(57)【要約】【課題】移動障害物をスムーズに回避する移動経路を作成することが可能な移動経路作成方法、自律移動体、自律移動体制御システムを提供すること。【解決手段】本発明にかかる移動経路作成方法は、移動領域Ｐ内に存在する移動始点より移動を開始し、移動領域Ｐ内に存在する移動終点に到達する自律移動体１０の移動経路を作成するものである。まず、移動障害物１０の禁止領域３を設定し、禁止領域３を回避するように当該自律移動体１０の移動経路を作成する。このとき、移動障害物２の禁止領域は、自律移動体１０の現在位置に対する相対距離に応じて、その大きさが決定されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動領域内に存在する移動始点より移動を開始し、前記移動領域内に存在する移動終点に到達する自律移動体の移動経路を作成する移動経路作成方法であって、
移動障害物の禁止領域を設定するステップと、
前記禁止領域を回避するように当該自律移動体の移動経路を作成するステップとを備え、
前記移動障害物の禁止領域は、移動障害物と自律移動体間の相対距離に基づいて決定されていることを特徴とする移動経路作成方法。
【請求項２】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の現在位置と前記移動障害物の間の相対距離が離れるほど、小さいことを特徴とする請求項１記載の移動経路作成方法。
【請求項３】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体から距離Ｌ１までは一定の大きさを有し、当該距離Ｌ１から距離Ｌ２（ここで、Ｌ２＞Ｌ１）までは自律移動体から離れるほど小さくなり、距離Ｌ２以上離れると零であることを特徴とする請求項１記載の移動経路作成方法。
【請求項４】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の速度が速い程大きいことを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の移動経路作成方法。
【請求項５】
前記距離Ｌ１の値を、前記自律移動体の速度が速い程大きく設定することを特徴とする請求項３に記載の移動経路作成方法。
【請求項６】
前記移動領域内において、移動しない固定障害物に対して、一定の大きさの禁止領域を設定するステップをさらに備えることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の移動経路作成方法。
【請求項７】
移動障害物の禁止領域を設定する手段と、
前記禁止領域を回避するように当該自律移動体の移動経路を作成する手段と、
作成された移動経路に応じて移動する手段とを備え、
前記禁止領域設定手段は、前記移動障害物の禁止領域を、移動障害物と自律移動体間の相対距離に基づいて決定することを特徴とする自律移動体。
【請求項８】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の現在位置と前記移動障害物の間の相対距離が離れるほど、小さいことを特徴とする請求項７記載の自律移動体。
【請求項９】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体から距離Ｌ１までは一定の大きさを有し、当該距離Ｌ１から距離Ｌ２（ここで、Ｌ２＞Ｌ１）までは自律移動体から離れるほど小さくなり、距離Ｌ２以上離れると零であることを特徴とする請求項７記載の自律移動体。
【請求項１０】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の速度が速い程大きいことを特徴とする請求項７〜９いずれかに記載の自律移動体。
【請求項１１】
前記距離Ｌ１の値を、前記自律移動体の速度が速い程大きく設定することを特徴とする請求項９に記載の自律移動体。
【請求項１２】
前記移動領域内において、移動しない固定障害物に対して、一定の大きさの禁止領域を設定する手段をさらに備えることを特徴とする請求項７〜１１いずれかに記載の自律移動体。
【請求項１３】
移動障害物の禁止領域を設定する手段と、
前記禁止領域を回避するように当該自律移動体の移動経路を作成する手段とを備え、
前記禁止領域設定手段は、前記移動障害物の禁止領域を、移動障害物と自律移動体間の相対距離に基づいて決定することを特徴とする自律移動体制御システム。
【請求項１４】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の現在位置と前記移動障害物の間の相対距離が離れるほど、小さいことを特徴とする請求項１３記載の自律移動体制御システム。
【請求項１５】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体から距離Ｌ１までは一定の大きさを有し、当該距離Ｌ１から距離Ｌ２（ここで、Ｌ２＞Ｌ１）までは自律移動体から離れるほど小さくなり、距離Ｌ２以上離れると零であることを特徴とする請求項１３記載の自律移動体制御システム。
【請求項１６】
前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の速度が速い程大きいことを特徴とする請求項１３〜１５いずれかに記載の自律移動体制御システム。
【請求項１７】
前記距離Ｌ１の値を、前記自律移動体の速度が速い程大きく設定することを特徴とする請求項１５に記載の自律移動体制御システム。
【請求項１８】
前記移動領域内において、移動しない固定障害物に対して、一定の大きさの禁止領域を設定する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１３〜１７いずれかに記載の自律移動体制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動体の移動する移動経路を作成するための移動体経路作成方法、および移動経路作成機能を備えた自律移動体、および自律移動体の移動制御を行う自律移動体制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、屋外の限られたエリアや、屋内といった所定の移動領域を自律的に移動する、いわゆる自律移動体としての車両や歩行ロボットなどが開発されている。
【０００３】
このような自律移動体を移動させるためには、移動領域内での自律移動体の自己位置を認識させるだけでなく、自律移動体が移動しようとする移動経路を予めまたはリアルタイムに作成する必要がある。自律移動体は作成された移動経路に沿って移動するように制御される。
【０００４】
前述の移動経路は、移動領域内の移動開始を行う移動始点から、移動を停止する移動終点までを結ぶものであり、移動領域における環境等の要素に基づいて様々な方法で作成されるものである（例えば特許文献１、２）。
【０００５】
また、非特許文献１では、グローバルマップとローカルマップを使ってロボットの経路探索を行う技術が提案されている。この従来技術によれば、グローバルマップを用いて、どの通路を通るかという大まかな経路を決定し、ローカルマップを用いてロボットの動作を決定する詳細な経路を決定している。しかしながら、非特許文献１に開示された技術は、移動障害物と固定障害物の区別なく、一律的にローカルマップ外の障害物は認識しないものである。
【特許文献１】特開２００５−３２１９６号公報
【特許文献２】特開平９−１７８４８１号公報
【非特許文献１】「ローカルプラニングによる移動ロボットの経路探索」久保田  孝，橋本  秀紀，原島  文雄，日本ロボット学会誌  ７巻４号  １９８９年８月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の移動経路作成方法では、自律移動体に搭載された外界センサにより検出された障害物について、その障害物の周りに仮想的な禁止領域を設定し、禁止領域を回避するような経路を探索していた。このとき、外界センサにより検出された障害物は、全て等価に扱われ、障害物の周りの禁止領域の大きさは一定であった。
【０００７】
しかしながら、環境が動的に変化する場合、現時点で自律移動体の進行方向に移動障害物があったとしても、かかる移動障害物は移動し続けているため、自律移動体が移動障害物のあった地点に到達した時には、その移動障害物は他の地点に移動している。このような場合に、現時点で自律移動体の進行方向に位置する移動障害物を認識したとしても衝突する可能性は低いから、これを回避する経路を生成するのは、不自然であり、かつ不適切である。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、移動障害物を自然な動作によりスムーズに回避する移動経路を作成することが可能な移動経路作成方法を提供することを目的とするものである。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、移動障害物を自然な動作によりスムーズに回避するように移動可能な自律移動体を提供することである。
【００１０】
さらに、本発明は、移動障害物を自然な動作によりスムーズに回避するように自律移動体を移動させる自律移動体制御システムを提供することをも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる移動経路作成方法は、移動領域内に存在する移動始点より移動を開始し、前記移動領域内に存在する移動終点に到達する自律移動体の移動経路を作成する移動経路作成方法であって、移動障害物の禁止領域を設定するステップと、前記禁止領域を回避するように当該自律移動体の移動経路を作成するステップとを備え、前記移動障害物の禁止領域は、移動障害物と自律移動体間の相対距離に基づいて決定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の現在位置と前記移動障害物の間の相対距離が離れるほど、小さいことが好ましい。
【００１３】
また、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体から距離Ｌ１までは一定の大きさを有し、当該距離Ｌ１から距離Ｌ２（ここで、Ｌ２＞Ｌ１）までは自律移動体から離れるほど小さくなり、距離Ｌ２以上離れると零としてもよい。
【００１４】
さらに、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の速度が速い程大きくしてもよい。特に、前記距離Ｌ１の値を、前記自律移動体の速度が速い程大きく設定するようにしてもよい。また、前記移動領域内において、移動しない固定障害物に対して、一定の大きさの禁止領域を設定するステップをさらに備えることが好ましい。
【００１５】
本発明にかかる自律移動体は、移動障害物の禁止領域を設定する手段と、前記禁止領域を回避するように当該自律移動体の移動経路を作成する手段と、作成された移動経路に応じて移動する手段とを備え、前記禁止領域設定手段は、前記移動障害物の禁止領域を、移動障害物と自律移動体間の相対距離に基づいて決定することを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の現在位置と前記移動障害物の間の相対距離が離れるほど、小さいことが好ましい。
【００１７】
また、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体から距離Ｌ１までは一定の大きさを有し、当該距離Ｌ１から距離Ｌ２（ここで、Ｌ２＞Ｌ１）までは自律移動体から離れるほど小さくなり、距離Ｌ２以上離れると零としてもよい。
【００１８】
さらに、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の速度が速い程大きくしてもよい。特に、前記距離Ｌ１の値を、前記自律移動体の速度が速い程大きく設定するようにしてもよい。また、前記移動領域内において、移動しない固定障害物に対して、一定の大きさの禁止領域を設定する手段をさらに備えることが好ましい。
【００１９】
本発明にかかる自律移動体制御システムは、移動障害物の禁止領域を設定する手段と、前記禁止領域を回避するように当該自律移動体の移動経路を作成する手段とを備え、前記禁止領域設定手段は、前記移動障害物の禁止領域を、移動障害物と自律移動体間の相対距離に基づいて決定することを特徴とするものである。
【００２０】
ここで、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の現在位置と前記移動障害物の間の相対距離が離れるほど、小さいことが好ましい。
【００２１】
また、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体から距離Ｌ１までは一定の大きさを有し、当該距離Ｌ１から距離Ｌ２（ここで、Ｌ２＞Ｌ１）までは自律移動体から離れるほど小さくなり、距離Ｌ２以上離れると零としてもよい。
【００２２】
さらに、前記禁止領域の大きさは、前記自律移動体の速度が速い程大きくしてもよい。特に、前記距離Ｌ１の値を、前記自律移動体の速度が速い程大きく設定するようにしてもよい。また、前記移動領域内において、移動しない固定障害物に対して、一定の大きさの禁止領域を設定する手段をさらに備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明により、移動障害物を自然な動作によりスムーズに回避する移動経路を作成することが可能な移動経路作成方法を提供することができる。また、本発明によれば、移動障害物を自然な動作によりスムーズに回避するように移動可能な自律移動体を提供することができる。さらに、本発明によれば、移動障害物を自然な動作によりスムーズに回避するように自律移動体を移動させる自律移動体制御システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
発明の実施の形態１．
以下に、図を参照しつつ本実施の形態１にかかる移動経路作成方法を説明する。
【００２５】
図１は、移動領域としての床部１上の限られたエリアＰ（破線に囲まれた領域）を、自律移動体としての車両１０が制御部４０からの信号により移動する自律移動体制御システム１００の一実施形態を概略的に示すものである。図１では、床部１上のエリアＰ上に物体は表記されていないが、既知の固定障害物及び外界センサにより検知された固定障害物や移動障害物が存在し、車両１０はこれらの障害物を回避する必要がある。
【００２６】
図２に示すように、車両１０は、箱型の車両本体１０ａと、１対の対向する車輪１１と、キャスタ１２を備える対向２輪型の車両であり、これらの車輪１１、キャスタ１２とで車両本体１０ａを水平に支持するものである。さらに、車両本体１０ａの内部には、車輪１１をそれぞれ駆動する駆動部（モータ）１３と、車輪の回転数を検出するためのカウンタ１４と、車輪を駆動するための制御信号を作成し、駆動部１３にその制御信号を送信する演算部１５が備えられている。そして、演算部１５内部に備えられた記憶部としてのメモリなどの記憶領域１５ａには、制御信号に基づいて車両１０の移動速度や移動方向、移動距離などを制御するための制御プログラムが記録されている。前述の移動速度や移動距離などは、カウンタ１４で検知された車輪１１の回転数に基づいて求められている。
【００２７】
また、車両本体１０ａの前面には、移動する方向に現れた障害物等を認識するための外界センサ１６が固定されており、この外界センサ１６で認識した画像や映像等の情報が演算部１５に入力された結果、制御プログラムに従って車両の移動する方向や速度等が決定される。外界センサ１６は、障害物等において反射されたレーザを検知するセンサや、ＣＣＤカメラにより構成することができる。
【００２８】
さらに、車両本体１０ａの上面には、自己位置を認識するためのアンテナ１７が備えられており、例えば図示しないＧＰＳ等からの位置情報を受け取り、演算部１５においてその位置情報を解析することにより、自己の位置を正確に認識することができる。
【００２９】
このように構成された車両１０は、１対の車輪１１の駆動量をそれぞれ独立に制御することで、直進や曲線移動（旋回）、後退、その場回転（両車輪の中点を中心とした旋回）などの移動動作を行うことができる。そして、車両１０は、外部からの移動場所を指定する制御部４０からの指令にしたがって、エリアＰ内の指定された目的地までの移動経路を作成し、その移動経路に追従するように移動することで、目的地に到達する。
【００３０】
演算部１５内部に備えられた記憶領域１５ａには、床部１上のエリアＰ全体の形状に、略一定間隔ｄ（例えば１０ｃｍ）に配置された格子点を結ぶグリッド線を仮想的に描写することで得られるグリッドマップが記憶されている。前述のように、車両１０は、ＧＰＳ等から得られた位置情報を、このグリッドマップ上における自己の位置に置き換えて、グリッドマップ上における自己位置を認識する。グリッドマップ上において、車両１０の自己位置に相当する場所、および目的地である移動終了点、および移動終了点における車両１０の移動方向が特定される。演算部１５は、グリッドマップ上において特定された自己位置を移動始点から、目的地である移動終点までの移動経路を作成し、作成された移動経路に従って移動を行う。
【００３１】
続いて、図３を用いて、移動始点から移動終点までの間に移動障害物が存在する場合における移動経路の作成方法について説明する。図３に示す例では、３つの移動障害物２ａ，２ｂ，２ｃが存在しており、その順に自律移動体１０からの距離が短い。
【００３２】
従来の移動経路の作成方法では、これらの移動障害物２ａ，２ｂ，２ｃに自律移動体１０が衝突しないようにするために、当該移動障害物２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれに対して、同じ大きさの禁止領域を設定していたが、本実施の形態１では、自律移動体１０の現在位置に比較的近い移動障害物２ａ，２ｂに対してのみ禁止領域３ａ，３ｂを設定し、自律移動体１０の現在位置に比較的遠い移動障害物２ｃに対しては、禁止領域を設定していない。このため、図３に示すように、現時点において存在する禁止領域を回避するように作成された移動経路４が、禁止領域が設定されていない移動障害物２ｃ上に設定される場合もある。
【００３３】
移動障害物２ａ，２ｂに対して設定された禁止領域３ａ，３ｂでは、自律移動体１０の現在位置から遠い禁止領域３ｂよりも、自律移動体１０の現在位置から近い禁止領域３ａの方が大きい。ここで、禁止領域の大きさは、禁止領域の、移動障害物の外周より外側に広がる程度を指す。移動障害物が複数ある場合に、移動障害物の大きさが同じときは、禁止領域が大きいことは禁止領域の面積が大きいことを意味するが、移動障害物の大きさが異なるときは、禁止領域が大きいことは必ずしも禁止領域の面積が大きいことは意味せず、あくまで移動障害物の外周より外側に広がる程度によって禁止領域の大きさが決まる。
【００３４】
具体的には、図４のグラフで示されるように、自律移動体１０と移動障害物２の相対距離に応じて禁止領域の大きさを決定する。この例では、自律移動体１０と移動障害物２との距離がＰ２までは、禁止領域の大きさを一定のＰ１とする。また、自律移動体１０と移動障害物２の距離がＰ２〜Ｐ３までは、その距離が大きくなるに従って、禁止領域の大きさが小さくなるよう反比例して連続的に変化する。さらに、自律移動体１０と移動障害物２の距離がＰ３以上の場合は、禁止領域の大きさを零とする。
【００３５】
また、障害物の属性と、自律移動体と移動障害物との相対距離の関係について、図５を用いて説明する。図５に示されるように、固定障害物については、遠方・近傍の双方とも禁止領域を設定するが、移動障害物については、近傍のみ禁止領域を設定し、遠方は禁止領域を設定しない。即ち、本実施の形態にかかる移動経路作成方法によれば、移動障害物であるか固定障害物であるかによって、禁止領域の設定を変えており、移動障害物のみ、自律移動体と移動障害物の相対距離に応じて禁止領域の大きさを変えている。
【００３６】
続いて、この移動経路作成機能を有する自律移動体の制御について、図６に示すフローチャートを用いて説明する。
【００３７】
最初に、演算部１５は、既知情報として記憶領域１５ａに格納された環境の地図データと、外界センサ１６によって取得された測定データを比較し、地図データにない測定データを移動障害物として認識する（Ｓ１０１）。さらに、演算部１５は、認識された移動障害物の位置情報を記憶領域１５ａに格納する。なお、測定データの履歴情報に基づいて、地図データにない測定データのうち、動きが観察された障害物のみ移動障害物として認識することも可能である。
【００３８】
次に、演算部１５は、認識した移動障害物をグループ化する処理を実行する（Ｓ１０２）。具体的には、認識した移動障害物間の距離が、予め設定された距離よりも短いと判定された場合（即ち、移動障害物同士が近くに存在すると判定された場合）に、それらを一つの障害物として認識する。かかるグループ化処理によって、人の左右の足を一つの障害物として認識することが可能となる。演算部１５は、グループ化された移動障害物の位置情報を記憶領域１５ａに格納する。
【００３９】
次に、演算部１５は、それぞれの移動障害物グループの禁止領域の大きさを決定する（Ｓ１０３）。そのために、まず、演算部１５は、自律移動体の現在位置と移動障害物グループの重心位置の間の相対距離を算出する。そして、相対距離に基づいて禁止領域の大きさを決定する。例えば、演算部１５が図４のＰ１，Ｐ２，Ｐ３に相当するパラメータを記憶領域１５ａに格納しておき、これらのパラメータに基づき、相対距離に対応する禁止領域の大きさを決定する。
【００４０】
演算部１５は、禁止領域を設定する（Ｓ１０４）。禁止領域の設定は、ステップＳ１０３で決定した禁止領域の大きさに応じて、それぞれの移動障害物グループに対して禁止領域を設定する。
【００４１】
さらに、演算部１５は、設定された禁止領域内の移動を回避するような移動経路を生成する（Ｓ１０５）。経路生成方法については、さまざまな経路生成方法が適用可能であるが、例えば、Ａ＊（エースター）経路探索法を用いて、移動経路を探索する。生成された移動経路情報は、記憶領域１５ａに格納される。
【００４２】
そして、生成された移動経路情報に基づいて車輪１１を駆動するための制御信号を生成し、駆動部１３に対して出力することにより、自律移動体１０を制御する（Ｓ１０６）。これにより、自律移動体１０は、移動経路情報により特定される移動経路を追従して移動する。
【００４３】
本実施の形態１にかかる移動経路作成方法によって作成された移動経路に基づき動作する自律移動体は、衝突する可能性の低い移動障害物を避ける動作を行わないため、不自然な障害物回避動作を行うことなく、自然な移動動作を行うことができ、利用者に不安を与えることを抑制できる。
【００４４】
発明の実施の形態２．
発明の実施の形態１では、図４に示されるように自律移動体１０と移動障害物２の距離が距離が長くなるに従って、禁止領域の大きさが小さくなるよう反比例して連続的に変化するものであったが、本実施の形態２では、図７（ａ）に示されるように、自律移動体１０と移動障害物２の距離が長くなるに従って、段階的に禁止領域の大きさが小さくなるよう、離散的に変化している。
【００４５】
本実施の形態２にかかる移動経路作成方法においても、発明の実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４６】
なお、この例では、自律移動体１０と移動障害物２の相対距離がＰ２〜Ｐ３において段階的に禁止領域の大きさを小さくしているが、当該相対距離が０〜Ｐ２までを一定の大きさＰ１とし、Ｐ２よりも大きい場合に全て零となるようにしてもよい。このような禁止領域の大きさ設定は、移動障害物２に対してのみ行われるものであり、固定障害物に対しては、一定の大きさが設定される点において、上述の非特許文献１に開示された技術とは異なる。
【００４７】
発明の実施の形態３．
発明の実施の形態１では、図４に示されるように自律移動体１０と移動障害物２の距離が距離が長くなるに従って、禁止領域の大きさが小さくなるよう反比例して連続的に変化するものであったが、本実施の形態３では、図７（ａ）に示されるように、自律移動体１０と移動障害物２の距離が長くなるに従って、曲線を描いて段階的に禁止領域の大きさが小さくなるよう、連続的に変化している。
【００４８】
本実施の形態３にかかる移動経路作成方法においても、発明の実施の形態１と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
発明の実施の形態４．
発明の実施の形態１では、移動障害物の周りに禁止領域を設定したが、本実施の形態４では、将来の移動障害物の位置を基準として禁止領域を設定している。
【００５０】
図８に示す例では、３つの移動障害物２ａ，２ｂ，２ｃが存在する。本実施の形態４では、所定時間後、即ち、将来の移動障害物２ａ，２ｂ，２ｃの位置を基準として禁止領域３ａ，３ｂ，３ｃを設定して、この禁止領域３ａ，３ｂ，３ｃを通過しないように移動経路５を作成する。自律移動体１０に対する相対距離が短い禁止領域３ａが最も大きく、禁止領域３ｂ，禁止領域３ｃの順に小さくなる
【００５１】
ここで、図９を用いて本実施の形態４における禁止領域の設定方法について詳細に説明する。図９では、移動障害物が一つだけ存在する状態を示しているが、複数存在する場合であってもそれぞれの移動障害物について同様に計算して禁止領域を設定する。
【００５２】
禁止領域を設定するにあたっては、自律移動体１０の現在速度Ｖｒ、現在位置情報である座標情報（ｘｒ，ｙｒ）及び進行方向情報θｒと、移動障害物２の現在速度Ｖｈ、現在位置を示す座標情報（ｘｈ，ｙｈ）及び進行方向情報θｈと、回転速度θ'ｈとを用いる。なお、さらに自律移動体１０の現在の回転速度θ'ｒを用いるようにしてもよい。
【００５３】
まず、自律移動体１０の現在位置情報（ｘｒ，ｙｒ）及び進行方向情報θｒと、移動障害物２の現在位置情報（ｘｈ，ｙｈ）及び進行方向情報θｈと、回転速度θ'ｈとに基づいて、自律移動体１０が移動すると予測される予測移動経路７と、移動障害物２が移動すると予測される予測移動経路８との交点（ｘｃ，ｙｃ）を衝突予測点６として算出する。この衝突予測点６は、自律移動体１０や移動障害物２の移動速度を考慮したものではなく、両者の予測される経路である予測移動経路７と予測移動経路８のみで算出したものであり、両者の衝突を厳密に予測したものではない。また、回転速度θ'ｈ＝０と近似した場合に、予測移動経路８は直線となるが、回転速度θ'ｈ≠０の場合は円弧になる。
【００５４】
本実施の形態４において、当該自律移動体１０の予測移動経路７は、自律移動体１０の現在位置（ｘｒ，ｙｒ）から進行方向θｒ及びその反対方向に伸びる直線である。同様に移動障害物２の予測移動経路８は、移動障害物２の現在位置（ｘｈ，ｙｈ）から進行方向θｈ及びその反対方向に伸びる直線である。この例では、進行方向θｒ，θｈの反対方向に伸びる直線も予測移動経路７，８としたが、進行方向θｒ，θｈに伸びる直線のみとしてもよい。
【００５５】
次に、自律移動体１０の現在位置（ｘｒ，ｙｒ）から衝突予測点（ｘｃ，ｙｃ）までの距離Ｌｒを算出する。そして、この距離Ｌｒを自律移動体１０の現在速度Ｖｒによって割り算することによって自律移動体１０が当該衝突予測点６に到達するまでの時間Ｔを算出する。この時間Ｔと移動障害物２の現在速度Ｖｈを乗算することによって、時間Ｔの経過により、移動障害物２が移動する距離Ｌｈを求める。そして、移動障害物２の現在位置（ｘｈ，ｙｈ）から予測移動経路８上を距離Ｌｈ分だけ進行方向に移動させた位置（ｘｈ'，ｙｈ'）を算出することにより、現在より時間Ｔ経過後に自律移動体１０が衝突予測点６に到達した時点における移動障害物２の将来位置を求めることができる。そして、この将来位置（ｘｈ'，ｙｈ'）に基づいて移動障害物２の禁止領域３を設定する。具体的には、本例では将来位置（ｘｈ'，ｙｈ'）から予め定められた距離の円形状の範囲を禁止領域としている。禁止領域は、移動障害物２の外周から一定距離分だけ離れた領域の大きさを有するようにしてもよい。
【００５６】
このように、本発明においては、移動障害物２の未来の予測位置を推定するために、自律移動体１０と移動障害物２の速度情報及び自律移動体１０と移動障害物２の相対距離を利用している。そして、移動障害物２の未来の予測位置に禁止領域を移動させている。この結果、大きな速度を持つ移動障害物２や遠方の移動障害物２は、予測位置が速度方向に大きく移動することになる。逆に、移動速度の小さな移動障害物２や近傍の移動障害物２は、予測位置が現時点の移動障害物２の位置の近傍となる。
【００５７】
このように移動障害物２の予測位置に、禁止領域を設けることにより、高速な移動障害物２を回避することが可能になるとともに、移動障害物２の背面をすり抜ける動作が可能となる。
【００５８】
なお、自律移動体１０の移動予測経路は、当該自律移動体１０の現在位置情報により特定される現地位置と、当該自律移動体１０の目標位置を結ぶ線としてもよく、自律移動体１０について算出された計画経路としてもよい。
【００５９】
発明の実施の形態５．
本実施の形態５にかかる移動経路作成方法では、禁止領域の大きさを、自律移動体の移動速度に応じて変えている。例えば、自律移動体１０の移動速度が速い程、禁止領域の大きさを大きくすることができる。また、図４に示すパラメータＰ２の値を、自律移動体１０の移動速度が速い程、大きく設定し、自律移動体１０の移動速度が遅い程、小さく設定する。これにより、自律移動体１０と移動障害物２の相対距離が長い領域、即ち自律移動体１０よりも遠い領域まで、パラメータＰ１で特定される、比較的大きい禁止領域が適用されることになる。
【００６０】
自律移動体１０の移動速度が速ければ、移動障害物２に対して衝突する確率は高まるため、自律移動体１０の移動速度が速い程、禁止領域の大きさを大きくすることにより、衝突する可能性が低い低速移動の場合に不自然な回避動作を行わせることなく、高速移動の場合の衝突可能性を低減することができる。
【００６１】
その他の実施の形態．
なお、前述の実施の形態では、車両１０がキャスタ１２を備えた２輪台車である例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、自律移動体としては、ステアリング型（１輪駆動型１ステアリング）の車両であっても、倒立状態を制御しつつ平面上を走行する、いわゆる倒立振子型の２輪台車であってもよい。このような倒立振子型の２輪台車は、キャスタを備えない代わりに、車両本体の鉛直方向に対する傾斜角や傾斜角速度などの傾斜度合いを検出するための、ジャイロ等の傾斜検出部を備える。そして、演算部の内部に備えられた記憶領域（メモリ）に記憶された、車両の移動を行う制御信号に基づいて車両本体の倒立状態を維持しつつ、車輪を駆動させて移動するように駆動部に出力を与えるプログラムにより移動することができる。
【００６２】
さらに、自律移動体としては、前述のような２輪型のものに限られず、前２輪、後２輪の４輪型の車両など、種々のタイプの車両であってもよい。特に、車輪で移動する移動体の場合、車輪の軸方向（進行方向に垂直な方向）に移動ができないため、本発明にかかる移動経路作成方法を適用すると、滑らかな経路で正確に移動終点（目的地）に到達することが可能になる。
【００６３】
さらには、前述の自律移動体としては車両に限られるものではなく、脚式歩行を行う歩行ロボットなどであっても本発明を適用することは可能である。特に、歩行ロボットの歩行制御において、大きな曲率による歩行や走行をできるだけ行わせずに自律移動を行わせることができるため、安定した歩行を行わせるために必要な制御をできるだけ簡易にすることができる。
【００６４】
また、前述の実施形態においては、車両１０はＧＰＳ等からの位置情報を受け取ることで自己位置を認識しているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、車輪の駆動量や移動した方向等から、既知の地点からの移動量および移動方向等を求め、自己位置を認識するものであってもよい。この場合、移動する移動領域としてのエリア内に、位置情報を与えるマーカ等が単一または複数箇所設置されており、自律移動体がこのマーカ上を移動する際に、自律移動体に設けられた読み取り部などからマーカに記憶された位置情報を読み取るようにしてもよい。
【００６５】
また、前述のようなグリッドマップを、自律移動体側（演算部の記憶領域）に記憶させるのではなく、制御部側に記憶させてもよい。すなわち、自律移動体を制御するための制御部内に設けられたメモリやＨＤＤなどの記憶領域に、前述のグリッドマップをデータとして記憶させ、移動経路を作成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明にかかる自律移動体制御システムを概略的に示す全体図である。
【図２】図１に示す自律移動体制御システムに含まれる自律移動体としての車両を概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明にかかる移動経路作成方法を説明するための説明図である。
【図４】本発明にかかる移動経路作成方法における禁止領域の大きさと、自律移動体と移動障害物との相対距離の関係を示すグラフである。
【図５】本発明にかかる移動経路作成方法における禁止領域の属性と、自律移動体と移動障害物との相対距離の関係を示す表である。
【図６】本発明にかかる自律移動体の制御処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明にかかる移動経路作成方法における禁止領域の大きさと、自律移動体と移動障害物との相対距離の関係を示すグラフである。
【図８】本発明にかかる移動経路作成方法を説明するための説明図である。
【図９】本発明にかかる移動経路作成方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    ・・・床部
２    ・・・移動障害物
３    ・・・本発明の移動経路作成方法を適用した場合の禁止領域
４    ・・・移動経路
１０  ・・・車両（自律移動体）
１５  ・・・演算部
Ｐ  ・・・エリア（移動領域）
【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】
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