WO2020230325A1 - 情報処理装置、情報処理方法、及び、情報処理プログラム - Google Patents

情報処理装置、情報処理方法、及び、情報処理プログラム Download PDF

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WO2020230325A1
WO2020230325A1 PCT/JP2019/019550 JP2019019550W WO2020230325A1 WO 2020230325 A1 WO2020230325 A1 WO 2020230325A1 JP 2019019550 W JP2019019550 W JP 2019019550W WO 2020230325 A1 WO2020230325 A1 WO 2020230325A1
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WO
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information
position information
sensor
moving body
moving
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PCT/JP2019/019550
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佳明 安達
雄治 五十嵐
弘純 山口
輝夫 東野
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三菱電機株式会社
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    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions

Definitions

  • the present invention relates to an information processing device for estimating the position information of a mobile device, an information processing method, and an information processing program.
  • Patent Document 1 describes the time series of the position information of the mobile device estimated based on the sensor mounted on the mobile device and the time of the position information of the mobile device estimated based on the sensor installed in the environment.
  • a technique has been proposed in which the position of a mobile device is estimated in real time by collating the trajectory of the mobile device with the sequence.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and provides a technique capable of estimating the position information of a mobile device even if the sensor installed in the environment cannot observe the mobile device. With the goal.
  • the information processing device is an information processing device that estimates the position information of the mobile device, and the mobile device and the first sensor are based on the observation information generated by the first sensor mounted on the mobile device.
  • a first moving body acquisition means for acquiring first position information, which is relative position information with one or more first moving bodies existing around one sensor, and a second sensor provided outside the moving device.
  • a second moving body acquisition means for acquiring the second position information which is the position information of one or more second moving bodies existing around the second sensor based on the observation information generated by the second moving body, and the first moving body.
  • the positions of the first moving body and the second moving body based on the first position information acquired by the body acquiring means and the second position information acquired by the second moving body acquiring means. It is provided with a position estimation means for comparing relationships and estimating the position information of the mobile device.
  • the first moving body and the second moving body are based on the first position information acquired by the first moving body acquiring means and the second position information acquired by the second moving body acquiring means.
  • the position information of the mobile device is estimated by comparing the positional relationship with the body. According to such a configuration, the position information of the mobile device can be estimated even if the sensor installed in the environment cannot observe the mobile device.
  • FIG. It is a conceptual diagram which shows an example of the system configuration which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure and function of the mobile device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure and function of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure for demonstrating the operation example of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the operation of the information processing apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a conceptual diagram which shows an example of the system configuration which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a block diagram which shows the structure and function of the mobile device which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a system configuration according to the first embodiment.
  • the system acquires observation information from a mobile device 1 for which position information is estimated, an infrastructure sensor 2 for observing a moving body including the mobile device 1, a mobile device 1, and an infrastructure sensor 2.
  • the information processing device 3 for estimating the position information of the mobile device 1 is provided.
  • FIG. 1 shows a moving body 4 other than the moving device 1 and a space 5 in which the moving device 1 and the moving body 4 move, such as a person's head and shoulders, which are examples of the moving body 4. Is illustrated.
  • the position information is information indicating a place where a feature such as a mobile device 1, an infrastructure sensor 2, or a moving body 4 exists.
  • the position information may be absolute information that uniquely represents a place in space 5, or may be, for example, relative position information that represents a positional relationship between features.
  • the expression format of the position information may be expressed by a point such as a mass point, or may be expressed by an area having a range.
  • the representation format of the position information may be, for example, a latitude / longitude format, an orthogonal coordinate format having a certain point as the origin, or a polar coordinate format having a certain point as the origin.
  • the position information may include information indicating a direction.
  • the information indicating the direction may be, for example, an azimuth angle based on the north direction.
  • the observation information is information generated by sensors such as the autonomous sensor 11 (FIG. 2) mounted on the mobile device 1 and the infrastructure sensor 2 for estimating the position information of the moving body existing around the sensor. ..
  • the moving body referred to here may include only the moving body 4, or may include the moving device 1 and the moving body 4.
  • the observation information may be, for example, two parallax images if the sensor is a stereo camera, or may be a set of points having distance and orientation information if the sensor is an LRF (Laser Range Finder). Alternatively, if the sensor is a ToF (Time of Flight) camera, it may be a set of pixels having a distance. Further, the observation information may include information that can estimate the distance between the sensor and the moving body existing around the sensor, and may include other information. Further, the observation information may be a raw value acquired by the sensor, or may be a processed value after some processing is performed on the raw value.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration and function of the mobile device 1.
  • the mobile device 1 is a device that moves in the space 5, and the position information of the mobile device 1 is estimated by the information processing device 3.
  • the mobile device 1 is, for example, a robot, mobility, an electric wheelchair, an electric trolley, an autonomous driving vehicle, or the like.
  • the number of the moving devices 1 may be one or a plurality.
  • the mobile device 1 of FIG. 2 includes a mobile communication means 10 for communicating with the information processing device 3, and an autonomous sensor 11 that generates observation information by observing the vicinity of the mobile device 1.
  • the self-position estimation means 12, the route planning means 13, and the movement control means 14 may be provided so that the moving device 1 can perform autonomous movement. Details of these will be described later, and an outline of these will be described here.
  • the self-position estimation means 12 estimates the position of the mobile device 1 using the autonomous sensor 11 and generates position information representing the position.
  • the route planning means 13 calculates a route to a destination and generates route information representing the route.
  • the movement control means 14 performs movement control to move the movement device 1 to the destination based on the position information and the route information.
  • the mobile communication means 10 is a communication unit for communicating the observation information generated by the autonomous sensor 11 and the position information estimated by the information processing device 3 with the information processing device 3.
  • the mobile communication means 10 periodically transmits the observation information generated by the autonomous sensor 11 to the information processing device 3, and receives the position information estimated by the information processing device 3 from the information processing device 3.
  • the mobile communication means 10 may send and receive information other than the above information.
  • the mobile communication means 10 may transmit the position information estimated by the self-position estimation means 12 to the information processing device 3, or transmit the route information planned by the route planning means 13 to the information processing device 3. You may.
  • the communication method of the mobile communication means 10 may be any communication method capable of exchanging information with the information processing device 3 while the mobile device 1 is moving.
  • the communication method may be narrow-range radio communication such as wireless LAN (Local Area Network) or Bluetooth (registered trademark), LTE (Long Term Evolution), WiMAX (World Interoperability For Communication). ), It may be a wide area radio communication, an optical communication such as a visible light communication standard method, or a sound wave communication.
  • the autonomous sensor 11 is a sensor mounted on the mobile device 1 that observes a moving body around the mobile device 1 and thus around the autonomous sensor 11 and outputs the result as observation information.
  • the autonomous sensor 11 corresponds to the first sensor in the information processing device 3.
  • the moving body observed by the autonomous sensor 11 is, for example, one or more moving bodies 4 in FIG.
  • the autonomous sensor 11 may be, for example, a stereo camera, an LRF (Laser Range Finder), or a ToF (Time of Flight) camera. Further, only one autonomous sensor 11 may be mounted on the mobile device 1, or a plurality of autonomous sensors 11 may be mounted on the mobile device 1.
  • the autonomous sensor 11 may include not only a sensor used for estimating the position of a moving body around the mobile device 1 but also a sensor used for the self-position estimation means 12 and the movement control means 14.
  • the sensor used for the self-position estimation means 12 and the movement control means 14 may be, for example, a wheel encoder, a gyro sensor, an obstacle sonar, or the like.
  • the self-position estimation means 12 uses the observation information generated by the autonomous sensor 11 or the map information of the area in which the mobile device 1 travels when the mobile communication means 10 cannot receive the position information from the information processing device 3. This is a processing unit that estimates the current position and orientation of the mobile device 1 in real time by the mobile device 1 alone.
  • the position estimation method of the self-position estimation means 12 may be, for example, dead reckoning using a wheel encoder or a gyro, SLAM (Self Localization And Mapping) using LRF or map information, or the like.
  • the route planning means 13 calculates the route from the current position represented by the position information to the destination based on the position information estimated by the self-position estimation means 12 and the map information of the area where the moving device 1 travels. It is a processing unit that generates route information representing the route.
  • the moving device 1 In order to move the moving device 1 from the current position to the destination while avoiding the moving device 1 from an obstacle based on the position information and the route information representing the current position of the moving device 1, for example, the moving device 1 It is a drive control unit that controls a battery, a motor, wheels, and the like provided in the vehicle.
  • the movement control means 14 calculates the movement amount and the movement direction to be moved by the movement device 1 based on the position information and the route information so that the movement device 1 avoids the obstacle detected by the autonomous sensor 11. Then, the movement control means 14 controls the rotation of the motor of the movement device 1 based on the calculated movement amount and the movement direction, thereby avoiding the movement device 1 from the obstacle.
  • the infrastructure sensor 2 is provided outside the mobile device 1.
  • the infrastructure sensor 2 is a sensor that is fixed as an infrastructure such as a building or equipment outside the mobile device 1, observes a moving body existing around the infrastructure sensor 2, and outputs the result as observation information. ..
  • the infrastructure sensor 2 corresponds to the second sensor in the information processing device 3.
  • the mobile body observed by the infrastructure sensor 2 is, for example, at least one of the mobile device 1 and one or more mobile bodies 4 in FIG.
  • the infrastructure sensor 2 periodically transmits observation information to the information processing device 3.
  • the components of the infrastructure sensor 2 may be the same as those of the autonomous sensor 11, for example. Further, only one infrastructure sensor 2 may be installed in the space 5, or a plurality of infrastructure sensors 2 may be installed. In addition, the infrastructure sensor 2 may be connected to the information processing device 3 by wire or wirelessly.
  • the infrastructure sensor 2 may be installed at a position where a moving object can be observed, and may be installed on, for example, a ceiling, a wall, or a pillar. Further, the infrastructure sensor 2 is installed so that the sensing range of the infrastructure sensor 2 is the entire range of the space 5, or the range of the space 5 where the position information of the mobile device 1 is to be estimated. May be good.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration and functions of the information processing device 3.
  • the information processing device 3 includes a mobile communication means 30, a first mobile body acquisition means 31, a second mobile body acquisition means 32, and a position estimation means 33. Details of these will be described later, and an outline of these will be described here.
  • the mobile communication means 30 communicates with the mobile device 1 and receives observation information generated by the autonomous sensor 11 mounted on the mobile device 1.
  • the first mobile body acquisition means 31 is located around the mobile device 1 and the autonomous sensor 11 based on the observation information received by the mobile communication means 30, that is, the observation information generated by the autonomous sensor 11 mounted on the mobile device 1.
  • the first position information which is the position information relative to one or more existing first moving bodies, is estimated and acquired.
  • the first moving body referred to here is, for example, one or more moving bodies 4 in FIG.
  • the second mobile body acquisition means 32 is based on the observation information generated by the infrastructure sensor 2 provided outside the mobile device 1, and is based on the position information of one or more second mobile bodies existing around the infrastructure sensor 2. A certain second position information is estimated and acquired.
  • the second moving body referred to here is, for example, at least one of the moving device 1 and the moving body 4 in FIG.
  • the second position information may be the absolute position information of the second moving body, or may be the relative position information of the infrastructure sensor 2 and the second moving body.
  • the position estimating means 33 is based on the first position information estimated by the first moving body acquiring means 31 and the second position information estimated by the second moving body acquiring means 32, and the first moving body and the first moving body 33. 2
  • the position information of the moving device 1 is estimated by comparing with the positional relationship with the moving body.
  • the information processing device 3 temporarily stores a storage device that stores each means as a program, a CPU (Central Processing Unit) for executing each means, a result calculated by the CPU, and a program executed by the CPU. It is a computer provided with a memory to be held and an interface for communicating with the mobile device 1 and the infrastructure sensor 2.
  • the program stored in the memory includes a program that causes the information processing apparatus 3 to execute functions such as the first mobile body acquisition means 31, the second mobile body acquisition means 32, and the position estimation means 33.
  • the information processing device 3 grasps the position information of the infrastructure sensor 2.
  • the information processing device 3 may grasp the known position information of the infrastructure sensor 2 by holding the installation position file in which the position information of the infrastructure sensor 2 is described.
  • the information processing device 3 holds a known position of the infrastructure sensor 2 by holding information about its installation inside the infrastructure sensor 2 and transmitting the position information together with the observation information to the information processing device 3. You may grasp the information.
  • the mobile communication means 30 is a communication unit for communicating observation information and position information with the mobile device 1.
  • the mobile communication means 30 periodically receives the observation information generated by the autonomous sensor 11 from the mobile device 1, and transmits the position information estimated by the information processing device 3 to the mobile device 1.
  • the mobile communication means 30 may also send and receive information other than the above information. Further, the communication method of the mobile communication means 30 may be the same as that of the mobile communication means 10, for example.
  • the first mobile body acquisition means 31 is one or more first mobile bodies existing around the autonomous sensor 11 and thus around the mobile device 1 based on the observation information generated by the autonomous sensor 11 and received by the mobile communication means 30. Is a processing unit that detects the above and estimates the position of the first moving body relative to the moving device 1. Then, the first mobile body acquisition means 31 is a processing unit that generates position information representing the estimation result, that is, first position information regarding the positions of one or more first mobile bodies existing around the mobile device 1. ..
  • the first position information generated by the first moving body acquisition means 31 represents the relative positional relationship between the moving device 1 and the first moving body around the moving device 1.
  • the first position information may be expressed by, for example, a distance and a direction having the moving device 1 as the origin, or may be expressed by two-dimensional coordinates such that the moving device 1 is the origin.
  • a two-dimensional LRF is assumed as the autonomous sensor 11, and a set of observation points having information on the distance and angle with the moving device 1 as the origin is assumed as the observation information generated by the autonomous sensor 11.
  • the observation points are clustered based on the distance and angle of the observation points, and one or more clusters are generated.
  • the first moving body acquisition means 31 filters one or more clusters based on the number of observation points, the distance between the observation points, the distance from the two-dimensional LRF, and the like.
  • the clusters that are likely to accurately estimate the position of the first moving object are extracted from the clusters.
  • the first mobile acquisition means 31 calculates the position of each cluster based on the included observation points for each extracted cluster.
  • the calculated position may be the central position of the cluster or the region where the first moving body is presumed to exist.
  • the first mobile acquisition means 31 generates the first position information of the first mobile by setting the calculated position of one cluster as the position of one first mobile.
  • the second mobile body acquisition means 32 detects one or more second mobile bodies existing around the infrastructure sensor 2 based on the observation information generated by the infrastructure sensor 2, and the absolute of the second mobile body. It is a processing unit that estimates the position. Then, the second mobile body acquisition means 32 is a processing unit that generates second position information representing the estimation result, that is, second position information regarding the position of one or more second mobile bodies around the infrastructure sensor 2. ..
  • the second position information generated by the second mobile acquisition means 32 does not necessarily have to be absolute position information.
  • the second position information is converted into the absolute position information of the second mobile body by using the position information of the infrastructure sensor 2 such as the position information relative to the infrastructure sensor 2 of the second mobile body. Any location information that can be used is sufficient.
  • the method of estimating the second position information in the second mobile body acquisition means 32 may be the same as, for example, the first mobile body acquisition means 31.
  • the position estimating means 33 is based on the first position information estimated by the first moving body acquiring means 31 and the second position information estimated by the second moving body acquiring means 32, and the position of the first moving body. It is a processing unit that estimates and generates position information representing at least one of the position and orientation of the moving device 1 by superimposing the relationship and the positional relationship of the second moving body and performing a shielding determination. .. In the shielding determination referred to here, whether or not the first moving body is shielded by the second moving body with respect to the autonomous sensor 11, or the second moving body is shielded by the first moving body with respect to the infrastructure sensor 2. It is determined whether or not.
  • the position estimation means 33 shown in FIG. 3 includes a position candidate search unit 331 and a position collation identification unit 332. Further, the position estimation means 33 may include an estimation position calibration unit 333. Details of these will be described later, and an outline of these will be described here.
  • the position candidate search unit 331 is the position of the moving device 1 based on the first position information estimated by the first moving body acquiring means 31 and the second position information estimated by the second moving body acquiring means 32. Search for one or more candidates for information.
  • the position collation identification unit 332 When one or more candidates are searched by the position candidate search unit 331, the position collation identification unit 332 performs the shielding determination for each candidate searched by the position candidate search unit 331, and based on the result of the shielding determination. To identify a candidate from one or more candidates.
  • the estimation position calibration unit 333 when the position of any one of the second moving bodies represented by the second position information and the position represented by the position information of the moving device 1 specified by the position matching identification unit 332 correspond to each other. , The position information of the moving device 1 is calibrated using the position of the one second moving body.
  • the position candidate search unit 331 of the first moving body based on the first position information and the second position information, keeps the relative positional relationship between the first moving body and the second moving body as much as possible. By superimposing the positional relationship and the positional relationship of the second moving body, one or more candidates are searched for with respect to the position information of the moving device 1.
  • each position of the moving body group A is represented by a relative coordinate system with the moving device 1 as the origin, and each position of the moving body group X is represented by an absolute coordinate system. Is assumed.
  • the position candidate search unit 331 selects two or more first moving bodies and two or more second moving bodies from the moving body group A and the moving body group X, respectively, and each of them is one first moving body and one. Generates two or more pairs of one second mobile body.
  • the position candidate search unit 331 selects two first moving bodies A1 and A2 and two second moving bodies X1 and X2 from the moving body group A and the moving body group X, respectively. Then, the position candidate search unit 331 sets the set consisting of the first moving body A1 and the second moving body X1 as the set AX1, and the set consisting of the first moving body A2 and the second moving body X2 as the set AX2.
  • the position candidate search unit 331 rotates the moving body group A so that the distance DAX1 between the moving bodies of the set AX1, the distance DAX2 between the moving bodies of the set AX2, or the sum of these is minimized. And parallel movement operation.
  • the position candidate search unit 331 may determine the rotation operation amount and the translation operation amount by using the error least squares method or the like.
  • the number of candidates for position information of the moving device 1 may be two.
  • the position candidate search unit 331 calculates at least one of the position and the orientation of the moving device 1 in the absolute coordinate system based on the rotation operation amount and the translation operation amount with respect to the moving body group A.
  • the position candidate search unit 331 determines whether or not the distance DAX1, the distance DAX2, or the sum of these calculated above is within a preset threshold value. Then, when the position candidate search unit 331 determines that the distance DAX1, the distance DAX2, or the sum of these is within the threshold value, at least one of the above positions and directions is determined as a candidate for the position information of the moving device 1.
  • the position candidate search unit 331 obtains one or more candidates for the position information of the moving device 1 by performing the above processing a plurality of times by selecting the moving body or changing the set of the moving bodies. It is not necessary that a set is generated for all the first moving body and the second moving body, and there may be a first moving body and a second moving body for which a set is not generated.
  • the position candidate search unit 331 states that the mobile device 1 does not exist in the observation range of the infrastructure sensor 2 or cannot recognize the mobile device 1 when no candidate for the position information of the mobile device 1 is generated. You may judge.
  • the position candidate search unit 331 may store the position information of the mobile device 1 estimated last time, and use the position information estimated last time to generate a candidate for the position information estimated this time. .. Alternatively, the position candidate search unit 331 may use the position information generated by the moving device 1 to generate the candidate for the position information when the moving device 1 includes the self-position estimation means 12. In these cases, for example, a limit may be provided on the amount of movement of the rotation operation and the parallel movement operation.
  • the position candidate search unit 331 may store map information including the shape of a structure such as a building, and use the map information to generate a candidate for position information. For example, the position candidate search unit 331 determines the position information representing the position of the moving device 1 as the candidate when the position of the moving device 1 after the moving operation is not consistent with the position of the structure in the map information. It does not have to be.
  • the position matching identification unit 332 estimates the observation area of the autonomous sensor 11 in consideration of observation occlusion and the observation area of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation occlusion, and determines the presence or absence of moving objects to be observed by each other's sensors. This is a processing unit that makes the above-mentioned shielding determination and identifies a candidate from one or more candidates based on the result of the shielding determination.
  • observation shielding means that a moving body close to one of the autonomous sensor 11 and the infrastructure sensor 2 shields a moving body far from one sensor, so that one sensor is far from one sensor. This is a phenomenon in which an object cannot be observed.
  • the observation area of the autonomous sensor 11 in consideration of observation shielding is an area of the observation range of the autonomous sensor 11 without observation shielding
  • the observation area of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation shielding is the observation area of the infrastructure sensor 2. This is the area of the observation range where there is no observation obstruction.
  • the observation area in consideration of observation obstruction is a moving body whose position information has been acquired by one of the autonomous sensor 11 and the infrastructure sensor 2. This is an area that is not blocked by another moving object whose position information has been acquired by the sensor of.
  • the position collation identification unit 332 estimates the space from the position of one sensor to the position separated by the distance indicated by the observed value as an observation area in consideration of observation occlusion, based on the observation information of one sensor. May be good. Further, for example, the position collation identification unit 332 estimates the space from the position of one sensor to the position of the moving body detected by one sensor as an observation area in consideration of observation occlusion, based on the detection result of the moving body. You may.
  • the position matching identification unit 332 moves the position information acquired by the other sensor of the autonomous sensor 11 and the infrastructure sensor 2 to the observation area in consideration of the observation shielding of one of the autonomous sensor 11 and the infrastructure sensor 2. Determine if the body is present. For example, the position matching identification unit 332 determines whether the second moving body exists in the observation region of the autonomous sensor 11 in consideration of observation shielding based on the position of the moving body represented by the position information of a certain candidate, or the observation shielding is performed. It is determined whether or not the first mobile body exists in the observation area of the considered infrastructure sensor 2. The above-mentioned shielding determination is performed by the above determination.
  • the position matching identification unit 332 determines that the second mobile body exists in the observation area of the autonomous sensor 11 in the shielding determination for the position information of a certain candidate, or the observation area of the infrastructure sensor 2.
  • the candidate is specified from one or more candidates by excluding the candidate.
  • the position collation identification unit 332 can specify the position information of the mobile device 1 when two or more candidates remain as a result of such a candidate identification process or when no candidate remains. It may be determined that there was no such thing, that is, at least one of the position and the orientation could not be specified.
  • the shielding determination and the identification of the candidate in the position collation identification unit 332 will be described in detail later.
  • the second moving body is, for example, at least one of the moving device 1 and the moving body 4 in FIG. 1, and may be the moving device 1 itself.
  • the estimation position calibration unit 333 is a processing unit provided in view of this, and the position of any one of the second mobile bodies represented by the second position information corresponding to the observation result of the infrastructure sensor 2 is the position matching identification unit. It is a processing unit that calibrates the position information of the moving device 1 by using the position of the one second moving body when it is determined that it corresponds to the position represented by the position information of the moving device 1 specified in 332.
  • the estimation position calibration unit 333 is, for example, the distance between the position represented by the position information of the moving device 1 specified by the position matching identification unit 332 and the position of any one of the second moving bodies represented by the second position information. It may be determined that these positions correspond to each other when is equal to or less than a predetermined threshold value. Alternatively, the estimated position calibration unit 333 may, for example, acquire shape information from the mobile device 1 and make a determination by matching with the observation information generated by the infrastructure sensor 2.
  • FIG. 4 is a diagram showing a first moving object observed by the autonomous sensor 11 in the situation of FIG. 1, such as the first moving object 4A observed by the autonomous sensor 11, observation shielding, and out of the observation range of the sensor. Shows the first mobile body 4B, which is not observed by the autonomous sensor 11.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second moving object observed by the infrastructure sensor 2 in the situation of FIG. 1, such as the second moving object 4X observed by the infrastructure sensor 2, observation shielding, and out of the observation range of the sensor. Shows the second moving body 4Y, which is not observed by the infrastructure sensor 2.
  • the first mobile acquisition means 31 estimates the first position information of one or more first mobiles based on the observation information generated by the autonomous sensor 11.
  • FIG. 6 shows the positions 4A1, 4A2, 4A3, 4A4 of the first moving body represented by the first position information estimated by the first moving body acquiring means 31 in the situation of FIG.
  • the second mobile acquisition means 32 estimates the second position information of one or more second mobiles based on the observation information generated by the infrastructure sensor 2.
  • FIG. 7 shows the positions 4X1, 4X2, 4X3, 4X4 of the second moving body represented by the second position information estimated by the second moving body acquiring means 32 in the situation of FIG.
  • the position candidate search unit 331 superimposes the positional relationship of FIG. 6 and the positional relationship of FIG. 7 to obtain one or more of the positional information of the moving device 1. Generate candidates.
  • FIGS. 8 and 9 are diagrams showing candidates for position information of the mobile device 1 generated by the position candidate search unit 331 in the situations of FIGS. 6 and 7.
  • Candidates for the position information of the two mobile devices 1 are generated for the situations of FIGS. 6 and 7.
  • the positions 4A1, 4A2, 4A3 of the first moving body correspond to the positions 4X2, 4X4, 4X3 of the second moving body, respectively.
  • the positions 4A1 and 4A3 of the first moving body correspond to the positions 4X1 and 4X2 of the second moving body, respectively, and the position of the moving device 1 corresponds to the position 4X4 of the second moving body. There is.
  • the position collation identification unit 332 estimates and generates the observation area of the autonomous sensor 11 in consideration of observation occlusion and the observation area of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation occlusion. Identify the candidates from the candidates.
  • FIG. 10 shows the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation occlusion, the position 4A4 of the unpaired first mobile body, the position 4X1 of the unpaired second mobile body, and the like for the candidates shown in FIG. It is a figure.
  • FIG. 11 shows the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation occlusion, the position 4A2 of the unpaired first mobile body, the position 4X3 of the unpaired second mobile body, and the like for the candidates shown in FIG. It is a figure.
  • the position matching identification unit 332 includes the position of the infrastructure sensor 2, the distance indicated by the observed value of the infrastructure sensor 2, and the position 4X1, 4X2 of the second moving body detected by the infrastructure sensor 2. , 4X3, 4X4, and the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation obstruction is estimated.
  • the observation area of the autonomous sensor 11 in consideration of observation occlusion is omitted in FIGS. 10 and 11 for simplification.
  • the first moving body having the uncorresponding position 4A4 in FIG. 10 is a moving body detected by the autonomous sensor 11 but not detected by the infrastructure sensor 2.
  • the first moving body having the uncorresponding position 4A2 in FIG. 11 is a moving body detected by the autonomous sensor 11 but not detected by the infrastructure sensor 2.
  • the position 4A4 of the first mobile body, which was not detected as the second mobile body by the infrastructure sensor 2 exists outside the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in which the observation occlusion does not occur. Is compatible.
  • the position 4A2 of the first mobile body, which was not detected as the second mobile body by the infrastructure sensor 2 exists inside the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in which the observation occlusion does not occur. Is incompatible and non-conforming.
  • the position collation identification unit 332 determines for each candidate whether or not the position of the first moving body exists outside the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation occlusion. Similarly, although not shown, the position collation identification unit 332 determines for each candidate whether or not the position of the second moving body is outside the observation area of the autonomous sensor 11 in consideration of observation occlusion.
  • the position matching identification unit 332 determines that the position of the first moving body is outside the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation shielding for a certain candidate, and the position of the second moving body is If it is determined that the candidate exists outside the observation area of the autonomous sensor 11 in consideration of observation obstruction, the candidate is regarded as conforming and the candidate is maintained. When the position matching identification unit 332 determines that the position of the first moving body exists inside the observation area 2Z of the infrastructure sensor 2 in consideration of observation shielding for a certain candidate, or the position of the second moving body. However, when it is determined that the candidate exists inside the observation area of the autonomous sensor 11 in consideration of observation obstruction, the candidate is considered to be incompatible and the candidate is excluded.
  • the position collation identification unit 332 maintains the candidate of FIG. 10 and excludes the candidate of FIG. As a result, since it is specified as one candidate, the position collation identification unit 332 outputs the candidate of FIG. 10 as the position information of the moving device 1.
  • FIG. 12 is an example of a flowchart showing the operation of each means of the information processing device 3.
  • step S1 the mobile communication means 30 is in a standby state for receiving observation information from the mobile device 1.
  • the mobile communication means 30 receives the observation information from the mobile device 1
  • the first mobile body acquisition means 31 estimates the first position information of the first mobile body based on the observation information.
  • the process shifts to step S2.
  • step S2 the second mobile body acquisition means 32 estimates the second position information of the second mobile body based on the observation information after receiving the observation information from the infrastructure sensor 2.
  • the process shifts to step S3.
  • the processes of steps S1 and S2 may be performed in the reverse order or may be performed in parallel.
  • step S3 the position candidate search unit 331 searches for one or more candidates regarding the position information of the mobile device 1 based on the first position information and the second position information estimated in steps S1 and S2, respectively.
  • the process shifts to step S4.
  • step S4 the position collation identification unit 332 determines whether or not one or more candidates have been searched by the position candidate search unit 331. If it is determined that one or more candidates have been searched, the process shifts to step S5, and if it is determined that no candidate has been searched, the process shifts to step S1.
  • step S5 the position collation identification unit 332 performs a shielding determination on one or more candidates searched in step S3, excludes candidates in which inconsistency has occurred, and identifies the candidates.
  • the process proceeds to step S6.
  • step S6 the position collation identification unit 332 determines whether or not one or more candidates are specified as one candidate in step S5. When it is determined that one or more candidates have been identified as one candidate, the process proceeds to step S7. On the other hand, if it is determined that two or more candidates remain, or if it is determined that no candidate remains, the process proceeds to step S1.
  • step S7 in the estimated position calibration unit 333, the position of any one of the second moving bodies represented by the second position information estimated in step S2 is the position represented by the position information of the moving device 1 specified in step S5.
  • the position information of the moving device 1 is calibrated using the position of the one second moving body.
  • the process shifts to step S8.
  • step S8 the mobile communication means 30 transmits the position information of the mobile device 1 after step S7 to the mobile device 1. When the transmission is completed, the process shifts to step S1.
  • the position information of the mobile device 1 is estimated by comparing the positional relationship between the first mobile body around the mobile device 1 and the second mobile body around the infrastructure sensor 2. .. According to such a configuration, the position information of the mobile device 1 can be estimated even when the infrastructure sensor 2 cannot directly observe the mobile device 1. This is particularly effective when the mobile device 1 travels in an environment where there are many moving objects such as people.
  • the position information of the mobile device 1 can be estimated as described above. Therefore, even if the mobile device 1 does not exist within the observation range of the infrastructure sensor 2, the position information of the mobile device 1 can be estimated if the mobile device 1 is close to the observation range of the infrastructure sensor 2 to some extent. Therefore, it is expected that the distance that the mobile device 1 can be observed by the infrastructure sensor 2 will be improved.
  • each mobile device 1 It is possible to distinguish and estimate the position information of.
  • each function or each component of the information processing device 3 described above may be distributed and installed in the mobile device 1 and the infrastructure sensor 2 for constructing the above system.
  • the first mobile acquisition means 31 and the second mobile acquisition means 32 provided in the information processing device 3 may be provided in the mobile device 1 and the infrastructure sensor 2, respectively.
  • the information processing device 3 may be configured to receive the first position information estimated by the mobile device 1 and the second position information estimated by the infrastructure sensor 2.
  • the infrastructure sensor 2 may include a mobile communication means for transmitting the position information and the observation information of the infrastructure sensor 2 to the information processing device 3 provided in the mobile device 1.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram showing an example of the system configuration according to the second embodiment.
  • the components that are the same as or similar to the above components will be designated by the same or similar reference numerals, and different components will be mainly described.
  • a mobile device 1b and information different from the mobile device 1 are used.
  • a processing device 3b is provided.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the configuration and function of the mobile device 1.
  • the target to which the mobile device 1b is applied is a robot or the like as in the mobile device 1 according to the first embodiment.
  • the number of moving devices 1b may be one or a plurality.
  • the mobile device 1b of FIG. 14 includes a mobile communication means 10b, an autonomous sensor 11b, and a self-position estimation means 12b.
  • the other configuration of the mobile device 1b may be the same as that of the mobile device 1, only a part of the means of the mobile device 1 may be mounted, or a means different from the mobile device 1 may be added. ..
  • the mobile communication means 10b is a communication unit for transmitting the observation information generated by the autonomous sensor 11b and the position information estimated by the self-position estimation means 12b to the information processing device 3.
  • the mobile communication means 10b may also transmit information other than the above information to the information processing device 3b, or may receive some information from the information processing device 3b. Further, the communication method of the mobile communication means 10b may be the same as that of the mobile communication means 10 of FIG. 2, for example.
  • the autonomous sensor 11b is a sensor similar to the autonomous sensor 11 in FIG. 2, and is mounted on the mobile device 1b. By observing a moving body around the mobile device 1b and thus around the autonomous sensor 11b, the result is output as observation information. It is a sensor that does.
  • the autonomous sensor 11b corresponds to a second sensor in the information processing device 3b.
  • the mobile body observed by the autonomous sensor 11b is, for example, at least one of the mobile device 1 and one or more mobile bodies 4 in FIG.
  • the autonomous sensor 11b includes a sensor used for self-position estimation of the self-position estimation means 12b, and such a sensor includes the sensor exemplified in the autonomous sensor 11 of the first embodiment.
  • the self-position estimation means 12b is the same processing unit as the self-position estimation means 12 of FIG.
  • the self-position estimation means 12b generates the position information of the mobile device 1b by estimating the self-position of the mobile device 1b based on the observation information generated by the autonomous sensor 11b.
  • the position information generated by the self-position estimation means 12b may include accuracy information related to the estimation of the position information.
  • the accuracy information is an index showing the accuracy of estimation of position information, and may be, for example, a quantitative value obtained by calculating an estimation error such as an error range or an error direction, or an estimation method such as dead reckoning or SLAM. It may be a qualitative value due to the above, or both may be included.
  • the accuracy of the position information indicated by the accuracy information may be referred to as position accuracy.
  • FIG. 15 is a block diagram showing the configuration and functions of the information processing device 3b.
  • the mobile communication means 30b and the second mobile body acquisition means 32b are provided in place of the mobile communication means 30 and the second mobile body acquisition means 32 of the information processing device 3 of FIG. , Reference position utilization determination means 34 has been added.
  • the reference position utilization determining means 34 is the second position information estimated by the second moving body acquisition means 32b based on the position information of the moving device 1b, that is, one or more around the moving device 1b. It is determined whether or not the position information of the second moving body is used by the position estimation means 33b.
  • the second moving body is, for example, at least one of the moving device 1 and the moving body 4 in FIG.
  • the mobile communication means 30b is a communication unit that receives observation information from the mobile device 1 and transmits position information to the mobile device 1, similarly to the mobile communication means 30 of FIG. Further, the mobile communication means 30b is a communication unit that receives observation information and position information from the mobile device 1b. The mobile communication means 30b may also send and receive information other than the above information. Further, the communication method of the mobile communication means 30b may be the same as that of the mobile communication means 30 of FIG. 3, for example.
  • the second mobile body acquisition means 32b is one or more existing around the autonomous sensor 11b and thus around the mobile device 1b based on the position information estimated by the mobile device 1b and the observation information observed by the mobile device 1b.
  • This is a processing unit that detects the second moving body of the above and estimates the absolute position of the second moving body.
  • the second moving body acquisition means 32 is a processing unit that generates second position information representing the estimation result, that is, second position information regarding the position of one or more second moving bodies around the moving device 1b. ..
  • the second position information generated by the second mobile body acquisition means 32b does not necessarily have to be absolute position information as in the second mobile body acquisition means 32 of FIG. 3, and the position of the mobile device 1b. Any position information that can be converted into absolute position information of the second moving body by using the information is sufficient. Further, the method of estimating the second position information in the second mobile body acquisition means 32b may be the same as, for example, the first mobile body acquisition means 31.
  • the reference position utilization determining means 34 uses the position estimating means 33 to obtain the second position information of the second moving body acquisition means 32b based on the position information of the moving device 1b estimated by the self-position estimating means 12b of the moving device 1b. This is a processing unit that determines whether or not to use it for estimating the position information of the mobile device 1.
  • the reference position utilization determination means 34 determines the position of the mobile device 1b as the reference of the position information of the mobile device 1 based on the accuracy information. It may be determined whether or not it is a point. As a second example, when the reference position utilization determination means 34 can acquire the rough position information of the moving device 1, the position of the moving device 1b is set to the reference point of the position information of the moving device 1 based on the position information. It may be determined whether or not.
  • the reference position utilization determining means 34 determines the amount of position error based on the accuracy information, or determines the position error amount based on the accuracy information, in order to limit the position information of the moving device 1b used for the position estimation to the highly accurate position information. Judgment of the estimation method based on the accuracy information, etc.
  • the reference position utilization determination means 34 uses the second position estimated by the second moving body acquisition means 32b only when the position accuracy of the moving device 1b obtained in the determination result satisfies the preset position accuracy. It is determined that the information will be used by the position estimation means 33.
  • the reference position utilization determining means 34 is estimated by the second moving body acquiring means 32b when the position accuracy of the moving device 1b obtained in the above determination result does not satisfy the preset position accuracy. 2 It is determined that the position information is not used by the position estimation means 33.
  • the position estimation means 33 follows the determination result of the reference position utilization determination means 34.
  • the reference position utilization determination means 34 performs a distance determination based on the position information in order to limit the position information of the moving device 1b used for the position estimation to the position information indicating the vicinity of the moving device 1. ..
  • the reference position utilization determining means 34 obtains the second position information estimated by the second moving body acquisition means 32b only when it is determined that the moving device 1b and the moving device 1 exist within the preset range. It is determined that the position estimation means 33 will be used. On the other hand, when the reference position utilization determining means 34 determines that the moving device 1b and the moving device 1 do not exist within the preset range, the second position information estimated by the second moving body acquisition means 32b. Is determined not to be used by the position estimation means 33. The position estimation means 33 follows the determination result of the reference position utilization determination means 34.
  • the reference position utilization determining means 34 uses the second moving body acquisition means 32b when the position information of the moving device 1b does not include the accuracy information or when the rough position information of the moving device 1 cannot be acquired. It may always be determined that the estimated second position information is used by the position estimation means 33.
  • the position information of the mobile device 1 is estimated with reference to the mobile device 1b whose position information is known. Therefore, even in the area where the infrastructure sensor 2 according to the first embodiment is not installed or the area where the infrastructure sensor 2 cannot be observed, the position information of the mobile device 1 is obtained based on the position information of the other mobile device 1b. Can be estimated.
  • the position estimation means 33 uses the second position information estimated based on the observation information of the autonomous sensor 11b of the moving device 1b when the position accuracy of the moving device 1b is poor, for example, by the reference position utilization determining means 34. Therefore, the information processing device 3b can estimate the accurate position information of the mobile device 1.
  • the first mobile body acquisition means 31 and the second mobile body in the information processing device 3 of FIG. 3 or the information processing device 3b of FIG. 15 The acquisition means 32 or the second mobile body acquisition means 32b may be shared by one processing unit.
  • each means of the information processing device 3 or the information processing device 3b described in the embodiment may be a calculation process of the information processing method for estimating the position information of the mobile device 1.
  • each means of the information processing device 3 or the information processing device 3b described in the embodiment is realized as a function on the computer for estimating the position information of the mobile device 1 by executing the program by the computer. May be good.
  • the configuration of the information processing device 3 or the information processing device 3b described in the embodiment may be changed as long as the gist of the present invention is not deviated.
  • the information processing device 3 or the information processing device 3b may be included in the mobile device 1, or may be realized by a plurality of other devices.
  • each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
  • 1,1b mobile device 2 infrastructure sensor, 3 information processing device, 4A, 4B first mobile body, 4X, 4Y second mobile body, 11 autonomous sensor, 31 first mobile body acquisition means, 32 second mobile body acquisition means , 33 Position estimation means, 34 Reference position utilization determination means, 331 Position candidate search unit, 332 Position matching identification unit, 333 Estimated position calibration unit.

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Abstract

本発明は、環境に設置されたセンサが移動装置を観測できなくても移動装置の位置情報を推定可能な技術を提供することを目的とする。本発明の情報処理装置（３）は、第１移動体取得手段（３１）によって取得される、第１センサ（自律センサ１１）周辺に存在する１つ以上の第１移動体の位置情報である第１位置情報と、第２移動体取得手段（３２）によって取得される、第２センサ（インフラセンサ２）周辺に存在する１つ以上の第２移動体の位置情報である第２位置情報と、に基づいて、第１移動体と第２移動体との位置関係を比較して移動装置（１）の位置情報を推定する。

Description

情報処理装置、情報処理方法、及び、情報処理プログラム
　本発明は、移動装置の位置情報を推定するための情報処理装置、情報処理方法、及び、情報処理プログラムに関する。
　ロボットやモビリティなどの移動装置をある地点から別の地点に移動させるためには、移動装置の現在位置をリアルタイムに推定する必要がある。そこで、移動装置の現在位置を推定する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、移動装置に搭載されたセンサに基づいて推定される移動装置の位置情報の時系列と、環境に設置されたセンサに基づいて推定される移動装置の位置情報の時系列とから、移動装置の軌跡を照合することで、移動装置の位置をリアルタイムに推定する技術が提案されている。
特開２０１２－１１５９１８号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、移動装置以外の移動体や障害物が多い場合のように、環境に設置されたセンサから移動装置を観測できなくなる場合には、移動装置の位置を正しく推定できなくなるという問題がある。
　そこで、本発明は、上記のような問題点を鑑みてなされたものであり、環境に設置されたセンサが移動装置を観測できなくても移動装置の位置情報を推定可能な技術を提供することを目的とする。
　本発明に係る情報処理装置は、移動装置の位置情報を推定する情報処理装置であって、前記移動装置に搭載された第１センサによって生成される観測情報に基づいて、前記移動装置と前記第１センサ周辺に存在する１つ以上の第１移動体との相対的な位置情報である第１位置情報を取得する第１移動体取得手段と、前記移動装置の外部に設けられた第２センサによって生成される観測情報に基づいて、前記第２センサ周辺に存在する１つ以上の第２移動体の位置情報である第２位置情報を取得する第２移動体取得手段と、前記第１移動体取得手段によって取得される前記第１位置情報と、前記第２移動体取得手段によって取得される前記第２位置情報と、に基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体との位置関係を比較して前記移動装置の位置情報を推定する位置推定手段とを備える。
　本発明によれば、第１移動体取得手段によって取得される第１位置情報と、第２移動体取得手段によって取得される第２位置情報と、に基づいて、第１移動体と第２移動体との位置関係を比較して移動装置の位置情報を推定する。このような構成によれば、環境に設置されたセンサが移動装置を観測できなくても移動装置の位置情報を推定することができる。
　本発明の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態１に係るシステム構成の一例を示す概念図である。 実施の形態１に係る移動装置の構成及び機能を示すブロック図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の構成及び機能を示すブロック図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作例を説明するための図である。 実施の形態１に係る情報処理装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るシステム構成の一例を示す概念図である。 実施の形態２に係る移動装置の構成及び機能を示すブロック図である。 実施の形態２に係る情報処理装置の構成及び機能を示すブロック図である。
　＜実施の形態１＞
　以下に、本発明の実施の形態１について、図を用いて説明する。図１は本実施の形態１に係るシステム構成の一例を示す概念図である。
　本実施の形態１に係るシステムは、位置情報が推定される対象である移動装置１、移動装置１を含む移動体を観測するインフラセンサ２、移動装置１及びインフラセンサ２から観測情報を取得して移動装置１の位置情報を推定する情報処理装置３、を備える。また、図１には、移動装置１以外の移動体４と、移動装置１及び移動体４が移動する空間５とが図示されており、移動体４の一例である人の頭部及び肩などが図示されている。
　ここで、位置情報は、移動装置１、インフラセンサ２、移動体４などの地物が存在する場所を表す情報である。位置情報は、空間５内の場所を一意に表す絶対的な情報であってもよいし、例えば地物間の位置関係を表す相対的な位置情報であってもよい。
　また、位置情報の表現形式は、質点のような地点で表現してもよいし、範囲を持った領域で表現してもよい。加えて、位置情報の表現形式は、例えば、緯度経度形式でもよいし、ある地点を原点とした直交座標形式でもよいし、ある地点を原点とした極座標形式でもよい。さらに、位置情報は、方向を表す情報を含んでもよい。方向を表す情報は、例えば、北向きを基準とした方位角でもよい。
　観測情報は、移動装置１に搭載された自律センサ１１（図２）、及び、インフラセンサ２、などのセンサによって生成され、センサ周辺に存在する移動体の位置情報を推定するための情報である。ここでいう移動体には、移動体４だけが含まれる場合もあれば、移動装置１及び移動体４が含まれる場合もある。
　観測情報は、例えば、センサがステレオカメラであれば２枚の視差画像であってもよいし、センサがＬＲＦ（Ｌａｓｅｒ　Ｒａｎｇｅ　Ｆｉｎｄｅｒ）であれば距離及び方位の情報を持つ点の集合であってもよいし、センサがＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）カメラであれば距離を持つ画素の集合であってもよい。また、観測情報は、センサと、センサ周辺に存在する移動体との間の距離が推定できる情報を含んでいればよく、それ以外の情報を含んでいてもよい。さらに、観測情報は、センサによって取得される生値でもよいし、生値に対して何らかの処理を行った後の処理値でもよい。
　＜移動装置１＞
　本実施の形態１に係る移動装置１の構成について、図２を用いて説明する。図２は、移動装置１の構成及び機能を示すブロック図である。
　移動装置１は、空間５を移動する装置であり、移動装置１の位置情報は情報処理装置３によって推定される。移動装置１は、例えば、ロボット、モビリティ、電動車椅子、電動台車、自動運転車両、などである。なお、移動装置１の数は、１つでもよいし、複数でもよい。
　図２の移動装置１は、情報処理装置３と通信を行うための移動通信手段１０、移動装置１周辺を観測することで、観測情報を生成する自律センサ１１、を備える。
　また、移動装置１が自律的な移動を行うことができるように、上記に加えて、自己位置推定手段１２、経路計画手段１３、移動制御手段１４、を備えてもよい。これらの詳細は後述し、ここではこれらの概要について説明する。自己位置推定手段１２は、自律センサ１１を用いて移動装置１の位置を推定し、当該位置を表す位置情報を生成する。経路計画手段１３は、目的地への経路を計算し、当該経路を表す経路情報を生成する。移動制御手段１４は、位置情報と経路情報とに基づいて目的地まで移動装置１を移動させる移動制御を行う。
　次に、移動装置１の構成要素について詳細に説明する。
　移動通信手段１０は、自律センサ１１によって生成される観測情報と、情報処理装置３によって推定される位置情報とを、情報処理装置３と通信するための通信部である。移動通信手段１０は、自律センサ１１によって生成される観測情報を、定期的に情報処理装置３に送信し、かつ、情報処理装置３によって推定される位置情報を、情報処理装置３から受信する。
　また、移動通信手段１０は、上記情報以外の情報も送受信してもよい。例えば、移動通信手段１０は、自己位置推定手段１２によって推定される位置情報を情報処理装置３に送信してもよいし、経路計画手段１３によって計画される経路情報を情報処理装置３に送信してもよい。
　また、移動通信手段１０の通信方法は、移動装置１が移動中に情報処理装置３と情報の交換ができる通信方法であればよい。例えば、当該通信方法は、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のような狭域的な電波通信であってもよいし、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ　Ｔｅｒｍ　Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）やＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　Ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）のような広域的な電波通信であってもよいし、可視光通信標準方式のような光通信であってもよいし、音波による通信であってもよい。
　自律センサ１１は、移動装置１に搭載され、移動装置１周辺ひいては自律センサ１１周辺の移動体を観測することで、その結果を観測情報として出力するセンサである。この自律センサ１１は、情報処理装置３における第１センサに相当する。自律センサ１１で観測される移動体は、例えば図１の１つ以上の移動体４である。自律センサ１１は、例えば、ステレオカメラであってもよいし、ＬＲＦ（Ｌａｓｅｒ　Ｒａｎｇｅ　Ｆｉｎｄｅｒ）であってもよいし、ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）カメラであってもよい。また、自律センサ１１は、移動装置１に対して、１つだけ搭載されてもよいし、複数搭載されてもよい。
　さらに、自律センサ１１は、移動装置１周辺の移動体の位置推定に用いるセンサだけでなく、自己位置推定手段１２や移動制御手段１４に用いるセンサを含んでもよい。自己位置推定手段１２や移動制御手段１４に用いるセンサは、例えば、ホイールエンコーダ、ジャイロセンサ、障害物ソナー、などであってもよい。
　自己位置推定手段１２は、移動通信手段１０によって情報処理装置３から位置情報を受信できない場合に、自律センサ１１によって生成される観測情報、または、移動装置１が走行する領域の地図情報などを用いて、移動装置１単独で移動装置１の現在位置や方位をリアルタイムに推定する処理部である。自己位置推定手段１２の位置推定方法は、例えば、ホイールエンコーダやジャイロを用いたデッドレコニング、ＬＲＦや地図情報を用いたＳＬＡＭ（Ｓｅｌｆ　Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ　Ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ）などであってもよい。
　経路計画手段１３は、自己位置推定手段１２によって推定される位置情報と、移動装置１が走行する領域の地図情報とに基づいて、位置情報が表す現在位置から目的地までの経路を計算し、当該経路を表す経路情報を生成する処理部である。
　移動制御手段１４は、移動装置１の現在位置を表す位置情報と経路情報とに基づいて、移動装置１を障害物から回避させながら現在位置から目的地まで移動させるために、例えば、移動装置１が備えるバッテリー、モータ及び車輪などを制御する駆動制御部である。例えば、移動制御手段１４は、自律センサ１１で検出した障害物を移動装置１が回避するように、位置情報及び経路情報に基づいて移動装置１が移動すべき移動量及び移動方向を計算する。そして、移動制御手段１４は、計算された移動量及び移動方向に基づいて、移動装置１のモータの回転を制御することによって、移動装置１を障害物から回避させる。
　＜インフラセンサ２＞
　本実施の形態１に係るインフラセンサ２について、図１を用いて説明する。
　インフラセンサ２は、移動装置１の外部に設けられる。インフラセンサ２は、例えば、移動装置１の外部の建物、設備などのインフラストラクチャーとして固定され、インフラセンサ２周辺に存在する移動体を観測することで、その結果を観測情報として出力するセンサである。このインフラセンサ２は、情報処理装置３における第２センサに相当する。インフラセンサ２で観測される移動体は、例えば図１の移動装置１及び１つ以上の移動体４の少なくともいずれかである。
　インフラセンサ２は、定期的に観測情報を情報処理装置３に送信する。インフラセンサ２の構成要素は、例えば、自律センサ１１と同様でもよい。また、インフラセンサ２は、空間５に対して、１つだけ設置されてもよいし、複数設置されてもよい。加えて、インフラセンサ２は、情報処理装置３と有線で接続されていてもよいし、無線で接続されていてもよい。
　さらに、インフラセンサ２は、移動体を観測できる位置に設置されればよく、例えば、天井、壁、もしくは、柱、などに設置されてもよい。また、インフラセンサ２のセンシング範囲が、空間５の全範囲となるように、または、空間５のうち移動装置１の位置情報を推定したい部分の範囲となるように、インフラセンサ２は設置されてもよい。
　＜情報処理装置３＞
　本実施の形態１に係る情報処理装置３の構成について、図３を用いて説明する。図３は、情報処理装置３の構成及び機能を示すブロック図である。
　情報処理装置３は、移動通信手段３０、第１移動体取得手段３１、第２移動体取得手段３２、位置推定手段３３、を備える。これらの詳細は後述し、ここではこれらの概要について説明する。
　移動通信手段３０は、移動装置１と通信を行い、移動装置１に搭載された自律センサ１１によって生成される観測情報を受信する。
　第１移動体取得手段３１は、移動通信手段３０で受信された観測情報、つまり移動装置１に搭載された自律センサ１１によって生成される観測情報に基づいて、移動装置１と自律センサ１１周辺に存在する１つ以上の第１移動体との相対的な位置情報である第１位置情報を推定して取得する。ここでいう第１移動体は、例えば図１の１つ以上の移動体４である。
　第２移動体取得手段３２は、移動装置１の外部に設けられたインフラセンサ２によって生成される観測情報に基づいて、インフラセンサ２周辺に存在する１つ以上の第２移動体の位置情報である第２位置情報を推定して取得する。ここでいう第２移動体は、例えば図１の移動装置１及び移動体４の少なくともいずれかである。第２位置情報は、第２移動体の絶対的な位置情報であってもよいし、インフラセンサ２と第２移動体との相対的な位置情報であってもよい。
　位置推定手段３３は、第１移動体取得手段３１によって推定される第１位置情報と、第２移動体取得手段３２によって推定される第２位置情報と、に基づいて、第１移動体と第２移動体との位置関係とを比較して移動装置１の位置情報を推定する。
　なお、情報処理装置３は、各手段をプログラムとして記憶する記憶装置、各手段を実行するためのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵによって計算される結果や、ＣＰＵによって実行されるプログラムを一時的に保持するメモリ、移動装置１やインフラセンサ２と通信を行うためのインタフェース、を備える計算機である。メモリに保持されるプログラムには、第１移動体取得手段３１、第２移動体取得手段３２及び位置推定手段３３などの機能を情報処理装置３に実行させるプログラムが含まれる。
　また、情報処理装置３は、インフラセンサ２の位置情報を把握する。例えば、情報処理装置３がインフラセンサ２の位置情報を記した設置位置ファイルを保持することによって、情報処理装置３はインフラセンサ２の既知の位置情報を把握してもよい。または、インフラセンサ２の内部にその設置に関する情報を保持しておき、インフラセンサ２が観測情報と共に位置情報を情報処理装置３に送信することによって、情報処理装置３はインフラセンサ２の既知の位置情報を把握してもよい。
　次に、情報処理装置３の構成要素について詳細に説明する。
　移動通信手段３０は、観測情報、位置情報を移動装置１と通信するための通信部である。移動通信手段３０は、自律センサ１１によって生成される観測情報を、移動装置１から定期的に受信し、かつ、情報処理装置３によって推定される位置情報を、移動装置１に送信する。なお、移動通信手段３０は、上記情報以外の情報も送受信してもよい。さらに、移動通信手段３０の通信方法は、例えば、移動通信手段１０と同様でもよい。
　第１移動体取得手段３１は、自律センサ１１によって生成され、移動通信手段３０によって受信される観測情報に基づいて、自律センサ１１周辺ひいては移動装置１周辺に存在する１つ以上の第１移動体を検出し、当該第１移動体の移動装置１に対する相対的な位置を推定する処理部である。そして、第１移動体取得手段３１は、その推定結果を表す位置情報、つまり、移動装置１周辺に存在する１つ以上の第１移動体の位置に関する第１位置情報を生成する処理部である。
　第１移動体取得手段３１によって生成される第１位置情報は、移動装置１と移動装置１周辺の第１移動体との相対的な位置関係を表す。第１位置情報は、例えば、移動装置１を原点とするような距離と方位で表現してもよいし、移動装置１を原点とするような二次元座標で表現してもよい。
　次に、第１移動体取得手段３１における第１位置情報の生成方法の一例について説明する。本例では、自律センサ１１として、２次元ＬＲＦを想定し、自律センサ１１によって生成される観測情報として、移動装置１を原点とする距離及び角度の情報を持つ観測点の集合を想定する。
　まず、第１移動体取得手段３１は、自律センサ１１によって観測される観測情報を受信すると、観測点の距離及び角度に基づいて観測点のクラスタリングを行い、１つ以上のクラスタを生成する。
　次に、第１移動体取得手段３１は、各クラスタについて、観測点の数、観測点の連なりの距離、２次元ＬＲＦからの距離などに基づいて、クラスタのフィルタリングを行うことで、１つ以上のクラスタの中から、第１移動体の位置を正確に推定できそうなクラスタを抽出する。
　次に、第１移動体取得手段３１は、抽出した各クラスタについて、含まれる観測点に基づいて、各クラスタの位置を計算する。計算される位置は、クラスタの中心位置でもよいし、第１移動体が存在すると推定される領域でもよい。
　最後に、第１移動体取得手段３１は、計算された１つのクラスタの位置を、１つの第１移動体の位置として設定することにより、第１移動体の第１位置情報を生成する。
　第２移動体取得手段３２は、インフラセンサ２によって生成される観測情報に基づいて、インフラセンサ２周辺に存在する１つ以上の第２移動体を検出し、当該第２移動体の絶対的な位置を推定する処理部である。そして、第２移動体取得手段３２は、その推定結果を表す第２位置情報、つまり、インフラセンサ２周辺の１つ以上の第２移動体の位置に関する第２位置情報を生成する処理部である。
　なお、第２移動体取得手段３２によって生成される第２位置情報は、必ずしも絶対的な位置情報である必要はない。例えば、第２位置情報は、第２移動体のインフラセンサ２に対する相対的な位置情報などのように、インフラセンサ２の位置情報を用いることで、第２移動体の絶対的な位置情報に変換できる位置情報であればよい。また、第２移動体取得手段３２における第２位置情報の推定方法は、例えば、第１移動体取得手段３１と同じでもよい。
　位置推定手段３３は、第１移動体取得手段３１によって推定される第１位置情報と、第２移動体取得手段３２によって推定される第２位置情報と、に基づいて、第１移動体の位置関係と第２移動体の位置関係との重ね合わせを行い、かつ、遮蔽判定を行うことによって、移動装置１の位置及び方位の少なくともいずれかを表す位置情報を推定して生成する処理部である。ここでいう遮蔽判定では、自律センサ１１に対して第１移動体が第２移動体によって遮蔽されるか否か、または、インフラセンサ２に対して第２移動体が第１移動体によって遮蔽されるか否かが判定される。
　図３に示される位置推定手段３３は、位置候補探索部３３１、位置照合特定部３３２、を備える。また、位置推定手段３３は、推定位置校正部３３３を備えてもよい。これらの詳細は後述し、ここではこれらの概要について説明する。
　位置候補探索部３３１は、第１移動体取得手段３１によって推定される第１位置情報と、第２移動体取得手段３２によって推定される第２位置情報と、に基づいて、移動装置１の位置情報に関して１つ以上の候補を探索する。
　位置照合特定部３３２は、位置候補探索部３３１で１つ以上の候補が探索された場合に、上記遮蔽判定を、位置候補探索部３３１で探索された候補ごとに行い、遮蔽判定の結果に基づいて、１つ以上の候補の中から候補を特定する。
　推定位置校正部３３３は、第２位置情報が表すいずれか１つの第２移動体の位置と、位置照合特定部３３２で特定される移動装置１の位置情報が表す位置とが互いに対応する場合に、当該１つの第２移動体の位置を用いて移動装置１の位置情報を校正する。
　次に、位置推定手段３３の構成要素について詳細に説明する。
　位置候補探索部３３１は、第１位置情報及び第２位置情報に基づいて、第１移動体及び第２移動体のそれぞれの相対的な位置関係を可及的に保ちつつ、第１移動体の位置関係及び第２移動体の位置関係の重ね合わせを行うことによって、移動装置１の位置情報に関して１つ以上の候補を探索する。
　以下、位置候補探索部３３１における候補の探索処理の一例について説明する。本例では、１つ以上の第１移動体を移動体群Ａとし、１つ以上の第２移動体を移動体群Ｘとする。さらに、本例では、移動体群Ａのそれぞれの位置は移動装置１を原点とする相対的な座標系で表現され、移動体群Ｘのそれぞれの位置は絶対的な座標系で表現される場合を想定する。
　まず、位置候補探索部３３１は、移動体群Ａ及び移動体群Ｘからそれぞれ２つ以上の第１移動体及び２つ以上の第２移動体を選択し、それぞれが１つの第１移動体及び１つの第２移動体からなる、２つ以上の組を生成する。本例では、位置候補探索部３３１は、移動体群Ａ及び移動体群Ｘから、２つの第１移動体Ａ１，Ａ２及び２つの第２移動体Ｘ１，Ｘ２をそれぞれ選択するものとする。そして、位置候補探索部３３１は、第１移動体Ａ１と第２移動体Ｘ１とからなる組を組ＡＸ１、第１移動体Ａ２と第２移動体Ｘ２とからなる組を組ＡＸ２とする。
　次に、位置候補探索部３３１は、組ＡＸ１の移動体間の距離ＤＡＸ１、組ＡＸ２の移動体間の距離ＤＡＸ２、またはこれらの和が最小となるように、移動体群Ａに対して回転操作及び並行移動操作を行う。例えば、位置候補探索部３３１は、誤差最小二乗法などを用いて、回転操作量及び並行移動操作量を決定してもよい。なお、２つの移動体の組を用いる場合、移動装置１の位置情報の候補の数は２つであってもよい。
　この時、位置候補探索部３３１は、移動体群Ａに対する回転操作量及び平行移動操作量に基づいて、移動装置１の絶対座標系における位置及び方位の少なくともいずれかを計算する。
　次に、位置候補探索部３３１は、上記で計算した距離ＤＡＸ１、距離ＤＡＸ２、またはこれらの和が、予め設定される閾値以内であるか否かを判定する。そして、位置候補探索部３３１は、距離ＤＡＸ１、距離ＤＡＸ２、またはこれらの和が閾値以内と判定した場合に、上記位置及び方位の少なくともいずれかを移動装置１の位置情報の候補として決定する。
　最終的に、位置候補探索部３３１は、移動体の選択や移動体の組を変えて、上記処理を複数回実施することで、移動装置１の位置情報に関して１つ以上の候補を得る。なお、すべての第１移動体及び第２移動体について組が生成される必要はなく、組が生成されない第１移動体及び第２移動体が存在してもよい。
　なお、位置候補探索部３３１は、移動装置１の位置情報の候補が１つも生成されない場合には、インフラセンサ２の観測範囲に移動装置１が存在しない、または、移動装置１を認識できなかったと判定してもよい。
　また、位置候補探索部３３１は、前回推定された移動装置１の位置情報を記憶しておき、当該前回推定された位置情報を、今回推定される位置情報の候補の生成に利用してもよい。または、位置候補探索部３３１は、移動装置１が自己位置推定手段１２を備える場合は移動装置１によって生成される位置情報を、位置情報の候補の生成に利用してもよい。これらの場合において、例えば、回転操作及び並行移動操作の移動量に対して制限が設けられてもよい。
　さらに、位置候補探索部３３１は、建物等の構造物の形状を含む地図情報を記憶しておき、当該地図情報を、位置情報の候補の生成に利用してもよい。例えば、位置候補探索部３３１は、移動装置１の移動操作後の位置が地図情報の構造物の位置と整合がとれない場合に、当該移動装置１の位置を表す位置情報を上記候補として決定しなくてもよい。
　位置照合特定部３３２は、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域、及び、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域を推定し、互いのセンサで観測されるべき移動体の有無を判定することによって上記遮蔽判定を行い、その遮蔽判定の結果に基づいて１つ以上の候補の中から候補を特定する処理部である。
　ここで、観測遮蔽とは、自律センサ１１及びインフラセンサ２のうちの一方のセンサに近い移動体が、一方のセンサから遠い移動体を遮蔽することで、一方のセンサが、一方のセンサから遠い物体を観測できなくなる現象である。また、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域とは、自律センサ１１の観測範囲のうち観測遮蔽がない領域であり、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域とは、インフラセンサ２の観測範囲のうち観測遮蔽がない領域である。
　以上のことを換言すれば、観測遮蔽を考慮した観測領域とは、自律センサ１１及びインフラセンサ２のうちの一方のセンサに対して、一方のセンサで位置情報が取得された移動体が、一方のセンサで位置情報が取得された別の移動体によって遮蔽されない領域である。例えば、位置照合特定部３３２は、一方のセンサの観測情報に基づいて、一方のセンサの位置から観測値が示す距離だけ離れた位置までの空間を、観測遮蔽を考慮した観測領域として推定してもよい。また例えば、位置照合特定部３３２は、移動体の検出結果に基づいて、一方のセンサの位置から一方のセンサで検出された移動体の位置までの空間を、観測遮蔽を考慮した観測領域として推定してもよい。
　位置照合特定部３３２は、自律センサ１１及びインフラセンサ２のうち一方のセンサの観測遮蔽を考慮した観測領域に、自律センサ１１及びインフラセンサ２のうちの他方のセンサで位置情報が取得された移動体が存在するか否かを判定する。例えば、位置照合特定部３３２は、ある候補の位置情報が表す移動体の位置に基づいて、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域に第２移動体が存在するか、または、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域に第１移動体が存在するかを判定する。以上のような判定によって上述した遮蔽判定が行われる。
　本実施の形態１では、位置照合特定部３３２は、ある候補の位置情報に対する遮蔽判定において、自律センサ１１の観測領域に第２移動体が存在すると判定した場合、または、インフラセンサ２の観測領域に第１移動体が存在すると判定した場合に、当該候補を排除することによって、１つ以上の候補の中から候補を特定する。なお、位置照合特定部３３２は、このような候補特定処理の結果として、２つ以上の候補が残った場合、または、１つも候補が残らなかった場合に、移動装置１の位置情報を特定できなかった、つまり、位置及び方位の少なくともいずれかを特定できなかったと判定してもよい。位置照合特定部３３２における遮蔽判定及び候補の特定については後で詳細に説明する。
　ところで上述したように、第２移動体は、例えば図１の移動装置１及び移動体４の少なくともいずれかであり、移動装置１そのものである場合がある。推定位置校正部３３３は、このことに鑑みて設けられる処理部であり、インフラセンサ２の観測結果に対応する第２位置情報が表すいずれか１つの第２移動体の位置が、位置照合特定部３３２で特定された移動装置１の位置情報が表す位置と対応すると判定した場合に、当該１つの第２移動体の位置を用いて移動装置１の位置情報を校正する処理部である。
　推定位置校正部３３３は、例えば、位置照合特定部３３２で特定された移動装置１の位置情報が表す位置と、第２位置情報が表すいずれか１つの第２移動体の位置との間の距離が予め定められる閾値以下である場合に、これらの位置が対応すると判定してもよい。または、推定位置校正部３３３は、例えば、移動装置１から形状情報を取得して、インフラセンサ２によって生成される観測情報とマッチングで判定してもよい。
　次に、位置候補探索部３３１及び位置照合特定部３３２の動作例について、図１及び図４～図９を用いて説明する。
　図４は、図１の状況において、自律センサ１１によって観測される第１移動体を示した図であり、自律センサ１１によって観測される第１移動体４Ａ、観測遮蔽やセンサの観測範囲外などで自律センサ１１によって観測されない第１移動体４Ｂ、を示している。
　図５は、図１の状況において、インフラセンサ２によって観測される第２移動体を示した図であり、インフラセンサ２によって観測される第２移動体４Ｘ、観測遮蔽やセンサの観測範囲外などでインフラセンサ２によって観測されない第２移動体４Ｙ、を示している。
　まず、第１移動体取得手段３１は、自律センサ１１によって生成される観測情報に基づいて１つ以上の第１移動体の第１位置情報を推定する。図６は、図４の状況において、第１移動体取得手段３１によって推定される第１位置情報が表す第１移動体の位置４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３，４Ａ４を示している。
　同様に、第２移動体取得手段３２は、インフラセンサ２によって生成される観測情報に基づいて１つ以上の第２移動体の第２位置情報を推定する。図７は、図５の状況において、第２移動体取得手段３２によって推定される第２位置情報が表す第２移動体の位置４Ｘ１，４Ｘ２，４Ｘ３，４Ｘ４を示している。
　次に、位置候補探索部３３１は、図６及び図７の状況において、図６の位置関係と図７の位置関係との重ね合わせを行うことによって、移動装置１の位置情報に関して１つ以上の候補を生成する。
　図８及び図９のそれぞれは、図６及び図７の状況において、位置候補探索部３３１によって生成される移動装置１の位置情報の候補を示した図である。図６及び図７の状況に対して、２つの移動装置１の位置情報の候補が生成されている。
　図８に示される候補では、第１移動体の位置４Ａ１，４Ａ２，４Ａ３がそれぞれ、第２移動体の位置４Ｘ２，４Ｘ４，４Ｘ３に対応している。図９に示される候補では、第１移動体の位置４Ａ１，４Ａ３がそれぞれ、第２移動体の位置４Ｘ１、４Ｘ２に対応し、移動装置１の位置が第２移動体の位置４Ｘ４に対応している。
　位置候補探索部３３１によって候補が生成された後、位置照合特定部３３２は、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域と、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域とを推定し、生成された候補の中から候補を特定する。
　図１０は、図８に示した候補について、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域２Ｚ、対応のない第１移動体の位置４Ａ４、対応のない第２移動体の位置４Ｘ１などを示した図である。図１１は、図９に示した候補について、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域２Ｚ、対応のない第１移動体の位置４Ａ２、対応のない第２移動体の位置４Ｘ３などを示した図である。
　図１０及び図１１の例では、位置照合特定部３３２は、インフラセンサ２の位置と、インフラセンサ２の観測値が示す距離と、インフラセンサ２で検出された第２移動体の位置４Ｘ１，４Ｘ２，４Ｘ３，４Ｘ４とに基づいて、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域２Ｚを推定している。なお、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域は、簡略化のため、図１０及び図１１では省略されている。
　以下、図１０及び図１１の候補に対する位置照合特定部３３２の遮蔽判定について説明する。図１０において対応のない位置４Ａ４を有する第１移動体は、自律センサ１１によって検出されたが、インフラセンサ２によって検出されなかった移動体である。同様に、図１１において対応のない位置４Ａ２を有する第１移動体は、自律センサ１１によって検出されたが、インフラセンサ２によって検出されなかった移動体である。
　さて、図１０のように、インフラセンサ２で第２移動体として検出されなかった第１移動体の位置４Ａ４が、観測遮蔽が生じていないインフラセンサ２の観測領域２Ｚの外側に存在することには適合性がある。しかしながら、図１１のように、インフラセンサ２で第２移動体として検出されなかった第１移動体の位置４Ａ２が、観測遮蔽が生じていないインフラセンサ２の観測領域２Ｚの内側に存在することには適合性がなく、不適合である。
　以上のことに鑑みて、位置照合特定部３３２は、第１移動体の位置が、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域２Ｚの外側に存在するか否かを候補ごとに判定する。図示しないが同様に、位置照合特定部３３２は、第２移動体の位置が、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域の外側に存在するか否かを候補ごとに判定する。
　位置照合特定部３３２は、ある候補に対して、第１移動体の位置が、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域２Ｚの外側に存在すると判定し、かつ、第２移動体の位置が、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域の外側に存在すると判定した場合には、当該候補は適合であるとして当該候補を維持する。位置照合特定部３３２は、ある候補に対して、第１移動体の位置が、観測遮蔽を考慮したインフラセンサ２の観測領域２Ｚの内側に存在すると判定した場合、または、第２移動体の位置が、観測遮蔽を考慮した自律センサ１１の観測領域の内側に存在すると判定した場合には、当該候補は不適合であるとして当該候補を排除する。
　図１０及び図１１の候補の例の場合、位置照合特定部３３２は、図１０の候補を維持し、図１１の候補を排除する。この結果、１つの候補に特定されるので、位置照合特定部３３２は、図１０の候補を移動装置１の位置情報として出力する。
　＜動作＞
　本実施の形態１に係る情報処理装置３の動作について、図１２を用いて説明する。図１２は、情報処理装置３の各手段の動作を示したフローチャートの一例である。
　まず、ステップＳ１において、移動通信手段３０は、移動装置１からの観測情報を受信する待機状態となっている。移動通信手段３０が移動装置１から観測情報を受信した後、第１移動体取得手段３１は、当該観測情報に基づいて第１移動体の第１位置情報を推定する。推定を終えると、ステップＳ２に処理が移行する。
　ステップＳ２において、第２移動体取得手段３２は、インフラセンサ２から観測情報を受信した後、当該観測情報に基づいて第２移動体の第２位置情報を推定する。推定を終えると、ステップＳ３に処理が移行する。なお、ステップＳ１及びステップＳ２の処理は、逆の順序で実施されてもよいし、並行して実施されてもよい。
　ステップＳ３において、位置候補探索部３３１は、ステップＳ１及びステップＳ２でそれぞれ推定された第１位置情報及び第２位置情報に基づいて、移動装置１の位置情報に関して１つ以上の候補を探索する。探索を終えると、ステップＳ４に処理が移行する。
　ステップＳ４において、位置照合特定部３３２は、位置候補探索部３３１で１つ以上の候補が探索されたか否かを判定する。１つ以上の候補が探索されたと判定された場合にはステップＳ５に処理が移行し、１つ候補も探索されなかったと判定された場合にはステップＳ１に処理が移行する。
　ステップＳ５において、位置照合特定部３３２は、ステップＳ３で探索された１つ以上の候補について遮蔽判定を行い、不整合が生じている候補を排除して候補を特定する。特定を終えると、ステップＳ６に処理が移行する。
　ステップＳ６において、位置照合特定部３３２は、ステップＳ５で１つ以上の候補が１つの候補に特定されたか否かを判定する。１つ以上の候補が１つの候補に特定されたと判定された場合にはステップＳ７に処理が移行する。一方、２つ以上の候補が残ったと判定された場合、または、１つも候補が残らなかったと判定された場合には、ステップＳ１に処理が移行する。
　ステップＳ７において、推定位置校正部３３３は、ステップＳ２で推定された第２位置情報が表すいずれか１つの第２移動体の位置が、ステップＳ５で特定された移動装置１の位置情報が表す位置と対応すると判定した場合に、当該１つの第２移動体の位置を用いて移動装置１の位置情報を校正する。校正を終えると、ステップＳ８に処理が移行する。
　ステップＳ８において、移動通信手段３０は、ステップＳ７後の移動装置１の位置情報を移動装置１に送信する。送信を終えると、ステップＳ１に処理が移行する。
　＜実施の形態１のまとめ＞
　以上のように、本実施の形態１によれば、移動装置１周辺の第１移動体とインフラセンサ２周辺の第２移動体との位置関係を比較して移動装置１の位置情報を推定する。このような構成によれば、インフラセンサ２が移動装置１を直接観測できない場合でも、移動装置１の位置情報を推定することができる。このことは、特に、人などの移動体が多い環境を移動装置１が走行する場合に有効である。
　また、インフラセンサ２が移動装置１を直接観測できない場合でも、以上のように移動装置１の位置情報を推定できる。このため、インフラセンサ２の観測範囲内に移動装置１が存在しない場合でも、移動装置１がインフラセンサ２の観測範囲にある程度近ければ、移動装置１の位置情報を推定することが可能である。このため、インフラセンサ２によって移動装置１を観測できる距離の向上化が期待できる。
　さらに、複数の移動装置１が、移動装置１の自律センサ１１で生成される観測情報に基づいて推定される移動体の位置を用いて同様の動作を行っている場合でも、各々の移動装置１の位置情報を区別して推定することが可能である。
　なお、以上で説明した情報処理装置３の各機能あるいは各構成要素は、上記システムを構築する移動装置１及びインフラセンサ２に分散して設置されてもよい。例えば、以上の説明において情報処理装置３に備えられた第１移動体取得手段３１及び第２移動体取得手段３２は、移動装置１及びインフラセンサ２にそれぞれ備えられてもよい。そしてこの場合に、情報処理装置３は、移動装置１で推定される第１位置情報及びインフラセンサ２で推定される第２位置情報を受信するように構成されてもよい。
　また、インフラセンサ２が移動装置１の外部に設けられているのであれば、情報処理装置３は、必ずしも移動装置１の外部に設置する必要はなく、移動装置１に備えられてもよい。この場合、インフラセンサ２は、インフラセンサ２の位置情報及び観測情報を、移動装置１に備えられた情報処理装置３に送信する移動通信手段を備えてもよい。
　＜実施の形態２＞
　以下に、本発明の実施の形態２について、図を用いて説明する。図１３は本実施の形態２に係るシステム構成の一例を示す概念図である。以下、本実施の形態２に係る構成要素のうち、上記構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じまたは類似する参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
　本実施の形態２に係る図１３のシステム構成では、実施の形態１に係る図１のシステム構成のインフラセンサ２及び情報処理装置３に代えて、移動装置１とは別の移動装置１ｂ及び情報処理装置３ｂが設けられている。
　＜移動装置１ｂ＞
　本実施の形態２に係る移動装置１ｂの構成について、図１４を用いて説明する。図１４は、移動装置１の構成及び機能を示すブロック図である。
　移動装置１ｂが適用される対象は、実施の形態１に係る移動装置１と同様にロボットなどである。移動装置１ｂの数は１つでもよいし、複数でもよい。
　図１４の移動装置１ｂは、移動通信手段１０ｂ、自律センサ１１ｂ、自己位置推定手段１２ｂ、を備える。なお、移動装置１ｂのその他の構成は、移動装置１と同じでもよいし、移動装置１の一部の手段だけを搭載してもよいし、移動装置１と別の手段を追加してもよい。
　移動通信手段１０ｂは、自律センサ１１ｂによって生成される観測情報と、自己位置推定手段１２ｂによって推定される位置情報とを、情報処理装置３に送信するための通信部である。なお、移動通信手段１０ｂは、上記情報以外の情報も情報処理装置３ｂに送信してもよいし、情報処理装置３ｂから何らかの情報を受信してもよい。また、移動通信手段１０ｂの通信方法は、例えば、図２の移動通信手段１０と同様でもよい。
　自律センサ１１ｂは、図２の自律センサ１１と同様のセンサであり、移動装置１ｂに搭載され、移動装置１ｂ周辺ひいては自律センサ１１ｂ周辺の移動体を観測することで、その結果を観測情報として出力するセンサである。この自律センサ１１ｂは、情報処理装置３ｂにおける第２センサに相当する。自律センサ１１ｂで観測される移動体は、例えば図１３の移動装置１及び１つ以上の移動体４の少なくともいずれかである。なお、自律センサ１１ｂは、自己位置推定手段１２ｂの自己位置推定に利用されるセンサを含み、そのようなセンサは、実施の形態１の自律センサ１１で例示したセンサなどを含む。
　自己位置推定手段１２ｂは、図２の自己位置推定手段１２と同様の処理部である。自己位置推定手段１２ｂは、自律センサ１１ｂによって生成される観測情報に基づいて、移動装置１ｂの自己位置を推定することで、移動装置１ｂの位置情報を生成する。
　なお、自己位置推定手段１２ｂによって生成される位置情報は、当該位置情報の推定に関する精度情報を含んでいてもよい。精度情報は、位置情報の推定の正確性を表す指標であり、例えば、誤差範囲、誤差方向などの推定誤差を計算した定量的な値であってもよいし、デッドレコニング、ＳＬＡＭなどの推定方法に起因した定性的な値であってもよいし、その両方を含んでいてもよい。なお、以下の説明では、精度情報が示す位置情報の精度を位置精度と記すこともある。
　＜情報処理装置３ｂ＞
　本実施の形態２に係る情報処理装置３ｂの構成について、図１５を用いて説明する。図１５は、情報処理装置３ｂの構成及び機能を示すブロック図である。
　図１５の情報処理装置３ｂでは、図３の情報処理装置３の移動通信手段３０及び第２移動体取得手段３２に代えて、移動通信手段３０ｂ及び第２移動体取得手段３２ｂが設けられ、かつ、基準位置利用判定手段３４を追加されている。詳細は後述するが、基準位置利用判定手段３４は、移動装置１ｂの位置情報に基づいて、第２移動体取得手段３２ｂで推定される第２位置情報、つまり移動装置１ｂ周辺の１つ以上の第２移動体の位置情報を、位置推定手段３３ｂで利用するか否かを判定する。第２移動体は、例えば図１３の移動装置１及び移動体４の少なくともいずれかである。
　次に、情報処理装置３ｂの構成要素について詳細に説明する。
　移動通信手段３０ｂは、図３の移動通信手段３０と同様に、移動装置１から観測情報を受信し、移動装置１に位置情報を送信する通信部である。また、移動通信手段３０ｂは、移動装置１ｂから観測情報と位置情報を受信する通信部である。なお、移動通信手段３０ｂは、上記情報以外の情報も送受信してもよい。さらに、移動通信手段３０ｂの通信方法は、例えば、図３の移動通信手段３０と同様でもよい。
　第２移動体取得手段３２ｂは、移動装置１ｂによって推定される位置情報と、移動装置１ｂによって観測される観測情報と、に基づいて、自律センサ１１ｂ周辺ひいては移動装置１ｂ周辺に存在する１つ以上の第２移動体を検出し、当該第２移動体の絶対的な位置を推定する処理部である。そして、第２移動体取得手段３２は、その推定結果を表す第２位置情報、つまり、移動装置１ｂ周辺の１つ以上の第２移動体の位置に関する第２位置情報を生成する処理部である。
　なお、第２移動体取得手段３２ｂによって生成される第２位置情報は、図３の第２移動体取得手段３２と同様に、必ずしも絶対的な位置情報である必要はなく、移動装置１ｂの位置情報を用いることで、第２移動体の絶対的な位置情報に変換できる位置情報であればよい。さらに、第２移動体取得手段３２ｂにおける第２位置情報の推定方法は、例えば、第１移動体取得手段３１と同じでもよい。
　基準位置利用判定手段３４は、移動装置１ｂの自己位置推定手段１２ｂによって推定される移動装置１ｂの位置情報に基づいて、第２移動体取得手段３２ｂの第２位置情報を、位置推定手段３３による移動装置１の位置情報の推定に利用するか否かを判定する処理部である。
　第１例として、移動装置１ｂの位置情報に精度情報が含まれる場合は、基準位置利用判定手段３４は、当該精度情報に基づいて、移動装置１ｂの位置を、移動装置１の位置情報の基準点とするか否かを判定してもよい。第２例として、基準位置利用判定手段３４は、移動装置１の大まかな位置情報を取得できる場合は、当該位置情報に基づいて、移動装置１ｂの位置を、移動装置１の位置情報の基準点とするか否かを判定してもよい。
　以下、移動装置１ｂの位置情報に精度情報が含まれる第１例について説明する。この第１例では、基準位置利用判定手段３４は、位置推定に利用する移動装置１ｂの位置情報を、精度が高い位置情報に限定するために、精度情報に基づく位置誤差量の判定、または、精度情報に基づく推定方法の判定、などを行う。
　そして、基準位置利用判定手段３４は、当該判定結果で得られた移動装置１ｂの位置精度が、予め設定された位置精度を満たす場合のみ、第２移動体取得手段３２ｂによって推定される第２位置情報を、位置推定手段３３で利用すると判定する。一方、基準位置利用判定手段３４は、上記判定結果で得られた移動装置１ｂの位置精度が、予め設定された位置精度を満たさない場合には、第２移動体取得手段３２ｂによって推定される第２位置情報を、位置推定手段３３で利用しないと判定する。位置推定手段３３は、基準位置利用判定手段３４の判定結果に従う。
　次に、基準位置利用判定手段３４が、移動装置１の大まかな位置情報を取得できる第２例について説明する。第２例では、基準位置利用判定手段３４は、位置推定に利用する移動装置１ｂの位置情報を、移動装置１の付近を示す位置情報に限定するために、位置情報に基づく距離判定などを行う。
　そして、基準位置利用判定手段３４は、移動装置１ｂ及び移動装置１が、予め設定された範囲内に存在すると判定した場合のみ、第２移動体取得手段３２ｂによって推定される第２位置情報を、位置推定手段３３で利用すると判定する。一方、基準位置利用判定手段３４は、移動装置１ｂ及び移動装置１が、予め設定された範囲内に存在しないと判定した場合には、第２移動体取得手段３２ｂによって推定される第２位置情報を、位置推定手段３３で利用しないと判定する。位置推定手段３３は、基準位置利用判定手段３４の判定結果に従う。
　なお、基準位置利用判定手段３４は、移動装置１ｂの位置情報に精度情報が含まれない場合、及び、移動装置１の大まかな位置情報を取得できない場合には、第２移動体取得手段３２ｂによって推定される第２位置情報を、位置推定手段３３で利用すると常に判定してもよい。
　＜実施の形態２のまとめ＞
　以上のように、本実施の形態２によれば、位置情報が既知である移動装置１ｂを基準として、移動装置１の位置情報を推定する。このため、実施の形態１に係るインフラセンサ２が設置されていない領域、または、インフラセンサ２が観測できない領域においても、他の移動装置１ｂの位置情報に基づいて、移動装置１の位置情報を推定できる。
　また、基準位置利用判定手段３４によって、例えば移動装置１ｂの位置精度が悪い場合に、移動装置１ｂの自律センサ１１ｂの観測情報に基づいて推定される第２位置情報が位置推定手段３３で利用されなくなるため、情報処理装置３ｂは、移動装置１の正確な位置情報を推定できる。
　なお、第１センサと第２センサとが同一のセンサである場合には、図３の情報処理装置３または図１５の情報処理装置３ｂにおける、第１移動体取得手段３１と、第２移動体取得手段３２または第２移動体取得手段３２ｂとを、一つの処理部に共通化させてもよい。
　また、実施の形態で説明した情報処理装置３または情報処理装置３ｂの各手段は、移動装置１の位置情報を推定するための、情報処理方法の計算過程であってもよい。
　また、実施の形態で説明した情報処理装置３または情報処理装置３ｂの各手段は、計算機がプログラムを実行することによって、移動装置１の位置情報を推定するための計算機上の機能として実現されてもよい。
　また、実施の形態で説明した情報処理装置３または情報処理装置３ｂは、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、構成を変更してもよい。例えば、情報処理装置３または情報処理装置３ｂが移動装置１に内包されていてもよいし、複数の別の装置で実現されてもよい。
　なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
　本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての態様において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
　１，１ｂ　移動装置、　２　インフラセンサ、　３　情報処理装置、４Ａ，４Ｂ　第１移動体、４Ｘ，４Ｙ　第２移動体、１１　自律センサ、３１　第１移動体取得手段、３２　第２移動体取得手段、３３　位置推定手段、３４　基準位置利用判定手段、３３１　位置候補探索部、３３２　位置照合特定部、３３３　推定位置校正部。

Claims (9)

  1. 　移動装置の位置情報を推定する情報処理装置であって、
    　前記移動装置に搭載された第１センサによって生成される観測情報に基づいて、前記移動装置と前記第１センサ周辺に存在する１つ以上の第１移動体との相対的な位置情報である第１位置情報を取得する第１移動体取得手段と、
    　前記移動装置の外部に設けられた第２センサによって生成される観測情報に基づいて、前記第２センサ周辺に存在する１つ以上の第２移動体の位置情報である第２位置情報を取得する第２移動体取得手段と、
    　前記第１移動体取得手段によって取得される前記第１位置情報と、前記第２移動体取得手段によって取得される前記第２位置情報と、に基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体との位置関係を比較して前記移動装置の位置情報を推定する位置推定手段と
    を備える、情報処理装置。
  2. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記位置推定手段は、
    　前記第１移動体取得手段によって取得される前記第１位置情報と、前記第２移動体取得手段によって取得される前記第２位置情報と、に基づいて、前記第１移動体の位置関係と前記第２移動体の位置関係との重ね合わせを行い、かつ、前記第１センサに対して前記第１移動体が前記第２移動体によって遮蔽されるか否か、または、前記第２センサに対して前記第２移動体が前記第１移動体によって遮蔽されるか否かを判定する遮蔽判定を行うことによって、前記移動装置の位置情報を推定する、情報処理装置。
  3. 　請求項１に記載の情報処理装置であって、
    　前記位置推定手段は、
    　前記第１移動体取得手段によって取得される前記第１位置情報と、前記第２移動体取得手段によって取得される前記第２位置情報と、に基づいて、前記移動装置の位置情報に関して１つ以上の候補を探索する位置候補探索部と、
    　前記位置候補探索部で１つ以上の候補が探索された場合に、前記第１センサに対して前記第１移動体が前記第２移動体によって遮蔽されるか否か、または、前記第２センサに対して前記第２移動体が前記第１移動体によって遮蔽されるか否かを判定する遮蔽判定を、前記位置候補探索部で探索された候補ごとに行い、前記遮蔽判定の結果に基づいて前記１つ以上の候補の中から候補を特定する位置照合特定部と
    を含む、情報処理装置。
  4. 　請求項３に記載の情報処理装置であって、
    　前記位置候補探索部は、
    　前記第１移動体の位置関係と前記第２移動体の位置関係との重ね合わせを行うことによって、前記移動装置の位置情報に関して１つ以上の候補を探索する、情報処理装置。
  5. 　請求項３または請求項４に記載の情報処理装置であって、
    　前記位置照合特定部は、
    　前記第１センサ及び前記第２センサのうちの一方のセンサに対して、前記一方のセンサで位置情報が取得された移動体が、前記一方のセンサで位置情報が取得された別の移動体によって遮蔽されない領域に、前記第１センサ及び前記第２センサのうちの他方のセンサで位置情報が取得された移動体が存在するか否かを判定することによって前記遮蔽判定を行う、情報処理装置。
  6. 　請求項３から請求項５のうちのいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
    　前記位置推定手段は、
    　前記第２位置情報が表すいずれか１つの前記第２移動体の位置と、前記位置照合特定部で特定される前記移動装置の位置情報が表す位置とが互いに対応する場合に、当該１つの第２移動体の位置を用いて前記移動装置の位置情報を校正する推定位置校正部をさらに含む、情報処理装置。
  7. 　請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の情報処理装置であって、
    　前記第２センサは別の移動装置に搭載され、
    　前記別の移動装置の位置情報に基づいて、前記第２移動体取得手段で取得される前記第２位置情報を前記位置推定手段で利用するか否かを判定する基準位置利用判定手段をさらに備える、情報処理装置。
  8. 　移動装置の位置情報を推定する情報処理方法であって、
    　前記移動装置に搭載された第１センサによって生成される観測情報に基づいて、前記移動装置と前記第１センサ周辺に存在する１つ以上の第１移動体との相対的な位置情報である第１位置情報を取得し、
    　前記移動装置の外部に設けられた第２センサによって生成される観測情報に基づいて、前記第２センサ周辺に存在する１つ以上の第２移動体の位置情報である第２位置情報を取得し、
    　取得される前記第１位置情報と、取得される前記第２位置情報と、に基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体との位置関係を比較して前記移動装置の位置情報を推定する、情報処理方法。
  9. 　移動装置の位置情報を推定するための情報処理プログラムであって、
    　前記移動装置に搭載された第１センサによって生成される観測情報に基づいて、前記移動装置と前記第１センサ周辺に存在する１つ以上の第１移動体との相対的な位置情報である第１位置情報を取得すること、
    　前記移動装置の外部に設けられた第２センサによって生成される観測情報に基づいて、前記第２センサ周辺に存在する１つ以上の第２移動体の位置情報である第２位置情報を取得すること、
    　取得される前記第１位置情報と、取得される前記第２位置情報と、に基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体との位置関係を比較して前記移動装置の位置情報を推定すること
    を情報処理装置に実行させる、情報処理プログラム。
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