特開 2024-94138 自立走行用地図作成方法及び自立走行装置

(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】P2024094138

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】自立走行用地図作成方法及び自立走行装置

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/43 20240101AFI20240702BHJP

【ＦＩ】

G05D1/02 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022210911

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】302060926

【氏名又は名称】株式会社フジタ

(74)【代理人】

【識別番号】110000408

【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ

(72)【発明者】

【氏名】盛合（森山） 湧志

(72)【発明者】

【氏名】関原 弦

(72)【発明者】

【氏名】沖田 欣文

【テーマコード（参考）】

5H301

【Ｆターム（参考）】

5H301BB03

5H301BB11

5H301BB14

5H301CC03

5H301CC06

5H301DD01

5H301DD15

5H301FF13

5H301FF15

5H301GG08

5H301HH01

(57)【要約】

【課題】制限された領域において旋回不可能な領域を除外する自立走行用地図の作成方法、又は自立走行装置を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成方法は、第１のマーカ及び第２のマーカを含む複数の登録されたマーカが配置された領域において、演算処理部を含む自立走行装置が自立走行用地図を作成する方法であって、演算処理部が、自立走行装置に対向する第１のマーカ及び第２のマーカのそれぞれに対して第１の進入禁止区域を生成し、演算処理部が、第１の進入禁止区域の境界を決定し、演算処理部が、隣接する第１のマーカの第１の進入禁止区域の境界と、第２のマーカの第１の進入禁止区域の境界と、に第１の接線を生成し、演算処理部が、第１の接線と、第１のマーカと、第２のマーカと、によって囲まれた領域を、自立走行装置に対する第２の進入禁止領域として生成することを含む。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のマーカ及び第２のマーカを含む複数の登録されたマーカが配置された領域において、演算処理部を含む自立走行装置が自立走行用地図を作成する方法であって、
前記演算処理部が、前記自立走行装置に対向する前記第１のマーカ及び前記第２のマーカのそれぞれに対して第１の進入禁止区域を生成し、
前記演算処理部が、前記第１の進入禁止区域の境界を決定し、
前記演算処理部が、隣接する前記第１のマーカの前記第１の進入禁止区域の境界と、前記第２のマーカの前記第１の進入禁止区域の境界と、に第１の接線を生成し、
前記演算処理部が、前記第１の接線と、前記第１のマーカと、前記第２のマーカと、によって囲まれた領域を、前記自立走行装置に対する第２の進入禁止領域として生成する、ことを含む、自立走行用地図の作成方法。

【請求項2】

前記複数の登録されたマーカは第３のマーカをさらに含み、
前記演算処理部が、前記自立走行装置に対向する前記第３のマーカに対して第１の進入禁止区域をさらに生成し、
前記演算処理部が、前記第３のマーカの前記第１の進入禁止区域の境界を決定し、
前記演算処理部が、隣接する前記第２のマーカの前記第１の進入禁止区域の境界と、前記第３のマーカの前記第１の進入禁止区域の境界と、に第２の接線を生成し、
前記演算処理部が、前記第２の接線と、前記第２のマーカと、前記第３のマーカと、によって囲まれた領域を、前記第２の進入禁止領域に接続し、前記第２の進入禁止領域を拡張する、請求項１に記載の自立走行用地図の作成方法。

【請求項3】

前記自立走行装置に配置されたセンサが、前記複数のマーカの位置及び形状を測定し、
前記演算処理部が、測定された前記複数のマーカの位置及び形状に基づいて、前記第１の進入禁止区域をそれぞれ生成する、請求項１に記載の自立走行用地図の作成方法。

【請求項4】

前記センサは、飛行時間、点群及び深度から選択される１つ以上の情報を取得可能なセンサである、請求項３に記載の自立走行用地図の作成方法。

【請求項5】

前記複数の登録されたマーカは、前記自立走行装置に対向する曲面を有し、
前記演算処理部が、前記複数の登録されたマーカについて、前記曲面をそれぞれ認識し、
認識した曲面について中心をそれぞれ決定し、
決定された前記中心に基づいて、前記第１の進入禁止区域をそれぞれ生成する、請求項１に記載の自立走行用地図の作成方法。

【請求項6】

隣接する前記第１のマーカの前記第１の進入禁止区域と第２のマーカの前記第１の進入禁止区域との一部が重複する場合は、前記演算処理部が前記第１の接線を生成して、前記第２の進入禁止領域として生成し、
隣接する前記第１のマーカの前記第１の進入禁止区域と前記第２のマーカの前記第１の進入禁止区域との一部が重複せず、前記第１のマーカの前記第１の進入禁止区域と前記第２のマーカの前記第１の進入禁止区域との間に前記自立走行装置の幅以上の距離が検出された場合に、前記第１のマーカの前記第１の進入禁止区域と前記第２のマーカの前記第１の進入禁止区域との間に前記第２の進入禁止領域を生成しない、請求項１に記載の自立走行用地図の作成方法。

【請求項7】

前記演算処理部は、前記第２の進入禁止領域によって実質的に囲まれた領域を、前記自立走行装置が走行可能な第３の領域に設定する、請求項１に記載の自立走行用地図の作成方法。

【請求項8】

前記演算処理部は、前記第３の領域に前記第２の進入禁止領域で構成された第４の領域を検出した場合、前記第３の領域の内部であり、且つ前記第４の領域の外部を前記自立走行装置が走行可能な第５の領域に設定する、請求項７に記載の自立走行用地図の作成方法。

【請求項9】

制御部と、前記演算処理部と、センサと、駆動部と、を備える、自立走行装置であって、
前記演算処理部が、請求項１乃至８の何れか一項に記載の自立走行用地図の作成方法を実行する、自立走行装置。

【請求項10】

前記自立走行装置は、ゴミ収集部を更に備え、
前記自立走行装置は、前記第２の進入禁止領域以外の領域を走行して、前記ゴミ収集部がゴミを収集する、請求項９に記載の自立走行装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自立走行用地図作成方法、又は自立走行装置に関連する。

【背景技術】

【0002】

近年は、様々な分野において、自律走行型のロボットの導入や、車両の自動運転技術に関する研究開発が進められている。自律走行型のロボットは、労働者の省力化に期待される技術の一つである。例えば、作業工程の種類や数が多い建築や土木工事の分野においては、人手不足が深刻な問題となっており、自律走行型のロボットの導入は、この問題の解決手段の一つとして期待される。

【0003】

自律走行型ロボットは、壁や段差をセンサにより認識して、走行を実行する領域を決定するとともに、センサにより障害物等を認識して、障害物等を回避しながら、走行を実行する。自律走行型のロボットが移動可能な領域を決定する方法として、例えば、特許文献１には、センサからの検出結果により生成された地図に対して、占有率情報に基づいて障害物を推定するための境界表現による１以上の領域を生成し、自己位置推定やＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）を実現することが記載されている。

【0004】

一方、建設現場での自律走行型ロボットの導入には、問題が存在する。例えば、自律走行型ロボットを建設現場で使用する場合、走行を実行する空間（例えば、フロア）には、現に建設作業をしている区域や資材を保管している区域が共存する場合多く、作業の状況に応じて、走行を実行する領域を制限する必要がある。建設現場では、領域を制限する手段として、カラーコーン（登録商標）等を配置する方法が一般的に用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－０１２５４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

カラーコーン（登録商標）等を配置する方法を用いた場合、後で詳述するように、従来の方法により作成される地図においては、二次元的に凹んだ形状の領域が作成される。自律走行型の掃除ロボットが、この二次元的に凹んだ形状の領域に侵入した場合、自律走行型ロボットが旋回できずに、走行が中断される問題があることに、本発明者らは着目した。

【0007】

本発明は、上記問題に鑑み、制限された領域において旋回不可能な領域を除外する自立走行用地図の作成方法を提供することを課題の一つとする。また、制限された領域において旋回不可能な領域を除外する自立走行用地図作成プログラムを実装した自立走行装置を提供することを課題の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成方法は、第１のマーカ及び第２のマーカを含む複数の登録されたマーカが配置された領域において、演算処理部を含む自立走行装置が自立走行用地図を作成する方法であって、演算処理部が、自立走行装置に対向する第１のマーカ及び第２のマーカのそれぞれに対して第１の進入禁止区域を生成し、演算処理部が、第１の進入禁止区域の境界を決定し、演算処理部が、隣接する第１のマーカの第１の進入禁止区域の境界と、第２のマーカの前記第１の進入禁止区域の境界と、に第１の接線を生成し、演算処理部が、第１の接線と、第１のマーカと、第２のマーカと、によって囲まれた領域を、自立走行装置に対する第２の進入禁止領域として生成する、ことを含む。

【0009】

前記複数の登録されたマーカは第３のマーカをさらに含み、演算処理部が、自立走行装置に対向する第３のマーカに対して第１の進入禁止区域をさらに生成し、演算処理部が、第３のマーカの第１の進入禁止区域の境界を決定し、演算処理部が、隣接する第２のマーカの第１の進入禁止区域の境界と、第３のマーカの第１の進入禁止区域の境界と、に第２の接線を生成し、演算処理部が、第２の接線と、第２のマーカと、第３のマーカと、によって囲まれた領域を、第２の進入禁止領域に接続し、第２の進入禁止領域を拡張してもよい。

【0010】

自立走行装置に配置されたセンサが、複数のマーカの位置及び形状を測定し、演算処理部が、測定された複数のマーカの位置及び形状に基づいて、第１の進入禁止区域をそれぞれ生成してもよい。

【0011】

センサは、飛行時間、点群及び深度から選択される１つ以上の情報を取得可能なセンサであってもよい。

【0012】

前記複数の登録されたマーカは、自立走行装置に対向する曲面を有し、演算処理部が、複数の登録されたマーカについて、曲面をそれぞれ認識し、認識した曲面について中心をそれぞれ決定し、決定された中心に基づいて、第１の進入禁止区域をそれぞれ生成してもよい。

【0013】

隣接する第１のマーカの第１の進入禁止区域と第２のマーカの第１の進入禁止区域との一部が重複する場合は、演算処理部が第１の接線を生成して、第２の進入禁止領域として生成し、隣接する第１のマーカの第１の進入禁止区域と第２のマーカの第１の進入禁止区域との一部が重複せず、第１のマーカの第１の進入禁止区域と第２のマーカの第１の進入禁止区域との間に自立走行装置の幅以上の距離が検出された場合に、第１のマーカの第１の進入禁止区域と第２のマーカの第１の進入禁止区域との間に第２の進入禁止領域を生成してもよい。

【0014】

演算処理部は、第２の進入禁止領域によって実質的に囲まれた領域を、自立走行装置が走行可能な第３の領域に設定してもよい。

【0015】

演算処理部は、第３の領域に第２の進入禁止領域で構成された第４の領域を検出した場合、第３の領域の内部であり、且つ第４の領域の外部を自立走行装置が走行可能な第５の領域に設定してもよい。

【0016】

本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の自立走行装置は、制御部と、演算処理部と、センサと、駆動部と、を備え、演算処理部が、上記の何れか自立走行用地図の作成方法を実行する。

【0017】

自立走行装置は、ゴミ収集部を更に備え、自立走行装置は、進入禁止領域以外の領域を走行して、ゴミ収集部がゴミを収集してもよい。

【発明の効果】

【0018】

本発明の一実施形態によると、制限された領域において旋回不可能な領域を除外する自立走行用地図の作成方法を提供することができる。また、本発明の一実施形態によると、制限された領域において旋回不可能な領域を除外する自立走行用地図作成プログラムを実装した自立走行装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】従来の自立走行装置９０が、領域９００を自立走行する模式図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成方法を説明する模式図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る自立走行装置１００を含む、自立走行用地図の作成システム１０００を示すブロック構成図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成方法を説明するフロー図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成方法を説明するフロー図である。

【図6A】本発明の一実施形態に係る走行可能な第３の領域６００を決定する方法を説明する模式図である。

【図6B】本発明の一実施形態に係る走行可能な第３の領域６００を決定する方法を説明する模式図である。

【図7A】本発明の一実施形態に係る走行可能な第３の領域６００を決定する方法を説明する模式図である。

【図7B】本発明の一実施形態に係る走行可能な第３の領域６００を決定する方法を説明する模式図である。

【図8】走行可能な領域の設定方法の変形例を説明するフロー図である。

【図9】走行可能な領域の設定方法の変形例を説明する模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、実施形態はあくまで一例にすぎず、当業者が、発明の主旨を保ちつつ適宜変更することによって容易に想到し得るものについても、当然に本発明の範囲に含有される。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合がある。しかし、図示された形状はあくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。

【0021】

本明細書において、説明の便宜上、「上」、「上方」、または「上部」もしくは「下」、「下方」、または「下部」という語句を用いて説明するが、各構成の上下関係を説明しているに過ぎない。例えば、構造物（例えば、自立走行装置など）の構成の位置関係を説明する場合、自立走行装置の通常使用する態様を基準とし、自立走行装置が設置される面側（例えば、床面側）を「下」、「下方」、または「下部」とすることがある。

【0022】

本明細書において、各構成に付記される「第１」、「第２」などの文字は、各構成を区別するために用いられる便宜的な標識であり、特段の説明がない限り、それ以上の意味を有さない。

【0023】

本明細書および図面において、同一又は類似する複数の構成を総じて表記する際には同一の符号を用い、これら複数の構成のそれぞれを区別して表記する際には、大文字又は小文字のアルファベットを添えて表記する場合がある。また、一つの構成のうちの複数の部分を区別して表記する際には、ハイフンと自然数を用いる場合がある。

【0024】

また、以下の各実施形態は、技術的な矛盾を生じない限り、互いに組み合わせることができる。

【0025】

［従来技術の問題点］
図１は、従来の自立走行装置９０が、複数の登録されたマーカ（図１においては、カラーコーン（登録商標））１が配置された領域９００を自立走行する模式図である。領域９００は、複数のマーカ１により囲まれた領域であり、例えば、矩形の領域である。従来の自立走行装置９０は、自立走行装置９０に配置されたセンサ４０により、自立走行装置９０と対向する複数のマーカ１を認識し、それぞれのマーカ１（図１においては、説明のため、１ａ～１ｃも記載している。）に対して、マーカ１を中心とした円形の第１の進入禁止区域３（図１においては、説明のため、３ａ～３ｃも記載している。）を生成する。従来の自立走行装置９０は、それぞれの第１の進入禁止区域３について、自立走行装置９０と対向する円弧状の境界５（図１においては、説明のため、５ａ～５ｃも記載している。）をそれぞれ決定し、隣接する境界５と境界５ａを接続する演算処理を行い、境界５ｂ及び境界５ｃをさらに接続する演算処理を行う。このような演算処理を配置された全てのマーカ１に対して繰り返すことにより、進入禁止境界線８０１を生成する。

【0026】

進入禁止境界線８０１に対して、自立走行装置９０が、存在する領域９００は、走行可能な領域として設定され、自立走行装置９０に対して、進入禁止境界線８０１の外側の領域が進入禁止領域８００として設定される。従来の自立走行装置９０は、走行可能な領域９００において進入禁止境界線８０１の近傍まで走行することが許容される。

【0027】

従来の自立走行装置９０が、生成した進入禁止境界線８０１は、図１に示したように、円弧が連続的に接続された形状を有するため、境界５ａと境界５ｂとの接続部に凹部Ｃが配置される。従来の自立走行装置９０が、凹部Ｃに入り込むような位置にある場合、従来の自立走行装置９０が旋回するときに、進入禁止領域８００に侵入しなければ、従来の自立走行装置９０が旋回できない場合がある。このような場合、従来の自立走行装置９０は、進入禁止領域８００には侵入できないため、旋回することができず、立ち往生してしまう。

【0028】

［自立走行用地図の作成システム］
図２は、本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成方法を説明する模式図である。また、図３は、本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成システム１０００を示すブロック構成図である。本実施形態に係る自立走行用地図の作成システム１０００は、自立走行装置１００を含む。本実施形態において、自立走行用地図の作成システム１０００は、自立走行装置１００によって構成されてもよいが、一実施形態において、自立走行用地図の作成システム１０００は、通信回線を介して自立走行装置１００に接続可能なサーバ１００１を含んでもよい。

【0029】

［自立走行装置１００］
一実施形態において、自立走行装置１００は、例えば、制御部１０、演算処理部２０、記憶部３０、センサ４０及び駆動部５０を備える。また、一実施形態において、自立走行装置１００は、機能部６０及び通信部７０を更に備えてもよく、必要に応じて、追加的な構成を更に備えてもよい。

【0030】

制御部１０は、自立走行装置１００を制御する装置であって、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラムを含む。制御プログラムは、記憶部３０に格納され、中央処理装置で実行される。制御プログラムは、自立走行装置１００を制御するためのオペレーティングシステム（ＯＳ）と、自立走行装置１００を制御するために機能するアプリケーションプログラム又はモジュールを含んでもよい。

【0031】

演算処理部２０は、例えば、自立走行用地図を作成するための地図生成部２１及びコストマップ生成部２３を備える。地図生成部２１は、自立走行用地図の作成システム１０００において、センサ４０が取得した情報に基づいて、地図を作成するためのアプリケーションプログラム又はモジュールを含む。地図を作成ためのアプリケーションプログラム又はモジュールは、ＣＰＵで実行される。なお、演算処理部２０は、グラフィックス・プロセシング・ユニット（ＧＰＵ）を含んでもよく、地図を作成ためのアプリケーションプログラム又はモジュールは、ＧＰＵで実行されてよい。コストマップ生成部２３は、自立走行用地図の作成システム１０００において、センサ４０が取得した情報に基づいて、コストマップを生成するアプリケーションプログラム又はモジュールを含む。コストマップを生成するアプリケーションプログラム又はモジュール、ＣＰＵで実行される。なお、コストマップを生成するアプリケーションプログラム又はモジュールは、ＧＰＵで実行されてよい。

【0032】

図３においては、自立走行装置１００が演算処理部２０を備える例を示したが、本発明に係る自立走行用地図の作成システム１０００は、これに限定されない。一実施形態において、自立走行用地図の作成システム１０００に含まれるサーバ１００１が、演算処理部２０を備えてもよい。演算処理部２０における、地図の作成及びコストマップの生成は、ＣＰＵ及び／又はＧＰＵにおける演算処理の負荷が大きい。このため、自立走行装置１００と通信可能なサーバ１００１が、演算処理部２０を備えることにより、自立走行装置１００における演算処理の負荷を低減することができる。

【0033】

記憶部３０は、主記憶装置であるメモリと、補助記憶装置であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）又はソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）とを含む。上述したＯＳは、記憶部３０の補助記憶装置に格納され、主記憶装置に読み込まれて、ＣＰＵで実行される。また、各アプリケーションプログラム又はモジュールは、記憶部３０の補助記憶装置に格納され、主記憶装置に読み込まれて、ＣＰＵ及び／又はＧＰＵで実行される。

【0034】

センサ４０は、自立走行装置１００の周囲に位置する複数の登録されたマーカ１（図２においては、説明のため、１ａ～１ｃも記載している。）の位置（センサ４０から距離と方向）及びマーカ１を検出するための装置である。センサ４０として、例えば、飛行時間（ＴｏＦ）、点群及び深度から選択される１つ以上の情報を取得可能なセンサから選択される１つ以上の公知のセンサを用いることができるが、これらに限定されるものではない。ＴｏＦセンサは、レーザ又はＬＥＤを光源として用いてもよい。

【0035】

駆動部５０は、自立走行装置１００を走行させるための、モータ又はエンジンと、車輪とを含む。自立走行装置１００は、三輪又は４輪で走行可能な構造を有してもよく、キャタピラを有する構造を有してもよい。

【0036】

機能部６０は、自立走行装置１００に所定の機能を付与するための構成である。例えば、一実施形態において、自立走行装置１００がゴミ収集機能を有する場合、機能部６０はゴミ収集部であり、ゴミ吸い取り部と、ゴミ収容部を有してもよい。また、一実施形態において、自立走行装置１００が資材の搬送機能を有する場合、機能部６０は、荷台と、荷台を昇降させる装置、荷台を傾斜させる装置又は荷台を回転させる装置を有してもよい。また、一実施形態において、自立走行装置１００が巡回監視機能を有する場合、上述したセンサ４０に加えて、注意喚起のための、音声出力部や、ディスプレイなどの表示部を有してもよい。

【0037】

通信部７０は、例えば、サーバ１００１と通信回線を介した通信を行うための通信機器である。通信部７０は、無線通信ネットワークを介した通信が可能な通信機器であることが好ましく、例えば、ＩＥＥＥ ８０２．１１規格に適合した無線ＬＡＮ（Ｗｉｆｉ（登録商標））や、ＩＥＥＥ ８０２．１５．１規格に適合した無線通信（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、及び携帯電話等の移動体通信ネットワークから選択される１つ以上の無線通信機器を含む。なお、自立走行装置１００が屋外で使用される場合には、通信部７０が衛星通信を用いる全球測位衛星システム（ＧＮＳＳ）を利用可能な通信機器であってもよい。

【0038】

［自立走行用地図の作成方法］
図４及び図５は、本発明の一実施形態に係る自立走行用地図の作成方法を説明するフロー図である。自立走行装置１００に自立走行をさせる第３の領域６００には、複数の登録されたマーカ１（図２においては、説明のため、１ａ～１ｃも記載している。）が配置される。地図生成部２１は、センサ４０により、周囲の空間に配置されたマーカ１や壁などを検出し、周囲の空間の地図を生成する（Ｓ１００）。

【0039】

地図生成部２１が生成する地図は、センサ４０により取得した飛行時間、点群及び深度から選択される１つ以上の情報に基づいて、生成することができる。例えば、公知の技術であるＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）、Ｖｉｓｕａｌ ＳＬＡＭ、ＬｉＤＡＲ ＳＬＡＭ、Ｄｅｐｔｈ ＳＬＡＭを利用することができるが、これらに限定されるものではない。なお、ＳＬＡＭを用いた地図の作成技術は公知であるため、詳細な説明は省略する。

【0040】

また、センサ４０により取得された情報から、コストマップ生成部２３は、マーカ１の位置と形状を検出する。マーカ１は、例えば、建設現場等で汎用されるカラーコーン（登録商標）であってもよく、特には限定されない。マーカ１の形状は、記憶部３０に予め格納されており、コストマップ生成部２３は、センサ４０により取得された情報と、記憶部３０に格納されたマーカ１の情報を比較することにより、マーカ１の位置と形状を検出することができる。

【0041】

本実施形態において、複数のマーカ１は所定の間隔で配置されることにより、コストマップ生成部２３に第１の進入禁止区域３を決定させる。このため、これらのマーカ１は、自立走行装置１００が通り抜けることができない間隔で配置される。後述するように、２つの第１の進入禁止区域３の間に自立走行装置１００が通り抜けることができる幅が存在する場合には、コストマップ生成部２３は、その位置に第２の進入禁止領域５００を設定しない。本実施形態においては、複数のマーカ１は、それぞれの第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複する間隔で配置されることが好ましい。例えば、自立走行装置１００の幅の８０％となる間隔で、複数のマーカ１が配置されることが好ましい。

【0042】

コストマップ生成部２３は、複数のマーカ１が配置された領域において、センサ４０と対向する（自立走行装置１００と対向する）複数のマーカ１に基づいて、複数のマーカ１に対応した第１の進入禁止区域３（図２においては、説明のため、３ａ～３ｃも記載している。）をそれぞれ決定する（Ｓ２００）。

【0043】

ここで、図６Ａ～図７Ｂを参照する。図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の一実施形態に係る走行可能な第３の領域６００を決定する方法を説明する模式図である。また、図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の一実施形態に係る走行可能な第３の領域６００を決定する方法を説明する模式図である。図６Ａに示すように、マーカ１がカラーコーン（登録商標）である場合、センサ４０によって検出されるマーカ１は、自立走行装置１００が走行する面に対する平面視において、センサ４０に対向する円弧状となる曲面を有する構造物として検出される。コストマップ生成部２３は、センサ４０により検出された円弧状となる曲面を有する構造物と、記憶部３０に格納されたマーカ１の情報を比較することにより、マーカ１の位置と形状を検出することができる。

【0044】

マーカ１に対して設定される第１の進入禁止区域３は、自立走行装置１００が走行する面に対するマーカ１の表面からの距離として、記憶部３０に格納されている。コストマップ生成部２３は、検出された円弧からこの距離となる区域を第１の進入禁止区域３として決定する。なお、図６Ａにおいて、円弧から所定の距離となる区域として、半円形の形状の第１の進入禁止区域３が決定され、自立走行装置１００から円弧の後ろ側となる領域は、不確定領域となる。

【0045】

一実施形態において、コストマップ生成部２３は、検出された円弧からマーカ１の中心を決定することができる。コストマップ生成部２３は、決定されたマーカ１の中心に基づいて、所定の距離の区域を第１の進入禁止区域３として生成することもできる。この場合、図６Ａに示すように、コストマップ生成部２３は、マーカ１の中心と一致する中心を有する円として第１の進入禁止区域３を生成することができる。

【0046】

コストマップ生成部２３は、隣接する少なくとも２つマーカ１（第１のマーカ）とマーカ１ａ（第２のマーカ）のそれぞれに対して第１の進入禁止区域３及び３ａを生成し、自立走行装置１００と対向する側の区域について、境界５及び５ａを決定する（Ｓ３００）。なお、図６Ａにおいては、説明のため、第１の進入禁止区域３ｂ～３ｃ及び境界５ｂ～５ｃも記載している。

【0047】

図６Ｂに示すように、コストマップ生成部２３は、隣接する２つの境界５と５ａについて、接線７（第１の接線）を生成する（Ｓ４００）。

【0048】

図７Ａに示すように、コストマップ生成部２３は、第１の接線７と、第１のマーカ１と、第２のマーカ１ａと、によって囲まれた領域を、自立走行装置に対する第２の進入禁止領域５００として生成する（Ｓ４００）。

【0049】

図７Ｂに示すように、コストマップ生成部２３は、同様に、第３のマーカ１ｂに対して第１の進入禁止区域３ｂをさらに生成する。コストマップ生成部２３は、第３のマーカ１ｂの第１の進入禁止区域３ｂの境界５ｂを決定する。コストマップ生成部２３は、隣接する第２のマーカ１ａの第１の進入禁止区域３ａの境界５ａと、第３のマーカ１ｂの第１の進入禁止区域３ｂの境界５ｂと、に第２の接線７ａを生成する。コストマップ生成部２３は、第２の接線７ａと、第２のマーカ１ａと、第３のマーカ１ｂと、によって囲まれた領域を、第２の進入禁止領域５００ａとして生成する。コストマップ生成部２３は、第２の進入禁止領域５００に、隣接する第２の進入禁止領域５００ａを接続し、第２の進入禁止領域を拡張することができる。

【0050】

このように、コストマップ生成部２３は、第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複する間隔で配置された全てのマーカ１の境界５について、同様の演算処理を実行する。

【0051】

図７Ｂに示すように、コストマップ生成部２３は、得られた複数の接線７を隣接する位置で接続し、進入禁止境界線５０１を生成する。本実施形態において、複数のマーカ１が正確に直線状に配置されている場合には、進入禁止境界線５０１も直線状になる。一方、実際の建設現場等では、複数のマーカ１を正確に直線状に配置するには労力が必要となるため、多少の位置のズレが生じる。この場合、進入禁止境界線５０１は線分がジグザグな形状に接続した形状となるが、隣接する２つの接線７がなす角が鋭角とならなければ、そのような位置のズレは許容される。

【0052】

図５を参照する。コストマップ生成部２３は、自立走行装置１００に対して、得られた進入禁止境界線５０１の外側に位置する第２の進入禁止領域５００を生成する（Ｓ６００）。

【0053】

その結果、コストマップ生成部２３は、進入禁止境界線５０１の内側の領域を、自立走行装置１００に自立走行させる第３の領域６００として決定する。

【0054】

本実施形態において、自立走行させる第３の領域６００を決定するために、自立走行装置１００は、自立走行しながら、マーカ１を検出してもよい。または、自立走行装置１００が最初に配置された位置において、センサ４０を３６０°回転させることにより、マーカ１を検出してもよい。

【0055】

［走行可能な領域の設定方法の変形例］
上述したように、２つのマーカ１を第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複する間隔で配置することにより、自立走行装置１００に対して、第２の進入禁止領域５００と自立走行させる第３の領域６００を生成する。したがって、２つのマーカ１を第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複しない間隔で配置することにより、その部分を走行可能な領域として設定することができる。

【0056】

図８は、走行可能な領域の設定方法の変形例を説明するフロー図である。上述したＳ２００の処理に続いて、コストマップ生成部２３は、隣接する２つの第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複しているか否かを判断する（Ｓ２１０）。第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複している場合は、第２の進入禁止領域５００が設定される領域であるため、Ｓ３００以下の演算処理が実行される。第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複している領域は、第２の進入禁止領域５００として生成される。

【0057】

一方、隣接する２つの第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複していない場合、コストマップ生成部２３は、２つの第１の進入禁止区域３の間に自立走行装置１００が通り抜けることができる幅が存在するか、判断する（Ｓ２３０）。隣接する２つの第１の進入禁止区域３の距離が、自立走行装置の幅よりも小さい場合は、第２の進入禁止領域５００が設定される領域であるため、Ｓ３００以下の演算処理が実行される。本変形例においては、隣接する２つのマーカ１の配置により決定される第１の進入禁止区域３の一部が互いに重複しない場合でも、第２の進入禁止領域５００が設定される。このため、隣接する２つのマーカ１を配置する間隔を大きくすることができるため、配置するマーカ１の数を削減することができる。

【0058】

隣接する２つの第１の進入禁止区域３の距離が、自立走行装置１００の幅以上であることが検出された場合には、コストマップ生成部２３は、第１のマーカの第１の進入禁止区域と第２のマーカの第１の進入禁止区域との間の領域を走行可能な領域７００に設定する。

【0059】

［走行可能な領域の設定方法の変形例２］
自立走行させる第３の領域６００の内部に、自立走行装置１００の走行に支障を来す障害物が存在することもある。このような場合、マーカで障害物を取り囲むことにより、自立走行させる第３の領域６００の内部に第２の進入禁止領域を設定することもできる。図９は、走行可能な領域の設定方法の変形例を説明する模式図である。

【0060】

コストマップ生成部２３は、第３の領域６００の内部に第２の進入禁止領域で構成された第４の領域５５０を検出した場合、第３の領域６００の内部であり、且つ第４の領域５５０の外部を自立走行装置が走行可能な第５の領域６５０に設定することができる。

【0061】

本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態を基にして、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

【0062】

上述した各実施形態によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。

【符号の説明】

【0063】

１ マーカ、３ 第１の進入禁止区域、５ 境界、５ａ 境界、５ｂ 境界、５ｃ 境界、７ 接線、７ａ 接線、１０ 制御部、２０ 演算処理部、２１ 地図生成部、２３ コストマップ生成部、３０ 記憶部、４０ センサ、５０ 駆動部、６０ 機能部、７０ 通信部、９０ 自立走行装置、１００ 自立走行装置、１００ａ 自立走行装置、５００ 第２の進入禁止領域、５００ａ 第２の進入禁止領域、５０１ 進入禁止境界線、５０１ａ 進入禁止境界線、５５０ 第４の領域、６００ａ 領域、６５０ 第５の領域、７００ 領域、８００ 進入禁止領域、８０１ 進入禁止境界線、９００ 領域、１０００ 自立走行用地図の作成システム、１００１ サーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図8】

【図9】