(57)【要約】  移動体は、センサを用いて周囲の空間をセンシングし、取得されたセンサデータと予め用意された地図とを照合することによって自己位置を推定しながら自律走行を行うことが可能である。移動体は、モータと、モータを制御して移動体を移動させる駆動装置と、床に配置された地図作成用誘導体の位置を光学的または磁気的に読み取る読み取り装置と、読み取り装置の読み取り結果にしたがって、地図作成用誘導体に沿って床を走行させるよう駆動装置を制御する信号処理回路と、地図作成用誘導体に沿った走行中に周囲の空間をセンシングして、センサデータを取得するセンサと、センサデータを格納する記憶装置とを備えている。センサデータから作成された地図を、自律走行を行うための予め用意された地図として使用する。
2019069921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサを用いて周囲の空間をセンシングし、取得されたセンサデータと予め用意された地図とを照合することによって自己位置を推定しながら自律走行を行うことが可能な移動体であって、
モータと、
前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、
床に配置された地図作成用誘導体の位置を光学的または磁気的に読み取る読み取り装置と、
前記読み取り装置の読み取り結果にしたがって、前記地図作成用誘導体に沿って前記床を走行させるよう前記駆動装置を制御する信号処理回路と、
前記地図作成用誘導体に沿った走行中に周囲の空間をセンシングして、センサデータを取得するセンサと、
前記センサデータを格納する記憶装置と
を備え、前記センサデータから作成された地図を、前記自律走行を行うための前記予め用意された地図として使用する、移動体。
【請求項２】
前記地図作成用誘導体は前記床に這わせた糸であり、
前記読み取り装置は前記糸を光学的に撮影する撮像装置である、請求項１に記載の移動体。
【請求項３】
前記地図作成用誘導体は前記床に引かれた線であり、
前記読み取り装置は前記線を光学的に撮影する撮像装置である、請求項１に記載の移動体。
【請求項４】
前記地図作成用誘導体は前記床に引かれた磁気テープであり、
前記読み取り装置は磁気センサである、請求項１に記載の移動体。
【請求項５】
前記読み取り装置は着脱可能であり、
前記読み取り装置は、前記地図を作成するためのセンサデータの取得時には装着され、前記自律走行時には取り外される、請求項１から４のいずれかに記載の移動体。
【請求項６】
前記読み取り装置の着脱を検出可能なインタフェース装置をさらに備え、
前記読み取り装置が装着されたことを前記インタフェース装置が検出すると、前記信号処理回路は、前記地図作成用誘導体に沿って前記床を走行させる動作モードに移行する、請求項１から５のいずれかに記載の移動体。
【請求項７】
前記読み取り装置は恒常的に固定されている、請求項１から４のいずれかに記載の移動体。
【請求項８】
前記信号処理回路は前記センサデータから地図を作成し、前記自律走行を行うための前記予め用意された地図として使用する、請求項１から７のいずれかに記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、地図を作成することが可能な移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
所定の経路に沿って自律的に空間を移動する自律移動ロボットが開発されている。自律移動ロボットは、レーザレンジファインダ等の外界センサを用いて周囲の空間をセンシングし、センシング結果と、予め用意された地図とのマッチングを行い、自身の現在の位置および姿勢を推定（同定）する。自律移動ロボットは、自身の現在の位置および姿勢を制御しながら、当該経路に沿って移動することができる。【０００３】
特開２００９−０３１８８４号公報および特開平０５−０４６２３９号公報は、移動体に地図を作成させる技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３１８８４号公報
【特許文献２】特開平０５−０４６２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地図作成のためのデータを収集する作業は、煩雑であるにもかかわらず高い精度が要求されるため、データ収集作業の負担の軽減が必要とされていた。【０００６】
本開示は、地図作成のためのデータ収集作業をより簡素化する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の例示的な実施形態にかかる移動体は、センサを用いて周囲の空間をセンシングし、取得されたセンサデータと予め用意された地図とを照合することによって自己位置を推定しながら自律走行を行うことが可能な移動体であって、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、床に配置された地図作成用誘導体の位置を光学的または磁気的に読み取る読み取り装置と、前記読み取り装置の読み取り結果にしたがって、前記地図作成用誘導体に沿って前記床を走行させるよう前記駆動装置を制御する信号処理回路と、前記地図作成用誘導体に沿った走行中に周囲の空間をセンシングして、センサデータを取得するセンサと、前記センサデータを格納する記憶装置とを備え、前記センサデータから作成された地図を、前記自律走行を行うための前記予め用意された地図として使用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の例示的な実施形態にかかる移動体では、読み取り装置が床に配置された地図作成用誘導体の位置を光学的または磁気的に読み取り、読み取り結果にしたがって、信号処理回路が前記地図作成用誘導体に沿って前記床を走行させるよう前記駆動装置を制御する。測位装置は、走行によって位置を変えながら前記センサデータを取得して地図を作成する。少なくとも地図の作成時に床に地図作成用誘導体を配置すれば、移動体は自律的に走行して地図を作成できるため、地図作成時のシステム管理者の作業を大幅に簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、ＡＧＶが磁気センサを用いて、地図作成のための経路に沿って床に設けられた磁気テープを検出することを説明する図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ＡＧＶがイメージセンサを用いて、地図作成のための経路に沿って床に設けられた糸を検出することを説明する図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、ＡＧＶが測域センサ（レーザレンジファインダ）を用いて、地図作成のための経路に沿って床に設けられた反射板を検出することを説明する図である。
【図２】図２は、本開示による、各ＡＧＶの走行を制御する制御システムの概要を示す図である。
【図３】図３は、ＡＧＶが存在する移動空間Ｓの一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、接続される前のＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、接続されたＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶの外観図である。
【図６Ａ】図６Ａは、ＡＧＶの第１のハードウェア構成例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、ＡＧＶの第２のハードウェア構成例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、完成した地図の一部を模式的に示す図である。
【図８】図８は、複数の部分地図によって１つのフロアの地図が構成される例を示す図である。
【図９】図９は、運行管理装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、運行管理装置によって決定されたＡＧＶの移動経路の一例を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、互いに分離された撮像装置と、ＡＧＶとを示す図である。
【図１２】図１２は、糸に沿ってＡＧＶが誘導される様子を示す図である。
【図１３】図１３は、撮像装置によって取得された画像の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、地図作成用データ収集モード時のマイコンの処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜用語＞
本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。
【００１１】
「無人搬送車」（ＡＧＶ）とは、本体に人手または自動で荷物を積み込み、指示された場所まで自動走行し、人手または自動で荷卸しをする無軌道車両を意味する。「無人搬送車」は、無人牽引車および無人フォークリフトを含む。
【００１２】
「無人」の用語は、車両の操舵に人を必要としないことを意味しており、無人搬送車が「人（たとえば荷物の積み下ろしを行う者）」を搬送することは除外しない。
【００１３】
「無人牽引車」とは、人手または自動で荷物の積み込み荷卸しをする台車を牽引して、指示された場所まで自動走行する無軌道車両である。
【００１４】
「無人フォークリフト」とは、荷物移載用のフォークなどを上下させるマストを備え、フォークなどに荷物を自動移載し指示された場所まで自動走行し、自動荷役作業をする無軌道車両である。
【００１５】
「無軌道車両」とは、車輪と、車輪を回転させる電気モータまたはエンジンを備える移動体（vehicle）である。
【００１６】
「移動体」とは、人または荷物を載せて移動する装置であり、移動のための駆動力（traction）を発生させる車輪、二足または多足歩行装置、プロペラなどの駆動装置を備える。本開示における「移動体」の用語は、狭義の無人搬送車のみならず、モバイルロボット、サービスロボット、およびドローンを含む。
【００１７】
「自動走行」は、無人搬送車が通信によって接続されるコンピュータの運行管理システムの指令に基づく走行と、無人搬送車が備える制御装置による自律的走行とを含む。自律的走行には、無人搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれる。また、無人搬送車は、一時的に作業者の指示に基づくマニュアル走行を行ってもよい。「自動走行」は、一般には「ガイド式」の走行および「ガイドレス式」の走行の両方を含むが、本開示では「ガイドレス式」の走行を意味する。
【００１８】
「ガイド式」とは、誘導体を連続的または断続的に設置し、誘導体を利用して無人搬送車を誘導する方式である。
【００１９】
「ガイドレス式」とは、誘導体を設置せずに誘導する方式である。本開示の実施形態における無人搬送車は、自己位置推定装置を備え、ガイドレス式で走行することができる。
【００２０】
「自己位置推定装置」は、レーザレンジファインダなどの外界センサによって取得されたセンサデータに基づいて環境地図上における自己位置を推定する装置である。
【００２１】
「外界センサ」は、移動体の外部の状態をセンシングするセンサである。外界センサには、たとえば、レーザレンジファインダ（測域センサともいう）、カメラ（またはイメージセンサ）、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および磁気センサがある。
【００２２】
「内界センサ」は、移動体の内部の状態をセンシングするセンサである。内界センサには、たとえばロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と称することがある）、加速度センサ、および角加速度センサ（たとえばジャイロセンサ）がある。
【００２３】
「SLAM（スラム）」とは、Simultaneous Localization and Mappingの略語であり、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うことを意味する。
【００２４】
＜例示的な実施形態＞
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体の一例を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【００２５】
無人搬送車（以下「ＡＧＶ」と記述する。）等の移動体が、外界センサ（例えばレーザレンジファインダ）を用いて自身の現在の位置および姿勢を推定するためには、移動する空間の地図を予め作成しておく必要がある。
【００２６】
予め地図を作成するため、例えば、人がレーザレンジファインダを搭載した手押し台車を手押しして移動させ、移動中に、レーザレンジファインダを利用して周囲の空間をスキャンさせてデータ（以下「地図作成用データ」と記述する。）を取得していた。手押し台車を移動体が移動する空間内の隅々まで押して歩くことで、必要な地図作成用データが得られ、それにより、移動体が移動する空間の地図を作成していた。
【００２７】
上述の作業は、移動体が移動する空間のスキャンが終了するまで、人が手押し台車を押し続けて行う必要があった。空間の広さは、１枚の地図あたり、例えば５０ｍ×５０ｍである。地図を作成するために必要とされる人の作業負担は比較的大きかった。
【００２８】
本発明者は、移動体が自律的に移動する性能を有することに着目し、移動体に移動させながら周囲の空間をスキャンさせて地図作成用データを取得すればよいと考えた。移動体を活用すれば、人の作業負担を大幅に軽減することができる。この方法は、地図作成用データさえ得られればよく、地図を作成することまでは必要とされないという点で、上述のＳＬＡＭ技術とは異なっている。得られた地図作成用データは有線または無線で送信され、あるいは、記録媒体を介して外部の装置に移動される。外部の装置は、取得した地図作成用データから地図を作成する。ただし、移動体が地図作成用データから地図を作成してもよい。
【００２９】
本発明者は、より短い時間で効率的に地図作成用データの収集を行うために、移動体を誘導する技術を検討し、以下に説明する方法に想到した。
【００３０】
図１Ａから図１Ｃは、いずれも、移動体１ａ〜１ｃの誘導方法の例を示す。図には移動体の一例としてＡＧＶが示されている。本実施形態では、移動体は、地図作成用誘導体に沿って移動する。地図作成用誘導体は、少なくとも地図作成用データの収集時に床に配置されていればよく、収集後は撤去され得る。
【００３１】
本実施形態による移動体１ａ〜１ｃは、以下に説明する各種の外界センサに加えて、さらにレーザレンジファインダを有している。地図を取得する前は、移動体１ａ〜１ｃは以下に説明する誘導方法によって誘導されながら移動し、レーザレンジファインダを用いて空間を定期的にスキャンする。これにより、地図の作成に必要な、レーザレンジファインダのセンサデータ、つまり地図作成用データ、を得ることができる。取得した地図作成用データから生成された地図を取得すると、移動体１ａ〜１ｃは、当該地図とレーザレンジファインダのスキャンデータとを利用して自己位置および姿勢を推定しながら走行することができる。
【００３２】
図１Ａは、地図作成用データの収集時に、磁気センサ２５ａを有する移動体１ａが、床に設置された磁気テープ３０に沿って誘導される様子を示している。この例では、磁気テープ３０が地図作成用誘導体である。移動体１ａは、磁気テープ３０の磁束を検出する磁気センサ２５ａの出力を利用して磁気テープ３０に沿って走行する。
【００３３】
図１Ｂは、地図作成用データの収集時に、撮像装置２５ｂを有する移動体１ｂが、床に這わせた糸３１に沿って誘導される様子を示している。この例では、糸３１が地図作成用誘導体である。移動体１ｂは、撮像装置２５ｂによって取得された静止画像または動画像に含まれる糸の像を認識し、糸の像が画像内の所定の範囲に入るよう、進行方向および／または姿勢を制御する。これにより、移動体１ｂは、糸３１に沿って走行する。
【００３４】
糸の像と、画像内の他の像とをより確実に識別するために、糸を着色してもよい。例えば蛍光塗料を染みこませて糸を着色することができる。蛍光塗料の色は、床の色を考慮して適宜選択され得る。床に糸を這わせる代わりに、床に線を引いてもよい。線は、塗料による塗装、ビニールなどのテープ、炭酸カルシウム等を主成分にしたラインパウダーで引いてもよい。地図作成用データ収集後に線を除去する場合には、後二者が好適である。床の上の線もまた「地図作成用誘導体」である。線の色は例えば白であるが、床の色等に応じて白以外の色を適宜選択し得る。
【００３５】
図１Ｃは、地図作成用データの収集時に、レーザレーダ装置２５ｃを有する移動体１ｃが床に設置された反射板３５ａ〜３５ｃの位置を検出し、反射板３５ａ〜３５ｃの間を進む様子を示している。この例では、反射板３５ａ〜３５ｃが地図作成用誘導体である。移動体１ｃを走行させたい経路３２の両側に、反射板３５ａ〜３５ｃを含む複数の反射板を配置すればよい。移動体１ｃは、レーザレーダ装置２５ｃによって取得された反射光から各反射板の位置を認識しながら、その間を走行するよう、進行方向および／または姿勢を制御する。これにより、移動体１ｃは、経路３２に沿って走行する。
【００３６】
図１Ａから図１Ｃの例によれば、移動体は、床に配置された地図作成用誘導体の位置を磁気的に読み取る装置（磁気センサ２５ａ）、または、光学的に読み取る装置（撮像装置２５ｂまたはレーザレーダ装置２５ｃ）を備えている。移動体は、読み取り結果にしたがって地図作成用誘導体に沿って床を走行する。移動体は、レーザレンジファインダを利用して、走行によって位置を変えながら地図作成用データを取得する。取得した地図作成用データは記憶装置に記憶される。
【００３７】
以下、移動体が無人搬送車である場合のより具体的な例を説明する。誘導体読み取り装置を利用した地図作成用データの収集処理は、後述の図７Ａ〜図７Ｅの処理（項目（４））が行われる際に実行される。地図作成用データの収集を行う際のＡＧＶ１０の動作の詳細は、項目（７）において図１１〜１４を参照しながら説明する。
【００３８】
以下の説明は、矛盾がない限り、ＡＧＶ以外の移動体、例えば移動ロボット、ドローン、または有人の車両などにも同様に適用することができる。
【００３９】
（１）システムの基本構成
図２は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、少なくとも１台のＡＧＶ１０と、ＡＧＶ１０の運行管理を行う運行管理装置５０とを含む。図２には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。
【００４０】
ＡＧＶ１０は、走行に磁気テープなどの誘導体が不要な「ガイドレス式」走行が可能な無人搬送台車である。ＡＧＶ１０は、自己位置推定を行い、推定の結果を端末装置２０および運行管理装置５０に送信することができる。ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０からの指令に従って移動空間Ｓ内を自動走行することが可能である。ＡＧＶ１０は、さらに、人または他の移動体に追従して移動する「追尾モード」で動作することも可能である。
【００４１】
運行管理装置５０は各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングし、各ＡＧＶ１０の走行を管理するコンピュータシステムである。運行管理装置５０は、デスクトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータであり得る。運行管理装置５０は、複数のアクセスポイント２を介して、各ＡＧＶ１０と通信する。たとえば、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０が次に向かうべき位置の座標のデータを各ＡＧＶ１０に送信する。各ＡＧＶ１０は、定期的に、たとえば１００ミリ秒ごとに自身の位置および姿勢（orientation）を示すデータを運行管理装置５０に送信する。指示した位置にＡＧＶ１０が到達すると、運行管理装置５０は、さらに次に向かうべき位置の座標のデータを送信する。ＡＧＶ１０は、端末装置２０に入力されたユーザ１の操作に応じて移動空間Ｓ内を走行することも可能である。端末装置２０の一例はタブレットコンピュータである。典型的には、端末装置２０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成時に行われ、運行管理装置５０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成後に行われる。
【００４２】
図３は、３台のＡＧＶ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが存在する移動空間Ｓの一例を示している。いずれのＡＧＶも図中の奥行き方向に走行しているとする。ＡＧＶ１０ａおよび１０ｂは天板に載置された荷物を搬送中である。ＡＧＶ１０ｃは、前方のＡＧＶ１０ｂに追従して走行している。なお、説明の便宜のため、図３では参照符号１０ａ、１０ｂおよび１０ｃを付したが、以下では、「ＡＧＶ１０」と記述する。
【００４３】
ＡＧＶ１０は、天板に載置された荷物を搬送する方法以外に、自身と接続された牽引台車を利用して荷物を搬送することも可能である。図４Ａは接続される前のＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。牽引台車５の各足にはキャスターが設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５と機械的に接続される。図４Ｂは、接続されたＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。ＡＧＶ１０が走行すると、牽引台車５はＡＧＶ１０に牽引される。牽引台車５を牽引することにより、ＡＧＶ１０は、牽引台車５に載置された荷物を搬送できる。
【００４４】
ＡＧＶ１０と牽引台車５との接続方法は任意である。ここでは一例を説明する。ＡＧＶ１０の天板にはプレート６が固定されている。牽引台車５には、スリットを有するガイド７が設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５に接近し、プレート６をガイド７のスリットに差し込む。差し込みが完了すると、ＡＧＶ１０は、図示されない電磁ロック式ピンをプレート６およびガイド７に貫通させ、電磁ロックをかける。これにより、ＡＧＶ１０と牽引台車５とが物理的に接続される。
【００４５】
再び図２を参照する。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、たとえば１対１で接続されてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信を行うことができる。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、１または複数のアクセスポイント２を利用してＷｉ−Ｆｉ（登録商標）に準拠した通信を行うこともできる。複数のアクセスポイント２は、たとえばスイッチングハブ３を介して互いに接続されている。図２には２台のアクセスポイント２ａ、２ｂが記載されている。ＡＧＶ１０はアクセスポイント２ａと無線で接続されている。端末装置２０はアクセスポイント２ｂと無線で接続されている。ＡＧＶ１０が送信したデータはアクセスポイント２ａで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ｂに転送され、アクセスポイント２ｂから端末装置２０に送信される。また、端末装置２０が送信したデータは、アクセスポイント２ｂで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ａに転送され、アクセスポイント２ａからＡＧＶ１０に送信される。これにより、ＡＧＶ１０および端末装置２０の間の双方向通信が実現される。複数のアクセスポイント２はスイッチングハブ３を介して運行管理装置５０とも接続されている。これにより、運行管理装置５０と各ＡＧＶ１０との間でも双方向通信が実現される。
【００４６】
（２）環境地図の作成
自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されており、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。
【００４７】
ＡＧＶ１０は、ユーザの操作によってデータ取得モードに遷移する。データ取得モードにおいて、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダを用いたセンサデータの取得を開始する。レーザレンジファインダは周期的にたとえば赤外線または可視光のレーザビームを周囲に放射して周囲の空間Ｓをスキャンする。レーザビームは、たとえば、壁、柱等の構造物、床の上に置かれた物体等の表面で反射される。レーザレンジファインダは、レーザビームの反射光を受けて各反射点までの距離を計算し、各反射点の位置が示された測定結果のデータを出力する。各反射点の位置には、反射光の到来方向および距離が反映されている。１回のスキャンによって得られた測定結果のデータは「計測データ」または「センサデータ」と呼ばれることがある。
【００４８】
位置推定装置は、センサデータを記憶装置に蓄積する。移動空間Ｓ内のセンサデータの取得が完了すると、記憶装置に蓄積されたセンサデータが外部装置に送信される。外部装置は、たとえば信号処理プロセッサを有し、かつ、地図作成プログラムがインストールされたコンピュータである。
【００４９】
外部装置の信号処理プロセッサは、スキャンごとに得られたセンサデータ同士を重ね合わせる。信号処理プロセッサが重ね合わせる処理を繰り返し行うことにより、空間Ｓの地図を作成することができる。外部装置は、作成した地図のデータをＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、作成した地図のデータを内部の記憶装置に保存する。外部装置は、運行管理装置５０であってもよいし、他の装置であってもよい。
【００５０】
外部装置ではなくＡＧＶ１０が地図の作成を行ってもよい。上述した外部装置の信号処理プロセッサが行った処理を、ＡＧＶ１０のマイクロコントローラユニット（マイコン）などの回路が行えばよい。ＡＧＶ１０内で地図を作成する場合には、蓄積されたセンサデータを外部装置に送信する必要が無くなる。センサデータのデータ容量は一般には大きいと考えられる。センサデータを外部装置に送信する必要がないため、通信回線の占有を回避できる。
【００５１】
なお、センサデータを取得するための移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が走行することによって実現し得る。たとえば、ＡＧＶ１０は、端末装置２０を介して無線でユーザから前後左右の各方向への移動を指示する走行指令を受け取る。ＡＧＶ１０は走行指令にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成する。ＡＧＶ１０がジョイスティック等の操縦装置と有線で接続されている場合には、当該操縦装置からの制御信号にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成してもよい。レーザレンジファインダを搭載した計測台車を人が押し歩くことによってセンサデータを取得してもよい。
【００５２】
なお、図２および図３には複数台のＡＧＶ１０が示されているが、ＡＧＶは１台であってもよい。複数台のＡＧＶ１０が存在する場合、ユーザ１は端末装置２０を利用して、登録された複数のＡＧＶのうちから一台のＡＧＶ１０を選択して、移動空間Ｓの地図を作成させることができる。
【００５３】
地図が作成されると、以後、各ＡＧＶ１０は当該地図を利用して自己位置を推定しながら自動走行することができる。自己位置を推定する処理の説明は後述する。
【００５４】
（３）ＡＧＶの構成
図５は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。なお、ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図５には示されていない。また、図５には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されているが、左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。
【００５５】
走行制御装置１４は、ＡＧＶ１０の動作を制御する装置であり、主としてマイコン（後述）を含む集積回路、電子部品およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置１４は、上述した、端末装置２０とのデータの送受信、および前処理演算を行う。
【００５６】
レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外線または可視光のレーザビーム１５ａを放射し、当該レーザビーム１５ａの反射光を検出することにより、反射点までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザビーム１５ａを放射し、各レーザビーム１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８１ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。なお、本実施形態では、レーザレンジファインダ１５が行う周囲の空間のスキャンは実質的に床面に平行であり、平面的（二次元的）である。しかしながら、レーザレンジファインダ１５は高さ方向のスキャンを行ってもよい。
【００５７】
ＡＧＶ１０の位置および姿勢（向き）と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶ１０は、空間Ｓの地図を作成することができる。地図には、ＡＧＶの周囲の壁、柱等の構造物、床の上に載置された物体の配置が反映され得る。地図のデータは、ＡＧＶ１０内に設けられた記憶装置に格納される。
【００５８】
一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。二次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。
【００５９】
レーザビーム１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。
【００６０】
レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。
【００６１】
レーザレンジファインダ１５は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。
【００６２】
走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。なお、保持されている地図データは、他のＡＧＶ１０が作成した地図データであってもよい。
【００６３】
図６Ａは、ＡＧＶ１０の第１のハードウェア構成例を示している。また図６Ａは、走行制御装置１４の具体的な構成も示している。
【００６４】
ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、２台のモータ１６ａおよび１６ｂと、駆動装置１７と、車輪１１ａおよび１１ｂと、２つのロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂとを備えている。
【００６５】
走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄと、位置推定装置１４ｅとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃ、通信回路１４ｄおよび位置推定装置１４ｅは通信バス１４ｆで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。レーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｆに接続されており、計測結果である計測データを、マイコン１４ａ、位置推定装置１４ｅおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。
【００６６】
さらに、走行制御装置１４は入力インタフェース１４ｈを有している。入力インタフェース１４ｈには、誘導体読み取り装置２５が接続されている。
【００６７】
誘導体読み取り装置２５は、地図作成用誘導体の位置を光学的または磁気的に読み取る装置である。誘導体読み取り装置２５の例は、図１Ａに示す磁気センサ２５ａ、図１Ｂに示す撮像装置２５ｂ、図１Ｂに示すレーザレーダ装置２５ｃである。
【００６８】
誘導体読み取り装置２５が磁気センサ２５ａである場合を説明する。磁気センサ２５ａは複数のホール素子を有している。各ホール素子は、床に配置された磁気テープ３０の磁束を検知する。例えば、磁気センサ２５ａが７個のホール素子を有する場合、７個のホール素子は１０ｍｍのピッチで配置される。７個のホール素子のうち、磁気テープ３０の直上に位置するホール素子はハイレベルの電圧信号を出力し、磁気テープ３０の直上から外れた位置のホール素子はローレベルの電圧信号を出力する。ＡＧＶ１０が走行して磁気テープ３０の延びる方向に対して横にずれると、一部のホール素子の電圧信号はハイレベルからローレベルに変化し、他の一部のホール素子の電圧信号はローレベルからハイレベルに変化する。磁気センサ２５ａは、各ホール素子の電圧信号の変化から、右方向または左方向にどれだけの距離ずれたかを判定できる。磁気センサ２５ａは、ずれた方向およびずれ量のデータを、入力インタフェース１４ｈを介してマイコン１４ａに出力する。
【００６９】
誘導体読み取り装置２５が撮像装置２５ｂである場合を説明する。撮像装置２５ｂは不図示のレンズ、イメージセンサおよび画像処理回路を有している。イメージセンサは、縦横に配列された多数の撮像素子を有している。イメージセンサは、レンズを介して入射した光を各撮像素子で受ける。各撮像素子にはフィルタが設けられ、特定の波長域の光を受け、受けた光の強度に応じた信号を出力する。これにより、いわゆる赤色、緑色および青色のそれぞれについて、入射光の強さを取得することができる。複数の撮像素子から出力された信号に従って、多数の画素を有する１枚の画像が構成される。１画素は、例えば、緑色を検出する２つの撮像素子の出力信号と、赤色を検出する１つの撮像素子の出力信号と、青色を検出する１つの撮像素子の出力信号とによって表現される。
【００７０】
画像処理回路は、イメージセンサから出力された画像から、糸３１（図１Ｂ）の像を認識する。例えば糸３１の色が既知の場合には、画像処理回路は、画像内でその色を有する画素を抽出することにより、糸３１の像を識別することができる。
【００７１】
さらに画像処理回路は、糸３１の像の画像内の位置の変化量を検出する。位置の変化量は、ＡＧＶ１０の走行によって、どれだけの距離、右または左にずれたかに比例する。画像のＸ画素が現実のＹｍｍのずれに相当することを予め関連付けておくことにより、画像処理回路は、ずれた方向およびずれ量のデータを、入力インタフェース１４ｈを介してマイコン１４ａに出力することができる。
【００７２】
なお、抽出された複数の画素が所定の数以上連続的に存在することも、糸３１の判定条件に含めてもよい。これにより、糸３１と同色の物体が存在していたとしても、誤認識を回避することができる。
【００７３】
誘導体読み取り装置２５がレーザレーダ装置２５ｃである場合を説明する。レーザレーダ装置２５ｃは、レーザレンジファインダ１５と同様、赤外線または可視光のレーザビームを放射する。レーザレンジファインダ１５ｃは、例えば０．５度単位で３６０度にわたってレーザビームを放射する。レーザレーダ装置２５ｃは、反射体で反射されたレーザビームを検出する。反射体で反射された場合、反射光の強度は十分に強いため、レーザレーダ装置２５ｃは反射光を確実に検出できる。レーザレーダ装置２５ｃは、現在位置が、どの反射体とどの反射体との間であるかを算出して出力する。
【００７４】
マイコン１４ａは、走行制御装置１４を含むＡＧＶ１０の全体を制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路（コンピュータ）である。典型的にはマイコン１４ａは半導体集積回路である。マイコン１４ａは、制御信号であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を駆動装置１７に送信して駆動装置１７を制御し、モータに印加する電圧を調整させる。これによりモータ１６ａおよび１６ｂの各々が所望の回転速度で回転する。
【００７５】
左右のモータ１６ａおよび１６ｂの駆動を制御する１つ以上の制御回路（たとえばマイコン）を、マイコン１４ａとは独立して設けてもよい。たとえば、モータ駆動装置１７が、モータ１６ａおよび１６ｂの駆動をそれぞれ制御する２つのマイコンを備えていてもよい。それらの２つのマイコンは、エンコーダ１８ａおよび１８ｂから出力されたエンコーダ情報を用いた座標計算をそれぞれ行い、所与の初期位置からのＡＧＶ１０の移動距離を推定してもよい。また、当該２つのマイコンは、エンコーダ情報を利用してモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを制御してもよい。
【００７６】
マイコン１４ａは、誘導体読み取り装置２５の出力結果を利用して、誘導体に沿ってＡＧＶ１０が移動するよう、モータ駆動装置１７を制御する。
【００７７】
メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。
【００７８】
記憶装置１４ｃは、不揮発性の半導体メモリ装置である。ただし、記憶装置１４ｃは、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または、光ディスクに代表される光学式記録媒体であってもよい。さらに、記憶装置１４ｃは、いずれかの記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すためのヘッド装置および当該ヘッド装置の制御装置を含んでもよい。
【００７９】
地図作成用データの収集時には、記憶装置１４ｃは、収集した地図作成用データを記憶する。地図作成用データは、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群（Point Cloud）であり得る。
【００８０】
地図が既に作成されている場合には、記憶装置１４ｃは、走行する空間Ｓの地図データＭ、および、１または複数の走行経路のデータ（走行経路データ）Ｒを記憶する。地図データＭは、ＡＧＶ１０が地図作成モードで動作することによって作成され記憶装置１４ｃに記憶される。走行経路データＲは、地図データＭが作成された後に外部から送信される。本実施形態では、地図データＭおよび走行経路データＲは同じ記憶装置１４ｃに記憶されているが、異なる記憶装置に記憶されてもよい。
【００８１】
走行経路データＲの例を説明する。
【００８２】
端末装置２０がタブレットコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０はタブレットコンピュータから走行経路を示す走行経路データＲを受信する。このときの走行経路データＲは、複数のマーカの位置を示すマーカデータを含む。「マーカ」は走行するＡＧＶ１０の通過位置（経由点）を示す。走行経路データＲは、走行開始位置を示す開始マーカおよび走行終了位置を示す終了マーカの位置情報を少なくとも含む。走行経路データＲは、さらに、１以上の中間経由点のマーカの位置情報を含んでもよい。走行経路が１以上の中間経由点を含む場合には、開始マーカから、当該走行経由点を順に経由して終了マーカに至る経路が、走行経路として定義される。各マーカのデータは、そのマーカの座標データに加えて、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）および走行速度のデータを含み得る。ＡＧＶ１０が各マーカの位置で一旦停止し、自己位置推定および端末装置２０への通知などを行う場合には、各マーカのデータは、当該走行速度に達するまでの加速に要する加速時間、および／または、当該走行速度から次のマーカの位置で停止するまでの減速に要する減速時間のデータを含み得る。
【００８３】
端末装置２０ではなく運行管理装置５０（たとえば、ＰＣおよび／またはサーバコンピュータ）がＡＧＶ１０の移動を制御してもよい。その場合には、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がマーカに到達する度に、次のマーカへの移動をＡＧＶ１０に指示してもよい。たとえば、ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０から、次に向かうべき目的位置の座標データ、または、当該目的位置までの距離および進むべき角度のデータを、走行経路を示す走行経路データＲとして受信する。
【００８４】
ＡＧＶ１０は、作成された地図と走行中に取得されたレーザレンジファインダ１５が出力したセンサデータとを利用して自己位置を推定しながら、記憶された走行経路に沿って走行することができる。
【００８５】
通信回路１４ｄは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。たとえばＡＧＶ１０を走行させて地図を作成するモードでは、通信回路１４ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１で端末装置２０と通信する。
【００８６】
位置推定装置１４ｅは、地図の作成処理、および、走行時には自己位置の推定処理を行う。位置推定装置１４ｅは、ＡＧＶ１０の位置および姿勢とレーザレンジファインダのスキャン結果とにより、移動空間Ｓの地図を作成する。走行時には、位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５からセンサデータを受け取り、また、記憶装置１４ｃに記憶された地図データＭを読み出す。レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ（センサデータ）と、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。位置推定装置１４ｅは、局所的地図データが地図データＭに一致した程度を表す「信頼度」のデータを生成する。自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データは、ＡＧＶ１０から端末装置２０または運行管理装置５０に送信され得る。端末装置２０または運行管理装置５０は、自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データを受信して、内蔵または接続された表示装置に表示することができる。
【００８７】
本実施形態では、マイコン１４ａと位置推定装置１４ｅとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅの各動作を独立して行うことが可能な１つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図６Ａには、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅを包括するチップ回路１４ｇが示されている。以下では、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが別個独立に設けられている例を説明する。
【００８８】
２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ａおよび１１ｂに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ａおよび１１ｂはそれぞれ駆動輪である。本明細書では、モータ１６ａおよびモータ１６ｂは、それぞれＡＧＶ１０の右輪および左輪を駆動するモータであるとして説明する。
【００８９】
移動体１０は、さらに、車輪１１ａおよび１１ｂの回転位置または回転速度を測定するエンコーダユニット１８をさらに備えている。エンコーダユニット１８は、第１ロータリエンコーダ１８ａおよび第２ロータリエンコーダ１８ｂを含む。第１ロータリエンコーダ１８ａは、モータ１６ａから車輪１１ａまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。第２ロータリエンコーダ１８ｂは、モータ１６ｂから車輪１１ｂまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。エンコーダユニット１８は、ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂによって取得された信号を、マイコン１４ａに送信する。マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから受信した信号だけでなく、エンコーダユニット１８から受信した信号を利用して、移動体１０の移動を制御してもよい。
【００９０】
駆動装置１７は、２台のモータ１６ａおよび１６ｂの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを有する。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂの各々はいわゆるインバータ回路を含む。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂは、マイコン１４ａまたはモータ駆動回路１７ａ内のマイコンから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。
【００９１】
図６Ｂは、ＡＧＶ１０の第２のハードウェア構成例を示している。第２のハードウェア構成例は、レーザ測位システム１４ｈを有する点、および、マイコン１４ａが各構成要素と１対１で接続されている点において、第１のハードウェア構成例（図６Ａ）と相違する。
【００９２】
レーザ測位システム１４ｈは、位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５を有する。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されている。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５の各動作は上述した通りである。レーザ測位システム１４ｈは、ＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を示す情報をマイコン１４ａに出力する。
【００９３】
マイコン１４ａは、種々の汎用Ｉ／Ｏインタフェースまたは汎用入出力ポート（図示せず）を有している。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄ、レーザ測位システム１４ｈ等の、走行制御装置１４内の他の構成要素と、当該汎用入出力ポートを介して直接接続されている。
【００９４】
図６Ｂに関して上述した構成以外は、図６Ａの構成と共通である。よって共通の構成の説明は省略する。
【００９５】
本開示の実施形態におけるＡＧＶ１０は、図示されていないバンパースイッチなどのセーフティセンサを備えていてもよい。ＡＧＶ１０は、ジャイロセンサなどの慣性計測装置を備えていてもよい。ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂまたは慣性計測装置などの内界センサによる測定データを利用すれば、ＡＧＶ１０の移動距離および姿勢の変化量（角度）を推定することができる。これらの距離および角度の推定値は、オドメトリデータと呼ばれ、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の情報を補助する機能を発揮し得る。
【００９６】
（４）地図データ
図７Ａ〜図７Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示す。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図６Ａおよび６Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。
【００９７】
図７Ａには、レーザレンジファインダ１５を用いて周囲の空間をスキャンするＡＧＶ１０が示されている。所定のステップ角毎にレーザビームが放射され、スキャンが行われる。なお、図示されたスキャン範囲は模式的に示した例であり、上述した合計２７０度のスキャン範囲とは異なっている。
【００９８】
図７Ａ〜図７Ｆの各々では、レーザビームの反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて模式的に示されている。レーザビームのスキャンは、レーザレンジファインダ１５の位置および姿勢が変化する間に短い周期で実行される。このため、現実の反射点の個数は、図示されている反射点４の個数よりも遥かに多い。位置推定装置１４ｅは、走行に伴って得られる黒点４の位置を、たとえばメモリ１４ｂに蓄積する。ＡＧＶ１０が走行しながらスキャンを継続して行うことにより、地図データが徐々に完成されてゆく。図７Ｂから図７Ｅでは、簡略化のためスキャン範囲のみが示されている。当該スキャン範囲は例示であり、上述した合計２７０度の例とは異なる。
【００９９】
地図は、地図作成に必要な量のセンサデータを取得した後、そのセンサデータに基づいて、このＡＧＶ１０内のマイコン１４ａまたは外部のコンピュータを用いて作成してもよい。あるいは、移動しつつあるＡＧＶ１０が取得したセンサデータに基づいてリアルタイムで地図を作成してもよい。
【０１００】
図７Ｆは、完成した地図４０の一部を模式的に示す。図７Ｆに示される地図では、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群（Point Cloud）によって自由空間が仕切られている。地図の他の例は、物体が占有している空間と自由空間とをグリッド単位で区別する占有格子地図である。位置推定装置１４ｅは、地図のデータ（地図データＭ）をメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに蓄積する。なお図示されている黒点の数または密度は一例である。
【０１０１】
こうして得られた地図データは、複数のＡＧＶ１０によって共有され得る。
【０１０２】
ＡＧＶ１０が地図データに基づいて自己位置を推定するアルゴリズムの典型例は、ＩＣＰ（Iterative Closest Point）マッチングである。前述したように、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ（センサデータ）と、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を推定することができる。
【０１０３】
ＡＧＶ１０が走行するエリアが広い場合、地図データＭのデータ量が多くなる。そのため、地図の作成時間が増大したり、自己位置推定に多大な時間を要するなどの不都合が生じる可能性がある。そのような不都合が生じる場合には、地図データＭを、複数の部分地図のデータに分けて作成および記録してもよい。
【０１０４】
図８は、４つの部分地図データＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示している。この例では、１つの部分地図データは５０ｍ×５０ｍの領域をカバーしている。Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて隣接する２つの地図の境界部分に、幅５ｍの矩形の重複領域が設けられている。この重複領域を「地図切替エリア」と呼ぶ。１つの部分地図を参照しながら走行しているＡＧＶ１０が地図切替エリアに到達すると、隣接する他の部分地図を参照する走行に切り替える。部分地図の枚数は４枚に限らず、ＡＧＶ１０が走行するフロアの面積、地図作成および自己位置推定を実行するコンピュータの性能に応じて適宜設定してよい。部分地図データのサイズおよび重複領域の幅も、上記の例に限定されず、任意に設定してよい。
【０１０５】
（５）運行管理装置の構成例
図９は、運行管理装置５０のハードウェア構成例を示している。運行管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６と、個体差データベース（個体差ＤＢ）５７とを有する。
【０１０６】
ＣＰＵ５１、メモリ５２、位置ＤＢ５３、通信回路５４、地図ＤＢ５５、画像処理回路５６および個体差ＤＢ５７はバス５８で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。
【０１０７】
ＣＰＵ５１は、運行管理装置５０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ５１は半導体集積回路である。
【０１０８】
メモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、ＣＰＵ５１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。
【０１０９】
位置ＤＢ５３は、各ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。本実施形態では、位置データは、基準ＡＧＶが出力した位置の座標値および姿勢の角度値の組を含む。当該位置データを「運行管理登録データ」と呼ぶこともある。なお、基準ＡＧＶは、図１に示す移動体１ａに対応する。
【０１１０】
通信回路５４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路５４はアクセスポイント２（図１）と有線で接続されており、アクセスポイント２を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路５４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス５８を介してＣＰＵ５１から受信する。また通信回路５４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス５８を介してＣＰＵ５１および／またはメモリ５２に送信する。
【０１１１】
地図ＤＢ５５は、ＡＧＶ１０が走行する工場等の内部の地図のデータを格納する。当該地図は、地図４０（図７Ｆ）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。各ＡＧＶ１０の位置と１対１で対応関係を有する地図であれば、データの形式は問わない。たとえば地図ＤＢ５５に格納される地図は、ＣＡＤによって作成された地図であってもよい。
【０１１２】
位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。
【０１１３】
画像処理回路５６はモニタ５９に表示される映像のデータを生成する回路である。画像処理回路５６は、専ら、管理者が運行管理装置５０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、モニタ５９は運行管理装置５０と一体化されていてもよい。また画像処理回路５６の処理をＣＰＵ５１が行ってもよい。
【０１１４】
個体差ＤＢ５７は、各ＡＧＶ１０の個体差データを格納する記憶装置である。ある位置においてセンシングを行ったＡＧＶ１０が、座標値（ｘ，ｙ）および姿勢を表す角度θを出力したとする。本実施形態では、個体差データは（ｘ，ｙ，θ）の各値の基準値からのずれ量として取得される。「基準値」は、当該位置においてセンシングを行った基準ＡＧＶが出力した（ｘ，ｙ，θ）である。個体差データは、ＡＧＶ毎に算出される。また、地図が複数枚存在する場合には、個体差データは地図毎かつＡＧＶ毎に算出され得る。個体差データの詳細は後述する。
【０１１５】
移動体として三次元空間を飛行するドローン等を採用した場合、個体差データは（ｘ，ｙ，ｚ，θ，φ）の各値の基準値からのずれ量として取得され得る。
【０１１６】
（６）運行管理装置の動作
図１０を参照しながら、運行管理装置５０の動作の概要を説明する。図１０は、運行管理装置５０によって決定されたＡＧＶ１０の移動経路の一例を模式的に示す図である。
【０１１７】
ＡＧＶ１０および運行管理装置５０の動作の概要は以下のとおりである。以下では、あるＡＧＶ１０が現在、位置Ｍ１におり、幾つかの位置を通過して、最終的な目的地である位置Ｍｎ＋１（ｎ：１以上の正の整数）まで走行する例を説明する。なお、位置ＤＢ５３には位置Ｍ１の次に通過すべき位置Ｍ２、位置Ｍ２の次に通過すべき位置Ｍ３等の各位置を示す座標データが記録されている。
【０１１８】
運行管理装置５０のＣＰＵ５１は、位置ＤＢ５３を参照して位置Ｍ２の座標データを読み出し、さらに個体差ＤＢ５７から当該ＡＧＶ１０の個体差データを読み出して、位置Ｍ２に向かわせる走行指令を生成する。通信回路５４は、アクセスポイント２を介して走行指令をＡＧＶ１０に送信する。
【０１１９】
ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から、アクセスポイント２を介して、定期的に現在位置および姿勢を示すデータを受信する。こうして運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングすることができる。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の現在位置が位置Ｍ２に一致したと判定すると、同様に、位置Ｍ３の座標データおよび個体差データを読み出し、位置Ｍ３に向かわせる走行指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。つまり運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がある位置に到達したと判定すると、次に通過すべき位置に向かわせる走行指令を送信する。これにより、ＡＧＶ１０は最終的な目的位置Ｍｎ＋１に到達することができる。上述した、ＡＧＶ１０の通過位置および目的位置は「マーカ」と呼ばれることがある。
【０１２０】
（７）地図作成用誘導体を利用して移動する移動体の処理
次に、本実施形態にかかる移動体をより具体的に説明する。以下の説明では、図１Ｂに示す撮像装置２５ｂを有するＡＧＶを例に挙げるが、下記の説明は、撮像装置２５ｂを磁気センサ２５ａまたはレーザレーダ装置２５ｃに変更しても適用され得る。
【０１２１】
図１１は、互いに分離された撮像装置２５ｂと、ＡＧＶ１０とを示している。撮像装置２５ｂはＡＧＶ１０に着脱可能である。
【０１２２】
撮像装置２５ｂがＡＧＶ１０に装着されると、マイコン１４ａは、地図作成用データを収集するためのデータ収集モードでＡＧＶ１０を動作させる。データ収集モードでは、マイコン１４ａは、ＡＧＶ１０を地図作成用誘導体に沿って移動させつつ、地図作成用データとして、レーザレンジファインダ１５を利用してセンサデータを取得させる。一方、撮像装置２５ｂがＡＧＶ１０から取り外されると、マイコン１４ａは、レーザレンジファインダ１５から出力されたセンサデータと地図データとを用いた自己位置および姿勢の推定結果に従って、ＡＧＶ１０を自律的に走行させる。
【０１２３】
ＡＧＶ１０の搬送テーブル１３上には、入力インタフェース１４ｈが設けられている。一方、誘導体読み取り装置２５の底部には出力インタフェース１４ｊが設けられている。入力インタフェース１４ｈは、例えば導通の有無により、撮像装置２５ｂの装着または取り外し（着脱）を検出可能である。入力インタフェース１４ｈが撮像装置２５ｂの装着が行われたことを検出すると、ずれた方向およびずれ量のデータが、撮像装置２５ｂからマイコン１４ａに伝達される。マイコン１４ａは、ＡＧＶ１０を地図作成用誘導体に沿って走行させる動作モードに移行する。これにより、地図作成用データの収集を行うことができる。なお、走行時に誘導体読み取り装置２５がＡＧＶ１０から抜け落ちないよう、機械的なロック機構が設けられてもよい。
【０１２４】
なお、撮像装置２５ｂがＡＧＶ１０に着脱可能であることは必須ではなく、ＡＧＶ１０に、取り外しできないよう恒常的に固定されていてもよい。撮像装置２５ｂがＡＧＶ１０に恒常的に固定されている場合、撮像装置２５ｂはデータ収集モード時に地図作成用誘導体を読み取る。さらに、撮像装置２５ｂは、通常走行時に進路上の障害物等を検出するために用いられてもよい。障害物等の検出は、画像処理によって障害物等を識別することによって実現され得る。
【０１２５】
図１２は、糸３１に沿ってＡＧＶ１０が誘導される様子を示している。図示された例では、ＡＧＶ１０は紙面手前から奥行き方向に向かって走行している。
【０１２６】
図１３は、撮像装置２５ｂによって取得された画像３５の一例である。画像３５には、糸３１の像３６が含まれている。糸３１が蛍光色である場合、撮像装置２５ｂの画像処理回路は、当該蛍光色を有する画素を抽出することにより、糸３１の像３６を識別する。
【０１２７】
本実施形態では、撮像装置２５ｂは、例えば毎秒１５枚のフレームレートで動画像を撮影し、各フレーム画像について、糸３１の像３６を識別する処理を行う。識別を継続して行うことにより、画像処理回路は、糸３１の像３６がずれた方向およびずれ量のデータを取得できる。
【０１２８】
マイコン１４ａは、ずれた方向およびずれ量のデータを撮像装置２５ｂから受け取り、ずれ量が、例えば０±１０ｍｍの範囲内に入るようＡＧＶ１０の走行時の姿勢を制御する。
【０１２９】
なお、撮像装置２５ｂの画像処理回路は、画像の下辺中央の位置３７をずれ量を算出する基準位置として定めてもよい。このときＡＧＶ１０のマイコン１４ａは、像３６が画像の下辺中央の位置３７を含む範囲を通過するよう、ＡＧＶ１０の走行時の姿勢を制御する。
【０１３０】
上述の説明では、誘導体読み取り装置２５である磁気センサ２５ａ、撮像装置２５ｂおよびレーザレーダ装置２５ｃが、ずれた方向およびずれ量のデータを自ら算出して出力する例を説明した。他の例として、誘導体読み取り装置２５が、ずれた方向およびずれ量のデータを算出するためのデータを取得する処理までを行い、ずれた方向およびずれ量のデータを実際に算出する処理はマイコン１４ａに行わせてもよい。これにより、誘導体読み取り装置２５の構成をより簡略化し、コストを抑制することができる。
【０１３１】
図１４は、地図作成用データ収集モード時のＡＧＶ１０のマイコン１４ａの処理の手順を示すフローチャートである。上述のように、地図作成用データ収集モード時には、誘導体読み取り装置２５がＡＧＶ１０に装着されている。
【０１３２】
ステップＳ１０において、マイコン１４ａは、誘導体読み取り装置２５から、地図作成用誘導体の読み取り結果のデータを取得する。
【０１３３】
ステップＳ１１において、マイコン１４ａは、読み取り結果にしたがって、地図作成用誘導体に沿ってＡＧＶ１０を走行させる。
【０１３４】
ステップＳ１２において、マイコン１４ａは、走行中に逐次、レーザレンジファインダ１５に地図作成用データを取得させる。
【０１３５】
ステップＳ１３において、マイコン１４ａは、地図作成用データを記憶装置１４ｃに格納させる。
【０１３６】
以上の処理によれば、ＡＧＶ１０は、目印である地図作成用誘導体を自動的に読み取り、地図作成用誘導体に沿って地図作成用データを収集することができる。地図作成用データの収集後は、収集したデータを用いてマイコン１４ａが地図を作成する処理を追加的に行ってもよいし、収集したデータを外部装置に送信し、外部装置に地図を作成させてもよい。
【０１３７】
上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体によって実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、および記録媒体の任意な組み合わせによって実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３８】
本開示の移動体は、工場、倉庫、建設現場、物流、病院などで荷物、部品、完成品などの物の移動および搬送に好適に利用され得る。
【符号の説明】
【０１３９】
１・・・ユーザ、２ａ、２ｂ・・・アクセスポイント、１０・・・ＡＧＶ（移動体）、１１ａ、１１ｂ・・・駆動輪（車輪）、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ・・・キャスター、１２・・・フレーム、１３・・・搬送テーブル、１４・・・走行制御装置、１４ａ・・・マイコン、１４ｂ・・・メモリ、１４ｃ・・・記憶装置、１４ｄ・・・通信回路、１４ｅ・・・測位装置、１６ａ、１６ｂ・・・モータ、１５・・・レーザレンジファインダ、１７ａ、１７ｂ・・・モータ駆動回路、２０・・・端末装置（タブレットコンピュータなどのモバイルコンピュータ）、２５・・・誘導体読み取り装置、２５ａ・・・磁気センサ、２５ｂ・・・撮像装置、２５ｃ・・・レーザレーダ装置、５０・・・運行管理装置、５１・・・ＣＰＵ、５２・・・メモリ、５３・・・位置データベース（位置ＤＢ）、５４・・・通信回路、５５・・・地図データベース（地図ＤＢ）、５６・・・画像処理回路、１００・・・移動体管理システム
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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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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【国際調査報告】
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