JP2010176283A - 自律移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自律移動装置において、簡単な構成により、環境認識用センサに発生する異常を標識などに依存することなく確実に検知することを可能とする。
【解決手段】自律移動装置１は、制御手段２と、環境物の位置の情報をセンサ情報１１として間欠的に取得する環境認識センサ３と、センサ情報１１を時系列的に記憶する記憶手段４と、時系列のセンサ情報１１間の相関関係から求めたセンサ情報１１の変動の変化状況に応じてセンサ情報１１の真偽を評価する評価手段５とを備え、制御手段２は、評価手段５がセンサ情報１１の変動が所定の第１の閾値よりも小さいと評価したとき、予め設定された動作を自律移動装置１に行わせ、評価手段５は、前記動作の前後において取得されたセンサ情報１１から再び変動を求め、その変動が所定の第２の閾値よりも小さいときセンサ情報１１が異常であると評価して移動を停止させる。この評価はセンサ情報１１が取得される限り行われる。
【選択図】図１

Description

本発明は、環境認識センサに関わる異常を判断する自律移動装置に関する。

従来から、距離センサや撮像装置などの環境認識センサによって環境物の位置の情報を自ら取得し、地図上における自己位置を認識しつつ障害物との衝突を回避しながら自律的に移動する自律移動装置が知られている。このような自律移動装置において、環境認識センサの信頼性や環境認識センサに由来するセンサ情報の信頼性の確保は、装置が安全に移動するための必須要件である。このような自律移動装置が、自己位置を見失った場合であっても不安全領域に進入しないように、標識検出手段を備え、標識検出手段によって特定の標識が検出された場所を不安全領域と判断して移動を一旦停止するようにした自律移動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２４２４０９号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるような自律移動装置においては、特定の標識が検出された場所に至ったときに初めて、自己位置を見失っていることが判明する。つまり、自己位置を認識するために用いたセンサ情報、またはそのセンサそのものの異常は、特定の標識が検出されるまで認識されないことになる。

本発明は、上記課題を解消するものであって、簡単な構成により、環境認識用センサに発生する異常を標識などに依存することなく確実に検知することができる自律移動装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、自己の位置と周囲に存在する環境物の位置の情報を取得しつつ環境物との衝突を回避しながら自律的に移動する自律移動装置において、移動経路を生成し生成した移動経路に沿って移動手段を制御して自己の位置を移動させる制御手段と、環境物の位置の情報を環境認識に用いるセンサ情報として間欠的に取得する環境認識センサと、前記センサ情報を時系列的に記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された時系列のセンサ情報間の相関関係からセンサ情報の変動を求め、この変動の変化状況に応じて該センサ情報の真偽を評価する評価手段と、を備え、前記制御手段は、前記評価手段がセンサ情報の変動が所定の第１の閾値よりも小さいと評価したとき、予め設定された動作を自律移動装置に行わせ、前記評価手段は、前記動作の前後において前記環境認識センサによって取得されたセンサ情報から再び変動を求め、その変動が所定の第２の閾値よりも小さいときセンサ情報が異常であると評価して自律移動装置の移動を停止させるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自律移動装置において、前記第１の閾値と比較する評価は自律移動装置が予め設定している移動速度以上のもとで移動しているときに行うものである。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の自律移動装置において、前記センサ情報は１つまたは複数の環境認識センサによって取得されたセンサ情報を複数のグループに区分してグループ化されており、前記第１の閾値と比較する評価は予め指定したグループのセンサ情報について行うものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の自律移動装置において、前記評価手段は、前記センサ情報の変動が予め設定した第３の閾値より大きいときは、前記予め指定したグループとは異なるグループのセンサ情報について評価を行うものである。

請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記評価手段は、自律移動装置が前記予め設定している移動速度に達することなく移動しているときは、予め設定した距離移動の前後において取得されるセンサ情報について前記第１の閾値と比較する評価を行うものである。

請求項６の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記予め設定された動作として回転移動を行うものである。

請求項１の発明によれば、時系列のセンサ情報間の相関に基づいて環境認識センサに関わる異常の有無を判断するための自己診断を行うようにしたので、環境認識用センサに発生するトラブルを、環境に配置された特定の標識などに依存することなく検知できる。ここで、異常発生の原因は、センサそのものの故障の他に、センサ情報の伝達処理系や記憶手段などに発生することが考えられ、これらはセンサ情報の異常として判断される。また、自律移動装置が停止されるまでに、評価手段による評価が２段階で行われるので、異常がない状態を１回の評価で誤って異常と判断することがなく、効率的な移動を行うことができ、また、真に異常がある場合を見逃すことなく、より確実に検知することができる。また、評価手段によるセンサ情報の評価は、時系列のセンサ情報が取得されている限り、行うことができる。また、評価手段はソフトウエア的に容易に簡単な構成として実現することができる。なお、第１の閾値と第２の閾値とは、通常は、同じ値に設定することができる。また、第２の閾値は第２の閾値による評価を行う前の所定の異常確認動作の内容に応じて、第１の閾値よりも大または小とすることができる。これらの値は、センサ情報の変動を適切に評価できる値に設定すればよい。

請求項２の発明によれば、停止しているときや低速で移動しているときに評価のための動作をすることがなく、自律移動装置を安定に効率的よく稼働させることができる。

請求項３の発明によれば、センサ毎やセンサの検知エリア毎に評価をすることができ、きめ細かい評価を行うことができる。

請求項４の発明によれば、他のセンサ情報について評価をするので、安全確保を行うことができ、他のセンサ情報について異常の有無を判断することができる。この場合、他のセンサ情報について異常がなければ、例えば、立ち往生することなく、予め設定された退避場所などに移動するようにすることができる。なお、第３の閾値は、第１の閾値や第２の閾値に対して、処理が矛盾しない任意の値を採用することができる。

請求項５の発明によれば、移動しているにも関わらず長時間にわたって異常判断を行わない、という事態を回避できる。

請求項６の発明によれば、通常、回転移動により、直線移動の場合よりも視野が大きく変化するので、より確実にセンサ情報間の変動を大きくできると想定されるので、より信頼性よく異常の有無の評価をすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る自律移動装置についてのブロック構成図。 同上装置の移動中の斜視図。 同上装置の移動中の様子を時系列的に示した平面図。 同上装置の稼働中に評価手段が行う処理に関するフローチャート。 同上装置の評価手段が行うセンサ情報の変動を求める処理の模式的説明図。 第２の実施形態に係る自律移動装置における評価手段が行う処理に関するフローチャート。 （ａ）は第３の実施形態に係る自律移動装置の移動中の様子を時系列的に示した平面図、（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ（ａ）に示した各移動位置におけるセンサ情報である画像の図。 （ａ）（ｂ）は第４の実施形態に係る自律移動装置に環境認識センサの検知エリアを示す平面図。 同上装置の稼働中に評価手段が行う処理に関するフローチャート。 同上装置の稼働中に評価手段が行う処理に関する他の例を示すフローチャート。 第５の実施形態に係る自律移動装置の稼働中に評価手段が行う処理に関するフローチャート。

以下、本発明の実施形態に係る自律移動装置について、図面を参照して説明する。なお、図１の自律移動装置１のブロック構成は、全ての実施形態において共通であり、各実施形態において適宜参照される。
（第１の実施形態）
図１乃至図５は第１の実施形態について示す。自律移動装置１は、自己の位置と周囲に存在する環境物の位置の情報を取得しつつ環境物との衝突を回避しながら自律的に移動するために、図１、図２に示すように、移動手段２４を制御して自己の位置を移動させる制御手段２と、環境物の位置の情報を環境認識に用いるセンサ情報１１として間欠的に取得する環境認識センサ３と、センサ情報１１を時系列的に記憶する記憶手段４と、記憶手段４に記憶された時系列のセンサ情報間の相関関係からセンサ情報１１の変動を求め、この変動の変化状況に応じて該センサ情報１１の真偽を評価する評価手段５とを備えている。さらに、自律移動装置１は、自己の位置を認識するための自己位置認識手段２１と、走行経路を生成する経路生成手段２２と、経路生成手段２２によって生成された走行経路に沿って移動手段２４を制御して自己の位置を移動させる移動制御手段２３とを備えている。記憶手段４には、センサ情報１１の他に、自己位置認識手段２１によって取得される自己位置情報１２、地図情報１３、および制御パラメータ１４が記憶される。

制御手段２は、経路生成手段２２によって移動経路を生成し、移動制御手段２３によって移動手段２４を制御して、自律移動装置１を移動経路に沿って移動させる。また、制御手段２は、評価手段５がセンサ情報１１の変動が所定の第１の閾値よりも小さいと評価したとき、予め設定された動作を自律移動装置１に行わせ、評価手段５は、動作の前後において環境認識センサ３によって取得されたセンサ情報１１から再び変動を求め、その変動が所定の第２の閾値よりも小さいときセンサ情報１１が異常であると評価し、自律移動装置１は移動停止される。以下、各構成を詳述する。

第１、第２の閾値は、第１の閾値が通常の移動動作中に行う変動評価に用いる閾値であり、第２の閾値が所定の異常確認動作の後に変動評価に用いる閾値である、という違いがあるが、通常は、同じ値に設定することができる。また、これらの値は、環境認識センサ３の特性やセンサ情報１１のデータ数や測定精度を考慮して、センサ情報１１の変動を適切に評価できる値に設定する必要がある。また、第２の閾値については、所定の異常確認動作の内容にも依存するので、これも考慮される。制御手段２は、各手段を統合制御するものであり、この制御手段２を構成するため、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入出力装置などを備えた一般的な構成の電子計算機と、その上のプロセスや機能の集合を用いることができる。

環境認識センサ３は、車体の前面下部中央に備えられて前方ｘ方向の走行面Ｒ上を水平にスキャンするレーザレーダで構成されている（図２）。レーザレーダは、そのスキャン面内で所定一定角度でレーザビームを振って、所定の半径を有する半円形の障害物検出エリアＡにおいて、物体や障害物までの距離を取得する距離センサである。環境認識センサ３は、例えば、一定の制御周期のもとで間欠的にスキャンを行って、１回のスキャン毎に取得する距離データの集合を各時点におけるセンサ情報１１として時系列的に記憶手段４に記憶させる。また、環境認識センサ３として、レーザレーダの他に、超音波センサなどを備えることができ、これらのセンサからの情報に基づいて障害物検出、障害物との衝突回避、自己位置認識などが行われる。

自己位置認識手段２１は、センサ情報１１のデータを処理して、走行領域の地図情報１３に含められている特徴的な壁情報などの環境構成物情報や専用に設けられたランドマークなどを抽出し、その位置を地図情報１３と比較することにより自律移動装置１の自己位置を取得し認識する。自己位置認識手段２１によって取得された情報は自己位置情報１２として記憶手段４に記憶され、経路生成手段２２や移動制御手段２３によって参照される。また、自己位置の取得には、移動手段２４からの情報を用いることもできる。移動手段２４は、例えば電池ＢＴで駆動されるモータと駆動輪２４ａ（図２）などを備えて構成される。このモータには、その回転数や回転速度を計測するエンコーダが設けられている。移動制御手段２３は、このエンコーダの出力によって移動距離や移動方向を大略知ることができ、自律移動装置１は、これをもとにデッドレコニング（推定航法）を行って自律的に移動する。

次に、自律移動装置１の移動と、移動中の処理について説明する。図３に示すように、自律移動装置１は、進行方向左側に壁などの障害物Ｗが存在する状況のもと、位置Ｐ１から、位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と移動している。位置Ｐ１における自律移動装置１の障害物検出エリアＡ１には、障害物Ｗは検出されていない。自律移動装置１が直進して位置Ｐ２に至ると、障害物検出エリアＡ２に障害物Ｗが検出されるので、自律移動装置１は障害物Ｗを回避しつつ移動して位置Ｐ３に至る。図中において、障害物検出エリアＡ２などの外形によってセンサ情報１１の内容を示し、その外形が半円形から凹んだ形状によって、障害物が検出されたことを表現している。ところが、位置Ｐ３における自律移動装置１の記憶手段４に記憶されているセンサ情報１１は、位置が移動して障害物が検出されていないにも関わらず、位置Ｐ２におけるセンサ情報１１と同じである。すなわち、障害物検出エリアＡ２，Ａ３の外形が同じ形状となっている。これは、位置Ｐ２から位置Ｐ３に至る間に、環境認識センサ３、または、環境認識センサ３から出力されるデータの伝送や処理系統、記憶手段４などに何らかの異常が発生していることを示す。制御手段２と評価手段５とは、以下に示すように、自律移動装置１の移動中に、このような異常状態の発生をリアルタイムに近い処理によって検出して自律移動の安全性を確保する機能を有する。

図４のフローチャートに示すように、自律移動装置１は、移動を開始すると、目的地に到達したかどうかを調べ（Ｓ０）、到達していれば（Ｓ０でＹｅｓ）、移動処理を終了し、到達していなければ（Ｓ０でＮｏ）、環境認識センサ３によってセンサ情報１１を取得し記憶させる（Ｓ１）。評価手段５は、記憶手段４に記憶された時系列のセンサ情報間の相関関係からセンサ情報１１の変動を算出する（Ｓ２）。

ここで、図５により、変動の算出方法の１例を説明する。センサ情報１１の変動として用いられる相関係数Ｒが、時刻ｔ１のセンサ情報１１である距離データｄ（ｔ１，ｋ×Δθ）と、時刻ｔ２のセンサ情報１１である距離データｄ（ｔ２，ｋ×Δθ）との間で算出される。図中には、時刻ｔ１，ｔ２に、それぞれ図３における位置Ｐ１，Ｐ２を対応させて、距離データｄが示されている。ここで、本例では、ｋ＝０〜Ｋ，Ｋ＝１２，Δθ＝１５゜であり、半円形の障害物検出エリアＡにおける全角π（ラジアン）を角度１５゜ずつ１２等分して距離データｄが測定されている。時刻ｔ１のデータは、環境認識センサ３の認識限界距離として設定された距離を示す一定値のデータとなっており、時刻ｔ２のデータは、角度０〜π／２までは一定で、その後の角度では、障害物Ｗの位置を示して、認識限界距離よりも近い距離となっている。

相関係数Ｒは、角度変数であるｋの値が同じ２時刻のデータを変数とする関数Ｆの関数値ｆｋ、すなわちｆｋ＝Ｆ（ｄ（ｔ１，ｋ×Δθ），ｄ（ｔ１，ｋ×Δθ））を、ｋ＝０〜Ｋについて積算した値として定義することができる。関数Ｆは、例えば、同じ角度、つまり同じｋ値を有する２データの積、差、差の２乗等を用いることができる。また、関数Ｆとして、統計で用いられる相関関数などを用いることができる。さらに、同じことであるが、差の和の代わりに、各時刻のデータ値を積算した値の差を用いることもできる。より一般的に、センサ情報１１間の変動を表す量であれば、その量を相関係数Ｒ、すなわち変動として用いることができる。また、変動はその大きさ、つまり絶対値を評価の対象にするが、変動を必ずしも非負として求めないときは、各閾値を正負の値とすればよい。

上記によって変動が算出されると、評価手段５が、その変動が第１の閾値よりも小さいかどうかを調べる（Ｓ３）。センサ情報１１の変動が第１の閾値よりも小さくないと評価されたとき（Ｓ３でＮｏ）、センサ情報１１に異常はないとされ、制御は初めのステップ（Ｓ０）に戻される。変動が第１の閾値よりも小さいと評価されたとき（Ｓ３でＹｅｓ）、制御手段２は、予め設定された所定の動作、例えば、図３における、位置Ｐ３から位置Ｐ４に移動するような回転動作を含む動作（回転移動）を自律移動装置１に行わせる（Ｓ４）。

上記所定の動作は、変動が小さいという結果が現実の状態であるのかどうかを確認するための動作であり、回転動作が好適である。回転動作は、直線移動の場合よりも視野が大きく変化するので、より確実にセンサ情報間の変動を、故意に大きくできると想定されるからである。回転動作の回転角度は、稼働環境において得られるセンサ情報１１の特性や環境認識センサ３の特性に合わせて適宜設定することができる。また、この回転動作に先立って、移動を停止する動作を加えてもよい。自律移動装置１がその場回転をできる場合には、移動することなく回転動作を行うことができる。また、停止する場合、より安全性が高められるが、環境認識センサ３やセンサ情報１１が異常でなかった場合に、移動が阻害されることになるので、第１の閾値の設定や、自律移動装置の稼働環境などの安全性に関する状況を考慮して停止動作の要否を決定する必要がある。

上記の動作後、センサ情報１１の取得と記憶が行われ（Ｓ５）、その後、評価手段５は、動作の前後において環境認識センサ３によって取得されたセンサ情報１１から再び変動を求める（Ｓ６）。評価手段５によって、その変動が第２の閾値よりも小さくないと評価されたとき（Ｓ７でＮｏ）、センサ情報１１に異常はないとされ、制御は初めのステップ（Ｓ０）に戻される。また、その変動が第２の閾値よりも小さいとき（Ｓ７でＹｅｓ）、センサ情報１１が異常であると評価され（Ｓ８）、自律移動装置１の移動が停止される（Ｓ１０）。上記処理は、制御手段２における所定の制御周期のもとで繰り返されるが、評価手段５による評価は、必ずしもセンサ情報１１の取得の周期に合わせる必要はなく、評価回数を間引いて、例えば、１０回おきに実施するようにしてもよい。

本実施形態では、環境認識センサ３としてレーザレーダについて説明したが、これが超音波センサの場合には、通常、距離測定精度や角度分解能がレーザレーダに比べて劣るので、レーザレーダの場合の閾値よりも大きな閾値を設定することになる。また、所定の動作として回転動作は、角度分解能の劣る超音波センサの場合には、レーザレーダの場合よりも、より大きな角度回転を行うことになる。所定の動作によって、センサ情報１１の変動を通常の移動中よりもより大きくすることが望める場合には、第１の閾値に比べて、第２の閾値をより小さくして、変動に対する評価をより厳しくすることができる。

本実施形態によれば、時系列のセンサ情報１１間の相関に基づいて環境認識センサ３に関わる異常の有無を判断するための自己診断を行うようにしたので、環境認識センサ３に発生するトラブルを、環境に配置された特定の標識などに依存することなく検知することができる。ここで、異常発生の原因は、環境認識センサ３そのものの故障の他に、センサ情報１１の伝達処理系や記憶手段４などに発生することが考えられる。例えば、記憶手段４における書き換え更新が、電気ノイズによって阻害された場合には、古いデータがそのまま残ることになる。これらはセンサ情報１１の異常として判断される。また、自律移動装置１が停止されるまでに、評価手段５による評価が２段階で行われるので、異常がない状態を１回の評価で誤って異常と判断するようなことがなく、効率的な移動を行うことができ、また、真に異常がある場合を見逃すことなく、より確実に検知することができる。

また、評価手段５によるセンサ情報１１の評価は、時系列のセンサ情報１１が取得されている限り行うことができる。また、評価手段５はソフトウエア的に容易に簡単な構成として実現することができる。センサ情報１１についてさらに述べると、センサ情報１１はそのものは、自己位置認識や障害物検出に用いられるものであり、自己位置認識に用いられるデータの他に、環境認識センサ３によって取得される全てのデータが含まれている。このようなデータの時系列データは、近くに検出されるような環境障害物が全くないような特殊な状況を除いて、自律移動装置１が移動や回転動作をしている限り、時々刻々変化する。そして、このようなセンサ情報１１を用いて、自己診断をするので、移動中の各場所において、環境認識センサ３に関わる異常の有無を判断することができる。

（第２の実施形態）
図６は第２の実施形態に係る自律移動装置１の評価手段５が行う処理を示す。本実施形態は、第１の実施形態における第１の閾値と比較する評価の実施に制限を加えるものである。すなわち、移動を開始すると目的地到達の如何を調べ（＃０）、センサ情報１１の取得と記憶を行い（＃１）、その後、現在の移動速度が所定の速度以上であるかどうかを判断し（＃２）、所定速度以上の場合に（＃２でＹｅｓ）、センサ情報１１の変動を算出する（＃３）。所定速度に達していなけらば（＃２でＮｏ）、処理は最初のステップ（＃１）に戻される。ここで、図６におけるステップ（＃０，＃１）は図４におけるステップ（Ｓ０，Ｓ１）に相当し、ステップ（＃３〜＃６）はステップ（Ｓ２〜Ｓ９）に相当する。本実施形態によれば、停止しているときや低速で移動しているときにセンサ情報１１を評価する動作をすることがなく、自律移動装置１を安定に効率的よく稼働させることができる。

（第３の実施形態）
本実施形態の自律移動装置１は、第１の実施形態におけるレーザレーダから成る環境認識センサ３に加えて、画像センサから成る環境認識センサ３１を備えるものである。そして、評価手段５は、画像センサによって時系列的に取得されたセンサ情報１１、すなわち画像の時系列について評価を実施する。なお、自律移動装置１は、レーザレーダ（環境認識センサ３）を備えることなく画像センサ（環境認識センサ３１）だけを備えて自律移動するように構成することもできる。

図７（ａ）に示す自律移動装置１は、画像センサから成る環境認識センサ３１によって、前方のマーカＭＫを含む画像を撮像しつつ、位置Ｑ１から、位置Ｑ２，Ｑ３と移動している。また、図７（ｂ）（ｃ）（ｄ）の画像は、各位置Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３における位置で撮像した画像を示している。画像Ｇ１ではマーカＭＫが像ｍｋ１が画像中央に撮像され、画像Ｇ２では位置ｍ１にあるべき像ｍｋ２がやはり略画像中央に撮像されている。評価手段５は、このような画像データの変動を評価した結果、制御手段２を介して自律移動装置１に回転移動をさせ、自律移動装置１の状態を位置Ｑ３における状態としている。ところが、画像Ｇ３では、像ｍｋ３が画像中央から移動しているものの、本来予想される位置ｍ２にはなく、画像の変動、すなわちセンサ情報１１の変動が小さいものとなっている。そこで、評価手段５は、センサ情報が異常であると評価して自律移動装置の移動を停止させる。

上記において、評価手段５は、第１の実施形態と同様に、予め設定された第１、第２の閾値と各変動とを比較して、図４に示されたフローチャートに従って、同様の処理を行っている。但し、センサ情報１１の変動は、距離データ間の相関に基づく第１の実施形態とは異なり、画像間の相関に基づいて求められる。例えば、画像中のマーカＭＫの像ｍｋ１，ｍｋ２，ｍｋ３の位置の変化を変動とすることができる。また、特定のマーカＭＫの像に基づくことなく、画像中の全ての画素、または一部の画素のデータ（輝度や色）間の相関関係に基づく差分や比較値を変動として用いることができる。

（第４の実施形態）
図８、図９は第４の実施形態に係る自律移動装置について示す。本実施形態は、第１の実施形態におけるレーザレーダの半円形の障害物検出エリアＡを、図８（ａ）に示すようにエリアＡ，Ｂの２分割、または図８（ｂ）に示すようにエリアＡ，Ｂ，Ｃの３分割して、各エリアのいずれかについて評価手段５による評価、すなわち自己診断を行うものである。より一般的に述べると、本実施形態の自律移動装置１では、センサ情報１１が１つまたは複数の環境認識センサ３によって取得されたセンサ情報１１を複数のグループに区分してグループ化されており、評価手段５が第１の閾値と比較する評価は、予め指定したグループのセンサ情報１１について行われる。ここで、予め指定したグループとして、全てのグループを指定して、それぞれ個別に評価をするようにしてもよい。また、各グループを、交互に時間をおいて順番に行うようにしてもよい。本実施形態によれば、環境認識センサ３毎や１つの環境認識センサ３の検知エリアを分割したエリア毎に評価をすることができ、きめ細かい評価を行うことができる。

また、上記のようにグループ化したセンサ情報１１を用いると、グループ間で相補的な役割をさせることができる。すなわち、図９のフローチャートに示すように、移動を開始すると目的地到達の如何を調べ（＃１０）、センサ情報１１の取得、記憶、および予め指定した特定のグループに属するセンサ情報１１の変動の算出を行い（＃１１）、その後、その変動が予め設定した第３の閾値と比較される（＃１２）。第３の閾値は、通常、第１の閾値よりも大きく設定する。変動が第３の閾値より大、かつ、未評価のセンサ情報ありの場合には（＃１２でＹｅｓ）、センサ情報１１を他の未評価のグループのセンサ情報１１に切り替え（＃１３）、評価手段５が変動を算出し（＃１４）、制御はステップ（＃１２）に戻される。ステップ（＃１５）へと進められる。また、ステップ（＃１２）において、変動が第３の閾値よりも大きくないか、または、切り替えるべき他の未評価のセンサ情報がないとされた場合には（＃１２でＮｏ）、その後のステップ（＃１５，＃１６，＃１７）において、第１の実施形態における図４のステップ（Ｓ３〜Ｓ９）と同様の処理が行われる。以上のような処理によると、ステップ（＃１２）において、変動が第３の閾値よりも大きいセンサ情報１１は、第３の閾値を第１の閾値よりも大きく設定していることから、変動が第１の閾値よりも小とはならないので（大きすぎるという異常はありえるが変動が小さすぎるということがないという意味で）正常なセンサ情報１１については評価せずに、別のグループのセンサ情報１１について効率的に評価することができる。図９のフローチャートに示す処理における第３の閾値は、センサ情報１１の切り替えの判断に用いられている。

図１０に示すフローチャートは、図９における第３の閾値と変動を比較するステップ（＃１２）を、第１の閾値と変動を比較するステップ（＃１５）の後に移動した場合の処理を示す。すなわち、センサ情報１１の取得、記憶、および予め指定した特定のグループに属するセンサ情報１１の変動の算出を行い（＃１１）、その後、その変動が第１の閾値よりも小さいかどうかを調べられる（＃１５）。変動が第１の閾値よりも小さくないと評価されたとき（＃１５でＮｏ）、その変動が予め設定した第３の閾値と比較される（＃１２）。第３の閾値は、論理上、第１の閾値よりも大きく設定される。変動が予め設定した第３の閾値より大、かつ、未評価のセンサ情報ありの場合には（＃１２でＹｅｓ）、センサ情報１１を他の未評価のグループのセンサ情報１１に切り替え（＃１３）、評価手段５が変動を算出し（＃１４）、制御はステップ（＃１５）へと戻される。また、ステップ（＃１２）において、変動が第３の閾値よりも大きくないか、または、切り替えるべき他の未評価のセンサ情報がないとされた場合には（＃１２でＮｏ）、処理は最初のステップ（＃１０）に戻される。ステップ（＃１５）において、変動が第１の閾値よりも小のときは（＃１５でＹｅｓ）、その後のステップ（＃１６，＃１７）において、図９のステップ（＃１６，＃１７）と同様の処理が行われる。

図１０の処理において、第３の閾値を、第１の閾値よりも大きく設定することにより、第１の実施形態に示した種類の異常とは別種のセンサ情報の異常を検出することができる。これは、センサ情報が変化しないという種類の異常の他に、センサ情報におけるデータ値が異常に大きな値を示すという種類の異常も考えられるからであり、上限を決めるような第３の閾値によって、このような異常状態を検出することができる（この点、図９のフローチャートに示す処理と第３の閾値の用い方が異なる）。なお、センサ情報の時系列においてデータ値が異常に大きな値の状態が安定に継続する場合には、やはり変動が小さくなるので、第３の閾値を用いる処理に依らなくても異常を検出できる。また、第３の閾値を第１の閾値よりも小さくすることにより、センサ情報の示す異常の程度を判定できるようにすることができる。以上のことから、図９や図１０に示した処理に応じて、また、変動について何を評価しようとするかに応じて、第３の閾値は、第１の閾値や第２の閾値に対して、処理が矛盾しない任意の値を採用することができる。

本実施形態の図９、図１０に示されるような処理によれば、他のセンサ情報１１について評価をするので、安全確保を行うことができ、他のセンサ情報１１について異常の有無を判断することができる。この場合、他のセンサ情報１１について異常がなければ、例えば、立ち往生することなく、予め設定された退避場所などに移動するようにすることができる。なお、安全確保のために、ステップ（＃１３）におけるセンサ情報１１の切り替えを行う前に自律移動装置１の移動停止を行うようにしてもよい。

（第５の実施形態）
本実施形態は第２の実施形態の変形例を示し、図１１に示すように、ステップ（＃２０）が追加されている点が、第２の実施形態における図６のフローチャートとは異なっている。自律移動装置１が予め設定している移動速度に達することなく移動しているときは（＃２でＮｏ）、以前の時系列のいずれかのセンサ情報１１を取得してから所定距離を移動したかどうかが調べられる（＃２０）。各移動位置間における移動距離は、自己位置情報１２に基づいて算出することができる。また、エンコーダからの出力値を積算記録しておくことにより算出することができる。所定距離を移動していない場合（＃２０でＮｏ）、処理は最初のステップ（＃０）に戻される。また、所定距離を移動した場合（＃２０でＹｅｓ）、予め設定した距離移動の前後において取得されるセンサ情報１１についてセンサ情報間の変動算出が行われ（＃３）、その後のステップにおいて、第２の実施形態と同様の処理が行われる。本実施形態によれば、移動しているにも関わらず長時間にわたって異常判断を行わない、という事態を回避できる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、図１に示した各手段は、互いに機能を代替できる場合は相互に機能を変更をすることができ、また、重複して機能を備えることができる。例えば、センサ情報が異常であるとして自律移動装置１を停止させる場合に、評価手段５が停止させてもよく、制御手段２、または移動制御手段２３が停止させるようにしてもよい。また、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。

１ 自律移動装置
２ 制御手段
３，３１ 環境認識センサ
４ 記憶手段
５ 評価手段
１１ センサ情報

Claims (6)

1. 自己の位置と周囲に存在する環境物の位置の情報を取得しつつ環境物との衝突を回避しながら自律的に移動する自律移動装置において、
   移動経路を生成し生成した移動経路に沿って移動手段を制御して自己の位置を移動させる制御手段と、
   環境物の位置の情報を環境認識に用いるセンサ情報として間欠的に取得する環境認識センサと、
   前記センサ情報を時系列的に記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段に記憶された時系列のセンサ情報間の相関関係からセンサ情報の変動を求め、この変動の変化状況に応じて該センサ情報の真偽を評価する評価手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記評価手段がセンサ情報の変動が所定の第１の閾値よりも小さいと評価したとき、予め設定された動作を自律移動装置に行わせ、
   前記評価手段は、前記動作の前後において前記環境認識センサによって取得されたセンサ情報から再び変動を求め、その変動が所定の第２の閾値よりも小さいときセンサ情報が異常であると評価して自律移動装置の移動を停止させることを特徴とする自律移動装置。
2. 前記第１の閾値と比較する評価は自律移動装置が予め設定している移動速度以上のもとで移動しているときに行うことを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。
3. 前記センサ情報は１つまたは複数の環境認識センサによって取得されたセンサ情報を複数のグループに区分してグループ化されており、
   前記第１の閾値と比較する評価は予め指定したグループのセンサ情報について行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自律移動装置。
4. 前記評価手段は、前記センサ情報の変動が予め設定した第３の閾値より大きいときは、前記予め指定したグループとは異なるグループのセンサ情報について評価を行うことを特徴とする請求項３に記載の自律移動装置。
5. 前記評価手段は、自律移動装置が前記予め設定している移動速度に達することなく移動しているときは、予め設定した距離移動の前後において取得されるセンサ情報について前記第１の閾値と比較する評価を行うことを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置。
6. 前記予め設定された動作として回転移動を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の自律移動装置。

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