(57)【要約】【課題】走行可能領域を正確に把握し、高速で移動可能な移動経路を見つけ出し、移動装置の高速移動を可能にする経路生成装置およびその方法を提供する。【解決手段】移動装置４の進行を妨げる障害物２０を外界データとして検出し、移動装置の現在位置を位置データとして検出し、外界データと位置データとから局所地図２２を生成し、局所地図を移動装置が走行可能な走行可能領域２４と、障害物の存在と認識される障害物領域２６と、外界データを検出していない未計測領域２８とに分け、走行可能領域に囲まれた障害物領域である判別対象障害物領域２７に隣接し、かつ判別対象障害物領域を挟んで移動装置の反対側に位置する未計測領域を隣接未計測領域３０とし、隣接未計測領域の有無と隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さＣとを判定し、前記有無または前記長さＣから判別対象障害物領域と隣接未計測領域を走行可能領域または走行不能領域３２に判別する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自律移動する移動装置の移動経路を生成する経路生成装置であって、
移動装置の進行を妨げる障害物を検出し外界データとして出力する障害物検出装置と、
移動装置の現在位置を検出し位置データとして出力する位置検出装置と、
外界データと位置データとに基づいて現在位置近傍の局所地図を生成する経路探索装置と、を備え、
経路探索装置は、
（Ａ）局所地図を移動装置が走行可能な走行可能領域と、障害物の存在と認識される障害物領域と、外界データを検出していない未計測領域とに分け、
（Ｂ）前記障害物領域のうち、走行可能領域に囲まれた障害物領域を判別対象障害物領域として判別し、
（Ｃ）前記判別対象障害物領域に隣接し、かつ前記判別対象障害物領域を挟んで移動装置の反対側に位置する未計測領域を隣接未計測領域とし、
（Ｄ）隣接未計測領域の有無と前記隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さＣとを判定し、
（Ｅ）前記隣接未計測領域の有無または前記長さＣにより、前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域を、走行可能領域または移動装置が走行できない領域である走行不能領域に判別する、ことを特徴とする経路生成装置。
【請求項２】
経路探索装置は、前記（Ｅ）において、
（Ｅ１）局所地図上に障害物領域に当たるまで直線状の複数の第１探索線を延ばし、
（Ｅ２）前記判別対象障害物領域に当たる第１探索線の遠位端からさらに第１探索線を延伸した第２探索線を引き、
（Ｅ３）隣接未計測領域の有無を判定し、
（Ｅ４）前記隣接未計測領域が有るときに隣接未計測領域上の第２探索線の長さを局所地図上で求めることで前記長さＣを求め、移動装置が走行可能な許容高さに応じて予め定められた閾値と前記長さＣとを比較し、
（Ｅ５）前記長さＣが閾値と同じもしくは閾値より長いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行不能領域に判定し、
（Ｅ６）前記長さＣが閾値より短いとき又は前記隣接未計測領域が無いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行可能領域に判定する、ことを特徴とする請求項１に記載の経路生成装置。
【請求項３】
第１探索線は、現在位置から放射状に延ばされる複数の直線である、ことを特徴とする請求項２に記載の経路生成装置。
【請求項４】
第１探索線は、移動装置の進行方向上の走行軸に平行に延ばされる複数の直線である、ことを特徴とする請求項２に記載の経路生成装置。
【請求項５】
障害物検出装置は、複数のレーザ光を走査して複数の外界データを取得し、
経路探索装置は複数の外界データから一つの局所地図を生成する、ことを特徴とする請求項１に記載の経路生成装置。
【請求項６】
外界データと位置データと、
局所地図と、
走行可能領域、障害物領域、未計測領域、又は走行不能領域とを記憶する記憶装置を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の経路生成装置。
【請求項７】
自律移動する移動装置の移動経路を生成する経路生成方法であって、
移動装置の進行を妨げる障害物を外界データとして検出し、
移動装置の現在位置を位置データとして検出し、
外界データと位置データとに基づいて現在位置近傍の局所地図を生成し、
（Ａ）局所地図を移動装置が走行可能な走行可能領域と、障害物の存在と認識される障害物領域と、外界データを検出していない未計測領域とに分け、
（Ｂ）前記障害物領域のうち、走行可能領域に囲まれた障害物領域を判別対象障害物領域として判別し、
（Ｃ）前記判別対象障害物領域に隣接し、かつ前記判別対象障害物領域を挟んで移動装置の反対側に位置する未計測領域を隣接未計測領域とし、
（Ｄ）隣接未計測領域の有無と前記隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さＣとを判定し、
（Ｅ）前記隣接未計測領域の有無または前記長さＣにより、前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域を、走行可能領域または移動装置が走行できない領域である走行不能領域に判別する、ことを特徴とする経路生成方法。
【請求項８】
前記（Ｅ）において、
（Ｅ１）局所地図上に障害物領域に当たるまで直線状の複数の第１探索線を延ばし、
（Ｅ２）前記判別対象障害物領域に当たる第１探索線の遠位端からさらに第１探索線を延伸した第２探索線を引き、
（Ｅ３）隣接未計測領域の有無を判定し、
（Ｅ４）前記隣接未計測領域が有るときに隣接未計測領域上の第２探索線の長さを局所地図上で求めることで前記長さＣを求め、移動装置が走行可能な許容高さに応じて予め定められた閾値と前記長さＣとを比較し、
（Ｅ５）前記長さＣが閾値と同じもしくは閾値より長いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行不能領域に判定し、
（Ｅ６）前記長さＣが閾値より短いとき又は前記隣接未計測領域が無いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行可能領域に判定する、ことを特徴とする請求項７に記載の経路生成方法。
【請求項９】
（Ｅ１）局所地図上に現在位置から複数の直線状の第１探索線を放射状に延ばす、ことを特徴とする請求項８に記載の経路生成方法。
【請求項１０】
（Ｅ１）局所地図上に移動装置の進行方向上の走行軸に平行に複数の直線状の第１探索線を延ばす、ことを特徴とする請求項８に記載の経路生成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動する移動装置の移動経路を生成する経路生成装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自律移動する移動装置は、舗装路、未舗装路（オフロード）または屋内において自律的に移動するロボットや車両である。
移動装置が自律移動又は走行するために、移動装置は、既知の地図上に設定された移動経路に沿って移動するように制御される。
【０００３】
この制御を行うために、例えば特許文献１の移動装置は、レーザ光を走査して前方側の形状データを取得するレーザレンジファインダを有する外界計測部、移動装置の自己位置を求める自己位置計測部、外界計測部で得た形状データと自己位置計測部で得た自己位置データとが入力される処理部、及びこの処理部とＬＡＮを介して接続する地図作成部を備えている。
【０００４】
そして、特許文献１の移動装置は、これらの装置を制御し、外界をレーザ距離計等のセンサで３次元的に計測し、走行可能領域と走行不能領域を識別し、局所地図を生成する。
【０００５】
また、特許文献２の移動装置は、移動装置の周囲の停止車両、凹凸地、もしくは壁などの障害物の有無およびその位置や範囲を検出する障害物検出装置、移動装置の現在位置、進行方向、もしくは移動速度などの移動装置自体に関する情報を検出する位置検出装置、移動装置の現在位置、障害物の位置や範囲、経路情報に基づいて、次の経由位置に向かうための移動経路を探索して生成する経路探索装置、移動装置の移動範囲を含む領域の地図（地図情報）、移動開始位置から目標到達位置までの設定経路（経路情報）、及び経路探索装置が生成した移動経路を記憶する記憶装置、及び移動装置の進行方向や速度などを制御する制御装置を備える。
【０００６】
特許文献２の移動装置は、生成された局所地図を用いて、移動装置から直線状の探索線を障害物に衝突するまで放射状に延ばすことにより、障害物に達した所まで走行可能だと判定していた。そして、特許文献２の移動装置は、障害物に衝突した衝突点の位置関係から分岐路を判定していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１７５９３２号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７０８４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
移動装置が支障なく走行するためには、移動装置の最低地上高や車輪径から決まる移動装置が走行可能な高さ（以下、許容高さ）より高い礫等を、障害物として認識しなければならない。
【０００９】
移動装置は、特に不整地を走行する場合に、路面に存在する起伏により、姿勢が揺動する。また、移動装置が舗装路のような整地路面を走行する場合にも、速度変化を伴いながら交差点を急旋回するときに、移動装置の姿勢が揺動する。
このような移動装置の姿勢の揺動や、レーザの揺らぎにより、外界を計測するレーザ距離計等の外界計測センサが計測したデータに、誤差が生じることがあった。そのため、従来の移動装置は、揺動を計測するジャイロ等の姿勢角センサで取得したデータにより、誤差を補正していた。
【００１０】
しかし、姿勢角センサと外界計測センサとの計測時刻の差異や、センサがもつ誤差により、または濡れた路面と乾いた礫との差のような路面材質の反射率が様々であることにより、従来の移動装置は、本来であれば移動装置が走行できる起伏や礫などを、障害物と誤認識し、局所地図上に障害物と認識した信号（以下、障害物領域）を発生させることがあった。そして、一旦、障害物領域が発生すると、現実にはない障害物（以下、偽障害物）が、局所地図上に突然現れ、しばらくすると、それが消えてなくなるということがあり、従来の移動装置には、その障害物領域が本物の障害物か否かを確認する手段が無かった。
【００１１】
特許文献１の移動装置は、レーザレンジファインダにより計測された局所的な形状データのみから、走行可能領域と走行不能領域とを分類する。例えば走行可能領域の中央に生えた草などのように、走行可能領域の範囲内に細かな走行不能領域が存在する場合、特許文献１の移動装置では、走行可能領域が連続的に広がっていると仮定し、走行可能領域に囲まれた小さな走行不能領域を、例えば、メジアンフィルタを用いてノイズとして除去処理していた。
そのため、特許文献１の移動装置では、このノイズ処理で、許容高さが高い実際の障害物をも除去してしまうおそれがあった。
【００１２】
また、特許文献２の移動装置は、直線状の探索線を障害物に衝突するまで放射状に延ばし、レーザ光が障害物領域に達した時点で、レーザが衝突した物を障害物であると認識して探査を終了していた。
そのため、局所地図上に障害物領域が発生した場合、特許文献２の移動装置は偽障害物と本物の障害物を区別できないため、全ての障害物領域を本物の障害物として認識して移動装置を走行していた。
【００１３】
それにより、特許文献２の移動装置は、本来存在しない障害物により、１本道を分岐路として誤認識したり、走行可能領域を見つけられなかったりという不十分な探索状況が発生するおそれがあった。そして、特許文献２に示された方法で走行することにより、移動装置が無用な蛇行、減速、もしくは停止といった行動をするおそれがあった。
【００１４】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、移動装置の姿勢が揺動したり、センサの計測データに誤差があったりする場合でも、また、反射率が異なる材質の路面や、走行可能領域の範囲内に細かな走行不能領域が存在する路面を走行する場合でも、走行可能領域を正確に把握し、高速で移動可能な移動経路を見つけ出し、移動装置の高速移動を可能にする経路生成装置およびその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明によれば、自律移動する移動装置の移動経路を生成する経路生成装置であって、
移動装置の進行を妨げる障害物を検出し外界データとして出力する障害物検出装置と、
移動装置の現在位置を検出し位置データとして出力する位置検出装置と、
外界データと位置データとに基づいて現在位置近傍の局所地図を生成する経路探索装置と、を備え、
経路探索装置は、
（Ａ）局所地図を移動装置が走行可能な走行可能領域と、障害物の存在と認識される障害物領域と、外界データを検出していない未計測領域とに分け、
（Ｂ）前記障害物領域のうち、走行可能領域に囲まれた障害物領域を判別対象障害物領域として判別し、
（Ｃ）前記判別対象障害物領域に隣接し、かつ前記判別対象障害物領域を挟んで移動装置の反対側に位置する未計測領域を隣接未計測領域とし、
（Ｄ）隣接未計測領域の有無と前記隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さＣとを判定し、
（Ｅ）前記隣接未計測領域の有無または前記長さＣにより、前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域を、走行可能領域または移動装置が走行できない領域である走行不能領域に判別する、ことを特徴とする経路生成装置が提供される。
【００１６】
また、経路探索装置は、前記（Ｅ）において、
（Ｅ１）局所地図上に障害物領域に当たるまで直線状の複数の第１探索線を延ばし、
（Ｅ２）前記判別対象障害物領域に当たる第１探索線の遠位端からさらに第１探索線を延伸した第２探索線を引き、
（Ｅ３）隣接未計測領域の有無を判定し、
（Ｅ４）前記隣接未計測領域が有るときに隣接未計測領域上の第２探索線の長さを局所地図上で求めることで前記長さＣを求め、移動装置が走行可能な許容高さに応じて予め定められた閾値と前記長さＣとを比較し、
（Ｅ５）前記長さＣが閾値と同じもしくは閾値より長いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行不能領域に判定し、
（Ｅ６）前記長さＣが閾値より短いとき又は前記隣接未計測領域が無いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行可能領域に判定する。
【００１７】
また、第１探索線は、現在位置から放射状に延ばされる複数の直線である。
【００１８】
もしくは、第１探索線は、移動装置の進行方向上の走行軸に平行に延ばされる複数の直線である。
【００１９】
また、障害物検出装置は、複数のレーザ光を走査して複数の外界データを取得し、
経路探索装置は複数の外界データから一つの局所地図を生成する。
【００２０】
また、外界データと位置データと、
局所地図と、
走行可能領域、障害物領域、未計測領域、又は走行不能領域とを記憶する記憶装置を備える。
【００２１】
また、本発明によれば、自律移動する移動装置の移動経路を生成する経路生成方法であって、
移動装置の進行を妨げる障害物を外界データとして検出し、
移動装置の現在位置を位置データとして検出し、
外界データと位置データとに基づいて現在位置近傍の局所地図を生成し、
（Ａ）局所地図を移動装置が走行可能な走行可能領域と、障害物の存在と認識される障害物領域と、外界データを検出していない未計測領域とに分け、
（Ｂ）前記障害物領域のうち、走行可能領域に囲まれた障害物領域を判別対象障害物領域として判別し、
（Ｃ）前記判別対象障害物領域に隣接し、かつ前記判別対象障害物領域を挟んで移動装置の反対側に位置する未計測領域を隣接未計測領域とし、
（Ｄ）隣接未計測領域の有無と前記隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さＣとを判定し、
（Ｅ）前記隣接未計測領域の有無または前記長さＣにより、前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域を、走行可能領域または移動装置が走行できない領域である走行不能領域に判別する、ことを特徴とする経路生成方法が提供される。
【００２２】
また、前記（Ｅ）において、
（Ｅ１）局所地図上に障害物領域に当たるまで直線状の複数の第１探索線を延ばし、
（Ｅ２）前記判別対象障害物領域に当たる第１探索線の遠位端からさらに第１探索線を延伸した第２探索線を引き、
（Ｅ３）隣接未計測領域の有無を判定し、
（Ｅ４）前記隣接未計測領域が有るときに隣接未計測領域上の第２探索線の長さを局所地図上で求めることで前記長さＣを求め、移動装置が走行可能な許容高さに応じて予め定められた閾値と前記長さＣとを比較し、
（Ｅ５）前記長さＣが閾値と同じもしくは閾値より長いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行不能領域に判定し、
（Ｅ６）前記長さＣが閾値より短いとき又は前記隣接未計測領域が無いときに前記判別対象障害物領域と前記隣接未計測領域とを走行可能領域に判定する。
【００２３】
また、（Ｅ１）局所地図上に現在位置から複数の直線状の第１探索線を放射状に延ばす。
【００２４】
もしくは（Ｅ１）局所地図上に移動装置の進行方向上の走行軸に平行に複数の直線状の第１探索線を延ばす。
【発明の効果】
【００２５】
本物の障害物が存在するならば、障害物を挟んで、移動装置の反対側には必ず、障害物に隣接する未計測領域が生じる。
上述した本発明の経路生成装置およびその方法によれば、前記判別対象障害物領域に隣接し、かつ前記判別対象障害物領域を挟んで、移動装置の反対側に位置する隣接未計測領域の有無と隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さＣとを判定する。それにより所定の長さより長い隣接未計測領域が有るときは判別対象障害物領域に本物の障害物が存在すると判断できることから、隣接未計測領域の有無と隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さＣとを判定するだけで、判別対象障害物領域が走行不能領域か否かを経路探索装置が容易に正確に判断することができる。そのため、誤って本物の障害物を偽障害物と経路探索装置が判断するおそれがない。
【００２６】
また、反対に、判別対象障害物領域を挟んで、移動装置の反対側に位置する隣接未計測領域がないことを判定するだけで、簡単に判別対象障害物領域が偽障害物であることを確認することができる。したがって、実際に障害物がないにもかかわらず、障害物が有るものとして、移動装置が無用な動作をして走行するおそれもない。
【００２７】
また、経路探索装置が偽障害物を走行可能領域とするので、局所地図上の走行不能領域は本物の障害物のみとなる。そのため、経路探索装置が、走行可能領域を正確に把握でき、高速で移動可能な移動経路を見つけ出し、移動装置の高速移動を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の経路生成装置の構成図である。
【図２】本発明の経路生成方法の説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態の（Ｓ３）と（Ｓ４）の局所地図である。
【図４】本発明の第１実施形態の（Ｓ４）の局所地図である。
【図５】本発明の第１実施形態の（Ｓ６）〜（Ｓ８）の局所地図である。
【図６】本発明の第１実施形態の（Ｓ９）と（Ｓ１０）の局所地図である。
【図７】本発明の（Ｓ８）の隣接未計測領域上の第２探索線の長さを求めるときの局所地図上の説明図である。
【図８】本発明の（Ｓ８）の隣接未計測領域上の第２探索線の長さを求めるときの移動装置を横から見た説明図である。
【図９】本発明の第２実施形態の（Ｓ４）の局所地図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の（Ｓ６）〜（Ｓ８）の局所地図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００３０】
［第１実施形態］
図１は、本発明の経路生成装置の構成図である。
図２は、本発明の経路生成方法の説明図である。
図３は、本発明の第１実施形態の（Ｓ３）と（Ｓ４）の局所地図である。
図４は、本発明の第１実施形態の（Ｓ４）の局所地図である。
図５は、本発明の第１実施形態の（Ｓ６）〜（Ｓ８）の局所地図である。
図６は、本発明の第１実施形態の（Ｓ９）と（Ｓ１０）の局所地図である。
図７は、本発明の（Ｓ８）の隣接未計測領域上の第２探索線の長さを求めるときの局所地図上の説明図である。
図８は、本発明の（Ｓ８）の隣接未計測領域上の第２探索線の長さを求めるときの移動装置を横から見た説明図である。（Ａ）は、図７のＤ−Ｄ矢視図であり、（Ｂ）は、図７の局所地図を生成したときの（Ｓ１）の移動装置を横から見た図である。また、（Ｃ）は、高さＡの計算の説明図である。
【００３１】
図１と図８に示すように、本実施形態による経路生成装置２は、移動装置４に設けられ、位置検出装置６、障害物検出装置８、経路探索装置１０、記憶装置１２、及び制御装置を備えており、自律移動する移動装置４の移動経路を生成する。
移動装置４は、移動装置４の周囲（例えば、移動装置４が進行する方向の所定の領域内）の停止車両、凹凸地、もしくは壁などの障害物２０の存在およびその位置や範囲を検出する。
【００３２】
なお、以下の説明で、走行可能領域２４とは、移動装置４が走行可能な平滑な領域のことを指し、走行不能領域３２とは、障害物２０がある領域のことを指す。また、障害物領域２６とは、障害物検出装置８が障害物２０と認識した領域を指す。
【００３３】
加えて、偽障害物は、現実に障害物２０が存在しないにもかかわらず障害物２０と認識された障害物領域２６、もしくは、移動装置４の許容高さ３１より低い障害物２０がある領域を指し、経路探索装置１０によって、走行可能領域２４だと判断される。
一方、本物の障害物２０とは、現実に存在する、移動装置４の許容高さ３１より高い障害物２０を指し、経路探索装置１０によって、走行不能領域３２だと判断される。
なお、許容高さ３１とは、移動装置４の最低地上高や車輪径から決まる、移動装置４が走行可能な高さを意味する。
【００３４】
障害物検出装置８は、移動装置４の進行を妨げる障害物２０を検出し外界データとして出力する。
【００３５】
障害物検出装置８は、レーザ光Ｌを走査して移動装置４の前方側の形状データを取得するレーザレンジファインダであることが好ましい。その場合、障害物検出装置８は、移動装置４の進行方向にレーザ光Ｌを射出するレーザ光源５と、これら射出されたレーザ光Ｌの反射光を検出して障害物２０の有無およびその位置や範囲を検出する反射光検出装置（図示せず）とを有する。
また、障害物検出装置８は、複数のレーザ光Ｌを走査して複数の外界データを取得するものが好ましい。
【００３６】
レーザ光源５は、移動装置４の進行中に、水平方向より下方に傾けたレーザ光Ｌを、左右に振りながら射出する。レーザ光Ｌは複数使用されることが好ましく、各レーザ光Ｌの傾度は同じことが好ましい。もしくは、レーザ光源５は移動装置４の進行中に、平行に射出した複数のレーザ光Ｌを、上下に振りながら射出してもよい。
【００３７】
反射光検出装置は、射出されたレーザ光Ｌの反射光を受光する。そして、反射光検出装置は、受光した反射光に基づいて、障害物２０の有無およびその位置や範囲を検出する。
【００３８】
なお、障害物検出装置８は、レーザ光Ｌを射出し、このレーザ光Ｌの反射光を検出することで障害物２０を検出するものであれば、レーザレンジファインダ以外のものでもよい。
また、障害物検出装置８は、上記のものに限定されず、移動装置４の進行を妨げる障害物２０を検出し外界データとして出力するものであれば他の公知の装置であってもよい。例えば、障害物検出装置８は、ＣＣＤカメラなどを用いた装置であってもよい。
【００３９】
位置検出装置６は、移動装置４の現在位置Ｏ、進行方向、もしくは移動速度などの移動装置４自体に関する情報を検出する。そして、位置検出装置６は、検出した現在位置Ｏを位置データとして経路探索装置１０に出力する。
位置検出装置６は、例えば、ＧＰＳシステムを利用してＧＰＳシステム（ＧＰＳ衛星）から位置に関する情報を受信し、当該情報に基づいて移動装置４の現在位置Ｏを検出するＧＰＳ装置であってよい。
もしくは、位置検出装置６は、移動装置４の移動速度、進行方向を随時検出し、検出した移動速度及び進行方向と移動装置４の初期位置情報に基づいて、移動装置４の現在位置Ｏを演算して検出するものであってもよい。
【００４０】
経路探索装置１０は、外界データと位置データとに基づいて現在位置Ｏ近傍の局所地図２２を生成する。経路探索装置１０は、局所地図２２の生成を移動装置４の移動中に行うことが好ましい。
また、経路探索装置１０は、局所地図２２を、移動装置４が走行可能な走行可能領域２４と、障害物２０の存在と認識される障害物領域２６と、外界データを検出していない未計測領域２８とに分ける。そして、経路探索装置１０は、障害物領域２６のうち、走行可能領域２４に囲まれた障害物領域２６を判別対象障害物領域２７として判別する。さらに、判別対象障害物領域２７に隣接し、かつ判別対象障害物領域２７を挟んで、移動装置４の反対側に位置する未計測領域２８を隣接未計測領域３０とし、隣接未計測領域３０の有無と前記隣接未計測領域３０の近位端３０ａから遠位端３０ｂまでの長さＣとを判定する。その後、経路探索装置１０は、前記隣接未計測領域３０の有無または前記長さＣにより、前記判別対象障害物領域２７と前記隣接未計測領域３０とを、走行可能領域２４または移動装置４が走行できない領域である走行不能領域３２に判別する。
【００４１】
なお、障害物検出装置８が、複数のレーザ光Ｌを走査して複数の外界データを取得する場合、経路探索装置１０は複数の外界データから一つの局所地図２２を生成することが好ましい。
【００４２】
すなわち、本物の障害物２０をレーザ光Ｌで走査すると、必ず本物の障害物２０を挟んで、移動装置４の反対側に未計測領域２８ができる。したがって、本発明の経路探索装置１０は、判別対象障害物領域２７を挟んで移動装置４の反対側に位置し、かつ判別対象障害物領域２７に隣接する未計測領域２８が存在する場合は、その判別対象障害物領域２７に存在する物を本物の障害物２０と判断している。そして、本発明の経路探索装置１０は、その判別対象障害物領域２７と隣接未計測領域３０とを移動装置４が走行できない領域である走行不能領域３２と判定している。
【００４３】
反対に、障害物２０が存在するにもかかわらず、障害物２０の移動装置４と反対側に、未計測領域２８が生じないということはあり得ない。そのため、本発明の経路探索装置１０は、判別対象障害物領域２７を挟んで、移動装置４の反対側に、隣接未計測領域３０がない場合、障害物２０と認識したもの（すなわち、判別対象障害物領域２７に存在する物、もしくは、障害物２０と認識した信号）を現実にはない障害物２０（以下、偽障害物）として判定することができる。
【００４４】
これにより、本発明の経路生成装置２は、局所地図２２上にプロットされた判別対象障害物領域２７が、実際には走行可能な偽障害物（すなわち、走行可能領域２４）なのか、もしくは実際に存在する本物の障害物２０（すなわち走行不能領域３２）なのかを、経路探索装置１０で判定し、走行不能領域３２のみを障害物２０の情報として局所地図２２に残す。
そのため、ジャイロ等の姿勢角センサと、障害物検出装置８との計測時刻の差異や障害物検出装置８がもつ誤差により、移動装置４が走行できる起伏や礫などを障害物領域２６と誤認識したとしても、または、走行する地面が濡れた路面なのか、それとも乾いた礫なのか等の路面の材質の反射率の違いにより、障害物２０が現実に無いにもかかわらずその領域を障害物領域２６と誤認識したとしても、本発明の経路生成装置２が、走行可能領域２４を正確に把握し、正確な走行可能領域２４に基づいて移動装置４を走行させることができる。
【００４５】
加えて、経路探索装置１０は、偽障害物が走行可能領域２４と判定された局所地図２２に基づいて、複数の経由位置のうち移動装置４が次に通過する経由位置に向かうための移動経路を探索し生成する。
経路探索装置１０は、コンピュータにより構成されてよい。
【００４６】
そして、経路探索装置１０は、複数の移動経路候補を生成するとともに、これら移動経路候補の各々について高速走行可能度を算出し、これら高速走行可能度を互いに比較することで、前記複数の移動経路候補の中から、最も高速走行可能度が高い移動経路候補を選択し、その移動経路候補を実際に使用する移動経路として設定するのが好ましい。しかし、移動経路の選択方法はこれに限らず、最も高速走行可能度が高い経路であればどのような方法でもよい。
【００４７】
記憶装置１２は、移動装置４の移動範囲を含む局所地図２２に関する外界データと、局所地図２２における移動装置４の現在位置Ｏを示す位置データと、経路探索装置１０が生成した局所地図２２と、走行可能領域２４、判別対象障害物領域２７を含む障害物領域２６、未計測領域２８、又は走行不能領域３２とを記憶する。
【００４８】
外界データは、図７に示すような、移動装置４の進行方向上の軸（以下、走行軸３３）に対する障害物領域２６の横方向の角度、すなわち、現在位置Ｏに対する前記障害物領域２６の方角θと、２次元の地図に関する情報であってよい。すなわち、外界データは、例えばｘ‐ｙ座標系であってよく、与えられたｘ座標とｙ座標により地図上の位置が特定されるものであってよい。
もしくは、外界データは、移動装置４から障害物領域２６までの距離であってもよい。
【００４９】
制御装置は、設定された移動経路に沿って移動装置４が走行するように、移動装置４の進行方向や速度などを制御する。
【００５０】
次に、本発明の第１実施形態の経路生成方法を説明する。
本発明の第１実施形態の経路生成方法は、障害物検出装置８が、現在位置Ｏに対する障害物領域２６の方角θと、ｘ‐ｙ座標データが外界データとして検出されるときに使用される。なお、図３〜６に示す局所地図２２において、現在位置Ｏとは、ｘ座標とｙ座標が０である位置である。方角θは、現在位置Ｏから障害物領域２６に当たるまで延ばした第１探索線Ｍとｙ軸との間の角度である。
また、レーザ光源５の射出口の高さとレーザ光Ｌの傾度φ（図８参照）は既知である。
【００５１】
経路探索装置１０は、隣接未計測領域３０の有無または隣接未計測領域３０の近位端３０ａから遠位端３０ｂまでの長さＣにより、判別対象障害物領域２７と隣接未計測領域３０とを、走行可能領域２４または走行不能領域３２に判別する。具体的な走行可能領域２４と走行不能領域３２との判別方法を以下に説明する。
【００５２】
本発明の経路生成方法を図２で説明する。
（Ｓ１）まず、障害物検出装置８が移動装置４の前方側の形状データをレーザ光Ｌでセンシングし、移動装置４の進行を妨げる障害物２０を外界データとして検出し、経路探索装置１０へ出力する。
【００５３】
（Ｓ２）次に、位置検出装置６が、移動装置４の現在位置Ｏを検出し、位置データとして経路探索装置１０へ出力する。これを環境認識処理という。
【００５４】
（Ｓ３）続いて、経路探索装置１０は、障害物検出装置８から入力された外界データと位置検出装置６から入力された位置データとに基づき、現在位置Ｏ近傍の局所地図２２を生成する。
局所地図２２の生成方法を図８に基づき説明する。レーザ光源５は、移動装置４の進行中、図８（Ｂ）に示すように水平方向より下方に傾けたレーザ光Ｌを、左右に振りながら射出する。レーザ光Ｌは複数使用されることが好ましく、各レーザ光Ｌの傾度は同じことが好ましい。
図８では、説明を分かりやすくするために、４本のレーザ光Ｌに、上から順にＬ１〜Ｌ４の符号をふっている。また、レーザ光Ｌの傾度を傾度φとする。
【００５５】
複数のレーザ光Ｌによりセンシングされた複数の外界データは、１つの局所地図２２上にプロットされ、１つの局所地図２２が生成される。生成された局所地図２２は、記憶装置１２に保存される。
【００５６】
（Ｓ４）その後、経路探索装置１０は、局所地図２２を走行可能領域２４と障害物領域２６と未計測領域２８とに分ける。そして障害物領域２６のうち、走行可能領域２４に囲まれた障害物領域２６を判別対象障害物領域２７として判別する。
このとき、路面に届くまでレーザ光Ｌが遮られない領域を、まず走行可能領域２４とし、障害物２０にレーザ光Ｌが遮られる領域を障害物領域２６とする。そして、レーザ光Ｌで計測していない領域を未計測領域２８とする。走行可能領域２４と障害物領域２６（判別対象障害物領域２７）と未計測領域２８とに分けた局所地図２２を図３に示す。
【００５７】
また、経路探索装置１０は、図４に示すように、局所地図２２上において、現在位置Ｏから障害物領域２６に当たるまで直線状の複数の第１探索線Ｍを延ばす。本発明の第１実施形態の第１探索線Ｍは、現在位置Ｏから放射状に延ばされる複数の直線である。
【００５８】
（Ｓ５）次に、経路探索装置１０は、判別対象障害物領域２７の有無を判定する。判別対象障害物領域２７が無い場合、経路探索装置１０は、判定した領域を走行可能領域２４として判定する（（Ｓ１０）参照）。
【００５９】
（Ｓ６）続いて、判定した領域に判別対象障害物領域２７がある場合、図５に示すように、経路探索装置１０は、前記判別対象障害物領域２７に当たる第１探索線Ｍの遠位端Ｐからさらに第１探索線Ｍを延伸した第２探索線Ｎを引く。
【００６０】
（Ｓ７）次に、経路探索装置１０は、第２探索線Ｎ２上に隣接未計測領域３０が有るか否かを判定することにより、判別対象障害物領域２７を挟んで、移動装置４の反対側に位置する隣接未計測領域３０の有無を判定する。
なお、判別対象障害物領域２７を挟んで、移動装置４の反対側に位置する隣接未計測領域３０が有るか否かを判定する方法は、この他の方法でもよい。
【００６１】
（Ｓ８）経路探索装置１０は、前記隣接未計測領域３０が有るときに、隣接未計測領域３０上の第２探索線Ｎの長さを局所地図２２上で求めることで長さＣを求め、許容高さ３１に応じて予め定められた閾値と前記長さＣとを比較する。
なお、閾値とは、許容高さ３１の障害物にレーザ光Ｌを照射したときの隣接未計測領域３０上の第２探索線Ｎの長さである。
【００６２】
このとき、図７に示されるように、外界データとして、現在位置Ｏに対する判別対象障害物領域２７の方角θと、ｘ‐ｙ座標データが検出されている。まず、第２探索線Ｎの判別対象障害物領域２７上の遠位端Ｒを隣接未計測領域３０の近位端３０ａとし、第２探索線Ｎの隣接未計測領域３０上の遠位端Ｑを隣接未計測領域３０の遠位端３０ｂとする。その上で、前記長さＣは、図７と図８（Ａ）に示す第２探索線Ｎの判別対象障害物領域２７上の遠位端Ｒの座標（ｘ１，ｙ１）と第２探索線Ｎの隣接未計測領域３０上の遠位端Ｑの座標（ｘ２，ｙ２）から、例えば次の数式（１）により求められる。
Ｃ＝（ｙ２−ｙ１）／ｃｏｓθ          ・・・（１）
なお、隣接未計測領域３０の長さＣは、他の方法により求められてもよい。
【００６３】
また、図８（Ｂ）と図８（Ｃ）に示すように、長さＣから、第２探索線Ｎの隣接未計測領域３０上の遠位端Ｑの座標（ｘ２，ｙ２）にレーザ光Ｌ２が照射されたときのレーザ光Ｌと障害物２０との接点の高さＡを、次の数式（２）により求めることができる。
Ａ＝Ｃ×ｔａｎφ                    ・・・（２）
したがって、長さＣを閾値と比較する代わりに、高さＡを許容高さ３１と比較してもよい。
【００６４】
（Ｓ９）次に、経路探索装置１０は、前記長さＣが閾値と同じもしくは閾値より長いときに、判別対象障害物領域２７と前記隣接未計測領域３０とを走行不能領域３２に判定する。
すなわち、前記長さＣが閾値と同じとき、もしくは閾値より長いとき、障害物２０の高さは許容高さ３１と同じ、もしくは許容高さ３１より高いことになる。
【００６５】
（Ｓ１０）反対に、前記長さＣが閾値より短いとき、実際の障害物２０の高さは、許容高さ３１より低く、移動装置４がその障害物２０の上を走行できる。そして、前記隣接未計測領域３０が無いとき、障害物２０は存在しない。そのため、図６に示すように、経路探索装置１０は、前記長さＣが閾値より短いとき又は前記隣接未計測領域３０が無いときに、判別対象障害物領域２７と前記隣接未計測領域３０とを走行可能領域２４に判定する。
【００６６】
（Ｓ１１）（Ｓ９）の後、経路探索装置１０は、複数の経由位置のうち移動装置４が次に通過する経由位置に向かうための移動経路を探索し生成する。
【００６７】
（Ｓ１２）その後、経路探索装置１０が生成した移動経路に基づき、制御装置が移動装置４を制御する。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の経路生成方法を説明する。
図９は、本発明の第２実施形態の（Ｓ４）の局所地図である。図１０は、本発明の第２実施形態の（Ｓ６）〜（Ｓ８）の局所地図である。図９は第１実施形態の図４に相当し、図１０は、第１実施形態の図５に相当する。なお、（Ｓ１）〜（Ｓ３）と、（Ｓ５），（Ｓ７）〜（Ｓ１２）は第１実施形態と同様である。
【００６９】
（Ｓ４）第２実施形態の経路探索装置１０も、図３に示すように、局所地図２２を走行可能領域２４と障害物領域２６と未計測領域２８とに分け、障害物領域２６のうち、走行可能領域２４に囲まれた障害物領域２６を判別対象障害物領域２７として判別する。
そして、図９に示すように、局所地図２２上に障害物領域２６に当たるまで直線状の複数の第１探索線Ｍを延ばす。本発明の第２実施形態の第１探索線Ｍは、移動装置４の進行方向上の走行軸３３、すなわち局所地図２２のｙ軸に平行に延ばされる複数の直線である。
【００７０】
第２実施形態の（Ｓ６）において、図１０に示すように、前記判別対象障害物領域２７に当たる第１探索線Ｍの遠位端Ｐからさらに第１探索線Ｍを延伸した第２探索線Ｎを引く。このとき、第２実施形態の第２探索線Ｎは、第１探索線Ｍと同様に、走行軸３３に平行である。
【００７１】
（Ｓ８）第１実施形態と同様に、第２探索線Ｎの判別対象障害物領域２７上の遠位端Ｒを隣接未計測領域３０の近位端３０ａとし、第２探索線Ｎの隣接未計測領域３０上の遠位端Ｑを隣接未計測領域３０の遠位端３０ｂとする。その上で、第２実施形態の経路探索装置１０は、前記隣接未計測領域３０が有るときに、次の数式（３）により隣接未計測領域３０上の第２探索線Ｎの長さＣを局所地図２２上で求める。そして、第１実施形態と同様に、閾値と前記長さＣとを比較する。
【００７２】
なお、このとき、図１０に示す第２探索線Ｎの判別対象障害物領域２７上の遠位端Ｒの座標（ｘ１，ｙ１）と第２探索線Ｎの隣接未計測領域３０上の遠位端Ｑの座標（ｘ２，ｙ２）が外界データとして求められている。
Ｃ＝ｙ２−ｙ１                      ・・・（３）
なお、隣接未計測領域３０の長さＣは、他の方法により求められてもよい。
【００７３】
その他の点は、第１実施形態と同様である。
【００７４】
第２実施形態の経路生成方法では、経路探索装置１０が三角関数を使用せずに、隣接未計測領域３０の長さＣを計算することができる。そのため、三角関数を使用して計算するときに比べ、計算負荷が小さく、早く計算できる。
【００７５】
本物の障害物２０が存在するならば、障害物２０を挟んで移動装置４の反対側には必ず、障害物２０に隣接した未計測領域２８が生じる。
上述した本発明の経路生成装置２およびその方法によれば、前記判別対象障害物領域２７に隣接し、かつ前記判別対象障害物領域２７を挟んで、移動装置４の反対側に位置する隣接未計測領域３０の有無と隣接未計測領域３０の近位端３０ａから遠位端３０ｂまでの長さＣとを判定する。それにより所定の長さより長い隣接未計測領域３０が有るときは判別対象障害物領域２７に本物の障害物２０が存在すると判断できることから、隣接未計測領域３０の有無と隣接未計測領域３０の近位端３０ａから遠位端３０ｂまでの長さＣとを判定するだけで、判別対象障害物領域２７が走行不能領域３２か否かを容易に正確に経路探索装置１０が判断することができる。そのため、誤って本物の障害物２０を偽障害物と経路探索装置１０が判断するおそれがない。
【００７６】
また、反対に、判別対象障害物領域２７を挟んで、移動装置４の反対側に位置する隣接未計測領域３０がないことを判定するだけで、簡単に判別対象障害物領域２７が偽障害物であることを確認することができる。したがって、実際に障害物２０がないにもかかわらず、障害物２０が有るものとして、移動装置４が無用な動作をして走行するおそれもない。
【００７７】
また、経路探索装置１０が偽障害物を走行可能領域２４とするので、局所地図２２上の走行不能領域３２は本物の障害物２０のみとなる。そのため、経路探索装置１０が、走行可能領域２４を正確に把握でき、高速で移動可能な移動経路を見つけ出し、移動装置４の高速移動を可能にすることができる。
【００７８】
なお本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
２  経路生成装置、４  移動装置、
５  レーザ光源、６  位置検出装置、
８  障害物検出装置、１０  経路探索装置、
１２  記憶装置、２０  障害物、
２２  局所地図、２４  走行可能領域、
２６  障害物領域、２７  判別対象障害物領域、
２８  未計測領域、
３０  隣接未計測領域、
３０ａ  隣接未計測領域の近位端、
３０ｂ  隣接未計測領域の遠位端、
３１  許容高さ、
３２  走行不能領域、３３  走行軸、
Ｌ  レーザ光、Ｍ  第１探索線、Ｎ  第２探索線、
Ｒ  第２探索線の障害物領域上の遠位端、
Ｑ  第２探索線の隣接未計測領域上の遠位端、
Ｐ  第１探索線の遠位端、Ｏ  現在位置、
Ｃ  隣接未計測領域の近位端から遠位端までの長さ、
Ａ  レーザ光と障害物との接点の高さ、
θ  障害物領域の方角、φ  レーザ光Ｌの傾度
【図１】
2014164424.tif 000003
【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】
2014164424.tif 000009
【図８】
2014164424.tif 000010
【図９】
2014164424.tif 000011
【図１０】
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