(57)【要約】  危険な領域を走行する可能性を減らしつつ、より効率的に走行することができる走行装置を提供する。走行装置は、走行部と、測距部を備え、領域検出部と、走行部が第１領域から第２領域に進入し、第２領域を走行する場合の走行方向を、第２領域の形状に基づいて、走行部が第２領域を走行する距離が短くなるように制御する走行制御部と、を備えている。
2020091030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行部と、
測距装置および撮像装置の少なくとも一方を備え、前記走行部が走行している第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域を検出する領域検出部と、
前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入し、前記第２領域を走行する場合の前記第２領域における前記走行部の走行方向を、前記領域検出部が検出した前記第２領域の形状に基づいて、前記走行部が前記第２領域を走行する距離が短くなるように制御する走行制御部と、を備えることを特徴とする走行装置。
【請求項２】
前記走行制御部は、前記第２領域のサイズが基準以下である場合は、前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入したときに、前記走行部の走行方向を変化させないことを特徴とする請求項１に記載の走行装置。
【請求項３】
前記走行制御部は、特定の目的地に向かう方向から制限された角度以内で、前記走行部の走行方向を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の走行装置。
【請求項４】
前記走行制御部は、前記走行部が前記第２領域に進入した後、前記第１領域に戻ったときに、特定の目的地に向かう方向に前記走行部の走行方向を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項５】
前記走行制御部は、前記第２領域の危険度に基づいて、前記走行部の走行方向を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の走行装置。
【請求項６】
走行部と、測距装置および撮像装置の少なくとも一方とを備える走行装置の制御方法であって、
前記測距装置および前記撮像装置の少なくとも一方を用いて前記走行部が走行している第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域を検出することと、
前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入し、前記第２領域を走行する場合の前記第２領域における前記走行部の走行方向を、検出された前記第２領域の形状に基づいて、前記走行部が前記第２領域を走行する距離が短くなるように制御することと、を包含することを特徴とする走行装置の制御方法。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の走行装置としてコンピュータを機能させるための走行プログラムであって、前記走行制御部として前記コンピュータを機能させるための走行プログラム。
【請求項８】
請求項７に記載の走行プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は走行装置、走行装置の制御方法、走行プログラムおよび記録媒体に関する。本願は、２０１８年１１月２日に、日本に出願された特願２０１８−２０７５７５に優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
路面を走行するロボットおよび無人搬送車（ＡＧＶ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）などの自律移動式の走行装置は、障害物と衝突し転倒したり、溝に嵌まったりするなどの潜在的な危険を鑑みた上で走行経路を設定する必要がある。例えば、特許文献１には、センサによる直接的な認識方法を用いない方法で目的を妨げる様々なリスクを低減することが可能な移動ロボットシステム及び移動ロボットが記載されている。特許文献１の技術では、気象などの条件に基づいて、走行目的を達成することができる可能性が高い走行経路を再計画する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１０２３４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、上述のような従来技術は、危険な領域を走行する可能性を減らすために、走行経路を走行前にあらかじめ再計画する必要があり、効率的に走行することができない。【０００５】
本発明の一態様は、危険な領域を走行する可能性を減らしつつ、より効率的に走行することができる走行装置およびその関連技術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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る走行装置は、走行部と、測距装置および撮像装置の少なくとも一方を備え、前記走行部が走行している第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域を検出する領域検出部と、前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入し、前記第２領域を走行する場合の前記第２領域における前記走行部の走行方向を、前記領域検出部が検出した前記第２領域の形状に基づいて、前記走行部が前記第２領域を走行する距離が短くなるように制御する走行制御部と、を備えている。【０００７】
本発明の一態様に係る走行装置の制御方法は、走行部と、測距装置および撮像装置の少なくとも一方とを備える走行装置の制御方法であって、前記測距装置および前記撮像装置の少なくとも一方を用いて前記走行部が走行している第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域を検出することと、前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入し、前記第２領域を走行する場合の前記第２領域における前記走行部の走行方向を、前記領域検出部が検出した前記第２領域の形状に基づいて、前記走行部が前記第２領域を走行する距離が短くなるように制御することと、を包含する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の一態様によれば、危険な領域を走行する可能性を減らしつつ、より効率的に走行することができる走行装置およびその関連技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る走行装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における第１領域および第２領域について説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における第１領域および第２領域の状態の検出方法について説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における第２領域を走行するときの走行方向の決定方法について説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る走行装置の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態における第２領域について説明するための図である。
【図７】本発明の第３の実施形態における第２領域を走行するときの走行方向の決定方法について説明するための図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る走行装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第１の実施形態＞
本発明の第１の実施形態に係る走行装置および走行装置の制御方法について、図１〜５に基づいて以下に説明する。
【００１１】
〔走行装置１０１〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る走行装置１０１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、走行装置１０１は、領域検出部１０２と、走行制御部１０３と、走行部１０４と、を備えている。
【００１２】
走行装置１０１を構成する領域検出部１０２、走行制御部１０３および走行部１０４の各ブロックは、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）およびＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などによっても構成され得る。
【００１３】
走行装置１０１は、自律的に移動（走行）する自律移動ロボットとして用いることができる。自律移動ロボットとしては、具体的には、監視ロボット、掃除ロボット、搬送ロボット、案内ロボット、施設または設備の点検、整備を行う点検ロボット、整備ロボットおよび災害対応ロボットなどが挙げられる。
【００１４】
［領域検出部１０２］
領域検出部１０２は、測距部（測距装置）１０５と３次元点群算出部１０６と状態検出部１０７とを備え、走行部１０４が走行している第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域を検出する。
【００１５】
（測距部１０５）
測距部１０５は、測距部１０５から、走行部１０４の走行面の各地点までの距離情報を計測する。測距部１０５は、計測した距離情報を３次元点群算出部１０６に出力する。
【００１６】
測距部１０５としては、被写体までの赤外光の反射時間に基づいて距離を測定するＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式の装置、および、カメラ（撮像装置）を複数台用いて三角測量の原理を用いて距離計測を行うステレオ方式の装置などを用いることができる。また、３次元点群データが取得できるのであれば、測距部１０５はアクティブに光などのエネルギーを放射し、当該エネルギーの反射量から距離計測を行うアクティブ方式、および、取得した画像の特徴を利用して距離計測を行うパッシブ方式の測距部１０５によって実現されてもよい。
【００１７】
また、測距部１０５には、さらに、走行面の状態を検知するための１つ以上のセンサが備えられていてもよく、複数のセンサを組み合わせて実現されていてもよい。そのようなセンサとしては、撮像装置、赤外線センサ等の光学センサ、音響センサ等が挙げられる。センサによって検出する状態は、入力部（不図示）を介してユーザが任意に上述の複数の状態の中から選択または追加するようになっていてもよい。また、複数の状態から検出する状態を選択する場合は、当該検出する状態に優先順位が付けられるよう、複数の状態のそれぞれに重み付けがされていることが好ましい。
【００１８】
なお、測距部１０５が、ステレオカメラ（撮像装置）によって構成される場合、当該ステレオカメラの撮像画像を用いて走行面の状態を検知してもよい。これにより、例えば、色相、彩度および輝度などについても走行面の状態を検知することができる。
【００１９】
（３次元点群算出部１０６）
３次元点群算出部１０６は、測距部１０５が計測した距離情報に対して透視投影変換の逆変換処理を施すことで、３次元点群データを算出する。３次元点群算出部１０６は、算出した３次元点群データを状態検出部１０７に出力する。
【００２０】
（状態検出部１０７）
状態検出部１０７は、３次元点群算出部１０６から入力された３次元点群データに基づいて、走行装置１０１が走行している第１領域と、第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域とを検出する。状態検出部１０７は、検出した第１領域および第２領域の状態を走行制御部１０３に出力する。また、状態検出部１０７は、第１領域および第２領域を検出するために、測距部１０５に備えられた各種センサの出力をさらに参照してもよい。
【００２１】
ここで、走行面の状態とは、例えば、領域の色相、彩度、輝度、高さ（凸凹）、温度、湿潤度および硬さの状態などが挙げられる。すなわち、上述の第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域とは、第１領域とは色相、彩度、輝度、高さ、温度、湿潤度および硬さのうちの少なくとも１つが異なることを意味する。以下、第１領域および第２領域が走行面であり、状態検出部１０７は、第１領域および第２領域の高さの状態（凸凹状態）に基づいて、第１領域および第２領域を検出する場合について説明する。第１領域および第２領域の状態の検出方法の詳細については後述する。
【００２２】
以下に第１領域および第２領域について図２を用いて説明する。図２は、本発明の第１の実施形態における第１領域および第２領域について説明するための図である。状態検出部１０７は、走行装置１０１が走行している領域である第１領域２０１、および、第１領域２０１とは走行面の状態が異なる第２領域２０２を検出する。
【００２３】
なお、走行面は、例えば、路面であってもよいし、壁面、天井面、球面および球面などであってもよい。
【００２４】
［走行制御部１０３］
走行制御部１０３は、走行距離取得部１０８と、走行方向決定部（走行制御部）１０９とを備え、走行部１０４の走行方法を制御する。特に、走行制御部１０３は、走行部１０４が第１領域から第２領域に進入し、第２領域を走行する場合の第２領域における走行部１０４の走行方向を、領域検出部１０２が検出した第２領域の形状に基づいて、走行部１０４が第２領域を走行する距離が短くなるように制御する。
【００２５】
このように、第１領域を走行中に第２領域を検出し、第２領域における走行部１０４の走行方向を制御することで、従来技術と異なり、第１領域および第２領域を走行前にあらかじめ走行経路を再計画する必要がないため、危険な領域を走行する可能性を減らしつつ、より効率的に走行することができる。第２領域を走行するときの走行方向の決定方法の詳細については後述する。
【００２６】
また、走行制御部１０３は、第１領域での走行を開始する時点、または、第２領域から第１領域に戻った時点において、走行部１０４の走行方法を、目的地に向かう方向に制御してもよい。
【００２７】
（走行距離取得部１０８）
走行距離取得部１０８は、走行装置１０１が第１領域から第２領域に進入する進入地点から、第２領域から脱出する脱出地点の複数の候補までの走行距離を取得する。
【００２８】
一態様に置いて、走行距離取得部１０８は、領域検出部１０２が検出した第２領域の形状を参照し、第２領域における、進入地点を含む辺とは異なる辺上に、脱出地点の複数の候補を設定すればよい。なお、当該脱出地点の複数の候補には、第１領域から第２領域に進入したときに、走行部１０４の走行方向を変えなかったとした場合に、第２領域から脱出する地点を含めることが好ましい。そして、走行距離取得部１０８は、進入地点と、設定した脱出地点の各候補との間の距離を算出する。
【００２９】
なお、走行距離取得部１０８が、走行距離を取得するタイミングは特に限定されず、領域検出部１０２が第２領域を検出した後、走行部１０４が第２領域に進入した時点までのいつでもよい。
【００３０】
（走行方向決定部１０９）
走行方向決定部１０９は、走行距離取得部１０８が取得した進入地点から脱出地点の各候補までの距離に基づいて、走行部１０４の走行方向を変えなかった場合よりも、走行部１０４が第２領域を走行する距離が短くなるように走行部１０４の走行方向を制御する。
【００３１】
［走行部１０４］
走行部１０４は、走行装置１０１を走行させるものであり、例えば、２つの車輪およびモータなどの駆動源によって走行装置１０１を走行させる。また、走行部１０４は、走行装置１０１を走行させ、走行方向および速度を調整できれば、上述の例に限定されない。例えば、走行部１０４は、２つよりも多い数の車輪であったり、車輪の代わりにベルトなどを備えていたりしてもよい。
【００３２】
〔第１領域および第２領域の状態の検出〕
図３を用いて第１領域および第２領域の状態の検出方法について説明する。図３は、本発明の第１の実施形態における第１領域および第２領域の状態の検出方法について説明するための図である。
【００３３】
領域検出部１０２における測距部１０５は、走行装置１０１から計測可能な領域までの距離に関する距離情報を取得する。領域検出部１０２における３次元点群算出部１０６は、取得した距離情報を３次元点群データに変換し、状態検出部１０７に出力する。
【００３４】
状態検出部１０７は、まず、３次元点群データから、走行装置１０１が乗っている第１領域３０２を推定する。第１領域３０２の推定方法としては、例えば、最小二乗法により局所的な３次元点群に対して平面を当てはめる方法を挙げることができ、それ以外の既知の方法であってもよい。推定された第１領域３０２は、図３に示すように、走行装置１０１が乗っている領域全体として表現される。
【００３５】
ここで、推定された第１領域３０２に対して一定以上の高さまたは低さの座標値の３次元点が存在する場合、状態検出部１０７は、当該３次元点の集合を凸凹３０３として検出する。状態検出部１０７は、検出された凸凹３０３の集合に対して、ｋｄ−ｔｒｅｅ、ｋ−ｍｅａｎｓ法およびグラフカットなどの既知の領域分割法を適用することで、走行装置１０１が乗っている第１領域３０２の状態と同じ状態の領域を第１領域３０２として検出し、第１領域３０２とは異なる状態の領域を一括りのクラスタである第２領域３０１として検出することができる。状態検出部１０７は、検出した第１領域３０２および第２領域３０１を走行制御部１０３に出力する。
【００３６】
〔走行制御部１０３による第２領域３０１を走行するときの走行方向の決定〕
以下、図４を用いて、走行制御部１０３による第２領域３０１を走行するときの走行方向の決定方法について説明する。図４は、本発明の第１の実施形態における第２領域３０１を走行するときの走行方向の決定方法について説明するための図である。
【００３７】
図４に示すように、走行装置１０１は、第１領域３０２上を走行方向４０１に沿って走行しており、走行装置１０１の走行先には第２領域３０１がある。この場合、走行距離取得部１０８は、走行装置１０１が走行方向４０１に沿って走行した場合に第１領域３０２から第２領域３０１に変化する位置である進入地点４０２から、第２領域３０１から第１領域３０２に変化する位置である脱出地点の候補４０３〜４０６に向かう方向を走行方向の候補として網羅的に挙げる。走行距離取得部１０８は、走行方向の候補として挙げられたそれぞれの方向を走行方向とした場合の第２領域３０１の走行距離をそれぞれ取得する。走行方向決定部１０９は、走行距離取得部１０８が取得した走行距離に基づき、走行方向を決定する。
【００３８】
例えば、走行距離取得部１０８が、走行方向の候補として、進入地点４０２から脱出地点の候補４０３〜４０６に向かう方向を挙げたとする。この場合、走行方向決定部１０９は、第１領域３０２の走行方向４０１を維持した、すなわち、走行方向４０１に沿って第２領域３０１を直進し、進入地点４０２から脱出地点の候補４０４に向かう方向に沿って走行した場合の走行距離よりも短い走行距離となる方向を走行方向の候補に絞り込む。ここでは、走行方向決定部１０９は、進入地点４０２から脱出地点の候補４０５および４０６に向かう方向を走行方向の候補として絞り込む。また、走行方向決定部１０９は、あらかじめ定められた走行方向の決定条件に基づき、絞り込まれた走行方向の候補の中から走行方向を決定する。例えば、あらかじめ定められた走行方向の決定条件が第２領域３０１の走行距離が最短となる走行方向であるとする。この場合、走行方向決定部１０９は、最終的に、第２領域３０１を走行するときの走行装置１０１の走行方向を進入地点４０２から脱出地点の候補４０６に向かう方向に決定する。
【００３９】
ここで、障害物と衝突して転倒したり、溝に嵌まったりするなどの潜在的な危険を含む第２領域３０１を走行せざるを得ない場合は、第２領域３０１上の走行距離が長くなるほど危険に遭遇する可能性が高まる。これに対し、上述のように、第２領域３０１を走行するときの走行装置１０１における走行部１０４の走行距離が、第２領域３０１を直進した場合の走行距離よりも短くなるように、第２領域３０１を走行するときの走行部１０４の走行方向を決定することで、危険な領域を走行する可能性を減らすことができる。
【００４０】
〔走行装置１０１の制御処理〕
続いて、走行装置１０１の制御処理（走行装置の制御方法）について、図５を用いて説明する。図５は、本発明の第１の実施形態に係る走行装置１０１の制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４１】
ステップＳ５０１：走行装置１０１は、目的地に向かって走行装置１０１が乗っている第１領域を走行する。目的地（特定の目的地）は、最終目的地であっても中間目的地であってもよく、ユーザによって図示しない入力手段を介して入力されたものであっても、走行装置１０１が自動的に設定したものであってもよい。このとき、測距部１０５は、走行装置１０１から走行面の各地点までの距離情報を計測する。測距部１０５は、計測した距離情報を３次元点群算出部１０６に出力する。
【００４２】
３次元点群算出部１０６は、入力された距離情報に対して透視投影変換の逆変換処理を施すことで３次元点群データを取得する。３次元点群算出部１０６は、３次元点群データを状態検出部１０７に出力する。
【００４３】
ステップＳ５０２：状態検出部１０７は、まず、３次元点群データから最小二乗法などの手段を用いて走行装置１０１が乗っている第１領域を推定する。
【００４４】
ここで、推定された第１領域に対して一定以上の高さまたは低さの座標値の３次元点が存在する場合、状態検出部１０７は、当該３次元点の集合を凸凹として検出する。状態検出部１０７は、検出された凸凹の集合に対して、領域分割法を適用することで、走行装置１０１が乗っている第１領域の状態と同じ状態の領域を第１領域として検出し、第１領域とは異なる状態の領域を一括りのクラスタである第２領域として検出することができる。状態検出部１０７は、検出した第１領域および第２領域を走行制御部１０３に出力する。
【００４５】
ステップＳ５０３：走行距離取得部１０８は、走行装置１０１が第１領域を走行するときの走行方向に沿って走行した場合に第１領域から第２領域に進入する位置である進入地点から、第２領域から第１領域に戻る位置である脱出地点の候補に向かう方向を走行方向の候補として網羅的に挙げる。走行距離取得部１０８は、走行方向の候補として挙げられたそれぞれの方向を走行方向とした場合の第２領域の走行距離をそれぞれ取得する。走行距離取得部１０８は、取得した走行方向の候補および当該走行方向の候補に対応する走行距離を、走行方向決定部１０９に出力する。
【００４６】
ステップＳ５０４：走行方向決定部１０９は、走行距離取得部１０８から入力された走行距離のうち、走行装置１０１が第１領域の走行方向によって第２領域を直進した場合の方向に沿って走行した場合の走行距離よりも短い走行距離となる方向を走行方向の候補として絞り込む。また、走行方向決定部１０９は、第２領域の走行距離が最短となる走行方向に走行方向を決定するなど、あらかじめ定められた走行方向の決定条件に基づき、絞り込まれた走行方向の候補の中から走行方向を決定する。
【００４７】
ステップＳ５０５：走行部１０４が第２領域に進入したとき、走行制御部１０３は、走行部１０４の走行方向を、ステップＳ５０４において決定した走行方向に制御する。走行部１０４は、ステップＳ５０４において決定した走行方向で、第２領域を走行する（走行ステップ）。
【００４８】
ステップＳ５０６：走行制御部１０３は、決定された走行方向へと走行している走行装置１０１が第２領域から脱出する第２領域の脱出地点に到達したか否かを判定する。脱出地点に到達していないと走行制御部１０３が判定した場合は、ステップＳ５０５の処理を繰り返す。脱出地点に到達したと走行制御部１０３が判定した場合は、ステップＳ５０７へと処理を進める。
【００４９】
ステップＳ５０７：走行装置１０１が脱出地点を通過した場合、走行方向決定部１０９は、走行装置１０１が現在乗っている領域を第１領域に設定し、脱出地点から目的地に向かう方向に走行方向を変更（決定）する。
【００５０】
ステップＳ５０８：走行制御部１０３は、走行装置１０１が目的地に到達した否かを判定する。走行装置１０１が目的地に到達したと走行制御部１０３が判定した場合は処理を終了する。走行装置１０１が目的地に到達していないと走行制御部１０３が判定した場合は、ステップＳ５０１から処理を開始する。
【００５１】
〔変形例〕
上記の態様において、領域検出部１０２は、測距部１０５が距離測定を行うことにより、第２領域を検出している。他の態様において、領域検出部１０２が距離測定を行わなくとも、すなわち、領域検出部１０２が測距装置を備えていなくとも、領域検出部１０２は、撮像画像のみに基づいて第２領域を検出することができる。すなわち、領域検出部１０２は、走行面が平面であるという前提、および、撮像装置の高さ、画角等の情報に基づいて撮像画像から走行面の形状を検出するとともに、上述したように、撮像画像から走行面の状態を検出することによって、第２領域を検出することができる。このように、領域検出部１０２は、測距装置および撮像装置の少なくとも一方を備えていればよい。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態に係る走行装置について、図６を用いて説明する。なお、説明の便宜上、第１の実施形態にて説明した部材と同様の機能を有する部材については、同じ符号を付記し、第１の実施形態との機能の違いについてのみ説明する。
【００５３】
（走行距離取得部１０８）
走行距離取得部１０８は、状態検出部１０７によって検出された第２領域のサイズを取得する。ここで、第２領域のサイズとは、例えば、第２領域の幅、奥行き、高さおよび面積のうちの少なくとも１つを指し、第２領域の大きさに関するものであれば、これら以外のものであってもよい。
【００５４】
以下、一例として図６を用いて走行距離取得部１０８による第２領域のサイズの取得について説明する。図６は、本発明の第２の実施形態における第２領域６０６および６０７について説明するための図である。走行距離取得部１０８は、第２領域６０６および６０７の走行距離を取得する際に、第２領域６０６および６０７のサイズも取得する。例えば、走行距離取得部１０８は、第２領域６０６の幅６０８および高さ６０９、ならびに、第２領域６０７の幅６１０および高さ６１１を取得する。
【００５５】
（走行方向決定部１０９）
走行方向決定部１０９は、走行距離取得部１０８が取得した走行距離に加え、第２領域のサイズに基づいて、第２領域を走行するときの走行部１０４の走行方向を決定する。
【００５６】
具体的には、走行方向決定部１０９は、第２領域のサイズが基準以下である場合は、第２領域を走行するときの走行部１０４の走行方向を、第１領域を走行するときの走行部１０４の走行方向と同じ走行方向に決定する。
【００５７】
例えば、図６において、スタート地点６０１から目的地６０２まで走行する際に、第２領域６０６および６０７があり、第２領域６０６の幅６０８および第２領域６０７の幅６１０が所定の幅よりも短いとする。この場合、図６に示すように、走行方向決定部１０９は、第２領域６０６および６０７を走行するときの走行部１０４の走行方向を、第１領域６０３を走行するときの走行部１０４の走行方向、すなわち、スタート地点６０１から目的地６０２に向かう走行方向６０４と同じ方向に決定し、走行方向を変更しない。
【００５８】
なお、第１の実施形態における走行方向決定部１０９のように、第２領域のサイズに基づくことなく、第２領域６０６および６０７をそれぞれの領域における進入地点から脱出地点までの距離が最短となる方向に第２領域６０６および６０７の走行方向を決定したとする。この場合、走行部１０４の走行方向は、走行方向６０５に決定される。
【００５９】
これに対し、上述の例のように、走行方向決定部１０９が、第２領域６０６および６０７を直進する走行方向６０５に決定することで、走行方向６０５に沿って走行する場合に比べて走行方向を変更する必要がなく、より効率的に走行することができる。また、第２領域６０６および６０７を直進した場合に第２領域６０６および６０７を最短距離で走行した場合に比べて走行距離が長くなったとしても、第２領域６０６および６０７は所定のサイズよりも小さいため、危険な領域を走行する可能性は低い。そのため、走行方向決定部１０９によって走行方向を決定した場合、危険な領域を走行する可能性を高めることなく、より効率的に走行することができる。
【００６０】
〔変形例〕
なお、上述の例では、状態検出部１０７が第１領域６０３とは異なる領域であって一括りのクラスタを、それぞれまとめて第２領域６０６および６０７として記載している場合について説明しているが、本実施形態ではこれに限定されない。
【００６１】
本実施形態では、状態検出部１０７は、第１領域６０３とは異なる高さの第２領域６０６および６０７のそれぞれについて、第２領域６０６および６０７のそれぞれをさらに複数の領域に分けてもよい。例えば、第２領域６０６および６０７が、それぞれ色の異なる複数のレンガから構成されている場合、状態検出部１０７は、色相などの状態に基づいて、第２領域６０６および６０７のそれぞれを、さらに複数の領域に分けてもよい。
【００６２】
このように、第２領域６０６および６０７のそれぞれを、さらに複数の領域に分け、第１の実施形態における走行方向決定部１０９のように、第２領域のサイズに基づくことなく、第２領域６０６および６０７をそれぞれの領域における進入地点から脱出地点までの距離が最短となる方向に第２領域６０６および６０７を走行する走行部１０４の走行方向を決定したとする。この場合、走行方向決定部１０９は、第２領域６０６および６０７からさらに複数の領域に分けられた領域のそれぞれにおいて走行方向を変更するように決定する。その結果、走行部１０４は、色の異なる複数のレンガ、複雑な模様およびマークなど、大きさおよび幅などが異なる領域が連続した第２領域を走行する度に小刻みに走行方向を変更する必要が生じる。
【００６３】
これに対し、本実施形態では、走行方向決定部１０９は、上述のように、大きさおよび幅などが異なる領域が連続した第２領域を走行する場合であっても、連続した第２領域のそれぞれのサイズが所定のサイズ以下である場合には、走行方向を変更しない。そのため、大きさおよび幅などが異なる領域が連続した第２領域を走行する場合であっても、小刻みに走行方向を変更することがないため、効率的に走行することができる。
【００６４】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態に係る走行装置について、図７を用いて説明する。なお、説明の便宜上、第１の実施形態にて説明した部材と同様の機能を有する部材については、同じ符号を付記し、機能の違いのみを説明する。
【００６５】
（走行方向決定部１０９）
走行方向決定部１０９は、走行距離取得部１０８が取得した走行距離に加え、走行装置１１１の目的地（特定の目的地）を参照して、第２領域を走行するときの走行部１０４の走行方向を決定する。
【００６６】
以下、図７を用いて、走行方向決定部１０９による第２領域７０５を走行するときの走行方向の決定方法について説明する。図７は、本発明の第３の実施形態における第２領域７０５を走行するときの走行方向の決定方法について説明するための図である。
【００６７】
図７に示すように、スタート地点７０１から目的地７０２へ向かう途中で複雑な形状の第２領域７０５を通過する際に、第１の実施形態における走行方向決定部１０９のように、第２領域７０５の走行方向を第２領域７０５の走行距離が最短となる走行方向７０６に決定したとする。この場合、第２領域７０５から第１領域７０３に出た後、再度第２領域７０５を走行してしまう可能性がある。その結果、走行方向７０６に沿って第２領域７０５を走行した場合の走行距離が、第１領域７０３を走行するときの走行方向７０４を変えずに第２領域７０５を直進した場合の走行距離よりも長くなり、危険な領域を走行する可能性を低くするという効果が得られない可能性がある。
【００６８】
これに対し、走行方向決定部１０９は、走行距離取得部１０８が取得した走行距離に加え、走行装置１１１の目的地７０２を参照し、第２領域７０５を走行するときの走行部１０４の走行方向を決定する。ここでは、走行方向決定部１０９は、進入地点７０８から目的地７０２に向かう走行方向７０４に対して、例えば４５度などに制限された角度以内で、走行部１０４の走行方向を制御する。例えば、走行方向決定部１０９は、走行方向７０４に対して所定の角度（例えば４５度。但し、これに限定されない）以内の走行方向のうち、第２領域７０５の走行距離が一番短い距離となる、進入地点７０８から脱出地点の候補７０９に向かう走行方向７０７を第２領域７０５の走行方向に決定する。これにより、危険な領域を走行する可能性を高めることなく、より効率的に走行することができる。
【００６９】
＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態に係る走行装置について、図８を用いて説明する。なお、説明の便宜上、第１の実施形態にて説明した部材と同様の機能を有する部材については、同じ符号を付記し、機能の違いのみを説明する。
【００７０】
［走行制御部１０３］
走行制御部１０３は、第２領域の危険度を判定する危険度判定部１１０をさらに備えている。
【００７１】
（危険度判定部１１０）
危険度判定部１１０は、予め入力された、走行部１０４の幅、高さなどの形状および材質、ならびに、第２領域の凸凹の高さおよび量などの第２領域の状態などに基づいて、第２領域の危険度を判定する。例えば、危険度判定部１１０は、走行部１０４の形状および材質ならびに第２領域の状態などを考慮した上で、走行部１０４が走行不能となる可能性が高い第２領域の危険度を高いと判定し、走行不能となる可能性が低い第２領域の危険度を低いと判定する。
【００７２】
なお、上述の例では、危険度判定部１１０は、第２領域の状態として、第２領域の凸凹の高さおよび量などに基づいて、第２領域の危険度を判定しているが、本実施形態ではこれに限定されない。本実施形態では、第２領域の状態は、例えば、第２領域が水面か否か、氷面か否か、および、第２領域上の炎の有無など、第２領域の危険度に関する状態であり、危険度判定部１１０が、総合的に第２領域の危険度を判定できるものであれば、特に限定されない。そのため、危険度判定部１１０は、第２領域の凸凹の高さおよび量以外の第２の状態にさらに基づいて、第２領域の危険度を判定してもよい。
【００７３】
また、危険度判定部１１０は、第２領域の危険度と同様に第１領域の危険度をさらに判定してもよい。
【００７４】
（走行方向決定部１０９）
走行方向決定部１０９は、危険度判定部１１０による判定にさらに基づいて、走行部１０４の走行方向を決定する。すなわち、走行方向決定部１０９は、第２領域の危険度にさらに基づいて、走行部１０４の走行方向を制御する。例えば、走行方向決定部１０９は、第２領域の危険度が低いと判定された場合には、第２領域を走行するときの走行部１０４の走行方向を、第１領域を走行するときの走行部１０４の走行方向と同じ走行方向に決定する。また、走行方向決定部１０９は、第２領域の危険度が高いと判定された場合には、第２領域を走行するときの走行部１０４の走行方向を、第２領域における進入地点から脱出地点までの距離が最短となる方向に決定する。これにより、危険な領域を走行する可能性を減らしつつ、より効率的に走行することができる。
【００７５】
また、危険度判定部１１０が、第２領域の危険度を３以上の段階で判定した場合、走行方向決定部１０９は、３以上の段階で判定された第２領域の危険度に基づいて、第２領域の走行方向を決定してもよい。例えば、走行方向決定部１０９は、第２領域の危険度が小さいと判定された場合には、第２領域を走行するときの走行部１０４の走行方向を、第１領域を走行するときの走行部１０４の走行方向と同じ走行方向に決定する。また、走行方向決定部１０９は、第２領域の危険度が中程度であると判定された場合には、第１領域の走行方向に対して、所定の角度（例えば４５度など。但し、これに限定されない）に制限された角度以内の走行方向のうち、第２領域の走行距離が一番短い距離となる、進入地点から脱出地点の候補に向かう走行方向を第２領域の走行方向に決定する。また、走行方向決定部１０９は、第２領域の危険度が高いと判定された場合には、第１領域の走行方向に対して、第２領域の危険度が中程度と判定された場合より大きい所定の角度（例えば９０度など。但し、これに限定されない）に制限された角度以内の走行方向のうち、第２領域の走行距離が一番短い距離となる、進入地点から脱出地点の候補に向かう走行方向を第２領域の走行方向に決定する。これにより、危険な領域を走行する可能性を減らしつつ、より効率的に走行することができる。
【００７６】
また、走行方向決定部１０９は、第１領域の危険度と第２領域の危険度との差に基づいて、第２領域の走行方向を決定してもよい。例えば、第２領域の危険度が高いと判定された場合であっても、第２領域の危険度が第１領域の危険度と同程度の危険度と判定された場合には、走行方向決定部１０９は、第２領域を走行するときに走行部１０４の走行方向を、第１領域を走行するときの走行部１０４の走行方向と同じ走行方向に決定する。一方、第２領域の危険度が中程度など、低めに判定された場合であっても、第１領域の危険度に比べて危険度が高いと判定された場合には、走行方向決定部１０９は、第２領域を走行するときの走行部１０４の走行方向を、第２領域における進入地点から脱出地点までの距離が最短となる方向に決定する。これによっても、危険な領域を走行する可能性を減らしつつ、より効率的に走行することができる。
【００７７】
〔第１から第４の実施形態について〕
上記各実施形態において、添付図面に図示されている構成などについては、あくまで一例であり、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００７８】
上記の各実施形態の説明では、機能を実現するための各構成要素をそれぞれ異なる部位であるとして説明を行っているが、実際にこのように明確に分離して認識できる部位を有していなければならないわけではない。上記の各実施形態の機能を実現する遠隔作業支援の装置が、機能を実現するための各構成要素を、例えば実際にそれぞれ異なる部位を用いて構成していてもよいし、全ての構成要素を一つのＬＳＩに実装していてもよい。すなわち、どのような実装形態であれ、機能として各構成要素を有していればよい。また、本発明の各構成要素は、任意に取捨選択することができ、取捨選択した構成を具備する発明も本発明に含まれるものである。
【００７９】
また、上記の各実施形態で説明した機能を実現するための走行プログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された走行プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部（特に、領域検出部１０２のうち３次元点群算出部１０６および状態検出部１０７、ならびに、走行制御部１０３）の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳおよび周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
【００８０】
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（または表示環境）も含むものとする。
【００８１】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭおよびＣＤ−ＲＯＭなどの可搬媒体ならびにコンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネットなどのネットワークおよび電話回線などの通信回線を介して走行プログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的に走行プログラムを保持するもの、その場合のサーバおよびクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間走行プログラムを保持しているものも含むものとする。また前記走行プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されている走行プログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【００８２】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る走行装置は、走行部と、測距装置および撮像装置の少なくとも一方を備え、前記走行部が走行している第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域を検出する領域検出部と、前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入し、前記第２領域を走行する場合の前記第２領域における前記走行部の走行方向を、前記領域検出部が検出した前記第２領域の形状に基づいて、前記走行部が前記第２領域を走行する距離が短くなるように制御する走行制御部と、を備えている。
【００８３】
本発明の態様２に係る走行装置は、上記態様１において、前記走行制御部は、前記第２領域のサイズが基準以下である場合は、前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入したときに、前記走行部の走行方向を変化させないものであってもよい。
【００８４】
本発明の態様３に係る走行装置は、上記態様１または２において、前記走行制御部は、特定の目的地に向かう方向から制限された角度以内で、前記走行部の走行方向を制御するものであってもよい。
【００８５】
本発明の態様４に係る走行装置は、上記態様１〜３のいずれか１つにおいて、前記走行制御部は、前記走行部が前記第２領域に進入した後、前記第１領域に戻ったときに、特定の目的地に向かう方向に前記走行部の走行方向を制御するものであってもよい。
【００８６】
本発明の態様５に係る走行装置は、上記態様１〜４のいずれか１つにおいて、前記走行制御部は、前記第２領域の危険度に基づいて、前記走行部の走行方向を制御するものであってもよい。
【００８７】
本発明の態様６に係る走行装置の制御方法は、走行部と、測距装置および撮像装置の少なくとも一方とを備える走行装置の制御方法であって、前記測距装置および前記撮像装置の少なくとも一方を用いて前記走行部が走行している第１領域とは走行面の状態が異なる第２領域を検出することと、前記走行部が前記第１領域から前記第２領域に進入し、前記第２領域を走行する場合の前記第２領域における前記走行部の走行方向を、検出された前記第２領域の形状に基づいて、前記走行部が前記第２領域を走行する距離が短くなるように制御することと、を包含する。
【００８８】
本発明の各態様に係る走行装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記走行装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記走行装置をコンピュータにて実現させる走行装置の走行プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【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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【国際調査報告】
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