JP2022052486A - ナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びコンピュータプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信により遠隔で移動体を監視する際に安定的な無線通信の実現を図る。
【解決手段】経路情報提供対象地域の無線通信方式及び無線周波数帯ごとに位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を格納する位置無線品質格納部と、移動体が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯に対応する位置無線品質情報に基づいて経路の候補に対して経路上の位置における無線通信品質が悪いと低評価になるように重み付けを行うコスト算出部と、重み付けがされた経路の候補の中から重み付けに基づいて経路を探索する経路探索部と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、ナビゲーション装置、ナビゲーション方法及びコンピュータプログラムに関する。

近年、自律的に移動するロボットを無線通信により遠隔で監視する遠隔監視システムが検討されている。例えば特許文献１には、ロボットに取り付けられたロボット状態監視端末がロボットの状態データを監視サーバに送信し、監視サーバがロボット状態監視端末から受信した状態データに基づいてロボットの状態を判定する、ロボット状態監視システムが記載されている。

特開２０１９－２０９４２６号公報

しかし、上述した特許文献１のロボット状態監視システムでは、ロボットが移動中に無線通信が切断されると、現在移動しているロボットを遠隔で監視することができなくなってしまい、不都合である。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、無線通信により遠隔で移動体を監視する際に安定的な無線通信の実現を図ることにある。

（１）本発明の一態様は、移動体を遠隔で監視する遠隔監視装置との間で無線通信回線を介して通信を行う前記移動体に対して出発地から目的地に到達する経路を示す経路情報を提供するナビゲーション装置であり、前記経路情報を提供する対象の地域である対象地域で無線通信サービスが提供されている無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、前記対象地域に含まれる位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を格納する位置無線品質格納部と、前記位置無線品質格納部に無線通信方式及び無線周波数帯ごとに格納されている複数の位置無線品質情報のうち前記移動体が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯に対応する位置無線品質情報に基づいて、前記経路の候補に対して経路上の位置における無線通信品質が悪いと低評価になるように重み付けを行うコスト算出部と、前記重み付けがされた前記経路の候補の中から重み付けに基づいて前記経路を探索する経路探索部と、を備えるナビゲーション装置である。
（２）本発明の一態様は、前記対象地域の中の区域ごとに、屋外に存在する人の単位面積あたりの人数である屋外人口密度を推計する屋外人口密度推計部をさらに備え、前記コスト算出部は、前記経路の候補を含む前記区域の屋外人口密度の推計値が大きいほど当該経路の候補に対して低評価になるように重み付けを行う、上記（１）のナビゲーション装置である。
（３）本発明の一態様は、前記コスト算出部は、前記移動体の種類と前記移動体による配送の内容とのうち少なくとも一方と、前記経路の候補の道路状態とに基づいて当該経路の候補に対する重み付けを行う、上記（１）又は（２）のいずれかのナビゲーション装置である。
（４）本発明の一態様は、前記経路探索部は、探索結果の前記経路の中に無線通信が切断される可能性が高い箇所が存在する場合、当該箇所を示す無線切断アラート情報を出力する、上記（１）から（３）のいずれかのナビゲーション装置である。

（５）本発明の一態様は、移動体を遠隔で監視する遠隔監視装置との間で無線通信回線を介して通信を行う前記移動体に対して出発地から目的地に到達する経路を示す経路情報を提供するナビゲーション方法であり、前記経路情報を提供する対象の地域である対象地域で無線通信サービスが提供されている無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、前記対象地域に含まれる位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を位置無線品質格納部に格納する位置無線品質格納ステップと、前記位置無線品質格納部に無線通信方式及び無線周波数帯ごとに格納されている複数の位置無線品質情報のうち前記移動体が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯に対応する位置無線品質情報に基づいて、前記経路の候補に対して経路上の位置における無線通信品質が悪いと低評価になるように重み付けを行うコスト算出ステップと、前記重み付けがされた前記経路の候補の中から重み付けに基づいて前記経路を探索する経路探索ステップと、を含むナビゲーション方法である。

（６）本発明の一態様は、移動体を遠隔で監視する遠隔監視装置との間で無線通信回線を介して通信を行う前記移動体に対して出発地から目的地に到達する経路を示す経路情報を提供するナビゲーション装置のコンピュータに、前記経路情報を提供する対象の地域である対象地域で無線通信サービスが提供されている無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、前記対象地域に含まれる位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を位置無線品質格納部に格納する位置無線品質格納ステップと、前記位置無線品質格納部に無線通信方式及び無線周波数帯ごとに格納されている複数の位置無線品質情報のうち前記移動体が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯に対応する位置無線品質情報に基づいて、前記経路の候補に対して経路上の位置における無線通信品質が悪いと低評価になるように重み付けを行うコスト算出ステップと、前記重み付けがされた前記経路の候補の中から重み付けに基づいて前記経路を探索する経路探索ステップと、を実行させるためのコンピュータプログラムである。

本発明によれば、無線通信により遠隔で移動体を監視する際に安定的な無線通信の実現を図ることができるという効果が得られる。

一実施形態に係るナビゲーションシステムの構成例を示すブロック図である。 一実施形態に係る位置・無線品質格納部の構成例を示す図である。 一実施形態に係るナビゲーション方法の手順の例を示すフローチャートである。 経路探索方法の一例を説明するための説明図である。 一実施形態に係る経路探索方法を説明するための説明図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、自律的に移動するロボット（以下、移動ロボットと称する）を使用して配送を行う配送サービスシステムにおけるナビゲーションシステムを例に挙げて説明する。

図１は、一実施形態に係るナビゲーションシステムの構成例を示すブロック図である。図１において、移動ロボット２は、ナビゲーション装置４及び遠隔監視装置２０との間で無線通信回線を介して通信を行う。移動ロボット２は、移動体の一例である。ナビゲーション装置４は、移動ロボット２に対して出発地から目的地に到達する経路を示す経路情報を提供する。

遠隔監視装置２０は、移動ロボット２を無線通信により遠隔で監視するための装置である。例えば、遠隔監視装置２０は、移動ロボット２が撮像する画像や収音する音を移動ロボット２から無線通信回線を介して受信し、受信した画像や音を表示や再生する。監視者が当該画像や当該音を視聴することにより、リアルタイムで移動ロボット２の移動の状況の監視が行われる。このため、本実施形態に係る遠隔監視システムにおいては、移動ロボット２と遠隔監視装置２０との間の安定的な無線通信の実現が要求される。本実施形態では、ナビゲーション装置４が、移動ロボット２と遠隔監視装置２０との間の安定的な無線通信の実現を図るための経路情報を提供する。

以下、図１を参照して本実施形態に係るナビゲーションシステム１０の構成を説明する。

［利用者端末］
利用者端末１は、本実施形態に係る配送サービスシステムの利用者（以下、配送サービス利用者と称する）が利用する端末である。配送サービス利用者は、荷物を配送する宛先である目的地を指定して配送を依頼する。利用者端末１は、スマートフォンやタブレット型のコンピュータ（タブレットＰＣ）等の携帯通信端末装置であってもよく、又は据置き型の通信端末装置（例えば据置き型のパーソナルコンピュータ等）であってもよい。

利用者端末１は、商品発注部１０１と、目的地情報入力部１０２とを備える。商品発注部１０１は、配送サービス利用者による操作に応じて、商品の選択及び選択した商品の発注を行う。

なお、商品発注部１０１は、配送サービス利用者が所有する物品の残量をリアルタイムに管理し、物品の残量が予め設定された閾値以下になったときに、補充用の商品を自動的に発注してもよい。

目的地情報入力部１０２は、商品発注部１０１が商品を発注する際に、住所等の目的地を示す目的地情報を入力する。目的地情報は、配送サービス利用者が毎回指定してもよく、又は目的地情報入力部１０２が過去に配送サービス利用者から指定された目的地情報を記録しておき当該記録の目的地情報を自動的に再利用してもよい。

また、目的地情報入力部１０２は、利用者端末１が備えるＧＰＳ（Global Positioning System）による測位機能を用いて、ＧＰＳで取得した現在位置を目的地としてもよい。また、目的地情報入力部１０２は、利用者端末１のカメラで撮影した利用者端末１の周囲の景色の画像を目的地の参考情報として目的地情報に付加してもよい。

［移動ロボット］
移動ロボット２は、自律走行可能なロボットである。移動ロボット２は、例えば、街中を走行し、配送サービス利用者が指定した目的地まで荷物を配送する。

移動ロボット２は、現在位置取得部２０１と、無線品質取得部２０２と、状態取得部２０３と、無線通信部２０４と、経路情報格納部２０５と、撮像部２０６と、動作判断部２０７と、動作制御部２０８とを備える。

現在位置取得部２０１は、ＧＰＳ等の測位システムによって、現在位置（位置情報）を取得する。無線品質取得部２０２は、無線通信部２０４が対応する無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、無線通信部２０４がナビゲーション装置４との間で無線通信を行う際の無線通信品質（無線通信品質情報）を取得する。状態取得部２０３は、移動ロボット２に備わっている各種センサから、バッテリー残量や温度や移動速度等の状態データ（状態情報）を取得する。

無線通信部２０４は、遠隔監視装置２０やナビゲーション装置４との間で無線通信を行う。無線通信部２０４は、例えばＬＴＥ（Long Term Evolution）や５Ｇ（第５世代移動通信システム）等の無線通信方式に対応し、自己が対応する無線通信方式の基地局を介して無線通信を行う。また、無線通信部２０４は、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）等のアンライセンス系の無線通信方式に対応し、当該アンライセンス系の無線通信方式により無線通信を行ってもよい。

無線通信部２０４は、現在位置取得部２０１や無線品質取得部２０２や状態取得部２０３により得られた情報をナビゲーション装置４の運用監視部４０１へ送信する。また、無線通信部２０４は、ナビゲーション装置４の経路配信部４１２から送信された経路情報を受信して経路情報格納部２０５に格納する。経路情報格納部２０５に格納された経路情報は、移動ロボット２の動作の判断に活用される。

撮像部２０６は、移動ロボット２の進行方向を撮像する。動作判断部２０７は、移動ロボット２の次の動作を判断する。動作判断部２０７は、経路情報格納部２０５に格納されている経路情報に示される経路を移動する際に、現在位置取得部２０１で取得した現在位置や撮像部２０６で撮像した撮像画像等を用いて、移動ロボット２の周囲の環境に合わせた動作を判断する。

動作制御部２０８は、動作判断部２０７で判断した動作を移動ロボット２に実行させる。動作制御部２０８は、移動ロボット２の前進や後退や右左折等の走行種別及び走行速度、並びに撮像部２０６の撮像方向の変更等の走行以外の動作種別を制御する。

［携帯端末］
携帯端末３は、スマートフォンやタブレットＰＣ等の携帯通信端末装置である。携帯端末３は、利用者端末１として利用されるものであってもよく、又は利用者端末１とは別個のものであってもよい。携帯端末３として、例えば、特定の無線通信キャリアに加入した加入者により当該無線通信キャリアとの間で位置情報取得の合意が取れている全ての加入者の携帯端末を対象としてもよい。

携帯端末３は、自己が対応する無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、現在位置（位置情報）と当該現在位置における無線通信品質（無線通信品質情報）とを定期的にナビゲーション装置４へ報告する。

［ナビゲーション装置］
ナビゲーション装置４は、一又は複数の移動ロボット２に対して出発地から目的地までのナビゲーションを行う。また、ナビゲーション装置４は、一又は複数の移動ロボット２に対して運用監視を行う。

ナビゲーション装置４は、運用監視部４０１と、運用情報格納部４０２と、位置・無線品質格納部４０３と、地図情報格納部４０４と、無線品質移動コスト変換部４０５と、携帯端末位置情報格納部４０６と、屋外人口密度推計部４０７と、移動コスト算出部４０８と、オーダー情報格納部４０９と、目的地取得部４１０と、経路探索部４１１と、経路配信部４１２とを備える。本実施形態では、無線品質移動コスト変換部４０５と移動コスト算出部４０８とがコスト算出部に対応する。

ナビゲーション装置４の各機能は、ナビゲーション装置４がＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）及びメモリ等のコンピュータハードウェアを備え、ＣＰＵがメモリ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り実現される。なお、ナビゲーション装置４として、汎用のコンピュータ装置を使用して構成してもよく、又は、専用のハードウェア装置として構成してもよい。例えば、ナビゲーション装置４は、インターネット等の通信ネットワークに接続されるサーバコンピュータを使用して構成されてもよい。また、ナビゲーション装置４の各機能はクラウドコンピューティングにより実現されてもよい。また、ナビゲーション装置４は、単独のコンピュータにより実現するものであってもよく、又はナビゲーション装置４の機能を複数のコンピュータに分散させて実現するものであってもよい。また、ナビゲーション装置４として、例えばＷＷＷシステム等を利用してウェブサイトを開設するように構成してもよい。

運用監視部４０１は、一又は複数の移動ロボット２に対して運用監視を行う。運用監視部４０１は、移動ロボット２からリアルタイムに受信した位置情報や無線通信品質情報や状態情報を当該移動ロボット２の個体を識別する情報（移動ロボットＩＤ）と関連付けて、運用監視を行う。運用監視部４０１は、定期的に、例えば１秒間隔で更新される情報（位置情報や無線通信品質情報や状態情報）に基づいて運用監視する。運用監視部４０１は、移動ロボット２から受信した位置情報や無線通信品質情報や状態情報を解析し、移動ロボット２の障害を検出した場合には、例えば、監視者に対して警報を発出する。運用情報格納部４０２は、障害発生時の原因究明や将来の対策検討のために、運用監視部４０１が移動ロボット２から受信した情報（位置情報や無線通信品質情報や状態情報）を格納する。

位置・無線品質格納部４０３は、無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、位置情報と無線通信品質情報とが関連付けて記録された位置無線品質情報を格納する。位置無線品質情報は、日付や曜日や時間帯やイベントごとに、それぞれ設けられてもよい。例えば、平日（月曜から金曜まで）の位置無線品質情報と、休日（土曜、日曜及び祝日）の位置無線品質情報とがそれぞれ設けられてもよい。例えば、昼間の時間帯の位置無線品質情報と、夜間の時間帯の位置無線品質情報とがそれぞれ設けられてもよい。例えば、お正月やゴールデンウィークやお盆の期間の位置無線品質情報が設けられてもよい。
図２は、本実施形態に係る位置・無線品質格納部４０３の構成例を示す図である。図２の例では、位置・無線品質格納部４０３は、無線通信方式「ＬＴＥ」について、無線周波数帯＿ＬＴＥ＿ａの位置無線品質情報４０３１や無線周波数帯＿ＬＴＥ＿ｂの位置無線品質情報４０３２等を格納している。また、位置・無線品質格納部４０３は、無線通信方式「５Ｇ」について、無線周波数帯＿５Ｇ＿ａの位置無線品質情報４０３３や無線周波数帯＿５Ｇ＿ｂの位置無線品質情報４０３４等を格納している。

なお、例えばＬＴＥの無線周波数帯として、Ｂａｎｄ１（２．１ＧＨz）やＢａｎｄ１８（８００ＭＨz）等が利用される。

例えば、位置無線品質情報４０３１は、無線通信方式「ＬＴＥ」の無線周波数帯＿ＬＴＥ＿ａの各位置＿ａ，位置＿ｂ，・・・における各無線通信品質＿ＬＴＥ＿ａ＿ａ，無線通信品質＿ＬＴＥ＿ａ＿ｂ，・・・が関連付けて記録された情報である。例えば、位置無線品質情報４０３３は、無線通信方式「５Ｇ」の無線周波数帯＿５Ｇ＿ａの各位置＿ａ，位置＿ｂ，・・・における各無線通信品質＿５Ｇ＿ａ＿ａ，無線通信品質＿５Ｇ＿ａ＿ｂ，・・・が関連付けて記録された情報である。

本実施形態では、位置・無線品質格納部４０３は、少なくとも本配送サービスシステムのサービス対象エリアを含む地域の位置無線品質情報を格納する。本配送サービスシステムのサービス対象エリアは、ナビゲーション装置４が経路情報を提供する対象の地域（対象地域）である。本実施形態に係る位置・無線品質格納部４０３は、ナビゲーション装置４が経路情報を提供する対象地域で無線通信サービスが提供されている無線通信方式（ＬＴＥや５Ｇ等）及び無線周波数帯（無線周波数帯＿ＬＴＥ＿ａ，無線周波数帯＿ＬＴＥ＿ｂや無線周波数帯＿５Ｇ＿ａ，無線周波数帯＿５Ｇ＿ｂ等）ごとに、当該対象地域に含まれる位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を格納する。

位置無線品質情報に記録される位置情報及び無線通信品質情報は、例えば移動ロボット２や携帯端末３からナビゲーション装置４へ送信された情報である。なお、移動ロボット２や携帯端末３以外の装置によって測定された位置情報及び無線通信品質情報が位置無線品質情報に記録されてもよい。

また、位置情報は、例えばＧＰＳ座標である。ＧＰＳ座標を取得することができない屋内施設等に対しては、ＩＭＥＳ（Indoor MEssaging System）等の屋内測位技術により取得された絶対位置情報を位置情報に利用してもよい。また、無線通信品質情報は、例えばＬＴＥの受信電力を示すＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）である。

地図情報格納部４０４は、全国の道路地図データや、それに付随する各種施設や店舗等の施設データ等を格納する。道路地図データは、例えば、地図上の道路を、交差点等をノードとして複数の部分に分割し、各ノード間の部分をリンクとして規定したリンクデータとして与えられる。このリンクデータは、リンク固有の識別子（リンクＩＤ）、リンク長、リンクの始点・終点（ノード）の位置情報（経度、緯度）、角度（方向）データ、道路幅、道路種別などのデータを含んで構成される。道路地図データは、移動ロボット２が通行可能なレーンを示すレーン情報を含んでもよい。また、地図情報格納部４０４は、さらに屋内地図データを格納してもよい。

無線品質移動コスト変換部４０５は、位置・無線品質格納部４０３に無線通信方式及び無線周波数帯ごとに格納されている各位置無線品質情報に基づいて、無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、各道路に該当する位置情報に関連付けて記録されている無線通信品質情報を無線品質リンクコストに変換する。無線品質移動コスト変換部４０５によって求められた無線品質リンクコストは、地図情報格納部４０４の道路地図データ内の該当するリンクデータに関連付けて地図情報格納部４０４に格納される。

無線品質移動コスト変換部４０５は、例えば、無線品質リンクコストの値を３段階に分けて、無線通信品質が十分に良い場合は無線品質リンクコスト「０」、無線通信が切断される程ではないが無線通信品質が悪い場合は無線品質リンクコスト「大」、無線通信が切断される可能性がある場合は無線品質リンクコスト「∞」、とする。
なお、ある程度以上に良好な無線通信品質である場合、無線通信が切断される可能性が十分に低くなる。このことから、無線通信が切断される可能性が十分に低いと判断することができる所定の無線通信品質を満たす場合には（例えば受信電力が所定値以上である場合には）無線品質リンクコストを小さくし（例えば無線品質リンクコスト「０」とし）、そうではない場合には無線品質リンクコストを大きくする（例えば無線品質リンクコスト「大」又は「∞」とする）ようにしてもよい。

無線品質移動コスト変換部４０５は、例えば、各リンクデータに対応する無線通信品質情報群の中から、無線通信品質情報の最低値や外れ値を考慮した無線通信品質情報の最低値付近の値を無線品質リンクコストの変換の対象にしてもよい。これは、移動ロボット２が当該リンクデータの道路を走行した際に、無線通信が切断される可能性をリスクとして算出するためである。

なお、後述する経路探索部４１１では、出発地から目的地へ向けて、次に到達できる交差点（ノード）までの道路（リンク）のコストの計算（積算）を順次行なっていき、出発地から目的地までが最小コストとなる経路を選択する。したがって、道路に小さな無線品質リンクコストの値を設定すると、その道路は経路として選択され易くなる。

携帯端末位置情報格納部４０６は、各携帯端末３の位置情報の履歴を格納する。例えば、各携帯端末３のＧＰＳ座標を時刻に関連付けて格納する。

屋外人口密度推計部４０７は、携帯端末位置情報格納部４０６に格納されている位置情報の履歴に基づいて各々の携帯端末３が屋内にいたか又は屋外にいたかを判定し、この判定結果に基づいて、予め設定されたエリアごとに屋外人口密度を推計する。屋外人口密度は、屋外に存在する人の単位面積あたりの人数である。屋外人口密度推計部４０７によって求められた屋外人口密度は、地図情報格納部４０４の道路地図データ内の該当するリンクデータに関連付けて地図情報格納部４０４に格納される。

屋外人口密度推計部４０７は、例えば、ある携帯端末３について、位置情報の変化が一定未満であってほとんど変化がないと判断される場合には屋内にいたと判定し、当該位置情報の変化が一定以上であってある程度変化していると判断される場合には屋外にいたと判定する。

また、屋外人口密度推計部４０７は、各々の携帯端末３の位置情報と、地図情報格納部４０４に格納されている道路地図データとを比較してマップマッチングを行い、携帯端末３が道路を利用していたと推定してもよい。マップマッチングは、ＧＰＳによって得られた、誤差を含んでいる可能性のある位置情報を、地図情報を用いて道路上になるように補正する処理である。マップマッチングは、例えばカーナビゲーションシステムなどで利用されている。

また、屋外人口密度推計部４０７は、携帯端末３の移動速度に基づいて、当該携帯端末３の移動手段が歩行であるか又は車両であるかを判定してもよい。

なお、屋外人口密度推計部４０７は、月や曜日や時間帯ごとに、それぞれの屋外人口密度を推計してもよい。これは、同じエリアであっても、月や曜日や時間帯等によって屋外人口密度が大きく変化する場合があるからである。

また、屋外人口密度推計部４０７は、携帯端末３の位置情報を用いる方法とは異なる他の方法によって、屋外人口密度を推計してもよい。屋外人口密度推計部４０７は、例えば、移動ロボット２が撮影した映像を利用し、撮影された映像に対する人の画像認識結果に基づいて屋外人口密度を推計してもよい。

移動コスト算出部４０８は、定期的に、地図情報格納部４０４に格納されている情報を使用して、各道路の各リンクに対して、無線通信方式及び無線周波数帯ごとに総合リンクコストを算出する。移動コスト算出部４０８は、少なくとも無線品質リンクコストを使用して総合リンクコストを算出する。移動コスト算出部４０８によって求められた総合リンクコストは、地図情報格納部４０４の道路地図データ内の該当するリンクデータに関連付けて地図情報格納部４０４に格納される。

移動コスト算出部４０８は、無線品質リンクコストに基づいて、無線通信品質が悪いと低評価になるように、各道路の各リンクに対して重み付けを行う。例えば、移動コスト算出部４０８は、無線品質リンクコストに基づいて、無線通信が切断される可能性が高いと判断される道路のリンクに対して、総合リンクコストが最も大きくなるように重み付けを行ってもよい。これにより、移動ロボット２と遠隔監視装置２０との間の安定的な無線通信の実現を図る。

また、移動コスト算出部４０８は、屋外人口密度に基づいて総合リンクコストを算出してもよい。移動コスト算出部４０８は、屋外人口密度が閾値以上である道路のリンクに対して、総合リンクコストが大きくなるように重み付けを行ってもよい。これにより、移動ロボット２が人が少ない道路を走行することを図る。

また、移動コスト算出部４０８は、移動ロボット２の種類と移動ロボット２による配送の内容とのうち少なくとも一方と、各道路の各リンクの道路状態とに基づいて、総合リンクコストを算出してもよい。移動ロボット２の種類は、移動ロボット２のサイズや構造等によって分類される。また、移動ロボット２の種類は、移動ロボット２が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯によって分類される。移動ロボット２による配送の内容は、例えば、移動ロボット２が配送する荷物の種類や積載見込み量等である。

例えば、移動コスト算出部４０８は、閾値未満の道幅の道路のリンクに対して、小型の移動ロボット２の場合には安全に走行することができるので総合リンクコストを大きくしないが、大型の移動ロボット２の場合には総合リンクコストを大きくする。また、移動コスト算出部４０８は、移動ロボット２の構造によっては道路の段差を乗り越えることが困難である場合が想定されるので、該当する種類の移動ロボット２には、段差が存在する道路のリンクに対して、総合リンクコストを大きくする。また、移動コスト算出部４０８は、移動ロボット２が配送する荷物の種類が割れ物である場合には、凸凹が少ない道路を走行することが好ましいので、凸凹が少ない道路のリンクの総合リンクコストを小さくする一方、凸凹が多い道路のリンクの総合リンクコストを大きくする。

また、移動コスト算出部４０８は、総合リンクコストの算出に使用する情報として、公知のナビゲーションシステムで使用されている評価要素を使用してもよい。公知のナビゲーションシステムで使用されている評価要素は、例えば、リンクの所要距離、移動にかかる所要時間、道路状況や道幅による重み付け、信号頻度による重み付け、渋滞傾向による重み付け等である。

オーダー情報格納部４０９は、利用者端末１から商品発注のオーダー情報を受信し、受信したオーダー情報を格納する。オーダー情報格納部４０９は、購買システム（図示せず）と連携して購買処理を行い、商品配送計画を策定する。目的地取得部４１０は、オーダー情報格納部４０９に格納されたオーダー情報から目的地情報を取得する。

経路探索部４１１は、移動コスト算出部４０８が算出した総合リンクコストに基づいて、移動ロボット２が走行する予定の経路として、移動ロボット２の出発地から目的地に到達する経路を探索する。移動ロボット２の目的地は、目的地取得部４１０がオーダー情報から取得した目的地情報が示す場所である。移動ロボット２の出発地は、予め設定される。例えば、商品の配送拠点（例えば、商品が貯蔵されている物流倉庫や目的地の最寄りの配送取り扱い店舗等）が、移動ロボット２の出発地として予め設定される。また、移動ロボット２が車両により目的地付近まで運送される場合には、当該移動ロボット２の運送先の場所が当該移動ロボット２の出発地として予め設定される。

経路探索部４１１が利用する経路探索方法として、例えば、ダイクストラ法やＡ＊アルゴリズムや遺伝的アルゴリズム等が利用可能である。

経路配信部４１２は、経路探索部４１１が探索した結果の経路を示す経路情報を移動ロボット２へ送信する。

次に図３を参照して本実施形態に係るナビゲーション方法を説明する。図３は、本実施形態に係るナビゲーション方法の手順の例を示すフローチャートである。

（ステップＳ１） 経路探索部４１１は、移動ロボット２が走行を開始する出発地と、当該移動ロボット２が走行する行先である目的地とを取得する。

（ステップＳ２） 経路探索部４１１は、移動ロボット２の種類及び配送の内容を取得する。

（ステップＳ３） 経路探索部４１１は、ステップＳ２で取得した移動ロボット２の種類から、当該移動ロボット２が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯を認識する。移動ロボット２の種類と、利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯との対応関係は、予め、ナビゲーション装置４に設定される。

（ステップＳ４） 経路探索部４１１は、移動コスト算出部４０８に対して、ステップＳ１で取得した移動ロボット２の出発地及び目的地を含む探索範囲と、リンクコスト算出条件とを指定し、当該探索範囲内の各道路の各リンクの総合リンクコストを算出するように指示する。リンクコスト算出条件は、移動ロボット２の種類や配送の内容等である。リンクコスト算出条件は、少なくとも移動ロボット２の利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯を示す情報を含む。

移動コスト算出部４０８は、経路探索部４１１からの総合リンクコスト算出指示に応じて、探索範囲内の各道路の各リンクに対して、無線通信方式及び無線周波数帯ごとに総合リンクコストを算出する。この総合リンクコストの算出では、無線通信品質が悪いと低評価になるように、各道路の各リンクに対して重み付けが行われる。移動コスト算出部４０８は、算出結果の総合リンクコストを、地図情報格納部４０４の道路地図データ内の該当するリンクデータに関連付けて地図情報格納部４０４に格納する。なお、移動コスト算出部４０８は、移動ロボット２が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯が複数存在する場合には、各道路の各リンクに対して、最良の無線通信品質が得られる無線通信方式及び無線周波数帯についての総合リンクコストを該当するリンクデータに関連付けて地図情報格納部４０４に格納してもよい。

移動コスト算出部４０８は、総合リンクコストの算出完了を経路探索部４１１へ応答する。

（ステップＳ５） 経路探索部４１１は、ステップＳ１で取得した移動ロボット２の出発地及び目的地に対して、ステップＳ４で移動コスト算出部４０８により算出した総合リンクコストに基づいて、出発地から目的地に到達する経路を探索する。この経路探索では、出発地から目的地に到達するまでに通る各リンクの総合リンクコストの合計が最小になる経路の探索が行われる。

（ステップＳ６） 経路配信部４１２は、ステップＳ５の探索結果の経路を示す経路情報を移動ロボット２へ送信する。

図４は、経路探索方法の一例を説明するための説明図である。図５は、本実施形態に係る経路探索方法を説明するための説明図である。図４及び図５において、丸印がノードを示し、ノード間を結ぶ線がリンクを示す。また、出発地のノードがＳであり、目的地のノードがＧである。また、リンク上に記された数字がリンクコストを示す。図４には、無線通信品質が考慮されない場合のリンクコストが示される。一方、図５には、無線通信品質が考慮される場合であって本実施形態に係る総合リンクコストが示される。また、ここでは、リンクＬ２は、無線通信品質が悪く、無線通信が切断される可能性が高いとする。

図４のリンクコストの場合、経路探索の結果、出発地「ノードＳ」から目的地「ノードＧ」に到達する経路として、リンクコストの合計が最小になる経路である「Ｌ１→Ｌ２→Ｌ３」が選択される。図４のリンクコストでは、無線通信品質が考慮されていないので、無線通信が切断される可能性が高いリンクＬ２が経路として選択されてしまう。この結果、当該選択された経路において、移動ロボット２と遠隔監視装置２０との間の無線通信が切断されてしまうと、移動ロボット２が遠隔監視不能になる可能性がある。

一方、図５では、リンクＬ２に対して、無線品質リンクコスト「∞」が図４のリンクコスト「４」に加算された総合リンクコスト「４＋∞」が設定される。これにより、図５の総合リンクコストによれば、無線通信が切断される可能性が高いリンクＬ２が経路として選択されない。そして、図５のリンクコストの場合、経路探索の結果、出発地「ノードＳ」から目的地「ノードＧ」に到達する経路として、リンクコストの合計が最小になる経路である「Ｌ４→Ｌ５」が選択される。この選択された経路「Ｌ４→Ｌ５」によれば、移動ロボット２と遠隔監視装置２０との間の安定的な無線通信の実現を図ることができる。

なお、無線通信が切断される可能性が高いリンクを通過しなければ出発地から目的地に到達することができない場合、当該リンクを、出発地から目的地に到達する経路として選択してもよい。経路探索部４１１は、探索結果の経路の中に無線通信が切断される可能性が高いリンクが存在する場合、当該リンクを示す無線切断アラート情報を出力する。遠隔で監視する監視者は、当該無線切断アラート情報によって、移動ロボット２と遠隔監視装置２０との間の無線通信が切断される可能性が高い箇所を事前に認識することができる。

上述した実施形態によれば、移動ロボット２と遠隔監視装置２０との間の安定的な無線通信の実現を図るための経路情報を提供することができる。これにより、無線通信により遠隔で移動ロボット２を監視する際に安定的な無線通信の実現を図ることができるという効果が得られる。

以上、本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、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

上述した実施形態では、ナビゲーションシステムを、配送サービスシステムに適用したが、配送サービスシステム以外の他のシステムに適用してもよい。例えば、移動ロボットにより道路を検査する道路検査サービスシステムに、上述した実施形態に係るナビゲーションシステムを適用してもよい。

また、上述した実施形態では、移動体として移動ロボットを例に挙げたが、これに限定されない。移動体として、自動運転を行う車両（自動運転車両）や、自律的に飛行する飛行体等を適用してもよい。

また、上述した各装置の機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）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のことをいう。

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

１…利用者端末、２…移動ロボット、３…携帯端末、４…ナビゲーション装置、１０…ナビゲーションシステム、２０…遠隔監視装置、４０１…運用監視部、４０２…運用情報格納部、４０３…位置・無線品質格納部、４０４…地図情報格納部、４０５…無線品質移動コスト変換部、４０６…携帯端末位置情報格納部、４０７…屋外人口密度推計部、４０８…移動コスト算出部、４０９…オーダー情報格納部、４１０…目的地取得部、４１１…経路探索部、４１２…経路配信部

Claims (6)

1. 移動体を遠隔で監視する遠隔監視装置との間で無線通信回線を介して通信を行う前記移動体に対して出発地から目的地に到達する経路を示す経路情報を提供するナビゲーション装置であり、
   前記経路情報を提供する対象の地域である対象地域で無線通信サービスが提供されている無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、前記対象地域に含まれる位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を格納する位置無線品質格納部と、
   前記位置無線品質格納部に無線通信方式及び無線周波数帯ごとに格納されている複数の位置無線品質情報のうち前記移動体が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯に対応する位置無線品質情報に基づいて、前記経路の候補に対して経路上の位置における無線通信品質が悪いと低評価になるように重み付けを行うコスト算出部と、
   前記重み付けがされた前記経路の候補の中から重み付けに基づいて前記経路を探索する経路探索部と、
   を備えるナビゲーション装置。
2. 前記対象地域の中の区域ごとに、屋外に存在する人の単位面積あたりの人数である屋外人口密度を推計する屋外人口密度推計部をさらに備え、
   前記コスト算出部は、前記経路の候補を含む前記区域の屋外人口密度の推計値が大きいほど当該経路の候補に対して低評価になるように重み付けを行う、
   請求項１に記載のナビゲーション装置。
3. 前記コスト算出部は、前記移動体の種類と前記移動体による配送の内容とのうち少なくとも一方と、前記経路の候補の道路状態とに基づいて当該経路の候補に対する重み付けを行う、
   請求項１又は２のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
4. 前記経路探索部は、探索結果の前記経路の中に無線通信が切断される可能性が高い箇所が存在する場合、当該箇所を示す無線切断アラート情報を出力する、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のナビゲーション装置。
5. 移動体を遠隔で監視する遠隔監視装置との間で無線通信回線を介して通信を行う前記移動体に対して出発地から目的地に到達する経路を示す経路情報を提供するナビゲーション方法であり、
   前記経路情報を提供する対象の地域である対象地域で無線通信サービスが提供されている無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、前記対象地域に含まれる位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を位置無線品質格納部に格納する位置無線品質格納ステップと、
   前記位置無線品質格納部に無線通信方式及び無線周波数帯ごとに格納されている複数の位置無線品質情報のうち前記移動体が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯に対応する位置無線品質情報に基づいて、前記経路の候補に対して経路上の位置における無線通信品質が悪いと低評価になるように重み付けを行うコスト算出ステップと、
   前記重み付けがされた前記経路の候補の中から重み付けに基づいて前記経路を探索する経路探索ステップと、
   を含むナビゲーション方法。
6. 移動体を遠隔で監視する遠隔監視装置との間で無線通信回線を介して通信を行う前記移動体に対して出発地から目的地に到達する経路を示す経路情報を提供するナビゲーション装置のコンピュータに、
   前記経路情報を提供する対象の地域である対象地域で無線通信サービスが提供されている無線通信方式及び無線周波数帯ごとに、前記対象地域に含まれる位置と当該位置における無線通信品質とが関連付けて記録された位置無線品質情報を位置無線品質格納部に格納する位置無線品質格納ステップと、
   前記位置無線品質格納部に無線通信方式及び無線周波数帯ごとに格納されている複数の位置無線品質情報のうち前記移動体が利用可能な無線通信方式及び無線周波数帯に対応する位置無線品質情報に基づいて、前記経路の候補に対して経路上の位置における無線通信品質が悪いと低評価になるように重み付けを行うコスト算出ステップと、
   前記重み付けがされた前記経路の候補の中から重み付けに基づいて前記経路を探索する経路探索ステップと、
   を実行させるためのコンピュータプログラム。

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