JP2018017900A - 地図作成方法及び地図作成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動ルートからの離間距離に応じた信頼性情報を生成して、障害物の信頼性を認識し、走行体の好適走行に供する。【解決手段】地図作成装置１は、タブレット１０と、駆動車輪２２を走行体２０と備える。走行体２０は、レーザ光を周囲に出力して障害物までの距離及び方向を計測するＬＲＦ４０と、計測された障害物までの距離及び方向に基づいて、障害物の位置をマッピングしてマップ情報を生成するマップ情報生成部（３０２，３０３０，３０４）と、マップ情報を生成した際に移動体を移動させた移動ルートを判定する走行ルート判定部３０５と、マップ情報における信頼性評価点に対して、移動ルートからの離間距離を算出する離間距離算出部３０６と、前記マップ情報における信頼性評価点に対して、離間距離算出部３０６により算出された離間距離に応じた信頼性情報を生成する信頼性情報生成部３０７とを備える。【選択図】図３

Description

本発明は、周囲の障害物を検知するセンサを備えた移動体を移動させて周囲の地図を作成する地図作成方法及び地図作成装置に関する。

従来、障害物までの方位と距離の計測が可能なレーザ距離センサを移動させながら計測することにより、センサの周囲の障害物の位置を画像として自動的に生成する地図画像生成装置及び方法が提案されている（例えば特許文献１）。より具体的には、レーザ距離センサを搭載した移動型ロボットを移動させ、移動の前後の各測定位置において、周囲の障害物までの方位と距離の計測値をそれぞれ取得し、計測値に基づいて障害物の占有位置を示す画像をグリッド画像としてそれぞれ生成する。そして、移動の前後の各グリッド画像の情報を統合することにより地図画像を生成するものである。

特開２００５−３２６９４４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の地図画像生成装置は、レーザ光を周囲に走査して障害物に対する方位と距離の計測を行うと共に、得られた測定データに基づき周辺の各障害物の占有位置を示す画像をグリッド画像として生成するものであるが、測定の際の測定位置から各障害物までの位置関係には様々な場合があるため、グリッド画像中の各障害物の占有位置には、測定の際の測定位置から障害物までの測定距離が大きい測定データに基づくものと小さい測定データに基づくものとが混在する。ここで、一般的に、測定装置においては測定距離が大きくなるほど測定精度が低下する傾向がある。このため、グリッド画像中の各障害物の占有位置の間で測定結果の信頼性にばらつきが生じることとなる。

本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、信頼性情報を含むマップ情報の作成が可能な地図作成方法及び地図作成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る地図作成装置は、移動機構を備えた移動体と、前記移動体に設けられ、ビームを周囲に向けて送信し、周囲の障害物から帰来した反射ビームを受信して前記障害物までの距離及び方向を計測するセンサ部と、前記移動体を移動させながら前記センサ部により計測された、前記障害物までの距離及び方向に基づいて、前記障害物の位置をマッピングしてマップ情報を生成するマップ情報生成部と、前記マップ情報を生成した際に前記移動体を移動させた移動ルートを判定する移動ルート判定部と、前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記移動ルートからの離間距離を算出する離間距離算出部と、前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記離間距離算出部により算出された離間距離に応じた信頼性情報を生成する信頼性情報生成部とを備えたものである。

また、本発明に係る地図作成方法は、移動体の移動中に、前記移動体に設けられたセンサ部によりビームを周囲に向けて送信し、周囲の障害物から帰来した反射ビームを受信して前記障害物までの距離及び方向を計測する計測ステップと、前記計測ステップで計測された、前記障害物までの距離及び方向に基づいて、前記障害物の位置をマッピングしてマップ情報を生成するマップ情報生成ステップと、前記マップ情報を生成した際に前記移動体を移動させた移動ルートを判定する移動ルート判定ステップと、前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記移動ルートからの離間距離を算出する離間距離算出ステップと、前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記離間距離算出ステップにより算出された離間距離に応じた信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップとを備えたものである。

これらの発明によれば、移動体の移動中に、前記移動体に設けられたセンサ部によりビームが周囲に向けて送信され、周囲の障害物から帰来した反射ビームが受信され、これにより前記障害物までの距離及び方向が計測される。計測された前記障害物までの距離及び方向に基づいて、前記障害物の位置をマッピングしてマップ情報が生成される。前記マップ情報が生成される際に前記移動体を移動させた移動ルートが判定され、すなわち特定される。そして、前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記移動ルートからの離間距離に応じた信頼性情報が生成される。生成された信頼性情報は、そのままの情報として利用に供される他、例えば表示されて利用に供される。従って、移動ルートからの離間距離に応じた信頼性情報を生成して、利用することで障害物の信頼性を認識し得、さらに移動体の好適走行に供することが可能となる。

また、前記離間距離が大きいほど信頼性を低く算出するようにしたので、実際に則した信頼性の利用が可能となる。

また、前記マップ情報を生成する際に移動中の前記移動体の自己位置を連続的に判定して記録する記録部を備え、前記移動ルート判定部は、前記記録部に記録された情報に基づき前記移動ルートを判定するものである。この構成によれば、移動ルートを記憶部に記憶することで、地図作成モード後において、必要に応じて信頼性情報を生成することが可能となる。

また、前記マップ情報生成部により作成されたマップ情報を表示する表示部と、前記マップ情報に対応して前記信頼性情報を前記表示部に表示する表示制御部とを備えたものである。この構成によれば、生成されたマップ情報及び前記マップ情報に対応して前記信頼性情報が表示部に表示されるので、マップ情報と信頼性情報との関係乃至は対応が視認容易となる。

また、前記移動体の移動ルートを設定する携行型の操作部を備え、前記操作部は、前記表示部及び前記表示制御部を備えたものである。この構成によれば、静止位置で表示画像を観察しながら、走行体の移動を遠隔操作できる。

また、前記移動体の移動ルートを設定する携行型の操作部を備え、前記操作部は、前記マップ情報生成部、前記信頼性情報生成部、前記表示部及び前記表示制御部を備えたものである。この構成によれば、走行体側の機能部、特にソフトウェアの負担を軽減することが可能となる。

また、前記信頼性情報生成部は、前記信頼性情報として、前記移動ルートから前記障害物の各位置までの前記離間距離方向を複数に区分し、区分毎に異なる表示形態を設定したものである。この構成によれば、信頼性情報の高低の視認が容易となる。

また、前記移動ルートからの離間距離が大きい程、輝度を低減するものである。この構成によれば、信頼性が低い程、輝度が低くなるように設定したので、人の感覚に対応したものとなる。

また、前記障害物の全ての位置に対する、高い信頼性情報及び低い信頼性情報の一方が対応付けられた前記障害物の位置の数との比率を地図精度情報として算出する地図精度算出部を備え、前記表示制御部は、算出した前記地図精度情報を前記表示部に表示するものである。この構成によれば、地図の精度が容易に認識される。

また、前記表示部に表示されたマップ情報の一部に対する修正指示を受付けて、マップ情報を修正する第１のマップ情報修正部を備えたことを特徴とする。この構成によれば、例えば現場を観察しつつ、より正確に、あるいは無視し得るような空間に対してのマップ情報の手直しができるように、ユーザからの操作を受付けてマップ情報の一部について修正し得るようになる。このため、信頼性情報の低い箇所への修正指示の他、信頼性情報の高低と関係なく、所望する箇所のマップ情報が修正可能となる。従って、より正確にマップ情報が手直しされ得る。

また、前記マップ情報のうち前記信頼性情報が低い障害物の情報を修正する第２のマップ情報修正部を備えたことを特徴とする。この構成によれば、マップ情報が自動的に修正され得るようにしたので、信頼性情報の低い箇所存在すると自動的に、あるいはユーザからの自動修正指示を受付けるなどして、より正確に近いマップ情報への修正が実行される。なお、この場合、修正した情報の信頼性情報を高く変更するようにしてもよい。

また、前記マップ情報のうち前記信頼性情報が低い情報を消去するマップ情報消去部を備えたことを特徴とする。この構成によれば、例えばマップ情報を表示した場合に、表示されたマップ情報は全て信頼性情報の高い箇所として一律に認識し得る。

また、前記表示部に表示されたマップ情報中に作業用移動体の作業用移動ルートを設定する作業用移動ルート設定部を備え、前記作業用移動ルート設定部は、作業用移動ルートが前記信頼性情報の低い障害物の位置の近傍を通過する設定か否かを判定し、判定が肯定された場合、前記設定を規制するものである。この構成によれば、作業用移動ルートが信頼性情報の低い障害物の位置の近傍を通過する場合、走行体が障害物に衝突するなどして、作業の中断を招く虞が高くなることから、かかる信頼性情報の低い経路の通過を無効、禁止、変更する等の規制処理を施すことが可能となる。この場合、信頼性の高い経路に切り替えるようにしてもよい。

本発明によれば、移動ルートからの離間距離に応じた信頼性情報を生成して、障害物の信頼性を認識し、移動体の好適移動に供することができる。

本発明に係る地図作成装置の外観斜視図である。 レーザ光の送受信、及び離間距離と信頼性との関係を説明する図である。 地図作成装置の一実施形態を示すブロック図である。 作業領域内のマップ画像の一例を示す平面図である。 走行ルートからの離間距離が設定距離より小さいか大きいかで２区分した状態を説明する説明図である。 図４の平面図に、第１実施形態に係る信頼性情報を表示した図である。 図４の平面図に、第２実施形態に係る信頼性情報を表示した図である。 図６の平面図に、第３実施形態に係る信頼性情報を表示した図である。 図６の平面図に、作業時での走行ルート設定状況を説明する図である。 地図作成・信頼性情報表示処理の一実施形態を説明するフローチャートである。

図１に示すように、地図作成装置１は、床面を移動する走行体２０と、走行体２０の移動を遠隔操作する操作部である、例えば携行型のタブレット１０とを備えている。走行体２０は、タブレット１０によって遠隔操作される機能を備えたものであるが、併せて自律走行可能な機能を備えていてもよい。走行体２０は、基台２１と、左右の駆動車輪２２と、従動の後輪２３とを備えている。走行体２０は、左右の駆動車輪２２がそれぞれのモータ５１（図３参照）で駆動されることで、床面上を自在に走行する。基台２１上の進行方向前側には、周囲の障害物までの距離を計測するセンサ、例えばレーザレンジセンサ（Laser Range Finder；以下、ＬＲＦという。）４０が搭載されている。また、基台２１の上面適所には制御ユニット部２００が配置されている。

なお、図１では示していないが、基台２１の上面側には作業目的にあった部材、例えば清掃ロボットであれば、ゴミ吸引器やウェット洗浄部等の作業ユニットが搭載されていてもよい。また、走行体２０は、種々の態様が採用可能である。以下では、清掃用のロボットを例示して説明するが、その他の例として、指定された領域内で作業を行う、車輪その他の移動機構を備えた各種の作業ロボット機器（警備ロボット、家事支援ロボット、動物型ロボット等）でもよい。

タブレット１０は、画像が表示される表示部１１と、ユーザの入力操作を受付ける入力部１２とを少なくとも備えている。入力部１２は、公知のように透明薄層の感圧素子が表示部１１に積層されたタッチパネルが採用された態様でもよく、この場合、表示画面に表示されるボタン等に対してタッチ操作を行うことで、入力操作が可能となる。画面に表示される予め設定された各種ボタン等と実行される機能とを対応付けておくことで、入力内容に応じた機能の実行が指示される。なお、表示部１１への画像の表示処理は、表示制御部１１１（図３参照）によって行われる。タブレット１０は、無線あるいは有線を介して、走行する走行体２０との間で種々の情報を近距離通信可能にされている。

ＬＲＦ４０は、図２に示すように、レーザ光Ｌを水平面内で放射状にスキャンしながら出力すると共に、周囲の壁などの障害物８０で反射し、帰来した反射光を受光して、各出力方向について障害物８０までの距離を、ＴＯＦ（Time of Flight）の原理に従って計測する。ＬＲＦ４０は、光学式のレーザ光送受部４１（図３参照）を回転軸周りに回転させながらレーザ光Ｌの送受信を行う。ＬＲＦ４０のスキャン範囲は、進行方向前方を基準に左右に所定角度範囲である。本実施形態では、レーザ光Ｌは、基準から左右１００度までのスキャン範囲を１度毎に出力する。スキャン範囲に対する測定周期は、例えば５０ｍｓ（ミリ秒）とし、必要に応じて間引き処理を可能にしている。ＬＲＦ４０は、各測定方向の情報と測離情報とを対応させて、測定周期毎に距離情報出力部４２を介して制御部３０に出力する（図３参照）。

ところで、図２に示すように、放射状に出射されるレーザ光Ｌは、出射点から離れるにつれて隣接するレーザ光Ｌとの間の距離が大きくなる。すなわち、ある方位分解能（本実施形態では、１度）の元では、出射点からの距離が大きくなるほど、方位方向の測距精度は低下する。例えば、図２において、出射点から２倍の距離関係にある位置Ｄ１，Ｄ２では、近い側Ｄ１では、方位方向の分解能距離はｄ１であり、これに対して遠い側Ｄ２ではｄ１の２倍のｄ２となるから、すなわち測距情報の信頼性は低下する。この例では、障害物８０の上端８０１が約ｄ２の寸法範囲で誤差となる。なお、距離が大きくなると、レーザレベルの低下に起因し、距離方向の精度も低下すると思われる。分解能距離レーザ光のレベルそこで、後述するように、かかる信頼性に関する情報を生成してユーザの操作に供するようにしている。

図３において、地図作成装置１の走行体２０は、制御部３０、ＬＲＦ４０及び駆動部５０を備えると共に、記憶部６０を備えている。制御部３０は、例えばプロセッサ（ＣＰＵ）を備えたマイクロコンピュータ等で構成されている。

レーザ光送受部４１は、前述したように、周囲にレーザ光を出力すると共に障害物８０から帰来したビーム光を受光して測距を行い、各方向と測距情報とを対応付けて一時的に記憶すると共に、測定１周期分の計測結果を距離情報出力部４２を介して制御部３０に出力する。

駆動部５０のエンコーダ５２は左右の駆動車輪２２に対応して設けられ、各駆動車輪２２の回転量を継続的に計測するものである。左右の計測結果から、左右の駆動車輪２２の移動量を算出して、走行体２の移動距離及び移動方向を周期的に測定する。

記憶部６０は、各種の情報を一時的に格納するもので、測定情報記憶部６１、ノード情報記憶部６２、マップ情報記憶部６３、走行ルート情報記憶部６４、及びワークエリアを有する。

制御部３０は、制御プログラム記憶部６０１に格納された制御プログラムを記憶部６０のワークエリアに読み出して実行することで、走行制御部３００、測距制御部３０１、ノード情報生成部３０２、マップマッチング部３０３、地図作成部３０４、走行ルート判定部３０５、離間距離算出部３０６、信頼性情報生成部３０７、地図精度算出部３０８、マップ情報修正部３０９及び作業用移動ルート設定部３１０として機能する。

走行制御部３００は、自律走行型でもよいが、以下ではタブレット１０からの操作指令に従って走行するタイプとして説明する。タブレット１０は、少なくとも地図作成モードが準備されている。地図作成モードでは、表示部１１に、作業領域ＷＡ（図４参照）となる地図作成対象空間を含むマップ空間が所定の形式で、例えば方位を基準にした平面図の画像が表示されると共に、走行方向及び走行速度のうち、少なくとも走行方向を操作指示（操縦）するボタンが表示される。タブレット１０は、操作指示に応じた指令信号を走行体２０に送信する。走行制御部３００は、タブレット１０からの前記操作指令を受けて、左右のモータ５１の回転量等を制御して走行体２０の走行方向を変更などする。ユーザは地図作成対象空間を観察しながら走行体２０の走行を制御することで、壁その他の物体である障害物８０を避けながら走行する。エンコーダ５２は周期的にモータ５１の回転量を測定し、走行量情報として測定情報記憶部６１に記憶する。

測距制御部３０１は、地図作成モードにおいて、走行制御部３００によって走行されながら、所定の周期でＬＲＦ４０を動作させて、周囲の障害物８０の存否及び距離を計測する。測距制御部３０１は、１スキャン毎に取得された各方向の距離情報を距離情報出力部４２を経て測定情報記憶部６１に記憶する。

ノード情報生成部３０２、マップマッチング部３０３及び地図作成部３０４は、後述するＳＬＡＭ（Simultaneous Localization And Mapping）処理を実行する機能部を構成する。地図作成モードでは、自己位置を推定しつつ地図を作成する、公知のＳＬＡＭ処理を用いることができる。ＳＬＡＭ処理は、走行と連動して、走行体２０の移動距離と方向とを計算して走行体２０の位置を計算するオドメトリ処理、ノード情報の生成処理、スキャンマッチ処理及び地図生成処理を繰り返し実行するもので、これによって地図が順次作成される。

より具体的には、ノード情報生成部３０２は、ＬＲＦ４０で測定された各方向の距離情報及びエンコーダ５２で測定された回転量情報から、各方向における壁等の障害物８０の位置及びオドメトリ処理によって計算した自己位置を表すノードとよばれる、所定のタイミングにおけるローカル地図をドットＤＰ（図４参照）の集合として生成する。生成されたノード情報は、その都度、ノード情報記憶部６２に記憶される。

マップマッチング部３０３は、順次新たに生成されたノードを前回までにつなぎ合わされたノードにつなぎ合わせるものである。マップマッチング部３０３は、順次得られた各ノードをつなぎ合わせていく際に、各ノードに示されている自己位置を中心に、各ノード情報での、障害物８０の位置（ドットＤＰ）同士が最も重なり合う位置を見つける、いわゆるスキャンマッチ処理を行う。これにより、各ノード同士を高い精度でつなぎ合わせることが可能となる。

地図作成部３０４は、測定範囲外形相当の面積を持つ予め用意した空のマップ画像上に、マップマッチング部３０３によって新たなノードをつなぎ合わせる毎に、新たなノードにおける障害物８０の位置（ドットＤＰ）を描く。作成されたマップ画像はマップ情報としてマップ情報記憶部６３に記憶される。地図作成部３０４は、空のマップ画像内に描いた障害物８０の位置よりも自己位置側に近い領域を、走行体２０の走行領域７０（図４参照）として認識し、反対側を障害物８０の領域と認識する。これにより、地図作成部３０４は、走行領域７０と障害物８０とを含むマップ画像として作成される。

図４は、地図作成部３０４によって作成されたマップ画像の一例を示す平面図で、作業領域ＷＡ内には、走行領域７０とドットＤＰの集合からなる障害物８０とが表示されている。なお、図４中、障害物８０のドットＤＰに対応して、中間色で示されている領域は、理解を助けるために、実際の障害物の部分を示したもので、表示部１１には表示されない。また、ドットＤＰの個数は、説明の便宜上のもので、必ずしも正確ではない。走行体２０は、走行領域７０内を走行ルート７０１のように、走行開始点ＳＰから矢印方向に沿って１周している。

走行ルート判定部３０５、離間距離算出部３０６及び信頼性情報生成部３０７は、作成された地図の信頼性に関する情報を生成する処理を実行する。

走行ルート判定部３０５は、地図作成部３０４で作成されたマップ情報のうちから、後述する信頼性情報の生成に際して必要となる走行体２０の走行ルート７０１の情報を判定して特定し、走行ルート情報記憶部６４に記憶する。走行ルート情報は、例えば各ノードでの走行体２０の位置及び前後のノード情報から求まる走行方向の情報を含む。

離間距離算出部３０６は、マップ情報における信頼性評価点（信頼性を評価する対象となる位置）に対して、走行ルート７０１上の各位置からの距離、すなわち走行ルート７０１に直角な方向へ向かう、走行ルート７０１からの距離情報を算出するものである。

信頼性情報生成部３０７は、マップ情報における信頼性評価点に対して、離間距離算出部３０６によって算出された走行ルートに直角な方向における距離が予め設定された設定距離より近い側か遠い側かの区分を行う。区分は、走行ルート７０１からの離間距離情報、すなわち図２で説明した、方位方向の分解能距離の大小に対応することから信頼性情報として扱うことができる。なお、設定距離は１個の他、複数個でもよい。この場合、各区分に応じた信頼性情報が生成される。なお、信頼性情報は、離間距離が小さいほど高く、離れる程低くなるように設定される。また、信頼性情報は、マップ画像上に表示する態様以外で利用することができ、さらに後述するように、地図作成モード後の作業モード時等における部分修正において利用する態様でもよい。

図５は、走行ルート７０１からの離間距離が設定距離ｄ０より小さいか大きいかで２区分した状態を示す説明図である。図５では、矢印で示すように右方に走行する場合を想定しており、走行ルート７０１の右側では境界９Ｒで区分され、走行ルート７０１の左側では境界９Ｌで区分されている。設定距離ｄ０より近い方の領域を第１区分９１とし、遠い方の領域を第２区分９２とする。

また、信頼性情報生成部３０７は、信頼性情報を表示する場合の表示形態として、各区分９１，９２に対して異なる表示形態を設定する。例えば、第１区分９１の輝度は高い信頼性を示すものとして通常表示（例えば地色での表示）とし、一方、第２区分９２については、相対的に低い信頼性を示すものとして輝度を相対的に低減させるようにすることができる。あるいは、識別可能な範囲で、輝度の他、彩度、色相を変更したり、他色との混合割合を変更したりする態様でもよい。更に区分に応じて点滅表示等を採用してもよい。

図６は、第１実施形態に係る信頼性情報の表示態様を示している。図６では、図４のマップ画像に区分９１，９２を対応して重畳表示したものである。区分９１は通常表示とし、区分９２は輝度を低減して表示し、これにより信頼性の低い領域を識別容易としている。

なお、区分数は２個に限らず、それ以上でもよい。図７は、第２実施形態に係る信頼性情報の表示態様を示している。図７では、図４のマップ画像に設定距離ｄ０，ｄ１（＞ｄ０）によって３つの区分９１，９２，９３を設定したものである。区分９１，９２，９３は離間距離が遠い程、例えば輝度を順次低減して表示し、これにより各区分を識別容易としている。

地図精度算出部３０８は、マップ画像上の障害物のドットＤＰの個数のうち、信頼性の高い区分（領域）に含まれているドットＤＰの個数との比率を算出するもので、地図全体の信頼性に関する精度を示すものである。なお、地図精度は、全体のドット数と信頼性の低い区分に含まれるドットの個数との比率で表現してもよい。また、地図全体の地図精度に相当する情報であれば、比率以外の表示形態でもよい。

図８は、第３実施形態に係る信頼性情報の表示態様を示している。図８では、マップ画像全体における信頼性に関する地図精度を表示している。画面の適所には表示枠１０１が設けられ、地図精度が比率（％）で数値表示されている。表示枠１０２は、必要に応じて設定されるもので、ユーザによって位置、サイズが指定可能である。表示枠１０２内に含まれるドットＤＰは地図精度の比率を算出する際に計算対象外として扱われる。例えば、マップ画像内で予め作業対象とされていないとか、信頼性の低い領域に対して、当該領域の信頼性情報を計算上除外する場合に利用し得る。

マップ情報修正部３０９は、修正モードを選択し、この修正モードにおいて、表示部１１に表示されたマップ情報のうち主に信頼性情報が低い区分に含まれる障害物の位置に対する修正指示を、タッチパネルである入力部１２によって例えば画面上をなぞることで、その位置を受け付けて、修正指示された線画にマップを書き替え、また、書き替えられた障害物を含む区分に対し、必要に応じて低い信頼性情報を高い信頼性情報に変更してもよい。この場合、マップ情報修正部３０９は、第１のマップ情報修正部として機能する。例えば区分９２であれば区分９１（または区分９３であれば区分９１）に変更する。なお、マニュアル操作指示の場合、信頼性情報が低い区分内の修正に限定されるものではなく、その他の領域に対しても修正指示を行うようにしてもよい。

また、修正モードは、マニュアル操作指示の他に、自動修正を行う態様を備えてもよい。この場合、マップ情報修正部３０９は、第２のマップ情報修正部として機能する。自動修正では、マップ情報のうち、信頼性情報が低い区分に含まれる障害物の位置に対する修正処理を実行する。あるいは、ユーザからの自動修正指示を受付けるなどして、修正処理を実行する、また、修正された区分乃至は領域について、必要に応じて低い信頼性情報を高い信頼性情報に変更してもよい。

また、マップ情報修正部３０９は、マップ情報のうち信頼性情報が低い情報乃至は区分の情報を消去するマップ情報消去部として機能することができる。この場合、信頼性情報の低い区分などを消去することで、例えばマップ情報を表示した場合に、表示されたマップ情報は全て信頼性情報の高い箇所として一律に認識し得る。

作業用移動ルート設定部３１０は、地図作成モード終了後に設定可能な作業モードの開始に当たり、マップ画像を表示部１１に表示すると共に、表示されたマップ画像中に、走行体２０と同様の走行機能部を備え、かつ作業ユニットを搭載した作業用走行体に対して、入力部１２を介して作業用移動ルートを、自動であるいはマニュアルで設定するものである。作業用移動ルート設定部３１０は、作業用移動ルートが信頼性情報の低い障害物の位置の、例えば区分９２，９３内を通過（経由）する設定となっているか否かを判定し、区分９２，９３内を通過する設定となっている場合、設定を規制、すなわち、その旨を報知し、設定の無効、禁止、乃至はその部分についてルートの変更を催促し又は指示し、信頼性のより高い区分９１を通るルートに、マニュアルで、又は自動で修正する。

図９は、作業モードにおいてマップ画像上に表示された作業用移動ルートの修正を説明するものである。図９において、予め設定された作業用移動ルート１０３が作業ポイントＷＯＰに向かう途中で、信頼性の低い領域である区分９２を通過している。そこで、その旨の報知を受けて、修正モードでマニュアルによって信頼性の高い領域である区分９１を経由するようにルート１０４の変更を指示する。

図１０は、地図作成・信頼性情報表示処理の一実施形態を説明するフローチャートである。図１０において、まず、走行体２０の移動制御及びＬＲＦ４０の動作が開始される（ステップＳ１）。次いで、周期的にエンコーダ５２による計測結果及びＬＲＦ４０による測距結果からノード情報が作成される（ステップＳ３）、次いで、新たなノード情報を利用して、マップマッチングが実行され（ステップＳ５）、マップ情報に基づいて、平面視でのマップ画像である地図が作成されて、表示部１１に表示される（ステップＳ７）。次いで、走行体２０が１周して戻ってきたなどにより地図作成処理が終了したか否かが判断され（ステップＳ９）、終了していなければ、ステップＳ３に戻って同様な処理が繰り替えされる。

一方、地図作成処理が終了した場合、走行ルート７０１の作成処理が実行され（ステップＳ１１）、離間距離の算出（ステップＳ１３）、及び信頼性情報生成処理が実行される（ステップＳ１５）。次いで、信頼性情報を表示部１１のマップ画像に対応して重畳表示するか否かが判断され（ステップＳ１７）、入力部１２を介して重畳表示する旨の指示が入力された場合、信頼性情報が表示部１１に表示され（ステップＳ１９）、そうでなければ、ステップＳ１９をスキップして、本フローを終了する。なお、上記処理において、ステップＳ１７をスキップするようにしてもよい。

なお、本実施形態では、走行ルートの直角な方向に区分けする区分９１，９２，９３を設定距離ｄ０，ｄ１で決めたが、障害物８０までの離間距離に応じて障害物８０の信頼性情報を設定する態様としてもよい。この場合、障害物８０のマップ画像であるドットＤＰの輝度等を信頼性情報に対応して変更するようにすればよい。

また、前記実施形態では、制御部３０を走行体２０側に設けたが、制御部３０の機能部の全て又は一部をタブレット１０側に設けてもよい。

また、測距センサとしてレーザ光の利用に代えて超音波ビームを送受信することで、障害物までの距離を測定するものでもよい。

また、タブレット１０の持つ機能部を備えた走行体２０とした態様でもよい。また、地図作成モードの開始時に、走行予定ルートあるいは大まかな走行予定ルートを予め設定する態様とすることもでき、また、障害物との距離を設定範囲内に維持しつつ走行する設定条件下で自律走行する態様でもよい。また、ドットＤＰを結んで障害物８０を線画に変換する機能部を持たせてもよい。

また、上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０ タブレット
１１ 表示部
１１１ 表示制御部
１２ 入力部（操作部）
２０ 走行体（移動体）
３０ 制御部
３００ 走行制御部
３０１ 測距制御部
３０２ ノード情報生成部（マップ情報生成部）
３０３ マップマッチング部（マップ情報生成部）
３０４ 地図作成部（マップ情報生成部）
３０５ 走行ルート判定部（移動ルート判定部）
３０６ 離間距離算出部
３０７ 信頼性情報生成部
３０８ 地図精度算出部
３０９ マップ情報修正部
３１０ 作業用移動ロード設定部
４０ ＬＲＦ（センサ部）
５０ 駆動部（移動機構）
６０ 記憶部
７０ 走行領域
７０１ 走行ルート
８０ 障害物
９１，９２，９３ 区分
１０１ 表示枠
１０２ 表示枠
ＷＡ 作業領域

Claims (15)

1. 移動機構を備えた移動体と、
   前記移動体に設けられ、ビームを周囲に向けて送信し、周囲の障害物から帰来した反射ビームを受信して前記障害物までの距離及び方向を計測するセンサ部と、
   前記移動体を移動させながら前記センサ部により計測された、前記障害物までの距離及び方向に基づいて、前記障害物の位置をマッピングしてマップ情報を生成するマップ情報生成部と、
   前記マップ情報を生成した際に前記移動体を移動させた移動ルートを判定する移動ルート判定部と、
   前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記移動ルートからの離間距離を算出する離間距離算出部と、
   前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記離間距離算出部により算出された離間距離に応じた信頼性情報を生成する信頼性情報生成部とを備えた地図作成装置。
2. 前記信頼性情報生成部は、前記離間距離が大きいほど信頼性を低く算出する請求項１に記載の地図作成装置。
3. 前記マップ情報を生成する際に移動中の前記移動体の自己位置を連続的に判定して記録する記録部を備え、
   前記移動ルート判定部は、前記記録部に記録された情報に基づき前記移動ルートを判定する請求項１又は２に記載の地図作成装置。
4. 前記マップ情報生成部により作成されたマップ情報を表示する表示部と、
   前記マップ情報に対応して前記信頼性情報を前記表示部に表示する表示制御部とを備えた請求項１〜３のいずれかに記載の地図作成装置。
5. 前記移動体の移動ルートを設定する携行型の操作部を備え、
   前記操作部は、前記表示部及び前記表示制御部を備えた請求項４に記載の地図作成装置。
6. 前記移動体の移動ルートを設定する携行型の操作部を備え、
   前記操作部は、前記マップ情報生成部、前記信頼性情報生成部、前記表示部及び前記表示制御部を備えた請求項４に記載の地図作成装置。
7. 前記信頼性情報生成部は、前記信頼性情報として、前記移動ルートから前記離間距離方向を複数に区分し、区分毎に異なる表示形態を設定した請求項４〜６のいずれかに記載の地図作成装置。
8. 前記表示形態は、前記移動ルートからの離間距離が大きい程、輝度を低減するものである請求項７に記載の地図作成装置。
9. 前記障害物の全ての位置に対する、高い信頼性情報及び低い信頼性情報の一方が対応付けられた前記障害物の位置の数との比率を地図精度情報として算出する地図精度算出部を備え、
   前記表示制御部は、算出した前記地図精度情報を前記表示部に表示する請求項３〜８のいずれかに記載の地図作成装置。
10. 前記表示部に表示されたマップ情報の一部に対する修正指示を受付けて、マップ情報を修正する第１のマップ情報修正部を備えたことを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載の地図作成装置。
11. 前記マップ情報のうち前記信頼性情報が低い障害物の情報を修正する第２のマップ情報修正部を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の地図作成装置。
12. 前記マップ情報のうち前記信頼性情報が低い情報を消去するマップ情報消去部を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の地図作成装置。
13. 前記表示部に表示されたマップ情報中に作業用移動体の作業用移動ルートを設定する作業用移動ルート設定部を備え、
    前記作業用移動ルート設定部は、作業用移動ルートが前記信頼性情報の低い障害物の位置の近傍を通過する設定か否かを判定し、判定が肯定された場合、前記設定を規制する請求項４〜９のいずれかに記載の地図作成装置。
14. 移動体の移動中に、前記移動体に設けられたセンサ部によりビームを周囲に向けて送信し、周囲の障害物から帰来した反射ビームを受信して前記障害物までの距離及び方向を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップで計測された、前記障害物までの距離及び方向に基づいて、前記障害物の位置をマッピングしてマップ情報を生成するマップ情報生成ステップと、
    前記マップ情報を生成した際に前記移動体を移動させた移動ルートを判定する移動ルート判定ステップと、
    前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記移動ルートからの離間距離を算出する離間距離算出ステップと、
    前記マップ情報における信頼性評価点に対して、前記離間距離算出ステップにより算出された離間距離に応じた信頼性情報を生成する信頼性情報生成ステップとを備えた地図作成方法。
15. 生成されたマップ情報、及び前記マップ情報に対応して前記信頼性情報を表示部に表示する表示ステップを備えた請求項１４に記載の地図作成方法。