(57)【要約】【課題】  人手による経由点の設定を要することなく、広範な領域を自律的に移動可能な自律移動装置を提供することにある。【解決手段】  自律移動装置１は、走行部である機体変位部１４を有し、環境に応じて自律的に移動可であって、移動経路の終点位置（Ｇ）が入力される情報入力部１１、環境内に存在する物体を計測する環境認識部１２を備え、環境認識部１２より得られる計測データに基づき目印物体Ｔｋを抽出し、抽出された目印物体Ｔｋの周囲を周回及び／又は、目印物体Ｔｋと所定の間隔にて通過可能な移動経路上の経由点候補ＷＰｋ，ｐを抽出すると共に、これら経由点候補ＷＰｋ，ｐと入力される終点位置（Ｇ）とを接続する移動経路を生成する演算部１３を備える。【選択図】  図１
2016081404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行部である機体変位部を有し、環境に応じて自律的に移動可能な自律移動装置であって、
移動経路の終点位置が入力される情報入力部と、
前記環境内に存在する物体を計測する環境認識部と、
前記環境認識部より得られる計測データに基づき目印物体を抽出し、前記抽出された目印物体の周囲を周回及び／又は、前記目印物体と所定の間隔にて通過可能な移動経路上の経由点候補を抽出すると共に、当該経由点候補と前記入力される終点位置とを接続する移動経路を生成する演算部を備えることを特徴とする自律移動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の自律移動装置において、
前記演算部は、
予め前記情報入力部を介して入力される、前記抽出された目印物体の周囲に複数の前記経由点候補を設定及び／又は前記目印物体と所定の間隔にて離間する位置に前記経由点候補を設定するための、経由点候補群設定ルールと、
予め前記情報入力部を介して入力される、前記経由点候補が設定される目印物体の訪問順及び前記経由点候補の通過順を設定するための、経由点設定ルールと、を格納するルール記憶部を有することを特徴とする自律移動装置。
【請求項３】
請求項２に記載の自律移動装置において、
前記演算部は、
前記環境認識部より得られる計測データに基づき、前記抽出される目印物体が、検査対象物体又は観察対象物体あるいは障害物の何れであるかを認識する物体認識部と、
前記物体認識部による認識結果に応じて、前記ルール記憶部に格納される経由点候補群設定ルール及び経由点設定ルールを参照し、前記認識された各目印物体の周囲及び／又は各目印物体と所定の間隔にて離間する位置に、前記経由点候補を設定する経由点設定部と、
前記経由点設定部により設定された前記各目印物体の経由点候補と、前記情報入力部より入力された終点位置とを接続する移動経路を生成する経路生成部と、を有することを特徴とする自律移動装置。
【請求項４】
請求項３に記載の自律移動装置において、
前記演算部は、
前記走行部である機体変位部からの情報に基づき、少なくとも、前記自律移動装置の移動速度、移動方向、前記自律移動装置の現在位置、及び前記経由点候補と前記自律移動装置との距離を把握する機体状態把握部を備え、
前記機体状態把握部は、前記自律移動装置が、前記経路生成部により生成された移動経路上を走行し前記終点位置に到達したか否かを判定することを特徴とする自律移動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の自律移動装置において、
前記ルール記憶部は、前記自律移動装置の移動開始位置における進行方向を一軸とする直交座標系である環境座標系に対する前記目印物体の基準向き、前記目印物体の周囲に設定する経由点候補の個数、前記目印物体の基準向きに対する前記各経由点候補のなす角度及び、前記目印物体の中心座標と前記各経由点候補との間の距離を、前記経由点候補群設定ルールとして格納することを特徴とする自律移動装置。
【請求項６】
請求項４に記載の自律移動装置において、
前記ルール記憶部は、
前記自律移動装置の移動開始位置における進行方向を一軸とする直交座標系である環境座標系に対する第一の目印物体の基準向きを、第一の目印物体の中心座標と前記第一の目印物体に隣接し前記自律移動装置側に位置する第二の目印物体の中心座標を結ぶ線分と、前記第一の目印物体の中心座標と前記第一の目印物体に隣接し前記終点位置側に位置する第三の目印物体の中心座標を結ぶ線分とのなす角度の１／２とし、
前記第一の目印物体の中心座標を中心とし、その周囲に相互に対向配置される点を、第一及び第二の経由点候補とし、前記第一の目印物体の中心座標と前記第一の経由点候補との距離及び前記第一の目印物体の中心座標と前記第二の経由点候補との距離を、前記経由点候補設定ルールとして格納することを特徴とする自律移動装置。
【請求項７】
請求項４に記載の自律移動装置において、
前記環境認識部はステレオカメラで構成され、
前記物体認識部は、前記ステレオカメラを形成する左右のカメラより得られる各画像データに対し、予め記憶された検査対象物体又は観察対象物体の画像データをテンプレート画像としてテンプレートマッチング処理を行うと共に、前記左右のカメラより得られる画像データに含まれる物体の輪郭検出処理を行うことを特徴とする自律移動装置。
【請求項８】
請求項７に記載の自律移動装置において、
前記物体認識部は、ある特定方向に連続して延在する目印物体の長手方向両端部を、前記輪郭検出処理により抽出し、
前記経由点設定部は、抽出された各端部より、前記目印物体の長手方向に直交し所定の距離離間する第一の経由点候補及び第二の経由点候補を設定すると共に、前記経路生成部は、前記自律移動装置の進行方向に対し近接する前記第一又は第二の経由点候補と前記終点位置とを接続する移動経路を生成することを特徴とする自律移動装置。
【請求項９】
走行部である機体変位部を備え、外部環境に応じて自律的に移動可能な自律移動装置であって、
前記外部環境内に存在する物体を計測する環境認識部と、
無線通信機能を有する外部端末より入力される前記自律移動装置の移動終点位置と、前記環境認識部より得られる計測データに基づき抽出された目印物体とに基づき、前記抽出された目印物体の周囲を周回及び／又は、前記目印物体と所定の間隔にて通過可能な移動経路上の経由点候補を抽出すると共に、当該経由点候補と前記入力される移動終点位置とを接続する移動経路を生成する演算部を備えることを特徴とする自律移動装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の自律移動装置において、
前記演算部は、
予め前記外部端末を介して入力される、前記抽出された目印物体の周囲に複数の前記経由点候補を設定及び／又は前記目印物体と所定の間隔にて離間する位置に前記経由点候補を設定するための、経由点候補群設定ルールと、
予め前記外部端末を介して入力される、前記経由点候補が設定される目印物体の訪問順及び前記経由点候補の通過順を設定するための、経由点設定ルールと、を格納するルール記憶部を有することを特徴とする自律移動装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の自律移動装置において、
前記演算部は、
前記環境認識部より得られる計測データに基づき、前記抽出される目印物体が、検査対象物体又は観察対象物体あるいは障害物の何れであるかを認識する物体認識部と、
前記物体認識部による認識結果に応じて、前記ルール記憶部に格納される経由点候補群設定ルール及び経由点設定ルールを参照し、前記認識された各目印物体の周囲及び／又は各目印物体と所定の間隔にて離間する位置に、前記経由点候補を設定する経由点設定部と、
前記経由点設定部により設定された前記各目印物体の経由点候補と、前記外部端末より入力された移動終点位置とを接続する移動経路を生成する経路生成部と、を有することを特徴とする自律移動装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の自律移動装置において、
前記演算部は、
前記走行部である機体変位部からの情報に基づき、少なくとも、前記自律移動装置の移動速度、移動方向、前記自律移動装置の現在位置、及び前記経由点候補と前記自律移動装置との距離を把握する機体状態把握部を備え、
前記機体状態把握部は、前記自律移動装置が、前記経路生成部により生成された移動経路上を走行し前記移動終点位置に到達したか否かを判定することを特徴とする自律移動装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の自律移動装置において、
前記ルール記憶部は、前記自律移動装置の移動開始位置における進行方向を一軸とする直交座標系である環境座標系に対する前記目印物体の基準向き、前記目印物体の周囲に設定する経由点候補の個数、前記目印物体の基準向きに対する前記各経由点候補のなす角度及び、前記目印物体の中心座標と前記各経由点候補との間の距離を、前記経由点候補群設定ルールとして格納することを特徴とする自律移動装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の自律移動装置において、
前記ルール記憶部は、
前記自律移動装置の移動開始位置における進行方向を一軸とする直交座標系である環境座標系に対する第一の目印物体の基準向きを、第一の目印物体の中心座標と前記第一の目印物体に隣接し前記自律移動装置側に位置する第二の目印物体の中心座標を結ぶ線分と、前記第一の目印物体の中心座標と前記第一の目印物体に隣接し前記移動終点位置側に位置する第三の目印物体の中心座標を結ぶ線分とのなす角度の１／２とし、
前記第一の目印物体の中心座標を中心とし、その周囲に相互に対向配置される点を、第一及び第二の経由点候補とし、前記第一の目印物体の中心座標と前記第一の経由点候補との距離及び前記第一の目印物体の中心座標と前記第二の経由点候補との距離を、前記経由点候補設定ルールとして格納することを特徴とする自律移動装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の自律移動装置において、
前記環境認識部はステレオカメラで構成され、
前記物体認識部は、前記ステレオカメラを形成する左右のカメラより得られる各画像データに対し、予め記憶された検査対象物体又は観察対象物体の画像データをテンプレート画像としてテンプレートマッチング処理を行うと共に、前記左右のカメラより得られる画像データに含まれる物体の輪郭検出処理を行うことを特徴とする自律移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自律移動装置に係り、特に、外部環境を認識し自律的に移動する自律移動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部環境を認識して自律的に移動する自律移動装置に関するものとして、例えば特許文献１に記載される技術が知られている。特許文献１では、リモコンの画面上に表示された地図データ中に、ロボットの移動先である目的位置、移動開始位置、ノード及び各ノード間を接続するリンクが、ユーザにより入力され設定される。そして、ロボットの周囲を囲む判定領域を設定し、移動開始位置より指定されたノード及びリンクを介して目的位置に到達する移動経路内に存在する物体を抽出する。抽出された物体と上記判定領域との接触可能性を判定し、接触可能性が高いと判定された場合、新たな移動経路を最短経路として抽出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３６９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、ロボット等の自律移動装置のシステム管理者であるユーザが、予めノードの位置及びノード間を接続するリンクを設定する必要がある。そのため、広範な環境下で多数のノード（以下、経由点と称する）設定を要する場合、その全てを人手により設定することとなり、時間的コストが増大する。また、経由点の位置が設定されていない未知の環境下では、自律移動装置を移動させることができない事態が生ずる。
【０００５】
そこで本発明は、人手による経由点の設定を要することなく、広範な領域を自律的に移動可能な自律移動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すため、本発明の自律移動装置は、走行部である機体変位部を有し、環境に応じて自律的に移動可能な自律移動装置であって、移動経路の終点位置が入力される情報入力部と、前記環境内に存在する物体を計測する環境認識部と、前記環境認識部より得られる計測データに基づき目印物体を抽出し、前記抽出された目印物体の周囲を周回及び／又は、前記目印物体と所定の間隔にて通過可能な移動経路上の経由点候補を抽出すると共に、当該経由点候補と前記入力される終点位置とを接続する移動経路を生成する演算部を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の自律移動装置は、走行部である機体変位部を備え、外部環境に応じて自律的に移動可能な自律移動装置であって、前記外部環境内に存在する物体を計測する環境認識部と、無線通信機能を有する外部端末より入力される前記自律移動装置の移動終点位置と、前記環境認識部より得られる計測データに基づき抽出された目印物体とに基づき、前記抽出された目印物体の周囲を周回及び／又は、前記目印物体と所定の間隔にて通過可能な移動経路上の経由点候補を抽出すると共に、当該経由点候補と前記入力される移動終点位置とを接続する移動経路を生成する演算部を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、人手による経由点の設定を要することなく、広範な領域を自律的に移動可能な自律移動装置を提供できる。
【０００９】
上記した以外の課題，構成及び効果は，以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る実施例１の自律移動装置の全体構成図である。
【図２】図１に示す自律移動装置の外観図である。
【図３】実施例１の自律移動装置の演算部の処理フローを示すフローチャートである。
【図４】実施例１の自律移動装置の移動経路の説明図である。
【図５】実施例１の自律移動装置の経由点候補群設定ルールの説明図である。
【図６】実施例１の経由点候補群設定方法の説明図である。
【図７】実施例１の経路生成方法の説明図である。
【図８】実施例１の経路生成方法の説明図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る実施例２の自律移動装置による経路生成方法の説明図である。
【図１０】実施例２の経路生成方法の説明図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る実施例３の自律移動装置による経由点候補群設定方法の説明図である。
【図１２】実施例３の経路生成方法の説明図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係る実施例４の自律移動装置による経路生成方法の説明図である。
【図１４】実施例４の経路生成方法の説明図である。
【図１５】本発明の他の実施例に係る実施例５の自律移動装置による経路生成方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書において、目印物体とは、検査対象物体、観察対象物体及び障害物等を含むものとする。また、本発明の自律移動装置は、例えば、二輪乃至は四輪あるいはクローラを機体変位部（走行部）とする自律移動ロボット、災害時等に災害現場内を、障害物を回避しつつ検査対象物体あるいは補修対象物へと自律的に移動し得る移動装置、あるいは、商業施設内の展示物（立体展示物等）または陳列物等の周囲を、ユーザを搭乗させた状態で周回しつつ、他の展示物又は陳列物等への移動を可能とする搭乗型移動装置等に適用される。また、施設内に設置される構造物あるいは展示物の状態を無人で観察あるいは監視可能とする自律移動装置等に適用されるものである。
【００１２】
以下に、本発明の実施例について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下では、自律移動装置の一例として、三輪の機体変位部（走行部）を有する自律移動ロボットを示すが、上述のとおりこれに限らず、ユーザを搭乗させた状態で各種施設内を移動可能とする搭乗型移動装置等であっても良い。
【実施例１】
【００１３】
図１に、本発明の一実施例に係る実施例１の自律移動装置の全体構成図を示す。本実施例では、例えば、立体展示物の検査あるいは観察等、目印物体を全方向から検査する際の移動経路を自動生成し走行する自律移動装置について述べる。
【００１４】
図１に示すように、自律移動装置１は、外部から、各種演算に用いる際のパラメータ等を入力する情報入力部１１、自律移動装置１自身が移動する外界を認識するための環境認識部１２、各種演算を行うための演算部１３、自律移動装置１を変位、すなわち、走行させるための機体変位部（走行部）１４を備える。
【００１５】
また、演算部１３は、自律移動装置１の移動状態あるいは待機状態等の状態の管理を行う状態管理部１３１、環境認識部１２からの情報を基に外界の物体（目印物体）を認識する物体認識部１３２、移動時の目印となる目印物体（検査対象物体又は観察対象物体）の周囲に複数の経由点候補（経由点候補群）を設定する経由点候補群設定部１３３、経由点候補群の設定及び自律移動装置１が実際に通過する経由点の設定を行うためのルールを記憶するルール記憶部１３４、経由点候補群から自律移動装置１が実際に通過する経由点を選択し、その通過方法を設定する経由点設定部１３５、経由点を設定どおりに通過しゴールへ到達するまでの移動経路を生成する経路生成部１３６、生成された移動経路に従い移動するよう機体変位部（走行部）１４を制御する制御部１３７、機体変位部（走行部）１４からの情報及び制御部１３７からの情報を基に、自律移動装置１の移動速度及び移動方向、自律移動装置１自身の現在位置、経由点あるいはゴールに対する自律移動装置１の距離等を把握する機体状態把握部１３８を備える。
【００１６】
ここで、演算部１３は、例えば、図示しないＲＯＭ等に予め格納される各種プログラムを実行するＣＰＵ等のプロセッサ、各種プログラムの実行による演算過程のデータ、各種演算に用いるパラメータ、更には演算結果を一時的に格納するＲＡＭ等のメモリ、記憶装置により実現される。そして、ＲＯＭ等に格納される各種プログラムが、状態管理部１３１、物体認識部１３２、経由点候補群設定部１３３、経由点設定部１３５、経路生成部１３６、制御部１３７及び機体状態把握部１３８にて実行される機能（後述する）を規定するプログラムである。なお、ハードウェア構成は、上述の構成に限らず、状態管理部１３１、物体認識部１３２、経由点候補群設定部１３３、経由点設定部１３５、経路生成部１３６、制御部１３７及び機体状態把握部１３８が、それぞれ専用のプロセッサを備え、これら各専用のプロセッサが実行するプログラムを記憶装置に格納する構成としても良い。更に、また、実装上の関係から、専用プロセッサの数を任意に設定し、状態管理部１３１、物体認識部１３２、経由点候補群設定部１３３、経由点設定部１３５、経路生成部１３６、制御部１３７及び機体状態把握部１３８のうち、これらの組み合わせを、ある専用プロセッサに実行させるよう構成しても良い。
【００１７】
図２に図１に示す本実施例の自律移動装置１の外観図を示す。図２では、一例として、三輪の機体変位部（走行部）１４を有する自律移動ロボットを示している。自律移動装置１は、情報入力部１１として、例えば無線装置を内蔵する外部端末、自律移動装置１自身に、演算部１３、機体変位部（走行部）１４及び機体変位部１４等へ電力を供給する動力供給装置１７を収容する筐体１６と、筐体１６に一端が支持され、他端に環境認識部１２を保持する保持部１５より構成される。
【００１８】
環境認識部１２として、例えば、ステレオカメラあるいはレーザレンジファインダー等が用いられる。また、演算部１３は外部端末である情報入力部１１との通信を可能とする無線通信機能を備える。機体変位部１４は、一対の駆動輪１４１、駆動輪１４１を駆動するための一対の駆動用モータ１４２、駆動輪１４１の回転速度を計測するための一対のエンコーダ１４３及び自在式の従動車輪１４４から構成される。エンコーダ１４３により左右の車輪１４１の回転数又は回転量が計測され、図１に示す演算部１３を構成する機体状態把握部１３８は、この計測された回転数又は回転量に基づき回転速度（移動速度）及び移動量を演算することにより、自律移動装置１の移動量及び移動速度が得られる。動力源供給装置１７として、例えば、リチウムイオンバッテリー又はニッケル水素等の二次電池（バッテリー）が用いられ、動力源供給装置１７は、一対の駆動用モータ１４２、環境認識部１２及び演算部１３へ電力を供給する。
【００１９】
なお、図２において、情報入力部１１を外部端末として構成したが、これに限らず、情報入力部１１を自律移動装置の筐体１６内に収容する構成としても良い。この場合、例えば、情報入力部１１を収容する筐体１６に、情報入力部１１へのユーザによるアクセスを可能とする開閉扉を設ける。あるいは、筐体１６の背面あるいは保持部１５の１つの側面に情報入力部１１を設置し、保護カバーにて覆う構成としても良い。このように、することにより、演算部１３は無線通信機能を要さず、有線にて情報入力部１１と演算部１３とを接続すれば良い。
【００２０】
次に、自律移動装置１の走行時の動作について説明する。図３に自律移動装置１を構成する演算部１３のフローチャートを示す。情報入力部１１を介してゴール（移動経路における終点位置）が入力設定され、状態管理部１３１が走行開始信号を経路生成部１３６へ出力すると、自律移動装置１は走行を開始する。状態管理部１３１は、走行開始信号を経路生成部１３６へ出力すると共に、物体認識部１３２へ起動指令を出力する（ステップＳ１０１）。
【００２１】
物体認識部１３２は、環境認識部１２より入力される計測データに基づき、検査対象物体又は観察対象物体である目印物体を探索し、３次元位置を認識する（ステップＳ１０２）。ここで、先ず、本実施例における自律移動装置１が自律的に移動する移動経路を示す。図４に示すように、自律移動装置１は、スタート位置（Ｓ）から出発し、例えば、施設内に展示される立体展示物等の物体Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を、環境認識部１２より得られる計測データに基づいて、目印物体として物体認識部１３２が認識する。認識された目印物体の周りを、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の順に周回する移動経路に沿って移動した後、ゴール（Ｇ）へ到達することを目的とする。これら目印物体（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）の認識方法として、例えば目印物体に予め全方向から見える特定色のマーカを付加し、環境認識部１２であるステレオカメラを構成する左右のカメラにより取得される各画像データに対し、それぞれ上記特定色の画素を探索する方法がある。また、予め目印物体（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）のテンプレート画像を作成し、これらテンプレート画像を物体認識部１３２に登録する。そして、左右のカメラにより取得される各画像データに対し、予め登録された目印物体のテンプレート画像を用いてテンプレートマッチング処理を行い、目印物体を抽出（検出）する方法がある。検出された目印物体の３次元位置は、左右のカメラにより取得された各画像データ内にそれぞれ存在する目印物体の画像の差分画像又は合成画像を生成することにより求めることができる。また、画素の視差、すなわち、画像データの傾き及び左右のカメラの視野角等に基づき求めることもできる。
【００２２】
上述のように、物体認識部１３２は、環境認識部１２より得られた画像データから目印物体が検出されたか否か判定する（ステップＳ１０３）。目印物体が検出された場合、ステップＳ１０５へ進み、目印物体が検出されなかった場合には、ステップＳ１０４へ進む。ステップＳ１０４では、経路生成部１３６が、機体状態把握部１３８より得られる自律移動装置１の現在位置及び、情報入力部１１より設定入力されたゴール（Ｇ）（移動経路の終点位置）に基づき、現在位置からゴール（Ｇ）へと向う移動経路を生成する。
【００２３】
次に、ステップＳ１０５では、経由点候補群設定部１３３が、ルール記憶部１３４に格納される経由点候補群設定ルールを参照する。ここで、経由点候補群設定ルールとは、検出した目印物体の周辺に複数の経由点候補（経由点候補群）を設定するためのルールである。経由点候補群設定ルールは、予め情報入力部１１を介してルール記憶部１３４に格納されている。
【００２４】
ここで、経由点候補群設定ルールの定義について説明する。以下に示す定義方法はあくまでも一例であって、適宜異なる定義法を用いても良い。図５に経由点候補群設定ルールの説明図を示す。本実施例では、経由点候補群設定ルールを以下の４項目にて定義する。
（１）環境座標系に対する目印物体の基準向きθＴｋ
（２）目印物体の周りに設定する経由点候補の個数ｎ
（３）目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋに対する各経由点候補ＷＰｋ，ｐ（但し、ｋは目印物体のインデックスであって、目印物体が発見される度に“１”インクリメントされるものであり、ｐは経由点候補のインデックスであり、ｋは自然数、ｐはｎ（経由点候補の個数）以下の自然数）の上記目印物体の基準向きθＴｋに対する角度θｋ，ｐ
（４）中心座標ＯＴｋと各経由点候補ＷＰｋ，ｐの間の距離ｄk，ｐ
にて定義する。
【００２５】
ここで、「環境座標系」とは、図５に示すように、自律移動装置１の走行開始直前での位置（Ｓ）を原点とし、進行方向を一軸（ｘ軸）とする直交座標系（ｘ−ｙ座標系）であり、その後、自律移動装置１が仮に任意の方向へ移動する場合においても、当該直交座標系は固定に維持されるもの。すなわち、自律移動装置１の移動（走行時）に追従し、逐次、自律移動装置１を原点とするような座標系とは異なる。
【００２６】
以下、本実施例では、経由点候補群設定ルールを定義する上記４項目を、図６に示すように、それぞれ
（１）環境座標系に対する目印物体の基準向きθＴｋを、θＴｋ＝０
（２）目印物体Ｔｋの周りに設定する経由点候補の個数ｎを、ｎ＝４
（３）目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋに対する各経由点候補ＷＰｋ，ｐの目印物体基準向きθＴｋに対する角度θｋ，ｐを、θｋ，ｐ＝（ｐ−１）×π／２、ここで、１≦ｐ≦４
（４）目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋと各経由点候補ＷＰｋ，ｐの間の距離ｄk，ｐを、ｄｋ，ｐ＝ｄ１
と設定する。θＴｋ＝０とすることにより、目印物体の基準向きθＴｋは、常に環境座標系のｘ軸と一致する。また、この環境座標系において、４個の経由点候補が、ｘ軸上の第１の経由点候補ＷＰｋ，１を起点とし、反時計周りに隣接する経由点候補間で相互にπ／２の角度差を有し、第２の経由点候補ＷＰｋ，２、第３の経由点候補ＷＰｋ，３及び第４の経由点候補ＷＰｋ，４が設定されることになる。また、これら４個の経由点候補ＷＰｋ，１、ＷＰｋ，２、ＷＰｋ，３及びＷＰｋ，４は、目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋから距離ｄ１だけ離間し配される。図６を用いて説明した上記（１）〜（４）が経由点候補群設定ルールとしてルール記憶部１３４に格納されている。
【００２７】
図３に戻りステップＳ１０６では、経由点候補群設定部１３３は、上記経由点候補群設定ルールに従って、ステップＳ１０３にて検出済みの目印物体Ｔｋの周囲に、第１の経由点候補ＷＰｋ，１、第２の経由点候補ＷＰｋ，２、第３の経由点候補ＷＰｋ，３及び第４の経由点候補ＷＰｋ，４よりなる経由点候補群を設定する。
【００２８】
続いて、ステップＳ１０７では、経由点設定部１３５は、上記第１の経由点候補ＷＰｋ，１、第２の経由点候補ＷＰｋ，２、第３の経由点候補ＷＰｋ，３及び第４の経由点候補ＷＰｋ，４より、これら経由点候補を自律移動装置１がどのように通過すべきかを設定するため、経由点設定ルールを参照する。経由点設定ルールは、経由点候補群設定ルールと同様に、予め情報入力部１１を介してルール記憶部１３４に格納されている。
【００２９】
この経由点設定ルールは、例えば、以下の２項目により定義されるものである。
（１）経由点候補群の訪問順序
（２）経由点通過方法
本実施例では、経由点候補群の訪問順序を、自律移動装置１のスタート位置（Ｓ）に近い順に設定する。すなわち、図４の場合において、目印物体Ｔ１の周囲に設定される経由点候補群ＷＰ１,ｐの後、目印物体Ｔ２の周囲に設定される経由点候補群ＷＰ２,ｐ、目印物体Ｔ３の周囲に設定される経由点候補群ＷＰ３,ｐを訪問する順序となる。また、経由点通過方法として、「各経由点候補群内で、ｐ＝２，４となる経由点候補のうち、直前に自律移動装置１が位置する経由点候補から近い方を最初に通過し、最初に通過する経由点候補がｐ＝２のときは時計回り、ｐ＝４のときは反時計回りに残りの経由点候補を通過して、最初の経由点候補まで戻る」と定義する。換言すれば、第１の経由点候補ＷＰｋ，１〜第４の経由点候補ＷＰｋ，４のうち、目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋを基準とし、環境座標系のｙ軸に平行に設定される第２の経由点候補ＷＰｋ，２、及び第４の経由点候補ＷＰｋ，４うち、自律移動装置１が直前に通過した経由点候補ＷＰｋ−１，ｐの位置に近い経由点候補を最初に通過するものとし、最初に通過する経由点候補が第２の経由点候補ＷＰｋ，２の場合、時計回りに順次、第１の経由点ＷＰｋ，１、第４の経由点候補ＷＰｋ，４及び第３の経由点ＷＰｋ，３を通過し、第２の経由点候補ＷＰｋ，２に戻る。他方、最初に通過する経由点候補が第４の経由点候補ＷＰｋ，４の場合、反時計回りに順次、第１の経由点候補ＷＰｋ，１、第２の経由点候補ＷＰｋ，２及び第３の経由点候補ＷＰｋ，３を通過し、第４の経由点候補ＷＰｋ，４へ戻ることになる。
【００３０】
ステップＳ１０８では、経由点設定部１３５は、ルール記憶部１３４に格納された上記経由点設定ルールに基づいて経由点の選択と訪問順序を決定する。これら決定された経由点及び訪問順序に従い、経路生成部１３６は、自律移動装置１が経由点を通りゴール（Ｇ）へ到達可能な移動経路を生成する(ステップＳ１０９)。なお、目印物体Ｔｋ−１及び目印物体Ｔｋ間の移動経路の生成については、例えば、スプライン関数あるいはクロソイド関数等を用い自由点列補間により得られる。
【００３１】
ここで、ステップＳ１０９により自律移動装置１の移動経路が生成された状態を図７に示す。図７に示すように、自律移動装置１が移動を開始する直前（走行開始直前）の段階では、上述のとおり、環境座標系（図６）のｘ軸は、自律移動装置１の進行方向として設定される。図７において図示しないが、この環境座標系のｘ軸は自律移動装置１を原点とし、上方へ向かう垂直方向の軸となる。移動開始位置（Ｓ）において、自律移動装置１を構成する環境認識部１２及び演算部１３内の物体認識部１３２により、２つの目印物体Ｔ１及びＴ２のみが検出されている。そして、ステップＳ１０８までの処理により、目印物体Ｔ１の周囲に４つの経由点として第１の経由点候補ＷＰ１，１、第２の経由点候補ＷＰ１，２、第３の経由点候補ＷＰ１，３及び第４の経由点候補ＷＰ１，４が設定される。また、目印物体Ｔ２の周囲には、同様に４つの経由点として第１の経由点候補ＷＰ２，１、第２の経由点候補ＷＰ２，２、第３の経由点候補ＷＰ２，３及び第４の経由点候補ＷＰ２，４が設定される。そして、最初に訪問する目印物体Ｔ１の周囲に設定された第２の経由点候補ＷＰ１，２及び第４の経由点候補ＷＰ１，４のうち、第２の経由点候補ＷＰ１，２が第４の経由点候補ＷＰ１，４より自律移動装置１に近いことから、図７中に矢印にて示すように時計回りに、第２の経由点候補ＷＰ１，２を起点として、第１の経由点候補ＷＰ１，１、第４の経由点候補ＷＰ１，４、及び第３の経由点候補ＷＰ１，３を通過し、第２の経由点候補ＷＰ１，２へと戻る目印物体Ｔ１の周囲を周回する移動経路が生成される。また、同様に、目印物体Ｔ１に続いて訪問する目印物体Ｔ２の周囲設定された第２の経由点候補ＷＰ２，２及び第４の経由点候補ＷＰ２，４のうち、第４の経由点候補ＷＰ２，４が第２の経由点候補ＷＰ２，２より自律移動装置１に近いことから、図７中に矢印にて示すように反時計回りに、第４の経由点候補ＷＰ２，４を起点として、第１の経由点候補ＷＰ２，１、第２の経由点候補ＷＰ２，２及び第３の経由点候補ＷＰ２，３を通過し、第４の経由点候補ＷＰ２，４へと戻る目印物体Ｔ２の周囲を周回する移動経路が生成される。また、図７に示す自律移動装置１の位置（Ｓ）からは、目印物体Ｔ３は検出されないことから、目印物体Ｔ１の第２の経由点候補ＷＰ１，２、目印物体Ｔ２の第４の経由点候補ＷＰ２，４及びゴールＧとの間を接続する移動経路が、スプライン関数あるいはクロソイド関数等により生成される。
【００３２】
そして、図３のステップＳ１１０では、制御部１３７は、上記生成された移動経路に沿って、自律移動装置１が移動可能に機体変位部（走行部）１４を制御する。これにより自律移動装置１は、移動を開始する。ステップＳ１０２からステップＳ１１０は、所定の制御周期に応じた時間間隔で繰り返し実行されるものであり、この所定の制御周期に応じて、機体状態把握部１３８は、自律移動装置１が生成された移動経路に沿って移動しゴール（Ｇ）に到達したか否か、すなわち、移動経路を完走したか否か判定する（ステップＳ１１１）。ここで、機体状態把握部１３８は、上述のとおり、機体変位部（走行部）１４からの情報及び制御部１３７からの情報を基に、自律移動装置１の移動速度及び移動方向、自律移動装置１自身の現在位置、経由点あるいはゴールに対する自律移動装置１の距離等を把握できることから、移動経路を完走したか否か判定できる。判定の結果、移動経路を完走しゴール（Ｇ）に到達した場合、ステップＳ１１２に進み、制御部１３７は、機体変位部（走行部）１４に対し停止指令を出力し、自律移動装置１は走行を停止する。
【００３３】
また、ステップＳ１１１における判定結果が、移動経路を完走していないとの結果の場合、ステップＳ１０２に戻り、再びステップＳ１１１までの処理を繰り返し実行する。ここで、ステップＳ１０２に戻り、再びステップＳ１１１までの処理を繰り返す状態について説明する。図８は、生成された移動経路を自律移動装置１が走行し、目印物体Ｔ２の周囲を周回中の状態を示している。図８に示す時点の前、すなわち、自律移動装置１が、目印物体Ｔ１の第２の経由点候補ＷＰ１，２と目印物体Ｔ２の第４の経由点候補ＷＰ２，４の間の移動経路を走行中に、環境認識部１２及び物体認識部１３２により、新たに目印物体Ｔ３が検出された場合の処理について説明する。目印物体Ｔ３が演出されると、先ず、ステップ１０５〜ステップＳ１０８にて、目印物体Ｔ３の周囲に、４つの経由点候補として、第１の経由点候補ＷＰ３，１、第２の経由点候補ＷＰ３，２、第３の経由点候補ＷＰ３，３及び第４の経由点候補ＷＰ３，４が設定される。そして、第２の経由点候補ＷＰ３，２が第４の経由点候補ＷＰ３，４より、目印物体Ｔ１の第２の経由点候補ＷＰ１，２と目印物体Ｔ２の第４の経由点候補ＷＰ２，４の間の移動経路上に位置する自律移動装置１に近いことから、次の処理が実行される。図８中に矢印にて示すように時計回りに、第２の経由点候補ＷＰ３，２を起点として、第１の経由点候補ＷＰ３，１、第４の経由点候補ＷＰ３，４及び第３の経由点候補ＷＰ３，３を通過し、第２の経由点候補ＷＰ３，２へと戻る目印物体Ｔ３の周囲を周回する移動経路が新たに生成される。また、ステップＳ１０９にて、目印物体Ｔ３の第２の経由点候補ＷＰ３，２とゴール（Ｇ）とを接続する移動経路が、スプライン関数あるいはクロソイド関数等により生成され、更新される。
【００３４】
なお、本実施例では、図３のステップＳ１１１において、機体状態把握部１３８が自律移動装置１の移動経路の完走を判定する構成としたが、これに限られない。例えば、先ず、ステップＳ１０８にて、経由点設定部１３５により生成された経由点としての経由点候補（例えば、目印物体Ｔ１の経由点候補ＷＰ１，２等）の全てをリストとして状態管理部１３１内の図示しない記憶部に格納する。その後、自律移動装置１がこれから通過しようとしている経由点候補（例えば、目印物体Ｔ２の経由点候補ＷＰ２，４）と自律移動装置１の距離を走行中監視し続け、上記距離が所定値以下となった場合、当該経由点候補（目印物体Ｔ２の経由点候補ＷＰ２，４）は到達済みとして前記リストから削除する。前記リストに登録してある経由点候補の個数が“０”となり、かつ、ゴール（Ｇ）との距離が所定値以下となった場合、移動経路を完走したと状態管理部１３１が判定するよう構成しても良い。ここで、経由点候補あるいはゴール（Ｇ）へ到達済みと判断する際の距離の所定値は、例えば、事前に情報入力部１１を介して状態管理部１３１内の記憶部（図示せず）へ格納しておけば良い。
【００３５】
また、本実施例では、一つの目印物体Ｔｋの周囲に、上下左右に４つの経由点（第１の経由点候補ＷＰｋ，１、第２の経由点候補ＷＰｋ，２、第３の経由点候補ＷＰｋ，３、及び第４の経由点候補ＷＰｋ，４）を設定することで、検査対象物体としての例えば立体展示物等の目印物体Ｔｋの、前後面及び左右側面を確実に検査可能としている。但し、経由点の個数は上述の個数に限定されるものではなく、応用場面に応じて適宜設定すれば良い。目印物体を複数種類設定し、種類に応じて好適に経由点候補群設定ルールを変えても良い。
【００３６】
更にまた、本実施例では、環境座標系を設定する場合を説明したがこれに限られるものではない。例えば、既知の設備あるいは施設内を自律移動装置１により移動する場合においては、予め情報入力部１１より入力され、記憶部（図示せず）に保持された地図情報における座標系を用い、自律移動装置１が備える環境認識部１２により取得される画像データ及び、機体状態把握部１３８により得られる自律移動装置１の移動速度及び移動方向並びに自律移動装置１自身の現在位置等の情報により、目印物体Ｔｋの位置座標を、上記地図情報の座標系にマッピングしても良い。
【００３７】
本実施例によれば、ユーザにより自律移動装置１が通過する経由点、更には経由点間を接続する移動経路を事前に設定することを要することなく、目印物体Ｔｋの周囲を周回する移動経路を生成することが可能となる。そして、経由点を含む移動経路の生成は、自律移動装置自身が行うものであるため、広範な領域を自律的に移動可能な自律移動装置を実現することができる。
【実施例２】
【００３８】
図９及び図１０に、本発明の他の実施例に係る実施例２の自律移動装置による移動経路の生成状態を示す。目印物体に障害物が含まれる場合に、当該障害物を回避しつつ、検査対象物体である例えば立体展示物等の目印物体の周囲を周回する移動経路を自律移動装置２が生成する点が、実施例１と異なる。その他の構成は、実施例１と同様であり重複する説明は省略する。
【００３９】
図９に示す自律移動装置２は、図１及び図２に示す実施例１と同様の構成を備える。図９では、目印物体（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３）のうち、目印物体Ｔ１及びＴ３が、例えば、立体展示物等の検査対象物体であり、目印物体Ｔ２が自律移動装置２の移動開始位置（Ｓ）からゴール（Ｇ）までの移動経路中に存在する障害物である場合を示している。
【００４０】
本実施例の自律移動装置２は、物体認識部１３２が実施例１で述べた検査対象物体又は観察対象物体の認識機能に加え、目印物体が障害物か否かを認識する機能を備える。具体的には、実施例１と同様の環境認識部１２より取得される、例えば、ステレオカメラを構成する左右のカメラからの各画像データに対し、当該画像データ内に存在する物体の輪郭検出処理を行う。そして、左右の画像データ間で、それぞれ輪郭検出された物体の形状が類似する物体を抽出することで、物体認識部１３２は、目印物体の中から障害物を検出することが可能となる。なお、上記輪郭検出処理は、例えば、左右の画像データ内において、注目画素（対称画素）を中心とする３×３のマトリックス（重み係数有する）であるエッジ抽出フィルタを、画像データ中、１画素単位で移動させ演算することにより、注目画素の輝度あるいは濃度を強調することで輪郭強調された物体の画像データを得ることができる。障害物の検出精度を向上するため、上記輪郭検出処理後の画像データに対し、実施例１にて述べた、例えば、立体展示物等の検査対象物体である目印物体の画像データを予めテンプレート画像として保持し、テンプレートマッチング処理を行う構成としても良い。このテンプレートマッチング処理にて、輪郭強調された障害物の画像は、テンプレート画像とアンマッチするため、障害物としての認識精度を向上することができる。また、このように検出される障害物の３次元位置は、実施例１と同様に、例えば、画像データの傾き及びステレオカメラの視野角（視差）とに基づき求めることができる。検査対象物体である目印物体Ｔ１及びＴ３の検出については、実施例１と同様であるため、説明を省略する。
【００４１】
また、本実施例の自律移動装置２を構成する経由点候補群設定部１３３が参照する、ルール記憶部１３４に予め情報入力部１１を介して格納される経由点候補群設定ルールにおいて、実施例１にて述べたルールに加え、検出された目印物体が障害物である場合には、例えば、項目（２）における、目印物体（障害物）Ｔｋの周りに設定する経由点候補の個数ｎを、ｎ＝２、また、項目（３）において、中心座標ＯＴｋに対する各経由点候補ＷＰｋ，ｐの目的物体基準向きθＴｋに対する角度θｋ，ｐを、θｋ，ｐ＝（ｐ−１）×π＋π／２、ここで、１≦ｐ≦２とし、２つの経由点候補ＷＰｋ，１及びＷＰｋ，２を得るようルールを追加する。上記２つの経由点候補ＷＰｋ，１及びＷＰｋ，２は、目印物体の基準向きθＴｋに対し、左右にそれぞれπ／２の角度を有する位置に配される経由点候補となる。
【００４２】
また、更に、項目（４）において、障害物である目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋと各経由点候補ＷＰｋ，ｐの間の距離Ｄk，ｐを、Ｄｋ，ｐ＝Ｄ１とし、ルール記憶部１３４に追加する。ここで障害物である目印物体の中心から各経由点候補までの距離Ｄ１は、物体認識部１３２において、検出された障害物の大きさ（幅）と、自律移動装置２の大きさを考慮し、これら障害物と自律移動装置２が接触することのない範囲の値を距離Ｄ１として、適宜設定すれば良い。
【００４３】
本実施例の経由点設定部１３５が参照する、ルール記憶部１３４に予め格納される経由点設定ルールは、上述の実施例１にて述べたルールに加え、項目（２）における経由点通過方法として、「目印物体Ｔｋが障害物である場合には、経由点候補群設定部１３３にて設定された第１経由点候補ＷＰｋ，１第２の経由点候補ＷＰｋ，２のうち、直前に自律移動装置２が位置する経由点との距離が小さい経由点候補を通過する。」との定義を追加する。なお、上記の定義に替えて、「目印物体Ｔｋが障害物である場合には、経由点候補群設定部１３３にて設定された第１経由点候補ＷＰｋ，１と第２の経由点候補ＷＰｋ，２のうち、自律移動装置２が通過する際の距離の増加が少ない経由点候補を選択する。」と定義しても良い。
【００４４】
図９及び図１０では、説明の便宜上、実施例１との対応関係を分かり易くするため、上述の障害物である目印物体Ｔ２の周りに設定するする経由点候補、すなわち、第１の経由点候補ＷＰ２，１をＷＰ２，２に、また、第２の経由点候補ＷＰ２，２をＷＰ２，４としている。
【００４５】
図９に示す状態では、図３に示すステップＳ１０２及びステップＳ１０３にて、物体認識部１３２は、２つの目印物体（Ｔ１，Ｔ２）を検出すると共に、目印物体Ｔ１を立体展示物等の検査対象物体、目印物体Ｔ２を障害物として認識する。そして、経由点候補群設定部１３３は、検査対象物体である目印物体Ｔ１の周囲に実施例１と同様に第１〜第４の経由点候補（ＷＰ１，１，ＷＰ１，２，ＷＰ１，３，ＷＰ１，４）を設定する。また、経由点候補群設定部１３３は、障害物である目印物体Ｔ２の周囲に、第１の経由点候補ＷＰ２，２及び第２の経由点候補ＷＰ２，４を設定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０７にて、経由点設定部１３５は、ルール記憶部１３４に予め格納される上記経由点設定ルールを参照する。ステップＳ１０８では、経由点設定部１３５は、目印物体Ｔ１の周囲に第２の経由点候補ＷＰ１，２を起点として、時計回りに、第１の経由点候補ＷＰ１，１、第４の経由点候補ＷＰ１，４及び第３の経由点候補ＷＰ１，３を通過し、第２の経由点候補ＷＰ１，２に戻る経由点通過順を決定する。また、経由点設定部１３５は、目印物体Ｔ２の第２の経由点候補ＷＰ２，４を通過するよう決定する。その後、ステップＳ１０９では、経路生成部１３６が、図９に矢印にて示す、自律移動装置２が経由点を通りゴール（Ｇ）へ到達可能な移動経路を生成する。以降、ステップＳ１１０からステップＳ１１２により、図１０に示す移動経路が生成される。
【００４６】
本実施例において、上述の経由点候補群設定ルールに替えて、目印物体Ｔｋが障害物である場合であっても、実施例１と同様に第１〜第４の経由点候補群を設定するルールを用いても良い。但し、この場合、経由点設定ルールは、第１〜第４の経由点候補のうち、障害物である目印物体に接触することなく、経由点候補を通過する際の距離の増加が少ない経由点候補を選択する、と定義すれば良い。
【００４７】
本実施例によれば、実施例１の効果に加え、目印物体として、検査対象物体又は観察対象物体に加え、障害物が含まれる場合においても、自律移動装置は、障害物に対し所定の間隔にて離間し移動することで、障害物との衝突を回避できると共に、検査対象物体又は観察対象物体の周囲を周回する移動経路を人手によることなく自動生成し、移動することが可能となる。
【実施例３】
【００４８】
図１１及び図１２に、本発明の他の実施例に係る実施例３の自律移動装置による移動経路の生成状態を示す。本実施例では、経由点候補群設定ルールと経由点設定ルールが、実施例１及び実施例２と異なり、その他の構成は、実施例１と同様であり重複する説明は省略する。  
図１１に、本実施例における経由点候補群設定ルールの説明図を示す。上述の実施例１にて、経由点候補群設定ルールとした（１）〜（４）の４項目を、本実施例では、以下のようにそれぞれ定義し、ルール記憶部１３４に格納し、経由点候補設定部１３３により参照可能とする。
（１）環境座標系に対する目印物体の基準向きθＴｋを、
θＴｋ＝（ｔａｎ−１（ＯＴｋ−ＯＴｋ-1）＋ｔａｎ−１（ＯＴｋ+1−ＯＴｋ））／２
（２）目印物体Ｔｋの周りに設定する経由点候補の個数ｎを、ｎ＝２
（３）目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋに対する各経由点候補ＷＰｋ，ｐの目印物体基準向きθＴｋに対する角度θｋ，ｐを、θｋ，ｐ＝−π／２＋（ｐ−１）×π、ここで、１≦ｐ≦２（自然数）
（４）目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋと各経由点候補ＷＰｋ，ｐの間の距離ｄｋ，ｐを、ｄｋ，ｐ＝ｄ２
と設定する。これにより、目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋに対する第１の経由点候補ＷＰｋ，１の目印物体基準向きθＴｋに対する角度θｋ，１を、θｋ，１＝−π／２とする位置に、第１の経由点候補ＷＰｋ，１が設定される。また、同様に、目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋに対する第２の経由点候補ＷＰｋ，２の目印物体基準向きθＴｋに対する角度θｋ，２を、θｋ，２＝π／２とする位置に、第２の経由点候補ＷＰｋ，２が設定される。すなわち、本実施例では、環境座標系に加え、上記経由点候補群設定ルールにより、各目印物体Ｔｋの周囲に経由点候補群を設定するための座標系を導入するものである。これにより、各目印物体Ｔｋの周囲に経由点候補群を設定する場合に、全て環境座標系を用いる場合と比較し、ソースコードを少なくすることができる。また、このように、経由点候補群設定ルールを定義することにより、自律移動装置３の移動開始位置（Ｓ）を含み少なくとも２つの目印物体、又は、自律移動装置３が通過直後の目印物体を含み少なくとも他の２つの目印物体を、環境認識部１２及び物体認識部１３２により検出できれば、各目印物体に対する経由点候補を設定できる。  
図１２を用いて、ルール記憶部１３４に予め格納され、経由点設定部１３５により参照される本実施例の経由点設定ルールについて説明する。
【００４９】
先ず、経由点候補群の訪問順序について述べる。自律移動装置３が移動を開始する時点では、移動開始位置（Ｓ）での自律移動装置３の向きに対し、θＴｋ＝ｔａｎ−１（ＯＴｋ−Ｓ）が最小となり、且つ自律移動装置３の位置から所定の範囲に存在する目印物体Ｔｍの中心座標ＯＴｍに対する経由点候補群を最初に訪問する。その後、目印物体Ｔｍの中心座標ＯＴｍと、その直前の経由点候補群の設定に寄与したＯＴｍ−１（移動開始直後は移動開始位置（Ｓ））が作る線分ＯＴｍＯＴｍ−１の向きをθａ＝ｔａｎ−１（ＯＴｍ−ＯＴｍ−１）、未訪問の任意の目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋと、ＯＴｍが作る線分ＯＴｋＯＴｍの向きをθｂ＝ｔａｎ−１（ＯＴｋ−ＯＴｍ）とし、|θa―θb |が最小となる目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋが作る経由点候補群を次に訪問する。以上を逐次実行することにより、経由点候補群の訪問順序を決定する。
【００５０】
また、経由点通過方法を、「ｐ＝２の経由点候補（第２の経由点候補）のみ通過」と定義する。以上の経由点設定ルールにより、図１２のように、楕円状に配置された目印物体（Ｔ７〜Ｔ１２）の外側に沿って周回する、すなわち、自律移動装置３は、常にその右側に所定の間隔（ｄ２）だけ離間する位置に目印物体（Ｔ７〜Ｔ１２）を見ながら時計回りに周回する経路を生成できる。
【００５１】
以下、自律移動装置３の走行時の動作について具体的に説明する。自律移動装置３が移動開始位置（Ｓ）に位置するとき、すなわち、自律移動装置３の走行開始直前での位置（Ｓ）を原点とし、進行方向をｘ軸（図１２において上方へ向かう方向）、進行方向に直交する方向をｙ軸とする原点に自律移動装置３が位置するとき、図３に示すステップＳ１０１〜ステップＳ１０３にて、物体認識部１３２は、２つの検査対象物体等の目印物体（Ｔ７，Ｔ８）を検出する。そして、経由点候補群設定部１３３は、図３のステップＳ１０５にて、ルール記憶部１３４を参照する。ルール記憶部１３４には、予め情報入力部１１より、上述の図１１を用いて説明した経由点候補群設定ルールが格納されている。経由点候補群設定部１３３は、参照した経由点候補群設定ルールに従い、目印物体Ｔ７の中心座標ＯＴ７に対する第１の経由点候補ＷＰ７，１の及び第２の経由点候補ＷＰ７，２を設定する（図３のステップＳ１０６）。次に経由点設定部１３５は、ルール記憶部１３４に予め格納される上述の図１２を用いて説明した経由点設ルールを参照する（図３のステップＳ１０８）。経由点設定部１３５は、経由点設定ルールに従い、第２の経由点候補ＷＰ７，２を経由点として設定する。経路生成部１３６は、移動開始位置（Ｓ）と経由点として設定された第２の経由点候補ＷＰ７，２を接続する移動経路を生成する。その後、自律移動装置３は、生成された移動経路に沿って移動し、移動開始位置（Ｓ）と第２の経由点候補ＷＰ７，２間を走行中に、新たに目印物体（Ｔ９）を検出する。その後、上記ステップＳ１０２〜ステップＳ１０６にて、目印物体Ｔ８の中心座標ＯＴ８に対する第１の経由点候補ＷＰ８，１及び第２の経由点候補ＷＰ８，２を設定する（図３のステップＳ１０６）。その後、ステップＳ１０７及びステップＳ１０８にて、第２の経由点候補ＷＰ８，２が経由点として設定され、第２の経由点候補ＷＰ８，２を接続する移動経路が生成される。この動作を、目印物体（Ｔ１２）が検出されるまで、繰り返す。そして、最終的に経路生成部１３６は、目印物体Ｔ１２の中心座標ＯＴ１２に対する第２の経由点候補ＷＰ１２，２を経由点とし、当該経由点とゴール（Ｇ）を移動する移動経路を生成し、自律移動装置３がゴール（Ｇ）に到達した時点で機体変位部（走行部）１４は停止する（図３のステップＳ１１２）。
【００５２】
本実施例によれば、実施例１及び実施例２の効果に加え、上述の通り、環境座標系に加え、経由点候補群を設定するための座標系を導入することにより、ソースコードを実施例１及び実施例２に比較し少なくすることが可能となる。
【実施例４】
【００５３】
図１３及び図１４に、本実施例の他の実施例に係る実施例４の自律移動装置による移動経路の生成状態を示す。本実施例では、経由点候補群設定ルール及び経由点設定ルールが実施例１及び２と異なる。その他の構成は実施例１及び２と同様である。
【００５４】
図１３に示す移動経路の生成状態では、予め情報入力部１１よりルール記憶部１３４に設定される経由点候補群設定ルールは実施例３と同様である。経由点設定ルールは、（１）経由点候補群の訪問順序については、実施例３と同様に設定される。（２）経由点通過方法は、「各経由点候補群からｐ＝１とｐ＝２の経由点候補（第１の経由点候補ＷＰｋ，１と第２の経由点候補ＷＰｋ，２）を一つずつ交互に選択し通過する」及び「経路長が最大となるように、各目印物体Ｔｋの第１の経由点候補ＷＰｋ，１と第２の経由点候補ＷＰｋ，２からひとつずつ経由点を選択する」と設定する。
【００５５】
このように、経由点設定ルールを定義することにより、自律移動装置４は、検査対象物等の複数の目印物体（Ｔ４〜Ｔ６）の間を、スラロームを描くように移動することが可能となる。
【００５６】
また、図１４に示す移動経路の生成状態では、２つの目印物体（Ｔ１３，Ｔ１４）の間に自律移動装置４が位置し、移動開始位置（Ｓ）とゴール（Ｇ）が同一となるよう情報入力部１１より設定入力された場合を想定している。予め情報入力部１１よりルール記憶部１３４に設定される経由点候補群設定ルールは、以下の４項目として定義される。
（１）環境座標系に対する目印物体の基準向きθＴｋを、θＴｋ＝０
（２）目印物体Ｔｋの周りに設定する経由点候補の個数ｎを、ｎ＝２
（３）目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋに対する各経由点候補ＷＰｋ，ｐの目的物体基準向きθＴｋに対する角度θｋ，ｐを、θｋ，ｐ＝（ｐ−１）×π＋π／２、ここで、１≦ｐ≦２  
目印物体Ｔｋの中心座標ＯＴｋと各経由点候補ＷＰｋ，ｐの間の距離ｄｋ，ｐを、ｄｋ，ｐ＝ｄ２
と設定する。
【００５７】
また、経由点設定ルールの経由点候補群の訪問順序及び通過方法は、「各目印物体（Ｔ１３，Ｔ１４）の経由点候補群（ＷＰＧ１４，ＷＰＧ１３）において、ｐ＝２となる経由点候補（第２の経由点候補ＷＰ１４，２，ＷＰ１３，２）を先に通過し、ｐ＝１となる経由点候補（第２の経由点候補ＷＰ１４，１，ＷＰ１３，１）を次に通過する」と設定する。
【００５８】
このように経由点候補群設定ルール及び経由点設定ルールを定義することにより、自律移動装置４は、２つの目印物体（Ｔ１３，Ｔ１４）間を、８の字走行することが可能となる。
本実施例の自律移動装置４では、状態管理部１３１が、図１３及び図１４に示すように環境に応じて経由点候補群設定ルール及び／又は経由点設定ルールを切り替えることで、多様な動きを実現する。
【００５９】
本実施例によれば、実施例１及び実施例２の効果に加え、経由点候補群設定ルール及び／又は経由点設定ルールを切り替えることで、自律移動装置が走行する環境に応じて、多様な移動が可能となる。
【実施例５】
【００６０】
図１５に、本実施例の他の実施例に係る実施例５の自律移動装置による移動経路の生成状態を示す。本実施例では、目印物体が壁や白線等、点では表しにくい場合でも目印物体に応じた移動を可能とする点が、実施例１乃至実施例４と異なる。
【００６１】
例えば、地面に描かれた白線あるは施設内を区画する壁状の物体等、特定の方向へ連続して延在し、ある程度の長さを持つ物体を目印物体にする場合を想定する。本実施例の自律移動装置５を構成する物体認識部１３２は、環境認識部１２より取得される目印物体（Ｔ１３，Ｔ１４）の画像データに対し、実施例２にて述べたように輪郭検出処理を行う。これにより目印物体Ｔ１３及び目印物体Ｔ１４、それぞれの長手方向の端部が検出される。そして、予め情報入力部１１より、ルール記憶部１３４に、「目印物体Ｔｋの長手方向の端部より、長手方向に直交し所定の距離の点を経由点候補群（ＷＰｋ，１，ＷＰｋ，２）とする」と、経由点候補群設定ルールを定義する。また、経由点設定ルールとして、「自律移動装置の進行方向に対し、近い経由点候補を通過する」と定義する。
【００６２】
これにより、図１５に示すように、目印物体Ｔ１３に対し第１の経由点候補ＷＰ１３，１及び第２の経由点候補ＷＰ１３，２が、また、目印物体Ｔ１４に対し第１の経由点候補ＷＰ１４，１及び第２の経由点候補ＷＰ１４，２が、経由点候補群設定部１３３により設定される。そして、経由点設定部１３５はこれら経由点候補（ＷＰ１３，１，ＷＰ１３，２，ＷＰ１４，１，ＷＰ１４，２）を経由点に設定し、経路生成部１３６は、これら経由点候補及びゴール（Ｇ）を接続する移動経路を生成する。
【００６３】
このように、複数の経由点候補を目印物体の端部に設定することで、例えば目印物体の長手方向に沿って、自律移動装置が移動可能となる。
【００６４】
本実施例によれば、目印物体が特定の方向に延在するような場合であっても、自律移動装置は、この目印物体の長手方向に沿って自律的に移動可能となる。
【００６５】
上述の実施例１乃至実施例５では、経由点候補群設定ルールと経由点設定ルールを分けて説明したが、これに限らず両者を統合してルールを作成しても良い。
【００６６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１，２，３，４，５・・・自律移動装置
１１・・・情報入力部
１２・・・環境認識部
１３・・・演算部
１４・・・機体変位部（走行部）
１５・・・保持部
１６・・・筐体
１７・・・動力源供給装置
１３１・・・状態管理部
１３２・・・物体認識部
１３３・・・経由点候補群設定部
１３４・・・ルール記憶部
１３５・・・経由点設定部
１３６・・・経路生成部
１３７・・・制御部
１３８・・・機体状態把握部
１４１・・・駆動輪
１４２・・・駆動用モータ
１４３・・・エンコーダ
１４４・・・従動車輪
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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