WO2026004151A1

WO2026004151A1 - 軌道生成装置及び軌道生成方法

Info

Publication number: WO2026004151A1
Application number: PCT/JP2024/030604
Authority: WO
Inventors: 僚太岡本; 隆之助渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2024-06-26
Filing date: 2024-08-28
Publication date: 2026-01-02
Anticipated expiration: 2026-12-26

Abstract

軌道候補の生成による計算負荷を低減可能な技術を提供することを目的とする。軌道生成装置は、目標内容及び制約に基づいて軌道候補を生成する軌道候補生成部と、軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、軌道候補から目標軌道を決定する目標軌道決定部とを備える。軌道候補生成部は、過去に生成された複数の軌道候補のうち目標軌道として決定された軌道候補以外の軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成する。

Description

軌道生成装置及び軌道生成方法

　本開示は、軌道生成装置及び軌道生成方法に関する。

　移動体を目的地まで自律移動させるために、移動体の周辺状況をセンシングし、障害物との干渉を回避する軌道を生成する軌道生成技術が提案されている。移動体の軌道生成では、障害物との干渉を回避する位置だけでなく、回避の方向及び速度も考慮した軌道生成をリアルタイムに実行する必要がある。

　例えば特許文献１には、移動体の確率的な運動モデルと、制約と、目標内容とに基づき、制御入力及び状態のシーケンスに関してツリー構造で逐次的に展開する軌道候補を生成し、評価関数に基づいて軌道候補から目標軌道を決定する技術が提案されている。このような技術によれば、ツリー構造で逐次的に展開する軌道候補を生成することで、リアルタイム性を向上することと、確率的な判定によって複雑な制約に対応することとが実現可能になる。

特許第６４９４８７２号公報

　しかしながら、未来の動作が不確定である障害物が存在する環境下では、目標軌道の決定後に、障害物が目標軌道上に移動する場合がある。このような場合に、移動体が障害物を回避できるように、運動モデルと、制約と、目標内容とに基づいて新たに軌道候補を生成すると、軌道候補の生成に大きな計算負荷が生じてしまうという問題があった。

　そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、軌道候補の生成による計算負荷を低減可能な技術を提供することを目的とする。

　本開示に係る軌道生成装置は、移動体の移動の目標内容及び制約を生成する行動計画部と、前記目標内容及び前記制約に基づいて逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成する軌道候補生成部と、前記軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、前記軌道候補から前記移動体が移動すべき目標軌道を決定する目標軌道決定部とを備え、前記軌道候補生成部は、過去に生成された複数の前記軌道候補のうち前記目標軌道として決定された前記軌道候補以外の前記軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな前記目標軌道として決定可能な新たな前記軌道候補を生成する。

　本開示によれば、過去に生成された複数の軌道候補のうち目標軌道として決定された軌道候補以外の軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成する。このような構成によれば、軌道候補の生成による計算負荷を低減することができる。本開示の目的、特徴、局面及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１に係る軌道生成装置が搭載された移動体を示す平面図である。実施の形態１に係る軌道生成装置が搭載された移動体を示す側面図である。実施の形態１に係る軌道生成装置で生成される地図の一例を示す図である。実施の形態１に係る軌道生成装置の構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る軌道生成装置で用いる座標系を示す図である。実施の形態１に係る軌道生成装置の動作を示す図である。関連装置の動作を示す図である。実施の形態１に係る軌道生成装置の動作を示す図である。実施の形態１に係る軌道生成装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る軌道生成装置の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る軌道生成装置の動作を示す図である。実施の形態２に係る軌道生成装置の動作を示す図である。その他の変形例に係る軌道生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。その他の変形例に係る軌道生成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

　＜実施の形態１＞
　図１及び図２は、本実施の形態１に係る軌道生成装置が搭載された移動体１をそれぞれ示す平面図及び側面図である。

　移動体１は、制御装置１０と、車輪１０１と、アクチュエータ１０２と、バッテリ１０３とを備える。アクチュエータ１０２は、制御装置１０の制御によって、バッテリ１０３から得られた電力を駆動力に変換し、当該駆動力を車輪１０１に与える。

　３つの車輪１０１は、移動体１の中心から周方向に沿って約１２０°の間隔で設けられ、３つのアクチュエータ１０２は３つの車輪１０１をそれぞれ独立で回転可能である。これにより、図１及び図２の移動体１は、全方向（全方位）に移動可能となっている。なお、移動体１は、これに限定されず、例えば差動二輪移動体、脚式移動ロボット、ドローン、及び、自動車などであってもよい。このうち、差動二輪移動体は、独立して回転可能な２つの車輪を有し、各車輪の回転速度差を利用して直進及び旋回を行う移動体である。

　移動体１は、図１の車輪角度センサ１１１と、図２の光学式測域センサ１１２及び深度カメラ１１３とをさらに備える。図示しないが、車輪角度センサ１１１、光学式測域センサ１１２及び深度カメラ１１３は、制御装置１０と通信可能に接続されている。

　車輪角度センサ１１１は車輪軸に設けられ、車輪１０１の回転量を検出する。車輪角度センサ１１１は、例えばロータリーエンコーダによって構成される。制御装置１０は、計測された回転量に基づいて移動体１の移動量を算出する。

　光学式測域センサ１１２は、移動体１の周辺環境における空間の物理的な形状データを走査平面に沿って計測する。制御装置１０は、計測された形状データに基づいて、障害物を含む周辺環境の地図を作成し、作成された地図を参照することで、地図上の移動体１の位置などを推定する。なお、制御装置１０は、デフォルトの地図などのように予め作成された地図を参照することで、地図上の移動体１の位置を推定してもよい。

　深度カメラ１１３は、移動体１周囲の空間の物理的な形状データを、画像と共に測域情報として計測する。制御装置１０は、深度カメラ１１３で計測された測域情報を用いて、光学式測域センサ１１２で計測された走査平面上の形状データ、つまり３次元空間内のある平面を切り取った形状データを補う。これにより、制御装置１０は、障害物を含む周辺環境の地図をより正確に作成することができる。

　図３は、制御装置１０で生成される地図の一例を示す図である。光学式測域センサ１１２などで得られる空間の物理的な形状データは、例えば人５００ａまたは物５００ｂなどのような、移動体１の走行に対して障害となる障害物５００の形状を含む。制御装置１０は、障害物５００を移動体１が避けるべき対象であると判定し、その判定結果に基づいてアクチュエータ１０２を制御する。以下では、障害物５００は、人５００ａまたは物５００ｂであるものとして説明するが、移動体１の移動を妨げるものであれば、これらに限ったものではない。

　図４は、制御装置１０によって実現される本実施の形態１に係る軌道生成装置３００の構成を示すブロック図である。本実施の形態１では、駆動装置１００は、上述した車輪１０１、アクチュエータ１０２及びバッテリ１０３を備え、観測装置２００は、上述した車輪角度センサ１１１、光学式測域センサ１１２及び深度カメラ１１３を備えるが、これらに限ったものではない。例えば、駆動装置１００の構成要素は、移動体１が移動する環境に合わせて変更されてもよく、観測装置２００の構成要素は、移動体１が移動する環境において形状データを得る方法に合わせて変更されてもよい。

　制御装置１０は後述するプロセッサ及びメモリを含み、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行することによって、軌道生成装置３００の機能が実現される。制御装置１０は、移動体が移動すべき目標軌道を生成する機能と、目標軌道に基づいて移動体１の移動を制御する機能とを有する。このような制御装置１０には、例えば、移動体１に搭載される組み込み計算機などが用いられる。

　図４の軌道生成装置３００は、行動計画部３１０と、動作計画部３２０とを備える。後述するように、行動計画部３１０は、移動体１の移動の目標内容及び制約を生成し、動作計画部３２０は、生成された目標内容及び制約に基づいて、移動体が移動すべき目標軌道を生成する。

　行動計画部３１０は、状態推定部３１１と、移動目標演算部３１２と、状態制約演算部３１３とを備える。

　状態推定部３１１は、図３の地図から、移動体１の位置を示す自己位置情報を推定する。状態推定部３１１は、推定された自己位置情報を、移動目標演算部３１２及び動作計画部３２０へ出力する。

　移動目標演算部３１２は、状態推定部３１１から出力された自己位置情報と、図３の地図から得られる障害物５００の情報である障害物情報とに基づいて、移動体１の移動で達成すべき目標内容を生成する。目標内容は、例えば、移動体１の参照軌道、移動体１が到達すべき目標地点、及び、移動体１が回避すべき障害物５００の情報を含む。移動目標演算部３１２は、生成された目標内容を動作計画部３２０へ出力する。

　状態制約演算部３１３は、図３の地図から、移動体１の制約である制約情報を生成して動作計画部３２０へ出力する。制約情報は、例えば、移動体１と障害物５００との相対位置のうち、移動体１が障害物５００によって干渉される一定の可能性があり、障害物５００との関係で移動体１が存在すべきでない相対位置を含む。状態制約演算部３１３は、自己位置情報及び障害物情報などに含まれる、移動体１の位置、障害物５００の位置、及び、障害物５００の形状に基づいて、当該相対位置を含む制約情報を生成してもよい。

　本実施の形態１では、状態制約演算部３１３は、制約情報を動作計画部３２０へ出力するだけでなく、移動体１の軌道候補を生成するための数式モデルを動作計画部３２０へ出力する。数式モデルは、移動体１及び軌道生成装置３００の初期動作時に出力されればよい。ただし、動作計画部３２０が、数式モデルをデフォルトで有している場合には、状態制約演算部３１３は、数式モデルを動作計画部３２０へ出力しなくてもよい。数式モデルについては、後で詳細に説明する。

　なお以上の説明では、行動計画部３１０が、図３の地図から、動作計画部３２０へ出力すべき各種情報を生成したが、これに限ったものではない。例えば、行動計画部３１０は、光学式測域センサ１１２から得られる相対位置などの、観測装置２００から直接得られる情報に基づいて、各種情報を生成してもよい。また例えば、行動計画部３１０は、観測装置２００の一つ以上のセンサから直接得られる情報に基づいて新たな情報を生成し、生成された新たな情報に基づいて各種情報を生成してもよい。

　また、行動計画部３１０は、観測装置２００から直接得られる情報を用いずに、現象を数式化した値を用いるソフトウェアの計算結果に基づいて各種情報を生成してもよい。例えば、行動計画部３１０は、地図上に仮想的な障害物５００を配置して制約情報などを生成したり、観測装置２００の観測範囲外から障害物５００が確率的に現れるとして制約情報などを生成したりしてもよい。また例えば、行動計画部３１０は、モデルに基づいて障害物５００の軌道を生成し、当該軌道を考慮して制約情報などを生成してもよい。

　動作計画部３２０は、軌道候補生成部３２１と、目標軌道決定部３２２と、目標軌道記憶部３２３とを備える。

　軌道候補生成部３２１は、行動計画部３１０から出力された自己位置情報、目標内容、制約情報、及び、数式モデルに基づいて、逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成する。なお、目標内容及び制約情報が、自己位置情報がすでに反映された、移動体１と障害物５００との相対位置などで表されている場合には、軌道候補生成部３２１は、自己位置情報を用いずに軌道候補を生成してもよい。

　次に、軌道候補生成部３２１が、入力空間でランダムな入力をサンプリングすることでツリー構造の軌道を生成するＩｎｐｕｔ－Ｂａｓｅｄ　ＲＲＴ（Rapidly Exploring Random Trees）を用いる例について説明する。

　図５は、前提となる座標系を模式的に示す図である。図５のＸ，Ｙの座標系は慣性座標系であり、（ｘ_ｒ，ｋ，ｙ_ｒ，ｋ）は、ある時間ステップｋにおける慣性座標系での移動体１の重心位置を表す。ただし、（ｘ_ｒ，ｋ，ｙ_ｒ，ｋ）は移動体１の位置を表すことができれば移動体１の重心位置でなくてもよく、例えば移動体１の形状の中心点、深度カメラ１１３の設置点、または、光学式測域センサ１１２の設置点などであってもよい。

　（ｖ_ｘ，ｋ，ｖ_ｙ，ｋ）は、ある時間ステップｋにおける慣性座標系での移動体１のＸ方向及びＹ方向の速度である。（ｘ_ｏ，ｋ，ｙ_ｏ，ｋ）は、ある時間ステップｋにおける慣性座標系での障害物５００の代表点の位置を表す。障害物５００の代表点は１点以上であってもよく、障害物５００上の移動体１との距離が最短となる点、障害物５００の形状の中心点、または、障害物５００の重心点などであってもよい。

　軌道候補生成部３２１は、全方向に移動可能な移動体に用いられる次式（１）の数式モデルの（ｘ_ｒ，ｋ，ｙ_ｒ，ｋ）に移動体１の初期の位置を適用し、（ｖ_{ｘ，ｋ＋１}，ｖ_{ｙ，ｋ＋１}）に、サンプリングされたランダムな１つ以上の入力を適用する。Δｔは離散時間であり、時間ステップの間隔に相当する。なお後述するように、数式モデルは次式（１）で表されるモデルに限ったものではない。

　軌道候補生成部３２１は、式（１）から１つ以上の（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）を算出する。そして、軌道候補生成部３２１は、１つ以上の（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）が目標内容及び制約情報を満たすか否かを判定する。例えば、軌道候補生成部３２１は、（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）が、参照軌道から一定範囲内にあり、（ｘ_ｒ，ｋ，ｙ_ｒ，ｋ）よりも目標地点に近づき、障害物５００との関係で移動体１が存在すべきでない相対位置ではない場合に、目標内容及び制約情報を満たすと判定する。

　軌道候補生成部３２１は、目標内容及び制約情報を満たない（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）を削除し、目標内容及び制約情報を満たす（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）を保持する。そして、軌道候補生成部３２１は、目標内容及び制約情報を満たすと判定された（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）と、ランダムな１つ以上の入力が適用された（ｖ_{ｘ，ｋ＋２}，ｖ_{ｙ，ｋ＋２}）とを用いて、上記と同様にして１つ以上の（ｘ_{ｒ，ｋ＋２}，ｙ_{ｒ，ｋ＋２}）を算出する。以上を繰り返すことによって、軌道候補生成部３２１は、障害物５００を回避しつつ、目標を達成することが可能な、（ｘ_ｒ，ｋ，ｙ_ｒ，ｋ）、（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）、…からなるツリー構造の軌道候補を生成する。

　なお、軌道候補生成部３２１は、逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成できるのであれば、Ｉｎｐｕｔ－Ｂａｓｅｄ　ＲＲＴ以外の方法を用いてもよい。軌道候補生成部３２１は、生成された軌道候補を目標軌道決定部３２２へ出力する。

　図６は、軌道候補生成部３２１で生成されるツリー構造の軌道候補の一例を示す図である。図６には、移動体１の位置から分岐した軌道候補３５１ａ，３５１ｂと、軌道候補３５１ｂの途中から分岐した軌道候補３５１ｃとが示されている。以下の説明では便宜上、軌道候補３５１ａ，３５１ｂ，３５１ｃを区別しない場合には軌道候補３５１と記載することもある。

　各軌道候補３５１は、ノード３６１とエッジ３７１とを含む。本実施の形態１ではノード３６１は、移動体１の状態（ｘ^（ｉ） _ｒ，ｋ，ｙ^（ｉ） _ｒ，ｋ）及び入力（ｖ^（ｉ） _ｘ，ｋ，ｖ^（ｉ） _ｙ，ｋ）を含む。（ｉ）はノードのインデックスであり、ｋは時間ステップごとに異なるインデックスである。

　エッジ３７１は、複数のノード３６１を接続する。エッジ３７１の矢印の先端側のノード３６１の時間ステップは、エッジ３７１の矢印の末端側のノード３６１の時間ステップよりも一つの時間ステップ分だけ大きいため、エッジ３７１は、一つの時間ステップ分のノード３６１の変化を示す。エッジ３７１で接続される２つのノード３６１のうち、時間ステップが小さい方のノード３６１は親ノードと呼ばれ、時間ステップが大きい方のノード３６１は子ノードと呼ばれる。

　また、一つ以上の分岐を持つノード３６１は枝ノード３６２と呼ばれ、親ノードを持たないノード３６１は根ノード３６３と呼ばれ、子ノードを持たないノード３６１は葉ノード３６４と呼ばれる。全ての軌道候補３５１の一端は、移動体１に位置するため、根ノード３６３は、移動体１の現在位置に相当する。このように、軌道候補３５１は、時間ステップ順、つまり時系列順で繋がれた複数のノード３６１を含む。

　図４の目標軌道決定部３２２は、軌道候補生成部３２１で生成された軌道候補３５１の評価関数の評価値であるコスト値に基づいて、軌道候補３５１から目標軌道を決定する。例えば、軌道候補３５１と参照軌道との間の偏差が小さいほど、評価関数のコスト値が小さい場合には、目標軌道決定部３２２は、コスト値が最も小さい軌道候補３５１を目標軌道として決定してもよい。

　なお、評価関数のコスト値は、軌道候補３５１と参照軌道との間の偏差と、軌道候補３５１の加速度ベクトルの大きさと、軌道候補３５１と目標地点との間の距離と、軌道候補３５１と回避したい障害物５００との間の距離との少なくともいずれか一つに基づいて変化してもよい。なお本明細書において、例えばＡ、Ｂ、Ｃ、…、及び、Ｚの少なくともいずれか一つとは、Ａ、Ｂ、Ｃ、…、及び、Ｚのグループから１種類以上抜き出した全ての組合せのうちのいずれか一つであることを意味する。例えば、軌道候補３５１の加速度ベクトルの大きさが小さい場合、軌道候補３５１と目標地点との間の距離が小さい場合、または、軌道候補３５１と回避したい障害物５００との間の距離が大きい場合に、評価関数のコスト値が小さくなってもよい。

　目標軌道決定部３２２は、決定された目標軌道を目標軌道記憶部３２３へ出力する。目標軌道記憶部３２３は、目標軌道決定部３２２から出力された目標軌道を記憶する。

　動作計画部３２０は、目標軌道記憶部３２３に記憶された目標軌道から必要な目標軌道を抽出し、当該必要な目標軌道を含む動作計画を生成する。そして、動作計画部３２０は、当該動作計画に基づいて駆動装置１００で用いられる制御情報を生成し、当該制御情報を駆動装置１００へ出力する。駆動装置１００が、制御情報に基づいて移動体１を移動させることによって、移動体１は動作計画に従った移動を行うことが可能となっている。

　図７は、本実施の形態１に係る軌道生成装置３００に関連する装置（以下「関連装置」と記す）の動作を示す図である。関連装置は、本実施の形態１に係る軌道生成装置３００の構成のうちこれまで説明した構成と同様の構成を有する。図６には、過去の時間ステップｋの状態が示され、図７には、現在の時間ステップｋ＋１の状態が示されているものとして、以下説明する。また、過去の時間ステップｋで生成された軌道候補３５１ａ，３５１ｂ，３５１ｃのうち、軌道候補３５１ａが目標軌道として決定されたものとして、以下説明する。

　軌道候補３５１ａが目標軌道として決定された結果、図７に示すように、移動体１は、図６の移動体１が位置するノード３６１から軌道候補３５１ａに沿って一つのエッジ３７１だけ進んだノード３６１に位置している。また図７では、障害物５００が少し左側に移動して、目標軌道である軌道候補３５１ａ上に位置している。この場合、移動体１は障害物５００を回避する必要があるが、目標軌道である軌道候補３５１ａのうち移動体１と障害物５００との間には、障害物５００を回避するような分岐がない。

　このような場合には、関連装置は、自己位置情報、目標内容、制約情報、及び、数式モデルに基づいて新たに軌道候補を生成して、新たに目標軌道を決定すればよいと考えられる。しかしながら、図７の移動体１が障害物５００を確実に回避するためには、軌道候補の生成回数を大きくして、空間に広く展開する軌道候補を生成する必要があるため、軌道候補の生成に大きな計算負荷が生じてしまうという問題がある。

　これに対して本実施の形態１に係る軌道生成装置３００は、以下で説明するように軌道候補の生成による計算負荷を低減可能になっている。

　図８は、本実施の形態１に係る軌道生成装置３００の動作を示す図である。図６には、過去の時間ステップｋの状態が示され、図８には、現在の時間ステップｋ＋１の状態が示されているものとして、以下説明する。また、過去の時間ステップｋで生成された軌道候補３５１ａ，３５１ｂ，３５１ｃのうち、軌道候補３５１ａが目標軌道として決定されたものとして、以下説明する。

　軌道候補生成部３２１は、過去に生成された複数の軌道候補３５１のうち、目標軌道として決定された軌道候補以外の軌道候補である非決定軌道候補を抽出する。そして軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補の一部に基づいて暫定軌道候補を生成する。暫定軌道候補は、目標軌道決定部３２２で新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補の基礎となる軌道である。図８の場合、軌道候補３５１ａが目標軌道として決定されているため、軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補である軌道候補３５１ｂ，３５１ｃの一部に基づいて、暫定軌道候補を生成する。

　本実施の形態１では軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補のうちの現在時刻の次の時刻の第１ノードである次ノードと、目標軌道の現在時刻の第２ノードである現在ノードとを繋ぐことによって、暫定軌道候補を生成する。図８の場合、軌道候補生成部３２１は、軌道候補３５１ｂ，３５１ｃのうちの現在の時間ステップｋ＋１の次の時間ステップｋ＋２の次ノード３６１ｂ，３６１ｃと、軌道候補３５１ａの現在の時間ステップｋ＋１の現在ノード３６１ａとを繋ぐことによって、暫定軌道候補を生成する。

　ここで、本実施の形態１に係る軌道候補３５１のノード３６１は、上述したように移動体１の状態（ｘ^（ｉ） _ｒ，ｋ，ｙ^（ｉ） _ｒ，ｋ）及び入力（ｖ^（ｉ） _ｘ，ｋ，ｖ^（ｉ） _ｙ，ｋ）を含む。このような場合に、新たな軌道候補を生成するためには、非決定軌道候補の次ノードと現在ノードとを繋ぐことによって非決定軌道候補の状態量が変更されるだけでなく、入力量も変更される必要がある。

　そこで本実施の形態１に係る軌道候補生成部３２１は、移動体１そのものの制約条件に基づいて、非決定軌道候補の次ノードの入力量を更新する、または、次ノードの入力量と次ノードの子ノードの入力量とを更新する。なお、移動体１そのものの制約条件とは、上述した障害物５００との干渉に関する制約情報と異なり、例えば、移動体１の最高速度及び移動方向の自由度などのような移動体１の移動性能に起因する制約条件である。軌道候補生成部３２１は、当該制約条件をデフォルトで有していてもよいし、動作計画部３２０から取得してもよい。次に、入力量の更新の第１例及び第２例について説明する。

　＜第１例＞
　第１例では、制約条件が、移動体１の数式モデルの差分方程式に用いられる制約条件である場合に、軌道候補生成部３２１が、非決定軌道候補の次ノードの入力量を更新する。この場合、軌道候補生成部３２１は、次式（２）を用いて、非決定軌道候補の次ノードの暫定的な入力量（ｖ_{ｘ，ｋ＋１}，ｖ_{ｙ，ｋ＋１}）を算出する。

　式（２）において、（ｒ）は、根ノードである現在ノードのインデックスであり、ｋは、現在の時間ステップであり、（ｘ^（ｒ） _ｒ，ｋ，ｙ^（ｒ） _ｒ，ｋ）は、現在ノードの状態量であり、（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）は、非決定軌道候補の次ノードの状態量である。

　軌道候補生成部３２１は、式（２）で求めた暫定的な入力量が制約条件（例えば速度の上限値など）を満たすか否かを判定する。軌道候補生成部３２１は、暫定的な入力量が制約条件を満たす場合には、暫定的な入力量によって、非決定軌道候補の次ノードの入力量を更新する。一方、軌道候補生成部３２１は、暫定的な入力量が制約条件を満たさない場合には、暫定的な入力量が算出された非決定軌道候補から生成された暫定軌道候補を除外する。

　＜第２例＞
　第２例では、制約条件が、目標軌道の現在ノードの入力量と現在ノードの子ノードの入力量とを参照値とする最適化問題に用いられる制約条件である場合に、軌道候補生成部３２１が、非決定軌道候補の次ノードの入力量と次ノードの子ノードの入力量とを更新する。この場合、軌道候補生成部３２１は、次式（３）を用いて、非決定軌道候補の次ノードの入力量ｕ_{Ｂｒ，ｋ＋１}及び次ノードの子ノードの入力量ｕ_{Ｂｒ，ｋ＋２}を算出できるか否かを判定する。

　なお、明細書での書式の制約のため、ｘ_Ｂ，ｕ_Ｂ，Ｑ_Ｂ，Ｒ_Ｂは、式（３）内の太字のｘ，ｕ，Ｑ，Ｒを表すものとし、ｘ＾_Ｂ，ｕ＾_Ｂは，式（３）内の上に＾が付された太字のｘ，ｕを表すものとする。式（３）において、ｘ_Ｂｒは（ｘ_ｒ，ｙ_ｒ）であり、ｕ_Ｂｒは（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ）であり、τは各軌道候補３５１の根ノードから葉ノードまでのいずれかのノード３６１のインデックスであり、τの大文字はτの集合である。また、式（３）において、ｘ＾_Ｂｒ，ｕ＾_Ｂｒは、更新前の状態量及び入力量であり、Ｑ_Ｂ，Ｒ_Ｂは、それぞれ状態量及び入力量の重みである。なお、式（３）の２番目及び３番目の式は制約条件に相当する。

　軌道候補生成部３２１は、式（３）の最適化問題を解くことができ、非決定軌道候補の次ノードの入力量及び次ノードの子ノードの入力量を算出できた場合には、それら入力量によって、非決定軌道候補の対応するノードの入力量を更新する。一方、軌道候補生成部３２１は、式（３）の最適化問題を解くことができず、非決定軌道候補の次ノードの入力量及び次ノードの子ノードの入力量を算出できなかった場合には、当該非決定軌道候補から生成された暫定軌道候補を除外する。

　軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補の一部から生成された暫定軌道候補と、移動体１の数式モデルとに基づいて、目標軌道決定部３２２で新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成する。

　例えば、軌道候補生成部３２１は、いずれかの暫定軌道候補の現在時刻以降のノード３６１から、ランダム、深さ（伸展の数）優先、及び、幅（分岐の数）優先の少なくともいずれか１つに基づいて、展開ノードを取得してもよい。そして、軌道候補生成部３２１は、当該展開ノードに対して、式（１）の数式モデルを用いた軌道候補の生成と同様の処理を行うことによって、目標軌道決定部３２２で新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成してもよい。

　この場合、軌道候補生成部３２１は、暫定軌道候補から伸展及び分岐の少なくとも１つが行われた軌道を新たな軌道候補として生成することができる。図８の例では、暫定軌道候補である軌道候補３５１ｂのノード３６１から、新たな軌道候補として生成された軌道候補３５１ｄが示されている。

　また、軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補の一部から生成された暫定軌道候補と、目標軌道と、移動体１の数式モデルとに基づいて、目標軌道決定部３２２で新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成してもよい。例えば、軌道候補生成部３２１は、目標軌道の現在時刻以降のノード３６１から上記と同様に展開ノードを取得し、当該展開ノードに対して、式（１）の数式モデルを用いた軌道候補の生成と同様の処理を行うことによって、新たな軌道候補を生成してもよい。

　目標軌道決定部３２２は、新たな軌道候補の評価関数の評価値であるコスト値に基づいて、新たな軌道候補から新たな目標軌道を決定する。

　以上のように構成された本実施の形態１に係る軌道候補生成部３２１は、過去の時間ステップで生成した軌道候補を、現在の時間ステップの軌道候補として利用できるように変換する。このような利用により、自己位置情報、目標内容、制約情報、及び、数式モデルに基づいて現在時刻の軌道候補を生成する処理を低減しても、現在時刻の軌道候補の数を確保することができるので、軌道候補の生成による計算負荷を低減することができる。

　＜動作＞
　図９は、本実施の形態１に係る軌道生成装置３００の動作を示すフローチャートである。この図９の動作は、障害物５００が目標軌道上に位置するか否かに関わらず逐次的に行われてもよいし、障害物５００が目標軌道上に位置する場合に行われてもよい。

　ステップＳ１にて、軌道候補生成部３２１は、過去の軌道候補を取得する。ステップＳ２にて、軌道候補生成部３２１は、過去の軌道候補のうち、目標軌道として決定された軌道候補以外の軌道候補である非決定軌道候補を抽出し、非決定軌道候補の一部に基づいて暫定軌道候補を生成する。

　ステップＳ３にて、軌道候補生成部３２１は、暫定軌道候補及び目標軌道の現在の時間ステップ以降のノード３６１の中から、展開ノードを取得する。

　ステップＳ４にて、軌道候補生成部３２１は、展開ノードに対して、式（１）の数式モデルを用いた軌道候補の生成と同様の処理を行うことによって新たなノードを生成し、展開ノードに接続する。

　ステップＳ５にて、軌道候補生成部３２１は、ステップＳ３の処理を予め定められたＮ回以上行ったか否かを判定する。ステップＳ３の処理が予め定められたＮ回以上行われたと判定された場合に図９の動作が終了し、ステップＳ３の処理が予め定められたＮ回以上行われなかったと判定された場合に処理がステップＳ３に進む。

　これにより、ステップＳ３の処理がＮ回行われ、新たな軌道候補が生成される。その後、目標軌道決定部３２２は、軌道候補生成部３２１で生成された軌道候補の評価関数の評価値であるコスト値に基づいて、軌道候補から目標軌道を決定する。

　＜実施の形態１のまとめ＞
　以上のような本実施の形態１に係る軌道生成装置３００によれば、過去に生成された複数の軌道候補のうち目標軌道として決定された軌道候補以外の軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成する。このような構成によれば、自己位置情報、目標内容、制約情報、及び、数式モデルに基づいて新たな軌道候補を生成する処理を低減しても、新たな軌道候補の数を確保することができるので、軌道候補の生成による計算負荷を低減することができる。

　また本実施の形態１では、非決定軌道候補の一部と、移動体の数式モデルとに基づいて、新たな軌道候補を生成する。このような構成によれば、新たな軌道候補の品質を高めることができる。

　また本実施の形態１では、非決定軌道候補のうちの現在時刻の次の時刻の第１ノードと、目標軌道の現在時刻の第２ノードとを繋ぐことによって、新たな軌道候補を生成する。このような構成によれば、軌道候補の生成による計算負荷を低減することができる。

　また本実施の形態１では、移動体そのものの制約条件に基づいて、第１ノードの入力量を更新する、または、第１ノードの入力量と第１ノードの子ノードの入力量とを更新する。このような構成によれば、状態及び入力のシーケンスに関して新たな軌道候補を生成することができる。

　＜変形例＞
　実施の形態１では、数式モデルは式（１）で表されるモデルであったが、これに限ったものではない。

　例えば数式モデルは、次式（４）で表され、全方向に移動可能な移動体に用いられるモデルであってもよい。そして、軌道候補生成部３２１は、差分方程式に関する次式（５）を用いて、非決定軌道候補の暫定的な状態量（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}）及び入力量（ｖ_{ｘ，ｋ＋１}，ｖ_{ｙ，ｋ＋１}）を算出してもよい。

　例えば数式モデルは、次式（６）で表され、差動二輪移動体に用いられるモデルであってもよい。そして、軌道候補生成部３２１は、差分方程式に関する次式（７）を用いて、非決定軌道候補の暫定的な状態量θ_{ｒ，ｋ＋１}及び入力量（ｖ_ｋ＋１，ｗ_ｋ＋１，ｗ_ｋ＋２）を算出してもよい。なお、（ｗ_ｋ＋１，ｗ_ｋ＋２）は、ある時間ステップｋ，ｋ＋１における移動体１の角速度である。

　例えば数式モデルは、次式（８）で表され、差動二輪移動体に用いられるモデルであってもよい。そして、軌道候補生成部３２１は、差分方程式に関する次式（９）を用いて、非決定軌道候補の暫定的な状態量（ｘ_{ｒ，ｋ＋１}，ｙ_{ｒ，ｋ＋１}，θ_{ｒ，ｋ＋１}，θ_{ｒ，ｋ＋２}）及び入力量（ｖ_ｋ＋１，ｗ_ｋ＋１，ｗ_ｋ＋２）を算出してもよい。

　また実施の形態１では、軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補の一部に基づいて暫定軌道候補を生成し、暫定軌道候補と数式モデルとに基づいて、新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成した。しかしながら、軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補の一部に基づいて生成した暫定軌道候補をそのまま、目標軌道決定部３２２で新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補として生成してもよい。

　＜実施の形態２＞
　図１０は、本実施の形態２に係る軌道生成装置３００の構成を示すブロック図である。以下、本実施の形態２に係る構成要素のうち、上述の構成要素と同じまたは類似する構成要素については同じまたは類似する参照符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。

　図１０の軌道生成装置３００の構成は、図４の動作計画部３２０の構成に動作パターン設定部３２４が追加された構成と同様である。動作パターン設定部３２４は、移動体１の動作パターンを設定する。動作パターンは、例えば、一時停止、直進、左回避、右回避、及び、後退などの、移動体１の動作及び軌道候補として想定されるパターンである。各動作パターンは、例えば、離散的な値、または、人の動作をもとにした速度の関数によって規定される。動作パターン設定部３２４は、動作パターンを軌道候補生成部３２１へ出力する。

　軌道候補生成部３２１は、動作パターンに基づいて、複数の非決定軌道候補のうち、新たな軌道候補の生成に用いられる非決定軌道候補を選択する。本実施の形態２では、軌道候補生成部３２１は、複数の非決定軌道候補のうち動作パターンに該当する非決定軌道候補を、新たな軌道候補の生成に用いられる非決定軌道候補として選択する。例えば、軌道候補生成部３２１は、動作パターンの離散的な値、または、人の動作をもとにした速度の関数と、非決定軌道候補との類似度を算出し、当該類似度が閾値以上である場合に、当該非決定軌道候補が当該動作パターンに該当すると判定する。

　図１１及び図１２は、本実施の形態２に係る軌道生成装置３００の動作を示す図である。図１１には、過去の時間ステップｋの状態が示され、図１２には、現在の時間ステップｋ＋１の状態が示されているものとして、以下説明する。また、過去の時間ステップｋで生成された軌道候補３５１ｅ～３５１ｉのうち、軌道候補３５１ｆが目標軌道として決定され、軌道候補３５１ｆ，３５１ｇ，３５１ｈは、それぞれ左旋回、直進、右旋回の動作パターンに該当するものとして、以下説明する。

　この場合、軌道候補生成部３２１は、複数の非決定軌道候補である軌道候補３５１ｅ，３５１ｇ，３５１ｈ，３５１ｉのうち動作パターンに該当する軌道候補３５１ｇ，３５１ｈを、新たな軌道候補の生成に用いられる暫定軌道候補として選択する。つまり、軌道候補生成部３２１は、動作パターンに該当しない軌道候補３５１ｅ，３５１ｉを、新たな軌道候補の生成に用いられる暫定軌道候補から除外する。

　＜実施の形態２のまとめ＞
　以のような本実施の形態２に係る軌道生成装置３００によれば、移動体１の動作パターンに該当する非決定軌道候補を、新たな軌道候補の生成に用いられる非決定軌道候補として選択する。このような構成によれば、図９のステップＳ３～Ｓ５の処理による計算負荷を低減することができたり、目標軌道決定部３２２による目標軌道を効率よく決定することができたりする。

　なお、以上の説明では、例えば１つの動作パターンに１つの非決定軌道候補が該当したが、１つの動作パターンに複数の非決定軌道候補が該当する場合もある。そのような場合に、軌道候補生成部３２１は、非決定軌道候補の評価関数の評価値と、動作パターンとに基づいて、複数の非決定軌道候補のうち、新たな軌道候補の生成に用いられる非決定軌道候補を選択してもよい。

　例えば、軌道候補生成部３２１は、１つの動作パターンに複数の非決定軌道候補が該当する場合に、複数の非決定軌道候補のうち非決定軌道候補の評価関数の評価値であるコスト値が最も小さい非決定軌道候補を選択してもよい。例えば、非決定軌道候補のノード数が多い場合、または、現在ノードから非決定軌道候補の次ノードへの移動量が小さい場合に、評価関数のコスト値が小さくなってもよい。このような構成によれば、図９のステップＳ３～Ｓ５の処理による計算負荷を低減することができたり、目標軌道決定部３２２による目標軌道を効率よく決定することができたりする。

　＜その他の変形例＞
　上述した図４の行動計画部３１０、軌道候補生成部３２１、及び、目標軌道決定部３２２を、以下「行動計画部３１０等」と記す。行動計画部３１０等は、図１３に示す処理回路８１により実現される。すなわち、処理回路８１は、移動体の移動の目標内容及び制約を生成する行動計画部３１０と、目標内容及び制約に基づいて逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成し、過去に生成された複数の軌道候補のうち目標軌道として決定された軌道候補以外の軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成する軌道候補生成部３２１と、軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、軌道候補から移動体が移動すべき目標軌道を決定する目標軌道決定部３２２と、を備える。処理回路８１には、専用のハードウェアが適用されてもよいし、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサが適用されてもよい。プロセッサには、例えば、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）などが該当する。

　処理回路８１が専用のハードウェアである場合、処理回路８１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。行動計画部３１０等の各部の機能それぞれは、処理回路を分散させた回路で実現されてもよいし、各部の機能をまとめて一つの処理回路で実現されてもよい。

　処理回路８１がプロセッサである場合、行動計画部３１０等の機能は、ソフトウェア等との組み合わせにより実現される。なお、ソフトウェア等には、例えば、ソフトウェア、ファームウェア、または、ソフトウェア及びファームウェアが該当する。ソフトウェア等はプログラムとして記述され、メモリに格納される。図１４に示すように、処理回路８１に適用されるプロセッサ８２は、メモリ８３に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の機能を実現する。すなわち、軌道生成装置３００は、処理回路８１により実行されるときに、移動体の移動の目標内容及び制約を生成するステップと、目標内容及び制約に基づいて逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成するステップと、軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、軌道候補から移動体が移動すべき目標軌道を決定するステップと、過去に生成された複数の軌道候補のうち目標軌道として決定された軌道候補以外の軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな目標軌道として決定可能な新たな軌道候補を生成するステップと、が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ８３を備える。換言すれば、このプログラムは、行動計画部３１０等の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ８３は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、それらのドライブ装置、または、今後使用されるあらゆる記憶媒体であってもよい。

　以上、行動計画部３１０等の各機能が、ハードウェア及びソフトウェア等のいずれか一方で実現される構成について説明した。しかしこれに限ったものではなく、行動計画部３１０等の一部を専用のハードウェアで実現し、別の一部をソフトウェア等で実現する構成であってもよい。例えば、行動計画部３１０については専用のハードウェアとしての処理回路８１でその機能を実現し、それ以外についてはプロセッサ８２としての処理回路８１がメモリ８３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。

　以上のように、処理回路８１は、ハードウェア、ソフトウェア等、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

　また、以上で説明した軌道生成装置は、処理装置と、通信端末と、処理装置及び通信端末の少なくとも１つにインストールされるアプリケーションの機能と、サーバとを適宜に組み合わせてシステムとして構築される軌道生成システムにも適用することができる。通信端末は、例えば、携帯電話、スマートフォン及びタブレットなどを含む。以上で説明した軌道生成装置の各機能あるいは各構成要素は、前記システムを構築する各機器に分散して配置されてもよいし、いずれかの機器に集中して配置されてもよい。

　なお、英文での本開示において’ａ’、’ａｎ’は、一つ以上を意味する。このため、’ａ’、’ａｎ’、’ｏｎｅ　ｏｒ　ｍｏｒｅ’及び’ａｔ　ｌｅａｓｔ　ｏｎｅ’は、同じ意味で使用可能である。

　なお、各実施の形態及び各変形例を自由に組み合わせたり、各実施の形態及び各変形例を適宜、変形、省略したりすることが可能である。上記した説明は、すべての局面において、例示であって、限定的なものではない。例示されていない無数の変形例が、想定され得るものと解される。

　以下、本開示の諸態様を付記としてまとめて記載する。

　（付記１）
　移動体の移動の目標内容及び制約を生成する行動計画部と、
　前記目標内容及び前記制約に基づいて逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成する軌道候補生成部と、
　前記軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、前記軌道候補から前記移動体が移動すべき目標軌道を決定する目標軌道決定部と
を備え、
　前記軌道候補生成部は、
　過去に生成された複数の前記軌道候補のうち前記目標軌道として決定された前記軌道候補以外の前記軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな前記目標軌道として決定可能な新たな前記軌道候補を生成する、軌道生成装置。

　（付記２）
　付記１に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補の一部と、前記目標軌道とに基づいて、前記新たな軌道候補を生成する、軌道生成装置。

　（付記３）
　付記１または付記２に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補の一部と、前記移動体の数式モデルとに基づいて、前記新たな軌道候補を生成する、軌道生成装置。

　（付記４）
　付記１から付記３のうちのいずれか１項に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補は、時系列順で繋がれた複数のノードを含み、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補のうちの現在時刻の次の時刻の第１ノードと、前記目標軌道の現在時刻の第２ノードとを繋ぐことによって、前記新たな軌道候補を生成する、軌道生成装置。

　（付記５）
　付記１から付記４のうちのいずれか１項に記載の軌道生成装置であって、
　前記移動体の動作パターンを設定する動作パターン設定部をさらに備え、
　前記軌道候補生成部は、
　前記動作パターンに基づいて、複数の前記非決定軌道候補のうち、前記新たな軌道候補の生成に用いられる前記非決定軌道候補を選択する、軌道生成装置。

　（付記６）
　付記５に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補は、時系列順で繋がれた複数のノードを含み、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補の評価関数の評価値と、前記動作パターンとに基づいて、複数の前記非決定軌道候補のうち、前記新たな軌道候補の生成に用いられる前記非決定軌道候補を選択する、軌道生成装置。

　（付記７）
　付記４に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補生成部は、
　前記移動体そのものの制約条件に基づいて、前記第１ノードの入力量を更新する、または、前記第１ノードの入力量と前記第１ノードの子ノードの入力量とを更新する、軌道生成装置。

　（付記８）
　付記７に記載の軌道生成装置であって、
　前記制約条件は、前記移動体の数式モデルの差分方程式に用いられる制約条件である、軌道生成装置。

　（付記９）
　付記７に記載の軌道生成装置であって、
　前記制約条件は、前記第２ノードの入力量と前記第２ノードの子ノードの入力量とを参照値とする最適化問題に用いられる制約条件である、軌道生成装置。

　（付記１０）
　移動体の移動の目標内容及び制約を生成し、
　前記目標内容及び前記制約に基づいて逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成し、
　前記軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、前記軌道候補から前記移動体が移動すべき目標軌道を決定し、
　過去に生成された複数の前記軌道候補のうち前記目標軌道として決定された前記軌道候補以外の前記軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな前記目標軌道として決定可能な新たな前記軌道候補を生成する、軌道生成方法。

　１　移動体、３００　軌道生成装置、３１０　行動計画部、３２１　軌道候補生成部、３２２　目標軌道決定部、３２４　動作パターン設定部、３５１　軌道候補。

Claims

　移動体の移動の目標内容及び制約を生成する行動計画部と、
　前記目標内容及び前記制約に基づいて逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成する軌道候補生成部と、
　前記軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、前記軌道候補から前記移動体が移動すべき目標軌道を決定する目標軌道決定部と
を備え、
　前記軌道候補生成部は、
　過去に生成された複数の前記軌道候補のうち前記目標軌道として決定された前記軌道候補以外の前記軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな前記目標軌道として決定可能な新たな前記軌道候補を生成する、軌道生成装置。
　請求項１に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補の一部と、前記目標軌道とに基づいて、前記新たな軌道候補を生成する、軌道生成装置。
　請求項１または請求項２に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補の一部と、前記移動体の数式モデルとに基づいて、前記新たな軌道候補を生成する、軌道生成装置。
　請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補は、時系列順で繋がれた複数のノードを含み、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補のうちの現在時刻の次の時刻の第１ノードと、前記目標軌道の現在時刻の第２ノードとを繋ぐことによって、前記新たな軌道候補を生成する、軌道生成装置。
　請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の軌道生成装置であって、
　前記移動体の動作パターンを設定する動作パターン設定部をさらに備え、
　前記軌道候補生成部は、
　前記動作パターンに基づいて、複数の前記非決定軌道候補のうち、前記新たな軌道候補の生成に用いられる前記非決定軌道候補を選択する、軌道生成装置。
　請求項５に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補は、時系列順で繋がれた複数のノードを含み、
　前記軌道候補生成部は、
　前記非決定軌道候補の評価関数の評価値と、前記動作パターンとに基づいて、複数の前記非決定軌道候補のうち、前記新たな軌道候補の生成に用いられる前記非決定軌道候補を選択する、軌道生成装置。
　請求項４に記載の軌道生成装置であって、
　前記軌道候補生成部は、
　前記移動体そのものの制約条件に基づいて、前記第１ノードの入力量を更新する、または、前記第１ノードの入力量と前記第１ノードの子ノードの入力量とを更新する、軌道生成装置。
　請求項７に記載の軌道生成装置であって、
　前記制約条件は、前記移動体の数式モデルの差分方程式に用いられる制約条件である、軌道生成装置。
　請求項７に記載の軌道生成装置であって、
　前記制約条件は、前記第２ノードの入力量と前記第２ノードの子ノードの入力量とを参照値とする最適化問題に用いられる制約条件である、軌道生成装置。
　移動体の移動の目標内容及び制約を生成し、
　前記目標内容及び前記制約に基づいて逐次的に展開するツリー構造の軌道候補を生成し、
　前記軌道候補の評価関数の評価値に基づいて、前記軌道候補から前記移動体が移動すべき目標軌道を決定し、
　過去に生成された複数の前記軌道候補のうち前記目標軌道として決定された前記軌道候補以外の前記軌道候補である非決定軌道候補の一部に基づいて、新たな前記目標軌道として決定可能な新たな前記軌道候補を生成する、軌道生成方法。