JP2022190894A - 走行用地図作成装置、自走式ロボットシステム、走行用地図作成方法、及び、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】自走式ロボットの走行用の地図に走行エリアを容易に設定することができる走行用地図作成装置を提供する。【解決手段】走行用地図作成装置１００は、位置センサ１２０の周囲の物体に対する位置関係及び移動軌跡を取得するセンサデータ取得部１３１と、フロアマップを取得するフロアマップ取得部１３２と、フロアマップ上の位置センサ１２０の自己位置を推定する自己位置推定部１３３と、自走式ロボット２００の走行エリアを設定する走行エリア設定部１３４と、走行エリアを含む走行用の地図を作成する走行用地図作成部１３５と、を備え、走行エリア設定部１３４は、第１エリア１における第１方向Ｄ１を算出した後、第２エリア２における第２方向Ｄ２を算出し、第２方向Ｄ１の第１方向Ｄ１に対する角度θが所定値以上であるか否かに基づいて走行エリアを設定する。【選択図】図２

Description

本開示は、走行用地図作成装置、自走式ロボットシステム、走行用地図作成方法、及び、プログラムに関する。

例えば、特許文献１には、自律走行装置の走行経路上の繰り返し形状を、走行エリアを区切るランドマークとして認識し、一対のランドマークと壁面とで囲まれたエリアを走行エリアに設定する方法が開示されている。

特開２０１６－１４５５１７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、予め、ユーザが自律走行装置の走行経路上にランドマークを設置して走行エリアを区画する必要があり、手間がかかる。

そこで、本開示は、自走式ロボットの走行用の地図に走行エリアを容易に設定することができる走行用地図作成装置等を提供する。

上記目的を達成するために、本開示の一態様に係る走行用地図作成装置は、所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボットの走行用の地図を作成する走行用地図作成装置であって、前記所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された前記物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサから前記位置関係及び当該位置センサの移動軌跡を取得するセンサデータ取得部と、前記所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得部と、前記センサデータ取得部により取得された前記位置関係に基づいて、前記フロアマップ上での前記位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定部と、前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、前記フロアマップにおける前記自走式ロボットの走行エリアを設定する走行エリア設定部と、前記走行エリア設定部により設定された前記走行エリアを含む前記走行用の地図を作成する走行用地図作成部と、を備え、前記走行エリア設定部は、前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された前記第１エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向を算出し、前記第１方向の算出の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む第２エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向を算出し、（ｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する角度が所定値以上である場合、前記第２方向を新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、（ｉｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する前記角度が前記所定値以上でない場合、前記第１エリアを前記第１方向に延長して前記第２エリアを含む新たな第１エリアに更新し、前記第１方向を、更新後の前記第１エリアにおける新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、前記（ｉ）及び前記（ｉｉ）を繰り返す。

また、本開示の一態様に係る自走式ロボットシステムは、所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボットと、前記自走式ロボットの走行用の地図を作成する走行用地図作成装置と、を備え、前記走行用地図作成装置は、前記所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された前記物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサから前記位置関係及び当該位置センサの移動軌跡を取得するセンサデータ取得部と、前記所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得部と、前記センサデータ取得部により取得された前記位置関係に基づいて、前記フロアマップ上での前記位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定部と、前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、前記フロアマップにおける前記自走式ロボットの走行エリアを設定する走行エリア設定部と、前記走行エリア設定部により設定された前記走行エリアを含む前記走行用の地図を作成する走行用地図作成部と、を備え、前記走行エリア設定部は、前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された前記第１エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向を算出し、前記第１方向の算出の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む第２エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向を算出し、（ｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する角度が所定値以上である場合、前記第２方向を新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、（ｉｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する前記角度が前記所定値以上でない場合、前記第１エリアを前記第１方向に延長して前記第２エリアを含む新たな第１エリアに更新し、前記第１方向を、更新後の前記第１エリアにおける新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、前記（ｉ）及び前記（ｉｉ）を繰り返す。

また、本開示の一態様に係る走行用地図作成方法は、所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボットの走行用の地図を作成する走行用地図作成方法であって、前記所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された前記物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサから前記位置関係及び当該位置センサの移動軌跡を取得するセンサデータ取得ステップと、前記所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得ステップと、前記センサデータ取得ステップで取得された前記位置関係に基づいて、前記フロアマップ上での前記位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定ステップと、前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、前記フロアマップにおける前記自走式ロボットの走行エリアを設定する走行エリア設定ステップと、前記走行エリア設定ステップで設定された前記走行エリアを含む前記走行用の地図を作成する走行用地図作成ステップと、を含み、前記走行エリア設定ステップでは、前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された前記第１エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向を算出し、前記第１方向の算出の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む第２エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向を算出し、（ｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する角度が所定値以上である場合、前記第２方向を新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、（ｉｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する前記角度が前記所定値以上でない場合、前記第１エリアを前記第１方向に延長して前記第２エリアを含む新たな第１エリアに更新し、前記第１方向を、更新後の前記第１エリアにおける新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、前記（ｉ）及び前記（ｉｉ）を繰り返す。

なお、本開示は、上記走行用地図作成方法をコンピュータに実施させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、上記プログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭ等の非一時的な記録媒体として実現されてもよい。また、本開示は、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現されてもよい。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信されてもよい。

本開示の走行用地図作成装置等によれば、自走式ロボットの走行用の地図に走行エリアを容易に設定することができる。

図１は、実施の形態に係る自走式ロボットシステムの概要を説明するための図である。 図２は、実施の形態に係る自走式ロボットシステムの構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る走行用地図作成装置を斜め上方側から見た斜視図である。 図４は、実施の形態に係る走行用地図作成装置を前方側から見た正面図である。 図５は、実施の形態に係る自走式ロボットを側方向から見た外観を示す斜視図である。 図６は、実施の形態に係る自走式ロボットを正面方向から見た外観を示す斜視図である。 図７は、実施の形態に係る自走式ロボットを裏面方向から見た外観を示す底面図である。 図８は、実施の形態に係る自走式ロボットシステムの動作の第１の例を示すフローチャートである。 図９は、第１の例におけるステップＳ０４の詳細なフローを示すフローチャートである。 図１０は、図９のフローを模式的に示す図である。 図１１は、動作の第１の例に示される走行エリア設定処理の適用例を示す図である。 図１２は、実施の形態に係る自走式ロボットシステムの動作の第２の例を示すフローチャートである。 図１３は、動作の第２の例に示される走行エリア設定処理の適用例を示す図である。 図１４は、自走式ロボットシステムが走行用地図作成機能を備える自走式ロボットである場合の動作例を示すフローチャートである。

以下では、本開示に係る走行用地図作成装置等の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

なお、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供するのであって、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。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。

また、以下の実施の形態においては、略三角形等の「略」を用いた表現を用いている。例えば、略三角形とは、完全に三角形であることを意味するだけでなく、実質的に三角形である、すなわち、例えば角丸な三角形等も含むことも意味する。他の「略」を用いた表現についても同様である。

また、以下の実施の形態においては、所定のフロアの床面を走行する自走式ロボットを鉛直上方側から見た場合を上面視とし、鉛直下方側から見た場合を底面視として記載する場合がある。

（実施の形態）
［自走式ロボットシステム］
［１．概要］
まず、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の概要について説明する。図１は、実施の形態に係る自走式ロボットシステムの概要を説明するための図である。

自走式ロボットシステム３００では、所定のフロアを自律的に走行する自走式ロボット２００の走行用の地図に自走式ロボット２００が走行する複数の走行エリアを設定し、複数の走行エリアが設定された走行用の地図に基づいて自走式ロボット２００が所定のフロアを走行する。

所定のフロアは、例えば、建物内の壁などに囲まれたフロアである。建物は、例えば、ホテル、商業施設、オフィスビル、病院、介護施設、美術館、又は、図書館などの施設であってもよく、マンションなどの集合住宅であってもよい。

図１に示されるように、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００は、例えば、走行用地図作成装置１００と、自走式ロボット２００とを備えている。

図１の例では、走行用地図作成装置１００は、台車１９０に載せられており、ユーザが台車１９０を押すことによりフロア内を走行するが、これに限られない。例えば、走行用地図作成装置１００は、本体１０１（図３参照）に車輪、及び、車輪を回転させるためのモータなどを含む走行部を備え、リモコンなどの操作によりフロア内を走行してもよい。また、例えば、走行用地図作成装置１００は、さらに、本体１０１にハンドルを備えてもよく、この場合、ユーザがハンドルを操作することにより走行用地図作成装置１００を走行させてもよい。

走行用地図作成装置１００は、例えば、ＬＩＤＡＲ（Ｌｉｇｈｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒａｎｇｉｎｇ）などの位置センサを搭載しており、所定のフロアを走行しながら自己に対する周囲の物体の位置関係を取得する。走行用地図作成装置１００は、所定のフロアを示すフロアマップを取得し、自己に対する周囲の物体の位置関係に基づいてフロアマップ上での自己位置を推定する。走行用地図作成装置１００は、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された第１エリアにおける所定のフロアの外形を決める物体（例えば、壁及び柱）の並び方向である第１方向を算出する。そして、走行用地図作成装置１００は、第１方向の算出の後、一定時間毎に、当該一定時間内の位置センサ（又は、位置センサを搭載した走行用地図作成装置１００）の移動軌跡を含む第２エリアにおける所定のフロアの外形を決める物体（例えば、壁及び柱）の並び方向である第２方向を算出し、第２方向の第１方向に対する角度が所定値以上である場合、第１エリアを１番目の走行エリアとして設定し、当該角度が所定値以上でない場合、第１エリアを第１方向に延長して第２エリアを含む新たな第１エリアに更新する。

なお、ユーザは、例えば、壁及び柱の並び方向が途切れる箇所のように壁及び柱の並び方向を一方向に規定することが難しい場合、当該箇所の床面又は壁面に２以上のマーカ５を配置して、自走式ロボット２００が走行する所定のフロアの外形を決めてもよい。

自走式ロボット２００は、例えば、走行用地図作成装置１００により作成された、走行エリアを含む走行用の地図に基づいて走行計画を作成し、作成された走行計画に従って所定のフロア内を自律的に走行する。

このように、自走式ロボットシステム３００では、走行用地図作成装置１００によって作成された、走行エリアを含む走行用の地図に基づいて、自走式ロボット２００が走行計画を作成することができるため、自走式ロボット２００の走行を適切に制御することができる。

［２．構成］
続いて、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の構成について説明する。図２は、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の構成の一例を示すブロック図である。

実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００は、例えば、走行用地図作成装置１００と、自走式ロボット２００と、を備える。以下、各構成について説明する。

［２－１．走行用地図作成装置］
まず、走行用地図作成装置１００について図１～図４を参照しながら説明する。図３は、実施の形態に係る走行用地図作成装置１００を斜め上方側から見た斜視図である。図４は、実施の形態に係る走行用地図作成装置１００を前方側から見た正面図である。

走行用地図作成装置１００は、所定のフロアを自律的に走行する自走式ロボット２００の走行用の地図を作成する装置である。例えば、走行用地図作成装置１００は、ユーザの操作により所定のフロアを走行しながら、走行用の地図を作成する。具体的な動作については、後述する。

図１及び図３に示されるように、走行用地図作成装置１００は、例えば、台車１９０に載せられ、ユーザの操作により所定のフロアを走行する。ここでは、ユーザが台車１９０を押すことにより走行用地図作成装置１００を走行させる。台車１９０には、例えば、ハンドル１９１に端末装置（不図示）を載せるスタンド１９２が取り付けられてもよいし、走行用地図作成装置１００の提示部１６０が設置されてもよい。提示部は、いわゆる表示パネルであってもよい。

また、図２に示されるように、走行用地図作成装置１００は、例えば、通信部１１０と、位置センサ１２０と、制御部１３０と、記憶部１４０と、受付部１５０と、提示部１６０を備える。以下、各構成について説明する。

［通信部］
通信部１１０は、走行用地図作成装置１００が自走式ロボット２００と無線通信を行うための無線通信モジュール（通信回路ともいう）である。通信部１１０によって行われる通信は、無線通信であるが、有線通信であってもよい。通信に用いられる通信規格についても特に限定されない。

［位置センサ］
位置センサ１２０は、自己の周囲の物体を検知し、自己に対する物体の位置関係を計測する。例えば、位置センサ１２０は、本体１０１の上面の中央に配置されており、走行用地図作成装置１００と、走行用地図作成装置１００の周囲に存在する壁などを含む物体との距離及び方向を含む位置関係を計測する。位置センサ１２０は、例えば、光を放射し障害物により反射して返ってきた光に基づいて位置関係を検出するＬＩＤＡＲ、又は、レーザレンジファインダであってもよい。位置センサ１２０は、光の走査軸を１軸又は２軸有することにより、走行用地図作成装置１００の周囲の所定の領域の二次元計測、又は、三次元計測を行ってもよい。

なお、走行用地図作成装置１００は、位置センサ１２０に加えて、他の種類のセンサを備えてもよい。例えば、走行用地図作成装置１００は、さらに、カメラ１２２（図３、図４参照）、障害物センサ１２４（図４参照）、床面センサ、エンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、接触センサ、超音波センサ、測距センサなどを備えてもよい。障害物センサ１２４は、本体１０１の前方の中央に配置される発信部１２４ａ、及び、発信部１２４ａの両側にそれぞれ配置される受信部１２４ｂを有し、発信部１２４ａから発信されて障害物によって反射して返ってきた超音波を受信部１２４ｂがそれぞれ受信することで、障害物の距離や位置を検出することができる。

［制御部］
制御部１３０は、位置センサ１２０により走行用地図作成装置１００の本体１０１の周囲の環境をセンシングして得られた本体１０１と本体１０１の周囲の物体との位置関係などのセンサデータを取得し、各種演算を行う。制御部１３０は、具体的には、プロセッサ、マイクロコンピュータ、又は、専用回路によって実現される。また、制御部１３０は、プロセッサ、マイクロコンピュータ、又は、専用回路のうちの２つ以上の組み合わせによって実現されてもよい。例えば、制御部１３０は、センサデータ取得部１３１と、フロアマップ取得部１３２と、自己位置推定部１３３と、走行エリア設定部１３４と、走行用地図作成部１３５とを含む。

センサデータ取得部１３１は、位置センサ１２０により計測された本体１０１と本体１０１の周囲の物体との位置関係、及び、本体１０１（つまり、走行用地図作成装置１００）の移動軌跡を取得する。走行用地図作成装置１００は、位置センサ１２０に加えて、他の種類のセンサを備える場合、センサデータ取得部１３１は、さらに、他の種類のセンサにより取得されたセンサデータを取得してもよい。

フロアマップ取得部１３２は、所定のフロアを示すフロアマップを取得する。フロアマップ取得部１３２は、例えば、ＳＬＡＭ（Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ Ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍａｐｐｉｎｇ）などの地図作成技術によって所定のフロアを示すフロアマップを作成してもよく、外部の装置（不図示）から入力されたフロアマップを、ネットワークを介して取得してもよい。また、フロアマップは、予め記憶部１４０に格納されていてもよく、この場合、フロアマップ取得部１３２は、記憶部１４０からフロアマップを読み出して取得してもよい。

自己位置推定部１３３は、位置センサ１２０から取得した物体と位置センサ１２０との相対的な位置関係と、フロアマップとを用いて、フロアマップ上での走行用地図作成装置１００の位置である自己位置を推定する。例えば、自己位置推定部１３３は、ＳＬＡＭ技術を利用して自己位置を推定する。

また、走行エリア設定部１３４は、センサデータ取得部１３１により取得された位置関係、自己位置推定部１３３により推定された自己位置、及び、所定のフロアを示すフロアマップに基づいて、フロアマップにおける自走式ロボット２００の走行エリアを設定する。

例えば、走行エリア設定部１３４は、位置関係、自己位置及びフロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された第１エリアにおける所定のフロアの外形を決める物体（例えば、壁及び柱）の並び方向である第１方向を算出する。第１方向は、走行エリアの基準方向である。また、走行エリア設定部１３４は、第１方向の算出の後、一定時間毎に、当該一定時間内の位置センサ１２０（より詳細には、位置センサ１２０を搭載した走行用地図作成装置１００の本体１０１）の移動軌跡を含む第２エリアにおける所定のフロアの外形を決める物体（例えば、壁及び柱）の並び方向である第２方向を算出する。走行エリア設定部１３４は、第２方向の第１方向に対する角度の大きさに基づいて、走行エリアを設定する。なお、走行エリア設定部１３４の具体的な動作については、後述する。

走行用地図作成部１３５は、走行エリア設定部１３４により設定された走行エリアを含む走行用の地図を作成する。さらに、走行用地図作成部１３５は、自走式ロボット２００の進入が禁止される進入禁止エリアを含む走行用の地図を作成してもよい。

走行用地図作成部１３５は、作成した走行用の地図を、通信部１１０を介して自走式ロボット２００に出力する。

［記憶部］
記憶部１４０は、所定のフロアを示すフロアマップ、位置センサ１２０により取得されたセンサ情報などが記憶される記憶装置である。さらに、記憶部１４０には、フロアマップ取得部１３２により取得されたフロアマップ、及び、走行用地図作成部１３５により作成された走行用の地図が記憶されてもよい。記憶部１４０には、制御部１３０が上記の演算処理を行うために実行するコンピュータプログラムなども記憶される。記憶部１４０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、又は、フラッシュメモリ等により実現される。

［受付部］
受付部１５０は、ユーザの入力操作を受け付ける。受付部１５０は、例えば、タッチパネル、表示パネル、ハードウェアボタン、又は、マイクロフォンなどによって実現されてもよい。タッチパネルは、例えば、静電容量方式のタッチパネルであってもよく、抵抗膜方式のタッチパネルであってもよい。表示パネルは、画像の表示機能、及び、ユーザの手動入力を受け付ける機能を有し、液晶パネル又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）パネルなどの表示パネルに表示されるテンキー画像などへの入力操作を受け付ける。マイクロフォンは、ユーザの音声入力を受け付ける。

なお、ここでは、受付部１５０は、走行用地図作成装置１００の構成要素である例を示しているが、受付部１５０は、自走式ロボット２００に組み込まれてもよいし、リモートコントローラ（不図示）に組み込まれてもよいし、端末装置（不図示）に組み込まれてもよい。

［提示部］
提示部１６０は、ユーザへの通知情報を提示する。通知情報は、物体の検知結果、又は、走行用の地図などであってもよい。提示部１６０は、例えば、表示パネルで実現されてもよく、表示パネル及びスピーカーで実現されてもよく、ハードウェアボタン、又は、ランプなどで実現されてもよい。

［２－２．自走式ロボット］
続いて、自走式ロボット２００について説明する。自走式ロボット２００は、自律的に走行するロボットである。例えば、自走式ロボット２００は、走行用地図作成装置１００により作成された走行用の地図を取得し、走行用の地図に対応する所定のフロアを自律的に走行する。自走式ロボット２００は、自律的に走行するロボットであれば、特に限定されないが、例えば、荷物などを運搬する運搬ロボット又は掃除機であってもよい。以下、自走式ロボット２００が掃除機である例を説明する。

図５は、実施の形態に係る自走式ロボット２００を側方向から見た外観を示す斜視図である。図６は、実施の形態に係る自走式ロボット２００を正面方向から見た外観を示す斜視図である。図７は、実施の形態に係る自走式ロボット２００を裏面方向から見た外観を示す底面図である。

図５～図７に示されるように、自走式ロボット２００は、例えば、本体２０１と、２つのサイドブラシ２７１と、メインブラシ２７２と、２つの車輪２６１と、位置センサ２２０と、を備える。

本体２０１は、自走式ロボット２００が備える各構成要素を収容する。本実施の形態では、本体２０１は、上面視において略円形状である。なお、本体２０１の上面視における形状は、特に限定されない。本体２０１の上面視形状は、例えば、略矩形状でもよいし、略三角形状でもよいし、略多角形状でもよい。本体２０１は、底面に吸引口２７３を有する。

サイドブラシ２７１は、床面を掃除するためのブラシであり、本体２０１の下面に設けられている。本実施の形態では、自走式ロボット２００は、２つのサイドブラシ２７１を備える。自走式ロボット２００が備えるサイドブラシ２７１の数は、１つでもよいし、３つ以上でもよく、特に限定されない。

メインブラシ２７２は、本体２０１の下面に設けられている開口である吸引口２７３内に配置され、床面のごみを吸引口２７３内に掻き集めるためのブラシである。

２つの車輪２６１は、自走式ロボット２００を走行させるための車輪である。

図２、図５及び図６に示されるように、自走式ロボット２００は、例えば、本体２０１と、位置センサ２２０と、本体２０１に配置され、本体２０１を走行可能とする走行部２５０と、床面を掃除する掃除部２６０と、を備えている。さらに、自走式ロボット２００は、位置センサ２２０以外に障害物センサ（不図示）、床面センサ、衝突センサ、エンコーダ、加速度センサ、角速度センサ、測距センサなどを備えていてもよい。走行部２５０及び掃除部２６０の詳細については、後述する。

［位置センサ］
位置センサ２２０は、自走式ロボット２００の本体２０１の周囲の物体を検知し、本体２０１に対する当該物体の位置関係を取得するセンサである。位置センサ２２０は、例えば、光を放射し障害物により反射して返ってきた光に基づいて位置関係（例えば、自己から物体までの距離及び方向）を検出するＬＩＤＡＲ、又は、レーザレンジファインダであってもよい。中でも、位置センサ２２０は、ＬＩＤＡＲであってもよい。

続いて、自走式ロボット２００の機能構成について図２を参照しながら説明する。

自走式ロボット２００は、通信部２１０と、位置センサ２２０と、制御部２３０、記憶部２４０と、走行部２５０と、掃除部２６０とを備える。

［通信部］
通信部２１０は、自走式ロボット２００が走行用地図作成装置１００と無線通信を行うための無線通信回路である。通信部２１０が行う通信の通信規格については特に限定されない。

［制御部］
制御部２３０は、位置センサ２２０及び障害物センサ（不図示）により自走式ロボット２００の周囲の環境をセンシングして得られたセンサ情報と、走行用の地図とに基づいて、各種演算を行う。制御部２３０は、具体的には、プロセッサ、マイクロコンピュータ、又は、専用回路によって実現される。また、制御部２３０は、プロセッサ、マイクロコンピュータ、又は、専用回路のうちの２つ以上の組み合わせによって実現されてもよい。例えば、制御部２３０は、走行用地図取得部２３１と、自己位置推定部２３２と、走行計画作成部２３３と、走行制御部２３４と、掃除制御部２３５とを含む。

走行用地図取得部２３１は、走行用地図作成装置１００により作成された走行用の地図を取得する。走行用地図取得部２３１は、記憶部２４０に格納されている走行用の地図を読み出すことにより取得してもよいし、走行用地図作成装置１００により出力された走行用の地図を、通信により取得してもよい。

自己位置推定部２３２は、例えば、走行用地図取得部２３１により取得された走行用の地図、及び、位置センサ２２０により取得された自走式ロボット２００の本体２０１に対する周囲の物体の位置関係に基づいて、走行用の地図上での自走式ロボット２００の本体２０１の位置である自己位置を推定する。

走行計画作成部２３３は、走行用の地図及び自己位置に基づいて、走行計画を作成する。例えば、図２、及び、図５～図７に示されるように、自走式ロボット２００が掃除機である場合、走行計画作成部２３３は、さらに、掃除計画を作成してもよい。掃除計画には、掃除エリアを掃除する掃除順序、各エリアにおける走行経路及び掃除態様などが含まれる。掃除態様は、例えば、自走式ロボット２００の走行速度、床面上のごみを吸引する吸引強度、及び、ブラシの回転速度などの組み合わせである。

走行制御部２３４は、自己位置推定部２３２により推定された自己位置に基づき掃除経路を用いて掃除機を走行させる。なお、走行制御部２３４は、走行経路上に物体などが存在することをセンサにより取得した場合、物体を回避しながら自走式ロボット２００を走行させるように走行部２５０を制御してもよい。

掃除制御部２３５は、掃除計画に基づき自己位置に対応した掃除を掃除部２６０に実行させる。例えば、掃除制御部２３５は、吸引力、及び、ブラシの回転の有無などを自己位置に基づき変化させる。

［記憶部］
記憶部１４０は、走行用の地図、位置センサ２２０及び障害物センサ（不図示）によりセンシングされたセンサ情報、及び、制御部２３０が実行するコンピュータプログラムなどが記憶される記憶装置である。記憶部２４０は、例えば、半導体メモリなどによって実現される。

［走行部］
走行部２５０は、自走式ロボット２００の本体２０１に配置され、本体２０１を走行可能とする。走行部２５０は、例えば、一対の走行ユニット（不図示）を備える。走行ユニットは、自走式ロボット２００の平面視における幅方向の中心に対して左側及び右側にそれぞれ１つずつ配置されている。なお、走行ユニットの数は、２つに限られず、１つでもよいし、３つ以上でもよい。

例えば、走行ユニットは、床面上を走行する車輪２６１（図５～図７参照）、車輪２６１にトルクを与える走行用モータ（不図示）及び走行用モータを収容するハウジング（不図示）などを有する。一対の走行ユニットの各車輪２６１は、本体２０１の下面に形成された凹部（不図示）に収容され、本体２０１に対して回転できるように取り付けられている。また、自走式ロボット２００は、キャスター（不図示）を補助輪として備えた対向二輪型であってもよい。この場合、走行部２５０は、一対の走行ユニットのそれぞれの車輪２６１の回転を独立して制御することで、前進、後退、左回転及び右回転など自走式ロボット２００を自在に走行させることができる。走行部２５０は、走行制御部２３４からの指示に基づいて走行用モータなどを動作させ、自走式ロボット２００を走行させる。

［掃除部］
掃除部２６０は、自走式ロボット２００の本体２０１に配置され、本体２０１周辺の床面を拭く、掃く及び塵埃を吸引する動作の少なくとも１つの掃除動作を実行する。例えば、掃除部２６０は、床面に存在する塵埃などのごみを吸引口２７３（図７参照）から吸引する。吸引口２７３は、床面に存在する塵埃などのごみを本体２０１内に吸引できるように本体２０１の底部に設けられている。図示しないが、掃除部２６０は、サイドブラシ２７１及びメインブラシ２７２を回転させるブラシ走行モータ、吸引口２７３からゴミを吸引する吸引モータ、これらのモータに電力を伝達する動力伝達部、及び、吸引したゴミを収容するゴミ収容部などを備えている。掃除部２６０は、掃除制御部２３５から出力された制御信号に基づいてブラシ走行モータ及び吸引モータなどを動作させる。サイドブラシ２７１は、本体２０１周辺の床面上のゴミを掃いて、吸引口２７３及びメインブラシ２７２にゴミを誘導する。図５～図７に示されるように、自走式ロボット２００は、２つのサイドブラシ２７１を備える。各サイドブラシ２７１は、本体２０１の底面の前方（つまり、前進する方向）の側部に配置される。サイドブラシ２７１の回転方向は、本体２０１の前方から吸引口２７３に向けてゴミをかき集めることが可能な方向である。なお、サイドブラシ２７１の数は、２つに限られず、１つでもよく、３つ以上でもよい。サイドブラシ２７１の数は、ユーザによって任意に選択されてもよい。また、サイドブラシ２７１は、各々、脱着構造を備えてもよい。

［３．動作］
続いて、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の動作について図面を参照しながら説明する。

［第１の例］
まず、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の動作の第１の例について説明する。図８は、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の動作の第１の例を示すフローチャートである。図９は、第１の例におけるステップＳ０４の詳細なフローを示すフローチャートである。以下、図２、図８及び図９を参照しながら説明する。

図示していないが、走行用地図作成装置１００は、ユーザの操作により走行を開始する。走行が開始すると、自走式ロボットシステム３００は、例えば、以下の動作を行う。なお、走行用地図作成装置１００は、ユーザによりハンドルを操作されることにより走行してもよく、ジョイスティック又はリモコンなどの操作により走行してもよい。

走行用地図作成装置１００のセンサデータ取得部１３１は、位置センサ１２０により計測された、自己に対する周囲の物体の位置関係、及び、位置センサの移動軌跡を取得する（ステップＳ０１）。

続いて、走行用地図作成装置１００のフロアマップ取得部１３２は、所定のフロアのフロアマップを取得する（ステップＳ０２）。より具体的には、フロアマップ取得部１３２は、記憶部１４０からフロアマップを読み出して取得してもよい。なお、フロアマップ取得部１３２は、ステップＳ０１で取得された位置関係に基づいて、例えばＳＬＡＭなどの地図作成技術によってフロアマップを作成してもよく、外部の装置（不図示）から入力されたフロアマップを、ネットワークを介して取得してもよい。

続いて、走行用地図作成装置１００の自己位置推定部１３３は、ステップＳ０２で取得されたフロアマップ上での位置センサ１２０（言い換えると、位置センサ１２０を搭載した走行用地図作成装置１００）の位置である自己位置を推定する（ステップＳ０３）。例えば、自己位置推定部１３３は、位置センサ１２０から取得した物体と位置センサ１２０との相対的な位置関係と、フロアマップとを用いて、フロアマップ上での走行用地図作成装置１００の位置である自己位置を推定する。

なお、走行用地図作成装置１００は走行しながらステップＳ０１～ステップＳ０３を繰り返してもよい。例えば、フロアマップ取得部１３２及び自己位置推定部１３３は、ＳＬＡＭ技術により、自己位置を推定しながらフロアマップを作成し、自己位置及びフロアマップを逐次更新してもよい。

なお、走行用地図作成装置１００は、走行しながらステップＳ０１を行い、所定のフロアを走行し終えた後に、ステップＳ０２及びＳ０３を行ってもよい。

続いて、走行用地図作成装置１００の走行エリア設定部１３４は、フロアマップにおける自走式ロボット２００の走行エリアを設定する（ステップＳ０４）。ここでは、図９及び図１０を参照しながらより具体的に説明する。図１０は、図９のフローを模式的に示す図である。

ステップＳ０４では、走行エリア設定部１３４は、位置関係、自己位置及びフロアマップに基づいて、所定の開始地点ＳＰ１を含む第１エリア１を決定する（ステップＳ１１）。図１０の（ａ）に示されるように、第１エリア１は、所定の開始地点ＳＰ１を含むエリアである。

続いて、走行エリア設定部１３４は、ステップＳ１１で決定された第１エリア１における所定のフロアの外形を決める物体（例えば、壁及び柱）の並び方向である第１方向Ｄ１を算出する（ステップＳ１２）。走行エリア設定部１３４は、ステップＳ１２の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む第２エリア２（図１０の（ａ）参照）を決定する（ステップＳ１３）。走行エリア設定部１３４は、ステップＳ１３で決定された第２エリア２における所定のフロアの外形を決める物体（例えば、壁及び柱）の並び方向である第２方向Ｄ１を算出する（ステップＳ１４）。

続いて、走行エリア設定部１３４は、第１方向Ｄ１に対する第２方向Ｄ２の角度θが所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。走行エリア設定部１３４は、角度θが所定値以上であると判定した場合（ステップＳ１５でＹｅｓ）、当該第２エリア２を新たな第１エリア１’に設定し（図１０の（ｃ）参照）、第２方向Ｄ２（図１０の（ａ２）参照）を新たな第１方向Ｄ１’（図１０の（ｃ）参照）に設定する（ステップＳ１６）。

一方、走行エリア設定部１３４は、角度θが所定値以上でないと判定した場合（ステップＳ１５でＮｏ）、第１エリア１を第１方向Ｄ１に延長して第２エリア２を含む新たな第１エリア１’（図１０の（ｂ）参照）に設定し、第１方向Ｄ１（図１０の（ａ１）参照）を新たな第１方向Ｄ１’（図１０の（ｂ）参照）に設定する（ステップＳ１７）。

続いて、走行エリア設定部１３４は、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む新たな第２エリア２’（図１０の（ｄ）及び（ｅ）参照）を設定し、新たな第１エリア１’における第２方向（新たな第２方向）を算出する（ステップＳ１８）。

続いて、走行エリア設定部１３４は、自己位置情報が終了したと判定した場合（ステップＳ１９でＹｅｓ）、走行エリアの設定処理を終了する。一方、走行エリア設定部１３４は、自己位置情報が終了していないと判定した場合（ステップＳ１９でＮｏ）、ステップＳ１５の処理に戻る。

なお、ステップＳ１８では、例えば、走行エリア設定部１３４は、所定のフロアにおいて第１方向に壁を検知した場合、検知された壁までを１つの走行エリアに設定てもよい。

以下、動作の第１の例に示される走行エリア設定処理の適用例について説明する。図１１は、動作の第１の例に示される走行エリア設定処理の適用例を示す図である。

図１１に示されるように、走行用地図作成装置１００は、第１方向に対する第２方向の角度の大きさ（例えば、θ１）が閾値以上であるか否かを判定することにより、隣接する２つの走行エリア（例えば、第１走行エリアＲＡ１及び第２走行エリアＲＡ２）を区分する。実施の形態１に係る走行用地図作成装置１００、及び、走行用地図作成装置１００が実行する走行用地図作成方法によれば、自走式ロボット２００が走行する所定のフロアの外形を決める壁及び柱の並び方向が湾曲していても、壁及び柱の並び方向に沿って矩形の走行エリアを設定することができる。

［第２の例］
続いて、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の動作の第２の例について説明する。第１の例では、所定のフロアの外形を決定する物体が壁及び柱である例を示したが、第２の例では、所定のフロアの外形を決定する物体として、壁及び柱に加えて、マーカ５が含まれる例について説明する。なお、マーカ５については上述したためここでの説明を省略する。

図１２は、実施の形態に係る自走式ロボットシステム３００の動作の第２の例を示すフローチャートである。第２の例では、図９のステップＳ１２～ステップＳ１５までの処理が第１の例と異なる。以下、図２、図９、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１３は、動作の第２の例に示される走行エリア設定処理の適用例を示す図である。

図９に示されるステップＳ１２の後、走行エリア設定部１３４は、一定時間内の位置センサの移動軌跡を含む第２エリアを決定する（ステップＳ１４）。続いて、走行エリア設定部１３４は、当該エリアでマーカ５が検知されたか否かを判定する（ステップＳ２１）。走行エリア設定部１３４は、当該エリアでマーカ５が検知されたと判定した場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、マーカ５の並び方向に延在する仮想の壁（いわゆる、バーチャルウォール）を設定する（ステップＳ２２）。例えば図１３の（ａ）に示されるように、エレベータホールなどの壁が歪に湾曲している箇所では、壁及び柱の並び方向を算出することが難しいため、マーカ５が床面、壁面、又は柱の表面に設置されてもよい。また、例えば、ガラス面などの位置センサ１２０で物体検知が難しい場合も、ガラス面又はガラス面の手前の床面にマーカ５が設置されてもよい。

続いて、走行エリア設定部１３４は、第２エリアにおける壁、柱、及び、バーチャルウォールの並び方向である第２方向を算出する（ステップＳ２３）。例えば、マーカ５は、２つ以上配置され、２つ以上のマーカ５の並び方向でバーチャルウォールの並び方向を規定してもよい。走行エリア設定部１３４は、２つ以上のマーカ５の並び方向を算出することにより、バーチャルウォールの並び方向を算出する。

一方、走行エリア設定部１３４は、当該エリアでマーカ５が検知されないと判定した場合（ステップＳ２１でＮｏ）、第２エリアにおける壁及び柱の並び方向である第２方向を算出する（ステップＳ２４）。

走行エリア設定部１３４は、ステップＳ２３及びステップＳ２４の処理の後、図９のステップＳ１５の処理を行う。

以上のように、動作の第２の例では、所定のフロアの外形を決める物体（壁及び柱）の並び方向を算出することが難しい場合であっても、マーカ５の並び方向をバーチャルウォールの並び方向として算出することができる。これにより、例えば、図１３に示されるように、壁及び柱が存在しない空間、及び、ガラスなどの位置センサ１２０で検知されにくい壁面、歪な形状の壁面であっても、壁、柱及びバーチャルウォールの並び方向に沿って矩形の走行エリアを設定することができる。

［４．効果等］
以上説明したように、走行用地図作成装置１００は、所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボット２００の走行用の地図を作成する走行用地図作成装置であって、所定のフロアを移動する位置センサ（より詳細には、走行用地図作成装置１００に搭載された位置センサ１２０）であって自己の周囲の物体を検知し、検知された物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサ１２０から位置関係及び位置センサ１２０の移動軌跡を取得するセンサデータ取得部１３１と、所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得部１３２と、センサデータ取得部１３１により取得された位置関係に基づいて、フロアマップ上での位置センサ１２０の位置である自己位置を推定する自己位置推定部１３３と、位置関係、自己位置、及び、フロアマップに基づいて、フロアマップにおける自走式ロボット２００の走行エリアを設定する走行エリア設定部１３４と、走行エリア設定部１３４により設定された走行エリアを含む走行用の地図を作成する走行用地図作成部１３５と、を備え、走行エリア設定部１３４は、位置関係、自己位置、及び、フロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリア１を決定し、決定された第１エリア１における所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向Ｄ１を算出し、第１方向Ｄ１の算出の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む第２エリア２における所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向Ｄ２を算出し、（ｉ）第２方向Ｄ１の第１方向Ｄ１に対する角度θが所定値以上である場合、第２方向Ｄ２を新たな第１方向Ｄ１’に設定し、新たな第１方向Ｄ１’の設定の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む新たな第２エリア２’における新たな第２方向Ｄ２’を算出し、（ｉｉ）第２方向Ｄ２の第１方向Ｄ１に対する角度θが所定値以上でない場合、第１エリア１を第１方向に延長して第２エリア２を含む新たな第１エリア１’に更新し、第１方向Ｄ１を、更新後の第１エリア１’における新たな第１方向Ｄ１’に設定し、新たな第１方向Ｄ１’の設定の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む新たな第２エリア２’における新たな第２方向Ｄ２’を算出し、上記（ｉ）及び上記（ｉｉ）を繰り返す。

これにより、走行用地図作成装置１００は、一定時間毎の所定のフロアの外形を決定する物体の並び方向である第２方向の、走行エリアの初期値としての第１方向に対する角度の大きさに基づいて、物体の並び方向に比較的沿った走行エリアを設定することができる。したがって、走行用地図作成装置１００によれば、人が手間をかけることなく、自走式ロボットの走行用の地図に走行エリアを容易に設定することができる。

例えば、走行用地図作成装置１００では、走行エリア設定部１３４は、自己位置推定部１３３から取得される自己位置が更新されない場合、上記（ｉ）及び上記（ｉｉ）の繰り返しを終了してもよい。

これにより、走行用地図作成装置１００は、所定のフロアにおける位置センサ１２０の移動が終了した場合に、走行エリアの設定を終了するため、ユーザからの特段の指示がなくても設定処理を終了することができる。

例えば、所定のフロアの外形を決める物体は、所定のフロアの壁及び柱であってもよい。

これにより、走行用地図作成装置１００は、所定のフロアの壁及び柱の並び方向に沿った走行エリアを設定することができる。

例えば、所定のフロアの外形を決める物体は、所定のフロアの床面、壁面又は柱の表面に配置されたマーカ５であってもよい。

これにより、走行用地図作成装置１００は、所定のフロアの壁及び柱の並び方向だけでなく、所定のフロアに配置されたマーカ５の並び方向に沿った走行エリアを設定することができるため、所望の走行エリアを設定することができる。

例えば、位置センサ１２０は、走行用地図作成装置１００の本体１０１に備えられてもよい。

これにより、走行用地図作成装置１００は、位置センサ１２０により自己の周囲で検知された物体の事故に対する位置関係及び自己の移動軌跡に基づいて、走行エリアを設定することができるため、通信を介して情報を取得する必要がない。そのため、走行用地図作成装置１００は、例えば、通信障害などの影響を受けにくく、通信で情報を取得する場合に比べて、よりスムーズに処理を行うことが可能となる。

例えば、走行用地図作成装置１００では、走行エリア設定部１３４は、位置センサ１２０により位置関係を計測できない場合に、走行用地図作成装置１００の本体１０１の移動軌跡に基づいて、第１方向Ｄ１及び前記第２方向Ｄ２を算出してもよい。

これにより、走行用地図作成装置１００は、例えば、ガラスなど位置センサ１２０が検知しにくい材質の壁又は柱で所定のフロアの外形が決められる場合でも、第１方向及び第２方向を算出することができる。

また、走行用地図作成装置１００では、自走式ロボット２００は、掃除機能を備える自走式掃除機であってもよい。

これにより、走行用地図作成装置１００では、所定のフロアの外形に沿って走行エリアが設定されるため、掃除機を有する自走式ロボット２００は、走行エリアが設定された走行用の地図に基づいて掃除走行計画を作成するため、適切に掃除走行することができる。

また、自走式ロボットシステム３００は、所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボット２００と、自走式ロボット２００の走行用の地図を作成する走行用地図作成装置１００と、を備え、走行用地図作成装置１００は、所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサ１２０から位置関係及び当該位置センサの移動軌跡を取得するセンサデータ取得部１３１と、所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得部１３２と、センサデータ取得部１３１により取得された位置関係に基づいて、フロアマップ上での位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定部１３３と、位置関係、自己位置、及び、フロアマップに基づいて、フロアマップにおける自走式ロボット２００の走行エリアを設定する走行エリア設定部１３４と、走行エリア設定部１３４により設定された走行エリアを含む走行用の地図を作成する走行用地図作成部１３５と、を備え、走行エリア設定部１３４は、位置関係、自己位置、及び、フロアマップに基づいて、所定の開始地点ＳＰ１を含む第１エリア１を決定し、決定された第１エリア１における所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向Ｄ１を算出し、第１方向Ｄ１の算出の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む第２エリア２における所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向Ｄ２を算出し、（ｉ）第２方向Ｄ２の第１方向Ｄ１に対する角度θが所定値以上である場合、第２方向Ｄ２を新たな第１方向Ｄ１’に設定し、新たな第１方向Ｄ１’の設定の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む新たな第２エリア２’における新たな第２方向Ｄ２’を算出し、（ｉｉ）第２方向Ｄ２の第１方向Ｄ１に対する角度θが所定値以上でない場合、第１エリア１を第１方向Ｄ１に延長して第２エリア２を含む新たな第１エリア１’に更新し、第１方向Ｄ１を、更新後の第１エリア１’における新たな第１方向Ｄ１’に設定し、新たな第１方向Ｄ１’の設定の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む新たな第２エリア２’における新たな第２方向Ｄ２’を算出し、（ｉ）及び（ｉｉ）を繰り返す。

これにより、自走式ロボットシステム３００は、所定のフロアの外形に沿って設定された走行エリアを含む走行用の地図に基づいて自走式ロボット２００が走行計画を作成することができるため、適切に所定のエリアを走行することができる。

また、走行用地図作成方法は、所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボット２００の走行用の地図を作成する走行用地図作成方法であって、所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサ１２０から位置関係及び位置センサ１２０の移動軌跡を取得するセンサデータ取得ステップと、所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得ステップと、センサデータ取得ステップで取得された位置関係に基づいて、フロアマップ上での位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定ステップと、位置関係、自己位置、及び、フロアマップに基づいて、フロアマップにおける自走式ロボットの走行エリアを設定する走行エリア設定ステップと、走行エリア設定ステップで設定された走行エリアを含む走行用の地図を作成する走行用地図作成ステップと、を含み、走行エリア設定ステップでは、位置関係、自己位置、及び、フロアマップに基づいて、所定の開始地点ＳＰ１を含む第１エリア１を決定し、決定された第１エリア１における所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向Ｄ１を算出し、第１方向Ｄ１の算出の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む第２エリア２における所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向Ｄ２を算出し、（ｉ）第２方向Ｄ２の第１方向Ｄ１に対する角度θが所定値以上である場合、第２方向Ｄ２を新たな第１方向Ｄ１’に設定し、新たな第１方向Ｄ１’の設定の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む新たな第２エリア２’における新たな第２方向Ｄ２’を算出し、（ｉｉ）第２方向Ｄ２の第１方向Ｄ１に対する角度θが所定値以上でない場合、第１エリア１を第１方向Ｄ１に延長して第２エリア２を含む新たな第１エリア１’に更新し、第１方向Ｄ１を、更新後の第１エリア１’における新たな第１方向Ｄ１’に設定し、新たな第１方向Ｄ１’の設定の後、一定時間内の位置センサ１２０の移動軌跡を含む新たな第２エリア２’における新たな第２方向Ｄ２’を算出し、（ｉ）及び（ｉｉ）を繰り返す。

これにより、走行用地図作成方法によれば、所定のフロアの外形に沿って設定された走行エリアを含む走行用の地図に基づいて自走式ロボット２００が走行計画を作成することができるため、適切に所定のエリアを走行することができる。

（その他の実施の形態）
以上、実施の形態について説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、自走式ロボットシステム３００は、自走式ロボット２００と走行用地図作成装置１００とを備えるが、自走式ロボットシステムは、走行用地図作成機能を備える自走式ロボットであってもよい。図１４は、自走式ロボットシステムが走行用地図作成機能を備える自走式ロボットである場合の動作例を示すフローチャートである。

図１４に示されるように、自走式ロボットシステムの制御部は、所定のフロアの掃除計画の開始の命令を取得する（ステップＳ３１）と、例えば記憶部から所定のフロアのフロアマップを読み出してフロアマップを取得する（ステップＳ３２）。続いて、自走式ロボットシステムの制御部は、所定のフロアにおける掃除開始位置情報を取得すると（ステップＳ３３）、フロアマップに掃除開始位置情報を反映させる（不図示）。続いて、自走式ロボットシステムの制御部は、所定のフロアにおける自走式ロボットの進入を禁止するエリアに関する進入禁止情報を取得すると（ステップＳ３４）、フロアマップに進入禁止情報を反映させる（不図示）。続いて、自走式ロボットシステムの制御部は、自己位置算出部によって算出された自己位置情報を取得すると（ステップＳ３５）、走行エリアの設定（ステップＳ３６）を開始する。走行エリアの設定については、上記実施の形態において説明した内容と動作の主体が変わるだけであるため、ここでの説明を省略する。なお、自走式ロボットシステムが走行エリアを設定する場合、所定のフロアにおける全ての走行エリアを設定した後に、ステップＳ３７～ステップＳ３９の処理を行ってもよく、走行エリアを設定しながら並行してステップＳ３７～ステップＳ３９の処理を行ってもよい。

続いて、自走式ロボットシステムの制御部は、走行エリア内の掃除開始位置情報を取得すると（ステップＳ３７）、走行計画作成部は、走行エリア内の走行計画を作成する（ステップＳ３８）。続いて、走行計画作成部は、走行エリアの掃除順序を決定する（ステップＳ３９）。

続いて、自走式ロボットシステムは、全ての走行エリアの計画が終了したと判定した場合（ステップＳ４０でＹｅｓ）、掃除計画の作成を終了する。一方、自走式ロボットシステムは、全ての走行エリアの計画が終了していないと判定した場合（ステップＳ４０でＹｅｓ）、ステップＳ３６の処理に戻る。

以上のように、自走式ロボットシステムが走行用地図作成機能を備える自走式ロボット（自走式掃除機）である場合、所定のフロアの掃除計画の作成と走行エリアの設定とを平行して行うことができる。

また、例えば、実施の形態では、走行用地図作成装置１００は、位置センサ１２０を備えているが、位置センサ１２０を備えなくてもよい。例えば、走行用地図作成装置１００は、位置センサ１２０以外の構成を備える情報処理装置であってもよい。この場合、位置センサ１２０を備えるセンサを台車１９０に載せて所定のフロアを移動させながらセンサにより取得されたデータを情報処理装置に出力してもよい。

例えば、実施の形態では、自走式ロボットシステム３００は、複数の装置によって実現されているが、単一の装置として実現されてもよい。また、システムが複数の装置によって実現される場合、自走式ロボットシステム３００が備える構成要素は、複数の装置にどのように振り分けられてもよい。また、例えば、自走式ロボットシステム３００と通信可能なサーバ装置が、制御部１３０、２３０に含まれる複数の構成要素を備えていてもよい。

例えば、上記実施の形態における装置間の通信方法については特に限定されるものではない。また、装置間の通信においては、図示されない中継装置が介在してもよい。

また、上記実施の形態において、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、複数の処理の順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。

また、上記実施の形態において、各構成要素は、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵ又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。

また、各構成要素は、ハードウェアによって実現されてもよい。例えば、各構成要素は、回路（又は集積回路）でもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路でもよい。また、これらの回路は、それぞれ、汎用的な回路でもよいし、専用の回路でもよい。

また、本開示の全般的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよい。また、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

例えば、本開示は、自走式ロボットシステム３００などのコンピュータが実行する走行制御方法として実現されてもよいし、このような走行用地図作成方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現されてもよい。また、本開示は、汎用のコンピュータを上記実施の形態の走行用地図作成装置１００として動作させるためのプログラムとして実現されてもよい。本開示は、これらのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な非一時的な記録媒体として実現されてもよい。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態、又は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。

本開示は、自律的に走行するロボットに広く利用可能である。

１ 第１エリア
１’ 新たな第１エリア
２ 第２エリア
２’ 新たな第２エリア
５ マーカ
１００ 走行用地図作成装置
１０１ 本体
１１０ 通信部
１２０ 位置センサ
１２２ カメラ
１２４ 障害物センサ
１２４ａ 発振部
１２４ｂ 受信部
１３０ 制御部
１３１ センサデータ取得部
１３２ フロアマップ取得部
１３３ 自己位置推定部
１３４ 走行エリア設定部
１３５ 走行用地図作成部
１４０ 記憶部
１５０ 受付部
１６０ 提示部
１９０ 台車
１９１ ハンドル
１９２ スタンド
２００ 自走式ロボット
２０１ 本体
２１０ 通信部
２２０ 位置センサ
２３０ 制御部
２３１ 走行用地図取得部
２３２ 自己位置推定部
２３３ 走行計画作成部
２３４ 走行制御部
２３５ 掃除制御部
２４０ 記憶部
２５０ 走行部
２６０ 掃除部
２６１ 車輪
２７１ サイドブラシ
２７２ メインブラシ
２７３ 吸引口
３００ 自走式ロボットシステム

Claims (10)

1. 所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボットの走行用の地図を作成する走行用地図作成装置であって、
   前記所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された前記物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサから前記位置関係及び当該位置センサの移動軌跡を取得するセンサデータ取得部と、
   前記所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得部と、
   前記センサデータ取得部により取得された前記位置関係に基づいて、前記フロアマップ上での前記位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定部と、
   前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、前記フロアマップにおける前記自走式ロボットの走行エリアを設定する走行エリア設定部と、
   前記走行エリア設定部により設定された前記走行エリアを含む前記走行用の地図を作成する走行用地図作成部と、
   を備え、
   前記走行エリア設定部は、
   前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された前記第１エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向を算出し、
   前記第１方向の算出の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む第２エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向を算出し、
   （ｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する角度が所定値以上である場合、前記第２方向を新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、
   （ｉｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する前記角度が前記所定値以上でない場合、前記第１エリアを前記第１方向に延長して前記第２エリアを含む新たな第１エリアに更新し、前記第１方向を、更新後の前記第１エリアにおける新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、
   前記（ｉ）及び前記（ｉｉ）を繰り返す、
   走行用地図作成装置。
2. 前記走行エリア設定部は、前記自己位置推定部から取得される前記自己位置が更新されない場合、前記（ｉ）及び前記（ｉｉ）の繰り返しを終了する、
   請求項１に記載の走行用地図作成装置。
3. 前記所定のフロアの外形を決める前記物体は、前記所定のフロアの壁及び柱である、
   請求項１又は２に記載の走行用地図作成装置。
4. 前記所定のフロアの外形を決める前記物体は、前記所定のフロアの床面、壁面又は柱の表面に配置されたマーカである、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の走行用地図作成装置。
5. 前記位置センサは、前記走行用地図作成装置の本体に備えられている、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の走行用地図作成装置。
6. 前記走行エリア設定部は、
   前記位置センサにより前記位置関係を計測できない場合に、前記本体の移動軌跡に基づいて、前記第１方向及び前記第２方向を算出する、
   請求項５に記載の走行用地図作成装置。
7. 前記自走式ロボットは、掃除機能を備える自走式掃除機である、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の走行用地図作成装置。
8. 所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボットと、
   前記自走式ロボットの走行用の地図を作成する走行用地図作成装置と、
   を備え、
   前記走行用地図作成装置は、
   前記所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された前記物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサから前記位置関係及び当該位置センサの移動軌跡を取得するセンサデータ取得部と、
   前記所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得部と、
   前記センサデータ取得部により取得された前記位置関係に基づいて、前記フロアマップ上での前記位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定部と、
   前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、前記フロアマップにおける前記自走式ロボットの走行エリアを設定する走行エリア設定部と、
   前記走行エリア設定部により設定された前記走行エリアを含む前記走行用の地図を作成する走行用地図作成部と、
   を備え、
   前記走行エリア設定部は、
   前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された前記第１エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向を算出し、
   前記第１方向の算出の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む第２エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向を算出し、
   （ｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する角度が所定値以上である場合、前記第２方向を新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、
   （ｉｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する前記角度が前記所定値以上でない場合、前記第１エリアを前記第１方向に延長して前記第２エリアを含む新たな第１エリアに更新し、前記第１方向を、更新後の前記第１エリアにおける新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、
   前記（ｉ）及び前記（ｉｉ）を繰り返す、
   自走式ロボットシステム。
9. 所定のフロア内を自律的に走行する自走式ロボットの走行用の地図を作成する走行用地図作成方法であって、
   前記所定のフロアを移動する位置センサであって自己の周囲の物体を検知し、検知された前記物体の自己に対する位置関係を計測する位置センサから前記位置関係及び当該位置センサの移動軌跡を取得するセンサデータ取得ステップと、
   前記所定のフロアを示すフロアマップを取得するフロアマップ取得ステップと、
   前記センサデータ取得ステップで取得された前記位置関係に基づいて、前記フロアマップ上での前記位置センサの位置である自己位置を推定する自己位置推定ステップと、
   前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、前記フロアマップにおける前記自走式ロボットの走行エリアを設定する走行エリア設定ステップと、
   前記走行エリア設定ステップで設定された前記走行エリアを含む前記走行用の地図を作成する走行用地図作成ステップと、
   を含み、
   前記走行エリア設定ステップでは、
   前記位置関係、前記自己位置、及び、前記フロアマップに基づいて、所定の開始地点を含む第１エリアを決定し、決定された前記第１エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第１方向を算出し、
   前記第１方向の算出の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む第２エリアにおける前記所定のフロアの外形を決める物体の並び方向である第２方向を算出し、
   （ｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する角度が所定値以上である場合、前記第２方向を新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、
   （ｉｉ）前記第２方向の前記第１方向に対する前記角度が前記所定値以上でない場合、前記第１エリアを前記第１方向に延長して前記第２エリアを含む新たな第１エリアに更新し、前記第１方向を、更新後の前記第１エリアにおける新たな第１方向に設定し、前記新たな第１方向の設定の後、一定時間内の前記位置センサの移動軌跡を含む新たな第２エリアにおける新たな第２方向を算出し、
   前記（ｉ）及び前記（ｉｉ）を繰り返す、
   走行用地図作成方法。
10. 請求項９に記載の走行用地図作成方法をコンピュータに実行させるための、
    プログラム。

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