JP2008134904A - 自律移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】移動する移動領域内における環境情報を大掛かりな設備を用いることなく広く取得し、より適切な自律移動を可能とする自律移動体を提供すること。
【解決手段】移動領域内において特定される移動マップＰ上を自律的に移動する自律移動体１０において、自律移動体１０を、駆動部１３により駆動される移動手段を備える移動体本体１０ａと、移動体本体１０から装着かつ物理的に分離可能に構成され、前記移動領域の高さ方向の空間を含む3次元領域を移動可能な移動別体１００とで構成し、自己の記憶した移動マップＰ上において、周囲の環境情報に基づいて移動経路を作成するとともに、移動別体１００により把握された広範囲の環境情報である広域環境情報に基づいて、作成した移動経路を修正するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動領域内を移動する自律移動体に関するものであり、より詳細には、移動領域内において特定される移動マップ上を自律的に移動する自律移動体に関するものである。

近年、建物内部や屋外の広場などといった移動領域内に、所定領域を有するマップを特定し、このマップ上において、人間の操作を要することなく、車輪や脚式歩行などの手段によって自律的に移動を行う自律移動体が開発されつつある。

このような自律移動体は、移動する移動領域における特定の領域に関する移動マップを予め記憶しておき、この移動マップ上において移動経路を作成し、作成した移動経路に基づいて移動を行うようにしている。そして、移動する対象の移動領域内で自律的に移動するために、移動体自体の周囲の環境情報をカメラ等のセンサ手段で取得し、取得した環境情報に基づいて作成した移動経路を修正する。これによって、作成した移動経路上において障害物が存在した場合や、人間が移動経路上を横切った場合においても、これらの障害物や人間を避けるように自身の動きを制御することが可能となる。（例えば特許文献１および特許文献２）
特開２００４−３０３１３７号公報 特開平７−１７５５２０号公報

しかしながら、上述のような自律移動体においては、移動体の位置が時々刻々と変化するため、移動体自身に設けられたセンサ手段で取得できる環境情報は、移動体の近辺に限られることになる。一方、移動体の動きに追従して、移動体の周囲に関する環境情報を広く取得するために、移動マップの全体または大部分に関する環境情報を取得しようとすると、大掛かりな設備が必要となる。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、移動する移動領域内における環境情報を大掛かりな設備を用いることなく広く取得し、より適切な自律移動を可能とする自律移動体を提供することを目的とするものである。

本発明にかかる自律移動体は、移動領域内において特定される移動マップ上を自律的に移動するものであり、駆動部により駆動される移動手段を備える移動体本体と、前記移動体本体から装着かつ物理的に分離可能に構成され、前記移動領域の高さ方向の空間を含む3次元領域を移動可能な移動別体と、を備えるとともに、前記移動体本体が、自己の周囲の環境情報を取得する環境情報取得部と、移動マップを記憶する記憶部と、記憶部に記憶された移動マップ上において、前記環境情報取得部により取得した環境情報に基づいて移動経路を作成する移動経路作成部と、作成した移動経路に基づいて移動体本体を移動させるように前記駆動部を制御する制御部と、を備えており、前記移動別体が、前記環境情報取得部よりも広範囲の環境情報である広域環境情報を把握する把握部と、前記把握部で把握した広域環境情報を前記移動体本体に送信する送信部と、を備えており、前記移動別体が、マップの特定された移動領域の高さ方向の空間を含む３次元領域を移動する際に、前記把握部により把握した前記移動マップ上における広域環境情報を前記送信部により移動体本体に送信し、前記移動体本体が、送信された前記広域環境情報に基づいて、作成した移動経路を修正する移動経路修正部を備えることを特徴とするものである。

上述のような自律移動体によれば、自律移動体の移動体本体が移動する移動領域内の上方に位置する空間から、移動体別体が移動体本体の移動する移動領域内の環境情報（広域環境情報）を広く把握し、その情報に基づいて移動体本体の移動経路を修正することができる。そのため、自律移動体の移動する移動領域内における環境情報が、大掛かりな設備を用いることなく広く取得することが可能となり、より適切な自律移動を行うことができる。なお、本発明において、自律移動体の移動する移動領域とは、フラットな床面等の平面に限定されるものではなく、段差や凹凸部を備える平面、および３次元的に広がる領域をも含むものとする。

また、前記移動別体は、移動する移動体本体の位置を取得するとともに、取得した移動体本体の位置情報を移動体本体に送信可能であり、移動経路修正部は、前記移動別体より送信された移動体本体の位置情報に基づいて、前記送信部により送信された広域環境情報を前記移動マップ上に展開し、展開された広域環境情報に基づいて作成した移動経路を修正するものであってもよい。

このように構成された自律移動体によると、移動別体で把握した広域環境情報が、移動体本体を基準位置として取得された環境情報に併せることができるため、移動体本体と、移動別体との位置ずれの影響をなくした環境情報を取得することができる。したがって、作成した移動経路をより適切に修正することが可能となる。

また、前記移動マップは、前記移動領域内において略一定間隔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作成されるグリッドマップであってもよい。このようなグリッドマップを移動マップとして用いると、自律移動体の位置を正確かつ容易に把握するとともに、移動マップ上における移動経路を簡単に作成することができる。

また、前記移動体本体は、移動マップ上における自己の絶対位置を取得する絶対位置取得部を備えることが好ましい。このような絶対位置取得部としては、自律移動体の外部に設けられたＧＰＳ等の設備から送信される絶対位置情報を受信することで、移動体本体の絶対位置を取得するものであってもよい。また、移動体本体は、このような絶対位置取得部により得られた絶対位置情報に基づいて、環境情報取得部で取得した環境情報を修正するようにしてもよい。

また、前記移動体本体は、移動マップ上において移動した方向および距離から、自己位置を算出する自己位置算出部を備えるものであってもよい。このような自己位置算出部は、前記環境情報取得部により得られた環境情報に用いて自己位置を推定するものであってもよいし、環境情報取得部とは別に設けられるものであってもよい。そのような自己位置算出部の例としては、移動体本体が車輪の駆動による移動手段を備えている場合に、移動原点から別の地点まで移動する際に得られる車輪の回転数や回転方向、車輪の向き等に基づいて、移動した地点の位置を算出するもの等が挙げられる。

また、前記把握部は、移動マップ上における情報を視覚的に把握するカメラであってもよい。このような把握部によると、移動する移動領域を３次元的に把握できるため、好適である。なお、このようなカメラにより把握された情報は、ディジタル化された画像情報として得られると、より好適である。

また、前記移動別体は、空中を３次元的に飛行可能な飛行手段を備えていることが好ましい。このような飛行手段としては、モータ等の駆動源により回転するプロペラ等の既知の手段を用いることができる。

さらに、前記移動体本体が、駆動部を動作させるための電力源を備えているとともに、 前記移動別体が、前記飛行手段を駆動する充電可能な駆動源を備えており、該駆動源が、前記電力源から供給される電力により充電可能に構成されていることが好ましい。このような自律移動体によると、移動別体の飛行手段を駆動する駆動源に電力を供給することができるため、移動別体が３次元的に移動する時間をより長く確保することができる。

さらに、前記移動別体の駆動源は、移動別体が移動体本体に対して装着される際に、前記電力源から電力を供給されることで充電されるように構成されていても、移動別体が移動体本体に対して物理的に分離された際に、前記電力源から駆動源に対して無線で電力が供給されるように構成されていてもよい。

以上、説明したように、本発明によると、移動する移動領域内における環境情報を大掛かりな設備を用いることなく広く取得し、より適切な自律移動を可能とする自律移動体を提供することができる。

発明の実施の形態１．
以下に、図１から図９を参照しつつ本発明の実施の形態１にかかる自律移動体について説明する。この実施の形態においては、自律移動体は１対の車輪を駆動することで移動領域内を自律的に移動する移動体型の移動体である例を示すものとする。

発明の実施形態１．
以下に、図を参照しつつ本発明の実施の形態１にかかる自律移動体について説明する。
図１は、移動する移動領域としての床部１上の限られた移動マップＰ（破線に囲まれた領域）内を、車両型の自律移動体１０が移動する一実施形態を概略的に示すものである。この実施の形態においては、平面１上の移動マップＰ内には特に物体が載置されておらず、自律移動体１０が移動マップＰ内を任意に移動することができるものとする。

図２に示すように、自律移動体１０は、箱型の移動体本体１０ａと、移動別体１００とから構成される。移動別体１００は、移動体本体１０ａの上部表面に設けられた凹部１０ｂに装着されるとともに、物理的に分離可能に構成されている。以下、移動体本体１０ａおよび移動別体１００について、各々詳細に説明する。

図３に示すように、移動体本体１０ａは、1対の対向する車輪１１、１１と、キャスタ１２を備える対向2輪型の移動体であり、これらの車輪１１、１１、キャスタ１２とで移動体本体１０ａを水平に支持するものである。さらに、移動体本体１０ａの内部には、車輪１１、１１をそれぞれ駆動する駆動部（モータ）１３、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、１３にその制御信号を送信する演算部１５、およびこれらの構成要素に電力を供給するためのバッテリー１６が備えられている。そして、演算部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自律移動体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プログラムとともに、移動マップＰの形状および大きさが記憶されている。また、バッテリー１６は、移動体本体１０ａの上部表面に設けられた凹部１０ｂから突出して設けられた端子１６ａに対して電気的に導通しており、この端子１６ａを介して移動別体１００のバッテリー１６を充電可能に構成されている。

さらに、移動体本体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環境情報取得部としてのカメラ１７が固定されており、このカメラ１７で撮像することで取得される画像や映像等の周囲の環境情報が演算部１５に入力された結果、前記プログラムに従って移動体の移動する方向や速度等が決定される。また、移動体本体１０ａの上面には、移動体本体１０ａの位置を視覚的に表示するためのＬＥＤ１０ｃが備えられており、バッテリー１６からの電力を受けて点灯している。

また、自律移動体１０は、自己の位置を取得するための位置取得部を備えている。この位置取得部は、移動マップＰ上における自己の絶対位置を取得する絶対位置取得部と、移動マップＰ上において移動した方向および距離から、自己位置を算出する自己位置算出部とから構成されている。

絶対位置取得部は、移動体本体１０ａの上面等の所定箇所に設けられた、自己の絶対位置を示す情報を取得するためのアンテナ（図示せず）と、取得した絶対位置を示す情報を解析して自己の絶対位置を算出するための演算部１５とから構成される。このような絶対位置を示す情報は、カルマンフィルタやパーティクルフィルタ等の位置推定方法を用いた絶対位置検出手段（図示せず）から、自律移動体１０に対して送信される。なお、このような絶対位置検出手段は、自律移動体１０に対して一体的に設けられていてもよいし、自律移動体１０の外部に設けられていてもよい。

自己位置算出部は、前述したカウンタ１４および演算部１５とから構成される。すなわち、カウンタ１４で検知された車輪１１、１１の回転数を演算部１５において積算することで、移動体本体１０ａの移動した速度や距離などの情報を求め、これらの情報から、移動マップＰ内における移動体本体１０ａの自己位置（オドメトリ位置）を算出する。

そして、これらの自己位置算出部から得られた位置情報は、絶対位置検出部により得られた位置情報によって定期的に修正され、移動体本体１０ａは常に正確な自己位置を認識することができる。

このように構成された自律移動体１０は、1対の車輪１１、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、自律移動体１０は、移動場所を指定する外部に設けられたサーバ等（図示せず）からの指令にしたがって、移動マップＰ内の指定された目的地までの移動経路を自律的に作成し、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。

次に、移動体本体１０ａの内部に記憶された、移動マップＰの形状に基づいて作成されるグリッドマップについて説明する。
演算部１５内部に備えられた記憶領域１５ａには、床部１上の移動マップＰ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。

図４に、前述のグリッドマップの一例を図示する。グリッドマップ２０は、移動マップＰの形状を模した外枠２１の内部を、略一定間隔ｄに配置された格子点を結ぶグリッド線２２を描写したものである。そして、このグリッド線２２で囲まれたグリッド単位２３を用いて、移動体本体１０ａ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移動体本体１０ａの移動方向が特定される。なお間隔ｄは、移動体本体１０ａの移動可能な曲率や絶対位置を認識する精度などの条件に応じて、適宜変更可能であり、スリップしたと判定される際の閾値としても用いることができる。

また、演算部１５は、グリッドマップ２０上において特定された自己位置を移動始点とし、この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するものであり、移動経路作成部としても作用する。移動体本体１０ａは、前述のように自己位置をリアルタイムに求めつつ、作成された移動経路に沿って移動を行う。詳細には、図５に示すように、自律移動体１０を構成する移動体本体１０ａは、移動始点Ｑ₀を認識し、この移動始点から目的とする移動終点Ｑ_nまでの移動経路を、所定の間隔で中間点Ｑ₁，Ｑ₂，．．．をグリッドマップ２０上に定め、これらの中間点をつなぎ合わせることでグリッドマップ２０上に移動経路を作成する。

さらに、演算部１５は、作成した移動経路を、環境情報取得部としてのカメラ１７により取得した環境情報に基づいて修正する、移動経路修正部として作用する。移動経路を修正する手法の一例としては、移動マップＰ上に存在する障害物を検知した時に、この障害物を避けるように移動経路を修正し、障害物を検知した以後の移動を、修正した移動経路を新しい移動経路として移動する。この手法の詳細について以下に説明する。

移動体本体１０ａの演算部１５は、取得した広域環境情報を移動マップＰ上に展開する。そして、広域環境情報に含まれる、現在位置の周囲の情報を、移動マップＰ上に追加する。さらに、演算部１５において、追加された移動マップＰ上に追加された情報を加味した上で、現在位置から目的地点までの新たな移動経路を作成する。そして、現在位置に到達するまでの移動経路と、現在位置から目的地点までの移動経路とを足し合わせ、新たな移動経路として置き換えることで、移動経路を修正する。このように、移動開始前に作成した移動経路を修正することで、作成した移動経路上に障害物等が存在する場合であっても、その障害物を避けるように移動経路を修正することができる。

次に、自律移動体１０を構成する移動別体１００について図６を用いつつ説明する。図６に示すように、移動別体１００は、箱状の本体１００ａと、本体１００ａの上部に取り付けられた飛行手段としてのプロペラ１０１とを備えている。プロペラ１０１は、駆動源１０２により回転駆動される回転軸１０１ａと、回転軸に固定された羽部１０１ｂとを備えている。

本体１００ａは、その内部に充電可能な駆動源１０２と、プロペラ１０１を駆動するための駆動装置１０３と、外部の環境状況を広範囲に把握する、把握部としての撮像部１０４と、これらの各要素を制御するための制御部１０５と、を備えている。駆動源１０２は、本体１００ａの底部に設けられた充電用端子１０２ｂに対して電気的に接続されており、本体１００ａが移動体本体１０ａの上部表面に設けられた凹部１０ｂに装着された際に、端子１６ａと充電用端子１０２ｂとが接触し、駆動源１０２がバッテリー１６から電力供給を受ける。すなわち、移動別体１００が移動体本体１０ａに装着された際に、移動別体１００の本体１００ａに設けられた駆動源１０２は移動体本体１０ａのバッテリーから充電される。

駆動装置１０３は、制御部１０５からの信号に基づいて、駆動源１０２から電力供給されつつプロペラ１０１の回転速度および傾き度合いを調整するものであり、プロペラ１０１の軸部分を回動させるモータと、該軸部を微小量だけ任意の方向に揺動させる揺動部とを備えている。このようにプロペラ１０１の傾斜度合いおよび回転速度が調整されることで、移動別体１００が任意の方向および速度に移動することが可能となる。

撮像部１０４は、本体１００ａの前面下方に撮像方向を向けるように設けられており、所定の広さの領域を撮像し、撮像した画像をディジタルデータに変換して制御部１０５に送信するものである。この撮像部１０４の撮像領域は、移動別体１００が移動体本体１０ａから分離し、高さ方向に移動した際に、移動体本体１０ａがカメラ１７で取得する周囲の環境情報よりも広範囲となるように構成されている。

制御部１０５は、移動別体１００の移動する方向や速度を制御するものであり、移動体本体１０ａに備えられた演算部１５から送信される信号に基づいて移動別体１００の動作を決定する。詳細には、移動別体１００が移動体本体１０ａから物理的に分離するタイミングや、移動中に移動体本体１０ａの凹部１０ｂに戻るタイミングを、演算部１５から送信される信号に基づいて判断する。さらに、制御部１０５は、移動別体１００の移動する領域を、撮像部１０４の撮像する領域内に、移動体本体１０ａの上部に設けられたＬＥＤ１０ｃを含めるように制御する。このように、移動別体１００が３次元領域を移動する間に、移動体本体１０ａの位置を把握するように制御することで、移動別体１００は移動体本体１０ａに対する相対位置を把握することができる。このように、制御部１０５が移動体本体１０ａの演算部１５からの信号を無線により受信し、受信した信号に従って移動別体の飛行状態を制御することで、移動体本体１０ａから物理的に分離可能となるとともに、任意の方向に飛行動作を行うことができる。

さらに、制御部１０５は、撮像部１０４により得られた広域環境情報としての画像情報を移動体本体１０ａに向けて送信する送信部としても作用する。すなわち、移動体本体１０ａの演算部１５は、制御部１０５から送信された画像情報を受信し、この画像情報より得られる自律移動体の周囲についての広域環境情報を、記憶した移動マップＰ上に展開する。そして、移動する際に作成した移動経路を、広域環境情報が展開された移動マップＰに基づいて修正する。

次に、自律移動体１０が、作成した移動経路に基づいて移動を行う際に、移動別体１００から得られた広域環境情報に基づいて修正する手順を、図７に示すフローチャートおよび図８から図１０を用いて説明する。

まず、自律移動体１０は、演算部１５内部に備えられた記憶領域１５ａに、床部１上の移動マップＰを記憶し、その移動マップＰ上における自律移動体１０の自己位置Ｑ_０と、移動する目的の目的地点Ｑ_ｎとを特定する（ＳＴＥＰ１０１）。このとき、自律移動体１０は、その自己位置を前述した絶対位置取得部または自己位置算出部のいずれか、またはその両方から得られる情報に基づいて特定する。そして、自律移動体１０の周囲の環境情報を、環境情報取得部としてのカメラ１７を用いて取得する（ＳＴＥＰ１０２）。本実施形態において、取得する環境情報としては、自律移動体１０の周囲に存在する障害物や、自律移動体１０の周囲で移動する人間や車両といった動体と、自律移動体１０との相対的な位置情報や、自律移動体の移動する床面の形状（凹凸）などである。そして、取得した環境情報と、特定した自己位置を移動始点および目的地点としての移動終点とから、移動経路３０を作成し、この移動経路３０に沿って移動を開始する（ＳＴＥＰ１０３）。なお自律移動体１０は、所定のタイミング（例えば１０［ｍｓｅｃ］毎）で移動マップＰ上における自己の位置情報を取得するものとする。

そして、自律移動体１０は、カメラ１７から取得される環境情報によって、図８に示すように、移動経路３０上の地点Ｑ_ｋにおいて障害物等４０の存在を認識し、移動経路３０に沿った移動が不可能と判断する（ＳＴＥＰ１０４）。このとき、演算部１５は、自律移動体１０の移動マップＰ上の自己位置を取得するとともに、移動別体１００に対してより広域な環境情報を取得するために、移動体本体１０ａから物理的に分離して飛行を行うように指示をする（ＳＴＥＰ１０５）。この指示によって、移動別体１００は、移動体本体１０ａから離れて飛行し、移動体本体１０ａを撮像部１０４の撮像領域に含めながら、周囲の広域環境情報を画像情報として取得する（ＳＴＥＰ１０６）。

そして、移動体本体１０ａの演算処理部は、取得した広域環境情報を移動マップＰ上に展開し、現在の位置（地点Ｑ_ｋ）の周囲の情報を、図９に示すように、移動マップＰ上に追加する（ＳＴＥＰ１０７）。この際、広域環境情報に含まれる、移動体本体１０ａのＬＥＤの位置１０ｃの位置を基点とし、広域環境情報としての画像データを、記憶した移動マップＰ上に展開すると好適である。なお本実施形態においては、前述のようにして広域環境情報が移動マップＰに展開された結果、移動マップＰ上において、障害物４０以外に、障害物４１および４２が存在していることが判明したものとする。

さらに、図１０に示すように、演算部１５において、追加された移動マップＰ上にこれらの障害物４１および４２を配置し、これらの障害物を避けるように、現在の位置（地点Ｑ_ｋ）から目的地点Ｑ_ｎまでの新たな経路３１を作成する（ＳＴＥＰ１０８）。新たな経路３１は、障害物を避けることを前提として、目的地点まで最短の経路を取り得るように作成されてもよいし、地点Ｑ_ｋにおける自律移動体１０の姿勢（移動する向き）に基づいて、移動可能な曲率等を求めることによって作成されるようにしてもよい。

そして、地点Ｑ_ｋに到達するまでの移動経路３０の、地点Ｑ_ｋ以降の経路を作成した経路３１に置き換えることで、移動経路を修正する（ＳＴＥＰ１０９）。そして、このように修正された移動経路に沿って目的地点Ｑ_ｎまでの移動を行う（ＳＴＥＰ１１０）。このように、自律移動体１０は、移動当初に作成した移動経路を、３次元的な飛行により移動する移動別体１００から得られた広域環境情報に基づいて修正し、修正後の移動経路に基づいて目的地に到達することができる。

そして、自律移動体１０は、目的地点到達後に、さらに移動を継続するか否かを判断し（ＳＴＥＰ１１１）、移動を継続する場合はＳＴＥＰ１０１に戻って再度自己位置および新しい目的地点を特定して移動を継続する。移動をしない場合は、自律移動体１０はその移動を停止し、所定の終了処理を行う（ＳＴＥＰ１１２）。

以上、説明したように、本実施の形態においては、自律移動体１０を構成する移動体本体１０ａが移動する移動領域内における環境情報を、移動体本体１０ａに設けられたカメラ１７と、移動別体１００に設けられた撮像部１０４とよって、広域に取得することができる。そのため、作成した移動経路上に障害物等を発見した場合であっても、取得した広域な環境情報に基づいて、障害物等を避けるように、作成した移動経路を修正することができる。このように、本実施形態に係る自律移動体１０は、移動する移動領域内における環境情報を大掛かりな設備を用いることなく広く取得し、より適切な自律移動を行うことが可能となる。

以上に説明した、本発明に係る自律移動体１０および自律移動体制御方法の実施の形態については、あくまでも一例であり、本発明はこれに限られるものではない。

例えば、前述した実施形態において、移動経路上に障害物があり、移動当初に作成した移動経路を修正する回数は１回であるが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、常に移動する移動経路上に障害物等の移動を妨げる物体の存在を検知するようにし、その物体を検知した場合に、移動別体１００を移動体本体１０ａから分離して広域環境情報を取得し、取得した広域環境情報に基づいて移動経路を修正するようにしてもよい。また、前述した障害物としては、移動経路上に停止した物体に限られるものではなく、人間等の移動体であってもよく、この移動体が移動する方向や速度を検知して、自律移動体１０の新たな移動経路を求めるようにしてもよい。この場合、移動する移動体の方向や速度を検知した後に、この移動体の将来的に移動する位置を予測し、その予測した位置を避けるように新たな移動経路を作成するようにしてもよい。

また、移動別体１００が、マップの特定された移動領域の高さ方向の空間を含む３次元領域を移動する移動手段としては、前述のプロペラ１０１のような飛行手段の他、空気よりも軽い気体を内部に備えた飛行体等を用いてもよい。また、そのような飛行手段に代えて、移動体本体１０ａに装着された状態から、物理的に分離されるように発射されるようなものであってもよい。

また、移動体本体１０ａに備えられている、自己の周囲の環境情報を取得する環境情報取得部は、前述のようなカメラ１７に限られるものではなく、例えば赤外線等の光照射を連続的に行って周囲のスキャニングを行い、その反射光を受光することで、移動体本体１０ａの周囲に存在する物体の位置および形状を３次元的に把握するものであってもよい。さらに、周囲の環境情報としては、物体の形状や位置に関する情報に限られるものではなく、移動体本体１０ａの周囲の温度情報や有害物質の有無、放射線の有無などに関する情報であってもよい。この場合、前述の環境情報取得部としては、これらの情報を取得するためのセンサが好適に用いられる。

さらに、前述の実施形態においては、移動別体１００に備えられた駆動源１０２の充電は、その充電用端子１０２ｂを移動体本体１０ａに備えられたバッテリー１６の端子に接触させることで行われているが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、駆動源１０２に対して移動体本体１０ａのバッテリー１６に蓄えられた電力等のエネルギーを無線で供給するように構成してもよい。この場合、移動別体１００が移動体本体１０ａに対して装着する回数を低減し、移動別体１００が広域環境情報を把握する時間を長くすることが可能となる。これによって、例えば、移動体本体１０ａが障害物の多い地域を移動する間中、移動別体１００を分離させて広域環境情報を把握しつづけるように構成することも可能となる。

さらに、前記実施形態においては、自律移動体１０として、車輪を駆動する移動体を例に挙げたが、例えば作成された歩容データに従って移動動作を行う２足歩行型等の脚式移動ロボットなど、移動領域内を移動するものであればどのような形態であってもよい。そのような自律移動体１０としては、例えば車輪による駆動や脚式移動、その他の方法により移動領域内を移動するような移動体などを挙げることができる。本発明において、自律移動体１０の移動する移動領域に若干の段差や凹凸部が含まれている場合であっても、２足歩行型の脚式移動ロボット等の場合は、移動別体１００からの情報によってこのような段差等の位置を予測することができるため、それらの存在する領域を移動するような歩容データの作成を迅速に行うことができる。

また、自律移動体１０が記憶する移動マップＰとして、グリッドマップ２０を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばマップ上の物体を特徴点（ノード）で表したトポロジーマップを用いることもできる。このようなマップを用いた場合、各特徴点（ノード）を結ぶリンクによって移動経路を作成すると好適である。

第１の実施の形態に係る自律移動体が、移動する移動領域内に位置する様子を示す概略図である。 図１に示す自律移動体を構成する移動体本体および移動別体を概念的に示す概略図である。 図１および２に示す自律移動体の内部構成を簡易的に表す概略図である。 図３に示す移動体本体に記憶されたグリッドマップの一例を表す図である。 図４に示すグリッドマップ上において、自律移動体が移動を行うための移動経路を作成する様子を示す図である。 図２に示す自律移動体を構成する移動別体の内部構成を簡易的に表す概略図である。 自律移動体が、作成した移動経路に基づいて移動を行う際に、移動別体から得られた広域環境情報に基づいて修正する手順を示すフローチャートである。 移動マップ内において自律移動体が作成した移動経路上に、障害物が存在する様子を概略的に示した図である。 移動体本体の演算部が、取得した広域環境情報が移動マップ上に展開された様子を概略的に示す概略図である。 移動体本体の演算部が、新たに判明した障害物に基づいて移動経路を修正する様子を概略的に示す概略図である。

符号の説明

１・・・床部（平面）
１０・・・移動体（自律移動体）
１０ａ・・・移動体本体
１１・・・車輪
１３・・・駆動部
１５・・・演算部
１５ａ・・・記憶領域（記憶部）
１６・・・バッテリー
１７・・・カメラ（環境情報取得部）
２０・・・グリッドマップ
１００・・・移動別体
１０１・・・プロペラ
１０２・・・駆動源
１０３・・・駆動装置
１０４・・・撮像部（把握部）
１０５・・・送信部（制御部）
Ｐ・・・移動マップ

Claims (10)

1. 移動領域内において特定される移動マップ上を自律的に移動する自律移動体であって、
   前記自律移動体が、
   駆動部により駆動される移動手段を備える移動体本体と、
   前記移動体本体から装着かつ物理的に分離可能に構成され、前記移動領域の高さ方向の空間を含む3次元領域を移動可能な移動別体と、を備えるとともに、
   前記移動体本体が、
   自己の周囲の環境情報を取得する環境情報取得部と、
   移動マップを記憶する記憶部と、
   記憶部に記憶された移動マップ上において、前記環境情報取得部により取得した環境情報に基づいて移動経路を作成する移動経路作成部と、
   作成した移動経路に基づいて移動体本体を移動させるように前記駆動部を制御する制御部と、を備えており、
   前記移動別体が、
   前記環境情報取得部よりも広範囲の環境情報である広域環境情報を把握する把握部と、
   前記把握部で把握した広域環境情報を前記移動体本体に送信する送信部と、を備えており、
   前記移動別体が、マップの特定された移動領域の高さ方向の空間を含む３次元領域を移動する際に、前記把握部により把握した前記移動マップ上における広域環境情報を前記送信部により移動体本体に送信し、前記移動体本体が、送信された前記広域環境情報に基づいて、作成した移動経路を修正する移動経路修正部を備えることを特徴とする自律移動体。
2. 前記移動別体が、移動する移動体本体の位置を取得するとともに、取得した移動体本体の位置情報を移動体本体に送信可能であり、移動経路修正部は、前記移動別体より送信された移動体本体の位置情報に基づいて、前記送信部により送信された広域環境情報を前記移動マップ上に展開し、展開された広域環境情報に基づいて作成した移動経路を修正することを特徴とする請求項１に記載の自律移動体。
3. 前記移動マップが、前記移動領域内において略一定間隔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作成されるグリッドマップであることを特徴とする請求項１または２に記載の自律移動体。
4. 前記移動体本体が、移動マップ上における自己の絶対位置を取得する絶対位置取得部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の自律移動体。
5. 前記移動体本体が、移動マップ上において移動した方向および距離から、自己位置を算出する自己位置算出部を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の自律移動体。
6. 前記把握部が、移動マップ上における情報を視覚的に把握するカメラであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の自律移動体。
7. 前記移動別体が、空中を３次元的に飛行可能な飛行手段を備えていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の自律移動体。
8. 前記移動体本体が、駆動部を動作させるための電力源を備えているとともに、
   前記移動別体が、前記飛行手段を駆動する充電可能な駆動源を備えており、
   該駆動源が、前記電力源から供給される電力により充電可能に構成されていることを特徴とする請求項７に記載の自律移動体。
9. 前記移動別体が移動体本体に対して装着される際に、前記電力源から駆動源に対して充電を行うことを特徴とする請求項８に記載の自律移動体。
10. 前記移動別体が、移動体本体に対して物理的に分離された際に、前記電力源から駆動源に対して無線で電力が供給されることで充電されることを特徴とする請求項８に記載の自律移動体。