JP7081881B2 - 移動体および移動体システム - Google Patents

Description

本開示は移動体および移動体システムに関する。

無人搬送車または移動ロボットなどの移動体の研究および開発が進められている。たとえば特開２００８－０８４１３５号公報は、人物に追従して移動しながら地図および移動経路を登録する移動ロボットを開示している。また、特開２００６－２８５６３５号公報は、人に呼ばれると、その人の場所まで移動し、用事が終わると再び元のルート位置付近に戻る移動ロボットを開示している。

特開２００８－０８４１３５号公報 特開２００６－２８５６３５号公報

本開示は、移動体を用いた作業の利便性をさらに向上させる技術を提供する。

本開示の例示的な実施形態における移動体は、自律的に移動することが可能な移動体であって、前記移動体を移動させる駆動装置と、外界センサと、前記外界センサから出力されたセンサデータに基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報を順次出力する位置推定装置と、前記位置推定装置から出力された前記位置情報を記憶する記憶装置と、前記駆動装置を制御して前記移動体を移動させるコントローラとを備える。前記コントローラは、前記移動体が第１の地点から第２の地点まで移動した後、前記記憶装置に記憶されている前記位置情報に基づいて、前記第１の地点から前記第２の地点までの経路を逆に辿って前記移動体を前記第１の地点に戻す。

上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体によって実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、および記録媒体の任意な組み合わせによって実現されてもよい。

本開示の実施形態によれば、移動体が第１の地点から第２の地点まで移動した後、復路に関する情報を与えることなく、その移動体を再び第１の地点に戻すことができる。このため、移動体を用いた作業の利便性を向上させることができる。

図１は、本開示の例示的な実施形態における移動体の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本開示による、各ＡＧＶの走行を制御する制御システムの概要を示す図である。 図３は、ＡＧＶが存在する移動空間の一例を示す図である。 図４Ａは、接続される前のＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。 図４Ｂは、接続されたＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。 図５は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶの外観図である。 図６Ａは、ＡＧＶの第１のハードウェア構成例を示す図である。 図６Ｂは、ＡＧＶの第２のハードウェア構成例を示す図である。 図７Ａは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図７Ｂは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図７Ｃは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図７Ｄは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図７Ｅは、移動しながら地図を生成するＡＧＶを示す図である。 図７Ｆは、完成した地図の一部を模式的に示す図である。 図８は、複数の部分地図によって１つのフロアの地図が構成される例を示す図である。 図９は、運行管理装置のハードウェア構成例を示す図である。 図１０は、運行管理装置によって決定されたＡＧＶの移動経路の一例を模式的に示す図である。 図１１Ａは、追尾モードで動作するＡＧＶの例を模式的に示す図である。 図１１Ｂは、追尾モードで動作するＡＧＶの他の例を模式的に示す図である。 図１２は、本開示の例示的な実施形態におけるＡＧＶの動作を示すフローチャートである。 図１３Ａは、本開示の例示的な実施形態におけるＡＧＶの動作の例を示す第１の図である。 図１３Ｂは、本開示の例示的な実施形態におけるＡＧＶの動作の例を示す第２の図である。 図１３Ｃは、本開示の例示的な実施形態におけるＡＧＶの動作の例を示す第３の図である。 図１３Ｄは、本開示の例示的な実施形態におけるＡＧＶの動作の例を示す第４の図である。 図１３Ｅは、本開示の例示的な実施形態におけるＡＧＶの動作の例を示す第５の図である。 図１３Ｆは、本開示の例示的な実施形態におけるＡＧＶの動作の例を示す第６の図である。 図１４は、復路におけるＡＧＶの動作の他の例を示す図である。 図１５Ａは、往路において記録される位置情報の一例を示す図である。 図１５Ｂは、復路における位置情報の一例を示す図である。 図１５Ｃは、復路における位置情報の他の例を示す図である。

＜用語＞
本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。

「無人搬送車」（ＡＧＶ）とは、本体に人手または自動で荷物を積み込み、指示された場所まで自動走行し、人手または自動で荷卸しをする無軌道車両を意味する。「無人搬送車」は、無人牽引車および無人フォークリフトを含む。

「無人」の用語は、車両の操舵に人を必要としないことを意味しており、無人搬送車が「人（たとえば荷物の積み下ろしを行う者）」を搬送することは除外しない。

「無人牽引車」とは、人手または自動で荷物の積み込み荷卸しをする台車を牽引して、指示された場所まで自動走行する無軌道車両である。

「無人フォークリフト」とは、荷物移載用のフォークなどを上下させるマストを備え、フォークなどに荷物を自動移載し指示された場所まで自動走行し、自動荷役作業をする無軌道車両である。

「無軌道車両」とは、車輪と、車輪を回転させる電気モータまたはエンジンを備える移動体（vehicle）である。

「移動体」とは、人または荷物を載せて移動する装置であり、移動のための駆動力（traction）を発生させる車輪、二足または多足歩行装置、プロペラなどの駆動装置を備える。本開示における「移動体」の用語は、狭義の無人搬送車のみならず、モバイルロボット、サービスロボット、およびドローンを含む。

「自動走行」は、無人搬送車が通信によって接続されるコンピュータの運行管理システムの指令に基づく走行と、無人搬送車が備える制御装置による自律的走行とを含む。自律的走行には、無人搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれる。また、無人搬送車は、一時的に作業者の指示に基づくマニュアル走行を行ってもよい。「自動走行」は、一般には「ガイド式」の走行および「ガイドレス式」の走行の両方を含むが、本開示では「ガイドレス式」の走行を意味する。

「ガイド式」とは、誘導体を連続的または断続的に設置し、誘導体を利用して無人搬送車を誘導する方式である。

「ガイドレス式」とは、誘導体を設置せずに誘導する方式である。本開示の実施形態における無人搬送車は、自己位置推定装置を備え、ガイドレス式で走行することができる。

「自己位置推定装置」は、レーザレンジファインダなどの外界センサによって取得されたセンサデータに基づいて環境地図上における自己位置を推定する装置である。

「外界センサ」は、移動体の外部の状態をセンシングするセンサである。外界センサには、たとえば、レーザレンジファインダ（測域センサともいう）、カメラ（またはイメージセンサ）、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および磁気センサがある。

「内界センサ」は、移動体の内部の状態をセンシングするセンサである。内界センサには、たとえばロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と称することがある）、加速度センサ、および角加速度センサ（たとえばジャイロセンサ）がある。

「SLAM（スラム）」とは、Simultaneous Localization and Mappingの略語であり、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うことを意味する。

＜例示的な実施形態＞
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および移動体システムの一例を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

図１は、本開示の例示的な実施形態における移動体の概略構成を示すブロック図である。この移動体１０１は、外界センサ１０３と、位置推定装置１０５と、記憶装置１０７と、コントローラ１０９と、駆動装置１１１とを備えている。

駆動装置１１１は、移動体１０１を移動させる機構を備えている。駆動装置１１１は、例えば不図示の少なくとも１台の駆動用電気モータ（以下、単に「モータ」と称する）、および、当該モータを制御するモータ制御回路を備え得る。外界センサ１０３は、例えばレーザレンジファインダ、カメラ、レーダ、またはＬＩＤＡＲなどの、外部環境をセンシングするセンサである。位置推定装置１０５は、外界センサから出力されたセンサデータに基づき、移動体の位置および姿勢を推定する。位置推定装置１０５は、推定した移動体の位置および姿勢（orientation）を示す情報（本明細書において「位置情報」と称する）を順次出力する。記憶装置１０７は、移動体１０１の移動中、位置推定装置１０５から順次出力された位置情報を記憶する。コントローラ１０９は、駆動装置１１１を制御して移動体１０１を移動させる。

コントローラ１０９は、移動体１０１を第１の地点から第２の地点まで移動させた後、記憶装置１０７に記憶されている位置情報に基づいて、移動体１０１を第１の地点に戻す。この際、コントローラ１０９は、第１の地点から第２の地点までの経路を逆に辿った経路で、移動体１０１を第１の地点に戻す。第１の地点から第２の地点までの経路を「往路」と称し、第２の地点から第１の地点までの経路を「復路」と称する。

本実施形態によれば、移動体１０１を第１の地点から第２の地点まで移動させた後、復路に関する具体的な指示を与えることなく移動体１０１を第１の地点に戻すことができる。これにより、移動体１０１を用いた作業の効率を向上させることができる。例えば第１の地点および第２の地点の一方で荷積みをし、第１の地点および第２の地点の他方で荷卸しをするような運搬作業の効率を向上させることができる。

ある実施形態において、移動体１０１は無人搬送車であり、記憶装置１０７には環境地図のデータ（以下、単に「環境地図」とも称する）が記録される。位置推定装置１０５は、センサデータと、記憶装置１０７に記録された環境地図とのマッチングを行うことにより、環境地図上における移動体の位置および姿勢の推定値を決定し、当該推定値を位置情報として出力し得る。

コントローラ１０９は、外部の装置から送信された経路情報に基づいて移動体１０１を移動させるモード、および移動体１０１に移動物体を追尾させるモード（「追尾モード」と称する）の少なくとも一方のモードで移動体１０１を動作させることができる。コントローラ１０９は、追尾モードにおいて、外界センサ１０３から出力されたセンサデータに基づいて駆動装置１１１を制御し、移動体１０１に移動物体を追尾させる。移動物体は、例えば人または他の移動体であり得る。コントローラ１０９は、追尾モードにおいては、移動体１０１に人または他の移動体を追尾させて第１の地点から第２の地点まで移動させた後、移動体１０１を第１の地点に戻す。

コントローラ１０９は、移動体１０１が第１の地点から第２の地点まで移動した後、例えばユーザの操作または他の装置によって与えられた帰還指令に応答して、移動体１０１を第１の地点に戻してもよい。帰還指令は復路を指定する指示を含まなくてよい。コントローラ１０９は、移動体１０１の位置または状態が設定された条件を満足したとき、移動体１０１を第１の地点に戻す動作を開始してもよい。例えば、移動体１０１が荷物の搬送に利用される場合、コントローラ１０９は、移動体１０１が第２の地点に到達した後、荷卸しまたは荷積みが完了したことを検知したとき、移動体１０１を第１の地点に戻す動作を開始してもよい。荷卸しまたは荷積みは、例えば移動体１０１または第２の地点の近傍に設けられたセンサによって検知され得る。ある例では、移動体１０１に載置される個々の物品にＲＦＩＤなどのタグが付され得る。センサは、個々のタグに記録された情報を読み取ることで、全ての物品の荷卸しまたは荷積みが完了したことを検知し得る。

コントローラ１０９は、第２の地点から第１の地点に移動体１０１を戻すとき、移動体１０１の向きを往路における向きとは逆にしてから移動を開始してもよい。あるいは、コントローラ１０９は、第２の地点から第１の地点に移動体１０１を戻すとき、移動体１０１の向きを往路における向きと同一の状態を保ちながら移動体１０１を移動させてもよい。後者の例では、コントローラ１０９は、移動体１０１における駆動用の各モータを、往路とは逆方向に回転させることにより、移動体１０１を逆走（または背走）させる。

以下、移動体が無人搬送車である場合のより具体的な例を説明する。本明細書では、略語を用いて、無人搬送車を「ＡＧＶ」と記述することがある。なお、以下の説明は、矛盾がない限り、ＡＧＶ以外の移動体、例えば移動ロボット、ドローン、または有人の車両などにも同様に適用することができる。

（１）システムの基本構成
図２は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、少なくとも１台のＡＧＶ１０と、ＡＧＶ１０の運行管理を行う運行管理装置５０とを含む。図２には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。

ＡＧＶ１０は、走行に磁気テープなどの誘導体が不要な「ガイドレス式」走行が可能な無人搬送台車である。ＡＧＶ１０は、自己位置推定を行い、推定の結果を端末装置２０および運行管理装置５０に送信することができる。ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０からの指令に従って移動空間Ｓ内を自動走行することが可能である。ＡＧＶ１０は、さらに、人または他の移動体に追従して移動する「追尾モード」で動作することが可能である。

運行管理装置５０は各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングし、各ＡＧＶ１０の走行を管理するコンピュータシステムである。運行管理装置５０は、デスクトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータであり得る。運行管理装置５０は、複数のアクセスポイント２を介して、各ＡＧＶ１０と通信する。たとえば、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０が次に向かうべき位置の座標のデータを各ＡＧＶ１０に送信する。各ＡＧＶ１０は、定期的に、たとえば１００ミリ秒ごとに自身の位置および姿勢（orientation）を示すデータを運行管理装置５０に送信する。指示した位置にＡＧＶ１０が到達すると、運行管理装置５０は、さらに次に向かうべき位置の座標のデータを送信する。ＡＧＶ１０は、端末装置２０に入力されたユーザ１の操作に応じて移動空間Ｓ内を走行することも可能である。端末装置２０の一例はタブレットコンピュータである。典型的には、端末装置２０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成時に行われ、運行管理装置５０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成後に行われる。

図３は、３台のＡＧＶ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが存在する移動空間Ｓの一例を示している。いずれのＡＧＶも図中の奥行き方向に走行しているとする。ＡＧＶ１０ａおよび１０ｂは天板に載置された荷物を搬送中である。ＡＧＶ１０ｃは、前方のＡＧＶ１０ｂに追従して走行している。なお、説明の便宜のため、図３では参照符号１０ａ、１０ｂおよび１０ｃを付したが、以下では、「ＡＧＶ１０」と記述する。

ＡＧＶ１０は、天板に載置された荷物を搬送する方法以外に、自身と接続された牽引台車を利用して荷物を搬送することも可能である。図４Ａは接続される前のＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。牽引台車５の各足にはキャスターが設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５と機械的に接続される。図４Ｂは、接続されたＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。ＡＧＶ１０が走行すると、牽引台車５はＡＧＶ１０に牽引される。牽引台車５を牽引することにより、ＡＧＶ１０は、牽引台車５に載置された荷物を搬送できる。

ＡＧＶ１０と牽引台車５との接続方法は任意である。ここでは一例を説明する。ＡＧＶ１０の天板にはプレート６が固定されている。牽引台車５には、スリットを有するガイド７が設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５に接近し、プレート６をガイド７のスリットに差し込む。差し込みが完了すると、ＡＧＶ１０は、図示されない電磁ロック式ピンをプレート６およびガイド７に貫通させ、電磁ロックをかける。これにより、ＡＧＶ１０と牽引台車５とが物理的に接続される。

再び図２を参照する。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、たとえば１対１で接続されてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信を行うことができる。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、１または複数のアクセスポイント２を利用してＷｉ－Ｆｉ（登録商標）に準拠した通信を行うこともできる。複数のアクセスポイント２は、たとえばスイッチングハブ３を介して互いに接続されている。図２には２台のアクセスポイント２ａ、２ｂが記載されている。ＡＧＶ１０はアクセスポイント２ａと無線で接続されている。端末装置２０はアクセスポイント２ｂと無線で接続されている。ＡＧＶ１０が送信したデータはアクセスポイント２ａで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ｂに転送され、アクセスポイント２ｂから端末装置２０に送信される。また、端末装置２０が送信したデータは、アクセスポイント２ｂで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ａに転送され、アクセスポイント２ａからＡＧＶ１０に送信される。これにより、ＡＧＶ１０および端末装置２０の間の双方向通信が実現される。複数のアクセスポイント２はスイッチングハブ３を介して運行管理装置５０とも接続されている。これにより、運行管理装置５０と各ＡＧＶ１０との間でも双方向通信が実現される。

（２）環境地図の作成
自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されており、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。

ＡＧＶ１０は、ユーザの操作によってデータ取得モードに遷移する。データ取得モードにおいて、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダを用いたセンサデータの取得を開始する。レーザレンジファインダは周期的にたとえば赤外線または可視光のレーザビームを周囲に放射して周囲の空間Ｓをスキャンする。レーザビームは、たとえば、壁、柱等の構造物、床の上に置かれた物体等の表面で反射される。レーザレンジファインダは、レーザビームの反射光を受けて各反射点までの距離を計算し、各反射点の位置が示された測定結果のデータを出力する。各反射点の位置には、反射光の到来方向および距離が反映されている。測定結果のデータは「計測データ」または「センサデータ」と呼ばれることがある。

位置推定装置は、センサデータを記憶装置に蓄積する。移動空間Ｓ内のセンサデータの取得が完了すると、記憶装置に蓄積されたセンサデータが外部装置に送信される。外部装置は、たとえば信号処理プロセッサを有し、かつ、地図作成プログラムがインストールされたコンピュータである。

外部装置の信号処理プロセッサは、スキャンごとに得られたセンサデータ同士を重ね合わせる。信号処理プロセッサが重ね合わせる処理を繰り返し行うことにより、空間Ｓの地図を作成することができる。外部装置は、作成した地図のデータをＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、作成した地図のデータを内部の記憶装置に保存する。外部装置は、運行管理装置５０であってもよいし、他の装置であってもよい。

外部装置ではなくＡＧＶ１０が地図の作成を行ってもよい。上述した外部装置の信号処理プロセッサが行った処理を、ＡＧＶ１０のマイクロコントローラユニット（マイコン）などの回路が行えばよい。ＡＧＶ１０内で地図を作成する場合には、蓄積されたセンサデータを外部装置に送信する必要が無くなる。センサデータのデータ容量は一般には大きいと考えられる。センサデータを外部装置に送信する必要がないため、通信回線の占有を回避できる。

なお、センサデータを取得するための移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が走行することによって実現し得る。たとえば、ＡＧＶ１０は、端末装置２０を介して無線でユーザから前後左右の各方向への移動を指示する走行指令を受け取る。ＡＧＶ１０は走行指令にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成する。ＡＧＶ１０がジョイスティック等の操縦装置と有線で接続されている場合には、当該操縦装置からの制御信号にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成してもよい。レーザレンジファインダを搭載した計測台車を人が押し歩くことによってセンサデータを取得してもよい。

なお、図２および図３には複数台のＡＧＶ１０が示されているが、ＡＧＶは１台であってもよい。複数台のＡＧＶ１０が存在する場合、ユーザ１は端末装置２０を利用して、登録された複数のＡＧＶのうちから一台のＡＧＶ１０を選択して、移動空間Ｓの地図を作成させることができる。

地図が作成されると、以後、各ＡＧＶ１０は当該地図を利用して自己位置を推定しながら自動走行することができる。自己位置を推定する処理の説明は後述する。

（３）ＡＧＶの構成
図５は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。なお、ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図５には示されていない。また、図５には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されているが、左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。

ＡＧＶ１０は、さらに、障害物を検知するための少なくとも１つの障害物センサ１９を備えている。図５の例では、フレーム１２の４隅に４つの障害物センサ１９が設けられている。障害物センサ１９の個数および配置は、図５の例とは異なっていてもよい。障害物センサ１９は、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、またはステレオカメラなどの、距離計測が可能な装置であり得る。障害物センサ１９が赤外線センサである場合、例えば一定時間ごとに赤外線を出射し、反射された赤外線が戻ってくるまでの時間を計測することにより、一定距離以内に存在する障害物を検知することができる。ＡＧＶ１０は、少なくとも１つの障害物センサ１９から出力された信号に基づいて経路上の障害物を検知したとき、その障害物を回避する動作を行う。

走行制御装置１４は、ＡＧＶ１０の動作を制御する装置であり、主としてマイコン（後述）を含む集積回路、電子部品およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置１４は、上述した、端末装置２０とのデータの送受信、および前処理演算を行う。

レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外線または可視光のレーザビーム１５ａを放射し、当該レーザビーム１５ａの反射光を検出することにより、反射点までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザビーム１５ａを放射し、各レーザビーム１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８１ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。なお、本実施形態では、レーザレンジファインダ１５が行う周囲の空間のスキャンは実質的に床面に平行であり、平面的（二次元的）である。しかしながら、レーザレンジファインダ１５は高さ方向のスキャンを行ってもよい。

ＡＧＶ１０の位置および姿勢（向き）と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶ１０は、空間Ｓの地図を作成することができる。地図には、ＡＧＶの周囲の壁、柱等の構造物、床の上に載置された物体の配置が反映され得る。地図のデータは、ＡＧＶ１０内に設けられた記憶装置に格納される。

一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。二次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。

レーザビーム１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。

レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。

レーザレンジファインダ１５は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。

走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。なお、保持されている地図データは、他のＡＧＶ１０が作成した地図データであってもよい。

図６Ａは、ＡＧＶ１０の第１のハードウェア構成例を示している。また図６Ａは、走行制御装置１４の具体的な構成も示している。

ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、２台のモータ１６ａおよび１６ｂと、駆動装置１７と、車輪１１ａおよび１１ｂと、２つのロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂとを備えている。

走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄと、位置推定装置１４ｅとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃ、通信回路１４ｄおよび位置推定装置１４ｅは通信バス１４ｆで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。レーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｆに接続されており、計測結果である計測データを、マイコン１４ａ、位置推定装置１４ｅおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。

マイコン１４ａは、走行制御装置１４を含むＡＧＶ１０の全体を制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路（コンピュータ）である。典型的にはマイコン１４ａは半導体集積回路である。マイコン１４ａは、制御信号であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を駆動装置１７に送信して駆動装置１７を制御し、モータに印加する電圧を調整させる。これによりモータ１６ａおよび１６ｂの各々が所望の回転速度で回転する。

左右のモータ１６ａおよび１６ｂの駆動を制御する１つ以上の制御回路（たとえばマイコン）を、マイコン１４ａとは独立して設けてもよい。たとえば、モータ駆動装置１７が、モータ１６ａおよび１６ｂの駆動をそれぞれ制御する２つのマイコンを備えていてもよい。それらの２つのマイコンは、エンコーダ１８ａおよび１８ｂから出力されたエンコーダ情報を用いた座標計算をそれぞれ行い、所与の初期位置からのＡＧＶ１０の移動距離を推定してもよい。また、当該２つのマイコンは、エンコーダ情報を利用してモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを制御してもよい。

メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。

記憶装置１４ｃは、不揮発性の半導体メモリ装置である。ただし、記憶装置１４ｃは、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または、光ディスクに代表される光学式記録媒体であってもよい。さらに、記憶装置１４ｃは、いずれかの記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すためのヘッド装置および当該ヘッド装置の制御装置を含んでもよい。

記憶装置１４ｃは、走行する空間Ｓの地図データＭ、および、１または複数の走行経路のデータ（走行経路データ）Ｒを記憶する。地図データＭは、ＡＧＶ１０が地図作成モードで動作することによって作成され記憶装置１４ｃに記憶される。走行経路データＲは、地図データＭが作成された後に外部から送信される。本実施形態では、地図データＭおよび走行経路データＲは同じ記憶装置１４ｃに記憶されているが、異なる記憶装置に記憶されてもよい。

走行経路データＲの例を説明する。

端末装置２０がタブレットコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０はタブレットコンピュータから走行経路を示す走行経路データＲを受信する。このときの走行経路データＲは、複数のマーカの位置を示すマーカデータを含む。「マーカ」は走行するＡＧＶ１０の通過位置（経由点）を示す。走行経路データＲは、走行開始位置を示す開始マーカおよび走行終了位置を示す終了マーカの位置情報を少なくとも含む。走行経路データＲは、さらに、１以上の中間経由点のマーカの位置情報を含んでもよい。走行経路が１以上の中間経由点を含む場合には、開始マーカから、当該走行経由点を順に経由して終了マーカに至る経路が、走行経路として定義される。各マーカのデータは、そのマーカの座標データに加えて、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）および走行速度のデータを含み得る。ＡＧＶ１０が各マーカの位置で一旦停止し、自己位置推定および端末装置２０への通知などを行う場合には、各マーカのデータは、当該走行速度に達するまでの加速に要する加速時間、および／または、当該走行速度から次のマーカの位置で停止するまでの減速に要する減速時間のデータを含み得る。

端末装置２０ではなく運行管理装置５０（たとえば、ＰＣおよび／またはサーバコンピュータ）がＡＧＶ１０の移動を制御してもよい。その場合には、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がマーカに到達する度に、次のマーカへの移動をＡＧＶ１０に指示してもよい。たとえば、ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０から、次に向かうべき目的位置の座標データ、または、当該目的位置までの距離および進むべき角度のデータを、走行経路を示す走行経路データＲとして受信する。

ＡＧＶ１０は、作成された地図と走行中に取得されたレーザレンジファインダ１５が出力したセンサデータとを利用して自己位置を推定しながら、記憶された走行経路に沿って走行することができる。

通信回路１４ｄは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。たとえばＡＧＶ１０を走行させて地図を作成するモードでは、通信回路１４ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１で端末装置２０と通信する。

位置推定装置１４ｅは、地図の作成処理、および、走行時には自己位置の推定処理を行う。位置推定装置１４ｅは、ＡＧＶ１０の位置および姿勢とレーザレンジファインダのスキャン結果とにより、移動空間Ｓの地図を作成する。走行時には、位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５からセンサデータを受け取り、また、記憶装置１４ｃに記憶された地図データＭを読み出す。レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ（センサデータ）と、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。位置推定装置１４ｅは、局所的地図データが地図データＭに一致した程度を表す「信頼度」のデータを生成する。自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データは、ＡＧＶ１０から端末装置２０または運行管理装置５０に送信され得る。端末装置２０または運行管理装置５０は、自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データを受信して、内蔵または接続された表示装置に表示することができる。

本実施形態では、マイコン１４ａと位置推定装置１４ｅとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅの各動作を独立して行うことが可能な１つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図６Ａには、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅを包括するチップ回路１４ｇが示されている。以下では、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが別個独立に設けられている例を説明する。

２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ａおよび１１ｂに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ａおよび１１ｂはそれぞれ駆動輪である。本明細書では、モータ１６ａおよびモータ１６ｂは、それぞれＡＧＶ１０の右輪および左輪を駆動するモータであるとして説明する。

移動体１０は、さらに、車輪１１ａおよび１１ｂの回転位置または回転速度を測定するエンコーダユニット１８をさらに備えている。エンコーダユニット１８は、第１ロータリエンコーダ１８ａおよび第２ロータリエンコーダ１８ｂを含む。第１ロータリエンコーダ１８ａは、モータ１６ａから車輪１１ａまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。第２ロータリエンコーダ１８ｂは、モータ１６ｂから車輪１１ｂまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。エンコーダユニット１８は、ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂによって取得された信号を、マイコン１４ａに送信する。マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから受信した信号だけでなく、エンコーダユニット１８から受信した信号を利用して、移動体１０の移動を制御してもよい。

駆動装置１７は、２台のモータ１６ａおよび１６ｂの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを有する。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂの各々はいわゆるインバータ回路を含む。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂは、マイコン１４ａまたはモータ駆動回路１７ａ内のマイコンから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。

図６Ｂは、ＡＧＶ１０の第２のハードウェア構成例を示している。第２のハードウェア構成例は、レーザ測位システム１４ｈを有する点、および、マイコン１４ａが各構成要素と１対１で接続されている点において、第１のハードウェア構成例（図６Ａ）と相違する。

レーザ測位システム１４ｈは、位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５を有する。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されている。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５の各動作は上述した通りである。レーザ測位システム１４ｈは、ＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を示す情報をマイコン１４ａに出力する。

マイコン１４ａは、種々の汎用Ｉ／Ｏインタフェースまたは汎用入出力ポート（図示せず）を有している。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄ、レーザ測位システム１４ｈ等の、走行制御装置１４内の他の構成要素と、当該汎用入出力ポートを介して直接接続されている。

図６Ｂに関して上述した構成以外は、図６Ａの構成と共通である。よって共通の構成の説明は省略する。

本開示の実施形態におけるＡＧＶ１０は、図示されていないバンパースイッチなどのセーフティセンサを備えていてもよい。ＡＧＶ１０は、ジャイロセンサなどの慣性計測装置を備えていてもよい。ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂまたは慣性計測装置などの内界センサによる測定データを利用すれば、ＡＧＶ１０の移動距離および姿勢の変化量（角度）を推定することができる。これらの距離および角度の推定値は、オドメトリデータと呼ばれ、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の情報を補助する機能を発揮し得る。

（４）地図データ
図７Ａ～図７Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示す。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図６Ａおよび６Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。

図７Ａには、レーザレンジファインダ１５を用いて周囲の空間をスキャンするＡＧＶ１０が示されている。所定のステップ角毎にレーザビームが放射され、スキャンが行われる。なお、図示されたスキャン範囲は模式的に示した例であり、上述した合計２７０度のスキャン範囲とは異なっている。

図７Ａ～図７Ｆの各々では、レーザビームの反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて模式的に示されている。レーザビームのスキャンは、レーザレンジファインダ１５の位置および姿勢が変化する間に短い周期で実行される。このため、現実の反射点の個数は、図示されている反射点４の個数よりも遥かに多い。位置推定装置１４ｅは、走行に伴って得られる黒点４の位置を、たとえばメモリ１４ｂに蓄積する。ＡＧＶ１０が走行しながらスキャンを継続して行うことにより、地図データが徐々に完成されてゆく。図７Ｂから図７Ｅでは、簡略化のためスキャン範囲のみが示されている。当該スキャン範囲は例示であり、上述した合計２７０度の例とは異なる。

地図は、地図作成に必要な量のセンサデータを取得した後、そのセンサデータに基づいて、このＡＧＶ１０内のマイコン１４ａまたは外部のコンピュータを用いて作成してもよい。あるいは、移動しつつあるＡＧＶ１０が取得したセンサデータに基づいてリアルタイムで地図を作成してもよい。

図７Ｆは、完成した地図４０の一部を模式的に示す。図７Ｆに示される地図では、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群（Point Cloud）によって自由空間が仕切られている。地図の他の例は、物体が占有している空間と自由空間とをグリッド単位で区別する占有格子地図である。位置推定装置１４ｅは、地図のデータ（地図データＭ）をメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに蓄積する。なお図示されている黒点の数または密度は一例である。

こうして得られた地図データは、複数のＡＧＶ１０によって共有され得る。

ＡＧＶ１０が地図データに基づいて自己位置を推定するアルゴリズムの典型例は、ＩＣＰ（Iterative Closest Point）マッチングである。前述したように、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)と、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を推定することができる。

ＡＧＶ１０が走行するエリアが広い場合、地図データＭのデータ量が多くなる。そのため、地図の作成時間が増大したり、自己位置推定に多大な時間を要するなどの不都合が生じる可能性がある。そのような不都合が生じる場合には、地図データＭを、複数の部分地図のデータに分けて作成および記録してもよい。

図８は、４つの部分地図データＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示している。この例では、１つの部分地図データは５０ｍ×５０ｍの領域をカバーしている。Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて隣接する２つの地図の境界部分に、幅５ｍの矩形の重複領域が設けられている。この重複領域を「地図切替エリア」と呼ぶ。１つの部分地図を参照しながら走行しているＡＧＶ１０が地図切替エリアに到達すると、隣接する他の部分地図を参照する走行に切り替える。部分地図の枚数は４枚に限らず、ＡＧＶ１０が走行するフロアの面積、地図作成および自己位置推定を実行するコンピュータの性能に応じて適宜設定してよい。部分地図データのサイズおよび重複領域の幅も、上記の例に限定されず、任意に設定してよい。

（５）運行管理装置の構成例
図９は、運行管理装置５０のハードウェア構成例を示している。運行管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６とを有する。

ＣＰＵ５１、メモリ５２、位置ＤＢ５３、通信回路５４、地図ＤＢ５５および画像処理回路５６は通信バス５７で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。

ＣＰＵ５１は、運行管理装置５０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ５１は半導体集積回路である。

メモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、ＣＰＵ５１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。

位置ＤＢ５３は、各ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。位置データは、たとえば管理者によって工場内に仮想的に設定された座標によって表され得る。位置データは管理者によって決定される。

通信回路５４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路５４はアクセスポイント２（図１）と有線で接続されており、アクセスポイント２を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路５４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス５７を介してＣＰＵ５１から受信する。また通信回路５４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス５７を介してＣＰＵ５１および／またはメモリ５２に送信する。

地図ＤＢ５５は、ＡＧＶ１０が走行する工場等の内部の地図のデータを格納する。当該地図は、地図４０（図７Ｆ）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。各ＡＧＶ１０の位置と１対１で対応関係を有する地図であれば、データの形式は問わない。たとえば地図ＤＢ５５に格納される地図は、ＣＡＤによって作成された地図であってもよい。

位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。

画像処理回路５６はモニタ５８に表示される映像のデータを生成する回路である。画像処理回路５６は、専ら、管理者が運行管理装置５０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、モニタ５９は運行管理装置５０と一体化されていてもよい。また画像処理回路５６の処理をＣＰＵ５１が行ってもよい。

（６）運行管理装置の動作
図１０を参照しながら、運行管理装置５０の動作の概要を説明する。図１０は、運行管理装置５０によって決定されたＡＧＶ１０の移動経路の一例を模式的に示す図である。

ＡＧＶ１０および運行管理装置５０の動作の概要は以下のとおりである。以下では、あるＡＧＶ１０が現在、位置Ｍ_１におり、幾つかの位置を通過して、最終的な目的地である位置Ｍ_ｎ＋１（ｎ：１以上の正の整数）まで走行する例を説明する。なお、位置ＤＢ５３には位置Ｍ_１の次に通過すべき位置Ｍ_２、位置Ｍ_２の次に通過すべき位置Ｍ_３等の各位置を示す座標データが記録されている。

運行管理装置５０のＣＰＵ５１は、位置ＤＢ５３を参照して位置Ｍ_２の座標データを読み出し、位置Ｍ_２に向かわせる走行指令を生成する。通信回路５４は、アクセスポイント２を介して走行指令をＡＧＶ１０に送信する。

ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から、アクセスポイント２を介して、定期的に現在位置および姿勢を示すデータを受信する。こうして運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングすることができる。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の現在位置が位置Ｍ_２に一致したと判定すると、位置Ｍ_３の座標データを読み出し、位置Ｍ_３に向かわせる走行指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。つまり運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がある位置に到達したと判定すると、次に通過すべき位置に向かわせる走行指令を送信する。これにより、ＡＧＶ１０は最終的な目的位置Ｍ_ｎ＋１に到達することができる。上述した、ＡＧＶ１０の通過位置および目的位置は「マーカ」と呼ばれることがある。

（７）ＡＧＶの動作例
次に、ＡＧＶ１０の動作のより具体的な例を説明する。

本実施形態におけるＡＧＶ１０は、運行管理装置５０からの指示に従って走行するモードとは別に、移動物体を追尾する「追尾モード」で動作することができる。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、追尾モードで動作するＡＧＶ１０の例を模式的に示す図である。図中の破線は、ＡＧＶ１０の経路の例を模式的に示している。図１１Ａの例では、ＡＧＶ１０は、ユーザ１の動きに追従して移動する。図１１Ｂの例では、ＡＧＶ１０は、先導用の他のＡＧＶ１０Ａの動きに追従して移動する。

ＡＧＶ１０におけるマイコン１４ａは、レーザレンジファインダ１５によって取得されたセンサデータから、移動物体を検出する。例えば、マイコン１４ａは、前方に位置するユーザ１の脚、または他のＡＧＶ１０Ａの後部バンパーなどの、目印となる物体を検出する。マイコン１４ａは、当該物体とＡＧＶ１０との距離がほぼ一定（例えば数十ｃｍ）になるようにＡＧＶ１０の移動を制御する。これにより、ＡＧＶ１０は、前方の移動物体を追尾することができる。移動物体の認識には、レーザレンジファインダ１５以外の外界センサ、例えばイメージセンサまたは超音波センサを利用してもよい。イメージセンサを利用する場合、マイコン１４ａは、画像処理によって移動物体を認識してもよい。

ＡＧＶ１０は、初期地点である第１の地点Ｐ１から移動を開始し、移動物体を追尾しながら目的地点である第２の地点Ｐ２まで移動する。本例では、第１の地点Ｐ１ではＡＧＶ１０への荷積みが行われ、第２の地点Ｐ２ではＡＧＶ１０からの荷卸しが行われる。

ＡＧＶ１０が第１の地点Ｐ１から第２の地点Ｐ２に移動している間、マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから順次出力される位置情報（ｘ，ｙ，θ）を記憶装置１４ｃに記憶させる。この際、マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから順次出力された位置情報をそのまま記憶装置１４ｃに記憶させてもよいし、位置情報を必要に応じて間引いてもよい。例えば、マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから周期的に出力される位置情報を、複数回に１回、つまりＮ回（Ｎは２以上のいずれかの整数）に１回の割合で記憶装置１４ｃに記憶させてもよい。あるいは、マイコン１４ａは、ＡＧＶ１０が一定距離進むごとに位置情報を記憶装置１４ｃに記憶させてもよい。ＡＧＶ１０が進んだ距離は、位置推定装置１４ｅから出力された位置情報またはエンコーダユニット１８から出力されたオドメトリ情報から計算できる。位置推定装置１４ｅから出力された位置情報を間引いて記録することにより、データ量を削減し、処理を高速化させ得る。

移動体１０が第２の地点Ｐ２に到達し、荷卸しが完了した後、マイコン１４ａは、ＡＧＶ１０を第２の地点Ｐ２から第１の地点Ｐ１に帰還させる。荷卸しの完了は、例えばユーザ１がＡＧＶ１０に設けられた不図示のスイッチまたはボタンを押下したり、端末装置２０を操作することによってマイコン１４ａに通知され得る。この通知は、帰還指令としてマイコン１４ａに入力される。この帰還指令をトリガーとして、マイコン１４ａは、ＡＧＶ１０を第１の地点Ｐ１に戻す動作を開始する。帰還指令は、運行管理装置５０などの他の装置からマイコン１４ａに送信されてもよい。運行管理装置５０は、第２の地点Ｐ２において荷卸しが完了したことを、例えばユーザ１による端末装置２０の操作によって検知することができる。あるいは、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０に載置される個々の物品に付されたＲＦＩＤなどのＩＣタグの情報を読み取るセンサから、荷卸しが完了したことを検知してもよい。そのようなセンサは、例えばＡＧＶ１０または第２の地点Ｐ２の付近にあるラックなどに設けられ得る。

明示的に帰還指令を与えることなく、設定された条件を満足した場合にマイコン１４ａがＡＧＶ１０を第１の地点Ｐ１に戻してもよい。設定された条件には、例えば、以下の条件が考えられる。
・各物品に付されたタグの情報を読み取るセンサが、全ての物品の荷卸しが完了したことを検知したとき
・ＡＧＶ１０が第２の地点Ｐ２に到達してから設定された時間（例えば５分から１時間程度）が経過したとき
・ＡＧＶ１０が第２の地点Ｐ２の近傍の特定のエリアに手動で移動されたとき

このように、コントローラは、ＡＧＶ１０の位置または状態が設定された条件（以下、「帰還条件」と称することがある）を満足したとき、移動体１０を第１の地点に戻す動作を開始してもよい。

マイコン１４ａは、復路においては、記憶装置１４ｃに記憶されている位置情報に基づいて、第１の地点Ｐ１から第２の地点Ｐ２までの経路を逆に辿ってＡＧＶ１０を第１の地点Ｐ１に戻す。ここで、往路と復路におけるＡＧＶ１０の移動経路は、厳密に一致している必要はない。例えば、移動体１０を第１の地点Ｐ１に戻す経路の途中に、往路には存在しなかった障害物が存在する場合、マイコン１４ａは、当該障害物を回避するようにＡＧＶ１０の動作を制御してもよい。障害物は、ＡＧＶ１０に設けられた少なくとも１つの障害物センサ１９（図５）によって検知され得る。

図１２は、本実施形態におけるＡＧＶ１０の動作を示すフローチャートである。ＡＧＶ１０が第１の地点Ｐ１から移動を開始すると、マイコン１４ａは、記憶装置１４ｃに、位置情報を、例えば一定時間ごとに、または一定距離ごとに記憶させる（ステップＳ１０１）。蓄積された位置情報の集合は往路の経路情報として記憶装置１４ｃに記録される。ＡＧＶ１０が第２の地点に到達すると（ステップＳ１０２におけるＹｅｓ）、マイコン１４ａは、帰還指令が出されたか、または帰還条件が満足されているかを判断する（ステップＳ１０３）。この判断がＹｅｓの場合、マイコン１４ａは、記憶装置１４ｃに記録されている位置情報に基づき、経路を逆に辿って移動体１０を初期位置である第１の地点Ｐ１に戻す（ステップＳ１０４）。

続いて、図１３Ａから図１３Ｆを参照しながら、ＡＧＶ１０の動作の例をより具体的に説明する。ここでは一例として、３台のＡＧＶ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが隊列を組んで移動する例を説明する。先頭のＡＧＶ１０Ａは、運行管理装置５０からの経路の指示に従って初期地点から目的地点まで移動する。２番目のＡＧＶ１０Ｂは、先頭のＡＧＶ１０Ａに追従して移動する。３番目のＡＧＶ１０Ｃは、２番目のＡＧＶ１０Ｂに追従して移動する。

先頭のＡＧＶ１０Ａは環境地図を記憶装置１４ｃに保持している。ＡＧＶ１０Ａにおける位置推定装置１０ｅは、レーザレンジファインダ１５から出力された点群のデータと環境地図とのマッチングを行い、自己位置を推定しながら移動する。ＡＧＶ１０Ａは、環境地図上には存在しない障害物が経路上に存在する場合には、その障害物を回避する動作を行ってもよい。ＡＧＶ１０Ａは、移動しながら環境地図を更新してもよい。

先頭のＡＧＶ１０Ａに追従するＡＧＶ１０Ｂおよび１０Ｃは、出発の時点では環境地図を保持していなくてもよい。ＡＧＶ１０Ｂおよび１０Ｃは、初期地点から目的地点まで移動しながら環境地図を作成してもよい。その際、前方を走行する他のＡＧＶは、環境地図には反映されない。環境地図は、レーザレンジファインダ１５から周期的に出力される点群の位置情報に基づいて位置推定装置１４ｅによって作成され得る。

図１３Ａから図１３Ｃは、移動を開始してから目的地点に到達するまでの往路における動作の例を示している。図１３Ｄから図１３Ｆは、目的地点から初期地点に戻る復路の動作の例を示している。初期地点（第１の地点）および目的地点（第２の地点）は、ＡＧＶによって異なる。例えば図１３Ａに示すように、先頭のＡＧＶ１０Ａの初期地点は、ＡＧＶ１０Ｂおよび１０Ｃの初期地点よりも前方に位置している。目的地点についても同様である。

図１３Ｂに示されるように、往路において、３台のＡＧＶ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、概ね一定の車間距離を保ちながら、目的地点に向かって進む。この際、ＡＧＶ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々は、自己の位置情報を記録しながら移動する。位置情報の記録は、例えば一定時間（例えば数ミリ秒から数秒）ごと、または一定距離（例えば数十ミリメートルから数メートル）進むごとに行われ得る。この記録の頻度は、位置推定装置１４ｅから出力される位置情報の出力の頻度よりも低くてよい。

ＡＧＶ１０Ｂ、１０Ｃは、先頭のＡＧＶ１０Ａを追尾しながら環境地図を作成または更新してもよい。その場合、マイコン１４ａは、ＡＧＶ１０Ｂ、１０Ｃに先頭のＡＧＶ１０Ａを追尾させている間に位置推定装置１４ｅから順次出力された位置情報に基づいて、環境地図を作成または更新する。ＡＧＶ１０Ｂ、１０Ｃは、先頭のＡＧＶ１０Ａまたは運行管理装置から通信によって環境地図を取得してもよい。

先頭のＡＧＶ１０Ａに追従するＡＧＶ１０Ｂ、１０Ｃが自身の位置を見失った場合、先頭のＡＧＶ１０Ａまたは運行管理装置５０から位置情報を取得してもよい。運行管理装置５０は、先頭のＡＧＶ１０Ａとの間で通信を行い、その位置および姿勢をトラッキングする。

この例では、運行管理装置からの指示に従って移動するのは先頭のＡＧＶ１０Ａだけであるが、他のＡＧＶ１０Ｂ、１０Ｃも、運行管理装置からの指示に従って運行してもよい。その場合、ＡＧＶ１０Ｂ、１０Ｃは、追尾機能を備えていなくてもよい。

図１３Ｃに示されるように、全てのＡＧＶ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃが目的地に到達すると、荷卸しの作業が行われる。この作業が完了すると、ユーザは、各ＡＧＶに備え付けられているボタンを押したり、端末装置２０を操作することによって帰還指令を各ＡＧＶに与える。すると、帰還指令が与えられたＡＧＶから順に元の場所に戻る。図１３Ｄから図１３Ｆの例では、ＡＧＶ１０Ｃ、１０Ｂ、１０Ａの順に帰還指令が与えられている。各ＡＧＶのマイコン１４ａは、移動しながら自己位置推定を行い、その位置および姿勢（ｘ，ｙ，θ）と、記憶装置１４ｃに記録された位置情報（ｘ，ｙ，θ）との対応を確認しながら移動を制御する。復路における位置情報の対応の確認の頻度は、往路における位置情報の記録の頻度よりも低くてもよい。最終的に、図１３Ｆに示すように、全てのＡＧＶ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがそれぞれの初期位置に戻る。

図１３Ｆに示す各ＡＧＶの位置は、図１３Ａに示す初期状態における位置とは厳密に一致している必要はなく、多少ずれていてもよい。また、各ＡＧＶは、初期位置まで戻るのではなく、移動経路の途中まで戻ってもよい。その場合は、当該移動経路の途中の地点を「第１の地点」と解釈する。第１の地点および第２の地点の各々は、厳密な「点」を意味するのではなく、ある程度の広がりをもつ領域であり得る。

図１３Ｄから図１３Ｆに示す例では、各ＡＧＶは、往路における向きと同じ向きのまま、経路を逆に辿って初期位置に向かって移動する。すなわち各ＡＧＶは逆走する。このような移動形態によれば、レーザレンジファインダ１５からのセンサデータが往路と復路とで類似することになる。このため、特に往路において環境地図を作成または更新しながら移動する場合に、復路における位置推定がし易くなるという利点がある。

図１４は、復路におけるＡＧＶの動作の他の例を示す図である。図１４の例では、各ＡＧＶは、往路における向きとは反転した向きで初期位置に戻る。この場合、各ＡＧＶにおけるマイコン１４ａは、帰還動作を開始するとき、ＡＧＶの向きを反転する動作をまず行う。この例によれば、各ＡＧＶの進行方向とレーザレンジファインダ１５の正面方向とが一致するため、マイコン１４ａによる各モータの制御方法を往路と復路とで変更する必要はない。

図１５Ａは、往路において記録される位置情報の一例を示す図である。図１５Ｂは、復路における位置情報の一例を示す図である。図１５Ｃは、復路における位置情報の他の例を示す図である。図１５Ｂは、ＡＧＶが往路における向きと同じ向きのまま逆走する場合の例を示している。図１５Ｃは、ＡＧＶが往路とは逆の向きで元の位置まで戻る場合の例を示している。図１５Ｃの例では、復路における角度θが、往路における角度θとは１８０度異なる。マイコン１４ａは、復路において、図１５Ｂまたは図１５Ｃに示すような位置情報を設定し、往路と同様の経路でＡＧＶを初期位置に戻す。

本開示の移動体および移動体管理システムは、工場、倉庫、建設現場、物流、病院などで荷物、部品、完成品などの物の移動および搬送に好適に利用され得る。

１・・・ユーザ、２ａ、２ｂ・・・アクセスポイント、１０・・・ＡＧＶ（移動体）、１４・・・走行制御装置、１４ａ・・・マイコン（演算回路）、１４ｂ・・・メモリ、１４ｃ・・・記憶装置、１４ｄ・・・通信回路、１４ｅ・・・位置推定装置、１６ａ、１６ｂ・・・モータ、１５・・・レーザレンジファインダ、１７・・・駆動装置、１７ａ、１７ｂ・・・モータ駆動回路、１８・・・エンコーダユニット、１８ａ、１８ｂ・・・ロータリエンコーダ、１９・・・障害物センサ、２０・・・端末装置（タブレットコンピュータなどのモバイルコンピュータ）、５０・・・運行管理装置、５１・・・ＣＰＵ、５２・・・メモリ、５３・・・位置データベース（位置ＤＢ）、５４・・・通信回路、５５・・・地図データベース（地図ＤＢ）、５６・・・画像処理回路、１００・・・移動体管理システム、１０１・・・移動体、１０３・・・外界センサ、１０５・・・位置推定装置、１０７・・・記憶装置、１０９・・・コントローラ、１１１・・・駆動装置

Claims (10)

1. 自律的に移動することが可能な移動体であって、
   前記移動体を移動させる駆動装置と、
   外界センサと、
   前記外界センサから出力されたセンサデータに基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報を順次出力する位置推定装置と、
   環境地図、および前記位置推定装置から出力された前記位置情報を記憶する記憶装置と、
   前記駆動装置を制御して前記移動体を移動させるコントローラと、
   を備え、
   前記位置推定装置は、前記外界センサから出力された前記センサデータと前記環境地図とのマッチングを行うことにより、前記環境地図上における前記移動体の位置および姿勢の推定値を決定し、前記推定値を前記位置情報として出力し、
   前記コントローラは、前記移動体が第１の地点から第２の地点まで移動した後、前記移動体が前記第１の地点から前記第２の地点まで移動している間に前記記憶装置に記憶された前記位置情報に基づいて、前記第１の地点から前記第２の地点までの経路を逆に辿って前記移動体を前記第１の地点に戻す、移動体。
2. 前記コントローラは、前記移動体を追尾モードで動作させることが可能であり、前記追尾モードにおいて、前記外界センサから出力された前記センサデータに基づいて前記駆動装置を制御し、前記移動体に移動物体を追尾させて前記第１の地点から前記第２の地点まで移動させる、請求項１に記載の移動体。
3. 前記コントローラは、前記追尾モードにおいて前記移動体に前記移動物体を追尾させている間に前記位置推定装置から順次出力された前記位置情報に基づいて、前記環境地図を作成または更新する、請求項２に記載の移動体。
4. 前記コントローラは、前記移動体が前記第１の地点から前記第２の地点まで移動した後、ユーザまたは他の装置からの帰還指令に応答して、前記移動体を前記第１の地点に戻す動作を開始する、請求項１から３のいずれかに記載の移動体。
5. 前記コントローラは、前記移動体の位置または状態が設定された条件を満足したとき、前記移動体を前記第１の地点に戻す動作を開始する、請求項１から４のいずれかに記載の移動体。
6. 前記移動体は無人搬送車であり、
   前記コントローラは、前記移動体が前記第２の地点に到達した後、荷卸しまたは荷積みが完了したことを検知したとき、前記移動体を前記第１の地点に戻す動作を開始する、
   請求項５に記載の移動体。
7. 前記コントローラは、前記位置推定装置から順次出力された前記位置情報を間引いて前記記憶装置に記憶させる、請求項１から６のいずれかに記載の移動体。
8. 障害物を検知する少なくとも１つの障害物センサをさらに備え、
   前記コントローラは、前記移動体を前記第１の地点に戻す経路の途中で前記障害物センサが障害物を検知したとき、前記移動体に前記障害物を回避させる、
   請求項１から７のいずれかに記載の移動体。
9. 前記コントローラは、前記移動体にネットワークを介して接続された運行管理装置からの指示に従い、前記移動体を前記第１の地点から前記第２の地点まで移動させる、請求項１から８のいずれかに記載の移動体。
10. 少なくとも１つの移動体と、
    前記少なくとも１つの移動体の運行を管理する運行管理装置と、
    を備え、
    前記少なくとも１つの移動体は、請求項１から９のいずれかに記載の移動体である、移動体システム。

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