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JP7501385B2 - Map data creation method and device - Google Patents

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JP7501385B2
JP7501385B2 JP2021007879A JP2021007879A JP7501385B2 JP 7501385 B2 JP7501385 B2 JP 7501385B2 JP 2021007879 A JP2021007879 A JP 2021007879A JP 2021007879 A JP2021007879 A JP 2021007879A JP 7501385 B2 JP7501385 B2 JP 7501385B2
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正隆 水野
尚晃 大澤
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Toyota Industries Corp
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Toyota Industries Corp
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Description

本発明は、地図データ作成方法及び装置に関する。 The present invention relates to a map data creation method and device.

従来の地図データ作成装置としては、例えば特許文献1に記載されているような技術が知られている。特許文献1に記載の地図データ作成装置は、自律移動装置の走行軌跡を基に、環境情報に含まれる形状データを補完して複数の部分地図を生成する部分地図生成部と、この部分地図生成部で生成された複数の部分地図を接続して自己位置推定用の地図を生成する地図生成部とを備えている。 As a conventional map data creation device, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. The map data creation device described in Patent Document 1 includes a partial map generation unit that generates multiple partial maps by complementing shape data included in environmental information based on the travel trajectory of the autonomous mobile device, and a map generation unit that connects the multiple partial maps generated by the partial map generation unit to generate a map for self-position estimation.

特許第5930346号Patent No. 5930346

ところで、SLAM(simultaneous localization andmapping)手法等の技術を用いて作成された地図には、誤差が生じる。このため、合成に使用される隣り合う部分地図に重複箇所があると、隣り合う部分地図の合成後に、地図内の線が太くなったり2重になる懸念がある。例えば、レーザセンサの検出データと自己位置推定用の地図データとをマッチングさせて移動体の自己位置を推定する場合、地図内の線が太くなったり2重になると、マッチングの幅が大きくなるため、自己位置の推定精度の低下につながる。 However, maps created using techniques such as SLAM (simultaneous localization and mapping) are prone to errors. For this reason, if there are overlapping areas between adjacent partial maps used in merging, there is a concern that lines in the map may become thicker or doubled after the adjacent partial maps are merged. For example, when estimating the self-position of a moving object by matching detection data from a laser sensor with map data for self-position estimation, if lines in the map become thicker or doubled, the matching range becomes larger, leading to a decrease in the accuracy of the self-position estimation.

本発明の目的は、地図内の線を最適化することができる地図データ作成方法及び装置を提供することである。 The object of the present invention is to provide a method and device for creating map data that can optimize lines within a map.

本発明の一態様に係る地図データ作成方法は、移動体の周囲にレーザを照射して移動体の周囲に存在する物体を検出するレーザ検出部を用いて、複数のエリアの部分地図を作成する部分地図作成工程と、部分地図作成工程において作成された複数のエリアの部分地図の位置合わせを行う位置合わせ工程と、位置合わせ工程が実施された後、複数のエリアの部分地図の使用領域を指定する使用領域指定工程と、使用領域指定工程が実施された後、複数のエリアの部分地図を合成する部分地図合成工程とを含み、位置合わせ工程では、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複するように複数のエリアの部分地図の位置合わせを行い、使用領域指定工程では、隣り合うエリアの部分地図が互いに重複しないように複数のエリアの部分地図の使用領域を指定し、部分地図合成工程では、隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、複数のエリアの部分地図を合成する。 A map data creation method according to one aspect of the present invention includes a partial map creation step of creating partial maps of multiple areas using a laser detection unit that detects objects around the moving body by irradiating a laser around the moving body, a positioning step of aligning the partial maps of the multiple areas created in the partial map creation step, a use area designation step of designating a use area of the partial maps of the multiple areas after the positioning step is performed, and a partial map synthesis step of synthesizing the partial maps of the multiple areas after the use area designation step is performed, in which the positioning step aligns the partial maps of the multiple areas so that the ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other, the use area designation step designates the use areas of the partial maps of the multiple areas so that the partial maps of adjacent areas do not overlap each other, and the partial map synthesis step combines the partial maps of the multiple areas by connecting the use areas of the partial maps of adjacent areas.

このような地図データ作成方法においては、まず移動体の周囲にレーザを照射して移動体の周囲に存在する物体を検出するレーザ検出部を用いて、複数のエリアの部分地図が作成される。そして、複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われた後、複数のエリアの部分地図の使用領域が指定され、複数のエリアの部分地図が合成される。その結果、複数のエリアの部分地図からなる地図データが形成される。ここで、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複するように複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われ、隣り合うエリアの部分地図が互いに重複しないように複数のエリアの部分地図の使用領域が指定される。そして、隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、複数のエリアの部分地図が合成される。従って、複数のエリアの部分地図の合成後に、地図内の線が太くなったり2重になることが防止される。これにより、地図内の線が最適化される。 In such a map data creation method, first, partial maps of multiple areas are created using a laser detection unit that irradiates a laser around a moving body to detect objects present around the moving body. Then, after the partial maps of multiple areas are aligned, the use areas of the partial maps of multiple areas are specified, and the partial maps of multiple areas are combined. As a result, map data consisting of partial maps of multiple areas is formed. Here, the partial maps of multiple areas are aligned so that the ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other, and the use areas of the partial maps of multiple areas are specified so that the partial maps of adjacent areas do not overlap each other. Then, the use areas of the partial maps of adjacent areas are connected, and the partial maps of multiple areas are combined. Therefore, after the partial maps of multiple areas are combined, the lines in the map are prevented from becoming thicker or doubled. This optimizes the lines in the map.

使用領域指定工程では、隣り合うエリアの部分地図の重複部分における部分地図の端よりも内側の位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように使用領域を指定してもよい。 In the use area designation process, the use area may be designated so that a position inside the edge of the partial map in the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas becomes the boundary position of the use area of the partial maps of the adjacent areas.

レーザ検出部が搭載された移動体が走行しながら、レーザ検出部を用いて複数のエリアの部分地図を作成する際には、レーザ検出部により移動体の周囲に存在する物体が検出可能であれば、移動体が物体から離れていてもよい。ただし、レーザ検出部から物体までの距離が長くなるほど、レーザ検出部による物体の検出精度が低くなる。そこで、隣り合うエリアの部分地図の重複部分における部分地図の端よりも内側の位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように使用領域を指定することにより、レーザ検出部による物体の検出精度を上げるために移動体が物体における部分地図の端に相当する位置の近くまで走行しなくて済む。従って、移動体の走行距離を短くしつつ、レーザ検出部による物体の検出精度を高くすることができる。 When a moving body equipped with a laser detection unit creates partial maps of multiple areas using the laser detection unit while traveling, the moving body may be far from the object as long as the laser detection unit can detect the object around the moving body. However, the longer the distance from the laser detection unit to the object, the lower the accuracy of object detection by the laser detection unit. Therefore, by specifying the use area so that a position inside the edge of the partial map in the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas becomes the boundary position of the use area of the partial maps of adjacent areas, the moving body does not need to travel close to a position on the object that corresponds to the edge of the partial map in order to increase the accuracy of object detection by the laser detection unit. Therefore, the accuracy of object detection by the laser detection unit can be increased while shortening the travel distance of the moving body.

使用領域指定工程では、隣り合うエリアの部分地図の重複部分の中間位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように使用領域を指定してもよい。 In the use area designation process, the use area may be designated so that the midpoint of the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas becomes the boundary position of the use area of the partial maps of adjacent areas.

この場合には、隣り合うエリアの部分地図の端からそれぞれ隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置までの距離が等しくなる。このため、移動体の走行距離を更に短くしたり、或いはレーザ検出部による物体の検出精度を更に高くすることができる。従って、地図データを効率良く作成することができる。 In this case, the distance from the edge of the partial map of adjacent areas to the boundary position of the used area of the partial map of each adjacent area is equal. This makes it possible to further shorten the travel distance of the moving body or further increase the accuracy of object detection by the laser detection unit. Therefore, map data can be created efficiently.

本発明の他の態様に係る地図データ作成装置は、移動体の周囲にレーザを照射して移動体の周囲に存在する物体を検出するレーザ検出部を用いて作成された複数のエリアの部分地図を取得する部分地図取得部と、部分地図取得部により取得された複数のエリアの部分地図の位置合わせを行う位置合わせ処理部と、位置合わせ処理部により複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われた後、複数のエリアの部分地図を合成する部分地図合成部とを備え、位置合わせ処理部は、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複するように複数のエリアの部分地図の位置合わせを行い、部分地図合成部は、隣り合うエリアの部分地図が互いに重複しないように複数のエリアの部分地図の使用領域が指定された状態で、隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、複数のエリアの部分地図を合成する。 A map data creation device according to another aspect of the present invention includes a partial map acquisition unit that acquires partial maps of multiple areas created using a laser detection unit that detects objects present around the moving body by irradiating a laser around the moving body, an alignment processing unit that aligns the partial maps of multiple areas acquired by the partial map acquisition unit, and a partial map synthesis unit that synthesizes the partial maps of multiple areas after the alignment processing unit aligns the partial maps of multiple areas, the alignment processing unit aligns the partial maps of multiple areas so that the ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other, and the partial map synthesis unit synthesizes the partial maps of multiple areas by connecting the use areas of the partial maps of adjacent areas with the use areas of the partial maps of multiple areas specified so that the partial maps of adjacent areas do not overlap each other.

このような地図データ作成装置においては、まず移動体の周囲にレーザを照射して移動体の周囲に存在する物体を検出するレーザ検出部を用いて、複数のエリアの部分地図が作成される。そして、複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われた後、複数のエリアの部分地図が合成される。その結果、複数のエリアの部分地図からなる地図データが形成される。ここで、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複するように複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われる。そして、隣り合うエリアの部分地図が互いに重複しないように複数のエリアの部分地図の使用領域が指定された状態で、隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、複数のエリアの部分地図が合成される。従って、複数のエリアの部分地図の合成後に、地図内の線が太くなったり2重になることが防止される。これにより、地図内の線が最適化される。 In such a map data creation device, first, partial maps of multiple areas are created using a laser detection unit that irradiates a laser around the moving body to detect objects present around the moving body. Then, after the partial maps of multiple areas are aligned, the partial maps of multiple areas are synthesized. As a result, map data consisting of partial maps of multiple areas is formed. Here, the partial maps of multiple areas are aligned so that the ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other. Then, with the use areas of the partial maps of multiple areas specified so that the partial maps of adjacent areas do not overlap each other, the use areas of the partial maps of adjacent areas are connected to synthesize the partial maps of multiple areas. Therefore, after the partial maps of multiple areas are synthesized, the lines in the map are prevented from becoming thicker or doubled. This optimizes the lines in the map.

本発明によれば、地図内の線を最適化することができる。 The present invention allows for the optimization of lines within a map.

本発明の一実施形態に係る地図データ作成方法及び装置が適用される走行制御装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a driving control device to which a map data creation method and device according to an embodiment of the present invention is applied; 移動体が走行する走行エリアの一例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing an example of a travel area in which a moving object travels. 本発明の一実施形態に係る地図データ作成方法の工程を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing steps of a map data creation method according to an embodiment of the present invention. 複数のエリアの部分地図の位置合わせを行う一例を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing an example of aligning partial maps of multiple areas. 複数のエリアの部分地図の使用領域を指定し、複数のエリアの部分地図を合成する一例を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing an example in which partial maps of a plurality of areas are combined by specifying areas to be used. 本発明の一実施形態に係る地図データ作成装置を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a map data creation device according to an embodiment of the present invention;

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 The following describes an embodiment of the present invention in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る地図データ作成方法及び装置が適用される走行制御装置を示す概略構成図である。図1において、走行制御装置1は、フォークリフト等の移動体2(図2参照)に搭載されている。 Figure 1 is a schematic diagram showing a driving control device to which a map data creation method and device according to one embodiment of the present invention is applied. In Figure 1, the driving control device 1 is mounted on a mobile object 2 such as a forklift (see Figure 2).

走行制御装置1は、移動体2を自律走行させる装置である。ここでは、移動体2は、図2に示されるように、倉庫等において複数列に設置された棚3に沿って走行する。走行制御装置1は、レーザセンサ4と、地図データ記憶部5と、コントローラ6と、駆動部7とを備えている。 The driving control device 1 is a device that causes a mobile object 2 to drive autonomously. In this example, the mobile object 2 drives along shelves 3 that are installed in multiple rows in a warehouse or the like, as shown in FIG. 2. The driving control device 1 includes a laser sensor 4, a map data storage unit 5, a controller 6, and a drive unit 7.

レーザセンサ4は、図2に示されるように、移動体2の周囲にレーザLを照射し、レーザLの反射光を受光することにより、移動体2の周囲に存在する物体である棚3を検出して点群データを取得するレーザ検出部である。レーザセンサ4としては、例えばレーザレンジファインダが用いられる。 As shown in FIG. 2, the laser sensor 4 is a laser detection unit that detects shelves 3, which are objects present around the mobile unit 2, by irradiating a laser L around the mobile unit 2 and receiving the reflected light of the laser L, thereby acquiring point cloud data. As the laser sensor 4, for example, a laser range finder is used.

地図データ記憶部5は、移動体2が走行する走行エリアの地図データ(図5(b)参照)を記憶する。地図データは、移動体2の自己位置の推定に使用される。 The map data storage unit 5 stores map data (see FIG. 5(b)) of the driving area in which the mobile unit 2 drives. The map data is used to estimate the self-position of the mobile unit 2.

コントローラ6は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。コントローラ6は、自己位置推定部8と、走行制御部9とを有している。 The controller 6 is composed of a CPU, RAM, ROM, an input/output interface, etc. The controller 6 has a self-position estimation unit 8 and a driving control unit 9.

自己位置推定部8は、レーザセンサ4の検出データ(点群データ)と地図データ記憶部5に記憶された地図データとに基づいて、移動体2の自己位置を推定する。自己位置推定部8は、レーザSLAM(simultaneous localization andmapping)手法を用いて、移動体2の自己位置の推定演算を行う。SLAMは、センサデータ及び地図データを使って自己位置推定を行う自己位置推定技術である。自己位置推定部8は、レーザセンサ4の検出データと地図データとをマッチングさせて、移動体2の自己位置の推定演算を行う。 The self-position estimation unit 8 estimates the self-position of the mobile unit 2 based on the detection data (point cloud data) of the laser sensor 4 and the map data stored in the map data storage unit 5. The self-position estimation unit 8 performs an estimation calculation of the self-position of the mobile unit 2 using a laser SLAM (simultaneous localization and mapping) method. SLAM is a self-position estimation technology that performs self-position estimation using sensor data and map data. The self-position estimation unit 8 matches the detection data of the laser sensor 4 with the map data to perform an estimation calculation of the self-position of the mobile unit 2.

走行制御部9は、自己位置推定部8により推定された移動体2の自己位置に基づいて、移動体2を目的地まで走行させるように駆動部7を制御する。駆動部7は、例えば走行モータ及び操舵モータを有している。 The driving control unit 9 controls the drive unit 7 to drive the mobile unit 2 to the destination based on the self-position of the mobile unit 2 estimated by the self-position estimation unit 8. The drive unit 7 has, for example, a travel motor and a steering motor.

図3は、本発明の一実施形態に係る地図データ作成方法の工程を示すフローチャートである。 Figure 3 is a flowchart showing the steps of a map data creation method according to one embodiment of the present invention.

図3において、まず上記のレーザセンサ4を用いて、移動体2が走行する複数のエリアの部分地図を作成する部分地図作成工程が実施される(工程S101)。このとき、移動体2が走行しながら、複数のエリアの部分地図が作成される。例えば図2に示される走行エリアでは、図4(a)に示されるように、3つのエリアA~Cの部分地図Ma~Mcが作成される。 In FIG. 3, first, a partial map creation step is carried out using the above-mentioned laser sensor 4 to create partial maps of multiple areas in which the mobile unit 2 travels (step S101). At this time, partial maps of multiple areas are created while the mobile unit 2 travels. For example, in the travel area shown in FIG. 2, partial maps Ma to Mc of three areas A to C are created, as shown in FIG. 4(a).

次いで、部分地図作成工程において作成された複数のエリアの部分地図の位置合わせを行う位置合わせ工程が実施される(工程S102)。各エリアの部分地図は独立した座標系を有しているが、位置合わせ工程を実施することにより、各エリアの部分地図の座標系を一致させることができる。位置合わせ工程では、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複するように各エリアの部分地図の位置合わせが行われる。 Next, an alignment process is carried out to align the partial maps of multiple areas created in the partial map creation process (process S102). Although the partial maps of each area have independent coordinate systems, by carrying out the alignment process, the coordinate systems of the partial maps of each area can be made to match. In the alignment process, the partial maps of each area are aligned so that the ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other.

図2に示される走行エリアでは、図4(b)に示されるように、隣り合うエリアA,Bの部分地図Ma,Mbの端部同士が互いに重複するように、部分地図Ma,Mbの位置合わせが行われる。また、隣り合うエリアB,Cの部分地図Mb,Mcの端部同士が互いに重複するように、部分地図Mb,Mcの位置合わせが行われる。 In the travel area shown in FIG. 2, the partial maps Ma and Mb are aligned so that the ends of the partial maps Ma and Mb of adjacent areas A and B overlap each other, as shown in FIG. 4(b). Also, the partial maps Mb and Mc are aligned so that the ends of the partial maps Mb and Mc of adjacent areas B and C overlap each other.

位置合わせ工程が実施された後、複数のエリアの部分地図の使用領域を指定する使用領域指定工程が実施される(工程S103)。使用領域指定工程では、隣り合うエリアの部分地図が互いに重複しないように使用領域が指定される。使用領域は、部分地図において地図データの一部として使用される領域である。 After the alignment process is performed, a use area designation process is performed in which the use areas of the partial maps of multiple areas are designated (step S103). In the use area designation process, the use areas are designated so that the partial maps of adjacent areas do not overlap with each other. The use area is an area that is used as part of the map data in the partial map.

このとき、隣り合うエリアの部分地図の重複部分における部分地図の端よりも内側の位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように、使用領域が指定される。具体的には、隣り合うエリアの部分地図の重複部分の中間位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように、使用領域が指定される。境界位置は、隣り合うエリアの部分地図の使用領域が接続される位置である。 At this time, the area of use is specified so that the position inside the edge of the partial map in the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas becomes the boundary position of the area of use of the partial maps of adjacent areas. Specifically, the area of use is specified so that the middle position of the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas becomes the boundary position of the area of use of the partial maps of adjacent areas. The boundary position is the position where the area of use of the partial maps of adjacent areas is connected.

図2に示される走行エリアでは、図4(b)及び図5(a)に示されるように、隣り合うエリアA,Bの部分地図Ma,Mbの重複部分Jabの中間位置が部分地図Ma,Mbの使用領域Ua,Ubの境界位置Kabとなるように、使用領域Ua,Ubが指定される。従って、部分地図Maの端Eaから境界位置Kabまでの距離と、部分地図Mbの端Eb1から境界位置Kabまでの距離とが等しくなる。 In the driving area shown in Figure 2, as shown in Figures 4(b) and 5(a), the use areas Ua and Ub are specified so that the midpoint of the overlapping portion Jab of the partial maps Ma and Mb of adjacent areas A and B becomes the boundary position Kab of the use areas Ua and Ub of the partial maps Ma and Mb. Therefore, the distance from the edge Ea of the partial map Ma to the boundary position Kab is equal to the distance from the edge Eb1 of the partial map Mb to the boundary position Kab.

また、隣り合うエリアB,Cの部分地図Mb,Mcの重複部分Jbcの中間位置が部分地図Mb,Mcの使用領域Ub,Ucの境界位置Kbcとなるように、使用領域Ub,Ucが指定される。従って、部分地図Mbの端Eb2から境界位置Kbcまでの距離と、部分地図Mcの端Ecから境界位置Kbcまでの距離とが等しくなる。なお、部分地図Mbの端Eb2は、部分地図Mbにおける端Eb1の反対側の端である。 The use areas Ub and Uc are specified so that the midpoint of the overlapping portion Jbc of the partial maps Mb and Mc of the adjacent areas B and C becomes the boundary position Kbc of the use areas Ub and Uc of the partial maps Mb and Mc. Therefore, the distance from the edge Eb2 of the partial map Mb to the boundary position Kbc is equal to the distance from the edge Ec of the partial map Mc to the boundary position Kbc. Note that the edge Eb2 of the partial map Mb is the edge opposite the edge Eb1 of the partial map Mb.

使用領域指定工程が実施された後、複数のエリアの部分地図を合成する部分地図合成工程が実施される(工程S104)。部分地図合成工程では、隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、各エリアの部分地図が合成される。これにより、複数のエリアの部分地図からなる1つの地図データが形成される。 After the area-of-use designation step is performed, a partial map synthesis step is performed to synthesize partial maps of multiple areas (step S104). In the partial map synthesis step, the partial maps of each area are synthesized by connecting the areas of use of the partial maps of adjacent areas. This forms one piece of map data consisting of partial maps of multiple areas.

図2に示される走行エリアでは、図5(a)及び図5(b)に示されるように、隣り合うエリアA,Bの部分地図Ma,Mbの使用領域Ua,Ubを接続すると共に、隣り合うエリアB,Cの部分地図Mb,Mcの使用領域Ub,Ucを接続することにより、エリアA~Cの部分地図Ma~Mcが合成される。これにより、部分地図Ma~Mcからなる地図データMが得られる。 In the driving area shown in FIG. 2, as shown in FIG. 5(a) and FIG. 5(b), the partial maps Ma to Mc of areas A to C are combined by connecting the use areas Ua and Ub of the partial maps Ma and Mb of adjacent areas A and B, and connecting the use areas Ub and Uc of the partial maps Mb and Mc of adjacent areas B and C. This results in map data M consisting of the partial maps Ma to Mc.

図6は、本発明の一実施形態に係る地図データ作成装置を示す概略構成図である。図6において、本実施形態の地図データ作成装置10は、上述した地図データ作成方法を実施する装置である。 Figure 6 is a schematic diagram showing a map data creation device according to one embodiment of the present invention. In Figure 6, the map data creation device 10 of this embodiment is a device that implements the map data creation method described above.

地図データ作成装置10は、部分地図記憶部11と、ユーザが使用するパソコン12(PC)とを備えている。パソコン12には、上記の地図データ記憶部5が接続されている。 The map data creation device 10 includes a partial map storage unit 11 and a personal computer (PC) 12 used by a user. The map data storage unit 5 is connected to the PC 12.

部分地図記憶部11には、上記の部分地図作成工程において作成された複数のエリアの部分地図が記憶されている。 The partial map storage unit 11 stores partial maps of multiple areas created in the partial map creation process described above.

パソコン12は、ユーザがデータ及び情報の入力操作を行うための入力部13と、データ及び情報の表示を行う表示部14と、入力部13により入力されたデータ及び情報に基づいて演算処理を実行し、表示部14にデータ及び情報を表示させるPC本体15とを有している。 The personal computer 12 has an input unit 13 that allows the user to input data and information, a display unit 14 that displays the data and information, and a PC main body 15 that performs calculations based on the data and information input by the input unit 13 and displays the data and information on the display unit 14.

PC本体15は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等により構成されている。PC本体15は、部分地図取得部16と、位置合わせ処理部17と、部分地図合成部18と、地図データ保存部19とを有している。 The PC main body 15 is composed of a CPU, RAM, ROM, an input/output interface, etc. The PC main body 15 has a partial map acquisition unit 16, a position alignment processing unit 17, a partial map synthesis unit 18, and a map data storage unit 19.

部分地図取得部16は、入力部13により部分地図の取得が指示入力されると、部分地図記憶部11に記憶された複数のエリアの部分地図を取得し、各エリアの部分地図を表示部14に表示させる。つまり、部分地図取得部16は、レーザセンサ4を用いて作成された複数のエリアの部分地図を取得する。 When an instruction to acquire a partial map is input by the input unit 13, the partial map acquisition unit 16 acquires partial maps of multiple areas stored in the partial map storage unit 11 and displays the partial map of each area on the display unit 14. In other words, the partial map acquisition unit 16 acquires partial maps of multiple areas created using the laser sensor 4.

位置合わせ処理部17は、部分地図取得部16により取得された複数のエリアの部分地図の位置合わせを行う。位置合わせ処理部17は、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複するように各エリアの部分地図の位置合わせを行う。位置合わせ処理部17は、部分地図取得部16と協働して、上記の位置合わせ工程を実施する。 The alignment processing unit 17 aligns the partial maps of multiple areas acquired by the partial map acquisition unit 16. The alignment processing unit 17 aligns the partial maps of each area so that the ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other. The alignment processing unit 17 cooperates with the partial map acquisition unit 16 to carry out the above alignment process.

位置合わせ処理部17によって各エリアの部分地図の位置合わせが実施されると、ユーザは、表示部14を見ながら、入力部13により各エリアの部分地図の使用領域を指定入力する。つまり、上記の使用領域指定工程は、ユーザによって実施される。 When the alignment processing unit 17 aligns the partial maps of each area, the user, while looking at the display unit 14, specifies and inputs the area to be used of the partial map of each area using the input unit 13. In other words, the above-mentioned area to be used designation process is performed by the user.

部分地図合成部18は、ユーザによって各エリアの部分地図の使用領域が指定された後、各エリアの部分地図を合成する。これにより、移動体2の自己位置の推定に使用される地図データが得られる。部分地図合成部18は、隣り合うエリアの部分地図が互いに重複しないように各エリアの部分地図の使用領域が指定された状態で、隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続する。部分地図合成部18は、上記の部分地図合成工程を実施する。 After the user has specified the area to be used of the partial map of each area, the partial map synthesis unit 18 synthesizes the partial maps of each area. This provides map data to be used for estimating the self-position of the mobile unit 2. The partial map synthesis unit 18 connects the areas to be used of the partial maps of adjacent areas, with the areas to be used of the partial maps of each area specified so that the partial maps of adjacent areas do not overlap each other. The partial map synthesis unit 18 carries out the partial map synthesis process described above.

地図データ保存部19は、部分地図合成部18により得られた地図データを地図データ記憶部5に保存する。 The map data storage unit 19 stores the map data obtained by the partial map synthesis unit 18 in the map data memory unit 5.

以上のように本実施形態にあっては、まず移動体2の周囲にレーザLを照射して移動体2の周囲に存在する棚3を検出するレーザセンサ4を用いて、複数のエリアの部分地図が作成される。そして、複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われた後、複数のエリアの部分地図の使用領域が指定され、複数のエリアの部分地図が合成される。その結果、複数のエリアの部分地図からなる地図データが形成される。ここで、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複するように複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われ、隣り合うエリアの部分地図の端部が重複しないように複数のエリアの部分地図の使用領域が指定される。そして、隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、複数のエリアの部分地図が合成される。従って、複数のエリアの部分地図の合成後に、地図内の線が太くなったり2重になることが防止される。これにより、地図内の線が最適化される。その結果、レーザセンサ4の検出データと地図データとのマッチングの幅の増大が抑えられるため、移動体2の自己位置の推定精度が向上する。 As described above, in this embodiment, first, a partial map of a plurality of areas is created using a laser sensor 4 that irradiates a laser L around the mobile body 2 to detect shelves 3 around the mobile body 2. Then, after the partial maps of the plurality of areas are aligned, the use areas of the partial maps of the plurality of areas are designated, and the partial maps of the plurality of areas are combined. As a result, map data consisting of partial maps of the plurality of areas is formed. Here, the partial maps of the plurality of areas are aligned so that the ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other, and the use areas of the partial maps of the plurality of areas are designated so that the ends of the partial maps of adjacent areas do not overlap. Then, the use areas of the partial maps of adjacent areas are connected to combine the partial maps of the plurality of areas. Therefore, after the partial maps of the plurality of areas are combined, the lines in the map are prevented from becoming thicker or doubled. This optimizes the lines in the map. As a result, the increase in the matching range between the detection data of the laser sensor 4 and the map data is suppressed, and the estimation accuracy of the self-position of the mobile body 2 is improved.

ところで、移動体2が走行しながら、レーザセンサ4を用いて複数のエリアの部分地図を作成する際には、レーザセンサ4により移動体2の周囲に存在する棚3が検出可能であれば、移動体2が棚3から離れていてもよい。この場合には、移動体2が敢えて棚3の近くまで走行しなくて済むため、移動体2の走行距離が短くなる。ただし、レーザセンサ4から棚3までの距離が長くなるほど、レーザセンサ4による棚3の検出精度が低くなる。 When creating partial maps of multiple areas using the laser sensor 4 while the mobile object 2 is traveling, the mobile object 2 may be away from the shelves 3 as long as the laser sensor 4 can detect the shelves 3 around the mobile object 2. In this case, the mobile object 2 does not have to travel close to the shelves 3, so the travel distance of the mobile object 2 is shortened. However, the longer the distance from the laser sensor 4 to the shelves 3, the lower the accuracy of detection of the shelves 3 by the laser sensor 4.

一方、本実施形態では、隣り合うエリアの部分地図の重複部分における部分地図の端よりも内側の位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように、使用領域が指定される。このため、レーザセンサ4による棚3の検出精度を上げるために移動体2が棚3における部分地図の端に相当する位置の近くまで走行しなくて済む。従って、移動体2の走行距離を短くしつつ、レーザセンサ4による棚3の検出精度を高くすることができる。 On the other hand, in this embodiment, the use area is specified so that a position inside the edge of the partial map in the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas becomes the boundary position of the use area of the partial map of the adjacent area. Therefore, in order to increase the detection accuracy of the shelf 3 by the laser sensor 4, the mobile body 2 does not need to travel close to a position on the shelf 3 that corresponds to the edge of the partial map. Therefore, it is possible to increase the detection accuracy of the shelf 3 by the laser sensor 4 while shortening the travel distance of the mobile body 2.

また、本実施形態では、隣り合うエリアの部分地図の重複部分の中間位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように使用領域が指定されるので、隣り合うエリアの部分地図の端からそれぞれ隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置までの距離が等しくなる。このため、移動体2の走行距離を更に短くしたり、或いはレーザセンサ4による棚3の検出精度を更に高くすることができる。従って、地図データを効率良く作成することができる。 In addition, in this embodiment, the use area is specified so that the midpoint of the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas is the boundary position of the use area of the partial maps of adjacent areas, so the distance from the edge of the partial maps of adjacent areas to the boundary position of the use area of the partial maps of each adjacent area is equal. This makes it possible to further shorten the travel distance of the mobile body 2, or further increase the detection accuracy of the shelf 3 by the laser sensor 4. Therefore, map data can be created efficiently.

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、複数のエリアの部分地図の使用領域がユーザによって指定されているが、特にそのような形態には限られない。例えば、棚や建屋等の物体のCADデータをパソコンに与えることで、複数のエリアの部分地図の使用領域の指定をシステムにより自動的に行ってもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the use areas of the partial maps of multiple areas are specified by the user, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the use areas of the partial maps of multiple areas may be automatically specified by the system by providing CAD data of objects such as shelves and buildings to a personal computer.

また、上記実施形態では、使用領域指定工程はユーザによって実施され、位置合わせ工程及び部分地図合成工程はシステムによって自動的に実施されているが、特にその形態には限られず、位置合わせ工程及び部分地図合成工程もユーザによって実施してもよい。 In addition, in the above embodiment, the use area designation process is performed by the user, and the alignment process and partial map synthesis process are performed automatically by the system, but this is not a particular limitation, and the alignment process and partial map synthesis process may also be performed by the user.

また、上記実施形態では、隣り合うエリアの部分地図の重複部分の中間位置が隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように使用領域が指定されているが、隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置としては、特にそれには限られず、隣り合うエリアの部分地図の重複部分であればよい。 In addition, in the above embodiment, the use area is specified so that the midpoint of the overlapping portion of the partial maps of adjacent areas is the boundary position of the use area of the partial maps of adjacent areas, but the boundary position of the use area of the partial maps of adjacent areas is not limited to this and may be any overlapping portion of the partial maps of adjacent areas.

また、レーザセンサ4の点群データが少ない箇所(例えば走行路等に相当する箇所)を、隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置としてもよい。 In addition, locations where there is little point cloud data from the laser sensor 4 (e.g. locations corresponding to driving roads, etc.) may be set as boundary positions of the usage areas of partial maps of adjacent areas.

また、上記実施形態では、移動体2の自己位置が推定された後、移動体2が自律走行を行うように制御されているが、本発明は、移動体2の自己位置推定及び自律走行以外にも適用可能である。 In addition, in the above embodiment, after the self-position of the moving body 2 is estimated, the moving body 2 is controlled to perform autonomous driving, but the present invention can be applied to things other than the self-position estimation and autonomous driving of the moving body 2.

2…移動体、3…棚(物体)、4…レーザセンサ(レーザ検出部)、10…地図データ作成装置、16…部分地図取得部、17…位置合わせ処理部、18…部分地図合成部、A~C…エリア、Ma~Mc…部分地図、M…地図データ、Jab,Jbc…重複部分、Kab,Kbc…境界位置、Ea,Eb1,Eb2,Ec…端。 2...mobile body, 3...shelf (object), 4...laser sensor (laser detection unit), 10...map data creation device, 16...partial map acquisition unit, 17...alignment processing unit, 18...partial map synthesis unit, A to C...area, Ma to Mc...partial map, M...map data, Jab, Jbc...overlapping portion, Kab, Kbc...boundary position, Ea, Eb1, Eb2, Ec...edge.

Claims (2)

移動体の周囲にレーザを照射して前記移動体の周囲に存在する物体を検出して点群データを取得するレーザ検出部を用いて、複数のエリアの部分地図を作成する部分地図作成工程と、
前記部分地図作成工程において前記レーザ検出部を用いて作成された前記複数のエリアの部分地図の位置合わせを行う位置合わせ工程と、
前記位置合わせ工程が実施された後、前記複数のエリアの部分地図の使用領域を指定する使用領域指定工程と、
前記使用領域指定工程が実施された後、前記複数のエリアの部分地図を合成する部分地図合成工程とを含み、
前記位置合わせ工程では、前記複数のエリアの部分地図の点群データによって、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複すると共に前記隣り合うエリアの部分地図の座標系が一致するように前記複数のエリアの部分地図の位置合わせを行い、
前記使用領域指定工程では、前記隣り合うエリアの部分地図の重複部分の中間位置が前記隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように前記複数のエリアの部分地図の使用領域を指定し、
前記部分地図合成工程では、前記隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、前記複数のエリアの部分地図を合成する地図データ作成方法。
a partial map creation step of creating partial maps of a plurality of areas using a laser detection unit that irradiates a laser around a moving object to detect objects present around the moving object and acquires point cloud data ;
a registration step of registering the partial maps of the plurality of areas created using the laser detection unit in the partial map creation step;
a use area designation step of designating use areas of the partial maps of the plurality of areas after the positioning step is performed;
a partial map synthesis step of synthesizing partial maps of the plurality of areas after the use area designation step is performed,
In the positioning step, the partial maps of the plurality of areas are positioned based on the point cloud data of the partial maps of the plurality of areas such that ends of the partial maps of adjacent areas overlap each other and coordinate systems of the partial maps of the adjacent areas match;
the use area designation step includes designating use areas of the partial maps of the plurality of areas such that a middle position of an overlapping portion of the partial maps of the adjacent areas becomes a boundary position of the use areas of the partial maps of the adjacent areas;
In the partial map synthesis step, the partial maps of the plurality of areas are synthesized by connecting the used areas of the partial maps of the adjacent areas.
移動体の周囲にレーザを照射して前記移動体の周囲に存在する物体を検出して点群データを取得するレーザ検出部を用いて作成された複数のエリアの部分地図を取得する部分地図取得部と、
前記部分地図取得部により取得された前記複数のエリアの部分地図の位置合わせを行う位置合わせ処理部と、
前記位置合わせ処理部により前記複数のエリアの部分地図の位置合わせが行われた後、前記複数のエリアの部分地図を合成する部分地図合成部とを備え、
前記位置合わせ処理部は、前記複数のエリアの部分地図の点群データによって、隣り合うエリアの部分地図の端部が互いに重複すると共に前記隣り合うエリアの部分地図の座標系が一致するように前記複数のエリアの部分地図の位置合わせを行い、
前記部分地図合成部は、前記隣り合うエリアの部分地図の中間位置が前記隣り合うエリアの部分地図の使用領域の境界位置となるように前記複数のエリアの部分地図の使用領域が指定された状態で、前記隣り合うエリアの部分地図の使用領域を接続することにより、前記複数のエリアの部分地図を合成する地図データ作成装置。
a partial map acquisition unit that acquires partial maps of a plurality of areas created using a laser detection unit that irradiates a laser around a moving object to detect objects present around the moving object and acquires point cloud data ;
a registration processing unit that performs registration of the partial maps of the plurality of areas acquired by the partial map acquisition unit;
a partial map synthesis unit that synthesizes the partial maps of the plurality of areas after the alignment processing unit aligns the partial maps of the plurality of areas,
the registration processing unit aligns the partial maps of the plurality of areas using point cloud data of the partial maps of the plurality of areas such that ends of the partial maps of adjacent areas overlap with each other and coordinate systems of the partial maps of the adjacent areas match;
The partial map synthesis unit synthesizes the partial maps of the multiple areas by connecting the used areas of the partial maps of the adjacent areas, with the used areas of the partial maps of the multiple areas being specified so that the intermediate positions of the partial maps of the adjacent areas become the boundary positions of the used areas of the partial maps of the adjacent areas.
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