JP6850643B2 - 自律移動制御装置、移動体、自律移動制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、衛星航法システムを利用して自律移動体の移動を制御する自律移動制御技術に関する。

従来、ＧＰＳ（Global positioning System）衛星を代表とする衛星航法システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用した車載用ナビゲーション装置が提案されている。衛星航法システムでは、単独測位方式の他、測位精度の向上を目的としてＤ−ＧＰＳ（相対（Differential）測位方式）方式、ＲＴＫ(Real Time Kinematic)―ＧＰＳ方式（干渉測位方式）、ＶＲＳ（Virtual Reference Station）−ＲＴＫ―ＧＰＳ方式（仮想基準点方式）が知られている。

一方、衛星航法システムは、車両が市街地やトンネル等の障害物に入ると、衛星から測位用信号である放送電波が一時的に途絶えたり、受信しにくくなったりするといった問題がある。特許文献１には、ＧＰＳ衛星から送信される電波の受信状況に応じて、ＶＲＳ−ＲＴＫ―ＧＰＳ方式と、単独測位方式やＤ−ＧＰＳ測位方式との間の測位手段を好ましい方に切換えて測位を継続する車載ナビゲーション装置が記載されている。これによって、電波の受信状態にかかわらず、全体として、従来に比して精度良く継続して自車位置を検出することを可能にしている。

特開２００５−１６９５５号公報

しかしながら、特許文献１に記載のナビゲーション装置は、ＧＰＳ電波の受信状態が良好か不良かに応じて、ＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＰＳ測位法と、単独ＧＰＳ測位等との間での測位手段を切換える方式であるため、測位精度は大きく相違するといった問題がある。特に、受信状態が不良の場合には、蛇行走行したり、コースを外れたりするという虞がある。従って、自車位置検出に用いる慣性センサを併用すると共に、蓄積される慣性誤差をＶＲＳ−ＲＴＫ−ＧＰＳ測位を実行したときに合せて修正する等のための構造及び処理が別途要求される。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、測位精度の良不良に応じて移動体の走行条件を変更して移動の安定性を確保する自律移動制御装置、移動体、自律移動制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る自律移動制御装置は、衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段と、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段とを備えたものである。

また、本発明に係る自律移動制御方法は、衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御方法において、衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信ステップと、前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断ステップと、前記測位精度の良不良に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御ステップとを備えたものである。

また、本発明に係るプログラムは、衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて自律移動制御装置により移動体の移動を制御するプログラムにおいて、衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段、及び、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段、として前記自律移動制御装置を機能させるものである。

これらの発明によれば、衛星から周期的に放送される測位用信号が受信機で受信されると、測位精度判断手段によって測位精度の良不良（高低）が判断される。そして、測位精度が良好と判断された場合と、不良と判断された場合とで、駆動制御手段により、移動体の走行条件を適宜に変更することで、測位精度の良不良に関わらず移動の安定性が確保される。

また、基準局での補正情報を受信してＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出する測位情報算出手段を備え、前記測位精度判断手段は、前記ＲＴＫ測位方式において、測位情報として確定解が得られている場合、前記測位精度が良好と判断し、測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記測位精度が不良と判断するものである。この構成によれば、ＲＴＫ測位方式を採用した態様では、確定解が得られている場合に測位精度が良好と判断し、推測解が得られている場合に測位精度が不良と判断するので、良不良の判断が容易に行われる。

また、前記駆動制御手段は、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定するものである。この構成によれば、測位精度が不良の場合に、最高速度を下げるようにしたので、予定された移動コースからの逸脱や障害物との接触や衝突等が抑制されて移動の安定性が確保される。

また、本発明は、前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、前記測位精度判断手段は、前記測位精度が良好と判断されている間、前記通信部で周期的に受信される前記補正情報の受信が途切れた期間のカウントを行い、前記駆動制御手段は、カウント値が大きくなる程、前記最大速度を前記第１の速度よりも低下させるものである。この構成によれば、測位精度を確保するための補正情報の受信の途切れる期間に応じて移動速度をさらに下げるようにしたので、移動の安定性が確保される。

また、本発明は、前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、前記駆動制御手段は、前記基準局との通信が途切れた場合、前記最大速度を前記第２の速度よりも低下させるものである。この構成によれば、測位の信頼性が一層低下し、例えば単独測位方式になったような場合に、低速である第２の速度よりも低速、例えば微速等にすることで安定移動が確保される。

また、本発明は、進行方向を含む角度周囲における障害物の有無を検知する障害物検知部と、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、前記進行方向を含む第１の検知角度範囲を設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の検知角度範囲よりも広角の第２の検知角度範囲を設定する検知範囲設定手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度の良不良に応じて進行方向を含む検知角度範囲を第１、第２の検知角度範囲の間で切換えて障害物検知を行うので移動の安定性が確保される。

また、前記駆動制御手段は、前記測位情報と予め設定された移動経路情報とを比較して一致させるように前記移動指示を行うことで、自律移動が確保される。

また、本発明は、前記移動体の周囲を照明する、輝度が変更可能な照明灯と、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、前記照明灯の輝度を第１の輝度に設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の輝度よりも低い第２の輝度に設定する照明灯輝度設定手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度が良好と判断されたときに高速移動を可能にする態様では、周囲をより一層照らすべく高輝度に設定され、測位精度が不良と判断されたときに低速走行でよい態様では、相対的に低輝度にすることで省電等が図れる。

また、本発明は、前記移動体に搭載された、表示態様が変更可能な警光灯と、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記表示態様を異ならせる警光灯表示制御手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度の良不良に応じて表示形態を変えることで、周囲に走行の安定性の状況を報知することができる。

また、本発明は、前記移動体上に搭載された被昇降部を昇降させる昇降装置と、前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記昇降装置の高さを可変させる昇降制御手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度の良不良に応じて被昇降部の高さが調整可能となる。

また、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断された場合、直近の第１のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断された場合、第１のサンプル数より多い直近の第２のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出する測位情報算出手段とを備えたものである。この構成によれば、測位精度が良好と判断された場合には少ないサンプル数で、より素早く位置が算出され、一方、測位精度が不良と判断された場合には、より多くのサンプル数の測位情報を用いて例えば平均化して算出することで位置精度が確保される。従って、衛星航法システムにおける測位精度の良不良状態に応じてサンプル数を変更することで全体として測位精度が確保される。

また、前記の自律移動制御装置を備えることで、測位精度が維持され、さらに安定、安全な移動を行う移動体が提供される。

本発明によれば、測位精度の良不良に応じて移動体の走行条件を変更して移動の安定性を確保する。

本発明に係る自律移動制御装置が適用される衛星航法システムの全体図である。 自律移動制御装置を説明するための、ロボット側の機能構成図及びサーバ・基準局部側の機能構成図である。 サーバ・基準局部側の表示部への表示例を示す図である。 自律移動制御処理の一実施形態を示すフローチャートである。 自律移動制御処理の一実施形態を示すフローチャートである。

図１において、衛星航法システム１は、例えばＧＰＳ衛星を代表例とするＧＮＳＳ衛星３と、サーバ・基準局部１０と、監視ロボット等の走行移動する少なくとも１台のロボット２０とを備えている。複数のＧＮＳＳ衛星３は、それぞれ公知の軌道上で地球を周回しており、周期的に電波（ＧＮＳＳ信号）を送信（放送）している。放送電波は、各ＧＮＳＳ衛星３のＣ／Ａコードデータ及びキャリア位相データからなる測位用データを含む。ＧＮＳＳ衛星３を用いた測位処理は、後述するように、一般的には４機のＧＮＳＳ衛星からの測位用データを用いて行われる。

サーバ・基準局部１０は、ＧＮＳＳ衛星３からの測位用データを含むＧＮＳＳ信号を受信するＧＮＳＳ受信部１１、コンピュータを内蔵するサーバ部１２を備え、ＲＴＫ測位処理のための基準局として機能すると共に、ロボット２０の自律的な走行管理部として機能する。ここに、自律的な走行管理とは、運転者の操縦によらない走行の態様をいう。ＧＮＳＳ受信部１１とサーバ部１２とは、有線又は無線の通信ライン１３を介して通信可能にされている。通信部１４は、サーバ・基準局部１０とロボット２０との間で通信を行うものである。なお、サーバ・基準局部１０は、ＧＮＳＳ受信部１１が基準局（基準点）に設置されておれば足り、サーバ部１２は別途の管理センタに設置されている態様でもよい。

ロボット２０は、本実施形態では監視用乃至は警備用の走行体であり、監視（警備）対象領域内において予め設定された走行経路を走行（巡回）する。ロボット２０は、基台２１に前輪２２Ｆ及び後輪２２Ｒを一対ずつ備え、走行可能に構成されている。前輪２２Ｆ及び後輪２２Ｒの一方、例えば前輪２２Ｆが、図略の左右モータ等によって回転駆動されることで、速度及び方向が制御される。基台２１上には、監視用の撮像部２３、ＧＮＳＳ受信部１１と同一構成のＧＮＳＳ受信部２４、通信部２５及びレーザビームの反射を利用した障害物検知部２６が搭載されている。撮像部２３は、基台２１上に配置された、モータ等を含む昇降機構部（図略）に搭載され、高さが変更可能にされている。なお、ＧＮＳＳ受信部２４は、１台でもよいが、ロボット２０の向きを識別するために左右１対搭載する態様でもよい。

また、基台２１の前部には、前方照明用（ヘッドライト）の照明灯２７が、例えば１個又は左右に複数個配置され、基台２１の上部には、警備状況報知用のランプ等の警光灯２８が搭載されている。照明灯２７は、輝度変更が可能なものであり、警光灯２８は、色（青色、黄色等）、または表示態様（点灯、点滅等）が変更可能なものである。

サーバ・基準局部１０及びロボット２０の各部は、図２の機能構成によって動作制御される。サーバ・基準局部１０側において、制御部１００は、コンピュータ等で構成され、記憶部１００ａに記憶された制御プログラムが実行されることで、接続されている各部の動作を制御する。測位情報算出部１１ａは、ＧＮＳＳ受信部１１の一部を構成するもので、各ＧＮＳＳ衛星３から、所定の周期、例えば毎秒で受信されるＧＮＳＳ信号から得られる測位用データを用いて、基準局の位置の測位情報を算出する。補正情報算出部１１０は、記憶部１００ａに予め記憶された基準局の既知の位置座標情報（例えば、緯度、経度、高度）や補足衛星の搬送波情報を補正情報として算出する。走行経路管理部１２０は、記憶部１００ａに予め記憶されたロボット２０の走行経路（ルート）の座標（緯度、経度、必要に応じて高度）を参照しながら、後述する駆動制御部２２０によって走行制御されるロボット２０の走行位置、走行状態の管理情報をロボット２０側から取得し、管理すると共に後述する表示部１５に、好ましくはリアルタイムで表示する。通信部１４は、補正情報算出部１１０で算出した補正情報、走行経路管理部１２０で必要な各種の情報の授受をロボット２０側の通信部２５との間で行う。表示部１５は、サーバ部１２に、管理者が視認可能なモニタを備え、ロボット２０側からの情報を通信部１４を介して受信して表示する表示制御部を含む。なお、表示部１５には、管理者からの、走行及び警備に関わる各種の指示を受け付ける入力部を含めてもよい。

ロボット２０側において、制御部２００は、コンピュータ等で構成され、記憶部２００ａに記憶された制御プログラムが実行されることで、接続されている各部の動作を制御する。測位情報算出部２４ａは、ＧＮＳＳ受信部２４の一部を構成するもので、各ＧＮＳＳ衛星３から、所定の周期、例えば毎秒で受信されるＧＮＳＳ信号から得られる測位用データ及び基準点に対する補正情報を用いて、ロボット２０の位置の測位情報をＲＴＫ測位方式で算出する。

ＧＮＳＳ状態管理部２１０は、ＧＮＳＳ受信部２４での電波受信状態がフィックス（Fixed）状態にあるか、フロート（Float）状態にあるかを判断する。

ここで、ＲＴＫ測位方式について簡単に説明する。公知のように、ＲＴＫ測位方式は、ＧＮＳＳ受信部１１，２４を用いて、ＧＮＳＳ受信部２４からＧＮＳＳ衛星３までの距離を、Ｃ／Ａコードデータ及びキャリア位相データからなる測位用データである搬送波の波数と位相差とから求める。まず、それぞれのＧＮＳＳ受信部１１，２４において観測される各搬送波位相を測定する。搬送波位相は、ＧＮＳＳ受信部１１、２４内で搬送波のレプリカを発生させ、比較をすることで得られる。次いで、その間に存在する波数（整数値バイアス）を決定する。整数値バイアスの決定は、推測値を収束させる処理手順で行う。最初の推測値は、例えば単独測位のＧＮＳＳ受信部１１，２４を使用してのディファレンシャル（Ｄ−ＧＰＳ）測位方式より求める。この方式では、ＧＮＳＳ受信部１１の測位情報をＧＮＳＳ受信部２４側に通信する。その解から候補範囲を推測し、収束させる。一般的には数十秒程度の収束処理を経て、収束解が得られる（整数値バイアスが決定される）。整数値バイアスが決定すると、例えば２ｃｍ程度の測位精度が得られる。そして、整数値バイアスが決定した後は常に位相差を積算することで、精度維持が可能となる。整数値バイアスが決まるまでの解をフロート解（推測解）と呼び、収束した状態での解をフィックス解（収束解）と呼ぶ。例えば電波受信が一時的に途切れると、フィックス（Fixed）状態からフロート（Float）状態へ移行する。フィックス解（収束解）の測位精度は、フロート解（推測解）の測位精度に比して、公知のように１桁程度乃至はそれ以上高い。

ＧＮＳＳ状態管理部２１０は、測位演算毎に、フロート（Float）状態か、フィックス（Fixed）状態かのＧＮＳＳ状態（ＧＮＳＳモード）情報を測位情報算出部２４ａに出力して、測位情報を算出する。

また、測位情報算出部２４ａは、算出された測位情報に対して、平均化処理を実行することで精度確保を図っている。具体的には、測位情報算出部２４ａは、ＧＮＳＳ状態管理部２１０によって判断されたＧＮＳＳモードがフィックス状態にあるときは、第１のサンプル数、例えば直近（今回含む）の３回分を用いて平均化し、フロート状態にあるときは、第１のサンプル数より多い、第２のサンプリング数、例えば直近（今回含む）の１０回分を用いて平均化している。このように、測位情報が低精度の状態にあっても、平均化のサンプル数を増すことで、精度の維持が図れる。

次いで、走行経路管理部２４０は、記憶部２００ａに予め記憶されたロボット２０自身の走行ルートを参照しながらロボット２０の走行位置、走行状態の管理を行う。

駆動制御部２２０は、ロボット２０の測位中の現測位情報が走行経路情報に沿うように、左右の前輪２２Ｆに左右のモータを介して回転駆動力伝達する。駆動制御部２２０は、前輪２２Ｆの回転速度を調整して速度変更させ、また前輪２２Ｆの左右の回転速度を変更して方向変化を可能にしている。速度変更は、例えば直線、曲がり（コーナー）の他、坂や走行幅の広狭によって調整される。駆動制御部２２０は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで走行条件、例えば速度を調整するなどして、走行の安全性を確保している。本実施形態では、フィックス状態では、最高速度が第１の速度、例えば５．５ｍ／ｈに設定され、フロート状態では最高速度が第１の速度より低速の第２の速度、例えば２ｍ／ｈに制限されている。このように、測位情報が低精度の状況下で最高速度を制限することで、コース外れを抑制でき、障害物との接触、衝突が防止され、またサンプル数を増加させたことで位置精度が高まる。

ＬＲＦ制御部２６０は、障害物検知部２６の動作を制御するものである。本実施形態において、障害物検知部２６は、周囲の障害物までの距離を計測するセンサ、例えばレーザレンジセンサ（Laser Range Finder）が採用されている。障害物検知部２６は、図１に示すように、レーザビームＬＢを水平面内で放射状にスキャンしながら出力すると共に、周囲の壁などの障害物で反射し、帰来した反射光を受光して、各出力方向について障害物までの距離を、ＴＯＦ（Time of Flight）の原理に従って計測する。障害物検知部２６は、光学式のレーザ光送受部を回転軸周りに回転させながらレーザビームＬＢの送受信を高速で繰り返す。障害物検知部２６のスキャン範囲は、例えば進行方向前方を基準に左右に所定角度θ／２ずつの範囲である。ＬＲＦ制御部２６０は、ＧＮＳＳモードに応じて、検知範囲を変更するようにしている。例えば、ＬＲＦ制御部２６０は、ＧＮＳＳモードがフロート状態のときは、検知範囲θを広角度に、例えば前方１８０°程度に広げて、低精度の測位情報を補うようにし、一方、フィックス状態のときは、検知範囲を例えば進行方向を中心に半分程度の角度に狭めてデータ処理負担を低減させ、また、より高速に設定された最高速度に対応するべく測距レンジを大きくする。障害物検知部２６で検出された障害物情報は、ロボット２０の走行経路設定処理に使用されて、特に測位情報の精度が低い状態において、経路上や近傍に存在する障害物との接触、衝突を可及的に防止するようにしている。

撮像制御部２３０は、撮像部２３による撮像状況を制御するものである。撮像部２３は、監視用乃至は警備用の映像情報として用いられるもので、種々のカメラが採用可能であり、複数方向を撮像するための複数のカメラやビデオカメラを搭載してもよいし、周囲半球を同時に撮像可能なカメラやビデオカメラでもよい。撮像制御部２３０による制御内容としては、カメラレンズを左右に動かすパン（pan）、カメラレンズを上下に動かすティルト（tilt）、及び望遠や広角にするズーム（zoom）の少なくとも１つを含む。また、昇降制御部２３１は、モータ等の昇降機構部２３ａを駆動させて、撮像部２３の高さ位置を調整するものである。昇降制御部２３１は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで高さ位置を調整する。本実施形態では、フィックス状態では、高い位置に設定され、フロート状態では、相対的に低い位置に設定される。このように、測位精度の良好のときには、より遠方の状態まで見渡せるようにし、逆に測位精度の不良のときには、むしろ近傍の細かい状況まで視認可能なようにして、走行の安定性を確保している。

照明灯輝度制御部２７０は、照明灯２７の輝度を調整するものである。照明灯輝度制御部２７０は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで高さ位置を調整する。本実施形態では、フィックス状態では、高速走行を確保するべく高輝度に設定され、フロート状態では、低速走行でよいため、相対的に低輝度に設定される。

警光灯表示制御部２８０は、測位精度に応じて、例えばＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで表示態様を変更するものである。本実施形態では、フィックス状態では、青色のランプを点灯させ、フロート状態では、黄色のランプを点灯させる。このように、測位精度の良不良に応じて表示色を変えることで、周囲に走行の安定性の状況を報知することができる。なお、警光色としては、青色と黄色の組み合わせに代えて、黄色と赤色、また他の組み合わせでもよい。また、色の変更に代えて、フィックス状態では点灯状態とし、フロート状態では点滅状態としてもよい。

なお、昇降機構部２３ａは、撮像部２３の昇降の他、前記した各部乃至その他の必要な部材を被昇降部として昇降可能である。これにより、被昇降部を測位精度に応じた好適な高さ位置で動作させることが可能となる。

図３は、サーバ・基準局部１０側の表示部１５のモニタ画面１５０の一例で、図３（ａ）はＧＮＳＳモードがフィックス状態にある場合の画面図、図３（ｂ）はＧＮＳＳモードがフロート状態にある場合の画面図である。モニタ画面１５０には、主画面１５１として、警備対象領域内の走行経路Ｒｏと、現在のロボット２０の位置を示すロボット画像２０Ｇとが表示されている。なお、主画面１５１には、走行経路Ｒｏに加えて、周辺の情報、例えば周囲の障害物の画像が表示されてもよい。モニタ画面１５０の適所、例えば右側には上下方向に、高ビットレートのカメラ映像１画面１５２と、低ビットレートのカメラ映像２画面１５３とが設けられている。撮像制御部２３０は、撮像した映像を通信部２５，１４を経由してサーバ・基準局部１０側の表示部１５に送信し、表示させる。撮像制御部２３０は、画像の撮像動作状態や通信部２５，１４による画像の通信状態を受けて、表示場所を分けている。また、モニタ画面１５０の適所、例えば下部側には、ＧＮＳＳモードの内容、ロボット２０の最高設定速度、及び使用サンプル数が確認的に表示される。

続いて、図４、図５のフローチャートを用いて、ロボット２０及びサーバ部１２の各処理を説明する。ロボット２０及びサーバ部１２の制御部１００，２００が起動した後、警備開始が指示されると、本フローがスタートする。まず、サーバ部１２が動作して、管理者によって選出された走行経路情報が走行経路管理部１２０から読み出され（ステップＱ１）、通信部１４，２５を経てロボット２０側に送信される（ステップＱ３）。

ロボット２０側では、サーバ部１２から送信された走行経路情報を受信する（ステップＳ１）。次いで、測位情報算出部２４ａによってＧＮＳＳ信号の受信処理が行われる（ステップＳ３）。

併せて、サーバ部１２においても、測位情報算出部１１ａによってＧＮＳＳ信号の受信処理が開始され、ＧＮＳＳ信号の受信の度に、基準局で受信する各衛星の搬送波情報が補正情報として算出される（ステップＱ５）。そして、算出された補正情報は、通信部１４，２５を経てロボット２０側に送信される（ステップＱ７）。

ロボット２０側では、サーバ部１２から送信された補正情報を受信する（ステップＳ５）。次いで、測位情報算出部１１ａによってＧＮＳＳ信号と補正情報とからＧＮＳＳモードの判断のための算出が行われ、ＧＮＳＳモードの内容がＧＮＳＳ状態管理部２１０に格納される（ステップＳ７）。

次いで、現在のＧＮＳＳモードの判定が行われる（ステップＳ９）。現在のＧＮＳＳモードがフィックス状態であれば、フィックス状態に対応した、最大速度、必要サンプル数の条件が設定される（ステップＳ１１）。現在のＧＮＳＳモードがフロート状態であれば、フロート状態に対応した、最大速度、必要サンプル数の条件が設定される（ステップＳ１３）。それ以外の場合には、異常発生と見なして走行を停止させて（ステップＳ１５）、ステップＳ３に戻る。なお、この場合、単独測位方式に移行させて、ロボット２０の最高速度を微速に設定して微速前進させる態様としてもよい。

続いて、ステップＳ１７以降では、サンプルデータの追加ストック処理などを行う。すなわち、ステップＳ１１又はステップＳ１３の場合、現在の測位情報と設定された条件内容で得られたサンプル平均値とから、両者の位置が所定距離、例えば１ｍ以上離れているかが判断される（ステップＳ１７）。１ｍ以上離れている場合には、追加するべきサンプルデータとして精度的に不適合として、追加する（取り込む）ことなく、ステップＳ３にリターンする。一方、１ｍ以内であればサンプルデータとして適合するとして、記憶部２００ａに追加される（ステップＳ１９）。

次いで、取得したサンプル数が、ステップＳ１１，Ｓ１３で設定された必要サンプル数に達したか否かが判断される（ステップＳ２１）。取得したサンプル数が必要サンプル数より少なければ、ステップＳ３にリターンする。そして、取得したサンプル数が必要サンプル数と一致すると、設定条件に従って、必要サンプル数でのサンプル平均値の算出、最大速度での走行制御が行われる（ステップＳ２３、ステップＳ２５）。そして、記憶部１００ａから一番古いサンプルデータの削除処理が実行される（ステップＳ２７）。これにより、直近の必要サンプル数のデータが常に格納された状態となる。

第１実施形態では、ロボット２０の走行速度をＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで切換えたが、第２実施形態として補正情報の通信状態を利用してもよい。この場合、ＧＮＳＳ状態管理部２１０は、フィックス状態においてサーバ・基準局部１０側からの補正情報の通信が途絶えたか否かを判定し、途絶えた場合に、その間の時間や途絶えた回数をカウントするカウンタを備え、駆動制御部２２０は、カウンタ値に応じてロボット２０の最高速度を例えば段階的に徐々に落とす処理を行う。これによって走行の安全が確保される。

前記実施形態では、ロボット２０の走行速度をＧＮＳＳモードがフィックス状態かフロート状態かで切換えたが、ロボット２０とサーバ部１２との間の通信が途絶えるなどしてＲＴＫ測位が維持できないような場合、最高速度をフロート状態の際の設定最高速度よりも低速としてもよい。

本実施形態では、ＧＮＳＳ―ＲＴＫ測位方式で測位精度の良不良を判断したが、これに限らず、第３実施形態として、衛星航法システムを利用した他の測位方式によるものでもよい。この場合、測位精度の良不良の判断として、他の基準、例えば直近の複数個のサンプル値と現測位情報との差分の大小を利用するなどしてもよい。

本実施形態では、サーバ部１２をサーバ・基準局部１０に配置したが、第４実施形態として、ロボット２０の台数が少数、例えば１台の場合には、サーバ部１２の構成部をロボット２０内に搭載する態様でもよい。

本実施形態では、平均化処理のためのサンプル数は、フィックス状態で３個としたが、これに限らず、第５実施形態として、それ以上でもよく、逆にそれ以下の、例えば１個を含めてもよい。また、平均化は、単純平均でもよいし、加重平均によるものでもよい。

本実施形態では、監視乃至は警備ロボットで説明したが、これに限らず、各種の作業を行う作業ロボット全般に適用可能である。また、移動体は走行体に限らず、さらに飛行移動体、航行移動体にも適用でき、これらの走行制御を可能とする。

また、上述の衛星航法システムにおける各実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 衛星航法システム
１０ サーバ・基準局部
１１，２４ ＧＮＳＳ受信部（受信機）
１２ サーバ部
１４，２５ 通信部
１１ａ 測位情報算出部
１１０ 補正情報算出部
２０ ロボット（移動体）
２４ａ 測位情報算出部（測位情報算出手段）
２１０ ＧＮＳＳ状態管理部（測位精度判断手段）
２２０ 駆動制御部
１００ａ，２００ａ 記憶部
２６ 障害物検知部
２６０ ＬＲＦ制御部（検知範囲設定手段）
２３ａ 昇降機構部（昇降装置）
２３１ 昇降制御部（昇降制御手段）
２７ 照明灯
２７０ 照明灯輝度制御部（照明灯輝度設定手段）
２８ 警光灯
２８０ 警光灯表示制御部（警光灯表示制御手段）

Claims (15)

1. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、
   衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、
   基準局での補正情報であって受信した前記補正情報と前記測位用信号とを用いて、ＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出する測位情報算出手段と、
   前記ＲＴＫ測位方式において、前記測位情報として確定解が得られている場合、前記受信機の測位精度が良好と判断し、前記測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記受信機の測位精度が不良と判断する測位精度判断手段と、
   前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定する駆動制御手段と、
   進行方向を含む角度範囲における障害物の有無を検知する障害物検知部と、
   前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、前記進行方向を含む第１の検知角度範囲を設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の検知角度範囲よりも広角の第２の検知角度範囲を設定する検知範囲設定手段とを備えた自律移動制御装置。
2. 前記基準局から周期的に送信される前記補正情報を逐次受信する通信部を備え、
   前記測位精度判断手段は、前記受信機の測位精度が良好と判断されている間、前記通信部で周期的に受信される前記補正情報の受信が途切れた期間のカウントを行い、
   前記駆動制御手段は、カウント値が大きくなる程、前記最大速度を前記第１の速度よりも低下させる請求項１に記載の自律移動制御装置。
3. 前記基準局から周期的に送信される前記補正情報を逐次受信する通信部を備え、
   前記駆動制御手段は、前記基準局との通信が途切れた場合、前記最大速度を前記第２の速度よりも低下させる請求項１に記載の自律移動制御装置。
4. 前記駆動制御手段は、前記測位情報と予め設定された移動経路情報とを比較して一致させるように前記移動体の移動を制御する請求項１〜３のいずれか記載の自律移動制御装置。
5. 前記移動体の周囲を照明する、輝度が変更可能な照明灯と、
   前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、前記照明灯の輝度を第１の輝度に設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の輝度よりも低い第２の輝度に設定する照明灯輝度設定手段とを備えた請求項１〜４のいずれかに記載の自律移動制御装置。
6. 前記移動体に搭載された、表示態様が変更可能な警光灯と、
   前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記表示態様を異ならせる警光灯表示制御手段とを備えた請求項１〜５のいずれかに記載の自律移動制御装置。
7. 前記移動体上に搭載された撮像部を昇降させる昇降装置と、
   前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記昇降装置を駆動させて前記撮像部の高さ位置を調整する昇降制御手段とを備えた請求項１〜６のいずれかに記載の自律移動制御装置。
8. 測位情報算出手段は、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断された場合、直近の第１のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断された場合、第１のサンプル数より多い直近の第２のサンプル数の測位情報を用いて位置を算出する請求項１〜７のいずれかに記載の自律移動制御装置。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の自律移動制御装置を備えた移動体。
10. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御方法において、
    測位情報算出手段が、基準局での補正情報であって受信した前記補正情報と、受信機で受信した、衛星から周期的に放送される測位用信号とを用いてＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出し、
    測位精度判断手段が、前記ＲＴＫ測位方式において、前記測位情報として確定解が得られている場合、前記受信機の測位精度が良好と判断し、前記測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記受信機の測位精度が不良と判断し、
    駆動制御手段が、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定し、
    検知範囲設定手段が、進行方向を含む角度範囲における障害物の有無を検知する障害物検知部に対し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、前記障害物検知部に対して前記進行方向を含む第１の検知角度範囲を設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記障害物検知部に対して前記第１の検知角度範囲よりも広角の第２の検知角度範囲を設定する自律移動制御方法。
11. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて自律移動制御装置により移動体の移動を制御するプログラムにおいて、
    基準局での補正情報であって受信した前記補正情報と、受信機で受信した、衛星から周期的に放送される測位用信号とを用いてＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出する測位情報算出手段、
    前記ＲＴＫ測位方式において、前記測位情報として確定解が得られている場合、前記受信機の測位精度が良好と判断し、前記測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記受信機の測位精度が不良と判断する測位精度判断手段、
    前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定する駆動制御手段、
    及び、進行方向を含む角度範囲における障害物の有無を検知する障害物検知部に対し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、前記進行方向を含む第１の検知角度範囲を設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の検知角度範囲よりも広角の第２の検知角度範囲を設定する検知範囲設定手段、として前記自律移動制御装置を機能させるプログラム。
12. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、
    衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、
    前記測位用信号、及び基準局での補正情報を受信してＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出する測位情報算出手段と、
    前記ＲＴＫ測位方式において、前記測位情報として確定解が得られている場合、前記受信機の測位精度が良好と判断し、前記測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記受信機の測位精度が不良と判断する測位精度判断手段と、
    前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定する駆動制御手段と、
    前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、
    前記測位精度判断手段は、前記測位精度が良好と判断されている間、前記通信部で周期的に受信される前記補正情報の受信が途切れた期間のカウントを行い、
    前記駆動制御手段は、カウント値が大きくなる程、前記最大速度を前記第１の速度よりも低下させる自律移動制御装置。
13. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、
    衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、
    前記測位用信号、及び基準局での補正情報を受信してＲＴＫ測位方式によって測位情報を算出する測位情報算出手段と、
    前記ＲＴＫ測位方式において、前記測位情報として確定解が得られている場合、前記受信機の測位精度が良好と判断し、前記測位情報として計算中の推測解が得られている場合、前記受信機の測位精度が不良と判断する測位精度判断手段と、
    前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が良好と判断されたとき、第１の速度を最大速度として設定し、前記測位精度判断手段によって前記受信機の測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の速度より低い第２の速度を最大速度として設定する駆動制御手段と、
    前記基準局から周期的に送信される、測位精度を確保するための補正情報を逐次受信する通信部を備え、
    前記駆動制御手段は、前記基準局との通信が途切れた場合、前記最大速度を前記第２の速度よりも低下させる自律移動制御装置。
14. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、
    衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、
    前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段と、
    前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段と、
    前記移動体の周囲を照明する、輝度が変更可能な照明灯と、
    前記測位精度判断手段によって前記測位精度が良好と判断されたとき、前記照明灯の輝度を第１の輝度に設定し、前記測位精度判断手段によって前記測位精度が不良と判断されたとき、前記第１の輝度よりも低い第２の輝度に設定する照明灯輝度設定手段とを備えた自律移動制御装置。
15. 衛星航法システムから得られる測位情報に基づいて移動体の移動を制御する自律移動制御装置において、
    衛星から周期的に放送される測位用信号を受信する受信機と、
    前記受信機の測位精度の良不良を判断する測位精度判断手段と、
    前記測位精度判断手段の判断結果に応じて前記移動体の走行条件を変更する駆動制御手段と、
    前記移動体上に搭載された撮像部を昇降させる昇降装置と、
    前記測位精度判断手段の判断結果に応じて、前記昇降装置を駆動させて前記撮像部の高さ位置を調整する昇降制御手段とを備えた自律移動制御装置。

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