CN111480131A - 自行装置、自行装置的行进控制方法以及行进控制程序 - Google Patents

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Abstract

提供一种能够持续估计自己的位置来到达目的地的自行装置、自行装置的行进控制方法以及行进控制程序。自行装置(100)具备：第一位置估计部(1021)，其基于自行装置(100)的周围的信息来估计自行装置(100)的位置，生成进行该估计所得到的自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新该第一位置信息；第二位置估计部(1022)，其基于车轮(103a)的旋转量来估计自行装置(100)的位置，生成进行该估计所得到的自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新该第二位置信息；以及控制部(101)，其基于第一位置信息或第二位置信息来进行自行装置的自主移动控制。在第一位置信息是异常值的情况下，控制部(101)基于第二位置信息来进行自主移动控制。

Description

自行装置、自行装置的行进控制方法以及行进控制程序
技术领域
本发明涉及一种自行装置、自行装置的行进控制方法以及行进控制程序。
背景技术
已知一种朝向所设定的目的地自主地移动的自主移动机器人等自主移动设备。事先对在自主移动机器人等自主移动设备设置的自行装置输入现场的地图信息，将设定在地图上的节点之间连接来生成到给出的目的地为止的路径。例如，公开了以下的控制方法：预先标注用于进行目的地的图像识别的识别用标记，在无法进行识别用标记的图像识别的范围内，追随所指教的路径来移动，当识别到识别用标记的图像时，朝向识别用标记自主移动(例如，专利文献1)。
另外，例如公开了以下的引导装置：从利用雷达得到的图像获取特征点，使用在地图上与该特征点对应的地标的位置信息以及距在图像上得到的特征点的距离信息来估计自己的位置(例如，专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-121928号公报
专利文献2：日本特开2014-174070号公报
发明内容
发明要解决的问题
在作为自主移动设备的工作范围例如设想到医院等室内设施或者室外的情况下，有时在到目的地为止的路径上没有标注识别用标记等固有的标记。另外，根据自主移动设备的路径上的环境(例如，在将可见光摄像机用作图像传感器的情况下为图像的亮度极亮或极暗的环境、图像内的亮度差大的环境等)不同，有时对自己的位置的估计精度下降。
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于提供一种能够持续估计自己的位置来到达目的地的自行装置、自行装置的行进控制方法以及行进控制程序。
用于解决问题的方案
为了实现上述的目的，本发明的一个方式所涉及的自行装置在规定的区域内自主移动，所述自行装置具备：周围信息获取部，其获取所述自行装置的周围的信息；行进部，其使所述自行装置移动；旋转传感器，其对设置于所述行进部的车轮的旋转量进行检测；第一位置估计部，其基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；第二位置估计部，其基于所述旋转量来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及控制部，其基于所述第一位置信息或所述第二位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，其中，在所述第一位置信息是异常值的情况下，所述控制部基于所述第二位置信息来进行所述自主移动控制。
根据上述结构，在自行装置中，即使在第一位置估计部所估计的第一位置信息是异常值的情况下，也能够基于由第二位置估计部更新的第二位置信息来继续进行自主移动控制，从而能够到达目标地点。
为了实现上述的目的，本发明的一个方式所涉及的自行装置在规定的区域内自主移动，所述自行装置具备：周围信息获取部，其获取所述自行装置的周围的信息；行进部，其使所述自行装置移动；旋转传感器，其对设置于所述行进部的车轮的旋转量进行检测；第一位置估计部，其基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；第二位置估计部，其基于所述旋转量来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及控制部，其基于所述第一位置信息或所述第二位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，其中，在所述第二位置信息是异常值的情况下，所述控制部基于所述第一位置信息来进行所述自主移动控制。
根据上述结构，在自行装置中，即使在第二位置估计部所估计的第二位置信息是异常值的情况下，也能够基于由第一位置估计部更新的第一位置信息来继续进行自主移动控制，从而能够到达目标地点。
作为自行装置的期望的方式，优选的是，还具备：周围信息分析部，其将对所述自行装置的周围的信息进行分析所得到的周围信息数据输出到所述第一位置估计部；以及存储部，至少所述区域内的多个位置的每个位置的周围环境的特征作为位置信息图案存储在所述存储部中，其中，所述第一位置估计部将所述周围信息数据与所述位置信息图案进行对照，来估计所述自行装置的位置。
由此，无需在区域内设置特定的地标就能够估计自行装置的位置。
作为自行装置的期望的方式，优选的是，周围信息分析部将包括相对于所述自行装置的移动方向具有规定的仰角的方向的范围作为所述周围信息数据的获取范围。
由此，能够抑制由于在自行装置的移动方向上的移动体(例如，人体)而周围信息数据的精度下降。
作为自行装置的期望的方式，优选的是，所述第一位置估计部逐次更新所述第一位置信息并存储在所述存储部中，在所述第一位置信息是异常值的情况下，所述第二位置估计部以所述存储部中作为所述第一位置信息存储的位置为初始位置，来估计所述自行装置的位置。
由此，能够使由第二位置估计部估计的自行装置的位置的误差小。
作为自行装置的期望的方式，优选的是，还具备生成所述自行装置的路径的路径生成部，
所述控制部沿所述路径生成所述自行装置的轨道，进行实时运算处理以使所述自行装置在该轨道上自主移动。
由此，自行装置能够沿所生成的路径自主行进。
作为自行装置的期望的方式，优选的是，所述路径生成部生成所述区域内的从所述自行装置的位置到目标地点的所述路径。
由此，自行装置能够沿从在区域内的配置位置到目标地点的路径自主行进。
作为自行装置的期望的方式，优选的是，所述路径生成部在从外部设备接收到所述目标地点的位置信息即目标地点信息时，以所述第一位置估计部估计出的所述自行装置的位置为初始位置，生成从该初始位置到所述目标地点的所述路径。
由此，自行装置能够朝向从外部设备指定的目标地点自主行进。
作为自行装置的期望的方式，优选的是，在所述自行装置偏离于所述路径的情况下，所述路径生成部以所述第一位置估计部估计出的所述自行装置的位置为当前位置，重新生成从该当前位置到所述目标地点的路径。
由此，自行装置即使在偏离了当初设定的路径的情况下，也能够到达目标地点。
为了实现上述的目的，本发明的一个方式所涉及的自行装置的行进控制方法是在规定的区域内自主移动的自行装置的行进控制方法，包括以下步骤：生成所述区域内的从所述自行装置的位置到目标地点的路径；基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；基于设置于使所述自行装置移动的行进部的车轮的旋转量，来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及在所述第一位置信息是正常值的情况下，基于所述第一位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，在所述第一位置信息是异常值的情况下，基于所述第二位置信息来进行所述自主移动控制。
由此，在自行装置中，即使在第一位置估计部所估计的第一位置信息是异常值的情况下，也能够基于由第二位置估计部更新的第二位置信息来继续进行自主移动控制，从而能够到达目标地点。
为了实现上述的目的，本发明的一个方式所涉及的自行装置的行进控制程序是在规定的区域内自主移动的自行装置的行进控制程序，使计算机执行以下处理：生成所述区域内的从所述自行装置的位置到目标地点的路径；基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；基于设置于使所述自行装置移动的行进部的车轮的旋转量，来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及在所述第一位置信息是正常值的情况下，基于所述第一位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，在所述第一位置信息是异常值的情况下，基于所述第二位置信息来进行所述自主移动控制。
由此，在自行装置中，即使在第一位置估计部所估计的第一位置信息是异常值的情况下，也能够基于由第二位置估计部更新的第二位置信息来继续进行自主移动控制，从而能够到达目标地点。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够持续估计自己的位置来到达目的地的自行装置、自行装置的行进控制方法以及行进控制程序。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的自行装置的一例的图。
图2是表示实施方式1所涉及的自行装置的周围信息分析部中的周围信息数据的获取范围的一例的概念图。
图3是表示实施方式1所涉及的自行装置行进的区域的地图形状图的一例的概念图。
图4是表示实施方式1所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。
图5是表示实施方式1所涉及的自行装置行进的区域内的路径的一例的概念图。
图6是表示在实施方式1所涉及的自行装置行进的路径上存在第一位置估计部不生成第一位置信息的区间的例子的概念图。
图7是表示实施方式2所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。
图8是表示实施方式3所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。
图9是表示使实施方式3所涉及的自行装置转变为待机状态后偏离于自行装置行进的路径的例子的概念图。
图10是表示实施方式4所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细说明用于实施发明的方式(下面称为实施方式)。此外，本发明不受下述的实施方式限定。另外，下述实施方式中的构成要素包括本领域技术人员能够容易地设想到的构成要素、实质上相同的构成要素这样的所谓等同的范围内的构成要素。并且，下述实施方式中公开的构成要素能够适当进行组合。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1所涉及的自行装置的一例的图。作为自行装置100，例如例示出在医院等公共设施的建筑物中对被引导者进行馆内的设施的引导的引导用机器人、将由医生等操作者指定的物品从仓库等搬运到操作者的身边或者在工厂的生产线等进行部件的输送的输送用机器人等自主移动机器人。
本实施方式所涉及的自行装置100是自主地朝向目标地点移动的移动体，如图1所示，具备操作部11、显示部12、发送接收部13、周围信息获取部14、周围信息分析部15、控制部101、位置估计部102、行进部103、路径生成部104、存储部105以及输入输出部106。
在本实施方式中，操作部11、显示部12、发送接收部13、周围信息获取部14、周围信息分析部15、控制部101、位置估计部102、路径生成部104、存储部105以及输入输出部106例如是由执行本实施方式所涉及的行进控制程序的计算机的构成要素实现的功能块。另外，操作部11、显示部12、发送接收部13、周围信息获取部14、周围信息分析部15、控制部101、位置估计部102、路径生成部104、存储部105以及输入输出部106例如也可以是用于在后述的行进控制处理中实现各功能的独立的电路。
操作部11是用于供操作者输入控制自行装置100所需的信息的结构部。作为操作部11，例如例示出操作者能够通过触摸来输入信息的触摸面板(未图示)。
显示部12显示操作者对操作部11进行操作后的结果、自行装置100中的各种信息。作为显示部12，例如例示出液晶面板等显示装置。另外，显示部12也可以为具备上述的触摸面板(未图示)的结构，从而兼做操作部11。
发送接收部13具有接收从外部设备发送的各种信息的功能。另外，发送接收部13具有将自行装置100中的各种信息发送到外部设备的功能。发送接收部13例如从外部设备接收后述的行进控制处理中的目的地的位置信息。另外，发送接收部13例如将行进中的路径信息、在路径上的当前位置发送到外部设备。发送接收部13也可以是以下方式：能够将搭载于自行装置的电池的剩余容量发送到外部装置。另外，发送接收部13也可以是以下方式：在后述的行进控制处理中，例如在变得不能估计自己的位置的情况下、或者由于通路的凹凸而变得不能自主行进的情况下，将表示已变得不能到达目的地的异常产生信息发送到外部设备。作为发送接收部13，例如例示出利用红外线、电波来进行信息的发送接收的无线通信装置。
周围信息获取部14获取自行装置100的周围的信息。周围信息获取部14例如既可以是获取二维的图像的可见光摄像机，也可以是获取三维的距离图像的激光测距传感器等测距传感器。
周围信息分析部15对周围信息获取部14获取到的自行装置100的周围的信息进行分析，将分析得到的周围信息数据输出到位置估计部102。周围信息分析部15例如从周围信息获取部14获取到的周围信息数据中提取周围环境的特征，生成所提取出的周围环境的特征来作为周围信息数据。在此，作为周围环境的特征，例如能够考虑设置于墙面的窗部的外框、外框的边与边的交点、墙面与天花板面的边界线、两个墙面与天花板面的交点等。
图2是表示实施方式1所涉及的自行装置的周围信息分析部中的周围信息数据的获取范围的一例的概念图。在图2中，作为周围信息获取部14，例示了可见光摄像机。在图2所示的例子中，周围信息分析部15中的周围信息数据的获取范围例如能够如图2中用斜线表示那样设为以下范围：以设置有周围信息获取部14的位置处的铅垂方向为中心轴的、包括相对于移动方向(水平方向)具有规定的仰角(例如45°)的方向的大圆锥形状的范围。由此，能够抑制由于在自行装置100的移动方向(水平方向)上的移动体(例如，人体)而周围信息数据的精度下降。此外，本公开不受由周围信息分析部15生成的周围信息数据限定。另外，图2所示的周围信息分析部15中的周围信息数据的获取范围是一个例子，例如，根据可见光摄像机(周围信息获取部14)的视场角、设置可见光摄像机的位置等，相对于移动方向(水平方向)的仰角的方向的最优值不同。另外，周围信息分析部15中的周围信息数据的获取范围的中心轴不限于铅垂方向，例如也可以是自行装置100的移动方向(水平方向)。关于周围信息分析部15中的周围信息数据的获取范围，期望的是设定为能够提取出作为周围的信息而言有意义的特征的范围。
行进部103是用于使自行装置100移动的移动机构。行进部103具备使自行装置100移动的车轮103a、驱动车轮103a的驱动装置(未图示)。行进部103具备检测车轮103a的旋转量的旋转传感器103b。作为旋转传感器103b，例如例示出检测车轮103a的旋转角的旋转角传感器。另外，行进部103也可以是具备陀螺仪传感器(未图示)来作为旋转传感器103b的结构。另外，行进部103也可以是具备加速度传感器(未图示)来作为旋转传感器103b的结构。行进部103按照从控制部101提供的车轮旋转指令值来驱动车轮103a使之旋转，从而使自行装置100移动。
控制部101是用于实现实施方式1所涉及的自行装置100的自主移动控制的控制单元。控制部101沿由后述的路径生成部104生成的路径生成自行装置100的行进轨道，进行实时运算处理以使自行装置100在该轨道上自主移动。控制部101例如是通过执行本实施方式所涉及的行进控制程序来实现自行装置100的自主移动控制的CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)。
控制部101基于经由位置估计部102、路径生成部104、存储部105以及输入输出部106输入的信息来进行自行装置100的自主移动控制。另外，控制部101具有使存储部105存储经由输入输出部106输入的信息的功能。另外，控制部101具有经由输入输出部106输出信息的功能。
位置估计部102包括第一位置估计部1021和第二位置估计部1022。第一位置估计部1021基于来自周围信息分析部15的周围信息数据以及存储部105中存储的信息来估计自行装置100的位置。第一位置估计部1021生成估计出的自行装置100的位置的信息来作为第一位置信息，利用所生成的第一位置信息来更新(覆盖)上一次生成的第一位置信息，并逐次输出到控制部101和存储部105。第二位置估计部1022基于来自在行进部103的车轮103a设置的旋转传感器103b的旋转量信息以及存储部105中存储的信息来估计自行装置100的位置。第二位置估计部1022生成估计出的自行装置100的位置的信息来作为第二位置信息，利用所生成的第二位置信息来更新(覆盖)上一次生成的第二位置信息，并逐次输出到控制部101和存储部105。
在本实施方式中，设为第一位置估计部1021和第二位置估计部1022分别能够相互判定第一位置信息或第二位置信息是否为正常值。另外，在本实施方式中，设为控制部101能够判定从第一位置估计部1021输出的第一位置信息以及从第二位置估计部1022输出的第二位置信息是否为正常值。此外，本公开不受判定第一位置信息或第二位置信息是否为正常值的判定方法限定。
第一位置信息和第二位置信息包含存储部105中存储的、自行装置100在地图形状图上的坐标和姿势(朝向)，该地图形状图是自行装置100行进的区域的地图信息。在后文中叙述地图形状图。位置估计部102例如能够由CPU所执行的行进控制程序实现。
在本实施方式中，第一位置估计部1021将来自周围信息分析部15的周围信息数据与预先登记在存储部105中的位置信息图案进行对照，来估计自行装置100的位置。由此，无需在区域200内设置特定的地标就能够估计自行装置100的位置。
具体地说，第一位置估计部1021例如将周围信息数据中包含的周围环境的特征与一个地方或多个地方的位置信息图案中的周围环境的特征进行比较，来估计自行装置100的位置并生成第一位置信息。此外，关于第一位置估计部1021，根据自行装置100行进的轨道的环境(例如，在将可见光摄像机用作周围信息获取部14的情况下为图像的亮度极亮或极暗的环境、图像内的亮度差大的环境等)不同，有时对自己的位置的估计精度下降，第一位置信息成为异常值。
另外，关于第二位置估计部1022，例如有时车轮103a由于台阶等而空转，第二位置信息成为异常值。
此外，第二位置估计部1022也可以是以下方式：还一并使用来自设置于行进部103的陀螺仪传感器(未图示)的角速度来估计自行装置100的位置。另外，第二位置估计部1022也可以是以下方式：还一并使用来自设置于行进部103的加速度传感器(未图示)的角加速度来估计自行装置100的位置。通过像这样将旋转角传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器等多个传感器一并用作旋转传感器103b，易于判定第二位置信息是否为正常值。
具体地说，例如也可以设为以下方式：在将由旋转角传感器估计出的位置作为第二位置信息的方式中，在第二位置信息相对于利用陀螺仪传感器、加速度传感器得到的预测位置偏离规定的阈值以上的情况下，判定为第二位置信息是异常值。
路径生成部104是生成自行装置100的在自行装置100自主行进的区域内的路径的结构部。路径生成部104将所生成的路径的信息作为路径信息输出到存储部105。作为在该路径生成部104中生成路径信息时所使用的路径搜索算法，例示出A星(A*、或A-star)算法，但是本实施方式不受该路径搜索算法限定。路径信息是根据地图形状图上的各种条件来设定的。地图形状图上的路径例如既可以是到目标地点为止的最短路径，也可以是与地图形状图上的各种条件相应的路径。路径生成部104例如能够由CPU所执行的行进控制程序实现。
输入输出部106具有以下功能：将从操作部11和发送接收部13输入的信息输出到控制部101和路径生成部104，并且将从控制部101输入的信息输出到显示部12和发送接收部13。
存储部105对从第一位置估计部1021输出的第一位置信息以及从第二位置估计部1022输出的第二位置信息逐次以覆盖的方式进行存储。另外，存储部105存储从路径生成部104输出的路径信息。在本实施方式中，设为地图形状图预先存储在存储部105中。
另外，存储部105除了存储上述的地图形状图、第一位置信息、第二位置信息、路径信息以外，还存储地图形状图上的各种条件等进行自行装置100的控制所需的各种信息。作为地图形状图上的各种条件，例如包括自行装置100行进的区域中的禁止通行的区域的位置信息、通行条件(右侧通行或左侧通行)等。
另外，存储部105包含地图形状图上的多个位置的每个位置的位置信息图案，来作为位置估计部102的第一位置估计部1021生成第一位置信息时的信息。在本实施方式中，设为利用周围信息获取部14在自行装置100行进的区域中得到的多个视点处的位置信息图案预先存储在存储部105中。
关于地图形状图、地图形状图上的各种条件以及多个位置信息图案，既可以是通过操作者对操作部11进行操作从而控制部101经由输入输出部106存储到存储部105的方式，也可以是经由发送接收部13从外部设备输入且控制部101经由输入输出部106存储到存储部105的方式。
另外，在存储部105中保存有本实施方式所涉及的行进控制程序。该存储部105例如是硬盘驱动器、快闪存储器等存储介质。保存该存储部105的存储介质例如可以内置于自行装置100，另外，例如也可以是如光盘、USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)存储器这样的便携式的存储介质。本实施方式不受该存储部105的方式限定。
图3是表示实施方式1所涉及的自行装置行进的区域的地图形状图的一例的概念图。如图3所示，自行装置100行进的区域200例如是四方被外墙面210包围的建筑物的一层，沿X方向和Y方向进行了格子状分割。在下面的说明中，在区域200内，自行装置100的位置由进行格子状分割后的X方向和Y方向上的位置来定义，自行装置100的姿势(朝向)由以X方向为基准的角度θ来定义。
在图3中，自行装置100行进的区域200被墙面220分隔为多个空间230(例如，房间)以及将各空间230连接的通路240(例如，走廊)。在图3所示的例子中，用斜线表示的通路240a被设定为自行装置100的禁止通行区域。另外，在本实施方式中设为：作为自行装置100在通路240上通行时的通行条件，规定了在通路240的右侧通行。
另外，在图3所示的例子中，在外墙面的一部分设置有开口250(例如，窗)，有直射日光从箭头所示方向入射，设为开口250的周边的通路240、墙面220以及天花板(未图示)被直射日光照射。
在图3所示的例子中，自行装置100配置于空间230a的地点A。位于空间230b的操作者对配置于空间230a的地点A的自行装置100发送以空间230b的地点B为目标地点的命令。作为发送命令的外部设备，例如例示出智能电话、平板等便携式终端。此外，也可以是，自行装置100行进的区域200内的操作者有多个，还可以是以能够接收来自多个操作者各自持有的外部设备的命令的待机状态待命的方式。
另外，在图3中示出了以下的例子：多个位置a、b、c、…、z、aa、bb、cc、dd中的每个位置的周围环境的特征作为位置信息图案存储在存储部105中。在图3所示的例子中，存储有各空间230以及通路240的多个地方的位置信息图案。被存储位置信息图案的位置不限定于图3所示的例子。例如，在图3所示的例子中，示出了针对各空间230存储一个地方的位置信息图案的例子，但是在大的空间230的情况下也可以是存储多个地方的位置信息图案的方式。
在本实施方式中，通过执行存储部105中保存的行进控制程序，来实现实施方式1所涉及的自行装置100的自主移动控制。下面，说明自行装置100从图3中示出的空间230a的地点A自主行进到空间230b的地点B的例子。
图4是表示实施方式1所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。
当发送接收部13从外部设备接收到以空间230b的地点B为目标地点的命令、且自行装置100被输入了地图形状图上的自行装置100的目标地点的位置信息即目标地点信息时(步骤S101)，自行装置100从待机状态恢复(步骤S102)。在此，“从待机状态恢复”表示：从正被供给从外部设备接收命令所需的最小限度的电力的状态转变为自行装置100的各部被供给自行装置100进行自主行进所需的电力的状态，并开始自行装置100中的行进控制。在图3所示的例子中，空间230b的地点B的位置、即自行装置100的目标地点的位置(x(b)，y(b)，θ(b))作为目标地点信息被输入。
当已从待机状态恢复时(步骤S102)，第一位置估计部1021估计自行装置100的初始位置。在图3所示的例子中，估计自行装置100配置于空间230a的地点A的情况下的初始位置(x(a)，y(a)，θ(a))。第一位置估计部1021将估计出的自行装置100的初始位置(x(a)，y(a)，θ(a))作为初始位置信息输出到控制部101和存储部105。此外，关于自行装置100的初始位置信息，也可以使用上一次的行进控制中的位置信息。另外，既可以是通过操作者对操作部11进行操作来输入自行装置100的初始位置信息从而控制部101经由输入输出部106存储到存储部105的方式，也可以是经由发送接收部13从外部设备输入自行装置100的初始位置信息后由控制部101经由输入输出部106存储到存储部105的方式。
路径生成部104当被输入了目标地点信息时，生成地图形状图上的从自行装置100的初始位置(在此为空间230a的地点A(x(a)，y(a)))到目标地点(在此为空间230b的地点B(x(b)，y(b)))的路径(步骤S103)，将所生成的路径的信息作为路径信息输出到存储部105。
图5是表示实施方式1所涉及的自行装置行进的区域内的路径的一例的概念图。在图5中，用虚线示出了自行装置100的路径。在图5所示的例子中，示出了以下的例子：将配置有自行装置100的空间230a的地点A作为自行装置100的初始位置，将操作者所在的空间230b的地点B作为自行装置100的目标地点，生成绕过作为禁止通行区域的通路240a、在通路240上右侧通行并且到地点B为止为最短的路径。
位置估计部102的第一位置估计部1021和第二位置估计部1022分别估计自行装置100的位置(步骤S104)，更新第一位置信息和第二位置信息并逐次输出到控制部101和存储部105。
控制部101判定第一位置信息是否为正常值(步骤S105)。
如上所述，开口250的周边的通路240、墙面220以及天花板(未图示)被从开口250入射的直射日光照射。在这种情况下，在开口250附近，有时周围信息分析部15无法从周围信息获取部14获取到的周围的信息中提取有意义的周围环境的特征。在这种情况下，有时第一位置估计部1021对自己的位置的估计精度下降，第一位置信息成为异常值。
在第一位置信息是正常值的情况下(步骤S105；“是”)，控制部101基于由第一位置估计部1021更新后的第一位置信息，沿图5中示出的路径生成轨道，进行自主移动控制以使自行装置100在该轨道上行进(步骤S106)。
图6是表示在实施方式1所涉及的自行装置行进的路径上存在第一位置估计部不生成第一位置信息的区间的例子的概念图。在图6中示出了以下的例子：在自行装置100行进的路径上的从地点C到地点D的区间，第一位置估计部不更新第一位置信息。
当在图6所示的地点C第一位置信息成为异常值时(步骤S105；“否”)，控制部101基于由第二位置估计部1022更新后的第二位置信息来进行自主移动控制，以使自行装置100在沿图5中示出的路径的轨道上行进。
当在图6所示的地点D第一位置信息成为正常值时，控制部101基于由第一位置估计部1021更新后的第一位置信息来进行上述的自主移动控制(步骤S107)。
控制部101判定自行装置100是否已到达目标地点(空间230b的地点B)(步骤S108)。如果自行装置100未到达目标地点(步骤S108；“否”)，则返回到步骤S104的处理，重复实施步骤S105至步骤S108的处理。
当自行装置100到达了目标地点时(步骤S108；“是”)，控制部101结束自行装置100中的自主移动控制并转变为待机状态(步骤S109)，结束行进控制处理。
这样，在本实施方式中，在第一位置估计部1021无法生成第一位置信息的情况下，基于由第二位置估计部1022生成的第二位置信息来继续进行自主移动控制，由此能够到达目标地点(空间230b的地点B)。
如以上所说明的那样，实施方式1所涉及的自行装置100具备：第一位置估计部1021，其基于由周围信息获取部14获取的自行装置100的周围的信息来估计自行装置100的位置，生成进行该估计所得到的自行装置100的位置的信息来作为第一位置信息并更新该第一位置信息；第二位置估计部1022，其基于车轮103a的旋转量来估计自行装置100的位置，生成进行该估计所得到的自行装置100的位置的信息来作为第二位置信息并更新该第二位置信息；以及控制部101，其基于第一位置信息或所述第二位置信息来进行自行装置100的自主移动控制。在所述第一位置信息是异常值的情况下，控制部101基于第二位置信息来进行自主移动控制。
另外，实施方式所涉及的自行装置100的行进控制方法包括以下步骤：生成区域200内的从自行装置100的位置到目标地点的路径；基于自行装置100的周围的信息来估计自行装置100的位置，生成进行该估计所得到的自行装置100的位置的信息来作为第一位置信息并更新该第一位置信息；基于车轮103a的旋转量来估计自行装置100的位置，生成进行该估计所得到的自行装置100的位置的信息来作为第二位置信息并更新该第二位置信息；以及在第一位置信息正在被更新的情况下，基于第一位置信息来进行自行装置100的自主移动控制，在第一位置信息是异常值的情况下，基于第二位置信息来进行自主移动控制。
另外，实施方式所涉及的自行装置100的行进控制程序使计算机执行以下处理：生成区域200内的从自行装置100的位置到目标地点的路径；基于自行装置100的周围的信息来估计自行装置100的位置，生成进行该估计所得到的自行装置100的位置的信息来作为第一位置信息并更新该第一位置信息；基于车轮103a的旋转量来估计自行装置100的位置，生成进行该估计所得到的自行装置100的位置的信息来作为第二位置信息并更新该第二位置信息；以及在第一位置信息是正常值的情况下，基于第一位置信息来进行自行装置100的自主移动控制，在第一位置信息是异常值的情况下，基于第二位置信息来进行自主移动控制。
由此，即使在第一位置估计部1021估计出的第一位置信息是异常值的情况下，自行装置100也能够基于由第二位置估计部1022更新的第二位置信息来继续进行自主移动控制，从而能够到达目标地点。
(实施方式2)
图7是表示实施方式2所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。此外，对于与上述的实施方式1中说明的处理相同的处理，标注相同的标记并省略重复的说明。另外，实施方式2所涉及的自行装置的结构与上述的实施方式1相同，因此在此省略说明。
在实施方式1中，说明了在步骤S103的生成路径之后位置估计部102的第一位置估计部1021和第二位置估计部1022分别估计自行装置100的位置(步骤S104)并将第一位置信息和第二位置信息输出到控制部101和存储部105的例子，但是在实施方式2中，如图7所示，在生成路径之后(步骤S103)，第一位置估计部1021估计自行装置100的位置(步骤S104a)，将第一位置信息逐次输出到控制部101和存储部105。当第一位置信息成为异常值时(步骤S105；“否”)，第二位置估计部1022以存储部105中作为第一位置信息存储的位置为初始位置，来估计自行装置100的位置(步骤S104b)，生成第二位置信息并输出到控制部101和存储部105。由此，即使在第一位置信息成为异常值的情况下，也能够基于由第二位置估计部1022更新的第二位置信息来继续进行自主移动控制。
另外，由第二位置估计部1022生成的第二位置信息有可能包含因车轮103a的滑移等引起的误差。在本实施方式中，在第一位置信息成为异常值的情况下(步骤S105；“否”)，第二位置估计部1022以存储部105中作为第一位置信息存储的位置为初始位置，来估计自行装置100的位置。由此，能够使由第二位置估计部1022估计的自行装置100的位置的误差小。
(实施方式3)
图8是表示实施方式3所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。图9是表示使实施方式3所涉及的自行装置转变为待机状态后偏离于自行装置行进的路径的例子的概念图。此外，对于与上述的实施方式1中说明的处理相同的处理，标注相同的标记并省略重复的说明。另外，实施方式3所涉及的自行装置的结构与上述的实施方式1相同，因此在此省略说明。
在图9中示出了以下例子：在自行装置100行进的路径上的地点E，操作者对操作部11进行操作来强制地使自行装置100转变为待机状态，将自行装置100手动地移动到空间230c的地点F。
在本实施方式中，在步骤S106或步骤S107中自行装置100正在通过自主移动控制在路径上自行时，控制部101判定是否被操作者转变为待机状态(步骤S110)。
如果未被转变为待机状态(步骤S110；“否”)，则转到步骤S108的处理。
在转变为待机状态之后(步骤S110；“是”)，当在空间230c的地点F从待机状态恢复时(步骤S111)，第一位置估计部1021估计自行装置100的当前位置。在图9所示的例子中，估计自行装置100配置于空间230c的地点F的情况下的当前位置(x(f)，y(f)，θ(f))。第一位置估计部1021将估计出的自行装置100的当前位置(x(f)，y(f)，θ(f))作为当前位置信息输出到控制部101和存储部105。此外，关于步骤S111中的从待机状态的恢复，既可以是操作者对操作部11进行操作来使自行装置100从待机状态恢复的方式，也可以是在步骤S110中被转变为待机状态后在规定时间后从待机状态恢复的方式。
路径生成部104重新生成地图形状图上的从自行装置100的当前位置(空间230c的地点F(x(f)，y(f)))到目标地点(空间230b的地点B(x(b)，y(b)))的路径(步骤S112)，将重新生成的路径的信息作为路径信息输出到存储部105，返回到步骤S105的处理。
这样，在本实施方式中，即使在步骤S106或步骤S107中当自行装置100通过自主移动控制在路径上自主行走时被操作者转变为待机状态且偏离了在步骤S103中由路径生成部104生成的路径的情况下，也能够在从待机状态恢复的时间点由路径生成部104重新设定到目标地点为止的路径，由此到达目标地点。
(实施方式4)
图10是表示实施方式4所涉及的自行装置的行进控制处理的一例的流程图。此外，实施方式4所涉及的自行装置的结构、自行装置行进的区域的地图形状图以及自行装置行进的区域内的路径与上述的实施方式1相同，因此在此省略说明。
当发送接收部13从外部设备接收到以空间230b的地点B为目标地点的命令、且自行装置100被输入了地图形状图上的自行装置100的目标地点的位置信息即目标地点信息时(步骤S201)，自行装置100从待机状态恢复(步骤S202)。
在本实施方式中，关于自行装置100的初始位置信息，既可以是在从待机状态恢复之后(步骤S202)第一位置估计部1021估计自行装置100的初始位置并将估计出的自行装置100的初始位置作为初始位置信息输出到控制部101和存储部105的方式，也可以使用上一次的行进控制中的位置信息。另外，既可以是通过操作者对操作部11进行操作来输入自行装置100的初始位置信息从而控制部101经由输入输出部106存储到存储部105的方式，也可以是经由发送接收部13从外部设备输入自行装置100的初始位置信息后由控制部101经由输入输出部106存储到存储部105的方式。
路径生成部104当被输入了目标地点信息时，生成地图形状图上的从自行装置100的初始位置到目标地点的路径(步骤S203)，将所生成的路径的信息作为路径信息输出到存储部105。
位置估计部102的第一位置估计部1021和第二位置估计部1022分别估计自行装置100的位置(步骤S204)，更新第一位置信息和第二位置信息并逐次输出到控制部101和存储部105。
控制部101判定第二位置信息是否正常(步骤S205)。
如上所述，在自行装置100的路径上，例如在通路240与各空间230之间存在台阶的情况下，有时车轮103a由于台阶而空转，第二位置信息成为异常值。
在第二位置信息是正常值的情况下(步骤S205；“是”)，控制部101基于由第二位置估计部1022更新后的第二位置信息来生成轨道，进行自主移动控制以使自行装置100在该轨道上行进(步骤S206)。
当第二位置信息成为异常值时(步骤S205；“否”)，控制部101基于由第一位置估计部1021更新后的第一位置信息，进行自主移动控制以使自行装置100行进。
当第二位置信息成为正常值时，控制部101基于由第二位置估计部1022更新后的第二位置信息来进行上述的自主移动控制(步骤S207)。
控制部101判定自行装置100是否已到达目标地点(步骤S208)。如果自行装置100未到达目标地点(步骤S208；“否”)，则返回到步骤S204的处理，重复实施步骤S205至步骤S208的处理。
当自行装置100到达了目标地点时(步骤S208；“是”)，控制部101结束自行装置100中的自主移动控制并转变为待机状态(步骤S209)，结束行进控制处理。
这样，在本实施方式中，在第二位置估计部1022估计出的第二位置信息是异常值的情况下，基于由第一位置估计部1021更新的第一位置信息来继续进行自主移动控制，由此能够到达目标地点。
附图标记说明
11：操作部；12：显示部；13：发送接收部；14：周围信息获取部；15：周围信息分析部；100：自行装置；101：控制部；102：位置估计部；103：行进部；103a：车轮；103b：旋转传感器；104：路径生成部；105：存储部；106：输入输出部；200：区域；210：外墙面；220：墙面；230、230a、230b、230c：空间(房间)；240、240a：通路(走廊)；250：开口(窗)；1021：第一位置估计部；1022：第二位置估计部。

Claims (11)

1.一种自行装置，在规定的区域内自主移动，所述自行装置具备：
周围信息获取部，其获取所述自行装置的周围的信息；
行进部，其使所述自行装置移动；
旋转传感器，其对设置于所述行进部的车轮的旋转量进行检测；
第一位置估计部，其基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；
第二位置估计部，其基于所述旋转量来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及
控制部，其基于所述第一位置信息或所述第二位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，
其中，在所述第一位置信息是异常值的情况下，所述控制部基于所述第二位置信息来进行所述自主移动控制。
2.一种自行装置，在规定的区域内自主移动，所述自行装置具备：
周围信息获取部，其获取所述自行装置的周围的信息；
行进部，其使所述自行装置移动；
旋转传感器，其对设置于所述行进部的车轮的旋转量进行检测；
第一位置估计部，其基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；
第二位置估计部，其基于所述旋转量来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及
控制部，其基于所述第一位置信息或所述第二位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，
其中，在所述第二位置信息是异常值的情况下，所述控制部基于所述第一位置信息来进行所述自主移动控制。
3.根据权利要求1或2所述的自行装置，其特征在于，还具备：
周围信息分析部，其将对所述自行装置的周围的信息进行分析所得到的周围信息数据输出到所述第一位置估计部；以及
存储部，至少所述区域内的多个位置的每个位置的周围环境的特征作为位置信息图案存储在所述存储部中，
其中，所述第一位置估计部将所述周围信息数据与所述位置信息图案进行对照，来估计所述自行装置的位置。
4.根据权利要求3所述的自行装置，其特征在于，
周围信息分析部将包括相对于所述自行装置的移动方向具有规定的仰角的方向的范围作为所述周围信息数据的获取范围。
5.根据权利要求3或4所述的自行装置，其特征在于，
所述第一位置估计部逐次更新所述第一位置信息并存储在所述存储部中，
在所述第一位置信息是异常值的情况下，所述第二位置估计部以所述存储部中作为所述第一位置信息存储的位置为初始位置，来估计所述自行装置的位置。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的自行装置，其特征在于，
还具备生成所述自行装置的路径的路径生成部，
所述控制部沿所述路径生成所述自行装置的轨道，进行实时运算处理以使所述自行装置在该轨道上自主移动。
7.根据权利要求6所述的自行装置，其特征在于，
所述路径生成部生成所述区域内的从所述自行装置的位置到目标地点的所述路径。
8.根据权利要求7所述的自行装置，其特征在于，
所述路径生成部在从外部设备接收到所述目标地点的位置信息即目标地点信息时，以所述第一位置估计部估计出的所述自行装置的位置为初始位置，生成从该初始位置到所述目标地点的所述路径。
9.根据权利要求7或8所述的自行装置，其特征在于，
在所述自行装置偏离于所述路径的情况下，所述路径生成部以所述第一位置估计部估计出的所述自行装置的位置为当前位置，重新生成从该当前位置到所述目标地点的路径。
10.一种自行装置的行进控制方法，所述自行装置在规定的区域内自主移动，所述自行装置的行进控制方法包括以下步骤：
生成所述区域内的从所述自行装置的位置到目标地点的路径；
基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；
基于设置于使所述自行装置移动的行进部的车轮的旋转量，来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及
在所述第一位置信息是正常值的情况下，基于所述第一位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，在所述第一位置信息是异常值的情况下，基于所述第二位置信息来进行所述自主移动控制。
11.一种自行装置的行进控制程序，所述自行装置在规定的区域内自主移动，所述自行装置的行进控制程序用于使计算机执行以下处理：
生成所述区域内的从所述自行装置的位置到目标地点的路径；
基于所述自行装置的周围的信息来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第一位置信息并更新所述第一位置信息；
基于设置于使所述自行装置移动的行进部的车轮的旋转量，来估计所述自行装置的位置，生成进行该估计所得到的所述自行装置的位置的信息来作为第二位置信息并更新所述第二位置信息；以及
在所述第一位置信息是正常值的情况下，基于所述第一位置信息来进行所述自行装置的自主移动控制，在所述第一位置信息是异常值的情况下，基于所述第二位置信息来进行所述自主移动控制。
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