(57)【要約】【課題】建物のフロアの内周付近で移動できる領域を迅速に探索する。【解決手段】台車の上に、周辺の一定領域内にある障害物を検知するセンサを載せた捜索装置において、記憶装置１１２は、既に探索した移動可能領域を示す屋内構造データ１１５を記憶する。センシング部１０７は、台車により移動する度に、センサにより周辺の一定領域を観測し、観測した領域内で障害物によって遮蔽された領域以外を、移動できる領域と判定し、判定結果に基づいて屋内構造データ１１５を更新する。探索部１２０は、台車に対し、移動する方向を順次指示する。探索部１２０は、屋内構造データ１１５がセンシング部１０７により更新されることによって屋内構造データ１１５で示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に指示する方向を決定する。【選択図】図２
2010217995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物のフロア内を順次移動して、前記フロア内で移動できる領域を移動可能領域として探索する探索装置において、
任意の方向に移動するための移動機構と、
周辺の一定領域内にある障害物を検知するセンサと、
既に探索した移動可能領域を示す領域データを記憶する記憶装置とを具備し、
前記移動機構により移動する度に、前記センサにより周辺の一定領域を観測し、観測した領域内で障害物によって遮蔽された領域以外を、移動できる領域と判定し、判定結果に基づいて前記記憶装置に記憶されている領域データを更新するセンシング部と、
前記移動機構に対し、移動する方向を順次指示する探索部であって、前記記憶装置に記憶されている領域データが前記センシング部により更新されることによって当該領域データで示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に指示する方向を決定する探索部とを備えることを特徴とする探索装置。
【請求項２】
前記探索装置は、さらに、
前記記憶装置に記憶されている領域データで示された移動可能領域が所定の条件を満たす場合に、当該移動可能領域の外接四角形を前記フロアの内周形状と推定する内周形状推定部と、
前記内周形状推定部により推定された内周形状で囲まれた領域内で前記センシング部により未だ観測されていない領域を前記センシング部が観測できる地点を辿る経路を作成する経路作成部とを備え、
前記探索部は、前記内周形状推定部により前記フロアの内周形状が推定された後は、前記経路作成部により作成された経路に従って、次に指示する方向を決定することを特徴とする請求項１に記載の探索装置。
【請求項３】
前記記憶装置は、前記フロアの大きさを示すサイズデータを予め記憶し、
前記内周形状推定部は、前記記憶装置に記憶されている領域データで示された移動可能領域の外接四角形の大きさと前記記憶装置に記憶されているサイズデータで示された大きさとの差が所定の閾値以下である場合に、当該移動可能領域の外接四角形を前記フロアの内周形状と推定することを特徴とする請求項２に記載の探索装置。
【請求項４】
前記内周形状推定部は、前記記憶装置に記憶されている領域データで示された移動可能領域が障害物に囲まれた閉領域である場合に、当該移動可能領域の外接四角形を前記フロアの内周形状と推定することを特徴とする請求項２又は３に記載の探索装置。
【請求項５】
前記探索部は、前記内周形状推定部により前記フロアの内周形状が推定されるまでは、前記センシング部により未だ観測されていない領域を前記センシング部が観測できる地点が移動できる方向にあれば、当該地点の方向を次に指示する方向として決定し、当該地点が移動できる方向になければ、前記記憶装置に記憶されている領域データで示された移動可能領域と前記センシング部により未だ観測されていない領域との境界線上で当該移動可能領域の外接四角形の辺から所定の距離内にある地点の方向を次に指示する方向として決定することを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の探索装置。
【請求項６】
前記探索部は、前記内周形状推定部により前記フロアの内周形状が推定されるまでは、直前に指示した方向との角度差が少ない方向を優先して、次に指示する方向を決定することを特徴とする請求項１から５までのいずれかに記載の探索装置。
【請求項７】
前記探索部は、前記内周形状推定部により前記フロアの内周形状が推定されるまでは、前記記憶装置に記憶されている領域データが前記センシング部により更新されることによって当該領域データで示された移動可能領域の外接四角形が正方形に近くなる方向を優先して、次に指示する方向を決定することを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の探索装置。
【請求項８】
前記内周形状推定部は、前記探索部が決定できる方向がない場合に、前記記憶装置に記憶されている領域データで示された移動可能領域の外接四角形を前記フロアの内周形状と推定することを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の探索装置。
【請求項９】
建物のフロア内を順次移動して、前記フロア内で移動できる領域を移動可能領域として探索する探索装置を用いた探索方法において、
前記探索装置のセンシング部が、任意の方向に移動するための移動機構により移動する度に、周辺の一定領域内にある障害物を検知するセンサにより周辺の一定領域を観測し、観測した領域内で障害物によって遮蔽された領域以外を、移動できる領域と判定し、判定結果に基づいて、既に探索した移動可能領域を示す領域データを記憶する記憶装置に記憶されている領域データを更新するセンシングステップと、
前記探索装置の探索部が、前記移動機構に対し、移動する方向を順次指示する探索ステップであって、前記記憶装置に記憶されている領域データが前記センシングステップにより更新されることによって当該領域データで示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に指示する方向を決定する探索ステップとを備えることを特徴とする探索方法。
【請求項１０】
建物のフロア内を順次移動して、前記フロア内で移動できる領域を移動可能領域として探索する探索プログラムにおいて、
任意の方向に移動するための移動機構と、周辺の一定領域内にある障害物を検知するセンサと、既に探索した移動可能領域を示す領域データを記憶する記憶装置とを具備する探索装置が前記移動機構により移動する度に、前記センサにより周辺の一定領域を観測し、観測した領域内で障害物によって遮蔽された領域以外を、移動できる領域と判定し、判定結果に基づいて前記記憶装置に記憶されている領域データを更新するセンシング処理と、
前記移動機構に対し、移動する方向を順次指示する探索処理であって、前記記憶装置に記憶されている領域データが前記センシング処理により更新されることによって当該領域データで示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に指示する方向を決定する探索処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする探索プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、探索装置及び探索方法及び探索プログラムに関するものである。本発明は、特に、災害発生時に倒壊の可能性があり作業員が入るには危険な建物内部において、人の代わりに、取り残された被災者を発見したり、内部の破壊程度を撮影したりする捜索装置に応用可能な探索装置及び探索方法及び探索プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
災害発生時において、建物内に取り残された被災者を発見するため、カメラを搭載した捜索装置を用いた捜索が望まれている。救助隊員が複数の捜索装置を建物へ投入し、捜索装置の伝送する映像を同時に再生可能であれば、広範囲の捜索が迅速化できる。しかし、一人の救助隊員が同時に複数の捜索装置を遠隔操縦できないので、捜索装置による自律移動が必要となる。被災者の発見もれを防ぐため、屋内全域の自律移動が必要である。さらに、災害発生場所は予想がつかないため、屋内地図を事前に入手不可能な条件における捜索が必要である。
【０００３】
装置の自律移動に関する従来のアプローチとして、出発地と目的地を与え、２地点を結ぶ走行経路の計画が研究されている。これらの研究は、屋内地図を獲得済みの条件下において、ロボットが走行する最短の経路を求める手法に関するものである。
【０００４】
一方、地図のない未知領域を探索する一般的な探索方式として、右手法と呼ばれるものもある。この方式は、右手にある壁に沿って、１周する探索方式である。
【０００５】
また、別の従来例として、ある移動アルゴリズムにより掃除ロボットを移動させ、移動動作が終了条件を満たした時点で、移動と同時に記録した周辺形状データから未探索の領域を探索する方式がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１１３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
右手法を用いた場合、屋内の外壁と繋がっていない川の中州のような建物内部の構造を検知できないので、建物中心部分の探索ができない場合があるという課題があった。
【０００８】
また、別の従来例では、広い部屋にたくさんの柱があるような空間において、掃除ロボットは、柱の手前でＵターンする。従って、移動アルゴリズムによる移動動作が終了条件を満たした後、柱の影となった場所に、離散した多くの未探索領域が残る。そのため、離散した未探索領域一つ一つについて、同じ手段を用いて探索するが、この部分を順番に探索するのは効率が悪いという課題があった。また、この手法では、全ての部屋の配置を把握するのは、全域の探索が済んだ時点であり、時間がかかるという課題があった。
【０００９】
本発明は、例えば、建物のフロアの内周付近で移動できる領域を迅速に探索することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一の態様に係る探索装置は、
建物のフロア内を順次移動して、前記フロア内で移動できる領域を移動可能領域として探索する探索装置において、
任意の方向に移動するための移動機構と、
周辺の一定領域内にある障害物を検知するセンサと、
既に探索した移動可能領域を示す領域データを記憶する記憶装置とを具備し、
前記移動機構により移動する度に、前記センサにより周辺の一定領域を観測し、観測した領域内で障害物によって遮蔽された領域以外を、移動できる領域と判定し、判定結果に基づいて前記記憶装置に記憶されている領域データを更新するセンシング部と、
前記移動機構に対し、移動する方向を順次指示する探索部であって、前記記憶装置に記憶されている領域データが前記センシング部により更新されることによって当該領域データで示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に指示する方向を決定する探索部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一の態様によれば、探索装置において、探索部が、既に探索した移動可能領域を示す領域データがセンシング部により更新されることによって当該領域データで示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に指示する方向を決定し、移動機構に対し、当該方向を指示し、センシング部が、移動機構により移動する度に、センサにより周辺の一定領域を観測し、観測した領域内で障害物によって遮蔽された領域以外を、移動できる領域と判定し、判定結果に基づいて領域データを更新することにより、建物のフロアの内周付近で移動できる領域を迅速に探索することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る捜索装置の外観図である。
【図２】実施の形態１に係る計算機の構成を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係る屋内構造データの内容の一例を示す概念図である。
【図４】実施の形態１に係る屋内構造データの内容の一例を示す概念図である。
【図５】実施の形態１に係る計算機のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１に係る捜索装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態１に係る捜索装置による経路計画の一例を示す図である。
【図８】実施の形態１に係る捜索装置による内外判定の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１に係る最大閉ループの一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１に係る室内探索経路の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に係る探索順序決定方式の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態１に係る探索順序決定方式の一例を示す図である。
【図１３】実施の形態１に係る全域探索結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る捜索装置１００（ロボット）の外観図である。
【００１５】
図１において、捜索装置１００は、建物のフロア内を順次移動して、そのフロア内で移動できる領域を移動可能領域として探索する探索装置の一例である。捜索装置１００は、台車１０１上に、周辺の一定領域内にある障害物を検知するセンサを載せた構成となっている。捜索装置１００は、センサの一例としてレーザスキャナ１０２を具備している。また、捜索装置１００は、全方位カメラ１０３を具備している。捜索装置１００は、レーザスキャナ１０２や全方位カメラ１０３の取得したデータを遠隔地へ送信するために、通信装置を搭載した計算機１０４（コンピュータ）も具備している。通信装置は例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ・Ａｒｅａ・Ｎｅｔｗｏｒｋ）を介して通信する機能を有する。
【００１６】
台車１０１は、任意の方向に移動するための移動機構の一例である。台車１０１は、左右に駆動輪１０５を有しており、不図示のステッピングモータを用いて駆動輪１０５の回転数、回転角度を左右別々に任意に制御可能である。また、台車１０１は、補助輪１０６も有しており、安定した走行が可能である。台車１０１は、その他にも、不図示の車輪回転計等を有している。
【００１７】
レーザスキャナ１０２は、水平３６０度の周辺の距離を計測する装置である。レーザスキャナ１０２は、例えば角度分解能１度の方向で、各方向最長８メートルまでの周辺物体までの距離を計測してデータとして出力する。全方位カメラ１０３は、水平３６０度の映像をパノラマ画像データとして取得するカメラである。なお、全方位カメラ１０３をセンサとして用いることもできる。この場合、全方位カメラ１０３により撮影された映像の画像処理を行って、捜索装置１００の周辺の一定領域内にある障害物を検知する。
【００１８】
捜索装置１００の動作は、例えば台車１０１上の計算機１０４にインストールされたソフトウェアにより制御される。
【００１９】
図２は、計算機１０４の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図２において、計算機１０４は、センシング部１０７、経路計画部１０８、移動制御部１０９、通信部１１０（通信装置）を備える。また、計算機１０４は、処理装置１１１、記憶装置１１２、入力装置１１３、出力装置１１４等のハードウェアを具備する。ハードウェアは計算機１０４の各部によって利用される。例えば、処理装置１１１は、計算機１０４の各部でデータや情報の演算、加工、読み取り、書き込み等を行うために利用される。記憶装置１１２は、そのデータや情報を記憶するために利用される。また、入力装置１１３は、そのデータや情報を入力するために、出力装置１１４は、そのデータや情報を出力するために利用される。
【００２１】
センシング部１０７は、捜索装置１００によるフロア内の探索開始時あるいは開始前に、屋内構造データ１１５を生成し、記憶装置１１２に記憶する。屋内構造データ１１５は、既に探索した移動可能領域を示す領域データの一例である。屋内構造データ１１５の詳細については後述する。センシング部１０７は、捜索装置１００が台車１０１により移動する度に、レーザスキャナ１０２により周辺の一定領域を観測する。そして、センシング部１０７は、観測した領域内で障害物によって遮蔽された領域以外（レーザスキャナ１０２により障害物が検知されなければ、観測した領域全体となる）を、移動できる領域と判定する。センシング部１０７は、判定結果に基づいて記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５を処理装置１１１により更新する。
【００２２】
センシング部１０７は、経路計画部１０８からの指示により、レーザスキャナ１０２、全方位カメラ１０３、車輪回転計からデータを取得する。前述したように、センシング部１０７は、レーザスキャナ１０２の取得データから屋内構造データ１１５を処理装置１１１により生成し、記憶装置１１２に記録する。センシング部１０７は、全方位カメラ１０３の取得画像を映像データ１１６として記憶装置１１２に記録する。センシング部１０７は、経路計画部１０８から通知される、データ取得時の捜索装置１００の位置を、位置情報として屋内構造データ１１５や映像データ１１６へ付与する。また、センシング部１０７は、データ取得時の捜索装置１００の位置とともに、経路計画部１０８から通知される、データ取得時の捜索装置１００の方向（例えば方位で表す）を記録するものとする。
【００２３】
ここで、屋内構造データ１１５及び映像データ１１６について説明する。
【００２４】
屋内構造データ１１５は、以下のデータを含んでいる。
（１）レーザスキャナ１０２のデータを平面図上にプロットしたベクトルデータ
（２）探索結果として通過可能域（移動可能領域）を示す範囲の画像データ
（３）フロア内の部屋の位置、大きさ、出入口の位置、接続関係を示す接続構造データ
これらのデータは、全て２次元直交座標系の座標を用いて表現される。直交座標は、捜索装置１００の探索開始位置を原点とする。直交座標は、捜索装置１００の探索を開始した時点の捜索装置１００の向いている方向をＹ軸とし、右手方向をＸ軸とする。スケールは例えば１ｃｍを１．０とする。前提として、レーザスキャナ１０２からデータを取得した時点の捜索装置１００の位置と方向は取得できていることとする。
【００２５】
図３に、平面図上にプロットしたベクトルデータと、通過可能域を示す画像データの内容の一例を示す。図３の例において、点線の円は、レーザスキャナ１０２の測定可能範囲を示している。捜索装置１００から、右上と右下の２箇所の壁が検知できる。センシング部１０７は、検知した壁をそれぞれベクトルデータとして記憶装置１１２に記録する。また、センシング部１０７は、捜索装置１００（点線の円の中心）から、遮蔽物がなく、レーザスキャナ１０２のレーザが届く範囲（斜線部）を通過可能域とみなす。センシング部１０７は、通過可能域を、白紙の画像平面上に色を塗る形式で画像データとして記憶装置１１２に記録する。
【００２６】
図４に、部屋の位置、大きさ、出入口の位置、接続関係を示す接続構造データの内容の一例を示す。図４の例において、壁を示すベクトルデータのうち、出入口以外の隙間のない閉ループは部屋とみなして、例えばＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄといったラベルを付けている。出入口には、１から連番の番号を付けている。センシング部１０７は、例えばＡのラベルに属するベクトルリスト（部屋の位置、大きさを示す接続構造データ）を電子データとして記憶装置１１２に記録しておく。同時に、センシング部１０７は、Ａの１番の出入口両脇の座標と、出入口のどちら側が部屋の内側かという記録（出入口の位置を示す接続構造データ）を電子データとして記憶装置１１２に記録しておく。さらに、センシング部１０７は、各出入口が、どの部屋のどの出入口に通じているか（接続関係を示す接続構造データ）を電子データとして記憶装置１１２に記録しておく。例えばＢの２番の出入口は、Ｃの１番の出入口と接している。部屋のラベルを付ける前の状態として、ある部屋のある番号の出入口がどの部屋とも通じていないという状態の記録もありうる。即ち、センシング部１０７は、デフォルトの接続関係として、各出入口がどの出入口とも接していない（同じ出入口ではない）ことを示す接続構造データを作成し、記憶装置１１２に記録しておく。
【００２７】
前述したように、映像データ１１６は、全方位カメラ１０３の取得した画像の電子データである。
【００２８】
センシング部１０７は、データ取得部１１７、出入口取得部１１８、接続構造生成部１１９を備える。
【００２９】
データ取得部１１７は、レーザスキャナ１０２により周辺の物体の距離を計測し、通過可能域、壁ベクトルを取得して記憶装置１１２に記録する。このとき、データ取得部１１７は、現在の位置、方向から、通過可能域、壁ベクトルの座標値を補正して屋内構造データ１１５として記憶装置１１２に記録する。データ取得部１１７は、全方位カメラ１０３を用いて撮影した映像データ１１６とともに、撮影位置、方向データを記憶装置１１２に記録する。出入口取得部１１８は、壁ベクトルから出入口の座標を処理装置１１１により検出する。接続構造生成部１１９は、部屋とその出入口が、他のどの部屋のどの出入口と連結しているかを処理装置１１１により検出して屋内構造データ１１５として記憶装置１１２に記録する。
【００３０】
経路計画部１０８は、探索部１２０、フロアサイズ推定部１２１、経路作成部１２２を備える。
【００３１】
探索部１２０は、台車１０１に対し、移動する方向を順次指示する。探索部１２０は、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５がセンシング部１０７により更新されることによって屋内構造データ１１５で示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に指示する方向を処理装置１１１により決定する。フロアサイズ推定部１２１は、内周形状推定部の一例であり、屋内構造データ１１５から、フロア全体の大きさを処理装置１１１により推定する。具体的には、フロアサイズ推定部１２１は、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５で示された移動可能領域が所定の条件を満たす場合に、当該移動可能領域の外接四角形をフロアの内周形状と推定する。経路作成部１２２は、フロアサイズ推定部１２１により推定された内周形状で囲まれた領域内でセンシング部１０７により未だ観測されていない領域をセンシング部１０７が観測できる地点を辿る経路を処理装置１１１により作成する。探索部１２０は、フロアサイズ推定部１２１によりフロアの内周形状が推定された後は、経路作成部１２２により作成された経路に従って、次に指示する方向を処理装置１１１により決定する。
【００３２】
探索部１２０は、フロア調査経路作成部１２３、移動指示部１２４、センシング指示部１２５を有する。また、経路作成部１２２は、室内探索経路作成部１２６、別室経路作成部１２７を有する。
【００３３】
フロア調査経路作成部１２３は、屋内構造データ１１５の内容から、次に移動する経路の計画データを処理装置１１１により作成する。経路の計画データは、現在捜索装置１００のある位置からどの方向へ何メートル進むかを示すデータである。フロア調査経路作成部１２３の経路決定においては、フロア全体の大きさを取得する方向の経路を取得する。フロア調査経路作成部１２３は、作成した経路の計画データを移動指示部１２４へ送る。移動指示部１２４は、移動制御部１０９へ経路の計画データで示された方向と距離を伝える。移動指示部１２４は、移動制御部１０９による移動制御が完了した後、センシング指示部１２５へセンシング指示信号を送信する。このとき、移動指示部１２４は、移動制御部１０９から通知された現在の位置、方向をセンシング指示部１２５へ伝える。センシング指示部１２５は、移動指示部１２４から送信されたセンシング指示信号に従い、センシング部１０７へセンシングを指示して、データ取得部１１７、出入口取得部１１８、接続構造生成部１１９を動作させる。このとき、センシング指示部１２５は、移動指示部１２４から通知された現在の位置、方向をデータ取得部１１７へ伝える。
【００３４】
室内探索経路作成部１２６は、現在捜索装置１００がいる室内の形状の探索を行う経路を処理装置１１１により計画する。そして、室内探索経路作成部１２６は、計画した経路を移動指示部１２４へ伝える。移動指示部１２４は、移動制御部１０９へ指示して、経路の通り捜索装置１００を移動させる。別室経路作成部１２７は、捜索装置１００が次に向かう部屋を選び、その部屋へ進むための経路を作成する。そして、別室経路作成部１２７は、作成した経路を移動指示部１２４へ伝える。移動指示部１２４は、移動制御部１０９へ指示して、経路の通り捜索装置１００を移動させる。
【００３５】
移動制御部１０９は、移動指示部１２４からの指示により駆動輪１０５を駆動し、これによって捜索装置１００が移動する。具体的には、移動制御部１０９は、ステッピングモータを駆動して、移動指示部１２４から指示された方向に指示された距離だけ台車１０１を移動させる。移動制御部１０９は、左右両方の駆動輪１０５の回転数や回転角度を車輪回転計等により検出し、検出した回転数や回転角度から捜索装置１００の現在の位置及び方向を求め、常に記憶装置１１２に記録しておくこととする。移動制御部１０９は、移動指示部１２４から指示された距離、移動指示部１２４から指示された方向へ移動する処理を実際に駆動輪１０５を動かして実施した後、移動を完了した合図を移動指示部１２４へ送る。このとき、移動制御部１０９は、現在の位置、方向を記憶装置１１２に記録するとともに、移動指示部１２４へ伝達する。
【００３６】
通信部１１０は、無線ＬＡＮを介して、遠隔地にある他の計算機へ、屋内構造データ１１５や映像データ１１６を配信する。
【００３７】
図５は、計算機１０４のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００３８】
図５において、計算機１０４は、ＬＣＤ９０１（Ｌｉｑｕｉｄ・Ｃｒｙｓｔａｌ・Ｄｉｓｐｌａｙ）、キーボード９０２（Ｋ／Ｂ）、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（Ｃｏｍｐａｃｔ・Ｄｉｓｃ・Ｄｒｉｖｅ）、プリンタ９０６といったハードウェアデバイスを備えている。これらのハードウェアデバイスはケーブルや信号線で接続されている。ＬＣＤ９０１の代わりに、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ・Ｒａｙ・Ｔｕｂｅ）、あるいは、その他の表示装置が用いられてもよい。マウス９０３の代わりに、タッチパネル、タッチパッド、トラックボール、ペンタブレット、あるいは、その他のポインティングデバイスが用いられてもよい。
【００３９】
計算機１０４は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ）を備えている。ＣＰＵ９１１は、処理装置１１１の一例である。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３（Ｒｅａｄ・Ｏｎｌｙ・Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ９１４（Ｒａｎｄｏｍ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｍｅｍｏｒｙ）、通信ボード９１５、ＬＣＤ９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、プリンタ９０６、ＨＤＤ９２０（Ｈａｒｄ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。ＨＤＤ９２０の代わりに、フラッシュメモリ、光ディスク装置、メモリカードリーダライタ又はその他の記憶媒体が用いられてもよい。
【００４０】
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、ＨＤＤ９２０は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶装置１１２の一例である。通信ボード９１５、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５は、入力装置１１３の一例である。また、通信ボード９１５、ＬＣＤ９０１、プリンタ９０６は、出力装置１１４の一例である。
【００４１】
通信ボード９１５は、無線ＬＡＮを介して他の計算機等と通信する機能を有する。通信ボード９１５は、通信装置の一例である。通信ボード９１５は、無線ＬＡＮに限らず、携帯電話網、あるいは、無線インターネットに接続されていても構わない。無線ＬＡＮ、携帯電話網、無線インターネットは、無線ネットワークの一例である。
【００４２】
ＨＤＤ９２０には、オペレーティングシステム９２１（ＯＳ）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、オペレーティングシステム９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。プログラム群９２３には、本実施の形態の説明において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが含まれている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。ファイル群９２４には、本実施の形態の説明において、「〜データ」、「〜情報」、「〜ＩＤ（識別子）」、「〜フラグ」、「〜結果」として説明するデータや情報や信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」や「〜テーブル」の各項目として含まれている。「〜ファイル」や「〜データベース」や「〜テーブル」は、ＲＡＭ９１４やＨＤＤ９２０等の記憶媒体に記憶される。ＲＡＭ９１４やＨＤＤ９２０等の記憶媒体に記憶されたデータや情報や信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出、検索、参照、比較、演算、計算、制御、出力、印刷、表示といったＣＰＵ９１１の処理（動作）に用いられる。抽出、検索、参照、比較、演算、計算、制御、出力、印刷、表示といったＣＰＵ９１１の処理中、データや情報や信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
【００４３】
本実施の形態の説明において用いるブロック図やフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示す。データや信号は、ＲＡＭ９１４等のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク（ＣＤ）、ＨＤＤ９２０の磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）、あるいは、その他の記録媒体に記録される。また、データや信号は、バス９１２、信号線、ケーブル、あるいは、その他の伝送媒体により伝送される。
【００４４】
本実施の形態の説明において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜工程」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。即ち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。あるいは、「〜部」として説明するものは、ソフトウェアのみ、あるいは、素子、デバイス、基板、配線といったハードウェアのみで実現されていても構わない。あるいは、「〜部」として説明するものは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、あるいは、ソフトウェアとハードウェアとファームウェアとの組み合わせで実現されていても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、フレキシブルディスク、コンパクトディスク、磁気ディスク、光ディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。即ち、プログラムは、本実施の形態の説明で述べる「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、プログラムは、本実施の形態の説明で述べる「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００４５】
図６は、捜索装置１００の動作（本実施の形態に係る探索方法、本実施の形態に係る探索プログラムの処理手順）を示すフローチャートである。
【００４６】
図６のステップＳ１０１（フロア調査経路作成ステップ）において、フロア調査経路作成部１２３は、屋内構造データ１１５に含まれる通過可能域と、壁ベクトルに外接する最小の長方形をその時点で推測しうるフロア形状と仮定する。このとき、壁がある方向とその方向に直行する方向の２方向に（長さ比）８割以上で一致する場合は、最小外接長方形の辺をその２方向に合わせる。フロア調査経路作成部１２３は、１回の移動動作で移動する距離を一定として、移動する方向を決定する。
【００４７】
図７に、フロア調査経路作成部１２３による経路計画の一例を示す。図７は、外接長方形の右下部分の拡大図である。図７の例において、壁がある方向Ｗ１とその方向に直行する方向Ｗ２の２方向に対し、外接長方形の辺の方向Ｓ１及びＳ２は８割以上で一致しているものとする。
【００４８】
フロア調査経路作成部１２３は、移動する方向の決定の際、以下のルールに従う。
【００４９】
ルール１：外接長方形を拡張する方向を候補とする。方向の候補としては、捜索装置１００の出発位置から遠くの方向を優先とし、この方向がとれない場合は、捜索装置１００の位置が外接長方形の重心より右にあれば右方向、上にあれば上方向、下にあれば下方向、左にあれば左方向を候補とする。図７の例では、捜索装置１００の位置から、４５度間隔の８方向から方向の候補を選ぶ場合、捜索装置１００が外接長方形の重心より右下にあるため、Ａ（右）、Ｂ（右斜め下）、Ｃ（下）の３方向を候補とする。
【００５０】
ルール２：候補の方向のうち、延長上に壁がなく、未探索領域がある方向を選ぶ。図７の例では、ＡとＢである。
【００５１】
ルール３：直前まで移動していた方向と方向の角度差が少ない方向を選ぶ。
【００５２】
ルール４：外接長方形を拡張する方向として、外接長方形が正方形に近くなるであろう方向を優先して選ぶ。
【００５３】
ルール５：ルール１からルール４によって、経路が決定できない場合は、移動可能領域と未探索領域の境界で、最も外接長方形の辺に近い位置へ向かうこととし、その位置までの経路を設定する。あるいは、移動可能領域と未探索領域の境界で、外接長方形の辺から一定距離以内にある複数の境界点候補から現在位置に最も近いものを選んでもよい。ルール５における経路設定は、既に壁と移動可能領域の屋内構造データ１１５を取得した範囲内の移動であるため、一般的な経路設定手法に従って、経路を決定することができる。ルール５における経路は、１回の動作だけで動ける距離ではない場合もあるので、複数回に分けて移動する経路であってもよい。
【００５４】
上記のように、フロアサイズ推定部１２１によりフロアの内周形状が推定されるまでは、フロア調査経路作成部１２３は、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５がセンシング部１０７により更新されることによって屋内構造データ１１５で示された移動可能領域の外接四角形が拡張する方向を優先して、次に移動指示部１２４が移動制御部１０９へ指示する方向を処理装置１１１により決定する（ルール１）。このとき、探索部１２０は、センシング部１０７により未だ観測されていない領域（未探索領域）をセンシング部１０７が観測できる地点が移動できる方向にあれば、当該地点の方向を、次に移動指示部１２４が移動制御部１０９へ指示する方向として処理装置１１１により決定する（ルール２）。さらに、探索部１２０は、直前に指示した方向との角度差が少ない方向を優先して、次に移動指示部１２４が移動制御部１０９へ指示する方向を処理装置１１１により決定する（ルール３）。さらに、探索部１２０は、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５がセンシング部１０７により更新されることによって屋内構造データ１１５で示された移動可能領域の外接四角形が正方形に近くなる方向を優先して、次に移動指示部１２４が移動制御部１０９へ指示する方向を処理装置１１１により決定する（ルール４）。一方、未探索領域をセンシング部１０７が観測できる地点が移動できる方向になければ、探索部１２０は、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５で示された移動可能領域と未探索領域との境界線上で当該移動可能領域の外接四角形の辺から所定の距離内にある地点の方向を、次に移動指示部１２４が移動制御部１０９へ指示する方向を処理装置１１１により決定する（ルール５）。
【００５５】
フロア調査経路作成部１２３は、移動方向と距離を移動指示部１２４へ伝える。ルール５において経路を決定した場合、フロア調査経路作成部１２３は、複数の移動方向と距離により、目的の位置まで移動できる経路を移動指示部１２４へ繰り返し伝える。
【００５６】
なお、上記ルール１からルール４の適用順序は、以下のように設定することができる。
・適用順序の設定方法１：予めルールの適用順序を決めておく。
・適用順序の設定方法２：ルールの適用度合に点数を付け、この点数が高いものを優先してルールを選択する。
・適用順序の設定方法３（設定方法１に設定方法２を組み合わせたもの）：いくつかのルールを適用する順序を予め定めるが、順序が同等のルールを複数定めておき、同じ順序のルール間においては、点数が高いものを優先してルールを選択する。
・適用順序の設定方法３’（設定方法３を変形したもの）：ルールに対する点数の付け方に重み付けをし、一定のルールに付いた点数が特別に高く（一定の閾値以上に）なった場合、上記順序設定に関わらず、そのルールを優先適用する。
【００５７】
上記ルール１からルール４に点数を付ける場合（設定方法２、設定方法３、設定方法３’を採用する場合）、ルールごとに、以下のような点数の付け方が可能である。
・ルール１：捜索装置１００から捜索装置１００に最も近い未探索領域までの距離を予め設定した４段階の値と比較して点数を付ける（距離を４段階評価して、距離が短いものほど高い点数を付ける）。
・ルール２：探索済み領域と未探索領域の接線の長さを予め設定した４段階の長さと比較し、長さに応じて点数を付ける（接線の長さを４段階評価して、接線が長いものほど高い点数を付ける）。
・ルール３：角度の大きさを予め４段階に定め、差異の少ない方を４点として点数を決める（角度差を４段階評価して、角度差が小さいものほど高い点数を付ける）。
・ルール４：外接長方形のテーパー比率（縦と横との比率）を予め４段階に定め、１点から４点の点数を与える（テーパー比率がどれだけ１に近いかを４段階評価して、テーパー比率が１から遠いものほど高い点数を付ける）。
【００５８】
フロア調査経路作成部１２３は、上記ルール１からルール５に従う代わりに、以下のように移動する方向を決定してもよい。
【００５９】
まず、フロア調査経路作成部１２３は、全ての未探索領域に対し、以下の評価項目のそれぞれに基づいて点数を付ける。
・評価項目１：未探索領域ごとに、捜索装置１００から未探索領域までの距離を４段階評価する（捜索装置１００から近いものほど高い点数を付ける）。
・評価項目２：未探索領域ごとに、探索済み領域と未探索領域との接線の長さを４段階評価する（探索済み領域との接線が長いものほど高い点数を付ける）。
・評価項目３：未探索領域ごとに、外接長方形の重心から未探索領域への方向と外接長方形の長手方向との差を４段階評価する（探索された場合に外接長方形が正方形に近づく方向にあるものほど高い点数を付ける）。
・評価項目４：未探索領域ごとに、外接長方形の重心から外接長方形の辺までの間の相対的な位置を４段階評価する（外接長方形の辺に近いものほど高い点数を付ける）。
【００６０】
次に、フロア調査経路作成部１２３は、未探索領域ごとに、評価項目１から評価項目４までの点数を合計する（このとき、必要に応じて評価項目ごとに点数の重み付けを行ってから点数を合計してもよい）。
【００６１】
最後に、フロア調査経路作成部１２３は、合計した点数が最も高い未探索領域への方向を、移動する方向として決定する。
【００６２】
ステップＳ１０２（移動指示ステップ）において、移動指示部１２４は、初めに移動する方向へ向く超信地旋回を実施するように移動制御部１０９に指示する。
【００６３】
ステップＳ１０３（移動制御ステップ）において、移動制御部１０９は、等速度で左右それぞれの駆動輪１０５を反対方向へ回転させることにより、超信地旋回を実施する。その後、両方の駆動輪１０５を、指示された距離移動させるために必要な回転数回転させる。これにより、捜索装置１００は、指定方向へ指定距離走行する。走行完了後、移動制御部１０９は、両方の駆動輪１０５に付いている車輪回転計等から回転数及び回転角度を検出し、検出した回転数及び回転角度から捜索装置１００が実際に向いた方向、走行した距離を処理装置１１１により求める。そして、移動制御部１０９は、記憶装置１１２に記憶されている現在位置と方向のデータを更新し、移動指示部１２４へ返す。
【００６４】
ステップＳ１０４（センシング指示ステップ）において、センシング指示部１２５は、センシング指示をセンシング部１０７へ送る。指示においては最新の現在位置と方向をあわせて送る。
【００６５】
ステップＳ１０５（データ取得ステップ）において、データ取得部１１７は、全方位カメラ１０３へ映像取得指示を送信し、全方位カメラ１０３から映像を取得し、映像データ１１６に記録する。また、データ取得部１１７は、レーザスキャナ１０２により周辺物までの距離（周辺物の位置）を取得し、屋内構造データ１１５に記録する。データ取得部１１７は、レーザスキャナ１０２により取得したデータのうち、計測距離以内で、かつ、レーザスキャナ１０２から検知した物体までの距離範囲を塗りつぶした画像を処理装置１１１により生成する。そして、データ取得部１１７は、この画像を、現在位置に対応する点を中心として、現在の方向に合わせて回転させ、移動可能領域の画像の上へ処理装置１１１により合成する。このとき、２つの画像はＯＲ（論理和）ロジックで合成することとする。データ取得部１１７は、距離を計測できて、かつ、センシングした角度が連続する点同士を繋げたベクトルデータを処理装置１１１により生成する。そして、データ取得部１１７は、このベクトルデータを、捜索装置１００の位置に従って平行移動させ、さらに、捜索装置１００の方向に従って回転させた上で壁ベクトルとして記憶装置１１２に記録する。
【００６６】
ステップＳ１０６（出入口取得ステップ）において、出入口取得部１１８は、データ取得部１１７が取得した壁ベクトルが直線に並び、かつ、一定距離（例えば５０ｃｍ以上２ｍ以下）の部分において壁のない部分を検出した場合、この壁のない部分の両端の壁ベクトルの座標を出入口の両端として処理装置１１１により検出する。このとき、壁がない区間は捜索装置１００の移動可能領域である（未探索領域ではない）とする。出入口取得部１１８は、検出した出入口の両側の座標値を通し番号をつけて電子データとして記憶装置１１２に記録する。このとき、既に別方向から同じ座標値の出入口を発見していた場合は、出入口取得部１１８は、２重の記録はしない。また、同じ座標値の出入口の判定において、一定距離以内の誤差（例えば１０ｃｍ）を認めるものとする。
【００６７】
ステップＳ１０７（接続構造生成ステップ）において、接続構造生成部１１９は、初めに部屋のデータを処理装置１１１により作成する。部屋の定義として、出入口を直線で連結したと仮定した場合に、閉ループとなる形状を部屋とする。
【００６８】
図８に、接続構造生成部１１９による内外判定（部屋検出）の一例を示す。図８において、点Ｂ、Ｃ間の１つの出入口、点Ｊ、Ｋ間の２つの出入口、点Ｇ、Ｆ間の１つの出入口が直線で繋がっていたと仮定した場合、点Ｂ、Ｊ、Ｋ、Ｇ、Ｆ、Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂにより構成される閉ループを１つの部屋とする。端点Ｈ、Ｉの間は未探索領域であり、未探索領域により分断された２点を直線で結んだと仮定して、かつ、前述した出入口及び点Ｉ、Ａ間の１つの出入口が直線で繋がっていたと仮定した場合、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ａからなる閉ループを部屋候補とする。閉ループ内に閉ループに属さない壁のベクトルがないことが、部屋及び部屋候補の条件である。接続構造生成部１１９は、その時点までにデータ取得部１１７が取得した壁ベクトル及び移動可能領域のデータから、全ての部屋及び部屋候補を処理装置１１１により検出し、通し番号をつけて部屋のベクトル群を電子データとして記憶装置１１２に記録する。このとき、それまでに記録した部屋及び部屋候補と重複した記録はしない。また、それまでに部屋候補であったベクトル群に追加すべきベクトルがあれば、これを追加して記録する。さらに、それまでに部屋候補であったベクトル群が、その後のデータ取得により、実際には部屋ではなかった場合はこれを消去する。接続構造生成部１１９は、出入口取得部１１８が記録した出入口の座標値に、出入口の通し番号と部屋の通し番号とを対応付けて電子データとして記憶装置１１２に記録する。また、接続構造生成部１１９は、どの部屋のどの出入口が他のどの部屋と接続しているかを示すデータを記憶装置１１２に記録する。接続構造生成部１１９は、図８に示すように、捜索装置１００から壁ベクトルの座標に対して、一定の基準方向から見た時計回りの角度θを求める。このθを、部屋をなす壁ベクトルの点座標全てに対して順番に積分して、積分値が０になる部屋又は部屋候補を求めることにより、捜索装置１００がいる部屋を特定して電子データとして記憶装置１１２に記録する。
【００６９】
ステップＳ１０８（フロアサイズ推定ステップ）において、フロアサイズ推定部１２１は、屋内構造データ１１５に含まれる通過可能域と、壁ベクトルに外接する最小の長方形をその時点で推測しうるフロア形状と仮定する。このとき、壁がある方向とその方向に直行する方向の２方向に（長さ比）８割以上で一致する場合は、最小外接長方形の辺をその２方向に合わせる。
【００７０】
ステップＳ１０９（フロアサイズ推定完了判断ステップ）において、フロアサイズ推定部１２１は、フロア全体の大きさ（フロア形状のサイズ）を求められたかどうかを処理装置１１１により判定する。これが求められていない場合は、ステップＳ１０１に戻ってフロア調査経路作成部１２３を動作させる。一方、フロア全体の大きさが求められていると判断した場合は、ステップＳ１１０に進んで室内探索経路作成部１２６を動作させる。
【００７１】
具体的には、フロアサイズ推定部１２１は、取得した最小外接長方形と、移動可能な未探索領域の位置から、フロアの大きさの推定が完了しているかどうかを処理装置１１１により判断する。以下の条件のいずれかを満たした場合に、推定完了とする。
【００７２】
条件１：フロアサイズ推定部１２１は、捜索装置１００の操作員が、予め建物外壁（あるいはフロア内周）の大きさ（縦横の長さ）を入力し、サイズデータとして記憶装置１１２に格納している場合には、サイズデータから求められる面積と、取得した最小外接長方形の面積の差が閾値（例えば１０％）以下であれば、推定完了と判断する。
【００７３】
条件２：フロアサイズ推定部１２１は、壁ベクトルの外周である最大閉ループを処理装置１１１により抽出する。このとき、出入口部分は直線でふさがれていると仮定する。未探索領域が間にある壁ベクトルの端点は、閉ループの構成には含まない。図８の例では、最大閉ループは、点Ｂ、Ｊ、Ｋ、Ｇ、Ｆ、Ｅ、Ｄ、Ｃ、Ｂからなるループである。図９に示した例では、最大閉ループは、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ａからなるループである。フロアサイズ推定部１２１は、最大閉ループと最小外接長方形の間に壁ベクトルや通過可能域がない状態において、推定完了と判断する。図８の例では、最大閉ループと外接長方形の間に、点Ａ、Ｂ間の壁ベクトル等、複数の壁ベクトルが存在する。また、最大閉ループと外接長方形の間に、点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ａからなる通過可能域が存在する。そのため、フロアサイズ推定部１２１は、推定完了ではないと判断する。これに対し、図９の例では、最大閉ループと外接長方形の間に壁ベクトルや通過可能域が存在しない。そのため、フロアサイズ推定部１２１は、推定完了と判断する。
【００７４】
条件３：フロアサイズ推定部１２１は、フロア調査経路作成部１２３が前述したルール１からルール５までに従って経路計画の計算をすることが不可能であることを確認した時点で、推定完了と判断する。
【００７５】
上記のように、フロアサイズ推定部１２１は、フロアの大きさを示すサイズデータを予め記憶装置１１２に記憶されている場合、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５で示された移動可能領域の外接四角形の大きさと記憶装置１１２に記憶されているサイズデータで示された大きさとの差が所定の閾値以下である場合に、当該移動可能領域の外接四角形をフロアの内周形状と推定する（条件１）。あるいは、フロアサイズ推定部１２１は、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５で示された移動可能領域が障害物に囲まれた閉領域である場合に、当該移動可能領域の外接四角形をフロアの内周形状と推定する。あるいは、フロアサイズ推定部１２１は、探索部１２０が決定できる方向がない場合に、記憶装置１１２に記憶されている屋内構造データ１１５で示された移動可能領域の外接四角形をフロアの内周形状と推定する。
【００７６】
前述したように、フロアサイズ推定部１２１は、推定が完了していない場合は、ステップＳ１０１に戻ってフロア調査経路作成部１２３を動作させる。一方、推定が完了している場合は、ステップＳ１１０に進んで室内探索経路作成部１２６を動作させる。
【００７７】
ステップＳ１１０（室内探索経路作成ステップ）において、室内探索経路作成部１２６は、捜索装置１００が現在いる部屋の未探索領域を処理装置１１１により探索する。室内探索経路作成部１２６は、まず、部屋を構成する壁ベクトルのうち、出入口以外の未探索領域があれば、その方向へ向かう経路を処理装置１１１により決定する。図８の例では、点Ｈ、Ｉの２点の間及びその先が未探索であるので、点Ｈ、Ｉのうち、近い方へ向かう経路を処理装置１１１により計画する。ステップＳ１１１〜Ｓ１１６における移動とセンシングの動作（ステップＳ１０２〜Ｓ１０７と同様である）により、捜索装置１００が点Ｉの位置をレーザスキャナ１０２で観測できる位置である点Ｉ’まで来た場合、ステップＳ１１０において、室内探索経路作成部１２６は、左側に壁があるため、その壁に平行に点Ｉ’を延長する方向へ経路を処理装置１１１により決定する。仮に点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ａからなるループが部屋であるならば、室内探索経路作成部１２６は、点Ｉから壁を観測しながら点Ｈまで進む経路を決定することになる。そして、ステップＳ１１１〜Ｓ１１６における移動とセンシングを繰り返すことにより、捜索装置１００は、点Ｉから点Ｈまでの壁を検出する。
【００７８】
室内探索経路作成部１２６は、捜索装置１００のいる部屋を構成する閉ループを全て検出できている場合、続いて、室内全域の未探索領域（移動可能領域でもなく、壁ベクトルもない部分）を探索する計画を処理装置１１１により作成する。例えば、部屋の領域の中に残る未探索領域にラベル（番号）を付け、最も近い未探索領域へ向かう経路を処理装置１１１により作成する。未探索領域は部屋の中でその形状も検出できるので、この形状を鑑みて効率のよい経路を作成することができる。
【００７９】
図１０に、室内探索経路作成部１２６による室内探索経路の一例を示す。図１０の例において、室内探索経路作成部１２６は、未探索領域に凹凸が少ない場合は、その外周から、センシング可能距離だけ内側の距離を通り、徐々に中心方向に移動する渦巻き状の経路を処理装置１１１により作成する。捜索装置１００は、ステップＳ１１１〜Ｓ１１６における移動やセンシングを繰り返した場合であっても、走行不可能な状況にならない限り、この経路の通り移動するものとする。図１０の例では、右側にある複数の柱の影が検知できていない。室内探索経路作成部１２６は、このように未探索領域に凹凸が多い場合は、周辺の一定距離内の未探索領域も合わせた四角形の仮設領域を処理装置１１１により設定し、その中を左側と同様の渦巻き状に走行する経路を処理装置１１１により作成する。また、予め経路上に壁があることがわかっている場合は、壁を回避する経路をとるものとする。
【００８０】
ステップＳ１１７（室内調査完了判断ステップ）において、室内探索経路作成部１２６は、現在捜索装置１００のいる室内の調査が完了したかどうかを処理装置１１１により判断する。具体的には、室内探索経路作成部１２６は、部屋を構成する閉ループ内に未探索領域がないか、あるいは、未探索領域が予め定めた面積比以下の場合、調査が完了したと判断する。なお、柱のように周辺を壁ベクトルに囲まれた領域は、未探索領域ではないものとする。室内探索経路作成部１２６は、室内の調査が完了していないと判断した場合、ステップＳ１１０に戻る。一方、完了していると判断した場合は、ステップＳ１１８に進む。
【００８１】
ステップＳ１１８（フロア調査完了判断ステップ）において、別室経路作成部１２７は、フロア全域の調査が完了しているかどうかを処理装置１１１により判断する。具体的には、別室経路作成部１２７は、全ての部屋の調査が完了しており、かつ、移動可能領域と未探索領域が接している場所がない場合に、フロアの調査が全て完了していると判断する。別室経路作成部１２７は、フロアの調査が全て完了していないと判断した場合、ステップＳ１１９に進む。一方、完了していると判断した場合は、処理を終了する。
【００８２】
ステップＳ１１９（別室経路作成ステップ）において、別室経路作成部１２７は、現在記録できている屋内構造データ１１５の部屋及び出入口の接続関係から、次に探索する部屋を処理装置１１１により選ぶ。部屋は以下のルールを用いて選ぶ。
・未探索領域の残る全ての部屋を巡回する。
・未探索領域のない部屋、調査を完了した部屋を通過してもよい。
・最短経路を求める。
【００８３】
別室経路作成部１２７は、上記のルールに従って、次の部屋への移動経路を処理装置１１１により計画する。そして、ステップＳ１１０に戻って室内探索経路作成部１２６に移動先の部屋の探索を行わせる。
【００８４】
ここで、ステップＳ１１０以降の処理について、具体例を示す。
【００８５】
室内探索経路作成部１２６は、接続関係を示す屋内構造データ１１５から、現在捜索装置１００がいる部屋の内部を壁に沿って１周し、部屋に接続している出入口の位置を検知する。次に、室内探索経路作成部１２６は、部屋の内部の未探索領域を探索する。次に、室内探索経路作成部１２６は、検知した出入口の位置と、調査済みの部屋の位置から、その出入口が既に探索済みの部屋と接続している場合は、屋内構造データ１１５を更新する。このとき、室内探索経路作成部１２６は、図４に示すように、部屋と部屋を結ぶ出入口の接続関係を記録する。例えば図４において、部屋Ｄと部屋Ｃの探索が完了していて、部屋Ｂの内部を全く探索していない状態であるとする。部屋Ｄの出入口３と部屋Ｃの出入口１との間の距離が近く、部屋Ｄの出入口３と部屋Ｃの出入口１との間を遮蔽する構造物が検知されていない場合、室内探索経路作成部１２６は、部屋Ｄの出入口３と部屋Ｃの出入口１との間の接続を「仮定」する。室内探索経路作成部１２６は、この仮定情報を屋内構造データ１１５へ付与する。次に、室内探索経路作成部１２６は、検知済みの部屋間の接続情報から未探索の領域を探索する。
【００８６】
図１１及び図１２に、探索順序決定方式の一例を示す。図１１の例において、捜索装置１００は、左下の点（スタート点）からスタートし、右上の点（フロアサイズの推測完了点）でフロアサイズを推測し、上の部屋を１周した後、部屋の真ん中の部分の未探索領域を探索し、現在位置の地点まで来た状態であるとする。上記ルールより、室内探索経路作成部１２６は、距離の近い出入口は仮に接続しているとみなし、結果として左の３つの出入口と、上の２つの出入口は仮に接続しているとみなす。この結果、図１２に示したように、屋内構造データ１１５は以下のような情報を記録することになる。
・部屋Ａ、部屋Ｂの２つの部屋が検知済みである。
・部屋Ａの出入口１と、部屋Ｂの出入口４が接続している。
・部屋Ｂの出入口５、出入口６、出入口７は仮接続状態であるので、この外側に仮の未探索領域Ｃがあるとする。このとき、領域Ｃの大きさは、フロアサイズとして推測した外接長方形に囲まれたサイズとする。同様に部屋Ａの出入口２、出入口３が接続する未探索領域Ｄの大きさを仮決めする。このとき、部屋Ｂの出入口８が接続する領域Ｅも重複する位置にあるので、これを面積比で２等分して、未探索領域Ｄ、未探索領域Ｅの大きさを仮決定する。
【００８７】
次に、室内探索経路作成部１２６及び別室経路作成部１２７は、現在位置から、未探索領域Ｃ、未探索領域Ｄ、未探索領域Ｅの内壁を１周する最短のコースを決め、このコースに従い捜索装置１００を移動させる。随時屋内構造データ１１５の更新を実施し、図１２で示した構造と異なる場合は屋内構造データ１１５の更新と経路の再決定を行う。結果として、図１３に示すように、全域探索を完了する。
【００８８】
上記の一連の処理とは独立して、通信部１１０は、屋内構造データ１１５及び映像データ１１６が蓄積又は更新されると、即座に無線ＬＡＮを介して、遠隔地にある他のコンピュータへ屋内構造データ１１５及び映像データ１１６を送信する。屋内構造データ１１５及び映像データ１１６は、これらのデータの取得時における捜索装置１００の位置及び方向とともに送信される。通信部１１０は、移動制御部１０９へ一定時間間隔で問い合わせを行い、捜索装置１００の位置や方向に変更があったときに、変更後の位置や方向を示すデータを受信し、即座に無線ＬＡＮを介して、遠隔地にある他のコンピュータへそのデータを送信する。遠隔地にあるコンピュータは、移動可能領域のイメージ（全方位カメラ１０３により撮影された床や出入口等の画像）、壁ベクトル全てのイメージ（全方位カメラ１０３により撮影された壁の画像）を並列又は座標を合わせて重畳して表示装置に表示する。このとき、遠隔地にあるコンピュータは、移動可能領域のイメージ、壁ベクトル全てのイメージの上に、捜索装置１００の現在位置、方向を表示する。また、遠隔地にあるコンピュータは、移動可能領域のイメージ、壁ベクトル全てのイメージの上に、映像の撮影位置と撮影した映像の通し番号を表示し、映像にその通し番号を付与して、記憶装置に蓄積する。そして、映像の通し番号が入力されるとその映像を記憶装置から読み出して表示装置に表示する。
【００８９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、捜索装置１００が、フロア調査経路作成部１２３とフロアサイズ推定部１２１により、建物内部の広さを推測して、未探索部分の位置、形、大きさを推測し、室内探索経路作成部１２６と別室経路作成部１２７により、効率のよい（迷走したり、同じ場所の走行を繰り返さない）経路を計画できるため、探索の時間を短縮したり、探索の効率を向上させたりすることができる。つまり、未探索領域を推測し、未探索領域を小さくする順序で探索を行うので、同じ場所を何度も探索したり、迷走したりしないで、効率のよい探索が可能となる。
【００９０】
また、本実施の形態によれば、捜索装置１００が、室内探索経路作成部１２６と出入口取得部１１８と接続構造生成部１１９により、建物構造における部屋とその出入口、及び通路を認識し、全域の探索を完了していなくとも、部屋の大きさ、位置、接続関係を検知できるため、探索の時間を短縮したり、探索の効率を向上させたりすることができる。つまり、建物の各部屋の出入口と、出入口で接続された部屋同士の関係をいち早く取得可能であるので、建物内部の構造を外部の人へいち早く伝えることができる。
【符号の説明】
【００９１】
１００  捜索装置、１０１  台車、１０２  レーザスキャナ、１０３  全方位カメラ、１０４  計算機、１０５  駆動輪、１０６  補助輪、１０７  センシング部、１０８  経路計画部、１０９  移動制御部、１１０  通信部、１１１  処理装置、１１２  記憶装置、１１３  入力装置、１１４  出力装置、１１５  屋内構造データ、１１６  映像データ、１１７  データ取得部、１１８  出入口取得部、１１９  接続構造生成部、１２０  探索部、１２１  フロアサイズ推定部、１２２  経路作成部、１２３  フロア調査経路作成部、１２４  移動指示部、１２５  センシング指示部、１２６  室内探索経路作成部、１２７  別室経路作成部、９０１  ＬＣＤ、９０２  キーボード、９０３  マウス、９０４  ＦＤＤ、９０５  ＣＤＤ、９０６  プリンタ、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９２０  ＨＤＤ、９２１  オペレーティングシステム、９２２  ウィンドウシステム、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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１２】
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【図１１】
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【図１３】
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