特開 2023-45050 プログラム、経路管理装置および経路管理方法

(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】P2023045050

(43)【公開日】2023-04-03

(54)【発明の名称】プログラム、経路管理装置および経路管理方法

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/02 20200101AFI20230327BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 P

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021153229

(22)【出願日】2021-09-21

(71)【出願人】

【識別番号】514020389

【氏名又は名称】ＴＩＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】松井 暢之

(72)【発明者】

【氏名】河合 裕幸

(72)【発明者】

【氏名】石橋 靖嗣

(72)【発明者】

【氏名】早坂 直樹

(72)【発明者】

【氏名】油谷 実紀

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301AA01

5H301BB14

5H301DD01

5H301GG08

5H301GG09

5H301KK03

5H301KK07

5H301KK18

(57)【要約】

【課題】互いに異なる地図に基づいて移動する複数の自律移動装置を、各自律移動装置が互いに衝突せずに移動するよう制御する。
【解決手段】コンピュータに、コンピュータと通信可能であり、空間を移動可能な複数の自律移動装置のそれぞれが移動する経路を、複数の自律移動装置のそれぞれに関連付けられ、複数の自律移動装置のそれぞれで互いに異なる地図情報に基づいて探索する経路探索処理と、経路と複数の自律移動装置それぞれの装置情報とに基づいて、経路を通行する複数の自律移動装置それぞれの、空間における通行範囲を生成する、通行範囲生成処理と、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲を空間において重ね合わせ、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲の空間における干渉の有無を判定する干渉判定処理と、干渉がある場合に、干渉が生じない通行範囲が得られる経路を再探索する経路再探索処理と、を実行させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンピュータに、
前記コンピュータと通信可能であり、空間を移動可能な複数の自律移動装置のそれぞれが移動する経路を、前記複数の自律移動装置のそれぞれに関連付けられ、前記複数の自律移動装置のそれぞれで互いに異なる地図情報に基づいて探索する経路探索処理と、
前記経路と前記複数の自律移動装置それぞれの装置情報とに基づいて、前記経路を通行する前記複数の自律移動装置それぞれの、前記空間における通行範囲を生成する通行範囲生成処理と、
前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲を前記空間において重ね合わせ、前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲の前記空間における干渉の有無を判定する干渉判定処理と、
前記干渉がある場合に、前記干渉が生じない前記通行範囲が得られる前記経路を再探索する経路再探索処理と、を実行させる、プログラム。

【請求項2】

請求項１に記載のプログラムであって、
前記干渉判定処理は、
前記空間を示す画像に、前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲を描画するための描画情報を生成する描画情報生成処理を含み、
前記描画情報に基づいて、前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲が前記画像において重複して描画される場合に、前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲が干渉すると判定する、プログラム。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記複数の自律移動装置の前記空間における位置を取得する位置取得処理、をさらに実行させ、
前記通行範囲生成処理は、前記経路及び前記位置に基づいて、前記自律移動装置が通過済みの前記経路に対応する通行範囲が含まれない前記通行範囲を生成する、プログラム。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のプログラムであって、
前記複数の自律移動装置は互いに異なるデータ形式の経路に基づいて移動する自律移動装置であり、
前記コンピュータに、
前記経路を、前記複数の自律移動装置のそれぞれが処理可能なデータ形式に変換して前記複数の自律移動装置のそれぞれに送信する経路送信処理、をさらに実行させる、プログラム。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載のプログラムであって、
前記地図情報は、複数のノード及び前記複数のノードを接続する少なくとも１つのエッジを有するグラフマップの情報である、プログラム。

【請求項6】

経路管理装置であって、
前記経路管理装置と通信可能であり、空間を移動可能な複数の自律移動装置のそれぞれが移動する経路を、前記複数の自律移動装置のそれぞれに関連付けられ、前記複数の自律移動装置のそれぞれで互いに異なる地図情報に基づいて探索する経路探索部と、
前記経路と前記複数の自律移動装置それぞれの装置情報とに基づいて、前記経路を通行する前記複数の自律移動装置それぞれの、前記空間における通行範囲を生成する通行範囲生成部と、
前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲を前記空間において重ね合わせ、前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲の前記空間における干渉の有無を判定する干渉判定部と、
前記干渉がある場合に、前記干渉が生じない前記通行範囲が得られる前記経路を再探索する経路再探索部と、を備える、経路管理装置。

【請求項7】

コンピュータが、
前記コンピュータと通信可能であり、空間を移動可能な複数の自律移動装置のそれぞれが移動する経路を、前記複数の自律移動装置のそれぞれに関連付けられ、前記複数の自律移動装置のそれぞれで互いに異なる地図情報に基づいて探索することと、
前記経路と前記複数の自律移動装置それぞれの装置情報とに基づいて、前記経路を通行する前記複数の自律移動装置それぞれの、前記空間における通行範囲を生成することと、
前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲を前記空間において重ね合わせ、前記複数の自律移動装置それぞれの前記通行範囲の前記空間における干渉の有無を判定することと、
前記干渉がある場合に、前記干渉が生じない前記通行範囲が得られる前記経路を再探索することと、を含む、経路管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プログラム、経路管理装置および経路管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の自律移動装置の移動を一元的に制御することで、各自律移動装置を効率よく移動させることが行われている。このとき、各自律移動装置が移動中に衝突しないようにする必要がある。例えば、特許文献１には、複数の移動ロボットを一元的に制御するロボット制御システムが記載されている。特許文献１に記載のロボット制御システムでは、移動ロボット情報及び経路情報に基づき、複数の移動ロボットの間で互いの移動に干渉が生じ得るか否かが判定される。判定結果に基づいて、干渉が生じ得る移動ロボットのうちの少なくとも１つの移動ロボットに関する経路情報が、干渉を回避するように変更される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－１３４７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１では、移動ロボット（自律移動装置）が稼働する所定エリアの地図に関する地図情報に基づいて、移動ロボットの移動経路が探索される。特許文献１では、各移動ロボットに対して共通の地図が用いられ、複数の移動ロボットの間で互いの移動に干渉が生じ得るか否かが判定される。

【0005】

複数の自律移動装置は、自律移動装置のそれぞれが、互いに異なる地図に基づいて移動をする場合がある。このような場合、特許文献１に記載のような共通の地図に基づくロボット制御システムを用いることはできず、各自律移動装置が移動中に衝突しないように各自律移動装置を制御することは難しい。

【0006】

そこで、本発明は、互いに異なる地図に基づいて移動する複数の自律移動装置を、各自律移動装置が互いに衝突せずに移動するよう制御することが可能な、プログラム、経路管理装置及び経路管理方法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】

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、コンピュータと通信可能であり、空間を移動可能な複数の自律移動装置のそれぞれが移動する経路を、複数の自律移動装置のそれぞれに関連付けられ、複数の自律移動装置のそれぞれで互いに異なる地図情報に基づいて探索する経路探索処理と、経路と複数の自律移動装置それぞれの装置情報とに基づいて、経路を通行する複数の自律移動装置それぞれの、空間における通行範囲を生成する、通行範囲生成処理と、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲を空間において重ね合わせ、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲の空間における干渉の有無を判定する干渉判定処理と、干渉がある場合に、干渉が生じない通行範囲が得られる経路を再探索する経路再探索処理と、を実行させる。

【0008】

この態様によれば、同じ空間を移動する複数の自律移動装置がある場合に、それぞれの移動経路が経路探索処理によって探索される。それぞれの経路は、自律移動装置のそれぞれで異なる地図情報に基づいて探索される。互いに異なる地図情報に基づく経路から、通行範囲が生成される。生成された通行範囲を、複数の自律移動装置が移動する空間において重ね合わせることによって、地図情報が異なる自律移動装置間においても、通行範囲に基づいて、干渉を判定することができる。干渉を判定し、経路の再探索を行うことによって、複数の自律移動装置が互いに衝突せずに移動するような制御を行うことができる。

【0009】

上記態様において、干渉判定処理は、空間を示す画像に、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲を描画するための描画情報を生成する描画情報生成処理を含み、描画情報に基づいて、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲が画像において重複して描画される場合に、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲が干渉すると判定してもよい。

【0010】

空間を示す画像に対する描画情報が生成されることにより、描画情報に基づいて、空間における各通行範囲の重ね合わせが可能となる。異なる地図情報に基づいて生成される経路を移動する自律移動装置の各通行範囲を重ね合わせることが可能となり、各自律移動装置が互いに衝突せずに移動するような制御が行われるようにできる。

【0011】

上記態様において、コンピュータに、複数の自律移動装置の空間における位置を取得する位置取得処理、をさらに実行させ、通行範囲生成処理は、経路及び位置に基づいて、自律移動装置が通過済みの経路に対応する通行範囲が含まれない通行範囲を生成してもよい。

【0012】

この態様によれば、通行範囲が、自律移動装置の移動に応じて更新されつつ生成され、干渉判定処理では、ある自律移動装置が通過済みの経路に対応する通行範囲は干渉判定の対象から除外される。したがって、各自律移動装置が移動中に衝突しないように各自律移動装置を制御しつつも、より効率よく各自律移動装置の移動が制御される。

【0013】

上記態様において、複数の自律移動装置は互いに異なるデータ形式の経路に基づいて移動する自律移動装置であり、コンピュータに、経路を、複数の自律移動装置のそれぞれが処理可能なデータ形式に変換して複数の自律移動装置のそれぞれに送信する経路送信処理、をさらに実行させてもよい。

【0014】

これにより、例えば、第１自律移動装置と第２自律移動装置とが異なる機種であり、処理可能なデータ形式もそれぞれ異なる場合に、各自律移動装置が処理可能なデータ形式の経路情報を各自律移動装置に送信することができる。よって、異なるデータ形式の経路情報に基づいて動作する複数の自律移動装置を、各自律移動装置が互いに衝突せずに移動するよう制御することができる。

【0015】

上記態様において、地図情報は、複数のノード及び複数のノードを接続する少なくとも１つのエッジを有するグラフマップの情報であってもよい。グラフマップは、組み合わせ最適化アルゴリズムを用いることにより、組み合わせ最適化を高速に行うことができる。これにより、例えば、グリッドマップを地図情報として用いる場合と比べて、経路探索を高速に行うことができる。

【0016】

本発明の一態様に係る経路管理装置は、経路管理装置と通信可能であり、空間を移動可能な複数の自律移動装置のそれぞれが移動する経路を、複数の自律移動装置のそれぞれに関連付けられ、複数の自律移動装置のそれぞれで互いに異なる地図情報に基づいて探索する経路探索部と、経路と複数の自律移動装置それぞれの装置情報とに基づいて、経路を通行する複数の自律移動装置それぞれの、空間における通行範囲を生成する通行範囲生成部と、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲を空間において重ね合わせ、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲の空間における干渉の有無を判定する干渉判定部と、干渉がある場合に、干渉が生じない通行範囲が得られる経路を経路再探索する経路再探索部と、を備える。

【0017】

本発明の一態様に係る経路管理方法は、コンピュータが、コンピュータと通信可能であり、空間を移動可能な複数の自律移動装置のそれぞれが移動する経路を、複数の自律移動装置のそれぞれに関連付けられ、複数の自律移動装置のそれぞれで互いに異なる地図情報に基づいて探索することと、経路と複数の自律移動装置それぞれの装置情報とに基づいて、経路を通行する複数の自律移動装置それぞれの、空間における通行範囲を生成することと、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲を空間において重ね合わせ、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲の空間における干渉の有無を判定することと、干渉がある場合に、干渉が生じない通行範囲が得られる経路を経路再探索することと、を含む。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、互いに異なる地図に基づいて移動する複数の自律移動装置を、各自律移動装置が互いに衝突せずに移動するよう制御することが可能な、プログラム、経路管理装置及び経路管理方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】第１実施形態に係る経路管理システムの構成を示す図である。

【図2】第１実施形態に係る自律移動装置の移動制御の概念を説明する図である。

【図3】第１実施形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。

【図4】第１実施形態に係る経路管理装置の構成を示すブロック図である。

【図5】第１実施形態に係る通行範囲の生成及び干渉の判定を説明する図である。

【図6】第１実施形態に係る経路管理装置における処理のフローチャートである。

【図7】第１実施形態に係る経路管理装置による通行範囲の生成の一例を説明する図である。

【図8】第１実施形態に係る管理システムにおける通行範囲の干渉を説明する図である。

【図9】第１実施形態に係る経路管理装置にて再計算された経路及び通行範囲の一例を説明する図である。

【図10】第２実施形態に係る経路管理装置における処理のフローチャートである。

【図11】第２実施形態に係る経路管理装置による移動制御の一例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

【0021】

［第１実施形態］
図１には、第１実施形態に係る自律移動装置の経路管理システム１０（以降、経路管理システム１０）の構成図が示される。経路管理システム１０は、ｎ台の自律移動装置１０１，１０２・・・１０ｎ及び経路管理装置１０３を備える。自律移動装置１０１～１０ｎはそれぞれ経路管理装置１０３とネットワークＮを介して通信可能である。例えば、経路管理装置１０３と自律移動装置１０１，１０２は無線ネットワークによって通信を行う。以降は例示として、複数の自律移動装置１０１～１０ｎのうち、自律移動装置１０１，１０２について説明する。

【0022】

自律移動装置１０１，１０２は例えば、屋外や建物内部の空間を移動して、各々の機能を発揮するロボットである。経路管理装置１０３は、自律移動装置１０１，１０２の移動を管理する。経路管理装置１０３は例えば、サーバ装置である。

【0023】

図２を参照して、経路管理システム１０における自律移動装置１０１，１０２の移動制御の概要について説明する。

【0024】

経路管理装置１０３は、自律移動装置１０１，１０２それぞれについて、空間Ｓを移動するための地図情報を記憶している。それぞれの地図情報は、複数のノードと各ノードを接続するエッジを有するグラフマップ（トポロジカルマップ）の形式で記憶される。複数のノードのそれぞれには、空間Ｓにおける位置を一意に特定する座標が関連付けられている。空間Ｓにおける位置を一意に特定する座標とは、例えば、自律移動装置１０１，１０２が屋外を移動する場合は、緯度及び経度であり、屋内を移動する場合は、一意に定義された座標系におけるｘ座標及びｙ座標である。本実施形態においては、空間内に一意に定義された座標系におけるｘ座標及びｙ座標が各ノードに関連付けられる。なお、空間Ｓが三次元空間である場合は、緯度、経度、及び標高あるいはｘ座標、ｙ座標、及びｚ座標を座標として用いることができる。

【0025】

地図情報のグラフは、例えば、単純かつ連結な有向グラフである。「単純」とは、ある１つのノードから他の１つのノードへと向かうエッジが１本であることを意味する。「連結」とは、任意の２つのノードが、少なくとも１つ以上のエッジを介して接続可能であることを意味する。「有向」とは、エッジが向きを有しており、ノード間の移動方向が定められていることを意味する。

【0026】

エッジのそれぞれには、自律移動装置がエッジを通行する際のコストを示す情報が重みとして関連付けられてもよい。コストとは例えば、エッジが接続する２つのノード間の距離や当該ノード間の通行に要する時間等である。

【0027】

図２（ａ）に示すように、自律移動装置１０１の地図情報は、複数のノードＮ１１～Ｎ１７及び各ノードを接続するエッジＥ１１～Ｅ１７を有する。自律移動装置１０１は、エッジＥ１１～Ｅ１７に沿って移動することによって、ノードＮ１１～Ｎ１７間を反時計回りに移動する。

【0028】

図２（ｂ）に示すように、自律移動装置１０２の地図情報は、複数のノードＮ２１～Ｎ２８及び各ノードを接続するエッジＥ２１～Ｅ２１１を有する。自律移動装置１０１は、エッジＥ２１～Ｅ２１１に沿って移動することによって、ノードＮ２１～Ｎ２８間を移動する。

【0029】

経路管理装置１０３は、自律移動装置１０１，１０２それぞれの地図情報及び自律移動装置１０１，１０２それぞれの位置に基づいて経路を生成する。経路とは、始点となるノード及び終点となるノード、及びこの２つのノードを接続するエッジを示す情報である。例えば、自律移動装置１０１が、ノードＮ１３からノードＮ１６まで移動する場合、経路管理装置１０３は、図２（ｃ）に示すように、経路Ｐ１１を生成する。また、自律移動装置１０２が、ノードＮ２１からＮ２３まで移動する場合、経路管理装置１０３は、図２（ｄ）に示すように、経路Ｐ２１を生成する。経路は、グラフのノード間の移動コストが最小となるように最適化されて探索される。

【0030】

経路管理装置１０３が生成した経路は、それぞれ、自律移動装置１０１，１０２に送信される。図２（ｅ）に示すように、自律移動装置１０１、１０２はそれぞれの経路Ｐ１１，Ｐ１２に基づいて実空間を移動する。

【0031】

図３を参照して、自律移動装置１０１の構成について説明する。ここでは自律移動装置１０１について説明するが、自律移動装置１０２～１０ｎについても同様である。

【0032】

自律移動装置１０１は、記憶部３０１、通信部３０２、移動制御部３０３、検出部３０４、自己位置推定部３０５、経路取得部３０６、経路変換部３０７、及び駆動部３０８を有する。記憶部３０１、通信部３０２、移動制御部３０３、検出部３０４、自己位置推定部３０５、経路取得部３０６、及び経路変換部３０７の各部における情報処理は、例えば、自律移動装置１０１において、メモリ等の記憶領域を用いたり、記憶領域に格納されたプログラムをプロセッサが実行したりすることによって、実現することができる。

【0033】

記憶部３０１は、自律移動装置１０１での処理に用いられる各種の情報を記憶する。また、記憶部３０１は、自律移動装置１０１が後述の処理によって生成する局所地図情報や、自律移動装置１０１がＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）処理に用いるオドメトリ情報等を記憶する。なお、ＳＬＡＭとは、自律移動装置１０１による空間Ｓにおける自己位置の推定と、地図作成とを同時に行う手法である。

【0034】

通信部３０２は、自律移動装置１０１と経路管理装置１０３との通信の制御を行う。通信部３０２は、例えば、無線通信装置を通じた通信を制御する。

【0035】

移動制御部３０３は、自律移動装置１０１が空間Ｓを移動するにあたって必要な移動制御情報を生成する。自律移動装置１０１は、生成された移動制御情報に基づいて後述の駆動部３０８が駆動することによって、空間を移動する。移動制御情報は例えば、駆動部３０８に含まれるモータの回転数や車輪の方向などを制御する情報である。

【0036】

検出部３０４は、自律移動装置１０１が周辺の環境の状態を検出するために用いられる。検出部３０４は、例えば、ＬｉＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）装置である。検出部３０４としてＬｉＤＡＲ装置を用いた場合、自律移動装置１０１の周辺の情報は、点群によるデータとして取得される。画像データを用いる場合には、検出部３０４として周辺の画像を撮影可能なカメラを用いることも可能である。

【0037】

自己位置推定部３０５は、検出部３０４が検出した自律移動装置１０１の周辺の環境の状態に基づいて、自律移動装置１０１の空間Ｓにおける位置の推定及び地図作成を同時に行う。

【0038】

経路取得部３０６は、経路管理装置１０３が生成した経路を経路管理装置１０３から取得する。

【0039】

経路変換部３０７は、空間Ｓにおける大局的な移動を示す経路を、自律移動装置１０１が処理可能な座標系である局所座標系における移動を示す局所経路に変換する。ここで、局所座標系は、空間内の任意の位置を原点とする座標系である。例えば、空間における自律移動装置１０１の初期位置を原点とすることができる。これにより、自律移動装置１０１は、検出部３０４が検出する動的な情報に応じて、例えば、障害物を回避しつつ移動するなどして、精度よく移動することができる。

【0040】

駆動部３０８は例えば、モータ、及びモータによって駆動される車輪又はローラである。駆動部３０８は、自律移動装置１０１が空間を移動するために用いられる。駆動部３０８は、自律移動装置１０１が空間内を移動可能であれば任意の構成とすることが可能である。

【0041】

自律移動装置１０２は、自律移動装置１０１と同様の構成を有するが、自律移動装置１０１とは装置の特性が異なる。装置の特性とは、例えば、自律移動装置の空間Ｓにおける装置幅や装置長さである。ここで、装置幅は、自律移動装置の移動方向に垂直な方向における長さであり、装置長さとは、自律移動装置の移動方向に沿った長さである。また、装置の特性の他の例としては、自律移動装置の高さ、タイヤの位置、検出部３０４の種類及び観測範囲、自律移動装置の最大ロール角度及び最大ピッチ角度、自律移動装置の重量バランス、駆動部３０８の耐水性、駆動部３０８におけるタイヤの不整地適性、又は検出部３０４を用いた局所経路の探索が可能な範囲等を含み得る。これらの装置の特性は、各自律移動装置の装置情報として管理される。

【0042】

図４を参照して、経路管理装置１０３について説明する。経路管理装置１０３は、記憶部４０１、通信部４０２、位置取得部４０３、経路探索部４０４、通行範囲生成部４０５、干渉判定部４０６、経路再探索部４０７、及び経路送信部４０８を有する。経路管理装置１０３の各部における情報処理は、例えば、経路管理装置１０３において、メモリ等の記憶領域を用いたり、記憶領域に格納されたプログラムをプロセッサが実行したりすることによって、実現することができる。

【0043】

記憶部４０１は、経路管理装置１０３での処理に用いられる各種の情報を記憶する。また、記憶部４０１は、経路管理装置１０３によって移動が制御される自律移動装置１０１～１０ｎの地図情報及び自律移動装置１０１～１０ｎの装置情報を記憶する。

【0044】

通信部４０２は、経路管理装置１０３と自律移動装置１０１～１０ｎとの通信の制御を行う。通信部４０２は、例えば、無線通信装置を通じた通信を制御する。

【0045】

位置取得部４０３は、空間における自律移動装置１０１～１０ｎの位置を取得する。自律移動装置１０１～１０ｎの位置は、自律移動装置１０１～１０ｎが推定した各自律移動装置の位置である。自律移動装置１０１～１０ｎの位置は、自律移動装置１０１～１０ｎに設けられるビーコン等の位置検出装置を用いて取得されてもよい。

【0046】

経路探索部４０４は、空間Ｓを移動可能な自律移動装置１０１～１０ｎのいずれか１つが移動する経路を、当該自律移動装置に関連付けられた地図情報に基づいて探索する。例えば、経路探索部４０４は、自律移動装置１０１が移動する経路を、自律移動装置１０１に関連付けられた地図情報に基づいて探索する。なお、経路探索部４０４は、自律移動装置１０１に限られず、他の自律移動装置１０２～１０ｎの経路を探索してもよい。

【0047】

経路探索部４０４は、例えば、Ａ^*法、ダイクストラ（Ｄｉｊｋｓｔｒａ）法、又はＨｕｂ－Ｌａｂｅｌｉｎｇ法等のアルゴリズムを用いて、２ノード間の経路におけるコストが最小となるように最適化して経路を探索する。また、始点となるノードから、指定された複数の経由ノードを通過して、終点となるノードに移動する経路を探索する場合には、コストを最小化するノード及びエッジの組み合わせを探索する組み合わせ最適化アルゴリズムを用いることができる。組み合わせ最適化アルゴリズムには、例えば、厳密解を求める分枝限定法又は近似解を求める遺伝的アルゴリズム等を用いることができる。

【0048】

通行範囲生成部４０５は、経路探索部４０４が生成した経路と、当該経路が生成された自律移動装置の装置情報とに基づいて、当該経路を通行する自律移動装置の空間Ｓにおける通行範囲を生成する。

【0049】

図５を参照して通行範囲の生成について説明する。図５には、装置幅Ｗ、装置長さＬの自律移動装置１０１が、ノードＮ１からノードＮ２を経由してノードＮ３まで移動する経路Ｐ１が経路探索部４０４によって探索された状況の模式図である。自律移動装置１０１は、エッジＥ１，Ｅ２に沿って移動する。このとき、通行範囲生成部４０５は、経路Ｐ１を基準として、装置幅Ｗ，装置長さＬに基づいて通行範囲ＰＡ１を生成する。なお、通行範囲とは、空間の座標に基づいて形成される領域を示す情報である。

【0050】

なお、このとき、装置幅は、自律移動装置１０１そのものの幅に、経路管理システム１０の管理者が設定し、経路管理装置１０３に記憶されている所定の長さがマージンとして加えられていてもよい。図５の場合は、装置幅Ｗに対してはマージンＭ１，Ｍ２、装置幅Ｌに対してはマージンＭ３，Ｍ４が加えられて、通行範囲ＰＡ１が生成されている。

【0051】

また、マージンＭ３とマージンＭ４とは、図５では同じ長さとして示されるが、これらは異なる長さであってもよい。例えば、自律移動装置１０１の進行方向とは反対側のマージンＭ３は、マージンＭ４より小さい値とする調整も可能である。マージンを適切に調整することで、実際は通行範囲とする必要がない領域までもが通行範囲に含まれ、経路選択の余地が狭まることを抑えられる。

【0052】

また、装置幅Ｗについても、マージンの調整は可能である。例えば、ノードＮ２において、自律移動装置１０１が進行方向を変更するが、この場合のマージンを大きくするようにして、旋回時に他の自律移動装置との衝突をより十分に回避するようにできる。このように調整可能なパラメータを装置情報に含めることによって、個々の自律移動装置により適した通行範囲の生成が可能となる。

【0053】

なお、通行範囲生成部４０５は、自律移動装置１０１に限られず、他の自律移動装置１０２～１０ｎの通行範囲を生成してもよい。

【0054】

干渉判定部４０６は、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲を空間Ｓにおいて重ね合わせ、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲の空間Ｓにおける干渉の有無を判定する。より具体的には、図５に示されるように、干渉判定部４０６は、空間を示す画像ＩＧに、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲を描画するための描画情報を生成する。生成された通行範囲を画像ＩＧにおいて重ね合わせて描画することによって、通行範囲を空間Ｓにおいて重ね合わせることができる。

【0055】

干渉判定部４０６は、描画情報に基づいて、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲が画像において重複して描画される場合に、複数の自律移動装置それぞれの通行範囲が干渉すると判定する。図５に示されるように、通行範囲生成部４０５によって、上述の通行範囲ＰＡ１に加えて、他の自律移動装置の通行範囲ＰＡ２，ＰＡ３が生成されたとする。このとき、干渉判定部４０６は、画像ＩＧ上に、通行範囲ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３を描画するための描画情報を生成する。

【0056】

画像ＩＧは、空間Ｓと共通の座標系を有している。通行範囲ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３は空間Ｓの座標系に基づく領域であるため、干渉判定部４０６は、通行範囲ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３を画像ＩＧにおいて重ね合わせることができる。

【0057】

具体的には、描画情報は通行範囲のそれぞれを画像ＩＧの画像ピクセルに描画するための情報である。干渉判定部４０６は、画像ピクセルのうち、２以上の通行範囲が描画される画像ピクセルがある場合に、通行範囲が干渉すると判定する。

【0058】

図５の例では、通行範囲ＰＡ１は、通行範囲ＰＡ２，ＰＡ３とは重ならない。しかし、通行範囲ＰＡ２と通行範囲ＰＡ３とは、重なって描画される部分があるので、干渉判定部４０６は、通行範囲ＰＡ２と通行範囲ＰＡ３とが干渉すると判定する。

【0059】

経路再探索部４０７は、干渉が生じない通行範囲が得られる経路を再探索する。経路再探索部４０７は、干渉が生じる通行範囲が得られる経路のうち一方の経路を、当該経路の生成に用いられた地図情報に基づいて探索する。干渉が生じた際に再探索される経路は、自律移動装置に設定される優先度に基づいて選択されてもよい。これにより、重要度の高い自律移動装置の経路を優先的に確保することができる。

【0060】

経路再探索部４０７は、経路探索部４０４と同様のアルゴリズムを用いることができる。経路再探索部４０７は、例えば、通行範囲と地図情報とを重ね合わせ、干渉を生じさせる通行範囲内にあるノードやエッジを通行不可であるとして経路を探索する。

【0061】

経路送信部４０８は、経路を、複数の自律移動装置のそれぞれが処理可能なデータ形式に変換して複数の自律移動装置のそれぞれに送信する。送信された経路は、各自律移動装置において、局所経路に変換される。

【0062】

図６から図９を参照して、経路管理装置１０３による移動制御について説明する。ここでは、自律移動装置１０１と自律移動装置１０２の移動が制御される場合について説明する。自律移動装置１０１と自律移動装置１０２は、初期状態としては、所定の位置に停止しているとする。自律移動装置１０１と自律移動装置１０２は、以降の処理によって生成されたそれぞれの経路に基づいて移動する。

【0063】

図６のフローチャートのステップＳ６０１において、経路探索部４０４は、記憶部４０１から、経路探索を行う自律移動装置の地図情報を取得する。経路探索部４０４は、図７（ａ）に示される自律移動装置１０１の地図情報及び図７（ｂ）に示される自律移動装置１０２の地図情報を取得する。

【0064】

ステップＳ６０２において、位置取得部４０３は、各自律移動装置の位置を取得する。

【0065】

ステップＳ６０３において、経路探索部４０４は、取得した地図情報及び位置に基づいて、自律移動装置１０１の経路（第１経路）を探索する。ここでは、図７（ｃ）に示されるように、経路Ｐ１１を探索する。

【0066】

ステップＳ６０４において、通行範囲生成部４０５は、経路Ｐ１１及び自律移動装置１０１の装置情報に基づいて、自律移動装置１０１の通行範囲ＰＡ１１（第１通行範囲）を生成する。通行範囲ＰＡ１１は、図７（ｅ）に示されるように、画像ＩＧ上に描画可能である。

【0067】

ステップＳ６０５において、経路探索部４０４は、取得した地図情報及び位置に基づいて、自律移動装置１０２の経路（第２経路）を探索する。ここでは、図７（ｄ）に示されるように、経路Ｐ２２が探索される。経路Ｐ２２はノードＮ２２からノードＮ２１までの最短経路として探索されている。

【0068】

ステップＳ６０６において、通行範囲生成部４０５は、経路Ｐ２２及び自律移動装置１０２の装置情報に基づいて、自律移動装置１０２の通行範囲ＰＡ２１（第２通行範囲）を生成する。通行範囲ＰＡ２１は、図７（ｆ）に示されるように、画像ＩＧ上に描画可能である。

【0069】

ステップＳ６０７，Ｓ６０８において、干渉判定部４０６は、通行範囲ＰＡ１１と通行範囲ＰＡ２１の干渉を判定する。干渉判定部４０６は、図８（ａ）に示される、通行範囲ＰＡ１１と、図８（ｂ）に示される通行範囲ＰＡ２１を画像ＩＧ上において重ね合わせることで、干渉を判定する。図８（ｃ）に示される通り、通行範囲ＰＡ１１と通行範囲ＰＡ２１とは干渉する。

【0070】

干渉がある場合、ステップＳ６０９において、経路再探索部４０７は経路の再探索を行う。ここでは、経路再探索部４０７は、経路Ｐ２２の再探索を行うとする。経路再探索部４０７は、ノードＮ２２からノードＮ２１までの経路を、通行範囲ＰＡ１１に含まれるエッジは移動できないという条件の下で探索する。つまり、経路再探索部４０７による再探索では、通行範囲ＰＡ１１が障害物であるかのように考えられ、障害物としての通行範囲を回避するように経路が再探索される。

【0071】

経路再探索部４０７は再探索によって、図９（ｄ）に示されるような経路Ｐ２３を得る。その後、ステップＳ６０７，６０８において同様に干渉が判定される。図９（ｅ）に示されるように、今回は、通行範囲ＰＡ１１と通行範囲ＰＡ２２とが干渉しない経路Ｐ１１，Ｐ２３が得られることがわかる。

【0072】

干渉する経路がない場合、ステップＳ６１０において、経路送信部４０８は、経路Ｐ１１を自律移動装置１０１に送信し、経路Ｐ２３を自律移動装置１０２に送信する。その後各自律移動装置が移動する。

【0073】

このように、自律移動装置の通行範囲を用いて、複数の自律移動装置の移動時における干渉の判定を行うことによって、各自律移動装置の衝突を回避することができる。また、各自律移動装置が異なる地図情報に基づいて移動する場合であっても、通行範囲を空間Ｓに対応する画像ＩＧ上で重ね合わせることによって、干渉の判定を行うことができる。

【0074】

なお、本実施形態では、空間Ｓは２次元であり、画像も２次元画像として説明を行ったが、空間Ｓは３次元空間であってもよい。この場合、干渉の判定は３次元画像に基づいて行われる。

【0075】

［第２実施形態］
第２実施形態以降では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。第２実施形態の経路管理装置１０３は、通行範囲生成部４０５が、自律移動装置の移動を、各自律移動装置の位置に基づいて判断し、自律移動装置が通過済みの経路に対応する通行範囲が含まれない通行範囲を生成する点で、第１実施形態の経路管理装置１０３と異なる。

【0076】

図１０及び図１１を参照して、第２実施形態に係る経路管理装置１０３の移動制御について説明する。ここでは、自律移動装置１０１と自律移動装置１０２の移動が制御される場合について説明する。自律移動装置１０１と自律移動装置１０２は、初期状態としては、所定の位置に停止しているとする。その後、自律移動装置１０１が先だって移動し、自律移動装置１０１が移動中に、自律移動装置１０２の経路が生成され、自律移動装置１０２が移動をする。

【0077】

図１０のステップＳ１００１において、経路探索部４０４は、記憶部４０１から、経路探索を行う自律移動装置の地図情報を取得する。経路探索部４０４は、図１１（ａ）に示される自律移動装置１０１の地図情報及び図１１（ｂ）に示される自律移動装置１０２の地図情報を取得する。

【0078】

ステップＳ１００２において、位置取得部４０３は、各自律移動装置の位置を取得する。

【0079】

ステップＳ１００３において、経路探索部４０４は、取得した地図情報及び位置に基づいて、自律移動装置１０１の経路（第１経路）を探索する。ここでは、第１実施形態と同様に、図１１（ｃ）に示される経路Ｐ１１を探索する。また、経路送信部４０８は探索された経路Ｐ１１を自律移動装置１０１に送信する。経路Ｐ１１が送信された自律移動装置１０１は、経路Ｐ１１に従って、空間を移動する。

【0080】

ステップＳ１００４において、位置取得部４０３は、自律移動装置１０１の位置を取得する。

【0081】

ステップＳ１００５において、通行範囲生成部４０５は、自律移動装置１０１の位置に基づいて、自律移動装置１０１が通過済みの経路に対応する通行範囲が含まれない通行範囲を生成する。

【0082】

例えば、図１１（ｅ）に示されるように、Ｎ１３を出発した自律移動装置１０１が、ノードＮ１５に到達した状態の場合、通行範囲生成部４０５は、自律移動装置１０１がこれから通過する経路に基づいて、通行範囲ＰＡ１３を生成する。

【0083】

ステップＳ１００６において、経路探索部４０４は、自律移動装置１０２の地図情報及び位置に基づいて、自律移動装置１０２の経路（第２経路）を探索する。ここでは、自律移動装置１０２は、ノードＮ２２からノードＮ２１まで移動するものとする。経路探索部４０４によって、図１１（ｄ）に示される経路Ｐ２４が探索される。

【0084】

ステップＳ１００７において、通行範囲生成部４０５は、経路Ｐ２４及び自律移動装置１０２の装置情報に基づいて、自律移動装置１０２の通行範囲ＰＡ２３を生成する。通行範囲ＰＡ２３は図１１（ｅ）に示される。

【0085】

ステップＳ１００８，Ｓ１００９において、干渉判定部４０６は、通行範囲ＰＡ１３と通行範囲ＰＡ２３の干渉を判定する。図１１（ｅ）に示される場合は、通行範囲ＰＡ１３と通行範囲ＰＡ２３は干渉しない。

【0086】

干渉がある場合、ステップＳ１０１０において、経路再探索部４０７は経路の再探索を行う。図１１（ｅ）に示される場合においては、この処理は行われない。

【0087】

干渉がない場合、ステップＳ１０１１において、経路送信部４０８は、経路Ｐ２４を自律移動装置１０２に送信する。その後、自律移動装置１０２が移動する。

【0088】

このように、自律移動装置が通過済みの経路からは通行範囲を生成しないようにすることで、効率的な経路探索が可能となる。例えば、自律移動装置１０１が経路Ｐ１１を移動する場合に、図９（ｄ）に示された第１実施形態での経路Ｐ２３より、図１１（ｄ）に示された第２実施形態での経路Ｐ２４の方が、より短い距離による移動を可能とする。よって、自律移動装置１０２は、より効率的な移動をすることができる。これにより、経路管理装置１０３は、各自律移動装置の移動を効率よく制御することが可能となる。

【0089】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその条件等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0090】

１０…経路管理システム、１０１，１０２，１０ｎ…自律移動装置、１０３…経路管理装置、４０３…位置取得部、４０４…経路探索部、４０５…通行範囲生成部、４０６…干渉判定部、４０７…経路再探索部、４０８…経路送信部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】