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特開2024-169855自律走行システム、自律走行方法、及び自律走行プログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024169855
(43)【公開日】2024-12-06
(54)【発明の名称】自律走行システム、自律走行方法、及び自律走行プログラム
(51)【国際特許分類】
G05D 1/43 20240101AFI20241129BHJP
【ＦＩ】
G05D1/02 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086670
(22)【出願日】2023-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100167302
【弁理士】
【氏名又は名称】種村 一幸
(74)【代理人】
【識別番号】100135817
【弁理士】
【氏名又は名称】華山 浩伸
(74)【代理人】
【識別番号】100181869
【弁理士】
【氏名又は名称】大久保 雄一
(72)【発明者】
【氏名】藤原 陽一
【テーマコード（参考）】
5H301
【Ｆターム（参考）】
5H301AA01
5H301AA10
5H301BB05
5H301BB14
5H301CC03
5H301CC06
5H301CC10
5H301FF10
5H301GG08
5H301GG12
5H301GG14
5H301GG16
5H301HH10
(57)【要約】
【課題】マーカーの検出感度を向上させることにより走行装置の位置精度を向上させることが可能な自律走行システム、自律走行方法、及び自律走行プログラムを提供する。
【解決手段】自律走行システムは、走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行システムであって、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させる変更処理部と、前記マーカーの形状を認識することにより前記走行装置の自己位置を推定して前記走行装置を自律走行させる走行処理部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】自律走行システムは、走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行システムであって、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させる変更処理部と、前記マーカーの形状を認識することにより前記走行装置の自己位置を推定して前記走行装置を自律走行させる走行処理部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行システムであって、
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させる変更処理部と、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させる走行処理部と、
を備える自律走行システム。
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させる変更処理部と、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させる走行処理部と、
を備える自律走行システム。
【請求項2】
前記変更処理部は、
前記距離が所定距離よりも大きい場合に、前記距離が前記所定距離よりも小さい場合の前記マーカーよりも外形サイズが大きくなるように変形させ、
前記距離が前記所定距離よりも小さい場合に、前記距離が前記所定距離よりも大きい場合の前記マーカーよりも屈曲点が多くなるように変形させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
前記距離が所定距離よりも大きい場合に、前記距離が前記所定距離よりも小さい場合の前記マーカーよりも外形サイズが大きくなるように変形させ、
前記距離が前記所定距離よりも小さい場合に、前記距離が前記所定距離よりも大きい場合の前記マーカーよりも屈曲点が多くなるように変形させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
【請求項3】
前記変更処理部は、前記距離が小さいほど前記屈曲点が多くなるように前記マーカーを変形させる、
請求項２に記載の自律走行システム。
請求項２に記載の自律走行システム。
【請求項4】
前記マーカーの一部は、反射板で構成される、
請求項１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
請求項１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
【請求項5】
前記変更処理部は、前記走行装置と前記マーカーとの位置関係に応じて前記マーカーを回転させる、
請求項１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
請求項１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
【請求項6】
前記変更処理部は、前記マーカーを駆動するマーカー制御部に含まれ、
前記マーカーには、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離を測定する測定器が設けられており、
前記変更処理部は、前記測定器の測定結果に基づいて前記マーカーの形状を変更し、当該形状の情報を前記走行装置に送信し、
前記走行処理部は、前記形状の情報に基づいて前記走行装置を自律走行させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
前記マーカーには、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離を測定する測定器が設けられており、
前記変更処理部は、前記測定器の測定結果に基づいて前記マーカーの形状を変更し、当該形状の情報を前記走行装置に送信し、
前記走行処理部は、前記形状の情報に基づいて前記走行装置を自律走行させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
【請求項7】
前記マーカーが載置され、所定方向に移動可能な台車をさらに備え、
前記走行装置と前記マーカーとの位置関係に基づいて前記台車の移動量を算出し、前記移動量に基づいて前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
前記走行装置と前記マーカーとの位置関係に基づいて前記台車の移動量を算出し、前記移動量に基づいて前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
【請求項8】
前記マーカーが載置され、所定方向に移動可能な台車をさらに備え、
前記走行装置が前記マーカーを検出するまで継続して前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記台車の移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
前記走行装置が前記マーカーを検出するまで継続して前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記台車の移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
請求項１に記載の自律走行システム。
【請求項9】
走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行方法であって、
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させることと、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させることと、
を一又は複数のプロセッサーが実行する自律走行方法。
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させることと、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させることと、
を一又は複数のプロセッサーが実行する自律走行方法。
【請求項10】
走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行プログラムであって、
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させることと、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させることと、
を一又は複数のプロセッサーに実行させるための自律走行プログラム。
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させることと、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させることと、
を一又は複数のプロセッサーに実行させるための自律走行プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、自律走行システム、自律走行方法、及び自律走行プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、自己位置を推定しながら予め設定された経路を走行する自律走行型の走行装置（自律走行ロボット、ＡＧＶなど）が知られている。例えば、予め定められた場所に反射板を配置し、反射板で反射されたレーザーを受信して反射板までの距離と反射板の角度とに基づいて自己位置を推定して経路を走行する走行装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０００－０６５５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
自律走行型の走行装置には、走行エリアに配置されたマーカーを検出しながら自律走行する走行装置がある。例えば、走行エリアの所定位置（停止位置など）にマーカーが配置されており、走行装置は、ライダーセンサーが当該マーカーを検出することにより所定位置に向かって移動することが可能になる。
【0005】
しかし、従来の技術では、例えば、走行装置がマーカーから離れた位置を走行している場合、マーカーの検出感度（検出性）が低下することによりマーカーを認識できない問題が生じる。また例えば、走行装置がマーカーに接近した場合、ライダーセンサーの検知可能範囲からマーカーの一部（端部）が外れることによりマーカーを認識できない問題が生じる。
【0006】
本開示の目的は、マーカーの検出感度を向上させることにより走行装置の位置精度を向上させることが可能な自律走行システム、自律走行方法、及び自律走行プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一の態様に係る自律走行システムは、走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行システムであって、変更処理部と走行処理部とを備える。前記変更処理部は、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させる。前記走行処理部は、前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させる。
【0008】
本開示の他の態様に係る自律走行方法は、走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行方法であって、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させることと、前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させることと、を一又は複数のプロセッサーが実行する方法である。
【0009】
本開示の他の態様に係る自律走行プログラムは、走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行プログラムであって、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させることと、前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させることと、を一又は複数のプロセッサーに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、マーカーの検出感度を向上させることにより走行装置の位置精度を向上させることが可能な自律走行システム、自律走行方法、及び自律走行プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定する性格を有さない。
【0013】
［第１実施形態］
図１は、本開示の実施形態に係る自律走行システム１０の構成を示すブロック図である。自律走行システム１０は、自律走行ロボット１とマーカー装置２とを備えている。自律走行システム１０は、マーカー装置２を利用して自律走行ロボット１を自律走行させるシステムである。自律走行ロボット１は、自己位置を推定しながら予め設定された経路を走行する自律走行型の移動体（ＡＧＶ、無人搬送装置ともいう。）である。自律走行ロボット１とマーカー装置２とは、無線ＬＡＮなどのネットワークを介して通信可能である。
図１は、本開示の実施形態に係る自律走行システム１０の構成を示すブロック図である。自律走行システム１０は、自律走行ロボット１とマーカー装置２とを備えている。自律走行システム１０は、マーカー装置２を利用して自律走行ロボット１を自律走行させるシステムである。自律走行ロボット１は、自己位置を推定しながら予め設定された経路を走行する自律走行型の移動体（ＡＧＶ、無人搬送装置ともいう。）である。自律走行ロボット１とマーカー装置２とは、無線ＬＡＮなどのネットワークを介して通信可能である。
【0014】
なお、自律走行システム１０は、１台又は複数台の自律走行ロボット１の運行を管理する管理サーバーを含んでもよい。管理サーバーは、例えば、自律走行ロボット１の走行経路を設定し、走行経路の経路データを含む走行指示を自律走行ロボット１に送信する。
【0015】
［マーカー装置２］
マーカー装置２は、制御部２１、記憶部２２、通信部２３、マーカー２４などを備える。
マーカー装置２は、制御部２１、記憶部２２、通信部２３、マーカー２４などを備える。
【0016】
通信部２３は、マーカー装置２を無線又は赤外線でネットワークに接続し、ネットワークを介して自律走行ロボット１との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。
【0017】
記憶部２２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はフラッシュメモリーなどの不揮発性の記憶部である。記憶部２２には、制御部２１に後述の自律走行処理（図１１参照）を実行させるための自律走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自律走行プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、マーカー装置２が備えるＣＤドライブ又はＤＶＤドライブなどの読取装置（不図示）で読み取られて記憶部２２に記憶される。前記自律走行プログラムは、本開示の自律走行プログラムの一例である。
【0018】
マーカー２４は、ライダーセンサー１４により検出される目印である。マーカー２４は、制御部２１の指示に応じて外形形状を変更可能に構成されている。図２には、マーカー２４の外観を示している。マーカー２４は、複数枚の矩形状のプレートＰ１（図２では６枚のプレートＰ１）と、隣接するプレートＰ１同士を回転可能に接続するヒンジｈ１とを備えている。マーカー２４は、制御部２１の指示に従って、ヒンジｈ１を支点にして各プレートＰ１が回転することにより、形状が変化する。なお、図示は省略しているが、マーカー２４は駆動機構を備え、当該駆動機構は制御部２１に通信可能に接続されている。
【0019】
制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、制御部２１は、前記ＲＯＭ又は記憶部２２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することによりマーカー装置２を制御する。
【0020】
具体的には、制御部２１は、取得処理部２１１、駆動処理部２１２などの各種の処理部を含む。制御部２１は、本開示のマーカー制御部の一例である。なお、制御部２１は、前記ＣＰＵで前記自律走行プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記自律走行プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。
【0021】
取得処理部２１１は、自律走行ロボット１からマーカー２４の形状に関する情報（後述の形状情報）を取得する。
【0022】
駆動処理部２１２は、取得処理部２１１が取得する前記形状情報に基づいて、マーカー２４の形状を変化させる。具体的には、駆動処理部２１２は、前記形状情報に応じた指示（制御信号）をマーカー２４の駆動機構に伝達し、駆動機構によってマーカー２４の各プレートＰ１をヒンジｈ１を支点にして回転させることによって、マーカー２４の外形形状を変化させる。
【0023】
［自律走行ロボット１］
図２は、自律走行ロボット１の外観を示す斜視図である。自律走行ロボット１は、本体の底部に設けられた駆動車輪、本体の底部に回転自在に設けられた従動車輪、自律走行ロボット１の周囲の障害物までの距離を測定するライダーセンサー１４、本体に電源を供給するバッテリー（不図示）などを備える。
図２は、自律走行ロボット１の外観を示す斜視図である。自律走行ロボット１は、本体の底部に設けられた駆動車輪、本体の底部に回転自在に設けられた従動車輪、自律走行ロボット１の周囲の障害物までの距離を測定するライダーセンサー１４、本体に電源を供給するバッテリー（不図示）などを備える。
【0024】
ライダーセンサー１４は、レーザー光を用いて障害物までの距離を測定可能な距離センサー（距離測定装置）である。具体的には、ライダーセンサー１４は、ミラー、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を使用してレーザー光を周囲に照射しながら、その反射光を受光し、照射から受光までの時間差を測定することによりレーザー照射した方向の障害物までの距離を測定する。このとき、レーザー光の照射方向を一定パターンで繰り返すことによって、数１０Ｈｚの周波数で空間の障害物の配置を観測することができる。ライダーセンサー１４は、例えば、自律走行ロボット１の車体の左前方及び右後方に設置される。例えば、左前方のライダーセンサー１４は、図２に示す範囲（検知可能範囲Ａｒ）にレーザー光を照射して障害物までの距離を測定する。
【0025】
ここで、自律走行ロボット１の一般的な自己位置推定の方法について説明する。
【0026】
ここでは、左右の駆動車輪の速度差で並進及び旋回するロボットを例に挙げる。このようなロボットは、運動モデルが単純で運動の自由度が大きいため、自律走行ロボットでよく使用されている。前記ロボットは左右の駆動車輪を同一方向に回転させることにより直進し、逆方向に回転させることによりその場で回転（定置旋回）する。また、左右の駆動車輪に速度差をつけることにより弧を描くように走行することができる。なお、自動車のような操舵角によって旋回するロボットでも運動モデルが変わるだけで自己位置推定の基本的な考え方は同じである。
【0027】
前記ロボットは左右の駆動車輪と、各駆動車輪の回転角度を計測するためのエンコーダ（不図示）とを備える。
【0028】
初めに走行エリアに対応する地図上におけるロボット（自律走行ロボット１）の現在の姿勢（初期位置）を設定する。この設定処理は、オペレータが操作端末上で行う場合もあるし、充電ステーションから走行開始するような場合には、地図上の充電ステーションの位置を予め決めておくことによって自動で行うこともできる。
【0029】
自律走行ロボット１は、各駆動車輪の平均速度によって並進し、速度差によって旋回する。並進速度や旋回速度は、エンコーダによる時間当たりの回転角度の観測と、駆動車輪の半径と、左右の駆動車輪の間隔とから算出することができる。また、並進速度と旋回速度とを積分することによって、地図上における自律走行ロボット１の走行軌跡を算出することができる。
【0030】
ここで、エンコーダの観測値から得られる速度は誤差を含む。これは駆動車輪の半径の誤差、左右の駆動車輪の間隔の誤差、駆動車輪の滑りなどに起因する。このため、計算で得られる地図上の自律走行ロボット１の軌跡と、実際の自律走行ロボット１の軌跡は徐々にずれていく。
【0031】
自律走行ロボット１が走行を続けると位置ズレが大きくなり、最終的には自己位置が不明になってしまうため、自律走行ロボット１はライダーセンサー１４の測定結果を利用して自己位置を補正する補正処理を実行する。
【0032】
地図上における自己位置が正しければ、ライダーセンサー１４によって測定された周辺の障害物の配置と地図上の障害物の配置とは整合する。測定された障害物の配置と地図上の障害物の配置とが整合しない場合には、自律走行ロボット１は、一定距離もしくは一定旋回角度移動する毎にライダーセンサー１４によって測定された障害物の配置が地図上の障害物と整合するように、地図上の軌跡を補正する。具体的な手法としてモンテカルロ法などが知られている。
【0033】
このように、自律走行ロボット１は、ライダーセンサー１４が周辺の障害物を測定（検出）しながら地図上の障害物とマッチングして自己位置を推定することにより予め設定された走行経路を走行する。
【0034】
現実の環境では、仮置きされた物体があったり、周囲を歩く人の脚が障害物として観測されたりするため、地図上の障害物と測定された障害物の配置は完全には一致しないことが多い。また、地図の解像度にも限りがあるため、推定された自己位置には多少の誤差が含まれる。しかし、自律走行ロボット１を他の機器（コンベアー装置、台車など）と接続する位置などにおいて、高精度に停止することが求められることがある。このような場合に、マーカー２４を用いて、マーカー２４だけを目標にして位置合わせを行う。位置合わせの対象をマーカー２４に絞り込むことで、仮置きされた物体や周囲を歩く人など位置合わせに対する外乱を排除することができ、安定した位置合わせが可能になる。
【0035】
ここで、自律走行ロボット１は、ライダーセンサー１４がマーカー２４を測距した測距点の点群と、予め登録されたマーカー２４の形状（テンプレート）とをマッチングすることによって、マーカー２４の位置を検出することができる。
【0036】
しかし、例えば２次元のライダーセンサーは放射状にレーザー光を発出するため、遠方の測距点が疎になる。また遠方になるほど測距誤差が大きくなるため検出される物体形状が不明瞭になる。このため、遠方の小さいマーカーは形状を捉えられないため、マーカーを正確に検出できず走行が不安定になる。また、マーカーのサイズを大きくすることが考えられるが、マーカーの専有面積が大きくなるためマーカーを設置することができない事態も起こり得る。また、マーカーのサイズが大きいと自律走行ロボット１が近接したときにマーカーが視界から外れて検出できなくなる事態も起こり得る。これに対して、本実施形態に係る自律走行システム１０は、以下に示すように、マーカー２４の検出感度を向上させることにより自律走行ロボット１の位置精度を向上させることを可能にする構成を備えている。
【0037】
具体的には、図１に示すように、自律走行ロボット１は、制御部１１、記憶部１２、通信部１３、ライダーセンサー１４などを備える。
【0038】
通信部１３は、自律走行ロボット１を無線又は赤外線でネットワークに接続し、ネットワークを介してマーカー装置２との間で所定の通信プロトコルに従ったデータ通信を実行するための通信インターフェースである。
【0039】
記憶部１２は、各種の情報を記憶するＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、又はフラッシュメモリーなどの不揮発性の記憶部である。具体的に、記憶部１２には、管理サーバーから受信する経路データなどが記憶される。
【0040】
また、記憶部１２には、制御部１１に後述の自律走行処理（図１１参照）を実行させるための自律走行プログラムなどの制御プログラムが記憶されている。例えば、前記自律走行プログラムは、ＣＤ又はＤＶＤなどのコンピュータ読取可能な記録媒体に非一時的に記録されており、自律走行ロボット１が備えるＣＤドライブ又はＤＶＤドライブなどの読取装置（不図示）で読み取られて記憶部１２に記憶される。前記自律走行プログラムは、本開示の自律走行プログラムの一例である。
【0041】
制御部１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を有する。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の演算処理を実行させるためのＢＩＯＳ及びＯＳなどの制御プログラムが予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、各種の情報を記憶する揮発性又は不揮発性の記憶部であり、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される。そして、制御部１１は、前記ＲＯＭ又は記憶部１２に予め記憶された各種の制御プログラムを前記ＣＰＵで実行することにより自律走行ロボット１を制御する。
【0042】
具体的には、制御部１１は、走行処理部１１１、決定処理部１１２、通知処理部１１３などの各種の処理部を含む。なお、制御部１１は、前記ＣＰＵで前記自律走行プログラムに従った各種の処理を実行することによって前記各種の処理部として機能する。また、一部又は全部の前記処理部が電子回路で構成されていてもよい。なお、前記自律走行プログラムは、複数のプロセッサーを前記処理部として機能させるためのプログラムであってもよい。
【0043】
走行処理部１１１は、自律走行ロボット１を走行させる。具体的には、走行処理部１１１は、上述した周知の自己位置推定方法により、地図上における自身の自己位置を推定しながら、自律走行ロボット１を予め設定された走行経路に従って走行させる。なお、本実施形態では、走行エリア内の前記走行経路の終端（目的地）にマーカー２４が設置されており、記憶部１２に記憶された地図上にマーカー２４の位置が登録されているものとする。走行処理部１１１は、目的地を目指して自律走行ロボット１を走行経路に従って走行させる。
【0044】
また、走行処理部１１１は、マーカー２４の形状を認識し、認識結果に基づいて自律走行ロボット１を位置合わせして走行させる。例えば、走行処理部１１１は、既知のマーカー２４の形状からテンプレート点群を生成し、観測した点群（測距点群）に対してマッチングさせることで、マーカー２４の姿勢を推定することができる。測距点群に対して位置合わせしたテンプレート点群の姿勢が定まると、テンプレート点群から垂直に伸びる直線を算出し、この直線に沿うように自律走行ロボット１を走行させることで、最終的に自律走行ロボット１をマーカー２４の正面に高精度に停止させることができる。
【0045】
決定処理部１１２は、マーカー２４の形状を決定する。具体的には、決定処理部１１２は、自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌに基づいてマーカー２４の形状を決定する。例えば、決定処理部１１２は、走行処理部１１１が推定した自律走行ロボット１の自己位置（現在位置）からマーカー２４までの距離Ｌを算出し、算出した距離Ｌに応じてマーカー２４の形状を決定する。
【0046】
通知処理部１１３は、決定処理部１１２が決定したマーカー２４の形状に関する形状情報をマーカー装置２に通知する。
【0047】
例えば図３に示すように、決定処理部１１２は、距離Ｌ（Ｌ１）が第１所定距離以上の場合に、マーカー２４の形状を、屈曲点（折れ目）が１個かつ平面部分が２面からなる第１形状に決定する。通知処理部１１３は、第１形状の形状情報をマーカー装置２に通知する。この場合、マーカー装置２の取得処理部２１１が前記第１形状の形状情報を取得すると、駆動処理部２１２は、前記形状情報に基づいて、マーカー２４の形状を前記第１形状（図３参照）に変化させる。
【0048】
また、例えば図４に示すように、決定処理部１１２は、距離Ｌ（Ｌ２）が第２所定距離以上かつ第１所定距離未満の場合（Ｌ２＜Ｌ１）に、マーカー２４の形状を、屈曲点が３個かつ平面部分が４面からなる第２形状に決定する。通知処理部１１３は、第２形状の形状情報をマーカー装置２に通知する。この場合、マーカー装置２の取得処理部２１１が前記第２形状の形状情報を取得すると、駆動処理部２１２は、前記形状情報に基づいて、マーカー２４の形状を前記第２形状（図４参照）に変化させる。
【0049】
また、例えば図５に示すように、決定処理部１１２は、距離Ｌ（Ｌ３）が第２所定距離未満の場合（Ｌ３＜Ｌ２＜Ｌ１）に、マーカー２４の形状を、屈曲点が５個かつ平面部分が６面からなる第３形状に決定する。通知処理部１１３は、第３形状の形状情報をマーカー装置２に通知する。この場合、マーカー装置２の取得処理部２１１が前記第３形状の形状情報を取得すると、駆動処理部２１２は、前記形状情報に基づいて、マーカー２４の形状を前記第３形状（図５参照）に変化させる。
【0050】
このように、制御部１１は、自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌが短いほど屈曲点及び平面部分が多くなるようにマーカー２４の形状を変化させる。
【0051】
走行処理部１１１は、変形したマーカー２４の形状を認識し、認識結果に基づいて自律走行ロボット１を位置合わせして走行させる。
【0052】
ここで、屈曲点（折れ目）の個数によってマーカー２４の検出感度が向上する理由について説明する。
【0053】
一般的に、測距点群には測距誤差があるため折れ目の位置が不明瞭になりやすい。このため、測距点群とマーカー２４のテンプレート点群とのマッチングする場合に、マーカー２４が、折れ目が１箇所だけのＶ形状の場合、折れ目の位置がぶれやすく、観測された測距点群ごとに折れ目の位置と向きが不規則に変化する。一方、折れ目の個数が増加すると、折れ目の形状だけでなく折れ目と折れ目の間の距離も、マッチングに利用できるため位置合わせが安定する。
【0054】
よって、上記構成のように、自律走行ロボット１とマーカー２４との距離Ｌが大きいときは、奥行きが大きくなる形状（図３の第１形状）にマーカー２４を変形することにより遠方でのマーカー２４の検出感度（検出性）を向上させることができる。また、自律走行ロボット１とマーカー２４との距離Ｌが小さくなるとマーカー２４の折れ目の個数を増加して特徴点を増加することによりマーカー２４の検出感度を向上させることができるため、遠方から近傍まで全ての距離範囲で自律走行ロボット１の位置精度を向上させることができる。よって、自律走行ロボット１をマーカー２４が設置された目的地（所定位置）に正確に停止させることができる。
【0055】
マーカー２４の構成は、上記構成に限定されない。他の実施形態について、マーカー２４は、少なくとも一部のプレートＰ１が反射板Ｐ２（図６参照）を備えてもよい。例えば、再帰性を有する反射板は、レーザー光が入射した方向に反射光を返す構造を有している。上述した通り、マーカー２４が遠方になると検出される形状が不明瞭になる。一方、反射板による反射光の強度アップは相対的なものであり、遠方であっても周囲と比較して明るい場所として検出できる。
【0056】
ここで、一般的に再帰性の反射板は正面からの入射光と斜めからの入射光では反射率が変化する特性を有する。通常、光が正面から入射した場合が最も反射光が強く、斜めになるほど反射光が弱くなる。マーカー２４がＶ字などの折れ目を有する形状の場合、マーカー２４のプレートＰ１毎の入射角が変わるため、反射光の強度がまだら状になってしまい反射板の位置が不明瞭になりやすい。
【0057】
一方、完全な平板（６枚のプレートＰ１が直線状）の場合は、反射光の強度はなだらかに変化する。また、反射板の長さの情報も反射板の検出に利用できるため、反射板の誤検出を低減することもできる。
【0058】
よって、反射板と自律走行ロボット１との距離が離れている場合には、マーカー２４が直線状になるように変形させることにより（図６参照）、反射板Ｐ２の検出感度を向上させることができる。また直線状の形状に変化させた場合には、図３に示したようにマーカー２４の奥行きサイズを大きくすることなく反射板Ｐ２の検出感度を向上させることができる。すなわち、マーカー２４の設置スペースを最小限にしつつマーカー２４の検出感度を向上させることができる。
【0059】
一方、自律走行ロボット１がマーカー２４に接近した場合は、ライダーセンサー１４の正面と、ライダーセンサー１４の正面から外れた場所で反射板Ｐ２のへの入射角が大きく異なるため、外れた場所の反射強度が低下し、マーカー２４を検出できない場合がある。このため、マーカー２４に接近した場合は、反射強度ではなくマーカー２４の形状を検出した方がマーカー２４の検出感度が向上する。よって、自律走行ロボット１がマーカー２４に接近した場合は屈曲点（折れ目）が形成されるようにマーカー２４を変形させる（図７及び図８参照）。
【0060】
なお、上記構成において、マーカー２４の全面を反射板Ｐ２にするのではなく、中央に反射板Ｐ２ではない部分（プレートＰ１）を形成してもよい（図６～図８参照）。マーカー２４の全面が反射板Ｐ２で形成されている場合、マーカー２４の中心を検出するためには反射板Ｐ２の左右端を検出する必要がある。マーカー２４の両端は離れているため、レーザー光の入射角などの条件が大きく異なり、安定的に両端を検出できない場合がある。
【0061】
一方、マーカー２４の中央に反射板Ｐ２が配置されていない場合は、反射板Ｐ２を有しない領域の両端は距離が近くなるため、入射角などの条件も近く、比較的安定して検出ができる。このため、反射板Ｐ２を有しない領域の中心を検出することで、マーカー２４の中心を安定して検出することができる。
【0062】
図６～図８は、マーカー２４の一部を反射板Ｐ２で構成する場合の具体例を示している。図６に示す例では、反射板Ｐ２の特性を生かすために、自律走行ロボット１とマーカー２４との距離Ｌが大きい場合に、マーカー２４の形状が直線状になるように制御している。
【0063】
なお、前記距離Ｌが小さい場合の形状における折れ目をライダーセンサー１４の正面に位置するように制御するのも有効である。ライダーセンサー１４の視野に収まるようにマーカー２４が小さく変形することによって、マーカー２４の検出感度を向上させることができる。特に、自律走行ロボット１におけるライダーセンサー１４の設置位置が中心からずれている場合には、例えば図９及び図１０に示すように、左右非対称の形状に変形することによりライダーセンサー１４がマーカー２４を見失うことを防ぐことができる。
【0064】
自律走行ロボット１の決定処理部１１２とマーカー装置２の駆動処理部２１２は、本開示の変更処理部の一例である。すなわち、決定処理部１１２及び駆動処理部２１２は、自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌに基づいてマーカー２４の形状を変更させる。具体的には、決定処理部１１２及び駆動処理部２１２は、距離Ｌが所定距離よりも大きい場合に、距離Ｌが前記所定距離よりも小さい場合のマーカー２４よりも外形サイズが大きくなるように変形させ、距離Ｌが前記所定距離よりも小さい場合に、距離Ｌが前記所定距離よりも大きい場合のマーカー２４よりも屈曲点（折れ目）が多くなるように変形させる。また、決定処理部１１２及び駆動処理部２１２は、距離Ｌが小さいほど屈曲点が多くなるようにマーカー２４を変形させる。
【0065】
［自律走行処理］
以下、図１１を参照しつつ、自律走行システム１０が実行する前記自律走行処理の一例について説明する。
以下、図１１を参照しつつ、自律走行システム１０が実行する前記自律走行処理の一例について説明する。
【0066】
なお、本開示は、前記自律走行処理に含まれる一又は複数のステップを実行する自律走行方法の開示として捉えることができる。前記自律走行方法は、本開示の自律走行方法の一例である。また、ここで説明する前記自律走行処理に含まれる一又は複数のステップは適宜省略されてもよい。また、前記自律走行処理における各ステップは同様の作用効果を生じる範囲で実行順序が異なってもよい。さらに、ここでは自律走行ロボット１の制御部１１が前記自律走行処理における各ステップを実行する場合を例に挙げて説明するが、自律走行ロボット１の制御部１１及びマーカー装置２の制御部２１が協働して前記自律走行処理における各ステップを実行してもよいし、自律走行ロボット１の制御部１１、マーカー装置２の制御部２１、及び管理サーバーが協働して前記自律走行処理における各ステップを実行してもよい。また、一又は複数のプロセッサーが当該自律走行処理における各ステップを分散して実行する自律走行方法も他の実施形態として考えられる。
【0067】
ステップＳ１において、自律走行ロボット１の制御部１１は、管理サーバーから走行指示を取得すると、予め設定された走行経路に従って自律走行を開始する。なお、前記走行経路には目的地（停止位置）が設定され、当該目的地にはマーカー２４が設置される。
【0068】
次にステップＳ２において、自律走行ロボット１の制御部１１は、自律走行ロボット１が予め設定された設定距離を走行したか否かを判定する。制御部１１は、自律走行ロボット１が前記設定距離を走行したと判定すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３に移行させる。一方、制御部１１は、自律走行ロボット１が前記設定距離を走行していないと判定すると（Ｓ２：Ｎｏ）、処理をステップＳ５に移行させる。
【0069】
ステップＳ３において、自律走行ロボット１の制御部１１は、マーカー２４の形状を決定する。具体的には、制御部１１は、自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌを算出し、距離Ｌに基づいてマーカー２４の形状を決定する。
【0070】
例えば、制御部１１は、距離Ｌが第１所定距離（第１閾値Ｔｈ１）以上の場合（Ｔｈ１≦Ｌ）に、マーカー２４の形状を、屈曲点（折れ目）が１個かつ平面部分が２面からなる第１形状（図３参照）に決定する。
【0071】
また、例えば、制御部１１は、距離Ｌが第２所定距離（第２閾値Ｔｈ２）以上かつ第１所定距離未満の場合（Ｔｈ２≦Ｌ＜Ｔｈ１）に、マーカー２４の形状を、屈曲点が３個かつ平面部分が４面からなる第２形状（図４参照）に決定する。
【0072】
また、例えば、制御部１１は、距離Ｌが第２所定距離未満の場合（Ｌ＜Ｔｈ２）に、マーカー２４の形状を、屈曲点が５個かつ平面部分が６面からなる第３形状（図５参照）に決定する。
【0073】
次にステップＳ４において、自律走行ロボット１の制御部１１は、マーカー２４の形状を変更させる。具体的には、制御部１１は、ステップＳ３において決定したマーカー２４の形状に関する形状情報をマーカー装置２に通知してマーカー２４の形状を変更させる。例えば、マーカー装置２の制御部２１は、自律走行ロボット１から前記第１形状の形状情報を取得すると、前記形状情報に基づいて、マーカー２４の形状を前記第１形状（図３参照）に変化させる。また、制御部２１は、自律走行ロボット１から前記第２形状の形状情報を取得すると、前記形状情報に基づいて、マーカー２４の形状を前記第２形状（図４参照）に変化させる。また、制御部２１は、自律走行ロボット１から前記第３形状の形状情報を取得すると、前記形状情報に基づいて、マーカー２４の形状を前記第３形状（図５参照）に変化させる。
【0074】
なお、他の実施形態（後述の第２実施形態）として、マーカー装置２の制御部２１が、マーカー２４の形状を決定して、マーカー２４の形状を変更させてもよい。また、管理サーバーが、マーカー２４の形状を決定し、マーカー装置２に形状情報を通知してマーカー２４の形状を変更させてもよい。
【0075】
自律走行ロボット１の制御部１１は、マーカー２４の形状に対応するテンプレート点群と、観測した点群（測距点群）とをマッチングして、マーカー２４の姿勢に基づいて自律走行ロボット１の走行位置を調整して走行させることによって、自律走行ロボット１をマーカー２４に向かわせる。
【0076】
次にステップＳ５において、自律走行ロボット１の制御部１１は、目的地に到着したか否かを判定する。制御部１１は、自律走行ロボット１が、マーカー２４が設置された位置（マーカー２４の正面）に停止すると目的地に到着したと判定し（Ｓ５：Ｙｅｓ）、前記自律走行処理を終了する。一方、制御部１１は、自律走行ロボット１が、マーカー２４が設置された位置に停止していない場合、目的地に到着していないと判定し（Ｓ５：Ｎｏ）、処理をステップＳ２に戻す。ステップＳ２に戻ると、制御部１１は、自律走行ロボット１が前記設定距離を走行したか否かを判定して上述の処理を再度実行する。自律走行ロボット１及びマーカー装置２は、自律走行ロボット１が目的地に到着するまで、自律走行ロボット１が前記設定距離を走行するごとに上述の処理を繰り返し実行する。
【0077】
前記自律走行処理の他の実施形態として、自律走行システム１０は、マーカー２４の形状を変更した後にマーカー２４が検出できなくなった場合に、元のマーカー２４の形状に戻す処理を追加してもよい。マーカー検出のためのマッチング処理において、屈曲点が多い複雑な形状と、屈曲点の少ない単純な形状とでは、屈曲点の少ない単純な形状の方が、障害物によって生じた影などの影響を受けにくい。この構成によれば、例えばマーカー２４の周辺の障害物などの影響によりマーカー２４の形状を変形した後にマーカー２４を検出できなくなった場合に、元の形状に戻すことにより走行不能状態に陥ることを防ぐことができる。
【0078】
また、前記自律走行処理の他の実施形態として、自律走行システム１０は、ステップＳ３の処理において、マーカー２４の形状を近距離用から順（例えば第３形状→第２形状→第１形状の順）に切り替えて、マーカー２４を検出できたときの形状に決定してもよい。
【0079】
また、前記自律走行処理の他の実施形態として、自律走行システム１０は、自律走行ロボット１とマーカー２４との位置関係に応じてマーカー２４の向きを回転させる構成を備えてもよい。例えば自律走行システム１０は、マーカー２４の測距点群（観測点群）の数が最大になるようにマーカー２４を回転させる。マーカー２４の回転角度は、自律走行ロボット１の自己位置推定によって、自律走行ロボット１とマーカー２４との位置関係から算出することができる。例えば、自律走行ロボット１の制御部１１は、前記回転角度を算出し、前記回転角度に関する回転情報をマーカー装置２に送信してマーカー２４を回転させる。これにより、マーカー２４の検出感度を向上させることができる。
【0080】
例えば、図１２に示すように、ライダーセンサー１４の正面方向に対してマーカー２４の向きがずれている場合に、制御部１１は、図１３に示すように、マーカー２４を所定角度ｄ１だけ回転させる。通常はマーカー２４から垂直に伸ばした線上を走行するが、この場合には、制御部１１は、自律走行ロボット１を回転角度ｄ１だけ逆向きに回転した直線に沿って走行させる。これにより、自律走行ロボット１を回転前と同じ経路で走行させることができる。
【0081】
以下、自律走行システム１０の他の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、上述した第１実施形態の構成と同一の構成についてはその説明を適宜省略する。
【0082】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る自律走行システム１０は、ライダーセンサー１４から照射されるレーザー光の強度を測定する測定器Ｒ１を備えてもよい。
第２実施形態に係る自律走行システム１０は、ライダーセンサー１４から照射されるレーザー光の強度を測定する測定器Ｒ１を備えてもよい。
【0083】
具体的には、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、マーカー装置２は、マーカー２４を構成する各プレートＰ１のレーザー走査面の高さの位置に測定器Ｒ１を備える。他の実施形態として、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、測定器Ｒ１は、マーカー２４の外側に設置されてもよい。なお、図１４Ａ及び図１５Ａは、マーカー２４の正面図を示し、図１４Ｂ及び図１５Ｂは、マーカー２４の上面図を示している。
【0084】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示す構成では、レーザー光の強度分布を細かく測定でき、マーカー２４に影が落ちている等の状況を検出することができる。図１５Ａ及び図１５Ｂに示す構成では、プレートＰ１の駆動機構とは別に測定器Ｒ１を設置するため機構が簡単になる。なお、図１４Ａ及び図１４Ｂに示す構成では、各プレートＰ１に１個の測定器Ｒ１が設置されているが、各プレートＰ１に複数個の測定器Ｒ１を設置することも可能である。この場合、より細かくレーザー光の強度分布を測定することができる。
【0085】
本実施形態においては、一般的に自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌが離れるほど反射光が弱くなる性質を利用し、マーカー装置２がレーザー光の強度から距離Ｌを推定する。この構成によれば、地図上におけるマーカー２４の設置場所の情報が不要になる。以下、マーカー装置２が推定した距離Ｌの使用方法の具体例を挙げる。
【0086】
例えば、マーカー装置２の制御部２１は、推定した距離Ｌに基づいてマーカー２４の形状を決定し、決定した形状の形状情報を自律走行ロボット１に送信する。自律走行ロボット１の制御部１１は、受信した形状情報に基づいてマーカー２４のテンプレート点群に変換してマーカー２４の位置合わせを行う。
【0087】
他の例として、マーカー装置２と自律走行ロボット１とが通信は行わない構成であってもよい。この場合、自律走行ロボット１の制御部１１は、全てのマーカー形状（例えば上述した第１形状、第２形状、第３形状）の候補に対して位置合わせを実行し、最も位置合わせ誤差が小さい形状を採用する。なお、採用した形状における誤差が所定の閾値を上回る場合は、一致するマーカーなしと判定し、マーカー２４に対する走行をキャンセルして通常の走行を継続する。この構成では通信を行わないため、通信状態が良くない環境でも使用することができる。
【0088】
なお、図１４Ａ及び図１４Ｂに示す構成において、レーザー光の強度の分布を計測し、分散が所定値を上回った場合（ばらつきが大きい場合）や、平均値から所定の閾値以上外れる測定値が存在する場合は、マーカー２４の前に障害物があり影ができていると判定する。この場合、マーカー装置２又は自律走行ロボット１から警告を発することによって、走行の障害を取り除くようにユーザーに促すことができる。
【0089】
このように、第２実施形態に係る自律走行システム１０では、マーカー２４の形状を決定する処理部（本開示の変更処理部の一例）が、マーカー装置２の制御部２１（マーカー制御部）に含まれ、マーカー２４には、自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌを測定する測定器Ｒ１が設けられており、制御部２１が、測定器Ｒ１の測定結果に基づいてマーカー２４の形状を変更し、当該形状の情報を自律走行ロボット１に送信し、自律走行ロボット１の制御部１１が、前記形状の情報に基づいて自律走行ロボット１を自律走行させる。
【0090】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る自律走行システム１０は、マーカー２４全体が移動可能な構成を備えてもよい。図１６Ａは第３実施形態に係るマーカー装置２の上面図であり、図１６Ｂは第３実施形態に係るマーカー装置２の正面図である。
第３実施形態に係る自律走行システム１０は、マーカー２４全体が移動可能な構成を備えてもよい。図１６Ａは第３実施形態に係るマーカー装置２の上面図であり、図１６Ｂは第３実施形態に係るマーカー装置２の正面図である。
【0091】
図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、マーカー装置２は、さらに台車２５（移動台車）とレール２６とを備えてもよい。マーカー２４は台車２５の上に設置されており、台車２５はレール２６に沿って左右方向（矢印方向）に移動可能に構成されている。また、台車２５には移動量を計測するためのセンサーが搭載されている。例えば、台車２５の車輪の回転数を計測可能なエンコーダが搭載され、回転数と車輪の直径から左右の移動量を算出する。もしくは、地面などにストライプ状の模様を描いておき、台車２５に設置したレーザー光送受信装置やカメラ等を用いて通過したストライプ数を数えることによって移動量を算出してもよい。
【0092】
なお、本実施形態において、マーカー２４は形状が固定されてもよいし、第１実施形態及び第２実施形態に示したように、距離Ｌによって変形可能であってもよい。
【0093】
本実施形態によれば、障害物の奥の方にマーカー２４が置かれた場合に手前の障害物などの影によってマーカー２４が検出できない状況を改善することが可能である。なお、本実施形態では、第２実施形態と同様にマーカー２４に測定器Ｒ１が設置されている。本実施形態における走行方法の具体例を以下に説明する。
【0094】
例えば、自律走行ロボット１は自律走行し、マーカー検出位置に到着する。マーカー２４が検出できない場合は、台車２５に対して移動許可を通達する。例えば、図１７に示すように、マーカー２４の一部が手前の障害物の影に入ってしまったことをマーカー２４に設置した測定器Ｒ１により検出する。図１７に示す例では、左端の測定器Ｒ１にレーザー光が当たっていない。このような場合に、台車２５は全ての測定器Ｒ１がレーザー光を検出できるまで右に移動する（図１８参照）。
【0095】
また、台車２５は移動量Ａ１（図１８参照）を自律走行ロボット１に対して伝達する。自律走行ロボット１は検出したマーカー２４の位置から伝達された移動量Ａ１だけずれた位置に走行経路を設定して走行を開始する。
【0096】
走行を開始して自律走行ロボット１の中心から走行経路までの距離が所定値を下回った場合、自律走行ロボット１は進入コースに入ったと判断して、台車２５に対して原点復帰するように指令を発出する。台車２５は、図１９に示すように、元の位置に移動する。
【0097】
その後、自律走行ロボット１はマーカー２４に向かってまっすぐ進入し、マーカー２４までの距離が所定値になったところで停止する。
【0098】
このように、第３実施形態に係る自律走行システム１０は、マーカー２４が載置され、所定方向に移動可能な台車２５をさらに備える。また、マーカー装置２の制御部２１は、自律走行ロボット１とマーカー２４との位置関係に基づいて台車２５の移動量を算出し、前記移動量に基づいて台車２５を前記所定方向に移動させる。また、自律走行ロボット１の制御部１１は、台車２５の移動量に応じた経路に沿って自律走行ロボット１を自律走行させる。
【0099】
自律走行ロボット１が台車２５の前でマーカー２４を検出できないときに、自律走行ロボット１が切り返し動作を行って位置をずらすことによりマーカー２４の正面に移動することも可能だが、自律走行ロボット１が重量物を搬送しているような場合には、細かい切り返し動作が難しい。このような場合に、マーカー２４が移動することで、自律走行ロボット１に切り返し動作を行わることなく、停止位置まで滑らかに誘導することが可能になる。
【0100】
［第４実施形態］
第４実施形態に係る自律走行システム１０は、マーカー２４に測定器Ｒ１が設置されておらず、自律走行ロボット１側で全ての判定処理を実行する。
第４実施形態に係る自律走行システム１０は、マーカー２４に測定器Ｒ１が設置されておらず、自律走行ロボット１側で全ての判定処理を実行する。
【0101】
例えば、自律走行ロボット１は、マーカー２４（目的地）に向かって走行を開始するため、自己位置を推定しながらマーカー２４の真正面に向かって自律走行する。しかし、様々な外乱要因のため実際の位置がずれてしまうことがある。この場合、地図上での自己位置はマーカー２４の真正面だが、実際には、ずれた位置にいることになる。このため、本来なら真正面に検出できるはずのマーカー２４を検出することができなくなる。
【0102】
また、マーカー２４が存在するはずの方向に障害物が存在する場合に、自律走行ロボット１は、台車２５に対して移動するように指令する。台車２５は原点を中心に予め設定された動作（左右方向の移動）を行う。
【0103】
マーカー２４が動作（移動）している間も自律走行ロボット１はマーカー２４の検出処理を継続し、マーカー２４を検出した場合に台車２５に対して移動の停止を指令する。台車２５は停止した時点の原点からのずれ量（移動量）を自律走行ロボット１に対して報告する。その後、自律走行ロボット１、第３実施形態と同様に、台車２５の移動量に基づいて走行経路を算出して走行を行う。
【0104】
このように、第４実施形態に係る自律走行システム１０は、マーカー２４が載置され、所定方向に移動可能な台車２５をさらに備える。また、自律走行ロボット１の制御部１１は、自律走行ロボット１がマーカー２４を検出するまで継続して台車２５を前記所定方向に移動させる。また、制御部１１は、台車２５の移動量に応じた経路に沿って自律走行ロボット１を自律走行させる。
【0105】
上述した第１実施形態～第４実施形態の各構成は、適宜組み合わせることが可能である。
【0106】
以上説明した各実施形態に係る自律走行システム１０は、以下のように表すことができる。
【0107】
（１）マーカー装置２は、複数の板（プレートＰ１）を連結して蛇腹状の構造にし、連結部（ヒンジｈ１）を駆動してマーカー２４の形状を変形させる構成を備える。
【0108】
（２）自律走行ロボット１とマーカー２４との距離Ｌに応じてマーカー２４の形状を変化させる。
【0109】
（３）距離Ｌが大きいときは、折れ目を少なくしてマーカー２４の外形サイズを大きくし、距離Ｌが小さいときは、折れ目を多くする。
【0110】
（４）マーカー２４を構成するプレートＰ１の一部もしくは全部を反射板で構成する。
【0111】
（５）距離Ｌが大きいときは、マーカー２４を、折れ目を減らして直線状の形状にする。
【0112】
（６）自律走行ロボット１とマーカー装置２との間で通信を行い、自律走行ロボット１とマーカー装置２との間で、マーカーの形状を制御するための命令や情報の通信を行う。
【0113】
（７）自律走行ロボット１は地図上で自己位置推定を行い、地図上におけるマーカー２４との距離を推定する。これにより、自律走行ロボット１とマーカー２４との距離Ｌを取得してマーカー２４の形状を制御する。
【0114】
（８）マーカー２４側にレーザー光の強度を測定する測定器Ｒ１を設置し、自律走行ロボット１に搭載されたライダーセンサー１４のレーザー光強度を測定する。レーザー光の強度から自律走行ロボット１とマーカー２４との距離Ｌを推定して、マーカー２４の形状を制御する。
【0115】
（９）移動台座（台車２５）の上にマーカー２４を設置し、マーカー２４を移動可能に構成する。台車２５は、移動量を算出する手段を備える。マーカー２４には測定器Ｒ１が設置され、マーカー２４全体にライダーセンサー１４からのレーザー光が照射されるように台車２５を移動させる。移動量の情報は自律走行ロボット１に伝達され、自律走行ロボット１は移動量を考慮した経路に沿って走行する。
【0116】
（１０）自律走行ロボット１は地図上で自己位置推定を行い、現在位置からマーカー２４の方向を算出する。マーカー２４の方向に障害物が存在してマーカー２４を検出できない場合は、台車２５に対して移動するように指令する。マーカー２４が検出されたところで台車２５に対して停止を指令し、自律走行ロボット１はそのときの移動量を考慮した経路に沿って走行する。
【0117】
（効果）
自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌが大きいときは、マーカー２４の外形サイズが大きくなることによって検出感度を向上させることができる。一方、距離Ｌが小さいときは、折れ目の数を増やすことで検出感度を向上させることができる。
自律走行ロボット１とマーカー２４との間の距離Ｌが大きいときは、マーカー２４の外形サイズが大きくなることによって検出感度を向上させることができる。一方、距離Ｌが小さいときは、折れ目の数を増やすことで検出感度を向上させることができる。
【0118】
また、マーカー２４を反射板で構成することによって、マーカー２４の形状に拠らずレーザー光の強度でマーカー２４を識別することが可能になる。この場合、マーカー２４を直線状にすることによって、レーザー光の反射強度が安定し、検出感度を安定させることができる。
【0119】
また、自律走行ロボット１とマーカー装置２との間で通信を行うことにより、現在のマーカー２４の形状を自律走行ロボット１とマーカー装置２との間で共有することができるため、安定したマーカー２４の検出が可能になる。
【0120】
また、自己位置推定の誤差により、マーカー２４が障害物の影に入ってしまった場合でも、障害物の影から脱出するようにマーカー２４を移動させることによって走行を継続させることができる。
【0121】
［開示の付記］
以下、上述の実施形態から抽出される開示の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
以下、上述の実施形態から抽出される開示の概要について付記する。なお、以下の付記で説明する各構成及び各処理機能は取捨選択して任意に組み合わせることが可能である。
【0122】
＜付記１＞
走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行システムであって、
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させる変更処理部と、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させる走行処理部と、
を備える自律走行システム。
走行エリアに配置されたマーカーを検出することにより走行装置を自律走行させる自律走行システムであって、
前記走行装置と前記マーカーとの間の距離に基づいて前記マーカーの形状を変更させる変更処理部と、
前記マーカーの形状を認識し、認識結果に基づいて前記走行装置を位置合わせして走行させる走行処理部と、
を備える自律走行システム。
【0123】
＜付記２＞
前記変更処理部は、
前記距離が所定距離よりも大きい場合に、前記距離が前記所定距離よりも小さい場合の前記マーカーよりも外形サイズが大きくなるように変形させ、
前記距離が前記所定距離よりも小さい場合に、前記距離が前記所定距離よりも大きい場合の前記マーカーよりも屈曲点が多くなるように変形させる、
付記１に記載の自律走行システム。
前記変更処理部は、
前記距離が所定距離よりも大きい場合に、前記距離が前記所定距離よりも小さい場合の前記マーカーよりも外形サイズが大きくなるように変形させ、
前記距離が前記所定距離よりも小さい場合に、前記距離が前記所定距離よりも大きい場合の前記マーカーよりも屈曲点が多くなるように変形させる、
付記１に記載の自律走行システム。
【0124】
＜付記３＞
前記変更処理部は、前記距離が小さいほど前記屈曲点が多くなるように前記マーカーを変形させる、
付記２に記載の自律走行システム。
前記変更処理部は、前記距離が小さいほど前記屈曲点が多くなるように前記マーカーを変形させる、
付記２に記載の自律走行システム。
【0125】
＜付記４＞
前記マーカーの一部は、反射板で構成される、
付記１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
前記マーカーの一部は、反射板で構成される、
付記１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
【0126】
＜付記５＞
前記変更処理部は、前記走行装置と前記マーカーとの位置関係に応じて前記マーカーを回転させる、
付記１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
前記変更処理部は、前記走行装置と前記マーカーとの位置関係に応じて前記マーカーを回転させる、
付記１～３のいずれかに記載の自律走行システム。
【0127】
＜付記６＞
前記変更処理部は、前記マーカーを駆動するマーカー制御部に含まれ、
前記マーカーには、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離を測定する測定器が設けられており、
前記変更処理部は、前記測定器の測定結果に基づいて前記マーカーの形状を変更し、当該形状の情報を前記走行装置に送信し、
前記走行処理部は、前記形状の情報に基づいて前記走行装置を自律走行させる、
付記１～５のいずれかに記載の自律走行システム。
前記変更処理部は、前記マーカーを駆動するマーカー制御部に含まれ、
前記マーカーには、前記走行装置と前記マーカーとの間の距離を測定する測定器が設けられており、
前記変更処理部は、前記測定器の測定結果に基づいて前記マーカーの形状を変更し、当該形状の情報を前記走行装置に送信し、
前記走行処理部は、前記形状の情報に基づいて前記走行装置を自律走行させる、
付記１～５のいずれかに記載の自律走行システム。
【0128】
＜付記７＞
前記マーカーが載置され、所定方向に移動可能な台車をさらに備え、
前記走行装置と前記マーカーとの位置関係に基づいて前記台車の移動量を算出し、前記移動量に基づいて前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
付記１～６のいずれかに記載の自律走行システム。
前記マーカーが載置され、所定方向に移動可能な台車をさらに備え、
前記走行装置と前記マーカーとの位置関係に基づいて前記台車の移動量を算出し、前記移動量に基づいて前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
付記１～６のいずれかに記載の自律走行システム。
【0129】
＜付記８＞
前記マーカーが載置され、所定方向に移動可能な台車をさらに備え、
前記走行装置が前記マーカーを検出するまで継続して前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記台車の移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
付記１～７のいずれかに記載の自律走行システム。
前記マーカーが載置され、所定方向に移動可能な台車をさらに備え、
前記走行装置が前記マーカーを検出するまで継続して前記台車を前記所定方向に移動させ、
前記走行処理部は、前記台車の移動量に応じた経路に沿って前記走行装置を自律走行させる、
付記１～７のいずれかに記載の自律走行システム。
【符号の説明】
【0130】
１ ：自律走行ロボット
２ ：マーカー装置
１０ ：自律走行システム
１１ ：制御部
１２ ：記憶部
１３ ：通信部
１４ ：ライダーセンサー
２１ ：制御部
２２ ：記憶部
２３ ：通信部
２４ ：マーカー
２５ ：台車
２６ ：レール
１１１ ：走行処理部
１１２ ：決定処理部
１１３ ：通知処理部
２１１ ：取得処理部
２１２ ：駆動処理部
Ｐ１ ：プレート
Ｐ２ ：反射板
Ｒ１ ：測定器
ｈ１ ：ヒンジ
２ ：マーカー装置
１０ ：自律走行システム
１１ ：制御部
１２ ：記憶部
１３ ：通信部
１４ ：ライダーセンサー
２１ ：制御部
２２ ：記憶部
２３ ：通信部
２４ ：マーカー
２５ ：台車
２６ ：レール
１１１ ：走行処理部
１１２ ：決定処理部
１１３ ：通知処理部
２１１ ：取得処理部
２１２ ：駆動処理部
Ｐ１ ：プレート
Ｐ２ ：反射板
Ｒ１ ：測定器
ｈ１ ：ヒンジ
【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14A】
【図14B】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】