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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-15
(45)【発行日】2024-10-23
(54)【発明の名称】自律移動体および自律移動システム
(51)【国際特許分類】
G05D 1/43 20240101AFI20241016BHJP
【ＦＩ】
G05D1/43
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2020208161
(22)【出願日】2020-12-16
(65)【公開番号】P2022095064
(43)【公開日】2022-06-28
【審査請求日】2023-12-07
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和元年度、国立研究開発法人情報通信研究機構「高度通信・放送研究開発委託 研究／データ連携・利活用による地域課題解決のための実証型研究開発（第２回）副題「スモールモビリティによるラストワンマイル達成のための混雑環境でもロバストな不可視地図のオープン化」、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】304036743
【氏名又は名称】国立大学法人宇都宮大学
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100130030
【弁理士】
【氏名又は名称】大竹 夕香子
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 功一
(72)【発明者】
【氏名】ミヤグスク レナート
(72)【発明者】
【氏名】竹林 拓海
【審査官】渡邊 捷太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－０５２３０１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０７７３７２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０９５２８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１４８８７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１３９７２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１０１８５５（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２０／１３８４６０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０５Ｄ １／４３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
予め定められている移動経路に沿って移動する自律移動体であって、前記移動経路に関する測定データを検出するセンサと、
前記移動経路に関する地図データを記憶する記憶部と、
前記センサで検出した前記測定データと前記地図データとの照合結果に基づいて、前記自律移動体の移動を制御する制御部と、を備え、
前記記憶部に記憶される前記地図データは、
前記自律移動体の要求に基づいて調整され、かつ、前記要求に対応して前記自律移動体に提供されるものであり、
前記地図データは、
可視対象に関する第１地図データと、不可視対象に関する第２地図データと、を含み、
前記センサは、
前記第１地図データと照合される第１測定データを検出する第１センサと、
前記第２地図データと照合される第２測定データを検出する第２センサと、を含み、
前記第１地図データと前記第１測定データとの第１照合結果、および、前記第２地図データと前記第２測定データとの第２照合結果が並列的に求められ、
前記制御部は、
前記第１照合結果と前記第２照合結果の優先度の高い照合結果に基づいて、前記自律移動体の移動を制御する、
ことを特徴とする自律移動体。
【請求項2】
前記要求は、前記第１センサと前記第２センサのそれぞれの仕様を含み、
前記第１地図データは前記第１センサの前記仕様に対応し、
前記第２地図データは前記第２センサの前記仕様に対応する、
請求項１に記載の自律移動体。
【請求項3】
前記第１地図データは、幾何地図データを含み、前記第２地図データは、磁気地図データおよび電波地図データを含み、
前記第１センサは、前記幾何地図データと照合される測定幾何データを検出する幾何像センサであり、
前記第２センサは、前記磁気地図データと照合される測定磁気データを検出する磁気センサと、前記電波地図データと照合される測定電波データを検出する電波センサである、請求項１または請求項２に記載の自律移動体。
【請求項4】
予め定められている移動経路に沿って移動する自律移動体と、前記移動経路の移動が予定される前記自律移動体からの要求に応じて地図データを前記自律移動体に送信する地図データ生成装置と、を備え、
前記自律移動体は、
前記移動経路に関する測定データを検出するセンサと、
前記移動経路に関する前記地図データを記憶する記憶部と、
前記センサで検出した前記測定データと前記地図データとの照合結果に基づいて、前記自律移動体の移動を制御する制御部と、を備え、
前記記憶部に記憶される前記地図データは、
前記自律移動体の要求に基づいて前記地図データ生成装置で調整され、かつ、前記要求に対応して前記自律移動体に提供されるものであり、
前記地図データは、
可視対象に関する第１地図データと、不可視対象に関する第２地図データと、を含み、
前記センサは、
前記第１地図データと照合される第１測定データを検出する第１センサと、
前記第２地図データと照合される第２測定データを検出する第２センサと、を含む、
前記第１地図データと前記第１測定データとの第１照合結果、および、前記第２地図データと前記第２測定データとの第２照合結果が並列的に求められ、
前記制御部は、
前記第１照合結果と前記第２照合結果の優先度の高い照合結果に基づいて、前記自律移動体の移動を制御する、
ことを特徴とする自律移動システム。
【請求項5】
前記地図データ生成装置は、複数の前記自律移動体からの前記要求を受け付け、
複数の前記自律移動体は、
それぞれが備える前記第１センサと前記第２センサの少なくとも一つの仕様が異なる、請求項４に記載の自律移動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自律移動体が自律移動するのに必要な地図データを記憶する装置およびこの地図データを含む自律移動システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、様々な場面において、多種多様なロボットが活動している。中でも移動中に自己位置を認識しながら、自律移動するロボットは、工場内やオフィス内、病院内などでの人間の手助けになるものとして期待され、その研究が盛んに行われている。
自律移動させるための誘導方式の一つとして磁気を目印とするものが知られている。その一例として、本発明者らは、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４において、移動体が移動する環境に依存する磁気データとこの磁気データが測定された幾何学的な位置データとを対応付けて記憶することを提案する。特許文献１などは、対応付けられた情報である磁気－位置情報を含む地図データと、自己位置を認識する際に測定される磁気とを照合することにより自己位置を認識することを提案している。
自律移動させるための誘導方式の一つとして磁気を目印とするものが知られている。その一例として、本発明者らは、特許文献１、特許文献２、特許文献３および特許文献４において、移動体が移動する環境に依存する磁気データとこの磁気データが測定された幾何学的な位置データとを対応付けて記憶することを提案する。特許文献１などは、対応付けられた情報である磁気－位置情報を含む地図データと、自己位置を認識する際に測定される磁気とを照合することにより自己位置を認識することを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１１－１０７９２４号公報
【文献】特開２０１１－１２９０４９号公報
【文献】特開２０１１－１２９０７２号公報
【文献】特開２０１２－００３２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１などによる磁気ナビゲーション法によれば、環境依存して元々生じている磁気を利用して自己位置を認識できるので、磁気マーカを新たに設置する作業が不要などといった利点を有する。
【0005】
自律移動システムにおいて、種類の異なる移動体、例えば移動体Ａ、移動体Ｂ…移動体Ｎが同じ移動経路を移動することがある。これら複数の移動体Ａ…移動体Ｎにおいて磁気センサが設けられる位置、特に地上からの高さが異なると、同じ移動経路上の位置においてそれぞれの磁気センサが測定する磁気強度が異なるおそれがある。そうすると、移動体Ａ…移動体Ｎは、共通する同じ地図用データを用いて自律移動することが難しくなる。
そこで本発明は、異なる移動体が同じ移動経路を容易に移動することのできる自律移動体を提供すること目的とする。
そこで本発明は、異なる移動体が同じ移動経路を容易に移動することのできる自律移動体を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の予め定められている移動経路に沿って移動する自律移動体は、移動経路に関する測定データを検出するセンサと、移動経路に関する地図データを記憶する記憶部と、センサで検出した測定データと地図データとの照合結果に基づいて、自律移動体の移動を制御する制御部と、を備える。
記憶部に記憶される地図データは、自律移動体の要求に基づいて調整され、かつ、要求に対応して自律移動体に提供されるものである。
記憶部に記憶される地図データは、自律移動体の要求に基づいて調整され、かつ、要求に対応して自律移動体に提供されるものである。
【0007】
本発明の自律移動体に係る地図データは、好ましくは、可視対象に関する第１地図データと、不可視対象に関する第２地図データと、を含む。また、本発明の自律移動体に係るセンサは、好ましくは、第１地図データと照合される第１測定データを検出する第１センサと、第２地図データと照合される第２測定データを検出する第２センサと、を備える。
【0008】
本発明の自律移動体に係る要求は、好ましくは、第１センサと第２センサのそれぞれの仕様を含み、第１地図データは第１センサの仕様に対応し、第２地図データは第２センサの仕様に対応する。
【0009】
本発明の自律移動体において、好ましくは、第１地図データと第１測定データとの第１照合結果、および、第２地図データと第２測定データとの第２照合結果が並列的に求められる。制御部は、好ましくは、第１照合結果と第２照合結果の優先度の高い照合結果に基づいて、自律移動体の移動を制御する。
【0010】
本発明の自律移動体において、好ましくは、第１地図データは、幾何地図データを含み、第２地図データは、磁気地図データおよび電波地図データを含む。これに対応する第１センサは、好ましくは、幾何地図データと照合される測定幾何データを検出する幾何像センサであり、第２センサは、好ましくは、磁気地図データと照合される測定磁気データを検出する磁気センサと、電波地図データと照合される測定電波データを検出する電波センサである。
【0011】
本発明は、予め定められている移動経路に沿って移動する自律移動体と、移動経路の移動が予定される自律移動体からの要求に応じて地図データを自律移動体に送信する地図データ生成装置と、を備える自律移動システムを提供する。
この自律移動体は、移動経路に関する測定データを検出するセンサと、移動経路に関する地図データを記憶する記憶部と、センサで検出した測定データと地図データとの照合結果に基づいて、自律移動体の移動を制御する制御部と、を備える。
本発明における地図データは、自律移動体の要求に基づいて地図データ生成装置で調整され、かつ、要求に対応して自律移動体に提供されるものである。
この自律移動体は、移動経路に関する測定データを検出するセンサと、移動経路に関する地図データを記憶する記憶部と、センサで検出した測定データと地図データとの照合結果に基づいて、自律移動体の移動を制御する制御部と、を備える。
本発明における地図データは、自律移動体の要求に基づいて地図データ生成装置で調整され、かつ、要求に対応して自律移動体に提供されるものである。
【0012】
本発明の自律移動システムにおいて、地図データは、好ましくは、可視対象に関する第１地図データと、不可視対象に関する第２地図データと、を含み、センサは、好ましくは、第１地図データと照合される第１測定データを検出する第１センサと、第２地図データと照合される第２測定データを検出する第２センサと、を含む。
【0013】
本発明の自律移動システムにおいて、好ましくは、地図データ生成装置は、複数の自律移動体からの要求を受け付け、複数の自律移動体は、それぞれが備える第１センサと第２センサの仕様の少なくとも一つが異なる。
【発明の効果】
【0014】
本発明の自律移動体は、自律移動体自身からの要求に基づく地図データの供給を受け、この地図データに基づいて自律移動する。したがって、本発明に係る自律移動体によれば、異なる移動体が同じ移動経路を移動する際に、それぞれに適合する地図データの提供を受け、この地図データに基づいて移動経路を容易に移動することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の実施形態に係る自律移動体システムの主要構成を示す図である。
【図2】本実施形態に係る自律移動体の制御部の構成を示す図である。
【図3】本実施形態に係る地図データの一例を示す図表である。
【図4】本実施の形態の自律移動体の移動経路の例を示す図である。
【図5】本実施形態に係るマルチナビゲータの構成を示す図である。
【図6】本実施形態に係るマルチナビゲータの動作を示す図である。
【図7】本実施形態に係るマルチナビゲータが幾何地図データを取得する一例を説明する図である。
【図8】本実施の形態における自律移動体の向き（姿勢）を制御する方法を示す図である。
【図9】本実施形態に係る地図用データ測定装置の構成を説明する図である。
【図10】本実施形態に係る地図データ生成装置の構成を説明する図である。
【図11】本実施形態に係る地図用データの一例を示す図である。
【図12】本実施形態に係る自律移動体と地図データ生成装置のやりとりを示す図である。
【図13】本実施形態に係る自律移動体から地図データ生成装置への要求の内容例を示す図である。
【図14】本実施形態に係る地図データ生成装置で生成される幾何地図データの一例を示す図である。
【図15】本実施形態に係る地図データ生成装置で生成される磁気地図データの一例を示す図である。
【図16】本実施形態に係る地図データ生成装置で生成される電波地図データの一例を示す図である。
【図17】本実施形態に係る自律移動システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
〔自律移動システム１の概要：図１〕
［自律移動システム１の構成］
自律移動システム１は、図１に示すように、自律移動体１０（１０Ａ，１０Ｂ）と、自律移動体１０が自律移動する際に用いられる地図データを記憶するとともに、自律移動体１０に送信する地図データ生成装置９０と、地図データ生成装置９０に記憶されている地図データを測定する地図用データ測定装置７０と、を備えている。自律移動システム１は、インターネット１００を介して、自律移動体１０と地図データ生成装置９０とが接続され、かつ、地図データの地図用データ測定装置７０と地図データ生成装置９０が接続される。なお、図１には２台の自律移動体１０Ａ，１０Ｂが示されているが、これは一例に過ぎず、自律移動システム１は、２台を超える複数台の自律移動体１０を含むことができる。また、図１には、２台の自律移動体１０Ａ，１０Ｂが示されているが、２台の自律移動体１０Ａ，１０Ｂが同時に同じ移動経路を移動することもあれば、時を異にして移動することもある。なお、自律移動体１０Ａと自律移動体１０Ｂを区別する必要があるときを除いて、自律移動体１０と表記する。後述するＬＩＤＡＲ２１，２１Ａ，２１Ｂについても同様に扱われる。
〔自律移動システム１の概要：図１〕
［自律移動システム１の構成］
自律移動システム１は、図１に示すように、自律移動体１０（１０Ａ，１０Ｂ）と、自律移動体１０が自律移動する際に用いられる地図データを記憶するとともに、自律移動体１０に送信する地図データ生成装置９０と、地図データ生成装置９０に記憶されている地図データを測定する地図用データ測定装置７０と、を備えている。自律移動システム１は、インターネット１００を介して、自律移動体１０と地図データ生成装置９０とが接続され、かつ、地図データの地図用データ測定装置７０と地図データ生成装置９０が接続される。なお、図１には２台の自律移動体１０Ａ，１０Ｂが示されているが、これは一例に過ぎず、自律移動システム１は、２台を超える複数台の自律移動体１０を含むことができる。また、図１には、２台の自律移動体１０Ａ，１０Ｂが示されているが、２台の自律移動体１０Ａ，１０Ｂが同時に同じ移動経路を移動することもあれば、時を異にして移動することもある。なお、自律移動体１０Ａと自律移動体１０Ｂを区別する必要があるときを除いて、自律移動体１０と表記する。後述するＬＩＤＡＲ２１，２１Ａ，２１Ｂについても同様に扱われる。
【0017】
［自律移動システム１の地図データ］
本実施形態に係る自律移動システム１は、地図データ（Teaching Data）に基づいて自律移動体１０が自律移動する。地図データは、可視地図データと不可視地図データを備える。ここでいう、可視地図データとは人の視力により認識できる対象に関する地図データをいい、不可視とは人の視力により認識できない対象に関する地図データをいう。可視地図データの典型例として幾何地図データ（Geometric Mapping Data）があり、不可視地図データの典型例として磁気地図データと電波地図データがある。
本実施形態に係る自律移動システム１は、地図データ（Teaching Data）に基づいて自律移動体１０が自律移動する。地図データは、可視地図データと不可視地図データを備える。ここでいう、可視地図データとは人の視力により認識できる対象に関する地図データをいい、不可視とは人の視力により認識できない対象に関する地図データをいう。可視地図データの典型例として幾何地図データ（Geometric Mapping Data）があり、不可視地図データの典型例として磁気地図データと電波地図データがある。
【0018】
［自律移動システム１の動作］
自律移動システム１において、自律移動体１０が移動することが予定されている経路（移動経路）に沿って地図用データ測定装置７０を移動させつつ可視データと不可視データを測定する。測定された可視データと不可視データを含む地図データは、地図用データ測定装置７０から地図データ生成装置９０に送信されるとともに地図データ生成装置９０に記憶される。可視データは、人の目で視認できる対象（可視対象）に関するものであり、不可視データは、人の目で視認できない対象（不可視対象）に関するものである。
自律移動体１０が移動経路を移動する前に、自律移動体１０は地図データ生成装置９０から当該移動経路に対応する地図データの送信を受けるとともに、自律移動体１０が備える第１記憶部５１に記憶する。自律移動体１０は、第１記憶部５１に記憶されている地図データ（可視データと不可視データ）を用いて移動経路を自律移動する。なお、自律移動体１０は、地図データ生成装置９０から地図データを受信する前には、当該地図データを保有していないものとする。
以下、自律移動システム１について、自律移動体１０、地図用データ測定装置７０および地図データ生成装置９０の順により詳しい内容を説明した後に、その動作について言及する。
自律移動システム１において、自律移動体１０が移動することが予定されている経路（移動経路）に沿って地図用データ測定装置７０を移動させつつ可視データと不可視データを測定する。測定された可視データと不可視データを含む地図データは、地図用データ測定装置７０から地図データ生成装置９０に送信されるとともに地図データ生成装置９０に記憶される。可視データは、人の目で視認できる対象（可視対象）に関するものであり、不可視データは、人の目で視認できない対象（不可視対象）に関するものである。
自律移動体１０が移動経路を移動する前に、自律移動体１０は地図データ生成装置９０から当該移動経路に対応する地図データの送信を受けるとともに、自律移動体１０が備える第１記憶部５１に記憶する。自律移動体１０は、第１記憶部５１に記憶されている地図データ（可視データと不可視データ）を用いて移動経路を自律移動する。なお、自律移動体１０は、地図データ生成装置９０から地図データを受信する前には、当該地図データを保有していないものとする。
以下、自律移動システム１について、自律移動体１０、地図用データ測定装置７０および地図データ生成装置９０の順により詳しい内容を説明した後に、その動作について言及する。
【0019】
〔自律移動体１０の構成：図１，図２〕
図１を参照して自律移動体１０の構成について説明する。なお、自律移動体１０は、図中の白抜き矢印の向きに移動するものであり、前（Ｆ）と後（Ｂ）が図示のように定義される。この前（Ｆ）と後（Ｂ）は、相対的な意味を含んでいる。また、自律移動体１０において、長手方向（Ｌ）および高さ方向（Ｈ）が図１に示すように定義され、かつ、紙面に垂直な方向を幅方向（Ｗ）と定義されるものとする。
自律移動体１０Ａは、内部に機器の収容空間を備える本体１１と、本体１１の前（Ｆ）の側であって幅方向（Ｗ）の両側に設けられる一対の駆動輪１３，１４と、本体１１の後（Ｂ）の側であって本体１１の幅方向（Ｗ）の中央に設けられるキャスタ１７と、を備えている。駆動輪１３，１４は、本体１１の内部に設けられ、バッテリ２０から電力の供給を受けると駆動モータ１５，１６によりそれぞれが駆動される。駆動モータ１５，１６は、制御部３０の移動制御部４０からの指示に従って駆動、停止がなされる。駆動モータ１５，１６と駆動輪１３，１４との間には図示しない減速機を介して回転駆動させることができる。また、駆動モータ１５，１６には、駆動輪１３，１４の回転速度（回転数）を検出するためのロータリエンコーダ１８，１９が夫々付設されている。自律移動体１０Ａは、本体１１の内部に自律移動体１０の移動を司る制御部３０を備える。制御部３０の構成については、後述する。ここでは、ロータリエンコーダ１８，１９が１つずつ設けられる例が示されているが、自律移動体１０の種類によってはロータリエンコーダの数が増えることがある。
図１を参照して自律移動体１０の構成について説明する。なお、自律移動体１０は、図中の白抜き矢印の向きに移動するものであり、前（Ｆ）と後（Ｂ）が図示のように定義される。この前（Ｆ）と後（Ｂ）は、相対的な意味を含んでいる。また、自律移動体１０において、長手方向（Ｌ）および高さ方向（Ｈ）が図１に示すように定義され、かつ、紙面に垂直な方向を幅方向（Ｗ）と定義されるものとする。
自律移動体１０Ａは、内部に機器の収容空間を備える本体１１と、本体１１の前（Ｆ）の側であって幅方向（Ｗ）の両側に設けられる一対の駆動輪１３，１４と、本体１１の後（Ｂ）の側であって本体１１の幅方向（Ｗ）の中央に設けられるキャスタ１７と、を備えている。駆動輪１３，１４は、本体１１の内部に設けられ、バッテリ２０から電力の供給を受けると駆動モータ１５，１６によりそれぞれが駆動される。駆動モータ１５，１６は、制御部３０の移動制御部４０からの指示に従って駆動、停止がなされる。駆動モータ１５，１６と駆動輪１３，１４との間には図示しない減速機を介して回転駆動させることができる。また、駆動モータ１５，１６には、駆動輪１３，１４の回転速度（回転数）を検出するためのロータリエンコーダ１８，１９が夫々付設されている。自律移動体１０Ａは、本体１１の内部に自律移動体１０の移動を司る制御部３０を備える。制御部３０の構成については、後述する。ここでは、ロータリエンコーダ１８，１９が１つずつ設けられる例が示されているが、自律移動体１０の種類によってはロータリエンコーダの数が増えることがある。
【0020】
自律移動体１０Ａは、自律移動体１０の自律移動に必要なデータ（可視データおよび不可視データ）を測定する複数種のセンサを備える。このセンサで検出される測定データと地図データ生成装置９０から提供される地図データとの照合結果に基づいて、自律移動が行われる。なお、自律移動時に自律移動体１０Ａが測定するデータを測定データと称し、地図データ生成装置９０から提供されるデータを地図データと称して、両者を区分する。さらに、地図データ生成装置９０から提供される地図データを生成する基になるデータを地図用データと称する。
これらのセンサとして、自律移動体１０Ａは、周囲の測定幾何データを取得するＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）２１、移動経路における測定磁気データを取得する磁気センサ２３と、周囲の測定電波データを取得する電波センサ２５と、を備える。測定幾何データが可視データに該当し、測定磁気データと測定電波データが不可視データに該当する。ＬＩＤＡＲ２１は本発明における第１センサに該当し、磁気センサ２３および電波センサ２５は本発明における第２センサに該当する。ＬＩＤＡＲ２１により検出される測定幾何データは、本発明における第１測定データに該当し、磁気センサ２３および電波センサ２５により検出される測定磁気データと測定電波データは本発明における第２測定データに該当する。
ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５は、制御部３０と電気的に接続されている。なお、図１に示されるこれらセンサ類の配置位置は一例に過ぎず、その目的を達成できる限り、本体１１の他の部位に設けることもできる。また、図２には、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５が一つずつだけ描かれているが、これもあくまで一例であり、例えば複数のＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３、電波センサ２５を本体１１に設けることもできる。
これらのセンサとして、自律移動体１０Ａは、周囲の測定幾何データを取得するＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）２１、移動経路における測定磁気データを取得する磁気センサ２３と、周囲の測定電波データを取得する電波センサ２５と、を備える。測定幾何データが可視データに該当し、測定磁気データと測定電波データが不可視データに該当する。ＬＩＤＡＲ２１は本発明における第１センサに該当し、磁気センサ２３および電波センサ２５は本発明における第２センサに該当する。ＬＩＤＡＲ２１により検出される測定幾何データは、本発明における第１測定データに該当し、磁気センサ２３および電波センサ２５により検出される測定磁気データと測定電波データは本発明における第２測定データに該当する。
ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５は、制御部３０と電気的に接続されている。なお、図１に示されるこれらセンサ類の配置位置は一例に過ぎず、その目的を達成できる限り、本体１１の他の部位に設けることもできる。また、図２には、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５が一つずつだけ描かれているが、これもあくまで一例であり、例えば複数のＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３、電波センサ２５を本体１１に設けることもできる。
【0021】
自律移動体１０Ｂの基本的な構成要素は自律移動体１０Ａと共通するが、自律移動体１０Ｂは二つのＬＩＤＡＲ２１ＡおよびＬＩＤＡＲ２１Ｂを備える。ＬＩＤＡＲ２１Ａは自律移動体１０Ｂの正面を走査し、ＬＩＤＡＲ２１Ｂは地面の表面形状を走査する。自律移動体１０ＡにおけるＬＩＤＡＲ２１の取り付け位置、自律移動体１０ＢにおけるＬＩＤＡＲ２１Ａ，２１Ｂの取り付け位置は、制御部３０の例えば記憶部５０の第２記憶部５２に記憶される。自律移動体１０Ａ，１０Ｂが地図データ生成装置９０に対して地図データの送信を要求する際に、ＬＩＤＡＲ２１，２１Ａ，２１Ｂの取り付け位置に関する情報は、ＬＩＤＡＲ２１などの仕様としてこの要求に含まれ、地図データ生成装置９０に通知される。
【0022】
また、自律移動体１０Ａと自律移動体１０Ｂは、磁気センサ２３の位置が異なる。具体的には、自律移動体１０Ａの磁気センサ２３に比べて自律移動体１０Ｂの磁気センサ２３の位置が低い。地面からの高さが変わると磁気強度が変わることがある。したがって、自律移動体１０Ａと自律移動体１０Ｂが同じ経路を移動しても、自律移動体１０Ａと自律移動体１０Ｂとで得られる磁気強度が異なる。このように、自律移動体１０Ａと自律移動体１０Ｂの設計に基づいて、磁気センサ２３の位置が異なることがある。自律移動体１０Ａにおける磁気センサ２３の取り付け位置、自律移動体１０Ｂにおける磁気センサ２３の取り付け位置は、制御部３０の例えば記憶部５０の第２記憶部５２に記憶される。自律移動体１０Ａ，１０Ｂが地図データ生成装置９０に対して地図データの送信を要求する際に、磁気センサ２３の取り付け位置に関する情報は磁気センサ２３の仕様としてこの要求に含まれ、地図データ生成装置９０に通知される。
【0023】
［ＬＩＤＡＲ２１］
ＬＩＤＡＲ２１は、レーザ光を照射し、物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を測定し、物体までの距離や方向を測定する。電波に比べて光束密度が高く、短い波長のレーザ光を利用することで高い精度で位置や形状などを検出できる。ＬＩＤＡＲ２１で取得する幾何データは、制御部３０に送られる。ＬＩＤＡＲ２１は、本発明における幾何像センサに該当する。
ＬＩＤＡＲ２１は、レーザ光を照射し、物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を測定し、物体までの距離や方向を測定する。電波に比べて光束密度が高く、短い波長のレーザ光を利用することで高い精度で位置や形状などを検出できる。ＬＩＤＡＲ２１で取得する幾何データは、制御部３０に送られる。ＬＩＤＡＲ２１は、本発明における幾何像センサに該当する。
【0024】
ＬＩＤＡＲ２１には、２次元（２Ｄ）の測定幾何データを取得するものと、３次元（３Ｄ）の測定幾何データを測定するものとが存在する。本実施形態においては、２Ｄおよび３Ｄの少なくとも一方のＬＩＤＡＲ２１を搭載することができる。幾何地図データとの照合には、２Ｄによる幾何データが多用されるが、３Ｄによるデータあっても、指定の高さだけを抜き取ったり、高さデータを合成して２Ｄ化したりするなどして、幾何地図データとの照合を行うことができる。３Ｄによる幾何データはデータ量が膨大なため、２Ｄ化の目的は計算処理コストが高くなるのを避けるためである。
【0025】
ＬＩＤＡＲ２１は、例えば人、自転車および荷運び台車が往来する環境では照合にとって適切な測定データを得ることはできないことがある。そのため、ＬＩＤＡＲ２１による測定は、人の往来の少ない領域を対象にするのが好ましい。
これに対して、磁気センサ２３および電波センサ２５は人の影響をほとんど受けない。また、ＬＩＤＡＲ２１に代えて、または、ＬＩＤＡＲ２１とともに、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）をイメージセンサとする撮像カメラ２９（図２）を用いることができる。
これに対して、磁気センサ２３および電波センサ２５は人の影響をほとんど受けない。また、ＬＩＤＡＲ２１に代えて、または、ＬＩＤＡＲ２１とともに、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）をイメージセンサとする撮像カメラ２９（図２）を用いることができる。
【0026】
［磁気センサ２３］
磁気センサ２３は、互いに直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）に沿った直流磁気（以下、単に磁気）を測定する。ここで、磁気センサ２３は、ｘ軸が自律移動体１０の長手方向Ｌに沿うように、ｙ軸が幅方向Ｗに平行でｘ軸に直交するように、また、ｚ軸が高さ方向Ｈに平行でｘ軸に直交するように配置される。得られる測定磁気データは、自己位置推定に用いられる。
磁気センサ２３が測定する磁気は、移動経路に置かれる永久磁石のような磁気マーカが発生させる磁気であってもよい。
磁気センサ２３は、方位を測定することができ、この方位、つまり自律移動体１０の姿勢を測定することについては、図２において方位センサ２７として示されている。
また、磁気センサ２３は、磁気の他に、角速度を測定できる。角速度は自律移動体１０の直進移動制御に用いることができる。
磁気センサ２３は、互いに直交する３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）に沿った直流磁気（以下、単に磁気）を測定する。ここで、磁気センサ２３は、ｘ軸が自律移動体１０の長手方向Ｌに沿うように、ｙ軸が幅方向Ｗに平行でｘ軸に直交するように、また、ｚ軸が高さ方向Ｈに平行でｘ軸に直交するように配置される。得られる測定磁気データは、自己位置推定に用いられる。
磁気センサ２３が測定する磁気は、移動経路に置かれる永久磁石のような磁気マーカが発生させる磁気であってもよい。
磁気センサ２３は、方位を測定することができ、この方位、つまり自律移動体１０の姿勢を測定することについては、図２において方位センサ２７として示されている。
また、磁気センサ２３は、磁気の他に、角速度を測定できる。角速度は自律移動体１０の直進移動制御に用いることができる。
【0027】
［電波センサ２５］
例えば自律移動体１０が移動する環境下においてＷｉＦｉに基づく電波が存在する場合には、ＷｉＦｉルータ（子機）が電波センサ２５として利用される。この電波は、親機をなすＷｉＦｉルータから発信され、電波センサ２５を構成するＷｉＦｉルータの子機が発信された電波を受信することで測定電波データを取得する。
例えば自律移動体１０が移動する環境下においてＷｉＦｉに基づく電波が存在する場合には、ＷｉＦｉルータ（子機）が電波センサ２５として利用される。この電波は、親機をなすＷｉＦｉルータから発信され、電波センサ２５を構成するＷｉＦｉルータの子機が発信された電波を受信することで測定電波データを取得する。
【0028】
ＷｉＦｉ電波の強度は、当該環境下において一定ではなく、当該環境下において電波強度が異なるところがある。電波センサ２５としてのＷｉＦｉルータ（子機）が受信するＷｉＦｉ電波の強度の相違は、自律移動体１０の自己位置推定に用いられる。制御部３０は、ＷｉＦｉ電波の強度を測定する機能を有し、電波センサ２５で受信したＷｉＦｉ電波の強度を測定できる。ＷｉＦｉ電波の強度も、３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）に区分して測定される。
【0029】
ＷｉＦｉ電波には複数のチャンネルが存在する。例えば、日本国内の電波環境では、２．４ＧＨｚ帯は１４チャンネル、５ＧＨｚ帯は５６チャンネルが割り当てられている。もっとも、図６の電波地図は屋外で検知される２．４ＧＨｚ帯での電波強度で作成されたものであり、電波強度が緩やかに変化しているため、この変化に基づいて自己位置推定を行うことができる。なお、５ＧＨｚ帯のように電波周波数が高くなると信号強度は急激に減衰するため、屋外であれば２．４ＧＨｚ帯から低めの周波数帯の方が適している。ただし、屋内であれば５ＧＨｚ帯でも電波強度の変化が大きくでるため有用である。したがって、制御部３０が前者のコンピュータ装置から構成される場合でかつ屋外であれば、２．４ＧＨｚ帯の測定電波データおよび電波地図データが用いられる。
【0030】
ここでは、電波データとしてＷｉＦｉ電波を利用する例を説明したが、これは本実施形態における一例に過ぎず、他の電波、例えば携帯電話の電波、ビーコン（Beacon）などを利用することができる。携帯電話の電波の場合、例えば４Ｇ（４th Generation）および５Ｇ（５th Generation）についても、ＷｉＦｉ電波の２．４ＧＨｚ帯および５ＧＨｚ帯と同様に区別して用いることができる。
【0031】
ここで、自律移動体１０Ａと自律移動体１０Ｂは、異なる電波センサ２５を備えることができる。例えば、いずれの自律移動体１０Ａ、１０Ｂの電波センサ２５については規格がIEEE802.11gと共通しているものの、自律移動体１０Ａの電波センサ２５は１～１４チャンネルの内、一例として２，４，７チャンネルの電波のみ取得でき、自律移動体１０Ｂの電波センサ２５は１～１４チャンネルの内、一例として３，８チャンネルの電波のみ取得でき、両者で取得できる電波のチャンネルが異なるセンサとすることができる。センサごとの取得可能なチャンネルの情報は、記憶部５０の第２記憶部５２に記憶される。自律移動体１０Ａ、１０Ｂが地図データ生成装置９０から地図データの送信を要求する際に、取得可能なチャンネルの情報は地図データ生成装置９０に通知される。地図データ生成装置９０は１～１４チャンネルの測定電波データを保有しているため、この例のように自律移動体１０ごとにセンサが異なる場合にも、要求に沿った地図データを提供することができる。
【0032】
〔制御部３０：図１,図２〕
自律移動体１０は、図１に示すように、本体１１の内部に自律移動体１０の移動を司る制御部３０を備える。
制御部３０は、図２に示すように、移動制御部４０と、記憶部５０と、演算処理部６０を備え、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等及び入出力回路等を備えたコンピュータ装置から構成される。以下、図２を参照しながら、移動制御部４０、記憶部５０および演算処理部６０を順次説明する。
自律移動体１０は、図１に示すように、本体１１の内部に自律移動体１０の移動を司る制御部３０を備える。
制御部３０は、図２に示すように、移動制御部４０と、記憶部５０と、演算処理部６０を備え、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等及び入出力回路等を備えたコンピュータ装置から構成される。以下、図２を参照しながら、移動制御部４０、記憶部５０および演算処理部６０を順次説明する。
【0033】
［移動制御部４０：図２］
移動制御部４０は、駆動モータ１５，１６のそれぞれを独立して駆動を制御することで、各駆動輪１３，１４を必要な速度で回転させ、自律移動体１０を移動させる。移動制御部４０は、駆動モータ１５，１６を異なる回転数で回転させることにより、自律移動体１０が移動する向きを変えることができる。
移動制御部４０は、駆動モータ１５，１６のそれぞれを独立して駆動を制御することで、各駆動輪１３，１４を必要な速度で回転させ、自律移動体１０を移動させる。移動制御部４０は、駆動モータ１５，１６を異なる回転数で回転させることにより、自律移動体１０が移動する向きを変えることができる。
【0034】
［記憶部５０：図２］
記憶部５０は、第１記憶部５１と、第２記憶部５２と、第３記憶部５３とを備えている。これら各記憶部として、公知のデータ記憶手段が採用される。
［第１記憶部５１］
第１記憶部５１には、自律移動の際に使用される地図データが記憶される。ただし、第１記憶部５１はこの地図データは永続的に記憶しているのではなく、後述する地図データ生成装置９０に記憶されている地図データを、自律移動する前に自律移動体１０が取得する。この地図データは、幾何地図データ、磁気地図データおよび電波地図データと、これら地図データが測定された位置および姿勢とが対応付けられた情報とからなる。その一例を図３に示す。
図３において、位置は、移動経路のスタート地点からの移動距離として示されている。例えば、移動距離ｄ０はスタート地点からｄ０だけ離れており、また、移動距離ｄ１は位置ｄ０からｄ１だけ離れていることを示している。また、図３において、姿勢は、方位を示しており、この方位は、例えば、水平の状態で北向きを０（ゼロ）ｄｅｇと定めることができる。このように、移動距離と方位を基準として位置を特定することで座標変換の際に生じる誤差を少なくできる。
記憶部５０は、第１記憶部５１と、第２記憶部５２と、第３記憶部５３とを備えている。これら各記憶部として、公知のデータ記憶手段が採用される。
［第１記憶部５１］
第１記憶部５１には、自律移動の際に使用される地図データが記憶される。ただし、第１記憶部５１はこの地図データは永続的に記憶しているのではなく、後述する地図データ生成装置９０に記憶されている地図データを、自律移動する前に自律移動体１０が取得する。この地図データは、幾何地図データ、磁気地図データおよび電波地図データと、これら地図データが測定された位置および姿勢とが対応付けられた情報とからなる。その一例を図３に示す。
図３において、位置は、移動経路のスタート地点からの移動距離として示されている。例えば、移動距離ｄ０はスタート地点からｄ０だけ離れており、また、移動距離ｄ１は位置ｄ０からｄ１だけ離れていることを示している。また、図３において、姿勢は、方位を示しており、この方位は、例えば、水平の状態で北向きを０（ゼロ）ｄｅｇと定めることができる。このように、移動距離と方位を基準として位置を特定することで座標変換の際に生じる誤差を少なくできる。
【0035】
地図データは、自律移動体１０の移動経路上を連続的に記憶されていることが好ましい。しかし、この方法は現実的ではない場合がある。自律移動体１０の移動距離が長くなると、測定磁気データと測定方位データとの比較処理に相当の時間がかかってしまい、移動速度が著しく遅くなるからである。したがって、所定間隔毎、例えば０．０１ｍ毎に間欠的に地図データを記憶することができる。
【0036】
ここでは地図データがすでに第１記憶部５１に記憶されていることとしているが、これは自律移動体１０が移動する準備が整っていることを意味する。つまり、本実施形態における地図データは、後述する地図用データ測定装置７０によって測定された後に、地図用データ測定装置７０から地図データ生成装置９０に送信され、記憶されたデータである。したがって、第１記憶部５１に記憶されている地図データは、所定経路を移動する前に自律移動体１０が地図データ生成装置９０から読み出すことで、第１記憶部５１に記憶されるものである。
【0037】
ここで、地図情報は、時間的に変動する要素、つまりノイズを含まないことが望まれる。例えば、当該環境に人が存在すると、人がノイズとして地図情報に含まれるおそれがあるが、この人は地図情報から消去されるべきである。ただし、センサの形式によってはノイズなのか否かの判断が付かないこともある。例えば、人の場合、ＬＩＤＡＲ２１は物体の存在有無だけしかわからないので、人を見分けることは基本的には困難である。
【0038】
後述するように、自律移動体１０は、地図データと測定データが一致するか否かを照合することで、自己位置を推定する。したがって、地図データと測定データのいずれも特徴的なデータでなければ照合できない。たとえば、砂漠のように周囲に幾何データが存在しない広い領域を自律移動体１０が自律移動しようとしても、ＬＩＤＡＲ２１による地図データと測定データの双方に物体の存在を示す特徴的な値がないので、照合はできない。しかし、砂漠の砂中に、永久磁石が散在していれば、磁気地図データと測定磁気データの双方に、磁気の存在を示す特徴的な値が含まれているので、照合が可能である。
【0039】
以上のことから、地図データと測定データの照合には、特徴的な値の有無が前提となる。ＬＩＤＡＲ２１ならば物体が存在しているか否か、磁気センサ２３および電波センサ２５ならば位置ごとに変化する領域があるか否かによって、地図データおよび測定データの有用性を判断することができる。たとえば、地図データおよび測定データについて、後述する３つのナビゲータにおいて並列的に求められる照合結果（優先度）を求め、優先度に基づいて、適切なナビゲータを切り替えながら自律移動することができる。
ここで、幾何地図データと測定幾何データとの照合結果が本発明の第１照合結果に該当し、磁気地図データと測定磁気データとの照合結果および電波地図データと測定電波データ照合結果が本発明の第２照合結果に該当する。
ここで、幾何地図データと測定幾何データとの照合結果が本発明の第１照合結果に該当し、磁気地図データと測定磁気データとの照合結果および電波地図データと測定電波データ照合結果が本発明の第２照合結果に該当する。
【0040】
［第２記憶部５２］
第２記憶部５２には、移動制御部４０、演算処理部６０が行う種々の制御に関するプログラムが記憶されている。
また、第２記憶部５２には、前述したように、ＬＩＤＡＲ２１,２１Ａ，２１Ｂの取り付け位置、磁気センサ２３の取り付け位置、および、電波センサ２５の規格に関する情報が記憶されている。これらの取り付け位置、規格に関する情報は、本実施形態において、これらセンサ類の仕様と称される。
第２記憶部５２には、移動制御部４０、演算処理部６０が行う種々の制御に関するプログラムが記憶されている。
また、第２記憶部５２には、前述したように、ＬＩＤＡＲ２１,２１Ａ，２１Ｂの取り付け位置、磁気センサ２３の取り付け位置、および、電波センサ２５の規格に関する情報が記憶されている。これらの取り付け位置、規格に関する情報は、本実施形態において、これらセンサ類の仕様と称される。
【0041】
［第３記憶部５３］
また、第３記憶部５３には、いくつかのブロックに分けられた移動経路毎に、進むべき向きと距離とが対応付けられた経路情報が記憶されている。例えば、図４を例にして説明する。この例は始点（図示省略）から移動を開始して位置ｄ１，ｄ２…ｄ７，ｄ８を経由して終点（図示省略）まで移動することを前提とする。自律移動体１０は、位置ｄ１まで移動すると次のゴールを位置ｄ２に切り替えて移動し、位置ｄ２まで移動すると次のゴールを位置ｄ３に切り替えて移動するという、いわゆるウェイポイントによる経路情報を基本とする。例えば、位置ｄ３まで移動したとすると、自律移動体１０は時計回りにθ２－θ３だけ向きを変えた後に位置ｄ４に向けて移動する。
図４の例は、これに加えて、磁気地図データと測定磁気データとを比較することにより、自律移動体１０は、例えば位置ｄ１と位置ｄ２の間の位置ずれを修正する。位置ｄ２以降でも同様である。
また、第３記憶部５３には、いくつかのブロックに分けられた移動経路毎に、進むべき向きと距離とが対応付けられた経路情報が記憶されている。例えば、図４を例にして説明する。この例は始点（図示省略）から移動を開始して位置ｄ１，ｄ２…ｄ７，ｄ８を経由して終点（図示省略）まで移動することを前提とする。自律移動体１０は、位置ｄ１まで移動すると次のゴールを位置ｄ２に切り替えて移動し、位置ｄ２まで移動すると次のゴールを位置ｄ３に切り替えて移動するという、いわゆるウェイポイントによる経路情報を基本とする。例えば、位置ｄ３まで移動したとすると、自律移動体１０は時計回りにθ２－θ３だけ向きを変えた後に位置ｄ４に向けて移動する。
図４の例は、これに加えて、磁気地図データと測定磁気データとを比較することにより、自律移動体１０は、例えば位置ｄ１と位置ｄ２の間の位置ずれを修正する。位置ｄ２以降でも同様である。
【0042】
［演算処理部６０：図２，図５］
次に、演算処理部６０は、図２に示すように、自律移動体１０に経路追従を行わせる制御モジュールであるマルチナビゲータ６１と、マルチナビゲータ６１による比較結果に基づいて後述するいずれかのナビゲータを選択するナビゲータ選択部６３を備える。
次に、演算処理部６０は、図２に示すように、自律移動体１０に経路追従を行わせる制御モジュールであるマルチナビゲータ６１と、マルチナビゲータ６１による比較結果に基づいて後述するいずれかのナビゲータを選択するナビゲータ選択部６３を備える。
【0043】
［マルチナビゲータ６１:図５］
本実施形態に係るマルチナビゲータ６１は、図５に示すように、第１ナビゲータ６１Ａ、第２ナビゲータ６１Ｂ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄの四つのナビゲータを備える。ここで本実施形態に係るナビゲータとは、自律移動体１０に経路追従を行わせる制御モジュールをいう。第１ナビゲータ６１Ａ～第４ナビゲータ６１Ｄは、自己位置推定の結果や制御方法に違いを認めている。すなわち、第１ナビゲータ６１Ａ～第４ナビゲータ６１Ｄが互いに補間することで、それらを内蔵する自律移動体１０の動作の柔軟性や頑健性を発揮できる。
本実施形態に係るマルチナビゲータ６１は、図５に示すように、第１ナビゲータ６１Ａ、第２ナビゲータ６１Ｂ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄの四つのナビゲータを備える。ここで本実施形態に係るナビゲータとは、自律移動体１０に経路追従を行わせる制御モジュールをいう。第１ナビゲータ６１Ａ～第４ナビゲータ６１Ｄは、自己位置推定の結果や制御方法に違いを認めている。すなわち、第１ナビゲータ６１Ａ～第４ナビゲータ６１Ｄが互いに補間することで、それらを内蔵する自律移動体１０の動作の柔軟性や頑健性を発揮できる。
【0044】
自律移動体１０が移動する際に、第１ナビゲータ６１Ａ～第４ナビゲータ６１Ｄの全てが並列的に動作し、その中で優先度の高いナビゲータがナビゲータ選択部６３により選択され、選択されたナビゲータにより自律移動体１０の経路追従が行われる。第１ナビゲータ６１Ａ～第４ナビゲータ６１Ｄの内容は以下の通りである。優先度について、後述するが、数値の低いほど優先度が高いことを意味している。本実施形態において、優先度は１００を基準とし、０は絶対権限を伴う優先度である。また、優先度が同一のときは、第１～第４で示されるナビゲータ番号の若い方が優先される。
【0045】
［第１ナビゲータ６１Ａ（オドメトリ）］：
第１ナビゲータ６１Ａは、駆動輪１３，１４の回転量による位置推定に基づいて経路追従を行う。つまり、第１ナビゲータ６１Ａは、オドメトリ（odometry）による自己位置推定を行いながら、経路追従を行う。第１ナビゲータ６１Ａは、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５のいずれとも独立して経路追従を行う。
第１ナビゲータ６１Ａが、時刻tにおいて自己位置推定を行った結果、自律移動体１０はｎ番目のノードに存在し、姿勢がθｔであると推定されたとする。このとき、オドメトリに基づく第１ナビゲータ６１Ａは以下の偏差ｅ０をゼロになるように角速度を制御する。このように、第１ナビゲータ６１Ａは、姿勢推定の結果に基づいて経路追従を行わせる。
偏差ｅ０=θｎ－θｔ
第１ナビゲータ６１Ａは、駆動輪１３，１４の回転量による位置推定に基づいて経路追従を行う。つまり、第１ナビゲータ６１Ａは、オドメトリ（odometry）による自己位置推定を行いながら、経路追従を行う。第１ナビゲータ６１Ａは、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５のいずれとも独立して経路追従を行う。
第１ナビゲータ６１Ａが、時刻tにおいて自己位置推定を行った結果、自律移動体１０はｎ番目のノードに存在し、姿勢がθｔであると推定されたとする。このとき、オドメトリに基づく第１ナビゲータ６１Ａは以下の偏差ｅ０をゼロになるように角速度を制御する。このように、第１ナビゲータ６１Ａは、姿勢推定の結果に基づいて経路追従を行わせる。
偏差ｅ０=θｎ－θｔ
【0046】
第１ナビゲータ６１Ａの優先度は、一例して、１００～９０とされる。
第１ナビゲータ６１Ａは、第２ナビゲータ６１Ｂ～第４ナビゲータ６１Ｄの他のナビゲータが実行されている間は、自己位置推定が正常なので優先度が９０となる。ただし、他のナビゲータの優先度が９０を下回った場合には、第１ナビゲータ６１Ａにおける自己位置推定の精度が低下していると判断し、移動距離に応じて優先度を最終的には１００まで落とし、第１ナビゲータ６１Ａは最終的には停止する。
第１ナビゲータ６１Ａは、第２ナビゲータ６１Ｂ～第４ナビゲータ６１Ｄの他のナビゲータが実行されている間は、自己位置推定が正常なので優先度が９０となる。ただし、他のナビゲータの優先度が９０を下回った場合には、第１ナビゲータ６１Ａにおける自己位置推定の精度が低下していると判断し、移動距離に応じて優先度を最終的には１００まで落とし、第１ナビゲータ６１Ａは最終的には停止する。
【0047】
[第２ナビゲータ６１Ｂ（幾何データ利用）]：
第２ナビゲータ６１Ｂは、幾何データ（幾何地図データと測定幾何データ）に基づく位置推定に基づいて経路追従を行う。
第２ナビゲータ６１Ｂにおいて取得する幾何データの一例を図７に示す。自律移動体１０の前方に搭載されたＬＩＤＡＲ２１に対して、距離ｒ、角度αの測定範囲を左右に設定する。 この範囲に存在する障害物までの最小の垂直距離を、左右それぞれｇｌ，ｇｒとし、この２つの値を幾何データとする。データベースの構築時にも同様の測定を行い、ｎ番目のノードに記憶される幾何データｇｎを（ｇｌ，ｇｒ）Ｔと定める。なお、周囲に障害物が存在せず、幾何データが得られない場合には、これらの情報は利用されなくなる。
今、時刻tにおいて幾何データとしてｇｌ,ｔ、ｇｒ,tを測定していたとき、幾何データに基づく第２ナビゲータ６１Ｂは、以下の偏差ｅｇの各成分を零にするように角速度を制御する。
ｅｇ ＝ (ｅｏ － ｇｌ,ｎ ＋ ｇｌ,ｔ , ｇｒ,ｎ － ｇｒ,ｔ)Ｔ
第２ナビゲータ６１Ｂは、幾何データ（幾何地図データと測定幾何データ）に基づく位置推定に基づいて経路追従を行う。
第２ナビゲータ６１Ｂにおいて取得する幾何データの一例を図７に示す。自律移動体１０の前方に搭載されたＬＩＤＡＲ２１に対して、距離ｒ、角度αの測定範囲を左右に設定する。 この範囲に存在する障害物までの最小の垂直距離を、左右それぞれｇｌ，ｇｒとし、この２つの値を幾何データとする。データベースの構築時にも同様の測定を行い、ｎ番目のノードに記憶される幾何データｇｎを（ｇｌ，ｇｒ）Ｔと定める。なお、周囲に障害物が存在せず、幾何データが得られない場合には、これらの情報は利用されなくなる。
今、時刻tにおいて幾何データとしてｇｌ,ｔ、ｇｒ,tを測定していたとき、幾何データに基づく第２ナビゲータ６１Ｂは、以下の偏差ｅｇの各成分を零にするように角速度を制御する。
ｅｇ ＝ (ｅｏ － ｇｌ,ｎ ＋ ｇｌ,ｔ , ｇｒ,ｎ － ｇｒ,ｔ)Ｔ
【0048】
幾何データに基づく第２ナビゲータ６１Ｂは位置推定の結果を補正するように移動制御を行うため、自律移動体１０の姿勢に関する偏差も成分として含むことができる。
【0049】
第２ナビゲータ６１Ｂの優先度は、一例して、１００～７０とされる。
ＬＩＤＡＲ２１による第２ナビゲータ６１Ｂは、他のナビゲータ（第１ナビゲータ６１Ａ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄ）よりも自己位置精度が高い。特に、周囲にランドマークが多く存在し、地図データとの照合の評価値が高いときには、優先度は７０となる。これを最高にして、評価基準に応じて優先度を更新する。
ＬＩＤＡＲ２１による第２ナビゲータ６１Ｂは、他のナビゲータ（第１ナビゲータ６１Ａ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄ）よりも自己位置精度が高い。特に、周囲にランドマークが多く存在し、地図データとの照合の評価値が高いときには、優先度は７０となる。これを最高にして、評価基準に応じて優先度を更新する。
【0050】
［第３ナビゲータ６１Ｃ（磁気データ利用）］：
第３ナビゲータ６１Ｃは、磁気データ（磁気地図データと測定磁気データ）に基づく位置推定に基づいて経路追従を行う。
自律移動体１０は平坦な地面を移動すると仮定し、磁気センサ２３は地面と水平面の磁気方位とセンサの成す角ｍθを測定できるものとする。今、時刻tにおいて、磁気センサがｍθ、tを測定していたとき、磁気データに基づくナビゲータは、以下の偏差ｅｍを零にするように角速度を制御する。
ｅｍ＝ｍθ，ｎ－ｍθ，t
第３ナビゲータ６１Ｃは、磁気データ（磁気地図データと測定磁気データ）に基づく位置推定に基づいて経路追従を行う。
自律移動体１０は平坦な地面を移動すると仮定し、磁気センサ２３は地面と水平面の磁気方位とセンサの成す角ｍθを測定できるものとする。今、時刻tにおいて、磁気センサがｍθ、tを測定していたとき、磁気データに基づくナビゲータは、以下の偏差ｅｍを零にするように角速度を制御する。
ｅｍ＝ｍθ，ｎ－ｍθ，t
【0051】
磁気データに基づく第３ナビゲータ６１Ｃは、姿勢推定の結果に関わらず、磁気方位を用いて姿勢修正のみを行いながら移動制御を行う。特許文献１に開示される磁気ナビゲーョン法とは異なり、本実施形態においては、指定経路の左右の磁気データおよび移動制御を行う際に使用するパラメータが存在しない。そのため、地面と水平面の磁気方位のみを用いて自律移動体１０を制御する。
【0052】
第３ナビゲータ６１Ｃの優先度は、一例して、１００～８０とされる。
第３ナビゲータ６１Ｃは、移動による磁気強度の変化から自己位置推定を行うものであり、位置精度は高くない。したがって、優先度の最高値は第２ナビゲータ６１Ｂを超えない８０とされる。次の第４ナビゲータ６１Ｄも同様である。
第３ナビゲータ６１Ｃは、移動による磁気強度の変化から自己位置推定を行うものであり、位置精度は高くない。したがって、優先度の最高値は第２ナビゲータ６１Ｂを超えない８０とされる。次の第４ナビゲータ６１Ｄも同様である。
【0053】
第２ナビゲータ６１Ｂと第３ナビゲータ６１Ｃを組み合わせることができる。この場合、以下の偏差ｅｇｍを零にするように角速度を制御する。
ｅｇｍ ＝ （ｅｍ － ｇｌ,ｎ ＋ ｇｌ,ｔ, ｇｒ,ｎ － ｇｒ,ｔ）Ｔ
ｅｇｍ ＝ （ｅｍ － ｇｌ,ｎ ＋ ｇｌ,ｔ, ｇｒ,ｎ － ｇｒ,ｔ）Ｔ
【0054】
[第４ナビゲータ６１Ｄ（電波データ利用）]：
第４ナビゲータ６１Ｄは、電波データ（電波地図データと測定電波データ）による位置推定に基づいて経路追従を行う。
第３ナビゲータ６１Ｃは測定磁気データを利用するものであるが、信号の扱いとしては、測定磁気データも測定電波データも同様の方法で自己位置推定および自律移動制御を行うことが可能である。そこで、信号強度の傾向や変化の場所は磁気データとは異なるので、測定磁気データを利用する第３ナビゲータ６１Ｃに加えて測定電波データを利用する第４ナビゲータ６１Ｄを備えることで、不足の状況を互いに補間することができる。
第４ナビゲータ６１Ｄにおいて、測定電波データとして測定されるチャンネルごとにナビゲータを定義することもできる。例えば、ある特定の電波チャンネルの変化で動作するナビゲータとは別に、他のチャンネルで動作するナビゲータの存在を認めている。
第４ナビゲータ６１Ｄは、電波データ（電波地図データと測定電波データ）による位置推定に基づいて経路追従を行う。
第３ナビゲータ６１Ｃは測定磁気データを利用するものであるが、信号の扱いとしては、測定磁気データも測定電波データも同様の方法で自己位置推定および自律移動制御を行うことが可能である。そこで、信号強度の傾向や変化の場所は磁気データとは異なるので、測定磁気データを利用する第３ナビゲータ６１Ｃに加えて測定電波データを利用する第４ナビゲータ６１Ｄを備えることで、不足の状況を互いに補間することができる。
第４ナビゲータ６１Ｄにおいて、測定電波データとして測定されるチャンネルごとにナビゲータを定義することもできる。例えば、ある特定の電波チャンネルの変化で動作するナビゲータとは別に、他のチャンネルで動作するナビゲータの存在を認めている。
【0055】
［ナビゲータ選択部６３:図２，図５，図６］
ナビゲータ選択部６３は、第１ナビゲータ６１Ａ、第２ナビゲータ６１Ｂ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄの中で最も高い優先度を呈するナビゲータを選択する。優先度がもっとも高いのが第１ナビゲータ６１Ａであれば、自律移動体１０は第１ナビゲータ６１Ａを用いて自律移動する。ナビゲータ選択部６３は、継続的に優先度の評価を行い、第１ナビゲータ６１Ａより例えば第２ナビゲータ６１Ｂの精度が高くなれば、ナビゲータ選択部６３は第２ナビゲータ６１Ｂを選択し、その後は第２ナビゲータ６１Ｂを用いて自律移動がなされる。さらに、第２ナビゲータ６１Ｂより例えば第３ナビゲータ６１Ｃの精度が高くなれば、ナビゲータ選択部６３は第３ナビゲータ６１Ｃを選択し、その後は第３ナビゲータ６１Ｃを用いて自律移動がなされる。
ナビゲータ選択部６３は、第１ナビゲータ６１Ａ、第２ナビゲータ６１Ｂ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄの中で最も高い優先度を呈するナビゲータを選択する。優先度がもっとも高いのが第１ナビゲータ６１Ａであれば、自律移動体１０は第１ナビゲータ６１Ａを用いて自律移動する。ナビゲータ選択部６３は、継続的に優先度の評価を行い、第１ナビゲータ６１Ａより例えば第２ナビゲータ６１Ｂの精度が高くなれば、ナビゲータ選択部６３は第２ナビゲータ６１Ｂを選択し、その後は第２ナビゲータ６１Ｂを用いて自律移動がなされる。さらに、第２ナビゲータ６１Ｂより例えば第３ナビゲータ６１Ｃの精度が高くなれば、ナビゲータ選択部６３は第３ナビゲータ６１Ｃを選択し、その後は第３ナビゲータ６１Ｃを用いて自律移動がなされる。
【0056】
ここで、ナビゲータ選択部６３で選択されなかったナビゲータにおいても自律移動のための自己位置推定は継続して行われる。つまり、図６に示すように、第２ナビゲータ６１Ｂは、ＬＩＤＡＲ２１で取得する測定幾何データと幾何地図データ(第１地図データ)とを用いて、自律移動体１０の自己位置推定を行う。また、第３ナビゲータ６１Ｃは、磁気センサ２３で取得する測定磁気データと磁気地図データ（第２地図データ）とを用いて、自律移動体１０の自己位置推定を行う。さらに、第４ナビゲータ６１Ｄは、電波センサ２５で取得する測定電波データと電波地図データ（第２地図データ）とを用いて自律移動体１０の自己位置推定を行う。このように同時に継続して行われる第２ナビゲータ６１Ｂ～第４ナビゲータ６１Ｄのそれぞれによる自己位置推定が、選択の有無に関わらず、継続して行われる。なお、ここでは、第１ナビゲータ６１Ａについての記載を省略したが、第２ナビゲータ６１Ｂ～第４ナビゲータ６１Ｄと同様に、第１ナビゲータ６１Ａにおける自己位置推定も継続して行われる。
図６において、複数の電波地図データが示されているのは、前述した通りに、アクセスポイントごとに電波地図データが提供されるからである。
図６において、複数の電波地図データが示されているのは、前述した通りに、アクセスポイントごとに電波地図データが提供されるからである。
【0057】
また、複数のナビゲータが、自分が使用するセンサに応じて、それに適した地図を選択し、行動計画を立案できる。
ナビゲータの概念では、位置演算部（自己位置認識演算）は複数でも構わない。また、それが同じデータであることも前提としていない。
すなわち、それぞれのナビゲータでもある自己位置認識演算部（プログラム）が、それぞれの手法で自己位置認識を行うことを許容する。そして、それぞれのナビゲータによる自己位置推定の結果は、図６に示すように、異なることがある。
その認識データに基づいて行動を実行するが、自己位置認識で適切な計算ができなくなったときに、優先度を下げる処理が行われる。ナビゲータ選択部では結果的に選択されず、優先度の高い行動を適用することになる。この優先度の高い行動の根拠は自己位置推定が正しく行われていることと判断するしかないためである。
ナビゲータの概念では、位置演算部（自己位置認識演算）は複数でも構わない。また、それが同じデータであることも前提としていない。
すなわち、それぞれのナビゲータでもある自己位置認識演算部（プログラム）が、それぞれの手法で自己位置認識を行うことを許容する。そして、それぞれのナビゲータによる自己位置推定の結果は、図６に示すように、異なることがある。
その認識データに基づいて行動を実行するが、自己位置認識で適切な計算ができなくなったときに、優先度を下げる処理が行われる。ナビゲータ選択部では結果的に選択されず、優先度の高い行動を適用することになる。この優先度の高い行動の根拠は自己位置推定が正しく行われていることと判断するしかないためである。
【0058】
マルチナビゲータ６１は、第１ナビゲータ６１Ａ～第４ナビゲータ６１Ｄを備えるのに加えて、以下説明する移動距離演算機能および位置演算機能を備える。この二つの機能は、ここではマルチナビゲータ６１に含まれるものとして説明するが、マルチナビゲータ６１から独立してもよいし、後述する移動制御部４０が備えてもよい。
移動距離演算機能は、ロータリエンコーダ１８、１９からそれぞれ入力されるパルスを別々にカウントし、カウントした値に１パルス当りの移動量を乗算してそれまでの移動距離を求める。ここでは２つの移動距離が求められるが、その平均値が移動距離Ｓとして位置演算部６７へ出力される。
移動距離演算機能は、ロータリエンコーダ１８、１９からそれぞれ入力されるパルスを別々にカウントし、カウントした値に１パルス当りの移動量を乗算してそれまでの移動距離を求める。ここでは２つの移動距離が求められるが、その平均値が移動距離Ｓとして位置演算部６７へ出力される。
【0059】
位置演算機能は、自律移動体１０の位置情報を求める。この位置情報は、前述したように、θ（方位）とｌ（距離）の極座標で表現される。
位置演算機能は、第３記憶部５３から経路情報を読み出す。この経路情報は、前述したように、向き情報と移動距離情報とが対応付けられている（例えば、（－φ１°、ＤＡ－Ｂ））。位置演算機能は、移動距離演算機能から取得した移動距離Ｓと移動距離情報とからルートの終点に到達するまでの残移動距離を求める。この残移動距離は、移動制御部４０へ出力される。
位置演算機能は、第３記憶部５３から経路情報を読み出す。この経路情報は、前述したように、向き情報と移動距離情報とが対応付けられている（例えば、（－φ１°、ＤＡ－Ｂ））。位置演算機能は、移動距離演算機能から取得した移動距離Ｓと移動距離情報とからルートの終点に到達するまでの残移動距離を求める。この残移動距離は、移動制御部４０へ出力される。
【0060】
位置演算機能は、図８に示すように、マルチナビゲータ６１の第３ナビゲータ６１Ｃから取得する磁気に関する偏差（ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ）、方位に関する偏差（Δθ）がともに０（ゼロ）になり、偏差が解消されるように、自律移動体１０が向きを変える角度（回転角）を求める。この回転角は、移動制御部４０へ出力される。この向きの調整は、フィードバック制御により行うことができる。
【0061】
位置演算機能は、また、自律移動体１０がルートの終点に到達すると、マルチナビゲータ６１から取得したルートに対する向き（角度θ）情報と経路情報の中の向き情報とから、経由地において自律移動体１０が向きを変える角度（回転角）を求める。この回転角は、移動制御部４０へ出力される。
【0062】
以上では、測定磁気データと磁気地図データとを比較する例について説明したが、測定電波データと電波地図データとを比較して、自律移動体１０が各ルートを移動することもできる。この場合、磁気に関する偏差（ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ）が電波に関する偏差（ΔＲｘ、ΔＲｙ、ΔＲｚ）に代替される。
【0063】
［移動の制御］
自律移動体１０が各経路を移動する際には、以下のようにして自律移動体１０の移動が制御される。この制御は、第１ナビゲータ６１Ａ、第２ナビゲータ６１Ｂ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄのいずれかを用いて、移動が制御される。
以下では、地図データとして磁気地図データを利用する場合について説明する。
マルチナビゲータ６１は、第１記憶部５１に記憶されている磁気地図データを読み込む。そして、方位センサ２７を含む磁気センサ２３で測定される測定磁気データと磁気地図データとを比較し、その偏差を求める。磁気に関する偏差（ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ）、方位に関する偏差（Δθ）は、図８に示すように、正規のルートに対する自律移動体１０の向きに偏差があるために生ずる。マルチナビゲータ６１は、磁気に関する偏差（ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ）、方位に関する偏差（Δθ）に基づいてモータへの指令値を計算し、これをナビゲータ選択部６３に送る。
自律移動体１０が各経路を移動する際には、以下のようにして自律移動体１０の移動が制御される。この制御は、第１ナビゲータ６１Ａ、第２ナビゲータ６１Ｂ、第３ナビゲータ６１Ｃおよび第４ナビゲータ６１Ｄのいずれかを用いて、移動が制御される。
以下では、地図データとして磁気地図データを利用する場合について説明する。
マルチナビゲータ６１は、第１記憶部５１に記憶されている磁気地図データを読み込む。そして、方位センサ２７を含む磁気センサ２３で測定される測定磁気データと磁気地図データとを比較し、その偏差を求める。磁気に関する偏差（ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ）、方位に関する偏差（Δθ）は、図８に示すように、正規のルートに対する自律移動体１０の向きに偏差があるために生ずる。マルチナビゲータ６１は、磁気に関する偏差（ΔＧｘ、ΔＧｙ、ΔＧｚ）、方位に関する偏差（Δθ）に基づいてモータへの指令値を計算し、これをナビゲータ選択部６３に送る。
【0064】
［移動制御部４０］
移動制御部４０は、位置演算機能で求められた残移動距離に基づいて、自律移動体１０をルートに沿って次の経由地まで移動するように、駆動モータ１５、１６に駆動指令を出力する。また、移動制御部４０は、位置演算機能で求められた回転角に基づいて、経由地に到達すると、自律移動体１０の向きを次のルートに合うように変えるために、駆動モータ１５、１６に駆動指令を出力する。
移動制御部４０は、位置演算機能で求められた残移動距離に基づいて、自律移動体１０をルートに沿って次の経由地まで移動するように、駆動モータ１５、１６に駆動指令を出力する。また、移動制御部４０は、位置演算機能で求められた回転角に基づいて、経由地に到達すると、自律移動体１０の向きを次のルートに合うように変えるために、駆動モータ１５、１６に駆動指令を出力する。
【0065】
〔地図用データ測定装置７０：図１、図９〕
次に、地図用データ測定装置７０について説明する。
特許文献１などの開示は、自律移動体が地図データ（磁気地図データおよび電波地図データ）の測定を行い、測定した地図データを記憶する。これに対して本実施形態は、地図データの測定は、自律移動体１０とは独立した地図用データ測定装置７０が行う。これは、以下の理由による。つまり、詳細な地図データを測定するためには、できるだけ多くの各種センサが必要であるとともに、高性能なコンピュータ装置が必要である。これらセンサおよびコンピュータ装置が仮に自律移動体１０に搭載されると、自律移動体１０の移動は緩慢になる。したがって、自律移動体１０には自律移動に必要最低限のセンサ類とコンピュータ装置を搭載する代わりに、地図用データ測定装置７０には詳細な地図データを測定するのに必要なセンサ類、コンピュータ装置を搭載させる。地図用データ測定装置７０で測定された地図データは、後述する地図データ生成装置９０に記憶される。前述したように、自律移動体１０は、所定の移動経路を移動する前に、当該移動経路に対応する地図データを、インターネット１００を介して地図データ生成装置９０から読み出す。
次に、地図用データ測定装置７０について説明する。
特許文献１などの開示は、自律移動体が地図データ（磁気地図データおよび電波地図データ）の測定を行い、測定した地図データを記憶する。これに対して本実施形態は、地図データの測定は、自律移動体１０とは独立した地図用データ測定装置７０が行う。これは、以下の理由による。つまり、詳細な地図データを測定するためには、できるだけ多くの各種センサが必要であるとともに、高性能なコンピュータ装置が必要である。これらセンサおよびコンピュータ装置が仮に自律移動体１０に搭載されると、自律移動体１０の移動は緩慢になる。したがって、自律移動体１０には自律移動に必要最低限のセンサ類とコンピュータ装置を搭載する代わりに、地図用データ測定装置７０には詳細な地図データを測定するのに必要なセンサ類、コンピュータ装置を搭載させる。地図用データ測定装置７０で測定された地図データは、後述する地図データ生成装置９０に記憶される。前述したように、自律移動体１０は、所定の移動経路を移動する前に、当該移動経路に対応する地図データを、インターネット１００を介して地図データ生成装置９０から読み出す。
【0066】
図９を参照しながら、地図用データ測定装置７０の構成について説明する。本実施形態における地図用データ測定装置７０は、駆動モータ１５、１６で移動可能である点で自律移動体１０と共通するところがある。そこで、図９の地図用データ測定装置７０において、自律移動体１０と同じ構成部分については自律移動体１０と同じ符号を付してその説明を省略することがある。ただし、これは説明の便宜のためであって、実際の自律移動体１０と地図用データ測定装置７０とが必ずしも共通するところがあることを限定するものではない。また、地図用データ測定装置７０は、駆動モータ１５、１６で移動する以外に、人の手押しによる移動ができることが好ましい。
【0067】
地図用データ測定装置７０は、本体１１の内部に制御部７７を備える。制御部７７は、後述する各種センサから各種データを受信するとともに、受信した各種データから地図データを生成する。生成された地図データは、地図データ生成装置９０に送信され、地図データ生成装置９０に記憶される。地図データについては後述する。
【0068】
地図用データ測定装置７０は、図９に示すように、その前（Ｆ）の側に、幾何地図用データを取得するために、２台のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂを備える。ＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂは、一例として、地上からの高さが異なる位置に配置されている。ＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂで測定された幾何地図用データは、地図データ生成装置９０に送られる。幾何地図用データは、本発明における第１地図用データに該当する。
このように複数台のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂを設けるのは、以下の理由による。つまり、自律移動システム１に複数種類の自律移動体１０が存在する場合には、それぞれの自律移動体１０によってＬＩＤＡＲ２１を設ける位置（高さ）が異なることがあることに対応するためである。次に説明する磁気センサ７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃに同様に当てはまる。
ここでは、本体１１の前（Ｆ）の側に２台のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂを備えているが、さらにＬＩＤＡＲを増設してもよい。増設する位置は、本体１１の幅方向（Ｗ）の両側面であってもよい、本体１１の後（Ｂ）の側でもよい。これも、次に説明する磁気センサ７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃに同様に当てはまる。
このように複数台のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂを設けるのは、以下の理由による。つまり、自律移動システム１に複数種類の自律移動体１０が存在する場合には、それぞれの自律移動体１０によってＬＩＤＡＲ２１を設ける位置（高さ）が異なることがあることに対応するためである。次に説明する磁気センサ７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃに同様に当てはまる。
ここでは、本体１１の前（Ｆ）の側に２台のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂを備えているが、さらにＬＩＤＡＲを増設してもよい。増設する位置は、本体１１の幅方向（Ｗ）の両側面であってもよい、本体１１の後（Ｂ）の側でもよい。これも、次に説明する磁気センサ７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃに同様に当てはまる。
【0069】
地図用データ測定装置７０は、図９に示すように、その前（Ｆ）の側に、磁気地図用データを取得するために、３台の磁気センサ７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃを備える。磁気センサ７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃは、地上からの高さが異なる位置に配置されている。磁気センサ７３Ａ、７３Ｂ、７３Ｃで測定された磁気地図用データは地図データ生成装置９０に送られる。磁気地図用データは、本発明における第２地図用データに該当する。
【0070】
次に、地図用データ測定装置７０は、電波センサ７５を備える。電波センサ７５は、電波地図用データを取得するために設けられる。
電波センサ７５は、ＷｉＦｉ信号を受信するとともに、その強度を測定する。測定されたＷｉＦｉ信号に関する電波地図用データは地図データ生成装置９０に送られる。電波地図用データは、磁気地図用データとともに本発明における第２地図用データに対応する。
電波センサ７５は、ＷｉＦｉ信号を受信するとともに、その強度を測定する。測定されたＷｉＦｉ信号に関する電波地図用データは地図データ生成装置９０に送られる。電波地図用データは、磁気地図用データとともに本発明における第２地図用データに対応する。
【0071】
〔地図データ生成装置９０：図１、図１０～図１３〕
地図データ生成装置９０は、地図用データを記憶する。この地図用データは、地図用データ測定装置７０で生成されたものと一致する。ただし、地図用データ測定装置７０で生成された地図用データを、地図データ生成装置９０において加工して記憶することもできる。
地図データ生成装置９０は、図１０に示すように、インターネット１００を介して、地図用データを地図用データ測定装置７０から受信するとともに、地図データを自律移動体１０に送信する送受信部９１と、地図用データを記憶する記憶部９３と、を備える。また、地図データ生成装置９０は、地図用データを調整して地図データを生成するとともに、送受信部９１と記憶部９３の動作を制御する制御部９５を備える。以下、地図データ生成装置９０の中で特徴的な構成である記憶部９３および制御部９５について順に説明する。
地図データ生成装置９０は、地図用データを記憶する。この地図用データは、地図用データ測定装置７０で生成されたものと一致する。ただし、地図用データ測定装置７０で生成された地図用データを、地図データ生成装置９０において加工して記憶することもできる。
地図データ生成装置９０は、図１０に示すように、インターネット１００を介して、地図用データを地図用データ測定装置７０から受信するとともに、地図データを自律移動体１０に送信する送受信部９１と、地図用データを記憶する記憶部９３と、を備える。また、地図データ生成装置９０は、地図用データを調整して地図データを生成するとともに、送受信部９１と記憶部９３の動作を制御する制御部９５を備える。以下、地図データ生成装置９０の中で特徴的な構成である記憶部９３および制御部９５について順に説明する。
【0072】
［記憶部９３に記憶される地図用データ］
記憶部９３は、幾何地図用データ、磁気地図用データおよび電波地図用データを記憶する。これらの幾何地図用データ、磁気地図用データおよび電波地図用データは、移動経路ごとに区別されて記憶される。
記憶部９３は、幾何地図用データ、磁気地図用データおよび電波地図用データを記憶する。これらの幾何地図用データ、磁気地図用データおよび電波地図用データは、移動経路ごとに区別されて記憶される。
【0073】
図１１は、記憶部９３に記憶される地図用データの一例を示している。
図１１に示される地図用データは、第ｎ１移動経路、第ｎ２移動経路および第ｎ３移動経路と３移動経路を示している。実際には、さらに複数の移動経路についての地図用データを記憶することができる。第ｎ１移動経路、第ｎ２移動経路および第ｎ３移動経路のそれぞれの地図用データは、幾何地図用データ、磁気地図用データおよび電波地図用データを備えている。それぞれの地図用データは、種別および位置に区分される。種別には、２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）が区別されている。
また、位置は、２Ｄの地図用データに対応しており、地図用データ測定装置７０のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂおよび磁気センサ７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃの位置に対応する高さをＨ１１，Ｈ２１などとして記述されている。そして、それぞれの位置に対応して地図用データが記憶されている。例えば、幾何地図用データの位置については、ＬＩＤＡＲ７１Ａで測定されたデータが記憶されている。また、磁気地図用データの位置については、磁気センサ７３Ｂで測定されたデータが記憶されている。この磁気地図用データは、測定された複数の位置と、それぞれの位置における磁気強度が対応付けられたデータである。さらに、電波地図用データは、電波センサ７５で測定されたデータが記憶されている。この電波地図用データは、測定された複数の位置と、それぞれの位置における電波強度が対応付けられたデータである。
図１１に示される地図用データは、第ｎ１移動経路、第ｎ２移動経路および第ｎ３移動経路と３移動経路を示している。実際には、さらに複数の移動経路についての地図用データを記憶することができる。第ｎ１移動経路、第ｎ２移動経路および第ｎ３移動経路のそれぞれの地図用データは、幾何地図用データ、磁気地図用データおよび電波地図用データを備えている。それぞれの地図用データは、種別および位置に区分される。種別には、２次元（２Ｄ）または３次元（３Ｄ）が区別されている。
また、位置は、２Ｄの地図用データに対応しており、地図用データ測定装置７０のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂおよび磁気センサ７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃの位置に対応する高さをＨ１１，Ｈ２１などとして記述されている。そして、それぞれの位置に対応して地図用データが記憶されている。例えば、幾何地図用データの位置については、ＬＩＤＡＲ７１Ａで測定されたデータが記憶されている。また、磁気地図用データの位置については、磁気センサ７３Ｂで測定されたデータが記憶されている。この磁気地図用データは、測定された複数の位置と、それぞれの位置における磁気強度が対応付けられたデータである。さらに、電波地図用データは、電波センサ７５で測定されたデータが記憶されている。この電波地図用データは、測定された複数の位置と、それぞれの位置における電波強度が対応付けられたデータである。
【0074】
地図データは、自律移動体１０に搭載された各種センサに合わせたデータ形式とする必要がある。そのため、センサの種類、運用に応じて多様な地図データの形式が必要になる。
したがって、地図データ生成装置９０は、様々な形式に変換可能な基礎的な地図用データを保有しながら、自律移動体１０のセンサに応じる形式に変換し、さらに、その自律移動体１０の行動とその範囲に応じて地図データを提供することが好ましい。
したがって、地図データ生成装置９０は、様々な形式に変換可能な基礎的な地図用データを保有しながら、自律移動体１０のセンサに応じる形式に変換し、さらに、その自律移動体１０の行動とその範囲に応じて地図データを提供することが好ましい。
【0075】
ここで、地図用データは以下の二つの形態で記憶される。幾何地図用データは、第１形態で記憶され、磁気地図用データおよび電波地図用データは、第２形態で記憶される。
【0076】
第１形態：占有格子地図(occupancy grid map)に情報を記憶。占有格子地図には、２Ｄおよび３Ｄがある。
第２形態：ランドマークの座標とそれに関連する情報で記憶。
第２形態：ランドマークの座標とそれに関連する情報で記憶。
【0077】
第１形態は自律移動体１０の行動領域が定義できれば、データ量の増減はない。ただし、占有格子の寸法の定義によってデータ量は変化する。
自律移動体１０の制御分解能は地図データの分解能に依存するので、例えば、１０ｃｍ程度の位置決めを行うのであれば、占有格子の体積も１０ｃｍ３以下とする。地図データを粗くするのは技術的には容易なので、地図データはなるべく細かく持つべきである。
第２形態は、発信源もしくは測定源の位置と信号の方向・強度を記憶する。そのため発信源もしくは測定源が増えることによってデータ量が増えることになる。
座標移動による信号強度の変化は関数で連続的に表現されるので、高い分解能で地図を表現することができる。ただし、自律移動体１０の現実的な処理を想定すると、第１形態の占有格子に変換した方が適切である。
自律移動体１０の制御分解能は地図データの分解能に依存するので、例えば、１０ｃｍ程度の位置決めを行うのであれば、占有格子の体積も１０ｃｍ３以下とする。地図データを粗くするのは技術的には容易なので、地図データはなるべく細かく持つべきである。
第２形態は、発信源もしくは測定源の位置と信号の方向・強度を記憶する。そのため発信源もしくは測定源が増えることによってデータ量が増えることになる。
座標移動による信号強度の変化は関数で連続的に表現されるので、高い分解能で地図を表現することができる。ただし、自律移動体１０の現実的な処理を想定すると、第１形態の占有格子に変換した方が適切である。
【0078】
たとえば、自律移動システム１を広い面積を有する例えば公園などに適用したとすると、自律移動体１０は障害物に衝突しなければよく、また、最終的な到達地点の位置が正確である必要はない。この場合には、高分解能、例えば１０ｃｍ以下の地図よりも、多少粗い、例えば５０ｃｍ程度の分解能で、広い範囲の地図（この例なら１方向で５倍、面積で２５倍の範囲をカバー）を持った方が有利である。
逆に、走行することに意味があるような場合は、例えば田植えであったり、清掃作業（芝刈りで隙間を埋めてスキャン走行する場合）であったりすると、おそらく範囲も限定的である。例えば、田植えであれば自律移動体１０の位置精度は１０ｃｍ以下が求められるかもしれない。
また、自律移動体１０の寸法によっても異なることもある。室内移動する小型の自律移動体１０であれば、数センチの分解能が求められるが、幅の広い道路や、砂漠、放牧地であれば、数メートルの分解能で足りることもある。
逆に、走行することに意味があるような場合は、例えば田植えであったり、清掃作業（芝刈りで隙間を埋めてスキャン走行する場合）であったりすると、おそらく範囲も限定的である。例えば、田植えであれば自律移動体１０の位置精度は１０ｃｍ以下が求められるかもしれない。
また、自律移動体１０の寸法によっても異なることもある。室内移動する小型の自律移動体１０であれば、数センチの分解能が求められるが、幅の広い道路や、砂漠、放牧地であれば、数メートルの分解能で足りることもある。
【0079】
幾何地図用データは、第２形態で記憶することも可能である。直線関数などの明確に定義される幾何データを占有格子空間に記憶することは第２形態による記憶に該当するといえる。したがって、幾何地図用データは、第１形態と第２形態の両方で記憶されるのが好ましい。つまり、地図用データ測定装置７０において、地図用データ測定装置７０が管理する占有格子空間にデータをプロットするときは第１形態の方の利便性が高い。一方、建物の図面、道路標識の図面など、正確な設置位置と物体の形状が特定されているのであれば、第２形態の方の利便性が高い。
【0080】
また、磁気の発信源と磁気強度の拡散状況の変化がわかれば、これを占有格子空間に記憶することは第１形態に該当する。
さらに、ＷｉＦｉ信号による電波地図を占有格子空間上で電波強度を記憶することは第１形態に該当する。
さらに、ＷｉＦｉ信号による電波地図を占有格子空間上で電波強度を記憶することは第１形態に該当する。
【0081】
［自律移動体１０からの地図データの要求：図１２，図１３］
地図データ生成装置９０は様々な形式に変換可能な基礎的な地図用データを保有しており、自律移動体１０は地図データ生成装置９０に対して、自身に対して必要なデータを要求（リクエスト）できる。以下、図１２および図１３を参照しながら説明する。
自律移動体１０Ａおよび自律移動体１０Ｂは、図１２に示すように、地図データ生成装置９０に対して、それぞれの自律移動に対して必要なデータの送信をリクエストする。このリクエストは、自律移動する移動経路と各種センサの仕様を含んでいる。
リクエストの一例が図１３に示されている。このリクエストは、第ｎ１移動経路に関する要求である。そして、幾何地図データについては２Ｄであって当該位置のものを要求し、磁気地図データについては２Ｄであって当該位置のものを要求し、電波地図データについては２Ｄのものを要求している。このリクエストは、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５の仕様を含んでいる。
地図データ生成装置９０は様々な形式に変換可能な基礎的な地図用データを保有しており、自律移動体１０は地図データ生成装置９０に対して、自身に対して必要なデータを要求（リクエスト）できる。以下、図１２および図１３を参照しながら説明する。
自律移動体１０Ａおよび自律移動体１０Ｂは、図１２に示すように、地図データ生成装置９０に対して、それぞれの自律移動に対して必要なデータの送信をリクエストする。このリクエストは、自律移動する移動経路と各種センサの仕様を含んでいる。
リクエストの一例が図１３に示されている。このリクエストは、第ｎ１移動経路に関する要求である。そして、幾何地図データについては２Ｄであって当該位置のものを要求し、磁気地図データについては２Ｄであって当該位置のものを要求し、電波地図データについては２Ｄのものを要求している。このリクエストは、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５の仕様を含んでいる。
【0082】
［地図データ生成装置９０からの地図送信：図１２］
上記する自律移動体１０からの要求を受けて、地図データ生成装置９０は以下の手順により、自律移動体１０に合わせて地図データを生成し、自律移動体１０に送信する。
手順Ａ：保有する幾何占有格子地図（高精細なデータ）を自律移動体１０の位置認識分解能に合わせて調整する。
手順Ｂ：第２形態で管理されているデータに基づく地図データを生成。
Ｂ－１：第２形態で記憶されている幾何地図用データ（建物の正確な寸法など）を手順Ａの地図データに追加する。
Ｂ－２：第２形態で記憶されている磁気地図用データを手順Ａと同サイズ、同占有格子の寸法のデータに磁気強度を変換し、さらにガウス分布に基づいて、隙間データの補間を行って磁気地図データを生成する。
Ｂ－３：第２形態で記憶されている電波地図用データを手順Ａと同サイズ、同占有格子の寸法のデータに磁気強度を変換し、さらにガウス分布に基づいて、隙間データの補間を行って電波地図データを生成する。この場合はデータ補間ではなく、モデル推定で電波の強度の分布を算出する。また、電波地図データは電波発信源ごとに生成される。
上記する自律移動体１０からの要求を受けて、地図データ生成装置９０は以下の手順により、自律移動体１０に合わせて地図データを生成し、自律移動体１０に送信する。
手順Ａ：保有する幾何占有格子地図（高精細なデータ）を自律移動体１０の位置認識分解能に合わせて調整する。
手順Ｂ：第２形態で管理されているデータに基づく地図データを生成。
Ｂ－１：第２形態で記憶されている幾何地図用データ（建物の正確な寸法など）を手順Ａの地図データに追加する。
Ｂ－２：第２形態で記憶されている磁気地図用データを手順Ａと同サイズ、同占有格子の寸法のデータに磁気強度を変換し、さらにガウス分布に基づいて、隙間データの補間を行って磁気地図データを生成する。
Ｂ－３：第２形態で記憶されている電波地図用データを手順Ａと同サイズ、同占有格子の寸法のデータに磁気強度を変換し、さらにガウス分布に基づいて、隙間データの補間を行って電波地図データを生成する。この場合はデータ補間ではなく、モデル推定で電波の強度の分布を算出する。また、電波地図データは電波発信源ごとに生成される。
【0083】
図１４、図１５および図１６は、それぞれ、地図データ生成装置９０で生成された幾何地図データ、磁気地図データおよび電波地図データの一例を示している。
図１５に示される３つの磁気地図データは、それぞれ測定位置（高さ）が相違する。また、図１６に示される３つの電波地図データは、平面方向の異なる位置で測定されるものである。
図１５に示される３つの磁気地図データは、それぞれ測定位置（高さ）が相違する。また、図１６に示される３つの電波地図データは、平面方向の異なる位置で測定されるものである。
【0084】
［自律移動システム１の動作：図１７］
次に、図１６を参照しながら、自律移動システム１の動作を説明する。
まず、自律移動システム１において自律移動体１０が所定の移動経路を自律移動するための自律移動システム１の全体としての動作を説明する。なお、前述したように、自律移動体１０は移動経路を移動する前には、当該移動経路についての地図データを保持していないものとする。
次に、図１６を参照しながら、自律移動システム１の動作を説明する。
まず、自律移動システム１において自律移動体１０が所定の移動経路を自律移動するための自律移動システム１の全体としての動作を説明する。なお、前述したように、自律移動体１０は移動経路を移動する前には、当該移動経路についての地図データを保持していないものとする。
【0085】
［地図データ測定，サーバ送信：図１７ Ｓ１０１］
移動経路を自律移動するためには、はじめに地図用データ測定装置７０を用いて地図データを測定する。測定は、移動経路に沿って地図用データ測定装置７０を移動させながら、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５を作動させる。これにより、地図用データ測定装置７０は、幾何地図データ、磁気地図データおよび電波地図データを測定する。測定された幾何地図データ、磁気地図データおよび電波地図データは、地図用データ測定装置７０の制御部７７を介して、地図データ生成装置９０に送信される。
移動経路を自律移動するためには、はじめに地図用データ測定装置７０を用いて地図データを測定する。測定は、移動経路に沿って地図用データ測定装置７０を移動させながら、ＬＩＤＡＲ２１、磁気センサ２３および電波センサ２５を作動させる。これにより、地図用データ測定装置７０は、幾何地図データ、磁気地図データおよび電波地図データを測定する。測定された幾何地図データ、磁気地図データおよび電波地図データは、地図用データ測定装置７０の制御部７７を介して、地図データ生成装置９０に送信される。
【0086】
以上の地図データの測定および地図データ生成装置９０への送信は、複数の異なる移動経路があるのであれば、異なる移動経路ごとに行われる。例えば、自律移動体１０について、第１移動経路、第２移動経路、第３移動経路、…、第Ｎ移動経路と異なるＮ通りの移動経路が予定されているのであれば、Ｎ通りの移動経路について地図データの測定、地図データ生成装置９０への送信が行われる。
【0087】
［地図データ受信、記憶：図１７ Ｓ１０３］
地図データ生成装置９０は、地図データを受信すると、当該データを記憶部９３に記憶する。記憶部９３に記憶される地図データは、当該データの要求があるまで、記憶部９３において待ち受ける。
記憶は移動経路ごとに区分されて行われる。例えば、第１移動経路、第２移動経路、第３移動経路、…、第Ｎ移動経路についていえば、第１移動経路についての第１地図データ、第２移動経路についての第２地図データ、第３移動経路についての第３地図データ、…、第Ｎ移動経路についての第Ｎ地図データは、それぞれが異なるファイルとして記憶部９３に記憶される。
地図データ生成装置９０は、地図データを受信すると、当該データを記憶部９３に記憶する。記憶部９３に記憶される地図データは、当該データの要求があるまで、記憶部９３において待ち受ける。
記憶は移動経路ごとに区分されて行われる。例えば、第１移動経路、第２移動経路、第３移動経路、…、第Ｎ移動経路についていえば、第１移動経路についての第１地図データ、第２移動経路についての第２地図データ、第３移動経路についての第３地図データ、…、第Ｎ移動経路についての第Ｎ地図データは、それぞれが異なるファイルとして記憶部９３に記憶される。
【0088】
［地図データ要求：図１７ Ｓ１０５］
自律移動体１０が移動経路を移動する際には、移動に先立って当該移動経路に対応する地図データを地図データ生成装置９０に対して要求する。
自律移動体１０がこれから移動しようとするのが、例えば、第１移動経路だとすると、第１地図データを送信するように、自律移動体１０から地図データ生成装置９０に要求する。また、自律移動体１０からの要求は、移動経路に対応する地図データのデータ形式などを含んでいる。
自律移動体１０が地図データ生成装置９０に対して地図データを要求するのは、地図データ生成装置９０に地図データが記憶された直後のこともあれば相当の日時が経過してからのこともある。
自律移動体１０が移動経路を移動する際には、移動に先立って当該移動経路に対応する地図データを地図データ生成装置９０に対して要求する。
自律移動体１０がこれから移動しようとするのが、例えば、第１移動経路だとすると、第１地図データを送信するように、自律移動体１０から地図データ生成装置９０に要求する。また、自律移動体１０からの要求は、移動経路に対応する地図データのデータ形式などを含んでいる。
自律移動体１０が地図データ生成装置９０に対して地図データを要求するのは、地図データ生成装置９０に地図データが記憶された直後のこともあれば相当の日時が経過してからのこともある。
【0089】
［要求地図データ調整・送信：図１７ Ｓ１０７］
地図データ生成装置９０は、地図データ送信の要求があると、前述した手順で地図用データを調整して地図データを生成し、自律移動体１０に向けて送信する。
地図データ生成装置９０は、地図データ送信の要求があると、前述した手順で地図用データを調整して地図データを生成し、自律移動体１０に向けて送信する。
【0090】
［自律移動：図１７ Ｓ１０９］
自律移動体１０は、地図データ生成装置９０から受信した地図データに基づいて、自律移動する。
自律移動体１０は、地図データ生成装置９０から受信した地図データに基づいて、自律移動する。
【0091】
［自律移動システム１の効果］
以上説明した自律移動システム１が奏する効果を説明する。
自律移動システム１によれば、自律移動体１０の移動経路に関する地図データを地図データ生成装置９０が備え、この地図データ生成装置９０は移動経路の移動が予定される自律移動体１０からの要求を受信すると当該要求に応じて地図データを自律移動体１０に送信する。したがって、本実施形態に係る自律移動体１０は、移動を開始する前に地図データを備える必要がないので、保持する地図データのデータ量を抑えることができる。
しかも、本発明によれば、自律移動体１０からの要求に応じて調整された地図データを自律移動体１０に送信するので、自律移動体１０を適切に移動させることができる。
以上説明した自律移動システム１が奏する効果を説明する。
自律移動システム１によれば、自律移動体１０の移動経路に関する地図データを地図データ生成装置９０が備え、この地図データ生成装置９０は移動経路の移動が予定される自律移動体１０からの要求を受信すると当該要求に応じて地図データを自律移動体１０に送信する。したがって、本実施形態に係る自律移動体１０は、移動を開始する前に地図データを備える必要がないので、保持する地図データのデータ量を抑えることができる。
しかも、本発明によれば、自律移動体１０からの要求に応じて調整された地図データを自律移動体１０に送信するので、自律移動体１０を適切に移動させることができる。
【0092】
本実施形態に係る地図データ生成装置９０によれば、移動経路の移動が予定される自律移動体１０からの要求に基づいて地図データ用データを調整して地図データを生成し、自律移動体に送信する。したがって、本実施形態に係る地図データ生成装置９０によれば、同じ地図用データしか備えていなくても、異なる自律移動体１０Ａ，１０Ｂ…を同じ移動経路を移動させることができる。
自律移動体１０Ａ，１０Ｂ…のそれぞれにおいて、移動経路に沿って磁気などを測定して地図データを生成すれば自律移動できる。しかし、自律移動の前において、自律移動体１０Ａ，１０Ｂ…のそれぞれについて地図データを生成することは負担が極めて大きい。
自律移動体１０Ａ，１０Ｂ…のそれぞれにおいて、移動経路に沿って磁気などを測定して地図データを生成すれば自律移動できる。しかし、自律移動の前において、自律移動体１０Ａ，１０Ｂ…のそれぞれについて地図データを生成することは負担が極めて大きい。
【0093】
次に、自律移動システム１によれば、地図用データ測定装置７０が地図用データの測定を行い、この地図用データに基づいて地図データ生成装置９０が地図データを生成する。これにより、自律移動体１０は地図用データを測定する必要がないのに加えて、地図用データを生成する必要がない。したがって、本実施形態に係る自律移動体１０は、移動に対する最小限の装備で足りる。
【0094】
また、自律移動システム１は、自律移動するのに可視データに加えて不可視データを用いる。可視データである幾何データだけを用いると、例えば人によってＬＩＤＡＲ２１の視野が塞がれてしまって、測定幾何データとの照合ができずに、自己位置の推定を誤るおそれがある。これに対して、不可視データは、そもそも人を認識しないので、人が原因で自己位置の推定を誤るおそれがなく、人混み環境においてロバストな自律移動を実現できる。
【0095】
また、自律移動システム１は、不可視データとして磁気データと電波データを用いる。したがって、磁気データでは自己位置推定が困難な場合には電波データを用い、逆に電波データでは自己位置推定が困難な場合には磁気データを用いることにより、自己位置推定が可能になる。
【0096】
また、自律移動システム１において、地図用データ測定装置７０が複数のＬＩＤＡＲ７１Ａ，７１Ｂおよび磁気センサ７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃを備え、それぞれで地図用データを測定し、地図データ生成装置９０がそれぞれの地図用データを記憶する。したがって、異なる仕様の自律移動体１０が複数台存在していても、それぞれの自律移動体１０に整合する地図用データを用いて地図データを自律移動体１０に提供できる。これにより、本実施形態の自律移動システム１は、自律移動体１０を高い精度で移動させることができる。
【0097】
さらに、自律移動システム１は、マルチナビゲータ６１を備え、ナビゲータ選択部６３が優先度の高いナビゲータを選択する。したがって、自律移動するのに最も適した地図データおよび測定データを用いるので、自律移動体１０の移動の精度を確保できる。
【0098】
さらにまた、自律移動体１０が移動する実環境では、人の往来や、他の自律移動体、一時的に設置された物体や構造など、静的な情報だけとは限らない。そのため、高さ方向を含めた三次元的なスキャン測定によって確率的に変化のない構造の検知と、三次元的な地図との照合により自己位置計算が行われているが、そのために膨大な計算が必要となる。
これに対しては、二次元的地図と、磁気データによって表現される質的に異なる地図を持った場合、質的な違いからデータの齟齬が補間しやすくなる。そのため、人の往来等を許容した環境での安定した自己位置計算が可能となる。
これに対しては、二次元的地図と、磁気データによって表現される質的に異なる地図を持った場合、質的な違いからデータの齟齬が補間しやすくなる。そのため、人の往来等を許容した環境での安定した自己位置計算が可能となる。
【0099】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上記以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることができる。
【0100】
例えば、以上の実施形態では、地図用データ測定装置７０が地図用データを測定し、地図データ生成装置９０がこの地図用データを調整して地図データを生成することにしている。しかし、本発明は、地図用データ測定装置７０が地図用データを測定するとともに、測定した地図用データを調整して地図データを生成した後に、地図データ生成装置９０に送信してもよい。
【0101】
また、以上の実施形態では、１台の地図データ生成装置９０に対して１台の自律移動体１０が対応することを示している。しかし、本発明においては、１台の地図データ生成装置９０に対して複数台の自律移動体１０が対応することもできる。この場合、複数台の自律移動体１０は、地図データ生成装置９０から同じ移動経路についての地図データを受信することができるし、異なる移動経路についての地図データを受信することもできる。
【0102】
また、以上の実施形態では、１台の地図データ生成装置９０に対して１台の地図用データ測定装置７０が対応することを示している。しかし、本発明においては、１台の地図データ生成装置９０に対して複数台の地図用データ測定装置７０が対応することもできる。この場合、複数台の地図用データ測定装置７０は、異なる移動経路についての地図用データを測定し、地図データ生成装置９０に送信できる。
【符号の説明】
【0103】
１ 自律移動システム
１０ 自律移動体
１１ 本体
１３，１４ 駆動輪
１５，１６ 駆動モータ
１７ キャスタ
１８，１９ ロータリエンコーダ
２０ バッテリ
２１ ＬＩＤＡＲ
２３ 磁気センサ
２５ 電波センサ
３０ 制御部
４０ 移動制御部
５０ 記憶部
５１ 第１記憶部
５２ 第２記憶部
５３ 第３記憶部
６０ 演算処理部
６１ マルチナビゲータ
６１Ａ 第１ナビゲータ
６１Ｂ 第２ナビゲータ
６１Ｃ 第３ナビゲータ
６１Ｄ 第４ナビゲータ
６３ ナビゲータ選択部
７０ 地図用データ測定装置
７１Ａ，７１Ｂ ＬＩＤＡＲ
７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ 磁気センサ
７５ 電波センサ
７７ 制御部
９０ 地図データ生成装置
９１ 送受信部
９２ 制御部
９３ 記憶部
９５ 制御部
１０ 自律移動体
１１ 本体
１３，１４ 駆動輪
１５，１６ 駆動モータ
１７ キャスタ
１８，１９ ロータリエンコーダ
２０ バッテリ
２１ ＬＩＤＡＲ
２３ 磁気センサ
２５ 電波センサ
３０ 制御部
４０ 移動制御部
５０ 記憶部
５１ 第１記憶部
５２ 第２記憶部
５３ 第３記憶部
６０ 演算処理部
６１ マルチナビゲータ
６１Ａ 第１ナビゲータ
６１Ｂ 第２ナビゲータ
６１Ｃ 第３ナビゲータ
６１Ｄ 第４ナビゲータ
６３ ナビゲータ選択部
７０ 地図用データ測定装置
７１Ａ，７１Ｂ ＬＩＤＡＲ
７３Ａ，７３Ｂ，７３Ｃ 磁気センサ
７５ 電波センサ
７７ 制御部
９０ 地図データ生成装置
９１ 送受信部
９２ 制御部
９３ 記憶部
９５ 制御部
【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】
【図16】
【図17】