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移动范围设定系统以及移动范围设定方法

摘要

能够在预先设定的移动范围移动的移动体从自己位置的周围的环境取得图像,求出用于得到判定了移动体能否进入根据自己位置以及图像确定的区域的进入判定结果的进入判定条件。管理终端将进入判定条件以及图像输出到输出装置,并从输入装置接收与进入判定条件相关的修正信息。服务器通过使用管理终端的输入装置接收的修正信息,进行包含进入判定条件的更新的学习,从而根据进入判定结果设定移动受到控制的移动体的移动范围。

著录项

  • 公开/公告号CN113168183A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-07-23

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 株式会社日立制作所;

    申请/专利号CN201980078138.4

  • 申请日2019-11-18

  • 分类号G05D1/02(20200101);

  • 代理机构11021 中科专利商标代理有限责任公司;

  • 代理人吴秋明

  • 地址 日本东京都

  • 入库时间 2023-06-19 11:55:48

说明书

技术领域

本发明涉及移动范围设定系统以及移动范围设定方法。

背景技术

近年来,自主地移动而进行货物的搬运、人的引导、危险作业等的移动体(所谓的机器人)在工厂、医院、公共设施、家庭等宽范围的领域中运转。这样的移动体优选在与运用相关的区域内运转。例如,作为与移动体的运用无关的区域,要求移动体不进入卫生间等私人区域、楼梯、台阶等危险区域等。

为了实现该要求,例如已知有专利文献1所公开的技术。在该专利文献1中,记载了“在周边地图中添加非地图信息,将预先设定了设定行驶路径的限制的第一限制信息应用于周边地图,在能够计算行驶路径的情况下,将第一限制信息应用于周边地图来计算行驶路径”。此外,在该专利文献1中记载了“在无法算出行驶路径的情况下,将放宽对行驶路径进行设定的限制的第二限制信息应用于第一限制信息来计算行驶路径并向行驶控制部输出”。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2017/145314号

发明内容

发明要解决的课题

然而,在专利文献1所记载的技术中,需要预先关于存在移动体移动的可能性的全部区域以及区域内的物体,在通常时和放宽时分别设定与行驶方向、宽度、可否跨越车道等移动条件相关的参数。在该设定作业时,移动体的管理者必须预先掌握移动体的移动何时何地被限制。此外,例如,若直到每天运用的移动体的运用开始时没有进行设定作业,则移动体有可能进入到被限制的区域、或与障碍物碰撞。但是,管理者预先掌握移动受到限制的全部区域的作业、设定参数的作业所涉及的经济或时间的成本变高。

本发明是鉴于这样的状况而完成的,其目的在于能够容易地进行移动体的移动范围的设定。

用于解决课题的手段

本发明所涉及的移动范围设定系统,是设定移动体能够移动的移动范围的移动范围设定系统,具备:环境信息取得部,从移动体推断出的自己位置的周围的环境取得环境信息;进入判定部,求出用于得到判定了移动体能否进入根据自己位置以及环境信息确定的区域的进入判定结果的进入判定条件;存储部,存储进入判定条件以及环境信息;输出装置,输出进入判定条件以及环境信息;输入装置,接收与进入判定条件相关的修正信息;以及学习部,通过使用输入装置所接收的修正信息进行包含在存储部中存储的进入判定条件的更新的学习,从而根据进入判定结果设定移动受到控制的移动体的移动范围。

发明效果

根据本发明,由于使用输入装置所受理的修正信息来进行包含进入判定条件的更新的学习,因此能够容易地设定移动体的移动范围。

上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明而变得明确。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的移动范围设定系统的整体结构例的概要图。

图2是表示本发明的第一实施方式所涉及的计算机的硬件结构例的框图。

图3是表示在本发明的第一实施方式所涉及的移动范围设定系统中进行的处理的概要的流程图。

图4是表示本发明的第一实施方式所涉及的移动体详细的内部结构例的框图。

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的管理终端的详细的内部结构例的框图。

图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的服务器的详细的内部结构例的框图。

图7是表示在本发明的第一实施方式所涉及的移动范围设定系统中进行的初始设定处理(图3的步骤S1)的详细过程的例子的流程图。

图8是表示在本发明的第一实施方式所涉及的移动范围设定系统中进行的移动体的移动处理(图3的步骤S2、S5)的详细过程的例子的流程图。

图9是表示在本发明的第一实施方式所涉及的移动范围设定系统中进行的进入判定式的学习处理(图3的步骤S4)的详细过程的例子的流程图。

图10是表示本发明的第一实施方式所涉及的进入禁止区域设定画面的显示例的说明图。

图11是表示本发明的第一实施方式所涉及的运用区域设定画面的显示例的说明图。

图12是表示本发明的第一实施方式所涉及的进入判定确认画面的显示例的说明图。

图13是表示本发明的第二实施方式所涉及的存在多台且多种的移动体的情况下的移动范围设定系统的整体结构例的概要图。

具体实施方式

以下,参照附图对用于实施本发明的方式(称为“实施方式”)进行说明。在本说明书以及附图中,对具有实质上相同的功能或者结构的结构要素标注相同的符号,从而省略重复的说明。

[第一实施方式]

<移动范围设定系统的整体结构例>

图1是表示移动范围设定系统10的整体结构例的概要图。

移动范围设定系统10具备移动体1、管理终端2以及服务器3,使用本实施方式所涉及的移动范围设定方法来设定移动体1能够移动的移动范围。

移动体1、管理终端2以及服务器3均与有线或者无线的通信线路N连接。通信线路N是电线、光纤等有线通信路径或者无线通信路径,移动体1、管理终端2以及服务器3之间的通信能够经由通信线路N进行。

移动体1是能够在预先设定的移动范围内移动的机器人的一个例子。作为移动体1,例如有配置在管理区域11内并能够自主地引导人的引导机器人。此外,作为移动体1,例如也可以是清扫地面的清扫机器人、搬运货物的搬运机器人等。运用移动体1的管理区域11例如是写字楼、机场、车站内等。此外,作为管理区域11,设想为室内,但也可以是建筑物的庭院等户外。

若移动体1是引导机器人,则移动体1能够在管理终端2预先设定的移动范围12移动,将移动范围12内的人引导到目的地。另外,在管理区域11设置有移动体1不应进入的进入禁止范围13。进入禁止范围13根据日与移动范围12的一部分重叠或大小变化,因此根据进入禁止范围13设定移动范围12。移动体1自主地判断为不进入禁止范围13,能够避开进入禁止范围13地在移动范围12移动。

管理终端2是由移动体1的运用者管理的终端。运用者通过操作管理终端2,能够进行管理区域11、移动范围12以及进入禁止范围13的初始设定、管理区域11的地图的设定、移动体1取得的各种信息的确认等。

服务器3从移动体1以及管理终端2收集各种数据,对移动体1以及管理终端2发送移动体1的运用所需的数据。

在图4以后说明移动体1、管理终端2以及服务器3的详细的结构例以及动作例。

接下来,说明构成移动范围设定系统10的各装置的计算装置4的硬件结构。

图2是表示计算装置4的硬件结构例的框图。移动体1、管理终端2以及服务器3分别由图2所示的计算装置4构成硬件。

计算装置4是作为所谓的计算机而使用的硬件。计算装置4具备分别与总线44连接的CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)41、ROM(Read Only Memory:只读存储器)42、RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)43。进而,计算装置4具备输出装置45、输入装置46、非易失性存贮器47、网络接口48。

CPU41从ROM42读出实现本实施方式所涉及的各功能的软件的程序代码并加载到RAM43中而执行。在RAM43中,临时写入在CPU41的运算处理的中途产生的变量、参数等,并由CPU41适当地读出。输出装置45例如是液晶显示监视器,输出将由计算装置4进行的处理的结果等向运用者显示的画面。对于输入装置46,例如使用键盘、鼠标等,运用者能够进行规定的操作输入、指示。另外,根据装置的结构,有时也不设置输出装置45、输入装置46。例如,在服务器3中,也可以不需要输出装置45、输入装置46。

作为非易失性存贮器47,例如,使用HDD(Hard Disk Drive,硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive,固态硬盘)、软盘、光盘、光磁盘、CD-ROM、CD-R、磁带、非易失性的存储器等。在该非易失性存贮器47中,除了OS(Operating System,操作系统)、各种参数以外,还记录有用于使计算装置4发挥功能的程序。ROM42、非易失性存贮器47持久地记录供CPU41动作所需的程序、数据等,作为存储由计算装置4执行的程序的计算机可读取的非临时性的记录介质的一个例子而使用。

网络接口48例如使用NIC(Network Interface Card,网络接口卡)等,能够经由与NIC的端子连接的通信线路N等在装置间收发各种数据。

<移动范围设定系统的处理的概要>

在此,在对移动范围设定系统10的详细的结构例进行说明之前,对在移动范围设定系统10中进行的处理的概要进行说明。

图3是表示在移动范围设定系统10中进行的处理的概要的流程图。图3表示运用者进行限制了移动范围的移动体1的运用的情况下的处理过程的例子。

首先,运用者操作管理终端2,进行与移动体1的移动相关的初始设定(S1)。初始设定是指例如通过后述的图10、图11的画面,选择移动体1的运用区域、设定为进入禁止的区域(称为“进入禁止区域”)的操作。稍后将描述初始设置的细节。当进行初始设定时,将根据初始设定的内容构建的进入判定式保存于移动体1。进入判定式是指,例如在输入了图像(环境信息的一个例子)以及辅助环境数据(辅助环境信息的一个例子)时,得到向位于在取得了图像以及辅助环境数据的位置确定出的移动体1的移动方向(例如,前方)的区域的移动体1的进入判定结果数据的式子。在本实施方式中,进入判定式被用作进入判定条件的一个例子。作为进入判定条件,除此以外,也可以由将移动体1能够移动的区域与能够进入或者禁止相关联地规定的表构成。移动体1能够基于进入判定式的判定结果自主地移动。

接下来,基于在步骤S1中设定的初始设定,管理终端2使移动体1在运用环境下试运行。此时,移动体1收集基于初始设定而设定的进入判定式推测为进入禁止的位置处的图像以及辅助环境数据,得到进入判定结果数据,对管理终端2发送推测为进入禁止的自己位置、图像以及辅助环境数据以及进入判定结果数据。管理终端2从移动体1接收移动体1推测为进入禁止的自己位置、图像以及辅助环境数据以及进入判定结果数据(S2)。

接下来,管理终端2向运用者提示移动体1判定为进入禁止的区域的位置。作为被判定为进入禁止的区域,例如不限于卫生间等私人区域。为了避免移动体1与物体碰撞,对于放置有垃圾箱等物品的位置,也符合被判定为进入禁止的区域。

管理终端2在接收到移动体1的自己位置、图像以及辅助环境数据之后,运用者判定被提示给管理终端2的区域是否可以由移动体1的进入而运用,并确认从进入判定式输出的进入判定结果数据(S3)。管理终端2将确认了进入判定结果数据的确认结果发送到服务器3。

接下来,服务器3使用从管理终端2收集到的运用者的确认结果和在移动体1移动的位置取得的图像以及辅助环境数据,学习进入判定式,更新进入判定式(S4)。服务器3将更新后的进入判定式发送到移动体1以及管理终端2。接下来,管理终端2使用由服务器3更新的进入判定式,进行移动体1的实际运用(S5)。

然后,在移动体1的运用中,运用者判定是否需要进入判定式的再学习(S6)。在判定为运用者不需要进行进入判定式的再学习的情况下(S6的“否”),结束本处理。

另一方面,在判定为运用者需要进入判定式的再学习的情况下(S6的“是”),返回步骤S3。然后,基于在运用中新收集到的进入判定结果数据(进入判定结果的一个例子)、以及在进行了该进入判定的位置取得的图像以及辅助环境数据,运用者确认进入判定结果数据,服务器3使用从管理终端2接收到的进入判定结果数据,对进入判定式进行再学习。再学习的定时既可以在每天的移动体1的运用结束后,也可以在移动体1的运用区域因施工、事件而变化时。

在本实施方式所涉及的移动范围设定系统10中,在步骤S3中,运用者确认进入判定结果数据,在步骤S4中,能够使用完成确认的从进入判定式得到的进入判定结果数据(确认结果的一个例子)以及修正信息来更新进入判定式。即,能够将运用者确认了进入判定作为修正信息来更新进入判定式。因此,在初始设定中,运用者无需进行细致的参数设定,仅进行与移动体1的移动相关的大概的设定即可。以下,参照图4~图6对构成本实施方式所涉及的移动范围设定系统10的各部的结构例的详细情况进行说明,参照图7~图9对动作例的详细情况进行说明。此外,参照图10~图12对管理终端2所显示的画面的显示例进行说明。

<移动体的内部结构例>

图4是表示移动体1的详细的内部结构例的框图。另外,在图4中,示出了存在1台移动体1的例子,但也可以如后述那样存在多台移动体1。

移动体1具有图像取得部111、辅助环境数据取得部112、移动机构113、计算部101以及存储部102。

图像取得部111被设置于移动体1,被用作从移动体1推断出的移动体1的当前位置(称为“自身位置”)的周围的环境取得环境信息的环境信息取得部的一个例子。作为环境信息,例如使用由图像取得部111取得的移动体1的周边的图像。因此,图像取得部111由能够拍摄静止图像或者动图像的1台以上的照相机构成,各个照相机具备CCD(Charge CoupledDevice:电荷耦合器件)图像传感器或者CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor:互补金属氧化物半导体)图像传感器等摄像元件。图像取得部111安装于移动体1移动的方向(例如前方),但只要能够以较宽的视角拍摄移动体1的周围的环境,则可以将安装位置设为任意。通过图像取得部111拍摄环境而得到的图像(数字图像数据)被输出到进入判定部131以及自己位置推断部132。

在此,搭载于移动体1的照相机优选以照相机的姿势不移动的方式固定于移动体1。但是,在移动体1或管理终端2搭载了始终掌握照相机的姿势的功能的情况下,照相机的姿势也可以不固定。

另外,为了图像取得部111取得大范围的图像,优选如上述那样移动体1搭载多个照相机、或者搭载具备广角镜头、超广角镜头的照相机。进而,在移动体1在夜间等暗处移动的情况下,移动体1优选搭载红外线照相机。此外,移动体1所搭载的多个照相机优选搭载于能够遍及拍摄移动体1的周围的位置。进而,优选移动体1所搭载的具备广角镜头、超广角镜头的照相机搭载于移动体1的最高位置且朝上。像这样在移动体1上搭载照相机而将取得的图像发送到管理终端2。操作管理终端2的运用者确认图像,能够稳定地确认移动体1判定出的进入判定结果数据。

辅助环境数据取得部112(环境信息取得部的一个例子)从移动体1的周围取得与图像一起作为进入判定式的输入的辅助环境数据(辅助环境信息的一个例子)。辅助环境数据例如包含在移动体1的周围产生的声音、移动体1的周围的照度、以及到目标物的距离中的至少任意一个信息。在此,在移动体1的周围产生的声音是在图像取得部111取得了图像的位置处设置于移动体1的麦克风所收集的信息。移动体1的周围的照度是在图像取得部111取得了图像的位置处设置于移动体1的照度计测量出的信息。此外,到目标物的距离是在图像取得部111取得了图像的位置通过设置于移动体1的测距计进行了测距的信息。

移动机构113是用于实现移动体1的移动的机构以及致动器。该移动机构113将从移动控制部134输出的移动控制信号作为输入,追随移动体1通过进入判定式自主地决定的移动路径而移动,或者进行基于制动动作的停止。

计算部101具有进入判定部131、自己位置推断部132、地图读取部133以及移动控制部134。计算部101由图2所示的CPU41、ROM42、RAM43构成。

另外,在移动体1的存储部102(例如图2的ROM42、非易失性存贮器47)中存储有程序。然后,该程序被载入到移动体1的存储器(图2的RAM43等),由CPU(图2的CPU41)执行。由此,实现计算部101所具有的进入判定部131、自己位置推断部132、地图读取部133、移动控制部134。

进入判定部131求出用于得到判定了移动体1能否进入由自己位置以及图像取得部111取得的图像确定的区域(例如,位于移动体1的移动方向的区域)的进入判定结果数据的进入判定式。在该进入判定式中,至少输入图像作为变量,输出进入判定结果数据。进入判定部131向移动控制部134输出将图像输入到进入判定式而得到的表示移动体1能否进入的进入判定结果数据。

在将进入判定结果数据向移动控制部134输出时,进入判定部131将从图像取得部111输入的图像与进入判定结果数据一起保存到存储部102的移动体判定结果存储部173。稍后将描述由进入判定部131进行的具体处理。

进入判定部131通过将辅助环境数据与图像一起作为进入判定式的输入,与仅利用图像的情况相比,能够简单地判定移动体1是室内还是室外。例如,移动体1通过利用声音或者照度的信息,容易判定移动体1的自己位置是室外还是室内。此外,移动体1通过利用距离的信息,可知移动体1移动的通路的通路宽度、大厅的进深,进入判定部131能够可靠地进行进入判定。

另外,作为进入判定部131输入到进入判定式的信息,除了图像取得部111取得的当前的图像以外,还可以添加辅助环境数据取得部112取得的当前的辅助环境数据。在这种情况下,进入判定部131向移动控制部134输出除了图像以外还将辅助环境数据输入到进入判定式而得到的、移动体1能否进入的进入判定结果数据。然后,在将进入判定结果数据向移动控制部134输出时,进入判定部131将从图像取得部111输入的图像、从辅助环境数据取得部112输入的辅助环境数据与进入判定结果数据一起保存到移动体判定结果存储部173。

自己位置推断部132使用图像取得部111取得的当前的图像,将移动体1的当前位置推断为自己位置。

地图读取部133从移动体地图存储部172读出预先由管理终端2设定进入禁止区域并存储于存储部102的地图,基于自己位置推断部132推断出的自己位置,判定移动体1位于地图上的哪里。然后,地图读取部133对在地图上预先设定的进入禁止区域与地图上的自己位置进行比较,判定移动体1的移动方向即移动体1的前方的区域是否包含于进入禁止区域,并将进入判定结果数据输出到移动控制部134。这样,移动体1通过使用地图读取部133,与仅使用进入判定部131相比能够高精度地进行进入判定。此外,运用者只要确认移动体1试运行而得到的进入判定结果数据即可(图3的步骤S3),不需要选择地图上所示的各种场所来进行进入判定。这样,进入判定结果数据的范围被缩小并提示给运用者,因此能够减轻运用者确认的工夫。

移动控制部134进行避开针对地图预先设定为进入禁止的区域而使移动体1移动的控制。因此,移动控制部134在从进入判定部131输入的进入判定结果数据和从地图读取部133输入的进入判定结果数据中的任一个为进入禁止的判定的情况下,实施追随避开进入禁止区域的路径而使移动体1移动的移动控制。因此,移动控制部134进行使移动体1进入通过更新后的进入判定式判定为能够进入的区域的控制。此外,移动控制部134进行避开由更新后的进入判定式判定为进入禁止的区域而使移动体1移动的控制。

存储部102具有移动体进入判定式存储部171、移动体地图存储部172、移动体判定结果存储部173。

移动体进入判定式存储部171从服务器3的服务器进入判定式存储部373适当取得并存储通过后述的图7所示的初始设定处理、以及图9所示的学习处理而从服务器3输出的进入判定式。进入判定式的详细情况将在后面叙述。作为一个例子,移动体进入判定式存储部171取得进入判定式的定时可以列举在移动体1的运用后进行了再学习后等。

移动体地图存储部172预先由管理终端2设定,保存从管理终端2所具有的管理终端地图存储部272取得的地图。在存储于移动体地图存储部172的地图中设定有移动体1的移动范围。该地图只要是能够构成与移动体1推断出的自己位置的对应关系的地图即可,既可以是通过SLAM(Simultaneous Localization And Mapping,同时本地化和映射)制作的地图,也可以是楼层图等人使用的地图。

与每天的环境变化等无关,对于明显应设为始终进入禁止的区域,在初始设定处理中,运用者事先在地图中设定进入禁止区域,由此,地图上的进入禁止区域只要设为禁止移动体1的进入即可。由此,能够预先对在图3的步骤S2中移动体1进行试运行的时间和在步骤S3中运用者确认的确认对象进行间除处理,能够减轻运用者确认进入判定结果数据的功夫。另外,移动体地图存储部172从管理终端2取得地图的定时可以设为由管理终端2更新地图的定时,自动地将从管理终端2传送的地图存储于移动体地图存储部172。

移动体判定结果存储部173临时存储被输入到进入判定部131使用的进入判定式的、在由移动体1推断出的自己位置取得的图像、辅助环境数据和进入判定式输出的进入判定结果数据构成的判定结果数据。构成判定结果数据的图像、辅助环境数据、进入判定结果数据是取得了时刻同步的设定数据(set data),各数据是相互关联的状态。临时保存在移动体判定结果存储部173中的判定结果数据定期地或服务器3进行学习时,被复制到管理终端2的管理终端判定结果存储部273。

<管理终端的内部结构例>

图5是表示管理终端2的详细的内部结构例的框图。

管理终端2具有初始进入判定输入部211、初始进入判定显示部212、地图输入部213、进入禁止区域显示部214、进入判定显示部215、进入判定确认输入部216、计算部201以及存储部202。

初始进入判定输入部211、地图输入部213以及进入判定确认输入部216接收从图2所示的输入装置46输入的各种信息。管理终端2的输入装置46例如使用触摸面板、键盘或者鼠标等,受理由运用者进行的输入。输入装置46例如能够受理由运用者输入的与进入判定式(进入判定条件的一个例子)有关的修正信息。另一方面,初始进入判定显示部212、进入禁止区域显示部214以及进入判定显示部215使图2所示的输出装置45显示各种信息、画面。该输出装置45能够以能够显示的方式输出进入判定式以及环境信息。

初始进入判定输入部211将运用者操作输入装置46而基于初始进入判定显示部212的显示内容而选择的初始进入判定的结果输入到初始进入判定设定部231。

初始进入判定显示部212是显示与移动体1的移动相关的初始设定的选择画面的输出装置45等。初始设定的选择画面可以是设定后述的图10所示那样的进入禁止区域的画面,也可以是设定后述的图11所示那样的移动体1的运用区域的画面。

在移动体1的移动时,地图读取部133(参照图4)所参照的地图被输入到地图输入部213。通过地图输入部213将地图取入管理终端2。作为地图输入部213,既可以是读取并输入与管理终端2连接的外部存储装置中存储的地图的装置,也可以是像扫描仪那样将地图作为数字数据取入的读取装置。

进入禁止区域显示部214显示从地图输入部213输入的地图,在该地图上显示进入禁止区域。运用者能够确认进入禁止区域显示部214所显示的地图以及进入禁止区域。

进入判定显示部215将存储于管理终端判定结果存储部273的进入判定结果数据以及图像输出至管理终端2的输出装置45并显示于画面。此时,进入判定显示部215将进入判定结果数据与从管理终端判定结果存储部273读出的地图一起输出到输出装置45,并显示于用于管理移动体1的管理画面。进入判定显示部215例如为了在图3的步骤S3中运用者能够进行进入判定结果数据的确认,向运用者提示在图3的步骤S2中收集到的移动体1判定为进入禁止的位置,并受理运用者的确认。在管理画面中,提示运用者知道判定为进入禁止的位置是哪里的信息。进入判定显示部215例如如后述的图12所示那样判定为进入禁止,并且在地图上示出移动体1未进入的位置,还能够提示在该位置拍摄到的图像。运用者能够确认在进入判定显示部215中显示的、在地图上判定为进入禁止的位置以及图像。

此外,进入判定显示部215通过从进入判定确认输入部216接收修正信息、即进入判定结果数据的确认结果,使通过修正信息修正后的进入判定式得到的进入判定结果数据与地图一起显示于管理画面。因此,操作管理终端2的运用者容易确认输入的确认结果符合地图上的哪个位置。

进入判定确认输入部216将运用者操作输入装置46而基于进入判定显示部215的显示内容确认了进入判定结果数据的确认结果输入到进入判定确认部233。

计算部201具有初始进入判定设定部231、进入禁止区域设定部232、进入判定确认部233。计算部201由图2所示的CPU41、ROM42、RAM43构成。

另外,在管理终端2的存储部202(例如图2的ROM42、非易失性存贮器47)中存储有程序。然后,该程序被载入管理终端2的存贮器(图2的RAM43等),由CPU(图2的CPU41)执行。由此,实现计算部201所具有的初始进入判定设定部231、进入禁止区域设定部232、进入判定确认部233。

初始进入判定设定部231(初始设定部的一个例子)将基于在移动体1的运用前从初始进入判定输入部211输入的进入判定结果数据而初始设定的移动范围作为初始进入判定设定结果临时保存于管理终端初始进入判定设定结果存储部271。从管理终端2的初始进入判定输入部211输入的项目、即初始进入判定设定部231设定或者选择的项目至少包含:禁止移动体1的进入的区域以及运用移动体1的运用区域。

临时保存在管理终端初始进入判定设定结果存储部271中的移动范围的初始进入判定设定结果被传送到服务器3,存储在服务器3的服务器初始进入判定设定结果存储部371中。

进入禁止区域设定部232作为将设定了通过确认进入禁止区域显示部214的运用者从地图输入部213输入了进入禁止的区域的地图保存于管理终端地图存储部272的区域设定部的一个例子而使用。通过进入禁止区域设定部232设定了进入禁止区域的地图经由管理终端地图存储部272被传送到移动体1,并存储在移动体地图存储部172中。

进入判定确认部233将从管理终端判定结果存储部273输入的进入判定结果数据显示于进入判定显示部215。然后,进入判定确认部233将由确认进入判定显示部215的运用者从进入判定确认输入部216输入的进入判定结果数据的确认结果作为修正信息,与在移动体1推断出的自己位置取得的图像以及辅助环境数据关联,作为完成确认的进入判定结果数据保存在管理终端完成确认判定结果存储部274中。因此,在管理终端完成确认判定结果存储部274中,将图像以及辅助环境数据与在取得了图像以及辅助环境数据的位置由运用者输入的修正信息建立关联地存储。

存储部202具有管理终端初始进入判定设定结果存储部271、管理终端地图存储部272、管理终端判定结果存储部273、管理终端完成确认判定结果存储部274。

管理终端初始进入判定设定结果存储部271暂时保存由初始进入判定设定部231设定的初始进入判定设定结果,并将初始进入判定设定结果传送到服务器3。

管理终端地图存储部272保存由进入禁止区域设定部232设定了进入禁止区域的地图。管理终端地图存储部272在地图被更新的定时自动地将地图传送到移动体1。

管理终端判定结果存储部273暂时保存从移动体1的移动体判定结果存储部173传送的进入判定结果数据。进入判定结果数据定期地或者在服务器3进行学习时被输入到进入判定确认部233。

管理终端完成确认判定结果存储部274将从进入判定确认部233输出的完成确认进入判定结果数据(确认结果的一个例子)暂时保存为修正信息。定期地或者在服务器3进行学习时,完成确认进入判定结果数据被复制到服务器3的服务器完成确认判定结果存储部372。由此,在服务器完成确认判定结果存储部372中蓄积完成确认进入判定结果数据。然后,服务器3使用在服务器完成确认判定结果存储部372中蓄积的完成确认进入判定结果数据来进行学习。

<服务器的内部结构例>

图6是表示服务器3的详细的内部结构例的框图。

服务器3具有计算部301和存储部302。

计算部301具有初始进入判定式输出部331、完成确认判定结果读入部332、学习前处理部333以及进入判定式学习部334。计算部301由图2所示的CPU41、ROM42、RAM43构成。

另外,在服务器3的存储部302(例如图2的ROM42、非易失性存贮器47)中存储有程序。该程序被载入服务器3的存贮器(图2的RAM43等),由CPU(图2的CPU41)执行。由此,实现计算部301所具有的初始进入判定式输出部331、完成确认判定结果读入部332、学习前处理部333、进入判定式学习部334。

初始进入判定式输出部331(进入判定条件设定部的一个例子)将基于表示由初始进入判定设定部231初始设定的移动范围的初始进入判定设定结果而设定的初始的进入判定式存储于服务器进入判定式存储部373。符合初始进入判定的进入判定式如图4所示,从服务器进入判定式存储部373传送到移动体1的移动体进入判定式存储部171。

在此,初始进入判定式输出部331将由管理终端2的初始进入判定设定部231设定的初始进入判定设定结果经由服务器初始进入判定设定结果存储部371输入。开发移动范围设定系统10的系统开发者或运用者预先收集完成确认进入判定结果数据。并且,系统开发者或运用者将表示后述的图10所示的进入禁止区域的标签、表示图11所示的进入禁止区域属于哪个运用区域的标签设定于完成确认进入判定结果数据。设定了标签的完成确认进入判定结果数据预先蓄积在服务器完成确认判定结果存储部372中。

接下来,初始进入判定式输出部331将在服务器完成确认判定结果存储部372中蓄积的完成确认进入判定结果数据中的、在初始进入判定设定中选择出的具有标签属性的完成确认进入判定结果数据作为学习数据,进行学习处理,生成初始进入判定式。此外,关于默认的初始进入判定设定结果、针对频繁选择的初始进入判定设定结果的进入判定式,预先将完成学习的进入判定式登记到服务器进入判定式存储部373中。另外,初始进入判定式输出部331也可以将预先从服务器进入判定式存储部373读出的进入判定式作为初始进入判定式输出。

在此,对通过完成确认判定结果读入部332、学习前处理部333预先进行的学习处理、由进入判定式学习部334进行的再学习处理的例子进行说明。

首先,对预先进行的学习处理进行说明。

完成确认判定结果读入部332从服务器完成确认判定结果存储部372读入操作管理终端2的运用者确认的完成确认进入判定结果数据。

接下来,为了提高进入判定式的判定精度,学习前处理部333进行增加完成确认进入判定结果数据的变体(variation)的学习前处理。学习前处理部333例如对图像进行对比度调整、伽马转换、反转、放大缩小处理,对辅助环境数据进行基于高斯分布的噪声附加,由此增加数据的变体。另外,即使学习前处理部333对图像以及辅助环境数据进行变换,也不使对应的能否进入判定结果变化。

在此,进入判定式是将图像以及辅助环境数据作为输入,输出表示移动体1是否能够进入取得了这些数据的位置前方的进入判定结果数据的式子。作为进入判定式的一个例子,有下式(1)。

u=Wx+b···(1)

在式(1)中,u是表示进入判定结果数据的标量,取“0”或“1”中的某一个值。若u为“0”,则意味着进入禁止,若u为“1”则表示能够进入。此外,W是x的权重系数矩阵。x是连结了图像以及辅助环境数据的向量,在以下的说明中称为“环境数据”。而且,b是表示偏移量的系数。

本实施方式中的学习处理是以在输入了环境数据x时输出的判定结果u能够输出更准确的判定结果的方式来调整系数矩阵W和偏移量b的处理。作为学习的结果,移动体1的进入判定部131通过式(1)中的使用了完成学习的系数矩阵W和偏移量b的进入判定式,能够判定是否能够进入环境数据x所示的移动体1的前方的区域。

因此,进入判定式学习部334通过使用输入装置46接收到的修正信息进行包含存储于服务器进入判定式存储部373的进入判定式的更新的学习,来按照进入判定结果数据设定移动受到控制的移动体1的移动范围。因此,进入判定式学习部334基于通过管理终端2的进入判定确认输入部216确认到的确认结果,对移动体1将图像和辅助环境数据作为输入而从进入判定式得到的进入判定结果数据,更新进入判定式。以下,说明由进入判定式学习部334进行的进入判定式的再学习处理。

在再学习处理时,进入判定式学习部334在完成确认进入判定结果数据组中随机取出若干数据。

接下来,进入判定式学习部334对代入了系数矩阵W的初始值和偏移量b的初始值的式(1)输入各数据各自的环境数据x,计算式(1)中计算出的u与实际的确认结果u’的误差e,计算出误差e的合计值E。然后,进入判定式学习部334使系数矩阵W和偏移量b微小变化,以使误差的合计值E变得更小。作为使这里的系数矩阵W和偏移量b的微小变化的方法,例如能够利用梯度下降法等。对所有完成确认进入判定结果数据组进行系数矩阵W和偏移量b的微小变化。

通过进入判定式学习部334重复以上的步骤,误差的合计值E逐渐变小,进入判定式继续被更新,直到满足学习结束条件为止。作为学习结束条件,例如有进行针对完成确认进入判定结果数据组的学习处理的一个循环直至达到一定次数为止等。包含学习结束的系数矩阵W、偏移量b的进入判定式被存储在服务器进入判定式存储部373中。通过这样得到的进入判定式输出的进入判定结果数据u被视为对于在移动体1所处的位置取得的环境数据x的最佳的进入判定结果数据。

然后,进入判定式学习部334通过使用由运用者确认的完成确认进入判定结果数据进行再学习处理,能够更新为反映了由运用者进行的进入判定确认的进入判定式。

在这样的进入判定式的初始设定中,运用者无需进行细致的参数设定,仅进行与移动体1的移动相关的粗略的设定即可。之后,通过进行图3所示的步骤S2中的移动体1的试运行以及步骤S3的运用者的确认,能够使用反映了运用者的确认结果的准确的进入判定结果数据,来更新为适当的进入判定式。

存储部302具有服务器初始进入判定设定结果存储部371、服务器完成确认判定结果存储部372、服务器进入判定式存储部373。

在服务器初始进入判定设定结果存储部371中暂时保存管理终端2设定的初始进入判定设定结果。初始进入判定设定结果被适当地输入到初始进入判定式输出部331。

服务器完成确认判定结果存储部372蓄积操作管理终端2的运用者确认的完成确认进入判定结果数据。在计算部301进行再学习处理时,所蓄积的完成确认进入判定结果数据被输入到完成确认判定结果读入部332。

服务器进入判定式存储部373保存从初始进入判定式输出部331输出的进入判定式以及从进入判定式学习部334输出的完成学习进入判定式。这些进入判定式在移动体1的运用前等的定时,适当地传送给移动体1。另外,也可以在服务器进入判定式存储部373中蓄积初始进入判定设定中默认的进入判定式、与频繁使用的初始进入判定设定结果对应的进入判定式等。

<初始设定处理>

图7是表示在移动范围设定系统10中进行的初始设定处理(图3的步骤S1)的详细过程的例子的流程图。适当参照图5以及图6进行说明。

首先,初始进入判定显示部212显示与移动体1的移动相关的初始进入判定设定(S11)。

运用者确认所显示的初始进入判定设定,通过初始进入判定输入部211输入初始进入判定设定(S12)。此时,运用者根据移动体1的运用来选择移动体1的禁止区域或者运用区域。初始进入判定设定部231将输入的初始进入判定设定设定为初始进入判定设定结果(S13)。

接下来,初始进入判定设定部231将所设定的初始进入判定设定结果暂时保存于管理终端初始进入判定设定结果存储部271。同时,管理终端初始进入判定设定结果存储部271将暂时保存的初始进入判定设定结果传送到服务器初始进入判定设定结果存储部371(S14)。

接下来,服务器3的初始进入判定式输出部331输出与从管理终端2传送到服务器初始进入判定设定结果存储部371的初始进入判定设定结果相应的进入判定式(S15),并暂时保存于服务器进入判定式存储部373。同时,服务器进入判定式存储部373将暂时保存的进入判定式传送到移动体1的移动体进入判定式存储部171(S16)。

接下来,管理终端2的地图输入部213输入地图(S17)。管理终端2的进入禁止区域设定部232在步骤S17中输入的地图上设定进入禁止区域(S18)。设定了进入禁止区域的地图显示于进入禁止区域显示部214,由运用者确认。

接下来,进入禁止区域设定部232将设定了进入禁止区域的地图暂时保存于管理终端地图存储部272。同时,管理终端地图存储部272将暂时保存的设定了进入禁止区域的地图传送到移动体1的移动体地图存储部172(S19)。移动体地图存储部172保存完成设定进入禁止区域的地图。然后,结束本处理。

如上所述,在初始设定中,运用者进行的作业仅是在步骤S12中选择与初始判定设定有关的移动体1的禁止区域或者运用区域的处理、和在步骤S18中在地图上设定进入禁止区域的处理。另一方面,以往,关于移动体1可能移动的全部区域以及区域内的物体,使用了在通常时和放宽时分别设定与行驶方向、宽度、可否跨越车道等移动条件相关的参数的方法。因此,本实施方式所涉及的方法与以往进行的方法相比,运用者的功夫减少。

<移动处理>

图8是表示在移动范围设定系统10中进行的移动体1的移动处理(图3的步骤S2、S5)的详细过程的例子的流程图。适当参照图4进行说明。

首先,移动体1的图像取得部111取得对移动体1的周围进行拍摄而得到的图像(S21),辅助环境数据取得部112从移动体1的周围取得辅助环境数据(S22)。接下来,进入判定部131将图像以及辅助环境数据输入到进入判定式来进行进入判定,并将进入判定结果数据输出到移动控制部134(S23)。

接下来,自己位置推断部132通过移动控制部134的控制,基于进入判定结果数据来推断移动的移动体1的自己位置(S24)。接下来,地图读取部133基于在步骤S24中推断出的自己位置和在地图中设定的进入禁止区域的位置关系,判定移动体1的前方的区域是否为进入禁止区域(S25)。接下来,将在步骤S23中输出的进入判定结果数据保存到移动体判定结果存储部173(S26)。

接下来,检查在步骤S23中从进入判定部131输出的进入判定结果数据和步骤S25的从地图读取部133输出的进入判定结果数据中的任一个是否判定为能够进入移动体1的前方的区域(S27)。

在2种进入判定结果数据中的任一个都未被判定为能够进入的情况下(S27的“否”),为了使移动体1不进入判定为进入禁止的区域,移动控制部134进行用于采取移动体1的避开行动的控制(S28)。通过该控制,能够避免移动体1进入被判定为进入禁止的区域的行动。之后,返回到步骤S21,移动体1反复进行处理。

另一方面,在2种进入判定结果数据均判定为能够进入的情况下(S27的“是”),自己位置推断部132检查是否满足用于结束移动体1的移动的移动结束条件(S29)。在满足移动结束条件的情况下(S29的“是”),结束移动体1的移动。

在不满足移动结束条件的情况下(S29的“否”),移动控制部134执行移动体1的移动(S30)。然后,返回到步骤S21,反复进行处理。

如上所述,移动体1基于进入判定式和地图来进行进入判定。然后,移动体1在判定为进入禁止的情况下,如步骤S28所示,自主地执行避开行动,避开进入禁止区域而移动。

<进入判定式的学习处理>

图9是表示在移动范围设定系统10中进行的进入判定式的学习处理(图3的步骤S4)的详细过程的例子的流程图。适当参照图4、图5以及图6进行说明。

首先,完成确认判定结果读入部332从服务器完成确认判定结果存储部372读入完成确认进入判定结果数据(S31),将读入的完成确认进入判定结果数据输出到学习前处理部333。

接下来,学习前处理部333对输入的完成确认进入判定结果数据进行学习前处理,增加完成确认进入判定结果数据的变体(S32)。然后,学习前处理部333将增加了变体的完成确认进入判定结果数据输出到进入判定式学习部334。

接下来,进入判定式学习部334使用输入的完成确认进入判定结果数据,学习进入判定式(S33)。然后,进入判定式学习部334将在步骤S33中学习的完成学习进入判定式保存于服务器进入判定式存储部373(S34)。保存在服务器进入判定式存储部373中的完成学习进入判定式被发送到移动体1的移动体进入判定式存储部171,并且被发送到管理终端2的管理终端判定结果存储部273,并由各存储部保存。

如上所述,在图3的步骤S3中,进行进入判定式的学习处理,以反映由运用者确认了进入判定结果数据的完成确认进入判定结果数据。移动体1通过使用进行了学习处理的进入判定式,能够正确地判定移动的区域是否为进入禁止,避开进入禁止区域而移动。

<画面的显示例>

接下来,参照图10~图12对管理终端2所显示的画面的显示例进行说明。

图10是表示进入禁止区域设定画面50的显示例的说明图。进入禁止区域设定画面50是由初始进入判定显示部212显示于管理终端2的输出装置45的画面的一个例子。

运用者能够将各种区域预先设定为进入禁止区域。作为进入禁止区域,例如除了卫生间、大厦出入口之外,还有由工作人员门或者路标塔划分的区域等。当运用者向卫生间的复选框输入勾选时,进行控制以使移动体1不进入卫生间而移动。若对“全部”复选框输入了勾选,则对多个复选框汇总输入勾选。

图11是表示运用区域设定画面51的显示例的说明图。运用区域设定画面51是由初始进入判定显示部212显示于管理终端2的输出装置45的画面的一个例子。

运用者能够将运用移动体1的区域预先设定为运用区域。作为运用区域,例如有写字楼、购物中心、机场、车站等。若运用者向写字楼的复选框输入勾选,则移动体1进行仅在写字楼内移动的控制。若对“全部”复选框输入了勾选,则对多个复选框汇总输入勾选。

图12是表示进入判定确认画面52的显示例的说明图。进入判定确认画面52是由进入判定显示部215显示于管理终端2的输出装置45的画面的一个例子。

运用者能够修正由进入判定确认部233判定出的进入判定式的确认结果。例如,在进入判定确认画面52的上侧显示图(map)52a。在图52a中,移动体1的可移动区域52b由实线表示,由进入判定式判定的多个区域52c由虚线表示。在由进入判定式判定出的区域52c中,区域A判定为能够进入(图中显示为“OK!”),区域B、C判定为进入禁止(图中显示为“NG!”)。

此外,在进入判定确认画面52的下侧设置有显示移动体1的图像取得部111在前方观察各区域而取得的图像的图像显示区域52d。在图像显示区域52d中显示区域名称和与区域名称对应地由移动体1从可移动区域52b取得的图像。例如,在赋予了“A”的标题的位置,显示移动体1从区域A取得的图像A。同样地,在附加了“B”的标题的位置,显示移动体1从区域B取得的图像B,在附加了“C”的标题的位置,显示移动体1从区域C取得的图像C。

运用者基于在进入判定确认画面52中显示的内容,判定进入判定的确认结果。然后,在进入判定错误的情况下,运用者进行敲击在图52a中显示的进入判定式判定出的区域52c的操作。由此,能够将区域52c修正为正确的进入判定结果。例如,在将应该进入禁止的区域52c判定为能够进入的情况下,能够将该区域52c修正为进入禁止。相反,在能够进入的区域52c判定为进入禁止的情况下,能够将该区域52c修正为能够进入。

在以上说明的第一实施方式所涉及的移动范围设定系统10中,基于在移动体1的移动目的地取得的环境信息,在管理终端2显示通过进入判定式判定能否进入的区域。操作管理终端2的运用者确认判定能否进入的区域,确认能否进入的判定。例如,在将应该判定为进入禁止的区域判定为能够进入的情况下,运用者将该区域变更为进入禁止来进行设定。移动体1能够针对被设定为进入禁止的区域,以避免进入的方式自主地移动。

此外,运用者只要确认通过进入判定式判定为进入禁止的区域的判定即可。例如,有时因施工等而被路标塔分隔开的场所根据日子而变化。即使在这样的情况下,也无需如以往那样,运用者自己探寻进入禁止的区域或检索资料,减轻了由运用者进行的进入禁止的设定作业。另外,移动体1能够自主地移动,因此不会误进入被设定为进入禁止的区域。

此外,运用者能够通过显示于管理终端2的图像,即使不向现场行进,也能够确认哪种场所被判定为进入禁止。因此,运用者能够正确地进行进入禁止的判定。

此外,根据对移动体1进行运用的目的,容易改变设为进入禁止的区域。例如,若移动体1以引导来访者为目的而运用,则能够将设为进入禁止的区域设置为卫生间。另一方面,若移动体1以清扫地面为目的而运用,则能够从设为进入禁止的区域排除卫生间。这样,通过根据移动体1的目的来变更移动体1的可移动的范围,能够实现移动体1的适当的运用。

[第二实施方式]

另外,在上述的实施方式中,对存在1台移动体1的情况下的移动范围设定系统10的结构例进行了说明,但也可以存在多台且多种的移动体。

图13是表示存在多台且多种的移动体的情况下的移动范围设定系统10A的整体结构例的概要图。

移动范围设定系统10A具备种类不同的多个移动体1、1A、1B。例如,移动体1A是人型的引导机器人,移动体1B是在空中漂浮的无人机。移动体1、1A、1B分别与管理终端2连接。然后,管理终端2收集多个移动体1、1A、1B收集到的进入判定结果数据。然后,运用者确认收集到的进入判定结果数据,将完成确认进入判定结果数据蓄积到服务器3。

此外,管理终端2与服务器3连接。服务器3基于完成确认进入判定结果数据进行学习。之后,由服务器3学习过的进入判定式被发送到移动体1、1A、1B,移动体1、1A、1B能够分别自主地移动。

在以上说明的第二实施方式所涉及的移动范围设定系统10A中,也仅通过进行与移动体1、1A、1B的移动相关的简单的设定,就能够设定移动体1能够准确地进行进入判定的移动体1的移动范围。这样,也可以不对各个移动体1、1A、1B进行细致的参数的设定,能够降低针对移动体1、1A、1B的运用负荷。

[变形例]

在上述的各实施方式中,由移动体1、管理终端2以及服务器3分开构成功能,但各装置的功能的切分是任意的。例如,可以在移动体1移动的同时进行学习处理,也可以设置具有服务器3的功能的管理终端2。

此外,从移动体1的周边取得的图像以及辅助环境数据不仅可以使用设置于移动体1的图像取得部111以及辅助环境数据取得部112取得,也可以使用设置于移动体1移动的区域的监视照相机、麦克风等取得的数据。

另外,本发明并不限定于上述的各实施方式,只要不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨,当然能够采取其他各种应用例、变形例。

例如,上述的各实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细且具体地说明了装置以及系统的结构的方式,并不限定于必须具备所说明的全部结构。另外,能够将在此说明的实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构,还能够在某实施方式的结构中添加其他实施方式的结构。另外,对于各实施方式的结构的一部分,也能够进行其他结构的追加、删除、置换。

此外,控制线、信息线表示被认为在说明上所需要的,在产品上不一定表示全部的控制线、信息线。实际上也可以认为几乎全部的结构相互连接。

符号说明

1…移动体,2…管理终端,3…服务器,10…移动范围设定系统,11…管理区域,12…移动范围,13…进入禁止范围,111…图像取得部,112…辅助环境数据取得部,131…进入判定部,132…自己位置推断部,133…地图读取部,134…移动控制部,231…初始进入判定设定部,232…进入禁止区域设定部,233…进入判定确认部,334…进入判定式学习部。

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