(57)【要約】  特定のエリアにおける移動体の集団を、粒子法による協調を保ちながら集団として誘導すること。  実空間構成情報取得部１１１は、所定の実空間の構成に関する情報を、実空間構成情報として取得する。仮想空間構成部１１２は、前記実空間構成情報に基づいて、前記所定の実空間の構成を、仮想空間として構成する。流れ場算出部１１３は、前記仮想空間の各点の力のベクトルを算出する。移動体情報取得部１２１は、前記実空間における複数の移動体の夫々の状態を示す情報を、移動体情報として取得する。物理量算出部１２２は、前記移動体情報に基づいて、前記仮想空間における前記複数の移動体の夫々に関する物理量を算出する。軌道変化算出部１２３は、前記力のベクトルと、前記移動体情報及び前記物理量とのうち少なくとも一方に基づいて、前記仮想空間における前記複数の移動体の軌道変化を算出する。
2019131557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の実空間の構成に関する情報を、実空間構成情報として取得する第１取得手段と、
前記実空間構成情報に基づいて、前記所定の実空間の構成を、仮想空間として構成する構成手段と、
前記仮想空間の各点の力のベクトルを算出する第１算出手段と、
を備える情報処理装置。
【請求項２】
前記実空間における複数の移動体の夫々の状態を示す情報を、移動体情報として取得する第２取得手段と、
前記移動体情報に基づいて、前記仮想空間における前記複数の移動体の夫々に関する物理量を算出する第２算出手段と、
前記力のベクトルと、前記移動体情報及び前記物理量とのうち少なくとも一方に基づいて、前記仮想空間における前記複数の移動体の軌道変化を算出する第３算出手段と、
前記軌道変化に基づいて、前記実空間における前記複数の移動体の夫々に対する軌道の変更を指示する指示手段と、
をさらに備える、
請求項１に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、ドローン等の無人の移動体を制御する技術が進められている。しかし、このような制御技術は、移動体単体の制御であり、相互作用も一対一で考慮しているため、群れ全体を安定的にコントロールすることは困難である。
そこで、複数の移動体を同時に制御する、即ち、複数の移動体を組織化して、集団として制御する、いわゆる群制御と呼ばれる技術が存在する（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１８８８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の技術を含む従来技術のみでは、移動体相互の衝突回避や協調運動を制御することは可能であるが、集団を集団的に誘導する方法は示されていない。【０００５】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、特定のエリアにおける移動体の集団を、粒子法による協調を保ちながら集団として誘導することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様の情報処理装置は、
所定の実空間の構成に関する情報を、実空間構成情報として取得する第１報取得手段と、
前記実空間構成情報に基づいて、前記所定の実空間の構成を、仮想空間として構成する構成手段と、
前記仮想空間の各点の力のベクトルを算出する第１算出手段と、
を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、特定のエリアにおける移動体の集団を、粒子法による協調を保ちながら集団として誘導することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の基礎技術である粒子法による群制御の一例の概要を示すイメージ図である。
【図２】粒子法と格子法を用いた群制御での仮想空間の状態の例を示すイメージ図である。
【図３】図１及び図２の群制御を実現可能な情報処理システムであって、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。
【図４】図３の情報処理システムのうち、本発明の情報処理装置の一実施形態に係るサーバのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図４のサーバの機能的構成のうち、粒子法と格子法を連成した群制御が可能となる機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図６】図５のサーバにより実行される群制御の結果の一例を示す図である。
【図７】図５のサーバにより実行される群制御の結果の一例であって、図６とは異なる例を示す図である。
【図８】図５のサーバにより実行される群制御の結果の一例であって、図６や図７とは異なる例を示す図である。
【図９】図５のサーバにより実行される群制御の結果の一例であって、図６乃至図８とは異なる例を示す図である。
【図１０】図５のサーバにより実行される群制御の結果の一例であって、図６乃至図９とは異なる例を示す図である。
【図１１】図５のサーバにより実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図である。
【図１２】図５のサーバにより実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１１とは異なる例を示す図である。
【図１３】図５のサーバにより実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１１や図１２とは異なる例を示す図である。
【図１４】図５のサーバにより実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１１乃至１３とは異なる例を示す図である。
【図１５】図５のサーバにより実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１１乃至１４とは異なる例を示す図である。
【図１６】図５のサーバにより実行される群制御の結果の一例であって、図６乃至図１０とは異なる例を示す図である。
【図１７】既存手法の１つである「高精度地図・ウェイポイント」の概要を示すイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明の基礎技術である粒子法による群制御の一例の概要を示すイメージ図である。
本明細書等において粒子法とは、各移動体を１つの粒子とみなして制御する、群制御の手法の一種類である。粒子法による群制御では、実空間で各移動体の物理量の情報を取得し、仮想空間で当該物理量の情報を入力として物理法則に則った所定のモデル計算を実行し、再び実空間で当該モデル計算の出力に基づいて各移動体の軌道に変更を加えることで、群を制御する。
【００１１】
実空間とは、物体が存在する通常の空間を指し、後述の仮想空間と区別するために用いられる。ここで、実空間において移動する物体を、特に「移動体」と呼ぶ。
また、物理量の情報とは移動体の物理的状態を記述する情報であり、例えば、移動体の位置、速度、加速度がある。
また、各移動体は、実空間で物理量の情報を取得するセンシング手段と、当該物理量の情報を実空間で送信する送信手段と、仮想空間で実行されたモデル計算の出力の情報を実空間で受信する受信手段と、当該モデル計算の結果に基づいて実空間で自身の軌道に変更を加える軌道変更手段とを備えるものとする。
【００１２】
仮想空間とは、モデル計算を行うために構成される仮想的な空間をいう。
ここで、モデル計算とは、実空間で取得された物理量の情報を入力とし、実空間の物理法則に則った所定のモデルに基づく計算を行い、所定の物理量の情報を算出する計算をいう。
なおここで、モデル計算には、実空間には存在しない、群の制御に有用な仮想の要素を付加することができる。具体的には例えば、移動体間の距離に応じて引力や斥力を発生させる仮想的なバネ（以下、「仮想バネ」と呼ぶ）を、各移動体間に付加するモデルがある（以下、そのような仮想バネを付加するモデルを「バネモデル」と呼ぶ）。
【００１３】
バネモデルでは、例えば、二つの移動体間の距離が近いときには、斥力を発生して両者を遠ざけることを試みる。また、逆に、二つの移動体間の距離が遠いときには、引力を発生して各移動体が群から分離することを防ぐことを試みる。
このようにすることで、移動体同士の衝突や、移動体の群からの離脱を回避することができる。
【００１４】
図１を適宜参照して、バネモデルを用いた粒子法による群制御の概要について説明する。
ステップＳＳ１において、実空間ＲＳを移動する移動体ＶＲは、自身を中心とする所定の半径の球状空間Ｓｐｈ内に含まれる（自身を含む）移動体の位置情報を取得する。
なおここで、図１は、２次元平面を移動する車両を例にとって説明しているため、球状空間Ｓｐｈは、円として描かれている。
【００１５】
ステップＳＳ２において、移動体ＶＲは、ステップＳＳ１において取得した位置情報を所定の情報処理装置（例えば後述の図３のサーバ１）へと送信する。
【００１６】
ステップＳＳ３において、情報処理装置は、ステップＳＳ２において送信された位置情報を受信し、当該情報を入力として、仮想空間ＣＳに各移動体の位置関係を再構成する。具体的に例えば、移動体ＶＣは、仮想空間ＣＳに再構成された、移動体ＶＲである。
さらに、情報処理装置は、バネモデルを用いた数値解析により、各移動体に作用する力のベクトルを算出する。
ここで、力のベクトルとは、各移動体に作用する力の向きと大きさを特定する情報である。力のベクトルは、移動体を１つの剛体とみなし、その重心に作用する力を特定するように、移動体に付与される。
【００１７】
ステップＳＳ４において、情報処理装置は、ステップＳＳ３において算出された力のベクトルを用いた運動方程式に基づいた数値解析により、次の時間ステップでの各移動体の軌道変化を算出する。なお、次の時間ステップとは、ステップＳＳ１において実空間での移動体の位置情報が取得された時刻よりも、所定の時間（典型的には５０ミリ秒から１秒程度）後の時刻をいう。
【００１８】
ステップＳＳ５において、情報処理装置は、ステップＳＳ４において算出した各移動体の軌道変化の情報を、対象となる移動体へと送信する。
【００１９】
ステップＳＳ６において、情報処理装置は、各移動体に、ステップＳＳ５において送信された軌道変化の情報に基づいた軌道の変更を指示する。
これにより、各移動体は、自身の軌道に変更を加える。
【００２０】
ステップＳＳ１乃至ステップＳＳ６の処理は、群に含まれる全ての移動体に実行される。結果として、仮想バネの効果により、実空間での移動体同士の衝突や、移動体の群からの離脱を回避することができる。
【００２１】
図２は、粒子法と格子法を用いた群制御での仮想空間の状態の例を示すイメージ図である。
具体的には、図２は、前述のバネモデルに基づいた粒子法による群制御での仮想空間の状態と、粒子法と「格子法」とを連成した群制御での仮想空間の状態を示す図である。
そのため、図２は、粒子法と「格子法」とを連成した群制御の利点である、後述する仮想空間の「流れ場」による群の誘導の原理を示す。
【００２２】
仮想空間ＣＳ−１は、前述のバネモデルを用いた粒子法による群制御が実行された場合の、仮想空間の状態の一例を示す。
仮想空間ＣＳ−１には複数の移動体（例えば、移動体Ｍｏ−１）を含む群Ｇ−１と、障害物Ｏ−１とが存在する。群Ｇ−１は、バネモデルを用いた粒子法による群制御により、集団としてのまとまりを保ち、移動体同士の衝突や、移動体の群からの離脱を回避することができる。
【００２３】
しかしながら、バネモデルは、群Ｇ−１の内部の各移動体の、相対的な関係を制御する手法である。即ち、バネモデルを用いた粒子法による群制御では、群Ｇ−１を、集団として所定の目的地へと誘導することはできない。換言すると、図２のように障害物Ｏ−１が存在する場合、群Ｇ−１は、Ｚ方向に、当該障害物Ｏ−１より先に進むことができない。
なおここではバネモデルを例とって説明したが、粒子法による群制御一般について、所定の群を、集団として、所定の目的地へと誘導することはできない。
粒子法による群制御で、群を集団として目的地に誘導するには、群の中の一又は複数の移動体を常に操縦する必要があるため、例えば、操縦者の人件費が必要となるという問題が生じる。
【００２４】
仮想空間ＣＳ−２は、前述のバネモデルを用いた粒子法によって制御される群Ｇ−２ａと群Ｇ−２ｂとがさらに、格子法によって生成された「流れ場」に沿って誘導される一例を示す。
【００２５】
格子法による「流れ場」の生成について説明する。
格子法では、実空間の構成に関する情報に基づいて、仮想空間が構成される。さらに、当該仮想空間を細かな「格子」に分割する。換言すると、本明細書等において「格子」とは、格子法での仮想空間分割の最小単位を指す。ここで、複数の「格子」が連続的に一体となったものを「メッシュ」呼び、「格子」とは区別して用いる。
「流れ場」とは、各格子の代表点の夫々に付与される、仮想流体が移動体に及ぼす力のベクトルの総体をいう。格子法では、数値流体力学に基づいた数値解析により、仮想空間を流れる仮想的な流れを流れ場として生成する。
またここで、格子法では、例えば流れ場を形成する仮想的な流体（以下、「仮想流体」と呼ぶ）の粘性度を可変設定したり、所定の格子の仮想流体の圧力を可変設定して、群制御の目的に好適な流れ場を生成することができる。
【００２６】
仮想空間ＣＳ−２には、群Ｇ−２ａと、群Ｇ−２ｂと、障害物Ｏ−２が存在する。
仮想空間ＣＳ−２では、流れ場がＺ方向に向かって流れるように生成されている。より正確には、例えば三角形の格子Ｔ−２には、当該流れ場を構成する要素の１つとして、矢印Ａ−２で示される力のベクトルが生成されている。このような仮想空間ＣＳ−２内の各格子に生成された力のベクトルの総体として、Ｚ方向に流れる流れ場が生成されている。
またここで、領域Ｒ−２内の仮想空間の流れ場は、障害物Ｏ−２を回避するように生成されている。
【００２７】
前述のように生成された流れ場により、各移動体は、仮想空間ＣＳ−２を、川の流れに乗った落ち葉のように、障害物を回避しながら移動することができる。
例えば、群Ｇ−２ａと群Ｇ−２ｂとは、Ｚ＝０付近でもともと１つの群であったが、流れ場によって誘導され、障害物Ｏ−２付近で群Ｇ−２ａと群Ｇ−２ｂとに分裂することで、障害物Ｏ−２を回避している。
【００２８】
群Ｇ−２ａと群Ｇ−２ｂはまた、バネモデルを用いた粒子法によって群制御されるため、各群の中での移動体の衝突や、移動体の群からの離脱を回避できる。
即ち、粒子法と格子法を連成した群制御によれば、粒子法によって集団としてのまとまりを保ち、移動体同士の衝突や、移動体の群からの離脱を回避しつつ、さらに格子法によって群を集団として誘導し、障害物を回避することができる。
即ち、粒子法と格子法を連成した群制御によれば、操縦者を必要とせず、群を集団として目的地に誘導することが可能となる。
【００２９】
図３は、図１及び図２の群制御を実現可能な情報処理システムであって、本発明の一実施形態に係る情報処理システムの構成を示すブロック図である。
図３の情報処理システムは、サーバ１と、Ｍ台（Ｍは１以上の任意の整数値）の移動体２−１乃至２−Ｍとを含むように構成されている。
【００３０】
サーバ１と移動体２−１乃至２−Ｍの夫々とは、インターネット等の所定のネットワークＮを介して相互に接続されている。
ただし、以下、移動体２−１乃至２−Ｍを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて単に「移動体２」と呼ぶ。
【００３１】
前述のように、移動体２は、センシング手段と、送信手段と、受信手段と、起動変更手段とを備えるものとする。
センシング手段は、実空間で物理量の情報を取得する。送信手段は、当該物理量の情報をネットワークＮを介してサーバ１へと送信する。受信手段は、仮想空間でのモデル計算の出力の情報を、実空間でネットワークＮを介してサーバ１から受信する。軌道変更手段は、当該モデル計算の結果に基づいて実空間で自身の軌道に変更を加える。
【００３２】
図４は、図３の情報処理システムのうち、本発明の情報処理装置の一実施形態に係るサーバのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【００３３】
サーバ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１１とＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１２とＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３と、バス１４と、入出力インターフェース１５と、入力部１６と、出力部１７と、記憶部１８と、通信部１９と、ドライブ２０とを備えている。
【００３４】
ＣＰＵ１１はＲＯＭ１２に記録されている各種プログラム、又は、記憶部１８からＲＡＭ１３にロードされた各種プログラムに従って各種の処理を実行する。
ＲＡＭ１３には、ＣＰＵ１１が各種の処理を実行するにおいて必要なデータ等も適宜記憶される。
【００３５】
ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３は、バス１４を介して相互に接続されている。このバス１４にはまた、入出力インターフェース１５も接続されている。入出力インターフェース１５には、入力部１６、出力部１７、記憶部１８、通信部１９及びドライブ２０が接続されている。
【００３６】
入力部１６は、各種ハードウェア等で構成され、各種情報を入力する。
出力部１７は、各種液晶ディスプレイ等で構成され、各種情報を出力する。
記憶部１８は、ハードディスクやＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、各種データを記憶する。
通信部１９は、インターネット等のネットワークＮを介して他の装置（例えば、図３の移動体２）との間の通信を制御する。
【００３７】
ドライブ２０は、必要に応じて設けられる。ドライブ２０には磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア２１が適宜装着される。ドライブ２０によってリムーバブルメディア２１から読み出されたプログラムは、必要に応じて記憶部１８にインストールされる。またリムーバブルメディア２１は、記憶部１８に記憶されている各種データも、記憶部１８と同様に記憶することができる。
【００３８】
図５は、図４のサーバ１の機能的構成のうち、粒子法と格子法を連成した群制御が可能となる機能的構成の一例を示す機能ブロック図である。
サーバ１のＣＰＵ１１においては、粒子法と格子法を連成した群制御が実行される場合、格子法制御部１０１と、粒子法制御部１０２とが機能する。
【００３９】
格子法制御部１０１においては、実空間構成情報取得部１１１と、仮想空間構成部１１２と、流れ場算出部１１３と、受付部１１４とが機能する。
【００４０】
実空間構成情報取得部１１１は、所定の実空間の構成に関する情報を、移動体２−１乃至２−Ｍの夫々から、実空間構成情報として取得する。
なおここでいう実空間の構成に関する情報とは、例えば実空間を構成する、床、壁、天井等の配置に関する情報の他、実空間に存在する物体の形状及び配位に関する情報を含む情報である。
【００４１】
仮想空間構成部１１２は、実空間構成情報取得部１１１で取得された実空間構成情報に基づいて、前述の所定の実空間の構成を、仮想空間として構成する。
なおここでいう仮想空間として構成するとは、実空間構成情報に基づいて仮想空間内の流れ場の流路を構成することの他に、仮想空間を離散化することを含む。
ここでいう仮想空間を離散化するとは、本来連続体である仮想空間を、数値流体力学に基づいた計算を可能とするために、当該計算において連続体を記述するに十分に細かい構成単位（格子）へと分割する作業をいう。
なおここで、仮想空間の離散化における具体的なパラメータ、例えば格子の形状、大きさ、配位については特に限定せず、後述する受付部１１４を介して取得された所定の入力情報に基づき、適宜好適なパラメータの値が設定されるものとする。
【００４２】
流れ場算出部１１３は、例えば図２の矢印Ａ−２のように、仮想空間を分割した各格子の代表点における力のベクトルを算出して流れ場を生成する。
ここで、力のベクトルの算出とは、方程式を解析的に解くこと加えてさらに、数値流体力学に基づいたシミュレーションを反復して用いて、数値解析的に解を求めることを含む。
なおここで、前述のように、流れ場算出部１１３は、各種パラメータを可変設定することができる。例えば、流れ場算出部１１３は、仮想流体の粘性度を可変設定したり、所定の格子の仮想流体の圧力を可変設定して、群制御の目的に好適な流れ場を生成することができる。そのような設定に必要な情報は、後述する受付部１１４を介して取得されるものであるとする。
【００４３】
受付部１１４は、前述の仮想空間構成部１１２や流れ場算出部１１３で用いられるパラメータの値を受け付ける。
【００４４】
粒子法制御部１０２においては、移動体情報取得部１２１と、物理量算出部１２２と、軌道変化算出部１２３と、軌道変更指示部１２４とが機能する。
【００４５】
移動体情報取得部１２１は、実空間における複数の移動体２−１乃至２−Ｍの状態を示す情報を、移動体２−１乃至２−Ｍから、移動体情報として取得する。
なおここで、移動体情報は、移動体の物理量の情報、例えば移動体の位置、速度、加速度を含む情報である。
【００４６】
物理量算出部１２２は、移動体情報取得部１２１で取得された移動体情報を入力として、所定のモデル計算により、仮想空間での、移動体２−１乃至２−Ｍの夫々に働く力のベクトルを算出する。
具体的には例えば、当該移動体情報を入力とし、前述のバネモデルに基づいて、仮想バネから移動体２−１乃至２−Ｍの夫々に働く力のベクトルを算出する。
【００４７】
軌道変化算出部１２３は、流れ場算出部１１３で算出された各格子の力のベクトルと、物理量算出部１２２で算出された移動体２−１乃至２−Ｍの夫々に働く力のベクトルとの少なくとも一方を入力に用いた運動方程式に基づいて、仮想空間構成部１１２で構成された仮想空間における、移動体２−１乃至２−Ｍの夫々の次の時間ステップでの軌道変化を算出する。
【００４８】
軌道変更指示部１２４は、軌道変化算出部１２３で算出された軌道変化の情報を移動体２−１乃至２−Ｍに送信する。
軌道変更指示部１２４はさらに、実空間における移動体２−１乃至２−Ｍの夫々に、当該軌道変化の情報に基づいた軌道の変更を指示する。
【００４９】
図６は、図５のサーバ１により実行される群制御の結果の一例を示す図である。
具体的には、図６には、粒子法と格子法を連成した群制御により、所定の仮想空間を移動する群が障害物を回避する一例を経時的に示す図である。
【００５０】
図６において、仮想空間ＣＳ−６１乃至ＣＳ−６５は各時間ステップｔ−６１乃至ｔ−６５の夫々の時刻における同一の仮想空間の状態を示す。
【００５１】
仮想空間ＣＳ−６１では、群Ｇ−６が、Ｚ＝０付近に二列に整列している。
ここで、仮想空間ＣＳ−６１では、全体としてＺ方向に流れる流れ場が生成されている。
また、領域Ｒ−６内には、障害物Ｏ−６を回避するように流れる流れ場が生成されている。
【００５２】
仮想空間ＣＳ−６２では、群Ｇ−６が障害物Ｏ−６の付近に達し、分裂を始めている。
【００５３】
仮想空間ＣＳ−６３では、群Ｇ−６ａと群Ｇ−６ｂに分裂した群が、流れ場に沿って障害物Ｏ−６を回避している。
【００５４】
仮想空間ＣＳ−６４では、障害物Ｏ−６を回避した群Ｇ−６ａと群Ｇ−６ｂが、合流を始めている。
【００５５】
仮想空間ＣＳ−６５では、群Ｇ−６が、Ｚ＝Ｚｄ付近に達し、二列に整列している。
【００５６】
このように、粒子法と格子法を連成した群制御によれば、粒子法によって集団としてのまとまりを保ち、移動体同士の衝突や、移動体の群からの離脱を回避しつつ、さらに格子法によって群を集団として誘導し、障害物を回避することができる。
【００５７】
図７は、図５のサーバ１により実行される群制御の結果の一例であって、図６とは異なる例を示す図である。
具体的には、図７には、粒子法と格子法を連成した群制御により、所定の仮想空間を移動する群が障害物を回避して、所定の目標地に到達する一例を経時的に示す図である。
【００５８】
仮想空間ＣＳ−７には、群Ｇ−７と障害物Ｏ−７と目的地Ｄ−７が存在する。
ここで、領域Ｒ１内側には、群Ｇ−７が、障害物Ｏ−７を回避するように流れる流れ場が生成されている。
また、領域Ｒ２内には、群Ｇ−７が、目的地Ｄ−７へと誘導されるように流れる流れ場が生成されている。
【００５９】
図７において、仮想空間ＣＳ−７１乃至ＣＳ−７１０の夫々は、各時間ステップｔ−７１乃至ｔ−７１０の夫々の時刻における仮想空間ＣＳ−７の状態を示す。
【００６０】
仮想空間ＣＳ−７１では、群Ｇ−７が、二列に整列している。
【００６１】
仮想空間ＣＳ−７２では、群Ｇ−７が、Ｚ方向に進行し−２つの群への分裂を開始している。
【００６２】
仮想空間ＣＳ−７３では、群Ｇ−７ａと群Ｇ−７ｂとに分裂した群が、障害物Ｏ−７を回避する軌道を取りながら、さらにＺ方向に進行している。
【００６３】
仮想空間ＣＳ−７４では、群Ｇ−７ａと群Ｇ−７ｂとが、障害物Ｏ−７の両脇の流路に差し掛かっている。
【００６４】
仮想空間ＣＳ−７５では、群Ｇ−７ａと群Ｇ−７ｂとが、障害物Ｏ−７の両脇の流路を進行している。
【００６５】
仮想空間ＣＳ−７６では、群Ｇ−７ａと群Ｇ−７ｂとが、障害物Ｏ−７の両脇の流路の出口に差し掛かっている。
【００６６】
仮想空間ＣＳ−７７では、障害物を回避した群Ｇ−７ａと群Ｇ−７ｂとが、合流のために接近を開始している。
【００６７】
仮想空間ＣＳ−７８では、群Ｇ−７ａと群Ｇ−７ｂとが、さらに接近している。
【００６８】
仮想空間ＣＳ−７９では、分裂していた群Ｇ−７が再び１つの群となり、Ｚ方向へ進行している。
【００６９】
仮想空間ＣＳ−７１０では、群Ｇ−７が目的地Ｄ−７に到達している。
【００７０】
なおここで、目的地Ｄ−７の位置は容易に変更可能であるため、目的地Ｄ−７の位置を変更しながら、群Ｇ−７を集団として誘導することも可能である。
即ち、粒子法によって、群Ｇ−７の集団としてのまとまりを保ち、群Ｇ−７に含まれる移動体同士の衝突や、移動体の群からの離脱を回避しつつ、さらに格子法によって群Ｇ−７を集団として様々な目的地へと誘導することができる。
【００７１】
図８は、図５のサーバ１により実行される群制御の結果の一例であって、図６や図７とは異なる例を示す図である。
具体的には、図８は、格子法を用いて生成した、同一の始点と独立な終点を持つ二つのメッシュを合成し、１つの始点と二つの終点を持つメッシュを生成する一例を示す図である。
【００７２】
メッシュＭ１は、始点Ｓと、終点Ｄｂを持つメッシュである。
ここで、始点Ｓ付近の流れ場の向きは矢印Ａａのようになり、終点Ｄｂの付近の流れ場の向きは矢印Ａｂのようになる。即ち、メッシュＭ１の各格子に生成された力のベクトルの方向は、始点Ｓの付近では矢印Ａａと、終点Ｄｂの付近では矢印Ａｂと同一である。
【００７３】
同様に、メッシュＭ２は、始点Ｓと、終点Ｄｃを持つメッシュであり、始点Ｓの付近の流れ場の向きは矢印Ａａのようになり、終点Ｄｃの付近の流れ場の向きは矢印Ａｃのようになる。
【００７４】
メッシュＭ３は、メッシュＭ１と、メッシュＭ２とを合成したメッシュであり、一の始点Ｓと、二つの終点Ｄｂと終点Ｄｃとを持つ。
始点Ｓ付近の流れ場の向きは矢印Ａａのようになり、終点Ｄｂ付近の流れ場の向きは矢印Ａｂのようになり、終点Ｄｃ付近の流れ場の向きは矢印Ａｃのようになる。
また、メッシュＭ３には、メッシュＭ１と、メッシュＭ２の夫々が違う方向へと分岐する分岐点Ｂｒが形成される。
【００７５】
図９は、図５のサーバ１により実行される群制御の結果の一例であって、図６乃至８とは異なる例を示す図である。
具体的には、図９には、図８の例のように、二つのメッシュの合成により生成された、所定の分岐点を持つメッシュ上を進行する群が、粒子法と格子法を連成した群制御により、当該分岐点において滑らかに分離する一例を示す図である。
【００７６】
ここで、図９で、黒丸で示される移動体は、メッシュＭ−９ａの流れ場によって誘導され、白丸で示される移動体は、メッシュＭ−９ｂの流れ場によって誘導されるものとする。
また、図９で、仮想空間ＣＳ−９１乃至ＣＳ−９４は各時間ステップｔ−９１乃至ｔ−９４の夫々の時刻における同一の仮想の状態を示す。
【００７７】
仮想空間ＣＳ−９１において、群Ｇ−９は、矢印Ａ−９ｃの方向へと誘導される。
なおここで、群Ｇ−９の中には、黒丸で示される移動体と、白丸で示される移動体が混合する。メッシュＭ−９ａとメッシュＭ−９ｂの、始点Ｓ−９の付近での流れ場の方向は矢印Ａ−９ｃと同一であるため、群Ｇ−９に含まれる全移動体は矢印Ａ−９ａの方向へ誘導される。
【００７８】
仮想空間ＣＳ−９２において、群Ｇ−９は、分岐点Ｂｒ−９に差し掛かる。ここで、当該分岐点Ｂｒ−９以降は、黒丸で示される移動体は、矢印Ａ−９ａの方向へ、白丸で示される移動体は、矢印Ａ−９ｂの方向へ移動する。即ち、群Ｇ−９は、分岐点Ｂｒ−９で分離する。
ここで、群Ｇ−９の各移動体は、粒子法による制御を受けているので、分岐点Ｂｒ−９においても、異なる方向に向かう移動体同士が衝突することはなく、群Ｇ−９の滑らかな分離が実現する。
【００７９】
仮想空間ＣＳ−９３において、分岐点Ｂｒ−９以降、黒丸で示される移動体は群Ｇ−９ａを、白丸で示される移動体は群Ｇ−９ｂを形成する。
【００８０】
仮想空間ＣＳ−９４において、群Ｇ−９ａと群Ｇ−９ｂとは、夫々の進行方向に沿ってさらに進行する。
【００８１】
図９の例の群制御の手法によれば、例えば、道路や空路の本線から分岐線への移動体の流出を制御することができる。即ち、前述のように本線と分岐線を別々のメッシュとし、夫々に独立した流れ場を生成することで、本線を進む移動体は本線のメッシュの流れ場に沿って、分岐線へと流出する移動体は分岐線のメッシュの流れ場に沿って誘導される。ここで、各移動体は粒子法による制御を受けるため、分岐において、衝突、渋滞、混雑等の問題を回避することができる。
【００８２】
図１０は、図５のサーバ１により実行される群制御の結果の一例であって、図６乃至９とは異なる例を示す図である。
具体的には、図１０は、所定の合流点を持つ二つの仮想空路上を進行する飛行体の群が、粒子法と格子法を連成した群制御により、当該合流点において滑らかに合流する一例を示す図である。
【００８３】
ここで、仮想空路とは、格子法により生成されたメッシュ上の流れ場により、上空を飛行する飛行体の飛行経路を制御する仮想的な空路をいう。またここで、図１０は実空間の図なので、メッシュや流れ場は露わには描かれていない。
またここで、飛行体とは、飛行機能を備えた図３の移動体２をいい、粒子法や格子法により制御される。
【００８４】
図１０では、始点Ｓａと目的地Ｄ−１０を結ぶ仮想空路が、白い飛行体（例えば飛行体Ｆｏａ）を、矢印Ａａの方向へと誘導している。
また、始点Ｓｂと目的地Ｄ−１０を結ぶ仮想空路が、斜線の飛行体（例えば飛行体Ｆｏｂ）を矢印Ａｂの方向へ誘導している。
なおここでは、案内装置Ｇｄは、例えばビーコン機能により、飛行体の想空路からの脱を防ぐ。
【００８５】
図１０では、白い飛行体と、斜線の飛行体が、合流点Ｃｏにおいて合流する。
ここで、各飛行体は粒子法による制御を受けるので、合流点Ｃｏにおいて、互いに衝突することなく、滑らかな合流が可能になる。
合流後の各飛行体、例えば飛行体Ｆｏｃは、矢印Ａｃの方向へ誘導される。
【００８６】
このように、粒子法と格子法を連成した群制御により、衝突を回避しつつ、滑らかな合流が可能となる。結果として、合流点Ｃｏにおける、衝突、渋滞、混雑等の発生を回避することができ、飛行体を用いた輸送密度や輸送速度の向上につながる。
【００８７】
図１１は、図５のサーバ１により実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図である。
具体的には、図１１は、格子法での数値流体力学に基づいた数値解析で、移動体の位置にある格子の仮想流体に対する圧力（以下、「格子の圧力」と略記する）を高く設定し、目的地の格子の圧力を低く設定することで、移動体を目的地へと誘導する流れ場を生成する計算手法の概要を示すイメージ図である。
【００８８】
実空間ＲＳ−１１において、移動体Ｖ−１を目的地Ｄ−１１ａへと誘導するには、経路Ｐ−１ａ、経路Ｐ−１ｂ、経路Ｐ−１ｃを含む複数の選択肢がある。
このような場合に、対応する仮想空間において、移動体Ｖ−１の位置の格子の圧力を高く設定し、目的地Ｄ−１１の格子の圧力を低く設定することで、移動体Ｖ−１を目的地Ｄ−１１ａへと誘導する一の経路が、数値流体力学に基づいた数値解析によって決定される。
【００８９】
仮想空間ＣＳ−１１は、前述のように仮想流体に対する圧力差を設定して移動体の経路を決定する例であり、移動体Ｖ−２ａの位置の格子の圧力は高く、目的地Ｄ−１１ｂを含む領域Ｒ−１１内の格子の圧力は低く設定されている。
このような設定で、数値流体力学に基づいた数値解析を行うことにより、通路Ｃｏｒ内で移動体Ｖ−２ａを目的地Ｄ−１１に誘導する経路Ｐ−２ａが決定される。
【００９０】
図１２は、図５のサーバ１により実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１１とは異なる例を示す図である。
具体的には、図１２は、格子法での流れ場生成で、移動体の渋滞や混雑が発生したエリアの圧力を高く設定することで、渋滞や混雑を回避する経路を決定する手法の概要を示すイメージ図である。
【００９１】
実空間ＲＳ−１２では、移動体Ｖ−１ｄは経路Ｐ−１ｄに沿って、移動体Ｖ−１ｅは経路Ｐ−１ｅに沿って、移動体Ｖ−１ｆは経路Ｐ−１ｆに沿って移動している。
即ち、実空間ＲＳ−１２の領域Ａｒｅ−１は混雑している。
【００９２】
仮想空間ＣＳ−１２では、実空間ＲＳ−１２の領域Ａｒｅ−１に対応する領域Ａｒｅ−２の圧力が高く設定される。その結果、移動体Ｖ−２ｂは、当該領域Ａｒｅ−２を避ける経路Ｐ−２ｂを選択し、混雑を避けることができる。
【００９３】
図１３は、図５のサーバ１により実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１１や図１２とは異なる例を示す図である。
具体的には、図１３は、格子法での流れ場生成で、移動体の進行方向に障害物が存在する場合に、当該障害物が存在する通路の幅によって、異なる方法で障害物を回避する手法の概要を示すイメージ図である。
【００９４】
仮想空間ＣＳ−１３ａにおいて、人Ｈ−１を目的地Ｄ−１３ａへと誘導する際に、障害物Ｏ−１３ａが、通路Ｃｏｒ−１内の、人Ｈ−１の進路を塞いでいるものとする。
このような場合は、障害物Ｏ−１３ａの位置の圧力を高く設定することにより、通路Ｃｏｒ−１は通行不能となり、通路Ｃｏｒ−１を迂回する経路Ｐ−１３ａが選択される。
【００９５】
仮想空間ＣＳ−１３ｂにおいて、人Ｈ−２を目的地Ｄ−１３ｂへと誘導する際に、障害物Ｏ−１３ｂは、通路Ｃｏｒ−２内にあるが、通路Ｃｏｒ−２を完全には塞いでいないものとする。
このような場合は、障害物Ｏ−１３ｂの位置の圧力を高く設定しても、通路Ｃｏｒ−２はまだ通行可能であり、結果として通路Ｃｏｒ−２内で障害物Ｏ−１３ｂを迂回する経路Ｐ−１３ｂが選択される。
【００９６】
図１４は、図５のサーバ１により実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１２乃至図１３とは異なる例を示す図である。
具体的には、図１４は、実空間の交差点のある領域を通行する一群の車両の制御のために、仮想空間において地図座標系から車両座標系へと視点変換を行う手法の概要を示すイメージ図である。
【００９７】
地図座標系とは１乃至３次元の互いに直交する空間方向の軸を持つ座標系のうち、全ての軸が仮想空間に固定されたものをいう。
車両座標系とは、原点が固定された特定の移動体（以下、「自車」と呼ぶ）と、他の移動体（以下、「他車」と呼ぶ）との相対距離を座標軸とする、一次元の座標系をいう。ここで、自車の進行方向を正の方向、逆を負の方向に取る。
なおここで、「車両座標系」、「自車」、「他車」の名称は、本説明での移動体が車両であるため便宜上用いられるものであり、特にこれに限定されない。具体的には例えば、移動体が飛行機である場合は「飛行機座標」、「自機」、「他機」の名称を用いてもよい。
【００９８】
自然界には、粒子法による移動体の交差や右左折合流のモデル計算に適した物理現象が存在しない。即ち、交差点がある場合、通常の地図座標系を用いた粒子法では、移動体同士の交差や右左折合流を制御することができない。
しかしながら、仮想空間で用いる座標系を車両座標系へと変換し、実空間で自車の前後を移動する移動体に加えてさらに、交差や合流の可能性のある移動体を含めて粒子法による制御を行うことで、交差や右左折合流の制御を可能とすることができる。
【００９９】
地図座標系から車両座標系への変換を、図１４を適宜用いて説明する。
座標系Ａｘ−Ｍは、交差点ＣＲのある所定の仮想空間ＣＳ−１４の状態を、地図座標系を用いて表示する一例を示している。
自車Ｖｓは、経路Ｐｓに沿って移動している。
他車Ｖｏ−１は経路Ｐｏ−１に沿って移動している。ここで、経路Ｐｏ−１は、交差点ＣＲでの右折を含み、当該右折後は経路Ｐｓと合流する。
他車Ｖｏ−２は経路Ｐｏ−２に沿って移動している。ここで、経路Ｐｏ−２は、交差点ＣＲでの右折を含み、その際、経路Ｐｏ−２と経路Ｐｓとは交差する。
他車Ｖｏ−３は経路Ｐｏ−３に沿って移動している。ここで、経路Ｐｏ−３は、交差点ＣＲを直進し、その際、経路Ｐｏ−３と経路Ｐｓとは交差する。
【０１００】
座標系Ａｘ−Ｖｏは、前述の座標軸Ａｘ−Ｍでの仮想空間ＣＳ−１４の状態を、車両座標系に変換した結果の一例を示している。
座標軸Ａｘの原点は自車Ｖｓに固定されており、前後を移動する他車が、夫々の自車Ｖｓからの相対距離と方向で特定される位置に表示されている。
ここで、前述の他車Ｖｏ−１、他車Ｖｏ−２、他車Ｖｏ−３等の、交差や合流する可能性のある車両も、座標軸Ａｘ−Ｖｏに表示されている。
またここで、自車Ｖｓと他車との距離が影響半径Ｒｅｆｆよりも大きい場合は、両者は互いに相互作用を及ぼさない。即ち、両者の間に力は働かない。
【０１０１】
このような座標軸Ａｘ−Ｖｏを用いて粒子法による制御を行うことで、交差点ＣＲにおける滑らかな交差や左右折合流を制御することができる。
バネモデルを適用する場合での一例を挙げれば、座標軸Ａｘ−Ｖｏ上で自車Ｖｓと他車Ｖｏ−３の距離が近くなり過ぎた場合は、両者の間に斥力が発生され、（例えば実空間で他車Ｖｏ−３が加速されることにより）交差点ＣＲでの衝突を回避することができる。
また、他車Ｖｏ−３と、他車Ｖｏ−４との間にも仮想バネが付加される。
さらに、自車Ｖｓと他車Ｖｏ−４との間にも、同様に仮想バネが付加される。
そして、自車Ｖｓと他車Ｖｏ−３との間に付加される仮想バネと、自車Ｖｓと他車Ｖｏ−４との間に付加される仮想バネと、他車Ｖｏ−３と他車Ｖｏ−４との間に付加される仮想バネとに発生する力が、物理法則に則り衝突や分離を防ぐように調整される。
そのため、自車Ｖｓ、他車Ｖｏ−３、及び他車Ｖｏ−４の三者間の衝突や分離を回避することができる。
【０１０２】
図１５は、図５のサーバ１により実行される群制御の計算手法の一例を示すイメージ図であり、図１２乃至図１４とは異なる例を示す図である。
具体的には、図１５は、図１４で説明した車両座標系において、自車と他車を繋ぐ仮想バネにより自車に働く力の、自車と他車の位置関係による変化の概要を示すイメージ図である。
【０１０３】
図１５のグラフＧｒは、縦軸が自車Ｖｓに働く力、横軸が座標軸Ａｘ上の距離Ｄｉｊを取るグラフである。
ここで、縦軸がプラスの場合は、自車に働く力の向きは、ダイアグラムＤｇに示される座標軸Ａｘの正の方向であり、縦軸がマイナスの場合は、自車に働く力の向きは座標軸Ａｘの負の方向であることを示す。
またここで、自車Ｖｓと他車Ｖｏとの距離が影響半径Ｒｅｆｆよりも大きい場合は、両者は互いに相互作用を及ぼさない。即ち、両者の間に力は働かない。
【０１０４】
グラフ中の太線Ｆ１及び太線Ｆ２は、自車Ｖｓに働く力の、距離Ｄｉｊ依存性を示す。
他車が座標軸Ａｘ上で、位置Ｖｅｆｆｍと位置Ｖｓｔｄｍとの間にある場合、自車Ｖｓと当該他車の間には引力が働き、自車Ｖｓは負の方向への力を受ける。ここで、自車Ｖｓが受け得る力の大きさは、Ｄｉｊが小さいほど大きくなるが、所定の最大値（ＭＡＸ）が設定され、それより大きくならない。
他車が座標軸Ａｘ上で、位置Ｖｓｔｄｍと位置ＶＬｉｍｍとの間にある場合、自車Ｖｓと当該他車の間には斥力が働き、自車Ｖｓは正の方向への力を受ける。ここで、自車Ｖｓが受ける力の大きさはＤｉｊが大きいほど大きくなる。
他車が座標軸Ａｘ上で、位置ＶＬｉｍｍと原点との間にある場合、自車Ｖｓと他車Ｖｏの間には斥力が働き、自車Ｖｓは正の方向への力を受ける。ここで、自車Ｖｓが受ける力の大きさは所定の一定値（ＭＡＸ）となる。
【０１０５】
他車が座標軸Ａｘ上で、原点と位置ＶＬｉｍとの間にある場合、自車Ｖｓと他車Ｖｏの間には斥力が働き、自車Ｖｓは負の方向への力を受ける。ここで、自車Ｖｓが受ける力の大きさは所定の一定値（ＭＡＸ）となる。
他車が座標軸Ａｘ上で、位置ＶＬｉｍと位置Ｖｓｔｄとの間にある場合、自車Ｖｓと当該他車の間には斥力が働き、自車Ｖｓは負の方向への力を受ける。ここで、自車Ｖｓが受ける力の大きさはＤｉｊが大きいほど小さくなる。
他車が座標軸Ａｘ上で、位置Ｖｓｔｄと位置Ｖｅｆｆとの間に居る場合、自車Ｖｓと当該他車の間には引力が働き、自車Ｖｓは正の方向への力を受ける。ここで、自車Ｖｓが受け得る力の大きさは、Ｄｉｊが大きいほど大きくなるが、所定の最大値（ＭＡＸ）が設定され、それより大きくならない。
【０１０６】
図１６は、図５のサーバ１により実行される群制御の結果の一例であって、図６乃至図１０とは異なる例を示す図である。
より正確には、図１６は、粒子法と格子法を連成した群制御により、倉庫内の物流の制御を行い、移動体同士の衝突や、移動体と人との衝突を回避する一例を示す図である。
【０１０７】
図１６の、移動体の夫々の制御について説明する。
実空間ＲＳ−１６の移動体Ｃ−Ｒａを目的地Ｄ−Ｒａへと誘導する場合には、実空間ＲＳ−１６の移動体Ｃ−Ｒａと、目的地Ｄ−Ｒａと、人Ｈ−Ｒａとを、移動体Ｃ−Ｃａと、目的地Ｄ−Ｃａと、人Ｈ−Ｃａとして仮想空間ＣＳ−１６に再現する。
ここで、格子法の数値解析において、図１１や図１２で示したように、移動体Ｃ−Ｃａの出発点の位置の格子の圧力と、人Ｈ−Ｃａの存在する領域の格子の圧力とを高く設定し、目的地Ｄ−Ｃａの格子の圧力を低く設定するすることで、人Ｈ−Ｃａを迂回する適切な経路Ｐ−Ｃａが決定される。
つまり、実空間ＲＳにおいては、人Ｈ−Ｒａによって塞がれている経路Ｐ−Ｒｂではなく、経路Ｐ−Ｒａが選択される。
【０１０８】
実空間ＲＳ−１６の移動体Ｃ−Ｒｄを目的地Ｄ−Ｒｄへと誘導する場合、実空間ＲＳ−１６の移動体Ｃ−Ｒｄと、目的地Ｄ−Ｒｄと、人Ｈ−Ｒｄとを、移動体Ｃ−Ｃｄと、目的地Ｄ−Ｃｄと、人Ｈ−Ｒｄとして仮想空間ＣＳ−１６に再現する。
ここで、格子法の数値解析において、図１１や図１２で示した例のように、移動体Ｃ−Ｃｄの出発点の位置の格子の圧力と、人Ｈ−Ｃｄの存在する領域の格子の圧力を高く設定し、目的地Ｄ−Ｃｄの格子の圧力を低く設定することで、人Ｈ−Ｃｄを迂回する適切な経路Ｐ−Ｃｄが選択される。
つまり、実空間ＲＳ−１６においては、人Ｈ−Ｒｄによって塞がれている経路Ｐ−Ｒｅではなく、経路Ｐ−Ｒｄが決定される。
【０１０９】
なおここで、移動体Ｃ−Ｒｄが選択した経路Ｐ−Ｒｄは、移動体Ｃ−Ｒｃの経路Ｐ−Ｒｃと、交差点ＣＲ−Ｒで接近する。
そのため、ここでは、図１４や図１５で示した例のように、車両座標系を用いた粒子法によって、移動体Ｃ−Ｒｄと移動体Ｃ−Ｒｃが衝突しないように制御する。
【０１１０】
図１７は、既存手法の１つである「高精度地図・ウェイポイント」の概要を示すイメージ図である。
具体的には、図１７は、所定の高精度地図に埋め込まれたウェイポイントによって、車両の経路選択や進路変更を制御する手法である「高精度地図・ウェイポイント」の概要を、異なる三つの視点から説明した図である。
【０１１１】
視点ＶＰ−１では、鉄道のレールのように、車両が走行する方向を示すウェイポイント、例えばウェイポイントＷＰａが、仮想空間で固定されている。
ここで、個々の車両は、ウェイポイントの列に沿うように誘導される。
また、夫々のウェイポイントは、位置、向き、目標速度の情報を保持する。
【０１１２】
視点ＶＰ−２では、隣合う二つの経路と、両者の間に生成され得る車線変更用経路が示されている。
経路Ｐａは車両Ｖ−１７が進行している経路であり、経路Ｐｂは経路Ｐａに隣接する経路である。ここで、経路Ｐａ上には、所定の右折フラグが設定されることで、車線変更用経路Ｐｃの起点となるウェイポイントＷＰｂがある。なおここで、当該右折フラグは設定されておらず、車線変更用経路Ｐｃはアクティブではない。
【０１１３】
視点ＶＰ−３では、前述の右折フラグが設定された場合を示す。経路Ｐａを進行する車両Ｖ−１７がウェイポイントＷＰｂに差し掛かると、車線変更用経路Ｐｃがアクティブになり、さらに経路Ｐａに隣接する経路Ｐｂが次の経路として設定される。
【０１１４】
ここで、ウェイポイントは、仮想空間に固定されているため、例えば、停止車両や駐車車両でウェイポイントが塞がれた場合、ウェイポイントによって誘導される他の車両の交通の流れが阻害されるという問題がある。
これに対し、粒子法と格子法を連成した群制御によれば、誘導される車両が、車線に囚われず、流水プールに人が浮き輪に乗って流れるように、停止車両や駐車車両を回避することで、車両の交通の流れが阻害されること防ぐことができる。
【０１１５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものとみなす。
【０１１６】
また例えば、上述の実施形態では、仮想空間の流れ場の生成は格子法を用いて実行されるとしたが、特にこれに限定されない。即ち、仮想空間の流れ場の生成に用いる手法は、仮想空間の流れ場を、数値解析を用いて生成する手法であれば足る。
【０１１７】
また例えば、上述の実施形態では、移動体情報は、移動体２によって取得されるとして説明したが、特にこれに限定されない。即ち、移動体情報は、何らかの情報取得機器や情報取得手段によって取得されれば足る。
具体的には例えば、案内装置Ｇｄ等の外部の装置によって取得されてもよい。
【０１１８】
また例えば、上述の実施形態では、移動体情報は、移動体２によってサーバ１に送信されるとして説明したが、特にこれに限定されない。即ち、移動体情報は、何らかの送信機器や送信手段によってサーバ１に送信されれば足る。
具体的には例えば、案内装置Ｇｄ等の外部の装置によってサーバ１に送信されてもよい。
【０１１９】
また例えば、上述の実施形態では、実空間構成情報は、移動体２によって取得されるとして説明したが、特にこれに限定されない。即ち、実空間構成情報は、何らかの情報取得機器や情報取得手段によって取得されれば足る。
具体的には例えば、案内装置Ｇｄ等の外部の装置によって取得されてもよい。
【０１２０】
また例えば、上述の実施形態では、実空間構成情報は、移動体２によってサーバ１に送信されるとして説明したが、特にこれに限定されない。即ち、実空間構成情報は、何らかの送信機器や送信手段によってサーバ１に送信されれば足る。
具体的には例えば、案内装置Ｇｄ等の外部の装置によってサーバ１に送信されてもよい。
【０１２１】
また例えば、上述の実施形態では、粒子法に用いる物理モデルとして、バネモデルを例にとって説明したが、特にこれに限定されない。即ち、実施の目的に沿った、適当な物理モデルであれば足る。
具体的には例えば、所定の領域内の移動体を気体分子とみなし、移動体の密度から当該気体の圧力を求めるモデルを採用してもよい。また例えば、所定の領域内の移動体を固体分子とみなし、各移動体の所定の位置からのずれ（固体の歪みに相当する）に基づいて、当該固体の応力を求めるモデルを採用してもよい。
【０１２２】
また例えば、上述の実施形態では、移動体２として、車両や飛行体を例にとって説明したが、特にこれに限定されない。即ち、移動体２としての機能を持った移動体であれば足る。
具体的には例えば、船舶、潜水艦、宇宙船であってもよい。
【０１２３】
また例えば、上述の実施形態では、移動体２は、軌道変更手段を備えるとして説明したが、特にこれに限定されない。即ち、何らかの手段により移動体２の軌道の変更が可能であるならば、移動体２は軌道変更手段を備える必要はない。
具体的には例えば、小型の手術用ロボットである移動体２を、患者の体の外側から、磁場を発生する所定の装置を用いて操作してもよい。
【０１２４】
また例えば、実空間構成情報取得部１１１が取得する実空間構成情報の種類は、上述の実施形態の例に特に限定されない。即ち、実空間構成情報とは、仮想空間構成部１１２の仮想空間の構成や、流れ場算出部１１３の流れ場の生成に使用され得る情報であれば足る。
具体的には例えば、実空間構成情報は、周辺環境から移動体に作用し得る外力に関する情報である、海上での船舶の群制御における周辺の波浪の情報や、海中での潜水艦の群制御における周辺の海流の情報を含んでもよい。また例えば、実空間構成情報は、移動体の通行が危険な領域の情報、例えば宇宙空間での宇宙船の群制御における宇宙線のフラックスが大きな領域の情報を含んでもよい。
【０１２５】
また例えば、仮想空間構成部１１２の仮想空間の離散化で設定可能なパラメータの種類は、上述の実施形態の例に特に限定されない。即ち、仮想空間の離散化で設定されるパラメータは、仮想空間の離散化に使用され得るパラメータであれば足る。
具体的には例えば、ある一定の大きさの領域内での格子の密度の、より広い領域での分布をパラメータの一種類としてもよい。また例えば、格子の形状と大きさの相関をパラメータの一種類としてもよい。
【０１２６】
また例えば、流れ場算出部１１３の流れ場の生成において可変設定されるパラメータの種類は、上述の実施形態の例に特に限定されない。即ち、流れ場の生成において可変設定されるパラメータは、流れ場の生成に使用され得るパラメータであれば足る。
具体的には例えば、流れ場の生成において許容される最大の局所的な流速をパラメータの一種類としてもよい。また例えば、流れ場の生成において許容される最大の渦度をパラメータの一種類としてもよい。
【０１２７】
また例えば、移動体情報取得部１２１が取得する移動体情報の種類は、上述の実施形態の例に特に限定されない。即ち、物理量算出部１２２の計算に使用され得る情報や、軌道変化算出部１２３の計算に使用され得る情報や、軌道変更指示部１２４での軌道の変更の指示に使用され得る情報であれば足る。
具体的には例えば、移動体の重量、強度、燃料の残量や、移動体の材質の情報（例えば、透磁率、誘電率、放射線に対する遮蔽の度合い）の情報を含んでいてもよい。
【０１２８】
また例えば、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるし、ソフトウェアにより実行させることもできる。
換言すると、図５の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。
即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が情報処理システムに備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図５の例に限定されない。また、機能ブロックの存在場所も、図５に特に限定されず、任意でよい。
また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
【０１２９】
また例えば、一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータ等にネットワークや記録媒体からインストールされる。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであっても良い。
また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えばサーバの他、スマートフォンやパーソナルコンピュータ、又は各種デバイス等であってもよい。
【０１３０】
また例えば、このようなプログラムを含む記録媒体は、ユーザにプログラムを提供するために装置本体とは別に配布されるリムーバブルメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される記録媒体等で構成される。
【０１３１】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、その順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的或いは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１３２】
以上まとめると、本発明が適用される情報処理装置は、次のような構成を取れば足り、各種各様な実施形態を取ることができる。
即ち、本発明が適用される情報処理装置は、
所定の実空間の構成に関する情報を、実空間構成情報として取得する第１取得手段（例えば、図５の実空間構成情報取得部１１１）と、
前記実空間構成情報に基づいて、前記所定の実空間の構成を、仮想空間として構成する構成手段（例えば、図５の仮想空間構成部１１２）と、
前記仮想空間の各点の力のベクトルを算出する第１算出手段（例えば、図５の流れ場算出部１１３）と、
を備えることができる。
本発明が適用される情報処理装置によれば、格子法によって仮想空間の流れ場を生成し、複数の移動体を当該流れ場に沿って誘導することが可能となる。
即ち、特定のエリアにおける移動体の集団を、粒子法による協調を保ちながら集団として誘導することができる。
【０１３３】
また、本発明が適用される情報処理装置は、
前記実空間における複数の移動体の夫々の状態を示す情報を、移動体情報として取得する第２取得手段（例えば、図５の移動体情報取得部１２１）と、
前記移動体情報に基づいて、前記仮想空間における前記複数の移動体の夫々に関する物理量を算出する第２算出手段（例えば、図５の物理量算出部１２２）と、
前記力のベクトルと、前記移動体情報及び前記物理量とのうち少なくとも一方に基づいて、前記仮想空間における前記複数の移動体の軌道変化を算出する第３算出手段（例えば、図５の軌道変化算出部１２３）と、
前記軌道変化に基づいて、前記実空間における前記複数の移動体の夫々に対する軌道の変更を指示する指示手段（例えば、図５の軌道変更指示部１２４）と、
をさらに備えることができる。
本発明が適用される情報処理装置によれば、粒子法と格子法を連成した群制御によって、複数の移動体を制御することが可能となる。
即ち、粒子法によって集団としてのまとまりを保ち、移動体同士の衝突や、移動体の群からの離脱を回避しつつ、さらに格子法によって群を集団として誘導することができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１・・・サーバ、２・・・移動体、１１・・・ＣＰＵ、１０１・・・格子法制御部、１０２・・・粒子法制御部、１１１・・・空間構成情報取得部、１１２・・・仮想空間構成部、１１３・・・流れ場算出部、１１４・・・受付部、１１１・・・移動体情報取得部、１１２・・・物理量算出部、１１３・・・軌道変化算出部、１１４・・・軌道変更指示部
【図１】
2019131557.tif 000003
【図２】
2019131557.tif 000004
【図３】
2019131557.tif 000005
【図４】
2019131557.tif 000006
【図５】
2019131557.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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