(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体を移動させるために、前記移動体に設けられた移動機構を駆動させる駆動機構部を制御する制御部を備えた移動制御装置であって、
前記移動体は、照射された光をターゲット部材が反射した反射光に応じて、前記ターゲット部材を原点位置とする極座標において、前記ターゲット部材に対する角度及び前記ターゲット部材までの距離を特定する計測部を備え、
前記制御部は、
前記ターゲット部材における鉛直方向の中心軸から異なる複数の距離で前記光を反射して回転する回転部で反射されて取得した点群の集合の重心位置を、前記ターゲット部材の配置位置として特定し、
前記ターゲット部材の前記配置位置に対して、予め定められた走行経路に含まれる目的位置を特定する目的位置特定処理を実行し、
前記計測部から、前記極座標における前記ターゲット部材に対する角度及び距離を取得し、前記移動体の現在位置を特定する現在位置特定処理を、前記走行経路上の目的位置に順番に到達するように、移動しながら繰り返すことにより、前記移動体を走行させることを特徴とする移動制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記移動機構から前記移動体の移動量を取得し、
前記移動量に基づいて目的位置に到達したと判定した場合、前記計測部を用いて、前記極座標における前記ターゲット部材に対する角度及び距離を計測し、
前記計測に基づいて算出された現在位置が前記目的位置に対して所定誤差範囲より大きい場合には、前記目的位置まで移動するように前記駆動機構部を駆動することを特徴とする請求項１に記載の移動制御装置。
【請求項３】
前記現在位置特定処理において、前記走行経路上の障害物を検出し、前記障害物の存在に応じて、前記走行経路を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の移動制御装置。
【請求項４】
前記目的位置特定処理において、前記制御部は、前記走行経路に含まれる目的位置を、前記ターゲット部材に対する角度及び距離を用いて特定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の移動制御装置。
【請求項５】
前記走行経路は、複数のターゲット部材の配置位置に対して定められており、
前記走行経路の途中の目標位置において、前記現在位置特定処理において用いるターゲット部材を変更することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の移動制御装置。
【請求項６】
前記ターゲット部材は、羽根部を備え、
前記制御部は、前記羽根部による反射光の点群を用いて、前記ターゲット部材に対する回転角度を算出し、
前記目的位置特定処理は、前記ターゲット部材の前記配置位置及び算出した前記回転角度に対して、予め定められた走行経路に含まれる目的位置を特定することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の移動制御装置。
【請求項７】
移動体を移動させるために、前記移動体に設けられた移動機構を駆動させる駆動機構部を制御する制御部を備えた移動制御装置を用いた移動制御方法であって、
前記移動体は、照射された光をターゲット部材が反射した反射光に応じて、前記ターゲット部材を原点位置とする極座標において、前記ターゲット部材に対する角度及び前記ターゲット部材までの距離を特定する計測部を備え、
前記制御部は、
前記ターゲット部材における鉛直方向の中心軸から異なる複数の距離で前記光を反射して回転する回転部で反射されて取得した点群の集合の重心位置を、前記ターゲット部材の配置位置として特定し、
前記ターゲット部材の前記配置位置に対して、予め定められた走行経路に含まれる目的位置を特定する目的位置特定処理を実行し、
前記計測部から、前記極座標における前記ターゲット部材に対する角度及び距離を取得し、前記移動体の現在位置を特定する現在位置特定処理を、前記走行経路上の目的位置に順番に到達するように、移動しながら繰り返すことにより、前記移動体を走行させることを特徴とする移動制御方法。
【請求項８】
移動体を移動させるために、前記移動体に設けられた移動機構を駆動させる駆動機構部を制御する制御部を備えた移動制御装置を用いた移動制御プログラムであって、
前記移動体は、照射された光をターゲット部材が反射した反射光に応じて、前記ターゲット部材を原点位置とする極座標において、前記ターゲット部材に対する角度及び前記ターゲット部材までの距離を特定する計測部を備え、
前記制御部を、
前記ターゲット部材における鉛直方向の中心軸から異なる複数の距離で前記光を反射して回転する回転部で反射されて取得した点群の集合の重心位置を、前記ターゲット部材の配置位置として特定し、
前記ターゲット部材の前記配置位置に対して、予め定められた走行経路に含まれる目的位置を特定する目的位置特定処理を実行し、
前記計測部から、前記極座標における前記ターゲット部材に対する角度及び距離を取得し、前記移動体の現在位置を特定する現在位置特定処理を、前記走行経路上の目的位置に順番に到達するように、移動しながら繰り返すことにより、前記移動体を走行させる手段として機能させることを特徴とする移動制御プログラム。
【請求項９】
計測部を備えた移動体を移動させるために、前記移動体に設けられた移動機構を駆動させる駆動機構部を制御する制御部を備え、前記制御部が、ターゲット部材の配置位置に対して、予め定められた走行経路に含まれる目的位置を特定する目的位置特定処理を実行し、前記計測部から、前記ターゲット部材を原点位置とする極座標における前記ターゲット部材に対する角度及び距離を取得し、前記移動体の現在位置を特定する現在位置特定処理
を、前記走行経路上の目的位置に順番に到達するように、移動しながら繰り返すことにより、前記移動体を走行させる移動制御装置による前記移動体の移動制御方法に用いられるターゲット部材であって、
前記制御部が、照射された光が反射されて取得した点群の集合の重心位置を、前記ターゲット部材の配置位置として特定するために、前記ターゲット部材の鉛直方向の中心軸から異なる複数の距離で前記光を反射して回転する回転部を備えたことを特徴とするターゲット部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の制御技術に係わり、詳しくは、移動に関する制御を行なう移動制御装置、移動制御方法、移動制御プログラム及び移動制御方法に用いるターゲット部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
作業現場において、掃除や搬送を行なうロボット等を導入して、作業効率を上げる試みが行なわれている。
例えば、掃除を行なう移動ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この文献に記載の移動ロボットは、運動によって変化する状態量を感知し、１つ以上の固定位置との距離をセンシングして絶対位置を計算する。そして、感知した変化する状態量及び計算された絶対位置を用いて、現在の移動ロボットの最適位置を推定し、この最適位置に応じて位置を校正する。これにより、移動誤差を少なくして、効率よくロボットを移動させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４９０８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、移動ロボットの運動によって変化する状態量が必要であり、この値の計測には誤差が含まれる。このため、この技術では、位置を校正するために、固定位置を用いている。しかしながら、作業現場においては、掃除や搬送する範囲の位置が変更される場合がある。この場合に、特許文献１の技術を適用すると、校正用の固定位置を設定し直す必要があり、掃除や搬送する範囲の変更を容易に行なえない。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされ、その目的は、移動可能範囲の設定位置を変更可能にして、移動体の移動を効率的に制御するための移動制御装置、移動制御方法、移動制御プログラム及び移動制御方法に用いるターゲット部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する移動制御装置は、移動体を移動させるために、前記移動体に設けられた移動機構を駆動させる駆動機構部を制御する制御部を備えた移動制御装置であって、前記移動体は、照射された光をターゲット部材が反射した反射光に応じて、前記ターゲット部材を原点位置とする極座標において、前記ターゲット部材に対する角度及び前記ターゲット部材までの距離を特定する計測部を備え、前記制御部は、前記ターゲット部材の配置位置に対して、予め定められた走行経路に含まれる目的位置を特定する目的位置特定処理を実行し、前記計測部から、前記極座標における前記ターゲット部材に対する角度及び距離を取得し、前記移動体の現在位置を特定する現在位置特定処理を、前記走行経路上の目的位置に順番に到達するように、移動しながら繰り返すことにより、前記移動体を走行させることを要旨とする。この構成によれば、移動体は、極座標におけるターゲット部材の角度（方向）及び位置を基準にして走行するので、ターゲットを移動させることにより、移動体の移動範囲の設定位置を容易に変更することができる。
【０００７】
上記移動制御装置において、前記制御部は、前記移動機構から前記移動量を取得し、前記移動量に基づいて目的位置に到達したと判定した場合、前記計測部を用いて、前記極座標における前記ターゲット部材に対する角度及び距離を計測し、前記計測に基づいて算出された現在位置が前記目的位置に対して所定誤差範囲より大きい場合には、前記目的位置まで移動するように前記駆動機構部を駆動することが好ましい。この構成によれば、移動機構から取得した移動量に基づいて移動体の位置を特定した後、計測部からの計測に基づいて移動体の位置を補正するので、効率的かつ的確に移動体の現在位置を特定することができる。
【０００８】
上記移動制御装置において、前記現在位置特定処理において、前記走行経路上の障害物を検出し、前記障害物の存在に応じて、前記走行経路を補正することが好ましい。この構成によれば、障害物の有無を検出し、この障害物を回避した走行経路で、移動体を移動させることができる。
【０００９】
上記移動制御装置において、前記目的位置特定処理において、前記制御部は、前記走行経路に含まれる目的位置を、前記ターゲット部材に対する角度及び距離を用いて特定することが好ましい。この構成によれば、ターゲット部材に対する角度及び距離に基づいて、移動体の位置を特定することができる。
【００１０】
上記移動制御装置において、前記走行経路は、複数のターゲット部材の配置位置に対して定められており、前記走行経路の途中の目標位置において、前記現在地特定処理において用いるターゲット部材を変更することが好ましい。この構成によれば、複数のターゲット部材を用いて、走行経路を規定するので、移動体の計測部の測定可能範囲を超えた範囲で移動体を移動させることができる。
【００１１】
上記課題を解決するターゲット部材は、照射された光の反射に応じて相対方向及び相対距離を特定する計測部を備えた移動体の移動制御方法に用いられるターゲット部材であって、柱形状の本体の外周表面に、複数の高反射素材を設けたことを要旨とする。この構成によれば、高反射素材によって反射された光の輝度と、ターゲット部材の他の部分において反射された光の輝度とを用いて、ターゲット部材の位置を把握し、ターゲット部材の基準線に対する方向（水平方向の角度）を特定することができる。
【００１２】
上記課題を解決するターゲット部材は、照射された光の反射に応じて相対方向及び相対距離を特定する計測部を備えた移動体の移動制御方法に用いられるターゲット部材であって、本体の固定部に対して、前記本体の中心軸を中心として回転する回転部を備え、前記回転部には、水平方向に突出した羽根部材が形成されており、前記固定部には、前記ターゲット部材の角度を特定する構成が設けられていることを要旨とする。この構成によれば、回転している回転部により、ターゲット部材の位置を把握し、固定部により、ターゲット部材の基準線に対する方向（水平方向の角度）を特定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、移動可能範囲の設定位置を変更可能にして、移動体の移動を効率的に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態における移動制御方法に用いる台車及びターゲット部材を説明するための説明図。
【図２】本発明の実施形態における台車の構成を説明する説明図であり、（ａ）は台車の斜視図、（ｂ）は、台車に取り付けられた計測部を説明する説明図。
【図３】本発明の実施形態におけるコントローラの内部構成を説明するブロック図。
【図４】本発明の実施形態におけるターゲット部材を説明する図であり、（ａ）はターゲット部材の外観斜視図、（ｂ）はターゲット部材の位置を算出するための説明する説明図。
【図５】本発明の実施形態における移動制御処理の処理手順を説明する流れ図。
【図６】本発明の実施形態における処理手順を説明する流れ図であり、（ａ）はターゲット認識処理、（ｂ）はルート補正処理。
【図７】本発明の変更例における台車のルートを説明する説明図であり、（ａ）は障害物がない場合、（ｂ）は障害物がある場合を示す。
【図８】本発明の変更例における台車のルートを説明する説明図。
【図９】本発明の変更例におけるターゲット部材を説明する図であり、（ａ）はターゲットの外観斜視図、（ｂ）は台車の計測部で測定されたターゲットの位置を説明する説明図、（ｃ）はターゲット認識処理の処理手順を説明する流れ図。
【図１０】本発明の変更例における２つの台車を用いた移動制御方法の処理手順を説明する流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１〜図７を用いて、移動制御装置、移動制御方法、移動制御プログラム及び移動制御方法に用いるターゲット部材を具体化した一実施形態について説明する。本実施形態では、工事現場において、移動対象エリアの床を掃除する場合に適用する。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態においては、移動体としての台車２０と、移動可能なターゲット部材４０とを用いる。本実施形態では、台車２０は、移動対象エリア５０内を二点鎖線で示すように、四角螺旋形状で移動する。この移動対象エリア５０は、台車２０に搭載された後述する計測部２４が、中央に配置したターゲット部材４０との距離を測定できる大きさで設定されている。
【００１７】
まず、図２及び図３を用いて、台車２０の構成について説明する。
図２（ａ）に示すように、台車２０は、搬送する物等を載置するベース部２１を備えている。ベース部２１は、複数の車輪（移動機構）が取り付けられた四角い板部材である。本実施形態では、ベース部２１の中央には、上面と下面とを貫通する貫通孔２１ａが形成されている。なお、車輪としては、全方向に移動可能な車輪を用いる。
【００１８】
台車２０には、円柱体の支持部２２、計測部２４、清掃モジュール２６、コントローラ３０、駆動機構部３５及びエンコーダ部３７が設けられている。
支持部２２は、ベース部２１の１つのコーナ付近に立設されている。この支持部２２の上部には、計測部２４が取り付けられている。計測部２４は、１以上のレーザレンジファインダ（以下、ＬＲＦ）を有している。本実施形態では、計測部２４は、２つのＬＲＦ２４ａ，２４ｂを用いて構成されている。ＬＲＦ２４ａ，２４ｂは、空間の物理的な形状データを出力することができる走査型の光波距離計であり、単色光としてのレーザ光を照射する照射部と、レーザ光の反射光を受光する受光部とを備えている。
【００１９】
図２（ｂ）に示すように、本実施形態のＬＲＦ２４ａ（２４ｂ）は、±１３５度の扇状の走査範囲Ｒａ（Ｒｂ）を有する。そして、この走査範囲Ｒａ（Ｒｂ）内に存在する物体で反射されて戻ってきたレーザを検出する。更に、本実施形態では、ＬＲＦ２４ａの走査範囲Ｒａと、ＬＲＦ２４ｂの走査範囲Ｒｂとが１８０度ずれるようにしてＬＲＦ２４ａ，２４ｂを配置する。
【００２０】
そして、ＬＲＦ２４ａ，２４ｂは、照射部から所定の走査範囲でレーザ光を照射し、受光部において、この走査範囲Ｒａ，Ｒｂ内に存在する物体での反射光を検出する。ＬＲＦ２４ａ，２４ｂは、反射輝度、レーザ（反射波）の検出角度、及びレーザの照射から受光までの所要時間（伝播時間）を計測する。そして、反射輝度、レーザの検出角度及び伝播時間により、物体との配置角度及び距離（測定距離）を検出する。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、ベース部２１には、清掃モジュール２６が載置されている。この清掃モジュール２６は、台車２０の貫通孔２１ａを介して、着脱可能に取り付けられる掃除機である。清掃モジュール２６は、バキューム機２７と集塵箱２８とを備えている。集塵箱２８は、バキューム機２７により吸引された塵を収容する。バキューム機２７は、台車２０の移動開始に応じて吸引を開始し、台車２０の移動停止に応じて吸引を停止する。バキューム機２７は、ノズル２７ａを介して、吸引口２７ｐに接続されている。吸引口２７ｐは、ベース部２１の貫通孔２１ａに挿通されて、床面に接する位置に配置される。
【００２２】
コントローラ３０は、計測部２４、エンコーダ部３７及び駆動機構部３５に接続されている。コントローラ３０は、計測部２４やエンコーダ部３７からの出力信号を用いて、移動制御処理を実行する。このコントローラ３０の詳細については、後述する。
【００２３】
駆動機構部３５は、車輪の向きや回転を制御して、台車２０を所定方向に移動させる。
エンコーダ部３７は、台車２０の移動方向を検出する慣性計測ユニットと、車輪の回転量を測定する距離計測ユニットとを備えている。
【００２４】
次に、図３を用いて、台車２０の移動を制御するコントローラ３０について説明する。
コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる制御部３１、経路パターン記憶部３２及び走行経路データ記憶部３３を備えている。制御部３１は、移動制御プログラムを実行することにより、経路記録部３１０、位置検出部３１１、経路生成部３１２、駆動制御部３１５及び出力部３１６として機能する。更に、制御部３１は、図示しない開始ボタンからの指示を取得する。
【００２５】
経路記録部３１０は、コントローラ３０に接続された外部のコンピュータ端末からの操作に応じて、経路パターンを取得する。更に、経路記録部３１０は、取得した経路パターンを極座標系（本実施形態では円座標系）に変換して経路パターン記憶部３２に記録する。ここで、極座標系は、各点の座標を、水平面内において、ターゲット部材４０の中心軸を原点として、予め定めた基準線（座標軸）からの角度（平面における角度）と、ターゲット部材４０の中心からの距離とで表した座標系である。
【００２６】
位置検出部３１１は、計測部２４からの出力信号に基づいて、ターゲット部材４０に対する台車２０の現在位置を検出する。更に、位置検出部３１１は、エンコーダ部３７からの出力信号に基づいて、台車２０の現在位置を検出する。また、この位置検出部３１１は、計測部２４からの信号に応じて周囲に障害物があるか否かを判断し、障害物があった場合には、その障害物の位置を特定する。
【００２７】
経路生成部３１２は、経路パターンを用いて走行経路を生成して、走行経路データ記憶部３３に記憶する。この場合、経路生成部３１２は、位置検出部３１１において検出したターゲット部材４０や障害物の位置に応じて、走行経路データ記憶部３３に記憶された経路データを更新する。
【００２８】
駆動制御部３１５は、走行経路データ記憶部３３に記憶された走行経路に従って駆動機構部３５を制御する。更に、駆動制御部３１５は、位置検出部３１１において検出した台車２０の位置が目的位置に到達しているかどうかを判定する。そして、目的地に到達していないと判定した場合、目的位置に移動するように駆動機構部３５を制御する。
【００２９】
出力部３１６は、コントローラ３０に接続された外部のコンピュータ端末からの操作に応じて、走行経路データ記憶部３３に記憶したデータをコンピュータ端末に出力する処理を実行する。
【００３０】
経路パターン記憶部３２は、台車２０を走行させる経路パターンに関するデータが記憶されている。経路パターンは、移動対象エリアを台車２０が移動する経路の雛形（例えば、四角螺旋形状や矩形波形状のパターン）である。この経路パターンデータには、移動対象エリア内における全体経路の概略と、経路上で方向変換する各位置（目的位置）の順番と、目的位置の座標（移動対象エリアの中心に対する各目的位置の方向と距離）とに関するデータが含まれる。
【００３１】
走行経路データ記憶部３３は、台車２０の移動に使用する経路に関するデータが記憶されている。この走行経路データは、コントローラ３０に電源が投入された場合に、経路パターン記憶部３２から取得した経路パターンと、位置検出部３１１からの障害物の位置に基づいて作成される。更に、台車２０の移動時に、新たに検出した障害物の位置に応じて更新される。走行経路データには、目的位置識別子及び目的位置に関するデータが含まれる。
【００３２】
目的位置識別子データ領域には、経路上において方向変換する目的位置を特定する識別子に関するデータが記録される。本実施形態では、ルート上を走行する際の順番を目的位置識別子として用いる。
目的位置データ領域には、この目的位置の角座標に関するデータが記録される。
【００３３】
次に、図４を用いて、ターゲット部材４０について説明する。
図４（ａ）に示すように、ターゲット部材４０は、台座４５上に、半径ｘ１の円柱体形状の本体４１が一体形成されている。本体４１の外周の一部には、複数（ここでは２つ）の高反射素材４２が貼付されている。本実施形態では、２つの高反射素材４２は、本体４１の中心ｃ１に対して回転非対称（３６０度回転した以外は同じ形にならない形）となるように、距離Ｄ１（円弧の内角が９０度未満の間隔）を置いて配置される。高反射素材４２は、例えば、アルミニウムのシート等、レーザ光の反射率が高い材料で構成されている。更に、高反射素材４２は、ＬＲＦ２４ａ，２４ｂによって照射されるレーザ光Ｌａ，Ｌｂに対応する高さに配置されている。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、ＬＲＦ２４ａ，２４ｂのレーザ光Ｌａ，Ｌｂが照射された場合、その反射光の方向及び距離に応じた点群データとして円周上にマッピングされる。ここでは、点を丸で示しており、高輝度の点は白丸で示している。そして、高反射素材４２で反射した高輝度の点は、高反射素材４２の間隔Ｄ１離れた位置の外周上に配置される。
【００３５】
次に、図５〜図７を用いて、上述した台車２０及びターゲット部材４０を用いた移動制御処理について説明する。ここでは、水平面において、ターゲット部材４０の一方の高反射素材４２の中心とターゲット部材４０の中心ｃ１とを含む垂直面が横切る方向を座標軸として、「０度」とする。
【００３６】
まず、コントローラ３０の制御部３１は、走行経路の設定処理を実行する（ステップＳ１−１）。具体的には、制御部３１の経路生成部３１２は、経路パターン記憶部３２に記憶された経路パターンを取得する。
【００３７】
次に、コントローラ３０の制御部３１は、ターゲットを中心とした角座標系への変換処理を実行する（ステップＳ１−２）。具体的には、制御部３１の経路生成部３１２は、取得した経路パターンの各目的位置を、移動対象エリアの中心に対する座標（角度及び距離）に変換する。そして、経路生成部３１２は、走行経路上を移動する順番（目的位置識別子）に目的位置の座標を関連付けた走行経路を生成し、走行経路データ記憶部３３に記録する。
【００３８】
その後、使用者は、台車２０をターゲット部材４０の近傍に配置する。そして、使用者は、台車２０の開始ボタンを押す。
この場合、コントローラ３０の制御部３１は、走行動作の開始処理を実行する（ステップＳ１−３）。具体的には、制御部３１は、開始ボタンの押下を検知する。更に、この場合、清掃モジュール２６のバキューム機２７は、吸引動作を開始する。
【００３９】
次に、コントローラ３０の制御部３１は、ターゲット認識処理を実行する（ステップＳ１−４）。この処理の詳細については、後述する。
そして、以下の処理を、最初の目的位置（初期位置）から最後の目的位置まで繰り返す。
【００４０】
まず、コントローラ３０の制御部３１は、目的位置までのベクトル計算処理を実行する（ステップＳ１−５）。具体的には、制御部３１の駆動制御部３１５は、次の目的地の座標を走行経路データ記憶部３３から取得する。そして、駆動制御部３１５は、取得した目的地の座標と現在地の座標とを比較し、目的地に到達するための移動方向（ベクトルの向き）及び移動距離（ベクトル大きさ）を計算する。
【００４１】
次に、コントローラ３０の制御部３１は、目的位置までの移動処理を実行する（ステップＳ１−６）。具体的には、制御部３１の駆動制御部３１５は、計算した移動方向に応じて車輪の向きを制御し、移動距離に応じた車輪の回転を制御する信号を生成し、駆動機構部３５に出力する。駆動機構部３５は、この信号に基づいて車輪を制御し、台車２０を移動させる。この場合、エンコーダ部３７は、台車２０の移動方向及び車輪の回転量を計測し、この計測結果を位置検出部３１１に供給する。
【００４２】
そして、コントローラ３０の制御部３１は、エンコーダ部による相対位置認識処理を実行する（ステップＳ１−７）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、エンコーダ部３７からの車輪の回転量を取得する。位置検出部３１１は、取得した回転量に基づいて移動距離を算出する。更に、車輪の向きに基づいて、移動後の相対位置を特定する。
【００４３】
次に、コントローラ３０の制御部３１は、ターゲット認識処理を実行する（ステップＳ１−８）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、計測部２４から取得した現在位置の座標を特定する。この処理の詳細については、後述する。
【００４４】
そして、コントローラ３０の制御部３１は、誤差が所定範囲内か否かの判定処理を実行する（ステップＳ１−９）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、走行経路において目的位置の座標と、ターゲット認識処理で特定した現在位置の座標とを比較する。そして、両者のずれと、予め定められた許容誤差とを比較して、所定範囲内か否かを判定する。
【００４５】
ここで、ターゲット認識処理で特定した現在位置（座標）と、走行経路における目的位置（座標）との誤差が所定範囲外と判定した場合（ステップＳ１−９において「ＮＯ」の場合）には、コントローラ３０の制御部３１は、ステップＳ１−５以降の処理を繰り返して実行する。この場合、制御部３１は、現在の目的位置に対して、ステップＳ１−５以降の処理を実行する。
【００４６】
一方、現在位置の座標と目的位置の座標との誤差が所定範囲内と判定した場合（ステップＳ１−９において「ＹＥＳ」の場合）には、コントローラ３０の制御部３１は、この目的位置についての処理を終了する。そして、制御部３１は、現在の目的位置の目的位置識別子から、次の目的位置を新たな目的位置として特定する。そして、特定した次の目的位置に対して、制御部３１は、ステップＳ１−５以降の処理を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ１−５〜Ｓ１−９の処理を、走行経路の最後の目的位置まで実行した場合、コントローラ３０の制御部３１は、移動を停止する。これに応じて、清掃モジュール２６のバキューム機２７は、吸引を停止する。
【００４８】
そして、コントローラ３０の制御部３１は、走行経路の出力処理を実行する（ステップＳ１−１０）。具体的には、制御部３１の出力部３１６を、コンピュータ端末に接続させる。そして、コンピュータ端末における操作により、出力部３１６は、走行経路データ記憶部３３に記憶した走行経路データをコンピュータ端末に出力する。出力部３１６は、出力した走行経路データを、走行経路データ記憶部３３から削除する。
【００４９】
＜ターゲット認識処理＞
次に、図６（ａ）を用いて、ステップＳ１−４，Ｓ１−８のターゲット認識処理について説明する。
【００５０】
まず、制御部３１は、点群データの取得処理を実行する（ステップＳ２−１）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、計測部２４のＬＲＦ２４ａ，２４ｂから計測された各点の方向及び距離と輝度とを取得する。位置検出部３１１は、取得した反射光に基づく方向及び距離に応じた点をプロットした点群マップを生成する。
【００５１】
次に、制御部３１は、閾値以上の輝度の点群の仕分け処理を実行する（ステップＳ２−２）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、各点の輝度に基づいて、統計値（例えば中央値）を算出し、統計値に基づいて各点の輝度を２つに分ける閾値を算出する。そして、位置検出部３１１は、各点について、算出した閾値以上の高い輝度の点であるか否かを判定し、各点に対して、判定した高輝度又は低輝度を関連付ける。
【００５２】
次に、制御部３１は、高輝度点群の集合の特定処理を実行する（ステップＳ２−３）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、高輝度が関連付けられた点を、生成した点群マップにおいて特定する。これにより、ターゲット部材４０の配置位置を特定することができる。
【００５３】
次に、制御部３１は、高輝度点群の集合間の距離から角度の計算処理を実行する（ステップＳ２−４）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、ターゲット部材４０上で、特定された高輝度の点群を、２つの集合に分ける。そして、位置検出部３１１は、２つの集合の中心位置を特定し、この中心間距離を算出する。この中心間距離と、距離Ｄ１との比較結果に応じて、台車２０の位置に対する高反射素材４２の向き（水平方向の角度）を算出する。なお、中心間距離と距離Ｄ１とを用いる代わりに、高反射素材４２の幅を用いて、高反射素材４２の向きを算出してもよい。この場合、制御部３１の位置検出部３１１は、２つの高輝度の点群の位置と、各高反射素材４２の幅との比較結果に応じて、高反射素材４２の向きを算出する。
【００５４】
次に、制御部３１は、ターゲット点群全体からの円の中心計算処理を実行する（ステップＳ２−５）。具体的には、制御部３１は、特定した２つの集合間の角度と、半径ｘ１に基づいて、円（ターゲット部材４０）の中心ｃ１の位置を算出する。
【００５５】
次に、制御部３１は、自己位置認識処理を実行する（ステップＳ２−６）。具体的には、制御部３１は、ターゲット部材４０（円）の中心ｃ１の位置と、高輝度の２つの集合の一方の中心位置とから基準線を特定し、この基準線とターゲット部材４０の中心ｃ１の位置とから、台車２０の現在位置の方向及び距離を特定する。
【００５６】
そして、制御部３１は、ルート補正処理を実行する（ステップＳ２−７）。このルート補正処理においては、経路上で検知した障害物に基づいて、走行経路を補正する。この処理を以下で説明する。
【００５７】
＜ルート補正処理＞
図６（ｂ）を用いて、ルート補正処理を説明する。
ここでは、制御部３１の経路生成部３１２は、経路上に障害物があるか否かの判定処理を実行する（ステップＳ３−１）。具体的には、経路生成部３１２は、ステップＳ２−１において生成した点群マップにおいて、障害物の位置及び距離を特定する。更に、経路生成部３１２は、走行経路データ記憶部３３に記憶されている経路に対して台車２０の幅を考慮した通過面を特定する。この通過面内に、所定数以上の点群が存在している場合には、経路生成部３１２は、障害物が存在すると判定する。
【００５８】
ここで、障害物は存在しないと判定した場合（ステップＳ３−１において「ＮＯ」の場合）、制御部３１の経路生成部３１２は、ルート補正処理を終了する。
一方、障害物が存在すると判定した場合（ステップＳ３−１において「ＹＥＳ」の場合）、制御部３１の経路生成部３１２は、迂回経路の特定処理を実行する（ステップＳ３−２）。具体的には、経路生成部３１２は、通過面に障害物がかからない迂回経路を生成する。
【００５９】
そして、制御部３１の経路生成部３１２は、移動予定経路の更新処理を実行する（ステップＳ３−３）。具体的には、経路生成部３１２は、生成した迂回経路を他の部分と接続するような経路を生成し、この経路を新たな走行経路として走行経路データ記憶部３３に記憶する。
【００６０】
＜掃除を行なう場合の具体例＞
図７（ａ）を用いて、四角螺旋形状の経路パターンによって掃除を行なう場合についての具体例について説明する。
【００６１】
まず、掃除を行なう範囲（移動対象エリア５０）の中心に、ターゲット部材４０を配置する。次に、台車２０を配置し、開始ボタンを押す。
これにより、台車２０の制御部３１は、ターゲット部材４０との距離を計測し、台車２０を最初の目的位置（図７（ａ）の×で示す目的位置Ｚ１）に移動する。そして、制御部３１は、進行方向を変更する位置を順次、目的位置（図７（ａ）の目的位置Ｚ２，Ｚ３，…）として、上述したステップＳ１−５〜Ｓ１−９の処理を実行する。
【００６２】
図７（ｂ）に示すように、ターゲット認識処理（ステップＳ１−８）において、障害物Ｂ１や壁５１の存在を検出した場合には、制御部３１は、その障害物の手前を通過する迂回経路Ｒ１を生成する。そして、制御部３１は、この迂回経路に従って台車２０を走行させる。
【００６３】
本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態では、台車２０を走行させるために、移動可能なターゲット部材４０を用いる。台車２０のコントローラ３０の制御部３１は、特定した走行経路について、ターゲットを中心とした角座標系への変換処理（ステップＳ１−２）を実行し、開始後にターゲット認識処理を実行する（ステップＳ１−４）。そして、制御部３１は、特定した走行経路における各目的位置について、ターゲット認識処理（ステップＳ１−８）を実行し、その目的位置に到達するように、台車２０の駆動機構部３５を制御する。ターゲット認識処理において、制御部３１は、ターゲット部材４０によって反射した光を受光した計測部２４の出力信号に基づいて、ターゲット部材４０の方向（座標軸に対する角度）及び距離を特定する。これにより、ターゲット部材４０の配置に基づいて、台車２０の絶対的な位置を把握することができるので、ターゲット部材４０を移動させることにより、台車２０の移動範囲の設定位置を容易に変更することができる。
【００６４】
（２）本実施形態では、目的位置に到達するように台車２０の駆動機構部３５を制御する場合、台車２０のコントローラ３０の制御部３１は、特定した走行経路における各目的位置について、エンコーダによる相対位置認識、ターゲット認識処理（ステップＳ１−７，Ｓ１−８）を実行する。そして、誤差が所定範囲より大きい場合（ステップＳ１−９において「ＮＯ」の場合）には、現在の目的位置に到達するように駆動機構部３５を駆動し、誤差が所定範囲以内の場合（ステップＳ１−９において「ＹＥＳ」の場合）には、次の目的位置に到達するように駆動機構部３５を制御する。これにより、駆動機構部３５から取得した移動量、計測部２４からの計測に基づいて、効率的かつ的確に台車２０の現在位置を特定することができる。
【００６５】
（３）本実施形態では、台車２０のコントローラ３０の制御部３１は、ターゲット認識処理において、自己位置認識（ステップＳ２−６）を実行し、ルート補正処理（ステップＳ２−７）を実行する。このルート補正処理において、制御部３１は、経路上に障害物がある場合（ステップＳ３−１において「ＹＥＳ」の場合）、迂回経路の特定処理（ステップＳ３−２）及び移動予定経路の更新処理（ステップＳ３−３）を実行する。これにより、障害物に衝突しないように迂回経路を生成することができる。
【００６６】
（４）本実施形態では、円柱体の本体４１と、その円周上に設けられた高反射素材４２とを備えたターゲット部材４０を用いる。高反射素材４２は、９０度よりも少ない間隔で設けられている。このターゲット部材４０を用いることにより、台車２０の計測部２４は、輝度の相違から、ターゲット部材４０の中心ｃ１及び高反射素材４２の位置を特定する。これにより、台車２０の現在位置を、効率よく特定することができる。
【００６７】
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態においては、台車２０のコントローラ３０の制御部３１は、１つのターゲット部材４０を用いて、予め定められた走行経路に従って台車２０が走行するように制御した。これに代えて、制御部３１は、複数のターゲット部材４０を用いて、走行経路上を走行させるように台車２０を制御してもよい。
【００６８】
図８に示すように、例えば、ターゲット部材４６，４７，４８を用いる。これらターゲット部材４６〜４８は、上記実施形態のターゲット部材４０と同じ構成を用いることが可能である。なお、後述する他の形態のターゲット部材を用いることも可能である。
【００６９】
コントローラ３０の制御部３１は、ターゲット部材４６〜４８の相対位置を用いて、初期位置から、複数の中継位置を経て最終位置に到達し、その逆を走行する走行経路を生成する。この場合も、台車２０のコントローラ３０は、台車２０の方向を変換する目的位置（Ｐ１，Ｐ２，…，Ｐ７）についてステップＳ１−５〜Ｓ１−９を行なう移動制御処理を実行する。これにより、複数のターゲット部材４６〜４８を用いて台車２０を移動させることができる。従って、台車２０の計測部２４が計測可能な範囲よりも広い範囲を、台車２０の移動対象範囲とすることができる。そして、ターゲット部材４６〜４８の位置を変更することにより、台車２０が移動する移動対象範囲の設定位置を容易に変更することができる。
【００７０】
・上記実施形態においては、複数の高反射素材４２が貼られたターゲット部材４０を用いた。ターゲットの構成は、ターゲットの位置（中心位置）と、台車２０に対するターゲットの方向（角度）とを特定できる構成であれば、これに限定されない。例えば、図９（ａ）に示すように、円柱体の下部が固定された固定部６１と、上部が回転する回転部６２とを備えたターゲット部材６０を用いてもよい。具体的には、このターゲット部材６０は、台座部６５の上に立設された円柱体形状の本体を備えている。本体の下部には、２つの羽根部６１ａ、６１ｂが突出形成された固定部６１が形成されている。これら羽根部６１ａ、６１ｂは、ターゲット部材６０の本体の中心ｃ２に対して、回転非対称となるように、所定の角度（例えば９０度）を成す位置に配置されている。更に、この固定部６１の本体内には、本体の上部に設けられた回転部６２を回転させる回転機構が収納されている。この回転機構は、所定角速度（例えば１秒間に１周）で、回転部６２を回転させる。
【００７１】
本体の回転部６２には、同じ板形状の羽根部６２ａ，６２ｂが突出形成されている。これら羽根部６２ａ，６２ｂは、羽根部材として機能し、相対向する方向に（１８０度をなすように）設けられている。各羽根部６２ａ，６２ｂは、円柱体の中心ｃ２から端部までが長さｘ２で形成されている。更に、このターゲット部材６０を用いる場合には、台車２０には、２組のＬＲＦ２４ａ，２４ｂが取り付けられる。具体的には、１組（下側）のＬＲＦ２４ａ，２４ｂのレーザ光Ｌａ，Ｌｂが固定部６１に照射する高さで台車２０の支持部２２に設けられ、もう１組（上側）のＬＲＦ２４ａ，２４ｂのレーザ光Ｌａ，Ｌｂが回転部６２に照射する高さで台車２０の支持部２２に設けられている。なお、この場合、ＬＲＦ２４ａ，２４ｂは、受光したレーザの輝度を計測しない。
【００７２】
このような構成のターゲットを用いる場合、コントローラ３０の制御部３１は、図９（ｃ）に示すターゲット認識処理を実行する。
このターゲット認識処理において、図９（ｃ）に示すように、まず、制御部３１は、回転部ＬＲＦの点群データの取得処理を実行する（ステップＳ４−１）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、上側の１組のＬＲＦ２４ａ，ＬＲＦ２４ｂから計測値データ（方向及び距離が関連付けられたデータ）を取得する。
【００７３】
次に、制御部３１は、所定期間の点群データのまとめ処理を実行する（ステップＳ４−２）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、メモリから、所定期間分（例えば１秒分）の計測値データをまとめて取得する。
【００７４】
次に、制御部３１は、順番に応じた点群の集合の抽出処理を実行する（ステップＳ４−３）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、まとめた計測値データ（方向及び位置）を用いて点群マップを生成する。この場合、計測順番に応じて点群マップを生成する。
【００７５】
そして、制御部３１は、幅・奥行ともに所定範囲であるか否かの判定処理を実行する（ステップＳ４−４）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、生成された点群マップの広がりが、ターゲット部材６０の回転部６２の長さｘ２に対して所定範囲内（例えば±２０％以内）であれば、幅及び奥行ともに所定範囲内と判定する。
【００７６】
この場合、点群マップの広がりが所定範囲を超えていると判定した場合（ステップＳ４−４において「ＮＯ」の場合）、制御部３１の位置検出部３１１は、この処理対象の点群マップの次の所定期間で計測した点群データを用いて、ステップＳ４−３以降の処理を実行する。
【００７７】
一方、点群マップの広がりが所定範囲内と判定した場合（ステップＳ４−４において「ＹＥＳ」の場合）、制御部３１は、集合の重心の計算処理を実行する（ステップＳ４−５）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、この点群マップにおける点の集合の重心位置を計算し、図９（ｂ）に示すように、ターゲット部材６０の中心ｃ２と特定する。
【００７８】
次に、制御部３１は、固定部ＬＲＦの点群データの取得処理を実行する（ステップＳ４−６）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、下側の１組のＬＲＦ２４ａ，ＬＲＦ２４ｂが取得した計測値データ（方向及び距離が関連付けられたデータ）を取得する。
【００７９】
そして、制御部３１は、ターゲット周辺の点群の抽出処理を実行する（ステップＳ４−７）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、ステップＳ４−５において特定した重心位置（ターゲット部材６０の中心ｃ２）の周囲において、ステップＳ４−６において取得した計測値データ（方向及び距離が関連付けられたデータ）をプロットして点群マップを生成する。
【００８０】
次に、制御部３１は、形状の特徴から角度の計算処理を実行する（ステップＳ４−８）。具体的には、制御部３１の位置検出部３１１は、ステップＳ４−７において生成した点群マップにおいて、ターゲット部材６０の固定部６１の羽根部６１ａ，６１ｂの形状（長さ及び角度）と同じ形状となる向き（中心ｃ２を中心とした回転角度）を特定する。
【００８１】
そして、制御部３１は、ステップＳ２−６と同様に、自己位置認識処理を実行する（ステップＳ４−９）。更に、制御部３１は、ステップＳ２−７と同様に、ルート補正処理を実行する（ステップＳ４−１０）。
このようにターゲット部材６０を用いることにより、ＬＲＦ２４ａ，２４ｂにおいて、輝度を計測することなく、ターゲット部材６０の位置や角度を特定することができる。
また、ターゲット部材６０の固定部６１に、羽根部６１ａ，６１ｂを設ける代わりに、角度を特定する構成として、高反射素材を設けてもよい。具体的には、ターゲット部材６０の固定部６１に、２つの羽根部６１ａ，６１ｂを形成する代わりに、高反射素材を貼付する。この場合、台車２０の計測部２４として、受光したレーザ光の輝度も計測可能なＬＲＦ２４ａ，２４ｂを用いる。そして、制御部３１は、測定した反射光の検出に基づいて、高輝度の点群の分布から高反射素材の位置を特定し、この高反射素材の位置から、ターゲット部材６０の配置位置の角度を特定する。この場合には、ターゲット部材６０の固定部６１に羽根部６１ａ，６１ｂを設ける必要がない。
更に、このターゲット部材６０の上下の構成を入れ替えて、上部を固定部６１とし、下部を回転部６２としてもよい。
【００８２】
・上記実施形態においては、移動体としての台車２０が、固定されたターゲット部材４０に基づいて移動制御処理を行なった。これに代えて、ターゲット部材４０を移動させるようにしてもよい。この場合にはターゲットを載置した２台の台車（７０，８０）を用いる。
【００８３】
例えば、図１０に示すように、第１移動体としての第１台車７０と、第２移動体としての第２台車８０を用いる。この場合、各台車（７０，８０）は、上述した台車２０と同様の構成を有している。更に、各台車（７０，８０）には、それぞれ複数の高反射素材４２が貼付されているターゲット部材４０が設けられている。例えば、ターゲット部材４０として、支持部２２において、第１台車７０では計測部２４の上に高反射素材４２が貼付され、第２台車８０では計測部２４の下に高反射素材４２が貼付されている。そして、第１台車７０の計測部２４からのレーザ光Ｌａ，Ｌｂが第２台車８０の高反射素材４２に対向するように、第２台車８０の計測部２４からのレーザ光Ｌａ，Ｌｂが第１台車７０の高反射素材４２に対向するように構成されている。なお、各台車（７０，８０）のターゲット部材４０を支持部２２とは別体で構成することも可能である。この場合、各台車（７０，８０）の高反射素材４２の距離Ｄ１を変更して識別できるようにしておく。
【００８４】
更に、各台車（７０，８０）のコントローラ３０には、他の台車と通信を行なう通信部を設ける。更に、第１台車７０及び第２台車８０の経路パターン記憶部３２には、移動制御処理に用いる経路パターン情報を記憶させておく。この場合、移動制限処理に利用する経路パターンの順番や、利用回数等を記録させておく。そして、各台車（７０，８０）のコントローラ３０の制御部３１は、移動制御処理を実行する場合、経路パターン記憶部３２に記録された経路パターンを順次、呼び出す。
【００８５】
そして、第２台車８０を移動可能範囲の中央に配置し、その周囲に第１台車７０を配置する。
その後、第１台車７０のコントローラ３０は、第２台車８０をターゲットとして第１台車の移動制御処理を実行する（ステップＳ５−１）。具体的には、コントローラ３０の制御部３１は、上記実施形態と同様の移動制御処理を実行する。
【００８６】
その後、第１台車７０の移動制御処理が終了した場合、第１台車７０のコントローラ３０は、第２台車８０に対して、第１台車７０の移動終了を通知する処理を実行する（ステップＳ５−２）。
【００８７】
この場合、第２台車８０のコントローラ３０は、第１台車をターゲットとして第２台車の移動制御処理を実行する（ステップＳ６−１）。ここでは、第２台車８０のコントローラ３０は、最初の走行に用いる経路パターンを、経路パターン記憶部３２から呼び出し、移動制御処理に用いる。
【００８８】
そして、移動制御処理が終了した場合、第２台車８０のコントローラ３０は、第１台車７０に対して、第２台車８０の移動終了を通知する処理を実行する（ステップＳ６−２）。
【００８９】
この場合、第１台車７０のコントローラ３０は、ステップＳ５−１と同様に、第２台車をターゲットとして第１台車の移動制御処理を実行する（ステップＳ７−１）。ここでは、第１台車７０のコントローラ３０は、２回目の走行に用いる経路パターンを、経路パターン記憶部３２から呼び出し、移動制御処理に用いる。そして、移動制御処理が終了した場合、第１台車７０のコントローラ３０は、第２台車８０に対して、第１台車７０の移動終了を通知する処理を実行する（ステップＳ７−２）。
【００９０】
第１台車から通知を受信した第２台車８０のコントローラ３０は、ステップＳ６−１と同様に、第１台車をターゲットとして第２台車の移動制御処理を実行する（ステップＳ８−１）。このように、第１台車７０及び第２台車８０は、経路パターン記憶部３２に記録されている経路パターン情報を用いて、予め定められた順番や回数を終了するまで、交互に移動制御処理を繰り返す。
従って、第１台車７０及び第２台車８０を交互に用いることにより、移動しないターゲット部材４０を用いる場合に比べて、自由度の高い移動制御処理を行なうことができる。
【００９１】
・上記実施形態の移動制御処理においては、台車２０の制御部３１は、走行経路の目的位置をターゲット中心とした角座標系への変換処理を実行した（ステップＳ１−２）。目的位置を予め角座標系で示した経路パターンを記憶し、移動制御処理において角座標系への変換処理を省略してもよい。
【００９２】
・上記実施形態においては、台車２０に清掃モジュール２６を搭載し、清掃モジュール２６のバキューム機２７の吸引動作によって、移動対象範囲内を清掃した。台車２０に搭載されるモジュールは、清掃モジュール２６に限定されない。例えば、台車２０で搬送を行なうための着脱可能な搬送モジュールを搭載してもよい。更に、作業を行なうモジュールを搭載した移動体の移動制御方法に用いることができる。
【符号の説明】
【００９３】
２０…台車、２１…ベース部、２１ａ…貫通孔、２２…支持部、２４…計測部、２４ａ，２４ｂ…ＬＲＦ（レーザレンジファインダ）、２６…清掃モジュール、２７…バキューム機、２７ａ…ノズル、２７ｐ…吸引口、２８…集塵箱、３０…コントローラ、３１…制御部、３２…経路パターン記憶部、３３…走行経路データ記憶部、３５…駆動機構部、３７…エンコーダ部、４０，４６，４７，４８，６０…ターゲット部材、４１…本体、４２…高反射素材、４５，６５…台座、５０…移動対象エリア、５１…壁、６１…固定部、６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ…羽根部、６２…回転部、７０…第１台車、８０…第２台車、３１０…経路記録部、３１１…位置検出部、３１２…経路生成部、３１５…駆動制御部、３１６…出力部。
【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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