次に、本発明の目標経路生成システムの� ��施形態について、図1~図13を参照して説明す る。

 まず、図1に示すように、目標経路生成シ ステムは、自律移動ロボットR(以下、ロボッ� ��Rという)およびサポートサーバ200により構� �されている。

 図2に示すように、ロボットRは基体10と、 基体10の上部に設けられた頭部11と、基体10の 上部左右両側から延設された左右の腕部12と� ��腕部12の先端部に設けられた手部14と、基体 10の下部から下方に延設された左右の脚部13� �、脚部13の先端部に取り付けられている足部 15とを備えている。ロボットRは、再表03/090978 号公報や、再表03/090979号公報に開示されてい るように、アクチュエータ1000(図3参照)から� �達される力によって、人間の肩関節、肘関� �、手根関節、股関節、膝関節、足関節等の� �数の関節に相当する複数の関節部分におい� �腕部12や脚部13を屈伸運動させることができ� ��。ロボットRは、左右の脚部13(または足部15) のそれぞれの離床および着床の繰り返しを伴 う動きによって自律的に移動することができ る。基体10の鉛直方向に対する傾斜角度が調� ��されることによって、頭部11の高さが調節� �れうる。なお、移動装置は複数の脚部13の動 作によって自律的に移動するロボットRのほ� �、車輪式移動ロボット(自動車)等、移動機能 を有するあらゆる装置であってもよい。

 頭部11には、左右に並んでロボットRの前方� ��向けられた一対の頭カメラ(CCDカメラ)C ₁ が搭載されている。基体10には、ロボットRの 前側下部の検知領域A(C ₂ )に赤外レーザ光線(電磁波)を出力し、その反 射光の入力に応じた信号を出力する腰カメラ C ₂ が搭載されている。腰カメラC ₂ はロボットRの前方下方にある物体の位置の� �定、床面に付されているマークの形状およ� �姿勢の認識に基づくロボットRの方位または� ��勢の測定、および、台車等の運搬対象物に� ��されているマークの形状または姿勢の認識� ��果に基づくこの運搬対象物の位置または姿� ��の測定等に用いられる。

 ロボットRはハードウェアとしてのECUまた はコンピュータ(CPU,ROM,RAM,I/O等により構成さ� �ている。)により構成されているコントロー� ��100と、通信機器102(図3参照)とを備えている� ��コンピュータのメモリには制御プログラム( ソフトウェア)が格納されている。制御プロ� �ラムはCDやDVD等のソフトウェア記録媒体を通 じてコンピュータにインストールされてもよ いが、ロボットRからサーバに要求信号が送� �されたことに応じて当該サーバによってネ� �トワークや人工衛星を介して当該コンピュ� �タにダウンロードされてもよい。

 図3に示すように、コントローラ100は、内 部状態センサ111および外部状態センサ112から の出力信号等に基づき、アクチュエータ1000� �動作を制御することにより、腕部12や脚部13� ��動作を制御する。コントローラ100は、サポ� ��トサーバ200からロボットRに対して送信され たタスクの実行指令にしたがってタスクを実 行するように、このロボットRの行動を制御� �る。

 内部状態センサ111はロボットRの内部状態 または挙動状態を測定するためのセンサであ る。ロボットRに搭載されたバッテリの端子� �圧を検出する電圧センサ、基体10の加速度に 応じた信号を出力するジャイロセンサ、各関 節の関節角度に応じた信号を出力するロータ リエンコーダ、脚部13に作用する床反力に応� ��た信号を出力する力センサ等、ロボットRに 搭載されている種々のセンサが内部状態セン サ111に該当する。これらのセンサの検出値に 基づいて、コントローラ100は、ロボットRの� �部状態または挙動状態を認識する。例えば� �コントローラ100は、バッテリに接続された� �圧センサの検出値に基づいて、バッテリの� �路電圧を推定し、該推定値からバッテリの� �容量(SOC)を認識する。また、ジャイロセンサ 等の検出値からロボットRの最新の自己位置� �推定して認識する。

 外部状態センサ112は物体の挙動状態等、ロ� ��ットRの外部状態または環境を測定するため のセンサである。頭カメラC ₁ 、腰カメラC ₂ 等が外部状態センサ112に該当する。アクチュ エータ1000は電動モータ等の駆動源のほか、� �動源の出力軸と腕部12や脚部13を構成するリ� ��クとの間に設けられた減速機や、弾性部材� ��の柔軟要素により構成されている。

 コントローラ100は、入力装置(ユーザ端末 )300との間で通信可能に構成されている。入� �装置300は、キーボードやタッチパネルなど� �入力デバイスと、液晶ディスプレーなどの� �ニタを備えたパーソナルコンピュータから� �る端末である。入力装置300は、ユーザがこ� �を操作することにより、ロボットRの目的位� ��や、ロボットRの出発位置が現在位置でない 場合には出発位置をロボットRの移動領域内� �設定可能となっている。このように、入力� �置300は、ロボットRの起動・停止・原点復帰� ��どをユーザが指示してロボットRを遠隔操作 するためのユーザインターフェースとして用 いられると共に、頭カメラC1等の映像の表示� ��どロボット自体の作動状況の監視に用いる� ��ともできる。

 コントローラ100は、入力装置300によるユ� ��ザの操作を認識する機能を有し、候補経路� ��成手段110と、ロボットRの状態を認識する状 態認識手段としての残容量予測手段115と消費 電量予測手段116と偏差予測手段117とタスク認 識手段118と、経路評価手段120とを備える。

 コントローラ100は、入力装置を介してユ� ��ザによって設定された目的位置を終点とし� ��認識し、ロボットRの現在位置(ユーザによ� �て出発位置が指定された場合には出発位置)� ��始点として認識する。

 候補経路作成手段110は、コントローラ100� ��認識した終点と始点とから、これらを結ぶ� ��数の移動候補経路の作成を、後述するサポ� ��トサーバ200のリンク情報記憶手段210から送� ��されたリンク情報を基に実行する。

 残容量予測手段115は、バッテリに接続さ� ��た電圧センサの検出値に基づいて認識され� ��バッテリ残容量を基に、候補経路作成手段� ��よって作成された移動候補経路に沿ってロ� ��ットRを移動させた場合の種々の時点でのバ ッテリ残容量を算出する。バッテリ残容量の 推定方法は、ロボットRの移動速度等に応じ� �消費電力から公知の手法を用いて算出され� �。

 消費電量予測手段116は、ロボットRが現在 実行しているまたは実行を予定しているタス クから、後述するサポートサーバ200のタスク データベース201のタスク情報を適宜参照し、 該タスクを実行するのに要する消費予測電量 を算出する。

 偏差予測手段117は、移動距離に応じたロ� ��ットRの位置または姿勢の、目的位置または 目標姿勢に対する予測偏差を算出する。偏差 予測手段117は、移動距離と予測位置偏差との 関係、および移動距離と予測姿勢偏差との関 係をそれぞれ規定したテーブルまたはマップ を備え、該テーブルまたはマップを参照する ことにより、ロボットRの移動距離に応じた� �測偏差(予測位置偏差と予測姿勢偏差)を算出 する。

 タスク認識手段118は、ロボットRが現在実 行しているまたは実行を予定しているタスク の少なくとも実行ポイントを表すタスク情報 をロボットRの状態として認識する。

 経路評価手段120は、候補経路作成手段110� ��よって作成された各移動候補経路に対して� ��ロボットの状態(ロボットRの内部状態およ� �外部状態を測定するセンサの出力値に基づ� �て認識されるロボットRの状態およびロボッ� ��Rの実行中または実行予定のタスク)に鑑み� �経由地とすべきアクションポイントを通過� �ているか否かを評価する。

 図3に示されているサポートサーバ(CPU,ROM, RAM,I/O等により構成されている。)200は基地局( 図示略)および通信網を介してロボットRとの� ��信機能を有している。

 サポートサーバ200は、タスクデータベー� ��201と、地図データベース202と、リンク情報� ��憶手段210とを備えている。タスクデータベ� ��ス201には複数のタスクのそれぞれの内容お� ��びそれに関連する事項(例えばタスクの実行 場所を示すタスク実行ポイント)を表わすタ� �ク情報が格納される。地図データベース202� �は、ロボットRの移動領域において予め設定� ��れたノード、固定物などの配置、あるいは� ��例えば変圧器の設置場所や発熱体の周辺な� ��、ロボットの活動に不適な区域を記述した� ��図データが格納されると共に、ロボットRの 移動領域内における経由地(出発位置や目的� �置ともなり得る)として予め設定された複数� ��ノードの位置が格納される。なお、ノード� ��位置は、ユーザが入力装置300を介して任意� ��設定可能なように構成してもよい。

 リンク情報記憶手段210は、ロボットRへ送 信するリンク情報を格納する手段であって、 リンク記憶手段211とアクションポイント記憶 手段212とを備えている。リンク記憶手段211は 、地図データベース202にその位置が格納され ている複数のノードのうち2点間を、以下の2� ��の条件を満たすように接続した通行可能リ� ��クが記憶される。ここで、通行可能リンク� ��設定する際の2つの条件は、前記特許文献1� �記載されているため詳細な説明は避けるが(� ��許文献1[0021]~[0024]、図4参照)、第1の条件は� �あるノードから、所定の閾値内の距離(5m)に� ��るノードのみに向けてリンクが設定される� ��とであり、第2の条件は、ロボットRが通過� �るのに適していない領域或いは障害物を通� �するようなエッジRは排除することである。

 ここで、リンク情報記憶手段210は、通行� ��能なリンクを複数の座標点の集合体(座標列 )として認識すると共に、その認識した座標� �に識別子(リンク名)を付したものを記憶して いる。

 アクションポイント記憶手段212には、リ� ��ク記憶手段211に記憶されたリンクに関連付� ��てロボットRのアクションポイントが記憶さ れている。アクションポイント記憶手段212に は、アクションポイントの存在する座標が記 憶されており、該座標を座標列に含むリンク と対応付けることにより、アクションポイン トとこれが含まれるリンクとが関連付けられ ている。ここで、アクションポイントは、ロ ボットRが外部と直接的または間接的に何ら� �のコンタクトを持つ地点であって、少なく� �も、ロボットRの充電システムの設置位置で� ��る充電ポイント、床面に付されているマー� ��等のようなロボットRの位置もしくは姿勢の 補正ポイント、またはロボットRのタスク実� �ポイントが含まれる。また、タスク実行ポ� �ントは、台車やトレイを把持するためにロ� �ットRの姿勢を変更する地点や実行中のタス� ��がある場合には該タスクの終点がタスク実� ��ポイントとなり得る。

 次に、図4~13を参照して、前記構成の目標 経路生成システムにおける処理を説明する。

 
[第1実施形態]
 初めに、図4に示すフローチャートを参照し て、アクションポイント記憶手段212には、少 なくともロボットRの充電ポイントEPがアクシ ョンポイントとして記憶され、状態認識手段 としての残容量予測手段115が、移動候補経路 に沿った移動距離に応じたバッテリ予測残容 量をロボットRの状態として認識する場合に� �いて説明する。

 まず、ユーザが、入力装置300に表示され� ��地図上(ロボットRの移動領域内)において、� ��ボットRの目的位置(緯度、経度)を設定する� ��、そのタイミングでロボットRのコントロー ラ100は、入力された目的位置を終点TPとして� ��識する(図4/STEP100)。また、内部状態センサ11 1としてのGPS受信機(図示略)により人工衛星か ら受信されたGPS信号や、内部状態センサ111と してのジャイロセンサや加速度センサの出力 信号に基づいて推定されるロボットRの現在� �置(緯度、経度)である出発位置を始点PPとし� ��認識する(図4/STEP100)。尚、ユーザがロボッ� �Rの出発位置を個別に入力した場合には、現� ��位置に代えて当該出発位置を始点PPとして� �いるものとする。

 STEP100の処理に続いて、コントローラ100の 候補経路作成手段110は、サポートサーバ200の リンク記憶手段211に記憶された通行可能なリ ンクを適宜参照し、通行可能なリンクを接続 することのより始点PPと終点TPとを結ぶ複数� �移動候補経路を作成する(図4/STEP101)。

 例えば、図5に示す場合には、始点PPと終� ��TPとを結ぶ移動候補経路として、3つの移動� ��補経路LC1~LC3が作成される。

 STEP101の処理に続いて、コントローラ100の 残容量予測手段115は、ロボットRの移動距離� �応じたバッテリ予測残容量を算出し、その� �ッテリ予測残容量をロボットの状態として� �識する(図4/STEP112)。

 STEP112の処理に続いて、コントローラ100の 経路評価手段120は、STEP101で作成された複数� �移動候補経路のコストをアクションポイン� �を経由させる必要性に応じて以下のように� �価する。なお、移動候補経路のイニシャル� �ストは、その経路の距離に関わらず同一に� �定されている。

 まず、経路評価手段120は、STEP112において 認識された移動距離に応じたバッテリ予測残 容量に基づいて、移動候補経路の途中でバッ テリを充電することなくロボットRを始点PPか ら終点TPまで移動させたときのバッテリ予測� ��容量が閾値(例えばバッテリ残容量の●●%)� ��上であるという第1充電要件を満たす移動候 補経路が存在するか否かを判定する(図4/STEP11 3)。

 STEP113の判定の結果、経路評価手段120は、 第1充電要件を満たす移動候補経路が存在す� �場合には(図4/STEP113でYES)、当該移動候補の経 路を第1充電要件を満たさない他の移動候補� �路のコストより低く設定する(図4/STEP114)。

 例えば、図5に示す場合には、移動候補経 路の距離が短く第1充電要件を満たす移動候� �経路LC1が存在する場合には、該移動候補経� �LC1のコストを他の第1充電条件を満たさない� ��動候補経路LC2,LC3のコストより低く評価する 。

 一方、STEP113の判定の結果、経路評価手段 120は、第1充電要件を満たす移動候補経路が� �在しない場合には(図4/STEP113でNO)、移動候補� ��路に充電ポイントが含まれ、かつ、当該充� ��ポイントにおいてバッテリを充電した上で� ��ボットRを終点TPまで移動させたときのバッ� ��リ予測残量が閾値以上であるという第2充電 要件を満たす移動候補経路が存在するか否か を判定する(図4/STEP115)。

 そして、STEP115の判定の結果、経路評価手 段120は、第2充電要件を満たす移動候補経路� �存在する場合には(図4/STEP115でYES)、その移動 候補経路のコストを、充電ポイントにおける バッテリ予測残量に応じて次のように低く評 価する(図4/STEP116)。すなわち、経路評価手段1 20は、充電ポイントにおけるバッテリ予測残� ��が低いほど、第2充電要件を満たす移動候補 経路のコストをより低く評価する。ここで、 予測残容量と設定されるコストとの関係は、 これらの間の関係が段階的に規定されたテー ブルや連続的に規定されたマップ等を参照す ることにより決定される。

 例えば、図5に示す場合に、移動候補経路 LC1~LC3が第1充電要件を満たさない場合には、� ��2充電要件を満たす移動候補経路LC2,LC3との� �ストが、その充電ポイントEPにおけるバッテ リ予測残容量が低いほど、低いコストに評価 される。従って、この場合、始点PPから充電� ��イントEPまでの移動距離が長く、充電ポイ� �トEPにおける予測残容量がより低い移動候補 経路LC2を、移動候補経路LC3より低いコストに 評価する。

 一方、STEP115の判定の結果、経路評価手段 120は、第2充電要件を満たす移動候補が存在� �ない場合には(図4/STEP115でNO)、各移動候補経� ��のイニシャルコストを変更することはない� ��

 次いで、移動候補経路についての一次的� ��評価が実行されると(図4/STEP114、116、115でNO) 、経路評価手段120は、同一評価の経路が存在 するか否かを判定する(図4/STEP117)。

 そして、STEP117の判定の結果、経路評価手 段120は、同一評価の移動候補経路が存在する 場合には(図4/STEP117でYES)、移動候補経路の距� ��に応じた評価を次のように行う(図4/STEP118)� �すなわち、経路評価手段120は、始点PPと終点 TPを結ぶ最短の移動候補経路が最小コストと� ��るように、移動候補経路の距離が短いほど� ��移動候補経路のコストを低く評価する。

 一方、STEP117の判定の結果、経路評価手段 120は、同一評価の移動候補経路が存在しない 場合には(図4/STEP117でNO)、各移動候補経路の(� ��次的な評価による)コストを変更することは ない。

 次いで、移動候補経路についての二次的� ��評価が実行されると(図4/STEP118、117でNO)、経 路評価手段120は、移動候補経路の中で最小コ ストの移動候補経路をロボットRをこれに沿� �て自律的に移動させるための目標経路とし� �生成する(図4/STEP119)。

 以上のように、移動候補経路のコストを� ��定することにより、充電の必要のない移動� ��補経路が存在する場合には該移動候補経路� ��目標経路として生成することができる。ま� ��、充電の必要がない移動候補経路が存在し� ��い場合には、充電ポイントを経由する移動� ��補経路を目標経路として生成することがで� ��、さらに、充電ポイントにおける充電の必� ��性の高さを加味してより必要性が高いと判� ��される移動候補経路を目標経路として生成� ��ることができる。

 
[第2実施形態]
 次に、図6に示すフローチャートを参照して 、アクションポイント記憶手段212には、少な くともロボットRの位置または姿勢の補正ポ� �ントCPがアクションポイントとして記憶され 、状態認識手段としての偏差予測手段117が、 移動距離に応じたロボットRの位置または姿� �の、目的位置または目標姿勢に対する予測� �差をロボットRの状態として認識する場合に� ��いて説明する。

 尚、本実施形態は、STEP100およびSTEP101は� �第1実施形態と同一の処理であるため第1実施 形態と同一の参照符号を用いて説明を省略す る。

 STEP101の処理に続いて、コントローラ100の 偏差予測手段117は、ロボットRの移動距離に� �じた予測偏差を算出し、算出した予測偏差� �ロボットの状態として認識する(図6/STEP122)。

 STEP122の処理に続いて、コントローラ100の 経路評価手段120は、STEP101で作成された複数� �移動候補経路のコストをアクションポイン� �を経由させる必要性に応じて以下のように� �価する。なお、移動候補経路のイニシャル� �ストは、その経路の距離に関わらず同一に� �定されている。

 まず、経路評価手段120は、STEP122において 認識された移動距離に応じた予測偏差に基づ いて、移動候補経路の途中で位置または姿勢 を補正することなくロボットRを始点PPから終 点TPまで移動させたときの予測偏差が閾値以� ��であるという第1補正要件を満たす移動候補 経路が存在するか否かを判定する(図6/STEP123)� ��

 STEP123の判定の結果、経路評価手段120は、 第1補正要件を満たす移動候補経路が存在す� �場合には(図6/STEP123でYES)、当該移動候補の経 路を第1補正要件を満たさない他の移動候補� �路のコストより低く設定する(図6/STEP124)。

 例えば、図7に示す場合には、移動候補経 路の距離が短く第1補正要件を満たす移動候� �経路LC1が存在する場合には、該移動候補経� �LC1のコストを他の第1補正条件を満たさない� ��動候補経路LC2,LC3のコストより低く評価する 。

 一方、STEP123の判定の結果、経路評価手段 120は、第1補正要件を満たす移動候補経路が� �在しない場合には(図6/STEP123でNO)、移動候補� ��路に補正ポイントが含まれ、かつ、当該補� ��ポイントにおいて位置または姿勢を補正し� ��上でロボットRを終点TPまで移動させたとき� ��予測偏差が閾値以下であるという第2補正要 件を満たす移動候補経路が存在するか否かを 判定する(図6/STEP125)。

 そして、STEP125の判定の結果、経路評価手 段120は、第2補正要件を満たす移動候補経路� �存在する場合には(図6/STEP125でYES)、その移動 候補経路のコストを、補正ポイントにおける 予測偏差に応じて次のように低く評価する(� �6/STEP126)。すなわち、経路評価手段120は、補� ��ポイントにおける予測偏差が大きいほど、� ��2補正要件を満たす移動候補経路のコストを より低く評価する。ここで、予測偏差と設定 されるコストとの関係は、これらの間の関係 が段階的に規定されたテーブルや連続的に規 定されたマップ等を参照することにより決定 される。

 例えば、図7に示す場合に、移動候補経路 LC1~LC3が第1補正要件を満たさない場合には、� ��2補正要件を満たす移動候補経路LC2,LC3との� �ストが、その補正ポイントにおける予測偏� �が大きいほど、低いコストに評価される。� �って、この場合、始点PPから補正ポイントま での移動距離が長く、補正ポイントにおける 予測偏差がより大きい移動候補経路LC2を、移 動候補経路LC3より低いコストに評価する。

 一方、STEP125の判定の結果、経路評価手段 120は、第2補正要件を満たす移動候補が存在� �ない場合には(図6/STEP125でNO)、各移動候補経� ��のイニシャルコストを変更することはない� ��

 次いで、移動候補経路についての一次的� ��評価が実行されると(図6/STEP124、126、125でNO) 、経路評価手段120は、同一評価の経路が存在 するか否かを判定する(図6/STEP127)。

 そして、STEP127の判定の結果、経路評価手 段120は、同一評価の移動候補経路が存在する 場合には(図6/STEP127でYES)、移動候補経路の距� ��に応じた評価を次のように行う(図6/STEP128)� �すなわち、経路評価手段120は、始点PPと終点 TPを結ぶ最短の移動候補経路が最小コストと� ��るように、移動候補経路の距離が短いほど� ��移動候補経路のコストを低く評価する。

 一方、STEP127の判定の結果、経路評価手段 120は、同一評価の移動候補経路が存在しない 場合には(図6/STEP127でNO)、各移動候補経路の(� ��次的な評価による)コストを変更することは ない。

 次いで、移動候補経路についての二次的� ��評価が実行されると(図6/STEP128、127でNO)、経 路評価手段120は、移動候補経路の中で最小コ ストの移動候補経路をロボットRをこれに沿� �て自律的に移動させるための目標経路とし� �生成する(図6/STEP129)。

 なお、前記第1および第2補正要件を判定� �る際に、予測偏差がロボットRの許容偏差範� ��内であることを追加要件としてもよい。こ� ��により、予測偏差が許容偏差範囲内を逸す� ��状態を生ずるような移動候補経路が評価さ� ��ることを防止することができる。

 以上のように、移動候補経路のコストを� ��定することにより、補正の必要のない移動� ��補経路が存在する場合には該移動候補経路� ��目標経路として生成することができる。ま� ��、補正の必要がない移動候補経路が存在し� ��い場合には、補正ポイントを経由する移動� ��補経路を目標経路として生成することがで� ��、さらに、補正ポイントにおける補正の必� ��性の高さを加味してより必要性が高いと判� ��される移動候補経路を目標経路として生成� ��ることができる。

 
[第3実施形態]
 次に、図8に示すフローチャートを参照して 、アクションポイント記憶手段212には、少な くともロボットRのタスク実行ポイントがア� �ションポイントとして記憶され、状態認識� �段としてのタスク認識手段118が、ロボットR� ��現在実行しているまたは実行を予定してい� ��タスクの少なくとも実行ポイントを表すタ� ��ク情報をロボットRの状態として認識する場 合について説明する。

 尚、本実施形態は、STEP100およびSTEP101は� �第1実施形態と同一の処理であるため第1実施 形態と同一の参照符号を用いて説明を省略す る。

 STEP101の処理に続いて、コントローラ100の 偏差予測手段117は、ロボットRが現在実行し� �いるまたは実行を予定しているタスクの少� �くとも実行ポイントを表すタスク情報をロ� �ットRの状態として認識する(図8/STEP132)。

 STEP132の処理に続いて、コントローラ100の 経路評価手段120は、STEP101で作成された複数� �移動候補経路のコストをアクションポイン� �を経由させる必要性に応じて以下のように� �価する。なお、移動候補経路のイニシャル� �ストは、その経路の距離に関わらず同一に� �定されている。

 まず、経路評価手段120は、STEP132において 認識されたタスク情報に基づいて、移動候補 経路にタスク実行ポイントが含まれるという タスク要件を満たす移動候補経路が存在する か否かを判定する(図8/STEP133)。

 STEP133の判定の結果、経路評価手段120は、 タスク要件を満たす移動候補経路が存在する 場合には(図8/STEP133でYES)、当該移動候補の経� ��をタスク要件を満たさない他の移動候補経� ��のコストより低く設定する(図8/STEP144)。

 例えば、図9に示す場合には、移動候補経 路の距離に関わらず、タスク要件を満たす移 動候補経路LC2,LC3が存在する場合には、該移� �候補経路LC2,LC3のコストを他のタスク要件を� ��たさない移動候補経路LC1のコストより低く� ��価する。

 一方、STEP133の判定の結果、経路評価手段 120は、タスク要件を満たす移動候補経路が存 在しない場合には(図8/STEP133でNO)、各移動候� �経路のイニシャルコストを変更することは� �い。

 次いで、移動候補経路についての一次的� ��評価が実行されると(図8/STEP134、133でNO)、経 路評価手段120は、同一評価の経路が存在する か否かを判定する(図8/STEP137)。

 そして、STEP137の判定の結果、経路評価手 段120は、同一評価の移動候補経路が存在する 場合には(図8/STEP137でYES)、移動候補経路の距� ��に応じた評価を次のように行う(図8/STEP138)� �すなわち、経路評価手段120は、始点PPと終点 TPを結ぶ最短の移動候補経路が最小コストと� ��るように、移動候補経路の距離が短いほど� ��移動候補経路のコストを低く評価する。

 例えば、図9に示す場合には、タスク要件 を満たす移動候補経路LC2,LC3が同一のコスト� �評価されている。そのため、この場合、始� �PPから終点TPまで移動距離が短いほうの移動� ��補経路LC2を移動候補経路LC3より低いコスト� ��評価する。

 一方、STEP137の判定の結果、経路評価手段 120は、同一評価の移動候補経路が存在しない 場合には(図8/STEP137でNO)、各移動候補経路の(� ��次的な評価による)コストを変更することは ない。

 次いで、移動候補経路についての二次的� ��評価が実行されると(図8/STEP138、137でNO)、経 路評価手段120は、移動候補経路の中で最小コ ストの移動候補経路をロボットRをこれに沿� �て自律的に移動させるための目標経路とし� �生成する(図8/STEP139)。

 以上のように、移動候補経路のコストを� ��定することにより、タスク情報に照らして� ��要なタスク実行ポイントを経由する移動候� ��経路を目標経路として生成することができ� ��。

 
[第4実施形態]
 次に、図10に示すフローチャートを参照し� �、アクションポイント記憶手段212には、少� �くとも前記ロボットの充電ポイントと、該� �ボットのタスク実行ポイントが前記アクシ� �ンポイントとして記憶され、状態認識手段� �して、残容量予測手段115が、移動候補経路� �沿った移動距離に応じたバッテリ予測残容� �を認識し、消費電量予測手段116がロボットR� ��現在実行しているまたは実行を予定してい� ��タスクを実行するのに要する消費予測電量� ��認識し、タスク認識手段118がロボットRが現 在実行しているまたは実行を予定しているタ スクの少なくとも実行ポイントを表すタスク 情報をロボットRの状態として認識する場合� �ついて説明する。

 尚、本実施形態は、STEP100およびSTEP101は� �第1実施形態と同一の処理であるため第1実施 形態と同一の参照符号を用いて説明を省略す る。

 STEP101の処理に続いて、コントローラ100の 残容量予測手段115は、ロボットRの移動距離� �応じたバッテリ予測残容量を算出し、その� �ッテリ予測残容量をロボットの状態として� �識する(図10/STEP142)。また、消費電量予測手� �116は、ロボットRが現在実行しているまたは� ��行を予定しているタスクを実行するのに要� ��る消費予測電量をロボットの状態として認� ��する(図10/STEP142)。さらに、コントローラ100� ��偏差予測手段117は、ロボットRが現在実行し ているまたは実行を予定しているタスクの少 なくとも実行ポイントを表すタスク情報をロ ボットRの状態として認識する(図10/STEP142)。

 STEP142の処理に続いて、コントローラ100の 経路評価手段120は、STEP101で作成された複数� �移動候補経路のコストをアクションポイン� �を経由させる必要性に応じて以下のように� �価する。なお、移動候補経路のイニシャル� �ストは、その経路の距離に関わらず同一に� �定されている。

 まず、経路評価手段120は、STEP142において 認識されたタスク情報に基づいて、移動候補 経路にタスク実行ポイントが含まれるという タスク要件を満たす移動候補経路が存在する か否かを判定する(図10/STEP143)。

 STEP143の判定の結果、経路評価手段120は、 タスク要件を満たす移動候補経路が存在する 場合には(図10/STEP143でYES)、STEP142において認� �された移動距離に応じたバッテリ予測残容� �に基づいて、ロボットRを、タスク実行ポイ� ��トまで移動させたときのバッテリ予測残容� ��がタスクの内容に応じて高低が定まる閾値� ��上であるという第3充電要件を満たす移動候 補経路が存在するか否かを判定する(図10/STEP1 44)。

 ここで、タスクの内容に応じて高低が定� ��るバッテリ予測残容量の閾値は、STEP142にお いて認識されたタスクを実行するのに要する 消費予測電量に基づいて予め設定された値で ある。具体的には、消費予測電量に(ロボッ� �Rが一定距離移動可能な)一定の電量を上乗せ した値をバッテリ予測残容量の閾値としてい る。

 STEP144の判定の結果、経路評価手段120は、 第3充電要件を満たす移動候補経路が存在す� �場合には(図10/STEP144でYES)、当該移動候補の� �路を第3充電要件を満たさない他の移動候補� ��路のコストより低く設定する(図10/STEP145)。

 例えば、図11に示す場合には、タスク要� �を満たす3つの移動候補経路LC1~LC3が存在する 場合に、移動候補経路の距離が短く第3充電� �件を満たす移動候補経路LC1が存在する場合� �は、該移動候補経路LC1のコストを他の第3充� ��条件を満たさない移動候補経路LC2,LC3のコス トより低く評価する。

 一方、STEP144の判定の結果、経路評価手段 120は、第3充電要件を満たす移動候補経路が� �在しない場合には(図10/STEP144でNO)、移動候補 経路に充電ポイントが含まれ、かつ、当該充 電ポイントにおいてバッテリを充電した上で ロボットRをタスク実行ポイントまで移動さ� �たときのバッテリ予測残量がタスクの内容� �応じて高低が定まる前記閾値以上であると� �う第4充電要件を満たす移動候補経路が存在� ��るか否かを判定する(図10/STEP146)。

 そして、STEP146の判定の結果、経路評価手 段120は、第4充電要件を満たす移動候補経路� �存在する場合には(図10/STEP146でYES)、その移� �候補経路のコストを、充電ポイントにおけ� �バッテリ予測残量に応じて次のように低く� �価する(図10/STEP147)。すなわち、経路評価手� �120は、充電ポイントにおけるバッテリ予測� �量が低いほど、第4充電要件を満たす移動候� ��経路のコストをより低く評価する。ここで� ��予測残容量と設定されるコストとの関係は� ��これらの間の関係が段階的に規定されたテ� ��ブルや連続的に規定されたマップ等を参照� ��ることにより決定される。

 例えば、図11に示す場合に、移動候補経� �LC1~LC3が第3充電要件を満たさない場合には、 第4充電要件を満たす移動候補経路LC2,LC3との� ��ストが、その充電ポイントEPにおけるバッ� �リ予測残容量が低いほど、低いコストに評� �される。従って、この場合、始点PPから充電 ポイントEPまでの移動距離が長く、充電ポイ� ��トEPにおける予測残容量がより低い移動候� �経路LC2を、移動候補経路LC3より低いコスト� �評価する。

 一方、STEP143の判定の結果、そもそもタス ク要件を満たす移動候補経路が存在しない場 合(図10/STEP143でNO)や、STEP146の判定の結果、経 路評価手段120は、第4充電要件を満たす移動� �補が存在しない場合には(図10/STEP146でNO)、各 移動候補経路のイニシャルコストを変更する ことはない。

 次いで、移動候補経路についての一次的� ��評価が実行されると(図10/STEP145、147、143でNO )、経路評価手段120は、同一評価の経路が存� �するか否かを判定する(図10/STEP148)。

 そして、STEP148の判定の結果、経路評価手 段120は、同一評価の移動候補経路が存在する 場合には(図10/STEP148でYES)、移動候補経路の距 離に応じた評価を次のように行う(図10/STEP149) 。すなわち、経路評価手段120は、始点PPと終� ��TPを結ぶ最短の移動候補経路が最小コスト� �なるように、移動候補経路の距離が短いほ� �、移動候補経路のコストを低く評価する。

 一方、STEP148の判定の結果、経路評価手段 120は、同一評価の移動候補経路が存在しない 場合には(図10/STEP148でNO)、各移動候補経路の( 一次的な評価による)コストを変更すること� �ない。

 次いで、移動候補経路についての二次的� ��評価が実行されると(図10/STEP149、148でNO)、� �路評価手段120は、移動候補経路の中で最小� �ストの移動候補経路をロボットRをこれに沿� ��て自律的に移動させるための目標経路とし� ��生成する(図10/STEP150)。

 以上のように、移動候補経路のコストを� ��定することにより、タスクの実行を考慮し� ��際に、充電の必要のない移動候補経路が存� ��する場合には該移動候補経路を目標経路と� ��て生成することができる。また、充電の必� ��がない移動候補経路が存在しない場合には� ��充電ポイントを経由する移動候補経路を目� ��経路として生成することができ、さらに、� ��電ポイントにおける充電の必要性の高さを� ��味してより必要性が高いと判断される移動� ��補経路を目標経路として生成することがで� ��る。

 
[第5実施形態]
 次に、図12に示すフローチャートを参照し� �、アクションポイント記憶手段212には、少� �くとも前記ロボットの位置または姿勢の補� �ポイントと、該ロボットのタスク実行ポイ� �トが前記アクションポイントとして記憶さ� �、状態認識手段として、偏差予測手段117が� �移動距離に応じたロボットRの位置または姿� ��の、目的位置または目標姿勢に対する予測� ��差をロボットRの状態として認識し、タスク 認識手段118が、ロボットRが現在実行してい� �または実行を予定しているタスクの少なく� �も実行ポイントを表すタスク情報をロボッ� �Rの状態として認識する場合について説明す� ��。

 尚、本実施形態は、STEP100およびSTEP101は� �第1実施形態と同一の処理であるため第1実施 形態と同一の参照符号を用いて説明を省略す る。

 STEP101の処理に続いて、コントローラ100の 偏差予測手段117は、ロボットRの移動距離に� �じた予測偏差を算出し、算出した予測偏差� �ロボットの状態として認識する(図12/STEP152)� �また、コントローラ100の偏差予測手段117は� �ロボットRが現在実行しているまたは実行を� ��定しているタスクの少なくとも実行ポイン� ��を表すタスク情報をロボットRの状態として 認識する(図12/STEP152)。

 STEP152の処理に続いて、コントローラ100の 経路評価手段120は、STEP101で作成された複数� �移動候補経路のコストをアクションポイン� �を経由させる必要性に応じて以下のように� �価する。なお、移動候補経路のイニシャル� �ストは、その経路の距離に関わらず同一に� �定されている。

 まず、経路評価手段120は、STEP152において 認識されたタスク情報に基づいて、移動候補 経路にタスク実行ポイントが含まれるという タスク要件を満たす移動候補経路が存在する か否かを判定する(図12/STEP153)。

 STEP153の判定の結果、経路評価手段120は、 タスク要件を満たす移動候補経路が存在する 場合には(図12/STEP153でYES)、STEP152において認� �された移動距離に応じた予測偏差に基づい� �、ロボットRをタスク実行ポイントまで移動� ��せたときの予測偏差がタスクの内容に応じ� ��高低が定まる閾値以下であるという第3補正 要件を満たす移動候補経路が存在するか否か を判定する(図12/STEP154)。ここで、タスクの内 容に応じて高低が定まる予測偏差の閾値は、 実行タスクに応じて予め設定された誤差精度 の基づいて定められる値である。

 STEP154の判定の結果、経路評価手段120は、 第3補正要件を満たす移動候補経路が存在す� �場合には(図12/STEP154でYES)、当該移動候補の� �路を第3補正要件を満たさない他の移動候補� ��路のコストより低く設定する(図12/STEP155)。

 例えば、図13に示す場合には、タスク要� �を満たす3つの移動候補経路LC1~LC3が存在する 場合に、移動候補経路の距離が短く第3補正� �件を満たす移動候補経路LC1が存在する場合� �は、該移動候補経路LC1のコストを他の第3補� ��条件を満たさない移動候補経路LC2,LC3のコス トより低く評価する。

 一方、STEP154の判定の結果、経路評価手段 120は、第3補正要件を満たす移動候補経路が� �在しない場合には(図12/STEP154でNO)、移動候補 経路に補正ポイントが含まれ、かつ、当該補 正ポイントにおいて位置または姿勢を補正し た上でロボットRをタスク実行ポイントまで� �動させたときの予測偏差がタスクの内容に� �じて高低が定まる前記閾値以下であるとい� �第4補正要件を満たす移動候補経路が存在す� ��か否かを判定する(図12/STEP156)。

 そして、STEP156の判定の結果、経路評価手 段120は、第4補正要件を満たす移動候補経路� �存在する場合には(図12/STEP156でYES)、その移� �候補経路のコストを、補正ポイントにおけ� �予測偏差に応じて次のように低く評価する(� ��12/STEP157)。すなわち、経路評価手段120は、� �正ポイントにおける予測偏差が大きいほど� �第4補正要件を満たす移動候補経路のコスト� ��より低く評価する。ここで、予測偏差と設� ��されるコストとの関係は、これらの間の関� ��が段階的に規定されたテーブルや連続的に� ��定されたマップ等を参照することにより決� ��される。

 例えば、図13に示す場合に、移動候補経� �LC1~LC3が第3補正要件を満たさない場合には、 第4補正要件を満たす移動候補経路LC2,LC3との� ��ストが、その補正ポイントEPにおける予測� �差が大きいほど、低いコストに評価される� �従って、この場合、始点PPから補正ポイント EPまでの移動距離が長く、補正ポイントEPに� �ける予測偏差がより大きい移動候補経路LC2� �、移動候補経路LC3より低いコストに評価す� �。

 一方、STEP153の判定の結果、そもそもタス ク要件を満たす移動候補経路が存在しない場 合(図12/STEP153でNO)や、STEP156の判定の結果、第 4補正要件を満たす移動候補が存在しない場� �には(図12/STEP156でNO)、経路評価手段120は、各 移動候補経路のイニシャルコストを変更する ことはない。

 次いで、移動候補経路についての一次的� ��評価が実行されると(図12/STEP155、157、153でNO )、経路評価手段120は、同一評価の経路が存� �するか否かを判定する(図12/STEP158)。

 そして、STEP158の判定の結果、経路評価手 段120は、同一評価の移動候補経路が存在する 場合には(図12/STEP158でYES)、移動候補経路の距 離に応じた評価を次のように行う(図12/STEP159) 。すなわち、経路評価手段120は、始点PPと終� ��TPを結ぶ最短の移動候補経路が最小コスト� �なるように、移動候補経路の距離が短いほ� �、移動候補経路のコストを低く評価する。

 一方、STEP158の判定の結果、経路評価手段 120は、同一評価の移動候補経路が存在しない 場合には(図12/STEP158でNO)、各移動候補経路の( 一次的な評価による)コストを変更すること� �ない。

 次いで、移動候補経路についての二次的� ��評価が実行されると(図12/STEP159、158でNO)、� �路評価手段120は、移動候補経路の中で最小� �ストの移動候補経路をロボットRをこれに沿� ��て自律的に移動させるための目標経路とし� ��生成する(図12/STEP160)。

 以上のように、移動候補経路のコストを� ��定することにより、タスクの実行を考慮し� ��際に、補正の必要のない移動候補経路が存� ��する場合には該移動候補経路を目標経路と� ��て生成することができる。また、補正の必� ��がない移動候補経路が存在しない場合には� ��補正ポイントを経由する移動候補経路を目� ��経路として生成することができ、さらに、� ��正ポイントにおける補正の必要性の高さを� ��味してより必要性が高いと判断される移動� ��補経路を目標経路として生成することがで� ��る。

 以上、詳しく説明してきたように、本実� ��形態の目標経路生成システムによれば、ア� ��ションポイントが含まれ、かつ、ロボット� ��状態に鑑みてこのロボットがこのアクショ� ��ポイントを経由する必要度が高いほど移動� ��補経路の「コスト」が低く評価される。そ� ��て、コストが最低の移動候補経路が目標経� ��として生成され、ロボットはこの目標経路� ��したがって自律的に移動する。したがって� ��ロボットをその状態に鑑みて必要性の高い� ��クションポイントを経由させ、このアクシ� ��ンポイントで外部環境と相互作用させた上� ��終点まで移動させることができる。

 なお、前記第1~5実施形態において、アク� ��ョンポイントを経由する必要度が高いほど� ��動候補経路の「コスト」を下げることによ� ��、移動候補経路のコストに相対的な高低差� ��付けて評価しているが、これに限らず、必� ��度の低いまたは必要性が無いアクションポ� ��ントを経由する移動候補経路の「コスト」� ��上げることにより、移動候補経路のコスト� ��相対的な高低差を付けて評価してもよい。� ��えば、アクションポイントとして、物体(障 害物)の位置およびその広がりを記憶し、(当� ��物体は経由する必要性の無いアクションポ� ��ントとして、)当該物体を経由する移動候補 経路の「コスト」を上げるようにしてもよい 。

 また、前記第1~第5実施形態の説明図(図5,� ��7,図9,図11,図13)では、終点TPと始点PPとを結� �移動候補経路LC1~LC3はそれぞれ別個独立の経� ��となっているが、これに限らず、移動候補� ��路LC1~LC3はそれぞれの経路の一部が重複して いてもよい。すなわち、移動候補経路は、そ の一部が他の移動候補経路と重複する共通部 分を有し、残りの部分(非共通部分)が独立の� ��路となるような経路であってもよい。

 さらに、前記第1実施形態において前記第 1および第2充電要件を判定する際に、または� ��前記第4実施形態において前記第3および第4� ��電要件を判定する際に、バッテリ予測残容� ��がバッテリの使用許容範囲内であることを� ��加要件としてもよい。これにより、バッテ� ��予測残容量がバッテリの使用許容範囲内を� ��する状態を生ずるような移動候補経路が評� ��されることを防止することができる。

 また、前記前記第1~第5実施形態において� ��候補経路作成手段110と、状態認識手段とし� ��の残容量予測手段115と消費電量予測手段116� ��偏差予測手段117とタスク認識手段118と、経� ��評価手段120とがロボットRのコントローラに 備えられ、リンク記憶手段211とアクションポ イント記憶手段212とがサポートサーバ200のリ ンク記憶手段210に備えられているが、これら の手段の一部または全部がロボットRのコン� �ローラ100に備えられ、残りの手段がサポー� �サーバ200に備えられるよう、適宜その配置� �変更されてもよい。