JP2019148881A - 移動体、移動体を制御する方法およびコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】設定されたルートを繰り返し移動する移動体の蓄電エネルギーの不足を早期に発見する。【解決手段】移動体１０は、設定されたルートに沿った複数回のサイクルの移動を行う。前記移動体は、蓄電装置２１と、駆動装置１７と、無線通信を行う通信回路１４ｄと、前記蓄電装置のエネルギー残量を監視し、前記駆動装置および前記通信回路を制御する制御回路１４ａとを備える。前記制御回路は、前記ルートに沿った移動を開始するとき、前記蓄電装置の前記エネルギー残量が前記閾値を超える場合には前記駆動装置に前記移動を開始させ、前記エネルギー残量が前記閾値を超えない場合には前記通信回路にアラートを送信させる。前記閾値は、過去の少なくとも１回のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量に基づいて設定される。【選択図】図５Ａ

Description

本開示は、移動体に関する。

無人搬送車または移動ロボットなどの、自律的に移動する移動体の研究および開発が進められている。移動体は、多くの場合、１つ以上の電気モータによって駆動される。電気モータは、二次電池またはキャパシタなどの蓄電装置に蓄積された電気エネルギーによって動作する。特開２０１４−１５０６１８号公報は、二次電池を電源として動作する無人搬送車の例を開示している。

特開２０１４−１５０６１８号公報

本開示は、設定されたルートを繰り返し移動する移動体の蓄電エネルギーの不足を早期に発見するための新規な技術を提供する。

本開示の実施形態における移動体は、設定されたルートに沿った複数回のサイクルの移動を行う。前記移動体は、蓄電装置と、前記蓄電装置に蓄積された電気エネルギーを利用して前記移動体を移動させる駆動装置と、無線通信を行う通信回路と、前記蓄電装置のエネルギー残量を監視し、前記駆動装置および前記通信回路を制御する制御回路とを備える。前記制御回路は、前記ルートに沿った移動を開始するとき、前記蓄電装置の前記エネルギー残量と、閾値とを比較し、前記エネルギー残量が前記閾値を超える場合には前記駆動装置に前記移動を開始させ、前記エネルギー残量が前記閾値を超えない場合には前記通信回路にアラートを送信させる。前記閾値は、過去の少なくとも１回のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量に基づいて設定される。

本開示の包括的または具体的な態様は、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体によって実現され得る。あるいは、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、および記録媒体の任意の組み合わせによって実現されてもよい。

本開示の実施形態によれば、設定されたルートを繰り返し移動する移動体の蓄電量の不足を早期に発見することができる。

図１は、本開示による、各ＡＧＶの走行を制御する制御システムの概要を示す図である。 図２は、ＡＧＶが存在する移動空間Ｓの一例を示す図である。 図３Ａは、接続される前のＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。 図３Ｂは、接続されたＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。 図４は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶの外観図である。 図５Ａは、ＡＧＶの第１のハードウェア構成例を示す図である。 図５Ｂは、ＡＧＶの第２のハードウェア構成例を示す図である。 図６Ａは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図６Ｂは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図６Ｃは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図６Ｄは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図６Ｅは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図６Ｆは、完成した地図の一部を模式的に示す図である。 図７は、複数の部分地図によって１つのフロアの地図が構成される例を示す図である。 図８は、運行管理装置のハードウェア構成例を示す図である。 図９は、運行管理装置によって決定されたＡＧＶの移動経路の一例を模式的に示す図である。 図１０は、ＡＧＶ１０が走行するルートの一例を示す図である。 図１１は、ＡＧＶ１０の動作の第１の例を示すフローチャートである。 図１２は、ＡＧＶ１０の動作の第２の例を示すフローチャートである。 図１３は、ＡＧＶ１０の動作の第３の例を示すフローチャートである。 図１４は、ＡＧＶ１０の動作の第４の例を示すフローチャートである。 図１５は、管理装置５０の動作の一例を示すフローチャートである。

＜用語＞
本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。

「無人搬送車」（ＡＧＶ）とは、本体に人手または自動で荷物を積み込み、指示された場所まで自動走行し、人手または自動で荷卸しをする無軌道車両を意味する。「無人搬送車」は、無人牽引車および無人フォークリフトを含む。

「無人」の用語は、車両の操舵に人を必要としないことを意味しており、無人搬送車が「人（たとえば荷物の積み下ろしを行う者）」を搬送することは除外しない。

「無人牽引車」とは、人手または自動で荷物の積み込み荷卸しをする台車を牽引して、指示された場所まで自動走行する無軌道車両である。

「無人フォークリフト」とは、荷物移載用のフォークなどを上下させるマストを備え、フォークなどに荷物を自動移載し指示された場所まで自動走行し、自動荷役作業をする無軌道車両である。

「無軌道車両」とは、車輪と、車輪を回転させる電気モータまたはエンジンを備える移動体（vehicle）である。

「移動体」とは、人または荷物を載せて移動する装置であり、移動のための駆動力(traction)を発生させる車輪、二足もしくは多足歩行装置、またはプロペラなどの駆動装置を備える。本開示における「移動体」の用語は、狭義の無人搬送車のみならず、モバイルロボット、サービスロボット、およびドローンを含む。

「自動走行」は、無人搬送車が通信によって接続されるコンピュータの運行管理システムの指令に基づく走行と、無人搬送車が備える制御装置による自律的走行とを含む。自律的走行には、無人搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれる。また、無人搬送車は、一時的に作業者の指示に基づくマニュアル走行を行ってもよい。「自動走行」は、一般には「ガイド式」の走行および「ガイドレス式」の走行の両方を含むが、本開示では「ガイドレス式」の走行を意味する。

「ガイド式」とは、誘導体を連続的または断続的に設置し、誘導体を利用して無人搬送車を誘導する方式である。

「ガイドレス式」とは、誘導体を設置せずに誘導する方式である。本開示の実施形態における無人搬送車は、自己位置推定装置を備え、ガイドレス式で走行することができる。

「自己位置推定装置」は、レーザレンジファインダなどの外界センサによって取得されたセンサデータに基づいて環境地図上における自己位置を推定する装置である。

「外界センサ」は、移動体の外部の状態をセンシングするセンサである。外界センサには、たとえば、レーザレンジファインダ（測域センサともいう）、カメラ（またはイメージセンサ）、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および磁気センサがある。

「内界センサ」は、移動体の内部の状態をセンシングするセンサである。内界センサには、たとえばロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と称することがある）、加速度センサ、および角加速度センサ（たとえばジャイロセンサ）がある。

「SLAM（スラム）」とは、Simultaneous Localization and Mappingの略語であり、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うことを意味する。

「蓄電装置」とは、電気エネルギーを蓄える装置を意味する。蓄電装置には、二次電池および蓄電用のキャパシタが含まれる。二次電池には、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、および鉛畜電池などの、充電可能な蓄電池が含まれる。蓄電用のキャパシタには、たとえば、リチウムイオンキャパシタおよび電気二重層キャパシタなどの、比較的容量の大きいキャパシタが含まれる。

＜例示的な実施形態＞
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および移動体システムの一例を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。以下の説明において、同一または類似の構成要素には、同一の参照符号を付している。

以下の説明では、移動体が無人搬送車であるものとし、無人搬送車を「ＡＧＶ」と記述する。なお、以下の説明は、矛盾がない限り、ＡＧＶ以外の移動体、たとえば複数の駆動輪を有するロボットまたは有人の車両などにも同様に適用することができる。

（１）システムの基本構成
図１は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、少なくとも１台のＡＧＶ１０と、ＡＧＶ１０の運行管理を行う運行管理装置５０とを含む。図１には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。

ＡＧＶ１０は、走行に磁気テープなどの誘導体が不要な「ガイドレス式」走行が可能な無人搬送台車である。ＡＧＶ１０は、自己位置推定を行い、推定の結果を端末装置２０および運行管理装置５０に送信することができる。ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０からの指令に従って移動空間Ｓ内を自動走行することが可能である。

運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングし、各ＡＧＶ１０の走行を管理するコンピュータシステムである。運行管理装置５０は、デスクトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータであり得る。運行管理装置５０は、複数のアクセスポイント２を介して、各ＡＧＶ１０と通信する。たとえば、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０が次に向かうべき位置の座標のデータを各ＡＧＶ１０に送信する。各ＡＧＶ１０は、定期的に、たとえば１００ミリ秒ごとに自身の位置および姿勢（orientation）を示すデータを運行管理装置５０に送信する。指示した位置にＡＧＶ１０が到達すると、運行管理装置５０は、さらに次に向かうべき位置の座標のデータを送信する。ＡＧＶ１０は、端末装置２０に入力されたユーザ１の操作に応じて移動空間Ｓ内を走行することも可能である。端末装置２０の一例はタブレットコンピュータである。典型的には、端末装置２０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成時に行われ、運行管理装置５０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成後に行われる。

図２は、３台のＡＧＶ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが存在する移動空間Ｓの一例を示している。この例では、いずれのＡＧＶも図中の奥行き方向に走行している。ＡＧＶ１０ａおよび１０ｂは、天板に載置された荷物を搬送中である。ＡＧＶ１０ｃは、前方のＡＧＶ１０ｂに追従して走行している。なお、説明の便宜のため、図２では参照符号１０ａ、１０ｂおよび１０ｃを付したが、以下では、「ＡＧＶ１０」と記述する。

ＡＧＶ１０は、天板に載置された荷物を搬送する方法以外に、自身と接続された牽引台車を利用して荷物を搬送することも可能である。図３Ａは、接続される前のＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。牽引台車５の各足にはキャスターが設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５と機械的に接続される。図３Ｂは、接続されたＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。ＡＧＶ１０が走行すると、牽引台車５はＡＧＶ１０に牽引される。牽引台車５を牽引することにより、ＡＧＶ１０は、牽引台車５に載置された荷物を搬送できる。

ＡＧＶ１０と牽引台車５との接続方法は任意である。ここでは一例を説明する。ＡＧＶ１０の天板にはプレート６が固定されている。牽引台車５には、スリットを有するガイド７が設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５に接近し、プレート６をガイド７のスリットに差し込む。差し込みが完了すると、ＡＧＶ１０は、図示されない電磁ロック式ピンをプレート６およびガイド７に貫通させ、電磁ロックをかける。これにより、ＡＧＶ１０と牽引台車５とが物理的に接続される。

再び図１を参照する。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、たとえば１対１で接続されてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信を行うことができる。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、１または複数のアクセスポイント２を利用してＷｉ−Ｆｉ（登録商標）に準拠した通信を行うこともできる。複数のアクセスポイント２は、たとえばスイッチングハブ３を介して互いに接続されている。図１には２台のアクセスポイント２ａ、２ｂが記載されている。ＡＧＶ１０はアクセスポイント２ａと無線で接続されている。端末装置２０はアクセスポイント２ｂと無線で接続されている。ＡＧＶ１０が送信したデータはアクセスポイント２ａで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ｂに転送され、アクセスポイント２ｂから端末装置２０に送信される。また、端末装置２０が送信したデータは、アクセスポイント２ｂで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ａに転送され、アクセスポイント２ａからＡＧＶ１０に送信される。これにより、ＡＧＶ１０と端末装置２０との間の双方向通信が実現される。複数のアクセスポイント２は、スイッチングハブ３を介して運行管理装置５０とも接続されている。これにより、運行管理装置５０と各ＡＧＶ１０との間でも双方向通信が実現される。

（２）環境地図の作成
自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されている。ＡＧＶ１０は、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。

ＡＧＶ１０は、ユーザの操作によってデータ取得モードに遷移する。データ取得モードにおいて、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダを用いたセンサデータの取得を開始する。レーザレンジファインダは、周期的に、たとえば赤外線または可視光のレーザビームを周囲に放射して周囲の空間Ｓをスキャンする。レーザビームは、たとえば、壁もしくは柱等の構造物、または床の上に置かれた物体等の表面で反射される。レーザレンジファインダは、レーザビームの反射光を受けて各反射点までの距離を計算し、各反射点の位置が示された測定結果のデータを出力する。各反射点の位置には、反射光の到来方向および距離が反映されている。測定結果のデータは、「計測データ」または「センサデータ」と呼ばれることがある。

位置推定装置は、センサデータを記憶装置に蓄積する。移動空間Ｓ内のセンサデータの取得が完了すると、記憶装置に蓄積されたセンサデータが外部装置に送信される。外部装置は、たとえば信号処理プロセッサを有し、かつ、地図作成プログラムがインストールされたコンピュータである。

外部装置の信号処理プロセッサは、スキャンごとに得られたセンサデータ同士を重ね合わせる。信号処理プロセッサが重ね合わせる処理を繰り返し行うことにより、空間Ｓの地図を作成することができる。外部装置は、作成した地図のデータをＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、作成した地図のデータを内部の記憶装置に保存する。外部装置は、運行管理装置５０であってもよいし、他の装置であってもよい。

外部装置ではなくＡＧＶ１０が地図の作成を行ってもよい。上述した外部装置の信号処理プロセッサの代わりに、ＡＧＶ１０のマイクロコントローラユニット（マイコン）などの回路が上記の処理を行えばよい。ＡＧＶ１０が地図を作成する場合には、蓄積されたセンサデータを外部装置に送信する必要がなくなる。センサデータのデータ容量は一般には大きいと考えられる。センサデータを外部装置に送信する必要がなくなれば、通信回線の占有を回避できる。

センサデータを取得するための移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が走行することによって実現し得る。たとえば、ＡＧＶ１０は、端末装置２０を介して無線でユーザから前後左右の各方向への移動を指示する走行指令を受け取る。ＡＧＶ１０は、走行指令にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成する。ＡＧＶ１０がジョイスティック等の操縦装置と有線で接続されている場合には、当該操縦装置からの制御信号にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成してもよい。レーザレンジファインダを搭載した計測台車を人が押し歩くことによってセンサデータを取得してもよい。

図１および図２には複数台のＡＧＶ１０が示されているが、ＡＧＶは１台であってもよい。複数台のＡＧＶ１０が存在する場合、ユーザ１は端末装置２０を利用して、登録された複数のＡＧＶのうちから一台のＡＧＶ１０を選択して、移動空間Ｓの地図を作成させることができる。

地図が作成されると、以後、各ＡＧＶ１０は当該地図を利用して自己位置を推定しながら自動走行することができる。自己位置を推定する処理の説明は後述する。

（３）ＡＧＶの構成
図４は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。
ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図４には示されていない。図４には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されている。左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため、図４には明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。

ＡＧＶ１０は、さらに、障害物を検知するための少なくとも１つの障害物センサ１９を備えている。図４の例では、フレーム１２の４隅に４つの障害物センサ１９がそれぞれ設けられている。障害物センサ１９の個数および配置は、図４の例とは異なっていてもよい。障害物センサ１９は、たとえば、赤外線センサ、超音波センサ、またはステレオカメラなどの、距離計測が可能な装置であり得る。障害物センサ１９が赤外線センサである場合、たとえば一定時間ごとに赤外線を出射し、反射された赤外線が戻ってくるまでの時間を計測することにより、一定距離以内に存在する障害物を検知することができる。ＡＧＶ１０は、少なくとも１つの障害物センサ１９から出力された信号に基づいて経路上の障害物を検知したとき、その障害物を回避する動作を行ってもよい。

走行制御装置１４は、ＡＧＶ１０の動作を制御する装置である。走行制御装置１４は、主としてマイコン（後述）を含む集積回路、電子部品、およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置１４は、上述した端末装置２０とのデータの送受信、および、前処理演算を行う。

レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外線または可視光のレーザビーム１５ａを放射し、当該レーザビーム１５ａの反射光を検出することにより、反射点までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザビーム１５ａを放射し、各レーザビーム１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８１ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。なお、本実施形態では、レーザレンジファインダ１５が行う周囲の空間のスキャンは実質的に床面に平行であり、平面的（二次元的）である。しかしながら、レーザレンジファインダ１５は高さ方向のスキャンを行ってもよい。

ＡＧＶ１０の位置および姿勢（向き）と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶ１０は、空間Ｓの地図を作成することができる。地図には、ＡＧＶの周囲の壁、柱等の構造物、床の上に載置された物体の配置が反映され得る。地図のデータは、ＡＧＶ１０内に設けられた記憶装置に格納される。

一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。二次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。

レーザビーム１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。

レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。

レーザレンジファインダ１５は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。

走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。なお、保持されている地図データは、他のＡＧＶ１０が作成した地図データであってもよい。

図５Ａは、ＡＧＶ１０の第１のハードウェア構成例を示している。図５Ａは、走行制御装置１４の具体的な構成も示している。

ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、２台のモータ１６ａおよび１６ｂと、駆動装置１７と、車輪１１ａおよび１１ｂと、２つのロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂと、バッテリ２１とを備えている。

走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄと、位置推定装置１４ｅとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃ、通信回路１４ｄおよび位置推定装置１４ｅは、通信バス１４ｆで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。レーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｆに接続されている。レーザレンジファインダ１５は、計測結果である計測データを、マイコン１４ａ、位置推定装置１４ｅおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。

マイコン１４ａは、走行制御装置１４を含むＡＧＶ１０の全体を制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路である。典型的にはマイコン１４ａは、半導体集積回路である。マイコン１４ａは、制御信号であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を駆動装置１７に送信して駆動装置１７を制御し、モータに印加する電圧を調整させる。これによりモータ１６ａおよび１６ｂの各々が所望の回転速度で回転する。

左右のモータ１６ａおよび１６ｂの駆動を制御する１つ以上の制御回路を、マイコン１４ａとは独立して設けてもよい。たとえば、モータ駆動装置１７が、モータ１６ａおよび１６ｂの駆動をそれぞれ制御する２つのマイコンを備えていてもよい。それらの２つのマイコンは、エンコーダ１８ａおよび１８ｂから出力されたエンコーダ情報を用いた座標計算をそれぞれ行い、所与の初期位置からのＡＧＶ１０の移動距離を推定してもよい。また、当該２つのマイコンは、エンコーダ情報を利用してモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを制御してもよい。

メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。

記憶装置１４ｃは、不揮発性の半導体メモリ装置である。ただし、記憶装置１４ｃは、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または、光ディスクに代表される光学式記録媒体であってもよい。さらに、記憶装置１４ｃは、いずれかの記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すためのヘッド装置および当該ヘッド装置の制御装置を含んでもよい。

記憶装置１４ｃは、走行する空間Ｓの地図データＭ、および、１または複数の走行経路のデータＲを記憶する。地図データＭは、ＡＧＶ１０が地図作成モードで動作することによって作成され記憶装置１４ｃに記憶される。走行経路データＲは、地図データＭが作成された後に外部から送信される。本実施形態では、地図データＭおよび走行経路データＲは、同じ記憶装置１４ｃに記憶されているが、異なる記憶装置に記憶されてもよい。

バッテリ２１は、駆動装置１７が利用する電気エネルギーを蓄える二次電池である。バッテリ２１には、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケルカドミウム電池、または鉛畜電池などの、任意の蓄電池を利用できる。バッテリ２１は、駆動装置１７およびマイコン１４ａに接続されている。マイコン１４ａは、バッテリ２１の充放電を制御する。

本実施形態においては蓄電装置としてバッテリ２１が用いられている。バッテリ２１に代えて、蓄電用のキャパシタを利用してもよい。たとえば、リチウムイオンキャパシタまたは電気二重層キャパシタなどのキャパシタを蓄電装置として利用できる。

以下、走行経路データＲの例を説明する。

端末装置２０がタブレットコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０は、タブレットコンピュータから走行経路を示す走行経路データＲを受信する。このときの走行経路データＲは、複数のマーカの位置を示すマーカデータを含む。「マーカ」は、走行するＡＧＶ１０の通過位置（経由点）を示す。走行経路データＲは、走行開始位置を示す開始マーカおよび走行終了位置を示す終了マーカの位置情報を少なくとも含む。走行経路データＲは、さらに、１以上の中間経由点のマーカの位置情報を含んでもよい。走行経路が１以上の中間経由点を含む場合には、開始マーカから、当該走行経由点を順に経由して終了マーカに至る経路が、走行経路として定義される。各マーカのデータは、そのマーカの座標データに加えて、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）および走行速度のデータを含み得る。ＡＧＶ１０が各マーカの位置で一旦停止し、自己位置推定および端末装置２０への通知などを行う場合には、各マーカのデータは、当該走行速度に達するまでの加速に要する加速時間、および／または、当該走行速度から次のマーカの位置で停止するまでの減速に要する減速時間のデータを含み得る。

端末装置２０ではなく運行管理装置５０（たとえば、ＰＣおよび／またはサーバコンピュータ）がＡＧＶ１０の移動を制御してもよい。その場合には、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がマーカに到達する度に、次のマーカへの移動をＡＧＶ１０に指示してもよい。たとえば、ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０から、次に向かうべき目的位置の座標データ、または、当該目的位置までの距離および進むべき角度のデータを、走行経路を示す走行経路データＲとして受信する。

ＡＧＶ１０は、作成された地図と走行中に取得されたレーザレンジファインダ１５が出力したセンサデータとを利用して自己位置を推定しながら、記憶された走行経路に沿って走行することができる。

通信回路１４ｄは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。たとえばＡＧＶ１０を走行させて地図を作成するモードでは、通信回路１４ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１で端末装置２０と通信する。

位置推定装置１４ｅは、地図の作成処理、および、走行時における自己位置の推定処理を行う。位置推定装置１４ｅは、ＡＧＶ１０の位置および姿勢とレーザレンジファインダのスキャン結果とにより、移動空間Ｓの地図を作成する。走行時には、位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５からセンサデータを受け取り、記憶装置１４ｃに記憶された地図データＭを読み出す。位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)と、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。位置推定装置１４ｅは、局所的地図データが地図データＭに一致した程度を表す「信頼度」のデータを生成する。自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データは、ＡＧＶ１０から端末装置２０または運行管理装置５０に送信され得る。端末装置２０または運行管理装置５０は、自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データを受信して、内蔵または接続された表示装置に表示することができる。

本実施形態では、マイコン１４ａと位置推定装置１４ｅとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅの各動作を独立して行うことが可能な１つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図５Ａには、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅを包括するチップ回路１４ｇが示されている。以下では、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが別個独立に設けられている例を説明する。

２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ａおよび１１ｂに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ａおよび１１ｂは、それぞれ駆動輪である。本実施形態では、モータ１６ａおよびモータ１６ｂは、それぞれＡＧＶ１０の右輪および左輪を駆動する。

移動体１０は、さらに、車輪１１ａおよび１１ｂの回転位置または回転速度を測定するエンコーダユニット１８をさらに備えている。エンコーダユニット１８は、第１ロータリエンコーダ１８ａおよび第２ロータリエンコーダ１８ｂを含む。第１ロータリエンコーダ１８ａは、モータ１６ａから車輪１１ａまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。第２ロータリエンコーダ１８ｂは、モータ１６ｂから車輪１１ｂまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。エンコーダユニット１８は、ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂによって取得された信号を、マイコン１４ａに送信する。マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから受信した信号だけでなく、エンコーダユニット１８から受信した信号を利用して、移動体１０の移動を制御してもよい。

駆動装置１７は、２台のモータ１６ａおよび１６ｂの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを有する。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂの各々は、インバータ回路を含む。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂは、マイコン１４ａまたはモータ駆動回路１７ａ内のマイコンから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。

図５Ｂは、ＡＧＶ１０の第２のハードウェア構成例を示している。第２のハードウェア構成例は、レーザ測位システム１４ｈを有する点、および、マイコン１４ａが各構成要素と１対１で接続されている点において、第１のハードウェア構成例（図５Ａ）と相違する。

レーザ測位システム１４ｈは、位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５を有する。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されている。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５の各動作は上述した通りである。レーザ測位システム１４ｈは、ＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を示す情報をマイコン１４ａに出力する。

マイコン１４ａは、種々の汎用Ｉ／Ｏインタフェースまたは汎用入出力ポート（図示せず）を有している。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄ、レーザ測位システム１４ｈ等の、走行制御装置１４内の他の構成要素と、当該汎用入出力ポートを介して直接接続されている。

図５Ｂに関して上述した構成以外は、図５Ａの構成と共通である。よって共通の構成の説明は省略する。

本開示の実施形態におけるＡＧＶ１０は、図示されていないバンパースイッチなどのセーフティセンサを備えていてもよい。ＡＧＶ１０は、ジャイロセンサなどの慣性計測装置を備えていてもよい。ロータリエンコーダ１８ａ、１８ｂまたは慣性計測装置などの内界センサによる測定データを利用すれば、ＡＧＶ１０の移動距離および姿勢の変化量(角度)を推定することができる。これらの距離および角度の推定値は、オドメトリデータまたはオドメトリ情報と呼ばれ、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の情報を補助する機能を発揮し得る。オドメトリデータは、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の推定値の信頼性が低い場合、または地図の切り替え動作を行うときなどに使用される。

（４）地図データ
図６Ａから図６Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示す。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図５Ａおよび図５Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。

図６Ａには、レーザレンジファインダ１５を用いて周囲の空間をスキャンするＡＧＶ１０が示されている。所定のステップ角毎にレーザビームが放射され、スキャンが行われる。なお、図示されたスキャン範囲は模式的に示した例であり、上述した合計２７０度のスキャン範囲とは異なっている。

図６Ａから図６Ｆの各々では、レーザビームの反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて模式的に示されている。レーザビームのスキャンは、レーザレンジファインダ１５の位置および姿勢が変化する間に短い周期で実行される。このため、現実の反射点の個数は、図示されている反射点４の個数よも遥かに多い。位置推定装置１４ｅは、走行に伴って得られる黒点４の位置を、たとえばメモリ１４ｂに蓄積する。ＡＧＶ１０が走行しながらスキャンを継続して行うことにより、地図データが徐々に完成されてゆく。図６Ｂから図６Ｅでは、簡略化のためスキャン範囲のみが示されている。当該スキャン範囲は例示であり、上述した合計２７０度の例とは異なる。

地図は、地図作成に必要な量のセンサデータが取得された後、そのセンサデータに基づいて、このＡＧＶ１０内のマイコン１４ａまたは外部のコンピュータによって作成されてもよい。あるいは、移動しつつあるＡＧＶ１０が、取得したセンサデータに基づいてリアルタイムで地図を作成してもよい。

図６Ｆは、完成した地図８０の一部を模式的に示す。図６Ｆに示される地図では、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群(Point Cloud)によって自由空間が仕切られている。地図の他の例は、物体が占有している空間と自由空間とをグリッド単位で区別する占有格子地図である。位置推定装置１４ｅは、地図のデータ（地図データＭ）をメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに蓄積する。なお図示されている黒点の数または密度は一例である。

こうして得られた地図データは、複数のＡＧＶ１０によって共有され得る。

ＡＧＶ１０が地図データに基づいて自己位置を推定するアルゴリズムの典型例は、ＩＣＰ(Iterative Closest Point)マッチングである。前述したように、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとマッチングすることにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を推定することができる。

ＡＧＶ１０が走行するエリアが広い場合、地図データＭのデータ量が多くなる。そのため、地図の作成時間が増大したり、自己位置推定に多大な時間を要するなどの不都合が生じる可能性がある。そのような不都合が生じる場合には、地図データＭを、複数の部分地図のデータに分けて作成および記録してもよい。

図７は、４つの部分地図データｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示している。この例では、１つの部分地図データは５０ｍ×５０ｍの領域をカバーしている。Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて隣接する２つの地図の境界部分に、幅５ｍの矩形の重複領域が設けられている。この重複領域を「地図切替エリア」と呼ぶ。１つの部分地図を参照しながら走行しているＡＧＶ１０が地図切替エリアに到達すると、隣接する他の部分地図を参照する走行に切り替える。部分地図の枚数は４枚に限らず、ＡＧＶ１０が走行するフロアの面積、地図作成および自己位置推定を実行するコンピュータの性能に応じて適宜設定してよい。部分地図データのサイズおよび重複領域の幅も、上記の例に限定されず、任意に設定してよい。

（５）運行管理装置の構成例
図８は、運行管理装置５０のハードウェア構成例を示している。運行管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６とを有する。

ＣＰＵ５１、メモリ５２、位置ＤＢ５３、通信回路５４、地図ＤＢ５５および画像処理回路５６は、通信バス５７で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。

ＣＰＵ５１は、運行管理装置５０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ５１は半導体集積回路である。

メモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、ＣＰＵ５１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。

位置ＤＢ５３は、各ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。位置データは、たとえば管理者によって工場内に仮想的に設定された座標によって表され得る。位置データは管理者によって決定される。

通信回路５４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路５４は、アクセスポイント２(図１)と有線で接続されており、アクセスポイント２を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路５４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス５７を介してＣＰＵ５１から受信する。通信回路５４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス５７を介してＣＰＵ５１および／またはメモリ５２に送信する。

地図ＤＢ５５は、ＡＧＶ１０が走行する工場等の内部の地図のデータを格納する。当該地図は、地図８０（図６Ｆ）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。各ＡＧＶ１０の位置と１対１で対応関係を有する地図であれば、データの形式は問わない。たとえば地図ＤＢ５５に格納される地図は、ＣＡＤによって作成された地図であってもよい。

位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。

画像処理回路５６は、モニタ５８に表示される映像のデータを生成する回路である。画像処理回路５６は、専ら、管理者が運行管理装置５０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。モニタ５９は運行管理装置５０と一体化されていてもよい。画像処理回路５６の処理をＣＰＵ５１が行ってもよい。

（６）運行管理装置の動作
図９を参照しながら、運行管理装置５０の動作の概要を説明する。図９は、運行管理装置５０によって決定されたＡＧＶ１０の移動経路の一例を模式的に示す図である。

ＡＧＶ１０および運行管理装置５０の動作の概要は以下のとおりである。以下では、あるＡＧＶ１０が現在、地点（マーカ）Ｍ₁におり、幾つかの位置を通過して、最終的な目的地であるマーカＭ_n+1（ｎ：１以上の正の整数）まで走行する例を説明する。なお、位置ＤＢ５３にはマーカＭ₁の次に通過すべきマーカＭ₂、マーカＭ₂の次に通過すべきマーカＭ₃等の各位置を示す座標データが記録されている。

運行管理装置５０のＣＰＵ５１は、位置ＤＢ５３を参照してマーカＭ₂の座標データを読み出し、マーカＭ₂に向かわせる走行指令を生成する。通信回路５４は、アクセスポイント２を介して走行指令をＡＧＶ１０に送信する。

ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から、アクセスポイント２を介して、定期的に現在位置および姿勢を示すデータを受信する。こうして運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングすることができる。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の現在位置がマーカＭ₂に一致したと判定すると、マーカＭ₃の座標データを読み出し、マーカＭ₃に向かわせる走行指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。つまり運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がある位置に到達したと判定すると、次に通過すべき位置に向かわせる走行指令を送信する。これにより、ＡＧＶ１０は最終的な目的地であるマーカＭ_n+1に到達することができる。

（７）ＡＧＶの動作例
次に、ＡＧＶ１０が、設定されたルートに沿って繰り返し移動する動作の例を説明する。

本実施形態におけるＡＧＶ１０は、設定されたルートに沿った移動を繰り返す。ＡＧＶ１０は、外部の装置からの指示に従い、複数回のサイクルの移動を行う。外部の装置は、例えば運行管理装置５０（以下、単に「管理装置５０」と称する）または端末装置２０であり得る。以下、主に外部の装置が管理装置５０である場合の例を説明する。

図１０は、ＡＧＶ１０が走行するルートの一例を示す図である。この例では、管理装置５０は、８個のマーカＭ０からＭ７を設定し、その情報をＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、管理装置５０からの指示に従い、初期位置であるマーカＭ０から移動を開始し、マーカＭ１からＭ７を順に経由してＭ０に戻る。すなわち、この例における走行ルートは、Ｍ０→Ｍ１→Ｍ２→Ｍ３→Ｍ２→Ｍ４→Ｍ５→Ｍ６→Ｍ５→Ｍ７→Ｍ０である。マーカＭ０、Ｍ３、Ｍ６では、例えば積載物の積み下ろしが行われる。他のマーカＭ１、Ｍ２、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ７では、ＡＧＶ１０は、約９０度方向を転換し、次のマーカに向かう。ＡＧＶ１０は、このようなルートに沿って、１日あたりに何度も繰り返し走行する。

このようなシステムにおいては、バッテリ２１に蓄積された電気エネルギーの残量（以下、「電池残量」とも称する）の管理が重要である。移動の途中で残量不足に陥ると、設定されたルートを完走することができない。バッテリ２１の残量が僅かになった場合には、ＡＧＶ１０を、給電設備が設置された給電エリアに移動させ、バッテリ２１を充電することが必要である。

バッテリ２１の残量を管理する方法として、満充電の状態からの走行時間、またはバッテリ２１の残量の測定値に基づく方法が考えられる。例えば、満充電の状態からの走行時間が所定時間を超えたり、走行中にバッテリ２１の残量が予め設定された閾値を下回ったりした場合には、電池不足を示す信号（以下、「アラート」と称する）を発する方法が考えられる。アラートを発することにより、使用者に充電を促したり、ＡＧＶ１０が自動的に給電エリアへの移動を開始したりすることができる。

しかし、そのようなシステムにおいては、走行途中でアラートが出る、あるいは、電池残量不足のために、ルートの走行中に停止してしまう、といった事態が生じ得る。そのような事態を避けるために、十分な余裕をもってアラートを出すように設定する対策も考えられる。しかし、その場合、バッテリ２１の容量を十分に利用することができない。また、バッテリ２１は使用年月の経過に伴い徐々に劣化するため、アラートを出すための閾値を定期的に再設定する必要に迫られる。

そこで、本実施形態では、ＡＧＶ１０におけるマイコン１４ａは、各サイクルの移動を開始するとき、バッテリ２１のエネルギー残量と、閾値とを比較し、その比較結果に応じて、移動を開始するか、アラートを発するかを決定する。より具体的には、バッテリ２１のエネルギー残量が閾値を超える場合には、マイコン１４ａは、駆動装置１７に移動を開始させる。逆に、バッテリ２１のエネルギー残量が閾値を超えない場合には、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄにアラートを送信させる。閾値は、過去の少なくとも１回のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量に基づいて設定される。例えば、閾値は、直前のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量、または、過去の各サイクルの移動によって消費されたエネルギー量のうち、最も大きい値に設定され得る。なお、以上の閾値の設定方法は、２回目以降のサイクルの移動について適用される。電源投入後またはシステム導入後の最初のサイクルの移動を開始するときには、例えば１サイクルの移動を完遂できると見込まれる十分に大きい値に閾値が設定され得る。

このような構成により、実際に消費された電気エネルギーの量に基づいて電池残量の管理を行うことができる。これにより、電池残量の不足によってＡＧＶ１０が走行の途中で停止してしまうリスクを低減できる。また、電池残量が十分に残っているにも関わらず、アラートが出されることも回避できる。さらに、予め定めたルールに従って閾値を自動で更新することができる。このため、例えばバッテリ２１の使用年月が経過し、１サイクルあたりの消費電力が徐々に変化した場合でも、閾値を適切な値に自動で更新することもできる。

アラートは、通信回路１４ｄから管理装置５０に送信される。管理装置５０に限らず、端末装置２０または不図示の表示装置などの他の装置にアラートが送信されてもよい。アラートを受信した装置は、例えば、電池残量が不足していることを示す画像を表示したり、音声を発したりしてもよい。これにより、使用者または管理者は、電池残量の不足を認識し、充電のために必要な行動を開始することができる。

以下、このようなＡＧＶ１０の動作のより具体的な例を説明する。

図１１は、ＡＧＶ１０の動作の第１の例を示すフローチャートである。この例では、ＡＧＶ１０は、同じルートに沿った移動を複数サイクルにわたって実行する。電源投入後、マイコン１４ａは、１回目のサイクルの移動が完了した後、１回目のサイクルの移動の開始時と完了時におけるバッテリ２１のエネルギー残量の差（「第１の差分値」と称する）を閾値に設定する。２回目以降のサイクルにおいて、移動を開始するとき、バッテリ２１のエネルギー残量が設定された閾値以下である場合には、アラートが出される。以下、この動作を具体的に説明する。

まずステップＳ１０１において、マイコン１４ａは、走行指示があったか否かを判断する。走行指示とは、例えば管理装置５０または端末装置２０などの外部の装置から送信される、走行を開始すべき旨の指令を意味する。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄを介して走行指示を受けると、走行を開始する。図１０の例では、ＡＧＶ１０は、マーカＭ０の位置から走行を開始する。この例では、初期状態において、バッテリ２１はほぼ満充電の状態にある。アラートを出すか否かを判断するために参照される閾値（以下、「アラート閾値」と称することがある）は、所定の初期値に設定されている。この状態では、バッテリ２１の残エネルギーはアラート閾値よりも十分に大きい。このため、図１１では、初期状態における電池残量とアラート閾値との比較についての動作は省略されている。

次に、ステップＳ１０２において、マイコン１４ａは、電池残量を測定する。電池残量の測定は、例えば、バッテリ２１の電圧を測定することによって行われ得る。この電池残量をＰ０とする。その後、ステップＳ１０３において、設定されたルートの走行を開始する。この１回目のサイクルでは、電池残量が十分であるため、ルートを完走できる。図１０の例では、ＡＧＶ１０は、マーカＭ０の位置に戻り、搬送作業が完了する。

ステップＳ１０４において、マイコン１４ａは、電池残量を再び測定する。このときの電池残量をＰ１とする。ステップＳ１０５において、マイコン１４ａは、アラート閾値を、Ａ＝Ｐ０−Ｐ１に設定する。つまり、マイコン１４ａは、アラート閾値を、１回目のルートの走行によって消費されたエネルギー量に相当する値に設定する。

この状態で、マイコン１４ａは、次の走行指示を待つ。ステップＳ１０６において、次の走行指示を受けると、ステップＳ１０７において、マイコン１４ａは、電池残量を再び測定する。このときの電池残量をＰｉとする。ステップＳ１０８において、マイコン１４ａは、電池残量Ｐｉが、先に設定した閾値Ａよりも大きいかを判断する。Ｐｉ＞Ａである場合は、ステップＳ１０９に進み、マイコン１４ａは、ルートを完走する。その後、ステップＳ１０６に戻り、以後、同様の動作を繰り返す。

ステップＳ１０８においてＰｉ≦Ａである場合は、電池残量が十分でないと判定される。この場合ステップＳ１１０に進み、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄに、電池残量が不十分であることを示すアラートを送信させる。アラートは、例えば管理装置５０に送られる。管理装置５０は、アラートを例えばディスプレイに表示させる。これを見た使用者または管理者は、電池不足を認識できる。このとき、マイコン１４ａは、ＡＧＶ１０の移動を開始することなく、待機する。

以上の動作により、ＡＧＶ１０は、１回目のサイクルで消費したバッテリ２１のエネルギー量に基づいて、以後のサイクルにおけるバッテリ２１のエネルギー残量が十分であるかを判断することができる。同一のルートの移動を連続で行うような場合には、バッテリ２１の消費量は、各サイクルでそれほど変化しないと考えられる。図１１のような動作を移動体の制御回路に実行させることにより、移動の途中で電池残量が不足するリスクを低減することができる。

この例では、ステップＳ１０５において、閾値Ａが、Ｐ０−Ｐ１に設定される。この閾値Ａを他の値に設定してもよい。例えば、余裕をもたせるために、Ｐ０−Ｐ１よりも若干大きい値に閾値Ａを設定してもよい。一例として、Ｐ０−Ｐ１の１．１倍から１．５倍程度の値に閾値Ａを設定してもよい。その場合、移動の途中で停止するリスクをさらに低減できる。

図１２は、ＡＧＶ１０の動作の第２の例を示すフローチャートである。この例では、図１１に示す動作に加えて、マイコン１４ａは、第２のサイクルの移動が完了した後、特定の条件を満たす場合に、閾値Ａの更新を行う。図１２におけるステップＳ２０１からＳ２１０の動作は、図１１におけるステップＳ１０１からＳ１１０の動作と同じであるため、説明を省略する。異なる点は、ステップＳ２１１およびＳ２１２の動作にある。この例では、２回目以降のサイクルにおいて、移動の開始時と完了時におけるバッテリ２１のエネルギー残量の差（「第２の差分値」と称する）が閾値よりも大きい場合、第２の差分値で閾値が更新される。２回目以降の各サイクルの移動が完了すると、ステップＳ２１１において、マイコン１４ａは、電池残量を測定する。その値をＰｊとする。続くステップＳ２１２において、マイコン１４ａは、（Ｐｉ−Ｐｊ）と閾値Ａとを比較する。（Ｐｉ−Ｐｊ）＞Ａである場合には、マイコン１４ａは、閾値Ａを（Ｐｉ−Ｐｊ）の値で更新する。

このような動作により、２回目以降の各サイクルにおいて参照される閾値Ａは、それまでの各サイクルの移動によって消費されたエネルギーのうちの最大値に設定される。これにより、各サイクルの移動によって消費されるエネルギー量にばらつきがある場合でも、移動の途中で電池不足に陥るリスクを低減することができる。

図１３は、ＡＧＶ１０の動作の第３の例を示すフローチャートである。この例では、マイコン１４ａは、各サイクルの移動を行っている間、所定時間毎に、バッテリ２１のエネルギー残量を測定し、位置推定装置１４ｅによって推定された位置情報に基づいてスタート地点からの移動距離を推定する。そして、マイコン１４ａは、移動距離がルートの総移動距離に占める割合である進捗率αを計算する。測定したエネルギー残量が、閾値Ａおよび進捗率αから定まる第１の値以下になった場合には、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄにアラートを送信させる。このとき、マイコン１４ａは、閾値Ａを、進捗率αによって定まる第２の値だけ増加させる。これにより、移動の途中で電池残量が不足するリスクをさらに低減させることができる。

図１３の例では、まずステップＳ３０１において、マイコン１４ａは、閾値Ａが設定されているかを判断する。閾値Ａが設定されていない場合（即ちＮｕｌｌの場合）には、ステップＳ３０２からＳ３０７の動作を実行する。閾値Ａが設定されている場合には、ステップＳ３１１以降の動作を実行する。

ステップＳ３０２において、マイコン１４ａは、走行指示を受けたか否かを判断する。走行指示を受けた場合には、ステップＳ３０３に進み、マイコン１４ａは、電池残量を測定し、その値をＰ０とする。続くステップＳ３０４において、マイコン１４ａは、駆動装置１７に移動開始の指示を出し、走行を開始する。ルートを完走すると、ステップＳ３０５において、マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから出力された位置情報の履歴から、１サイクルあたりの走行距離を計算する。この走行距離をＬとする。次に、ステップＳ３０６において、マイコン１４ａは、アラート閾値をＡ＝Ｐ０−Ｐ１に設定する。

次に、ステップＳ３１１において、マイコン１４ａは、走行指示を受けるまで待機する。走行指示を受けると、ステップＳ３１２において、マイコン１４ａは、そのときの電池残量を測定し、その値をＰｉとする。続くステップＳ３１３において、マイコン１４ａは、電池残量Ｐｉとアラート閾値Ａとを比較する。ここでＰｉ＞Ａである場合には、マイコン１４ａは、駆動装置１７に走行を開始させる。Ｐｉ≦Ａである場合には、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄにアラートを送信させる。

この例におけるマイコン１４ａは、走行開始後、所定時間ｔ１ごとに、進捗率αの計算と電池残量の測定を行い、電池残量が十分であるかを判断する（ステップＳ３１６からＳ３２０）。時間ｔ１は任意の時間に設定してよい。時間ｔ１は、例えば１００ミリ秒から１０秒の範囲内の値に設定され得る。この時間ｔ１は、位置推定装置１４ｅが位置情報を出力する周期よりも長い値に設定され得る。ある例では、時間ｔ１は、３００ミリ秒程度の値に設定される。

ステップＳ３１６において、マイコン１４ａは、時間ｔ１が経過するまで待機する。ステップＳ３１７において、マイコン１４ａは、スタート地点からの走行距離がルートの全走行距離Ｌに占める割合である進捗率αを計算する。ステップＳ３１８において、マイコン１４ａは、電池残量を測定し、その値をＰｋとする。ステップＳ３１９において、マイコン１４ａは、電池残量Ｐｋと、閾値Ａおよび進捗率αから定まる第１の値（１−α）Ａとを比較する。Ｐｋ＞（１−α）Ａである場合には、ステップＳ３２０に進み、マイコン１４ａは、走行が完了したかを判定する。走行が完了していない場合、ステップＳ３１６に戻り、前述の動作が再度実行される。

ステップＳ３１９においてＰｋ≦（１−α）Ａである場合には、ステップＳ３２１に進み、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄにアラートを送信させる。さらに、ステップＳ３２２において、マイコン１４ａは、閾値Ａを、進捗率αによって定まる第２の値（１−α）Ｃだけ増加させる。ここでＣは、予め設定された定数である。Ｃは、例えばそれまでの閾値Ａと同一の値に設定され得る。その場合、閾値Ａは、Ａ＋（１−α）Ａに更新される。アラートを送信した場合、マイコン１１４ａは、駆動装置１７に指令を出し、ＡＧＶ１０を停止させる、あるいは、給電エリアに向けた移動を開始させる。

ステップＳ３２０において走行が完了すると、ステップＳ３２３に進み、マイコン１４ａは、電池残量を再び測定し、その値をＰｊとする。続くステップＳ３２４において、マイコン１４ａは、（Ｐｉ−Ｐｊ）と閾値Ａとを比較する。（Ｐｉ−Ｐｊ）＞Ａである場合には、（Ｐｉ−Ｐｊ）の値で閾値Ａを更新する。その後、ステップＳ３１１に戻り、前述の動作を繰り返す。

以上のように、図１３の例では、ＡＧＶ１０が移動している間、マイコン１４ａは、進捗率αに基づく電池残量の評価を繰り返す。そして、マイコン１４ａは、進捗率αを考慮して、電池残量が不十分であると判断すると、通信回路１４ｄにアラートを送信させる。さらに、マイコン１４ａは、次回以降のサイクルにおいて用いられる閾値Ａの値を、それまでの値よりも大きい値に更新する。

このような動作により、各サイクルの移動の途中でバッテリ２１の残量が不足して移動不能になるリスクをさらに低減することができる。

図１３の例において、スタート地点からの走行距離は、位置推定装置１４ｅから出力される位置情報に基づいて計算される。位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５から出力されるデータと、地図データとを照合することにより、位置を特定する。マイコン１４ａは、所定時間ごとに出力されるこの位置情報から、走行距離を計算することができる。このような方法に代えて、内界センサから出力された信号に基づいて移動体の位置および移動距離を推定してもよい。例えば、図５Ａおよび図５Ｂに示すエンコーダ１８から出力される車輪の単位時間あたりの回転数を示す信号を積算することによって位置および移動距離を推定することができる。このように、位置推定装置は、外界センサまたは内界センサから出力された信号に基づいて、移動体の位置を推定できる。移動体の制御回路は、推定された位置の情報に基づいて、スタート地点からの移動距離および進捗率を推定できる。

続いて、移動サイクル数を日毎に管理し、日々の移動サイクル数に基づいて閾値を適切な値に設定する動作の例を説明する。

移動体における制御回路は、日毎に、移動サイクル数および／または各サイクルの移動によって消費されたエネルギー量を記録してもよい。１日のうちの最初のサイクルにおいて参照される閾値Ｂを、前日、または前日よりも前の１日に行われた移動のサイクル数に比例する値に設定してもよい。例えば、当該サイクル数に、１サイクルあたりに消費されるエネルギーの推定値を掛けた値に当該閾値Ｂを設定してもよい。１サイクルあたりに消費されるエネルギーの推定値は、例えば前述のアラート閾値Ａに一致する。当該閾値Ｂを、前日、または前日よりも前の１日に行われた全サイクルの移動によって消費されたエネルギーの総量に設定してもよい。このような閾値Ｂの設定は、毎日の作業量の変化が小さい場合に特に有効である。例えばある１日について、移動体が前日と同じサイクル数の移動を行う場合、その日に消費される蓄電装置のエネルギー量は、前日における消費量と同程度になることが予想される。このため、前日に行われた移動のサイクル数に１回のサイクルあたりに消費されるエネルギーの推定値を掛けた値、または前日の全サイクルの移動によって消費されたエネルギーの総量を、当日の最初のサイクルにおける閾値Ｂとして設定しておくことが合理的である。そのようにすることで、１日の移動の開始時に、蓄電装置の蓄電量が、その日の全サイクルの移動を完遂する上で十分であるかを判定することができる。

ある１日におけるサイクル数が、過去の１日におけるサイクル数と異なる場合も考えられる。その場合には、当日のサイクル数と過去の１日のサイクル数との比を上記の閾値Ｂに掛けた値が、１日の最初のサイクルにおける閾値として設定され得る。例えば、ｎ１およびｎ２を異なる２以上の整数として、前日にｎ１サイクル行われ、当日にｎ２サイクル行われるとする。その場合、Ｂ×（ｎ２／ｎ１）が、当日の最初のサイクルにおけるアラート閾値として設定され得る。

上記の動作は、移動体における制御回路に限らず、管理装置５０などの外部の装置によって行われてもよい。すなわち、外部の装置が閾値を決定し、その閾値を各移動体に通知してもよい。移動体は、外部の装置から受信した閾値を参照して、電池残量の判定を行うことができる。

図１４は、ＡＧＶ１０の動作の第４の例を示すフローチャートである。この例では、ＡＧＶ１０におけるマイコン１４ａは、１日の最初の走行指示を受けるときに、管理装置５０が設定したアラート閾値Ｂを取得する（ステップＳ４０１およびＳ４０２）。この閾値Ｂは、管理装置５０からＡＧＶ１０に、走行指示とともに送られ得る。あるいは、閾値Ｂは、予め外部の記憶装置に格納されていてもよい。ステップＳ４０３において、マイコン１４ａは、電池残量を測定し、その値をＰｉに設定する。この際、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄを介して、値Ｐｉを管理装置５０に送信する。ステップＳ４０４において、マイコン１４ａは、Ｐｉと閾値Ｂとを比較する。Ｐｉ≦Ａである場合には、ステップＳ４０６に進み、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄを介して、管理装置５０にアラートを送信する。Ｐｉ＞Ａである場合には、マイコン１４ａは、ステップＳ４０５に進み、ルートの走行を開始する。この例では、ルートを完走すると、マイコン１４ａは、通信回路１４ｄを介して、完走したことを示す信号を管理装置５０に送信する。続くステップＳ４０７において、マイコン１４ａは、電池残量を再び測定し、その値をＰｊとする。マイコン１４ａは、値Ｐｊも管理装置５０に通知する。

２回目以降のサイクルにおいては、ＡＧＶ１０は、ステップＳ４１１からＳ４１４の動作を実行する。ステップＳ４１１、Ｓ４１２、Ｓ４１３、Ｓ４１４は、それぞれ、ステップＳ４０１、Ｓ４０３、Ｓ４０５、Ｓ４０７の動作と同じである。

図１５は、この例における管理装置５０の動作を示すフローチャートである。この例における管理装置５０は、日時を管理する機能を備える。管理装置５０は、各ＡＧＶ１０について、指定したコースを走行した回数ｎを日毎に管理する。管理装置５０は、各ＡＧＶ１０に走行指示を送る動作も行うが、図１５では走行指示については省略されている。

システムの運用開始後、まずステップＳ５０１において、走行回数ｎが０に設定される。ステップＳ５０２において、１回あたりの走行に要する電気エネルギーの推定値Ａが初期値に設定される。この状態で、管理装置５０は、ＡＧＶ１０からの通知の有無を判定する（ステップＳ５０３）。通知があると、管理装置５０は、通知の内容に応じた動作を行う（ステップＳ５０４）。

通知がアラートである場合には、管理装置５０は、自身に内蔵または接続されたディスプレイまたはスピーカなどの装置に、アラートを出力する（ステップＳ５０５）。さらに、ＡＧＶ１０に停止指示を送る。

通知が電池残量ＰｉまたはＰｊである場合には、管理装置５００はその値を記憶媒体に記録する（ステップＳ５０６）。このとき、電池残量Ｐｉが閾値Ａよりも大きいか否かを判断する（ステップＳ５０７）。Ｐｉ＞Ａである場合には、ステップＳ５０３に戻る。Ｐｉ≦Ａである場合には、ステップＳ５０５に進み、アラート発行およびＡＧＶ１０への停止指示を行う。

通知が完走通知である場合には、管理装置５００は、Ａと（Ｐｉ−Ｐｊ）とを比較し、大きい方の値でＡを更新する（ステップＳ５０８）。その後、管理装置５０は、自身が管理する時刻情報を参照して、日が変わったか否かを判断する（ステップＳ５０９）。日が変わっていない場合には、ｎに１を加算し（ステップＳ５１１）、ステップＳ５０３に戻る。日が変わった場合には、１日の最初のサイクルにおけるアラート閾値Ｂを、Ａ×ｎに設定し、記憶装置に記録またはＡＧＶ１０に送信する(ステップＳ５１０)。その後、ステップＳ５０３に戻る。

このような動作により、アラート閾値Ａ、Ｂを、日毎に更新することができる。これにより、使用年月の経過に伴うバッテリ２１の劣化があった場合でも、アラートを出すための閾値を自動的に最適化することができる。

図１４および図１５の例では、ＡＧＶ１０は、毎日の１回目のサイクルにおいてのみ電池残量とアラート閾値Ｂとの比較を行う。この例に限定されず、ＡＧＶ１０は、２回目以降のサイクルにおいても、例えば図１１から図１３のいずれかに示すような比較判定処理を行ってもよい。管理装置５０は、図１５に示す動作に限定されず、例えば、図１３に示す判定処理と類似の動作を行ってもよい。

以上の動作は一例であり、前述の複数の例における動作は適宜組み合わせることができる。前述の各動作は、例えばＣＰＵなどの集積回路が、記憶媒体に格納されたコンピュータプログラムを実行することによって実行され得る。

上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体によって実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、および記録媒体の任意の組み合わせによって実現されてもよい。

本開示の移動体および移動体管理システムは、工場、倉庫、建設現場、物流、病院などでの荷物、部品、完成品などの物の移動および搬送に好適に利用され得る。

１ ユーザ
２ａ、２ｂ アクセスポイント
１０ ＡＧＶ（移動体）
１３ バッテリ
１４ 走行制御装置
１４ａ マイコン
１４ｂ メモリ
１４ｃ 記憶装置
１４ｄ 通信回路
１４ｅ 位置推定装置
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ モータ
１５ レーザレンジファインダ
１７ 駆動装置
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ モータ駆動回路
１８ エンコーダユニット
１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ ロータリエンコーダ
２１ バッテリ
１９ 障害物センサ
２０ 端末装置
５０ 運行管理装置
５１ ＣＰＵ（第１制御回路）
５２ メモリ
５３ 位置データベース（位置ＤＢ）
５４ 通信回路（第１通信回路）
５５ 地図データベース（地図ＤＢ）
５６ 画像処理回路
５８ モニタ
１０１ 外界センサ
１０３ 第１位置推定装置
１０４ 通信回路
１０５ 演算回路
１０６ モータ
１０７ 駆動装置
１０８ ロータリエンコーダ
１０９ 第２位置推定装置
１１１ 駆動輪
１１３ 記憶装置

Claims (10)

1. 設定されたルートに沿った複数回のサイクルの移動を行う移動体であって、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置に蓄積された電気エネルギーを利用して前記移動体を移動させる駆動装置と、
   無線通信を行う通信回路と、
   前記蓄電装置のエネルギー残量を監視し、前記駆動装置および前記通信回路を制御する制御回路と、
   を備え、
   前記制御回路は、前記ルートに沿った移動を開始するとき、前記蓄電装置の前記エネルギー残量と、閾値とを比較し、前記エネルギー残量が前記閾値を超える場合には前記駆動装置に前記移動を開始させ、前記エネルギー残量が前記閾値を超えない場合には前記通信回路にアラートを送信させ、
   前記閾値は、過去の少なくとも１回のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量に基づいて設定される、
   移動体。
2. 前記閾値は、直前のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量、または、過去の各サイクルの移動によって消費されたエネルギー量のうち、最も大きい値に設定される、請求項１に記載の移動体。
3. 前記制御回路は、第１のサイクルの移動が完了した後、前記第１のサイクルの移動の開始時と完了時における前記エネルギー残量の差である第１の差分値を前記閾値に設定し、第２のサイクルの移動を開始するとき、前記エネルギー残量が前記閾値以下である場合、前記通信回路に前記アラートを送信させる、請求項１または２に記載の移動体。
4. 前記制御回路は、前記第２のサイクルの移動が完了した後、前記第２のサイクルの移動の開始時と完了時における前記エネルギー残量の差である第２の差分値が前記閾値よりも大きい場合、前記閾値を、前記第２の差分値で更新する、請求項３に記載の移動体。
5. 外界センサまたは内界センサを含み、前記外界センサまたは前記内界センサから出力された信号に基づいて前記移動体の位置および姿勢を推定する位置推定装置をさらに備え、
   前記制御回路は、各サイクルの移動を行っている間、推定された前記位置に基づいてスタート地点からの移動距離を推定し、前記移動距離が前記ルートの総移動距離に占める割合である進捗率αを計算し、前記エネルギー残量が、前記閾値および前記進捗率αから定まる第１の値以下になったとき、前記通信回路に前記アラートを送信させる、
   請求項１から４のいずれかに記載の移動体。
6. 前記制御回路は、前記エネルギー残量が前記第１の値以下になったとき、前記閾値を、前記進捗率αによって定まる第２の値だけ増加させる、請求項５に記載の移動体。
7. 前記制御回路は、日毎に移動サイクル数を記録し、
   １日のうちの最初のサイクルにおいて参照される前記閾値は、前日もしくは前日よりも前の１日に行われた全サイクルの移動によって消費された前記エネルギーの総量、または前日もしくは前日よりも前の１日に行われた移動のサイクル数に比例した値に設定される、
   請求項１から６のいずれかに記載の移動体。
8. 前記移動体は、外部の装置からの指示に従い、前記ルートに沿った移動を行い、
   前記外部の装置は、日毎に移動サイクル数を記録し、
   １日のうちの最初のサイクルにおいて参照される前記閾値は、前日もしくは前日よりも前の１日に行われた全サイクルの移動によって消費された前記エネルギーの総量、または前日もしくは前日よりも前の１日に行われた移動のサイクル数に比例した値に設定される、
   請求項１から６のいずれかに記載の移動体。
9. 設定されたルートに沿った複数回のサイクルの移動を行う移動体を制御する方法であって、
   前記移動体は、
   蓄電装置と、
   前記蓄電装置に蓄積された電気エネルギーを利用して前記移動体を移動させる駆動装置と、
   無線通信を行う通信回路と、
   を備え、
   前記ルートに沿った移動を開始するとき、前記蓄電装置の前記エネルギー残量と、閾値とを比較し、前記エネルギー残量が前記閾値を超える場合には前記駆動装置に前記移動を開始させ、前記エネルギー残量が前記閾値を超えない場合には前記通信回路にアラートを送信させ、
   前記閾値は、過去の少なくとも１回のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量に基づいて設定される、
   方法。
10. 設定されたルートに沿った複数回のサイクルの移動を行う移動体を制御するコンピュータプログラムであって、
    前記移動体は、
    蓄電装置と、
    前記蓄電装置に蓄積された電気エネルギーを利用して前記移動体を移動させる駆動装置と、
    無線通信を行う通信回路と、
    を備え、コンピュータに、
    前記ルートに沿った移動を開始するとき、前記蓄電装置の前記エネルギー残量と、閾値とを比較し、前記エネルギー残量が前記閾値を超える場合には前記駆動装置に前記移動を開始させ、前記エネルギー残量が前記閾値を超えない場合には前記通信回路にアラートを送信させる動作を実行させ、
    前記閾値は、過去の少なくとも１回のサイクルの移動によって消費されたエネルギー量に基づいて設定される、
    コンピュータプログラム。

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