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特開2024-143171移動装置、移動装置の制御装置、移動装置の制御方法、移動システム、および移動型作業ロボット
(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】P2024143171
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】移動装置、移動装置の制御装置、移動装置の制御方法、移動システム、および移動型作業ロボット
(51)【国際特許分類】
G05D 1/43 20240101AFI20241003BHJP
【ＦＩ】
G05D1/02 H
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023055703
(22)【出願日】2023-03-30
(71)【出願人】
【識別番号】000236160
【氏名又は名称】株式会社テクノ菱和
(71)【出願人】
【識別番号】301022471
【氏名又は名称】国立研究開発法人情報通信研究機構
(74)【代理人】
【識別番号】100081961
【弁理士】
【氏名又は名称】木内 光春
(74)【代理人】
【識別番号】100112564
【弁理士】
【氏名又は名称】大熊 考一
(74)【代理人】
【識別番号】100163500
【弁理士】
【氏名又は名称】片桐 貞典
(74)【代理人】
【識別番号】230115598
【弁護士】
【氏名又は名称】木内 加奈子
(72)【発明者】
【氏名】滝口 陽介
(72)【発明者】
【氏名】唐木 千岳
(72)【発明者】
【氏名】菅田 大助
(72)【発明者】
【氏名】武石 義人
(72)【発明者】
【氏名】李 還幇
(72)【発明者】
【氏名】松村 武
【テーマコード（参考）】
5H301
【Ｆターム（参考）】
5H301AA01
5H301AA06
5H301BB14
5H301CC03
5H301CC04
5H301CC06
5H301CC07
5H301CC10
5H301FF08
5H301GG08
5H301GG09
5H301GG11
5H301GG14
5H301GG16
5H301LL01
5H301LL06
5H301LL11
(57)【要約】 （修正有）
【課題】使用者の設定負担を軽減した移動装置、移動装置の制御装置、移動装置の制御方法、移動システム、および移動型作業ロボットを提供する。
【解決手段】外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部Ｄ１と、装置本体を移動させる移動機構１０２と、制御部２００と、を有する移動装置であって、移動装置の制御部２００は、移動機構１０２の移動履歴を取得する移動履歴取得部２０２と、測距部Ｄ１を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部Ｄ間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部２０１ｄと、移動点測距条件に基づいて、各移動点にいて測距部Ｄ間の距離を求める距離演算部２０６と、移動履歴から、任意の方向に対する各移動点の移動角を取得する移動角取得部２０７と、各移動点における測距部Ｄ間の距離と、各移動点における移動角と、を用いて、外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部２０８と、を有する。
【選択図】図３
【解決手段】外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部Ｄ１と、装置本体を移動させる移動機構１０２と、制御部２００と、を有する移動装置であって、移動装置の制御部２００は、移動機構１０２の移動履歴を取得する移動履歴取得部２０２と、測距部Ｄ１を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部Ｄ間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部２０１ｄと、移動点測距条件に基づいて、各移動点にいて測距部Ｄ間の距離を求める距離演算部２０６と、移動履歴から、任意の方向に対する各移動点の移動角を取得する移動角取得部２０７と、各移動点における測距部Ｄ間の距離と、各移動点における移動角と、を用いて、外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部２０８と、を有する。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部と、装置本体を移動させる移動機構と、制御部と、を有する移動装置であって、
前記移動装置の制御部は、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、
前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、
前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する移動装置。
前記移動装置の制御部は、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、
前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、
前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する移動装置。
【請求項2】
前記測距条件記憶部は、前記第１の測距部が前記外部の測距部と通信可能となった原地点において、前記測距部間の距離を計測する原地点測距条件をさらに記憶し、
前記距離演算部は、前記原地点測距条件に基づいて、前記原地点における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記方向角度演算部は、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、前記原地点における前記測距部間の距離と、を用いて、前記原地点に対する前記外部の測距部の方向角度を演算する、請求項１記載の移動装置。
前記距離演算部は、前記原地点測距条件に基づいて、前記原地点における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記方向角度演算部は、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、前記原地点における前記測距部間の距離と、を用いて、前記原地点に対する前記外部の測距部の方向角度を演算する、請求項１記載の移動装置。
【請求項3】
前記移動装置の前記制御部は、
前記方向角度演算部が演算した前記方向角度と、前記距離演算部が演算した前記移動点における前記測距部間の距離または前記原地点における前記測距部間の距離に基づいて、前記移動装置が前記外部の測距部に至るように前記移動機構を駆動する条件を演算する駆動条件演算部、をさらに含む、請求項２記載の移動装置。
前記方向角度演算部が演算した前記方向角度と、前記距離演算部が演算した前記移動点における前記測距部間の距離または前記原地点における前記測距部間の距離に基づいて、前記移動装置が前記外部の測距部に至るように前記移動機構を駆動する条件を演算する駆動条件演算部、をさらに含む、請求項２記載の移動装置。
【請求項4】
前記測距条件記憶部は、前記駆動条件演算部が演算した駆動条件に基づいて前記外部の測距部への移動を開始した前記移動装置の移動中に前記測距部間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、
前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記移動装置の前記制御部は、
前記移動機構の移動履歴に基づいて、移動中の前記移動装置の移動距離を演算する移動距離演算部と、
前記移動距離演算部が演算した前記移動装置の移動距離と、移動中における前記測距部間の距離を比較し、前記移動装置の移動距離と、移動中における前記測距部間の距離に乖離があるか否かを判定する距離比較判定部と、
前記距離比較判定部の判定に基づいて、移動中の前記移動装置の現在位置から前記外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部をさらに含む、請求項３記載の移動装置。
前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記移動装置の前記制御部は、
前記移動機構の移動履歴に基づいて、移動中の前記移動装置の移動距離を演算する移動距離演算部と、
前記移動距離演算部が演算した前記移動装置の移動距離と、移動中における前記測距部間の距離を比較し、前記移動装置の移動距離と、移動中における前記測距部間の距離に乖離があるか否かを判定する距離比較判定部と、
前記距離比較判定部の判定に基づいて、移動中の前記移動装置の現在位置から前記外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部をさらに含む、請求項３記載の移動装置。
【請求項5】
前記測距条件記憶部は、前記駆動条件演算部が演算した駆動条件に基づいて前記外部の測距部への移動を開始した前記移動装置の移動中に前記測距部間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、
前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記移動装置の前記制御部は、
移動中における前記測距部間の距離を用いて、前記外部の測距部の位置を推定するマーカ機推定部と、
移動中の前記移動装置の移動方向を変更する進路変更部と、
前記進路変更部が前記移動装置の進路を変更した後の移動中における前記測距部間の距離に基づいて、真の前記外部の測距部を判断するマーカ機判断部と、をさらに含む、請求項３記載の移動装置。
前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記移動装置の前記制御部は、
移動中における前記測距部間の距離を用いて、前記外部の測距部の位置を推定するマーカ機推定部と、
移動中の前記移動装置の移動方向を変更する進路変更部と、
前記進路変更部が前記移動装置の進路を変更した後の移動中における前記測距部間の距離に基づいて、真の前記外部の測距部を判断するマーカ機判断部と、をさらに含む、請求項３記載の移動装置。
【請求項6】
前記測距条件記憶部は、前記駆動条件演算部が演算した駆動条件に基づいて前記外部の測距部への移動を開始した前記移動装置の移動中に前記測距部間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、
前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記移動装置の前記制御部は、
移動中における前記測距部間の距離を用いて、前記移動装置が前記外部の測距部に最も近づいた点である最接近点を判定する最接近点判定部と、
前記最接近点判定部の判定に基づいて、前記最接近点から前記外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部をさらに含み、
移動中における前記測距部間の距離が縮み傾向から、前記最接近点に至った後に、伸長傾向に転じた場合に、前記再演算指令部が前記指令を出力するよう構成される、請求項３記載の移動装置。
前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記移動装置の前記制御部は、
移動中における前記測距部間の距離を用いて、前記移動装置が前記外部の測距部に最も近づいた点である最接近点を判定する最接近点判定部と、
前記最接近点判定部の判定に基づいて、前記最接近点から前記外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部をさらに含み、
移動中における前記測距部間の距離が縮み傾向から、前記最接近点に至った後に、伸長傾向に転じた場合に、前記再演算指令部が前記指令を出力するよう構成される、請求項３記載の移動装置。
【請求項7】
前記移動装置の前記制御部は、
移動中の前記移動装置が、前記外部の測距部と接触することを防ぐための接触回避動作を記憶する回避動作記憶部を含む、請求項３記載の移動装置。
移動中の前記移動装置が、前記外部の測距部と接触することを防ぐための接触回避動作を記憶する回避動作記憶部を含む、請求項３記載の移動装置。
【請求項8】
前記移動装置は、
前記移動装置の動作状態を知らせるための出力を行う報知部と、
前記報知部の出力パターンと、前記移動装置の前記駆動条件と、を関連付けた報知条件を記憶する報知条件記憶部と、
前記駆動条件演算部が決定した前記駆動条件に基づいて、前記報知部を制御する条件を決定する報知条件決定部と、
をさらに含む、請求項３記載の移動装置。
前記移動装置の動作状態を知らせるための出力を行う報知部と、
前記報知部の出力パターンと、前記移動装置の前記駆動条件と、を関連付けた報知条件を記憶する報知条件記憶部と、
前記駆動条件演算部が決定した前記駆動条件に基づいて、前記報知部を制御する条件を決定する報知条件決定部と、
をさらに含む、請求項３記載の移動装置。
【請求項9】
外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部と、装置本体を移動させる移動機構と、を有する移動装置を、コンピュータ又は電子回路により制御する前記移動装置の制御方法であって、
前記コンピュータ又は前記電子回路が、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得ステップと、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を求める距離演算ステップと、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得ステップと、
前記測距部間の距離と前記移動角に基づいて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算ステップと、を実行する、前記移動装置の制御方法。
前記コンピュータ又は前記電子回路が、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得ステップと、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を求める距離演算ステップと、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得ステップと、
前記測距部間の距離と前記移動角に基づいて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算ステップと、を実行する、前記移動装置の制御方法。
【請求項10】
外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部と、装置本体を移動させる移動機構と、を有する移動装置の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、
前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、
前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する移動装置の制御装置。
前記制御装置は、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、
前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、
前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する移動装置の制御装置。
【請求項11】
第１の測距部と、装置本体を移動させる移動機構と、制御部と、を有する移動装置と、
前記第１の測距部と通信可能に設けられた第２の測距部を有するマーカ機と、を含む移動システムであって、
前記移動装置の制御部は、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、
前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、
記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて前記マーカ機の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する移動システム。
前記第１の測距部と通信可能に設けられた第２の測距部を有するマーカ機と、を含む移動システムであって、
前記移動装置の制御部は、
前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、
前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、
前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、
前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、
記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて前記マーカ機の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する移動システム。
【請求項12】
前記測距条件記憶部は、前記第１の測距部と前記第２の測距部通信可能となった原地点において、前記測距部間の距離を計測する原地点測距条件をさらに記憶し、
前記測距制御部は、前記原地点測距条件に基づいて、前記原地点における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記方向角度演算部は、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、前記原地点における前記測距部間の距離と、を用いて、前記原地点に対する前記マーカ機の方向角度を演算する、請求項１１記載の移動システム。
前記測距制御部は、前記原地点測距条件に基づいて、前記原地点における前記測距部間の距離をさらに求め、
前記方向角度演算部は、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、前記原地点における前記測距部間の距離と、を用いて、前記原地点に対する前記マーカ機の方向角度を演算する、請求項１１記載の移動システム。
【請求項13】
前記マーカ機を複数含み、各マーカ機は、それぞれの探索順序を示す情報を有し、
前記移動装置の制御部は、
前記移動装置が前記複数のマーカ機の探索順序を示す情報を記憶する探索順序記憶部をさらに含む、請求項１１又は１２記載の移動システム。
前記移動装置の制御部は、
前記移動装置が前記複数のマーカ機の探索順序を示す情報を記憶する探索順序記憶部をさらに含む、請求項１１又は１２記載の移動システム。
【請求項14】
前記移動装置の前記測距条件記憶部は、前記複数のマーカ機のうち、ターゲットとなる前記マーカ機以外の他のマーカ機と測距を行う接触回避測距条件をさらに含み、
前記測距制御部は、前記接触回避点測距条件に基づいて、前記第１の測距部と前記他のマーカ機の前記第２の測距部の間の距離をさらに求め、
前記移動装置の制御部は、
前記移動装置が、前記他のマーカ機と接触することを防ぐための接触回避動作を記憶する回避動作記憶部と、
前記移動装置と前記他のマーカ機との間の距離が接触可能範囲にあるか否かを判定する接触範囲判定部をさらに含む、請求項１３記載の移動システム。
前記測距制御部は、前記接触回避点測距条件に基づいて、前記第１の測距部と前記他のマーカ機の前記第２の測距部の間の距離をさらに求め、
前記移動装置の制御部は、
前記移動装置が、前記他のマーカ機と接触することを防ぐための接触回避動作を記憶する回避動作記憶部と、
前記移動装置と前記他のマーカ機との間の距離が接触可能範囲にあるか否かを判定する接触範囲判定部をさらに含む、請求項１３記載の移動システム。
【請求項15】
前記第１の測距部および前記第２の測距部は、ＵＷＢを用いて測距を行う、請求項１１又は１２記載の移動システム。
【請求項16】
請求項３に記載の移動装置と、
前記移動装置に載置された所定の作業を行うロボットと、を含み、
前記制御部および前記ロボットは、それぞれ通信部を有し、
前記制御部は、前記マーカ機に到達すると前記ロボットに作業開始信号を送信し、
前記ロボットは、前記制御部に作業終了信号を送信するよう構成されている移動型作業ロボット。
前記移動装置に載置された所定の作業を行うロボットと、を含み、
前記制御部および前記ロボットは、それぞれ通信部を有し、
前記制御部は、前記マーカ機に到達すると前記ロボットに作業開始信号を送信し、
前記ロボットは、前記制御部に作業終了信号を送信するよう構成されている移動型作業ロボット。
【請求項17】
前記ロボットが、環境測定を行う測定ユニットである、請求項１６記載の移動型作業ロボット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、対象領域を移動する移動装置、移動装置の制御装置、移動装置の制御方法、移動システム、および移動型作業ロボットに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、対象空間の掃除、管理対象に対するロボットによる作業、荷物の運搬、又はサービス業務などにおいて、目的の移動を達成する無人型の移動装置の開発が進んでいる。このような移動装置では、室内における自装置の位置を把握して移動するために、予め対象室内のマップが記録されている。又は、ＬｉＤＡＲセンサやカメラを用いた物体検知により対象領域のマップを自動作成する移動装置も知られている。
【0003】
マップを用いない場合、移動装置を対象領域の所定のルートに従って磁気誘導を用いて移動させるために、対象領域に磁気テープを事前に設置することがある。この場合には、移動装置は、固定された走行ルート上を自動走行する。
【0004】
他にも、移動装置の制御において、停止や回転などの移動装置の動作に関する情報を含むマーカを対象室内に適宜配置することもある。移動装置は、搭載されたカメラなどの撮像部でそのマーカを撮像し、マーカに含まれる情報に基づいて移動装置の動作を制御する。このようなマーカの一つとしては、対象領域に設置される旗状のサインポストがあげられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００５‐２７５８９９号公報
【特許文献2】特開２０１４－０２１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
磁気テープを用いた走行ルートの設定では、磁気テープの事前設置が不可欠であり、また走行ルートが固定されてしまう。例えばクリーンルーム等の清浄空間においては、磁気テープの設置自体が難しい場合もある。サインポストを用いて走行ルートの設定を行う場合には、走行ルートに沿って多数のサインポストを設置する必要があり、使用者に各サインポストの動作内容と使用方法を理解する負担が生じる。
【0007】
対象領域のマップを用いた移動装置の制御においては、地図情報の入力などにおいてロボット技術者や熟練した使用者による作業が必要となる。特に、初めて対象領域において移動装置を走行させる場合には、ロボット技術者と使用者の打ち合わせが不可欠となり手間と時間がかかる。すなわち、専門知識をもたない移動装置の使用者が、単独で所望の走行ルートを迅速かつ容易に設定することは難しい。また、マップを用いた移動装置では、無線通信を用いた測位を行う場合、固定機設置位置によっては測位できないエリアが生じる可能性がある。また、測位精度にも影響を及ぼすため、固定機設置位置の入念な設計と、マップ上の位置と実際の位置の正確な一致が必要となる。
【0008】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものである。その目的は、使用者の設定負担を軽減した移動装置、移動装置の制御装置、移動装置の制御方法、移動システム、および移動型作業ロボットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成するために、本発明の移動装置は、以下のような特徴を有している。
（１）外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部と、装置本体を移動させる移動機構と、制御部と、を有する移動装置であって、前記移動装置の制御部は、前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する。
（１）外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部と、装置本体を移動させる移動機構と、制御部と、を有する移動装置であって、前記移動装置の制御部は、前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて、前記外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する。
【0010】
（２）前記測距条件記憶部は、前記第１の測距部が前記外部の測距部と通信可能となった原地点において、前記測距部間の距離を計測する原地点測距条件をさらに記憶し、前記距離演算部は、前記原地点測距条件に基づいて、前記原地点における前記測距部間の距離をさらに求め、前記方向角度演算部は、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、前記原地点における前記測距部間の距離と、を用いて、前記原地点に対する前記外部の測距部の方向角度を演算しても良い。
【0011】
（３）前記移動装置の前記制御部は、前記方向角度演算部が演算した前記方向角度と、前記距離演算部が演算した前記移動点における前記測距部間の距離または前記原地点における前記測距部間の距離に基づいて、前記移動装置が前記外部の測距部に至るように前記移動機構を駆動する条件を演算する駆動条件演算部、をさらに含んで良い。
【0012】
（４）前記測距条件記憶部は、前記駆動条件演算部が演算した駆動条件に基づいて前記外部の測距部への移動を開始した前記移動装置の移動中に前記測距部間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、前記移動装置の前記制御部は、前記移動機構の移動履歴に基づいて、移動中の前記移動装置の移動距離を演算する移動距離演算部と、前記移動距離演算部が演算した前記移動装置の移動距離と、移動中における前記測距部間の距離を比較し、前記移動装置の移動距離と、移動中における前記測距部間の距離に乖離があるか否かを判定する距離比較判定部と、前記距離比較判定部の判定に基づいて、移動中の前記移動装置の現在位置から前記外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部をさらに含んでよい。
【0013】
（５）前記測距条件記憶部は、前記駆動条件演算部が演算した駆動条件に基づいて前記外部の測距部への移動を開始した前記移動装置の移動中に前記測距部間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、前記移動装置の前記制御部は、移動中における前記測距部間の距離を用いて、前記外部の測距部の位置を推定するマーカ機推定部と、移動中の前記移動装置の移動方向を変更する進路変更部と、前記進路変更部が前記移動装置の進路を変更した後の移動中における前記測距部間の距離に基づいて、真の前記外部の測距部を判断するマーカ機判断部と、をさらに含んで良い。
【0014】
（６）前記測距条件記憶部は、前記駆動条件演算部が演算した駆動条件に基づいて前記外部の測距部への移動を開始した前記移動装置の移動中に前記測距部間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、前記距離演算部は、前記移動中測距条件に基づいて、移動中における前記測距部間の距離をさらに求め、前記移動装置の前記制御部は、移動中における前記測距部間の距離を用いて、前記移動装置が前記外部の測距部に最も近づいた点である最接近点を判定する最接近点判定部と、前記最接近点判定部の判定に基づいて、前記最接近点から前記外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部をさらに含み、移動中における前記測距部間の距離が縮み傾向から、前記最接近点に至った後に、伸長傾向に転じた場合に、前記再演算指令部が前記指令を出力するよう構成されて良い。
【0015】
（７）前記移動装置の前記制御部は、移動中の前記移動装置が、前記外部の測距部と接触することを防ぐための接触回避動作を記憶する回避動作記憶部を含んで良い。
【0016】
（８）前記移動装置は、前記移動装置の動作状態を知らせるための出力を行う報知部と、前記報知部の出力パターンと、前記移動装置の前記駆動条件と、を関連付けた報知条件を記憶する報知条件記憶部と、前記駆動条件演算部が決定した前記駆動条件に基づいて、前記報知部を制御する条件を決定する報知条件決定部と、をさらに含んで良い。
【0017】
また、上記の発明は、移動装置の制御装置および移動装置制御方法の発明としての態様を含む。また、以下の移動システムの態様を含み得る。
【0018】
（１）第１の測距部と、装置本体を移動させる移動機構と、制御部と、を有する移動装置と、前記第１の測距部と通信可能に設けられた第２の測距部を有するマーカ機と、を含む移動システムであって、前記移動装置の制御部は、前記移動機構の移動履歴を取得する移動履歴取得部と、前記第１の測距部を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部と、前記移動点測距条件に基づいて、前記各移動点における前記測距部間の距離を求める距離演算部と、前記移動履歴から、任意の方向に対する前記各移動点の移動角を取得する移動角取得部と、前記各移動点における前記測距部間の距離と、前記各移動点における前記移動角と、を用いて前記マーカ機の方向角度を演算する方向角度演算部と、を有する移動システム。
【0019】
さらに、以下の移動型作業ロボットの態様を含み得る。
【0020】
（１）上記の移動装置と、前記移動装置に載置された所定の作業を行うロボットと、を含み、前記制御部および前記ロボットは、それぞれ通信部を有し、前記制御部は、前記マーカ機に到達すると前記ロボットに作業開始信号を送信し、前記ロボットは、前記制御部に作業終了信号を送信するよう構成されていても良い。
【0021】
（２）前記ロボットが、環境測定を行う測定ユニットであっても良い。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば使用者の設定負担を軽減した移動装置、移動装置の制御装置、移動装置の制御方法、移動システム、および移動型作業ロボットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図1】第１の実施形態にかかる移動システムに含まれるマーカ機の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】第１の実施形態にかかる移動装置の外観を示す側面図であり、かつ他の実施形態の作業ロボットの外観を示す側面図である。
【図3】第１の実施形態にかかる移動装置の制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図4】測距条件を説明するための模式図であり、（ａ）は測距点が２点の場合、（ｂ）は測距点が４点の場合、（ｃ）は測距点が８点の場合の模式図である。
【図5】測距部間の測距波の伝搬時間を説明するための模式図である。
【図6】移動点における移動角の取得例を説明するための模式図である。
【図7】マーカ機の方向角度の演算例を説明するための模式図である。
【図8】制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図9】第２の実施形態にかかる移動装置の制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図10】移動装置の移動距離と、移動中の計測距離の関係を説明するための模式図である。
【図11】第３の実施形態にかかる移動装置の制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図12】真のマーカ機の判定プロセスを説明するための模式図であり、（ａ）はマーカ機の位置推定演算を説明する模式図であり、（ｂ）は進路変更による真のマーカ機の判定を説明する模式図である。
【図13】第４の実施形態にかかる移動装置の制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【図14】当初の方向角度に誤差がある場合の最接近点を示す模式図である。
【図15】第５の実施形態にかかる移動装置の制御部の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
［第１の実施形態］
（移動システム概要）
本発明に係る移動システムの概要について説明する。移動システムは、被検出体としてのマーカ機Ｍと、マーカ機Ｍと通信可能に構成され、装置本体の移動を実行する移動装置１を含み構成されている。移動装置１は測距部Ｄ１を有し、マーカ機Ｍは測距部Ｄ１と通信可能に構成された測距部Ｄ２を有する。測距部Ｄ１および測距部Ｄ２は、移動装置１とマーカ機Ｍとの間の距離を計測可能に構成されている。なお、以下の説明では、測距部Ｄ１および測距部Ｄ２をまとめて測距部Ｄと表現する場合がある。
（移動システム概要）
本発明に係る移動システムの概要について説明する。移動システムは、被検出体としてのマーカ機Ｍと、マーカ機Ｍと通信可能に構成され、装置本体の移動を実行する移動装置１を含み構成されている。移動装置１は測距部Ｄ１を有し、マーカ機Ｍは測距部Ｄ１と通信可能に構成された測距部Ｄ２を有する。測距部Ｄ１および測距部Ｄ２は、移動装置１とマーカ機Ｍとの間の距離を計測可能に構成されている。なお、以下の説明では、測距部Ｄ１および測距部Ｄ２をまとめて測距部Ｄと表現する場合がある。
【0025】
測距部Ｄは、電波、音波、光の少なくとも１つを用いて、リアルタイムの距離計測が可能となるように構成されていればよい。測距部Ｄは、例えば、送信部および受信部を含み構成される。送信部は、例えば電磁波などの測距波を送出する信号源である。受信部は、送信部から送出された測距波を受波する受信器である。なお、例えば測距部Ｄ１からの測距波に対して測距部Ｄ２が返信測距波を送信する場合には、測距部Ｄ１およびＤ２のそれぞれが送信部および受信部の双方を含み構成される。
【0026】
測距部Ｄは、距離演算部を含んでいても良い。距離演算部は、採用した測距波に適した方式で、移動装置１とマーカ機Ｍの間の距離を求める演算部である。なお、距離演算部は、測距部Ｄの回路上に設けられていても良いし、移動装置１の制御部２００に含まれるように構成しても良い。
【0027】
測距に用いる電波としては、ＵＷＢ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ、ＲＦＩＤなどの無線通信方式を採用することができる。電波を用いる場合には、移動装置１の測距部Ｄ１に送受信部及び距離演算部を設け、マーカ機Ｍの測距部Ｄ２に送受信部を設けて良い。距離演算部は、例えば、Ｔｉｍｅ ｏｆ Ａｒｒｉｖａｌ（ＴＯＡ）方式にて、信号パルスの伝搬時間を演算し、パルス伝搬時間に光速を乗じることで、移動装置１とマーカ機Ｍの間の距離を求めて良い。ＴＯＡ方式により距離を求める場合には、測距部Ｄは基準クロック等を生成する構成を含む。
【0028】
測距部Ｄが用いる電波としては、特にＵＷＢが好ましい。ＵＷＢはナノ秒オーダーのパルスを用いるため、電波の到着時刻を高精度に測定でき、測距・測位を高い精度で行うことが可能である。また、ＵＷＢは、短いパルスのみを用いるため装置の消費電力を抑えられる。さらに、複雑な変復調を使用しないため、低コスト化に寄与し得る。
【0029】
測距に用いる光としては、可視光、赤外線、紫外線を用いることができる。測距に用いる音波としては、超音波を用いることができる。他にも、磁気、静電容量などを用いて距離計測を行う構成も採用できる。いずれの場合であっても、移動装置１の測距部Ｄ１またはマーカ機Ｍの測距部Ｄ２のどちらに、送信部または受信部を配置するかは自由であり、双方に送受信部を配置しても良い。
【0030】
また、受信部が受信する測距波が、マーカ機Ｍの表面で反射された反射波である場合には、測距部Ｄ１または測距部Ｄ２の一方に受信部および送信部の双方を備えることができる。例えば測距部Ｄ１が、送信部、受信部、距離演算部の全ての構成を備える場合、送信部からの測距波を反射するマーカ機Ｍそのものを測距部Ｄ２として捉えることができる。この測距波の反射をもって、移動装置１とマーカ機Ｍが通信可能に構成されていると解釈できる。
【0031】
上記の構成を有する移動システムにおいて、マーカ機Ｍは、例えばクリーンルームなどの屋内の対象領域において、任意の位置に配置されている。移動装置１の測距部Ｄ１とマーカ機Ｍの測距部Ｄ２により、距離計測を行うことで、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を求めることができる。ただし、測距部Ｄにより距離計測だけでは、移動装置１は、マーカ機Ｍが配置されている方向角度を把握することができない。
【0032】
そこで、移動装置１は、測距部Ｄ１を複数の移動点に至るように移動させ、各移動点において、移動装置１の測距部Ｄ１とマーカ機Ｍの測距部Ｄ２により、移動装置１とマーカ機Ｍの間の距離を計測する。移動装置１とマーカ機Ｍの間の距離は、測距部Ｄ１と測距部Ｄ２の間の距離と捉えても良い。移動装置１の測距部Ｄ１が移動装置１の上部に取り付けられ、マーカ機Ｍの測距部Ｄ２が床置きされた場合、測距部Ｄ１と測距部Ｄ２の間の距離は斜面距離となる。斜面距離そのものを移動装置１とマーカ機Ｍの間の距離としても良いが、斜面距離を移動装置１とマーカ機Ｍの間の平面距離に変換して使用しても良い。移動装置１は、移動装置１の任意の方向に対する各移動点の移動角と、各移動点における移動装置１とマーカ機Ｍの間の計測距離と、を用いて、移動装置１からマーカ機Ｍへの方向角度を演算するよう構成されている。
【0033】
以下の説明では、本発明に係る移動システムの実施形態について図面を参照しつつ、より具体的に説明する。説明を明確化するために、以下では測距波をＵＷＢとした場合のシステム構成について説明する。ただし、上記の通り、本実施形態の移動システムは、移動装置１とマーカ機Ｍの間の距離を計測可能な測距部Ｄを有していれば、ＵＷＢに限定されず様々な測距波を用いる測距部Ｄを採用することで実現可能となる。
【0034】
（マーカ機）
図１は、マーカ機Ｍの構成例を示すブロック図である。図１に示すとおり、マーカ機Ｍは、測距部Ｄ２を含む。測距部Ｄ２は、ＵＷＢ端末であって良く、たとえば、携帯可能なＵＷＢタグとしてよい。マーカ機ＭとしてＵＷＢ端末を単体で用いる場合には、ＵＷＢ端末をマーカ機Ｍとして捉えて良く、測距部Ｄ２として捉えることもできる。
図１は、マーカ機Ｍの構成例を示すブロック図である。図１に示すとおり、マーカ機Ｍは、測距部Ｄ２を含む。測距部Ｄ２は、ＵＷＢ端末であって良く、たとえば、携帯可能なＵＷＢタグとしてよい。マーカ機ＭとしてＵＷＢ端末を単体で用いる場合には、ＵＷＢ端末をマーカ機Ｍとして捉えて良く、測距部Ｄ２として捉えることもできる。
【0035】
ただし、マーカ機Ｍは、測距部Ｄ２であるＵＷＢ端末と、測距部Ｄ２を収容する筐体を備えていても良い。他にも、測距部Ｄ２であるＵＷＢ端末を保持するスタンドを含めても良い。マーカ機Ｍは、床面に配置されてよく、壁面に配置されても良い。また、ＵＷＢ端末をスタンドで保持して浮かせた状態で、対象領域に配置しても良い。このようなマーカ機Ｍまたは測距部Ｄ２は、移動装置１の装置外部に設けられた測距部であると解釈できる。また、マーカ機Ｍの測距部Ｄ２は、送信機または受信機のいずれでも良いが、以下では測距部Ｄ２を送受信機と解釈可能である。
【0036】
マーカ機Ｍは、移動システムの使用者が、マーカ機Ｍを対象領域の任意の位置に配置可能に構成されている。すなわち、マーカ機Ｍは、従来の測距システムのように対象領域の所定の位置において固定具により固定されている固定機とは異なり、使用者が配置したい位置に持ち運び可能に構成されている。マーカ機Ｍは、対象空間における位置が未知の端末と言い換えることもできる。位置が未知、とは座標系等においてマーカ機Ｍの位置が把握されていないことを意味する。以下の説明では、移動システムの使用者が、マーカ機Ｍを任意の位置に配置した場合を例に説明する。ただし、マーカ機Ｍ自体が移動している場合であっても、本実施形態を適用可能である。
【0037】
複数のマーカ機Ｍを用いる場合には、移動装置１が複数のマーカ機Ｍを探索する順序を示す情報を各測距部Ｄ２が有していて良い。例えば、２台のマーカ機Ｍを用いる場合には、検索順序として１を有するマーカ機Ｍと、検索順序として２を有するマーカ機Ｍとなるように構成する。探索順序を示す情報としては、数字やアルファベットなど任意の文字や記号を用いることができる。探索順序を示す情報をマーカ機Ｍの表面等に記載することで、使用者が複数あるマーカ機Ｍの探索順序を把握可能とすると良い。
【0038】
ただし、移動システムは、１台のマーカ機Ｍのみを有し、移動装置１がマーカ機Ｍへの移動を完了するたびに、マーカ機Ｍを次の目標地点に移動させて用いる、という使い方もできる。マーカ機Ｍの移動は使用者が手動で行ってもいいし、マーカ機Ｍに走行部を設けて自動で移動するように構成しても良い。マーカ機Ｍを無線操縦で移動する構成としても良い。
【0039】
測距部Ｄ２は、移動装置１の測距部Ｄ１にマーカ機検出動作における要求に応答可能に構成されている。測距部Ｄ２は、測距部Ｄ１に測距動作において送信される測距波を受信可能に構成されている。測距部Ｄ２は、測距部Ｄ１が送信した測距波を受信すると、測距部Ｄ１に対して返信測距波を送信可能に構成されている。測距部Ｄ２はローカル発振器を含み、返信測距波の送信時にはローカル発振器のクロックに基づいて動作する。なお、測距部Ｄ２の時刻同期は行わなくとも良い。
【0040】
（移動装置）
移動装置１は、例えば室内等において、対象領域を自律走行する装置である。移動装置１は、装置本体を移動させる走行部を有する。移動装置１は移動以外の動作を行うように構成できる。例えば、対象領域内を移動しつつ、対象領域の環境測定を行うように構成しても良い。他にも、対象領域の掃除、荷物の積み降ろし、バルブの開閉等、様々な動作を行うロボットと組み合わせ得る。
移動装置１は、例えば室内等において、対象領域を自律走行する装置である。移動装置１は、装置本体を移動させる走行部を有する。移動装置１は移動以外の動作を行うように構成できる。例えば、対象領域内を移動しつつ、対象領域の環境測定を行うように構成しても良い。他にも、対象領域の掃除、荷物の積み降ろし、バルブの開閉等、様々な動作を行うロボットと組み合わせ得る。
【0041】
移動装置１は、対象領域内を移動可能に構成されている。よって、移動装置１も、対象領域における位置が固定されておらず、対象領域における位置が未知の装置であると言える。このような本実施形態の移動システムは、位置が未知の移動装置１が、位置が未知のマーカ機Ｍの位置情報を特定するように構成されている、と表現することもできる。
【0042】
図２は、移動装置１の外観を示す側面図である。図３は、移動装置１の構成例を示すブロック図である。図２に示す通り、移動装置１は、箱型の筐体１００を有する。筐体１００は、移動装置１の構成部を収容する箱型の筐体１００ａと、移動装置１に搭載されるロボットを収容する箱型の筐体１００ｂを含んでいても良い。以下の説明では、筐体１００ａおよび筐体１００ｂを合わせて、筐体１００と表現する場合もある。
【0043】
移動装置１は、筐体１００ａの下面側に設けられた一対の駆動輪である走行部１０１が移動機構１０２により駆動されることで自走可能に構成されている。移動機構１０２は、移動装置１の走行に必要な車輪の回転駆動を行う。移動機構１０２は、例えば、車輪を駆動するモータや車輪の向きを変更するアクチュエータなどで構成して良い。移動装置１の車輪は、オムニホイールやメカナムホイールであってもよい。なお、移動装置１としては、例えばドローンのような回転翼を有する無人航空機を用いることを想定し得る。
【0044】
移動機構１０２は、図３に示す通り、回転数取得部１０２ａを含む。回転数取得部１０２ａは、走行部１０１の車輪の回転数を計測するように構成されている。移動機構１０２は、取得した車輪の回転数を、制御部２００に出力する。
【0045】
図２および３に示すとおり、移動装置１は、測距部Ｄ１、障害物検出部１１、報知部１２、モーションセンサ１３、および制御部２００をさらに有する。なお、移動装置１には、移動装置１の動作を開始するための動作開始ボタンＢが設けられている。動作開始ボタンＢは使用者が押下可能に構成され、移動装置１の本体に設けることができる。また、動作開始ボタンＢは、例えばリモートコントローラに設けられていても良く、制御部２００の入力部Ｉであっても良い。いずれの場合であっても、動作開始ボタンＢは制御部２００に接続され、移動装置１は、使用者が動作開始ボタンＢを押下したことを契機に、所定の動作を開始するように構成されている。
【0046】
（測距部）
測距部Ｄ１は、ＵＷＢ端末であって良く、たとえば、携帯可能なＵＷＢタグとしてよい。本例では、マーカ機Ｍの測距部Ｄ２と同様に、移動装置１の測距部Ｄ１は送受信機であるとして説明する。図２の例では、測距部Ｄ１は、移動装置１の筐体１００ｂの上面において、中央に位置するように設けられている。筐体１００ｂの上面中央は、移動装置１の筐体１００ｂの回転中心である。
測距部Ｄ１は、ＵＷＢ端末であって良く、たとえば、携帯可能なＵＷＢタグとしてよい。本例では、マーカ機Ｍの測距部Ｄ２と同様に、移動装置１の測距部Ｄ１は送受信機であるとして説明する。図２の例では、測距部Ｄ１は、移動装置１の筐体１００ｂの上面において、中央に位置するように設けられている。筐体１００ｂの上面中央は、移動装置１の筐体１００ｂの回転中心である。
【0047】
測距部Ｄ１は、筐体１００ｂの上面中央に位置する支柱Ｓに取り付けられている。支柱Ｓは、ＵＷＢ端末を保持可能に構成されたスタンド等であっても良い。支柱Ｓは必須の構成要素ではないが、支柱Ｓを設けて測距部Ｄ１の高さを高くすることで、障害物等を避けて、マーカ機Ｍの測距部Ｄ２との通信がスムーズとなる場合に有用である。ただし、測距部Ｄ１が移動装置１の筐体１００ｂに直接配置される構成を排除する意図はない。
【0048】
測距部Ｄ１は、マーカ機検出動作において、ターゲットとなるマーカ機Ｍの測距部Ｄ２と通信可能となっているか否かを確認可能に構成されている。測距部Ｄ１は、測距動作において、測距部Ｄ２に測距波を送信可能に構成されている。測距部Ｄ１はローカル発振器を含み、測距波の送信時にはローカル発振器のクロックに基づいて動作する。測距部Ｄ１は、測距波を受信した測距部Ｄ２から送信された返信測距波を受信可能に構成されている。
【0049】
（障害物検出部）
障害物検出部１１は、移動装置１の進行方向にある障害物を検出するセンサである。障害物検出部１１は、移動装置１の前面に設けられている。障害物検出部１１としては、超音波センサ、光学式ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）センサ、ステレオカメラ式深度センサ、レーダーセンサなどを用いることができる。
障害物検出部１１は、移動装置１の進行方向にある障害物を検出するセンサである。障害物検出部１１は、移動装置１の前面に設けられている。障害物検出部１１としては、超音波センサ、光学式ＴｏＦ（Ｔｉｍｅ－ｏｆ－Ｆｌｉｇｈｔ）センサ、ステレオカメラ式深度センサ、レーダーセンサなどを用いることができる。
【0050】
この中でも、対象領域がクリーンルーム内にある場合には、クリーンルームに存在するＳＵＳなどの鏡面物質を考慮すると、低コストかつ信頼性が高い超音波センサを用いることが好ましい。超音波センサは、超音波を送信し、障害物から反射されて戻ってくるエコーを探知することで障害物を検出するセンサである。なお、障害物検出部１１として、障害物に接触したことを検出するバンパセンサなどを設けても良い。また、対象領域が倉庫内である場合には、ダンボールが置かれている可能性があることを考慮すると、ＲｉＤＡＲセンサを用いることが好ましい。障害物検出部１１は、障害物を検出すると障害物を検出した旨の信号を、制御部２００に送信する。
【0051】
（報知部）
報知部１２は、移動装置１の動作状態を使用者に知らせるための出力を行う構成部である。報知部１２は、例えば、光を発光する発光部１２ａと、音声信号を出力する音声出力部１２ｂを採用することができる。ただし、制御部２００に接続されたディスプレイなどの出力部Ｏに、移動装置１の動作状態を表示する場合、出力部Ｏを報知部１２として捉えて良い。
報知部１２は、移動装置１の動作状態を使用者に知らせるための出力を行う構成部である。報知部１２は、例えば、光を発光する発光部１２ａと、音声信号を出力する音声出力部１２ｂを採用することができる。ただし、制御部２００に接続されたディスプレイなどの出力部Ｏに、移動装置１の動作状態を表示する場合、出力部Ｏを報知部１２として捉えて良い。
【0052】
発光部１２ａは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等により構成される。発光部１２ａは、図２に示す通り、移動装置１の表面部に取り付けることが好ましい。発光部１２ａは、制御部２００側からの制御によって、移動装置１の動作状態に合わせた発光パターンで光を発光する。
【0053】
動作状態には、移動装置１が移動している走行状態、移動装置１がマーカ機Ｍを探索している探索状態、移動装置１がマーカ機Ｍを発見した発見状態、移動装置１に搭載されたロボットが動作している作業状態、移動装置１の前に障害物があるエラー状態、移動装置１が走行動作を完了した終了状態などの状態がある。
【0054】
音声出力部１２ｂは、例えば、不図示のＤＡコンバーター、アンプ、スピーカー等含む。このような音声出力部１２ｂは、音声信号をアナログの音声出力信号に変換してスピーカーから音声を出力する。音声出力部１２ｂが出力する音声は、電子音、音楽、予め録音された人の音声などあって良い。音声出力部１２ｂは、制御部２００側からの制御によって、移動装置１の動作状態に合わせた音声を出力する。
【0055】
（モーションセンサ）
モーションセンサ１３は、慣性センサ（３軸加速度センサと３軸角速度センサ）と３軸地磁気センサを組み合わせた９軸センサとすることができる。モーションセンサ１３は、移動装置１が移動したときに生じる加速度を検出することが好ましく、少なくとも３軸加速度センサおよび３軸角速度センサを備えていれば良い。ただし、移動装置１の移動履歴取得に用いられるセンサであれば、いずれのセンサも採用できる。モーションセンサ１３で検出された値は、制御部２００に出力される。
モーションセンサ１３は、慣性センサ（３軸加速度センサと３軸角速度センサ）と３軸地磁気センサを組み合わせた９軸センサとすることができる。モーションセンサ１３は、移動装置１が移動したときに生じる加速度を検出することが好ましく、少なくとも３軸加速度センサおよび３軸角速度センサを備えていれば良い。ただし、移動装置１の移動履歴取得に用いられるセンサであれば、いずれのセンサも採用できる。モーションセンサ１３で検出された値は、制御部２００に出力される。
【0056】
（制御部）
図３に示す通り、制御部２００は、ＣＰＵやメモリを含み所定のプログラムで動作するコンピュータや専用の電子回路で構成されている。制御部２００には、入力部Ｉや出力部Ｏが接続可能に構成されている。予め制御部２００に設定されている情報を用いて移動装置１を制御する場合には、使用者は入力部Ｉを介した入力を行う必要はない。
図３に示す通り、制御部２００は、ＣＰＵやメモリを含み所定のプログラムで動作するコンピュータや専用の電子回路で構成されている。制御部２００には、入力部Ｉや出力部Ｏが接続可能に構成されている。予め制御部２００に設定されている情報を用いて移動装置１を制御する場合には、使用者は入力部Ｉを介した入力を行う必要はない。
【0057】
移動装置１は、使用者が動作開始ボタンＢを押下したことを契機に動作開始し、それ以降は自動で走行動作を行う。そのため、使用者がマウスやキーボードなど入力部Ｉを介して操作を行う必要がない。また、報知部１２により移動装置１の動作状態が理解できるため、ディスプレイなどの出力部Ｏを接続して、移動装置１の出力内容を確認する必要はない。移動装置１は、移動装置１の管理者が使用するために、入力部Ｉや出力部Ｏが接続可能に構成されていれば十分であると言える。ただし、使用者のために入力部Ｉや出力部Ｏを接続する構成を排除する意図はない。
【0058】
この制御部２００は、移動装置１の制御装置として捉えることができる。また、制御部２００の処理をコンピュータが実行する移動装置１の制御方法として捉えることもでき、制御方法の各処理をコンピュータに実行させる移動装置１の制御プログラムとして捉えても良い。なお、ハードウェアでの処理範囲や、プログラムを含むソフトウェアでの処理範囲に関しても適宜設定可能であり、特定の態様に限定されない。
【0059】
制御部２００には、測距部Ｄ１、動作開始ボタンＢ、障害物検出部１１、報知部１２、移動機構１０２、およびモーションセンサ１３が接続されている。また、制御部２００は、記憶部２０１、移動履歴取得部２０２、マーカ機検出部２０３、測距制御部２０４、伝搬時間演算部２０５、距離演算部２０６、移動角取得部２０７、方向角度演算部２０８、駆動条件演算部２０９、移動機構制御部２１０、報知条件決定部２１１、および報知制御部２１２、を有する。
【0060】
（記憶部）
記憶部２０１は、移動装置１の走行動作に必要な各種の情報を記憶する記憶部である。記憶部２０１は、探索条件記憶部２０１ａ、探索順序記憶部２０１ｂ、原地点記憶部２０１ｃ、測距条件記憶部２０１ｄ、移動履歴記憶部２０１ｅ、移動角記憶部２０１ｆ、原地点距離記憶部２０１ｇ、移動点距離記憶部２０１ｈ、方向角度記憶部２０１ｉ、走行動作記憶部２０１ｊ、報知条件記憶部２０１ｋを含む。
記憶部２０１は、移動装置１の走行動作に必要な各種の情報を記憶する記憶部である。記憶部２０１は、探索条件記憶部２０１ａ、探索順序記憶部２０１ｂ、原地点記憶部２０１ｃ、測距条件記憶部２０１ｄ、移動履歴記憶部２０１ｅ、移動角記憶部２０１ｆ、原地点距離記憶部２０１ｇ、移動点距離記憶部２０１ｈ、方向角度記憶部２０１ｉ、走行動作記憶部２０１ｊ、報知条件記憶部２０１ｋを含む。
【0061】
（探索条件記憶部）
探索条件記憶部２０１ａは、移動装置１がマーカ機Ｍを探索するための探索条件を記憶する記憶部である。探索条件は、移動装置１を移動させて、移動装置１の測距部Ｄ１とマーカ機Ｍの測距部Ｄ２が通信可能となる位置を探索する条件である。例えば、探索条件は、移動装置１の動作がスタートされた時に、移動装置１を１ｍ前進させるような条件である。ただし、移動装置１の動作スタート時点で、測距部Ｄ１と測距部Ｄ２が通信可能な状態である場合には、探索条件に基づく移動装置１の移動は省略可能である。
探索条件記憶部２０１ａは、移動装置１がマーカ機Ｍを探索するための探索条件を記憶する記憶部である。探索条件は、移動装置１を移動させて、移動装置１の測距部Ｄ１とマーカ機Ｍの測距部Ｄ２が通信可能となる位置を探索する条件である。例えば、探索条件は、移動装置１の動作がスタートされた時に、移動装置１を１ｍ前進させるような条件である。ただし、移動装置１の動作スタート時点で、測距部Ｄ１と測距部Ｄ２が通信可能な状態である場合には、探索条件に基づく移動装置１の移動は省略可能である。
【0062】
例えば探索条件として１ｍ前進が記憶されている場合、前進距離が１ｍに満たなくとも、測距部Ｄ１と測距部Ｄ２が通信可能な状態となった時点で移動装置１の前進を停止するような条件を含んでも良い。なお、移動装置１は、マーカ機Ｍを探索するために必ずしも１ｍ前進する必要はなく、前進距離は任意に設定可能である。また、移動装置１の探索動作は前進に限定されず、円形の進路を進む旋回であっても良い。
【0063】
探索条件記憶部２０１ａは、複数の探索条件を記憶していても良い。例えば、第１の探索条件として２０ｃｍ前進が記憶され、第２の探索条件として１ｍ前進を記憶することができる。第２の探索条件は、第１の探索条件より探索範囲を広げるような条件とすると良い。第１の探索条件でマーカ機Ｍが検出されない場合には、第２の条件により再度マーカ機Ｍの探索を行うように構成できる。
【0064】
（探索順序記憶部）
探索順序記憶部２０１ｂは、移動装置１が複数のマーカ機Ｍを探索する順序を示す情報が記憶されている。順序情報は、例えば、探索順序として１を有するマーカ機Ｍから、昇順で探索順序として１０を有するマーカ機Ｍまで探索を行うというような情報である。探索順序を示す情報としては、数字やアルファベットなど任意の文字や記号を用いることができる。
探索順序記憶部２０１ｂは、移動装置１が複数のマーカ機Ｍを探索する順序を示す情報が記憶されている。順序情報は、例えば、探索順序として１を有するマーカ機Ｍから、昇順で探索順序として１０を有するマーカ機Ｍまで探索を行うというような情報である。探索順序を示す情報としては、数字やアルファベットなど任意の文字や記号を用いることができる。
【0065】
（原地点記憶部）
原地点記憶部２０１ｃは、原地点Ｐを記憶するための記憶部である。原地点Ｐとは、探索条件記憶部２０１ａに記憶されている探索条件および探索順序記憶部２０１ｂに記憶されている順序情報に基づく探索で、移動装置１がターゲットとなるマーカ機Ｍを発見した位置を意味する。ターゲットとなるマーカ機Ｍが発見されると、マーカ機Ｍの方向角度を演算するために、移動装置１は移動を開始する。原地点記憶部２０１ｃは、移動装置１が移動を行った後に、原地点Ｐに回帰可能となるように原地点Ｐに関する情報を記憶すればよい。
原地点記憶部２０１ｃは、原地点Ｐを記憶するための記憶部である。原地点Ｐとは、探索条件記憶部２０１ａに記憶されている探索条件および探索順序記憶部２０１ｂに記憶されている順序情報に基づく探索で、移動装置１がターゲットとなるマーカ機Ｍを発見した位置を意味する。ターゲットとなるマーカ機Ｍが発見されると、マーカ機Ｍの方向角度を演算するために、移動装置１は移動を開始する。原地点記憶部２０１ｃは、移動装置１が移動を行った後に、原地点Ｐに回帰可能となるように原地点Ｐに関する情報を記憶すればよい。
【0066】
例えば、移動装置１の移動履歴として移動距離や移動角を記憶することで、原地点Ｐに回帰可能となるように構成することも、原地点Ｐを記憶していると解釈可能である。また、移動装置１を中心座標とする、例えば１×１ｍ程度の大きさのマップを生成し、中心座標（ｘ０、ｙ０）を原地点Ｐとして記憶しても良い。この場合には、マップ上における移動点の座標を記憶する構成とすることもできる。
【0067】
（測距条件記憶部）
測距条件記憶部２０１ｄは、移動装置１がターゲットとなるマーカ機Ｍを発見した場合に、このマーカ機Ｍまでの距離を測距部Ｄにより計測する測距条件を記憶する記憶部である。具体的な測距条件の例を、図４（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。図４（ａ）～（ｃ）では、原地点Ｐからマーカ機Ｍまでの計測距離Ｒ０を点線の矢印で示す。また、図４（ａ）～（ｃ）では、移動点ｂからマーカ機Ｍまでの計測距離ｒｉのみを二点鎖線の矢印で示し、他の移動点における計測距離ｒｉについては図示を省略する。
測距条件記憶部２０１ｄは、移動装置１がターゲットとなるマーカ機Ｍを発見した場合に、このマーカ機Ｍまでの距離を測距部Ｄにより計測する測距条件を記憶する記憶部である。具体的な測距条件の例を、図４（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。図４（ａ）～（ｃ）では、原地点Ｐからマーカ機Ｍまでの計測距離Ｒ０を点線の矢印で示す。また、図４（ａ）～（ｃ）では、移動点ｂからマーカ機Ｍまでの計測距離ｒｉのみを二点鎖線の矢印で示し、他の移動点における計測距離ｒｉについては図示を省略する。
【0068】
測距条件記憶部２０１ｄには、原地点測距条件が記憶されている。原地点測距条件は、原地点Ｐにおいて移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件である。移動装置１がターゲットとなるマーカ機Ｍを発見すると、この原地点測距条件に基づき、移動装置１を原地点Ｐから移動させること無く、測距部Ｄ１および測距部Ｄ２による距離計測を行うよう構成されている。
【0069】
また、測距条件記憶部２０１ｄには、移動点測距条件も記憶されている。移動点測距条件は、測距部Ｄ１を複数の移動点に移動させて、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件である。移動点測距条件は、移動装置１を移動させて測距部Ｄ１を移動する条件であっても良いし、測距部Ｄ１のみを移動させる条件であっても良い。移動点測距条件は、例えば、原地点Ｐから等間隔に、移動装置１を前後に移動させてマーカ機Ｍまでの距離を計測するというような条件である。複数の移動点は、少なくとも２点の移動点とするが、３点以上の移動点があるとマーカ機Ｍの方向角度の演算精度をより高めることができる。以下の説明では、移動点に符号を付けない場合には、各移動点を総称していることを意味する。
【0070】
図４（ａ）に示す例は、２点の移動点ａ、ｂにおいて測距を行う場合の移動点測距条件の一例である。この場合、移動点測距条件として、移動装置１が所定距離前進して移動してから、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件が記憶されている。移動装置１が所定距離前進して至る点を移動点ａとする。また、移動点ａにおける測距の後に、移動装置１が原地点Ｐに戻り所定距離後進して移動してから、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件が記憶されている。移動装置１が所定距離後進して至る点を移動点ｂとする。図４の例では、原地点Ｐから各移動点ａ、ｂまでの移動距離は等距離としているが、各移動点ａ、ｂまでの移動距離が異なっていても良い。
【0071】
ＵＷＢを測距波とする場合、原地点Ｐから移動点までの距離は、少なくとも２０ｃｍ以上とすると良い。原地点Ｐから移動点までの距離は、長ければ長いほど演算誤差は少なくなって良いが、対象領域の面積や障害物の有無などにより移動装置１の移動可能範囲が制限される場合もある。原地点Ｐから移動点までの距離を少なくとも２０ｃｍ確保できれば、誤差を十分に低減できるためマーカ機Ｍの方向角度の演算結果が良好となる。また、原地点Ｐから移動点までの距離が２０ｃｍを下回る場合には、移動点の数を増やすことで、マーカ機Ｍの方向角度の演算精度を高めることが可能となる。
【0072】
図４（ｂ）に示す例は、４点の移動点ａ、ｂ、ｃ、ｄにおいて測距を行う場合の移動点測距条件の一例である。移動装置１が移動点ａおよびｂに至る移動点測距条件は、上記図４（ａ）の場合と同一であって良い。それに加えて、移動点測距条件として、移動点ｂにおける測距の後に、移動装置１が原地点Ｐに戻り所定距離左進して移動してから、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件が記憶されている。移動装置１が所定距離左進して至る点を移動点ｃとする。同様に、移動点測距条件として、移動点ｃにおける測距の後に、移動装置１が原地点Ｐに戻り所定距離右進して移動してから、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件が記憶されている。移動装置１が所定距離右進して至る点を移動点ｄとする。
【0073】
図４（ｃ）に示す例は、８点の移動点ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、ｆ’、ｇ’、ｈ’において測距を行う場合の移動点測距条件の一例である。８点の移動点は、半円２０ｃｍの円周上において等間隔に存在するように設定されている。この場合、移動点測距条件として、移動装置１が所定距離である２０ｃｍ前進して移動してから、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件が記憶されている。移動装置１が所定距離前進して至る点を移動点ａ’とする。次に、移動点測距要件として、移動装置１が原地点Ｐを円心とする同一円周上を旋回して移動することで移動点ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、ｆ’、ｇ’、ｈ’のそれぞれに順次至り、各移動点において、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件が記憶されている。
【0074】
なお、図４（ａ）および（ｃ）の例では、移動装置１が前後左右に進むものとして説明したが、図４（ｃ）の例のように、移動装置１が同一円周上を旋回して各移動点に至るような移動点測距条件であっても良い。反対に、図４（ｃ）の例でも、移動装置１が前後左右に移動を繰り返すことで各移動点に至るような移動点測距条件とすることもできる。移動点の数は、２以上であればいくつあっても良い。例えば同一円周上を移動しながら随時測距を行うような移動点測距条件も採用可能である。また、必ずしも原地点Ｐの周囲に移動点を設定する必要はない。例えば原地点Ｐから前進し続け、１ｍごとに移動点を設けても良い。
【0075】
（移動履歴記憶部）
移動履歴記憶部２０１ｅは、移動履歴取得部２０２が取得した、移動装置１の移動履歴を記憶する記憶部である。移動履歴とは、回転数取得部１０２ａにより取得された走行部１０１の車輪の回転数やモーションセンサ１３が検出した値などから演算される、移動装置１の移動距離や回転角度等の移動情報である。
移動履歴記憶部２０１ｅは、移動履歴取得部２０２が取得した、移動装置１の移動履歴を記憶する記憶部である。移動履歴とは、回転数取得部１０２ａにより取得された走行部１０１の車輪の回転数やモーションセンサ１３が検出した値などから演算される、移動装置１の移動距離や回転角度等の移動情報である。
【0076】
（移動角記憶部）
移動角記憶部２０１ｆは、移動角取得部２０７が取得した移動点における移動角θiを記憶する記憶部である。移動角記憶部２０１ｆは、各移動点について取得された移動角θiをそれぞれ記憶する。
移動角記憶部２０１ｆは、移動角取得部２０７が取得した移動点における移動角θiを記憶する記憶部である。移動角記憶部２０１ｆは、各移動点について取得された移動角θiをそれぞれ記憶する。
【0077】
（原地点距離記憶部）
原地点距離記憶部２０１ｇは、距離演算部２０６により検出された、原地点Ｐにおける移動装置１からマーカ機Ｍまでの計測距離Ｒ０を記憶する記憶部である。
原地点距離記憶部２０１ｇは、距離演算部２０６により検出された、原地点Ｐにおける移動装置１からマーカ機Ｍまでの計測距離Ｒ０を記憶する記憶部である。
【0078】
（移動点距離記憶部）
移動点距離記憶部２０１ｈは、距離演算部２０６により検出された、移動点における移動装置１からマーカ機Ｍまでの計測距離ｒiを記憶する記憶部である。移動点距離記憶部２０１ｈは、各移動点において計測された計測距離ｒiをそれぞれ記憶する。
移動点距離記憶部２０１ｈは、距離演算部２０６により検出された、移動点における移動装置１からマーカ機Ｍまでの計測距離ｒiを記憶する記憶部である。移動点距離記憶部２０１ｈは、各移動点において計測された計測距離ｒiをそれぞれ記憶する。
【0079】
（方向角度記憶部）
方向角度記憶部２０１ｉは、方向角度演算部２０８により演算された、マーカ機Ｍの方向角度を記憶する記憶部である。移動装置１からマーカ機Ｍへの方向角度は、原地点Ｐからの方向角度であっても良いし、移動装置１の現在位置からの方向角度であっても良い。
方向角度記憶部２０１ｉは、方向角度演算部２０８により演算された、マーカ機Ｍの方向角度を記憶する記憶部である。移動装置１からマーカ機Ｍへの方向角度は、原地点Ｐからの方向角度であっても良いし、移動装置１の現在位置からの方向角度であっても良い。
【0080】
（走行動作記憶部）
走行動作記憶部２０１ｊは、マーカ機Ｍにおける移動装置１の走行動作が記憶される記憶部である。例えば、走行動作記憶部２０１ｊには、探索順序記憶部２０１ｂに記憶されている順序情報に対応して走行動作が関連づけられて記憶されている。例えば、順序情報１～５では、所定の動作を行い、次のマーカ機Ｍを探して移動するというような走行動作を記憶できる。また、順序情報６では、所定の動作を行った後、処理を終了するというような走行動作を記憶できる。
走行動作記憶部２０１ｊは、マーカ機Ｍにおける移動装置１の走行動作が記憶される記憶部である。例えば、走行動作記憶部２０１ｊには、探索順序記憶部２０１ｂに記憶されている順序情報に対応して走行動作が関連づけられて記憶されている。例えば、順序情報１～５では、所定の動作を行い、次のマーカ機Ｍを探して移動するというような走行動作を記憶できる。また、順序情報６では、所定の動作を行った後、処理を終了するというような走行動作を記憶できる。
【0081】
走行動作記憶部２０１ｊは、順序情報に対応する走行動作以外の走行動作を記憶可能に構成されている。例えば、障害物検出部１１が障害物を検出した場合には、直ちに移動装置１の走行を停止する、というような走行動作を記憶することができる。また、検出された障害物が除去された場合には、移動装置１の走行を再開するというような走行動作を記憶して良い。
【0082】
（報知条件記憶部）
報知条件記憶部２０１ｋは、報知部１２である発光部１２ａの発光パターンや音声出力部１２ｂの出力パターンを、移動装置１の駆動条件に関連付けた報知条件として記憶する記憶部である。すなわち、報知条件記憶部２０１ｋは、移動装置１の複数の動作状態に対して、それぞれ報知条件を記憶している。報知条件記憶部２０１ｋが記憶する報知条件の一例を、以下の表１に示す。
報知条件記憶部２０１ｋは、報知部１２である発光部１２ａの発光パターンや音声出力部１２ｂの出力パターンを、移動装置１の駆動条件に関連付けた報知条件として記憶する記憶部である。すなわち、報知条件記憶部２０１ｋは、移動装置１の複数の動作状態に対して、それぞれ報知条件を記憶している。報知条件記憶部２０１ｋが記憶する報知条件の一例を、以下の表１に示す。
【表1】
【0083】
表１に記載の通り、報知条件は、移動装置１の動作状態に対して報知部１２がどのような報知動作を行うかを予め登録したものである。発光部１２ａに関しては、発光する色、点灯態様、点灯時間等を記憶すると良い。音声出力部１２ｂに関しては、出力する音声、音量、繰り返し回数、出力時間等を記憶すると良い。音声は、メロディー、人間の声、電子音等、種々の音声を採用することができる。
【0084】
（移動履歴取得部）
移動履歴取得部２０２は、移動装置１の移動履歴を取得する処理部である。具体的には、移動履歴取得部２０２は、予め入力されている車輪の半径や車輪距離等の情報を利用し、車輪の回転数から移動装置１の移動距離や回転角度等の移動情報を演算可能に構成されている。移動履歴取得部２０２は、回転数取得部１０２ａから得た車輪の回転数に基づいて、例えば原地点記憶部２０１ｃに記憶されている原地点Ｐを基準とした場合の、移動装置１の移動情報を演算可能に構成されている。
移動履歴取得部２０２は、移動装置１の移動履歴を取得する処理部である。具体的には、移動履歴取得部２０２は、予め入力されている車輪の半径や車輪距離等の情報を利用し、車輪の回転数から移動装置１の移動距離や回転角度等の移動情報を演算可能に構成されている。移動履歴取得部２０２は、回転数取得部１０２ａから得た車輪の回転数に基づいて、例えば原地点記憶部２０１ｃに記憶されている原地点Ｐを基準とした場合の、移動装置１の移動情報を演算可能に構成されている。
【0085】
車輪の回転数で測位を行う場合、例えば床の摩擦等により回転数あたりの進む距離が変化する可能性がある。そこで、移動履歴取得部２０２は、車輪の回転数に加え、例えば、モーションセンサ１３が検出した加速度を用いて移動情報を演算するように構成しても良い。移動履歴取得部２０２は、加速度を積分することにより移動装置１の移動情報を求めることができる。このモーションセンサ１３で検出した値による移動情報の演算結果を反映することで、車輪の回転数のみの場合に比べて、移動情報の演算の精度が高まる。
【0086】
具体的には、車輪の回転数がモーションセンサ１３の値より大きい場合には、モーションセンサ１３の値を使用することで、車輪の空転による誤差をなくすことができる。また、車輪の回転数がモーションセンサ１３の値より小さい場合には、車輪の回転数の値を使用することで、モーションセンサ１３の誤差や異常値をフィルタリングすることができる。移動履歴取得部２０２は、取得した移動履歴を移動履歴記憶部２０１ｅに記憶する。
【0087】
（マーカ機検出部）
マーカ機検出部２０３は、測距部Ｄ１を制御し、ターゲットとなるマーカ機Ｍを検出する処理部である。移動装置１は、探索条件記憶部２０１ａに記憶されている探索条件および探索順序記憶部２０１ｂに記憶されている順序情報に基づいて、ターゲットとなるマーカ機Ｍの探索を開始する。このとき、マーカ機検出部２０３は、測距部Ｄ１が、マーカ機検出動作を行うように制御する。
マーカ機検出部２０３は、測距部Ｄ１を制御し、ターゲットとなるマーカ機Ｍを検出する処理部である。移動装置１は、探索条件記憶部２０１ａに記憶されている探索条件および探索順序記憶部２０１ｂに記憶されている順序情報に基づいて、ターゲットとなるマーカ機Ｍの探索を開始する。このとき、マーカ機検出部２０３は、測距部Ｄ１が、マーカ機検出動作を行うように制御する。
【0088】
マーカ機検出動作とは、測距部Ｄ１が、ターゲットとなるマーカ機Ｍの測距部Ｄ２と通信可能となっているか否かを確認する動作である。例えば、マーカ機検出部２０３は、測距部Ｄ１を、順序情報として１を有するマーカ機Ｍに応答を要求するように制御する。順序情報として１を有するマーカ機Ｍの測距部Ｄ２から、測距部Ｄ１が応答を得た場合、マーカ機検出部２０３は、ターゲットとなるマーカ機Ｍが検出されたと判断する。なお、通信可能な測距部Ｄ２を発見してから、この測距部Ｄ２の順序情報を確認する構成としても良い。
【0089】
（測距制御部）
測距制御部２０４は、測距条件記憶部２０１ｄに記憶されている測距条件に基づいて、測距部Ｄ１を制御し、移動装置１とターゲットとなるマーカ機Ｍの間の距離を演算するための測距波の時間情報を取得する処理部である。マーカ機検出部２０３により、ターゲットとなるマーカ機Ｍが検出されると、原地点Ｐにおいて、測距制御部２０４は、測距部Ｄ１が、測距動作を少なくとも１回行うように制御する。ただし、測距動作は複数回実行し、以下に説明する伝搬時間ｔｐの平均値を求めることで、測距精度が高まる。
測距制御部２０４は、測距条件記憶部２０１ｄに記憶されている測距条件に基づいて、測距部Ｄ１を制御し、移動装置１とターゲットとなるマーカ機Ｍの間の距離を演算するための測距波の時間情報を取得する処理部である。マーカ機検出部２０３により、ターゲットとなるマーカ機Ｍが検出されると、原地点Ｐにおいて、測距制御部２０４は、測距部Ｄ１が、測距動作を少なくとも１回行うように制御する。ただし、測距動作は複数回実行し、以下に説明する伝搬時間ｔｐの平均値を求めることで、測距精度が高まる。
【0090】
測距動作とは、測距部Ｄ１とターゲットとなるマーカ機Ｍの測距部Ｄ２との間で測距波の送受信を行う動作である。例えば、図５に示す通り、測距部Ｄ１は、測距部Ｄ２に測距波を送信し、この測距波を受信した測距部Ｄ２は返信測距波を測距部Ｄ１に対して送信するように構成して良い。測距波および返信測距波の送受信は、各測距部Ｄのローカル発振器のクロックに基づいて行われる。例えば送信動作をするときのローカル発振器の時刻を送信時刻、受信動作をするときのローカル発振器の時刻を受信時刻として用いる。測距制御部２０４は、原地点測距条件および移動点測距条件に基づき、原地点Ｐおよび複数の移動点で測距動作を行うように測距部Ｄ１を制御する。測距制御部２０４は、測距動作により得られた測距波の時間情報を、伝搬時間演算部２０５に出力する。
【0091】
本実施形態では、制御のしやすさを考慮して測距部Ｄ１が測距動作を行うように構成している。ただし、測距部Ｄ２が測距動作を行う構成とすることもできる。その場合には、測距部Ｄ２は、測距部Ｄ１に測距波を送信し、この測距波を受信した測距部Ｄ１は返信測距波を測距部Ｄ２に対して送信するように構成して良い。また、測距動作において双方向の測距波の送受信を必ず行う必要はない。
【0092】
（伝搬時間演算部）
伝搬時間演算部２０５は、測距動作における測距部Ｄ１および測距部Ｄ２の測距波の送受信における時間関係に基づいて、測距波の伝搬時間ｔｐを求める演算部である。伝搬時間演算部２０５は、以下の数１および２に記載の方程式を用いて、伝搬時間ｔｐを求める。伝搬時間演算部２０５は、測距動作を複数回実行した場合には、各測距動作における伝搬時間ｔｐを求め、伝搬時間ｔｐの平均値を算出して良い。伝搬時間演算部２０５は、演算により求めた伝搬時間ｔｐを、距離演算部２０６に出力する。
伝搬時間演算部２０５は、測距動作における測距部Ｄ１および測距部Ｄ２の測距波の送受信における時間関係に基づいて、測距波の伝搬時間ｔｐを求める演算部である。伝搬時間演算部２０５は、以下の数１および２に記載の方程式を用いて、伝搬時間ｔｐを求める。伝搬時間演算部２０５は、測距動作を複数回実行した場合には、各測距動作における伝搬時間ｔｐを求め、伝搬時間ｔｐの平均値を算出して良い。伝搬時間演算部２０５は、演算により求めた伝搬時間ｔｐを、距離演算部２０６に出力する。
【0093】
（数１）
（数２）
上記数１および２における各変数は、以下の通りである。
Ｔ２Ｒ：測距部Ｄ２からの返信測距波を測距部Ｄ１が受信した時刻（測距部Ｄ１のクロックに基づく）
Ｔ２T：測距部Ｄ２が返信測距波を送信した時刻（測距部Ｄ２のクロックに基づく）
Ｔ１Ｒ：測距部Ｄ１からの測距波を測距部Ｄ２が受信した時刻（測距部Ｄ２のクロックに基づく）
Ｔ１T：測距部Ｄ１が測距波を送信した時刻（測距部Ｄ１のクロックに基づく）
ｔo：測距部Ｄ１のクロックと測距部Ｄ２のクロックの間の時間オフセット
Ｔ２Ｒ：測距部Ｄ２からの返信測距波を測距部Ｄ１が受信した時刻（測距部Ｄ１のクロックに基づく）
Ｔ２T：測距部Ｄ２が返信測距波を送信した時刻（測距部Ｄ２のクロックに基づく）
Ｔ１Ｒ：測距部Ｄ１からの測距波を測距部Ｄ２が受信した時刻（測距部Ｄ２のクロックに基づく）
Ｔ１T：測距部Ｄ１が測距波を送信した時刻（測距部Ｄ１のクロックに基づく）
ｔo：測距部Ｄ１のクロックと測距部Ｄ２のクロックの間の時間オフセット
【0094】
（距離演算部）
距離演算部２０６は、伝搬時間演算部２０５が求めた伝搬時間ｔｐを用いて、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を求める演算部である。距離演算部２０６は、原地点Ｐにおいて求められた伝搬時間ｔｐを用いて、計測距離Ｒ０を演算する。また、距離演算部２０６は、各移動点において求められた伝搬時間ｔｐを用いて、計測距離ｒｉを演算する。距離演算部２０６により演算された計測距離Ｒ０は、原地点距離記憶部２０１ｇに記憶される。距離演算部２０６により演算された、各移動点における計測距離ｒｉは、移動点距離記憶部２０１ｈに記憶される。
距離演算部２０６は、伝搬時間演算部２０５が求めた伝搬時間ｔｐを用いて、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を求める演算部である。距離演算部２０６は、原地点Ｐにおいて求められた伝搬時間ｔｐを用いて、計測距離Ｒ０を演算する。また、距離演算部２０６は、各移動点において求められた伝搬時間ｔｐを用いて、計測距離ｒｉを演算する。距離演算部２０６により演算された計測距離Ｒ０は、原地点距離記憶部２０１ｇに記憶される。距離演算部２０６により演算された、各移動点における計測距離ｒｉは、移動点距離記憶部２０１ｈに記憶される。
【0095】
距離演算部２０６は、以下の数３を用いて、距離を演算する。
（数３）
距離＝光速×伝搬時間ｔｐ
（数３）
距離＝光速×伝搬時間ｔｐ
【0096】
（移動角取得部）
移動角取得部２０７は、移動履歴から各移動点の移動角θiを取得する処理部である。本例では、移動履歴記憶部２０１ｅに記憶されている移動履歴は、原地点Ｐにおける移動装置１の任意の０°方向に対する各移動点の移動角θiの情報を含むとして説明する。図６（ａ）および（ｂ）を用いて、移動履歴に含まれる移動角θiの取得例について説明する。移動装置１の０°方向は、任意に設定可能であるが、図６（ａ）および（ｂ）の例では、原地点Ｐにおける移動装置１の正面方向を０°方向として設定している。移動角取得部２０７は、移動履歴記憶部２０１ｅに記憶されている移動履歴から、同一の０°方向に対する各移動点の移動角θiを取得する。このように、移動角θｉは、移動装置１が、各移動点で測距を行う際に取得される移動履歴から得られる。
移動角取得部２０７は、移動履歴から各移動点の移動角θiを取得する処理部である。本例では、移動履歴記憶部２０１ｅに記憶されている移動履歴は、原地点Ｐにおける移動装置１の任意の０°方向に対する各移動点の移動角θiの情報を含むとして説明する。図６（ａ）および（ｂ）を用いて、移動履歴に含まれる移動角θiの取得例について説明する。移動装置１の０°方向は、任意に設定可能であるが、図６（ａ）および（ｂ）の例では、原地点Ｐにおける移動装置１の正面方向を０°方向として設定している。移動角取得部２０７は、移動履歴記憶部２０１ｅに記憶されている移動履歴から、同一の０°方向に対する各移動点の移動角θiを取得する。このように、移動角θｉは、移動装置１が、各移動点で測距を行う際に取得される移動履歴から得られる。
【0097】
図６（ａ）の例では、移動装置１の０°方向に対する移動点ｂの移動角θiは、１８０°となる。図６（ｂ）の例では、移動装置１の０°方向に対する移動点ｈ’の移動角θiは、３１５°となる。移動角取得部２０７が取得した、各移動点の移動角θiは、移動角記憶部２０１ｆに記憶される。
【0098】
（方向角度演算部）
方向角度演算部２０８は、マーカ機Ｍの方向角度φを求める演算部である。本例では、原地点Ｐにおいて、移動装置１の０°方向に対するマーカ機Ｍの方向角度φを求める。方向角度に用いる移動装置１の０°方向は、移動角取得部２０７が用いた０°方向と同一とする。図７に、方向角度φの一例を図示する。方向角度演算部２０８は、原地点距離記憶部２０１ｇに記憶されている計測距離Ｒ０と、移動点距離記憶部２０１ｈに記憶されている計測距離ｒｉと、移動角記憶部２０１ｆに記憶されている移動角θiを用いて、方向角度φを演算する。具体的には、方向角度演算部２０８は、下記数４～６を用いて、方向角度φを求める。
方向角度演算部２０８は、マーカ機Ｍの方向角度φを求める演算部である。本例では、原地点Ｐにおいて、移動装置１の０°方向に対するマーカ機Ｍの方向角度φを求める。方向角度に用いる移動装置１の０°方向は、移動角取得部２０７が用いた０°方向と同一とする。図７に、方向角度φの一例を図示する。方向角度演算部２０８は、原地点距離記憶部２０１ｇに記憶されている計測距離Ｒ０と、移動点距離記憶部２０１ｈに記憶されている計測距離ｒｉと、移動角記憶部２０１ｆに記憶されている移動角θiを用いて、方向角度φを演算する。具体的には、方向角度演算部２０８は、下記数４～６を用いて、方向角度φを求める。
【0099】
（数４）
（数５）
（数６）
【0100】
なお、方向角度演算部２０８がマーカ機Ｍの方向角度φに用いる数式は上記数４～数６に限定されるものではない。上記数４～数６は、原地点Ｐにおいて、移動装置１の任意の０°方向に対するマーカ機Ｍの方向角度φを求めるための数式である。また、数４～数６を用いるには、測距部Ｄ１を移動装置１の筐体１００ｂの回転中心の位置に配置することも条件の一つとなる。すなわち、方向角度演算部２０８は、測距部Ｄ１の配置を加味した数式を用いて方向角度φを演算しても良い。
【0101】
また、方向角度演算部２０８は、例えば、移動装置１が複数の移動点における測距を全て終了した時点の移動装置１の現在位置から、マーカ機Ｍの方向角度φを求めるような演算を行うことも可能である。いずれの場合であっても、方向角度演算部２０８は、少なくとも計測距離ｒｉと、移動角θiを用いることで、マーカ機Ｍの方向角度φを算出可能である点が、移動システムの特徴点であると言える。方向角度演算部２０８が算出した方向角度φは、方向角度記憶部２０１ｉに記憶される。
【0102】
（駆動条件演算部）
駆動条件演算部２０９は、移動機構１０２を駆動する駆動条件を計算する演算部である。移動装置１の動作が開始されたとき、駆動条件演算部２０９は、探索条件記憶部２０１ａに記憶されている探索条件に基づいて、移動機構１０２を駆動する条件を演算する。また、移動装置１がマーカ機Ｍを発見した場合には、駆動条件演算部２０９は、測距条件記憶部２０１ｄに記憶されている原地点測距条件および移動点測距条件に基づいて、移動機構１０２を駆動する条件を演算する。
駆動条件演算部２０９は、移動機構１０２を駆動する駆動条件を計算する演算部である。移動装置１の動作が開始されたとき、駆動条件演算部２０９は、探索条件記憶部２０１ａに記憶されている探索条件に基づいて、移動機構１０２を駆動する条件を演算する。また、移動装置１がマーカ機Ｍを発見した場合には、駆動条件演算部２０９は、測距条件記憶部２０１ｄに記憶されている原地点測距条件および移動点測距条件に基づいて、移動機構１０２を駆動する条件を演算する。
【0103】
さらに、駆動条件演算部２０９は、原地点距離記憶部２０１ｇに記憶されている計測距離Ｒ０と、方向角度記憶部２０１ｉに記憶されている方向角度φを用いて、移動装置１が原地点Ｐからマーカ機Ｍに至るために移動機構１０２を駆動する条件を演算する。このとき、駆動条件演算部２０９は、移動点における測距を全て終了した時点の移動装置１の現在位置から、原地点Ｐを経由してマーカ機Ｍに至るような駆動条件を演算して良い。駆動条件演算部２０９は、決定した駆動条件を、移動機構制御部２１０および報知条件決定部２１１に出力する。
【0104】
（移動機構制御部）
移動機構制御部２１０は、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、移動機構１０２を制御する処理部である。移動機構制御部２１０は、駆動条件に基づいて、移動機構１０２に駆動信号を出力する。
移動機構制御部２１０は、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、移動機構１０２を制御する処理部である。移動機構制御部２１０は、駆動条件に基づいて、移動機構１０２に駆動信号を出力する。
【0105】
（報知条件決定部）
報知条件決定部２１１は、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、報知部１２を制御する条件を決定する処理部である。報知条件決定部２１１は、報知条件記憶部２０１ｋに記憶されている報知条件を参照し、入力された駆動条件に対応する報知条件を決定する。報知条件決定部２１１は、決定した報知条件を、報知制御部２１２に出力する。
報知条件決定部２１１は、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、報知部１２を制御する条件を決定する処理部である。報知条件決定部２１１は、報知条件記憶部２０１ｋに記憶されている報知条件を参照し、入力された駆動条件に対応する報知条件を決定する。報知条件決定部２１１は、決定した報知条件を、報知制御部２１２に出力する。
【0106】
（報知制御部）
報知制御部２１２は、報知条件決定部２１１が決定した報知条件に基づいて、報知部１２を制御する処理部である。報知制御部２１２は、決定された報知条件に基づいて、報知部１２に報知信号を出力する。
報知制御部２１２は、報知条件決定部２１１が決定した報知条件に基づいて、報知部１２を制御する処理部である。報知制御部２１２は、決定された報知条件に基づいて、報知部１２に報知信号を出力する。
【0107】
［動作］
本実施形態の移動システムの動作を以下に説明する。移動システムの使用者は、移動装置１の動作をスタートする前に、任意の数のマーカ機Ｍを対象領域内の任意位置に配置する。複数のマーカ機Ｍを用いる場合には、移動システムの管理者は、移動装置１に対して、入力部Ｉを介して、マーカ機Ｍの探索に用いる順序情報を入力して良い。ただし、探索順序は、移動装置１の探索順序記憶部２０１ｂに予め記憶されているものを用いても良いため、この入力作業は必須ではない。
本実施形態の移動システムの動作を以下に説明する。移動システムの使用者は、移動装置１の動作をスタートする前に、任意の数のマーカ機Ｍを対象領域内の任意位置に配置する。複数のマーカ機Ｍを用いる場合には、移動システムの管理者は、移動装置１に対して、入力部Ｉを介して、マーカ機Ｍの探索に用いる順序情報を入力して良い。ただし、探索順序は、移動装置１の探索順序記憶部２０１ｂに予め記憶されているものを用いても良いため、この入力作業は必須ではない。
【0108】
（移動装置の動作）
移動装置１の動作について、図８のフローチャートを用いて以下に説明する。移動装置１の動作開始に際し、使用者が行うオペレーションは、移動装置１の動作を開始するための動作開始ボタンＢを押下することのみである。なお、以下の例では、３点の移動点を移動して、移動装置１の原地点Ｐに対するマーカ機Ｍの方向角度を演算する場合を例に説明する。
移動装置１の動作について、図８のフローチャートを用いて以下に説明する。移動装置１の動作開始に際し、使用者が行うオペレーションは、移動装置１の動作を開始するための動作開始ボタンＢを押下することのみである。なお、以下の例では、３点の移動点を移動して、移動装置１の原地点Ｐに対するマーカ機Ｍの方向角度を演算する場合を例に説明する。
【0109】
使用者により移動装置１の動作が開始されると、駆動条件演算部２０９は、探索条件記憶部２０１ａに記憶されている探索条件に基づいて、移動機構１０２を駆動する条件を決定する。探索条件が、移動装置１を１ｍ前進させるような条件である場合、移動装置１は、その場で前進を行うように制御される。このとき、マーカ機検出部２０３は、測距部Ｄ１が、マーカ機検出動作を行うように制御し、探索順序記憶部２０１ｂに記憶されている順序情報に基づいて、ターゲットとなるマーカ機Ｍの測距部Ｄ２と測距部Ｄ１が通信可能となっているか否かを確認する。（ステップＳ０１）ターゲットとなる測距部Ｄ２と通信ができない場合（ステップＳ０２ ＮＯ）移動装置１は、探索条件に基づいてマーカ機Ｍの探索を続ける。
【0110】
測距部Ｄ１がターゲットとなる測距部Ｄ２と通信可能となると（ステップＳ０２ ＹＥＳ）、原地点記憶部２０１ｃが移動装置１の現在位置を原地点Ｐとして記憶する（ステップＳ０３）。測距制御部２０４は、測距部Ｄ１が測距動作を行うように制御し、ターゲットとなるマーカ機Ｍの測距部Ｄ２との間で測距波の送受信を行う（ステップＳ０４。）
【0111】
測距動作が終了すると、移動装置１の制御部２００は、原地点Ｐにおける移動装置１からマーカ機Ｍまでの計測距離Ｒ０を演算する（ステップＳ０５）。具体的には、伝搬時間演算部２０５は、測距動作における測距部Ｄ１および測距部Ｄ２の測距波の送受信における時間関係に基づいて、原地点Ｐにおける測距波の伝搬時間ｔｐを求める。そして、距離演算部２０６は、原地点Ｐにおいて求められた伝搬時間ｔｐを用いて、計測距離Ｒ０を演算する。
【0112】
原地点距離の演算が終了すると、駆動条件演算部２０９は、測距条件記憶部２０１ｄに記憶されている移動点測距条件に基づいて、移動機構１０２を駆動する条件を決定する。移動点測距条件が、移動装置１を原地点Ｐから３点の移動点に移動させて、移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件である場合、駆動条件演算部２０９は、順次移動点に移動して測距を行うような駆動条件を決定する（ステップＳ０６）。
【0113】
移動点への移動が完了すると、測距制御部２０４は、測距部Ｄ１が測距動作を行うように制御し、移動点において、ターゲットとなるマーカ機Ｍの測距部Ｄ２との間で測距波の送受信を行う（ステップＳ０７。）測距動作が終了すると、移動装置１の制御部２００は、移動点における移動装置１からマーカ機Ｍまでの計測距離ｒｉを演算する（ステップＳ０８）。具体的には、演算方法は、上記原地点Ｐにおける計測距離Ｒ０の演算と同様である。
【0114】
また、移動角取得部２０７は、移動装置１の移動履歴から、移動装置１の任意の０°方向に対する各移動点の移動角θiを取得する（ステップＳ０９）。ステップＳ０６～０９は、最後の移動点における演算が終了するまで繰り返される（ステップＳ１０ ＮＯ）。最後の移動点での演算が終了すると（ステップＳ１０ ＹＥＳ）、方向角度演算部２０８は、計測距離Ｒ０と、各移動点における計測距離ｒｉと、各移動点における移動角θiを用いて、方向角度φを演算する（ステップＳ０１１）。
【0115】
方向角度φの演算が終了すると、駆動条件演算部２０９は、原地点距離記憶部２０１ｇに記憶されている計測距離Ｒ０と、方向角度記憶部２０１ｉに記憶されている方向角度φを用いて、移動装置１が原地点Ｐからマーカ機Ｍに至るために移動機構１０２を駆動する条件を演算する（ステップＳ１２）。移動機構制御部２１０が、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、移動機構１０２を制御することにより移動装置１はターゲットとなるマーカ機Ｍに移動する（ステップＳ１３）。
【0116】
なお、移動装置１がマーカ機Ｍの近傍に移動した後に、走行動作記憶部２０１ｊに記憶されている走行動作を行っても良い。例えば、順序情報として１を有するマーカ機Ｍの走行動作として、環境測定を行い、次の数字のマーカ機Ｍを探して移動することが記憶されている。その場合には、環境測定などの所定の動作を行う（ステップＳ１４）。
【0117】
このマーカ機Ｍが処理終了の走行動作を有するマーカ機Ｍではない場合（ステップＳ１５ ＮＯ）探索順序に基づき、マーカ機Ｍの順序情報を２にインクリメントし（ステップＳ１６）、ステップＳ０１に戻る。このマーカ機Ｍが処理終了の走行動作を有するマーカ機Ｍの場合（ステップＳ１５ ＹＥＳ）、移動装置１は処理を終了する。
【0118】
（報知動作）
上記の移動装置１の動作説明においては、説明を省略したが、駆動条件演算部２０９は決定した駆動条件を、報知条件決定部２１１に出力している。そして、報知条件決定部２１１は、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、報知部１２を制御する条件を決定し、報知制御部２１２に出力する。報知制御部２１２は、決定された報知条件に基づいて、報知部１２に報知信号を出力するため、発光部１２ａおよび音声出力部１２ｂは、移動装置１の動作状態に合わせた報知を行う。
上記の移動装置１の動作説明においては、説明を省略したが、駆動条件演算部２０９は決定した駆動条件を、報知条件決定部２１１に出力している。そして、報知条件決定部２１１は、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、報知部１２を制御する条件を決定し、報知制御部２１２に出力する。報知制御部２１２は、決定された報知条件に基づいて、報知部１２に報知信号を出力するため、発光部１２ａおよび音声出力部１２ｂは、移動装置１の動作状態に合わせた報知を行う。
【0119】
［作用効果］
以上のような本実施形態の移動装置１の作用効果は、以下の通りである。
（１）外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部Ｄ１と、装置本体を移動させる移動機構１０２と、制御部２００と、を有する移動装置１であって、移動装置１の制御部２００は、移動機構１０２の移動履歴を取得する移動履歴取得部２０２と、測距部Ｄ１を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部Ｄ間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部２０１ｄと、移動点測距条件に基づいて、各移動点にいて測距部Ｄ間の距離を求める距離演算部２０６と、移動履歴から、任意の方向に対する各移動点の移動角を取得する移動角取得部２０７と、各移動点における測距部Ｄ間の距離と、各移動点における移動角と、を用いて、外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部２０８と、を有する。
以上のような本実施形態の移動装置１の作用効果は、以下の通りである。
（１）外部の測距部と通信可能に設けられた第１の測距部Ｄ１と、装置本体を移動させる移動機構１０２と、制御部２００と、を有する移動装置１であって、移動装置１の制御部２００は、移動機構１０２の移動履歴を取得する移動履歴取得部２０２と、測距部Ｄ１を複数の移動点に移動させ、各移動点において、測距部Ｄ間の距離を計測する移動点測距条件を記憶する測距条件記憶部２０１ｄと、移動点測距条件に基づいて、各移動点にいて測距部Ｄ間の距離を求める距離演算部２０６と、移動履歴から、任意の方向に対する各移動点の移動角を取得する移動角取得部２０７と、各移動点における測距部Ｄ間の距離と、各移動点における移動角と、を用いて、外部の測距部の方向角度を演算する方向角度演算部２０８と、を有する。
【0120】
従来の位置推定システムでは、対象領域に配置された位置が既知である３以上の固定機を用いて、対象領域内を移動する移動機の位置を推定することは可能であった。この場合には、予め対象領域のマップ等を作成し、座標系において３以上の固定機の位置を把握する必要があった。
【0121】
本実施形態の移動装置１では、移動装置１の測距部Ｄ１が、複数の移動点に移動し、例えば外部の測距部であるマーカ機Ｍの測距部Ｄ２と測距動作を行うことで、各移動点における測距部Ｄ間の距離として移動点距離を求める。また、各移動点に移動した際の移動履歴を用いて、任意の方向に対する各移動点の移動角を求める。これらの移動点距離と移動角を用いて演算を行うことで、測距部Ｄ２の方向角度を演算することができる。測距部Ｄ１と測距部Ｄ２の間の距離は測距動作により既知となっているため、測距部Ｄ２の方向角度を演算することにより、移動装置１により測距部Ｄ２の相対位置を求めることが可能となる。
【0122】
このような移動装置１を使用者が用いる場合には、外部の測距部として測距部Ｄ２を含むマーカ機Ｍを所望の位置に配置するだけで、移動装置１がマーカ機Ｍの相対位置を求めることができる。マーカ機Ｍの方向角度演算完了後に移動装置１が行う動作は種々想定されるが、例えば、移動点距離と方向角度を用いて、移動装置１をマーカ機Ｍの近傍に移動させることもできる。移動装置１の使用者が行うことは、マーカ機Ｍの配置のみであることから、移動装置１により、移動装置１の使用者の設定負担を大幅に軽減することができる。
【0123】
また、従来の移動装置では、マップを予め規定する必要があるため、登録したマップ外の領域において移動装置が移動することができなかった。しかし、本実施形態の移動装置１では、マップ等の制限を受けず、測距部Ｄ間の通信可能範囲であれば、移動装置１を移動させることが可能である。なお、移動装置１の初期位置で測距部Ｄ間の通信ができない場合であっても、移動装置１を探索中に移動させることで測距部Ｄ間の通信が可能となれば測距部Ｄ間の通信可能範囲を超える移動が可能であることは言うまでもない。
【0124】
（２）測距条件記憶部２０１ｄは、第１の測距部Ｄ１が外部の測距部と通信可能となった原地点Ｐにおいて、測距部Ｄ間の距離を計測する原地点測距条件をさらに記憶し、距離演算部２０６は、原地点測距条件に基づいて、原地点Ｐにおける測距部Ｄ間の距離をさらに求め、方向角度演算部２０８は、各移動点における測距部Ｄ間の距離と、各移動点における移動角と、原地点Ｐにおける測距部Ｄ間の距離と、を用いて、原地点Ｐに対する外部の測距部の方向角度を演算する。
【0125】
上記の通り、従来の移動装置では、対象領域全域のマップを予め登録し、移動装置の位置と目的地の位置を対象領域のマップ上で把握し、移動装置の走行経路を決定するのが一般的であった。広い範囲のマップを登録すると、走行経路の決定において制御部は膨大な演算処理を行う必要が生じ、演算に時間を要していた。これを解決するには、高性能なコンピュータを移動装置に搭載する必要があった。
【0126】
原地点Ｐにおいて測距動作を行うことで、原地点Ｐに対する外部の測距部の方向角度を演算することができる。原地点Ｐに対する方向角度の演算は上記数４～６に記載されている通り、最もシンプルな演算で行うことが可能となる。原地点Ｐから外部の測距部への距離は、原地点距離の演算で既知となっているため、原地点Ｐに対する方向角度の演算することにより、原地点Ｐに対する外部の測距部の相対位置を求めることが可能となる。原地点Ｐを用いた演算をする場合であっても、移動装置１の動作開始前に使用者が行うことがマーカ機Ｍの配置のみであることに変わりはない。そのため、使用者の負担に加え、演算負荷を軽減させた移動装置１を提供することができる。
【0127】
（３）移動装置１の制御部２００は、方向角度演算部２０８が演算した方向角度と、距離演算部２０６が演算した移動点における測距部Ｄ間の距離または原地点における測距部Ｄ間の距離に基づいて、移動装置１が外部の測距部に至るように移動機構１０２を駆動する条件を演算する駆動条件演算部２０９、をさらに含む。
【0128】
従来の移動装置では、マップの設定など熟練した管理者による移動装置の設定が不可欠であった。また、移動機と固定機の通信のみによって、移動機を、例えば固定機の近傍などの所望の場所に移動させることもできなかった。すなわち、固定機は移動装置の位置推定の為にのみ用いられるため、移動機の移動の制御を行うには、別の構成要素が必要であった。
【0129】
本実施形態では、上記の移動装置１の演算結果として得られる方向角度と、移動点距離または原地点距離を用いて駆動条件が演算可能であり、移動装置１を外部の測距部に向かって移動させることが可能となる。そのため、移動装置１の使用者は、移動装置１を移動させたい場所に、外部の測距部としてのマーカ機Ｍを配置するだけで、移動装置１の走行ルートを設定可能であると言える。つまり、移動装置１の使用者が単独で所望の走行ルートを迅速かつ容易に設定することが可能となる。
【0130】
（４）マーカ機Ｍを複数含み、各マーカ機Ｍは、それぞれの探索順序を示す情報を有し、
移動装置１の制御部２００は、移動装置１が複数のマーカ機Ｍを探索する順序を示す情報を記憶する探索順序記憶部２０１ｂをさらに含む。
移動装置１の制御部２００は、移動装置１が複数のマーカ機Ｍを探索する順序を示す情報を記憶する探索順序記憶部２０１ｂをさらに含む。
【0131】
本実施形態の移動システムでは、マーカ機Ｍとして、それぞれ異なる探索順序情報を含むマーカ機Ｍを複数採用することができる。使用者は、所望の探索順序となるようにマーカ機Ｍを対象領域に配置し、移動装置１の走行動作を開始するという容易な手順で、移動装置１について、より複雑な走行ルートを設定することが可能となる。
【0132】
（５）移動装置１の走行動作を記憶する走行動作記憶部２０１ｊをさらに含み、駆動条件演算部２０９は、走行動作に応じて、移動装置１の駆動条件を計算する。
【0133】
移動装置１について種々の走行動作を記憶することで、例えば、移動装置１に搭載されたロボットの制御や、移動装置１の走行停止などを行わせることが可能となる。従って、使用者は、移動装置１の動作開始ボタンＢを押下した後に現場を離れても良く、使用者の負担をさらに軽減することができる。
【0134】
（６）移動装置１は、移動装置１の動作状態を知らせるための出力を行う報知部１２と、報知部１２の出力パターンと、移動装置１の駆動条件と、を関連付けた報知条件を記憶する報知条件記憶部２０１ｋと、駆動条件演算部２０９が決定した駆動条件に基づいて、報知部１２を制御する条件を決定する報知条件決定部２１１と、をさらに含む。
【0135】
上述の通り、使用者が移動装置１の動作開始ボタンＢを押下したことを契機に、移動装置１は自動で走行動作を行う。動作中の移動装置１を見るだけでは、移動装置１がどのような動作状態にあるかを、使用者が把握することが難しい。そこで、移動装置１に報知部１２を設け、移動装置１の動作状態に合わせて所定の出力パターンにて出力することで、使用者が移動装置１の動作状態を容易に把握することが可能となる。
【0136】
（７）第１の測距部Ｄ１および第２の測距部Ｄ２は、ＵＷＢを用いて測距を行う。
【0137】
上記数４～６に示す通り、第２の測距部Ｄ２の方向角度の演算には、各移動点における計測距離ｒｉが用いられる。そのため、計測距離ｒｉの誤差が大きくなると、演算される方向角度の誤差も大きくなる。以上より、測距部Ｄ間の測距精度は高い方が好ましい。測距波として電波を採用する場合には、ＵＷＢを用いることで測距精度を高めることができる。ＵＷＢを用いる場合には、移動装置１が半径２０ｃｍ程度の円周を動けば測距精度が高まるため、対象領域のスペースにより移動装置１の移動範囲が制限を受ける場合に特に好ましいと言える。もちろん、半径２０ｃｍを超えて、移動装置１が大きく動けば誤差のパーセンテージがより小さくなるので、その分精度は良くなる。
【0138】
［第２の実施形態］
第２の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。まず、図９に示す通り、移動装置１の制御部２００は、さらに、移動中距離記憶部２０１ｌ、移動距離演算部２１３、距離比較判定部２１４、および再演算指令部２１５を含む。
第２の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、第１の実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。まず、図９に示す通り、移動装置１の制御部２００は、さらに、移動中距離記憶部２０１ｌ、移動距離演算部２１３、距離比較判定部２１４、および再演算指令部２１５を含む。
【0139】
また、測距条件記憶部２０１ｄには、さらに移動中測距条件が記憶されている。移動中測距条件とは、移動装置１が、駆動条件演算部２０９が演算した駆動条件に基づいてマーカ機Ｍへの移動を開始してから、移動装置１の移動中に移動装置１からマーカ機Ｍまでの距離を計測する条件である。移動装置１がターゲットとなるマーカ機Ｍへの移動を開始すると、この移動中測距条件に基づき、測距部Ｄ１および測距部Ｄ２による距離計測を行うよう構成されている。
【0140】
移動中の測距のタイミングは、例えば１０秒経過毎に１回測距する、というような条件であっても良い。他にも、移動履歴取得部２０２が有する移動履歴を用いて移動装置１が２０ｃｍ進むごとに一回測距するように構成することもできる。また、時間や距離に関係なく、随時測距を行い続けるような構成とすることもできる。
【0141】
移動装置１の移動中は、測距制御部２０４は、移動中測距条件に基づき、測距部Ｄ１が測距動作を行うように制御する。伝搬時間演算部２０５および距離演算部２０６により、上記実施形態と同様に、移動装置１の移動中におけるマーカ機Ｍまでの距離を求める。距離演算部２０６により演算された、移動中における計測距離ｒｉ’は、移動中距離記憶部２０１ｌに記憶される。
【0142】
移動距離演算部２１３は、移動中の移動装置１の移動距離を演算する処理部である。移動距離演算部２１３は、移動履歴記憶部２０１ｅに記憶されている移動装置１の移動情報を用いて、例えば原地点Ｐを基準とした場合の、移動中の移動装置１の移動距離を演算する。移動距離演算部２１３は、マーカ機Ｍに向かって移動を開始した時点の移動装置１の位置を始点とし、その始点からの移動距離を演算するように構成すれば良い。なお、移動距離の演算は、移動履歴取得部２０２が行ってもよい。その場合には移動履歴取得部２０２が移動距離演算部２１３を含んでいると見做すことができる。
【0143】
距離比較判定部２１４は、移動距離演算部２１３が演算した移動装置１の移動距離と、移動中距離記憶部２０１ｌに記憶された計測距離ｒｉ’を比較し、移動装置１の移動距離と計測距離ｒｉ’に乖離があるか否かを判定する処理部である。例えば、移動装置１とマーカ機Ｍまでの距離が１ｍである場合、移動装置１の移動距離が８０ｃｍであれば、移動中の計測距離ｒｉ’は２０ｃｍとなる。このとき、図１０に示す模式図のように、方向角度演算部２０８が演算した方向角度φに誤差が生じていた場合には、例えば、移動装置１の移動距離が８０ｃｍであるにも関わらず、移動中の計測距離ｒｉ’から算出した移動装置１とマーカ機Ｍの間において短縮した距離は６０ｃｍというような誤差が生じる。
【0144】
距離比較判定部２１４は、移動装置１の移動距離と、計測距離ｒｉ’との間に例えば２０ｃｍ以上の誤差がある場合、移動装置１の移動距離と計測距離ｒｉ’に乖離があると判定し、その旨を再演算指令部２１５に通知する。ただし、上記の誤差は測距波としてUWBを用いた場合の誤差であり、測距条件により、許容可能な誤差は適宜設定可能である。
【0145】
再演算指令部２１５は、距離比較判定部２１４からの通知に基づいて、移動中の移動装置１の現在位置からマーカ機Ｍまでの方向角度φ’を演算するように、駆動条件演算部２０９に指令を出力する処理部である。駆動条件演算部２０９は、測距条件記憶部２０１ｄに記憶されている原地点測距条件および移動点測距条件を用いて、移動機構１０２を駆動する条件を演算する。方向角度φ’の演算処理は上記実施形態と同様のため、具体的な説明は省略するが、例えば、移動中の移動装置１の現在位置を原地点Ｐに記憶し直して、上記実施形態のステップＳ０３～Ｓ１３の処理を各構成部に実行させればよい。
【0146】
以上説明した通り、第２の実施形態に係る移動装置１では、測距条件記憶部２０１ｄは、駆動条件演算部２０９が演算した駆動条件に基づいて外部の測距部への移動を開始した移動装置１の移動中に測距部Ｄ間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、距離演算部２０６は、移動中測距条件に基づいて、移動中における測距部Ｄ間の距離をさらに求め移動装置１の制御部２００は、移動機構１０２の移動履歴に基づいて、移動中の移動装置１の移動距離を演算する移動距離演算部２１３と、移動距離演算部２１３が演算した移動装置１の移動距離と、移動中における測距部Ｄ間の距離を比較し、移動装置１の移動距離と、移動中における測距部Ｄ間の距離に乖離があるか否かを判定する距離比較判定部２１４と、距離比較判定部２１４の判定に基づいて、移動中の移動装置１の現在位置から外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部２１５をさらに含む。
【0147】
第２の実施形態の移動システムでは、マーカ機Ｍに向かって移動を開始した移動装置１の移動距離と、移動中の測距部Ｄ間の計測距離ｒｉ’を比較することで、移動装置１が本来進むべき方向に進んでいるか否かを判定可能となる。距離比較判定部２１４により、最初に求めた方向角度φに誤差が生じているか可能性があると判断した場合には、移動中の移動装置１の現在位置から、マーカ機Ｍまでの方向角度φ’を再度演算することで、移動装置１をより確実にマーカ機Ｍの近傍に移動させることが可能となる。したがって、移動装置１が最初に求めた方向角度φに誤りがあったとしても、使用者が走行ルートの補正などを行う必要がないため、使用者の設定負担をさらに軽減した移動装置１を提供することができる。
【0148】
［第３の実施形態］
第３の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。まず、図１１に示す通り、第２の実施形態と同様に、測距条件記憶部２０１ｄが移動中測距条件を記憶し、移動装置１の制御部２００が移動中距離記憶部２０１ｌを含む。移動中測距条件および移動中距離記憶部２０１ｌについては上記と同様のため説明は省略する。これに加え、本実施形態の移動装置１の制御部２００は、マーカ機推定部２１６、進路変更部２１７、マーカ機判断部２１８をさらに含む。
第３の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。まず、図１１に示す通り、第２の実施形態と同様に、測距条件記憶部２０１ｄが移動中測距条件を記憶し、移動装置１の制御部２００が移動中距離記憶部２０１ｌを含む。移動中測距条件および移動中距離記憶部２０１ｌについては上記と同様のため説明は省略する。これに加え、本実施形態の移動装置１の制御部２００は、マーカ機推定部２１６、進路変更部２１７、マーカ機判断部２１８をさらに含む。
【0149】
マーカ機推定部２１６は、移動中距離記憶部２０１ｌに記憶されている移動中における計測距離ｒｉ’を用いて、マーカ機Ｍの位置を推定する演算部である。マーカ機推定部２１６は、複数の計測距離を用い、それぞれの計測距離を半径とする円の交差点から、マーカ機Ｍの位置を推定することができる。演算に用いる複数の計測距離は、原地点Ｐにおける計測距離Ｒ０と、移動中の計測距離ｒｉ’であって良い。また、複数の測距点で複数の移動中の計測距離ｒｉ’を取得して演算に用いても良い。なお、移動点における計測距離ｒｉ’を用いる構成を排除しない。マーカ機推定部２１６は２以上の計測距離があればマーカ機Ｍの位置を推定可能であるが、３以上の計測距離を用いることでマーカ機Ｍを絞り込むことができる。さらに、計測距離を４以上とすることで、推定精度を高めることが可能となる。
【0150】
例えば、図１２（ａ）に示すとおり、移動中測距条件に基づいて、測距点Ｐ１および測距点Ｐ２においてそれぞれ演算された計測距離ｒｉ’が移動中距離記憶部２０１ｌに記憶されているとする。また、移動中距離記憶部２０１ｌには、測距点Ｐ１から測距点Ｐ２へ移動装置１が移動した際の走行距離も記憶されている。そして、マーカ機推定部２１６は、これらの距離情報を用いて、測距点Ｐ１、測距点Ｐ２、マーカ機Ｍを頂点とした、２つの三角形の三辺の長さｘ、ｙ、ｚを把握する。
ｘ：測距点Ｐ１における、測距部Ｄ間の距離
ｙ：測距点Ｐ２における、測距部Ｄ間の距離
ｚ：測距点Ｐ１と測距点Ｐ２の距離
ｘ：測距点Ｐ１における、測距部Ｄ間の距離
ｙ：測距点Ｐ２における、測距部Ｄ間の距離
ｚ：測距点Ｐ１と測距点Ｐ２の距離
【0151】
ここで余弦定理より、ｙ２＝ｘ２＋ｚ２－２ｘｚ ｃｏｓθが成り立つ。この式を組み替えると、ｃｏｓθ＝（ｘ２－ｙ２＋ｚ２）／（２ｘｚ）となる。逆三角関数を用いて表現すればａｒｃ ｃｏｓ（ｘ２－ｙ２＋ｚ２）／（２ｘｚ）＝θとなり、（ｘ２－ｙ２＋ｚ２）／（２ｘｚ）を解くことで、マーカ機推定部２１６は、マーカ機角度θを求める。図１２（ａ）の例では、マーカ機推定部２１６は、マーカ機Ｍ１とマーカ機Ｍ２をマーカ機Ｍの位置として推定する。
【0152】
進路変更部２１７は、移動中の移動装置１の移動方向を変更する処理部である。進路変更部２１７は、移動装置１の移動方向に対して、左右どちらかに移動装置１の移動方向を変更させる駆動条件を演算するよう駆動条件演算部２０９に指令を出す。進路変更後の移動装置１の移動方向は、左右のどちらであっても良い。図１２（ｂ）には、右に進路変更した場合の移動装置１の測距点Ｐ３と、左に進路変更した場合の移動装置１の測距点Ｐ４と、を示す。測距点Ｐ３またはＰ４に到達すると、移動中測距条件に基づいて、測距部Ｄ間の距離が計測される。
【0153】
マーカ機判断部２１８は、マーカ機推定部２１６が推定したマーカ機Ｍのから真のマーカ機Ｍを判断する演算部である。マーカ機判断部２１８は、進路変更後の測距点における移動中の計測距離ｒｉ’に基づいて、真のマーカ機Ｍを判断する。マーカ機判断部２１８は真のマーカ機Ｍが判断すると、駆動条件演算部２０９に、真のマーカ機Ｍに向かって計測距離ｒｉ’分進むような駆動条件を演算させる。
【0154】
例えば、図１２（ｂ）に示すように、マーカ機Ｍ１が真のマーカ機Ｍで合った場合、測距点Ｐ３における計測距離ｒｉ’は、測距点Ｐ２における計測距離ｒｉ’より短くなる。すなわち、移動装置１が真のマーカ機Ｍに近づいていることが分かる。この場合、マーカ機判断部２１８は、マーカ機Ｍ１が真のマーカ機Ｍであると判断する。
【0155】
一方、マーカ機Ｍ２が真のマーカ機Ｍであれば、測距点Ｐ４における計測距離ｒｉ’は、測距点Ｐ２における計測距離ｒｉ’より短くなるはずである。しかし、測距点Ｐ４における計測距離ｒｉ’は、測距点Ｐ２における計測距離ｒｉ’より長くなる。つまり、マーカ機Ｍ２は偽のマーカ機Ｍであることが明らかとなる。図１２（ｂ）に示すとおり、測距点Ｐ４における計測距離ｒｉ’を半径とする円を用いた交差点にマーカ機Ｍ２は位置しないことからも、マーカ機Ｍ２が偽であることは明らかである。よって、マーカ機判断部２１８は、マーカ機Ｍ１が真のマーカ機Ｍであると判断する。
【0156】
上記の説明では、移動後の測距点Ｐ３またはＰ４における計測距離ｒｉ’と、測距点Ｐ２における計測距離ｒｉ’とを比較して、真のマーカ機Ｍを判断する構成とした。ただし、測距点Ｐ１から測距点Ｐ２における距離の縮まり方と、測距点Ｐ２から測距点Ｐ３またはＰ４における距離の縮まり方と、を比較して決定することも出来る。距離の縮まり方とは、移動装置１からマーカ機Ｍ１までの距離が縮まる速度を意味する。例えば、測距点Ｐ１から測距点Ｐ２における距離の縮まり方と比較して、測距点Ｐ２から測距点Ｐ４における距離の縮まり方が遅かった場合には、マーカ機Ｍ１が真のマーカ機Ｍ１であると判断する。
【0157】
以上説明した通り、第３の実施形態に係る移動装置１では、測距条件記憶部２０１ｄは、駆動条件演算部２０９が演算した駆動条件に基づいて外部の測距部への移動を開始した移動装置１の移動中に測距部Ｄ間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、距離演算部２０６は、移動中測距条件に基づいて、移動中における測距部Ｄ間の距離をさらに求め、移動装置１の制御部２００は、移動中における測距部Ｄ間の距離を用いて、マーカ機の位置を推定するマーカ機推定部２１６と、移動中の移動装置１の移動方向を変更する進路変更部２１７と、進路変更部２１７が移動装置１の進路を変更した後の移動中における測距部Ｄ間の距離に基づいて、真のマーカ機Ｍを判断するマーカ機判断部２１８と、をさらに含む。
【0158】
第３の実施形態の移動システムでは、マーカ機Ｍに向かって移動を開始した移動装置１の移動中の測距部Ｄ間の計測距離ｒｉ’を用いて、マーカ機Ｍの位置を推定することができる。そして、進路変更部２１７が進路を変更した後の、測距部Ｄ間の計測距離ｒｉ’に基づいて、推定されたマーカ機Ｍから、真のマーカ機Ｍを判断することが可能となる。したがって、移動装置１が最初に求めた方向角度φが正しいか否かを判断しながら、移動装置１を確実にマーカ機Ｍの近傍に移動させることが可能となる。よって、使用者が走行ルートの補正などを行う必要がないため、使用者の設定負担をさらに軽減した移動装置１を提供することができる。
【0159】
なお、上記第１～第３の実施形態を組み合わせて、距離比較判定部２１４により、最初に求めた方向角度φに誤差が生じているか可能性があると判断した場合に、再演算指令部２１５の指令によりマーカ機Ｍまでの方向角度φ’を再度演算する代わりに、マーカ機推定・進路変更・マーカ機判断を行っても良い。この場合にも、移動装置１が最初に求めた方向角度φに誤りがあったとしても、移動装置１を確実にマーカ機Ｍの近傍に移動させることが可能となる。
【0160】
［第４の実施形態］
第４の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。図１３に示す通り、移動装置１の制御部２００は、再演算指令部２１５に加え、最接近点判定部２１９をさらに含む。まず、最初に演算した方向角度φに基づいて、移動装置１は前進を続ける。このときも、移動装置１は、移動中測距条件に基づいて、移動中における測距部Ｄ間の距離を計測している。
第４の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。図１３に示す通り、移動装置１の制御部２００は、再演算指令部２１５に加え、最接近点判定部２１９をさらに含む。まず、最初に演算した方向角度φに基づいて、移動装置１は前進を続ける。このときも、移動装置１は、移動中測距条件に基づいて、移動中における測距部Ｄ間の距離を計測している。
【0161】
最接近点判定部２１９は、移動中距離記憶部２０１ｌに記憶されている移動中における計測距離ｒｉ’を用いて、移動装置１がマーカ機Ｍに最も近づいた点である最接近点ＰＭを判定する演算部である。例えば当初の方向角度φに誤差がなければ、最接近点ＰＭはマーカ機Ｍの位置となる。一方、図１４に示すとおり、例えば当初の方向角度φに誤差がある場合、移動中における測距部Ｄ間の距離は徐々に縮まり、最も小さい値に達し、再び増加傾向に転じる事となる。この場合、移動中における測距部Ｄ間の距離が最も小さい値であった位置が、最接近点ＰＭとなる。
【0162】
最接近点判定部２１９は、移動中における測距部Ｄ間の距離が縮み傾向から最接近点ＰＭに至った後に伸長傾向に転じた場合、駆動条件演算部２０９に判定した最接近点ＰＭに移動装置１を移動させるような駆動条件を演算させる。また、最接近点判定部２１９の出力を送信し、再演算指令部２１５は、最接近点ＭＰからマーカ機Ｍ１までの方向角度φ’を演算するように、駆動条件演算部２０９に指令を出力する。駆動条件演算部２０９は、測距条件記憶部２０１ｄに記憶されている原地点測距条件および移動点測距条件を用いて、移動機構１０２を駆動する条件を演算する。
【0163】
以上説明した通り、第４の実施形態に係る移動装置１では、測距条件記憶部２０１ｄは、駆動条件演算部２０９が演算した駆動条件に基づいて外部の測距部への移動を開始した移動装置１の移動中に測距部Ｄ間の距離を計測する移動中測距条件をさらに記憶し、距離演算部２０６は、移動中測距条件に基づいて、移動中における測距部Ｄ間の距離をさらに求め、移動装置１の制御部２００は、移動中における測距部Ｄ間の距離を用いて、移動装置１が外部の測距部に最も近づいた点である最接近点ＰＭを判定する最接近点判定部２１９と、最接近点判定部２１９の判定に基づいて、最接近点ＰＭから外部の測距部までの方向角度を演算させる指令を出力する再演算指令部２１５をさらに含み、移動中における測距部Ｄ間の距離が縮み傾向から、最接近点ＰＭに至った後に、伸長傾向に転じた場合に、再演算指令部２１５が指令を出力するよう構成される。
【0164】
第２の実施形態に記載した、移動中の距離差に基づく方向角度の誤差判断は、方向角度の誤差または移動装置１の移動距離が大きい場合に有利となる誤差判定方法である。一方方向角度の誤差や移動装置１の移動距離が小さい場合には、移動中の距離差を判断できない可能性もある。このような場合に、移動装置１は当初の方向角度に進み続けるため、マーカ機Ｍに到達できない可能性が生じる。
【0165】
第４の実施形態の移動装置１では、最接近点判定部２１９を設けている。当初の方向角度φに向かって移動中の測距部Ｄ間の距離が縮み傾向から、最接近点ＰＭに至った後に、伸長傾向に転じた場合、移動装置１がマーカ機Ｍに到達できなかったと判断することが可能となる。この場合には、最接近点ＰＭを原地点Ｐとして、マーカ機Ｍまでの方向角度φ’を再度演算することで、移動装置１をより確実にマーカ機Ｍの近傍に移動させることが可能となる。したがって、移動装置１が最初に求めた方向角度φに誤りがあったとしても、使用者が走行ルートの補正などを行う必要がないため、使用者の設定負担をさらに軽減した移動装置１を提供することができる。
【0166】
［第５の実施形態］
第５の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。図１５に示す通り、移動装置１の制御部２００は、回避動作記憶部２０１ｍ、接触範囲判定部２２０を更に含む。また、測距条件記憶部２０１ｄは、移動装置１は、ターゲットとなるマーカ機Ｍ以外のマーカ機Ｍと測距を行う接触回避測距条件をさらに含む。移動システムとして複数のマーカ機Ｍを用いる場合には、この接触回避測距条件に基づき、ターゲットとなるマーカ機Ｍ以外のマーカ機Ｍについても、測距部Ｄ１および測距部Ｄ２による距離計測を行うよう構成されている。
第５の実施形態に係る移動装置１について図面を参照しつつ説明する。なお、上記実施形態の移動装置と同一の構成、機能については同一の符号を付してその説明は省略する。図１５に示す通り、移動装置１の制御部２００は、回避動作記憶部２０１ｍ、接触範囲判定部２２０を更に含む。また、測距条件記憶部２０１ｄは、移動装置１は、ターゲットとなるマーカ機Ｍ以外のマーカ機Ｍと測距を行う接触回避測距条件をさらに含む。移動システムとして複数のマーカ機Ｍを用いる場合には、この接触回避測距条件に基づき、ターゲットとなるマーカ機Ｍ以外のマーカ機Ｍについても、測距部Ｄ１および測距部Ｄ２による距離計測を行うよう構成されている。
【0167】
回避動作記憶部２０１ｍは、移動中の移動装置１が、マーカ機Ｍと接触することを防ぐための接触回避動作を記憶する記憶部である。例えば、順序情報として１を有するマーカ機Ｍへの移動完了後に、順序情報として２を有するマーカ機Ｍへ移動する場合などに、回避条件に基づく制御を行うことができる。駆動条件演算部２０９は、回避条件に基づいて、駆動条件を演算可能に構成されている。
【0168】
回避動作記憶部２０１ｍが記憶する回避条件としては、例えば、ターゲットとなるマーカ機Ｍへの移動を完了した後に、マーカ機Ｍへの方向角度φに対して－１８０°回転し所定距離を進んだ後に、＋９０°回転し所定距離を進む、というような条件である。このような条件を設定することにより、順序情報として１を有するマーカ機Ｍへの移動完了後に、順序情報として２を有するマーカ機Ｍへ移動する際に、移動装置１と順序情報として１を有するマーカ機Ｍが接触することを防止できる。回避条件は、移動装置１やマーカ機Ｍの実際の大きさを考慮の上、到達後のマーカ機Ｍに移動装置１が接触することを回避できるような条件を適宜選択可能である。
【0169】
回避動作記憶部２０１ｍは、ターゲットとなるマーカ機Ｍに向かって移動している最中に、移動装置１と他のマーカ機Ｍの間の距離が所定の範囲となった場合に、移動装置１の進路を変更し、所定距離前進するような回避条件を記憶していても良い。接触範囲判定部２２０は、移動中の移動装置１と他のマーカ機Ｍとの間の距離が接触可能範囲にあるか否かを判定する判定部である。接触可能範囲は、移動装置１やマーカ機Ｍの実際の大きさを考慮の上適宜設定可能である。
【0170】
接触範囲判定部２２０は、接触回避測距条件に基づいて測距の結果から、移動装置１の、例えば１ｍ以内に他のマーカ機Ｍが存在するか否かを判定する処理部である。接触範囲判定部２２０が、移動装置１の接触可能範囲に他のマーカ機Ｍが存在すると判断した場合、回避条件に基づく接触回避動作を行い、接触回避動作の後の地点を原地点として、ターゲットとなるマーカ機Ｍの方向角度の演算を再度行う構成とすることができる。
【0171】
以上のような構成を有する第５の実施形態では、マーカ機Ｍが移動装置１と接触することを防止することが可能となる。したがって、移動システムの使用者が、マーカ機Ｍを配置する際に、移動装置１の走行ルート等を考慮する必要がなくなり、使用者の設定負担がより軽減される。
【0172】
［その他の実施の形態］
（１）上記実施形態で説明した通り、移動装置１は、所定の作業を行うロボットを載置することで、様々な動作を行う移動型作業ロボットとして構成することもできる。例えば、図２に示すように、室内の環境測定を行う測定ユニットを搭載することもできる。図２の例では、移動装置１の筐体１００ａの上に、さらにユニット用の筐体１００ｂが設けられている。この筐体１００ｂの中に、環境測定を行う測定ユニットが設けられている。
（１）上記実施形態で説明した通り、移動装置１は、所定の作業を行うロボットを載置することで、様々な動作を行う移動型作業ロボットとして構成することもできる。例えば、図２に示すように、室内の環境測定を行う測定ユニットを搭載することもできる。図２の例では、移動装置１の筐体１００ａの上に、さらにユニット用の筐体１００ｂが設けられている。この筐体１００ｂの中に、環境測定を行う測定ユニットが設けられている。
【0173】
また、筐体１００ｂの上部には、筐体１００ｂの内部とつながる円筒状のパイプ１０４が設けられている。測定ユニットは、パイプ１０４を介してユニット内に気体を導入し、環境測定を行うように構成されている。
【0174】
移動装置１に作業ロボットが搭載される場合には、移動装置１の制御部２００および作業ロボットの双方が、制御信号の送受信が可能な通信部を有するように構成される。通信部は、無線通信を行っても良く、また有線通信であっても良い。移動装置１の通信部は、マーカ機Ｍごとに作業ロボット（ここでは測定ユニット）の通信部に作業開始信号を送信する。作業開始信号を受信した測定ユニットは、環境測定を開始する。
【0175】
環境測定が終わると、測定ユニットの通信部は、移動装置１の通信部に作業終了信号を送信する。作業終了信号を受信した移動装置１は、次のマーカ機Ｍに向けて移動を開始する。このように構成することで、所望の作業を行いつつ、走行経路を移動する移動型作業ロボットを得ることができる。このような移動型作業ロボットの使用者は、作業を行いたい位置にマーカ機Ｍを配置するだけで良いため、ロボットの技術者を介さずとも、容易かつ迅速に作業ルートの設定を行うことができる。
【0176】
（２）室内の環境測定を行う測定ユニットの一例としては、パーティクルカウンター、温湿度センサ、ＣＯ２センサ、ガス濃度センサを組み込んだ測定ユニットがある。測定ユニットは、例えばパーティクルカウンターにより微粒子測定の結果に基づき、室内の清浄度を演算する演算部を含んでいて良い。測定ユニットは、自動で各測定結果を一覧表にまとめた測定結果報告書を作成するように構成され、この測定報告書を保存する記憶部を含んでいても良い。このような測定ユニットを移動装置１に搭載して移動型作業ロボットとすることで、従来作業者が測定プローブを持って対象室内を移動して行っていた環境測定を、自動で行うことが可能となる。人手で行う測定では、作業者自身からの発塵により室内を汚染させる可能性があるが、移動型作業ロボットを用いた測定を行う場合にはそのような汚染を低減できる。
【0177】
（３）上記実施形態では、駆動条件演算部２０９は、原地点距離記憶部２０１ｇに記憶されている計測距離Ｒ０と、方向角度記憶部２０１ｉに記憶されている方向角度φを用いて、移動装置１が原地点Ｐからマーカ機Ｍに至るために移動機構１０２を駆動する条件を演算することとした。ただし、駆動条件演算部２０９は移動装置１をマーカ機Ｍに移動させる以外の駆動条件を演算しても良い。例えば、移動装置１の位置は移動させずに、移動装置１から、計測距離Ｒ０と方向角度φを用いて、移動装置１からマーカ機Ｍ側にクレーンを伸ばして所定の作業を行うような駆動条件を演算しても良い。すなわち、計測距離Ｒ０と方向角度φを用いて実施可能なロボットの動作等に関して、駆動条件演算部２０９が駆動条件を演算する構成とすることができる。
【0178】
（４）上記実施形態では、特にＵＷＢを用いる測距部Ｄについて説明しているが、上述の通り、測距波としては様々な電波、音、光等を採用することができる。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）による測距は、ＵＷＢと比較すると精度が高いとは言いにくい。十分な測距精度が得られない場合には、移動装置１の移動範囲が広がるように移動点を設定することで、測距の誤差を低減できる。また、多くの移動点で測距を行うことで、方向角度演算の精度を高めることができる。このように、採用する測距波によって、測距精度を高める工夫を凝らすことで、ＵＷＢ以外の測距波であっても移動システムを実現することが可能となる。
【0179】
（５）上記実施形態では、測距部Ｄ１を移動装置１の筐体１００の上面中央に配置し、移動装置１が移動点に移動する構成とした。ただし、移動装置１が移動していなくても、測距部Ｄ１を移動点に移動させることができれば、上記実施形態の移動システムを適用可能である。例えば、移動装置１の上面にターンテーブルを設け、ターンテーブルを回転させることで測距部Ｄ１を移動させても良い。同様に、移動装置１の上面にレールを設け、レール上を測距部Ｄ１が走行する構成とすることもできる。また、測距部Ｄ１を移動装置１の端部に配置すれば、移動装置１が回転動作をするだけで、測距部Ｄ１を移動点に移動させることができる。
【0180】
（６）上記実施形態では、移動装置１には動作開始ボタンＢが設けられているが、移動装置１の緊急停止ボタンなど、他の動作ボタンを設けても良い。移動装置１は、動作開始ボタンＢの押下により動作完了まで自動で走行動作が進められるため、使用者の意思で移動装置１の動作を停止することができない。そこで、移動装置１に緊急停止ボタンを設け、緊急停止ボタンが押下された場合には全ての走行動作を停止するように構成することが好ましい。また、緊急停止ボタンとしては、物理的なスイッチに加えて、制御部２００にソフトスイッチを設けることもできる。
【符号の説明】
【0181】
Ｍ、Ｍ１、Ｍ２：マーカ機
１：移動装置
１１：障害物検出部
１２：報知部
１２ａ：発光部
１２ｂ：音声出力部
１３：モーションセンサ
１００：筐体
１００ａ：筐体
１００ｂ：筐体
１０１：走行部
１０２：移動機構
１０２ａ：回転数取得部
１０４：パイプ
２００：制御部
２０１：記憶部
２０１ａ：探索条件記憶部
２０１ｂ：探索順序記憶部
２０１ｃ：原地点記憶部
２０１ｄ：測距条件記憶部
２０１ｅ：移動履歴記憶部
２０１ｆ：移動角記憶部
２０１ｇ：原地点距離記憶部
２０１ｈ：移動点距離記憶部
２０１ｉ：方向角度記憶部
２０１ｊ：走行動作記憶部
２０１ｋ：報知条件記憶部
２０１ｌ：移動中距離記憶部
２０１ｍ：回避動作記憶部
２０２：移動履歴取得部
２０３：マーカ機検出部
２０４：測距制御部
２０５：伝搬時間演算部
２０６：距離演算部
２０７：移動角取得部
２０８：方向角度演算部
２０９：駆動条件演算部
２１０：移動機構制御部
２１１：報知条件決定部
２１２：報知制御部
２１３：移動距離演算部
２１４：距離比較判定部
２１５：再演算指令部
２１６：マーカ機推定部
２１７：進路変更部
２１８：マーカ機判断部
２１９：最接近点判定部
２２０：接触範囲判定部
Ｂ：動作開始ボタン
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２：測距部
Ｓ：支柱
Ｉ：入力部
Ｏ：出力部
１：移動装置
１１：障害物検出部
１２：報知部
１２ａ：発光部
１２ｂ：音声出力部
１３：モーションセンサ
１００：筐体
１００ａ：筐体
１００ｂ：筐体
１０１：走行部
１０２：移動機構
１０２ａ：回転数取得部
１０４：パイプ
２００：制御部
２０１：記憶部
２０１ａ：探索条件記憶部
２０１ｂ：探索順序記憶部
２０１ｃ：原地点記憶部
２０１ｄ：測距条件記憶部
２０１ｅ：移動履歴記憶部
２０１ｆ：移動角記憶部
２０１ｇ：原地点距離記憶部
２０１ｈ：移動点距離記憶部
２０１ｉ：方向角度記憶部
２０１ｊ：走行動作記憶部
２０１ｋ：報知条件記憶部
２０１ｌ：移動中距離記憶部
２０１ｍ：回避動作記憶部
２０２：移動履歴取得部
２０３：マーカ機検出部
２０４：測距制御部
２０５：伝搬時間演算部
２０６：距離演算部
２０７：移動角取得部
２０８：方向角度演算部
２０９：駆動条件演算部
２１０：移動機構制御部
２１１：報知条件決定部
２１２：報知制御部
２１３：移動距離演算部
２１４：距離比較判定部
２１５：再演算指令部
２１６：マーカ機推定部
２１７：進路変更部
２１８：マーカ機判断部
２１９：最接近点判定部
２２０：接触範囲判定部
Ｂ：動作開始ボタン
Ｄ、Ｄ１、Ｄ２：測距部
Ｓ：支柱
Ｉ：入力部
Ｏ：出力部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】