特許 5983088 自律移動装置、及び、自律移動方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5983088

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年8月31日

(54)【発明の名称】自律移動装置、及び、自律移動方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20060101AFI20160818BHJP

【ＦＩ】

   G05D1/02 J

【請求項の数】9

【全頁数】30

(21)【出願番号】特願2012-143696(P2012-143696)

(22)【出願日】2012年6月27日

(65)【公開番号】特開2014-6833(P2014-6833A)

(43)【公開日】2014年1月16日

【審査請求日】2015年4月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006297

【氏名又は名称】村田機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100122770

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】中野 剛

【審査官】 木原 裕二

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０８６０３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０９２１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７５９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−２６０７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４０２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１７５１４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９６３０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−３０８６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０８８０２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｄ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第１の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第２の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正し、
前記標識検知手段は、前記複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、前記第１の所定の範囲を狭くすることを特徴とする自律移動装置。

【請求項2】

移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第１の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第２の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、かつ同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正
することを特徴とする自律移動装置。

【請求項3】

移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第５の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第６の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、かつ同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。

【請求項4】

移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第３の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第４の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、かつ同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。

【請求項5】

移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、
検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、
前記局所地図作成手段により作成された局所地図と前記記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、
前記物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段と、を備え、
前記標識検知手段は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第７の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第８の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、かつ同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定し、
前記自己位置推定手段は、前記標識検知手段により標識が検知された場合に、前記記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする自律移動装置。

【請求項6】

前記物体検出手段は、レーザレンジファインダであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の自律移動装置。

【請求項7】

前記標識検知手段は、同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定することを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置。

【請求項8】

前記記憶手段は、前記標識の環境地図上の配置を前記環境地図とは異なるレイヤーに記憶することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の自律移動装置。

【請求項9】

移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、
検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、
前記局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
前記物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、
前記標識検知ステップでは、複数の前記検出情報からなる検出情報群と複数の前記非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第１の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第２の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、
前記自己位置推定ステップでは、前記標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、前記記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正し、
前記標識検知ステップでは、前記複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、前記第１の所定の範囲を狭くすることを特徴とする自律移動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置、及び、自律移動方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、計画された移動経路に沿って出発点から目的地まで自律して移動する自律移動装置又は自律移動システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、特許文献１に記載の移動体システムは、所定の探索範囲に検出用光を走査して自機と探索範囲内に存在する物体との距離及び方向を検出するレーザ距離センサと、平板標識の設置される位置を含む走行経路の地図情報を記憶する記憶部と、レーザ距離センサの検出結果と記憶部に記憶された地図情報とを照合して移動体の進行方向を決定する進行方向決定部とを有する。

【0003】

より詳細には、上記進行方向決定部は、レーザ距離センサの検出結果から壁面に取り付けられた平板標識の位置（方向）と距離とを求め、記憶部に記憶されている地図情報と照合して、自身の位置を地図情報上の走行経路に沿うように駆動部に指令を与える。ここで、平板標識には、検出用光を拡散反射させる拡散反射面と検出用光を鏡面反射（全反射）させる鏡面反射面とが設けられている。また、鏡面反射面は、拡散反射面の両端に配設されており、水平方向と直交する面に対して所定の角度θだけ下向きに傾斜している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１４０２４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１記載の移動体システムによれば、平面標識の鏡面反射面と平面標識の背後の壁面との間で検出用光の反射態様が大きく異なる場合には、検出用光を用いて平面標識を精度よく検出することができる。

【0006】

しかしながら、平面標識を、例えば、ガラス張り（又は鏡張り）の通路等に配設すると、平面標識の鏡面反射面と背後の壁面との間で検出用光の反射態様が異ならなくなるため、該平面標識を検出できなくなるおそれがある。また、この移動体システムでは、移動経路に平面標識と似た反射態様を示す物体、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等が存在する場合には、平面標識と誤って認識してしまうおそれもある。一方、上述したような環境を避けて標識を設置しようとすると、標識の設置場所が制限され、場合によっては、自律移動ができなくなるおそれもある。

【0007】

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能な自律移動装置、自律移動方法、標識、及び、自律移動システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第１の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第２の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0009】

また、本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップとを備え、標識検知ステップでは、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に含まれる非検出情報数が第１の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に含まれる検出情報数が第２の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0010】

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、複数の検出情報群と複数の非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群それぞれに含まれる非検出情報の数が第１の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群それぞれに含まれる検出情報の数が第２の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定数の連続する検出情報と一定数の連続する非検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り（又は鏡張り）の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【0011】

本発明に係る自律移動装置では、標識検知手段が、複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、第１の所定の範囲を狭くすることが好ましい。

【0012】

また、本発明に係る自律移動方法では、標識検知ステップにおいて、複数の検出情報群を構成する検出情報に含まれる物体との距離が遠いほど、第１の所定の範囲を狭くすることが好ましい。

【0013】

ところで、移動経路を移動しながら標識を検知する場合、自機の移動に伴い、自機と標識との距離及び角度が変化する。よって、１つの非検出情報群に含まれる非検出情報の数は、自機の移動に伴って変化する。本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、検出情報に含まれる距離が遠いほど、すなわち、自機と標識との距離が遠いほど、第１の所定の範囲が狭くされる。そのため、標識の誤検知を低減することが可能となる。

【0014】

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第５の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第６の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0015】

本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出波を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射波を検出できた場合には、該物体との距離を含む検出情報を走査角度毎に出力し、反射波を検出できない場合には、非検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と前記記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップと、を備え、標識検知ステップでは、複数の検出情報からなる検出情報群と複数の非検出情報からなる非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該非検出情報群に対応する非検出領域の幅が第５の所定の範囲内であり、かつ、該検出情報群に対応する検出領域の幅が第６の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0016】

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、複数の検出情報群と複数の非検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群それぞれに対応する非検出領域の幅が第５の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群それぞれに対応する検出領域の幅が第６の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定幅の検出領域と一定幅の非検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り（又は鏡張り）の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【0017】

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第３の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第４の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0018】

また、本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップとを備え、標識検知ステップにおいて、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に含まれる検出情報数が第３の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に含まれる検出情報数が第４の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0019】

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、出力された検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、検出情報に含まれる、反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報（高強度検出情報）からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報（低強度検出情報）からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群それぞれに含まれる検出情報（高強度検出情報）の数が第３の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群それぞれに含まれる検出情報（低強度検出情報）の数が第４の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定数の連続する高強度検出情報と一定数の連続する低強度検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り（又は鏡張り）の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【0020】

本発明に係る自律移動装置は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶手段と、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出手段と、物体検出手段から出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成手段と、局所地図作成手段により作成された局所地図と記憶手段に記憶されている環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定手段と、物体検出手段から出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知手段とを備え、標識検知手段が、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第７の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第８の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定手段が、標識検知手段により標識が検知された場合に、記憶手段に記憶されている当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0021】

本発明に係る自律移動方法は、移動経路の障害物の配置を示した環境地図、及び、該移動経路に設置された標識の環境地図上の配置を記憶する記憶ステップと、検出光を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射された反射光を受光して、該物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を走査角度毎に出力する物体検出ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に基づいて、自機周辺の局所地図を作成する局所地図作成ステップと、局所地図作成ステップにおいて作成された局所地図と記憶ステップにおいて記憶された環境地図とを照合して自己位置を推定する自己位置推定ステップと、物体検出ステップにおいて出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識を検知する標識検知ステップとを備え、標識検知ステップでは、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該高強度検出情報群に対応する高強度検出領域の幅が第７の所定の範囲内であり、かつ、該低強度検出情報群に対応する低強度検出領域の幅が第８の所定の範囲内である場合に標識であると判定し、自己位置推定ステップでは、標識検知ステップにおいて標識が検知された場合に、記憶ステップにおいて記憶された当該標識の環境地図上の配置に基づいて、推定した自己位置を修正することを特徴とする。

【0022】

本発明に係る自律移動装置、又は自律移動方法によれば、出力された検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識が検知される。より詳細には、検出情報に含まれる、反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報（高強度検出情報）からなる高強度検出情報群と、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報（低強度検出情報）からなる低強度検出情報群とが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群それぞれに対応する高強度検出領域の幅が第７の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群それぞれに対応する低強度検出領域の幅が第８の所定の範囲内である場合に標識であると判定される。すなわち、一定幅の高強度検出領域と一定幅の低強度検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識であると判定される。よって、例えば、ガラス張り（又は鏡張り）の通路等に標識を配設した場合であっても、該標識を検知することができる。また、標識を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【0023】

本発明に係る自律移動装置では、上記物体検出手段がレーザレンジファインダであることが好ましい。

【0024】

レーザレンジファインダは、角度方向、距離方向共に高い解像度と測定精度を持ち、かつ、高速に物体との距離を計測することができる。よって、物体検出手段としてレーザレンジファインダを用いることにより、周囲に存在する物体との角度及び距離を高精度かつ高速に測定することができる。

【0025】

本発明に係る自律移動装置では、標識検知手段が、同一の被検知物体について標識であると複数回判定した場合に、当該被検知物体が標識であると確定することが好ましい。このようにすれば、標識の誤検知をより確実に防止することが可能となる。

【0026】

本発明に係る自律移動装置では、記憶手段が、標識の環境地図上の配置を環境地図とは異なるレイヤーに記憶することが好ましい。

【0027】

このようにすれば、標識の配置（設置場所）が変更された場合に、標識の配置が記憶されたレイヤーのみを修正すればよく、環境地図自体を変更する必要がないため、標識の配置変更に対して柔軟に対応することができるとともに、作業効率を向上させることが可能となる。

【0028】

本発明に係る標識は、複数の拡散反射部材と、複数の鏡面反射部材とが、交互に配列されていることを特徴とする。

【0029】

本発明に係る標識によれば、拡散反射部材に入射した検出波（検出光）は、該拡散反射部材で拡散反射され、検出波（検出光）の入射方向、例えば、自律移動装置の物体検出手段（レーザレンジファインダ）の方向に戻る。一方、鏡面反射部材に入射した検出波（検出光）は、略直角に入射されない限り、自律移動装置の物体検出手段（レーザレンジファインダ）に戻らない。よって、複数の拡散反射部材と、複数の鏡面反射部材とが、自律移動装置から出力される検出波（検出光）の走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識を設置することにより、自律移動装置において、一定数の連続する検出情報（又は一定幅の検出領域）と一定数の連続する非検出情報（又は一定幅の非検出領域）が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。

【0030】

本発明に係る標識は、上記配列の方向に沿って切断した鏡面反射部材の断面が円弧状に形成されていることが好ましい。

【0031】

このようにすれば、検出波（検出光）が直角に近い角度で入射される場合の反射角をより大きくすることができる。よって、鏡面反射部材に入射した検出波（検出光）を、自律移動装置の物体検出手段（レーザレンジファインダ）により戻りにくくすることが可能となる。

【0032】

本発明に係る標識は、複数の拡散反射部材と、複数の吸光部材とが、交互に配列されていることを特徴とする。

【0033】

本発明に係る標識によれば、拡散反射部材に入射した検出波（検出光）は、該拡散反射部材で拡散反射され、検出波（検出光）の入射方向、例えば、自律移動装置の物体検出手段（レーザレンジファインダ）の方向に戻る。一方、吸光部材に入射した検出波（検出光）は、該部材に吸収されるため、自律移動装置の物体検出手段（レーザレンジファインダ）に戻らない。よって、複数の拡散反射部材と、複数の吸光部材とが、自律移動装置から出力される検出波（検出光）の走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識を設置することにより、自律移動装置において、一定数の連続する高強度検出情報（又は一定幅の高強度検出領域）と一定数の連続する低強度検出情報（又は一定幅の低強度検出領域）が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。

【0034】

本発明に係る標識は、拡散反射部材及び吸光部材が、薄板状に形成されていることが好ましい。

【0035】

このようにすれば、標識の厚みを薄くすることができるため、標識の設置自由度を向上させることができ、また、自律移動装置の移動経路を広く取ることが可能となる。

【0036】

本発明に係る自律移動システムは、上記いずれかの自律移動装置と、上記いずれかの標識とを備えることを特徴とする。

【0037】

本発明に係る自律移動システムによれば、上記いずれかの自律移動装置、及び上記いずれかの標識を備えているため、上述したように、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0038】

本発明によれば、標識の設置自由度が高く、標識がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】第１実施形態に係る自律移動システム、及び、該自律移動システムを構成する自律移動装置の構成を示すブロック図である。

【図2】第１実施形態に係る自律移動システムを構成する標識の構成を示す図である。

【図3】第１実施形態に係る自律移動装置の移動量及び回転量と、各オムニホイールの車輪移動量との関係を説明するための図である。

【図4】第１実施形態に係る自律移動装置の移動量及び回転量と、各オムニホイールの車輪移動量との関係式を示す図である。

【図5】第１実施形態に係る自律移動装置による据付処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図6】据付処理に含まれる標識環境地図作成処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図7】第１実施形態に係る自律移動装置による搬送処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図8】搬送処理に含まれる標識による自己位置推定処理の処理手順を示すフローチャートである。

【図9】第１実施形態に係る自律移動システムの効果を確認するために用いた移動経路等を示す図である。

【図10】第２実施形態に係る自律移動システム、及び、該自律移動システムを構成する自律移動装置の構成を示すブロック図である。

【図11】第２実施形態に係る自律移動システムを構成する標識の構成を示す図である。

【図12】標識を構成する拡散反射部材、鏡面反射部材の幅の求め方を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0040】

以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0041】

（第１実施形態）
まず、図１及び図２を併せて用いて、第１実施形態に係る自律移動システム１、及び、該自律移動システム１を構成する自律移動装置３並びに標識（マーク）５の構成について説明する。図１は、自律移動システム１、及び、該自律移動システム１を構成する自律移動装置３の構成を示すブロック図であり、図２は標識５の構成を示す図である。自律移動システム１は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置３、及び移動経路に設置される標識５を備えて構成される。以下、それぞれについて詳細に説明する。

【0042】

自律移動装置３は、ユーザの遠隔操作に従って自機が誘導されているときにＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）を用いて移動経路の環境地図（障害物が存在する領域と存在しない領域を表したグリッドマップ）を作成するとともに、誘導されて所定の設定ポイントに到達したときに、そのときの実際の自己位置を環境地図上の設定ポイントの位置座標として登録する機能を有する（本機能を実行するモードを「据付モード」と呼ぶ）。また、自律移動装置３は、据付モードを実行しているときに、移動経路に設置された標識５の位置座標を、ユーザの指示により、又はプログラムにより自動的に登録する機能も有している。後者の機能によると、ＳＬＡＭにより環境地図を作成した場合には、環境地図が歪んだ座標系で作成されることがあるが、この歪んだ座標系で標識５の位置を登録することができる。さらに、自律移動装置３は、作成されて記憶されている環境地図上の設定ポイントを利用して移動経路を計画するとともに、移動経路に設置された標識５を検知しつつ、計画された移動経路に沿ってスタート地点からゴール地点まで自律して移動する機能を有する（本機能を実行するモードを「搬送モード」と呼ぶ）。

【0043】

そのため、自律移動装置３は、その下部に電動モータ１２及び該電動モータ１２により駆動されるオムニホイール１３が設けられた本体１０と、周囲に存在する物体（例えば壁や障害物等）との距離を計測するレーザレンジファインダ２０と、自律移動装置３を誘導するとともに設定ポイントを登録するジョイスティック２１とを備えている。また、自律移動装置３は、据付モードにおける環境地図の作成、及び、搬送モードにおける移動経路の計画並びに該移動経路に沿った自律移動を統合的に司る電子制御装置３０を備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。

【0044】

本体１０は、例えば略有底円筒状に形成された金属製のフレームであり、この本体１０に、上述したレーザレンジファインダ２０、及び電子制御装置３０等が取り付けられている。なお、本体１０の形状は略有底円筒状に限られない。本体１０の下部には、４つの電動モータ１２が十字状に配置されて取り付けられている。４つの電動モータ１２のそれぞれの駆動軸１２Ａにはオムニホイール１３が装着されている。すなわち、４つのオムニホイール１３は、同一円周上に周方向に沿って９０°ずつ間隔を空けて取り付けられている。

【0045】

オムニホイール１３は、電動モータ１２の駆動軸１２Ａを中心にして回転する２枚のホイール１４と、各ホイール１４の外周に電動モータ１２の駆動軸１２Ａと直交する軸を中心として回転可能に設けられた６個のフリーローラ１５とを有する車輪であり、全方向に移動可能としたものである。なお、２枚のホイール１４は位相を３０°ずらして取り付けられている。このような構成を有するため、電動モータ１２が駆動されてホイール１４が回転すると、６個のフリーローラ１５はホイール１４と一体となって回転する。一方、接地しているフリーローラ１５が回転することにより、オムニホイール１３は、そのホイール１４の回転軸に平行な方向にも移動することができる。そのため、４つの電動モータ１２を独立して制御し、４つのオムニホイール１３のそれぞれの回転方向及び回転速度を個別に調節することより、自律移動装置３を任意の方向（全方向）に移動させることができる。

【0046】

４つの電動モータ１２それぞれの駆動軸１２Ａには、該駆動軸１２Ａの回転角度（すなわち駆動量あるいは回転量）を検出するエンコーダ１６が取り付けられている。各エンコーダ１６は、電子制御装置３０と接続されており、検出した各電動モータ１２の回転角度を電子制御装置３０に出力する。電子制御装置３０は、入力された各電動モータ１２の回転角度から、自律移動装置３の移動量を演算する。

【0047】

ここで、図３、図４を併せて参照しつつ、電動モータ１２の回転角度、すなわちオムニホイール１３の車輪移動量から自機の移動量（移動距離）を求める方法について説明する。図３は、自律移動装置３の移動量及び回転量と、各オムニホイール１３の車輪移動量との関係を説明するための図である。また、図４は、自律移動装置３の移動量及び回転量と、各オムニホイール１３の車輪移動量との関係式を示す図である。

【0048】

図３に示されるように、４つのオムニホイール１３の中心位置から各オムニホイール１３までの距離をＬとし、オムニホイール１３の傾き角をαとする。なお、本実施形態において傾き角αは４５°に設定されている。ここで、電動モータ１２の回転角度から求められる各オムニホイール１３の車輪移動量をｃｉ（ｉ＝０〜３）とすると、自律移動装置３の移動量の各成分（ｄｘ，ｄｙ）と回転角φは、図４の（１）式により求められる。また、上記（１）式から求められた自律移動装置３の移動量の各成分（ｄｘ，ｄｙ）を（２）式に代入することにより、自律移動装置３の移動量Ｓが求められる。

【0049】

図１に戻り、レーザレンジファインダ２０は、自機の正面方向（前方）を向くようにして自律移動装置３の前部に取り付けられている。レーザレンジファインダ２０は、レーザ（検出波）を射出するとともに、射出したレーザを回転ミラーで反射させることで、自律移動装置３の周囲を中心角２４０°の扇状に水平方向に走査する。すなわち、レーザレンジファインダ２０は、レーザを所定角度毎に走査して射出する。そして、レーザレンジファインダ２０は、例えば壁や標識５、障害物等の物体で反射されて戻ってきたレーザ（反射波）を検出し、レーザの射出角度、及びレーザを射出してから物体で反射されて戻ってくるまでの時間（伝播時間）に基づいて、物体との角度及び距離を検出する。

【0050】

より詳細には、レーザレンジファインダ２０は、物体によって反射されたレーザ（反射波）を検出できた場合には、走査角度に対応させて、物体との距離を示すデータ（例えば２０〜４０９５ｄ）を含む検出情報を出力する。一方、レーザ（反射波）を検出できない（すなわち反射波が返ってこない）場合には、レーザレンジファインダ２０は、非検出情報（エラーコード、例えば０〜１９ｄ）を走査角度に対応させて出力する。すなわち、レーザレンジファインダ２０は、特許請求の範囲に記載の物体検出手段として機能する。なお、レーザレンジファインダ２０は、電子制御装置３０と接続されており、検出した周囲の物体との検出情報（角度・距離情報）、及び非検出情報を電子制御装置３０に出力する。

【0051】

ここで、本実施形態を構成する標識５について説明する。図２は、上段から順に標識５の正面図、平面図、及び、レーザレンジファインダ２０の出力（検出情報又は非検出情報）を示す。標識５は、横幅が例えば３００ｍｍの矩形の板状の拡散反射部材５１に３つの鏡面反射部材５２が等間隔に取り付けられて構成されている。すなわち、正面視した場合に、４つの拡散反射部材（領域）５１と、３つの鏡面反射部材（領域）５２とが、交互に配置されている。

【0052】

鏡面反射部材５２は、図２の中段に示されるように、鏡面素材を、横断面が円弧状（半円状）になるように形成した半円筒状の部材である。標識５は、例えば、レーザレンジファインダ２０のレーザの走査方向（水平方向）に沿って、拡散反射部材５１と鏡面反射部材５２とが交互に並ぶように、移動経路の壁面等に設置される。

【0053】

レーザレンジファインダ２０から射出されたレーザが、拡散反射部材５１に入射した場合には、レーザが拡散反射されて、反射光がレーザレンジファインダ２０に返る。そのため、この場合、レーザレンジファインダ２０からは、正常データｎ（検出情報）が出力される。一方、レーザレンジファインダ２０から射出されたレーザが、鏡面反射部材５２に入射した場合には、直角に入射した場合を除いて、反射光がレーザレンジファインダ２０に返らない。そのため、このとき、レーザレンジファインダ２０からは、エラーコードｅ（非検出情報）が出力される。

【0054】

よって、レーザレンジファインダ２０からのレーザが水平方向に走査されて標識５に入射した場合、レーザレンジファインダ２０からは、図２の下段に示されるように、複数（図２の例では４つ）の検出情報群（正常データｎ・・・ｎ）５１ａと、複数（図２の例では３つ）の非検出情報群（エラーコードｅ・・ｅ）５２ａとが交互に所定回数（図２の例では３回）繰り返して出現する。すなわち、拡散反射部材５１、鏡面反射部材５２それぞれの幅（長さ）及び水平方向（レーザの走査方向）の配置に応じたユニークな出力パターンを得ることができる。

【0055】

図１に戻り説明を続ける。ジョイスティック２１は、ユーザの遠隔操作に従って自律移動装置１を誘導して移動させるための入力装置であり、自律移動装置３を誘導するための方向を指示する棒状のレバー２２、環境地図上の設定ポイントを登録するための登録スイッチ２３等を有している。ユーザは、ジョイスティック２１のレバー２２を操作することにより、自律移動装置３に対して移動方向を指示し、自律移動装置３を誘導することができる。また、ユーザは、自律移動装置３を誘導しつつ、所定の設定ポイント（例えば、スタート地点候補、目標通過地点候補、ゴール地点候補）に到達したときに、登録スイッチ２３を押下げることにより、そのときの自己位置を設定ポイントの位置座標として登録することができる。さらにユーザは、設定ポイントの属性情報（例えば、エレベータ前、会議室前、非常階段前等）を登録するように教示することができる。なお、ジョイスティック２１は、電子制御装置３０と接続されており、誘導制御（方向指示）信号、及び設定ポイント登録信号を電子制御装置３０に出力する。

【0056】

電子制御装置３０は、自律移動装置３の制御を統合的に司るものである。電子制御装置３０は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算結果などの各種データを一時的に記憶するＲＡＭ、及び、その記憶内容が保持されるバックアップＲＡＭ等から構成されている。また、電子制御装置３０は、レーザレンジファインダ２０、ジョイスティック２１とマイクロプロセッサとを電気的に接続するインターフェイス回路、及び電動モータ１２を駆動するドライバ回路等も備えている。

【0057】

電子制御装置３０は、据付モードを実行することによりＳＬＡＭを用いて移動経路の環境地図を作成するとともに、環境地図上の標識５及び設定ポイントの位置座標を登録する。また、電子制御装置３０は、搬送モードを実行することにより、設定ポイントを例えばゴール候補として移動経路を計画するとともに、標識５を検知して自己位置を修正しつつ、計画された移動経路に沿ってスタート地点からゴール地点まで自律して移動するように電動モータ１２を制御する。そのため、電子制御装置３０は、局所地図作成部３１、自己位置推定部３２、環境地図作成部３３、記憶部３４、経路計画部３５、走行制御部３６、センサ情報取得部３７、障害物回避制御部３８、及び標識検知部３９等を備えている。なお、これらの各部は、上述したハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構築される。

【0058】

局所地図作成部３１は、レーザレンジファインダ２０からセンサ情報取得部３７を介して読み込まれた周囲の物体との角度・距離情報（検出情報）に基づいて、レーザレンジファインダ２０を原点にした自機周辺（レーザレンジファインダ２０の検知可能範囲内）の局所地図を作成する。すなわち、局所地図作成部３１は、特許請求の範囲に記載の局所地図作成手段として機能する。

【0059】

標識検知部３９は、レーザレンジファインダ２０からセンサ情報取得部３７を介して出力される検出情報と非検出情報の出力パターンに基づいて、標識５を検知する。すなわち、標識検知部３９は、特許請求の範囲に記載の標識検知手段として機能する。より具体的には、標識検知部３９は、図２の下段に示されるように、複数（図２では４つ）の検出情報群５１ａと複数（図２では３つ）の非検出情報群５２ａとが交互に所定回数（図２では３回）繰り返して出現し、該複数の非検出情報群５２ａそれぞれに含まれる非検出情報の数（鏡面反射部材５２の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ）が第１の所定の範囲内であり、かつ、該複数の検出情報群５１ａそれぞれに含まれる検出情報の数（拡散反射部材５１の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ）が第２の所定の範囲内である場合に被検出物が標識５であると判定する。

【0060】

なお、第１の所定の範囲は、鏡面反射部材５２の水平方向の幅（長さ）等に応じて設定され、第２の所定の範囲は、拡散反射部材５１の水平方向の幅等に応じて設定される。また、第１の所定の範囲及び第２の所定の範囲それぞれは、複数の検出情報群５１ａを構成する検出情報に含まれる物体との距離が離れているほど、狭くなるように設定される。なお、第１の所定の範囲及び第２の所定の範囲それぞれは、物体との距離に加え、該物体との角度に応じて変更されるようにしてもよい。ここで、標識検知部３９は、同一の被検知物について、標識５であると複数回（例えば３回程度）判定した場合に、当該対象が標識５であると確定する。

【0061】

ところで、標識検知部３９は、複数（図２では４つ）の検出情報群５１ａと複数（図２では３つ）の非検出情報群５２ａとが交互に所定回数（図２では３回）繰り返して出現し、該複数の非検出情報群５２ａそれぞれに対応した非検出領域の幅（すなわち鏡面反射部材５２の幅）が第５の所定の範囲内であり、かつ、該複数の検出情報群５１ａそれぞれに対応した検出領域の幅（すなわち拡散反射部材５１の幅）が第６の所定の範囲内である場合に被検出物が標識５であると判定してもよい。なお、第５の所定の範囲は、鏡面反射部材５２の水平方向の幅（長さ）に応じて設定され、第６の所定の範囲は、拡散反射部材５１の水平方向の幅に応じて設定される。

【0062】

ここで、図２及び図１２を併せて用いて、拡散反射部材５１、鏡面反射部材５２それぞれの幅（長さ）Ｌｄ，Ｌｓの求め方について説明する。まず、拡散反射部材５１の幅Ｌｄは、検出情報群５１ａの両端の正常データｎの検出情報、すなわち、エラーコードｅから切り替わった直後の正常データｎの検出情報（角度θ１・距離情報Ｒ１）、及びエラーコードｅに切り替わる直前の正常データｎの検出情報（角度θ２・距離情報Ｒ２）に基づいて、次式（３）から求められる。なお、「θ＝θ２−θ１」である。
Ｌｄ（Ｌｓ）＝√｛（Ｒ１ｃｏｓθ）^２＋（Ｒ２−Ｒ２ｓｉｎθ）^２｝ ・・・（３）

【0063】

また、鏡面反射部材５２の幅Ｌｓは、非検出情報群５２ａの両端のエラーコードｅと隣り合う正常データｎの検出情報、すなわち、エラーコードｅに切り替わる直前の正常データｎの検出情報（角度θ１・距離情報Ｒ１）、及びエラーコードｅから切り替わった直後の正常データｎの検出情報（角度θ２・距離情報Ｒ２）に基づいて、上式（３）により求められる。

【0064】

自己位置推定部３２は、各エンコーダ１６から読み込まれた各電動モータ１２の回転角度に応じて算出された自機の移動量を考慮して、環境地図の座標系（絶対座標系）に座標変換した局所地図と、環境地図とを照合し、その結果に基づいて自己位置を推定する。すなわち、自己位置推定部３２は、特許請求の範囲に記載の自己位置推定手段として機能する。また、自己位置推定部３２は、ジョイスティック２１（登録スイッチ２３）から設定ポイント登録信号が入力されたときに、そのときの自己位置を環境地図上の設定ポイントの位置座標として記憶部３４に登録する。

【0065】

さらに、自己位置推定部３２は、搬送モードにおいて、標識検知部３９により標識５が検知された場合に、記憶部３４に記憶されている環境地図上の標識５の位置に基づいて、推定した自己位置を修正する。

【0066】

環境地図作成部３３は、誘導移動時（据付モード実行時）に、ＳＬＡＭを利用して、移動空間（領域）の環境地図を作成する。環境地図は、自律移動装置３の移動領域のグリッドマップであり、壁面等の固定物（物体）の位置が記録されている。ここで、グリッドマップは、水平面を所定の大きさ（例えば１ｃｍ×１ｃｍ）のセル（以下「単位グリッド」又は単に「グリッド」という）で分割した平面からからなる地図であり、単位グリッド毎に物体があるか否かを示す物体存在確率情報が与えられている。

【0067】

ここで、環境地図の作成方法をより具体的に説明すると、環境地図作成部３３は、まず、局所地図作成部３１から局所地図を取得するとともに、自己位置推定部３２から環境地図上の自己位置を取得する。次に、環境地図作成部３３は、レーザレンジファインダ２０を原点にした局所地図を、環境地図上の自己位置に基づいて、レーザレンジファインダ２０を原点にした座標系を自己位置をもとに環境地図の座標系（以下「絶対座標系」という）に座標変換することにより、局所地図（以下、座標変換された局所地図を「局所地図＠絶対座標系」という）を環境地図に投影する。そして、環境地図作成部３３は、自律移動装置３が誘導されて移動している間中この処理を繰り返して実行し、局所地図＠絶対座標系を環境地図に順次足し込んで行く（継ぎ足してゆく）ことにより移動空間（領域）全体の環境地図を作成する。なお、環境地図作成部３３は、自律移動時（搬送モード実行時）には、環境地図の作成・更新を停止する。

【0068】

記憶部３４は、例えば、上述したバックアップＲＡＭ等で構成されており、環境地図作成部３３により作成された移動経路（領域）の障害物の配置を示した環境地図を記憶する。また、記憶部３４は、設定ポイントの位置座標、及び後述する経路計画部３５で計画される移動経路情報等を記憶する記憶領域を有しており、これらの情報も記憶する。また、記憶部３４は、該移動経路に設置された標識５の環境地図上の配置を記憶する。その際に、記憶部３４は、標識５の環境地図上の配置を環境地図とは異なるレイヤーに記憶する。さらに、記憶部３４は、標識５の配置に加え、被検出物体が標識５か否かを判定するためのデータ、すなわち、上述した、レーザレンジファインダ２０の出力パターン、及び検出情報並びに非検出情報それぞれの連続数（第１の所定の範囲、第２の所定の範囲）も記憶している。すなわち、記憶部３４は、特許請求の範囲に記載の記憶手段として機能する。なお、記憶部３４は、ＳＲＡＭやＥＥＰＲＯＭ等であってもよい。

【0069】

経路計画部３５は、自機の自己位置とユーザが選択した設定ポイント（記憶部３４に記憶されている環境地図上の設定ポイント（例えば、スタート地点、目標通過地点、ゴール地点））間を接続することにより自律移動装置３の移動経路を計画する。なお、設定ポイントをゴール地点として移動経路を計画する場合、自己位置が把握できているため、必ずしも設定ポイント同士を接続する必要はない。より詳細には、経路計画部３５は、例えば、まず、環境地図に含まれる障害物領域の輪郭を、Ｍｉｎｋｏｗｓｋｉ和を利用して、自機の半径だけ拡張して拡張障害物領域を作成し、該拡張障害物領域を除く領域を、障害物と接触することなく移動することができる移動可能領域として抽出する。次に、経路計画部３５は、Ｈｉｌｄｉｔｃｈの細線化法を利用して、抽出した移動可能領域を細線化する。そして、経路計画部３５は、細線化された移動可能領域の中から、Ａ＊アルゴリズム（Ａスター・アルゴリズム）を利用して、設定ポイント（スタート地点、目標通過地点、ゴール地点）間をつなぐ最短経路を探索することにより移動経路を計画する。

【0070】

走行制御部３６は、据付モード実行時に、ジョイスティック２１（レバー２２）から入力される誘導制御（方向指示）信号（すなわちユーザの操作）に従って自律移動装置３が移動する（誘導される）ように電動モータ１２を駆動する。一方、走行制御部３６は、搬送モード実行時に、障害物を回避しながら計画された移動経路に沿って自機をゴール地点まで自律移動させるように電動モータ１２を制御する。

【0071】

ここで、本実施形態では、搬送モード実行時に、障害物を回避しながら移動経路に沿って自機をゴール地点まで自律移動させる制御方法として仮想ポテンシャル法を採用した。この仮想ポテンシャル法は、ゴール地点に対する仮想的な引力ポテンシャル場と、回避すべき障害物に対する仮想的な斥力ポテンシャル場とを作成して重ね合わせることで、障害物との接触を回避しつつゴール地点へ向かう方法である。より具体的には、走行制御部３６は、まず、自己位置に基づいてゴール地点へ向かうための仮想引力を計算する。一方、障害物回避制御部３８により、自己位置、移動速度、及び障害物の位置並びに速度に基づいて、障害物を回避するための仮想斥力が算出される。続いて、走行制御部３６は、得られた仮想引力と、仮想斥力とをベクトル合成することにより仮想力ベクトルを計算する。そして、走行制御部３６は、得られた仮想力ベクトルに応じて電動モータ１２（オムニホイール１３）を駆動することにより、障害物を回避しつつゴール地点へ移動するように自機の走行をコントロールする。

【0072】

次に、図５〜図８を併せて用いて自律移動装置３の動作について説明する。図５は、自律移動装置３による据付処理（据付モード）の処理手順を示すフローチャートであり、図６は、据付処理に含まれる標識環境地図（マーカグローバルマップ）作成処理の処理手順を示すフローチャートである。図７は、自律移動装置３による搬送処理（搬送モード）の処理手順を示すフローチャートであり、図８は、搬送処理に含まれる標識（マーカ）５による自己位置推定処理の処理手順を示すフローチャートである。図５〜図８に示される各処理は、主として電子制御装置３０によって行われるものであり、ユーザからの操作によって起動され、実行される。なお、図５，６に示される据付処理は、図７，８に示される搬送処理に先立って実行される。

【0073】

始めに、図５，６に示される据付処理（据付モード）の処理手順について説明する。ステップＳ１００では、標識（マーカ）５の環境地図上の座標（マーカグローバル座標）を格納するマーカマップファイルの作成処理等を含むイニシャル処理が実行される。

【0074】

次に、ステップＳ１０２では、レーザレンジファインダ２０により取得された検出情報、すなわち周囲の物体との角度・距離情報、並びに非検出情報、及びエンコーダ１６により検出された各電動モータ１２の回転角度が読み込まれる。

【0075】

続くステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で読み込まれた周囲の物体との角度・距離情報に基づいてレーザレンジファインダ２０を原点とする局所地図（ローカルマップ）が生成されるとともに、各電動モータ１２の回転角度に基づいて自機の移動量が演算される。

【0076】

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０４において生成された局所地図（ローカルマップ）及び自機の移動量から、ベイズフィルタを用いて確率的に自己位置が推定される。また、ステップＳ１０６では、レーザレンジファインダ２０から読み込まれた検出情報（正常データｎ）と非検出情報（エラーコードｅ）の並び順に基づいて、標識５が抽出される。さらに、ステップＳ１０６では、レーザレンジファインダ２０を原点とした座標系における標識５の座標（マーカローカル座標）が算出される。

【0077】

続いて、ステップＳ１０８では、ステップＳ１０４で生成されたローカルマップが、レーザレンジファインダ２０を原点にした座標系からグローバルマップの座標系に自己位置にあわせて座標変換され、グローバルマップに投影されることにより、周囲環境全体のグローバルマップが生成又は更新される。また、ステップＳ１０８では、標識５の環境地図上の座標（マーカグローバル座標）を保持するマーカグローバルマップの更新処理が実行される。ここで、このマーカグローバルマップの更新処理について、図６を参照しつつ説明する。

【0078】

ステップＳ１０８０では、マーカローカルマップの作成（すなわちマーカローカル座標の算出）ができたか否かについての判断が行われる。ここで、マーカローカルマップの作成ができなかった場合には、図５のステップＳ１１０に処理が移行する。一方、マーカローカルマップの作成ができたときには、ステップＳ１０８２に処理が移行する。

【0079】

ステップＳ１０８２では、マーカグローバルマップの座標計算が行われる。すなわち、マーカローカルマップ座標と自己位置座標とから、マーカグローバル座標が算出される。

【0080】

続いて、ステップＳ１０８４では、標識（マーカ）検索が行われる。すなわち、算出されたマーカグローバル座標と、既に登録済みのマーカグローバル座標とが比較され、近くに標識５があるか否かが検索される。そして、標識５がある場合には、最も近くの標識５のマーカＩＤが取得される。

【0081】

続くステップＳ１０８６では、ステップＳ１０８４での標識（マーカ）検索結果に基づいて、近くに標識５が有るか否かについての判断が行われる。ここで、近くに標識５がない場合には、ステップＳ１０８８に処理が移行する。一方、近くに標識５がある場合にはステップＳ１０９０に処理が移行する。

【0082】

ステップＳ１０８８では、検出された標識５がマーカ座標格納領域に新規に登録される。その後、図５のステップＳ１１０に処理が移行する。

【0083】

一方、ステップＳ１０９０では、検出された標識５が、既に登録されている標識５と統合される。ここで、標識５の統合は、双方のマーカグローバル座標を加算し、加算回数で除算（平均処理）することにより行われる。その後、図５に示されるステップＳ１１０に処理が移行する。

【0084】

図５に戻り、ステップＳ１１０では、ユーザからの環境地図作成終了指示が受け付けられたか否かについての判断が行われる。ここで、環境地図作成終了指示が受け付けられていない場合には、ステップＳ１０２に処理が移行し、環境地図作成終了指示が受け付けられるまで、上述したステップＳ１０２〜ステップＳ１０８の処理が繰り返し実行される。一方、環境地図作成終了指示が受け付けられたときには、ステップＳ１１２において、作成された環境地図等が記憶され、据付処理が終了する。

【0085】

続いて、自律移動装置３による搬送処理（自律移動装置３が自律的に障害物を避けながら目的地まで移動する搬送モード）の処理手順について説明する。ステップＳ２００では、標識（マーカ）５の環境地図上の座標（マーカグローバル座標）が格納されたマーカマップファイルのロード処理を含むイニシャル処理（初期化処理）が実行される。

【0086】

次に、ステップＳ２０２では、レーザレンジファインダ２０により取得された検出情報、すなわち周囲の物体との角度・距離情報、並びに非検出情報、及びエンコーダ１６により検出された各電動モータ１２の回転角度が読み込まれる。

【0087】

続くステップＳ２０４では、ステップＳ２０２で読み込まれた周囲の物体との角度・距離情報に基づいてレーザレンジファインダ２０を原点とするローカルマップが生成されるとともに、各電動モータ１２の回転角度に基づいて自機の移動量が演算される。

【0088】

ステップＳ２０６では、ステップＳ２０４において生成されたローカルマップ及び自機の移動量から、ベイズフィルタを用いて確率的に自己位置が推定される。また、ステップＳ２０６では、レーザレンジファインダ２０から読み込まれた検出情報（正常データｎ）と非検出情報（エラーコードｅ）の並び順に基づいて、標識５が抽出される。さらに、ステップＳ２０６では、レーザレンジファインダ２０を原点とした座標系における標識５の座標（マーカローカル座標）が算出される。そして、ステップＳ２０６では、レーザレンジファインダ２０の出力データから算出されたマーカローカルマップと自己位置近傍にある標識５のグローバル座標（マーカグローバル座標）に基づいて自己位置が修正される。ここで、この標識５による自己位置修正処理について、図８を参照しつつ説明する。

【0089】

ステップＳ２０６０では、マーカグローバル座標とマーカローカル座標とから求められた自己位置（自己位置補正情報）の加算回数が所定回数Ｍ（例えば３回）以上であるか否かについての判断が行われる。ここで、自己位置補正情報の加算回数が所定回数Ｍ以上である場合には、ステップＳ２０６２に処理が移行する。一方、自己位置補正情報の加算回数が所定回数Ｍ未満のときには、ステップＳ２０６６に処理が移行する。

【0090】

ステップＳ２０６２では、加算された自己位置補正情報の平均値が算出され、自己位置補正情報が反映される（すなわち自己位置が修正される）。そして、ステップＳ２０６４において、自己位置補正情報がクリアされた後、図７のステップＳ２０８に処理が移行する。

【0091】

一方、ステップＳ２０６６では、標識（マーカ）検索が行われる。すなわち、近くに標識５があるか否かが検索され、標識５がある場合には、最も近くの標識５のマーカＩＤが取得される。

【0092】

ステップＳ２０６８では、ステップＳ２０６６の検索結果に基づいて、近くに標識５が有るか否かについての判断が行われる。ここで、近くに標識５がない場合には、ステップＳ２０６４において、自己位置補正情報がクリアされた後、図７のステップＳ２０８に処理が移行する。一方、近くに標識５がある場合にはステップＳ２０７０に処理が移行する。

【0093】

ステップＳ２０７０では、マーカローカルマップの作成（すなわちマーカローカル座標の算出）ができたか否かについての判断が行われる。ここで、マーカローカルマップの作成ができなかった場合には、図７のステップＳ２０８に処理が移行する。一方、マーカローカルマップの作成ができたときには、ステップＳ２０７２に処理が移行する。

【0094】

ステップＳ２０７２では、自己位置の座標計算が行われる。すなわち、マーカローカル座標とマーカグローバル座標とから、レーザレンジファインダ２０を中心とする自己位置補正情報が算出される。

【0095】

続いて、ステップＳ２０７４では、ステップＳ２０７２で求められた自己位置補正情報が加算されるとともに、自己位置補正加算回数がインクリメントされる。その後、図７のステップＳ２１０に処理が移行する。

【0096】

図７に戻り、ステップＳ２１０では、自機がゴール地点に到着したか否かについての判断が行われる。ここで、自機がゴール地点に到着していない場合には、ステップＳ２０２に処理が移行し、ゴール地点に到着するまで、上述したステップＳ２０２〜ステップＳ２０８の処理が繰り返し実行される。一方、自機がゴール地点に到着したときには、ステップＳ２１２において終了処理が実行された後、搬送処理が終了する。

【0097】

ここで、標識５を検知するとともに、検知した標識５の配置に基づいて自己位置を修正できることを確認するため、自律移動装置３の初期位置（スタート位置）をずらしてゴール位置まで自律移動させる実験を行った。ここで、本実施形態に係る自律移動システム１の効果を確認するために用いた移動経路を図９に示す。図９に示されるように、標識５を、通路１００の曲がり角１１０の手前２ｍの位置に１つ設置した。また、据付時に登録した基準スタート位置２００は、標識５より１０ｍ手前（曲がり角１１０から１２ｍ手前）に設定した。さらに、ゴール位置２１０は、通路１００（曲がり角１１０）を左に曲がって左前方４ｍの位置に設定した。

【0098】

そして、スタート位置を、据付時に登録した基準スタート位置２００に対して、±２０００ｍｍ、±５００ｍｍずらし、標識５が設置されている場合と、設置されていない場合とについて、自律移動装置３がゴール位置２１０にたどり着いたと判断して停止した位置のゴール位置２１０に対する誤差を測定した。

【0099】

まず、スタート位置を±２０００ｍｍずらした場合の実験結果について説明する。
（１）スタート位置（ｘ，ｙ）を（２０００，０）ｍｍにずらした場合、標識５が有るときには、ゴール位置２１０に対する誤差（ｘ，ｙ）は、（５，０）ｍｍとなった。
（２）スタート位置（ｘ，ｙ）を（２０００，０）ｍｍにずらした場合、標識５が無いときには、ゴール位置２１０に対する誤差（ｘ，ｙ）は、（２２００，−２０）ｍｍとなった。
（３）スタート位置（ｘ，ｙ）を（−２０００，０）ｍｍにずらした場合、標識５が有るときには、ゴール位置２１０に対する誤差（ｘ，ｙ）は、（−１０，−４０）ｍｍとなった。
（４）スタート位置（ｘ，ｙ）を（−２０００，０）ｍｍにずらした場合、標識５が無いときには、ゴール位置２１０まで到達することができなかった。
上記実験結果から、標識５が設置されている場合には、該標識５を検知するとともに、標識５が無いときには修正できない大きなずれを修正できることが確認された。

【0100】

次に、スタート位置を±５００ｍｍずらした場合の実験結果について説明する。
（１）スタート位置（ｘ，ｙ）を（５００，０）ｍｍにずらした場合、標識５が無いときには、ゴール位置２１０に対する誤差（ｘ，ｙ）は、（−１５，−１０）ｍｍとなった。
（２）スタート位置（ｘ，ｙ）を（−５００，０）ｍｍにずらした場合、標識５が無いときには、ゴール位置２１０に対する誤差（ｘ，ｙ）は、（−１５，０）ｍｍとなった。

【0101】

上記実験結果から、±５００ｍｍ以下のずれは、標識５が無くても、デッドレコニングとＳＬＡＭにより修正可能であることが確認された。デッドレコニングによる累積誤差が５００ｍｍを超えるまでに標識５を検知することができれば、ＳＬＡＭで自己位置を修正できる。よって、デッドレコニングの誤差を例えば２％とした場合には、累積誤差が５００ｍｍを超える２５ｍまでは標識５が不要となる。

【0102】

本実施形態に係る自律移動装置３によれば、検出情報（正常データｎ）と非検出情報（エラーコードｅ）の出力パターンに基づいて、標識５が検知される。より詳細には、複数の検出情報群５１ａと複数の非検出情報群５２ａとが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群５２ａそれぞれに含まれる非検出情報数が第１の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群５１ａそれぞれに含まれる検出情報数が第２の所定の範囲内である場合に標識５であると判定される。すなわち、一定数の連続する検出情報と一定数の連続する非検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識５であると判定される。よって、例えば、ガラス張り（又は鏡張り）の通路等に標識５を配設した場合であっても、該標識５を検知することができる。また、標識５を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識５の設置自由度が高く、標識５がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識５を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【0103】

本実施形態に係る自律移動装置３によれば、検出情報（正常データｎ）に含まれる距離が遠いほど、すなわち、自機と標識５との距離が遠いほど、第１の所定の範囲が狭く設定される。そのため、標識５の誤検知を低減することが可能となる。

【0104】

また、本実施形態に係る自律移動装置３によれば、複数の検出情報群５１ａと複数の非検出情報群５２ａとが交互に所定回数繰り返して出現し、複数の非検出情報群５２ａそれぞれに対応する非検出領域（すなわち鏡面反射部材５２の幅）の幅が第５の所定の範囲内であり、かつ、複数の検出情報群５１ａそれぞれに対応する検出領域の幅（すなわち拡散反射部材５１の幅）が第６の所定の範囲内である場合に標識５であると判定することもできる。すなわち、一定幅の検出領域と一定幅の非検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識５であると判定される。よって、この場合にも、標識５の設置自由度が高く、標識５がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識５を確実に判別して検知することが可能となる。

【0105】

本実施形態に係る自律移動装置３によれば、センサとしてレーザレンジファインダ２０を用いることにより、周囲に存在する物体との角度及び距離を高精度かつ高速に測定することができる。

【0106】

本実施形態に係る自律移動装置３によれば、同一の被検知物体について、標識５であると複数回判定された場合に、当該被検知物体が標識５であると確定されるため標識５の誤検知をより確実に防止することが可能となる。

【0107】

本実施形態に係る自律移動装置３によれば、標識５の環境地図上の配置が環境地図とは異なるレイヤーに記憶される。よって、標識５の配置（設置場所）が変更された場合に、標識５の配置が記憶されたレイヤーのみを修正すればよく、環境地図自体を変更する必要がないため、標識５の配置変更に対して柔軟に対応することができるとともに、作業効率を向上させることが可能となる。

【0108】

本実施形態に係る標識５によれば、拡散反射部材５１に入射したレーザは、該拡散反射部材５１で拡散反射され、レーザの入射方向、すなわち、自律移動装置３のレーザレンジファインダ２０の方向に戻る。一方、鏡面反射部材５２に入射したレーザは、略直角に入射されない限り、自律移動装置３のレーザレンジファインダ２０に戻らない。よって、複数の拡散反射部材５１と、複数の鏡面反射部材５２とが、自律移動装置３から出力されるレーザの走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識５を設置することにより、自律移動装置３において、一定数の連続する検出情報（正常データｎ）（又は一定幅の検出領域）と一定数の連続する非検出情報（エラーコードｅ）（又は一定幅の非検出領域）が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。

【0109】

本実施形態に係る標識５によれば、鏡面反射部材５２の横断面が円弧状に形成されているため、レーザが直角に近い角度で入射される場合の反射角をより大きくすることができる。よって、鏡面反射部材５２に入射したレーザを、自律移動装置３のレーザレンジファインダ２０により戻りにくくすることが可能となる。

【0110】

本実施形態に係る自律移動システム１によれば、上記自律移動装置３、及び標識５を備えているため、上述したように、標識５の設置自由度が高く、標識５がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識５を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【0111】

ところで、上述した搬送モードで自律移動を行っているときに、現実の移動環境においては、例えば、カートや該カートを運搬する人等の移動障害物が自律移動装置３と標識５との間に存在することが起こり得る。このような場合、移動障害物によって標識５が遮蔽されることにより、自律移動装置３が標識５を検知することができずに自己位置を見失うといった問題が生じるおそれがある。この問題に対処するために、経路計画部３５は、環境地図のみならず標識環境地図をも参照して、標識５が設置されている通路等では、自律移動装置３が標識５の近くを通るように移動経路を設定することが好ましい。このようにすれば、自律移動装置３が標識５の近くを移動するようになるため、移動障害物が自律移動装置３と標識５との間を通行することを防止できる。よって、自律移動装置３が移動障害物によって標識５を検知できずに自己位置を見失うといった問題を解消することができる。

【0112】

また、搬送モードで自律移動装置３が標識５の設置された通路等を移動しているときに人等の移動障害物を避ける場合、走行制御部３６は、自機を標識５に近づく方向に回避させることが好ましい。このようにすれば、移動中に標識５を検知できずに自己位置を見失うリスクをより低減することができる。さらに、走行制御部３６は、自機が標識５の近くを移動しているときに、進行方向に移動障害物を認識した場合、自機をその場に一時停止させ、音声又は表示等の手段により、移動障害物に対して標識５の近くから離れるように指示する構成としてもよい。このようにすれば、移動中に標識５を検知できずに自己位置を見失う頻度をより小さくすることができる。

【0113】

一方、標識５を完全には検知できなかったが、標識５の一部と思われるパターンが検知された場合、自機と移動又は固定障害物との相対位置関係によって標識５が遮蔽されていることも考えられる。そのため、このような場合には、環境地図、標識環境地図、及びレーザレンジファインダ２０の検出情報等に基づいて、標識５が遮蔽されない位置を一時的な目的地として設定し、該目的地に向かう経路計画及び／又は走行制御に切り替える構成としてもよい。このようにすれば、標識５を検知できずに自己位置を見失う頻度をさらに低減することができる。

【0114】

（第２実施形態）
続いて、図１０及び図１１併せて用いて、第２実施形態に係る自律移動システム２、及び、該自律移動システム２を構成する自律移動装置４並びに標識（マーク）６の構成について説明する。図１０は、自律移動システム２、及び、該自律移動システム２を構成する自律移動装置４の構成を示すブロック図であり、図１１は標識６の構成を示す図である。なお、図１０において第１実施形態と同一又は同等の構成要素については同一の符号が付されている。自律移動システム２は、移動経路に沿って自律して移動する自律移動装置４、及び、移動経路に設置される標識６を備えて構成される。

【0115】

自律移動装置４は、上述したレーザレンジファインダ２０に代えて、受光強度を出力するレーザレンジファインダ２４を備えている点で自律移動装置３と異なっている。また、自律移動装置４は、上述した電子制御装置３０に代えて、電子制御装置４０を備えている点で自律移動装置３と異なっている。この電子制御装置４０は、上述した標識検知部３９に代えて、受光強度パターンに基づいて標識を検知する標識検知部４９を備えている点で電子制御装置３０と異なっている。以下、これらの自律移動装置３と異なる構成要素について詳細に説明する。なお、その他の構成については、自律移動装置３と同一または同等であるので、ここでは説明を省略する。

【0116】

レーザレンジファインダ２４は、レーザ（検出光）を所定角度毎に走査して射出するとともに、物体によって反射されたレーザ（反射光）を受光できた場合には、走査角度に対応させて、物体との距離、及び反射光の受光強度を含む検出情報を出力する。すなわち、レーザレンジファインダ２４も、特許請求の範囲に記載の物体検出手段として機能する。なお、その他の構成は上述したレーザレンジファインダ２０と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する

【0117】

ここで、本実施形態を構成する標識６について説明する。図１１は、上段から順に標識６の正面図、及び、レーザレンジファインダ２４の出力（受光強度）を示す。標識６は、横幅が例えば５００ｍｍの矩形の板状に形成されている。標識６は、正面視した場合に、複数（図１１の例では３つ）の拡散反射部材６１と、複数（図１１の例では４つ）の吸光（遮光）部材６２とが、交互に配置されている。

【0118】

拡散反射部材６１及び吸光部材６２は、薄板状に形成されている。標識６は、例えば、レーザレンジファインダ２４のレーザの走査方向（水平方向）に沿って、拡散反射部材（領域）６１と吸光部材（領域）６２とが交互に並ぶように、移動経路の壁面等に設置される。

【0119】

レーザレンジファインダ２４から射出されたレーザが、拡散反射部材６１に入射した場合には、レーザが拡散反射されて、レーザレンジファインダ２４に返る。そのため、この場合、レーザレンジファインダ２４からは、高い受光強度データが出力される。一方、レーザレンジファインダ２０から射出されたレーザが、吸光部材６２に入射した場合には、レーザが吸収され、レーザレンジファインダ２４に返る反射光の強度が低下する。そのため、このとき、レーザレンジファインダ２０からは、低い受光強度データが出力される。

【0120】

よって、レーザレンジファインダ２４からのレーザが水平方向に走査されて標識６に入射した場合、レーザレンジファインダ２４からは、図１１の下段に示されるように、受光強度の強弱に応じた出力パターン、すなわち、受光強度が高い複数（図１１の例では３つ）の検出情報群（高強度検出情報群）と、受光強度が低い複数（図１１の例では４つ）の検出情報群（低強度検出情報群）とが交互に所定回数（本実施形態（図７）の例では３回）繰り返して出現する。すなわち、拡散反射部材６１、吸光部材６２それぞれの幅（長さ）及び水平方向（レーザの走査方向）の配置に応じたユニークな出力パターンを得ることができる。

【0121】

図１０に戻り説明を続けると、標識検知部４９は、レーザレンジファインダ２４からセンサ情報取得部３７を介して出力される検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識６を検知する。すなわち、標識検知部４９も、特許請求の範囲に記載の標識検知手段として機能する。より具体的には、標識検知部４９は、図１１の下段に示されるように、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数（図１１では３つ）の検出情報からなる高強度検出情報群６１ａと、該受光強度が所定値よりも低い複数（図１１では４つ）の検出情報からなる低強度検出情報群６２ａとが交互に所定回数（図１１では３回）繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群６１ａそれぞれに含まれる検出情報数（拡散反射部材６１の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ）が第３の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群６２ａそれぞれに含まれる検出情報数（吸光部材６２の幅に比例し、大まかな幅を示すデータ）が第４の所定の範囲内である場合に、被検出物が標識６であると判定する。

【0122】

なお、第３の所定の範囲は、拡散反射部材６１の幅（長さ）等に応じて設定され、第４の所定の範囲は、吸光部材６２の幅（長さ）等に応じて設定される。また、第３の所定の範囲及び第４の所定の範囲それぞれは、複数の高強度検出情報群６１ａを構成する検出情報に含まれる、物体との距離が離れているほど、狭くなるように設定される。

【0123】

ところで、標識検知部４９は、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数（図１１では３つ）の検出情報からなる高強度検出情報群６１ａと、該受光強度が所定値よりも低い複数（図１１では４つ）の検出情報からなる低強度検出情報群６２ａとが交互に所定回数（図１１では３回）繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群６１ａそれぞれに対応した高強度検出領域の幅（すなわち拡散反射部材６１の幅）が第７の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群６２ａそれぞれに対応した低強度検出領域の幅（すなわち吸光部材６２の幅）が第８の所定の範囲内である場合に被検出物が標識６であると判定してもよい。なお、第７の所定の範囲は、拡散反射部材６１の水平方向の幅（長さ）に応じて設定され、第８の所定の範囲は、拡散反射部材６１の水平方向の幅に応じて設定される。

【0124】

なお、拡散反射部材６１及び吸光部材６２それぞれの幅は、上述した、拡散反射部材５１、鏡面反射部材５２の幅と同様の考え方で求めることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。

【0125】

自律移動装置４の動作については、標識６の検知処理（上述したステップＳ１０４及びＳ２０４）のみが異なる。その他の処理は、上述した自律移動装置３における処理と同一又は同様であるので、ここでは、詳細な説明を省略する。また、図６の検知方法（処理）は、上述した通りであるので、ここでは、重複する説明を省略する。

【0126】

本実施形態に係る自律移動装置４によれば、出力された検出情報に含まれる反射光の受光強度の強弱パターンに基づいて、標識６が検知される。より詳細には、検出情報に含まれる反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報（高強度検出情報）からなる高強度検出情報群６１ａと、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報（低強度検出情報）からなる低強度検出情報群６２ａとが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群６１ａそれぞれに含まれる検出情報（高強度検出情報）の数が第３の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群６２ａそれぞれに含まれる検出情報（低強度検出情報）の数が第４の所定の範囲内である場合に標識６であると判定される。すなわち、一定数の連続する高強度検出情報と一定数の連続する低強度検出情報が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に、被検出物が標識６であると判定される。よって、例えば、ガラス張り（又は鏡張り）の通路等に標識６を配設した場合であっても、該標識６を検知することができる。また、標識６を、例えば、壁に貼られたミラー群や凸凹調の壁自体等と明確に区別して認識することができる。その結果、標識６の設置自由度が高く、標識６がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識６を確実に判別して検知でき、適確に自律移動を行うことが可能となる。

【0127】

また、本実施形態に係る自律移動装置４によれば、検出情報に含まれる、反射光の受光強度が所定値よりも高い複数の検出情報（高強度検出情報）からなる高強度検出情報群６１ａと、該受光強度が所定値よりも低い複数の検出情報（低強度検出情報）からなる低強度検出情報群６２ａとが交互に所定回数繰り返して出現し、該複数の高強度検出情報群６１ａそれぞれに対応する高強度検出領域の幅（すなわち拡散反射部材６１の幅）が第６の所定の範囲内であり、かつ、複数の低強度検出情報群６２ａそれぞれに対応する低強度検出領域の幅（すなわち吸光部材６２の幅）が第７の所定の範囲内である場合に標識６であると判定することもできる。すなわち、一定幅の高強度検出領域と一定幅の低強度検出領域が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンが得られた場合に被検出物が標識６であると判定される。よって、この場合にも、標識６の設置自由度が高く、標識６がどのような環境の移動経路に設置されたとしても、移動経路に設置された標識６を確実に判別して検知することが可能となる。

【0128】

本実施形態に係る標識６よれば、拡散反射部材６１に入射したレーザは、該拡散反射部材６１で拡散反射され、レーザの入射方向、すなわち、自律移動装置４のレーザレンジファインダ２４の方向に戻る。一方、吸光部材６２に入射したレーザは、該吸光部材６２に吸収されるため、自律移動装置４のレーザレンジファインダ２４に戻る反射光の強度が低下する。よって、複数の拡散反射部材６１と、複数の吸光部材６２とが、自律移動装置４から出力されるレーザの走査方向に沿って交互に並ぶように当該標識６を設置することにより、自律移動装置４において、一定数の連続する高強度検出情報（又は一定幅の高強度検出領域）と一定数の連続する低強度検出情報（又は一定幅の低強度検出領域）が複数回繰り返して出現するというユニークな出力パターンを得ることが可能となる。

【0129】

本実施形態に係る標識６によれば、拡散反射部材６１及び吸光部材６２が、薄板状に形成されている。よって、標識６の厚みを薄くすることができるため、標識６の設置自由度が向上するとともに、自律移動装置４の移動経路を広く取ることが可能となる。

【0130】

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態（標識５）では、複数の鏡面反射部材５２を等間隔に配置したが、不等間隔に配置してもよい。このようにすれば、複数の標識５が移動経路に設置されている場合に、各標識５の鏡面反射部材５２の配置間隔（配置パターン）を検出することにより個々の標識５を区別することも可能となる。同様に、標識６では、拡散反射部材６１（又は吸光部材６２）を等間隔に配置したが、不等間隔に配置してもよい。この場合も、複数の標識６が移動経路に設置されている場合に、各標識６の拡散反射部材６１（又は吸光部材６２）の配置間隔（配置パターン）を検出することにより個々の標識６を区別することが可能となる。また、鏡面反射部材５２や拡散反射部材６１（又は吸光部材６２）の数、形状、幅（長さ）等は、上記実施形態には限られない。

【0131】

上記実施形態では、標識５を検知する際に、非検出情報（エラーコードｅ）の連続数及び検出情報（正常データｎ）の連続数に基づいて判定・検知したが、鏡面反射部材５２及び／又は拡散反射部材５１の実際の幅（長さ）等を求め、その結果に基づいて、標識５であるか否かを判定する構成とすることもできる。なお、標識６についても同様の手法を用いて判定・検知することができる。

【0132】

上記実施形態では、レーザレンジファインダ２０，２４を用いて標識５，６を検知したが、例えば、ステレオカメラを用いたパターン認識等により、標識５，６を検知する構成とすることもできる。

【0133】

上記実施形態では、自律移動システム１，２として、自律移動装置３と標識５、又は、自律移動装置４と標識６を組み合わせて用いたが、自律移動装置３と標識６、又は、自律移動装置４と標識５を組合せて用いてもよい。

【符号の説明】

【0134】

１，２ 自律移動システム
３，４ 自律移動装置
５，６ 標識
１０ 本体
１２ 電動モータ
１３ オムニホイール
１４ ホイール
１５ フリーローラ
１６ エンコーダ
２０，２４ レーザレンジファインダ
２１ ジョイスティック
２２ レバー
２３ 登録スイッチ
３０，４０ 電子制御装置
３１ 局所地図作成部
３２ 自己位置推定部
３３ 環境地図作成部
３４，４４ 記憶部
３５ 経路計画部
３６ 走行制御部
３７ センサ情報取得部
３８ 障害物回避制御部
３９，４９ 標識検知部
５１ 拡散反射部材
５２ 鏡面反射部材
５１ａ 検出情報群
５２ａ 非検出情報群
６１ 拡散反射部材
６２ 吸光部材
６１ａ 高強度検出情報群
６２ａ 低強度検出情報群

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】