自
移動機能共通インタ
様書
第
版
次世代ロボット知能化技術開発
ロ
クト
改版履歴
日付 版番号 改版ペー 改版内容
本書 利用にあた
本書 策定 ンバー
敬称略 五十音順
五十嵐広希 京都大学 工学研究 機械理工学専攻機械力学講
小笠原哲也 東京大学大学院 情報理工学系研究 知能機械情報学専攻
喜多伸之 独立行政法人産業技術総 研究所
齋藤俊久 イ ン株式会社
清水 晴 千葉工業大学 未来 ッ 技術研究 ンタ
竹内栄 朗 東 大学大学院 情報 学研究
中本啓之 株式会社 ッ 開発本部 第四開発部
宮恒樹 富士 株式会社 ッ 業 商品開発 ッ
松本 央 独立行政法人産業技術総 研究所
水川真 芝浦工業大学 工学部 電気工学
目次
目次
目次
目次
に
対象機能 概要
標準 ム構成
本書を読 上 注意
基本方針
フォー ッ 表現方法
列挙型定義
型定義
本仕様書における前提条件
座標系定義につい
名前空間定義 !
ータ型定義 !
標準型 !
"#$ # !
"#$ % !
"#$ % !
"#$ & '
型宣言 '
自律移動機能用 '
# (% ) * '
# (& +
# (% +
# (% ) * +
共通インタフ ー 定義 ,
ータ ー ,
計画経路インタフ ー ,
走行指令、走行情報インタフ ー
-確率的自己位置姿勢インタフ ー
目的地インタフ ー
走行状態インタフ ー
サービ ー
! 共通インタフ ー を利用 た ム構築例
! 人追従機能"#$モ ュー 群
' $ "/. 0 1 ' 00) (
表目次
表 T ::T !
表 T ::P !
表 T ::P !
表 T ::V y '
表 T Pa '
表 T V y +
表 T P +
表 T P +
図目次
図 移動知能 ッ 共通インタフ ー 使用 ーン例
図 自律移動機能共通インタフ ー を使用 た ム例 ベ
図 自律移動機能共通インタフ ー を使用 た ム例 ベ
図 自律移動機能共通インタフ ー を使用 た ム例 ベ
図 ッ 中心座標系
図 地図座標系
図 イ イン 列 表現例 ,
図 計画経路インタフ ー
-図 走行指令、走行情報インタフ ー
-図 確率的自己位置姿勢インタフ ー
図 目的地インタフ ー
図 走行状態インタフ ー
図 人追従制御コン ーネン 適用例：人追従 ム
図 人追従機能 T モ ュー 群
図 T AN ファ ン ッ
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
に
近 ッ 開発 効率 ン ン ベ 開発 盛 い ン
ン ベ 開発 い インタ 共通 ン ン 相互接続性や相互運
用性 確保 うえ 非常 重要 あ こ う 背景 基 本書 自 移動機能 関わ インタ
共通 様 定義
対象機能 概要
本 様書 地 保持 内中 既知 場所 指定さ 任意 場所 自 移動
自 移動機能共通インタ 様 規定し い
本 様書 規定 共通インタ 移動知能 ッ 構成 複数 ベ 規定し 各 ベ
毎 使用 インタ 定義し い 実際 移動 用い 機構 い ン ン
ベ 隠蔽さ い 考え 移動機構 依 し い形 インタ 定義 行 い し 詳細例
い 主 車輪移動型 ッ 例 し 説明 行 い
走行 使用 地 構成方法 地 情報 伝 方法 い 本 様書 対象範 外 あ
移動知能 ッ 共通インタ 実装し ン ン 使用 ン 一例 示
図 図図
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
標準 構成
自 移動機能共通インタ 利用し 標準的 構成例 示
イン ェ
RTC
目的地 (x,y,θ)
表示情報
走行系RTC 目標地点へ 移動RTC
( ニング機能を含む、目標に着いたら止まる、
障害物 あったら止まる 避ける 実装依存)
走行指令ルF 走行情報ルF
ッ 情報 セン 情報
図 図 図
図 自律移動機能自律移動機能自律移動機能共通インタフ ー を使用 た自律移動機能共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た ムムムム例例例例 ベベベベ
ベ 構成 実際 移動機構 制御 走行系 指示 け インタ
独立し ン ン し そ 外 要素 全 移動 し い こ ベ
移動 へ 目的地 入力部 移動 走行系 走行指 指示 部 移動
走行系 走行情報 け 部 共通インタ し 規定し い
イン ェ RTC
目的地 (x,y,θ) 表示情報
走行系RTC
目標地点へ 移動RTC
( ニング機能を含む、目標に着いたら止まる、 障害物 あったら止まる 避ける 実装依存)
走行指令ルF 走行情報ルF
ッ 情報 セン 情報
地図管理 経路計画RTC
ッ 情報
セン 情報
計画経路ルF
( 点列
x,y,θ)
走行状態ルF
自己位置姿勢ルF
図 図図
図 自律自律自律自律移動移動移動機能移動機能機能機能共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た ム例ム例ム例ム例 ベベベベ
ベ 構成 ベ 中 移動 地 管理 経路計画 離し い こ ベ
ベ 内容 加え 地 管理 経路計画 移動 移動経路 指示 部 地 管
理 経路計画 移動 走行状態 び 自己 置姿勢 け 部 共通インタ
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
イン ェ RTC
目的地 (x,y,θ) 表示情報
走行系RTC
走行指令ルF
走行情報ルF ッ 情報
セン 情報
地図管理 経路計画RTC
ッ 情報
セン 情報
計画経路ルF
( 点列
x,y,θ)
自己位置姿勢ルF
軌道追従RTC オ メ
RTC
図 図図
図 自律自律自律自律移動移動移動機能移動機能機能機能共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た共通インタフ ー を使用 た ム例ム例ム例ム例 ベベベベ
ベ 構成 ベ 移動 軌 追従 割し い こ ベ
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
本書を読 上
注意
基本方針
インタ 様 共通 様 致し い ン ン 排除 時 開発内容 制限し
し うこ あ 本 様 そ う 制限 減 う 方針 共通インタ 様
定義
最 限 インタ 様 定義： ン ン 相互接続 相互運用 必要 最 限 イ
ンタ 様 定義 開発 制約 様 最 限 そ 部 開発者
自 張 こ う
任意 機能 定義：いく 機能 い 実装 任意 実装さ 場 本書 書
様 準 こ 要求 実装 う 任意 あ そ 実装し い い
共通インタ 様 外 し い
フォー ッ 表現方法
列挙型定義
本 様書 列挙型定義 次 表形式 用い 記述
表 表 表
表 XXXXXXXX <<<<列挙型名列挙型名列挙型名列挙型名>>>>
<定数 > <内容>
型定義
本 様書 型定義 次 表形式 用い 記述
表 表 表
表 XXXXXX <XX<<<型名型名型名>型名>>>
属性 属性 属性 属性
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
本仕様書における前提条件 座標系定義に い
本 様書 使用 標系定義 示
○ロボット中心座標系
ッ 側 標系 し ッ 中心 原点 あ ッ 進行方向 軸方向 し 手系 想定し い
各要素 単 置 ｍ] ] 角 ] 角 ] 想定し い
図 図図
図 ッ 中心座標系ッ 中心座標系ッ 中心座標系ッ 中心座標系
○地図座標系
地 側 標系 し 原点 軸方向 任意 置 方向 指定可能 手系 想定し い
各要素 単 置 ｍ] ] 角 ] 角 ] 想定し 範 ～ π
規 さ い 仮定し い 更 可能 あ ば 面直角 標系 推奨し い
Y
X
図 図図
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
!
名前空間定義
自 移動機能用共通インタ 固 前空間 し 定義し い
本 様書 い 規定 タ型 びインタ 定義 い 前空間 記載 い場
前空間 属し い し 型 除く
ータ型定義
移動知能 ッ 用共通インタ 使用 タ型 示
標準型
時刻情報 格納 型 標準型 し 内 定義さ い
表 表表
表 T ::TT ::TT ::TT ::T
属性 属性 属性 属性
単 時刻情報
単 時刻情報
次 元 直 交 標 系 置 姿 勢 情 報 表 現 型 張 型 し
内 定義さ い
表 表 表
表 T ::PT ::PT ::PT ::P
属性 属性 属性 属性
次元直交 標系 置情報
次元直交 標系 姿勢情報
軸 反時計回 ]～ π ] 範
負 値 多回転 無い し い
次 元 直 交 標 系 置 情 報 表 現 型 張 型 し
内 定義さ い
表 表 表
表 T ::PT ::PT ::PT ::P
属性 属性属性 属性
次元直交 標系 方向 置情報 単 ：
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
'
次 元 直 交 標 系 情 報 表 現 型 張 型 し
内 定義さ い
表 表表
表 T ::VT ::VT ::VT ::V yyyy
属性 属性属性 属性
次元直交 標系 方向 情報 単 ：
次元直交 標系 方向 情報 単 ：
次元直交 標系 軸周 角 情報
単 ：
型宣言
本 様 固 型 言 行 い い
自律移動機能用
移動知能 ッ 目標経路 格納 型 目標経路 イ イン 列 θ 表現
表 表表
表 TTTT PaPaPaPa
属性 属性 属性 属性
時刻情報 目標経路 生成し 時刻や タ送
信時刻 格納 利用
< > 計画経路 対 情報
< > イ イン 列情報 経路 構成 経 点列 情
報 格納
< > 各 イ イン け 情報 格納
< > 各 イ イン け 誤差情報
※ 型 型 用意し い 標準型
※ 格納 情報 付番方法 体系 い 未定義
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
+
移動知能 ッ 走行情報 格納 型 ッ 中心 標系 け 保持
表 表表
表 TTTT VVVV yyyy
属性 属性属性 属性
時刻情報 走行情報 生成し 時刻 格納 利用
< > 走行情報 対 情報
ッ 中心 標系 け 情報
< > 各 イ イン け 誤差情報
※ 型 型 用意し い 標準型
※ 格納 情報 付番方法 体系 い 未定義
※ 格納 誤差情報 表現方法 い 未定義
次元直交 標 確率的自己 置姿勢 推定結果 格納 型 置 推定結果 加え
情報 推定誤差 保持 こ
表 表 表
表 TTTT PPPP
属性 属性 属性 属性
時刻情報 置推定 行 時刻や タ送 信時刻
格納 利用
< > 置推定結果 対 情報
次元 置情報
< > 自己 置姿勢推定時 誤差情報
※ 型 型 前定義さ い 標準型
※ 格納 情報 付番方法 体系 い 未定義
※ 格納 誤差情報 表現方法 い 未定義
次元直交 標 目的地情報 格納 型 置情報 加え 情報 誤差情報 保持
こ
表 表表
表 T T T T PPPP
属性 属性属性 属性
時刻情報 目的地情報 送 信時刻 格納
利用
< > 目的地 対 情報
< > 次元 置情報
< > 誤差情報
※ 型 型 前定義さ い 標準型
※ 格納 情報 付番方法 体系 い 未定義
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
,
共通インタフェー 定義
自 移動機能共通インタ 使用 共通インタ 定義 示
ータ ー
計画経路インタフェー
地 管理 移動 ベ しく 軌 追従 ベ へ目標経路 伝
インタ あ
目標経路 型 用い イ イン 列 θ 表現さ い し イ イン
間隔 び個数 任意 あ イ イン 列 表現例 示
N1(x1,y1,θ1(=0)
）
N2(x2,y2,θ2(=0)
）
N3(x3,y3,θ3
）
V1(vx1, vy1, va1
）
A1
A2
V2(vx2, vy2, va2
）
V3(vx3, vy3, va3
）
ノー 位置
， ，θ ： そこ の位置 姿勢 値が入っ い も無視さ
場合もあ
速
v ,v ,va
： 走行最大速
無視し もいい
ロボッ
標系
図 図 図
図 イイイイ イン 列 表現例イン 列 表現例イン 列 表現例 イン 列 表現例
対象 ッ ッ さ 場 負数 指定 イ イン 角 指定
い 最 イン 外 無視し 良い 更 イ イン 各 タ 必 守 け ば い
く ッ 構造や走行制御系 θや 等 無視 場 あ
新しい イ イン 信し 場 既 け い 旧 イ イン 情報 破棄し 新 け
イ イン 列 採用 し イ イン 替え処理時 ッ 停 さ う い 実装
依 あ イ イン 列 タ長 あ 場 そ 場 停 意味し 旧 イ
イン 情報 破棄
イ イン 列 番目 タ タ 地点 表現 こ 本インタ 用い 伝
タ 少 く イ イン 情報 必要
イ イン 列 番目 タ 表現し い タ 点 自己 置 在 場 修 動作
い 未定義 あ
計画 経路地 ッ や ン ン い 使用 依 実装依
本 様自体 最 限 ン 経路情報 様 あ 充電や制御し 移動等 動作
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
-目標地点へ 移動RTC
(
ニング機能を含む、目標に着いたら止まる、
障害物
あったら止まる 避ける
実装依存)
地図管理
経路計画RTC
計画経路ルF ( 点列 x,y,θ)
ベ
ベ
地図管理
経路計画RTC
計画経路ルF ( 点列 x,y,θ)
軌道追従RTC
図 図 図
図 計画経路インタフ ー計画経路インタフ ー計画経路インタフ ー計画経路インタフ ー
走行指令、走行情報インタフェー
走行指 インタ 移動 走行系 ベ ベ しく 軌 追従
走行系 ベ へ走行指 情報 伝 インタ あ 走行情報イ
ンタ 走行系 移動 ベ ベ しく 走行系
置推定 へ現状 走行情報 伝 インタ あ
走行指 走行情報 型 用い ッ 中心 標系 け 設
定
走行情報インタ 時間 重要 意味 持 情報 付加 こ 推奨
程 周期 出力 こ 推奨
ベ
走行系RTC
目標地点へ 移動RTC
(
ニング機能を含む、目標に着いたら止まる、
障害物
あったら止まる 避ける
実装依存)
走行指令ルF 走行情報ルF
ベ
， ベ
走行系RTC
走行指令ルF
走行情報ルF
軌道追従RTC オ メ
RTC
図 図図
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
確率的自己位置姿勢インタフェー
移動 地 管理 経路計画 ベ しく 置推定 軌
追従 地 管理 経路計画 ベ 自己 置姿勢 伝 インタ
あ
型 用い 地 標系 け 置 姿勢 θ 設定
ベ
ベ
目標地点へ 移動RTC
( ニング機能を含む、目標に着いたら止まる、 障害物 あったら止まる 避ける 実装依存) 地図管理
経路計画RTC
自己位置姿勢ルF
走行系RTC 地図管理
経路計画RTC
自己位置姿勢ルF
軌道追従RTC オ メ
RTC
図 図図
図 確率的自己位置姿勢インタフ ー確率的自己位置姿勢インタフ ー確率的自己位置姿勢インタフ ー 確率的自己位置姿勢インタフ ー
目的地インタフェー
移動 ベ しく 地 管理 経路計画 ベ
び ベ 目的地情報 伝 インタ あ
型 用い 地 標系 け 置 姿勢 θ 伝 型定義 し
型 あ 複数 タ 設定可能 あ 番目 タ 効 あ そ タ い
無視
新しい目的地 置姿勢 信し 場 過去 け 旧目的地 置姿勢情報 破棄し 新しい目的地
置姿勢情報 採用
け 目的地 置姿勢情報 タ長 場 目的地情報 意味し 旧目的
地 置姿勢情報 破棄 目的地情報 さ 場 経路計画 動作 い 実装依
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
ベ
目的地
(x,y,θ)
イン ェ
RTC
目標地点へ 移動RTC
( ニング機能を含む、目標に着いたら止まる、
障害物 あったら止まる 避ける 実装依存)
イン ェ
RTC
目的地
(x,y,θ)
地図管理 経路計画RTC
ベ
、 ベ
図 図 図
図 目的地インタフ ー目的地インタフ ー目的地インタフ ー目的地インタフ ー
走行状態インタフェー
移動 地 管理 経路計画 へ ッ 走行状態 伝 インタ
あ
型 用い イ イン 番号 走行状態 走行中 停 中 伝
本インタ 与え イ イン 列 中 イ イン 通過 通過し イ イン
番号 送信 停 し 場 立 最 通過し イ イン 情報 送信
ベ
目標地点へ 移動RTC
(
ニング機能を含む、目標に着いたら止まる、
障害物 あったら止まる 避ける
実装依存)
地図管理
経路計画RTC
走行状態ルF
図 図 図
図 走行状態インタフ ー走行状態インタフ ー走行状態インタフ ー走行状態インタフ ー
サービ ー
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
共通インタフェー を利用 た
構築例
人追従機能 ュー 群
○開発者： イ ン株式会社
○詳細 ： _ _ _
○概要
画像 タ 得し 対象人物 色 情報 記憶し そ 人 追従 移動体向け
指示値 生成 群
図 図図
図 人追従制御コン ーネン 適用例：人追従人追従制御コン ーネン 適用例：人追従人追従制御コン ーネン 適用例：人追従人追従制御コン ーネン 適用例：人追従 ムムムム
本 ン ン 利用し 構成例 示 中 赤 部 本 様書 規定し い 共
通インタ 使用し い 部 あ
走行指令ルF
自己位置姿勢ルF 位置姿勢ルF
図 図図
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
! " ファ ン ッ
○開発者：芝浦工業大学 水川研究
○詳細 ： _ _ _
○概要
利用 ン 開発さ ッ ン ッ 操作
群 あ
図 図図
図 T T T T ANANANAN ファ ンファ ンファ ンファ ン ッッッッ
本 群 構成例 示 中 赤 部 本 様書 規定し い 共通インタ
使用し い 部 あ
走行指令ルF
走行情報ルF
図 図図
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
#
$ % & '
自 移動機能用共通インタ 定義 示
# &&
!"# !
$ %
$ & ' % 推定 置
( )** $ $+
, - ./ +
( )**& ' +
, - 0 / +
1+
$ & 2' , % 計画経路
( )** $ $+
, - ./ +
, -( )**& ' / +
, -( )**3 ' / + 進行方向
, - 0 / +
1+
$ 3 ' % 走行指 走行情報
( )** $ $+
, - ./ +
( )**3 ' +
, - 0 / +
1+
$ & ' , % 目的地
( )** $ $+
, - ./ +
, -( )**& ' / +
, - 0 / +
自律移動機能共通インタフェー 仕様書
!
(
参考文献
2 3 移動 ッ 用 ン ン 共通インタ 次世 ッ 知能 技術開発
け 移動 活動報告 ：清水 晴 喜多伸之 齋藤俊久 竹内栄 朗 中島裕介 武川直 林原靖
男 大 和 秀 彰 戸 健 吾 古 貴 之 水 川 真 第 回 日 本 ッ 学 会 学 術 講 演 会 予 稿 集
] 移動 ッ 用 ン ン 共通インタ 次世 ッ 知能 技術開発
け 移動 活動報告 第 報 ：清水 晴 喜多伸之 齋藤俊久 竹内栄 朗 中島裕介 武川直
五十嵐広希 林原靖男 大和秀彰 戸 健吾 古 貴之 水川真 第 回 イン ン部門講
