JP7131042B2 - 移動装置及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動装置及びプログラムに関する。

自走する装置が知られている。例えば特許文献１には、予め設定された走行エリアの種類に応じて、認識用マーカを画像認識して移動するマーカモードと、教示経路に沿って移動する経路モードとを切り替えるとともに、経路モードからマーカモードに切り替える際に、認識用マーカを撮像したカメラフレームの中心に認識用マーカが位置するように教示経路の終端を位置調整することが記載されている。

特開２０１５－１２１９２８号公報

本発明は、構造体の表面に沿って自走する装置において、構造体の表面が経年劣化した場合であっても、位置特定のために用いられる照合用データを差し替えない場合に比べて、自走における位置の特定を行い易くすることを目的とする。

本発明の請求項１に係る移動装置は、構造体の表面に沿って自装置を移動させる移動手段と、前記表面のうち自装置と特定の位置関係がある部分を撮影する撮影手段と、前記撮影手段から出力される画像データを、予め登録された位置毎の照合用データと比較することにより、自装置の位置を特定する特定手段と、前記撮影手段から出力された画像データの前記照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、前記照合用データを該画像データで差し替える差替手段とを有することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る移動装置は、請求項１に記載の構成において、前記撮影手段から出力される画像データの履歴を位置毎に蓄積する蓄積手段を更に有し、前記差替手段は、前記画像データの履歴を解析し、解析結果により特定される前記表面の画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、差替処理を行うことを特徴とする。

本発明の請求項３に係る移動装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記差替手段は、前記表面の画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合、直前の比較処理で用いられた第１画像データの表す画像内の異なる部分、又は当該第１画像データが撮影された位置と異なる位置に自装置が移動した後に撮影された第２画像データと前記異なる部分又は位置の照合用データとの比較処理を再度実行し、該比較処理の結果が該条件を満たさない場合、前記第１画像データを用いて差替処理を行うことを特徴とする。

本発明の請求項４に係る移動装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記撮影手段から出力される画像データの履歴を位置毎に蓄積する蓄積手段を更に有し、前記差替手段は、前記画像データの履歴を解析し、該画像データの表す画像の予め定められた時間における変化量が予め定められた閾値より大きい場合、前記照合用データの差替処理を行わないことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る移動装置は、請求項１、２又は４に記載の構成において、前記
撮影手段から出力される画像データの履歴を位置毎に蓄積する蓄積手段を更に有し、前記差替手段は、前記画像データの履歴を解析し、該画像データの表す画像の変化が予め定められた時間経過しても戻らなかった場合に、前記照合用データの差替処理を行うことを特徴とする。

本発明の請求項６に係るプログラムは、コンピュータに、構造体の表面に沿って自装置を移動させるステップと、前記表面のうち自装置と特定の位置関係がある部分を撮影する撮影手段から出力される画像データを、予め登録された位置毎の照合用データと比較することにより、自装置の位置を特定するステップと、前記撮影手段から出力された画像データの前記照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、前記照合用データを該画像データで差し替えるステップとを実行させるためのプログラムであることを特徴とする。

請求項１及び６に係る発明によれば、構造体の表面に沿って自走する装置において、構造体の表面が経年劣化した場合であっても、位置特定のために用いられる照合用データを差し替えない場合に比べて、自走における位置の特定を行い易い。
請求項２に係る発明によれば、移動装置が走行する構造体の表面が経年劣化した場合であっても、照合用データを差し替えない場合に比べて、自走における位置把握を行い易い。
請求項３に係る発明によれば、位置ズレが生じているのではなく構造体の表面が経年劣化により変化していることにより画像が変化している旨が把握される。
請求項４に係る発明によれば、構造体の表面の変化が可逆変化である場合等における照合用データの不要な差し替えを抑制することができる。
請求項５に係る発明によれば、構造体の表面が経年劣化している場合等であっても、自走における位置把握の精度の低下を抑制することができる。

一実施形態に係る移動装置１０の機能構成を例示する図。 移動装置１０のハードウェア構成を例示する図。 撮影部１０６の設置位置を例示する図。 移動装置１０の機能構成を例示する図。 移動装置１０の動作の流れを例示するフローチャート。 マップ情報の内容を例示する図。 照合用データの再登録処理の内容を例示する図。 一致率の変化のパターンを例示する図。 一致率の変化のパターンを例示する図。 一致率の変化のパターンを例示する図。 一致率の変化のパターンを例示する図。 一致率の変化のパターンを例示する図。 一致率の変化のパターンを例示する図。 変更履歴の内容を例示する図。

［１］構成
図１は、一実施形態に係る移動装置１０の機能構成を例示する図である。移動装置１０は、自律して移動する（自走する）装置である。移動装置１０は、自走するものであればその形状はどのようなものであってもよく、例えば人間型であってもよいし、人間とは異なる形状を有していてもよい。移動装置１０は、移動手段１１、撮影手段１２、特定手段１３、差替手段１４、及び蓄積手段１５を有する。

移動手段１１は、構造体の表面に沿って移動装置１０を自律移動させる。自律移動とは、人間からの詳細な命令無しに装置自身が判断をして移動することをいう。構造体は、移動装置１０がその表面に沿って移動可能な物体を示し、例えば、建物、道路、又は地面である。構造体の表面は、移動装置１０が走行する面（以下「走行面」という）であり、例えば、屋内の床面、屋外の道路、及び屋内の壁面である。移動手段１１は、例えば、車輪、ホバリング、及びプロペラである。この実施形態では、移動手段１１は移動装置１０を自律移動させる。

撮影手段１２は、構造体の表面のうち移動装置１０と特定の位置関係がある部分を撮影する。特定手段１３は、撮影手段１２から出力される画像データを、予め記憶手段１６に記憶された位置毎の照合用データと比較することにより、移動装置１０の位置を特定する。照合用データは、構造体の表面の位置毎の画像又は画像の特徴を表すデータである。照合用データは、例えば、床の表面の微細な凹凸のパターン（以下「ランダムパターン」という）を表すデータである。ランダムパターンを用いた照合処理としては、例えば、特開２００５－１０５８１号公報に記載されている手法が用いられる。

ランダムパターンは、例えば、不織布表面の顕微鏡写真により確認される、繊維が複雑に絡み合ってできたパターン、又は、ステンレス鋼材表面の顕微鏡写真により確認されるパターンである。ランダムパターンは、意図的に作られたものではなく、物品そのものの成り立ち、製造工程、或いは製造後などに不作為にできたものであり、そのパターンが全く同じである物品が複数存在するとは考え難い。また、同一のものを故意に作り出すことは困難と思われる。すなわち、同一の工程を経て製造・物流された物品であっても、微視的には、物品毎にランダムパターンが異なる。この実施形態では、ランダムパターンを用いた照合処理により、自律移動における位置把握が行われる。

差替手段１４は、撮影手段１２から出力された画像データの照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、照合用データを撮影手段１２から出力された画像データで差し替える処理を行う。

蓄積手段１５は、撮影手段１２から出力される画像データの履歴を位置毎に記憶手段１６に蓄積する。記憶手段１６はまた、マップ情報を記憶する。マップ情報は、移動装置１０が移動可能な範囲の地図を示す情報である。

図２は、移動装置１０のハードウェア構成を例示する図である。プロセッサ１０１は、移動装置１０の他の要素を制御するプロセッサである。メモリ１０２は、プロセッサ１０１がプログラムを実行するためのワークエリアとして機能する記憶装置であり、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。ストレージ１０３は各種のプログラム及びデータを記憶する記憶装置であり、例えば、ＳＳＤ（Solid State Drive）又はＨＤＤ（Hard Disk Drive）を含む。通信ＩＦ１０４は、予め定められた無線又は有線の通信規格（例えば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又はイーサネット（登録商標））に従って他の装置と通信を行う。

駆動系１０５は、構造体の表面（床面、道路、等）に沿って移動装置１０を移動させるための機構である。駆動系１０５は例えば、複数のホイール、これらのホイールに取り付けられたタイヤ、これらのホイールを駆動するためのモーター、これらのホイールの向きを変える機構を含む。撮影部１０６は、移動装置１０が走行する走行面を撮影する。撮影部１０６は例えば、ステレオカメラ及び熱画像カメラの少なくとも１つを含む。電池１０７は、プロセッサ１０１及び駆動系１０５等の他の要素を駆動するための電力を供給するものであり、例えばリチウムイオン電池である。光源１０９は撮影部１０６により撮影される走行面に光を照射する。筐体１０８はプロセッサ１０１～電池１０７、光源１０９等
の他の要素を収容及び保持するものである。

また、この例で、ストレージ１０３は、駆動系１０５を制御して移動装置１０を自律移動させるためのプログラム（以下「自律移動プログラム」という）を記憶する。プロセッサ１０１がこのプログラムを実行することにより、図１に示した機能が移動装置１０に実装される。ストレージ１０３は記憶手段１６の一例である。駆動系１０５は移動手段１１の一例である。撮影部１０６は撮影手段１２の一例である。移動制御プログラムを実行しているプロセッサ１０１は、特定手段１３、差替手段１４、及び蓄積手段１５の一例である。

さらに、この例で、ストレージ１０３は、移動装置１０が移動可能な領域や指定された移動経路を示すマップ情報を記憶する。自律移動プログラムは、このマップ情報を参照して自律移動を行う。また、ストレージ１０３は、画像データの照合処理における一致率の履歴を示す履歴データが蓄積される。この照合処理については後述する。

図３は、撮影部１０６の設置位置を例示する図である。図３の例で、撮影部１０６は、移動装置１０の底面に設けられ、移動装置１０が移動する走行面のうち、移動装置１０と特定の位置関係がある部分を撮影する。例えば、移動装置１０の真下に位置する走行面が撮影部１０６により撮影される。光源１０９は走行面に対し斜め方向（垂直でない方向）から光を照射する位置に設けられている。例えば、光源１０９は走行面に対し入射角が２０度～８０度の範囲内となる方向で光を照射する。

図４は、移動装置１０の本実施形態に係る機能構成を例示する図である。図において、位置特定部１１１は、オドメトリ情報及びマップ情報を用いて自装置の位置及び方位（向き）を特定する。蓄積画像検索部１１２は、画像蓄積部１１３から、位置特定部１１１により特定された位置及び方位に対応する照合用データを検索する。画像蓄積部１１３には、走行面の画像に対応する照合用データが蓄積されている。

画像比較部１１４は、撮影部１０６により撮影された画像を表す画像データと、蓄積画像検索部１１２により検索された照合用データとを比較し、予定位置に対するずれ情報（位置／方向）を、走行制御部１１５に供給する。走行制御部１１５は、画像比較部１１４から供給されるずれ情報にしたがって、駆動系１０５にモーター制御情報を供給し、駆動系１０５による移動装置１０の走行を制御する。走行制御部１１５は例えば、自装置の実際の位置が予定位置からずれている場合、駆動系１０５を制御し、自装置の位置と予定位置とのずれがなくなる方向に自装置をずれ情報の示す距離だけ移動させたり、自装置の移動速度を変更したりする。

画像比較部１１４はまた、判定結果を走行履歴管理部１１６に供給する。走行履歴管理部１１６は、画像比較部１１４から供給される判定結果に従い、画像更新部１１７に更新要求を供給する。画像更新部１１７は、走行履歴管理部１１６から供給される更新要求に従い、画像蓄積部１１３に蓄積されている照合用データを更新する。

移動装置１０のプロセッサ１０１（図２参照）がストレージ１０３に記憶されたプログラムを実行することにより、図４に示される、位置特定部１１１、蓄積画像検索部１１２、画像比較部１１４、走行制御部１１５、走行履歴管理部１１６、及び画像更新部１１７が移動装置１０に実装される。また、位置特定部１１１、蓄積画像検索部１１２、及び画像比較部１１４は、図１の特定手段１３の例である。走行履歴管理部１１６及び画像更新部１１７は、図１の差替手段１４及び蓄積手段１５の例である。

２．動作
図５は、移動装置１０の動作の流れを例示するフローチャートである。ステップＳ１０１において、移動装置１０のプロセッサ１０１は、ストレージ１０３に記憶されているマップ情報の表す経路に沿って移動するよう駆動系１０５を制御することにより、ルート走行を行う。

図６は、マップ情報の内容を例示する図である。マップ情報は、複数の地点（図６のＡ地点、Ｂ地点、及びＣ地点）を示す情報を含む。複数の地点は、自律移動のスタート地点（Ａ地点）、及び最終目的地（Ｃ地点）に加えて、１又は複数の目的地（Ｂ地点）を含む。図６の例では、移動装置１０は、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点の順に走行面上を移動する。

移動装置１０は、オドメトリ情報とマップ情報とを組み合わせて自装置の位置を推定しつつ移動する。オドメトリは、車輪型移動ロボットにおける車輪やステアリングの回転角度の計算から、それぞれの移動量を求め、その累積計算からロボットの位置を推定する手法の総称である。オドメトリ情報は、オドメトリにおいて位置を推定するために用いられる情報の総称である。

図５の説明に戻る。移動装置１０はオドメトリ情報とマップ情報とを組み合わせて自装置の位置を推定しつつ移動する。移動装置１０は、オドメトリ情報とマップ情報とにより推定される自装置の位置が、経路の途中に設定されている目的地に到達すると（ステップＳ１０２）、ステップＳ１０３の処理に進む。

ステップＳ１０３において、移動装置１０は、撮影部１０６から出力される画像データ（撮影された走行面の画像を表す画像データ）を、ストレージ１０３に登録されている照合用データと照合する。この例で、移動装置１０のプロセッサ１０１は、撮影部１０６により読み取られたランダムパターンの特徴量を抽出し、抽出された特徴量をストレージ１０３に記憶された位置毎の照合用データと照合する。ランダムパターンの特徴抽出には、従来公知の技術を採用することができ、例えば、特開２００５－１０５８１号公報に記載の手法が用いられる。ステップＳ１０３の照合結果（抽出された特徴量と照合用データの特徴量との一致率）を示すデータが、履歴データとしてストレージ１０３に蓄積される。

ステップＳ１０４において、プロセッサ１０１は、抽出された特徴量と照合用データの特徴量との一致率が予め定められた閾値より高いかを判定する。一致率が閾値よりも高い場合（ステップＳ１０４；Ｙ）、プロセッサ１０１はステップＳ１０５の処理に進む。一方、一致率が閾値以下である場合（ステップＳ１０４；Ｎ）、プロセッサ１０１はステップＳ１１１の処理に進む。

ステップＳ１０５において、プロセッサ１０１は、照合結果から現在位置を算出する。このように、撮影部１０６から出力される画像データが、予め登録された位置毎の照合用データと比較されることにより、移動装置１０の位置が特定される。ステップＳ１０６において、プロセッサ１０１は、ストレージ１０３に蓄積されている一致率の履歴を参照し、一致率の低下の度合い（傾き）が予め定められた閾値よりも大きいかを判定する。一致率の傾きが閾値より大きい（一致率の低下の度合いが小さい）場合（ステップＳ１０６；Ｙ）、プロセッサ１０１はステップＳ１０７の処理に進む。一方、一致率の低下の度合いが閾値以下である（一致率が極端に低下している）場合（ステップＳ１０６；Ｎ）、プロセッサ１０１はステップＳ１１０の処理に進む。

ステップＳ１０７において、プロセッサ１０１は最終目的地に到達したかを判定する。最終目的地に到達した場合（ステップＳ１０７；Ｙ）、プロセッサ１０１は処理を終了する。一方、最終目的地に到達していない場合（ステップＳ１０７；Ｎ）、プロセッサ１０１はステップＳ１０１の処理に戻り、ルート走行を継続する。

また、上述したように、ステップＳ１０６において、一致率の低下の度合いが閾値以下である場合（ステップＳ１０６；Ｎ）、プロセッサ１０１はステップＳ１１０の処理に進む。ステップＳ１１０において、プロセッサ１０１は撮影部１０６により撮影されたランダムパターンを照合用データの置換候補として保持する。ステップＳ１１０の処理を終えると、プロセッサ１０１はステップＳ１１６の処理に進む。

また、上述したように、ステップＳ１０４において、撮影された画像データから抽出された特徴量と照合用データの特徴量との一致率が閾値以下である場合（ステップＳ１０４；Ｎ）、プロセッサ１０１はステップＳ１１１の処理に進む。ステップＳ１１１において、プロセッサ１０１は、撮影部１０６により撮影された画像データを、照合用データの置換候補として保持する。

ステップＳ１１２において、プロセッサ１０１は駆動系１０５を制御して次の目的地まで移動する。次の目的地に到着すると、ステップＳ１１３において、プロセッサ１０１は、撮影部１０６を制御して走行面を撮影させる。ステップＳ１１４において、撮影部１０６により撮影された画像データの特徴量とその位置（目的地）に対応付けられた照合用データの特徴量とを照合する。

ステップＳ１１５において、プロセッサ１０１は、ステップＳ１１４の照合における一致率が閾値より大きいかを判定する。一致率が閾値より大きい場合（ステップＳ１１５；Ｙ）、プロセッサ１０１はステップＳ１１６の処理に進む。一方、一致率が閾値以下である場合（ステップＳ１１５；Ｎ）、プロセッサ１０１はステップＳ１１８の処理に進む。

ステップＳ１１６において、プロセッサ１０１は、予め定められた判定条件に従い、照合用データの差替処理を行う。この実施形態では、プロセッサ１０１は、撮影部１０６から出力された画像データの照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、照合用データを、撮影部１０６から出力された画像データで差し替える処理を行う。

図７は、照合用データの再登録処理（差替処理）の内容を例示する図である。図７では、「Ｃａｓｅ１」から「Ｃａｓｅ６」の６つのケースが例示されている。図において、「Ｎｏ．」の項目は、「Ｃａｓｅ１」から「Ｃａｓｅ６」の６つのケースを識別する項目である。「画像一致率の閾値に対する判定結果」の項目は、図５のステップＳ１０４又はステップＳ１１５の判定結果を示す項目である。この項目において「ＯＫ」は、ステップＳ１０４又はステップＳ１１５の判定結果が「Ｙ」である旨を示す。一方、この項目において「ＮＧ」は、ステップＳ１０４又はステップＳ１１５の判定結果が「Ｎ」である旨を示す。

「傾きの閾値に対する判定結果」の項目は、図５のステップＳ１０６の判定結果を示す項目である。この項目において「ＯＫ」は、ステップＳ１０６の判定結果が「Ｙ」である旨を示す。一方、この項目において「ＮＧ」は、ステップＳ１０６の判定結果が「Ｎ」である旨を示す。

「清掃した場合の画像一致率」の項目は、走行面が清掃されるタイミングで一致率が上昇した（復帰した）かを示す。この動作例では、予め定められたタイミング（例えば、毎日６時、１２時、１８時、の１日３回、等）で走行面の清掃が行われ、清掃が行われるタイミングが移動装置１０に予め登録されている。「一致率低下の要因」の項目は、一致率が低下した要因として考えられる事項を示す。「処理」の項目は、それぞれのケースにおいて実行される処理を示す。「備考」の項目には、補足説明が記載されている。

図５のステップＳ１０６の判定結果が「Ｙ」である場合は、図７の「Ｃａｓｅ１」が該当する。すなわち、「Ｃａｓｅ１」の場合、照合における特徴量の一致率は閾値以上であり、かつ、一致率の傾きが閾値以上である。一方、図５のステップＳ１０６の判定結果が「Ｎ」である場合は、図７の「Ｃａｓｅ２」、「Ｃａｓｅ３」又は「Ｃａｓｅ４」が該当する。すなわち、「Ｃａｓｅ２」、「Ｃａｓｅ３」又は「Ｃａｓｅ４」の場合、照合における特徴量の一致率は閾値以上であり、かつ一致率の傾きが閾値未満である。

図８は、「Ｃａｓｅ１」の場合の一致率の変化のパターンを例示するグラフである。図において、横軸は時刻を示し、縦軸は一致率を示す。図８の例では、一致率は時間が経過するにつれて低下していくものの、走行面が清掃される毎に上昇しており、一致率が閾値を下回ることはない。一致率が時間の経過に伴って低下するのは、例えば、走行面がゴミで汚れる場合等がある。「Ｃａｓｅ１」の場合、照合用データの再登録処理（図５のステップＳ１１６の処理）は行われない。

図９及び図１０は、「Ｃａｓｅ２」の場合の一致率の変化のパターンを例示するグラフである。図において、横軸は時刻を示し、縦軸は一致率を示す。図９の例では、一致率は徐々に低下し、清掃後にも一致率が上昇しない（復帰しない）。また、図１０の例では、一致率は徐々に低下し、清掃のタイミングにおいて復帰するが、長期的にみて徐々に一致率が低下している。図９又は図１０のように一致率が徐々に低下していく例としては、例えば、少しずつ走行面が計時変化していることが考えられる。「Ｃａｓｅ２」の場合、プロセッサ１０１は、一致率が（１＋閾値）／２ 以下となったタイミングＴ９１又はＴ１０１（以下「半減期」という）で、照合用データを新たに撮影された走行面の画像データで差し替える処理（図５のステップＳ１１６の処理）を行う。

図１１は「Ｃａｓｅ３」又は「Ｃａｓｅ４」の場合の一致率の変化のパターンを例示するグラフである。図において、横軸は時刻を示し、縦軸は一致率を示す。図１１の例では、一致率は時刻が経過するにつれて低下し、また、一致率の傾きの値が小さく（傾きの絶対値が大きく）、次の清掃タイミングまでに一致率が閾値を下回ってしまうと推定される。この動作例で、一致率の傾きは例えば、図１１のタイミングＴ１１１の一致率から現在時刻Ｔ１１２の一致率を減算した値を、タイミングＴ１１１から現在時刻Ｔ１１２までの経過時間で除算することにより求められる。また、この動作例で、傾きの閾値は例えば、タイミングＴ１１１の一致率から一致率の閾値を減算した値を、清掃間隔の時間で除算することにより求められる。

「Ｃａｓｅ３」は、走行面が清掃されると一致率が復帰するケースを示す。一方、「Ｃａｓｅ４」は、走行面が清掃されても一致率が復帰しないケースを示す。「Ｃａｓｅ３」又は「Ｃａｓｅ４」の場合、プロセッサ１０１は、一致率が（１＋閾値）／２ 以下となったタイミングで、照合用データを新たに撮影された走行面の画像データで差し替える処理を行う。このように、この動作例では、一致率の傾きがＮＧとなった時点では、清掃後に、画像の一致率が復帰するかどうかは分からないため、一致率が次の清掃タイミングまでに閾値を下回ってしまうと予測されるタイミング（例えば、半減期）で、照合用データの再登録処理（差替処理）が行われる。

図１２は、「Ｃａｓｅ５」の場合の一致率の変化のパターンを例示するグラフである。図において、横軸は時刻を示し、縦軸は一致率を示す。図１２の例では、一致率は時刻が経過するにつれて低下し、かつ、時刻Ｔ５１において急に低下して閾値を下回っている。しかしながら、低下した一致率は、清掃のタイミングにおいて復帰し、閾値以上の値に戻っている。このように一致率があるタイミングで低下するのは、例えば、走行面が著しくゴミで汚れた、等が考えられる。「Ｃａｓｅ５」の場合、照合用データの再登録処理（図
５のステップＳ１１６の処理）が行われる。

図１３は「Ｃａｓｅ６」の場合の一致率の変化のパターンを例示するグラフである。図において、横軸は時刻を示し、縦軸は一致率を示す。図１３の例では、一致率は時刻が経過するにつれて低下し、かつ、時刻Ｔ６１において低下して閾値を下回っている。また、低下した一致率は、清掃のタイミングでも復帰していない。「Ｃａｓｅ６」は例えば、走行面に大きなキズがついた場合等、走行面が変化（劣化）したことが考えられる。「Ｃａｓｅ６」の場合、照合用データの再登録処理（図５のステップＳ１１６の処理）が行われる。

図５の説明に戻る。ステップＳ１１６において、プロセッサ１０１は、図７に例示した判定条件に従い、ステップＳ１０３の照合処理で用いられた画像データで、ステップＳ１０２の位置に対応する照合用データを差し替える処理を行う。ステップＳ１１６の処理を終えると、プロセッサ１０１はステップＳ１１７の処理に進む。ステップＳ１１７において、プロセッサ１０１は、照合用データの変更履歴をストレージ１０３に保存する。ステップＳ１１７の処理を終えると、プロセッサ１０１はステップＳ１０７の処理に進む。

図１４は、変更履歴の内容を例示する図である。図１４の例では、変更履歴は、「目的地」、「位置情報」、「更新日時」、及び「照合用データ」の各項目が互いに関連付けて記憶される。これらの項目のうち、「目的地」の項目は、「目的地１」、「目的地２」など、目的地を識別する識別情報が格納される。「位置情報」の項目には、その照合用データに対応する走行面の位置情報が格納される。「更新日時」の項目には、照合用データが変更された日時を示す情報が格納される。「照合用データ」の項目には、照合用データの変更履歴として、変更された照合用データ（又は照合用データの格納先アドレス）が格納される。

図５の説明に戻る。ステップＳ１１５において、一致率が閾値以下である場合（ステップＳ１１５；Ｎ）、プロセッサ１０１はステップＳ１１８の処理に進む。ステップＳ１１８において、プロセッサ１０１は移動装置１０（自装置）を停止させる。ステップＳ１１９において、プロセッサ１０１は照合用データの再登録をユーザに推奨する処理を実行する。この処理は、例えば、音声メッセージや警告音が出力されてもよい。ステップＳ１１９の処理を終えるとプロセッサ１０１は処理を終了する。

ところで、走行面が経年劣化等により変化した場合、予め撮影されて登録されている照合用データと、移動装置１０の撮影部１０６により撮影された走行面の画像データとの一致率が低いと、走行位置が認識されない場合がある。食い違いの原因としては、例えば、通常の清掃で復帰可能な汚れである場合もあり、また、通常の清掃では復帰できない汚れや、床へのダメージによる場合もある。この実施形態では、照合結果を示す一致率が閾値よりも低い場合等に、新たに撮影された走行面の画像データが照合用データとして再登録される。これにより、走行面の経年劣化等により照合がなされなくなってしまうことが抑制される。

また、この実施形態では、図５のステップＳ１０４、ステップＳ１１１乃至Ｓ１１６に示されるように、不可逆または可逆変化が予め定められた値より大きい場合は（図５のステップＳ１０４；Ｎ）、移動装置１０は、他の位置（次の目的地）へ移動し（ステップＳ１１２）、移動後の位置の画像データ（第２画像データ）を取得し直してから（ステップＳ１１３）、照合処理（比較処理）を再度実行し（ステップＳ１１４）、移動後の照合処理に成功した場合（ステップＳ１１５；Ｙ）、直前の照合処理（ステップＳ１０３）で用いられた画像データ（第１画像データ）で、その画像データに対応する位置の照合用データの差替処理を行う（ステップＳ１１６）。

ここで、図６を参照しつつ具体的な動作例を説明する。図６の例において、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点の照合用データが予め登録されており、移動装置１０がＡ→Ｂ→Ｃの順に移動する場合を考える。Ａ地点では、Ａ地点で撮影された画像とデータベースに登録されているＡ地点の照合用データとの一致率は、閾値を上回っている。一方、Ｂ地点では、Ｂ地点で撮影された画像とデータベースに登録されているＢ地点の照合用データの一致率が低下し、閾値を下回っている。また、Ｃ地点で撮影された画像とデータベースに登録されているＣ地点の照合用データとの一致率は、閾値を上回っている。この場合、通過点であるＢ地点の走行面は、経年変化していると判断され、今回撮影された画像に置き換えられる。
Ｂ地点での一致率の低下の要因としては、（１）位置ズレ、以外に、（２）走行面の経年劣化等によるものが考えられる。その先のＣ地点での一致率の結果を用いることで、前者（１）の要因がないことが示された場合に、後者（２）の要因であることが分かる。例えば、移動装置１０は、Ｂ地点において照合用データとの一致率が低い場合、Ｂ地点にいるという確証が得られない。この場合であっても前述のとおり、オドメトリ情報を用いてさらにＣ地点と想定される地点に移動し、Ｃ地点の照合用データとの一致率が高いという結果が得られれば、事後的に、Ｂ地点にいるという認識は正しかったということが分かる。つまりＢ地点において一致率が低かったのは、位置を誤ったことによるものではなく、走行面の経年劣化等により照合がなされなくなってしまったということが分かる。
なお、移動装置１０は、Ａ地点からＢ地点に移動する場合もオドメトリ情報を用いて移動している。

このように、前回の照合処理（図５のステップＳ１０３の照合処理）で一致率が閾値以下であったものの、今回の照合処理（図５のステップＳ１１４の照合処理）で一致率が閾値より大きかった場合、経路は正しかったとみなされ、前回の照合処理で用いられたランダムパターンに対応する走行面に、経年劣化が生じているとみなされる。そのため、照合用データが新たに撮影されたランダムパターンのデータに差し替えられ（ステップＳ１１６）、次回以降の照合処理においては、このランダムパターンのデータが照合用データとして用いられる。このように複数の位置の照合結果を用いて差替を行うか否かの判定が行われることにより、差替処理が不要に行われることが抑制される。

［３］変形例
上述した実施形態は、本発明の実施の一例に過ぎず、以下のように変形させてもよい。また、上述した実施形態及び以下に示す各変形例は、必要に応じて組み合わせて実施されてもよい。

（１）上述の実施形態において、走行面に生じた変化が不可逆変化であるか可逆変化であるかによって差替処理を行うか否かを判定してもよい。例えば、撮影部１０６により撮影された画像データの履歴（又は照合結果を示す一致率の履歴）がストレージ１０３に蓄積され、プロセッサ１０１が、蓄積された画像データの履歴（又は一致率の履歴）を解析してもよい。この場合、プロセッサ１０１は、解析結果により特定される走行面の画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、照合用データの差替処理を行う。例えば、履歴を解析することにより走行面に不可逆変化が起きたと推定される場合には差替処理が行われる一方、可逆変化の場合は差替処理が行われないように制御されてもよい。走行面に生じた変化が不可逆変化であるか可逆変化であるかは、例えば、走行面の清掃のタイミングで一致率が向上した（復帰した）か否かにより判定されてもよい。すなわち、走行面の清掃のタイミングで一致率が復帰した場合、可逆変化であったと判定される一方、清掃のタイミングでも一致率が復帰しなかった場合、不可逆変化であると判定されてもよい。

また、画像データの履歴（又は一致率の履歴）がストレージに蓄積される場合において、複数の移動装置１０の履歴が共通のストレージに蓄積されてもよい。すなわち、複数の移動装置１０の自走において撮影された画像データ（又は照合結果）が、走行面の位置毎に共通のストレージに蓄積され、蓄積された画像データが解析されることにより、照合用データの差替処理を行うか否かが判定されてもよい。

（２）また、上述の実施形態において、プロセッサ１０１が、走行面に生じた変化が不可逆変化であるか可逆変化であるかを推定し、可逆変化であると推定される場合に、差替処理を行わないように制御してもよい。可逆変化であるかの判定は、例えば、プロセッサ１０１が、過去の履歴に基づいて、時間に対して想定される変化よりも実際の変化量が大きい場合に、可逆変化であると推定してもよい。可逆変化である場合に照合用データの差替処理が行われないことにより、照合用データが不要に差し替えられることが抑制される。

（３）また、上述の実施形態において、プロセッサ１０１が、走行面に生じた変化が不可逆変化であると推定される場合に差替処理を行ってもよい。不可逆変化であるかの判定は、例えば、プロセッサ１０１が、画像データの履歴を解析し、画像データの表す画像の変化が予め定められた時間経過しても（例えば、走行面が清掃されたタイミングでも）元に戻らなかった場合に、不可逆変化であると推定してもよい。

（４）上述の実施形態では、移動装置１０の形状として図３を例示したが、移動装置１０は図３で例示した形状に限られない。例えば、移動装置１０は人型の形状であってもよく、また、例えば、移動装置１０は円盤形状であってもよい。
また、上述の実施形態において、移動装置１０が光源１０９を備えない構成であってもよい。

（５）上述の実施形態では、「Ｃａｓｅ５」の場合、照合用データの再登録処理が行われたが、「Ｃａｓｅ５」の場合に照合用データの再登録処理が行われないように制御されてもよい。

（６）上述の実施形態において、照合用データの更新頻度が予め定められた閾値より高い場合、プロセッサ１０１が走行ルートを再設定したり、ユーザに別ルートを設定するよう依頼したりする等の制御を行ってもよい。

（７）上述の実施形態において、移動装置１０のプロセッサ１０１により実行されるプログラムは、インターネットなどの通信回線を介してダウンロードされてもよい。また、これらのプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスクなど）、光記録媒体（光ディスクなど）、光磁気記録媒体、半導体メモリなどの、コンピュータが読取可能な記録媒体に記録した状態で提供されてもよい。

１０…移動装置、１１…移動手段、１２…撮影手段、１３…特定手段、１４…差替手段、１５…蓄積手段、１６…記憶手段、１０１…プロセッサ、１０２…メモリ、１０３…ストレージ、１０４…通信ＩＦ、１０５…駆動系、１０６…撮影部、１０７…電池、１０８…筐体、１０９…光源。

Claims (6)

1. 構造体の表面に沿って自装置を移動させる移動手段と、
   前記表面のうち自装置と特定の位置関係がある部分を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段から出力される画像データを、予め登録された位置毎の照合用データと比較することにより、自装置の位置を特定する特定手段と、
   前記撮影手段から出力された画像データの前記照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、前記照合用データを該画像データで差し替える差替手段とを有し、
   前記差替手段は、前記表面の画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合、直前の比較処理で用いられた第１画像データの表す画像内の異なる部分、又は当該第１画像データが撮影された位置と異なる位置に自装置が移動した後に撮影された第２画像データと前記異なる部分又は位置の照合用データとの比較処理を再度実行し、該比較処理の結果が該条件を満たさない場合、前記第１画像データを用いて差替処理を行う
   移動装置。
2. 構造体の表面に沿って自装置を移動させる移動手段と、
   前記表面のうち自装置と特定の位置関係がある部分を撮影する撮影手段と、
   前記撮影手段から出力される画像データを、予め登録された位置毎の照合用データと比較することにより、自装置の位置を特定する特定手段と、
   前記撮影手段から出力された画像データの前記照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、前記照合用データを該画像データで差し替える差替手段と、
   前記撮影手段から出力される画像データの履歴を位置毎に蓄積する蓄積手段とを有し、
   前記差替手段は、前記画像データの履歴を解析し、該画像データの表す画像の予め定められた時間における前記照合用データとの一致率の低下の度合いが予め定められた閾値より大きい場合、前記照合用データの差替処理を行わない
   移動装置。
3. 前記撮影手段から出力される画像データの履歴を位置毎に蓄積する蓄積手段
   を更に有し、
   前記差替手段は、前記画像データの履歴を解析し、解析結果により特定される前記表面の画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、差替処理を行う
   請求項１又は２に記載の移動装置。
4. 前記撮影手段から出力される画像データの履歴を位置毎に蓄積する蓄積手段
   を更に有し、
   前記差替手段は、前記画像データの履歴を解析し、該画像データの表す画像の変化が予め定められた時間経過しても戻らなかった場合に、前記照合用データの差替処理を行う
   請求項１から３のいずれか１項に記載の移動装置。
5. コンピュータに、
   構造体の表面に沿って自装置を移動させるステップと、
   前記表面のうち自装置と特定の位置関係がある部分を撮影する撮影手段から出力される画像データを、予め登録された位置毎の照合用データと比較することにより、自装置の位置を特定するステップと、
   前記撮影手段から出力された画像データの前記照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、前記照合用データを該画像データで差し替えるステップと
   を実行させるためのプログラムにおいて、
   前記差し替えるステップにおいては、前記表面の画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合、直前の比較処理で用いられた第１画像データの表す画像内の異なる部分、又は当該第１画像データが撮影された位置と異なる位置に自装置が移動した後に撮影された第２画像データと前記異なる部分又は位置の照合用データとの比較処理を再度実行し、該比較処理の結果が該条件を満たさない場合、前記第１画像データを用いて差替処理を行う
   プログラム。
6. コンピュータに、
   構造体の表面に沿って自装置を移動させるステップと、
   前記表面のうち自装置と特定の位置関係がある部分を撮影する撮影手段から出力される画像データを、予め登録された位置毎の照合用データと比較することにより、自装置の位置を特定するステップと、
   前記撮影手段から出力された画像データの前記照合用データに対する画像の変化の態様が予め定められた条件を満たす場合に、前記照合用データを該画像データで差し替えるステップと
   を実行させるためのプログラムにおいて、
   前記撮影手段から出力される画像データの履歴を位置毎に蓄積するステップとを有し、
   前記差し替えるステップにおいては、前記画像データの履歴を解析し、該画像データの表す画像の予め定められた時間における前記照合用データとの一致率の低下の度合いが予め定められた閾値より大きい場合、前記照合用データの差替処理を行わない
   プログラム。

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