JP2019148870A - 移動体管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】移動体と、移動体に指令を送る運行管理装置との通信を維持するための技術を提供する。【解決手段】移動体管理システム（１００、２００）は、各々が、誘導指令に従って移動する複数の移動体（１０）と、各移動体に誘導指令を送信する運行管理装置（５０）と、各移動体と無線によって接続され、かつ、運行管理装置と無線または有線によって接続されて、各移動体と運行管理装置との間の通信を中継する少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイント（２）とを有する。各移動体は、所定のワイヤレスアクセスポイントと通信することによって通信状態を示す状態データ（３２）を生成して、所定のワイヤレスアクセスポイントを介して外部に送信する。運行管理装置は、各移動体から取得した状態データを利用して、第１誘導指令が、通信の維持が困難であることを示す条件に合致する場合には、第１誘導指令を第２誘導指令に変更する。【選択図】図１

Description

本開示は、移動体管理システムに関する。

無人搬送車（無人搬送台車）および移動ロボットのように自律移動可能な移動体の開発が進められている。

タスク実行命令信号を発行して無線で移動ロボットに送信し、当該移動ロボットにタスクを実行させる技術が提案されている。特開２００８−０９０５７５号公報および特開２００４−２６０７６９号公報は、無線基地局と移動ロボットとの通信切断を防ぐための技術を開示する。

特開２００８−０９０５７５号公報 特開２００４−２６０７６９号公報

本開示は、移動体と、移動体に指令を送る運行管理装置との通信を維持するための技術を提供する。

本開示による例示的な移動体管理システムは、各々が、誘導指令に従って移動する複数の移動体と、各移動体に前記誘導指令を送信する運行管理装置と、前記各移動体と無線によって接続され、かつ、前記運行管理装置と無線または有線によって接続されて、前記各移動体と前記運行管理装置との間の通信を中継する少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイントとを備え、前記各移動体は、所定のワイヤレスアクセスポイントと通信することによって通信状態を示す状態データを生成して、前記所定のワイヤレスアクセスポイントを介して外部に送信し、前記運行管理装置は、前記各移動体から取得した前記状態データを利用して、前記第１誘導指令が、通信の維持が困難であることを示す条件に合致する場合には、前記第１誘導指令を第２誘導指令に変更する。

本発明の例示的な実施形態にかかる移動体管理システムでは、移動体は運行管理装置から受信した誘導指令に従って移動する。運行管理装置は、各移動体から取得した通信状態を表す状態データを利用して、ある移動体への当初の誘導指令（第１誘導指令）が通信の維持が困難であることを示す条件に合致する場合には、第１誘導指令を第２誘導指令に変更して移動体に送信する。たとえば、状態データが通信状態の悪化を示している場合には、第１誘導指令を第２誘導指令に変更することにより、通信状態が悪化した第１誘導指令に従った移動を回避できる。

図１は、本開示の例示的な実施形態にかかる移動体管理システムの概要を説明するための俯瞰図である。 図２は、複数のＡＧＶが、状態データを生成し運行管理装置に送信する様子を示す俯瞰図である。 図３は、電波環境地図の一例を示す図である。 図４は、本開示による例示的な移動体管理システムの基本構成例を示す図である。 図５は、ワイヤレスＡＰと通信可能に接続されたＡＧＶを示す図である。 図６は、ワイヤレスＡＰと通信可能に接続されたＡＧＶを示す図である。 図７は、運行管理装置の誘導指令の送信処理の手順を示すフローチャートである。 図８は、アクセスポイント制御装置が設けられた移動体管理システムの基本構成例を示す図である。 図９は、３台のＡＧＶが存在する移動空間の一例を示す図である。 図１０Ａは接続される前のＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。 図１０Ｂは、接続されたＡＧＶおよび牽引台車を示す図である。 図１１は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶの外観図である。 図１２Ａは、ＡＧＶの第１のハードウェア構成例を示す図である。 図１２Ｂは、ＡＧＶの第２のハードウェア構成例を示す図である。 図１３Ａは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶを模式的に示す図である。 図１３Ｂは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶを模式的に示す図である。 図１３Ｃは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶを模式的に示す図である。 図１３Ｄは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶを模式的に示す図である。 図１３Ｅは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶを模式的に示す図である。 図１３Ｆは、完成した地図の一部を模式的に示す図である。 図１４は、４つの部分地図データＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示す図である。 図１５は、運行管理装置のハードウェア構成例を示す図である。 図１６は、運行管理装置によって決定されたＡＧＶの移動経路の一例を模式的に示す図である。

＜用語＞
本開示の実施形態を説明する前に、本明細書において使用する用語の定義を説明する。

「無人搬送車」（ＡＧＶ）とは、本体に人手または自動で荷物を積み込み、指示された場所まで自動走行し、人手または自動で荷卸しをする無軌道車両を意味する。「無人搬送車」は、無人牽引車および無人フォークリフトを含む。

「無人」の用語は、車両の操舵に人を必要としないことを意味しており、無人搬送車が「人（たとえば荷物の積み下ろしを行う者）」を搬送することは除外しない。

「無人牽引車」とは、人手または自動で荷物の積み込み荷卸しをする台車を牽引して、指示された場所まで自動走行する無軌道車両である。

「無人フォークリフト」とは、荷物移載用のフォークなどを上下させるマストを備え、フォークなどに荷物を自動移載し指示された場所まで自動走行し、自動荷役作業をする無軌道車両である。

「無軌道車両」とは、車輪と、車輪を回転させる電気モータまたはエンジンを備える移動体（vehicle）である。

「移動体」とは、人または荷物を載せて移動する装置であり、移動のための駆動力(traction)を発生させる車輪、二足または多足歩行装置、プロペラなどの駆動装置を備える。本開示における「移動体」の用語は、狭義の無人搬送車のみならず、モバイルロボットおよびドローンを含む。

「自動走行」は、無人搬送車が通信によって接続されるコンピュータの運行管理システムの指令に基づく走行と、無人搬送車が備える制御装置による自律的走行とを含む。自律的走行には、無人搬送車が所定の経路に沿って目的地に向かう走行のみならず、追尾目標に追従する走行も含まれる。また、無人搬送車は、一時的に作業者の指示に基づくマニュアル走行を行ってもよい。「自動走行」は、一般には「ガイド式」の走行および「ガイドレス式」の走行の両方を含むが、本開示では「ガイドレス式」の走行を意味する。

「ガイド式」とは、誘導体を連続的または断続的に設置し、誘導体を利用して無人搬送車を誘導する方式である。

「ガイドレス式」とは、誘導体を設置せずに誘導する方式である。本開示の実施形態における無人搬送車は、自己位置推定装置を備え、ガイドレス式で走行することができる。

「自己位置推定装置」は、レーザレンジファインダなどの外界センサによって取得されたセンサデータに基づいて環境地図上における自己位置を推定する装置である。

「外界センサ」は、移動体の外部の状態をセンシングするセンサである。外界センサには、たとえば、レーザレンジファインダ（測域センサともいう）、カメラ（またはイメージセンサ）、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ミリ波レーダ、および磁気センサがある。

「内界センサ」は、移動体の内部の状態をセンシングするセンサである。内界センサには、たとえばロータリエンコーダ（以下、単に「エンコーダ」と称することがある）、加速度センサ、および角加速度センサ（たとえばジャイロセンサ）がある。

「SLAM（スラム）」とは、Simultaneous Localization and Mappingの略語であり、自己位置推定と環境地図作成を同時に行うことを意味する。

＜本発明者が本開示にかかる技術に想到した背景＞
運行管理装置が発した指令によってＡＧＶなどの移動体を運行させる場合、当該指令は、無線ＬＡＮ等の無線通信を利用して運行管理装置から移動体に送信され得る。無線通信の品質は、通信が行われる環境および時間によって変動する。無線通信の品質が悪化すると、移動体が指令を受信できず、移動体の運行に支障が出ることがあり得る。

現状では、人手によって無線通信の品質を一定以上に維持している。たとえば、技術者が無線環境の電波強度等を測定し、測定で得られたデータに基づき、あるワイヤレスアクセスポイント（以下「ワイヤレスＡＰ」と略記する。）のレイアウト、電波出力およびアンテナ角度を決定する。他のワイヤレスＡＰについても同様の作業を繰り返す。全てのワイヤレスＡＰについて上記作業が終わると、移動体と運行管理装置との間で一定以上の品質でデータが送受信可能になる。

しかしながら、技術者が上述の作業を行った場合でも、通信品質が時間によって変化する場合がある。たとえば、多くの移動体を運行させる時間帯では通信が混雑し、通信品質が低下する場合があるが、数台程度の移動体を運行させる時間帯では通信品質の低下は実質的に生じない。また、移動体が存在する環境で複数人の作業者が携帯端末等を用いて移動体と同じ周波数帯域の無線通信を利用する場合には、作業者の人数、通信量等に応じて、通信の混雑がランダムなタイミングで発生し得る。上述の例のような通信の混雑は、ワイヤレスＡＰのレイアウト、電波出力およびアンテナ角度等を静的な条件下で測定することのみでは回避できない。

本発明者は、人手ではなく、機器が自動的に無線通信環境の品質を一定の基準以上に維持することができないか、検討を重ねた。併せて、通信品質が時間毎に変化した場合でも通信品質が維持されるようにできないかについても検討を重ねた。

通信環境の品質の向上・維持を自動で行う技術が存在することは知られている。たとえば、ある電波帯域でワイヤレスＡＰと接続している端末が、他の周波数帯域も利用可能である場合、通信が混雑すると、ワイヤレスＡＰは、通信に用いる帯域を空いている帯域に自動的に移動させる。これにより、帯域の混雑を回避できる。

また、複数のワイヤレスＡＰ間で相互の電波干渉を測定しあい、ワイヤレスＡＰ自ら、または、複数のワイヤレスＡＰを管理するアクセスポイント制御装置が、ワイヤレスＡＰの出力電力を下げさせ、電波干渉を低減する技術も知られている。

上述の技術はいずれも、ワイヤレスＡＰまたはアクセスポイント制御装置が通信環境を変更し、通信品質の向上・維持を実現している。

本発明者は、ワイヤレスＡＰと通信する移動体または端末から、通信状態を示す状態データを収集し、当該状態データを利用すれば、通信品質の向上・維持をより適切に実現することができるとの結論に至った。

＜例示的な実施形態＞
以下、添付の図面を参照しながら、本開示による移動体管理システムの一例を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

以下では、移動体として「ＡＧＶ」を例示して説明する。

図１は、本開示の例示的な実施形態にかかる移動体管理システム１００の概要を説明するための俯瞰図である。

移動体管理システム１００は、１台以上のワイヤレスアクセスポイント（ワイヤレスＡＰ）２と、ＡＧＶ１０と、運行管理装置５０とを有している。図１には、ＡＧＶ１０を示す図記号が複数の位置に示されているが、これらは、図１の右上に示されている１台のＡＧＶ１０が異なる位置に移動したことを表している。ただし、ＡＧＶ１０は複数存在し得る。

ワイヤレスＡＰ２は、各ＡＧＶ１０と無線によって接続され、かつ、運行管理装置５０と無線または有線によって接続されて、各ＡＧＶ１０と運行管理装置５０との間の通信を中継する。無線による通信は、たとえばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠して行われる。本実施形態では、ワイヤレスＡＰ２と運行管理装置５０とは有線によって接続されているとする。

以下では、ワイヤレスＡＰ２が、ＡＧＶ１０と運行管理装置５０との通信に介在していることを明示しないことがある。たとえば、ＡＧＶ１０が運行管理装置５０にデータを送信する、と記述することがある。これは、実際にはＡＧＶ１０が無線通信によってワイヤレスＡＰ２にデータを送信し、ワイヤレスＡＰ２は受信したデータを有線通信によって運行管理装置５０に送信することを意味している。

ＡＧＶ１０は、走行に磁気テープなどの誘導体が不要な「ガイドレス式」走行が可能な無人搬送台車である。ＡＧＶ１０は、さらに、人または他の移動体に追従して移動する「追尾モード」を備えていても良い。

ＡＧＶ１０は、運行管理装置からの誘導指令に従って移動空間Ｓ内を自動走行することが可能である。ＡＧＶ１０は、自己位置を推定しながら、誘導指令に従って適切に移動することができる。ＡＧＶ１０は、推定の結果を運行管理装置に送信することもできる。ＡＧＶ１０は、定期的に、たとえば１００ミリ秒ごとに自身の位置および姿勢（orientation）を示すデータを運行管理装置５０に送信する。

運行管理装置５０は各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングし、各ＡＧＶ１０の移動（走行）を管理するコンピュータシステムである。運行管理装置５０は、デスクトップ型ＰＣ、ノート型ＰＣ、および／または、サーバコンピュータであり得る。運行管理装置５０は、１台以上のワイヤレスＡＰ２を介して、各ＡＧＶ１０と通信する。

運行管理装置５０は、各ＡＧＶに誘導指令を送信する。「誘導指令」とは、ＡＧＶ１０が移動可能な空間（移動空間）Ｓ内で、ＡＧＶ１０の移動経路を指定する指令である。移動経路は、たとえばＡＧＶ１０が通過すべき位置の座標値を順に並べることによって表され得る。本実施形態では、位置の座標値は、移動空間Ｓ内に仮想的に設定された直交座標系の座標値である。ただし、極座標系の座標値を採用してもよい。具体的には、ある位置を基準としたときの、次の位置への向き（角度）および距離の値の組を位置の座標値として採用して、移動経路を指定してもよい。

運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０から受信した位置および姿勢を示すデータに基づいて、指示した移動経路に沿ってＡＧＶ１０が移動を完了したかどうかを判定する。移動を完了したと判定すると、運行管理装置５０は、必要に応じてさらに次の誘導指令を送信する。

図１の例において、運行管理装置５０は、第１誘導指令をＡＧＶ１０に送信している。第１誘導指令は、位置Ｐ０を起点として、位置Ｐ１１を経由して図１の左方向に向かう移動経路Ｒ１を指定する。移動経路Ｒ１は、移動体管理システム１００の運用に依存して決定され得る。

移動体管理システム１００に複数のワイヤレスＡＰ２が設けられている場合、ＡＧＶ１０を含む各ＡＧＶは、たとえば接続試行時に最も信号強度が大きいワイヤレスＡＰ２と接続する。各ＡＧＶは、ワイヤレスＡＰ２と通信することによって、通信状態を示す状態データを生成して、外部に、たとえば運行管理装置５０に、状態データを送信する。「通信状態を示す状態データ」は、たとえば、受信した電波の強度や信号のＳ／Ｎ比、および／または、信号品質を表す数値である。信号品質は、復調品質、上位通信のエラー回数、エラー発生に伴うデータの再送回数などの数値によって定量的に表現され得る。

各ＡＧＶは、「通信状態を示す状態データ」とは別に、各ＡＧＶは、接続先のワイヤレスＡＰ２を一意に識別する識別データ（後述のＳＳＩＤ）を外部に送信してもよい。各ワイヤレスＡＰ２の設置位置は予め分かっているため、どの位置のワイヤレスＡＰ２との関係で生成された状態データかを識別できる。各ＡＧＶは、識別データに代えて、推定した自己位置を示す座標値を送信してもよい。

運行管理装置５０は、各ＡＧＶから状態データを取得して記憶する。その結果、各ＡＧＶが移動している移動空間Ｓの通信状態を示す状態データが蓄積される。

運行管理装置５０は、蓄積した状態データを利用して、ＡＧＶ１０に送信済みの第１誘導指令が、通信の維持が困難であることを示す条件に合致するか否かを判定する。「通信の維持が困難であることを示す条件」の一例は、第１誘導指令によって指定された移動経路Ｒ１上に、通信状態が予め定められた基準未満である領域（「第１種領域」と呼ぶ。）が存在すること、である。より簡単に言えば、運行管理装置５０は、移動経路Ｒ１が、通信状態が悪化している領域、つまり第１種領域、を通過するか否かを判定する。

図１には、通信状態が悪化している第１種領域Ａ１を横切る移動経路Ｒ１が示されている。たとえば、１台のワイヤレスＡＰ２に接続しているＡＧＶ１０等の子機の数が設計値よりも多くなった場合、または、ワイヤレスＡＰ２が故障した場合には、ワイヤレスＡＰ２の近傍の領域が第１種領域になり得る。

第１誘導指令が上述した「条件」に合致する場合、運行管理装置５０は、第１誘導指令を第２誘導指令に変更する。第２誘導指令は、移動経路に沿ってＡＧＶ１０が移動を完了した際に発行される指令ではなく、第１誘導指令を置き換えて採用される新たな指令である。

第１誘導指令から変更された第２誘導指令は、位置Ｐ０を起点として、位置Ｐ２１およびＰ２２を経由して図１の左方向に向かう移動経路Ｒ２を指定する。運行管理装置５０は、通信状態が予め定められた基準以上である領域（「第２種領域」と呼ぶ。）のみを通過する経路を設定することができる。

図１には、第１種領域Ａ１を避けて第２種領域Ａ２のみを通過する移動経路Ｒ２が示されている。ＡＧＶ１０は、第２誘導指令に従い、通信状態が良好な第２種領域Ａ２のみを移動するため、ＡＧＶ１０と運行管理装置５０との通信がＡＧＶ１０の移動中も継続して維持される。

図２は、複数のＡＧＶ１０ａ〜１０ｅが、状態データ３２を生成し運行管理装置５０に送信する様子を示す俯瞰図である。図２には、複数のワイヤレスＡＰ２ａ〜２ｆが模式的に示されている。隣接する２つのワイヤレスＡＰの間隔は、例えば２０メートルである。

ＡＧＶ１０ａ〜１０ｅはそれぞれ、すでに受信した誘導指令に従って移動を行っている。図２では、ＡＧＶ１０ａ〜１０ｅ各々の移動方向を矢印によって示している。各ＡＧＶは、移動しながら、周期的または断続的に状態データ３２を生成して運行管理装置５０に送信する。これにより、運行管理装置５０は、各ＡＧＶが移動する移動空間Ｓ内の通信状態をリアルタイムで、または、僅かな遅延の後に知ることができる。

運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０ａ〜１０ｅのそれぞれから取得した状態データ３２を蓄積し、電波環境地図５２を作成する。本実施形態における電波環境地図５２は移動空間Ｓの通信状態を場所ごとに数値によって表現した地図である。

図３は、電波環境地図５２の一例を示している。電波環境地図５２は複数の矩形ブロックの集合として表現されている。この例では、図中の矩形ブロックの濃淡が通信状態に関連づけられている。電波環境地図５２の全体は移動空間Ｓに対応し、電波環境地図５２の１つの矩形ブロックは、移動空間Ｓ内の一定の広さの矩形領域に対応している。電波環境地図５２では、通信状態の良好さの程度を４階調の濃淡で表現している。通信状態が良好な領域は相対的に濃いブロックで示されており、通信状態が悪い領域ほど相対的に薄いブロックで示される。濃淡は、ブロック毎に、４階調のうちのいずれかを示す数値で表現し得る。

再び図２を参照する。いま、図２右下の、ＡＧＶ１０ｃおよびワイヤレスＡＰ２ｄ周辺の領域Ａ３に注目する。領域Ａ３では、ＡＧＶ１０ｃはワイヤレスＡＰ２ｄと接続されているが、通信状態は悪化しているとする。図中の記号「×」は、通信状態が予め定められた基準未満であることを示している。

運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０ｃから受信した状態データ３２に基づいて、領域Ａ３を、通信状態が予め定められた基準未満である第１種領域であると判定する。判定結果に基づいて、運行管理装置５０は、図３に示す電波環境地図５２の右下の破線で囲んだ領域Ａ３’に２番目に薄い色を付す。なお、最も薄い色は、ＡＧＶ１０が走行したことのない領域であり、たとえば壁で囲まれた室内、柱が存在する領域に付される。本実施形態では、最も薄い色および２番目に薄い色が付された領域が第１種領域であるとする。

一方、運行管理装置５０は、通信状態が予め定められた基準以上の領域を第２種領域として、３番目または４番目の濃い色を付す。

なお、４段階の濃淡で表現した電波環境地図５２は一例である。濃淡の段階はより多くても良いし少なくても良い。濃淡に代えて、通信状態に応じて異なる色を付してもよい。

運行管理装置５０は、上述の手順で電波環境地図５２上に第１種領域および第２種領域を設定する。これにより運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０ａ〜１０ｅに送信した第１誘導指令で指定した移動経路が、電波環境地図５２内の第１種領域を通過するかを判定することができる。

ここで、移動するＡＧＶと、そのようなＡＧＶと通信するワイヤレスＡＰとの関係を説明する。本実施形態では、各ワイヤレスＡＰ２には、各々を一意に識別する固有のサービスセット識別子（Service Set Identifier；ＳＳＩＤ）が予め設定されている。また、各ワイヤレスＡＰ２と各ＡＧＶ１０とは、予め認証/暗号化方式、暗号化キー等も設定されているとする。

一般に、ワイヤレスＡＰは、「ビーコン」と呼ばれる信号を定期的に送信する。ビーコンを受信すると、ＡＧＶ等のクライアントはワイヤレスＡＰにプローブ要求を送信する。「プローブ要求」とは、ワイヤレスＡＰのＳＳＩＤが、クライアント端末に設定されているＳＳＩＤと一致するかどうかの問い合わせである。同じＳＳＩＤであれば、ワイヤレスＡＰは「プローブ応答」を送信する。これにより、ワイヤレスＡＰとクライアント端末とが接続可能な状態に遷移する。

その後、上述した認証/暗号化方式、暗号化キーが利用され、ワイヤレスＡＰ２がクライアント端末を認証する。正しいクライアントだと判断されると、クライアント端末はアクセスポイントに接続要求を行う。この要求を、「アソシエーション要求」と呼ぶ。アソシエーション要求に対してワイヤレスＡＰが許可の応答である「アソシエーション応答」を行うと、ワイヤレスＡＰとクライアント端末との接続が完了し、通信を行うことが可能になる。

ワイヤレスＡＰ２と各ＡＧＶ１０との間でも上述の手続きで接続が確立されて通信が行われる。

移動体管理システム１００に複数のワイヤレスＡＰ２が設けられている場合、各ＡＧＶ１０は、どのワイヤレスＡＰ２と接続するかを選択することができる。たとえば各ＡＧＶ１０は、上述の手順で、信号強度が最も大きいワイヤレスＡＰと接続する。

図４は、本開示による例示的な移動体管理システム１００の基本構成例を示している。移動体管理システム１００は、運行管理装置５０により、少なくとも１台のＡＧＶ１０の運行を制御する。図４には、ユーザ１によって操作される端末装置２０も記載されている。

図５は、ワイヤレスＡＰ２ａと通信可能に接続されたＡＧＶ１０を示している。ＡＧＶ１０は走行しながら状態データ３２をワイヤレスＡＰ２ａに無線で送信する。ワイヤレスＡＰ２ａは受信した状態データ３２を有線でスイッチングハブ３を介して運行管理装置５０に送信する。

ＡＧＶ１０が誘導指令に従って矢印の方向に移動すると、接続が確立されていたワイヤレスＡＰ２ａとＡＧＶ１０との間隔が広がり、ワイヤレスＡＰ２ａの信号強度が徐々に小さくなる。

一方、ＡＧＶ１０がワイヤレスＡＰ２ｂに近付くことにより、ワイヤレスＡＰ２ｂの信号強度が徐々に大きくなる。ＡＧＶ１０が移動し続けると、ワイヤレスＡＰ２ａの信号強度よりもワイヤレスＡＰ２ｂの信号強度の方が大きくなる。

するとＡＧＶ１０は、ワイヤレスＡＰ２ｂにプローブ要求を送信する。そして上述の手順を経てワイヤレスＡＰ２ｂとの接続が確立されると、ＡＧＶ１０と接続されていたワイヤレスＡＰ２ａがワイヤレスＡＰ２ｂに切り替わる。

図６は、ワイヤレスＡＰ２ｂと通信可能に接続されたＡＧＶ１０を示している。ＡＧＶ１０がワイヤレスＡＰ２ｂと接続されることにより、ＡＧＶ１０ａは運行管理装置５０との間で、引き続き誘導指令を受信することができる。またＡＧＶ１０は、ワイヤレスＡＰ２ｂとの接続状態について状態データ３２を送信することができる。

上述のＡＧＶ１０の移動に伴って接続先ワイヤレスＡＰを切り替える動作を「ローミング」という。移動空間Ｓを移動する他のＡＧＶも同様にローミングを行うことができる。

ＡＧＶ１０は、状態データ３２以外のデータを運行管理装置５０に送信することもできる。

本実施形態では、ワイヤレスＡＰ２の各々には固有のＳＳＩＤが付与されているため、ワイヤレスＡＰ２のＳＳＩＤと、そのワイヤレスＡＰ２が設置された位置の情報とを対応付けたテーブルを予め用意しておくことができる。各ＡＧＶ１０が、状態データ３２に加えて接続先ワイヤレスＡＰ２のＳＳＩＤを運行管理装置５０に送信すると、運行管理装置５０は当該テーブルを参照することにより、現在のＡＧＶ１０が存在する領域を推定できる。これにより、電波環境地図５２を作成することができる。

なお、ＡＧＶ１０が接続先ワイヤレスＡＰ２のＳＳＩＤを送信することは必須ではない。運行管理装置５０は、状態データ３２のみにより、ＡＧＶ１０とどのワイヤレスＡＰ２との通信状態であるかを判別することもできる。具体的に説明すると、運行管理装置５０は、ワイヤレスＡＰ２から状態データ３２を受信する際、送信元として、ワイヤレスＡＰ２のＭＡＣアドレスを知ることができる。ＭＡＣアドレスは、ネットワーク内で各ワイヤレスＡＰ２を一意に特定することができる識別子である。運行管理装置５０は、状態データ３２が、ＡＧＶ１０と送信元のワイヤレスＡＰ２との間の通信状態を示していると認識できる。

なお、後述するように、本実施形態では、ＡＧＶ１０は、予め移動空間Ｓの地図データを保持しており、レーザレンジファインダを用いて現在の自己位置を推定し、出力することができる。各ＡＧＶ１０は、ＳＳＩＤの情報に代えて、推定した自己位置を示す座標値を運行管理装置５０に送信しても良い。推定された座標値を利用することにより、より正確な電波環境地図５２の作成が可能になる。

接続先のワイヤレスＡＰ２の故障または過負荷により、ＡＧＶ１０が運行管理装置５０に状態データ３２を送信できない場合がある。そのような場合、一定時間経過後、または一定回数の試行後依然として不通であれば、ＡＧＶ１０は他のワイヤレスＡＰ２にローミングを行ってもよい。このときＡＧＶ１０は、不通であったワイヤレスＡＰ２の識別子を状態データ３２とともに送信する。これにより、不通であったワイヤレスＡＰ２の位置を電波環境地図５２に確実に反映することができる。なお、ＡＧＶ１０が運行管理装置５０に状態データ３２を送信できない場合には、移動速度を増加させ、そのような通信状態が良好ではない領域から早急に離脱してもよい。

以上のとおり、ＡＧＶ１０は、少なくとも、接続したワイヤレスＡＰ２との間の通信状態を示す状態データ３２を運行管理装置５０に送信する。これにより運行管理装置５０は電波環境地図５２を作成または更新することができる。その結果、既に発効した誘導指令を変更する必要の有無を判断できる。ＡＧＶ１０を、移動空間Ｓを移動しながら状態データを収集するセンサまたはプローブとして活用することにより、正確な通信状況を把握することができる。

移動体管理システム１００では、各ＡＧＶ１０は運行管理装置５０に直接状態データ３２を送信する。しかしながら、他の装置に状態データ３２を集約し、運行管理装置５０が当該機器から集約された状態データ３２を受信するシステムでも上述の移動体管理システム１００と同じ機能および効果を得ることができる。

図７は、運行管理装置５０の誘導指令の送信処理の手順を示すフローチャートである。当該フローチャートは、運行管理装置５０に実装された信号処理回路（ＣＰＵ）によって実行されるが、以下では運行管理装置５０の動作として説明する。

ステップＳ１０において、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０に第１誘導指令を送信する。

ステップＳ１１において、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０から状態データを受信する。なお、ステップＳ１１の処理は、各ＡＧＶ１０から状態データを受信すると、都度割り込み処理として実行され得る。

ステップＳ１２において、運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０について、状態データを利用して、第１誘導指令で指定された移動経路が第１種領域を通過するか否かを判定する。なお、第１種領域を通過するかは一例である。より一般的には、運行管理装置５０は、第１誘導指令が通信の維持が困難であることを示す条件に合致するか否かを判定する。

ステップＳ１３において、移動経路が第１種領域を通過する場合には、処理はステップＳ１４に進み、そうでない場合には処理は終了する。後者の場合、各ＡＧＶ１０は第１誘導指令に従って移動を行う。

ステップＳ１４において、運行管理装置５０は、第２種領域を通過する移動経路を決定する。

ステップＳ１５において、運行管理装置５０は、対象となるＡＧＶ１０に決定した移動経路を指定する第２誘導指令を送信する。これにより、第２誘導指令を受信したＡＧＶ１０は、当該第２誘導指令に従って移動経路を変更して移動する。

なお、各ＡＧＶ１０から送信された状態データは、移動空間Ｓ内の最新の通信状態を示しているため、運行管理装置５０は、ステップＳ１１に示す状態データを受信すると、都度、ステップＳ１２以降の処理を実行すればよい。

図８は、アクセスポイント制御装置１０５が設けられた移動体管理システム２００の基本構成例を示している。以下、アクセスポイント制御装置を「ＡＰ制御装置」と略記する。

ＡＰ制御装置１０５は、各ワイヤレスＡＰ２と通信可能に接続されており、複数のワイヤレスＡＰ２を一括して制御する。ＡＰ制御装置１０５は、たとえば任意のワイヤレスＡＰ２の使用チャンネル、電波強度等の複数のパラメータを制御することができる。ＡＰ制御装置１０５は、複数のワイヤレスＡＰ２の複数のパラメータを同時に制御することもできる。また、ＡＰ制御装置１０５は、ＡＧＶ１０との接続時の認証、セキュリティ管理を一括して行うこともできる。これにより、各ワイヤレスＡＰ２において認証を行う必要がなくなる。ＡＰ制御装置１０５は「無線ＬＡＮコントローラ」と呼ばれることもある。

本実施形態にかかるアクセスポイント制御装置１０５は記憶装置３０を有しており、各ＡＧＶ１０から状態データ３２を受信して記憶装置３０に蓄積する。ＡＰ制御装置１０５は、運行管理装置５０から周期的またはランダムなタイミングで状態データ３２の取得要求を受信する。状態データ３２の取得要求の受信に応答して、ＡＰ制御装置１０５は、運行管理装置５０に１または複数の未送信の状態データ３２を送信する。特定の状態データ３２が指定された取得要求を受信したときは、ＡＰ制御装置１０５は、指定された特定の状態データ３２を記憶装置３０から読み出して運行管理装置５０に送信する。

なお、ＡＰ制御装置１０５の構成のうち、本実施形態に特に関連する構成は、ＡＰ制御装置１０５が通信回路を有すること、記憶装置３０を有すること、上述の状態データに関する処理を行う信号処理回路を有すること、および、信号処理回路のワークメモリを有すること、である。このような構成は、たとえば図１５を参照しながら後述する運行管理装置５０の構成要素に含まれ得る。よって、本明細書ではＡＰ制御装置１０５の図示は省略する。

次に、移動体管理システムの他の動作例を説明する。

運行管理装置５０は、移動経路を指定する誘導指令に代えて、目的地のみを指定する誘導指令を送信してもよい。誘導指令を受信した各ＡＧＶ１０は、誘導指令で指定された目的地に到達するための移動経路を自律的に決定する。

各ＡＧＶ１０が移動経路を決定する際、各ＡＧＶ１０は、内部に保持した地図データと、電波環境地図５２とを参照して、第１種領域を避ける経路を決定する。運行管理装置５０は、最初の誘導指令の送信時に、各ＡＧＶ１０に電波環境地図５２も送信する。そして、運行管理装置５０が電波環境地図５２を更新する度に、各ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０から更新された電波環境地図５２を受信する。各ＡＧＶ１０は、更新された電波環境地図５２を受信すると、決定した移動経路上に第１種領域が存在するか否かを判定し、存在する場合には、第２種領域を通過するよう移動経路を変更する。

以上、例示的な実施形態を説明した。以下では、より具体的かつ詳細な構成例を挙げて説明する。

（１）システムの具体例
図９は、３台のＡＧＶ１０ａ、１０ｂおよび１０ｃが存在する移動空間Ｓの一例を示している。いずれのＡＧＶも図中の奥行き方向に走行しているとする。ＡＧＶ１０ａおよび１０ｂは天板に載置された荷物を搬送中である。ＡＧＶ１０ｃは、前方のＡＧＶ１０ｂに追従して走行している。なお、説明の便宜のため、図９では参照符号１０ａ、１０ｂおよび１０ｃを付したが、以下では、「ＡＧＶ１０」と記述する。

ＡＧＶ１０は、天板に載置された荷物を搬送する方法以外に、自身と接続された牽引台車を利用して荷物を搬送することも可能である。図１０Ａは接続される前のＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。牽引台車５の各足にはキャスターが設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５と機械的に接続される。図１０Ｂは、接続されたＡＧＶ１０および牽引台車５を示している。ＡＧＶ１０が走行すると、牽引台車５はＡＧＶ１０に牽引される。牽引台車５を牽引することにより、ＡＧＶ１０は、牽引台車５に載置された荷物を搬送できる。

ＡＧＶ１０と牽引台車５との接続方法は任意である。ここでは一例を説明する。ＡＧＶ１０の天板にはプレート６が固定されている。牽引台車５には、スリットを有するガイド７が設けられている。ＡＧＶ１０は牽引台車５に接近し、プレート６をガイド７のスリットに差し込む。差し込みが完了すると、ＡＧＶ１０は、図示されない電磁ロック式ピンをプレート６およびガイド７に貫通させ、電磁ロックをかける。これにより、ＡＧＶ１０と牽引台車５とが物理的に接続される。

（２）環境地図の作成
自己位置を推定しながらＡＧＶ１０が走行できるようにするため、移動空間Ｓ内の地図が作成される。ＡＧＶ１０には位置推定装置およびレーザレンジファインダが搭載されており、レーザレンジファインダの出力を利用して地図を作成できる。

ＡＧＶ１０は、ユーザの操作によってデータ取得モードに遷移する。データ取得モードにおいて、ＡＧＶ１０はレーザレンジファインダを用いたセンサデータの取得を開始する。レーザレンジファインダは周期的にたとえば赤外線または可視光のレーザビームを周囲に放射して周囲の空間Ｓをスキャンする。レーザビームは、たとえば、壁、柱等の構造物、床の上に置かれた物体等の表面で反射される。レーザレンジファインダは、レーザビームの反射光を受けて各反射点までの距離を計算し、各反射点の位置が示された測定結果のデータを出力する。各反射点の位置には、反射光の到来方向および距離が反映されている。１回のスキャンによって得られた測定結果のデータは「計測データ」または「センサデータ」と呼ばれることがある。

位置推定装置は、センサデータを記憶装置に蓄積する。移動空間Ｓ内のセンサデータの取得が完了すると、記憶装置に蓄積されたセンサデータが外部装置に送信される。外部装置は、たとえば信号処理プロセッサを有し、かつ、地図作成プログラムがインストールされたコンピュータである。

外部装置の信号処理プロセッサは、スキャンごとに得られたセンサデータ同士を重ね合わせる。信号処理プロセッサが重ね合わせる処理を繰り返し行うことにより、空間Ｓの地図を作成することができる。外部装置は、作成した地図のデータをＡＧＶ１０に送信する。ＡＧＶ１０は、作成した地図のデータを内部の記憶装置に保存する。外部装置は、運行管理装置５０であってもよいし、他の装置であってもよい。

外部装置ではなくＡＧＶ１０が地図の作成を行ってもよい。上述した外部装置の信号処理プロセッサが行った処理を、ＡＧＶ１０のマイクロコントローラユニット（マイコン）などの回路が行えばよい。ＡＧＶ１０内で地図を作成する場合には、蓄積されたセンサデータを外部装置に送信する必要が無くなる。センサデータのデータ容量は一般には大きいと考えられる。センサデータを外部装置に送信する必要がないため、通信回線の占有を回避できる。

なお、センサデータを取得するための移動空間Ｓ内の移動は、ユーザの操作に従ってＡＧＶ１０が走行することによって実現し得る。たとえば、ＡＧＶ１０は、端末装置２０（図４）を介して無線でユーザから前後左右の各方向への移動を指示する誘導指令を受け取る。ＡＧＶ１０は誘導指令にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成する。ＡＧＶ１０がジョイスティック等の操縦装置と有線によって接続されている場合には、当該操縦装置からの制御信号にしたがって移動空間Ｓ内を前後左右に走行し、地図を作成してもよい。レーザレンジファインダを搭載した計測台車を人が押し歩くことによってセンサデータを取得してもよい。

なお、図４、図９等には複数台のＡＧＶ１０が示されているが、ＡＧＶは１台であってもよい。複数台のＡＧＶ１０が存在する場合、ユーザ１は端末装置２０を利用して、登録された複数のＡＧＶのうちから一台のＡＧＶ１０を選択して、移動空間Ｓの地図を作成させることができる。

地図が作成されると、以後、各ＡＧＶ１０は当該地図を利用して自己位置を推定しながら自動走行することができる。自己位置を推定する処理の説明は後述する。

（３）ＡＧＶの構成
図１１は、本実施形態にかかる例示的なＡＧＶ１０の外観図である。ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂと、４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆと、フレーム１２と、搬送テーブル１３と、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５とを有する。２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂは、ＡＧＶ１０の右側および左側にそれぞれ設けられている。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、ＡＧＶ１０の４隅に配置されている。なお、ＡＧＶ１０は、２つの駆動輪１１ａおよび１１ｂに接続される複数のモータも有するが、複数のモータは図１１には示されていない。また、図１１には、ＡＧＶ１０の右側に位置する１つの駆動輪１１ａおよび２つのキャスター１１ｃおよび１１ｅと、左後部に位置するキャスター１１ｆとが示されているが、左側の駆動輪１１ｂおよび左前部のキャスター１１ｄはフレーム１２の蔭に隠れているため明示されていない。４つのキャスター１１ｃ、１１ｄ、１１ｅおよび１１ｆは、自由に旋回することができる。以下の説明では、駆動輪１１ａおよび駆動輪１１ｂを、それぞれ車輪１１ａおよび車輪１１ｂとも称する。

走行制御装置１４は、ＡＧＶ１０の動作を制御する装置であり、主としてマイコン（後述）を含む集積回路、電子部品およびそれらが搭載された基板を含む。走行制御装置１４は、上述した、端末装置２０とのデータの送受信、および前処理演算を行う。

レーザレンジファインダ１５は、たとえば赤外線または可視光のレーザビーム１５ａを放射し、当該レーザビーム１５ａの反射光を検出することにより、反射点までの距離を測定する光学機器である。本実施形態では、ＡＧＶ１０のレーザレンジファインダ１５は、たとえばＡＧＶ１０の正面を基準として左右１３５度（合計２７０度）の範囲の空間に、０．２５度ごとに方向を変化させながらパルス状のレーザビーム１５ａを放射し、各レーザビーム１５ａの反射光を検出する。これにより、０．２５度ごと、合計１０８１ステップ分の角度で決まる方向における反射点までの距離のデータを得ることができる。なお、本実施形態では、レーザレンジファインダ１５が行う周囲の空間のスキャンは実質的に床面に平行であり、平面的（二次元的）である。しかしながら、レーザレンジファインダ１５は高さ方向のスキャンを行ってもよい。

ＡＧＶ１０の位置および姿勢（向き）と、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果とにより、ＡＧＶ１０は、空間Ｓの地図を作成することができる。地図には、ＡＧＶの周囲の壁、柱等の構造物、床の上に載置された物体の配置が反映され得る。地図のデータは、ＡＧＶ１０内に設けられた記憶装置に格納される。

一般に、移動体の位置および姿勢は、ポーズ（ｐｏｓｅ）と呼ばれる。二次元面内における移動体の位置および姿勢は、ＸＹ直交座標系における位置座標（ｘ, ｙ）と、Ｘ軸に対する角度θによって表現される。ＡＧＶ１０の位置および姿勢、すなわちポーズ（ｘ, ｙ, θ）を、以下、単に「位置」と呼ぶことがある。

レーザビーム１５ａの放射位置から見た反射点の位置は、角度および距離によって決定される極座標を用いて表現され得る。本実施形態では、レーザレンジファインダ１５は極座標で表現されたセンサデータを出力する。ただし、レーザレンジファインダ１５は、極座標で表現された位置を直交座標に変換して出力してもよい。

レーザレンジファインダの構造および動作原理は公知であるため、本明細書ではこれ以上の詳細な説明は省略する。レーザレンジファインダ１５によって検出され得る物体の例は、人、荷物、棚、壁である。

レーザレンジファインダ１５は、周囲の空間をセンシングしてセンサデータを取得するための外界センサの一例である。そのような外界センサの他の例としては、イメージセンサおよび超音波センサが考えられる。

走行制御装置１４は、レーザレンジファインダ１５の測定結果と、自身が保持する地図データとを比較して、自身の現在位置を推定することができる。なお、保持されている地図データは、他のＡＧＶ１０が作成した地図データであってもよい。

図１２Ａは、ＡＧＶ１０の第１のハードウェア構成例を示している。また図１２Ａは、走行制御装置１４の具体的な構成も示している。

ＡＧＶ１０は、走行制御装置１４と、レーザレンジファインダ１５と、２台のモータ１６ａおよび１６ｂと、駆動装置１７と、車輪１１ａおよび１１ｂと、２つのロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂとを備えている。

走行制御装置１４は、マイコン１４ａと、メモリ１４ｂと、記憶装置１４ｃと、通信回路１４ｄと、位置推定装置１４ｅとを有している。マイコン１４ａ、メモリ１４ｂ、記憶装置１４ｃ、通信回路１４ｄおよび位置推定装置１４ｅは通信バス１４ｆで接続されており、相互にデータを授受することが可能である。レーザレンジファインダ１５もまた通信インタフェース（図示せず）を介して通信バス１４ｆに接続されており、計測結果である計測データを、マイコン１４ａ、位置推定装置１４ｅおよび／またはメモリ１４ｂに送信する。

マイコン１４ａは、走行制御装置１４を含むＡＧＶ１０の全体を制御するための演算を行うプロセッサまたは制御回路（コンピュータ）である。典型的にはマイコン１４ａは半導体集積回路である。マイコン１４ａは、制御信号であるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を駆動装置１７に送信して駆動装置１７を制御し、モータに印加する電圧を調整させる。これによりモータ１６ａおよび１６ｂの各々が所望の回転速度で回転する。

左右のモータ１６ａおよび１６ｂの駆動を制御する１つ以上の制御回路（たとえばマイコン）を、マイコン１４ａとは独立して設けてもよい。たとえば、モータ駆動装置１７が、モータ１６ａおよび１６ｂの駆動をそれぞれ制御する２つのマイコンを備えていてもよい。それらの２つのマイコンは、エンコーダ１８ａおよび１８ｂから出力されたエンコーダ情報を用いた座標計算をそれぞれ行い、所与の初期位置からのＡＧＶ１０の移動距離を推定してもよい。また、当該２つのマイコンは、エンコーダ情報を利用してモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを制御してもよい。

メモリ１４ｂは、マイコン１４ａが実行するコンピュータプログラムを記憶する揮発性の記憶装置である。メモリ１４ｂは、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。

記憶装置１４ｃは、不揮発性の半導体メモリ装置である。ただし、記憶装置１４ｃは、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または、光ディスクに代表される光学式記録媒体であってもよい。さらに、記憶装置１４ｃは、いずれかの記録媒体にデータを書き込みおよび／または読み出すためのヘッド装置および当該ヘッド装置の制御装置を含んでもよい。

記憶装置１４ｃは、走行する空間Ｓの地図データＭ、および、１または複数の移動経路のデータ（移動経路データ）Ｒを記憶する。地図データＭは、ＡＧＶ１０が地図作成モードで動作することによって作成され記憶装置１４ｃに記憶される。移動経路データＲは、地図データＭが作成された後に外部から送信される。本実施形態では、地図データＭおよび移動経路データＲは同じ記憶装置１４ｃに記憶されているが、異なる記憶装置に記憶されてもよい。

移動経路データＲの例を説明する。

上述したように、運行管理装置５０は、誘導指令によって移動経路を指定する。移動経路は、順に並べられた、ＡＧＶ１０が通過すべき位置の座標値の集合によって決定される。このような座標値の集合が、移動経路データＲに相当する。端末装置２０がタブレットコンピュータである場合には、ＡＧＶ１０はタブレットコンピュータから移動経路を示す移動経路データＲを受信してもよい。

通過すべき位置は「マーカ」とも呼ばれる。移動経路データＲは、走行開始位置を示す開始マーカおよび走行終了位置を示す終了マーカの位置情報、すなわち座標値、を少なくとも含む。移動経路データＲは、さらに、１以上の中間経由点のマーカの位置情報を含んでもよい。移動経路が１以上の中間経由点を含む場合には、開始マーカから、当該走行経由点を順に経由して終了マーカに至る経路が、移動経路として定義される。各マーカのデータは、そのマーカの座標値に加えて、次のマーカに移動するまでのＡＧＶ１０の向き（角度）および走行速度のデータを含み得る。ＡＧＶ１０が各マーカの位置で一旦停止し、自己位置推定および端末装置２０への通知などを行う場合には、各マーカのデータは、当該走行速度に達するまでの加速に要する加速時間、および／または、当該走行速度から次のマーカの位置で停止するまでの減速に要する減速時間のデータを含み得る。

端末装置２０ではなく運行管理装置５０（たとえば、ＰＣおよび／またはサーバコンピュータ）がＡＧＶ１０の移動を制御してもよい。その場合には、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０がマーカに到達する度に、次のマーカへの移動をＡＧＶ１０に指示してもよい。たとえば、ＡＧＶ１０は、運行管理装置５０から、次に向かうべき目的位置の座標値、または、当該目的位置までの距離および進むべき角度のデータを、移動経路を示す移動経路データＲとして受信する。

ＡＧＶ１０は、作成された地図と走行中に取得されたレーザレンジファインダ１５が出力したセンサデータとを利用して自己位置を推定しながら、記憶された移動経路に沿って走行することができる。

通信回路１４ｄは、たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）および／またはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行う無線通信回路である。いずれの規格も、２．４ＧＨｚ帯の周波数を利用した無線通信規格を含む。たとえばＡＧＶ１０を走行させて地図を作成するモードでは、通信回路１４ｄは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）規格に準拠した無線通信を行い、１対１で端末装置２０と通信する。

位置推定装置１４ｅは、地図の作成処理、および、走行時には自己位置の推定処理を行う。位置推定装置１４ｅは、ＡＧＶ１０の位置および姿勢とレーザレンジファインダのスキャン結果とにより、移動空間Ｓの地図を作成する。走行時には、位置推定装置１４ｅは、レーザレンジファインダ１５からセンサデータを受け取り、また、記憶装置１４ｃに記憶された地図データＭを読み出す。レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を同定する。位置推定装置１４ｅは、局所的地図データが地図データＭに一致した程度を表す「信頼度」のデータを生成する。自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データは、ＡＧＶ１０から端末装置２０または運行管理装置５０に送信され得る。端末装置２０または運行管理装置５０は、自己位置（ｘ, ｙ, θ）、および、信頼度の各データを受信して、内蔵または接続された表示装置に表示することができる。

本実施形態では、マイコン１４ａと位置推定装置１４ｅとは別個の構成要素であるとしているが、これは一例である。マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅの各動作を独立して行うことが可能な１つのチップ回路または半導体集積回路であってもよい。図１２Ａには、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅを包括するチップ回路１４ｇが示されている。以下では、マイコン１４ａおよび位置推定装置１４ｅが別個独立に設けられている例を説明する。

２台のモータ１６ａおよび１６ｂは、それぞれ２つの車輪１１ａおよび１１ｂに取り付けられ、各車輪を回転させる。つまり、２つの車輪１１ａおよび１１ｂはそれぞれ駆動輪である。本明細書では、モータ１６ａおよびモータ１６ｂは、それぞれＡＧＶ１０の右輪および左輪を駆動するモータであるとして説明する。

移動体１０は、さらに、車輪１１ａおよび１１ｂの回転位置または回転速度を測定するエンコーダユニット１８をさらに備えている。エンコーダユニット１８は、第１ロータリエンコーダ１８ａおよび第２ロータリエンコーダ１８ｂを含む。第１ロータリエンコーダ１８ａは、モータ１６ａから車輪１１ａまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。第２ロータリエンコーダ１８ｂは、モータ１６ｂから車輪１１ｂまでの動力伝達機構のいずれかの位置における回転を計測する。エンコーダユニット１８は、ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂによって取得された信号を、マイコン１４ａに送信する。マイコン１４ａは、位置推定装置１４ｅから受信した信号だけでなく、エンコーダユニット１８から受信した信号を利用して、移動体１０の移動を制御してもよい。

駆動装置１７は、２台のモータ１６ａおよび１６ｂの各々に印加される電圧を調整するためのモータ駆動回路１７ａおよび１７ｂを有する。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂの各々はいわゆるインバータ回路を含む。モータ駆動回路１７ａおよび１７ｂは、マイコン１４ａまたはモータ駆動回路１７ａ内のマイコンから送信されたＰＷＭ信号によって各モータに流れる電流をオンまたはオフし、それによりモータに印加される電圧を調整する。

図１２Ｂは、ＡＧＶ１０の第２のハードウェア構成例を示している。第２のハードウェア構成例は、レーザ測位システム１４ｈを有する点、および、マイコン１４ａが各構成要素と１対１で接続されている点において、第１のハードウェア構成例（図１２Ａ）と相違する。

レーザ測位システム１４ｈは、位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５を有する。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５は、たとえばイーサネット（登録商標）ケーブルで接続されている。位置推定装置１４ｅおよびレーザレンジファインダ１５の各動作は上述した通りである。レーザ測位システム１４ｈは、ＡＧＶ１０のポーズ（ｘ, ｙ, θ）を示す情報をマイコン１４ａに出力する。

マイコン１４ａは、種々の汎用Ｉ／Ｏインタフェースまたは汎用入出力ポート（図示せず）を有している。マイコン１４ａは、通信回路１４ｄ、レーザ測位システム１４ｈ等の、走行制御装置１４内の他の構成要素と、当該汎用入出力ポートを介して直接接続されている。

図１２Ｂに関して上述した構成以外は、図１２Ａの構成と共通である。よって共通の構成の説明は省略する。

本開示の実施形態におけるＡＧＶ１０は、図示されていないバンパースイッチなどのセーフティセンサを備えていてもよい。ＡＧＶ１０は、ジャイロセンサなどの慣性計測装置を備えていてもよい。ロータリエンコーダ１８ａおよび１８ｂまたは慣性計測装置などの内界センサによる測定データを利用すれば、ＡＧＶ１０の移動距離および姿勢の変化量(角度)を推定することができる。これらの距離および角度の推定値は、オドメトリデータと呼ばれ、位置推定装置１４ｅによって得られる位置および姿勢の情報を補助する機能を発揮し得る。

（４）地図データ
図１３Ａ〜図１３Ｆは、センサデータを取得しながら移動するＡＧＶ１０を模式的に示している。ユーザ１は、端末装置２０を操作しながらマニュアルでＡＧＶ１０を移動させてもよい。あるいは、図１２Ａおよび図１２Ｂに示される走行制御装置１４を備えるユニット、または、ＡＧＶ１０そのものを台車に載置し、台車をユーザ１が手で押す、または牽くことによってセンサデータを取得してもよい。

図１３Ａには、レーザレンジファインダ１５を用いて周囲の空間をスキャンするＡＧＶ１０が示されている。所定のステップ角毎にレーザビームが放射され、スキャンが行われる。なお、図示されたスキャン範囲は模式的に示した例であり、上述した合計２７０度のスキャン範囲とは異なっている。

図１３Ａ〜図１３Ｆの各々では、レーザビームの反射点の位置が、記号「・」で表される複数の黒点４を用いて模式的に示されている。レーザビームのスキャンは、レーザレンジファインダ１５の位置および姿勢が変化する間に短い周期で実行される。このため、現実の反射点の個数は、図示されている反射点４の個数よも遥かに多い。位置推定装置１４ｅは、走行に伴って得られる黒点４の位置を、たとえばメモリ１４ｂに蓄積する。ＡＧＶ１０が走行しながらスキャンを継続して行うことにより、地図データが徐々に完成されてゆく。図１３Ｂから図１３Ｅでは、簡略化のためスキャン範囲のみが示されている。当該スキャン範囲は例示であり、上述した合計２７０度の例とは異なる。

地図は、地図作成に必要な量のセンサデータを取得した後、そのセンサデータに基づいて、このＡＧＶ１０内のマイコン１４ａまたは外部のコンピュータを用いて作成してもよい。あるいは、移動しつつあるＡＧＶ１０が取得したセンサデータに基づいてリアルタイムで地図を作成してもよい。

図１３Ｆは、完成した地図４０の一部を模式的に示している。図１３Ｆに示される地図では、レーザビームの反射点の集まりに相当する点群(Point Cloud)によって自由空間が仕切られている。地図の他の例は、物体が占有している空間と自由空間とをグリッド単位で区別する占有格子地図である。位置推定装置１４ｅは、地図のデータ（地図データＭ）をメモリ１４ｂまたは記憶装置１４ｃに蓄積する。なお図示されている黒点の数または密度は一例である。

こうして得られた地図データは、複数のＡＧＶ１０によって共有され得る。

ＡＧＶ１０が地図データに基づいて自己位置を推定するアルゴリズムの典型例は、ＩＣＰ(Iterative Closest Point)マッチングである。前述したように、レーザレンジファインダ１５のスキャン結果から作成された局所的地図データ(センサデータ)を、より広範囲の地図データＭとのマッチングを行うことにより、地図データＭ上における自己位置（ｘ, ｙ, θ）を推定することができる。

ＡＧＶ１０が走行するエリアが広い場合、地図データＭのデータ量が多くなる。そのため、地図の作成時間が増大したり、自己位置推定に多大な時間を要するなどの不都合が生じる可能性がある。そのような不都合が生じる場合には、地図データＭを、複数の部分地図のデータに分けて作成および記録してもよい。

図１４は、４つの部分地図データＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４の組み合わせによって１つの工場の１フロアの全域がカバーされる例を示している。この例では、１つの部分地図データは５０ｍ×５０ｍの領域をカバーしている。Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれにおいて隣接する２つの地図の境界部分に、幅５ｍの矩形の重複領域が設けられている。この重複領域を「地図切替エリア」と呼ぶ。１つの部分地図を参照しながら走行しているＡＧＶ１０が地図切替エリアに到達すると、隣接する他の部分地図を参照する走行に切り替える。部分地図の枚数は４枚に限らず、ＡＧＶ１０が走行するフロアの面積、地図作成および自己位置推定を実行するコンピュータの性能に応じて適宜設定してよい。部分地図データのサイズおよび重複領域の幅も、上記の例に限定されず、任意に設定してよい。

（５）運行管理装置の構成例
図１５は、運行管理装置５０のハードウェア構成例を示している。運行管理装置５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、位置データベース（位置ＤＢ）５３と、通信回路５４と、地図データベース（地図ＤＢ）５５と、画像処理回路５６と、電波環境地図データベース（ＤＢ）５７とを有する。

ＣＰＵ５１、メモリ５２、位置ＤＢ５３、通信回路５４、地図ＤＢ５５および画像処理回路５６は通信バス５８で接続されており、相互にデータを授受することが可能である。

ＣＰＵ５１は、運行管理装置５０の動作を制御する信号処理回路（コンピュータ）である。典型的にはＣＰＵ５１は半導体集積回路である。

メモリ５２は、ＣＰＵ５１が実行するコンピュータプログラムを記憶する、揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、ＣＰＵ５１が演算を行う際のワークメモリとしても利用され得る。

位置ＤＢ５３は、各ＡＧＶ１０の行き先となり得る各位置を示す位置データを格納する。位置データは、たとえば管理者によって工場内に仮想的に設定された座標によって表され得る。位置データは管理者によって決定される。

通信回路５４は、たとえばイーサネット（登録商標）規格に準拠した有線通信を行う。通信回路５４はワイヤレスＡＰ２と有線によって接続されており、ワイヤレスＡＰ２を介して、ＡＧＶ１０と通信することができる。通信回路５４は、ＡＧＶ１０に送信すべきデータを、バス５８を介してＣＰＵ５１から受信する。また通信回路５４は、ＡＧＶ１０から受信したデータ（通知）を、バス５８を介してＣＰＵ５１および／またはメモリ５２に送信する。

地図ＤＢ５５は、ＡＧＶ１０が走行する工場等の内部の地図のデータを格納する。当該地図は、地図４０（図１３Ｆ）と同じであってもよいし、異なっていてもよい。各ＡＧＶ１０の位置と１対１で対応関係を有する地図であれば、データの形式は問わない。たとえば地図ＤＢ５５に格納される地図は、ＣＡＤによって作成された地図であってもよい。

位置ＤＢ５３および地図ＤＢ５５は、不揮発性の半導体メモリ上に構築されてもよいし、ハードディスクに代表される磁気記録媒体、または光ディスクに代表される光学式記録媒体上に構築されてもよい。

画像処理回路５６はモニタ５９に表示される映像のデータを生成する回路である。画像処理回路５６は、専ら、管理者が運行管理装置５０を操作する際に動作する。本実施形態では特にこれ以上の詳細な説明は省略する。なお、モニタ５９は運行管理装置５０と一体化されていてもよい。また画像処理回路５６の処理をＣＰＵ５１が行ってもよい。

電波環境地図ＤＢ５７は、最新の電波環境地図５２を格納する。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から状態データを受信すると、状態データに基づいて、当該ＡＧＶ１０の位置または当該ＡＧＶ１０と通信したワイヤレスＡＰ２の位置を含む領域が、第１種領域に該当するか、第２種領域に該当するかを判定する。判定結果を電波環境地図５２に反映することにより、ＣＰＵ５１は電波環境地図５２を最新の状態に更新できる。

（６）運行管理装置の動作
図１６を参照しながら、運行管理装置５０の基本的な動作を説明する。図１６は、運行管理装置５０によって決定されたＡＧＶ１０の移動経路の一例を模式的に示す図である。

ＡＧＶ１０および運行管理装置５０の一般的な動作の概要は以下のとおりである。以下では、あるＡＧＶ１０が現在、位置Ｍ_１におり、幾つかの位置を通過して、最終的な目的地である位置Ｍ_ｎ＋１（ｎ：１以上の正の整数）まで走行する例を説明する。なお、位置ＤＢ５３には位置Ｍ_１の次に通過すべき位置Ｍ_２、位置Ｍ_２の次に通過すべき位置Ｍ_３等の各位置を示す座標値が記録されている。

運行管理装置５０のＣＰＵ５１は、位置ＤＢ５３を参照して位置Ｍ_２からＭ_ｎ＋１までの座標値を読み出して、各座標値を通過すべき順に並べた誘導指令を生成する。通信回路５４は、ワイヤレスＡＰ２を介して誘導指令をＡＧＶ１０に送信する。

ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０から、ワイヤレスＡＰ２を介して、定期的に現在位置および姿勢を示すデータを受信する。こうして運行管理装置５０は、各ＡＧＶ１０の位置をトラッキングすることができる。ＣＰＵ５１は、ＡＧＶ１０の現在位置が位置Ｍ_ｎ＋１に一致したと判定するまでトラッキングを継続する。ＡＧＶ１０がＭ_ｎ＋１に到達すると、トラッキングを終了する。

運行管理装置５０は、他の方法によって各ＡＧＶ１０を誘導することもできる。具体的には、運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０が指定した地点に到着すると、次の地点を指定する誘導指令を送信してもよい。つまり、一連の通過地点を指定した移動経路ではなく、都度通過始点を指定する誘導指令を生成してもよい。ＡＧＶ１０が位置Ｍ_１に存在するとき、運行管理装置５０は、位置Ｍ_２の座標値を読み出し、位置Ｍ_２に向かわせる誘導指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。位置Ｍ_２に到着すると、次に運行管理装置５０は位置Ｍ_３の座標値を読み出し、位置Ｍ_３に向かわせる誘導指令を生成してＡＧＶ１０に送信する。上述の処理を、最終地点である位置Ｍ_ｎ＋１に到着するまで継続する。

上述の方法によって運行管理装置５０が誘導指令を送信する場合には、ＡＧＶ１０とワイヤレスＡＰ２との間の通信が切断されても、運行管理装置５０はＡＧＶ１０のおおよその位置を把握することができる。例えば運行管理装置５０は、ＡＧＶ１０が、直前の誘導指令に基づく移動完了後の位置と、現在の誘導指令に基づく移動先の位置との間に存在していると推定することができる。これにより、ＡＧＶ１０から受信されるはずの状態データ３２を取得できなくなった場合でも、運行管理装置５０は各ＡＧＶ１０のおおよその位置を取得できる。直前の誘導指令に基づく移動完了後の位置に代えて、状態データ３２が最後に取得されていた位置を用いると、ＡＧＶ１０の位置精度をより高めることができる。これにより、通信ができない領域をより精度良く特定することが可能になる。

運行管理装置５０が通過地点を都度指定する誘導指令を生成する場合であっても、誘導指令生成時点の最新の電波環境地図５２を参照することにより、第１種領域を避け、第２種領域内の位置を指定してもよい。

上述の実施形態の説明では、一例として二次元空間（床面）を走行するＡＧＶを挙げた。しかしながら本開示は三次元空間を移動する移動体、たとえば飛行体（ドローン）、にも適用され得る。ドローンが飛行しながら三次元空間地図を作成する場合には、二次元空間を三次元空間に拡張することができる。

上記の包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または記録媒体によって実現されてもよい。あるいは、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、および記録媒体の任意な組み合わせによって実現されてもよい。

本開示の移動体管理システムは、工場、倉庫、建設現場、物流、病院などで荷物、部品、完成品などの物の移動および搬送に好適に利用され得る。

１ ユーザ、 ２ａ、２ｂ アクセスポイント、 １０ ＡＧＶ（移動体）、 １１ａ、１１ｂ 駆動輪（車輪）、 １１ｃ、１１ｄ、１１ｅ、１１ｆ キャスター、 １２ フレーム、 １３ 搬送テーブル、 １４ 走行制御装置、 １４ａ マイコン、 １４ｂ メモリ、 １４ｃ 記憶装置、 １４ｄ 通信回路、 １４ｅ 測位装置、 １６ａ、１６ｂ モータ、 １５ レーザレンジファインダ、 １７ａ、１７ｂ モータ駆動回路、 ２０ 端末装置(タブレットコンピュータなどのモバイルコンピュータ）、 ２１ ＣＰＵ、 ２２ メモリ、 ２３ 通信回路、 ２４ 画像処理回路、 ２５ ディスプレイ、 ２６ タッチスクリーンセンサ、 ５０ 運行管理装置、 ５１ ＣＰＵ、 ５２ メモリ、 ５３ 位置データベース（位置ＤＢ）、 ５４ 通信回路、 ５５ 地図データベース（地図ＤＢ）、 ５６ 画像処理回路、 ５７ 電波環境地図データベース（電波環境地図ＤＢ）、 １００、２００ 移動体管理システム、 １０５ ＡＰ制御装置１０５、 Ａ１ 通信状態が悪化している領域（第１種領域）、 Ａ２ 通信状態が良好な領域（第２種領域）、 Ｒ１ 第１誘導指令で指定された移動経路、 Ｒ２ 第２誘導指令で指定された移動経路、 Ｍ 移動空間の全体地図

Claims (11)

1. 各々が、誘導指令に従って移動する複数の移動体と、
   各移動体に前記誘導指令を送信する運行管理装置と、
   前記各移動体と無線によって接続され、かつ、前記運行管理装置と無線または有線によって接続されて、前記各移動体と前記運行管理装置との間の通信を中継する少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイントと
   を備え、
   前記各移動体は、所定のワイヤレスアクセスポイントと通信することによって通信状態を示す状態データを生成して、前記所定のワイヤレスアクセスポイントを介して外部に送信し、
   前記運行管理装置は、前記各移動体から取得した前記状態データを利用して、前記第１誘導指令が、通信の維持が困難であることを示す条件に合致する場合には、前記第１誘導指令を第２誘導指令に変更する、移動体管理システム。
2. 前記誘導指令は前記移動体の移動経路を指定する指令であり、
   前記第１誘導指令が第１移動経路を指定し、前記第２誘導指令が前記第１移動経路とは異なる第２移動経路を指定するときにおいて、
   前記運行管理装置は、前記第１移動経路が、前記通信状態が予め定められた基準未満である第１種領域を通過する経路である場合には、前記第１誘導指令を前記第２誘導指令に変更する、請求項１に記載の移動体管理システム。
3. 前記第２移動経路は、前記通信状態が予め定められた前記基準以上の第２種領域のみを通過する経路である、請求項１に記載の移動体管理システム。
4. 前記各移動体は、現在の誘導指令に従って移動しながら、周期的または断続的に前記状態データを生成して外部に送信する、請求項１から３のいずれかに記載の移動体管理システム。
5. 前記運行管理装置は、
   前記各移動体から前記状態データを受信し、前記各移動体へ誘導指令を送信する第１通信回路と、
   前記各移動体から受信した前記状態データに基づいて、前記各移動体の前記第１誘導指令ごとに、前記第１移動経路が前記第１種領域を通過するか否かを判定し、通過する場合には前記第２移動経路を決定して、前記第１誘導指令を前記第２誘導指令に変更する信号処理回路と
   を備える請求項１から４のいずれかに記載の移動体管理システム。
6. 前記各移動体は、
   モータと、
   前記モータを制御して前記移動体を移動させる駆動装置と、
   前記少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイントと無線によって接続し、前記運行管理装置と通信する第２通信回路と、
   前記駆動装置および前記第２通信回路を制御する制御回路とを有し、
   前記第２通信回路は、
   前記所定のワイヤレスアクセスポイントとの間で接続を確立して、前記所定のワイヤレスアクセスポイントとの間で無線信号を送信し、または受信し、
   前記無線信号を利用して前記状態データを取得し、
   取得した前記状態データを、前記所定のワイヤレスアクセスポイントを介して外部に送信する、
   請求項５に記載の移動体管理システム。
7. 前記移動体は、
   移動する空間の地図データを記憶するメモリと、
   周囲の空間をセンシングしてセンサデータを出力するセンサと、
   前記センサデータを前記地図データと照合し、少なくとも現在の自己位置を示す位置データを出力する測位装置と
   をさらに備え、
   前記第２通信回路は前記位置データをさらに送信し、
   前記運行管理装置の前記信号処理回路は、前記各移動体から受信した前記位置データおよび前記状態データに基づいて、前記各移動体が移動した空間内の前記通信状態を反映した通信環境地図を作成する、請求項６に記載の移動体管理システム。
8. 前記運行管理装置の前記信号処理回路は、前記第１種領域および前記第２種領域を識別可能に分類した、前記通信環境地図を作成する、請求項７に記載の移動体管理システム。
9. 前記第２通信回路が前記少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイントと通信できないときは、前記移動体は移動を継続し、前記少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイントと通信が可能になった後に、前記状態データおよび前記位置データを送信する、請求項７または８に記載の移動体管理システム。
10. 前記通信状態は、無線信号の受信レベルおよび信号品質の少なくとも１つである、請求項１から９のいずれかに記載の移動体管理システム。
11. 前記少なくとも１台のワイヤレスアクセスポイントの動作を制御するアクセスポイント制御装置をさらに備え、
    前記アクセスポイント制御装置は前記各移動体から前記状態データを受信し、
    前記運行管理装置は、前記アクセスポイント制御装置から前記各移動体の前記状態データを取得する、請求項１から１０のいずれかに記載の移動体管理システム。

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