(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業面の輪郭線及び当該作業面内の迂回すべき障害物の少なくとも輪郭線（ＨＩＮ）を直線状の各線区間から形成された閉連続線の形状で示し、モービルユニット（ＭＥ）は自身の移動する経路すなわち複数の折れ曲がり位置（Ｋ１〜Ｋ４；Ｋ１１，Ｋ２２，Ｋ３３，Ｋ４４）を接続する複数の線区間を接続した経路と障害物の輪郭線とによって作業帯状域を定め、自身に取り付けられた面作業装置の巾（ｂ）に依存して該面作業装置を作業帯状域において作業させる、
面作業用のモービルユニットの経路計画方法において、
モービルユニットの第１の経路（ＰＢ１００）を障害物の輪郭線（ＨＩＮ）に沿って計画し、該第１の経路を、輪郭線（ＨＩＮ）の線区間の位置状態に依存して、複数の折れ曲がり個所（Ｋ１〜Ｋ４）によって接続された複数の部分経路区間に細分し、
続いて、モービルユニットの第２の経路（ＰＢ２００）を第２の輪郭線としての前記第１の経路に沿って計画し、該第２の経路を、前記第１の経路の折れ曲がり個所の位置状態に依存して、複数の折れ曲がり個所（Ｋ１１，Ｋ２２，Ｋ３３，Ｋ４４）によって接続された複数の部分経路区間に細分し、
直接隣り合った第１の経路及び第２の経路（ＰＢ１００，ＰＢ２００）のうち、少なくともそれぞれ２つの折れ曲がり個所（Ｋ２２，Ｋ１；Ｋ１１，Ｋ２）をさらなる部分経路区間（２２１；２１１）によって接続し、
相互に列状に配置された各部分経路区間につき、当該のモービルユニットの運動学的状態に応じて移動が可能であるか否かを考慮する第１の判定基準、作業面全体に対して既に通過した作業帯状域であるか否かを考慮する第２の判定基準、全ての部分経路区間の長さを考慮する第３の判定基準の内の少なくとも１つが作用する費用関数を用いて評価を行い、最適な経路を計画する
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
作業面を所定の形状を有する複数の面に区分し、各面が部分経路区間によって交差されるかどうか検査し、前記第２の判定基準として使用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
他の輪郭線迄の距離を検査し、当該距離が作業巾（ｂ）よりも大きい場合に限って最適な経路を計画する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記３つの判定基準の全てが最早充足されない状態に至る迄最適な経路を計画する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
各部分経路区間に対してモービルユニット（ＭＥ）の移動方向を設定し、費用関数による評価の際に前記移動方向を前記モービルユニット（ＭＥ）の運動学的状態と共に評価する、請求項１から４迄の何れか１記載の方法。
【請求項６】
輪郭線（ＨＩＮ）の線区間に相当する第１の経路の各部分経路区間及び各折れ曲がり個所を前記輪郭線に対してほぼ垂直に作業巾（ｂ）の値だけシフトさせ、第１の経路の終点の折れ曲がり個所とシフトによって得られた第２の経路の始点となる何れかの折れ曲がり個所とを別の部分経路区間（３４）によって相互に接続する、請求項１から５迄の何れか１記載の方法。
【請求項７】
グラフを形成し、その際、各部分経路区間を前記グラフのエッジとして使用し、各折れ曲がり個所を前記グラフのノードとして使用し、グラフアルゴリズムの深さ探索によって評価を行う、請求項１から６迄の何れか１記載の方法。
【請求項８】
エッジ間に位置するノードが未通過のエッジを有さない場合、通過されたエッジを所定のメタエッジに変換し、当該のノードを飛び越えて未通過のエッジを有するノードへの接続が行われるように各メタエッジを統合し、該統合を行った後に一定の探索深さが得られる場合にグラフ全体を評価する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記折れ曲がり個所を当該のモービルユニット（ＭＥ）の位置および配向の基準マークとして使用する、請求項１から８迄の何れか１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、作業面の輪郭線及び当該作業面内の迂回すべき障害物の少なくとも輪郭線を、折れ曲がり個所内で接続された直線状の各線区間から形成された閉連続線の形状で示し、モービルユニットは自身の移動する経路と障害物の輪郭線とによって作業帯状域を定め、自身に取り付けられた面作業装置の巾に依存して該面作業装置を作業帯状域において作業させる、面作業用のモービルユニットの経路計画方法に関する。
【０００２】
繰り返し作業は、サービスロボットに代行させることがよく行われている。そのような作業の例は、クリーニング業務、運搬業務、種物の播種、又は、例えば、芝刈りである。面作業装置が取り付けられたサービスロボットでは、この面作業装置が出来る限り利用スペース全体に亘って通過し、その際、出来る僅かな経路しか重複して通過しないようにするという問題点がある。その際、この経路のプランニング用の費用も僅かにして、そのための計算容量を僅かしか使用する必要がないようにして、プランニング過程で受容可能な時間特性にすることができるようにする必要がある。例えば、スーパーマーケットでクリーニング業務を行うクリーニングロボットの場合、付加的な問題点がある。つまり、クリーニングロボットが開店時間中クリーニングする場合、ショッピングカートを押した顧客という形での付加的な障害物があり、クリーニング中のロボットが顧客に恐怖感を与えないように、ロボットが移動する経路を予見可能にする必要がある。作業範囲の大きさ、及び、この作業範囲内にある障害物の位置が分かっている場合、経路を動き回るのに僅かな時間しか掛からず、その際、出来る限り多数の移動すべき面を考慮する所定の方法を用いて最適な経路を計画することができる。従来技術では、自律的なモービルユニット用の経路計画方法は既に公知であるが、面を埋め尽くすように経路を計画するというテーマについては、従来、次の論文で議論されているに過ぎない："Path Plannning And Guidance Techniques For An Autonomous Mobile Cleaning Robot", Christian Hofner及びGuenther Schnidt著、Intelligent Robots and Systems IROS '94の議事録，Muenchen，1994.09.12-16，610〜617ページに記載されている。
【０００３】
本発明の課題は、面作業用のモービルユニット用の改善された経路計画方法を提供することである。
【０００４】
本発明によると、この課題は、モービルユニットの第１の経路を障害物の輪郭線に沿って計画し、該第１の経路を、輪郭線内の前記折れ曲がり個所の位置状態に依存して、該折れ曲がり個所によって接続された複数の部分経路区間に細分し、続いて、モービルユニットの第２の経路を第２の輪郭線としての第１の経路に沿って計画し、該第２の経路を、第１の経路の折れ曲がり個所の位置状態に依存して、該折れ曲がり個所によって接続された複数の部分経路区間に細分し、直接隣り合った第１の経路及び第２の経路の少なくともそれぞれ２つの折れ曲がり個所をさらなる部分経路区間によって接続し、相互に列状に配置された各部分経路区間につき、当該のモービルユニットの運動学的状態に応じて移動が可能であるか否かを考慮する第１の判定基準、作業面全体に対して既に通過した作業帯状域であるか否かを考慮する第２の判定基準、全ての部分経路区間の長さを考慮する第３の判定基準の内の少なくとも１つが作用する費用関数を用いて評価を行い、最適な経路を計画することにより解決される。本発明の実施例は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
有利には、本発明の方法を使用する際、作業装置の巾に合わせられ、そうすることによって、僅かな数のポテンシャル（可能な）経路に設定され、この経路は、有利には、折れ曲がり個所によって部分経路区間に細分され、この部分経路区間は、有利には、モービルユニットが、当該モービルユニットの運動学的データを用いて問題なく位置特定されて、所定の折れ曲がり個所から直ぐ次の折れ曲がり個所に到達することができるように設定される。このようにして、出来る限り僅かな数の部分経路区間が設定され、この部分経路区間が評価過程によって評価され、それにより、出来る限り僅かな計算コストしか掛からないようにされる。
【０００６】
有利には、この方法の実施例では、作業面を複数のパターン面に区分し、各パターン面が部分経路区間によって交差されるかどうか検査し、第２の判定基準として使用する。そのことから、当該面範囲が既にクリーニングされているかどうか推定することができる。こうすることによって、それぞれの部分経路区間の評価用の費用関数を、当該の実状、事態に適合させることができるようになる。
【０００７】
有利には、提案されている方法の１実施例では、他の輪郭線迄の距離を検査し、当該距離が作業巾よりも大きい場合に限って最適な経路を計画する。このようにして、部分経路として可能ではあるが不要な部分経路が形成されてしまうのを回避することができる。つまり、他の輪郭線に基づいて、同様にして、そのような部分経路区間が形成されてしまうことがあるからである。このようにして、モービルユニットが移動すべき経路の計画及び評価の際、計算コストを低減することができるのである。
【０００８】
有利には、提案されている方法の１実施例では、３つの判定基準の全てが最早充足されない状態に至る迄最適な経路を計画することができる。このようにして、残されている作業面全体を経路により通過するようにすることができ、それと同時に、過度に多数の経路が形成されないようにすることができる。
【０００９】
有利には、提案されている方法の１実施例では、各部分経路区間に対してモービルユニットの移動方向を設定し、費用関数による評価の際に移動方向をモービルユニットの運動学的状態と共に評価する。このようにして、モービルユニットの側方に配設された面作業装置を輪郭線に沿って案内することができるようになる。
【００１０】
有利には、提案されている方法の１実施例では、第１の経路の各部分経路区間および各折れ曲がり個所を、輪郭線の線区間を面作業装置の巾の値だけ垂直方向に簡単にシフトさせ、第１の経路の終点の折れ曲がり個所とシフトによって得られた第２の経路の始点となる何れかの折れ曲がり個所とを別の部分経路区間を用いて接続することができる。この方法は、簡単にプログラミングすることができ、簡単なやり方で部分経路区間及び経路を、モービルユニットによって容易に通過することができる折れ曲がり個所を用いて形成することができる。
【００１１】
有利には、提案されている方法の１実施例では、グラフを形成し、その際、各部分経路区間をグラフのエッジとして使用し、各折れ曲がり個所をグラフのノードとして使用し、グラフアルゴリズムの深さ探索によって評価を行う。その結果、グラフ理論の基礎を利用することができる。そこでは、既にシフトされた、最適なグラフの形成用、及び、このグラフの個別エッジの評価用の手段が設けられている。
【００１２】
有利には、エッジ間に位置するノードが未通過のエッジを有さない場合、通過されたエッジを所定のメタエッジに変換し、当該のノードを飛び越えて未通過のエッジを有するノードへの接続が行われるように各メタエッジを統合し、該統合を行った後に一定の探索深さが得られる場合にグラフ全体を評価する。つまり、この際、僅かな計算コストを用いて、従って、小型計算機によっても実行可能な、良好な経過経路を探索することができる。
【００１３】
有利には、折れ曲がり個所をモービルユニットの位置および配向の基準マークとして使用する。この基準マークは、モービルユニットのコンフィグレーション（配位乃至位置・姿勢）の形式で座標プラス方向として示され、その際、モービルユニットの、常に同じ基準点が使用される。
【００１４】
以下、本発明について図示の実施例を用いて説明する。
【００１５】
ここで図１にはモービルユニットのコンフィグレーションが示されている。図２、図３には障害物の存在する場合のモービルユニットが示されている。図４〜図６には経路の構造が示されている。図７にはメタエッジの使用法が示されている。図８には運動学的距離が示されている。
【００１６】
図１に示されているように、自律的に運動するモービルユニットのコンフィグレーションＫは起点ＯＲと方向ＲＩとを用いて示すことができ、ここで起点は直交座標の形で示される。一般にモービルユニットは任意には運動できないため、すなわち高さ方向の軸線を中心とした回転を行うことができないか、または側方に移動できないため、モービルユニットの操縦可能性に関して考慮すべき最小の判定基準が存在する。ここで図２、図３から、モービルユニットＭＥのコンフィグレーションの起点ＯＲの形の個々の基準マークがどのように使用されているか分かり、また同時に、このユニットに取り付けられている表面作業装置が完全に障害物の輪郭線ＨＩＮに沿って案内されることが分かる。図２には障害物の輪郭線ＨＩＮとモービルユニットＭＥとが示されており、このモービルユニットのコンフィグレーション起点ＯＲは直交座標系で示されている。図３には障害物の輪郭線ＳＰＥが示されており、モービルユニットを障害物の輪郭線ＨＩＮに接触させずに、この輪郭線に沿ってモービルユニットＭＥの起点を案内することができる。このためにモービルユニットＭＥの４つの異なる運動段階がＳ１〜Ｓ４の形で示されている。参照記号ＭＥ、ＯＲは示されていないが、これは状態Ｓ０と等しい。したがって本発明の方法が適用される場合、モービルユニットのコンフィグレーションに対するただ１つの座標基準点のみを用いて障害物の輪郭線ＨＩＮの代わりに障害物の輪郭線ＳＰＥを使用すると有効である。なぜなら、こうすることにより自ずから、モービルユニットが障害物に衝突しないようになるからである。
【００１７】
図４〜図６に示されているように、モービルユニットの通る経路を簡単なスキーマにしたがって構成することもできる。まず図４に示されているように、障害物の輪郭線ＨＩＮの線分が表面作業装置の幅の値だけ垂直方向にシフトされ、ここから平行な線分Ｐ１〜Ｐ４が生じる。この場合線分の長さは維持され、作業幅の値ｂは有利には作業路の所望のオーバラップも考慮されるように選択されている。次に図５に示されているように、これらの線分の端部にコンフィグレーションＫ１、Ｋ３、Ｋ４が形成される。例えばこれらのコンフィグレーションは所定のグラフのノードであり、モービルユニットのための折れ曲がり個所として使用される。また選択的にはここでＫ２として示されているように中間コンフィグレーションを定めて、モービルユニットが充分な個数の折れ曲がり個所を使用できるように構成してもよい。これによりモービルユニットが設定された経路から大きく外れることがなくなる。図５ではこのようにしてノードＫ１、Ｋ２の間にエッジ２１が形成され、ノードＫ２、Ｋ３の間にエッジ２３が形成されている。同様に矢印により、有利にはどちらの方向ＲＩへモービルユニットが障害物の輪郭線ＨＩＮの周囲を進むかが示されている。
【００１８】
図６には本発明の経路プランニング方法の経路を構成する際の別のステップが示されている。この経路は同心円の形式にしたがって障害物の周囲に配置されており、通し番号がつけられている。図６の２つの例はＰＢ１００、ＰＢ２００である。解りやすくするためにここでは図５の経路ではノードＫ１〜Ｋ４しか示されておらず、第２の経路では別のノードＫ１１〜Ｋ４４が形成されていることが示されている。図からわかるように、これは同様に本来の障害物の輪郭線の線分を作業幅ｂの値だけ第１の経路に対して垂直方向にシフトすることにより形成されている。有利には各経路ごとに本発明の方法では番号が与えられており、個々のコンフィグレーションまたは形成されたグラフのノードは異なる番号を有する経路間のエッジを介して接続することができる。図６の第２の経路は例えばコンフィグレーションＫ１１、Ｋ２２、Ｋ３３、Ｋ４４を有しており、これらのコンフィグレーションは例えばここではノードＫ３３とノードＫ４４との間に３３４４で示されているような部分経路区間またはグラフのエッジにより接続されている。エッジまたは部分経路区間３３４４はそれぞれ経路またはグラフのどちらが観察されるかに応じて、本来ならば障害物の輪郭線ＨＩＮの折れ曲がり位置のところで相互にぶつかるはずの部分経路区間を接続している。同様にここでは障害物の輪郭線に基づいて作業表面の境界として経路を形成することもできる。有利にはこの手段を用いて経路が別の障害物の輪郭線までの作業距離を下回るまで続行される。なぜならこのようにして最適な複数の経路が形成され、全作業表面が部分経路区間を有するこの種の経路によって通過されるようになるからである。このような部分経路区間およびコンフィグレーションをグラフのノードおよびエッジとして理解すると、数学的なグラフ理論として既に種々の方法が存在しているので、最適なグラフを形成して、グラフのエッジを種々の評価関数に関連して評価することができる。このようにして形成された経路を相互に接続するために、種々の番号を有する経路を個々のノード間の部分経路区間を介して接続する必要がある。このことはここでは部分経路区間またはエッジ２２１、２１１により示されている。このような部分経路の接続線を種々の番号を有する経路間に形成することに関して、どのノードを相互に接続すべきかを制御する種々の判定基準が考えられる。例えば距離の判定基準が存在し、ユークリッド距離または運動学的距離が計算され、これらの値に対して閾値が予め設定される。しかもコンビネーションも可能であり、例えばモービルユニットが最も近いノードまたは最も近い折れ曲がり個所へ直進することによって到達可能であるという判定基準がある。さらに例えば機械によって移動可能な最小半径が、個々のコンフィグレーション間に形成可能な接続線を評価する際に用いられる。この手段が順次に全作業表面に対して維持された後、経路が通過された作業表面が得られる。この経路はグラフのコンフィグレーションまたはノードを相互に部分経路区間へ分割されている。さらに個々の経路の番号が異なっていることにより、全ての経路が部分経路区間を介して相互に接続されるようになる。このため種々の障害物の輪郭線に基づく全ての経路は相互に接続されている。表面作業装置に対する最適な経路を求める経路プランニング方法のために、充足すべき所定の評価基準に関連して最適な経路を取り出すことのできる部分経路だけが最後には使用可能となる。これによりモービルユニットに対する最終的な経路をプランニングすることができる。こうした経路のプランニングの際には個々に異なる評価基準を考慮しなければならず、例えば顧客の移動方向、個々の経路間のオーバラップ、２重に通過する表面をできるだけ小さくすべきである点、スーパーマーケット内の顧客の邪魔にならない経路または顧客に解りやすい経路を移動すべきである点、モービルユニットが考慮すべきカーブ半径、および交差移動のための最小幅などが考慮される。
【００１９】
有利にはプランニングすべき経路は開始マークから出発する。このために任意の開始マークを作業表面の内部に定めるか、または経路プランニングの際に形成されたコンフィグレーションを経路プランニング開始のための開始マークとして利用することができる。有利には使用される作業表面をパターンによって分割できる。ここでそれぞれのパターン面に対して、このパターン面に部分経路が交差しているということがマーキングされる。なぜならこのパターン面を部分経路が通過している場合には、それぞれのパターン面は既にクリーニングされていることが明らかであるからである。こうした実態は後続の経過経路を、既に通過されたパターン面に依存して新たにプランニングするために用いられる。乃至、後続の経過経路を、既にクリーニングされたパターン面に依存して新たに評価するために用いられる。他の評価ファクタはプランニングされた経路の長さである。経路を記憶する有効な手段は、有向グラフを使用することによって得られる。この有向グラフのエッジは２つのコンフィグレーションの接続線である。費用などの付加情報はこの場合きわめて簡単に加えることができる。グラフ構造を使用することにより、必要な記憶スペースが小さくなる利点が得られる。個々のエッジを経路のプランニング時に評価するために、例えばパターン面がすでにクリーニングされたことを表す割り当てまたはマーキングを作業表面内で行うことができる。２つのポテンシャル経路を横方向で相互に接続する部分経路ないしグラフエッジの評価の際の主要な判定基準は、モービルユニットを容易に１つのポテンシャル経路上のコンフィグレーションから別のポテンシャル経路上のコンフィグレーションへ移すことにある。有利には本発明の方法では、形成されたコンフィグレーションは、このコンフィグレーションのきわめて近傍に別の障害物の輪郭線が存在する場合には再び消去される。さらに運動学の点からモービルユニットが障害作用を有するコンフィグレーションは消去される。これは有利にはモービルユニットの最小のカーブ半径内部に存在するコンフィグレーションである。また後続の部分経路がないコンフィグレーションも消去することができる。なぜならモービルユニットが袋小路に入ると逆戻りしなければならなくなるからである。ポテンシャル部分経路が形成された後に、探索アルゴリズム、例えばグリーディアルゴリズムまたは評価された深さ探索アルゴリズムを用いて個々の各エッジが評価される。ここでそれぞれの部分経路のエッジを評価するための判定基準は自由に設定可能である。実験的に深さ探索の際の部分経路またはグラフのエッジの評価は探索深さ６で行われる。この手段により評価にかかる時間コストが著しく低減される。ただし経路は最適性を失う。これはエッジが特定の探索深さ内部で既に全てクリーニングされていて、深さ探索アルゴリズムを用いてもクリーニングされていないエッジに至る経路を探索することができないことがあるためである。この手段では、クリーニングされたパターン面のマーキングのほかに、それぞれの経路部分に既に通過したということもマーキング可能である。このことは、モービルユニットないしプランニングコンピュータのメモリにもマーキングすることができる。最終的に個々のグラフのエッジを深さ探索アルゴリズムを用いて評価することにより、深さ探索アルゴリズムのステップ幅が個々のエッジ全体に達するのに充分でないため、個々のエッジを介してクリーニングされていない作業領域の部分表面が残ってしまうことを回避するために、メタエッジを用いた手段が使用される。このことは以下のように図７に詳細に説明されている。このメタエッジコンセプトを用いて、既にクリーニングされたエッジを１つのメタエッジに統合することにより、深さ探索アルゴリズムの探索深さを低減すべきである。このために例えば順次そばを通過したけれども（nacheinander ueberfahren wird）、未だクリーニングされていない複数のエッジが唯一のメタエッジに統合される。
【００２０】
未だクリーニングされていないエッジを通過する場合、このエッジはメタエッジに変換される。続いて所定のアルゴリズムが実行されて、メタエッジのグラフが更新される。このためにこのアルゴリズムは、エッジの始点ノードとたった今通過した終点ノードに対して１回ずつ実行される。まず最初に、未だクリーニングされていないエッジがその時点のノードから出発しているか否かが検査される。出発している場合にはアクションは行われない。未だクリーニングされていないエッジがその時点のノードから出発していない場合には、入ってくる全てのメタエッジが出発する全てのメタエッジと結合され、その後、付加的に入ってくる全てのメタエッジが消去される。これにより相応のノードを飛び越すことができる。この様子は図７に示されている。この場合、現時点で移動されているエッジＡはメタエッジに変換される。続いてノードＫ１が検査される。エッジＢはこのノードから出発するがいまだクリーニングされていないので、この個所では何も行われない。続いてノードＫ２が検査される。このノードはクリーニングされていないノードをもはや有さず、メタエッジＤのみを有する。すなわち入ってくる全てのメタエッジと出発する全てのメタエッジとがアルゴリズムにより結合される。この場合にはエッジＡとエッジＤとが接続され、新たなメタエッジＣが発生する。次のステップでエッジＡが消去されるので、ノードＫ２を飛び越すことができる。解りやすくするために図７のメタエッジは既存の線を用いて示されていることを付言しておく。メタエッジを使用するこの手段によれば、グラフが縮小し、ひいては深さ探索アルゴリズムの探索深さがクリーニングされていない僅かな表面部分をクリーニングされた大きな表面の内部から探索して、メタエッジを用いて接続するのに充分な程度となる。この場合考慮すべき点は、それぞれにメタエッジに対して本来のグラフのどのエッジを含んでいるかを記憶し、続いて深さ探索によりメタエッジを用いて移動経路が探索された後に本来のグラフのエッジに沿った経路をプランニングできるようにしなければならないことである。ここでグラフがただ１つのノードから成っている場合、作業表面が完全に通過されており、プランニングを中断できることに基づいている。有利には表面の作業済み部分がどの程度であるのか検査するのに、パターンが用いられる。このために作業表面は１パターンにより複数パターン面に分割され、全てのパターン面は最初はクリーニングされていないものとして初期化される。各エッジごとに作業表面内に１つの領域が存在する。この領域は機械が相応のエッジを使用して通過する表面である。プランニング中どの領域を通過したかが計算される。対応するパターン面はここでクリーニングされたものと見なされ、メモリフィールドにエントリされる。これにより２つの数が得られ、このうち第１の数は全てのパターン面の全個数であり、第２の数は未だクリーニングされていないパターン面の個数である。これら２つの数から既にクリーニングされた表面のパーセンテージを求めることができる。既にクリーニングされた表面のパーセンテージも経路プランニング方法を中断するための判定基準として使用することができる。
【００２１】
費用関数に関して、個々のエッジをプランニングすべき経路として結合するために評価する際に可能な最大自由度が存在している。例えば、各エッジの費用関数が、コンフィグレーションＫ１０からコンフィグレーションＫ２０への移動のために調達しなければならない費用を反映した値Ｗである場合がそうである。最適経路をプランニングするためにはグラフの全てのエッジに費用を割り当てなければならない。この場合エッジの費用は複数のファクタに依存している。このケースでは費用は例えば複数の部分アスペクトから成っており、これらのアスペクトは費用において種々に重みづけされる。複数の影響ファクタが存在しており、これは例えばエッジの位置や、２つのコンフィグレーション間の距離などであり、この距離は、ロボットの移動があまり不正確にならないようにするためにできる限り小さく維持すべきである。さらに移動される２つのコンフィグレーション間に存在するユークリッド距離および運動学的距離が評価される。運動学的距離を計算する際にはまず２つのコンフィグレーションの周囲にそれぞれ２つの円を描く。これは図８のＣ５１、Ｃ５２、Ｃ７１、Ｃ７２で示されており、これらの円はそれぞれコンフィグレーションＫ５０、Ｋ７０に属している。２つのコンフィグレーションでの移動方向としてＲ５０、Ｒ７０が示されている。この円の半径ＲＡＤはこの場合、モービルユニットの最大操舵角が利用されるように計算される。続いてコンフィグレーション間を結ぶ最短の接続線がこの円を用いて計算される。これは都合の良い円弧を線分によって接続することにより行われる。コンフィグレーションＲ５０からＰ１００までの部分円と、コンフィグレーションＲ７０からＰ２００までの部分円と、コンフィグレーションＰ２００とＰ１００との間に存在する線分とが運動学的な距離を形成している。別の判定基準として前述の２つの距離の比を形成することができる。なぜならこの値はモービルユニットの操舵角がコンフィグレーションシーケンスに達するのにどれだけの大きさでなければならないかを記述しているからである。値が１である場合、モービルユニットは直進することができ、これはもちろん最も有利なケースに相当する。エッジを評価する際の別の主要なアスペクトは表面作業の際の連続するステップである。これを計算するために、どれだけのパーセンテージのエッジが既にクリーニングされたかが求められる。この位置での値が小さい程、このエッジを通過する際に達成可能な効用が大きい。判定基準の全て、又は、その一部は、有利にはエッジに対する費用を計算するための評価関数に統合することができる。ただし適用するケースに応じて任意の別の費用判定基準も考えられる。例としてエネルギ消費量およびエネルギ蓄積量、クリーニング手段のストックおよびクリーニング手段の消費量などが用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  モービルユニットのコンフィグレーションを示す図である。
【図２】  障害物の存在する場合のモービルユニットを示す図である。
【図３】  障害物の存在する場合のモービルユニットを示す図である。
【図４】  経路の構造を示す図である。
【図５】  経路の構造を示す図である。
【図６】  経路の構造を示す図である。
【図７】  メタエッジの使用法を示す図である。
【図８】  運動学的距離を示す図である。
【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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