JP7103585B2 - 移動体、移動体管理システムおよびコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本開示は、移動体、移動体管理システムおよびコンピュータプログラムに関する。

無人搬送車および当該無人搬送車の移動を制御するシステムの開発が進められている。無人搬送車は「ＡＧＶ」（Automatic Guided Vehicle）と呼ばれることがある。

特開２０１０－０５５４４４号公報は、物流センタ内を走行する複数の搬送用ロボットを開示する。この文献では、１台の搬送用ロボット（親機）に対して複数の搬送用ロボット（子機）が追従し、子機がカートを牽引する。親機は、長距離センサからの距離情報を基にして周囲の物体の配置状態を検出して地図を作成する。地図とともにカートの配置状況の情報も取得される。地図の情報は上位システムにも出力され、上位システムが最新の地図を常に保有する。地図情報および配置状況の情報等は上位システムにおいて物流センタ全体の地図として統合される。

特開２０１０－０５５４４４号公報

上述の文献では、物流センタの大きさ（広さ）と、親機が作成する地図との関係が明らかではない。

どのような広さの物流センタであっても生成される地図が１枚である場合には、地図を作成する機器（親機）には非常に大きい記憶容量が必要になり得る。作成中の地図のデータサイズが予め確保した記憶領域を超える場合には、記憶領域をさらに確保する処理または新たに確保し直す処理が必要になる。

一方、一定の広さの空間ごとに１枚の地図を作成する場合には、隣接する空間に跨がって搬送用ロボットが走行する際の地図の作成方法、および、作成した地図の表示の切り替え方法を十分検討する必要がある。地図は搬送車の走行に密接に関連するからである。

上述の文献はいずれの場合にも言及はなく、具体的な処理は不明である。

本願の、限定的ではない例示的なある実施形態は、有限の大きさの空間を１単位として地図を作成しつつ、複数の地図の管理を容易にする技術を提供する。

本開示の移動体は、例示的な実施形態において、移動空間の地図を作成することが可能な移動体であって、モータと、前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを出力するセンサと、地図の作成開始指示を外部から取得するインタフェースと、前記作成開始指示の取得に応答して、前記移動空間内に規定された、有限の大きさの単位空間ごとの地図を作成する測位装置であって、前記単位空間内で位置を変えながら取得された前記センサデータから前記単位空間の地図を作成する測位装置とを備え、前記測位装置は、前記移動空間に含まれる第１単位空間を表す第１地図であって、基準位置および座標軸であるＸ軸およびＹ軸を規定する第１地図を作成し、前記第１地図の作成後に、第２単位空間を表す第２地図であって、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の一方と一致する第１座標軸、および前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の他方と平行な第２座標軸を有する第２地図を作成し、前記第１単位空間および前記第２単位空間は部分的に重複し、前記第１地図および前記第２地図は、部分的に重複した空間に対応する部分領域を含む。

本開示の一態様にかかる移動体は、有限の大きさの空間を１単位として地図を作成しつつ、複数の地図の管理を容易にすることができる。

図１Ａは、本開示による、各ＡＧＶの走行を制御する制御システム１００の概要を示す図である。 図１Ｂは、ＡＧＶが存在する移動空間Ｓの一例を示す図である。 図２は本実施形態にかかる例示的なＡＧＶの外観図である。 図３はＡＧＶのハードウェアの構成を示す図である。 図４は端末装置のハードウェア構成を示す図である。 図５は端末装置のディスプレイに表示されたＧＵＩの画像例を示す図である。 図６Ａは移動しながら地図を生成するＡＧＶ１０を示す図である。 図６Ｂは移動しながら地図を生成するＡＧＶ１０を示す図である。 図６Ｃは移動しながら地図を生成するＡＧＶ１０を示す図である。 図６Ｄは移動しながら地図を生成するＡＧＶ１０を示す図である。 図６Ｅは移動しながら地図を生成するＡＧＶ１０を示す図である。 図６Ｆは完成した地図の一部を模式的に示す図である。 図６Ｇは完成した地図Ｍ（０，０）の例を示す図である。 図７は、第１単位地図Ｍ（０，０）に含まれる領域の種別および座標軸を示す図である。 図８は、移動空間Ｓについて作成された１２枚の単位地図の配置例を示す図である。 図９は、第１単位地図Ｍ（０，０）と第２単位地図Ｍ（１，０）との関係を示す図である。 図１０Ａは、所与の空間毎に独立して作成された２枚の地図の例を示す図である。 図１０Ｂは、一部の領域を重複させて作成された２枚の地図の例を示す 図である。 図１１は、複数の単位地図の集合として作成された移動空間Ｓの全体の地図の例を示す図である。 図１２は、端末装置の処理、および、当該処理の結果を受けて走行するＡＧＶの処理の各手順を示すフローチャートである。 図１３はキャプチャボタンを利用した走行経路の作成手順の例を示す図である。 図１４はマーカの設定数の数字アイコンが表示されたキャプチャボタンを示す図である。 図１５は８枚の単位地図に跨がる走行経路の一例を示す図である。 図１６Ａはある走行経路データに含まれるマーカデータの例を示す図である。 図１６Ｂは図１６Ａの例よりも豊富なデータが設定されたマーカデータの例を示す図である。 図１７は経路選択ボタンへのタッチ後にディスプレイに表示される、複数の走行経路の表示例を示す図である。 図１８は端末装置２０のディスプレイに表示された単位地図と、選択された走行経路に沿って走行するＡＧＶのアイコンとを示す図である。 図１９は基準線の例を示す図である。 図２０は異なる２本の基準線の例を示す図である。 図２１は第１単位地図Ｍ（０，０）を再作成する処理の説明図である。

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管理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。例えば、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。

本明細書では、移動体の一例として無人搬送車を挙げる。本明細書では、略語を用いて、無人搬送車を「ＡＧＶ」と記述する。

＜用語＞
「空間」とは、地面、床面または空などの、二次元的または三次元的に広がりのある場所、区域を言う。例示的な実施形態では、工場内部の床面および／または床面の上空が「空間」である。

「単位空間」とは、予め定められた有限の大きさを有する空間を言う。例示的な実施形態では、単位空間は、工場の内部に規定される５０メートル四方の空間である。

単位空間の「端部」とは、単位空間の外周から予め定められた距離だけ単位空間の内側に広がる範囲を言う。例示的な実施形態では、単位空間の端部は、単位空間の外周から内側に５ｍまでの範囲である。

「移動空間」とは、ＡＧＶが走行可能な空間である。例示的な実施形態では、移動空間は、ＡＧＶが走行する工場内部の床面である。移動空間は資材現場等の屋外の路面であってもよい。

「単位地図」とは、単位空間の地図を言う。移動空間が単位空間より広い場合、移動空間全体の地図は複数の単位地図の集合である。

「領域」とは、作成された地図上に規定される範囲を言う。

＜例示的な実施形態＞
図１Ａは、本開示による例示的な移動体管理システム１００の概要を示している。移動体管理システム１００は、ＡＧＶ１０と、ユーザ１によって操作される端末装置２０とを含む。ＡＧＶ１０は、移動空間Ｓ内を走行する。端末装置２０の一例はタブレットコンピュータである。端末装置２０の他の例は、ノート型ＰＣ、デスクトップ型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータである。図１Ｂは、ＡＧＶ１０が存在する移動空間Ｓの一例を示している。

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い、または、１または複数のアクセスポイント２ａ、２ｂ等を利用してＷｉ－Ｆｉ（登録商標）に準拠した通信を行う。複数のアクセスポイント２ａ、２ｂはスイッチングハブ３に接続されている。スイッチングハブ３を介してデータフレームが転送されることにより、ＡＧＶ１０および端末装置２０の間の双方向通信が実現される。

ＡＧＶ１０は、移動空間Ｓ内を移動しながら、移動空間Ｓの地図を作成することが可能である。ＡＧＶ１０には後述の測位装置およびレーザレンジファインダが搭載されている。測位装置は、ユーザの操作に基づいて動作した端末装置２０から地図の作成開始指令を受け取ると地図の作成を開始する。レーザレンジファインダが周期的に赤外のレーザ光を放射して周囲の空間をスキャンする。測位装置は、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。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。

移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が自走することによって実現し得る。例えば、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。または、ＡＧＶ１０はジョイスティック等の操縦装置と有線で接続されており、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。

なお、図１Ａおよび図１Ｂには１台のＡＧＶ１０のみが示されているが、ＡＧＶは複数台であってもよい。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。

本開示による例示的な実施形態では、移動空間Ｓが単位空間よりも広く、そのためＡＧＶ１０が複数枚の単位地図を作成して移動空間Ｓ全体の地図を取得する処理を説明する。本発明者は、隣接する単位空間の一部を互いに重複させ、それにより互いに隣接する単位地図の一部も互いに重複させることにより、複数の地図の管理を容易にすることを可能にした。

以下では、まずＡＧＶ１０の構成を説明し、その後、端末装置２０の構成を説明する。

図２は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、４つの車輪１１ａ～１１ｄ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。なお、ＡＧＶ１０は複数のモータも有するが図２には示されていない。また、図２には、前輪１１ａ、後輪１１ｂおよび後輪１１ｃが示されているが、前輪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。

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、たとえば赤外のレーザ光１５ａを目標物に照射し、当該レーザ光１５ａの反射光を検出することにより、目標物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光１５ａを放射し、各レーザ光１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８０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。

ＡＧＶ１０の位置および姿勢と、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。２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。

なお、レーザ光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。なお、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。地図データは、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）技術を用いて、ＡＧＶ１０自身によって取得されてもよい。

図３は、ＡＧＶ１０のハードウェアの構成を示している。また図３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、測位装置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および測位装置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、測位装置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。

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および測位装置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、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以上の中間経由点を含んでもよい。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。各マーカデータは、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）、走行速度、当該走行速度に達するまでに加速する加速時間、および／または、当該走行速度から減速する減速時間のデータを含み得る。

端末装置２０がＰＣおよび／またはサーバコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０はＰＣ等から、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。本明細書では、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と通信する例を挙げる。

測位装置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信号処理回路（コンピュータ）である。測位装置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、測位装置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を、より広範囲の地図データＭと照合(マッチング)することにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。測位装置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」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に送信され得る。端末装置２０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と測位装置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および測位装置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３には、マイコン１４ａおよび測位装置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および測位装置１４ｅが別個独立に設けられている例で説明する。

２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ｂおよび１１ｃに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ｂおよび１１ｃ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。

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であり、マイコン１４ａ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４は、端末装置２０のハードウェア構成を示している。図４に示す端末装置２０はタブレットコンピュータである。端末装置２０は、ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、通信回路２３と、画像処理回路２４と、ディスプレイ２５と、タッチスクリーンパネル２６と、通信バス２７とを有する。ＣＰＵ２１、メモリ２２、通信回路２３、画像処理回路２４およびタッチスクリーンパネル２６は通信バス２７で接続されており、通信バス２７を介して相互にデータを授受することが可能である。

ＣＰＵ２１は、端末装置２０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ＣＰＵ２１は半導体集積回路である。ＣＰＵ２１を単に「処理回路」と呼ぶこともある。

メモリ２２は、ＣＰＵ２１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２２は、ＣＰＵ２１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。コンピュータプログラムは、図示されない不揮発性の記憶装置、たとえばＥＥＰＲＯＭに格納されていてもよい。ＣＰＵ２１は、端末装置２０の起動時に不揮発性の記憶装置からコンピュータプログラムを読み出してメモリ２２に展開し、実行する。

通信回路２３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。ＡＧＶ１０の通信回路１４ｄと同様、本明細書では、端末装置２０は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１でＡＧＶ１０と通信する。通信回路２３は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス２７を介してＣＰＵ２１から受信する。また通信回路２３は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス２７を介してＣＰＵ２１および／またはメモリ２２に送信する。

画像処理回路２４は、ＣＰＵ２１の指示に従い、ディスプレイ２５に表示する画像を生成する。たとえば画像処理回路２４は、グラフィカル・ユーザ・インタフェース（以下「GUI」と記述する。）のための画像を表示し、タッチスクリーンパネル２６を介して受け付けたユーザ１のタッチ操作に応じて、ディスプレイ２５上の画像を書き換える。

ＧＵＩは、端末装置２０のディスプレイとタッチスクリーンパネルとによって実現される。ＧＵＩは複数のウィジェットを含んでいる。「ウィジェット」とは、ＧＵＩのボタン、スライダ、アイコン等の、ディスプレイに表示されたユーザインタフェース部品を意味する。ユーザインタフェース部品は、「ＵＩパーツ」と呼ばれることもある。個々のウィジェットは、ＡＧＶ１０を走行させるための走行制御動作、または、地図の作成、走行経路の設定または変更等の設定処理に関連付けられている。端末装置２０は、ＧＵＩを介してユーザ１からの入力を受け付けて走行制御動作または設定処理を行う。ＧＵＩの詳細は後述する。

タッチスクリーンパネル２６は、指やペンなどで行われたユーザ１のタッチを検出することができる。ユーザ１が行うタッチ操作は、ユーザ１による指示の入力である。タッチスクリーンパネル２６は、ユーザ１からの指示を受け付ける入力インタフェース装置の一例である。検出方式として、静電式、抵抗膜式、光学式、超音波方式、電磁式などが知られている。たとえば、静電容量方式のタッチスクリーンパネル２６の場合、タッチスクリーンパネル２６は、特定の位置における静電容量の変化を検出し、当該変化に関するデータ、たとえば静電容量が変化した位置および変化した時間長のデータ、を、通信バス２７を介してＣＰＵ２１に送信する。ＣＰＵ２１は、送られてきたデータに基づいて、ユーザによるタッチの有無を判断する。

「タッチ」は、短押し（またはタップ）、長押し、スライド等の種々の操作を含む。短押しは、ユーザ１がタッチスクリーンパネル２６に指を触れた後、予め定められた基準時間以内に指を離す操作である。長押しは、ユーザ１がタッチスクリーンパネル２６に指を触れてから指を動かさずにその状態を維持し、当該基準時間よりも長い時間が経過した後、指を離す操作である。スライドは、ユーザ１がタッチスクリーンパネル２６に指を触れてから、指を離さずにタッチスクリーンパネル２６上を、例えば左右に滑らして、操作が終了したら、タッチスクリーンパネル２６から指を離す操作である。

本実施形態では、タッチスクリーンパネル２６はディスプレイ２５に重畳して設けられている。ユーザ１は、ディスプレイ２５に表示された画像を見ながら、当該画像へのタッチを行う。ＣＰＵ２１は、タッチスクリーンパネル２６から出力された検出位置のデータが、ディスプレイ２５に表示されている画像のどの位置を示しているかを判定する。判定の結果、ＣＰＵ２１は、位置に表示されている画像に対応付けられた機能を実行することができる。

次に、端末装置２０のＧＵＩおよびＧＵＩを介したユーザ１の操作によるＡＧＶ１０の動作を説明する。

ＡＧＶ１０と端末装置２０との間に接続が確立されると、端末装置２０のＣＰＵ２１は、ＡＧＶ１０の走行制御または設定処理を行うことができる。

ＡＧＶ１０は、端末装置２０を用いたユーザ１からのリアルタイムの操作に従って走行する手動走行と、作成された走行経路に従って走行する自動走行とを行うことができる。ＡＧＶ１０を手動走行させるか、自動走行させるかは、ユーザ１が端末装置２０のＧＵＩから選択することができる。

本実施形態では、ＡＧＶ１０と端末装置２０との接続が確立されると、ＡＧＶ１０および端末装置２０は数百ミリ秒ごと、例えば１００ミリ秒ごと、に通信を行い、接続が維持されていることを確認する。これにより、手動走行時には、ほぼリアルタイムで、端末装置２０からＡＧＶ１０の走行の開始および走行の停止等の制御を実現できる。接続の維持が確認できなくなった場合にはＡＧＶ１０は走行を停止する。ＡＧＶ１０は、端末装置２０からの制御が可能な状態下で、端末装置２０を介して手動走行を行うことができる。

図５は、端末装置２０のディスプレイ２５に表示されたＧＵＩの画像例を示している。ＧＵＩは、ＡＧＶ１０の走行制御または設定処理に関連付けられた複数のウィジェットを含んでいる。具体的には、ＧＵＩは、フォワードボタン３０ａ、バックワードボタン３０ｂ、右旋回ボタン３０ｃ、左旋回ボタン３０ｄ、ジョイスティック型スライダ３１、地図作成ボタン３２、キャプチャボタン３３、オプション設定ボタン３４、および、経路選択ボタン３５を有する。また、ディスプレイ２５上には、ＡＧＶ１０の測位装置１４ｅから受信した、ＡＧＶ１０の推定された自己位置（ｘ, ｙ, θ）、推定の信頼度等を表示する領域３６が設けられている。

フォワードボタン３０ａ、バックワードボタン３０ｂ、右旋回ボタン３０ｃ、左旋回ボタン３０ｄおよびジョイスティック型スライダ３１は、ＡＧＶ１０の手動走行を制御するための操作ウィジェットである。各ボタン３０ａ～３０ｄおよびスライダ３１は、ユーザ１がタッチし続けている間、ＡＧＶ１０が動作する。例えばユーザ１がフォワードボタン３０ａにタッチし続けている間は、ＡＧＶ１０は前進する。バックワードボタン３０ｂ、右旋回ボタン３０ｃおよび左旋回ボタン３０ｄはそれぞれ、ＡＧＶ１０を後退させ、右旋回させ、および左旋回させるボタンである。ジョイスティック型スライダ３１は、任意の方向にスライドさせることが可能である。端末装置２０は、ユーザ１によるジョイスティック型スライダ３１のスライド方向およびスライド量に応じてＡＧＶ１０の進行方向を制御する。

地図作成ボタン３２は、ＡＧＶ１０の動作モードを、空間Ｓの地図を作成させるための地図作成モードに移行させるためのウィジェットである。キャプチャボタン３３は、ＡＧＶ１０の動作モードを、ＡＧＶ１０の走行経路を作成するための経路作成モードに移行させるためのウィジェットである。オプション設定ボタン３４は、ＡＧＶ１０に適用される種々のパラメータを設定するための設定モードに移行させるためのウィジェットである。経路選択ボタン３５は、作成された１つまたは複数の走行経路のうちから一つの走行経路を選択するためのウィジェットである。

以下、ユーザ１が地図作成ボタン３２をタッチしたときの端末装置２０の処理およびＡＧＶ１０の動作を説明する。

ＣＰＵ２１は、地図作成ボタン３２へのタッチを検出すると、ＡＧＶ１０を、空間Ｓの地図を作成させるための地図作成モードに移行させる。地図作成モードでは、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダ１５を利用して空間Ｓをスキャンし、測位装置１４ｅを用いて地図を作成する。

図６Ａ～図６Ｆは、移動しながら地図を生成するＡＧＶ１０を示す。ユーザ１は、上述したジョイスティック型スライダ３１を利用してＡＧＶ１０を移動させてもよいし、フォワードボタン３０ａ、バックワードボタン３０ｂ、右旋回ボタン３０ｃ、左旋回ボタン３０ｄを用いてＡＧＶ１０を移動させてもよい。

図６Ａ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光が放射され、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６Ａ～図６Ｆの各々では、レーザ光の反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて示されている。測位装置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、地図が徐々に完成されてゆく。図６Ｂから図６Ｅ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。

図６Ｆは、完成した地図の一部を模式的に示す。測位装置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。

図６Ｇは、完成した地図Ｍ（０，０）の例を示している。地図Ｍ（０，０）は、地図作成モードに移行して最初に作成された地図（第１単位地図）である。本明細書では、第１単位地図が表す単位空間を「第１単位空間」と呼ぶ。ＡＧＶ１０が地図の作成を開始した位置（初期位置）が、第１単位空間の中心（０，０）として設定され、第１単位地図の中心に対応付けられる。本明細書では、第１単位地図の中心を基準位置Ｏ（０，０）と呼ぶことがある。図６Ｇの第１地図Ｍ（０，０）には、初期位置に対応する基準位置Ｏ（０，０）が示されている。

図７は、第１単位地図Ｍ（０，０）に含まれる領域の種別および座標軸を示している。

まず、第１単位地図Ｍ（０，０）には、基準位置Ｏ（０，０）を通り、かつ互いに直交する座標軸であるＸ１軸およびＹ１軸が規定される。例示的な実施形態では、地図の作成を開始した時点でＡＧＶ１０のフロント部が向いている方向が第１単位地図Ｍ（０，０）上の＋Ｙ１方向であり、フロント部が向いている方向に直交する右手方向が第１単位地図Ｍ（０，０）上の＋Ｘ１方向である。第１単位地図Ｍ（０，０）の＋Ｘ１方向の幅ＬｅｎＸ１および＋Ｙ方向の幅ＬｅｎＹ１は、それぞれ第１単位空間の５０ｍの長さに相当する。

第１単位地図Ｍ（０，０）は外周を囲む領域Ｒ１を有する。領域Ｒ１は第１単位空間の端部に相当する。本実施形態においては、領域Ｒ１は第１単位空間の外周から内側に５ｍの範囲に相当する。また、第１単位地図Ｍ（０，０）の四隅の領域を、本明細書では「領域Ｒｃ１」と呼ぶ。以下、本明細書では、第ｋ単位地図（ｋ：整数）の外周を囲む領域および四隅の領域を、それぞれ「領域Ｒｋ」および「領域Ｒｃｋ」などと呼ぶ。

第１単位地図の作成が終了すると、ユーザは引き続きＡＧＶ１０に次の単位空間（第２単位空間）の地図である第２単位地図を作成させることができる。そして、第２単位地図の次は第３単位地図を作成させ、以降移動空間Ｓの地図の作成が終了するまで 単位空間毎の地図、すなわち単位地図を作成させることができる。

移動空間Ｓが、横１８５メートル×縦１４０メートルの広さを有する場合、横方向に４枚、縦方向に３枚の計１２枚の地図が作成され得る。図８は、移動空間Ｓについて作成された１２枚の単位地図の配置例を示している。各単位地図の縦および横は互いに平行であり、縦および横に規則正しく配置されている。なお、地図の総枚数は移動空間Ｓの大きさおよび形状に応じて変わり得る。移動空間Ｓの全体が矩形状である必要はないし、地図の総枚数は偶数に限られず奇数になり得る。

図８に示されるように、単位地図Ｍ（０，０）を基準として、複数の単位地図Ｍ（ｐ，ｑ）が作成される。単位地図Ｍ（ｐ，ｑ）は、図８の右方向にｐ個目、上方向にｑ個目に位置する単位地図を表す。ｐおよびｑは正、負または０の整数である。

本実施形態によるＡＧＶ１０は、互いに隣接する２つの単位空間の単位地図を、以下に説明する関係を有するように作成する。例として第１単位地図Ｍ（０，０）および第２単位地図Ｍ（１，０）を挙げる。

図９は、第１単位地図Ｍ（０，０）と第２単位地図Ｍ（１，０）との関係を示している。第１単位地図Ｍ（０，０）および第２単位地図Ｍ（１，０）は、互いに重複する部分領域Ｒ１２を有している。部分領域Ｒ１２は、第１単位地図Ｍ（０，０）の領域Ｒ１を含み、かつ、第２単位地図Ｍ（１，０）の領域Ｒ２とを含む。領域Ｒ１およびＲ２が重複することは、第１単位空間および第２単位空間が部分的に重複していることを意味する。以下、詳しく説明する。

まず、ＡＧＶ１０は初期位置から地図の作成を開始する。ＡＧＶ１０が第１単位空間内を走行することにより、第１単位地図Ｍ（０，０）が徐々に作成されてゆく。参考として、図９の第１単位地図Ｍ（０，０）上には走行経路Ｒが示されている。

やがてＡＧＶ１０は、第１単位空間の端部に到達する。第１単位空間の端部においてユーザは、端末装置２０から第１単位地図Ｍ（０，０）の作成終了指令を送信する。これにより、第１単位地図Ｍ（０，０）が確定する。このときＡＧＶ１０は、第１単位地図Ｍ（０，０）上では領域Ｒ１上に存在する。

ユーザは端末装置２０から第２単位地図Ｍ（１，０）の作成開始指令をＡＧＶ１０に送信する。第２単位地図Ｍ（１，０）の作成開始指令は第１単位地図（０，０）に連結される地図として第２地図を作成させるための指令であり、第１単位地図（０，０）の作成開始指令とは異なる。具体的には第２単位地図Ｍ（１，０）の作成開始指令によっては、新たな基準位置は設定されることはなく、第１単位地図Ｍ（０，０）の基準位置が引き続き維持される。第２単位地図Ｍ（１，０）の作成開始指令の受信に応答して、ＡＧＶ１０は第２単位空間を移動することにより、第２単位地図Ｍ（１，０）の作成を開始する。

第１単位空間から第２単位空間へ移動するときのＡＧＶ１０の向きは任意である。例えばＡＧＶ１０は、第１単位空間から前進しながら第２単位空間に入っても良いし、後退しながら第２単位空間に入っても良い。または、ＡＧＶ１０は、Ｘ１軸および／またはＹ１軸に平行ではなく斜めに第２単位空間に入っても良い。

なお、本実施形態では、端末装置２０が第２単位地図Ｍ（１，０）の作成開始指令を送信するかどうかを判断する基準を設けている。具体的には、ＡＧＶ１０が、第１単位地図（０，０）の領域Ｒｃ１に相当する空間に存在する場合には、端末装置２０は第２単位地図の作成開始を禁止する。領域Ｒｃ１に相当する、第１単位空間の四隅の空間を「禁止空間」と呼ぶ。ＡＧＶ１０が禁止空間以外の領域Ｒ１に存在する場合には、端末装置２０は第２単位地図の作成開始を許可する。

このような基準を設ける理由は、規則正しく配置された地図を作成するためである。ＡＧＶ１０が第１単位空間のうちの禁止空間に存在する場合には、ＡＧＶ１０が移動することによって第２単位空間からはみ出す可能性が高い。そのため、ＡＧＶ１０が禁止空間に存在する場合には、ユーザが第２単位地図Ｍの作成を希望したとしても、端末装置２０はＡＧＶ１０に第２単位地図Ｍの作成開始指令の送信を禁止する。その後、ＡＧＶ１０が領域Ｒｃ１以外の領域Ｒ１に移動した場合には、端末装置２０はＡＧＶ１０に第２単位地図の作成開始指令を送信する。これにより、第２単位地図の作成が開始される。

第１単位地図と同様、第２単位地図にも直交する固有の座標軸が設定され得る。本実施形態では、図９に示すように、第２単位地図の座標軸Ｘ２およびＹ２が設定される。座標軸Ｘ２は、第１単位地図のＸ１軸と一致する。一方、座標軸Ｙ２は、第１単位地図のＹ１軸と平行である。さらに第１単位地図の上端および第２単位地図の上端はＸ１軸およびＸ２軸に平行な同じ軸上にあり、第１単位地図の下端および第２単位地図の下端はＸ１軸およびＸ２軸に平行な同じ軸上にある。つまり図９の例では、第２単位地図は、第１単位地図をＸ１軸およびＸ２軸に平行にスライドさせ、かつ互いに部分領域Ｒ１２で重複するように作成される。これにより、第１単位地図と第２単位地図とが容易に、かつ確実に関連付けられる。

上述したように隣接する２枚の地図を関係付けることによる利点は、特に図１０Ａおよび図１０Ｂに示すような方法で複数枚の地図を作成する場合と比較すると顕著である。

図１０Ａは、所与の空間毎に独立して作成された２枚の地図の例を示す。２枚の地図が独立して作成された場合、地図同士は関連付けられていない。仮に、両者を関連付けようとしたときには、現実の移動空間Ｓの風景等を利用して互いの位置関係を決定する必要が生じる。このような２枚の地図を用いる場合には、複数の単位空間を通過する経路をＡＧＶ１０に走行させることは非常に困難または煩雑である。

地図作成が開始されてから終了されるまでの走行範囲によって地図のサイズが異なる場合には、各地図データの作成開始時に確保した記憶領域（データサイズ）を、事前に確定することができない。そのため、地図のデータサイズが大きくなった場合には、記憶領域を追加的に確保する処理、または、より大きな領域を確保し直す処理が必要になる。これではメモリ操作を行う処理が複雑化し得る。

図１０Ｂは、一部の領域を重複させて作成された２枚の地図の例を示す。２枚の地図は一部の領域で重複しているが、重複した領域は矩形状の地図の角に位置する。各地図の２本の座標軸（横軸および縦軸）は互いに平行ではあり得るが、横軸同士および縦軸同士はずれている。

図１０Ｂに示す例でも、２枚の地図を関連付ける場合には煩雑な処理が必要になる。例えば、縦軸に沿って一方の地図に対し他方の地図をスライドさせながら、両者が一致する領域、すなわち重複した領域、の有無を判定する必要がある。このとき、重複した領域の幅は不明であるから、必要に応じて２枚の地図を重複させる幅も変化させる必要がある。縦軸に沿って地図をスライドさせても重複した領域が発見できなかった場合には、続いて横軸に沿って一方の地図に対し他方の地図をスライドさせながら、上述と同様の処理を行うことになる。

図９に示す本実施形態のように、隣接する２つの単位空間を一定の幅、例えば５ｍ、で重複させて第１単位地図Ｍ（０，０）と第２単位地図Ｍ（１，０）とを作成し、さらにＸ１軸とＸ２軸とを一致させ、Ｙ１軸とＹ２軸とを平行にすることにより、２枚の地図の関連付けが極めて容易になる。

上述の第１単位地図Ｍ（０，０）および第２単位地図Ｍ（１，０）の例では、Ｘ１軸とＸ２軸とを一致させた。図８に示す例で、第１単位地図Ｍ（０，０）を作成した後、第３単位地図Ｍ（０，１）を作成する場合には、第１単位地図Ｍ（０，０）のＸ１軸と第３単位地図Ｍ（０，１）のＸ軸（Ｘ２軸）とを平行にし、第１単位地図Ｍ（０，０）のＹ１軸と第３単位地図Ｍ（０，１）のＹ軸（Ｙ２軸）とを一致させればよい。

一方、第２単位地図Ｍ（１，０）を作成した後、または第３単位地図Ｍ（０，１）を作成した後、第４単位地図Ｍ（１，１）を作成する場合には、第１単位地図Ｍ（０，０）との関係では、第４単位地図のＸ４軸およびＹ４軸は、第１単位地図のＸ１軸およびＹ１軸と平行になるが一致はしない。しかしながら、第４単位地図のＸ４軸方向またはＹ４軸方向に直接隣接する第２単位地図Ｍ（０，０）のＸ２軸またはＹ２軸、または第３単位地図Ｍ（０，１）のＸ３軸またはＹ３軸と、Ｘ４軸またはＹ４軸は一致および平行になっている。これにより、隣接する地図同士の関連付けは極めて容易である。

上述の処理により、移動空間Ｓの全体の地図が作成される。図１１は、複数の単位地図の集合として作成された移動空間Ｓの全体の地図の例を示している。隣接する２枚の単位地図同士が重複する領域が、破線で囲まれた「部分領域」である。部分領域の長辺方向の幅は、各単位地図の一辺の長さと等しい。

次に、図１２を参照しながら、隣接する２枚の単位地図を作成する際の移動体管理システム１００の動作を説明する。以下では、隣接する２枚の単位地図を作成する例を説明する。

図１２は、端末装置２０の処理、および、当該処理の結果を受けて走行するＡＧＶ１０の処理の各手順を示すフローチャートである。まず端末装置２０の処理を説明し、その後ＡＧＶ１０の処理を説明する。

ステップＳ１において、端末装置２０のＣＰＵ２１は、ユーザから第ｋ単位地図の作成開始の指示を受け付ける。例えばＣＰＵ２１は、タッチスクリーンパネル２６がタッチを検出した位置が、地図作成ボタン３２の表示位置であると判定したとき、当該指示が入力されたとして指示を受け付ける。ステップＳ２において、ＣＰＵ２１はＡＧＶ１０に、第ｋ単位地図の作成開始指令を送信する。

ステップＳ３において、ＣＰＵ２１は、ユーザから第ｋ単位地図の作成終了の指示を受け付ける。例えばＣＰＵ２１は、タッチスクリーンパネル２６がタッチを検出した位置が、地図作成終了ボタン（図示せず）の表示位置であると判定したとき、当該指示が入力されたとして指示を受け付ける。ステップＳ４において、ＣＰＵ２１はＡＧＶ１０に、第ｋ単位地図の作成終了指令を送信する。

続いてステップＳ５において、ＣＰＵ２１は、ユーザから次の単位地図である第（ｋ＋１）単位地図の作成開始指示を受け付ける。ステップＳ１と同様、ＣＰＵ２１は、地図作成ボタン３２へのタッチの検出を当該指示として受け付ける。

次に、新たな単位地図を作成できるかどうかの判定を行う。

ステップＳ６において、ＣＰＵ２１は、現在のＡＧＶの位置は第ｋ単位空間の端部か否かを判定する。第ｋ単位空間の端部であるか否かは、第ｋ単位空間内を走行した距離および方向に基づいて決定され得る。距離および方向は、例えばＡＧＶ１０の駆動輪１１ｂおよび１１ｃの各々が回転した回数に従って求められる。走行した距離および方向から、Ｘｋ軸方向およびＹｋ軸方向の移動距離が計算され得る。第ｋ単位空間の中心位置が判明しており、端末装置２０が当該中心位置からＸｋ軸方向に２０ｍ以上またはＹｋ軸方向に２０ｍ以上進んでいる場合には、現在ＡＧＶは第ｋ単位空間の端部に位置していると言える。このとき処理はステップＳ７に進む。一方、それ以外の場合にはＡＧＶ１０は端部に位置していない。この場合、ＣＰＵ２１は、ＡＧＶ１０が第ｋ単位空間の端部に入るまで待つ。

ステップＳ７において、ＣＰＵ２１は、現在のＡＧＶの位置は第ｋ単位空間の四隅以外か否かを判定する。ステップＳ６と同様、第ｋ単位空間の中心位置が判明しており、端末装置２０が当該中心位置からＸｋ軸方向に２０ｍ以上かつＹｋ軸方向に２０ｍ以上進んでいる場合には現在のＡＧＶは第ｋ単位空間の四隅のいずれかに位置している。このときＣＰＵ２１は、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６およびＳ７の両方が真になるまで待つ。現在のＡＧＶの位置が第ｋ単位空間の四隅以外であれば、処理はステップＳ８に進む。

ステップＳ８において、ＣＰＵ２１はＡＧＶ１０に、第（ｋ＋１）単位地図の作成開始指令を送信する。その後、ＣＰＵ２１は、ステップＳ９においてユーザから第（ｋ＋１）単位地図の作成終了の指示を受け付けると、ステップＳ１０において第（ｋ＋１）単位地図の作成終了指令を送信する。

次にＡＧＶ１０の処理を説明する。

ステップＳ２１において、マイコン１４ａが通信回路１４ｄを介して端末装置２０から第ｋ単位地図の作成開始指令を受け付けると、測位装置１４ｅは第ｋ単位地図の作成を開始する。

次に、ステップＳ２２において、マイコン１４ａが端末装置２０から第ｋ単位地図の作成終了指令を受け付けると、測位装置１４ｅは第ｋ単位地図の作成を終了し、それまで作成した第ｋ単位地図のデータを記憶装置に格納する。

ステップＳ２３において、マイコン１４ａが端末装置２０から第（ｋ＋１）単位地図の作成開始指令を受け付けると、測位装置１４ｅは第（ｋ＋１）単位地図の作成を開始する。上述のように、端末装置２０は、ステップＳ６およびＳ７の処理により、ＡＧＶ１０は第ｋ単位空間の四隅以外の端部に位置していることが確認されている。よってＡＧＶ１０が引き続き移動しても、第（ｋ＋１）単位空間からすぐにはみ出して走行することはない。これにより、図１１に示すような規則正しく配列された複数枚の単位地図を作成することができる。

ステップＳ２４において、マイコン１４ａが端末装置２０から第（ｋ＋１）単位地図の作成終了指令を受け付けると、測位装置１４ｅは第（ｋ＋１）単位地図の作成を終了し、それまで作成した第（ｋ＋１）単位地図のデータを記憶装置に格納する。

以上、ＡＧＶ１０および端末装置２０を用いて、隣接する２枚の単位地図を作成する例を説明した。ＡＧＶ１０および端末装置２０は、３枚以上の地図を連続して作成することも可能である。その場合にはステップＳ１０の処理が終わった後、再びステップＳ１以降の処理を実行すれば良い。このとき、ステップＳ１等における「ｋ」およびステップＳ５等における「ｋ＋１」を、それぞれ「ｋ＋２」および「ｋ＋３」に読み替えれば良い。さらに多くの地図を連続して作成する場合も同様の読み替えを行えば良い。

地図データＭの作成が完了すると、ユーザ１はＡＧＶ１０の走行経路を設定することができる。

図１３は、キャプチャボタン３３（図５）を利用した走行経路の作成手順の例を示している。ＣＰＵ２１は、キャプチャボタン３３へのタッチを検出すると、ＡＧＶ１０を経路作成モードに移行させる。ユーザ１は、新たに作成しようとする走行経路の開始位置までＡＧＶ１０を移動させ、さらにキャプチャボタン３３にタッチする。ＣＰＵ２１は、その時点におけるＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を取得させる指令をＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０のマイコン１４ａは、指令に従い、そのときのポーズ（ｘ, ｙ, θ）のデータをメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに「マーカ」として記憶する。図１３のマーカＭ１は、ＡＧＶ１０の走行開始位置を示している。

ＡＧＶ１０は、移動空間Ｓの全体の地図に１つの座標（グローバル座標）を設定する。グローバル座標は、基準位置Ｏ（０，０）を通り、かつ互いに直交する座標軸であるＸ軸およびＹ軸によって規定される。グローバル座標を設定する理由は、ユーザが単位空間を跨いでＡＧＶ１０を走行させたい場合に、各単位空間中の通過位置（経由点）をグローバル座標で指定することが簡単でかつ便利だからである。

一方、第ｋ単位地図に規定されたＸｋ軸およびＹｋ軸に基づく座標（ローカル座標）は引き続き内部処理に利用される。測位装置１４ｅ（図３）は、１枚の単位地図のデータを読み込んで現在の位置を推定する処理を行う。このとき測位装置１４ｅは、出力される推定位置をローカル座標で表す。全ての単位地図のデータをまとめて読み込み、グローバル座標で処理を行うことは技術的には可能であるが、そのためには必要とされるメモリ容量が大きく増加しＡＧＶ１０のコストが嵩むからである。

グローバル座標とローカル座標との関係は以下の式（１）に示す通りである。単位地図Ｍ（ｐ，ｑ）上の座標を（Ｘｌ，Ｙｌ，θｌ）とし、グローバル座標を（Ｘｇｌ，Ｙｇｌ，θｇｌ）とする。
（式１）
Ｘｇ＝Ｘｌ＋（５０００－ｄ）＊ｐ
Ｙｇ＝Ｙｌ＋（５０００－ｄ）＊ｑ
θｇｌ＝θｌ

図１４は、マーカの設定数の数字アイコン３３ａが表示されたキャプチャボタン３３を示している。マーカＭ１が取得された時点では、数字アイコン３３ａは「１」を示している。

さらにユーザ１がＡＧＶ１０を、走行経路上の次の通過位置まで移動させてキャプチャボタン３３にタッチする。すると、ＡＧＶ１０のマイコン１４ａは、タブレットコンピュータ２０の指令に従い、そのときのポーズ（ｘ, ｙ, θ）のデータをメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに記憶する。同様の操作が繰り返されると、ＡＧＶ１０は、走行経路の各通過位置におけるＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を順に取得する。図１３のマーカＭ２～Ｍ４は、そのようにして取得された通過点を示している。

マーカＭ４は、２つの単位地図が重複する部分領域である。図１３には、一例として、２つの単位空間が互いに重複する空間５０が示されている。

本開示にかかる移動体管理システム１００では、複数の単位地図に跨がってＡＧＶ１０の走行経路を設定することができる。ＡＧＶ１０が隣の単位空間に進入した後は、当該隣の単位空間の単位地図上にマーカが設定される。図１３には、マーカＭ５が示されている。図１５は、８枚の単位地図に跨がる走行経路の一例を示している。

全てのマーカが取得された後、ユーザ１がキャプチャボタン３３を長押しすると、走行経路の作成が完了する。これにより、最後のマーカは走行終了位置を表すことになる。なお、走行経路の作成後、ユーザ１が走行経路を判別するための経路名を付すことができてもよい。

マーカＭ１、Ｍ２、・・・、Ｍ５、・・・は、マーカＭ１から順にマーカＭ２、・・・、Ｍ５を経由するＡＧＶ１０の通過経路を示している。ＡＧＶ１０は、位置および向きであるポーズを、各マーカデータが取得された順序で変化させて、走行開始位置から走行終了位置まで移動する。走行経路データＲは、複数のマーカの集合として定義され得る。作成された走行経路データＲは記憶装置１４ｃに記憶される。

図１６Ａは、ある走行経路データＲに含まれるマーカデータの例を示している。各マーカには、グローバル座標系で表されたＸ座標、Ｙ座標および角度θを含むマーカデータが存在する。なお、マーカＭ３の位置はマーカＭ２の位置と同じである。しかしながら、ＡＧＶ１０は、マーカＭ２におけるポーズから、角度φだけ左旋回したことにより、異なるマーカとして取得されている。

さらに図１６Ｂは、図１６Ａの例よりも豊富なデータが設定されたマーカデータの例を示している。図１６Ｂの例では、一部のマーカのマーカデータは、走行速度、加速時間および減速時間のデータを有している。以下、一般化して説明する。

「走行速度」は、ｋ番目（ｋ：１以上の整数）のマーカデータが示す位置から、（ｋ＋１）番目に取得されたマーカデータが示す位置に移動するまでのＡＧＶ１０の走行速度を示している。「加速時間」は、走行速度に達するまでに加速する加速時間であり、「減速時間」は走行速度から減速する減速時間である。なお、走行速度、加速時間および減速時間は常に同時に設定される必要はない。マーカＭ２のように、走行速度、加速時間および減速時間がいずれも設定されていない場合もあり得るし、走行速度、加速時間および減速時間のうちの任意の一つまたは複数が設定され得る。

上述の手順により、ユーザ１は、１つまたは複数の走行経路を作成することができる。上述したように、走行経路データＲは、ＡＧＶ１０の記憶装置１４ｃに記憶されるが、ＡＧＶ１０とタブレットコンピュータ２０との間で接続が確立されると、走行経路データＲがＡＧＶ１０からタブレットコンピュータ２０に転送される。ユーザ１は、タブレットコンピュータ２０上で、転送された走行経路データＲを構成するマーカデータを編集することができる。マーカデータの編集は、たとえば一部のマーカデータの削除、Ｘ座標、Ｙ座標および／または角度θの値の変更である。

なお、端末装置２０がサーバコンピュータなどの上位装置である場合には、異なる方法で走行経路データＲをＡＧＶ１０に送信しても良い。例えば、上位装置である端末装置２０は、ＡＧＶ１０が各マーカの位置に到達したことを確認すると、次のマーカの位置のデータをＡＧＶ１０に送信してもよい。

図１７は、経路選択ボタン３５（図５）へのタッチ後にディスプレイ２５に表示される、複数の走行経路Ｒ１～Ｒ３の表示例を示している。各経路番号と、ユーザ１によって付された経路名が表示されている。

ユーザ１は、表示された経路番号または経路名をタッチして選択する。図１７では、選択された走行経路Ｒ２がハイライト表示されている。ＣＰＵ２１は、ＡＧＶ１０に、走行経路Ｒ２が選択されたことを示す指令を送信する。指令を受信したＡＧＶ１０のマイコン１４ａは、記憶装置１４ｃに記憶している複数の走行経路の中から走行経路Ｒ２の各マーカデータを読み出す。ユーザ１が、走行経路Ｒ２の走行開始位置までＡＧＶ１０を移動させ、たとえばスタートボタン（図示せず）をタッチすることにより、ＡＧＶ１０のマイコン１４ａは走行経路Ｒ２に沿って自動運転を開始する。

図１７には、選択した走行経路の編集を行うためのメニュー４０が示されている。メニュー４０は、個々のマーカデータの編集を行う編集ボタン４０ａ、削除ボタン等が含まれている。ディスプレイ２５上に、走行経路に関する選択だけでなく、編集も可能にするためのメニュー４０を設けることにより、ユーザ１の利便性を向上させることができる。

ユーザの利便性をさらに向上するために、さらに以下の方法を採用してもよい。すなわち、１つ以上の走行経路の設定が完了した後、ユーザ１にとって走行経路を毎回選択することが煩わしいと感じる場合がある。走行経路の選択手順を簡略化する方法として、一部の走行経路を予め登録しておくことが考えられる。

図１８は、端末装置２０のディスプレイ２５に表示された単位地図３７と、選択された走行経路に沿って走行するＡＧＶ１０のアイコン３８とを示している。ユーザ１はディスプレイ２５の表示により、現在走行しているＡＧＶ１０が単位地図上のどの位置にいるかを知ることができる。

複数の単位地図を跨ぐ走行経路が設定されている場合、ＡＧＶ１０が走行を継続すると、端末装置２０のＣＰＵ２１は、現在表示している単位地図３７を隣接する単位地図に切り替える。地図の切り替えは、例えば、ＡＧＶ１０が基準線を通過したことをＣＰＵ２１が検出することによって行われる。

図１９は、基準線５１の例を示している。例示的な基準線５１は、２つの単位空間が互いに重複する空間５０の中央に、重複する空間が延びる方向に沿って仮想的に引かれ得る。図１９の例では、ＣＰＵ２１は、図の左から右に向かって走行するＡＧＶ１０が基準線５１を超えたか否かを判定する。基準線５１を超えた場合には右側の単位空間の地図に切り替える。同様に、ＣＰＵ２１は、図の右から左に向かって走行するＡＧＶ１０が基準線５１を超えたか否かを判定する。基準線５１を超えた場合には左側の単位空間の地図に切り替える。

基準線の数は複数であってもよい。図２０は、異なる２本の基準線５２ａおよび５２ｂの例を示している。基準線５２ａは、ＡＧＶ１０が図面の左から右に向かって走行している時に、単位地図を切り替える基準として利用される。一方、基準線５２ｂは、ＡＧＶ１０が図面の右から左に向かって走行している時に、単位地図を切り替える基準として利用される。

隣り合う単位空間が重複する空間の中央付近をＡＧＶ１０が走行する場合、図１９の例では地図の切り替わりが頻繁に発生してユーザ１が見づらく感じる可能性がある。一方、複数の基準線を設けると、そのような地図の頻繁な切り替わりを回避できるため、ユーザ１の視認性が向上する。

図１８および図１９の説明から明らかなように、地図を切り替えには少なくとも１本の基準線を設定すればよい。

次に、第１単位地図の再作成処理を説明する。

上述のように、第１単位地図は最初に作成される単位地図である。広い工場内で、第ｋ単位地図（ｋ：２以上の整数；以下同じ。）を作成している間または作成した後に、第１単位空間内のレイアウトが変更される等の事情が発生する場合があり得る。そのような場合には、より信頼性の高い第１単位地図に更新することが必要とされる。

ここで問題となるのは、独立地図の特殊性である。独立地図作成時にＡＧＶ１０のフロント部が向いている方向が第１単位地図Ｍ（０，０）上の＋Ｙ１方向であり、フロント部が向いている方向に直交する右手方向が第１地図Ｍ（０，０）上の＋Ｘ１方向である。独立地図を更新する場合、新たな独立地図の＋Ｙ１方向および＋X１方向と、既存の独立地図の＋Ｙ１方向および＋X１方向とを完全に一致させる必要がある。その理由は、既存の独立地図の＋Ｙ１方向および＋X１方向は、第ｋ単位地図作成時の基準として用いられているからである。

しかしながら、例えば０．１度単位で、新たな独立地図の＋Ｙ１方向および＋X１方向と、既存の独立地図の＋Ｙ１方向および＋X１方向とを完全に一致させることは実際上非常に困難である。完全に一致させられなかった場合、第１単位地図のＸ１軸およびＹ１軸と、第ｋ単位地図のＸｋ軸およびＹｋ軸とが、垂直または平行の関係を保つことができなくなる。つまり、グローバル座標の基準がずれる。第１単位地図を作成し直すことにより、他の全ての単位地図も作成し直さなければならなくなると、非常に非効率的である。

そこで本発明者は、第１単位地図の再作成時（または更新時）には、第ｋ単位地図を作成する場合と同様の手順により、更新すべき第１単位地図を再作成することとした。

図２１は、第１単位地図Ｍ（０，０）を再作成する処理の説明図である。図２１には、再作成される第１単位地図Ｍ（０，０）と、既に作成されている複数の単位地図とが示されている。説明の便宜のため、既存の第１単位地図を「Ｍ（０，０）－０」と表記し、更新後の第１単位地図を「Ｍ（０，０）－１」と表記する。

例として、第１単位地図Ｍ（０，０）－０と、当該第１単位地図に隣接する既存の単位地図Ｍ（－１，０）とに着目する。まず、ユーザは上記２つの単位地図が互いに重複する部分領域Ｒ１５に対応する空間までＡＧＶ１０を移動させる。ＡＧＶ１０は、部分領域Ｒ１５からあたかも次の単位地図を作成する場合と同じ手順により、第１単位地図を作成する。図９を参照しながら説明した例では、測位装置１４ｅは、第１単位地図Ｍ（０，０）を作成した後に、第２単位地図Ｍ（１，０）を作成した。図９の例における第１単位地図Ｍ（０，０）および第２単位地図Ｍ（１，０）を、それぞれ単位地図Ｍ（－１，０）および第１単位地図Ｍ（０，０）－１と読み替えればよい。

測位装置１４ｅは、新たな第１単位地図Ｍ（０，０）－１のデータが得られると、記憶装置１４ｃに保存されている既存の第１単位地図Ｍ（０，０）－０のデータを上書きする。これにより、更新後の第１単位地図Ｍ（０，０）－１のＸ１軸およびＹ１軸と、第ｋ単位地図のＸｋ軸およびＹｋ軸とは、垂直または平行の関係を保つことが可能になる。さらに、測位装置１４ｅは、既存の第１単位地図Ｍ（０，０）－０に設定されていた基準位置Ｏ（０，０）と同じ位置に、新たな第１単位地図Ｍ（０，０）－１の基準位置Ｏ（０，０）を設定する。基準位置を設定する処理は容易に実現し得る。上述のように、新旧２枚の第１単位地図は、Ｘ１軸およびＹ１軸が完全に一致し、かつ、その大きさも一致しているからである。

上述の処理によれば、第１単位地図を作成した後、さらに第ｋ単位地図を作成した場合であっても、新たな第１単位地図を作成することができる。これにより、部分的なレイアウト変更などにより第１単位地図の再作成が必要になった場合でも、全ての単位地図を作成し直す必要が無くなる。よって単位地図の作成工数を大幅に削減することが可能になる。第１単位地図を再作成しても、既存の第１単位地図のＸ１軸およびＹ１軸を維持することができるため、隣り合う単位地図のＸ軸およびＹ軸（横軸および縦軸）のずれは生じない。よって、グローバル座標を利用して設定したマーカを修正することなく、引き続き利用することができる。

なお、単位地図Ｍ（－１，０）を例示して第１単位地図を更新する例を説明したが、第１単位地図に隣接する単位地図（周辺地図）が作成されていればよい。また、第１単位地図を含む他の全ての単位地図が作成された後に第１単位地図を更新する例を挙げたが、第１単位地図と、第１単位地図に隣接する第２単位地図とが作成されていれば、いつでも第１単位地図の更新は可能である。

上述の実施形態の説明では、一例として二次元空間（床面）を走行するＡＧＶを挙げた。しかしながら本開示は三次元空間を移動する移動体、例えば飛行体（ドローン）、にも適用され得る。ドローンが飛行しながら三次元空間地図を作成する場合には、二次元空間を三次元空間に拡張することができる。

本開示の技術は、移動体の動作の制御に広く用いられ得る。

１ ユーザ
２ａ、２ｂ 無線アクセスポイント
１０ ＡＧＶ（移動体）
１４ａ マイコン
１４ｂ メモリ
１４ｃ 記憶装置
１４ｄ 通信回路
１４ｅ 測位装置
１６ａ、１６ｂ モータ
１５ レーザレンジファインダ
１７ａ、１７ｂ モータ駆動回路
２０ タブレットコンピュータ（モバイルコンピュータ）
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２３ 通信回路
２４ 画像処理回路
２５ ディスプレイ
２６ タッチスクリーンパネル
１００ 移動体管理システム

Claims (22)

1. 移動空間の地図を作成することが可能な移動体であって、
   モータと、
   前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、
   周囲の空間をセンシングしてセンサデータを出力するセンサと、
   地図の作成開始指示を外部から取得するインタフェースと、
   前記作成開始指示の取得に応答して、前記移動空間内に規定された、有限の大きさの単位空間ごとの地図を作成する測位装置であって、前記単位空間内で位置を変えながら取得された前記センサデータから前記単位空間の地図を作成する測位装置と
   を備え、前記測位装置は、
   前記移動空間に含まれる第１単位空間を表す第１地図であって、基準位置および座標軸であるＸ軸およびＹ軸を規定する第１地図を作成し、
   前記第１地図の作成後に、第２単位空間を表す第２地図であって、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の一方と一致する第１座標軸、および前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の他方と平行な第２座標軸を有する第２地図を作成し、
   前記第１単位空間および前記第２単位空間は部分的に重複し、前記第１地図および前記第２地図は、部分的に重複した空間に対応する部分領域を含む、移動体。
2. 前記第１単位空間および前記第２単位空間が部分的に重複した前記空間を第１部分空間とするとき、
   前記測位装置は、前記第２地図の作成後に、第３単位空間を表す第３地図を作成し、
   前記第３単位空間、および、前記第１単位空間および前記第２単位空間の一方は、部分的に重複した第２部分空間を含む、請求項１に記載の移動体。
3. 前記第３地図は、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の一方と一致する、または平行な第３座標軸を有する、
   請求項２に記載の移動体。
4. 前記第１地図および前記第２地図は、前記第１部分空間に対応する第１部分領域を含み、
   前記第１地図および前記第３地図、または、前記第２地図および前記第３地図は、前記第２部分空間に対応する第２部分領域を含む、請求項２または３に記載の移動体。
5. 前記第１地図、前記第２地図および前記第３地図は矩形状であり、
   前記第１部分領域および前記第２部分領域も矩形状である、請求項４に記載の移動体。
6. 前記第１部分領域および前記第２部分領域の長辺方向の幅は、前記単位空間の地図の一辺の長さと等しい、請求項４に記載の移動体。
7. 前記第１単位空間には、少なくとも１つの禁止空間が予め定められており、
   前記移動体が前記少なくとも１つの禁止空間内に位置しているときは、前記測位装置は前記第２地図の作成を禁止する、請求項１から６のいずれかに記載の移動体。
8. 前記第１単位空間は、前記第１地図のＸ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ対応する第１方向の辺および第２方向の辺を有する二次元空間であり、
   前記少なくとも１つの禁止空間は、前記第１方向の辺および前記第２方向の辺の交点を含む空間である、請求項７に記載の移動体。
9. 前記第１単位空間は、前記少なくとも１つの禁止空間と、前記少なくとも１つの禁止空間以外の空間であって、前記第１方向または前記第２方向の辺を含む空間である許可空間とを含み、
   前記移動体が前記許可空間内に位置しているときは、前記測位装置は、前記第２地図の作成を許可する、請求項８に記載の移動体。
10. 前記移動体が、前記第１単位空間から前記許可空間を経て、前進または後退で前記第２単位空間に入ったときは、前記測位装置は、前記第２単位空間の地図の作成を許可する、請求項９に記載の移動体。
11. 前記測位装置は、前記第１地図および前記第２地図上の位置を、前記基準位置、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸によって定まる座標系によって表す、請求項１から１０のいずれかに記載の移動体。
12. 前記測位装置が作成した前記単位空間の地図を表す地図データを記憶する記憶装置をさらに備えた請求項１から１１のいずれかに記載の移動体。
13. 前記第１地図および前記第１地図に隣接する少なくとも１つの周辺地図が作成された後、前記駆動装置は、前記第１単位空間と、前記少なくとも１つの周辺地図によって表される単位空間とが重複する空間から、前記第１単位空間に向けて前記移動体を移動させ、
    前記測位装置は前記第１地図を再作成する、請求項１に記載の移動体。
14. 再作成された前記第１地図のＸ軸およびＹ軸と、既存の第１地図のＸ軸およびＹ軸とは一致する、請求項１３に記載の移動体。
15. 前記測位装置は、既存の第１地図の基準位置と同じ位置に、再作成された第１地図の基準位置を設定する、請求項１４に記載の移動体。
16. 請求項１２に記載の移動体と、
    表示装置に、前記移動体の現在位置を含む単位空間の地図、および、前記移動体の現在位置を表示する端末装置と
    を備えた移動体管理システムであって、
    前記移動体の前記測位装置は、前記センサから出力された前記センサデータと、前記記憶装置に記憶された前記地図データとを照合して前記移動体の現在位置を推定し、
    前記端末装置は、
    前記測位装置によって推定された前記現在位置を示す位置データ、および、前記記憶装置に記憶された前記地図データを受け取る通信回路と、
    前記移動体が前記第１単位空間および前記第２単位空間の一方から他方に進行しているときにおいて、前記位置データに基づいて前記移動体が前記部分的に重複した空間に到達したことを検出し、表示する地図を、前記第１地図および前記第２地図の一方から他方に切り替え、切り替えた後の地図に前記移動体の現在位置を表示する処理回路と
    を備える、移動体管理システム。
17. 前記部分的に重複した空間内には少なくとも１つの仮想的な基準線が設けられており、
    前記処理回路は、前記位置データに基づいて前記移動体が前記少なくとも１つの仮想的な基準線を超えて移動したことを検出し、表示する地図を、前記第１地図から前記第２地図に切り替える、請求項１６に記載の移動体管理システム。
18. 前記少なくとも１つの仮想的な基準線は第１基準線および第２基準線を含み、
    前記処理回路は、
    前記移動体が前記第１単位空間から前記第２単位空間に進行しており、前記移動体が前記第１基準線を超えたことを検出したときは、表示する地図を前記第１地図から前記第２地図に切り替え、
    前記移動体が前記第２単位空間から前記第１単位空間に進行しており、前記移動体が前記第２基準線を超えたことを検出したときは、表示する地図を前記第２地図から前記第１地図に切り替える、請求項１７に記載の移動体管理システム。
19. 前記第１基準線は、前記基準位置から見て前記第２基準線よりも遠い位置に設定される、請求項１８に記載の移動体管理システム。
20. 前記端末装置は、前記移動体の走行経路を構成する複数の経由点の設定を、ユーザから受け付ける入力インタフェース装置をさらに備え、
    前記処理回路は、前記入力インタフェース装置を介して前記第１地図上および前記第２地図上の複数の位置を、前記複数の経由点として受け付け、各経由点の位置を示す経由点データを含む走行経路データを前記記憶装置に記憶する、請求項１６から１９のいずれかに記載の移動体管理システム。
21. 前記処理回路は、前記各経由点の位置を、前記基準位置、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸によって定まる座標系によって設定する、請求項２０に記載の移動体管理システム。
22. 移動体に搭載されたコンピュータによって実行される、移動空間の地図を作成するためのコンピュータプログラムであって、
    前記移動体は、
    モータと、
    前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、
    周囲の空間をセンシングしてセンサデータを出力するセンサと、
    地図の作成開始指示を外部から取得するインタフェースと、
    前記作成開始指示の取得に応答して、前記移動空間内に規定された、有限の大きさの単位空間ごとの地図を作成するコンピュータであって、前記単位空間内で位置を変えながら取得された前記センサデータから前記単位空間の地図を作成するコンピュータと
    を備えており、
    前記コンピュータは、
    前記移動空間に含まれる第１単位空間を表す第１地図であって、基準位置および座標軸であるＸ軸およびＹ軸を規定する第１地図を作成し、
    前記第１地図の作成後に、第２単位空間を表す第２地図であって、前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の一方と一致する第１座標軸、および前記Ｘ軸および前記Ｙ軸の他方と平行な第２座標軸を有する第２地図を作成し、
    前記第１単位空間および前記第２単位空間は部分的に重複し、前記第１地図および前記第２地図は、部分的に重複した空間に対応する部分領域を含む、コンピュータプログラム。

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