JP5380164B2 - 自律移動装置 - Google Patents

Description

本発明は、障害物を効率的に回避して移動できる自律移動装置に関する。

従来から、距離センサや撮像装置などの環境認識センサによって環境物の位置の情報を自ら取得し、記憶している地図上における自己位置を認識しつつ障害物との衝突を回避して自律的に移動する自律移動装置が知られている。図２９（ａ）（ｂ）に示すように、このような自律移動装置９は、障害物がない場合に、指示されて目的地Ｔに向かって直線的に移動する。ところが、図３０（ａ）に示すように、目的地Ｔに向かう直線経路上に障害物である壁Ｗなどがあると、図３０（ｂ）に示すように、その壁Ｗから所定距離範囲を危険領域Ｂとし、危険領域Ｂと交わらない直線経路上に迂回点Ｍを設定する。そして、図３０（ｃ）に示すように、自律移動装置９は、迂回点Ｍに向かうことにより壁Ｗとの衝突を回避し、目的地Ｔへと向かうことができる。

次に、移動方向が頻繁に大きく変化して、自律移動装置９が効率的でスムーズに移動できない例を説明する。図３１（ａ）に示すように、環境認識センサ９２によって検出された複数の障害物検出点ｐに設定された危険領域Ｂの向こう側に目的地Ｔがある場合に、一旦、迂回点Ｍが設定される。ところが、自律移動装置９が迂回点Ｍに向けて移動を始めると、図３１（ｂ）に示すように、１つの障害物検出点ｐしか検出されないので、目的地Ｔへの直線経路が現れる。このような状況は、例えば、環境認識センサ９２がレーザレーダであって、自律移動装置９の前方１８０゜の水平面内で障害物を検出している場合などに発生する。このように目的地Ｔへの直線経路が現れると、自律移動装置９は、図３１（ｃ）に示すように、目的地Ｔに向けて移動を始める。ところが、目的地Ｔに向かおうとすると、検出されてなかった障害物検出点ｐが再び検出され、目的地Ｔへの直線経路が消失し、再度、迂回路Ｍを設定することになる。つまり、移動方向が頻繁に大きく変化してしまう。このような不具合は、例えば、椅子やテーブル等の脚、人の脚などが障害物検出点ｐとして検出される場合、すなわち、障害物が平面的に点在する場合や、移動する障害物があって、障害物検出点ｐの位置が自律移動装置９の迂回動作中に変化する場合などに発生する。

ところで、移動障害物が存在する領域において高速な移動を可能とする目的で、障害物の周囲を通過するための迂回点を算出し、その迂回点を調整して、障害物と干渉しないで走行可能な滑らかな回避軌道を生成するようにした移動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−６５７５５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に示されるような移動装置においては、障害物に対して生成された迂回点に対して、その迂回点を通る回避用の経路を滑らかにするものであって、迂回点の生成そのものに起因する移動方向の変動については、なんら考慮されていない。

本発明は、上記課題を解消するものであって、障害物を迂回して移動する際に、迂回点の方向が大きく変動することなく、効率的にスムーズな移動を実現できる自律移動装置を提供することを目的とする。

上記課題を達成するために、請求項１の発明は、自己の周囲の環境物の位置の情報を取得する環境情報取得センサと、前記環境情報取得センサにより取得した環境情報を基に移動手段を制御して自己の位置を移動させる制御部と、を備えて、環境物との衝突を回避しつつ自律的に移動する自律移動装置において、目的地に向かう経路上に前記環境情報取得センサによって障害物が検出されたときに、その障害物を回避するための迂回点を順次生成する迂回点生成部を備え、前記制御部は、前記環境情報取得センサによって障害物が検出されない場合には前記目的地に直接向かうように前記移動手段を制御し、前記環境情報取得センサによって障害物が検出された場合には前記迂回点生成部が順次生成する迂回点に順次向かいつつ前記目的地に向かうように前記移動手段を制御し、前記迂回点生成部は、前回生成した迂回点に向かう方向からの角度が予め設定した許容角度の範囲内となる方向に次の迂回点を生成し、前記許容角度の範囲は、前記環境情報取得センサの角度範囲よりも狭く、かつ前記環境情報取得センサの角度範囲に含まれるものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の自律移動装置において、前記迂回点生成部は、前記目的地に向かう方向を中心として前回生成した迂回点がある側において、障害物に邪魔されることなく予め設定した第１の距離を直線的に移動できる方向に、次の迂回点を生成するものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の自律移動装置において、前記迂回点生成部は、前記目的地に向かう方向が前回生成した迂回点に向かう方向から前記許容角度の範囲内にある場合であると共に、前記目的地に向かう方向と前回生成した迂回点に向かう方向との間に次の迂回点を生成することができない場合には、前回生成した迂回点に向かう方向を中心として前記目的地がある側とは反対側に次の迂回点を生成するものである。

請求項４の発明は、請求項３に記載の自律移動装置において、前記迂回点生成部は、前記目的地に向かう方向を中心として前回生成した迂回点がある側に次の迂回点を生成することができない場合には、前回生成した迂回点がある側とは反対側に次の迂回点を生成するものである。

請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記迂回点生成部は、前記第１の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合には、予め前記第１の距離よりも短く設定した第２の距離以上の距離を移動できる方向であって前記目的地に向かう方向に近い方向に次の迂回点を生成するものである。

請求項６の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記迂回点生成部は、前記第１の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合には、予め前記第１の距離よりも短く設定した第３の距離以上の距離を移動できる方向であって障害物に邪魔されることなく最長の距離を移動できる方向に、次の迂回点を生成するものである。

請求項７の発明は、請求項６に記載の自律移動装置において、前記制御部は、前記迂回点生成部が前記第３の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合に、自己が現在向いている方向から予め設定した回転角度だけ回転した左右のいずれかの方向のうち前記環境情報取得センサにより検出された障害物までの距離がより遠い方向に前記回転角度だけ自己を回転させるものである。

請求項８の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記迂回点生成部は、前記第１の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合には、予め設定した方法に基づいて前記第１の距離を短くするものである。

請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の自律移動装置において、障害物の位置を地図情報として設定して記憶した記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記地図情報として設定されている障害物については、前記環境情報取得センサによって検出された障害物までの距離を、検出された距離よりも遠くに換算するものである。

請求項１０の発明は、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記目的地に向かう方向と前回生成した迂回点に向かう方向との間の角度が所定の角度よりも大きい場合には、前記許容角度の範囲を大きくするものである。

請求項１１の発明は、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記第１の距離を自己の移動速度に応じて変化させるものである。

請求項１２の発明は、請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記迂回点生成部は、前記環境情報取得センサによって検出される障害物における各測定点からの所定距離範囲を除いた手前側の領域を障害物に邪魔されることなく移動できる安全領域に設定して当該安全領域に迂回点を生成しており、前記所定距離範囲を自己の移動速度に応じて変化させるものである。

請求項１３の発明は、請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の自律移動装置において、前記環境情報取得センサによって検出される障害物における各測定点の位置であって該環境情報取得センサの計測範囲から離れた位置の情報が一定時間だけ記憶される記憶部をさらに備え、前記迂回点生成部は、前記環境情報取得センサによって順次検出される測定点に加え、前記記憶部に記憶されている各測定点の位置の情報を参照して迂回点を生成するものである。

請求項１４の発明は、請求項１３に記載の自律移動装置において、前記一定時間は、自己が一定距離を移動する時間である。

請求項１の発明によれば、次の迂回点を生成する方向を、前回生成した迂回点の方向から許容角度の範囲内となるように角度制限するので、環境情報の内容変化に大きく影響されることがなく、従って、順次生成される迂回点の方向が大きく変動することなく、効率的にスムーズな移動を実現できる。

請求項２の発明によれば、制限された角度範囲内で移動距離を確保し、かつ目的地に近づく方向に迂回点を生成するので、効率的にスムーズな移動を実現できる。

請求項３の発明によれば、前回の移動経路変更に伴って変更された移動方向の角度変更の方向と同じ角度変更方向側に迂回点を生成することになるので、スムーズな移動を実現できる。すなわち、もしも前回生成した迂回点の方向の左右に関して目的地がある側に次の迂回点を生成すると、目的地の方向と前回生成した迂回点の方向とのなす角度以上の角度変化が必然的に発生するが、この必然の角度変化を回避することができる。

請求項４の発明によれば、少なくとも、予め設定した許容角度の範囲内で迂回点を生成できる可能性を高めることができ、効率的にスムーズな移動を実現できる。

請求項５の発明によれば、迂回点を生成するための距離の条件を緩和するので、また、目的地の方向に近い方向に次の迂回点を生成するので、例えば、壁の付近における障害物を回避して壁側を移動することが可能となり、効率的にスムーズな移動を実現できる。

請求項６の発明によれば、迂回点を生成するための距離の条件を緩和すると共に、最長の距離を移動できる方向に次の迂回点を生成するので、障害物に近づきながら、移動経路を探索して生成でき、移動の継続を図ることができる。

請求項７の発明によれば、適切な方向に迂回点を生成できない場合に、新たな可能性のもとで迂回点の生成を図ることができ、移動の継続を図ることができる。

請求項８の発明によれば、迂回点を生成するための距離の条件を緩和するので、狭い通路などでも迂回点を生成して移動することができる。

請求項９の発明によれば、迂回点を生成できる領域、すなわち安全領域を広くできるので、狭い通路などでも迂回点を生成して移動することができる。また、壁などの記憶している障害物に対して移動体などの障害物と同様に安全領域を設定すると迂回点が目的地の方向とは反対側に生成される事態が起こり得るが、安全余裕の範囲内で安全領域を広くすることにより、このような事態を回避することができる。

請求項１０の発明によれば、迂回点を生成するための角度の条件を緩和するので、狭い通路などでも迂回点を生成して移動することができる。また、壁の付近における障害物を回避して移動する場合などに、目的地の方向に移動可能でもあるにもかかわらず目的地の方向とは反対側に迂回点が生成される事態が起こり得るが、角度の条件を緩和することにより、このような事態を回避することができる。

請求項１１の発明によれば、例えば、速い移動速度で移動中には第１の距離を長くすることで障害物との距離をとり、より安全に走行することができると共に、より早く障害物回避を開始して速度を落とすことなくスムーズに移動することができる。また、障害物が多く存在する環境下では障害物までの遠近に応じて移動速度を増減する調整を行うと共に、移動速度の増減に応じて第１の距離を増減変化させることで、移動環境の状況に応じた細やかな迂回点生成とスムーズな移動を行うことができる。

請求項１２の発明によれば、上記と同等の効果が得られ、速い速度の場合には障害物との距離をとり、より安全に移動することができ、効率的にスムーズな移動を実現できる。

請求項１３及び請求項１４の発明によれば、環境情報取得センサの計測範囲から離れた障害物であっても、その障害物の位置を認識できるので、迂回点を適切に生成でき、効率的にスムーズな移動を実現できる。

本発明の第１の実施形態に係る自律移動装置のブロック構成図。 同装置の斜視図。 同装置が障害物を迂回して目的地に移動する様子を示す平面図。 同装置の移動可能領域の他の例を説明する平面図。 （ａ）は同装置が迂回点を設定する様子を示す平面図、（ｂ）は同装置が（ａ）で設定した迂回点の次の迂回点を設定する様子を示す平面図。 （ａ）は同装置が図５（ａ）に引き続き次の迂回点を設定する様子を示す平面図、（ｂ）は同装置が（ａ）の状態の後に直接目的地に移動する様子を示す平面図。 同装置が移動中に行う処理のフローチャート。 第１の実施形態の実施例を説明するため角度を定義する平面図。 （ａ）は第１の実施形態の第１の実施例において次の迂回点を設定する際の各角度方向の関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の左右反転対応図。 （ａ）は第１の実施形態の第２の実施例において次の迂回点を設定する際の各角度方向の関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の左右反転対応図。 （ａ）は第１の実施形態の第３の実施例において次の迂回点を設定する際の各角度方向の関係を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の左右反転対応図。 第１の実施形態とその実施例における次の迂回点を設定する際の各角度方向の関係を示す模式図。 第２の実施形態に係る自律移動装置における移動可能距離と角度の関係例を示す図。 同装置が迂回点を設定する様子を示す平面図。 第３の実施形態に係る自律移動装置における移動可能距離と角度の関係例を示す図。 同装置が迂回点を設定する様子を示す平面図。 第３の実施形態の変形例における移動可能距離と角度の関係例を示す図。 次の迂回点を設定する際の各角度方向の関係を示す平面図。 第４の実施形態に係る自律移動装置における移動可能距離と角度の関係例を示す図。 同装置が迂回点を設定する様子を示す平面図。 （ａ）〜（ｅ）は第５の実施形態に係る自律移動装置が順次迂回点を設定する様子を示す平面図。 第６の実施形態に係る自律移動装置が壁とその手前の障害物の間を通過する状況を説明する平面図。 同装置が図２２の状況から移動可能領域の設定条件を変更した状態を示す平面図。 （ａ）（ｂ）は第７の実施形態に係る自律移動装置が順次迂回点を設定する様子を示す平面図、（ｃ）は（ｂ）に引き続いて設定した迂回点が不適切である例を示す平面図。 （ａ）は同装置が図２４（ｃ）に引き続いて次の不適切な迂回点を設定した様子を示す平面図、（ｂ）は（ａ）に引き続く動作中に迂回点設定条件を変更して適切な迂回点を設定する様子を示す平面図。 第８の実施形態に係る自律移動装置が障害物の横を通過する様子を説明する平面図。 同装置が近接した複数の障害物の間を縫って移動する様子を示す平面図。 （ａ）は第９の実施形態に係る自律移動装置が障害物の横を通過する様子を説明する平面図、（ｂ）は（ａ）よりも遅い速度で移動している場合の平面図。 （ａ）（ｂ）は本発明および従来の自律移動装置が目的地に向かって直線移動する様子を時系列的に示す平面図。 （ａ）〜（ｃ）は本発明および従来の自律移動装置が障害物を迂回して目的地に向かって移動する様子を時系列的に示す平面図。 （ａ）は従来の自律移動装置が迂回点を設定した様子を示す平面図、（ｂ）は（ａ）の設定後に、装置が目的地の方向に直接移動しようとする様子を示す平面図、（ｃ）は同装置が再び迂回点を設定しようとする様子を示す平面図。

以下、本発明の実施形態に係る自律移動装置について、図面を参照して説明する。なお、図１の自律移動装置１のブロック構成、および図２、図３は、全ての実施形態において共通であり、各実施形態において適宜参照される。
（第１の実施形態）
図１乃至図７は第１の実施形態について示す。自律移動装置１は、自己の位置と周囲に存在する環境物の位置の情報を取得しつつ環境物との衝突を回避しながら自律的に移動するために、図１、図２に示すように、自己の周囲の環境物の位置の情報を取得する環境情報取得センサ１１と、環境情報取得センサ１１により取得した環境情報を基に移動装置１２を制御して自己の位置を移動させる制御部１０と、移動の目的地に向かう方向における直進経路上に環境情報取得センサ１１によって障害物が検出されたときに、その障害物およびその周辺の危険領域を回避するための迂回点を生成する迂回点生成部１５と、を備えている。さらに、自律移動装置１は、自己の位置を認識するための自己位置認識部１３と、移動経路を生成する経路生成部１４と、環境情報などを記憶する記憶部１６と、を備えている。記憶部１６には、環境情報の他に、自己位置認識部１３によって取得される自己位置情報、地図情報、および制御パラメータが記憶される。

制御部１０は、経路生成部１４によって移動経路を生成し、移動装置１２を制御して、自律移動装置１を移動経路に沿って移動させる。この移動において、制御部１０は、障害物がない場合には目的地に直接向かうように、また障害物がある場合には迂回点生成部１５が生成した迂回点に向かいつつ目的地に向かうように移動装置１２を制御する。この制御部１０を構成するため、ＣＰＵやメモリや外部記憶装置や表示装置や入力装置などを備えた一般的な構成を備えた電子計算機と、その上のプロセスまたは機能の集合を用いることができる。

環境情報取得センサ１１は、例えば、車体の前面下部中央に備えられて前方ｘ方向の走行面上を水平にスキャンするレーザレーダ２を用いて構成されている（図２）。レーザレーダ２は、そのスキャン面内で所定一定角度でレーザビームを振って、所定の半径を有する前方の半円形の障害物検出エリアＳにおいて、物体や障害物までの距離を取得する距離センサである。レーザレーダ２は、例えば、測定距離８ｍ、進行方向左右±９０゜の範囲を０．５゜毎に測距する。環境情報取得センサ１１は、例えば、一定の制御周期のもとで間欠的にスキャンを行って、１回のスキャン毎に取得する距離データの集合を各時点における環境情報（センサ情報）として記憶部１６に記憶させる。また、環境情報取得センサ１１として、レーザレーダ２の他に、周囲の障害物までの距離を測定するように構成した超音波センサや、赤外線センサなどを用いることができる。また、撮像した画像を処理して障害物までの距離を測定する画像距離センサなどを用いることができる。また、障害物検出エリアＳは、前方の半円形の範囲とは限らず、より狭い角度範囲や、より広い角度範囲とすることができる。これらのセンサからの環境情報に基づいて障害物検出、障害物との衝突回避、自己位置認識などが行われる。

移動装置１２は、例えば電池ＢＴで駆動されるモータと駆動輪１２ａ（図２）などを備えて構成される。このモータには、その回転数や回転速度を計測するエンコーダが設けられている。制御部１０は、このエンコーダの出力によって移動距離や移動方向を大略知ることができ、自律移動装置１は、このような情報をもとにデッドレコニング（推定航法）を行って自律的に移動する。

自己位置認識部１３は、センサ情報のデータを処理して、壁などの環境構成物情報や位置認識用に設けられたランドマークなどを抽出する。これらの特徴的な環境構成物情報などは、記憶部１６に記憶されている走行領域の地図情報に含められている。そこで、抽出物の位置を地図情報と比較することにより自律移動装置１の自己位置が取得され認識される。このようにして取得された自己位置の情報によって、デッドレコニングによる推定自己位置が修正される。自己位置認識部１３によって取得された自己位置情報は、記憶部１６に記憶され、制御部１０や経路生成部１４によって適宜参照される。

経路生成部１４は、例えば、外部から指示された目標位置（最終の目的地）に向かって移動するために、記憶部１６に記憶された複数のノードから自律移動用の移動経路を構成するためのノードを選択し、その選択したノードを順次接続して目標位置までの移動経路を生成する。移動経路を構成するための複数のノードの位置やノード間の接続関係は、走行パラメータとして記憶部１６に記憶されている。

次に、自律移動装置１による基本的な移動の様子を説明する。図３に示すように、障害物検出エリアＳに障害物３が存在すると、レーザレーダ２によって障害物検出点ｐが障害物３の表面位置として検出される。制御部１０は、各障害物検出点ｐの回りに一定半径の円領域から成る危険領域Ｂを設定する。危険領域Ｂは、自律移動装置１が通過できない領域であり、自律移動装置１の移動経路がその領域に交わると、自律移動装置１と障害物３との衝突が発生する危険性のある領域である。また、自律移動装置１から見て、危険領域Ｂの背後の領域も危険領域、すなわち安全が保障されない領域である。少なくとも障害物検出エリアＳの中で、危険領域Ｂおよびその背後の領域を除いた領域が安全領域Ａとなる。危険領域Ｂの半径をｒ、自律移動装置１の幅をｗ、安全余裕をδとして、半径ｒを、ｒ＝ｗ／２＋δ、と定義することができる。安全余裕δは自律移動装置１の稼働環境条件や、移動速度などに応じて、例えば、２０ｃｍとか、幅ｗの１０％などのように適宜設定することができる。このような定義によると、安全領域Ａは移動経路を設定できる領域であり、その領域がいくら狭くても隙間がある限り移動経路を設定でき、自律移動装置１はその移動経路に沿って移動することができる。

自律移動装置１は、目標位置（不図示）に向かって移動する際、自己の位置からある距離離れた位置に、目的地Ｔを生成し次々と設定し、順次目的地Ｔに向かって移動することを繰り返す。そのような目的地Ｔとして、例えば、移動経路を形成しているノードの位置を用いることができる。従って目的地Ｔは、自律移動装置１が移動するにつれ、順次更新される。自律移動装置１の制御部１０は、目的地Ｔと自己位置との間に障害物３、従って危険領域Ｂがあると、目的地Ｔに向けて直線的に直接移動できないと判断する。すると、迂回点生成部１５が、その危険領域Ｂを回避することができる迂回点Ｍを生成する。迂回点Ｍは、自律移動装置１から所定の第１の距離Ｄの位置であって、目的地Ｔに近い方向、かつ危険領域Ｂと交わらずに直接移動できる方向に設定される。経路生成部１４は、その迂回点Ｍの位置に向かう移動経路を生成する。制御部１０は、移動装置１２を制御して移動経路に沿って迂回点Ｍに向かうように自己を移動させ、その移動の途中で、順次取得される環境情報に応じて、さらに次の迂回点Ｍ１を生成して迂回点Ｍ１に向かうように自己を移動させる。制御部１０は、このような移動を順次行い、目的地Ｔに直接移動できるようになると、目的地Ｔの方向に移動させる（図２９、図３０参照）。

図４は、安全領域Ａ設定の変形例を示す。この安全領域Ａは、障害物検出エリアＳにおいて、レーザレーダ２の中心位置を中心とする円であって各危険領域Ｂに手前側で接する円の内側の領域、および、レーザレーダ２の中心位置から広がる、各危険領域Ｂに交わらない放射状の領域を合わせた領域である。このような安全領域Ａの設定によると、安全領域Ａの境界の数学的な記述が、複数の一定距離範囲すなわち円弧と角度境界直線とだけで可能であり単純化されるので、制御部１０における演算処理が容易である。なお、安全領域Ａは、障害物検出エリアＳと危険領域Ｂとに基づいて、図３、図４に示すような方法または他の方法によって適宜設定することができるので、以下では主に危険領域Ｂのみが図示される。

次に、図５、図６によって、迂回点Ｍを次々と生成しながら障害物（各危険領域Ｂ）を回避して移動する例を説明する。図５（ａ）に示すように、移動の目的地Ｔに向かう方向における直進経路上に障害物があり、環境情報取得センサ１１によって検出された障害物検出点ｐ１，ｐ２，ｐ３に危険領域Ｂが設定され、その危険領域Ｂの間には隙間がなく、通り抜けられないという状況を想定する。この場合、迂回点生成部１５は、例えば、障害物検出点ｐ３側を迂回するように迂回点Ｍ１を生成する。迂回点Ｍ１が設定されると自律移動装置１が迂回点Ｍ１に向けて移動する。自律移動装置１の稼働中において、それぞれ所定の制御周期のもとで、または同一の制御周期のもとで、環境情報取得センサ１１は環境物情報の取得を繰り返し行い、迂回点生成部１５は制御部１０の制御のもとで迂回点の生成を繰り返す。

図５（ｂ）に示すように、自律移動装置１が迂回点Ｍ１を設定した次の制御周期において、次の迂回点Ｍ２が生成される。このように迂回点を続けて生成する場合に、迂回点生成部１５は、前回に生成した迂回点Ｍ１に向かう方向ｍからの角度が予め設定した許容角度αの範囲内となる方向に次の迂回点Ｍ２を生成する。自律移動装置１から迂回点Ｍ１を見た方向が方向ｍであり、この方向ｍからそれぞれ左右に許容角度αだけ振った方向が方向Ｌ、方向Ｒである。迂回点Ｍ２は、方向Ｌと方向Ｒとの間に生成されている。

図６（ａ）に示すように、迂回点生成部１５が迂回点Ｍ３を生成し、制御部１０が移動装置１２（移動手段）を制御して自己を迂回点Ｍ３に向かわせると、図６（ｂ）に示すように、目的地Ｔに向かうようになる。つまり、移動の目的地Ｔに向かう方向における直進経路上に環境情報取得センサ１１によって障害物が検出されたときに、迂回点生成部１５が、その障害物を回避するために迂回点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を逐次生成し、制御部１０が、迂回点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に順次向かうように移動装置１２を制御する。すると、最終的に迂回点Ｍ４（不図示）が、目的地Ｔと方向が一致することになり、その後は、目的地Ｔに向けて直接移動することができる。

上述のように、２番目の迂回点Ｍ２以降は、前回に生成した迂回点に向かう方向からの角度が予め設定した許容角度の範囲内となる方向に生成される。迂回点Ｍ２は迂回点Ｍ１の方向から、迂回点Ｍ３は迂回点Ｍ２の方向から、迂回点Ｍ４は迂回点Ｍ３の方向から、それぞれ許容角度αの範囲内となる角度方向に生成されている。

また、通常、迂回点生成部１５は、障害物に邪魔されることなく予め設定した第１の距離Ｄを直線的に移動できる方向であって、目的地Ｔの方向の左右に関して前回生成した、例えば迂回点Ｍ１がある側における目的地Ｔの方向に近い方向に次の迂回点Ｍ２を生成する。なお、通常は、第１の距離Ｄを移動する前に新たな迂回点が生成されるので、自律移動装置１は、必ずしも第１の距離Ｄの全距離を移動するとは限らない。また、図５、図６において３つの迂回点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を示したが、迂回点の生成点数は、一般に、自律移動装置１の移動速度や、各動作の制御周期などに依存して種々増減するものである。また、図中の迂回点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３は、多数の迂回点から抜き取った代表点を示したものであると考えることができる。

次に、図７によって目的地までの移動の処理を説明する。自律移動装置１が、目的地Ｔを設定して（Ｓ０）、目的地Ｔに向けて移動開始後（Ｓ１）、目標位置に着いたか否かが判断され（Ｓ２）、着いていれば処理は終了し（Ｓ２でＹｅｓ）、着いていなければ（Ｓ２でＮｏ）、環境情報取得センサ１１によって環境情報を取得する（Ｓ３）。現在位置から目的地Ｔに向かう直線経路上に障害物、従ってその周辺の危険領域Ｂがあるか否か判断し（Ｓ４）、なければ（Ｓ４でＮｏ）、制御はステップ（Ｓ０）に戻されて、上記処理が繰り返される。

直線経路上に危険領域Ｂがあれば（Ｓ４でＹｅｓ）、迂回点生成部１５が、その危険領域Ｂを回避するために迂回点Ｍ１を生成し（Ｓ５）、自律移動装置１が、迂回点Ｍ１に向けて移動する（Ｓ６）。移動中に環境情報の取得処理がなされ（Ｓ７）、迂回点生成部１５がその環境情報を参照して、前回の迂回点Ｍ１の方向から許容角度α内の方向に、次の迂回点Ｍ２を生成する（Ｓ８）。自律移動装置１は、迂回点Ｍ２に向けて移動し（Ｓ９）、迂回点の方向と目的地Ｔの方向とが一致したか否かが判断される（Ｓ１０）。迂回点と目的地Ｔの方向とが一致したならば（Ｓ１０でＹｅｓ）、制御はステップ（Ｓ０）に戻され、一致していなければ（Ｓ１０でＮｏ）、制御はステップ（Ｓ７）に戻され、それ以下のステップの処理が繰り返される。この繰り返し処理の中で、迂回点Ｍ３，Ｍ４等が順次生成され、最後に迂回点の方向が目的地Ｔの方向に一致し、自律移動装置１が目的地Ｔに直接移動可能となる。自律移動装置１は、設定した目的地Ｔを順次経由し、最終的に目標位置に到着して、自律移動装置１の移動処理が終了する。

第１の実施形態によれば、目的地との間に障害物が検出されたときに、許容角度α（左右で２α）内という角度制限のもとで逐次生成される迂回点に順次向かいつつ目的地に向かうように移動するので、順次生成される迂回点の方向が大きく変動することなく、効率的にスムーズな移動を実現できる。また、制限された角度範囲内で移動距離（第１の距離）を確保し、かつ目的地に近づく方向に迂回点を生成するので、効率的な移動を実現できる。

（第１の実施形態の実施例）
図８乃至図１２は第１の実施形態の実施例について示す。本実施例は、迂回点生成の手順を具体的に説明する。図８に示すように、座標系を設定する。ｘｙ座標系は、自律移動装置１と共に移動する座標系であり、座標系ＸＹは自律移動装置１の稼働領域に固定された絶対座標系である。記憶部１６に記憶されている地図情報は、通常、この絶対座標系ＸＹによって記述される。座標系ｘｙの原点は、レーザレーダ２のスキャン中心に設定されており、ｘ軸の方向は自律移動装置１の中心を通る進行方向である。座標系ｘｙの原点から見た迂回点Ｍ、目的地Ｔの方向を、方向ｍ、方向Ｔと表す。また、方向ｍから左右に許容角度αだけ角度を振った角度位置に方向Ｌ、方向Ｒが設定されている。各方向ｍ，Ｔ等の角度は、それぞれｘ軸から反時計回りを正方向として、角度θｍ，θｔ等と表される。方向Ｌ，Ｒの角度をθＬ，θＲとすると、θＬ＝θｍ＋α、θＲ＝θｍ−α（ただし、α＞０）である。許容角度αは、例えば、α＝４５゜，２α＝９０゜とされる。このαの値は、自律移動装置１の稼働環境や、自律移動装置１の外形形状、移動速度などに応じて、また、環境情報取得センサ１１の機能や構成、障害物検出エリアＳの形状などに応じて、適宜設定でき、また、稼働中に動的に変更することができる。なお、以下では、迂回点Ｍの次の迂回点を迂回点Ｍｎと表すことにする。

（第１の実施例）
図９（ａ）はθｔ≧θＬ≧θｍ≧θＲの状態を表し、図９（ｂ）はθＬ≧θｍ≧θＲ≧θｔの状態を表している。つまり、これらの状態は、目的地Ｔが、許容角度範囲２αから外れている状態である。迂回点生成部１５は、許容角度範囲２αの中で、方向Ｔに近い側から、角度方向θ１や角度方向φ１のように、角度θＬから角度θＲまで、または角度θＲから角度θＬまでサーチして、危険領域Ｂと交わらずに第１の距離Ｄを進むことが可能な最初の点を次の迂回点Ｍｎとする。なお、第１の距離Ｄを進むことができない場合、その範囲で最大に進むことができる距離の点を迂回点Ｍｎとする。

（第２の実施例）
図１０（ａ）はθＬ≧θｔ≧θｍ≧θＲの状態を表し、図１０（ｂ）はθＬ≧θｍ≧θｔ≧θＲの状態を表している。つまり、これらの状態は、目的地Ｔが許容角度範囲２αの内部にある状態である。迂回点生成部１５は、角度方向θ２や角度方向φ２のように、角度θｔから角度θＲまで、または角度θｔから角度θＬまでサーチして、危険領域Ｂと交わらずに第１の距離Ｄを進むことが可能な最初の点を次の迂回点Ｍｎとする。言い換えると、迂回点生成部１５は、障害物に邪魔されることなく第１の距離Ｄを直線的に移動できる方向であって、目的地Ｔの方向の左右に関して前回生成した迂回点がある側における目的地Ｔの方向に近い方向に次の迂回点Ｍｎを生成する。

（第３の実施例）
図１１（ａ）はθＬ≧θｔ≧θｍ≧θＲの状態を表し、図１１（ｂ）はθＬ≧θｍ≧θｔ≧θＲの状態を表している。これらの状態は、図１０（ａ）（ｂ）の各状態と同じであ。この第３の実施例では、角度方向θ３，θ４，θ５、または角度方向φ３，φ４，φ５のようにサーチする。

角度方向θ３またはφ３のように、角度θｔから角度θｍまでサーチして、危険領域Ｂと交わらずに第１の距離Ｄを進むことが可能な最初の点を次の迂回点Ｍｎとする。サーチ範囲（θ３またはφ３）において可能な点が得られない場合は、その範囲で最大に進むことができる距離の点を候補ｃｄ１として記憶する。

上記によっては次の迂回点Ｍｎが得られない場合、角度方向θ４のように角度θｍから角度θＲまで、または、角度方向φ４のように角度θｍから角度θＬまでサーチして、危険領域Ｂと交わらずに第１の距離Ｄを進むことが可能な最初の点を次の迂回点の候補ＯＡ２とする。これを言い換えると、迂回点生成部１５は、目的地Ｔの方向が前回生成した迂回点Ｍに向かう方向ｍから許容角度αの範囲内にある場合であって、目的地Ｔの方向と前回生成した迂回点Ｍの方向ｍとの間に次の迂回点Ｍｎを生成することができない場合には、前回生成した迂回点Ｍの方向ｍの左右に関して目的地Ｔがある側とは反対側に次の迂回点Ｍｎ（迂回点の候補ＯＡ２）を生成することになる。サーチ範囲（θ４またはφ４）で可能な点が得られない場合は、その範囲で最大に進むことができる距離の点を候補ｃｄ２として記憶する。

上記のサーチ範囲（θ３，θ４またはφ３，φ４）において次の迂回点Ｍｎが得られない場合、角度方向θ５のように角度θｔから角度θＬまで、または、角度方向φ５のように角度θｔから角度θＲまでサーチして、危険領域Ｂと交わらずに第１の距離Ｄを進むことが可能な最初の点を次の迂回点の候補ＯＡ３とする。これを言い換えると、迂回点生成部１５は、目的地Ｔの方向の左右に関して前回生成した迂回点Ｍがある側に次の迂回点Ｍｎを生成することができない場合には、前回生成した迂回点Ｍがある側とは反対側に次の迂回点Ｍｎ（迂回点の候補ＯＡ３）を生成することになる。

サーチ範囲（θ５またはφ５）で可能な点が得られない場合は、その範囲で最大に進むことができる距離の点を候補ｃｄ３として記憶する。この状況は、許容角度α（左右で２α）の範囲に次の迂回点Ｍｎが得られていないことを意味する。この場合、候補ｃｄ１，ｃｄ２，ｃｄ３のうち最長距離の点を次の迂回点Ｍｎとする。

上述のように、最初のサーチ範囲（θ３またはφ３）で次の迂回点Ｍｎが得られない場合に、サーチ範囲（θ４またはφ４）で次の迂回点Ｍｎをサーチするというサーチ手順によれば、前回の移動経路変更に伴って変更された移動方向の角度変更の方向と同じ角度変更方向側に次の迂回点Ｍｎを生成することになるので、スムーズな移動を実現できる。すなわち、もしも前回生成した迂回点Ｍの方向の左右に関して目的地Ｔがある側に次の迂回点Ｍｎを生成すると、目的地Ｔの方向と前回生成した迂回点Ｍの方向とのなす角度以上の角度変化が必然的に発生するが、この必然の角度変化を回避することができる。また、迂回点の候補ＯＡ３が得られない場合に、候補ｃｄ１，ｃｄ２，ｃｄ３等を用いることにより、少なくとも、予め設定した許容角度α（左右で２α）の範囲内で、距離条件を弛めて、次の迂回点Ｍｎを生成できる可能性を高めることができ、効率的にスムーズな移動を実現できる。なお、迂回点の候補ＯＡ２が得られた場合に、迂回点の最適化のために、さらにサーチ範囲（θ５またはφ５）をサーチするようにしてもよい。すなわち、この追加のサーチによって迂回点の候補ＯＡ２と候補ＯＡ３とがともに得られた場合、これらの候補から、角度θｔとの角度差（絶対値）が小さい方を次の迂回点Ｍｎとすることができる。

（第１の実施形態における各角度方向の関係）
図１２は、第１の実施形態において次の迂回点Ｍｎを設定する際の各角度方向の関係をまとめたものである。（ケース１）と（ケース２）とは互いに角度反転した関係になっている。図中のθ１〜θ５，φ１〜φ５を添えた矢印の向きと長さは、それぞれ、次の迂回点Ｍｎをサーチするため角度を変化させる方向と、サーチする角度範囲とを示している。図１２（ａ）は、次の迂回点Ｍｎを所定の許容角度範囲２α内に生成することを示している。図１２（ｂ）の（ｂ１）は、目的地Ｔが許容角度範囲２αの外にあるとき、目的地Ｔに近い側に次の迂回点Ｍｎを生成することを示している。図１２（ｂ）の（ｂ２）は、目的地Ｔが許容角度範囲２αの中にあるとき、自律移動装置１が前回の迂回点Ｍに向かうために姿勢を変更した方向側に次の迂回点Ｍｎを生成するようにして、姿勢の変化を抑制することを示している。図１２（ｃ）は、目的地Ｔの方向と前回の迂回点Ｍの方向との間に次の迂回点Ｍｎを生成することを示している。

図１２（ｄ）は、目的地Ｔの方向と前回の迂回点Ｍの方向との間に次の迂回点Ｍｎを生成できなかった場合に、前回の迂回点Ｍを越えた側に次の迂回点Ｍｎを生成することを示している。図１２（ｅ）は、目的地Ｔの方向の左右に関して前回の迂回点Ｍの側に次の迂回点Ｍｎを生成することができなかった場合に、反対側に次の迂回点Ｍｎを生成することを示している。図１２（ｆ）は、目的地Ｔの方向と前回の迂回点Ｍの方向との間に次の迂回点Ｍｎを生成できなかった場合に、その両側の角度範囲において目的地Ｔに近い方向に、次の迂回点Ｍｎを生成することを示している。

（第２の実施形態）
図１３、図１４は第２の実施形態について示す。図１３においてプロットされている白抜き点は、例えば図１４における自律移動装置１の前方の角度π（ラジアン）の範囲における所定角度毎に移動可能な距離、すなわち、危険領域Ｂの境界上の白抜きの点ｑ、または第１の距離Ｄを半径とする円上の点ｑまでの距離ρを示している。なお、図１４中の黒点は、レーザレーダ２によって障害物の表面位置として検出された障害物検出点ｐである。図１３に示すように、迂回点生成部１５は、許容角度範囲２α内に第１の距離Ｄを確保できないことにより次の迂回点Ｍｎを生成することができない場合には、予め前記第１の距離Ｄよりも短く設定した第２の距離Ｄ２以上の距離を障害物に邪魔されることなく移動できる方向であって目的地Ｔの方向に近い方向に次の迂回点Ｍｎを生成する。すなわち、迂回点を生成するために設けた距離に関する条件を緩和することにより、第２の距離Ｄ２を越えて角度θｔに近い点である図中の矢印で示した点が、次の迂回点Ｍｎとして生成される。また、図１４に示すように、第２の距離Ｄ２を越えて角度θｔに近い点が、危険領域Ｂの境界近傍に選択され、次の迂回点Ｍｎとして生成されている。

なお、図１４において、第１の距離Ｄや第２の距離Ｄ２の基準点が、レーザレーダ２の中心位置ではなく、自律移動装置１の中心に設定されている。このような基準点の位置は、自律移動装置１やその稼働環境に応じて適切に設定することができ、また、必要に応じて適宜変更することができる。例えば、上述の図８において、座標系ｘｙの原点をレーザレーダ２の中心に設定しているが、レーザレーダ２の中心を基準にして測定された距離は、座標変換によって自律移動装置１の中心からの距離に変換することができる。

第２の実施形態によれば、次の迂回点Ｍｎを生成するための距離の条件を緩和するので、また、目的地Ｔの方向に近い方向に次の迂回点Ｍｎを生成するので、例えば、壁の付近における障害物を回避して移動することが可能となり、効率的にスムーズな移動を実現できる。

（第３の実施形態）
図１５、図１６は第３の実施形態について示す。点ｐ，ｑ等の意味は上述の第２の実施形態と同様である。図１５に示すように、迂回点生成部１５は、許容角度範囲２α内に第１の距離Ｄを確保できないことにより次の迂回点Ｍｎを生成することができない場合には、予め第１の距離Ｄよりも短く設定した第３の距離Ｄ３以上の距離を障害物に邪魔されることなく移動できる最長の距離の方向に次の迂回点Ｍｎを生成する。すなわち、迂回点を生成するために設けた距離に関する条件を緩和することにより、第３の距離Ｄ３を超える最長の距離となる点である図中の矢印で示した点が、次の迂回点Ｍｎとして生成される。また、図１６に示すように、第３の距離Ｄ３を超える最長の距離となる点が、壁Ｗにおける危険領域Ｂの境界近傍に選択され、次の迂回点Ｍｎとして生成されている。

第３の実施形態によれば、次の迂回点Ｍｎを生成するための距離の条件を緩和すると共に、最長の距離を移動できる方向に次の迂回点Ｍｎを生成するので、壁などの障害物に近づきながら、移動経路を探索して設定でき、移動の継続を図ることができる。

（第３の実施形態の変形例）
図１７、図１８は第３の実施形態の変形例について示す。図１７にプロットされている白抜き点等の意味は上述の第２の実施形態と同様である。本変形例は、図１７に示すように、許容角度範囲２α内に、第３の距離Ｄ３を移動できるような点が得られない場合に、大きく視点を変更する例を示すものである。すなわち、制御部１０は、迂回点生成部１５が、第１の距離Ｄを緩和した第３の距離Ｄ３を確保できないことにより次の迂回点Ｍｎを生成することができない場合に、自己が現在向いている方向から予め設定した回転角度ψだけ回転した左右のいずれかの方向のうち障害物、従って危険領域までの距離がより遠い方向に回転角度ψだけ自己を回転させる。その回転した方向において次の迂回点Ｍｎが生成される（この迂回点Ｍｎは、ある意味、最初の迂回点と考えることもできる）。図１７の例では、右側に回転することにより、障害物までの距離がより遠い点である図中の矢印で示した点が、次の迂回点Ｍｎとして生成される。図１８は、このような回転における角度関係を示している。回転角度ψ１，ψ２は通常同じ角度であり、例えば、ψ１＝ψ２＝９０゜とされる。回転した方向ｔ１，ｔ２のいずれかにおいて、次の迂回点Ｍｎの生成が図られる。なお、回転角度ψ１，ψ２は、それぞれ、記憶部１６に記憶している地図情報における壁などの情報を参照して、動的に設定することもできる。この変形例によれば、適切な方向に次の迂回点Ｍｎを生成できない場合に、新たな可能性のもとで次の迂回点Ｍｎの生成を図ることができ、移動の継続を図ることができる。

（第４の実施形態）
図１９、図２０は第４の実施形態について示す。点ｐ，ｑ等の意味は上述の第２の実施形態と同様である。図１９に示すように、迂回点生成部１５は、第１の距離Ｄを確保できないことにより次の迂回点Ｍｎを生成することができない場合には、予め設定した方法に基づいて、または、予め設定した値を用いて、第１の距離Ｄを、より短い距離Ｄｎに置き換える。このような距離Ｄｎを適用することにより、距離Ｄｎを超える距離となる点である、図中の矢印で示した点が、次の迂回点Ｍｎとして生成される。また、図２０に示すように、廊下などの狭い通路を移動する場合など、左右の壁Ｗの中央付近に障害物による危険領域Ｂが存在するときに、距離Ｄｎを適用して、自律移動装置１の前方に延びる矢印で示すように、次の迂回点Ｍｎを生成する余地を見いだすことができる。距離Ｄｎを適用する状況として、例えば、レーザレーダ２（環境情報取得センサ１１）の障害物検出エリアＳの大部分、例えば、９０％以上の角度範囲で第１の距離Ｄが得られないときなどが考えられ、この場合に第１の距離Ｄを狭くすればよい。第４の実施形態によれば、次の迂回点Ｍｎを生成するための距離の条件を緩和するので、狭い通路などでも次の迂回点Ｍｎを生成して移動することができる。なお、図２０において、障害物である壁Ｗの手前に、これまで述べた円形の危険領域Ｂとは異なる四角状の危険領域Ｂが設定されている。このような四角状の危険領域Ｂは、円形の危険領域Ｂが密接して連続した領域と考えることができる。

（第５の実施形態）
図２１（ａ）〜（ｅ）は第５の実施形態について示す。本実施形態は、図２１（ａ）に示すように、障害物の間を縫って、目的地Ｔまで移動経路ａに沿って移動する例を示すものであり、上述した第１，２，３の実施形態における次の迂回点Ｍｎの生成方法が適宜選択されて適用される。特に、第１，２，３の距離Ｄ，Ｄ２，Ｄ３が効果的に適用される。図２１（ａ）では、第１の距離Ｄに適合する方向が存在するので、許容角度２αの範囲内で第１の距離Ｄを進むことができる方向へ移動する。図２１（ｂ）では、第１の距離Ｄに適合する方向が存在しないので、許容角度２αの範囲内で第２の距離Ｄ２を進むことができる方向であって目的地Ｔに一番近い方向へ移動する。

図２１（ｃ）（ｄ）では、いずれも、第１，２の距離Ｄ，Ｄ２に適合する方向が存在しないが第３の距離Ｄ３に適合する方向が存在するので、それぞれ、許容角度２αの範囲内で第３の距離Ｄ３より大きい、最大進める方向へ移動する。図２１（ｅ）では、第１の距離Ｄに適合する方向が存在するので、許容角度２αの範囲内で第１の距離Ｄを進むことができる方向へ移動する。これにより目的地Ｔへ移動することができる。上記の方法を用いることにより、壁などの近くに障害物がある場合や、複数の障害物の間の狭い空間を縫って移動することが可能となる。

（第６の実施形態）
図２２、図２３は第６の実施形態について示す。本実施形態は危険領域Ｂの設定方法に関する。図２２は、壁Ｗなどの環境に固定された障害物と、その壁Ｗの近くに他の障害物が検出され、これらにおける各障害物検出点ｐに設定された危険領域Ｂに阻まれて目的地Ｔに移動するための経路が生成できない状況を示す。ところで、壁Ｗなどの環境に固定された障害物は、人や他の移動装置などの移動する障害物と比べて、より接近してもなお安全に移動することができる。そこで、図２３に示すように、壁Ｗなどのように、位置が地図情報に設定されて記憶部１６に記憶されている障害物については、障害物検出点ｐに設定する円形の危険領域Ｂを狭くする。これによって、目的地Ｔまでの移動経路ａが設定可能となる。このような移動経路ａを設定可能とする他の方法として、環境情報取得センサ１１によって検出された障害物までの距離を、検出された距離よりも遠くに換算するようにしてもよい。この場合は、円形の危険領域Ｂを共通の大きさとすることができる。

第６の実施形態によれば、次の迂回点Ｍｎを生成できる領域、すなわち安全領域Ａを広くできるので、狭い通路などでも迂回点Ｍｎを生成して移動することができる。また、壁Ｗなどの記憶している障害物に対して、移動体などの障害物と同様に安全領域を設定すると迂回点が目的地の方向とは反対側に生成される事態が起こり得るが、安全領域を広くすることにより、このような事態を回避することができる。

（第７の実施形態）
図２４、図２５は第７の実施形態について示す。本実施形態は、上述の第１乃至第６の実施形態において、目的地Ｔに向かう方向と前回生成した迂回点Ｍに向かう方向との間の角度が所定の角度よりも大きい場合には、許容角度αを大きくするものである。図２４（ａ）（ｂ）に示すように、自律移動装置１は、壁Ｗからなる障害物と、壁Ｗに近接した点状の障害物が存在し、壁Ｗに沿った移動可能領域を通って点状障害物の背後の目的地Ｔに移動しようとしている。ところが、図２４（ｃ）の状態において、許容角度２αの範囲内に設定された迂回点Ｍｘは、目的地Ｔから一番離れた角度位置に生成されている。

図２５（ａ）は、図２４（ｃ）の状態に続く時系列の状態を示し、自律移動装置１は、壁Ｗに、より接近している。また、迂回点Ｍｘは、前記同様に目的地Ｔから一番離れた位置に生成されている。このような状況に陥ったときに、図２５（ｂ）に示すように、許容角度αをより大きな許容角度β、α＜βに変更することにより、目的地Ｔに近く、かつ、目的地Ｔへの移動経路を生成可能な位置に、迂回点Ｍを生成することができる。なお、迂回点Ｍは許容角度２βの範囲内で一番遠くに移動できる方向および位置に生成されている。例えば、方向ｍが壁Ｗの面と交わる角度の関係から、迂回点Ｍｘよりも、迂回点Ｍの方がより遠くに位置していることが分かる。図２５（ｂ）に示す状態において、自律移動装置１から見て、迂回点Ｍｘの方向と、目的地Ｔの方向との間の角度は、１８０゜近くの大きな角度となっている。そこで、このように両方向間の角度が、例えば角度閾値１７０゜を超えたなら、許容角度を変化させることにすればよい。

第７の実施形態によれば、迂回点を生成するための角度の条件を緩和するので、狭い通路などでも迂回点を生成して移動することができる。また、壁Ｗの付近における障害物を回避して壁側を移動する場合などに、目的地Ｔの方向に移動可能でもあるにもかかわらず目的地Ｔの方向とは反対側に迂回点Ｍが生成される事態が起こり得るが、角度の条件、すなわち許容角度を緩和することにより、このような事態を回避することができる。

（第８の実施形態）
図２６、図２７は第８の実施形態について示す。本実施形態は、上述の第１乃至第７の実施形態において、第１の距離Ｄを自律移動装置１の移動速度に応じて変化させるものである。ここで移動速度ｖ１，ｖ２を、ｖ１＞ｖ２のように定義する。図２６に示すように、速い速度ｖ１で移動する場合には、第１の距離Ｄａとし、図２７に示すように、遅い速度ｖ２で移動する場合には、第１の距離Ｄｂとする。ここで、Ｄａ＜Ｄｂである。すなわち、速度が速いほど第１の距離Ｄを長く設定する。

第８の実施形態によれば、例えば、速い移動速度で移動中には第１の距離を長くすることで、障害物との距離をとり、より安全に走行することができると共に、より早く障害物回避を開始して速度を落とすことなくスムーズに移動することができる。また、障害物が多く存在する環境下では障害物までの遠近に応じて移動速度を増減する調整を行うと共に、移動速度の増減に応じて第１の距離を増減変化させることで、移動環境の状況に応じた細やかな迂回点生成とスムーズな移動を行うことができる。

（第９の実施形態）
図２８（ａ）（ｂ）は第９の実施形態について示す。本実施形態は、上述の第１乃至第８の実施形態において、迂回点生成部１５は、環境情報取得センサ１１によって検出される障害物上の各測定点からの所定距離範囲（危険領域Ｂ）を除いた手前側の領域を障害物に邪魔されることなく移動できる安全領域Ａに設定して安全領域Ａに迂回点を生成しており、危険領域Ｂを自律移動装置１の移動速度に応じて変化させるものである。図２８（ａ）（ｂ）において、移動速度ｖ１，ｖ２は、ｖ１＞ｖ２であり、これらの速度に対応して、円形の危険領域Ｂの半径ｄ１，ｄ２は、ｄ１＞ｄ２である。すなわち、自律移動装置１が速い速度の場合には障害物と距離をより大きくとることにより、より安全に移動することができ、効率的にスムーズな移動を実現できる。

（第１０の実施形態）
本実施形態は、上述の第１乃至第９の実施形態において適用されるものであり、環境情報取得センサ１１によって検出される障害物上の各測定点（障害物検出点ｐ）の位置であって環境情報取得センサ１１の計測範囲、すなわち、障害物検出エリアＳから離れた位置の情報が記憶部１６に一定時間、記憶保持されており、迂回点生成部１５は、環境情報取得センサ１１によって逐次検出される測定点に加え、前記記憶されている各測定点の位置の情報を参照して前記迂回点を生成するものである。また、前記一定時間は、自律移動装置１が一定距離を移動する時間とすることができる。このような記憶された測定点を用いる実施形態によれば、環境情報取得センサ１１の計測範囲から離れた障害物であっても、その障害物の位置を認識できるので、迂回点を適切に生成でき、効率的にスムーズな移動を実現できる。

なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。例えば、上述した各実施形態の構成を互いに組み合わせた構成とすることができる。

１ 自律移動装置（自己）
１０ 制御部
１１ 環境情報取得センサ
１２ 移動装置（移動手段）
１５ 迂回点生成部
１６ 記憶部
３ 障害物
Ａ 安全領域
Ｂ，Ｂ１〜Ｂ５ 危険領域（所定距離範囲）
Ｄ 第１の距離
Ｄｎ 短くした第１の距離
Ｄ２ 第２の距離
Ｄ３ 第３の距離
Ｍ，Ｍ２，Ｍ３，Ｍｎ，Ｍｘ 迂回点
Ｔ 目的地
Ｗ 障害物（壁）
ｍ 迂回点に向かう方向
ｖ１，ｖ２ 移動速度
α，β 許容角度
ψ 回転角度

Claims (14)

1. 自己の周囲の環境物の位置の情報を取得する環境情報取得センサと、前記環境情報取得センサにより取得した環境情報を基に移動手段を制御して自己の位置を移動させる制御部と、を備えて、環境物との衝突を回避しつつ自律的に移動する自律移動装置において、
   目的地に向かう経路上に前記環境情報取得センサによって障害物が検出されたときに、その障害物を回避するための迂回点を順次生成する迂回点生成部を備え、
   前記制御部は、前記環境情報取得センサによって障害物が検出されない場合には前記目的地に直接向かうように前記移動手段を制御し、前記環境情報取得センサによって障害物が検出された場合には前記迂回点生成部が順次生成する迂回点に順次向かいつつ前記目的地に向かうように前記移動手段を制御し、
   前記迂回点生成部は、前回生成した迂回点に向かう方向からの角度が予め設定した許容角度の範囲内となる方向に次の迂回点を生成し、
   前記許容角度の範囲は、前記環境情報取得センサの角度範囲よりも狭く、かつ前記環境情報取得センサの角度範囲に含まれることを特徴とする自律移動装置。
2. 前記迂回点生成部は、前記目的地に向かう方向を中心として前回生成した迂回点がある側において、障害物に邪魔されることなく予め設定した第１の距離を直線的に移動できる方向に、次の迂回点を生成することを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。
3. 前記迂回点生成部は、前記目的地に向かう方向が前回生成した迂回点に向かう方向から前記許容角度の範囲内にある場合であると共に、前記目的地に向かう方向と前回生成した迂回点に向かう方向との間に次の迂回点を生成することができない場合には、前回生成した迂回点に向かう方向を中心として前記目的地がある側とは反対側に次の迂回点を生成することを特徴とする請求項２に記載の自律移動装置。
4. 前記迂回点生成部は、前記目的地に向かう方向を中心として前回生成した迂回点がある側に次の迂回点を生成することができない場合には、前回生成した迂回点がある側とは反対側に次の迂回点を生成することを特徴とする請求項３に記載の自律移動装置。
5. 前記迂回点生成部は、前記第１の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合には、予め前記第１の距離よりも短く設定した第２の距離以上の距離を移動できる方向であって前記目的地に向かう方向に近い方向に、次の迂回点を生成することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置。
6. 前記迂回点生成部は、前記第１の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合には、予め前記第１の距離よりも短く設定した第３の距離以上の距離を移動できる方向であって障害物に邪魔されることなく最長の距離を移動できる方向に、次の迂回点を生成することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置。
7. 前記制御部は、前記迂回点生成部が前記第３の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合に、自己が現在向いている方向から予め設定した回転角度だけ回転した左右のいずれかの方向のうち前記環境情報取得センサにより検出された障害物までの距離がより遠い方向に前記回転角度だけ自己を回転させることを特徴とする請求項６に記載の自律移動装置。
8. 前記迂回点生成部は、前記第１の距離を移動できないことにより次の迂回点を生成することができない場合には、予め設定した方法に基づいて前記第１の距離を短くすることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の自律移動装置。
9. 障害物の位置を地図情報として設定して記憶した記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記地図情報として設定されている障害物については、前記環境情報取得センサによって検出された障害物までの距離を、検出された距離よりも遠くに換算することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の自律移動装置。
10. 前記目的地に向かう方向と前回生成した迂回点に向かう方向との間の角度が所定の角度よりも大きい場合には、前記許容角度の範囲を大きくすることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の自律移動装置。
11. 前記第１の距離を自己の移動速度に応じて変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の自律移動装置。
12. 前記迂回点生成部は、前記環境情報取得センサによって検出される障害物における各測定点からの所定距離範囲を除いた手前側の領域を障害物に邪魔されることなく移動できる安全領域に設定して当該安全領域に迂回点を生成しており、前記所定距離範囲を自己の移動速度に応じて変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の自律移動装置。
13. 前記環境情報取得センサによって検出される障害物における各測定点の位置であって該環境情報取得センサの計測範囲から離れた位置の情報が一定時間だけ記憶される記憶部をさらに備え、
    前記迂回点生成部は、前記環境情報取得センサによって順次検出される測定点に加え、前記記憶部に記憶されている各測定点の位置の情報を参照して迂回点を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか一項に記載の自律移動装置。
14. 前記一定時間は、自己が一定距離を移動する時間であることを特徴とする請求項１３に記載の自律移動装置。

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