(57)【要約】  関連要素がセンサから獲得された環境情報によって表されているか否かを判定するように構成された判定部と、判定部が関連要素が環境情報によって表されていると判定した場合に、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替えるように構成された環境情報設定部とを含む制御装置が提供される。
2021526081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
関連要素がセンサから新たに獲得された環境情報によって表されているか否かを判定するように構成された判定部と、
前記判定部が前記関連要素が前記環境情報の一部によって表されていると判定した場合に、前記センサから新たに獲得された前記環境情報の少なくとも前記一部の代わりに、前記関連要素が含まれていないと判定されている事前獲得環境情報を選択するように構成された環境情報設定部と、
前記環境情報に応じて制御機能を実行するように構成された制御部と
を備える制御装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報と前記環境情報とに基づいて、前記関連要素が前記環境情報によって表されているか否かを判定するように構成されている、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記センサに対する前記関連要素の現在位置を明示する情報に応答し、
前記環境情報が、前記センサに対する前記関連要素の前記現在位置を明示する前記情報に応じた位置で前記形状近似情報によって明示された空間によって表されている場合に、前記判定部は、前記関連要素が前記環境情報によって表されていると判定するように構成されている、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記環境情報において、前記関連要素を含む単純な形状を表す形状近似の存在を検出するように構成されている、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記形状近似情報は、マージン領域によって囲まれた前記関連要素の輪郭の物理的形状を表す、
請求項２に記載の制御装置。
【請求項６】
前記環境情報設定部は、前記センサから新たに獲得された前記環境情報の少なくとも前記一部の代わりに、前記判定部が前記関連要素が前記環境情報の前記一部によって表されていなかったと判定した直近の事前獲得環境情報を選択するように構成されている、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項７】
前記環境情報設定部は、前記事前獲得環境情報を、時系列的に獲得される、前記関連要素が前記センサの検出範囲に存在しない情報に順次更新するように構成されており、
前記環境情報設定部は、前記更新によって取得された直近の事前獲得環境情報を前記環境情報として選択するように構成されている、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項８】
前記環境情報の前記一部は、前記関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報の領域である、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項９】
前記環境情報の前記一部は、前記関連要素によって隠された領域である、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項１０】
前記環境情報の前記一部は、前記関連要素が含まれていると判定された領域および前記関連要素によって隠された領域である、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項１１】
前記環境情報の前記一部は、環境情報が前記センサによって獲得された領域全体である、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項１２】
前記新たに獲得された環境情報の少なくとも前記一部の環境情報を削除するように構成された環境情報削除部
を備える、請求項１０に記載の制御装置。
【請求項１３】
前記環境情報設定部は、前記削除された環境情報と置換するために前記事前獲得環境情報を選択するように構成されている、
請求項１２に記載の制御装置。
【請求項１４】
ロボット装置であって、
請求項１に記載の制御装置と、
環境情報を提供するように構成されたセンサと
を備え、前記センサは、対象物を認識するように構成された物体認識センサである、ロボット装置。
【請求項１５】
前記センサは、前記対象物までの距離を測定するように構成された距離測定センサである、
請求項１４に記載のロボット装置。
【請求項１６】
前記環境情報に応じて前記制御機能として前記ロボット装置の動作計画を生成するように構成された動作計画部
を備える、請求項１４に記載のロボット装置。
【請求項１７】
前記動作計画部は、前記センサから獲得された前記環境情報と前記事前獲得環境情報とに基づいて障害物までの距離を計算し、前記障害物までの前記距離に基づいて前記動作計画を生成するように構成されている、
請求項１６に記載のロボット装置。
【請求項１８】
前記判定部は、前記センサに対する前記関連要素の現在位置を明示する情報に応答し、
前記動作計画部は、前記センサから獲得された前記環境情報と前記事前獲得環境情報とに基づいて、前記関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報と障害物との間の距離を計算し、前記距離に基づいて前記動作計画を生成するように構成されている、
請求項１６に記載のロボット装置。
【請求項１９】
前記ロボット装置を移動させるための１つ以上の移動アクチュエータ
を備え、前記制御部は、前記動作計画に基づいて前記ロボット装置を移動させるための前記１つ以上の移動アクチュエータの動作を制御するように構成されている、
請求項１６に記載のロボット装置。
【請求項２０】
移動障害物が前記事前獲得環境情報によって表されている場合に、前記環境情報設定部は、前記移動障害物の運動を予測し、前記予測された運動を前記事前獲得環境情報に反映させるように構成されている、
請求項１４に記載のロボット装置。
【請求項２１】
前記関連要素は、前記ロボット装置に関連する要素であり、前記ロボット装置に対する現在の要素位置に応じて前記ロボット装置に対して移動可能であり、前記ロボット装置によって制御され、
前記センサは、前記ロボット装置に対する現在のセンサ位置を有し、
前記判定部は、前記現在の要素位置および前記現在のセンサ位置に応じて、前記センサに対する前記関連要素の現在位置を明示する情報を検出するように構成されている、
請求項１４に記載のロボット装置。
【請求項２２】
前記関連要素は、前記ロボット装置の構成部品である、
請求項２１に記載のロボット装置。
【請求項２３】
関連要素がセンサから新たに獲得された環境情報によって表されているか否かを判定するステップと、
前記判定ステップが、前記関連要素が前記環境情報の一部によって表されていると判定した場合に、前記環境センサから新たに獲得された前記環境情報の少なくとも前記一部の代わりに、前記関連要素が含まれていると判定されていない事前獲得環境情報を選択するステップと、
前記環境情報に応じて制御機能を実行するステップと
を含む制御方法。
【請求項２４】
コンピュータによって実行されたときに前記コンピュータに請求項２３に記載の方法を実行させるコンピュータソフトウェア。
【請求項２５】
請求項２４に記載のコンピュータソフトウェアを記憶した非一時的な機械可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年５月３０日に出願された日本優先特許出願特開２０１８−１０３２０３号公報の利益を主張し、その内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００３】
これまでに、下記の特許文献１は、ロボット（ロボットの一部）の動作部を監視するセンサ部によって出力された検出信号がネゲートされると述べている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２５５２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載の技術では、ロボットの動作部に対応する検出信号がネゲートされるため、動作部が存在する領域および周囲の状況が把握され得ないという問題がある。このため、ロボットの周囲の状況は不明であり、ロボットの周囲の障害物の位置等に基づいてロボットの動作計画を立てることは困難である。上記の特許文献１に記載の技術では、ロボットの動作部に対応する検出信号がネゲートされるため、ネゲート後にロボットの周囲の状況は把握され得ず、ロボットの安全な運転が妨げられる。
【０００６】
したがって、ロボットに関連する要素が環境情報に含まれている場合または環境情報によって表されている場合でも、最適な動作を可能にする必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示は、添付の特許請求の範囲によって規定される。
【０００８】
本開示の実施形態によれば、関連要素（ロボットアームなどであるが以下で他の例が挙げられている）がセンサから獲得された環境情報に含まれているか否かまたはこれによって表されているか否かを判定するように構成された判定部と、判定部が関連要素が含まれていると判定した場合に、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替えるように構成された環境情報設定部とを含む制御装置が提供される。
【０００９】
その上、本開示の実施形態によれば、関連要素がセンサから獲得された環境情報に含まれているか否かまたはこれによって表されているか否かを判定するステップと、関連要素が環境情報に含まれているかまたはこれによって表されていると判定された場合に、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替えるステップとを含む制御方法が提供される。
【００１０】
その上、本開示の実施形態によれば、関連要素がセンサから獲得された環境情報に含まれているか否かまたはこれによって表されているか否かを判定するように構成されたデバイス、および関連要素が環境情報に含まれているかまたはこれによって表されていると判定された場合に、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替えるように構成されたデバイスとしてコンピュータを機能させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本開示の実施形態によれば、関連要素が環境情報に含まれている場合でも、動作が可能であり得る。
【００１２】
なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではない。上記の効果とともにまたは上記の効果の代わりに、本明細書に記載されている効果のいずれか１つまたは本明細書から把握され得る他の効果が達成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の実施形態に係るロボット装置が矢印の方向に移動している状態を示す模式図である。
【図２】バウンディングボックス（ｂｏｕｎｄｉｎｇ  ｂｏｘ）の例を示す模式図である。
【図３】関連要素がバウンディングボックス内に含まれている場合の処理を示す模式図である。
【図４Ａ】環境情報が切り替えられる切替範囲を示す模式図である。
【図４Ｂ】環境情報が切り替えられる切替範囲を示す模式図である。
【図５Ａ】現在および事前に獲得された環境情報の使用例を時系列で示す模式図である。
【図５Ｂ】現在および事前に獲得された環境情報の使用例を時系列で示す模式図である。
【図５Ｃ】現在および事前に獲得された環境情報の使用例を時系列で示す模式図である。
【図６】ロボット装置における処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】把持物体を含むバウンディングボックスが取得される例を示す模式図である。
【図８】ロボット装置と壁との間で２つのアームが重なり合って存在する例を示す模式図である。
【図９Ａ】移動障害物の移動軌跡を予測する処理の例を示す模式図である。
【図９Ｂ】移動障害物の移動軌跡を予測する処理の例を示す模式図である。
【図９Ｃ】移動障害物の移動軌跡を予測する処理の例を示す模式図である。
【図９Ｄ】移動障害物の移動軌跡を予測する処理の例を示す模式図である。
【図１０】フォークリフトによる荷下ろしの例を示す模式図である。
【図１１】ロボット装置を制御する制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】一方法を示す概略フローチャートである。
【図１３】データ処理装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本開示の好ましい実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明される。なお、本明細書および添付の図面において、実質的に同一の機能および構造を有する構造要素は、同一の参照番号で示され、これらの構造要素の重複する説明は省略されている。
【００１５】
なお、説明は以下の順序で行われる。
１．自律移動技術における外界情報の意義
２．ロボット装置の概要
３．関連要素によって遮られた領域の情報置換
３．１．バウンディングボックスに関して
３．２．バウンディングボックスの具体例
３．３．バウンディングボックス内の環境情報の削除
３．４．環境情報の切り替え
３．５．情報切り替えの時系列の流れ
４．ロボット装置における処理の流れ
５．関連要素が把持物体を含む場合
６．関連要素が重なり合う場合の例
７．環境情報の動的予測処理
８．事前獲得環境情報が使用される他の例
８．１．フォークリフトなどの荷役車による運搬作業時の動作計画
８．２．ロボットアームを搭載した自律移動体の動作計画
１．自律移動技術における外界情報の意義
【００１６】
ロボットなどの移動体が自律的に移動するためには、移動体自体が現時点でどこにいるのか、および移動を阻害する障害物が移動体の近くにあるか否かを常に把握する必要がある。自律移動体には２種類の障害物がある。１つは、建物の壁などの、時間とともに変化しない静的な障害物である。もう１つは、椅子などの、位置および姿勢が時間とともに変化し得る移動障害物である。これらの障害物に関する情報は、自律移動体に取り付けられた外部センサによって獲得される。外部センサは、自律移動体の位置および姿勢の情報を更新しながら自律移動体が障害物にぶつかることなく目的地に到達するために適切な役割を果たす。
【００１７】
しかしながら、ロボットに取り付けられたロボットの構成部品等が、外部センサの周囲の一部のみを覆うまたは覆い隠すだけで、獲得される外界情報は損なわれ、外界は正しく認識され得なくなる。結果として、ロボット自体の構成部品が障害物として誤認識されるという問題が生じ、目的地への到達が困難になる。このため、外部センサがロボット自体の構成部品を検知しても、障害物であるとの誤認識が防止される必要がある。また、構成部品が、ロボットアームなどの、外界の物体との接触を伴うものである場合、運搬中の対象物を含む物を、障害物として取り扱われないように扱う必要がある。
２．ロボット装置の概要
【００１８】
次に、本開示の実施形態に係るロボット装置（自律移動体）１０００の全体の大まかな構成が、図１に基づいて説明される。さらなる詳細は、図１１を参照して以下で述べられる。
【００１９】
図１は、本実施形態に係るロボット装置１０００が矢印の方向に移動している状態を示す模式図である。ロボット装置１０００は、環境情報を検出または獲得またはキャプチャすることによって外界の状態を検出する外部センサ２００を含み、外部センサ２００で検出された障害物を避けながら目的地へ移動する。外部センサ２００は、（例えば、対象物までの距離を測定するように構成された距離測定センサとして機能することで）センサ２００からある程度の距離にあるおよび／またはセンサ２００に対する方向にある対象物である物体または対象物の少なくとも存在を認識または少なくとも検出する物体認識センサ、例えば、カメラ、ＴｏＦ（ｔｉｍｅ  ｏｆ  ｆｌｉｇｈｔ（飛行時間））センサ、光検出および測距（ＬＩＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒａｎｇｉｎｇ）、奥行きセンサ、またはＲＧＢ（画像）センサなどのセンサであり、外界の環境情報を検出する。環境情報は、例えば、ロボット装置１０００の周囲に存在する物体の位置情報を含み得る。一例として、外部センサ２００がカメラである場合、環境情報は、画像情報を含み得、外部センサ２００がＴｏＦセンサである場合、環境情報は、物体の奥行き位置を示す距離測定情報である。外部センサ２００がカメラである場合、物体の奥行き位置の情報は、ＴｏＦセンサと同様に、３Ｄカメラを使用して獲得され得る。
【００２０】
図１に示されているように、ロボット装置１０００は、アーム１００を含む。アーム１００は、物体を把持する、物体の状態を検出する、または他のことを実行するために使用される。
【００２１】
ロボット装置１０００が移動する際、外部センサ２００がロボット装置１０００自体の構成部品を検知する場合がある。例えば、アーム１００が外部センサ２００の検出範囲に含まれ、外部センサ２００がアーム１００を検知した場合、アーム１００は、それ自体環境情報によって表され、そのため、通常、ロボット装置１０００に対する障害物として認識される。アーム１００が障害物として誤認識されることによって、アーム１００が存在する領域は、移動にとってのリスクが高い領域であると判断される。この場合、ロボット装置１０００の動作は、ロボット装置１０００がアーム１００に衝突しないように決定される。
【００２２】
アーム１００が障害物として認識され、ロボット装置１０００の動作が、ロボット装置１０００がアーム１００に衝突しないように決定される場合、本来は障害物でないアーム１００によってロボット装置１０００の動作に制限が課される。その結果、ロボット装置１０００の動作が過度に制限される場合がある。
【００２３】
したがって、本実施形態では、外部センサ２００がロボット装置１０００自体に関連する要素（以下では、関連要素と呼ばれる）を検知した場合、外部センサ２００は、関連要素を障害物として認識せず、ロボット装置１０００の動作が継続することを可能にする。この文脈における関連要素は、アーム１００、アーム１００が把持する把持物体、脚、車輪、プロペラ、プローブ、ツール、武器などの、ロボット装置１０００自体に含まれる構成部品を含む。これにより、ロボット装置１０００の動作が過度に制限されることが抑制され得る。
【００２４】
具体的には、ロボット装置１０００などの自律移動体が移動する際の障害物検知において、自律移動体に関連する関連要素が検知されても、関連要素は障害物として認識されず、移動が継続される。これにより、外部センサの検出範囲が関連要素によって遮られる場合でも、移動は、関連要素による制限を受けることなく行われ得る。
【００２５】
この事態において、関連要素の位置および／または形状を近似することによって取得される、三次元形状の形状近似情報（バウンディングボックスなど）が、環境情報から取得または検出された空間において、ロボット装置１０００の内部情報（例えば、予めプログラムされた情報、ロボット装置によって導出された情報、構成情報等）から生成され、これにより、関連要素の形状、位置、および姿勢の情報が、環境情報から除去され、障害物としての誤認識が対処される。これらの例では、関連要素が環境情報に含まれているか否かまたは環境情報によって表されているか否かの判定（例えば、以下で説明される判定部５３０によって実行される）は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報ならびに環境情報に基づいて、関連要素が環境情報に含まれているか否かまたは環境情報によって表されているか否かを判定するように構成される。
【００２６】
形状近似情報は、例えば、関連要素を包含する単純な形状の情報であってもよく、その場合、判定プロセス（以下で述べられるように、例えば判定部によって実行される）は、環境情報において、関連要素を包含する単純な形状を示す形状近似の存在を検出することを含む。それは、例えば、関連要素の輪郭を拡大することによって取得される情報であり、これにより、形状近似情報が、マージン領域によって囲まれた関連要素の輪郭の物理的形状を示すようにしてもよい。
【００２７】
関連要素が含まれていると判定された環境情報の代わりに、環境情報設定部は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報の領域の環境情報として事前獲得環境情報を選択するように構成され得る。
【００２８】
さらに、関連要素によって隠された範囲の環境情報が、関連要素の形状、位置、および姿勢の情報が除去された環境情報を、関連要素を含まない、事前に獲得された事前獲得環境情報に切り替える（または前者の代わりに後者を選択する）ことによって推測される。
【００２９】
そのため、一部の例では、環境情報設定部は、関連要素によって隠された領域の環境情報として事前獲得環境情報を選択するように構成される。一部の例では、環境情報設定部は、関連要素が含まれていると判定された領域および関連要素によって隠された領域の環境情報として事前獲得環境情報を選択するように構成される。
【００３０】
また、三次元形状の形状近似情報と環境情報を組み合わせてロボット装置１０００の動作を計画することによって、関連要素と障害物との意図しない接触が抑制される。
【００３１】
上記により、ロボット装置１０００の関連要素が外部センサを遮る状況でも、外界の環境が推測されながら、ロボット装置１０００の動作および移動が継続され得る。さらに、関連要素は、ロボット装置１０００の構成部品だけでなく、ロボット装置１０００のアーム１００が対象物を保持して搬送している場合などにロボット装置１０００が作用する対象物も含み、そのため、単なる移動にとどまらず広範囲に使用され得る。
３．関連要素によって遮られた領域の情報置換
３．１．バウンディングボックスに関して
【００３２】
ロボット装置１０００が関連要素の位置を把握するには、対象物の全体を覆う幾何学的形状であるバウンディングボックスの概念が用いられる。バウンディングボックスは、ロボット装置１０００がその内部に関して（またはその構成および／もしくは機能の少なくとも一部として）保有する内部情報（関連要素のサイズ、関節角度等）に基づいて計算される。具体的には、バウンディングボックスは、内部情報から計算された関連要素の形状、位置、および姿勢の情報から生成される。
【００３３】
図２は、バウンディングボックスの例を示す模式図である。図２は、アーム１００のバウンディングボックスが見出される例を示しており、破線で示された直方体の領域を有する、アーム１００のバウンディングボックス３０を示している。図２に示されているように、バウンディングボックス３０は、関連要素の形状が直方体、立方体、円柱、球、円錐、または角錐などの単純な幾何学的形状に近似された形状である。一方、バウンディングボックス３０は、アーム１００そのものの形状であってもよいし、またはアーム１００の形状が所定量だけ外側に拡大された形状であってもよい。バウンディングボックス３０の領域は、元のアーム１００の領域と同一の領域または元のアーム１００の領域よりも広い領域に設定される。
【００３４】
さらに、関連要素がロボット装置１０００のアーム１００のように複数の構成部品を含む場合には、構成部品ごとにバウンディングボックスが生成されてもよい。
【００３５】
関連要素１００のバウンディングボックスまたは他の形状近似の形状（およびサイズ）を明示する形状情報に応じるだけでなく、関連要素が環境情報に含まれているか否かの判定は、センサに対する関連要素の現在位置を明示する情報（以下で述べられる動作計画部５７０によって提供され得る）にも応じ得る。
【００３６】
少なくとも一部の例では、関連要素は、ロボット装置に関連する要素（例えば、アーム１００などの、ロボット装置の構成要素または構成部品）であり、ロボット装置に対する現在の要素位置に応じて（例えば、以下で述べられる１つ以上のアクチュエータ５８２によって）ロボット装置に対して移動可能であり、ロボット装置によって制御され、センサ２００は、ロボット装置に対する現在のセンサ位置（この現在のセンサ位置は固定されてもよいし、または例えば１つ以上のアクチュエータ５８２によって移動可能であってもよい）を有し、関連要素が環境情報に含まれているか否かの判定は、現在の要素位置および現在のセンサ位置に応じて、センサに対する関連要素の現在位置を明示する情報（この情報は、例えば、点線５７２として示されているデータ接続を介して動作計画部５７０から判定部５３０に提供され得る）を検出することを含む。なお、前述されたように、現在位置情報が知られていない場合、関連要素の位置は、環境情報自体における形状および／または物体の検出によって検出され得る。
３．２．バウンディングボックスの具体例
【００３７】
関連要素の全体が包含され得るサイズの直方体が、バウンディングボックスの形状として使用され、これにより、関連要素に関する環境情報がバウンディングボックス内に含まれているか否かに関する計算が容易に行われ得る。
【００３８】
一方、バウンディングボックスの形状は特に限定されない。関連要素のＣＡＤモデルを使用して、現実に最も近い形状のバウンディングボックスが生成され得る。一方、ＣＡＤモデルが使用される場合、関連要素に対応する環境情報が、バウンディングボックスの内部から外れる可能性がある。これは、ＣＡＤモデルの誤りまたは関節角度などの内部情報の誤りに起因し得る（これにより、実際の関連要素は、形状情報によって予測されない空間の領域を占め得る）。バウンディングボックスを直方体などの単純な形状に設定し、対応する関連要素よりも大きなサイズでバウンディングボックスを生成する（バウンディングボックスがマージン領域を提供するように）ことにより、関連要素に対応する環境情報が関節角度などの内部情報の誤りによりバウンディングボックスの内部から外れることが防止され得、ロバスト性が高められ得る。
【００３９】
ＣＡＤモデルを使用してバウンディングボックスを生成する別の方法として、ＣＡＤモデルを一定の程度または一定のマージンをもって拡大することによって、形状が関連要素の実際の形状に沿ったままで内部情報の誤りが考慮に入れられ得るバウンディングボックスが生成され得る。さらに、１つの構成部品に対して複数のバウンディングボックスが生成され得る。例えば、バウンディングボックスは、１つの関連要素を覆うように複数の立方体を組み合わせることによって形成されてもよい。図２に示されているアーム１００のバウンディングボックスの場合、アーム１００のバウンディングボックスは、アーム本体１０２および把持部１０４の各々にバウンディングボックスを生成し、両者を組み合わせることによって生成されてもよい。
３．３．バウンディングボックス内の環境情報の削除
【００４０】
次に、バウンディングボックス内の環境情報の削除が説明される。上記のように、バウンディングボックスのサイズおよび位置は、ロボット装置１０００の内部情報から獲得され得る。例えば、アーム１００のバウンディングボックスが例として挙げられる場合、アーム１００に対してバウンディングボックスが設定されるとき、バウンディングボックスのサイズ（長さ、幅等）が事前に獲得される。さらに、バウンディングボックスの姿勢（角度）が、アーム１００の可動部（関節）に設けられたエンコーダの検出値から獲得される。そのため、バウンディングボックスのサイズおよび位置は、ロボット装置１０００によって獲得される内部情報から把握され得る。
【００４１】
一方、ロボット装置１０００の周囲に存在する物体の位置情報を示す環境情報は、外部センサ２００によって獲得される。関連要素が外部センサ２００の検出範囲に含まれており、外部センサ２００が関連要素をキャプチャしている場合、関連要素の情報は、環境情報に含まれている。
【００４２】
ロボット装置１０００側で把握されたバウンディングボックスのサイズおよび位置に基づいて環境情報がバウンディングボックス内に存在することが判明した場合、この環境情報は、関連要素の情報に相当する。このため、環境情報が獲得された後、まず、バウンディングボックスが存在する空間内に、関連要素に対応する環境情報が含まれているか否かが調べられる。
【００４３】
そして、関連要素に対応する環境情報がバウンディングボックスの空間内に含まれている場合、バウンディングボックスの空間の内部から上で言及された環境情報を除去または削除することによって、関連要素が除外された環境情報が取得され得る。言い換えれば、関連要素が環境情報に存在するまたは含まれていると判定されたら、その判定を行うために使用されたバウンディングボックスに対応する領域および／またはこのバウンディングボックスによって隠されたもしくは覆い隠された領域から環境情報が削除される。
【００４４】
図３は、関連要素がバウンディングボックス内に含まれている場合の処理を示す模式図である。図３は、直方体のバウンディングボックス３０を示しており、関連要素が点群４０によって示されている場合を示している。関連要素または障害物などの物体が、外部センサ２００で検出された場合、物体の空間的な形状および位置は、点群４０の座標の集合として表現され得る。
【００４５】
このプロセスの概要として、いわゆる「点群」内の点は、その点の３Ｄの位置または場所に存在するものの、例えば３Ｄ空間における検出を表す。特定の物体が存在する場合、その物体の検出に対応する点は、点群を形成する傾向がある（これに関して、図３の点群４０は検出された物体のように概ね形作られた例０である。点群の形状は、検出の分解能（点間距離）、ノイズ、検出誤差、センサ２００に対する物体または物体の一部のオクルージョンなどの要因により、（検出されている物理的物体の形状と比較して）近似であり得る。
【００４６】
環境情報において「関連要素が存在するか否かおよび関連要素がどこに存在するか」の検出は、様々な手法を使用して行われ得る。例示の手法では、センサの物理的位置に対する関連要素の物理的位置が、（例えば、ロボット装置が移動を、したがってアーム１００の現在の位置を制御する運動制御情報を使用して）導出され、環境データにおける位置が、その情報から少なくとも予測される。別の例では、関連要素のサイズおよび形状に近似するバウンディングボックスが、例えばセンサに対する関連要素の移動の所定のまたは設定可能な範囲によって１組の可能性として限定される様々な可能な位置および／または方向で、検出された点群と比較され、バウンディングボックスとの最も高い相関性（例えば、バウンディングボックスによって明示された区域（ｖｏｌｕｍｅ）またはエリア内に最大数の点）を有する位置および方向が、関連要素の判定された位置として選択される。第２の手法は、センサに対する関連要素の現在の位置の知識を必要としない。例えば、バウンディングボックスの相関性が予測された位置またはその近くの位置で検出され得るように、２つの手法は組み合わされ得る。
【００４７】
一部の例では、このような検出が行われたら、バウンディングボックスの内部に対応する点群の点は、環境情報から削除または除去される。これは、少なくとも一部の例では、バウンディングボックスによってセンサから隠された物体または検出の点（実際にこれらが検出された場合）の削除も含む。少なくとも一部の例では、バウンディングボックスが実際の物理的物体よりも大きい場合があり、これは、実際の物理的物体に対応する場合もあれば対応しない場合もあるいくつかの点の削除を含み得ることに留意されたい。
【００４８】
図３の上側の図は、点群４０がバウンディングボックス３０に含まれている状態を示している。バウンディングボックス３０に含まれている点群４０は、関連要素の環境情報に相当する。このため、図３の下側の図に示されているように、バウンディングボックス３０に含まれている点群４０を除去することによって、関連要素に対応する環境情報は消去される。したがって、環境情報に基づいて障害物を認識するとき、バウンディングボックス３０に対応する関連要素は、障害物として認識されず、ロボット装置１０００の近傍に障害物が存在するという誤認識が防止され得る。
【００４９】
以上のように、バウンディングボックス内の環境情報を削除することによって、関連要素の情報は、環境情報に含まれなくなる。したがって、関連要素は、障害物として誤認識されず、ロボット装置１０００は、関連要素の情報を含まない環境情報に基づいて制御され得る。
３．４．環境情報の切り替えまたは選択
【００５０】
ロボット装置１０００の動作、移動等が環境情報に基づいて制御される場合、関連要素によって隠された領域に関して環境情報は使用され得ない。言い換えれば、バウンディングボックスの、外部センサ２００の側とは反対の側にある領域は、バウンディングボックスに対応する関連要素によって隠されており、このため、この領域に関して環境情報は獲得され得ない。そのため、隠された領域に障害物がある場合、この障害物に関する環境情報は獲得され得ない。
【００５１】
このため、関連要素によって隠された領域に関しては、事前に獲得された環境情報（以下では、事前獲得環境情報とも呼ばれる）が使用または選択される。具体的には、ある時点で関連要素によって隠されている領域の環境情報は、その時点以前に獲得された事前獲得環境情報に切り替えられる。これにより、関連要素によって隠された領域を含む、環境情報がセンサによって獲得された領域全体に関して、環境情報が取得され得る。
【００５２】
事前獲得環境情報は、ある時点で既に獲得されている環境情報であり、基本的に、関連要素の環境情報を含まない情報である。そのため、関連要素によって隠された領域の環境情報を事前獲得環境情報に切り替えることにより、関連要素によって隠された領域に関しても、関連要素の情報を含まない環境情報が取得され得る。
【００５３】
図４Ａおよび図４Ｂは、事前獲得環境情報に切り替えるための切替範囲３５を示す模式図である。図４Ａは、ロボット装置１０００が正面から見られた状態を示す正面図である。さらに、図４Ｂは、図４Ａのロボット装置１０００が上方から（図４Ａに示されている矢印ＡＡ１の方向から）見られた状態を示す平面図である。図４Ａおよび図４Ｂに示されている例でも、ロボット装置１０００のアーム１００が関連要素と見なされており、アーム１００に対してバウンディングボックス３０が設定されている。
【００５４】
図４Ａおよび図４Ｂに示されているように、バウンディングボックス３０の、外部センサ２００とは反対側にある領域は、関連要素によって隠された領域であり、事前獲得環境情報への切り替えが実行される切替範囲３５と見なされる。切替範囲３５は、外部センサ２００の中心とバウンディングボックス３０の頂点５０、５２、および５４を結ぶ直線４０、４２、および４４と、外部センサ２００の検出可能な範囲を示す直線４６と、距離制限を示す直線４８とによって囲まれた範囲（図４Ａおよび図４Ｂではドットで示されている範囲）である。外部センサ２００の検出可能な範囲を示す直線４６は、外部センサ２００が環境情報を検出し得る範囲を示し、図４Ａにおいて、環境情報は、直線４６の左側の領域では検出され得ない。
【００５５】
切替範囲３５は、基本的に、外部センサ２００の中心とバウンディングボックス３０の頂点を結ぶ直線によって規定される。一方、図４Ａに示されている例において、外部センサ２００の中心とバウンディングボックス３０の頂点を結ぶ直線の中で、外部センサ２００の中心とバウンディングボックス３０の頂点５６を結ぶ直線４７は、外部センサ２００の検出可能な範囲を示す直線４６の外側（左側）に位置する。そのため、直線４７と直線４６に挟まれた領域では、環境情報は検出され得ない。したがって、切替範囲３５は、直線４７の代わりに直線４６を使用して規定される。
【００５６】
以上のように切替範囲３５を設定することによって、図４Ａに示されている高さ方向および図４Ｂに示されている水平方向の両方で、切替範囲３５は、切り替えが最も広い範囲で実行され、かつ関連要素によって隠された領域全体が含まれるように設定される。
【００５７】
さらに、距離制限を示す直線４８が、その後の動作計画が妨げられない範囲で切替範囲３５に制限を課すために提供され得る。距離制限を示す直線４８によって切替範囲３５が狭められるのは、現在の時点で獲得される環境情報を可能な限り使用し、これにより、現実に即したロボット装置１０００の動作が実行されることを可能にすることが企てられているからである。
【００５８】
しかしながら、計算負荷などの何らかの理由で切替範囲を狭めることが困難な場合および切替範囲を狭める必要がない場合は、関連要素がバウンディングボックス３０内に検出された時点で範囲全体にわたって、事前に獲得された環境情報への切り替えが実行されてもよい。
【００５９】
以上のように、関連要素によって隠された切替範囲３５に対して、現時点の環境情報は使用され得ず、このため、過去に獲得された最近の事前獲得環境情報への切り替えが実行される。したがって、切替範囲３５に対しては、最近で最新（直近）の事前獲得環境情報が、現時点の環境情報の代わりに使用され得る。一方、バウンディングボックスの内部に関しては、関連要素の情報を削除することによって、関連要素が除去された環境情報が取得され得る。そのため、関連要素の情報が含まれていない精度の高い環境情報が生成され得る。
【００６０】
そのため、このような実施形態では、環境情報設定プロセス（以下で述べられる環境情報設定部５５０によって実行され得る）は、センサから新たにまたは直近に獲得された環境情報の少なくとも一部の代わりに、直近の事前獲得環境情報（つまり、新たに獲得された環境情報の獲得前に獲得された直近の環境情報）の対応する一部であって、判定部が、関連要素がこの環境情報の一部に含まれていなかったまたはこの環境情報の一部によって表されていなかったと判定した直近の事前獲得環境情報の対応する一部を選択するように構成される。この対応する一部は、例えば、新たに獲得された環境情報の少なくとも一部に関する環境情報を提供するように選択され得、例えば、関連要素の存在（または存在の判定）のせいで新たに獲得された環境情報において使用できない環境情報と置換される。事前獲得環境情報は、（環境に対して）同一のセンサ位置に対して獲得されたものであってもよいが、事前獲得環境情報が、新たに獲得された環境情報の置換される環境情報に対して代替環境情報を提供するために使用される限り、これは必ずしも必須条件ではない。なお、事前獲得環境情報の単一のインスタンスが、新たに獲得された環境情報の少なくとも一部を代替するすべての環境情報を必ずしも提供しない場合があり得、この場合、１回よりも多い獲得からの事前獲得環境情報が使用される。なお、直近の事前獲得環境情報が使用されることも必須条件ではなく、代わりに、直近に獲得された環境情報以外の環境情報のインスタンスが使用されてもよい。しかしながら、直近の事前獲得環境情報の使用は、代替情報が可能な限り最も新しいことを含意する。
【００６１】
「少なくとも一部」という用語は、関連要素を表すものとして検出された部分のみを指し得る（図２および図３を参照して述べられたように検出プロセス自体は関連要素の周囲のマージンを（必須ではないが）含み得ることに留意されたい。または、この用語は、検出された関連要素の周囲のさらなるマージンが入替操作で適用されることを含意し得る。または、他の例では、この用語は実際には、新たに獲得された環境情報全体の破棄および事前獲得バージョンによるその置換に適用され得る。
【００６２】
そのため、例において、「部分」は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報の領域、関連要素によって隠された領域、関連要素が含まれていると判定された領域および関連要素によって隠された領域、またはセンサによって獲得された環境データのインスタンス全体のうちの１つ以上であり得る。
【００６３】
任意選択で、新たに獲得された環境情報の置換される「少なくとも一部」は、以下で述べられるように削除され得、それと置換するために、置換環境情報が選択される。
【００６４】
例えば、環境情報削除部（以下で述べられる）は、新たに獲得された環境情報の少なくとも一部の環境情報を削除するように構成され得る。一部の例では、環境情報設定部は、削除された環境情報と置換するために事前獲得環境情報を選択するように構成される。
【００６５】
したがって、バウンディングボックス３０の内部と切替範囲３５の両方に関して、関連要素の情報を含まない環境情報が獲得され得る。
【００６６】
さらに、事前獲得環境情報への切り替えは、バウンディングボックス３０の領域に対しても実行され得る。この場合、切替範囲３５とバウンディングボックス３０の領域の両方に対して、事前獲得環境情報への切り替えが実行される。そのため、この場合、バウンディングボックス３０内の環境情報を削除する処理は不要であり、処理がより簡単に実行され得る。さらに、事前獲得環境情報への切り替えは、環境情報が外部センサ２００によって獲得された領域全体に対して実行されてもよい。
【００６７】
また、バウンディングボックス３０の領域に対してのみ、事前獲得環境情報への切り替えを実行することも可能である。この場合、事前獲得環境情報への切り替えは一部に限定されるが、バウンディングボックス３０の領域に関しては、現時点のより正確な環境情報が獲得され得る。
【００６８】
一方、バウンディングボックス３０の領域に対応する事前獲得環境情報に障害物が含まれている場合、事前獲得環境情報は、現時点の状態を反映しておらず、このため、逆にバウンディングボックス３０内の環境情報を除去することによって、バウンディングボックス３０内に障害物が存在しないことを示す最新の環境情報の獲得が可能である。このような場合、上記のように、関連要素によって隠された切替範囲３５に対して、事前獲得環境情報への切り替えが実行され、バウンディングボックス３０の内部に関しては、環境情報が削除されることが望ましい。
３．５．情報切り替えの時系列の流れ
【００６９】
図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、現時点で事前に獲得された環境情報の使用例を時系列で示す模式図である。図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、長方形領域の中央にロボット装置１０００を示しており、ロボット装置１０００が上側から見られた平面図を模式的に示している。その上、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃは、ロボット装置１０００と環境情報が使用される領域との関係を示している。
【００７０】
図５Ａは、時間ｔ＿０における状況を示しており、外部センサ２００が関連要素によって覆われていないまたは覆い隠されていない状況を示している。つまり、環境情報にバウンディングボックスが存在せず、外部センサ２００によって検出された領域全体（図５Ａにおいてハッチングで示されている領域）の環境情報に、関連要素の情報は含まれていない。ロボット装置１０００は、バウンディングボックス内の環境情報の削除を実行せずにまたは上記の関連要素によって隠された切替範囲３５に対して事前獲得環境情報への切り替えを実行せずに、外部センサ２００によって検出された環境情報に基づいてまたはこれに応じて、動作計画を（制御機能の実行の例として）立てる。そして、動作計画に基づいて、ロボット装置１０００は、それ自体の移動、アーム１００の動作等を制御する。さらに、ロボット装置１０００（例えば、環境情報設定部５４０は、この時間ｔ＿０に検出されたすべての環境情報を、事前獲得環境情報として更新する。
【００７１】
図５Ｂは、時間ｔ＿０の後の時間ｔ＿１における状況を示しており、関連要素３００が外部センサ２００による検出の範囲の一部を覆っているかまたは覆い隠している状況を示している。この状況では、図５Ｂにおいてハッチングで示されている領域Ａ１は、関連要素３００によって隠された領域であり、この領域に関して、時間ｔ＿１の時点で環境情報は獲得され得ない。このため、時間ｔ＿０に獲得された事前獲得環境情報が、関連要素３００によって隠された領域Ａ１に使用される。図５Ｂでは、領域Ａ１は、図５Ａと同一のハッチングで示されており、これにより、時間ｔ＿０に獲得された事前獲得環境情報が領域Ａ１で使用されていることが示されている。一方、関連要素３００によって遮られていない領域（図面ではドットで示されている領域Ｂ１）の環境情報は、時間ｔ＿１で、最新の環境情報として使用され得、したがって、時間ｔ＿１に検出された環境情報は、関連要素３００によって遮られていない領域に使用される。
【００７２】
さらに、ロボット装置１０００は、関連要素３００によって遮られていない領域Ｂ１の環境情報を、時間ｔ＿１の事前獲得環境情報として更新する。この事態において、時間ｔ＿０の環境情報（事前獲得環境情報）が使用される領域Ａ１の環境情報は、時間ｔ＿１の最新の事前獲得環境情報として取り扱われ得る。
【００７３】
時間ｔ＿０の環境情報（事前獲得環境情報）が使用される領域Ａ１の環境情報が、時間ｔ＿１の最新の事前獲得環境情報として取り扱われる場合、時間ｔ＿０の事前獲得環境情報は、領域Ａ１の時間ｔ＿１の事前獲得環境情報として更新される。さらに、関連要素３００によって遮られていない領域Ｂ１に関して、時間ｔ＿１の環境情報が、事前獲得環境情報として更新される。
【００７４】
さらに、図５Ｃは、時間ｔ＿１の後の時間ｔ＿２における状況を示しており、関連要素３００および関連要素３１０が外部センサ２００を覆っているかまたは覆い隠している状況を示している。この状況では、図５Ｃにおいてハッチングで示されている領域Ａ１は、関連要素３００によって隠された領域であり、この領域に関して、時間ｔ＿２の時点で環境情報は獲得され得ない。さらに、図５Ｃにおいてドットで示されている領域Ａ２は、関連要素３１０によって隠された領域であり、この領域に関して、時間ｔ＿２の時点で環境情報は獲得され得ない。
【００７５】
なお、図５Ｃの例は、プロセスによって生成された複合環境情報が事前獲得環境情報の１つより多くのインスタンスからのいくつかの新たに獲得された環境情報およびいくつかの代替環境情報を含む状況の概略図を提供する。いずれの場合も、この例では、直近の事前獲得環境情報が各部分に使用される。
【００７６】
このため、時間ｔ＿０に獲得された事前獲得環境情報は、関連要素３００によって隠された領域Ａ１に使用され、時間ｔ＿１に獲得された事前獲得環境情報は、関連要素３１０によって隠された領域Ａ２に使用される。図５Ｃでは、領域Ａ１は、図５Ａと同一のハッチングで示されており、これにより、時間ｔ＿０に獲得された事前獲得環境情報が領域Ａ１で使用されていることが示されている。さらに、領域Ａ２は、図５Ｂの領域Ｂ１と同一のドットで示されており、これにより、時間ｔ＿１に獲得された事前獲得環境情報が領域Ａ２で使用されていることが示されている。一方、関連要素３００または関連要素３１０によって遮られていない領域（図面ではドットで示されている領域Ｂ２）の環境情報は、時間ｔ＿２で、最新の環境情報として使用され得、したがって、時間ｔ＿２に検出された環境情報は、関連要素３００または関連要素３１０によって遮られていない領域に使用される。
【００７７】
さらに、ロボット装置１０００は、関連要素３００または関連要素３１０によって遮られていない領域の環境情報（例えば、以下で述べられる記憶部５６０に記憶される）を、事前獲得環境情報として更新する。この事態において、図５Ｂと同様に、時間ｔ＿０および時間ｔ＿１のセンサ情報を使用する領域Ａ１および領域Ａ２の環境情報は、時間ｔ＿２の最新の事前獲得環境情報として取り扱われ得る。
【００７８】
時間ｔ＿０および時間ｔ＿１のセンサ情報を使用する領域Ａ１および領域Ａ２の環境情報が、時間ｔ＿２の最新の事前獲得環境情報として取り扱われる場合、領域Ａ１に関しては、時間ｔ＿０の事前獲得環境情報が、時間ｔ＿２の事前獲得環境情報として更新され、領域Ａ２に関しては、時間ｔ＿１の事前獲得環境情報が、時間ｔ＿２の事前獲得環境情報として更新される。さらに、関連要素３００によって遮られていない領域Ｂ２に関して、時間ｔ＿２の環境情報が、事前獲得環境情報として更新される。
【００７９】
図５Ｂおよび図５Ｃでは、関連要素３００および３１０の領域に関して、環境情報が、関連要素３００および３１０にそれぞれ対応するバウンディングボックスの内部から除去される。図５Ｂおよび図５Ｃでは、環境情報が除去されたバウンディングボックスは、事前獲得環境情報として使用され得る。例えば、図５Ｂに示されている時間ｔ＿１の時点で事前獲得環境情報を更新するとき、環境情報がバウンディングボックスの内部から除去された情報が、関連要素３００の領域の事前獲得環境情報と見なされ得る。同様に、図５Ｃに示されている時間ｔ＿２の時点で事前獲得環境情報を更新するとき、環境情報がバウンディングボックスの内部から除去された情報が、関連要素３１０の領域の事前獲得環境情報と見なされ得る。
【００８０】
そのため、これらの例では、環境情報設定部（以下で説明される）は、事前獲得環境情報を、時系列的に獲得される、関連要素がセンサの検出範囲に存在しない情報に順次更新するように構成され、環境情報設定部は、更新によって取得された直近の事前獲得環境情報を環境情報として選択するように構成される。
４．ロボット装置における処理の流れ
【００８１】
図６は、本実施形態のロボット装置１０００における処理の流れを示すフローチャートである。以下では、ロボット装置１０００で実行される処理が、図６に基づいて説明される。図６に示されている処理は、処理１と処理２に分類される。処理１は、外部センサ２００によって検出されたバウンディングボックス内の関連要素に関する情報の除去および事前に獲得された事前獲得環境情報への切り替えの処理である。さらに、処理２は、ロボット装置１０００の移動および関連要素の動作に関する処理である。
【００８２】
上記の２つの処理を組み合わせることによって、外部センサが関連要素を検出した場合でも、関連要素を障害物として誤認識することが抑制され、また、関連要素の三次元形状に関する位置および姿勢の情報に基づいて障害物との接触を回避する動作計画が立てられ得る。以下、具体的な処理の流れが説明される。
【００８３】
図６の処理は、ロボット装置１０００の制御装置５００によって所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。まず、ステップＳ１０では、ロボット装置１０００へのタスクの指示がユーザによって出される。タスクとしては、ロボット装置１０００を目的地へ移動させるタスクおよびアーム１００で保持された物体を搬送させるタスクなどの様々なタスクが考えられ得る。タスクの指示が出されると、ロボット装置１０００は、タスクに応じて動作を開始する。
【００８４】
次のステップＳ１２では、外部センサ２００によって検出された環境情報が獲得される。ステップＳ１２では、関連要素を含むすべての環境情報が獲得される。さらに、外部センサによって検出された環境情報とは別に、既に獲得され、メモリ等に保持されている、関連要素を含まない事前獲得環境情報がアクセスされる。ロボット装置１０００は、獲得された環境情報ならびにロボット装置１０００の位置および姿勢の情報を互いに関連付けて保存する。ロボット装置１０００の位置および姿勢の情報は、バウンディングボックスの位置および姿勢に関する情報を含む。ステップＳ１２の処理は、制御周期ごとに常に実行され、環境情報および事前獲得環境情報が更新される。
【００８５】
なお、本プロセスの最初の反復で、「事前獲得」環境情報の最初のインスタンスが獲得され得る。あるいは、プロセスは、「事前獲得」環境情報の最初のインスタンスが、ロボットにプリインストールされた状態、または同一の場所にある別のロボットから例えば無線データ接続によって取得された状態、またはクラウドベースまたはサーバベースのデータソースから獲得された状態で開始されてもよい。
【００８６】
次のステップＳ１４では、関連要素に対応する環境情報がバウンディングボックス内に存在するか否かが判定され、関連要素に対応する環境情報がバウンディングボックス内に存在すると判定された場合、手順はステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、関連要素に該当する情報が、環境情報から消去される。つまり、外部センサ２００がバウンディングボックス内に環境情報を検出した場合、バウンディングボックス内の環境情報は、関連要素の情報に相当し、このため、バウンディングボックス内の環境情報は消去される。これにより、バウンディングボックス内の関連要素が障害物として誤認識されることが抑制される。一方、ステップＳ１４において、バウンディングボックス内に環境情報が存在しないと判定された場合、手順は、動作計画を立てるためにステップＳ２０に進む。
【００８７】
なお、上記のように、ステップＳ１８の処理は、ステップＳ１６の処理を実行することなく実行されてもよい。つまり、バウンディングボックス内の情報を含む情報は、事前に獲得された事前獲得環境情報に切り替えられてもよい。
【００８８】
ステップＳ１６の後、手順はステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、関連要素によって隠された領域の環境情報が推定される。この領域は、関連要素が外部センサ２００を覆っていたまたは覆い隠していたために測定され得なかったものである。具体的には、ステップＳ１８では、関連要素によって隠された切替範囲３５に対して、前回の制御周期においてステップＳ１２で事前に獲得された事前獲得環境情報への切り替えが実行される。
【００８９】
以上のようにして、ステップＳ１６およびステップＳ１８の処理が実行され、これにより、バウンディングボックスの内部と切替範囲３５の両方に関して、関連要素の情報を含まない環境情報が取得され得る。そのため、関連要素の情報を含まない環境情報に基づいて、ロボット装置１０００の動作計画が立てられ得る。
【００９０】
次のステップＳ２０およびその後のステップの処理では、以上のように取得された、関連要素の情報を含まない環境情報に基づいて、ロボット装置１０００の動作計画が立てられ、ロボット装置１０００が制御される。動作計画は、ロボット装置１０００の移動およびアーム１００などの関連要素の動作に関する計画を含む。まず、ステップＳ２０において、関連要素の情報を含まない環境情報から取得された障害物の位置とロボット装置１０００の位置が近いか否かが判定される。そして、環境情報から取得された障害物の位置とロボット装置１０００の位置が近いと判定された場合、手順はステップＳ２２に進み、障害物とロボット装置１０００との間の距離が計算される。ロボット装置１０００の位置として、ロボット装置１０００の原点、例えば、ロボット１０００の中心の座標（重心の位置等）が使用されてもよい。さらに、ロボット装置１０００の位置として、外部センサ２００の位置が原点として使用されてもよい。原点を基準として使用して障害物とロボット装置１０００との間の距離を計算して、環境情報を獲得することもできる。
【００９１】
ステップＳ２０の判定において、ロボット装置１０００によって獲得された各バウンディングボックスの情報を使用して、障害物と各バウンディングボックスとの間の距離が小さいか否かが判定されることが好ましい。距離を測定する際のバウンディングボックス側の基準は、バウンディングボックスの中心、またはバウンディングボックスの表面、輪郭等であってもよく、特に限定されない。障害物とバウンディングボックスとの間の距離が所定の閾値以下である場合、手順はステップＳ２２に進み、障害物とバウンディングボックスとの間の距離が計算される。環境情報が図３に示されているように点群によって示される場合、障害物およびバウンディングボックスを示す各点間の距離が計算される。
【００９２】
さらに、何らかの意味の付与が行われ、これにより、障害物を示す点群が全体と見なされ得る場合、障害物とバウンディングボックスとの間の距離は、意味が与えられた集合の中心を使用して判定され得る。例えば、障害物のサイズおよび形状が事前に既に分かっている場合、障害物とバウンディングボックスとの間の距離は、障害物を示す点群の中心を使用し、障害物のサイズおよび形状を考慮に入れることによって判定され得る。また、計算コストを抑制するために、点群の高さ方向が二次元に圧縮された後に距離が計算されてもよい。なお、環境情報は点群に限定されない。
【００９３】
次のステップＳ２４では、環境情報に応じた制御機能の実行の例を表すならば、ステップＳ２２で計算された、障害物とロボット装置１０００との間の距離に基づいて、ロボット装置１０００が移動する経路の計画またはロボット装置１０００のアーム１００などの関連要素の動作の計画が立てられる。ロボット装置１０００の中心の座標を使用して障害物とロボット装置１０００との間の距離が計算される場合に、障害物と中心の座標が比較的近い場合、ロボット装置１０００の経路は、障害物から離れるように計画される。さらに、障害物と中心の座標との間の距離が比較的小さい場合、アーム１００などの関連要素の動作は、障害物から離れるように計画される。さらに、障害物と中心の座標との間の距離が大きい場合、障害物は特に考慮に入れられずに、ロボット装置１０００の移動経路および関連要素の動作は計画される。
【００９４】
好ましくは、ステップＳ２４において、移動経路および関連要素の動作は、障害物とバウンディングボックスとの間の距離の情報を使用して計画される。例えば、障害物とバウンディングボックスとの間の距離が比較的小さい場合、ロボット装置１０００の経路は、障害物から離れるように計画される。さらに、障害物とバウンディングボックスとの間の距離が比較的小さい場合、アーム１００などの関連要素の動作は、障害物から離れるように計画される。これにより、ロボット装置１０００の構成部品、および把持物体などの関連要素の位置および状態を考慮して動作計画が立てられ得、したがって、より安全な動作計画が立てられ得る。
【００９５】
さらに、障害物とバウンディングボックスとの間の距離が大きい場合など、何らかの理由で障害物とバウンディングボックスとの間の距離を考慮する必要がない場合、ロボット装置１０００の移動経路および関連要素の動作は、距離の情報またはバウンディングボックスの情報を使用せずに計画されてもよい。ステップＳ２４の後、手順は、ステップＳ２６またはステップＳ２８に進む。
【００９６】
ステップＳ２６では、ロボット装置１０００は、ロボット装置１０００が移動する経路に関してステップＳ２４で立案された計画に基づいて移動または停止を行う。具体的には、ステップＳ２６において、ロボット装置１０００の移動または停止は、下側の車輪などの機構によって行われる。停止は、何らかの外的要因または内的要因により緊急停止が行われる状況も含む。
【００９７】
さらに、ステップＳ２８では、ステップＳ２４で立案された関連要素の動作の計画に基づいて、アーム１００などの関連要素の動作または停止が行われる。停止は、何らかの外的要因または内的要因により緊急停止が行われる状況も含む。
５．関連要素が把持物体を含む場合
【００９８】
上記のように、関連要素は、アーム１００などのロボット装置１０００自体に含まれる構成部品の他に、アーム１００が把持する対象物などの、ロボット装置１０００に関連する要素を広く含む。ロボット装置１０００のアーム１００は、対象物に接触し、対象物を把持し、運搬等の作業を行う。このため、対象物が事前に分かっている場合は、この対象のバウンディングボックスが用意され、アーム１００が対象物に接触する場合は、この対象物はロボット装置１０００の一部と見なされて、上記と同様の処理が実行される。したがって、対象物も考慮に入れた処理が可能になる。
【００９９】
対象物自体は、例えば、物体を把持するために使用されるロボットアームの挟持部の幅を検出して、その幅を、それぞれの幅を有する１組の物体の１つまたはその幅に等しい１つの次元を有する１組のバウンディングボックスの１つのいずれかにマッピングすることによって検出され得る。または、センサ２００は、ピックアップされようとしている物体を検出するために物体認識回路またはソフトウェアと関連付けられ得る。認識の欠如の場合、ロボットによってピックアップされ得る最大の物体と同一の大きさの悲観的なバウンディングボックスが使用され得る。
【０１００】
図７は、把持物体を含むバウンディングボックスが取得される例を示す模式図であり、ロボット装置１０００が正面から見られた状態を示している。図７に示されている例では、アーム１００は、リンク１１０、リンク１２０、および把持部１２２を含む。その上、リンク１１０およびリンク１２０にそれぞれ対応するバウンディングボックス３２および３４が提供されている。さらに、アーム１００の先端にある把持部１２２に対応するバウンディングボックス３６と、把持部１２２によって保持された把持物体６０に対応するバウンディングボックス３８とが提供されている。
【０１０１】
リンク１１０および１２０を互いに繋ぐ関節および把持部１２２とリンク１２０を互いに繋ぐ関節の各々には、関節の回転角度を検出するエンコーダが設けられている。バウンディングボックス３２、３４、および３６のサイズおよび形状は、ロボット装置１０００側で事前に把握されており、バウンディングボックス３２、３４、および３６の位置および姿勢は、エンコーダの検出値に基づいて判定される。
【０１０２】
さらに、把持物体６０が、把持部１０４の所定の位置に把持されると仮定される。そのため、把持部１０４に対する把持物体６０の位置は一意に決定され、したがって、把持物体６０のバウンディングボックス３８の位置および姿勢も、ロボット装置１０００側で事前に獲得され得る。
【０１０３】
そのため、バウンディングボックス３８内の環境情報を除去することによって、把持物体６０が障害物として認識されることが阻止され得る。さらに、外部センサ２００から見てバウンディングボックス３８によって隠されている切替範囲３５に対して、事前獲得環境情報への切り替えが実行され、これにより、ロボット装置１０００は、事前獲得環境情報に切り替えることによって取得された環境情報に基づいて制御され得る。なお、バウンディングボックス３２、３４、および３６内の環境情報は、リンク１１０、リンク１２０、および把持部１２２に関しても同様に削除される。
【０１０４】
把持物体６０の例としては、ペットボトル、グラス、テレビのリモコン等が挙げられる。これらのバウンディングボックスの三次元データは、ロボット装置１０００側で事前に獲得され、これにより、把持物体６０が障害物として認識されることが防止され得る。
【０１０５】
さらに、バウンディングボックスが事前に用意されていない場合でも、バウンディングボックスは、環境情報から何らかの意味を有する部分を抽出し、環境情報のその部分に全体として意味を付与することによって自動生成され得る。なお、図７に示されているアーム１００、リンク１１０、リンク１２０、把持部１２２等の構成は、一例にすぎず、ロボット装置１０００は、この構成に限定されない。例えば、ロボット装置１０００は、より多くのリンクを含み得るし、図７とは異なる形状および方法でリンクおよび把持部を含み得る。
６．関連要素が重なり合う場合の例
【０１０６】
図８は、ロボット装置１０００と壁６２との間で２つのアーム１３０および１４０が重なり合って存在する例を示す模式図であり、ロボット装置１０００が上方から見られた状態を示している。図８に示されているように、アーム１３０は、リンク１３２、リンク１３４、および把持部１３６を含む。さらに、アーム１４０は、リンク１４２、リンク１４４、および把持部１４６を含む。また、図８では、リンク１３２に対応するバウンディングボックス７２と、リンク１３４に対応するバウンディングボックス７４と、把持部１３６に対応するバウンディングボックス７６とが提供されている。さらに、リンク１４２に対応するバウンディングボックス８２と、リンク１４４に対応するバウンディングボックス８４と、把持部１４６に対応するバウンディングボックス８６とが提供されている。
【０１０７】
環境情報が外部センサ２００によって獲得された場合、まず、外部センサ２００に近い側のアーム１３０のバウンディングボックス７２、７４、および７６の内部から環境情報が除去される。これにより、アーム１３０が障害物として認識されることが抑制される。
【０１０８】
さらに、外部センサ２００から遠い側のバウンディングボックス８２、８４、および８６の内部から環境情報が除去される。この事態において、外部センサ２００側から見られたとき、バウンディングボックス８２、８４、および８６は、バウンディングボックス７２、７４、および７６によって隠されており、このため、バウンディングボックス８２、８４、または８６内のアーム１４０に対応する環境情報はあまりない。しかしながら、バウンディングボックス７２、７４、または７６によって隠されていない範囲では、バウンディングボックス８２、８４、および８６内に環境情報が存在し、したがって、これらのバウンディングボックスの環境情報は除去される。
【０１０９】
これにより、アーム１３０および１４０に対応する環境情報が除去される。そして、アーム１３０とアーム１４０の両方によって隠れている切替範囲３５に対して、事前獲得環境情報への切り替えが実行される。そのため、図８に示されている状態では、アーム１３０および１４０に対応する環境情報が除去され、ロボット装置１０００は、事前獲得環境情報に含まれている壁６２のみを障害物として認識する。したがって、ロボット装置１０００は、アーム１３０および１４０の背後を見通し得る状態にあり、壁６２のみを障害物として考慮に入れて動作計画を立て得る。
【０１１０】
以上のように、関連要素が重なり合うために、外部センサ２００によって検出され得ない関連要素が存在する場合でも、ロボット装置１０００の内部データから各バウンディングボックスが生成され、各バウンディングボックスから環境情報が削除される。さらに、事前に獲得された情報が、障害物の情報として使用される。そのため、図７と同様に、関連要素が除外された環境情報が取得され得、この環境情報に基づいて、ロボット装置１０００は制御され得る。
７．環境情報の動的予測処理
【０１１１】
移動障害物が存在する場合、事前に獲得された事前獲得環境情報を使用するときに移動障害物が事前に獲得された最後の位置から移動している可能性がある。このため、事前獲得環境情報における移動障害物の位置の変化量から移動障害物の移動軌跡が予測され、移動障害物の移動を考慮して移動計画および動作計画が立てられ得る。
【０１１２】
図９Ａから図９Ｄは、移動障害物の移動軌跡を予測する処理の例を示す模式図であり、ロボット装置１０００が上方から見られた状態を示している。図９Ａから図９Ｄは、それぞれ時間ｔ＿１０、時間ｔ＿１１、時間ｔ＿１２、および時間ｔ＿１３におけるロボット装置１０００と移動障害物７０との位置関係を時系列で示す平面図である。図９Ａおよび図９Ｂに示されているように、移動障害物７０は、図面上では上方に移動している。つまり、時間ｔ＿１０の後の時間ｔ＿１１において、移動障害物７０は、時間ｔ＿１０の移動障害物７０よりも上側を移動している。
【０１１３】
図９Ｃに示されているように、時間ｔ＿１１の後の時間ｔ＿１２において関連要素３２０が外部センサ２００の検出範囲の一部を覆っているかまたは覆い隠していると仮定される。この場合、ロボット装置１０００の動作計画において、事前獲得環境情報が使用され、移動障害物７０が移動していた事実を把握し、移動障害物７０のその後の移動軌跡を予測するために時間ｔ＿１０と時間ｔ＿１１の両方の情報を使用して、ロボット装置１０００の経路が計画される。
【０１１４】
具体的には、図９Ｃに示されている時間ｔ＿１２の時点では、基本的に、時間ｔ＿１１の最新の事前獲得環境情報が、関連要素３２０によって隠された切替範囲に使用される。一方、時間ｔ＿１１の事前獲得環境情報が使用される場合、時間ｔ＿１１から時間ｔ＿１２までの可動移動体７０の運動は、事前獲得環境情報に反映されない。このため、時間ｔ＿１０と時間ｔ＿１１の両方の環境情報を使用して、時間ｔ＿１１から時間ｔ＿１２までの可動移動体７０の運動が予測され、時間ｔ＿１２の時点の可動移動体７０の予測位置（図９Ｃでは破線によって示されている）が、時間ｔ＿１１の事前獲得環境情報に反映される。
【０１１５】
これにより、図９Ｃに示されているように、時間ｔ＿１１の事前獲得環境情報と、時間ｔ＿１２の時点の可動移動体７０の予測位置とに基づいて、ロボット装置１０００の移動計画７８が立案され得る。
【０１１６】
図９Ｄは、時間ｔ＿１３においてロボット装置１０００が時間ｔ＿１２に立てられた可動移動体７０の移動計画７８に基づいて移動している状態を示している。図９Ａから図９Ｄは、移動障害物７０の移動軌跡の予測から移動障害物７０に接触しない経路が生成される例を説明しているが、ロボット装置１０００を停止させる判断が、移動障害物７０の存在が認識された時点で行われてもよい。
【０１１７】
以上のように、事前獲得環境情報への切り替えが実行される場合、事前に蓄積された過去の推移に基づいて未来の状況が予測され、これにより、未来が予測された事前環境情報と現時点のロボット装置１０００の状況とに応じて、動作計画が立てられ得る。
８．事前獲得環境情報が使用される他の例
８．１．フォークリフトなどの荷役車による運搬作業時の動作計画
【０１１８】
上記のように、本実施形態では、関連要素が外部センサ２００を遮った場合でも、外界の状況が、事前獲得環境情報を使用して推定され、動作計画に使用され得る。以下では、フォークリフトなどの荷役車に適用された場合の具体例が説明される。
【０１１９】
フォークリフトなどの荷役車で荷物が運搬される場合、荷物、および荷物を昇降するために使用される関連要素の情報が環境情報に含まれており、環境情報が十分に取得されていない状況が発生する可能性がある。このため、荷物が降ろされる場合に、荷物が降ろされる先の机または床の状況が的確に把握され得ず、これが、予期せぬ事故の発生等につながることが予想される。
【０１２０】
図１０は、フォークリフト１０１０による荷下ろしの例を示す模式図である。フォークリフト１０１０は、ロボット装置１０００の一例である。図１０は、フォークリフト１０１０が左側から矢印ＡＡ２の方向に移動し、フォークリフト１０１０が荷台８２の前に到達した場合に、フォークリフト１０１０が、運搬している荷物８０を荷台８２に降ろす状況を示している。
【０１２１】
運搬中、フォークリフト１０１０によって運搬される荷物８０は、二点鎖線で示されている位置にアーム４００によって持ち上げられる。このように荷物８０が持ち上げられた状態では、荷物８０、アーム４００、およびアーム４００を上下させる移動機構４０２などの、フォークリフト１０１０の関連要素が、外部センサ２００の検出範囲に含まれる。そして、荷台８２の周囲の情報が、これらの関連要素によって隠される。
【０１２２】
そのため、図１０に示されている状態で、事前獲得環境情報を使用せずに荷物８０を荷台８２に降ろそうとした場合、荷台８２の近傍の情報は、外部センサ２００から取得された環境情報に含まれず、このため、フォークリフト１０１０と荷台８２との間の水平方向の位置関係、荷物８０を降ろすための垂直移動の量等が正確に把握され得ない状況が発生する。
【０１２３】
このため、フォークリフト１０１０が荷台８２に近づく前に、荷台８２の環境情報が獲得され、事前獲得環境情報として保持される。フォークリフト１０１０が荷台８２に近づく前の状態では、荷台８２の周囲は、外部センサの検出範囲に含まれている。したがって、フォークリフト１０１０が荷台８２に近づく前に獲得された環境情報が、事前獲得環境情報として使用される。
【０１２４】
これにより、フォークリフト１０１０が移動して荷台８２に近づくときに、フォークリフト１０１０と荷台８２との間の水平方向の位置関係が把握され得、そのため、フォークリフト１０１０は、図１０に示されている最適位置で停止され得る。さらに、事前獲得環境情報に基づいて、荷物８０を降ろすための垂直移動の量が把握され得、そのため、荷物８０は、把握された垂直移動の量に基づいて荷物８０を降ろすことによって正確に荷台８２に載せられ得る。以上のように、フォークリフト１０１０が荷物８０を降ろす前に獲得された事前獲得環境情報を使用して、荷物８０が降ろされる先の付近の環境状態が推定され得、安定した運搬作業が行われ得る。
【０１２５】
以上のように、タスク中に荷台８２およびその周囲が不可避的に隠される状況でも、荷台８２およびその周囲の状況は、ロボット装置１０００が荷台８２から離れているときに事前獲得環境情報として獲得され、これにより、ロボット装置１０００が荷台８２に近づく場合に所望の動作が行われ得る。
８．２．ロボットアームを搭載した自律移動体の動作計画
【０１２６】
アーム１００を含むロボット装置１０００は、運搬の使用のためだけでなく、手を振るなどのジェスチャによって人または機械とのコミュニケーションを行う目的にも使用され得る。ロボット装置１０００が、手（アーム１００）を振りながら人または対象物に接近する場合、外部センサ２００が常にアーム１００を検出し続ける状況が発生し得るが、しかし、本実施形態によれば、ロボット装置１０００は、アーム１００によって隠された環境情報を推定しながら、安全に人または対象物に接近し得る。
【０１２７】
本開示の実施形態の適用の対象は、広い範囲に及び、自律移動体の移動方法または関連要素の形状もしくは役割に依存しない。このため、ロボット装置１０００の移動方法は、車輪または無限軌道などの回転機構だけでなく、脚式機構、またはドローンなどの回転翼を含む翼式機構であってもよい。さらに、ロボット装置１０００が移動することなくアーム１００などの関連要素が動作する構成も可能である。
９．制御装置の構成例
【０１２８】
図１１は、ロボット装置１０００を制御する制御装置５００の構成を示すブロック図であり、また、ロボット装置は、制御装置５００に環境情報を提供するセンサ２００と、動作計画に基づいてロボット装置を移動させるように構成された、制御装置５００によって制御される１つ以上の移動アクチュエータ５８２とを（図示のように）含む。制御装置５００は、基本的に、ロボット装置１０００の内部に（またはロボット装置１０００の機能の少なくとも一部として）設けられるが、ロボット装置１０００の外部に設けられてもよく、クラウド上に設けられたものであってもよく、例えばロボット装置１０００との通信を行う。図１１に示されているように、制御装置５００は、バウンディングボックス情報保持部５１０と、位置および姿勢情報獲得部５２０と、判定部５３０と、環境情報設定部５４０（例えば、事前獲得環境情報を時系列的に順次更新するように構成される）と、環境情報記憶部５６０と、環境情報削除部５５０と、動作計画部５７０と、動作制御部５８０とを含む。なお、図１１に示されている構成要素の各々は、回路（ハードウェア）、またはＣＰＵなどの中央演算処理装置およびこの装置を動作させるためのプログラム（ソフトウェア）を含む。
【０１２９】
バウンディングボックス情報保持部５１０は、アーム１００などのロボット装置１０００の構成部品のバウンディングボックスおよび把持物体６０のバウンディングボックスなどの、関連要素のバウンディングボックスの情報を保持する。位置および姿勢情報獲得部５２０は、例えば関節に設けられたエンコーダ等からアーム１００の関節等の角度を獲得し、これにより、各バウンディングボックスの位置および姿勢の情報を獲得する。
【０１３０】
判定部５３０は、関連要素が外部センサ２００から獲得された環境情報に含まれているか否かを判定する。より具体的には、判定部５３０は、バウンディングボックス情報保持部５１０からバウンディングボックスの形状およびサイズに関する三次元情報を獲得し、位置および姿勢情報獲得部５２０からバウンディングボックスの位置および姿勢の情報を獲得する。そして、判定部５３０は、バウンディングボックス内に環境情報が含まれているか否かに応じて、関連要素が環境情報に含まれているか否かを判定する。バウンディングボックス内に環境情報が含まれている場合、判定部５３０は、関連要素が環境情報に含まれていると判定し、バウンディングボックス内に環境情報が含まれていない場合、判定部５３０は、関連要素が環境情報に含まれていないと判定する。
【０１３１】
判定部５３０が関連要素が外部センサ２００から獲得された環境情報に含まれていると判定した場合、環境情報設定部５４０は、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替える。環境情報記憶部５６０は、事前獲得環境情報を記憶する構成要素であり、制御周期ごとに事前獲得環境情報（または少なくとも、関連要素を含むと判定された部分以外の環境情報）を更新して記憶する。環境情報設定部５４０は、環境情報記憶部５６０に記憶されている事前環境情報への切り替えを実行する。また、移動障害物が事前獲得環境情報に含まれているかまたはこれによって表されている場合、環境情報設定部５４０は、図９Ａから図９Ｄに示されている手法によって移動障害物の運動を予測し、予測された運動を事前獲得環境情報に反映させる。
【０１３２】
バウンディングボックス内に環境情報が含まれている場合、環境情報削除部５５０は、バウンディングボックス内の環境情報を削除する処理を実行する。環境情報設定部５４０は、環境情報が削除されたバウンディングボックスの情報を環境情報として使用する。
【０１３３】
動作計画部５７０は、環境情報（例えば、外部センサ２００によって新たに検出された環境情報および事前獲得環境情報から形成される）に応じてまたはこれに基づいて（制御機能を実行する例として）ロボット装置１０００の動作計画を立てる。動作計画部５７０は、外部センサ２００によって検出された環境情報と事前獲得環境情報とに基づいて障害物までの距離を計算し、障害物までの距離に基づいて動作計画を立てるまたは生成する。動作制御部５８０は、動作計画部５７０の動作計画に基づいてロボット装置１０００の動作を制御する。ロボット装置１０００の動作は、（例えば、ロボット装置を移動させるために１つ以上のモータなどの１つ以上の移動アクチュエータ５８２を制御する動作制御部５８０によって、ロボット装置１０００自体を移動させる車輪および脚などの移動機構の動作を他に含み、このため、動作制御部は、ロボット全体を移動させるための動作および／またはアーム１００などの関連要素を移動させる動作を含み得る動作計画に基づいて１つ以上の移動アクチュエータ５８２の動作を制御するように構成される。動作計画部５７０は、例としてプランナ、機械学習、スプライン補間、またはベジェ曲線を使用してロボット装置１０００の動作の計画を立てる。
【０１３４】
動作計画部は、センサから獲得された環境情報と事前獲得環境情報とに基づいて、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報と障害物との間の距離を計算し、この距離に基づいて動作計画を生成するようにも構成され得る。
【０１３５】
なお、１つ以上の移動アクチュエータは、ロボットの平行移動または回転などの本体移動（ｂｕｌｋ  ｍｏｖｅｍｅｎｔ）を制御するための移動アクチュエータ、および／またはロボット装置のその他の部分に対するアーム１００などのロボットの一部もしくは部品の移動を制御するための移動アクチュエータであり得る。
【０１３６】
１つ以上のアクチュエータ５８２は、例えば、車輪５８４および／または関連要素１００を駆動し得る。
【０１３７】
そのため、図１１は、関連要素がセンサから新たに獲得された環境情報に含まれているか否かを判定するように構成された判定部５３０と、判定部が関連要素が環境情報の一部に含まれていると判定した場合に、センサから新たに獲得された環境情報の少なくとも一部の代わりに、関連要素が含まれていないと判定されている事前獲得環境情報を選択するように構成された環境情報設定部５４０と、環境情報に応じて制御機能（１つ以上の移動アクチュエータ５８２の制御および／またはこのような制御を提供するための動作計画の生成など）を実行するように構成された制御部５７０、５８０とを備える制御装置５００の例を提供する。
【０１３８】
図１１の構成は、例えば図１に示されているような物理的形態で具体化されるとき、制御装置５００と、環境情報を提供するように構成されたセンサ２００とを備えるロボット装置１０００であって、センサは、対象物を認識するように構成された物体認識センサである、ロボット装置１０００の例を提供する。
【０１３９】
図１２は、関連要素がセンサから新たに獲得された環境情報に含まれているか否かを判定する（ステップ１２００で）ことと、判定ステップが、関連要素が環境情報の一部に含まれていると判定した場合に、環境センサから新たに獲得された環境情報の少なくとも一部の代わりに、関連要素が含まれていると判定されていない事前獲得環境情報を選択する（またはこれに切り替える）（ステップ１２１０で）ことと、環境情報に応じて制御機能を実行する（ステップ１２２０で）こととを含む制御方法を示す概略フローチャートである。
【０１４０】
言及されているように、図１２のプロセスまたは方法は、適切なコンピュータソフトウェアを実行することによって方法を実行させられる適切なコンピュータまたはデータ処理装置によって実行され得、この場合、このようなソフトウェア、および／またはこのようなソフトウェアを記憶した機械可読非一時的記憶媒体は、本開示の実施形態として取り扱われるべきである。
【０１４１】
図１３は、中央処理装置（ＣＰＵ）１３１０と、例えば、ＣＰＵ１３１０によって実行するための上記のソフトウェアを記憶した機械可読非一時的記憶媒体の例として機能する読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１３２０と、ランダムアクセスメモリ１３３０と、例えばセンサ２００および／またはアクチュエータ５８２とインターフェースするための入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースとを備え、これらがすべて模式的なバス構造１３５０によって相互接続されている上記のコンピュータまたはデータ処理装置１３００を示す模式図である。例えば、装置１３００は、センサ２００およびアクチュエータ５８２ならびに関連する機構の機能を除いて、図１１の機能を（ソフトウェア制御の下で）実施し得る。
【０１４２】
以上で説明されたように、本実施形態によれば、関連要素に対応するバウンディングボックスが生成され、バウンディングボックス内の環境情報が除去される。さらに、関連要素の領域または関連要素によって隠された領域の環境情報は、事前獲得環境情報に切り替えられる。これにより、関連要素が環境情報に基づいて障害物として認識されることが抑制され、ロボット装置１０００の移動および動作が最適に制御され得る。
【０１４３】
添付の特許請求の範囲またはその均等物の範囲内である限り、設計要件および他の要因に応じて、様々な修正、組み合わせ、副次的な組み合わせ、および変更が行われ得ることが、当業者によって理解されるべきである。
【０１４４】
さらに、本明細書に記載されている効果は、例示的なまたは例示された効果にすぎず、限定的なものではない。つまり、上記の効果とともにまたは上記の効果の代わりに、本開示に係る技術は、本明細書の記載から当業者には明らかである他の効果を達成し得る。
さらに、本技術は、番号が付けられた以下の段落で以下に示されるようにも構成され得る。
（１）関連要素がセンサから獲得された環境情報に含まれているか否かを判定するように構成された判定部と、
判定部が関連要素が環境情報に含まれていると判定した場合に、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替えるように構成された環境情報設定部と
を含む制御装置。
（２）判定部は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報と環境情報とに基づいて、関連要素が環境情報に含まれているか否かを判定する、
（１）に記載の制御装置。
（３）形状近似情報によって示されている空間内に環境情報が含まれている場合に、判定部は、関連要素が環境情報に含まれていると判定する、
（２）に記載の制御装置。
（４）形状近似情報は、関連要素を包含する単純な形状の情報である、
（２）または（３）に記載の制御装置。
（５）形状近似情報は、関連要素の輪郭を拡大することによって取得される情報である、
（２）から（４）のいずれかに記載の制御装置。
（６）環境情報設定部は、関連要素がセンサの検出範囲に存在しない状態で事前に獲得された最新の事前獲得環境情報に環境情報を切り替え、関連要素が切り替えの対象範囲に存在しない新しい環境情報を設定する、
（１）から（５）のいずれかに記載の制御装置。
（７）事前獲得環境情報は、関連要素がセンサの検出範囲に存在しない状態で時系列的に獲得された情報に順次更新され、
環境情報設定部は、更新によって取得された最新の事前獲得環境情報に環境情報を切り替える、
（１）から（５）のいずれかに記載の制御装置。
（８）環境情報設定部は、関連要素が存在する領域の環境情報を事前獲得環境情報に切り替える、
（１）から（７）のいずれかに記載の制御装置。
（９）環境情報設定部は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報の領域の環境情報を事前獲得環境情報に切り替える、
（８）に記載の制御装置。
（１０）環境情報設定部は、関連要素によって隠された領域の環境情報を事前獲得環境情報に切り替える、
（１）から（９）のいずれかに記載の制御装置。
（１１）環境情報設定部は、関連要素が存在する領域および関連要素によって隠された領域の環境情報を事前獲得環境情報に切り替える、
（１）から（９）のいずれかに記載の制御装置。
（１２）環境情報設定部は、領域全体の環境情報を事前獲得環境情報に切り替える、
（１）から（１１）のいずれかに記載の制御装置。
（１３）関連要素が存在する領域の環境情報を削除するように構成された環境情報削除部
を含む、（１１）に記載の制御装置。
（１４）環境情報設定部は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報の空間の環境情報を削除する、
（１３）に記載の制御装置。
（１５）環境情報設定部は、過去に環境情報を削除することによって取得された事前獲得環境情報への切り替えを実行する、
（１３）に記載の制御装置。
（１６）センサは、対象物を認識するように構成された物体認識センサである、
（１）から（１５）のいずれかに記載の制御装置。
（１７）センサは、対象物までの距離を測定するように構成された距離測定センサである、
（１６）に記載の制御装置。
（１８）センサから獲得された環境情報と事前獲得環境情報とに基づいて動作計画を立てるように構成された動作計画部
を含む、（１）から（１７）のいずれかに記載の制御装置。
（１９）動作計画部は、センサから獲得された環境情報と事前獲得環境情報とに基づいて障害物までの距離を計算し、障害物までの距離に基づいて動作計画を立てる、
（１８）に記載の制御装置。
（２０）動作計画部は、センサから獲得された環境情報と事前獲得環境情報とに基づいて、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報と障害物との間の距離を計算し、この距離に基づいて動作計画を立てる、
（１８）に記載の制御装置。
（２１）動作計画に基づいてロボットの動作を制御するように構成された制御部
を含む、（１８）に記載の制御装置。
（２２）移動障害物が事前獲得環境情報に含まれている場合、環境情報設定部は、移動障害物の運動を予測し、予測された運動を事前獲得環境情報に反映させる、
（１）から（２１）のいずれかに記載の制御装置。
（２３）制御装置はロボットを制御し、関連要素は、ロボットに関連する要素である、
（１）から（２２）のいずれかに記載の制御装置。
（２４）関連要素は、ロボットに含まれる構成部品またはロボットが作用する対象物である、
（２３）に記載の制御装置。
（２５）関連要素がセンサから獲得された環境情報に含まれているか否かを判定するステップと、
関連要素が環境情報に含まれていると判定された場合に、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替えるステップと
を含む制御方法。
（２６）関連要素がセンサから獲得された環境情報に含まれているか否かを判定するように構成されたデバイス、および
関連要素が環境情報に含まれていると判定された場合に、この環境情報を、関連要素が含まれていない事前獲得環境情報に切り替えるように構成されたデバイス
としてコンピュータを機能させるためのプログラム。
さらなる例示の構成は、番号が付けられた以下の条項によって規定される。
１．関連要素がセンサから新たに獲得された環境情報によって表されているか否かを判定するように構成された判定部と、
判定部が関連要素が環境情報の一部によって表されていると判定した場合に、センサから新たに獲得された環境情報の少なくとも一部の代わりに、関連要素が含まれていないと判定されている事前獲得環境情報を選択するように構成された環境情報設定部と、
環境情報に応じて制御機能を実行するように構成された制御部と
を備える制御装置。
２．判定部は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報と環境情報とに基づいて、関連要素環境情報によって表されているか否かを判定するように構成されている、
条項１に記載の制御装置。
３．判定部は、センサに対する関連要素の現在位置を明示する情報に応答し、
環境情報が、センサに対する関連要素の現在位置を明示する情報に応じた位置で形状近似情報によって明示された空間によって表されている場合に、判定部は、関連要素が環境情報によって表されていると判定するように構成されている、
条項２に記載の制御装置。
４．判定部は、環境情報において、関連要素を含む単純な形状を表す形状近似の存在を検出するように構成されている、
条項２に記載の制御装置。
５．形状近似情報は、マージン領域によって囲まれた関連要素の輪郭の物理的形状を表す、
条項２に記載の制御装置。
６．環境情報設定部は、センサから新たに獲得された環境情報の少なくとも一部の代わりに、判定部が関連要素が環境情報の一部によって表されていなかったと判定した直近の事前獲得環境情報を選択するように構成されている、
条項１に記載の制御装置。
７．環境情報設定部は、事前獲得環境情報を、時系列的に獲得される、関連要素がセンサの検出範囲に存在しない情報に順次更新するように構成されており、
環境情報設定部は、更新によって取得された直近の事前獲得環境情報を環境情報として選択するように構成されている、
条項１に記載の制御装置。
８．環境情報の一部は、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報の領域である、
条項１に記載の制御装置。
９．環境情報の一部は、関連要素によって隠された領域である、
条項１に記載の制御装置。
１０．環境情報の一部は、関連要素が含まれていると判定された領域および関連要素によって隠された領域である、
条項１に記載の制御装置。
１１．環境情報の一部は、環境情報がセンサによって獲得された領域全体である、
条項１に記載の制御装置。
１２．新たに獲得された環境情報の少なくとも一部の環境情報を削除するように構成された環境情報削除部
を備える、条項１０に記載の制御装置。
１３．環境情報設定部は、削除された環境情報と置換するために事前獲得環境情報を選択するように構成されている、
条項１２に記載の制御装置。
１４．ロボット装置であって、
条項１に記載の制御装置と、
環境情報を提供するように構成されたセンサと
を備え、センサは、対象物を認識するように構成された物体認識センサである、ロボット装置。
１５．センサは、対象物までの距離を測定するように構成された距離測定センサである、
条項１４に記載のロボット装置。
１６．環境情報に応じて制御機能としてロボット装置の動作計画を生成するように構成された動作計画部
を備える、条項１４に記載のロボット装置。
１７．動作計画部は、センサから獲得された環境情報と事前獲得環境情報とに基づいて障害物までの距離を計算し、障害物までの距離に基づいて動作計画を生成するように構成されている、
条項１６に記載のロボット装置。
１８．判定部は、センサに対する関連要素の現在位置を明示する情報に応答し、
動作計画部は、センサから獲得された環境情報と事前獲得環境情報とに基づいて、関連要素の位置および形状が近似された形状近似情報と障害物との間の距離を計算し、距離に基づいて動作計画を生成するように構成されている、
条項１６に記載のロボット装置。
１９．ロボット装置を移動させるための１つ以上の移動アクチュエータ
を備え、制御部は、動作計画に基づいてロボット装置を移動させるための１つ以上の移動アクチュエータの動作を制御するように構成されている、
条項１６に記載のロボット装置。
２０．移動障害物が事前獲得環境情報によって表されている場合に、環境情報設定部は、移動障害物の運動を予測し、予測された運動を事前獲得環境情報に反映させるように構成されている、
条項１４に記載のロボット装置。
２１．関連要素は、ロボット装置に関連する要素であり、ロボット装置に対する現在の要素位置に応じてロボット装置に対して移動可能であり、ロボット装置によって制御され、
センサは、ロボット装置に対する現在のセンサ位置を有し、
判定部は、現在の要素位置および現在のセンサ位置に応じて、センサに対する関連要素の現在位置を明示する情報を検出するように構成されている。
条項１４に記載のロボット装置。
２２．関連要素は、ロボット装置の構成部品である、
条項２１に記載のロボット装置。
２３．関連要素がセンサから新たに獲得された環境情報によって表されているか否かを判定するステップと、
判定ステップが、関連要素が環境情報の一部によって表されていると判定した場合に、環境センサから新たに獲得された環境情報の少なくとも一部の代わりに、関連要素が含まれていると判定されていない事前獲得環境情報を選択するステップと、
環境情報に応じて制御機能を実行するステップと
を含む制御方法。
２４．コンピュータによって実行されたときにコンピュータに条項２３の方法を実行させるコンピュータソフトウェア。
２５．条項２４に記載のコンピュータソフトウェアを記憶した非一時的な機械可読媒体。
【符号の説明】
【０１４５】
５００  制御装置
５３０  判定部
５４０  環境情報設定部
５７０  動作計画部
５８０  動作制御部
【図１】
2021526081.tif 000003
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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