[發明專利]自主移動機器人及自主移動機器人的控制程序

在審

• 申請號: 202011046796.6
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112631269A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 小林祐一;杉本健;金天海;田中和仁
• 申請（專利權）人: 國立大學法人靜岡大學;國立大學法人巖手大學;豐田自動車株式會社
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 韓峰;孫志湧

本發明涉及自主移動機器人及自主移動機器人的控制程序。一種自主移動機器人，包括：第一運算單元，其被配置為基于自身位置、移動體位置和移動體速度矢量來計算航線方向，該航線方向是自主移動機器人應當行進的方向；第二運算單元，其被配置為將自身位置、移動體位置、移動體速度矢量和路線方向輸入訓練模型中，并且從而計算估計位置，訓練模型是已經被訓練的模型，估計位置是估計自主移動機器人在不與移動體碰撞的情況下在預定時間后到達的位置；生成單元，其被配置為生成從估計位置到目的地的剩余路線；以及移動控制單元，其被配置為根據航線方向和剩余路線來控制到目的地的移動。

背景技術

本公開涉及自主移動機器人和用于自主移動機器人的控制程序。

使得多個自主移動機器人中的每一個能夠在一定環境下執行各自給定任務的技術已經眾所周知。例如，已知一種技術，其中多個清潔機器人沿彼此不同的路線移動時執行清潔。此外，已知一種技術，用于在移動體移動時防止其與移動障礙物碰撞(例如，參見日本未經審查的專利申請公開第2014-123348號)。

發明內容

當在人與自主移動機器人共存的環境中執行任務時，有必要不僅防止自主移動機器人與其他自主移動機器人碰撞，而且還防止與人碰撞。然而，在諸如火車站或機場的擁擠環境中，自主移動機器人必須避免(即，繞著)諸如行人的許多移動體，并且因此它們的自主移動非常困難。特別地，當移動機器人必須避開許多移動體時，試圖避開它們的移動機器人不斷地偏離到目的地的原始移動路線，從而使得難以即時更新移動路線。

為了解決這樣的問題而做出了本公開，并且本公開的目的是提供一種即使在人群密集的環境中也能夠平穩地移動到設定目的地的自主移動機器人。

第一示例性方面是一種自主移動機器人，包括：認定單元，其被配置為認定自主移動機器人的自身位置；檢測單元，其被配置為檢測在自主移動機器人附近移動的移動體的移動體位置和移動體速度矢量；第一運算單元，其被配置為基于自身位置、移動體位置和移動體速度矢量來計算航線方向，該航線方向是自主移動機器人應當行進的方向；第二運算單元，其被配置為將自身位置、移動體位置、移動體速度矢量和航線方向輸入到訓練模型中，并且從而計算估計位置，該訓練模型是通過由使用教師的模擬進行學習來訓練的模型，估計位置是估計自主移動機器人在不與移動體碰撞的情況下在預定時間后到達的位置；生成單元，其被配置為生成從估計位置到目的地的剩余路線；以及移動控制單元，其被配置為基于航線方向和剩余路線來控制到目的地的移動。根據具有上述配置的自主移動機器人，即使當自主移動機器人由于避免(即，繞著)移動體而偏離了計劃的移動路線時，自主移動機器人也可以立即更新移動路線并平滑地到達目的地。此外，當檢測單元在到目的地的移動期間新近檢測到滿足預定條件的移動體時，上述自主移動機器人可以更新估計位置和剩余路線。通過上述配置，自主移動機器人可以快速更新移動路線。

此外，在上述自主移動機器人中，第一運算單元可以計算多個候選航線方向。第二運算單元可以針對由第一運算單元計算出的多個航線方向中的每一個，計算估計位置。生成單元可以針對由第二運算單元計算出的多個估計位置中的每一個，生成剩余路線，針對所生成的剩余路線中的每一個執行評估計算，并且確定傳遞到移動控制單元的航線方向和剩余路線。由于可以使用訓練模型高速地進行估計位置的計算，因此即使增加了航線方向的候選數，也不會延遲移動。因此，可以通過檢查多個航線方向來確定更好的移動路線。在該過程中，訓練模型還可以在沿著路線移動到估計位置的期間輸出與移動體的接近度，并且生成單元可以通過使用接近度來執行評估計算。通過上述配置，可以在調整對行人的恐嚇與有效移動之間的平衡的同時確定移動路線。

此外，在上述自主移動機器人中，第一運算單元可以基于評估函數來計算航線方向，該評估函數包括以下事實作為評估項：與移動體的距離長的事實；以及自主移動機器人跟隨移動體的移動方向的事實。作為自主移動機器人不與移動體碰撞的平滑航線，不僅可以采取自主移動機器人遠離自主移動機器人應避開的移動體的方向，還可以采用自主移動機器人跟隨移動體移動的方向。在該過程中，第一運算單元可以在考慮到目的地的方向的同時計算航線方向。通過以這種方式確定航線方向，期望可以減少到達目的地所需的時間。