(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリを消費する要因に応じて消費電力を推定することにより、到達点に戻れるように適切な走行経路を決定することができる自律走行装置等を提供すること。【解決手段】区間毎の電力消費量を、自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に電力消費量テーブルに記憶しており、自律走行装置のバッテリ消費増加要因を走行環境から取得する。走行経路のうち、現在地点から到達点までの推定電力消費量を、電力消費量テーブルに基づいて算出する。推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択することにより、到達点までの走行経路を変更する。【選択図】図７
2018025856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置において、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を、前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に記憶する電力消費量テーブルと、
前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因を前記自律走行装置の走行環境から取得するバッテリ消費増加要因取得手段と、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
前記走行経路のうち、現在地点から到達点までの推定電力消費量を、前記バッテリ消費増加要因取得手段により取得されたバッテリ消費増加要因と、前記電力消費量テーブルとに基づいて算出する推定電力消費量算出手段と、
前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択することにより、到達点までの走行経路を変更する走行経路変更手段と、
を備えることを特徴とする自律走行装置。
【請求項２】
前記走行経路変更手段は、前記自律走行装置が、何れかのポイントに到達したときに実行されることを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項３】
前記バッテリ消費増加要因は、少なくとも天候、温度、路面状態の何れかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の自律走行装置。
【請求項４】
重要区間を設定する重要区間設定手段を更に有し、
前記走行経路変更手段は、前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択するときに、前記重要区間を含む区間を選択することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の自律走行装置。
【請求項５】
前記検出されたバッテリ残量に基づいて、前記区間毎の電力消費量を算出する電力消費量算出手段と、
前記算出された電力消費量に基づいて、前記電力消費量テーブルを更新する電力消費量テーブル更新手段と、
を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の自律走行装置。
【請求項６】
前記電力消費量は、自律走行装置の走行条件毎に算出されることを特徴とする請求項５に記載の自律走行装置。
【請求項７】
前記走行条件は、前記自律走行装置が走行する方向又は区間内における位置であることを特徴とする請求項６に記載の自律走行装置。
【請求項８】
前記電力消費量テーブル更新手段により更新された電力消費量テーブルに基づいて、電力消費量が最も少なくなる走行経路を決定することを特徴とする請求項５から７の何れか一項に記載の自律走行装置。
【請求項９】
到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置において、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を記憶する電力消費量テーブルと、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
前記バッテリ残量の変化割合を算出する変化割合算出手段と、
前記走行経路のうち、現在地点から到達点までの推定電力消費量を、前記変化割合と、電力消費量テーブルとに基づいて算出する推定電力消費量算出手段と、
前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択することにより、到達点までの走行経路を変更する走行経路変更手段と、
を備えることを特徴とする自律走行装置。
【請求項１０】
到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置において、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を、前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に記憶する電力消費量テーブルと、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
前記検出されたバッテリ残量に基づいて、前記区間毎の電力消費量を算出する電力消費量算出手段と、
前記算出された電力消費量に基づいて、前記電力消費量テーブルを更新する電力消費量テーブル更新手段と、
を備え、
前記電力消費量テーブル更新手段により更新された電力消費量テーブルに基づいて、電力消費量が最も少なくなる走行経路を決定することを特徴とする自律走行装置。
【請求項１１】
管理サーバと、管理サーバに接続され、到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置とを含む自律走行システムにおいて、
前記管理サーバは、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を、前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に記憶する電力消費量テーブルと、
を備え、
前記自律走行装置は、
前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因を前記自律走行装置の走行環境から取得するバッテリ消費増加要因取得手段と、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
自律走行装置の現在地点と、前記バッテリ消費増加要因と、前記バッテリ残量とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバは、
前記バッテリ消費増加要因と、バッテリ残量とを受信する受信手段と、
前記走行経路のうち、現在地点から到達点までの推定電力消費量を、前記バッテリ消費増加要因取得手段により取得されたバッテリ消費増加要因と、前記電力消費量テーブルとに基づいて算出する推定消費電力算出手段と、
前記推定電力消費量が、前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が、前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択することにより、到達点までの走行経路を変更する走行経路変更手段と、
前記走行経路変更手段により変更された走行経路を、前記自律走行装置に送信する走行経路送信手段と、
を備える、ことを特徴とする自律走行システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、動力源としてバッテリを利用した自律走行が可能な自律走行装置が知られている。これらの自律走行装置は、例えば決められたルートを巡回することに利用されている。例えば、流通センターにおける荷物運搬装置や、警備ロボット等において利用されている。
【０００３】
これらの、自律走行装置において、移動中にバッテリが切れてしまうと、走行経路の途中で停止してしまう。そこで、バッテリ残量に応じて、走行経路を変更する発明が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３１８６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した発明は、現在のバッテリの残量と、残走行距離に基づいて、走行経路が走行可能でない場合には、充電台に戻ることが開示されている。しかし、バッテリの消費量は、自律走行装置の環境に応じて変わるため、必ずしも残りの走行距離が走れるか否かが解らなかった。したがって、充電台や基地局といった到達点に戻れなくなってしまうという問題点が生じていた。
【０００６】
とくに、警備ロボットのように、屋外を巡回する装置の場合は、天候等の外部要因により、バッテリの消費量は大きく変化する。したがって、到達点に戻るまでに十分バッテリ残量があると判定されていても、想定以上にバッテリが消費してしまい、到達点に戻れなくなってしまうという問題点が生じてしまう。
【０００７】
上述した課題に鑑み、本発明は、バッテリを消費する要因に応じて電力消費量を推定することにより、適切な走行経路を決定することができる自律走行装置等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】
【０００８】
上述した課題に鑑み、本発明の自律走行装置は、
到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置において、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を、前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に記憶する電力消費量テーブルと、
前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因を前記自律走行装置の走行環境から取得するバッテリ消費増加要因取得手段と、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
前記走行経路のうち、現在地点から到達点までの推定電力消費量を、前記バッテリ消費増加要因取得手段により取得されたバッテリ消費増加要因と、前記電力消費量テーブルとに基づいて算出する推定電力消費量算出手段と、
前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択することにより、到達点までの走行経路を変更する走行経路変更手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の自律走行装置は、
到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置において、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を記憶する電力消費量テーブルと、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
前記バッテリ残量の変化割合を算出する変化割合算出手段と、
前記走行経路のうち、現在地点から到達点までの推定電力消費量を、前記変化割合と、電力消費量テーブルとに基づいて算出する推定電力消費量算出手段と、
前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択することにより、到達点までの走行経路を変更する走行経路変更手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の自律走行装置は、
到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置において、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を、前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に記憶する電力消費量テーブルと、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
前記検出されたバッテリ残量に基づいて、前記区間毎の電力消費量を算出する電力消費量算出手段と、
前記算出された電力消費量に基づいて、前記電力消費量テーブルを更新する電力消費量テーブル更新手段と、
を備え、
前記電力消費量テーブル更新手段により更新された電力消費量テーブルに基づいて、電力消費量が最も少なくなる走行経路を決定することを特徴とする。
【００１１】
本発明の自律走行システムは、
管理サーバと、管理サーバに接続され、到達点まで走行経路に基づいて自律走行を行う自律走行装置とを含む自律走行システムにおいて、
前記管理サーバは、
前記自律走行装置の走行範囲が、ポイントと、ポイントを結ぶ区間とで表された地図情報と、
前記区間毎の電力消費量を、前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に記憶する電力消費量テーブルと、
を備え、
前記自律走行装置は、
前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因を前記自律走行装置の走行環境から取得するバッテリ消費増加要因取得手段と、
バッテリ残量を検出するバッテリ残量検出手段と、
自律走行装置の現在地点と、前記バッテリ消費増加要因と、前記バッテリ残量とを前記管理サーバに送信する送信手段と、
を備え、
前記管理サーバは、
前記バッテリ消費増加要因と、バッテリ残量とを受信する受信手段と、
前記走行経路のうち、現在地点から到達点までの推定電力消費量を、前記バッテリ消費増加要因取得手段により取得されたバッテリ消費増加要因と、前記電力消費量テーブルとに基づいて算出する推定消費電力算出手段と、
前記推定電力消費量が、前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が、前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択することにより、到達点までの走行経路を変更する走行経路変更手段と、
前記走行経路変更手段により変更された走行経路を、前記自律走行装置に送信する走行経路送信手段と、
を備える、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の自律走行装置によれば、区間毎の電力消費量を、前記自律走行装置のバッテリ消費増加要因毎に記憶しており、走行環境から取得された自律走行装置のバッテリ消費増加要因に基づいて走行経路の残りについて推定電力消費量を算出することができる。これにより、推定電力消費量が、前記バッテリ残量を超えている場合には、前記推定電力消費量が、前記バッテリ残量を超えないようになる区間を選択して到達点までの走行経路を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態における自律走行装置の概要を説明するための図である。
【図２】第１実施形態における自律走行装置の概要を説明するための図である。
【図３】第１実施形態における自律走行装置の機能構成を説明するための図である。
【図４】第１実施形態における地図情報を模式的に説明した図である。
【図５】第１実施形態における走行経路情報を説明した図である。
【図６】第１実施形態における電力消費量テーブルを説明した図である。
【図７】第１実施形態における処理を説明するための動作フローである。
【図８】第１実施形態における走行経路変更処理を説明するための動作フローである。
【図９】第１実施形態における動作例を説明した図である。
【図１０】第３実施形態における処理を説明するための動作フローである。
【図１１】第３実施形態における動作例を説明した図である。
【図１２】第５実施形態における走行経路変更処理を説明するための動作フローである。
【図１３】第５実施形態における動作例を説明した図である。
【図１４】第７実施形態における処理を説明するための動作フローである。
【図１５】第８実施形態における処理を説明するための動作フローである。
【図１６】第８実施形態における動作例を説明した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、一例として、本発明における自律走行装置を警備用巡回ロボットに適用した場合を例にとって説明する。
【００１５】
［１．第１実施形態］
［１．１  全体構成］
まず、本明細書における自律走行装置１について、図１、図２を用いて説明する。図１は、自律走行装置１を側面から模式的に表した図であり、図２は、自律走行装置１を上面から模式的に表した図である。
【００１６】
自律走行装置１は、車体１０と、アーム部２０とがヒンジ部分で接続されており、クラムシェルの構造となっている。また、アーム部２０の先端には位置検出部・障害検出部３０が設けられている。例えば、車体前方を撮影可能な視覚センサ（カメラ等）を備えることにより、車体前方の画像を解析して位置を検出したり、障害を検出したりする。
【００１７】
また、車体１０には、車輪１２が４つ設けられている。この車輪１２は、右側と左側とがそれぞれ無端ベルト１４で接続されており、それぞれの車輪が駆動するようになっている。また、この無端ベルト１４は、駆動モータ１６による駆動力により駆動しており、ギア１８を介して接続されている。
【００１８】
また、この駆動モータ１６は、バッテリ４０から供給される電力により駆動している。左右の駆動モータ１６は、それぞれ動作させることが可能であり、右側の車輪１２と、左側の車輪１２はそれぞれ別に駆動させることが可能である。
【００１９】
ここで、本実施形態の自律走行装置１は、車輪（４輪）を有し、旋回動作として定置旋回（超信地旋回）が可能である。駆動モータ１６にはエンコーダが備わっており、駆動モータ１６の回転数を検知して制御が可能である。
【００２０】
［１．２  機能構成］
つづいて、本実施形態における自律走行装置１の機能構成について、図３を用いて説明する。図３に示すように、制御部１１０と、画像入力部１２０と、画像処理部１２５と、センサ部１３０と、記憶部１４０と、位置情報検出部１５０と、環境判定部１６０と、駆動制御部１７０と、バッテリ残量検出部１８０と、通信部１９０とが含まれている。
【００２１】
制御部１１０は、自律走行装置１の全体を制御するための機能部である。制御部１１０は、記憶部１４０に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現しており、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えて構成されている。
【００２２】
画像入力部１２０は、画像を入力するための機能部であり、入力された画像は、画像データとして画像処理部１２５に出力される。また、監視用の画像として撮影したり、他の装置（例えば、監視サーバ）に送信したりすることも出来る。
【００２３】
画像処理部１２５は、画像入力部１２０から入力された画像データに基づいて、各種画像処理を行う機能部である。例えば、障害物検出を行ったり、路面状態の検出を行ったりすることが可能である。
【００２４】
センサ部１３０は、自律走行装置１の周辺にある障害物を検出したりする機能部である。例えば、赤外線センサや、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）等が利用される。
【００２５】
記憶部１４０は、自律走行装置１の動作に必要な各種プログラムや、各種データが記憶されている機能部である。記憶部１４０は、例えば、半導体メモリや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成されている。また、各情報はクラウドサーバ上に記憶されても良い。この場合、通信部１９０を介して、クラウドサーバに各種データ、プログラムを記憶し、その都度読み出すこととしても良い。
【００２６】
また、記憶部１４０には、地図情報１４２と、走行経路情報１４４と、電力消費量テーブル１４６とが記憶されている。
【００２７】
地図情報１４２は、自律走行装置１が走行する地図情報が記憶されている。ここで、地図情報を模式的に示したのが図４である。例えば、それぞれのポイント（ａ、ｂ、ｃ、ｄ）に対して、各ポイントを結ぶ区間がそれぞれ示されている。そして、各区間は、ａｂ間ＲＴ１０２、ｂｃ間ＲＴ１０４、ｃｄ間ＲＴ１０６、ａｄ間ＲＴ１０８、ａｃ間ＲＴ１１０、ｂｄ間ＲＴ１１２と示されている。
【００２８】
走行経路情報１４４は、本実施形態における自律走行装置１が、巡回する走行経路が記憶されている。例えば、図５に示すように、走行経路として、移動するポイントが順番に記憶されている。図５の場合は、「ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ａ」の順で各区間を走行する。ここで、到達点である「ａ」に戻って来たら再び「ｂ→ｃ→」と移動しても良いし、一度到達点である「ａ」で停止しても良い。
【００２９】
電力消費量テーブル１４６は、各区間に対応づけてバッテリの消費電力量を記憶しているテーブルである。本実施形態では、自律走行装置１が当該区間を走行することによりバッテリ４０がどの程度消費されるかを示すバッテリ消費量が記憶されている。
【００３０】
ここで、電力消費量テーブル１４６は、消費電力が変化する要因（本実施形態では走行環境）とともに、バッテリ消費量が記憶されている。例えば、ＲＴ１０２の場合、晴れの場合のバッテリ消費量は「１０％」、雨の場合は「１５％」、雪の場合は「２０％」とバッテリ消費量が記憶されている。
【００３１】
なお、電力消費量テーブルとして記憶されるのは、実際の消費電力量であっても良い。また、要因の変化については、要因毎に数値を記憶しているが、例えば、要因毎にパラメータを決定し、数式で算出しても良い。
【００３２】
位置情報検出部１５０は、自律走行装置１の位置を検出するための機能部である、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信し、自律走行装置１の位置情報を検出する。なお、ＧＰＳ以外にも、ＧＬＯＮＡＳＳ、ガリレオ、みちびきといった他の位置情報検出システムを利用したり、位置情報を示すビーコンや、無線ＬＡＮ等を利用したりして位置情報を検出しても良い。
【００３３】
環境判定部１６０は、自律走行装置１の走行環境を判定するための機能部である。例えば、画像入力部１２０から入力された情報に基づいて、天候を判定したり、路面状態を判定したりする。また、温度検出センサを用いることで、自律走行装置１の外温度を検出したり、装置自体の温度を検出したりすることができる。
【００３４】
駆動制御部１７０は、自律走行装置１の駆動（例えば、図２の駆動モータ１６）を制御するための機能部である。駆動モータ１６を制御することにより、前進、後退、転回等という動作が可能となる。
【００３５】
バッテリ残量検出部１８０は、現在のバッテリ４０の残量を検出するための機能部である。検出される情報としては、例えばバッテリの残量値、満充電からの消費割合、残量の割合、使用時間といった各種情報をリアルタイム又は所定時間毎に検出することができる。また、制御部１１０から制御コマンドにより、任意のタイミングで、所定のパラメータを出力する。
【００３６】
通信部１９０は、自律走行装置１が他の装置と通信を行う為の機能部である。例えば、他の自律走行装置と通信を行ったり、管理サーバと通信を行ったりすることができる。通信部１９０は、例えば無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ）や、ＬＴＥ（Long Term Evolution）といった既存の通信回線・通信方法を利用することが可能である。
【００３７】
［１．３  処理の流れ］
本実施形態における処理の流れについて、図７に基づいて説明する。まず自律走行装置１は、走行経路に基づいて所定区間を走行している（ステップＳ１０２）。ここで、本実施形態の場合、地図情報１４２から判定される各ポイントに到達したときに、バッテリ消費の増加となる要因であるバッテリ消費増加要因を判定する処理（バッテリ消費増加要因判定処理）を実行する（ステップＳ１０４）。
【００３８】
本実施形態において、バッテリ消費の増加となる要因として天候を利用する。天候は、環境判定部１６０が、自律走行装置１の周辺環境から判定することとしても良いし、通信部１９０を介して天候情報を取得することとしても良い。また、現在の天候を取得することとしても良いし、予報情報を取得しても良い。
【００３９】
続いて、推定消費電力を算出する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０４において判定された天候に基づいて電力消費量テーブル１４６に記憶されたバッテリ消費量を決定し、残りの走行経路における推定電力消費量（バッテリ消費量）を算出する（ステップＳ１０６）。すなわち、残りの走行経路に含まれているバッテリ消費量を加算し、残走行経路の推定バッテリ消費量として算出する。
【００４０】
つづいて、算出された推定バッテリ消費量と、バッテリ４０のバッテリ残量とを比較する（ステップＳ１０８）。バッテリ残量は、現在のバッテリ４０の残容量であり、電力値から推定しても良いし、直接バッテリ残量を検出・取得しても良い。
【００４１】
ここで、バッテリ残量が、推定電力消費量（推定バッテリ消費量）より大きい場合は、走行経路を無事に走行できるとして、走行経路に従って走行を継続する。そして、走行経路情報１４４に記憶された走行経路の到達地点（最後のポイント）に到達したか否かを判定し、到達地点に到達するまで走行を継続する（ステップＳ１１２；Ｎｏ→ステップＳ１０２）。また、到達地点まで到達した場合には、走行を止めるか、再び走行経路に従って走行を継続する（巡回動作となる）かが実行される。
【００４２】
他方、ステップＳ１０８において、推定バッテリ消費量より、バッテリ残量が少ない場合には、走行経路変更処理を実行する（ステップＳ１１０）。
【００４３】
ここで、走行経路変更処理について、図８に基づいて説明する。まず、現在の走行経路と異なる経路を選択する（ステップＳ１５２）。異なる経路の選択としては種々の方法が考えられる。例えば、現在の走行経路より短い経路を再度探索しても良いし、最短経路を選択することとしてもよい。また、明らかに消費電力が大きな経路を外した走行経路を選択してもよい。また、現在のポイントから、到達点まで複数の経路を予め記憶しておいてもよい。
【００４４】
そしてバッテリ残量が、推定バッテリ消費量より大きくなるまで、異なる経路を選択する。そして、バッテリ残量が、十分であると判定される残走行経路となった場合には、当該走行経路を決定する（ステップＳ１５８）。
【００４５】
なお、本実施形態の場合、予めポイントにおいて走行経路を変更するため、バッテリ残量が到達点にいけない状態となることはないが、途中の区間の障害によりバッテリの消費量が大きくなってしまい、どのような走行経路を設定しても、到達点に辿りつけないといった場合が考えられる。この場合には、例えば、異なる到達点（例えば、安全に到達出来る地点）まで到達出来るルートを設定しても良い。
【００４６】
［１．４  動作例］
つづいて、本実施形態における動作例について、図９を用いて説明する。例えば、到達点が地点ａであり、現在地点ｃの場合について説明する。このとき、自律走行装置１のバッテリ４０の残量は「３０％」である。
【００４７】
通常の天候「晴れ」であれば、設定された走行経路である「ＲＴ１０６→ＲＴ１０８」を走行する。例えば、図６のテーブルを例に説明すると、「ＲＴ１０６→ＲＴ１０８」では、推定バッテリ消費量は、「２６％」であり、到達点ａに走行することが可能である。
【００４８】
しかし、現在の天候が「雨」であれば、設定された走行経路である「ＲＴ１０６→ＲＴ１０８」を走行すると、推定バッテリ消費量は「３５％」となってしまい、到達点ａまで到達できない状態となる。
【００４９】
そこで、経路ＲＴ１１０を選択する走行経路に変更する。経路ＲＴ１１０の推定バッテリ消費量は「８％」であることから、自律走行装置１は到達点に到達することが可能となる。
【００５０】
このように、本実施形態によれば、自律走行装置１に対するバッテリ消費増加要因として、天候を利用し、天候に基づいて残走行経路の推定電力消費量を算出する。そして、バッテリ残量と、推定電力消費量を比較することにより、走行環境に応じた適切な走行経路を選択することが可能となる。
【００５１】
［２．第２実施形態］
つづいて、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、バッテリ消費増加要因として、バッテリ消費量の増加する要因として天候を例に説明したが、それ以外の要因について説明する。
【００５２】
（１）路面状態
例えば、画像入力部１２０により撮影された画像から、路面状態を環境情報として取得する。これは、雨等により経路がぬかるむと、走行により大きなモータトルクが必要となり、消費電力が増加するからである。
【００５３】
路面状態としては、濡れているか、積雪があるかといった情報から、未舗装の道であるか、凹凸がある道であるかを判定しても良い。
【００５４】
これらの路面状態毎に、電力消費量テーブル１４６に記憶しておく。そして、図７のステップＳ１０４におけるバッテリ消費増加要因判定処理により、路面状態を判定し、ステップＳ１０６において、当該判定された路面状態に基づいて、残走行経路の推定電力消費量を算出する。そして、バッテリ残量と、推定バッテリ消費量とを比較し、バッテリ残量が十分でない場合には、走行経路変更処理を実行する（ステップＳ１０８；Ｎｏ→ステップＳ１１０）。
【００５５】
（２）周辺温度
例えば、環境判定部１６０により、周辺温度を環境情報として取得する。これは、温度によりバッテリ４０の出力特性が変わるからである。当該周辺温度に基づいたバッテリ消費量を、電力消費量テーブル１４６に記憶しておく。
【００５６】
なお、周辺温度と対応づけて、冷却・暖機運転の制御情報を併せて記憶しても良い。例えば、周辺温度が高い場合は、必要に応じて冷却運転が必要となる。このときのバッテリ消費量を加味し、電力消費量テーブル１４６を更新する。
【００５７】
（３）風
例えば、環境判定部１６０により、風向、風力を環境情報として取得する。これは、向かい風が強いときには、消費電力が増えると推定されるからである。当該風向、風力に基づいたバッテリ消費量を、電力消費量テーブル１４６に記憶しておく。
【００５８】
（４）装置状態
例えば、制御部１１０により、自律走行装置１の異常（エラー）を検出し、当該エラーを要因として利用する。具体的には、エラーコードによる判定や、カメラや傾斜センサによる傾きの検知、バッテリ出力電流値等が利用される。これは、車軸の歪みや、タイヤのパンク等が発生した場合、走行に通常時異常のトルクが必要となり、消費電力が増加するからである。
【００５９】
また、負荷のハーフ・ショート等が起きた場合には、電流量が通常時に比べて増加するため、それに伴い消費電力が増加する。そのため、電流量の増加を検知することで、異常時と判定する。
【００６０】
これらの異常時のパターン毎に電力消費量テーブル１４６に推定バッテリ消費量を記憶しておく。これにより、異常時により適切な走行経路を使って、到達点に戻ることが可能となる。
【００６１】
（５）障害物
例えば、障害物が検出された場合に、障害物をバッテリ消費増加要因として利用する。具体的には、障害物の大きさに応じて、回避行動が必要となる。当該回避行動を行うことで、バッテリの消費が大きくなる。
【００６２】
したがって、障害物の大きさ毎のバッテリ消費量を記憶する。これにより、障害物を検出した場合には、障害物に応じたバッテリ消費量を加算することにより、適切に推定バッテリ消費量を算出することが可能となる。
【００６３】
このように、第２実施形態によれば、第１実施形態で利用した天候以外にも、種々のバッテリ消費量の増加となる要因を検知し、要因毎に適切な電力消費量を推定することが可能となる。
【００６４】
［３．第３実施形態］
つづいて、第３実施形態について説明する。第３実施形態は、現在消費している電力から、推定電力消費量を算出して適切な走行経路を選択する処理である。
【００６５】
第３実施形態は、第１実施形態の図７の処理を、図１０に置き換えた処理であり、同一の処理については同一の符号を付している。すなわち、図７のステップＳ１０４を、ステップＳ３０２に置き換えた処理である。
【００６６】
具体的には、走行経路走行しているときに、ステップＳ３０２においてバッテリ変化率算出処理を実行する。これは、現在のバッテリ４０の消費量の変化率を算出することで、今後のバッテリの減少率を推定する処理である。
【００６７】
図１１は、バッテリ４０の残量を示したグラフである。縦軸にバッテリ残量（％）を、横軸に時間（秒）を表したグラフである。バッテリ変化率算出処理は、図１１において、現在時点がｔ１であるときに、ｔ１以降のバッテリがどのように減少していくかを変化の割合として算出する処理である。ここで変化を算出するには種々の方法が考えられるが、例えば以下の方法が考えられる。
【００６８】
（１）現在時点であるｔ１の時点である傾きを算出し、当該傾きが今後のバッテリ消費量として算出する。例えば、ｔ１の時点で１秒毎に１％減少すると算出されれば、今後も同じ割合で減少することとして、推定電力消費量がステップＳ３０４で算出される。
【００６９】
（２）現在のｔ１から過去のバッテリ消費量について、所定時間毎に傾きを算出する。例えば、５秒毎の傾きを１０回算出し、それらの平均を算出することによって、変化の割合を算出する。そして、この算出された変化の割合に基づいて、推定消費電力がステップＳ３０４で算出される。
【００７０】
（３）本来のバッテリ消費量との解離により変化の割合を算出する。例えば、本来はバッテリ残量が１０％消費する区間で１５％消費した場合、１．５倍消費する割合が増えている。この値を変化の割合として算出する。
【００７１】
そして、バッテリ変化率が算出された後、ステップＳ３０４において、推定電力消費量が算出される。すなわち、残走行経路の距離（時間）と、ステップＳ３０２において算出されたバッテリ変化率から算出される区間当たりの電力消費量から、残走行経路における推定電力消費量が算出される。
【００７２】
なお、本実施形態では、リアルタイムに推定電力消費量を算出してもよい。また、本実施形態においては、現時点でのバッテリ消費量から、残走行経路における推定バッテリ消費量を算出しているため、電力消費量テーブル１４６を記憶していなくても良い。
【００７３】
このように、本実施形態によれば、現在迄のバッテリの消費量から、残走行経路の推定電力消費量を再計算することにより、より走行状態に応じた経路を選択することが可能となる。
【００７４】
［４．第４実施形態］
第４実施形態について説明する。第４実施形態は、第１実施形態（第２実施形態）と、第３実施形態とを組み合わせた実施形態である。すなわち、第３実施形態において、電力消費量テーブル１４６を記憶し、区間毎の電力消費量を利用する。
【００７５】
すなわち、図７におけるステップＳ１０４のバッテリ消費増加要因判定処理において、バッテリ消費を増加させる要因が判定される。そして、ステップＳ１０６（ステップＳ３０４）において、推定電力消費量が算出されるが、このときステップＳ３０２で算出されるバッテリ変化率が利用される。
【００７６】
例えば、図６に示すように、ＲＴ１０８において、雨の場合は２０％のバッテリ消費量である。ところが、バッテリ変化率が１．５倍の場合、ＲＴ１０８におけるバッテリ消費量は３０％と推定されることとなる。
【００７７】
これにより、例えば、電力消費量テーブル１４６に記憶されていない要因（例えば、雨に加えて風が強い等）の場合であっても、より適切に推定電力消費量を算出することができるようになる。
【００７８】
［５．第５実施形態］
第５実施形態について説明する。第５実施形態は、走行経路を変更する場合に、重要な区間やポイントについては通るように走行経路を選択する実施形態である。
【００７９】
ここで、第５実施形態は、第１実施形態における図８の走行経路変更処理を、図１２に置き換えた実施形態である。また、図８のフローと同一の処理には同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００８０】
まず、重要区間が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２０２）。ここで、重要区間が設定されている場合には、重要区間を含めて異なる経路を選択する（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ→ステップＳ２０６）。他方、重要区間の設定が無い場合には、単純に異なる経路を選択する（ステップＳ２０２；Ｎｏ→ステップＳ２０４）。
【００８１】
本実施形態における動作例を図１３に基づいて説明する。例えば、走行経路として、「ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｉ→ｈ→ｇ→ｆ→ａ」が設定されていたとする。
【００８２】
このとき、ポイントｉにおいて、残走行経路「ｉ→ｈ→ｇ→ｆ→ａ」ではバッテリ残量が十分でないとする。この場合、例えば、「ｉ→ｅ→ａ」と走行経路を選択することが考えられる。
【００８３】
ここで、本実施形態では、ポイントｈが重要区間（重要地点）として設定されているとする。したがって、「ｉ→ｅ→ａ」では、重要区間を通ることができない。したがって、ポイントｈを含む「ｉ→ｈ→ｅ→ａ」が残走行経路として設定されることになる。
【００８４】
このように、本実施形態によれば、必要に応じたポイントや、区間を含めた走行経路が設定されることとなる。例えば、警備巡回の場合、重要なポイント、警戒すべきポイントを設定することにより、適切な走行経路にて巡回を行うことが可能となる。
【００８５】
［６．第６実施形態］
続いて、第６実施形態について説明する。上述した実施形態において、バッテリ残量が推定電力消費量と比較して十分でない場合、走行経路を変更することとして説明したが、走行経路を変更せずに、自律走行装置１の動作機能を変更することとしても良い。
【００８６】
具体的には、自律走行装置１は、走行速度、カメラ撮影、ＬＩＤＡＲ等のセンサ動作、アーム部２０の動作といった各種動作・機能が実行可能である。これらの動作・機能を実行することにより、バッテリが消費される。
【００８７】
そこで、各機能の動作を制限したり、簡略化したりすることで、バッテリの消費量を抑制することとなる。
【００８８】
例えば、バッテリ残量と、推定電力消費量の差が僅かな場合には、アーム部２０の動作を行わないといった制限を設けることで、走行経路を変更することなく、自律走行装置１を走行させる。
【００８９】
このように、本実施形態によれば、極力予め設定された走行経路を走行することを目的とし、自律走行装置１の動作・機能を制限したとしても、走行経路を走行できない場合にのみ、走行経路を変更するといったことが可能となる。
【００９０】
［７．第７実施形態］
続いて、第７実施形態について説明する。第７実施形態は、一度巡回した走行経路を利用して、電力消費量テーブル１４６を更新する実施形態である。
【００９１】
ここで、第７実施形態は、第１実施形態における図７の処理を、図１４に置き換えた実施形態である。また、図７のフローと同一の処理には同一の符号を付すことにより、説明を省略する。
【００９２】
ここで、第７実施形態では、実際の電力消費量を記憶する。電力消費量を記憶するタイミングとしては、所定時間毎であっても良いし、所定の距離毎であっても良い。本実施形態においては、ステップＳ１０６の推定電力消費量が算出されるタイミングでバッテリ残量が記憶される。そして、記憶されたバッテリ残量から、実際の電力消費量が算出される。
【００９３】
つづいて、このように算出された実際の電力消費量と、電力消費量テーブル１４６に記憶されている電力消費量との間に乖離があれば（ステップＳ４０２；Ｙｅｓ）、実際の電力消費量に基づいて、電力消費量テーブル１４６が更新される（ステップＳ４０４）。
【００９４】
例えば、図４において、晴れているときに走行した、ポイントｂと、ポイントｃとのバッテリ残容量に基づいて、経路ＲＴ１０４の電力消費量が１２％と算出される。この場合、経路「ＲＴ１０４」、走行環境「晴れ」の電力消費量が「８％」から「１２％」に更新される。
【００９５】
このように、実際のバッテリ残量を利用することで、実際の電力消費量が算出される。そして、実際の電力消費量に基づいて、電力消費量テーブル１４６を更新することができる。
【００９６】
なお、このような更新処理は毎回行っても良いし、所定のタイミングで行っても良い。例えば、毎日１回更新することとしても良いし、要因が変わったときだけ行うこととしても良い。
【００９７】
また、実際の電力消費量と、電力消費量テーブル１４６に記憶された電力消費量の乖離率は、別途設定しても良いし、予め決められていても良い。例えば、異なっている場合にはその都度更新するとか、１０％以上の差がある場合は更新するとかにしても良い。また、１回目は更新しないば、２回以上乖離している場合には更新するとしても良い。
【００９８】
また、本実施形態は、第１実施形態に適用した場合について説明したが、他の実施形態に組み合わせても実現可能なことは勿論である。
【００９９】
［８．第８実施形態］
つづいて、第８実施形態について説明する。第８実施形態は、電力消費量テーブル１４６や、走行経路を別途更新する処理を実行する実施形態である。
【０１００】
すなわち、走行経路を走行するときに、１回走行する毎に、走行条件を変更し、走行条件毎の電力消費量を記憶する。そして、必要に応じて電力消費量が少ない走行経路に更新する処理について説明する。
【０１０１】
第８実施形態について、図１５に基づいて説明する。まず、走行経路を走行する（ステップＳ５０２）。走行経路を走行する方法としては、開始地点から到達地点まで通常通り走行しても良いし、第１実施形態の処理を実行しても良い。
【０１０２】
ここで、到達地点に到着すると（ステップＳ５０４；Ｙｅｓ）、必要に応じて電力消費量テーブル１４６を更新する（ステップＳ５０６）。ここで、走行した結果の電力消費量に基づいて更新しても良いし、第７実施形態のように、乖離がある場合に更新しても良い。すなわち、ステップＳ５０２〜Ｓ５０６の処理は、他の実施形態で説明をしているため、本図の説明では省略する。
【０１０３】
つづいて、本実施形態の処理を終了するか否かを判定する（ステップＳ５０８）。他の走行経路における電力消費量を測定するためには、走行条件を変更し（ステップＳ５０８；Ｎｏ→ステップＳ５１０）、走行条件を変更した後に再度走行経路を走行する（ステップＳ５０２）。
【０１０４】
ここで、ステップＳ５１０の走行条件変更処理について説明する。変更する走行条件としては、以下のような条件が考えられる。
（１）１回目の走行が順方向であった場合、２回目の走行は逆方向にて走行する
（２）同じ経路（区間）であるが、中央、右端、左端といった通過箇所となる位置を変えて走行する
（３）経路にカーブが含まれている場合に、大回り、小回りといった周り方を変えて走行する
（４）坂道（上り坂）の場合は、直進で登るか、斜めに登るかといった登り方を変えて走行する
（５）走行速度を、低速、中速、高速と切り替えて走行する
（６）例えば自律走行装置の搭載機器、タイヤといった装備を変えて走行する
（７）自律走行装置の機能（例えば、カメラ撮影のＯＮ／ＯＦＦ、ライト照射のＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えて走行する
【０１０５】
このような走行条件を取捨選択し、走行条件を組み合わせて電力消費量を測定し、電力消費量テーブル１４６に記憶する。更に、晴れや雨、温度、湿度、時刻と言った走行環境とを組み合わせて、電力消費量テーブル１４６に記憶してもよい。
【０１０６】
一例として、上述した（２）の「同じ経路であるが、中央、右端、左端といった位置を変えて走行する」について、図１６を用いて説明する。
【０１０７】
例えば、ポイントａからポイントｂに移動する場合、通常は経路ｒｔ３を利用している。ここで、本実施形態の処理を実行する場合、経路ｒｔ１、経路ｒｔ５において走行し、それぞれの経路の電力消費量を算出する。
【０１０８】
これは、同じ経路であっても、道の状態が変わって電力消費量が変わる場合があるからである。例えば、ｒｔ１がアスファルト、ｒｔ３が砂利道、ｒｔ５が草むらと道の状態が変われば、電力消費量も変わるからである。
【０１０９】
そして、走行経路を更新する指示がある場合には（ステップＳ５１２；Ｙｅｓ）、走行経路情報１４４を更新する（ステップＳ５１４）。なお、本実施形態では、走行経路情報１４４を更新することとして説明しているが、例えば自律走行装置１が走行を開始するタイミングで適切な走行経路を生成しても良い。
【０１１０】
例えば、図７のステップＳ１０２において、走行経路を走行しようとするタイミングで、既存の走行経路を基本に、走行環境と、電力消費量テーブル１４６とを参照して、最も電力消費量が小さくなる走行経路を選択することとしても良い。
【０１１１】
このように、第８実施形態を各実施形態に適用することで、自律走行装置１は、走行する都度、適切に走行経路を選択したり、生成したりすることができる。このようなことは、例えば警備に利用される自律走行装置１の場合は、同じルートを巡回するため、適切な電力消費量テーブル１４６が生成されたり、適切な走行経路情報１４４が生成されたりすることとなる。
【０１１２】
［９．第９実施形態］
第７実施形態は、自律走行装置１が、走行管理サーバに接続し、走行管理サーバからの制御命令によって動作している場合について説明する。
【０１１３】
すなわち、上述した実施形態における処理において、自律走行装置１は位置情報や、バッテリ残量を走行管理サーバに送信する。走行管理サーバは、受信された位置情報や、バッテリ残量に基づいて、残走行経路について選択することとなる。
【０１１４】
また、走行管理サーバに複数の自律走行装置が接続されている場合に、装置毎の情報をフィードバックしてもよい。例えば、実際に区間毎に消費した実際のバッテリ消費量を走行管理サーバに送信し、電力消費量テーブルを更新するといった動作としてもよい。
【０１１５】
すなわち、例えば第７実施形態、第８実施形態と組み合わせることにより、他の自律走行装置が走行した状態に基づいて、随時電力消費量テーブルを更新することが可能となる。これにより、複数の自律走行装置１が走行している場合に、お互いに実際走行した情報を活用するといった運用が可能となる。
【０１１６】
［１０．変形例］
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。
【０１１７】
上述した実施形態では、自律走行装置を警備用巡回ロボットに適用した場合を例にとって説明したが、他の自律走行装置に適用可能なことは勿論である。例えば、自動搬送装置や、無人巡回車両、無人宅配ロボット、無人運転農機といった装置に適用しても良い。
【０１１８】
また、実施形態において各装置で動作するプログラムは、上述した実施形態の機能を実現するように、ＣＰＵ等を制御するプログラム（コンピュータを機能させるプログラム）である。そして、これら装置で取り扱われる情報は、その処理時に一時的に一時記憶装置（例えば、ＲＡＭ）に蓄積され、その後、各種ＲＯＭやＨＤＤの記憶装置に格納され、必要に応じてＣＰＵによって読み出し、修正・書き込みが行なわれる。
【０１１９】
また、市場に流通させる場合には、可搬型の記録媒体にプログラムを格納して流通させたり、インターネット等のネットワークを介して接続されたサーバコンピュータに転送したりすることができる。この場合、サーバコンピュータの記憶装置も本発明に含まれるのは勿論である。
【符号の説明】
【０１２０】
１  自律走行装置
１１０  制御部
１２０  画像入力部
１２５  画像処理部
１３０  センサ部
１４０  記憶部
１４２  地図情報
１４４  走行経路情報
１４６  電力消費量テーブル
１５０  位置情報検出部
１６０  環境判定部
１７０  駆動制御部
１８０  バッテリ残量検出部
１９０  通信部
【図１】
2018025856.tif 000003
【図２】
2018025856.tif 000004
【図３】
2018025856.tif 000005
【図４】
2018025856.tif 000006
【図５】
2018025856.tif 000007
【図６】
2018025856.tif 000008
【図７】
2018025856.tif 000009
【図８】
2018025856.tif 000010
【図９】
2018025856.tif 000011
【図１０】
2018025856.tif 000012
【図１１】
2018025856.tif 000013
【図１２】
2018025856.tif 000014
【図１３】
2018025856.tif 000015
【図１４】
2018025856.tif 000016
【図１５】
2018025856.tif 000017
【図１６】
2018025856.tif 000018