JP2022186130A - 移動体システム - Google Patents

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紀尚 渡邉
Norihisa Watanabe
伸之 戸松
Nobuyuki Tomatsu
隆 西村
Takashi Nishimura
孝生 片岡
Takao Kataoka
怜史 栗栖
Reiji Kurisu
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Abstract

【課題】移動体を適切な位置に止めてサービスを提供できる技術を提供する。【解決手段】サービスの種類に応じた装置を搭載可能な台車ユニット14を備える移動体10を制御する移動体システムは、サービスの種類および提供エリアを含むリクエスト情報を取得するリクエスト情報取得部と、サービスの提供エリアでの環境情報を取得する環境情報取得部と、サービスの種類と環境情報とをもとに、提供エリアでの移動体の配置を決定する配置決定部と、決定した配置情報を移動体に送信する送信制御部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、走行可能な移動体を用いる技術に関する。
特許文献1は、前輪を有する先頭部と、後輪を有する末尾部と、先頭部と末尾部との間に連結されることで先頭部と末尾部とを一体化させる積載部とを備える車両が開示されている。この積載部は、車両から分離可能である。
特開2019-131039号公報
ユーザが希望するエリアに移動体が移動してユーザにサービスを提供する際に、移動体を適切な位置に止められると好ましい。
本発明の目的は、移動体を適切な位置に止めてサービスを提供できる技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様の移動体システムは、サービスの種類に応じた装置を搭載可能な台車ユニットを備える移動体を制御する移動体システムであって、サービスの種類およびサービスの提供エリアを含むリクエスト情報を取得するリクエスト情報取得部と、サービスの提供エリアでの環境情報を取得する環境情報取得部と、サービスの種類および取得した環境情報をもとに、提供エリアでの移動体の配置を決定する配置決定部と、決定した配置情報を移動体に送信する送信制御部と、を備える。
本発明によれば、移動体を適切な位置に止めてサービスを提供できる技術を提供できる。
実施例の移動体の斜視図を示す図である。 分離状態の移動体の斜視図を示す図である。 移動体の構成を説明するための図である。 移動体システムの構成の概要を示す図である。 移動体システムの機能構成を示す図である。 サーバ装置の機能構成を示す図である。 実施例の台車ユニットの配置決定処理のフローチャートである。
図1は、実施例の移動体10の斜視図を示す。図2は、分離状態の移動体10の斜視図を示す。移動体10は、走行ユニット12と、物を載せることが可能な台車ユニット14とを備える。走行ユニット12は自律走行機能を有し、一方、台車ユニット14は自律走行機能を有しない。移動体10の全長は2m(メートル)から3m程度、全幅は50cmから1.8m程度、全高は1.5mから2.5m程度であってよい。
図2に示すように、走行ユニット12は、台車ユニット14から連結分離可能である。走行ユニット12と台車ユニット14とが連結されることで、移動体10が構成される。なお、走行ユニット12または台車ユニット14の単体を、移動体と呼んでもよい。
走行ユニット12と台車ユニット14とが連結分離可能に構成されることで、走行ユニット12は、台車ユニット14を目標位置まで牽引すると、台車ユニット14を切り離して、別のタスクを実行できる。たとえば別のタスクが、別の台車ユニット14を別の目標位置まで牽引するタスクである場合、当該走行ユニット12は、当該別の台車ユニット14が配置されている位置まで移動して、当該別の台車ユニット14と連結し、別の目標位置まで牽引する。
切り離された台車ユニット14は、その場所でサービスを提供する。実施例において、台車ユニット14は、たとえば商品を販売する店舗サービスを提供できる。台車ユニット14が提供する各種サービスについては後述する。台車ユニット14は、サービスの提供が終了すると、走行ユニット12に連結されて、走行ユニット12により特定の場所まで牽引されてよい。移動体システム1において、移動体10を構成する走行ユニット12と台車ユニット14の組み合わせは固定されておらず、走行ユニット12と台車ユニット14の組み合わせは、サーバ装置16により適宜決定されてよい。
台車ユニット14は、収容空間を形成する本体部40を備える。収容空間は、前輪42および後輪44が設けられる基部40aと、基部40aに対向して設けられる天井部40bと、前壁部40cおよび後壁部40dによって画成され、車幅方向に貫通した空間として構成される。なお、一対の前輪42および後輪44の回転軸方向を左右方向または車幅方向といい、左右方向に直交し、台車ユニット14が走行する方向を前後方向という。
前壁部40cおよび後壁部40dには、互いに対向する複数の突条部40eが形成され、棚板などを取付可能になっている。たとえば複数の突条部40eに棚板を配置し、棚板に商品を載せることで、台車ユニット14を、店舗サービスを提供する移動店舗として機能させることができる。走行ユニット12および台車ユニット14の各構成について、さらに図3を参照しつつ説明する。
図3は、移動体10の構成を説明するための図である。走行ユニット12は、車輪20、本体部22、検出センサ24、連結装置26、処理装置30、通信部32、駆動装置34および電源装置36を有する。台車ユニット14は、本体部40、前輪42、後輪44、脚部46、被連結部48、電源装置50、処理装置52、通信部54および搭載装置56を有する。
車輪20は、左右に一対設けられ、本体部22に回転可能に支持される。一対の車輪20には、駆動装置34がそれぞれ設けられ、駆動装置34が車輪20を回転させる。駆動装置34はモータを含み、処理装置30が生成する駆動指示に応じて、車輪20を回転させる。一対の車輪20が互いに独立に回転することで、一対の車輪20の回転数の差により、走行ユニット12が左右に曲がることができる。なお本体部22には、一対の車輪20に加えて、1つ以上の補助車輪(不図示)が設けられてよい。
本体部22は、車体フレームと内部構造を覆うカバーとにより構成される。検出センサ24は、本体部22に設けられ、進行方向の物体を検出する。検出センサ24は、カメラ、ミリ波レーダ、赤外線レーザ、音波センサなどであってよく、またはそれらの組合せであってよい。検出センサ24は、本体部22の前部のみならず、本体部22の様々な位置に設けられて、後方または横方向の物体を検出してよい。検出センサ24は、検出結果を処理装置30に供給する。
連結装置26は、本体部22の後部に設けられ、図2に示す台車ユニット14の被連結部48に連結される。処理装置30は、走行ユニット12と台車ユニット14とが接近した状態で、一対の車輪20の駆動を制御して連結装置26と被連結部48とを接続し、ロック機構を作動させることで、連結装置26を被連結部48に連結させる機能を有する。連結装置26が被連結部48に連結すると、連結完了を示す信号を処理装置30に送出する。連結装置26と被連結部48とを連結するロック機構は、たとえば鉤状の引っ掛け部を備えて機械的に連結する構造を有してよいが、電磁的に連結する構造を有してもよい。処理装置30は、ロック機構を解除することで、連結装置26と被連結部48とを分離する。
電源装置36は、充電可能な電池であり、走行ユニット12に搭載した各装置に電力を供給する。電源装置36は、台車ユニット14の電源装置50と電力の送受が可能であってよい。処理装置30は、電源装置36の残存エネルギー量を監視する。
処理装置30は、詳細は後述するが、走行ユニット12の自律走行を制御する。処理装置30は、検出センサ24の検出結果および走行ユニット12の位置情報をもとに、駆動装置34を駆動させ、走行ユニット12の自律走行を実現する。通信部32は、ネットワークに接続して台車ユニット14および/または不図示のサーバ装置と通信する。なお走行ユニット12と台車ユニット14との距離が近い場合、走行ユニット12の通信部32と台車ユニット14の通信部54は、ネットワーク2を介さずに直接通信してよい。
台車ユニット14の本体部40は、図2に示すように矩形に形成された枠体を有し、物体を載せる収容空間を構成する。台車ユニット14が走行ユニット12から切り離された状態では、台車ユニット14の脚部46が地面に接地して、移動不能とされ、台車ユニット14の位置が固定される。なお本体部40の収容空間の両側面には、空間を仕切るための開閉ドアが設けられてよい。
本体部40の内側の収容空間には、サービスの種類に応じた様々な装置が収容可能である。たとえば本体部40に冷蔵庫を収容することで、移動体10は、動く冷蔵庫として機能できる。また本体部40に商品を搭載した商品棚を収容することで、移動体10は、動く店舗として機能できる。また本体部40の両側面の開口部にディスプレイ装置を設けることで、移動体10は、動くディスプレイとして機能できる。サービスの種類に応じた装置は、搭載装置56を含むが、電子機器に限られず、単にテーブルや椅子であってもよい。
一対の前輪42および一対の後輪44が本体部40に回転可能に支持される。台車ユニット14は、前輪42および後輪44を駆動する駆動装置を有しない。被連結部48は、本体部40の前部に設けられ、走行ユニット12の連結装置26に連結される。被連結部48は、連結装置26に位置を知らせる機能を有し、例えば、赤外線等の位置信号を出力してよい。連結装置26と被連結部48とが連結すると、被連結部48は、連結完了を示す信号を処理装置52に送出してよい。
一対の脚部46は、本体部40の前部に設けられ、地面に対して進退可能に構成される。脚部46は、地面に対して進行して接地すると、台車ユニット14の移動を制限するストッパとして機能する。そのため台車ユニット14が走行ユニット12から切り離された状態では、脚部46は地面に対して進行して接地し、ストッパとなる。一方、台車ユニット14が走行ユニット12に連結されると、脚部46は後退して、接地していない状態となる。たとえば処理装置52が、被連結部48から連結完了を示す信号を取得すると、脚部46を後退させて、地面から離してよい。
電源装置50は、水素、ガソリン、電気などの少なくともいずれかをエネルギー源とし、台車ユニット14に搭載した搭載装置56等に電力を供給する。図2には、本体部40前方の3つのスロットに挿入された3つの水素タンクが示されている。処理装置52は、電源装置50の残存エネルギー量を監視する。
処理装置52は、脚部46や搭載装置56を制御する。通信部54は、ネットワークに接続して走行ユニット12や不図示のサーバ装置と通信する。搭載装置56は、本体部40の収容空間内に設けられ、例えば、冷蔵庫、ディスプレイ、スピーカ、エアコンディショナー装置などである。本体部40の収容空間には、サービスの種類に応じて様々な装置を搭載可能である。
図4は、移動体システム1の構成の概要を示す図である。移動体システム1は、走行ユニット12、台車ユニット14、サーバ装置16およびユーザ端末装置18を備える。走行ユニット12および台車ユニット14のそれぞれは無線通信機能を有し、基地局である無線局4経由で、インターネットなどのネットワーク2を介してサーバ装置16に通信可能に接続する。走行ユニット12と台車ユニット14は、ネットワーク2を介して通信できるが、連結している場合にネットワーク2を介さずに直接通信できてもよい。ユーザ端末装置18はネットワーク2を介してサーバ装置16に通信可能に接続する。
ユーザ端末装置18は、ユーザによって、台車ユニット14の利用を予約するために用いられる。ユーザ端末装置18は、台車ユニット14を予約するリクエスト情報をサーバ装置16に送信する。ユーザ端末装置18は無線通信機能を有してもよい。
サーバ装置16は、複数の走行ユニット12および台車ユニット14の位置および状態を管理する。サーバ装置16は、複数の走行ユニット12および台車ユニット14の位置および状態にもとづいて、各走行ユニット12の動作を決定する。サーバ装置16は、ユーザ端末装置18からリクエストを受け付けて、リクエストに応じて配車するよう走行ユニット12および台車ユニット14に指示する。走行ユニット12は、サーバ装置16から送信される動作指示にもとづいて移動し、必要であれば台車ユニット14を牽引する。
図5は、移動体システム1の機能構成を示す図である。走行ユニット12の検出センサ24は、走行ユニット12の周辺に位置するオブジェクトの検出結果を処理装置30に送出する。連結装置26は、走行ユニット12の移動によって被連結部48に向かって接近することで被連結部48にロックする。連結装置26は、処理装置30の指示に応じて被連結部48とのロックを解除する。連結装置26は、ロック状態またはロック解除状態であるか示す情報を処理装置30に送出する。
位置情報取得部28は、衛星測位システムを用いて走行ユニット12の現在位置情報を取得し、取得した位置情報を処理装置30に供給する。位置情報取得部28は、GPS(Global Positioning System)受信機であってよい。処理装置30は、走行ユニット12の現在位置情報を、走行ユニット12の識別情報(走行ユニットID)とともに、通信部32からサーバ装置16に送信する。現在位置情報の送信は、周期的に行われることが好ましい。
駆動装置34は、処理装置30の指示に応じて駆動する。駆動装置34は、出力を複数段階に設定でき、車輪20の時間当たりの回転数を設定できる。駆動装置34は、走行ユニット12を走行させる走行機構として機能する。電源装置36は、残存エネルギー量を処理装置30に送出する。残存エネルギー量は、絶対値であってよく、満充電に対する現在の充電量の割合であってよい。
処理装置30は、サーバ装置16から送信された目的地(行き先)を示す情報を受け取って、目的地情報と、予め保持されるマップ情報と、位置情報取得部28から取得した現在位置情報とをもとに目標走行ルートを導出する。処理装置30は、マップ情報と、現在位置情報とを用いて、目標走行ルートを走行するように駆動装置34を制御し、走行ユニット12を目的地まで走行させる。
目的地までの走行中、処理装置30は、検出センサ24による検出結果をもとに、走行ユニット12の周囲に存在するオブジェクトに関する情報を取得する。対象となるオブジェクトは、構造物や側溝などの走行に障害となる静的なオブジェクトと、人や他の移動体10などの移動可能なオブジェクト(移動オブジェクト)を含む。処理装置30は、周囲のオブジェクトとの衝突を回避するように進行方向および走行速度を決定し、駆動装置34を駆動する。
台車ユニット14の電源装置50は、残存エネルギー量を処理装置52に送出する。位置情報取得部58は、衛星測位システムを用いて台車ユニット14の位置情報を取得し、取得した位置情報を処理装置52に供給する。位置情報取得部58は、GPS受信機であってよい。通信部54は、台車ユニット14の位置情報および搭載設備などを含む台車情報を、台車ユニット14の識別情報(台車ユニットID)を付してサーバ装置16に送信する。
搭載装置56は、ユーザの操作または処理装置52の指示に応じて作動する。搭載装置56は、提供可能なサービスの種類によって異なる。台車ユニット14で提供するサービスの種類には、食事場所を提供するサービス、お祈り場所、休憩場所または仕事場所を提供するサービス、キッチンを提供するサービス、物品を販売スペースを提供するサービス、広告を表示するサービスなどがある。食事場所を提供するサービスでは、台車ユニット14にテーブルおよび椅子が搭載される。お祈り場所、休憩場所または仕事場所を提供するサービスでは、台車ユニット14に室内空間を形成するコンテナが搭載される。コンテナ内にはデスク、ソファ、ベッドなど、サービスに応じた設備が搭載される。物品を販売スペースを提供するサービスでは、台車ユニット14に冷蔵庫や棚が搭載される。広告を表示するサービスでは、台車ユニット14の開口の両面にディスプレイ装置が搭載される。
ユーザは、台車ユニット14に搭載されたキッチンを利用して、カフェテリアなどの飲食店を一時的に運営できる。ユーザは、台車ユニット14に搭載されたコンテナ室内に入って作業ができる。ユーザは、台車ユニット14に搭載された冷蔵庫に生鮮食品等を並べて販売することができる。このように、サービスの種類に応じた設備を台車ユニット14に搭載することで台車ユニット14が複数種類のサービスを提供できる。台車ユニット14の搭載装置56は、台車ユニット14毎に異ならせてよく、ユーザのリクエストに応じて搭載されてよい。
処理装置52は、電源装置50の残存エネルギー量、台車ユニット14の位置情報を取得して、通信部54を介してサーバ装置16に送信させる。処理装置52は、電源装置50のエネルギー量が所定値以下になったことをサーバ装置16に送信してもよい。処理装置52は、搭載装置56を制御してよく、例えばユーザの利用開始時に搭載装置56であるエアコンディショナー装置を作動させてよい。
図6は、サーバ装置16の機能構成を示す図である。図6において、さまざまな処理を行う機能ブロックとして記載される各要素は、ハードウェア的には、回路ブロック、メモリ、その他のLSIで構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。サーバ装置16は、リクエスト情報取得部60、環境情報取得部62、配置決定部64、通信部66および送信制御部68を備える。
リクエスト情報取得部60は、ユーザ端末装置18からサービスの種類および提供エリアを含むリクエスト情報をユーザIDとともに取得する。リクエスト情報は、台車ユニット14の利用を要求するものである。リクエスト情報には、台車ユニット14で提供するサービスの種類、サービスの提供日時、サービスの提供エリアを示す情報が含まれる。ユーザは、ユーザ端末装置18のアプリケーションプログラムに、サービスの種類、サービスの提供日時、サービスの提供エリアを入力して、リクエスト情報としてサーバ装置16に送信する。サービスの提供エリアは、予め定められており、ユーザがいずれの提供エリアで利用を希望するか選択する。
環境情報取得部62は、サービスの提供エリアでの環境情報を取得する。サービスの提供エリアは、リクエスト情報に含まれるエリアであり、ユーザが要求する場所である。連結装置26は、環境情報を保持する別のサーバ装置から環境情報を取得してよく、走行ユニット12から環境情報を取得してよい。環境情報には、天気情報や地図情報などのリクエスト受付時に取得する情報と、撮像画像などのサービス実行時に取得する情報が含まれる。
配置決定部64は、リクエスト情報に含まれるサービスの種類と、環境情報取得部62によって取得された環境情報とをもとに、提供エリアでの車両の配置を決定する。広場や公園などの提供エリアがリクエストされている場合、配置決定部64は、そのエリア内のどこに台車ユニット14を停車するか決定する。
配置決定部64は、サービスの種類に応じて、エリア内での最適な配置を決定する。配置決定部64は、台車ユニット14の配置を決定すると、配置情報を生成して走行ユニット12に送信する。例えば、食事場所を提供するサービスや休憩場所を提供するサービスでは、配置決定部64は、走行ユニット12から取得した撮像画像を解析して、景色の良い位置に台車ユニット14を配置することを決定する。景色の良い位置であるかは、見晴らしの良さ、樹木の近傍、トイレから離れた位置などの複数の要素をもとに決定される。配置決定部64は、環境情報から得られる複数の要素をもとにスコアを算出し、スコアが最も高い位置に台車ユニット14を配置することを決定する。これにより、ユーザが台車ユニット14で利用するサービスを適切な位置で提供できる。
配置決定部64、台車ユニット14の位置だけでなく、台車ユニット14の向きも決定する。例えば、台車ユニット14を見晴らしの良い位置に配置する際に、配置決定部64は、見晴らしの良い台車ユニット14の向きに決定する。台車ユニット14の向きは、台車ユニット14の左右方向が見晴らしの良い方向を向くように設定される。配置決定部64は、見晴らしの良い方向として、山が見える方向や、樹木が見える方向を選択する。また、物販をする場合には、配置決定部64は、人が多く通る場所に台車ユニット14の開口を向けるように決定する。また、お祈り場所を提供するサービスでは、配置決定部64は、台車ユニット14の前後方向が聖地を向くように決定してもよい。
サービスの種類が物販である場合、配置決定部64は、走行ユニット12から取得した撮像画像を解析して、人が混雑している位置に台車ユニット14を配置することを決定する。一方で、サービスの種類が、お祈り場所、休憩場所または仕事場所を提供するサービスである場合、配置決定部64は、走行ユニット12から取得した撮像画像を解析して、人が混雑していない位置に台車ユニット14を配置することを決定する。つまり、配置決定部64は、サービスの種類に応じて、人の混雑度合いをもとに台車ユニット14の配置を決定する。人の混雑度合いは、エリア内を区分した領域での単位時間当たりの人の密度で算出される。人が混雑している位置に決定されるサービスには、物販や広告表示が分類され、人が混雑していない位置に決定されるサービスには、お祈り場所、休憩場所、仕事場所および食事場所の提供が分類される。
配置決定部64は、複数の台車ユニット14のうち、いずれの台車ユニット14を提供エリアに移動させるか、台車ユニット14の位置情報および搭載装置56の種類をもとに決定する。リクエスト毎に台車ユニット14にサービスの種類に応じた搭載装置56が設置されてよい。また、台車ユニット14には、サービスの種類に応じた搭載装置56が予め設置されてよい。
配置決定部64は、リクエスト情報に示すサービスの種類に応じて、台車ユニット14に搭載する設備を決定してよい。サービスの種類に応じて台車ユニット14に搭載する設備は予め決定されており、サービスの種類と設備の種類の対応関係を示すデータが予め保持されている。
送信制御部68は、リクエストを受け付けると提供エリアを指定する情報と、いずれの台車ユニット14を牽引するか示す情報を走行ユニット12に送信する。走行ユニット12は、決定された台車ユニット14の位置に移動して連結し、台車ユニット14を提供エリアに牽引する。また、送信制御部68は、決定された台車ユニット14の配置をユーザ端末装置18に送信する。これにより、ユーザは台車ユニット14の正確な位置を把握できる。
走行ユニット12が提供エリアに到着すると、配置決定部64は、提供エリアを撮像した撮像画像を解析して、台車ユニット14の配置を決定する。送信制御部68は、配置決定部64によって決定された配置情報を移動体10の走行ユニット12に送信する。走行ユニット12は、配置情報にしたがって台車ユニット14を配置する。
図7は、実施例の台車ユニット14の配置決定処理のフローチャートである。リクエスト情報取得部60は、ユーザ端末装置18からリクエスト情報を取得して、リクエストを受け付ける(S10)。配置決定部64は、リクエスト情報に示すサービスの種類および提供エリアと、複数の台車ユニット14の台車情報とにもとづいて、いずれの台車ユニット14を配車するか決定する(S12)。
送信制御部68は、配置決定部64によって決定された台車ユニット14を提供エリアに牽引する指示情報を、走行ユニット12に送信する(S14)。サーバ装置16は走行ユニット12が提供エリアに到着するか監視し(S16のN)、走行ユニット12が提供エリアに到着した場合に(S16のY)、環境情報取得部62は、走行ユニット12から提供エリアの環境情報を取得する(S18)。
配置決定部64は、リクエストに示すサービスの種類と、提供エリアの環境情報とにもとづいて、台車ユニット14の配置を決定し、配置情報を生成する(S20)。送信制御部68は、台車ユニット14の配置情報を走行ユニット12に送信する(S22)。走行ユニット12は、受信した配置情報に示す台車ユニット14の位置および向きになるよう移動する。送信制御部68は、配置決定部64によって決定された台車ユニット14の配置をユーザ端末装置18に送信する。これにより、サービスの種類に応じて台車ユニット14を適切に配置できる。
なお実施例はあくまでも例示であり、各構成要素の組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
実施例では、配置決定部64が台車ユニット14の配置を、走行ユニット12から送信された提供エリアの撮像画像をもとに決定する態様を示したが、この態様に限られない。例えば、環境情報取得部62がリクエスト受付時に提供エリアの環境情報を取得して、配置決定部64は、取得した提供エリアの環境情報をもとに台車ユニット14の配置を決定してよい。この態様では、提供エリアの撮像画像およびマップ情報がサーバ装置16または別のサーバ装置に予め保持される。
1 移動体システム、 10 移動体、 12 走行ユニット、 14 台車ユニット、 16 サーバ装置、 18 ユーザ端末装置、 20 車輪、 22 本体部、 24 検出センサ、 26 連結装置、 28 位置情報取得部、 30 処理装置、 32 通信部、 34 駆動装置、 36 電源装置、 40 本体部、 40a 基部、 40b 天井部、 40c 前壁部、 40d 後壁部、 42 前輪、 44 後輪、 46 脚部、 48 被連結部、 50 電源装置、 52 処理装置、 54 通信部、 56 搭載装置、 58 位置情報取得部、 60 リクエスト情報取得部、 62 環境情報取得部、 64 配置決定部、 66 通信部、 68 送信制御部。

Claims (1)

  1. サービスの種類に応じた装置を搭載可能な台車ユニットを備える移動体を制御する移動体システムであって、
    サービスの種類およびサービスの提供エリアを含むリクエスト情報を取得するリクエスト情報取得部と、
    サービスの提供エリアでの環境情報を取得する環境情報取得部と、
    サービスの種類および取得した環境情報をもとに、提供エリアでの移動体の配置を決定する配置決定部と、
    決定した配置情報を前記移動体に送信する送信制御部と、を備えることを特徴とする移動体システム。
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