特許 7630583 制御装置、制御方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-02-06

(45)【発行日】2025-02-17

(54)【発明の名称】制御装置、制御方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   G05D 1/628 20240101AFI20250207BHJP

   G05D 1/243 20240101ALI20250207BHJP

   G05D 1/43 20240101ALI20250207BHJP

   G01C 21/34 20060101ALI20250207BHJP

   G08G 1/16 20060101ALI20250207BHJP

【ＦＩ】

G05D1/628

G05D1/243

G05D1/43

G01C21/34

G08G1/16 C

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023169287

(22)【出願日】2023-09-29

【審査請求日】2024-03-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】津田 浩平

(72)【発明者】

【氏名】松▲崎▼ 燦心

【審査官】田中 友章

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０６６９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２３２００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０７１８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２１／０６００１８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０３０１７７５７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｄ １／６２８

Ｇ０５Ｄ １／２４３

Ｇ０５Ｄ １／４３

Ｇ０１Ｃ ２１／３４

Ｇ０８Ｇ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識する認識部と、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成する占有格子図生成部と、
前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成する経路生成部と、を備え、
前記占有格子図生成部は、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定し、
物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成し、
前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する、
制御装置。

【請求項2】

前記経路生成部は、前記占有格子図における前記第２輪郭に囲まれない領域である第２領域において前記移動体が進むべき経路を生成し、
前記経路に沿って前記移動体が移動するよう、前記移動体を駆動する駆動装置を制御する駆動制御部を更に備える、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記占有格子図生成部は、
前記第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第１頂点を選択し、
前記第１頂点を中心とした第１範囲内における前記第１領域の占める割合に基づいて、前記第１頂点を前記第１輪郭から削除するか否かを判定する、
請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

前記占有格子図生成部は、
前記割合が第１閾値以上である場合、前記第１頂点を前記第１輪郭から削除し、
前記割合が前記第１閾値未満である場合、前記第１頂点を前記第１輪郭から削除しない、
請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記占有格子図生成部は、
前記第１頂点が削除された前記第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第２頂点を選択し、
前記第２頂点から前記第２頂点と隣接する２つの頂点に伸ばした２つの線分によって形成される角度および前記２つの線分の長さの合計に基づいて、前記第２頂点を前記第１輪郭から削除するか否かを判定する、
請求項３に記載の制御装置。

【請求項6】

前記占有格子図生成部は、
前記角度と１８０度との差が第２閾値未満であり、かつ、前記２つの線分の長さの合計が第３閾値以上である場合、前記第２頂点を前記第１輪郭から削除する、
請求項５に記載の制御装置。

【請求項7】

前記占有格子図生成部は、
前記第２頂点が削除された前記第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第３頂点を選択し、
前記占有格子図における前記移動体の位置から前記第３頂点までのユークリッド距離に基づいて、前記第３頂点を前記第１輪郭から削除するか否かを判定する、
請求項５に記載の制御装置。

【請求項8】

コンピュータが、
移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識し、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成し、
前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成し、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定し、
物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成し、
前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する、
制御方法。

【請求項9】

コンピュータに、
移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識する処理と、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成する処理と、
前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成する処理と、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定する処理と、
物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成する処理と、
前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する処理と、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、予め設定された目的地まで自律的に移動する移動体が知られている。また、障害物等の物体との距離を感知して確率的に分布する格子点からなる占有率格子地図を作成し、移動体の半径または大きさに基づき占有率格子地図内の物体の厚さを厚くすることにより構成空間地図を作成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００８－４７０９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の技術では、移動体の現在地から目的地までの経路を適切に生成できない場合があった。

【0005】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、移動体の現在地から目的地までの経路を適切に生成することができる情報処理システムを提供することを目的の一つとする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この発明に係る制御装置、制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る制御装置は、移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識する認識部と、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成する占有格子図生成部と、前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成する経路生成部と、を備え、前記占有格子図生成部は、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定し、物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成し、前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する、制御装置である。

【0007】

（２）：上記（１）の態様において、前記経路生成部は、前記占有格子図における前記第２輪郭に基づき、前記第１領域を含まない第２領域において前記移動体が進むべき経路を生成し、前記制御装置は、前記経路に沿って前記移動体が移動するよう、前記移動体を駆動する駆動装置を制御する駆動制御部を更に備えるものである。

【0008】

（３）：上記（１）の態様において、前記占有格子図生成部は、前記第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第１頂点を選択し、前記第１頂点を中心とした第１範囲内における前記第１領域の占める割合に基づいて、前記第１頂点を前記第１輪郭から削除するか否かを判定するものである。

【0009】

（４）：上記（３）の態様において、前記占有格子図生成部は、前記割合が第１閾値以上である場合、前記第１頂点を前記第１輪郭から削除し、前記割合が前記第１閾値未満である場合、前記第１頂点を前記第１輪郭から削除しないものである。

【0010】

（５）：上記（３）の態様において、前記占有格子図生成部は、前記第１頂点が削除された前記第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第２頂点を選択し、前記第２頂点から前記第２頂点と隣接する２つの頂点に伸ばした２つの線分によって形成される角度および前記２つの線分の長さの合計に基づいて、前記第２頂点を前記第１輪郭から削除するか否かを判定するものである。

【0011】

（６）：上記（５）の態様において、前記占有格子図生成部は、前記角度と１８０度との差が第２閾値未満であり、かつ、前記２つの線分の長さの合計が第３閾値以上である場合、前記第２頂点を前記第１輪郭から削除するものである。

【0012】

（７）：上記（５）の態様において、前記占有格子図生成部は、前記第２頂点が削除された前記第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第３頂点を選択し、前記占有格子図における前記移動体の位置から前記第３頂点までのユークリッド距離に基づいて、前記第３頂点を前記第１輪郭から削除するか否かを判定するものである。

【0013】

（８）：上記（１）の態様において、前記占有格子図生成部は、前記第１領域の複数の頂点を凸包で接続することにより前記第１輪郭を生成し、前記第１輪郭に含まれる複数の直線の各々に対応する複数の平行線を生成し、前記複数の平行線を接続することで前記第１領域を膨張させ、膨張させた前記第１領域を凹包で接続することにより、前記第２輪郭を生成するものである。

【0014】

（９）：この発明の一態様に係る制御方法は、コンピュータが、移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識し、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成し、前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成し、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定し、物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成し、前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する、制御方法である。

【0015】

（１０）：この発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識する処理と、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成する処理と、前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成する処理と、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定する処理と、物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成する処理と、前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する処理と、を実行させるプログラムである。

【発明の効果】

【0016】

（１）～（１０）の態様によれば、移動体の現在地から目的地までの経路を適切に生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】移動体を含む移動体システムの構成の一例を示す図である。

【図2】移動体を示す斜視図である。

【図3】移動体の機能構成の一例を示す図である。

【図4】占有格子図におけるスタート地点からゴール地点までの第１経路の一例を示す図である。

【図5】占有格子図におけるスタート地点からゴール地点までの第２経路の一例を示す図である。

【図6】占有格子図の一例を示す図である。

【図7】第１領域の輪郭における頂点を検出する処理を説明するための図である。

【図8】走査用の配列の一例を示す図である。

【図9】頂点の探索の具体例を説明するための図である。

【図10】第１群の輪郭と第２群の輪郭の一例を示す図である。

【図11】走査用の配列の一例を示す図である。

【図12】頂点削除処理が行われた第１群の輪郭と第２群の輪郭の一例を示す図である。

【図13】更なる頂点削除処理を説明するための図である。

【図14】更なる頂点削除処理が行われた第１群の輪郭と第２群の輪郭の一例を示す図である。

【図15】移動体の位置からのユークリッド距離に基づく頂点削除処理を説明するための図である。

【図16】制御装置によって実行される処理を示すフローチャートの一例である。

【図17】第２実施形態における占有格子図の一例を示す図である。

【図18】走査用の配列の一例を示す図である。

【図19】線形膨張処理が行われた占有格子図の一例を示す図である。

【図20】第１輪郭を生成するとともに、第１輪郭を平行に膨張させる処理を説明するための図である。

【図21】平行膨張と重心膨張の一例を示す図である。

【図22】第２実施形態における第２輪郭の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照し、本発明の制御装置、制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。本発明の制御装置は、移動体の駆動装置を制御して移動体を移動させるものである。本発明における移動体は、歩行者が歩行する領域を自律的に移動するものである。歩行者が歩行する領域とは、歩道、公開空地、建物内のフロアなどであり、車道を含んでもよい。以下の説明では移動体には人が搭乗しないものとするが、移動体に人が搭乗しても構わない。移動体は、例えば、予め与えられた目的地に向かいつつ、ユーザの少し先を移動することで、ユーザの移動の妨げになる他の歩行者がユーザに近づき過ぎないように動作する（つまり、ユーザに道をつくるように動作する）ものであってもよい。なお、このような動作は常時行われるのではなく、一時的に行われてもよい。例えば、移動体がユーザと並走、又はユーザを追走し、ユーザの進行方向上に所定の状況（例えば、障害物の存在や交通状況の混雑など）を検知した場合に、移動体が、本発明のアルゴリズムを実行することにより、一時的にユーザを先導してもよい。

【0019】

＜第１実施形態＞
図１は、移動体１００を含む移動体システム１の構成の一例を示す図である。移動体システム１は、例えば、一以上の端末装置２と、管理装置１０と、情報提供装置２０と、一以上の移動体１００とを含む。これらは、例えば、ネットワークＮＷを介して通信を行う。ネットワークＮＷは、例えば、ＬＡＮ、ＷＡＮ、インターネット回線などの任意のネットワークである。

【0020】

［端末装置］
端末装置２は、例えば、スマートフォンや、タブレット端末などのコンピュータ装置である。端末装置２は、例えば、利用者の操作に基づいて、管理装置１０から移動体１００の利用の権限の提供をリクエストしたり、利用の許可がされたことを示す情報を取得したりする。

【0021】

［管理装置］
管理装置１０は、端末装置２のリクエストに応じて、移動体１００の利用の権限を端末装置２のユーザに付与したり、移動体１００の利用の予約を管理したりするコンピュータである。管理装置１０は、例えば、予め登録されたユーザの識別情報と、移動体１００の利用予約の日時とを対応付けたスケジュール情報を生成し管理する。なお、ユーザへの権限の付与や予約管理を行う必要が無い場合には、管理装置１０を省略しても構わない。

【0022】

［情報提供装置］
情報提供装置２０は、地図情報を移動体１００に提供するコンピュータである。例えば、情報提供装置２０は、移動体１００の位置を示す位置情報を移動体１００から取得し、移動体１００の周辺の地図である地図情報を移動体１００に提供する。

【0023】

［移動体］
図２は、移動体１００を示す斜視図である。以下の説明では、移動体１００の前方方向をプラスｘ方向、移動体１００の後方方向をマイナスｘ方向、移動体１００の幅方向であってプラスｘ方向を基準に左方向をプラスｙ方向、右方向をマイナスｙ方向、ｘ方向およびｙ方向に直交する方向であって移動体１００の高さ方向をプラスｚ方向として説明する。

【0024】

移動体１００は、例えば、基体１１０と、基体１１０に設けられた扉部１１２と、基体１１０に組み付けられた車輪（第１車輪１２０、第２車輪１３０および第３車輪１４０）とを備える。例えば、ユーザは、扉部１１２を開放して、基体１１０に設けられた収納部に荷物を入れたり、収納部から荷物を取り出したりすることができる。第１車輪１２０および第２車輪１３０は駆動輪であり、第３車輪１４０は補助輪（従動輪）である。移動体１００は、無限軌道などの車輪以外の構成を用いて移動してもよい。

【0025】

基体１１０のプラスｚ方向の面には、プラスｚ方向に延在する円柱状の支持体１５０が設けられている。支持体１５０のプラスｚ方向の端部には、移動体１００の周囲を撮像するカメラ１８０が設けられている。カメラ１８０が設けられる位置は、上記とは異なる任意の位置であってもよい。

【0026】

カメラ１８０は、例えば、移動体１００の周辺を広角に（例えば３６０度で）撮像可能なカメラである。カメラ１８０は、複数のカメラを含んでもよい。カメラ１８０は、例えば、複数の１２０度カメラまたは複数の６０度カメラが組み合わされて実現されてもよい。

【0027】

図３は、移動体１００の機能構成の一例を示す図である。移動体１００は、図２に示した機能構成に加え、更に、通信部１９０、制御装置２００、および駆動装置３００を備える。通信部１９０は、端末装置２、管理装置１０または情報提供装置２０と通信するための通信インターフェースである。

【0028】

［駆動装置］
駆動装置３００は、第１モータ３０２、第２モータ３０４、バッテリー３０６、ブレーキ装置３０８、およびステアリング装置３１０を備える。第１モータ３０２および第２モータ３０４は、バッテリー３０６に供給される電力によって稼働する。第１モータ３０２は第１車輪１２０を駆動させ、第２モータ３０４は第２車輪１３０を駆動させる。第１モータ３０２は第１車輪１２０のホイールに設けられるインホイールモータであり、第２モータ３０４は第２車輪１３０のホイールに設けられるインホイールモータであってもよい。

【0029】

ブレーキ装置３０８は、制御装置２００の指示に基づいてブレーキトルクを各車輪に出力する。ステアリング装置３１０は、電動モータを備える。電動モータは、例えば、制御装置２００の指示に基づいてラックアンドピニオン機構に力を作用させて第１車輪１２０または第２車輪１３０の向きを変更して、移動体１００の進路を変更する。

【0030】

［制御装置］
制御装置２００は、例えば、位置特定部２０２と、情報処理部２０４と、認識部２０６と、占有格子図生成部２０８と、経路生成部２１０と、駆動制御部２１２と、記憶部２２０とを備える。位置特定部２０２と、情報処理部２０４と、認識部２０６と、占有格子図生成部２０８と、経路生成部２１０と、駆動制御部２１２とは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることでインストールされてもよい。

【0031】

記憶部２２０は、ＨＤＤやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置により実現される。記憶部２２０には、制御情報２２２、地図情報２２４、および占有格子図２２６等の情報が記憶されている。制御情報２２２は、駆動制御部２１２によって実行される、移動体１００の行動を制御するための制御プログラムである。地図情報２２４は、例えば、移動体１００の周辺の地図情報である。占有格子図２２６は、複数の格子を含み、移動体１００の周辺において物体が存在する位置を示す図である。占有格子図２２６の詳細については後述する。

【0032】

なお、制御装置２００に含まれる機能構成の一部または全部は、他の装置に含まれてもよい。例えば、他の装置と移動体１００とが通信して協働して移動体１００を制御してもよい。

【0033】

位置特定部２０２は、移動体１００の位置を特定する。位置特定部２０２は、移動体１００に内蔵されたＧＰＳ（Global Positioning System）装置（不図示）により移動体１００の位置情報を取得する。位置情報とは、例えば、二次元の地図座標でもよく、緯度経度情報でもよい。また、位置特定部２０２は、カメラ１８０により撮像されたカメラ画像や、Ｌｉｄａｒなどのセンサを用いたいわゆるＳＬＡＭなどの手法によって、環境地図作成と同時に移動体１００の位置を推定しても良い。

【0034】

情報処理部２０４は、端末装置２、管理装置１０、または情報提供装置２０から取得した情報を管理する。例えば、情報処理部２０４は、位置特定部２０２によって取得された位置情報を情報提供装置２０に送信することにより、移動体１００の周辺の地図である地図情報２２４を情報提供装置２０から取得する。情報処理部２０４は、情報提供装置２０から取得した地図情報２２４を記憶部２２０に記憶する。

【0035】

認識部２０６は、例えば、カメラ１８０が撮像した画像に基づいて、移動体１００の周辺に存在する物体の位置（移動体１００からの距離と移動体１００に対する方向）、および速度、加速度等の状態を認識する。物体とは、交通参加者や、施設内や道路に存在する障害物などを含む。なお、移動体１００にはレーダ装置やＬＩＤＡＲなどカメラとは異なる検出部が設けられていてもよい。この場合、認識部２０６は、画像に代えて（または加えて）、レーダ装置やＬＩＤＡＲの検出結果を用いて移動体１００の周辺の状況を認識する。

【0036】

占有格子図生成部２０８は、認識部２０６によって認識された移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図２２６を生成する。占有格子図２２６の具体的な生成方法については後述する。

【0037】

経路生成部２１０は、地図情報２２４に基づいてユーザが指定した目的地の位置を把握する。また、経路生成部２１０は、占有格子図生成部２０８によって生成された占有格子図２２６に基づき、移動体１００が進むべき経路を生成する。経路は、例えば所定距離空けて並べられる複数の経路点を連ねたものとして生成されてよい。経路生成部２１０は、例えば、周辺の物体を避けながら目的地に向かうための経路を生成する。

【0038】

駆動制御部２１２は、経路生成部２１０によって生成された経路に沿って移動体１００が移動するように、移動体１００に取り付けられた駆動装置３００（第１モータ３０２、第２モータ３０４、ブレーキ装置３０８、およびステアリング装置３１０）を制御する。

【0039】

［経路生成における課題］
図４は、占有格子図におけるスタート地点Ｓからゴール地点Ｇまでの第１経路Ｒ１の一例を示す図である。占有格子図は、複数の格子を含み、移動体１００の周辺において物体が存在する位置を示す図である。領域２３２は、認識部２０６によって物体が存在すると判定された領域である。領域２３４は、移動体１００のサイズを考慮して領域２３２を膨張させた領域である。領域２３２を膨張させるのは、移動体１００が物体に接触するのを防止するためである。第１領域Ａ１は、領域２３２と領域２３４とを合わせた領域である。第１領域Ａ１については、物体が存在するとみなされる。第２領域Ａ２は、占有格子図における第１領域Ａ１以外の領域である。

【0040】

移動体１００は、占有格子図において第１領域Ａ１の外周の複数の頂点を接続することで、第１領域Ａ１の輪郭を生成する。移動体１００がスタート地点Ｓからゴール地点Ｇまで移動する際には、第１領域Ａ１の輪郭に沿って移動することとなる。具体的には、図４に示されるように、移動体１００は、第１領域Ａ１の輪郭を形成する複数の頂点を経由する第１経路Ｒ１を生成し、第１経路Ｒ１に沿ってスタート地点Ｓからゴール地点Ｇまで移動する。しかしながら、移動体１００は各頂点の位置で車体を旋回する必要があり、移動距離も長くなるため、第１経路Ｒ１は適した経路とは言えない。

【0041】

図５は、占有格子図におけるスタート地点Ｓからゴール地点Ｇまでの第２経路Ｒ２の一例を示す図である。図５に示されるように、複数の頂点のうちのいくつかを削除することによって第１領域Ａ１の輪郭を滑らかにすれば、第１経路Ｒ１よりも適した第２経路Ｒ２を生成することができる。以下、第１領域Ａ１の輪郭を示す第１輪郭の生成処理の詳細について説明する。

【0042】

［第１輪郭の生成処理］
図６は、占有格子図２２６の一例を示す図である。占有格子図２２６の中心２２８は、移動体１００の現在地に対応する。占有格子図生成部２０８は、認識部２０６によって認識された移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、占有格子図２２６における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定する。図４に示される占有格子図２２６において、黒色の領域２３６は、物体が存在すると判定された格子を含む領域である。

【0043】

次に、占有格子図生成部２０８は、物体が存在すると判定された複数の格子の位置に基づいて膨張処理を行う。膨張処理は、物体が存在すると判定された格子を含む領域２３６を、移動体１００のサイズを考慮して膨張させる処理である。膨張処理によって、物体が存在すると判定された領域が領域２３８まで拡大することとなる。第１領域Ａ１は、領域２３６と領域２３８とを合わせた領域である。第１領域Ａ１については、物体が存在するとみなされる。第２領域Ａ２は、占有格子図における第１領域Ａ１以外の領域である。

【0044】

図７は、第１領域Ａ１の輪郭における頂点を検出する処理を説明するための図である。図７に示されるように、第１領域Ａ１は、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２とに分けられる。以下では一例として、第１群Ｇ１の輪郭における頂点を検出する方法について説明する。まず、占有格子図生成部２０８は、占有格子図２２６の右端から順番に下から上に探索を行っていくと、第１群Ｇ１に含まれる格子２４４を発見する。占有格子図生成部２０８は、発見した格子２４４を第１群の輪郭における頂点であると判断する。

【0045】

図８は、走査用の配列２４８の一例を示す図である。走査用の配列２４８は、頂点の探索に使用される配列である。図８に示されるように、走査用の配列２４８は、起点となる格子を中心とした３×３の配列である。占有格子図生成部２０８は、起点となる格子の下側の格子から反時計回りに頂点を探索する。

【0046】

図９は、頂点の探索の具体例を説明するための図である。なお、図９は、図７における領域２４６を拡大した図である。占有格子図生成部２０８は、格子２４４を起点として、走査用の配列２４８を用いて格子２４４に隣接する頂点を探索する。具体的に、図９の左図に示されるように、占有格子図生成部２０８は、格子２４４の周囲の５番目の位置に第１群Ｇ１に含まれる格子２５０を発見する。占有格子図生成部２０８は、発見した格子２５０に対し、第１群Ｇ１の輪郭における頂点であると判定する。

【0047】

次に、占有格子図生成部２０８は、発見した格子２５０を起点として、走査用の配列２４８を用いて格子２５０に隣接する頂点を探索する。この場合、走査用の配列２４８の１番目の位置は既に発見した格子２４４が存在するため、計算負荷を軽減するために、２番目の位置の格子から探索を行う。探索を開始する番号は、（前の番号＋５）％８で求めることができる。ここで「％」は剰余演算子であり、除算した余りを演算する記号である。例えば、図９の右図に示される例の場合、前の番号（格子２５０を探索した際の番号）は５であるため、（５＋５）％８＝２となり、２番目の位置の格子から探索が行われることとなる。

【0048】

占有格子図生成部２０８は、以上の処理を繰り返すことで、第１群Ｇ１の輪郭における全ての頂点を検出することができる。また、占有格子図生成部２０８は、これと同様の処理を行うことにより、第２群Ｇ２の輪郭における全ての頂点についても検出する。

【0049】

図１０は、第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４の一例を示す図である。図１０に示されるように、占有格子図生成部２０８は、検出された第１群Ｇ１の複数の頂点を接続することで、第１群Ｇ１の輪郭２５２を生成する。また、占有格子図生成部２０８は、検出された第２群Ｇ２の複数の頂点を接続することで、第２群Ｇ２の輪郭２５４を生成する。図１０における第１群Ｇ１の輪郭２５２および第２群Ｇ２の輪郭２５４は、第１領域Ａ１の輪郭を示す第１輪郭である。

【0050】

［第２輪郭の生成処理］
次に、占有格子図生成部２０８は、生成した第１輪郭に基づいて、第１輪郭よりも頂点数が少なく第１領域Ａ１を包含する第２輪郭を生成する。第１輪郭よりも頂点数を少なくするのは、前述したように、経路生成部２１０がより適した経路を生成できるようにするためである。以下、第２輪郭の生成処理の詳細について説明する。

【0051】

図１１は、走査用の配列２５６の一例を示す図である。走査用の配列２５６は、頂点削除処理に使用される配列である。走査用の配列２５６は、第１輪郭の頂点であると判定された第１頂点を中心とした第１範囲内の領域を示す配列である。図１１の例では、走査用の配列２５６は、第１輪郭の頂点であると判定された第１頂点を中心とし、この中心から半径ｒ１以内（第１範囲内）の領域を示す配列であることする。具体的に、図１１の例において、走査用の配列２５６は、中心から半径ｒ１以内の２１個の格子を含むこととなる。なお、第１範囲はこれに限らず、例えば第１輪郭の頂点であると判定された第１頂点を中心としたＮ×Ｎ（Ｎ：自然数）の格子図に含まれる領域としてもよい。

【0052】

具体的に、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭の頂点であると判定された複数の頂点のうちの一つを第１頂点として選択し、第１頂点を中心とする走査用の配列２５６を作成する。次に、占有格子図生成部２０８は、作成した走査用の配列２５６内における第１領域（物体が存在すると判定された格子を含む領域）の占める割合Ｒに基づいて、第１頂点を第１輪郭から削除するか否かを判定する。

【0053】

例えば、占有格子図生成部２０８は、走査用の配列２５６内における第１領域に含まれる格子の個数を、走査用の配列２５６内の格子の総数（２１）で除算することにより、割合Ｒを算出する。また、占有格子図生成部２０８は、割合Ｒが第１閾値（例えば、０．５）以上である場合、第１頂点を第１輪郭から削除する。一方、占有格子図生成部２０８は、割合Ｒが第１閾値（０．５）未満である場合、第１頂点を第１輪郭から削除しない。

【0054】

例えば、図１０における頂点Ｐ１の場合、走査用の配列２５６内における第１領域に含まれる格子の個数は１１である。このため、頂点Ｐ１についての割合Ｒ＝１１／２１＝０．５２３となる。この場合、割合Ｒは第１閾値ＴＨ１（０．５）以上であるため、占有格子図生成部２０８は、頂点Ｐ１を第１輪郭から削除すると判定する。一方、図１０における頂点Ｐ２の場合、走査用の配列２５６内における第１領域に含まれる格子の個数は１０である。このため、頂点Ｐ２についての割合Ｒ＝１０／２１＝０．４７６となる。この場合、割合Ｒは第１閾値ＴＨ１（０．５）未満であるため、占有格子図生成部２０８は、頂点Ｐ１を第１輪郭から削除しないと判定する。また、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭の全ての頂点に対してこれと同様の処理を行う。

【0055】

図１２は、頂点削除処理が行われた第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４の一例を示す図である。図１０と図１２とを比較すると、第１群Ｇ１の輪郭２５２および第２群Ｇ２の輪郭２５４から、複数の頂点が削除されていることが分かる。なお、占有格子図生成部２０８は、図１２に示される第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４から、更に複数の頂点を削除してもよい。以下、この点について詳細に説明する。

【0056】

図１３は、更なる頂点削除処理を説明するための図である。占有格子図生成部２０８は、第１頂点が削除された第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第２頂点を選択する。また、占有格子図生成部２０８は、第２頂点から第２頂点と隣接する２つの頂点に伸ばした２つの線分によって形成される角度Ｄｅｇおよび２つの線分の長さの合計Ｄｉｓｔ１＋Ｄｉｓｔ２に基づいて、第２頂点を第１輪郭から削除するか否かを判定する。

【0057】

例えば、占有格子図生成部２０８は、図１２に示される第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４に含まれる複数の頂点の中から一つの頂点を第２頂点として選択する。また、占有格子図生成部２０８は、第２頂点から第２頂点と隣接する２つの頂点に伸ばした２つの線分によって形成される角度Ｄｅｇと１８０度との差が第２閾値（例えば、１０度）未満であり、かつ、２つの線分の長さの合計Ｄｉｓｔ１＋Ｄｉｓｔ２が第３閾値以上である場合、選択した第２頂点を第１輪郭から削除する。また、占有格子図生成部２０８は、これと同様の処理を、図１２に示される第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４に含まれる全ての頂点に対して実行する。

【0058】

図１４は、更なる頂点削除処理が行われた第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４の一例を示す図である。図１２と図１４とを比較すると、第１群Ｇ１の輪郭２５２および第２群Ｇ２の輪郭２５４から、更に複数の頂点が削除されていることが分かる。具体的には、図１２に示される複数の頂点Ｐ３～Ｐ８が第１群Ｇ１の輪郭２５２から削除され、図１２に示される頂点Ｐ９が第２群Ｇ２の輪郭２５４から削除されている。

【0059】

このように、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭よりも頂点数が少なく第１領域を包含する第２輪郭を、物体の輪郭として生成する。経路生成部２１０は、占有格子図２２６における第２輪郭に囲まれない領域である第２領域Ａ２において移動体１００が進むべき経路を生成する。駆動制御部２１２は、経路生成部２１０によって生成された経路に沿って移動体１００が移動するよう、駆動装置３００を制御する。これによって、経路生成部２１０はより適切な経路を生成することができ、移動体１００は目的地までよりスムーズに移動することができる。

【0060】

なお、占有格子図生成部２０８は、移動体１００の位置からのユークリッド距離に基づいて、図１４に示される第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４から、更に複数の頂点を削除してもよい。以下、この点について詳細に説明する。

【0061】

図１５は、移動体１００の位置からのユークリッド距離に基づく頂点削除処理を説明するための図である。占有格子図生成部２０８は、第２頂点が削除された第１輪郭に含まれる複数の頂点の中から第３頂点を選択する。また、占有格子図生成部２０８は、占有格子図２２６における移動体１００の位置２５８から第３頂点までのユークリッド距離に基づいて、第３頂点を第１輪郭から削除するか否かを判定する。

【0062】

例えば、占有格子図生成部２０８は、図１４に示される第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４に含まれる複数の頂点の中から一つの頂点を第３頂点として選択する。また、占有格子図生成部２０８は、図１５に示されるように、占有格子図２２６における移動体１００の位置２５８から第３頂点までのユークリッド距離に基づき、移動体１００の位置２５８を中心とする楕円２６０の範囲内に第３頂点が含まれるか否かを判定する。占有格子図生成部２０８は、楕円２６０の範囲内に第３頂点が含まれない場合、第３頂点を第１輪郭から削除する。また、占有格子図生成部２０８は、これと同様の処理を、図１４に示される第１群Ｇ１の輪郭２５２と第２群Ｇ２の輪郭２５４に含まれる全ての頂点に対して実行する。これによって、第１輪郭に含まれる頂点の数を更に削減することができる。

【0063】

［フローチャート］
図１６は、制御装置２００によって実行される処理を示すフローチャートの一例である。本フローチャートによる処理は、ユーザの操作によって目的地が設定され、移動体１００の動作の開始が指示されたことに応じて開始される。

【0064】

まず、認識部２０６は、移動体１００の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、移動体１００の周辺に存在する物体の位置を認識する（ステップＳ１００）。例えば、認識部２０６は、カメラ１８０が撮像した画像に基づいて、移動体１００の周辺に存在する物体の位置を認識する。

【0065】

次に、占有格子図生成部２０８は、移動体１００の周辺に存在する物体の位置に基づいて、占有格子図２２６における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定する（ステップＳ１０２）。これによって、例えば、図６に示される占有格子図２２６が生成される。

【0066】

次に、占有格子図生成部２０８は、物体が存在すると判定された格子を含む第１領域Ａ１の輪郭を示す第１輪郭を生成する（ステップＳ１０４）。これによって、例えば、図１０に示されるように輪郭２５２および２５４が生成される。

【0067】

次に、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭よりも頂点数が少なく第１領域Ａ１を包含する第２輪郭を生成する（ステップＳ１０６）。例えば、占有格子図生成部２０８は、図１２、１４、および１５に示されるように、図１０よりも頂点数が少ない輪郭２５２および２５４が生成される。

【0068】

次に、経路生成部２１０は、占有格子図２２６における第２輪郭に囲まれない領域である第２領域Ａ２において移動体１００が進むべき経路を生成する（ステップＳ１０８）。その後、駆動制御部２１２は、経路生成部２１０によって生成された経路に沿って移動体１００が移動するよう、駆動装置３００を制御する（ステップＳ１１０）。

【0069】

次に、制御装置２００は、移動体１００が目的地に到着したか否かを判定する（ステップＳ１１２）。移動体１００が目的地に到着したと判定されなかった場合、制御装置２００は、前述のステップＳ１００に処理を戻す。一方、移動体１００が目的地に到着したと判定された場合、制御装置２００は、本フローチャートによる処理を終了する。

【0070】

以上説明したように、本実施形態の占有格子図生成部２０８は、移動体１００の周辺に存在する物体の位置に基づいて、占有格子図２２６における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定する。また、占有格子図生成部２０８は、物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成する。更に、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭よりも頂点数が少なく第１領域を包含する第２輪郭を、物体の輪郭として生成する。これによって、本実施形態の制御装置２００は、移動体１００の現在地から目的地までの経路を適切に生成することができる。

【0071】

＜第２実施形態＞
前述の第１実施形態では、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭の頂点数を削減することで、第１輪郭よりも頂点数が少ない第２輪郭を生成することとした。一方、第２実施形態では、占有格子図２２６において物体が存在すると判定された領域を線形膨張させ、線形膨張された領域を凸包で囲むことで第１輪郭を生成し、第１輪郭を平行に膨張させた上で凹包で囲むことにより第２輪郭を生成することとする。以下、第２実施形態の詳細について説明する。

【0072】

図１７は、第２実施形態における占有格子図２２６の一例を示す図である。占有格子図生成部２０８は、認識部２０６によって認識された移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、占有格子図２２６における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定する。図１７に示される占有格子図２２６において、黒色の格子２６２は物体が存在すると判定された格子である。

【0073】

次に、占有格子図生成部２０８は、物体が存在すると判定された複数の格子の位置に基づき、線形膨張処理を行う。線形膨張処理は、物体が存在すると判定された格子２６２を含む第１領域を直線的に膨張させる処理である。以下、線形膨張処理について説明する。

【0074】

図１８は、走査用の配列２６４の一例を示す図である。走査用の配列２６４は、線形膨張処理に使用される配列である。走査用の配列２６４は、物体が存在すると判定された第１格子を中心とした第２範囲内の領域を示す配列である。図１８の例では、走査用の配列２６４は、物体が存在すると判定された第１格子を中心とし、この中心から半径ｒ２以内（第２範囲内）の領域を示す配列であることする。なお、第２範囲はこれに限らず、例えば物体が存在すると判定された第１格子を中心としたＮ×Ｎ（Ｎ：自然数）の格子図に含まれる領域としてもよい。

【0075】

具体的に、占有格子図生成部２０８は、物体が存在すると判定された複数の格子２６２のうちの一つを第１格子として選択し、第１格子を中心とする走査用の配列２６４を作成する。次に、占有格子図生成部２０８は、作成した走査用の配列２６４内に、物体が存在すると判定された、第１格子とは異なる第２格子が存在するか否かを判定する。そして、走査用の配列２６４内に、物体が存在すると判定された、第１格子とは異なる第２格子が存在する場合、占有格子図生成部２０８は、第１格子と第２格子とを直線で結ぶ領域に対して物体が存在すると判定することで、第１領域を直線的に膨張させる。

【0076】

図１９は、線形膨張処理が行われた占有格子図２２６の一例を示す図である。格子２６６は、線形膨張処理によって膨張された領域の格子である。このように、占有格子図生成部２０８は、物体が存在すると判定された第１格子を中心とした第２範囲内（走査用の配列２６４の範囲内）に、物体が存在すると判定された、第１格子とは異なる第２格子が存在する場合、第１格子と第２格子とを直線で結ぶ領域に対して物体が存在すると判定することで、第１領域（物体が存在すると判定された格子を含む領域）を直線的に膨張させる。占有格子図生成部２０８は、線形膨張処理を、図１７において物体が存在すると判定された複数の格子の各々に対して実行する。

【0077】

図２０は、第１輪郭を生成するとともに、第１輪郭を平行に膨張させる処理を説明するための図である。占有格子図生成部２０８は、線形膨張処理によって膨張された第１領域の複数の頂点を検出する。第１領域の頂点を検出する処理は、第１実施形態の図７～図９に示される処理と同じであってよい。また、占有格子図生成部２０８は、検出した第１領域の複数の頂点を凸包で接続することにより第１輪郭を生成する。図２０の例では、輪郭２６８、２７０、および２７２が、占有格子図生成部２０８によって生成された第１輪郭である。

【0078】

次に、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭に含まれる複数の直線の各々に対応する複数の平行線を生成し、複数の平行線を接続することで第１領域を膨張させる。これによって、輪郭２６８は輪郭２７４に膨張し、輪郭２７０は輪郭２７６に膨張し、輪郭２７２は輪郭２７８に膨張することとなる。

【0079】

なお、図２１に示されるように、所定面積以下の微小な領域を平行線で膨張させようとすると、占有面積に対して大きく頂点が飛び出してしまう場合がある。このため、占有格子図生成部２０８は、微小な領域に対しては、重心からのユークリッド距離を使用して膨張させる重心膨張を行ってもよい。

【0080】

占有格子図生成部２０８は、膨張させた第１領域（輪郭２７４、２７６、および２７８に囲まれる領域）を凹包で接続することにより、第２輪郭を生成する。図２０に示されるように、輪郭２７４と輪郭２７６とは隣接しているが、膨張させた第１領域を凹包で接続する処理が行われると、輪郭２７４と輪郭２７６とが一体化することとなる。

【0081】

図２２は、第２実施形態における第２輪郭の一例を示す図である。膨張させた第１領域を凹包で接続する処理が行われると、図２２に示されるように、輪郭２８０および輪郭２８２が第２輪郭として生成される。

【0082】

このように、占有格子図生成部２０８は、第１輪郭（輪郭２６８、２７０、２７２）よりも頂点数が少なく第１領域を包含する第２輪郭（輪郭２８０、２８２）を、物体の輪郭として生成する。経路生成部２１０は、占有格子図２２６における第２輪郭に囲まれない領域である第２領域Ａ２において移動体１００が進むべき経路を生成する。駆動制御部２１２は、経路生成部２１０によって生成された経路に沿って移動体１００が移動するよう、駆動装置３００を制御する。これによって、経路生成部２１０はより適切な経路を生成することができ、移動体１００は目的地までよりスムーズに移動することができる。

【0083】

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識し、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成し、
前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成し、
前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定し、
物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成し、
前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する、
制御装置。

【0084】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0085】

１００ 移動体
２００ 制御装置
２０６ 認識部
２０８ 占有格子図生成部
２１０ 経路生成部
２１２ 駆動制御部
２１４ 第２制御部
２２０ 記憶部
２２６ 占有格子図
３００ 駆動装置

【要約】

【課題】移動体の現在地から目的地までの経路を適切に生成すること。
【解決手段】移動体の周辺の状況が撮像された画像に基づいて、前記移動体の周辺に存在する物体の位置を認識する認識部と、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、複数の格子を含む占有格子図を生成する占有格子図生成部と、前記占有格子図において示される物体の輪郭に基づいて、前記移動体が進むべき経路を生成する経路生成部と、を備え、前記占有格子図生成部は、前記移動体の周辺に存在する物体の位置に基づいて、前記占有格子図における複数の格子の各々に対して、物体が存在するか否かを判定し、物体が存在すると判定された格子を含む第１領域の輪郭を示す第１輪郭を生成し、前記第１輪郭よりも頂点数が少なく前記第１領域を包含する第２輪郭を、前記物体の輪郭として生成する、制御装置。
【選択図】図３

【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】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】