JP2004199451A - 自動走行装置及び経路管理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の自動走行装置は、障害物を回避するため、障害物により閉鎖された領域及び障害物が配置された部分は走行しない。
【解決手段】本発明の経路管理装置１０１は、自動走行装置１０２が走行するエリアを少なくとも一つのカメラ１０５が撮影し、カメラ１０５が撮影した映像から自動走行装置１０２と障害物と固定物体の位置及び大きさを求めたマップ情報を算出し、自動走行装置１０２に送信し、本発明の自動走行装置１０２は、経路管理装置１０１から受けたマップ情報に基づいて走行する経路を算出し、算出された経路に従い移動し、更に、マップ情報に基づいて移動可能な位置変更物体６０１が算出された場合には、利用者に位置変更物体６０１を提示し、移動を促す。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の経路管理装置１０１は、自動走行装置１０２が走行するエリアを少なくとも一つのカメラ１０５が撮影し、カメラ１０５が撮影した映像から自動走行装置１０２と障害物と固定物体の位置及び大きさを求めたマップ情報を算出し、自動走行装置１０２に送信し、本発明の自動走行装置１０２は、経路管理装置１０１から受けたマップ情報に基づいて走行する経路を算出し、算出された経路に従い移動し、更に、マップ情報に基づいて移動可能な位置変更物体６０１が算出された場合には、利用者に位置変更物体６０１を提示し、移動を促す。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行の障害になる物体を認識し、自動走行の制御を行う経路管理装置及び自動走行を行う自動走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動走行を行う技術の構成を図１０に示す。自動走行装置９００と経路管理装置９０１とから構成される。
【０００３】
また、経路管理装置９０１は、自動走行装置９００が走行するエリアを撮影するカメラ９０３と、照明変化による影響を抑えるためにカメラ映像の照度補正を行う照度補正手段９０４と、カメラ映像からエリアに存在する障害物を認識する物体認識手段９０５と、物体認識手段９０５で得られた結果に基づき走行する経路を求める走行指示手段９０６と、走行指示手段９０６からの制御信号を自動走行装置９００へ送信する送信手段９０７を含む構成である。
【０００４】
また、自動走行装置９００は、経路管理装置９０１からの制御信号を受信する受信手段９０８と、自動走行装置９００を移動させる移動手段９１０と、受信手段９０８で受信した信号により移動手段９１０を制御する移動手段制御手段９０９とを含む構成である。
【０００５】
以上の構成により、経路管理装置９０１において、カメラ映像から障害物の有無に応じて走行する経路を決定し、自動走行装置９００が障害物を回避して走行できるようにするものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１７５５２０号公報（第２〜３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、障害物は回避されるため、従来技術を自動掃除機に適用した場合に、障害物を避けて清掃を行うので、障害物により閉鎖された領域及び障害物が配置された部分の床清掃のやり残しが生じてしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従来の課題を解決するために、本発明の自動走行装置は、経路管理装置から受けたマップ情報に基づいて走行する経路を算出し、算出された経路に従い移動し、更に、マップ情報に基づいて移動可能な障害物が算出された場合には、利用者に障害物領域を提示し、障害物の移動を促す。本発明の経路管理装置は、自動走行装置が走行するエリアを少なくとも一つのカメラが撮影し、カメラ映像から自動走行装置と障害物との位置を求めたマップ情報を算出し、自動走行装置に送信する。
【０００９】
本構成により、自動走行装置が提示した情報を基に利用者が、未走行領域を確認し易く、またどの障害物を移動すればよいかを確認することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明によれば、経路管理を行う経路管理領域に、一時的に位置を変更することができる物体である固定物の位置及び大きさを示す固定物領域、一時的に配置された物体である障害物の位置及び大きさを示す障害物領域並びに移動する物体である移動物の位置及び大きさを示し移動物領域を含むエリア画像と前記経路管理領域に前記固定物領域を含む背景画像と前記移動物が移動した経路を示す走行領域とを含むマップ情報を受信する受信手段と、前記マップ情報から位置を変更させる位置変更物体と位置を変更させない位置不変物体とを選択するマップ編集手段と、前記マップ情報を用いて前記位置変更物体と前記位置不変物体とを回避する移動経路を算出し、前記位置変更物体が移動された場合は、再度、前記移動経路を算出する経路算出手段と、前記移動経路を移動する移動手段とを含む自動走行装置としたものであり、家具などの位置不変物体及び一時的に置かれた位置変更物体を回避した走行が可能となり、更に、位置変更物体の位置が変更された場合は、位置変更物体のあった領域も走行することができ、未走行領域を削減することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、位置変更物体は、障害物又は固定物の少なくとも一つを含む請求項１記載の自動走行装置としたものであり、位置変更の対象を任意に選択することができ、未走行領域を減少させ、走行領域を自由に設定することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、位置変更物体の位置変更を利用者に促す提示手段を、更に含む請求項１又は２に記載の自動走行装置としたものであり、利用者が位置変更物体の存在を認知することで、未走行領域を削減することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、マップ情報に含まれる走行領域を利用者に提示し、更に、前記位置変更物体の位置変更を促し、位置変更先を前記走行領域とする提示手段を、更に含む請求項１又は２記載の自動走行装置としたものであり、位置変更物体の存在により生じていた未走行領域を削減し、位置変更先を走行領域とすることで、経路算出回数を減らすことができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、経路管理を行う経路管理領域を撮影する少なくとも一つのカメラと、予め前記カメラが撮影した少なくとも一つの映像から前記経路管理領域のみを示す初期画像を合成し、予め前記カメラが撮影した少なくとも一つの映像から固定物領域を含む背景画像を合成し、固定物領域と障害物領域と移動物領域とを含むエリア画像を合成し、前記初期画像と前記背景画像と前記エリア画像とを出力する画像合成手段と、前記エリア画像と前記背景画像と前記初期画像とから、移動物の位置及び大きさを示す移動物領域を求め、障害物の位置及び大きさを示す障害物領域を求め、固定物の位置及び大きさを示す固定物領域を求め、前記移動物が移動した経路を示す走行領域を求め、前記初期画像と前記背景画像と前記エリア画像と前記移動物領域と前記障害物領域と前記固定物領域と前記走行領域とを含むマップ情報を出力する位置推定手段と、前記マップ情報を送信する送信手段とを有する経路管理装置としたものであり、初期画像、背景画像、エリア画像、移動物領域、障害物領域、固定物領域及び走行領域を画像情報として得ることができる。
【００１５】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか記載の自動走行装置と、請求項５記載の経路管理装置とを含む自動走行システムとしたものであり、家具などの位置不変物体と一時的に置かれた位置変更物体とを回避した走行ができ、更に、位置変更物体の位置変更を利用者に促すことで、未走行領域を削減し、位置変更先を走行領域とすることで、経路算出回数を減らすことができる自動走行システムを得ることができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の自動走行システムの構成を示す図である。本発明第１の実施の形態は、自走式掃除機を応用例として用いる。
【００１８】
経路管理装置１０１は、後述する各手段の処理を実行するＣＰＵ１０３と、プログラム及び処理データを記憶する記憶手段１０４と、自動走行装置１０２が走行する経路の管理を行う領域である経路管理領域の全体映像を取得するため部屋の天井などに取り付けられたカメラ１０５と、カメラ映像を処理して自動走行装置１０２が走行する経路管理領域に含まれる後述する情報であるマップ情報を自動走行装置１０２に送信する送信手段１０６と、送信手段１０６に接続されたアンテナ１１４とを含む構成である。
【００１９】
自動走行装置１０２は、後述する各手段の処理を実行するＣＰＵ１０７と、プログラム及び処理データを記憶する記憶手段１０８と、経路管理装置１０１からマップ情報を受信する受信手段１０９と、自動走行装置１０２を移動させるための移動手段１１０と、自動走行装置１０２が経路管理領域の走行した走行領域、一時的に配置された物体である障害物の位置及び大きさを示す情報である障害物領域並びに一時的に位置を変更することができる固定物の位置及び大きさを示す固定物領域を利用者に提示し、位置変更を行う物体を利用者に音又は音声で指示するための提示手段１１１と、利用者が位置変更を行う物体を選択するための入力手段１１３と、入力手段１１３に接続されたアンテナ１１５とを含む構成である。
【００２０】
以上のような構成による自走式掃除機を応用例とした経路管理装置１０１及び自動走行装置１０２の動作について説明する。
【００２１】
まず、経路管理装置１０１の動作について説明する。図２は、経路管理装置の処理構成図であり、カメラ１０５、画像合成手段、位置推定手段、記憶手段１０４、送信手段１０６及びアンテナ１１４を含む構成である。
【００２２】
経路管理装置１０１は、例えば部屋に取り付けられたコンピュータとして実現することができ、移動物である自動走行装置１０２が既に清掃（走行）した走行領域、一時的に配置された物体体である障害物の位置及び大きさを示した障害物領域並びに一時的に位置を変更することができる固定物の位置及び大きさを示す固定物領域を把握し、自動走行装置１０２にその情報を送信する役目を果たす。
【００２３】
ここで、固定物は、ベッドや本棚などの家具、テレビや冷蔵庫などの家庭電器、食卓、机を含む。
【００２４】
また、部屋の中を掃除する自走式掃除機が自動走行装置なので、ここでは、部屋が経路管理領域となる。
【００２５】
ここで、２０１は、カメラ１０５から入力される画像から部屋の床面全体が写るような画像を合成する画像合成手段を示し、２０２は、画像画像手段２０１から経路管理領域の移動物領域と障害物領域と固定物領域とを推定する位置推定手段を示す。なお、記憶手段１０４は、位置推定手段２０２が作成したマップ情報を記憶する。
【００２６】
経路管理装置１０１の動作について説明する。まず、少なくとも一つの部屋の天井に取り付けられたカメラ１０５の映像が、一定時間間隔で同期を取りながら撮影を行う。
【００２７】
次に、画像合成手段２０１が、部屋の上方から部屋の床面全体が写るような画像を合成する。
【００２８】
ここで、画像合成手段２０１は、複数のカメラを用いた場合には、部屋の床面を網羅するように複数回撮影し、これらを矛盾無くつなぎ合わせる処理を行う。但し、各カメラの映像にはレンズによる歪みなどが有るため、予め撮影された各画素と実際の部屋における床の位置との対応を正確に求めるキャリブレーションを実行し、各カメラ映像をキャリブレーションに基づき補正を行い、画像をつなぎ合わせる処理を行う。なお、カメラが一つしかない場合には、つなぎ合わせる処理は省略できる。
【００２９】
なお、カメラのレンズ歪みを除去するなどの技術は、例えば「コンピュータビジョン：技術評論と将来展望」（新技術コミュニケーションズ版、１９９８年、第３章）に詳しく記載されているので詳細な説明を省略する。
【００３０】
このようにして得られた障害物領域、固定物領域及び移動物領域を含む経路管理領域の合成画像をエリア画像と呼び、固定物領域のみが配置された経路管理領域の合成画像を背景画像と呼び、固定物領域及び移動物領域を含まない経路管理領域のみの合成画像を初期画像と呼ぶ。
【００３１】
次に、位置推定手段２０２は、エリア画像から部屋の中に存在する自動走行装置１０２と障害物領域と固定物領域との位置及び大きさを求める。
【００３２】
図３に、位置推定手段２０２の動作の流れを説明するフローチャートを示す。ここでは、障害物領域と移動物領域との位置及び大きさを求める場合について説明する。
【００３３】
まず、Ｓ４０１にて、位置推定手段２０２が、エリア画像と背景画像との差分である差分画像とを求める。
【００３４】
図４に、カメラ１０５から得られた画像を合成した合成画像を示す。図４（ａ）は、予め撮影した固定物のみが配置された部屋の画像である背景画像３０２を示し、図４（ｂ）は、障害物領域３０１及び自動走行装置１０２を含むエリア画像３０３を示し、図３（ｃ）は、エリア画像３０３と背景画像３０２との差分である障害物領域３０１及び自動走行装置１０２が、Ｓ４０１により算出されるエリア画像と背景画像との差分画像３０４である。
【００３５】
背景画像３０２は、位置推定手段２０２が、自動走行装置１０２及び障害物領域３０１の位置及び大きさを算出するために使用するものである。ここでは、障害物領域３０１とは、通常移動させない家具である固定物領域などを除いたものであるとする。
【００３６】
次に、Ｓ４０２にて、位置推定手段２０２が、Ｓ４０１で算出した差分画像３０４を二値化し、図５のような二値化差分画像５０１を得る。図５では差があった部分を黒で塗りつぶしている。
【００３７】
次に、Ｓ４０３にて、位置推定手段２０２が、二値化差分画像５０１に基づき、黒く示された部分を障害物領域３０１及び自動走行装置１０２が存在する領域である障害物領域候補５０５とする。ここで、障害物領域候補５０５を求めるには、二値化差分画像５０１において背景との差分となる画素値につき輪郭線追跡を行うことで実現できる。輪郭線追跡に関しては「画像解析ハンドブック」（東京大学出版会、１９９１年、ｐ５７９）に記載されているので、詳細は省略する。
【００３８】
なお、大きさは、黒く示された部分の画素数を用いて示すことが可能であり、位置は、黒く示された部分の中心となる画素位置としても良い。
【００３９】
次に、Ｓ４０４にて、位置推定手段２０２が、算出した障害物領域候補５０５から自動走行装置１０２を求める。自動走行装置１０２の領域を求める方法は、一般に用いられるエッジ特徴等を用いた画像認識手法が利用できる。まず、障害物領域候補５０５をエリア画像３０３から切り取り、予め記憶手段１０４に記憶した自動走行装置１０２のモデル画像と障害物領域候補５０５との距離をエッジ特徴量に基づき求め、全ての障害物領域候補５０５から算出された距離を比較する。次に、距離が最小となる障害物領域候補５０５が、自動走行装置１０２の位置であると見なす。
【００４０】
ここで、自動走行装置１０２は、走行方向が常に一定であるとは限らないので、予め自動走行装置１０２の画像は複数の方向を向いているものを記憶手段１０４に記憶しておき、順次比較して、最も距離が小さいものを、注目している障害物領域候補５０５との距離とする。なお、利用者が差分画像３０４に混入した場合は、このモデル画像との距離が大きくなるため取り除かれることになる。
【００４１】
次に、Ｓ４０５にて、位置推定手段２０２が、記憶手段１０４に記憶されたマップ情報を更新する。
【００４２】
ここで、経路管理装置１０１におけるマップ情報は、背景画像３０２、現在のエリア画像３０３、現在の障害物領域３０１、現在の自動走行装置１０２の位置及び自動走行装置１０２が走行してきた走行領域から構成されている。
【００４３】
図６に、走行領域５０４を示す。走行領域５０４の求め方は、先ず背景画像３０２と同じサイズの画像を用意し、全て白等で塗りつぶしておく。次に、位置推定手段２０２で得られた障害物領域５０５のうち自動走行装置１０２であると判断された領域に対応する部分を黒で塗りつぶす。これを自動走行装置１０２の位置を推定する度に行い、走行領域５０４を得る。
【００４４】
なお、固定物領域を求める方法は、Ｓ４０１において、初期画像と背景画像とから差分を求めることで、同様に求めることが可能である。
【００４５】
以上のようにして、位置推定手段２０２は、現在の部屋の障害物領域３０１と自動走行装置１０２が既に走行した走行領域５０４と固定物領域とを求め、マップ情報として保持し、以降の自動走行装置１０２の動作を決めるのに用いる。
【００４６】
最後に、送信手段１０６が、得られたマップ情報を自動走行装置１０２に、アンテナ１１４を介して送信する。
【００４７】
なお、電源が投入されるとＣＰＵ１０３が、記憶手段１０４に記憶されているコンピュータプログラムを実装し、画像合成手段２０１及び位置推定手段２０２を実行する。
【００４８】
次に、自動走行装置１０２の動作について説明する。図７は、自動走行装置の構成を示す図であり、アンテナ１１５、受信手段１０９、記憶手段１０８、マップ編集手段、入力手段１１３、エリア画像合成手段、提示手段１１１、音声合成手段、経路算出手段、移動手段１１０を含む構成である。
【００４９】
ここで、２０４は、受信手段１０９から入力されるマップ情報を記憶するマップ記憶手段を示し、２０５は、入力手段１１３を介して自動走行装置１０２の未走行領域を減らすためにマップ情報に含まれる固定物領域と障害物領域とから位置を変更しない物体である位置不変物体と位置を変更する物体である位置変更物体とを指定するマップ編集手段を示し、２０６は、マップ記憶手段２０４に記憶されたマップ情報に基づき、位置不変物体を回避しながら走行する経路を計算する経路算出手段を示し、２０７は、記憶手段１０８からマップ情報を読み出し、提示手段１１１に表示する画像を合成するエリア画像合成手段を示し、２０８は、利用者に位置変更物体の移動を促す発声を合成し、提示手段１１１から出力する音声を出力する音声合成手段を示す。
【００５０】
受信手段１０９は、経路管理装置１０１から送信されるマップ情報を、アンテナ１１５を介して受信し、記憶手段１０８に記憶する。
【００５１】
マップ編集手段２０５は、入力手段１１３を用いて利用者が指定する背景画像３０２に含まれる家具などの位置不変物体を決定する。ここで入力手段１１３には、マウスやタッチパネルなどが適している。
【００５２】
図８（ａ）は位置不変物体６０１を指定する場合の表示手段を示した図である。エリア画像３０３を含む画像が表示されている。位置不変物体６０１の指定の仕方は、図に示したように、例えば、入力手段１１３であるマウスを用いて、エリア画像３０３に表示されている位置を変更しない家具の輪郭を、カーソル８５０２がなぞるか、位置を変更しない家具の輪郭を順次クリックして多角形として指定する方法などが挙げられる。なお、位置変更物体６０２も同様な方法で登録することができる。
【００５３】
なお、この位置不変物体６０１に関しては、１度設定すれば２度目以降は省略可能である。通常、本棚、テーブル、テレビなどの家具は一度設置すれば長期間移動させることはまれであり、位置不変物体６０１を１度設定すれば変更する必要はない。
【００５４】
なお、家具などの位置不変物体６０１の領域を掃除する場合は、一度登録された位置不変物体６０１を位置変更物体６０２に変更することも可能であり、障害物の配置された領域を掃除する必要が無い場合は、障害物領域３０１であっても位置不変物体６０１として登録することも可能である。
【００５５】
なお、予め障害物領域３０１を全て位置変更物体として指定することで、利用者が位置変更物体の指定を行う作業を省略することも可能である。
【００５６】
また、位置不変物体を登録する家具登録モードと自動走行装置１０２が自動走行する作業モードとを切り替えるモード変更ボタン８５０１を設け、２つのモードを切り替えるようにするのが望ましい。
【００５７】
図８（ｂ）は、作業モードの場合の表示手段１１１を示しており、エリア画像３０３には自動走行装置１０２の走行領域５０４が表示されている。この状態からモード変更ボタン８５０１をマウスで押すことにより、図８（ａ）の家具登録モードに移行し、上述した位置不変物体である家具などの登録を必要な時に行えるようになる。例えば、部屋の模様替えなどで家具を移動させた場合に、モード変更ボタンをクリックした後、上述したような固定物領域６０１を指定する。
【００５８】
また、予め清掃する全ての部屋の位置不変物体６０１を登録しておき、自動走行装置１０２が配置された部屋を指定することも可能である。
【００５９】
経路算出手段２０６は、記憶手段１０８に記憶されたマップ情報に基づき、位置変更物体６０２及び位置不変物体６０１を回避しながら走行する経路を計算し、移動手段１１０を用いて移動する。なお、経路計算は、予め走行経路を全て計算してもよく、位置変更物体６０２及び位置不変物体６０１に接触した後に、進行方向を未走行領域となるように決定してもよい。
【００６０】
提示手段１１１は、清掃する過程において、マップ画像合成手段２０７により編集されたマップ情報を利用者に提示する。
【００６１】
次に、自動走行装置１０２の動作の流れを、図９を用いて説明する。図９は、自動走行装置１０２の動作の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
まず、Ｓ８０１にて、自動走行装置１０２の電源を投入する。
【００６３】
次に、Ｓ８０２にて、経路管理装置１０１から送信される初期化されたマップ情報を受信し、記憶手段１０８のマップ情報を初期化する。ここで、マップ情報の初期化とは、背景画像と最初のエリア画像との生成である。
【００６４】
次に、Ｓ８０３にて、利用者が、自動走行装置１０２の受信したマップ情報に基づいて位置不変物体６０１を設定する。
【００６５】
次に、Ｓ８０４にて、自動走行装置１０２が、清掃可能な領域を清掃する。ここでは、自動走行装置１０２が移動可能な領域が清掃可能な領域となる。
【００６６】
次に、Ｓ８０５にて、経路算出手段２０６が、移動経路を算出し、更に、清掃可能な領域の有無を判定し、清掃可能な領域が無い場合は、Ｓ８０６に移行し、清掃可能な領域が無い場合は、Ｓ８０７に移行する。
【００６７】
次に、Ｓ８０６にて、経路算出手段２０６が、エリア画像内の位置変更物体６０２の有無を判断し、位置変更物体６０２が無い場合は、処理を終了し、位置変更物体６０２が有る場合は、Ｓ８０７に移行する。
【００６８】
次に、Ｓ８０７にて、提示手段１１１が、利用者に、位置変更物体６０２の移動を促す。
【００６９】
ここで、Ｓ８０７における位置変更物体６０２の移動を促す方法について説明する。
【００７０】
まず、画像を用いる方法としては、エリア画像合成手段２０７が、記憶手段１０８からマップ情報を読み出し、図８（ｂ）に示すように、位置変更物体６０２、自動走行装置１０２の走行領域５０４及び位置不変物体６０１を、異なる色とハッチパターンとを用いてエリア画像３０３に重畳して表示する合成画像を作成する。なお、位置変更物体６０２はパターンを点滅させることもできる。
【００７１】
次に、提示手段１１１が、合成画像を表示することで、利用者が、自動走行装置１０２の走行領域５０４及び位置変更物体６０２を確認することができ、位置変更物体６０２の移動が促進される。
【００７２】
次に、音声を用いる方法としては、まず、自動走行装置１０２が、音声合成手段２０８が、位置変更物体６０２の移動を促す音声を合成し、提示手段１１１を介して音声を出力する。
【００７３】
なお、音声合成手段２０８を用いて音声を合成したが、音や音楽を出力することで同様な効果を得ることができる。
【００７４】
また、位置変更物体６０２の位置する領域を清掃する場合は、利用者が位置変更物体６０２を移動させ、経路管理装置１０１が、位置変更物体６０２が存在した場所を、新たに清掃すべき領域として認識することで、自動走行装置１０２が、その領域へ移動し、清掃することが可能となる。
【００７５】
なお、位置変更物体６０２の移動先を走行領域５０４とすることで、走行経路の算出回数を減らすことができる。
【００７６】
また、提示手段１１１、エリア画像合成手段２０７及び音声合成手段２０８は、自動走行装置１０２に含まれる構成としたが、経路管理装置１０１に含む構成でも同様の効果を得ることができる。その場合は、提示手段１１１を、部屋の壁などに設置することもできる。
【００７７】
なお、利用者の携帯端末、部屋のＴＶ等のディスプレを用いることもでも、同様の効果を得ることができる。
【００７８】
なお、電源が投入されるとＣＰＵ１０７が、記憶手段１０８に記憶されているコンピュータプログラムを実装し、マップ編集手段２０５、経路算出手段２０６、エリア画像合成手段２０７及び音声合成手段２０８を実行する。
【００７９】
かかる構成によれば、経路管理装置１０１により、固定物領域６０１、障害物領域３０１、自動走行装置１０２及び走行領域５０４が区別されたマップ情報を逐次更新し、マップ情報を自動走行装置１０２に送信し、自動走行装置１０２がマップ情報から走行経路を判断し、更に、利用者に位置変更物体６０２及び自動走行装置１０２の走行領域５０４の情報を提示し、位置変更物体６０２の移動を要求することで、未走行領域を減少することが可能となり、利用者は自動走行装置１０２の走行を妨害する位置変更物体６０２を特定することが可能となる。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自動走行装置及び経路管理装置によれば、経路管理装置は、位置変更の必要がなり家具、一時的に配置された障害物、自動走行装置及び自動走行装置の走行した領域が区別されたマップ情報を逐次更新し、マップ情報を自動走行装置に送信し、自動走行装置は、マップ情報から走行経路を判断し、更に、利用者に自動走行装置の走行を妨害する物体と自動走行装置の走行領域との情報を提示し、自動走行装置の走行を妨害する物体の移動を要求することで、未走行領域が減少し、利用者は自動走行装置の走行を妨害する物体を特定が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施の形態による自動走行装置及び経路管理装置の構成を示す図
【図２】同第１の実施の形態による経路管理装置の処理の構成を示す図
【図３】同第１の実施の形態による位置推定の流れを示すフローチャート
【図４】（ａ）同第１の実施の形態による背景画像を示す図
（ｂ）同第１の実施の形態によるエリア画像を示す図
（ｃ）同第１の実施の形態による差分画像を示す図
【図５】同第１の実施の形態による差分画像の二値化画像を示す図
【図６】同第１の実施の形態による走行領域の二値化画像を示す図
【図７】同第１の実施の形態による自動走行装置の処理の構成を示す図
【図８】（ａ）同第１の実施の形態による登録モードの表示手段を示す図
（ｂ）同第１の実施の形態による作業モードの表示手段を示す図
【図９】同第１の実施の形態による自動走行装置の処理の流れを示すフローチャート
【図１０】従来の技術による自動走行装置及び経路管理装置の構成を示す図
【符号の説明】
１０１ 経路管理装置
１０２ 自動走行装置
１０３、１０７ ＣＰＵ
１０４、１０８ 記憶手段
１０５ カメラ
１０６ 送信手段
１０９ 受信手段
１１０ 移動手段
１１１ 提示手段
１１３ 入力手段
１１４、１１５ アンテナ
２０１ 画像合成手段
２０２ 位置推定手段
２０５ マップ編集手段
２０６ 経路算出手段
２０７ エリア画像合成手段
２０８ 音声合成手段
２０９ 物体認識手段
３０１ 障害物領域
３０２ 背景画像
３０３ エリア画像
３０４ 差分画像
５０１ 二値化画像
５０４ 走行領域
５０５ 障害物領域候補
６０１ 位置不変物体
６０２ 位置変更物体
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行の障害になる物体を認識し、自動走行の制御を行う経路管理装置及び自動走行を行う自動走行装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動走行を行う技術の構成を図１０に示す。自動走行装置９００と経路管理装置９０１とから構成される。
【０００３】
また、経路管理装置９０１は、自動走行装置９００が走行するエリアを撮影するカメラ９０３と、照明変化による影響を抑えるためにカメラ映像の照度補正を行う照度補正手段９０４と、カメラ映像からエリアに存在する障害物を認識する物体認識手段９０５と、物体認識手段９０５で得られた結果に基づき走行する経路を求める走行指示手段９０６と、走行指示手段９０６からの制御信号を自動走行装置９００へ送信する送信手段９０７を含む構成である。
【０００４】
また、自動走行装置９００は、経路管理装置９０１からの制御信号を受信する受信手段９０８と、自動走行装置９００を移動させる移動手段９１０と、受信手段９０８で受信した信号により移動手段９１０を制御する移動手段制御手段９０９とを含む構成である。
【０００５】
以上の構成により、経路管理装置９０１において、カメラ映像から障害物の有無に応じて走行する経路を決定し、自動走行装置９００が障害物を回避して走行できるようにするものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−１７５５２０号公報（第２〜３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来技術では、障害物は回避されるため、従来技術を自動掃除機に適用した場合に、障害物を避けて清掃を行うので、障害物により閉鎖された領域及び障害物が配置された部分の床清掃のやり残しが生じてしまう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
従来の課題を解決するために、本発明の自動走行装置は、経路管理装置から受けたマップ情報に基づいて走行する経路を算出し、算出された経路に従い移動し、更に、マップ情報に基づいて移動可能な障害物が算出された場合には、利用者に障害物領域を提示し、障害物の移動を促す。本発明の経路管理装置は、自動走行装置が走行するエリアを少なくとも一つのカメラが撮影し、カメラ映像から自動走行装置と障害物との位置を求めたマップ情報を算出し、自動走行装置に送信する。
【０００９】
本構成により、自動走行装置が提示した情報を基に利用者が、未走行領域を確認し易く、またどの障害物を移動すればよいかを確認することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１記載の発明によれば、経路管理を行う経路管理領域に、一時的に位置を変更することができる物体である固定物の位置及び大きさを示す固定物領域、一時的に配置された物体である障害物の位置及び大きさを示す障害物領域並びに移動する物体である移動物の位置及び大きさを示し移動物領域を含むエリア画像と前記経路管理領域に前記固定物領域を含む背景画像と前記移動物が移動した経路を示す走行領域とを含むマップ情報を受信する受信手段と、前記マップ情報から位置を変更させる位置変更物体と位置を変更させない位置不変物体とを選択するマップ編集手段と、前記マップ情報を用いて前記位置変更物体と前記位置不変物体とを回避する移動経路を算出し、前記位置変更物体が移動された場合は、再度、前記移動経路を算出する経路算出手段と、前記移動経路を移動する移動手段とを含む自動走行装置としたものであり、家具などの位置不変物体及び一時的に置かれた位置変更物体を回避した走行が可能となり、更に、位置変更物体の位置が変更された場合は、位置変更物体のあった領域も走行することができ、未走行領域を削減することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、位置変更物体は、障害物又は固定物の少なくとも一つを含む請求項１記載の自動走行装置としたものであり、位置変更の対象を任意に選択することができ、未走行領域を減少させ、走行領域を自由に設定することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、位置変更物体の位置変更を利用者に促す提示手段を、更に含む請求項１又は２に記載の自動走行装置としたものであり、利用者が位置変更物体の存在を認知することで、未走行領域を削減することができる。
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、マップ情報に含まれる走行領域を利用者に提示し、更に、前記位置変更物体の位置変更を促し、位置変更先を前記走行領域とする提示手段を、更に含む請求項１又は２記載の自動走行装置としたものであり、位置変更物体の存在により生じていた未走行領域を削減し、位置変更先を走行領域とすることで、経路算出回数を減らすことができる。
【００１４】
請求項５記載の発明によれば、経路管理を行う経路管理領域を撮影する少なくとも一つのカメラと、予め前記カメラが撮影した少なくとも一つの映像から前記経路管理領域のみを示す初期画像を合成し、予め前記カメラが撮影した少なくとも一つの映像から固定物領域を含む背景画像を合成し、固定物領域と障害物領域と移動物領域とを含むエリア画像を合成し、前記初期画像と前記背景画像と前記エリア画像とを出力する画像合成手段と、前記エリア画像と前記背景画像と前記初期画像とから、移動物の位置及び大きさを示す移動物領域を求め、障害物の位置及び大きさを示す障害物領域を求め、固定物の位置及び大きさを示す固定物領域を求め、前記移動物が移動した経路を示す走行領域を求め、前記初期画像と前記背景画像と前記エリア画像と前記移動物領域と前記障害物領域と前記固定物領域と前記走行領域とを含むマップ情報を出力する位置推定手段と、前記マップ情報を送信する送信手段とを有する経路管理装置としたものであり、初期画像、背景画像、エリア画像、移動物領域、障害物領域、固定物領域及び走行領域を画像情報として得ることができる。
【００１５】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし４のいずれか記載の自動走行装置と、請求項５記載の経路管理装置とを含む自動走行システムとしたものであり、家具などの位置不変物体と一時的に置かれた位置変更物体とを回避した走行ができ、更に、位置変更物体の位置変更を利用者に促すことで、未走行領域を削減し、位置変更先を走行領域とすることで、経路算出回数を減らすことができる自動走行システムを得ることができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の自動走行システムの構成を示す図である。本発明第１の実施の形態は、自走式掃除機を応用例として用いる。
【００１８】
経路管理装置１０１は、後述する各手段の処理を実行するＣＰＵ１０３と、プログラム及び処理データを記憶する記憶手段１０４と、自動走行装置１０２が走行する経路の管理を行う領域である経路管理領域の全体映像を取得するため部屋の天井などに取り付けられたカメラ１０５と、カメラ映像を処理して自動走行装置１０２が走行する経路管理領域に含まれる後述する情報であるマップ情報を自動走行装置１０２に送信する送信手段１０６と、送信手段１０６に接続されたアンテナ１１４とを含む構成である。
【００１９】
自動走行装置１０２は、後述する各手段の処理を実行するＣＰＵ１０７と、プログラム及び処理データを記憶する記憶手段１０８と、経路管理装置１０１からマップ情報を受信する受信手段１０９と、自動走行装置１０２を移動させるための移動手段１１０と、自動走行装置１０２が経路管理領域の走行した走行領域、一時的に配置された物体である障害物の位置及び大きさを示す情報である障害物領域並びに一時的に位置を変更することができる固定物の位置及び大きさを示す固定物領域を利用者に提示し、位置変更を行う物体を利用者に音又は音声で指示するための提示手段１１１と、利用者が位置変更を行う物体を選択するための入力手段１１３と、入力手段１１３に接続されたアンテナ１１５とを含む構成である。
【００２０】
以上のような構成による自走式掃除機を応用例とした経路管理装置１０１及び自動走行装置１０２の動作について説明する。
【００２１】
まず、経路管理装置１０１の動作について説明する。図２は、経路管理装置の処理構成図であり、カメラ１０５、画像合成手段、位置推定手段、記憶手段１０４、送信手段１０６及びアンテナ１１４を含む構成である。
【００２２】
経路管理装置１０１は、例えば部屋に取り付けられたコンピュータとして実現することができ、移動物である自動走行装置１０２が既に清掃（走行）した走行領域、一時的に配置された物体体である障害物の位置及び大きさを示した障害物領域並びに一時的に位置を変更することができる固定物の位置及び大きさを示す固定物領域を把握し、自動走行装置１０２にその情報を送信する役目を果たす。
【００２３】
ここで、固定物は、ベッドや本棚などの家具、テレビや冷蔵庫などの家庭電器、食卓、机を含む。
【００２４】
また、部屋の中を掃除する自走式掃除機が自動走行装置なので、ここでは、部屋が経路管理領域となる。
【００２５】
ここで、２０１は、カメラ１０５から入力される画像から部屋の床面全体が写るような画像を合成する画像合成手段を示し、２０２は、画像画像手段２０１から経路管理領域の移動物領域と障害物領域と固定物領域とを推定する位置推定手段を示す。なお、記憶手段１０４は、位置推定手段２０２が作成したマップ情報を記憶する。
【００２６】
経路管理装置１０１の動作について説明する。まず、少なくとも一つの部屋の天井に取り付けられたカメラ１０５の映像が、一定時間間隔で同期を取りながら撮影を行う。
【００２７】
次に、画像合成手段２０１が、部屋の上方から部屋の床面全体が写るような画像を合成する。
【００２８】
ここで、画像合成手段２０１は、複数のカメラを用いた場合には、部屋の床面を網羅するように複数回撮影し、これらを矛盾無くつなぎ合わせる処理を行う。但し、各カメラの映像にはレンズによる歪みなどが有るため、予め撮影された各画素と実際の部屋における床の位置との対応を正確に求めるキャリブレーションを実行し、各カメラ映像をキャリブレーションに基づき補正を行い、画像をつなぎ合わせる処理を行う。なお、カメラが一つしかない場合には、つなぎ合わせる処理は省略できる。
【００２９】
なお、カメラのレンズ歪みを除去するなどの技術は、例えば「コンピュータビジョン：技術評論と将来展望」（新技術コミュニケーションズ版、１９９８年、第３章）に詳しく記載されているので詳細な説明を省略する。
【００３０】
このようにして得られた障害物領域、固定物領域及び移動物領域を含む経路管理領域の合成画像をエリア画像と呼び、固定物領域のみが配置された経路管理領域の合成画像を背景画像と呼び、固定物領域及び移動物領域を含まない経路管理領域のみの合成画像を初期画像と呼ぶ。
【００３１】
次に、位置推定手段２０２は、エリア画像から部屋の中に存在する自動走行装置１０２と障害物領域と固定物領域との位置及び大きさを求める。
【００３２】
図３に、位置推定手段２０２の動作の流れを説明するフローチャートを示す。ここでは、障害物領域と移動物領域との位置及び大きさを求める場合について説明する。
【００３３】
まず、Ｓ４０１にて、位置推定手段２０２が、エリア画像と背景画像との差分である差分画像とを求める。
【００３４】
図４に、カメラ１０５から得られた画像を合成した合成画像を示す。図４（ａ）は、予め撮影した固定物のみが配置された部屋の画像である背景画像３０２を示し、図４（ｂ）は、障害物領域３０１及び自動走行装置１０２を含むエリア画像３０３を示し、図３（ｃ）は、エリア画像３０３と背景画像３０２との差分である障害物領域３０１及び自動走行装置１０２が、Ｓ４０１により算出されるエリア画像と背景画像との差分画像３０４である。
【００３５】
背景画像３０２は、位置推定手段２０２が、自動走行装置１０２及び障害物領域３０１の位置及び大きさを算出するために使用するものである。ここでは、障害物領域３０１とは、通常移動させない家具である固定物領域などを除いたものであるとする。
【００３６】
次に、Ｓ４０２にて、位置推定手段２０２が、Ｓ４０１で算出した差分画像３０４を二値化し、図５のような二値化差分画像５０１を得る。図５では差があった部分を黒で塗りつぶしている。
【００３７】
次に、Ｓ４０３にて、位置推定手段２０２が、二値化差分画像５０１に基づき、黒く示された部分を障害物領域３０１及び自動走行装置１０２が存在する領域である障害物領域候補５０５とする。ここで、障害物領域候補５０５を求めるには、二値化差分画像５０１において背景との差分となる画素値につき輪郭線追跡を行うことで実現できる。輪郭線追跡に関しては「画像解析ハンドブック」（東京大学出版会、１９９１年、ｐ５７９）に記載されているので、詳細は省略する。
【００３８】
なお、大きさは、黒く示された部分の画素数を用いて示すことが可能であり、位置は、黒く示された部分の中心となる画素位置としても良い。
【００３９】
次に、Ｓ４０４にて、位置推定手段２０２が、算出した障害物領域候補５０５から自動走行装置１０２を求める。自動走行装置１０２の領域を求める方法は、一般に用いられるエッジ特徴等を用いた画像認識手法が利用できる。まず、障害物領域候補５０５をエリア画像３０３から切り取り、予め記憶手段１０４に記憶した自動走行装置１０２のモデル画像と障害物領域候補５０５との距離をエッジ特徴量に基づき求め、全ての障害物領域候補５０５から算出された距離を比較する。次に、距離が最小となる障害物領域候補５０５が、自動走行装置１０２の位置であると見なす。
【００４０】
ここで、自動走行装置１０２は、走行方向が常に一定であるとは限らないので、予め自動走行装置１０２の画像は複数の方向を向いているものを記憶手段１０４に記憶しておき、順次比較して、最も距離が小さいものを、注目している障害物領域候補５０５との距離とする。なお、利用者が差分画像３０４に混入した場合は、このモデル画像との距離が大きくなるため取り除かれることになる。
【００４１】
次に、Ｓ４０５にて、位置推定手段２０２が、記憶手段１０４に記憶されたマップ情報を更新する。
【００４２】
ここで、経路管理装置１０１におけるマップ情報は、背景画像３０２、現在のエリア画像３０３、現在の障害物領域３０１、現在の自動走行装置１０２の位置及び自動走行装置１０２が走行してきた走行領域から構成されている。
【００４３】
図６に、走行領域５０４を示す。走行領域５０４の求め方は、先ず背景画像３０２と同じサイズの画像を用意し、全て白等で塗りつぶしておく。次に、位置推定手段２０２で得られた障害物領域５０５のうち自動走行装置１０２であると判断された領域に対応する部分を黒で塗りつぶす。これを自動走行装置１０２の位置を推定する度に行い、走行領域５０４を得る。
【００４４】
なお、固定物領域を求める方法は、Ｓ４０１において、初期画像と背景画像とから差分を求めることで、同様に求めることが可能である。
【００４５】
以上のようにして、位置推定手段２０２は、現在の部屋の障害物領域３０１と自動走行装置１０２が既に走行した走行領域５０４と固定物領域とを求め、マップ情報として保持し、以降の自動走行装置１０２の動作を決めるのに用いる。
【００４６】
最後に、送信手段１０６が、得られたマップ情報を自動走行装置１０２に、アンテナ１１４を介して送信する。
【００４７】
なお、電源が投入されるとＣＰＵ１０３が、記憶手段１０４に記憶されているコンピュータプログラムを実装し、画像合成手段２０１及び位置推定手段２０２を実行する。
【００４８】
次に、自動走行装置１０２の動作について説明する。図７は、自動走行装置の構成を示す図であり、アンテナ１１５、受信手段１０９、記憶手段１０８、マップ編集手段、入力手段１１３、エリア画像合成手段、提示手段１１１、音声合成手段、経路算出手段、移動手段１１０を含む構成である。
【００４９】
ここで、２０４は、受信手段１０９から入力されるマップ情報を記憶するマップ記憶手段を示し、２０５は、入力手段１１３を介して自動走行装置１０２の未走行領域を減らすためにマップ情報に含まれる固定物領域と障害物領域とから位置を変更しない物体である位置不変物体と位置を変更する物体である位置変更物体とを指定するマップ編集手段を示し、２０６は、マップ記憶手段２０４に記憶されたマップ情報に基づき、位置不変物体を回避しながら走行する経路を計算する経路算出手段を示し、２０７は、記憶手段１０８からマップ情報を読み出し、提示手段１１１に表示する画像を合成するエリア画像合成手段を示し、２０８は、利用者に位置変更物体の移動を促す発声を合成し、提示手段１１１から出力する音声を出力する音声合成手段を示す。
【００５０】
受信手段１０９は、経路管理装置１０１から送信されるマップ情報を、アンテナ１１５を介して受信し、記憶手段１０８に記憶する。
【００５１】
マップ編集手段２０５は、入力手段１１３を用いて利用者が指定する背景画像３０２に含まれる家具などの位置不変物体を決定する。ここで入力手段１１３には、マウスやタッチパネルなどが適している。
【００５２】
図８（ａ）は位置不変物体６０１を指定する場合の表示手段を示した図である。エリア画像３０３を含む画像が表示されている。位置不変物体６０１の指定の仕方は、図に示したように、例えば、入力手段１１３であるマウスを用いて、エリア画像３０３に表示されている位置を変更しない家具の輪郭を、カーソル８５０２がなぞるか、位置を変更しない家具の輪郭を順次クリックして多角形として指定する方法などが挙げられる。なお、位置変更物体６０２も同様な方法で登録することができる。
【００５３】
なお、この位置不変物体６０１に関しては、１度設定すれば２度目以降は省略可能である。通常、本棚、テーブル、テレビなどの家具は一度設置すれば長期間移動させることはまれであり、位置不変物体６０１を１度設定すれば変更する必要はない。
【００５４】
なお、家具などの位置不変物体６０１の領域を掃除する場合は、一度登録された位置不変物体６０１を位置変更物体６０２に変更することも可能であり、障害物の配置された領域を掃除する必要が無い場合は、障害物領域３０１であっても位置不変物体６０１として登録することも可能である。
【００５５】
なお、予め障害物領域３０１を全て位置変更物体として指定することで、利用者が位置変更物体の指定を行う作業を省略することも可能である。
【００５６】
また、位置不変物体を登録する家具登録モードと自動走行装置１０２が自動走行する作業モードとを切り替えるモード変更ボタン８５０１を設け、２つのモードを切り替えるようにするのが望ましい。
【００５７】
図８（ｂ）は、作業モードの場合の表示手段１１１を示しており、エリア画像３０３には自動走行装置１０２の走行領域５０４が表示されている。この状態からモード変更ボタン８５０１をマウスで押すことにより、図８（ａ）の家具登録モードに移行し、上述した位置不変物体である家具などの登録を必要な時に行えるようになる。例えば、部屋の模様替えなどで家具を移動させた場合に、モード変更ボタンをクリックした後、上述したような固定物領域６０１を指定する。
【００５８】
また、予め清掃する全ての部屋の位置不変物体６０１を登録しておき、自動走行装置１０２が配置された部屋を指定することも可能である。
【００５９】
経路算出手段２０６は、記憶手段１０８に記憶されたマップ情報に基づき、位置変更物体６０２及び位置不変物体６０１を回避しながら走行する経路を計算し、移動手段１１０を用いて移動する。なお、経路計算は、予め走行経路を全て計算してもよく、位置変更物体６０２及び位置不変物体６０１に接触した後に、進行方向を未走行領域となるように決定してもよい。
【００６０】
提示手段１１１は、清掃する過程において、マップ画像合成手段２０７により編集されたマップ情報を利用者に提示する。
【００６１】
次に、自動走行装置１０２の動作の流れを、図９を用いて説明する。図９は、自動走行装置１０２の動作の流れを示すフローチャートである。
【００６２】
まず、Ｓ８０１にて、自動走行装置１０２の電源を投入する。
【００６３】
次に、Ｓ８０２にて、経路管理装置１０１から送信される初期化されたマップ情報を受信し、記憶手段１０８のマップ情報を初期化する。ここで、マップ情報の初期化とは、背景画像と最初のエリア画像との生成である。
【００６４】
次に、Ｓ８０３にて、利用者が、自動走行装置１０２の受信したマップ情報に基づいて位置不変物体６０１を設定する。
【００６５】
次に、Ｓ８０４にて、自動走行装置１０２が、清掃可能な領域を清掃する。ここでは、自動走行装置１０２が移動可能な領域が清掃可能な領域となる。
【００６６】
次に、Ｓ８０５にて、経路算出手段２０６が、移動経路を算出し、更に、清掃可能な領域の有無を判定し、清掃可能な領域が無い場合は、Ｓ８０６に移行し、清掃可能な領域が無い場合は、Ｓ８０７に移行する。
【００６７】
次に、Ｓ８０６にて、経路算出手段２０６が、エリア画像内の位置変更物体６０２の有無を判断し、位置変更物体６０２が無い場合は、処理を終了し、位置変更物体６０２が有る場合は、Ｓ８０７に移行する。
【００６８】
次に、Ｓ８０７にて、提示手段１１１が、利用者に、位置変更物体６０２の移動を促す。
【００６９】
ここで、Ｓ８０７における位置変更物体６０２の移動を促す方法について説明する。
【００７０】
まず、画像を用いる方法としては、エリア画像合成手段２０７が、記憶手段１０８からマップ情報を読み出し、図８（ｂ）に示すように、位置変更物体６０２、自動走行装置１０２の走行領域５０４及び位置不変物体６０１を、異なる色とハッチパターンとを用いてエリア画像３０３に重畳して表示する合成画像を作成する。なお、位置変更物体６０２はパターンを点滅させることもできる。
【００７１】
次に、提示手段１１１が、合成画像を表示することで、利用者が、自動走行装置１０２の走行領域５０４及び位置変更物体６０２を確認することができ、位置変更物体６０２の移動が促進される。
【００７２】
次に、音声を用いる方法としては、まず、自動走行装置１０２が、音声合成手段２０８が、位置変更物体６０２の移動を促す音声を合成し、提示手段１１１を介して音声を出力する。
【００７３】
なお、音声合成手段２０８を用いて音声を合成したが、音や音楽を出力することで同様な効果を得ることができる。
【００７４】
また、位置変更物体６０２の位置する領域を清掃する場合は、利用者が位置変更物体６０２を移動させ、経路管理装置１０１が、位置変更物体６０２が存在した場所を、新たに清掃すべき領域として認識することで、自動走行装置１０２が、その領域へ移動し、清掃することが可能となる。
【００７５】
なお、位置変更物体６０２の移動先を走行領域５０４とすることで、走行経路の算出回数を減らすことができる。
【００７６】
また、提示手段１１１、エリア画像合成手段２０７及び音声合成手段２０８は、自動走行装置１０２に含まれる構成としたが、経路管理装置１０１に含む構成でも同様の効果を得ることができる。その場合は、提示手段１１１を、部屋の壁などに設置することもできる。
【００７７】
なお、利用者の携帯端末、部屋のＴＶ等のディスプレを用いることもでも、同様の効果を得ることができる。
【００７８】
なお、電源が投入されるとＣＰＵ１０７が、記憶手段１０８に記憶されているコンピュータプログラムを実装し、マップ編集手段２０５、経路算出手段２０６、エリア画像合成手段２０７及び音声合成手段２０８を実行する。
【００７９】
かかる構成によれば、経路管理装置１０１により、固定物領域６０１、障害物領域３０１、自動走行装置１０２及び走行領域５０４が区別されたマップ情報を逐次更新し、マップ情報を自動走行装置１０２に送信し、自動走行装置１０２がマップ情報から走行経路を判断し、更に、利用者に位置変更物体６０２及び自動走行装置１０２の走行領域５０４の情報を提示し、位置変更物体６０２の移動を要求することで、未走行領域を減少することが可能となり、利用者は自動走行装置１０２の走行を妨害する位置変更物体６０２を特定することが可能となる。
【００８０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自動走行装置及び経路管理装置によれば、経路管理装置は、位置変更の必要がなり家具、一時的に配置された障害物、自動走行装置及び自動走行装置の走行した領域が区別されたマップ情報を逐次更新し、マップ情報を自動走行装置に送信し、自動走行装置は、マップ情報から走行経路を判断し、更に、利用者に自動走行装置の走行を妨害する物体と自動走行装置の走行領域との情報を提示し、自動走行装置の走行を妨害する物体の移動を要求することで、未走行領域が減少し、利用者は自動走行装置の走行を妨害する物体を特定が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施の形態による自動走行装置及び経路管理装置の構成を示す図
【図２】同第１の実施の形態による経路管理装置の処理の構成を示す図
【図３】同第１の実施の形態による位置推定の流れを示すフローチャート
【図４】（ａ）同第１の実施の形態による背景画像を示す図
（ｂ）同第１の実施の形態によるエリア画像を示す図
（ｃ）同第１の実施の形態による差分画像を示す図
【図５】同第１の実施の形態による差分画像の二値化画像を示す図
【図６】同第１の実施の形態による走行領域の二値化画像を示す図
【図７】同第１の実施の形態による自動走行装置の処理の構成を示す図
【図８】（ａ）同第１の実施の形態による登録モードの表示手段を示す図
（ｂ）同第１の実施の形態による作業モードの表示手段を示す図
【図９】同第１の実施の形態による自動走行装置の処理の流れを示すフローチャート
【図１０】従来の技術による自動走行装置及び経路管理装置の構成を示す図
【符号の説明】
１０１ 経路管理装置
１０２ 自動走行装置
１０３、１０７ ＣＰＵ
１０４、１０８ 記憶手段
１０５ カメラ
１０６ 送信手段
１０９ 受信手段
１１０ 移動手段
１１１ 提示手段
１１３ 入力手段
１１４、１１５ アンテナ
２０１ 画像合成手段
２０２ 位置推定手段
２０５ マップ編集手段
２０６ 経路算出手段
２０７ エリア画像合成手段
２０８ 音声合成手段
２０９ 物体認識手段
３０１ 障害物領域
３０２ 背景画像
３０３ エリア画像
３０４ 差分画像
５０１ 二値化画像
５０４ 走行領域
５０５ 障害物領域候補
６０１ 位置不変物体
６０２ 位置変更物体
Claims (6)
- 経路管理を行う経路管理領域に、一時的に位置を変更することができる物体である固定物の位置及び大きさを示す固定物領域、一時的に配置された物体である障害物の位置及び大きさを示す障害物領域並びに移動する物体である移動物の位置及び大きさを示し移動物領域を含むエリア画像と前記経路管理領域に前記固定物領域を含む背景画像と前記移動物が移動した経路を示す走行領域とを含むマップ情報を受信する受信手段と、前記マップ情報から位置を変更させる位置変更物体と位置を変更させない位置不変物体とを選択するマップ編集手段と、前記マップ情報を用いて前記位置変更物体と前記位置不変物体とを回避する移動経路を算出し、前記位置変更物体が移動された場合は、再度、前記移動経路を算出する経路算出手段と、前記移動経路を移動する移動手段とを含む自動走行装置。
- 位置変更物体は、障害物又は固定物の少なくとも一つを含む請求項１記載の自動走行装置。
- 位置変更物体の位置変更を利用者に促す提示手段を、更に含む請求項１又は２に記載の自動走行装置。
- マップ情報に含まれる走行領域を利用者に提示し、更に、前記位置変更物体の位置変更を促し、位置変更先を前記走行領域とする提示手段を、更に含む請求項１又は２記載の自動走行装置。
- 経路管理を行う経路管理領域を撮影する少なくとも一つのカメラと、予め前記カメラが撮影した少なくとも一つの映像から前記経路管理領域のみを示す初期画像を合成し、予め前記カメラが撮影した少なくとも一つの映像から固定物領域を含む背景画像を合成し、固定物領域と障害物領域と移動物領域とを含むエリア画像を合成し、前記初期画像と前記背景画像と前記エリア画像とを出力する画像合成手段と、前記エリア画像と前記背景画像と前記初期画像とから、移動物の位置及び大きさを示す移動物領域を求め、障害物の位置及び大きさを示す障害物領域を求め、固定物の位置及び大きさを示す固定物領域を求め、前記移動物が移動した経路を示す走行領域を求め、前記初期画像と前記背景画像と前記エリア画像と前記移動物領域と前記障害物領域と前記固定物領域と前記走行領域とを含むマップ情報を出力する位置推定手段と、前記マップ情報を送信する送信手段とを有する経路管理装置。
- 請求項１ないし４のいずれか記載の自動走行装置と、請求項５記載の経路管理装置とを含む自動走行システム。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009116455A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Fujitsu Ltd | ロボット制御プログラム及びロボット制御装置 |
| WO2016067467A1 (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 三菱電機株式会社 | ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット制御方法及びプログラム |
| JP2016192040A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社日本総合研究所 | 自走型走行装置、管理装置、及び歩行障害箇所判定システム |
| JP2018092393A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 株式会社ディスコ | 自動搬送車コントロールシステム |
| JP2018143715A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-20 | 学校法人千葉工業大学 | 自律走行型掃除機 |
| KR20190035380A (ko) * | 2017-09-26 | 2019-04-03 | 엘지전자 주식회사 | 차량의 운행 시스템을 제어하는 방법 |
| JP2019096363A (ja) * | 2019-03-15 | 2019-06-20 | ヤンマー株式会社 | 走行領域特定装置 |
| JP2020110158A (ja) * | 2016-09-05 | 2020-07-27 | 株式会社クボタ | 作業車自動走行システム及び走行経路管理装置 |
| JP7019865B1 (ja) * | 2020-07-09 | 2022-02-15 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 清掃システム及びプログラム |
| US11320279B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-05-03 | Kubota Corporation | Travel route management system and travel route determination device |
| US11726485B2 (en) | 2016-09-05 | 2023-08-15 | Kubota Corporation | Autonomous work vehicle travel system, travel route managing device, travel route generating device, and travel route determining device |
| JP7480639B2 (ja) | 2020-08-27 | 2024-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 移動ロボット制御システム |
-
2002
- 2002-12-19 JP JP2002367992A patent/JP2004199451A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4598812B2 (ja) * | 2007-11-02 | 2010-12-15 | 富士通株式会社 | ロボット制御システム |
| JP2009116455A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Fujitsu Ltd | ロボット制御プログラム及びロボット制御装置 |
| WO2016067467A1 (ja) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | 三菱電機株式会社 | ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット制御方法及びプログラム |
| JPWO2016067467A1 (ja) * | 2014-10-31 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | ロボット制御装置、ロボットシステム、ロボット制御方法及びプログラム |
| JP2016192040A (ja) * | 2015-03-31 | 2016-11-10 | 株式会社日本総合研究所 | 自走型走行装置、管理装置、及び歩行障害箇所判定システム |
| JP2020110158A (ja) * | 2016-09-05 | 2020-07-27 | 株式会社クボタ | 作業車自動走行システム及び走行経路管理装置 |
| US11726485B2 (en) | 2016-09-05 | 2023-08-15 | Kubota Corporation | Autonomous work vehicle travel system, travel route managing device, travel route generating device, and travel route determining device |
| US11320279B2 (en) | 2016-12-02 | 2022-05-03 | Kubota Corporation | Travel route management system and travel route determination device |
| JP2018092393A (ja) * | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 株式会社ディスコ | 自動搬送車コントロールシステム |
| JP2018143715A (ja) * | 2017-03-09 | 2018-09-20 | 学校法人千葉工業大学 | 自律走行型掃除機 |
| KR102014144B1 (ko) * | 2017-09-26 | 2019-08-26 | 엘지전자 주식회사 | 차량의 운행 시스템을 제어하는 방법 |
| KR20190035380A (ko) * | 2017-09-26 | 2019-04-03 | 엘지전자 주식회사 | 차량의 운행 시스템을 제어하는 방법 |
| JP2019096363A (ja) * | 2019-03-15 | 2019-06-20 | ヤンマー株式会社 | 走行領域特定装置 |
| JP7019865B1 (ja) * | 2020-07-09 | 2022-02-15 | 三菱電機ビルテクノサービス株式会社 | 清掃システム及びプログラム |
| CN115885231A (zh) * | 2020-07-09 | 2023-03-31 | 三菱电机楼宇解决方案株式会社 | 清扫系统和程序 |
| CN115885231B (zh) * | 2020-07-09 | 2024-04-30 | 三菱电机楼宇解决方案株式会社 | 清扫系统 |
| JP7480639B2 (ja) | 2020-08-27 | 2024-05-10 | トヨタ自動車株式会社 | 移動ロボット制御システム |
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