JP5314548B2 - 自律移動システム及び自律移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、測定装置の測定データに基づいて自己位置を推定しながら自律移動する自律移動装置、又は、１又は複数の前記自律移動装置を運用管理する自律移動システムに関する。

従来、実装された測定装置（外界センサや内界センサ）で測定された測定データ（外界データや内界データ）に基づいて、実環境に対応した地図上での自己位置を推定しながら、計画された経路を辿るように実環境を自律移動することで目的地に到達する自律移動装置（例えば、特許文献１〜３参照）が知られている。

特開２００４−１１０８０２号公報 特開２００４−２１９３３２号公報 特開２００８−１６５２７５号公報

ところで、最近では、前記したような自律移動装置を、種々様々な実環境で利用することが期待されている。

しかしながら、例えば、屋外などの実環境で利用する形態を想定すると、実環境（例えば、建物、塀、道路、植物、移動面などの状態）が常に変化（実環境の変化の詳細は後記する）していることから、自律移動装置で推定される自己位置と当該自律移動装置の実位置との間に大きな誤差（ずれ）が生まれ、その結果、自律移動装置自体が指定された経路を辿って移動していると認識していても、実際には自律移動装置が前記経路から逸れてしまい、それにより、自律移動装置が障害物（建物や塀などの静的障害物や、対向して移動する移動体などの動的障害物）と衝突して破損したり、自律移動装置が自己位置を完全に見失ってそれ以降移動の継続が困難になるなどの問題点がある。

前記実環境の変化としては、例えば、（変化例１）実環境上にシステム管理者が人工的に設置した目印となる特徴物品や、実環境中に既に存在している構造物（建物や塀）の一部で目印として設定した特徴物品などの予め登録されているランドマークが検出できない又はそのランドマークの検出率が著しく低下するような実環境の変化（工事や事故などによるランドマークの変形、工事などの覆いや新たな構造物の建造、植物の成長などによるランドマークの遮蔽など）や、（変化例２）自律移動装置の動作量の計測精度を著しく下げるような実環境の変化（ぬかるみ、段差、うねり、凸凹、落ち葉などによる路面状態の悪化など）や、（変化例３）ＧＰＳ（global positioning system）電波の受信精度を著しく下げるような実環境の変化（新たな構造物の建造や植物の成長などによるＧＰＳ衛星からの電波の遮蔽、反射などによる電波環境の悪化など）などがある。

なお、図１９は、前記した問題点の一例を示す図であり、この場合、木（植物）が成長したことによって登録されているランドマークが検出できず、それにより、自律移動装置が正確な位置合わせを行うことができず経路から逸れてしまい、障害物（木）と衝突する様子を示している。

また、複数台の自律移動装置を運用管理する態様のシステムにおいては、１又は複数台の自律移動装置が前記のように指定された経路から逸れてしまうと、その逸れた自律移動装置が他の正常に自律移動している自律移動装置と衝突する事があり、場合によっては、システム全体がダウンしてしまうなどの問題点がある。

しかしながら、前記した特許文献１〜３を含む従来の技術においては、前記問題点を解消しようとする技術は知られていない。

そこで、本発明は、前記した従来の課題を解決するものであり、自律移動装置が指定された経路を適切に移動することができる自律移動システム及び自律移動装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、管理装置が、誤差登録地図を基に、各自律移動装置が指定された経路から逸れることが無い又は逸れる確率を低くする、動作及び／又は経路を指定する移動計画を行う運用管理手段を備えることを特徴とする自律移動システムとした。

本発明によれば、自律移動装置が指定された経路を適切に移動することが可能な自律移動システム及び自律移動装置を提供することができる。

本実施形態の自律移動システムの概略構成を示す外観構成図である。 各自律移動装置に実装されるハードウェアの一構成例を示すブロック図である。 管理装置に実装されるハードウェアの一構成例を示すブロック図である。 自律移動制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。 統合管理制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。 移動経路登録地図の一構成例を示す説明図である。 誤差登録地図の一構成例を示す説明図である。 誤差登録地図の種類を説明する説明図である。 各自律移動装置における自律移動制御処理の手順を示すフローチャートである。 本実施形態の自律移動装置で算出される自己位置及び誤差の一例を説明する説明図である。 管理装置における地図更新処理の手順を示すフローチャートである。 管理装置における初回の移動計画処理の手順を示すフローチャートである。 自律移動装置が管理装置で決定された移動計画を基に経路から逸れる確率の高い危険経路を回避して他の安全な経路を自律移動して目的地に到達する様子を示す説明図である。 管理装置における初回以降の移動計画処理の手順を示すフローチャートである。 管理装置における各自律移動装置の不具合の通知処理の手順を示すフローチャートである。 管理装置における環境悪化の通知処理の手順を示すフローチャートである。 管理装置における誤差の増加原因の通知処理の手順を示すフローチャートである。 警告画面の一構成例を示す図である。 環境変化により従来の自律移動装置が経路から逸れる様子を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

なお、以下では、測定装置の測定データに基づいて自己位置を推定しながら自律移動する複数の自律移動装置と、その複数の自律移動装置の運用管理を行う管理装置とを備える自律移動システムを例にした場合の一実施形態について説明する。
（自律移動システム１の構成）

図１は、本実施形態の自律移動システム１の概略構成を示す外観構成図である。

図示のように、この自律移動システム１は、複数台の自律移動装置２（２ａ、２ｂ）と、一台の管理装置３とを主体に構成される。

ここで、各自律移動装置２ａ、２ｂは、実装された後記測定装置（外界センサや内界センサ）で測定された測定データ（外界データや内界データ）に基づいて、実環境に対応した地図上での自己位置を推定しながら、計画された経路を辿るように実環境における移動面（路面）上を自律移動することで目的地に到達するものであり、この例では、屋外であって、ある工場の敷地内の道路（移動面）上を自律走行して搭乗した人や搭載された荷物（製造品や部品などの物品）を目的地まで搬送する車両型の自律移動装置である。

管理装置３は、各自律移動装置２ａ、２ｂの運用管理を行うサーバ装置であり、例えば、ＰＣ（Personal Computer）などのコンピュータで構成される。
（自律移動装置２のハードウェア構成）

図２は、各自律移動装置２（２ａ、２ｂ）の本体（筺体）に実装されるハードウェアの一構成例を示すブロック図である。

図示のように、各自律移動装置２（２ａ、２ｂ）は、制御装置２１、記憶装置２２、移動機構装置２３、外界測定装置２４、内界測定装置２５、通信装置２６、電源装置２７等を主体に構成される。

ここで、制御装置２１は、この自律移動装置２の全体を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（RAndom Access Memory）、他の構成要素（２２〜２７）を接続する各種の入出力インタフェース回路などを備えた制御基板で構成される。

記憶装置２２は、自律移動装置２が自律移動を行うための自律移動制御用の処理プログラムやデータなどを記憶するハードディスク（ＨＤＤ：Hard Disk Drive)などの記憶装置である。

移動機構装置２３は、この自律移動装置２に自律移動を行わせるための機構部分であり、例えば、車輪と、その車輪を駆動する駆動機構（駆動軸、モータ、モータドライバ等）などで構成される。

外界測定装置２４は、自律移動装置２の外部（実環境）における後記外界データを計測するための外界センサであり、本実施形態では、ランドマークを測定して自律移動装置２の相対位置を測定するためのランドマーク検出センサ｛超音波センサ、レーザ距離センサ（レーザレンジファインダ）、画像センサ（ＣＣＤカメラ）など｝２４１と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して自律移動装置２の絶対位置を測定するためのＧＰＳ装置２４２などを備えている。

内界測定装置２５は、自律移動装置２の内部（移動機構装置２３）における後記内界データを計測するための内界センサであり、本実施形態では、自律移動装置２の車輪の回転量を計測するロータリエンコーダ２５１と、自律移動装置２の姿勢（回転３軸、並進３軸の加速度）を計測するジャイロセンサ２５２などを備えている。

通信装置２６は、管理装置３との間で自律移動に必要な各種データ｛後記集約データや移動計画に関する地図データ（経路データや制御データ）など｝の送受信を行うための送受信モジュールであり、例えば、無線ＬＡＮの送受信モジュールなどで構成される。

電源装置２７は、自律移動装置２の動作に必要な電力を供給するための装置であり、例えば、バッテリなどで構成される。
（管理装置３のハードウェア構成）

図３は、管理装置３の本体（筺体）に実装されるハードウェアの一構成例を示すブロック図である。

図示のように、この管理装置３は、制御装置３１と、記憶装置３２と、表示処理装置３３と、操作入力装置３４と、音声装置３５と、記憶媒体処理装置３６と、通信装置３７、電源装置３８等を主体に構成され、システムバスＳＢ１を介して各構成要素間でデータの送受信が行われるようになっている。

ここで、制御装置３１は、管理装置３を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、他の構成要素（３２〜３８）を接続する各種の入出力インタフェース回路などを備えた制御基板で構成される。

記憶装置３２は、管理装置３が複数の自律移動装置２ａ、２ｂの運用管理を行うための運用管理制御用の処理プログラムやデータなどを記憶するハードディスク（ＨＤＤ）などの記憶装置である。

表示装置３３は、自律移動システム１に係る各種管理画面を表示処理するものであり、例えば、液晶ディスプレイなどの表示装置と、その表示装置における表示を制御する表示制御回路などから構成される。本実施形態では、前記管理画面の一つとして後記の警告画面（図１８参照）を表示する。

操作入力装置３４は、前記管理画面に係る各種設定値などの入力を受け付け処理するものであり、例えば、キーボードやマウスなどの入力装置と、その入力装置における操作信号を入力処理する入力処理回路などから構成される。

音声装置３５は、システム管理者（メンテナンス者）などにシステムの故障や異常を知らせるための警報音や音声を出力処理するものであり、例えば、スピーカと、そのスピーカから発声する警報音の出力制御を行う音声処理回路などから構成される。本実施形態では、前記警告画面の表示内容と対応した警告音などを鳴動する。

記憶媒体処理装置３６は、前記運用管理用の処理プログラムやデータなどが記憶されたＣＤ、ＤＶＤ等の記憶媒体を読み書きするためのものであり、例えば、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブなどから構成される。

通信装置３７は、各自律移動装置２（２ａ、２ｂ）との間で各種データの送受信を行うための装置であり、例えば、無線ＬＡＮの送受信モジュールなどで構成される。

電源装置３８は、商業用電流を各構成要素の動作に必要な電流に変換して供給するための電源装置である。

なお、本実施形態では、複数の自律移動装置２ａ、２ｂと管理装置３との間にルータ、交換機などの中継装置Ｒ（図１も参照）やインターネット回線を介して両者間でシステムに係る各種データのデータ送受信を行うようになっている。
（自律移動装置２のソフトウェア構成）

図４は、自律移動装置２の制御装置２１のＣＰＵが、記憶装置２２に記憶されている自律移動制御用の処理プログラムをＲＡＭ上において展開、実行することにより実現される自律移動制御部２００の機能（タスク）構成を示す機能ブロック図である。

図示のように、この自律移動制御部２００は、地図記憶部２１０、複数の自己位置同定部２２０（２２０ａ〜２２０ｄ）、自己位置推定部２３０、自己位置監視部２４０、移動管理部２５０、障害物回避部２６０、データ送受信部２７０などから構成される。

ここで、地図記憶部２１０は、後記データ送受信部２７０を介して管理装置３から受信した自律移動に必要な地図データを記憶するとともに、自己位置推定部２３０から入力した自己位置推定値（自律移動装置２で推定される現在位置を示す座標）を含む地図データを自己位置同定部２２０（２２０ａ〜２２０ｄ）、自己位置推定部２３０、自己位置監視部２４０、移動管理部２５０に出力する地図記憶タスクである。

前記地図データには、ランドマークデータ、経路データなどが含まれる。

ここで、ランドマークデータは、自己位置を推定する場合に必要となるデータであって、ランドマーク検出センサ２４１で検出可能な１又は複数のランドマークの地図上の位置（座標）及び形状を示すデータと、その１又は複数のランドマークを自律移動装置２が検出する地図上の区域（一定範囲の座標）を示すデータのことである。

なお、前記ランドマークは、実環境上にシステム管理者が人工的に設置した目印となる特徴物品や、実環境上に既に存在している構造物（建物や塀）の一部で目印として設定した特徴物品のことである。

経路データは、自律移動装置２が自律移動するのに必要となるデータであって、計画（指定）された経路における経由点の位置（座標）、経由点間の経路の属性、目的地まで移動（走行）する道順などを示すデータのことである。

なお、前記経由点間の経路の属性を示す属性データには、各経由点間の経路幅（又は経路幅に対応する自己位置の誤差許容値）を示す経路幅データと、一旦停止などの動作や最大速度や車間距離などの自律移動装置２の制御内容を示す制御データなどが含まれる。

自己位置同定部２２０（２２０ａ〜２２０ｄ）は、外界測定装置２４や内界測定装置２５からの外界データや内界データ（測定データ）に基づいて、自己位置値及び誤差分散値と後記ランドマーク検出データを算出して出力する自己位置同定タスクであり、測定データの種類別（測定装置別）に個別に設けられる。図４の例では、４つの自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄが設けられている。

ここで、前記内界データは、ロータリエンコーダで測定される車輪の回転量、ジャイロセンサで測定される姿勢（回転３軸、並進３軸の加速度）などを示すデータのことであり、また、前記外界データは、ランドマーク検出センサ２４１で測定される自律移動装置２の相対位置や、ＧＰＳ装置２４２で測定される自律移動装置２の絶対位置を示すデータのことである。

自己位置推定部２３０は、各自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄから入力した複数の自己位置値及び誤差分散値を基に、最も確からしい自己位置推定値及び誤差分散推定値と、位置修正量値を算出して他のタスクへ出力する自己位置推定タスクである。

自己位置監視部２４０は、各自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄ、自己位置推定部２３０などから入力した各種データ（複数の自己位置値及び誤差分散値、ランドマーク検出可否データ、自己位置推定値及び誤差分散推定値及び位置修正量値など）に、その各種データを算出した時刻（又は、測定時刻など）を示す時刻データを加えて集約した集約データを出力するとともに、当該自律移動装置２が計画された経路から逸れる確率が高い場合、当該自律移動装置２が経路から逸れ無い又は逸れる確率を低くするための移動速度（最大速度制限）や車間距離（車間距離拡大）などの制御内容を示す制御データを他のタスクへ出力する自己位置監視タスクである。

移動管理部２５０は、地図記憶部２１０、自己位置推定部２３０、自己位置監視部２４０などから入力した各種データ（地図データ、自己位置推定値、制御データなど）を基に、当該自律移動装置２が経路から逸れ無い又は逸れる確率が低い自律移動をするための移動制御を行う移動管理タスクである。

障害物回避部２６０は、ランドマーク検出センサ２４１（レーザ距離センサなど）で測定された障害物（静的障害物や動的障害物）との距離データに基づいて、当該障害物との衝突を回避するための移動速度や一時停止や車間距離などの制御内容を示す制御データを他のタスク（移動管理部２５０）に出力する障害物回避タスクである。

データ送受信部２７０は、当該自律移動装置２と管理装置３との間で送受信される各種データ（前記地図データや前記集約データなど）の送受信を行うデータ送受信タスクである。
（管理装置３のソフトウェア構成）

図５は、管理装置３の制御装置３１のＣＰＵが、記憶装置３２に記憶されている運用管理制御用の処理プログラムをＲＡＭ上において展開、実行することにより実現される統合管理制御部３００の機能（タスク）構成を示す機能ブロック図である。

図示のように、この統合管理制御部３００は、地図管理部３１０、運用管理部３２０、警告部３３０、データ送受信部３４０などから構成される。

地図管理部３１０は、自律移動装置２の移動可能な範囲（例えば、工場の敷地内全体）のランドマーク登録地図３１０ａ、移動経路登録地図３１０ｂ、誤差登録地図３１０ｃなどを管理する地図管理タスクである。

ここで、ランドマーク登録地図３１０ａは、ランドマークが検出可能な地図上の区域に、ランドマークの位置（座標）と形状を示すデータを登録する地図データベースである。

移動経路登録地図３１０ｂは、自律移動装置２（２ａ、２ｂ）が移動（走行）可能な各経路（Ａ〜Ｃなど）における経由点（Ｐ１〜Ｐ７など）の位置（座標）、経由点間の経路（Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２など）の属性、目的地（Ｅ）までの移動（走行）する道順などを示す道順データを登録する地図データベースである。なお、前記経由点間の経路の属性を示す属性データには、図４で説明した属性データと同様に、経路幅Ｗを示す前記経路幅データと前記制御データ（自律移動装置２の最大速度など）などが含まれる（図６参照）。

誤差登録地図３１０ｃは、各自律移動装置２ａ、２ｂから受信した各集約データ（自己位置値、誤差分散値、ランドマーク検出可否データ、自己位置推定値、誤差分散推定値、位置修正量値、時刻データなど）に基づいて、地図上の位置、即ち、本実施形態では、一般的なグリッドマップ手法に類似させて各経路を複数に分割して管理している区域（所定の座標範囲を有する区域）（Ｚ１〜Ｚ６など）毎に誤差データ（区域内の、誤差分散値、誤差分散推定値、ランドマーク検出可否データ、後記の誤差分散の平均値、後記のランドマーク又はＧＰＳの検出率など）を対応付けた誤差分布データを更新登録する地図データベースである（図７参照）。

より具体的には、前記地図管理部３１０は、前記誤差登録地図として、図８に示すように、各自律移動装置２ａ、２ｂの自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄからの誤差分散値を地図上の位置に対応付けた誤差分布データを更新登録する複数｛この例では、２台の自律移動装置２ａ、２ｂがあるので、４つの自己位置同定部（２２０ａ〜２２０ｄ）×２で計８個｝の自己位置同定部毎の誤差登録地図３１１（３１１ａ〜３１１ｈ）と、各自律移動装置２ａ、２ｂの自己位置推定部２３０からの誤差分散推定値及び位置修正量の値を地図上の位置に対応付けた誤差分布データを更新登録する複数（この例では、２台の自律移動装置２ａ、２ｂがあるので、計２個）の自己位置推定部の誤差登録地図３１２（３１２ａ、３１２ｂ）と、それら２種類の誤差登録地図３１１、３１２をそれぞれ全ての自律移動装置２（２ａ、２ｂ）で統合した自己位置同定部毎の誤差登録地図３１３（３１３ａ〜３１３ｄ）と、統合した自己位置推定部の誤差登録地図３１４の計４種類の誤差登録地図を管理する。そして、各誤差登録地図３１１〜３１４には、それぞれ前記したランドマーク検出可否データや、誤差分散の平均値や、ランドマーク又はＧＰＳの検出率の平均値なども合わせて登録される。

前記のような各種地図３１０ａ〜３１０ｃを作成して登録管理することにより、地図上での自己位置誤差を管理することが可能となる。

なお、図７に示す危険区域とは、各自律移動装置２ａ、２ｂが実際に実環境上を自律移動することにより送信されてきた過去の集約データに基づき、移動計画を行う時点において区域内誤差が予め設定されている許容値を超える区域のことである（例えば、図１２参照）。

運用管理部３２０は、所定のタイミング（外部から利用要求を受信した場合や、自律移動実行中の自律移動装置２（２ａ、２ｂ）が経路から逸れる確率が高いと判断した場合など）で、地図管理部３１０で管理される各種地図（３１０ａ〜３１０ｃ）を基に、自律移動装置２が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する初回の移動計画を行い、その移動計画に対応した地図データ（ランドマークデータ及び経路データ）を該当する自律移動装置２（２ａ、２ｂ）に送信すべく他のタスクに出力する運用管理タスクである。

また、この運用管理部３２０は、地図管理部３１０で管理される誤差登録地図３１０ｃを基に、各自律移動装置２ａ、２ｂ固有の不具合を通知するための通知データや、誤差が増大する確率が高い危険経路を通知するための通知データや、誤差が増大する原因を通知するための通知データを他のタスクに出力するものである。

警告部３３０は、前記運用管理部３２０から入力した通知データを基に、各自律移動装置２ａ、２ｂ固有の不具合を通知するための警告表示や、誤差が増大する確率が高い危険経路を通知するための警告表示や、誤差が増大する原因を通知するための警告表示などを表示装置３３を用いて行う警告タスクである。

データ送受信部３４０は、各自律移動装置２ａ、２ｂとの間で送受信される各種データ｛前記地図データ（経路データ及び制御データ）や前記集約データなど｝の送受信を行うデータ送受信タスクである。
（自律移動装置２の処理動作）

図９は、各自律移動装置２（２ａ、２ｂ）における自律移動制御処理の手順を示すフローチャートである。

図示のように、各自律移動装置２（２ａ、２ｂ）では、自律移動制御部２００が動作し、まず、ステップＳ１１において、自己位置同定部２２０（２２０ａ〜２２０ｄ）が動作して、外界測定装置２４や内界測定装置２５（ランドマーク検出センサ２４１、ＧＰＳ装置２４２、ロータリエンコーダ２５１、ジャイロセンサ２５２など）から外界データや内界データ（測定データ）を入力できた場合に、自己位置値及び誤差分散値を算出して自己位置推定部２３０及び自己位置監視部２４０に出力する。

前記ステップＳ１１において、ロータリエンコーダ２５１又はジャイロセンサ２５２に対応付けられた各自己位置同定部２２０ｃ、２２０ｄでは、時刻ｔの自律移動装置２の自己位置座標を（ｘ[ｔ]，ｙ[ｔ]）、向きをθ[ｔ]、速度をｖ[ｔ]、角速度をω[ｔ]とし、内界データを基に自己位置と誤差分散を算出する一般的な式（数１）を用いて自己位置及び誤差分散を算出する。

なお、前記（数１）において、内界データから得る情報は速度ｖ[ｔ]と角速度ω[ｔ]であり、それらの情報は、ロータリエンコーダ２５１で測定される車輪回転量、又は、ジャイロセンサ２５２で測定される自律移動装置２に掛かる加速度から取得できる。

ここで、内界データを基にした自己位置の算出方法は、デッドレコニングと呼ばれており、前記デッドレコニングには、車輪回転量によって自己位置を算出するオドメトリと、加速度によって自己位置を算出する慣性航法が知られている。なお、前記オドメトリは、移動量に対して誤差が増大する性質があり、前記慣性航法は、時間に対して誤差が増大する性質がある。

また、前記ステップＳ１１において、ランドマーク検出センサ２４１に対応付けられた自己位置同定部２２０ａでは、地図記憶部２１０から取得したランドマークデータで指定される区域において検出されたランドマークと自律移動装置２との間の距離から自己位置と誤差分散を算出する。一方、ＧＰＳ装置２４２に対応付けられた自己位置同定部２２０ｂでは、複数のＧＰＳ衛星から受信した電波から自己位置と誤差分散を算出する。

そして、ランドマーク検出センサ２４１に対応付けて設けられた自己位置同定部２２０ａは、ランドマークを検出できたか否かを示すランドマーク検出可否データを自己位置推定部２３０に出力する。

続いて、ステップＳ１２において、自己位置推定部２３０が動作して、前記ステップＳ１１の処理によって入力した各自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄからの複数の自己位置値及び誤差分散値を融合し、確率的手法などを用いて最も確からしい自己位置推定値及び誤差分散推定値を算出するとともに、位置修正量値を算出して自己位置監視部２４０に出力する。

前記ステップＳ１２においては、自己位置推定部２３０は、最尤推定法を用いた一般的な式（数２）を用いて、複数の自己位置及び誤差分散値を融合し、最も確からしい自己位置推定値（Ｐｍ）及び誤差分散推定値（Σｍ）を算出する。

なお、前記ステップＳ１２の処理において、各自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄからの複数の自己位置値及び誤差分散値を融合する理由は、１つ１つの自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄで算出される自己位置値は正確ではないので、相補性を利用する態様として複数の自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄを組み合わせることで、最も確からしい自己位置推定値を算出するためである。

なお、各自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄで算出される自己位置値が正確でない理由は、例えば、ロータリエンコーダ２５１に対応付けて設けられた自己位置同定部２２０ｃでは、ロータリエンコーダ２５１によって連続的（常）に自己位置を算出することができるものの、移動面（路面）上の悪化による車輪のスリップによって正確な車輪回転量を計測できず、誤差が累積されてしまうなどの欠点があり、他方、ランドマーク検出センサ２４１に対応付けて設けられた自己位置同定部２２０ａでは、ランドマーク検出センサ２４１によってランドマークが検出できたときは正確な自己位置を算出できるものの、常にランドマークを検出することはできず、間欠的にしか自己位置を算出できないなどの欠点があるからである。

続いて、ステップＳ１３において、自己位置監視部２４０が動作して、ステップＳ１１の処理によって入力した各自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄからの複数の自己位置値及び誤差分散値や、ランドマーク検出可否データと、前記ステップＳ１２の処理によって入力した自己位置推定部２３０からの自己位置推定値及び誤差分散推定値及び位置修正量値などに、その時の時刻データを加えて集約した集約データをデータ送受信部２７０に出力する。これにより、データ送受信部２７０が動作して、通信装置２６を介して前記集約データを管理装置３に送信する。

また、前記ステップＳ１３においては、自己位置監視部２４０が、誤差分散推定値で特定される誤差量値（例えば誤差分散の固有値λ）又は位置修正量値が地図記憶部２１０から入力した地図データに含まれる経路幅の値より大きくなった場合、又は、前記誤差量値が前記地図データに含まれる経路毎の自己位置の誤差許容値より大きくなった場合、即ち、当該自律移動装置２が計画された経路から逸れる確率が高いと判定された場合にのみ、移動管理部２５０に当該自律移動装置２が計画された経路から逸れ無い又は逸れる確率を低くするための移動速度（最大速度制限）や車間距離（車間距離拡大）などの制御内容を示す制御データを出力する。

続いて、ステップＳ１４において、移動管理部２５０が動作して、地図記憶部２１０から入力した地図データに含まれる前記経路データ及び前記制御データ、前記ステップＳ１３によって入力した自己位置監視部２４０からの制御データ、前記ステップＳ１２の処理によって入力した自己位置推定部２３０からの自己位置推定値などを基に、当該自律移動装置２が計画された経路から逸れ無い又は逸れる確率が低い自律移動をするための移動制御（移動機構装置２３における車輪回転量制御や操舵量制御など）を実行する。

ここで、前記図９の処理において、自律移動装置２（２ａ、２ｂ）で算出される自己位置値、誤差分散値、自己位置推定値、誤差分散推定値の一例について図１０を参照にして説明する。

図１０（ａ）は、例えば、自己位置同定部２２０ｃが内界データを基に算出した自己位置値と誤差分散値に基づいて自律移動を行う自律移動装置２ａの移動に伴う一定の周期毎の推定位置と実位置、及び、それらの誤差の一例を示している。

同図１０（ａ）において、白丸で表現される推定位置２０２は、自律移動装置２ａが一定の周期で前記デッドレコニングを行って算出した推定の自己位置を示し、黒丸で表現される実位置２０３は、自律移動装置２ａが実際に存在する位置を示し、楕円で表現される誤差２０４は、一定の周期毎に自律移動装置２ａが存在する確率が一定値（例えば、６０％など）以上となる区域を示している。

同図に示すように、この場合は、デッドレコニングのみで自己位置を推定している場合で、実環境の移動面（路面）上の状態悪化によって推定位置２０２と実位置２０３との間に誤差（ずれ）が生じ、誤差２０４が、自律移動装置２ａの移動量又は時間に伴い大きくなる様子を示している。

図１０（ｂ）は、例えば、自己位置同定部２２０ａが外界データを基に算出した自己位置と誤差分散の概念を示しており、この場合、直線状のランドマーク（ビルの壁、縁石、ガードレールなど）２０５との距離２０６のみをランドマーク検出センサ２４１で検出した場合の一例を示している。

図１０（ｂ）において、ランドマーク検出センサ２４１のセンサ性能による距離測定値の確率分布が分布曲線２０７のようになる場合、その期待値が推定位置２０８であり、例えば、存在確率が６８％以上となる区域２０９の偏差３０１（標準偏差σ）の二乗が誤差分散Σｓ（＝σ↑２）となる。そして、自己位置同定部２２０ａは、自己位置と誤差分散の値として、推定位置２０８と誤差分散Σｓを出力する。

なお、分布曲線２０７は、ランドマーク検出センサ（超音波センサ、レーザ距離センサ、画像センサなど）２４１のセンサ性能及び測定手法（例えば、距離、角度、形状マッチングなど）によって異なり、また、区域２０９の形状は、ランドマークの形状（例えば、円、角：複数直線の組合せ）によって変化する。従って、ランドマーク検出センサ２４１の種類とランドマークの形状の組合せによって、前記確率分布が決定される。

図１０（ｃ）は、自己位置推定部２３０で算出される自己位置推定値及び誤差分散推定値の概念を示しており、この場合、前記した２つの自己位置同定部２２０ａ及び自己位置同定部２２０ｃで算出される自己位置値及び誤差分散値を融合して算出される最も確からしい自己位置推定値及び誤差分散推定値の一例を示している。

図１０（ｃ）において、新推定位置３０７は、融合後の推定位置を示し、新誤差３０８は、融合後の誤差を示している。即ち、融合によって誤差が小さくなって自己位置の推定精度が向上した様子を示している。

図１０（ｄ）は、例えば、自己位置同定部２２０ａ及び自己位置同定部２２０ｃで算出された自己位置値及び誤差分散値を融合した自己位置推定値及び誤差分散推定値に基づいて自律移動を行う自律移動装置２ａの移動に伴う一定の周期毎の推定位置と実位置、及び、それらの誤差の一例を示している。

図１０（ｄ）において、推定位置３０２ａ〜３０２ｄは、内界測定装置２５からの内界データによるデッドレコニングのみで推定される一定の周期毎の自己位置推定値を示し、実位置３０３ａ〜３０３ｄは、各推定位置３０２ａ〜３０２ｄに対応した外界測定装置２４からの実際の位置を示している。

また、実位置３０３ｄの地点で、ランドマーク検出センサ２４１でランドマークが検出されて自己位置同定部２２０ａで算出された自己位置値及び誤差分散値を自己位置同定部２２０ｃで算出された自己位置値及び誤差分散値に融合すると、最新の推定される自己位置が位置３０４で表わされる。また、位置修正量３０６は、位置３０２ｄと位置３０４の距離で、実際の誤差の近似値として扱うことができる。この時点で自律移動体２ａは、自己位置が経路から逸れていることを認識し、経路上の方向３０５へ移動する。

即ち、本実施形態の自律移動装置２（２ａ、２ｂ）では、デッドレコニングにより連続的（例えば、５ｍｓ間隔）に自己位置を推定しながら、ランドマークが検出可能な時又はＧＰＳにより位置データが測定できる時などに間欠的（例えば、数秒間隔）に自己位置を修正する。

また、本実施形態の自律移動装置２（２ａ、２ｂ）では、実際の値に近い誤差量である位置修正量３０６を監視し、この位置修正量が大きくなってきた場合に、移動速度を下げたり、前記修正の頻度を高めるなどの対応を行うようにする。これにより、それ以降の位置修正量の増大を抑制できる。
（管理装置３の処理動作）

図１１は、管理装置３における地図更新処理の手順を示すフローチャートである。

図示のように、管理装置３では、統合管理制御部３００が動作し、まず、ステップＳ２１において、データ送受信部３４０が通信装置３７を介して各自律移動装置２ａ、２ｂから前記集約データを受信すると、続いて、ステップＳ２２において、地図管理部３１０が動作して、前記ステップＳ２１で受信した集約データに基づいて誤差登録地図３１０ｃの更新登録処理を実行する。

より具体的には、前記ステップＳ２２の処理では、各自律移動装置２ａ、２ｂから受信した各集約データに含まれる各種データ（自己位置及び誤差分散値、自己位置推定値及び誤差分散推定値など）に基づいて、自律移動装置（２ａ、２ｂ）毎の自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄの誤差登録地図３１１ａ〜３１１ｈと、自律移動装置（２ａ、２ｂ）毎の自己位置推定部２３０の誤差登録地図３１２ａ、３１２ｂと、統合した自己位置同定部（２２０ａ〜２２０ｃ）毎の誤差登録地図３１３ａ〜３１３ｄと、統合した自己位置推定部２３０の誤差登録地図３１４の更新登録処理を実行する（図８参照）。

ここで、前記図７に示す誤差登録地図３１０ｃを用いて前記図１１に示した地図更新処理の具体例について説明する。なお、この場合には、自律移動装置２ａから集約データを受信した場合について説明する。

地図管理部３１０は、自律移動装置２ａから前記集約データを受信すると、その集約データに含まれる自己位置推定値などによって当該自律移動装置２ａの現在位置が含まれる区域（Ｚ２）を検出し、一時データファイルに自律移動装置２ａの識別番号と時刻データと誤差分散データと検出した区域（Ｚ２）を登録する。

続いて、前記一時データファイルから当該自律移動装置２ａの前回の存在区域を検索する。そして、今回の区域（Ｚ２）と前回の区域（Ｚ１）とが異なっていれば、前回の区域（Ｚ１）に居た期間の最大の誤差分散データを検索し、このときの時刻データと前記最大の誤差分散データを前回の区域（Ｚ１）に対応付けて誤差データファイルに登録する。

続いて、前記誤差データファイルに登録されている前回の区域（Ｚ１）の誤差分散データの一定期間（例えば、一週間など）における平均値（即ち、区域内誤差）を算出し、誤差登録地図３１０ｃの誤差データファイルの前回の区域（Ｚ１）のデータ領域に、その時の時刻と共に登録する（誤差分散データの代わりに、前述の誤差分散の固有値λを登録してもよい）。なお、ランドマーク又はＧＰＳの検出データがある場合には、前記誤差分散データの平均値のように、一定期間（例えば、一週間など）におけるランドマーク又はＧＰＳの検出率を算出し、誤差登録地図の誤差データファイルに登録する。

図１２は、管理装置３における初回の移動計画処理の手順を示すフローチャートである。

図示のように、管理装置３では、統合管理制御部３００が動作し、ステップＳ３１において、データ送受信部３４０が通信装置３７を介して利用者端末又は管理装置３の上位端末などの外部端末４から自律移動装置２の利用を要求する要求データを受信すると、続いて、ステップＳ３２において、運用管理部３２０が動作し、地図管理部３１０で管理される各種地図（ランドマーク登録地図３１０ａ、移動経路登録地図３１０ｂ、誤差登録地図３１０ｃなど）を基に、自律移動装置２が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する初回の移動計画を行い、その移動計画に対応した（経路データや制御データ）と当該自律移動装置２の識別番号をデータ送受信部３４０に出力する。

より具体的には、前記ステップＳ３１の処理では、運用管理部３２０は、前記要求データを受信すると、まず、その時点で移動計画されておらずフリーな自律移動装置２であって、好ましくは目的地に近い自律移動装置２（２ａ又は２ｂ）を選択指定する。続いて、誤差登録地図３１０ｃを基に、区域内誤差が予め設定されている許容値を超えた区域｛危険区域（図７参照）｝を通る経路を除外して所定の目的地に到達する他の１又は複数の経路を検出し、その検出した経路の中で、当該自律移動装置２（２ａ又は２ｂ）の出発地（現在位置）から目的地までの距離が最短となる最短経路を選択する。例えば、図７の例では、経路Ａは、区域内誤差が許容値を超えた区域Ｚ３（危険区域）を通過するので、その経路Ａを除外し（×）、目的地に到達する最短経路として経路Ｂが選択（○）される様子を示している。その移動計画によれば、図１３に示すように、自律移動装置２は、×で記される危険区域（自己位置推定値の誤差が増大する可能性が高い区域）を含む経路（本来の最短経路）Ａを通過せずに、誤差が増大する可能性が低い他の経路Ｂを通過することになるので、従来のように、環境変化などによって自律移動装置２が経路から逸れるの未然に防ぐことができる。

続いて、ステップＳ３３において、データ送受信部３４０が動作し、前記ステップＳ３２の処理によって入力した識別番号を基に該当する自律移動装置２に同じく前記ステップＳ３２の処理によって入力した地図データ（経路データや制御データ）を送信する。

図１４は、管理装置３における初回以降の移動計画処理の手順を示すフローチャートである。

図示のように、管理装置３では、統合管理制御部３００が動作し、ステップＳ４１において、運用管理部３２０が動作し、通信装置３７を介して各自律移動装置２ａ、２ｂから受信する集約データに基づいて更新登録される地図管理部３１０で管理される誤差登録地図３１０ｃの各区域の誤差を監視し、各自律移動装置２ａ、２ｂが移動計画（初回の移動計画を含む移動計画）に基づいて自律移動の実行中に、各自律移動装置２（２ａ、２ｂ）が計画された経路から逸れる確率が高いか否かを判定する。

より具体的には、前記ステップＳ４１の処理では、自律移動装置２（２ａ、２ｂ）自体の誤差が許容値を超えか否かの判定、又は、自律移動装置２（２ａ、２ｂ）の指定された経路上の区域（特に、これから通過する区域など）の区域内誤差が許容値を超えたか否かの判定を行う。

前記ステップＳ４１の判定の結果、各自律移動装置２ａ、２ｂが計画された経路から逸れる確率が高いと判定された場合、即ち、自律移動装置２（２ａ、２ｂ）自体の誤差が許容値を超えたと判定された場合、又は、自律移動装置２（２ａ、２ｂ）の指定された経路上の区域（特に、これから通過する区域など）の区域内誤差が許容値を超えたと判定された場合、続いて、ステップＳ４２において、自律移動装置２（２ａ、２ｂ）が経路から逸れ無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する再移動計画（初回の移動計画を除く移動計画）を行い、その移動計画に対応した地図データ（経路データや制御データ）と当該自律移動装置２の識別番号をデータ送受信部３４０に出力する。

続いて、ステップＳ４３において、データ送受信部３４０が動作し、前記ステップＳ４２の処理によって入力した識別番号を基に該当する自律移動装置２に同じく前記ステップＳ４２の処理によって入力した地図データ（経路データや制御データ）を送信する。

前記した実施形態によれば、自律移動装置が指定された経路から逸れることが無い移動計画を行うことができる。より具体的には、自律移動装置が自律移動する実環境内で、自律移動装置が経路から逸れてしまうような危険領域がある場合に、その危険領域を通過しない経路、又は、危険領域を通過しても経路から逸れない動作制御（移動速度や車間距離）を指定する移動計画を行うことができるので、自律移動装置が指定された経路から逸れることを防ぐ又は経路から逸れる確率を低くすることができる。

図１５は、管理装置３における自律移動装置２の不具合の通知処理の手順を示すフローチャートである。

図示のように、管理装置３では、統合管理制御部３００が動作し、ステップＳ５１において、運用管理部３２０が動作し、地図管理部３１０で管理される誤差登録地図３１０ｃの各区域の登録データが更新されると、自律移動装置２ａ、２ｂ毎の誤差登録地図（自律移動装置２ａの自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄ毎の誤差登録地図３１１ａ〜３１１ｄ、及び、自律移動装置２ｂの自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄ毎の誤差登録地図３１２ａ〜３１２ｄ）と、統合した自己位置同定部２２０ａの誤差登録地図３１４ａ〜３１４ｃとの比較を行う。

続いて、ステップＳ５２において、運用管理部３２０は、前記ステップＳ５１の比較の結果、両地図の区域内誤差の差が予め設定されている値より大きい場合、該当する自律移動装置２ａ又は２ｂに固有の不具合が発生したと認識し、その時の不具合（自己位置同定部で特定されるランドマーク検出率低下、ＧＰＳ誤差の増加、車輪回転量増加による誤差増大などの不具合）を検出して不具合を通知するための通知データを警告部３３０に出力する。

続いて、ステップＳ５３において、警告部３３０が動作して、前記ステップＳ５２の処理によって入力した通知データに基づいて、自律移動装置２の不具合が発生したことを通知するための警告画面｛図１８（ａ）参照｝を表示装置３３で表示する。例えば、図１８（ａ）の警告画面３３Ａの例では、区域Ｚａに居る自律移動装置（ＩＤ：１）に対応付けられた移動体画像を点滅表示するとともに、当該自律移動装置２ａに不具合が発生したことを示す内容のテキストを表示することで、システム管理者（メンテナンス者）に当該自律移動装置２ａに不具合が発生したことを通知する。

このような不具合の通知処理を実行することにより、システム管理者（メンテナンス者）が警告表示の内容を確認して該当する自律移動装置２（２ａ、２ｂ）の点検、調整、修理（センサ交換、タイヤ交換）などを迅速に実施することができる。

図１６は、管理装置３における環境悪化の通知処理の手順を示すフローチャートである。

図示のように、管理装置３では、統合管理部３００が動作し、ステップＳ６１において、運用管理部３２０が動作し、地図管理部３１０で管理される誤差登録地図３１０ｃに含まれる統合した自己位置推定部２３０の誤差登録地図３１４の各区域に対応付けて登録されている誤差が許容値を超えている状態が一定時間継続したか否かを判定する。

続いて、ステップＳ６２において、一定時間継続したと判定された区域を環境悪化が発生している区域として検出し、環境悪化区域を通知するための通知データを警告部３３０に出力する。

続いて、ステップＳ６３において、警告部３３０が動作して、前記ステップＳ６２の処理によって入力した通知データに基づいて、環境悪化が発生した区域を通知するための警告画面｛図１８（ｂ）参照｝を表示装置３３で表示する。例えば、図１８（ｂ）の警告画面３３Ｂの例では、環境悪化が発生した区域Ｚｂの色を他の区域の色（例えば、青）と異なる色（例えば、赤）で表示することで、システム管理者（メンテナンス者）に当該区域Ｘに環境悪化が発生したことを通知する。

このような環境悪化の通知処理を実行することにより、システム管理者（メンテナンス者）が警告表示の内容を確認し、ランドマークの検出状態、路面の状態、ＧＰＳ電波の受信状態などの調査を行い、調査の結果、ランドマークの検出率を低下させる環境悪化、路面の状態悪化、ＧＰＳ電波環境の悪化などを認識した場合に、それら環境悪化の改善（ランドマークの再設定やランドマーク構造物の設置、路面の整備など）を行うことができるので、自律移動装置２の自己位置推定誤差の増大に影響するような環境悪化を適切なタイミングで改善することが可能となる。

なお、前記ランドマーク検出率低下の原因には、工事や事故などによるランドマーク構造物の変形、工事などの覆いやランドマーク前方の新たな構造物建造、又は、木の成長などによるランドマークの遮蔽などが考えられる。また、路面状態の悪化には、ぬかるみ、段差、うねり、凸凹、落ち葉などの原因が考えられる。ＧＰＳの電波環境の悪化には、新たな構造物建造や木の成長などによる衛星電波の遮蔽、反射（マルチパス）などが考えられる。

図１７は、管理装置３における誤差の増加原因の通知処理の手順を示すフローチャートである。

図示のように、管理装置３では、統合管理部３００が動作し、ステップＳ７１において、運用管理部３２０が動作し、地図管理部３１０で管理される誤差登録地図３１０ｃに含まれる統合した自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄの誤差登録地図３１４ａ〜３１４ｃを参照することにより、誤差の増加原因がランドマークの状況（検出できていないランドマークの表示）にあるのか、路面の状態やＧＰＳの受信状況にあるのかなどの詳細分析結果を警告部３３０に出力する。

続いて、ステップＳ７２において、警告部３３０が動作して、前記ステップＳ７１の処理によって入力した詳細分析結果に基づいて、誤差の増大原因を通知するための警告画面｛図１８（ｃ）参照｝を表示装置３３で表示する。例えば、図１８（ｃ）の警告画面３３Ｃの例では、環境悪化が発生した区域Ｚｃの色を他の区域の色（例えば、青）と異なる色（例えば、赤）で表示するとともに、誤差の増大原因がランドマークの不検出にあることを示す内容のテキストを表示することで、システム管理者（メンテナンス者）に当該区域Ｚｃの誤差の増大原因を通知する。

このような誤差の増加原因の通知処理を実行することにより、システム管理者（メンテナンス者）が警告表示の内容を確認して、環境を悪化させる原因部分に的を絞って適切に改善することが可能である。

以上、例示的な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は前記した実施形態により限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内において種々の変更、改変を行うことが可能となる。

例えば、前記した実施形態では、自律移動装置固有の不具合（ランドマーク検出率低下によるランドマーク検出センサの故障、ＧＰＳの位置データの誤差増加によるＧＰＳ位置データ測位部の故障、車輪回転量に基づく自律移動装置の移動量の誤差増大による車輪の摩耗）を検出した場合、その不具合を通知する警告表示を行い、それにより、システム管理者（メンテナンス者）によって該当する自律移動装置の不具合を解消するための処理（点検、調整、修理）を実施する場合について説明したが、これ以外にも、前記検出された自律移動装置固有の不具合に基づいて、当該自律移動装置が経路から逸れることのない移動計画を立てるような形態とすることも可能である。

具体的には、前記不具合の種別に応じて、当該不具合の影響が少ない経路を指定したり、経路幅の広い経路を指定する移動計画を立てたり、又は、前記不具合が検出された自律移動装置に対して速度／車間制限指令を送信したり、当該自律移動装置の近傍の自律移動装置に対して速度／車間制限指令を送信するような移動計画を立てるような形態とすることも可能である。

前記実施形態では、複数台の自律移動装置と、それらを管理する管理装置とを備える自律移動システムを例にした場合について説明したが、これ以外にも、例えば、１台の自律移動装置と、それを管理する管理装置とを備える自律移動システムや、前記実施形態で述べた自律移動装置及び管理装置の両者の機能を備えた自律移動装置や、複数台の自律移動装置を備え、それらの内のいずれかの自律移動装置を親装置として管理装置の機能を備え、その親の自律移動装置が他の自律移動装置を管理するような形態とすることも可能である。

前記実施形態では、屋外であって、ある工場の敷地内の道路（移動面）上を自律走行して搭乗した人や搭載された荷物（製造品や部品などの物品）を目的地まで搬送する車両型の自律移動装置を例とした場合について説明したが、これ以外にも、例えば、市街地の路上を自律走行して搭乗した人や搭載された物品を目的地まで搬送する車両型の移動装置や、工場内や倉庫内などで障害物を避け自律走行しながら物品を運搬するようなロボットや、ビル内や路上などの人間と同一空間の中で共存しながら、案内、警備、物流などのサービスを行うロボットや、その他、屋外の不整地を移動する救助／捜査装置などを自律移動装置として適用することも可能である。

また、前記実施形態では、外界データを計測する外界計測装置として、ランドマークを検出するためのランドマーク検出センサ（レーザ距離センサ、ＣＣＤカメラなど）や、ＧＰＳ衛星の電波を受信して位置データを計測するためのＧＰＳ装置を示し、他方、内界データを計測するための内界測定装置として、車輪の回転量を計測するロータリエンコーダや、自律移動装置の姿勢を計測するジャイロセンサを示した場合を例にして説明したが、これ以外にも、例えば、前記各種の計測装置に他の計測装置を追加する形態とすることも可能であるし、それら各種の計測装置のいずれかの組み合わせとすることも可能である。

また、前記実施形態では、外界測定装置と内界測定装置の両方を実装する形態について説明したが、これ以外にも、例えば、外界測定装置と内界測定装置のいずれか一方のみを実装する形態としても良い。

また、前記実施形態では、複数の自律移動装置と、管理装置との間の通信に無線ＬＡＮを利用して、複数の自律移動装置と管理装置との間にルータや交換機などの中継装置やインターネット回線を介する形態について説明したが、これ以外に、例えば、前記中継装置やインターネット回線を介さず複数の自律移動装置と管理装置との間で直接データ送受信を行う形態とすることも可能である。

また、前記実施形態では、２台の自律移動装置２ａ、２ｂを備える形態について説明したが、これ以外にも、例えば、その他の台数分の自律移動装置を備える形態とすることも可能である。

また、前記実施形態では、４つの自己位置同定部２２０ａ〜２２０ｄを備える形態について説明したが、これ以外にも、例えば、その他の個数分の自己位置同定部を備える形態とすることも可能である。

また、前記実施形態では、車輪を用いて地面上を移動する形態の自律移動装置について説明したが、これ以外にも、例えば、浮上ファンなどの浮上装置を用いて本体を地面や水面から浮上させて移動するような形態の自律移動装置や、水中を潜航（移動）するような形態の自律移動装置や、空中を飛行（移動）するような形態の自律移動装置にも適用することが可能である。

その他、前記した実施形態における装置構成、機能構成及び各登録地図の構成や、表示画面の態様などは単なる例として記載したものであり、本発明はこれらにより限定されない。

１ 自律移動システム
２ａ、２ｂ 自律移動装置
２１ 制御装置
２２ 記憶装置
２３ 移動機構装置
２４ 外界測定装置
２４１ ランドマーク検出センサ
２４２ ＧＰＳ装置
２５ 内界測定装置
２５１ ロータリエンコーダ
２５２ ジャイロセンサ
２６ 通信装置
２７ 電源装置
３ 管理装置
３１ 制御装置
３２ 記憶装置
３３ 表示装置
３４ 操作入力装置
３５ 音声装置
３６ 記憶媒体処理装置
３７ 通信装置
３８ 電源装置
ＳＢ１ システムバス
２００ 自律移動制御部
２１０ 地図記憶部
２２０ａ〜２２０ｄ 自己位置同定部
２３０ 自己位置推定部
２４０ 自己位置監視部
２５０ 移動管理部
２６０ 障害物回避部
２７０ データ送受信部
３００ 統合管理制御部
３１０ 地図管理部
３２０ 運用管理部
３３０ 警告部
３４０ データ送受信部

Claims (10)

1. 測定装置で測定された測定データに基づいて、実環境に対応した地図上での自己位置を推定しながら、計画された経路を辿るように実環境を自律移動する１又は複数の自律移動装置と、前記自律移動装置を運用管理する管理装置とを備える自律移動システムであって、
   前記管理装置は、
   各自律移動装置から受信する前記測定データを基に算出されたデータに基づいて、前記地図上の位置座標と、前記自律移動装置で推定される自己位置が不確かになる程度を判断する誤差分布データとを対応付けて登録する誤差登録地図を管理する地図管理手段と、
   前記地図管理手段で管理される前記誤差登録地図に基づいて、各自律移動装置が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する移動計画を行う運用管理手段と、
   を備えることを特徴とする自律移動システム。
2. 前記運用管理手段は、
   端末から前記自律移動装置の利用要求を受信した場合に、前記誤差登録地図に基づいて、選択された自律移動装置が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は目的地までの経路を指定する初回の移動計画を行うとともに、
   更新登録される前記誤差登録地図に基づいて、前記初回の移動計画を含む移動計画に従って自律移動している自律移動装置が移動計画で指定された経路から逸れる確率が高い場合に、当該自律移動装置が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は目的地までの経路を再指定する再移動計画、及び／又は、近傍の他の自律移動装置の動作を指定する移動計画を行うことを特徴とする請求項１に記載の自律移動システム。
3. 前記測定装置は、
   外界データを測定する１又は複数の外界測定手段と、内界データを測定する１又は複数の内界測定手段を含み、
   前記自律移動装置は、
   前記外界測定手段及び前記内界測定手段毎にそれぞれ測定された外界データや内界データを基にそれぞれ自己位置値及び誤差分散値を算出する複数の自己位置同定手段と、
   前記複数の自己位置同定手段から入力した複数の前記自己位置値及び誤差分散値を融合して最も確からしい自己位置推定値及び誤差分散推定値を算出する自己位置推定手段とを備え、
   前記管理装置の前記地図管理手段は、
   通信手段を介して受信した前記自己位置値、前記誤差分散値、前記自己位置推定値及び誤差分散推定値を基に、前記地図上の位置座標と対応付けて、前記誤差分散値、前記誤差分散推定値を前記誤差分布データとして登録した誤差登録地図を管理し、
   前記管理装置の前記運用管理手段は、
   前記誤差登録地図に登録されている前記誤差分布データを参照して、各自律移動装置が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する移動計画を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の自律移動システム。
4. 前記運用管理手段は、
   前記誤差登録地図に基づいて、前記自律移動装置が経路から逸れる又は逸れる確率が高い環境改善の必要のある経路を通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の自律移動システム。
5. 前記運用管理手段は、
   前記誤差登録地図に基づいて、前記自律移動装置固有の不具合を検出し、
   前記通知手段は、
   前記検出された不具合を通知することを特徴とする請求項４に記載の自律移動システム。
6. 前記運用管理手段は、
   前記誤差登録地図に基づいて、誤差の増加原因を検出し、
   前記通知手段は、
   前記検出された誤差の増加原因を通知することを特徴とする請求項５に記載の自律移動システム。
7. 実装された測定装置で測定された測定データに基づいて、実環境に対応した地図上での自己位置を推定しながら、計画された経路を辿るように実環境を自律移動する自律移動装置であって、
   前記測定データを基に算出されたデータに基づいて、前記地図上の位置座標と、前記自律移動装置で推定される自己位置が不確かになる程度を判断する誤差分布データとを対応付けて登録する誤差登録地図を管理する地図管理手段と、
   前記地図管理手段で管理される前記誤差登録地図に基づいて、当該自律移動装置が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する移動計画を行う運用管理手段と、
   を備えることを特徴とする自律移動装置。
8. 前記地図管理手段は、
   他の自律移動装置の測定装置で測定された測定データを基に算出されたデータ、及び、自己の前記測定装置で測定された測定データを基に算出されたデータに基づいて更新登録される前記誤差登録地図を管理することを特徴とする請求項７に記載の自律移動装置。
   
9. 実装された測定装置で測定された測定データに基づいて、実環境に対応した地図上での自己位置を推定しながら、計画された経路を辿るように実環境を自律移動する自律移動装置であって、
   他の自律移動装置の測定装置で測定された測定データを基に算出されたデータ、及び、自己の前記測定装置で測定された測定データを基に算出されたデータに基づいて、前記地図上の位置座標と、前記自律移動装置で推定される自己位置が不確かになる程度を判断する誤差分布データとを対応付けて登録する誤差登録地図を管理する地図管理手段と、
   前記地図管理手段で管理される前記誤差登録地図に基づいて、当該自律移動装置が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する移動計画を行う運用管理手段と、
   を備えることを特徴とする自律移動装置。
10. 前記運用管理手段は、
    前記地図管理手段で管理される前記誤差登録地図に基づいて、他の自律移動装置が経路から逸れることが無い又は逸れる確率が低い、動作及び／又は経路を指定する移動計画を行うことを特徴とする請求項９に記載の自律移動装置。

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