(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の路面に凹みを検出した場合に、自身の中心線を中心として前記凹みが存在する側に仮想障害物を設定し、前記仮想障害物を回避して移動する、
自律移動装置の制御方法。
【請求項２】
前記仮想障害物を中心として前記中心線と交差する障害物領域を設定し、前記障害物領域を回避して移動する、
請求項１に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項３】
周囲の路面には、前記仮想障害物を回避して移動するための回避エリアと、凹みを検出した場合に停止するための停止エリアとが設定され、
前記回避エリアで凹みを検出した場合に、自身の中心線を中心として前記凹みが存在する側に仮想障害物を設定し、前記仮想障害物を回避して移動する、
請求項１または２に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項４】
自身の前方に前記停止エリアを挟んで２つの回避エリアが配置された、
請求項３に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項５】
前記停止エリア及び前記回避エリアは、前記中心線と直交する方向に連続して並んで配置された、
請求項３または４に記載の自動移動装置の制御方法。
【請求項６】
前記停止エリア及び前記回避エリアは、自身を挟んだ左右に前記中心線と平行な方向にそれぞれ配置された、
請求項３に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項７】
前記中心線と直交する方向に連続して配置された前記停止エリア及び前記回避エリアと、前記中心線と平行な方向に配置された前記停止エリア及び前記回避エリアとが交差する、
請求項３から６いずれか１項に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項８】
前記停止エリア及び前記回避エリアは、自身の進行方向前方に突出するＶ字状に配置された、
請求項３に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項９】
前記回避エリアで検出されていた凹みが検出されなくなった後、前記仮想障害物の位置情報を一定時間保持する、
請求項３から８のいずれか１項に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項１０】
前記回避エリアで検出されていた凹みが検出されなくなった後、前記仮想障害物の位置情報を自身が一定距離移動する間保持する、
請求項３から８のいずれか１項に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項１１】
前記障害物検出センサにより前記中心線の左側に障害物が検出されると共に前記中心線の右側に仮想障害物が生成された場合、前記障害物を中心とした障害物領域の左側の接線方向に自身を移動させ、
前記障害物検出センサにより前記中心線の右側に障害物が検出されると共に前記中心線の左側に仮想障害物が生成された場合、前記障害物と中心とした障害物領域の右側の接線方向に自身を移動させる、
請求項１から１０のいずれか１項に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項１２】
自身の走行速度が速い程、前記仮想障害物の大きさを大きくする、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の自律移動装置の制御方法。
【請求項１３】
前記凹みの検出位置が前記停止エリアに近い程、前記仮想障害物の大きさを大きくする、
請求項１から１２のいずれか１項に記載の自律移動装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物や路面を検知しながら自律的に移動する自律移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、路面に置かれた物体や路面上を動く移動体を障害物とし、この障害物を回避して自律的に移動する自律移動装置が知られている。このような自律移動装置は、運搬、配達、警備、掃除などの作業に用いられる。
【０００３】
また、自律移動装置は、障害物だけでなく、路面の凹み又は下り階段により、移動が妨げられることがある。このような路面の凹みを検知した場合、安全のために走行を停止する自律移動装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図１１（ａ）は従来の自律移動装置１の側面図であり、図１１（ｂ）は従来の自律移動装置１の平面図である。
【０００５】
図１１に示すように、自律移動装置１は、駆動部２と、路面５までの距離を検知する２次元センサ３と、２次元センサ３の検知結果に基づいて駆動部２を制御する制御部４とを備える。制御部４は、２次元センサ３の検知結果により、回避不可能な障害物や凹み７が走行方向前方に存在することが判明したとき、自律移動装置１の走行を停止させる。
【０００６】
２次元センサ３は、走行方向前方の凹み７の回避に必要な距離ｄだけ離れた位置において前方の路面５と測定面Ｓとが交差するように、斜め下方に向けて設置される。そして、制御部４は、２次元センサ３による距離測定範囲６を、自律移動装置１の車幅Ｗに左右の余裕幅αを加えた範囲とし、２次元センサ３により検知された距離が路面５と測定面Ｓとが交差する位置を示す距離より長い場合に、距離測定範囲６に凹み７があるとして自律移動装置１の走行を停止させる。このように自律移動装置１は、凹み７への転落を防止して、走行時の安全を確保することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１９３４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の自律移動装置１では、路面５の凹み７として認識されるものに、下り階段も含まれる。例えば、自律移動装置１が多層階の建物で使用されるときに、下り階段が自律移動装置１の走行経路の近傍に存在する場合がある。この場合、従来の自律移動装置１は下り階段を凹み７として検出して停止するため、自律移動装置１の管理者が、下り階段より離した上で自律移動装置１の再設定をしなければならならない。下り階段を検出する度に再設定が必要になると、管理の作業負担が大きくなる可能性がある。
【０００９】
本発明は、下り階段を有する多層階の建物でも、管理の作業負担が小さい自律移動装置の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の自律移動装置の制御方法は、周囲の路面に凹みを検出した場合に、自身の中心線を中心として前記凹みが存在する側に仮想障害物を設定し、前記仮想障害物を回避して移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、下り階段を有する多層階の建物でも、管理の作業負担が小さい自律移動装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１にかかる自律移動装置のブロック構成図、（ｂ）本発明の実施の形態１にかかる自律移動装置が凹みを検出する様子を示す平面図
【図２】本実施の形態１にかかる自律移動装置が障害物を検出した際の走行経路を示す平面図
【図３】本実施の形態１にかかる自律移動装置が凹みを検出した後の走行経路を示す平面図
【図４】本実施の形態１にかかる自律移動装置の制御方法を示すフローチャート
【図５】（ａ）、（ｂ）本発明の実施の形態２にかかる自律移動装置が凹みを検出した際の走行経路を示す平面図
【図６】本発明の実施の形態３にかかる自律移動装置が凹みと障害物を同時に検出した際の走行経路を示す平面図
【図７】本発明の実施の形態４にかかる自律移動装置の前後に長い凹検出範囲を示す平面図
【図８】本発明の実施の形態４にかかる自律移動装置の前後に長い凹検出範囲を示す平面図
【図９】本発明の実施の形態４にかかる自律移動装置の前後に長い凹検出範囲を示す平面図
【図１０】本発明の実施の形態５にかかる自律移動装置のＶ字形状の凹検出範囲を示す平面図
【図１１】（ａ）従来の自律移動装置の側面図、（ｂ）従来の自律移動装置の平面図
【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、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。
【００１４】
なお、本発明の自律移動装置は、人と共存する領域において、自律的に移動しながら搬送、警備、清掃などを行う装置である。
【００１５】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１にかかる自律移動装置のブロック構成図であり、図１（ｂ）は、本発明の実施の形態１にかかる自律移動装置が凹み４１を検出する様子を示す平面図である。
【００１６】
図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、自律移動装置１０は、車体１０ａと、制御部１１と、記憶部１２と、環境情報取得部１３と、駆動部１６と、電池２０と、インターフェース部２５と、を備える。なお、図１（ａ）では、倒立二輪型の自律移動装置１０を図示しているが、自律移動装置１０は、例えば、三輪以上を備えていても良い。
【００１７】
制御部１１は、自己位置認識部１４と、経路生成部１５と、凹検出部１７と、当面目的地生成部１８と、走行制御部１９と、を有する。
【００１８】
記憶部１２は、地図情報と、自律移動装置１０が走行するための各種パラメータを記憶する。
【００１９】
環境情報取得部１３は、周囲環境の情報を取得する。周囲環境の情報は、例えば、自律移動装置１０の周囲の障害物の情報や、自律移動装置１０が走行する路面３０の状態の情報である。この環境情報取得部１３は、路面３０上の障害物を検出する目的で自律移動装置１０の下部に設けられた第１センサ３１と、路面３０の凹み４１を検出する目的で自律移動装置１０の上部に設けられた第２センサ３２とを有する。
【００２０】
第１センサ３１は、障害物検出センサである。第１センサ３１は、障害物検出エリア２１の範囲内において、自己位置（自律移動装置１０の中心）から障害物Ｙ（図２参照）までの距離を、障害物Ｙの位置情報として検出する。すなわち、第１センサ３１の検出範囲は、障害物検出エリア２１である。障害物検出エリア２１としては、移動時に検出された障害物Ｙへ接触や衝突の危険がなく、移動時に障害物Ｙを検出しても停止や回避ができるように、図１（ｂ）に示すように、自律移動装置１０の進行方向を中心にして自律移動装置１０の幅方向よりも大きな範囲を設定している。
【００２１】
第２センサ３２は、路面３０の凹み４１を検出できるように、第１センサ３１の上側に、斜め下方に向けて配置されたセンサである。第２センサ３２は、凹検出範囲２２内において、路面３０までの距離を検出する。すなわち、第２センサ３２の検出範囲は、凹検出範囲２２（停止エリア２２ａ、回避エリア２２ｂ、２２ｃ）である。凹検出範囲２２は、凹み４１が検出されたときに、その凹み４１に本体が到達する前に自律移動装置１０が停止できるように、自律移動装置１０の進行方向の前方に設定される。また、凹検出範囲２２は、自律移動装置１０が凹み４１に接近した場合にも、落下の危険が生じる前に進行方向を変更または停止できるような範囲に設定される。
【００２２】
なお、第１センサ３１、第２センサ３２は、例えば、レーザレンジファインダー、赤外線センサ、超音波センサが用いられる。また、障害物としては、例えば、自律移動装置１０の走行よりも優先される人、置物以外にも、施設の壁などを含む。
【００２３】
自己位置認識部１４は、環境情報取得部１３で取得された障害物の位置情報と地図情報とを比較して、自律移動装置１０の自己位置を認識する。
【００２４】
インターフェース部２５は、管理者が目的地や移動開始位置を入力するタッチパネルである。ここで、管理者とは、自律移動装置１０のメンテナンスや管理を行う人のことである。また、インターフェース部２５には、無線で通信して、遠隔から管理者が各種の情報を入力してもよい。
【００２５】
経路生成部１５は、移動開始位置から目的地までの経路を構成する複数の移動通過点Ｎを生成する。すなわち、生成された経路は、複数の移動通過点Ｎの点列によって表される。図２に移動通過点Ｎの一つを示し、詳しい説明は後述する。
【００２６】
駆動部１６は、電池２０で動くモータ（図示せず）と、このモータにより駆動する駆動輪１６ａ、１６ｂを有する。それぞれエンコーダ（図示せず）を有する駆動輪１６ａ、１６ｂは、車体１０ａの左右に設けられ、それぞれ独立して駆動可能である。駆動輪１６ａ、１６ｂの回転数を計測するエンコーダの出力によって、自律移動装置１０の移動距離が推測され、自己位置を算出することができる。
【００２７】
当面目的地生成部１８は、経路生成部１５で生成した移動通過点Ｎまでの経路上に当面の目的地である経路上目的地点Ｐを生成する。ただし、環境情報取得部１３により障害物が検出されて、経路上目的地点Ｐに自律移動装置１０が到達できないと制御部１１で判断した場合は、当面の目的地を、経路上目的地点Ｐから障害物回避点ＳＰに変更する。障害物回避点ＳＰは、環境情報取得部１３により検出された障害物を回避する位置である。障害物回避点ＳＰは、当面目的地生成部１８により、仮想障害物Ｘより自己の装置の半分の幅１／２Ｗと安全余裕幅αとの和を半径とする円形状の障害物領域ＳＥ１の外側で、経路上目的地点Ｐに向う位置に、生成される。ここで、凹み４１から離れる方向に移動するため、仮想障害物Ｘによる障害物領域ＳＥ１は、自律移動装置１０の中心線１０ｂと交差させるように形成されることが望ましい。
【００２８】
走行制御部１９は、駆動部１６を制御して、当面の目的地（経路上目的地点Ｐ又は障害物回避点ＳＰ）に向かって自律移動装置１０を走行させる。
【００２９】
凹検出部１７は、環境情報取得部１３での検出結果に基づいて、路面３０の凹み４１を検出する。具体的には、凹検出部１７は、第２センサ３２で検出された路面３０までの距離を基準の距離と比較することで、自律移動装置１０の走行方向前方の路面３０上の凹検出範囲２２に、凹み４１があるか否かを判定する。凹検出部１７は、第２センサ３２で検出された距離が路面３０までの基準の距離より長ければ、路面３０に凹み４１があると判定する。なお、このとき、凹検出部１７は、第２センサ３２で検出された距離が基準の距離より長い領域が、予め設定された領域以上で連続している場合に、路面３０に凹み４１があると判定することで、凹み４１の誤検出を減らすことができる。
【００３０】
ここで、凹検出部１７は、凹検出範囲２２を、停止エリア２２ａと回避エリア２２ｂ、２２ｃとに分けて、それぞれで検出された凹み４１の危険度を変更している。停止エリア２２ａは、自律移動装置１０の落下の危険を回避するため、凹み４１を検出した場合に直ちに自律移動装置１０を停止させるエリアであり、自律移動装置１０の幅より広い幅のエリアを設定している。回避エリア２２ｂ、２２ｃは、自律移動装置１０の進行方向を変えなければ落下の危険が生じるエリアであり、凹み４１を検出した場合にこの凹み４１から自律移動装置１０が遠ざかるための回避動作を行うために、停止エリア２２ａを挟んで両側に設定している。
【００３１】
本実施の形態１の凹検出部１７は、停止エリア２２ａで凹み４１を検出した場合は自律移動装置１０の走行を停止させ、回避エリア２２ｂ、２２ｃで凹み４１を検出した場合は凹み４１を検出した側に仮想障害物Ｘを生成させる。
【００３２】
本実施の形態１の自律移動装置１０は、この仮想障害物Ｘを生成させて凹み４１の回避を行うことで、複雑な処理を必要とせず、通常の障害物を検出した際の回避アルゴリズムの利用を可能としている。それによって、凹みとして検出される下り階段を有する多層階の建物でも、本実施の形態１によって、管理の作業負担が小さい自律移動装置の制御方法を提供することができる。
【００３３】
仮想障害物Ｘは、第１センサ３１の障害物検出エリア２１内に、実際は検出されていない障害物までの距離情報を発生させたものである。自律移動装置１０が障害物を回避して移動する際には、自律移動装置１０の進行方向への中心線１０ｂから直角方向に装置の半分の幅１／２Ｗ以上離れる必要がある。実際には、安全や安心のために、自律移動装置１０に障害物の一例である人が接近してきても不安に感じない距離をヒアリングなどによって設定した余裕（安全余裕幅）αを、自律移動装置１０の半分の幅１／２Ｗに加えた距離だけ離れて移動することが望ましい。経路生成部１５は、このように、半分の幅１／２Ｗに安全余裕幅αを加えた距離だけ離れるように、回避経路を生成する。ここで、安全余裕幅αは、例えば３０ｃｍである。
【００３４】
仮想障害物Ｘは、進行方向を中心として凹み４１と反対側（図１（ｂ）の紙面下側）に経路が設定されるように、進行方向の中心線１０ｂから垂直な方向への距離ｌｙ（図３参照）を以下の（式１）のように設定し、自律移動装置１０の先端から進行方向への距離ｌｘ（図３参照）を以下の（式２）のように設定する。ここで、β、γは、それぞれ回避の度合いを調整するための所定値である。
【００３５】
【数１】
0005934887.tif 000002
【００３６】
【数２】
0005934887.tif 000003
【００３７】
このようにして、本実施の形態１では、回避エリア２２ｂ、２２ｃにおいて凹み４１を検出した場合に、自律移動装置１０の中心線１０ｂを中心として凹み４１を検出した側と同じ側に仮想障害物Ｘを生成し、この仮想障害物Ｘを回避するように走行することで凹み４１より離れることを可能としている。その結果、停止エリア２２ａ内で凹み４１が検出される前に、停止エリア２２ａ内に凹み４１が入らないように回避動作を行う。そのため、自律移動装置１０が停止すること可能性を軽減することができ、自律移動装置１０の再起動のための管理者の作業負担を小さくすることができる。なお、停止エリア２２ａ内で凹み４１が検出されると、従来と同様に、自律移動装置１０の走行を停止させる。
【００３８】
このように、凹み４１が検出されたエリア毎に異なる動作をさせることにより、安全性を確保しつつ管理者の作業負担を小さくすることができる。さらに、本実施の形態１では、凹み４１に対して仮想障害物Ｘを生成しているため、障害物および凹み４１に対する駆動部１６の回避制御は、障害物回避アルゴリズムのみを用いて行なうことができる。そのため、複雑な回避制御を必要とせずに、障害物Ｙおよび凹み４１に対する回避を行うことができる。
【００３９】
なお、本実施の形態１の自律移動装置１０は、図１（ｂ）に示すように、凹み４１を実際に検出した箇所より自己に近い位置に、仮想障害物Ｘを生成する。これにより、障害物を検出する場合に比べて凹み４１を検出した場合の方が、自律移動装置１０の進行方向が大きく変化する。そのため、凹み４１を早く回避することができ、更に安全性を確保することができる。
【００４０】
次に、図２及び図３を用いて、障害物Ｙまたは仮想障害物Ｘを回避する動作を説明する。
【００４１】
図２は、本実施の形態１にかかる自律移動装置が障害物Ｙを検出した際の走行経路Ｌを示す平面図である。
【００４２】
ここで、障害物検出エリア２１に障害物Ｙがないと共に凹検出範囲２２に凹み４１がない場合、自律移動装置１０は、移動通過点Ｎへの走行経路に生成される経路上目的地点Ｐに向って走行する。この場合、中心線１０ｂと走行経路は重なることになる（図示せず）。経路上目的地点Ｐは、移動通過点Ｎ（または最終目的地）と自律移動装置１０との間に、所定の距離離れた位置に生成される。ただし、その距離が、移動通過点Ｎ（または最終目的地）までの距離より長い場合は、移動通過点Ｎ（または最終目的地）に当面目的地が生成される。そして、自律移動装置１０が移動通過点Ｎに到着したと判断すると、次の移動通過点Ｎに向って移動する。次の移動通過点Ｎがなければ、最終目的地へ移動する。自律移動装置１０が最終目的地に到着すると、自律移動装置１０は停止する。
【００４３】
しかし、図２に示すように、自律移動装置１０が移動通過点Ｎに向かって走行する際、環境情報取得部１３で障害物Ｙを検出すると、当面目的地生成部１８は、自己の装置幅の半分の幅１／２Ｗと安全余裕幅αの和を障害物回避幅とし、障害物Ｙを中心として半径が障害物回避幅（１／２Ｗ＋α）の円柱状の障害物領域ＳＥ２を生成する。そして、経路上目的地点Ｐと自律移動装置１０とを結ぶ線分が障害物領域ＳＥ２と交差すると、障害物Ｙとの衝突可能性があると判断して、自己位置（自律移動装置１０の中心）と障害物領域ＳＥ２に対する接線を走行経路Ｌとする障害物回避点ＳＰを生成する。
【００４４】
このようにして、当面の目的地を経路上目的地点Ｐから障害物回避点ＳＰに変更することで、自律移動装置１０は障害物Ｙを回避する。自律移動装置１０は、走行中も障害物Ｙを検出しながら障害物回避点ＳＰを生成し続けるが、障害物Ｙを検出しなくなると障害物領域ＳＥ２が消える。すると、当面目的地生成部１８が当面の目的地を障害物回避点から移動通過点Ｎ（または最終目的地）に変更して、自律移動装置１０は、移動通過点Ｎ（または最終目的地）に向かって走行する。
【００４５】
図３は、本実施の形態１にかかる自律移動装置が凹み４１検出した際の走行経路を示す平面図である。
【００４６】
図３に示すように、凹検出範囲２２（停止エリア２２ａ、回避エリア２２ｂ、２２ｃ）は、自律移動装置１０より中心線１０ｂに沿って前方にＲ１離れた位置に設定されている。Ｒ１は、自律移動装置１０が凹み４１を検出してからブレーキ制御を行って停止するまで必要な長さである。このＲ１は、ブレーキ制御を行ってから慣性などで移動する距離を加えた長さである。Ｒ１は、自律移動装置１０の現在の移動速度に対応して所定時間間隔で変更しながら設定されることで、制御が複雑になるが、できる限りＲ１を短くすることができる。また、Ｒ１は、自律移動装置１０の最高速度に対応して設定されることで、制御を簡単にすることができる。Ｒ１をこのような長さにすることで、自律移動装置１０の凹検出部１７が凹み４１を検出した場合に、凹み４１に到達するまでに停止することができる。よって、自律移動装置１０が凹み４１へ滑り落ちることを防ぎ、安全性を確保することができる。
【００４７】
なお、自律移動装置１が転倒しても凹み４１の一例である下り階段から落下しないように、Ｒ１は、自身の装置幅に自身の重心までの高さの二倍を加えた長さよりも長いことが望ましい。
【００４８】
また、図３に示すように、回避リア２２ｂ、２２ｃは、中心線１０ｂに垂直な方向において、自律移動装置１０の側方から長さＲ２離れた位置に設定されている。自律移動装置１０の側方から回避エリア２２ｃ、２２ｂまでの長さＲ２は、自律移動装置１０が凹み４１に近づく方向に移動する場合に、自律移動装置１０が凹み４１に到達するまでに呈することができる距離である必要がある。例えば、自律移動装置１０がその場で９０°方向転換して移動することを考えると、長さＲ２は、自律移動装置１０の縦横の長さの差の半分の値となる。例えば、自律移動装置１０の進行方向（縦方向）の幅をＶとする場合、  Ｒ２＝（Ｖ−Ｗ）／２  となる。
【００４９】
図３に示すように、中心線１０ｂより右側にある回避エリア２２ｂで凹検出部１７が凹み４１を検出した場合、凹検出部１７は、仮想障害物Ｘを中心線１０ｂの右側に生成する。逆に、中心線１０ｂより左側にある回避エリア２２ｃで凹検出部１７が凹み４１を検出した場合、凹検出部１７は、仮想障害物Ｘを中心線１０ｂの左側に生成する。
【００５０】
凹検出部１７が仮想障害物Ｘを生成すると、当面目的地生成部１８は、自己の装置幅Ｗの半分と安全余裕幅αの和を障害物回避幅とし、仮想障害物Ｘより障害物回避幅を離した障害物領域ＳＥ１を生成する。そして、自己位置（自律移動装置１０の中心）と障害物領域ＳＥ１に対する接線方向に障害物回避点ＳＰを生成する。
【００５１】
そして、障害物回避点ＳＰに向かって移動することで、自律移動装置１０は仮想障害物Ｘを回避するように走行する。結果として、自律移動装置１０は、凹み４１から離れるように走行する。このときの離れ方は、仮想障害物Ｘを生成する中心線１０ｂからの距離に依存し、その距離によって調整することができる。
【００５２】
自律移動装置１０は、走行中も引き続き凹み４１を検出しながら走行経路Ｌを生成し続け、凹み４１を検出しなくなると障害物領域ＳＥ１を消す。当面目的地生成部１８は、経路上目的地点Ｐを移動通過点Ｎ（または最終目的地）の方向に生成しながら、走行する。
【００５３】
なお、凹み４１が回避エリア２２ｂ、２２ｃのいずれの箇所で検出された場合でも、凹検出部１７は、仮想障害物Ｘを所定の箇所に生成する。
【００５４】
図４は、本実施の形態１にかかる自律移動装置１０の制御方法を示すフローチャートである。次に、図４を用いて自律移動装置１０の制御方法を説明する。
【００５５】
まず、自律移動装置１０のインターフェース部２５が、管理者が入力した目的地の名前より、目的地の位置を取得する（ステップＳ０１）。そして、経路生成部１５は、移動開始位置から目的地までの経路を生成し、その経路の途中に複数の移動通過点Ｎを生成する（ステップＳ０２）。そして、自律移動装置１０は、自身より数メートル先を限界距離として、移動通過点Ｎまでの経路の途中に経路上目的地点Ｐを生成する（ステップＳ０３）。そして、自律移動装置１０は、移動制御を開始し、経路上目的地点Ｐに向って移動し始める。なお、経路上目的地点Ｐは、自身の移動に伴って、次々と経路上の先に設定される。
【００５６】
移動を開始すると、まず、自律移動装置１０は、環境情報取得部１３で環境情報を取得する（ステップＳ０４）。具体的には、第１センサ３１で障害物検出エリア２１に存在する障害物の位置情報を取得し、第２センサ３２で凹検出範囲２２の路面３０までの距離を検出する。取得した障害物の位置情報及び路面３０までの距離は、環境情報として記憶部１２に記録される。
【００５７】
そして、自律移動装置１０は、凹検出部１７で、第２センサ３２で検出した路面３０までの距離が基準の距離より長いか否かに基づいて、路面３０に凹み４１があるか否かを判定する（ステップＳ０５）。このとき、単に基準の距離より長い部分が一部でもある場合に凹み４１があると判定するのではなく、ある範囲に連続して基準の距離より長い場合に凹み４１があると判定してもよい。
【００５８】
検出された凹み４１が停止エリア２２ａに存在するか否かを判定する（ステップＳ０６）。凹み４１が停止エリア２２ａに存在する場合（ステップＳ０６のＹＥＳ）、自律移動装置１０は、当面目的地生成部１８で駆動部１６の走行を停止させる（ステップＳ１４）。また、停止エリア２２ａに凹み４１が存在しない場合（ステップＳ０６のＮＯ）、検出された凹み４１が回避エリア２２ｂ、２２ｃに存在するか否かを判定する（ステップＳ０７）。凹み４１が回避エリア２２ｂ、２２ｃに存在する場合（ステップＳ０７のＹＥＳ）、自律移動装置１０は、中心線１０ｂを中心として凹み４１を検出した側に仮想障害物Ｘを生成する（ステップＳ０８）。そして、生成された仮想障害物Ｘの位置情報を、環境情報取得部１３で取得した環境情報に重畳する（ステップＳ０９）。ここで、凹み４１が回避エリア２２ｂ、２２ｃに存在にする場合（ステップＳ０７のＮＯ）は、ステップＳ０８に進まず、Ｓ１０へ進む。
【００５９】
次に、自律移動装置１０は、障害物回避が必要か判断し（ステップＳ１０）、必要な場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）は、当面目的地生成部１８で、当面の目的地として障害物回避点ＳＰを生成する（ステップＳ１１）。そして、自律移動装置１０の制御部１１は、駆動部１６を駆動制御して、生成された当面目的地（経路上目的地点Ｐまたは障害物回避点ＳＰ）に向けて移動する（ステップＳ１２）。
【００６０】
また、自律移動装置１０は、自己位置認識部１４で自己位置を認識しており、自己位置が目的地に到達したか否かを判定する（ステップＳ１３）。目的地に到達した場合（ステップＳ１３のＹＥＳ）、自律移動装置１０は、停止する（ステップＳ１４）。目的地に到達していない場合（ステップＳ１３のＮＯ）、ステップＳ０３に戻り、経路上目的地点Ｐを生成する。ここで、経路上目的地点Ｐが移動通過点Ｎと重なった場合、自律移動装置１は、次の移動通過点または最終の目的地をＮとする。
【００６１】
このようにして、本実施の形態の自律移動装置１０は、凹み４１に対して回避することにより、管理者による自律移動装置１０の再起動の回数を軽減することができ、結果として管理の作業負担を小さくすることができる。
【００６２】
なお、自律移動装置１０の当面目的地生成部１８は、回避エリア２２ｂ、２２ｃで検出される凹み４１の検出位置が自律移動装置１０に近い程、仮想障害物Ｘに対する安全余裕幅αを大きくしてもよい。すなわち、凹み４１の検出位置が回避エリア２２ｂ、２２ｃの停止エリア２２ａ側で検出されると、安全余裕幅αを大きくしてもよい。このようにすることで、凹み４１の検出位置が自律移動装置１０に近い場合に、自律移動装置１０は、凹み４１より大きく離れた位置に障害物回避点ＳＰを生成して、凹み４１から大きく離れるように回避動作を行うことができ、さらに高い安全性を確保することができる。
【００６３】
また、走行速度を検出する走行速度検出部（図示せず）をさらに備えると共に、当面目的地生成部１８が、走行速度検出部で検出される走行速度が速い程、安全余裕幅αを大きくする構成でもよい。走行速度が速いと安全余裕幅αを大きくすることで、自律移動装置１０は、走行速度が速い程、凹み４１より大きく離れた位置に障害物回避点ＳＰを生成して、凹み４１から大きく離れるように回避動作を行うことができ、さらに高い安全性を確保することができる。
【００６４】
また、環境情報取得部１３を、障害物Ｙを検出する第１センサ３１と凹み４１を検出する第２センサ３２で構成しているが、第２センサ３２のような斜め下方を向いたセンサのみで構成してもよい。このようにすることで、センサの個数を減らすことができる。
【００６５】
（実施の形態２）
図５（ａ）は、本発明の実施の形態２にかかる自律移動装置１０が凹み４１を検出した後の走行経路Ｌを示す平面図である。以下、本実施の形態２が実施の形態１と異なる点について、図面を参照しながら説明する。
【００６６】
本実施の形態２では、図５（ａ）に示すように、回避エリア２２ｂで検出されていた凹み４１が検出されなくなった状態においても、記憶部１２は、仮想障害物Ｘの位置情報を一定時間保持する。そのため、本実施の形態２では、当面目的地生成部１８は、凹み４１が検出されなくなった後の一定時間は、記憶部１２に保持された仮想障害物Ｘの位置情報を基に、障害物回避点ＳＰを生成する。仮想障害物Ｘの位置情報は、地図情報の位置情報として、記憶部１２に一定時間保持される。
【００６７】
一定時間は、例えば、凹み４１から離れる方向への自律移動装置１０の平均移動速度×一定時間で計算された距離を判断基準にして設定されることが望ましい。この一定時間は、自律移動装置１０の平均移動速度により変動するが、例えば、３秒程度である。
【００６８】
このように、本実施の形態２では、凹み４１を検出しなくなってから一定時間、自律移動装置１０は、仮想障害物Ｘを保持して回避するように移動するため、凹み４１より大きく離れることができ、結果として、移動の安定性を確保することができる。
【００６９】
本実施の形態２のように仮想障害物Ｘの位置情報を一定時間保持しない場合、凹み４１の検出が終わると、自律移動装置１０が、仮想障害物Ｘを発生させる前に、経路上目的地点Ｐに向かい走行することがある。例えば、自律移動装置１０が凹み４１の検出を終え、仮想障害物Ｘを生成しなくなった状態で凹み４１と移動通過点Ｎとが近くにあると、自律移動装置１０は、凹み４１に向かう方向に経路上目的地点Ｐを生成し、移動通過点Ｎに向かって走行する場合がある。この場合、自律移動装置１０が凹み４１に近づいて仮想障害物Ｘ及び障害物回避点ＳＰを生成する工程と、凹み４１を検出しなくなって当面の目的地を経路上目的地点Ｐにする工程とが、繰り返される可能性がある。
【００７０】
このように、当面の目的地を頻繁に切り替えることは、自律移動装置１０の走行が不安定になる。また、方向が頻繁に切り替わると、自律移動装置１０の移動速度が遅くなってしまう。それに対し、本実施の形態２では、仮想障害物Ｘの位置情報を一定時間保持しているため、自律移動装置１０の移動の移動速度と安定性を高めることができる。
【００７１】
なお、記憶部１２は、図５（ｂ）に示すように、仮想障害物Ｘの位置情報を、地図情報の位置情報でなく、車体１０ａに対する相対的な位置情報として一定時間保持してもよい。このように制御すると、仮想障害物Ｘを生成するための制御を簡素にすることができる。
【００７２】
また、記憶部１２は、仮想障害物Ｘの位置情報を、地図の位置情報として、又は車体１０ａに対する位置情報として、時間ではなく自律移動装置１０が移動する一定距離の間保持してもよい。一定距離は、凹み４１から離れる方向に進む距離であって自由に設定できるが、例えば、自律移動装置１０の高さと同じ長さに設定すると、自律移動装置１０の周囲の人に見た目の安心感を与えることができる。
【００７３】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３にかかる自律移動装置１０が凹み４１と障害物Ｙを同時に検出した際の走行経路Ｌを示す平面図である。
【００７４】
以下、本実施の形態３が実施の形態１と異なる点について、図面を参照しながら説明する。
【００７５】
自律移動装置１０の前方左側に障害物Ｙが検出され、且つ自律移動装置１０の前方右側に仮想障害物Ｘが検出された状態において、本実施の形態３の当面目的地生成部１８は、障害物Ｙの障害物領域ＳＥ２左側の接線方向に障害物回避点ＳＰを生成する。
【００７６】
通常、障害物Ｙを障害物検出エリア２１で検出した場合、当面目的地生成部１８は、障害物回避アルゴリズムを用いて障害物回避点ＳＰを生成する。例えば、障害物Ｙの障害物領域ＳＥ１の接線は、障害物領域ＳＥ１の右側と左側にできるが、当面目的地生成部１８は、経路上目的地点Ｐに近い接線方向に障害物回避点ＳＰを生成する。しかし、障害物Ｙと凹み４１を同時に検出した際、当面目的地生成部１８が障害物Ｙと仮想障害物Ｘを同時に回避する障害物回避点ＳＰを生成しようとすると、障害物回避点ＳＰが凹み４１に近づく方向に生成されることがある。
【００７７】
このようなことを防ぐために、本実施の形態３では、凹み４１が前方右側に検知されると障害物回避点ＳＰを左側に設定し、凹み４１が前方左側に検知されると障害物回避点ＳＰを右側に設定し、凹み４１が前方両側に検知されると障害物回避点ＳＰを生成せずに停止するように制御する。例えば、図６に示すように、前方左側に障害物Ｙが検出され、且つ前方右側に凹み４１が検出されて仮想障害物Ｘが生成された場合に、経路生成部１５は、前方左側方向に障害物回避点ＳＰを生成する。
【００７８】
このようにすることで、障害物Ｙと仮想障害物Ｘとが同時に検出された状態において、当面目的地生成部１８が、障害物回避点ＳＰが凹み４１に向かう方向に生成されることを防ぐことができる。そのため、自律移動装置１０は、さらに高い安全性を確保することができる。
【００７９】
（実施の形態４）
図７、図８、図９は、本発明の実施の形態４にかかる前後に長い凹検出範囲６３、６４を有する自律移動装置の平面図である。
【００８０】
以下、本実施の形態４が実施の形態１と異なる点について、図面を参照しながら説明する。
【００８１】
図７に示すように、環境情報取得部１３は、障害物検出センサである第１センサ３１及び路面３０までの距離を取得する第２センサ３２に加えて、路面３０までの距離を取得する右側方斜め下方に向けた第３センサ６１と、路面３０までの距離を取得する左側方斜め下方に向けた第４センサ６２とを備えて構成される。なお、第２センサ３２、第３センサ６１、及び第４センサ６２は、路面の凹み４１を検出する凹み検出センサである。
【００８２】
図７に示すように、第２センサ３２は、自律移動装置１０の前方にある凹検出範囲２２の凹みを検出する。また、第３センサ６１は、自律移動装置１０の右側にある凹検出範囲６３の凹みを検出する。また、第４センサ６２は、自律移動装置１０の左側にある凹検出範囲６４の凹みを検出する。ここで、凹検出範囲２２は、凹検出範囲６３及び凹検出範囲６４と交差して配置されている。
【００８３】
また、前後に長い凹検出範囲６３は、自律移動装置１０よりも前方に位置する回避エリア６３ｂと、その手前側の停止エリア６３ａより構成される。同様に、前後に長い凹検出範囲６４は、自律移動装置１０よりも前方に位置する回避エリア６４ｂと停止エリア６４ａより構成される。なお、本実施の形態３では、自律移動装置１０の進行方向後方には、停止エリアを設定していない。ここで、停止エリア６３ａ、６４ａは、前述の停止エリア２２ａと同じ制御を行うために設定されたエリアであり、回避エリア６３ｂ、６４ｂは、前述の回避エリア２２ｂ、２２ｃと同じ制御を行うために設定されたエリアである。すなわち、停止エリア６３ａ、６４ａは、図１０に示すように、自律移動装置１０の進行方向前方へのＲ１、それと垂直な方向へのＲ２で形成される長方形のエリア内に配置される。
【００８４】
停止エリア６３ａ、６４ａは、自律移動装置１０の前方の方向に、最高速度で移動している自律移動装置１０が凹み４１を検出してからブレーキ制御を行うまでに走行する距離に、停止するまでに慣性などで移動する距離を加えた長さ（図３のＲ１に相当）まで、自律移動装置１０の前方に伸びて設定されている。また、回避エリア６３ｂ、６４ｂは、自律移動装置１０の走行経路上で凹み４１の付近を走行する際に、通常の走行中にその凹み４１を検知して経路を変更しない最大の長さであるとよい。
【００８５】
本実施の形態３の凹検出部１７は、停止エリア２２ａ、６３ａ、６４ａで凹み４１を検出すると、駆動部１６を制御して自律移動装置１０の走行を停止させる。本実施の形態３の凹検出部１７は、回避エリア２２ｂ、２２ｃ、６３ｂ、６４ｂで凹み４１を検出すると、中心線１０ｂを中心として凹み４１を検出した側に仮想障害物Ｘを生成して、凹み４１を回避するように自律移動装置１０を走行させる。
【００８６】
ここで、回避エリア６３ｂ、６４ｂのいずれかで凹み４１を検出した場合、当面目的地生成部１８は、凹み４１を回避するように（進行方向１１ｂに対して凹み４１と同じ側に）、障害物回避点ＳＰを生成する。また、回避エリア６３ｂ、６４ｂの両方で凹み４１を検出した場合は、自律移動装置１０の走行を停止させ、経路上目的地点Ｐの方向に回転を行いながら凹み４１の検出を行い、回避エリア６３ｂ、６４ｂのいずれか一方のみに凹み４１が検出される位置まで自律移動装置１０を回転させた後に、障害物回避点ＳＰを生成して移動を行う。
【００８７】
なお、凹検出範囲６３、６４は、図８に示すように、障害物検出エリア２１の範囲に収まる長さであってもよい。このように設定することにより、自律移動装置１０が前進している場合においては、凹み検出エリアを小さくして処理を軽減することができる。
【００８８】
また、図７において、第２センサ３２を省いた図９の構成とすると、自律移動装置１０の幅の外側に存在する凹みに対して接近してからの停止となる可能性があるが、環境情報取得部１３のセンサの数を減らすことができる。
【００８９】
（実施の形態５）
図１０は、本発明の実施の形態５にかかるＶ字形状の凹検出範囲７４、７５を有する自律移動装置１０の平面図である。
【００９０】
図１０に示すように、本実施の形態における凹検出範囲７４、７５は、自律移動装置１０の進行方向前方に突出したＶ字形状である。Ｖ字形状の凹検出範囲７４、７５を生成するために、環境情報取得部１３は、障害物検出センサである第１センサ３１に加えて、右斜め前方の斜め下方に向けた第５センサ７２と、路面３０までの距離を取得する左斜め前方の斜め下方に向けた第６センサ７３とを備える。第５センサ７２及び第６センサ７３は、どちらも、路面３０までの距離を測定するセンサである。第５センサ７２は、自律移動装置１０の右前方にある凹検出範囲７４の凹みを検出し、第６センサ７３は、自律移動装置１０の左側方にある凹検出範囲７５の凹みを検出する。
【００９１】
ここで、停止エリア７４ａ、７５ａの領域は、図３のＲ１、Ｒ２と同様の考え方で設定される。すなわち、停止エリア７４ａ、７５ａは、図１０に示すように、自律移動装置１０の進行方向前方へのＲ１、それと垂直な方向へのＲ２で形成される長方形のエリア内に配置される。
【００９２】
回避エリア７４ｂ、７５ｂは、それぞれ、図７の回避エリア６３ｂ、６４ｂと同様の考え方で設定される。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の自律移動装置は、人と共存するエリアを移動する自律移動装置として有用である。
【符号の説明】
【００９４】
１０    自律移動装置
１０ａ  車体
１０ｂ  中心線
１１    制御部
１２    記憶部
１３    環境情報取得部
１４    自己位置認識部
１５    経路生成部
１６    駆動部
１６ａ，１６ｂ  駆動輪
１７    凹検出部
１８    当面目的地生成部
１９    走行制御部
２０    電池
２１    障害物検出エリア
２２，６３，６４，７４，７５  凹検出範囲
２２ａ，６３ａ，６４ａ    停止エリア
２２ｂ，２２ｃ，６３ｂ，６４ｂ  回避エリア
３０    路面
３１    第１センサ
３２    第２センサ
４１    凹み
６１    第３センサ
６２    第４センサ
７２    第５センサ
７３    第６センサ
Ｘ      仮想障害物
Ｙ      障害物
Ｎ      移動通過点
ＳＰ    障害物回避点
Ｐ      経路上目的地点
【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】
0005934887.tif 000012
【図１０】
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【図１１】
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