JP2008197884A - 環境地図の生成方法及び移動ロボット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】移動ロボット100は、レンジセンサ10により得られた計測情報を用いて外部環境の3次元位置データ群を生成する。次に、過去に生成された旧環境地図及びロボット100の移動量に基づいて、3次元位置データ群に含まれる3次元位置データのうち、少なくとも、旧環境地図において障害物領域とされた領域に属する3次元位置データ、及び、旧環境地図に含まれていない未観測領域に属する3次元位置データを平面検出対象データに選択する。次に、平面検出対象データを用いて平面検出を実行する。次に、平面検出の結果を用いて、平面検出対象データに含まれる移動可能領域及び障害物領域を認識する。最後に、平面検出の結果を用いて認識された移動可能領域及び障害物領域と、旧環境地図において移動可能領域とされた領域を統合して新たな環境地図を生成する。
【選択図】図4
Description
本実施の形態にかかるロボット100は、2つの脚リンクを有する脚式移動ロボットである。さらに、ロボット100は環境地図生成装置1を有する。環境地図生成装置1は、視覚センサとしてのレンジセンサ10により得られる距離画像を入力して、障害物が存在する障害物領域と、障害物がなくロボット100の移動が可能と推定される移動可能領域とが特定された環境地図を生成する装置である。ロボット100は、環境地図生成装置1によって生成された環境地図を参照することにより、ロボット100の2つの脚リンクそれぞれの先端に設けられた足平の着地位置を決定する。さらに、ロボット100は、決定された足平着地位置を実現するための動作データを生成し、生成された動作データをもとにロボット100の関節群をアクチュエータによって駆動することで歩行する。
発明の実施の形態1では、ロボット100が、図3(b)に示すような環境地図を生成
することとした。つまり、図3(b)の環境地図200は、各グリッドのデータとして領域種別、つまり移動可能領域であるか障害物領域であるかを示す識別情報が保持する。しかしながら、このような環境地図の構成は一例に過ぎない。例えば、図3(b)と同様の2次元の環境地図において、各グリッドのデータとして、z軸方向の高さを保持してもよい。また、各グリッドのデータとして、各グリッドが属する平面を一意に識別可能な平面IDを保持してもよいし、各グリッドが属する平面の法線ベクトル(na,nb,nc)の値を保持してもよい。このような環境地図によっても、足平131R及びLが接している床面と同じ平面又は床面との高さの差が所定範囲内である平面を移動可能領域とし、それ以外の平面を障害物領域と判定することで、移動可能領域及び障害物領域を特定可能である。
10 レンジセンサ
11 3次元位置データ生成部
12 データ選択部
13 平面検出部
14 領域認識部
15 環境地図更新生成部
16 歩行計画部
17 動作生成部
18 制御部
19 アクチュエータ
20 エンコーダ
100 脚式移動ロボット
101 頭部
102〜129 関節
131R、131L 足平
141R、141L 手部
160 環境
161 障害物
P11 床面
200 環境地図
LR 右脚リンク
LL 左脚リンク
AR 右腕リンク
AL 左腕リンク
BD 体幹部
Claims (8)
- 移動ロボットが移動を行う環境に関して、障害物が存在する障害物領域と前記移動ロボットが移動可能と推定される移動可能領域とが特定された環境地図を生成するための環境地図の生成方法あって、
視覚センサにより得られた計測情報を用いて、前記環境に存在する計測対象の位置を示す3次元位置データ群を生成し、
過去に生成された前記環境地図である旧環境地図及び前記移動ロボットの移動量に基づいて、前記3次元位置データ群に含まれる3次元位置データのうち、少なくとも、前記旧環境地図において障害物領域とされた領域に属する3次元位置データ、及び、前記旧環境地図に含まれていない未観測領域に属する3次元位置データを平面検出対象データに選択し、
前記平面検出対象データを用いて平面検出を実行し、
前記平面検出の結果を用いて、前記平面検出対象データに含まれる移動可能領域及び障害物領域を認識し、
前記平面検出の結果を用いて認識された移動可能領域及び障害物領域と、前記旧環境地図において移動可能領域とされた領域を統合して新たな環境地図である新環境地図を生成する、環境地図の生成方法。 - 前記平面検出対象データの選択は、前記移動ロボットの移動量に応じて前記旧環境地図の座標系を前記3次元位置データ群の座標系に変換し、座標変換された前記旧環境地図と前記3次元位置データ群との重なりを判定することにより行われる請求項1に記載の環境地図の生成方法。
- 前記平面検出対象データの選択において、前記旧環境地図において障害物領域とされた領域の近傍に位置する3次元位置データを前記平面検出対象データに含めることを特徴とする請求項1又は2に記載の環境地図の生成方法。
- 障害物が存在する障害物領域と障害物がなく移動可能と推定される移動可能領域とが特定された環境地図を利用することで障害物が存在する環境内を移動する移動ロボットであって、
前記環境を視覚的に認識する視覚センサと、
前記視覚センサにより得られる計測情報を用いて、前記環境に存在する計測対象の位置を示す3次元位置データ群を生成する3次元位置データ生成部と、
過去に生成された前記環境地図である旧環境地図及び前記移動ロボットの移動量に基づいて、前記環境の3次元位置データ群の中から平面検出の対象とする平面検出対象データを選択する平面検出対象データ選択部と、
前記平面検出対象データを用いて平面検出を行う平面検出部と、
前記平面検出の結果を用いて、前記平面検出対象データに含まれる移動可能領域及び障害物領域を認識する領域認識部と、
前記領域認識部により認識された移動可能領域及び障害物領域と、過去に生成された環境地図において障害物領域とされた領域を統合して新たな環境地図である新環境地図を生成する環境地図更新生成部と、
を備える移動ロボット。 - 前記平面検出対象データ選択部は、前記3次元位置データ群に含まれる3次元位置データのうち、少なくとも、前記旧環境地図において前記障害物領域とされた領域に属する3次元位置データ、及び、前記旧環境地図に含まれていない未観測領域に属する3次元位置データを前記平面検出対象データに選択する請求項4に記載の移動ロボット。
- 前記平面検出対象データ選択部は、前記移動ロボットの移動量に応じて前記旧環境地図の座標系を前記3次元位置データ群の座標系に変換し、座標変換された前記旧環境地図と前記3次元位置データ群との重なりを判定することで前記平面検出対象データの選択を行う請求項4又は5に記載の移動ロボット。
- 前記平面検出対象データ選択部は、前記旧環境地図において障害物領域とされた領域の近傍に位置する3次元位置データを前記平面検出対象データに含めることを特徴とする請求項4乃至6のいずれかに記載の移動ロボット。
- 前記視覚センサは、2次元画像における各画素の画素値として距離値を有する距離画像が前記計測情報として得られるレンジセンサ、又は、視差画像が前記計測情報として得られるステレオカメラである請求項4乃至7のいずれかに記載の移動ロボット。
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