特開 2023-155618 自律移動体における地図作成方法及び地図作成機能を有する自律移動体

(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】P2023155618

(43)【公開日】2023-10-23

(54)【発明の名称】自律移動体における地図作成方法及び地図作成機能を有する自律移動体

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20231016BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022065052

(22)【出願日】2022-04-11

(71)【出願人】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(72)【発明者】

【氏名】小林 慎平

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA01

5H301AA10

5H301BB11

5H301CC03

5H301CC06

5H301CC10

5H301DD02

5H301DD06

5H301DD07

5H301DD15

5H301GG06

5H301GG08

5H301GG09

5H301GG10

5H301GG19

5H301LL01

5H301LL11

(57)【要約】

【課題】作成される地図の完成度を従来に比べて向上させることができる自律移動体における地図作成方法及び地図作成機能を有する自律移動体を提供する。
【解決手段】自律移動体としての自走式床清掃装置１は、第１情報表示部４１と、測域センサ５５と、測域センサ５５で取得された障害物との距離情報に基づき障害物を含む地図データを作成する地図データ作成部１０２と、地図データ中の障害物の途切れ部を検出する途切れ部検出部１０３と、検出された障害物の途切れ部を地図データ上で強調表示するための途切れ部データを作成するデータ作成部１０４とを有し、障害物の途切れ部が強調表示された状態の地図データを第１情報表示部４１に表示することにより、地図データ中の障害物の途切れ部を操作者に通知する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

自律移動体における地図作成方法であって、
操作者の操作によって前記自律移動体が移動すること、
前記自律移動体の測域センサで取得された障害物との距離情報に基づき前記障害物を含む地図データを作成すること、
前記地図データ中の前記障害物の途切れ部を検出すること、及び、
前記障害物の途切れ部を前記操作者に通知すること、
を含む、地図作成方法。

【請求項2】

前記地図データを表示部に表示することを含み、
前記障害物の途切れ部を前記操作者に通知することは、前記表示部に表示された前記地図データ上で前記障害物の途切れ部を強調表示することを含む、
請求項１に記載の地図作成方法。

【請求項3】

前記地図データは、画素値が高いほどその画素に障害物が存在する可能性が高いことを示す多階調の画像データであり、
前記障害物の途切れ部を検出することは、前記地図データに対して二値化処理及び細線化処理を施して細線化画像を得ること、及び、前記細線化画像の端点を検出することを含む、
請求項１又は２に記載の地図作成方法。

【請求項4】

地図作成機能を有し、操作者の操作により移動して周囲の環境に応じた地図を作成する自律移動体であって、
測域センサと、
前記測域センサで取得された障害物との距離情報に基づき前記障害物を含む地図データを作成する地図データ作成部と、
前記地図データ中の前記障害物の途切れ部を検出する途切れ部検出部と、
前記障害物の途切れ部を前記操作者に通知する通知部と、
を有する、自律移動体。

【請求項5】

前記地図データを表示する表示部を有し、
前記通知部は、前記表示部に表示された前記地図データ上で前記障害物の途切れ部を強調表示することにより、前記障害物の途切れ部を前記操作者に通知する、
請求項４に記載の自律移動体。

【請求項6】

前記地図データ作成部は、前記地図データを、画素値が高いほどその画素に障害物が存在する可能性が高いことを示す多階調の画像データとして作成し、
前記途切れ検出部は、前記地図データに対して二値化処理及び細線化処理を施して得られた細線化画像の端点を検出することにより、前記地図データ中の前記障害物の途切れ部を検出する、
請求項４又は５に記載の自律移動体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自律移動体における地図作成方法及び地図作成機能を有する自律移動体に関する。

【背景技術】

【0002】

地図作成機能を有する自律移動体の一例として、特許文献１に記載された清掃用のロボット（自律走行体）が知られている。特許文献１に記載されたロボットは、駆動輪と、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ：Lase Range Finder）と、駆動輪の回転角度を出力するエンコーダとを有する。特許文献１に記載されたロボットは、操作者の操作によって移動し、ＬＲＦの出力であるロボットと壁などの障害物との距離を示す距離情報と、エンコーダからの出力である駆動輪の回転数を示す回転数情報とを基に地図を作成するように構成されている。

【0003】

ここで、ＬＲＦには測距範囲があるため、地図の作成中は、ロボットと障害物との距離を適切に保つ必要がある。この点に関し、特許文献１に記載されたロボットは、ＬＲＦの出力（距離情報）に基づきロボットが移動すべき方向を判定し、判定された移動すべき方向を操作者に通知するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６－１９１７３５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の手法によれば、地図の作成中、障害物を精度よく測距できる方向にロボットを移動させることが可能である。しかし、特許文献１では、例えば、障害物情報が不足している可能性がある場所にロボットを移動させて障害物情報の追加取得を行うようなことはできない。このため、作成される地図の完成度を向上させるという観点からは依然として改良の余地があった。

【0006】

そこで、本発明は、作成される地図の完成度を従来に比べて向上させることができる自律移動体における地図作成方法及び地図作成機能を有する自律移動体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】

【0007】

本発明の一側面によると、自律移動体における地図作成方法が提供される。この自律移動体における地図作成方法は、操作者の操作によって前記自律移動体が移動すること、前記自律移動体の測域センサで取得された障害物との距離情報に基づき前記障害物を含む地図データを作成すること、前記地図データ中の前記障害物の途切れ部を検出すること、及び、前記障害物の途切れ部を前記操作者に通知することを含む。

【0008】

本発明の他の側面によると、地図作成機能を有し、操作者の操作により移動して周囲の環境に応じた地図を作成する自律移動体が提供される。この自律移動体は、測域センサと、前記測域センサで取得された障害物との距離情報に基づき前記障害物を含む地図データを作成する地図データ作成部と、前記地図データ中の前記障害物の途切れ部を検出する途切れ部検出部と、前記障害物の途切れ部を前記操作者に通知する通知部と、を有する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、作成される地図の完成度を従来に比べて向上させることができる自律移動体における地図作成方法及び地図作成機能を有する自律移動体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】自律移動体の一例としての自走式床清掃装置の斜視図である。

【図2】図１に示された自走式床清掃装置の模式的な底面図である。

【図3】図１のＡ－Ａ断面図に相当する図であり、図１に示された自走式床清掃装置の内部の要部を示す図である。

【図4】図１に示された自走式床清掃装置が内部に有する清掃ユニットの斜視図である。

【図5】図１に示された自走式床清掃装置の制御系の構成を示すブロック図である。

【図6】図１に示された自走式床清掃装置の地図作成モードでの動作の一例を示すフローチャートである。

【図7】地図データ中の障害物の途切れ部を検出する途切れ部検出処理の一例を示すフローチャートである。

【図8】途切れ部検出処理の概要を説明するための図である。

【図9】途切れ部検出処理の概要を説明するための図である。

【図10】途切れ部検出処理の概要を説明するための図である。

【図11】途切れ部検出処理の概要を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、ここでは自律移動体が自走式床清掃装置である場合について説明するが、本発明は、自走式床清掃装置に限定されるものではなく、地図作成機能を有する様々な自律移動体に適用可能である。

【0012】

図１～図５は、本発明の一実施形態に係る自律移動体の一例としての地図作成機能を有する自走式床清掃装置を示している。図１は、自律移動体の一例としての自走式床清掃装置の斜視図である。図２は、図１に示された自走式床清掃装置の模式的な底面図である。図３は、図１のＡ－Ａ断面図に相当する図であり、図１に示された自走式床清掃装置の内部の要部を示す図である。図４は、図１に示された自走式床清掃装置が有する清掃ユニットの斜視図である。図５は、図１に示された自走式床清掃装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。なお、図１に示された自走式床清掃装置は、バッテリ等の電源を内蔵しているが、当該電源については図５に電源ＶＢとして示し、説明等は省略する。

【0013】

図１～図５を参照すると、実施形態に係る自走式床清掃装置（以下単に「床清掃装置」という）１は、床面を自走するための走行部２を有する。走行部２は、床清掃装置１の下部に配置されている。本実施形態において、走行部２は、左右一対の走行用モータ２１，２１と、走行用モータ２１，２１によって駆動される左右一対の駆動輪２２，２２と、左右一対の従動輪２３，２３とを含む。左右一対の駆動輪２２，２２は、床清掃装置１の下部後側に配置され、左右一対の従動輪２３，２３は、床清掃装置１の下部前側に配置されている。そして、床清掃装置１は、走行用モータ２１，２１が制御ユニット１０の制御に基づき一対の駆動輪２２，２２を駆動することにより、床面を移動（走行）するように構成されている。なお、ここでは、左右一対の従動輪２３，２３が設けられているが、これに限られるものではなく、従動輪は１つであってもよい。

【0014】

また、実施形態に係る床清掃装置１は、床面を清掃するための清掃ユニット３を有している。清掃ユニット３は、床清掃装置１の前後方向における左右一対の駆動輪２２，２２と左右一対の従動輪２３，２３との間に配置されている。

【0015】

主に図３及び図４を参照すると、清掃ユニット３は、上下方向に延びる駆動シャフト３１と、駆動シャフト３１を駆動するシャフト駆動部３２と、駆動シャフト３１に取り付けられた清掃パッド３３とを有する。

【0016】

シャフト駆動部３２は、駆動シャフト３１の上端側を収容している。シャフト駆動部３２は、駆動シャフト３１を上下方向に進退させること及び回転（回動を含む。以下同じ）させることが可能に構成されている。具体的には、本実施形態において、シャフト駆動部３２は、駆動シャフト３１を下方に進出させること、進出させた駆動シャフト３１を上方に後退させること、及び任意の進出位置において駆動シャフト３１を正転方向及び逆転方向のそれぞれに回転させることが可能に構成されている。シャフト駆動部３２は、一例として、正転及び逆転が可能な駆動モータと、前記駆動モータの回転を駆動シャフト３１に伝達する回転伝達機構と、前記モータの回転を駆動シャフト３１の軸方向の直線運動に変換する変換機構と、前記駆動モータと前記回転伝達機構又は前記変換機構とを連結させる連結機構とを含んで構成され得る。但し、これに限られるものではなく、シャフト駆動部３２は、駆動シャフト３１を進退させる第１駆動部と、駆動シャフト３１を回転させる第２駆動部とを別々に有してもよい。

【0017】

清掃パッド３３は、平面視で円形に形成され、その上面中心部が駆動シャフト３１の下端部に取り付けられている。清掃パッド３３は、駆動シャフト３１の下端部に固定されたパッド保持部３３１と、パッド保持部３３１の下面に取り外し可能に取り付けられたパッド部材３３２とで構成されている。パッド保持部３３１は、剛体として形成されている。パッド部材３３２は、床面に接触する部材であり、弾性体で形成されている。

【0018】

ここで、清掃ユニット３の動作を簡単に説明する。床清掃装置１が床面の清掃を行わない場合、清掃ユニット３において、駆動シャフト３１は、所定の初期位置にある。このとき、清掃パッド３３は、床面の上方の待機位置に位置しており、清掃パッド３３（のパッド部材３３２）は、床面に接触しない。床清掃装置１が床面の清掃を行う場合、清掃ユニット３において、シャフト駆動部３２は、制御ユニット１０の制御に基づき、駆動シャフト３１を前記初期位置から下方の所定位置まで進出させる。これにより、清掃パッド３３が前記待機位置から清掃位置まで下降してパッド部材３３２が床面に接触する。そして、シャフト駆動部３２は、清掃パッド３３が床面に接触した状態で駆動シャフト３１を回転させることで清掃パッド３３を回転させる。つまり、清掃ユニット３は、清掃パッド３３（のパッド部材３３２）を床面に接触させた状態で、さらに言えば、清掃パッド３３（のパッド部材３３２）を床面に押圧した状態で回転させることで床面の清掃を行うように構成されている。

【0019】

床清掃装置１の説明に戻り、図１を参照すると、床清掃装置１の上面には、操作パネル４が設けられている。本実施形態において、操作パネル４は、各種情報を表示する第１情報表示部４１を有する。第１情報表示部４１は、主に操作者に対する情報を表示する。第１情報表示部４１は、操作者がタッチ操作で指示などを入力可能なタッチパネルであってもよい。また、操作パネル４には、床清掃装置１の動作モードを選択するためのモード選択スイッチ４２及び床清掃装置１を緊急停止させるための緊急停止ボタン４３などが配置されている。なお、本実施形態において、床清掃装置１の動作モードは、操作者の操作により移動及び床面の清掃を行う手動清掃モードと、移動及び床面の清掃を自動的に行う自動清掃モードと、操作者の操作により移動して周囲の環境に応じた地図を作成する地図作成モードとを含む。

【0020】

また、床清掃装置１の前面には、第２情報表示部５１、３Ｄ画像センサ５２、ドライブレコーダ５３、超音波センサ５４、ＬＲＦやＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）などの測域センサ５５、及びバンパーセンサ５６が上から下に向かってこの順で配置されている。

【0021】

第２情報表示部５１は、床清掃装置１の状態、例えば、床清掃装置１が清掃中であることや床清掃装置１に異常が発生したことなどを表示することが可能に構成されている。第２情報表示部は、主に床清掃装置１の周囲にいる人に対する情報を表示する。３Ｄ画像センサ５２は、床面の段差を含む床清掃装置１の前方の形状や床清掃装置１の前方の障害物を検知するために利用される。ドライブレコーダ５３は、カメラを有し、床清掃装置１の動作時（すなわち、清掃時）の状況を記録（録画）することが可能である。超音波センサ５４は、主に床清掃装置１の前方の障害物、特にガラスなどの透明な障害物を検知するために利用される。バンパーセンサ５６は、障害物等との接触（衝突）を検知して緊急停止信号を出力するように構成されている。

【0022】

測域センサ５５は、床清掃装置１の周囲（主に前方の所定範囲）にある壁などの障害物までの距離情報を取得する。具体的には、測域センサ５５は、レーザ光などの測距光を走査してその反射光を受信して各反射点までの距離を計測し、計測された各反射点までの距離を障害物までの距離情報として取得する。測域センサ５５で取得された障害物までの距離情報は、床清掃装置１が地図データを作成したり、床清掃装置１が自身の位置を認識したりするために利用される。測域センサ５５は、床清掃装置１の前方の障害物を検知するためにも利用され得る。

【0023】

以上のような構成を有する床清掃装置１の動作は、制御ユニット１０によって統括的に制御される。本実施形態において、制御ユニット１０は、動作制御部１０１と、地図データ作成部１０２と、途切れ部検出部１０３と、途切れ部データ作成部１０４と、メモリ部１０５とを含む（図５参照）。

【0024】

動作制御部１０１は、操作者による指示の入力や各種センサからの入力などに基づき、走行部２（の走行用モータ２１，２１）を制御して床清掃装置１の移動／停止を制御すると共に、清掃ユニット３（のシャフト駆動部３２）を制御して床面の清掃を行う。

【0025】

地図データ作成部１０２は、床清掃装置１が地図作成モードで動作しているとき、床清掃装置１に移動に伴って測域センサ５５で取得された障害物までの距離情報に基づき、障害物を含む地図データを作成する。本実施形態において、地図データ作成部１０２で作成される地図データは、画素値が高いほどその画素に障害物が存在する可能性が高いことを示す多階調の画像データである。また、基本的には地図データにおける障害物の内側の領域が床清掃装置１の走行可能領域となる。なお、作成中の地図データ、すなわち、完成前の地図データは、第１情報表示部４１に出力されて第１情報表示部４１に表示される。

【0026】

途切れ部検出部１０３は、床清掃装置１が地図作成モードで動作しているとき、地図データ中の障害物の途切れ部を検出する。本実施形態において、途切れ部検出部１０３による障害物の途切れ部の検出は、地図データ作成部１０２による地図データの作成と並行して行われる。つまり、途切れ部検出部１０３は、地図データ作成部１０２が作成中の地図データにおける障害物の途切れ部を検出する。

【0027】

途切れ部データ作成部１０４は、床清掃装置１が地図作成モードで動作しているとき、途切れ部検出部１０３で検出された障害物の途切れ部を地図データ上で強調表示するための画像データを途切れ部データとして作成する。作成された途切れ部データは、作成中の地図データと同様、第１情報表示部４１に出力されて第１情報表示部４１に表示される。このため、床清掃装置１が地図作成モードで動作しているとき、第１情報表示部４１には障害物の途切れ部が強調表示された状態の地図データが表示され、これによって、地図データ中の障害物の途切れ部を操作者に通知することが可能である。さらに言えば、地図データ中に障害物の途切れ部があること及び障害物の途切れ部の場所を操作者に通知することが可能である。なお、本実施形態において、障害物の途切れ部の強調表示は、地図データ上で障害物の途切れ部（の場所）を円形や楕円形の枠線（好ましくは、色付きの枠線（例えば、赤色の枠線））で囲むことによって行われるが、これに限られない。

【0028】

地図データは、主に床清掃装置１が自動清掃モードで動作するときに利用される。このため、地図データは、できるだけ正確に作成されるのが好ましい。他方、地図データ中の障害物の途切れ部は、測域センサ５５による障害物の距離情報の取得が十分に行われなかった場所、つまり、障害物情報が不足している場所である可能性がある。したがって、正確な地図データを作成するためには、そのような場所について障害物情報の追加取得を行う必要がある。そこで、本実施形態において、床清掃装置１は、地図データ中の障害物の途切れ部を検出し、障害物の途切れ部を地図データ上で強調表示することにより、すなわち、障害物の途切れ部が強調表示された状態の地図データを第１情報表示部４１に表示することにより、地図データ中の障害物の途切れ部を操作者に通知するようにしている。

【0029】

このような通知により、操作者は、障害物の途切れ部、すなわち、障害物情報が不足している可能性がある場所を容易に認識することができ、障害物情報の追加取得を行うために、検出された障害物の途切れ部に向けて床清掃装置１を移動させることが可能になる。したがって、障害物の途切れ部が強調表示された状態の地図データを第１情報表示部４１に表示すること、及び／又は、地図データ中の障害物の途切れ部を操作者に通知することは、障害物の途切れ部に向けて床清掃装置１を移動させることを操作者に促すことであるということもできる。

【0030】

メモリ部１０５には、各種プログラムや各種データが格納されている。各種データは、地図データ作成部１０２で作成された地図データを含み、地図データは、上述のように、主に床清掃装置１が自動清掃モードで動作するときに利用される。

【0031】

次に、床清掃装置１の動作モード（手動清掃モード、自動清掃モード、及び地図作成モード）について説明する。

【0032】

［手動動作モード］
モード選択スイッチ４２により手動清掃モードが選択されると、制御ユニット１０は、床清掃装置１を手動清掃モードで動作させる。この場合、床清掃装置１の後部上側に設けられた左右一対のハンドル６，６が操作者によって把持され、制御ユニット１０は、操作者よる操作パネル４やハンドル６，６などを介した指示の入力に基づいて床清掃装置１を動作させる。

【0033】

手動清掃モードにおいては、操作者が清掃開始指示を入力すると、制御ユニット１０の動作制御部１０１が、清掃ユニット３のシャフト駆動部３２を制御して清掃ユニット３による床面の清掃を開始させると共に、走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１の移動を開始させる。また、操作者が移動方向の変更指示を入力すると、動作制御部１０１は、走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１の移動方向を変更指示に応じた方向に変更する。そして、操作者が清掃終了指示を入力すると、動作制御部１０１は、清掃ユニット３のシャフト駆動部３２を制御して清掃ユニット３による床面の清掃を終了させると共に、走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１の移動を停止させる。

【0034】

［自動清掃モード］
モード選択スイッチ４２により自動清掃モードが選択されると、制御ユニット１０は、床清掃装置１を自動清掃モードで動作させる。この場合、制御ユニット１０は、メモリ部１０５から読み出した地図データと、測域センサ５５で取得された障害物との情報とに基づいて床清掃装置１の位置（すなわち、自己位置）を推定し、予め作成された清掃ルートに従って床清掃装置１を移動させながら、清掃ユニット３によって床面の清掃を行う。

【0035】

自動清掃モードにおいては、操作者が清掃開始指示を入力するか、又は予め設定された清掃開始時刻になると、制御ユニット１０の動作制御部１０１が、走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１を清掃ルートの始点まで移動させ、及び清掃ユニット３のシャフト駆動部３２を制御して清掃ユニット３による床面の清掃を開始させる。その後、動作制御部１０１は、走行部２の走行用モータ２１，２１を適宜制御して床清掃装置１を清掃ルートに沿って移動させ、床清掃装置１が清掃ルートの終点に到達すると、清掃ユニット３のシャフト駆動部３２を制御して清掃ユニット３による床面の清掃を終了させ、及び走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１の所定位置に移動させた後に移動を停止させる。また、制御ユニット１０は、清掃中、床清掃装置１の前方に障害物が検知された場合には、床清掃装置１の走行を停止させて床清掃装置１を待機状態とし、その後、床清掃装置１の前方に障害物が検知されなくなると床清掃装置１の走行を再開させる。さらに、制御ユニット１０は、緊急停止ボタン４３が操作され、又はバンパーセンサ５６から緊急停止信号が入力されると、床清掃装置１を緊急停止させる。

【0036】

［地図作成モード］
モード選択スイッチ４２により地図作成モードが選択されると、制御ユニット１０は、床清掃装置１を地図作成モードで動作させる。なお、地図作成モードは、主に床清掃装置１を自動清掃モードで動作させる前に、自動清掃モードで動作する床清掃装置１が移動すべき領域、換言すれば、清掃エリアを定めるために選択される。この場合、手動清掃モードの場合と同様、床清掃装置１の後部上側に設けられた左右一対のハンドル６，６が操作者によって把持され、制御ユニット１０は、操作者による操作パネル４やハンドル６，６などを介した指示の入力に基づいて床清掃装置１を動作させる。

【0037】

地図作成モードにおいては、操作者が移動開始指令を入力すると、制御ユニット１０の動作制御部１０１は、走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１の移動を開始させる。また、動作制御部１０１は、操作者が移動方向の変更指示を入力すると、走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１の移動方向を変更指示に応じた方向に変更する。さらに、操作者が地図作成開始指示を入力すると、制御ユニット１０の地図データ作成部１０２は、障害物を含む地図データの作成を開始し、制御ユニット１０の途切れ部検出部１０３は、地図データ中の障害物の途切れ部を検知し、及び制御ユニット１０の途切れ部データ作成部１０４は、途切れ部データを作成する。なお、上述のように、作成中の地図データは、第１情報表示部４１に表示され、障害物の途切れ部は、第１情報表示部４１に表示された地図データ上で強調表示される。そして、操作者が地図作成終了指示を入力すると、地図データ作成部１０２は、障害物を含む地図データの作成を終了し、作成された障害部を含む地図データをメモリ部１０５に格納する。また、操作者が移動終了指示を入力すると、走行部２の走行用モータ２１，２１を制御して床清掃装置１の移動を停止させる。

【0038】

図６は、地図作成モードにおける床清掃装置１の動作の一例を示すフローチャートである。床清掃装置１は、移動開始指令が入力されると（ステップＳ１：ＹＥＳ）、移動を開始する（ステップＳ２）。また、床清掃装置１は、移動開始後に移動方向の変更指示が入力されると、自身の移動方向を変更指示に応じた移動方向に変更する。ここで、移動開始指示及び移動方向の変更指示は、操作者によって入力される。したがって、地図作成モードにおいて、床清掃装置１は、操作者による操作によって移動する。そして、床清掃装置１は、地図作成開始指示が入力されると（ステップＳ３：ＹＥＳ）、周囲の環境に応じた地図データの作成を開始する（ステップＳ４）。

【0039】

地図作成開始指示が入力されると、床清掃装置１、より具体的には、制御ユニット１０の地図データ作成部１０２は、測域センサ５５で取得された障害物までの距離情報に基づき、障害物を含む地図データを作成する。本実施形態において、地図データ作成部１０２は、空マップ上に測域センサ５５の計測結果を時系列で重ね合わせることにより、換言すれば、床清掃装置１の移動に伴って測域センサ５５で距離情報が取得された各反射点を空マップ上にプロットしていくことにより、障害物を含む地図データを作成する。したがって、地図データは、床清掃装置１の移動に伴って更新される。

【0040】

ステップＳ５において、床清掃装置１は、作成中の地図データを第１情報表示部４１に表示する。すなわち、地図データ作成部１０２は、地図データを作成しつつ、作成中の地図データを第１情報表示部４１に出力することにより、作成中の地図データを第１情報表示部４１に表示させる。なお、上述のように、地図データは、画素値が高いほどその画素に障害物が存在する可能性が高いことを示す多階調の画像データであり、ここではグレースケール画像で構成されているものとする。

【0041】

ステップＳ６において、床清掃装置１は、地図データ中の障害物の途切れ部を検出する（途切れ部検出処理）。上述のように、本実施形態においては、制御ユニット１０の途切れ部検出部１０３が地図データ中の障害物の途切れ部を検出する。

【0042】

図７は、ステップＳ６において途切れ部検出部１０３が行う途切れ部検出処理の一例を示すフローチャートである。図７のステップＳ６１において、途切れ部検出部１０３は、地図データ作成部１０２から地図データ、ここでは、一例として図８（ａ）に示されるような地図データ（グレースケール画像）を入力する（地図データ入力）。

【0043】

ステップＳ６２において、途切れ部検出部１０３は、ステップＳ６１で入力された地図データを二値化する（二値化処理）。これにより、図８（ｂ）に示されるような、地図データ中の障害物がある部分が抽出された二値化画像が得られる。

【0044】

ステップＳ６３において、途切れ部検出部１０３は、ステップＳ６２で得られた二値化画像（図８（ｂ））を細線化する（細線化処理）。これにより、図８（ｃ）に示されるような細線化画像が得られる。

【0045】

ステップＳ６４において、途切れ部検出部１０３は、ステップＳ６３で得られた細線化画像に対して、障害物ありの画素（黒画素）が連続しているかを判定した上で、ラベル付きクラスタリングを行う。これにより、図８（ｄ）に示されるように、細線化画像を構成する複数の画素（黒画素）は、連続している黒画素群毎に別のラベル（ここでは、ラベル「１」～「６」）が付される（グループ分けされる）。

【0046】

ここで、ステップＳ６４で行われるラベル付きクラスタリングについて図９～図１１を参照して説明する。ラベル付きクラスタリングは、以下のようにして行われる。

【0047】

（１）途切れ部検出部１０３は、図９（ａ）に示されるように、細線化画像に対して、３×３画素を対象に、左上から右下に向かってスキャン（ラスタスキャン）を行う。
（２）中心画素が黒画素（すなわち、障害物ありの画素）であり、且つ中心画素を囲む８画素にラベルが付されていない場合、途切れ部検出部１０３は、図９（ｂ）に示されるように、中心画素に対して新しいラベル（ここでは「１」）を付す。
（３）新しいラベルを付した中心画素の右の画素、左下の画素、下の画素、右下の画素（図９（ｂ）の画素ａ～画素ｄ）が黒画素である場合、途切れ部検出部１０３は、図１０（ａ）に示されるように、当該黒画素（ここでは画素ｃ）にも同じラベル（すなわち、「１」）を付す。
（４）ラベルを付した黒画素（ここでは画素ｃ）を囲む８画素の中にラベルが付されていない黒画素がある場合、途切れ部検出部１０３は、図１０（ｂ）に示されるように、ラベルが付されていない黒画素（ここでは画素ｃの下の画素）にも同じラベル（すなわち、「１」）を付す。
（５）（４）の処理を繰り返し、ラベルを付す画素がなくなったら（１）のスキャンの続きを行う。そして、スキャンが最後まで行われると、図１１に示されるように、細線化画像は、連続している黒画素群毎に別のラベル（ここでは「１」～「３」）が付されてグループ分けされる。

【0048】

図７に戻り、ステップＳ６５において、途切れ部検出部１０３は、細線化画像の端点を抽出する（端点の抽出）。本実施形態において、途切れ部検出部１０３は、ステップＳ６４のラベル付きクラスタリングの結果に基づき、同じラベルが付された黒画素群の大きさが所定の画素数未満であれば、当該黒画素群（又は当該黒画素）を細線化画像の端点とみなして抽出する。また、途切れ部検出部１０３は、同じラベルが付された黒画素群の大きさが所定の画素数以上であれば、次のようにして各黒画素群の端点を探索して細線化画像の端点として抽出する。

【0049】

途切れ部検出部１０３は、同じラベルが付された黒画素群のうちの１画素を注目画素とし、注目画素を囲む８画素のうちの１画素が黒画素である場合に、その注目画素を黒画素群の端点と判定して細線化画像の端点として抽出する。あるいは、途切れ部検出部１０３は、同じラベルが付された黒画素群のうちの１画素を注目画素とし、注目画素を囲む８画素のうちの１画素が黒画素であるか又は連続する２画素が黒画素である場合であって、且つ、前記８画素を囲む１６画素のうちの１画素が黒画素であるか又は連続する２画素が黒画素である場合に、その注目画素を黒画素群の端点と判定して細線化画像の端点として抽出する。但し、これらに限られるものではなく、途切れ部検出部１０３は、他の方法を用いて細線化画像の端点を抽出してもよい。

【0050】

ステップＳ６６において、途切れ部検出部１０３は、ステップＳ６５で抽出された細線化画像の各端点を地図データ中の障害物の途切れ部として検出する（途切れ部の検出）。具体的には、図８（ｅ）において、ラベル「１」、「２」、「３」が付された黒画素群の円形の枠線で囲まれた部位、及び、ラベル「４」～「６」が付された黒画素（群）を、細線化画像の端点、すなわち、地図データ中の障害物の途切れ部として検出する。

【0051】

図６に戻り、ステップＳ７において、床清掃装置１は、第１情報表示部４１に表示されている作成中の地図データにおいて、ステップＳ６で検出された障害物の途切れ部を強調表示する。具体的には、上述のように、制御ユニット１０の途切れ部データ作成部１０４がステップＳ６で検出された障害物の途切れ部についての途切れ部データを作成して第１情報表示部４１に出力する。これにより、図８（ｆ）に示されるように、第１情報表示部４１において、地図データ中の障害物の途切れ部が円形や楕円形の枠線で囲まれることになり、地図データ中の障害物の途切れ部、すなわち、障害物情報が不足している可能性のある場所が操作者に通知される。

【0052】

ステップＳ８において、床清掃装置１は、地図作成終了指示が入力されたか否かを判定する。地図作成終了指示が入力されていない場合（ステップＳ８：ＮＯ）、床清掃装置１は、ステップＳ５の処理に戻り、地図データの作成を継続する。他方、地図作成終了指示が入力された場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、床清掃装置１は、ステップＳ９の処理に進む。

【0053】

ステップＳ９において、床清掃装置１は、地図データの作成を終了する。また、ステップＳ１０において、床清掃装置１は、作成した地図データをメモリ部１０５に格納する。その後、ステップＳ１１において、床清掃装置１は、移動終了指示が入力されたか否かを判定し、移動終了指令が入力されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２の処理に進み、床清掃装置１は、移動を停止して本フローを終了する。

【0054】

以上説明したように、実施形態に係る床清掃装置１は、動作モードとして地図作成モードを有する。地図作成モードにおいて、床清掃装置１は、操作者の操作により移動して周囲の環境に応じた地図を作成する。具体的には、床清掃装置１は、地図データ作成部１０２を有し、地図データ作成部１０２は、床清掃装置１に移動に伴って測域センサ５５で取得された障害物までの距離情報に基づき、障害物を含む地図データを作成する。また、床清掃装置１は、地図データ中の障害物の途切れ部を検出する途切れ部検出部１０３と、途切れ部検出部１０３で検出された障害物の途切れ部を地図データ上で強調表示するための途切れ部データを作成する途切れ部データ作成部１０４とを有する。そして、床清掃装置１は、障害物の途切れ部が強調表示された状態の地図データを第１情報表示部４１に表示することにより、地図データ中の障害物の途切れ部を操作者に通知するように構成されている。したがって、本実施形態における「第１情報表示部４１」が本発明の「表示部」に相当し、本実施形態における「途切れ部データ生成部１０４」及び「第１情報表示部４１」が本発明の「通知部」に相当する。

【0055】

実施形態に係る床清掃装置１によれば、地図データの作成中、障害物の途切れ部が強調表示された状態の地図データが第１情報表示部４１に表示されるため、操作者は、地図データ中の障害物の途切れ部、すなわち、障害物情報が不足している可能性がある場所を容易に認識することができる。このため、操作者は、障害物情報の追加取得を行うために、障害物の途切れ部に向けて床清掃装置１を移動させることができる。したがって、従来に比べて地図の完成度を向上させることができる。

【0056】

なお、上述の実施形態において、床清掃装置１は、障害物の途切れ部が強調表示された状態の地図データを第１情報表示部４１に表示することにより、地図データ中の障害物の途切れ部を操作者に通知している。しかし、これに限られるものではなく、床清掃装置１は、障害物の途切れ部を強調表示することに加えて又は代えて、障害物の途切れ部に向けて床清掃装置１を移動させることを促すテキスト情報を第１情報表示部４１に表示するようにしてもよい。前記テキスト情報は、例えば「障害物情報を取得するため、床清掃装置を強調表示された場所の近傍に向かわせてください。」とすることができる。また、床清掃装置１が音声出力部を有する場合には、障害物の途切れ部に向けて床清掃装置１を移動させることを促す音声を音声出力部から出力させるようにしてもよい。

【0057】

また、上述の実施形態において、移動開始指示と地図作成開始指示とが別々に入力されている。しかし、これに限られるものではなく、床清掃装置１は、地図作成開始指示が入力されると、移動及び地図データの作成を開始してもよい。この場合、床清掃装置１は、地図作成終了指示が入力されると、地図データの作成を終了すると共に移動を停止するように構成され得る。

【0058】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて変形や変更が可能であることはもちろんである。

【符号の説明】

【0059】

１…自走式床清掃装置（自律移動体）、２…走行部、３…清掃ユニット、４…操作パネル、６…ハンドル、１０…制御ユニット、２１…走行用モータ、２２…駆動輪、２３…従動輪、３１…駆動シャフト、３２…シャフト駆動部、３３…清掃パッド、４１…第１情報表示部（表示部，通知部）、４２…モード選択スイッチ、５５…測域センサ、１０１…動作制御部、１０２…地図データ作成部、１０３…途切れ部検出部、１０４…途切れ部データ作成部（通知部）、１０５…メモリ部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】