(57)【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であって、
前記移動始点から前記移動終点へと至る前記自律移動体の移動経路を作成する手段と、
前記移動領域内に存在する移動障害物が、前記自律移動体の前記移動経路を横切る点を衝突予測点として算出する手段と、
現在時刻からの経過時間を横軸とし、前記移動経路上における前記自律移動体の現在位置からの距離を縦軸とする時空間座標を設定する手段と、
前記自律移動体の移動軌跡を前記時空間座標に描写する手段と、
前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する際に、前記移動障害物を含む正方形形状の領域を前記移動障害物に対して設定し、前記正方形形状の領域の４つの頂点が前記移動経路をそれぞれ通過するときの４つの時刻及び位置により囲まれる領域を、障害物占有領域として前記時空間座標に描写する手段と、
前記移動軌跡が前記障害物占有領域と重なるか否かを判定する手段と、
前記判定の結果、前記移動軌跡が前記障害物占有領域と重なる場合に、前記４つの時刻及び位置のうち、前記正方形形状の領域が前記移動経路を通過し終えるときの時刻及び位置であって前記縦軸上での値がより小さい時刻及び位置を前記移動軌跡が通過するように移動速度を減速する、又は、前記正方形形状の領域が前記移動経路を通過し始めるときの時刻及び位置であって前記縦軸上での値がより大きい時刻及び位置を前記移動軌跡が通過するように移動速度を加速することで、前記自律移動体の移動速度を調整する手段と、
を備える自律移動体。
【請求項２】
前記自律移動体は、
前記移動障害物が前記衝突予測点を通過した後は、調整された前記移動速度を所定の移動速度へと変更して移動する
ことを特徴とする請求項１記載の自律移動体。
【請求項３】
前記移動障害物が前記自律移動体の前記移動経路を横切る点を算出する手段は、
前記移動障害物の現在位置情報と、移動方向情報とに基づいて、前記移動障害物の移動予測経路を算出する手段と、
前記自律移動体の前記移動経路と、算出された前記移動障害物の前記移動予測経路の交点を衝突予測点として算出する手段と、を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の自律移動体。
【請求項４】
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制御方法であって、
前記移動始点から前記移動終点へと至る前記自律移動体の移動経路を作成するステップと、
前記移動領域内に存在する移動障害物が、前記自律移動体の前記移動経路を横切る点を衝突予測点として算出するステップと、
現在時刻からの経過時間を横軸とし、前記移動経路上における前記自律移動体の現在位置からの距離を縦軸とする時空間座標を設定するステップと、
前記自律移動体の移動軌跡を前記時空間座標に描写するステップと、
前記移動障害物を含む正方形形状の領域を前記移動障害物に対して設定するステップと、
前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する際に、前記正方形形状の領域の４つの頂点が前記移動経路をそれぞれ通過するときの４つの時刻及び位置をそれぞれ算出し、当該算出した４つの時刻及び位置により囲まれる領域を、障害物占有領域として前記時空間座標に描写するステップと、
前記移動軌跡が前記障害物占有領域と重なるか否かを判定するステップと、
を備え、
前記判定の結果、前記移動軌跡が前記障害物占有領域と重なる場合に、前記４つの時刻及び位置のうち、前記正方形形状の領域が前記移動経路を通過し終えるときの時刻及び位置であって前記縦軸上での値がより小さい時刻及び位置を前記移動軌跡が通過するように移動速度を減速する、又は、前記正方形形状の領域が前記移動経路を通過し始めるときの時刻及び位置であって前記縦軸上での値がより大きい時刻及び位置を前記移動軌跡が通過するように移動速度を加速することで、前記自律移動体の移動速度を調整する
自律移動体の制御方法。
【請求項５】
前記移動障害物が前記衝突予測点を通過した後は、調整された前記移動速度を所定の移動速度へと変更して移動する
ことを特徴とする請求項４記載の自律移動体の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動障害物を回避する自律移動体、その制御方法、及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、屋内や屋外の限られたエリアなどの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。このような自律移動体は、移動領域内での自律移動体の自己位置を認識させると共に、自律移動体が移動しようとする移動経路を予め又はリアルタイムに作成する。
【０００３】
移動経路を作成する際に移動領域に障害物が存在する場合には、自律移動体が障害物に衝突することがないように、移動経路が作成される。ここで、障害物には、固定で動かない固定障害物と、人や他のロボット等の移動する移動障害物がある。固定障害物については、最初にこの障害物の近傍を禁止領域と設定して移動経路を作成すれば逐次的に移動経路を生成する場合であっても問題がないが、移動障害物については、移動を伴うものであるためさまざまな問題が発生する。例えば、この移動障害物が大きな移動速度を有している場合には、移動経路を生成する度に移動障害物の位置が変わるため、移動経路が大幅に変更され、その結果、自律移動体が経路に追従しきれずに障害物と衝突する可能性がある。特に、移動障害物が自律移動体に対して相対的に近づくように移動している場合には、衝突の危険性が高くなる。
【０００４】
特許文献１には、所定の最高速度、加速度、減速度、を走行制御条件として記憶しておき、予め走行方向前方に設定した走行制御対象領域を用いて、走行制御領域内部に障害物を検出した場合のみ進行方向の走行速度を制御条件に基づいて設定変更する自律移動装置が開示されている。特許文献１記載の自律移動装置では、走行制御領域外の障害物に反応することがないため、通路上にある障害物以外の壁などに対する反応を減らすことができ、走行制御領域を用いない場合に比べてより高速に効率的な走行ができる。
【０００５】
また、特許文献２には、ロボットと移動体との相対距離及び相対角度に基づいて、ロボットの歩行を停止すべきか否かを判定し、歩行を停止する場合には、ロボットが移動する停止移動距離が、所定の距離以内となるように制御する２足歩行ロボットが開示されている。特許文献２に記載の２足歩行ロボットでは、歩行中のロボットが移動体に接近したとき、ロボットを所定の距離内で停止させることができるため、ロボットと移動体の衝突を回避することができる。
【特許文献１】特許３８７９８６０号公報
【特許文献２】特開２００４−２９９００１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の自律移動装置では、走行制御対象領域内部に障害物を検出した場合に、条件反射的に移動速度を制御するものであり、障害物との衝突を回避するため最適な移動速度を算出することができないものである。また、特許文献２記載の２足歩行ロボットでは、障害物との衝突回避のため、２足歩行ロボットの移動を停止するものであるため、障害物を回避しながら経路上を効率的に移動することはできない。
【０００７】
このように、従来技術によれば、障害物を回避するために最適な移動速度を算出することができず、障害物回避と最適経路計画とを両立させることができないものであった。このため、移動障害物との衝突を回避するために最適な移動速度で、移動始点から移動終点へと向かう経路を効率的に移動することができないとう問題点があった。
【０００８】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、移動障害物との衝突を回避しながら、移動終点へと向かって経路上を効率的に移動することが可能な自律移動体、その制御方法、及びその制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る自律移動体は、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であって、前記移動始点から前記移動終点へと至る前記自律移動体の移動経路を作成する手段と、前記移動領域内に存在する移動障害物が、作成された前記自律移動体の前記移動経路を横切る点を衝突予測点として算出する手段と、前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する第一の通過時間帯を算出する手段と、前記自律移動体が前記衝突予測点を通過する第二の通過時間帯を算出する手段と、を備え、前記第二の通過時間帯の少なくとも一部が前記第一の通過時間帯に重なる場合に、前記第二の通過時間帯が前記第一の通過時間帯に重ならないように、前記自律移動体の移動速度を調整するものである。
【００１０】
このように、自律移動体の移動経路を移動障害物が横切る点を衝突予測点として算出して、移動障害物が衝突予測点を通過する時間帯と、自律移動体が衝突予測点を通過する時間帯とが重ならないように、自律移動体の速度を調整することで、自律移動体は、移動障害物を回避しながら移動経路を移動し続けることができ、障害物回避と最適経路計画とを両立させることができる。従って、移動障害物との衝突を回避しながら、移動終点へと向かって経路上を効率的に移動することができる。
【００１１】
また、前記自律移動体は、前記第二の通過時間帯の少なくとも一部が前記第一の通過時間帯に重なる場合に、前記第二の通過時間帯が前記第一の通過時間帯に重ならないように、前記自律移動体の移動速度を減速するようにしてもよい。このように自律移動体の移動速度を減速させることで、移動障害物が衝突予測点を通過した後に、自律移動体に衝突予測点を通過させることができる。従って、移動障害物との衝突が予測される場合に、急加速して障害物を回避せずに済むため、より安全に移動させることができる。
【００１２】
さらにまた、前記自律移動体は、前記第二の通過時間帯の少なくとも一部が前記第一の通過時間帯に重なる場合に、前記衝突予測点と、前記第二の通過時間帯のうち最も遅い時点とに基づいて、前記減速する自律移動体の移動速度を算出するようにしてもよい。このように移動障害物が衝突予測点を通過し終える時点に基づいて、衝突予測点に自律移動体が到達するための移動速度を算出することで、移動障害物を効率的に回避するための移動速度を容易に算出することができる。
【００１３】
また、前記自律移動体は、前記第二の通過時間帯の少なくとも一部が前記第一の通過時間帯に重なる場合に、前記第二の通過時間帯が前記第一の通過時間帯に重ならないように、前記自律移動体の移動速度を減速又は加速するようにしてもよい。このように自律移動体の移動速度を減速又は加速させることで、移動障害物が衝突予測点を通過した後に、衝突予測点を自律移動体に通過させてもよいし、又は、移動障害物が衝突予測点へと到達する前に、衝突予測点を自律移動体に通過し終えるようにしてもよい。従って、移動障害物の移動速度などが変化した場合でも、より柔軟に対応することができる。
【００１４】
さらにまた、前記自律移動体は、前記第二の通過時間帯の少なくとも一部が前記第一の通過時間帯に重なる場合に、前記衝突予測点と、前記第二の通過時間帯のうち最も遅い時点とに基づいて、前記減速する自律移動体の移動速度を算出し、前記衝突予測点と、前記移動障害物の大きさと、前記第二の通過時間帯のうち最も早い時点とに基づいて、前記加速する自律移動体の移動速度を算出するようにしてもよい。このように減速又は加速する移動速度を算出することで、移動障害物を効率的に回避するための移動速度を容易に算出することができる。
【００１５】
また、前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する第一の通過時間帯を算出する手段は、前記衝突予測点における前記移動障害物の危険度に応じて、前記第一の通過時間帯を拡大するようにしてもよい。このように第一の通過時間帯を移動障害物に対する危険度に応じて拡大することで、衝突予測点において移動障害物と自律移動体とがすれ違う際には、より余裕を持ってすれ違うことができる。
【００１６】
さらにまた、前記自律移動体は、前記移動障害物が前記衝突予測点を通過した後は、調整された前記移動速度を所定の移動速度へと変更して移動するようにしてもよい。このように移動障害物を回避した後は所定の速度に戻して移動することで、移動障害物との衝突を回避しながら、経路上をより効率的に移動することができる。
【００１７】
また、前記移動障害物が前記自律移動体の前記移動経路を横切る点を算出する手段は、前記移動障害物の現在位置情報と、移動方向情報とに基づいて、前記移動障害物の移動予測経路を算出する手段と、前記自律移動体の前記移動経路と、算出された前記移動障害物の前記移動予測経路の交点を衝突予測点として算出する手段と、を備えるようにしてもよい。
【００１８】
さらにまた、前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する第一の通過時間帯を算出する手段は、前記移動障害物の現在位置情報に基づいて、前記移動障害物の移動速度を算出する手段と、前記衝突予測点と、算出された前記移動障害物の前記移動速度と、前記移動障害物の大きさとに基づいて、前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する第一の通過時間帯を算出する手段と、を備えるようにしてもよい。
【００１９】
また、前記自律移動体が前記衝突予測点を通過する第二の通過時間帯を算出する手段は、前記衝突予測点と、前記自律移動体の移動速度と、前記自律移動体の大きさとに基づいて、前記自律移動体が前記衝突予測点を通過する第二の通過時間帯を算出するようにしてもよい。
【００２０】
本発明に係る自律移動体の制御方法は、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制御方法であって、前記移動始点から前記移動終点へと至る前記自律移動体の移動経路を作成するステップと、前記移動領域内に存在する移動障害物が、作成された前記自律移動体の前記移動経路を横切る点を衝突予測点として算出するステップと、前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する第一の通過時間帯を算出するステップと、前記自律移動体が前記衝突予測点を通過する第二の通過時間帯を算出するステップと、を備え、前記第二の通過時間帯の少なくとも一部が前記第一の通過時間帯に重なる場合に、前記第二の通過時間帯が前記第一の通過時間帯に重ならないように、前記自律移動体の移動速度を調整するものである。
【００２１】
本発明に係る自律移動体の制御システムは、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制御システムであって、前記移動始点から前記移動終点へと至る前記自律移動体の移動経路を作成する手段と、前記移動領域内に存在する移動障害物が、作成された前記自律移動体の前記移動経路を横切る点を衝突予測点として算出する手段と、前記移動障害物が前記衝突予測点を通過する第一の通過時間帯を算出する手段と、前記自律移動体が前記衝突予測点を通過する第二の通過時間帯を算出する手段と、を備え、前記第二の通過時間帯の少なくとも一部が前記第一の通過時間帯に重なる場合に、前記第二の通過時間帯が前記第一の通過時間帯に重ならないように、前記自律移動体の移動速度を調整するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、移動障害物との衝突を回避しながら、移動終点へと向かって経路上を効率的に移動することが可能な自律移動体、その制御方法、及びその制御システムを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
発明の実施の形態１．
本実施の形態１に係る自律移動体は、移動始点から移動終点へと至る自律移動体の移動経路を作成する手段と、移動領域内に存在する移動障害物が、作成された自律移動体の移動経路を横切る点を衝突予測点として算出する手段と、移動障害物が衝突予測点を通過する第一の通過時間帯を算出する手段と、自律移動体が衝突予測点を通過する第二の通過時間帯を算出する手段と、を備える。そして、第二の通過時間帯の少なくとも一部が第一の通過時間帯に重なる場合には、第二の通過時間帯が第一の通過時間帯に重ならないように、自律移動体の移動速度を調整するものである。
【００２４】
このように、自律移動体の移動経路を移動障害物が横切る点を衝突予測点として算出して、移動障害物が衝突予測点を通過する時間帯と、自律移動体が衝突予測点を通過する時間帯とが重ならないように、自律移動体の速度を調整する。即ち、移動障害物が経路上を横切るタイミングを避けるように自律移動体は移動速度を変更するため、自律移動体は、最適な速度で移動障害物を適切に回避しながら移動経路を移動し続けることができ、障害物回避と最適経路計画とを両立させることができる。従って、移動障害物との衝突を回避しながら、移動終点へと向かって経路上を効率的に移動することができる。
【００２５】
以下、図面を参照しながら本実施の形態１に係る自律移動体について説明する。図１は、移動領域としての床部１上の限られたエリアＦ（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１５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Ｆ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制御部１５が備えられている。そして、制御部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制御部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、制御部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１５からの指令にしたがって、エリアＦ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】
制御部１５内部に備えられた記憶領域１５ａには、床部１上のエリアＦ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。制御部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及び４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、自律移動体の制御方法について説明する。図３に示す例では、移動障害物Ｂが存在する。移動障害物Ｂは、衝突予測点Ｐにおいて、自律移動体１０の移動する移動経路Ｒを横切る。本実施の形態１に係る自律移動体１０は、自律移動体１０が衝突予測点Ｐを通過する時間帯と、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過する時間帯とが重ならないように、自らの移動速度を変更する。
【００３２】
図４は、自律移動体の制御処理の概要を示すフローチャートである。まず、制御部１５は、移動始点Ｓから移動終点Ｇへと至る自律移動体１０の移動経路Ｒを作成する（ステップＳ１０１）。経路作成方法については、公知の経路作成方法を適用可能であるが、例えば、Ａ＊（エースター）経路探索法を用いて、移動経路を作成する。作成された移動経路Ｒは、記憶領域１５ａに格納される。
【００３３】
次に、制御部１５は、移動障害物Ｂを認識し、その移動速度を推定する（ステップＳ１０２）。より詳細には、まず、制御部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Ｂとして認識する。さらに、制御部１５は、認識された移動障害物Ｂの位置情報を記憶領域１５ａに格納する。そして、制御部１５は、移動障害物Ｂの重心における移動速度を推定する。具体的には、まず、移動障害物Ｂの重心の位置情報を算出する。次に、一制御周期前のタイミングにおいて算出した移動障害物Ｂの重心の位置と、現在のタイミングにおいて算出した移動障害物Ｂの重心の位置を比較して、移動障害物Ｂの移動距離を算出し、これを制御周期で割り算することによって、それぞれの移動障害物Ｂの速度を算出する。
【００３４】
次に、制御部１５は、移動障害物Ｂが、作成された移動経路Ｒを横切る点を衝突予測点Ｐとして算出する（ステップＳ１０３）。より詳細には、まず、制御部１５は、移動障害物Ｂの現在位置情報及び進行方向情報と、移動速度とに基づいて、移動障害物Ｂが移動すると予測される移動予測経路を算出する。例えば、移動障害物Ｂの移動予測経路は、移動障害物Ｂの現在位置から進行方向Ｄｂ及びその反対方向に伸びる直線である。そして、制御部１５は、自律移動体１０の作成された移動経路Ｒと、算出された移動障害物Ｂの移動予測経路との交点を衝突予測点Ｐとして算出する。この衝突予測点Ｐは、自律移動体１０や移動障害物Ｂの移動速度を考慮したものではなく、移動経路Ｒと移動予測経路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、移動障害物Ｂの移動速度の回転成分を０に近似した場合に、移動予測経路は直線となるが、回転成分が０ではない場合には円弧になる。
【００３５】
次に、制御部１５は、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過する第一の通過時間帯を算出する（ステップＳ１０４）。より詳細には、制御部１５は、移動障害物Ｂの現在位置から衝突予測点Ｐまでの距離を算出する。そして、制御部１５は、この距離を移動障害物Ｂの現在速度によって割り算することで移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐに到達するまでの時間Ｔ１を算出する。さらに、制御部１５は、移動障害物Ｂの大きさを移動障害物Ｂの現在速度によって割り算することで、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐへと到達してから通過し終えるまでに要する時間ΔＴ１を算出する。そして、制御部１５は、到達するまでの時間Ｔ１に時間ΔＴ１を加算することで、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過し終える時間Ｔ２を算出する（即ち、Ｔ２＝Ｔ１＋ΔＴ１）。このようにして、制御部１５は、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐへと到達してから通過し終えるまでの時間帯（Ｔ１からＴ２）、即ち第一の通過時間帯を算出する。
【００３６】
次に、制御部１５は、自律移動体１０が衝突予測点Ｐを通過する第二の通過時間帯を算出する（ステップＳ１０５）。より詳細には、制御部１５は、自律移動体１０の現在位置から衝突予測点Ｐまでの距離を算出する。そして、この距離を自律移動体１０の現在速度によって割り算することによって自律移動体１０が衝突予測点Ｐに到達するまでの時間Ｔ４を算出する。さらに、制御部１５は、自律移動体１０の大きさを自律移動体１０の現在速度によって割り算することで、自律移動体１０が衝突予測点Ｐへと到達してから通過し終えるまでに要する時間ΔＴ４を算出する。そして、制御部１５は、到達するまでの時間Ｔ４に時間ΔＴ４を加算することで、自律移動体１０が衝突予測点Ｐを通過し終える時間Ｔ５を算出する（即ち、Ｔ５＝Ｔ４＋ΔＴ４）。このようにして、制御部１５は、自律移動体１０が衝突予測点Ｐへと到達してから通過し終えるまでの時間帯（Ｔ４からＴ５）、即ち第二の通過時間帯を算出する。
【００３７】
次に、制御部１５は、ステップＳ１０５で算出された第二の通過時間帯の少なくとも一部が、ステップＳ１０４で算出された第一の通過時間帯に重なるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。即ち、自律移動体１０が衝突予測点Ｐへと到達してから通過し終えるまでの時間帯（Ｔ４からＴ５）が、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐへと到達してから通過し終えるまでの時間帯（Ｔ１からＴ２）と重なるか否かを判定する。判定の結果、第二の通過時間帯のいずれの部分についても、第一の通過時間帯に重ならない場合には、ステップＳ１０８へと進む。
【００３８】
一方、ステップＳ１０６における判定の結果、第二の通過時間帯の少なくとも一部が第一の通過時間帯に重なる場合には、制御部１５は、第二の通過時間帯が第一の通過時間帯に重ならないように、自律移動体１０の移動速度を調整する（ステップＳ１０７）。第二の通過時間帯の少なくとも一部が第一の通過時間帯に重なる場合には、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを横切る際に、同時に自律移動体１０が衝突予測点Ｐを通過することが予想される。このため、自律移動体１０は自身の移動速度を調整することで、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過する時間帯を避けるように移動する。尚、移動障害物Ｂとの衝突を回避するための移動速度の算出方法については後述する。
【００３９】
制御部１５は、調整された移動速度と、作成された移動経路情報に基づいて、車輪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（Ｓ１０８）。これにより、自律移動体１０は、移動障害物Ｂを回避しながら、移動経路情報により特定される移動経路Ｒを追従して移動する。
【００４０】
続いて、移動障害物Ｂとの衝突を回避するための移動速度の算出方法について、図５乃至９を用いて説明する。図５は、衝突回避のための移動速度算出処理を示すフローチャートである。図６は、移動障害物Ｂ及び自律移動体１０の移動軌跡を示す概念図である。図７は、移動障害物Ｂが自律移動体１０の移動経路Ｒを横切る様子を説明するための図である。図８及び９は、移動障害物Ｂの存在に応じて、自律移動体１０の移動速度を調整する様子を説明するための概念図である。
【００４１】
まず、制御部１５は、自律移動体１０の現在時刻・位置を基準とする時空間座標を設定する（ステップＳ２０１）。自律移動体１０の現在時刻・位置を原点とした時空間座標の例を図６（ａ）に示す。図に示す時空間座標では、横軸を現在時刻からの経過時間、縦軸を現在位置からの距離とした。
【００４２】
次いで、制御部１５は、自律移動体１０の移動軌跡ＥＸを時空間座標に描写する（ステップＳ２０２）。図６（ａ）に、自律移動体１０が現在速度で移動した場合の移動軌跡ＥＸを示す。尚、図において描写された移動軌跡ＥＸの傾きは、自律移動体１０の現在速度を示している。
【００４３】
次いで、制御部１５は、移動障害物Ｂの占有領域Ｓを時空間座標に描写する（ステップＳ２０３）。ここで、移動障害物Ｂの占有領域Ｓは、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過する際の時刻・位置から構成される。図６（ｂ）に、時刻・位置Ａ乃至Ｄによって構成される、移動障害物Ｂの占有領域Ｓの一例を示す。
【００４４】
ここで、図７（ａ）乃至（ｄ）を参照して、占有領域Ｓがこのように描写される理由を説明する。図７では、移動始点Ｓを距離Ｌ０とし、移動終点ＧをＬ３として説明する。まず、図７（ａ）に示すように、現在時刻から時間Ｔ０経過時点において、移動障害物Ｂが自律移動体１０の移動経路Ｒへと接近しているものとする。尚、本実施の形態１では、認識された移動障害物Ｂの重心位置に基づいて、移動障害物Ｂの領域Ｒｂを設定する。具体的には、移動障害物Ｂを含み、一辺の大きさがＬｂとなる正方形形状の領域Ｒｂを設定する。
【００４５】
次いで、図７（ｂ）に示すように、現在時刻から時間Ｔ１経過時点において、移動障害物Ｂが自律移動体１０の移動経路Ｒへと到達する。このとき、Ｔ１時点において、移動障害物Ｂの領域Ｒｂが移動経路Ｒと接触する。即ち、Ｔ１時点において、移動障害物Ｂは、位置Ｌ１からＬ２にかけて移動経路Ｒを占有する（図６に示す、時刻・位置Ａ及びＤで示す）。
【００４６】
そして、図７（ｂ）に示す状態から図７（ｃ）に示す状態にかけて（Ｔ１時点からＴ２時点において）、移動障害物Ｂは自律移動体１０の移動経路Ｒを通過する。この間、移動障害物Ｂの領域Ｒｂが移動経路Ｒを横切る。即ち、Ｔ１時点からＴ２時点にかけて、移動障害物Ｂは、位置Ｌ１からＬ２にかけて移動経路Ｒを占有する（図６に示す、時刻・位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにより囲まれる領域を示す）。
【００４７】
次いで、図７（ｃ）に示すように、現在時刻から時間Ｔ２経過時点において、移動障害物Ｂが自律移動体１０の移動経路Ｒを通過し終える。このとき、Ｔ２時点において、移動障害物Ｂの領域Ｒｂが移動経路Ｒから離れる。即ち、Ｔ２時点において、移動障害物Ｂは、位置Ｌ１からＬ２にかけて移動経路Ｒの占有を終える（図６に示す、時刻・位置Ｂ及びＣで示す）。そして、図７（ｄ）に示すように、現在時刻から時間Ｔ３経過時点においては、移動障害物Ｂは自律移動体１０の移動経路Ｒから遠ざかる。
【００４８】
図５に戻って説明を続ける。次いで、制御部１５は、自律移動体１０の移動軌跡ＥＸが移動障害物Ｂの占有領域Ｓと重なるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。即ち、自律移動体１０が衝突予測点Ｐへと到達してから通過し終えるまでの間に、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過するか否かを判定する。判定の結果、移動軌跡ＥＸが占有領域Ｓと重ならない場合には、移動速度の調整は行わずに現在速度のまま移動を続ける。
【００４９】
一方、判定の結果、移動軌跡ＥＸが占有領域Ｓと重なる場合には、制御部１５は、移動軌跡ＥＸが占有領域Ｓと重ならないように、自律移動体１０の現在速度を調整する（ステップＳ２０５）。自律移動体１０の現在速度を減速又は加速することで、移動速度を調整する。ここで、図８（ａ）及び（ｂ）を参照して移動速度の調整方法について説明する。
【００５０】
図８（ａ）は、自律移動体１０の移動軌跡ＥＸと移動障害物Ｂの占有領域Ｓとが重なる場合に、自律移動体１０の現在速度を減速した場合の移動速度を示す。自律移動体１０は、その移動軌跡ＥＸと移動障害物Ｂの占有領域Ｓとが重なる場合に、まず、現在速度を移動速度Ｖｒ１へと変更して減速する。移動速度Ｖｒ１は、衝突予測点Ｐまでの距離Ｌ１と、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過し終える時間Ｔ２とから、算出することができる（例えば、Ｖｒ１＝（Ｌ１―Ｌ０）／（Ｔ２−Ｔ０））。言い換えると、自律移動体１０の移動軌跡ＥＸが、時刻・位置Ｂを通過するように、現在速度を移動速度Ｖｒ１へと減速する。更に、移動障害物Ｂが移動経路Ｒを通過した後は（即ち、Ｔ２時点以降）、自律移動体１０は、移動速度Ｖｒ１を所定の移動速度Ｖｒ０へと変更して移動する。所定の移動速度Ｖｒ０としては、移動速度を減速する以前の、通常の移動速度Ｖｒ＿ｍａｘを採用することができる。例えば、移動速度Ｖｒ＿ｍａｘを自律移動体１０が移動可能な最大速度とすることで、自律移動体１０は、移動障害物Ｂを回避した後は、再び最大速度で移動することができるため、より効率的に移動終点へと移動することができる。
【００５１】
一方、図８（ｂ）は、自律移動多１０の移動軌跡ＥＸと移動障害物Ｂの占有領域Ｓとが重なる場合に、自律移動体１０の現在速度を加速した場合の移動速度を示す。自律移動体１０は、その移動軌跡ＥＸと移動障害物Ｂの占有領域Ｓとが重なる場合に、まず、現在速度を移動速度Ｖｒ２へと変更して加速する。移動速度Ｖｒ２は、衝突予測点Ｐと移動障害物Ｂの大きさから求まる距離Ｌ２と、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過し始める時間Ｔ１とから、算出することができる（例えば、Ｖｒ２＝（Ｌ２―Ｌ０）／（Ｔ１−Ｔ０））。言い換えると、自律移動体１０の移動軌跡ＥＸが、時刻・位置Ｄを通過するように、現在速度を移動速度Ｖｒ２へと加速する。更に、移動障害物Ｂが移動経路Ｒを通過した後は（即ち、Ｔ１時点以降）、自律移動体１０は、移動速度Ｖｒ２を、所定の移動速度Ｖｒ０へと変更して移動する。所定の移動速度Ｖｒ０としては、移動速度を加速する前の、通常の移動速度を採用することができる。
【００５２】
また、図９に示すように、自律移動体１０は、衝突予測点Ｐにおける移動障害物Ｂの危険度に応じて、第一の通過時間帯を拡大した上で、移動速度を調整するようにしてもよい。図９に示す例では、時点Ｔ１をＴ１'へと、時点Ｔ２をＴ２'へと変更する。
【００５３】
図８に示した例では、移動障害物Ｂが経路Ｒを通過する時間帯（Ｔ１〜Ｔ２）が移動障害物Ｂの大きさにより規定されるため、自律移動体１０が移動障害物Ｂの近傍を移動することになる。このため多少の測定誤差によっては、自律移動体１０が移動障害物Ｂに衝突する虞があった。そこで移動障害物Ｂが経路Ｒを通過する時間帯の前後に、安全を確保するための時間帯を付加して、その上で移動速度の調整を行うことで、自律移動体１０と移動障害物Ｂのすれ違いを、時間に余裕を持たせてすれ違うことができる。即ち、第一の通過時間帯を移動障害物Ｂに対する危険度に応じて拡大することで、衝突予測点Ｐにおいて移動障害物Ｂと自律移動体１０とがすれ違う際には、より余裕を持ってすれ違うことができる。尚、移動障害物Ｂに対する危険度としては、例えば、移動障害物（人）が自律移動体（ロボット）に接近した場合に違和感を覚える範囲や、移動障害物Ｂの大きさや移動速度などに応じて決定することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態１に係る自律移動体１０は、移動始点Ｓから移動終点Ｇへと至る自律移動体１０の移動経路を作成する手段と、移動領域内に存在する移動障害物Ｂが、作成された自律移動体１０の移動経路Ｒを横切る点を衝突予測点Ｐとして算出する手段と、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過する第一の通過時間帯を算出する手段と、自律移動体１０が衝突予測点Ｐを通過する第二の通過時間帯を算出する手段と、を備える。そして、第二の通過時間帯の少なくとも一部が第一の通過時間帯に重なる場合には、第二の通過時間帯が第一の通過時間帯に重ならないように、自律移動体１０の移動速度を調整するものである。
【００５５】
このように、自律移動体１０の移動経路Ｒを移動障害物Ｂが横切る点を衝突予測点Ｐとして算出して、移動障害物Ｂが衝突予測点Ｐを通過する時間帯と、自律移動体１０が衝突予測点Ｐを通過する時間帯とが重ならないように、自律移動体１０の速度を調整することができる。即ち、移動障害物Ｂが経路上を横切るタイミングを避けるように自律移動体１０は移動速度を変更するため、自律移動体１０は、移動障害物Ｂを最適な速度で適切に回避しながら移動経路Ｒを移動し続けることができ、障害物回避と最適経路計画とを両立させることができる。従って、移動障害物Ｂとの衝突を回避しながら、移動終点Ｇへと向かって経路Ｒ上を効率的に移動することができる。
【００５６】
その他の実施の形態．
尚、上述した実施の形態では、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、制御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。
【００５７】
さらに、自律移動体としては、上述したような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。
【００５８】
さらには、上述した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。
【００５９】
また、上述した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。
【００６０】
また、前述のようなグリッドマップを、自律移動体側（制御部の記憶領域）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。
【００６１】
尚、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１に係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】本発明の実施の形態１に係る自律移動体としての車両を概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係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４】本発明の実施の形態１に係る自律移動体の制御処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態１に係る自律移動体の移動速度算出処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態１に係る移動障害物及び自律移動体の移動軌跡を示す概念図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る移動障害物が自律移動体の移動経路を横切る様子を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る自律移動体の移動速度を調整する様子を説明するための概念図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る自律移動体の移動速度を調整する様子を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００６３】
１  床部、１０  車両、１０ａ  車両本体、１１  車輪、１２  キャスタ、
１３  駆動部（モータ）、１４  カウンタ、１５  制御部、１５ａ  記憶領域、
１６  外界センサ、１７  アンテナ、１００  自律移動体制御システム、
Ｓ  移動始点、Ｇ  移動終点、Ｄ  移動方向、Ｂ  移動障害物、Ｐ  衝突予測点、
Ｒ  移動経路、Ｆ  エリア、Ｒｂ  障害物領域、ＥＸ  移動軌跡
【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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