JP2018097528A - Unmanned mobile body and control method of unmanned mobile body - Google Patents
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Abstract
【課題】装備コストの上昇を抑え、晴天時だけでなく降雨降雪時でも舗装路を高速自律走行し得る無人移動体及び無人移動体の制御方法を提供する。【解決手段】レーザレーザレンジファインダ31と、自己位置計測部と、進行方向情報,自己位置情報を処理する車両制御用コンピュータ10を備え、車両制御用コンピュータ10は、走行可能域G,走行不能域NG,未計測域Noを含む局所地図LMを作成し、局所地図LMに基づいて走行可能域Gを抽出して現在グローバル地図GMを作成し、この間、道路地図RMの局所地図LM相当部位に局所地図LMを当てはめて参照用グローバル地図RGMを更新し、舗装路モードでは、現在局所地図LMに基づく現在グローバル地図GMの更新段階で、現在グローバル地図GMに相当する過去の参照用グローバル地図RGMを読み出して現在局所地図相当部位Tを切り出して現在グローバル地図GMに合成する。【選択図】図3PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an unmanned moving body and a control method of an unmanned moving body capable of autonomously traveling on a paved road at high speed not only in fine weather but also in rain and snow while suppressing an increase in equipment cost. SOLUTION: The vehicle includes a laser laser range finder 31, a self-position measuring unit, a vehicle control computer 10 for processing traveling direction information and self-position information, and the vehicle control computer 10 has a travelable area G and a non-travelable area. A local map LM including NG and unmeasured area No. is created, the travelable area G is extracted based on the local map LM, and the current global map GM is created. The reference global map RGM is updated by applying the map LM, and in the paved road mode, the past reference global map RGM corresponding to the current global map GM is read out at the update stage of the current global map GM based on the current local map LM. The part T corresponding to the current local map is cut out and combined with the current global map GM. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本発明は、自律移動可能な無人移動体に関わり、特に、舗装道路に限らず、未舗装道路においても高速で自律移動可能な無人移動体及び無人移動体の制御方法に関するものである。 The present invention relates to an unmanned moving body that can move autonomously, and more particularly to an unmanned moving body that can move autonomously at high speed not only on paved roads but also on unpaved roads and a method for controlling the unmanned moving body.
従来、上記したような自律移動可能な無人移動体としては、例えば、特許文献1に記載された移動ロボットがある。 Conventionally, as an unmanned moving body capable of autonomous movement as described above, for example, there is a mobile robot described in Patent Document 1.
この移動ロボットは、レーザ光を走査して前方側のプロファイル情報を取得するレーザレンジファインダ(レーザセンサ)と、自己位置を求めるGPS等の自己位置計測部と、レーザレンジファインダで得た前方側のプロファイル情報が入力されると共に自己位置計測部で得た自己位置情報が入力される処理部を備えている。 This mobile robot has a laser range finder (laser sensor) that scans a laser beam to acquire profile information on the front side, a self-position measuring unit such as a GPS that obtains the self-position, and a front side obtained by the laser range finder. A processing unit is provided in which the profile information is input and the self-position information obtained by the self-position measuring unit is input.
処理部は、レーザレンジファインダで取得した前方側のプロファイル情報の解析を行う情報解析手段と、この情報解析手段での解析結果に基づいて走行可能域,走行不能域及び未計測域を含む局所地図を作成する局所地図作成手段と、この局所地図作成手段で作成した局所地図に基づいて、自己位置計測部で取得した自己位置から連続する走行可能域を抽出して、走行可能域地図を作成する走行可能域地図作成手段を備えている。 The processing unit includes an information analysis unit that analyzes the profile information of the front side acquired by the laser range finder, and a local map that includes a travelable region, a non-travelable region, and an unmeasured region based on the analysis result of the information analysis unit. Based on the local map creating means for creating the local map and the local map created by the local map creating means, a continuous travelable area is extracted from the self-position obtained by the self-position measuring unit, and a travelable area map is created. A travelable area map creation means is provided.
また、処理部は、走行可能域地図作成手段で作成した走行可能域地図に基づいて、走行経路を生成する走行経路生成手段と、この走行経路生成手段で生成した走行経路に基づいて、走行速度を設定する走行速度設定手段を備えている。 Further, the processing unit generates a travel route based on the travelable area map created by the travelable area map creation means, and travel speed based on the travel route generated by the travel route generation means. Is provided with a traveling speed setting means.
そして、この移動ロボットは、走行可能域地図内の走行経路及び走行速度に従って、走行機構であるモータドライバを介して操舵用アクチュエータ及びブレーキ/アクセル用アクチュエータを作動させるようになっている。 The mobile robot operates a steering actuator and a brake / accelerator actuator via a motor driver, which is a travel mechanism, according to the travel route and travel speed in the travelable area map.
ところが、上記した自律移動可能な移動ロボットでは、路面に雨水等の液体が広範囲にわたって溜まっている舗装路を走行する場合、プロファイル情報を取得するべくレーザレンジファインダから前方側に向けて照射されたレーザ光が、溜まった液体で鏡面状態になっている路面で正反射してしまい、前方側のプロファイル情報を取得することができない虞がある。 However, in the above-described autonomously movable mobile robot, when traveling on a pavement where rainwater and other liquids are accumulated over a wide area on the road surface, a laser emitted from the laser range finder toward the front side to obtain profile information There is a possibility that the light is regularly reflected on the road surface in a mirror state with the accumulated liquid, and the profile information on the front side cannot be acquired.
したがって、前方側の未計測域が多くなってしまい、処理部の走行速度設定手段で走行速度を設定するにあたって、舗装路であるにもかかわらず未舗装道路や不整地並みの低い走行速度に設定しなくてはならず、例えば、降雨時や降雪時には、舗装路を高速で走行することができないという問題がある。 Therefore, the unmeasured area on the front side increases, and when setting the traveling speed with the traveling speed setting means of the processing unit, it is set to a traveling speed as low as an unpaved road or rough terrain even though it is a paved road. For example, when it rains or snows, there is a problem that it is not possible to travel on a paved road at high speed.
この際、このデメリットを補うべく、ステレオカメラを使用したり、レーザ光の走査方向の異なるレーザレンジファインダを併用したりする場合には、装備コストが嵩んでしまい好ましくないという問題があり、これらの問題を解決することが従来の課題となっていた。 At this time, in order to compensate for this disadvantage, when using a stereo camera or using a laser range finder having a different laser beam scanning direction, there is a problem that the equipment cost increases, which is not preferable. Solving the problem has been a conventional problem.
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、晴天時に舗装路及び未舗装道路を高速で自律走行することができるのは勿論のこと、降雨時や降雪時であったとしても、ステレオカメラやレーザ光の走査方向の異なるレーザレンジファインダを用いることなく、舗装路を高速で自律走行することが可能である無人移動体及び無人移動体の制御方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made by paying attention to the above-described conventional problems, and it is possible to autonomously travel on paved roads and unpaved roads at high speeds in fine weather, as well as when it is raining or snowing. However, it is an object of the present invention to provide an unmanned moving body and a method for controlling the unmanned moving body that can autonomously travel on a paved road without using a stereo camera or a laser range finder in which the scanning direction of laser light is different. Yes.
本発明の第1の態様は、自律して走行する無人移動体であって、自律して走行させるための走行機構と、レーザ光を走査して進行方向の情報を取得するレーザセンサと、自己位置情報を取得する自己位置計測部と、前記進行方向の情報及び前記自己位置情報が入力される処理部を備え、前記処理部には、前記進行方向の情報に基づいて走行可能域,走行不能域及び未計測域を含む局所地図を逐次作成する局所地図作成手段と、前記局所地図に基づいて、前記自己位置情報の自己位置から連続する走行可能域を抽出して走行可能域地図である現在グローバル地図を作成又は更新する現在グローバル地図作成手段と、道路が掲載された道路地図(市販の道路マップを電子化した地図)における前記局所地図作成手段で作成した前記局所地図に相当する部位に該局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を作成又は更新する参照用グローバル地図作成手段と、前記現在グローバル地図作成手段で作成又は更新された現在グローバル地図に基づいて、走行経路を生成する走行経路生成手段と、前記走行経路生成手段で生成した走行経路に基づいて、走行速度を設定して前記走行機構に伝達する走行速度設定手段が具備され、前記処理部の前記現在グローバル地図作成手段は、現時点での前記局所地図に基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階で、前記参照用グローバル地図作成手段で作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新する構成としている。 A first aspect of the present invention is an unmanned moving body that autonomously travels, a travel mechanism for traveling autonomously, a laser sensor that scans a laser beam to acquire information on a traveling direction, and a self A self-position measuring unit that acquires position information; and a processing unit to which the information on the traveling direction and the self-position information are input. The processing unit includes a travelable area and a travel impossible based on the travel direction information. A local map creating means for sequentially creating a local map including a region and an unmeasured region, and a current travelable region map by extracting a continuous travelable region from the self-location of the self-location information based on the local map Corresponds to the local map created by the current global map creating means for creating or updating a global map, and the local map creating means in a road map on which roads are posted (a map obtained by digitizing a commercially available road map) A reference global map creating means for creating or updating a reference global map including a travelable area other than a road by applying the local map to a region to be generated, and a current global map created or updated by the current global map creating means A travel route generating means for generating a travel route based on the travel route setting means for setting a travel speed based on the travel route generated by the travel route generating means and transmitting the travel speed to the travel mechanism. The current global map creation means of the section is configured to create or update the current global map based on the current local map, and the travelable area created or updated by the reference global map creation means is accumulated A reference global map corresponding to the current global map among the past reference global maps is read, and this Cut out portion corresponding to the local map at the current time from the reference global map for that issued viewed is configured to create or update a global map now be synthesized to the current global map.
また、本発明の第2の態様に係る無人移動体は、前記現在グローバル地図作成手段で現在グローバル地図を作成又は更新する段階において、舗装路を走行する舗装路モードが選択された場合には、前記参照用グローバル地図作成手段で作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新し、未舗装路を走行する未舗装路モードが選択された場合には、前記参照用グローバル地図作成手段で作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図を読み出さずに現在グローバル地図を作成又は更新する構成としている。 In addition, the unmanned mobile body according to the second aspect of the present invention, in the stage of creating or updating the current global map by the current global map creating means, when the paved road mode running on the paved road is selected, The reference global map corresponding to the current global map among the past reference global maps in which the travelable area created or updated by the reference global map creating means is stored is read, and the read reference global When a current global map is created or updated by cutting out a part corresponding to the current local map from the map and synthesizing it to the current global map, and when an unpaved road mode running on an unpaved road is selected The past reference global map in which the travelable area created or updated by the reference global map creating means is accumulated Currently not issued only has a configuration to create or update the global map.
さらに、本発明の第3の態様に係る無人移動体において、前記局所地図作成手段で作成される前記局所地図に走行容易な走行可能域と障害物とが検出される度に走行容易判定回数及び障害物検出回数が前記参照用グローバル地図でカウントされ、前記参照用グローバル地図作成手段は、前記道路地図における前記局所地図作成手段で作成した前記局所地図に相当する部位に前記局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を更新する段階において、前記参照用グローバル地図でカウントされた前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも大きい場合は、障害物が移動障害物であって前記局所地図内が走行可能路であると判断し、前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも小さい場合は、前記局所地図内に障害物有と判断する構成としている。 Furthermore, in the unmanned mobile body according to the third aspect of the present invention, the number of easy travel determinations and the number of easy travel determinations are detected each time an easily travelable area and an obstacle are detected in the local map created by the local map creating means. The number of obstacle detections is counted in the reference global map, and the reference global map creating means applies the local map to a portion corresponding to the local map created by the local map creating means in the road map. In the step of updating the reference global map including the travelable area other than the above, if the number of easy travel determinations counted in the reference global map is larger than the number of obstacle detection times, the obstacle is a moving obstacle. If the local map is determined to be a travelable road and the number of easy travel determinations is smaller than the number of obstacle detections, It is configured to determine the obstacle chromatic within.
一方、本発明の第4の態様は、自律走行する無人移動体の制御方法であって、レーザ光を走査して前記無人移動体の進行方向の情報を取得すると共に、該無人移動体の自己位置情報を取得して、前記進行方向の情報及び自己位置情報に基づいて道路及び道路以外の走行可能域を含む局所地図を逐次作成し、次いで、前記無人移動体の走行中に逐次作成される前記局所地図に基づいて、前記無人移動体の自己位置から連続する走行可能域を抽出して走行可能域地図である現在グローバル地図を作成し、前記現在グローバル地図に基づいて、前記自己位置から連続する走行経路を生成すると共に走行速度を設定する無人移動体の制御方法において、道路が掲載された道路地図(市販の道路マップを電子化した地図)における前記局所地図に相当する部位に該局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を作成するのに続いて、逐次作成される前記局所地図を前記参照用グローバル地図の該当箇所に当てはめることで道路及び道路以外の走行可能域が蓄積された該参照用グローバル地図の更新を順次行い、現時点での前記局所地図に基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階において、作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新する構成としている。 On the other hand, a fourth aspect of the present invention is a method for controlling an unmanned moving body that autonomously travels, and acquires information on the traveling direction of the unmanned moving body by scanning a laser beam, Obtaining location information, sequentially creating a local map including roads and travelable areas other than roads based on the traveling direction information and self-location information, and then sequentially creating the unmanned moving body while traveling Based on the local map, a continuous travelable area is extracted from the self-location of the unmanned mobile body to create a current global map that is a travelable area map, and based on the current global map, continuous from the self-position. Corresponds to the local map in a road map (a map obtained by digitizing a commercially available road map) in a method for controlling an unmanned mobile object that generates a travel route and sets a travel speed. Applying the local map to a part to create a reference global map including a travelable area other than a road, and subsequently applying the local map created sequentially to the corresponding part of the reference global map In the step of sequentially updating the reference global map in which the travelable areas other than the roads are accumulated and creating or updating the current global map based on the current local map, A reference global map corresponding to the current global map of the accumulated past reference global maps is read out, and a part corresponding to the local map at the present time is cut out from the read reference global map. It is configured to create or update the current global map by combining it with the global map.
また、本発明の第5の態様に係る無人移動体の制御方法は、前記現在グローバル地図を作成又は更新する段階において、舗装路を走行する舗装路モードが選択された場合には、作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新し、未舗装路を走行する未舗装路モードが選択された場合には、作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図を読み出さずに現在グローバル地図を作成又は更新する構成としている。 The unmanned mobile control method according to the fifth aspect of the present invention may be created or updated when a paved road mode for traveling on a paved road is selected in the step of creating or updating the current global map. The reference global map corresponding to the current global map is read out of the past reference global maps in which the travelable areas thus stored are accumulated, and the current local map is equivalent to the current local map from the read reference global map. The current global map is created or updated by cutting out the part and combining it with the current global map, and when the unpaved road mode for running on an unpaved road is selected, the created or updated travelable area is accumulated. The current global map is created or updated without reading the past reference global map.
さらに、本発明の第6の態様に係る無人移動体の制御方法は、前記局所地図作成手段で作成される前記局所地図に走行容易な走行可能域と障害物とが検出される度に走行容易判定回数及び障害物検出回数を前記参照用グローバル地図でカウントし、前記道路地図における前記局所地図に相当する部位に前記局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を更新する段階において、前記参照用グローバル地図でカウントした前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも大きい場合は、障害物が移動障害物であって前記局所地図内が走行可能路であると判断し、前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも小さい場合は、前記局所地図内に障害物有と判断する構成としている。 Furthermore, the control method of the unmanned mobile body according to the sixth aspect of the present invention is easy to travel every time an easily travelable area and an obstacle are detected in the local map created by the local map creating means. The number of determinations and the number of obstacle detections are counted on the reference global map, and the reference global map including the travelable area other than the road is updated by applying the local map to a portion corresponding to the local map in the road map. In the step, if the number of easy travel determinations counted in the reference global map is greater than the number of obstacle detections, it is determined that the obstacle is a moving obstacle and the local map is a travelable road. When the number of easy travel determinations is smaller than the number of obstacle detections, the local map is determined to have an obstacle.
本発明に係る無人移動体及び無人移動体の制御方法は、道路がある環境下において用いるものであるが、舗装道路、未舗装道路及び路肩が十分に整備されていないような道路のいずれの道路がある環境下にも適用可能である。 The unmanned moving body and the method for controlling the unmanned moving body according to the present invention are used in an environment where there is a road, but any road among paved roads, unpaved roads, and roads where road shoulders are not sufficiently provided. It can be applied even in a certain environment.
本発明に係る無人移動体及び無人移動体の制御方法において、無人移動体の進行方向における地形の凹凸の情報を取得するレーザセンサとしては、例えば、水平ラインスキャンタイプの1軸レーザレンジファインダであれば事足りる。 In the unmanned moving body and the control method of the unmanned moving body according to the present invention, the laser sensor that acquires information on the unevenness of the topography in the traveling direction of the unmanned moving body may be, for example, a horizontal line scan type single-axis laser range finder. That's enough.
そして、走行経路を作成するうえで必要な刻々変化する自己位置情報(自己位置の他に姿勢角及び方位を含む)を求める自己位置計測部としては、例えば、GPSや、IMU(慣性計測装置)やデッドレコニングを用いることができる。 And as a self-position measuring part for obtaining self-position information (including a posture angle and direction in addition to the self-position) necessary for creating a travel route, for example, GPS or IMU (Inertial Measurement Device) Or dead reckoning can be used.
自己位置計測部としてGPSを用いた場合には、電波状況によってGPSの値が変動する。したがって、現在グローバル地図作成手段で現時点での局所地図に基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階において、読み出した参照用グローバル地図の現時点での局所地図に相当する部位を切り出す場合には、自己位置計測部で得た現時点での位置の情報に基づいて切り出すことが望ましい。 When GPS is used as the self-position measuring unit, the GPS value varies depending on radio wave conditions. Therefore, in the step of creating or updating the current global map based on the current local map by the current global map creating means, when extracting the portion corresponding to the current local map of the read reference global map, It is desirable to cut out based on the current position information obtained by the position measurement unit.
本発明の第1の態様に係る無人移動体及び第4の態様に係る無人移動体の制御方法において、例えば、処理部によって舗装路を走行する舗装路モードが選択された場合、現時点での局所地図に基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階では、まず、この現在グローバル地図に相当する、走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図を読み出す。 In the unmanned mobile object according to the first aspect of the present invention and the unmanned mobile object control method according to the fourth aspect, for example, when a paved road mode for traveling on a paved road is selected by the processing unit, In the step of creating or updating the current global map based on the map, first, a past reference global map in which the travelable area corresponding to the current global map is accumulated is read.
そして、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での局所地図に相当する部位を切り出して、該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新するようにしている。 Then, a part corresponding to the current local map is cut out from the read reference global map and synthesized with the current global map to create or update the current global map.
したがって、走行可能域が抽出された更新済みの現在グローバル地図に基づいて、自己位置から連続する走行経路を生成すると共に走行速度を設定し得るので、レーザ光が舗装路面で正反射して進行方向の情報を取得し得ない降雨時や降雪時であったとしても、舗装路を高速で自律走行することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
この際、ステレオカメラを使用したり、レーザ光の走査方向の異なるレーザセンサを併用したりする必要がないので、装備コストの上昇を抑えることができる。
Therefore, based on the updated current global map from which the travelable area is extracted, it is possible to generate a continuous travel route from its own position and set the travel speed, so that the laser light is regularly reflected on the paved road surface and the traveling direction Even when it is raining or snowing when it is not possible to obtain this information, it is possible to achieve a very excellent effect of being able to autonomously travel on a paved road at high speed.
At this time, it is not necessary to use a stereo camera or to use a laser sensor having a different scanning direction of the laser beam, so that an increase in equipment cost can be suppressed.
また、本発明の第2の態様に係る無人移動体及び第5の態様に係る無人移動体の制御方法において、例えば、舗装路を走行する舗装路モードが選択された場合には、本発明の第1の態様に係る無人移動体及び第4の態様に係る無人移動体の制御方法と同じ効果が得られるうえ、例えば、処理部によって未舗装路を走行する未舗装路モードが選択された場合には、走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図を読み出さずに作成又は更新された現在グローバル地図に基づいて、自己位置から連続する走行経路を生成すると共に走行速度を設定し得るので、走行経路の生成や走行速度の設定に要する処理時間の短縮を実現できる。 In the unmanned moving body according to the second aspect of the present invention and the unmanned moving body control method according to the fifth aspect, for example, when a paved road mode for traveling on a paved road is selected, When the same effect as the control method of the unmanned mobile body according to the first aspect and the unmanned mobile body according to the fourth aspect is obtained, for example, when the unpaved road mode for traveling on the unpaved road is selected by the processing unit. Because, based on the current global map created or updated without reading the past reference global map in which the travelable area is accumulated, it is possible to generate a continuous travel route from its own position and set the travel speed The processing time required for generating the travel route and setting the travel speed can be reduced.
さらに、本発明の第3の態様に係る無人移動体及び第6の態様に係る無人移動体の制御方法では、道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を更新するに際して、路面の凹凸の大きさに基づく走り易さの走行容易判定回数及び障害物検出回数の相互の大小によって、局所地図内における固定障害物の有無を判断するようにしているので、自動車等の移動障害物を参照用グローバル地図から除去することができるという非常に優れた効果がもたらされる。 Furthermore, in the control method for the unmanned mobile body according to the third aspect of the present invention and the unmanned mobile body according to the sixth aspect, when the reference global map including the travelable area other than the road is updated, the unevenness of the road surface is increased. The presence / absence of a fixed obstacle in the local map is determined based on the magnitude of the ease-of-run judgment and the number of obstacle detections based on the size. It has a very good effect that it can be removed from the global map.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1〜図8は、本発明の一実施例による無人移動体及び無人移動体の制御方法を示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 8 show an unmanned moving body and a method for controlling the unmanned moving body according to an embodiment of the present invention.
この実施例において、無人移動体は、自律して走行可能な自律走行車Aであり、図1及び図2に示すように、車両制御用コンピュータ(処理部)10及びこの車両制御用コンピュータ10とLAN11を介して接続される自律走行用コンピュータ(処理部)30によって制御されるようになっている。 In this embodiment, the unmanned moving body is an autonomous traveling vehicle A that can travel autonomously. As shown in FIGS. 1 and 2, the vehicle control computer (processing unit) 10 and the vehicle control computer 10 It is controlled by an autonomous traveling computer (processing unit) 30 connected via the LAN 11.
車両制御用コンピュータ10の入力側には、アンテナ12と接続する無線LAN13が入出力回路15を介して接続されていると共に、自己位置計測部としてのGPS16と、姿勢制御用のバーチカルジャイロ17と、移動速度測定用の車速パルス18がシリアル回線を介して接続されている。 A wireless LAN 13 connected to the antenna 12 is connected to the input side of the vehicle control computer 10 via an input / output circuit 15, a GPS 16 as a self-position measuring unit, a vertical gyro 17 for attitude control, A vehicle speed pulse 18 for measuring the moving speed is connected via a serial line.
また、車両制御用コンピュータ10の出力側には、モータドライバ21を介して操舵用アクチュエータ22及びブレーキ/アクセル用アクチュエータ23が接続されており、モータドライバ21とアクチュエータ22,23と車輪24とで走行機構20を構成している。 Further, a steering actuator 22 and a brake / accelerator actuator 23 are connected to the output side of the vehicle control computer 10 via a motor driver 21, and the vehicle is driven by the motor driver 21, actuators 22, 23 and wheels 24. The mechanism 20 is configured.
車両制御用コンピュータ10は、GPS16やバーチカルジャイロ17で取得した各種情報をLAN11,無線LAN13及びアンテナ12を介して図示しない指令所に送信する機能を有していると共に、この指令所から緊急時等に送信される指令に基づいて、モータドライバ21を介して操舵用アクチュエータ22及びブレーキ/アクセル用アクチュエータ23を作動、停止させる機能を有している。 The vehicle control computer 10 has a function of transmitting various information acquired by the GPS 16 and the vertical gyro 17 to a command station (not shown) via the LAN 11, the wireless LAN 13, and the antenna 12, and from this command station in an emergency or the like. The steering actuator 22 and the brake / accelerator actuator 23 are activated and stopped via the motor driver 21 based on a command transmitted to the vehicle.
一方、自律走行用コンピュータ30の入力側には、進行方向における地形の凹凸の近距離情報取得に適したレーザレンジファインダ(レーザセンサ)31が接続されており、この自律走行用コンピュータ30は、LAN11を介して、レーザレンジファインダ31で取得した測距情報を車両制御用コンピュータ10に送信する機能を有している。 On the other hand, a laser range finder (laser sensor) 31 suitable for acquisition of short-range information on topographic unevenness in the traveling direction is connected to the input side of the autonomous running computer 30. The distance measurement information acquired by the laser range finder 31 is transmitted to the vehicle control computer 10 via the.
この場合、自律走行車Aに搭載された上記車両制御用コンピュータ10は、レーザレンジファインダ31で取得した進行方向の測距情報に基づいて、走行可能域,走行不能域及び未計測域の判定処理を行う情報解析部10Aと、この情報解析部10Aでの判定結果に基づいて走行可能域,走行不能域及び未計測域を含む局所地図を作成する局所地図作成手段10Bと、この局所地図作成手段10Bで作成した局所地図に基づいて、上記GPS16等の自己位置計測部で取得した自己位置から連続する走行可能域を抽出して、走行可能域地図である現在グローバル地図を作成又は更新する現在グローバル地図作成手段10Cを具備している。 In this case, the vehicle control computer 10 mounted on the autonomous vehicle A determines the travelable area, the non-travelable area, and the unmeasured area based on the distance measurement information in the traveling direction acquired by the laser range finder 31. An information analysis unit 10A that performs a local map creation unit 10B that creates a local map including a travelable region, a travel impossible region, and an unmeasured region based on the determination result of the information analysis unit 10A, and the local map creation unit Based on the local map created in 10B, the current global map is created or updated by extracting a continuous travelable area from the self-position acquired by the self-position measuring unit such as the GPS 16 and the current global map that is the travelable area map A map creation means 10C is provided.
ここで、上記車両制御用コンピュータ10は、参照用グローバル地図作成手段10Dを具備している。
この参照用グローバル地図作成手段10Dは、図6(a)に示すように、進行方向の測距情報を取得して局所地図作成手段10Bで走行可能域G,走行不能域NG及び未計測域Noを含む局所地図LMを作成する毎に、図6(b)に示すように、道路地図RMの該当箇所に現在の局所地図LMを当てはめて歩道や空き地等の道路以外の走行可能域Gを含む参照用グローバル地図RGM1を作成し、この走行可能域Gを含む参照用グローバル地図RGM1を順次更新する。
Here, the vehicle control computer 10 includes a reference global map creation means 10D.
As shown in FIG. 6 (a), the reference global map creation means 10D acquires distance measurement information in the traveling direction, and the local map creation means 10B uses the travelable area G, the travel impossible area NG, and the unmeasured area No Each time a local map LM including is included, as shown in FIG. 6 (b), the current local map LM is applied to the corresponding part of the road map RM to include a travelable area G other than the road such as a sidewalk or a vacant land. The reference global map RGM1 is created, and the reference global map RGM1 including the travelable area G is sequentially updated.
この際、局所地図作成手段10Bで局所地図LMを作成する毎に路面の凹凸の大きさに基づく走り易さの判定(走行可能域の検出)と、所定の大きさを越える障害物の検出とが成され、局所地図LMに走行可能域が検出される度に参照用グローバル地図RGM1の各グリッド(表示領域)で走行容易判定回数がカウントされ、局所地図LMに所定の大きさを越える障害物が検出される度に参照用グローバル地図RGM1の各グリッドで障害物検出回数がカウントされる。 At this time, each time the local map LM is created by the local map creating means 10B, determination of ease of travel (detection of a travelable area) based on the size of the unevenness of the road surface, detection of an obstacle exceeding a predetermined size, Each time a travelable area is detected in the local map LM, the number of easy travel determinations is counted in each grid (display area) of the reference global map RGM1, and the local map LM has an obstacle exceeding a predetermined size. Is detected in each grid of the reference global map RGM1.
そして、参照用グローバル地図作成手段10Dでは、道路以外の走行可能域Gを含む参照用グローバル地図RGM1を更新する段階において、各グリッドで走行容易判定回数及び障害物検出回数を比較し、走行容易判定回数が障害物検出回数よりも大きい場合は、障害物が移動障害物であって局所地図LM内が走行可能路であると判断し、走行容易判定回数が障害物検出回数よりも小さい場合は、局所地図LM内に障害物有と判断するようになっている。 Then, the reference global map creating means 10D compares the number of easy travel determinations and the number of obstacle detections in each grid at the stage of updating the reference global map RGM1 including the travelable area G other than the road, and makes the easy travel determination. When the number of times is larger than the number of obstacle detection times, it is determined that the obstacle is a moving obstacle and the local map LM is a travelable road, and when the number of easy travel judgment times is smaller than the number of obstacle detection times, It is determined that there is an obstacle in the local map LM.
ここで、車両制御用コンピュータ10の情報解析部10Aの判定結果に基づいて、舗装路を走行する舗装路モードが選択された場合には、現在グローバル地図作成手段10Cで現時点での局所地図LMに基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階において、参照用グローバル地図作成手段10Dで作成した過去の参照用グローバル地図RGM1のうちの該現在グローバル地図に相当する図7(a)に示す走行可能域G(二点鎖線で区切った領域)が蓄積された参照用グローバル地図RGMを読み出す。そして、この読み出した参照用グローバル地図RGMから現時点での局所地図LMに相当する部位Tを切り出して該現在グローバル地図に合成することで図8に部分的に示す現在グローバル地図GMを作成又は更新する。 Here, when a paved road mode for traveling on a paved road is selected based on the determination result of the information analysis unit 10A of the vehicle control computer 10, the current global map creating means 10C displays the current local map LM. In the step of creating or updating the current global map based on the current global map of the past reference global map RGM1 created by the reference global map creating means 10D, the travelable area shown in FIG. The reference global map RGM in which G (region divided by a two-dot chain line) is accumulated is read. Then, the current global map GM partially shown in FIG. 8 is created or updated by cutting out the portion T corresponding to the current local map LM from the read reference global map RGM and synthesizing it with the current global map. .
また、車両制御用コンピュータ10の情報解析部10Aの判定結果に基づいて、未舗装路を走行する未舗装路モードが選択された場合には、現在グローバル地図作成手段10Cで現時点での局所地図LMに基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階において、安全を確保するために参照用グローバル地図作成手段10Dで作成又は更新された過去の参照用グローバル地図RGM1を読み出さずに現在グローバル地図GMを作成又は更新する。この未舗装路モードにおいて、過去の参照用グローバル地図RGM1を読み出さない理由は、舗装路と違って未舗装路の整備が成されていないため、過去の参照用グローバル地図RGM1の使用にはリスクを伴うからである。
なお、舗装路モード及び未舗装路モードの選択は、上記したように車両制御用コンピュータ10の情報解析部10Aの判定結果に基づいて行ってもよいし、道路地図RMに事前に登録されている(書き込まれている)国道や県道等の舗装路の情報及びそれ以外の未舗装路の情報に基づいて行ってもよい他、例えば、指令所の遠隔操縦者によるモード選択であってもよい。
Further, when an unpaved road mode for traveling on an unpaved road is selected based on the determination result of the information analysis unit 10A of the vehicle control computer 10, the current local map LM at the current time is generated by the global map creating means 10C. The current global map GM is created without reading the past reference global map RGM1 created or updated by the reference global map creation means 10D in order to ensure safety in the stage of creating or updating the current global map based on Or update. The reason why the past reference global map RGM1 is not read out in this unpaved road mode is that there is no maintenance of the unpaved road unlike the paved road, so there is a risk in using the past reference global map RGM1. Because it accompanies.
The paved road mode and the unpaved road mode may be selected based on the determination result of the information analysis unit 10A of the vehicle control computer 10 as described above or registered in advance in the road map RM. It may be performed based on information on paved roads such as national roads and prefectural roads (written) and information on other unpaved roads, or may be mode selection by a remote pilot at a command center.
そして、上記車両制御用コンピュータ10は、現在グローバル地図作成手段10Cで作成又は更新された現在グローバル地図GMに基づいて、走行経路を生成する走行経路生成手段10Gと、この走行経路生成手段10Gで生成した走行経路に基づいて、走行速度を設定する走行速度設定手段10Hを具備しており、この作成した走行可能域地図内の走行経路及び走行速度に従って、走行機構であるモータドライバ21を介して操舵用アクチュエータ22及びブレーキ/アクセル用アクチュエータ23を作動させるようになっている。 The vehicle control computer 10 generates a travel route generation unit 10G that generates a travel route based on the current global map GM created or updated by the current global map creation unit 10C, and is generated by the travel route generation unit 10G. On the basis of the travel route, the travel speed setting means 10H for setting the travel speed is provided, and the vehicle is steered via the motor driver 21 which is a travel mechanism according to the travel route and the travel speed in the created travelable area map. Actuator 22 and brake / accelerator actuator 23 are actuated.
そこで、上記車両制御用コンピュータ10による制御要領を具体的に説明する。まず、未舗装路等の舗装路以外の場所を走行する未舗装路モードの場合、図3に示すように、ステップS1において車両制御用コンピュータ10の情報解析部10Aの判定結果に基づいて未舗装路モードが選択され、ステップS2においてレーザセンサ31で自律走行車Aの進行方向の情報(地形情報)を取得すると共に、ステップS3においてGPS16等の自己位置計測部で自己位置情報を取得する。 Therefore, the control procedure by the vehicle control computer 10 will be specifically described. First, in the case of an unpaved road mode that travels on a place other than a paved road such as an unpaved road, as shown in FIG. 3, the unpaved road is determined based on the determination result of the information analysis unit 10A of the vehicle control computer 10 in step S1. The road mode is selected, and in step S2, information on the traveling direction of the autonomous vehicle A (terrain information) is acquired by the laser sensor 31, and in step S3, self-position information is acquired by a self-position measuring unit such as the GPS 16.
次いで、ステップS4において進行方向の情報及び自己位置情報(姿勢角)に基づいて道路及び道路以外の走行可能域,走行不能域及び未計測域を含む局所地図LMを局所地図作成手段10Bで作成する。 Next, in step S4, the local map creation means 10B creates a local map LM including a road, a travelable area other than the road, a travel impossible area, and an unmeasured area based on the traveling direction information and the self-position information (attitude angle). .
続いて、走行中に逐次作成される局所地図に基づいて、ステップS5においてGPS16等の自己位置計測部で取得した自己位置から連続する走行可能域を抽出して、現在グローバル地図作成手段10Cで走行可能域地図である現在グローバル地図GMを作成又は更新し、ステップS6に進んで自律走行車Aが走行を停止して現在グローバル地図GMの更新が終了するまでステップS2〜S5を繰り返す。 Subsequently, on the basis of the local map that is sequentially generated during traveling, a continuous travelable area is extracted from the self-position obtained by the self-position measuring unit such as GPS 16 in step S5, and the current global map creating means 10C travels. The current global map GM, which is a possible area map, is created or updated, and the process proceeds to step S6 where the autonomous vehicle A stops traveling and steps S2 to S5 are repeated until the update of the current global map GM is completed.
このように、未舗装路モードの場合において、現在グローバル地図作成手段10Cで走行可能域地図である現在グローバル地図GMを作成又は更新する段階では、安全を確保するために参照用グローバル地図作成手段10Dで作成又は更新された過去の参照用グローバル地図RGM1を読み出さずに現在グローバル地図GMを作成又は更新する。 Thus, in the case of the unpaved road mode, the reference global map creation means 10D is used to ensure safety at the stage of creating or updating the current global map GM, which is the travelable area map, by the current global map creation means 10C. The current global map GM is created or updated without reading the past reference global map RGM1 created or updated in (1).
そして、上記車両制御用コンピュータ10では、上述のようにして得る現在グローバル地図GMに基づいて、走行経路生成手段10Gにより自己位置から連続する走行経路を作成すると共に、この走行経路に基づいて、走行速度設定手段10Hにより走行速度を設定し、この走行経路及び走行速度に従って、走行機構であるモータドライバ21を介して操舵用アクチュエータ22及びブレーキ/アクセル用アクチュエータ23を作動させる。 The vehicle control computer 10 creates a travel route that is continuous from its own position by the travel route generation means 10G based on the current global map GM obtained as described above, and travels based on the travel route. The traveling speed is set by the speed setting means 10H, and the steering actuator 22 and the brake / accelerator actuator 23 are operated through the motor driver 21 as a traveling mechanism in accordance with the traveling route and traveling speed.
一方、舗装路を走行する舗装路モードの場合において、図4に示すように、ステップS11において車両制御用コンピュータ10の情報解析部10Aの判定結果に基づいて舗装路モードが選択され、ステップS12においてレーザセンサ31で自律走行車Aの進行方向の情報(地形情報)を取得すると共に、ステップS13においてGPS16等の自己位置計測部で自己位置情報を取得する。 On the other hand, in the case of the paved road mode traveling on the paved road, as shown in FIG. 4, the paved road mode is selected based on the determination result of the information analysis unit 10A of the vehicle control computer 10 in step S11, and in step S12. Information on the traveling direction of the autonomous vehicle A (terrain information) is acquired by the laser sensor 31, and self-position information is acquired by a self-position measuring unit such as the GPS 16 in step S13.
次いで、ステップS14において進行方向の情報及び自己位置情報(姿勢角)に基づいて道路及び道路以外の走行可能域,走行不能域及び未計測域を含む局所地図LMを局所地図作成手段10Bで作成する。 Next, in step S14, the local map creation means 10B creates a local map LM including a road, a travelable area other than the road, a travel impossible area, and an unmeasured area based on the traveling direction information and the self-position information (attitude angle). .
続いて、走行中に逐次作成される局所地図LMに基づいて、ステップS15において上記未舗装路モードの場合と同様に、現在グローバル地図作成手段10Cで走行可能域地図である現在グローバル地図GMを作成する。 Subsequently, based on the local map LM that is sequentially generated during traveling, a current global map GM that is a travelable area map is created by the current global map creating means 10C in the same manner as in the unpaved road mode in step S15. To do.
この間、図5に示すように、ステップS22及びステップS23において進行方向の測距情報及び自己位置情報を順次取得するのに続いて、ステップS24において、図6(a)に示すように、局所地図作成手段10Bで走行可能域G,走行不能域NG及び未計測域Noを含む局所地図LMを作成する毎に、ステップS25において、図6(b)に示すように、参照用グローバル地図作成手段10Dで道路が掲載された道路地図RMにおける局所地図に相当する部位に現在の局所地図LMを当てはめて道路以外の走行可能域Gを含む参照用グローバル地図RGM1を作成し、そして、逐次作成される局所地図LMを参照用グローバル地図RGM1の該当箇所に当てはめることで、道路及び道路以外の走行可能域Gが蓄積された参照用グローバル地図RGM1の更新を順次行う。 In the meantime, as shown in FIG. 5, following the sequential acquisition of the distance measurement information and the self-position information in the traveling direction in steps S22 and S23, in step S24, as shown in FIG. Each time the creation unit 10B creates the local map LM including the runnable region G, the non-runnable region NG, and the unmeasured region No, in step S25, as shown in FIG. 6B, the reference global map creation unit 10D By applying the current local map LM to the part corresponding to the local map in the road map RM on which the road is posted, the reference global map RGM1 including the travelable area G other than the road is created, and the locally created local map By applying the map LM to the corresponding part of the reference global map RGM1, the reference global where the driving range G other than the road and the road is accumulated. In order to carry out the updating of the map RGM1.
この道路以外の走行可能域Gを含む参照用グローバル地図RGM1を更新するに際して、参照用グローバル地図作成手段10Dでは、参照用グローバル地図RGM1の各グリッドで走行容易判定回数及び障害物検出回数を比較し、走行容易判定回数が障害物検出回数よりも大きい場合は、障害物が移動障害物であって局所地図LM内が走行可能路であると判断し、走行容易判定回数が障害物検出回数よりも小さい場合は、局所地図LM内に障害物有と判断する。これにより、舗装路上を走行する自動車等の移動障害物を参照用グローバル地図RGM1から除去し得ることとなる。 When the reference global map RGM1 including the travelable area G other than the road is updated, the reference global map creation unit 10D compares the number of easy travel determinations and the number of obstacle detections in each grid of the reference global map RGM1. If the number of easy travel determinations is greater than the number of obstacle detections, it is determined that the obstacle is a moving obstacle and the local map LM is a travelable road, and the number of easy travel determinations is greater than the number of obstacle detections. If it is smaller, it is determined that there is an obstacle in the local map LM. Thereby, a moving obstacle such as an automobile traveling on the paved road can be removed from the reference global map RGM1.
次に、図4に示すように、ステップS15における現時点での局所地図LMに基づく現在グローバル地図の作成又は更新段階で、ステップS16において、図7(a)に示すように、過去の参照用グローバル地図RGM1のうちの該現在グローバル地図に相当する走行可能域Gが蓄積された参照用グローバル地図RGMを読み出すと共に、ステップS17においてこの読み出した参照用グローバル地図RGMから現時点での局所地図、例えば、図7(b)に仮想線で示す道路が認識できない視界不良の局所地図LMに相当する部位Tを切り出して、ステップS18において現在グローバル地図に上書き合成することで、図8に部分的に示すように、現在グローバル地図GMを作成又は更新し、ステップS19に進んで自律走行車Aが走行を停止して現在グローバル地図GMの更新が終了するまでステップS12〜S18を繰り返す。 Next, as shown in FIG. 4, in the step of creating or updating the current global map based on the current local map LM in step S15, in step S16, as shown in FIG. In the map RGM1, the reference global map RGM in which the travelable area G corresponding to the current global map is accumulated is read, and in step S17, the current local map from the read reference global map RGM, for example, FIG. As shown in FIG. 8 in part, by cutting out a portion T corresponding to the local map LM with poor visibility where the road indicated by the phantom line cannot be recognized in 7 (b) and overwriting the current global map in step S18. The current global map GM is created or updated, and the process proceeds to step S19 where the autonomous vehicle A stops traveling. To repeat the step S12~S18 until the update of the global map GM now finished.
そして、上記車両制御用コンピュータ10では、上述のようにして得る舗装路モードの場合の現在グローバル地図GMに基づいて、走行経路生成手段10Gにより自己位置から連続する走行経路を作成すると共に、この走行経路に基づいて、走行速度設定手段10Hにより走行速度を設定し、この走行経路及び走行速度に従って、走行機構であるモータドライバ21を介して操舵用アクチュエータ22及びブレーキ/アクセル用アクチュエータ23を作動させる。 Then, the vehicle control computer 10 creates a travel route continuous from its own position by the travel route generation means 10G based on the current global map GM in the paved road mode obtained as described above. Based on the route, the traveling speed is set by the traveling speed setting means 10H, and the steering actuator 22 and the brake / accelerator actuator 23 are operated via the motor driver 21 as a traveling mechanism according to the traveling route and the traveling speed.
このように、上記した実施例では、舗装路を走行する舗装路モードにおいて、道路地図RMを利用して作成した参照用グローバル地図RGM、すなわち、走行可能域Gが蓄積された過去の参照用グローバル地図RGMに基づいて現在グローバル地図GMを作成又は更新するようにしている。 Thus, in the above-described embodiment, the reference global map RGM created using the road map RM in the paved road mode in which the vehicle travels on the paved road, that is, the past reference global in which the travelable area G is accumulated. The current global map GM is created or updated based on the map RGM.
つまり、走行可能域Gが抽出された更新済みの現在グローバル地図GMに基づいて、自律走行車Aから連続する図8に白抜き矢印で示す走行経路を作成し得ると共に走行速度を設定し得るので、レーザレンジファインダ31からのレーザ光が路面で正反射して進行方向の情報を取得し得ない降雨時や降雪時時であったとしても、ステレオカメラやレーザ光の走査方向の異なるレーザレンジファインダを用いることなく、舗装路を高速で自律走行し得ることとなる。 That is, based on the updated current global map GM from which the travelable area G has been extracted, the travel route indicated by the white arrow in FIG. 8 continuous from the autonomous vehicle A can be created and the travel speed can be set. Even when it is raining or snowing when the laser light from the laser range finder 31 is regularly reflected on the road surface and information on the traveling direction cannot be obtained, a stereo camera or a laser range finder with a different scanning direction of the laser light. It is possible to autonomously travel on a paved road without using the.
また、上記した実施例では、未舗装路モードが選択された場合に、現在グローバル地図作成手段10Cで走行可能域地図である現在グローバル地図GMを作成又は更新する段階において、参照用グローバル地図作成手段10Dで作成又は更新された過去の参照用グローバル地図RGM1を読み出さずに、現在グローバル地図作成手段10Cで作成又は更新された現在グローバル地図GMに基づいて、自己位置から連続する走行経路を生成すると共に走行速度を設定し得るので、走行経路の生成や走行速度の設定に要する処理時間の短縮を実現できる。 Further, in the above-described embodiment, when the unpaved road mode is selected, the reference global map creating means is used in the stage of creating or updating the current global map GM that is the travelable area map by the current global map creating means 10C. Without reading the past reference global map RGM1 created or updated in 10D, based on the current global map GM created or updated by the current global map creation means 10C, a continuous travel route is generated from its own position. Since the travel speed can be set, the processing time required for generating the travel route and setting the travel speed can be reduced.
さらに、上記した実施例では、道路以外の走行可能域Gを含む参照用グローバル地図RGMを更新する場合において、参照用グローバル地図RGM1の各グリッドでカウントされた地図情報としての走行容易判定回数及び障害物検出回数の相互の大小によって、局所地図LM内における固定障害物の有無を判断するようにしているので、自動車等の移動障害物を参照用グローバル地図から除去し得ることとなる。 Furthermore, in the above-described embodiment, when updating the reference global map RGM including the travelable area G other than the road, the number of easy travel determinations and obstacles as map information counted in each grid of the reference global map RGM1 Since the presence or absence of a fixed obstacle in the local map LM is determined based on the magnitude of the number of detected objects, a moving obstacle such as an automobile can be removed from the reference global map.
上記した実施例では、無人移動体が自律走行車Aである場合を示したが、これに限定されるものではなく、無人移動体が自律歩行するロボットであったりしてもよい。 In the above-described embodiments, the case where the unmanned moving body is the autonomous traveling vehicle A has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the unmanned moving body may be a robot that autonomously walks.
本発明に係る無人移動体及び無人移動体の制御方法の構成は、上記した実施例に限定されるものではなく、他の構成として、例えば、複数の無人移動体でデータベースを共有し、各無人移動体の制御部における参照用グローバル地図作成手段で作成した参照用グローバル地図をデータベースに格納蓄積して、ビッグデータとして活用するようにしてもよい。 The configuration of the unmanned mobile body and the control method of the unmanned mobile body according to the present invention is not limited to the above-described embodiments. As another configuration, for example, a plurality of unmanned mobile bodies share a database, and each unmanned mobile body The reference global map created by the reference global map creating means in the control unit of the moving body may be stored and accumulated in a database and used as big data.
10 車両制御用コンピュータ(処理部)
10A 情報解析部(車両制御用コンピュータ)
10B 局所地図作成手段(車両制御用コンピュータ)
10C 現在グローバル地図作成手段(車両制御用コンピュータ)
10D 参照用グローバル地図作成手段(車両制御用コンピュータ)
10G 走行経路生成手段(車両制御用コンピュータ)
10H 走行速度設定手段(車両制御用コンピュータ)
16 GPS(自己位置計測部)
17 バーチカルジャイロ(自己位置計測部)
18 車速パルス(自己位置計測部)
21 モータドライバ(走行機構)
22 操舵用アクチュエータ(走行機構)
23 ブレーキ/アクセル用アクチュエータ(走行機構)
24 車輪(走行機構)
31 レーザレンジファインダ(レーザセンサ)
A 自律走行車(無人移動体)
G 走行可能域
GM 現在グローバル地図
LM 局所地図
NG 走行不能域
No 未計測域
RGM,RGM1 参照用グローバル地図
RM 道路地図
T 現在局所地図相当部位
10 Vehicle control computer (processor)
10A Information analysis unit (computer for vehicle control)
10B Local map creation means (vehicle control computer)
10C Global map creation means (vehicle control computer)
10D reference global map creation means (vehicle control computer)
10G travel route generation means (vehicle control computer)
10H Traveling speed setting means (vehicle control computer)
16 GPS (Self-position measurement unit)
17 Vertical Gyro (Self-position measurement unit)
18 Vehicle speed pulse (self-position measuring part)
21 Motor driver (traveling mechanism)
22 Steering actuator (traveling mechanism)
23 Brake / Accelerator actuator (traveling mechanism)
24 wheels (traveling mechanism)
31 Laser range finder (laser sensor)
A Autonomous vehicle (unmanned vehicle)
G Travelable area GM Current global map LM Local map NG Unreachable area No Unmeasured area RGM, RGM1 Reference global map RM Road map T Current local map equivalent part
Claims (6)
自律して走行させるための走行機構と、
レーザ光を走査して進行方向の情報を取得するレーザセンサと、
自己位置情報を取得する自己位置計測部と、
前記進行方向の情報及び前記自己位置情報が入力される処理部を備え、
前記処理部には、前記進行方向の情報に基づいて走行可能域,走行不能域及び未計測域を含む局所地図を逐次作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図に基づいて、前記自己位置情報の自己位置から連続する走行可能域を抽出して走行可能域地図である現在グローバル地図を作成又は更新する現在グローバル地図作成手段と、
道路が掲載された道路地図における前記局所地図作成手段で作成した前記局所地図に相当する部位に該局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を作成又は更新する参照用グローバル地図作成手段と、
前記現在グローバル地図作成手段で作成又は更新された現在グローバル地図に基づいて、走行経路を生成する走行経路生成手段と、
前記走行経路生成手段で生成した走行経路に基づいて、走行速度を設定して前記走行機構に伝達する走行速度設定手段が具備され、
前記処理部の前記現在グローバル地図作成手段は、現時点での前記局所地図に基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階で、前記参照用グローバル地図作成手段で作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新する無人移動体。 An unmanned mobile that travels autonomously,
A traveling mechanism for autonomously traveling;
A laser sensor that scans a laser beam to acquire information on a traveling direction;
A self-position measuring unit that obtains self-position information;
A processing unit for inputting the traveling direction information and the self-location information;
In the processing unit, a local map creating means for sequentially creating a local map including a travelable area, a travel impossible area and an unmeasured area based on the information of the traveling direction;
Based on the local map, a current global map creating means for creating or updating a current global map that is a travelable area map by extracting a continuous travelable area from the self position of the self position information;
A reference global for creating or updating a reference global map including a travelable area other than a road by applying the local map to a portion corresponding to the local map created by the local map creating means in a road map on which a road is posted Map creation means;
A travel route generating means for generating a travel route based on the current global map created or updated by the current global map creating means;
Travel speed setting means for setting a travel speed based on the travel route generated by the travel route generating means and transmitting the travel speed to the travel mechanism;
The current global map creating means of the processing unit accumulates the travelable area created or updated by the reference global map creating means at the stage of creating or updating the current global map based on the current local map A reference global map corresponding to the current global map is read out of the past reference global maps, and a part corresponding to the local map at the present time is cut out from the read reference global map. An unmanned vehicle that creates or updates a current global map by combining it with a map.
舗装路を走行する舗装路モードが選択された場合には、前記参照用グローバル地図作成手段で作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新し、
未舗装路を走行する未舗装路モードが選択された場合には、前記参照用グローバル地図作成手段で作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図を読み出さずに現在グローバル地図を作成又は更新する請求項1に記載の無人移動体。 In the step of creating or updating the current global map by the current global map creating means,
When the paved road mode for traveling on the paved road is selected, the current global map of the past reference global maps in which the travelable area created or updated by the reference global map creating means is accumulated is stored. A corresponding global map for reference is read out, and a current global map is created or updated by cutting out a portion corresponding to the current local map from the read reference global map and combining it with the current global map,
When the unpaved road mode is selected to run on an unpaved road, the current global map is read without reading the past reference global map in which the travelable area created or updated by the reference global map creating means is accumulated. The unmanned mobile body according to claim 1, which creates or updates a map.
前記参照用グローバル地図作成手段は、前記道路地図における前記局所地図作成手段で作成した前記局所地図に相当する部位に前記局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を更新する段階において、
前記参照用グローバル地図でカウントされた前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも大きい場合は、障害物が移動障害物であって前記局所地図内が走行可能路であると判断し、前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも小さい場合は、前記局所地図内に障害物有と判断する請求項1又は2に記載の無人移動体。 Each time the easy-to-run area and obstacles are detected in the local map created by the local map creating means, the number of easy driving determinations and the number of obstacle detections are counted in the reference global map,
The reference global map creating means updates the reference global map including a travelable area other than a road by applying the local map to a portion of the road map corresponding to the local map created by the local map creating means. In the stage
When the number of easy travel times counted in the reference global map is greater than the number of obstacle detection times, it is determined that the obstacle is a moving obstacle and the local map is a travelable road, The unmanned mobile body according to claim 1, wherein when the number of easy travel determinations is smaller than the number of obstacle detections, it is determined that there is an obstacle in the local map.
レーザ光を走査して前記無人移動体の進行方向の情報を取得すると共に、該無人移動体の自己位置情報を取得して、前記進行方向の情報及び自己位置情報に基づいて道路及び道路以外の走行可能域を含む局所地図を逐次作成し、
次いで、前記無人移動体の走行中に逐次作成される前記局所地図に基づいて、前記無人移動体の自己位置から連続する走行可能域を抽出して走行可能域地図である現在グローバル地図を作成し、
前記現在グローバル地図に基づいて、前記自己位置から連続する走行経路を生成すると共に走行速度を設定する無人移動体の制御方法において、
道路が掲載された道路地図における前記局所地図に相当する部位に該局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を作成するのに続いて、逐次作成される前記局所地図を前記参照用グローバル地図の該当箇所に当てはめることで道路及び道路以外の走行可能域が蓄積された該参照用グローバル地図の更新を順次行い、
現時点での前記局所地図に基づいて現在グローバル地図を作成又は更新する段階において、作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新する無人移動体の制御方法。 A method for controlling an unmanned mobile object that autonomously travels,
Scanning the laser beam to obtain information on the traveling direction of the unmanned moving body, obtaining self-position information of the unmanned moving body, and based on the traveling direction information and self-position information, Create a local map sequentially including the driving range,
Next, based on the local map sequentially generated during the travel of the unmanned mobile body, a continuous travelable area is extracted from the self-position of the unmanned mobile body to create a current global map that is a travelable area map. ,
In the control method of the unmanned moving body that generates a continuous travel route from the self-position and sets the travel speed based on the current global map,
Next, the local map is sequentially generated by applying the local map to a portion corresponding to the local map in the road map on which the road is posted and creating a reference global map including a travelable area other than the road. Update the reference global map in which the roads and non-roadable areas are accumulated by applying to the corresponding parts of the reference global map,
In the step of creating or updating the current global map based on the current local map, the reference map corresponding to the current global map among the past reference global maps in which the created or updated travelable area is accumulated A method for controlling an unmanned moving object that reads out a global map and creates or updates a current global map by cutting out a portion corresponding to the current local map from the read-out global map for reference and synthesizing it into the current global map .
舗装路を走行する舗装路モードが選択された場合には、作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図のうちの該現在グローバル地図に相当する参照用グローバル地図を読み出すと共に、この読み出した参照用グローバル地図から現時点での前記局所地図に相当する部位を切り出して該現在グローバル地図に合成することで現在グローバル地図を作成又は更新し、
未舗装路を走行する未舗装路モードが選択された場合には、作成又は更新された走行可能域が蓄積された過去の参照用グローバル地図を読み出さずに現在グローバル地図を作成又は更新する請求項4に記載の無人移動体の制御方法。 In creating or updating the current global map,
When the paved road mode for traveling on the paved road is selected, the reference global map corresponding to the current global map is read out of the past reference global maps in which the created or updated travelable area is accumulated. In addition, the current global map is created or updated by cutting out a portion corresponding to the current local map from the read reference global map and synthesizing the current global map,
When the unpaved road mode for traveling on an unpaved road is selected, the current global map is created or updated without reading the past reference global map in which the created or updated travelable area is accumulated. 5. A method for controlling an unmanned mobile object according to 4.
前記道路地図における前記局所地図に相当する部位に前記局所地図を当てはめて道路以外の走行可能域を含む参照用グローバル地図を更新する段階において、
前記参照用グローバル地図でカウントした前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも大きい場合は、障害物が移動障害物であって前記局所地図内が走行可能路であると判断し、前記走行容易判定回数が前記障害物検出回数よりも小さい場合は、前記局所地図内に障害物有と判断する請求項4又は5に記載の無人移動体の制御方法。 Counting the number of easy travel determinations and the number of obstacle detections in the global map for reference each time an easily travelable area and obstacles are detected in the local map created by the local map creating means,
In the step of updating the reference global map including the travelable area other than the road by applying the local map to a portion corresponding to the local map in the road map,
If the number of easy travel determinations counted in the reference global map is greater than the number of obstacle detections, it is determined that the obstacle is a moving obstacle and the local map is a travelable road, and the travel The method for controlling an unmanned mobile body according to claim 4 or 5, wherein when the number of easy determinations is smaller than the number of obstacle detections, the local map determines that there is an obstacle.
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