JP7488178B2 - Mobile object control system and mobile object control method - Google Patents
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Description
本発明は、移動体管制システム及び移動体管制方法に関し、移動体が空間内を移動するための経路を生成して移動体の移動を管理する移動体管制システム及び移動体管制方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a mobile object control system and a mobile object control method, and is suitable for use in a mobile object control system and a mobile object control method that generate a route for a mobile object to move through space and manage the movement of the mobile object.
近年、自動化による生産性の向上や労働人口の減少を補うために、ロボットの利活用が進んでいる。ビル等の建物内においても、案内や荷物運搬などの多種の目的で、自律移動可能な移動体（ロボット）の導入が始まっている。そのため、将来的には、同一の建物内で多種類のロボットが混在して稼働する状況が予想される。 In recent years, the use of robots has been increasing to improve productivity through automation and to compensate for the decline in the working population. Autonomous mobile objects (robots) have also begun to be introduced within buildings for a variety of purposes, such as providing guidance and transporting luggage. Therefore, in the future, it is expected that many different types of robots will be operating together in the same building.
従来技術として、例えば特許文献１には、ユーザが任意に選択した位置情報を教示することができ、かつ、教示された位置情報に基づいてユーザが移動先を指定した場合に、指定された移動先に自律移動する、自律移動型ロボット及びその制御システムが開示されている。
As a conventional technique, for example,
しかしながら、特許文献１では、同一種類の自律移動型ロボットの存在のみが考慮されており、多種類の自律移動型ロボット（移動体）が混在する環境を考慮していない。そのため、仕様が異なる多種類の移動体が混在する環境では、移動体の種類ごとに制御システムを構築する必要があり、工数やコストが嵩むという問題があった。
However, in
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、多種類の移動体が混在する環境であっても、各移動体の制御に要する工数及びコストを低減することが可能な移動体管制システム及び移動体管制方法を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and aims to propose a mobile object control system and a mobile object control method that can reduce the labor and costs required to control each mobile object, even in an environment where many different types of mobile objects coexist.
かかる課題を解決するため本発明においては、複数種類の移動体の所定空間における移動を伴うサービスを提供する移動体管制システムであって、前記所定空間における共通地図として用意された１以上の管理用地図と、それぞれの前記移動体の制御に利用可能な移動体用地図の集合である１以上の環境地図と、前記所定空間における複数のノードを前記管理用地図上の位置情報を用いて管理するノード情報と、前記サービスの提供において移動させる第１の前記移動体の経路を前記管理用地図上で生成する大域的経路生成部と、前記環境地図を前記管理用地図上にマッピングする地図マッピング部と、前記大域的経路生成部によって生成された前記経路と前記地図マッピング部によってマッピングされた前記環境地図との重なりに基づいて、前記経路を含む前記環境地図をローカル環境地図として選別し、それぞれの前記ローカル環境地図における前記第１の移動体の目的地とするローカル目的地を前記ノード情報で管理する前記複数のノードのうちから設定し、前記ローカル環境地図と当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地との組み合わせを出力するローカル目的地生成部と、前記ローカル目的地生成部によって出力された組み合わせに基づいて、前記第１の移動体を制御する移動体制御部に前記ローカル環境地図及び前記ローカル目的地を伝達する移動管理部と、を備え、前記移動体制御部は、前記移動管理部から伝達された前記ローカル環境地図を用いて、当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地に前記第１の移動体を移動させる移動体管制システムが提供される。 In order to solve such problems, the present invention provides a mobile object control system that provides a service involving the movement of multiple types of mobile objects in a specified space, comprising one or more management maps prepared as a common map in the specified space, one or more environmental maps that are a collection of mobile object maps that can be used to control each of the mobile objects, node information that manages multiple nodes in the specified space using position information on the management map, a global route generation unit that generates a route on the management map for a first mobile object that is to be moved in the provision of the service, a map mapping unit that maps the environmental map onto the management map, and a route generation unit that generates a route on the management map for a first mobile object that is to be moved in the provision of the service based on an overlap between the route generated by the global route generation unit and the environmental map mapped by the map mapping unit. A mobile object control system is provided that includes a local destination generation unit that selects the environmental map including a road as a local environmental map, sets a local destination in each of the local environmental maps to be the destination of the first moving object from among the plurality of nodes managed by the node information, and outputs a combination of the local environmental map and the local destination in the local environmental map, and a mobility management unit that transmits the local environmental map and the local destination to a mobile object control unit that controls the first moving object based on the combination output by the local destination generation unit, and the mobile object control unit uses the local environmental map transmitted from the mobility management unit to move the first moving object to the local destination in the local environmental map.
また、かかる課題を解決するため本発明においては、複数種類の移動体の所定空間における移動を伴うサービスを提供する移動体管制システムによる以下の移動体管制方法が提供される。なお、前記移動体管制システムは、前記所定空間における共通地図として用意された１以上の管理用地図と、それぞれの前記移動体の制御に利用可能な移動体用地図の集合である１以上の環境地図と、前記所定空間における複数のノードを前記管理用地図上の位置情報を用いて管理するノード情報と、を保持するシステム部を有する。そして本移動体管制方法は、前記システム部が、前記サービスの提供において移動させる第１の前記移動体の経路を前記管理用地図上で生成する第１のステップと、前記システム部が、前記環境地図を前記管理用地図上にマッピングする第２のステップと、前記システム部が、前記第１のステップで生成された前記経路と前記第２のステップでマッピングされた前記環境地図との重なりに基づいて、前記経路を含む前記環境地図をローカル環境地図として選別し、それぞれの前記ローカル環境地図における前記第１の移動体の目的地とするローカル目的地を前記ノード情報で管理する前記複数のノードのうちから設定し、前記ローカル環境地図と当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地との組み合わせを出力する第３のステップと、前記システム部が、前記第３のステップで出力された組み合わせに基づいて、前記第１の移動体を制御する移動体制御部に前記ローカル環境地図及び前記ローカル目的地を伝達する第４のステップと、前記移動体制御部が、前記第４のステップで伝達された前記ローカル環境地図を用いて、当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地に前記第１の移動体を移動させる第５のステップと、を備える。 To solve the above problems, the present invention provides the following mobile object control method by a mobile object control system that provides services involving the movement of multiple types of mobile objects in a specified space. The mobile object control system has a system unit that holds one or more management maps prepared as a common map in the specified space, one or more environmental maps that are collections of mobile object maps that can be used to control each of the mobile objects, and node information that manages multiple nodes in the specified space using position information on the management maps. The mobile object control method includes a first step in which the system unit generates, on the management map, a route for the first mobile object to be moved in the provision of the service; a second step in which the system unit maps the environmental map onto the management map; a third step in which the system unit selects the environmental map including the route as a local environmental map based on an overlap between the route generated in the first step and the environmental map mapped in the second step, sets a local destination to be the destination of the first mobile object in each of the local environmental maps from among the multiple nodes managed by the node information, and outputs a combination of the local environmental map and the local destination in the local environmental map; a fourth step in which the system unit transmits the local environmental map and the local destination to a mobile object control unit that controls the first mobile object based on the combination output in the third step; and a fifth step in which the mobile object control unit moves the first mobile object to the local destination in the local environmental map using the local environmental map transmitted in the fourth step.
本発明によれば、多種類の移動体が混在する環境であっても、各移動体の制御に要する工数及びコストを低減することができる。 The present invention makes it possible to reduce the labor and costs required to control each moving object, even in an environment where many different types of moving objects coexist.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳述する。 The following describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings.
（１）構成
図１は、本発明の一実施形態に係る移動体管制システム１のハードウェア構成例を示す図である。本実施形態に係る移動体管制システム１は、ビル等の空間内に多種の自律移動型ロボット等の移動体が混在する環境を対象として好適なものである。
1 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a mobile
図１に示したように、移動体管制システム１においては、コンピュータ１１，１２が、機器間の通信を行う通信装置１３を介して、移動体１４及びビル内機器１５と通信可能に接続されて構成される。
As shown in FIG. 1, the mobile
コンピュータ１１は、移動体管制システム１の管理者が操作するサーバとしてのコンピュータであって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算装置及び制御装置、記憶装置、及び入出力装置を有する。記憶装置には、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）、ＳＲＡＭ（Static RAM）、またはレジスタ等が含まれ、入出力装置には、スイッチ、キーボード、またはマウス等の入力デバイスや、ディスプレイまたはプリンタ等の出力デバイスが含まれる。
The
コンピュータ１２は、移動体管制システム１の利用者（ユーザ）が保持するクライアントとしてのコンピュータであって、具体的には例えば、タブレットやスマートフォン等の端末である。コンピュータ１２のハードウェア構成は、コンピュータ１１に類すると考えてよい。移動体管制システム１の利用者（ユーザ）は、コンピュータ１２や移動体１４における所定の入力画面等に対する操作を介して、移動体１４の所定空間（例えばビル内）における移動を伴うサービスの提供を移動体管制システム１に要求する。
通信装置１３は、機器間の通信が可能なネットワークを提供する装置であり、本実施形態ではネットワークと読み替えてもよい。通信装置１３が提供するネットワークは、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）である。
The
移動体１４は、移動可能なロボットや車両等であり、車輪、無限軌道、プロペラ、または脚等の移動機構を使って移動可能なロボットや車両等であり、自律移動を行うものだけでなく、人間が操縦するものも含まれる。また、ナビゲーション装置等が指示する経路に従って移動する人間も、移動体１４に含めることができる。
The
ビル内機器１５は、エレベーター、自動ドア、またはセキュリティゲート等の、ビル内に設置される機器である。
The
本実施形態において、移動体１４及びビル内機器１５はそれぞれ、複数種類の複数台が存在するとしてよい。それぞれの移動体１４は、内部または外部に自移動体を制御する制御システムを備え、この制御システムを介して少なくともサーバ側のコンピュータ１１に接続される。また、それぞれのビル内機器１５も、内部または外部に自機器を制御する制御システムを備え、この制御システムを介して少なくともサーバ側のコンピュータ１１に接続される。
In this embodiment, there may be multiple types of
以上のような構成により、移動体管制システム１において、サーバとしてのコンピュータ１１は、通信装置１３（ネットワーク）を介して、全ての移動体１４及びビル内機器１５との間で通信を行うことができる。
With the above-mentioned configuration, in the mobile
図２は、移動体管制システム１の機能構成例を示すブロック図である。図２に示したように、移動体管制システム１は、システム部１００、移動体制御部２００、及びビル内機器制御部３００から構成され、それぞれがネットワークで接続されている。
Figure 2 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the mobile
システム部１００は、コンピュータ１１と、コンピュータ１１上で動作するソフトウェアと、他のコンピュータ等の装置（コンピュータ１２、移動体１４、ビル内機器１５）と通信を行う通信装置とを用いて実現される。例えば、システム部１００が有する各機能部は、コンピュータ１１のＣＰＵがプログラムをメモリに読み出して実行することにより、それぞれの機能が実現される。
The
移動体制御部２００は、各移動体１４の内部あるいは外部に存在する制御システムのコンピュータと、当該コンピュータ上で動作するソフトウェアと、通信装置とを用いて実現される。なお、移動体制御部２００が有する機能の少なくとも一部は、例えばコンピュータ１１によって実現されてもよい。移動体制御部２００は、移動体１４と接続（内蔵を含む）されており、移動体１４の車輪等の移動機構を動作させることによって、移動体１４を移動させることができる。また、移動体１４が、ナビゲーション装置の指示によって移動する人間や、人間が操縦する車両等である場合、移動体制御部２００は、ナビゲーション装置の制御部に相当する。
The mobile
ビル内機器制御部３００は、各ビル内機器１５の内部あるいは外部に存在する制御システムのコンピュータと、当該コンピュータ上で動作するソフトウェアと、通信装置とを用いて実現される。なお、ビル内機器制御部３００が有する機能の少なくとも一部は、例えばコンピュータ１１によって実現されてもよい。ビル内機器制御部３００は、ビル内機器１５と接続（内蔵を含む）されており、ビル内機器１５の動作を制御することができる。
The building
続いて、移動体管制システム１の各部（システム部１００、移動体制御部２００、ビル内機器制御部３００）を構成する主要な機能（機能部）について説明する。各機能は、コンピュータ上で動作するソフトウェア及び関連するハードウェアによって実現される。各機能は、同一のコンピュータ上で実現してもよく、通信可能な複数のコンピュータを組み合わせて実現してもよい。また、各部における機能構成は、図２の例示に限定されるものではない。例えば、図２において、機器連携部１０７はシステム部１００が有するとしているが、ビル内機器制御部３００が有するとしてもよいし、または、システム部１００及びビル内機器制御部３００の双方が有するとしてもよい。
Next, the main functions (functional units) that make up each unit of the mobile object control system 1 (
システム部１００は、主に、移動体１４の管制を行うための機能部を有する。具体的には図２に示したように、システム部１００は、全体制御部１０１、大域的経路生成部１０２、位置情報変換部１０３、地図マッピング部１０４、ローカル目的地生成部１０５、移動管理部１０６、機器連携部１０７、リソース管理部１０８、入出力部１０９、及びシステム通信部１１０を有する。また、システム部１００は、データとして、管理用地図１５１、環境地図１５２、ノード情報１５３、空間混雑情報１５４、移動体ログ１５５、及びビル内機器ログ１５６を少なくとも有する。これらのデータは、システム部１００を構成するコンピュータ１１上（あるいは、コンピュータ１１に接続される外部ストレージ空間等）に、データベースまたはファイルとして保存される。なお、ここで説明するデータは、システム部１００のマスタデータに相当する。各機能部が入出力時に一時的に使用するデータについては、各機能部の説明のなかで述べる。
The
移動体制御部２００は、各移動体１４を制御するための機能部を有する。具体的には図２に示したように、移動体制御部２００は、環境認識部２０１、自律移動部２０２、及び移動体通信部２０３を有する。また、移動体制御部２００は、データとして、ローカル環境地図２５１、ローカルノード情報２５２、及びローカル目的地２５３を少なくとも有する。これらのデータは、移動体制御部２００を構成するコンピュータ上（あるいは当該コンピュータに接続される外部ストレージ空間等）にデータベースまたはファイルとして保存される。なお、ここで説明するデータは、移動体制御部２００のマスタデータに相当し、各機能が入出力に一時的に使用するデータについては、各機能部の説明のなかで述べる。
The mobile
ビル内機器制御部３００は、ビル内に設置された各ビル内機器１５を制御するための機能部を有する。具体的には図２に示したように、ビル内機器制御部３００は、機器制御部３０１及び機器通信部３０２を有する。また、図示は省略したが、ビル内機器制御部３００は、その他必要に応じてデータを有する。
The building
（２）機能
以下では、移動体管制システム１を構成する上記の各機能（機能部）について、詳しく説明する。
(2) Functions Below, each of the above-mentioned functions (functional units) constituting the mobile
（２－１）システム部１００
まず、システム部１００を構成する機能について説明する。
(2-1)
First, the functions constituting the
全体制御部１０１は、システム部１００における全体的な制御処理を行う。例えば、全体制御部１０１は、後述する移動体管制システム１による処理のなかで、各機能部による処理の実行を制御したり、システム部１００が保持するデータや出力情報の更新等を行ったりする。より具体的には、全体制御部１０１は、所定周期ごとに移動体１４やビル内機器１５からログを収集して移動体ログ１５５やビル内機器ログ１５６を更新したり、入出力部１０９によって出力される表示画面上で移動体１４の位置が表示される場合に、移動体１４の移動に伴って現在位置の表示を更新したりすることができる。なお、以下の説明において、処理主体を明示しない場合には、全体制御部１０１によって実行される処理と考えてもよい。
The
大域的経路生成部１０２は、単一の環境地図１５２では管理できない大規模な空間や複数フロアに跨る空間において、現在値、目的地、及び移動時刻を含む経路生成要求を入力として、管理用地図１５１を用いて、移動体１４の粗大な移動経路（以後、大域的経路）を生成する機能を提供する。後述する図６では、大域的経路生成部１０２によって生成される大域的経路の一例として、大域的経路１８１が示される。
The global
大域的経路は、移動経路上のチェックポイントとなる地点であるノードの配列やリストで表されるデータである。例えば、ビルの１階入口から３階にある３０１会議室への大域的経路を生成する場合、大域的経路生成部１０２は、ビル１階入口、１階エレベーターホール、エレベーター、３階エレベーターホール、３０１会議室入口などのように、移動経路上のチェックポイントとなるノードの配列として大域的経路を作成する。なお、本例における大域的経路生成部１０２による大域的経路の生成では、チェックポイント間の具体的な座標レベルの移動経路は生成しない。但し、座標レベルの移動経路が生成される経路生成方法を用いて経路を算出し、その経路が経由するチェックポイントを抽出することによって、大域的経路を算出してもよい。ノードを設置する粒度や間隔は上記例に限定されるものではなく、より近い距離で設置してもよい。例えば、エレベーターホールに関するチェックポイントとして、１階エレベーターホール入口、１階エレベーターホール待機場所、１階エレベーターホールカゴ搭乗位置等のように、より細かくノードを設置してもよい。
A global route is data represented by an array or list of nodes that are checkpoints on a moving route. For example, when generating a global route from the first floor entrance of a building to
位置情報変換部１０３は、管理用地図１５１と環境地図１５２との間で座標変換を行う機能を提供する。例えば、管理用地図１５１上の座標で記録されたノードの位置を環境地図１５２上の座標へと変換する際に、位置情報変換部１０３が用いられる。位置情報変換部１０３は、例えば、予め座標の交換式を算出して変換モデルとして保持しておくことによって座標変換を行うとしてもよいし、また例えば、複数のノードの関係性から機械的に拡大、縮小、回転、平行移動等の基本的な図形処理を組み合わせて、地図間の関係性を推定することによって座標の変換処理を生成する等であってもよい。
The location
地図マッピング部１０４は、管理用地図１５１上に環境地図１５２をマッピングする機能を提供する。例えば、地図マッピング部１０４は、位置情報変換部１０３を呼び出して、環境地図１５２に含まれる範囲を管理用地図１５１上の位置に変換することにより、管理用地図１５１の座標によって環境地図１５２の範囲を判断できるように処理する。
The
ローカル目的地生成部１０５は、大域的経路生成部１０２が出力する大域的経路の経路上に存在する環境地図１５２を抽出し、各環境地図１５２と各環境地図１５２上の目的地との組み合わせを、ローカル環境地図とローカル目的地との組み合わせとして、当該組み合わせによるリストを出力する。すなわち、ローカル目的地生成部１０５は、大域的経路の経路上のローカル目的地と、当該ローカル目的地が存在するローカル環境地図とを組み合わせたリストを出力する。
The local
移動管理部１０６は、ローカル目的地生成部１０５が出力するローカル環境地図とローカル目的地とのリストを管理し、移動体１４がローカル目的地に到達した場合には、上記リストに基づいて次のローカル環境地図及びローカル目的地を移動体制御部２００に伝達して、ローカル環境地図とローカル目的地の差し替えを行う。
The
機器連携部１０７は、ビル内機器１５との連携を行う機能を提供する。例えば、ビル内機器１５であるエレベーターとの連携において、機器連携部１０７は、エレベーターのカゴ呼びの実行、カゴ位置の通知、カゴの到着通知、ドア開閉状態の通知、カゴへの搭乗の実行、またはエレベーターに関する各機能を使用する権限の管理等の機能を提供する。また、機器連携部１０７は、カゴ待ちの待機位置情報、搭乗の待機位置情報、及び、搭乗あるいは下車のための位置情報等を提供する。
The
リソース管理部１０８は、各移動体１４やビル内機器１５が利用可能であるか否かなどの情報を管理するとともに、ユーザから移動体１４の所定空間における移動を伴うサービスの提供が要求されたときに、どの移動体１４を用いてサービスを提供するかを判断する。
The
入出力部１０９は、ユーザ向けにＧＵＩ（Graphical User Interface）等のインタフェースを提供する。入出力部１０９は、例えば、アプリケーションソフトウェアやアプリケーションソフトウェアの表示を行うディスプレイや、アプリケーションソフトウェアの操作を行うマウス、キーボード、タッチパネル、その他センサの組み合わせによって実現される。アプリケーションソフトウェアとしての入出力部１０９は、例えば、ユーザが保持するコンピュータ１２や移動体１４のディスプレイ等に対して、管理用地図１５１を基にした地図を表示し、さらに当該表示地図内に、移動体１４やビル内機器１５の位置情報や混雑情報等を表示する。また、入出力部１０９は、移動体１４やビル内機器１５の状態情報等を表示するようにしてもよい。また入出力部１０９は、利用サービスや目的地を選択して、目的地まで移動体１４を移動させるユーザによる操作を入力として受け付け、当該入力に応じて、移動体を実際に移動させる制御をシステム部１００に要求する。例えば、入出力部１０９は、アプリケーションソフトウェア上に表示された地図上においてユーザに現在値、目的地、及び時刻を入力させ、これらの入力された情報に基づく経路生成要求を作成して、大域的経路生成部１０２に入力し、大域的経路の生成を行わせる。なお、例えば全体制御部１０１が、入出力部１０９とシステム部１００の他の機能部とのやり取りを仲介するようにしてもよい。
The input/
システム通信部１１０は、システム部１００が移動体制御部２００またはビル内機器制御部３００との間で通信を行うための機能、言い換えれば、装置間や機器間での通信を行うための機能を提供する。システム通信部１１０は、通信装置及び通信ソフトウェアによって構成される。
The
（２－２）移動体制御部２００
次に、移動体制御部２００を構成する機能について説明する。
(2-2) Mobile
Next, the functions constituting the mobile
環境認識部２０１は、カメラ、レーダ、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）、または位置情報を含むビーコンの受信機等のセンサを用いて、移動体１４の自己位置を推定する機能を提供する。移動体１４が自律移動型ロボットである場合には、環境認識部２０１は、カメラやレーダなどのセンサの情報を用いて、周囲の環境地図を構築する機能も有する。上述した移動体１４の自己位置を推定する機能、及び周囲の環境地図を構築する機能には、例えば公知のＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）と呼ばれる技術を利用することができる。前述したように、環境認識部２０１によって構築された周囲の環境地図は、システム部１００に送信されて環境地図１５２に追加されてもよい。
The
自律移動部２０２は、ローカル環境地図２５１の範囲で指定した位置までの経路を生成し、当該生成した経路に沿って、環境認識部２０１によって検知される障害物に対する回避行動を行いながら、移動体１４の車輪等の移動機構を制御して、移動体１４を自律移動させる機能を提供する。
The
移動体通信部２０３は、システム通信部１１０や機器通信部３０２、または他の移動体１４の移動体通信部２０３等との通信を行うための機能を提供する。移動体通信部２０３は、通信装置及び通信ソフトウェアで構成される。
The
（２－３）ビル内機器制御部３００
次に、ビル内機器制御部３００を構成する機能について説明する。
(2-3) Building
Next, the functions constituting the building
機器制御部３０１は、ビル内機器制御部３００が制御対象とする各ビル内機器１５を制御する機能を提供する。機器制御部３０１は、具体的には例えば、エレベーターの配車やドア開閉を行うエレベーター制御装置、セキュリティゲートの入退館許可の認証や開閉を行うセキュリティゲート制御装置、または自動ドアの開閉を行う自動ドア制御装置等に相当する。また、機器制御部３０１は、機器通信部３０２を介してビル内機器制御部３００の外部（例えば、システム部１００）から受信した指示に従って、ビル内機器１５の制御を行うことができる。
The
機器通信部３０２は、システム通信部１１０や移動体通信部２０３、または他のビル内機器１５の機器通信部３０２等との通信を行うための機能を提供する。機器通信部３０２は、通信装置及び通信ソフトウェアで構成される。
The
（３）データ
以下では、移動体管制システム１が利用するデータについて、詳しく説明する。なお、説明の都合上、各データは一例を示すが、実際のデータはこの一例に限定されるものではない。例えば、テーブル形式で記載されたデータは、実際にはデータベースの正規化等により、異なるテーブル構成でデータを保持してもよい。また、テーブル以外の形式、例えばＫＶＳ（Key-Value Store）等の形式で、データを保持してもよい。また、以下に説明するデータは、マスタデータとして保持する必要最低限のデータであり、実際は、必要に応じて他のデータや中間処理用のデータの作成も行われる。
(3) Data The data used by the mobile
管理用地図１５１は、空間の形状や構造、移動体１４の位置情報や大域的経路１８１の探索を行うために使用する地図データである。管理用地図１５１は、移動体管制システム１が管理する所定空間における共通地図として用意される地図であって、通常、基となるデータと、少なくとも１種類の構造化データとによって構成される。
The
図３は、管理用地図１５１の一例を示す図である。図３の場合、管理用地図１５１は一例として、基となるデータである建築モデルデータ１５０１と、構造化データであるメッシュ地図１５０２及びネットワーク地図１５０３と、から構成されている。
Figure 3 is a diagram showing an example of a
建築モデルデータ１５０１は、複数の建築モデルパーツを内包するデータである。建築モデルパーツは、ビルなどの建築物を構成する建材や、エレベーターなどの設備を示すデータであり、建築モデルパーツを構成する情報は、少なくとも２Ｄ（２次元）または３Ｄ（３次元）の形状データを含み、仕様、型番、製造者等の任意の付随情報を含んでもよい。例えば、図３の建築モデルデータ１５０１では、床１５１１、壁１５１２、ドア１５１３、部屋１５１４、及びエレベーター１５１５等の建築モデルパーツを識別できる情報が設定されている。
The
なお、管理用地図１５１を構成する建築モデルデータには、ＢＩＭ（Building Information Modeling）データも含まれる。また、管理用地図１５１は、上記以外にも、基となるデータとして、形状のみを保持する建築物用の設計用データであるＣＡＤ（Computer Aided Design）データや、建築物の館内案内用のフロアマップの画像データ等を用いてもよい。また、管理用地図１５１は、移動体１４の環境認識部２０１が作成する環境地図を、基となるデータとして利用してもよい。
The architectural model data constituting the
メッシュ地図１５０２は、建築部の構造をメッシュに分割し、メッシュ単位で、通行の可否、通行コスト、設置機器等の属性等を設定した地図である。ネットワーク地図１５０３は、建築物の構造をノード及びリンクで構成されるグラフ構造として表現した地図である。管理用地図１５１を構成する構造化データとしては、メッシュ地図１５０２やネットワーク地図１５０３の他に、メッシュ内にネットワーク地図を階層的に構成したメッシュ・ネットワーク階層地図等を用いてもよい。また、上記した複数種類の各構造化データを組み合わせて用いてもよい。
The
なお、システム部１００は、１つの建築物について管理用地図１５１を保持することに限定されず、複数の異なる建築物について管理用地図１５１を保持するようにしてもよい。このとき、システム部１００に保持される管理用地図１５１は、全てが同種の管理用地図である必要はなく、例えば建築物ごとに異なる種類の管理用地図であってもよい。異なる建物を異なる種類の管理用地図１５１で管理する場合には、建築物と管理用地図との対応を特定するために、管理用地図１５１を一意に特定可能な識別子（管理用地図ＩＤ）と、管理用地図１５１で示される建築物の名称（建築物名称）と、対応する管理用地図１５１とを、関連付けて保存するようにすればよい。管理用地図ＩＤには、例えば数値や文字列を設定すればよく、建築物名称には、例えば建築物の省略名称を表す文字列を用いればよい。このように関連付けを保存することにより、管理用地図ＩＤまたは建築物名称から、対応する管理用地図１５１を特定することができる。
The
環境地図１５２は、システム部１００が管理用地図１５１とは別に保持する地図情報であって、移動体１４の制御に利用可能な地図の集合である。環境地図１５２は、予め作成された地図だけでなく、移動体１４（移動体制御部２００）等によって随時作成される地図を含んでよい。例えば、自律移動型ロボットによる移動体１４を制御する移動体制御部２００の環境認識部２０１が、センサのセンシング情報に基づいて自身の周囲の環境地図（ローカル環境地図２５１）を作成する場合、システム部１００は、各移動体制御部２００で作成されたローカル環境地図２５１を集約して、環境地図１５２として保持する。環境地図１５２には、例えば、三次元座標及び色情報で表される点情報をテーブルやリストに保持した、点群データを用いることができる。また、環境地図１５２は、移動体１４の種類単位で分割されたり、建築物のフロアや部屋単位で分割されたりするが、システム部１００は、これら分割された全ての環境地図１５２を保持する。一方、後述するように、移動体制御部２００は、自身が制御する移動体１４に関連する環境地図だけをローカル環境地図２５１として保持する。
The
上述したように、システム部１００には複数の環境地図１５２が保持されることから、それぞれの環境地図１５２は、管理用地図ＩＤ、環境地図種別、環境地図ＩＤ、及び接続環境地図情報と関連付けて保存されることが好ましい。
As described above, since the
管理用地図ＩＤは、管理用地図１５１の説明で前述したように、管理用地図１５１の関連付けデータでも使用される識別子（管理用地図ＩＤ）であり、管理用地図１５１を一意に特定可能な識別子である。管理用地図ＩＤに基づいて管理用地図１５１の関連付けデータを参照すれば、環境地図１５２に対応する管理用地図１５１に示される建築物も特定することができる。
As described above in the explanation of the
環境地図種別は、環境地図１５２の種別を特定する情報である。この種別には、例えば、データフォーマットを特定する情報や、当該環境地図１５２を利用する移動体１４を特定する情報などが記録される。環境地図ＩＤは、各環境地図１５２を一意に特定可能とするために付与された識別子であり、例えば数字または文字列である。
The environmental map type is information that identifies the type of the
接続環境地図情報は、当該環境地図と接続関係にある環境地図を特定するための情報であり、例えば、接続関係にある環境地図に付与された環境地図ＩＤとその接続関係とがリスト化されて記録される。接続関係としては、例えば、当該環境地図と接続先の環境地図とで重複して表される領域において同一地点（接続地点）を表す座標の差（ずれ）を記録する。システム部１００は、接続環境地図情報を予め記録しておくことにより、１つの環境地図１５２から隣接する周囲の環境地図１５２を直ちに発見することができるようになる。
The connected environment map information is information for identifying the environmental maps that are connected to the relevant environmental map, and for example, the environmental map IDs assigned to the connected environmental maps and their connection relationships are recorded in a list. As the connection relationship, for example, the difference (deviation) in coordinates representing the same point (connection point) in an area that is overlapped between the relevant environmental map and the connected environmental map is recorded. By recording the connected environment map information in advance, the
管理用地図１５１と環境地図１５２の特徴を比較すると、以下のことが言える。管理用地図１５１は、管理者や利用者向けの構造データで構成される地図であり、経路決定に利用しやすい地図である。一方、環境地図１５２は、移動体１４が利用しやすいデータで構成される地図である。環境地図１５２は、人による識別性は劣るものの、管理用地図１５１よりも多くの情報量を持つことができる。本実施形態に係るシステム部１００は、これら異なる特徴を備える管理用地図１５１及び環境地図１５２を保持し、さらに、管理用地図１５１と環境地図１５２との対応関係を示す情報を保持することにより、用途に応じて適切な地図を、容易に利用することができる。
Comparing the features of the
ノード情報１５３は、移動の経由地点等、移動体１４が移動時に認知する必要がある重要な位置地点（ノード）を記録したデータである。ノード情報１５３は、例えば、ノードＩＤ、ノード名称、ノード位置情報、ノード属性、及びノード状態を含んで構成される。
The
ノードＩＤは、各ノードを一意に特定するための数値あるいは文字列である。例えば、「ＮＯ．００１」、「ＮＯ．００２」等のように一意になるように連番を用いて定める。 The node ID is a number or a string that uniquely identifies each node. For example, it is determined using consecutive numbers so that it is unique, such as "No. 001", "No. 002", etc.
ノード名称は、各ノードを識別しやすいように定める名称である。例えば、「１階中央入口」、「１階エレベーターホール」等のように定めればよい。また、ノード名称を一意になるように設定した場合は、ノードＩＤを省略し、ノード名称のみを用いてノードを特定するようにしてもよい。 The node name is a name that is defined to make each node easy to identify. For example, it may be defined as "1st floor central entrance" or "1st floor elevator hall." Furthermore, if the node name is set to be unique, the node ID may be omitted and only the node name may be used to identify the node.
ノード位置情報は、ノードの位置を管理用地図１５１上で特定できるようにするための情報である。例えば、メッシュ地図の管理用地図１５１においては、メッシュの座標やメッシュのＩＤ等を用いる。また例えば、ネットワーク地図の管理用地図１５１においては、ネットワーク地図を構成するノードをノード情報と一致するように構成する。
The node position information is information that enables the position of the node to be identified on the
ノード属性は、ノードの位置に特殊な役割がある場合に、その役割（属性）を判断できるような属性情報を記録したデータである。例えば、エレベーターの待ち場所には、エレベーター待ち場所であることがわかる属性情報を付加する。これにより、当該ノードに到達した移動体１４は、ノード属性を参照することによって、エレベーターの到着まで待機する必要があることを判断できる。
Node attributes are data that record attribute information that allows the role (attributes) of a node location to be determined when that location has a special role. For example, attribute information that identifies it as an elevator waiting area is added to an elevator waiting area. This allows a
ノード状態は、ノードが利用可能な状態であるか否かの情報を記録したデータである。例えば、あるノードの範囲内に存在する移動体１４の数が、当該ノードの範囲内に進入可能な定数に到達している場合には、当該ノードに移動体１４が追加して進入することを回避するために、当該ノードを無効とするような情報をノード状態に記録する。また、エレベーター等のビル内機器１５がメンテナンスで使用できない状態である場合には、当該機器の待ち場所に相当するノードのノード状態を無効とする。なお、ノード状態で管理する状態は、有効、無効の２状態に限定されるものではなく、様々な状態を設定可能としてよい。例えば、あるノードの位置に人間が滞在している場合には、移動体１４を侵入させないようにする「人間優先状態」等をノード状態として設定可能にしてもよい。
The node state is data that records information about whether or not a node is available for use. For example, when the number of
空間混雑情報１５４は、ある空間内において計測された現在の混雑状況、あるいは予測される未来の混雑状況を示す情報（混雑情報）を記録したデータである。空間混雑情報１５４は、例えば、時刻情報、対象建築物情報、対象空間情報、及び混雑指標を含んで構成される。
The
上記の時刻情報は、混雑状況が計測された時刻あるいは予測する時刻を示す情報である。なお、空間混雑情報１５４として、現状の混雑情報をリアルタイムに更新するだけの場合（未来の混雑予測を行わない場合）は、時刻情報を省略してもよい。
The time information is information indicating the time when the congestion situation was measured or the time to be predicted. Note that, if the
対象建築物情報は、建築物が、建築物ごとに異なる管理用地図１５１に分割されて保存されている場合に、対象とする建築物や管理用地図１５１を特定するための情報である。例えば、対象建築物情報には、管理用地図ＩＤや建築物名称等を用いる。
The target building information is information for identifying the target building and
対象空間情報は、混雑状況を計測あるいは予測する空間を、管理用地図１５１内で特定するための情報である。例えば、メッシュ地図の管理用地図１５１に対して、メッシュ単位で混雑状況を計測あるいは予測する場合には、メッシュの座標やＩＤを対象空間情報として記録する。あるいは、複数のメッシュ単位で混雑状況を計測あるいは予測する場合には、複数のメッシュを特定できる範囲やメッシュのＩＤのリストを対象空間情報として記録する。また例えば、ネットワーク地図の管理用地図１５１に対して、ノード単位やリンク単位で混雑状況を計測あるいは予測する場合には、ノードＩＤやリンクＩＤ等、ノードまたはリンクを特定できる情報を対象空間情報として記録する。
The target space information is information for identifying the space within the
混雑指標は、対象区間における混雑状況を数値化した情報であり、例えば、単位時間あたりの平均人数や平均密度等を用いることができる。あるいは、単位時間あたりの平均人数や平均密度等をさらに正規化して加工した情報を混雑指標としてもよい。混雑指標は、カメラ解析などによるセンサ計測情報や、センサがない空間をシミュレーションによって補完した情報や、センサ情報及び過去の統計情報に基づいて予測した予測情報等を用いて算出される。 The congestion index is information that quantifies the congestion situation in the target section, and for example, the average number of people per unit time or the average density can be used. Alternatively, the congestion index can be information that is further normalized and processed from the average number of people per unit time or the average density. The congestion index is calculated using sensor measurement information from camera analysis, information supplemented by simulation for spaces without sensors, and prediction information predicted based on sensor information and past statistical information.
システム部１００は、上記のような空間混雑情報１５４を保持することにより、地図を用いた処理を実行する際に、各空間におけるより詳細な付加情報として空間混雑情報１５４を利用することで、移動体管制システム１が提供するサービスの質を高める効果に期待できる。具体的には例えば、大域的経路生成部１０２が大域的経路を生成する際に、入力された現在値、目的地、及び移動時刻に基づいて、単に最短経路の大域的経路を生成するのではなく、空間混雑情報１５４による混雑状況を考慮して大域的経路を生成するようにすることで、移動体１４を移動させた際の所要時間を精度よく見積もることができるため、移動体管制システム１は、より高品質な移動（混雑が発生しない移動や短い所要時間での移動）の制御を実現することができる。
By retaining the
移動体ログ１５５は、各移動体１４の状態を記録したログデータである。移動体ログ１５５は、例えば、移動体ＩＤ、移動体種別、管理用地図ＩＤ、位置情報、エネルギー残量、稼働状態、及び時刻情報等を含んで構成される。
The
移動体ＩＤは、各移動体１４を特定するための識別子であって、例えば、数値または文字列である。移動体種別は、当該移動体１４の種別を示す情報である。管理用地図ＩＤは、前述した通り管理用地図１５１に付された識別子であって、移動体１４が存在する建築物を特定するために、対応する管理用地図ＩＤが記録される。
The mobile unit ID is an identifier for identifying each
位置情報は、移動体１４が存在する位置を示す情報であり、管理用地図ＩＤで特定される管理用地図１５１上において当該位置を特定する形式で記録される。例えば、管理用地図ＩＤで指定された管理用地図１５１がメッシュ地図の場合には、メッシュの座標やＩＤが記録される。また、位置情報は、管理用地図１５１上における当該位置を特定する形式ではなく、環境地図１５２上における当該位置を特定する形式として保持し、必要に応じて位置情報変換部１０３を用いて適宜、管理用地図１５１上の当該位置を特定する形式に変換して用いてもよい。
The location information is information indicating the location where the
エネルギー残量は、移動体１４が動力として使うエネルギーの残量や残量の割合等を示す情報である。また、移動体１４が移動可能な距離や時間を、エネルギー残量として記録するようにしてもよい。エネルギー残量は、例えば、同一種類の複数の移動体１４が存在するときに、どの移動体１４を使ってサービスを提供するか（どの移動体１４を移動させるか）を判断する材料に利用することができる。
The remaining energy amount is information indicating the remaining amount of energy used by the
稼働状態は、移動体１４の稼働状態を示す情報であり、例えば、「稼動中」、「移動中」、「待機中」、「停止中」等が記録される。稼働状態は、移動体１４が命令を受けることができる状態であるか否か（例えば、サービスの提供のために移動させる移動体として選定可能であるか否か）を判断する材料に利用することができる。また、時刻情報は、当該ログが記録された時刻を示す情報である。
The operating state is information indicating the operating state of the
なお、移動体ログ１５５が含む情報は、上記例に限定されるものではなく、移動体１４の種類に応じて、適宜必要なデータを記録することができる。また、移動体ログ１５５を生成及び保存する方法は、特に限定されない。例えば、移動体制御部２００が、制御対象の移動体１４に関するログ情報を生成し、システム部１００が、各移動体制御部２００で生成されたログ情報を移動体通信部２０３を介して集約し、移動体ログ１５５として保存するようにしてもよい。また例えば、各移動体制御部２００は、生成したログ情報を内部に保存してから、システム部１００に転送するようにしてもよい。また、システム部１００において、ログ情報をデータを利用しやすい形に加工してから、保存してもよい。
The information contained in the
ビル内機器ログ１５６は、各ビル内機器１５の状態を記録したログデータであり、例えば、エレベーターやセキュリティゲート等のログ情報である。より具体的には、ビル内機器１５がエレベーターである場合、ビル内機器ログ１５６は、ログの記録時刻、カゴ呼びの発生やドア開閉等のイベント情報、高頻度で記録される機器の稼働情報（例えばカゴ位置など）、及び、低頻度で記録される機器に関する情報（例えば保守計画等）等を含んで構成される。
The
なお、ビル内機器ログ１５６を生成及び保存する方法は、特に限定されない。例えば、ビル内機器制御部３００が、制御対象のビル内機器１５に関するログ情報を生成し、システム部１００が、各ビル内機器制御部３００で生成されたログ情報を機器通信部３０２を介して集約し、ビル内機器ログ１５６として保存するようにしてもよい。また例えば、各ビル内機器制御部３００は、生成したログ情報を内部に保存してから、システム部１００に転送するようにしてもよい。また、システム部１００において、ログ情報をデータを利用しやすい形に加工してから、保存してもよい。また、ビル内機器ログ１５６として記録される情報は、移動体１４の移動に関連するビル内機器１５のログ情報だけに限定されない。例えば、温度センサや電力計といった各種センサや計器によって記録される、温度や使用電力量なども、ビル内機器ログ１５６に記録するようにしてもよい。
The method of generating and storing the building device log 156 is not particularly limited. For example, the building
ローカル環境地図２５１は、移動体制御部２００内に記録される環境地図である。移動体制御部２００は、システム部１００に比べて、容量や処理速度の制約が大きく、記録可能な環境地図の規模が限定される。そのため、ローカル環境地図２５１は、システム部１００に記録されている環境地図１５２の部分集合である。例えば、移動体制御部２００は、単一の環境地図１５２をローカル環境地図２５１として、環境地図ＩＤと接続環境地図情報とともに記録する。そして、移動体制御部２００が制御する移動体１４がローカル環境地図２５１の端部まで移動したときには、接続環境地図情報に基づいて、次の環境地図１５２をシステム部１００から受信して現在のローカル環境地図２５１と差し替えることで、複数の環境地図に跨って移動体１４を移動させることができる。
The
ローカルノード情報２５２は、移動体制御部２００内に記録されるノード情報である。ローカルノード情報２５２は、システム部１００に記録されるノード情報１５３に対応する情報であって、少なくともノードＩＤ及びノード位置情報を有して構成される。
ローカルノード情報２５２が有するノードＩＤは、ノード情報１５３と共通のノードＩＤであって、ノード情報１５３と同一のノードを示す。一方、ローカルノード情報２５２が有するノード位置情報には、ノードの位置を管理用地図１５１上で特定できるようにするための情報ではなく、ノードの位置をローカル環境地図２５１上で特定できるようにするための情報が記録される。例えば、ローカル環境地図２５１として点群データが用いられる場合、ノードの三次元座標をノード位置情報として記録する。なお、システム部１００のノード情報１５３では、管理用地図１５１上のノードの位置情報が記録されているが、位置情報変換部１０３の機能を利用することにより、管理用地図１５１上の位置情報と、ローカル環境地図２５１上の位置情報とを相互に変換することができる。
The node ID in the
ローカル目的地２５３は、移動体制御部２００内に記録される、移動体１４のローカル環境地図２５１上での目的地を示す情報である。ローカル目的地２５３は、ローカルノード情報２５２を特定できる情報として保持され、例えば、ローカルノード情報２５２のノードＩＤを用いて設定される。ローカル目的地２５３は、目的地に相当する１つの地点で設定してもよいが、目的地に加えて途中の経由地点を含めた複数の地点で設定してもよい。また、ローカル目的地２５３は、ローカル環境地図２５１が差し替えられる場合に、同時に差し替えられるか、あるいは未設定に設定される。
The
（４）処理
以下では、移動体管制システム１によって実行される処理について説明する。
(4) Processing The processing executed by the mobile
図４は、移動体１４の移動を伴うサービスを提供する際に、移動体管制システム１が実行する処理の処理手順例を示すフローチャートである。なお、図４に示した処理順序は、説明を簡略化するために単純化して列挙したものであり、実際には、動作の応答性を考慮して、所定の処理を複数のスレッドやプロセスに分割し、並列して非同期処理を行うことが好ましい。例えば、ステップＳ１０５～Ｓ１１２の処理を別スレッドとして処理することで、ステップＳ１０２及びステップＳ１０３における情報更新の間隔を小さくすることができる。
Figure 4 is a flowchart showing an example of the processing procedure executed by the mobile
図４によれば、まず、全体制御部１０１が、移動体管制システム１に予め定められた情報更新間隔で時間を離散化し、更新周期ごとに後続する繰り返し処理の実行が開始される（ステップＳ１０１）。例えば、ビルの解錠時刻から施錠時刻までの時間を情報更新間隔で離散化し、各時間周期を時間帯ｔ、時間帯ｔの集合をＴとする場合、周期Ｔにおける全ての時間帯ｔに対して、ステップＳ１０２からステップＳ１１２の処理が繰り返し実行される。
According to FIG. 4, first, the
次に、全体制御部１０１は、移動体１４及びビル内機器１５のログを収集し、移動体ログ１５５及びビル内機器ログ１５６を更新する（ステップＳ１０２）。また、システム部１００では、例えば全体制御部１０１が、各移動体１４及び各ビル内機器１５に関する情報の更新も行う。具体的には例えば、システム部１００において、移動体ログ１５５とは別に、移動体１４の状態を管理するキャッシュデータを保持している場合には、当該キャッシュデータも更新される。
Next, the
次に、全体制御部１０１は、地図に関連する情報を更新し、更新結果を入出力部１０９による出力（表示画面）に反映させる（ステップＳ１０３）。例えば、ステップＳ１０２で更新された移動体１４の現在位置の変更に応じて、全体制御部１０１は、管理用地図１５１に基づいて表示画面に描画された地図上において、現在位置に相当する位置に移動体１４のアイコンを表示するよう、入出力部１０９に指示する。また例えば、全体制御部１０１は、空間混雑情報１５４を更新し、その更新結果に応じて、入出力部１０９による上記表示画面の地図上において、メッシュ、ノード、またはリンクの相当する位置に、混雑の程度を区別できるように表示させる。混雑の程度を区別できるような表示として、例えば、全体制御部１０１は、空間混雑情報１５４の混雑指標の数値に応じて表示色を変更する等の指示を、入出力部１０９に対して行う。
Next, the
次に、全体制御部１０１が、入出力部１０９を介してユーザから、あるいは移動体制御部２００から、経路生成要求があるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。経路生成要求は、例えば、当該要求の生成時にキューに格納され、処理が行われたものはキューから削除される。ステップＳ１０４において経路生成要求があると判定した場合は（ステップＳ１０４のＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進み、経路生成要求がないと判定した場合は（ステップＳ１０４のＮＯ）、ステップＳ１０１に戻り、次の時間帯ｔの処理を開始する。
Next, the
ステップＳ１０５では、リソース管理部１０８が、管理用地図１５１、ノード情報１５３、空間混雑情報１５４、移動体ログ１５５、及びビル内機器ログ１５６等を参照して、経路生成要求に応じて実際に経路を生成する対象の移動体１４を選定する。ステップＳ１０５における移動体の選定方法は、経路生成要求が行われたサービスの種別に応じて定められる。例えば、荷物を運搬するサービスの提供がユーザに選択されたことによって経路生成要求が行われた場合は、リソース管理部１０８は、指示された集荷地点に移動可能で、集荷地点までの到達予測時間が短く、かつ、待機状態にあり、エネルギー残量が十分にある、荷物運搬用の移動体１４を選定する。また、移動体制御部２００から経路生成要求が行われた場合は、リソース管理部１０８は、当該経路生成要求の契機となる操作等が行われた移動体１４を対象として選定する。
In step S105, the
次に、大域的経路生成部１０２が、ステップＳ１０４で判定された経路生成要求、管理用地図１５１、及びノード情報１５３に基づいて、ステップＳ１０５で選定された移動体１４による移動の大域的経路を生成する（ステップＳ１０６）。大域的経路の生成は、管理用地図１５１上のノード間の経路を、Ａ＊法やダイクストラ法などの公知の経路探索方法を利用して行うことができる。
Next, the global
なお、大域的経路の生成におけるノード間の移動コストの評価にあたっては、物理的な距離に加えて、空間混雑情報１５４に示される混雑状況や、他の移動体１４やビル内機器１５の情報等を考慮してもよい。例えば、混雑が発生している場所（あるいは混雑の発生が予測される場所）に対しては移動コストを加算することにより、混雑する場所を回避するように経路探索を行うことができる。また、稼働中のエレベーターの待ち場所に対して移動コストを加算することにより、待機中のエレベーターの待ち場所を優先して利用するように経路探索を行うことができる。
When evaluating the travel cost between nodes in generating a global route, in addition to the physical distance, the congestion state indicated in the
次いで、地図マッピング部１０４が、移動対象となる移動体１４が利用する環境地図１５２を管理用地図１５１にマッピングする地図マッピング処理を行う（ステップＳ１０７）。
Next, the
図５は、地図マッピング処理のイメージを説明するための図である。図５には、管理用地図１５１がメッシュ地図である場合に、移動対象の移動体１４が順次利用する複数の環境地図１５２を管理用地図１５１にマッピングする地図マッピング処理について、段階［Ａ］，［Ｂ］，［Ｃ］のイメージを示したものである。
Figure 5 is a diagram for explaining the image of the map mapping process. Figure 5 shows an image of stages [A], [B], and [C] of the map mapping process in which multiple
まず、地図マッピング部１０４は、複数の環境地図１５２間の接続関係を構築する。このとき、地図マッピング部１０４は、任意の２つの環境地図１５２を少しずつ移動させながら重ね合わせて、構造が一致する部分があるか否かを判定し、構造が一致した場合には、その重なり状態で当該２つの環境地図１５２が接続されていると判断する。地図マッピング部１０４は、このような環境地図１５２同士の接続関係の判断を繰り返すことにより、段階［Ａ］に示した４つの環境地図１５２のように、例えば、ビル内の所定階層における複数の環境地図１５２の接続関係を確立させることができる。
First, the
次に、地図マッピング部１０４は、環境地図１５２及び管理用地図１５１にノード情報１５３を対応付ける。ノード情報１５３の対応付けは、それぞれノード情報１５３とローカルノード情報２５２を用いる。この処理の結果、段階［Ａ］に示したように複数の環境地図１５２には複数のノード情報１５３が対応付けられ、段階［Ｂ］に示したように管理用地図１５１のメッシュ地図にも複数のノード情報１５３が対応付けられる。
Next, the
次に、地図マッピング部１０４は、環境地図１５２と管理用地図１５１のノード情報１５３が重なり合うように、環境地図１５２に対して、回転、拡大縮小、平行移動、またはその他の変形操作による変換処理を実行する（段階［Ｃ］参照）。このとき、地図マッピング部１０４は、ノード情報１５３の重なりのずれが最小となる変換処理を用いて、段階［Ａ］の各環境地図１５２の外周を変換し、段階［Ｃ］に示すように、変換後の各環境地図１５２の外周が表す範囲１６１を管理用地図１５１上にマッピングする。
Next, the
以上のようにステップＳ１０７において地図マッピング処理が実行されることにより、各環境地図１５２が管理用地図１５１のどの部分に相当するかを判断できるようになる。なお、環境地図１５２を管理用地図１５１上にマッピングする際、地図マッピング部１０４は、位置情報変換部１０３を呼び出して、管理用地図１５１と環境地図１５２との間で座標変換を行う位置情報変換部１０３の機能を利用する。
By executing the map mapping process in step S107 as described above, it becomes possible to determine which part of the
また、段階［Ｃ］に示した環境地図１５２を管理用地図１５１上にマッピングする処理は、上記以外の方法で実現されてもよい。例えば、地図マッピング部１０４が、環境地図１５２の外周上に任意の点をサンプリングし、サンプリングした点群を位置情報変換部１０３の機能によって座標変換することにより、管理用地図１５１上に環境地図１５２をマッピングし、マッピングされた点群を繋ぎ合わせることで環境地図１５２の範囲１６１を形成するようにしてもよい。このとき、点群の繋ぎ合わせは、例えば点群に含まれる距離が近い他の２点に対して行えばよい。
The process of mapping the
図４の処理の説明に戻る。ステップＳ１０７で地図マッピング処理が行われた後、ローカル目的地生成部１０５が、ステップＳ１０６で生成された大域的経路とステップＳ１０７で管理用地図１５１上にマッピングされた環境地図１５２とを重ね合わせて、大域的経路を通過する環境地図１５２を抽出し、抽出した各環境地図１５２を通過する際のローカル目的地を算出して出力する。
Returning to the explanation of the process in FIG. 4, after the map mapping process is performed in step S107, the local
図６は、ローカル目的地を生成する処理のイメージを説明するための図である。図６では、ビル内の１階（１Ｆ）に存在する移動体１４を、大域的経路１８１に沿って２階（２Ｆ）の最終目的地まで移動させようとするときに、大域的経路１８１を含む環境地図１５２上に複数のローカル目的地２５３を生成し、環境地図１５２とローカル目的地２５３との組み合わせを算出する処理のイメージが、段階［Ａ］，［Ｂ］の変化に沿って示されている。
Figure 6 is a diagram for explaining an image of the process of generating local destinations. In Figure 6, when moving a
図６を参照しながら詳しい処理を説明する。ローカル目的地生成部１０５は、まず、管理用地図１５１上にステップＳ１０７でマッピングした環境地図１５２の外周を設定し、さらにステップＳ１０６で算出した大域的経路１８１を重ね合わせる（段階［Ａ］参照）。
The detailed process will be described with reference to FIG. 6. First, the local
次に、ローカル目的地生成部１０５は、大域的経路１８１と重なり合わない環境地図１５２を削除する。この削除により、段階［Ｂ］に示すように、必要な環境地図１５２の枚数が削減される。さらに、ローカル目的地生成部１０５は、残った環境地図１５２の間で、大域的経路１８１の進行方向の端点において他の環境地図１５２と重なり合う範囲に存在するノードを、それぞれローカル目的地２５３として設定する。なお、重なり合う範囲にノード情報１５３に保持されたノードが存在しない場合は、ローカル目的地生成部１０５は、重なり合う範囲内の移動可能な任意の場所にノードを追加し、この追加したノードをローカル目的地２５３として設定する。さらに、この追加したノードは、管理用地図１５１上の位置情報とともにノード情報１５３にも追加して記録される。
Next, the local
以上の処理を行うことにより、ローカル目的地生成部１０５は、図６の段階［Ｂ］に示したように、大域的経路１８１に重なり合う環境地図１５２を選別するとともに、隣接する環境地図１５２の中継地点及び最終目的地をローカル目的地２５３として設定することができる。そこで、ステップＳ１０８においてローカル目的地生成部１０５は、選別された環境地図１５２と当該環境地図１５２に設定されたローカル目的地２５３との組み合わせを算出し、これを出力する。なお、ステップＳ１０８で出力される組み合わせは、例えば、移動体１４のスタート地点から大域的経路１８１の進行方向に従った順番でリスト化されており、このような形式のリストが出力されることにより、移動体１４の移動を制御する際に必要となる環境地図１５２と当該環境地図１５２におけるローカル目的地２５３とが、移動体１４の進路に沿って容易に認識できるようになる。
By carrying out the above processing, the local
ステップＳ１０８の処理後は、移動管理部１０６が、ステップＳ１０８で出力された環境地図１５２とローカル目的地２５３との組み合わせを順次、システム通信部１１０及び移動体通信部２０３を介して、移動体１４を制御する移動体制御部２００に伝達する（ステップＳ１０９）。すなわち、ステップＳ１０９において移動管理部１０６は、移動体１４が現在の環境地図１５２のローカル目的地２５３に到達したときを契機として、大域的経路１８１に沿った次の環境地図１５２とそのローカル目的地２５３との組み合わせを、移動体１４を制御する移動体制御部２００に伝達する。そして、移動体制御部２００は、受信した環境地図１５２をローカル環境地図２５１として、ローカル目的地２５３と組わせて保存する。
After processing in step S108, the
次に、移動体制御部２００の自律移動部２０２が、ステップＳ１０９で受信して保存したローカル環境地図２５１とローカル目的地２５３との組み合わせに基づいて、移動体１４の移動を制御する（ステップＳ１１０）。具体的には、自律移動部２０２は、単一の環境地図１５２（ローカル環境地図２５１）におけるローカル目的地２５３に移動体１４を移動させる制御を行う。
Next, the autonomous moving
なお、ステップＳ１１０における移動体１４の移動中にビル内機器１５との連携が必要となった場合には、移動体制御部２００（例えば自律移動部２０２）は、システム部１００の機器連携部１０７を介して、当該ビル内機器１５を管理するビル内機器制御部３００との連携を行う。
If cooperation with the in-building
具体的には例えば、移動体１４が１階から２階に移動するといったように複数階に跨る移動（言い換えれば、複数の管理用地図１５１に跨る移動）を行う場合には、移動体１４は、ビル内機器１５の一例であるエレベーターに搭乗する必要がある。このとき、移動体１４（移動体制御部２００）は、機器連携部１０７に、現在滞在している階床（例えば１階）と目的地となる階床（例えば２階）の情報を含む情報を与えて、エレベーターのカゴ呼びを要求する。この要求を受けた機器連携部１０７は、ビル内機器ログ１５６から利用可能なエレベーターを判断し、当該エレベーターを管理するビル内機器制御部３００に対して当該エレベーターの１階へのカゴ呼びを指示するとともに、移動体１４（移動体制御部２００）に対して当該エレベーターへの搭乗動作を指示する。そして移動体１４がエレベーターに搭乗した後は、機器連携部１０７は、目的地である２階へカゴを移動するようビル内機器制御部３００に指示する。なお、利用可能なエレベーターの判断は、システム通信部１１０を介してビル内機器制御部３００で行わせるようにしてもよい。また、エレベーターの待ち位置等の位置情報に関する連携は、待ち位置にノード情報１５３を設定することで実現できる。例えば、機器連携部１０７は、エレベーターの待ち位置にノード情報１５３を設定し、待ち位置のノードＩＤを指定して移動体のローカル目的地として移動体制御部２００に伝達することで、移動体１４を待ち位置まで移動させることができる。
Specifically, for example, when the
次いで、ステップＳ１１１では、移動管理部１０６は、移動体１４が現在のローカル目的地２５３に到着したときに、当該ローカル目的地２５３が最終目的地であるか否かを判定する。最終目的地であった場合は（ステップＳ１１１のＹＥＳ）、ステップＳ１１２に進み、最終目的地ではなかった場合は（ステップＳ１１１のＮＯ）、ステップＳ１０９に戻り、次の環境地図１５２とローカル目的地２５３との組み合わせを移動体制御部２００に伝達し、移動体１４が最終目的地に到着するまでステップＳ１０９～Ｓ１１１の処理を繰り返す。このとき、最終目的地以外のローカル目的地２５３は、次の環境地図１５２における出発地点として扱われる。
Next, in step S111, when the
ステップＳ１１２では、全体制御部１０１が、最終目的地に到着した移動体１４に対して、特定サービスの開始処理または全体サービスの終了処理を行う。ステップＳ１１２において特定サービスを開始するか、全体サービスを終了するかは、移動体管制システム１が提供するサービスの内容や達成段階によって異なる。以下、具体例で説明する。
In step S112, the
例えば、移動体管制システム１が提供するサービス（全体サービス）が、来客者に対して案内を行うロボットサービスである場合、移動体管制システム１は、来客があったときに、来客者が現れたビル入口を最終目的地として、案内ロボットである移動体１４を移動させる。そして、案内ロボットが最終目的地であるビル入口に到着した後、全体制御部１０１は、案内ロボットに、センサ等で識別した来客者の情報や予め設定された来客スケジュールに基づいて案内先を設定したり、来客者に目的地を訪ねて案内先を設定したりする。この案内先の設定が、ステップＳ１１２における特定サービスの開始処理に相当する。
For example, if the service (overall service) provided by the mobile
また例えば、上記例の全体サービスにおいて案内ロボットに案内先が設定された場合には、移動体管制システム１は、設定された案内先を最終目的地として、案内ロボット（移動体１４）を移動させる。そして、案内ロボットが最終目的地である案内先に到着した後、全体制御部１０１は、今回提供する案内サービスを終了し、案内ロボットを所定の待機位置に帰還させる。この案内サービスの終了及び待機位置への帰還制御が、ステップＳ１１２における全体サービスの終了処理に相当する。
For example, when a guide destination is set for the guide robot in the overall service of the above example, the mobile
以上、図４のステップＳ１０１～Ｓ１１２の処理が実行されることにより、移動体管制システム１は、管理用地図１５１を用いて生成した大域的経路を複数の環境地図１５２に投影し、複数の環境地図１５２を跨ぐ大域的経路に沿って移動体１４を移動させることができる。また、各移動体１４に対応可能な形態で、様々な環境地図１５２と管理用地図１５１との間で位置情報を変換する位置情報変換部１０３、及びノード情報１５３（個別の移動体１４においてはローカルノード情報２５２）を予め設定しておくことで、移動体管制システム１は、管理用地図１５１を用いて大域的経路の探索機能を共通化することができる。そのため、移動体管制システム１は、同一ビル内に多種の移動体１４を導入する場合でも、移動体１４ごとに大域的経路の探索機能を作成する必要がなくなるため、各移動体１４を制御するために必要となる導入コスト及び工数を低減する効果が得られる。
As described above, by executing the processes of steps S101 to S112 in FIG. 4, the mobile
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modified examples. For example, the above-described embodiment has been described in detail to clearly explain the present invention, and is not necessarily limited to having all of the configurations described. In addition, it is possible to add, delete, or replace part of the configuration of the embodiment with other configurations.
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に置くことができる。 Furthermore, the above-mentioned configurations, functions, processing units, processing means, etc. may be realized in hardware, in part or in whole, for example by designing them as integrated circuits. Furthermore, the above-mentioned configurations, functions, etc. may be realized in software, by a processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information on the programs, tables, files, etc. that realize each function can be stored in a memory, a recording device such as a hard disk or SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD.
また、図面において制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。 In addition, the control lines and information lines shown in the drawings are those that are considered necessary for explanation, and do not necessarily show all control lines and information lines on the product. In reality, it can be assumed that almost all components are interconnected.
１ 移動体管制システム
１１，１２ コンピュータ
１３ 通信装置
１４ 移動体
１５ ビル内機器
１００ システム部
１０１ 全体制御部
１０２ 大域的経路生成部
１０３ 位置情報変換部
１０４ 地図マッピング部
１０５ ローカル目的地生成部
１０６ 移動管理部
１０７ 機器連携部
１０８ リソース管理部
１０９ 入出力部
１１０ システム通信部
１５１ 管理用地図
１５２ 環境地図
１５３ ノード情報
１５４ 空間混雑情報
１５５ 移動体ログ
１５６ ビル内機器ログ
１８１ 大域的経路
２００ 移動体制御部
２０１ 環境認識部
２０２ 自律移動部
２０３ 移動体通信部
２５１ ローカル環境地図
２５２ ローカルノード情報
２５３ ローカル目的地
３００ ビル内機器制御部
３０１ 機器制御部
３０２ 機器通信部
1 Mobile
Claims (10)
前記所定空間における共通地図として用意された管理用地図と、
それぞれの前記移動体の制御に利用可能な前記サービス種別毎の環境地図と、
前記所定空間における複数のノードを前記管理用地図上の位置情報を用いて管理するノード情報と、
前記サービスの提供が要求された前記サービス種別に該当する第１の前記移動体を移動させる経路を前記管理用地図上で生成する大域的経路生成部と、
前記第１の移動体が該当する第１の前記サービス種別の前記環境地図を前記管理用地図上にマッピングする地図マッピング部と、
前記大域的経路生成部によって生成された前記経路と前記地図マッピング部によってマッピングされた前記第１のサービス種別の前記環境地図との重なりに基づいて、前記経路を含む前記第１のサービス種別の前記環境地図をローカル環境地図として選別し、それぞれの前記ローカル環境地図における前記第１の移動体の目的地とするローカル目的地を前記ノード情報で管理する前記複数のノードのうちから設定し、前記ローカル環境地図と当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地との組み合わせを出力するローカル目的地生成部と、
前記ローカル目的地生成部によって出力された組み合わせに基づいて、前記第１の移動体を制御する移動体制御部に前記ローカル環境地図及び前記ローカル目的地を伝達する移動管理部と、
を備え、
前記移動体制御部は、前記移動管理部から伝達された前記ローカル環境地図を用いて、当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地に前記第１の移動体を移動させる
ことを特徴とする移動体管制システム。 A mobile object control system that provides a service involving movement of a mobile object in a predetermined space for each of a plurality of service types ,
a management map prepared as a common map for the predetermined space;
an environmental map for each of the service types available for control of each of the moving objects;
node information for managing a plurality of nodes in the predetermined space using position information on the management map;
a global route generating unit that generates, on the management map, a route along which the first moving object corresponding to the service type for which provision of the service is requested is to move ;
a map mapping unit that maps the environmental map of the first service type to which the first moving object corresponds onto the management map;
a local destination generation unit that selects the environmental map of the first service type including the route as a local environmental map based on an overlap between the route generated by the global route generation unit and the environmental map of the first service type mapped by the map mapping unit , sets a local destination to be a destination of the first moving body in each of the local environmental maps from among the plurality of nodes managed by the node information, and outputs a combination of the local environmental map and the local destination in the local environmental map;
a mobility management unit that transmits the local environment map and the local destination to a mobility control unit that controls the first mobility unit based on the combination output by the local destination generation unit;
Equipped with
The mobile object control unit uses the local environment map transmitted from the mobility management unit to move the first mobile object to the local destination in the local environment map.
前記入出力部は、前記画面において、前記第１の移動体の移動先を指定するユーザ操作を入力可能とする
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体管制システム。 an input/output unit that displays a screen for receiving user operations related to use of the service on a predetermined display device;
The mobile object control system according to claim 1 , wherein the input/output unit enables a user operation to be input on the screen to specify a destination of the first mobile object.
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体管制システム。 The mobile object control system according to claim 1, characterized in that the mobility management unit transmits the local environment map and the local destination to the mobile object control unit one pair at a time, and when the first mobile object reaches the local destination in the previously transmitted local environment map, transmits the next local environment map and local destination.
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体管制システム。 The mobile control system according to claim 1, characterized in that the local destination generation unit sets, in the local environment map, the node that exists in an area that overlaps with the next local environment map on the route as the local destination, and if the corresponding node is not managed in the node information, registers a point within the overlapping area as a new node in the node information, and sets the new node as the local destination.
前記大域的経路生成部によって生成された前記経路に前記設備機器の利用が含まれる場合、前記ローカル目的地生成部は、前記ノード情報に保持された当該設備機器の位置情報が示す地点を前記ローカル目的地の１つに設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体管制システム。 With respect to equipment that can be used when the mobile body is moving, the node information holds location information of the equipment that is necessary for the mobile body to use the equipment;
2. The mobile control system according to claim 1, wherein, when the route generated by the global route generation unit includes the use of the facility equipment, the local destination generation unit sets a point indicated by position information of the facility equipment stored in the node information as one of the local destinations.
各前記移動体の情報を管理するリソース管理部と、をさらに備え、
前記サービスの提供が要求されたとき、
前記リソース管理部は、前記要求されたサービスの種別、前記管理用地図、前記ノード情報、及び前記移動体ログの少なくとも何れかに基づいて、前記複数種類の移動体のうちから前記第１の移動体を選定する
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体管制システム。 A mobile object log that records the state of each of the mobile objects;
A resource management unit that manages information of each of the moving objects,
When the provision of said services is requested,
The mobile object control system according to claim 1, characterized in that the resource management unit selects the first mobile object from among the multiple types of mobile objects based on at least one of the type of the requested service, the management map, the node information, and the mobile object log.
前記リソース管理部による前記第１の移動体の選定、または前記大域的経路生成部による前記経路の生成の少なくとも何れかにおいては、前記空間混雑情報に示される混雑状況が判断材料に用いられる
ことを特徴とする請求項６に記載の移動体管制システム。 Further comprising space congestion information indicating a congestion state in the specified space,
The mobile object control system according to claim 6, characterized in that the congestion state indicated in the spatial congestion information is used as a basis for judgment in at least one of the selection of the first moving object by the resource management unit and the generation of the route by the global route generation unit.
前記１以上の環境地図には、前記環境認識部によって構築された前記周囲の環境地図を含めることができる
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体管制システム。 the moving object control unit has an environment recognition unit that recognizes an environment around the moving object controlled by the moving object control unit and constructs an environment map of the surrounding environment;
The mobile object control system according to claim 1 , wherein the one or more environmental maps can include an environmental map of the surroundings constructed by the environmental recognition unit.
ことを特徴とする請求項１に記載の移動体管制システム。 The mobile object control system according to claim 1 , wherein the global route generation unit generates the route using a list of information that identifies the nodes managed by the node information.
前記移動体管制システムは、
前記所定空間における共通地図として用意された管理用地図と、それぞれの前記移動体の制御に利用可能な前記サービス種別毎の環境地図と、前記所定空間における複数のノードを前記管理用地図上の位置情報を用いて管理するノード情報と、を保持するシステム部を有し、
前記システム部が、前記サービスの提供が要求された前記サービス種別に該当する第１の前記移動体を移動させる経路を前記管理用地図上で生成する第１のステップと、
前記システム部が、前記第１の移動体が該当する第１の前記サービス種別の前記環境地図を前記管理用地図上にマッピングする第２のステップと、
前記システム部が、前記第１のステップで生成された前記経路と前記第２のステップでマッピングされた前記第１のサービス種別の前記環境地図との重なりに基づいて、前記経路を含む前記第１のサービス種別の前記環境地図をローカル環境地図として選別し、それぞれの前記ローカル環境地図における前記第１の移動体の目的地とするローカル目的地を前記ノード情報で管理する前記複数のノードのうちから設定し、前記ローカル環境地図と当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地との組み合わせを出力する第３のステップと、
前記システム部が、前記第３のステップで出力された組み合わせに基づいて、前記第１の移動体を制御する移動体制御部に前記ローカル環境地図及び前記ローカル目的地を伝達する第４のステップと、
前記移動体制御部が、前記第４のステップで伝達された前記ローカル環境地図を用いて、当該ローカル環境地図における前記ローカル目的地に前記第１の移動体を移動させる第５のステップと、
を備えることを特徴とする移動体管制方法。 A mobile object control method by a mobile object control system that provides a service involving movement of a mobile object in a predetermined space for each of a plurality of service types , comprising:
The mobile control system includes:
a system unit that holds a management map prepared as a common map in the predetermined space, an environmental map for each of the service types that can be used to control each of the mobile bodies, and node information that manages a plurality of nodes in the predetermined space using position information on the management map,
a first step of generating, on the management map, a route along which a first moving object corresponding to the service type for which provision of the service is requested is to be moved by the system unit;
a second step of the system unit mapping the environmental map of the first service type to which the first moving object corresponds onto the management map;
a third step in which the system unit selects the environmental map of the first service type including the route as a local environmental map based on an overlap between the route generated in the first step and the environmental map of the first service type mapped in the second step, sets a local destination to be the destination of the first moving body in each of the local environmental maps from among the plurality of nodes managed by the node information, and outputs a combination of the local environmental map and the local destination in the local environmental map;
a fourth step in which the system unit transmits the local environment map and the local destination to a mobile object control unit that controls the first mobile object based on the combination output in the third step;
a fifth step of causing the moving object control unit to move the first moving object to the local destination in the local environment map by using the local environment map transmitted in the fourth step;
A mobile object control method comprising:
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| JP2017130027A (en) | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 株式会社ダイヘン | Moving body system and server |
| JP2019168942A (en) | 2018-03-23 | 2019-10-03 | 日本電産シンポ株式会社 | Moving body, management device, and moving body system |
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