WO2010044277A1 - 移動体ナビゲーション装置 - Google Patents

Abstract

簡素な構成でロボット等の各種移動体を指定した経路に沿って確実に案内しながら所望の動作を行わせることができ、複雑な機構や操作が不要で、誰でも簡単に使用でき、経路の作成や変更が容易で作業性、メンテナンス性、汎用性に優れ、複雑な制御が不要で、動作の安定性、確実性に優れ、既存のロボット等とも組合せて利用することができる汎用性、量産性に優れた移動体ナビゲーション装置の提供。 移動体と独立して配設された画像撮影部で移動体が移動する移動経路を含む領域の画像を撮影し、その画像を通信回線を介して画像受信部で受信し、画像処理部で移動体の移動経路や動作を示すマーカを画像上に重ねてナビゲーション画像を作成した後、移動体位置確認部で移動体とマーカとの重なり位置を検出して移動体の位置を確認しながら、行動命令作成部で作成した行動命令を行動命令送信部から移動体に搭載された通信部に送信する。

Description

移動体ナビゲーション装置

　本発明は、ロボット等の各種移動体に対する移動や動作に関する行動命令を通信回線を利用して移動体に送信する移動体ナビゲーション装置に関する。

　従来、ロボット等の各種移動体には、予め作成されたプログラムに従って決まった経路を移動するもの、オペレータの操作に従って指定された経路を移動するもの、自身で障害物の有無などを判別しながら自律して移動するもの等がある。
　例えば、（特許文献１）には、「経路に沿って誘導路が敷設され、物品の搬送を制御する制御装置が設けられ、この制御装置との間でデータの送受信機能を有し、制御装置からの指令データに応じて誘導路に案内されて自走し、物品を搬送する少なくとも１台の無人搬送車を備えた無人搬送設備」が開示されている。
　また、（特許文献２）には、「警備地域内を走行し巡回警備する警備ロボット」が開示されている。

特開２００６－９９７２６号公報 特許第３９８４４９３号公報

　しかしながら、上記従来の技術は以下のような課題を有していた。
（１）（特許文献１）の無人搬送設備は、実際に物品の搬送を行う以外に、工場や物流設備等を巡回、監視することができ、機能性、有用性に優れるものであるが、走行箇所に誘導路を敷設しなければならず、走行箇所が限定されると共に、無人搬送車には、誘導路を検出するライン検出センサを搭載する必要があり、設置自在性、汎用性、メンテナンス性に欠けるという課題があった。
　また、無人搬送車が移動するルートを変更するためには、煩雑な作業が必要であり、操作性に欠けるという課題があった。
（２）（特許文献２）の警備ロボットは、自律制御でエレベータに乗降し階層間を移動することができ、外部から操作する必要がなく、汎用性、使用性に優れるものであるが、警備ロボット自身に画像取込部を搭載すると共に、制御装置部において、画像取込部により取込まれた画像信号から目標物の三次元位置を算出しなければならず、複雑な制御が必要で、量産性に欠けるという課題があった。

　本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、部品点数が少ない簡素な構成でロボット等の各種移動体を指定した経路に沿って確実に案内しながら所望の動作を行わせることができ、複雑な機構や操作が不要で、誰でも簡単に使用することができ、経路の作成や変更、動作の設定が容易で作業性、メンテナンス性、汎用性に優れ、複雑な制御が不要で、動作の安定性、確実性に優れ、既存のロボット等とも組合せて利用することができる汎用性、量産性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために本発明の移動体ナビゲーション装置は、以下の構成を有している。
　請求項１に記載の移動体ナビゲーション装置は、移動体に対する行動命令を通信回線を利用して前記移動体に送信する移動体ナビゲーション装置であって、
（ａ）前記移動体と独立して配設され前記移動体が移動する移動経路を含む領域の画像を撮影する画像撮影部と、（ｂ）前記画像撮影部で撮影された前記画像を通信回線を介して受信する画像受信部と、前記移動体の移動経路や動作を示すマーカを前記画像上に重ねてナビゲーション画像を作成する画像処理部と、前記移動体と前記マーカとの重なり位置を検出して前記移動体の位置を確認する移動体位置確認部と、前記移動経路上に配置されるマーカに対応した行動命令を作成する行動命令作成部と、前記行動命令作成部で作成された前記行動命令を通信回線を介して送信する行動命令送信部と、を有するナビゲーション情報作成制御部と、（ｃ）前記ナビゲーション画像を表示する外部表示部と、（ｄ）前記移動体に搭載され、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記行動命令送信部から送信される前記行動命令を受信する通信部と、を備えている構成を有している。
　この構成により、以下のような作用を有する。
（１）移動体と独立して配設され移動体が移動する移動経路を含む領域の画像を撮影する画像撮影部を有するので、画像撮影部で撮影される画像によって移動経路の状況や移動体の位置などを遠隔から確認することができ、信頼性に優れる。
（２）ナビゲーション情報作成制御部が、画像撮影部で撮影された画像を通信回線を介して受信する画像受信部と、移動体の移動すべき移動経路や移動体に行わせる動作を示すマーカを画像上に重ねてナビゲーション画像を作成する画像処理部と、を有するので、画像受信部で受信した画像に基づいて、画像処理部で作成されるナビゲーション画像を確認しながら最適な移動経路を選択、設定することや選択した場所における動作を指定することができ、操作性に優れる。
（３）ナビゲーション情報作成制御部が、移動体とマーカとの重なり位置を検出して移動体の位置を確認する移動体位置確認部と、移動経路上に配置されるマーカに対応した行動命令を作成する行動命令作成部と、を有するので、遠隔から簡便かつ確実に移動体の位置を確認して移動体に対する行動命令を作成することができ、行動指令の簡便性、確実性に優れる。
（４）ナビゲーション情報作成制御部が、行動命令作成部で作成された行動命令を通信回線を介して送信する行動命令送信部を有するので、遠隔にある移動体に対して確実に行動命令を送信して、移動体を案内しつつ所望の動作を行わせることができ、操作の確実性、汎用性に優れる。
（５）ナビゲーション画像を表示する外部表示部を有することにより、移動経路の状況や移動体の位置などを常に確認することができるので、必要に応じて、移動経路や動作の変更、移動体の非常停止（一旦停止）等を行わせることができ、案内操作の信頼性に優れる。
（６）移動体に搭載され、ナビゲーション情報作成制御部の行動命令送信部から送信される行動命令を受信する通信部を有するので、通信部を搭載した所望のロボット等の移動体に行動命令を送信して移動経路や動作を指示することができ、汎用性に優れる。
（７）ナビゲーション情報作成制御部の移動体位置確認部が、ナビゲーション画像上で移動体とマーカとの重なり位置を検出して移動体の位置を確認するので、実際の移動経路上に誘導路を敷設したり、移動体に誘導路を検出するためのセンサを取り付けたりする必要がなく、設置自在性に優れ、既存のロボット等の移動体を有効に利用してナビゲーションシステムを構築することができ、量産性、汎用性に優れる。

　ここで、画像撮影部は、移動体が移動する領域の画像を撮影することができるものであればよいが、ネットワークカメラやウェブカメラ等が好適に用いられる。画像撮影部と画像受信部とをつなぐ通信回線は有線でも無線でもよいが、動作の安定性の面からは有線が好ましい。
　画像撮影部は、移動体が移動する工場等の建物の壁面や天井、移動体が移動する領域を囲む塀、領域内に配設された建造物等の外壁や屋根などに設置することが好ましい。特に、高所から領域全体を見下ろせる位置に配置した場合、１台のネットワークカメラやウェブカメラ等で領域全体を斑無く撮影することができ、使用性に優れる。尚、領域を複数に分割し、複数台のネットワークカメラやウェブカメラ等で撮影してもよい。移動領域が広く、複数のカメラからの画像を切り換えて使用する場合は、複数の画像撮影部から送信される画像の中から移動体が撮影されている現在位置の画像を画像受信部で選択し、ナビゲーション画像を作成すればよい。そして、１つの領域内での移動が完了した時（移動体がその領域内での最終到達位置に達したことを検出した時）に、次に移動すべき領域と移動体を撮影するカメラの画像に切り換えればよい。
　また、各種カメラ等の画像撮影部が設置されていない場所や災害等が発生した場所等にビデオカメラ等の画像撮影部を搭載したヘリコプターや飛行機等を飛翔させて上空から画像を撮影してもよい。
　ナビゲーション情報作成制御部の画像処理部は、移動経路や動作を示すマーカを画像受信部で受信した画像上に重ねてナビゲーション画像を作成するが、移動経路や動作については、予め用意されたもの（パターン）を呼び出して使用してもよいし、使用者がその場で入力してもよい。

　マーカは、移動体の移動すべき移動経路やその移動経路上で移動体に行わせる動作を示すが、移動経路を示す場合のマーカとしては、１本の直線又は複数本の直線を平行に配置したものや十字型，略Ｈ字型，略Ｕ字型等の記号を連続的に配置したものが好適に用いられる。行動命令作成部は、移動経路全体と移動体の現在位置から、移動体の移動方向を求め、直進、右折、左折、方向転換などの移動命令を作成することができる。
　また、動作を示す場合のマーカとしては、矢印、丸、三角、四角等の記号、数字、アルファベット等の文字などを単独又は組合せて使用するものが好適に用いられる。予めマーカの形状に対応させて、直進，右旋回，左旋回等の移動命令を割り当て、各々のマーカとそれに対応した動作を予めナビゲーション情報作成制御部の記憶部等に記憶させておけば、移動体位置確認部で移動体の現在位置を検出すると共に、行動命令作成部で、その位置に配置されたマーカに対応した行動（移動）命令を作成（又は選択）し、行動命令送信部から移動体に対して簡便かつ確実に行動（移動）命令を送信することができる。
　よって、移動のための動作が割り当てられたマーカが移動経路上に配置されていれば、そのマーカの位置に移動した時に、速やかに各々のマーカに対応した動作を行うことができ、制御が容易で使用性に優れる。

　移動体に行わせる基本的な動作（移動動作）としては、前後進、右左折、旋回、停止などがある。移動のための動作以外に行う動作としては、移動体が頭部や腕等の可動部を有する場合は、それらの可動部を上下や左右に動かす動作を行うことができる。また、移動体から音、声、光を発することや、移動体に搭載したカメラ等で撮影を行うといった動作を行うこともでき、移動体を誘導作業や警備などに利用できる。
　移動体位置確認部は、マーカの位置上に移動体が重なったことを検出して移動体の位置を確認するが、具体的には、移動体とマーカの位置が重なった地点における画像上（画素）の色相，明度，彩度の変化などを元に移動体の位置を検出するものが好適に用いられる。マーカの位置に移動体が重なる前後の色差や輝度の変化によっても検出することができる。
　行動命令送信部は、行動命令作成部で作成された行動命令を移動体に搭載される通信部に送信することにより、移動体に所望の動作を行わせることができる。行動命令送信部と通信部とをつなぐ通信回線は有線でも無線でもよいが、移動体の可動性、操作性の面からは無線が好ましい。

　外部表示部は、主にナビゲーション画像を表示するが、画像受信部で受信した画像や移動経路（マーカ）をそれぞれ単独で表示することもできる。
　通信部は、行動命令送信部から送信される行動命令を受信するが、行動命令は、移動体が認識できるものであればよく、制御信号に限らず、音声や画像でもよい。通信部は、移動体の種類に応じて、移動体への行動命令の出力方法を選択することができる。例えば、移動体がロボットの場合は、受信した行動命令を移動体の動作制御部に操作信号として直接出力するものが好適に用いられる。また、移動体が、人（歩行者）或いは人の運転する車などの場合、行動命令を音声や画像で歩行者や運転者に指示するものが好適に用いられる。

　移動体がロボットの場合は、通信部が受信した行動命令に従って行動できるものであればよい。ロボットは、移動体制御部として、ロボット動作判別部と、ロボット動作作成部と、を有するものが好適に用いられる。ロボット動作判別部では、行動命令に基づいてロボットの動作を判別する。ロボット動作作成部では、ロボット動作判別部で判別された動作に対応したロボットの動作指令を作成し、ロボットの駆動制御部に対して出力する。
　ロボットの駆動制御部は、例えば左右のモータードライバー等を有しており、左右のモーター等の移動アクチュエータ動作部を駆動、制御して車輪等の移動アクチュエータでロボットを移動させる。
　尚、ロボットに、走行中に障害物との接触を検知するための接触センサや障害物等の接近を感知するための超音波センサ等を搭載した場合、誤動作などによる衝突を確実に防止することができ、安全性に優れる。

　この移動体ナビゲーション装置でナビゲーションする移動体は、１台でも複数台でもよい。移動体が複数台の場合、各々の移動体を個別に認識して処理を行う必要があるが、常にマーカに対応する位置での画像上の変化を監視していれば、マーカに沿って移動する各々の移動体の位置を認識することができる。また、複数の移動体が異なる移動経路を移動する場合、各々の移動体と移動経路を予め関連付けしておけば、誤動作を防止できる。尚、各々の移動体の移動経路を示すマーカの色を移動体毎に変えておけば、移動体と移動経路の関連付けが容易になり、誤動作が発生した場合に、使用者（オペレータ）が直ちに異常を察知することができ、使用性に優れる。

　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の移動体ナビゲーション装置であって、前記移動体の移動経路や動作を入力するための外部入力部を備え、前記ナビゲーション情報作成制御部が、前記外部入力部からの入力に従って前記移動体の移動経路や動作を示す前記マーカを配置して行動指示マップを作成する行動指示マップ作成部を備えた構成を有している。
　この構成により、請求項１の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）移動体の移動経路や動作を入力するための外部入力部を備えることにより、その場で外部入力部から簡便に移動経路や動作を入力することや変更することができ、移動経路の作成、修正、変更や動作の選択、設定、変更などの入力の作業性、移動経路や動作の設定自在性に優れる。
（２）ナビゲーション情報作成制御部が、外部入力部からの入力に従って移動体の移動経路や動作を示すマーカを配置して行動指示マップを作成する行動指示マップ作成部を備えることにより、外部入力部から入力された移動経路や動作をマーカで表示することができ、移動経路や動作の設定、確認が容易で使用性に優れる。

　ここで、外部入力部としては、移動経路や動作を入力できるものであればよく、具体的には、キーボード、マウス、タッチパネルなどが好適に用いられる。キーボードの場合は、移動経路や動作を設定したい画像上の位置（番地）を直接数値入力などで選択することができる。マウスであれば、移動経路や動作を設定したい画像上の位置をクリックしたり、カーソルを移動させながらなぞったりして選択することができる。また、タッチパネルの場合、指や専用のペンで外部表示部の画面に触れるだけで、簡便に所望の位置を選択して移動経路や動作を設定することができ、特別な知識が不要で、複雑な操作を行う必要がなく、誰でも使用することができ、移動経路や動作の設定や変更が極めて容易で作業性に優れる。尚、動作を設定する場合には、予め用意されたメニューの中から動作を選択すればよい。また、画像撮影部で人やロボット等の移動体が移動（歩行）する様子を撮影しておき、その移動経路に合わせて画像上にマーカを配置して、ナビゲーション画像を作成することもできる。

　請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の移動体ナビゲーション装置であって、前記ナビゲーション情報作成制御部が、前記マーカで示された前記行動指示マップを記憶する記憶部を備えた構成を有している。
　この構成により、請求項１又は２の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ナビゲーション情報作成制御部が、マーカで示された行動指示マップを記憶する記憶部を備えることにより、繰り返し同じ移動経路で移動や動作を行う場合などに、移動経路等を作成し直す必要がなく、記憶された行動指示マップを読み込むだけで、簡便にナビゲーション画像を作成することができ、使用性に優れる。
　ここで、記憶部としては、ハードディスクのほか、磁気ディスクやＣＤ－Ｒ等の様々な媒体を使用することができる。

　請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の移動体ナビゲーション装置であって、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記移動体位置確認部が、前記ナビゲーション画像上で前記移動体と前記マーカが重なった時の前記マーカ上の画素の色相，明度，彩度の少なくとも１つ以上の変化により前記移動体の位置を検出する構成を有している。
　この構成により、請求項１乃至３の内いずれか１項の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）ナビゲーション情報作成制御部の移動体位置確認部が、ナビゲーション画像上で移動体とマーカが重なった時のマーカの位置に対応する画素の色相，明度，彩度の少なくとも１つ以上の変化により移動体の位置を検出するので、移動体とマーカの重なりの有無に基づいて移動体の位置を確実に検出することができ、誤動作が発生し難く、使用性に優れる。

　ここで、移動体位置確認部に、移動体の色（色相，明度，彩度）を予め認識、記憶させるようにした場合、マーカの位置に対応する画素の色（色相，明度，彩度）が変化した時に、移動体が重なったことによるものか、移動体以外のもの（未知の移動体）が存在又は通過したことによるものかを正確に判別することができる。尚、画素の色の変化を検出し易いように、周囲の明るさ、背景の色などに応じて、適宜、移動体の色を選択できることが好ましい。また、移動体の天井面や頭部を検出し易い色に着色したり、移動体の天井面や頭部に検出し易い色に着色したプレートや突起などを検出体として配置したりしてもよい。もし、画像上に侵入した未知の移動体が制御対象の移動体に干渉しそうになった場合は、行動命令作成部から行動命令送信部を通して制御対象の移動体に対して、回避又は停止の指示を行うことにより、衝突を防ぐことができる。

　尚、ナビゲーション情報作成制御部が、移動体位置確認部で検出した移動体とマーカとの重なり位置を時系列で記憶する移動体位置記憶部を有する場合、移動体とマーカが重なった位置の推移を知ることができ、その移動体の移動の履歴に基づいて、移動体が設定された移動経路を移動中か、途中で停止しているか、を判定することができる。移動体が途中で停止していると判定した時に、警告を発するようにしておけば、現場に直ちに移動体の異常を知らせ、復旧作業を行うことができる。
　また、移動体の移動の履歴から、制御対象の移動体の現在位置の画素の変化のみを選択して監視することができる。これにより、マーカ上の他の位置を人や他の移動体が通過して画素が変化した場合でも、誤認識が発生することがなく、位置検出の確実性に優れる。
　尚、ロボットに接触センサや超音波センサ等を搭載した場合、行動命令送信部からの命令を待つことなく、ロボットの判断で移動動作を一時的に停止することができる。このとき、ロボット（移動体）に搭載した通信部を通して、ロボット（移動体）からナビゲーション情報作成制御部に対して、一時停止中であることを通知する信号を送信するようにすれば、ナビゲーション情報作成制御部の行動命令送信部から行動命令が繰り返し送信されることを防止でき、誤って警告が発せられることもなく、動作の信頼性に優れる。

　請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の移動体ナビゲーション装置であって、前記マーカが、前記移動体の進行方向位置を確認するための進行方向位置確認マーカと、進行方向に対する前記移動体の左右方向の位置ずれを確認するための位置ずれ確認マーカと、を有し、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記移動体位置確認部が、前記移動体と前記進行方向位置確認マーカとの重なり位置を検出して前記移動体の進行方向位置を確認する進行方向位置確認部と、前記移動体と前記位置ずれ確認マーカとの重なりの有無を検出して前記移動体の進行方向位置に対する前記移動体の左右方向の位置ずれを確認する位置ずれ確認部と、を備えた構成を有している。
　この構成により、請求項１乃至４の内いずれか１項の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）マーカが、移動体の進行方向位置を確認するための進行方向位置確認マーカと、進行方向に対する移動体の左右方向の位置ずれを確認するための位置ずれ確認マーカと、を有し、ナビゲーション情報作成制御部の移動体位置確認部が、移動体と進行方向位置確認マーカとの重なり位置を検出して移動体の進行方向位置を確認する進行方向位置確認部と、移動体と位置ずれ確認マーカとの重なりの有無を検出して移動体の進行方向位置に対する移動体の左右方向の位置ずれを確認する位置ずれ確認部と、を備えることにより、移動体の進行方向位置だけでなく、左右方向の位置ずれも確認することができ、予め設定した移動経路に従って確実に移動体を移動させることができ、動作の信頼性に優れる。

　ここで、位置ずれ確認マーカは、進行方向位置確認マーカに対して左右の位置ずれを許容する位置にそれぞれ配置することができる。例えば、進行方向位置確認マーカを移動体の移動方向に一本の直線状に形成した場合、位置ずれ確認マーカは進行方向位置確認マーカの左右に平行に配置することができる。また、進行方向位置確認マーカとして、移動体の移動方向と直交する直線を所定間隔で複数配置し、その両側の左右の位置ずれを許容する位置に移動体の移動方向と平行に位置ずれ確認マーカを配置してもよい。このとき、略Ｈ字型や略Ｕ字型等の記号を連続的に配置することにより、簡便に進行方向位置確認マーカ及び位置ずれ確認マーカを一体的に形成することができる。

　請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の移動体ナビゲーション装置であって、使用者が、前記外部入力部から前記画像上に前記移動体の移動すべき前記移動経路に沿って線を入力することにより、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記行動指示マップ作成部が、前記移動経路に沿って前記進行方向位置確認マーカと前記位置ずれ確認マーカとを有する前記マーカが配置された前記行動指示マップを作成し、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記画像処理部が、前記画像上に前記行動指示マップを重ねた前記ナビゲーション画像を作成し、前記ナビゲーション画像が前記外部表示部に表示される構成を有している。
　この構成により、請求項５の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）使用者が、外部入力部から画像上に移動体の移動すべき移動経路に沿って線を入力することにより、ナビゲーション情報作成制御部の行動指示マップ作成部が、移動経路に沿って進行方向位置確認マーカと位置ずれ確認マーカとを有するマーカが配置された行動指示マップを作成し、ナビゲーション情報作成制御部の画像処理部が、画像上に行動指示マップを重ねたナビゲーション画像を作成し、そのナビゲーション画像が外部表示部に表示されるので、使用者は、外部表示部を確認しながら、簡便かつ確実に移動経路や動作を入力してナビゲーション画像を作成することができ、入力ミスが発生し難く、入力の作業性、信頼性に優れる。

　ここで、行動指示マップ作成部によって移動経路や動作に対応してマーカが配置された行動指示マップが作成されるが、予め移動体の大きさや移動性能等を入力又は認識することにより、入力された移動経路や動作に従って移動体が進入、通過、転向等の動作が可能かどうか判断し、不可能な場合は、警告を発して移動経路や動作の修正を促したり、自動的に移動経路や動作の補正を行ったりしてもよい。特に、曲がり角などには旋回を指示するマーカを配置することが好ましい。これにより、移動体位置確認部で移動体の現在位置を検出した時に、移動体が旋回を指示するマーカ上に位置している場合、行動命令作成部から旋回を指示する行動命令を直ちに送信することができ、そのままでは走行不可能な半径のカーブでも、旋回することによって移動経路に沿って確実に移動することができ信頼性に優れる。

　外部入力部から画像上に移動体の移動すべき移動経路に沿って線を入力する際に、曲がり角や複数の移動経路が交差する位置などで旋回や一旦停止が必要な位置を選択、指示することにより、ナビゲーション情報作成制御部の行動指示マップ作成部が、旋回や一旦停止の移動命令が割り当てられたマーカを自動的に配置するようにしておけば、行動指示マップの作成が容易であり、移動体を確実に移動経路に沿って移動させることができ、使用性に優れる。特に、複数台の移動体をナビゲーションする場合、移動経路が近接したり、交差したりしても、移動体同士の干渉や衝突を防止することができ、動作の確実性に優れる。

　請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の移動体ナビゲーション装置であって、前記通信部を通して、前記移動体の移動量、回転量、旋回量のいずれか１以上の値を有する動作量データ、前記移動体が移動中若しくは動作中又は停止中のいずれかであることを通知する動作状況通知信号、前記移動体の移動若しくは動作が完了したことを通知する動作完了通知信号の内の少なくとも１つを前記ナビゲーション情報作成制御部に送信する構成を有している。
　この構成により、請求項１乃至６の内いずれか１項の作用に加え、以下の作用を有する。
（１）通信部を通して、移動体の移動量、回転量、旋回量のいずれか１以上の値を有する動作量データ、移動体が移動中若しくは動作中又は停止中のいずれかであることを通知する動作状況通知信号、移動体の移動若しくは動作が完了したことを通知する動作完了通知信号の内の少なくとも１つを移動体の動作状況を示すデータ又は信号としてナビゲーション情報作成制御部に送信することにより、ナビゲーション情報作成制御部において、移動体の正確な動作状況を確認することができ、行動命令作成部による新たな行動命令の作成や行動命令送信部からの不要な（誤った）行動命令の送信を停止して、移動体の誤動作を防止でき、移動体制御の確実性、信頼性に優れる。

　ここで、ナビゲーション情報作成制御部は画像受信部で受信した画像に基づいて、移動体の位置等を検出することはできるが、移動体の細かな動作や複雑な動作を検出することは困難であり、移動体の方向転換や行動命令送信部から送信した行動命令が正確に実行されているかどうかを把握できないことがある。そこで、移動体にエンコーダやジャイロセンサ等を搭載し、移動体の動作中に実際の移動距離や回転角度、旋回角度などを検出してその値を動作量データとして送信することにより、移動体が命令通りに動作していることを確認することができる。動作状況通知信号の場合は、移動体が移動中若しくは動作中又は停止中の間、信号を送信し続けるので、常に移動体の動作状況を確認することができ、信頼性に優れる。また、動作完了通知信号の場合は、移動若しくは動作が完了した時だけ信号を送信すればよいので、移動体やナビゲーション情報作成制御部の負荷を低減でき、使用性に優れる。

　特に、ナビゲーション情報作成制御部の画像処理部や移動体位置確認部などに不具合が生じる等して、画像上で移動体の正確な位置や向きなどを検出できない場合（或いは移動体の位置や向きを誤って検出した場合）でも、移動体に誤った動作を指示することがなく、移動体の暴走を防ぐことができ、信頼性、安全性に優れる。
　ナビゲーション情報作成制御部は、動作量データ、動作状況通知信号、動作完了通知信号のいずれかを用いて移動体の動作状況を確認することができ、いずれのデータ又は信号を使用するかによって、それぞれに対応した動作量確認部、動作状況確認部、動作完了確認部の少なくとも１つを備えることができる。

　通信部からナビゲーション情報作成制御部に対して動作状況を通知するために、動作量データを使用する場合は、ナビゲーション情報作成制御部に動作量確認部を設け、行動命令送信部から送信した行動命令に基づく移動量、回転角度、旋回角度の値（指示量）と、通信部から送信される実際の移動体の動作量データと、を比較し、それらが一致した時に、指示通りの動作が完了したと判定し、行動命令作成部による新たな行動命令の作成を開始させるようにすればよい。
　通信部からナビゲーション情報作成制御部に対して動作状況を通知するために、動作状況通知信号を使用する場合は、ナビゲーション情報作成制御部に動作状況確認部を設け、行動命令送信部から行動命令を送信した後、通信部から動作状況通知信号を受信している間は、移動体が移動中若しくは動作中又は停止中のいずれかの状態であると判定し、移動体が移動中若しくは動作中であると判定した時には、行動命令作成部による新たな行動命令の作成や行動命令送信部による新たな行動命令の送信を停止し、移動体が停止中であると判定した時には、行動命令作成部による新たな行動命令の作成や行動命令送信部による新たな行動命令の送信を行うことができる。
　通信部からナビゲーション情報作成制御部に対して動作状況を通知するために、動作完了通知信号を使用する場合は、ナビゲーション情報作成制御部に動作完了確認部を設け、行動命令送信部から行動命令を送信した後、動作完了通知信号を受信するまでは移動体が動作中であると判定して、行動命令作成部による新たな行動命令の作成や行動命令送信部による新たな行動命令の送信を停止し、動作完了通知信号を受信した時に、移動体の移動や動作が完了した（移動体が停止中である）と判定して、行動命令作成部による新たな行動命令の作成や行動命令送信部による新たな行動命令の送信を行うことができる。

　請求項１に記載の発明によれば、以下のような効果を有する。
（１）実際の移動経路上に誘導路を敷設したり、移動体に誘導路を検出するためのセンサを取り付けたりする必要がなく、設置自在性に優れ、遠隔から簡便かつ確実に移動体の位置を確認して移動体に対する行動命令を指示することができ、動作指令の簡便性、確実性に優れ、既存の工場内における無人搬送台車やデパート等のフロアその他における巡回ロボットや警備ロボット等の移動体を有効に利用して、ナビゲーションシステムを構築することができる量産性、汎用性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することができる。

　請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）その場で外部入力部から簡便に移動体の移動すべき移動経路や移動体に行わせる動作の入力、変更を行うことができる移動経路や動作の設定、修正、変更などの作業性、移動経路や動作の設定自在性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することができる。

　請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）繰り返し同じ移動経路を使用したり、同じ動作を行わせたりする場合などに、記憶部に記憶された行動指示マップを読み込むだけで、簡便にナビゲーション画像を作成することができ、移動経路や動作を設定し直す必要のない使用性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することができる。

　請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）ナビゲーション画像上で移動体とマーカが重なった時のマーカ上の画素の色相，明度，彩度の少なくとも１つ以上の変化を利用して移動体の位置を確実に検出することができ、誤動作が発生し難く、使用性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することができる。

　請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）移動体と進行方向位置確認マーカとの重なり位置に加え、移動体と位置ずれ確認マーカとの重なりの有無を検出することにより、移動体の進行方向位置だけでなく、左右方向の位置ずれも確認することができ、予め設定した移動経路に従って確実に移動体を移動させることができる動作の信頼性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することができる。

　請求項６に記載の発明によれば、請求項５の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）使用者が、外部表示部を確認しながら、外部入力部から画像上に移動体の移動すべき移動経路に沿って線を入力するだけで、簡便かつ確実に移動経路に沿ってマーカが配置され、外部表示部にナビゲーション画像を表示することができ、入力ミスが発生し難く、入力の作業性、信頼性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することができる。

　請求項７に記載の発明によれば、請求項１乃至６の内いずれか１項の効果に加え、以下のような効果を有する。
（１）通信部を通して、移動体の動作状況を示すデータや信号がナビゲーション情報作成制御部に送信されることにより、ナビゲーション情報作成制御部において、移動体の正確な動作状況を確認することができ、移動体に対して誤った動作を指示することのない移動体制御の確実性、動作の安定性に優れた移動体ナビゲーション装置を提供することができる。

実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の構成を示す模式図 実施の形態１の移動体ナビゲーション装置のナビゲーション情報作成制御部のブロック構成図 （ａ）実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の画像撮影部で撮影された画像を示す模式図（ｂ）実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の行動指示マップの作成過程を示す模式図（ｃ）実施の形態１の移動体ナビゲーション装置のナビゲーション画像を示す模式図 実施の形態１の移動体ナビゲーション装置でナビゲーションされる移動体のブロック構成図 実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の操作側の動作を示すフローチャート 実施の形態１の移動体ナビゲーション装置でナビゲーションされる移動体の移動動作を示すフローチャート

　以下、本発明の実施の形態１における移動体ナビゲーション装置について、以下図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
　図１は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の構成を示す模式図である。
　図１中、１は遠隔のロボット等の各種移動体６０に対する行動命令を通信回線を利用して移動体６０に送信する実施の形態１の移動体ナビゲーション装置、１０は工場等の建物の壁面や天井、移動体６０が移動する領域を囲む塀、領域内に配設された建造物等の外壁や屋根などに移動体６０と独立して配設され移動体６０が移動する移動経路を含む領域の画像を撮影するネットワークカメラやウェブカメラ等を用いた移動体ナビゲーション装置１の画像撮影部、２０は画像撮影部１０で撮影された画像を通信回線を介して受信し、移動体６０の移動すべき移動経路を作成すると共に、移動体６０の位置を確認しながら、移動経路に基づいて移動体６０に対する行動命令を作成し、その行動命令を通信回線を介して送信する移動体ナビゲーション装置１のナビゲーション情報作成制御部、３０は移動体６０の移動すべき移動経路や移動体６０に行わせる動作を外部からナビゲーション情報作成制御部２０に入力するためのマウス，キーボード，タッチパネル等を用いた移動体ナビゲーション装置１の外部入力部、４０は画像撮影部１０で撮影された画像や移動経路、移動体６０の現在位置を確認してナビゲーションするためのナビゲーション画像等を表示するためのモニタ等を用いた移動体ナビゲーション装置１の外部表示部、５０は移動体６０に搭載されナビゲーション情報作成制御部２０から送信される移動体６０に対する行動命令の受信及びナビゲーション情報作成制御部２０への移動体６０の動作状況を示すデータ又や信号の送信を行う通信部である。

　画像撮影部１０は、移動体６０が移動する領域の画像を撮影することができるものであればよいが、ネットワークカメラやウェブカメラ等が好適に用いられる。
　画像撮影部１０は、高所から移動体６０が移動する領域全体を見下ろせる位置に配置することにより、１台のネットワークカメラやウェブカメラ等で領域全体を斑無く撮影することができ、使用性に優れる。尚、領域を複数に分割し、複数台のネットワークカメラやウェブカメラ等で撮影してもよい。また、各種カメラ等の画像撮影部１０が設置されていない場所や災害等が発生した場所等にビデオカメラ等の画像撮影部１０を搭載したヘリコプターや飛行機等を飛翔させて上空から画像を撮影してもよい。

　次に、実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の詳細な構成及び動作について説明する。
　図２は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置のナビゲーション情報作成制御部のブロック構成図である。
　図２中、２１は画像撮影部１０で撮影された画像を通信回線を介して受信する画像受信部、２２は外部入力部３０からの入力に従って移動経路や動作を表すマーカを配置して行動指示マップを作成する行動指示マップ作成部、２３は移動体６０の移動すべき移動経路を示すマーカを画像上に重ねてナビゲーション画像を作成する画像処理部、２４は移動体６０とマーカとの重なり位置を検出して移動体６０の進行方向位置を確認する進行方向位置確認部２４ａと移動体６０の進行方向位置に対する移動体６０の左右方向の位置ずれを確認する位置ずれ確認部２４ｂを有する移動体位置確認部、２５は移動体位置確認部２４での位置確認結果に基づいて移動体６０に対する行動命令を作成する行動命令作成部、２６は行動命令作成部２５で作成された行動命令を通信回線を介して通信部５０に送信する行動命令送信部である。

　画像撮影部１０と画像受信部２１とをつなぐ通信回線は有線でも無線でもよいが、動作の安定性の面からは有線が好ましい。
　ナビゲーション情報作成制御部２０の行動指示マップ作成部２２は、外部入力部３０からの入力に従って移動経路や動作を表すマーカを配置して行動指示マップを作成する。外部入力部３０としては、移動経路や動作を入力できるものであればよく、具体的には、キーボード、マウス、タッチパネルなどが好適に用いられる。キーボードの場合は、移動経路や動作を設定したい画像上の位置（番地など）を直接数値入力などで選択することができる。マウスであれば、移動経路や動作を設定したい画像上上の位置をクリックしたり、カーソルを移動させながらなぞったりして選択することができる。また、タッチパネルの場合、指や専用のペンで外部表示部３０の画面に触れるだけで、簡便に所望の位置を選択して移動経路や動作を設定することができ、特別な知識が不要で、複雑な操作を行う必要がなく、誰でも使用することができ、入力作業性に優れる。尚、動作の設定は、予め用意されたメニューの中から動作を選択すればよい。

　画像処理部２３は、行動指示マップ作成部２２で作成された行動指示マップを画像受信部２１で受信した画像上に重ねてナビゲーション画像を作成するが、移動経路や動作については、前述のように使用者がその場で入力する代わりに、ハードディスクのほか、磁気ディスクやＣＤ－Ｒ等の様々な媒体を使用して記憶部に記憶させた作成済みの行動指示マップを呼び出して使用するようにしてもよい。ナビゲーション情報作成制御部２０が、行動指示マップを記憶する記憶部を備えることにより、繰り返し同じ移動経路で移動や動作を行う場合などに、移動経路等を作成し直す必要がなく、記憶された行動指示マップを読み込むだけで、簡便にナビゲーション画像を作成することができ、使用性に優れる。
　外部表示部４０は、主に移動体６０の現在位置を確認してナビゲーションするためのナビゲーション画像を表示するが、画像撮影部１０で撮影した画像や行動指示マップをそれぞれ単独で表示することもできる。

　行動命令作成部２５は、移動経路と移動体６０の現在位置から、移動体６０の移動方向を求め、直進、右折、左折、方向転換などの移動命令を作成することができる。ただし、移動経路上に予め移動のための動作が割り当てられたマーカが配置されている場合は、そのマーカに対応した移動命令を選択する。また、発音、発声、発光、首振り、腕振り、画像撮影などの移動以外の動作が割り当てられたマーカが配置されている場合も、そのマーカに対応した動作命令を選択する。
　行動命令送信部２６は、行動命令作成部２５で作成又は選択された移動命令や動作命令を合わせた行動命令を移動体６０に搭載される通信部５０に送信する。行動命令送信部２６と通信部５０とをつなぐ通信回線は有線でも無線でもよいが、移動体６０の可動性、操作性の面からは無線が好ましい。無線の場合、無線ＬＡＮ、ブルートゥース、移動体通信などを使用することができる。

　通信部５０は、行動命令送信部２６から送信される行動命令を受信するが、行動命令は、移動体が認識できるものであればよく、制御信号に限らず、音声や画像でもよい。通信部２６は、移動体６０の種類に応じて、移動体６０への行動命令の出力方法を選択することができる。例えば、移動体６０がロボットの場合は、受信した行動命令を移動体６０の動作制御部に操作信号として直接出力するものが好適に用いられる。また、移動体６０が、人（歩行者）或いは人の運転する車などの場合、行動命令を音声や画像で運転者に指示するものが好適に用いられる。
　また、通信部５０からは、移動体６０が実際に移動した移動量等の動作量データ、移動体６０が移動中若しくは動作中又は停止中のいずれの状態であるかを通知する動作状況通知信号、移動体６０の移動若しくは動作が完了したことを通知する動作完了通知信号の内の少なくとも１つのデータ又は信号を送信し、そのデータ又は信号をナビゲーション情報作成制御部２０で受信する。これにより、画像受信部２１で受信した画像に基づいて、移動体６０の細かな動作や複雑な動作を検出できず、行動命令送信部２６から送信した各種行動命令が完了したかどうか（或いは正確に行われているかどうか）を把握できない場合や、移動体６０の正確な位置や向きを検出できない場合でも、ナビゲーション情報作成制御部２０で受信したデータ又は信号の値や種類などに応じて、移動体６０の正確な状況（移動中若しくは動作中又は停止中）を把握することができ、移動体６０が移動中若しくは動作と判断した時には、行動命令作成部２５による新たな行動命令の作成や行動命令送信部２６による新たな行動命令の送信を停止し、移動体６０が停止中であると判断した時には、行動命令作成部２５による新たな行動命令の作成や行動命令送信部２６による新たな行動命令の送信を開始するようにして、誤動作の発生を防止できる。
　具体的には、移動体６０にエンコーダやジャイロセンサ等を搭載し、移動体６０の動作中に実際の移動距離や回転角度などを検出することにより、動作状況を示す情報（データ又は信号）として、動作量データや動作状況通知信号を送信したり、各種動作が完了した（移動体６０の動作が停止した）時に、動作完了通知信号を送信したりすればよい。

　図３（ａ）は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の画像撮影部で撮影された画像を示す模式図であり、図３（ｂ）は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の行動指示マップの作成過程を示す模式図であり、図３（ｃ）は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置のナビゲーション画像を示す模式図である。
　図３（ａ）中、７０は移動体ナビゲーション装置１の画像撮影部１０で撮影され、画像受信部２１で受信されて外部表示部４０に表示された画像、７０ａは通路、７１は使用者が外部入力部３０から画像７０上に移動体６０の移動すべき移動経路に沿って入力した線である。使用者は複数の通路７０ａの中から移動経路を選択することができる。
　図３（ｂ）中、７２は外部入力部３０からの入力に従って行動指示マップ作成部２２が線路状のマーカを配置して作成した移動経路、７２ａは移動体６０の進行方向位置を確認するために移動体６０の進行方向と直交方向に表示された複数の進行方向位置確認マーカ、７２ｂ，７２ｃは進行方向に対する移動体６０の右左の位置ずれを確認するために進行方向位置確認マーカ７２ａの右左両側に移動体６０の進行方向と平行に表示された右左の位置ずれ確認マーカ、７３ａは移動経路７２の曲がり角に配置された右折指示マーカ、７３ｂは移動経路７２の最終到達位置に配置された停止指示マーカである。
　図３（ｃ）中、７２Ａは外部入力部３０からの入力に従って図３（ｂ）の移動経路７２のスタート地点に発音を指示する発音指示マーカ７３ｃが配置されて完成した行動指示マップ、７５は画像処理部２３により、行動指示マップ７２Ａを画像７０上に重ねて作成され、外部表示部４０に表示されたナビゲーション画像である。

　位置ずれ確認マーカ７２ｂ，７２ｃは、進行方向位置確認マーカ７２ａに対して右左の位置ずれを許容する位置にそれぞれ配置することができる。尚、マーカ７２の形状は、本実施の形態に限られるものではなく、十字型，略Ｈ字型，略Ｕ字型等の記号を連続的に配置したものでもよい。また、位置ずれ確認マーカ７２ｂ，７２ｃの間に、これらと平行に進行方向位置確認マーカを１本の直線状に配置してもよい。
　本実施の形態では、移動経路７２上に、右折指示マーカ７３ａ、停止指示マーカ７３ｂを配置した。これにより、図２の移動体位置確認部２４で移動体６０の現在位置を検出すると共に、行動命令作成部２５で、その位置に配置された右折指示マーカ７３ａ、停止指示マーカ７３ｂの形状に対応して記憶された行動命令を選択し、行動命令送信部２６から移動体６０に対して簡便かつ確実に行動命令を送信することができる。移動経路が複雑な場合や複数の移動経路が交差する場合などに有効であり、特に、複数の移動体６０を制御する際の誤動作を防止することができる。
　また、移動経路７２のスタート地点には発音指示マーカ７３ｃを配置し、移動体６０の動作の開始を現場周辺に知らせるようにした。
　発音指示マーカ７３ｃ以外にも、発声、発光、首振り、腕振り、画像撮影などの各種の動作が割り当てられたマーカを移動経路７２上の任意の位置に適宜、配置できる。
　尚、各種の動作を示すためのマーカとしては、三角や四角以外の矢印、丸等の記号、数字、アルファベット等の文字などを単独又は組合せて使用することができる。

　図２において、移動体位置確認部２４は、移動体６０と各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃとの重なり位置を検出して移動体６０の位置を確認するが、具体的には、移動体６０と各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃが重なった位置におけるナビゲーション画像７０Ａ上の画素の色相，明度，彩度の変化などを元に移動体６０の位置を検出するものが好適に用いられる。
　以下に、移動体の位置検出方法の一例について、詳細に説明する。
　まず、画像撮影部１０で撮影された画像７０は、画像処理部２３によって画素に合わせて格子状（例えば５０×５０）の画像データに分割される。そして、各々の格子（画素）に対応した番地（例えば、（０，０）～（４９，４９））には、その格子（画素）の色情報（例えば、輝度や色相、色など）がデータとして格納される。
　次に、画像７０の上に同じサイズと同じ画素数で格子状に分割されたマーカ用データを用意する。各々の格子（画素）に対応した全ての番地には、デフォルト値（例えば０）がデータとして格納される。
　外部入力部３０からの入力により選択された画素に対応する位置には、行動指示マップ作成部２２によって各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃが配置されると共に、その画素に対応したマーカ用データの番地には、各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃが設定（配置）されたことを示すフラグ値（例えば１）が新たなデータとして格納される。

　マーカ用データ上でフラグ値が格納された番地と同じ番地の画像データを移動体６０との重なりの判別に利用する。よって、移動体位置確認部２４は、各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃが配置された位置（番地）に対応した画素における画像データの情報の変化のみを読み取ればよく、移動体位置確認部２４での処理を高速化することができる。
　各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃ上に移動体６０が存在せず、背景の画像（色）が変化しない場合、各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃ上のそれぞれの位置（番地）で、画像データに格納された色情報に変化は無い。
　しかし、移動体６０が各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃ上のある位置（番地）に来た時、その位置（番地）に対応した画素の色（輝度、色相或いは明度や彩度など）が変化する。それに応じて画像データの情報も変化するので、移動体６０の位置を検出することができる。
　このように、各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃによって、色などの画像データを監視する番地を決め、その番地の画像データに変化があったとき、各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃと移動体６０が接触した（重なった）と判断する。
　尚、画像データに格納するデータは、輝度、色相或いは明度や彩度などの中から適宜、選択することができ、必要に応じてこれらを組合せることにより、最適な判断を行うことができる。

　また、移動体位置確認部２４に移動体６０の色（色相，明度，彩度）を予め認識、記憶させるようにすれば、各種のマーカ７２ａ～７２ｃ，７３ａ～７３ｃの位置で画素の色（色相，明度，彩度）が変化した時に、移動体６０が重なったことによるものか、移動体６０以外のものが存在又は通過したことによるものかを正確に判別することができる。色の変化を検出し易いように、周囲の明るさ、背景の色などに応じて、適宜、移動体６０の色を選択することが好ましい。また、移動体６０の天井面や頭部を検出し易い色に着色したり、移動体６０の天井面や頭部に検出し易い色に着色したプレートや突起などを検出体として配置したりしてもよい。

　次に、図３（ｃ）で示したナビゲーション画像７５に従って、移動体６０としてロボットをナビゲーションする場合について説明する。
　図４は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置でナビゲーションされる移動体のブロック構成図である。
　図４中、６１は通信部５０が受信した行動命令に従って移動体（ロボット）６０を移動させるための移動体制御部、６１ａは行動命令に基づいて移動体６０の動作を判別する移動体制御部６１のロボット動作判別部、６１ｂはロボット動作判別部６１ａで判別された動作に対応した移動体６０の動作指令を作成し、移動体６０の駆動制御部６２に対して出力するロボット動作作成部、６２は左右のモータードライバー６２ａ，６２ｂを有する移動体６０の駆動制御部、６３は左右のモータードライバー６２ａ，６２ｂで駆動、制御される左右のモーター６３ａ，６３ｂを有する移動アクチュエータ動作部、６４は左右のモーター６３ａ，６３ｂによって動作し、移動体６０を移動させる左右の車輪６４ａ，６４ｂを有する移動アクチュエータである。

　次に、移動体ナビゲーション装置１の操作側の動作について説明する。
　図５は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置の操作側の動作を示すフローチャートである。
　使用者が、移動体ナビゲーション装置１の使用を開始すると、画像撮影部１０により移動体６０が移動する領域の画像７０が撮影され、画像受信部２１に送信される（Ｓ１）。
　画像処理部２３では、まず初めに、外部入力部３０からの入力に従って行動指示マップ作成部２２で作成された行動指示マップ７２Ａと画像受信部２１で受信した画像７０を重ねてナビゲーション画像７５を作成する。（Ｓ２）
　そして、移動体位置確認部２４の進行方向位置確認部２４ａにより現在位置を取得する（Ｓ３）。
　また、移動体位置確認部２４で移動体６０の現在位置を確認した時に、その位置に、動作を指示するマーカ（例えば、右折指示マーカ７３ａ、停止指示マーカ７３ｂ、発音指示マーカ７３ｃ）が存在しているかどうかを判別する（Ｓ４）。
　動作を指示するマーカが配置されていると判断した場合は、各々のマーカに対応した動作命令を行動命令送信部２６から移動体６０に搭載された通信部５０に送信する（Ｓ５）。

　ステップ４において、動作を指示するマーカが配置されていないと判断した場合、及びステップ５で送信した動作命令に従って移動体６０の動作が完了した時に、移動体位置確認部２４は、移動体６０の現在位置が移動経路７２で指示された最終到達位置か否かを判定する（Ｓ６）。
　移動体６０の現在位置が最終到達位置である場合、行動命令送信部２６から停止信号を送信してナビゲーションを終了する（Ｓ７）。

　ステップ６において、移動体６０の現在位置が最終到達位置でない場合、移動体６０が進行方向右側の位置ずれ確認マーカ７２ｂに掛かっているか否かを判定する（Ｓ８）。
　移動体６０が右の位置ずれ確認マーカ７２ｂに掛かっていれば、行動命令作成部２５は左方向行動命令を作成する（Ｓ９）。
　ステップ８において、移動体６０が位置ずれ確認マーカ７２ｂに掛かっていなければ、次に、移動体６０が進行方向左側の位置ずれ確認マーカ７２ｃに掛かっているか否かを判定する（Ｓ１０）。
　移動体６０が左の位置ずれ確認マーカ７２ｃに掛かっていれば、行動命令作成部２５は右方向行動命令を作成する（Ｓ１１）。
　ステップ１０において、移動体６０が位置ずれ確認マーカ７２ｃに掛かっていなければ、行動命令作成部２５は直進命令を作成する（Ｓ１２）。
　ステップ９，１１，１２で作成された行動命令は、行動命令送信部２６から移動体６０に搭載された通信部５０に送信される（Ｓ１３）。

　所定時間経過後に（移動体６０の移動動作に合わせて）、ステップ１に戻り、画像受信部２１で新たな画像７０を受信し、ステップ２でナビゲーション画像７５を更新しながら、移動体６０が最終到達位置に移動するまで上記の動作を繰り返す。

　次に、移動体ナビゲーション装置１でナビゲーションされる移動体６０の移動動作について説明する。
　図６は実施の形態１の移動体ナビゲーション装置でナビゲーションされる移動体の移動動作を示すフローチャートである。
　移動体６０の移動体制御部６１は、通信部５０が行動命令送信部２６からの信号を受信したか否かを判定する（Ｓ２１）。
　信号を受信していない場合、移動体制御部６１は駆動制御部６２に対して移動アクチュエータ動作部を停止させる停止信号を送信してステップ２１に戻る（Ｓ２２）。
　ステップ２１において、通信部５０が行動命令送信部２６から信号を受信した場合、ロボット動作判別部６１ａはその信号が停止信号であるか否かを判定する（Ｓ２３）。
　受信した信号がステップ５の停止信号であれば、移動体制御部６１は駆動制御部６２に対して移動アクチュエータ動作部を停止させる停止信号を送信して移動動作を終了する（Ｓ２４）。

　ステップ２３において、ロボット動作判別部６１ａは行動命令送信部２６から受信した行動命令信号がステップ１０の直進命令であるか否かを判定する（Ｓ２５）。
　行動命令信号が直進命令であった場合、ロボット動作作成部６１ｂで直進動作のための動作指令を作成する（Ｓ２６）。
　ステップ２５において、行動命令信号が直進命令でなかった場合、行動命令信号がステップ９の右方向移動命令であるか否かを判定する（Ｓ２７）。
　行動命令信号が右方向移動命令であった場合、ロボット動作作成部６１ｂで右方向移動のための動作指令を作成する（Ｓ２８）。
　ステップ２７において、行動命令信号が右方向移動命令でなかった場合、ロボット動作作成部６１ｂで左方向移動のための動作指令を作成する（Ｓ２９）。

　ステップ２６，２８，２９で作成された動作指令は、駆動制御部６２に出力され、それに従って移動アクチュエータ動作部６３が駆動、制御される（Ｓ３０）。直進動作の動作指令では、移動アクチュエータ動作部６３の左右のモーター６３ａ，６３ｂが同じ量だけ回転するように左右のモータードライバー６２ａ，６２ｂで制御される。また、右方向移動の動作指令では、移動アクチュエータ動作部６３の左のモーター６３ａが右のモーター６３ｂよりも多く回転するように左右のモータードライバー６２ａ，６２ｂで制御され、左方向移動の動作指令では、移動アクチュエータ動作部６３の右のモーター６３ｂが左のモーター６３ａよりも多く回転するように左右のモータードライバー６２ａ，６２ｂで制御される。
　本実施の形態では、移動体６０を移動させる移動手段として、左右の車輪６４ａ，６４ｂを有する移動アクチュエータ６４を説明したが、移動手段は移動体６０を移動させることができればよく、車輪６４ａ，６４ｂの代わりにクローラ等を用いてもよい。

　本実施の形態では、移動体６０がロボットである場合について説明したが、移動体６０はこれに限定されるものではなく、人（歩行者）或いは人の運転する車などでもよい。その場合、行動命令を音声や画像で歩行者や運転者に指示することができる。例えば、移動体６０が車の場合、駐車場などにおいて、空きスペースまでスムーズに案内することや他の車が接近していることを通知して接触事故を防止すること等が可能であり、省力性、安全性に優れる。

　以上のように実施の形態１における移動体ナビゲーション装置によれば、以下の作用を有する。
（１）移動体と独立して配設され移動体が移動する移動経路を含む領域の画像を撮影する画像撮影部を有するので、画像撮影部で撮影される画像によって移動経路の状況や移動体の位置などを遠隔から確認することができ、信頼性に優れる。
（２）ナビゲーション情報作成制御部が、画像撮影部で撮影された画像を通信回線を介して受信する画像受信部と、移動体の移動すべき移動経路や移動体に行わせる動作を示すマーカを画像上に重ねてナビゲーション画像を作成する画像処理部と、を有するので、画像受信部で受信した画像に基づいて、画像処理部で作成されるナビゲーション画像を確認しながら最適な移動経路を選択、設定することや選択した場所における動作を指定することができ、操作性に優れる。
（３）ナビゲーション情報作成制御部が、移動体とマーカとの重なり位置を検出して移動体の位置を確認する移動体位置確認部と、移動経路上に配置されるマーカに対応した行動命令を作成する行動命令作成部と、を有するので、遠隔から簡便かつ確実に移動体の位置を確認して移動体に対する行動命令を作成することができ、行動指令の簡便性、確実性に優れる。
（４）ナビゲーション情報作成制御部が、行動命令作成部で作成された行動命令を通信回線を介して送信する行動命令送信部を有するので、遠隔にある移動体に対して確実に行動命令を送信して、移動体を案内しつつ所望の動作を行わせることができ、操作の確実性、汎用性に優れる。
（５）ナビゲーション画像を表示する外部表示部を有することにより、移動経路の状況や移動体の位置などを常に確認することができるので、必要に応じて、移動経路や動作の変更、移動体の非常停止（一旦停止）等を行わせることができ、案内操作の信頼性に優れる。
（６）移動体に搭載され、ナビゲーション情報作成制御部の行動命令送信部から送信される行動命令を受信する通信部を有するので、通信部を搭載した所望のロボット等の移動体に行動命令を送信して移動経路や動作を指示することができ、汎用性に優れる。
（７）ナビゲーション情報作成制御部の移動体位置確認部が、ナビゲーション画像上で移動体とマーカとの重なり位置を検出して移動体の位置を確認するので、実際の移動経路上に誘導路を敷設したり、移動体に誘導路を検出するためのセンサを取り付けたりする必要がなく、設置自在性に優れ、既存のロボット等の移動体を有効に利用してナビゲーションシステムを構築することができ、量産性、汎用性に優れる。
（８）移動体の移動経路や動作を入力するための外部入力部を備えることにより、その場で外部入力部から簡便に移動経路や動作を入力することや変更することができ、移動経路の作成、修正、変更や動作の選択、設定、変更などの入力の作業性、移動経路や動作の設定自在性に優れる。
（９）ナビゲーション情報作成制御部が、外部入力部からの入力に従って移動体の移動経路や動作を示すマーカを配置して行動指示マップを作成する行動指示マップ作成部を備えることにより、外部入力部から入力された移動経路や動作をマーカで表示することができ、移動経路や動作の設定、確認が容易で使用性に優れる。
（１０）ナビゲーション情報作成制御部の移動体位置確認部が、ナビゲーション画像上で移動体とマーカが重なった時のマーカ上の画素の色相，明度，彩度の少なくとも１つ以上の変化により移動体の位置を検出するので、移動体とマーカの重なりの有無に基づいて移動体の位置を確実に検出することができ、誤動作が発生し難く、使用性に優れる。
（１１）マーカが、移動体の進行方向位置を確認するための進行方向位置確認マーカと、進行方向に対する移動体の左右方向の位置ずれを確認するための位置ずれ確認マーカと、を有し、ナビゲーション情報作成制御部の移動体位置確認部が、移動体と進行方向位置確認マーカとの重なり位置を検出して移動体の進行方向位置を確認する進行方向位置確認部と、移動体と位置ずれ確認マーカとの重なりの有無を検出して移動体の進行方向位置に対する移動体の左右方向の位置ずれを確認する位置ずれ確認部と、を備えることにより、移動体の進行方向位置だけでなく、左右方向の位置ずれも確認することができ、予め設定した移動経路に従って確実に移動体を移動させることができ、動作の信頼性に優れる。
（１２）使用者が、外部入力部から画像上に移動体の移動すべき移動経路に沿って線を入力することにより、ナビゲーション情報作成制御部の行動指示マップ作成部が、移動経路に沿って進行方向位置確認マーカと位置ずれ確認マーカとを有するマーカが配置された行動指示マップを作成し、ナビゲーション情報作成制御部の画像処理部が、画像上に行動指示マップを重ねたナビゲーション画像を作成し、そのナビゲーション画像が外部表示部に表示されるので、使用者は、外部表示部を確認しながら、簡便かつ確実に移動経路や動作を入力してナビゲーション画像を作成することができ、入力ミスが発生し難く、入力の作業性、信頼性に優れる。
（１３）通信部を通して、移動体の移動量、回転量、旋回量のいずれか１以上の値を有する動作量データ、移動体が移動中若しくは動作中又は停止中のいずれかであることを通知する動作状況通知信号、移動体の移動若しくは動作が完了したことを通知する動作完了通知信号の内の少なくとも１つを移動体の動作状況を示すデータ又は信号としてナビゲーション情報作成制御部に送信することにより、ナビゲーション情報作成制御部において、移動体の正確な動作状況を確認することができ、移動体に対して誤った動作を指示することがなく、移動体の誤動作を防止でき、移動体制御の確実性、信頼性に優れる。
（１４）移動体ナビゲーション装置を用いることにより、移動体を操作（案内）するための複雑なプログラムを作成したり、移動体に移動経路等を記憶させたりする必要がなく、自律走行できない既存の各種ロボット等を誰でも簡便にナビゲーションすることができ、物品の搬送、巡回、警備、災害救助などに活用することができる。また、デパートや展示会場などで来場者の道案内を行ったり、駐車場などでの車の誘導を行ったりすることができ、汎用性に優れる。

　本発明は、部品点数が少ない簡素な構成でロボット等の各種移動体を指定した経路に沿って確実に案内することができ、複雑な機構や操作が不要で、誰でも簡単に使用することができ、経路の作成や変更が容易で作業性、メンテナンス性、汎用性に優れ、複雑な制御が不要で、動作の安定性、確実性に優れ、既存のロボット等とも組合せて利用することができる汎用性、量産性に優れた移動体ナビゲーション装置を広く普及させて各種移動体を遠隔から確実かつ効率的に案内することができ、工場内の無人搬送台車、デパートその他の建造物等のフロアの巡回ロボットや警備ロボット、駐車場内の車などのナビゲーションに好適に利用して省力化を図ることができる。

１　移動体ナビゲーション装置
１０　画像撮影部
２０　ナビゲーション情報作成制御部
２１　画像受信部
２２　行動指示マップ作成部
２３　画像処理部
２４　移動体位置確認部
２４ａ　進行方向位置確認部
２４ｂ　位置ずれ確認部
２５　行動命令作成部
２６　行動命令送信部
３０　外部入力部
４０　外部表示部
５０　通信部
６０　移動体
６１　移動体制御部
６１ａ　ロボット動作判別部
６１ｂ　ロボット動作作成部
６２　駆動制御部
６２ａ，６２ｂ　モータードライバー
６３　移動アクチュエータ動作部
６３ａ，６３ｂ　モーター
６４　移動アクチュエータ
６４ａ，６４ｂ　車輪
７０　画像
７０ａ　通路
７１　線
７２　移動経路
７２Ａ　行動指示マップ
７２ａ　進行方向位置確認マーカ
７２ｂ，７２ｃ　位置ずれ確認マーカ
７３ａ　右折指示マーカ
７３ｂ　停止指示マーカ
７３ｃ　発音指示マーカ
７５　ナビゲーション画像

Claims (7)

1. 移動体に対する行動命令を通信回線を利用して前記移動体に送信する移動体ナビゲーション装置であって、
   （ａ）前記移動体と独立して配設され前記移動体が移動する移動経路を含む領域の画像を撮影する画像撮影部と、
   （ｂ）前記画像撮影部で撮影された前記画像を通信回線を介して受信する画像受信部と、前記移動体の移動経路や動作を示すマーカを前記画像上に重ねてナビゲーション画像を作成する画像処理部と、前記移動体と前記マーカとの重なり位置を検出して前記移動体の位置を確認する移動体位置確認部と、前記移動経路上に配置されるマーカに対応した行動命令を作成する行動命令作成部と、前記行動命令作成部で作成された前記行動命令を通信回線を介して送信する行動命令送信部と、を有するナビゲーション情報作成制御部と、
   （ｃ）前記ナビゲーション画像を表示する外部表示部と、
   （ｄ）前記移動体に搭載され、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記行動命令送信部から送信される前記行動命令を受信する通信部と、
   を備えたことを特徴とする移動体ナビゲーション装置。
2. 前記移動体の移動経路や動作を入力するための外部入力部を備え、前記ナビゲーション情報作成制御部が、前記外部入力部からの入力に従って前記移動体の移動経路や動作を示す前記マーカを配置して行動指示マップを作成する行動指示マップ作成部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の移動体ナビゲーション装置。
3. 前記ナビゲーション情報作成制御部が、前記マーカで示された前記行動指示マップを記憶する記憶部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体ナビゲーション装置。
4. 前記ナビゲーション情報作成制御部の前記移動体位置確認部が、前記ナビゲーション画像上で前記移動体と前記マーカが重なった時の前記マーカの位置に対応する画素の色相，明度，彩度の少なくとも１つ以上の変化により前記移動体の位置を検出することを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の移動体ナビゲーション装置。
5. 前記マーカが、前記移動体の進行方向位置を確認するための進行方向位置確認マーカと、進行方向に対する前記移動体の左右方向の位置ずれを確認するための位置ずれ確認マーカと、を有し、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記移動体位置確認部が、前記移動体と前記進行方向位置確認マーカとの重なり位置を検出して前記移動体の進行方向位置を確認する進行方向位置確認部と、前記移動体と前記位置ずれ確認マーカとの重なりの有無を検出して前記移動体の進行方向位置に対する前記移動体の左右方向の位置ずれを確認する位置ずれ確認部と、を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の移動体ナビゲーション装置。
6. 使用者が、前記外部入力部から前記画像上に前記移動体の移動すべき前記移動経路に沿って線を入力することにより、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記行動指示マップ作成部が、前記移動経路に沿って前記進行方向位置確認マーカと前記位置ずれ確認マーカとを有する前記マーカが配置された前記行動指示マップを作成し、前記ナビゲーション情報作成制御部の前記画像処理部が、前記画像上に前記行動指示マップを重ねた前記ナビゲーション画像を作成し、前記ナビゲーション画像が前記外部表示部に表示されることを特徴とする請求項５に記載の移動体ナビゲーション装置。
7. 前記通信部を通して、前記移動体の移動量、回転量、旋回量のいずれか１以上の値を有する動作量データ、前記移動体が移動中若しくは動作中又は停止中のいずれかであることを通知する動作状況通知信号、前記移動体の移動若しくは動作が完了したことを通知する動作完了通知信号の内の少なくとも１つを前記ナビゲーション情報作成制御部に送信することを特徴とする請求項１乃至６の内いずれか１項に記載の移動体ナビゲーション装置。

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