JP2019139287A - 移動体制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人への安全が向上する移動体制御装置を提供する。【解決手段】第１領域演算部６１は、環境認識部３０が障害物を検出したとき、第１の回避領域Ｒａ１を演算する。相対距離測定部７１は、環境認識部３０が別移動体を検出したとき、移動部２０から別移動体までの距離である移動体間距離Ｌｍを測定する。第２領域演算部６２は、移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、第１の回避領域Ｒａ１よりも小さい範囲である第２の回避領域Ｒａ２を演算する。領域記憶部は、第１の回避領域Ｒａ１を記憶し、第２の回避領域Ｒａ２を記憶する。移動制御部８０は、環境認識部３０が障害物を検出したとき、第１の回避領域Ｒａ１に障害物が侵入しないように移動部２０を制御し、移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、第２の回避領域Ｒａ２に別移動体が侵入しないように移動部２０を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、移動体制御装置に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、移動体から離れた所定の領域に障害物が入らないように、移動体を制御する移動体制御装置が知られている。

特開２０１２−１６８９９０号公報

特許文献１の構成では、既知の障害物を検出したとき、既知の障害物が第１の領域に入らないように、移動体を制御する。領域が設定されることによって、領域の大きさに応じて、移動体が移動する通路の幅を大きくする必要がある。通路の幅が大きくなると、工場等の敷地面積が大きくなる虞がある。

一方で、特許文献１の構成では、未知の障害物を検出したとき、未知の障害物が第１の領域よりも大きい第２の領域に未知の障害物が入らないように、移動体を制御する。また、移動体が障害物候補に対して通常に設定されている離間距離よりも接近可能となる接近可能領域が地図に設けられている。目標地点が接近可能領域内である場合、第２の領域を小さくする。この構成では、接近可能領域内で作業者等の人が移動する場合、第２の領域を狭くしてしまうため、移動体は、作業者に接近し、接触する虞がある。

本発明の目的は、人への安全が向上する移動体制御装置を提供することにある。

本発明の移動体制御装置は、移動部（２０）、環境認識部（３０）、第１領域演算部（６１）、相対距離測定部（７１）、第２領域演算部（６２、５６２）、領域記憶部（７４）および移動制御部（８０）を備える。
移動部は、通路（１０、１１、１２、１３）を移動可能である。
環境認識部は、移動部に対して、前後、左右もしくは天地側の障害物（２５）または通路を移動可能な別移動体（９１）を検出可能である。
第１領域演算部は、環境認識部が障害物を検出したとき、移動部から所定の距離（Ｌｒ１）に位置する第１仮想線（Ｕ１、Ｃ１）に囲まれた範囲である第１の回避領域（Ｒａ１）を演算する。

相対距離測定部は、環境認識部が別移動体を検出したとき、移動部から別移動体までの距離である移動体間距離（Ｌｍ）を測定する。
第２領域演算部は、移動体間距離が小さくなったとき、移動部から所定の距離（Ｌｒ２）に位置する第２仮想線（Ｕ２、Ｃ２）に囲まれた範囲であり、第１の回避領域よりも小さい範囲である第２の回避領域（Ｒａ２）を演算する。

領域記憶部は、第１領域演算部が第１の回避領域を演算したとき、第１の回避領域を記憶し、第２領域演算部が第２の回避領域を演算したとき、第２の回避領域を記憶する。
移動制御部は、環境認識部が障害物を検出したとき、第１の回避領域に障害物が侵入しないように移動部を制御し、移動体間距離が小さくなったとき、第２の回避領域に別移動体が侵入しないように移動部を制御する。

別移動体のみに対して、比較的小さな回避領域が設定される。また、作業者等の障害物と移動部とのすれ違い、または、障害物と移動部とが横に並ぶとき、比較的大きな回避領域が設定される。このため、作業者等に対して、安全な距離を保ちつつ、移動部が作業を行える。したがって、人への安全が向上する。

第１実施形態による移動体制御装置の斜視図。 第１実施形態による移動体制御装置のブロック図。 第１実施形態による移動体制御装置の地図管理部を説明するための図。 第１実施形態による移動体制御装置の第１領域演算部の処理を説明するための図。 第１実施形態による移動体制御装置の相対距離測定部および第２領域演算部の処理を説明するための図。 第１実施形態による移動体制御装置の第２領域演算部の処理を説明するための図。 第１実施形態による移動体制御装置の第２領域演算部の処理を説明するための図。 第１実施形態による移動体制御装置の経路計画部の処理を説明するための図。 第１実施形態による移動体制御装置の制御を説明するためのフローチャート。 第２実施形態による移動体制御装置の第１領域演算部の処理を説明するための図。 第２実施形態による移動体制御装置の第２領域演算部の処理を説明するための図。 第３実施形態による移動体制御装置の環境認識部が障害物の指示部を検出したときにおける移動体制御装置の制御を説明するための図。 第３実施形態による移動体制御装置の移動部が停止し、別移動体が障害物の指示部を検出したときにおける別移動体の処理を説明するための図。 第３実施形態による移動体制御装置の移動部が停止し、別移動体が停止したときにおける別移動体の処理を説明するための図。 第４実施形態による移動体制御装置の移動部が別移動体を追っているときにおける移動体制御装置の制御を説明するための図。 第４実施形態による移動体制御装置の移動部が別移動体に並んだときにおける移動体制御装置の制御を説明するための図。 第５実施形態による移動体制御装置のブロック図。 第５実施形態による移動体制御装置の経路判定部および第２領域演算部の処理を説明するための図。 他の実施形態による移動体制御装置の制御を説明するためのフローチャート。

以下、実施形態による移動体制御装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。本実施形態の移動体制御装置は、例えば、通路１０を有する工場に設けられており、搬送物を搬送するなどに用いられる。通路１０の幅を通路幅Ｗｐとする。

（第１実施形態）
図１に示すように、移動体制御装置１は、移動部２０、環境認識部３０、移動体モニタ４０、移動体操作部４５および制御部５０を備える。

移動部２０は、搬送物を積載可能である。また、移動部２０は、４つの車輪２１および電動機２２を有し、通路１０を移動可能である。移動部２０の前進方向を「前」とする。移動部２０の後退方向を「後」とする。移動部２０の前進方向から見て上側を「天」とする。移動部２０の前進方向から見て下側を「地」とする。移動部２０の前進方向から見て右側を「右」とする。移動部２０の前進方向から見て左側を「左」とする。

車輪２１は、メカナムホイールであり、４つ以上の円筒２４を含む。
円筒２４は、樽型であり、車輪２１の円周上に設けられている。また、円筒２４は、円筒２４の軸が車輪２１の軸に対して４５度傾くように、設けられている。さらに、円筒２４は、車輪２１に対して自由に回転可能である。

電動機２２は、モータであり、通電されることにより、回転可能である。電動機２２は、各車輪２１に接続されている。電動機２２により、各車輪２１は、それぞれ回転可能である。各車輪２１の回転方向の組み合わせにより、移動部２０は、四方八方に移動できる。車輪２１および電動機２２により、移動部２０は、全方向に移動可能である。電動機２２には、エンコーダが設けられており、車輪２１の回転数である車輪回転数ｅが検出される。

環境認識部３０は、レーダ、ソナーまたはカメラを有し、障害物２５または別移動体９１を判別可能であり、前後、左右もしくは天地側の障害物２５または別移動体９１を検出可能である。環境認識部３０により検出された障害物等は、環境情報Ｉｅとして得られる。環境認識部３０が物体を検出可能な範囲を物体検出範囲Ａｏとする。図において、物体検出範囲Ａｏをドット柄で記載している。

障害物２５は、例えば、通路壁、作業台、設備、転倒物または転倒者、歩行者もしくは作業者等の人である。別移動体９１は、移動体制御装置１と同様の構成を備え、移動体制御装置１と同様の制御が可能である。移動体制御装置１と別移動体９１とは、互いに通信が可能である。

移動体モニタ４０は、画面４１を有し、移動部２０の前側に設けられている。移動部２０の動作状態、積載部に積載されている搬送物の状態または移動体制御装置１の状態等を画面４１に表示可能である。画面４１には、例えば、環境認識部３０の画像、搬送物の名称、地図Ｍ、移動体出発地Ｓｍ、移動体目的地Ｇｍ、移動体経路Ｘｍ、移動体推定位置Ｅｐまたは移動体制御装置１に関する異常もしくは警告等が表示されている。

移動体操作部４５は、移動体モニタ４０と一体になっており、移動体モニタ４０は、タッチパネルである。なお、移動体モニタ４０と移動体操作部４５とは、別体であってもよい。移動体操作部４５は、ティーチングペンダント等であり、制御部５０の制御を変更可能である。移動体モニタ４０および移動体操作部４５は、移動部２０の前側に設けられることに限定されず、移動部２０の後側、右側または左側に設けられてもよい。また、アクチュエータ等により、移動体モニタ４０および移動体操作部４５は、回転可能であってもよい。

制御部５０は、マイコンを主体として構成されており、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部５０の各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。また、制御部５０の各処理は、制御周期ｔ毎に演算、設定または更新される。制御周期ｔは、例えば、０．１秒から２．０秒である。

図２に示すように、制御部５０は、地図管理部５１、移動体目的設定部５２、経路計画部５３、速度検出部５４、加速度検出部５５、自己位置推定部５６および移動制御部８０を有する。

図３に示すように、地図管理部５１は、障害物２５の位置情報ならびに移動部２０および別移動体９１が移動する範囲を有する地図Ｍを設定可能である。地図Ｍは、複数の通路１０または複数の設備の配置等が詳細に設定されている。図において、地図Ｍの一部が模式的に記載されている。また、地図Ｍには、Ｘ、Ｙのデカルト座標が設定されている。図において、Ｘ軸は、紙面左から右に延びており、紙面左から右に向かう方向をＸ軸の正方向とする。Ｙ軸は、紙面下から上に延びており、紙面下から上に向かう方向をＹ軸の正方向とする。Ｘ、Ｙのデカルト座標の基準点Ｏを移動部２０の中心とする。

移動体目的設定部５２は、地図Ｍにおける移動部２０の出発地である移動体出発地Ｓｍおよび地図Ｍにおける移動部２０の目的地である移動体目的地Ｇｍを設定可能である。移動体出発地Ｓｍおよび移動体目的地Ｇｍは、任意に設定可能であり、移動体制御装置１の目的に応じて、設定される。

経路計画部５３は、移動体出発地Ｓｍおよび移動体目的地Ｇｍに基づいて、移動体経路Ｘｍを設定可能である。また、経路計画部５３は、地図Ｍの幾何学関係に基づいて、スプライン補間またはクロソイド曲線を用いて、経路を設定する。なお、経路計画部５３は、ダイクストラ法またはＡ＊アルゴリズムを用いて、経路を設定してもよい。

速度検出部５４は、車輪回転数ｅに基づき、移動部２０の速さである移動体速さＶｍを検出可能である。なお、速度検出部５４は、電波または光を用いて、ドップラ効果により反射された電波または光に生じる周波数偏移を抽出して、移動体速さＶｍを測定してもよい。検出された移動体速さＶｍは、移動制御部８０、所定時間演算部７３、第２領域演算部６２および領域記憶部７４に出力される。

加速度検出部５５は、ジャイロセンサであり、角速度ωを検出可能である。また、加速度検出部５５は、角速度ωに基づき、移動部２０の加速度である移動体加速度ａｍを検出可能である。なお、加速度検出部５５は、圧電素子を含む加速度センサを有し、移動部２０の加速度を検出してもよい。演算された移動体加速度ａｍは、移動制御部８０、所定時間演算部７３および第２領域演算部６２に出力される。

自己位置推定部５６は、環境情報Ｉｅ、地図Ｍ、移動体経路Ｘｍ、移動体速さＶｍ，角速度ωおよび移動体加速度ａｍに基づいて、地図Ｍにおける移動部２０の位置または向きを推定可能である。推定された移動部２０の位置を移動体推定位置Ｅｐとする。推定された移動部２０の向きを移動体推定方向Ｅｄとする。

本実施形態では、自己位置推定部５６は、各データに基づいて、カルマンフィルタまたはパーティクルフィルタ等のベイズフィルタを介して、移動体推定位置Ｅｐの確率分布である位置確率分布Ｐｍを演算して、移動体推定位置Ｅｐを推定する。演算された位置確率分布Ｐｍは、位置誤差演算部７２に出力される。推定された移動体推定位置Ｅｐおよび移動体推定方向Ｅｄは、移動制御部８０に出力される。

移動制御部８０は、車輪２１および電動機２２を制御して、移動部２０の移動を制御可能である。移動制御部８０は、環境情報Ｉｅ、地図Ｍ、移動体出発地Ｓｍ、移動体目的地Ｇｍ、移動体経路Ｘｍ、移動体推定位置Ｅｐ、移動体推定方向Ｅｄ、角速度ω、移動体加速度ａｍおよび移動体速さＶｍに基づいて、移動部２０を制御する。移動制御部８０により、移動部２０は、自律して移動可能である。

従来、特許文献１に記載されているように、移動体から離れた所定の領域に障害物が入らないように、移動体を制御する移動体制御装置が知られている。特許文献１の構成では、既知の障害物を検出したとき、既知の障害物が第１の領域に入らないように、移動体を制御する。領域が設定されることによって、領域の大きさに応じて、移動体が移動する通路の幅を大きくする必要がある。通路の幅が大きくなると、工場等の敷地面積が大きくなる虞がある。

一方で、特許文献１の構成では、未知の障害物を検出したとき、未知の障害物が第１の領域よりも大きい第２の領域に未知の障害物が入らないように、移動体を制御する。また、移動体が障害物候補に対して通常に設定されている離間距離よりも接近可能となる接近可能領域が地図に設けられている。目標地点が接近可能領域内である場合、第２の領域を小さくする。この構成では、接近可能領域内で作業者等の人が移動する場合、第２の領域を狭くしてしまうため、移動体は、作業者に接近し、接触する虞がある。そこで、本実施形態の移動体制御装置１により、人への安全が向上する。

制御部５０は、第１領域演算部６１、相対距離測定部７１、位置誤差演算部７２、第２領域演算部６２、所定時間演算部７３および領域記憶部７４をさらに有する。

図４に示すように、第１領域演算部６１は、環境認識部３０が障害物２５を検出したとき、第１の回避領域Ｒａ１を演算する。なお、第１の回避領域Ｒａ１は、地図Ｍ上または移動部２０の周囲に設定される。第１の回避領域Ｒａ１は、移動部２０の端から所定の距離である第１距離Ｌｒ１に位置する第１仮想線Ｕ１に囲まれた範囲である。なお、図において、第１仮想線Ｕ１の所在を明確にするため、第１仮想線Ｕ１を実線で記載している。第１距離Ｌｒ１は、障害物２５に基づいて、設定される。演算された第１の回避領域Ｒａ１は、領域記憶部７４に出力される。

図５に示すように、相対距離測定部７１は、環境認識部３０が別移動体９１を検出したとき、移動部２０から別移動体９１までの距離である移動体間距離Ｌｍを測定する。相対距離測定部７１は、レーダまたはソナーを有する。相対距離測定部７１は、適当な変調が与えられた電波、音波または光の送信信号の振幅、周波数または位相と受信信号との相関から抽出される送受間の時間差によって、移動体間距離Ｌｍを測定する。移動体間距離Ｌｍは、第２領域演算部６２、経路計画部５３および領域記憶部７４に出力される。

位置誤差演算部７２は、位置確率分布Ｐｍに基づき、位置確率分布Ｐｍの分散、半値幅または標準偏差である移動体位置誤差Ｅｒｒを演算する。本実施形態では、位置誤差演算部７２は、位置確率分布Ｐｍの分散として、移動体位置誤差Ｅｒｒを演算する。演算された移動体位置誤差Ｅｒｒは、第２領域演算部６２に出力される。

第２領域演算部６２は、移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、第１の回避領域Ｒａ１よりも小さい範囲である第２の回避領域Ｒａ２を演算する。第２の回避領域Ｒａ２は、第１の回避領域Ｒａ１と同様に、移動部２０の端から所定の距離である第２距離Ｌｒ２に位置する第２仮想線Ｕ２に囲まれた範囲である。なお、図において、第２仮想線Ｕ２の所在を明確にするため、第２仮想線Ｕ２を一点鎖線で記載している。第２領域演算部６２は、第２距離Ｌｒ２は、第１距離Ｌｒ１よりも小さくなるように、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。

第２領域演算部６２は、移動体速さＶｍ、移動体加速度ａｍおよび移動体位置誤差Ｅｒｒに基づいて、第２距離Ｌｒ２を演算する。第２領域演算部６２は、第２距離Ｌｒ２を演算し、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。なお、第２の回避領域Ｒａ２は、第１の回避領域Ｒａ１と同様に、地図Ｍ上または移動部２０の周囲に設定される。

図６に示すように、第２領域演算部６２は、移動部２０が前進しているとき、以下関係式（１）を満たすように、第２距離Ｌｒ２を演算する。Ｌｖは、現在の移動体速さＶｍによる制御周期ｔあたりの移動量である。Ｌａは、現在の移動体加速度ａｍによる制御周期ｔあたりの移動量である。図６において、説明をわかりやすくするため、移動部２０および第２の回避領域Ｒａ２を拡大して記載している。

Ｌｒ２≧Ｅｒｒ＋Ｌｖ＋Ｌａ
Ｌｖ＝Ｖｍ×ｔ
Ｌａ＝０．５×ａｍ×ｔ×ｔ ・・・（１）

図７に示すように、第２領域演算部６２は、移動部２０の前方に対して移動部２０の角度がθとなるように、移動部２０が回転しながら、または、方向を変更しながら移動するとき、以下関係式（２）を満たすように、第２距離Ｌｒ２を演算する。なお、関係式（２）において、（＋Ｘ）は、基準点Ｏに対するＸ軸の正方向の値を表す。（−Ｘ）は、基準点Ｏに対するＸ軸の負方向の値を表す。（＋Ｙ）は、基準点Ｏに対するＹ軸の正方向の値を表す。（−Ｙ）は、基準点Ｏに対するＹ軸の負方向の値を表す。また、図７において、説明をわかりやすくするため、移動部２０および第２の回避領域Ｒａ２を拡大して記載している。

例えば、Ｌｒ２（＋Ｘ）は、基準点Ｏに対するＸ軸の正方向の第２距離Ｌｒ２である。Ｌｒ２（−Ｘ）は、基準点Ｏに対するＸ軸の負方向の第２距離Ｌｒ２である。Ｌｒ２（＋Ｙ）は、基準点Ｏに対するＹ軸の正方向の第２距離Ｌｒ２である。Ｌｒ２（−Ｙ）は、基準点Ｏに対するＹ軸の負方向の第２距離Ｌｒ２である。同様に、Ｅｒｒ、ＬｖおよびＬａは、表されている。

Ｌｒ２（＋Ｘ）≧Ｅｒｒ（＋Ｘ）＋Ｌｖ（＋Ｘ）×ｃｏｓθ＋Ｌａ（＋Ｘ）×ｃｏｓθ
Ｌｒ２（−Ｘ）≧Ｅｒｒ（−Ｘ）＋Ｌｖ（−Ｘ）×ｃｏｓθ＋Ｌａ（−Ｘ）×ｃｏｓθ
Ｌｒ２（＋Ｙ）≧Ｅｒｒ（＋Ｙ）＋Ｌｖ（＋Ｙ）×ｓｉｎθ＋Ｌａ（＋Ｙ）×ｓｉｎθ
Ｌｒ２（−Ｙ）≧Ｅｒｒ（−Ｙ）＋Ｌｖ（−Ｙ）×ｓｉｎθ＋Ｌａ（−Ｙ）×ｓｉｎθ
・・・（２）

図８に示すように、経路計画部５３は、移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、移動体経路Ｘｍを再計画する。再計画された移動体経路Ｘｍを移動体再経路Ｘｍ＿Ｒとする。移動体再経路Ｘｍ＿Ｒは、移動部２０の第２の回避領域Ｒａ２と別移動体９１の第２の回避領域Ｒａ２とが近づきつつ、移動部２０の第２の回避領域Ｒａ２と別移動体９１の第２の回避領域Ｒａ２とが重ならないように、変更される。移動体再経路Ｘｍ＿Ｒは、自己位置推定部５６および移動制御部８０に出力される。なお、このとき、別移動体９１も経路を再計画する。図８において、移動体経路Ｘｍを破線で記載する。また、移動体再経路Ｘｍ＿Ｒを二点鎖線で記載する。

所定時間演算部７３は、移動部２０の前面と別移動体９１の後面とが同一平面上に位置したときから移動部２０の後面と別移動体９１の後面とが同一平面上に位置するまでの時間である所定時間Ｔｐを演算可能である。第１実施形態では、所定時間Ｔｐは、移動部２０と別移動体９１とがすれ違う過程における時間である。

また、所定時間演算部７３は、前後方向における移動部２０の長さ、移動体速さＶｍ、移動体加速度ａｍ、前後方向における別移動体９１の長さ、別移動体９１の速さおよび別移動体９１の加速度に基づいて、所定時間Ｔｐを演算する。演算された所定時間Ｔｐは、領域記憶部７４および経路計画部５３に出力される。

領域記憶部７４は、第１領域演算部６１が第１の回避領域Ｒａ１を演算したとき、第１の回避領域Ｒａ１を記憶する。また、領域記憶部７４は、第２領域演算部６２が第２の回避領域Ｒａ２を演算したとき、第２の回避領域Ｒａ２を記憶する。記憶された第１の回避領域Ｒａ１および第２の回避領域Ｒａ２は、移動制御部８０に出力される。

さらに、領域記憶部７４は、所定時間Ｔｐが経過した後、記憶した第２の回避領域Ｒａ２を消去する。また、このとき、経路計画部５３は、移動体再経路Ｘｍ＿Ｒを移動体経路Ｘｍに変更し、経路を移動体経路Ｘｍに戻す。

また、領域記憶部７４は、移動部２０が停止したとき、すなわち、移動体速さＶｍがゼロであるとき、記憶した第１の回避領域Ｒａ１を消去する。本明細書中、「ゼロ」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。

移動制御部８０は、環境認識部３０が障害物２５を検出したとき、第１の回避領域Ｒａ１に障害物２５が侵入しないように、移動部２０を制御する。また、移動制御部８０は、環境認識部３０が別移動体９１を検出し、移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、第２の回避領域Ｒａ２に別移動体９１が侵入しないように、移動部２０を制御する。

図９のフローチャートを参照して、移動体制御装置１の制御について説明する。フローチャートにおいて、「Ｓ」は、ステップを意味する。なお、初期状態では、地図Ｍ、移動体出発地Ｓｍ、移動体目的地Ｇｍおよび移動体経路Ｘｍは、移動体制御装置１に設定されている。

ステップ１０１において、環境認識部３０は、障害物２５を検出したか否かを判定する。環境認識部３０が障害物２５を検出したとき、処理は、ステップ１０２に移行する。環境認識部３０が障害物２５を検出しなかったとき、処理は、ステップ１０３に移行する。

ステップ１０２において、第１領域演算部６１は、第１の回避領域Ｒａ１を演算する。領域記憶部７４は、第１の回避領域Ｒａ１を記憶する。
ステップ１０３において、環境認識部３０は、別移動体９１を検出したか否かを判定する。環境認識部３０が別移動体９１を検出したとき、処理は、ステップ１０４に移行する。環境認識部３０が別移動体９１を検出しなかったとき、処理は、ステップ１１３に移行する。

ステップ１０４において、相対距離測定部７１は、移動体間距離Ｌｍを測定する。第２領域演算部６２は、移動体間距離Ｌｍが小さくなったか否かを判定する。フローチャートにおいて、Ｌｍ（Ｎ）は、現時点で測定した移動体間距離Ｌｍを表す。Ｌｍ（Ｎ−１）は、前回測定した移動体間距離Ｌｍを表す。移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、処理は、ステップ１０５に移行する。移動体間距離Ｌｍが変化しない、または、移動体間距離Ｌｍが大きくなったとき、処理は、ステップ１１３に移行する。

ステップ１０５において、第２領域演算部６２は、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。領域記憶部７４は、第２の回避領域Ｒａ２を記憶する。
ステップ１０６において、経路計画部５３は、移動体経路Ｘｍを再計画し、移動体経路Ｘｍを移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに変更する。
ステップ１０７において、移動制御部８０は、移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに沿って移動部２０が移動するように、移動部２０を制御する。

ステップ１０８において、環境認識部３０は、別移動体９１を検出したか否かを再度判定する。環境認識部３０が別移動体９１を検出したとき、処理は、ステップ１０４に移行する。環境認識部３０が別移動体９１を検出しなかったとき、処理は、ステップ１０９に移行する。

ステップ１０９において、所定時間演算部７３は、所定時間Ｔｐを演算する。
ステップ１１０において、領域記憶部７４および経路計画部５３は、所定時間Ｔｐが経過したか否かを判定する。所定時間Ｔｐが経過していないとき、移動部２０が移動しつつ、ステップ１１０の処理が繰り返される。所定時間Ｔｐが経過した後、処理は、ステップ１１１に移行する。

ステップ１１１において、領域記憶部７４は、記憶された第２の回避領域Ｒａ２を消去する。
ステップ１１２において、経路計画部５３は、移動体再経路Ｘｍ＿Ｒを移動体経路Ｘｍに変更し、経路を移動体経路Ｘｍに戻す。
ステップ１１３において、移動制御部８０は、移動体経路Ｘｍに沿って移動部２０が移動するように、移動部２０を制御する。

ステップ１１４において、領域記憶部７４は、移動体速さＶｍがゼロであるか否かを判定する。すなわち、領域記憶部７４は、移動部２０が停止したか否かを判定する。移動体速さＶｍがゼロであるとき、処理は、ステップ１１５に移行する。移動体速さＶｍがゼロでないとき、処理は、ステップ１０１に戻る。

ステップ１１５において、領域記憶部７４は、記憶された第１の回避領域Ｒａ１を消去し、終了する。なお、このとき、領域記憶部７４が第１の回避領域Ｒａ１を記憶していない場合も、処理は、終了する。

［１］移動制御部８０は、環境認識部３０が障害物２５を検出したとき、第１の回避領域Ｒａ１に障害物２５が侵入しないように、移動部２０を制御する。また、移動制御部８０は、環境認識部３０が別移動体９１を検出し、移動体間距離Ｌｍが小さくなるとき、第２の回避領域Ｒａ２に別移動体９１が侵入しないように、移動部２０を制御する。別移動体９１のみに対して、比較的小さな回避領域が設定される。また、作業者等の障害物２５と移動部２０とのすれ違い、または、作業者等の障害物２５と移動部２０とが横に並ぶとき、比較的大きな回避領域が設定される。このため、作業者等に対して、安全な距離を保ちつつ、移動部２０が作業を行える。したがって、人への安全が向上する。

さらに、別移動体９１と移動部２０とがすれ違うとき、比較的小さな回避領域が設定される。別移動体９１と移動部２０とを近づけることができるため、別移動体９１と移動部２０とがすれ違う通路１０では、通路幅Ｗｐを小さくできる。通路幅Ｗｐを小さくできるため、工場の敷地面積を小さくできる。

［２］領域記憶部７４は、所定時間Ｔｐが経過した後、記憶された第２の回避領域Ｒａ２を消去する。これにより、移動体制御装置１は、別移動体９１とすれ違わないとき、演算負荷を低減できる。

［３］第２領域演算部６２は、移動体速さＶｍ、移動体加速度ａｍおよび移動体位置誤差Ｅｒｒに基づいて、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。これにより、移動部２０または別移動体９１の走行状態の影響を緩和できる。このため、移動部２０または別移動体９１の走行状態によらず、移動部２０と別移動体９１とが接触しにくくなる。移動部２０と別移動体９１との安全が向上する。

［４］領域記憶部７４は、移動部２０が停止したとき、第１の回避領域Ｒａ１を消去する。これにより、障害物２５または別移動体９１が移動部２０に近づいたとき、移動部２０が不意に移動することがなくなる。障害物２５または別移動体９１と移動部２０との不意な接触が防止され、人または別移動体９１への安全がより向上する。

（第２実施形態）
第２実施形態では、第１領域演算部および第２領域演算部の演算が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。

図１０に示すように、第１領域演算部６１は、移動部２０の外側に位置する任意の点を中心とする第１半径Ｄｒ１の円を少なくとも１つ演算する。第１半径Ｄｒ１は、第１距離Ｌｒ１と同様に、障害物２５に基づいて、設定される。この１つの円を第１円Ｃ１とする。第１円Ｃ１は、第１仮想線Ｕ１に相当する。第１円Ｃ１の中心を第１中心Ｏ１とする。第１領域演算部６１は、第１の回避領域Ｒａ１として、第１円Ｃ１の全てを含む領域を演算する。第２実施形態では、第１領域演算部６１は、４個の第１円Ｃ１を演算している。４個の第１円Ｃ１の領域が第１の回避領域Ｒａ１に相当する。図において、第１円Ｃ１の所在を明確にするため、第１円Ｃ１を破線で記載している。

図１１に示すように、第２領域演算部６２は、移動部２０の外縁または移動部２０の外側に位置する任意の点を中心とする第２半径Ｄｒ２の円を少なくとも１つ演算する。この１つの円を第２円Ｃ２とする。第２円Ｃ２は、第２仮想線Ｕ２に相当する。第２円Ｃ２の中心を第２中心Ｏ２とする。第２領域演算部６２は、第２の回避領域Ｒａ２として、第２円Ｃ２の全てを含む領域を演算する。第２実施形態では、第２領域演算部６２は、１０個の第２円Ｃ２を演算している。１０個の第２円Ｃ２の領域が第２の回避領域Ｒａ２に相当する。図において、第２円Ｃ２の所在を明確にするため、第２円Ｃ２を破線で記載している。

また、第２領域演算部６２は、移動部２０が前進しているとき、以下関係式（３）を満たすように、第２半径Ｄｒ２を演算する。
Ｄｒ２≧Ｅｒｒ＋Ｌｖ＋Ｌａ
Ｌｖ＝Ｖｍ×ｔ
Ｌａ＝０．５×ａｍ×ｔ×ｔ ・・・（３）

第２領域演算部６２は、移動部２０の前方に対して移動部２０の角度がθとなるように、移動部２０が回転しながら移動するとき、以下関係式（４）を満たすように、第２半径Ｄｒ２を演算する。Ｄｒ２（＋Ｘ）は、Ｘ軸の正方向側の第２半径Ｄｒ２を示す。Ｄｒ２（−Ｘ）は、Ｘ軸の負方向側の第２半径Ｄｒ２を示す。Ｄｒ２（＋Ｙ）は、Ｙ軸の正方向側の第２半径Ｄｒ２を示す。Ｄｒ２（−Ｙ）は、Ｙ軸の負方向側の第２半径Ｄｒ２を示す。このように、第２領域演算部６２は、移動部２０の外縁または移動部２０の外側に位置する任意の点を中心とする第２半径Ｄｒ２の円弧を複数演算し、第２の回避領域Ｒａ２を演算してもよい。

Ｄｒ２（＋Ｘ）≧Ｅｒｒ（＋Ｘ）＋Ｌｖ（＋Ｘ）×ｃｏｓθ＋Ｌａ（＋Ｘ）×ｃｏｓθ
Ｄｒ２（−Ｘ）≧Ｅｒｒ（−Ｘ）＋Ｌｖ（−Ｘ）×ｃｏｓθ＋Ｌａ（−Ｘ）×ｃｏｓθ
Ｄｒ２（＋Ｙ）≧Ｅｒｒ（＋Ｙ）＋Ｌｖ（＋Ｙ）×ｓｉｎθ＋Ｌａ（＋Ｙ）×ｓｉｎθ
Ｄｒ２（−Ｙ）≧Ｅｒｒ（−Ｙ）＋Ｌｖ（−Ｙ）×ｓｉｎθ＋Ｌａ（−Ｙ）×ｓｉｎθ
・・・（４）

第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、第２実施形態では、第１の回避領域Ｒａ１および第２の回避領域Ｒａ２が円に基づいて、地図Ｍ上または移動部２０の周囲に設定されている。このため、経路計画部５３による移動体経路Ｘｍおよび移動体再経路Ｘｍ＿Ｒの経路計算がされやすくなる。これにより、移動体制御装置１の演算負荷をより低減できる。

（第３実施形態）
第３実施形態では、障害物の形態および移動体制御装置の制御が異なる点を除き、第１実施形態と同様である。第３実施形態では、障害物２５は、例えば、作業台である。

第３実施形態では、障害物２５は、第１指示部２５１および第２指示部２５２を有する。第１指示部２５１および第２指示部２５２は、例えば、ＩＤ情報を埋め込んだＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｅｎｃｙ）タグである。環境認識部３０と第１指示部２５１および第２指示部２５２とでは、情報がやり取り可能である。

図１２に示すように、第１領域演算部６１は、環境認識部３０が障害物２５を検出したとき、第１の回避領域Ｒａ１を演算する。第２領域演算部６２は、環境認識部３０が第１指示部２５１を検出したとき、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。経路計画部５３は、移動体経路Ｘｍを移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに変更する。移動制御部８０は、移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに沿って移動部２０が移動するように、移動部２０を制御する。なお、第３実施形態では、移動体目的地Ｇｍは、第１指示部２５１に対向する位置に設定されている。

図１３に示すように、第１指示部２５１に対向する位置で移動部２０が停止する。領域記憶部７４は、移動部２０が停止したとき、記憶された第１の回避領域Ｒａ１を消去する。また、別移動体９１が障害物２５を検出したとき、別移動体９１は、第１の回避領域Ｒａ１を演算する。さらに、別移動体９１が第２指示部２５２を検出したとき、別移動体９１は、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。なお、別移動体９１の目的地は、第２指示部２５２に対向する位置に設定されている。

図１４に示すように、第２指示部２５２に対向する位置で別移動体９１が停止する。別移動体９１は、記憶された第１の回避領域Ｒａ１を消去する。このとき、移動部２０および別移動体９１は、互いに第２の回避領域Ｒａ２まで接近して作業をすることができる。第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。第３実施形態では、障害物２５が作業台または設備等であるとき、通路幅Ｗｐが比較的狭くても、移動部２０および別移動体９１は作業をすることができる。このため、通路幅Ｗｐをより狭くすることができ、工場の敷地面積をより小さくできる。

（第４実施形態）
第４実施形態では、移動部と別移動体とがすれ違うのではなく、移動部が別移動体を追い抜くときの移動体制御装置の制御である点を除き、第１実施形態と同様である。別移動体９１の速さを別移動体速さＶｍ＿ａｎｏとする。移動体速さＶｍは、別移動体速さＶｍ＿ａｎｏよりも速い、すなわち、Ｖｍ＞Ｖｍ＿ａｎｏとする。別移動体９１は、移動部２０の前方にいるものとする。

図１５に示すように、環境認識部３０は、別移動体９１を検出する。相対距離測定部７１は、移動体間距離Ｌｍを測定する。第２領域演算部６２は、移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。領域記憶部７４は、第２の回避領域Ｒａ２を記憶する。経路計画部５３は、移動体経路Ｘｍを移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに変更する。移動制御部８０は、移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに沿って移動部２０が移動するように、移動部２０を制御する。一方で、別移動体９１は、移動体制御装置１と同様の処理を行う。

図１６に示すように、移動部２０が別移動体９１に追いつく。このとき、移動部２０と別移動体９１は、互いに第２の回避領域Ｒａ２まで接近することができる。所定時間Ｔｐが経過した後、移動部２０は、別移動体９１を追い抜く。第４実施形態では、所定時間Ｔｐは、移動部２０の前面と別移動体９１の前面とが同一平面上に位置したときから移動部２０の後面と別移動体９１の前面とが同一平面上に位置するまでの時間である。第４実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
第５実施形態では、制御部が経路判定部をさらに有する点を除き、第１実施形態と同様である。第５実施形態では、複数の通路が設けられており、第１通路１１、第１通路１１に交差する第２通路１２および第１通路１１と第２通路１２とが交差する範囲である交差点１３が設けられている。

図１７に示すように、第５実施形態の移動体制御装置５の制御部５５０は、経路判定部７５をさらに有する。別移動体９１の経路を別移動体経路Ｘｍ＿ａｎｏとする。
図１８に示すように、移動体経路Ｘｍと別移動体経路Ｘｍ＿ａｎｏとの交点を経路交点Ｑｘとする。図１８において、移動体経路Ｘｍを実線で記載している。別移動体経路Ｘｍ＿ａｎｏを一点鎖線で記載している。

経路判定部７５は、移動体経路Ｘｍと別移動体経路Ｘｍ＿ａｎｏとが交わるか否かを判定可能である。経路交点Ｑｘが存在したとき、経路判定部７５は、交点有信号Ｚｏを第２領域演算部５６２に出力する。

第２領域演算部５６２は、交点有信号Ｚｏを取得したとき、第２の回避領域Ｒａ２を演算する。経路計画部５３は、移動体経路Ｘｍを移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに変更する。移動制御部８０は、移動体再経路Ｘｍ＿Ｒに沿って移動部２０が移動するように、移動部２０を制御する。一方で、別移動体９１は、移動体制御装置５と同様の処理を行う。第５実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
［ｉ］図１９のフローチャートに示すように、ステップ１０８の処理後のステップ１１６において、領域記憶部７４および経路計画部５３は、移動体間距離Ｌｍが大きくなったか否かを判定してもよい。移動体間距離Ｌｍが変化しない、または、移動体間距離Ｌｍが小さくなったとき、処理は、ステップ１０６に移行する。移動体間距離Ｌｍが大きくなったとき、処理は、ステップ１１１に移行する。これにより、上記［２］に記載した効果と同様の効果を奏する。

［ｉｉ］移動部の車輪は、オムニホイールであり、３つ以上の円筒を含んでもよい。オムニホイールに用いられる円筒は、樽型であり、車輪の円周上に設けられている。この円筒は、車輪に対して自由に回転可能である。この車輪により、移動部は、前後左右に自由に移動可能である。また、車輪は、金属、ゴムまたは樹脂等のベルトが巻回されてもよい。

［ｉｉｉ］第１領域演算部は、移動部の外側に位置する任意の点を中心とする第１半径Ｄｒ１の円弧を少なくとも１つ演算してもよい。第１領域演算部は、第１の回避領域Ｒａ１として、第１円弧の全てを含む領域を演算してもよい。

［ｉｖ］本実施形態では、移動体制御装置と別移動体とは互いに通信可能とした。なお、移動体制御装置と別移動体とにそれぞれ通信可能な通信手段が設けられてもよい。

［ｖ］相対距離測定部は、時間に対する移動体間距離Ｌｍの変化量を演算してもよい。経路計画部、第２領域演算部および領域記憶部は、時間に対する移動体間距離Ｌｍの変化量の正負に基づいて、処理を行ってもよい。また、相対距離測定部は、環境認識部と併用されてもよく、環境認識部が移動体間距離Ｌｍを測定してもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０、１１、１２、１３ ・・・通路、
２０ ・・・移動部、
２５ ・・・障害物、
３０ ・・・環境認識部、
６１ ・・・第１領域演算部、
６２、５６２ ・・・第２領域演算部、
７１ ・・・相対距離測定部、
７４ ・・・領域記憶部、
８０ ・・・移動制御部、
９１ ・・・別移動体。

Claims (7)

1. 通路（１０、１１、１２、１３）を移動可能な移動部（２０）と、
   前記移動部に対して、前後、左右もしくは天地側の障害物（２５）または前記通路を移動可能な別移動体（９１）を検出可能な環境認識部（３０）と、
   前記環境認識部が前記障害物を検出したとき、前記移動部から所定の距離（Ｌｒ１）に位置する第１仮想線（Ｕ１、Ｃ１）に囲まれた範囲である第１の回避領域（Ｒａ１）を演算する第１領域演算部（６１）と、
   前記環境認識部が前記別移動体を検出したとき、前記移動部から前記別移動体までの距離である移動体間距離（Ｌｍ）を測定する相対距離測定部（７１）と、
   前記移動体間距離が小さくなったとき、前記移動部から所定の距離（Ｌｒ２）に位置する第２仮想線（Ｕ２、Ｃ２）に囲まれた範囲であり、前記第１の回避領域よりも小さい範囲である第２の回避領域（Ｒａ２）を演算する第２領域演算部（６２、５６２）と、
   前記第１領域演算部が前記第１の回避領域を演算したとき、前記第１の回避領域を記憶し、前記第２領域演算部が前記第２の回避領域を演算したとき、前記第２の回避領域を記憶する領域記憶部（７４）と、
   前記環境認識部が前記障害物を検出したとき、前記第１の回避領域に前記障害物が侵入しないように前記移動部を制御し、前記移動体間距離が小さくなったとき、前記第２の回避領域に前記別移動体が侵入しないように前記移動部を制御する移動制御部（８０）と、
   を備える移動体制御装置。
2. 前記移動部の前面と前記別移動体の後面とが同一平面上に位置したときから前記移動部の後面と前記別移動体の後面とが同一平面上に位置するまでの時間、または、前記移動部の前面と前記別移動体の前面とが同一平面上に位置したときから前記移動部の後面と前記別移動体の前面とが同一平面上に位置するまでの時間である所定時間（Ｔｐ）を演算可能な所定時間演算部（７３）をさらに備え、
   前記領域記憶部は、前記所定時間が経過した後、前記第２の回避領域を消去する請求項１に記載の移動体制御装置。
3. 前記領域記憶部は、前記移動体間距離が大きくなったとき、前記第２の回避領域を消去する請求項１に記載の移動体制御装置。
4. 前記移動部の速さである移動体速さ（Ｖｍ）を検出可能な速度検出部（５４）と、
   前記移動部の加速度である移動体加速度（ａｍ）を検出可能な加速度検出部（５５）と、
   前記移動部の位置の確率分布（Ｐｍ）を演算し、前記移動部の位置を推定可能な自己位置推定部（５６）と、
   前記移動部の位置の確率分布に基づき、前記移動部の位置の確率分布の分散である移動体位置誤差（Ｅｒｒ）を演算可能な位置誤差演算部（７２）と、
   をさらに備え、
   前記第２領域演算部は、前記移動体速さ、前記移動体加速度および前記移動体位置誤差に基づいて、前記第２の回避領域を演算する請求項１から３のいずれか一項に記載の移動体制御装置。
5. 前記障害物は、指示部（２５１、２５２）を有し、
   前記第２領域演算部は、前記環境認識部が前記指示部を検出したとき、前記第２の回避領域を演算し、
   前記移動制御部は、前記環境認識部が前記指示部を検出したとき、前記第２の回避領域に前記障害物が侵入しないように前記移動部を制御する請求項１から４のいずれか一項に記載の移動体制御装置。
6. 前記領域記憶部は、前記移動部が停止したとき、前記第１の回避領域の演算を消去する請求項１から５のいずれか一項に記載の移動体制御装置。
7. 移動体出発地（Ｓｍ）および移動体目的地（Ｇｍ）に基づいて、移動体経路（Ｘｍ）を設定可能であり、前記移動体間距離が小さくなったとき、前記移動体経路を変更する経路計画部（５３）をさらに備える請求項１から６のいずれか一項に記載の移動体制御装置。

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