JP7340350B2 - 情報処理装置及び情報処理方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、情報処理装置及び情報処理方法に関する。

近年、アンテナを備える自律移動ロボットを用いてＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）などの無線タグを読み取る読取システムが提供されている。読取システムは、自律移動ロボットを無線タグの付された複数の物品が陳列されている棚などの什器の前を通過させて、無線タグを読み取る。

読取システムは、無線タグの読取に先立ち、自律移動ロボットの自律移動時における自己位置推定用の環境地図を作成する。例えば、読取システムは、自律移動ロボットの所定の高さに固定されたＬＲＦ（Ｌａｓｅｒ Ｒａｎｇｅ Ｆｉｎｄｅｒ）を用いて、周辺環境をスキャンしながら自己位置推定用の環境地図を作成する。また、読取システムは、自己位置推定用の環境地図に対して自律移動ロボットの進入禁止エリアが設定された移動経路の設定用の環境地図を作成する。

特開２０１１－８３２０号公報

しかしながら、棚は、水平に延びる複数の棚板を有する凹凸の構造である。自律移動ロボットの所定の高さに固定されたＬＲＦによって検知される棚の形は、水平面に対して実際の棚を鉛直方向に投影して得られる形と異なることがある。そのため、自律移動ロボットの進入禁止エリアを棚の形に合わせて正しく設定することは難しい。進入禁止エリアが正しく設定されないと、移動経路は正しく設定されない可能性がある。結果として、自律移動ロボットは、自律移動時に棚の一部に衝突する可能性がある。

上記の課題を解決するため、自律移動ロボットの物体への衝突を低減させる技術を提供する。

実施形態によれば、情報処理装置は、第１の取得部と、第１の作成部と、第２の取得部と、第３の取得部と、第２の作成部と、設定部と、第３の作成部とを備える。前記第１の取得部は、自律移動ロボットの移動する所定の領域における第１の高さ範囲に関する第１の検知データを取得する。前記第１の作成部は、前記第１の検知データに基づいて第１の環境地図を作成する。前記第２の取得部は、前記所定の領域における前記第１の高さ範囲よりも大きい第２の高さ範囲に関する第２の検知データを取得する。前記第３の取得部は、前記第２の検知データから前記第２の高さ範囲に含まれる第３の高さ範囲に関する第３の検知データを取得する。前記第２の作成部は、前記第１の環境地図に前記第３の検知データの投影像を重ね合わせた重畳画像を作成する。前記設定部は、前記重畳画像に基づいて前記第１の環境地図に対して前記自律移動ロボットの進入禁止エリアを設定する。前記第３の作成部は、前記第１の環境地図に対して前記進入禁止エリアが設定された第２の環境地図を作成する。

図１は、実施形態に係る読取システムの構成例を示す概略図である。 図２は、実施形態に係る読取システムの構成例を示す概略図である。 図３は、実施形態に係る読取システムの構成例を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係る環境地図Ｍ１を例示する図である。 図５は、実施形態に係る重畳画像Ｉの作成例を示す画面図である。 図６は、実施形態に係る進入禁止エリアの設定例を示す画面図である。 図７は、実施形態に係る環境地図Ｍ２を例示する図である。 図８は、実施形態に係る環境地図Ｍ２を用いた移動経路の設定例を示す図である。 図９は、環境地図Ｍ１および３次元点群データの作成動作例を示すフローチャートである。 図１０は、環境地図Ｍ２の作成動作例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。

図１及び図２は、読取システム１の構成例を示す概略図である。図１は、自律移動ロボット２０の進行方向と直交する方向から見た読取システム１の構成例を示す図である。図２は、自律移動ロボット２０の進行方向に沿って見た読取システム１の構成例を示す図である。

読取システム１は、複数個の無線タグが存在する領域において、複数個の無線タグを読み取るシステムである。例えば、読取システム１は、複数の棚を備える店舗での物品の棚卸などに用いられる。

ここでは、読取システム１は、所定の領域Ａにおける無線タグの読取を実行するものとする。領域Ａは、読取システム１による複数個の無線タグの読取対象領域である。例えば、領域Ａは、壁で周囲を囲まれた店舗である。領域Ａには、レジ台、複数の棚などが存在する。各棚には、読取システム１による読取対象となる無線タグの付された複数の物品が陳列されている。壁、レジ台及び棚のそれぞれは、有形の物体の一例である。なお、領域Ａには、壁、レジ台、棚以外の物体が存在していてもよい。物体は、自律移動ロボット２０の移動の障害となる可能性があるので、障害物ということもある。

読取システム１は、システムコントローラ１０、自律移動ロボット２０及びサーバ３０を備える。システムコントローラ１０、自律移動ロボット２０及びサーバ３０は、互いに電気的に接続する。

システムコントローラ１０は、自律移動ロボット２０を制御する装置である。例えば、システムコントローラ１０は、環境地図Ｍ１を用いて自律移動ロボット２０の自律移動を制御する。例えば、システムコントローラ１０は、自律移動ロボット２０の自律移動時に自律移動ロボット２０による複数個の無線タグの読取を制御する。

環境地図Ｍ１は、領域Ａでの自律移動ロボット２０の自律移動時における自己位置推定用の環境地図である。環境地図Ｍ１は、自律移動ロボット２０が自律移動する領域Ａに存在する物体の位置を示す情報を含む地図である。環境地図Ｍ１については後述する。また、環境地図Ｍ１は、自律移動ロボット２０の移動経路の設定用の環境地図Ｍ２の作成にも用いられる。環境地図Ｍ１は、第１の環境地図ともいう。
環境地図Ｍ２は、環境地図Ｍ１に対して自律移動ロボット２０の進入禁止エリアが設定された環境地図である。環境地図Ｍ２は、環境地図Ｍ１を示す情報に、進入禁止エリアを示す情報を付加したものである。進入禁止エリアは、自律移動ロボット２０の進入を不可とするエリアである。進入禁止エリアは、仮想的な物体として扱われる。環境地図Ｍ２については後述する。環境地図Ｍ２は、第２の環境地図ともいう。
システムコントローラ１０の制御系の構成については、後述する。

自律移動ロボット２０は、システムコントローラ１０の制御に従って領域Ａを移動する装置である。
自律移動ロボット２０は、台車２０１及び車輪２０２を備える。
台車２０１は、自律移動ロボット２０の外殻を形成する。台車２０１は、自律移動ロボット２０の各要素が取り付けられる鉛直方向に延びる支持体を備える。鉛直方向は、高さ方向と同じ方向を指す。鉛直方向は、水平面に対する垂直方向と同じ方向を指す。

車輪２０２は、台車２０１の下部に取り付けられる。車輪２０２は、後述するモータ２５２によって駆動し台車２０１を移動させる。また、車輪２０２は、台車２０１の移動方向を変更する。

自律移動ロボット２０は、さらに、リーダ２１ａ～２１ｆ、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃ、水平方向ＬＲＦ２３及び鉛直方向ＬＲＦ２４を備える。リーダ２１ａ～２１ｆ、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃ、水平方向ＬＲＦ２３及び鉛直方向ＬＲＦ２４は、台車２０１の支持体に取り付けられている。

リーダ２１ａ～２１ｆは、物品に付された無線タグと無線通信するデバイスである。リーダ２１ａ～２１ｆは、自律移動ロボット２０の進行方向と直交する方向を向くように、鉛直方向に並べて台車２０１の支持体に取り付けられている。

ここではリーダ２１ａの構成について説明する。
リーダ２１ａは、図示しない通信用アンテナ及び通信制御部を備える。リーダ２１ａは、指向性アンテナを備えるものとする。リーダ２１ａの検知範囲は、通信用アンテナの特性および通信用アンテナの設置向きなどによって設計される。検知範囲は、通信範囲に対応する。リーダ２１ａは、無線タグへ電波を送信する。また、リーダ２１ａは、無線タグからの電波を受信する。リーダ２１ａは、無線タグからの電波の受信に基づいて、無線タグの識別情報などのタグ情報を読み取る。リーダ２１ａは、無線タグから読み取ったタグ情報をシステムコントローラ１０へ送信する。リーダ２１ｂ～２１ｆの構成はリーダ２１ａの構成と同様であるので、説明を省略する。

リーダ２１ａ～２１ｆの検知範囲の合算は、領域Ａに存在する最も高い棚の上端から下端までを包含するように設定される。なお、自律移動ロボット２０が備えるリーダの個数及び位置は、特定の構成に限定されない。例えば、自律移動ロボット２０は、領域Ａに存在する最も高い棚の上端から下端までを包含する検知範囲を設定された１つのリーダを備えていてもよい。

水平方向ＬＲＦ２３は、レーザを用いて水平方向ＬＲＦ２３の測定範囲に存在する物体との距離を２次元で測定するセンサである。水平方向ＬＲＦ２３は、長距離を測定する。水平方向ＬＲＦ２３は、台車２０１の任意の位置に取り付けられている。水平方向ＬＲＦ２３は、測定位置毎に、レーザを用いて水平方向ＬＲＦ２３の周辺環境を水平方向にスキャンし、領域Ａに存在する物体との距離を測定する。水平方向ＬＲＦ２３は、測定位置毎に、物体の位置に関連する複数の距離点データで構成される水平方向の距離点群データを得る。水平方向ＬＲＦ２３は、測定位置毎に、測定に基づく距離情報をシステムコントローラ１０へ送信する。距離情報は、水平方向の距離点群データを含む。水平方向ＬＲＦ２３は長距離を測定可能であるので、水平方向ＬＲＦ２３による距離情報は、安定したＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ Ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）による環境地図Ｍ１の作成に用いることができる。加えて、水平方向ＬＲＦ２３による距離情報は、自律移動ロボット２０の自律移動時において、ロバストな自己位置推定に用いることができる。

鉛直方向ＬＲＦ２４は、レーザを用いて鉛直方向ＬＲＦ２４の測定範囲に存在する物体との距離を２次元で測定するセンサである。鉛直方向ＬＲＦ２４は、短距離を測定する。鉛直方向ＬＲＦ２４は、自律移動ロボット２０の周囲の物体情報を３次元で捉えるために用いられる。鉛直方向ＬＲＦ２４は、台車２０１の任意の位置に取り付けられている。鉛直方向ＬＲＦ２４は、測定位置毎に、レーザを用いて鉛直方向ＬＲＦ２４の周辺環境を鉛直方向にスキャンし、領域Ａに存在する物体との距離を測定する。鉛直方向ＬＲＦ２４は、測定位置毎に、測定された物体の位置に関連する複数の距離点データで構成される鉛直方向の距離点群データを得る。鉛直方向ＬＲＦ２４は、測定位置毎に、測定に基づく距離情報をシステムコントローラ１０へ送信する。距離情報は、鉛直方向の距離点群データを含む。

３Ｄ距離センサ２２ａは、３Ｄ距離センサ２２ａの測定範囲に存在する物体との距離を３次元で測定するセンサである。例えば、３Ｄ距離センサ２２ａは、カメラで構成されるが、これに限定されない。３Ｄ距離センサ２２ａは、短距離を測定する。３Ｄ距離センサ２２ａは、自律移動ロボット２０の周囲の物体情報を３次元で捉えるために用いられる。３Ｄ距離センサ２２ａは、測定位置毎に、測定された物体の位置に関連する複数の距離点データで構成される３次元の距離点群データを得る。３Ｄ距離センサ２２ａは、測定位置毎に、測定で得られる距離情報をシステムコントローラ１０へ送信する。距離情報は、３次元の距離点群データを含む。３Ｄ距離センサ２２ａは、３Ｄ距離センサ２２ｂ～２２ｃの構成は３Ｄ距離センサ２２ａの構成と同様であるので、説明を省略する。

３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃは、自律移動ロボット２０の進行方向と直交する方向を向くように、鉛直方向に並べて台車２０１の支持体に取り付けられている。

３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃの測定範囲の合算は、領域Ａの床面から天井面までを含むように設定される。なお、自律移動ロボット２０が備える３Ｄ距離センサの個数及び位置は、特定の構成に限定されない。例えば、自律移動ロボット２０は、領域Ａの床面から天井面までを測定範囲とする１つの３Ｄ距離センサを備えていてもよい。

自律移動ロボット２０の制御系の構成については、後述する。

サーバ３０は、システムコントローラ１０からの情報を処理する装置である。例えば、サーバ３０は、自律移動ロボット２０による領域Ａにおける複数個の無線タグの読取動作に先立ち、領域Ａの環境地図Ｍ１を作成する。領域Ａは、読取システム１による環境地図Ｍ１の作成対象領域でもある。例えば、サーバ３０は、環境地図Ｍ２を作成する。例えば、サーバ３０は、環境地図Ｍ２を用いて、進入禁止エリアを回避するように（横切らないように）自律移動ロボット２０の移動経路を設定する。サーバ３０は、情報処理装置の一例である。
サーバ３０の制御系の構成については、後述する。

図３は、読取システム１の構成例を示すブロック図である。
システムコントローラ１０は、プロセッサ１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３、ＮＶＭ（Ｎｏｎ－ｖｏｌａｔｉｌｅ Ｍｅｍｏｒｙ）１４及び通信インタフェース１５などを備える。プロセッサ１１と、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ＮＶＭ１４及び通信インタフェース１５とは、データバスなどを介して互いに接続される。

プロセッサ１１は、システムコントローラ１０全体の動作を制御する。例えば、プロセッサ１１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。プロセッサ１１は、制御部の一例である。プロセッサ１１は、内部メモリ及び各種のインタフェースなどを備えてもよい。プロセッサ１１は、内部メモリ、ＲＯＭ１２またはＮＶＭ１４などに予め記憶したプログラムを実行することにより種々の処理を実現する。

なお、プロセッサ１１がプログラムを実行することにより実現する各種の機能のうちの一部は、ハードウェア回路により実現されるものであってもよい。この場合、プロセッサ１１は、ハードウェア回路により実行される機能を制御する。

ＲＯＭ１２は、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＯＭ１２は、製造段階で制御プログラム及び制御データなどを記憶した状態でシステムコントローラ１０に組み込まれる。即ち、ＲＯＭ１２に記憶される制御プログラム及び制御データは、予めシステムコントローラ１０の仕様に応じて組み込まれる。

ＲＡＭ１３は、揮発性のメモリである。ＲＡＭ１３は、プロセッサ１１の処理中のデータなどを一時的に格納する。ＲＡＭ１３は、プロセッサ１１からの命令に基づき種々のアプリケーションプログラムを格納する。また、ＲＡＭ１３は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。

ＮＶＭ１４は、データの書き込み及び書き換えが可能な不揮発性のメモリである。例えば、ＮＶＭ１４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）またはフラッシュメモリなどから構成される。ＮＶＭ１４は、システムコントローラ１０の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション及び種々のデータなどを格納する。ＮＶＭ１４は、記憶部の一例である。

通信インタフェース１５は、有線または無線でデータを送受信するためのインタフェースである。例えば、通信インタフェース１５は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）接続をサポートするインタフェースである。通信インタフェース１５は、有線または無線で自律移動ロボット２０と情報を送受信する。通信インタフェース１５は、有線または無線でサーバ３０と情報を送受信する。

自律移動ロボット２０は、リーダ２１ａ～２１ｆ、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃ、水平方向ＬＲＦ２３、垂直方向ＬＲＦ２４及び移動機構２５などを備える。リーダ２１ａ～２１ｆ、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃ、水平方向ＬＲＦ２３、垂直方向ＬＲＦ２４については、前述のとおりである。

移動機構２５は、自律移動ロボット２０を移動させる機構である。移動機構２５は、走行コントローラ２５１、モータ２５２、エンコーダ２５３及びＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）２５４などを備える。走行コントローラ２５１、モータ２５２、エンコーダ２５３及びＩＭＵ２５４は、互いに電気的に接続する。

走行コントローラ２５１は、システムコントローラ１０の制御に従って自律移動ロボット２０を移動させる。走行コントローラ２５１は、モータ２５２などを制御して自律移動ロボット２０を移動させる。例えば、走行コントローラ２５１は、モータ２５２に電力またはパルスなどを供給する。

走行コントローラ２５１は、プロセッサなどから構成される。走行コントローラ２５１は、プロセッサがソフトウェアを実行することで実現されてもよい。また、走行コントローラ２５１は、プロセッサとしてのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）などのハードウェアから構成されてもよい。

モータ２５２は、走行コントローラ２５１の制御に従って駆動する。モータ２５２は、ギアまたはベルトなどを介して車輪２０２に接続する。モータ２５２は、自身の駆動力によって車輪２０２を回転させる。

エンコーダ２５３は、モータ２５２の回転軸に接続する。エンコーダ２５３は、モータ２５２の回転角度を測定するセンサの一例である。エンコーダ２５３は、回転角度を示す測定情報をシステムコントローラ１０へ送信する。なお、エンコーダ２５３は、モータ２５２に内蔵されるものであってもよい。

ＩＭＵ２５４は、３軸の角度または角速度及び３軸の加速度を測定するセンサである。ＩＭＵ２５４は、３軸の角度または角速度及び３軸の加速度を示す測定情報をシステムコントローラ１０へ送信する。

なお、自律移動ロボット２０は、システムコントローラ１０を搭載してもよい。また、自律移動ロボット２０は、システムコントローラ１０のプロセッサ１１が実現する機能（または機能の一部）を実現するものであってもよい。

サーバ３０は、プロセッサ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＮＶＭ３４、入力装置３５、表示装置３６及び通信インタフェース３７などを備える。プロセッサ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、ＮＶＭ３４、入力装置３５、表示装置３６及び通信インタフェース３７は、データバスなどを介して互いに接続される。

プロセッサ３１は、サーバ３０全体の動作を制御する。例えば、プロセッサ３１は、ＣＰＵである。プロセッサ３１は、制御部の一例である。プロセッサ３１は、内部メモリ及び各種のインタフェースなどを備えてもよい。プロセッサ３１は、内部メモリ、ＲＯＭ３２またはＮＶＭ３４などに予め記憶したプログラムを実行することにより種々の処理を実現する。

なお、プロセッサ３１がプログラムを実行することにより実現する各種の機能のうちの一部は、ハードウェア回路により実現されるものであってもよい。この場合、プロセッサ３１は、ハードウェア回路により実行される機能を制御する。

ＲＯＭ３２は、予め制御用のプログラム及び制御データなどを記憶する不揮発性のメモリである。ＲＯＭ３２は、製造段階で制御プログラム及び制御データなどを記憶した状態でサーバ３０に組み込まれる。即ち、ＲＯＭ３２に記憶される制御プログラム及び制御データは、予めサーバ３０の仕様に応じて組み込まれる。

ＲＡＭ３３は、揮発性のメモリである。ＲＡＭ３３は、プロセッサ３１の処理中のデータなどを一時的に格納する。ＲＡＭ３３は、プロセッサ３１からの命令に基づき種々のアプリケーションプログラムを格納する。また、ＲＡＭ３３は、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。

ＮＶＭ３４は、データの書き込み及び書き換えが可能な不揮発性のメモリである。例えば、ＮＶＭ３４は、ＨＤＤ、ＳＳＤ、ＥＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリなどから構成される。ＮＶＭ３４は、サーバ３０の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション及び種々のデータなどを格納する。ＮＶＭ１４は、記憶部の一例である。

入力装置３５は、ユーザによる操作に基づいて指示を受け付けるデバイスである。例えば、入力装置３５は、キーボードまたはタッチパッドなどであるが、これらに限定されない。入力装置３５は、入力部の一例である。入力装置３５は、サーバ３０が備える要素であっても、サーバ３０とは独立した要素であってもよい。

表示装置３６は、各種画像を表示するデバイスである。例えば、表示装置３６は、液晶ディスプレイであるが、これに限定されない。表示装置３６は、表示部の一例である。表示装置３６は、サーバ３０が備える要素であっても、サーバ３０とは独立した要素であってもよい。

通信インタフェース３７は、有線または無線でデータを送受信するためのインタフェースである。例えば、通信インタフェース３７は、ＬＡＮ接続をサポートするインタフェースである。通信インタフェース３７は、有線または無線でシステムコントローラ１０と情報を送受信する。

例えば、通信インタフェース３７は、水平方向ＬＲＦ２３による距離情報、鉛直方向ＬＲＦ２４による距離情報、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃによる距離情報、エンコーダ２５３による測定情報及びＩＭＵ２５４による測定情報をシステムコントローラ１０から受信する。水平方向ＬＲＦ２３による距離情報、鉛直方向ＬＲＦ２４による距離情報、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃによる距離情報、エンコーダ２５３による測定情報及びＩＭＵ２５４による測定情報は、センサ情報ともいう。

次に、プロセッサ３１が実現する機能について説明する。
プロセッサ３１は、ＲＯＭ３２またはＮＶＭ３４などに格納されるソフトウェアを実行することで以下に例示する機能を実現する。

プロセッサ３１は、環境地図Ｍ１を作成する機能を備える。
プロセッサ３１は、環境地図Ｍ１を作成する機能に関連して、以下に例示するように、第１の取得部及び第１の作成部を実装する。

プロセッサ３１は、第１の検知データを取得する第１の取得部を実装する。第１の検知データは、自律移動ロボット２０の移動する領域Ａにおける第１の高さ範囲に関するデータである。第１の高さ範囲は、任意の範囲である。第１の高さ範囲は、高さ方向に幅を有しない所定の高さであっても、高さ方向に幅を有するものであってもよい。そのため、第１の検知データは、２次元の距離点群データであってもいいし、３次元の距離点群データであってもよい。所定の高さは、水平ＬＲＦ２４によって得られる距離点群データの高さ方向の位置に対応する。なお、第１の高さ範囲は、環境地図Ｍ１の作成に関連する。そのため、例えば、データ処理の観点から、第１の高さ範囲は、所定の高さまたは比較的狭い範囲である方が好ましい。

例えば、プロセッサ３１は、システムコントローラ１０を介して、環境地図Ｍ１を作成するために自律移動ロボット２０を領域Ａ内で巡回させるように制御する。プロセッサ３１は、自律移動ロボット２０による領域Ａ内の巡回に応じて、システムコントローラ１０を介して、自律移動ロボット２０からセンサ情報を取得する。プロセッサ３１は、自律移動ロボット２０による領域Ａ内の巡回が終了するまで、センサ情報を収集する。プロセッサ３１は、センサ情報をＮＶＭ３４に格納する。

第１の高さ範囲が所定の高さである場合の第１の検知データの取得例について説明する。一例では、プロセッサ３１は、水平方向ＬＲＦ２３による距離情報に含まれる水平方向の距離点群データを参照する。プロセッサ３１は、水平方向の距離点群データを所定の高さにおける２次元の距離点群データとして取得する。別の例では、プロセッサ３１は、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃによる距離情報に含まれる３次元の距離点群データを参照する。プロセッサ３１は、３次元の距離点群データから所定の高さにおける２次元の距離点群データを取得する。

第１の高さ範囲が高さ方向に幅を有する場合の第１の検知データの取得例について説明する。一例では、プロセッサ３１は、水平方向ＬＲＦ２３による距離情報に含まれる水平方向の距離点群データ及び鉛直方向ＬＲＦ２４による距離情報に含まれる鉛直方向の距離点群データを参照する。別の例では、プロセッサ３１は、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃによる距離情報に含まれる３次元の距離点群データを参照する。プロセッサ３１は、３次元の距離点群データから第１の高さ範囲における３次元の距離点群データを取得する。プロセッサ３１は、水平方向の距離点群データ及び鉛直方向の距離点群データを組み合わせて、３次元の距離点群データを構成する。プロセッサ３１は、３次元の距離点群データから第１の高さ範囲における３次元の距離点群データを取得する。

プロセッサ３１は、第１の検知データに基づいて環境地図Ｍ１を作成する第１の作成部を実装する。
例えば、プロセッサ３１は、第１の検知データに基づいてＳＬＡＭによって環境地図Ｍ１を作成する。第１の高さ範囲が所定の高さである場合、プロセッサ３１は、水平方向ＬＲＦ２３から見たままの距離情報に基づいてＳＬＡＭによって環境地図Ｍ１を作成する。この場合、環境地図Ｍ１は、２次元の環境地図である。第１の高さ範囲が高さ方向に幅を有する場合、プロセッサ３１は、３次元の距離点群データに基づいてＳＬＡＭによって環境地図Ｍ１を作成する。これにより、３次元で測定された物体の位置情報が確定する。この場合、環境地図Ｍ１は、３次元の環境地図である。プロセッサ１１は、第１の検知データに加えて、センサ情報に含まれるエンコーダ２５３の測定に基づく測定情報及びＩＭＵ２５４の測定に基づく測定情報を用いてもよい。プロセッサ１１は、環境地図Ｍ１を示すデータをＮＶＭ３４に格納する。システムコントローラ１０は、自律移動ロボット２０の自律移動時において、水平方向ＬＲＦ２３による距離情報と環境地図Ｍ１とのマッチングにより、自律移動ロボット２０の自己位置を推定することができる。

図４は、第１の高さ範囲が所定の高さである場合の環境地図Ｍ１を例示する図である。
ここでは、第１の高さ範囲が所定の高さである場合の環境地図Ｍ１を例にして説明する。そのため、環境地図Ｍ１は、２次元である。

環境地図Ｍ１は、未知領域、フリー領域及び障害物領域の３属性で示される。未知領域は、水平方向ＬＲＦ２３によって物体があって（物体が障壁となって）測定できない領域である。未知領域は、図４では、ドットで示される領域である。フリー領域は、水平方向ＬＲＦ２３で測定された結果、物体がないことが保証されている領域である。フリー領域は、図４では、白色で示される領域である。障害物領域は、水平方向ＬＲＦ２３で測定された結果、物体が存在すると認識された領域である。障害物領域は、図４では、黒色で示されている。

なお、第１の高さ範囲が高さ方向に幅を有するように設定し、プロセッサ３１は、高さ方向に拡張した３次元の環境地図Ｍ１を作成するようにしてもよい。この場合、システムコントローラ１０は、３次元の環境地図Ｍ１を用いることで、より環境変化に対してロバストに自律移動ロボット２０の自己位置を推定することができる。

プロセッサ３１は、重畳画像Ｉを作成する機能を備える。
重畳画像Ｉは、環境地図Ｍ１に、第２の高さ範囲に含まれる第３の高さ範囲に関する第３の検知データの投影像を重ね合わせた画像である。第３の検知データは、第２の検知データに含まれるデータである。
プロセッサ３１は、重畳画像Ｉを作成する機能に関連して、以下に例示するように、第２の取得部、第３の取得部及び第２の作成部を実装する。

プロセッサ３１は、第２の検知データを取得する第２の取得部を実装する。第２の検知データは、領域Ａにおける第１の高さ範囲よりも大きい第２の高さ範囲に関するデータである。第２の検知データは、第２の高さ範囲における３次元の距離点群データである。第２の高さ範囲は、自律移動ロボット２０の進入禁止エリアの設定に関連するので、比較的広い範囲である方が好ましい。例えば、第２の高さ範囲は、領域Ａの床面から天井面までの範囲である。

一例では、プロセッサ３１は、３Ｄ距離センサ２２ａ～２２ｃによる距離情報に含まれる３次元の距離点群データを参照する。プロセッサ３１は、３次元の距離点群データから第２の高さ範囲における３次元の距離点群データを取得する。別の例では、プロセッサ３１は、水平方向ＬＲＦ２３による距離情報に含まれる水平方向の距離点群データ及び鉛直方向ＬＲＦ２４による距離情報に含まれる鉛直方向の距離点群データを参照する。プロセッサ３１は、水平方向の距離点群データ及び鉛直方向の距離点群データを組み合わせて、３次元の距離点群データを構成する。プロセッサ３１は、３次元の距離点群データから第２の高さ範囲における３次元の距離点群データを取得する。

プロセッサ３１は、第２の検知データから第３の高さ範囲に関する第３の検知データを取得する第３の取得部を実装する。第３の高さ範囲は、第２の高さ範囲に含まれる範囲である。第３の高さ範囲は、自律移動ロボット２０の高さ方向における上端の位置を含み、領域Ａの床面よりも高い位置から領域Ａの天井面よりも低い位置までの範囲である。そのため、第３の検知データは、領域Ａの床面の位置のデータ及び領域Ａ天井面の位置のデータを含まない。

例えば、プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる第３の高さ範囲の指定に応じて、第３の検知データを取得する。
なお、プロセッサ３１は、予め設定された第３の高さ範囲に応じて、自律的に第３の検知データを取得してもよい。この場合、プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる第３の高さ範囲の指定を要することなく、第３の検知データを取得する。

プロセッサ３１は、重畳画像Ｉを作成する第２の作成部を実装する。
プロセッサ３１は、環境地図Ｍ１に対して第３の検知データを鉛直方向に投影することで得られる投影像を重ね合わせ、重畳画像Ｉを作成する。前述のように、第３の検知データは、領域Ａの床面の位置のデータ及び領域Ａ天井面の位置のデータを含まない。そのため、第３の検知データの投影像は、領域Ａの床面または天井面を示すことなく、棚などの物体の外形を示す。重畳画像Ｉは、自律移動ロボット２０の進入禁止エリアの設定に用いられる。

図５は、重畳画像Ｉの作成例を示す画面図である。
図５では、第３の検知データの投影像は、斜線で示される。第３の検知データの投影像は、環境地図Ｍ１に描画されている物体を含むように表示される。

プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる進入禁止エリアの設定を開始する操作に応じて、進入禁止エリアの編集画面を表示装置３６に表示する。プロセッサ３１は、進入禁止エリアの編集画面において、環境地図Ｍ１を表示する。プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる障害物点群表示の選択操作に応じて、第３の高さ範囲の指定値を取得する。第３の高さ範囲の指定値は、図５に例示する障害物高さ範囲設定の下限及び上限の指定値である。第３の高さ範囲の指定値は、入力装置３５を用いてユーザによって指定可能である。プロセッサ３１は、環境地図Ｍ１に対して、指定された第３の高さ範囲に関する第３の検知データの投影像をオーバーレイで表示することより、重畳画像Ｉを表示する。

なお、第３の検知データは、第３の高さ範囲の変更に応じて変化する。プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる第３の高さ範囲の指定値の変更に応じて、第３の検知データの投影像を変更した重畳画像Ｉを表示装置３６に表示する。第３の高さ範囲の下限が床面の位置に近いと、第３の検知データは、床面の距離点群データをノイズとして含むことがある。同様に、第３の高さ範囲の上限が天井面の位置に近いと、第３の検知データは、天井面の距離点群データをノイズとして含むことがある。第３の検知データがノイズを含むと、第３の検知データの投影像は、領域Ａの床面または天井面を含み、物体の外形を適切に捉えた形ではないことがある。そのため、ユーザは、第３の検知データの投影像が物体の外形を適切に捉えるように、第３の高さ範囲を適宜変更することができる。

プロセッサ３１は、環境地図Ｍ２を作成する機能を備える。
プロセッサ３１は、環境地図Ｍ２を作成する機能に関連して、以下に例示するように、設定部及び第３の作成部を実装する。

プロセッサ３１は、重畳画像Ｉに基づいて環境地図Ｍ１に対して自律移動ロボット２０の進入禁止エリアを設定する設定部を実装する。例えば、プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる重畳画像Ｉでの進入禁止エリアの指定に応じて、環境地図にＭ１に対して進入禁止エリアを設定する。ユーザは、入力装置３５を用いて、第３の検知データの投影像を目印にして、進入禁止エリアを設定することができる。例えば、ユーザは、矩形などの予め定められた形で進入禁止エリアを設定する。

図６は、進入禁止エリアの設定例を示す画面図である。
図６は、進入禁止エリアの設定画面である。
プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる重畳画像Ｉでの進入禁止エリアの指定に応じて、環境地図Ｍ１に対して進入禁止エリアを設定する。プロセッサ３１は、重畳画像Ｉに進入禁止エリアをオーバーレイで表示する。ユーザは、入力装置３５を用いて図５に例示する矩形、ライン、ポリゴン、ポイントの選択によって、環境地図Ｍ２に１以上の進入禁止エリアを設定することができる。なお、進入禁止エリアを設定するための形は、これらに限定されるものではない。図６では、進入禁止エリアは、太線で示される。プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる確定ボタンの選択操作に応じて、進入禁止エリアの設定を終了する。確定ボタンは、進入禁止エリアを登録するために、進入禁止エリアの設定を終了する入力の一例である。

なお、プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる重畳画像Ｉでの進入禁止エリアの指定によらず、自律的に環境地図Ｍ１に対して進入禁止エリアを設定してもよい。例えば、プロセッサ３１は、第３の検知データの投影像に基づいて境地図Ｍ１に対して進入禁止エリアを設定することができる。この例では、プロセッサ３１は、第３の検知データの投影像を含むように進入禁止エリアを設定する。プロセッサ３１は、第３の検知データの投影像に接するように進入禁止エリアを設定してもいいし、第３の検知データの投影像に接することなく包含するように進入禁止エリアを設定してもよい。プロセッサ３１は、矩形などの予め定められた形で進入禁止エリアを設定してもよい。

プロセッサ３１は、環境地図Ｍ２を作成する第３の作成部を実装する。例えば、プロセッサ３１は、進入禁止エリアの編集画面における入力装置３５を用いたユーザによる確定ボタンの選択操作に応じて、環境地図Ｍ２を作成する。なお、環境地図Ｍ２は、第３の検知データの投影像を含まない。プロセッサ１１は、環境地図Ｍ２を示すデータをＮＶＭ３４に格納する。なお、環境地図Ｍ２は、進入禁止エリアを示す情報を含んでいるので、自律移動ロボット２０の自己位置推定に用いることはできない。

図７は、環境地図Ｍ２を例示する図である。
図７では、進入禁止エリアは、太線で示される。

プロセッサ３１は、以下に例示するように、環境地図Ｍ２を用いて自律移動ロボット２０の移動経路を設定する機能を備える。
図８は、環境地図Ｍ２を用いた移動経路の設定例を示す図である。

まず、プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる読取作業を開始する入力を受け付ける。次に、プロセッサ３１は、ＮＶＭ３４から環境地図Ｍ２を示すデータを取得する。次に、プロセッサ３１は、環境地図Ｍ２を用いて、現在位置Ｐ１から作業開始位置Ｐ２までの移動経路を設定する。プロセッサ３１は、自律移動ロボット２０が進入禁止エリア内に進入しないように、進入禁止エリアを回避して移動経路を設定する。なお、プロセッサ３１は、少なくとも自律移動ロボット２０の大きさを考慮した分だけ進入禁止エリアから離れた位置を通るように移動経路を設定する方が好ましい。これは、進入禁止エリアが物体とちょうど接し、移動経路が進入禁止エリアとちょうど接するとすると、自律移動ロボット２０は、物体に接触する可能性が高いからである。同様に、プロセッサ３１は、環境地図Ｍ２を用いて、作業開始位置Ｐ２から目的位置までの移動経路を設定する。

次に、プロセッサ３１の動作例について説明する。
図９は、プロセッサ３１による環境地図Ｍ１および３次元点群データの作成動作例を示すフローチャートである。３次元点群データは、物体が検知された地図上の座標（x,y,z)である。
プロセッサ３１は、自律移動ロボット２０による環境地図Ｍ１を作成するための領域Ａ内の巡回の開始に応じて、環境地図Ｍ１および３次元点群データの作成動作を開始する。

プロセッサ３１は、システムコントローラ１０を介して、自律移動ロボット２０からセンサ情報を取得する（ＡＣＴ１０１）。プロセッサ３１は、センサ情報をＲＡＭ３３もしくはＮＶＭ３４に蓄積する（ＡＣＴ１０２）。プロセッサ３１は、蓄積されたセンサ情報をＳＬＡＭにより、第１の検知データに基づいて環境地図Ｍ１を逐次作成、更新する（ＡＣＴ１０３）。プロセッサ３１は、蓄積されたセンサ情報をＳＬＡＭにより、推定された自己位置に従い第２の検知データに基づいて３次元点群データを作成、更新する（ＡＣＴ１０４）。

プロセッサ３１は、領域Ａ内のセンサ情報の取得を完了したか否かを判断する（ＡＣＴ１０５）。ＡＣＴ１０５では、例えば、プロセッサ３１は、システムコントローラ１０からの自律移動ロボット２０による領域Ａ内の循環の終了を示す情報を参照する。プロセッサ３１は、循環の終了を示す情報の受信に基づいて、領域Ａ内のセンサ情報の取得を完了したと判断する。

プロセッサ３１は、領域Ａ内のセンサ情報の取得を完了していないと判断した場合（ＡＣＴ１０５、ＮＯ）、ＡＣＴ１０１の動作を繰り返す。プロセッサ３１は、領域Ａ内のセンサ情報の取得を完了したと判断した場合（ＡＣＴ１０５、ＹＥＳ）、処理を終了する。

本例では、センサ情報を取得と同時に環境地図生成および３次元点群データを作成した。プロセッサ性能やメモリ容量が限られる場合、センサ情報の蓄積までを全領域に対して行い、蓄積されたデータからＳＬＡＭを行い環境地図生成および３次元点群データを作成しても良い。後者の場合、センサ取得と同時に更新される地図を確認することはできない。

図１０は、プロセッサ３１による環境地図Ｍ２の作成動作例を示すフローチャートである。ここでは、プロセッサ３１が入力装置３５を用いたユーザによる進入禁止エリアの指定に応じて環境地図Ｍ２を作成する例について説明する。
プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる進入禁止エリアの設定を開始する操作に応じて、進入禁止エリアの編集画面を表示装置３６に表示する。

プロセッサ３１は、環境地図Ｍ１を表示装置３６に表示する（ＡＣＴ２０１）。プロセッサ３１は、環境地図Ｍ１に設定済の進入禁止エリアをオーバーレイで表示する（ＡＣＴ２０２）。プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる障害物点群表示の選択操作を検出したか否かを判断する（ＡＣＴ２０３）。

プロセッサ３１は、障害物点群表示の選択操作を検出した場合（ＡＣＴ２０３、ＹＥＳ）、第３の高さ範囲の指定値を取得する（ＡＣＴ２０４）。プロセッサ３１は、環境地図Ｍ１に対して、指定された第３の高さ範囲に関する第３の検知データの投影像をオーバーレイで表示することで、重畳画像Ｉを表示する（ＡＣＴ２０５）。

プロセッサ３１は、ユーザによる進入禁止エリアの指定に応じて、重畳画像Ｉに基づいて環境地図Ｍ１に対して自律移動ロボット２０の進入禁止エリアを設定する（Ａｃｔ２０６）。なお、プロセッサ３１は、障害物点群表示の操作を検出しない場合（ＡＣＴ２０３、ＮＯ）、Ａｃｔ２０６において、ユーザによる進入禁止エリアの指定に応じて、環境地図Ｍ１に対して進入禁止エリアを設定する。

プロセッサ３１は、入力装置３５を用いたユーザによる確定ボタンの選択操作の有無に応じて、進入禁止エリアの設定が終了したか否かを判断する（ＡＣＴ２０７）。プロセッサ３１は、進入禁止エリアの設定が終了していないと判断した場合（ＡＣＴ２０７、ＮＯ）、ＡＣＴ２０２に戻って処理を繰り返す。プロセッサ３１は、進入禁止エリアの設定が終了したと判断した場合（ＡＣＴ２０７、ＹＥＳ）、進入禁止エリアを確定し、環境地図Ｍ２を作成する（ＡＣＴ２０８）。

本実施形態によれば、サーバ３０は、環境地図Ｍ１に第３の検知データの投影像を重ね合わせた重畳画像Ｉに基づいて、環境地図Ｍ１に対して進入禁止エリアが設定された環境地図Ｍ２を作成することができる。
これにより、サーバ３０は、領域Ａに存在する物体に対する適切な進入禁止エリアの設定を支援することができる。その結果、サーバ３０は、環境地図Ｍ２を用いて進入禁止エリアを回避するように自律移動ロボット２０の移動経路を設定するので、自律移動ロボット２０の物体への衝突を低減することができる。

本実施形態によれば、サーバ３０は、ユーザによる重畳画像Ｉでの進入禁止エリアの指定に応じて、環境地図Ｍ１に対して進入禁止エリアを設定することができる。
これにより、サーバ３０は、ユーザによる進入禁止エリアの指定を受け付けることができる。ユーザは、第３の検知データの投影像を確認しながら安全を見越して進入禁止エリアを設定することができる。

本実施形態によれば、サーバ３０は、第３の検知データの投影像に基づいて環境地図Ｍ１に対して進入禁止エリアを設定することができる。
これにより、サーバ３０は、ユーザが進入禁止エリアを設定するといった作業負荷を減らすことができる。

本実施形態によれば、第３の高さ範囲は、自律移動ロボット２０の高さ方向における上端の位置を含み、領域Ａの床面よりも高い位置から領域Ａの天井面よりも低い位置までの範囲である。
これにより、サーバ３０は、自律移動ロボット２０が物体と対向する高さ範囲における第３の検知データの投影像を得ることができる。そのため、サーバ３０は、領域Ａに存在する物体に対する適切な進入禁止エリアの設定を支援することができる。

なお、本実施形態は、サーバ３０のプロセッサ３１によって実行される例について説明したが、これに限定されない。本実施形態は、システムコントローラ１０のプロセッサ１１によって実行されてもよい。この場合、システムコントローラ１０は、情報処理装置の一例となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…読取システム、１０…システムコントローラ、１１…プロセッサ、１２…ＲＯＭ、１３…ＲＡＭ、１４…ＮＶＭ、１５…通信インタフェース、２０…自律移動ロボット、２１ａ～２１ｆ…リーダ、２２ａ～２２ｃ…３Ｄ距離センサ、２３…水平方向ＬＲＦ、２４…鉛直方向ＬＲＦ、２５…移動機構、３０…サーバ、３１…プロセッサ、３２…ＲＯＭ、３３…ＲＡＭ、３４…ＮＶＭ、３５…入力装置、３６…表示装置、３７…通信インタフェース、２０１…台車、２０２…車輪、２５１…走行コントローラ、２５２…モータ、２５３…エンコーダ、２５４…ＩＭＵ、Ａ…領域、Ｉ…重畳画像、Ｍ１…環境地図、Ｍ２…環境地図、Ｐ１…現在位置、Ｐ２…作業開始位置。

Claims (5)

1. 自律移動ロボットの移動する所定の領域における第１の高さ範囲に関する第１の検知データを取得する第１の取得部と、
   前記第１の検知データに基づいて第１の環境地図を作成する第１の作成部と、
   前記所定の領域における前記第１の高さ範囲よりも大きい第２の高さ範囲に関する第２の検知データを取得する第２の取得部と、
   ユーザによる前記第２の高さ範囲に含まれる第３の高さ範囲の指定に応じて、前記第２の検知データから前記第３の高さ範囲に関する第３の検知データを取得する第３の取得部と、
   前記第１の環境地図に前記第３の検知データの投影像を重ね合わせた重畳画像を作成する第２の作成部と、
   前記重畳画像に基づいて前記第１の環境地図に対して前記自律移動ロボットの進入禁止エリアを設定する設定部と、
   前記第１の環境地図に対して前記進入禁止エリアが設定された第２の環境地図を作成する第３の作成部と、
   を備える情報処理装置。
2. 前記設定部は、ユーザによる前記重畳画像での前記進入禁止エリアの指定に応じて、前記第１の環境地図に対して前記進入禁止エリアを設定する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記設定部は、前記投影像に基づいて前記第１の環境地図に対して前記進入禁止エリアを設定する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
4. 前記第３の高さ範囲は、前記自律移動ロボットの高さ方向における上端の位置を含み、前記所定の領域の床面よりも高い位置から前記所定の領域の天井面よりも低い位置までの範囲であり、
   前記第３の取得部は、ユーザによる前記第３の高さ範囲の指定に応じて、前記第３の検知データを取得する、
   請求項１に記載の情報処理装置。
5. 自律移動ロボットの移動する所定の領域における第１の高さ範囲に関する第１の検知データを取得することと、
   前記第１の検知データに基づいて第１の環境地図を作成することと、
   前記所定の領域における前記第１の高さ範囲よりも大きい第２の高さ範囲に関する第２の検知データを取得することと、
   ユーザによる前記第２の高さ範囲に含まれる第３の高さ範囲の指定に応じて、前記第２の検知データから前記第３の高さ範囲に関する第３の検知データを取得することと、
   前記第１の環境地図に前記第３の検知データの投影像を重ね合わせた重畳画像を作成することと、
   前記重畳画像に基づいて前記第１の環境地図に対して前記自律移動ロボットの進入禁止エリアを設定することと、
   前記第１の環境地図に対して前記進入禁止エリアが設定された第２の環境地図を作成することと、
   を備える情報処理方法。