(57)【要約】【課題】最適な移動ルートを決定することを可能にする自律移動ロボットを提供する。【解決手段】自律移動ロボット１は、移動開始地点と移動終了地点とを指定する指定手段３０、４０と、移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索する検索手段５０と、複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方を算出する算出手段５０と、記複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいて、複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する決定手段５０と、自律移動ロボットが移動することを可能にする移動手段１７０と、最適な移動ルートに沿って自律移動ロボットが移動するように移動手段１７０を制御する制御手段５０、１２０、１３０とを備えている。【選択図】　図２
2004098233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動開始地点と移動終了地点とを指定する指定手段と、
前記移動開始地点から前記移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索する検索手段と、
前記複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、
前記複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいて、前記複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する決定手段と、
自律移動ロボットが移動することを可能にする移動手段と、
前記最適な移動ルートに沿って前記自律移動ロボットが移動するように前記移動手段を制御する制御手段と
を備えた、自律移動ロボット。
【請求項２】
前記算出手段は、道路の傾斜の度合いを考慮して前記移動コストを算出する、請求項１に記載の自律移動ロボット。
【請求項３】
前記算出手段は、前記移動コストおよび前記移動時間を算出し、前記移動コストおよび前記移動時間に基づいて、前記最適な移動ルートを決定する、請求項１に記載の自律移動ロボット。
【請求項４】
前記複数の移動ルートは、交通手段を利用する移動ルートと、前記自律移動ロボットによる移動のみの移動ルートとを含む、請求項１〜３のいずれかに記載の自律移動ロボット。
【請求項５】
前記交通手段を利用する移動ルートに必要な移動コストは、前記交通手段の運賃と、前記自律移動ロボットによる移動に必要な移動コストとを含む、請求項４に記載の自律移動ロボット。
【請求項６】
前記交通手段の運賃に関する情報をネットワーク経由で取得する取得手段をさらに備えた、請求項５に記載の自律移動ロボット。
【請求項７】
前記複数の移動ルートのうちの少なくとも１つは、エネルギー供給場所を中継した移動ルートである、請求項１〜３のいずれかに記載の自律移動ロボット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自律的に移動することが可能な自律移動ロボットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人と共存する環境で人間の制御によらず自律的に移動する自律移動ロボットの研究開発がさかんに行われ、実用化も進んでいる。自律移動ロボットは、様々な役割を果たすものとして期待されている。例えば、自律移動ロボットを工場内の無人搬送車として用いたり、プラントの保守点検に応用したり、福祉施設において介護者を追走し荷物運搬などの作業補助を行うために用いたり、さらには盲導犬の代役として用いたりすることなどが期待されている。
【０００３】
また、自律移動ロボットの移動を制御する方式（ナビゲーション方式）としては、出発地点から目標地点までの地図上の経路を用いた方式（例えば、非特許文献１を参照）、視覚センサよる走行環境の認識結果からロボット動作経路を生成し、ロボット動作経路と視覚センサからの情報とに基づく走行指令に従う方式（例えば、特許文献１を参照）、ＩＣタグを用いた方式、ライン・ランドマークをトレースしながら移動する視覚システム方式などが知られている。
【０００４】
自律移動ロボットは、上述したナビゲーション方式に従って、屋内環境（工場内や病院内など）において移動したり、屋外環境（一般道路など）において移動したりする。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２６７２７６号公報
【非特許文献１】
日本ロボット学会誌（Ｏｃｔｏｂｅｒ　１９８７，Ｖｏｌ．５　Ｎｏ．５　ＰＰ．１９−２８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の自律移動ロボットは出発地点から目標地点までの移動を自律的に行うことができるものの、自律移動ロボットに屋外環境において人間に貢献する行動をとらせる場合を想定して、自律移動ロボットの行動計画において移動ルートの決定を移動コスト・移動時間の観点から行うことは未だ考慮されていなかった。その結果、自律移動ロボットが移動コストの高いまたは移動時間の長い移動ルートを移動することが多くなり、経済的に無駄であった。
【０００７】
そこで、本発明者は、自律移動ロボット自らが移動する場合においても移動コストが発生しているという事実に鑑み、自律移動ロボット自身の移動コストや公共の交通手段を利用した移動コストなどの各種移動コストや移動時間を考慮した総合的判断に基づいて移動ルートを決定することを考えた。
【０００８】
従って、本発明の目的は、複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいて、最適な移動ルートを決定することを可能にする自律移動ロボットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の自律移動ロボットは、移動開始地点と移動終了地点とを指定する指定手段と、前記移動開始地点から前記移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索する検索手段と、前記複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、前記複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいて、前記複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する決定手段と、自律移動ロボットが移動することを可能にする移動手段と、前記最適な移動ルートに沿って前記自律移動ロボットが移動するように前記移動手段を制御する制御手段とを備えており、これにより、上記目的が達成される。
【００１０】
前記算出手段は、道路の傾斜の度合いを考慮して前記移動コストを算出してもよい。
【００１１】
前記算出手段は、前記移動コストおよび前記移動時間を算出し、前記移動コストおよび前記移動時間に基づいて、前記最適な移動ルートを決定してもよい。
【００１２】
前記複数の移動ルートは、交通手段を利用する移動ルートと、前記自律移動ロボットによる移動のみの移動ルートとを含んでいてもよい。
【００１３】
前記交通手段を利用する移動ルートに必要な移動コストは、前記交通手段の運賃と、前記自律移動ロボットによる移動に必要な移動コストとを含んでいてもよい。
【００１４】
前記交通手段の運賃に関する情報をネットワーク経由で取得する取得手段をさらに備えていてもよい。
【００１５】
前記複数の移動ルートのうちの少なくとも１つは、エネルギー供給場所を中継した移動ルートであってもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態の自律移動ロボットの一例としてのロボット１の外観を示す。
【００１８】
ロボット１は、自らが移動することを可能にする移動部１７０を有している。
【００１９】
移動部１７０のメカニズムとしては任意のメカニズムを採用することができる。例えば、移動部１７０が手足に設置されたローラ１７２を含む場合には、ローラ１７２の回転を制御することにより、ロボット１は、前進、後退、坂道の上り下りなどの動作を行うことが可能になる。あるいは、ロボット１は、タイヤ式や脚式などの移動式ロボットでもよい。ロボット１は、人のような二足直立歩行を行う動物を模倣した人間型ロボットでもよいし、４足歩行の動物を模倣したペット型ロボットでもよい。
【００２０】
ロボット１は、「目」に相当するカメラ１０と、「口」に相当するスピーカ１１０（音声インターフェース）およびアンテナ６２（通信インターフェース）と、「耳」に相当するマイク３０（音声インターフェース）およびアンテナ６２（通信インタフェース）と、「首」や「腕」に相当する可動部１８０とを有していることが好ましい。
【００２１】
また、ロボット１は、超音波センサなどの距離センサ８０を有していてもよい。距離センサ８０は、例えば、ロボット１の正面に設置される。距離センサ８０を用いてロボット１の移動経路上にある障害物までの距離を測定することにより、ロボット１はその障害物を避けて移動することが可能になる。
【００２２】
ロボット１には、エネルギー供給口９２が設けられている。例えば、ロボット１の電源部が燃料電池（例えば、固体高分子型の燃料電池）である場合には、エネルギー供給口９２を介して燃料となるエタノールがロボット１に供給される。
【００２３】
図２は、ロボット１の内部構成を示す。
【００２４】
画像認識部２０は、カメラ１０（画像入力部）から画像を取り込み、その取り込んだ画像を認識し、その認識結果を処理部５０に出力する。
【００２５】
音声認識部４０は、マイク３０（音声入力部）から音声を取り込み、その取り込んだ音声を認識し、その認識結果を処理部５０に出力する。
【００２６】
例えば、ロボット１の所有者は、ロボット１に音声で指示を出すものと仮定する。音声による指示は、音声入力部３０に入力される。音声による指示は、「北緯○○東経○○の地点から北緯××東経××の地点に移動しなさい」というように移動開始地点の座標と移動終了地点の座標とを明示するタイプの指示であってもよいし、「△△という場所に移動に移動しなさい」というように移動開始地点の座標と移動終了地点の座標とを明示しないタイプの指示であってもよい。音声認識部４０は、音声入力部３０に入力された音声による指示を解析することにより、移動開始地点と移動終了地点とを認識する。例えば、音声による指示が「北緯○○東経○○の地点から北緯××東経××の地点に移動しなさい」という指示である場合には、音声認識部４０は、（移動開始地点＝北緯○○東経○○の地点、移動終了地点＝北緯××東経××の地点）と認識する。例えば、音声による指示が「○○という場所に移動に移動しなさい」という指示である場合には、音声認識部４０は、（移動開始地点＝現在地（すなわち、北緯○○東経○○の地点）、移動終了地点＝△△という場所（すなわち、北緯××東経××の地点））と認識する。現在地の座標が北緯○○東経○○であることは、例えば、後述する位置検出部７０の出力を参照することにより認識され得る。△△という場所の座標が北緯××東経××であることは、例えば、後述する地図データベース１５０を参照することにより認識され得る。
【００２７】
このように、音声入力部３０と音声認識部４０とを用いて、移動開始地点と移動終了地点とを指定することができる。この場合には、音声入力部３０と音声認識部４０とが移動開始地点と移動終了地点とを指定する指定手段として機能することになる。
【００２８】
もちろん、移動開始地点と移動終了地点とを指定する方法が、上述した音声を用いた方法に限定されるわけではない。音声以外の任意の情報を用いて、移動開始地点と移動終了地点とを指定するようにしてもよい。例えば、画像を用いて移動開始地点と移動終了地点とを指定するようにしてもよい。この場合には、画像入力手段１０と画像認識手段２０とが移動開始地点と移動終了地点とを指定する指定手段として機能することになる。あるいは、ロボット１が文字を入力する文字入力手段（図示せず）をさらに備えている場合には、文字を用いて移動開始地点と移動終了地点とを指定するようにしてもよい。この場合には、文字入力手段が移動開始地点と移動終了地点とを指定する指定手段として機能することになる。
【００２９】
処理部５０は、移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索し、その複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方を算出し、その複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいてその複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する。処理部５０は、その複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストのみに基づいて最適な移動ルートを決定してもよいし、その複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動時間のみに基づいて最適な移動ルートを決定してもよいし、移動コストおよび移動時間の両方に基づいて最適な移動ルートを決定してもよい。
【００３０】
このように、処理部５０は、移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索する検索手段と、その複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方を算出する算出手段と、その複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいてその複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する決定手段として機能することができる。処理部５０は、例えば、プログラムを格納するメモリ５２と、そのメモリ５２に格納されたプログラムを実行するＣＰＵ５４とを含む。この場合、処理部５０の機能および動作は、ＣＰＵ５４がメモリ５２に格納されたプログラムを実行することによって実現される。
【００３１】
さらに、処理部５０は、最適な移動ルートに沿ってロボット１が移動するように動作制御部１２０を制御する。例えば、処理部５０は、位置検出部７０によって検出されたロボット１の現在位置と最適な移動ルートとの距離が所定の距離以下となるように制御信号を生成し、その制御信号を動作制御部１２０に出力する。ロボット１の現在位置と最適な移動ルートとの距離は、例えば、後述する地図データベース１５０を参照することにより認識され得る。ロボット１の現在位置と最適な移動ルートとは、いずれも、地図データベース１５０に格納されている地図情報の上にプロットされ得るからである。
【００３２】
動作制御部１２０は、処理部５０から出力される制御信号に応じて各種のアクチュエータ１３０を駆動する。例えば、ロボット１が移動することを可能にする移動部１７０がローラ１７２を含む場合には、アクチュエータ１３０は、ローラ１７２の回転を制御するモータ１７４を含む。この場合、動作制御部１２０は、処理部５０から出力される制御信号に応じてローラ１７２の回転を制御するモータ１７４を駆動する。これにより、ロボット１は、前進、後退、右転舵、左転舵などの動作を行うことが可能になる。
【００３３】
このように、処理部５０と動作制御部１２０とアクチュエータ１３０とは、最適な移動ルートに沿ってロボット１が移動するように移動部１７０を制御する制御手段として機能する。また、移動部１７０は、ロボット１が移動することを可能にする移動手段として機能する。
【００３４】
地図データベース１５０には、地図情報が格納されている。地図情報は、特定の地域の地図を表すものであってもよいし、世界地図を表すものであってもよい。地図情報には、道路情報や、公共の交通手段の情報や、建物の所在地情報などの各種情報が含まれている。位置検出部７０は、ロボット１の現在位置を検出する。位置検出部７０は、例えば、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて実現することができる。
【００３５】
なお、処理部５０は、音声認識した結果に基づいて対話を理解する機能や、対話データベース１４０を検索して応答文を生成する機能を有していてもよい。さらに、この応答文を音声合成部１００に出力するようにし、音声合成部１００によって合成された音声をスピーカなどの音声出力部１１０から出力するようにしてもよい。
【００３６】
対話データベース１４０には、対話のパターンや応答文の生成規則が格納されている。
【００３７】
情報データベース１６０には、今日の天気やニュースなどの情報や、各種一般常識などの知識や、ロボット１の所有者に関する情報（例えば、性別、年齢、名前、職業、性格、趣味、生年月日などの情報）や、ロボット１に関する情報（例えば、型番、内部構成などの情報）が格納されている。今日の天気やニュースなどの情報は、例えば、ロボット１の外部から送受信部６０（通信部）および処理部５０を介して取得され、情報データベース１６０に格納される。ロボット１は、対話型のエージェントであってもよい。
【００３８】
電源部９０は、ロボット１の外部からエネルギー供給口９２を介してエネルギーの供給を受けることができるように構成されている。電源部９０は、ロボット１の各部に電力を供給する。電源部９０は、例えば、燃料電池（例えば、固体高分子型の燃料電池）であってもよいし、充電式のバッテリであってもよい。
【００３９】
図３は、移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する処理の手順を示す。この処理は、例えば、プログラムの形式で処理部５０内のメモリ５２に格納され得る。この処理は、例えば、処理部５０内のＣＰＵ５４によって実行され得る。
【００４０】
ここでは、ロボット１が、ロボット１の部品（例えば、ＣＣＤ）の取り替えのためにロボット部品販売店まで出かける場合を例にとり、その処理の手順を説明する。
【００４１】
ステップＳＴ１：移動開始地点と移動終了地点とが指定される。例えば、ロボット１の所有者が「部品の取り替えのためにロボット部品販売店まで出かけなさい」という指示を音声でロボット１に出したと仮定する。この場合、音声認識部４０は、音声入力部３０によって入力された音声を分析することにより、移動開始地点と移動終了地点とを認識する。この例では、移動開始地点は現在地であり、移動終了地点はロボット部品販売店である。ここで、音声認識の手法は問わない。音声認識部４０は、音声認識結果（すなわち、移動開始地点および移動終了地点）を処理部５０に出力する。
【００４２】
ステップＳＴ２：処理部５０は、移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索する。
【００４３】
図４は、地図情報を用いて移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索した結果を示す。地図情報は、地図データベース１５０に格納されている。図４に示される例は、移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートとして、３つの移動ルートＲ１、Ｒ２、Ｒ３が検索された例を示している。移動ルートＲ１は、ロボット１が交通手段を利用する移動ルート（すなわち、ロボット１が移動開始地点からＡ駅まで走行し、Ａ駅からＢ駅まで鉄道を利用し、Ｂ駅から移動終了地点まで走行する移動ルート）を示す。移動ルートＲ２、Ｒ３は、いずれも、ロボット１が交通手段を利用しない移動ルート（すなわち、ロボット１が移動開始地点から移動終了地点まで走行する移動ルート）を示す。
【００４４】
なお、移動開始地点から移動終了地点に至る複数のルートを検索するために地図情報を用いることは必須ではない。例えば、移動開始地点と移動終了地点との組み合わせが予め決められており、その組み合わせに対応する複数の移動ルートが予め決められている場合には、地図情報を参照することなく、移動開始地点と移動終了地点とに対応する複数の移動ルートを検索することができる。
【００４５】
ステップＳＴ３：処理部５０は、ステップＳＴ２で検索された複数の移動ルートのそれぞれについて、移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方を算出する。
【００４６】
図４に示される例では、移動ルートＲ１に沿ってロボット１が移動開始地点（現在地）から移動終了地点（目的地）まで移動するのに必要な移動コストは、２３０円と算出される。ロボット１が移動開始地点（現在地）からＡ駅まで自分自身で移動するのに必要な移動コスト（２０円）と、ロボット１がＡ駅からＢ駅まで鉄道を利用して移動するのに必要な移動コスト（すなわち、Ａ駅からＢ駅までの鉄道の運賃）（２００円）と、ロボット１がＢ駅から移動終了地点（目的地）まで自分自身で移動するのに必要な移動コスト（１０円）との合計が２３０円だからである。なお、鉄道などの公共の交通手段の運賃は、ネットワーク経由で取得することが可能である。例えば、処理部５０は、ネットワーク経由でアンテナ６２、送受信部６０を介して交通手段の運賃を取得する取得手段として機能し得る。
【００４７】
同様に、移動ルートＲ２に沿ってロボット１が移動開始地点（現在地）から移動終了地点（目的地）まで移動するのに必要な移動コストは、２００円と算出され、移動ルートＲ３に沿ってロボット１が移動開始地点（現在地）から移動終了地点（目的地）まで移動するのに必要な移動コストは、３００円と算出される。
【００４８】
ロボット１が第１の地点から第２の地点まで自分自身で移動するのに必要な移動コストは、（数１）に従って算出される。
【００４９】
【数１】
移動コストＣ＝Σｉ＝１Ｎ　ａｉ＊（Ｌｉ／Ｅ）＊ｋ
ここで、Ｌｉは第１の地点から第２の地点までをＮ個の区間に分割したときの第ｉ番目の区間の距離を示し、Ｅは単位エネルギー量あたりロボット１が移動可能な距離（燃費）を示し、ｋは単位エネルギー量あたりの移動コスト（エネルギー単価）を示し、ａｉは第ｉ番目の区間の傾斜係数を示す。例えば、Ｌｉの単位はｋｍ、Ｅの単位はｋｍ／ｌ、ｋの単位は円／ｌである。ここで、ｉ＝１、２、・・・、Ｎである。Ｎは１以上の任意の整数である。
【００５０】
なお、本明細書では、「Σｉ＝１Ｎ　Ｘｉ」という表記は、「Ｘ１＋Ｘ２＋・・・ＸＮ」という表記と同義であるとする。ここで、Ｘは任意の記号である。
【００５１】
例えば、ロボット１の電源部９０が燃料電池である場合には、エネルギー単価は燃料（例えば、エタノール）の単価である。ロボット１の電源部９０が充電式のバッテリである場合には、エネルギー単価は電気エネルギーの給電単価である。
【００５２】
傾斜係数ａｉは、道路が平坦な場合には１に設定されており、道路が上り坂である場合にはその道路の傾斜の度合いに応じて１＜ａｉ＜１０の範囲に設定されており、道路が下り坂である場合にはその道路の傾斜の度合いに応じて０．１＜ａｉ＜１の範囲に設定されている。
【００５３】
図５は、傾斜係数ａｉと道路の傾斜の度合いとの関係を示す。図５の（ａ）は道路が平坦な場合にはａｉ＝１であることを示し、図５の（ｂ）は道路が上り坂である場合には１＜ａｉ＜１０であることを示し、図５（ｃ）は道路が下り坂である場合には０．１＜ａｉ＜１であることを示す。
【００５４】
図４に示される例では、移動ルートＲ２の方が移動ルートＲ３に比べて移動距離Ｌ（＝Ｌ１＋Ｌ２＋・・・＋ＬＮ）が長いにもかかわらず、移動コストＣは小さい。これは、移動ルートＲ２の道路は平坦であるのに対し、移動ルートＲ３の道路の傾斜の度合いが大きいからである。
【００５５】
燃費Ｅとエネルギー単価ｋとは、例えば、情報データベース１６０に格納されている。傾斜係数ａｉは、例えば、地図データベース１５０に格納されている。
【００５６】
図６は、地図データベース１５０に格納されている傾斜係数ａ１、ａ２、ａ３の一例を示す。
【００５７】
図６に示される例では、県道○○号線（上り）の道路は、３つの区間（第１の区間ｐ１＜ｐ＜ｐ２、第２の区間ｐ２＜ｐ＜ｐ３、第３の区間ｐ３＜ｐ＜ｐ４）に分割されており、第１の区間では傾斜係数ａ１が１に設定されており（ａ１＝１）、第２の区間では傾斜係数ａ２が７に設定されており（ａ２＝７）、第３の区間では傾斜係数ａ３が０．３に設定されている（ａ３＝０．３）。このように、傾斜係数ａ１、ａ２、ａ３を用いることにより、県道○○号線（上り）の道路が平坦な状態から上りの状態にかわり、その後、上りの状態から下りの状態にかわることを表現することができる。
【００５８】
県道○○号線（下り）の道路の状態は、県道○○号線（上り）の道路の状態の逆であることが分かる。従って、県道○○号線（下り）の道路の傾斜係数をｂｉ、県道○○号線（上り）の道路の傾斜係数をａｉとすると、ｂｉ＝１／ａｉとなる。すなわち、県道○○号線（下り）の道路については、第１の区間では傾斜係数ｂ１が１に設定されており（ｂ１＝１）、第２の区間では傾斜係数ｂ２が１／７に設定されており（ｂ２＝１／７）、第３の区間では傾斜係数ｂ３が１／０．３に設定されている（ｂ３＝１／０．３）。
【００５９】
県道○○号線（上り）の道路の傾斜係数ａｉを地図データベース１５０に格納しておけば、県道○○号線（下り）の道路の傾斜係数ｂｉを地図データベース１５０格納しておく必要はない。ｂｉ＝１／ａｉによりｂｉの値を計算で求めることができるからである。これにより、傾斜係数を格納するために必要な地図データベース１５０の容量を節約することができる。
【００６０】
図４に示される例では、移動ルートＲ１に沿ってロボット１が移動開始地点（現在地）から移動終了地点（目的地）まで移動するのに必要な移動時間（推定移動時間）は３０分と算出される。同様に、移動ルートＲ２に沿った推定移動時間は１時間と算出され、移動ルートＲ３に沿った推定移動時間は１時間と算出される。
【００６１】
ロボット１が第１の地点から第２の地点まで自分自身で移動するのに必要な移動時間（推定移動時間）は、（数２）に従って算出される。
【００６２】
【数２】
移動時間Ｔ＝Σｉ＝１Ｎ　ａｉ＊ｄ＊（Ｌｉ／Ｖ）＋ＭＴ
ここで、Ｌｉは第１の地点から第２の地点までをＮ個の区間に分割したときの第ｉ番目の区間の距離を示し、Ｖはロボット１の平均移動速度を示し、ＭＴは交通手段を利用した時の移動時間と交通手段を利用する際に予想される待ち時間との合計を示し、ｄは定数を示し、ａｉは第ｉ番目の区間の傾斜係数を示す。例えば、Ｌｉの単位はｋｍ、Ｖの単位はｋｍ／ｈ、ＭＴの単位はｈである。ここで、ｉ＝１、２、・・・、Ｎである。Ｎは１以上の任意の整数である。
【００６３】
ステップＳＴ４：処理部５０は、ステップＳＴ３において算出された移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいて、複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する。
【００６４】
処理部５０は、ステップＳＴ３において算出された移動コストのみに基づいて最適な移動ルートを決定してもよい。この場合、処理部５０は、例えば、移動コストが最も小さい移動ルートを最適な移動ルートとして決定する。図４に示される例では、移動ルートＲ２が最適な移動ルートとして決定される。移動ルートＲ２の移動コスト（２００円）が移動ルートＲ１〜Ｒ３の中では最小だからである。
【００６５】
あるいは、処理部５０は、ステップＳＴ３において算出された移動時間のみに基づいて最適な移動ルートを決定してもよい。この場合、処理部５０は、例えば、移動時間が最も短い移動ルートを最適な移動ルートとして決定する。図４に示される例では、移動ルートＲ１が最適な移動ルートとして決定される。移動ルートＲ１の移動時間（３０分）が移動ルートＲ１〜Ｒ３の中では最小だからである。
【００６６】
あるいは、処理部５０は、ステップＳＴ３において算出された移動コストおよび移動時間の両方に基づいて最適な移動ルートを決定してもよい。この場合、処理部５０は、様々な方式に従って最適な移動ルートを決定し得る。例えば、処理部５０は、移動コストを第１優先（または、第２優先）の評価基準として用い、移動時間を第２優先（または、第１優先）の評価基準として用いる優先方式に従って最適な移動ルートを決定してもよいし、移動コストの評価点と移動時間の評価点の合計を評価基準として用いる評価点方式に従って最適な移動ルートを決定してもよいし、移動コストの評価点が基準点以下のものと移動時間の評価点が基準点以下のものとを排除する排除方式に従って最適な移動ルートを決定してもよいし、これらの方式を適宜組み合わせて最適な移動ルートを決定してもよい。
【００６７】
なお、ステップＳＴ４において、ステップＳＴ３において算出された移動コストのみに基づいて最適な移動ルートを決定する場合には、ステップＳＴ３において移動時間の算出を省略することができる。ステップＳＴ４において、ステップＳＴ３において算出された移動時間のみに基づいて最適な移動ルートを決定する場合には、ステップＳＴ３において移動コストの算出を省略することができる。これにより、処理部５０が無駄な計算を行うことを省くことが可能になる。
【００６８】
以上のように、本実施の形態によれば、複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも１つに基づいて、その複数の移動ルートのうちの１つが最適な移動ルートとして決定される。これにより、ロボット１の所有者の意図を反映させた状態で移動ルートを決定することが可能になる。
【００６９】
なお、上述した実施の形態では、ロボット１が、自分自身の部品（例えば、ＣＣＤ）の取り替えのためにロボット部品販売店まで出かける場合を例にとり説明したが、これに限定されない。本発明によれば、犬の散歩、買い物などの各種の”お使い”（用事）をロボット１に行わせることが可能にある。
【００７０】
図７は、最適な移動ルートを決定する処理（図３）の変形例の処理の手順を示す。この処理は、移動開始地点から移動終了地点までロボット１が移動する途中でロボット１にエネルギーを補給することを考慮したものである。
【００７１】
図７のステップＳＴ６１、ＳＴ６２、ＳＴ６３、ＳＴ６５は、それぞれ、図３のステップＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４と同一である。従って、ここでは詳しい説明を省略する。
【００７２】
ステップＳＴ６４：処理部５０は、ステップＳＴ６２において検索された複数の移動ルートのすべてについて、ロボット１が目的地に達するのに必要な片道分の燃料Ｆ（または、目的地に達して現在地まで戻るのに必要な往復分の燃料２Ｆ）を現在、ロボット１が備えているかを判定する。このような判定は、（数３）を満足しているか否かを判定することにより行うことができる。（数３）を満足している場合には、処理はステップＳＴ６５に進み、（数３）を満足していない場合には、処理はステップＳＴ６６に進む。
【００７３】
【数３】
燃料Ｆ＞Σｉ＝１Ｎ　ａｉ＊（Ｌｉ／Ｅ）
ステップＳＴ６６：処理部５０は、ステップＳＴ６２において検索された複数の移動ルートから最寄りのエネルギー供給場所を求め、そのエネルギー供給場所まで残存燃料で移動することができるか否かを判定する。この判定も、（数３）を満足しているか否かを判定することにより行うことができる。（数３）を満足している場合には、処理はステップＳＴ６７に進み、（数３）を満足していない場合には、処理はステップＳＴ６９に進む。
【００７４】
ステップＳＴ６７：エネルギー供給場所にロボット１が移動することができる場合に、このステップが実行される。処理部５０は、ステップＳＴ６２において検索された複数の移動ルートのうち、ステップＳＴ６４において（数３）を満足しないと判定された移動ルートに対してその移動ルートの最寄りのエネルギー供給場所まで一旦、所定の移動ルートをはずれてエネルギー補給を行い、その後、所定の移動ルートに戻る移動ルートと移動コストとを再計算する。
【００７５】
なお、「エネルギー供給場所」とは、ロボット１の電源部９０が燃料電池である場合には、その燃料電池の燃料（例えば、エタノール）を供給するための場所（燃料供給場所）をいい、ロボット１の電源部９０が充電式のバッテリである場合には、そのバッテリを充電するための場所（充電ステーション）をいうものとする。
【００７６】
ステップＳＴ６８：処理部５０は、ステップＳＴ６２の移動ルートをステップＳＴ６７で再計算された移動ルートに置き換えることにより得られた複数の移動ルートのうち、所定の条件に適合する移動ルートを最適な移動ルートとして決定する。
【００７７】
ステップＳＴ６９：エネルギー供給場所にロボット１が移動することができない場合に、このステップが実行される。この場合、ロボット１は、所有者の”お使い”をすることができないことになる。その結果、ロボット１は、”お使い”を取りやめる旨を所有者に知らせる。
【００７８】
図８は、エネルギー補給のために移動ルートを離れ、エネルギー補給後に再度移動ルートに戻る移動ルートを示す。図８に示される移動ルートＲ１’、Ｒ２’、Ｒ３’は、図４に示される移動ルートＲ１、Ｒ２、Ｒ３をエネルギー供給場所を中継するように変更したものである。
【００７９】
なお、複数の移動ルートが検索された後にエネルギー残量を考慮してその検索された複数の移動ルートを必要に応じてエネルギー供給場所を中継するように変更する代わりに、エネルギー残量を考慮して複数の移動ルートを検索するようにしてもよい。
【００８０】
なお、図７に示される処理は、エネルギー供給場所の数が比較的少ない場合（例えば、エネルギー供給場所がほぼ１ｋｍおきに設置されているような場合）に好適である。一方、エネルギー供給場所の数が比較的多い場合（例えば、エネルギー供給場所がほぼ１００ｍおきに設置されているような場合）には、図７に示される処理は特に必要とされない。この場合には、ロボット１がエネルギー残量を計測し、その量が所定量以下になったときに最寄のエネルギー供給場所に向かうようにすれば足りるからである。また、ロボット１がエネルギー補給用のカートリッジを持ち運んでいる場合には、図７に示される処理は不要である。エネルギー補給用のカートリッジから適時にエネルギーを補給することができるからである。
【００８１】
なお、本実施の形態では、燃料電池の燃料を液体燃料（エタノール）としたが、水素ガスなどの気体を燃料としてもよく、さらに液体燃料をエネルギー供給口９２から入れるとしたが、カートリッジタイプの物を差し替えることにしても問題ない。
【００８２】
また、本実施の形態では、ナビゲーション（道案内）を行う方式としてロボットが移動するときにその現在地から目的地までの移動ルートとその周りの環境情報を持った世界地図を活用して移動する方法を用いたが、非接触型ＩＣタグに記録した移動環境情報（次に読むタグの場所などの移動情報と、階段の段数、高さなどの環境情報）とを元にナビゲーションを行うＩＣタグナビゲーション方式や、ライン・ランドマークをトレースしながら移動する方法などを単独又は組み合わせて用いてもよい。
【００８３】
上述したように、ロボット１は、最適な移動ルートに沿って移動することになる。その移動の途中でロボット１は様々な情報を入手することができる。入手した情報と事前にロボット１に格納された所望の情報とを照合することにより、その所望の情報に近い情報を取得することが可能になる。
【００８４】
図９は、ロボット１の所有者が所望する情報をロボット１が取得する処理の手順を示す。
【００８５】
ステップＳＴ９１では、ロボット１の所有者が所望する情報をロボット１の情報データベース１６０に記憶しておく。ロボット１の所有者が所望する情報は、例えば、その所有者が関心のある情報（例えば、趣味の情報、捜し物の情報など）である。
【００８６】
図１０は、ロボット１の所有者が所望する情報の一例を示す。
【００８７】
図１０に示されるように、ロボット１の所有者が所望する情報が「迷子の犬」である場合には、その犬を特定するための情報として犬を分類するための階層情報（例えば、種：ポメラリアン、毛色：オレンジ）と、ロボット１の所有者が所望する情報に関連する情報（関連情報）とを情報データベース１６０に記憶しておくことが好ましい。ロボット１の所有者が所望する他の情報として、作家が○○の新刊の書籍情報や、７５０〜１５００ｃｃの型で車種がハーレダビットソンのバイク情報が記憶されている。ステップＳＴ９１の事前準備を行った後に、ステップＳＴ９２では、ロボット１は最適な移動ルートに従って移動を開始する。
【００８８】
ステップＳＴ９３では、処理部５０は、ステップＳＴ９１で事前に記憶した所望する情報と少なくとも同一カテゴリの情報を取得する。これは、ロボット１の識別能力が低い場合でも、所望する情報に近い候補を取得するためである。例えば、所望する犬と近い動物をロボット１のカメラ１０が認識した場合、まずは少なくとも同一カテゴリということで、その動物が犬であるか否かを判定し、そうであれば、その動物の画像を取得する。
【００８９】
ステップＳＴ９４では、処理部５０は、その取得した情報が所望する情報に近いか否かを判定する。先ほどの例では取得した犬の画像から毛色がオレンジでポメラリアン種であるか否かを判定する。それには、ポメラリアン種の体高がオス、メスともに２０ｃｍ前後であり、体重がオス１．３〜３．２ｋｇ、メス１．８〜２．３ｋｇであり、毛が長くふさふさであるといった情報も活用される。その判定（照合）は処理部５０によって行われる。その判定の結果、取得した情報が所望する情報に近いと判定された場合には、ステップＳＴ９５において、処理部５０は、取得した情報に関連する情報（関連情報）を取得し、その関連情報を情報データベース１６０に記憶する。この例では、例えば、関連情報は犬の画像を取得した場所、時間などを示す。また現在の飼い主がおれば、その飼い主にその犬の関連する情報として例えば、何時から飼い出したのか、どこでその犬を取得したかなどの情報を対話で聞き出して、それら関連情報をその犬の画像と共に情報データベース１６０に記憶する。
【００９０】
ステップＳＴ９６では、所有者に上記関連情報を連絡する。この連絡時期は、速やかに連絡を行ってもよいし、用事が済んで所有者の元に帰ってから報告をしてもよい。
【００９１】
ステップＳＴ９４の判定において「ＮＯ」である場合には、処理はステップＳＴ９７に進み、ステップＳＴ９３で取得した情報を廃棄する。ここで、ステップＳＴ９３の情報の取得方法は、カメラによる画像の取得であってもよいし、送受信部による地域放送の受信によって得られた文字情報、音声情報であってもよい。例えば、書店の前をロボットが通りかかったときに、書店がローカル的な放送で広告・宣伝している書籍の新刊情報を取得してもよい。この取得情報と所望する情報との比較において作家が○○と同じであれば、その関連する情報として発行時期やタイトル、書店の場所、名前などの関連情報を併せて取得し、その関連情報を情報データベース１６０に記憶する。
【００９２】
以上のようにして、ロボット１が移動中に画像または放送の受信などで入手した情報を、以前から所有者が探していた、欲しい情報と照合させて近い情報であれば、ロボット１内に記憶することができるので、予期しない情報が得られることになる。
【００９３】
他に所望する情報例としては、指名手配の人、迷子の猫、欲しいバッグ、骨董品などが挙げられる。ロボット１の移動中に偶然得られる情報を逃さず取得できるので、ロボット１の所有者に満足感が得られる。
【００９４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自律移動ロボットによれば、複数の移動ルートのそれぞれに必要な移動コストおよび移動時間のうちの少なくとも一方に基づいて、その複数の移動ルートのうちの１つが最適な移動ルートとして決定される。これにより、ロボットの所有者の意図を反映させて移動ルートを決定することが可能になる。また、特に移動コストを重視すれば、経済的な無駄を省くことができる。その結果、ロボットの所有者にとっては非常に満足度の高い結果となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の自律移動ロボットの一例としてのロボット１の外観を示す図
【図２】ロボット１の内部構成を示す図
【図３】移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートのうちの１つを最適な移動ルートとして決定する処理の手順を示すフローチャート
【図４】地図情報を用いて移動開始地点から移動終了地点に至る複数の移動ルートを検索した結果を示す図
【図５】傾斜係数ａｉと道路の傾斜の度合いとの関係を示す図
【図６】地図データベース１５０に格納されている傾斜係数ａ１、ａ２、ａ３の一例を示す図
【図７】最適な移動ルートを決定する処理（図３）の変形例の処理の手順を示すフローチャート
【図８】エネルギー補給のために移動ルートを離れ、エネルギー補給後に再度移動ルートに戻る移動ルートを示す図
【図９】ロボット１の所有者が所望する情報をロボット１が取得する処理の手順を示すフローチャート
【図１０】ロボット１の所有者が所望する情報の一例を示す図
【符号の説明】
３０　音声入力部
４０　音声認識部
５０　処理部
１２０　動作制御部
１３０　アクチュエータ
１５０　地図データベース
１７０　移動部
【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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【図１０】
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