情報が残される。
なお、ここで、経路画像出力部104は、圧縮後経路情報21が示す経路画像を表示部11に表示させてもよい。
判定部1033は、経路が障害物と衝突している(つまり、制約条件を満たしていない)と判定した場合(ステップS143;YES)には、処理をステップS144に進める。判定部1033は、経路が障害物と衝突していない(つまり、制約条件を満たしている)と判定した場合(ステップS143;NO)には、処理をステップS145に進める。
図11に示す一例においては、圧縮後経路情報21が示す経路は、第1地点Psと中間地点P4とを結ぶ第1区間Sc1と、中間地点P4と第2地点Pgとを結ぶ第2区間Sc2とを有する経路205cとなる。
同図に示す経路205cは、障害物203cを回避できているものの、障害物203bに衝突している。この場合、判定部1033は、経路205cが制約条件を満たしていないと判定する。この場合には、圧縮制御部1035は、圧縮閾値をさらに低下させて再設定し、処理をステップS142に戻す。
このように、経路が障害物を回避できているか否かが、区間Scによって異なる場合がある。判定部1033は、区間Scごとに、制約条件を満たすか否かを判定する。
ここで、区間Scとは、圧縮後経路情報21に含まれる地点の数に基づいて経路が分割された、経路の一部のことをいう。
この場合、圧縮制御部1035は、判定部1033が制約条件を満たさないと判定した区間について、圧縮程度を変更して、圧縮後経路情報21を再生成させる。
例えば、図11に示す一例では、圧縮制御部1035は、第2区間Sc2について、圧縮程度を変更して、圧縮後経路情報21を再生成させる。
同図に示す経路205dは、地図画像に含まれるすべての障害物203を回避できている。この場合、判定部1033は、経路205dが制約条件を満たしていないと判定する。この場合には、圧縮制御部1035は、圧縮後経路情報21を確定し、確定した圧縮後経路情報21を出力部1034から出力させる。
この結果、表示部11には、確定された圧縮後経路情報21に基づく経路(つまり、情報量が圧縮され、かつ、障害物を回避可能な経路)が表示される。
また、端末装置1は、確定された圧縮後経路情報21を送信部(不図示)を介して移動体2に送信してもよい。
このように構成することにより、圧縮制御部1035は、圧縮閾値を比較的高く設定して圧縮後経路情報21の情報量を比較的少なくしつつ、圧縮後経路情報21が示す経路の精密さが低下しすぎないようにして、圧縮閾値を設定することができる。
図13は、本実施形態の経路の制約条件の第1の変形例を示す図である。
同図に示すように、障害物203の位置の情報は与えられているが、障害物203の大きさの情報までは与えられていない場合がある。このような場合には、圧縮制御部1035は、移動体2の大きさに応じた半径rに基づいて、圧縮閾値(許容距離ε)を設定してもよい。
このように構成することにより、経路情報生成装置10は、障害物203の大きさの情報までは与えられていない場合であっても、障害物203に衝突しにくい経路を示す圧縮後経路情報21を生成することができる。つまり、経路情報生成装置10は、情報量の低減と経路の精密さとを両立させた圧縮後経路情報21を生成することができる。
図14は、本実施形態の経路の制約条件の第2の変形例を示す図である。
移動体2に与えられた経路情報が示す障害物の位置・大きさと、実際の障害物403の位置・大きさとが異なる場合がある。この場合、移動体2は、与えられた経路情報に基づいて移動すると、実際の障害物403と衝突するおそれがある。このため、移動体2は、レーダー、ライダー、センサ、カメラなどのデバイスによって障害物403を検出し、障害物403を回避するように経路を変更する、移動速度を低下させる、停止するなどの自律制御する機能を備えている場合がある。
障害物情報取得部105は、移動体2が送信する障害物情報を取得する。障害物情報には、移動体2が観測した障害物の位置や大きさを示す情報が含まれる。
地図情報更新部108は、障害物情報取得部105が取得する障害物情報が示す障害物203の位置の情報に基づいて、地図情報を更新する。
障害物情報取得部105は、経路情報20に基づいて移動する移動体が移動した結果得られる障害物203の位置の情報を取得する。
障害物情報取得部105は、取得した障害物情報を地図情報更新部108に供給する。
地図情報更新部108は、障害物情報取得部105が取得する障害物203の位置の情報に基づいて、地図情報を更新する。
このように構成された経路情報生成装置10によれば、地図情報の精度や鮮度を自動的に向上させることができる。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、DVD(Digital Versatile Disc)等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
Claims (8)
- 障害物を回避する制約条件に従って第1地点から第2地点に移動する経路が、前記経路上のそれぞれの地点の座標情報を前記経路に沿った順に接続することにより表現される経路情報を取得する経路情報取得部と、
前記経路情報取得部が取得する前記経路情報に含まれる複数の地点の前記座標情報のうち、所定の圧縮程度によって一部の地点の前記座標情報を除外することにより、前記経路情報の情報量を圧縮した圧縮後経路情報を生成する経路情報圧縮部と、
前記経路情報圧縮部が生成した前記圧縮後経路情報に含まれる複数の地点を順に接続した経路が、前記制約条件を満たすか否かを判定する判定部と、
前記判定部による判定結果に基づいて、前記圧縮程度を変更して前記圧縮後経路情報を再生成させる圧縮制御部と、
前記圧縮後経路情報が示す経路が前記制約条件を満たすと判定された場合に、当該圧縮後経路情報を出力する出力部と、
を備える経路情報生成装置。 - 前記圧縮程度の初期値は、前記制約条件を満たすと判定される前記経路情報の圧縮の程度よりも高く、
前記圧縮制御部は、前記圧縮程度を前記初期値よりも下げて、前記圧縮後経路情報を再生成させる
請求項1に記載の経路情報生成装置。 - 前記判定部は、前記圧縮後経路情報に含まれる地点の数に基づいて経路が分割された区間ごとに、前記制約条件を満たすか否かを判定し、
前記圧縮制御部は、前記判定部が前記制約条件を満たさないと判定した前記区間について、前記圧縮程度を変更して、前記圧縮後経路情報を再生成させる
請求項1または請求項2に記載の経路情報生成装置。 - 前記制約条件とは、前記障害物の位置と大きさとに基づく条件である
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の経路情報生成装置。 - 前記制約条件とは、前記障害物の位置と、前記経路の許容幅とに基づく条件である
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の経路情報生成装置。 - 前記経路情報に基づいて移動する移動体が移動した結果得られる障害物の位置の情報を取得する障害物情報取得部と、
前記障害物情報取得部が取得する前記障害物の位置の情報に基づいて、前記制約条件を更新する地図情報更新部と、
を備える請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の経路情報生成装置。 - コンピュータが、障害物を回避する制約条件に従って第1地点から第2地点に移動する経路が、前記経路上のそれぞれの地点の座標情報を前記経路に沿った順に接続することにより表現される経路情報を取得することと、
コンピュータが、取得された前記経路情報に含まれる複数の地点の前記座標情報のうち、所定の圧縮程度によって、一部の地点の前記座標情報を除外することにより、前記経路情報の情報量を圧縮した圧縮後経路情報を生成することと、
コンピュータが、生成された前記圧縮後経路情報に含まれる複数の地点を順に接続した経路が、前記制約条件を満たすか否かを判定することと、
コンピュータが、前記判定の結果に基づいて、前記圧縮程度を変更して、前記圧縮後経路情報を再生成させることと、
コンピュータが、前記圧縮後経路情報が示す経路が前記制約条件を満たすと判定された場合に、当該圧縮後経路情報を出力することと、
を有する経路情報生成方法。 - コンピュータに、
障害物を回避する制約条件に従って第1地点から第2地点に移動する経路が、前記経路上のそれぞれの地点の座標情報を前記経路に沿った順に接続することにより表現される経路情報を取得することと、
取得された前記経路情報に含まれる複数の地点の前記座標情報のうち、所定の圧縮程度によって、一部の地点の前記座標情報を除外することにより、前記経路情報の情報量を圧縮した圧縮後経路情報を生成することと、
生成された前記圧縮後経路情報に含まれる複数の地点を順に接続した経路が、前記制約条件を満たすか否かを判定することと、
前記判定の結果に基づいて、前記圧縮程度を変更して、前記圧縮後経路情報を再生成させることと、
前記圧縮後経路情報が示す経路が前記制約条件を満たすと判定された場合に、当該圧縮後経路情報を出力することと、
を実行させるためのプログラム。
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