JP2016218504A - 移動装置及び移動システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動装置が検出物に接触するのを減らす。【解決手段】路面上を移動する移動装置１が、路面上又は周辺にある検出物を検出する検出方向を、移動装置の進行方向又は、前記路面に対する方向となる下方向の、いずれかの方向になるように変更できる検出部５を有し、検出方向を下方向にして検出物を検出した検出物の位置、及び方向を含む周辺及び路面に係るデータを記憶し、検出方向を進行方向にして検出物を検出した検出結果と、周辺及び路面に係るデータとに基づいて、移動装置が移動するルートを決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、移動装置及び移動システムに関する。

従来、地図データ、測定データ又はこれらを組み合わせて用い、災害等で倒壊した建物内等を自律で移動するロボット等の自律移動装置が知られている。

また、自律移動装置では、自律移動装置の上部を損壊する要因となる物体及び自律移動装置の下方に位置する自律移動装置が落下してしまう穴を超音波センサ等で検出し、地図データを用いて自律移動装置を走行させる方法が知られている（例えば、特許文献１等）。

しかしながら、従来の方法では、障害物及び段差等の検出物のうち、移動装置の近くに存在する検出物しか検出できないため、移動装置が速い速度で移動する場合等には、検出物を検出してから、停止等によって、検出物を回避しても間にあわない場合がある。この場合には、移動装置は、段差に落下又は障害物に衝突等の検出物に接触することになってしまう場合がある。即ち、検出物が検出されても、移動装置が、検出物に接触してしまうおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、移動装置が検出物に接触するのを減らすことができる移動装置を提供することを目的とする。

一態様における、路面上を移動する移動装置は、前記路面上又は周辺にある検出物を検出する検出方向を前記移動装置の進行方向又は前記路面に対する方向となる下方向のいずれかの方向になるように変更できる検出部と、前記検出方向を前記下方向にして前記検出物を検出した前記検出物の位置及び方向を含む周辺及び路面に係るデータを記憶する記憶部と、前記検出方向を前記進行方向にして前記検出物を検出した検出結果と、前記周辺及び路面に係るデータとに基づいて、前記移動装置が移動するルートを決定する決定部とを含む。

本発明の一実施形態によれば、移動装置が検出物に接触するのを減らすことができる。

本発明の一実施形態に係る移動装置の全体構成の一例を示す外観図である。 本発明の一実施形態に係る移動装置及び移動装置が有する装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る検出方向の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る移動装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る移動装置によるルート決定処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る移動装置によって生成される周辺及び路面に係るデータの一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る移動装置による段差の検出例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る移動装置による検出における距離計測の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る移動装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付し、重複した説明を省く。

＜移動装置例＞
はじめに、本実施形態に係る移動装置の全体構成の一例について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動装置の全体構成の一例を示す外観図である。図示するように、移動装置は、例えば、いわゆるＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｇｕｉｄｅｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ、無人搬送車）１である。以下、図示するＡＧＶ１の例で説明する。図１では、ＡＧＶ１は、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）２と、バッテリ３と、電子回路基板４と、複数のセンサ５と、モータ６と、エンコーダ７とを有する。なお、以下の説明では、図１では横方向で図示する方向をＸ軸、縦方向で図示する方向をＺ軸、及びＡＧＶ１の進行方向となる奥行き方向をＹ軸とする。また、以下の説明では、Ｚ軸回りの回転をＹａｗ回転、Ｘ軸回りの回転をＰｉｔｃｈ回転、Ｙ軸回りの回転をＲｏｌｌ回転という。

ＰＣ２は、情報処理装置の例であり、各種データ及び操作を入力して、各種処理を実行する。また、ＰＣ２と電子回路基板４とは、ケーブル又は無線等で接続され、ＰＣ２は、処理結果等に基づいて、電子回路基板４にモータ６等を制御させる。

ＡＧＶ１は、モータ６が回転することで、ＰＣ２等を搭載して移動する。また、モータ６の回転した回転数又は回転量等は、エンコーダ７によってカウント値等として検出される。さらに、ＡＧＶ１には、図示するように、ＡＧＶ１の進行方向に存在する障害物及び段差等の検出物を検出するセンサ５が設置される。

なお、ＡＧＶ１は、図示する全体構成に限られず、ＡＧＶ１が有する装置の位置及び数は、図示する位置及び数と異なってもよい。

＜ハードウェア構成例＞
図２は、本発明の一実施形態に係る移動装置及び移動装置が有する装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

ＡＧＶ１が有するＰＣ２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２Ｈ１と、主記憶装置２Ｈ２と、補助記憶装置２Ｈ３と、入出力装置２Ｈ４と、Ｉ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）２Ｈ５とを有する。

ＣＰＵ２Ｈ１は、ＰＣ２が行う各種処理及び各種データの加工を行う演算装置並びにＰＣ２が有する各ハードウェア等を制御する制御装置である。なお、ＣＰＵ２Ｈ１は、ＣＰＵ２Ｈ１を補助する演算装置又は制御装置をさらに有してもよい。即ち、ＰＣ２が行う各種処理は、ソフトウェアに基づいてＣＰＵ２Ｈ１が処理することで実現される。

主記憶装置２Ｈ２は、ＰＣ２が使うデータ、プログラム及び設定値等を記憶する。また、主記憶装置２Ｈ２は、いわゆるメモリ（ｍｅｍｏｒｙ）等である。

補助記憶装置２Ｈ３は、ＰＣ２が使うデータ、プログラム及び設定値等を記憶する。また、補助記憶装置２Ｈ３は、ハードディスク（ｈａｒｄｄｉｓｋ）等である。

入出力装置２Ｈ４は、操作画面を出力し、ＰＣ２に、ユーザ等による操作を入力するインタフェースである。具体的には、入出力装置２Ｈ４は、タッチパネルディスプレイ等である。なお、入出力装置２Ｈ４は、入力装置及び出力装置を組み合わせた装置でもよい。

Ｉ／Ｆ２Ｈ５は、ＰＣ２に電子回路基板４及びサーバ等の外部装置等を接続させるインタフェースである。具体的には、Ｉ／Ｆ２Ｈ５は、コネクタ及びケーブル等である。無線を用いる場合、Ｉ／Ｆ２Ｈ５は、アンテナ等を有してもよい。例えば、Ｉ／Ｆ２Ｈ５は、電子回路基板４からエンコーダ７のカウンタ値等を入力し、ＡＧＶ１が動いた距離等をフィードバックする。また、Ｉ／Ｆ２Ｈ５は、周辺及び路面に係るデータＤを入力する。

なお、ＰＣ２は、各ハードウェア資源を補助する補助装置を更に有してもよい。また、ＰＣ２は、複数の情報処理装置によって構成されてもよい。さらに、ＰＣ２は、サーバ、タブレット又はモバイルＰＣ等の情報処理装置でもよい。

バッテリ３は、ＡＧＶ１が有する各装置を動作させるための電気を供給する。

電子回路基板４は、駆動及びＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）制御等を行う。具体的には、電子回路基板４は、演算装置及び制御装置となるＣＰＵ等を有する。例えば、電子回路基板４は、ＰＣ２からのルート及び速度を指示する指令等に基づいて複数のモータ６等の駆動をそれぞれ制御してＡＧＶ１を移動させる。なお、電子回路基板４は、ＰＣ２が有するＣＰＵ２Ｈ１とは、別にＣＰＵ等を有するため、ＰＣ２による処理とは、独立して制御等を行うことができる。したがって、例えば、ＰＣ２による処理によってＣＰＵ等が占有され、電子回路基板４は、ＰＣ２による処理が終了するまで、モータ６の制御を待たされることがないようにできる。

また、電子回路基板４には、センサ５が接続される。センサ５は、例えば、超音波センサ等である。例えば、電子回路基板４は、超音波センサによって、進行方向を含む周辺をセンシングし、検出物を検出する。また、電子回路基板４は、ジャイロセンサ８等によって、ＡＧＶ１の位置を検出する。次に、電子回路基板４は、各センサによる検出結果をＰＣ２にフィードバックさせる。なお、センサ５は、例えば、赤外線センサ等でもよい。

電子回路基板４は、所定の時間間隔で、センサ５から検出結果を取得する。次に、電子回路基板４は、検出結果に基づいて、検出物等を回避するため、モータを減速又は停止させる等の制御を行う。

サーボモータ９は、超音波センサ等が検出を行う検出方向を変更する切替装置の例である。例えば、サーボモータ９は、超音波センサから発信される超音波が進行方向（図１でＹ軸方向）に発信されるように、超音波センサの向きを変更する（図１でＰｉｔｃｈ回転）。また、検出方向が下方向（図１でＺ軸方向）となるように、サーボモータ９は、超音波センサから発信される超音波が路面に対して発信されるように、超音波センサの向きを変更する（図１でＰｉｔｃｈ回転）。さらに、サーボモータ９は、進行方向に対して左右方向（図１でＹａｗ回転）に超音波センサの向きを周期的に変更する。なお、サーボモータ９は、切替装置の例であり、サーボモータ９は、他の種類のアクチュエータ等で構成されてもよい。また、サーボモータ９は、１自由度ごとにそれぞれ設置される。

なお、モータ６は、アクチュエータの一例であり、他の種類のアクチュエータでもよい。また、ＡＧＶ１は、モータ６以外に減速機又はダンパ等の機械部品を有してもよい。エンコーダ７及びジャイロセンサ８は、ＡＧＶ１の移動距離又は位置等を計測する計測装置の一例であり、他の種類のセンサでもよい。

＜検出方向例＞
図３は、本発明の一実施形態に係る検出方向の一例を示す図である。ＡＧＶ１は、検出方向を例えばサーボモータ９（図２）等を制御して図３（Ａ）又は図３（Ｂ）のいずれかとなるように変更する。

例えば、ＡＧＶ１は、モードによって、図３（Ａ）又は図３（Ｂ）のいずれかに変更する。以下、ユーザ等による操作が少なく、ＡＧＶ１が周辺及び路面に係るデータＤ（図２）並びにセンサ５による検出結果等に基づいてモータ等を制御する、ＡＧＶ１がいわゆる自律状態である場合を「自律移動モード」という。一方、ユーザ等による操作によってＡＧＶ１が移動し、センサ５による検出結果等に基づいて、検出物の位置等のデータを取得する場合を「操作移動モード」という。

例えば、ＡＧＶ１は、自律移動モードでは、図３（Ｂ）のように変更し、一方、ＡＧＶ１は、操作移動モードでは、図３（Ａ）のように変更する。

図３（Ａ）では、ＡＧＶ１は、複数のセンサ５のうち、高さ方向（Ｚ軸方向）において、高い位置に設置されるセンサ（以下「第１センサ」という。）５１の検出方向（以下「第１検出方向」という。）５１Ｄが進行方向となるようにする。例えば、ＡＧＶ１は、第１検出方向５１Ｄが路面ＲＳに対して平行に近い角度、即ち、第１検出方向５１Ｄと、路面ＲＳに対する垂直線（Ｚ軸と同じ）とが成す角度（以下「第１角度」という。）５１Ａが８０°乃至１００°程度となるように、サーボモータ９等を制御する。一方、図３（Ａ）では、ＡＧＶ１は、複数のセンサ５のうち、高さ方向（Ｚ軸方向）において、低い位置に設置されるセンサ（以下「第２センサ」という。）５２の検出方向（以下「第２検出方向」という。）５２Ｄが下方向となるようにする。例えば、ＡＧＶ１は、第２検出方向５２Ｄが路面ＲＳに対して垂直に近い角度、即ち、第２検出方向５２Ｄと、路面ＲＳに対する垂直線とが成す角度（以下「第２角度」という。）５２Ａが−１０°乃至１０°程度となるように、サーボモータ９等を制御する。また、図３（Ａ）では、ＡＧＶ１は、第１検出方向５１Ｄが進行方向に対して左右方向Ｙａｗ（図１でＹａｗ軸回転）にも動くように、サーボモータ９等を制御する。

図３（Ａ）では、第２検出方向５２Ｄが下方向であるため、ＡＧＶ１が落下する穴又は階段等の段差が第２センサ５２によって検出される。一方、図３（Ａ）では、第１検出方向５１Ｄが進行方向であるため、ＡＧＶ１の周辺にある人、物又は階段等の障害物が第１センサ５１によって検出される。次に、ＡＧＶ１は、段差及び障害物等の検出物を検出した位置等を周辺及び路面に係るデータＤとして記憶する。

図３（Ｂ）では、ＡＧＶ１は、第１検出方向５１Ｄが進行方向となるようにする。例えば、ＡＧＶ１は、図３（Ａ）と同様に、第１角度５１Ａが８０°乃至１００°程度となるように、サーボモータ９等を制御する。一方、図３（Ｂ）では、ＡＧＶ１は、第２検出方向５２Ｄが進行方向となるようにする。例えば、ＡＧＶ１は、第１角度５１Ａと同様に、第２角度５２Ａが８０°乃至１００°程度となるように、サーボモータ９等を制御する。

自律移動モードでは、ＡＧＶ１は、周辺及び路面に係るデータＤ並びに検出物の検出結果に基づいて、目的地まで、移動する。この場合、ＡＧＶ１は、図３（Ｂ）で図示するように、第１センサ５１及び第２センサ５２によって、周辺及び路面に係るデータＤ等には記憶されていない障害物を検出する。次に、第１センサ５１及び第２センサ５２によって障害物が検出されると、ＡＧＶ１は、減速又は停止する等して検出された障害物を回避する。

操作移動モードでは、自律移動モードで用いられる周辺及び路面に係るデータＤ等を生成する。

なお、操作移動モードでは、ＡＧＶ１は、自律移動モードである場合と比較して遅い速度で移動する。即ち、操作移動モードでは、検出物がセンサによって検出されてから停止又は減速等の回避が行われても、ＡＧＶ１は、検出物を回避できる程度の速度で移動する。操作移動モードでは、自律移動モードと比較して、検出物の位置等がまだ不明である場合が多い。そのため、操作移動モードでは、ＡＧＶ１は、自律移動モードと比較して、低速で移動するのが望ましい。これによって、ＡＧＶ１は、操作移動モードで、ＡＧＶ１が検出物に接触するのを減らすことができる。

＜全体処理例＞
図４は、本発明の一実施形態に係る移動装置による全体処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ０１では、ＡＧＶは、ＡＧＶが周辺及び路面に係るデータＤを有しているか否か判断する。まず、ＡＧＶは、例えば、ユーザ等による入力操作、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ、全地球測位システム）又はサーバからのデータ等によって、ＡＧＶの位置を示す位置データをあらかじめ有する。ステップＳ０１では、位置データに基づいて、ＡＧＶは、ＡＧＶの位置に対応する周辺及び路面に係るデータを有しているか否か判断する。ＡＧＶが周辺及び路面に係るデータを有している場合（ステップＳ０１でＹＥＳ）、ＡＧＶは、ステップＳ０５に進む。一方、ＡＧＶが周辺及び路面に係るデータを有していない場合（ステップＳ０１でＮＯ）、ＡＧＶは、ステップＳ０２に進む。

ステップＳ０２では、ＡＧＶは、サーバが周辺及び路面に係るデータを有しているか否かを判断する。サーバが周辺及び路面に係るデータを有している場合（ステップＳ０２でＹＥＳ）、ＡＧＶは、ステップＳ０３に進む。サーバが周辺及び路面に係るデータを有していない場合（ステップＳ０２でＮＯ）、ＡＧＶは、ステップＳ０４に進む。

ステップＳ０３では、ＡＧＶは、サーバから周辺及び路面に係るデータを取得する。なお、複数のＡＧＶがある場合、対象となる位置について、他のＡＧＶが周辺及び路面に係るデータを有している場合がある。この場合、サーバは、対象となる位置の周辺及び路面に係るデータを他のＡＧＶから取得してもよい。これによって、サーバは、ＡＧＶに提供できる周辺及び路面に係るデータを多くすることができる。

ステップＳ０４では、ＡＧＶは、操作移動モードに設定する。具体的には、例えば、図３（Ａ）に示すように、センサの検出方向を下向きにする制御等を行う。

ステップＳ０５では、ＡＧＶは、自律移動モードに設定する。具体的には、例えば、図３（Ｂ）に示すように、センサの検出方向を進行方向にする制御等を行う。

自律移動モードでは、ＡＧＶは、例えば、ステップＳ０６乃至ステップＳ０９の処理を行う。一方、操作移動モードでは、ＡＧＶは、例えば、ステップＳ１０乃至ステップＳ１４の処理を行う。まず、自律移動モードでの処理例から説明する。

ステップＳ０６では、ＡＧＶには、目的地及び牽引物の幅がそれぞれ入力される。例えば、ステップＳ０６では、ＡＧＶには、ユーザの操作等によって、目的地の位置等が入力される。また、ステップＳ０６では、ＡＧＶには、牽引物の幅を、例えば、牽引物の幅がＡＧＶの幅より大きいか、同じ程度か又は小さいかのうち、いずれかを選択した選択結果が入力される。

ステップＳ０７では、ＡＧＶは、ステップＳ０６で入力される目的地及び牽引物の幅等を用いて、ルートを決定する。

図５は、本発明の一実施形態に係る移動装置によるルート決定処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ０７１では、ＡＧＶは、第１ルートを探索する。なお、第１ルートＲ１には、例えば、現在のＡＧＶの位置から目的地までの距離又は移動距離が最短となるいわゆる最短ルートが探索される。また、ルートの探索には、ＡＧＶ及び牽引物の幅が考慮され、ＡＧＶ及び牽引物のいずれもが通行できる幅のルートから第１ルートＲ１が探索される。さらに、探索は、周辺及び路面に係るデータＤを参照して行われる。

ステップＳ０７２では、ＡＧＶは、フィードバック処理を行う移動を開始する。具体的には、ステップＳ０７２では、ＡＧＶは、ステップＳ０７１で探索された第１ルートＲ１となるように、移動を開始する。また、ステップＳ０７２以降では、ＡＧＶは、後段のステップＳ０７３に示す自己位置の推定結果等をフィードバック処理しながら、第１ルートＲ１を修正し、ＡＧＶは、修正されたルートとなるように移動する。

ステップＳ０７３では、ＡＧＶは、自己位置の推定を行う。具体的には、ＡＧＶは、例えば、左右それぞれの車輪の回転角及び回転速度を積算する、いわゆるオドメトリ（ｏｄｍｅｔｒｙ）等の方法によって移動距離及び方向をそれぞれ算出する。次に、ＡＧＶは、例えば、算出される移動距離及び方向と、周辺及び路面に係るデータＤとを比較して、尤度（ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）計算等を行う。これによって、ＡＧＶは、自己位置を推定し、推定結果である自己位置をステップＳ０７２等にフィードバックする。

ステップＳ０７４では、ＡＧＶは、第２ルートを決定する。まず、ステップＳ０７４では、ＡＧＶは、センサによる障害物の検出結果ＳＤに基づいて、第１ルートＲ１上の進行方向に障害物があるか否かを検出する。次に、ＡＧＶは、検出結果ＳＤに基づいて障害物が検出される場合には、ＡＧＶは、ＡＧＶ及び牽引物が検出される障害物に衝突しないルートである第２ルートを探索し、第２ルートを移動するルートに決定する。即ち、第２ルートは、第１ルートＲ１上の障害物をＡＧＶ及び牽引物が回避できる回避ルートである。

検出結果ＳＤによって、ＡＧＶは、周辺及び路面に係るデータＤには記憶されていない障害物を検出できる。即ち、周辺及び路面に係るデータＤが生成された際には、第１ルートＲ１上に存在しなかった人又は物等の障害物が、検出結果ＳＤによって検出され、ルート決定に反映される。

ステップＳ０７４では、検出結果ＳＤに基づいて障害物が検出される場合、ＡＧＶは、ステップＳ０７２で使用されるルートを第１ルートＲ１から第２ルートに切り替える。一方、検出結果ＳＤに基づいて障害物が検出されない場合、ＡＧＶは、第１ルートＲ１をステップＳ０７２で使用されるルートに決定する。

図４に戻り、ステップＳ０８では、ＡＧＶは、ステップＳ０７で決定されるルートに基づいて移動する。即ち、ＡＧＶは、図５に示す各処理を繰り返しながら、障害物が検出される場合等には、ルートを修正し、目的地に向かって移動する。

ステップＳ０９では、ＡＧＶは、目的地に到着したか否かを判断する。ステップＳ０８による移動後、ＡＧＶは、移動した位置がステップＳ０６で入力された目的地であるか否かを判断する。即ち、移動した位置がステップＳ０６で入力された目的地である場合（ステップＳ０９でＹＥＳ）、ＡＧＶは、処理を終了する。一方、移動した位置がステップＳ０６で入力された目的地でなく、中間点等である場合（ステップＳ０９でＮＯ）、ＡＧＶは、ステップＳ０７に進む。

次に、操作移動モードでの処理例を説明する。操作移動モードでは、ＡＧＶは、ユーザの操作に基づいて移動する。即ち、操作移動モードでは、ＡＧＶは、ユーザの操作によって入力される方向又は位置に移動する。

ステップＳ１０では、ＡＧＶは、センサによって、障害物及び段差等の検出物を検出する。具体的には、図３（Ａ）で示すように、第１センサ５１を周期的にＹａｗ回転させること等によって、ＡＧＶは、障害物を検出する。また、下向きとなっている第２センサ５２によって、ＡＧＶは、段差を検出する。

ステップＳ１１では、ＡＧＶは、障害物があるか否かを判断する。具体的には、第１センサ５１によって障害物が検出される場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、ＡＧＶは、ステップＳ１３に進む。一方、第１センサ５１によって障害物が検出されない場合（ステップＳ１１でＮＯ）、ＡＧＶは、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ＡＧＶは、段差があるか否かを判断する。具体的には、第２センサ５２によって障害物が検出される場合（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ＡＧＶは、ステップＳ１３に進む。一方、第２センサ５２によって障害物が検出されない場合（ステップＳ１２でＮＯ）、ＡＧＶは、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１３では、ＡＧＶは、センサの検出に基づいて周辺及び路面に係るデータを生成する。

ステップＳ１４では、ＡＧＶは、周辺及び路面に係るデータの生成が完了したか否かを判断する。具体的には、ステップＳ１３によって、周辺及び路面に係るデータの生成が完了している場合（ステップＳ１４でＹＥＳ）、ＡＧＶは、処理を終了する。一方、周辺及び路面に係るデータの生成が完了していない場合（ステップＳ１４でＮＯ）、ＡＧＶは、ステップＳ１０に進む。

図６は、本発明の一実施形態に係る移動装置によって生成される周辺及び路面に係るデータの一例を示す図である。図示するように、周辺及び路面に係るデータＤは、例えば、ＸＹ軸の２次元平面を示すデータである。また、周辺及び路面に係るデータＤでは、図示するように、検出物の位置がそれぞれマッピングされる。図６では、検出物は、例えば、第１障害物Ｂ１、第２障害物Ｂ２、第３障害物Ｂ３、第４障害物Ｂ４及び段差ＤＬである。

進行方向（Ｙ）に対して左右方向（図６でＹａｗ）に第１センサ５１（図３）が振られると、ＡＧＶ１は、第１障害物Ｂ１、第２障害物Ｂ２、第３障害物Ｂ３及び第４障害物Ｂ４をそれぞれ検出する（図４に示すステップＳ１０）。次に、障害物が検出されると（図４に示すステップＳ１１でＹＥＳ）、ＡＧＶ１は、それぞれの障害物を検出した方向及び距離を図示するようにそれぞれマッピングする（図４に示すステップＳ１３）。

一方、進行方向（Ｙ）に対して第２センサ５２（図３）が下向き（Ｚ）となっていると、ＡＧＶ１は、段差ＤＬを検出する（図４に示すステップＳ１０）。具体的には、ＡＧＶ１は、第２センサ５２が設置される高さ方向の位置をあらかじめ記憶する。したがって、段差ＤＬがあると、ＡＧＶ１は、第２センサ５２から発信される超音波等によって、凹段差があると判断できる。次に、段差ＤＬが検出されると（図４に示すステップＳ１２でＹＥＳ）、ＡＧＶ１は、障害物と同様に、段差ＤＬを検出した方向及び距離を図示するようにマッピングする（図４に示すステップＳ１３）。

図６では、斜線で示す領域は、ＡＧＶ１を進行させない領域（以下「進行禁止領域」という。）として周辺及び路面に係るデータＤに記憶される。一方、斜線で示す以外の領域は、第１センサ５１から発信された超音波が反射しない場合、障害物がなく、ＡＧＶ１が進行可能な領域（以下「進行可能領域」という。）ＣＭとして周辺及び路面に係るデータＤに記憶される。

自律移動モードにおいて、図５に示す処理では、ルートは、進行禁止領域を回避するようにルートが探索及び決定される。即ち、ＡＧＶ１は、進行可能領域ＣＭを進行して目的地まで進行できるルートを探索及び決定する。

図７は、本発明の一実施形態に係る移動装置による段差の検出例を示す図である。図６に示す段差ＤＬは、例えば、図７に示す検出等によって検出される。まず、ＡＧＶ１には、あらかじめ第２センサ５２が設置される位置と路面ＲＳとの距離（以下「センサ位置」という。）Ｈが記憶される。次に、操作移動モードでは、ＡＧＶ１は、例えば、第２センサ５２によって、数ｍｓ（ミリ秒）ごとに、距離を計測し、センサ位置Ｈと第２センサ５２によって計測される距離とを比較する。

図示するように、凸段差ＤＬ１があると、第２センサ５２によって計測される距離は、センサ位置Ｈより短い距離となるため、ＡＧＶ１は、凸段差ＤＬ１を段差として検出できる（図４に示すステップＳ１２でＹＥＳ）。即ち、凸段差ＤＬ１は、進行禁止領域として周辺及び路面に係るデータＤ（図６）に記憶される。

一方、図示するように、凹段差ＤＬ２があると、第２センサ５２によって計測される距離は、センサ位置Ｈより長い距離となるため、ＡＧＶ１は、凹段差ＤＬ２を段差として検出できる（図４に示すステップＳ１２でＹＥＳ）。即ち、凹段差ＤＬ２は、進行禁止領域として周辺及び路面に係るデータＤ（図６）に記憶される。

したがって、図７に示す検出によって、ＡＧＶ１は、段差を検出できる。

なお、センサから得られる距離等に基づいてマッピングを行う方法は、例えば、"Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｆｏｒ Ｇｒｉｄ Ｍａｐｐｉｎｇ ｗｉｔｈ Ｒａｏ−Ｂｌａｃｋｗｅｌｌｉｚｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｆｉｌｔｅｒｓ"等に説明される方法等によって実現できる。また、操作移動モードでは、ＡＧＶ１は、検出物を検出した場合、検出物が検出された位置に進行する前に、検出物までの距離を計測し、計測した距離に基づいて、減速、停止又はユーザにルート変更を促す表示等を行ってもよい。この処理によって、操作移動モードで、ＡＧＶ１が落下したり、ＡＧＶ１が人又は物と接触したりする事故を少なくできる。

図８は、本発明の一実施形態に係る移動装置による検出における距離計測の一例を示す図である。図８は、センサ５（図１）から発信された音波等が受信された場合を波形で示す。これに対して、図８では、関連する信号を示す。なお、図８では、センサ５は、超音波センサであり、超音波等の音波を発信する。次に、図８では、発信された音波は、物体に当たると反射し、センサ５は、反射した音波を受信する。

第１信号ＳＩＧ１は、第２信号ＳＩＧ２をトリガ（ｔｒｉｇｇｅｒ）として、音波が発信されてから受信されるまでの時間を示す。なお、図８では、第１信号ＳＩＧ１は、いわゆるハイアクティブ（ｈｉｇｈ ａｃｔｉｖｅ）信号である。即ち、図８では、第１信号ＳＩＧ１は、トリガがかかると、第１ハイレベルＨＬＶ１となる。次に、第１信号ＳＩＧ１は、反射した音波が受信されると、第１ローレベルＬＬＶ１となる。

第２信号ＳＩＧ２は、電子回路基板４（図２）が有するＣＰＵからセンサ５への命令信号の例である。例えば、第２信号ＳＩＧ２は、いわゆるローアクティブ（ｌｏｗ ａｃｔｉｖｅ）信号である。即ち、図８では、第２信号ＳＩＧ２は、センサ５に音波を発信させる命令を第２ローレベルＬＬＶ２の信号で伝える信号である。図示するように、電子回路基板４が有するＣＰＵは、センサ５に音波を発信させる場合、第２信号ＳＩＧ２を第２ハイレベルＨＬＶ２から第２ローレベルＬＬＶ２にする。

つまり、ＡＧＶは、電子回路基板４が有するＣＰＵの命令に基づいて、図示するように、第２信号ＳＩＧ２においてトリガ信号ＴＲＧを生成し、センサ５に出力する。また、トリガ信号ＴＲＧが出力されるタイミングを発信タイミングＴ１とする。図示するように、発信タイミングＴ１では、トリガ信号ＴＲＧが出力されると、第１信号ＳＩＧ１は、第１ハイレベルＨＬＶ１となる。

次に、センサ５が音波を受信し、第１信号ＳＩＧ１が第１ローレベルＬＬＶ１となるタイミングを受信タイミングＴ２とする。ＡＧＶは、タイマ又はカウンタ等によって、発信タイミングＴ１から受信タイミングＴ２までの時間を計測する。タイマ又はカウンタ等によって計測される時間は、図８では、パルス幅ＰＷである。次に、ＡＧＶは、パルス幅ＰＷから検出物までの距離を計測する。例えば、ＡＧＶは、「パルス幅ＰＷに基づく時間（秒）×音波の速度（メートル毎秒）÷２」等のように、検出物までの距離を計測できる。

第３信号ＳＩＧ３は、音波の受信を示す信号である。なお、第３信号ＳＩＧ３は、いわゆるローアクティブ信号である。したがって、第３信号ＳＩＧ３は、音波を受信していない場合、第３ハイレベルＨＬＶ３である。一方、第３信号ＳＩＧ３は、音波を受信している場合、第３ローレベルＬＬＶ３等となる。なお、音波を受信している場合の第３信号ＳＩＧ３の信号レベルは、受信した音波の強度によって異なる。

図示するように、音波が発信される発信タイミングＴ１付近では、干渉等によって、第３信号ＳＩＧ３は、大きな振幅となる干渉信号ＩＳＩＧを受信してしまう。干渉信号ＩＳＩＧによって、パルス幅ＰＷを求めてしまうと、検出物までの距離が精度良く計測されない。そのため、ＡＧＶは、干渉信号ＩＳＩＧを用いないようにするため、所定の距離以下に存在する検出物の検出を制限する。

具体的には、例えば、所定の距離は、ＡＧＶから０ｃｍ（センチメートル）乃至３ｃｍ程度である。なお、所定の距離は、センサの仕様等によって変更されてもよい。ＡＧＶは、所定の距離以下、即ち、近い距離に存在する検出物を検出しない。即ち、ＡＧＶは、図示するように、発信タイミングＴ１から所定の時間以内では、第３信号ＳＩＧ３が第３ローレベルＬＬＶ３等となっても、第１信号ＳＩＧ１は、第１ハイレベルＨＬＶ１で維持する。一方、発信タイミングＴ１から所定の時間が経過し、図示するように、第３信号ＳＩＧ３が第３ローレベルＬＬＶ３等となる受信信号ＲＳＩＧがあると、第１信号ＳＩＧ１は、第１ローレベルＬＬＶ１となる。

第４信号ＳＩＧ４は、第３信号ＳＩＧ３の判定信号である。なお、第４信号ＳＩＧ４は、いわゆるローアクティブ信号である。したがって、第４信号ＳＩＧ４は、第３信号ＳＩＧ３に基づいて、検出物を検出したと判定する場合、判定信号ＪＳＩＧのように第４ローレベルＬＬＶ４等となる。一方、第４信号ＳＩＧ４は、検出物を検出していないと判定する場合、第４ハイレベルＨＬＶ４である。

図示するように、ＡＧＶは、近い距離の検出物の検出を制限するため、第３信号ＳＩＧ３が干渉信号ＩＳＩＧによって、第３ローレベルＬＬＶ３等となっても、判定は、検出物を検出していないと判定する。そのため、第４信号ＳＩＧ４は、第４ハイレベルＨＬＶ４である。一方、発信タイミングＴ１から所定の時間経過した後、例えば、受信タイミングＴ２等であれば、第３信号ＳＩＧ３が第３ローレベルＬＬＶ３等となると、判定は、検出物を検出したと判定する。そのため、第４信号ＳＩＧ４が判定信号ＪＳＩＧとなる。このような判定によって、ＡＧＶは、センサ５によって干渉があっても、検出物を精度良く検出できる。

また、第３信号ＳＩＧ３は、ＡＧＶから検出物までの距離に伴って減衰する。したがって、ＡＧＶから近い距離の検出物は、エコーバックが強い。一方、ＡＧＶから遠い距離の検出物は、エコーバックが弱い。したがって、第４信号ＳＩＧ４は、検出物を検出したと判定する判定の閾値を発信タイミングＴ１から経過する時間に伴って、ハイレベル方向に上げてもよい。即ち、検出物までの距離が遠い場合、第３信号ＳＩＧ３は、振幅が小さい。したがって、第４信号ＳＩＧ４は、判定の閾値を小さい振幅に対応するように変更していく。

具体的には、検出物を検出する閾値である第３ローレベルＬＬＶ３を発信タイミングＴ１から経過した時間に伴って、ハイレベル方向に変更する。この変更によって、ＡＧＶは、遠い距離にある検出物を精度良く検出できる。また、判定の閾値をパラメータ化することによって、センサ５を複数設置する場合、受信において混信を少なくすることができる。

＜機能構成例＞
図９は、本発明の一実施形態に係る移動装置の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図示するように、ＡＧＶ１は、検出部１Ｆ１と、記憶部１Ｆ２と、決定部１Ｆ３とを含む。

検出部１Ｆ１は、図３等に示すように、検出方向をＡＧＶ１の進行方向又は下方向のいずれかの方向になるように変更でき、進行方向又は下方向にある検出物を検出する。なお、検出部１Ｆ１は、センサ５（図２）等によって実現される。

操作移動モード、即ち、検出方向が下方向である場合の検出結果は、周辺及び路面に係るデータＤに記憶される。一方、自律移動モード、即ち、検出方向が進行方向である場合の検出結果ＳＤ（図５）は、図５に示す処理等で、ルートの決定に用いられる。

記憶部１Ｆ２は、検出方向を下方向にして検出物を検出した検出物の位置及び方向を含む周辺及び路面に係るデータＤを記憶する。なお、記憶部１Ｆ２は、補助記憶装置２Ｈ３（図２）等によって実現される。

決定部１Ｆ３は、検出方向を進行方向にして検出物を検出した検出結果ＳＤと、周辺及び路面に係るデータＤとに基づいて、ＡＧＶ１が移動するルートを決定する。即ち、決定部１Ｆ３は、図５等に示すように、進行可能領域ＣＭ（図６）及び検出結果ＳＤによって検出物が検出されないルートを決定する。なお、決定部１Ｆ３は、ＣＰＵ２Ｈ１（図２）等によって実現される。

検出部１Ｆ１は、検出方向をサーボモータ９等によって、図３に示すように、進行方向又は下方向に変更できる。図４に示す自律移動モードは、検出方向が進行方向である場合に実行される。一方、図４に示す操作移動モードは、検出方向が下方向である場合に実行される。

自律移動モードでは、ＡＧＶ１は、操作移動モード等によって生成され、記憶部１Ｆ２が記憶する周辺及び路面に係るデータＤを用いて、移動する。したがって、周辺及び路面に係るデータＤによって、ＡＧＶ１は、あらかじめ障害物及び段差等の検出物の位置及び方向等を把握することができる。このため、ＡＧＶ１は、速い速度で移動していても、検出物を回避できるルートを周辺及び路面に係るデータＤによって決定できる。そのため、ＡＧＶ１が凹段差ＤＬ２（図７）に落下したり、第１障害物Ｂ１等（図６）の障害物又は凸段差ＤＬ１（図７）にＡＧＶ１が衝突したりする等といったＡＧＶ１が検出物に接触するのを減らすことができる。

なお、本発明に係る各処理の全部又は一部は、アセンブラ、Ｃ、Ｃ＋＋、Ｃ＃及びＪａｖａ（登録商標）等のレガシープログラミング言語又はオブジェクト指向プログラミング言語等で記述されたコンピュータに実行させるためのプログラムによって実現されてもよい。即ち、プログラムは、情報処理装置又は情報処理装置を含む移動システム等のコンピュータに各処理を実行させるためのコンピュータプログラムである。

また、プログラムは、ＲＯＭ又はＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して頒布することができる。さらに、記録媒体は、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ブルーレイディスク、ＳＤ（登録商標）カード又はＭＯ等でもよい。さらにまた、プログラムは、電気通信回線を通じて頒布することができる。

さらに、移動システムは、ネットワーク等によって相互に接続される２以上の情報処理装置を有し、各種処理の全部又は一部を複数の情報処理装置が分散、並列又は冗長してそれぞれ処理を行ってもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形又は変更が可能である。

１ ＡＧＶ
２ ＰＣ
５ センサ
９ サーボモータ
Ｄ 周辺及び路面に係るデータ

特許第５４０５６８７号公報

Claims (10)

1. 路面上を移動する移動装置であって、
   前記路面上又は周辺にある検出物を検出する検出方向を前記移動装置の進行方向又は前記路面に対する方向となる下方向のいずれかの方向になるように変更できる検出部と、
   前記検出方向を前記下方向にして前記検出物を検出した前記検出物の位置及び方向を含む周辺及び路面に係るデータを記憶する記憶部と、
   前記検出方向を前記進行方向にして前記検出物を検出した検出結果と、前記周辺及び路面に係るデータとに基づいて、前記移動装置が移動するルートを決定する決定部と
   を含む移動装置。
2. 前記検出物は、前記移動装置が落下する段差、前記移動装置の移動の障害となる段差及び前記移動装置の移動の障害となる障害物を含む請求項１に記載の移動装置。
3. 前記移動装置は、無人搬送車である請求項１又は２に記載の移動装置。
4. 前記移動装置は、前記検出方向を前記進行方向にして、前記決定部によって決定される前記ルートを移動する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の移動装置。
5. 前記検出方向を前記下方向とした場合、前記移動装置は、ユーザの操作に基づいて移動する請求項１乃至４のいずれか一項に記載の移動装置。
6. 前記検出方向を前記下方向とした場合、前記移動装置は、前記検出方向を前記進行方向にして移動する場合の速度より遅い速度で移動する請求項１乃至５のいずれか一項に記載の移動装置。
7. 前記決定部は、前記検出結果並びに前記周辺及び路面に係るデータに基づいて、前記検出物を回避するように前記ルートを決定する請求項１乃至６のいずれか一項に記載の移動装置。
8. 前記検出部は、前記検出物のうち、所定の距離以下に存在する前記検出物の検出を制限する請求項１乃至７のいずれか一項に記載の移動装置。
9. 前記検出部は、音波を用いて前記検出物を検出し、
   前記検出では、前記検出物を検出する距離に基づいて、前記音波による前記検出物の検出の閾値が変更される請求項１乃至８のいずれか一項に記載の移動装置。
10. 路面上を移動する移動装置と前記移動装置に接続される１以上の情報処理装置とを有する移動システムであって、
    前記路面上又は周辺にある検出物を検出する検出方向を前記移動装置の進行方向又は前記路面に対する方向となる下方向のいずれかの方向になるように変更できる検出部と、
    前記検出方向を前記下方向にして前記検出物を検出した前記検出物の位置及び方向を含む周辺及び路面に係るデータを記憶する記憶部と、
    前記検出方向を前記進行方向にして前記検出物を検出した検出結果と、前記周辺及び路面に係るデータとに基づいて、前記移動装置が移動するルートを決定する決定部と
    を含む移動システム。

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