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特開2020-166702移動体システム、地図作成システム、経路作成プログラムおよび地図作成プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2020-166702(P2020-166702A)
(43)【公開日】2020年10月8日
(54)【発明の名称】移動体システム、地図作成システム、経路作成プログラムおよび地図作成プログラム
(51)【国際特許分類】
G05D 1/02 20200101AFI20200911BHJP
【ＦＩ】
G05D1/02 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
【全頁数】30
(21)【出願番号】特願2019-68093(P2019-68093)
(22)【出願日】2019年3月29日
(71)【出願人】
【識別番号】000107147
【氏名又は名称】日本電産シンポ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100101683
【弁理士】
【氏名又は名称】奥田 誠司
(74)【代理人】
【識別番号】100135703
【弁理士】
【氏名又は名称】岡部 英隆
(74)【代理人】
【識別番号】100188813
【弁理士】
【氏名又は名称】川喜田 徹
(74)【代理人】
【識別番号】100202197
【弁理士】
【氏名又は名称】村瀬 成康
(72)【発明者】
【氏名】永野 浩之
【テーマコード（参考）】
5H301
【Ｆターム（参考）】
5H301AA01
5H301AA10
5H301BB05
5H301BB07
5H301BB14
5H301CC03
5H301CC06
5H301CC10
5H301DD01
5H301DD06
5H301DD07
5H301DD15
5H301GG07
5H301GG08
5H301GG09
5H301GG10
5H301HH01
(57)【要約】
【課題】位置同定異常が発生しにくい、移動体のための経路の作成技術を提供する。【解決手段】移動体システム（３５１）は、自律的に移動することが可能な移動体（１０１）と、移動体が移動する経路を生成する運行管理装置（２５１）とを有する。移動体は位置推定装置から出力された位置情報を参照しながら駆動装置を制御して自律的に移動することが可能である。運行管理装置は、空間内の複数の位置の各々と複数の位置の各々における信頼度とを関連付けた信頼度地図（２０５ｂ）を記憶した記憶装置（２０３）と、信頼度地図データを参照して信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域（９４）を決定し、高信頼度領域を通過する経路を生成する演算回路（２０７）とを有する。移動体は、生成された経路に従って移動体を移動させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自律的に移動することが可能な少なくとも１つの移動体と、
前記少なくとも１つの移動体が移動する経路を生成する運行管理装置と
を備え、
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記運行管理装置と通信する第１通信回路と
を備え、
前記運行管理装置は、
前記少なくとも１つの移動体の各々と通信する第２通信回路と
空間内の複数の位置の各々と前記複数の位置の各々における信頼度とを関連付けた信頼度地図データを記憶した記憶装置と、
前記信頼度地図データを参照して前記信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定し、前記高信頼度領域を通過する経路を生成する演算回路と
を備え、
前記第１通信回路は、前記運行管理装置の前記演算回路が生成した前記経路を示す経路データを受け取り、前記コントローラは、前記経路データに従って前記移動体を移動させる、移動体システム。
前記少なくとも１つの移動体が移動する経路を生成する運行管理装置と
を備え、
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記運行管理装置と通信する第１通信回路と
を備え、
前記運行管理装置は、
前記少なくとも１つの移動体の各々と通信する第２通信回路と
空間内の複数の位置の各々と前記複数の位置の各々における信頼度とを関連付けた信頼度地図データを記憶した記憶装置と、
前記信頼度地図データを参照して前記信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定し、前記高信頼度領域を通過する経路を生成する演算回路と
を備え、
前記第１通信回路は、前記運行管理装置の前記演算回路が生成した前記経路を示す経路データを受け取り、前記コントローラは、前記経路データに従って前記移動体を移動させる、移動体システム。
【請求項2】
前記信頼度地図データでは、前記空間内の複数の単位領域の各位置と前記各位置における信頼度とが関連付けられている、請求項１に記載の移動体システム。
【請求項3】
前記演算回路は、
前記移動体が移動を開始する始点および終点の各位置を示すデータを受け取り、
前記始点および前記終点を結ぶ最短の第１経路を設定し、
前記第１経路が前記高信頼度領域を通過しない場合には、前記第１経路から、前記高信頼度領域を通過する第２経路を生成する、
請求項１または２に記載の移動体システム。
前記移動体が移動を開始する始点および終点の各位置を示すデータを受け取り、
前記始点および前記終点を結ぶ最短の第１経路を設定し、
前記第１経路が前記高信頼度領域を通過しない場合には、前記第１経路から、前記高信頼度領域を通過する第２経路を生成する、
請求項１または２に記載の移動体システム。
【請求項4】
前記第１経路は複数の区間で構成されており、
前記複数の区間の全てが前記高信頼度領域を通過しない場合には、前記演算回路は、前記複数の区間の少なくとも１つの区間を、前記高信頼度領域を通過する区間に変更することにより前記第２経路を生成する、請求項３に記載の移動体システム。
前記複数の区間の全てが前記高信頼度領域を通過しない場合には、前記演算回路は、前記複数の区間の少なくとも１つの区間を、前記高信頼度領域を通過する区間に変更することにより前記第２経路を生成する、請求項３に記載の移動体システム。
【請求項5】
前記記憶装置は、前記空間内の複数の位置の各々と前記複数の位置の各々における前記信頼度の時間的な変化の大きさとを関連付けた変化地図データをさらに記憶しており、
前記演算回路は、
前記変化地図データを参照して、前記信頼度の時間的な変化の大きさが予め定められた変化閾値以上である、高変化量領域を決定し、
前記高信頼度領域を通過し、かつ、前記高変化量領域を避ける経路を生成する、請求項１から４のいずれかに記載の移動体システム。
前記演算回路は、
前記変化地図データを参照して、前記信頼度の時間的な変化の大きさが予め定められた変化閾値以上である、高変化量領域を決定し、
前記高信頼度領域を通過し、かつ、前記高変化量領域を避ける経路を生成する、請求項１から４のいずれかに記載の移動体システム。
【請求項6】
前記信頼度の時間的な変化の大きさは、変化率、比、差および分散の少なくとも１つである、請求項５に記載の移動体システム。
【請求項7】
少なくとも１つの移動体と、
前記少なくとも１つの移動体を移動させるための地図データを作成する地図作成装置と
を備え、
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記位置情報および前記信頼度の組を送信する第１通信回路と
を備え、
前記地図作成装置は、
前記第１通信回路から前記位置情報および前記信頼度の組を受信する第２通信回路と、
空間内の各位置と前記信頼度とを関連付けた信頼度地図データを生成する演算回路と、
前記信頼度地図データを記憶する記憶装置と
を備えた地図作成システム。
前記少なくとも１つの移動体を移動させるための地図データを作成する地図作成装置と
を備え、
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記位置情報および前記信頼度の組を送信する第１通信回路と
を備え、
前記地図作成装置は、
前記第１通信回路から前記位置情報および前記信頼度の組を受信する第２通信回路と、
空間内の各位置と前記信頼度とを関連付けた信頼度地図データを生成する演算回路と、
前記信頼度地図データを記憶する記憶装置と
を備えた地図作成システム。
【請求項8】
前記信頼度地図データでは、前記空間内の複数の単位領域の各位置と前記各位置における信頼度とが関連付けられている、請求項１に記載の地図作成システム。
【請求項9】
前記地図作成装置の前記第２通信回路は前記信頼度地図データを送信する、請求項７または８に記載の地図作成システム。
【請求項10】
前記地図作成装置の前記演算回路は、前記空間内の複数の位置の各々と前記複数の位置の各々における前記信頼度の時間的な変化の大きさとを関連付けた変化地図データをさらに生成し、前記変化地図データを前記記憶装置に記憶する、請求項７から９のいずれかに記載の地図作成システム。
【請求項11】
前記変化地図データでは、前記空間内の複数の単位領域の各位置と前記各位置における信頼度の変化の大きさとが関連付けられている、請求項１０に記載の地図作成システム。
【請求項12】
前記第２通信回路は前記変化地図データを送信する、請求項１０または１１に記載の地図作成システム。
【請求項13】
自律的に移動することが可能な少なくとも１つの移動体と、前記少なくとも１つの移動体が移動する経路を生成する運行管理装置とを有する移動体システムにおいて、前記運行管理装置の演算回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記運行管理装置と通信する第１通信回路と
を備え、
前記運行管理装置は、
第２通信回路と、
空間内の複数の位置の各々と前記複数の位置の各々における信頼度とを関連付けた信頼度地図データを記憶した記憶装置と、
前記演算回路と
を備え、
前記コンピュータプログラムは前記演算回路に、
前記記憶装置から前記信頼度地図データを読み出させ、
前記信頼度地図データを参照して前記信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定させ、
前記高信頼度領域を通過する経路を生成させ、
前記第２通信回路を介して生成した前記経路を前記少なくとも１つの移動体に送信させる、コンピュータプログラム。
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記運行管理装置と通信する第１通信回路と
を備え、
前記運行管理装置は、
第２通信回路と、
空間内の複数の位置の各々と前記複数の位置の各々における信頼度とを関連付けた信頼度地図データを記憶した記憶装置と、
前記演算回路と
を備え、
前記コンピュータプログラムは前記演算回路に、
前記記憶装置から前記信頼度地図データを読み出させ、
前記信頼度地図データを参照して前記信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定させ、
前記高信頼度領域を通過する経路を生成させ、
前記第２通信回路を介して生成した前記経路を前記少なくとも１つの移動体に送信させる、コンピュータプログラム。
【請求項14】
少なくとも１つの移動体と、前記少なくとも１つの移動体を移動させるための地図データを作成する地図作成装置とを有する地図作成システムにおいて、前記地図作成装置の演算回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記位置情報および前記信頼度の組を送信する第１通信回路と
を備え、
前記地図作成装置は、前記第２通信回路と、前記演算回路と、前記記憶装置とを備え、
前記コンピュータプログラムは前記演算回路に、
第２通信回路を介して前記第１通信回路から前記位置情報および前記信頼度の組を受信させ、
空間内の各位置と前記信頼度とを関連付けた信頼度地図データを生成させ、
前記記憶装置に前記信頼度地図データを記憶させる、
コンピュータプログラム。
前記少なくとも１つの移動体は、
前記移動体を移動させる駆動装置と、
周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、
前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、
前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、
前記位置情報および前記信頼度の組を送信する第１通信回路と
を備え、
前記地図作成装置は、前記第２通信回路と、前記演算回路と、前記記憶装置とを備え、
前記コンピュータプログラムは前記演算回路に、
第２通信回路を介して前記第１通信回路から前記位置情報および前記信頼度の組を受信させ、
空間内の各位置と前記信頼度とを関連付けた信頼度地図データを生成させ、
前記記憶装置に前記信頼度地図データを記憶させる、
コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は移動体システム、地図作成システム、経路作成プログラムおよび地図作成プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
所定の経路に沿って自律的に空間を移動する自律移動ロボットが開発されている。自律移動ロボットは、レーザ距離センサ等の外界センサを用いて周囲の空間をセンシングし、センシング結果と、予め用意された地図とのマッチングを行い、自身の現在の位置および姿勢を推定（同定）する。自律移動ロボットは、自身の現在の位置および姿勢を制御しながら、当該経路に沿って移動することができる。
【0003】
特開平６−２２９７７１号公報は、経路を算出する技術を開示する。経路算出装置は、センサ入力からの計測データの信頼度に応じて適応的に雑音除去処理を行って雑音除去データを出力し、また同時に処理結果の信頼度を算出する。雑音除去されたデータおよびそのデータの信頼度が入力された特徴点抽出処理部は、特徴点の抽出およびその信頼度を算出する。最後に特徴点列およびその信頼度を用いて経路を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平６−２２９７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本願の、限定的ではない例示的なある実施形態は、位置同定異常が発生しにくい、移動体のための経路の作成技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の例示的な実施形態における移動体システムは、非限定的で例示的な実施形態において、自律的に移動することが可能な少なくとも１つの移動体と、前記少なくとも１つの移動体が移動する経路を生成する運行管理装置とを備え、前記少なくとも１つの移動体は、前記移動体を移動させる駆動装置と、周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、前記運行管理装置と通信する第１通信回路とを備え、前記運行管理装置は、前記少なくとも１つの移動体の各々と通信する第２通信回路と、空間内の複数の位置の各々と前記複数の位置の各々における信頼度とを関連付けた信頼度地図データを記憶した記憶装置と、前記信頼度地図データを参照して前記信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定し、前記高信頼度領域を通過する経路を生成する演算回路とを備え、前記第１通信回路は、前記運行管理装置の前記演算回路が生成した前記経路を示す経路データを受け取り、前記コントローラは、前記経路データに従って前記移動体を移動させる。
【0007】
本開示の例示的な実施形態における地図作成システムは、非限定的で例示的な実施形態において、少なくとも１つの移動体と、前記少なくとも１つの移動体を移動させるための地図データを作成する地図作成装置とを備え、前記少なくとも１つの移動体は、前記移動体を移動させる駆動装置と、周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャンごとにセンサデータを出力する外界センサと、前記センサデータと予め用意された環境地図データとを照合して、照合結果に基づき、前記移動体の位置および姿勢を示す位置情報、および前記センサデータと前記環境地図データとが一致した程度を示す信頼度を出力する位置推定装置と、前記位置推定装置から出力された前記位置情報を参照しながら前記駆動装置を制御して、前記移動体を移動させるコントローラと、前記位置情報および前記信頼度の組を送信する第１通信回路とを備え、前記地図作成装置は、前記第１通信回路から前記位置情報および前記信頼度の組を受信する第２通信回路と、空間内の各位置と前記信頼度とを関連付けた信頼度地図データを生成する演算回路と、前記信頼度地図データを記憶する記憶装置とを備えている。
【0008】
本開示の例示的な実施形態におけるコンピュータプログラムは、非限定的で例示的な実施形態において、上述の移動体システムにおける前記運行管理装置の演算回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは前記演算回路に、前記記憶装置から前記信頼度地図データを読み出させ、前記信頼度地図データを参照して前記信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定させ、前記高信頼度領域を通過する経路を生成させ、前記第２通信回路を介して生成した前記経路を前記少なくとも１つの移動体に送信させる。
【0009】
本開示の例示的な実施形態におけるコンピュータプログラムは、非限定的で例示的な実施形態において、上述の地図作成システムにおいて、前記地図作成装置の演算回路によって実行されるコンピュータプログラムであって、前記第２通信回路を介して前記第１通信回路から前記位置情報および前記信頼度の組を受信させ、空間内の各位置と前記信頼度とを関連付けた信頼度地図データを生成させ、前記記憶装置に前記信頼度地図データを記憶させる。
【発明の効果】
【0010】
本開示の実施形態によれば、移動体の経路を生成する際、運行管理装置は空間内の複数の位置の各々と複数の位置の各々における信頼度とを関連付けた信頼度地図データを参照する。運行管理装置は、信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定し、高信頼度領域を通過する経路を生成する。生成された経路では位置同定異常が生じにくいため、移動体はより精度よく自己位置を推定することが可能になり、よりスムーズな運行を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
＜用語＞本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。
【0013】
「無人搬送車」（ＡＧＶ）とは、本体に人手または自動で荷物を積み込み、指示された場所まで自動走行し、人手または自動で荷卸しをする無軌道車両を意味する。「無人搬送車」は、無人牽引車および無人フォークリフトを含む。
【0014】
「無人」の用語は、車両の操舵に人を必要としないことを意味しており、無人搬送車が「人（たとえば荷物の積み下ろしを行う者）」を搬送することは除外しない。
【0015】
「無人牽引車」とは、人手または自動で荷物の積み込み荷卸しをする台車を牽引して、指示された場所まで自動走行する無軌道車両である。
【0016】
「無人フォークリフト」とは、荷物移載用のフォークなどを上下させるマストを備え、フォークなどに荷物を自動移載し指示された場所まで自動走行し、自動荷役作業をする無軌道車両である。
【0017】
「無軌道車両」とは、車輪と、車輪を回転させる電気モータまたはエンジンを備える移動体（vehicle）である。
【0018】
「移動体」とは、人または荷物を載せて移動する装置であり、移動のための駆動力(traction)を発生させる車輪、二足または多足歩行装置、プロペラなどの駆動装置を備える。本開示における「移動体」の用語は、狭義の無人搬送車のみならず、モバイルロボット、サービスロボット、およびドローンを含む。
【0019】
「自動走行」は、無人搬送車が通信によって接続されるコンピュータの運行管理システムの指令に基づく走行と、無人搬送車が備える制御装置による自律的走行とを含む。自律的走行には、無人搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれる。また、無人搬送車は、一時的に作業者の指示に基づくマニュアル走行を行ってもよい。「自動走行」は、一般には「ガイド式」の走行および「ガイドレス式」の走行の両方を含むが、本開示では「ガイドレス式」の走行を意味する。
【0020】
「ガイド式」とは、誘導体を連続的または断続的に設置し、誘導体を利用して無人搬送車を誘導する方式である。
【0021】
「ガイドレス式」とは、誘導体を設置せずに誘導する方式である。本開示の実施形態における無人搬送車は、自己位置推定装置を備え、ガイドレス式で走行することができる。
【0022】
「自己位置推定装置」は、レーザレンジファインダなどの外界センサによって取得されたセンサデータに基づいて環境地図上における自己位置を推定する装置である。
【0023】
「外界センサ」は、移動体の外部の状態をセンシングするセンサである。外界センサには、たとえば、レーザレンジファインダ（測域センサともいう）、カメラ（またはイメージセンサ）、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および磁気センサがある。
【0024】
「内界センサ」は、移動体の内部の状態をセンシングするセンサである。内界センサには、たとえばロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と称することがある）、加速度センサ、および角加速度センサ（たとえばジャイロセンサ）がある。
【0025】
「ＳＬＡＭ（スラム）」とは、Simultaneous Localization and Mappingの略語であり、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うことを意味する。
【0026】
＜例示的な実施形態＞以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体および移動体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。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【0027】
本開示では、「移動体管理システム」を説明する。「移動体管理システム」は２種類のシステム、すなわち地図作成システムおよび移動体システム、を包括する概念である。地図作成システムおよび移動体システムはいずれも構成要素として移動体を含むが、各システムにおける移動体の動作は異なっている。
【0028】
地図作成システムで行われる移動体の動作（第１の動作）は、後述の信頼度地図の作成に必要なデータを収集して地図作成装置に送信する動作である。移動体システムで行われる移動体の動作（第２の動作）は、外界センサを用いて取得したセンサデータと予め作成されている地図データとを照合して自己位置を推定しながら、運行管理装置によって生成された経路に沿って自律的に移動する動作である。そのような移動体の例は、無人搬送車（例えば後述の図６）である。
【0029】
図１は、移動体管理システム１００（地図作成システム３０１および移動体システム３５１）の概略構成を示すブロック図である。移動体管理システム１００は、管理装置５０と、移動体１０１とを有している。管理装置５０は、地図作成システム３０１では地図作成装置２０１として動作し、移動体システム３５１では運行管理装置２５１として動作する。ハードウェア構成上は、地図作成装置２０１と運行管理装置２５１とは同じである。
【0030】
地図作成システム３０１および移動体システム３５１は異なる状況・場面で利用され得るため、本来は別個独立の機器群によって構成され得る。しかしながら、同じ機器群が、あるタイミングでは一方のシステムとして動作し、他のタイミングでは他方のシステムとして動作してもよい。移動体の上述の第１の動作および第２の動作は択一的に行われるとは限られない。例えば移動体が既存の環境地図を用いて上述の第２の動作を行っている際、推定した現在の位置情報、および、環境地図と実際に取得されたセンサデータとが一致した程度（信頼度）の組を地図作成装置に送信することができる。なお、信頼度の単位は、例えば「％」である。
【0032】
移動体１０１は、外界センサ１０３と、位置推定装置１０５と、コントローラ１０７と、駆動装置１０９と、通信回路１１１とを備えている。ある実施形態では位置推定装置１０５およびコントローラ１０７は、それぞれ別個の半導体集積回路チップであるが、他の実施形態では、位置推定装置１０５およびコントローラ１０７は１つの半導体集積回路チップであり得る。
【0033】
駆動装置１０９は、移動体１０１を移動させる機構を備えている。駆動装置１０９は、例えば少なくとも１台の駆動用電気モータ（以下、単に「モータ」と称する）、および、当該モータを制御するモータ制御回路を備え得る。
【0034】
外界センサ１０３は、例えばレーザレンジファインダ、カメラ、レーダ、またはＬＩＤＡＲなどの、外部環境をセンシングするセンサである。外界センサ１０３は、所定の角度範囲で周囲の空間を繰り返しスキャンしてセンサデータを出力する。
【0035】
位置推定装置１０５は、不図示の記憶装置に地図データを格納している。地図データは、例えば、移動体１０１の動作開始前に取得されたセンサデータを用いて生成されている。センサデータは、実際に移動体１０１が空間を移動しながら取得され得る。
【0036】
位置推定装置１０５は、外界センサ１０３から出力されたセンサデータと当該地図データとを照合して、照合結果に基づき移動体の位置および姿勢を推定する。位置推定装置１０５は、推定した移動体の位置および姿勢（orientation）を示す情報（本明細書において「位置情報」と称する）を順次出力する。位置推定装置１０５は、センサデータと地図データとを照合した際、両者が一致した程度を示す信頼度を出力する。信頼度は、推定された現在の位置情報とともに１組のデータとして出力され得る。
【0037】
コントローラ１０７は、例えば、半導体集積回路であるマイクロコントローラユニット（マイコン）である。コントローラ１０７は、信頼度が所定の基準値以上であれば、位置推定装置１０５から出力された位置情報を参照しながら駆動装置１０９を制御して、移動体１０１を移動させる。信頼度が所定の基準値未満であれば、コントローラ１０７は位置情報に従った移動に代えて、例えば後述のオドメトリデータを利用した走行に切り替えてもよい。
【0038】
地図作成システム３０１において利用される移動体１０１は、位置情報および信頼度を１組としたデータを、地図作成装置２０１に送信する。それにより地図作成装置２０１は、位置ごとに信頼度を記述した「信頼度地図」を作成することができる。地図作成装置２０１はさらに、位置ごとに信頼度の時間的な変化の大きさを関連付けた「変化地図」を作成することもできる。信頼度地図および変化地図は、移動体システム３５１において運行管理装置２５１が移動体１０１の移動経路を決定する際に利用され得る。詳細は後述する。
【0039】
地図作成システム３０１で利用される地図作成装置２０１は、記憶装置２０３と、演算回路２０７と、通信回路２０９とを有する。
【0040】
記憶装置２０３は、ハードディスクドライブなどの磁気記憶装置、ソリッドステートドライブなどの半導体記憶装置、光ディスクドライブなどの光学的記録媒体などの記憶装置である。記憶方式は任意である。
【0041】
演算回路２０７は、半導体集積回路であるマイクロコントローラユニット（マイコン）である。
【0042】
通信回路２０９は、無線または有線で通信を行う回路である。無線で通信を行う場合、通信回路２０９は、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した通信を行うための、アンテナ、高周波回路等を含む通信チップであり得る。有線で通信を行う場合、通信回路２０９は、例えばイーサネット（登録商標）規格に準拠した通信を行うための、インタフェース装置および半導体集積回路によって構成された通信コントローラを含む。
【0043】
演算回路２０７は、通信回路２０９を介して移動体１０１から受信した位置情報および信頼度の組を利用して、空間内の各位置と信頼度とを関連付けた信頼度地図２０５ｂを生成する。演算回路２０７は、生成した信頼度地図２０５ｂを記憶装置２０３に格納する。
【0044】
図１に示す例では、記憶装置２０３は環境地図２０５ａおよび変化地図２０５ｃを記憶している。演算回路２０７が環境地図２０５ａを生成することは必須ではない。例えば地図作成装置２０１は、他の装置によって作成された環境地図２０５ａを記憶装置２０３に記憶していてもよい。また地図作成装置２０１は、信頼度地図２０５ｂの生成に加えて、必要に応じて変化地図２０５ｃを生成し、記憶装置２０３に記憶してもよい。
【0045】
なお、演算回路２０７によって生成され、記憶装置２０３に格納される実体は各地図の「データ」である。しかしながら説明の便宜上、「データ」という文言を省略することがある。
【0046】
図２Ａは、地図作成システム３０１として機能する移動体１０１および地図作成装置２０１の各動作の概要を示すフローチャートである。図中のステップＳ１０、Ｓ１２およびＳ１４が移動体１０１の動作であり、ステップＳ２０およびＳ２２が地図作成装置２０１の動作である。移動体１０１および地図作成装置２０１は別個独立のコンピュータプログラムによって動作する。
【0047】
ステップＳ１０において移動体１０１の外界センサ１０３は、周囲の空間を繰り返しスキャンしてスキャン毎に得られたセンサデータを出力する。ステップＳ１２において位置推定装置１０５はセンサデータと環境地図データとを照合して、推定した位置情報と信頼度の組を出力する。ステップＳ１４において、コントローラ１０７は通信回路１１１を介して地図作成装置２０１に位置情報と信頼度の組を送信する。
【0048】
地図作成装置２０１の演算回路２０７は、通信回路２０９を介して移動体１０１から得られた位置情報と信頼度の組を次々と受け取る。
【0049】
ステップＳ２０において、通信回路２０９は位置情報と信頼度の組のデータを次々と受け取り、演算回路２０７に渡す。ステップＳ２２において、演算回路２０７は、受け取った空間内の各位置と信頼度とを関連付けて信頼度地図を生成する。ステップＳ２２において演算回路２０７は、生成した信頼度地図のデータを記憶装置２０３に記憶する。
【0050】
このようにして得られた信頼度地図を参照すれば、空間内の各位置の信頼度の高低を把握することができる。信頼度が相対的に高い位置では、移動体１０１は自己位置を比較的高精度で推定することができる。一方、信頼度が相対的に低い位置では、移動体１０１の自己位置推定精度が相対的に低くなる可能性があることが分かる。
【0051】
なお、ステップＳ１０、Ｓ１２およびＳ１４の動作主体は異なっているが、実際には、例えば１つの信号処理回路またはコンピュータ（図示せず）が外界センサ１０３、位置推定装置１０５およびコントローラ１０７を制御して動作させていると考えることができる。図２Ａの移動体１０１の動作は、そのような１つの信号処理回路またはコンピュータが実行するコンピュータプログラムの手順であり得る。
【0052】
またステップＳ２０、Ｓ２２およびＳ２４についても同様に、例えば１つの信号処理回路またはコンピュータ（図示せず）が記憶装置２０３、演算回路２０７および通信回路２０９を制御して動作させていると考えることができる。図２Ａの地図作成装置２０１の動作は、そのような１つの信号処理回路またはコンピュータが実行するコンピュータプログラムの手順であり得る。
【0053】
地図作成装置２０１と運行管理装置２５１とが別個の装置として存在する場合、地図作成装置２０１の演算回路２０７は、生成した信頼度地図および／または変化地図２０５ｃのデータを、通信回路２０９を介して運行管理装置２５１に送信してもよい。
【0055】
移動体システム３５１における移動体１０１の構成は、地図作成システム３０１における移動体１０１の構成と同じである。従って移動体１０１の再度の説明は省略する。移動体システム３５１における移動体１０１固有の動作は以下に説明する。
【0056】
移動体システム３５１で利用される運行管理装置２５１もまた、記憶装置２０３、演算回路２０７および通信回路２０９を有する。運行管理装置２５１のハードウェア構成は地図作成装置２０１のハードウェア構成と同じであってよい。また、記憶装置２０３には環境地図２０５ａ、信頼度地図２０５ｂおよび変化地図２０５ｃがそれぞれ記憶されている。ただし変化地図２０５ｃを記憶することは必須ではない。
【0057】
図２Ｂは、移動体システム３５１として機能する移動体１０１および運行管理装置２５１の各動作の概要を示すフローチャートである。
【0058】
ステップＳ３０において、運行管理装置２５１の演算回路２０７は、記憶装置２０３から信頼度地図２０５ｂを読み出す。ステップＳ３２において演算回路２０７は、信頼度地図データを参照して信頼度が予め定められた信頼度閾値以上である高信頼度領域を決定する。ステップＳ３４において演算回路２０７は、高信頼度領域を通過する経路を生成する。ステップＳ３６において演算回路２０７は、通信回路２０９を介して生成した経路のデータを送信する。
【0059】
ステップＳ４０において移動体１０１のコントローラ１０７は、通信回路１１１を介して経路のデータを受け取る。ステップＳ４２において移動体１０１は、駆動装置１０９を制御して経路に沿って移動する。
【0060】
図２Ｂの運行管理装置２５１の動作は、そのような１つの信号処理回路またはコンピュータが実行するコンピュータプログラムの手順であり得る。また、図２Ｂの移動体１０１の動作は、そのような１つの信号処理回路またはコンピュータが実行するコンピュータプログラムの手順であり得る。
【0061】
高信頼度領域では移動体１０１は自己位置を比較的高精度で推定することができる。したがって、高信頼度領域を通過する経路に沿って移動する移動体１０１は、スムーズに運行することができる。
【0062】
以下、移動体が無人搬送車である場合のより具体的な例を説明する。本明細書では、略語を用いて、無人搬送車を「ＡＧＶ」と記述することがある。なお、以下の説明は、矛盾がない限り、ＡＧＶ以外の移動体、例えば移動ロボット、ドローン、または有人の車両などにも同様に適用することができる。以下では主として環境地図を単に「地図」と略記することがある。本開示では「地図」は、上述の「信頼度地図」、「変化地図」を包含しないことに留意されたい。
【0063】
（１）システムの基本構成図３は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、少なくとも１台のＡＧＶ１０と、地図の作成またはＡＧＶ１０の運行管理を行う管理装置５０とを含む。図３には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。
【0064】
ＡＧＶ１０は、走行に磁気テープなどの誘導体が不要な「ガイドレス式」走行が可能な無人搬送台車である。ＡＧＶ１０は、自己位置推定を行い、推定の結果を端末装置２０および管理装置５０に送信することができる。ＡＧＶ１０は、管理装置５０からの指令に従って移動空間Ｓ内を自動走行することが可能である。ＡＧＶ１０は、さらに、人または他の移動体に追従して移動する「追尾モード」で動作することが可能である。
【0065】
管理装置５０は、地図作成装置２０１（図１）として動作する場合には移動空間Ｓの地図を作成し、運行管理装置２５１（図１）として動作する場合には、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングし、各ＡＧＶ１０の走行を管理する。管理装置５０は、コンピュータシステムであり、デスクトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータであり得る。管理装置５０は、複数のアクセスポイント２を介して、各ＡＧＶ１０と通信する。たとえば、管理装置５０は、各ＡＧＶ１０が次に向かうべき位置の座標のデータを各ＡＧＶ１０に送信する。各ＡＧＶ１０は、定期的に、たとえば１００ミリ秒ごとに自身の位置および姿勢（orientation）を示すデータを管理装置５０に送信する。指示した位置にＡＧＶ１０が到達すると、管理装置５０は、さらに次に向かうべき位置の座標のデータを送信する。ＡＧＶ１０は、端末装置２０に入力されたユーザ１の操作に応じて移動空間Ｓ内を走行することも可能である。端末装置２０の一例はタブレットコンピュータである。典型的には、端末装置２０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成時に行われ、管理装置５０を利用したＡＧＶ１０の走行は地図作成後に行われる。
【0066】
図４は、３台のＡＧＶ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが存在する移動空間Ｓの一例を示している。いずれのＡＧＶも図中の奥行き方向に走行しているとする。ＡＧＶ１０ａおよび１０ｂは天板に載置された荷物を搬送中である。ＡＧＶ１０ｃは、前方のＡＧＶ１０ｂに追従して走行している。なお、説明の便宜のため、図４では参照符号１０ａ、１０ｂおよび１０ｃを付したが、以下では、「ＡＧＶ１０」と記述する。
【0067】
ＡＧＶ１０は、天板に載置された荷物を搬送する方法以外に、自身と接続された牽引台車を利用して荷物を搬送することも可能である。図５Ａは接続される前のＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。牽引台車５の各足にはキャスターが設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５と機械的に接続される。図５Ｂは、接続されたＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。ＡＧＶ１０が走行すると、牽引台車５はＡＧＶ１０に牽引される。牽引台車５を牽引することにより、ＡＧＶ１０は、牽引台車５に載置された荷物を搬送できる。
【0068】
ＡＧＶ１０と牽引台車５との接続方法は任意である。ここでは一例を説明する。ＡＧＶ１０の天板にはプレート６が固定されている。牽引台車５には、スリットを有するガイド７が設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５に接近し、プレート６をガイド７のスリットに差し込む。差し込みが完了すると、ＡＧＶ１０は、図示されない電磁ロック式ピンをプレート６およびガイド７に貫通させ、電磁ロックをかける。これにより、ＡＧＶ１０と牽引台車５とが物理的に接続される。
【0069】
再び図３を参照する。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、たとえば１対１で接続されてＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した通信を行うことができる。各ＡＧＶ１０と端末装置２０とは、１または複数のアクセスポイント２を利用してＷｉ−Ｆｉ（登録商標）に準拠した通信を行うこともできる。複数のアクセスポイント２は、たとえばスイッチングハブ３を介して互いに接続されている。図３には２台のアクセスポイント２ａ、２ｂが記載されている。ＡＧＶ１０はアクセスポイント２ａと無線で接続されている。端末装置２０はアクセスポイント２ｂと無線で接続されている。ＡＧＶ１０が送信したデータはアクセスポイント２ａで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ｂに転送され、アクセスポイント２ｂから端末装置２０に送信される。また、端末装置２０が送信したデータは、アクセスポイント２ｂで受信され、スイッチングハブ３を介してアクセスポイント２ａに転送され、アクセスポイント２ａからＡＧＶ１０に送信される。これにより、ＡＧＶ１０および端末装置２０の間の双方向通信が実現される。複数のアクセスポイント２はスイッチングハブ３を介して管理装置５０とも接続されている。これにより、管理装置５０と各ＡＧＶ１０との間でも双方向通信が実現される。
【0070】
（２）環境地図の作成自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されており、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。
【0071】
ＡＧＶ１０は、ユーザの操作によってデータ取得モードに遷移する。データ取得モードにおいて、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダを用いたセンサデータの取得を開始する。レーザレンジファインダは周期的にたとえば赤外線または可視光のレーザビームを周囲に放射して周囲の空間Ｓをスキャンする。レーザビームは、たとえば、壁、柱等の構造物、床の上に置かれた物体等の表面で反射される。レーザレンジファインダは、レーザビームの反射光を受けて各反射点までの距離を計算し、各反射点の位置が示された測定結果のデータを出力する。各反射点の位置には、反射光の到来方向および距離が反映されている。測定結果のデータは「計測データ」または「センサデータ」と呼ばれることがある。
【0072】
位置推定装置は、センサデータを記憶装置に蓄積する。移動空間Ｓ内のセンサデータの取得が完了すると、記憶装置に蓄積されたセンサデータが外部装置に送信される。外部装置は、たとえば信号処理プロセッサを有し、かつ、地図作成プログラムがインストールされたコンピュータである。
【0073】
外部装置の信号処理プロセッサは、スキャンごとに得られたセンサデータ同士を重ね合わせる。信号処理プロセッサが重ね合わせる処理を繰り返し行うことにより、空間Ｓの地図を作成することができる。外部装置は、作成した地図のデータをＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、作成した地図のデータを内部の記憶装置に保存する。外部装置は、管理装置５０であってもよいし、他の装置であってもよい。
【0074】
外部装置ではなくＡＧＶ１０が地図の作成を行ってもよい。上述した外部装置の信号処理プロセッサが行った処理を、ＡＧＶ１０のマイクロコントローラユニット（マイコン）などの回路が行えばよい。ＡＧＶ１０内で地図を作成する場合には、蓄積されたセンサデータを外部装置に送信する必要が無くなる。センサデータのデータ容量は一般には大きいと考えられる。センサデータを外部装置に送信する必要がないため、通信回線の占有を回避できる。
【0075】
なお、センサデータを取得するための移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が走行することによって実現し得る。たとえば、ＡＧＶ１０は、端末装置２０を介して無線でユーザから前後左右の各方向への移動を指示する走行指令を受け取る。ＡＧＶ１０は走行指令にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成する。ＡＧＶ１０がジョイスティック等の操縦装置と有線で接続されている場合には、当該操縦装置からの制御信号にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成してもよい。レーザレンジファインダを搭載した計測台車を人が押し歩くことによってセンサデータを取得してもよい。
【0076】
なお、図３および図４には複数台のＡＧＶ１０が示されているが、ＡＧＶは１台であってもよい。複数台のＡＧＶ１０が存在する場合、ユーザ１は端末装置２０を利用して、登録された複数のＡＧＶのうちから一台のＡＧＶ１０を選択して、移動空間Ｓの地図を作成させることができる。
【0077】
地図が作成されると、以後、各ＡＧＶ１０は当該地図を利用して自己位置を推定しながら自動走行することができる。自己位置を推定する処理の説明は後述する。
【0078】
（３）ＡＧＶの構成図６は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。なお、ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図６には示されていない。また、図６には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されているが、左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。
【0079】
ＡＧＶ１０は、さらに、障害物を検知するための少なくとも１つの障害物センサ１９を備えている。図６の例では、フレーム１２の４隅に４つの障害物センサ１９が設けられている。障害物センサ１９の個数および配置は、図６の例とは異なっていてもよい。障害物センサ１９は、例えば、赤外線センサ、超音波センサ、またはステレオカメラなどの、距離計測が可能な装置であり得る。障害物センサ１９が赤外線センサである場合、例えば一定時間ごとに赤外線を出射し、反射された赤外線が戻ってくるまでの時間を計測することにより、一定距離以内に存在する障害物を検知することができる。ＡＧＶ１０は、少なくとも１つの障害物センサ１９から出力された信号に基づいて経路上の障害物を検知したとき、その障害物を回避する動作を行う。
【0080】
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。
【0081】
レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外線または可視光のレーザビーム１５ａを放射し、当該レーザビーム１５ａの反射光を検出することにより、反射点までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザビーム１５ａを放射し、各レーザビーム１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８１ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。なお、本実施形態では、レーザレンジファインダ１５が行う周囲の空間のスキャンは実質的に床面に平行であり、平面的（二次元的）である。しかしながら、レーザレンジファインダ１５は高さ方向のスキャンを行ってもよい。
【0082】
ＡＧＶ１０の位置および姿勢（向き）と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶ１０は、空間Ｓの地図を作成することができる。地図には、ＡＧＶの周囲の壁、柱等の構造物、床の上に載置された物体の配置が反映され得る。地図のデータは、ＡＧＶ１０内に設けられた記憶装置に格納される。
【0083】
一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。二次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。
【0084】
レーザビーム１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。
【0085】
レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。
【0086】
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。
【0087】
走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。なお、保持されている地図データは、他のＡＧＶ１０が作成した地図データであってもよい。
【0089】
ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、２台のモータ１６ａおよび１６ｂと、駆動装置１７と、車輪１１ａおよび１１ｂと、２つのロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂとを備えている。
【0090】
走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄと、位置推定装置１４ｅとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃ、通信回路１４ｄおよび位置推定装置１４ｅは通信バス１４ｆで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。レーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｆに接続されており、計測結果である計測データを、マイコン１４ａ、位置推定装置１４ｅおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。
【0091】
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。
【0092】
左右のモータ１６ａおよび１６ｂの駆動を制御する１つ以上の制御回路（たとえばマイコン）を、マイコン１４ａとは独立して設けてもよい。たとえば、モータ駆動装置１７が、モータ１６ａおよび１６ｂの駆動をそれぞれ制御する２つのマイコンを備えていてもよい。それらの２つのマイコンは、エンコーダ１８ａおよび１８ｂから出力されたエンコーダ情報を用いた座標計算をそれぞれ行い、所与の初期位置からのＡＧＶ１０の移動距離を推定してもよい。また、当該２つのマイコンは、エンコーダ情報を利用してモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを制御してもよい。
【0093】
メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。
【0094】
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。
【0095】
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。
【0096】
走行経路データＲの例を説明する。
【0097】
端末装置２０がタブレットコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０はタブレットコンピュータから走行経路を示す走行経路データＲを受信する。このときの走行経路データＲは、複数のマーカの位置を示すマーカデータを含む。「マーカ」は走行するＡＧＶ１０の通過位置（経由点）を示す。走行経路データＲは、走行開始位置を示す開始マーカおよび走行終了位置を示す終了マーカの位置情報を少なくとも含む。走行経路データＲは、さらに、１以上の中間経由点のマーカの位置情報を含んでもよい。走行経路が１以上の中間経由点を含む場合には、開始マーカから、当該走行経由点を順に経由して終了マーカに至る経路が、走行経路として定義される。各マーカのデータは、そのマーカの座標データに加えて、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）および走行速度のデータを含み得る。ＡＧＶ１０が各マーカの位置で一旦停止し、自己位置推定および端末装置２０への通知などを行う場合には、各マーカのデータは、当該走行速度に達するまでの加速に要する加速時間、および／または、当該走行速度から次のマーカの位置で停止するまでの減速に要する減速時間のデータを含み得る。
【0098】
端末装置２０ではなく管理装置５０（たとえば、ＰＣおよび／またはサーバコンピュータ）がＡＧＶ１０の移動を制御してもよい。その場合には、管理装置５０は、ＡＧＶ１０がマーカに到達する度に、次のマーカへの移動をＡＧＶ１０に指示してもよい。たとえば、ＡＧＶ１０は、管理装置５０から、次に向かうべき目的位置の座標データ、または、当該目的位置までの距離および進むべき角度のデータを、走行経路を示す走行経路データＲとして受信する。
【0099】
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。
【0100】
通信回路１４ｄは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。たとえばＡＧＶ１０を走行させて地図を作成するモードでは、通信回路１４ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１で端末装置２０と通信する。
【0101】
位置推定装置１４ｅは、地図の作成処理、および、走行時には自己位置の推定処理を行うことができる。例えば位置推定装置１４ｅは、ＡＧＶ１０の位置および姿勢とレーザレンジファインダのスキャン結果とにより、移動空間Ｓの地図を作成する。走行時には、位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５からセンサデータを受け取り、また、記憶装置１４ｃに記憶された地図データＭを読み出す。レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。位置推定装置１４ｅは、局所的地図データが地図データＭに一致した程度を表す「信頼度」のデータを生成する。信頼度は、例えば、取得したセンサデータの総数と、地図データＭと一致するセンサデータ数との比率で算出することができる。自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データは、ＡＧＶ１０から端末装置２０または管理装置５０に送信され得る。端末装置２０または管理装置５０は、自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データを受信して、内蔵または接続された表示装置に表示することができる。
【0102】
本実施形態では、マイコン１４ａと位置推定装置１４ｅとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅの各動作を独立して行うことが可能な１つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図７Ａには、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅを包括するチップ回路１４ｇが示されている。以下では、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが別個独立に設けられている例を説明する。
【0103】
２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ａおよび１１ｂに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ａおよび１１ｂはそれぞれ駆動輪である。本明細書では、モータ１６ａおよびモータ１６ｂは、それぞれＡＧＶ１０の右輪および左輪を駆動するモータであるとして説明する。
【0104】
移動体１０は、さらに、車輪１１ａおよび１１ｂの回転位置または回転速度を測定するエンコーダユニット１８をさらに備えている。エンコーダユニット１８は、第１ロータリエンコーダ１８ａおよび第２ロータリエンコーダ１８ｂを含む。第１ロータリエンコーダ１８ａは、モータ１６ａから車輪１１ａまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。第２ロータリエンコーダ１８ｂは、モータ１６ｂから車輪１１ｂまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。エンコーダユニット１８は、ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂによって取得された信号を、マイコン１４ａに送信する。マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから受信した信号だけでなく、エンコーダユニット１８から受信した信号を利用して、移動体１０の移動を制御してもよい。
【0105】
駆動装置１７は、２台のモータ１６ａおよび１６ｂの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを有する。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂの各々はいわゆるインバータ回路を含む。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂは、マイコン１４ａまたはモータ駆動回路１７ａ内のマイコンから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。
【0106】
図７Ｂは、ＡＧＶ１０の第２のハードウェア構成例を示している。第２のハードウェア構成例は、レーザ測位システム１４ｈを有する点、および、マイコン１４ａが各構成要素と１対１で接続されている点において、第１のハードウェア構成例（図７Ａ）と相違する。
【0107】
レーザ測位システム１４ｈは、位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５を有する。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されている。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５の各動作は上述した通りである。レーザ測位システム１４ｈは、ＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を示す情報をマイコン１４ａに出力する。
【0108】
マイコン１４ａは、種々の汎用Ｉ／Ｏインタフェースまたは汎用入出力ポート（図示せず）を有している。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄ、レーザ測位システム１４ｈ等の、走行制御装置１４内の他の構成要素と、当該汎用入出力ポートを介して直接接続されている。
【0110】
本開示の実施形態におけるＡＧＶ１０は、図示されていないバンパースイッチなどのセーフティセンサを備えていてもよい。ＡＧＶ１０は、ジャイロセンサなどの慣性計測装置を備えていてもよい。ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂまたは慣性計測装置などの内界センサによる測定データを利用すれば、ＡＧＶ１０の移動距離および姿勢の変化量(角度)を推定することができる。これらの距離および角度の推定値は、オドメトリデータと呼ばれ、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の情報を補助する機能を発揮し得る。
【0111】
（４）地図データ図８Ａ〜図８Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示す。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図７Ａおよび図７Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。
【0112】
図８Ａには、レーザレンジファインダ１５を用いて周囲の空間をスキャンするＡＧＶ１０が示されている。所定のステップ角毎にレーザビームが放射され、スキャンが行われる。なお、図示されたスキャン範囲は模式的に示した例であり、上述した合計２７０度のスキャン範囲とは異なっている。
【0113】
図８Ａ〜図８Ｆの各々では、レーザビームの反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて模式的に示されている。レーザビームのスキャンは、レーザレンジファインダ１５の位置および姿勢が変化する間に短い周期で実行される。このため、現実の反射点の個数は、図示されている反射点４の個数よりも遥かに多い。位置推定装置１４ｅは、走行に伴って得られる黒点４の位置を、たとえばメモリ１４ｂに蓄積する。ＡＧＶ１０が走行しながらスキャンを継続して行うことにより、地図データが徐々に完成されてゆく。図８Ｂから図８Ｅ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。
【0114】
地図作成装置２０１（図１）として動作する管理装置５０は、地図作成に必要な量のセンサデータを取得すると、そのセンサデータに基づいて地図を作成する。なお、地図作成装置２０１に代えて、ＡＧＶ１０内のマイコン１４ａが地図を作成してもよい。地図作成装置２０１またはマイコン１４ａは、センサデータを取得しながらリアルタイムで地図を作成してもよい。
【0115】
図８Ｆは、完成した地図４０の一部を模式的に示す。図８Ｆに示される地図では、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群(Point Cloud)によって自由空間が仕切られている。地図の他の例は、物体が占有している空間と自由空間とをグリッド単位で区別する占有格子地図である。地図のデータ（地図データＭ）は管理装置５０の記憶装置またはＡＧＶ１０のメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに蓄積される。なお図示されている黒点の数または密度は一例である。
【0116】
こうして得られた地図データは、複数のＡＧＶ１０によって共有され得る。
【0117】
ＡＧＶ１０が地図データに基づいて自己位置を推定するアルゴリズムの典型例は、ＩＣＰ(Iterative Closest Point)マッチングである。前述したように、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を推定することができる。
【0118】
ＡＧＶ１０が走行するエリアが広い場合、地図データＭのデータ量が多くなる。そのため、地図の作成時間が増大したり、自己位置推定に多大な時間を要するなどの不都合が生じる可能性がある。そのような不都合が生じる場合には、地図データＭを、複数の部分地図のデータに分けて作成および記録してもよい。
【0119】
図９は、４つの部分地図データｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示している。この例では、１つの部分地図データは５０ｍ×５０ｍの領域をカバーしている。Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて隣接する２つの地図の境界部分に、幅５ｍの矩形の重複領域が設けられている。この重複領域を「地図切替エリア」と呼ぶ。１つの部分地図を参照しながら走行しているＡＧＶ１０が地図切替エリアに到達すると、隣接する他の部分地図を参照する走行に切り替える。部分地図の枚数は４枚に限らず、ＡＧＶ１０が走行するフロアの面積、地図作成および自己位置推定を実行するコンピュータの性能に応じて適宜設定してよい。部分地図データのサイズおよび重複領域の幅も、上記の例に限定されず、任意に設定してよい。
【0120】
（５）管理装置の構成例図１０は、管理装置５０のハードウェア構成例を示している。管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６とを有する。
【0121】
ＣＰＵ５１、メモリ５２、位置ＤＢ５３、通信回路５４、地図ＤＢ５５および画像処理回路５６は通信バス５７で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。
【0122】
ＣＰＵ５１は、管理装置５０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ５１は半導体集積回路である。
【0123】
メモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、ＣＰＵ５１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。
【0124】
位置ＤＢ５３は、各ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。位置データは、たとえば管理者によって工場内に仮想的に設定された座標によって表され得る。位置データは管理者によって決定される。
【0125】
通信回路５４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路５４はアクセスポイント２(図３)と有線で接続されており、アクセスポイント２を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路５４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス５７を介してＣＰＵ５１から受信する。また通信回路５４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス５７を介してＣＰＵ５１および／またはメモリ５２に送信する。
【0126】
地図ＤＢ５５は、ＡＧＶ１０が走行する工場等の内部の地図のデータ、および信頼度地図および変化地図の各データを格納する。当該地図は、地図４０（図８Ｆ）と同じ形式であってもよいし、異なっていてもよい。各ＡＧＶ１０の位置と１対１で対応関係を有する地図であれば、データの形式は問わない。たとえば地図ＤＢ５５に格納される地図は、ＣＡＤによって作成された地図であってもよい。信頼度地図および変化地図の具体例は後述する。
【0127】
位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。
【0128】
画像処理回路５６はモニタ５８に表示される映像のデータを生成する回路である。画像処理回路５６は、専ら、管理者が管理装置５０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、モニタ５９は管理装置５０と一体化されていてもよい。また画像処理回路５６の処理をＣＰＵ５１が行ってもよい。
【0129】
（６）管理装置の動作図１１を参照しながら、管理装置５０の動作の概要を説明する。地図作成装置２０１としての管理装置５０の動作は図８Ａ〜図８Ｆを参照しながら説明したため、以下では運行管理装置２５１としての管理装置５０の動作を説明する。
【0130】
図１１は、管理装置５０によって決定されたＡＧＶ１０の移動経路の一例を模式的に示す図である。
【0131】
ＡＧＶ１０および管理装置５０の動作の概要は以下のとおりである。以下では、あるＡＧＶ１０が現在、位置Ｍ１におり、幾つかの位置を通過して、最終的な目的地である位置Ｍｎ＋１（ｎ：１以上の正の整数）まで走行する例を説明する。なお、位置ＤＢ５３には位置Ｍ１の次に通過すべき位置Ｍ２、位置Ｍ２の次に通過すべき位置Ｍ３等の各位置を示す座標データが記録されている。
【0132】
管理装置５０のＣＰＵ５１は、位置ＤＢ５３を参照して位置Ｍ２の座標データを読み出し、位置Ｍ２に向かわせる走行指令を生成する。通信回路５４は、アクセスポイント２を介して走行指令をＡＧＶ１０に送信する。
【0133】
ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から、アクセスポイント２を介して、定期的に現在位置および姿勢を示すデータを受信する。こうして管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングすることができる。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の現在位置が位置Ｍ２に一致したと判定すると、位置Ｍ３の座標データを読み出し、位置Ｍ３に向かわせる走行指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。つまり管理装置５０は、ＡＧＶ１０がある位置に到達したと判定すると、次に通過すべき位置に向かわせる走行指令を送信する。これにより、ＡＧＶ１０は最終的な目的位置Ｍｎ＋１に到達することができる。上述した、ＡＧＶ１０の通過位置および目的位置は「マーカ」と呼ばれることがある。
【0134】
経路は複数のマーカによって構成される。本明細書では、経路を生成すること、はマーカの位置および順序を決定することを意味する。管理装置５０は生成した経路を、上述のようにマーカ毎にＡＧＶ１０へ送信してもよいし、複数のマーカをまとめてＡＧＶ１０へ送信してもよい。
【0136】
図８Ａ〜図８Ｆに示す手順で地図が新規に作成された直後は、地図は現実の環境を正しく反映している。したがって、ＡＧＶ１０の位置推定装置１４ｅが、当該地図のデータとレーザレンジファインダ１５から出力されたセンサデータとのマッチングを行うと、両者はよく一致する。このとき、位置推定装置１４ｅは相対的に高い信頼度のデータを出力する。
【0137】
図１２Ａは、地図作成直後のマッチング結果を示す例である。ＡＧＶ１０は、図面下方から白矢印に示す向き（上方）に移動を行っているとする。図面には、約２７０度の、レーザレンジファインダ１５のスキャン範囲が示されている。
【0138】
位置推定装置１４ｅは、地図４０のデータとレーザレンジファインダ１５から出力されたセンサデータのマッチングを行う。太線８０は、両者が一致すると判断された箇所を模式的に示している。太線８０の位置から理解されるように、マッチングの結果、図面左側および下側の壁面の一部、および、設置物９０の表面の一部が位置推定装置１４ｅによって一致したと判定されている。このときの信頼度は、比較的高く、例えば９０〜９５％であるとする。
【0139】
図１２Ｂは信頼度地図４２の一例を示している。信頼度地図４２は、移動空間Ｓ内の複数の位置の各々と複数の位置の各々における信頼度とを関連付けて作成されている。各位置および信頼度はいずれも位置推定装置１４ｅから出力される。
【0140】
本実施形態にかかる位置推定装置１４ｅはセンチメートルの精度で位置情報を出力する。そのため、例えば５０ｍ×５０ｍの移動空間Ｓを記述する信頼度地図４２のデータ量が非常に大きくなり得る。図１２Ｂに示す信頼度地図４２は、移動空間Ｓを複数の単位領域に分け、各単位領域の位置と各位置における信頼度とが関連付けて作成されている。単位領域は、例えば１ｍ×１ｍの領域である。これによりデータ量の増大を抑制することができる。
【0141】
図１２Ｃは、移動体システム３５１においてＡＧＶ１０を移動させる経路Ｒ１の例を示している。経路の生成手順は以下のとおりである。
【0142】
運行管理装置２５１として動作する管理装置５０（図１０）のＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の移動開始位置Ｐｓおよび移動目標位置Ｐｄの指定を受け付ける。指定は、通信回路５４またはキーボード、マウス等の入力装置（図示せず）を介して行われ得る。
【0143】
ＣＰＵ５１は信頼度地図４２を参照する。作成当初の信頼度地図４２では、全ての単位領域の信頼度が閾値（例えば信頼度＝４０）以上である。本明細書では、信頼度が閾値以上である領域を「高信頼度領域」と呼ぶ。ＣＰＵ５１は、信頼度地図４２を利用して、地図内の領域のうちのどの領域が高信頼度領域であるかを決定する。信頼度地図４２によれば、移動空間Ｓの全ての領域が高信頼度領域であると言える。ＣＰＵ５１は、経路の設定に関して制限をすることなく、最短の経路Ｒ１をＡＧＶ１０の経路として決定する。
【0144】
ＣＰＵ５１は、例えば位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５を参照して、移動開始位置Ｐｓおよび移動目標位置Ｐｄを結ぶ最短の経路Ｒ１を設定する。「最短」とは、ＡＧＶ１０が走行可能な経路のうち、移動距離が最も短い経路を言う。経路Ｒ１の全ての区間は高信頼度領域を通過すると言える。
【0145】
地図４０が作成されてから時間が経過すると、環境が変化し、それにより現実の環境と地図４０との相違が発生し得る。図１３は、図１２Ａに示す設置物９０が、時間の経過に伴って設置物９２に変化した例を示している。設置物９０が、例えば複数荷物の集合体である場合、一部の荷物が搬出されることにより、設置物９０全体の大きさまたは形状が設置物９２に変化することがある。このような環境の変化により、地図４０のデータとスキャンデータとの一致の程度がこれまでと比較して低下し、位置同定精度の低下が発生し得る。
【0146】
図１４Ａは、設置物９０から設置物９２へ変化した後の、マッチング結果を示す例である。先の例と同様、太線８０は両者が一致すると判断された箇所を模式的に示している。一方、太破線８２は、図１２Ａの例では一致していたが設置物９２への変化によって相違することとなった箇所を模式的に示している。太破線８２の箇所では、地図４０のデータとスキャンデータとが相違する。そのため、信頼度は、例えば３５％程度にまで低下する。図１２Ａの例と比較して、図１４Ａの例では信頼度は約５５〜６０％程度悪化している。
【0147】
ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から受け取った位置情報と信頼度とを用いて、例えば定期的に信頼度地図４２を更新する。１台または複数台のＡＧＶ１０が移動空間Ｓを移動することによって、信頼度地図４２が定期的に更新され得る。
【0148】
図１４Ｂは、更新された信頼度地図４２ａの例を示している。左上に示す３×４の１２個の単位領域の信頼度が大きく下がっていることが理解される。このような信頼度地図４２ａのもとでＡＧＶ１０に図１２Ｃに示す経路Ｒ１を移動させると、自己位置の推定精度が下がることが予想される。ところが本実施形態では「高信頼度領域」を決定する。これにより、経路Ｒ１とは異なる経路が生成され得る。
【0150】
次に、ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の移動開始位置Ｐｓおよび移動目標位置Ｐｄの各データから最短の経路Ｒ１（図１２Ｃ）を探し出し、経路候補として設定する。図１５Ａには、経路Ｒ１を破線の矢印で示している。
【0151】
続いてＣＰＵ５１は、経路Ｒ１が高信頼度領域９４を通過するか否かを判定する。本例の場合には経路Ｒ１が高信頼度領域９４を通過しないため、ＣＰＵ５１は、経路Ｒ１から高信頼度領域９４を通過する他の経路を生成する。
【0152】
図１５Ｂは、経路Ｒ１から生成された、高信頼度領域９４を通過する経路Ｒ２の一例を示している。経路Ｒ１を、例えば一定の移動距離ごとに複数の区間に分けたとき、ＣＰＵ５１は、高信頼度領域９４を通過する区間はそのまま新たな経路Ｒ２として採用する。経路Ｒ１に高信頼度領域９４を通過しない区間が含まれていれば、ＣＰＵ５１は、複数の区間の少なくとも１つの区間を、高信頼度領域９４を通過する区間に変更する。これによりＣＰＵ５１は新たな経路Ｒ２を生成する。ＣＰＵ５１は生成した経路Ｒ２をＡＧＶ１０に送信する。経路Ｒ２は高信頼度領域９４を通過するため、高信頼度領域を通過する経路に沿って移動するＡＧＶ１０はスムーズに移動することができる。
【0153】
変形例を説明する。
【0154】
一旦経路を生成した後、信頼度地図４２が更新され、その結果、生成した経路の一部が高信頼度領域９４を通過しなくなる場合があり得る。そのような場合、ＣＰＵ５１は再度経路を生成し直し、ＡＧＶ１０に送信してもよい。そのときの手順は上述の手順と同じである。
【0155】
環境によっては、または時刻によっては高信頼度領域９４が不連続になり、高信頼度領域９４以外の領域、すなわち信頼度が相対的に低い領域、を通過しなければ経路が生成されない場合もあり得る。そのような場合には、候補とされる複数の経路のうち、最も高信頼度領域９４を通過する区間が長い経路を採用してもよい。
【0156】
自己位置の推定を行うことが可能な信頼度を例えば３０％とする。信頼度が４０％まで低下すると、信頼度が将来３０％になることが想定され得る。そこでＣＰＵ５１は、高信頼度領域９４を通過する経路を生成し直し、ＡＧＶ１０に送信してもよい。
【0157】
次に、変化地図および変化地図を利用する経路の生成処理を説明する。
【0158】
「変化地図」は信頼度地図４２の応用例であり、移動空間Ｓ内の複数の位置の各々と、複数の位置の各々における信頼度の時間的な変化の大きさとを関連付けて作成される。変化地図は、例えば地図作成システム３０１の地図作成装置２０１（図１）または管理装置５０（図１０）によって作成される。例えば管理装置５０のＣＰＵ５１は、時間を置いて作成された２つの信頼度地図４２を地図ＤＢ５５から読み出す。ＣＰＵ５１は、それらの差分を求め変化地図を生成し、地図ＤＢ５５に記憶する。
【0159】
次に、変化地図を用いた経路の生成処理を説明する。移動体システム３５１の運行管理装置２５１として動作する管理装置５０を例示する。
【0160】
変化地図を生成するとＣＰＵ５１は、変化地図内に高変化量領域を設定する。「高変化量領域」は、信頼度の時間的な変化の大きさが予め定められた変化閾値以上である領域である。変化閾値の一例は、３０％である。
【0162】
「高変化量領域」に該当する場合には、突然、信頼度が大きく下がる可能性があると言える。よって、たとえ高信頼度領域であると判定される領域であったとしても、「高変化量領域」に該当する場合にはＡＧＶ１０が安定的に移動できるとは限らない。より安定した移動を可能にするため、本実施形態では、ＣＰＵ５１は高変化量領域を避ける経路を生成する。
【0163】
図１７Ａは、高信頼度領域９６、および、高変化量領域９８−１および９８−２を示す例である。ＣＰＵ５１は、高信頼度領域９６を通過し、かつ、高変化量領域９８−１および９８−２を避ける経路を生成する。具体的には、ＣＰＵ５１は、上述した処理により経路Ｒ２を決定した後、経路Ｒ２が高変化量領域９８−１および９８−２を通過するか否かを判定する。経路Ｒ２が高変化量領域９８−１および９８−２を通過する場合、ＣＰＵ５１は高変化量領域９８−１および９８−２を避ける経路を生成する。
【0164】
図１７Ｂは、高信頼領域９６を通過し、かつ高変化量領域９８−１および９８−２を避けて生成された経路Ｒ３の例を示している。高信頼度領域９６を通過し、かつ、高変化量領域９８−１および９８−２を避ける経路に沿って移動するＡＧＶ１０はよりスムーズに移動することができる。
【0165】
なお、上述の説明では、２つの信頼度地図４２の差分を利用して変化地図４４を生成したが、差分の利用は一例である。２つの信頼度地図４２の変化率、比および分散のいずれかを利用して変化地図４４を生成してもよい。
【0166】
上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体によって実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、および記録媒体の任意な組み合わせによって実現されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0167】
本開示の例示的な移動体および移動体システムは、工場、倉庫、建設現場、物流、病院などで荷物、部品、完成品などの物の移動および搬送に好適に利用され得る。
【符号の説明】
【0168】
１００ 移動体管理システム、 １０１ 移動体、 １０３ 外界センサ、 １０５ 位置推定装置、 １０７ コントローラ、 １０９ 駆動装置