JP2009031884A - 自律移動体、自律移動体におけるマップ情報作成方法および自律移動体における移動経路特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザレンジファインダを用いてより高精度なマップ情報を作成可能な自律移動体、および自律移動体におけるマップ情報作成方法、および高精度なマップ情報に基づいた移動経路を特定可能な自律移動体における移動経路特定方法を提供すること。
【解決手段】移動領域に存在する物体の形状や位置を示す環境情報を取得するために、レーザ光を照射し、照射したレーザの反射に基づいて環境情報を取得するレーザレンジファインダからなる第１のセンサと、該第１のセンサのセンシングポイントよりも広域なセンシング領域を有する超音波センサ等からなる第２のセンサとを自律移動体に設け、第２のセンサにより得られた環境情報と、第１のセンサにより得られた環境情報とにより得られた環境情報とが同一箇所の環境情報を示している場合に、第１のセンサにより取得した環境情報を選択し、選択した環境情報に基づいてマップ情報を作成するようにした。
【選択図】図８

Description

本発明は、平面などの移動領域内を移動する自律移動体、および自律移動体におけるマップ情報作成方法に関するものであり、より詳細には、周囲の環境情報を取得しつつ移動を行う自律移動体，および該自律移動体におけるマップ情報作成方法，および自律移動体における移動経路特定方法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、移動する平面における特定の領域に関するマップ情報を自律的に作成して記憶し、このマップ情報上において移動経路を自律的に作成し、作成した移動経路に基づいて移動を行う。このようなマップ情報を作成するために、移動体自体の周囲の環境情報を、カメラやセンサなどを用いて連続的に取得している。このように、環境情報を連続的に更新することで、マップ情報上で作成した移動経路上に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移動経路を修正することができる。（例えば特許文献１）

このような周囲の環境情報を取得しつつマップ情報を作成する自律移動体の一例として、例えば特許文献１において開示されているような、超音波センサを用いて環境情報を取得する自律移動体が知られている。このような自律移動体は、超音波センサにより得られる障害物の位置などの環境情報をマップ情報上に登録しつつ、エンコーダ積算によるオドメトリや移動領域上に設けられたランドマーク（特徴認識点）に基づく自己位置認識を行うことによって、自己位置と目標地点の間の移動経路を探索する。
特開２００５−２１１４４２号公報

このような自律移動体においては、超音波センサにより得られる移動領域のマップの精度が十分でないため、実環境に近い高精度なマップ情報を作成することが困難である。そのため、レーザ光を照射し、そのレーザ光が対象物で反射するまでの時間を計測することで、対象物までの距離を算出する、いわゆるｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔの原理を用いたレーザレンジファインダ（ＬＲＦ）のような高精度のセンサを用いることが考えられる。

しかしながら、上述のようなレーザレンジファインダは、レーザ光の反射により距離を計測するセンサであるため、レーザ光を反射せず、透過するような材質からなる物体、例えばガラスなどの透明な材質からなる物体や、貫通する空隙を備える物体（机、椅子など）を認識することができない。したがって、レーザレンジファインダにより取得した環境情報に基づいてマップ情報を作成する場合に、作成されたマップ情報の精度が十分でない場合がある。

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、レーザレンジファインダを用いてより高精度なマップ情報を作成可能な自律移動体、および自律移動体におけるマップ情報作成方法、および高精度なマップ情報に基づいた移動経路を特定可能な自律移動体における移動経路特定方法を提供することを目的とする。

本発明にかかる自律移動体は、移動領域に存在する物体の形状や位置を示す環境情報を取得する複数のセンサを備え、これらのセンサにより得られた環境情報に基づいてマップ情報を作成し、作成したマップ情報に基づいて自律的に移動を行う自律移動体であって、前記センサが、レーザ光を照射し、照射したレーザの反射に基づいて環境情報を取得するレーザレンジファインダからなる第１のセンサと、該第１のセンサのセンシングポイントよりも広域なセンシング領域を有する第２のセンサとを少なくとも備えており、前記第２のセンサにより得られた環境情報と、第１のセンサにより得られた環境情報とにより得られた環境情報とが、同一箇所の環境情報を示している場合に、第１のセンサにより得られた環境情報を選択し、選択した環境情報に基づいてマップ情報を作成す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、第２のセンサにより得られた広域な環境情報のうち、レーザレンジファインダからなる第１のセンサにより得られた環境情報と同一箇所に相当する部分については、レーザレンジファインダにより得られる詳細な環境情報を考慮しつつマップ情報を作成することができ、レーザレンジファインダによりセンシングされなかった箇所については第２のセンサにより得られた環境情報に基づいてマップ情報を作成することができる。したがって、レーザレンジファインダにより認識できない物体が周囲に存在する場合であっても、このような物体を認識した高精度なマップ情報を得ることができる。

また、第１のセンサにより得られる環境情報を選択する手法としては、第１のセンサにより得られたマップ情報と、第２のセンサにより得られたマップ情報とを共に取得し、第１のセンサにより得られたマップ情報を優先してこれらのマップ情報を合成する手法が考えられる。しかしながら、このような手法では、第２のセンサにより得られるマップ情報の精度が十分でない場合に、マップ情報が全体として不明瞭となり、自律移動体が移動可能な領域を正確に判断できなくなる場合が生じることがある。

そのため、前記第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在する場合に、第２のセンサにより取得した環境情報を無効にし、第１のセンサにより取得した環境情報のみを用いてマップ情報を作成することが好ましい。すなわち、各センサによりセンシングを行うたびに、第１のセンサによりセンシングされた領域と、第２のセンサによりセンシングされた領域とが重なる場合は、第２のセンサにより得られた環境情報を用いず、全て第１のセンサにより得られた環境情報のみを用いたマップ情報の作成を行う。このようにすると、レーザレンジファインダにより得られる高精度なセンシング結果を出来る限り優先して採用されるため、得られるマップ情報がより高精度なものとなり、自律移動体の移動可能な領域を明確に判断しやすくなる。

また、前記第２のセンサとしては、超音波を照射し、照射した超音波の反射に基づいて環境情報を取得する超音波センサであってもよい。このような超音波センサは、比較的広域な領域を同時にセンシングできるとともに、ある程度の精度が得られるため、自律移動体の移動領域のマップ情報を得るセンサとして、好適に用いられる。

また、前記マップ情報として、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を用いるとより好適である。このようなグリッドマップを自律移動体の移動経路を判断するマップ情報として用いると、自律移動体の位置を正確かつ容易に把握可能となるとともに、該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、このような自律移動体においては、前記グリッドマップを構成する各グリッド単位について、第１のセンサにより照射されたレーザ光が通過した回数および反射した回数をカウントした値を記憶し、このカウントした値に基づいて、マップ情報を作成するようにしてもよい。このようにすると、前記第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在するか否かを容易に判断することが可能となる。

また、このような自律移動体においては、移動領域内における自己位置を取得する自己位置取得部を備えることが好ましい。このような自己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位置情報を受信することで、自律移動体の自己位置を取得するものであってもよいが、移動領域内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ものであってもよい。このような自己位置取得部としては、例えば自律移動体が車輪の回転駆動により移動するものである場合は、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、いわゆるエンコーダ積算によるオドメトリなどが用いられる。

また、このようなオドメトリ情報では自己位置の精度が十分に得られない場合は、外部環境を視覚的に認識するカメラ等の認識部を用いて、移動領域内において特定の場所に設けられたランドマークを視覚的に認識することで自己位置を算出するようなものを用いてもよい。なお、このようなカメラにより認識される情報は、ディジタル化された画像情報であるとより好適である。

また、このような自己位置を取得する手法としては、移動領域内のマップ情報を予め記憶するとともに、前記第１のセンサにより取得された環境情報と、記憶したマップ情報とを比較することにより自己位置を算出するものであってもよい。このようにすると、自律移動体に新たなハードウェアを搭載することなく、レーザレンジファインダにより取得された精度のよい情報を用いることで得られる自己位置を取得することが可能となる。

また、このような自律移動体としては、どのような移動手段により移動するものであるかは特定されない。例えば平面上のみを移動するものや、段差等を含む３次元的な空間を移動可能なものであってもよい。ただし、本発明に係る自律移動体としては、特に平面上を移動するものであり、該平面上に接触する車輪を駆動することにより移動する車輪型の移動体において、より大きな効果が得られる。すなわち、このような車輪型の移動体のような、移動領域内を高速かつ自律的に移動する移動体の移動を精度よく制御するために、本発明は特に有用となる。なお、本発明はこのような自律移動体に限られるものではなく、例えば脚式歩行により移動する歩行型の移動体や、飛行等の手段により移動する移動体であってよいことは言うまでもない。

また、本発明は、自律移動体におけるマップ情報作成方法をも提供するものであり、このようなマップ情報作成方法は、レーザ光を照射し、照射したレーザの反射に基づいて環境情報を取得するレーザレンジファインダからなる第１のセンサと、該第１のセンサのセンシングポイントよりも広域なセンシング領域を有する第２のセンサとを少なくとも備えた自律移動体において、前記センサにより得られた環境情報に基づいて移動領域内のマップ情報を作成するものであり、第１のセンサにより環境情報を取得するステップと、第２のセンサにより環境情報を取得するステップと、第２のセンサのセンシング領域において、第１のセンサのセンシングポイントが存在するか否かを判断するステップと、第２のセンサのセンシング領域に、レーザファインダのセンシングポイントが存在する場合に、第１のセンサにより取得した環境情報を選択し、選択した環境情報に基づいてマップ情報を作成するステップと、を含むことを特徴としている。

上述のような自律移動体におけるマップ情報作成方法によれば、第２のセンサにより得られた広域な環境情報のうち、レーザレンジファインダからなる第１のセンサにより得られた環境情報と同一箇所に相当する部分については、レーザレンジファインダにより得られる詳細な環境情報に基づいてマップ情報を作成することができ、レーザレンジファインダによりセンシングされなかった箇所については第２のセンサにより得られた環境情報に基づいてマップ情報を作成することができる。したがって、レーザレンジファインダにより認識できない物体が周囲に存在する場合であっても、このような物体を認識した高精度なマップ情報を得ることができる。

また、このようなマップ作成方法においては、前記第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在する場合に、第２のセンサにより取得した環境情報を無効にするステップをさらに有し、第１のセンサにより取得した環境情報のみを用いてマップ情報を作成するようにしてもよい。このようにすると、レーザレンジファインダにより得られる高精度なセンシング結果を出来る限り優先して採用されるため、得られるマップ情報がより高精度なものとなり、自律移動体の移動可能な領域を明確に判断しやすくなる。

また、前記第２のセンサとしては、超音波を照射し、照射した超音波の反射に基づいて環境情報を取得する超音波センサであってもよい。このような超音波センサは、比較的広域な領域を同時にセンシングできるとともに、ある程度の精度が得られるため、自律移動体の移動領域のマップ情報を得るセンサとして、好適に用いられる。

また、前記マップ情報として、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を用いるとより好適である。このようなグリッドマップを自律移動体の移動経路を判断するマップ情報として用いると、自律移動体の位置を正確かつ容易に把握可能となるとともに、該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、このような自律移動体においては、前記グリッドマップを構成する各グリッド単位について、第１のセンサにより照射されたレーザ光が通過した回数および反射した回数をカウントし、このカウントした値に基づいて、前記各グリッド単位の状態を定めることでマップ情報を作成するようにしてもよい。このようにすると、前記第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在するか否かを容易に判断することが可能となる。

さらに、本発明は、自律移動体における移動経路特定方法をも提供するものである。すなわち、このような移動経路特定方法は、レーザ光を照射し、照射したレーザの反射に基づいて環境情報を取得するレーザレンジファインダからなる第１のセンサと、該第１のセンサのセンシングポイントよりも広域なセンシング領域を有する第２のセンサとを少なくとも備えた自律移動体において、前記センサにより得られた移動領域内の環境情報に基づいて移動領域内における移動経路を特定する移動経路特定方法において、予め記憶した移動領域内のマップ情報に基づいて移動経路を特定するステップと、第１のセンサにより環境情報を取得するステップと、第２のセンサにより環境情報を取得するステップと、第２のセンサのセンシング領域において、第１のセンサのセンシングポイントが存在するか否かを判断するステップと、第２のセンサのセンシング領域に、レーザファインダのセンシングポイントが存在する場合に、第１のセンサにより取得した環境情報を選択し、選択した環境情報に基づいてマップ情報を更新するステップと、更新されたマップ情報に基づいて移動経路を特定することを特徴としている。

上述のような自律移動体における移動経路特定方法によれば、第２のセンサにより得られた広域な環境情報のうち、レーザレンジファインダからなる第１のセンサにより得られた環境情報と同一箇所に相当する部分については、レーザレンジファインダにより得られる詳細な環境情報に基づいてマップ情報を更新し、レーザレンジファインダによりセンシングされなかった箇所については第２のセンサにより得られた環境情報に基づいてマップ情報を更新する。そのため、予め記憶したマップ情報を更新する際に、レーザレンジファインダにより認識できない物体が周囲に存在する場合であっても、このような物体を認識した高精度なマップ情報を得ることができる。したがって、このようなマップ情報に基づいて移動経路を特定することで、より高精度に移動経路を特定することが可能となる。

以上、説明したように、本発明によると、レーザレンジファインダを用いたより高精度なマップ情報を作成可能な自律移動体、および自律移動体におけるマップ情報作成方法、および高精度なマップ情報に基づいた移動経路を特定可能な自律移動体における移動経路特定方法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２２を参照しつつ本発明の実施の形態１に係る自律移動体について説明する。この実施の形態における自律移動体は、１対の車輪を駆動することで平面上を自律的に移動する車輪駆動型の自律移動体である例を示すものとする。

図１は、床部１上の限られた移動領域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。図１においては、床部１上の移動領域Ｐ内には特に物体が載置されていない状態を示すものとし、自律移動体１０が移動領域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、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、マップ情報Ｐの形状および大きさが記憶されている。

さらに、移動体本体１０ａの前面には、移動する方向（前方）の環境情報を認識するための第１のセンサとしてのレーザレンジファインダ１７と、同じく環境情報を認識するための第２のセンサとしての超音波センサ１８と、を備えている。なお、このレーザレンジファインダ１７と超音波センサ１８とは、その取り付け位置がほぼ同じ位置になるように構成されているが、図面上では便宜上異なる位置に取り付けられているように描写するものとする。

レーザレンジファインダ１７は、詳細な構造については省略するが、移動体本体１０ａの前方に対して所定の広がり角度でレーザ光を照射するための光源と、光源より照射されたレーザ光の反射光を受光するための受光部とを備えている。そして、レーザ光の照射した角度と、反射するまでに要した時間に基づいて、レーザ光の反射した物体の位置を検出する、いわゆるＴＯＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ ｆｌｉｇｈｔ）の原理による物体検知（センシング）が行われる。

超音波センサ１８は、移動体本体１０ａの前方について所定の広がり角度で同時に超音波を照射する超音波照射部と、照射された超音波の反射を受信する受信部とを備えている。そして、受信した超音波の強度に基づいて、超音波を照射した領域に存在する物体の大まかな形状および位置をセンシングする。これらのレーザレンジファインダ１７および超音波センサ１８により環境情報（センシングされる物体の形状および位置）を得る手順の詳細については後述する。

また、自律移動体１０は、自己の位置を取得するための自己位置取得部を備えている。この自己位置取得部は、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、自律移動体１０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、移動領域内における自律移動体１０の自己位置（オドメトリ位置）を算出する。

そして、これらの自己位置取得部より得られた位置情報は、後述するレーザレンジファンダ１７により得られる環境情報に基づいて適宜修正される。この位置情報を修正する手法については、詳細な説明は省略するが、レーザレンジファインダにより得られた移動領域内の位置情報と、記憶領域１５ａにおいて予め記憶された基本マップ情報とをマッチングし、グリッドマップ上における自己位置を修正するなどといった一般的な手法が用いられる。

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、移動領域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、記憶領域１５ａの内部に記憶された、移動領域Ｐの形状や、その内部に含まれる物体（壁などの障害物）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上の移動領域Ｐ全体の形状を外枠として、その内部に略一定間隔ｍ（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３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、マップ情報Ｐの形状を模した外枠２１の内部を、略一定間隔ｍ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、自律移動体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自律移動体１０の移動方向が特定される。なお間隔ｍは、自律移動体１０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、移動領域Ｐ内において、壁や障害物等の固定物体が存在していることが既知である場合は、それらの既知の物体の位置が予めグリッドマップ２０上に登録された形で記憶領域１５ａに記憶されているものとする。

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ことができる。さらに自律移動体１０は、前述のように自己位置をリアルタイムに求めつつ（例えば１０［ｍｓｅｃ］毎にマップ情報上における自己の位置情報を取得）、作成された移動経路に沿って移動を行う。詳細には、図４に示すように、自律移動体１０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。また、演算部１５は、後述するように、マップ情報上に存在する障害物を検知すると、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に移動経路を修正し、修正した移動経路を新しい移動経路として特定する。この移動経路の特定手法の詳細については説明を省略するが、マップ情報上に追加された障害物の位置等を考慮した上で、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等の手法が好適に用いられる。

次に、前述したレーザレンジファインダ１７および超音波センサ１８を用いて自律移動体１０の前面の環境情報を取得する手法について、詳細に説明する。

まず、図５に示すように、自律移動体１０は、その前面に対してレーザ光Ｌを照射し、自律移動体から所定距離内に位置するセンシング領域Ｓ１に存在する、レーザ光Ｌを反射した物体の位置ＳＰ（センシングポイント）を検出する。具体的には、自律移動体の自己位置を中心として、マップ情報（グリッドマップ２０）上の各グリッド単位のうち、レーザレンジファインダにより行われるセンシングにより、レーザ光が反射したセルを「レーザ計測セル」，レーザ光が通過したセルを「レーザ通過セル」、レーザ光によるセンシングが行われていないセルを「レーザ未観測セル」として認識し、分類して記憶部に記憶する。この「レーザ通過セル」は、自律移動体の自己位置から、レーザ光を反射したセル（レーザ計測セル）までに、レーザ光の通過したセルであり、「レーザ未観測セル」は、レーザ光を反射したセルの後方（レーザ光を照射した方向の延長上）にあるセルを指す。

そして、グリッドマップ２０上のセンシング領域Ｓ１に対応する各グリッド単位において、「レーザ光が反射した回数」「レーザ光が通過した回数」「超音波が反射した回数」「超音波が通過した回数」の各カウント値が関連付けて記憶することで、その状態を表すものとする。以下、詳細に説明する。

すなわち、レーザレンジファインダによりセンシングが行われていないマップ情報作成前の初期状態においては、グリッドマップ上の各グリッド単位（セル）は全て「レーザ未観測セル」として認識される。すなわち、この「レーザ未観測セル」においては、「レーザ光が反射した回数」および「レーザ光が通過した回数」を示すカウント値がともにゼロとして記録される。

また、レーザレンジファインダ１７から照射されたレーザ光Ｌの反射光が受光されると、レーザ光Ｌを照射したときの自律移動体の自己位置と、レーザレンジファインダから照射されるレーザ光の照射方向と、レーザ光の照射から反射光を受光するまでの時間とから、照射したレーザ光が反射した地点のグリッド単位が特定される。このレーザ光が反射した地点のグリッド単位について、「レーザ光が反射した回数」および「レーザ光が通過した回数」を各々１回カウントする。ここで、レーザ光が反射したグリッド単位について「レーザ光が通過した回数」をカウントするのは、グリッドマップ上でレーザ光がどの領域まで到達したかを演算処理により認識させるのを容易にするとともに、後述するようにグリッド単位を「レーザ光を反射した回数」として容易に認識させるためである。

また、自律移動体１０がレーザ光Ｌを照射した位置と、レーザ光Ｌの反射した地点とを結ぶ線分上に存在する各グリッド単位は、レーザ光が通過した領域であるため、これらの各グリッド単位について、それぞれ「レーザ光が通過した回数」を１回カウントする。このように、レーザレンジファインダ１７のセンシング領域Ｓ１に含まれる各グリッド単位について、「レーザ光が反射した回数」および「レーザ光が通過した回数」をカウントし、このカウント値を各グリッド単位に関連付けて記憶する。

さらに、自律移動体１０は、図６に示すようにその前面に向けて超音波を照射し、センシング領域Ｓ２に存在する、超音波を反射した物体の位置を検出する。具体的には、本実施形態における超音波センサは、所定の広がり角度で発せられ、自律移動体から所定の距離Lの領域を計測可能範囲とする。一般に、超音波センサによる物体検知は、センサからの所定距離に位置する物体の厳密なセンシングを行うほどの分解能を有していないため、図６に示すように、センサからの所定の距離Ｄだけ離れた場所の前後方向に計測領域（領域R）の幅（±ｄの距離）を持たせるようにセンシングを行う。この計測領域の幅を示す距離ｄは、センサ精度に応じて定められるもので、用いる超音波センサの標準偏差σを予め見積もることで定めてもよいし、センシングを繰り返してマップ情報を作成する工程でその値を変化させ、最適な値を探索するように定めてもよい。

また、超音波センサは角度方向（広がり角度方向）の分解能を有していないため、図６に示すような帯状の領域（領域Ｒ）内において、超音波の反射が存在するか否か、すなわち障害物が存在するか否かを判断する。

そして、グリッドマップ２０上のセンシング領域Ｓ２に対応する各グリッド単位は、超音波センサにより行われるセンシングにより、超音波が反射した「超音波計測セル」，超音波が通過した「超音波通過セル」、超音波によるセンシングが行われていない「超音波未観測セル」、に分類され、レーザレンジファインダによるセンシング結果と合わせて記憶部に記憶される。以下、詳細に説明する。

超音波センサによりセンシングが行われていないマップ情報作成前の初期状態においては、レーザレンジファインダによるセンシングと同様に、グリッドマップ上の各グリッド単位（セル）は全て「超音波未観測セル」として認識される。すなわち、この「超音波未観測セル」においては、「超音波が反射した回数」および「超音波が通過した回数」を示すカウント値がともにゼロとして記憶される。

図７は、前述したように超音波センサによるセンシングを行った際に、前記センシング領域Ｓ２内の帯状の領域Ｒにおいて超音波の反射が行われた場合を示している。図７に示すように、前記センシング領域Ｓ２において超音波の反射が行われた場合は、センシング領域Ｓ２に含まれる帯状の領域Ｒに含まれる各グリッド単位全てについて、「超音波が反射した回数」および「超音波が通過した回数」を各々１回カウントする。なお、各グリッド単位が帯状の領域Rに含まれるか否かは、帯状の領域Ｒに対してグリッド単位が所定の面積以上含まれているか否かなどを判断基準として行われる。

また、自律移動体が超音波を照射した位置から、センシング領域Ｓ２内の帯状の領域Ｒに至るまでの領域に含まれる各グリッド単位は、超音波を反射する物体が存在せず、超音波が通過した領域であるため、これらの各グリッド単位について、それぞれ「超音波が通過した回数」を１回カウントする。逆に、自律移動体からみて帯状の領域Ｒより後方の領域、および超音波の照射が行われていない領域は、超音波センサによるセンシングが行われていないため、「超音波が反射した回数」および「超音波が通過した回数」を示すカウント値はともにゼロのままとする。

このように、レーザレンジファインダ１７と超音波センサ１８とによりセンシングした結果、各グリッド単位は、その状態を表す情報として「レーザ光が反射した回数」「レーザ光が通過した回数」「超音波が反射した回数」「超音波が通過した回数」の各カウント値が関連付けて記憶されることになる。そして、このような各カウント値により、グリッドマップ上における各グリッド単位に相当する位置の状態、すなわち障害物の有無を判定する。以下、詳細に説明する。

各グリッド単位の状態を各カウント値で表すために、前記グリッド単位を、レーザレンジファインダによりセンシングした結果、壁（すなわち障害物）と認識されたか否かを判定する評価値ｗａｌｌ＿ＬＲＦと、超音波センサによりセンシングされた結果、壁と認識されたか否かを判断する評価値ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒを用いて表現する。ここで、前記評価値ｗａｌｌ＿ＬＲＦと評価値ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒは、各々０、１、またはそれ以外の所定値（例えば０．５）を取り得る評価値であり、後述するように、壁と認識された場合は１、壁と認識されない場合は０、センシングされていない場合は前記所定値（例えば０．５）の値をとる。

前述のような評価値を定めるために、次のように評価値の取り得る値を定めるものとする。まず、あるグリッド単位において、レーザレンジファインダから照射されたレーザ光が通過した回数が０である場合、そのグリッド単位にはレーザレンジファインダによるセンシングが行われていないため、該グリッド単位における評価値ｗａｌｌ＿ＬＲＦ＝０．５と定める。逆に、レーザ光が通過した回数が０ではなく、レーザ光が反射した割合が所定の閾値を超える場合、レーザ光が反射したと判断する。このような判断手法としては、例えば、（レーザ光が反射した回数）／（レーザ光が通過した回数）が所定の閾値以上（例えば０．２以上）の値をとったか否か、などを基準とし、閾値以上の値をとった場合はこのグリッド単位においてはレーザ光が止まった（レーザ光が反射した）と判断し、評価値ｗａｌｌ＿ＬＲＦの値を「１」とする。

逆に、レーザ光が反射した割合が所定の閾値に満たない場合、例えば（レーザ光が止まった回数）／（レーザ光が通過した回数）が所定の閾値に満たなかった場合（例えば０．２未満の場合）においては、このグリッド単位はレーザが単に通過したグリッド単位であると判断し、評価値ｗａｌｌ＿ＬＲＦの値を「０」とする。なお、該閾値の値は０．２に限られるものではなく、レーザレンジファインダのセンシング誤差を考慮し、０．２以外の値に任意に定めることができる。

同様に、あるグリッド単位において、超音波が通過した回数が０である場合、そのグリッド単位には超音波センサによるセンシングが行われていないため、該グリッド単位における評価値ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒは「０．５」の値とする。逆に、超音波が通過した回数が０ではなく、超音波を反射した割合が所定の値以上の場合、例えば、超音波が止まった回数／超音波が通過した回数が所定の閾値以上（例えば０．５以上）の値をとった場合は、このグリッド単位においては超音波が止まった（反射した）と判断し、評価値ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒの値を「１」とする。逆に、超音波が止まった回数／超音波が通過した回数が所定の閾値に満たなかった場合（例えば０．５未満）の値をとった場合は、このグリッド単位においては超音波が単に通過したのみと判断し、評価値ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒの値を「０」とする。

このように各評価値を定めると、各グリッド単位を以下のように表現することが可能となる：
レーザレンジファインダのセンシングにより壁（障害物）と認識されたグリッド単位
・・・（ｗａｌｌ＿ＬＲＦ，ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒ）＝（１，０）
超音波センサのセンシングにより壁（障害物）と認識されたグリッド単位
・・・（ｗａｌｌ＿ＬＲＦ，ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒ）＝（０，１）
超音波センサおよびレーザレンジファインダのセンシングにより壁（障害物）と認識されたグリッド単位
・・・（ｗａｌｌ＿ＬＲＦ，ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒ）＝（１，１）
レーザレンジファインダ，超音波センサのセンシングにより壁（障害物）と認識されなかったグリッド単位
・ ・・（ｗａｌｌ＿ＬＲＦ，ｗａｌｌ＿ｓｏｎａｒ）＝（０，０）

なお、上記以外のグリッド単位については、レーザレンジファインダまたは超音波センサにおいてセンシングが行われなかったグリッド単位とみなされる。

このように、グリッドマップ上の各グリッド単位の状態が、レーザレンジファインダと超音波センサとによりセンシングした結果得られた、「レーザ光が反射した回数」「レーザ光が通過した回数」「超音波が反射した回数」「超音波が通過した回数」の各カウント値によって特定される。これによって、グリッドマップ上における各グリッド単位に相当する位置の状態、すなわち障害物の有無を判定することができる。

次に、このように構成された自律移動体において、各センサ（レーザレンジファインダおよび超音波センサ）により取得した環境情報を用いてマップ情報を作成する手順を、図８に示すフローチャートおよび図９〜図１２に示す図を用いて説明する。

まず、初期状態において、自律移動体１０の記憶領域１５ａ内に記憶されているグリッドマップでは、対象となる移動領域のマップ全体（グリッドマップ２０）の各グリッド単位におけるカウント値（「レーザ光が反射した回数」「レーザ光が通過した回数」「超音波が反射した回数」「超音波が通過した回数」の各カウント値）は、全てゼロにリセットされている。この状態で、自律移動体１０は移動始点から移動終点に向けての移動を開始し、レーザレンジファインダ１７および超音波センサ１８によるセンシングを行う（ＳＴＥＰ１０１）。なお自律移動体１０は、移動を行う際には所定の時間間隔で常に車輪１１、１１の回転数等をカウンタ１４で検知し、この検知された値に基づいて、自律移動体１０の移動した速度や距離などの情報（すなわちオドメトリ情報）を求め、これらの情報から自己位置（オドメトリ位置）を算出している。

次に、レーザレンジファインダ１７により取得した環境情報と、予め記憶した基本マップ情報とを比較し、その比較結果に基づいて、算出したオドメトリ位置を修正する（ＳＴＥＰ１０２）。これによって自律移動体１０の正確な位置が求まる。

そして、自律移動体１０の位置が記憶領域１５ａ内に記憶されたマップ情報（グリッドマップ）上で正確に定まった後に、レーザレンジファインダ１７により取得した環境情報を、グリッドマップ上に展開する（ＳＴＥＰ１０３）。これによって、レーザレンジファインダ１７のセンシングポイントＳＰに対応するグリッド単位が特定されるとともに、グリッドマップ上のセンシング領域Ｓ１に対応する各グリッド単位の「レーザ光が反射した回数」および「レーザ光が通過した回数」を示すカウント値が登録される。

次に、超音波センサ１８のセンシング領域Ｓ２をグリッドマップ上において特定する（ＳＴＥＰ１０４）。本実施形態では、超音波センサ１８のセンシング領域Ｓ２は、自律移動体１０から発せられた超音波によるセンシングが可能な範囲、すなわち、図６に示すような、自律移動体からセンシング可能な距離に位置する帯状の領域となる。

次に、超音波センサ１８のセンシング領域Ｓ２に含まれるグリッド単位中に、ＳＴＥＰ１０３で特定された、レーザレンジファインダ１７のセンシングポイントＳＰに対応するグリッド単位が含まれるか否かを判定する（ＳＴＥＰ１０５）。この判定により、例えば図９に示すように、レーザレンジファインダによるセンシングポイントが、超音波センサ１８のセンシング領域Ｓ２に含まれない場合は、ＳＴＥＰ１０４で特定された超音波センサのセンシング領域Ｓ２に関するデータ、すなわち、グリッドマップ上のセンシング領域Ｓ２に対応する各グリッド単位の「超音波が反射した回数」および「超音波が通過した回数」を示すカウント値を登録する（ＳＴＥＰ１０６）。これによって、超音波センサ１８によるセンシング領域Ｓ２はレーザレンジファインダ１７によるセンシングがなされなかったものとして、レーザレンジファインダ１７によるセンシング領域Ｓ１は超音波センサ１８によるセンシングがなされなかったものとして、各領域に対応するグリッド単位の状態が登録される。その後、レーザレンジファインダ１７によりセンシングされた結果と併せて、センシングした領域における各グリッドマップの状態、すなわち「レーザ光が反射した回数」「レーザ光が通過した回数」「超音波が反射した回数」「超音波が通過した回数」を示す各カウント値を登録し、これらのカウント値に基づいて、各グリッド単位の状態（壁と認識されたか否か、センシングが行われなかったか否か等）を環境情報として登録する（ＳＴＥＰ１０７）。

逆に、ＳＴＥＰ１０５の判定により、例えば図１０に示すように、レーザレンジファインダによるセンシングポイントが、超音波センサ１８のセンシング領域Ｓ２に含まれる場合は、ＳＴＥＰ１０４で特定された超音波センサのセンシング領域Ｓ２に対応するグリッドマップ上の各グリッド単位におけるデータを無効とする（ＳＴＥＰ２０６）。すなわち、超音波センサのセンシング領域に対応するグリッドマップ上の各グリッド単位については、「超音波が反射した回数」および「超音波が通過した回数」を示すカウント値を共に０とする。これによって、レーザレンジファインダ１７のセンシング領域Ｓ１については、超音波センサ１８のセンシングがなされなかったものと判断され、この領域に対応するグリッドマップ上の各グリッド単位の状態が環境情報として登録される。

そして、このようにグリッドマップ上の環境情報（グリッド単位における状態を示す情報）を作成した後、グリッドマップ上の環境情報を更に更新する必要があるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１０８）。このような判定を行う基準はどのようなものであってもよいが、自律移動体１０が目標とする移動終点に到達したか否か、または外部からの信号等により移動を停止する必要があるか否か、などの情報に基づいて行われると好適である。なお、さらにグリッドマップ上の環境情報を更新する必要がある場合は、自律移動体はさらに次の移動箇所（中間点）までの移動を行い（ＳＴＥＰ２０８）、ＳＴＥＰ１０１に戻って同様にグリッドマップの環境情報を作成し、記憶する環境情報の更新を行う。

一方、グリッドマップ上の環境情報を更新する必要がないと判断された場合は、自律移動体１０はその位置に留まり、取得した環境情報に基づいて作成されたグリッドマップ上の各グリッド単位の状態から、例えば図１１に示すようなマップ上における障害物の位置等を示す経路特定用のマップ情報を作成し、移動終点までの移動経路を特定する（ＳＴＥＰ１０９）。このような経路特定用のマップは、超音波センサおよびレーザレンジファインダにより壁と認識された、従来の超音波センサのみにより得られたマップ情報やレーザレンジファインダのみにより得られたマップ情報よりも精度のよいマップ情報となる。

このとき、経路特定用のマップ情報に加えて、自律移動体の自己位置を推定するための自己位置推定用のマップ情報をさらに独立して作成することが好ましい。このような自己位置推定用のマップ情報は、例えば図１２に示すような、レーザレンジファインダにより得られた環境情報、すなわちレーザ光を反射することでセンシングされた物体のみを登録することで作成されたマップであってもよい。自己位置推定用のマップとしては、特にマップ全体に精度を求める必要はなく、移動領域中の特徴部分について部分的なマッチングを行うことで自己位置を推定することができるため、記憶領域１５ａに予め記憶されたグリッドマップと、このような自己位置推定用のマップとを比較することで、自律移動体のグリッドマップ内における総体的な位置を正確に求めることができる。したがって、このようなレーザレンジファインダにより得られたマップを用いると、精度のよい自己位置推定を迅速かつ正確に行うことが可能となる。

そして、移動終点まで到達した後に、さらに次の目標地点（移動終点）が存在するか否かを判断し（ＳＴＥＰ１１０）、次の目標地点が存在すれば再度ＳＴＥＰ１０１に戻ってレーザレンジファインダおよび超音波センサのセンシングによるグリッドマップ上の環境情報の更新を行う。一方、次の目標地点が存在せず、その地点が自律移動体の停止する位置である場合は、移動動作を停止し、その制御を終了する（ＳＴＥＰ１１１）。

次に、このような自律移動体が、自己位置を変化させつつ、移動領域内の障害物（壁）を徐々に認識する具体的な様子について、図１３〜図２２を用いて説明する。

図１３は、移動領域内において、自律移動体１０の前面にガラスのような透明部材で構成された第１の壁Ｗ１と、非透明部材で構成された第２の壁Ｗ２とが設けられている様子を示している。

図１３に示すように、自律移動体１０はその前面にレーザレンジファインダ１７からレーザ光を照射しつつ、超音波センサ１８から超音波を照射している。このとき、レーザレンジファインダ１７のセンシング領域内には第１の壁および第２の壁が含まれているが、超音波センサ１８のセンシング領域にはこれらの壁が含まれていない。すなわち、超音波センサ１８によりセンシングされる物体は存在しないため、このような場合、前述のようなマップ情報作成手順により作成されるマップ情報（グリッドマップ上の環境情報）は、図１４に示すようなレーザレンジファインダによりセンシングされた第２の壁に相当する位置のグリッド単位が、レーザレンジファインダのセンシングにより壁（障害物）と認識されたグリッド単位として記憶され、その背面およびレーザ光によりセンシングされていないに対応する部分が未観測のグリッド単位として記憶されたグリッドマップとなる。

次に、自律移動体が第１の壁Ｗ１および第２の壁Ｗ２に近づくように移動し、超音波センサ１８のセンシング領域に第１の壁Ｗ１および第２の壁Ｗ２の端部付近が含まれる位置に到達した様子を図１５に示す。このとき、超音波センサ１８は各壁のセンシングを開始するが、レーザレンジファインダのセンシング領域が、超音波センサのセンシング領域に含まれているため、超音波センサによりセンシングされた結果は無効、すなわち超音波センサによるセンシングがなされなかったものとして扱われる。その結果、図１６に示すようなレーザレンジファインダのみでセンシングされた結果得られるグリッドマップがマップ情報として得られる。

さらに、自律移動体１０が図１７に示すように第１の壁Ｗ１および第２の壁Ｗ２に近づくように移動し、超音波センサ１８のセンシング領域内にレーザレンジファインダ１７のセンシングポイントが含まれない状態になると、超音波センサによりセンシングされた結果がマップ情報作成に用いられるようになる。その結果、図１８に示すような、レーザレンジファインダにより得られた第２の壁Ｗ２に相当する位置に対応する各グリッド単位が壁として認識されるとともに、第１の壁付近において超音波センサ１８がセンシングした領域に対応する各グリッド単位において、超音波センサ１８からの超音波を反射した回数が増加するため、超音波センサのセンシングにより壁（障害物）と認識されるグリッドマップが得られる。

このように、壁Ｗ１およびＷ２が認識された状態では、移動経路の特定等の詳細な手順は省略するが、図１９に示すように、自律移動体１０はその移動経路を前述のような壁に近づく方向から壁に沿って移動する方向（紙面の右から左へ向かう方向）に変更する。このとき、自律移動体１０と第１の壁の間に位置する空間においては超音波が通過する回数が増加するため、この位置に対応するグリッドマップ上の各グリッド単位は、レーザレンジファインダ，超音波センサのセンシングにより壁（障害物）と認識されなかったグリッド単位として認識される。その結果、図２０に示すような、第１の壁よりも手前部分（自立移動体が存在する側）の位置に対応するグリッド単位が壁と認識されないグリッドマップが得られる。さらに、図２１に示すように、自律移動体が壁に沿って移動する方向に移動動作を継続すると、第１の壁に相当する部分以外の空間（第１の壁と自律移動体の間）に対応する空間は超音波が通過した空間とみなされるため、この結果得られるマップ情報は、図２２に示すような、実際に存在する第１の壁の形状に近い形で壁（障害物）を認識したグリッドマップとなる。

以上、説明したように、このような第１のセンサであるレーザレンジファインダと、第２のセンサである超音波センサとを用いて自律移動体の周囲に存在する物体を高精度に認識したマップ情報を得るとともに、このマップ情報に基づいた移動経路を特定することで、レーザレンジファインダによるセンシングができない物体の存在する移動領域においても、自律移動体が好適に自律移動を行うことが可能となる。

なお、第２のセンサとして超音波センサを用いる場合は、前述の実施形態において説明したいような、単一の超音波センサでなく、複数の超音波センサを用いてもよい。この場合、例えば図２３に示すように、超音波センサのセンシング領域（第１のセンシング領域および第２のセンシング領域）を部分的に重ねるようにしてセンサを配置し、複数のセンシング領域（超音波領域Ａ，Ｂ，Ｃ）を設け、これらのセンシング領域をセンシングした結果を同時に得るようにすると、単一のセンサよりもより分解能の高いセンシング結果が得られる。なお、この場合、超音波センサ同士の干渉を防ぐためにセンシングするタイミングについて同期をとることが可能なセンサを用いることが好ましい。

また、前述の実施形態においては、超音波センサのセンシング領域において、レーザレンジファインダのセンシングポイントが存在するか否かを、第２のセンサにより取得した環境情報を用いるか否かの判断基準としていたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば超音波センサのセンシング領域に含まれるグリッド単位が、レーザレンジファインダのセンシング結果により、既に壁（障害物）と認識されているか否かを、判断する基準としてもよい。

また、前述の実施形態においては、自律移動体の自己位置の修正においては、レーザレンジファインダにより取得した環境情報を予め記憶された基本マップ情報とをマッチングし、オドメトリ位置を修正するようにしているが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、自律移動体にディジタルカメラなどの視覚認識手段を設け、該カメラにより撮像した結果を基本マップ情報と比較することで正確な自己位置を求めるようにすることもできる。

さらに、自己位置を求める手段としては、これらに限定されるものではなく、自律移動体の絶対位置を取得する外部の手段を設けてもよい。例えば、自律移動体を外部から認識し、認識した結果を自律移動体に送信することで自己位置を相対的に求めるようにすることもできる。このような自己位置を認識する手段としては、ＧＰＳなどの既知の手段や、自律移動体を外部から視覚的に撮像する手段などを用いることが可能である。

なお、以上に説明した本発明に係る自律移動体、自律移動体におけるマップ情報作成方法および自律移動体における移動経路特定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は、自律移動体として、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であってもよい。そのような自律移動体としては、例えば車輪による駆動や脚式移動、その他の方法により平面上を移動するような移動体などを挙げることができる。なお、本発明においては、自律移動体の移動する移動領域は平面に限定されるものではなく、段差や凹凸部を含む３次元的な領域であってもよい。特に、２足歩行型の脚式移動ロボット等の場合は、前述のようなセンサから得られる環境情報によって、段差等の３次元的なマップ情報を作成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ため歩容データの作成を適切に行うことが可能となる。

また、自律移動体が記憶するマップ情報として、グリッドマップ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。 移動領域内において自律移動体が第１のセンサであるレーザレンジファインダを用いてセンシングを行う様子を簡易的に示す概略図である。 移動領域内において自律移動体が第２のセンサである超音波センサを用いてセンシングを行う様子を簡易的に示す概略図である。 図６に示す自律移動体が超音波センサを用いて取得した環境情報の一例（グリッドマップ）を示す概略図である。 自律移動体が、レーザレンジファインダおよび超音波センサにより取得した環境情報を用いてマップ情報を作成する手順を示すフローチャートである。 超音波センサによるセンシング領域にレーザレンジファインダのセンシングポイントが含まれていない様子を概略的に示す概略図である。 超音波センサによるセンシング領域にレーザレンジファインダのセンシングポイントが含まれている様子を概略的に示す概略図である。 マップ上における障害物の位置等を示す経路特定用のマップ情報の一例を示す図である。 マップ上における障害物の位置等を示す自己位置推定用のマップ情報の一例を示す図である。 透明部材で構成された第１の壁Ｗ１と、非透明部材で構成された第２の壁Ｗ２とが設けられた移動領域内を自律移動体が移動する様子を示す概略図である。 図１３に示す状態において自律移動体が認識した環境情報（グリッドマップ）の一例を示す図である。 図１３に示す自律移動体が壁に近づくように移動する様子を示す概略図である。 図１５に示す状態において自律移動体が認識した環境情報（グリッドマップ）の一例を示す図である。 図１５に示す自律移動体がさらに壁に近づくように移動する様子を示す概略図である。 図１６に示す状態において自律移動体が認識した環境情報（グリッドマップ）の一例を示す図である。 図１７に示す自律移動体が壁に沿った方向に移動する様子を示す概略図である。 図１９に示す状態において自律移動体が認識した環境情報（グリッドマップ）の一例を示す図である。 図１９に示す自律移動体がさらに壁に沿って移動する様子を示す概略図である。 図２１に示す状態において自律移動体が認識した環境情報（グリッドマップ）の一例を示す図である。 第２のセンサとして複数の超音波センサを用いた場合において、それらのセンサのセンシング領域を重ね合わせた様子を示す概略図である。

符号の説明

１・・・床部
１０・・・自律移動体
１０ａ・・・移動体本体
１１・・・車輪
１３・・・駆動部
１５・・・演算部（判定部）
１５ａ・・・記憶領域（記憶部）
１６・・・バッテリー
１７・・・レーザレンジファインダ（第１のセンサ）
１８・・・超音波センサ（第２のセンサ）
２０・・・グリッドマップ
Ｐ・・・移動領域
Ｓ１，Ｓ２・・・センシング領域
ＳＰ・・・センシングポイント

Claims (17)

1. 移動領域に存在する物体の形状や位置を示す環境情報を取得する複数のセンサを備え、これらのセンサにより得られた環境情報に基づいてマップ情報を作成し、作成したマップ情報に基づいて自律的に移動を行う自律移動体であって、
   前記センサが、レーザ光を照射し、照射したレーザの反射に基づいて環境情報を取得するレーザレンジファインダからなる第１のセンサと、該第１のセンサのセンシングポイントよりも広域なセンシング領域を有する第２のセンサとを少なくとも備えており、
   前記第２のセンサにより得られた環境情報と、第１のセンサにより得られた環境情報とにより得られた環境情報とが、同一箇所の環境情報を示している場合に、第１のセンサにより取得した環境情報を選択し、選択した環境情報に基づいてマップ情報を作成することを特徴とする自律移動体。
2. 前記第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在する場合に、第２のセンサにより取得した環境情報を無効にし、第１のセンサにより取得した環境情報のみを用いてマップ情報を作成することを特徴とする請求項１に記載の自律移動体。
3. 前記第２のセンサが、超音波を照射し、照射した超音波の反射に基づいて環境情報を取得する超音波センサ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. 前記マップ情報が、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から３のいずれかに記載の自律移動体。
5. 前記グリッドマップを構成する各グリッド単位について、第１のセンサにより照射されたレーザ光が通過した回数および反射した回数をカウントした値を記憶し、このカウントした値に基づいて、前記各グリッド単位の状態を定めることでマップ情報を作成することを特徴とする請求項４に記載の自律移動体。
6. 移動領域内における自己位置を取得する自己位置取得部を備え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. 前記自己位置取得部が、移動領域内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ものであることを特徴とする請求項６に記載の自律移動体。
8. 前記自己位置取得部が、外部環境を視覚的に認識するカメラを含み、移動領域内において特定の場所に設けられたランドマークを視覚的に認識することで自己位置を算出するものであることを特徴とする請求項６に記載の自律移動体。
9. 移動領域内のマップ情報を予め記憶した記憶部をさらに備え、前記自己位置取得部が、第１のセンサにより取得された環境情報と、記憶されたマップ情報とを比較することにより自己位置を算出することを特徴とする請求項６に記載の自律移動体。
10. 前記自律移動体が平面上を移動するものであり、平面上に接触する車輪を駆動することにより移動する車輪型の移動体であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の自律移動体。
11. レーザ光を照射し、照射したレーザの反射に基づいて移動領域に存在する物体の形状や位置を示す環境情報を取得するレーザレンジファインダからなる第１のセンサと、該第１のセンサのセンシングポイントよりも広域なセンシング領域を有する第２のセンサとを少なくとも備えた自律移動体において、前記センサにより得られた環境情報に基づいて移動領域内のマップ情報を作成するマップ情報作成方法であって、
    第１のセンサにより環境情報を取得するステップと、
    第２のセンサにより環境情報を取得するステップと、
    第２のセンサのセンシング領域において、第１のセンサのセンシングポイントが存在するか否かを判断するステップと、
    第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在する場合に、第１のセンサにより取得した環境情報を選択し、選択した環境情報に基づいてマップ情報を作成するステップと、を含むことを特徴とする自律移動体におけるマップ情報作成方法。
12. 前記第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在する場合に、第２のセンサにより取得した環境情報を無効にするステップをさらに有し、第１のセンサにより取得した環境情報のみを用いてマップ情報を作成することを特徴とする請求項１１に記載の自律移動体におけるマップ情報作成方法。
13. 前記第２のセンサが、超音波を照射し、照射した超音波の反射に基づいて環境情報を取得する超音波センサであることを特徴とする請求項１１または１２に記載の自律移動体におけるマップ情報作成方法。
14. 前記マップ情報が、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１１から１３のいずれかに記載の自律移動体におけるマップ情報作成方法。
15. 前記グリッドマップを構成する各グリッド単位について、第１のセンサにより照射されたレーザ光が通過した回数および反射した回数をカウントし、このカウントした値に基づいて、前記各グリッド単位の状態を定めるステップをさらに有することを特徴とする請求項１４に記載の自律移動体におけるマップ情報作成方法。
16. 移動領域内における自律移動体の自己位置を取得するステップをさらに含み、該取得した自己位置を基準として第１のセンサおよび／または第２のセンサにより取得した環境情報に基づくマップ情報を作成することを特徴とする請求項１１から１５のいずれかに記載の自律移動体におけるマップ情報作成方法。
17. レーザ光を照射し、照射したレーザの反射に基づいて移動領域に存在する物体の形状や位置を示す環境情報を取得するレーザレンジファインダからなる第１のセンサと、該レーザレンジファインダのセンシングポイントよりも広域なセンシング領域を有する第２のセンサとを少なくとも備えた自律移動体において、前記センサにより得られた移動領域内の環境情報に基づいて移動領域内における移動経路を特定する移動経路特定方法であって、
    予め記憶した移動領域内のマップ情報に基づいて移動経路を特定するステップと、
    第１のセンサにより環境情報を取得するステップと、
    第２のセンサにより環境情報を取得するステップと、
    第２のセンサのセンシング領域において、第１のセンサのセンシングポイントが存在するか否かを判断するステップと、
    第２のセンサのセンシング領域に、第１のセンサのセンシングポイントが存在する場合に、第１のセンサにより取得した環境情報を選択し、選択した環境情報に基づいてマップ情報を更新するステップと、
    更新されたマップ情報に基づいて移動経路を特定することを特徴とする自律移動体における移動経路特定方法。

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