(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自己の位置を測定する自己位置測定部と、前記自己の位置に基づいて自己の周囲に存在する他の自律移動車の位置である他位置を測定する他位置測定部と、前記測定した他位置を位置データとして前記他の自律移動車に送信する送信部と、前記自己の周囲の物体の形状を物体形状データとして測定する周辺物体形状測定部と、地図データと前記物体形状データとをマッチングするマッチング部と、を備える第１の自律移動車、
および、自己の周囲の物体の形状を物体形状データとして測定する周辺物体形状測定部と、前記送信される他位置である位置データを受信する受信部と、地図データと前記物体形状データとをマッチングするマッチング部と、を備える前記他の自律移動車である第２の自律移動車
から情報を受け取り、
前記第１の自律移動車が測定する当該第１の自律移動車の周囲に存在する前記第２の自律移動車の位置データと、前記第２の自律移動車が測定する当該第２の自律移動車の周辺に存在する物体の物体形状データとに基づいて、前記第１の自律移動車、前記第２の自律移動車および／またはそれ以外の自律移動車が自律移動する際における前記マッチングに用いる前記地図データを作成すること
を特徴とする地図データ作成装置。
【請求項２】
自己の位置を測定する自己位置測定部と、
前記自己の位置に基づいて自己の周囲に存在する他の自律移動車の位置である他位置を測定する他位置測定部と、
前記測定した他位置を位置データとして前記他の自律移動車に送信する送信部と、
前記自己の周囲の物体の形状を物体形状データとして測定する周辺物体形状測定部と、
地図データと前記物体形状データとをマッチングするマッチング部と、
を備える第１の自律移動車と、
自己の周囲の物体の形状を物体形状データとして測定する周辺物体形状測定部と、
前記送信される他位置である位置データを受信する受信部と、
地図データと前記物体形状データとをマッチングするマッチング部と、
を備える前記他の自律移動車である第２の自律移動車と、
前記第１の自律移動車が測定する当該第１の自律移動車の周囲に存在する前記第２の自律移動車の位置データと、前記第２の自律移動車が測定する当該第２の自律移動車の周辺に存在する物体の物体形状データとに基づいて、前記第１の自律移動車、前記第２の自律移動車および／またはそれ以外の自律移動車が自律移動する際における前記マッチングに用いる地図データを作成する地図データ作成装置と、
を含んでなることを特徴とする自律移動システム。
【請求項３】
請求項２に記載の自律移動システムにおいて、
前記地図データ作成装置が作成する前記地図データにおける位置は、前記第１の自律移動車が前記第２の自律移動車に送信した他位置に基づくこと
を特徴とする自律移動システム。
【請求項４】
請求項３に記載の自律移動システムにおいて、
前記自己の位置は、自己の絶対位置であり、
前記他位置は、前記自己の絶対位置を基に算出される、前記第１の自律移動車に対する前記第２の自律移動車の相対位置である
ことを特徴とする自律移動システム。
【請求項５】
請求項４に記載の自律移動システムにおいて、
前記自己の絶対位置は、ＧＮＳＳによる測位データである
ことを特徴とする自律移動システム。
【請求項６】
請求項４に記載の自律移動システムにおいて、
前記他位置測定部は、
前記自己の絶対位置と、前記周辺物体形状測定部が測定した自己の周囲の物体形状データとを基に、前記第２の自律移動車の相対位置を算出する
ことを特徴とする自律移動システム。
【請求項７】
請求項４に記載の自律移動システムにおいて、
前記他位置測定部は、
前記自己に対する前記第２の自律移動車の距離および向きを算出することによって、前記相対位置を算出する
ことを特徴とする自律移動システム。
【請求項８】
請求項７に記載の自律移動システムにおいて、
前記他位置測定部は、
前記自己に対する前記第２の自律移動車の距離を、前記周辺物体形状測定部によって測定される自己の周囲の物体形状データを基に算出する
ことを特徴とする自律移動システム。
【請求項９】
請求項２に記載の自律移動システムにおいて、
当該地図データ作成装置は、前記自律移動車以外の有人の移動体、若しくは、固定設備に備わること、
または、前記自律移動車に備わること
を特徴とする自律移動システム。
【請求項１０】
請求項２に記載の自律移動システムにおいて、
前記周辺物体形状測定部によって測定される自己の周囲の物体形状データは、レーザ光を走査する結果、得られる複数の計測点の距離情報である
ことを特徴とする自律移動システム。
【請求項１１】
請求項２ないし請求項１０のいずれか１項に記載の自律移動システムにおける前記自律移動車に搭載される自律移動制御装置であって、
前記第１の自律移動車の機能と、前記第２の自律移動車の機能と、前記地図データ作成装置の機能とを備えること
を特徴とする自律移動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体形状データと、地図データとのマッチングを基に、自律移動する地図データ作成装置、自律移動システムおよび自律移動制御装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、屋内や屋外において移動体に搭載された測定装置（内界センサや外界センサ）のデータに基づいて、実環境に対応した地図データを参照しながら、自己位置を推定し、目標経路に従って移動する自律移動システム（例えば、特許文献１，２を参照）が開示されている。【０００３】
特許文献１に記載の自律移動システムは、測定装置（距離センサを外界センサ）が、現在時刻において取得した周辺物体の形状データ（物体形状データと称する）と、１つ前の時刻において、現在位置とは異なる位置で取得した物体形状データとを逐次的にマッチング（重ね合わせ）を行う。そして、自律移動システムは、マッチングの結果に基づいて物体形状データを合成する。さらに、自律移動システムは、物体形状データの合成を繰り替えすことによって、地図データを生成する。【０００４】
特許文献２には、目印としてのランドマーク（目印）を走行環境内に設置しておき、カメラでこれらのランドマークを認識しながら自律走行を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２７６３４８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１０８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の技術を用いた場合、屋外走行環境中には、マッチングに使用できるような形状の物体が存在しない区間が存在する場合がある。マッチングに使用できるような形状の物体が存在しない区間とは、例えば、同じ直線が続く区間や、野原など特徴的な物体が近傍に存在しない場合などである。このような区間では、自律移動装置がマッチングをしても、マッチングによる自己位置を同定できないため、地図データの作成ができない。そのため、このような区間において、自律移動装置は、他の手法を用いることでマッチング位置の同定を補助し、前後の物体形状データをつなぎあわせる必要がある。ここでは、他の手法とは、特許文献２に記載されている手法や、オドメトリや、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）と呼ばれる慣性センサやジャイロセンサや、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などを使用することである。しかしながら、オドメトリやＩＭＵはによる測定は、移動体の移動に伴って、誤差が大きく累積してしまうおそれがある。一方、ＧＮＳＳによる測定は、屋内などでは使用することができないなど、衛星の可視性などから場所によっては地図データの生成が困難となる。【０００７】
このような背景に鑑みて本発明がなされたのであり、本発明は、マッチングによる自己位置の同定に不向きな場所が存在しても、地図データの生成を支援できることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、自己の位置を測定する自己位置測定部と、前記自己の位置に基づいて自己の周囲に存在する他の自律移動車の位置である他位置を測定する他位置測定部と、前記測定した他位置を位置データとして前記他の自律移動車に送信する送信部と、前記自己の周囲の物体の形状を物体形状データとして測定する周辺物体形状測定部と、地図データと前記物体形状データとをマッチングするマッチング部と、を備える第１の自律移動車、および、自己の周囲の物体の形状を物体形状データとして測定する周辺物体形状測定部と、前記送信される他位置である位置データを受信する受信部と、地図データと前記物体形状データとをマッチングするマッチング部と、を備える前記他の自律移動車である第２の自律移動車から情報を受け取り、前記第１の自律移動装置が測定する当該第１の自律移動装置の周囲に存在する第２の自律移動装置の位置データと、前記第２の自律移動装置が測定する当該第２の自律移動装置の周辺に存在する物体の物体形状データとに基づいて、前記第１の自律移動装置、前記第２の自律移動装置および／またはそれ以外の自律移動装置が自律移動する際における前記マッチングに用いる前記地図データを作成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マッチングによる自己位置の同定に不向きな場所が存在しても、地図データの生成を支援できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る自律移動システムのシステム構成例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る地図データ生成処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】停止車両による移動車両の相対位置の算出の様子を示す図である。
【図４】移動車両による物体形状データ測定の様子を示す図である。
【図５】新たに停止車両となった車両による停止絶対位置算出の様子を示す図である。
【図６】新たに移動車両となった車両による物体形状データ測定の様子を示す図である。
【図７】本実施形態に係る相対位置算出処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態に係るカメラの構成例を示す図である。
【図９】本実施形態に係る相対位置算出処理の概要を説明するための図である
【図１０】本実施形態に係る車両の自律移動処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】自律移動している車両による物体形状データ測定の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面において、同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１２】
《システム構成》
図１は、本実施形態に係る自律移動システムのシステム構成例を示す図である。
自律移動システム１０は、自律移動装置であり、互いに通信可能な複数の車両１（１ａ，１ｂ）と、地図データ作成装置である管理装置２とを有する。なお、本実施形態では車両１の数を２としたが、これ以上でもよい。
車両１は、物体形状データの取得や、自身の絶対位置の測定や、相対位置の算出などを行う車載装置（自律移動制御装置）１１０（構成の詳細は後記）と、レーザスキャン装置のような形状測定装置１２０と、カメラ１３０とを搭載している。
なお、詳細は後記するが、車両１は地図データと形状測定装置１２０によって測定される物体形状データとをマッチングして自律走行する。
形状測定装置１２０は、自車両１の周辺に存在する建物、樹木、丘や崖といった地形などの静止物や、自車両１以外の車両、歩行者、自転車、動物などといった移動物の形状を測定する装置である。測定された結果は、物体形状データとして形状取得部１１４へ送られる。カメラ１３０は光学カメラであり、その詳細は後記して説明する。
また、管理装置２は、各車両１と通信可能であり、車両１から取得した物体形状データ、絶対位置、相対位置とを基に地図データを生成する。
ここで、絶対位置とは絶対座標系における位置であり、相対位置とは、任意の車両１を座標の原点とした座標系における位置である。
【００１３】
（車載装置の構成）
車載装置１１０は、送受信処理部（送信部、受信部）１１１、相対位置処理部（他位置測定部）１１２、絶対位置処理部（自己位置測定部）１１３、形状取得部（周辺物体形状測定部）１１４、抽出部１１５、マッチング部１１６、自己位置推定部１１７、走行制御部１１８を有している。
送受信処理部１１１は、他の車両１や、管理装置２ととの間で、情報の送受信を行う。
相対位置処理部１１２は、他の車両１（１ｂ）が物体形状データの測定をしている間、自車両１（１ａ）からみた他車両１（１ｂ）の相対位置を算出する。
絶対位置処理部１１３は、自車両１の絶対位置を測定または算出する。
形状取得部１１４は、レーザスキャン装置から物体形状データを取得する。
【００１４】
抽出部１１５は、取得した物体形状データから、静止物と、移動物とを分けて抽出する。抽出部１１５は、一定時間前の過去から現在までの時刻の異なる複数の測定形状を重ね合わせ、その出現頻度を算出することで静止物と移動物を分け、静止物、移動物それぞれの物体形状データを抽出する。
マッチング部１１６、自己位置推定部１１７、走行制御部１１８などは、地図データの生成ではなく、自車両１が自律移動するときに動作する部分である。
マッチング部１１６は、抽出部１１５において抽出された静止物の物体形状データを、管理装置２から受信した地図データとマッチング（重ね合わせ）する。
自己位置推定部１１７は、マッチングの結果を用いて、自車両１の位置（自己位置）を推定する。マッチング部１１６におけるマッチングと、自己位置推定部１１７における自己位置の推定とは、例えば、参考文献（増田 健,岡谷（清水）郁子,佐川立昌,"距離データ処理−複数距離画像からの形状モデル生成技術",Proc. of the 146th CVIM,２００４年,p.105-p.116）に記載の方法などを用いることができる。
また、自己位置推定部１１７は、絶対位置処理部１１３が取得した自己位置と、マッチングによって推定された自己位置とを、カルマンフィルタなどを用いて融合して、１つの自己位置としてもよい。
【００１５】
走行制御部１１８は自己位置推定部１１７で推定された自己位置と、予め設定されている目標経路に基づいて、車両１の車輪などを駆動することによって自律走行を制御する。走行制御部１１８は、予め定められた目標経路に従って自車両１が目的地まで走行するように制御を行う。なお、車輪でなくクローラや脚による移動形態でもよい。
なお、図面および説明を簡便にするため、車両１ｂは送受信処理部１１１および相対位置処理部１１２のみが図１に記載され、その他の構成が省略されているが、実際には車両１ａと同様の構成である。
【００１６】
車載装置１１０における各部１１１〜１１８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）などに格納されたプログラムが、ＲＡＭ（Random Access Memory）に展開され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行されることによって具現化する。
【００１７】
（管理装置）
管理装置２は、送受信処理部２１、地図更新部２２、表示処理部２３、地図データ記憶部２４を有している。
送受信処理部２１は、各車両１との間で、情報の送受信を行う。
地図更新部２２は、車両１から送信された静止物の物体形状データおよび移動物の情報を地図データ上に投影し、地図データ上の各場所における移動物の出現頻度を格納学習するとともに、地図データにおける静止物の物体形状データや移動物の物体形状データを更新する。
表示処理部２３は、管理装置２のオペレータに対して情報を表示する部分である。表示処理部２３は、地図更新部２２において更新された地図データの情報と、自己位置推定部１１７において推定された車両１の自己位置の情報を図示しないディスプレイに表示する。
【００１８】
管理装置２はＰＣ（Personal Computer）などであり、管理装置２における各部２１〜２３は、ＲＯＭや、ＨＤ（Hard Disk）に格納されたプログラムが、ＲＡＭに展開され、ＣＰＵ）によって実行されることによって具現化する。
【００１９】
《地図データ生成処理》
本実施形態に係る地図データ生成処理の手順を説明する。
本実施形態に係る地図データ生成処理では、車両のうち少なくとも１つが停止した状態であり、その他の車両のうち少なくとも１つが移動しながら物体形状データを測定する。以降、車両１ａを停止車両（第１の自律移動装置）１ａと称し、車両１ｂを移動車両（第２の自律移動装置）１ｂと称する。
（地図データ生成処理）
図２は、本実施形態に係る地図データ生成処理の手順を示すフローチャートである。
自律移動システム１０において、図２に示すフローチャートの処理が実行されることで、マッチングに使用できるような形状の物体が間欠的にしか存在しない場所においても、精度の高い地図データが作成される。これにより、自律移動する際、車両１は高精度な自己位置推定を行って目的地に到達することができる。
【００２０】
まず、停止車両１ａの絶対位置処理部１１３が、停止している自身の絶対座標系での位置（以下、停止絶対位置と称する）を測定する（Ｓ１０１）。このとき、停止車両１ａが停止している位置は、位置が正確に測定できる地点、もしくは、位置が既知の地点を設定する。例えば、ＧＮＳＳ衛星の可視性がよい地点などである。
【００２１】
次に、図３に示すように、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、停止車両１ａに対する移動車両１ｂの相対位置を算出する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０２の処理は、図７にて後記する。
そして、停止車両１ａの送受信処理部１１１は、（１）停止絶対位置、および、（２）移動車両１ｂの相対位置を、タイムスタンプ付きで移動車両１ｂへ送信する（Ｓ１０３）。
【００２２】
続いて、移動車両１ｂの形状取得部１１４が、形状測定装置１２０から測定範囲内における物体の三次元形状データ(以下、物体形状データと称する）を取得する（Ｓ１０４）。
【００２３】
次に、移動車両１ｂの抽出部１１５が、ステップＳ１０４で取得した物体形状データにおける静止物と移動物とを判別し（Ｓ１０５）、物体形状データから静止物・移動物それぞれの物体形状データを抽出する（Ｓ１０６）。例えば、抽出部１１５は複数時刻における物体形状データから、物体の出現頻度を算出する。そして、抽出部１１５は、出現頻度が所定の値より低い物体を移動物と判別し、出現頻度が所定の値より高い物体を静止物と判定する（PCT/JP2011/076961参照）。なお、静止物・移動物の判別方法は、これ以外の方法が用いられてもよい。
【００２４】
そして、移動車両１ｂの送受信処理部１１１は、無線ネットワークなどを介して管理装置２へ、抽出した静止物・移動物それぞれの物体形状データとともに、停止絶対位置と、停止車両１ａに対する移動車両１ｂの相対位置、移動物の出願頻度とその位置などの情報を管理装置２へ送信する（Ｓ１０７）。なお、ステップＳ１０７において、移動車両１ｂの送受信処理部１１１は、静止物の物体形状データのみを管理装置２へ送信してもよい。
ステップＳ１０７で送信された情報を受信した管理装置２の地図更新部２２は、送信された静止物と移動物の物体形状データを用いて、地図データにおける静止物の物体形状データを更新することによって地図データを更新する（Ｓ１０８）。
そして、地図更新部２２は、地図データにおける移動物の出現頻度を格納する（Ｓ１０９）。
【００２５】
続いて、図４に示すように、移動車両１ｂの走行制御部１１８が、次の物体形状データ測定位置まで移動車両１ｂ自身を移動させる（Ｓ１１０）。
そして、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、移動した移動車両１ｂの相対位置を測定可能か否かを判定する（Ｓ１１１）。具体的には、停止車両１ａの相対位置処理部１１２が、移動車両１ｂが形状測定装置１２０の測定可能範囲外（例えば、レーザの到達範囲外）に到達したり、角を曲がることによって、停止車両１ａから移動車両１ｂが見えなくなったりすることを検出し、ステップＳ１１１の処理を行う。
【００２６】
ステップＳ１１１の結果、測定可能である場合（Ｓ１１１→Ｙｅｓ）、停止車両１ａおよび移動車両１ｂの車載装置１１０は、ステップＳ１０２へ処理を戻す。
ステップＳ１１１の結果、測定不可能である場合（Ｓ１１１→Ｎｏ）、移動車両１ｂが相対位置の測定可能位置まで戻った後、停止車両１ａと移動車両１ｂとが入れ替わる（Ｓ１１２）。つまり、これまで停止車両１ａだった車両が移動車両となり、これまで移動車両１ｂだった車両が停止車両となる。
【００２７】
そして、管理部の地図更新部２２は、地図データにおいて、車両１の移動領域におけるすべての領域がカバーされたか否かを判定する（Ｓ１１３）。
ステップＳ１１３の結果、すべての領域がカバーされていない場合（Ｓ１１３→Ｎｏ）、新たに停止車両となった車両１ｂの絶対位置処理部１１３が、図５に示すように入れ替わる前の停止車両１ａの停止絶対位置と、移動車両１ｂの相対位置とを基に、自身の停止絶対位置を算出する（Ｓ１１４）。
そして、停止車両１ｂの処理部および移動車両１ａの処理部は、ステップＳ１０３へ処理を戻す。
以降、図６に示すように、これまで停止車両１ａだった車両が移動車両となり、これまで移動車両１ｂだった車両が停止車両となって、ステップＳ１０３〜Ｓ１１１の処理が行われることで、地図データの更新が進められる。
【００２８】
ステップＳ１１３の結果、すべての領域がカバーされている場合（Ｓ１１３→Ｙｅｓ）、自律移動システム１０は処理を終了する。
なお、ここでは、２台の車両１が用いられている場合が記載されているが、３台以上の場合は、例えば、各車両が順番に停止車両になるようにする。また、複数の移動車両が存在する場合は、停止車両は各移動車両の相対位置を算出する。
【００２９】
（相対位置算出処理）
図７は、本実施形態に係る相対位置算出処理の手順を示すフローチャートである。なお、図７の処理は、図２のステップＳ１０２の処理を詳細に説明するものである。
なお、ここでは車両１ａが停止車両、車両１ｂが移動車両であるものとして説明される。
【００３０】
まず、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、無線ネットワークなどを介して、移動車両１ｂの車速を移動車両１ｂから受信する（Ｓ２０１）。
次に、停止車両１ｂの相対位置処理部１１２は、移動車両１ｂ周辺の地図データを移動物の情報（移動物の出現頻度やその位置など）とともに取得する（Ｓ２０２）。なお、このときの地図データは作成中の地図データである。
そして、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、移動物の中から移動車両１ｂの候補を絞り込む（Ｓ２０３）。具体的には、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、複数時刻における物体形状データから移動物を絞り込むと同時に、各移動物の移動速度を算出する。さらに、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、算出した各移動物の移動速度を基に、ステップＳ２０１で受信した車速に近い移動物を絞り込むことで移動車両１ｂを絞り込む。
【００３１】
続いて、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、予め取得している移動車両１ｂの形状データ（ＣＡＤ（Computer Aided Design）データなど）と、ステップＳ２０３で絞り込んだ移動物における物体形状データから得られる形状とを比較し、合致する移動物を移動車両１ｂとして特定する（Ｓ２０４）。
そして、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、移動車両１ｂとして特定した移動物と、停止車両１ａ自身との間の相対距離を算出する（Ｓ２０５）。
【００３２】
次に、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、ステップＳ２０４で特定した移動物の方向にカメラ１３０を向けさせる（Ｓ２０６）。
そして、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、画像処理を行うことによって、カメラ１３０の画像から移動車両１ｂに予め設置されているマーカが確認できたか否かを判定する（Ｓ２０７）。マーカは、反射板や、車両１ｂの色や形状など、このマーカが設置されている車両１が移動車両１ｂであることを特定できるものである。
【００３３】
図８は、本実施形態に係るカメラの構成例を示す図である。
カメラ１３０は、相対位置処理部１１２（図１）によって制御可能なズームレンズ８０１を備えている。そして、相対位置処理部１１２は、カメラ１３０をヨー軸８１１まわりに回転制御させることができる。この回転制御を行うことで、相対位置処理部１１２は、カメラ１３０を移動車両１ｂの方向に向け、移動車両１ｂの詳細画像を取得する。そして、相対位置処理部１１２は、回転角を高精度に検出することで、自車に対する移動車両１ｂの方向を高精度に計測する。
【００３４】
図７の説明に戻る。
ステップＳ２０７の結果、マーカが確認できない場合（Ｓ２０７→Ｎｏ）、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、次に移動速度がステップＳ２０１で受信した車速に近い移動物を検索し（Ｓ２０８）、ステップＳ２０４へ処理を戻す。
【００３５】
ステップＳ２０７の結果、マーカを確認できた場合（Ｓ２０７→Ｙｅｓ）、停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、カメラ１３０の方向を移動車両１ｂの方向として決定する（Ｓ２０９）。これらの処理により、停止車両１ａに対する移動車両１ｂの距離および方向が算出される。
【００３６】
（相対位置算出処理の概要）
図９は、本実施形態に係る相対位置算出処理の概要を説明するための図である。
符号９０１は、停止車両１ａにおける形状測定装置１２０（図１）が測定可能な範囲を示し、符号９０２は移動車両１ｂにおける形状測定装置１２０が測定可能な範囲を示す。また、符号１ｂ１は、移動後の移動車両１ｂを示し、符号９０３は、符号１ｂ１の位置における移動車両１ｂにおける形状測定装置１２０が測定可能な範囲を示している。
なお、符号９１１は静止物を示しており、符号９１２は移動車両１ｂ以外の移動物を示している。
【００３７】
停止車両１ａの相対位置処理部１１２は、形状測定装置１２０が測定した物体形状データから、移動車両１ｂを検知し、物体形状データを基に移動車両１ｂの距離を算出して、移動車両１ｂの相対距離を算出する（図７のＳ２０５）。また、移動車両１ｂに設置されているマークを基に、停止車両１ａに対する移動車両１ｂの方向を算出する（図７のＳ２０９）。これにより、移動車両１ｂの相対位置が算出される。移動車両１ｂは、算出された停止車両１ａに対する自身の相対位置を停止車両１ａから受信すると、自身に備えられている形状測定装置１２０の測定範囲９０２や、測定範囲９０３内の物体の形状を物体形状データとして取得する。そして、移動車両１ｂの抽出部１１５が、取得した物体形状データから、静止物・移動物それぞれの物体形状データを抽出すると（図２のＳ１０６）、抽出した静止物・移動物それぞれの物体形状データと、停止車両１ａから送信された停止車両１ａの停止絶対位置と、自身の相対位置を含む、静止物・移動物の情報を管理装置２へ送信する（図２のＳ１０５）。管理装置２は送信された情報を基に地図データを更新する（図２のＳ１０８）。
なお、移動車両１ｂが、測定範囲９０１外に移動などすると、停止車両１ａは移動車両１ｂの相対位置を測定不可能と判定し（図２のＳ１１１→Ｎｏ）、停止車両と移動車両とを入れ替える（図２のＳ１１２）。
【００３８】
（自律移動処理）
図１０は、本実施形態に係る車両の自律移動処理の手順を示すフローチャートである。
まず、車両１の自律移動処理が開始されると、マッチング部１１６が管理装置２から地図データを取得する（Ｓ３０１）。
そして、車両１は走行対象となる走行環境を走行しながら、形状測定装置１２０が車両１の周辺に存在する物体（静止物と移動物の両方を含む）の三次元形状を測定し、形状取得部１１４が車両１の周辺物体の物体形状データを取得する（Ｓ３０２）。
【００３９】
図１１に示すように、走行可能領域（道路）１１０１を走行している車両１は、形状測定装置１２０の測定範囲１１１１に入る物体１１２１の三次元形状を測定する。測定した物体形状データには、建物などの静止物の物体形状データと、他の車両１などの移動物１１２２の物体形状データの両方が含まれる。
【００４０】
図１０の説明に戻る。
次に、抽出部１１５が所定間前の過去から現在までの異なる時刻の複数の物体形状データを用いて、静止物と移動物を判別し（Ｓ３０３）、物体形状データから静止物・移動物それぞれの物体形状データを抽出する（Ｓ３０４）。静止物・移動物の判別方法および抽出方法は図２のステップＳ１０５，Ｓ１０６と同様の手法で行われる。
続いて、マッチング部１１６は、ステップＳ３０４で抽出された静止物の物体形状データと、ステップＳ３０１で取得した地図データとをマッチング（重ね合わせ）し、車両１自身の自己位置を推定する（Ｓ３０５）。ここで、マッチング部１１６は、移動物以外の静止物の物体形状データのみを地図データとマッチングするため、移動物が存在する走行環境においても高精度な自己位置推定を実現できる。
【００４１】
なお、ステップＳ３０５におけるマッチングには、例えば参考文献（Szymon Rusinkiewicz, Marc Levoy,"Efficient Variants of the ICP Algorithm",学会会議：Proc. of International Conference on 3-D Digital Imaging and Modeling,２００１年,p.145-p.152）に記載のマッチング方法が用いられることで、移動物が存在する走行環境においても高精度な自己位置推定の実現が可能となる。
【００４２】
次に、送受信処理部１１１は、抽出部１１５によって判別され、抽出された静止物の物体形状データ、移動物の出現頻度と地図データ上の座標、ステップＳ３０５で推定された自車の位置座標などの情報（静止物・移動物情報）を、無線ネットワークなどを介して管理装置２の地図更新部２２へ送信する（Ｓ３０６）。
地図更新部２２は、ステップＳ３０６で送信された静止物・移動物情報を用いて、地図データ上の各場所における移動物の出現頻度を更新すると共に、予め地図データにおける静止物の物体形状データを更新する（Ｓ３０７）。このようにすることで、常に地図データや、移動物の出現頻度を最新の状態とすることができる。
【００４３】
続いて、管理装置２の表示処理部２３が、地図データ上における車両１（複数でもよい）の位置を図示しないディスプレイに表示させる（Ｓ３０８）。ここで、表示される地図データの情報は、ステップＳ３０８の処理で地図更新部２２が更新した地図データであることが望ましい。また表示される車両１の位置は、ステップＳ３０５におけるマッチングで推定された車両１の自己位置である。なお、ステップＳ３０８の処理は省略可能である。
【００４４】
そして、車両１の走行制御部１１８が、ステップＳ３０５で推定した車両１の自己位置に基づいて、予め定められた目標経路に従って車両１が目的地まで走行するよう、自律移動を行う（Ｓ３０９）。ステップＳ３０９の処理は、例えば、参考文献（太田順,倉林大輔,新井民夫,「知能ロボット入門」,コロナ社,２００１年,ISBN：978-4-339-04553-6））に記載の方法などを用いることができる。
【００４５】
続いて、走行制御部１１８が、最終目的地に到達したか否かを判定する（Ｓ３１０）。
ステップＳ３１０の結果、最終目的地に到達していない場合（Ｓ３１０→Ｎｏ）、車載装置１１０はステップＳ３０２へ処理を戻す。
ステップＳ３１０の結果、最終目的地に到達している場合（Ｓ３１０→Ｙｅｓ）、車載装置１１０は自律移動処理を終了する。
【００４６】
前記したように、地図データ生成処理において、最初の停止絶対位置の測定にはＧＮＳＳが用いられるとよい。また、前記したように、停止車両１ａの停止位置は、ＧＮＳＳ衛星の可視性がよい地点とすることが望ましい。このように、停止位置をＧＮＳＳ衛星の可視性がよい地点とすることで、累積誤差を含まない地図データの生成が可能となり、広範囲の地図生成においては、高精度な地図データの生成を実現する優れた効果を発揮する
このように停止絶対位置の算出にＧＮＳＳを用い、かつ、車両１を停止させて停止絶対位置を算出することで、静止測位が可能となるため、車両１が移動しながらＧＮＳＳ測位を行ったときに比べて、よい測定精度の絶対位置を取得することができる。
【００４７】
なお、移動車両１ｂの測定として、ＲＴＫ（Real Time Kinematic）−ＧＰＳ（Global Positioning System）が使用されてもよい。この場合、停止車両１ａが基準局、移動車両１ｂが移動局となる。
この場合、自律移動システム１０は以下のような手順で地図データを生成する。
（１）基準局としての車両１ａ、移動極としておよび車両１ｂの双方が、ＧＰＳ衛星からの電波が受信可能であるとともに、車両１ａと車両１ｂとの間の通信が可能な位置で停止する。このとき、車両１ａおよび車両１ｂは、マルチパスがないような開けた場所に停止すること，しばらく静止しながら測位することが望ましい。
（２）ＲＴＫ−ＧＰＳによって、車両１ｂの位置が測定されると、車両１ａと車両１ｂとの機能が切り替えられる（つまり、車両１ｂが基準局となり、車両１ａが移動局となる）。そして、ＲＴＫ−ＧＰＳによって、車両１ａの位置が測定される
（３）車両１ｂと移動車両とし、図２および図７の処理が行われることによって、一方の車両１は他方の車両１の相対位置を算出する。
【００４８】
ＲＴＫ−ＧＰＳでは、移動局（ここでは、車両１ｂ）が移動中にＧＰＳの電波を受信し損ねると、制度が極度に悪化するという問題がある。
また、ＲＴＫ−ＧＰＳでは、移動局と基準局（ここでは、車両１ａ）との間が常に通信可能でなければなりません。そのため、ＲＴＫ−ＧＰＳによる位置測定は、広範囲にわたる地図データを作成することには向かない。
さらに、基準局は通常静止し続ける必要がある。
【００４９】
前記したように、ＲＴＫ−ＧＰＳによる位置測定と、本実施形態に係る相対位置の算出を組み合わせることにより、移動局（移動車両）が移動中にＧＰＳの電波を受信し損ねたり、移動局と基準局とが通信不可能となっても、相対位置の算出により地図データの生成を続行することができる。
また、移動車両と停止車両とを入れ替えることにより（図２のＳ１１２）、基準局（停止車両）を停止させ続けることがないので、広範囲の地図データの生成が可能となる。
【００５０】
このように、ＲＴＫ−ＧＰＳと、本実施形態とを組み合わせることにより、数ｃｍ程度の精度による停止絶対位置の測定が可能となり、停止車両が停止する位置を、ＧＰＳ衛星の可視性がよい地点とすることで、累積誤差を含まない高精度な地図生成が可能となる。ＧＮＳＳを用いる手法と比較しても、地図データ生成にかかる時間や、精度の点などで優れており、広範囲の高精度の地図データ生成を行うことができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、停止車両１ａが移動車両１ｂを測定不可能になると、停止車両１ａと移動車両１ｂが入れ替わるものとしたが、このような入れ替えを行わなくてもよい。このような場合、停止車両１ａが移動車両１ｂに近づくように移動した後、停止車両１ａが所定の場所で再び停止して、移動車両１ｂが再度移動しつつ物体形状データを取得する構成としてもよい。この場合、停止車両１ａはＧＮＳＳ衛星からの可視性がよい場所で停止したり、マッチングによる位置推定が可能な場所で停止したり、オドメトリによる距離と、ステップＳ１０１で取得した停止絶対位置を基に、停止場所の自己位置を算出したりする。
【００５２】
あるいは、車両１ａおよび車両１ｂが共に移動しつつ本実施形態の処理を行ってもよい。この場合、車両１ａはオドメトリなどを用いて自身の絶対位置を常に算出しつつ、車両１ｂの相対位置を算出する必要がある。
また、地図生成装置２は、車両１に搭載されてもよい。
【００５３】
なお、停止車両１ａは図２のステップＳ１１２による入れ替えが行われるまで、停止車両１ａのままであり、移動車両１ｂは図２のステップＳ１１２による入れ替えが行われるまで、移動車両１ｂのままである。そして、移動車両１ｂは、たとえ自身がＧＮＳＳなどを受信可能な位置を移動していても、停止車両１ａから送信される相対位置を取得し続ける。これは、移動車両１ｂがＧＮＳＳなどから取得する絶対位置にはマルチパス(ビルや樹木による反射）や電離層の影響で、予測できない大きな誤差が含まれる可能性があるためである。本実施形態のように停止車両１ａが移動車両１ｂの相対位置を確認しながら算出を行うことで、予測不能な誤差が含まれることは、ほとんどないものと考えられる。なお、停止車両１ａは、停止しているため、前記したように静止測位が可能となるため、車両１が移動しながらＧＮＳＳ測位を行ったときに比べて、よい測定精度の絶対位置を取得することができる。
【００５４】
本実施形態によれば、地図データのマッチングに使用できるような形状の物体が間欠的にしか存在しない場所においても、測定した周辺物体の物体形状データから精度がよい地図を作成でき、高精度な自己位置推定を行って目的地に到達することができる。
つまり、本実施形態によれば、停止車両１ａの車載装置１１０は自身の停止絶対位置を基に、物体形状データを測定する移動車両１ｂの、停止車両１ａに対する相対位置を算出する。これにより、停止車両１ａの停止絶対位置および移動車両１ｂの相対位置を基に、移動車両１ｂの停止絶対位置を特定することができる。これにより、地図データのマッチングに適さない場所でも地図データの生成が可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１      車両（自律移動装置）
１ａ    停止車両（第１の自律移動装置）
１ｂ    移動車両（第２の自律移動装置）
２      管理装置（地図データ作成装置）
２１    送受信処理部
２２    地図更新部
２３    表示処理部
２４    地図データ記憶部
１１０  車載装置（自律移動制御装置）
１１１  送受信処理部（送信部、受信部）
１１２  相対位置処理部（他位置測定部）
１１３  絶対位置処理部（自己位置測定部）
１１４  形状取得部（周辺物体形状測定部）
１１５  抽出部
１１６  マッチング部
１１７  自己位置推定部
１１８  走行制御部
【図１】
0005927735.tif 000002
【図２】
0005927735.tif 000003
【図３】
0005927735.tif 000004
【図４】
0005927735.tif 000005
【図５】
0005927735.tif 000006
【図６】
0005927735.tif 000007
【図７】
0005927735.tif 000008
【図８】
0005927735.tif 000009
【図９】
0005927735.tif 000010
【図１０】
0005927735.tif 000011
【図１１】
0005927735.tif 000012