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JP7572663B2 - Operation plan generation device, learning device, operation plan generation method, learning method, and program - Google Patents

Operation plan generation device, learning device, operation plan generation method, learning method, and program Download PDF

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JP7572663B2
JP7572663B2 JP2020129887A JP2020129887A JP7572663B2 JP 7572663 B2 JP7572663 B2 JP 7572663B2 JP 2020129887 A JP2020129887 A JP 2020129887A JP 2020129887 A JP2020129887 A JP 2020129887A JP 7572663 B2 JP7572663 B2 JP 7572663B2
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learning
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典彦 鎌田
弘司 喜田
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Kagawa University NUC
NEC Communication Systems Ltd
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Kagawa University NUC
NEC Communication Systems Ltd
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Description

本開示は、運行計画生成装置、学習装置、運行計画生成方法、学習方法、及びプログラムに関する。 This disclosure relates to an operation plan generation device, a learning device, an operation plan generation method, a learning method, and a program.

近年、ドローンや自動運転車や自動運転船などの自律的に移動する装置(以下、自律移動装置)の研究が盛んになされ、一部で実際に利用されてきている。自律移動装置は、与えられた運行経路に沿うよう自律的に経路制御を行い移動する装置であり、一般的に移動中に外乱があった場合でも運行経路に沿うよう自律的に軌道を修正して移動することが可能に構成されている。 In recent years, autonomously moving devices such as drones, self-driving cars, and self-driving ships (hereafter referred to as autonomous moving devices) have been actively researched and some of them are actually being used. An autonomous moving device is a device that autonomously controls its path to move along a given route, and is generally configured to autonomously correct its trajectory to move along the route even if there is a disturbance during movement.

自律移動装置の代表的な例は目視外で自律飛行をするドローンである。自律飛行をするドローンは、操作者から逐次指示を受けるのではなく、与えられた経路に沿うように自身で判断を行いながら移動する。自律移動装置が例えばドローンのような空を運行する装置や洋上を移動する船舶のような装置であれば、運行経路を外れるような外乱の代表例は風である。自律移動装置はこのような外乱があった場合でも極力、運行経路に沿うよう自律的に機体を制御して移動することができる。 A typical example of an autonomous mobile device is a drone that flies autonomously outside of visual line of sight. An autonomously flying drone does not receive sequential instructions from an operator, but moves while making its own decisions to follow a given route. If the autonomous mobile device is a device that operates in the air, such as a drone, or a ship that moves on the ocean, a typical example of a disturbance that may cause it to deviate from its route is wind. Even in the event of such a disturbance, an autonomous mobile device can autonomously control the aircraft to move as far as possible along its route.

自律移動装置は、ある程度の自律航行機能を有してはいるが、不測の事態に対応するため、安全な運行を確保するために、運行管理システムから遠隔で監視しながら運行されることが通常である。このような運行経路の監視も、運行管理システムの機能の一つであると言える。また、自律移動装置には、センサなどを用いて互いに衝突を回避する機能を備える自律移動装置もあるが、街中などでも使われる可能性があるため、万が一にも自律移動装置同士の衝突が起きることは避ける必要がある。よって、複数の自律移動装置が同時に運行されても、自律移動装置が衝突しないために、自律移動装置同士が接触しないよう、予め経路や時刻を調整して運行計画を作成することが必要となる。ここで、運行計画は、調整計画済みの運行経路や通過時刻を示すものとなる。 Although autonomous mobile devices have a certain degree of autonomous navigation function, they are usually operated while being remotely monitored by a traffic management system in order to respond to unforeseen circumstances and ensure safe operation. Such monitoring of the operation route can also be said to be one of the functions of the traffic management system. Some autonomous mobile devices are equipped with a function to avoid collisions with each other using sensors, etc., but since they may be used in urban areas, it is necessary to avoid collisions between autonomous mobile devices in the unlikely event that they occur. Therefore, even if multiple autonomous mobile devices are operated at the same time, it is necessary to create an operation plan by adjusting the route and time in advance so that the autonomous mobile devices do not collide and come into contact with each other. Here, the operation plan shows the operation route and passing time for which an adjustment plan has been made.

運行計画の策定(作成)機能は、運行管理システムの機能の一つである。運行計画の作成機能を用いた例として、非特許文献1には、一般のドローン事業者も参画したドローン運航管理システムの相互接続試験に成功した事例が記載されている。 The function of formulating (creating) an operation plan is one of the functions of an operation management system. As an example of using the operation plan creation function, Non-Patent Document 1 describes a successful interconnection test of a drone traffic management system in which general drone operators also participated.

また、運行計画システムの例(ドローンの場合)として、非特許文献2には、ドローン情報基盤システムにおける、現状の申請から運行までの流れが記載されている。非特許文献2に記載の流れでは、メールを介した人手による手続きが行われている。 As an example of an operation planning system (in the case of drones), Non-Patent Document 2 describes the current process from application to operation in a drone information infrastructure system. In the process described in Non-Patent Document 2, procedures are carried out manually via email.

非特許文献3には、運航管理統合機能のフライト管理に関する研究において、航路の設計や衝突判定を一律固定の幅の経路で取り扱うことが記載されている。非特許文献3では、この幅をもった経路を保護空域と称している。 Non-Patent Document 3 describes how, in a study on flight management for integrated traffic management functions, route design and collision detection are handled using a route with a uniform, fixed width. In Non-Patent Document 3, this route with width is called a protected airspace.

また、特許文献1には、船舶の航路の管制精度を計算量を抑制しつつ向上させることを目的とし、記憶部、指示応答性推定部、地理Eマップ生成部、及び移動予測部を備えた交通管制支援システムが記載されている。上記記憶部は、移動体の行動に関する行動データと、地図をメッシュで分割した個々の区画に、移動体の移動基準に関する情報である地理属性情報が付与されている地理データと、指示に対する移動体の応答性に関する応答性データと、を有する。上記指示応答性推定部は、応答性データに基づいて移動体の理想的な行動を推定し、その推定した行動と行動データの行動との差分を算出し、その算出結果に基づいて応答性データを更新する。上記地理Eマップ生成部は、行動データ、地理データ及び応答性データに基づいて移動体が各時刻において或る座標に存在する確からしさを推定し、地理Eマップを生成する。上記移動予測部は、地理Eマップに基づいて、移動体の未来の座標を予測する。 Patent Document 1 also describes a traffic control support system that includes a memory unit, an instruction responsiveness estimation unit, a geographic E-map generation unit, and a movement prediction unit, with the aim of improving the accuracy of ship route control while suppressing the amount of calculation. The memory unit has behavior data related to the behavior of a moving object, geographic data in which each section of a map divided into meshes is assigned with geographic attribute information, which is information related to the movement standard of the moving object, and responsiveness data related to the responsiveness of the moving object to an instruction. The instruction responsiveness estimation unit estimates the ideal behavior of the moving object based on the responsiveness data, calculates the difference between the estimated behavior and the behavior of the behavior data, and updates the responsiveness data based on the calculation result. The geographic E-map generation unit estimates the likelihood that the moving object exists at a certain coordinate at each time based on the behavior data, geographic data, and responsiveness data, and generates a geographic E-map. The movement prediction unit predicts the future coordinates of the moving object based on the geographic E-map.

特開2018-036958号公報JP 2018-036958 A

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、日本電気株式会社、外8法人、”一般のドローン事業者も参画したドローン運航管理システムの相互接続試験に成功-29事業者が飛行試験を実施-”、[online]、令和1年10月30日、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、[令和2年6月1日]、インターネット<URL:https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101228.html>New Energy and Industrial Technology Development Organization, NEC Corporation, and eight other organizations, "Successful interconnection test of drone traffic management system with participation from general drone operators - 29 operators conduct flight tests -", [online], October 30, 2019, New Energy and Industrial Technology Development Organization, [June 1, 2020], Internet <URL: https://www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101228.html> 国土交通省、”Drone/UAS Information Platform System「ドローン情報基盤システム操作マニュアル(操作マニュアル申請者編3.0版)」”、[online]、令和2年3月26日、国土交通省、[令和2年6月1日]、インターネット<URL:https://www.dips.mlit.go.jp/portal/file_download>Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, "Drone/UAS Information Platform System "Drone Information Platform System Operation Manual (Operation Manual Applicant Edition 3.0)" [online], March 26, 2020, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, [June 1, 2020], Internet <URL: https://www.dips.mlit.go.jp/portal/file_download> 日本電気株式会社、外4法人、”Japan Drone 2018 DRESSプロジェクトフォーラム プロジェクト名「安心・安全で効率的な物流等のサービスを実現する運航管理システムの研究開発」”、10~13頁、[online]、平成30年9月、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、[令和2年6月1日]、インターネット<URL:https://nedo-dress.jp/wp-content/uploads/2018/09/kenkyuu_006.pdf>NEC Corporation and four other corporations, "Japan Drone 2018 DRESS Project Forum Project name: "Research and development of a traffic control system to realize safe, secure and efficient logistics services", pages 10-13, [online], September 2018, New Energy and Industrial Technology Development Organization, [June 1, 2020], Internet <URL: https://nedo-dress.jp/wp-content/uploads/2018/09/kenkyuu_006.pdf>

しかしながら、非特許文献2に記載の流れではメールを介した人手による手続きが行われているに過ぎない。なお、非特許文献1に記載の試験は、ドローン運航管理システムの相互接続試験に過ぎず、運行計画の作成に係る手続きについては考慮されていない。よって、始点と終点を設定するだけで、経路の設計をして他の自律移動装置の経路と調整された運行計画を生成するという一連の手続きを自動で行う方法が望まれる。 However, in the flow described in Non-Patent Document 2, procedures are merely performed manually via email. Note that the test described in Non-Patent Document 1 is merely an interconnection test of the drone traffic management system, and does not take into consideration the procedures related to creating an operation plan. Therefore, there is a need for a method that can automatically perform a series of procedures, such as designing a route and generating an operation plan that is coordinated with the routes of other autonomous mobile devices, simply by setting the start and end points.

また、上述のように、自律移動装置は、運行経路を定めた場合でも外乱などで一時的に計画経路からズレることがあり、通常、他の自律移動装置などと衝突しないように大きな余裕範囲をとるように経路が設計される。例えば、ドローンのような空を飛ぶ自律移動装置の水平面方向の場合、運行が許される最大の風速下において、流されたとしても、他の運行区画にはみ出さない程度の距離的余裕をとる。この大きな余裕は、時間的にも確保する必要がある。例えば、ドローンのような空を飛ぶ自律移動装置の場合、同じ空間上の区画内に同じ時間帯に複数のドローンが入ると衝突が起きるため、あるドローンがある空間を占有できる時間帯を、遅れを考慮して長くとる必要がある。この大きな余裕により、空間の利用効率が下がり、一定の空間内に同一の時間帯に同時に運行できる自律移動装置の数が少なく抑えられてしまう。 As mentioned above, even if an autonomous mobile device has a set route, it may deviate from the planned route temporarily due to disturbances, and so the route is usually designed to allow a large margin of error to avoid collisions with other autonomous mobile devices. For example, in the case of an autonomous mobile device that flies in the air, such as a drone, a distance margin is provided that is large enough that the device will not extend beyond other operating sections even if it is blown away under the maximum wind speed at which operation is permitted. This large margin must also be secured in terms of time. For example, in the case of an autonomous mobile device that flies in the air, such as a drone, collisions will occur if multiple drones enter the same spatial section at the same time, so the time period during which a drone can occupy a certain space must be long, taking delays into account. This large margin reduces the efficiency of space utilization, and limits the number of autonomous mobile devices that can operate simultaneously in the same time period within a certain space.

しかしながら、非特許文献3に記載の技術では、航路の設計や衝突判定を一律固定の幅の経路で取り扱うものの、空間上のドローン等の自律移動装置の収容密度、同時運行数を十分に高めるに至っていない。よって、運行経路の設計方法では空間利用の効率(空間的な効率、時間的な効率)を向上させ、複数の自律移動装置を効率良く運行できるような運行経路の計画(設計)方法の提案が望まれる。 However, the technology described in Non-Patent Document 3 handles route design and collision detection for routes of a uniform, fixed width, but does not sufficiently increase the density of autonomous mobile devices such as drones in space or the number of simultaneous operations. Therefore, it is desirable to propose a method for planning (designing) routes that improves the efficiency of space utilization (spatial efficiency, temporal efficiency) and enables multiple autonomous mobile devices to operate efficiently.

また、特許文献1に記載の技術は、人間が乗務する船舶を念頭においたものであり、大きなメッシュの1区画内に複数の船舶が入ることを許容する考え方に基づく技術である。これは、人間が乗務しているため、区画内で衝突が発生しそうになっても、人間の判断で回避できるためである。また、特許文献1に記載の技術は、船舶を念頭においた技術であることからも分かるように、2次元平面を区割りしたメッシュを用いているだけでなく、このメッシュを均一の大きさとしている。さらに、特許文献1に記載の技術は、衝突回避を主眼とし、人間の判断が可能な環境で用いる技術であるため、このメッシュを均一の大きさとしており、船舶の収容密度及び同時運行数の向上といった観点に基づく技術ではない。 The technology described in Patent Document 1 was designed with humans on board and is based on the idea of allowing multiple ships to fit within one large mesh section. This is because, since humans are on board, any collisions that may occur within the section can be avoided by human judgment. As can be seen from the fact that the technology described in Patent Document 1 is designed with ships in mind, it not only uses meshes that divide a two-dimensional plane, but also has a uniform size for these meshes. Furthermore, because the technology described in Patent Document 1 is primarily designed to avoid collisions and is used in environments where human judgment is possible, the meshes are of a uniform size and are not based on the perspective of improving the accommodation density of ships or the number of simultaneous operations.

このように、特許文献1に記載の技術では、人間が搭乗しない自律移動装置についての運行計画を自動的に作成し且つ自律移動装置の収容密度及び同時運行数を向上させることはできない。 As such, the technology described in Patent Document 1 cannot automatically create operation plans for autonomous mobile devices that do not have humans on board, and cannot improve the accommodation density and number of simultaneous operations of the autonomous mobile devices.

本開示の目的は、自律移動装置の運行計画を自動的に作成すること、並びに自律移動装置の収容密度及び同時運行数を向上させることが可能な運行計画生成装置、学習装置、運行計画生成方法、学習方法、及びプログラムを提供することにある。 The objective of the present disclosure is to provide an operation plan generation device, a learning device, an operation plan generation method, a learning method, and a program that can automatically create an operation plan for an autonomous mobile device, and can improve the accommodation density and number of simultaneous operations of the autonomous mobile devices.

本開示の第1の態様に係る運行計画生成装置は、自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成部と、予測部と、を備え、前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、前記予測部は、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、前記生成部は、前記予測部で予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、ものである。 The operation plan generation device according to the first aspect of the present disclosure includes a generation unit that generates an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is scheduled to operate based on operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device, and a prediction unit, the route includes information expressed as a series of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous coexistence with other autonomous mobile devices, the prediction unit predicts the difference between the operation plan and the operation performance, which is the actual operation performance based on the operation plan, for at least each section on the route included in the operation plan, and the generation unit generates an operation plan for the autonomous mobile device based on the operation conditions using new sections updated according to the difference for each section predicted by the prediction unit.

本開示の第2の態様に係る学習装置は、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力部と、学習部と、を備え、前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、前記学習部は、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、ものである。 The learning device according to the second aspect of the present disclosure includes an input unit that inputs an operation plan indicating a planned route for an autonomous mobile device and operation results that are the results of actual operation based on the operation plan, and a learning unit, where the route includes information expressed as a series of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices, and the learning unit analyzes, for each section used to generate the operation plan, the difference between the operation plan and the operation results that are the results of actual operation based on the operation plan, and generates a learned model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis results.

本開示の第3の態様に係る運行計画生成方法は、自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成ステップと、予測ステップと、を備え、前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、前記予測ステップは、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、前記生成ステップは、前記予測ステップで予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、ものである。 The operation plan generation method according to the third aspect of the present disclosure includes a generation step of generating an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is scheduled to operate based on operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device, and a prediction step, the route including information expressed as a series of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous coexistence with other autonomous mobile devices, the prediction step predicts the difference between the operation plan and the operation performance, which is the actual operation performance based on the operation plan, for at least each section on the route included in the operation plan, and the generation step generates an operation plan for the autonomous mobile device based on the operation conditions using new sections updated according to the difference for each section predicted in the prediction step.

本開示の第4の態様に係る学習方法、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力ステップと、学習ステップと、を備え、前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、前記学習ステップは、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、ものである。 The learning method according to the fourth aspect of the present disclosure includes an input step of inputting an operation plan indicating a route along which an autonomous mobile device is scheduled to operate and operation results that are the results of actual operation based on the operation plan, and a learning step, in which the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or concurrent coexistence with other autonomous mobile devices, and the learning step analyzes, for each section used to generate the operation plan, the difference between the operation plan and the operation results that are the results of actual operation based on the operation plan, and generates a learned model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis results.

本開示の第5の態様に係るプログラムは、コンピュータに、自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成ステップと、予測ステップと、を実行させ、前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、前記予測ステップは、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、前記生成ステップは、前記予測ステップで予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、ものである。 A program according to a fifth aspect of the present disclosure causes a computer to execute a generation step of generating an operation plan showing a route along which the autonomous mobile device is scheduled to operate based on operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device, and a prediction step, the route including information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous coexistence with other autonomous mobile devices, the prediction step predicts the difference between the operation plan and the operation performance, which is the performance of actual operation based on the operation plan, for at least each section on the route included in the operation plan, and the generation step generates an operation plan for the autonomous mobile device based on the operation conditions using new sections updated according to the difference for each section predicted in the prediction step.

本開示の第6の態様に係るプログラムは、コンピュータに、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力ステップと、学習ステップと、を実行させ、前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、前記学習ステップは、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、ものである。 A program according to a sixth aspect of the present disclosure causes a computer to execute an input step of inputting an operation plan indicating a planned route for an autonomous mobile device and operation results that are the results of actual operation based on the operation plan, and a learning step, the route including information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or concurrent presence with other autonomous mobile devices, and the learning step analyzes, for each section used to generate the operation plan, the difference between the operation plan and the operation results that are the results of actual operation based on the operation plan, and generates a learned model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis results.

本開示により、自律移動装置の運行計画を自動的に作成すること、並びに自律移動装置の収容密度及び同時運行数を向上させることが可能な運行計画生成装置、学習装置、運行計画生成方法、学習方法、及びプログラムを提供することができる。 The present disclosure makes it possible to provide an operation plan generation device, a learning device, an operation plan generation method, a learning method, and a program that can automatically create an operation plan for an autonomous mobile device, and can improve the accommodation density and number of simultaneous operations of the autonomous mobile devices.

実施形態1に係る運行計画生成装置の一構成例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration example of an operation plan generation device according to a first embodiment. 実施形態1に係る運行計画生成装置で利用可能な学習済みモデルを生成する学習装置の一構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example configuration of a learning device that generates a trained model that can be used in the operation plan generation device of embodiment 1. 図2の学習装置における処理例を説明するためのフロー図である。FIG. 3 is a flow diagram for explaining an example of processing in the learning device of FIG. 2 . 図1の運行計画生成装置における処理例を説明するためのフロー図である。2 is a flow diagram for explaining a processing example in the operation plan generating device of FIG. 1 . 実施形態2に係る運行管理装置の一構成例を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a traffic management device according to a second embodiment. 図5の運行管理装置で保持される運行計画の一例を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing an example of an operation plan held in the operation management device of FIG. 5 . 比較例に係る運行管理装置で保持される、静的運行区画のみに基づいて生成された運行計画の一例を示す模式図である。10 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated based only on static operation sections, which is stored in a traffic management device according to a comparative example. FIG. 図5の運行管理装置で生成される運行計画の一例を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated by the operation management device of FIG. 5 . 図8の運行計画に基づき運行された運行実績の一例を示す模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of operation results based on the operation plan of FIG. 8 . 図5の運行管理装置で保持される運行実績の一例を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing an example of a driving record held in the driving management device of FIG. 5 . 図5の運行管理装置で保持される静的運行区画の一例を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing an example of a static operation section held in the operation management device of FIG. 5 . 図11の静的運行区画に含まれる情報を説明するための模式図である。FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the information contained in the static operation section of FIG. 11 . 図5の運行管理装置における学習部の一構成例を示すブロック図である。6 is a block diagram showing an example of the configuration of a learning unit in the traffic management device of FIG. 5 . 図13の学習部で抽出される位置差情報の一例を示す模式図である。14 is a schematic diagram showing an example of position difference information extracted by the learning unit in FIG. 13 . 図13の学習部で抽出される時間差情報の一例を示す模式図である。14 is a schematic diagram showing an example of time difference information extracted by the learning unit in FIG. 13 . 図13の学習部で実行される学習前処理の一例を説明するための模式図である。14 is a schematic diagram for explaining an example of pre-learning processing executed by the learning unit in FIG. 13 . 図13の学習部で保持される、学習前処理の実行結果の一例を示す模式図である。14 is a schematic diagram showing an example of a result of execution of pre-learning processing held in the learning unit of FIG. 13 . FIG. 図13の学習部で実行される重回帰分析処理の一例を説明するための模式図である。14 is a schematic diagram for explaining an example of a multiple regression analysis process executed in the learning unit of FIG. 13 . 図13の学習部で保持される、重回帰分析処理の実行結果の一例を示す模式図である。14 is a schematic diagram showing an example of a result of execution of a multiple regression analysis process held in a learning unit in FIG. 13 . 図13の学習部で保持される、重回帰分析処理の実行結果の他の例を示す模式図である。14 is a schematic diagram showing another example of the execution result of the multiple regression analysis process held in the learning unit of FIG. 13 . 図19及び図20の実行結果を説明するための模式図である。FIG. 21 is a schematic diagram for explaining the execution results of FIGS. 19 and 20 . 図5の運行管理装置における予測部の一構成例を示すブロック図である。6 is a block diagram showing an example of the configuration of a prediction unit in the traffic management device of FIG. 5 . 図22の予測部で予測された運行区画毎の予測値の一例を示す模式図である。23 is a schematic diagram showing an example of a predicted value for each operation section predicted by the prediction unit of FIG. 22 . 図22の予測部で生成され動的運行区画保持部で保持される動的運行区画の一例を示す模式図である。23 is a schematic diagram showing an example of a dynamic operation section generated by the prediction unit of FIG. 22 and stored in the dynamic operation section storage unit. 図24の動的運行区画を説明するための模式図である。FIG. 25 is a schematic diagram for explaining the dynamic operation section of FIG. 24 . 図24の動的運行区画を説明するための模式図である。FIG. 25 is a schematic diagram for explaining the dynamic operation section of FIG. 24 . 図24の動的運行区画を説明するための模式図である。FIG. 25 is a schematic diagram for explaining the dynamic operation section of FIG. 24 . 図24の動的運行区画を説明するための模式図である。FIG. 25 is a schematic diagram for explaining the dynamic operation section of FIG. 24 . 図5の運行管理装置で生成される運行計画の一例を示す模式図である。6 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated by the operation management device of FIG. 5 . 図5の運行管理装置における運行計画の生成方法の一例を説明するための模式図である。6 is a schematic diagram for explaining an example of a method for generating an operation plan in the operation management device of FIG. 5 . 図5の運行管理装置における運行計画の生成方法の一例を説明するための模式図である。6 is a schematic diagram for explaining an example of a method for generating an operation plan in the operation management device of FIG. 5 . 図30及び図31の生成方法で生成された運行計画の一例を示す模式図である。FIG. 32 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated by the generation method of FIGS. 30 and 31 . 図5の運行管理装置を利用した自律移動装置の運行申請から目的地到着までの流れの一例を説明するためのフロー図である。6 is a flow diagram for explaining an example of a flow from an application for operation of an autonomous mobile device using the operation management device of FIG. 5 to arrival at a destination. 図5の運行管理装置における学習処理の一例を説明するためのフロー図である。6 is a flow diagram for explaining an example of a learning process in the traffic management device of FIG. 5 . 図5の運行管理装置における予測処理の一例を説明するためのフロー図である。FIG. 6 is a flow diagram for explaining an example of a prediction process in the traffic management device of FIG. 5 . 図5の運行管理装置における運行計画生成処理の一例を説明するためのフロー図である。6 is a flow diagram for explaining an example of an operation plan generation process in the operation management device of FIG. 5 . 図22の予測部における予測処理の他の例を説明するための模式図である。23 is a schematic diagram for explaining another example of the prediction process in the prediction unit of FIG. 22 . 図22の予測部における予測処理の他の例を説明するための模式図である。23 is a schematic diagram for explaining another example of the prediction process in the prediction unit of FIG. 22 . 図22の予測部における予測処理の他の例を説明するための模式図である。23 is a schematic diagram for explaining another example of the prediction process in the prediction unit of FIG. 22 . 装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 illustrates an example of a hardware configuration of the apparatus.

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。なお、実施形態において、同一又は同等の要素には、同一の符号を付すことがあり、重複する説明は適宜省略される。 Hereinafter, the embodiments will be described with reference to the drawings. In the embodiments, the same or equivalent elements may be denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted as appropriate.

<実施形態1>
図1を参照しながら、実施形態1に係る運行計画生成装置について説明する。図1は、実施形態1に係る運行計画生成装置の一構成例を示すブロック図である。
<Embodiment 1>
An operation plan generating device according to the first embodiment will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the operation plan generating device according to the first embodiment.

図1に示すように、本実施形態に係る運行計画生成装置1は、自律移動装置の運行計画を生成する装置であり、生成部1a及び予測部1bを備えることができる。運行計画生成装置1は、自律移動装置の経路を生成(設計)するとも言えるため、経路生成装置、経路設計装置などと称することもできる。なお、運行計画生成装置1は、単独の装置として構築することができるが、機能を分散させた分散型のシステムとして構築することもできる。 As shown in FIG. 1, the operation plan generation device 1 according to this embodiment is a device that generates an operation plan for an autonomous mobile device, and can include a generation unit 1a and a prediction unit 1b. The operation plan generation device 1 can also be said to generate (design) a route for the autonomous mobile device, and can therefore also be called a route generation device, route design device, etc. Note that the operation plan generation device 1 can be constructed as a standalone device, but can also be constructed as a distributed system in which functions are distributed.

運行計画生成の対象となる自律移動装置について説明する。自律移動装置は、自律的に移動することが可能な装置であり、運行計画に沿った移動を、具備された位置センサや姿勢センサ等の各種センサの検知結果に基づき制御することが可能になっている。 We will explain the autonomous mobile device for which the operation plan is generated. An autonomous mobile device is a device that can move autonomously, and its movement according to the operation plan can be controlled based on the detection results of various sensors such as position sensors and attitude sensors equipped with it.

自律移動装置としては、ドローン(無人航空機)、自動運転車(手動運転可能な自動車である場合も含む)、自動航行機能を備えた航空機や船舶、ロボット電動車いすなど、その種類を問わず、自律移動装置全般が適用できる。ここで、ドローンは、地上、上空、水上、水中、宇宙など、その動作環境を問わず、ロボットは、走行、歩行など、その移動方式を問わない。さらに、自律移動装置としては、その用途も問わず、例えば、工場や倉庫等で用いられるフォークリフトや無人搬送車(自動搬送車)、建機や重機等の工事用車両、鉄道車両、タクシー、トラック等の物流に用いられる車両、警察車両、消防車両なども挙げられる。ここで、鉄道車両は、ライトレール、鉄輪式、新交通システム、モノレール、磁気浮上式など、その移動方式を問わない。 The autonomous mobile device may be any type of autonomous mobile device, such as a drone (unmanned aerial vehicle), an autonomous vehicle (including a manually operable vehicle), an aircraft or ship with an automatic navigation function, or a robotic electric wheelchair. Here, the drone may be operated in any environment, such as on the ground, in the air, on the water, underwater, or in space, and the robot may be moved by any method, such as running or walking. Furthermore, the autonomous mobile device may be used for any purpose, such as forklifts and unmanned guided vehicles (automated guided vehicles) used in factories and warehouses, construction vehicles such as construction machinery and heavy machinery, railroad vehicles, taxis, trucks, and other vehicles used in logistics, police vehicles, and fire engines. Here, the railroad vehicles may be moved by any method, such as light rail, steel wheel type, new transportation system, monorail, or magnetic levitation type.

手動運転可能な自動車で例示したように、自律移動装置は、人間の搭乗が可能な構成を有するものであってもよく、また、搭乗者による運転や外部からの制御による運転も可能に構成しておくこともできる。このように、自律移動装置は、自律的に移動可能であればよく、搭乗者の操作に従い、或いは外部のコントローラからの制御に従い、移動する機能を有することもできる。 As exemplified by the manually drivable automobile, an autonomous mobile device may be configured to allow a human to ride on it, and may also be configured to allow it to be driven by a passenger or by external control. In this way, an autonomous mobile device only needs to be capable of moving autonomously, and may also have the function of moving according to the operation of a passenger or according to control from an external controller.

そして、本実施形態に係る運行計画生成装置1は、ドローンを例に挙げて説明すると、荷物の輸送や撮影、監視などの業務で目視外飛行を行うような業者に対して、運行経路などを調停、管理、払い出しするような業務に利用されることができる。なお、このような調停等の業務は、日本国においては国交省などが行っている業務である。無論、運行計画生成装置1を利用可能な業務としては、ドローン限らず、上述したような様々な自律移動装置の運用管理やこれらを用いた業務も挙げられる。自律移動装置を用いた業務としては、運輸業や製造業に限らず、インフラストラクチャの点検保守維持管理、建築土木、公共(治水、ダム管理、防災、災害対応、警察、消防)、警備などの業務も挙げられる。 The operation plan generation device 1 according to this embodiment can be used, for example, for a drone, to mediate, manage, and assign operation routes to businesses that fly beyond visual line of sight for tasks such as transporting goods, taking photographs, and monitoring. In Japan, such mediation and other tasks are performed by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism. Of course, tasks that can use the operation plan generation device 1 are not limited to drones, but also include the operation and management of various autonomous mobile devices as described above and tasks that use these. Tasks that use autonomous mobile devices are not limited to the transportation and manufacturing industries, but also include infrastructure inspection, maintenance, and management, construction and civil engineering, public (flood control, dam management, disaster prevention, disaster response, police, firefighting), and security.

生成部1aは、自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する。運行条件の入力は、外部装置からの通信による入力とすることが利用者の利便性の点及び運行計画生成装置1の管理者の処理負担の低減の点から好ましいと言える。 The generation unit 1a generates an operation plan that indicates the planned route of operation of the autonomous mobile device based on the operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device. It can be said that it is preferable to input the operation conditions by communication from an external device from the viewpoint of user convenience and reduction of the processing burden on the administrator of the operation plan generation device 1.

ここで、運行条件とは、時間的な条件と空間的な条件とを含むことができる。時間的な条件とは、希望出発日時及び/又は希望到着日時(いずれの時刻もある程度の幅をもたせた時間帯であってもよい)を示す条件とすることができる。空間的な条件とは、希望出発地と希望到着地を含むことができ、希望経由地など、ある程度の希望経路を示す条件も含めることもできる。希望経路は、自律移動装置が飛行する装置である場合、高度も含めた経路とすることができ、自律移動装置の規則上及び/又は性能上の飛行可能高度を含めることもできる。 Here, the operating conditions can include temporal conditions and spatial conditions. The temporal conditions can be conditions indicating a desired departure date and time and/or a desired arrival date and time (either of which can be a time range with a certain degree of flexibility). The spatial conditions can include a desired departure point and a desired arrival point, and can also include conditions indicating a certain degree of a desired route, such as a desired stopover point. If the autonomous mobile device is a flying device, the desired route can be a route that includes altitude, and can also include the flight altitude allowed by the autonomous mobile device according to regulations and/or performance.

そして、本実施形態で言うところの経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在(同時刻又は同時間帯での干渉)を避けるための領域である区画の連続で表現される情報(区画経路情報)を含むものとする。この区画は、他の自律移動装置の同時刻又は同時間帯での侵入を排除するように設定された区画であり、自律移動装置の運行経路の余裕範囲に応じて設定されることができる。この区画は、2次元平面の区画とすることもできるが、自律移動装置が飛行を行う自律飛行装置である場合などには3次元空間を想定した区画とする。後述するが、本実施形態ではこの区画を可変としている。このように、本実施形態での運行予定経路は、連続的な運行予定区画で表現されることができる。 The route referred to in this embodiment includes information (section route information) expressed as a succession of sections, which are areas for avoiding simultaneous or simultaneous coexistence with other autonomous mobile devices (interference at the same time or time). These sections are set to exclude intrusions of other autonomous mobile devices at the same time or time, and can be set according to the margin of the autonomous mobile device's operating route. These sections can be two-dimensional plane sections, but in cases where the autonomous mobile device is an autonomous flying device that flies, they are sections that assume a three-dimensional space. As will be described later, in this embodiment, these sections are variable. In this way, the planned operating route in this embodiment can be expressed as continuous planned operating sections.

予測部1bは、少なくとも運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画とその運行計画に基づき運行実績(実際に運行される実績)との差異を予測する。上記差異は、差分、ズレなどと称することもできる。無論、運行計画に含まれる経路以外の区画についても予測の対象とすることができる。例えば、希望出発地と希望到着地との間の区画の全てについて差異の予測を行ってもよい。また、第1の自律移動装置について上記差異を予測する場合、同時間帯での運行希望がある第2の自律移動装置について、時間的には回避されたとしても経路が交わることがあるためである。なお、経路が交わるということは、第2の自律移動装置の経路には第1の自律移動装置の経路とは無関係の区画も含まれることを指す。このように、予測部1bは、他の同期間中の運行計画も考慮して予測することができる。 The prediction unit 1b predicts the difference between the operation plan and the operation results (actual operation results) based on the operation plan for at least each section on the route included in the operation plan. The above difference can also be called a difference, a deviation, etc. Of course, sections other than the route included in the operation plan can also be the subject of prediction. For example, a difference prediction may be performed for all sections between the desired departure point and the desired arrival point. In addition, when predicting the above difference for the first autonomous mobile device, it is because the routes of the second autonomous mobile device that wishes to operate during the same time period may cross even if they are avoided in terms of time. Note that the crossing of routes means that the route of the second autonomous mobile device includes sections unrelated to the route of the first autonomous mobile device. In this way, the prediction unit 1b can make predictions taking into account other operation plans during the same period.

さらに、生成部1aは、予測部1bで予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、上記運行条件に基づく自律移動装置の運行計画を生成する。この運行計画は、業者等の利用者(運行計画の作成を依頼した依頼者)に提示することができる。このように、本実施形態では、区画は可変となっている。 Furthermore, the generation unit 1a generates an operation plan for the autonomous mobile device based on the above operation conditions, using new sections updated according to the differences between each section predicted by the prediction unit 1b. This operation plan can be presented to a user such as a business (a client who has requested the creation of an operation plan). Thus, in this embodiment, the sections are variable.

補足すると、生成部1aは、設定済みの区画を用いて自律移動装置の運行計画を生成し、予測部1bによる予測を経て区画を必要に応じて更新し、更新した区画を用いてその自律移動装置の運行計画を更新することができる。但し、生成部1aは、予測部1bでの予測を経た区画を用いて運行条件に基づく運行計画の生成を行うように構成しておけばよい。よって、生成部1aは、既にそのような区画が設定されているタイミングであれば、再度予測を実行しなくてもそのままの運行計画を最終版として利用者に提示するようにすればよい。 In addition, the generation unit 1a can generate an operation plan for the autonomous mobile device using the set sections, update the sections as necessary through prediction by the prediction unit 1b, and update the operation plan for the autonomous mobile device using the updated sections. However, the generation unit 1a can be configured to generate an operation plan based on the operation conditions using the sections predicted by the prediction unit 1b. Therefore, if such sections have already been set, the generation unit 1a can present the operation plan as is to the user as the final version without having to perform prediction again.

また、運行計画生成装置1は、その全体を制御する制御部(図示せず)を備えることができ、この制御部が生成部1a及び予測部1bの機能を実行するように構成することができる。この制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、作業用メモリ、及びプログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などによって実現することができる。このプログラムは、運行計画生成プログラムとすることができる。この制御部は、例えば集積回路(Integrated Circuit)を含んで実現することもできる。 The operation plan generation device 1 may also include a control unit (not shown) that controls the entire device, and this control unit may be configured to execute the functions of the generation unit 1a and the prediction unit 1b. This control unit may be realized, for example, by a CPU (Central Processing Unit), a working memory, and a non-volatile storage device that stores a program. This program may be an operation plan generation program. This control unit may also be realized by including, for example, an integrated circuit.

また、予測部1bは、学習済みモデルを用いて上記差異の予測を実行することが好ましい。なお、ここで学習済みモデルとは、運用段階で用いると決定した学習モデルであればよく、更なる精度の向上等のために逐次更新されることができる。 It is also preferable that the prediction unit 1b predicts the above-mentioned difference using a trained model. Note that the trained model here may be a trained model that has been determined to be used in the operational phase, and can be updated successively to further improve accuracy, etc.

次に、図2を参照しながら、このような、運行計画生成装置1で利用可能な学習済みモデルについて説明する。図2は、運行計画生成装置1で利用可能な学習済みモデルを生成する学習装置の一構成例を示すブロック図である。 Next, such a trained model that can be used by the operation plan generation device 1 will be described with reference to FIG. 2. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of a learning device that generates a trained model that can be used by the operation plan generation device 1.

図2で示すように、学習装置2は、学習部2a及び入力部2bを備えることができる。なお、学習装置2は、単独の装置として構築することができるが、機能を分散させた分散型のシステムとして構築することもできる。また、学習装置2は、運行計画生成装置1の外部に備えることを前提として説明するが、学習部として運行計画生成装置1の内部に備えることもできる。 As shown in FIG. 2, the learning device 2 can include a learning unit 2a and an input unit 2b. The learning device 2 can be constructed as a standalone device, but can also be constructed as a distributed system with distributed functions. In addition, the learning device 2 will be described on the assumption that it is provided outside the operation plan generation device 1, but it can also be provided inside the operation plan generation device 1 as a learning unit.

入力部2bは、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、その運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する。運行実績は、例えば、自律移動装置から随時又は運行の終了時点など、任意のタイミングで入力させることができる。経路については上述した通りであり、運行計画にはそれに区画の情報が含まれていることになる。なお、運行実績については、入力の時点では区画の情報を含まないで入力後に運行予定に基づき区画の情報が付加されてもよい。 The input unit 2b inputs an operation plan indicating the planned route of operation of the autonomous mobile device, and operation results, which are the results of actual operation based on the operation plan. The operation results can be input at any time from the autonomous mobile device, for example, at any time or at the end of operation. The route is as described above, and the operation plan includes information on sections. Note that the operation results may not include section information at the time of input, but section information may be added after input based on the operation plan.

学習部2aは、上記運行計画の生成に使用される区画毎に、上記運行計画と上記運行計画に基づき実際に運行された運行実績との差異を分析する。ここでの分析対象のデータセットは、様々な時間帯について複数の自律移動装置に対して生成された運行計画とそれに対応する運行実績とを示すデータ、好ましくはその運行実績に気象などの環境情報も含めたデータとすることで、分析精度を上げることができる。 The learning unit 2a analyzes the difference between the operation plan and the actual operation results based on the operation plan for each section used to generate the operation plan. The data set to be analyzed here is data showing operation plans generated for multiple autonomous mobile devices for various time periods and the corresponding operation results, and preferably data that includes environmental information such as weather in the operation results, thereby improving the accuracy of the analysis.

そして、学習部2aは、この分析結果に基づき、新たな運行計画で(少なくともその新たな運行計画の経路に含まれる区画について)生じ得る差異を予測する学習済みモデルを生成する。予測対象の差異は、上述したように、それぞれの区画についての運行計画と運行実績との差異とする。便宜上、分析、モデル生成と段階的に説明しているが、学習部2aは、このような段階的な処理を適用するに限らず、上述のような分析をした結果としての学習済みモデルを生成してもよい。 Then, based on the analysis results, the learning unit 2a generates a trained model that predicts differences that may occur in the new operation plan (at least for the sections included in the route of the new operation plan). The difference to be predicted is the difference between the operation plan and the operation results for each section, as described above. For convenience, the analysis and model generation are described in stages, but the learning unit 2a is not limited to applying such staged processing, and may generate a trained model as a result of the analysis described above.

学習部2aで生成される学習済みモデルは、そのアルゴリズムや手法等は問わず、統計学的な学習手法により得られるモデルとすることも、深層学習等の機械学習手法により得られるモデルとすることもでき、無論、双方の範疇に入るモデルとすることもできる。 The trained model generated by the learning unit 2a can be a model obtained by a statistical learning method or a model obtained by a machine learning method such as deep learning, regardless of the algorithm or method. Of course, it can also be a model that falls into both categories.

例えば、学習済みモデルは、実施形態2で後述するように重回帰分析を用いて生成されたモデルとすることができる。また、学習装置2で生成される学習済みモデルの元となる未学習モデルのアルゴリズムは、例えば、畳み込み層、プーリング層、及び全結合層を有するCNN(Convolutional Neural Network)とすることができる。また、アルゴリズムは、RNN(Recurrent Neural Network)等の再帰的な構造をもつ予測に適したものなどであってもよい。また、RNNは、勾配消失問題を緩和するためにLSTM(Long short-term memory)ブロックを有するように拡張したニューラルネットワークとすることもできる。無論、未学習モデル、学習済みモデルは機械学習手法を用いる場合であってもこれらのようなDNNを用いるものに限らない。 For example, the trained model may be a model generated using multiple regression analysis as described later in the second embodiment. The algorithm of the untrained model that is the basis of the trained model generated by the learning device 2 may be, for example, a CNN (Convolutional Neural Network) having a convolutional layer, a pooling layer, and a fully connected layer. The algorithm may be an algorithm suitable for prediction having a recursive structure such as an RNN (Recurrent Neural Network). The RNN may be a neural network extended to have a long short-term memory (LSTM) block in order to alleviate the gradient vanishing problem. Of course, the untrained model and trained model are not limited to those using DNNs such as these, even when a machine learning method is used.

なお、生成された学習済みモデルは、その精度をチェックし、精度が良ければそのまま実装し、精度が悪ければ畳み込み処理等の前処理を変更する、或いはチューニングを行うなどの処理を実行してもよい。その後、学習済みモデルの生成、評価を行い、実装する学習済みモデルを決定すればよい。また、チューニングの対象となるハイパーパラメータは問わない。ハイパーパラメータとしては、例えば、NNの層数、各層のユニット数(ノード数)、同じデータセットを使用した反復学習の回数(エポック数)など、様々なものが挙げられる。 The accuracy of the generated trained model can be checked, and if the accuracy is good, it can be implemented as is. If the accuracy is poor, preprocessing such as convolution processing can be changed, or tuning can be performed. Trained models can then be generated and evaluated to determine which trained model to implement. Any hyperparameter can be tuned. Examples of hyperparameters include the number of layers in the NN, the number of units (number of nodes) in each layer, and the number of repeated training cycles (number of epochs) using the same dataset.

また、上述したように、学習済みモデルの生成の処理は更新の処理であってもよい。つまり、学習済みモデルは新たな学習データが一定量貯まった段階などの運用方法に応じた任意のタイミングで更新されることができる。 As described above, the process of generating a trained model may be an update process. In other words, the trained model can be updated at any time according to the operation method, such as when a certain amount of new training data has been accumulated.

学習装置2は、学習部2aで生成された学習済みモデルを記憶する記憶部(図示せず)を備えることができ、この記憶部には未学習モデルを記憶させておきそれを更新することで学習済みモデルとすることもできる。予測部1bは、運用段階においてこのようにして生成された学習済みモデルを用いて差異の予測を実行することになる。そのため、学習装置2は、運行計画生成装置1からアクセス可能な状態に接続しておけばよい。また、学習装置2は、生成した学習済みモデルを、例えば、運行計画生成装置1にネットワークを介して送信するように又は運行計画生成装置1からアクセス可能なサーバ装置にネットワークを介して送信するように、構成することもできる。 The learning device 2 can be equipped with a storage unit (not shown) that stores the trained model generated by the learning unit 2a, and an untrained model can be stored in this storage unit and updated to become a trained model. The prediction unit 1b uses the trained model thus generated during the operation phase to perform difference prediction. Therefore, the learning device 2 only needs to be connected in a state accessible from the operation plan generation device 1. The learning device 2 can also be configured to transmit the generated trained model, for example, to the operation plan generation device 1 via a network, or to transmit the generated trained model via a network to a server device accessible from the operation plan generation device 1.

なお、学習装置2は、その全体を制御する制御部(図示せず)を備えることができ、この制御部が学習部2a及び入力部2bの一部の機能を実行するように構成することができる。この制御部は、例えば、CPU、作業用メモリ、及びプログラムを記憶した不揮発性の記憶装置などによって実現することができる。このプログラムは、学習プログラムとすることができる。この制御部は、例えば集積回路を含んで実現することもできる。 The learning device 2 may include a control unit (not shown) that controls the entire device, and this control unit may be configured to execute some of the functions of the learning unit 2a and the input unit 2b. This control unit may be realized, for example, by a CPU, a working memory, and a non-volatile storage device that stores a program. This program may be a learning program. This control unit may also be realized, for example, by including an integrated circuit.

このように、本実施形態に係る運行計画生成装置1は、上述した学習装置2とともに運行計画生成システムを構成することができ、さらにこの運行計画生成システムは、上述したようなサーバ装置を備えることもできる。 In this way, the operation plan generation device 1 according to this embodiment can constitute an operation plan generation system together with the learning device 2 described above, and this operation plan generation system can also be equipped with a server device as described above.

次に、図3及び図4を参照しながら、学習装置2及び運行計画生成装置1の処理の一例を説明する。図3は、学習装置2における処理例を説明するためのフロー図で、図4は、運行計画生成装置1における処理例を説明するためのフロー図である。 Next, an example of the processing of the learning device 2 and the operation plan generating device 1 will be described with reference to Figures 3 and 4. Figure 3 is a flow diagram for explaining an example of the processing of the learning device 2, and Figure 4 is a flow diagram for explaining an example of the processing of the operation plan generating device 1.

まず、学習段階(モデル生成処理)では、学習装置2は、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する(ステップS1)。次いで、学習装置2は、運行計画の生成に使用される前記区画毎に、運行計画とそれに対応する運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る上記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する(ステップS2)。なお、ステップS2での分析対象のデータは、ステップS1で入力されたデータそのものとすることができるが、必要に応じて前処理を施しておくとよい。なお、上記ステップS1、S2はそれぞれ入力ステップ、学習ステップと称することができる。 First, in the learning stage (model generation process), the learning device 2 inputs an operation plan indicating the planned route of operation of the autonomous mobile device and operation results, which are the results of actual operation based on the operation plan (step S1). Next, the learning device 2 analyzes the difference between the operation plan and the corresponding operation results for each section used to generate the operation plan, and generates a learned model that predicts the above-mentioned differences that may occur in a new operation plan based on the analysis results (step S2). Note that the data to be analyzed in step S2 can be the data input in step S1 itself, but it is preferable to perform preprocessing if necessary. Note that the above steps S1 and S2 can be called the input step and the learning step, respectively.

運用段階(運行計画生成処理)では、運行計画生成装置1は、自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、その自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する(ステップS11)。運行計画生成装置1は、少なくとも運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画とその運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測する(ステップS12)。 In the operation stage (operation plan generation process), the operation plan generation device 1 generates an operation plan indicating the planned route of operation of the autonomous mobile device based on the operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device (step S11). The operation plan generation device 1 predicts the difference between the operation plan and the operation results, which are the results of actual operation based on the operation plan, for at least each section on the route included in the operation plan (step S12).

ここで、ステップS11は、ステップS12で予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、上記運行条件に基づく上記自律移動装置の運行計画を生成するものとする。つまり、運用段階では、予測に基づく区画を使用して、上記運行条件に基づく運行計画を生成することができる。なお、上記ステップS11、S12はそれぞれ生成ステップ、予測ステップと称することができる。 Here, step S11 uses new sections updated according to the differences between sections predicted in step S12 to generate an operation plan for the autonomous mobile device based on the above operating conditions. In other words, in the operation phase, an operation plan based on the above operating conditions can be generated using sections based on the prediction. Note that steps S11 and S12 can be referred to as a generation step and a prediction step, respectively.

以上のような構成の運行計画生成装置1では、例えば始点(希望出発地)と終点(希望到着地)や時間的な条件などを設定するだけで、運行経路の設計をして他の自律移動装置の経路と調整された運行計画を生成するという一連の手続きを自動で行うことができる。 With the operation plan generation device 1 configured as described above, a series of procedures can be automatically performed, such as designing an operation route and generating an operation plan that is coordinated with the routes of other autonomous mobile devices, simply by setting, for example, the start point (desired departure point), end point (desired arrival point), and time conditions.

さらに、運行計画生成装置1では、同時又は同時間帯での他の自律移動装置の共在を避ける区画が可変となっており、同時に使用する区画同士を不均一なサイズとすること(不均一に区割りとすることができる。よって、運行計画生成装置1では、区画のサイズを可変にしても衝突の発生を回避し安全を損なわずに空間あたりの収容効率(収容密度)を高めることができ、これにより同時運行できる台数を高めることができる。例えば、運行計画生成装置1では、運行経路の計画と実績との差異が小さい区画(小さい場所)については、空間あたりの同時収容台数(同時運行数)を増やすことができる。よって、運行計画生成装置1では、運行環境の利用効率を空間的、時間的に向上させることができ、複数の自律移動装置を効率良く運行させることができる。また、運行計画生成装置1では、可変の区画が保護空域等の保護領域に相当するため、自律移動装置に人間が搭乗してその搭乗した者の判断に基づく危険回避操作を行う必要もない。 Furthermore, in the operation plan generation device 1, the sections that avoid the coexistence of other autonomous mobile devices at the same time or in the same time period are variable, and the sections used simultaneously can be made uneven in size (unevenly divided). Therefore, in the operation plan generation device 1, even if the size of the sections is variable, collisions can be avoided and the accommodation efficiency (accommodation density) per space can be increased without compromising safety, and the number of vehicles that can operate simultaneously can be increased. For example, in the operation plan generation device 1, for sections (small places) where the difference between the planned and actual operation routes is small, the number of vehicles that can be accommodated simultaneously per space (number of simultaneous operations) can be increased. Therefore, in the operation plan generation device 1, the utilization efficiency of the operation environment can be improved spatially and temporally, and multiple autonomous mobile devices can be operated efficiently. In addition, in the operation plan generation device 1, since the variable sections correspond to protected areas such as protected airspace, there is no need for a human being to board the autonomous mobile device and perform risk avoidance operations based on the judgment of the person on board.

このように、本実施形態に係る運行計画生成装置1によれば、自律移動装置同士の衝突を回避させるような自律移動装置の運行計画を自動的に作成(生成)することができるだけでなく、自律移動装置の収容密度及び同時運行数を向上させることが可能になる。つまり、本実施形態では、衝突の予防と空間・時間の利用効率の向上の両立が可能となる。また、上述のような学習装置2によれば、運行計画生成装置1がこのような効果を奏する装置として構成できるように、運行計画生成装置1において使用可能な学習済みモデルを生成することができる。 In this way, the operation plan generation device 1 according to this embodiment can not only automatically create (generate) an operation plan for an autonomous mobile device that avoids collisions between the autonomous mobile devices, but also improve the accommodation density and the number of simultaneous operations of the autonomous mobile devices. In other words, this embodiment makes it possible to prevent collisions while improving the efficiency of the use of space and time. Furthermore, the learning device 2 as described above can generate a trained model that can be used in the operation plan generation device 1 so that the operation plan generation device 1 can be configured as a device that achieves such effects.

<実施形態2>
実施形態2について、図5~図39を参照しながら、実施形態1との相違点を中心に説明するが、実施形態1で説明した様々な例が適用できる。例えば、実施形態2では、主にドローンのような自律移動装置の運行計画に適用する例を挙げて説明するが、これ以外の例にも適用できる。また、例えば、本実施形態では、学習部、予測部で重回帰分析を用いた例を挙げて説明するが、学習の方式は他の多変量解析等の他の統計学的手法を採用してもよく、深層学習などの機械学習を用いることもできる。
<Embodiment 2>
The second embodiment will be described with reference to Figures 5 to 39, focusing on the differences from the first embodiment, but various examples described in the first embodiment can be applied. For example, the second embodiment will be described mainly with an example applied to an operation plan of an autonomous mobile device such as a drone, but other examples can also be applied. Also, for example, the present embodiment will be described with an example in which multiple regression analysis is used in the learning unit and the prediction unit, but other statistical methods such as other multivariate analysis may be adopted as the learning method, and machine learning such as deep learning may also be used.

<構成例>
図5~図32を参照しながら、本実施形態の構成例について説明する。まず、図5を参照しながら、本実施形態に係る運行管理装置の構成例について説明する。図5は、本実施形態に係る運行管理装置の一構成例を示すブロック図である。
<Configuration example>
A configuration example of the present embodiment will be described with reference to Fig. 5 to Fig. 32. First, a configuration example of the operation management device according to the present embodiment will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a block diagram showing one configuration example of the operation management device according to the present embodiment.

図5に示すように、本実施形態に係る運行管理装置10は、学習部11、学習モデル保持部12、予測部13、動的運行区画保持部14、運行実績保持部15、静的運行区画保持部16、運行計画保持部17、及び運行計画生成部18を備えることができる。 As shown in FIG. 5, the operation management device 10 according to this embodiment can include a learning unit 11, a learning model storage unit 12, a prediction unit 13, a dynamic operation section storage unit 14, an operation record storage unit 15, a static operation section storage unit 16, an operation plan storage unit 17, and an operation plan generation unit 18.

後述の説明から明らかなように、運行管理装置10は、図1の運行計画生成装置1の機能及び図2の学習装置2の機能を備える構成となっている。なお、動的運行区画保持部14、運行実績保持部15、静的運行区画保持部16、運行計画保持部17の各保持部は、情報の保持のために、共通又は別個の記憶装置を備えることができる。 As will be clear from the explanation below, the operation management device 10 is configured to have the functions of the operation plan generation device 1 in FIG. 1 and the functions of the learning device 2 in FIG. 2. Each of the storage units, the dynamic operation area storage unit 14, the operation record storage unit 15, the static operation area storage unit 16, and the operation plan storage unit 17, can have a common or separate storage device for storing information.

また、運行管理装置10は、利用者4が使用するPC(Personal Computer)等の端末装置からの入力を受け付けることが可能に構成されており、そのため、端末装置との通信を行う通信部(図示せず)を備えることができる。利用者4は、自律移動装置3を運行させたい人や業者などである。例えば、ドローンを例にすると、利用者4は、荷物の輸送や撮影、監視などの業務で目視外飛行を行いたい人となる。利用者4は、自律移動装置3の発着地や運行時間の希望を運行管理装置10に対し申請し、運行計画の払い出しを受けることになる。無論、利用者4は、人に限らず自律移動装置を運行するための別のシステムなどとすることもできる。 The operation management device 10 is also configured to be able to accept input from a terminal device such as a PC (Personal Computer) used by the user 4, and therefore may be equipped with a communication unit (not shown) for communicating with the terminal device. The user 4 is a person or business that wants to operate the autonomous mobile device 3. For example, in the case of a drone, the user 4 would be a person who wants to fly beyond visual line of sight for work such as transporting luggage, taking photographs, or monitoring. The user 4 applies to the operation management device 10 for the desired departure and arrival points and operating times of the autonomous mobile device 3, and is issued an operation plan. Of course, the user 4 is not limited to a person, and can also be another system for operating an autonomous mobile device.

運行管理装置10で管理の対象とする自律移動装置3は、実施形態1で説明したように、例えばドローンやロボット、自動運転車、工場の自動搬送車などや、自動航行機能を備えた船舶や航空機などを指す。自律移動装置3は、具備された測位機能やセンサ類を用いて、風などの外乱を補正しながら、極力与えられた運行経路と計画された通過時刻に沿うように(守るように)、自律制御で目的地へ移動することが可能に構成されている。無論、自律移動装置3は、一部人間による操作による制御が介入することがあってもよく、少なくとも自律的な移動制御が可能な装置であればよい。 As described in the first embodiment, the autonomous mobile device 3 to be managed by the traffic management device 10 refers to, for example, drones, robots, self-driving cars, automated transport vehicles in factories, ships and aircraft equipped with automatic navigation functions, etc. The autonomous mobile device 3 is configured to be capable of moving to a destination by autonomous control, using the equipped positioning function and sensors to correct for external disturbances such as wind, while following (adhering to) a given travel route and planned passing time as much as possible. Of course, the autonomous mobile device 3 may be partially controlled by human operation, and it is sufficient that the device is at least capable of autonomous movement control.

また、自律移動装置3は、自機の位置を測位でき、自機の運行実績(通った座標と日時)の履歴を保持することができ、運行管理装置10へそれらを送信(報告)する機能を備えることができる。そのため、自律移動装置3は、運行管理装置10との通信を行う通信部(図示せず)を備えることができる。この通信部は、自律移動装置3の種類、運行管理装置10とのデータの送受タイミングなどによって、無線通信部及び有線通信部の少なくとも一方とすることができる。この通信部が有線通信部である場合には、通常、運行計画に基づく移動が終了したタイミングで通信を行うことになる。 The autonomous mobile device 3 can also determine its own position, retain a history of its own operating history (coordinates passed and dates and times), and have the function of transmitting (reporting) these to the operation management device 10. For this reason, the autonomous mobile device 3 can be equipped with a communication unit (not shown) that communicates with the operation management device 10. This communication unit can be at least one of a wireless communication unit and a wired communication unit, depending on the type of autonomous mobile device 3, the timing of sending and receiving data with the operation management device 10, etc. If this communication unit is a wired communication unit, communication will usually be performed when movement based on the operation plan is completed.

運行管理装置10の各部について説明を行う。運行管理装置10は、自律移動装置3の安全確実な運行を支える装置であると言え、その主な機能は、運行中の自律移動装置3の運行状況(運行位置や状態など)を遠隔監視する機能と、自律移動装置3の運行計画を生成する機能(運行計画生成機能)である。 The various components of the operation management device 10 will be explained. The operation management device 10 can be said to be a device that supports the safe and reliable operation of the autonomous mobile device 3, and its main functions are to remotely monitor the operation status (operation location, status, etc.) of the autonomous mobile device 3 during operation, and to generate an operation plan for the autonomous mobile device 3 (operation plan generation function).

運行管理装置10が遠隔監視を行う場合、その対象となる自律移動装置3は、運行管理装置10との通信を行う通信部を備えることになる。自律移動装置3が鉄道等の有線通信が可能なインフラストラクチャ上の移動を行う装置でない限り、この通信部は無線通信部に限られることとなる。 When the traffic management device 10 performs remote monitoring, the target autonomous mobile device 3 will have a communication unit that communicates with the traffic management device 10. Unless the autonomous mobile device 3 is a device that moves over an infrastructure that allows wired communication, such as a railway, this communication unit will be limited to a wireless communication unit.

運行計画生成機能は、図1の運行計画生成装置1の機能に相当し、自律移動装置同士が衝突をしないよう経路や時刻を調停し計画する機能である。また、運行管理装置10は、生成した運行計画を、対象となる自律移動装置3やその利用者4に提示する(払い出す)機能を有することができる。自律移動装置3への提示は通信により行うことができ、利用者4への提示は利用者4の端末装置との通信により行うことができる。 The operation plan generation function corresponds to the function of the operation plan generation device 1 in FIG. 1, and is a function that arbitrates and plans routes and times so that autonomous mobile devices do not collide with each other. In addition, the operation management device 10 can have a function to present (dispatch) the generated operation plan to the target autonomous mobile device 3 and its user 4. Presentation to the autonomous mobile device 3 can be performed by communication, and presentation to the user 4 can be performed by communication with the user 4's terminal device.

運行計画生成部18は、利用者4からの自律移動装置3についての運行申請を受付けて、運行計画を生成する。運行計画生成部18で受け付ける運行申請は通常、複数となる。運行計画生成部18は、同じ時刻、時間帯に同じ区画内に複数の自律移動装置(自律移動装置3を含む)が入らないように運行計画を生成する。つまり、衝突の可能性がある経路での移動を希望する複数の自律移動装置3が存在する場合にも衝突を回避するように、運行計画生成部18は受け付けた複数の運行申請に対し、それぞれについての運行計画を生成する。 The operation plan generation unit 18 receives an operation application for the autonomous mobile device 3 from the user 4 and generates an operation plan. The operation plan generation unit 18 normally receives multiple operation applications. The operation plan generation unit 18 generates an operation plan so that multiple autonomous mobile devices (including the autonomous mobile device 3) do not enter the same area at the same time or time period. In other words, even when there are multiple autonomous mobile devices 3 wishing to move along a route where there is a possibility of collision, the operation plan generation unit 18 generates an operation plan for each of the multiple operation applications received so as to avoid collisions.

このように、運行計画生成部18は、利用者4からの運行の起点、終点や希望する発着時刻などを受け付け、同区画内での他の自律移動装置の競合が起きず、且つ、極力希望に沿えるように運行計画を生成する。運行計画生成部18の詳細については、図22を参照しながらの予測部13についての説明において、それに関連する要素として後述する。 In this way, the operation plan generation unit 18 receives the starting point, end point, desired departure and arrival times, etc. of the operation from the user 4, and generates an operation plan that does not cause conflicts with other autonomous mobile devices in the same area and that meets the user's wishes as much as possible. Details of the operation plan generation unit 18 will be described later as a related element in the explanation of the prediction unit 13 with reference to FIG. 22.

運行計画保持部17は、運行計画生成部18が生成(計画)し払い出した運行計画を保持しておく。保持された運行計画は、自律移動装置同士の同時刻、同時間帯での同一区画内での競合、運行計画の重複を避けるために、新たに運行計画を生成する際に参照されることができる。 The operation plan storage unit 17 stores the operation plans generated (planned) and issued by the operation plan generation unit 18. The stored operation plans can be referenced when generating new operation plans in order to avoid conflicts between autonomous mobile devices in the same area at the same time or in the same time period, and to avoid duplication of operation plans.

ここで、図6及び図7を参照しながら、運行計画の例とともに、運行計画として保持する情報の形式の例について説明する。図6は、運行管理装置10の運行計画保持部17で保持される運行計画の一例を示す模式図である。図7は、比較例に係る運行管理装置で保持される、全区画のサイズを同じとする静的運行区画のみに基づいて生成された運行計画の一例を示す模式図である。 Now, with reference to Figures 6 and 7, an example of an operation plan and an example of the format of information stored as the operation plan will be described. Figure 6 is a schematic diagram showing an example of an operation plan stored in the operation plan storage unit 17 of the operation management device 10. Figure 7 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated based only on static operation sections in which all sections have the same size, stored in a operation management device according to a comparative example.

運行計画は、利用者4からの申請1件(自律移動装置3の1運行)毎に1件生成される。1つの運行計画は、図6に例示するように、次のようなセットの情報を自律移動装置3が運行する際に辿るべき順に並べたものとすることができる。上記セットは、自律移動装置3が運行してよい区画を示す区画IDと、その区画を通過する際に目標とすべき目標到達座標(例えば区画の重心座標)と、目標到達座標を通過する時刻の目標である目標到達時刻と、を含むことができる。 One operation plan is generated for each application from the user 4 (one operation of the autonomous mobile device 3). One operation plan can be a set of the following information arranged in the order that the autonomous mobile device 3 should follow when operating, as exemplified in FIG. 6. The set can include a zone ID indicating the zone in which the autonomous mobile device 3 may operate, a target arrival coordinate (e.g., the zone's center of gravity coordinate) to be targeted when passing through the zone, and a target arrival time that is the target time for passing through the target arrival coordinate.

図6の例では、区画を動的区画とし、区画ID及び分割IDで区画を示しているが、この詳細についても、図22等を参照しながらの予測部13についての説明において、特に図24~図28を参照した分割の仕組みについての説明において後述する。一方で、比較例に係る運行管理装置では、全区画を同サイズとする静的運行区画に基づいて運行計画を生成し、その結果として、図7に示すように、次のようなセットの情報を自律移動装置が運行する際に辿るべき順に並べたものとすることができる。図7におけるセットは、固定の区画を示す区画IDと、その区画を通過する際に目標とすべき目標到達座標(例えば区画の重心座標)と、その目標到達座標を通過する時刻の目標である目標到達時刻と、を含むことができる。 In the example of FIG. 6, the section is a dynamic section, and the section is indicated by a section ID and a division ID, but this will be described in detail later in the explanation of the prediction unit 13 with reference to FIG. 22 etc., and in particular in the explanation of the division mechanism with reference to FIG. 24 to FIG. 28. On the other hand, in the traffic management device according to the comparative example, an operation plan is generated based on a static operation section in which all sections are the same size, and as a result, as shown in FIG. 7, a set of information as shown below can be arranged in the order to be followed when the autonomous mobile device operates. The set in FIG. 7 can include a section ID indicating a fixed section, a target arrival coordinate to be targeted when passing through the section (e.g., the coordinates of the center of gravity of the section), and a target arrival time that is the target time for passing through the target arrival coordinate.

図6及び図7の例では、目標到達座標を3次元で示しているが、地上や海面などを運行する自律移動装置の管理に適用する場合は2次元であってもよい。また、3次元の空間を緯度、経度、高度を用いて表現しているが、3次元の空間であっても、その空間内のある地点を一意に指し示せる情報であればよく、緯度、経度、高度を用いた表現に限定されるものではない。 In the examples of Figures 6 and 7, the destination coordinates are shown in three dimensions, but they may be two-dimensional when applied to the management of an autonomous mobile device that travels on land or sea surface. In addition, three-dimensional space is expressed using latitude, longitude, and altitude, but even in three-dimensional space, any information that can uniquely indicate a point within the space is sufficient, and is not limited to expressions using latitude, longitude, and altitude.

また、図6の例では、目標とすべき目標到達座標の例として区画の重心座標を挙げて示しているが、用途に応じて必ずしも重心でなくともよく、例えば、区画を2次元で扱うのであれば、その区画の中心座標であってもよい。また、例えばドローンのように空を運行する自律移動装置で、安全などの都合で上昇する場合よりも風などの影響で急降下することを警戒するような方針であれば、重心よりも垂直方向に高い位置に設定するなども応用も可能である。このように、目標到達座標は用途に応じて決めることができる。 In addition, in the example of Figure 6, the coordinates of the center of gravity of the section are shown as an example of the target coordinates to be reached, but this does not necessarily have to be the center of gravity depending on the application. For example, if the section is treated in two dimensions, the coordinates of the center of gravity of the section may be used. Also, for example, in the case of an autonomous mobile device that operates in the sky, such as a drone, if the policy is to be more cautious about sudden descents due to wind or other factors than upwards for safety reasons, it is possible to set the coordinates vertically higher than the center of gravity. In this way, the coordinates to be reached can be determined depending on the application.

運行実績保持部15は、自律移動装置3の運行状況の実績を保持する。運行状況の実績、つまり運行実績は、自律移動装置3の運行状況を遠隔監視することによって、自律移動装置3から逐一送信されてくる情報の履歴とすることができる。上述したように、自律移動装置3が運行中に状況履歴を蓄積し、運行終了後にまとめて運行実績保持部15に登録するようにして、運行実績を収集することもできる。 The operation record storage unit 15 stores the operation status record of the autonomous mobile device 3. The operation status record, i.e., the operation record, can be a history of information transmitted one by one from the autonomous mobile device 3 by remotely monitoring the operation status of the autonomous mobile device 3. As described above, the autonomous mobile device 3 can accumulate a status history while in operation, and register it collectively in the operation record storage unit 15 after the operation is completed, thereby collecting the operation record.

ここで、図8~図10を参照しながら、運行実績の例とともに、運行実績として保持する情報の形式の例について説明する。図8は、運行管理装置10で生成される運行計画の一例を示す模式図で、図9は、図8の運行計画に基づき運行された運行実績の一例を示す模式図である。また、図10は、運行管理装置10で保持される運行実績の一例を示す模式図である。 Now, with reference to Figures 8 to 10, examples of operation records will be described along with examples of the format of information stored as operation records. Figure 8 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated by the operation management device 10, and Figure 9 is a schematic diagram showing an example of operation records operated based on the operation plan of Figure 8. Also, Figure 10 is a schematic diagram showing an example of operation records stored in the operation management device 10.

運行実績は、運行計画に対応して実際に運行された実績を示すものであり、自律移動装置の1運行毎に1件生成される。1つの運行実績は、図8で例示する1つの運行計画に対し、図9で例示するように、次のようなセットの情報を並べたものとすることができる。上記セットは、自律移動装置3の位置を記録した時刻である実績到達時刻と、その時刻において、自律移動装置3が居た位置を示す実績到達座標と、を含むことができる。 Operation records indicate the actual operation results according to the operation plan, and one is generated for each operation of the autonomous mobile device. One operation record can be a set of information as shown in the example of FIG. 9 for one operation plan as shown in the example of FIG. 8. The set can include the result arrival time, which is the time when the position of the autonomous mobile device 3 was recorded, and the result arrival coordinates, which indicate the position where the autonomous mobile device 3 was located at that time.

図8、図9において、hh:mmの表記はそれぞれ目標到達時刻、実績到達時刻を示している。また、図8の黒丸(●)は目標到達時刻における目標到達座標を示しており、図9の黒丸(●)は目標到達時刻に記録された実績到達座標を示している。また、図9の白丸(〇)は、運行監視の都合で一定時間おきや一定移動距離おきに記録された実績到達座標を示している。 In Figures 8 and 9, the notation hh:mm indicates the target arrival time and the actual arrival time, respectively. Furthermore, the black circles (●) in Figure 8 indicate the target arrival coordinates at the target arrival time, and the black circles (●) in Figure 9 indicate the actual arrival coordinates recorded at the target arrival time. Furthermore, the white circles (◯) in Figure 9 indicate the actual arrival coordinates recorded at regular intervals or regular travel distances for the convenience of operation monitoring.

自律移動装置3の位置を記録するタイミングは、運行管理上必要なタイミングでよく、例えば、一定間隔おきに記録をする方法、一定の位置の変異があった場合に記録するような方法など、様々な方法を採用することができる。 The timing for recording the position of the autonomous mobile device 3 may be any timing required for operational management, and various methods can be adopted, such as recording at regular intervals or recording when there is a change in the position.

但し、本実施形態での記録方式では、基本的に、運行計画に定められた目標到達時刻において、自律移動装置3がどの場所に居たかの記録を残す必要がある。この記録については他の位置の記録と区別できるよう、区画IDもセットにして記録しておくとよい。なお、ここでセットにして記録する区画IDは、自律移動装置3が居た場所の区画IDではなく、この実績到達時刻と同じ計画到達時刻において運行計画上どの区画IDに居る計画であったかという、計画上の区画IDである。 However, in the recording method of this embodiment, it is basically necessary to leave a record of where the autonomous mobile device 3 was at the target arrival time set in the operation plan. It is advisable to record this record together with the section ID so that it can be distinguished from records of other positions. Note that the section ID recorded together here is not the section ID of the location where the autonomous mobile device 3 was, but the planned section ID, which indicates which section ID the autonomous mobile device 3 was planned to be in according to the operation plan at the same planned arrival time as the actual arrival time.

運行実績として保持する情報の形式は、例えば図10に示すように、区画ID、実績到達座標、及び実績到達時刻を関連づけたものとすることができる。図10では、区画IDの列が歯抜けになっている例を挙げているが、漏れなく区画IDを記録するようにすることもでき、その場合は、計画到達時刻に対応した実績到達座標の記録である旨を区別できるようにするためのフラグ情報の列を追加して記録するとよい。 The format of the information stored as operation results can be, for example, as shown in Figure 10, in which section IDs, actual arrival coordinates, and actual arrival times are associated with each other. Figure 10 shows an example in which the section ID column is missing, but it is also possible to record all section IDs without omissions. In that case, it is a good idea to add and record a column of flag information to distinguish that this is a record of actual arrival coordinates that correspond to the planned arrival time.

また、図10の例では、目標到達座標を3次元で示しているが、地上や海面などを運行する自律移動装置の管理に適用する場合は2次元であってもよい。また、3次元の空間を緯度、経度、高度を用いて表現しているが、3次元の空間であっても、その空間内のある地点を一意に指し示せる情報であればよく、緯度、経度、高度を用いた表現に限定されるものではない。 In the example of FIG. 10, the destination coordinates are shown in three dimensions, but they may be two-dimensional when applied to the management of an autonomous mobile device that travels on land or sea surface. In addition, the three-dimensional space is expressed using latitude, longitude, and altitude, but even in the case of a three-dimensional space, any information that can uniquely indicate a point within that space is sufficient, and the expression is not limited to using latitude, longitude, and altitude.

また、図10の例では、目標とすべき目標到達座標の例として区画の重心座標を挙げて示しているが、用途に応じて必ずしも重心でなくともよく、例えば、区画を2次元で扱うのであれば、その区画の中心座標であってもよい。実績到達座標は、目標到達座標と同種の座標であることが差異の算出が容易になるため好ましいが、異なるものであっても変換により差異を算出することは可能である。 In the example of Figure 10, the centroid coordinates of the section are shown as an example of the target coordinates to be aimed for, but this does not necessarily have to be the centroid depending on the application. For example, if the section is treated in two dimensions, the central coordinates of the section may be used. It is preferable that the actual coordinates are the same type of coordinates as the target coordinates, as this makes it easier to calculate the difference, but even if they are different, it is possible to calculate the difference by conversion.

なお、運行計画での区画と運行実績での位置及び時刻情報とがあれば、最終的に両者を対応付けるような記録を行うことは可能である。例えば、図9の白丸(○)のみの記録であっても、補間処理により図9の黒丸(●)の位置を近似的に算出することもできる。 If there is information on the sections in the operation plan and the positions and times in the operation records, it is possible to record the two so that they ultimately correspond to each other. For example, even if only the white circles (○) in Figure 9 are recorded, it is possible to approximately calculate the positions of the black circles (●) in Figure 9 by using an interpolation process.

静的運行区画保持部16は、自律移動装置3が移動可能な空間を、一定、一律の大きさの箱状の空間に区分けし、その情報を、その各区画の座標情報として保持する。ここでの区画を静的運行区画と称している。この静的運行区画は予め定められた大きさのものである。本実施形態で生成され払い出される運行計画は、この静的運行区画を数珠つなぎに並べた運行経路ではなく、動的運行区画(可変の区画)を数珠つなぎに並べた運行経路となっている。 The static operation section storage unit 16 divides the space in which the autonomous mobile device 3 can move into box-shaped spaces of fixed, uniform size, and stores this information as coordinate information for each section. The sections here are called static operation sections. These static operation sections are of a predetermined size. The operation plan generated and output in this embodiment is not an operation route that consists of a string of static operation sections, but rather an operation route that consists of a string of dynamic operation sections (variable sections).

ここで、図11及び図12を参照しながら、本実施形態での静的運行区画の例とともに、静的運行区画として保持する情報の形式の例について説明する。図11は、運行管理装置10で保持される静的運行区画の一例を示す模式図で、図12は、図11の静的運行区画に含まれる情報を説明するための模式図である。 Now, with reference to Figures 11 and 12, we will explain an example of a static operation section in this embodiment, as well as an example of the format of information stored as the static operation section. Figure 11 is a schematic diagram showing an example of a static operation section stored in the operation management device 10, and Figure 12 is a schematic diagram for explaining the information contained in the static operation section of Figure 11.

図11に示す静的運行区画を示す情報は、区画ID、第1頂点(頂点1)、第2頂点(頂点2)、及び高度が関連付けられている。1つの静的運行区画は、図12の左図にあるような3次元空間を一律に区分けした区画であって、図12の右図に示す頂点1、頂点2、及び、高度の下限及び上限で表現されることができる。 The information indicating the static operation section shown in FIG. 11 is associated with a section ID, a first vertex (vertex 1), a second vertex (vertex 2), and an altitude. A static operation section is a section that uniformly divides a three-dimensional space as shown in the left diagram of FIG. 12, and can be represented by vertex 1, vertex 2, and the lower and upper altitude limits shown in the right diagram of FIG. 12.

図11及び図12の例では、目標到達座標を3次元で示しているが、地上や海面などを運行する自律移動装置の管理に適用する場合は2次元であってもよく、その場合、例えば高度の上限及び下限は不要となる。また、3次元の空間を緯度、経度、高度を用いて表現しているが、3次元の空間であっても、その空間内のある地点を一意に指し示せる情報であればよく、緯度、経度、高度を用いた表現に限定されるものではない。 In the examples of Figures 11 and 12, the destination coordinates are shown in three dimensions, but they may be two-dimensional when applied to the management of an autonomous mobile device that travels on land or sea surface, and in that case, for example, upper and lower altitude limits are not necessary. In addition, three-dimensional space is expressed using latitude, longitude, and altitude, but even in three-dimensional space, any information that can uniquely indicate a point within that space is sufficient, and expression using latitude, longitude, and altitude is not limited to this.

また、図11及び図12の例では、平面上の2頂点と高度の上限下限で区画を表現しているが、これに限らず空間内の区画を表現できればよい。例えば、8頂点の座標での表現する方法、1区画あたりの辺の長さと空間を区切る方角を規定しておき代表する1頂点の座標で表現する方法、空間を区切る方角を規定しておき3頂点の座標で表現する方法などが例示できる。 In the examples of Figures 11 and 12, the divisions are expressed by two vertices on a plane and the upper and lower limits of the altitude, but this is not limiting and any method can be used to express a division in space. Examples include a method of expressing it using the coordinates of eight vertices, a method of specifying the length of the side of each division and the direction that divides the space and expressing it using the coordinates of one representative vertex, and a method of specifying the direction that divides the space and expressing it using the coordinates of three vertices.

学習部11は、静的運行区画毎に運行計画と運行実績から予定及び実績を分析し、学習済みモデルを生成する。学習モデル保持部12は、学習部11で学習を行った結果である学習済みモデルを保持する。ここで保持される学習済みモデルを使って予測が実行され、動的運行区画が決定されることになる。学習部11及び学習モデル保持部12の詳細については、図13を参照しながら後述する。 The learning unit 11 analyzes the schedule and performance from the operation plan and operation performance for each static operation section, and generates a learned model. The learning model holding unit 12 holds the learned model that is the result of learning by the learning unit 11. Predictions are performed using the learned model held here, and dynamic operation sections are determined. Details of the learning unit 11 and the learning model holding unit 12 will be described later with reference to FIG. 13.

予測部13は、学習済みモデルを元に、運行計画生成部18から与えられた運行条件の期間中の運行計画と実際の運行実績との差異を予測し、動的運行区画を算出する。予測部13、動的運行区画保持部14、及び運行計画生成部18の詳細は、図22を参照しながら後述する。 Based on the learned model, the prediction unit 13 predicts the difference between the operation plan and the actual operation performance during the period of operation conditions provided by the operation plan generation unit 18, and calculates the dynamic operation section. Details of the prediction unit 13, the dynamic operation section storage unit 14, and the operation plan generation unit 18 will be described later with reference to FIG. 22.

図13~図21を参照しながら、学習部11の詳細について、それと関連する要素とともに説明する。図13は運行管理装置10における学習部11の一構成例を示すブロック図である。 The learning unit 11 will be described in detail together with its related elements with reference to Figures 13 to 21. Figure 13 is a block diagram showing an example of the configuration of the learning unit 11 in the traffic management device 10.

図13に示すように、学習部11は、計画実績差異保持部11a、学習前処理部11b、目的変数説明変数保持部11c、計画実績差異抽出部11d、及び学習本処理部11eを備えることができる。また、学習部11は、上述した運行計画保持部17、運行実績保持部15、及び静的運行区画保持部16と計画実績差異抽出部11dにおいて接続され、学習モデル保持部12と学習本処理部11eにおいて接続されている。 As shown in FIG. 13, the learning unit 11 can include a planned performance difference storage unit 11a, a pre-learning processing unit 11b, a target variable explanatory variable storage unit 11c, a planned performance difference extraction unit 11d, and a main learning processing unit 11e. The learning unit 11 is also connected to the operation plan storage unit 17, the operation performance storage unit 15, and the static operation section storage unit 16 at the planned performance difference extraction unit 11d, and is connected to the learning model storage unit 12 at the main learning processing unit 11e.

計画実績差異抽出部11dは、運行計画保持部17に保持されている運行計画とそれに対応する運行実績保持部15に保持された運行実績を比較できるよう必要に応じてデータ数をそろえるなど加工したうえで、運行計画と運行実績の差異を求める。また、計画実績差異抽出部11dでの処理結果は、計画実績差異保持部11aで保持される。 The planned performance difference extraction unit 11d finds the difference between the operation plan and the operation results after processing the data, such as by aligning the number of data as necessary, so that the operation plan stored in the operation plan storage unit 17 can be compared with the corresponding operation results stored in the operation result storage unit 15. The processing results of the planned performance difference extraction unit 11d are stored in the planned performance difference storage unit 11a.

差異を求める方法としては、時刻を揃えて位置の差を求める方法と位置を揃えて時刻の差を求める方法、また、その両方を用いてもよい。運行計画と運行実績との間の位置の差(ベクトル差)を求めることで、つまり目標到達時刻の目標到達座標と目標到達時刻と同時刻における実績到達座標とのベクトル差を求めることで、位置ズレ距離、位置ズレ方向を得ることができる。このとき、目標到達時刻における計画情報と目標到達時刻と同時刻における実績情報の各行には、必ず区画IDが記録されているため、どの区画に居るべき時に発生したズレかという情報が得られる。位置ズレ方向については、例えば、2次元の場合は方位や基準方向(磁北など)からの方角、3次元の場合は3次元ベクトルなどで表現した情報を得ることができる。 The method for finding the difference may be to align the times and find the position difference, or to align the positions and find the time difference, or both. By finding the position difference (vector difference) between the operation plan and the operation results, that is, by finding the vector difference between the target arrival coordinate at the target arrival time and the actual arrival coordinate at the same time as the target arrival time, the position deviation distance and position deviation direction can be obtained. At this time, since the section ID is always recorded in each row of the plan information at the target arrival time and the actual information at the same time as the target arrival time, information can be obtained as to which section the deviation occurred when the vehicle should have been in. For the position deviation direction, for example, information expressed as a direction or a reference direction (such as magnetic north) in the case of two dimensions, or a three-dimensional vector in the case of three dimensions can be obtained.

また、運行計画と運行実績との間の時刻の差(遅れ進み時間)を求めることで、目標到達時刻と目標到達座標と目標到達時刻に対する遅れ又は進みの時間を得ることができる。 In addition, by calculating the time difference (lag/lead time) between the operation plan and the actual operation results, the target arrival time, the target arrival coordinates, and the lag or lead time relative to the target arrival time can be obtained.

このような処理の結果として得られる情報の項目例について、図14及び図15を参照しながら説明する。図14、図15はそれぞれ、図13の学習部11の計画実績差異抽出部11dで抽出される位置差情報の一例、時間差情報の一例を示す模式図である。 Examples of information items obtained as a result of such processing will be described with reference to Figs. 14 and 15. Figs. 14 and 15 are schematic diagrams showing an example of position difference information and an example of time difference information, respectively, extracted by the planned-actual difference extraction unit 11d of the learning unit 11 in Fig. 13.

図14で例示するように、運行計画と運行実績との間の位置差(位置ズレ距離)を求めた結果として、位置ズレ距離、位置ズレ方向、目標到達座標(緯度、経度、高度)、目標到達時刻、及び区画IDを関連付けた情報を得ることができる。また、図15で例示するように、運行計画と運行実績との間の時刻の差(遅れ進み時間)を求めた結果として、遅れ進み時間、目標到達座標(緯度、経度、高度)、及び目標到達時刻を関連付けた情報を得ることができる。 As shown in FIG. 14, the result of determining the position difference (position deviation distance) between the operation plan and the operation results can be information that associates the position deviation distance, the position deviation direction, the target arrival coordinates (latitude, longitude, altitude), the target arrival time, and the section ID. Also, as shown in FIG. 15, the result of determining the time difference (lag/lead time) between the operation plan and the operation results can be information that associates the lag/lead time, the target arrival coordinates (latitude, longitude, altitude), and the target arrival time.

計画実績差異保持部11aは、計画実績差異抽出部11dで求めた、運行計画と運行実績の差異を保持する。例えば、計画実績差異保持部11aは、計画実績差異抽出部11dで運行計画と運行実績との間の位置差(ベクトル差)を求めるなどの処理を行った結果を保持することができる。ここで保持される結果は、目標到達時刻とその目標到達時刻にいる計画であった区画IDと目標到達座標とその目標到達座標に対する位置ズレ距離、位置ズレ方向である。より具体的には、計画実績差異保持部11aは、差異として、例えば、図14の情報を保持することができる。保持される位置ズレ方向について、も、2次元の場合は基準方向(磁北など)からの方角、3次元の場合は3次元ベクトルなどで表現されることができる。 The planned performance difference holding unit 11a holds the difference between the operation plan and the operation results obtained by the planned performance difference extraction unit 11d. For example, the planned performance difference holding unit 11a can hold the results of processing such as the planned performance difference extraction unit 11d obtaining the position difference (vector difference) between the operation plan and the operation results. The results held here are the target arrival time, the section ID planned to be at that target arrival time, the target arrival coordinates, and the position deviation distance and position deviation direction relative to the target arrival coordinates. More specifically, the planned performance difference holding unit 11a can hold, for example, the information in FIG. 14 as the difference. The held position deviation direction can also be expressed as a direction from a reference direction (such as magnetic north) in the case of two dimensions, or as a three-dimensional vector in the case of three dimensions.

運行計画と運行実績との間の時刻の差(遅れ進み時間)を求めた結果の場合、計画実績差異保持部11aは、目標到達時刻と目標到達座標と目標到達時刻に対する遅れ又は進みの時間を保持することができる。より具体的には、計画実績差異保持部11aは、差異として、例えば、図15の情報を保持することができる。 When the time difference (lag/lead time) between the operation plan and the actual operation is calculated, the planned/actual difference storage unit 11a can store the target arrival time, the target arrival coordinates, and the lag or lead time relative to the target arrival time. More specifically, the planned/actual difference storage unit 11a can store, for example, the information shown in FIG. 15 as the difference.

また、図14及び図15の例では、目標到達座標を3次元で示しているが、地上や海面などを運行する自律移動装置の管理に適用する場合は2次元であってもよく、その場合、例えば高度の上限及び下限は不要となる。また、3次元の空間を緯度、経度、高度を用いて表現しているが、3次元の空間であっても、その空間内のある地点を一意に指し示せる情報であればよく、緯度、経度、高度を用いた表現に限定されるものではない。 In addition, in the examples of Figures 14 and 15, the destination coordinates are shown in three dimensions, but they may be two-dimensional when applied to the management of an autonomous mobile device that operates on land or sea surface, and in that case, for example, upper and lower altitude limits are not necessary. In addition, three-dimensional space is expressed using latitude, longitude, and altitude, but even in three-dimensional space, any information that can uniquely indicate a point within that space will suffice, and expression using latitude, longitude, and altitude is not limited to this.

また、図14、図15では、それぞれ位置ズレの情報、進み遅れ時間の情報をテーブル形式で保持される例を挙げている。このような位置ズレのテーブル、進み遅れ時間のテーブルは、運行の便(1回の運行のこと)毎や、自律移動装置の機種、型式毎にテーブルを分けた状態として保持することや、天候毎にテーブルを分けた状態として保持することもできる。この例のように、運行計画と運行実績との差異の保持動作は、データのひとまとめの仕方にバリエーションを持たせることができ、特にこの後の工程にある学習部11での処理の仕方に応じて最適なデータとなるように実行しておくことが好ましい。 Also, Figures 14 and 15 show examples in which positional deviation information and lead/delay time information are stored in table format. Such positional deviation tables and lead/delay time tables can be stored in separate tables for each operation (each operation), for each model or type of autonomous mobile device, or for each weather condition. As in this example, the operation of storing the difference between the operation plan and the operation results can be performed with a variety of ways to group the data, and it is particularly preferable to perform the operation so that the data is optimal for the processing method in the learning unit 11 in the subsequent process.

これにより、例えば、その学習結果を用いる予測部13は、上記差異の予測を、自律移動装置の種類、自律移動装置の型式、及び運行環境の少なくとも1つ毎に実行することができる。 As a result, for example, the prediction unit 13 using the learning results can perform prediction of the above-mentioned difference for at least one of the type of autonomous mobile device, the model of autonomous mobile device, and the operating environment.

学習前処理部11bは、計画実績差異保持部11aに保持された、運行計画と運行実績の差異を示す情報に対し、後段の学習本処理部11eで機械学習を行えるようにするため、前処理としてデータの加工や置き換えを行う。図16を参照しながら、学習前処理の一例について説明する。図16は、学習部11の学習前処理部11bで実行される学習前処理の一例を説明するための模式図である。 The pre-learning processing unit 11b processes and replaces data as pre-processing for information indicating the difference between the operation plan and the operation results stored in the plan-performance difference storage unit 11a, so that machine learning can be performed in the subsequent main learning processing unit 11e. An example of the pre-learning processing will be described with reference to FIG. 16. FIG. 16 is a schematic diagram for describing an example of the pre-learning processing executed by the pre-learning processing unit 11b of the learning unit 11.

学習前処理部11bは、目的変数及び説明変数を目的変数説明変数保持部11cに保持することができる。図16で例示する学習前処理では、運行計画と運行実績の位置差(位置ズレ距離、位置ズレ方向)を求め、位置ズレ距離、位置ズレ方向を目的変数として抜き出して、目的変数説明変数保持部11cに保持する。 The learning pre-processing unit 11b can store the objective variables and explanatory variables in the objective variable explanatory variable storage unit 11c. In the learning pre-processing illustrated in FIG. 16, the position difference (position deviation distance, position deviation direction) between the operation plan and the operation results is calculated, and the position deviation distance and position deviation direction are extracted as objective variables and stored in the objective variable explanatory variable storage unit 11c.

そして、この学習前処理では、目的変数に対応した目標到達時刻に対し、目標到達時刻の月日を季節帯番号に、目標到達時刻の時分を時間帯番号にそれぞれ変換し、説明変数として目的変数説明変数保持部11cに保持する。例えば、目標到達時刻に対し次のような前処理をして、季節番号と時間帯番号のカラムに分ける。季節については、3≦M≦5なら0、6≦M≦8なら1、9≦M≦11なら2、それ以外なら3とする。時間帯については、0≦H≦12なら0、13≦H≦17なら1、それ以外なら2とする。これにより、図16の例において、データのカラムである季節は、春は0、夏は1、秋は2、冬は3とし、時間帯は、午前0、午後1、夕方2として表現することができる。なお、図16を参照した例は、季節帯を4分類する、時間帯を2分類するといった分類の数を限定する意図はなく、より疎な分類でもより密な分類であってもよい。 In this pre-learning process, the date of the target arrival time corresponding to the objective variable is converted into a season band number, and the hour and minute of the target arrival time are converted into a time zone number, and are stored as explanatory variables in the objective variable explanatory variable storage unit 11c. For example, the following pre-processing is performed on the target arrival time, and it is divided into columns of season numbers and time zone numbers. For seasons, if 3≦M≦5, it is set to 0, if 6≦M≦8, it is set to 1, if 9≦M≦11, it is set to 2, and otherwise it is set to 3. For time zones, if 0≦H≦12, it is set to 0, if 13≦H≦17, it is set to 1, and otherwise it is set to 2. As a result, in the example of FIG. 16, the seasons, which are columns of data, can be expressed as 0 for spring, 1 for summer, 2 for autumn, and 3 for winter, and the time zones can be expressed as 0 am, 1 for afternoon, and 2 for evening. Note that the example shown in FIG. 16 does not intend to limit the number of classifications, such as dividing the seasonal bands into four classifications and dividing the time zones into two classifications, and more sparse or dense classifications may be used.

自律移動装置の中でも特に、空を飛ぶもの、洋上を航行するものは、風の影響によって、目標到達時刻や目標到達座標から差が出がちであるため、風速と相関が見込める他の情報を説明変数として用いてもよい。例えば、時間帯や季節帯以外にも、目標到達座標や区画に対して、その地表面の標高帯に対応する番号を割り当て説明変数とすることができる。また、その地表面の種別、区画毎の気温の温度帯などを説明変数への変換に用いたり、説明変数の項目として加えたりすることもできる。地表面の種別とは、例えば、地上、海上を区別できるように番号を割り当てたものや、森林、砂漠、岩場、都市などを区別できるように番号を割り当てたものとすることができる。 Among autonomous mobile devices, those that fly in the air or sail on the ocean are particularly susceptible to differences in the time and coordinates of arrival due to the influence of wind, so other information that is expected to correlate with wind speed may be used as explanatory variables. For example, in addition to time periods and seasonal zones, numbers corresponding to the altitude zone of the ground surface can be assigned to the target coordinates and sections to be used as explanatory variables. The type of ground surface and the temperature zone of the air temperature for each section can also be used to convert them into explanatory variables or added as items of explanatory variables. The type of ground surface can be, for example, a number assigned to distinguish between land and sea, or a number assigned to distinguish between forest, desert, rocky area, city, etc.

また、位置ズレ距離、位置ズレ方向の代わりに、時刻ズレ(進み、遅れ)を目的変数とすると進み遅れの傾向も学習させることができる。さらに位置ズレと時間ズレと目的変数とすることで、区画内における位置ズレの傾向と進み遅れ傾向の両方を学習させることができる。 In addition, if the time lag (advance, lag) is used as the objective variable instead of the positional shift distance and positional shift direction, it is possible to learn the tendency for the position to be advanced or delayed. Furthermore, by using the positional shift and time lag as the objective variables, it is possible to learn both the tendency for the positional shift and the tendency for the position to be advanced or delayed within the section.

目的変数説明変数保持部11cは、学習前処理部11bの処理結果である、目的変数と説明変数を保持する。ここで保持する情報の形式の例を図17を参照しながら説明する。図17は、学習部11の目的変数説明変数保持部11cで保持される、学習前処理の実行結果の一例を示す模式図である。 The objective variable explanatory variable storage unit 11c stores the objective variables and explanatory variables that are the processing results of the learning pre-processing unit 11b. An example of the format of the information stored here will be explained with reference to FIG. 17. FIG. 17 is a schematic diagram showing an example of the execution result of the learning pre-processing stored in the objective variable explanatory variable storage unit 11c of the learning unit 11.

図16で示した学習前処理の例では、図17に例示するような形式で情報が保持される。図17の例では、位置ズレ距離、位置ズレ方向を目的変数として抜き出した情報と、目標到達時刻の月日を季節帯番号に、目標到達時刻の時分を時間帯番号にそれぞれ変換し、説明変数とした情報とが、関連付けて保持されている。 In the example of pre-learning processing shown in FIG. 16, information is stored in a format as shown in FIG. 17. In the example of FIG. 17, information extracted as objective variables, namely the positional deviation distance and the positional deviation direction, and information converted as explanatory variables into the season band number for the target arrival time and into the time zone number for the hour and minute for the target arrival time are stored in association with each other.

なお、図17を参照した例も図16の例と同様に、季節帯を4分類する、時間帯を2分類するといった分類の数を限定する意図はなく、より疎な分類でもより密な分類であってもよい。その他、説明変数についての応用例も、目的変数説明変数保持部11cで保持される情報に対応する例として挙げられる。 In the example shown in FIG. 17, like the example shown in FIG. 16, there is no intention to limit the number of classifications, such as dividing seasonal zones into four categories or dividing time periods into two categories, and classifications may be made more coarsely or more densely. Other examples of application of explanatory variables are also given as examples corresponding to the information stored in the objective variable explanatory variable storage unit 11c.

即ち、自律移動装置の中でも特に、空を飛ぶもの、洋上を航行するものは、風の影響によって、目標到達時刻や目標到達座標から差が出がちであるため、風速と相関が見込める他の情報を説明変数として用いてもよい。例えば、時間帯や季節帯以外にも、目標到達座標や区画に対して、その地表面の標高帯に対応する番号を割り当て説明変数としたり、その地表面の種別など、区画毎の気温の温度帯などを用いたり、項目として加えたりしてもよい。地表面の種別とは、例えば、地上、海上を区別できるように番号を割り当てたものや、森林、砂漠、岩場、都市などを区別できるように番号を割り当てたものとすることができる。また、位置ズレ距離、位置ズレ方向の代わりに、時刻ズレ(進み、遅れ)を目的変数とすると進み遅れの傾向も学習させることができる。さらに位置ズレと時間ズレと目的変数とすることで、区画内における位置ズレの傾向と進み遅れ傾向の両方を学習させることができる。 That is, among autonomous mobile devices, especially those that fly in the sky and those that navigate on the ocean, the target arrival time and target arrival coordinates tend to differ due to the influence of wind, so other information that is expected to correlate with wind speed may be used as explanatory variables. For example, in addition to time periods and seasonal zones, numbers corresponding to the altitude zone of the ground surface may be assigned to the target arrival coordinates and the section as explanatory variables, or the type of the ground surface, such as the temperature zone of the air temperature for each section, may be used or added as an item. The type of ground surface may be, for example, a number assigned to distinguish between land and sea, or a number assigned to distinguish between forests, deserts, rocky areas, cities, etc. In addition, if the time shift (advance, delay) is used as the objective variable instead of the position shift distance and the position shift direction, the tendency of advance and delay can also be learned. Furthermore, by using the position shift and time shift as the objective variables, both the tendency of position shift and the tendency of advance and delay within the section can be learned.

学習本処理部11eの処理について、目的変数説明変数保持部11cに保持されている、目的変数(位置ズレ距離)、説明変数(時間帯番号、季節番号)を入力とする例に基づき説明するが、他の例についても同様に適用可能である。学習本処理部11eは、目的変数(位置ズレ距離)、説明変数(時間帯番号、季節番号)を入力として区画毎に重回帰分析を行い、区画毎の重回帰式を得る処理を行うことができる。学習本処理部11eは、この生成された重回帰式と式の係数を学習済みモデルとして学習モデル保持部12に保持する。 The processing of the learning main processing unit 11e will be explained based on an example in which the objective variable (positional deviation distance) and explanatory variables (time period number, season number) stored in the objective variable and explanatory variable storage unit 11c are input, but other examples can be similarly applied. The learning main processing unit 11e can perform multiple regression analysis for each section using the objective variable (positional deviation distance) and explanatory variables (time period number, season number) as input, and perform processing to obtain a multiple regression equation for each section. The learning main processing unit 11e stores this generated multiple regression equation and the coefficients of the equation in the learning model storage unit 12 as a learned model.

図18を参照しながら、本実施形態で適用可能な重回帰分析処理についてその仕組みを説明する。図18は、図13の学習部11で実行される重回帰分析処理の一例を説明するための模式図である。 The mechanism of the multiple regression analysis process applicable to this embodiment will be described with reference to FIG. 18. FIG. 18 is a schematic diagram for explaining an example of the multiple regression analysis process executed by the learning unit 11 in FIG. 13.

学習本処理部11eは、図17に示すテーブル(図18の右図のテーブル)における位置ズレ距離、季節帯、及び時間帯のデータから区画毎に図18の左グラフの黒丸(●)に相当するデータを得ることができ、これらのデータに基づき重回帰式を求める。図18の左のグラフは、位置ズレ距離を縦軸、季節帯を第1横軸、時間帯を第2横軸としてプロットしたものである。 The learning processing unit 11e can obtain data corresponding to the black circles (●) in the left graph of FIG. 18 for each section from the data on positional deviation distance, seasonal zone, and time period in the table shown in FIG. 17 (the table in the right graph of FIG. 18), and calculates a multiple regression equation based on this data. The left graph of FIG. 18 is plotted with the positional deviation distance on the vertical axis, the seasonal zone on the first horizontal axis, and the time period on the second horizontal axis.

重回帰式のひな形としては、例えば以下のような関数が挙げられる。
y=w+ax+bx(1次関数)
y=w+ax +bx+cx +dx(2次関数)
As a template for a multiple regression equation, for example, the following function can be given.
y = w + ax1 + bx2 (linear function)
y = w + ax1 2 + bx1 + cx2 2 + dx2 (quadratic function)

学習本処理部11eは、いくつかの次数の重回帰式(例えば1次式~6次式まで)のひな形用意しておき、それぞれの式で、係数(上の例ではw,a,b,c,d)を変化させる。そして、学習本処理部11eは、最も多くの黒丸(●)の近くを通り且つなるべく平滑となるような平面(超平面)表す式と係数を見つける。これを各区画IDを持つデータ毎に行う。そして、学習本処理部11eは、得られた区画毎の式と各係数のセットを学習モデル保持部12に保持する。なお、位置ズレ距離を縦軸とした場合を示したが、位置ズレ方向、時刻の進み遅れを縦軸とした場合も考え方は同じである。 The main learning processing unit 11e prepares templates for multiple regression equations of several orders (for example, linear to sextic equations) and varies the coefficients (w, a, b, c, d in the above example) for each equation. The main learning processing unit 11e then finds an equation and coefficients that represent a plane (hyperplane) that passes close to the most black circles (●) and is as smooth as possible. This is done for each piece of data with each block ID. The main learning processing unit 11e then stores the obtained set of equations and coefficients for each block in the learning model storage unit 12. Note that while the vertical axis is the positional shift distance, the concept is the same when the vertical axis is the positional shift direction or time advance/delay.

学習モデル保持部12は、このように、学習本処理部11eで生成された区画毎の重回帰式とその係数(学習済みモデル)を保持する。ここで保持する情報の形式の例を図19~図21を参照しながら説明する。図19は、学習モデル保持部12で保持される、重回帰分析処理の実行結果の一例を示す模式図で、図20は、学習モデル保持部12で保持される、重回帰分析処理の実行結果の他の例を示す模式図である。また、図21は、図19及び図20の実行結果を説明するための模式図である。 In this way, the learning model holding unit 12 holds the multiple regression equations and their coefficients (learned models) for each section generated by the main learning processing unit 11e. Examples of the format of the information held here will be described with reference to Figures 19 to 21. Figure 19 is a schematic diagram showing an example of the execution results of a multiple regression analysis process held in the learning model holding unit 12, and Figure 20 is a schematic diagram showing another example of the execution results of a multiple regression analysis process held in the learning model holding unit 12. Also, Figure 21 is a schematic diagram for explaining the execution results of Figures 19 and 20.

図19に示す保持例では、式のバリエーション毎にテーブルを設けて係数を保持している。図20に示す保持例では、式のテーブルと係数を保持するテーブルを分けて保持している。図19及び図20では情報の保持の形式として2例を挙げているが、これらの保持方法に限らず、重回帰式とその式の係数を区画IDに対応付けて保持できる保持方法であればよい。 In the storage example shown in FIG. 19, a table is provided for each variation of the formula and coefficients are stored. In the storage example shown in FIG. 20, a table for formulas and a table for storing coefficients are stored separately. Although FIG. 19 and FIG. 20 show two examples of the format for storing information, the method is not limited to these, and any method that can store multiple regression formulas and the coefficients of those formulas in association with a section ID can be used.

図19及び図20のいずれの保持例においても、図21に示すように、各区画(区画IDを各区画の内部に図示)に対し、係数を含めた重回帰式が対応するように保持されることになる。図21では説明の都合上区画を平面で図示しているが、区画を平面に限定しているわけではなく、3次元でも同じ考え方である。各区画が関数を持っており、その関数は1次式、2次式など形が異なることになる。関数は固定メッシュの数だけあり、図21の例では関数は16個存在することになる。図21において、zは目的変数(位置のズレ)、wは定数、a,b,c,dは偏回帰係数、x,yは説明変数(季節帯番号、時間帯番号)を示している。 In both the storage examples in Figures 19 and 20, as shown in Figure 21, a multiple regression equation including coefficients is stored for each partition (the partition ID is shown inside each partition). In Figure 21, the partitions are shown on a plane for convenience of explanation, but the partitions are not limited to planes, and the same idea applies in three dimensions. Each partition has a function, and the function will have a different form, such as a linear equation or a quadratic equation. There are as many functions as there are fixed meshes, and in the example of Figure 21, there are 16 functions. In Figure 21, z is the response variable (positional deviation), w is a constant, a, b, c, and d are partial regression coefficients, and x and y are explanatory variables (seasonal zone number, time zone number).

ここで例示したように、学習済みモデルは、時間帯番号で例示した運行時間帯、季節番号で例示した運行季節、その他の運行環境の少なくとも1つを含む情報を入力し、上記差異の予測値を出力するモデルとすることができる。 As exemplified here, the trained model can be a model that inputs information including at least one of the operating time periods exemplified by the time period numbers, the operating seasons exemplified by the season numbers, and other operating environments, and outputs a predicted value of the above difference.

次に、図22~図32を参照しながら、予測部13の詳細について、それと関連する要素とともに説明する。図22は、運行管理装置10における予測部13の一構成例を示すブロック図である。 Next, the details of the prediction unit 13 will be described together with related elements with reference to Figures 22 to 32. Figure 22 is a block diagram showing an example of the configuration of the prediction unit 13 in the traffic management device 10.

図22に示すように、予測部13は、計画実績差異予測部13a及び動的運行区画生成部13bを備えることができる。また、予測部13は、上述した学習モデル保持部12と計画実績差異予測部13aにおいて接続され、上述した静的運行区画保持部16及び動的運行区画保持部14と動的運行区画生成部13bにおいて接続されている。 As shown in FIG. 22, the prediction unit 13 can include a planned performance difference prediction unit 13a and a dynamic operation section generation unit 13b. The prediction unit 13 is connected to the learning model storage unit 12 at the planned performance difference prediction unit 13a, and is connected to the static operation section storage unit 16 and the dynamic operation section storage unit 14 at the dynamic operation section generation unit 13b.

計画実績差異予測部13aは、区画毎に発生が予想される位置のズレ(各区画を通過する際に将来起こるであろう計画到達座標に対する、実績到達座標のズレ)を求める。計画実績差異予測部13aは、学習本処理部11eで生成された学習済みモデル(学習モデル保持部12にて保持)を用いて、区画毎に発生する位置ズレを予測することで求める。 The planned-performance difference prediction unit 13a calculates the position deviation that is expected to occur for each section (the deviation of the actual arrival coordinate from the planned arrival coordinate that will occur in the future when passing through each section). The planned-performance difference prediction unit 13a calculates the position deviation that will occur for each section by predicting it using the trained model (stored in the trained model storage unit 12) generated by the main learning processing unit 11e.

計画実績差異予測部13aは、学習モデル保持部12で保持された区画毎の重回帰式を取得し、変数に予測をしたい季節帯(季節帯番号)、時間帯(時間帯番号)の値を代入する。これにより、計画実績差異予測部13aは、対応する運行区画における、指定の季節帯、時間帯に起こるであろう計画到達座標に対する、実績到達座標のズレの予測値を求めることができる。 The planned performance difference prediction unit 13a obtains the multiple regression equation for each section stored in the learning model storage unit 12, and substitutes the values of the seasonal band (seasonal band number) and time period (time period number) to be predicted into the variables. This allows the planned performance difference prediction unit 13a to obtain a predicted value of the deviation of the actual arrival coordinate from the planned arrival coordinate that will occur in the specified seasonal band and time period in the corresponding operation section.

学習のためのデータセットが更新される毎(運行実績が変更される度に)に全時間帯、全季節の位置ズレを再計算してもよい。また、昼間に限るなど運行する時間帯や2か月先までの運行計画の払い出しに対応するなど、必要な季節帯、時間帯が決まっているのであれば、必要な期間に絞って差異を算出し直し、更新してもよい。 The position deviations for all time periods and seasons may be recalculated every time the learning dataset is updated (every time the operation record is changed). In addition, if the required seasonal bands and time periods are fixed, such as for operating hours limited to daytime or for issuing operation plans up to two months in advance, the differences may be recalculated and updated for a limited period.

また、運行計画生成部18に利用者4から計画生成の依頼があってから、計画実績差異予測部13aは、その依頼に含まれる運行条件に合う運行に必要な範囲、季節帯、及び時間帯に絞って、上述のような予測値の算出を実行してもよい。 In addition, after a user 4 requests the operation plan generation unit 18 to generate a plan, the plan performance difference prediction unit 13a may narrow down the range, seasonal zone, and time period required for operation that meets the operation conditions included in the request, and perform calculation of the predicted values as described above.

計画実績差異予測部13aは、求めた区画(運行区画)毎のズレの予測値を動的運行区画生成部13bに渡す。ここで渡される処理結果のデータ項目の例を図23を参照しながら説明する。図23は、図22の予測部13で予測された運行区画毎の予測値の一例を示す模式図である。図23で例示するように、計画実績差異予測部13aは、例えば、求めた予測値(位置ズレ距離)、説明変数(時間帯番号及び季節番号)、及び区画IDを関連付けたデータを、動的運行区画生成部13bに渡すことができる。 The planned performance difference prediction unit 13a passes the predicted deviation value for each section (operation section) to the dynamic operation section generation unit 13b. An example of the data items of the processing results passed here will be explained with reference to FIG. 23. FIG. 23 is a schematic diagram showing an example of a predicted value for each operation section predicted by the prediction unit 13 of FIG. 22. As illustrated in FIG. 23, the planned performance difference prediction unit 13a can pass, for example, data associating the obtained predicted value (position deviation distance), explanatory variables (time period number and season number), and section ID to the dynamic operation section generation unit 13b.

動的運行区画生成部13bは、計画実績差異予測部13aで求めた、計画到達座標に対する、実績到達座標の位置ズレの予測値に基づき、そのズレ距離が発生しても区画をはみ出さない大きさで、且つ可能な限り区画が小さくなるように、区画の分割数を決定する。上記はみ出さない大きさは、安全のための余裕距離をさらに加算した大きさとすることもできる。そして、動的運行区画生成部13bは、分割された区画に分割IDを付与し、その座標を算出して、動的運行区画保持部14に保持する。 The dynamic operation section generation unit 13b determines the number of divisions of the section so that even if a deviation occurs, the section will not go beyond the size and the section will be as small as possible, based on the predicted value of the positional deviation of the actual arrival coordinates from the planned arrival coordinates obtained by the planned performance difference prediction unit 13a. The size that does not go beyond the size can also be a size that further includes a margin distance for safety. The dynamic operation section generation unit 13b then assigns a division ID to the divided section, calculates its coordinates, and stores them in the dynamic operation section storage unit 14.

動的運行区画生成部13b及び動的運行区画保持部14は、計画実績差異予測部13aで予測された区画毎の差異に応じて新たな区画を生成し、それを新たな区画を運行計画の生成用として設定する区画更新部の一例である。 The dynamic operation section generation unit 13b and the dynamic operation section storage unit 14 are an example of a section update unit that generates new sections based on the differences between sections predicted by the planned performance difference prediction unit 13a, and sets the new sections for use in generating an operation plan.

ここで、図24及び図25を参照しながら、このID付与の考え方と処理の結果として出力されるデータ項目について説明する。図24は、図22の予測部13で生成され動的運行区画保持部14で保持される動的運行区画の一例を示す模式図で、図25は、図24の動的運行区画を説明するための模式図である。 Now, with reference to Figures 24 and 25, we will explain the concept of this ID assignment and the data items output as a result of the process. Figure 24 is a schematic diagram showing an example of a dynamic operation section generated by the prediction unit 13 in Figure 22 and stored in the dynamic operation section storage unit 14, and Figure 25 is a schematic diagram for explaining the dynamic operation section in Figure 24.

図24で例示するテーブルでは、区画ID、分割IDの1段目、分割IDの2段目を含む動的区画IDと、頂点1と、頂点2と、高度と、説明変数(時間帯番号及び季節番号)と、が関連付けて保持されている。例えば図24の1レコード目の動的区画IDが指し示す区画は、図25で例示する区画ID1、1段目ID3、2段目ID4が示す区画を表している。 In the table illustrated in FIG. 24, a dynamic partition ID including a partition ID, the first row of partition IDs, and the second row of partition IDs is stored in association with vertex 1, vertex 2, altitude, and explanatory variables (time zone number and season number). For example, the partition indicated by the dynamic partition ID in the first record in FIG. 24 represents the partition indicated by partition ID 1, first row ID 3, and second row ID 4 illustrated in FIG. 25.

なお、図24及び図25では、分割の段階を2段階までとした例を挙げているが、単なる例に過ぎず、自律運行装置の違いや用途の違いなどにより、段数を増減させることもできる。また、図24及び図25では、水平方向と垂直方向の分割数を同じにした例を挙げているが、単なる例に過ぎない。例えば、自律運行装置の違いや用途の違いなどにより、水平方向のみ分割することや、垂直方向のみ分割することや、水平、垂直の分割段数を異なるように分割することなど、様々な例が挙げられる。 Note that although Figs. 24 and 25 show an example in which the division is limited to two stages, this is merely an example, and the number of stages can be increased or decreased depending on the difference in the autonomous driving device or the difference in the use. Also, although Figs. 24 and 25 show an example in which the number of divisions in the horizontal and vertical directions is the same, this is merely an example. For example, depending on the difference in the autonomous driving device or the difference in the use, various examples can be given, such as dividing only in the horizontal direction, dividing only in the vertical direction, or dividing the horizontal and vertical divisions into different numbers of stages.

ここで、図26~図28を参照しながら、分割の仕組みについて説明する。図26~図28は、図24の動的運行区画を説明するための模式図である。なお、図26~図28で例示した具体的な数値は説明の便のために付与した数値であり、これらの具体的な数値に限定されるものではない。 Here, the division mechanism will be explained with reference to Figs. 26 to 28. Figs. 26 to 28 are schematic diagrams for explaining the dynamic operation section of Fig. 24. Note that the specific numerical values exemplified in Figs. 26 to 28 are given for the convenience of explanation, and are not limited to these specific numerical values.

まず、静的運行区画を1辺100mの立方体と考えた場合、区画1辺の長さが予想される位置ズレ距離の2倍以上になり、且つ1区画の大きさが最小となるように分割数を設定する。また、安全の余裕をみて、区画1辺の長さが予想される位置ズレ距離の2倍に更に余裕距離を加算したものとすることもできる。 First, if we consider the static operation section to be a cube with each side being 100m long, the number of divisions is set so that the length of each side of the section is at least twice the expected positional deviation distance and the size of each section is minimized. Also, to allow for a safety margin, the length of each side of the section can be set to twice the expected positional deviation distance plus an additional margin distance.

図26で示すように、区画ID1の予想位置ズレ距離が17m、区画ID8の予想位置ズレ距離が11mであった場合、区画ID1、区画ID8はそれぞれ図27、図28で例示するように分割数を決定することができる。 As shown in Figure 26, if the predicted position shift distance for section ID 1 is 17 m and the predicted position shift distance for section ID 8 is 11 m, the number of divisions can be determined for section ID 1 and section ID 8 as shown in Figures 27 and 28, respectively.

図27に示すように、区画ID1では、1辺100mの立方体を8分割すると1辺の1/2(区画の中心から隣の区画の端までの距離を考慮するため)が25mであり、予想位置ズレ距離の17mより大きいため、8分割は問題ない。一方で、64分割すると1辺の1/2が12.5mとなり、予想位置ズレ距離の17mより小さくなるので、ここまで分割した区画を使用すると他の自律移動装置との衝突が生じ得るため、問題である。従って、区画ID1は8分割とする。図28に示すように、区画ID8では、1辺100mの立方体を8分割、64分割すると1辺の1/2がそれぞれ25m、12.5mであり、いずれも予想位置ズレ距離の11mより大きいため、8分割、64分割は問題ない。一方で、512分割すると1辺が6.25mとなり、予想位置ズレ距離の11mより小さくなるので、ここまで分割した区画を使用すると他の自律移動装置との衝突が生じ得るため、問題である。従って、区画ID8は64分割とする。 As shown in FIG. 27, for section ID 1, when a cube with sides of 100 m is divided into 8, 1/2 of a side (to take into account the distance from the center of the section to the edge of the neighboring section) is 25 m, which is larger than the expected position shift distance of 17 m, so dividing it into 8 is not a problem. On the other hand, when divided into 64 sections, 1/2 of a side is 12.5 m, which is smaller than the expected position shift distance of 17 m, so using a section divided to this extent could result in a collision with another autonomous mobile device, which is a problem. Therefore, section ID 1 is divided into 8 sections. As shown in FIG. 28, for section ID 8, when a cube with sides of 100 m is divided into 8 and 64 sections, 1/2 of a side is 25 m and 12.5 m, respectively, which are both larger than the expected position shift distance of 11 m, so dividing it into 8 and 64 is not a problem. On the other hand, if it is divided into 512 parts, each side will be 6.25 m, which is smaller than the expected position shift distance of 11 m. Therefore, if a section divided to this extent is used, collisions with other autonomous mobile devices may occur, which is problematic. Therefore, section ID 8 will be divided into 64 parts.

動的運行区画保持部14は、上述したように、動的運行区画生成部13bの結果である動的運行区画を保持する。ここでは、静的運行区画よりも細かく分割された区画の情報が保持されている。ここで保持される動的運行区画の形式としては、図24及び図25で例示したものなどを採用することができる。運行計画生成部18が、この動的運行区画を用いて運行計画を生成することで、静的運行区画を用いて生成する場合に比べて、空間の利用効率の良い運行計画を生成することができる。 As described above, the dynamic operation section storage unit 14 stores the dynamic operation section that is the result of the dynamic operation section generation unit 13b. Here, information on sections that are divided more finely than the static operation sections is stored. The format of the dynamic operation section stored here may be one of those exemplified in Figures 24 and 25. By the operation plan generation unit 18 generating an operation plan using this dynamic operation section, it is possible to generate an operation plan that utilizes space more efficiently than when a static operation section is used.

このように、動的運行区画生成部13b及び動的運行区画保持部14で例示した区画更新部は、区画について空間的及び時間的の少なくとも一方で最小限となるように新たな区画を設定することが好ましい。 In this way, it is preferable that the section update unit exemplified by the dynamic operation section generation unit 13b and the dynamic operation section storage unit 14 set new sections so as to minimize at least one of the spatial and temporal aspects of the sections.

また、例えば、運行計画と運行実績との差異が、運行予定に含まれる区画と同時刻に実際に運行されていた区画(運行実績の区画)との空間的な差異(空間的差異、距離的差異)を含む場合には、上記区画更新部は次のように新たな区画を設定することができる。即ち、その場合、上記区画更新部は、運行予定に含まれる区画について空間的差異が小さかった区画が空間的差異が大きかった区画に比べて、空間的及び時間的の少なくとも一方で小さくなるように新たな区画を設定することができる。 In addition, for example, when the difference between the operation plan and the operation results includes a spatial difference (spatial difference, distance difference) between the section included in the operation schedule and the section (section in the operation results) that was actually operated at the same time, the section update unit can set a new section as follows. That is, in that case, the section update unit can set a new section so that the section with a small spatial difference is smaller in at least one of space and time than the section with a large spatial difference among the sections included in the operation schedule.

また、例えば、運行計画と運行実績との差異が、運行予定に含まれる区画を通過する予定の時刻と実際に通過した時刻(運行実績が示す時刻)との差異である時間的差異を含む場合には、上記区画更新部は次のように新たな区画を設定することができる。即ち、その場合、上記区画更新部は、運行予定に含まれる区画について時間的差異が小さかった区画が時間的差異が大きかった区画に比べて、空間的及び時間的の少なくとも一方で小さくなるように新たな区画を設定することができる。 In addition, for example, when the difference between the operation plan and the operation results includes a time difference, which is the difference between the planned time to pass through a section included in the operation schedule and the time when the section is actually passed through (the time indicated by the operation results), the section update unit can set a new section as follows. That is, in this case, the section update unit can set a new section such that sections with a small time difference among sections included in the operation schedule are smaller in at least one of space and time than sections with a large time difference.

これらの例のように、本実施形態では、経路設計をする際に、全空間(全区画)の余裕範囲や排他時間を固定一律の大きさや長さにはしない。これらの例のように、本実施形態では、運行実績上、計画経路とのズレが少ない場所では、区割りを小さくし、逆にこのズレが大きければ、区割りを大きくすることが好ましい。また、本実施形態では、計画到達時刻と実績到達時刻の乖離が大きければ区画を排他する時間を長く、逆に乖離が少なければ短くすることが好ましい。 As in these examples, in this embodiment, when designing a route, the margin and exclusion time of the entire space (all sections) are not set to a fixed uniform size or length. As in these examples, in this embodiment, in places where there is little deviation from the planned route based on operational performance, it is preferable to make the divisions smaller, and conversely, if this deviation is large, to make the divisions larger. Also, in this embodiment, if there is a large deviation between the planned arrival time and the actual arrival time, it is preferable to make the time for excluding the section longer, and conversely, if the deviation is small, to make it shorter.

運行計画生成部18は、上述したように、利用者4からの自律移動装置3についての運行申請を受け付けて、運行計画を生成する。運行計画生成部18は、同じ時刻、時間帯に同じ区画内に複数の自律移動装置が入らないように運行計画を生成することになる。運行計画生成部18は、利用者4からの運行の起点、終点と希望する発着時刻などの運行条件を受け付け、同区画内での自律移動装置の競合が起きず、且つ、極力希望する発着時刻の希望に沿えるように、運行計画を生成する。 As described above, the operation plan generation unit 18 receives an operation application for the autonomous mobile device 3 from the user 4 and generates an operation plan. The operation plan generation unit 18 generates an operation plan so that multiple autonomous mobile devices do not enter the same area at the same time or time period. The operation plan generation unit 18 receives operation conditions such as the starting point and end point of the operation and the desired departure and arrival times from the user 4, and generates an operation plan so that there is no competition between autonomous mobile devices in the same area and so that the desired departure and arrival times are met as much as possible.

ここで、極力希望に沿えるとしているのは、例えば過去に払い出した他の自律移動装置についての運行計画の存在があり、運行条件に合致する運行経路が生成できない場面が生じ得るためである。より具体的に説明する。過去に払い出した運行計画で既に同じ時刻に同じ始点、終点を希望された場合や既に払い出し済みの運行計画で使用する区画を迂回する必要が生じることがある。また、このような迂回の代わりに又は迂回と併せて、その区画を運行する時刻をずらす必要が生じることもある。従って、運行条件が入力された場合でも、その運行条件が示す発着時刻の希望(要求)を完全に満たすことができない場合があり、そのため、入力された運行条件に合致する運行経路が生成できず、極力希望に沿える運行経路が生成される場合がある。 Here, the reason why it is said that the request will be met as much as possible is that, for example, there may be an operation plan for another autonomous mobile device that has been issued in the past, and a situation may arise in which it is not possible to generate an operation route that matches the operation conditions. To explain this more specifically, there may be cases where the same start point and end point at the same time have already been requested in an operation plan issued in the past, or where it is necessary to detour a section used in an operation plan that has already been issued. Also, instead of or in addition to such a detour, it may be necessary to shift the time of operation in that section. Therefore, even when operation conditions are input, there may be cases in which it is not possible to completely meet the desired departure and arrival times indicated by the operation conditions, and therefore, it may not be possible to generate an operation route that matches the input operation conditions, and an operation route that meets the request as much as possible may be generated.

運行計画について、図29を参照しながら説明する。図29は、運行管理装置10で生成される運行計画の一例を示す模式図である。運行計画は、図29で例示するように、利用者4からの希望(運行条件)に基づいて、動的運行区画保持部14に保持されている運行区画(動的運行区画)を始点から終点まで数珠つなぎにした情報で表現される。図29において、黒丸(●)で繋がれた経路が1運行分の運行計画となり、運行計画生成部18は、図29で示すように場所によって大きさが異なる動的運行区画に基づく経路で運行計画を作成することができる。 The operation plan will be described with reference to FIG. 29. FIG. 29 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated by the operation management device 10. As illustrated in FIG. 29, the operation plan is expressed as information in which operation sections (dynamic operation sections) stored in the dynamic operation section storage unit 14 are linked from a start point to an end point based on the wishes (operation conditions) of the user 4. In FIG. 29, the route connected by black circles (●) constitutes the operation plan for one operation, and the operation plan generation unit 18 can create an operation plan with a route based on the dynamic operation sections whose size varies depending on the location, as shown in FIG. 29.

同じ時刻又は同じ時間帯に同じ区画内に他の自律移動装置が入らないように運行計画を生成する方法の例について、図30及び図31を参照しながら説明する。また、その結果として生成された運行計画の例については、図32を参照しながら説明する。図30及び図31は、運行管理装置10における運行計画の生成方法の一例を説明するための模式図である。図32は、図30及び図31の生成方法で生成された運行計画の一例を示す模式図である。 An example of a method for generating an operation plan so that other autonomous mobile devices do not enter the same section at the same time or in the same time period will be described with reference to Figs. 30 and 31. An example of an operation plan generated as a result will be described with reference to Fig. 32. Figs. 30 and 31 are schematic diagrams for explaining an example of a method for generating an operation plan in the operation management device 10. Fig. 32 is a schematic diagram showing an example of an operation plan generated by the generation method of Figs. 30 and 31.

運行計画保持部17は、図30の右図に示すような、他の自律移動装置についての払い出し済みの運行計画を保持しているものとする。この払い出し済みの運行計画は、各区画ID(ここでは区画ID15,11,7)のそれぞれに対し、目標到達座標(緯度、経度、高度)及び目標到達時刻が関連付けられている。 The operation plan storage unit 17 stores operation plans that have already been assigned for other autonomous mobile devices, as shown in the right diagram of FIG. 30. In these assigned operation plans, the target arrival coordinates (latitude, longitude, altitude) and the target arrival time are associated with each section ID (here, section IDs 15, 11, and 7).

このような状態で、利用者4が自律移動装置3の運行について希望する始点及び終点についての座標(緯度、経度、高度)と希望到達時刻とを含む運行条件が入力された場合について例を挙げる。この場合、運行計画生成部18は、その運行条件に従い、始点側の座標に対応する区画ID(この例では区画ID2)と終点側に対応する区画ID(この例では区画ID12)とを、動的運行区画保持部14に保持された動的運行区画から検索する。そして、運行計画生成部18は、図30の左図のように、検索結果としての区画IDをそれらの座標及び希望到達時刻と関連付けて、運行計画の始点と終点の情報として一時的に運行計画保持部17に保持する。 In this state, an example will be given of a case where the user 4 inputs operation conditions including the coordinates (latitude, longitude, altitude) of the desired start point and end point for operation of the autonomous mobile device 3 and the desired arrival time. In this case, the operation plan generation unit 18 searches for the section ID corresponding to the coordinates of the start point (in this example, section ID 2) and the section ID corresponding to the end point (in this example, section ID 12) from the dynamic operation section stored in the dynamic operation section storage unit 14 in accordance with the operation conditions. Then, as shown in the left diagram of Figure 30, the operation plan generation unit 18 associates the section ID as the search result with those coordinates and the desired arrival time, and temporarily stores them in the operation plan storage unit 17 as information on the start point and end point of the operation plan.

自律移動装置3についての運行計画の生成の続きについて、図31の例を挙げて説明する。図31では、運行エリア(利用者4が配送業者であれば配送エリア)に存在するメッシュ(四角の図形)を表している。この例では、説明の簡略化のため、メッシュは全部で16個と仮定する。図31におけるメッシュの右下の数字はウェイポイントIDとする。 The next step in generating an operation plan for the autonomous mobile device 3 will be explained with reference to the example in Figure 31. Figure 31 shows meshes (rectangular shapes) that exist in the operation area (the delivery area if the user 4 is a delivery company). In this example, for simplicity of explanation, it is assumed that there are 16 meshes in total. The numbers in the bottom right of the meshes in Figure 31 are waypoint IDs.

運行計画生成部18は、図31の左図で例示するように、始点座標から終点座標までの経路を探索する。例えば、ウェイポイントIDが2、6、10、11、12と進む経路とすると、運行計画保持部17に保持された払い出し済みの運行計画と11番の区画(ウェイポイントID=11)で競合することになる。なお、競合とは、同じ区画内に同じ時間帯に自律移動装置が2台以上存在する状態を指す。 The operation plan generation unit 18 searches for a route from the start coordinates to the end coordinates, as exemplified in the left diagram of FIG. 31. For example, if the route proceeds through waypoint IDs 2, 6, 10, 11, and 12, there will be a conflict with the operation plan already issued and held in the operation plan holding unit 17 in section 11 (waypoint ID = 11). Note that a conflict refers to a state in which two or more autonomous mobile devices exist in the same section at the same time period.

よって、運行計画生成部18は、この経路以外で最短となる経路を再探索する。例えば、図31の右図のように、ウェイポイントIDが2、3、4、8、12と進む経路とすると、払い出し済みの運行計画との競合が発生しない(経路が重ならない)ため、この経路に決定される。このように、始点(区画2)から終点(区画12)までの経路が決まると(競合が解消すると)運行計画が完成する。運行計画生成部18は、完成した自律移動装置3についての運行計画を、運行計画保持部17に保持する(更新する)。 The operation plan generation unit 18 therefore re-searches for a route other than this one that is the shortest. For example, as shown in the right diagram of FIG. 31, if the route is to proceed through waypoint IDs 2, 3, 4, 8, and 12, this route is determined as there is no conflict with the operation plan that has already been issued (the routes do not overlap). In this way, once the route from the start point (section 2) to the end point (section 12) has been determined (the conflict is resolved), the operation plan is completed. The operation plan generation unit 18 stores (updates) the completed operation plan for the autonomous mobile device 3 in the operation plan storage unit 17.

また、自律移動装置3が止まって待機できるような機器であれば、競合する区画の外で待機して時間帯をずらすことも考慮に入れ、再探索を実行しないこともでき、また、このような時間帯のずらしも考慮に入れて再探索を実行することもできる。 In addition, if the autonomous mobile device 3 is a device that can stop and wait, it can take into consideration the possibility of waiting outside the competing section and shifting the time period, and therefore not perform a re-search, or it can perform a re-search while taking into consideration such a shift in the time period.

完成した運行計画は、図32で例示するように、経路の順に並べた区画IDと、目標到達座標及び目標到達時間とが関連づけられて保持される。これらの区画IDは、図32では便宜上1列で表現しているが、図24等で例示したように並びに図32で吹き出しテーブルで図示するように、動的区画IDである。 The completed operation plan is stored with the section IDs arranged in the order of the route associated with the target arrival coordinates and the target arrival time, as shown in the example of FIG. 32. For convenience, these section IDs are shown in a single column in FIG. 32, but they are dynamic section IDs, as shown in the examples of FIG. 24 and in the balloon table in FIG. 32.

<動作例>
次に、本実施形態に係る運行管理装置10を用いた処理の全体の流れについて、図33を参照しながら説明する。図33は、運行管理装置10を利用した自律移動装置の運行申請から目的地到着までの流れの一例を説明するためのフロー図である。
<Example of operation>
Next, an overall flow of processing using the traffic management device 10 according to this embodiment will be described with reference to Fig. 33. Fig. 33 is a flow diagram for explaining an example of a flow from an operation application of an autonomous mobile device using the traffic management device 10 to arrival at a destination.

まず、利用者4が、運行管理装置10に対して、自律移動装置3を運行するための申請情報を登録する(ステップS21)。申請情報の詳細については運行計画生成部18に関する説明として上述した通りである。 First, the user 4 registers application information for operating the autonomous mobile device 3 with the operation management device 10 (step S21). Details of the application information are as described above in the explanation of the operation plan generation unit 18.

次に、運行管理装置10は登録された申請情報の基づき、運行計画(運行経路と運行スケジュール)を決定し、その運行計画を自律移動装置3に払い出す(ステップS22)。運行スケジュールは運行する日時に関する情報である。或いは、運行経路と運行スケジュールを利用者4に払い出し、利用者4が自律移動装置3に対してそれらを入力することもできる。運行経路と運行スケジュールの詳細については運行計画生成部18に関する説明として上述した通りである。 Next, the operation management device 10 determines an operation plan (operation route and operation schedule) based on the registered application information, and issues the operation plan to the autonomous mobile device 3 (step S22). The operation schedule is information related to the date and time of operation. Alternatively, the operation route and operation schedule can be issued to the user 4, who can then input them into the autonomous mobile device 3. Details of the operation route and operation schedule are as described above in the explanation of the operation plan generation unit 18.

自律移動装置3は、払い出された(或いは利用者4から入力された)運行経路と運行スケジュールに基づき、自律制御で目的地まで移動を開始する(ステップS23)。自律制御による目的地の移動の詳細については自律移動装置3に関する説明として上述した通りである。 The autonomous mobile device 3 starts moving to the destination by autonomous control based on the route and schedule issued (or input by the user 4) (step S23). Details of the movement to the destination by autonomous control are as described above in the explanation of the autonomous mobile device 3.

自律移動装置3は、所定のタイミングで、運行管理装置10に対して、自機の位置情報などの運行記録情報(運行実績)を通知する(ステップS24)。或いは、自律移動装置3内に運行記録情報所定のタイミングで記録しておき、目的地到着後や1日の運行の終わりなどに、運行記録情報を回収し、運行管理装置10に対して提出し運行実績保持部15に格納することもできる。運行実績の通知の詳細については運行実績保持部15に関する説明として上述した通りである。 The autonomous mobile device 3 notifies the operation management device 10 of operation record information (operation record) such as its own position information at a predetermined timing (step S24). Alternatively, the operation record information can be recorded in the autonomous mobile device 3 at a predetermined timing, and the operation record information can be retrieved after arriving at the destination or at the end of a day's operation, and submitted to the operation management device 10 and stored in the operation record storage unit 15. Details of the notification of operation record are as described above in the explanation of the operation record storage unit 15.

自律移動装置3は、払い出された(或いは利用者4から入力された)運行経路と運行スケジュールに基づき、自律制御で目的地へ到着する(ステップS25)。自律制御による目的地へ移動については自律移動装置3に関する説明として、運行経路と運行スケジュールについては運行計画保持部17に関する説明として、それぞれ上述した通りである。 The autonomous mobile device 3 arrives at the destination by autonomous control based on the issued (or input by the user 4) operating route and operation schedule (step S25). The movement to the destination by autonomous control is as described above in the explanation of the autonomous mobile device 3, and the operating route and operation schedule are as described above in the explanation of the operation plan storage unit 17.

次に、運行管理装置10の動作について説明する。ここで説明する手順は順に行う必要はなく、それぞれの処理が入力データの更新を契機に行われてもよいし、定期、定時実行で行われてもよい。ここでは主要な3つの処理について、その概要を説明するが、その詳細については図34~図36を参照しながら後述する。 Next, the operation of the traffic management device 10 will be described. The procedures described here do not need to be performed in order, and each process may be performed when the input data is updated, or may be performed periodically or at a fixed time. An overview of the three main processes will be described here, but the details will be described later with reference to Figures 34 to 36.

(第1処理)
学習部11では、運行計画保持部17、運行実績保持部15、静的運行区画保持部16に格納された情報を元に、学習済みモデルを生成し、学習モデル保持部12に保持する。
(First Process)
The learning unit 11 generates a learned model based on the information stored in the operation plan storage unit 17, the operation record storage unit 15, and the static operation section storage unit 16, and stores the model in the learning model storage unit 12.

(第2処理)
予測部13では、学習モデル保持部12に保持された学習済みモデルを用いて、将来運行される自律移動装置がどの場所でどれだけ、運行経路にズレが生じるかを予測する。そして、予測部13は、そのズレが発生しても衝突などが起きない運行区画の大きさを決定し、その結果を動的運行区画として動的運行区画保持部14に格納する。
(Second Processing)
The prediction unit 13 predicts where and how much deviation will occur in the operation route of the autonomous mobile device operated in the future, using the trained model stored in the learning model storage unit 12. The prediction unit 13 then determines the size of the operation section in which no collision or the like will occur even if the deviation occurs, and stores the result in the dynamic operation section storage unit 14 as a dynamic operation section.

(第3処理)
運行計画生成部18は、利用者4から与えられた運行条件を極力満たせ、且つ、運行計画保持部17に格納されている既に払い出し済みの運行計画と重複しないように、動的運行区画を選択し、つなぎ合わせて、自律移動装置3の運行すべき経路として生成する。ここで、動的運行区画は動的運行区画保持部14に保持されている。そして、運行計画生成部18は、生成した経路を運行計画としてその自律移動装置3や利用者4に提供する。
(Third Process)
The operation plan generation unit 18 selects and connects dynamic operation sections so as to satisfy the operation conditions given by the user 4 as much as possible and not overlap with operation plans that have already been issued and are stored in the operation plan storage unit 17, and generates a route along which the autonomous mobile device 3 should operate. Here, the dynamic operation sections are stored in the dynamic operation section storage unit 14. Then, the operation plan generation unit 18 provides the generated route to the autonomous mobile device 3 and the user 4 as an operation plan.

図34を参照しながら、上記第1処理、つまり学習部11での処理について説明する。図34は、運行管理装置10における学習処理の一例を説明するためのフロー図である。ここで説明する処理は、運行実績保持部15が更新される毎に、或いは、運行実績保持部15に予め定めたまとまった件数が溜まったタイミングや、或いは定期、定時実行等でタイミングで実行することができ、この処理により学習済みモデルが更新される。 The first process, i.e., the process in the learning unit 11, will be described with reference to FIG. 34. FIG. 34 is a flow diagram for explaining an example of the learning process in the operation management device 10. The process described here can be executed each time the operation record storage unit 15 is updated, or when a predetermined number of records have been accumulated in the operation record storage unit 15, or at regular or scheduled times, and the learned model is updated by this process.

まず、計画実績差異抽出部11dは、運行計画保持部17に保持された運行計画と運行実績保持部15に保持された運行実績とを比較して、運行計画と運行実績とのズレを算出する(ステップS31)。このズレを算出する処理の詳細については計画実績差異抽出部11dに関する説明として上述した通りである。 First, the plan-performance difference extraction unit 11d compares the operation plan stored in the operation plan storage unit 17 with the operation performance stored in the operation performance storage unit 15 to calculate the deviation between the operation plan and the operation performance (step S31). Details of the process of calculating this deviation are as described above in the explanation of the plan-performance difference extraction unit 11d.

さらに、計画実績差異抽出部11dは、運行計画と運行実績のズレが、静的運行区画保持部16で保持しているどの運行区画内で発生したズレか(どの運行区画内で発生したズレか)の対応づけを行う(ステップS32)。動的運行区画を使用した運行計画に基づく運行実績である場合には、静的運行区画保持部16を動的運行区画を用いて更新しておいてもよいが、ステップS32での対応づけは一定の大きさの静的運行区画で実行することもできる。 Furthermore, the plan/performance difference extraction unit 11d performs correspondence between the difference between the operation plan and the actual operation to determine in which operation section stored in the static operation section storage unit 16 the difference occurred (in which operation section the difference occurred) (step S32). If the operation results are based on an operation plan using a dynamic operation section, the static operation section storage unit 16 may be updated using the dynamic operation section, but the correspondence in step S32 may also be performed using a static operation section of a certain size.

そして、計画実績差異抽出部11dは、その結果を計画実績差異保持部11aに保持する。静的運行区画保持部16で保持しているどの運行区画内で発生したズレか(どの運行区画内で発生したズレか)の対応づけ処理の詳細については、計画実績差異抽出部11dに関する説明として上述した通りである。 The planned performance difference extraction unit 11d then stores the result in the planned performance difference storage unit 11a. Details of the matching process for determining which operational section stored in the static operational section storage unit 16 the deviation occurred in (which operational section the deviation occurred in) are as described above in the explanation of the planned performance difference extraction unit 11d.

次いで、学習前処理部11bは、計画実績差異保持部11aに保持された、運行計画と運行実績の差異の情報に対し、後段の学習本処理部11eで機械学習を行えるようにするため、前処理としてデータの加工や置き換えを行う(ステップS33)。学習前処理としてデータの加工や置き換えの詳細については、学習前処理部11bに関する説明として上述した通りである。 Next, the pre-learning processing unit 11b processes and replaces data as pre-processing to enable machine learning to be performed in the subsequent main learning processing unit 11e on the information on the difference between the operation plan and the operation results stored in the plan-performance difference storage unit 11a (step S33). Details of the data processing and replacement as pre-learning processing are as described above in the explanation of the pre-learning processing unit 11b.

次いで、学習本処理部11eは、区画毎に重回帰分析を行い、区画毎の重回帰式を得て、この得られた重回帰式と式の係数を学習モデル保持部12に保持する(ステップS34)。生成された重回帰式と式の係数の保持の詳細については、学習本処理部11e及び学習モデル保持部12に関する説明として上述した通りである。 Next, the learning main processing unit 11e performs multiple regression analysis for each section, obtains a multiple regression equation for each section, and stores the obtained multiple regression equation and the coefficients of the equation in the learning model storage unit 12 (step S34). Details of the storage of the generated multiple regression equation and the coefficients of the equation are as described above in the explanation of the learning main processing unit 11e and the learning model storage unit 12.

図35を参照しながら、上記第2処理、つまり予測部13での処理について説明する。図35は、運行管理装置10における予測処理の一例を説明するためのフロー図である。この処理は、学習部11により学習モデルが更新された場合に実行する処理であるが、学習済みモデルの更新処理から一連の処理として連動して実行する必要はなく、動的運行区画を更新してもよいタイミングで実行する。例えば、夜間処理、定期実行などの運行計画策定時において実行されることができる。 The second process, i.e., the process in the prediction unit 13, will be described with reference to FIG. 35. FIG. 35 is a flow diagram for explaining an example of prediction processing in the operation management device 10. This process is executed when the learning model is updated by the learning unit 11, but it does not need to be executed in conjunction with the update process of the learned model as a series of processes, and is executed at a timing when it is acceptable to update the dynamic operation section. For example, it can be executed when formulating an operation plan for nighttime processing, regular execution, etc.

なお、運行計画が払い出し済み且つ未だ運行されていない運行計画がある状態で、この処理を実行したうえで、さらに新規の運行計画を生成してしまうと、運行経路により下敷きとなる区画が変わってしまう。よって、そのようなタイミングでこの処理を実行する場合は、運行計画生成部18で、区画の分割の変動に対応するための判定処理を行う必要がある。 If this process is executed when an operation plan has already been issued but has not yet been operated, and then a new operation plan is generated, the underlying sections will change depending on the operation route. Therefore, when executing this process at such a time, the operation plan generation unit 18 needs to perform a determination process to respond to the change in the division of sections.

まず、計画実績差異予測部13aは、学習モデル保持部12で保持されている、時間帯毎の静的運行区画内で発生する経路のズレ量を予測する(ステップS41)。各時間帯について予測がなされることになる。経路のズレ量の予測方法の詳細については、計画実績差異予測部13aの説明を参照自律制御による目的地の移動の詳細については自律移動装置3に関する説明として上述した通りである。 First, the planned performance difference prediction unit 13a predicts the amount of route deviation that occurs within the static operation section for each time period stored in the learning model storage unit 12 (step S41). A prediction is made for each time period. For details on the method for predicting the amount of route deviation, see the explanation of the planned performance difference prediction unit 13a. For details on moving to the destination by autonomous control, see the explanation of the autonomous mobile device 3 above.

次いで、動的運行区画生成部13bは、ステップS41で求めた時間帯毎の経路のズレ量を元に、静的運行区画に対する分割数(結合数や使用禁止、無結合もあり)を決定して、動的運行区画保持部14に保持する(ステップS42)。静的運行区画の分割数の決定方法の詳細については、動的運行区画生成部13b及び動的運行区画保持部14に関する説明として上述した通りである。 Next, the dynamic operation section generation unit 13b determines the number of divisions (including the number of connections, prohibited use, and no connections) for the static operation section based on the deviation of the route for each time period calculated in step S41, and stores the number of divisions in the dynamic operation section storage unit 14 (step S42). Details of the method for determining the number of divisions for the static operation section are as described above in the explanation of the dynamic operation section generation unit 13b and the dynamic operation section storage unit 14.

図36を参照しながら、上記第3処理、つまり運行計画生成部18での処理について説明する。図36は、運行管理装置10における運行計画生成処理の一例を説明するためのフロー図である。この処理は、利用者4の申請を契機に実行される。 The third process, i.e., the process in the operation plan generation unit 18, will be described with reference to FIG. 36. FIG. 36 is a flow diagram for explaining an example of the operation plan generation process in the operation management device 10. This process is executed in response to an application by the user 4.

まず、運行計画生成部18は、利用者4からの運行の起点、終点と希望する発着時刻を受付け、区画内での自律移動装置の競合が起きず、且つ、極力希望する発着時刻の希望に沿えるよう運行計画を生成し、運行計画保持部17に保持する(ステップS51)。運行計画の生成方法の詳細については、運行計画生成部18に関する説明として上述した通りである。 First, the operation plan generation unit 18 receives the starting point, end point, and desired departure and arrival times of the operation from the user 4, generates an operation plan that avoids conflicts between autonomous mobile devices within the area and meets the desired departure and arrival times as much as possible, and stores the operation plan in the operation plan storage unit 17 (step S51). Details of the method for generating the operation plan are as described above in the explanation of the operation plan generation unit 18.

次いで、運行計画生成部18は、生成した運行計画を利用者4や自律移動装置3に払い出す(ステップS52)。運行計画の払い出しの詳細については、運行計画生成部18に関する説明として上述した通りである。 Next, the operation plan generating unit 18 issues the generated operation plan to the user 4 and the autonomous mobile device 3 (step S52). Details of the issuance of the operation plan are as described above in the explanation of the operation plan generating unit 18.

<他の応用例>
本実施形態では、3次元空間における運行計画についての例を主に示したが、地上を走行する自律移動装置のために、2次元平面における運行計画について適用することもできる。その場合、区画については上限高度、下限高度や目標到達座標や実績到達座標の高度の情報は使わなくともよい。また、走行する自律移動装置に適用する場合であっても、立体駐車場や車両が入れる大型物流センタや工場など、階層構造がある状況で使用する場合は、高度で表現する以外に、階高情報で表現してもよい。
<Other application examples>
In this embodiment, an example of an operation plan in a three-dimensional space is mainly shown, but it can also be applied to an operation plan in a two-dimensional plane for an autonomous mobile device traveling on the ground. In that case, it is not necessary to use information on the upper limit altitude, the lower limit altitude, the altitude of the target arrival coordinates, and the actual arrival coordinates for the section. Even if it is applied to a traveling autonomous mobile device, when it is used in a situation with a hierarchical structure such as a multi-story parking lot, a large logistics center that vehicles can enter, or a factory, it may be expressed by floor height information in addition to expressing by altitude.

また、本実施形態では、学習結果に基づき、静的運行区画を分割した動的運行区画を用いることで、空間あたりの収容能力を高めた例を挙げた。しかし、これに限ったものではなく、学習した結果、静的運行区画を超えて位置ズレや時間ズレが発生するような学習結果が得られた場合、逆に分割ではなく、隣接する運行区画と連結して1区画を広くしてもよい。これは、動的運行区画の情報に、複数の隣接区画IDを保持する列を追加し、動的運行区画生成部13bで、予測されたズレが、静的運行区画の大きさを超えた場合に、隣接区画のIDを動的運行区画保持部14に登録するようにすればよい。これにより、運行経路からズレて区画からはみ出しが起きやすい区画が既に割り当てられている場合に、隣接する区画を別のドローンに割り当てずに済み、衝突が回避できるという効果がある。 In addition, in this embodiment, an example is given in which the capacity per space is increased by using dynamic operation sections that divide static operation sections based on the learning results. However, this is not limited to this, and if the learning result shows that a positional deviation or time deviation occurs beyond the static operation section, conversely, instead of dividing it, one section may be made larger by connecting it with adjacent operation sections. This can be done by adding a column that holds multiple adjacent section IDs to the information on the dynamic operation section, and when the predicted deviation in the dynamic operation section generation unit 13b exceeds the size of the static operation section, the ID of the adjacent section is registered in the dynamic operation section storage unit 14. This has the effect of eliminating the need to assign an adjacent section to another drone when a section that is prone to deviation from the operation route and going outside the section has already been assigned, thereby avoiding collisions.

また、本実施形態では、説明変数として時間帯番号や季節帯番号を用いた例を主に挙げたが、この項目を増やしたり、別の項目に置き換えることもできる。つまり、目的変数との相関が見込める情報であれば、運行実績のみから学習対象のデータを得るだけでなく他の情報元からの項目も用いることができる。例えば、地上を運行する自律移動装置に適用する場合、各区画の地表面の状態種別に番号を付けたもの(舗装、未舗装、砂利、砂など)など追加して利用してもよいし、洋上を運行する自律移動装置に適用するのであれば、区画毎の波の高さを追加してもよい。また、空を運行する自律移動装置の場合でも、区画毎の気象情報を加えてもよい。また、運行実績から得る情報の項目を増やすこともできる。例えば、自律移動装置にセンサなどを搭載し、振動情報や気温情報、推進に使うモータやエンジンの出力の変動や、傾き、燃料消費状況などの情報を目的変数に加えてもよい。このような様々な応用により、予測精度の向上や、より実態に即した学習済みモデルを構築することができる。 In addition, in this embodiment, the examples mainly use time zone numbers and season zone numbers as explanatory variables, but these items can be increased or replaced with other items. In other words, if the information is expected to correlate with the objective variable, not only can the data to be learned be obtained from the operation history alone, but items from other information sources can also be used. For example, when applied to an autonomous mobile device that operates on the ground, the ground surface condition type of each section may be added with a number (paved, unpaved, gravel, sand, etc.), and if applied to an autonomous mobile device that operates on the ocean, the wave height for each section may be added. Even in the case of an autonomous mobile device that operates in the sky, weather information for each section may be added. It is also possible to increase the number of items of information obtained from the operation history. For example, a sensor or the like may be installed in the autonomous mobile device, and information such as vibration information, temperature information, fluctuations in the output of the motor or engine used for propulsion, inclination, and fuel consumption status may be added to the objective variable. Through such various applications, it is possible to improve the prediction accuracy and build a trained model that is more in line with reality.

また、本実施形態では、目的変数を位置ズレ距離とした例を主に挙げたが、目的変数として位置ズレ方向を用いることもできる。位置ズレ距離に位置ズレの方向を併用することで、区画を分割する際にすべて、均等に分割するのではなく、特定の方向に向かってのみ分割或いは結合するということができ、さらに空間の利用効率を高める効果がある。 In addition, in this embodiment, the example in which the objective variable is the positional shift distance has been mainly given, but the positional shift direction can also be used as the objective variable. By using the positional shift direction in addition to the positional shift distance, it is possible to divide or combine only in a specific direction when dividing a section, rather than dividing all of the sections equally, which has the effect of further increasing the efficiency of space utilization.

また、本実施形態では、時間的余裕を運行実績に応じて短く又は長くするようにすることもできる。このような例について図37~図39を参照しながら説明する。図37~図39は、図22の予測部における予測処理の他の例を説明するための模式図である。 In addition, in this embodiment, the time margin can be shortened or lengthened depending on the operation record. Such an example will be described with reference to Figs. 37 to 39. Figs. 37 to 39 are schematic diagrams for explaining other examples of prediction processing in the prediction unit of Fig. 22.

図37の左図は運行計画を示すデータであり、図37の右図は運行実績を示すデータである。ここで、図37の右図において破線で囲むデータは、運行計画にはない座標間のデータを指している。このように運行計画にはない座標のデータが存在した場合には時間の遅れや進みについてその存在を考慮する必要がある。データ数が異なるため、対応がとれないためである。 The left diagram in Figure 37 shows data indicating an operation plan, and the right diagram in Figure 37 shows data indicating operation results. Here, the data surrounded by dashed lines in the right diagram in Figure 37 indicates data between coordinates that are not in the operation plan. When data with coordinates that are not in the operation plan exists like this, it is necessary to take into account its presence in terms of time delays and advances. This is because a correspondence cannot be made due to the difference in the amount of data.

そのため、運行計画と運行実績の差異を求める処理を行う際に、まず、運行計画のデータ数を計算で増やして、運行実績のデータ数に合わせる。例えば、図38に示すように、2つのメッシュ間(この例では2番のメッシュと3番のメッシュとの間)で座標及び時間を、増加したデータ数に合わせて等間隔に算出する。これにより、図39の左図(運行計画を示す図)で例示するように、図39の右図(運行実績を示す図)と同様にデータを増やし、運行計画と運行実績との間の時間の遅れ進みを求めることができる。 Therefore, when processing to find the difference between the operation plan and the operation results, first the number of data in the operation plan is increased by calculation to match the number of data in the operation results. For example, as shown in Figure 38, coordinates and time between two meshes (between mesh number 2 and mesh number 3 in this example) are calculated at equal intervals to match the increased number of data. This makes it possible to increase the amount of data in the same way as in the right diagram of Figure 39 (a diagram showing the operation results) as exemplified in the left diagram of Figure 39 (a diagram showing the operation plan), and find the advance or lag in time between the operation plan and the operation results.

これを目的変数として用いると、運行計画を行う先、1つの自律移動装置に1つの運行区画を占有させる時間帯を過去の傾向に則して短く設定できるようになるため、空間の利用効率が一層高まるという効果が得られる。 By using this as the objective variable, it becomes possible to set the time period during which an autonomous mobile device occupies an operating section as a short period in accordance with past trends when planning operations, resulting in an even more efficient use of space.

<他の実施形態>
[a]
各実施形態において、運行計画生成装置の機能、運行管理装置の機能、自律移動装置の機能、学習装置の機能などについて説明したが、各装置は、例示した構成例に限ったものではなく、各装置としてこれらの機能が実現できればよい。
<Other embodiments>
[a]
In each embodiment, the functions of the operation plan generation device, the functions of the operation management device, the functions of the autonomous mobile device, and the functions of the learning device have been described, but each device is not limited to the exemplified configuration examples, and it is sufficient if each device can realize these functions.

[b]
各実施形態に係る各装置は、次のようなハードウェア構成を有していてもよい。図40は、装置のハードウェア構成の一例を示す図である。なお、上記他の実施形態[a]についても同様である。
[b]
Each device according to each embodiment may have the following hardware configuration. Fig. 40 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the device. The same applies to the other embodiment [a] above.

図40に示す装置100は、プロセッサ101、メモリ102、及びインタフェース103を有することができる。プロセッサ101は、例えば、マイクロプロセッサ、MPU(Micro Processor Unit)、又はCPUなどであってもよい。プロセッサ101は、複数のプロセッサを含んでもよい。メモリ102は、例えば、揮発性メモリ及び不揮発性メモリの組み合わせによって構成される。各実施形態で説明した各装置における機能は、プロセッサ101がメモリ102に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより実現される。この際、情報の入出力は、内部の他の部位や外部の他の装置との通信を行う通信インタフェース等のインタフェース103を介して行うことができる。 The device 100 shown in FIG. 40 may have a processor 101, a memory 102, and an interface 103. The processor 101 may be, for example, a microprocessor, an MPU (Micro Processor Unit), or a CPU. The processor 101 may include multiple processors. The memory 102 is, for example, configured by a combination of a volatile memory and a non-volatile memory. The functions of each device described in each embodiment are realized by the processor 101 reading and executing a program stored in the memory 102. At this time, input and output of information can be performed via an interface 103 such as a communication interface that communicates with other internal parts or other external devices.

上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)を含む。さらに、この例は、CD-ROM(Read Only Memory)、CD-R、CD-R/Wを含む。さらに、この例は、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。 In the above example, the program can be stored and supplied to the computer using various types of non-transitory computer readable media. Non-transitory computer readable media include various types of tangible storage media. Examples of non-transitory computer readable media include magnetic recording media (e.g., flexible disks, magnetic tapes, hard disk drives) and magneto-optical recording media (e.g., magneto-optical disks). Further examples include CD-ROM (Read Only Memory), CD-R, and CD-R/W. Further examples include semiconductor memory (e.g., mask ROM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), flash ROM, RAM (Random Access Memory)). The program may also be supplied to the computer by various types of transitory computer readable media. Examples of transitory computer readable media include electrical signals, optical signals, and electromagnetic waves. The temporary computer-readable medium can provide the program to the computer via a wired communication path, such as an electric wire or optical fiber, or via a wireless communication path.

[c]
さらに、上述した各実施形態において、運行計画生成装置における処理の手順や学習装置における処理の手順を例示したように、本開示は、運行計画生成装置における運行計画生成方法としての形態や学習装置における学習方法としての形態も採り得る。この運行計画生成方法は、図4で説明したような生成ステップ及び予測ステップを備えることができ、その他の例については、上述した各実施形態で説明した通りである。また、この学習方法は、図3で説明したような入力ステップ及び学習ステップを備えることができ、その他の例については、上述した各実施形態で説明した通りである。
[c]
Furthermore, just as the processing procedures in the operation plan generation device and the processing procedures in the learning device are exemplified in each of the above-mentioned embodiments, the present disclosure may also take the form of an operation plan generation method in an operation plan generation device or a learning method in a learning device. This operation plan generation method may include a generation step and a prediction step as described in FIG. 4, and other examples are as described in each of the above-mentioned embodiments. Furthermore, this learning method may include an input step and a learning step as described in FIG. 3, and other examples are as described in each of the above-mentioned embodiments.

また、運行計画生成装置に関するプログラム(運行計画生成プログラム)は、運行計画生成装置に搭載された又は運行計画生成装置として機能させるコンピュータ(制御コンピュータ)に生成ステップ及び予測ステップを実行させるためのプログラムであると言える。学習装置に関するプログラム(学習プログラム)は、学習装置に搭載された又は学習装置として機能させるコンピュータ(制御コンピュータ)に入力ステップ及び学習ステップを実行させ、学習済みモデルを生成させるためのプログラムであると言える。 In addition, a program related to an operation plan generation device (operation plan generation program) can be said to be a program for causing a computer (control computer) mounted on an operation plan generation device or functioning as an operation plan generation device to execute a generation step and a prediction step. A program related to a learning device (learning program) can be said to be a program for causing a computer (control computer) mounted on a learning device or functioning as a learning device to execute an input step and a learning step to generate a trained model.

なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。また、本開示は、それぞれの実施形態を適宜組み合わせて実施されてもよい。 Note that this disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit and scope of the present disclosure. In addition, this disclosure can be implemented by combining the respective embodiments as appropriate.

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
<付記>
(付記1)
自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成部と、
予測部と、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記予測部は、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、
前記生成部は、前記予測部で予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、
運行計画生成装置。
(付記2)
前記予測部で予測された区画毎の差異に応じて新たな区画を生成し、前記新たな区画を運行計画の生成用として設定する区画更新部を備える、
付記1に記載の運行計画生成装置。
(付記3)
前記差異は、前記運行予定に含まれる区画と同時刻に実際に運行されていた区画との空間的な差異である空間的差異を含み、
前記区画更新部は、前記運行予定に含まれる区画について前記空間的差異が小さかった区画が前記空間的差異が大きかった区画に比べて、空間的及び時間的の少なくとも一方で小さくなるように前記新たな区画を設定する、
付記2に記載の運行計画生成装置。
(付記4)
前記差異は、前記運行予定に含まれる区画を通過する予定の時刻と実際に通過した時刻との差異である時間的差異を含み、
前記区画更新部は、前記運行予定に含まれる区画について前記時間的差異が小さかった区画が前記時間的差異が大きかった区画に比べて、空間的及び時間的の少なくとも一方で小さくなるように前記新たな区画を設定する、
付記2又は3に記載の運行計画生成装置。
(付記5)
前記区画更新部は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための区画について、空間的及び時間的の少なくとも一方で最小限となるように、前記新たな区画を設定する、
付記2~4のいずれか1項に記載の運行計画生成装置。
(付記6)
前記差異は、前記運行予定に含まれる区画と同時刻に実際に運行されていた区画との空間的な差異である空間的差異と、前記運行予定に含まれる区画を通過する予定の時刻と実際に通過した時刻との差異である時間的差異と、の少なくとも一方である、
付記1又は2に記載の運行計画生成装置。
(付記7)
前記予測部は、前記差異の予測を、自律移動装置の種類、自律移動装置の型式、及び運行環境の少なくとも1つ毎に実行する、
付記1~6のいずれか1項に記載の運行計画生成装置。
(付記8)
前記予測部は、学習済みモデルを用いて前記差異の予測を実行する、
付記1~7のいずれか1項に記載の運行計画生成装置。
(付記9)
運行計画の生成に使用される区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された前記運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する学習部を備え、
前記予測部は、前記学習部で生成された前記学習済みモデルを用いて前記差異の予測を実行する、
付記1~7のいずれか1項に記載の運行計画生成装置。
(付記10)
前記学習済みモデルは、運行時間帯、運行季節、運行環境の少なくとも1つを含む情報を入力し、前記差異の予測値を出力するモデルである、
付記8又は9に記載の運行計画生成装置。
(付記11)
自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力部と、
学習部と、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記学習部は、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、
学習装置。
(付記12)
自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成ステップと、
予測ステップと、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記予測ステップは、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、
前記生成ステップは、前記予測ステップで予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、
運行計画生成方法。
(付記13)
自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力ステップと、
学習ステップと、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記学習ステップは、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、
学習方法。
(付記14)
コンピュータに、自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成ステップと、予測ステップと、を実行させ、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記予測ステップは、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、
前記生成ステップは、前記予測ステップで予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、
プログラム。
(付記15)
コンピュータに、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力ステップと、学習ステップと、を実行させ、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記学習ステップは、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、
プログラム。
A part or all of the above-described embodiments can be described as, but is not limited to, the following supplementary notes.
<Additional Notes>
(Appendix 1)
A generation unit that generates an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated based on operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device;
A prediction unit;
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The prediction unit predicts a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for at least each section on a route included in the operation plan;
the generation unit generates an operation plan of the autonomous mobile device based on the operation conditions by using new sections updated according to the differences for each section predicted by the prediction unit.
Operation plan generation device.
(Appendix 2)
A section update unit that generates a new section according to the difference for each section predicted by the prediction unit and sets the new section for use in generating an operation plan.
2. An operation plan generating device according to claim 1.
(Appendix 3)
The difference includes a spatial difference between a section included in the operation schedule and a section that was actually operated at the same time,
the section update unit sets the new section such that a section having a small spatial difference among sections included in the operation schedule is smaller in at least one of space and time than a section having a large spatial difference.
3. An operation plan generating device according to claim 2.
(Appendix 4)
The difference includes a time difference between a scheduled time to pass through a section included in the operation schedule and a time to actually pass through the section,
the section update unit sets the new section such that a section having a small time difference among sections included in the operation schedule is smaller in at least one of space and time than a section having a large time difference among sections included in the operation schedule.
4. The operation plan generating device according to claim 2 or 3.
(Appendix 5)
the section update unit sets the new section so as to minimize at least one of spatial and temporal areas of a section for avoiding simultaneous or simultaneous coexistence with other autonomous mobile devices;
An operation plan generating device according to any one of appendix 2 to 4.
(Appendix 6)
The difference is at least one of a spatial difference, which is a spatial difference between a section included in the operation schedule and a section that was actually operated at the same time, and a temporal difference, which is a difference between a scheduled time to pass through the section included in the operation schedule and a time to actually pass through the section.
3. The operation plan generating device according to claim 1 or 2.
(Appendix 7)
the prediction unit predicts the difference for at least one of a type of autonomous mobile device, a model of autonomous mobile device, and an operating environment;
7. An operation plan generating device according to any one of claims 1 to 6.
(Appendix 8)
The prediction unit performs prediction of the difference using a trained model.
An operation plan generating device according to any one of appendix 1 to 7.
(Appendix 9)
A learning unit is provided that analyzes a difference between the operation plan and the operation record of the operation that is actually performed based on the operation plan for each section used for generating the operation plan, and generates a trained model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis result,
The prediction unit performs prediction of the difference using the trained model generated by the learning unit.
An operation plan generating device according to any one of appendix 1 to 7.
(Appendix 10)
The trained model is a model that inputs information including at least one of an operating time period, an operating season, and an operating environment, and outputs a predicted value of the difference.
10. The operation plan generating device according to claim 8 or 9.
(Appendix 11)
an input unit for inputting an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated and an operation record indicating an actual operation performed based on the operation plan;
The learning department and
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The learning unit analyzes a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for each section used to generate the operation plan, and generates a trained model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis result.
Learning device.
(Appendix 12)
A generation step of generating an operation plan indicating a planned route for operation of the autonomous mobile device based on operation conditions input for the autonomous mobile device;
A prediction step;
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The prediction step predicts a difference between the operation plan and an operation result, which is an actual operation result based on the operation plan, for at least each section on a route included in the operation plan;
the generation step uses new sections updated according to the differences for each section predicted in the prediction step to generate an operation plan for the autonomous mobile device based on the operation conditions.
How to generate operation plans.
(Appendix 13)
an input step of inputting an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated and an operation record indicating an actual operation performed based on the operation plan;
The learning steps,
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The learning step includes analyzing a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for each section used to generate the operation plan, and generating a trained model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis result.
How to learn.
(Appendix 14)
A computer is caused to execute a generating step of generating an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated based on operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device, and a predicting step;
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The prediction step predicts a difference between the operation plan and an operation result, which is an actual operation result based on the operation plan, for at least each section on a route included in the operation plan;
the generation step uses new sections updated according to the differences for each section predicted in the prediction step to generate an operation plan for the autonomous mobile device based on the operation conditions.
program.
(Appendix 15)
causing a computer to execute an input step of inputting an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated and an operation record indicating an actual operation based on the operation plan, and a learning step;
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The learning step includes analyzing a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for each section used to generate the operation plan, and generating a trained model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis result.
program.

1 運行計画生成装置
1a 生成部
1b、13 予測部
2 学習装置
2a、11 学習部
2b 入力部
3 自律移動装置
4 利用者
12 学習モデル保持部
14 動的運行区画保持部
15 運行実績保持部
16 静的運行区画保持部
17 運行計画保持部
18 運行計画生成部
11a 計画実績差異保持部
11b 学習前処理部
11c 目的変数説明変数保持部
11d 計画実績差異抽出部
11e 学習本処理部
13a 計画実績差異予測部
13b 動的運行区画生成部
100 装置
101 プロセッサ
102 メモリ
103 インタフェース
1 Operation plan generation device 1a Generation unit 1b, 13 Prediction unit 2 Learning device 2a, 11 Learning unit 2b Input unit 3 Autonomous mobile device 4 User 12 Learning model storage unit 14 Dynamic operation section storage unit 15 Operation record storage unit 16 Static operation section storage unit 17 Operation plan storage unit 18 Operation plan generation unit 11a Plan performance difference storage unit 11b Pre-learning processing unit 11c Objective variable explanatory variable storage unit 11d Plan performance difference extraction unit 11e Main learning processing unit 13a Plan performance difference prediction unit 13b Dynamic operation section generation unit 100 Device 101 Processor 102 Memory 103 Interface

Claims (7)

自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成部と、
予測部と、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記予測部は、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、
前記生成部は、前記予測部で予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、
運行計画生成装置。
A generation unit that generates an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated based on operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device;
A prediction unit;
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The prediction unit predicts a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for at least each section on a route included in the operation plan;
the generation unit generates an operation plan of the autonomous mobile device based on the operation conditions by using new sections updated according to the differences for each section predicted by the prediction unit.
Operation plan generation device.
前記予測部で予測された区画毎の差異に応じて新たな区画を生成し、前記新たな区画を運行計画の生成用として設定する区画更新部を備える、
請求項1に記載の運行計画生成装置。
A section update unit that generates a new section according to the difference for each section predicted by the prediction unit and sets the new section for use in generating an operation plan.
The operation plan generating device according to claim 1 .
自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力部と、
学習部と、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記学習部は、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、
学習装置。
an input unit for inputting an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated and an operation record indicating an actual operation performed based on the operation plan;
The learning department and
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The learning unit analyzes a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for each section used to generate the operation plan, and generates a trained model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis result.
Learning device.
自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成ステップと、
予測ステップと、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記予測ステップは、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、
前記生成ステップは、前記予測ステップで予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、
運行計画生成方法。
A generation step of generating an operation plan indicating a planned route for operation of the autonomous mobile device based on operation conditions input for the autonomous mobile device;
A prediction step;
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The prediction step predicts a difference between the operation plan and an operation result, which is an actual operation result based on the operation plan, for at least each section on a route included in the operation plan;
the generation step uses new sections updated according to the differences for each section predicted in the prediction step to generate an operation plan for the autonomous mobile device based on the operation conditions.
How to generate operation plans.
自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力ステップと、
学習ステップと、
を備え、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記学習ステップは、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、
学習方法。
an input step of inputting an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated and an operation record indicating an actual operation performed based on the operation plan;
The learning steps,
Equipped with
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The learning step includes analyzing a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for each section used to generate the operation plan, and generating a trained model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis result.
How to learn.
コンピュータに、自律移動装置の運行について入力された運行条件に基づき、前記自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画を生成する生成ステップと、予測ステップと、を実行させ、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記予測ステップは、少なくとも前記運行計画に含まれる経路上の区画のそれぞれについて、運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行される実績である運行実績との差異を予測し、
前記生成ステップは、前記予測ステップで予測された区画毎の差異に応じて更新された新たな区画を用い、前記運行条件に基づく前記自律移動装置の運行計画を生成する、
プログラム。
A computer is caused to execute a generating step of generating an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated based on operation conditions input for the operation of the autonomous mobile device, and a predicting step;
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The prediction step predicts a difference between the operation plan and an operation result, which is an actual operation result based on the operation plan, for at least each section on a route included in the operation plan;
the generation step uses new sections updated according to the differences for each section predicted in the prediction step to generate an operation plan for the autonomous mobile device based on the operation conditions.
program.
コンピュータに、自律移動装置の運行予定の経路を示す運行計画と、前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績と、を入力する入力ステップと、学習ステップと、を実行させ、
前記経路は、他の自律移動装置との同時又は同時間帯での共在を避けるための領域である区画の連続で表現される情報を含み、
前記学習ステップは、前記運行計画の生成に使用される前記区画毎に、前記運行計画と前記運行計画に基づき実際に運行された実績である運行実績との差異を分析し、新たな運行計画で生じ得る前記差異を予測する学習済みモデルを分析結果に基づき生成する、
プログラム。
causing a computer to execute an input step of inputting an operation plan indicating a route along which the autonomous mobile device is to be operated and an operation record indicating an actual operation performed based on the operation plan, and a learning step;
the route includes information expressed as a succession of sections that are areas for avoiding simultaneous or simultaneous co-existence with other autonomous mobile devices;
The learning step includes analyzing a difference between the operation plan and an operation record, which is an actual operation record based on the operation plan, for each section used to generate the operation plan, and generating a trained model that predicts the difference that may occur in a new operation plan based on the analysis result.
program.
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