JP6025814B2 - 操作装置および自律移動システム - Google Patents

Description

本発明は、自律移動装置を操作するための操作装置に関する。

果樹園等のように多数の障害物が存在しかつ全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ；Global Navigation Satellite System）を使用できない環境において、運転手による運転を必要としない自律移動装置が用いられることがある。このような環境で用いられる自律移動装置は、周囲の障害物を検出するセンサを備えるとともに、地形情報および経路情報を取得可能に構成される。地形情報は、地形に固有な座標系における樹幹等の固定障害物（ランドマーク）の位置を表わす。経路情報は、自律移動装置が移動すべき移動経路を表わす。自律移動装置は、地形情報とセンサにより得られる情報とに基づいて自己位置を推定しながら、経路情報により与えられる移動経路上を自律的に移動する。

特許文献１には、自己位置の推定機能を有する自律移動装置が記載されている。自律移動装置は、周囲に存在する壁または障害物等の物体との距離を計測する測距センサを備える。自律移動装置と周囲に存在する物体との距離が計測されることによりローカルマップが取得される。取得されたローカルマップに基づいて自己位置が推定される。

特開２０１０−０７９８６９号公報

自律移動装置が経路上を移動するためには、最初の準備として、移動経路の出発点に特定の向きで自律移動装置を配置する必要がある。しかしながら、自律移動装置を任意の位置に配置した場合であっても、自律移動装置が移動経路上を移動可能であることが望まれる。

本発明の目的は、自律移動装置を任意の位置から移動させることが可能な操作装置および自律移動システムを提供することである。

（１）第１の発明に係る操作装置は、自己位置の推定機能を有する自律移動装置と通信可能な操作装置であって、地形を示す地形情報に基づいて地形画像を画面上に表示するとともに自律移動装置が移動すべき経路を示す経路情報に基づいて経路画像を地形画像上に表示する表示部と、地形画像上において発進前の自律移動装置の位置および向きを指定する操作を検出する検出部と、検出部により検出された操作に基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きを判定する判定部と、判定部により判定された位置および向きを、発進前の自律移動装置の位置および向きを示す起点情報として自律移動装置に送信する送信部とを備える。

この操作装置においては、地形を示す地形情報に基づいて地形画像が表示部の画面上に表示される。また、自律移動装置が移動すべき経路を示す経路情報に基づいて経路画像が地形画像上に表示される。地形画像上において発進前の自律移動装置の位置および向きを指定する操作が検出部により検出される。検出部により検出された操作に基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きが判定部により判定される。発進前の自律移動装置の位置および向きを示す起点情報として、判定部により判定された位置および向きが送信部により自律移動装置に送信される。

この構成によれば、自律移動装置が任意の位置に配置された場合でもあっても、自律移動装置は、起点情報に基づいて地形上の現在の位置を発進前の自己位置として推定することが可能になる。それにより、自律移動装置は、現在の位置から移動すべき経路上を自律的に移動することが可能となる。そのため、使用者は、移動すべき経路上の出発点に特定の向きで自律移動装置を配置することなく、自律移動装置を任意の位置から経路上を移動させることができる。

（２）表示部は、画面上に自律移動装置を示す指標を移動可能および回転可能に表示し、検出部は、表示部により画面上に表示された指標の位置および向きを検出し、判定部は、検出部により検出された指標の位置および向きに基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きを判定してもよい。

この場合、使用者は、画面上の指標を操作することにより地形画像上において自律移動装置の位置および向きを直感的にかつ容易に指定することができる。

（３）表示部は、地形画像および経路画像を画面上の第１の領域に表示し、指標を画面上の第２の領域に回転可能に表示するとともに、指標を第２の領域から第１の領域に移動可能に表示してもよい。

この場合、画面上の第１の領域における地形画像および経路画像と画面上の第２の領域における指標とを別個に操作することができる。そのため、地形画像および経路画像についての操作と指標についての操作とが抵触しない。これにより、操作装置の取り扱い性を向上させることができる。

（４）表示部は、地形画像および経路画像を移動可能および拡大縮小可能に表示してもよい。

この場合、使用者は、地形画像および経路画像の全体を俯瞰的に視認することができるとともに、地形画像および経路画像の一部を詳細に視認することができる。

（５）表示部は、予め定められた操作により地形画像および経路画像を固定可能に表示しかつ指標を移動可能および回転可能に表示してもよい。

この場合、画面上の地形画像および経路画像を固定することにより指標を別個に操作することができる。そのため、地形画像および経路画像についての操作と指標についての操作とが抵触しない。これにより、操作装置の取り扱い性を向上させることができる。

（６）表示部および検出部は、タッチパネルディスプレイにより構成されてもよい。

この場合、使用者は、指またはタッチペンで表示部の画面に触れることにより、地形画像上において自律移動装置の位置および向きを直感的に指定することができる。

（７）第２の発明に係る自律移動システムは、自己位置の推定機能を有する自律移動装置と、自律移動装置と通信可能な第１の発明に係る操作装置とを備え、操作装置は、起点情報を自律移動装置に送信し、自律移動装置は、移動可能に構成された本体部と、操作装置により送信された起点情報を受信する受信部と、操作装置において用いられる地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報を取得する取得部と、受信部により受信された起点情報ならびに取得部により取得された地形情報および経路情報を記憶する記憶部と、記憶部により記憶された地形情報および起点情報に基づいて地形における本体部の位置および向きを発進前の自己位置として推定する推定部と、記憶部により記憶された経路情報および推定部により推定される自己位置に基づいて本体部を発進させる制御部とを含む。

この自律移動システムの操作装置においては、地形を示す地形情報に基づいて地形画像が表示部の画面上に表示される。また、自律移動装置が移動すべき経路を示す経路情報に基づいて経路画像が地形画像上に表示される。地形画像上において発進前の自律移動装置の位置および向きを指定する操作が検出部により検出される。検出部により検出された操作に基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きが判定部により判定される。発進前の自律移動装置の位置および向きを示す起点情報として、判定部により判定された位置および向きが送信部により自律移動装置に送信される。

自律移動システムの自律移動装置においては、操作装置により送信された起点情報が受信部により受信される。操作装置において用いられる地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報が取得部により取得される。受信部により受信された起点情報ならびに取得部により取得された地形情報および経路情報が記憶部により記憶される。記憶部により記憶された地形情報および起点情報に基づいて地形における本体部の位置が発進前の自己位置として推定部により推定される。記憶部により記憶された経路情報および推定部により推定される自己位置に基づいて本体部が発進する。

この構成によれば、自律移動装置が任意の位置に配置された場合でもあっても、自律移動装置は、起点情報に基づいて地形上の現在の位置を発進前の自己位置として推定することが可能になる。それにより、自律移動装置は、現在の位置から移動すべき経路上を自律的に移動することが可能となる。そのため、使用者は、移動すべき経路上の出発点に特定の向きで自律移動装置を配置することなく、自律移動装置を任意の位置から経路上を移動させることができる。

本発明によれば、自律移動装置を任意の位置から移動させることが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る自律移動システムの構成を示す図である。 自律移動装置の構成を示すブロック図である。 タッチパネルディスプレイの画面の表示例を示す図である。 タッチパネルディスプレイの画面の表示例を示す図である。 タッチパネルディスプレイの画面の表示例を示す図である。 図１の操作装置の制御装置による起点情報送信処理を示すフローチャートである。 図１の操作装置の制御装置による起点情報送信処理を示すフローチャートである。 図２の自律移動装置の制御装置による自律移動処理を示すフローチャートである。

（１）自律移動システム
以下、本発明の一実施の形態に係る自律移動システムについて図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る自律移動システム３００の構成を示す図である。図１に示すように、自律移動システム３００は、操作装置１００および自律移動装置２００を含む。図１においては、操作装置１００のブロック図と自律移動装置２００の外観の模式図とが示される。

自律移動装置２００は、自己位置の推定機能を有し、運転手による運転操作を必要とせずに自律的に移動する。この自律移動装置２００は、例えば果樹園等のように多数の障害物が存在しかつ全地球航法衛星システム（ＧＮＳＳ；Global Navigation Satellite System）を使用できない環境において用いられる。

自律移動装置２００は、本体部２１０を備える。本実施の形態においては、自律移動装置２００は予め定められた移動経路上を移動する無人陸上車両（ＵＧＶ；Unmanned Ground Vehicle）であり、本体部２１０は車体２１１、４つの車輪２１２および検出部２２０を含む。自律移動装置２００は、自己位置を逐次推定し、推定した自己位置を位置情報として送信する。自律移動装置２００の詳細については後述する。

（２）操作装置
本実施の形態においては、図１の操作装置１００は、タッチパネルディスプレイ１０を有するスマートデバイス（smart device）である。操作装置１００は、自律移動装置２００と通信可能であり、自律移動装置２００が移動を開始する起点を自律移動装置２００に指定するために用いられる。

操作装置１００は、筐体部１１０、検出部１２０、表示部１３０、制御装置１４０、記憶部１５０、送信部１６０および受信部１７０を備える。タッチパネルディスプレイ１０は、検出部１２０および表示部１３０により構成される。筐体部１１０は、タッチパネルディスプレイ１０、制御装置１４０、記憶部１５０、送信部１６０および受信部１７０を収容する。タッチパネルディスプレイ１０の画面は、使用者が指またはタッチペン（以下、単に指と呼ぶ）により接触可能に筐体部１１０から露出する。

記憶部１５０は、例えば揮発性メモリまたはハードディスクを含む。本例においては、揮発性メモリはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ；Random Access Memory）である。記憶部１５０には、コンピュータプログラムが記憶される。また、記憶部１５０には、自律移動装置２００が移動する領域の地形を示す地形情報が記憶される。さらに、記憶部１５０には、自律移動装置２００が移動すべき経路を示す経路情報が複数記憶される。

制御装置１４０は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）を含む。制御装置１４０は、制御部１４１および判定部１４２を備える。制御装置１４０が記憶部１５０に記憶されるコンピュータプログラムを実行することにより、制御部１４１および判定部１４２の機能が実現される。

制御部１４１は、記憶部１５０に記憶された地形情報に基づいて、地形画像を表示部１３０の画面上に表示させる。また、制御部１４１は、記憶部１５０に記憶されたいずれかの経路情報に基づいて、経路画像を表示部１３０の画面の地形画像上に表示させる。さらに、制御部１４１は、表示部１３０の画面上に自律移動装置２００を示す指標を移動可能および回転可能に表示する。

検出部１２０は、表示部１３０の画面上に表示される各種画像に対して使用者が行なう操作を検出する。例えば、検出部１２０は、表示部１３０の画面上で自律移動装置２００の位置および向きを指定するための操作を検出する。判定部１４２は、検出部１２０により検出された操作に基づいて地形画像における自律移動装置２００の位置および向きを判定する。

上述のように、タッチパネルディスプレイ１０は、検出部１２０および表示部１３０により構成される。そのため、使用者は、指で表示部１３０の画面に触れることにより、地形画像上において自律移動装置２００の位置および向きを直感的に指定することができる。

送信部１６０は、判定部１４２により判定された位置および向きを自律移動装置２００の移動開始の起点を示す起点情報として自律移動装置２００の受信部２７０（図２）に送信する。また、本実施の形態においては、送信部１６０は、記憶部１５０に記憶された地形情報および経路情報を自律移動装置２００に送信する。受信部１７０は、自律移動装置２００から送信される自律移動装置２００の位置情報を受信する。

制御部１４１は、受信部１７０により受信される位置情報に基づいて、自律移動装置２００の位置を示す装置画像を表示部１３０の画面の地形画像上に表示させる。使用者は、表示部１３０の装置画像を視認することにより、自律移動開始後の自律移動装置２００の位置を視覚的に認識することができる。

（３）自律移動装置
図２は、自律移動装置２００の構成を示すブロック図である。図２に示すように、自律移動装置２００は、本体部２１０を備える。本体部２１０は、検出部２２０、取得部２３０、制御装置２４０、記憶部２５０、送信部２６０、受信部２７０および駆動部２８０を備える。本体部２１０の車体２１１（図１）は、取得部２３０、制御装置２４０、記憶部２５０、送信部２６０、受信部２７０および駆動部２８０を収容する。

受信部２７０は、操作装置１００により送信された起点情報を受信する。本実施の形態においては、取得部２３０は、図１の操作装置１００の送信部１６０により送信された地形情報および経路情報を受信する。これにより、取得部２３０は、図１の操作装置１００の記憶部１５０に記憶された地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報を取得する。なお、受信部２７０が取得部２３０として用いられてもよい。

本実施の形態においては、取得部２３０は操作装置１００の送信部１６０から地形情報および経路情報を受信することにより地形情報および経路情報を取得するが、これに限定されない。取得部２３０がコンパクトディスク（ＣＤ；Compact Disc）またはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ；Universal Serial Bus）メモリ等の記録媒体に記録された情報を読み出す情報読出部により実現されてもよい。この場合、操作装置１００の記憶部１５０に記憶された地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報が記憶された記録媒体が準備される。取得部２３０は、記録媒体から地形情報および経路情報を取得する。

記憶部２５０は、図１の操作装置１００の記憶部１５０と同様に、例えば揮発性メモリまたはハードディスクを含む。記憶部２５０には、コンピュータプログラムが記憶される。また、記憶部２５０には、受信部２７０により受信された起点情報ならびに取得部２３０により取得された地形情報および経路情報が記憶される。

検出部２２０は、例えばレーザレンジファインダ（ＬＲＦ；Laser Range Finder）であり、車体２１１の周囲に向かって光を照射可能でかつ水平方向等に光を走査可能に車体２１１（図１）に設けられる。また、検出部２２０は、周囲の樹幹等の障害物（ランドマーク）により反射された光を検出し、周囲の障害物（ランドマーク）までの距離を示す複数の距離データを生成する。生成された複数の距離データは、記憶部２５０に記憶される。

制御装置２４０は、例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ；Electronic Control Unit）であり、図１の操作装置１００の制御装置１４０と同様にＣＰＵを含む。制御装置２４０は、制御部２４１および推定部２４２を備える。制御装置２４０が記憶部２５０に記憶されるコンピュータプログラムを実行することにより、制御部２４１および推定部２４２の機能が実現される。

推定部２４２は、記憶部２５０に記憶された複数の距離データおよび地形情報に基づいて自己位置を推定する。また、推定部２４２は、本体部２１０が移動を開始する前においては、記憶部２５０に記憶された地形情報、起点情報および複数の距離データに基づいて地形における本体部２１０の位置を起点における自己位置として推定する。

制御部２４１は、記憶部２５０に記憶された経路情報および推定部２４２により推定される起点における自己位置に基づいて駆動部２８０を駆動する。駆動部２８０は、駆動系アクチュエータおよび操舵系アクチュエータを含む。駆動部２８０は、制御部２４１による制御に基づいて図１の複数の車輪２１２を回転させる。これにより、本体部２１０が発進する。本実施の形態においては、制御部２４１は、本体部２１０が起点から発進した後、記憶部２５０に記憶された経路情報が示す経路上の移動を継続するように駆動部２８０を制御する。

このように、本実施の形態においては、自律移動装置２００は経路情報により予め定められた経路上を移動する。ここで、起点における自律移動装置２００の位置が経路上にある場合には、自律移動装置２００は当該起点から経路上を移動する。一方、起点における自律移動装置２００の位置が経路上にない場合には、自律移動装置２００は起点から最も近い経路の部分まで移動した後、経路上を移動する。

また、本体部２１０の発進後も、検出部２２０は継続して複数の距離データを生成する。これにより、記憶部２５０に記憶される複数の距離データは逐次更新される。推定部２４２は、記憶部２５０に記憶される地形情報、複数の距離データおよび以前に推定された自己位置に基づいて現在の自己位置を逐次推定する。送信部２６０は、推定部２４２により推定された自己位置を位置情報として図１の操作装置１００の受信部１７０に送信する。

（４）タッチパネルディスプレイの画面
図３、図４および図５は、タッチパネルディスプレイ１０の画面の表示例を示す図である。図３に示すように、タッチパネルディスプレイ１０の画面には、複数の表示領域１１，１２が設けられる。表示領域１１は、比較的大きい面積を有し、タッチパネルディスプレイ１０の画面の中央に配置される。表示領域１２は、表示領域１１に隣接するように表示領域１１の下方に配置される。

表示領域１１には、図１の記憶部１５０に記憶された地形情報に基づいて地形画像１１ｇが表示される。また、表示領域１１の地形画像１１ｇ上には、図１の記憶部１５０に記憶された経路情報に基づいて経路画像１１ｒが表示される。なお、経路情報に含まれる経路は、教示（ティーチング）により設定されてもよいし、操作装置１００を用いて設定されてもよい。

ティーチングにより経路を設定する場合は、使用者は予め自律移動装置２００を実際に地形上で走行させる。自律移動装置２００が走行した経路が、自律移動装置２００が移動すべき経路として設定される。操作装置１００を用いて経路を設定する場合は、使用者は指でタッチパネルディスプレイ１０の画面に経路を描画する。それにより、自律移動装置２００が移動すべき経路が設定される。

表示領域１１の経路画像１１ｒ上には、予め設定された位置に暫定的な自律移動装置２００の位置および向きを示す暫定装置画像１１ｉが表示される。図２の自律移動装置２００の受信部２７０が起点情報を受信する前においては、推定部２４２は、経路画像１１ｒにおける暫定装置画像１１ｉの位置および向きにそれぞれ対応する経路上の位置および向きを起点として認識する。そのため、実際に自律移動装置２００が経路における当該位置に当該向きで配置されている場合には、推定部２４２は、受信部２７０が起点情報を受信することなく自己位置を推定することができる。

表示領域１２には、自律移動装置２００を示す指標１３が表示される。指標１３は、自律移動装置２００の向きを特定可能な形状を有する。図３〜図５の例においては、指標１３は、２つの直角の角部、２つの鈍角の角部および１つの鋭角の角部を含む五角形状を有する。指標１３の鋭角の角部の向きが自律移動装置２００の向き（例えば、前方方向）を表わす。指標１３の形状は、五角形状に限定されず、矢印等の他の形状であってもよい。

使用者は、指を指標１３またはその近傍に接触させた状態で指標１３の略中央部を中心に指を回転させる操作（回転操作）を行なう。これにより、表示領域１２上で指標１３を回転させることができる。また、使用者は、指を指標１３に接触させた状態で指を表示領域１１に移動させる操作（ドラッグ操作）を行なう。続いて、使用者は、表示領域１１の任意の位置で指を画面から離間させる操作（ドロップ操作）を行なう。これにより、指標１３の向きを維持したまま指標１３を表示領域１２から表示領域１１の任意の位置に移動させることができる。

また、表示領域１２には発進ボタン１２Ａおよび停止ボタン１２Ｂが左右に並ぶように表示される。自律移動装置２００を発進させる場合、使用者は発進ボタン１２Ａに指で接触する操作（タップ操作）を行なう。一方、自律移動装置２００を停止させる場合、使用者は停止ボタン１２Ｂにタップ操作を行なう。

使用者は、２本の指を表示領域１１の任意の部分に接触させた状態で２本の指を互いに遠ざけるか、または近づける操作（ピンチ操作）を行なう。これにより、表示領域１１の当該部分に含まれた地形画像１１ｇを拡大表示または縮小表示することができる。

表示領域１１の当該部分の地形画像１１ｇ上に経路画像１１ｒ、暫定装置画像１１ｉまたは後述する装置画像１１ｏ（図５）が含まれている場合には、ピンチ操作により経路画像１１ｒ、暫定装置画像１１ｉまたは装置画像１１ｏも拡大表示または縮小表示される。図４においては、地形画像１１ｇ、経路画像１１ｒおよび暫定装置画像１１ｉが拡大表示されている。

図４に示すように、表示領域１１に地形画像１１ｇの全体が表示されていない状態において、地形画像１１ｇの縮尺を変更することなく地形画像１１ｇの他の部分を視認したい場合がある。このような場合には、使用者は、指を表示領域１１の任意の部分に接触させた状態で指を上、下、左、または右に移動させる操作（フリック操作またはスワイプ操作）を行なう。これにより、地形画像１１ｇの縮尺を変更することなく表示領域１１に表示される地形画像１１ｇの部分を上、下、左もしくは右に移動または回転移動させることができる。

地形画像１１ｇ上に経路画像１１ｒ、暫定装置画像１１ｉまたは後述する装置画像１１ｏ（図５）が含まれている場合には、フリック操作またはスワイプ操作により経路画像１１ｒ、暫定装置画像１１ｉまたは装置画像１１ｏも上、下、左もしくは右に移動または回転移動する。

このように、タッチパネルディスプレイ１０に地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒを移動可能および拡大縮小可能に表示することができる。これにより、使用者は、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒの全体を俯瞰的に視認することができるとともに、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒの一部を詳細に視認することができる。

（５）タッチパネルディスプレイの操作例
以下、タッチパネルディスプレイ１０上において使用者により行なわれる自律移動装置２００の位置および向きを指定するための操作の一例を説明する。使用者は、自律移動装置２００の付近で自律移動装置２００および周囲の地形を視認する。それにより、使用者は、地形における自律移動装置２００の位置および向きを認識する。地形における自律移動装置２００の位置は、地形画像１１ｇにおける図３の位置Ｘに対応する。

そこで、使用者は、２本の指を位置Ｘ近傍のａ部およびｂ部にそれぞれ接触させた状態で、矢印Ａ，Ｂで示すように２本の指を互いに遠ざける操作（ピンチアウト操作）を行なう。これにより、図４に示すように、位置Ｘ近傍の地形画像１１ｇを拡大表示することができる。図４の例では、位置Ｘ近傍の経路画像１１ｒおよび暫定装置画像１１ｉも拡大表示されている。

なお、図４の例において、使用者は、２本の指を表示領域１１のｃ部およびｄ部にそれぞれ接触させた状態で、矢印Ｃ，Ｄで示すように２本の指を互いに近づける操作（ピンチイン操作）を行なう。これにより、地形画像１１ｇ、経路画像１１ｒおよび暫定装置画像１１ｉを図３に示すように縮小表示することができる。

次に、図４の例において、使用者は、指を指標１３近傍のｅ部に接触させた状態で、矢印Ｅで示すように指を指標１３の中央部１３ｃを中心に回転させる回転操作を行なう。これにより、指標１３の向きが自律移動装置２００の向きに一致するように表示領域１２上で指標１３を回転させることができる。

その後、使用者は、図５に矢印Ｆで示すように、指を地形画像１１ｇ上の位置Ｘに重なるｆ部まで移動させるようにドラッグ操作を行なう。ドラッグ操作が行なわれている間は、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒの表示は固定され、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒの移動および拡大縮小表示は行なわれない。続いて、使用者は、ｆ部でドロップ操作を行なう。これにより、指標１３が向きを維持したまま表示領域１２から表示領域１１の地形画像１１ｇ上のｆ部に移動される。

このように、画面上の地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒを固定することにより指標１３を別個に操作することができる。そのため、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒについての操作と指標１３についての操作とが抵触しない。これにより、操作装置１００の取り扱い性を向上させることができる。

地形画像１１ｇ上のｆ部には、自律移動装置２００の位置を示す装置画像１１ｏが表示される。また、暫定装置画像１１ｉが非表示となる。装置画像１１ｏは、表示領域１２の指標１３と相似形状を有する。ｆ部の装置画像１１ｏの向きは、ドロップ操作が行なわれた時点の指標１３の向きと一致する。使用者は、表示領域１２の発進ボタン１２Ａをタップ操作するまで、上記の一連の操作を何回でも繰り返し行なうことができる。

図１の検出部１２０は、使用者により行なわれる上記の一連の操作を検出する。発進ボタン１２Ａがタップ操作された場合、地形画像１１ｇにおける装置画像１１ｏの位置および向きが確定する。図１の判定部１４２は、検出部１２０により検出された操作に基づいて地形画像１１ｇにおける装置画像１１ｏの位置（図５の例ではｆ部）に対応する地形上の位置を自律移動装置２００の位置と判定する。また、装置画像１１ｏの向きを自律移動装置２００の向きと判定する。

自律移動装置２００の発進後には、図１の受信部１７０は、自律移動装置２００の位置情報を図２の送信部２６０から受信する。そのため、地形画像１１ｇ上に表示される装置画像１１ｏの位置および向きは、図２の推定部２４２により推定される地形上での自律移動装置２００の自己位置および向きに対応するように逐次更新される。

（６）起点情報送信処理
図６および図７は、図１の操作装置１００の制御装置１４０による起点情報送信処理を示すフローチャートである。起点情報送信処理は、制御装置１４０が図１の記憶部１５０に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより行われる。以下、図１および図３〜図５の操作装置１００ならびに図６および図７のフローチャートにしたがって起点情報送信処理を説明する。

まず、制御部１４１は、記憶部１５０に記憶された地形情報に基づいて、地形画像１１ｇを表示部１３０の表示領域１１上に表示させる（ステップＳ１）。また、制御部１４１は、記憶部１５０に記憶された経路情報に基づいて、経路画像１１ｒを表示部１３０の表示領域１１の地形画像１１ｇ上に表示させる（ステップＳ２）。ここで、制御部１４１は、暫定装置画像１１ｉを表示部１３０の表示領域１１上に表示させる。

さらに、制御部１４１は、指標１３を表示部１３０の表示領域１２上に表示させる（ステップＳ３）。ステップＳ１〜Ｓ３の処理の順序は、図６の例に限定されず、ステップＳ１〜Ｓ３の処理が同時に行われてもよいし、ステップＳ１〜Ｓ３の処理が他の順序で行われてもよい。

次に、制御部１４１は、検出部１２０が地形画像１１ｇの表示部分を変更するための操作を検出したか否かを判定する（ステップＳ４）。ステップＳ４における操作は、ピンチ操作、フリック操作およびスワイプ操作を含む。ステップＳ４において、検出部１２０が操作を検出していない場合には、制御部１４１はステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ４において、検出部１２０が操作を検出した場合には、制御部１４１は、操作に基づいて表示領域１１上の地形画像１１ｇの表示部分を更新する（ステップＳ５）。ここで、更新対象となった地形画像１１ｇの部分上に経路画像１１ｒ、暫定装置画像１１ｉまたは装置画像１１ｏが含まれている場合には、制御部１４１は、経路画像１１ｒ、暫定装置画像１１ｉまたは装置画像１１ｏの表示部分も更新する。その後、制御部１４１はステップＳ６の処理に進む。

続いて、制御部１４１は、検出部１２０が表示領域１２の指標１３を回転させるための操作を検出したか否かを判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６において、検出部１２０が操作を検出していない場合には、制御部１４１はステップＳ８の処理に進む。ステップＳ６において、検出部１２０が操作を検出した場合には、制御部１４１は、表示領域１２上の指標１３の向きを更新する（ステップＳ７）。その後、制御部１４１はステップＳ８の処理に進む。

次に、制御部１４１は、検出部１２０が指標１３を表示領域１２から表示領域１１へ移動させるための操作を検出したか否かを判定する（ステップＳ８）。ステップＳ８における操作は、ドラッグ操作およびドロップ操作を含む。ステップＳ８において、検出部１２０が操作を検出していない場合には、制御部１４１はステップＳ１０の処理に進む。

ステップＳ８において、検出部１２０が操作を検出した場合には、制御部１４１は、指標１３を表示領域１１上の検出した位置に移動させる（ステップＳ９）。ここで、制御部１４１は、暫定装置画像１１ｉに代えて、指標１３の移動後の位置に装置画像１１ｏを表示させる。その後、制御部１４１はステップＳ１０の処理に進む。なお、ステップＳ８およびＳ９の処理は、ステップＳ６およびＳ７の処理よりも前に行われてもよい。

続いて、制御部１４１は、検出部１２０が起点情報を確定するための操作を検出したか否かを判定する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０における操作は、発進ボタン１２Ａのタップ操作を含む。ステップＳ１０において、検出部１２０が操作を検出していない場合には、制御部１４１はステップＳ４の処理に戻る。制御部１４１は、検出部１２０が起点情報を確定するための操作を検出するまでステップＳ４〜Ｓ１０の処理を繰り返す。これにより、使用者は、起点情報が確定されるまで装置画像１１ｏの位置および向きを指定するための操作を繰り返すことができる。

ステップＳ１０において、検出部１２０が操作を検出した場合には、判定部１４２は、検出された操作に基づいて地形画像１１ｇ上の指標１３（装置画像１１ｏ）の位置および向きを判定する（ステップＳ１１）。続いて、制御部１４１は、判定部１４２により判定された位置および向きを起点情報として送信部１６０により自律移動装置２００の受信部２７０（図２）に送信させる（ステップＳ１２）。その後、制御部１４１は、起点情報送信処理を終了する。

（７）自律移動処理
図８は、図２の自律移動装置２００の制御装置２４０による自律移動処理を示すフローチャートである。自律移動処理は、制御装置２４０が図２の記憶部２５０に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより行われる。以下、図２の自律移動装置２００および図８のフローチャートにしたがって、自律移動処理を説明する。

まず、制御部２４１は、操作装置１００の送信部１６０（図１）により送信された起点情報を受信部２７０に受信させる（ステップＳ２１）。また、制御部２４１は、操作装置１００の記憶部１５０（図１）に記憶された地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報を取得部２３０に取得させる（ステップＳ２２）。ステップＳ２２の処理は、ステップＳ２１の処理よりも前に行われてもよいし、ステップＳ２１の処理と同時に行われてもよい。

次に、制御部２４１は、受信部２７０により受信された起点情報ならびに取得部２３０により取得された地形情報および経路情報を記憶部２５０に記憶させる（ステップＳ２３）。続いて、制御部２４１は、本体部２１０の周囲の障害物（ランドマーク）を検出する（ステップＳ２４）。ここで、障害物（ランドマーク）の検出は、検出部２２０に距離データを生成させることにより行なわれる。距離データは記憶部２５０に記憶される。

その後、推定部２４２は自己位置を推定する（ステップＳ２５）。ここで、自己位置の推定は、記憶部２５０に記憶された複数の距離データおよび地形情報に基づいて行なわれる。本体部２１０が移動を開始する前においては、起点情報をさらに用いて自己位置の推定が行なわれる。本体部２１０が移動を開始した後においては、それ以前に推定された自己位置をさらに用いて現在の自己位置の推定が行なわれる。

次に、制御部２４１は、記憶部２５０に記憶された経路情報および推定部２４２により推定される起点における自己位置に基づいて駆動部２８０により本体部２１０を発進させる（ステップＳ２６）。本実施の形態においては、本体部２１０の発進は、駆動部２８０が複数の車輪２１２を回転させることにより行なわれる。

続いて、制御部２４１は、本体部２１０の停止が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２７）。本体部２１０の停止の指示は、受信部２７０が操作装置１００の送信部１６０（図１）から停止信号を受信することにより行なわれる。使用者は、操作装置１００の停止ボタン１２Ｂ（図３〜図５）をタップ操作することにより停止信号を操作装置１００の送信部１６０から送信することができる。

ステップＳ２７において、本体部２１０の停止が指示されていない場合には、制御部２４１はステップＳ２４の処理に戻る。制御部２４１は、本体部２１０の停止が指示されるまでステップＳ２４〜Ｓ２７の処理を繰り返す。ステップＳ２７において、本体部２１０の停止が指示された場合には、制御部２４１は駆動部２８０により本体部２１０を停止させる（ステップＳ２８）。その後、制御部２４１は、自律移動処理を終了する。

なお、自律移動処理の終了後、受信部２７０が操作装置１００の送信部１６０から発進信号を受信した場合には、制御部２４１はステップＳ２４の処理から自律移動処理を再開することができる。使用者は、操作装置１００の発進ボタン１２Ａ（図３〜図５）をタップ操作することにより発進信号を操作装置１００の送信部１６０から送信することができる。

また、本実施の形態においては、自律移動装置２００は経路情報により予め定められた経路上を移動する。ここで、経路上に自律移動装置２００の到着地点を予め設定することができる。自律移動装置２００が経路上の到着地点に到着した場合には、制御部２４１は駆動部２８０により本体部２１０を停止させ、自律移動処理を終了する。

（８）効果
本実施の形態に係る自律移動システム３００においては、自律移動装置２００は、地形上の任意の位置に配置された場合であっても、起点情報に基づいて地形上の現在の位置を起点における自己位置として推定することが可能になる。それにより、自律移動装置２００は、現在の位置から移動すべき経路上を自律的に移動することが可能となる。そのため、使用者は、移動すべき経路上の出発点に特定の向きで自律移動装置２００を配置することなく、自律移動装置２００を任意の位置から経路上を移動させることができる。

また、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒはタッチパネルディスプレイ１０の表示領域１１に表示される。指標１３は、タッチパネルディスプレイ１０の表示領域１２に回転可能に表示されるとともに、表示領域１２から表示領域１１に移動可能である。この場合、使用者は、地形画像１１ｇ上において自律移動装置２００の位置および向きを直感的にかつ容易に指定することができる。また、表示領域１１における地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒと表示領域１２における指標１３とを別個に操作することができる。そのため、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒについての操作と指標１３についての操作とが抵触しない。これにより、操作装置１００の取り扱い性を向上させることができる。

（９）他の実施の形態
（ａ）上記実施の形態においては、タッチパネルディスプレイ１０の画面に２つの表示領域１１，１２が設けられるが、本発明はこれに限定されない。タッチパネルディスプレイ１０の画面に３つ以上の領域が設けられてもよいし、１つの領域が設けられてもよい。タッチパネルディスプレイ１０の画面に１つの領域が設けられる場合には、タッチパネルディスプレイ１０は、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒについての操作と指標１３についての操作とが抵触しないように構成される。

例えば、使用者が指を地形画像１１ｇまたは経路画像１１ｒに一定時間以上接触させる操作（ホールド操作）を行なっているときには、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒの表示を固定してもよい。あるいは、タッチパネルディスプレイ１０の画面にボタン（ホールドボタン）を設け、使用者がホールドボタンのタップ操作を行なっているときには、地形画像１１ｇおよび経路画像１１ｒの表示を固定してもよい。

（ｂ）上記実施の形態においては、操作装置１００の制御部１４１は、検出部１２０が起点情報を確定するための操作を操作装置１００の発進ボタン１２Ａのタップ操作としたが、本発明はこれに限定されない。検出部１２０が起点情報を確定するための操作を、指標１３を表示領域１２から表示領域１１の任意の位置へ移動した指を画面から離間させる操作（ドラッグ操作およびドロップ操作）としてもよい。

（ｃ）上記実施の形態においては、自律移動装置２００は経路情報において予め設定された経路上を移動するが、本発明はこれに限定されない。自律移動装置２００は、障害物との衝突を回避しつつ地形上の任意の経路を移動してもよい。

（ｄ）上記実施の形態において、自律移動装置２００の制御装置２４０は１つのＥＣＵにより構成されるが、本発明はこれに限定されない。自律移動装置２００の制御装置２４０は、例えば自己位置の推定を行なうためのＥＣＵおよび自律移動を行なうためのＥＣＵを含む複数のＥＣＵにより構成されてもよい。

（ｅ）上記実施の形態において、操作装置１００はスマートデバイスであるが、本発明にはこれに限定されない。操作装置１００は、パーソナルコンピュータまたはゲーム機器等の他の電子機器であってもよい。また、操作装置１００は、上記実施の形態のようにタッチパネルディスプレイ１０を有することが好ましいが、本発明はこれに限定されない。操作装置１００は、タッチパネルディスプレイ１０を有しなくてもよい。

（ｆ）上記実施の形態において、自律移動装置２００はＵＧＶであるが、本発明はこれに限定されない。移動装置２００は、ＵＧＶとは異なる他の四輪車両であってもよいし、二輪車両、三輪車両、船舶、飛行体または歩行ロボット等の他の移動装置であってもよい。

（１０）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各構成要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。

上記実施の形態においては、自律移動装置２００が自律移動装置の例であり、操作装置１００が操作装置の例であり、地形画像１１ｇが地形画像の例であり、経路画像１１ｒが経路画像の例である。表示部１３０が表示部の例であり、検出部１２０が検出部の例であり、判定部１４２が判定部の例であり、送信部１６０が送信部の例であり、指標１３が指標の例である。

表示領域１１，１２がそれぞれ第１および第２の領域の例であり、タッチパネルディスプレイ１０がタッチパネルディスプレイの例であり、本体部２１０が本体部の例であり、受信部２７０が受信部の例である。取得部２３０が取得部の例であり、記憶部２５０が記憶部の例であり、推定部２４２が推定部の例であり、制御部２４１が制御部の例であり、自律移動システム３００が自律移動システムの例である。

請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の構成要素を用いることもできる。
（１１）参考形態
（１）第１の参考形態に係る操作装置は、自己位置の推定機能を有する自律移動装置と通信可能な操作装置であって、地形を示す地形情報に基づいて地形画像を画面上に表示するとともに自律移動装置が移動すべき経路を示す経路情報に基づいて経路画像を地形画像上に表示する表示部と、地形画像上において自律移動装置の位置および向きを指定する操作を検出する検出部と、検出部により検出された操作に基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きを判定する判定部と、判定部により判定された位置および向きを、自律移動装置が移動を開始する起点を示す起点情報として自律移動装置に送信する送信部とを備える。
この操作装置においては、地形を示す地形情報に基づいて地形画像が表示部の画面上に表示される。また、自律移動装置が移動すべき経路を示す経路情報に基づいて経路画像が地形画像上に表示される。地形画像上において自律移動装置の位置および向きを指定する操作が検出部により検出される。検出部により検出された操作に基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きが判定部により判定される。自律移動装置が移動を開始する起点を示す起点情報として、判定部により判定された位置および向きが送信部により自律移動装置に送信される。
この構成によれば、自律移動装置が任意の位置に配置された場合でもあっても、自律移動装置は、起点情報に基づいて地形上の現在の位置を起点における自己位置として推定することが可能になる。それにより、自律移動装置は、現在の位置から移動すべき経路上を自律的に移動することが可能となる。そのため、使用者は、移動すべき経路上の出発点に特定の向きで自律移動装置を配置することなく、自律移動装置を任意の位置から経路上を移動させることができる。
（２）表示部は、画面上に自律移動装置を示す指標を移動可能および回転可能に表示し、検出部は、表示部により画面上に表示された指標の位置および向きを検出し、判定部は、検出部により検出された指標の位置および向きに基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きを判定してもよい。
この場合、使用者は、画面上の指標を操作することにより地形画像上において自律移動装置の位置および向きを直感的にかつ容易に指定することができる。
（３）表示部は、地形画像および経路画像を画面上の第１の領域に表示し、指標を画面上の第２の領域に回転可能に表示するとともに、指標を第２の領域から第１の領域に移動可能に表示してもよい。
この場合、画面上の第１の領域における地形画像および経路画像と画面上の第２の領域における指標とを別個に操作することができる。そのため、地形画像および経路画像についての操作と指標についての操作とが抵触しない。これにより、操作装置の取り扱い性を向上させることができる。
（４）表示部は、地形画像および経路画像を移動可能および拡大縮小可能に表示してもよい。
この場合、使用者は、地形画像および経路画像の全体を俯瞰的に視認することができるとともに、地形画像および経路画像の一部を詳細に視認することができる。
（５）表示部は、予め定められた操作により地形画像および経路画像を固定可能に表示しかつ指標を移動可能および回転可能に表示してもよい。
この場合、画面上の地形画像および経路画像を固定することにより指標を別個に操作することができる。そのため、地形画像および経路画像についての操作と指標についての操作とが抵触しない。これにより、操作装置の取り扱い性を向上させることができる。
（６）表示部および検出部は、タッチパネルディスプレイにより構成されてもよい。
この場合、使用者は、指またはタッチペンで表示部の画面に触れることにより、地形画像上において自律移動装置の位置および向きを直感的に指定することができる。
（７）第２の参考形態に係る自律移動システムは、自己位置の推定機能を有する自律移動装置と、自律移動装置と通信可能な第１の参考形態に係る操作装置とを備え、操作装置は、起点情報を自律移動装置に送信し、自律移動装置は、移動可能に構成された本体部と、操作装置により送信された起点情報を受信する受信部と、操作装置において用いられる地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報を取得する取得部と、受信部により受信された起点情報ならびに取得部により取得された地形情報および経路情報を記憶する記憶部と、記憶部により記憶された地形情報および起点情報に基づいて地形における本体部の位置および向きを起点における自己位置として推定する推定部と、記憶部により記憶された経路情報および推定部により推定される起点における自己位置に基づいて本体部を発進させる制御部とを含む。
この自律移動システムの操作装置においては、地形を示す地形情報に基づいて地形画像が表示部の画面上に表示される。また、自律移動装置が移動すべき経路を示す経路情報に基づいて経路画像が地形画像上に表示される。地形画像上において自律移動装置の位置および向きを指定する操作が検出部により検出される。検出部により検出された操作に基づいて地形画像における自律移動装置の位置および向きが判定部により判定される。自律移動装置が移動を開始する起点を示す起点情報として、判定部により判定された位置および向きが送信部により自律移動装置に送信される。
自律移動システムの自律移動装置においては、操作装置により送信された起点情報が受信部により受信される。操作装置において用いられる地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報が取得部により取得される。受信部により受信された起点情報ならびに取得部により取得された地形情報および経路情報が記憶部により記憶される。記憶部により記憶された地形情報および起点情報に基づいて地形における本体部の位置が起点における自己位置として推定部により推定される。記憶部により記憶された経路情報および推定部により推定される起点における自己位置に基づいて本体部が発進する。
この構成によれば、自律移動装置が任意の位置に配置された場合でもあっても、自律移動装置は、起点情報に基づいて地形上の現在の位置を起点における自己位置として推定することが可能になる。それにより、自律移動装置は、現在の位置から移動すべき経路上を自律的に移動することが可能となる。そのため、使用者は、移動すべき経路上の出発点に特定の向きで自律移動装置を配置することなく、自律移動装置を任意の位置から経路上を移動させることができる。

本発明は、自己位置の推定機能を有する自律移動装置を操作するための種々の操作装置に有効に利用することができる。

１０ タッチパネルディスプレイ
１１，１２ 表示領域
１１ｇ 地形画像
１１ｉ 暫定装置画像
１１ｏ 装置画像
１１ｒ 経路画像
１２Ａ 発進ボタン
１２Ｂ 停止ボタン
１３ 指標
１００ 操作装置
１１０ 筐体部
１２０，２２０ 検出部
１３０ 表示部
１４０，２４０ 制御装置
１４１，２４１ 制御部
１４２ 判定部
１５０，２５０ 記憶部
１６０，２６０ 送信部
１７０，２７０ 受信部
２００ 自律移動装置
２１０ 本体部
２１１ 車体
２１２ 車輪
２３０ 取得部
２４２ 推定部
２８０ 駆動部
３００ 自律移動システム

Claims (7)

1. 自己位置の推定機能を有する自律移動装置と通信可能な操作装置であって、
   地形を示す地形情報に基づいて地形画像を画面上に表示するとともに前記自律移動装置が移動すべき経路を示す経路情報に基づいて経路画像を前記地形画像上に表示する表示部と、
   前記地形画像上において発進前の前記自律移動装置の位置および向きを指定する操作を検出する検出部と、
   前記検出部により検出された操作に基づいて前記地形画像における前記自律移動装置の位置および向きを判定する判定部と、
   前記判定部により判定された位置および向きを、発進前の前記自律移動装置の位置および向きを示す起点情報として前記自律移動装置に送信する送信部とを備える、操作装置。
2. 前記表示部は、前記画面上に前記自律移動装置を示す指標を移動可能および回転可能に表示し、
   前記検出部は、前記表示部により前記画面上に表示された前記指標の位置および向きを検出し、
   前記判定部は、前記検出部により検出された前記指標の位置および向きに基づいて前記地形画像における前記自律移動装置の位置および向きを判定する、請求項１記載の操作装置。
3. 前記表示部は、前記地形画像および前記経路画像を前記画面上の第１の領域に表示し、前記指標を前記画面上の第２の領域に回転可能に表示するとともに、前記指標を前記第２の領域から前記第１の領域に移動可能に表示する、請求項２記載の操作装置。
4. 前記表示部は、前記地形画像および前記経路画像を移動可能および拡大縮小可能に表示する、請求項２または３記載の操作装置。
5. 前記表示部は、予め定められた操作により前記地形画像および前記経路画像を固定可能に表示しかつ前記指標を移動可能および回転可能に表示する、請求項２〜４のいずれか一項に記載の操作装置。
6. 前記表示部および前記検出部は、タッチパネルディスプレイにより構成される、請求項１〜５のいずれかに記載の操作装置。
7. 自己位置の推定機能を有する自律移動装置と、
   前記自律移動装置と通信可能な請求項１〜６のいずれか一項に記載の操作装置とを備え、
   前記操作装置は、起点情報を前記自律移動装置に送信し、
   前記自律移動装置は、
   移動可能に構成された本体部と、
   前記操作装置により送信された起点情報を受信する受信部と、
   前記操作装置において用いられる地形情報および経路情報にそれぞれ対応する地形情報および経路情報を取得する取得部と、
   前記受信部により受信された起点情報ならびに前記取得部により取得された地形情報および経路情報を記憶する記憶部と、
   前記記憶部により記憶された地形情報および起点情報に基づいて前記地形における前記本体部の位置および向きを発進前の自己位置として推定する推定部と、
   前記記憶部により記憶された経路情報および前記推定部により推定される自己位置に基づいて前記本体部を発進させる制御部とを含む、自律移動システム。

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