JP2019212227A

JP2019212227A - 制御装置及び制御方法

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Publication number: JP2019212227A
Application number: JP2018110514A
Authority: JP
Inventors: 和重小暮; Kazushige Kogure
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2019-12-12

Abstract

【課題】カメラによって撮影した画像に基づいて移動する自律移動体が、予め定められた経路上を移動できなくなる頻度の増大を抑制すること。【解決手段】撮影部及び駆動部を備える自律移動体の所定の経路に沿った移動を妨げる障害物があるか否かを、撮影部によって撮影された画像に基づいて判定する障害物判定部と、障害物判定部の判定結果に基づいて、自律移動体の動作モードを決定する動作モード決定部と、駆動部の使用量を取得する使用量取得部と、使用量を、前記画像に基づいて補正する使用量補正部とを備え、動作モード決定部は、障害物判定部の判定結果が、障害物があることを示す場合には、前記動作モードを回避動作モードに決定し、障害物がないことを示す場合には通常動作モードに決定し、使用量補正部は、動作モードが通常動作モードである場合に前記使用量を補正し、回避動作モードである場合に前記使用量を補正しない、制御装置。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置及び制御方法に関する。

予め定められた経路を自律的に移動する自律移動体は、建物内やビルの陰等のＧＰＳが使えない場所を移動する際、周囲の環境を認識し、認識した環境に基づいて自己位置を推定することが必要となる。自己位置を推定する方法として、例えば、レーザーレンジスキャナを用いる方法が提案されている（特許文献１参照）。この方法では、レーザーによって周囲の形状をスキャンし、スキャン結果と予め記憶された周囲の形状を示す情報とに基づいて自己位置を推定する。しかしながら、この方法では、レーザーレンジスキャナが高額であるという問題がある。そこで、カメラ画像による自己位置を推定する方法が提案されている。この方法では、撮影した画像全体を照合して自己位置を推定する（非特許文献１参照）。しかしながら、この方法はレーザーレンジスキャナに比べて自己位置の推定精度が悪いため、予め撮影された参照画像とカメラ画像とを比較することで、自己位置を定期的補正する必要がある。しかしながら、補正が必ずしも正確ではない場合があり、自律移動体は、予め定められた経路上を移動できなくなる場合があった。
例えば、予め定められた経路上に障害物があり、障害物を回避しようとして一時的に経路から外れて移動する必要がある場合、予め定められた経路上を移動する場合と比較して、カメラ画像の特徴点と参照画像の特徴点との間に左右方向のずれが発生し、自立移動体が進行方向に誤りがあると誤認するおそれがある。そのため、自律移動体が予め定められた経路上を移動できない頻度が増大してしまうという問題があった。

特許第５９５９０５３号公報

Yoshio Matsumoto, Masayuki Inaba, Hirochika Inoue, "View-Based Approach to Robot Navigation" J. of Robotics Society of Japan, vol.20, No.5, pp. 506-514,2002

上記事情に鑑み、本発明は、カメラによって撮影した画像に基づいて移動する自律移動体が、予め定められた経路上を移動できなくなる頻度の増大を抑制することを目的としている。

本発明の一態様は、撮影部及び駆動部を備え予め定められた所定の経路を前記駆動部の駆動によって自律的に移動する自律移動体が移動する前記経路上に、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるか否かを、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて判定する障害物判定部と、前記障害物判定部の判定結果に基づいて、前記自律移動体の動作のモードである動作モードを決定する動作モード決定部と、前記駆動部の使用量を取得する使用量取得部と、前記使用量取得部が取得した前記使用量を、前記画像に基づいて補正する使用量補正部と、を備え、前記動作モード決定部は、前記障害物判定部の判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるという結果である場合には、前記動作モードを、前記障害物を回避する回避動作モードに決定し、前記障害物判定部の判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物がないという結果である場合には、前記動作モードを、前記回避動作モードではない通常動作モードに決定し、前記使用量補正部は、前記動作モード決定部が決定した前記動作モードが前記通常動作モードである場合に前記使用量を補正し、前記動作モード決定部が決定した前記動作モードが前記回避動作モードである場合に前記使用量を補正しない、制御装置である。

本発明の一態様は、上記の制御装置であって、前記使用量補正部が補正する前記使用量の補正量は、前記自律移動体の移動量に換算して、−１０ｃｍから＋１０ｃｍまでである。

本発明の一態様は、撮影部と駆動部とを備え予め定められた所定の経路を前記駆動部の駆動によって自律的に移動する自律移動体が移動する前記経路上に、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるか否かを、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて判定する障害物判定ステップと、前記障害物判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記自律移動体の動作のモードである動作モードを決定する動作モード決定ステップと、前記駆動部の使用量を取得する使用量取得ステップと、前記自律移動体が取得した前記使用量を、前記画像に基づいて補正する使用量補正ステップと、を有し、前記動作モード決定ステップにおいて、前記障害物判定ステップにおける判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるという結果である場合には、前記動作モードは、前記障害物を回避する回避動作モードであると決定され、前記障害物判定ステップにおける判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物がないという結果である場合には、前記動作モード決定ステップにおいて、前記動作モードは、前記回避動作モードではない通常動作モードであると決定され、前記使用量補正ステップにおいて、前記動作モード決定ステップにおいて決定された前記動作モードが前記通常動作モードである場合に前記使用量が補正され、前記動作モード決定ステップにおいて決定された前記動作モードが前記回避動作モードである場合に前記使用量が補正されない、制御方法である。

本発明により、カメラによって撮影した画像に基づいて移動する自律移動体が、予め定められた経路上を移動できなくなる頻度の増大を抑制することが可能となる。

実施形態の自律移動システム１００の具体的なシステム構成例を示す図。実施形態における主制御部２３の機能構成の具体例を示す図。実施形態における動作モード情報が示す動作モードが回避動作モードから通常動作モードへ変更される時の移動体と指定経路との関係を説明する説明図。実施形態における制御装置２が自律移動体１の移動を制御する具体的な処理の流れを示すフローチャート。従来の自律移動システムにおける自律移動体の走行実験の実験結果の具体例を示す図。実施形態の自律移動システム１００における自律移動体１の走行実験の実験結果の具体例を示す図。

図１は、実施形態の自律移動システム１００の具体的なシステム構成例を示す図である。自律移動システム１００は、自律移動体１と制御装置２とを備える。
自律移動体１は撮影部及び駆動部を備え、撮影部によって撮影した画像に基づいて駆動部の駆動によって自律的に移動する。撮影部は、画像を撮影可能であればどのようなものであってもよく、例えばカメラであってもよい。制御装置２は、自律移動体１を制御する。

自律移動体１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。自律移動体１は、プログラムの実行によって、通信部１１、撮影部１２、駆動部１３、オドメトリ取得センサ１４及び移動体主制御部１５を備える装置として機能する。

通信部１１は、自装置を制御装置２に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部１１は、通信インタフェースを介して、制御装置２と通信する。
撮影部１２は、被写体を撮影し、被写体の画像の画像データを取得する。駆動部１３は、自律移動体１を移動させる。駆動部１３は、自律移動体１を駆動させることが可能なものであればどのようなものであってもよい。駆動部１３は、例えば、車輪であってもよいし、プロペラであってもよい。

オドメトリ取得センサ１４は、駆動部１３の使用量を取得する。駆動部１３の使用量は自律移動体１の移動量に換算可能な使用量であって、駆動部１３の使用量を示す値であればどのような値であってもよい。駆動部１３の使用量は、例えば、駆動部１３が車輪を備えており、自律移動体１が車輪の回転によって移動する場合には、車輪の回転数であってもよい。また、駆動部１３の使用量は、例えば、自律移動体１がプロペラを備えており、自律移動体１がプロペラの回転によって移動する場合には、プロペラの回転数であってもよい。
移動体主制御部１５は、自律移動体１が備える各機能部の動作を制御する。各機能部は、具体的には、通信部１１、撮影部１２、駆動部１３及びオドメトリ取得センサ１４である。移動体主制御部１５は、通信部１１を介した制御装置２の制御によって、撮影部１２及び駆動部１３の動作を制御する。

制御装置２は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。制御装置２は、プログラムの実行によって、通信部２１、入力部２２及び主制御部２３を備える装置として機能する。

通信部２１は、自装置を自律移動体１に接続するための通信インタフェースを含んで構成される。通信部２１は、通信インタフェースを介して、自律移動体１と通信する。
入力部２２は、マウスやキーボード、タッチパネル等の入力装置を含んで構成される。入力部２２は、これらの入力装置を自装置に接続するインタフェースとして構成されてもよい。入力部２２は、自装置に対するユーザ入力であって、自律移動体１の移動開始を指示する開始指示の入力を受け付ける。入力部２２は、入力された開始指示を主制御部２３に出力する。
主制御部２３は、制御装置２が備える各機能部の動作を制御する。

図２は、実施形態における主制御部２３の機能構成の具体例を示す図である。
主制御部２３は、記憶部２３０、開始指示取得部２３１、使用量取得部２３２、画像取得部２３３、障害物判定部２３４、動作モード決定部２３５、単位駆動動作制御部２３６、回避動作終了決定部２３７及び終点判定部２３８を備える。

記憶部２３０は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。記憶部２３０は動作モード情報、通常移動動作プログラム、回避動作プログラム、使用量情報、車体角度情報、教師移動情報及び参照画像データを記憶する。

動作モード情報は、自律移動体１の動作モードを示す情報である。自律移動体１の動作モードとは、自律移動体１の動作の方式である。具体的には、動作モード情報は、自律移動体１の動作モードが通常動作モードと回避動作モードとのいずれの動作モードであるかを示す。通常動作モードは、予め定められた所定の経路（以下「指定経路」という。）に沿って自律移動体１を移動させる自律移動体１の動作モードである。回避動作モードは、指定経路に沿った自律移動体１の移動を妨げる障害物がある場合に、障害物を回避して自律移動体１を移動させる自律移動体１の動作モードである。

通常移動動作プログラムは、自律移動体１を通常動作モードで動作させるコンピュータプログラムである。回避動作プログラムは、自律移動体１を回避動作モードで動作させるコンピュータプログラムである。使用量情報は、駆動部１３の使用量を示す情報である。使用量情報が示す駆動部１３の使用量は、自律移動体１の移動に応じて更新される。

車体角度情報は、自律移動体１の向いている方向の履歴を示す。車体角度情報はどのように、自律移動体１の向いている方向を示してもよく、例えば、角度によって示してもよい。以下、簡単のため、車体角度情報は、角度によって示されると仮定して説明を行う。以下、車体角度情報が示す角度を車体角度という。車体角度情報が示す車体角度は、自律移動体１の移動に応じて更新される。

教師移動情報は、予め記憶部２３０に記憶された情報であって、回避動作をすることなく指定経路上を移動する自律移動体１が満たすべき自律移動体１の移動量と自律移動体１の車体角度との関係を示す情報である。回避動作とは、動作モードが回避動作モードである自律移動体１の動作である。

参照画像データは、予め記憶部２３０に記憶された画像データであって、入力部２２に開始指示が入力される前に予め指示経路上で撮影された画像（以下「参照画像」という。）の画像データである。

開始指示取得部２３１は、入力部２２に入力された開始指示を取得する。
使用量取得部２３２は、オドメトリ取得センサ１４が取得した駆動部１３の使用量を、通信部１１及び通信部２１を介して取得する。

画像取得部２３３は、所定の条件が満たされた場合に、自律移動体１が備える撮影部１２を制御することで撮影部１２に被写体を撮影させ、撮影部１２が撮影した被写体の画像の画像データを取得する。所定の条件は、開始指示取得部２３１が開始指示を取得したという条件と、自律移動体１の駆動部１３の使用量に関する条件との少なくともいずれか一方が満たされるという条件である。自律移動体１の駆動部１３の使用量に関する条件は、自律移動体１の駆動部１３の使用量に関する条件であればどのような条件であってもよい。自律移動体１の駆動部１３の使用量に関する条件は、例えば、駆動部１３の使用量が所定の範囲内の値である、という条件であってもよい。以下、自律移動体１の駆動部１３の使用量に関する所定の条件を、使用量条件という。

障害物判定部２３４は、障害物判定処理を実行する。障害物判定部２３４は、障害物判定処理を実行することで画像取得部２３３が取得した画像データに基づいて、指定経路上に障害物があるか否かを判定する。障害物判定処理は、指定経路上の障害物を判定可能な処理であればどのような処理であってもよい。

動作モード決定部２３５は、障害物判定部２３４の判定結果に基づいて、自律移動体１の動作モードを決定する。具体的には、動作モード決定部２３５は、障害物判定部２３４の判定結果が、指定経路上に障害物があることを示す結果であった場合には、自律移動体１の動作モードを回避動作モードに決定する。一方、動作モード決定部２３５は、障害物判定部２３４の判定結果が、指定経路上に障害物があることを示す結果ではなかった場合には、自律移動体１の動作モードを通常動作モードに決定する。

単位駆動動作制御部２３６は、使用量補正部２３９、駆動部制御部２４０及び車体角度算出部２４１を備える。
使用量補正部２３９は、動作モード情報が示す動作モードが通常動作モードであるか否かを判定し、通常動作モードである場合にだけ、使用量補正処理を実行する。使用量補正処理は、画像取得部２３３が取得した画像と、予め記憶部２３０に記憶された参照画像データが示す参照画像との一致度に基づいて、記憶部２３０に記憶された使用量情報が示す使用量を補正する処理である。使用量補正部２３９は、動作モード情報が示す動作モードが回避動作モードである場合には、使用量補正処理を実行しない。

使用量補正部２３９が補正する補正量は上限と下限とが予め設定されている。使用量補正部２３９が補正する補正量は、例えば、自律移動体１の移動量に換算して、−１０ｃｍから＋１０ｃｍである。

駆動部制御部２４０は、記憶部２３０に記憶された通常移動動作プログラム、回避動作プログラム、動作モード情報、使用量情報、車体角度情報及び教師移動情報に基づいて、自律移動体１の駆動部１３を制御し、自律移動体１を移動させる。具体的には、駆動部制御部２４０は、動作モード情報が通常動作モードを示す場合には、通常移動動作プログラムを実行することで、使用量情報、車体角度情報及び教師移動情報に基づいて、自律移動体１を、指定経路に沿って移動させる。また、駆動部制御部２４０は、動作モード情報が回避動作モードを示す場合には、回避動作プログラムを実行することで、使用量情報、車体角度情報及び教師移動情報に基づいて、自律移動体１に回避動作をさせる。駆動部制御部２４０による駆動部１３の制御に応じて、車体角度情報が更新される。

車体角度算出部２４１は、記憶部２３０に記憶された動作モード情報と、使用量情報と、車体角度情報と、教師移動情報と、画像取得部２３３が取得した画像と予め記憶部２３０に記憶された参照画像データが示す参照画像との一致度とに基づいて、車体角度を算出する。車体角度算出部２４１は、算出した車体角度を、算出した時刻ごとに記憶部２３０に記録する。

回避動作終了決定部２３７は、動作モード情報が回避動作モードを示す場合であって、回避動作によって自律移動体１が所定の距離Ｘだけ移動した時点で、終了決定処理を実行する。回避動作終了決定部２３７は、終了決定処理を実行することで、記憶部２３０に記憶された動作モード情報、使用量情報、車体角度情報及び教師移動情報に基づいて、回避動作モードを終了させることを決定する。具体的には、回避動作終了決定部２３７は、終了決定処理において、使用量情報が示す使用量と、車体角度情報が示す車体角度と、教師移動情報とに基づいて、終了条件が満たされるか否かを判定する。終了条件が満たされるのは、以下の二つの条件が満たされた場合である。ひとつの条件は自律移動体１の位置と指定経路との間の距離が所定の第１の距離以内であるという条件（以下「第１終了条件」という。）である。もうひとつの条件は、指定経路上の箇所であって自律移動体１と最近接の箇所における指定経路の接線の方向と、自律移動体１の方向との差が所定の第１の角度以内である、という条件（以下「第２終了条件」という。）である。
第１の距離は、例えば、１０ｃｍであってもよい。第１の角度は、例えば３度であってもよい。以下、説明の簡単のため、第１の距離は、絶対値が１０ｃｍであって、第１の角度は、３度であると仮定する。

終了条件が満たされるか否かを判定するため、回避動作終了決定部２３７は終了決定処理において、具体的には、以下の処理を実行する。まず、回避動作終了決定部２３７は、距離算出処理を実行する。回避動作終了決定部２３７は、距離算出処理を実行することで、自律移動体１の位置と指定経路との間の距離を算出する。次に回避動作終了決定部２３７は、第１終了条件が満たされるか否かを判定する。１０ｃｍ以内である場合、すなわち、第１終了条件が満たされる場合、回避動作終了決定部２３７は、角度判定処理を実行する。角度判定処理は、第２終了条件が満たされるか否かを判定する処理である。指定経路の接線の方向と、移動体の方向との差が３度以内である場合、すなわち、第２終了条件が満たされる場合、回避動作終了決定部２３７は、終了条件が満たされたと判定する。終了条件が満たされた場合、回避動作終了決定部２３７は、回避動作モードを終了させることを決定する。回避動作モードを終了させることを決定した回避動作終了決定部２３７は、動作モード情報が示す動作モードを回避動作モードから通常動作モードに変更する。

なお、回避動作終了決定部２３７は、終了決定処理において、まず第２終了条件が満たされるか否かを判定した後、第１終了条件が満たされるか否かを判定してもよい。なお、回避動作終了決定部２３７は、終了決定処理において、第１終了条件が満たされるか否かの判定と、第２終了条件が満たされるか否かの判定とを並列して実行してもよい。

終点判定部２３８は、記憶部２３０に記憶された使用量情報、車体角度情報及び教師移動情報に基づいて、自律移動体１の位置が指定経路の終点か否かを判定する。終点判定部２３８が、終点であると判定した場合には、自律移動システム１００は動作を停止する。終点判定部２３８は、どのようなタイミングで判定をしてもよい。終点判定部２３８は、例えば、所定の周期で判定してもよい。終点判定部２３８は、動作モード決定部２３５による動作モードを決定後に自律移動体１が所定の距離Ｘだけ移動したタイミングに判定してもよい。以下、説明の簡単のため、終点判定部２３８は、動作モード決定部２３５による動作モードを決定後に自律移動体１が所定の距離Ｘだけ移動したタイミングに判定すると仮定する。

図３は、実施形態における動作モード情報が示す動作モードが回避動作モードから通常動作モードへ変更される時の移動体と指定経路との関係を説明する説明図である。
図３は８つの自律移動体１を表す。図３において８つの自律移動体１はそれぞれ自律移動体１−１、１−２、１−３、１−４、１−５、１−６、１−７及び１−８である。図３において、自律移動体１−３及び１−７は、指定経路との距離の差が１０ｃｍより長い。そのため、自律移動体１−３及び１−７の動作モードが回避動作モードである場合、回避動作終了決定部２３７は、回避動作モードを終了させることを決定しない。自律移動体１−１、１−４、１−５及び１−８は、指定経路の接線の方向と、移動体の方向との差が３度より大きい。そのため、自律移動体１−１、１−４、１−５及び１−８の動作モードが回避動作モードである場合、回避動作終了決定部２３７は、回避動作モードを終了させることを決定しない。

図４は、実施形態における制御装置２が自律移動体１の移動を制御する具体的な処理の流れを示すフローチャートである。以下、説明の簡単のため、使用量条件は、動作モード決定部２３５が、自律移動体１の動作モードを決定してから所定の距離Ｘだけ自律移動体１が移動した、という条件であると仮定する。

入力部２２に開始指示が入力され、開始指示取得部２３１が入力部２２に入力された開始指示を取得する（ステップＳ１０１）。画像取得部２３３が、撮影部１２を制御することで撮影部１２に被写体を撮影させ、撮影部１２が撮影した被写体の画像の画像データを取得する（ステップＳ１０２）。障害物判定部２３４は、障害物判定処理を実行する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０３において、障害物があると判定された場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、動作モード決定部２３５は、自律移動体１の動作モードを回避動作モードに決定する（ステップＳ１０４）。駆動部制御部２４０が、自律移動体１の駆動部１３を制御し、回避動作をさせる。自律移動体１は、回避動作モードで所定の距離Ｘだけ移動する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０５の次に、回避動作終了決定部２３７は、終了決定処理を実行する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６において、終了条件が満たされた場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、終点判定部２３８が、自律移動体１の位置が指定経路の終点か否かを判定する（ステップＳ１０７）。また、ステップＳ１０６において、終了条件が満たされた場合（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、回避動作終了決定部２３７は、動作モード情報が示す動作モードを回避動作モードから通常動作モードに変更する。
ステップＳ１０７において、指定経路の終点であると判定された場合（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、処理が終了する。

一方、ステップＳ１０７において、指定経路の終点であると判定されなかった場合（ステップＳ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。使用量条件が満たされたため、ステップＳ１０２において、画像取得部２３３が、撮影部１２を制御することで撮影部１２に被写体を撮影させ、撮影部１２が撮影した被写体の画像の画像データを取得する。

一方、ステップＳ１０６において、終了条件が満たされない場合（ステップＳ１０６：ＮＯ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。使用量条件が満たされたため、ステップＳ１０２において、画像取得部２３３が、撮影部１２を制御することで撮影部１２に被写体を撮影させ、撮影部１２が撮影した被写体の画像の画像データを取得する。

一方、ステップＳ１０３において障害物がない場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、動作モード決定部２３５は、自律移動体１の動作モードを通常動作モードに決定する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８の次に、使用量補正部２３９は、使用量補正処理を実行する（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９の次に、駆動部制御部２４０が、自律移動体１の駆動部１３を制御し、自律移動体１を指定経路に沿って移動させる。自律移動体１が所定の距離Ｘだけ移動すると、ステップＳ１０７の処理が実行される。

（実験結果）
図５及び図６によって、従来の自律移動システムと実施形態の自律移動システム１００との実験結果を示し、実験結果を比較する。

図５は、従来の自律移動システムにおける自律移動体の走行実験の実験結果の具体例を示す図である。
図５は、従来の自律移動システムにおける自律移動体１の距離差の実験結果を示す。距離差とは、自律移動体１が実際の走行中にオドメトリ取得センサ１４の入力から算出した移動距離と、予め記憶された教師移動情報に基づいて算出される距離との差を示す。図５において、算出車体角度は、自立移動体１が実際の走行中にオドメトリ取得センサ１４の入力から算出した車体角度を示す。

図５から、従来の自立移動システムにおいては、算出車体角度に大きな変化があった際、すなわち車体が進行方向から大きく曲がった際に、その後の距離差が大きくなっている事が多いことがわかる。車体が進行方向から大きく曲がった際に、その後の距離差が大きくなっていることは、例えば、図５の走行距離が７５ｍ付近の結果が示している。図５において、走行距離が７５ｍ付近では車体角度が０ｒａｄから−２ｒａｄ程度まで大きく変化している。そして、図５は、それ以前（すなわち走行距離７５ｍ以下の時）の距離差の標準偏差が０ｍに略同一であることを示し、その後（すなわち走行距離が７５ｍより長い時）の距離差の標準偏差は０に略同一ではなくないことを示す。このように、従来の自立移動システムにおいては、車体が進行方向から大きく曲がった際に、その後の距離差が大きくなっていることがわかる。

図６は、実施形態の自律移動システム１００における自律移動体１の走行実験の実験結果の具体例を示す図である。図６の実験において、使用量補正部２３９が補正する使用量の補正量は、自律移動体１の移動量に換算して、−１０ｃｍから＋１０ｃｍまでである。

図６において、左側の縦軸は、メートル単位の距離差とラジアン単位の車体角度差とを表す。具体的には、図６は、（−０．１５）ｍ〜０．１５ｍの範囲で距離差を表す。図６において、右側の縦軸は、ｒａｄ単位の算出車体角度を表す。
使用量補正部２３９が補正する使用量の補正量は自律移動体１の移動量に換算して（−１０）ｃｍから（＋１０）ｃｍまでである、とは、使用量補正部２３９は距離差を−１０ｃｍから１０ｃｍまでの範囲内で補正するということである。
図６は、距離差の平均及び標準偏差が０に略同一であることを示す。また、図６は、車体角度差の平均及び標準偏差が０に略同一であることを示す。また、図６は、算出車体角度が０ｒａｄから（−１．５）ｒａｄであることを示す。
また、図６は、障害物を回避する回避動作中であっても、距離差が０に略同一であることを示す。回避動作中は、例えば、走行距離８９２ｍ付近のデータが示すように、車体角度は大きく変化する。しかしながら、このような場合であっても、実施形態の自律移動システム１００においては、距離差は０に略同一である。

このように、実施形態の自律移動システム１００における自律移動体１は従来の自律移動システムにおける自律移動体よりも、距離差の標準偏差が小さく、高い精度で指定経路に沿って移動することがわかる。

このように構成された実施形態の自律移動システム１００は、動作モード情報が示す動作モードが通常動作モードである場合にだけ、使用量補正処理を実行する使用量補正部２３９を備える。そのため、回避動作の実行時の使用量の補正によって、指定経路から大きくずれた位置に自律移動体１が移動してしまうことを抑制し、自律移動体１が指定経路上を移動できなくなる頻度の増大を抑制することができる。

なお、オドメトリ取得センサ１４は、必ずしも自律移動体１が備える必要はなく、制御装置２が備えてもよい。
なお、自律移動体１と制御装置２とは必ずしも別々の筐体として構成される必要はない。自律移動体１と制御装置２とはひとつの筐体として構成されてもよい。

なお、実施形態の自律移動体１及び制御装置２の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

１…自律移動体、２…制御装置、１１…通信部、１２…撮影部、１３…駆動部、１４…オドメトリ取得センサ、１５…移動体主制御部、２１…通信部、２２…入力部、２３…主制御部、２３０…記憶部、２３１…開始指示取得部、２３２…使用量取得部、２３３…画像取得部、２３４…障害物判定部、２３５…動作モード決定部、２３６…単位駆動動作制御部、２３７…回避動作終了決定部、２３８…終点判定部、２３９…使用量補正部、２４０…駆動部制御部、２４１…車体角度算出部

Claims

撮影部及び駆動部を備え予め定められた所定の経路を前記駆動部の駆動によって自律的に移動する自律移動体が移動する前記経路上に、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるか否かを、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて判定する障害物判定部と、
前記障害物判定部の判定結果に基づいて、前記自律移動体の動作のモードである動作モードを決定する動作モード決定部と、
前記駆動部の使用量を取得する使用量取得部と、
前記使用量取得部が取得した前記使用量を、前記画像に基づいて補正する使用量補正部と、
を備え、
前記動作モード決定部は、前記障害物判定部の判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるという結果である場合には、前記動作モードを、前記障害物を回避する回避動作モードに決定し、前記障害物判定部の判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物がないという結果である場合には、前記動作モードを、前記回避動作モードではない通常動作モードに決定し、
前記使用量補正部は、前記動作モード決定部が決定した前記動作モードが前記通常動作モードである場合に前記使用量を補正し、前記動作モード決定部が決定した前記動作モードが前記回避動作モードである場合に前記使用量を補正しない、
制御装置。
前記使用量補正部が補正する前記使用量の補正量は、前記自律移動体の移動量に換算して、−１０ｃｍから＋１０ｃｍまでである、
請求項１に記載の制御装置。
撮影部と駆動部とを備え予め定められた所定の経路を前記駆動部の駆動によって自律的に移動する自律移動体が移動する前記経路上に、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるか否かを、前記撮影部によって撮影された画像に基づいて判定する障害物判定ステップと、
前記障害物判定ステップにおける判定結果に基づいて、前記自律移動体の動作のモードである動作モードを決定する動作モード決定ステップと、
前記駆動部の使用量を取得する使用量取得ステップと、
前記自律移動体が取得した前記使用量を、前記画像に基づいて補正する使用量補正ステップと、
を有し、
前記動作モード決定ステップにおいて、前記障害物判定ステップにおける判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物があるという結果である場合には、前記動作モードは、前記障害物を回避する回避動作モードであると決定され、前記障害物判定ステップにおける判定結果が、前記自律移動体の前記経路に沿った移動を妨げる障害物がないという結果である場合には、前記動作モード決定ステップにおいて、前記動作モードは、前記回避動作モードではない通常動作モードであると決定され、
前記使用量補正ステップにおいて、前記動作モード決定ステップにおいて決定された前記動作モードが前記通常動作モードである場合に前記使用量が補正され、前記動作モード決定ステップにおいて決定された前記動作モードが前記回避動作モードである場合に前記使用量が補正されない、
制御方法。