JP2012137909A - 移動体遠隔操縦システムおよびそのための制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 通信障害領域が存在する環境でも、簡単な構成で移動体を安全に遠隔操縦可能にする。
【解決手段】 移動ロボット遠隔操縦システム１００はＣＰＵ（８０，２０，４０）およびメモリ（８４，２２，４２）を含み、メモリの保存領域（１７０，１３０，１５０）には地図情報（１３８）が、一時記憶領域（１８０，１４０，１６０）には地図情報に対応する区域内で無線通信に障害が生じる通信障害領域（ＩＯ１〜ＩＯ５）を示す情報が仮想障害物情報（１４８）として記憶される。ＣＰＵは、センサ（１２２，１２４，４０，４６，５８，７０，１１２ａ，１１２ｂ）からの情報に基づいて、地図情報に対応する区域での移動ロボット１０の少なくとも位置を検出し（Ｓ１，Ｓ５）、地図情報および仮想障害物情報と検出結果とに少なくとも基づいて、通信障害領域を回避するように移動体を移動させる移動制御情報（１８２ａ）を作成する（Ｓ７５，Ｓ１０５）。
【選択図】 図１

Description

この発明は、移動体遠隔操縦システムおよびそのための制御プログラムに関し、特にたとえば、ロボットや無人搬送車両などの移動体を無線により遠隔操縦する、移動体遠隔操縦システムおよびそのための制御プログラムに関する。

ロボットや無人搬送車両などの移動体を無線により遠隔操縦する場合、移動体に取り付けられたカメラの画像や、移動体に付属または環境に配置したセンサから得られるセンサ情報，位置情報，周囲状況を示す地図情報などを基に移動制御が行われる。特に、人や他の移動体などが存在する環境下では、これらとの接触事故を防ぐためにも情報をリアルタイムに更新する必要があり、制御に使用する通信は低遅延かつ高信頼を維持しないと安全な操縦が困難である。

しかし、屋内環境では、物陰や遠方となって電波が届きづらい場所（圏外）や、天井や壁，床で反射した複数経路の電波が相互干渉（マルチパス干渉）により弱めあう場所（不感帯）などのほか、同一地域において同一周波数を使用する他の無線機器からの電波のよる相互干渉の影響や、電磁ノイズの発生源、電子レンジなどの高周波利用設備からの電磁放射により、遠隔操縦に必要な通信品質が維持できない場所（通信障害領域）が多数存在するため、安定した通信を少ない設備で移動範囲全域にわたり確保するのは容易ではない。なかでも不感帯は送信アンテナに近い場所やアンテナが見える場所にも存在しうるため、移動体に面的な移動を行わせる無線操縦では、その移動範囲内に点在する不感帯が特に問題である。

そこで、たとえば特許文献１では、移動ロボットは、移動しながら電波強度マップを作成し、通信不能な地点に移動した場合には電波強度マップに基づいて最も近い通信可能地点まで復帰するようにしている。
特許第４２５２３３３号公報

しかしながら、特に、可動扉や車両，歩行者，他の無線操縦による移動体など、移動する物や人に起因する反射波が原因となる干渉では、不感帯の位置や大きさが時間とともに変化する。そのため、特許文献１に記載されているような最後に通信可能であった地点まで戻るといった対策は、この種の動的な不感帯では効果が少ない。このため、一般的には、アンテナ配置やアンテナ自体を工夫したり、ダイバーシチなどにより通信障害が起こる可能性を確率的に減らす対策がとられる。しかし、これには、高価な機器や多数の無線設備が必要となったり、複数の周波数を同時に使用することで無線リソースが足りなくなったりする問題がある。そのうえ、不感帯の発生を確率的に減らすことはできても根本的に無くすことは困難である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、移動体遠隔操縦システムおよびそのための制御プログラムを提供することである。

この発明の他の目的は、通信障害領域が存在する環境、とりわけ時間的に変化する不感帯が点在する環境でも、簡単な構成で移動体を安全に遠隔操縦できる、移動体遠隔操縦システムおよびそのための制御プログラムを提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、移動体を無線通信により遠隔操縦するための移動体遠隔操縦システムであって、地図情報を記憶する第１メモリ、地図情報に対応する区域内で無線通信に障害が生じる通信障害領域を示す情報を仮想障害物情報として記憶する第２メモリ、センサからのセンサ情報に基づいて、地図情報に対応する区域での移動体の少なくとも位置を検出する検出手段、および、地図情報および仮想障害物情報と検出手段の検出結果とに少なくとも基づいて、通信障害領域での無線通信障害を回避するように移動体を制御する制御情報を作成する制御情報作成手段を備える。

第１の発明である遠隔操縦システム（１００）では、移動体（１０）は無線通信により遠隔操縦される。第１メモリ（１７０，１３０，１５０）には、地図情報（１３８）が記憶される。第２メモリ（１８０，１４０，１６０）には、地図情報に対応する区域内で無線通信に障害が生じる通信障害領域（ＩＯ１〜ＩＯ５）を示す情報が仮想障害物情報（１４８）として記憶される。検出手段（Ｓ１，Ｓ５）は、センサ（１２２，１２４，４０，４６，５８，７０，１１２ａ，１１２ｂ）からのセンサ情報に基づいて、地図情報に対応する区域での移動体の少なくとも位置を検出する。制御情報作成手段（Ｓ７５，Ｓ１０５）は、地図情報および仮想障害物情報と、検出手段の検出結果とに少なくとも基づいて、通信障害領域での無線通信障害を回避するように移動体を制御する制御情報（１８２）を作成する。

第１の発明によれば、仮想障害物情報を加味した地図情報と移動体の位置情報とに基づいて、通信障害領域での無線通信障害を回避するように移動体を制御することで、通信障害領域が存在する環境でも、高い通信品質の維持が可能となり、簡単な構成で移動体を安全に遠隔操縦できるようになる。

なお、通信障害領域には、地図情報に対応する区域内で、アンテナから遠く離れたり物理的障害物等に隠れたりして電波が届き難くなった領域（圏外）や、同一のアンテナから射出されて異なる経路を経た電波同士が干渉して相互に弱め合う領域（不感帯）などが含まれる。そして、このような通信障害領域には、移動したり変形したり拡大／縮小したりしない静的なものと、移動したり変形したり拡大／縮小したりする動的なものとの２種類がある。

第２の発明は、第１の発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、制御情報作成手段は、通信障害領域を回避するように移動体を移動させる移動制御情報（１８２ａ）を作成する。

第２の発明によれば、移動制御情報に従って通信障害領域を回避するように移動体を移動させることで、圏外，不感帯などの通信障害領域が存在する環境でも、高い通信品質の維持が可能となる。

なお、通信障害領域には、地図情報に対応する区域内で、複数のアンテナが見通しとなる領域や、多数の移動体が集まる領域も含まれてよい。この種の領域では、無線通信で使用する周波数を変更することで、その領域で生じる通信障害を回避できる可能性がある。このような場合、制御情報作成手段は、移動制御情報に代えて、またはこれに加えて、移動体に周波数を変更させる周波数変更制御情報を作成してもよい。

第３の発明は、第２の発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、地図情報には、静的な物理的障害物の位置が記述されており、第２メモリは、地図情報に対応する区域内で移動する動的な物理的障害物に関する物理的障害物情報（１４６）をさらに記憶し、制御情報作成手段は、地図情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報と検出手段の検出結果とに基づいて、制御情報を作成する。

第３の発明によれば、さらに動的な物理的障害物情報も加味することで、移動体をより安全に遠隔操縦ができるようになる。

第４の発明は、第３の発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、検出手段は、動的な物理的障害物の少なくとも位置をさらに検出し、検出手段の検出結果に基づいて動的な物理的障害物の少なくとも位置を示す物理的障害物情報を作成する物理的障害物情報作成手段、および、地図情報および物理的障害物情報作成手段によって作成された物理的障害物情報に基づいて、当該地図情報に対応する区域内で発生する静的な通信障害領域および当該地図情報に対応する区域内で発生しかつ移動する動的な通信障害領域について少なくとも位置を示す仮想障害物情報を作成する仮想障害物情報作成手段をさらに備え、第２メモリは、物理的障害物情報作成手段によって作成された物理的障害物情報および仮想障害物情報作成手段によって作成された仮想障害物情報を記憶する。

第４の発明では、検出手段によって、動的な物理的障害物の少なくとも位置がさらに検出される。物理的障害物情報作成手段（Ｓ７）は、このような検出手段の検出結果に基づいて、動的な物理的障害物の少なくとも位置を示す物理的障害物情報を作成する。さらに、仮想障害物情報作成手段（Ｓ９）は、記憶された地図情報およびこうして作成された物理的障害物情報に基づいて、当該地図情報に対応する区域内で発生する静的な通信障害領域、および当該地図情報に対応する区域内で発生しかつ移動する動的な通信障害領域について、少なくとも位置を示す仮想障害物情報を作成する。第２メモリには、こうして作成された物理的障害物情報および仮想障害物情報が記憶される。

第４の発明によれば、地図に記載されていない動的な物理的障害物（人物，車両など）をセンサで検出し、さらに、地図に記載された静的な障害物に起因して発生する静的な通信障害領域と、こうして検出した動的な障害物に起因して発生しかつ移動する動的な通信障害領域とを、たとえば計算，計測，統計処理等によって検出することで、静的な不感帯や圏外領域に加えて、時間的に変化する不感帯が点在する環境でも、高い通信品質の維持が可能となり、簡単な構成で移動体を安全に遠隔操縦できるようになる。

なお、仮想障害物情報作成手段は、地図情報および物理的障害物情報に基づいて、地図情報に対応する区域内で複数のアンテナが見通しとなる領域や多数の移動ロボットが集まる領域も通信障害領域としてさらに検出し、この種の領域も仮想障害物と見なした仮想障害物情報を作成してもよい。

第５の発明は、第４の発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、検出手段は、移動体の移動方向と、動的な物理的障害物の移動方向とをさらに検出し、物理的障害物情報作成手段は、検出手段の検出結果に基づいて動的な物理的障害物の位置および移動方向を示す物理的障害物情報を作成し、仮想障害物情報作成手段は、地図情報および物理的障害物情報作成手段によって作成された物理的障害物情報に基づいて動的な障害領域の位置および移動方向を示す仮想障害物情報を作成し、制御情報作成手段は、移動体の移動方向に静的な物理的障害物および静的な仮想障害物の少なくとも１つが存在する場合（Ｓ９９：ＹＥＳ）には直ちに回避移動を行わせる移動制御情報を生成し、移動体の移動方向に、静的な物理的障害物および静的な仮想障害のいずれも存在せず、かつ移動する動的な物理的障害物および移動する動的な仮想障害物の少なくとも１つが存在する場合（Ｓ９９：Ｎ０→Ｓ１０１：ＹＥＳ）には、当該移動体の当該移動障害物への到達予想時間が閾値を下回った時点で回避移動を行わせる移動制御情報を生成する。

第５の発明によれば、移動体の移動方向に存在する障害物が移動障害物か固定障害物かに応じて適切なタイミングで回避行動を行わせるので、移動体を安全かつ効率的に遠隔操縦できるようになる。

第６の発明は、第３ないし５のいずれかにの発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、地図情報に対応する区域に配置されて移動体との間で無線通信を行うためのアンテナ（２０２ａ〜２０６ａ）をさらに備え、仮想障害物情報作成手段は、地図情報および物理的障害物情報に基づいてアンテナからの電界の強度分布を計算し、計算された電界強度が閾値よりも小さい領域を通信障害領域として特定し、そして、特定された通信障害領域の少なくとも位置を示す情報を仮想障害物情報として作成する。

第６の発明によれば、精度の高い仮想障害物情報を計算によって作成することができる。

第７の発明は、第６の発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、ネットワーク（２００）に接続されたサーバ（１４）をさらに備え、アンテナは、移動体のネットワークへのアクセスポイント（２０２〜２０６）に設けられ、物理的障害物情報作成手段および仮想障害物情報作成手段はサーバに設けられ、そして制御情報作成手段は移動体に設けられる。

第７の発明によれば、障害物情報の作成機能をサーバ側に集約する一方、制御情報の作成機能を移動体側に持たせることで、特に移動体の個数が多い場合に、効率的な制御が行える。

第８の発明は、第７の発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、ネットワークに接続された遠隔操作装置（１２）をさらに備え、第１メモリおよび第２メモリは、サーバ，移動体および遠隔操縦装置の各々に設けられる。

第８の発明によれば、サーバからネットワークを介して移動体および遠隔操縦装置の各々に障害物情報を配信することで、より安全な遠隔操縦が可能になる。

第９の発明は、第１ないし８のいずれかにの発明に従属する移動体遠隔操縦システムであって、センサの一部（４０，４６，５８，７０，１１２ａ，１１２ｂ）は移動体に設けられ、センサの他の一部（１２２，１２４）は地図情報に対応する区域に配置される。

第９の発明によれば、移動体に搭載されたセンサからの情報と、移動体の移動区域内に配置されたセンサからの情報とに基づいて、移動体の位置や移動方向さらには動的な物理障害物の位置や移動方向を精度よく検出することができる。

第１０の発明は、移動体（１０）を無線通信により遠隔操縦するための移動体遠隔操縦システム（１００）のコンピュータ（８０＆８４，２０＆２２，４０＆４２）において実行される制御プログラム（１７４，１３４，１３６）であって、制御プログラムはコンピュータを、地図情報（１３８）を記憶する第１メモリ（１７０，１３０，１５０）、地図情報に対応する区域内で無線通信に障害が生じる通信障害領域（ＩＯ１〜ＩＯ５）を示す情報を仮想障害物情報（１４８）として記憶する第２メモリ（１８０，１４０，１６０）、センサ（１２２，１２４，４０，４６，５８，７０，１１２ａ，１１２ｂ）からのセンサ情報に基づいて、地図情報に対応する区域での移動体の少なくとも位置を検出する検出手段（Ｓ１，Ｓ５）、および、地図情報および仮想障害物情報と検出手段の検出結果とに少なくとも基づいて、通信障害領域通信障害領域での無線通信障害を回避するように前記移動体を制御する制御情報を作成する制御情報作成手段（Ｓ７５）として機能させる。

第１０の発明でも、第１の発明と同様に、高い通信品質の維持が可能となり、簡単な構成で移動体を安全に遠隔操縦できるようになる。

この発明によれば、通信障害領域が存在する環境、とりわけ時間的に変化する不感帯が点在する環境でも、簡単な構成で移動体を安全に遠隔操縦できる、移動体遠隔操縦システムおよびそのための制御プログラムが実現される。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の一実施例である移動ロボット遠隔操縦システムの構成を示す図解図であり、このシステムは、移動ロボット、サーバおよび遠隔操縦装置を含む。 移動ロボットの外観図を示す図解図である。 移動ロボットの電気的構成を示すブロック図である。 遠隔操縦装置の電気的構成の一例を示すブロック図である。 サーバの電気的構成の一例を示すブロック図である。 遠隔操作装置のディスプレイに表示される画面の一例を示す図解図であり、この画面には、移動ロボット遠隔操縦システムが適用される環境を示す地図が描かれる。 遠隔操作装置のディスプレイに表示される画面の他の一例を示す図解図であり、この画面には、図６の地図に重ねて、物理的／仮想的障害物がさらに描かれる。 サーバのメモリマップを示す図解図である。 遠隔操縦装置のメモリマップを示す図解図である。 移動ロボットのメモリマップを示す図解図である。 メモリマップ内の主要な項目の詳細を示す図解図であり、（Ａ）は物理的障害物情報を、（Ｂ）は仮想障害物情報をそれぞれ示す。 サーバのＣＰＵ動作の一部を示すフロー図である。 図１２に示された仮想障害物の領域配置の計算処理の詳細を示すフロー図である。 遠隔操縦装置のＣＰＵ動作の一部を示すフロー図である。 移動ロボットのＣＰＵ動作の一部を示すフロー図である。 図１５に示された移動制御情報生成処理の詳細を示すフロー図である。 図１２に示された仮想障害物の領域配置の計算方法を示す図解図であり、（Ａ）は格子状に分割された地図を、（Ｂ）は各格子点での電解強度に基づいて検出される仮想障害物を示す。

図１を参照して、この発明の一実施例である移動ロボット遠隔操縦システム（以下“遠隔操縦システム”）１００は、たとえば博物館，アトラクション施設，イベント会場などに配置された移動ロボット１０を、別の場所たとえば研究室，監視センタなどから、ＬＡＮ，インターネットなどのネットワーク２００を介して遠隔操縦するためのシステムである。

最初に、概要を説明する。遠隔操縦システム１００は、移動ロボット１０，遠隔操縦装置１２およびサーバ１４を含む。ネットワーク２００には、それぞれがアンテナ（２０２ａ〜２０６ａ：図６参照）を有する複数たとえば３つの無線アクセスポイント（以下“ＡＰ”）２０２〜２０６が設けられており、移動ロボット１０は、ＡＰ２０２〜２０６のいずれか１つを介してネットワーク２００に接続される。言い換えると、移動ロボット１０は、移動に伴って接続先をたとえばＡＰ２０２→ＡＰ２０４→…のように順次切替えていくこと（いわゆる“ハンドオーバ”）によって、ネットワーク２００との接続を維持することができる。

一方、遠隔操縦装置１２およびサーバ１４は、それぞれ専用のＡＰ（図示せず）を介してネットワーク２００に接続される。移動ロボット１０と各ＡＰ２０２〜２０６との間の接続は、たとえばＩＥＥＥ８０２．１１方式などの無線接続であるが、遠隔操縦装置１２およびサーバ１４の各々とその専用ＡＰとの間の接続は、無線接続でも、ＬＡＮケーブルなどによる有線接続でもよい。

移動ロボット１０は、たとえば自律型のロボットであり、遠隔操縦によってだけでなく、予め記憶した地図（間取り図）情報および自身に備わる各種センサからのセンサ情報に基づいて自律的に、移動ないし行動することもできる。移動ロボット１０によるセンサ情報はまた、ネットワーク２００経由で遠隔操縦装置１２に送信される。

サーバ１４には、複数たとえば２つのレーザレンジファインダ（以下“ＬＲＦ”）１２２，１２４が接続される。各ＬＲＦ１２２，１２４は、移動ロボット１０が移動できる場所（環境）に設置されて、自身から移動ロボット１０までの距離を計測し、距離データを出力する。サーバ１４は、移動ロボット１０に記憶されたものと同じ地図情報を記憶しており、この地図情報および各ＬＲＦ１２２，１２４からの距離データに基づいて、環境における移動ロボット１０（および他の移動体や人体などの物理的障害物）の位置および移動方向を計算する。この計算結果を示す位置＆方向情報は、ネットワーク２００経由で移動ロボット１０および遠隔操縦装置１２に送信される。

なお、ＬＲＦは一般に、レーザーを照射し、それが目標で反射して戻ってくるまでの時間に基づいて、当該目標までの距離を計測するものである。ＬＲＦ１２２，１２４は、たとえば、トランスミッタ（図示せず）から照射したレーザーを回転ミラー（図示せず）で反射させて、前方を扇状に一定角度（たとえば０．５度）ずつスキャンすることで、単に目標までの距離を計測するだけでなく、目標の表面に関する２次元距離情報（表面の形状を角度および距離の２変数で記述した情報）も生成することができる。ＬＲＦ１２２，１２４からの距離データには、このような２次元距離情報が含まれており、サーバ１４は、目標が移動ロボット１０であるか、他の移動体ないし人体といった物理的障害物であるかを識別することができる。

なお、ここでいう「物理的障害物」には、前述の地図情報に記述されている静的な障害物（たとえば建造物，壁など）は含まれない。つまり、単に「物理的障害物」という場合、車や人といった移動する（動的な）物理的障害物を意味する。

なお、環境に設置されて、移動ロボット１０までの距離を計測するセンサ（距離センサ）は、ＬＲＦに限らず、たとえば赤外線距離センサやレーダなどでもよい。また、サーバ１４には、距離センサ以外のセンサたとえばカメラ（イメージセンサ）なども接続されてよい。この場合、サーバ１４は、ＬＲＦ１２２，１２４からの距離データに加えて、カメラからの画像データも参照することで、移動ロボット１０や物理的障害物をより高い精度で識別し、各々の領域配置（位置，サイズおよび形状など）をより正確に特定することができる。さらに、移動ロボット１０が検出したセンサ情報をサーバ１４に転送すれば、サーバ１４は、物理的障害物の領域配置を特定する際にこれを利用することができる。

こうして識別された物理的障害物に関する情報（種類ないし属性，領域配置など）は、物理的障害物情報として、サーバ１４から移動ロボット１０および遠隔操縦装置１２に送信される。

さらに、サーバ１４は、地図情報および物理的障害物情報に基づいて、地図上での電界強度分布をレイトレーシングなどの手法で計算し、電界強度が閾値よりも低い領域の配置（位置，サイズおよび形状など）を特定する。その領域が移動している場合には、移動方向および速度も特定される。こうして特定された領域に関する情報（領域配置，移動方向および速度など）は、仮想障害物情報として、サーバ１４から移動ロボット１０および遠隔操縦装置１２に送信される。

遠隔操縦装置１２は、移動ロボット１０から得たセンサ情報およびサーバ１４から得た位置＆方向情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報などを表示するディスプレイ（３０：図４参照）と、オペレータによって操作される操作パネル（２８：図４参照）とを備える。オペレータは、ディスプレイ（３０）に表示される各種情報を通じて移動ロボット１０の動き（移動および／または動作を含む）を監視し、必要に応じてその動きを制御するべく操作パネル（２８）を操作する。操作パネル（２８）の操作に基づく操作情報は、ネットワーク２００経由で移動ロボット１０に送信される。

移動ロボット１０では、記憶している地図情報、自らのセンサ情報、サーバ１４からの位置＆方向情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報、ならびに遠隔操縦装置１２からの操作情報に基づいて動き制御情報が生成され、この生成された動き制御情報に基づいて各種モータ（９２〜９８，１１０，３６ａおよび３６ｂ：図３参照）が駆動される。こうして、移動ロボット１０の自律的な／遠隔操縦による動きが実現される。

特に、移動ロボット１０は、物理的障害物情報さらには仮想障害物情報を加味した地図情報に基づいて経路選択を行うことで、物理的障害物だけでなく、仮想障害物つまり電波強度の低い領域（圏外や不感帯）を回避しながら移動することができる。そして、物理的障害物情報および仮想障害物情報はリアルタイムに更新されるため、移動する物や人が存在したり、時間的に変化する不感帯が点在したりする環境でも、移動ロボット１０を安全に遠隔操縦することができる。

なお、移動ロボット１０は、相互作用指向のロボットでもあり、人間のようなコミュニケーション対象との間で、身振り手振りのような身体動作あるいは音声による会話といったコミュニケーション行動を実行する機能も有している。

次に、各要素について詳しく説明する。図２はこの実施例の移動ロボット１０の外観を示す正面図である。図２を参照して、移動ロボット１０は台車３０を含み、台車３０の下面には右車輪３２ａおよび左車輪３２ｂ（特に区別しない場合には「車輪３２」と記す）ならびに１つの従輪３４が設けられる。右車輪３２ａおよび左車輪３２ｂは、右車輪モータ３６ａおよび左車輪モータ３６ｂ（図４参照）によってそれぞれ独立に駆動され、台車３０ひいては移動ロボット１０全体を前後左右の任意方向に動かすことができる。また、従輪３４は車輪３２を補助する補助輪である。

台車３０の上には、円柱形のセンサ取り付けパネル３８が設けられ、このセンサ取り付けパネル３８には、多数の赤外線距離センサ４０が取り付けられる。これらの赤外線距離センサ４０は、センサ取り付けパネル３８つまり移動ロボット１０自身と、その周囲の物体（人間や障害物など）との距離を測定するものである。

なお、この実施例では、距離センサとして、赤外線距離センサを用いるようにしてあるが、赤外線距離センサに代えて、小型のＬＲＦ、超音波距離センサまたはミリ波レーダなどを用いることもできるし、これらを適宜組み合わせて用いてもよい。

センサ取り付けパネル３８の上には、胴体４２が直立するように設けられる。また、胴体４２の前方中央上部（人の胸に相当する位置）には、上述した赤外線距離センサ４０がさらに設けられており、これによって前方の対象たとえば人間との距離を計測する。また、胴体４２には、その側面側上端部のほぼ中央から伸びる支柱４４が設けられ、支柱４４の上には、アンテナ１１８ならびに全方位カメラ４６が設けられる。

アンテナ１１８は、各ＡＰ２０２〜２０６と無線通信を行うための無指向性アンテナであり、任意の方向からの無線信号を受信し、任意の方向に無線信号を送信する。なお、アンテナ１１８として、その指向性を電気的に変化させることが可能な可変指向性アンテナ（アレーアンテナなど）を用いてもよい。

全方位カメラ４６は、移動ロボット１０の周囲を撮影するものであり、後述する眼カメラ７０とは区別される。全方位カメラ４６としては、たとえばＣＣＤやＣＭＯＳのような固体撮像素子を用いるカメラを採用することができる。なお、これら赤外線距離センサ４０，アンテナ１１８および全方位カメラ４６の設置位置は、当該部位に限定されず適宜変更されてもよい。

胴体４２の両側面上端部（人の肩に相当する位置）には、それぞれ、肩関節４８Ｒおよび肩関節４８Ｌによって、上腕５０Ｒおよび上腕５０Ｌが設けられる。図示は省略するが、肩関節４８Ｒおよび肩関節４８Ｌは、それぞれ、直交する３軸の自由度を有する。すなわち、肩関節４８Ｒは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕５０Ｒの角度を制御できる。肩関節４８Ｒの或る軸（ヨー軸）は、上腕５０Ｒの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸およびロール軸）は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。同様にして、肩関節４８Ｌは、直交する３軸のそれぞれの軸廻りにおいて上腕５０Ｌの角度を制御できる。肩関節４８Ｌの或る軸（ヨー軸）は、上腕５０Ｌの長手方向（または軸）に平行な軸であり、他の２軸（ピッチ軸およびロール軸）は、その軸にそれぞれ異なる方向から直交する軸である。

また、上腕５０Ｒおよび上腕５０Ｌのそれぞれの先端には、肘関節５２Ｒおよび肘関節５２Ｌが設けられる。図示は省略するが、肘関節５２Ｒおよび肘関節５２Ｌは、それぞれ１軸の自由度を有し、この軸（ピッチ軸）の軸回りにおいて前腕５４Ｒおよび前腕５４Ｌの角度を制御できる。

前腕５４Ｒおよび前腕５４Ｌのそれぞれの先端には、人の手に相当する球体５６Ｒおよび球体５６Ｌがそれぞれ固定的に設けられる。ただし、指や掌の機能が必要な場合には、人間の手の形をした「手」を用いることも可能である。また、図示は省略するが、台車３０の前面、肩関節４８Ｒと肩関節４８Ｌとを含む肩に相当する部位、上腕５０Ｒ、上腕５０Ｌ、前腕５４Ｒ、前腕５４Ｌ、球体５６Ｒおよび球体５６Ｌには、それぞれ、接触センサ５８（図３で包括的に示す）が設けられる。台車３０の前面の接触センサ５８は、台車３０への人間や他の障害物の接触を検知する。したがって、移動ロボット１０は、その自身の移動中に障害物との接触が有ると、それを検知し、直ちに車輪３２の駆動を停止して移動ロボット１０の移動を急停止させることができる。また、その他の接触センサ５８は、当該各部位に触れたかどうかを検知する。なお、接触センサ５８の設置位置は、当該部位に限定されず、適宜な位置（人の胸、腹、脇、背中および腰に相当する位置）に設けられてもよい。

胴体４２の中央上部（人の首に相当する位置）には首関節６０が設けられ、さらにその上には頭部６２が設けられる。図示は省略するが、首関節６０は、３軸の自由度を有し、３軸の各軸廻りに角度制御可能である。或る軸（ヨー軸）は移動ロボット１０の真上（鉛直上向き）に向かう軸であり、他の２軸（ピッチ軸、ロール軸）は、それぞれ、それと異なる方向で直交する軸である。

頭部６２には、人の口に相当する位置に、スピーカ６４が設けられる。スピーカ６４は、移動ロボット１０が、それの周辺の人間に対して音声ないし音によってコミュニケーションを取るために用いられる。また、人の耳に相当する位置には、マイク６６Ｒおよびマイク６６Ｌが設けられる。以下、右のマイク６６Ｒと左のマイク６６Ｌとをまとめてマイク６６と言うことがある。マイク６６は、周囲の音、とりわけコミュニケーションを実行する対象である人間の音声を取り込む。さらに、人の目に相当する位置には、眼球部６８Ｒおよび眼球部６８Ｌが設けられる。眼球部６８Ｒおよび眼球部６８Ｌは、それぞれ眼カメラ７０Ｒおよび眼カメラ７０Ｌを含む。以下、右の眼球部６８Ｒと左の眼球部６８Ｌとをまとめて眼球部６８と言うことがある。また、右の眼カメラ７０Ｒと左の眼カメラ７０Ｌとをまとめて眼カメラ７０と言うことがある。

眼カメラ７０は、移動ロボット１０に接近した人間の顔や他の部分ないし物体などを撮影して、それに対応する映像信号を取り込む。また、眼カメラ７０は、上述した全方位カメラ４６と同様のカメラを用いることができる。たとえば、眼カメラ７０は、眼球部６８内に固定され、眼球部６８は、眼球支持部（図示せず）を介して頭部６２内の所定位置に取り付けられる。図示は省略するが、眼球支持部は、２軸の自由度を有し、それらの各軸廻りに角度制御可能である。たとえば、この２軸の一方は、頭部６２の上に向かう方向の軸（ヨー軸）であり、他方は、一方の軸に直交しかつ頭部６２の正面側（顔）が向く方向に直行する方向の軸（ピッチ軸）である。眼球支持部がこの２軸の各軸廻りに回転されることによって、眼球部６８ないし眼カメラ７０の先端（正面）側が変位され、カメラ軸すなわち視線方向が移動される。なお、上述のスピーカ６４、マイク６６および眼カメラ７０の設置位置は、当該部位に限定されず、適宜な位置に設けられてよい。

このように、この実施例の移動ロボット１０は、車輪３２の独立２軸駆動、肩関節４８の３自由度（左右で６自由度）、肘関節５２の１自由度（左右で２自由度）、首関節６０の３自由度および眼球支持部の２自由度（左右で４自由度）の合計１７自由度を有する。

図３は移動ロボット１０の電気的な構成を示すブロック図である。図３を参照して、移動ロボット１０は、ＣＰＵ８０を含む。ＣＰＵ８０は、マイクロコンピュータ或いはプロセッサとも呼ばれ、バス８２を介して、メモリ８４、モータ制御ボード８６、センサ入力／出力ボード８８および音声入力／出力ボード９０に接続される。ＣＰＵ８０は、ＲＴＣ(Real Time Clock)８０ａを含んでおり、各センサからの信号ないしデータ（センサ情報）に対してＲＴＣに基づく時刻データを付加する。

メモリ８４は、図示は省略をするが、不揮発メモリ（保存領域）としてＳＳＤ(Solid State Drive)およびＲＯＭと、揮発メモリ（一時記憶領域）としてＲＡＭとを含む。ＳＳＤ，ＲＯＭつまり保存領域（１８０：図１０参照）には、移動ロボット１０自身の動きや遠隔操縦装置１２，サーバ１４との間の通信を制御するための各種の制御プログラム，地図情報など（後述）が予め記憶される。ＲＡＭつまり一時記憶領域（１９０：図１０参照）は、ワークメモリないしバッファメモリとして、送受信データを一時保持したり、制御プログラムによって参照される各種の情報（後述）を更新可能に記憶したりする。

モータ制御ボード８６は、たとえばＤＳＰで構成され、各腕や首関節および眼球部などの各軸モータの駆動を制御する。すなわち、モータ制御ボード８６は、ＣＰＵ８０からの制御データを受け、右眼球部６８Ｒの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図３では、まとめて「右眼球モータ９２」と示す。）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード８６は、ＣＰＵ８０からの制御データを受け、左眼球部６８Ｌの２軸のそれぞれの角度を制御する２つのモータ（図３では、まとめて「左眼球モータ９４」と示す。）の回転角度を制御する。

また、モータ制御ボード８６は、ＣＰＵ８０からの制御データを受け、肩関節４８Ｒの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと肘関節５２Ｒの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図３では、まとめて「右腕モータ９６」と示す。）の回転角度を制御する。同様に、モータ制御ボード８６は、ＣＰＵ８０からの制御データを受け、肩関節４８Ｌの直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータと肘関節５２Ｌの角度を制御する１つのモータとの計４つのモータ（図３では、まとめて「左腕モータ９８」と示す。）の回転角度を制御する。

さらに、モータ制御ボード８６は、ＣＰＵ８０からの制御データを受け、首関節６０の直交する３軸のそれぞれの角度を制御する３つのモータ（図３では、まとめて「頭部モータ１１０」と示す。）の回転角度を制御する。そして、モータ制御ボード８６は、ＣＰＵ８０からの制御データを受け、右車輪３２ａを駆動する右車輪モータ３６ａ、左車輪３２ｂを駆動する左車輪モータ３６ｂの回転角度を、それぞれ個別に制御する。なお、この実施例では、車輪モータ３６を除くモータは、制御を簡素化するためにステッピングモータ（すなわち、パルスモータ）を用いる。ただし、車輪モータ３６と同様に直流モータを用いるようにしてもよい。また、移動ロボット１０の身体部位を駆動するアクチュエータは、電流を動力源とするモータに限らず適宜変更されてもよい。たとえば、他の実施例では、エアアクチュエータなどが適用されてもよい。

センサ入力／出力ボード８８は、モータ制御ボード８６と同様に、たとえばＤＳＰで構成され、各センサからの信号（センサ情報）を取り込んでＣＰＵ８０に与える。すなわち、赤外線距離センサ４０のそれぞれからの反射時間に関するデータがこのセンサ入力／出力ボード８８を通じてＣＰＵ８０に入力される。また、全方位カメラ４６からの映像信号が、必要に応じてセンサ入力／出力ボード８８で所定の処理を施してからＣＰＵ８０に入力される。眼カメラ７０からの映像信号も、同様に、ＣＰＵ８０に入力される。また、上述した複数の接触センサ５８（図３では、まとめて「接触センサ５８」と示す。）からの信号がセンサ入力／出力ボード８８を介してＣＰＵ８０に与えられる。

また、センサ入力／出力ボード８８には、右車輪３２ａの回転速度（車輪速）を検出する右車輪速センサ１１２ａ、左車輪３２ｂの回転速度を検出する左車輪速センサ１１２ｂがさらに接続される。そして、右車輪速センサ１１２ａおよび左車輪速センサ１１２ｂからのそれぞれから、一定時間における右車輪３２ａおよび左車輪３２ｂの回転数（車輪速）に関するデータが、センサ入力／出力ボート８８を通じて、ＣＰＵ８０に入力される。

音声入力／出力ボード９０も、他の入力／出力ボードと同様にたとえばＤＳＰで構成され、図３ではＣＰＵ８０，メモリ８４または音声入力／出力ボード９０から与えられる音声合成データに従った音声または声がスピーカ６４から出力される。また、マイク６６からの音声入力が、音声入力／出力ボード９０を介してＣＰＵ８０に与えられる。

また、ＣＰＵ８０は、バス８２を介して通信ＬＡＮボード１１４に接続される。通信ＬＡＮボード１１４は、たとえばＤＳＰで構成され、ＣＰＵ８０から与えられた送信データを無線通信回路１１６に与え、無線通信回路１１６は送信データを、アンテナ１１８からネットワーク２００を介して外部コンピュータ（遠隔操縦装置１２，サーバ１４）に送信する。また、通信ＬＡＮボード１１４は、無線通信回路１１６を介してアンテナ１１８でデータを受信し、受信したデータをＣＰＵ８０に与える。アンテナ１１８で受信される受信データには、遠隔操縦装置１２からの操作情報、および／または、サーバ１４からの位置＆方向情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報が含まれる。

図４は、遠隔操縦装置１２の電気的な構成を示すブロック図である。図４を参照して、遠隔操縦装置１２は、ＣＰＵ２０，メモリ２２，通信ＬＡＮボード２４，通信回路２６，操作パネル２８およびディスプレイ３０を備える。通信回路２６は、図示しない専用ＡＰを介してネットワーク２００に無線または有線で接続される。

操作パネル２８は、各種の操作ボタン，タッチパネルなどで構成され、オペレータが移動ロボット１０の動きを制御するべく行う操作を受け付けて、その操作データを出力する。ＣＰＵ２０は、ＲＴＣ２０ａを含んでおり、操作パネル２８により入力される操作データに対し、ＲＴＣ２０ａに基づく時刻データを付加し、これ（時刻付き操作データ）を送信データ（操作情報）としてメモリ２２に書き込む。ＣＰＵ２０はまた、メモリ２２に記憶された送信データを時刻データに従って読み出し、通信ＬＡＮボード２４に与える。通信ＬＡＮボード２４は、たとえばＤＳＰで構成され、ＣＰＵ２０から与えられた送信データを通信回路２６からネットワーク２００を通して移動ロボット１０に送信する。

通信ＬＡＮボード２４はまた、移動ロボット１０およびサーバ１４からネットワーク２００経由で送られてくるデータ（センサ情報ならびに位置＆方向情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報）を通信回路２６で受信し、その受信データをＣＰＵ２０に与える。ＣＰＵ２０は、与えられた受信データをメモリ２２に書き込みつつ、こうしてメモリ２２に記憶された受信データに基づいて、保持している地図情報，移動ロボット１０からのセンサ情報ならびにサーバ１４からの位置＆方向情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報を視覚的に示す障害物付きの地図画面（図７参照）をディスプレイ３０に表示する。先述したようなオペレータによる操作は、こうしてディスプレイ３０に表示される地図画面を参照しながら行われる。

メモリ２２には、遠隔操縦装置１２が以上のような動作を行うための各種の制御プログラム，地図情報など（図９参照：後述）が予め記憶される。

図５は、サーバ１４の電気的な構成を示すブロック図である。図５を参照して、サーバ１４は、ＣＰＵ４０，メモリ４２，通信ＬＡＮボード４４，通信回路４６およびセンサ入力／出力ボード４８を備える。通信回路４６は、図示しない専用ＡＰを介してネットワーク２００に無線または有線で接続される。センサ入力／出力ボード４８には、図１に示したＬＲＦ１２２，１２４（さらにはレーダやカメラ）が接続される。

ＣＰＵ４０は、ＲＴＣ４０ａを含んでおり、ＬＲＦ１２２，１２４からセンサ入力／出力ボード４８を通して入力される距離データ（さらにはレーダの計測データ，カメラの画像データ）に対して、ＲＴＣ４０ａから得られる時刻データを付加し、この時刻付き距離データ（さらには時刻付き計測データ，時刻付き画像データ）をメモリ４２に書き込む。ＣＰＵ４０はまた、こうしてメモリ４２に記憶された時刻付き距離データ等と、予めメモリ４２に記憶された地図情報とに基づいて、環境における移動ロボット１０の位置および移動方向ならびに物理的障害物の領域配置を計算し、この計算結果に基づいて仮想障害物の領域配置をさらに計算し、そして結果（位置＆方向情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報）を送信データとして再びメモリ４２に書き込む。

通信ＬＡＮボード４４は、たとえばＤＳＰで構成され、こうしてメモリ４２に記憶された送信データを通信回路４６からネットワーク２００を通して移動ロボット１０に送信する。メモリ４２には、サーバ１４が以上のような動作を行うための各種の制御プログラム，地図情報など（図８参照：後述）が予め記憶される。

図６には、遠隔操縦システム１００が適用される環境に対応する地図が示される。遠隔操縦装置１２で地図を表示させるモードが選択されると、ディスプレイ３０には、メモリ２２に記憶された地図情報に基づいて、図６に示すような地図画面が表示される。

この環境は、たとえば博物館の一室であり、そこには、通路、６個の展示棚、および３個のＡＰに対応する３個のアンテナが適宜な位置に設けられている。移動ロボット１０は、このような室内を自律的にまたは遠隔操縦によって移動する。

この環境に対応する地図画面には、図６に示されるように、通路の画像３００、展示棚の画像３０２〜３１２、およびＡＰ２０２〜２０６に対応するアンテナの画像２０２ａ〜２０６ａが描画されている。なお、以下では、通路の画像３００や展示棚の画像３０２を単に通路３００や展示棚３０２のように略記する。

なお、環境は、図６のような屋内環境とは限らず、屋外環境でもよい。その場合、図６に示された展示棚の画像３０２〜３１２はビルなどの建造物を、通路の画像３００は道路を示すものとなる。

図７には、図６の地図上に物理的障害物および仮想障害物を配置した障害物付きの地図が示される。遠隔操作装置１２で障害物付き地図を表示させる操作が行われると、ディスプレイ３０には、メモリ２２に記憶された地図情報，位置＆移動方向情報，物理的障害物情報および仮想障害物情報に基づいて、図７に示すような障害物付き地図画面が表示される。この障害物付き地図画面には、図６の地図上にさらに、移動ロボット１０を示すマーク“Ｒ”、物理的障害物を示すマーク“ＰＯ”、および仮想障害物を示すマーク“ＩＯ”が描画される。仮想障害物には、移動したり変形したり拡大／縮小したりするもの（動的な仮想障害物）と、移動も変形も拡大／縮小もしないもの（静的な仮想障害物）との２種類がある。

たとえば、展示室の右奥手には、展示棚３１０に隠れてどのアンテナも見通せない領域があり、そこが圏外となっている。この圏外領域は、移動も変形も拡大／縮小もしないため、静的な仮想障害物として検出される。展示室の右奥手に描かれた２つのマーク“ＩＯ１”および“ＩＯ２”は、このような静的な仮想障害物を示している。

また、展示棚３１２の右手にも圏外領域が生じているが、こちらの圏外領域は、移動はしないものの、付近を通行する人や車両の影響で変形したり拡大／縮小したりするので、動的な仮想障害物として検出される。展示棚３１２の右手に描かれたマーク“ＩＯ５”は、このような動的な仮想障害物を示す。

一方、通路３００から展示棚３０６に向かって無人搬送車両（以下“車両”）が移動してきており、この車両が物理的障害物として地図上にマーク“ＰＯ１”で示されている。また、接近してきた車両に起因する不感帯が展示棚３０６の手前に発生しつつあり、この拡大する不感帯に対応する動的な仮想障害物を示すマーク“ＩＯ３”が、マーク“ＰＯ１”の近くに描画されている。

また、展示棚３０８の手前を人が歩いており、この歩行者つまり物理的障害物を示すマーク“ＰＯ２”が展示棚３０８の手前に描画される。さらに、展示棚３０８の手前には、この歩行者に起因する不感帯が生じており、この移動する不感帯に対応する動的な仮想障害物を示すマーク“ＩＯ４”も描画される。

図８には、サーバ１４のメモリマップが示される。図８を参照して、メモリ４２には、保存領域１３０および一時記憶領域１４０が形成され、保存領域１３０には、通信制御プログラム１３２、位置＆移動方向計算プログラム１３４、障害物領域配置計算プログラム１３６および地図情報１３８などが記憶される。通信制御プログラム１３２は、サーバ１４がネットワーク２００を通じて移動ロボット１０および遠隔操作装置１２と通信を行うための制御プログラムであり、図１２のステップＳ１１に対応する。位置＆移動方向計算プログラム１３４は、一時記憶領域１４０に記憶された距離データ（２次元距離情報）１４２に基づいて移動ロボット１０の位置および移動方向を計算するためのプログラムであり、図１２のステップＳ５に対応する。障害物領域配置計算プログラム１３６は、ＬＲＦ１２２，１２４からの距離データ１４２に基づいて、移動ロボット１０の移動範囲に存在する障害物（物理的障害物および仮想障害物）の領域配置を計算するためのプログラムであり、図１２のステップＳ７およびＳ９に対応する。地図情報１３８は、移動ロボット１０の移動範囲に対応する地図情報であり、たとえば図６の地図画面に対応する。

一時記憶領域１４０には、距離データ１４２、位置＆方向情報１４４、物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８などが一時記憶される。距離データ１４２は、ＬＲＦ１２２，１２４から出力されたデータであり、これに基づいて移動ロボット１０の位置および移動方向が計算される。また、距離データ１４２に含まれる２次元距離情報に基づいて、移動ロボット１０および物理的障害物の領域配置が計算される。位置＆方向情報１４４は、移動ロボット１０（および他の移動体）の位置および移動方向を示す情報であり、移動ロボット１０および遠隔操縦装置１２の各々に送信される。物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８は、移動ロボット１０の移動範囲に存在する物理的障害物および仮想障害物の領域配置を示す情報であり、移動ロボット１０および遠隔操縦装置１２の各々に送信される。

図９には、遠隔操縦装置１２のメモリマップが示される。図９を参照して、メモリ２２には、保存領域１５０および一時記憶領域１６０が形成され、保存領域１５０には、通信制御プログラム１５２、入出力制御プログラム１５４および地図情報１３８などが記憶される。通信制御プログラム１５２は、遠隔操縦装置１２がネットワーク２００を通じて移動ロボット１０およびサーバ１４と通信を行うための制御プログラムであり、図１４のステップＳ４５に対応する。入出力制御プログラム１５４は、操作パネル２８からの操作入力およびディスプレイ３０への画面出力を制御するためのプログラムであり、図１４のステップＳ４１，Ｓ４３およびＳ４９に対応する。地図情報１３８は、サーバ１４に記憶されているものと同じ地図情報である。

一時記憶領域１６０には、センサ情報１６２、操作情報１６４、位置＆方向情報１４４、物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８が一時記憶される。センサ情報１６２は、移動ロボット１０から受信した情報であり、移動ロボット１０に備わるセンサ（４０，４６，５８，７０，１１２ａおよび１１２ｂ）の検出結果を示す。操作情報１６４は、遠隔操縦装置１２自身により行われた操作内容（コマンド）を示す情報であり、移動ロボット１０に送信される。位置＆方向情報１４４は、サーバ１４から受信した情報であり、移動ロボット１０（および他の移動体）の位置および移動方向を示す。物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８は、サーバ１４から受信した情報であり、移動ロボット１０の移動範囲に存在する物理的障害物および仮想障害物の領域配置を示す。

図１０には、移動ロボット１０のメモリマップが示される。図１０を参照して、メモリ８４には、保存領域１７０、一時記憶領域１８０およびパラメータ領域１９０が形成され、保存領域１７０には、通信制御プログラム１７２、動き制御プログラム１７４および地図情報１３８などが記憶される。通信制御プログラム１７２は、移動ロボット１０がネットワーク２００を通じて遠隔操縦装置１２およびサーバ１４と通信を行うための制御プログラムであり、図１５のステップＳ６５およびＳ７１に対応する。動き制御プログラム１７４は、動き制御情報１８２に基づいて移動ロボット１０の動きを制御するためのプログラムであり、図１５のステップＳ７５およびＳ７７に対応する。地図情報１３８は、サーバ１４に記憶されているものと同じ地図情報である。

一時記憶領域１８０には、センサ情報１６２、操作情報１６４、位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６、仮想障害物情報１４８および動き制御情報１８２が記憶される。センサ情報１６２は、移動ロボット１０自身に備わるセンサ（４０，４６，５８，７０，１１２ａおよび１１２ｂ）の検出結果を示す情報であり、具体的には、周辺に存在する対象物や壁面までの距離を示す距離情報、周辺を各種カメラで捉えた画像情報、対象物との接触情報、および左右の車輪の速度を示す車輪速情報などが含まれる。操作情報１６４は、遠隔操縦装置１２から受信した情報であり、遠隔操縦装置１２により行われた操作内容（コマンド）を示す。位置＆方向情報１４４は、サーバ１４から受信した情報であり、移動ロボット１０自身（およびその他の移動体）の位置および移動方向を示す。物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８は、サーバ１４から受信した情報であり、移動ロボット１０自身の移動範囲に存在する物理的障害物および仮想障害物の領域配置を示す。

動き制御情報１８２は、移動ロボット１０自身の動き（各種モータ３６ａ，３６ｂ，９２〜９８および１１０の動作）を制御するための情報であり、上述したセンサ情報１６２，操作情報１６４，位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８に基づいて生成される。動き制御情報１８２には、移動（主として右左の車輪モータ３６ａおよび３６ｂの動作）を制御するための移動制御情報１８２ａと、動作（主として右左の眼球モータ９２および９４，右左の腕モータ９６および９８ならびに頭部モータ１１０の動作）を制御するための動作制御情報１８２ｂとが含まれる。

パラメータ領域１９０には、ユーザによって設定される各種のパラメータ、具体的にはモード１９２および目標位置１９４が記憶され、必要に応じて仮の目標位置１９６がさらに記憶される。モード１９２には、所定の位置（動かない目標）に向かって移動するモード（通常モード）と、動く目標を追尾するモード（追尾モード）との２種類がある。目標位置１９４は、目標の位置（座標）を示すパラメータである。仮の目標位置１９６は、目標への進行方向に障害物がある場合に、目標に代えて設定される仮の目標の位置（座標）を示すパラメータである。

図１１（Ａ）には、物理的障害物情報１４６の構成例が示される。図１１（Ａ）を参照して、物理的障害物情報１４６には、各物理的障害物ＰＯ１，ＰＯ２について、その物理的障害物を識別するＩＤ、その物理的障害物を検出した時刻、その物理的障害物の地図上での領域配置（位置，サイズ，形状など）、ならびにその物理的障害物の移動方向および速度が記述される。

図１１（Ｂ）には、仮想障害物情報１４８の構成例が示される。図１１（Ｂ）を参照して、仮想障害物情報１４８には、各仮想障害物ＩＯ１〜ＩＯ５について、その仮想障害物を識別するＩＤ、その仮想障害物を検出した時刻、その仮想障害物の地図上での領域配置（位置，サイズ，形状など）、ならびにその仮想障害物の移動方向および速度（静的な仮想障害物の場合は“固定”）が記述される。

なお、遠隔操縦システム１００からサーバ１４およびこれに付随するＬＲＦ１２２，１２４等を省略し、移動ロボット１０が自身によるセンサ情報に基づいて位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８を生成するようにしてもよい。または、サーバ１４の役割をＬＲＦ１２２，１２４等からのセンサ情報の収集に限定し、移動ロボット１０が自身によるセンサ情報およびサーバ１４からのセンサ情報に基づいて位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８を生成するようにしてもよい。

サーバ１４のＣＰＵ４０は、メモリ４２に記憶された通信制御プログラム１３２，位置＆移動方向計算プログラム１３４および障害物領域配置計算プログラム１３６（図８参照）に基づいて、図１２および図１３のフローに従う処理を実行する。図１２を参照して、まずステップＳ１で、ＬＲＦ１２２，１２４から距離データ１４２を取得する。取得した距離データ１４２は、一時記憶領域１４０に書き込まれる。なお、サーバ１４にカメラを接続する場合には、さらにカメラから画像データが取得されて一時記憶領域１４０に書き込まれる。

一時記憶領域１４０には、前回の距離データ１４２も記憶されており、ステップＳ３では、今回取得した距離データ１４２を前回の距離データ１４２と比較して、変化があるか否かを判別し、ここでＮＯであればステップＳ１に戻る。なお、今回が初回の場合は、変化ありと見なされ、ステップＳ３の判別結果はＹＥＳとなる。ステップＳ３でＹＥＳであれば、ステップＳ５に進んで、今回の距離データ１４２および前回の距離データ１４２に基づいて移動ロボット１０の位置および移動方向を計算する。この計算結果は、位置＆方向情報１４４として一時記憶領域１４０に書き込まれる。

次に、ステップＳ７で、保存領域１３０に記憶された地図情報１３８および一時記憶領域１４０に記憶された距離データ１４２に含まれる２次元距離情報（さらにはカメラからの画像データ）に基づいて物理的障害物の領域配置を計算する。この計算結果は、物理的障害物情報１４６として一時記憶領域１４０に書き込まれる。次のステップＳ９では、保存領域１３０に記憶された地図情報１３８および一時記憶領域１４０に記憶された物理的障害物情報１４６に基づいて仮想障害物の領域配置を計算する（詳細は後述）。この計算結果は、仮想障害物情報１４８として一時記憶領域１４０に書き込まれる。

そしてステップＳ１１で、一時記憶領域１４０に記憶された位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８を、通信ＬＡＮボード４４を介して通信回路４６から移動ロボット１０および遠隔操縦装置１２の各々に送信する。その後、ステップＳ１に戻って上記と同様の処理を繰り返す。

これにより、移動ロボット１０は、移動ロボット１０自身の位置および移動方向を知ることができるので、自律的な移動が行える。また、遠隔操縦装置１２を操作するオペレータは、移動ロボット１０の位置および移動方向を知ることができるので、移動ロボット１０の遠隔操縦が行える。なお、遠隔操縦システム１００からサーバ１４を省略して、移動ロボット１０自身がセンサ情報１５６に基づいて位置および移動方向を計算してもよい。遠隔操縦装置１２には、この計算結果（位置＆方向情報１４４）が送信される。

上記ステップＳ９つまり仮想障害物の領域配置の計算は、詳しくは図１３のフローに従って実行される。図１３を参照して、ＣＰＵ４０は、最初、ステップＳ２１で、地図情報１３８に基づく地図上に、物理的障害物情報１４６に基づく物理的障害物を配置し、次に、ステップＳ２３で、その地図を、たとえば図１７（Ａ）に示すように格子状に分割した後、ステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５では、地図上で、各アンテナ２０２ａ〜２０６ａから各格子点に至る電波を追跡（レイトレーシング）して、各格子点における電界強度を計算する。次のステップＳ２７では、その計算結果つまり各格子点における電界強度に基づいて、電界強度が閾値を下回る格子点群を囲む領域を検出する。

たとえば、地図上のある区画において、図１７（Ｂ）に示すように２５個の格子点（１，１）〜（５，５）が定義されており、そのうち隣接する７個の格子点（２，２），（３，２），（２，３），（３，３），（４，３），（３，４）および（４，４）で電界強度が閾値を下回ったとすると、これら７個の格子点群を囲む領域ＩＯｉが検出される。なお、どの格子点の電界強度も閾値以上であるか、または、電界強度が閾値を下回る格子点があっても、それらの配置が離散的である場合には、該当領域なしとみなされる。

次に、こうして検出された領域のサイズが閾値より大であるか否かをステップＳ２９で判別する。なお、閾値は、検出領域の形状を楕円形とみなして、長径２ｍ，短径１ｍなどのように決められる。ステップＳ２９でＮＯであれば、ステップＳ３９でその領域に対応する登録情報を抹消（対応する登録情報がなければ素通り）する。その後、上位のフロー（図１２参照）に戻る。ステップＳ２９でＹＥＳであれば、ステップＳ３１に進む。

ステップＳ３１では、検出された領域を仮想障害物とみなして、その検出時刻および領域配置（位置，形状，サイズなど）を仮想障害物情報１４８（図１０参照）に登録（または登録済みの情報を更新）する。次のステップＳ３３では、検出された領域が移動しているか否かを仮想障害物情報１４８に登録された位置の変化に基づいて判別し、ここＹＥＳであれば、その位置変化から計算される移動方向／速度をステップＳ３５で仮想障害物情報１４８にさらに登録する。ステップＳ３３でＮＯであれば、移動方向／速度に代えて“固定”をステップＳ３７で仮想障害物情報１４８にさらに登録する。こうして移動方向／速度または“固定”を登録した後、上位のフローに戻る。

遠隔操縦装置１２のＣＰＵ２０は、メモリ２２に記憶された通信制御プログラム１５２および入出力制御プログラム１５４（図９参照）に基づいて、図１４のフローに従う制御処理を実行する。図１４を参照して、まずステップＳ４１で、ディスプレイ３０に障害物付き地図画面（図７参照）を初期表示し、次に、ステップＳ４３で、操作パネル２８への操作入力があったか否かを判別して、ＮＯであればステップＳ４７に進む。ステップＳ４３でＹＥＳであれば、ステップＳ４５で、その操作入力の内容を示す操作情報を、通信ＬＡＮボード２４を介して通信回路２６から移動ロボット１０に送信した後、ステップＳ４７に進む。

ステップＳ４７では、通信ＬＡＮボード２４によって移動ロボット１０またはサーバ１４から各種の情報（センサ情報，位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６，仮想障害物情報１４８）が受信されたか否かを判別し、ＮＯであればステップＳ４３に戻る。ステップＳ４７でＹＥＳであれば、ステップＳ４９でディスプレイ３０の障害物付き地図画面を受信情報に基づいて更新した後、ステップＳ４３に戻る。そして、上記と同様の処理を繰り返す。

これによって、ディスプレイ３０には、移動ロボット１０からのセンサ情報、ならびにサーバ１４からの位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８を視覚的に示す障害物付き地図画面が、リアルタイムに表示される。オペレータは、この画面を見ながら、必要に応じて操作パネル２８を操作して、移動ロボット１０の遠隔制御を行うことができる。

移動ロボット１０のＣＰＵ８０は、通信制御プログラム１７２および動き制御プログラム１７４（図１０参照）に基づいて、図１５および図１６のフローに従う制御処理を実行する。図１５を参照して、最初、ステップＳ６１で、初期処理を行う。初期処理には、一時記憶領域１８０の初期化、およびパラメータ領域１９０に記憶された各種パラメータ（モード１９２，目標位置１９４および仮の目標位置１９６）の初期設定といった処理が含まれる。

モード１９２の初期設定では、たとえば遠隔操縦装置１２の操作パネル２８を介して、通常モードおよび追尾モードのいずれか１つがユーザにより選択され、その選択されたモードが記憶される。目標位置１９４の初期設定では、通常モードの場合、任意の位置がユーザによって指定され、その指定された位置を示す座標が記憶される。一方、追尾モードの場合には、任意の目標（人物，車両など）がユーザによって指定され、その指定された目標の初期位置を示す座標が記憶される。仮の目標位置１９６の初期設定では、“未設定”が記憶される。

初期処理が完了すると、ステップＳ６３に進んで、各種センサ（４０，４６，５８，７０，１１２ａおよび１１２ｂ）からセンサ情報を取得する。次のステップＳ６５では、こうして取得したセンサ情報に基づいて、一時記憶領域１８０に記憶されたセンサ情報１６２を更新する。更新後のセンサ情報１６２は、通信ＬＡＮボード１１４を介して、無線通信回路１１６によりアンテナ１１８で遠隔操縦装置１２に送信される。その後、ステップＳ６７に進む。

ステップＳ６７では、サーバ１４から各種の情報（位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８）を受信したか否かを判別し、ＮＯであればステップＳ７１に進む。ステップＳ６７でＹＥＳであれば、ステップＳ６９で、一時記憶領域１８０に記憶された位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８を受信情報に基づいて更新した後、ステップＳ７１に進む。

ステップＳ７１では、遠隔操縦装置１２から操作情報を受信したか否かを判別し、ＮＯであればステップＳ７５に進む。ステップＳ７１でＹＥＳであれば、ステップＳ７３で、一時記憶領域１８０に記憶された操作情報１６４を受信情報に基づいて更新した後、ステップＳ７５に進む。

ステップＳ７５では、センサ情報１６２，操作情報１６４，位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８に基づいて動き制御情報１８２を生成し、そしてステップＳ７７で、この動き制御情報１８２に基づいて各種モータ（９２〜９８，１１０，３６ａおよび３６ｂ）を駆動する。その後、ステップＳ６３に戻って上記と同様の処理を繰り返す。これによって、移動ロボット１０の様々な動き、たとえば先述したような移動やコミュニケーション行動などが実現される。

上記ステップＳ７５で生成される動き制御情報１８２には、移動制御情報１８２ａおよび動作制御情報１８２ｂが含まれており、このうち移動制御情報１８２ａは、たとえば図１６に示すフローに従って生成される。なお、動作制御情報１８２ｂについての説明は省略する。

図１６を参照して、最初のステップＳ９１では、現時点のモード、つまりパラメータ領域１９０に記憶されたモード１９２が、追尾モードを示すか否かを判別する。ここでＮＯ、つまりモード１９２が通常モードを示す場合には、ステップＳ９５に進む。ステップＳ９１でＹＥＳであれば、ステップＳ９３で目標位置１９４を追尾相手の現在位置に更新した後、ステップＳ９５に進む。なお、追尾相手の現在位置は、一時記憶領域１８０に記憶された位置＆方向情報１４４から抽出される。

ステップＳ９５では、目標位置１９４までの距離、つまり移動ロボット１０自身と追尾相手との間の距離が、閾値（たとえば１ｍ）以内か否かを判別し、ここでＹＥＳであれば、処理はステップＳ１０９（後述）に分岐する。

なお、ステップＳ９５の判別で用いる閾値は、固定値とは限らず、可変値であってもよい。たとえば、閾値を１つのパラメータとしてパラメータ領域１９０に記憶し、ステップＳ６１の初期処理を通じて、環境に応じた値（たとえば屋外では２ｍ，屋内では１ｍなど）を設定してもよい。

ステップＳ９５でＮＯであれば、ステップＳ９７で、位置＆方向情報１４４を参照して、移動ロボット１０自身の位置および目標位置１９４から進行すべき方向を計算する。次のステップＳ９９では、計算した進行方向に固定障害物があるか否かを地図情報１３８および仮想障害物情報１４８に基づいて判別する。ここで、固定障害物とは、具体的には、地図情報１３８に記載された静的な物理的障害物（屋外地図の場合は建物や道路など、間取り図の場合は壁面や展示棚など。固定的に決められた通行禁止区域も含めてよい）、および仮想障害物情報１４８に登録された“固定”障害物（静的な仮想障害物、および動的な仮想障害物のうち移動しないもの）のいずれかに該当する物または領域をいう。

ステップＳ９７で計算した進行方向に上記のような固定障害物が存在する場合には、ステップＳ９９でＹＥＳと判別して、ステップＳ１０５（後述）に進む。一方、計算した進行方向に上記のような固定障害物が存在しない場合には、ステップＳ９９でＮＯと判別して、ステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、計算した進行方向に移動障害物があるか否かを物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８に基づいて判別する。ここで、移動障害物とは、具体的には、物理的障害物情報１４６に登録された動的な物理的障害物、および仮想障害物情報１４８に登録された“移動”障害物（動的な仮想障害物のうち移動するもの）のいずれかに該当する物または領域をいう。

ステップＳ９７で計算した進行方向に上記のような移動障害物が存在しない場合には、ステップＳ１０１でＮＯと判別して、ステップＳ１０７（後述）に進む。一方、計算した進行方向に上記のような移動障害物が存在する場合には、ステップＳ１０１でＹＥＳと判別して、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、位置＆方向情報１４４から抽出される移動ロボット１０自身の速度と、物理的障害物情報１４６または仮想障害物情報１４８から抽出されるその移動障害物の速度とに基づいて、その移動障害物への到達予想時間を計算し、その計算した到達予想時間が閾値以上か否かを判別する。なお、到達予想時間は、たとえば、通信環境の悪化による影響がロボット制御の安全上許容される時間を基に、移動ロボット１０自身の移動速度およびその移動障害物の移動速度の、２つの移動速度の関数として設定される。ステップＳ１０３でＮＯであればステップＳ１０５に進む一方、ＹＥＳであればステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０５では、その移動障害物を避ける仮の目標位置１９６を設定する。好ましくは、仮の目標位置１９６は、これに基づいて新たに計算される進行方向と、ステップＳ９７で計算した進行方向との差分が、その移動障害物を回避可能な範囲で極力小さくなるような位置に設定される。これにより、迂回路をできるだけ短くすることができる。設定の後、ステップＳ９７に戻って上記と同様の処理を繰り返す。なお、仮の目標位置１９６が設定された状態で実行されるステップＳ９７では、目標位置１９４に代えて、仮の目標位置１９６を用いて計算する。

ステップＳ１０７では、ステップＳ９７で計算した進行方向への移動を示す移動制御情報１８２ａを生成する。具体的には、ステップＳ９７で計算した進行方向が、位置＆方向情報１４４から抽出される移動ロボット１０自身の現在の進行方向と一致していれば、右左の車輪モータ３６ａおよび３６ｂの回転を現状維持させる移動制御情報１８２ａを生成する。一方、計算した進行方向が現在の進行方向と異なっていれば、両者が一致するように右左の車輪モータ３６ａおよび３６ｂの回転を変化させる移動制御情報１８２ａを生成する。生成の後、上位のフロー（図１５参照）に復帰する。

ステップＳ９５でＹＥＳと判別された場合の処理は、以下のようになる。ステップＳ１０９では、目標位置１９４が仮の目標位置１９６であるか否か（つまり仮の目標位置１９６が設定されている状態か否か）を判別し、ここでＹＥＳであれば、仮の目標位置１９６を元の目標位置１９４に戻した後（つまり仮の目標位置１９６を削除した後）、ステップＳ９７に戻る。したがって、次回のステップＳ９７では、目標位置１９４が参照される。ステップＳ１０９でＮＯであれば、ステップＳ１１３で移動停止を示す移動制御情報１８２ａを生成した後、上位のフローに復帰する。

なお、図示はしていないが、図１６のような移動方向の制御と同時に、移動速度の制御も、近隣障害物との距離，モード，周囲状況等に応じて適宜行われている。

なお、物理的障害物は、この実施例では、ＬＲＦ１２２，１２４によって検出したが、これに代えてレーダ，赤外線測距，カメラ画像の立体視処理などによって検出してもよく、これらの適宜な組み合わせによって検出してもよい。

一方、仮想障害物は、この実施例では、地図情報１３８および物理的障害物情報１４６を基にしたレイトレーシングの手法であるレイラウンチング法やイメージング法によって検出（予測）したが、これに限らず様々なレイトレーシングの手法やＦＤＴＤ(Finite Difference Time Domain)法などの様々な電磁界解析手法を用いても予測できるほか、近隣障害物との距離や移動速度、周囲状況、電波の周波数など条件に応じてこれらを組み合わせて予測することもできる。または、移動体の位置と不感帯の発生確率，無線リソースへの影響量などとの間の関係を示す実測データを収集し、過去の実測データから統計的手法などにより予測することもできる。あるいは、電磁界解析手法や統計的手法などを用いた計算によって予測する以外に、環境に配置されたセンサや移動体に搭載されたセンサからもたらされる実測情報に基づいて検出してもよいし、計算による予測とセンサによる実測とを組み合わせて検出してもよい。

また、この実施例では仮想障害物の判定に電界強度を用いているが、より高度な判定方法として、電界強度に代えてノイズ源の位置や伝搬路情報などから求められる信号対ノイズ比や所望波干渉波比を用いることも可能である。そのほかにも、これら物理的に決まる情報とエラー訂正能力などのシステムパラメータから計算したビット誤り率やパケットエラー率などの指標を用いることも可能である。

以上から明らかなように、この実施例の移動ロボット遠隔操縦システム１００は、移動ロボット１０、遠隔操縦装置１２、サーバ１４、ＡＰ２０２〜２０６およびセンサ（１２２，１２４，４０，４６，５８，７０，１１２ａ，１１２ｂ）を含む。遠隔操縦装置１２およびサーバ１４はそれぞれネットワーク２００に接続され、移動ロボット１０はＡＰ２０２〜２０６を介してネットワーク２００に接続される。移動ロボット１０にはセンサの一部（４０，４６，５８，７０，１１２ａ，１１２ｂ）が設けられ、サーバ１４にはセンサの他の一部（１２２，１２４）が接続される。移動ロボット１０，遠隔操縦装置１２およびサーバ１４の保存領域１７０，１３０および１５０には、静的な物理的障害物３０２〜３１２の配置を記述した地図情報１３８（図６参照）が記憶される。

サーバ１４のＣＰＵ４０は、センサ（１２２，１２４，４０，４６，５８，７０，１１２ａ，１１２ｂ）からのセンサ情報に基づいて、地図情報１３８に対応する区域での移動ロボット１０の位置および移動方向を検出する（Ｓ１，Ｓ５）。また、地図情報１３８に対応する区域内で移動する動的な物理的障害物ＰＯ１，ＰＯ２（図７参照）の位置および移動方向をさらに検出し、検出結果に基づいて動的な物理的障害物ＰＯ１，ＰＯ２の少なくとも位置を示す物理的障害物情報１４６を作成する（Ｓ７）。検出結果を示す位置＆移動方向情報１４４および作成された物理的障害物情報１４６は、ネットワーク２００を通じて移動ロボット１０および遠隔操縦装置１４に送信され、この結果、移動ロボット１０，遠隔操縦装置１２およびサーバ１４の一時記憶領域１８０，１４０および１６０に位置＆移動方向情報１４４および物理的障害物情報１４６が記憶される。

サーバ１４のＣＰＵ４０はさらに、地図情報１３８および物理的障害物情報１４６に基づいて、地図情報１３８に対応する区域内で発生する静的な通信障害領域ＩＯ１，ＩＯ２（図７参照）および当該地図情報１３８に対応する区域内で発生しかつ移動する動的な通信障害領域ＩＯ３〜ＩＯ５（図７参照）について少なくとも位置を示す仮想障害物情報１４８を作成する（Ｓ９）。作成された仮想障害物情報１４８は、ネットワーク２００を通じて移動ロボット１０および遠隔操縦装置１２に送信され、この結果、移動ロボット１０，遠隔操縦装置１２およびサーバ１４の一時記憶領域１８０，１４０および１６０に仮想障害物情報１４８がさらに記憶される。

遠隔操縦装置１２のＣＰＵ２０は、地図情報１３８，位置＆方向情報１４４，物理的障害物情報１４６および仮想障害物情報１４８に基づいて、たとえば図７のような障害物付き地図画面をディスプレイ３０に表示し（Ｓ４１，Ｓ４９）、操作パネル２８による操作を受け付け（Ｓ４３）、移動ロボット１０に操作情報１６４を送信する（Ｓ４５）。

移動ロボット１０のＣＰＵ８０は、地図情報１３８，位置＆移動方向情報１４４，物理的障害物情報１４６，仮想障害物情報１４８および操作情報１６４に基づいて、静的な物理的障害物３０２〜３１２、動的な物理的障害物ＰＯ１，ＰＯ２、静的な仮想障害物ＩＯ１，ＩＯ２および動的な仮想障害物ＩＯ３〜ＩＯ５を回避するように移動ロボット１０を移動させる移動制御情報１８２ａを作成する（Ｓ７５，Ｓ１０５）。

これにより、静的な不感帯や圏外領域に加えて、時間的に変化する不感帯が点在する環境でも、高い通信品質の維持が可能となり、簡単な構成で移動体を安全に遠隔操縦できるようになる。

なお、この実施例では、サーバ１４を用いたが、遠隔操縦装置１２がサーバ１４の機能を兼ねてもよい。ただし、サーバ１４を用いることで、多数の移動ロボット１０を遠隔操縦する場合の制御が容易になる。また、この実施例では、ネットワーク２００（およびこれに設けられたＡＰ２０２〜２０６）を介して遠隔操縦を行ったが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信により直接、移動ロボット１０を遠隔操縦してもよい。

なお、この実施例では、移動経路選択に使用する地図上に移動の妨げとなる無線の圏外領域や不感帯を仮想障害物として配置し、これらを避ける経路を選択することで、通信障害による遠隔操縦への悪影響を防止したが、仮想障害物は、圏外領域や不感帯に限らない。

たとえば、数多くのアンテナが同時に見通しとなる場所では、移動ロボット１０の通信相手が定まらずに通信が困難ないし不安定となる場合があるため、圏外領域や不感帯と同様に仮想障害物として取り扱うことができる。また、多数の移動ロボット１０が集まっている場所（移動ロボット１０の密度が一定以上の領域）では、混信により通信が困難ないし不安定となる可能性があるため、これも同様に取り扱うことが可能である。

そして、この種の通信障害領域については、これを避ける経路を選択する代わりに、仮想障害物に到達または接近した時点で無線通信に用いる周波数を変更することによって、その領域で生じる通信障害を回避できる可能性がある。そこで、移動制御情報１８２ａに代えて、またはこれに加えて、移動ロボット１０の通信ＬＡＮボード１１４に、無線通信回路１１６が無線通信で用いる周波数を変更させる周波数変更情報（図示せず）を作成してもよい。

一般には、個々の無線リソースの利用を困難にしたり通信システム全体の安定動作に悪影響を与えたりする領域を仮想障害物として地図上に配置して、これを避ける経路を選択したり周波数を変更したりといった回避動作を行うことで、通信品質の維持が可能となり、円滑なロボット制御が実現される。

言い換えると、通信障害が起こる可能性を減らすのとは逆に、通信障害が起こりうる場所への移動を避けたり、発生を事前に予測して通信周波数を変更したりすることで、低遅延かつ高信頼の通信を維持することができ、その結果、安全な操縦が行える。

なお、以上の説明では、一実施例である遠隔操縦システム１００について説明したが、この発明は、移動ロボットや無人カートといった移動体を、ネットワークを介した無線通信または直接の無線通信によって、離れた場所から遠隔操縦するための遠隔操縦システムに適用できる。

１０ …移動ロボット
１２ …遠隔操縦装置
１４ …サーバ
２０，４０，８０ …ＣＰＵ
２２，４２，８４ …メモリ
２４，４４，１１４ …通信ＬＡＮボード
２６，４６ …通信回路
１１６ …無線通信回路
１１８ …移動ロボット用のアンテナ
１２２，１２４ …ＬＲＦ（レーザレンジファインダ）
２００ …ネットワーク
２０２〜２０６ …ＡＰ（アクセスポイント）
２０２ａ〜２０６ａ …ＡＰ用のアンテナ

Claims (10)

1. 移動体を無線通信により遠隔操縦するための移動体遠隔操縦システムであって、
   地図情報を記憶する第１メモリ、
   前記地図情報に対応する区域内で無線通信に障害が生じる通信障害領域を示す情報を仮想障害物情報として記憶する第２メモリ、
   センサからのセンサ情報に基づいて、前記地図情報に対応する区域での前記移動体の少なくとも位置を検出する検出手段、および
   前記地図情報および前記仮想障害物情報と前記検出手段の検出結果とに少なくとも基づいて、前記通信障害領域での無線通信障害を回避するように前記移動体を制御する制御情報を作成する制御情報作成手段を備える、移動体遠隔操縦システム。
2. 前記制御情報作成手段は、前記通信障害領域を回避するように前記移動体を移動させる移動制御情報を作成する、請求項１記載の移動体遠隔操縦システム。
3. 前記地図情報には、静的な物理的障害物の位置が記述されており、
   前記第２メモリは、前記地図情報に対応する区域内で移動する動的な物理的障害物に関する物理的障害物情報をさらに記憶し、
   前記制御情報作成手段は、前記地図情報，前記物理的障害物情報および前記仮想障害物情報と前記検出手段の検出結果とに基づいて、前記移動制御情報を作成する、請求項２記載の移動体遠隔操縦システム。
4. 前記検出手段は、前記動的な物理的障害物の少なくとも位置をさらに検出し、
   前記検出手段の検出結果に基づいて前記動的な物理的障害物の少なくとも位置を示す物理的障害物情報を作成する物理的障害物情報作成手段、および
   前記地図情報および前記物理的障害物情報作成手段によって作成された物理的障害物情報に基づいて、当該地図情報に対応する区域内で発生する静的な通信障害領域および当該地図情報に対応する区域内で発生しかつ移動する動的な通信障害領域について少なくとも位置を示す仮想障害物情報を作成する仮想障害物情報作成手段をさらに備え、
   前記第２メモリは、前記物理的障害物情報作成手段によって作成された物理的障害物情報および前記仮想障害物情報作成手段によって作成された仮想障害物情報を記憶する、請求項３記載の移動体遠隔操縦システム。
5. 前記検出手段は、前記移動体の移動方向と、前記動的な物理的障害物の移動方向とをさらに検出し、
   前記物理的障害物情報作成手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて前記動的な物理的障害物の位置および移動方向を示す物理的障害物情報を作成し、
   前記仮想障害物情報作成手段は、前記地図情報および前記物理的障害物情報作成手段によって作成された物理的障害物情報に基づいて前記動的な障害領域の位置および移動方向を示す仮想障害物情報を作成し、
   前記制御情報作成手段は、
   前記移動体の移動方向に静的な物理的障害物および静的な仮想障害物の少なくとも１つが存在する場合には直ちに回避移動を行わせる移動制御情報を生成し、
   前記移動体の移動方向に、静的な物理的障害物および静的な仮想障害のいずれも存在せず、かつ移動する動的な物理的障害物および移動する動的な仮想障害物の少なくとも１つが存在する場合には、当該移動体の当該移動障害物への到達予想時間が閾値を下回った時点で回避移動を行わせる移動制御情報を生成する、請求項４記載の移動体遠隔操縦システム。
6. 前記地図情報に対応する区域に配置されて前記移動体との間で無線通信を行うためのアンテナをさらに備え、
   前記仮想障害物情報作成手段は、前記地図情報および前記物理的障害物情報に基づいて前記アンテナからの電界の強度分布を計算し、計算された電界強度が閾値よりも小さい領域を通信障害領域として特定し、そして、特定された通信障害領域の少なくとも位置を示す情報を前記仮想障害物情報として作成する、請求項３ないし５のいずれかに記載の移動体遠隔操縦システム。
7. ネットワークに接続されたサーバをさらに備え、
   前記アンテナは、前記移動体の前記ネットワークへのアクセスポイントに設けられ、
   前記物理的障害物情報作成手段および前記仮想障害物情報作成手段は前記サーバに設けられ、そして前記制御情報作成手段は前記移動体に設けられる、請求項６記載の移動体遠隔操縦システム。
8. 前記ネットワークに接続された遠隔操作装置をさらに備え、
   前記第１メモリおよび前記第２メモリは、前記サーバ，前記移動体および前記遠隔操縦装置の各々に設けられる、請求項７記載の移動体遠隔操縦システム。
9. 前記センサの一部は前記移動体に設けられ、前記センサの他の一部は前記地図情報に対応する区域に配置される、請求項１ないし８のいずれかに記載の移動体遠隔操縦システム。
10. 移動体を無線通信により遠隔操縦するための移動体遠隔操縦システムのコンピュータにおいて実行される制御プログラムであって、
    前記制御プログラムは前記コンピュータを、
    地図情報を記憶する第１メモリ、
    前記地図情報に対応する区域内で無線通信に障害が生じる通信障害領域を示す情報を仮想障害物情報として記憶する第２メモリ、
    センサからのセンサ情報に基づいて、前記地図情報に対応する区域での前記移動体の少なくとも位置を検出する検出手段、および
    前記地図情報および前記仮想障害物情報と前記検出手段の検出結果とに少なくとも基づいて、前記通信障害領域での無線通信障害を回避するように前記移動体を制御する制御情報を作成する制御情報作成手段として機能させる、制御プログラム。

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