【手続補正書】
【提出日】平成27年6月22日(2015.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データを記憶する記憶部と、
操作者の手動操作により走行開始位置から走行終了位置まで手動走行する教示走行モードの実行中において、複数の通過時刻と前記複数の通過時刻における通過点データの集合でなる走行スケジュールを作成して前記記憶部に記憶する教示データ作成部と、
制御量が入力される複数のアクチュエータを有する走行部と、
前記教示走行モードの実行中においては前記操作者の手動操作により入力された走行命令から前記アクチュエータの制御量を作成し前記走行部に出力し、前記走行スケジュールを再現しながら前記走行開始位置から前記走行終了位置まで自律的に走行する再現走行モードの実行中においては前記走行スケジュールに沿って走行するように前記アクチュエータに入力する制御量を作成し前記走行部に出力する走行制御部と、
を備える自律移動体。
【請求項２】
自機の周囲に存在する障害物の位置情報を取得する障害物情報取得部と、
前記障害物情報取得部により取得した障害物の位置情報から環境地図を作成する地図作成部と、
前記環境地図の上の自己位置を推定する自己位置推定部と、
をさらに備え、
前記教示走行モードにおいて、所定のタイムスケジュール毎に、
（ａ）前記走行制御部が、前記操作者から入力された走行命令から前記アクチュエータの制御量を作成して前記走行部に出力し、
（ｂ）前記自己位置推定部が、前記環境地図上の自己位置を推定し、
（ｃ）前記障害物情報取得部が、自機の周囲における障害物の位置情報を取得し、
（ｄ）前記地図作成部が、前記障害物の位置情報を取得した時刻に対応させて前記障害物の位置情報を環境地図復元用データとして前記記憶部に記憶させ、
（ｅ）前記教示データ作成部が、前記走行スケジュールを作成して前記記憶部に記憶させ、
前記再現走行モードにおいて、所定のタイムスケジュール毎に、
（ｆ）前記自己位置推定部が、前記環境地図上の自己位置を推定し、
（ｇ）前記障害物情報取得部が、自機の周囲における障害物の位置情報を取得し、
（ｈ）前記地図作成部が、前記推定された自己位置に対応する環境地図復元用データを読み出して前記環境地図を更新し、
（ｉ）前記走行制御部が、前記更新された環境地図上を前記走行スケジュールに沿って走行するように前記アクチュエータの制御量を作成して前記走行部に入力する、
請求項１に記載の自律移動体。
【請求項３】
前記教示走行モードにおいて、前記教示データ作成部は、所定のタイムスケジュール毎に、前記環境地図上の自己位置と姿勢とを前記通過点データとして、前記障害物の位置情報を取得した時刻に対応させる、請求項２に記載の自律移動体。
【請求項４】
前記再現走行モードにおいて、前記地図作成部は、所定のタイムスケジュール毎に、現在の通過点よりも先の時刻に対応する前記環境地図復元用データを読み出して、読み出した環境地図復元用データに基づいて既に作成した環境地図を更新する、請求項２又は３に記載の自律移動体。
【請求項５】
前記障害物情報取得部により取得された障害物の位置情報に基づいて局所地図を作成し、前記更新された環境地図と前記作成された局所地図とを比較するマップマッチング部をさらに有し、
前記地図作成部は、前記マップマッチング部の比較結果に応じて、前記環境地図上の自己位置と姿勢及び前記環境地図上の自己位置に対応する前記走行スケジュールの中の通過点データを推定する、請求項４に記載の自律移動体。
【請求項６】
前記地図作成部は、所定のタイムスケジュール毎に、前記環境地図のうち既に通過済みの領域におけるデータを削除する、請求項２〜５のいずれかに記載の自律移動体。
【請求項７】
操作者の手動操作により、走行開始位置から走行終了位置まで手動走行させながら、通過時刻と前記通過時刻における通過点データの集合でなる走行スケジュールを作成する教示走行モードと、
前記走行スケジュールを再現しながら、前記走行開始位置から前記走行終了位置まで自律的に走行する再現走行モードと、
を実行する自律移動体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
ＳＬＡＭを利用して環境地図を作成する方法では、計測誤差が累積することにより、環状の環境地図を作成する場合に、開始部分と終了部分とが一致しないことがある（いわゆる、環状経路問題）。
特許文献１では、このような環状経路問題が発生しないように、環境地図を複数の部分地図に分割することを提案している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の課題は、自律移動体において、環境地図の環状経路問題を解決することにある。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一見地による自律移動体は、操作者の手動操作により、走行開始位置から走行終了位置まで手動走行させながら、通過時刻と前記通過時刻における通過点データの集合でなる走行スケジュールを作成する教示走行モードと、走行スケジュールを再現しながら、走行開始位置から走行終了位置まで自律的に走行する再現走行モードとを実行する。
自律移動体は、記憶部と、教示データ作成部と、走行部と、走行制御部と、を備える。記憶部は、データを記憶する。教示データ作成部は、操作者の手動操作により走行開始位置から走行終了位置まで手動走行する教示走行モードの実行中において、複数の通過時刻と複数の通過時刻における通過点データの集合でなる走行スケジュールを作成して記憶部に記憶する。走行部は、制御量が入力される複数のアクチュエータを有する。走行制御部は、教示走行モードの実行中においては、操作者の手動操作により入力された走行命令からアクチュエータの制御量を作成し走行部に出力する。一方、走行スケジュールを再現しながら自律的に走行する再現走行モードの実行中においては、走行スケジュールに沿って走行するようにアクチュエータに入力する制御量を作成し走行部に出力する。
これにより、操作者により教示された手動操作を自律的に忠実に再現できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
自律移動体は、障害物情報取得部と、地図作成部と、自己位置推定部とをさらに備えていてもよい。障害物情報取得部は、自機の周囲に存在する障害物の位置情報を取得する。地図作成部は、障害物情報取得部により取得した障害物の位置情報から環境地図を作成する。自己位置推定部は、環境地図上の自己位置を推定する。
このとき、自律移動体は、教示走行モードにおいて、所定のタイムスケジュール毎に、（ａ）走行制御部が、操作者から入力された走行命令からアクチュエータの制御量を作成して走行部に出力し、（ｂ）自己位置推定部が、環境地図上の自己位置を推定し、（ｃ）障害物情報取得部が、自機の周囲における障害物の位置情報を取得し、（ｄ）地図作成部が、障害物の位置情報を取得した時刻に対応させて障害物の位置情報を環境地図復元用データとして記憶部に記憶させ、（ｅ）教示データ作成部が、走行スケジュールを作成して記憶部に記憶させる。地図作成部は、作成した環境地図復元用データを、自己位置推定部により推定された環境地図上の自己位置とともに、記憶部に記憶することができる。
また、自律移動体は、再現走行モードにおいて、所定のタイムスケジュール毎に、（ｆ）自己位置推定部が、環境地図上の自己位置と時刻とを推定し、（ｇ）障害物情報取得部が、自機の周囲における障害物の位置情報を取得し、（ｈ）地図作成部が、推定された自己位置と時刻に対応する環境地図復元用データを読み出して環境地図を更新し、（ｉ）走行制御部が、更新された環境地図上を走行スケジュールに沿って走行するようにアクチュエータの制御量を作成して走行部に入力する。地図作成部は、環境地図を更新する際に、教示モードの時刻ｔ地点における自己位置周辺領域の環境地図を復元し、現在の自己位置から一定の距離だけ離れた領域にある環境地図を削除することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
この自律移動体では、操作者が手動操作により自律移動体を操作することで、環境地図復元用データを生成して記憶部に格納している。また、自律移動体は、再現走行モードにおいて、環境地図上の自己位置及び時刻を推定して、推定された自己位置及び時刻に対応する環境地図復元用データを用いて環境地図を更新しながら、走行スケジュールに沿って走行している。このことから、操作性を容易にし、走行経路が環状である場合であっても、操作者が環境地図の作成方法を考慮する必要がないので、車輪のスリップやセンサの計測誤差による環状経路が閉じない問題を解決することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ここで、教示走行モードにおいて、教示データ作成部は、所定のタイムスケジュール毎に、環境地図上の自己位置と姿勢とを通過点データとして、障害物の位置情報を取得した時刻に対応させることができる。
この場合、自律移動体は、環境地図上の自己位置と姿勢に基づいて、教示モードにおいて作成された走行スケジュールを再現することにより、再現走行モードにおける自律走行を正確に行うことが可能となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
再現走行モードにおいて、地図作成部は、所定のタイムスケジュール毎に、現在の通過点よりも先の時刻に対応する環境地図復元用データを読み出して、読み出した環境地図復元用データに基づいて既に作成した環境地図を更新することができる。
この場合、自律移動体の環境地図上における自己位置から推定した時刻に基づいて、環境地図復元用データを読み出して、これに基づいて環境地図を更新していることから、車輪のスリップやセンサの計測誤差などによる自己位置のずれを補正することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の構成によれば、環境地図において環状経路が閉じない問題を解決するとともに、環境地図の分割を考慮することなく、操作者が容易に走行経路の教示を行うことが可能な自律移動体を提供できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
記憶部２５は、各種データを記憶するものであり、教示走行モードにおいて作成された走行スケジュール及び環境地図復元用データを、時刻又は時刻に関連付けた識別子に関連付けて記憶する。また、記憶部２５は、教示データ作成部２４（後述）により作成された走行スケジュールと、地図作成部２２（後述）により作成された環境地図復元用データとを記憶する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
不揮発メモリ６４は、主制御部６１のブートプログラム、走行制御に関するプログラム、各種パラメータなどを記憶する。
障害物情報取得部２１は、前方レーザレンジセンサ５３及び後方レーザレンジセンサ５４の検出信号に基づいて、自機の周囲に位置する障害物の位置情報を取得する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
図１８に示すように、時刻（ｔｍ）における通過点１６１１−ｍでは、ローカルマップ１７１２−ｍによりグローバルマップが更新されるが、時刻（ｔ１）のローカルマップ１７１２−１により更新されるグローバルマップと重複する部分を含む。
前述したように、グローバルマップのうち、現在の自己位置から一定の距離が離れた領域を削除していることから、時刻（ｔｍ）において自律移動体１が通過点１６１１−ｍに到達した時には、時刻（ｔ１）においてローカルマップ１７１２−１に基づいて更新されたグローバルマップのデータは既に削除されている。したがって、ローカルマップにより更新されるグローバルマップが、前に作成された同一座標近傍のグローバルマップと重複することが防止され、車輪のスリップやセンサの計測誤差などがあっても、環状経路が閉じないという問題を防止できる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
（４）実施形態の特徴
上記実施形態は、下記の構成及び機能を有している。
自律移動体１（自律移動体の一例）は、教示走行モードと、再現走行モードとを実行する。教示走行モードは、操作者の手動操作により、走行開始位置から走行終了位置まで自律移動体１を手動走行させながら、複数の通過時刻と複数の通過時刻における通過点データ（例えば、通過点データ（ｘ，ｙ，θ，ｔ））の集合でなる走行スケジュールを作成する。再現走行モードは、走行スケジュールを再現しながら、走行開始位置から走行終了位置まで自律移動体１が自律的に走行する。
自律移動体１は、記憶部２５（記憶部の一例）、走行部２７（走行部の一例）、教示データ作成部２４（走行データ作成部の一例）、走行制御部２６（走行制御部の一例）、障害物情報取得部２１（障害物情報取得部の一例）、地図作成部２２（地図作成部の一例）、自己位置推定部２３（自己位置推定部の一例）を備える。記憶部２５は、データを記憶する。走行部２７は、制御量が入力される複数のモータ９３，９４（アクチュエータの一例）を有する。教示データ作成部２４は、走行スケジュールを作成して記憶部２５に記憶する。走行制御部２６は、走行命令を解釈してアクチュエータに入力する制御量を作成し走行部２７に入力する。障害物情報取得部２１は、自機の周囲に存在する障害物の位置情報を取得する。地図作成部２２は、障害物情報取得部２１により取得した障害物の位置情報から環境地図を作成する。自己位置推定部２３は、環境地図上の自己位置を推定する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９７】
この自律移動体１では、操作者が手動操作により自律移動体１を操作することで、環境地図復元用データを生成して記憶部２５に格納している。また、自律移動体１は、再現走行モードにおいて、環境地図上の自己位置を推定して、推定された自己位置に対応する環境地図復元用データを用いて環境地図を更新しながら、走行スケジュールに沿って走行している。このことから、操作者が環境地図の作成方法を考慮することなく、操作性を容易にし、走行経路が環状である場合であっても、車輪のスリップやセンサの計測誤差による環状経路が閉じないという問題を考慮する必要がなくなる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2014219721.tif 000001
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2014219721.tif 000002
【手続補正１７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１８】
2014219721.tif 000003