WO2023149370A1 - 制御システム、制御方法、及び記憶媒体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to control systems, control methods, storage media, and the like.
- digital architecture an overall picture that connects data and systems between members of different organizations and societies has been promoted in line with technological innovations such as autonomous driving mobility and spatial recognition systems around the world.
- Patent Document 1 describes a configuration in which a single processor divides a spatio-temporal area in time and space according to spatio-temporal management data provided by a user to generate a plurality of spatio-temporal divided areas. Also, in consideration of the temporal and spatial proximity of the spatio-temporal segments, an identifier expressed by a one-dimensional integer value is assigned to uniquely identify each of the plurality of spatio-temporal segments.
- a spatio-temporal data management system determines the arrangement of time-series data so that data in spatio-temporal divided areas with similar identifiers are arranged closely on the storage device.
- Patent Document 1 it is only within the system that generated the data that the reliability of the data related to the generated area can be grasped. Therefore, it has been difficult for users using other systems to utilize the information on the spatially divided areas.
- the present invention provides a system that makes it easier for more users to utilize three-dimensional spatial information.
- a control system assigns a unique identifier to a three-dimensional space defined by latitude/longitude/height, and associates spatial information about the state and time of objects existing in the space with the unique identifier.
- having a formatting means for formatting and storing the The formatting means formats and stores information about the reliability of the spatial information in association with the unique identifier.
- FIG. 1 It is a figure which shows the whole structure example of the autonomous mobile body control system concerning Embodiment 1 of this invention.
- (A) is a diagram showing an example of an input screen when a user inputs position information
- (B) is a diagram showing an example of a selection screen for selecting an autonomous mobile body to be used.
- (A) is a diagram showing an example of a screen for confirming the current position of an autonomous mobile body
- (B) is a diagram showing an example of a map display screen when confirming the current position of an autonomous mobile body.
- 2 is a functional block diagram showing an internal configuration example of 10 to 15 in FIG. 1;
- FIG. 1 FIG.
- FIG. 1 is a perspective view showing a mechanical configuration example of an autonomous mobile body 12 according to Embodiment 1.
- FIG. 3 is a block diagram showing a specific hardware configuration example of a control unit 10-2, a control unit 11-2, a control unit 12-2, a control unit 13-2, a control unit 14-3, and a control unit 15-2;
- FIG. 4 is a sequence diagram illustrating processing executed by the autonomous mobile body control system according to the first embodiment;
- FIG. 9 is a sequence diagram continued from FIG. 8;
- FIG. 10 is a sequence diagram continued from FIG. 9;
- (A) is a diagram showing latitude/longitude information of the earth, and
- (B) is a perspective view showing the predetermined space 100 of (A).
- 4 is a diagram schematically showing spatial information in space 100.
- FIG. (A) is a diagram showing route information using map information
- (B) is a diagram showing route information using position point cloud data using map information
- (C) is a map showing route information using unique identifiers. It is the displayed figure.
- FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an example of processing for storing detection time/detection method information;
- FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an example of processing for storing detection time/detection method information
- FIG. 11 is a flowchart illustrating an example of processing for calculating reliability and determining whether or not movement is permitted;
- FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an example of processing for calculating reliability and correcting route information; It is a flowchart figure explaining the example of a process which stores reliability.
- FIG. 11 is a flow chart illustrating an example of processing for acquiring reliability and determining whether or not movement is permitted;
- FIG. 11 is a sequence diagram illustrating an example of processing for acquiring reliability and correcting route information;
- the mobile body may be one in which the user can operate at least a part of the movement of the mobile body. That is, for example, various displays related to the moving route and the like may be displayed to the user, and the user may perform a part of the driving operation of the moving body with reference to the display.
- FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration example of an autonomous mobile body control system according to Embodiment 1 of the present invention.
- the autonomous mobile body control system also abbreviated as control system
- the user interface 11 means a user terminal device.
- each device shown in FIG. 1 is connected via the Internet 16 by respective network connection units, which will be described later.
- network connection units such as LAN (Local Area Network) may be used.
- part of the system control device 10, the user interface 11, the route determining device 13, the conversion information holding device 14, etc. may be configured as the same device.
- the system control device 10, the user interface 11, the autonomous mobile body 12, the route determination device 13, the conversion information holding device 14, and the sensor node 15 each include a CPU (ECU) as a computer, and ROM, RAM, HDD, etc. as storage media. It includes an information processing device consisting of Details of the function and internal configuration of each device will be described later.
- screen images displayed on the user interface 11 when the user browses the current position of the autonomous mobile body 12 will be described with reference to FIGS. 3(A) and 3(B). Based on these explanations, an example will be used to explain how the application is operated in the autonomous mobile body control system.
- map display will be described on a two-dimensional plane for the sake of convenience. You can also enter information. That is, according to this embodiment, a three-dimensional map can be generated.
- Fig. 2(A) is a diagram showing an example of an input screen when a user inputs position information
- Fig. 2(B) is a diagram showing an example of a selection screen for selecting an autonomous mobile body to be used.
- the WEB page of the system control device 10 is displayed.
- the input screen 40 has a list display button 48 for displaying a list of autonomous moving bodies (mobilities) to be used.
- a list of mobilities is displayed as shown in FIG. A screen 47 is displayed.
- the user first selects the autonomous mobile body (mobility) to be used on the list display screen 47 .
- the autonomous mobile body mobility
- the list display screen 47 for example, mobilities M1 to M3 are displayed in a selectable manner, but the number is not limited to this.
- the screen automatically returns to the input screen 40 of FIG. 2(A). Also, the selected mobility name is displayed on the list display button 48 . After that, the user inputs the location to be set as the starting point in the input field 41 of "starting point".
- the user inputs the location to be set as a transit point in the input field 42 of "transit point 1". It is possible to add a waypoint, and when the add waypoint button 44 is pressed once, an input field 46 for "waypoint 2" is additionally displayed, and the waypoint to be added can be input.
- add waypoint button 44 Each time the add waypoint button 44 is pressed, additional input fields 46 are displayed, such as "waypoint 3" and "waypoint 4", and multiple additional waypoints can be entered. Also, the user inputs a place to be set as the arrival point in the input field 43 of "arrival point". Although not shown in the figure, when the input fields 41 to 43, 46, etc. are clicked, a keyboard or the like for inputting characters is temporarily displayed so that desired characters can be input.
- the user can set the movement route of the autonomous mobile body 12 by pressing the decision button 45 .
- "AAA” is set as the departure point
- "BBB” is set as the transit point 1
- "CCC” is set as the arrival point.
- the text to be entered in the input field may be, for example, an address, or it may be possible to enter location information for indicating a specific location, such as latitude/longitude information, store name, and telephone number.
- FIG. 3A is a diagram showing an example of a screen for confirming the current position of an autonomous mobile body
- FIG. 3B is a diagram showing an example of a map display screen when confirming the current position of an autonomous mobile body.
- Reference numeral 50 in FIG. 3(A) denotes a confirmation screen, which is displayed by operating an operation button (not shown) after setting the movement route of the autonomous mobile body 12 on the screen as shown in FIG. 2(A).
- the current position of the autonomous mobile body 12 is displayed on the WEB page of the user interface 11, like the current position 56, for example. Therefore, the user can easily grasp the current position.
- the user can update the screen display information to display the latest state. Further, the user can change the place of departure, the waypoint, and the place of arrival by pressing the change waypoint/arrival place button 54 . That is, it is possible to change by inputting the places to be reset in the input field 51 of "departure point", the input field 52 of "route point 1", and the input field 53 of "arrival point".
- FIG. 3(B) shows an example of a map display screen 60 that switches from the confirmation screen 50 when the map display button 55 of FIG. 3(A) is pressed.
- the current location of the autonomous mobile body 12 can be confirmed more easily by displaying the current location 62 on the map.
- the return button 61 the display screen can be returned to the confirmation screen 50 of FIG. 3(A).
- the user can easily set a movement route for moving the autonomous mobile body 12 from a predetermined location to a predetermined location.
- a route setting application can also be applied to, for example, a taxi dispatch service, a drone home delivery service, and the like.
- FIG. 4 is a functional block diagram showing an internal configuration example of 10 to 15 in FIG. Some of the functional blocks shown in FIG. 4 are realized by causing a computer (not shown) included in each device to execute a computer program stored in a memory (not shown) as a storage medium.
- ASIC application specific integrated circuit
- DSP digital signal processor
- each functional block shown in FIG. 4 may not be built in the same housing, and may be configured by separate devices connected to each other via signal paths.
- the user interface 11 includes an operation section 11-1, a control section 11-2, a display section 11-3, an information storage section (memory/HDD) 11-4, and a network connection section 11-5.
- the operation unit 11-1 is composed of a touch panel, key buttons, etc., and is used for data input.
- the display unit 11-3 is, for example, a liquid crystal screen, and is used to display route information and other data.
- the display screen of the user interface 11 shown in FIGS. 2 and 3 is displayed on the display unit 11-3.
- the user can use the menu displayed on the display unit 11-3 to select a route, input information, confirm information, and the like. That is, the operation unit 11-1 and the display unit 11-3 provide an operation interface for the user to actually operate.
- a touch panel may be used as both the operation section and the display section.
- the control unit 11-2 incorporates a CPU as a computer, manages various applications in the user interface 11, manages modes such as information input and information confirmation, and controls communication processing. Also, it controls the processing in each part in the system controller.
- the information storage unit (memory/HDD) 11-4 is a database for holding necessary information such as computer programs to be executed by the CPU.
- a network connection unit 11-5 controls communication performed via the Internet, LAN, wireless LAN, or the like.
- the user interface 11 may be, for example, a device such as a smart phone, or may be in the form of a tablet terminal.
- the user interface 11 of the present embodiment displays the departure point, waypoint, and destination on the input screen 40 on the browser screen of the system control device 10, and allows the user to enter positions such as the departure point, waypoint, and arrival point. Information can be entered. Furthermore, by displaying the confirmation screen 50 and the map display screen 60 on the browser screen, the current position of the autonomous mobile body 12 can be displayed.
- the route determination device 13 includes a map information management unit 13-1, a control unit 13-2, a position/route information management unit 13-3, an information storage unit (memory/HDD) 13-4, and a network connection unit 13. -5, and a unique identifier management unit 13-6.
- the map information management unit 13-1 holds wide-area map information, searches for route information indicating a route on the map based on designated predetermined position information, and uses the route information of the search result as a position/ It is transmitted to the route information management section 13-3.
- the map information is three-dimensional map information that includes information such as terrain and latitude/longitude/altitude, and also includes roadway, sidewalk, direction of travel, and traffic regulation information related to the Road Traffic Law.
- control unit 13-2 incorporates a CPU as a computer, and controls processing in each unit within the route determination device 13.
- FIG. 1
- the position/route information management unit 13-3 manages the position information of the autonomous mobile body acquired via the network connection unit 13-5, transmits the position information to the map information management unit 13-1, and manages the map information. It manages the route information as the search result obtained from the unit 13-1.
- the unique identifier management unit 13-6 manages the location information of the map managed by the map information management unit 13-1 and the unique identifier corresponding to the location information in association with each other.
- control unit 13-2 converts the route information managed by the position/route information management unit 13-3 into a predetermined data format and transmits it to the external system.
- the route determination device 13 is configured to search for a route in compliance with the Road Traffic Law or the like based on designated position information, and to output the route information in a predetermined data format. It is Also, the route determining device 13 is connected to the conversion information holding device 14 so that information can be exchanged in a predetermined data format.
- the conversion information holding device 14 of FIG. 4 includes a position/path information management unit 14-1, a unique identifier management unit 14-2, a control unit 14-3, a format database 14-4, an information storage unit (memory/HDD) 14- 5. It has a network connection unit 14-6. Furthermore, a real-time clock (RTC hereinafter) 14-7 is also provided.
- RTC real-time clock
- the conversion information holding device 14 assigns a unique identifier to a three-dimensional space defined by latitude/longitude/height, and associates spatial information about the state and time of objects existing in the space with the unique identifier. It functions as a formatting means to format and save.
- the position/route information management unit 14-1 manages predetermined position information acquired through the network connection unit 14-6, and transmits the position information to the control unit 14-3 according to a request from the control unit 14-3.
- the control unit 14-3 incorporates a CPU as a computer, and controls processing in each unit within the conversion information holding device 14. FIG.
- the control unit 14-3 Based on the position information acquired from the position/route information management unit 14-1 and the information of the format managed by the format database 14-4, the control unit 14-3 converts the position information into the format defined in the format. unique identifier. Then, it is transmitted to the unique identifier management section 14-2.
- an identifier (hereinafter referred to as a unique identifier) is assigned to a space starting from a predetermined position, and the space is managed by the unique identifier.
- a unique identifier is assigned to a space starting from a predetermined position, and the space is managed by the unique identifier.
- the unique identifier management unit 14-2 manages the unique identifier converted by the control unit 14-3 and transmits it through the network connection unit 14-6.
- the format database 14-4 manages the format information and transmits the format information to the control unit 14-3 in accordance with a request from the control unit 14-3.
- the conversion information holding device 14 manages the information related to the space acquired by external devices, devices, and networks in association with unique identifiers. In addition, it provides information on the unique identifier and the space associated with it to external devices, devices, and networks. Also, the control unit 14-3 can acquire the current time from the RTC 14-7.
- the conversion information holding device 14 acquires the unique identifier and the information in the space based on the predetermined position information, and can share the information with external devices, devices, and networks connected to itself. managed and provided to Further, the conversion information holding device 14 converts the location information specified by the system control device 10 into the unique identifier and provides the unique identifier to the system control device 10 .
- the system control device 10 includes a unique identifier management section 10-1, a control section 10-2, a position/path information management section 10-3, an information storage section (memory/HDD) 10-4, and a network connection section 10-. 5, with RTC 10-6.
- the position/route information management unit 10-3 holds simple map information that associates terrain information with latitude/longitude information, and stores predetermined position information and route information obtained through the network connection unit 10-5. to manage.
- the position/route information management unit 10-3 can also divide the route information at predetermined intervals and generate position information such as the latitude/longitude of the divided locations.
- the unique identifier management unit 10-1 manages information obtained by converting the position information and the route information into the unique identifier.
- the control unit 10-2 incorporates a CPU as a computer, controls the communication function of the position information, the route information, and the unique identifier of the system control device 10, and controls the processing in each unit in the system control device 10. do.
- control unit 10 - 2 provides the user interface 11 with the WEB page and transmits predetermined position information acquired from the WEB page to the route determination device 13 . Further, it acquires predetermined route information from the route determination device 13 and transmits each position information of the route information to the conversion information holding device 14 . Then, the route information converted into the unique identifier acquired from the conversion information holding device 14 is transmitted to the autonomous mobile body 12 . Also, the control unit 10-2 can acquire the current time from the RTC 10-6.
- the system control device 10 is configured to acquire predetermined position information designated by the user, transmit and receive position information and route information, generate position information, and transmit and receive route information using unique identifiers.
- the system control device 10 collects the route information necessary for the autonomous mobile body 12 to move autonomously, and assigns a unique identifier to the autonomous mobile body 12. Provides route information using In this embodiment, the system control device 10, the route determination device 13, and the conversion information holding device 14 function as servers, for example.
- the autonomous moving body 12 includes a detection unit 12-1, a control unit 12-2, a direction control unit 12-3, an information storage unit (memory/HDD) 12-4, a network connection unit 12-5, and a drive unit 12. -6, with RTC 12-7.
- the detection unit 12-1 has, for example, a plurality of imaging elements, and has a function of performing distance measurement based on phase differences between a plurality of imaging signals obtained from the plurality of imaging elements.
- detection information such as obstacles such as surrounding terrain and building walls
- the detection unit 12-1 also has a self-position detection function such as GPS (Global Positioning System) and a direction detection function such as a geomagnetic sensor. Furthermore, based on the acquired detection information, self-position estimation information, and direction detection information, the control unit 12-2 can generate a three-dimensional map of cyber space.
- a self-position detection function such as GPS (Global Positioning System)
- a direction detection function such as a geomagnetic sensor.
- the control unit 12-2 can generate a three-dimensional map of cyber space.
- a 3D map of cyberspace is one that can express spatial information equivalent to the position of features in the real world as digital data.
- the autonomous mobile body 12 that exists in the real world and information on features around it are held as spatially equivalent information as digital data. Therefore, by using this digital data, efficient movement is possible.
- FIG. 5A is a diagram showing the spatial positional relationship between the autonomous mobile body 12 in the real world and a pillar 99 that exists as feature information around it.
- FIG. 5B shows the autonomous mobile body 12 and the pillar 99.
- FIG. 5B is a diagram showing a state of mapping in an arbitrary XYZ coordinate system space with the position P0 as the origin.
- the position of the autonomous mobile body 12 is determined from the latitude and longitude position information acquired by GPS or the like (not shown) mounted on the autonomous mobile body 12. identified as ⁇ 0. Also, the orientation of the autonomous mobile body 12 is specified by the difference between the orientation ⁇ Y acquired by an electronic compass (not shown) or the like and the moving direction 12Y of the autonomous mobile body 12 .
- the position of the pillar 99 is specified as the position of the vertex 99-1 from position information measured in advance.
- the distance measurement function of the autonomous mobile body 12 makes it possible to acquire the distance from ⁇ 0 of the autonomous mobile body 12 to the vertex 99-1.
- FIG. 5A when the moving direction 12Y is the axis of the XYZ coordinate system and ⁇ 0 is the origin, the coordinates (Wx, Wy, Wz) of the vertex 99-1 are shown.
- FIG. 5B shows a state in which the autonomous mobile body 12 and the pillar 99 are mapped in an arbitrary XYZ coordinate system space with P0 as the origin.
- the autonomous mobile body 12 is expressed as P1 and the pillar 99 as P2 in this arbitrary XYZ coordinate system space. be able to.
- the position P1 of ⁇ 0 in this space can be calculated from the latitude and longitude of ⁇ 0 and the latitude and longitude of P0.
- the column 99 can be calculated as P2.
- two of the autonomous mobile body 12 and the pillar 99 are represented by a three-dimensional map of cyber space, but of course, even if there are more, it is possible to treat them in the same way.
- a three-dimensional map is a mapping of the self-position and objects in the real world in a three-dimensional space.
- the autonomous mobile body 12 stores learning result data of object detection that has been machine-learned, for example, in an information storage unit (memory/HDD) 12-4. Objects can be detected.
- the detection information can be obtained from an external system via the network connection unit 12-5 and reflected on the three-dimensional map.
- control unit 12-2 incorporates a CPU (ECU) as a computer, controls the movement, direction change, and autonomous traveling functions of the autonomous mobile body 12, and controls the processing in each part in the autonomous mobile body 12.
- ECU central processing unit
- the direction control unit 12-3 changes the moving direction of the autonomous moving body 12 by changing the driving direction of the moving body by the driving unit 12-6.
- the driving unit 12-6 is composed of a driving device such as a motor, and generates a propulsion force for the autonomous mobile body 12.
- the autonomous mobile body 12 reflects the self-position, detection information, and object detection information in the three-dimensional map, generates a route keeping a certain distance from the surrounding terrain, buildings, obstacles, and objects, and autonomously travels. It can be carried out.
- the route determination device 13 mainly generates routes in consideration of regulatory information related to the Road Traffic Law.
- the autonomous mobile body 12 more accurately detects the positions of surrounding obstacles on the route determined by the route determination device 13, and generates a route based on its own size so as to move without touching them.
- the control unit 12-2 can acquire the current time from the RTC 12-7.
- the information storage unit (memory/HDD) 12-4 of the autonomous mobile body 12 can store the mobility type of the autonomous mobile body itself.
- the mobility type is, for example, a legally identified type of moving object, such as a car, a bicycle, or a drone. Formatted route information, which will be described later, can be generated based on this mobility format.
- FIG. 6 is a perspective view showing a mechanical configuration example of the autonomous mobile body 12 according to the first embodiment.
- the autonomous mobile body 12 will be described as an example of a traveling body having wheels, but is not limited to this, and may be a flying body such as a drone.
- the autonomous moving body 12 includes a detection unit 12-1, a control unit 12-2, a direction control unit 12-3, an information storage unit (memory/HDD) 12-4, a network connection unit 12-5, a drive unit 12-6 are mounted, and each part is electrically connected to each other. At least two drive units 12-6 and direction control units 12-3 are provided in the autonomous mobile body 12.
- FIG. 6 the autonomous moving body 12 includes a detection unit 12-1, a control unit 12-2, a direction control unit 12-3, an information storage unit (memory/HDD) 12-4, a network connection unit 12-5, a drive unit 12-6 are mounted, and each part is electrically connected to each other. At least two drive units 12-6 and direction control units 12-3 are provided in the autonomous mobile body 12.
- the direction control unit 12-3 changes the moving direction of the autonomous mobile body 12 by changing the direction of the driving unit 12-6 by rotating the shaft, and the driving unit 12-6 rotates the autonomous mobile body by rotating the shaft. Perform 12 forwards and backwards.
- the configuration described with reference to FIG. 6 is an example, and the present invention is not limited to this.
- an omniwheel or the like may be used to change the movement direction.
- the autonomous mobile body 12 is, for example, a mobile body using SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) technology. Further, based on the detection information detected by the detection unit 12-1 or the like and the detection information of the external system acquired via the Internet 16, it is configured so that it can autonomously move along a designated predetermined route.
- SLAM Simultaneous Localization and Mapping
- the autonomous mobile body 12 can perform trace movement by tracing finely specified points, and can also generate route information by itself in the space between them while passing through roughly set points and move. It is possible. As described above, the autonomous moving body 12 of this embodiment can autonomously move based on the route information using the unique identifier provided by the system control device 10 .
- the sensor node 15 is an external system such as a video surveillance system such as a roadside camera unit. , a network connection unit 15-4, and an RTC 15-5.
- the detection unit 15-1 is, for example, a camera or the like, acquires detection information of an area in which it can detect itself, and has an object detection function and a distance measurement function.
- the control unit 15-2 incorporates a CPU as a computer, controls the detection of the sensor node 15, data storage, and data transmission functions, and controls processing in each unit within the sensor node 15. Further, the detection information acquired by the detection unit 15-1 is stored in the information storage unit (memory/HDD) 15-3 and transmitted to the conversion information holding device 14 through the network connection unit 15-4. Also, the control unit 15-2 can acquire the current time from the RTC 15-5.
- the sensor node 15 is configured so that detection information such as image information detected by the detection unit 15-1, feature point information of a detected object, and position information can be stored in the information storage unit 15-3 and communicated. It is Further, the sensor node 15 provides the conversion information holding device 14 with the detection information of the area detectable by itself.
- FIG. 7 is a block diagram showing a specific hardware configuration example of the control unit 10-2, the control unit 11-2, the control unit 12-2, the control unit 13-2, the control unit 14-3, and the control unit 15-2. It is a diagram. Note that the hardware configuration is not limited to that shown in FIG. Moreover, it is not necessary to have all the blocks shown in FIG.
- 21 is a CPU as a computer that manages the calculation and control of the information processing device.
- a RAM 22 functions as a main memory of the CPU 21, an area for execution programs, an execution area for the programs, and a data area.
- a ROM 23 stores an operation processing procedure of the CPU 21 .
- the ROM 23 includes a program ROM that records basic software (OS), which is a system program for controlling the information processing device, and a data ROM that records information necessary for operating the system. Note that an HDD 29, which will be described later, may be used instead of the ROM 23.
- OS basic software
- HDD 29 which will be described later, may be used instead of the ROM 23.
- a network interface (NETIF) 24 controls data transfer between information processing devices via the Internet 16 and diagnoses the connection status.
- a video RAM (VRAM) 25 develops an image to be displayed on the screen of the LCD 26 and controls the display.
- 26 is a display device such as a display (hereinafter referred to as LCD).
- KBC controller
- Reference numeral 28 denotes an external input device (hereinafter abbreviated as KB) for receiving operations performed by the user, and for example, a pointing device such as a keyboard or mouse is used.
- HDD 29 is a hard disk drive (hereinafter referred to as HDD), which is used for storing application programs and various data.
- the application program in this embodiment is a software program or the like that executes various processing functions in this embodiment.
- CDD external input/output device
- a removable medium 31 as a removable data recording medium such as a CDROM drive, a DVD drive, a Blu-Ray (registered trademark) disk drive, and the like.
- the CDD 30 is used, for example, when reading the above application program from removable media.
- 31 is a removable medium such as a CDROM disk, DVD, Blu-Ray disk, etc., which is read by the CDD 30 .
- the removable medium may be a magneto-optical recording medium (eg, MO), a semiconductor recording medium (eg, memory card), or the like. It is also possible to store the application programs and data stored in the HDD 29 in the removable medium 31 and use them.
- Reference numeral 20 denotes a transmission bus (address bus, data bus, input/output bus, and control bus) for connecting the units described above.
- FIG. 8 is a sequence diagram illustrating processing executed by the autonomous mobile body control system according to the first embodiment
- FIG. 9 is a sequence diagram following FIG. 8
- FIG. 10 is a sequence diagram following FIG. is.
- 8 to 10 show the processing executed by each device from when the user inputs the location information to the user interface 11 until the current location information of the autonomous mobile body 12 is received. 8 to 10 are executed by the computers in the control units 10 to 15 executing the computer programs stored in the memory.
- step S201 the user uses the user interface 11 to access the WEB page provided by the system control device 10.
- step S202 the system control device 10 displays the position input screen as described with reference to FIG. 2 on the display screen of the WEB page.
- step S203 as described with reference to FIG. 2, the user selects an autonomous mobile object (mobility) and inputs location information (hereinafter referred to as location information) indicating departure/via/arrival points.
- mobility autonomous mobile object
- location information hereinafter referred to as location information
- the position information may be a word (hereinafter referred to as a position word) specifying a specific place such as a building name, a station name, or an address, or a point (hereinafter referred to as a point) indicating a specific position on the map displayed on the WEB page.
- a position word a word specifying a specific place such as a building name, a station name, or an address
- a point hereinafter referred to as a point
- step S204 the system control device 10 saves the type information of the selected autonomous mobile body 12 and input information such as the input position information.
- the position information is the position word
- the position word is stored
- the simple map stored in the position/route information management unit 10-3 is stored. Based on the information, find the latitude/longitude corresponding to the point and save the latitude/longitude.
- step S205 the system control device 10 designates the type of route that can be traveled (hereinafter referred to as route type) from the mobility type (type) of the autonomous mobile body 12 designated by the user. Then, in step S206, it is transmitted to the route determination device 13 together with the position information.
- route type the type of route that can be traveled
- the mobility type is, as described above, a legally distinguished type of moving object, such as a car, bicycle, or drone.
- the type of route is, for example, a general road, a highway, an exclusive road for automobiles, or the like, and a predetermined sidewalk, a side strip of an ordinary road, or a bicycle lane for a bicycle.
- step S207 the route determination device 13 inputs the received position information to the owned map information as departure/via/arrival points. If the location information is the location word, search the map information by the location word and use the corresponding latitude/longitude information. When the position information is latitude/longitude information, it is used as it is input to the map information. Furthermore, a pre-search for the route may be performed.
- step S208 the route determination device 13 searches for a route from the departure point to the arrival point via the intermediate points.
- the route to be searched is searched according to the route type.
- step S209 the route determination device 13 outputs, as a result of the search, a route from the departure point to the arrival point via the waypoints (hereinafter referred to as route information) in GPX format (GPS eXchange Format), and system control is performed.
- route information a route from the departure point to the arrival point via the waypoints
- GPX format GPS eXchange Format
- GPX format files are mainly divided into three types: waypoints (point information without order), routes (point information with order with time information added), and tracks (collection of multiple point information: trajectories). is configured to
- latitude/longitude is described as the attribute value of each point information
- altitude, geoid height, GPS reception status/accuracy, etc. are described as child elements.
- the minimum element required for a GPX file is latitude/longitude information for a single point, and any other information is optional.
- the route information is the route, which is a set of point information consisting of latitude/longitude having an order relationship. Note that the route information may be in another format as long as it satisfies the above requirements.
- FIG. 11(A) is a diagram showing latitude/longitude information of the earth
- FIG. 11(B) is a perspective view showing the predetermined space 100 in FIG. 11(A).
- the center of the predetermined space 100 is defined as the center 101.
- FIG. 12 is a diagram schematically showing spatial information in the space 100. As shown in FIG.
- the format divides the earth's space into three-dimensional spaces determined by ranges starting from latitude/longitude/height, and each space has a unique identifier. is added to make it manageable.
- the space 100 is displayed as a predetermined three-dimensional space.
- a space 100 is defined by a center 101 of 20 degrees north latitude, 140 degrees east longitude, and height (altitude, altitude) H, and the width in the latitudinal direction is defined as D, the width in the longitudinal direction as W, and the width in the height direction as T. is a partitioned space. In addition, it is one space obtained by dividing the space of the earth into spaces determined by ranges starting from the latitude/longitude/height.
- each of the arranged divided spaces has its horizontal position defined by latitude/longitude, overlaps in the height direction, and the position in the height direction is defined by height.
- the center 101 of the divided space is set as the starting point of the latitude/longitude/height in FIG. 11B, it is not limited to this. may be used as the starting point.
- the shape may be a substantially rectangular parallelepiped, and when considering the case of laying on the surface of a sphere such as the earth, it is better to set the top surface of the rectangular parallelepiped slightly wider than the bottom surface, so that it can be arranged without gaps.
- information on the types of objects that exist or can enter the range of the space 100 and time limits are associated with unique identifiers.
- the formatted spatial information is stored in chronological order from the past to the future.
- the conversion information holding device 14 associates with the unique identifier the spatial information regarding the types of objects that can exist or can enter a three-dimensional space defined by latitude/longitude/height and the time limit, and formats the format database 14-. Saved in 4.
- the spatial information is updated at predetermined update intervals based on information supplied by information supply means such as an external system (for example, the sensor node 15) communicatively connected to the conversion information holding device 14. Then, the information is shared with other external systems communicably connected to the conversion information holding device 14 . For applications that do not require time-related information, it is possible to use spatial information that does not contain time-related information. Also, non-unique identifiers may be used instead of unique identifiers.
- information about the type of an object that can exist or enter a three-dimensional space defined by latitude/longitude/height and the time limit (hereinafter referred to as spatial information) is associated with a unique identifier. formatted and stored in the database. Space-time can be managed by formatted spatial information.
- the conversion information holding device 14 of the first embodiment executes a formatting step of formatting and saving information about update intervals of spatial information in association with unique identifiers.
- the update interval information formatted in association with the unique identifier may be the update frequency, and the update interval information includes the update frequency.
- step S210 the system control device 10 confirms the interval between each piece of point information in the received route information. Then, position point cloud data is created by matching the interval of the point information with the interval between the starting point positions of the divided spaces defined by the format.
- the system control device 10 thins out the point information in the route information according to the interval of the starting point positions of the divided spaces. group data. Further, when the interval of the point information is larger than the interval between the starting point positions of the divided spaces, the system control device 10 interpolates the point information within a range that does not deviate from the route information to obtain position point group data.
- step S211 in Fig. 9 the system control device 10 transmits the latitude/longitude information of each point information of the position point cloud data to the conversion information holding device 14 in the order of the route.
- step S212 the conversion information holding device 14 searches the format database 14-4 for a unique identifier corresponding to the received latitude/longitude information, and transmits it to the system control device 10 in step S213.
- step S214 the system control device 10 arranges the received unique identifiers in the same order as the original position point cloud data, and stores them as route information using the unique identifiers (hereinafter referred to as format route information).
- the system control device 10 as a control means acquires the spatial information from the database of the conversion information holding device 14, and based on the acquired spatial information and the type information of the mobile object, the movement of the mobile object is determined. Generating routing information about routes.
- FIG. 13(A) is an image diagram of route information displayed as map information
- FIG. 13(B) is an image diagram of route information using position point cloud data displayed as map information
- FIG. 13(C) is an image diagram using unique identifiers.
- FIG. 10 is an image diagram showing route information as map information;
- 120 is route information
- 121 is a non-movable area through which the autonomous mobile body 12 cannot pass
- 122 is a movable area where the autonomous mobile body 12 can move.
- the route information 120 generated by the route determination device 13 based on the positional information of the departure point, waypoint, and arrival point specified by the user passes through the departure point, waypoint, and arrival point, and is displayed on the map. It is generated as a route passing over the movable area 122 on the information.
- 123 is a plurality of pieces of position information on the route information.
- the system control device 10 that has acquired the route information 120 generates the position information 123 arranged at predetermined intervals on the route information 120 .
- the position information 123 can be represented by latitude/longitude/height, respectively, and this position information 123 is called position point cloud data in the first embodiment. Then, the system control device 10 transmits the position information 123 (latitude/longitude/height of each point) one by one to the conversion information holding device 14 and converts it into a unique identifier.
- 124 is positional space information in which the positional information 123 is converted into unique identifiers one by one, and the spatial range defined by the unique identifiers is represented by a rectangular frame.
- the location space information 124 is obtained by converting the location information into a unique identifier.
- the route represented by the route information 120 is converted into continuous position space information 124 and represented.
- Each piece of position space information 124 is associated with information regarding the types of objects that can exist or enter the range of the space and time limits. This continuous position space information 124 is called format route information in the first embodiment.
- step S215 the system control device 10 downloads the spatial information associated with each unique identifier of the format path information from the conversion information holding device 14.
- step S216 the system control device 10 converts the spatial information into a format that can be reflected in the three-dimensional map of the cyberspace of the autonomous mobile body 12, and identifies the positions of multiple objects (obstacles) in a predetermined space. Create the information shown (hereafter, cost map).
- the cost map may be created for all route spaces in the format route information at first, or may be created in a form divided by fixed areas and updated sequentially.
- step S217 the system control device 10 associates the format route information and the cost map with the unique identification number (unique identifier) assigned to the autonomous mobile body 12 and stores them.
- the autonomous mobile body 12 monitors (hereinafter, polls) its own unique identification number via the network at predetermined time intervals, and downloads the linked cost map in step S218.
- the autonomous mobile body 12 reflects the latitude/longitude information of each unique identifier of the format route information as route information on the three-dimensional map of the cyberspace created by itself.
- step S220 the autonomous mobile body 12 reflects the cost map on the three-dimensional map of cyberspace as obstacle information on the route.
- the cost map is created in a form divided at regular intervals, after moving the area in which the cost map was created, the cost map of the next area is downloaded and the cost map is updated.
- step S221 the autonomous mobile body 12 moves along the route information while avoiding the objects (obstacles) input in the cost map. That is, movement control is performed based on the cost map.
- step S222 the autonomous mobile body 12 moves while performing object detection, and moves while updating the cost map using the object detection information if there is a difference from the cost map. Also, in step S223, the autonomous mobile body 12 transmits difference information from the cost map to the system control device 10 together with the corresponding unique identifier.
- the system control device 10 that has acquired the difference information between the unique identifier and the cost map transmits the spatial information to the conversion information holding device 14 in step S224 of FIG. Update the spatial information of the unique identifier.
- the content of the spatial information updated here does not directly reflect the difference information from the cost map, but is abstracted by the system control device 10 and then sent to the conversion information holding device 14 . Details of the abstraction will be described later.
- step S226 the autonomous mobile body 12 that is moving based on the format route information tells the system controller 10 that the space it is currently passing through each time it passes through the divided space linked to each unique identifier. Send the unique identifier associated with the .
- the system control device 10 grasps the current position of the autonomous mobile body 12 on the format route information.
- the system control device 10 can grasp where the autonomous mobile body 12 is currently located in the format route information. Note that the system control device 10 may stop holding the unique identifier of the space through which the autonomous mobile body 12 has passed, thereby reducing the holding data capacity of the format route information.
- step S227 the system control device 10 creates the confirmation screen 50 and the map display screen 60 described with reference to FIGS. do.
- the system control device 10 updates the confirmation screen 50 and the map display screen 60 each time the autonomous mobile body 12 transmits the unique identifier indicating the current position to the system control device 10 .
- the sensor node 15 saves the detection information of the detection range, abstracts the detection information in step S229, and transmits it to the conversion information holding device 14 as the spatial information in step S230.
- the abstraction is, for example, information such as whether or not an object exists, or whether or not the existence state of the object has changed, and is not detailed information about the object.
- the conversion information holding device 14 stores the spatial information, which is the abstracted detection information, in association with the unique identifier of the position corresponding to the spatial information.
- the spatial information is stored in one unique identifier in the format database.
- the external system uses the spatial information in the conversion information holding device 14 to convert the information in the sensor node 15 via the conversion information holding device 14.
- the detection information is acquired and utilized.
- the conversion information holding device 14 also has a function of connecting the communication standards of the external system and the sensor node 15 .
- the conversion information holding device 14 has a function of connecting data of multiple devices with a relatively small amount of data.
- steps S215 and S216 of FIG. 9 when the system control device 10 needs detailed object information when creating a cost map, detailed information is sent from an external system storing detailed detection information of spatial information. should be downloaded and used.
- the sensor node 15 updates the spatial information on the route of the format route information of the autonomous mobile body 12 .
- the sensor node 15 acquires the detection information in step S232 of FIG. 10, generates abstracted spatial information in step S233, and transmits it to the conversion information holding device 14 in step S234.
- the conversion information holding device 14 stores the spatial information in the format database 14-4 in step S235.
- the system control device 10 checks changes in the spatial information in the managed format path information at predetermined time intervals, and if there is a change, downloads the spatial information in step S236. Then, in step S237, the cost map associated with the unique identification number assigned to the autonomous mobile body 12 is updated.
- step S2308 the autonomous mobile body 12 recognizes the update of the cost map by polling and reflects it in the three-dimensional map of cyberspace created by itself.
- the autonomous mobile body 12 can recognize in advance a change in the route that the self cannot recognize, and can respond to the change.
- a unique identifier is transmitted in step S240.
- the system control device 10 which has thus recognized the unique identifier, displays an arrival indication on the user interface 11 in step S241, and terminates the application.
- Embodiment 1 it is possible to provide a digital architecture format and an autonomous mobile body control system using the same.
- the format database 14-4 stores information (spatial information) about the types of objects that can exist or enter the space 100 and time limits. It is stored in chronological order from to future. The spatial information is updated based on information input from an external sensor or the like communicatively connected to the conversion information holding device 14, and is shared with other external systems that can be connected to the conversion information holding device 14. there is
- the type information of objects in the space is information that can be obtained from map information, such as roadways, sidewalks, and bicycle lanes on roads.
- map information such as roadways, sidewalks, and bicycle lanes on roads.
- information such as the traveling direction of mobility on a roadway, traffic regulations, etc. can also be defined as type information.
- type information it is also possible to define type information in the space itself.
- the conversion information holding device 14 can be connected to a system control device that manages information on roads and a system control device that manages information on sections other than roads.
- the system control device 10 can transmit position point cloud data collectively representing the position information 123 of FIG. Similarly, a system control device that manages information on roads and a system control device that manages information on sections other than roads can also transmit corresponding data to the conversion information holding device 14 .
- the corresponding data is the position point cloud data information managed by the system control device that manages road information and the system control device that manages information on sections other than roads.
- Each point of the position point cloud data is hereinafter referred to as a position point.
- the space information update interval differs according to the type of object existing in the space. That is, when the type of object existing in the space is a moving object, the length of time is set to be shorter than when the type of object existing in the space is not a moving object. Also, when the type of the object existing in the space is a road, the type of the object existing in the space is made shorter than in the case of the partition.
- the update interval of the space information about each object should be different according to the type of each object (eg moving body, road, section, etc.). Spatial information about the state and time of each of a plurality of objects existing in the space is associated with the unique identifier, formatted and stored. Therefore, the load for updating spatial information can be reduced.
- the format database 14-4 stores information (spatial information) regarding the state and time of objects existing within the space 100 in chronological order from the past to the future. Further, the spatial information is updated based on information input by an external system or the like communicatively connected to the conversion information holding device 14, and information is shared with other external systems communicably connected to the conversion information holding device 14. be done.
- These external systems are systems such as the route determination device 13 and the sensor node 15, for example, and the spatial information is updated by map information held by the route determination device 13 and information on objects detected by the sensor node 15. .
- the spatial information stored in the format database 14-4 is information at the time it is input by an external system or the like, and the information itself is not necessarily real-time information.
- the route determining device 13 as an example of an external system has a map information management section 13-1, and this map information management section 13-1 has map information on the earth.
- This map information is appropriately updated in accordance with changes in the real world, but it is not updated in real time, and it may take several days to several months at most to be updated.
- the information on the object detected by the sensor node 15 is also the information at the time when the object was detected, and there may be a time difference from the time when the system control device 10 attempts to control the movement of the autonomous mobile body 12.
- the spatial information stored in the format database 14-4 does not necessarily match the state in the real world.
- the autonomous mobile body control system controls the movement of the autonomous mobile body 12 using the spatial information stored in the format database 14-4, the spatial information stored in the format database 14-4 and the state in the space of the real world are matched. If they do not match, a control error will occur. That is, there is a possibility that correct movement control of the autonomous mobile body 12 is not performed in the real world.
- reliability information information (hereinafter referred to as reliability information) is provided as to how much the spatial information stored in the format database 14-4 is expected to match the state of the real world.
- the reliability of the spatial information is calculated from the update time of the spatial information and the detection method, and the movement control of the autonomous mobile body 12 is performed using the spatial information.
- the route determination device 13 is configured to search for a route that complies with the Road Traffic Act based on specified position information and output it in a predetermined data format. Furthermore, map update time information is output and stored as the update time of the spatial information in the format database 14-4. This will be described below with reference to FIG.
- the update time information of the map is information of the time when the map information was updated.
- the route determination device 13 has a map information management section 13-1.
- the map information of the map information management unit 13-1 is created based on, for example, a digital map provided by the Geospatial Information Authority of Japan, and is stored together with creation time information of the digital map.
- the control unit 13-2 of the route determination device 13 confirms the update of the digital map information at a predetermined timing such as once a day, and if there is an update of the digital map information, it manages the map information together with the update time information. Update the map information in section 13-1.
- map information management unit 13-1 may be updated only for the updated map range.
- map information of the map information management unit 13-1 also stores the update time of the map at each latitude and longitude (hereinafter referred to as map update time information).
- FIG. 14 is a sequence diagram illustrating an example of processing for storing detection time/detection method information. The operations of each step of the sequence of FIG. 14 are performed by the computers in the control units in 13 to 15 executing the computer program stored in the memory.
- the route determination device 13 converts a predetermined unique identifier into latitude/longitude/altitude information.
- the predetermined unique identifier is not limited to the range indicated by the format path information, but is a unique identifier within the range managed by the unique identifier management section 14-2 of the conversion information holding device 14. FIG.
- step S402 the route determination device 13 extracts the map update time information in the position information based on the converted position information such as the latitude/longitude/altitude information from the map information it owns. After that, in step S403, the route determination device 13 transmits the extracted map update time information to the conversion information holding device 14 together with the position information.
- step S404 the conversion information holding device 14 stores the transmitted map update time information corresponding to the unique identifier corresponding to the position information in the format database 14-4 as the update time of the spatial information.
- location information such as latitude/longitude/altitude information and map update time information are passed between the route determining device 13 and the conversion information holding device 14.
- map update time information is passed along with the unique identifier.
- the route determination device 13 extracts the map update time information in the position information based on the position information indicated by the unique identifier within a predetermined range from the map information it owns.
- the predetermined unique identifier is not limited to the range indicated by the format path information, but is a unique identifier within the range managed by the unique identifier management section 14-2 of the conversion information holding device 14. FIG.
- step S408 the route determination device 13 transmits map update time information based on the position information indicated by the unique identifier to the conversion information holding device 14. Then, in step S409, the conversion information holding device 14 stores the transmitted map update time information corresponding to the unique identifier in the format database 14-4 as the update time of the spatial information.
- the update time of the spatial information corresponding to the unique identifier from the map information can be stored in advance in the format database 14-4.
- the sensor node 15 is an external system such as a video monitoring system such as a roadside camera unit, as described with reference to FIG. Location information about where you are is stored.
- step S411 the sensor node 15 detects information such as image information, feature point information, position information, etc. of an object existing in a detectable area by the object detection function and the distance measurement function of the detection unit 15-1. .
- step S412 the detection information and the time information at the time of object detection (hereinafter referred to as detection time information) acquired using the RTC 15-5 are stored in the information storage unit (memory/HDD) 15-3. Further, in association with this, the information of the detection method (camera, LiDAR, etc.) that detected the object is stored in the information storage unit (memory/HDD) 15-3 of the sensor node 15.
- detection time information the time information acquired using the RTC 15-5
- the information storage unit (memory/HDD) 15-3 the information storage unit (memory/HDD) 15-3 of the sensor node 15.
- the sensor node 15 transmits the detection information, detection time, detection method, and position information of the linked object to the conversion information holding device 14 in step S413.
- step S414 the conversion information holding device 14 determines the unique identifier corresponding to the transmitted position information, and stores the detection information, detection time, and detection method of the object corresponding to the unique identifier in the format database 14-4. do. In this manner, the sensor node 15 can store the update time and detection method of spatial information.
- information such as the detection time and the position information of the object detected by the sensor node 15 is passed between the sensor node 15 and the conversion information holding device 14.
- information such as the detection time and the unique identifier is passed. is also possible. The method is described below.
- step S415 the sensor node 15 detects information such as image information, feature point information, position information, etc. of an object existing in a detectable area by the sensor node 15 using the object detection function and the distance measurement function of the detection unit 15-1. .
- step S416 this detection information and time information at the time of object detection (hereinafter referred to as detection time information) acquired using the RTC 15-5 are stored in the information storage unit (memory/HDD) 15-3. Furthermore, in association with this, the information of the detection method (camera, LiDAR, etc.) used to detect the object is stored in the information storage unit (memory/HDD) 15-3 of the sensor node 15.
- detection time information time information acquired using the RTC 15-5
- the information storage unit (memory/HDD) 15-3 the information storage unit (memory/HDD) 15-3 of the sensor node 15.
- step S417 the unique identifier of the position where the object exists is calculated based on the detected position information, and is stored in the information storage unit (memory/HDD) 15-3 linked to the detection information of the object. Further, in step S418, the sensor node 15 transmits the detection information, the detection time, the detection method, and the unique identifier of the linked object to the conversion information holding device 14.
- FIG. 1 the information storage unit (memory/HDD) 15-3 linked to the detection information of the object.
- step S419 the conversion information holding device 14 stores the detection information, detection time, and detection method of the object corresponding to the transmitted unique identifier in the format database 14-4. In this manner, the sensor node 15 can store the update time and detection method of spatial information.
- the format database 14-4 stores the update time of the spatial information and the method of detecting the spatial information in association with the spatial information.
- the format database 14-4 stores various types of spatial information stored in the format database 14-4, and the reliability of the spatial information may vary depending on the content of the spatial information.
- Factors that affect the reliability of spatial information include the detection method of spatial information, the update time of spatial information or the elapsed time from the detection time, and the type of object stored as spatial information. That is, the reliability in this embodiment differs according to at least one of the type of object, the elapsed time from the spatial information update time, and the spatial information detection method. Furthermore, it differs depending on the elapsed time from the update time of the spatial information and the detection method of the spatial information.
- the reasons for the difference in reliability depending on the spatial information detection method are considered as follows. For example, when an object detected by the sensor node 15 at night is detected using LiDAR as a sensor, and when detected using a camera, the reliability of the detection result is higher when detected by LiDAR. is considered high.
- the camera is a passive detector, so detection sensitivity in the dark is generally low, and LiDAR is an active detector (self-luminous), so the detection sensitivity generally does not decrease even in the dark. is. That is, for example, when detecting a pedestrian at night, it is more likely that the pedestrian can be detected correctly by LiDAR than by a camera. In this way, the reliability of the detected object may differ depending on the detection method.
- the reliability of spatial information may vary depending on the reliability of the measuring instrument itself as a spatial information detection method. For example, when detecting the shape of a building, when measuring using a surveying instrument based on the JIS standard as the sensor node 15, and when calculating based on image data using an image detector such as a surveillance camera or an in-vehicle camera. can be considered.
- the reliability of the detected object may differ depending on whether the detection method is based on the measurement standard or not.
- the degree of reliability may differ depending on the creator (creating organization) that created the spatial information and the creation procedure. For example, spatial information measured and detected by a public institution or the like may be highly reliable. Moreover, there are cases where the spatial information measured and detected in accordance with officially approved (approved) procedures is highly reliable.
- the factors that cause the reliability of spatial information to differ depending on the elapsed time from the detection time of the spatial information are considered as follows. For example, it is assumed that the sensor node 15 detects that a triangular cone for lane control is erected on the roadway due to road construction or the like. At the time of detection by the sensor node 15, there is a high possibility that a triangular cone exists in the real world as well, but as time passes, the triangular cone does not necessarily exist in the real world as well.
- spatial information such as the triangular cone described above
- the reliability of spatial information may change depending on the type of object used as spatial information as well as the elapsed time.
- the reliability of spatial information varies depending on the detection method of spatial information, the elapsed time from the update time of spatial information, the type of object stored as spatial information, and so on.
- a method of calculating the reliability of spatial information will be described below.
- the format database 14-4 stores the object information of the spatial information, the update time of the spatial information, and the detection method. do.
- the spatial information reliability decrease rate P defines the degree to which the reliability of the space changes as time elapses from the time when the spatial information is updated.
- P can be a constant.
- Equation 2 is based on the idea that the reliability of spatial information is considered to be 100% at the time the spatial information is updated, and that the reliability of spatial information decreases in proportion to the passage of time.
- the spatial information reliability reduction rate P can be considered as a function P(T) with time T as a parameter.
- the spatial information reliability reduction rate P it is desirable to vary the spatial information reliability reduction rate P depending on the object.
- road information when road information is stored as spatial information, it is unlikely that the spatial information will change over time.
- information about an object that can easily move, such as a triangular cone is stored as spatial information, there is a high possibility that the spatial information will change over time.
- formulas 2 and 2' are used to calculate the reliability of spatial information, but the formulas are not limited to these, and other formulas may be used as long as the reliability of spatial information can be calculated over time. You can use it.
- the reliability of spatial information may vary depending on the method of detecting spatial information.
- a detection method reliability M is defined as the reliability of this spatial information detection method.
- the detection method reliability M can be a constant determined for each device according to, for example, the type of device of the detected sensor node 15, the manufacturer, the date of manufacture, etc., in addition to the detection method.
- the unit of the detection method reliability M here be expressed in percent or the like, similar to the reliability R of spatial information.
- the detection method reliability M be varied according to the detection method, the type of device, the manufacturer, and the date of manufacture, as described above.
- the reliability of detection results is considered to be higher when an object is detected by a device with an older manufacturing date, when an object is detected with a device with a newer manufacturing date, and when an object is detected with a device with a newer manufacturing date. be done. This is because a device that was manufactured a long time ago may deteriorate in object detection accuracy due to aged deterioration or the like.
- Equation 5 M-(T3 ⁇ P) (Formula 5)
- the reliability in this embodiment differs depending on both the elapsed time from the update time of the spatial information and the detection method of the spatial information.
- examples of the reliability calculation method such as formula (2), formula (4), and formula (5), are shown, but the method is not limited to this.
- the initial condition of Equation (2) is not limited to 100, and the spatial information reliability reduction rate P does not need to be a constant value. Additional parameters and the like may be added.
- format route information representing the movement route of the autonomous mobile body in the autonomous mobile body control system is created as described in steps S211 to S217 and the like in FIG.
- FIG. 15 is a flowchart illustrating an example of processing for calculating the reliability and determining whether or not the movement is permitted. The operation of each step in the flow chart of FIG. 15 is performed by executing the computer program stored in the memory by the computer in the control unit in the system control device 10 .
- step S421 the system control device 10 acquires from the format database 14-4 of the conversion information holding device 14 the update time and detection method of the space information of each unique identifier of the created format path information.
- step S422 the system control device 10 calculates the reliability of the spatial information of each unique identifier based on the time obtained from the RTC 10-6, the update time of the spatial information of each unique identifier, and the detection method. Calculated using
- step S423 the system control device 10 determines whether or not the autonomous mobile body 12 can move in each space indicated by each unique identifier based on the calculated reliability of the space information.
- the threshold for determination here can be determined according to the type and moving speed of the autonomous mobile body 12 . An example of a method for setting the threshold will be described below.
- the autonomous mobile body 12 moves based on the format route information, but there is a possibility that emergency control will be performed during the movement.
- the mismatch between the spatial information and the state of the real world may be a factor that causes the need to perform the emergency control here. For example, when passing through an area where road construction is frequently performed, there is a high possibility that lane restrictions will change frequently and a discrepancy will occur between the real world and spatial information.
- control performance such as turning performance in an emergency
- the threshold for the determination is higher when the autonomous mobile body 12 moves at high speed than when it moves at low speed.
- step S423 the reliability calculated in step S422 is compared with a threshold value, and the threshold value for determining whether or not the vehicle can continue to move is the speed of the moving body or the type of the moving body (turning performance, etc.). It is desirable to change according to
- step S424 the system control device 10 regenerates the route information in the sequence described in steps S205 to S209 of FIG. get. Thereafter, in step S423, the system control device 10 determines whether or not the autonomous mobile body 12 can move in each space indicated by each unique identifier based on the format route information generated again.
- step S423 the system control device 10 stores the format route information by linking it to the unique identification number assigned to the autonomous mobile body 12 in step S425.
- the autonomous mobile body 12 monitors (hereinafter, polls) its own unique identification number via the network at predetermined time intervals. Download to mobile unit 12 .
- the system control device 10 reflects the latitude/longitude information of each unique identifier of the format route information to the route information of the three-dimensional map of the autonomous mobile body 12 .
- FIG. 16 is a sequence diagram illustrating an example of processing for calculating reliability and correcting route information. Each step of the sequence shown in FIG. 16 is performed by the computers in the control units 10, 12 to 15 executing the computer program stored in the memory.
- step S431 the control unit 12-2 of the autonomous mobile body 12 uses a self-position detection function such as GPS and a direction detection function such as a geomagnetic sensor mounted on the detection unit 12-1 to determine the current self-position and progress. Calculate direction. Subsequently, in step S432, a unique identifier of the planned destination is calculated from the calculated self-position and traveling direction. Also, in step S433, the autonomous mobile body 12 transmits this unique identifier to the system control device 10 at predetermined intervals.
- a self-position detection function such as GPS and a direction detection function such as a geomagnetic sensor mounted on the detection unit 12-1 to determine the current self-position and progress. Calculate direction.
- step S432 a unique identifier of the planned destination is calculated from the calculated self-position and traveling direction. Also, in step S433, the autonomous mobile body 12 transmits this unique identifier to the system control device 10 at predetermined intervals.
- step S434 the system control device 10 transmits the transmitted unique identifier to the conversion information holding device 14. Also, in step S435, the conversion information holding device 14 acquires the update time and detection method of the spatial information corresponding to the transmitted unique identifier from the format database 14-4. Then, in step S436, the system controller 10 is sent the update time and detection method of the spatial information of the object.
- step S437 the system control device transmits the update time and detection method of each spatial information received to the autonomous mobile body 12.
- step S438 the autonomous mobile body 12 calculates the reliability of the cost map at the planned movement position based on the time acquired from the RTC 12-7, the update time of the spatial information in the acquired unique identifier, and the detection method.
- the calculation method may be performed using the above-described formula or the like.
- step S439 the route information is corrected according to the calculation result of the reliability of this cost map.
- the moving speed of the autonomous mobile body 12 is changed according to the calculation result of the reliability of the cost map.
- the system control device 10 or the autonomous mobile body 12 calculates the reliability of spatial information.
- the conversion information holding device 14 calculates the reliability information of the corresponding space at the timing when the space information update time and the detection method are stored in the format database 14-4, and stores it in the format database 14-4. good.
- movement control of the autonomous mobile body 12 may be performed based on the reliability information stored in the format database 14-4. This is described in detail below.
- FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of processing for storing reliability. The operation of each step in the flow chart of FIG. 17 is performed by executing the computer program stored in the memory by the computer in the control section in the conversion information holding device 14 .
- the method for storing the spatial information update time and detection method in the format database 14-4 may be as described in steps S401 to S407 and steps S411 to S414.
- step S441 the conversion information holding device 14 calculates the reliability of the unique identifier spatial information based on the time acquired from the RTC 14-7, the update time of the unique identifier spatial information, and the detection method.
- the calculation method may be performed using the above-described formula or the like.
- step S442 the calculated spatial information reliability is formatted by the conversion information holding device 14 as formatting means in association with the unique identifier corresponding to the corresponding space in the format database 14-4. become. Then, it is saved (stored) in the format database 14-4.
- the reliability of spatial information may be configured to be updated as needed over time. In that case, as described above, the reliability of the unique identifier spatial information is calculated based on the time obtained from the RTC 14-7, the updated time of the unique identifier spatial information, and the detection method.
- step S443 the conversion information holding device 14 determines whether the spatial information in the format database 14-4 has been updated by information input from an external system or the like communicatively connected to the conversion information holding device 14 or not. Then, in the case of Yes, the process proceeds to step S444, and the conversion information holding device 14 calculates the reliability of the spatial information in the same manner as described above. Let Rc be the reliability of the spatial information calculated here.
- step S445 the conversion information holding device 14 compares the reliability Rb of the already stored spatial information with the newly calculated reliability Rc of the spatial information, and determines whether Rc ⁇ Rb. Proceed to S446.
- step S446 the conversion information holding device 14 associates (links) the newly calculated reliability Rc of the spatial information with the unique identifier corresponding to the corresponding space in the format database 14-4 together with the spatial information. It is stored in the format database 14-4.
- the reliability to be compared here is the reliability of the spatial information of the same element, such as comparing map information or vehicle information. If Rc ⁇ Rb in step S445, the conversion information holding device 14 does not update the spatial information and accordingly does not update the reliability of the spatial information. By doing so, highly reliable spatial information can be stored in the format database 14-4.
- FIG. 18 is a flowchart for explaining an example of processing for acquiring reliability and determining whether or not to move.
- the operation of each step in the flow chart of FIG. 17 is performed by executing the computer program stored in the memory by the computer in the control section in the system control device 10 .
- step S451 the system control device 10 acquires the reliability of the space information of each unique identifier of the created format path information from the format database 14-4 of the conversion information holding device 14. Then, in step S452, the system control device 10 determines whether or not the autonomous mobile body 12 can move in each space indicated by each unique identifier based on the reliability of the acquired space information.
- the threshold for determination here can be determined according to the type and moving speed of the autonomous mobile body 12 .
- step S453 the system control device 10 acquires route information again in the sequence described in steps S205 to S209 of FIG. After that, in step S452, the system control device 10 determines whether or not the autonomous mobile body 12 can move in each space indicated by each unique identifier, based on the format route information generated again.
- step S452 When the system control device 10 determines in step S452 that all unique identifiers can be moved, the system control device 10 links the format route information to the unique identification number assigned to the autonomous mobile body 12 in step S454. store.
- the autonomous mobile body 12 monitors (hereinafter, polling) the unique identification number of itself via the network at predetermined intervals, and in step S455, the system control device 10 sends the associated data to the autonomous mobile body 12. to download. Then, in step S456, the system control device 10 reflects the latitude/longitude information of each unique identifier of the format route information to the route information of the three-dimensional map of the cyberspace created by the autonomous mobile body 12.
- FIG. 19 is a sequence diagram illustrating an example of processing for acquiring reliability and correcting route information.
- each step of the sequence in FIG. 19 is performed by the computers in the control units in 10, 12 to 15 executing the computer program stored in the memory. Note that this method is partially similar to the content described with reference to FIG.
- step S461 the control unit 12-2 of the autonomous mobile body 12 uses a self-position detection function such as GPS and a direction detection function such as a geomagnetic sensor mounted on the detection unit 12-1 to determine the current self-position and progress. Calculate direction.
- a self-position detection function such as GPS
- a direction detection function such as a geomagnetic sensor mounted on the detection unit 12-1 to determine the current self-position and progress. Calculate direction.
- step S462 the autonomous mobile body 12 calculates the unique identifier of the planned destination. Furthermore, the autonomous mobile body 12 transmits this unique identifier to the system control device 10 at predetermined intervals in step S463.
- the system control device 10 transmits the transmitted unique identifier to the conversion information holding device 14 in step S464.
- the conversion information holding device 14 acquires the reliability of the spatial information corresponding to the transmitted unique identifier from the format database 14-4. send degrees.
- step S467 the system control device transmits the reliability of each received spatial information to the autonomous mobile body 12.
- highly reliable information can be used to stably control the movement of the autonomous mobile body 12 in accordance with the state of the space in the real world.
- the mobile object of this embodiment is not limited to an autonomous mobile object such as an AGV (Automatic Guided Vehicle) or an AMR (Autonomous Mobile Robot).
- AGV Automatic Guided Vehicle
- AMR Automatic Mobile Robot
- it can be any mobile device that moves, such as automobiles, trains, ships, airplanes, robots, and drones.
- part of the control system of the present embodiment may or may not be mounted on those moving bodies.
- this embodiment can be applied to remote control of a moving body.
- the present invention may be realized by supplying a storage medium recording software program code (control program) for realizing the functions of the above-described embodiments to a system or device. It is also achieved by the computer (or CPU or MPU) of the system or apparatus reading and executing the computer-readable program code stored in the storage medium. In that case, the program code itself read from the storage medium implements the functions of the above-described embodiments, and the storage medium storing the program code constitutes the present invention.
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Abstract
3次元の空間情報をより多くのユーザに活用しやすくすることができる制御システムは、緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に固有識別子を付与し、前記空間に存在する物体の状態と時間に関する空間情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存するフォーマット化手段を有し、前記フォーマット化手段は、前記空間情報の信頼度に関する情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存する。
Description
本発明は、制御システム、制御方法、及び記憶媒体等に関するものである。
近年、世界では自律走行モビリティや空間認識システムなどの技術革新に伴い、異なる組織や社会の構成員の間でデータやシステムをつなぐ全体像(以下、デジタルアーキテクチャ)の開発が促進されている。
例えば特許文献1では、ユーザの提供する時空間管理データに従って単一のプロセッサが時空間領域を時間及び空間で分割して、複数の時空間分割領域を生成する構成が記載されている。又、時空間分割領域の時間及び空間の近傍性を考慮して、複数の時空間分割領域の各々を一意に識別するための、一次元の整数値で表現される識別子を割り当てている。
そして、その識別子が近い時空間分割領域のデータが記憶装置上で近くに配置されるように、時系列データの配置を決定する時空間データ管理システムが開示されている。
しかしながら、上記特許文献1においては、生成された領域に関するデータの信頼度等を把握できるのはそれを生成したシステム内でのみである。よって、他のシステムを利用するユーザがその空間分割領域の情報を活用することは難しかった。
そこで、本発明は、3次元の空間情報をより多くのユーザに活用しやすくすることができるシステムを提供する。
本発明の1側面の制御システムは、緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に固有識別子を付与し、前記空間に存在する物体の状態と時間に関する空間情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存するフォーマット化手段を有し、
前記フォーマット化手段は、前記空間情報の信頼度に関する情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存する。
前記フォーマット化手段は、前記空間情報の信頼度に関する情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存する。
本発明によれば、3次元の空間情報をより多くのユーザに活用しやすくすることができるシステムを提供することが出来る。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。尚、各図において、同一の部材または要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。
尚、実施形態においては自律移動体の制御に適用した例について説明するが、移動体はユーザが移動体の移動に関して少なくとも1部を操作可能なものであっても良い。即ち、例えばユーザに対して移動経路等に関する各種表示等を行い、その表示を参照してユーザが移動体の運転操作の一部を行う構成であっても良い。
<実施形態1>
図1は本発明の実施形態1にかかる自律移動体制御システムの全体構成例を示す図である。図1に示すように、本実施形態の自律移動体制御システム(制御システムと略すこともある。)は、システム制御装置10、ユーザインターフェース11、自律移動体12、経路決定装置13、変換情報保持装置14、センサノード15等を備える。尚、ここで、ユーザインターフェース11はユーザ端末装置を意味する。
図1は本発明の実施形態1にかかる自律移動体制御システムの全体構成例を示す図である。図1に示すように、本実施形態の自律移動体制御システム(制御システムと略すこともある。)は、システム制御装置10、ユーザインターフェース11、自律移動体12、経路決定装置13、変換情報保持装置14、センサノード15等を備える。尚、ここで、ユーザインターフェース11はユーザ端末装置を意味する。
尚、本実施形態では、図1に示される各装置はインターネット16を介して、後述される夫々のネットワーク接続部によって接続されている。しかし、例えば、LAN(Local Area Network)等の他のネットワークシステムを用いてもかまわない。
又、システム制御装置10、ユーザインターフェース11、経路決定装置13、変換情報保持装置14等の一部は同一装置として構成しても構わない。
システム制御装置10、ユーザインターフェース11、自律移動体12、経路決定装置13、変換情報保持装置14、センサノード15は夫々、コンピュータとしてのCPU(ECU)や、記憶媒体としてのROM、RAM、HDD等からなる情報処理装置を含んでいる。各装置の機能及び内部構成の詳細については後に説明する。
次に、前記自律移動体制御システムによって提供されるサービスアプリケーションソフトウェア(以下、アプリと略すこともある。)について説明する。尚、説明にあたっては、先ず、ユーザが位置情報を入力する際にユーザインターフェース11に表示される画面イメージを図2(A)、(B)を用いて説明する。
続いて、ユーザが自律移動体12の現在位置を閲覧する際のユーザインターフェース11に表示される画面イメージを図3(A)、図3(B)を用いて説明する。これらの説明により、前記自律移動体制御システムにおいて、どのようにしてアプリの操作がされるのかを例を用いて説明する。
尚、本説明において、便宜上、地図表示は二次元の平面で説明するが、本実施の形態において、ユーザは「高さ」も含めた3次元的な位置指定が可能であり、「高さ」情報を入力することもできる。即ち、本実施形態によれば3次元地図を生成することができる。
図2(A)はユーザが位置情報を入力する際の入力画面の例を示す図、図2(B)は使用する自律移動体を選択するための選択画面の例を示す図である。ユーザがユーザインターフェース11の表示画面を操作して、インターネット16にアクセスし、自律移動体制御システムの例えば経路設定アプリを選択すると、システム制御装置10のWEBページが表示される。
WEBページに先ず表示されるのは、自律移動体12を移動させる際に、出発地、経由地、到着地を設定するための出発地、経由地、到着地の入力画面40である。入力画面40には使用する自律移動体(モビリティ)の一覧を表示させるための一覧表示ボタン48があり、ユーザが一覧表示ボタン48を押下すると、図2(B)で示すようにモビリティの一覧表示画面47が表示される。
ユーザは先ず、一覧表示画面47において使用する自律移動体(モビリティ)を選択する。一覧表示画面47においては例えばM1~M3のモビリティが選択可能に表示されているが、数はこれに限定されない。
ユーザがM1~M3のいずれかのモビリティをクリック操作等によって選択すると、自動的に図2(A)の入力画面40に戻る。又、一覧表示ボタン48には、選択されたモビリティ名が表示される。その後ユーザは出発地として設定する場所を「出発地」の入力フィールド41に入力する。
又、ユーザは経由地として設定する場所を「経由地1」の入力フィールド42に入力する。尚、経由地は追加可能となっており、経由地の追加ボタン44を1回押下すると、「経由地2」の入力フィールド46が追加表示され、追加する経由地を入力することができる。
経由地の追加ボタン44を押下する度に、「経由地3」、「経由地4」のように、入力フィールド46が追加表示され、追加する経由地を複数地点入力することができる。又、ユーザは到着地として設定する場所を「到着地」の入力フィールド43に入力する。尚、図には示していないが、入力フィールド41~43、46等をクリックすると、文字を入力するためのキーボード等が一時的に表示され、所望の文字を入力可能になっている。
そして、ユーザは決定ボタン45を押下することにより、自律移動体12の移動経路を設定することができる。図2の例では、出発地として”AAA”、経由地1として”BBB”、到着地として”CCC”と設定している。入力フィールドに入力する文言は、例えば住所等であっても良いし、緯度/経度情報や店名や電話番号などの、特定の位置を示すための位置情報を入力できるようにしても良い。
図3(A)は自律移動体の現在位置を確認するための画面の例を示す図、図3(B)は自律移動体の現在位置を確認する際の地図表示画面の例を示す図である。
図3(A)の50は確認画面であり、図2(A)のような画面で自律移動体12の移動経路を設定した後に、不図示の操作ボタンの操作をすることによって表示される。
図3(A)の50は確認画面であり、図2(A)のような画面で自律移動体12の移動経路を設定した後に、不図示の操作ボタンの操作をすることによって表示される。
確認画面50では、自律移動体12の現在位置が例えば現在地56のように、ユーザインターフェース11のWEBページに表示される。従ってユーザは容易に現在位置を把握できる。
又、ユーザは更新ボタン57を押下することにより、画面表示情報を更新して最新状態を表示することができる。又、ユーザは経由地/到着地変更ボタン54を押下することにより、出発地、経由地、到着地を変更することができる。即ち、「出発地」の入力フィールド51、「経由地1」の入力フィールド52、「到着地」の入力フィールド53に夫々再設定したい場所を入力することで変更することができる。
図3(B)には、図3(A)の地図表示ボタン55を押下した場合に、確認画面50から切り替わる地図表示画面60の例が示されている。地図表示画面60では、現在地62の位置を地図上で表示することによって、自律移動体12の現在地をよりわかりやすく確認する。又、ユーザが戻るボタン61を押下した場合には、図3(A)の確認画面50に表示画面を戻すことができる。
以上のように、ユーザはユーザインターフェース11の操作により、自律移動体12を所定の場所から所定の場所まで移動するための移動経路を容易に設定できる。尚、このような経路設定アプリは、例えばタクシーの配車サービスや、ドローンの宅配サービスなどにも適用することができる。
次に図1における10~15の構成例と機能例に関して図4を用いて詳細に説明する。図4は、図1の10~15の内部構成例を示した機能ブロック図である。尚、図4に示される機能ブロックの一部は、各装置に含まれる不図示のコンピュータに、不図示の記憶媒体としてのメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行させることによって実現されている。
しかし、それらの一部又は全部をハードウェアで実現するようにしても構わない。ハードウェアとしては、専用回路(ASIC)やプロセッサ(リコンフィギュラブルプロセッサ、DSP)などを用いることができる。
又、図4に示される夫々の機能ブロックは、同じ筐体に内蔵されていなくても良く、互いに信号路を介して接続された別々の装置により構成しても良い。
図4において、ユーザインターフェース11は操作部11-1、制御部11-2、表示部11-3、情報記憶部(メモリ/HDD)11-4、ネットワーク接続部11-5を備える。
操作部11-1は、タッチパネルやキーボタンなどで構成されており、データの入力のために用いられる。表示部11-3は例えば液晶画面などであり、経路情報やその他のデータを表示するために用いられる。
図2、図3において示したユーザインターフェース11の表示画面は表示部11-3に表示される。ユーザは表示部11-3に表示されたメニューを用いて、経路の選択、情報の入力、情報の確認等を行うことができる。つまり操作部11-1及び表示部11-3はユーザが実際に操作をするための操作用のインターフェースを提供している。尚、操作部11-1と表示部11-3を別々に設ける代わりに、タッチパネルによって操作部と表示部を兼用しても良い。
制御部11-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、ユーザインターフェース11における各種アプリの管理や、情報入力、情報確認などのモード管理を行い、通信処理を制御する。又、システム制御装置内の各部における処理を制御する。
情報記憶部(メモリ/HDD)11-4は、例えばCPUが実行するためのコンピュータプログラム等の、必要な情報を保有しておくためのデータベースである。ネットワーク接続部11-5は、インターネットやLAN、無線LANなどを介して行われる通信を制御する。尚、ユーザインターフェース11は例えばスマートフォンのようなデバイスであっても良いし、タブレット端末のような形態であっても良い。
このように、本実施形態のユーザインターフェース11は、システム制御装置10のブラウザ画面に前記出発地、経由地、到着地を入力画面40に表示し、ユーザによる出発地点、経由地点、到着地点といった位置情報の入力が可能である。更に又、前記ブラウザ画面に前記確認画面50及び地図表示画面60を表示することで、自律移動体12の現在位置を表示することができる。
図4における、経路決定装置13は、地図情報管理部13-1、制御部13-2、位置/経路情報管理部13-3、情報記憶部(メモリ/HDD)13-4、ネットワーク接続部13-5、固有識別子管理部13-6を備える。地図情報管理部13-1は、広域の地図情報を保有しており、指定された所定の位置情報に基づいて地図上のルートを示す経路情報を探索するとともに、探索結果の経路情報を位置/経路情報管理部13-3に送信する。
前記地図情報は地形や緯度/経度/高度といった情報を含む3次元の地図情報であると共に、車道、歩道、進行方向、交通規制といった道路交通法に関わる規制情報なども併せて含む。
又、例えば時間帯によって一方通行となる場合や、時間帯によって歩行者専用道路となるものなど、時間によって変化する交通規制情報も、それぞれの時間情報とともに含んでいる。制御部13-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、経路決定装置13内の各部における処理を制御する。
位置/経路情報管理部13-3は、ネットワーク接続部13-5を介して取得した自律移動体の位置情報を管理するとともに、地図情報管理部13-1に前記位置情報送信し、地図情報管理部13-1から取得した前記探索結果としての前記経路情報を管理する。固有識別子管理部13-6は、地図情報管理部13-1が管理する地図の位置情報とその位置情報に該当する固有識別子が関連付けられ、管理されている。
制御部13-2は、外部システムの要求に従って、位置/経路情報管理部13-3で管理されている前記経路情報を所定のデータ形式に変換するとともに、外部システムに送信する。
以上のように、本実施形態においては、経路決定装置13は、指定された位置情報に基づいて道路交通法等に則した経路を探索し、経路情報を所定のデータ形式で出力できるように構成されている。また、経路決定装置13は、変換情報保持装置14と接続され、所定のデータ形式で情報のやりとりが行えるようになっている。
図4の変換情報保持装置14は、位置/経路情報管理部14-1、固有識別子管理部14-2、制御部14-3、フォーマットデータベース14-4、情報記憶部(メモリ/HDD)14-5、ネットワーク接続部14-6を備える。更に、リアルタイムクロック(以下RTC)14-7も備える。
又、変換情報保持装置14は、緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に固有識別子を付与し、その空間に存在する物体の状態と時間に関する空間情報を上記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存するフォーマット化手段として機能している。
位置/経路情報管理部14-1は、ネットワーク接続部14-6を通して取得した所定の位置情報を管理するとともに、制御部14-3の要求に従って前記位置情報を制御部14-3に送信する。制御部14-3は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、変換情報保持装置14内の各部における処理を制御する。
制御部14-3は、位置/経路情報管理部14-1から取得した前記位置情報と、フォーマットデータベース14-4で管理されているフォーマットの情報に基づいて、前記位置情報を前記フォーマットで規定された固有識別子に変換する。そして、固有識別子管理部14-2に送信する。
前記フォーマットについては後に詳しく説明するが、所定の位置を起点とした空間に識別子(以下、固有識別子)を割り振り、固有識別子によって空間を管理するものである。本実施形態においては、所定の位置情報を基に、対応する固有識別子や空間内の情報を取得することができる。
固有識別子管理部14-2は、制御部14-3にて変換した前記固有識別子を管理するとともにネットワーク接続部14-6を通じて送信する。フォーマットデータベース14-4は、前記フォーマットの情報を管理するとともに、制御部14-3の要求に従って、前記フォーマットの情報を制御部14-3に送信する。
又、ネットワーク接続部14-6を通じて取得した前記空間内の情報を、前記フォーマットを用いて管理する。変換情報保持装置14は、外部の機器、装置、ネットワークにより取得された前記空間に関する情報を、固有識別子と紐づけて管理する。又、外部の機器、装置、ネットワークに対して固有識別子及びそれに紐づく前記空間に関する情報を提供する。また、制御部14-3は現在時刻をRTC14-7より取得することが可能となっている。
以上のように、変換情報保持装置14は、所定の位置情報を基に、固有識別子と空間内の情報を取得し、その情報を自身に接続された外部の機器、装置、ネットワークが共有できる状態に管理、提供する。又、変換情報保持装置14は、システム制御装置10に指定された前記位置情報を、前記固有識別子に変換し、システム制御装置10に提供する。
図4において、システム制御装置10は固有識別子管理部10-1、制御部10-2、位置/経路情報管理部10-3、情報記憶部(メモリ/HDD)10-4、ネットワーク接続部10-5、RTC10-6を備える。位置/経路情報管理部10-3は、地形情報と緯度/経度情報の対応付けをした簡易的な地図情報を保持するとともに、ネットワーク接続部10-5を通して取得した所定の位置情報及び経路情報を管理する。
また位置/経路情報管理部10-3は、前記経路情報を所定の間隔で区切るとともに、区切った場所の緯度/経度といった位置情報を生成することもできる。固有識別子管理部10-1は、前記位置情報及び前記経路情報を前記固有識別子に変換した情報を管理する。
制御部10-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、システム制御装置10の前記位置情報、前記経路情報、前記固有識別子の通信機能の制御を司り、システム制御装置10内の各部における処理を制御する。
又、制御部10-2は、ユーザインターフェース11にWEBページを提供するとともに、WEBページから取得した所定の位置情報を、経路決定装置13に送信する。又、経路決定装置13から所定の経路情報を取得し、経路情報の各位置情報を変換情報保持装置14に送信する。そして、変換情報保持装置14から取得した固有識別子に変換された経路情報を自律移動体12に送信する。また、制御部10-2は現在時刻をRTC10-6より取得することが可能となっている。
以上のように、システム制御装置10はユーザの指定する所定の位置情報の取得、位置情報及び経路情報の送受信、位置情報の生成、固有識別子を用いた経路情報の送受信を行えるように構成されている。
又、システム制御装置10は、ユーザインターフェース11に入力された前記位置情報に基づいて、自律移動体12が自律移動を行うのに必要な前記経路情報を収集するとともに、自律移動体12に固有識別子を用いた経路情報を提供する。尚、本実施形態では、システム制御装置10と経路決定装置13、変換情報保持装置14は例えばサーバーとして機能している。
図4において、自律移動体12は検出部12-1、制御部12-2、方向制御部12-3、情報記憶部(メモリ/HDD)12-4、ネットワーク接続部12-5、駆動部12-6、RTC12-7を備える。検出部12-1は、例えば複数の撮像素子を有し、複数の撮像素子から得られた複数の撮像信号の位相差に基づき測距を行う機能を有する。
又、周辺の地形・建物の壁などの障害物といった検出情報(以下、検出情報)を取得し、検出情報と地図情報に基づき自己位置を推定する自己位置推定機能を有する。
又、検出部12-1は、GPS(Global Positioning System)などの自己位置検出機能と、例えば地磁気センサなどの方向検出機能を有する。更に、取得した前記検出情報と自己位置推定情報と方向検出情報を基に、前記制御部12-2はサイバー空間の3次元マップを生成することができる。
ここで、サイバー空間の3次元マップとは、現実世界の地物位置と等価な空間情報を、デジタルデータとして表現可能なものである。このサイバー空間の3次元マップ内には、現実世界に存在する自律移動体12や、その周辺の地物情報が、デジタルデータとして空間的に等価な情報として保持されている。従って、このデジタルデータを用いることで、効率的な移動が可能である。
以下図5を例として、本実施形態で用いるサイバー空間の3次元マップについて説明する。図5(A)は、現実世界における自律移動体12とその周辺の地物情報として存在する柱99の空間的位置関係を示した図、図5(B)は自律移動体12と柱99を、位置P0を原点とする任意のXYZ座標系空間にマッピングした状態を示した図である。
図5(A)、(B)において、自律移動体12の位置は、自律移動体12に搭載された不図示のGPS等によって取得された緯度経度の位置情報から、自律移動体12内の位置α0として特定される。又、自律移動体12の方位は不図示の電子コンパス等によって取得された方位αYと自律移動体12に移動方向12Yの差分によって特定される。
又、柱99の位置は、予め測定された位置情報から頂点99-1の位置として特定される。また自律移動体12の測距機能によって、自律移動体12のα0から頂点99-1までの距離を取得することが可能である。図5(A)においては移動方向12YをXYZ座標系の軸としてα0を原点とした場合に、頂点99-1の座標(Wx,Wy,Wz)として示される。
サイバー空間の3次元マップでは、この様に取得された情報がデジタルデータとして管理され、図5(B)のような空間情報としてシステム制御装置10、経路決定装置13等で再構成することが可能である。図5(B)においては、自律移動体12と柱99を、P0を原点とする任意のXYZ座標系空間にマッピングした状態を示している。
P0を現実世界の所定の緯度経度に設定し、現実世界の方位北をY軸方向に取ることで、この任意のXYZ座標系空間で自律移動体12を、P1と柱99をP2として表現することができる。
具体的には、α0の緯度経度とP0の緯度経度から、この空間におけるα0の位置P1を算出できる。又、同様に柱99をP2として算出できる。この例では、自律移動体12と柱99の2つをサイバー空間の3次元マップで表現しているが、勿論もっと多数あっても同様に扱うことが可能である。以上のように、3次元空間に現実世界の自己位置や物体をマッピングしたものが3次元マップである。
図4に戻り、自律移動体12は、機械学習を行った物体検出の学習結果データを、例えば情報記憶部(メモリ/HDD)12-4に記憶しており、機械学習を用いて撮影画像から物体検出することができる。尚、前記検出情報に関しては、ネットワーク接続部12-5を経由して、外部のシステムから取得して、3次元マップに反映することもできる。
尚、制御部12-2は、コンピュータとしてのCPU(ECU)を内蔵し、自律移動体12の移動、方向転換、自律走行機能の制御を司り、自律移動体12内の各部における処理を制御する。
方向制御部12-3は、駆動部12-6による移動体の駆動方向を変更することで、自律移動体12の移動方向の変更を行う。駆動部12-6は、モータなどの駆動装置からなり、自律移動体12の推進力を発生させる。自律移動体12は前記3次元マップ内に前記自己位置及び検出情報、物体検出情報を反映し、周辺の地形・建物・障害物・物体から一定の間隔を保った経路を生成し、自律走行を行うことができる。
尚、経路決定装置13は主に道路交通法に関わる規制情報を考慮した経路生成を行う。一方、自律移動体12は経路決定装置13による経路において、周辺障害物の位置をより正確に検出し、自分のサイズに基づき、それらに接触せずに移動するための経路生成を行う。また、制御部12-2は現在時刻をRTC12-7より取得することが可能となっている。
又、自律移動体12の情報記憶部(メモリ/HDD)12-4には自律移動体自身のモビリティ形式を格納することも出来る。このモビリティ形式とは例えば法的に識別された移動体の種別等であり、例えば自動車、自転車、ドローンなどの種別を意味する。このモビリティ形式に基づいて、後述するフォーマット経路情報の生成を行うことが出来る。
ここで本実施の形態における自律移動体12の本体構成例について図6を用いて説明する。図6は実施形態1に係る自律移動体12の機械的な的な構成例を示す斜視図である。尚、本実施形態においては、自律移動体12は、車輪を有する走行体の例を説明するがこの限りではなく、ドローンなどの飛行体であっても良い。
図6において、自律移動体12には検出部12-1、制御部12-2、方向制御部12-3、情報記憶部(メモリ/HDD)12-4、ネットワーク接続部12-5、駆動部12-6が搭載されており、各部は互いに電気的に接続されている。駆動部12-6、方向制御部12-3は自律移動体12に少なくとも2つ以上配備されている。
方向制御部12-3は軸の回転駆動により駆動部12-6の方向を変更することで、自律移動体12の移動方向を変更し、駆動部12-6は、軸の回転により自律移動体12の前進、後退を行う。尚、図6を用いて説明した構成は1例であって、これに限定するものではなく、例えば移動方向の変更を、オムニホイール等を用いて行っても良い。
尚、自律移動体12は例えばSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技術を用いた移動体である。又、検出部12-1等により検出した検出情報や、インターネット16を介して取得した外部システムの検出情報を基に、指定された所定の経路を自律移動できるように構成されている。
自律移動体12は細かく指定された地点をトレースするようなトレース移動も可能であるし、大まかに設定された地点を通過しながらその間の空間においては自身で経路情報を生成し、移動することも可能である。以上のように、本実施形態の自律移動体12は、システム制御装置10により提供された前記固有識別子を用いた経路情報に基づき自律移動を行うことができる。
図4に戻り、センサノード15は、例えばロードサイドカメラユニットのような映像監視システムなどの外部システムであり、検出部15-1、制御部15-2、情報記憶部(メモリ/HDD)15-3、ネットワーク接続部15-4、RTC15-5を備える。検出部15-1は、例えばカメラ等であり、自身が検出可能なエリアの検出情報を取得するとともに、物体検出機能、測距機能を有する。
制御部15-2は、コンピュータとしてのCPUを内蔵し、センサノード15の検出、データ保管、データ送信機能の制御を司り、センサノード15内の各部における処理を制御する。又、検出部15-1で取得した検出情報を情報記憶部(メモリ/HDD)15-3に保管するとともに、ネットワーク接続部15-4を通じて変換情報保持装置14に送信する。また、制御部15-2は現在時刻をRTC15-5より取得することが可能となっている。
以上のように、センサノード15は、検出部15-1で検出した画像情報、検出した物体の特徴点情報、位置情報などの検出情報を情報記憶部15-3に保存及び通信できるように構成されている。又、センサノード15は、自身が検出可能なエリアの前記検出情報を、前記変換情報保持装置14に提供する。
次に、図4における各制御部の具体的なハードウェア構成に関して説明する。図7は、制御部10-2、制御部11-2、制御部12-2、制御部13-2、制御部14-3、制御部15-2の具体的なハードウェア構成例を示すブロック図である。尚、図7に示すハードウェア構成に限定されない。又、図7に示す各ブロックを全て備えている必要はない。
図7において、21は情報処理装置の演算・制御を司るコンピュータとしてのCPUである。22はRAMであり、CPU21の主メモリとして、及び実行プログラムの領域や該プログラムの実行エリアならびにデータエリアとして機能する。23はCPU21の動作処理手順を記憶しているROMである。
ROM23は情報処理装置の機器制御を行うシステムプログラムである基本ソフト(OS)を記録したプログラムROMと、システムを稼働するために必要な情報等が記録されているデータROMとを備える。尚、ROM23の代わりに、後述のHDD29を用いても良い。
24はネットワークインターフェース(NETIF)であり、インターネット16を介して情報処理装置間のデータ転送を行うための制御や接続状況の診断を行う。25はビデオRAM(VRAM)であり、LCD26の画面に表示させるための画像を展開し、その表示の制御を行う。26はディスプレイ等の表示装置(以下、LCDと記す)である。
27は外部入力装置28からの入力信号を制御するためのコントローラ(以下、KBCと記す)である。28は利用者が行う操作を受け付けるための外部入力装置(以下、KBと記す)であり、例えばキーボードやマウス等のポインティングデバイスが用いられる。
29はハードディスクドライブ(以下、HDDと記す)であり、アプリケーションプログラムや各種データ保存用に用いられる。本実施形態におけるアプリケーションプログラムとは、本実施形態における各種処理機能を実行するソフトウェアプログラム等である。
30は外部入出力装置(以下、CDDと記す)である。例えばCDROMドライブ、DVDドライブ、Blu-Ray(登録商標)ディスクドライブ等の、取り外し可能なデータ記録媒体としてのリムーバブル・メディア31とデータを入出力するためのものである。
CDD30は、上述したアプリケーションプログラムをリムーバブル・メディアから読み出す場合等に用いられる。31はCDD30によって読み出しされる、例えば、CDROMディスク、DVD、Blu―Rayディスク等のリムーバブル・メディアである。
尚、リムーバブル・メディアは、光磁気記録媒体(例えば、MO)、半導体記録媒体(例えば、メモリカード)等であっても良い。尚、HDD29に格納するアプリケーションプログラムやデータをリムーバブル・メディア31に格納して利用することも可能である。20は上述した各ユニット間を接続するための伝送バス(アドレスバス、データバス、入出力バス、及び制御バス)である。
次に、図2、図3で説明したような経路設定アプリ等を実現するための自律移動体制御システムにおける制御動作の詳細について図8~図10を用いて説明する。図8は実施形態1に係る自律移動体制御システムが実行する処理を説明するシーケンス図であり、図9は、図8の続きのシーケンス図であり、図10は、図9の続きのシーケンス図である。
図8~図10は、ユーザがユーザインターフェース11に前記位置情報を入力してから自律移動体12の現在位置情報を受け取るまでの、各装置が実行する処理を示している。尚、10~15の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図8~図10のシーケンスの各ステップの動作が行われる。
先ず、ステップS201において、ユーザが、ユーザインターフェース11を用いて、システム制御装置10が提供するWEBページにアクセスする。ステップS202において、システム制御装置10はWEBページの表示画面に図2で説明したような位置入力画面を表示させる。ステップS203において、図2で説明したように、ユーザは自律移動体(モビリティ)を選択し、出発/経由/到着地点を示す位置情報(以下、位置情報)を入力する。
前記位置情報は、例えば建物名や駅名や住所など、特定の場所を指定するワード(以下、位置ワード)でも良いし、前記WEBページに表示された地図の特定の位置をポイント(以下、ポイント)として指定する手法でも良い。
ステップS204において、システム制御装置10は選択された自律移動体12の種別情報と、入力された前記位置情報などの入力情報を保存する。この時、前記位置情報が前記位置ワードの場合は、前記位置ワードを保存し、前記位置情報が前記ポイントの場合は、位置/経路情報管理部10-3に保存してある前記簡易的な地図情報を基に、ポイントに該当する緯度/経度を探索し、緯度/経度を保存する。
次に、ステップS205において、システム制御装置10はユーザによって指定された自律移動体12のモビリティ形式(種別)から、移動できる経路の種別(以下、経路種別)を指定する。そして、ステップS206において、前記位置情報とともに経路決定装置13に送信する。
前記モビリティ形式とは、前述のように、法的に区別された移動体の種別等であり、例えば自動車、自転車、ドローンなどの種別等を意味する。又、経路の種別とは、例えば自動車であれば一般道や高速道路、自動車専用道路等であり、自転車であれば所定の歩道、一般道の路側帯、自転車専用レーンなどである。
ステップS207において、経路決定装置13は、受信した前記位置情報を、所有する地図情報に出発/経由/到着地点として入力する。前記位置情報が前記位置ワードの場合は、位置ワードにより地図情報で探索し、該当する緯度/経度情報を使用する。前記位置情報が緯度/経度情報の場合はそのまま地図情報に入力して使用する。更に経路の事前探索を行っても良い。
続いて、ステップS208で、経路決定装置13は出発地点から経由地点を経由して到着地点までの経路を探索する。この時、探索する経路は前記経路種別に則った経路を検索する。そして、ステップS209で、経路決定装置13は探索の結果として、出発地点から経由地点を経由して到着地点までの経路(以下、経路情報)をGPX形式(GPS eXchange Format)で出力し、システム制御装置10に送信する。
GPX形式のファイルは、ウェイポイント(順序関係を持たない地点情報)、ルート(時間情報を付加した順序関係を持つ地点情報)、トラック(複数の地点情報の集合体:軌跡)の3種類で主に構成されている。
更に、各地点情報の属性値として緯度/経度、子要素として標高やジオイド高、GPS受信状況・精度などが記載される。GPXファイルに必要な最小要素は、単一ポイントの緯度/経度情報で、それ以外の情報の記述は任意である。前記経路情報として出力するのは前記ルートであり、順序関係を持つ緯度/経度からなる地点情報の集合体である。尚、経路情報は上記を満足できれば他の形式であっても良い。
ここで、前記変換情報保持装置14のフォーマットデータベース14-4で管理しているフォーマットの構成例に関して図11(A)、図11(B)、図12を参照して詳しく説明する。
図11(A)は地球の緯度/経度情報を示す図であり、図11(B)は図11(A)の所定の空間100を示す斜視図である。又、図11(B)において所定の空間100の中心を中心101とする。図12は空間100内の空間情報を模式的に示した図である。
図11(A)、図11(B)において、フォーマットは、地球の空間を、緯度/経度/高さを起点とした範囲によって決定される3次元の空間に分割し、夫々の空間に固有識別子を付加して管理可能とするものである。例えばここでは所定の3次元の空間として空間100を表示する。
空間100は、中心101が北緯20度、東経140度、高さ(高度、標高)Hにより規定され、緯度方向の幅をD、経度方向の幅をW、高さ方向の幅をTと規定された分割空間である。又、地球の空間を前記緯度/経度/高さを起点とした範囲によって決定される空間に分割した1つの空間である。
図11(A)においては便宜上、空間100のみを表示しているが、フォーマットの規定においては前述のとおり空間100と同じように規定された空間が緯度/経度/高さ方向に並んで配置されているものとする。そして配置された各分割空間は夫々緯度/経度によって水平位置を定義されているとともに、高さ方向にも重なりを持ち、高さによって高さ方向の位置を定義されているものとする。
尚、図11(B)において前記緯度/経度/高さの起点として、前記分割空間の中心101を設定しているが、これに限定するものではなく、例えば空間の角部や、底面の中心を前記起点としても良い。又、形状も略直方体であればよく、地球のような球体表面上に敷き詰める場合を考えた時は、直方体の底面よりも天面のほうをわずかに広く設定したほうが、より隙間なく配置できる。
図12において空間100を例にすると、フォーマットデータベース14-4には空間100の範囲に存在又は進入可能な物体の種別と時間制限に関する情報(空間情報)が夫々固有識別子と関連付けて(紐づけて)フォーマット化されて保存されている。又、フォーマット化された空間情報は、過去から未来といった時系列に保管されている。尚、以下においては、関連付けると紐づけるとは同じ意味で用いる。
即ち、変換情報保持装置14は、緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に存在又は進入可能な物体の種別と時間制限に関する空間情報を固有識別子と関連付けてフォーマット化しフォーマットデータベース14-4に保存している。
前記空間情報は、変換情報保持装置14に通信可能に接続された外部システム(例えばセンサノード15)などの情報供給手段により供給された情報に基づき所定の更新間隔で更新される。そして、変換情報保持装置14に通信可能に接続された他の外部システムに情報共有される。尚、時間に関する情報を必要としない用途においては、時間に関する情報を含まない空間情報を使用することも可能である。又、固有識別子の代わりに、固有でない識別子を用いても良い。
以上のように、実施形態1では、緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に存在又は進入可能な物体の種別と時間制限に関する情報(以下、空間情報)を固有識別子と関連付けてフォーマット化してデータベースに保存している。そしてフォーマット化された空間情報によって時空間を管理可能としている。
又、実施形態1の変換情報保持装置14は、空間情報の更新間隔に関する情報も固有識別子と関連付けてフォーマット化し保存するフォーマット化ステップを実行している。尚、固有識別子と関連付けてフォーマット化する更新間隔に関する情報は更新頻度であっても良く、更新間隔に関する情報は更新頻度を含む。
図8に戻り、自律移動体制御システムが実行する処理の続きを説明する。ステップS210において、システム制御装置10は、受信した前記経路情報内の各地点情報間の間隔を確認する。そして、地点情報の間隔と前記フォーマットで規定する分割空間の起点位置同士の間隔とを整合したものを位置点群データとして作成する。
この時、前記地点情報の間隔が前記分割空間の起点位置同士の間隔より小さい場合、システム制御装置10は分割空間の起点位置間隔に合わせて前記経路情報内の地点情報を間引いたものを位置点群データとする。又、前記地点情報の間隔が前記分割空間の起点位置同士の間隔より大きい場合、システム制御装置10は経路情報から逸脱しない範囲で地点情報を補間して位置点群データとする。
次に、図9のステップS211に示すように、システム制御装置10は、前記位置点群データの各地点情報の緯度/経度情報を、変換情報保持装置14に、経路の順番に送信する。又、ステップS212において、変換情報保持装置14は受信した緯度/経度情報に該当する固有識別子をフォーマットデータベース14-4から探索し、ステップS213において、システム制御装置10に送信する。
ステップS214において、システム制御装置10は受信した固有識別子を元の位置点群データと同じ順に並べ、固有識別子を用いた経路情報(以下、フォーマット経路情報)として保管する。このように、ステップS214においては、制御手段としてのシステム制御装置10は、変換情報保持装置14のデータベースから空間情報を取得し、取得した空間情報と、移動体の種別情報に基づき移動体の移動経路に関する経路情報を生成している。
ここで、前記経路情報から前記位置点群データを生成し、固有識別子を用いた経路情報に変換する過程を、図13(A)、図13(B)、図13(C)を参照して詳細に説明する。図13(A)は経路情報を地図情報で表示したイメージ図、図13(B)は位置点群データを用いた経路情報を地図情報で表示したイメージ図、図13(C)は固有識別子を用いた経路情報を地図情報で表示したイメージ図である。
図13(A)において、120は経路情報、121は自律移動体12が通過できない移動不可領域、122は自律移動体12が移動可能な移動可能領域である。前記ユーザが指定した出発地点、経由地点、到着地点の位置情報をもとに、前記経路決定装置13により生成された経路情報120は、前記出発地点、経由地点、到着地点を通過し、かつ地図情報上で移動可能領域122上を通る経路として生成されている。
図13(B)において、123は前記経路情報上の複数の位置情報である。前記経路情報120を取得したシステム制御装置10は、経路情報120上に、所定の間隔で配置した前記位置情報123を生成する。
前記位置情報123は夫々緯度/経度/高さで表すことができ、これら位置情報123を実施形態1では位置点群データと呼ぶ。そして、システム制御装置10はこれら位置情報123(各点の緯度/経度/高さ)を1つずつ前記変換情報保持装置14に送信し、固有識別子に変換する。
図13(C)において、124は前記位置情報123を1つずつ固有識別子に変換し、固有識別子が規定する空間範囲を四角い枠で表現した位置空間情報である。前記位置情報を固有識別子に変換することで、位置空間情報124が得られる。これにより、前記経路情報120が表現していた経路を、連続した位置空間情報124に変換して表現する。
尚、各位置空間情報124には、前記空間の範囲に存在又は進入可能な物体の種別と時間制限に関する情報が紐づけられている。この連続した位置空間情報124を実施形態1ではフォーマット経路情報と呼ぶ。
図9に戻り、自律移動体制御システムが実行する処理の続きを説明する。ステップS214の次に、ステップS215において、システム制御装置10は前記フォーマット経路情報の各固有識別子に紐づけられた前記空間情報を変換情報保持装置14からダウンロードする。
そしてステップS216で、システム制御装置10は、前記空間情報を、自律移動体12の前記サイバー空間の3次元マップに反映できる形式に変換して、所定空間内の複数物体(障害物)の位置を示す情報(以下、コストマップ)を作成する。前記コストマップは、前記フォーマット経路情報のすべての経路の空間に関して初めに作成しても良いし、一定領域で区切った形で作成し、順次更新していく方法で作成しても良い。
次に、ステップS217において、システム制御装置10は、前記フォーマット経路情報と前記コストマップを、自律移動体12に割り当てられた固有識別番号(固有識別子)に紐づけて保管する。
自律移動体12は所定時間間隔で、自己の前記固有識別番号をネットワークを介して監視(以下、ポーリング)しており、ステップS218において、紐づけられたコストマップをダウンロードする。自律移動体12はステップS219において、前記フォーマット経路情報の各固有識別子の緯度/経度情報を、自己が作成したサイバー空間の3次元マップに対して経路情報として反映させる。
次に、ステップS220において、自律移動体12は前記コストマップをルート上の障害物情報としてサイバー空間の3次元マップに反映する。前記コストマップが一定間隔で区切った形で作成されている場合は、前記コストマップが作成された領域を移動した後に、次の領域のコストマップをダウンロードし、コストマップを更新する。
ステップS221において、自律移動体12は、前記経路情報に沿って前記コストマップで入力された物体(障害物)を回避しながら移動する。即ち、コストマップに基づき移動制御を行う。
この時、ステップS222において、自律移動体12は物体検出を行いながら移動し、前記コストマップとの差異があれば物体検出情報を用いてコストマップを更新しつつ移動する。又、ステップS223において、自律移動体12はコストマップとの差異情報を、対応する固有識別子とともにシステム制御装置10に送信する。
固有識別子と、コストマップとの差異情報を取得したシステム制御装置10は、図10のステップS224において、変換情報保持装置14に空間情報を送信し、ステップS225で、変換情報保持装置14は該当する固有識別子の空間情報を更新する。
ここで更新する空間情報の内容は、コストマップとの差異情報をそのまま反映するわけではなく、システム制御装置10にて抽象化されてから変換情報保持装置14に送信される。前記抽象化の詳細な内容に関しては後述する。
前記フォーマット経路情報に基づき移動している自律移動体12は、ステップS226において、各固有識別子に紐づけられた分割空間を通過するごとにシステム制御装置10に対して現在自身が通過している空間に紐づけられた固有識別子を送信する。
もしくは前記ポーリング時に、自身の前記固有識別番号に紐づけても良い。システム制御装置10は、自律移動体12から受け取る、空間の固有識別子情報を基に、フォーマット経路情報上の自律移動体12の現在位置を把握する。
前記ステップS226を繰り返すことで、システム制御装置10は前記フォーマット経路情報の中で、自律移動体12が現在どこにいるのかを把握することができる。尚、自律移動体12が通過した空間の固有識別子に関して、システム制御装置10は保持することをやめてもよく、それにより前記フォーマット経路情報の保持データ容量を削減することもできる。
ステップS227において、システム制御装置10は把握した自律移動体12の現在位置情報を基に、図2及び図3で説明した確認画面50及び地図表示画面60を作成し、WEBページの表示画面に表示する。自律移動体12により、現在位置を示す前記固有識別子がシステム制御装置10に送信されるたびに、システム制御装置10は前記確認画面50及び地図表示画面60を更新する。
一方、図8のステップS228において、センサノード15は検出範囲の検出情報を保存するとともに、ステップS229において前記検出情報を抽象化して、ステップS230において前記空間情報として変換情報保持装置14に送信する。前記抽象化とは、例えば物体が存在しているか否か、物体の存在状態に変化があったか否かといった情報であり、物体に関する詳細情報ではない。
物体に関する詳細情報はセンサノード内のメモリに保管される。そして、ステップS231において、変換情報保持装置14は、抽象化された検出情報である前記空間情報を、空間情報に対応する位置の固有識別子に紐づけて保管する。これにより、フォーマットデータベース内の1つの固有識別子に前記空間情報が格納されたことになる。
又、センサノード15とは異なる外部システムが前記空間情報を活用する場合、外部システムは変換情報保持装置14内の前記空間情報を基に、変換情報保持装置14を経由してセンサノード15内の前記検出情報を取得して活用する。この時、変換情報保持装置14は外部システムとセンサノード15の通信規格をつなぐ機能も有する。
上記のような空間情報の格納をセンサノード15に限らず複数デバイス間で行うことで、変換情報保持装置14は比較的軽量なデータ量にて複数のデバイスのデータをつなぐ機能を有する。尚、図9のステップS215、S216においてシステム制御装置10がコストマップを作成の際に詳細な物体情報を必要とする場合は、空間情報の詳細な検出情報を保管している外部システムから詳細情報をダウンロードして使用すれば良い。
ここで、自律移動体12の前記フォーマット経路情報の経路上において、センサノード15が前記空間情報を更新したとする。この時、図10のステップS232でセンサノード15は前記検出情報を取得し、ステップS233で抽象化された空間情報を生成して、ステップS234で変換情報保持装置14に送信する。変換情報保持装置14は、ステップS235で前記空間情報をフォーマットデータベース14-4に格納する。
システム制御装置10は、管理する前記フォーマット経路情報における前記空間情報の変化を所定の時間間隔で確認しており、変化があればステップS236で空間情報をダウンロードする。そして、ステップS237で自律移動体12に割り当てられた固有識別番号に紐づけられたコストマップを更新する。
自律移動体12はステップS238において、ポーリングにてコストマップの更新を認識し、自己が作成したサイバー空間の3次元マップに反映する。
以上のように、複数デバイスで共有された空間情報を活用することで、自律移動体12は自己が認識できないルート上の変化を事前に認識でき、その変化に対応することができる。
上記一連のシステムを遂行し、ステップS239で自律移動体12が到着地点に到着した場合には、ステップS240で固有識別子を送信する。
上記一連のシステムを遂行し、ステップS239で自律移動体12が到着地点に到着した場合には、ステップS240で固有識別子を送信する。
これにより固有識別子を認識したシステム制御装置10は、ステップS241で、到着表示をユーザインターフェース11に表示し、アプリを終了する。
実施形態1によれば、以上のようにしてデジタルアーキテクチャのフォーマット及びそれを用いた自律移動体制御システムを提供することができる。
実施形態1によれば、以上のようにしてデジタルアーキテクチャのフォーマット及びそれを用いた自律移動体制御システムを提供することができる。
図11(A)、(B)、図12で説明したように、前記フォーマットデータベース14-4には空間100の範囲に存在又は進入可能な物体の種別と時間制限に関する情報(空間情報)が過去から未来といった時系列に保管されている。又、前記空間情報は、変換情報保持装置14に通信可能に接続された外部センサなどから入力された情報に基づき更新され、変換情報保持装置14に接続可能な他の外部システムに情報共有されている。
これらの空間情報の1つとして、空間内の物体の種別情報がある。ここでの空間内の物体の種別情報は例えば道路における車道、歩道、自転車専用道路等、地図情報より取得可能な情報である。また他には車道におけるモビリティの進行方向や交通規制等の情報も同様に種別情報と定義することが出来る。更に後述するように空間自体に種別情報を定義することも出来る。
以上、図4を用いて、変換情報保持装置14と自律移動体12の制御を行うシステム制御装置10等の連携動作の説明を行った。しかし、変換情報保持装置14はシステム制御装置10以外にも、道路の情報を管理するシステム制御装置や、道路以外の区画の情報を管理するシステム制御装置と接続することができる。
即ち、前述のように、システム制御装置10は図13(B)の位置情報123を総称した位置点群データを変換情報保持装置14に送信できる。それと同様に、道路の情報を管理するシステム制御装置や、道路以外の区画の情報を管理するシステム制御装置もそれに相当するデータを変換情報保持装置14に送信できる。
それに相当するデータとは、道路の情報を管理するシステム制御装置や、道路以外である区画の情報を管理するシステム制御装置が管理する位置点群データの情報である。尚、位置点群データの各々の点を位置点と以降呼ぶこととする。
送信した後は、フォーマットデータベース14-4の固有識別子に紐づけて格納し、適宜その情報を更新することで、現在の現実世界の情報を正確に変換情報保持装置14に反映し、自律移動体12の移動に支障がないようにする。
尚、実施形態1では、空間情報の更新間隔は、その空間に存在する物体の種類に応じて異なる。即ち、その空間に存在する物体の種類が移動体の場合には、その空間に存在する物体の種類が移動体でない場合よりも短くなるようにする。又、空間に存在する物体の種類が道路の場合には、空間に存在する物体の種類が区画の場合よりも短くなるようにする。
又、空間に複数の物体が存在する場合には、夫々の物体に関する空間情報の更新間隔は、夫々の物体の種類(例えば移動体、道路、区画等)に応じて夫々異なるようにする。そして、空間に存在する複数の物体の夫々の状態と時間に関する空間情報を固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存するように構成している。従って、空間情報の更新のための負荷を低減することができる。
図11,図12について説明したように、前記フォーマットデータベース14-4には空間100の範囲に存在する物体の状態と時間に関する情報(空間情報)が過去から未来といった時系列に保管されている。又、前記空間情報は、変換情報保持装置14に通信可能に接続された外部システムなどにより入力された情報に基づき更新され、変換情報保持装置14に可能に接続された他の外部システムに情報共有される。
これらの外部システムとは、例えば経路決定装置13やセンサノード15のようなシステムであり、経路決定装置13の保有する地図情報やセンサノード15が検出した物体の情報により前記空間情報が更新される。
フォーマットデータベース14-4に格納される空間情報は、外部システムなどにより入力された時点での情報であり、またその情報自体もリアルタイムな情報であるとは限らない。例えば外部システムの1例としての経路決定装置13には、地図情報管理部13-1を備え、この地図情報管理部13-1は地球上の地図情報を有している。この地図情報は現実世界の変化に応じて適宜更新されるが、リアルタイムに更新されるわけではなく更新されるまでに数日から最大数カ月程度要することがある。
又、センサノード15が検出した物体の情報も、物体を検出した時刻における情報であり、システム制御装置10が自律移動体12の移動制御をしようとする時刻とは時間差が生じることもある。上記のようにフォーマットデータベース14-4に格納されている空間情報と現実世界での状態が合致しているとは限らない。
フォーマットデータベース14-4に格納された空間情報で自律移動体制御システムが自律移動体12の移動を制御する際に、フォーマットデータベース14-4に格納された空間情報と現実世界の空間における状態が一致していないと制御エラーが発生する。即ち、現実世界内での、自律移動体12の正しい移動制御が行われない可能性がある。
そのため本実施形態では、フォーマットデータベース14-4に格納される空間情報が、現実世界の状態とどの程度一致していると見込まれるかという情報(以下、信頼度情報)を持たせている。それにより、信頼度の高い情報を用いることで現実世界の該当空間における状態に則した自律移動体12の移動制御を行うことが出来る。
もしくは信頼度の低い情報を用いる時は、自律移動体12の移動制御に制限をかける(移動速度を所定値以下にする等)ことで、安全な移動制御を行うことが出来る。詳細について以下に記載する。
具体的には例えば空間情報の物体情報に加え空間情報の更新時刻、検出方式から空間情報の信頼度を算出し、その空間情報を利用した自律移動体12の移動制御を行う。
図4で説明したように、経路決定装置13は指定された所定の位置情報に基づいて道路交通法に則した経路を探索し、所定のデータ形式で出力できるように構成されている。更に又、地図の更新時刻情報を出力し、フォーマットデータベース14-4の空間情報の更新時刻として格納している。それについて図14を用いて以下に記載する。尚、ここで、地図の更新時刻情報とは、地図情報が更新された時刻の情報である。
経路決定装置13は地図情報管理部13-1を有する。地図情報管理部13-1の地図情報は、例えば国土地理院が提供する数値地図等を基に作成され、数値地図の作成時刻情報と共に保管されている。経路決定装置13の制御部13-2は1日に1回等の所定のタイミングで数値地図の情報の更新を確認し、数値地図の情報の更新があればその更新時刻の情報とともに地図情報管理部13-1の地図情報を更新する。
この時、全ての地図情報を更新する必要はなく更新があった地図範囲のみ地図情報管理部13-1の地図更新をすれば良い。このようにして地図情報管理部13-1の地図情報には、各緯度経度における地図の更新時刻(以下、地図更新時刻情報)も併せて保管される。
以下にフォーマットデータベース14-4へ空間情報の更新時刻を格納する手段として、地図情報に基づき地図更新時刻情報を格納する方法について図14を参照して説明する。図14は、検出時刻・検出方式情報を格納する処理例を説明するシーケンス図である。尚、13~15内の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図14のシーケンスの各ステップの動作が行われる。
先ず初めに、ステップS401において、経路決定装置13は所定の固有識別子を緯度/経度/高度情報に変換する。ここで所定の固有識別子は前記フォーマット経路情報が示す範囲に限らず、変換情報保持装置14の固有識別子管理部14-2が管理する範囲の固有識別子である。
ステップS402において、経路決定装置13は、変換した前記緯度/経度/高度情報といった位置情報に基づいて当該位置情報における地図更新時刻情報を所有する地図情報より抽出する。その後、ステップS403において、経路決定装置13は抽出した地図更新時刻情報を当該位置情報とともに変換情報保持装置14に送信する。
変換情報保持装置14は、ステップS404において、位置情報に対応した固有識別子に対応する前記送信された地図更新時刻情報を空間情報の更新時刻としてフォーマットデータベース14-4に保管する。
上記では経路決定装置13と変換情報保持装置14間で緯度/経度/高度情報といった位置情報とともに地図更新時刻情報の受け渡しを行ったが、この方法以外に固有識別子とともに地図更新時刻情報の受け渡しをしても良い。以下にその方法を記載する。
初めに、ステップS407において、経路決定装置13は、所定の範囲の固有識別子において固有識別子が示す位置情報に基づいて当該位置情報における地図更新時刻情報を所有する地図情報より抽出する。ここで所定の固有識別子は前記フォーマット経路情報が示す範囲に限らず、変換情報保持装置14の固有識別子管理部14-2が管理する範囲の固有識別子である。
その後、ステップS408において、経路決定装置13は固有識別子が示す位置情報に基づいた地図更新時刻情報を変換情報保持装置14に送信する。そしてステップS409において、変換情報保持装置14は、固有識別子に対応する前記送信された地図更新時刻情報を空間情報の更新時刻としてフォーマットデータベース14-4に保管する。
このようにして固有識別子管理部14-2が管理する範囲において、地図情報より固有識別子に対応する空間情報の更新時刻を予めフォーマットデータベース14-4に格納することが出来る。
又、空間の物体の更新時刻情報を格納する手段として、センサノードが取得した情報に基づき空間情報の更新時刻を格納する方法について記載する。
センサノード15は、図4で説明したように、例えばロードサイドカメラユニットのような映像監視システムなどの外部システムであり、情報記憶部(メモリ/HDD)15-3にはセンサノード自身が設置されている位置に関する位置情報が保管されている。
センサノード15は、ステップS411において、検出部15-1の物体検出機能及び測距機能により、自身が検出可能なエリアに存在する物体の画像情報、特徴点情報、位置情報などの情報を検出する。
又、ステップS412において、これら検出情報及び、RTC15-5を用いて取得した、物体検出時の時刻情報(以下、検出時刻情報)を情報記憶部(メモリ/HDD)15-3に保管する。更にこれに紐づけて(関連付けて)当該物体を検出した検出方式の情報(カメラ、LiDARなど)をセンサノード15の情報記憶部(メモリ/HDD)15-3に保管する。
又、センサノード15は、ステップS413において、紐づかれた前記物体の検出情報と検出時刻と検出方式と位置情報を変換情報保持装置14に送信する。
変換情報保持装置14は、ステップS414において、前記送信された位置情報に対応する固有識別子を判別し、その固有識別子に対応する物体の検出情報と検出時刻と検出方式をフォーマットデータベース14-4に保管する。このようにしてセンサノード15により空間情報の更新時刻と検出方式を格納することが出来る。
上記ではセンサノード15と変換情報保持装置14間でセンサノード15が検出した物体の位置情報とともに検出時刻等の情報の受け渡しを行ったが、この方法以外に固有識別子とともに検出時刻等の情報の受け渡しも可能である。以下にその方法を記載する。
ステップS415において、センサノード15は、検出部15-1の物体検出機能及び測距機能により、自身が検出可能なエリアに存在する物体の画像情報、特徴点情報、位置情報などの情報を検出する。
そしてステップS416において、この検出情報及び、RTC15-5を用いて取得した、物体検出時の時刻情報(以下、検出時刻情報)を情報記憶部(メモリ/HDD)15-3に保管する。更にこれに紐づけて当該物体を検出した検出方式の情報(カメラ、LiDARなど)をセンサノード15の情報記憶部(メモリ/HDD)15-3に保管する。
更に、ステップS417において、検出した位置情報をもとに物体が存在する位置の固有識別子を算出し、当該物体の検出情報に紐づけ情報記憶部(メモリ/HDD)15-3に保管する。又、ステップS418において、センサノード15は紐づかれた前記物体の検出情報と検出時刻と検出方式と固有識別子を変換情報保持装置14に送信する。
変換情報保持装置14は、ステップS419において、前記送信された固有識別子に対応する物体の検出情報と検出時刻と検出方式をフォーマットデータベース14-4に保管する。このようにしてセンサノード15により空間情報の更新時刻と検出方式を格納することが出来る。
ここまで記載したように、フォーマットデータベース14-4には空間情報に紐づけて空間情報の更新時刻、空間情報の検出方式が格納されている。フォーマットデータベース14-4に格納される空間情報は様々なものがあるが、空間情報の内容により空間情報の信頼度が異なる場合がある。
空間情報の信頼度が異なる要因として空間情報の検出方式、空間情報の更新時刻又は検出時刻からの経過時間、空間情報として格納されている物体の種別によるものなどがある。即ち、本実施形態における信頼度は、物体の種別、空間情報の更新時刻からの経過時間、空間情報の検出方式の少なくとも1つに応じて異なる。更には、空間情報の更新時刻からの経過時間及び前記空間情報の検出方式に応じて異なる。
空間情報の検出方式により信頼度が異なる要因については、以下のように考えられる。例えば、夜間にセンサノード15にて検出した物体が、センサとしてLiDARを用いて検出された場合と、カメラを用いて検出された場合は、LiDARで検出された場合の方が検出結果の信頼度は高いと考えられる。
これはカメラはパッシブ型の検出器であるため一般的に暗闇における検出感度は低く、LiDARはアクティブ型(自発光する)の検出器のため、一般的に暗闇においても検出感度は低下しにくいためである。即ち、例えば夜間において歩行者を検出する場合、カメラで検出した場合よりLiDARで検出した方が歩行者を正しく検出できる可能性が高い。このように、検出方式に応じて、検出した物体の信頼度が異なる場合がある。
更に空間情報の検出方式として測定器自体の信頼性によっても空間情報の信頼度が異なる場合がある。例えば建物の形状を検出する場合、センサノード15としてJIS規格に基づいた測量器を用いて計測する場合と、監視カメラや車載カメラのような画像検出器を用いて画像データを元に算出する場合が考えられる。
これらの場合、JIS規格に基づき計測精度が保証されているような測量器で形状を計測したほうが正確に建物を計測できる可能性が高い。このように、検出方式が測定規格に基づくか否かによっても検出した物体の信頼度が異なる場合がある。
又、測定器等を用いて空間情報を検出した際に、その空間情報を作成した作成者(作成機関)や作成手順によっても信頼度が異なる場合がある。例えば、公的機関等が測定し検出した空間情報は信頼度が高いといった場合がある。又、公的に認可(認可)された手順に則って測定し検出した空間情報は信頼度が高いといった場合がある。
又、空間情報の検出時刻からの経過時間により空間情報の信頼度が異なる要因については、以下のように考えられる。例えば、車道上に道路工事等で車線規制用の三角コーンが立てられていることをセンサノード15で検出したとする。センサノード15が検出した時刻においては、現実世界においても三角コーンが存在する可能性が高いが、時間が経過すると現実世界においても三角コーンが存在するとは限らない。
例えばセンサノード15が検出した時刻においては道路工事が実施中であったが、その後道路工事が終了すると三角コーンは撤去されることになる。このように空間情報を検出した時刻からの経過時間によって、現実世界の空間に対する該当空間情報の信頼度(確からしさ)が低下する場合がある。
空間情報として格納されている物体によっても空間情報の信頼度が異なる要因については、以下のように考えられる。例えば空間情報として道路という情報が格納されている場合、廃道等にならない限り時間が経過しても道路が別の物体に変化する、つまり空間情報が変化する可能性は低い。
一方、上記に記載した三角コーンのように空間情報として移動が容易な軽量の物体の情報が格納されている場合、時間の経過によって空間情報が変化する可能性が高い。このように空間情報としてされている物体の種別によっても経過時間によって空間情報の信頼度が変化する場合がある。
上記のように、空間情報の信頼度は空間情報の検出方式、空間情報の更新時刻からの経過時間、空間情報として格納されている物体の種別等によって異なる。以下に空間情報の信頼度の算出方法について記載する。
先述のようにフォーマットデータベース14-4には空間情報の物体情報に加え空間情報の更新時刻、検出方式が格納されており、ここで空間情報の更新時刻から空間の信頼度を算出する方法について記載する。
空間情報の更新時刻をT1、現在時刻をT2とすると空間情報を取得してから現在時刻までの時間T3は、以下の式1で表される。
T3=T2-T1・・・(式1)
T3=T2-T1・・・(式1)
ここで、T1、T2、T3で表現される時刻の単位時間あたりの空間情報信頼度低下率をPとする。空間情報信頼度低下率Pとは、空間情報を更新した時刻からの時間の低下に伴って空間の信頼度が変化する度合いを定義するものであり、例えばPは定数とすることが出来る。この場合、現在時刻における空間情報の信頼度Rは以下の式2で表される。
R=100-(T3×P)・・・(式2)
R=100-(T3×P)・・・(式2)
ここで空間情報信頼度低下率P及び空間情報の信頼度Rの単位はパーセント等で表現することが望ましい。式2においては、空間情報を更新した時刻においてはその情報の信頼度が100パーセントであると考え、時間の経過に比例して空間情報の信頼度が低下するという考え方に基づくものである。
他の例としては、空間情報信頼度低下率Pは時間Tをパラメータとする関数P(T)として考えることも出来る。この場合、現在時刻における空間情報の信頼度R’は、以下の式2’で表すことができる。
R’=100-P(T3)・・・(式2’)
R’=100-P(T3)・・・(式2’)
例えば式2に基づき、例えば空間情報の更新時刻T1が1月1日午前9時、現在時刻T2が1月3日午前11時である場合、T3は50時間となる。またここで空間情報信頼度低下率Pを0.5とすると、空間情報の信頼度Rは以下の式3のように算出される。
R=100-(50×0.5)=25・・・(式3)
R=100-(50×0.5)=25・・・(式3)
ここで、空間情報信頼度低下率Pは物体によって異ならせることが望ましい。前述のように空間情報として道路という情報が格納されている場合、時間の経過によって空間情報が変化する可能性は低い。一方、空間情報として三角コーンのように移動が容易な物体の情報が格納されている場合、時間の経過によって空間情報が変化する可能性が高い。
つまり空間情報として道路という情報が格納されている場合の信頼度低下率Paと、空間情報として三角コーンという情報が格納されている場合の信頼度低下率Pbは、Pa<Pbという関係となる。
尚、ここでは、空間情報の信頼度の計算式を式2、式2’で示したがこれに限るものではなく、時間の経過とともに空間情報の信頼度が計算できるのであれば他の式を用いても構わない。
次に、空間の信頼度を算出する別の方法として、空間情報の検出方式から算出する方法の例について説明する。前述のように、空間情報を検出する方式により空間情報の信頼度が異なる場合がある。
この空間情報の検出方式による信頼度を検出方式信頼度Mとする。ここで検出方式信頼度Mは例えば検出方式のほかにも検出したセンサノード15のデバイスの種類、メーカー、製造時期等によって個体別に定められた定数とすることが出来る。この場合、空間情報の信頼度Rは以下の式4で表すことができる。
R=M・・・(式4)
R=M・・・(式4)
ここでの検出方式信頼度Mの単位は、空間情報の信頼度R等と同様にパーセント等で表現することが望ましい。ここで、検出方式信頼度Mは、前述のように検出方式やデバイスの種類、メーカー、製造時期によって異ならせることが望ましい。
例えば、製造時期が古いデバイスで物体を検出した場合と、製造時期が新しいデバイスで物体を検出した場合、製造時期が新しいデバイスで物体を検出した場合の方が検出結果の信頼度は高いと考えられる。これは製造時期が古いデバイスは経年劣化等により物体の検出精度が低下する場合があるためである。
つまり例えば製造時期が古いデバイスで検出した場合の信頼度をMa、製造時期が新しいデバイスで検出した場合の信頼度をMbとすると、Ma<Mbという関係となる。
次に、空間の信頼度を算出する別の方法として、上記に記載した空間情報の更新時刻からの経過時間及び空間情報の検出方式の両方に基づき算出する方法の例について説明する。この場合、式2において、初期値を検出方式に依存した信頼度Mとした場合、空間情報の信頼度Rは次の式5で表すことが出来る。
R=M-(T3×P)・・・(式5)
R=M-(T3×P)・・・(式5)
この式5を用いて、例えばMを60とし上記と同様にT1が1月1日午前9時、T2が1月3日午前11時、Pが0.5とすると、空間情報の信頼度Raは以下のように算出される。
Ra=60-(50×0.5)=35・・・(式6)
Ra=60-(50×0.5)=35・・・(式6)
このように本実施形態における信頼度は空間情報の更新時刻からの経過時間及び空間情報の検出方式の両方に応じて異なる。尚、以上の説明において信頼度の計算方法として式(2)、式(4)、式(5)等の例を示した、これに限定されるものではない。例えば式(2)の初期条件は100に限られることはなく、空間情報信頼度低下率Pも一定の値である必要はない。更に追加のパラメータ等があっても構わない。
次に、空間情報の信頼度を利用して自律移動体12の移動制御を行う方法の例について以下に記載する。尚、自律移動体制御システムにおける自律移動体の移動経路を示すフォーマット経路情報の作成は、図9のステップS211~ステップS217等で説明した通りである。
その際に、ここで生成されたフォーマット経路情報における各固有識別子の空間情報の信頼度から自律移動体が動作可能かの確認を行う。そのフローを図15に示す。図15は、信頼度を算出し移動可否を判断する処理例を説明するフローチャートである。尚、システム制御装置10内の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図15のフローチャートの各ステップの動作が行われる。
ステップS421において、システム制御装置10は、作成されたフォーマット経路情報の各固有識別子の空間情報の更新時刻、検出方式を変換情報保持装置14のフォーマットデータベース14-4より取得する。
その後、ステップS422において、システム制御装置10は、RTC10-6より取得する時刻と、各固有識別子の空間情報の更新時刻、検出方式に基づき、各固有識別子の空間情報の信頼度を上記の式などを用いて算出する。
ステップS423において、システム制御装置10は、算出された空間情報の信頼度を基に、自律移動体12が各固有識別子の示す各空間を、移動可能か否かを判断する。ここでの判断の閾値は、自律移動体12の種類や移動速度によって決定することが出来る。上記閾値の設定方法の例について以下に説明する。
自律移動体12はフォーマット経路情報に基づき移動するがその移動中、緊急制御を行う可能性がある。ここでの緊急制御を行う必要性が生じる要因として、前述のように空間情報と現実世界の状態の不一致が要因となる場合がある。例えば、道路工事が頻繁に行われているエリアを通過する場合、車線規制が頻繁に変化し、現実世界と空間情報で不一致が生じる可能性が高い。
その場合、自律移動体12の制御において急旋回が必要となる可能性がある。このため緊急時の例えば旋回性能等の制御性能(以降、単に制御性能とする。)が低い自律移動体の場合には、空間情報の信頼度が高いルートで移動経路を設定することが望ましい。
一般的に高速移動する移動体は、低速の移動体と比較すると、急旋回を行った場合等において制御性能が低い可能性が高い。そのため、上記判断の閾値は、自律移動体12が低速移動する場合より高速移動する場合の方が高くすることが望ましい。
即ち、ステップS423において、ステップS422で算出された信頼度を閾値と比較して、そのまま移動が可能か否かを判断する際の閾値は、移動体の速度や移動体の種類(旋回性能等)に応じて変更することが望ましい。
ステップS423で、現在の信頼度の状態では移動可能でないと判断された場合、ステップS424において、システム制御装置10は、図8のステップS205~ステップS209等で説明したようなシーケンスで再度経路情報を取得する。その後、ステップS423において、システム制御装置10は、再度生成されたフォーマット経路情報に基づき、自律移動体12が、各固有識別子が示す各空間を移動可能か否か、を判断する。
一方、ステップS423ですべての各固有識別子について移動可能と判断された場合、ステップS425において、システム制御装置10はフォーマット経路情報を自律移動体12に割り当てられた固有識別番号に紐づけて保管する。
自律移動体12は所定の時間間隔で、自己の前記固有識別番号を、ネットワークを介して監視(以下、ポーリング)しており、ステップS426において、システム制御装置10は、紐づけられたデータを自律移動体12にダウンロードさせる。ステップS427で、システム制御装置10は、前記フォーマット経路情報の各固有識別子の緯度/経度情報を、自律移動体12における三次元マップの経路情報に反映させる。
次に、空間情報の信頼度を利用する別の方法として、自律移動体12が空間情報の信頼度を三次元マップに反映する方法について図16を用いて以下に記載する。図16は信頼度を算出し経路情報修正する処理例を説明するシーケンス図である。尚、10,12~15内の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図16のシーケンスの各ステップの動作が行われる。
初めにステップS431において、自律移動体12の制御部12-2は、検出部12-1に搭載されるGPSなどの自己位置検出機能及び地磁気センサなどの方向検出機能により、現在の自己位置及び進行方向を算出する。続いてステップS432において、算出した自己位置及び進行方向により、移動予定先の固有識別子を演算する。又、ステップS433において、自律移動体12は、所定間隔でこの固有識別子をシステム制御装置10に送信する。
ステップS434において、システム制御装置10は、送信された固有識別子を変換情報保持装置14に送信する。又、変換情報保持装置14は、ステップS435において、前記送信された固有識別子に対応する空間情報の更新時刻、検出方式をフォーマットデータベース14-4より取得する。そして、ステップS436において、システム制御装置10に物体の空間情報の更新時刻、検出方式を送信する。
ステップS437において、システム制御装置は受け取った各空間情報の更新時刻、検出方式を自律移動体12に送信する。自律移動体12は、ステップS438において、RTC12-7より取得した時刻と、取得した固有識別子における空間情報の更新時刻、検出方式に基づき、移動予定位置におけるコストマップの信頼度を算出する。算出方法は前述の式などを用いて行えば良い。
ステップS439において、このコストマップの信頼度の算出結果に応じて経路情報を修正する。もしくは、コストマップの信頼度の算出結果に応じて自律移動体12の移動速度を変更する。
上記において空間情報の信頼度算出はシステム制御装置10や自律移動体12が算出する例を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、空間情報の更新時刻、検出方式がフォーマットデータベース14-4に格納されたタイミングで変換情報保持装置14が該当空間の信頼度情報を算出し、フォーマットデータベース14-4に格納するようにしても良い。
そして、フォーマットデータベース14-4に格納された信頼度情報を基に自律移動体12の移動制御を行うようにしても良い。これについて以下に詳細を記載する。
以下にフォーマットデータベース14-4に格納された空間情報の更新時刻、検出方式から空間情報の信頼度を算出する方法について図17を用いて説明する。図17は信頼度を格納する処理例を説明するフローチャートである。尚、変換情報保持装置14内の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図17のフローチャートの各ステップの動作が行われる。
フォーマットデータベース14-4に空間情報の更新時刻、検出方式を格納する方法については、ステップS401~ステップS407、ステップS411~ステップS414で述べたようにすれば良い。
その後で、ステップS441において、変換情報保持装置14は、RTC14-7より取得する時刻と、固有識別子の空間情報の更新時刻、検出方式により固有識別子の空間情報の信頼度を算出する。算出方法は前述の式などを用いて行えば良い。
算出された空間情報の信頼度は、ステップS442において、フォーマット化手段としての変換情報保持装置14により、フォーマットデータベース14-4内の該当する空間に対応する固有識別子に関連付けて(紐づけて)フォーマット化される。そしてフォーマットデータベース14-4に保存(格納)される。
又、空間情報の信頼度は時間の経過に伴って随時更新する構成をとっても良い。その場合は前述のように、RTC14-7より取得する時刻と固有識別子の空間情報の更新時刻、検出方式により固有識別子の空間情報の信頼度を算出する。
ここで格納されている空間情報の信頼度をRbとする。ステップS443において、変換情報保持装置14は、フォーマットデータベース14-4の空間情報が、変換情報保持装置14に通信可能に接続された外部システムなどにより入力された情報により更新されたか判別する。そしてYesの場合には、ステップS444に進み、変換情報保持装置14は、上記と同様に空間情報の信頼度を算出する。ここで算出された空間情報の信頼度をRcとする。
ステップS445において、変換情報保持装置14は、すでに格納されている空間情報の信頼度Rbと新たに算出された空間情報の信頼度Rcを比較し、Rc≧Rbか判別し、Yesの場合、ステップS446に進む。ステップS446では、変換情報保持装置14は、新たに算出された空間情報の信頼度Rcを、空間情報と共にフォーマットデータベース14-4内の該当する空間に対応する固有識別子に関連付けて(紐づけて)フォーマットデータベース14-4に格納する。
ここで比較する信頼度は同じ要素の空間情報の信頼度であり、例えば地図情報同士で比較したり、車両に関する情報同士で比較したりする。ステップS445にてRc<Rbであった場合、変換情報保持装置14は、空間情報は更新せずそれに伴って空間情報の信頼度も更新しない。このようにすることで、フォーマットデータベース14-4に信頼度の高い空間情報を格納することが出来る。
上記では、固有識別子の空間情報の複数の信頼度を比較し、信頼度の高い空間情報を固有識別子と関連付けてフォーマット化してフォーマットデータベース14-4に保存する例を説明した。しかし、これに限定されることはなく、固有識別子の空間の過去の空間情報とその信頼度を保持しておいても良い。以上のように本実施形態では、フォーマットデータベース14-4に空間情報に付随して空間情報の信頼度を格納することが出来る。
次にフォーマット経路情報における各固有識別子の空間情報の信頼度から自律移動体が動作可能かの確認を行うフローを、図18を参照して説明する。図18は信頼度を取得し移動可否を判断する処理例を説明するフローチャートである。尚、システム制御装置10内の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図17のフローチャートの各ステップの動作が行われる。
ステップS451において、システム制御装置10は、作成されたフォーマット経路情報の各固有識別子の空間情報の信頼度を変換情報保持装置14のフォーマットデータベース14-4より取得する。そしてステップS452において、システム制御装置10は、取得した空間情報の信頼度を元に、自律移動体12が、各固有識別子が示す各空間を移動可能か否か、を判断する。ここでの判断の閾値は、自律移動体12の種類や移動速度によって決定することが出来る。
ステップS452で移動可能でないと判断された場合、ステップS453において、システム制御装置10は、図8のステップS205~ステップS209等で説明したようなシーケンスで再度経路情報を取得する。その後、システム制御装置10は、ステップS452において、再度生成されたフォーマット経路情報に基づき、自律移動体12が各固有識別子が示す各空間を移動可能か否かを判断する。
ステップS452でシステム制御装置10が、すべての各固有識別子を移動可能と判断した場合、システム制御装置10はステップS454において、フォーマット経路情報を自律移動体12に割り当てられた固有識別番号に紐づけて保管する。
自律移動体12は所定間隔で、自己の前記固有識別番号をネットワークを介して監視(以下、ポーリング)しており、ステップS455で、システム制御装置10は、紐づけられたデータを自律移動体12にダウンロードさせる。そしてステップS456において、システム制御装置10は、前記フォーマット経路情報の各固有識別子の緯度/経度情報を基に、自律移動体12が作成したサイバー空間の三次元マップの経路情報に反映させる。
空間情報の信頼度を利用する別の方法として、自律移動体12が空間情報の信頼度を三次元マップに反映する方法について図19を用いて以下に記載する。図19は、信頼度を取得し経路情報修正する処理例を説明するシーケンス図である。
尚、10,12~15内の制御部内のコンピュータがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することによって図19のシーケンスの各ステップの動作が行われる。尚、本方法は図16で説明した内容に一部類似している。
初めにステップS461で、自律移動体12の制御部12-2は、検出部12-1に搭載されるGPSなどの自己位置検出機能及び地磁気センサなどの方向検出機能により、現在の自己位置及び進行方向を算出する。
続いて算出した自己位置及び進行方向に基づき、ステップS462において、自律移動体12は、移動予定先の固有識別子を演算する。更に、自律移動体12は、ステップS463において、所定間隔でこの固有識別子をシステム制御装置10に送信する。
システム制御装置10は、ステップS464において、送信された固有識別子を変換情報保持装置14に送信する。変換情報保持装置14は、ステップS465において、前記送信された固有識別子に対応する空間情報の信頼度をフォーマットデータベース14-4より取得し、ステップS466において、システム制御装置10に物体の空間情報の信頼度を送信する。
システム制御装置は、ステップS467において、受け取った各空間情報の信頼度を自律移動体12に送信する。自律移動体はステップS468において、この信頼度情報を移動予定先のコストマップに反映し、信頼度に応じて経路情報を修正する。もしくは、コストマップの信頼度に応じて自律移動体12の移動速度を変更する。
以上説明したように、本実施形態によれば、信頼度の高い情報を用いて現実世界の空間における状態に則した自律移動体12の移動制御を安定的に行うことが出来る。
尚、上述の実施形態においては自律移動体に制御システムを適用した例について説明した。しかし、本実施形態の移動体は、AGV(Automatic Guided Vehicle)やAMR(Autonomous Mobile Robot)などの自律移動体に限らない。
例えば自動車、列車、船舶、飛行機、ロボット、ドローンなどの移動をする移動装置であればどのようなものであってもよい。また、本実施形態の制御システムは一部がそれらの移動体に搭載されていても良いし、搭載されていなくても良い。又、移動体をリモートでコントロールする場合にも本実施形態を適用することができる。
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。尚、本発明は上記の複数の実施形態の組み合わせを含む。
尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコード(制御プログラム)を記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給することによって実現してもよい。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたコンピュータ読取可能なプログラムコードを読み出し実行することによっても達成される。その場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
(関連出願の相互参照)
本出願は、先に出願された、2022年2月1日に出願された日本特許出願第2022-014166号、2022年6月24日に出願された日本特許出願第2022-101880号、2023年1月5日に出願された日本特許出願第2023-000580号の利益を主張するものである。また、上記日本特許出願の内容は本明細書において参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、先に出願された、2022年2月1日に出願された日本特許出願第2022-014166号、2022年6月24日に出願された日本特許出願第2022-101880号、2023年1月5日に出願された日本特許出願第2023-000580号の利益を主張するものである。また、上記日本特許出願の内容は本明細書において参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
Claims (14)
- 緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に固有識別子を付与し、前記空間に存在する物体の状態と時間に関する空間情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存するフォーマット化手段を有し、
前記フォーマット化手段は、前記空間情報の信頼度に関する情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存することを特徴とする制御システム。 - 前記信頼度は、前記物体の種別に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記信頼度は、前記空間情報の更新時刻からの経過時間に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記信頼度は、前記空間情報の検出方式に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記信頼度は、前記空間情報の更新時刻からの経過時間及び前記空間情報の検出方式に応じて異なることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記フォーマット化手段は、前記空間情報の複数の前記信頼度を比較し、信頼度の高い前記空間情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記フォーマット化手段から取得した前記空間情報と、移動体の種別情報に基づき前記移動体の移動経路に関する経路情報を生成する制御手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記フォーマット化手段は、前記空間情報の更新間隔に関する情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化することを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記更新間隔に関する情報は、前記空間に存在する前記物体の種類に応じて異なることを特徴とする請求項8に記載の制御システム。
- 前記更新間隔に関する情報は、前記空間に存在する前記物体の種類が移動体の場合には、前記空間に存在する前記物体の種類が前記移動体でない場合よりも短いことを特徴とする請求項8に記載の制御システム。
- 前記信頼度は、前記空間情報を作成した作成者によって異なることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 前記信頼度は、前記空間情報を作成した手順によって異なることを特徴とする請求項1に記載の制御システム。
- 緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に固有識別子を付与し、前記空間に存在する物体の状態と時間に関する空間情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存するフォーマット化ステップを有し、
前記フォーマット化ステップは、前記空間情報の信頼度に関する情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存することを特徴とする制御方法。 - 以下の制御方法の各工程を実行させるためのコンピュータプログラムを記憶した記憶媒体であって、制御方法は、
緯度/経度/高さによって定義される3次元の空間に固有識別子を付与し、前記空間に存在する物体の状態と時間に関する空間情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存するフォーマット化ステップを有し、
前記フォーマット化ステップは、前記空間情報の信頼度に関する情報を前記固有識別子と関連付けてフォーマット化して保存することを特徴とする。
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