JP7649955B2 - 地図生成方法、プログラム、地図生成システム、及びそれを備える移動ロボット - Google Patents

Description

本開示は、地図生成方法、プログラム、地図生成システム、及びそれを備える移動ロボットに関する。より詳細には、本開示は、移動ロボットが移動する移動領域の全体地図を生成する地図生成方法、プログラム、地図生成システム、及びそれを備える移動ロボットに関する。

特許文献１は、ロボットが未知の環境である部屋の内部を探索走行して、部屋の地図を作成するシステムを開示する。探索走行中、ロボットは環境内を自律走行しながら、環境内に存在する物体（例えば壁等）を検出する処理を実行する。ロボットは、環境内で物体を検出すると、検出した物体を地図データとして保存する。

特表２０２０－５３３７２０号公報

上記のシステムで作成される地図を利用してロボットの移動を制御する場合、例えば、地図上に設定した２つの直交軸（例えばＸ軸及びＹ軸）で表される二次元直交座標系の座標でロボットの位置を指定する。ここで、地図上のＸ軸又はＹ軸が部屋の壁と平行になっていない場合、壁に沿ってロボットを移動させるためには、Ｘ軸及びＹ軸に対してそれぞれ斜めに交差する方向にロボットが移動するように、ロボットの移動ルートを設定する必要がある。そのため、ロボット（移動ロボット）が移動する移動ルートの設計が難しくなるという問題がある。

本開示の目的は、移動ロボットが移動する移動ルートの設計が容易な地図を生成できる地図生成方法、プログラム、地図生成システム、及びそれを備える移動ロボットを提供することにある。

本開示の一態様の地図生成方法は、移動ロボットが移動する移動領域の全体地図を生成する地図生成方法である。前記地図生成方法は、部分地図生成工程と、地図合成工程と、選択工程と、補正工程と、を含む。前記部分地図生成工程では、前記移動領域内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図を生成する。前記地図合成工程では、前記複数の部分地図を合成して前記全体地図を生成する。前記選択工程では、前記複数の部分地図から、方向を特定するための方向要素が存在する代表地図を選択する。前記補正工程では、前記代表地図に存在する前記方向要素に基づいて前記地図合成工程で生成された前記全体地図の向きを補正する。

本開示の一態様のプログラムは、コンピュータシステムに、前記地図生成方法を、実行させるためのプログラムである。

本開示の一態様の地図生成システムは、移動ロボットが移動する移動領域の全体地図を生成する。地図生成システムは、部分地図生成部と、地図合成部と、選択部と、補正部と、を含む。前記部分地図生成部は、前記移動領域内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図を生成する。前記地図合成部は、前記複数の部分地図を合成して前記全体地図を生成する。前記選択部は、前記複数の部分地図から、方向を特定するための方向要素が存在する代表地図を選択する。前記補正部は、前記代表地図に存在する前記方向要素に基づいて前記地図合成部で生成された前記全体地図の向きを補正する。

本開示の一態様の移動ロボットは、移動体と、前記移動体の移動を制御する移動制御部と、前記移動体の周囲に存在する対象物を検出する測域センサと、前記地図生成システム と、を備える。

本開示によれば、移動ロボットが移動する移動ルートの設計が容易な地図を生成することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る地図生成システムを含むロボットシステムの概略的なシステム構成図である。 図２は、同上の地図生成システムが地図を生成する移動領域の概略的な平面図である。 図３は、同上の地図生成システムにより生成された第１直進区間の部分地図を示す図である。 図４は、同上の地図生成システムにより生成された第１旋回区間の部分地図を示す図である。 図５は、同上の地図生成システムにより生成された第２直進区間の部分地図を示す図である。 図６は、同上の地図生成システムにより生成された第３直進区間の部分地図を示す図である。 図７は、同上の地図生成システムにより生成された第４直進区間の部分地図を示す図である。 図８は、同上の地図生成システムにより生成された第５直進区間の部分地図を示す図である。 図９は、同上の地図生成システムにより生成された第６直進区間の部分地図を示す図である。 図１０は、同上の地図生成システムにより生成された第７直進区間の部分地図を示す図である。 図１１は、同上の地図生成システムが複数の部分地図を合成して得た合成地図を示す図である。 図１２は、同上の地図生成システムが複数の部分地図を合成し、複数の部分地図の枠線を消去して得た合成地図を示す図である。 図１３は、同上の地図生成システムにより生成された第１直進区間の部分地図を示す図である。 図１４は、同上の地図生成システムが代表図面から直線移動領域を検出する検出方法を説明する図である。 図１５は、同上の地図生成システムが代表図面から直線移動領域を検出する検出方法を説明する図である。 図１６は、同上の地図生成システムが代表図面から直線移動領域を検出する検出方法を説明する図である。 図１７は、同上の地図生成システムが代表図面から直線移動領域を検出する検出方法を説明する図である。 図１８は、同上の地図生成システムが代表図面から直線移動領域を検出する検出方法を説明する図である。 図１９は、同上の地図生成システムが代表図面から直線移動領域を検出する検出方法を説明する図である。 図２０は、同上の地図生成システムの動作を説明するフローチャートである。

（実施形態）
（１）概要
本実施形態に係る地図生成方法、そのプログラム、地図生成方法を実行する地図生成システム、及びそれを備える移動ロボットについて図１～図２０に基づいて説明する。以下の実施形態において説明する各図は、模式的な図であり、各図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。

図１は、地図生成システム７を備えた移動ロボット３を含むロボットシステム１の概略的なシステム構成図である。ロボットシステム１は、所定の移動領域Ａ１（図２参照）内で移動する移動ロボット３を制御するためのシステムである。ロボットシステム１は、図１に示すように、移動ロボット３と、移動ロボット３を制御する制御システム２と、を含む。

地図生成システム７は、移動ロボット３が移動する移動領域Ａ１の全体地図ＭＰ１（図１２参照）を生成する。地図生成システム７は、部分地図生成部７１と、地図合成部７２と、選択部７３と、補正部７４と、を含む。

部分地図生成部７１は、移動領域Ａ１内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８（図３～図１０参照）を生成する。

地図合成部７２は、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を合成して全体地図ＭＰ１（図１２参照）を生成する。

選択部７３は、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８から、方向を特定するための方向要素が存在する代表地図を選択する。

補正部７４は、代表地図に存在する方向要素に基づいて地図合成部７２で生成された全体地図ＭＰ１の向きを補正する。

本開示でいう「移動ロボット」は、無人搬送車（AGV：Automated Guided Vehicle）、及びドローン等を含む。本開示でいう「移動ロボット」は、例えば、車輪型、クローラ型又は脚型（歩行型を含む）のロボットである。移動ロボット３は、地図生成システム７によって生成された全体地図ＭＰ１のデータを地図生成システム７から取得した後は、例えば、制御システム２から受信した制御指示に基づいて、移動経路に沿って自律的に移動する。つまり、制御システム２は、移動ロボット３に対して制御指示を出力することで、移動ロボット３の移動を間接的に制御している。なお、移動ロボット３は、所定の移動領域Ａ１内を移動するだけでなく、例えば、搬送、ピッキング、溶接、実装、陳列、接客、警備、組立及び検査等の様々な作業を実行する機能を有していてもよい。以下の実施形態では、移動ロボット３が、例えばショッピングモールのような施設内の移動領域Ａ１を移動することによって、対象物を搬送する作業を行うＡＧＶである場合を例に説明する。なお、地図生成システム７によって移動領域Ａ１の全体地図ＭＰ１が生成される前の状態では、移動ロボット３は、全体地図ＭＰ１のデータを有していない。そのため、移動ロボット３に制御指示を入力するためのコントローラを接続し、ユーザがコントローラを操作して一連の動作を指示する１つ又は複数の制御指示（例えば複数回の直進移動、或いは、複数回の旋回移動を指示する制御指示等）を手動で入力することによって、移動ロボット３に１つ又は複数の制御指示を入力する。移動ロボット３は、コントローラから入力された１つ又は複数の制御指示に基づいて移動領域Ａ１内で一連の動作（一連の直進動作又は一連の旋回動作）を行い、部分地図生成部７１は、移動ロボット３が一連の動作を行った領域を含む部分領域の部分地図を生成するのである。なお、コントローラと移動ロボット３との間での通信は有線通信でもよいし、無線通信でもよい。

本開示でいう「移動領域」は、１台以上の移動ロボット３が配備された空間であって、移動ロボット３は、制御システム２からの制御指示を受けて、この移動領域Ａ１内を移動する。移動領域Ａ１は、一例として、店舗（例えばショッピングモール等）、倉庫、工場、建設現場、物流センタ、事務所、公園、住宅、学校、病院、駅、空港又は駐車場等である。さらに、例えば、船舶、電車又は飛行機の内部等、乗り物の内部に移動ロボット３が配備されている場合、乗り物の内部が移動領域Ａ１となる。以下の実施形態では、移動領域Ａ１が、ショッピングモールのような店舗である場合を例に説明を行う。

全体地図ＭＰ１は、移動領域Ａ１の全体を表す地図である。なお、移動ロボット３が施設の内部を移動する場合、移動領域Ａ１は施設の内部の全体でもよいし、施設の内部において移動ロボット３が移動する領域のみでもよい。複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８は、移動領域Ａ１内の複数の部分領域にそれぞれ対応する地図である。複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８がそれぞれ表す複数の部分領域は部分的に重なっていてもよいし、全く重なっていなくてもよい。地図合成部７２は複数の部分地図を合成することによって全体地図ＭＰ１を生成する。例えば、地図合成部７２は、移動領域Ａ１の全体を表す地図領域に、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を重ねて配置することで、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を合成した全体地図ＭＰ１を生成する。なお、全体地図ＭＰ１の大きさは、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を合成してできる地図の大きさに合わせて設定されるのが好ましい。

「方向要素」とは、代表地図に表示される要素のうち、代表地図の方向を特定可能な要素である。方向要素は、代表地図の方向を特定できるように、ある程度の長さを有する直線部分を有する要素であることが好ましい。方向要素は、例えば移動領域Ａ１に存在する、ある程度の長さを有する壁又はキャビネット等を表す直線要素を含み得る。言い換えると方向要素は、例えば代表地図に存在する長さが第１閾値以上の直線要素を含む。第１閾値は、例えば移動ロボット３の全長の数倍程度の長さであることが好ましく、第１閾値の長さは移動ロボット３の大きさ、移動領域Ａ１の広さ等に応じて適宜変更が可能である。また、方向要素は、例えば、移動領域Ａ１に存在する直線的な通路を表す直線移動領域を含み得る。言い換えると、方向要素は、移動ロボット３が直線移動可能な領域であって、長さが第２閾値以上である直線移動領域を含み得る。直線移動領域の幅は、移動ロボット３の幅以上であればよく、移動ロボット３が対象物を搬送する場合、移動ロボット３及び対象物の最大幅以上であればよい。また、第２閾値は、例えば移動ロボット３の全長の数倍程度の長さであることが好ましく、第２閾値の長さは移動ロボット３の大きさ、移動領域Ａ１の広さ等に応じて適宜変更が可能である。

補正部７４は、代表地図に存在する方向要素に基づいて全体地図ＭＰ１の向きを補正しており、例えば全体地図ＭＰ１に設定される２つの直交軸の一方が、方向要素の向きと平行になるように全体地図ＭＰ１の向きを補正できる。これにより、方向要素に沿って移動ロボット３を移動させる場合、全体地図ＭＰ１に設定される直交軸に沿って移動ロボット３を移動させればよい。したがって、本実施形態の地図生成システム７では、移動ロボット３が移動する移動ルートの設計が容易な全体地図ＭＰ１を生成することができる。

また、本実施形態の移動ロボット３は、上述のように、地図生成システム７を備えている。また、移動ロボット３は、移動体３０（図２参照）と、移動制御部３７と、測域センサ３３と、を備えている。

移動制御部３７は、移動体３０の移動を制御する。

測域センサ３３は、移動体３０の周囲に存在する対象物（例えば移動領域Ａ１である部屋の壁等）を検出する。

移動ロボット３は地図生成システム７を備えているので、移動ロボット３が備える地図生成システム７によって、移動ロボット３が移動する移動ルートの設計が容易な全体地図ＭＰ１を生成することができる。

（２）詳細
以下、本実施形態に係る地図生成方法を実行する地図生成システム７、及びそれを備える移動ロボット３、並びに、移動ロボット３を含むロボットシステム１について図１～図２０に基づいて説明する。

上述のように、ロボットシステム１は、移動ロボット３と、移動ロボット３の移動を制御する制御システム２と、を備える。また、ロボットシステム１は、移動領域Ａ１において移動ロボット３が移動可能な経路を設定するためのアプリケーションソフトがインストールされた作成支援システム４を更に備える。また、ロボットシステム１は、移動ロボット３の動作状態をモニタしたり、移動ロボット３に対する移動の指示を制御システム２に入力したりするためのアプリケーションソフトがインストールされた操作用端末５，６を更に備える。操作用端末５は、例えば、ノート型のパーソナルコンピュータであり、操作用端末６は、例えば、タブレット型のコンピュータである。なお、移動領域Ａ１には、移動ロボット３と制御システム２との間の通信を中継する１又は複数の無線アクセスポイントＡＰ１が設置されている。

（２．１）移動ロボット
移動ロボット３は、上述のように、移動体３０と、移動制御部３７と、測域センサ３３と、地図生成システム７と、を備えている。また、移動ロボット３は、移動制御部３７及び地図生成システム７の機能を有する第２制御部３６と、第２通信部３１と、第２記憶部３２と、位置推定部３４と、走行システム３５と、を備える。

移動ロボット３は、例えば、移動領域Ａ１となる施設の床面を車輪で走行するロボットである。走行システム３５は、複数の駆動輪の回転方向及び回転速度を制御することによって、移動領域Ａ１となる施設の床面の上を所望の方向に所望の速度で走行させる。

第２通信部３１は、制御システム２と無線通信を行う。具体的には、第２通信部３１は、無線アクセスポイントＡＰ１及びネットワークＮＴ１を介して、制御システム２等と通信する。第２通信部３１と無線アクセスポイントＡＰ１との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。

第２記憶部３２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）の少なくとも一方のメモリを有する。第２記憶部３２は、地図生成システム７が作成した複数の部分地図及び移動領域Ａ１の全体の全体地図ＭＰ１を含む地図情報を少なくとも記憶する。また、第２記憶部３２は、移動ロボット３に割り当てられた識別情報等を更に記憶する。

測域センサ３３は、測域センサ３３を中心とする測定範囲内に存在する対象物を検知する。測域センサ３３は、例えば、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）のようなセンサを含む。ＬｉＤＡＲは、光（レーザ光）を周囲に照射して、移動ロボット３の周囲に存在する物体での反射光に基づいて物体までの距離及び物体の方向を測定する。なお、測域センサ３３は、ＬｉＤＡＲに限定されず、レーダ（ＲＡＤＡＲ：Radio Detection and Ranging）、ソナーセンサ、及びイメージセンサ（カメラ）等のセンサを含んでもよい。レーダは、マイクロ波等の電磁波（電波）を用いて、移動ロボット３の周囲に存在する物体での反射波に基づいて物体までの距離及び物体の方向を測定するセンサである。

位置推定部３４は、地図生成システム７によって全体地図ＭＰ１が生成された状態では、第２記憶部３２が保持する全体地図ＭＰ１に基づいて、移動領域Ａ１における移動ロボット３の位置（現在位置）を推定する。位置推定部３４は、例えば、測域センサ３３による周囲の物体（例えば移動領域Ａ１に存在する壁、棚、設備等）の検出情報と、全体地図ＭＰ１とに基づいて、移動領域Ａ１における現在位置の位置座標を推定する。なお、位置推定部３４は、全体地図ＭＰ１が生成されておらず、部分地図生成部７１が部分地図を生成している状態では、生成途中の部分地図に基づいて、移動ロボット３の位置（現在位置）を推定する。

なお、位置推定部３４は、電波ビーコンを用いたＬＰＳ（Local Positioning System）を利用して、移動領域Ａ１における移動ロボット３の現在位置の位置座標を推定してもよい。位置推定部３４は、例えば、移動領域Ａ１の上方（施設の天井等）に設置された複数の送信機からそれぞれ送信されるビーコン信号を、移動ロボット３に設けられた受信機で受信したときの電波強度と、各送信機の設置位置とに基づいて現在位置を推定してもよい。また、位置推定部３４は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）等の全球衛星測位システム（ＧＮＳＳ：Global Navigation Satellite System）を利用して、移動ロボット３の現在位置の位置座標を推定してもよい。

第２制御部３６は、移動ロボット３の全体的な動作を制御する。第２制御部３６は、例えば、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、第２制御部３６の機能、例えば移動制御部３７及び地図生成システム７の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。

第２制御部３６は、所定の更新周期（例えば０．１秒）が経過するごとに、位置推定部３４に現在位置を推定する動作を行わせ、移動ロボット３の現在位置の推定結果を更新する。そして、第２制御部３６は、現在位置の推定結果を移動ロボット３の識別情報とともに第２通信部３１から移動ロボット３に送信させる。

移動制御部３７は、地図生成システム７によって生成された全体地図ＭＰ１のデータを地図生成システム７から取得した状態では、例えば、第２通信部３１が受信した制御システム２からの制御指示に基づいて移動ロボット３を移動させる。制御システム２からの制御指示には、移動ロボット３を第１地点から第２地点まで移動させる移動経路に関する情報が含まれており、例えば第１地点に対応するノード、第２地点に対応するノードの座標等が含まれている。なお、制御指示には、第１地点から第２地点に到達するまでの間に移動ロボット３が通過する１又は複数の第３地点に対応するノードの座標等が含まれていてもよい。

移動制御部３７は、制御システム２からの制御指示を受信すると、位置推定部３４が推定した位置（現在位置）と、移動領域Ａ１の地図情報と、制御指示とに基づいて走行システム３５を制御し、移動ロボット３を移動経路に沿って移動させる。

地図生成システム７は、上述のように、部分地図生成部７１と、地図合成部７２と、選択部７３と、補正部７４と、を備えている。地図生成システム７は、ノイズ除去部７５を更に備えている。

地図生成システム７は、移動領域Ａ１の全体を表す全体地図ＭＰ１を生成するためのシステムである。全体地図ＭＰ１を生成する場合、移動ロボット３に移動領域Ａ１内を巡回させ、巡回中に測域センサ３３が検知した物体の情報に基づいて地図生成システム７が移動領域Ａ１の全体地図ＭＰ１を生成する。

ここで、全体地図ＭＰ１を生成するために移動ロボット３が移動領域Ａ１内を巡回する巡回ルートは、移動ロボット３が一連の動作をそれぞれ行う複数の区間に分割される。一連の動作とは、移動ロボット３が一方向に直進する一連の直進動作と、移動ロボット３が一方向に旋回する一連の旋回動作とを含む。したがって、複数の区間は、一連の直進動作を行う１又は複数の直進区間と、一連の旋回動作を行う１又は複数の旋回区間とを含む。ここにおいて、「一連の直進動作」は、移動ロボット３が真っ直ぐに前進する動作に限定されず、移動ロボット３が直進する動作と、所定の許容角度以下で旋回する動作と、を含んでもよい。すなわち、一連の直進動作は、移動ロボット３が直進する方向と直交する方向において所定の許容範囲内で、横方向に移動しながら前進するような動作を含んでもよい。また、「一連の旋回動作」は、直進動作を含まずに、その場で旋回（信地旋回）する動作を含む。「一連の旋回動作」は、１回の旋回動作、又は、連続的に行う複数回の旋回動作を含み、合計の旋回角度が許容角度を超えるような旋回動作である。

図２は全体地図を作成するために移動ロボット３が巡回する巡回ルートの一例を複数の矢印で示している。図２に示す巡回ルートは、例えば７つの直進区間（第１～第７直進区間Ｍ１～Ｍ７）と、例えば６つの旋回区間（第１～第６旋回区間Ｒ１～Ｒ６）とを含んでいる。

部分地図生成部７１は、移動領域Ａ１内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８（図３～図１０参照）を生成する。部分地図生成部７１は、複数の部分領域のうち作成対象の部分領域を移動ロボット３が移動する間に、移動ロボット３が備える測域センサ３３が測定範囲内に存在する対象物の位置を測定することによって、作成対象の部分領域に対応する部分地図を生成する。

本実施形態では、移動ロボット３が、巡回ルートを巡回する間に、一連の直進動作又は一連の旋回動作を行うごとに、測域センサ３３によって測定された対象物の位置に基づいて部分地図を作成する。より具体的には、移動ロボット３は、例えばユーザがコントローラを用いて手動で入力した制御指示に基づいて一連の動作（一連の直進動作、又は、一連の旋回動作）を実行する。移動ロボット３が制御指示に基づく一連の動作を終了すると、ユーザは移動ロボット３に対して次の制御指示を手動で入力し、移動ロボット３に制御指示に基づく一連の動作を実行させる。このように、移動ロボット３に対してユーザが複数の制御指示を順番に入力することで、移動ロボット３が複数の制御指示に基づく複数の動作を順番に実行し、巡回ルートにしたがって移動する。

ここで、部分地図生成部７１は、移動ロボット３が制御指示に基づく一連の動作（例えば、一連の直進動作、又は、一連の旋回動作）を行うごとに、一連の動作を行う間に移動した部分領域の部分地図を生成する。言い換えると、移動ロボット３に入力する制御指示、又は、移動ロボット３が実行する制御指示が切り替わるタイミングで、部分地図生成部７１は、移動ロボット３が制御指示に基づく一連の動作を行う間に移動した部分領域の部分地図を生成するのである。したがって、図２に示すような巡回ルートを移動ロボット３が移動（直進移動又は旋回移動）する場合、移動ロボット３が第１～第７直進区間Ｍ１～Ｍ７及び第１～第６旋回区間Ｒ１～Ｒ６をそれぞれ移動するごとに、部分地図生成部７１が部分地図を生成する。ここで、部分地図のサイズは、移動ロボット３が移動（直進移動又は旋回移動）する間に測定が可能な領域の大きさとなる。したがって、複数の区間（第１～第７直進区間Ｍ１～Ｍ７、第１～第６旋回区間Ｒ１～Ｒ６）を移動ロボット３が移動する間にそれぞれ作成される複数の部分地図のサイズは、各区間での移動量（移動距離又は移動角度）に応じたサイズとなる。また、複数の区間の各々を移動ロボット３が移動することによって生成される部分地図が表す領域が部分領域となる。なお、複数の区間のうち、隣接する２つの区間に対応する２つの部分領域は部分的に重なっているが、別々の領域であってもよい。

地図合成部７２は、複数の部分地図を合成して全体地図ＭＰ１を生成する。具体的には、地図合成部７２は、巡回ルートに含まれる複数の区間を移動ロボット３が走行して生成した複数の部分地図（例えば部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８）を、移動領域Ａ１の全体を表す地図領域に重ね合わせることで全体地図ＭＰ１を生成する。図１１では、説明の便宜上、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の枠をそれぞれ一点鎖線で表示してあるが、地図合成部７２によって生成される全体地図ＭＰ１は、図１２に示すように複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の枠がない地図となる。なお、図１１及び図１２には、全体地図ＭＰ１内に設定される２つの直交軸（Ｘ軸及びＹ軸）を表す矢印を表示しているが、Ｘ軸及びＹ軸を表す矢印は説明の便宜上表示しているに過ぎず、実際には存在しない。

選択部７３は、部分地図生成部７１が生成した複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の中から、方向を特定するための方向要素（例えば直線要素、直線移動領域等）が存在する代表地図を選択する。例えば部屋の内部を表す地図の方向は、部屋の壁、部屋内に存在するキャビネット、又は、部屋内で移動ロボット３が直進可能な通路の方向によって特定することができる。したがって、選択部７３は、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８から、壁又はキャビネット等の直線要素、及び、移動ロボット３が直進可能な通路等を表す直線移動領域の少なくとも一方を含む方向要素が存在する部分地図を、代表地図として選択することが好ましい。

本発明者らは、移動ロボット３が直進移動する距離が長い直進区間の部分地図には、直進移動する距離が短い直進区間の部分地図に比べて、直線要素、又は、直線移動領域等の方向要素が存在する可能性が高いと推定した。そこで、選択部７３は、部分地図を生成する部分地図生成工程において、地図生成のために移動ロボットが直線移動した移動距離が最も長い部分領域の部分地図を代表地図として選択する。なお、選択部７３が選択した代表地図に方向要素が検出できなかった場合、選択部７３は、直線移動する距離が次に長い直進区間を移動ロボット３が移動する間に生成した部分地図を代表地図として選択すればよい。補正部７４は、選択部７３が選択した代表地図から方向要素を検出して全体地図ＭＰ１の方向を補正しており、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の全てについて方向要素を検出する処理を行う場合に比べて、方向要素を検出するための処理を低減できる。

また、選択部７３は、直線移動する移動距離が第３閾値以上である２以上の直進区間を移動ロボット３が移動する間に生成した２以上の部分地図を選択し、補正部７４が、２以上の部分地図から方向要素を検出して補正処理を行ってもよい。言い換えると、選択部７３は、部分地図生成工程において、地図生成のために移動ロボット３が直線移動した移動距離が第３閾値以上である２以上の部分地図を代表地図として順番に選択すればよい。そして、補正部７４は、代表地図として選択された２以上の部分地図に存在する方向要素に基づいて地図合成部７２で生成された全体地図ＭＰ１の向きを補正すればよい。ここで、第３閾値は、所定の長さの距離（絶対値）として設定されてもよいし、直進移動する距離が最も長い区間での直進移動距離に対する相対値（例えば９０％の値）として設定されてもよい。選択部７３は、２以上の部分地図の中から所定の順番にしたがって１つの部分地図を代表地図として選択する。代表地図を選択する順番は、例えば直線移動する移動距離が長い順番である。補正部７４が、代表地図として選択された部分地図から方向要素を検出すると、選択部７３は代表地図を切り替える処理を終了し、補正部７４は、方向要素に基づいて全体地図ＭＰ１の向きを補正する。このように、移動距離が第３閾値以上である２以上の部分地図から方向要素を検出することで、複数の部分地図の全てから方向要素を検出する処理を行う場合に比べて、方向要素を検出する処理を低減できる。

補正部７４は、選択部７３が選択した代表地図に存在する方向要素に基づいて、地図合成部７２で生成された全体地図ＭＰ１の向きを補正する。全体地図ＭＰ１には、移動ロボット３の位置を特定するために、２つの直交軸（Ｘ軸及びＹ軸）で作られる二次元直交座標系が設定されている。全体地図ＭＰ１は例えば横長の矩形の地図であり、全体地図ＭＰ１の長手方向をＸ軸方向とし、全体地図ＭＰ１の短手方向をＹ軸方向としている。補正部７４は、方向要素の向きが、Ｘ軸方向又はＹ軸方向と平行になるように、全体地図ＭＰ１の向きを補正する。換言すると、補正部７４は、方向要素の向きが全体地図ＭＰ１のＸ軸方向又はＹ軸方向と平行になるように、全体地図ＭＰ１に表示される全ての要素の向きを補正する。

なお、補正部７４は、代表地図に存在する方向要素に基づいて、合成前の複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の向きを補正してもよい。つまり、補正部７４は、向きを補正した後の複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を地図合成部７２で合成させることによって、向きが補正された全体地図ＭＰ１を生成してもよい。ここで、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の各々で方向要素を検出可能であれば、補正部７４は、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の各々で検出された方向要素に基づいて、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８の各々の向きを補正してもよい。そして、地図合成部７２は、補正部７４によって向きが補正された後の複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を合成して全体地図ＭＰ１を生成すればよい。

ノイズ除去部７５は、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８及び全体地図ＭＰ１の少なくとも一方において、部分地図生成工程で地図生成のために移動ロボット３が移動した移動ルート上に位置する物体を除去するノイズ除去工程を実行する。部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を生成する場合に、移動ロボット３の移動ルート（上記の巡回ルート）上に移動ロボット３が通る前又は移動ロボット３が通った後に人或いは物等が存在すると、移動ルート上に物体が存在するような部分地図が生成される可能性がある。移動ルート上に物体が存在すると、この移動ルートを移動ロボット３が移動する経路として利用できなくなる。しかしながら、移動ルートは、部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を生成するために移動ロボット３が移動したルートであるから、移動ロボット３が問題無く通行可能なルートであると考えられる。そこで、ノイズ除去部７５は、複数の部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８において、移動ルート上に位置する物体を地図上で除去しており、移動ロボット３の移動の障害となる物体が移動ルート上に存在しないような部分地図ＭＰ２１～ＭＰ２８を生成できる。なお、ノイズ除去部７５は、地図合成部７２が合成した後の全体地図ＭＰ１において、移動ルート上に位置する物体を地図上で除去してもよく、移動ロボット３の移動の障害となる物体が移動ルート上に存在しないような全体地図ＭＰ１を生成できる。

（２．２）作成支援システム
作成支援システム４は、例えば、コンピュータシステムにより実現されている。作成支援システム４は、移動ロボット３が作成した全体地図ＭＰ１のデータを、例えば制御システム２を介して取得する。作成支援システム４は、移動領域Ａ１内で移動ロボット３が移動可能な経路を全体地図ＭＰ１上に設定した地図情報を作成する作業を支援する。作成支援システム４が作成した地図情報は、制御システム２及び移動ロボット３によって保持される。制御システム２は、この地図情報に基づいて移動ロボット３の移動を制御する。なお、作成支援システム４は施設の内部にあってもよいし、施設の外部にあってもよい。

作成支援システム４は、第３通信部４１と、第３記憶部４２と、ＵＩ部４３と、経路作成部４４と、を備える。

第３通信部４１は、ネットワークＮＴ１を介して、制御システム２等と通信する。第３通信部４１と制御システム２との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。

第３記憶部４２は、ＲＡＭ及びＲＯＭの少なくとも一方のメモリを有する。第３記憶部４２は、移動ロボット３が作成した全体地図ＭＰ１、及び、経路作成部４４が作成した地図情報等を記憶する。

ＵＩ部４３は、ユーザの操作を受け付ける入力部（例えばキーボード、マウス、ポインティングデバイス、タッチパネル等）と、地図情報を作成するための画面等を表示するディスプレイ装置と、を有する。ＵＩ部４３は、ユーザが入力部を用いて入力した情報を経路作成部４４に出力する。

経路作成部４４は、移動ロボット３が作成した全体地図ＭＰ１と、ＵＩ部４３から入力される移動ロボット３が移動可能な経路の情報とに基づいて、地図情報を作成する。ユーザは、ＵＩ部４３を用いて、全体地図ＭＰ１上で移動ロボット３が移動可能な複数のノードと、任意の２つのノードの間で移動ロボット３が移動可能な区間を示す１又は複数のリンクと、を設定する。ここにおいて、移動ロボット３が移動可能な経路は、複数のノードと、任意の２つのノードの間をつなぐ１又は複数のリンクとで構成される。経路作成部４４は、ＵＩ部４３からノード及びリンクの設定情報が入力されると、全体地図ＭＰ１に、移動ロボット３が移動可能な経路に関する設定情報を付加した地図情報を作成する。

経路作成部４４は、地図情報の作成作業が終了すると、作成した地図情報のデータを第３記憶部４２に記憶させ、第３通信部４１から制御システム２に送信させる。制御システム２は、作成支援システム４から受信した地図情報のデータを第１記憶部２２に記憶する。

（２．３）制御システム
制御システム２は、例えば、コンピュータシステムにより実現されている。制御システム２は、移動ロボット３を移動させる指示、及び、移動ロボット３に対象物を搬送させる指示の少なくとも一方を含む制御指示を出力する。この制御システム２は、移動領域Ａ１が含む施設の内部にあってもよいし、施設の外部にあってもよい。

制御システム２は、第１通信部２１と、第１記憶部２２と、経路探索部２３と、第１制御部２４と、を備える。

第１通信部２１は、ネットワークＮＴ１及び無線アクセスポイントＡＰ１を介して、移動ロボット３と通信する。また、第１通信部２１は、ネットワークＮＴ１を介して、作成支援システム４及び操作用端末５，６と通信する。なお、第１通信部２１は、ネットワークＮＴ１及び無線アクセスポイントＡＰ１を介して、操作用端末５，６と通信してもよい。無線アクセスポイントＡＰ１、作成支援システム４、及び操作用端末５，６と、第１通信部２１との間の通信方式としては、無線通信又は有線通信の適宜の通信方式が採用される。

第１記憶部２２は、ＲＡＭ及びＲＯＭの少なくとも一方のメモリを有する。第１記憶部２２は、移動領域Ａ１の地図に関する第１地図情報、及び、経路探索部２３によって探索された移動ロボット３の移動経路を示す経路情報、等を記憶する。

経路探索部２３は、第１地図情報と、移動ロボット３から受信した移動ロボット３の現在位置に関する現在位置情報と、操作用端末５又は６から受信した搬送指示情報とに基づいて、移動ロボット３が移動する移動経路を探索する。経路探索部２３は、第１地図情報と搬送指示情報とに基づいて、例えば移動ロボット３を現在位置から対象物の存在位置まで移動させた後、対象物を搬送して搬送先の位置まで移動する移動経路を探索する。

なお、経路探索部２３は、第１地図情報に設定された複数のノードの中から、出発地点となる第１ノード及び到着地点となる第２ノードが指定されると、第１ノードから第２ノードに到着する移動経路を探索する。ここで、経路探索部２３は、第１ノードと第２ノードとの間を移動ロボット３が移動する移動距離又は移動時間がより短くなるようなルートを移動経路として探索すればよい。

また、経路探索部２３は、第１地図情報に設定された複数のノードの中から、出発地点となる第１ノード、中継地点となる第３ノード、及び到着地点となる第２ノードが指定されると、第１ノードから第３ノードを通って第２ノードに到着する移動経路を探索する。ここで、経路探索部２３は、第１ノードと第３ノードとの間を移動ロボット３が移動する移動距離又は移動時間がより短くなり、第３ノードと第２ノードとの間を移動ロボット３が移動する移動距離又は移動時間がより短くなるようなルートを移動経路として探索すればよい。

第１制御部２４は、移動ロボット３から受信した現在位置情報と、操作用端末５又は６から受信した搬送指示と、第１地図情報とに基づいて移動ロボット３の移動経路を経路探索部２３に探索させる。第１制御部２４は、経路探索部２３が探索した経路情報に基づいて、移動ロボット３を移動経路に沿って移動させる制御指示を作成し、制御指示を第１通信部２１から移動ロボット３に送信させる。

（２．４）操作用端末
操作用端末５，６は、例えば、コンピュータシステムにより実現されている。操作用端末５，６は、例えば、対象物の搬送を指示する搬送指示を制御システム２に入力するために用いられる。

操作用端末５又は６は、ユーザの操作を受け付けるＵＩ部と、ネットワークＮＴ１等を介して制御システム２と通信する第４通信部と、を備えている。なお、第４通信部は、無線アクセスポイントＡＰ１及びネットワークＮＴ１等を介して制御システム２と通信してもよい。

ユーザが例えば操作用端末５のＵＩ部を用いて移動領域Ａ１内にある対象物を所望の搬送先に搬送する搬送指示を入力すると、操作用端末５は、ユーザが入力した搬送指示に基づく搬送指示情報を、ネットワークＮＴ１等を介して制御システム２に送信する。搬送指示情報は、例えば、搬送対象の対象物に関する情報と、対象物の存在位置に関する情報と、対象物の搬送先の位置に関する情報と、を少なくとも含む。

（３）動作説明
本実施形態の地図生成システム７の動作を図２～図２０に基づいて説明する。なお、図２０に示すフローチャートは、本実施形態に係る地図生成方法の一例に過ぎず、処理の順序が適宜変更されてもよいし、処理が適宜追加又は省略されてもよい。

地図生成システム７により移動領域Ａ１の全体地図ＭＰ１を生成させる場合、移動ロボット３は、例えば制御システム２からの制御指示に基づいて、移動領域Ａ１を巡回する巡回コース（図２に矢印で示す経路）に沿って移動し、部分地図生成部７１が部分地図を生成する。ここで、図２に示す巡回コースは、複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の区間を含んでいる。複数の区間は、移動ロボット３が直進移動する複数の直進区間Ｍ１～Ｍ７と、移動ロボット３が旋回移動する複数の旋回区間Ｒ１～Ｒ６と、を含んでる。

ユーザは、移動ロボット３を巡回コースに沿って移動させるために、各区間の出発地点に移動ロボット３が存在する状態で、コントローラを操作して各区間を移動させるための制御指示を入力する。

移動ロボット３が、コントローラから入力された制御指示に基づいて、ある区間を移動すると（ステップＳ１）、移動中に測域センサ３３が測定した測定結果に基づいて、部分地図生成部７１が当該区間を含む部分領域を表わす部分地図を生成する（ステップＳ２）。

ここで、図２に示す巡回コースを移動ロボット３が移動することによって生成される複数の部分地図について図３～図１０を参照して説明する。

まず、移動ロボット３は、巡回コースの出発地点である点Ｐ１から任意の向きに１０ｍ直進して点Ｐ２まで移動する。点Ｐ１から点Ｐ２までの区間を第１直進区間Ｍ１という。部分地図生成部７１は、第１直進区間Ｍ１に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２１（図３参照）を生成する。全体地図ＭＰ１の生成を開始した時点では、部分地図ＭＰ２１の座標系は定まっていない。そこで、部分地図生成部７１は、出発地点である点Ｐ１の座標を（０，０）、第１直進区間Ｍ１において移動ロボット３が前進する方向をＸ軸方向、Ｘ軸方向と直交する方向をＹ軸方向と仮決めして部分地図ＭＰ２１を作成する。なお、第１直進区間Ｍ１において、移動ロボット３が前進する方向をＸ軸方向の負の向き、移動ロボット３から見て右方向をＹ軸方向の正の向きと仮決めする。第１直進区間Ｍ１では移動ロボット３が１０ｍ前進するので、点Ｐ２の座標は（－１０，０）となる。

移動ロボット３は、点Ｐ２を中心に時計回りに９０度旋回する。点Ｐ２を中心に旋回移動する区間を第１旋回区間Ｒ１という。部分地図生成部７１は、第１旋回区間Ｒ１に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２２（図４参照）を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ２からＹ軸方向の正の向きに１ｍ直進して点Ｐ３（－１０，１）に移動する。点Ｐ２から点Ｐ３までの区間を第２直進区間Ｍ２という。部分地図生成部７１は、第２直進区間Ｍ２に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２３（図５参照）を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ３を中心に反時計回りに９０度旋回する。点Ｐ３を中心に旋回移動する区間を第２旋回区間Ｒ２という。部分地図生成部７１は、点Ｐ３の周りの第２旋回区間Ｒ２に対応する部分領域の部分地図を生成する。なお、第２旋回区間Ｒ２以降の旋回区間で生成される部分地図については図示を省略している。

移動ロボット３は、点Ｐ３からＸ軸方向の負の向きに３ｍ直進して点Ｐ４（－１３，１）まで移動する。点Ｐ３から点Ｐ４までの区間を第３直進区間Ｍ３という。部分地図生成部７１は、第３直進区間Ｍ３に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２４（図６参照）を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ４を中心に時計回りに９０度旋回する。点Ｐ４を中心に旋回移動する区間を第３旋回区間Ｒ３という。部分地図生成部７１は、点Ｐ４の周りの第３旋回区間Ｒ３に対応する部分領域の部分地図を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ４からＹ軸方向の正の向きに７ｍ直進して点Ｐ５（－１３，８）まで移動する。点Ｐ４から点Ｐ５までの区間を第４直進区間Ｍ４という。部分地図生成部７１は、第４直進区間Ｍ４に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２５（図７参照）を生成する。なお、第４直進区間Ｍ４には障害物が存在するため、移動ロボット３は、点Ｐ４から点Ｐ５まで真っ直ぐに移動することはできず、点Ｐ４から点Ｐ５まで、直進動作と所定の許容角度以下の旋回動作とを含む一連の直進動作を行って直進移動している。

移動ロボット３は、点Ｐ５を中心に時計回りに約４５度旋回する。点Ｐ５を中心に旋回移動する区間を第４旋回区間Ｒ４という。部分地図生成部７１は、点Ｐ５の周りの第４旋回区間Ｒ４に対応する部分領域の部分地図を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ５からＸ軸方向の正の向きに５ｍ直進して点Ｐ６（－８，８）まで移動する。点Ｐ５から点Ｐ６までの区間を第５直進区間Ｍ５という。部分地図生成部７１は、第５直進区間Ｍ５に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２６（図８参照）を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ６を中心に時計回りに約９０度旋回する。点Ｐ６を中心に旋回移動する区間を第５旋回区間Ｒ５という。部分地図生成部７１は、点Ｐ６の周りの第５旋回区間Ｒ５に対応する部分領域の部分地図を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ６からＹ軸方向の負の向きに８ｍ直進して点Ｐ７（０，８）まで移動する。点Ｐ６から点Ｐ７までの区間を第６直進区間Ｍ６という。部分地図生成部７１は、第６直進区間Ｍ６に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２７（図９参照）を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ７を中心に反時計回りに約９０度旋回する。点Ｐ７を中心に旋回移動する区間を第６旋回区間Ｒ６という。部分地図生成部７１は、点Ｐ７の周りの第６旋回区間Ｒ６に対応する部分領域の部分地図を生成する。

移動ロボット３は、点Ｐ７からＸ軸方向の正の向きに８ｍ直進して点Ｐ８（０，０）まで移動する。点Ｐ８は出発地点Ｐ１と同じ点である。点Ｐ７から点Ｐ８（点Ｐ１）までの区間を第７直進区間Ｍ７という。部分地図生成部７１は、第７直進区間Ｍ７に対応する部分領域の部分地図ＭＰ２８（図１０参照）を生成する。

移動ロボット３が巡回ルートの移動を終了すると、巡回ルートに含まれる複数の区間（つまり複数の部分領域）の全てで部分地図の生成が完了する。部分地図生成部７１が全ての部分地図の生成を完了する、又は、移動ロボット３が全ての部分領域の走行を完了すると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、選択部７３は、複数の部分地図から代表地図を選択する（ステップＳ４）。例えば、選択部７３は、複数の部分地図のうち、移動ロボット３が直進移動する距離が最も長い部分領域に対応する部分地図を代表地図として選択する。下記の表１は、第１～第７直進区間Ｍ１～Ｍ７においてそれぞれ生成される部分地図ＭＰ２１，ＭＰ２３～ＭＰ２８と、第１～第７直進区間Ｍ１～Ｍ７での直進移動の距離との関係を示している。表１の例では、選択部７３は、移動ロボット３が直進移動する距離が最も長い部分地図ＭＰ２１を、代表地図として選択する。

代表地図が選択されると、補正部７４は、代表地図から方向要素（直線要素又は直線移動領域）を検出する処理を行う。まず、補正部７４は、代表地図として選択された部分地図ＭＰ２１に直線要素が存在する否かを判定する（ステップＳ５）。補正部７４は、代表地図から一方向に伸びる直線要素を検出する処理を行い、検出した直線要素の長さが第１閾値以上であるか否かを判定する。補正部７４は、代表地図に長さが第１閾値以上の直線要素が存在する場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、長さが第１閾値以上の直線要素を直線要素として検出し、直線要素とＸ軸とが交差する角度を推定する（ステップＳ６）。

一方、代表地図に長さが第１閾値以上の直線要素が存在しない場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、補正部７４は、代表地図として選択された部分地図ＭＰ２１に直線移動領域が存在する否かを判定する（ステップＳ７）。

図１４は直線移動領域ＤＥ２が存在する部分地図ＭＰ３０の一例を示しており、この部分地図Ｍ３０を例に直線移動領域ＤＥ２を検出する処理について説明する。

補正部７４は、図１５に示すように、部分地図Ｍ３０の空白部分に、複数本の線分Ｌ１，Ｌ２がＸ軸方向と平行に等間隔に並ぶように描画する。ここで、実線の線分Ｌ１は長さが第２閾値以上の線分であり、点線の線分Ｌ２は長さが第２閾値未満の線分である。図１５の例では長さが第２閾値以上の線分Ｌ１は１本である。

補正部７４は、部分地図Ｍ３０の空白部分に、複数本の線分Ｌ１，Ｌ２とＸ軸方向（Ｘ軸方向と平行な線分Ｌ４）との交差角θ１を所定の角度ずつ（例えば１度ずつ）増やして、複数本の線分Ｌ１，Ｌ２を描画する。図１６は交差角θ１が１度の場合の複数本の線分Ｌ１，Ｌ２の描画例、図１７は交差角θ１が３度の場合の複数本の線分Ｌ１，Ｌ２の描画例、図１８は交差角θ１が５度の場合の複数本の線分Ｌ１，Ｌ２の描画例をそれぞれ示している。ここで、補正部７４は、長さが第２閾値以上である線分Ｌ１の本数が最大となるときに、複数本の線分Ｌ１が配置される領域を直線移動領域ＤＥ２として検出する。言い換えると、補正部７４は、長さが第２閾値以上である複数本の線分Ｌ１を等間隔に平行配置したときに線分Ｌ１の本数が最大となる領域を直線移動領域ＤＥ２として検出する。図１６～図１８に示す例では、交差角θ１が３度となるように複数本の線分Ｌ１，Ｌ２を描画した場合に、線分Ｌ１の本数が最大の７本となる。したがって、補正部７４は、交差角θ１が３度である場合に、複数本の線分Ｌ１が等間隔に７本平行配置された領域を直線移動領域ＤＥ２として検出する（ステップＳ７：Ｙｅｓ）。また、補正部７４は、線分Ｌ１の本数が最大となるときの交差角θ１を、直線移動領域ＤＥ２とＸ軸とが交差する角度として推定する（ステップＳ８）。

一方、代表地図に直線移動領域が存在しない場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、選択部７３は、代表地図として選択されていない１又は複数の部分地図から新たな代表地図を選択する（ステップＳ９）。そして、補正部７４は、ステップＳ５に戻り、新たな代表地図から方向要素（直線要素又は直線移動領域）を検出する処理を行う。

補正部７４が代表地図から方向要素を検出して、方向要素の角度を推定すると（ステップＳ６，Ｓ８）、地図合成部７２は、複数の部分画像を合成して全体地図ＭＰ１（図１１、図１２参照）を生成する（ステップＳ１０）。

その後、補正部７４が、代表地図から検出した方向要素の向きに基づいて、全体地図ＭＰ１の向きを補正する（ステップＳ１１）。図３は代表地図として検出された部分地図ＭＰ２１の一例であり、図３の例では部分地図ＭＰ２１に存在する直線要素ＤＥ１の向きはＸ軸方向と平行であるので、補正部７４は、全体地図ＭＰ１の向きの補正は行わない。一方、図１３に示すように、部分地図ＭＰ２１に存在する直線要素ＤＥ１と、Ｘ軸に平行な線分Ｌ３との交差角がθ２である場合、補正部７４は、全体地図ＭＰ１を角度（―θ２）だけ回転させることによって、全体地図ＭＰ１の向きを補正する。向きが補正された全体地図ＭＰ１では、直線要素ＤＥ１が表わす部屋の壁などがＸ軸方向に対して平行になる。

また、図１７に示すように、部分地図ＭＰ３０に存在する直線移動領域と、Ｘ軸に平行な線分Ｌ４との交差角がθ１である場合、補正部７４は、全体地図ＭＰ１を角度（―θ１）だけ回転させることによって、全体地図ＭＰ１の向きを補正する。図１９は、部分地図ＭＰ３０を角度（―θ１）だけ回転させた状態を示しており、向きが補正された部分地図ＭＰ３０では、直線移動領域の延びる方向がＸ軸方向に対して平行になる。

このように、補正部７４が、方向要素（直線要素又は直線移動領域）の向きに基づいて、全体地図ＭＰ１の向きを補正することで、方向要素の向きがＸ軸方向及びＹ軸方向のいずれかと平行になるような全体地図ＭＰ１を生成できる。すなわち、全体地図ＭＰ１において、方向要素である直線要素が表わす壁又はキャビネット、或いは、直線移動領域が表わす直線的な通路が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のいずれかと平行に配置される。

例えば、方向要素が表わす壁がＸ軸方向と平行になるように全体地図ＭＰ１が生成されている場合、制御システム２は、移動ロボット３を壁と平行に移動させるのであれば、座標（Ｘ１，Ｙ１）から座標（Ｘ２，Ｙ１）に移動させる制御指示を移動ロボット３に与えればよい。また、制御システム２は、移動ロボット３を壁と直交する方向に移動させるのであれば、座標（Ｘ１，Ｙ１）から座標（Ｘ１，Ｙ２）に移動させる制御指示を移動ロボット３に与えればよい。よって、移動ロボット３に対して、Ｘ座標及びＹ座標の一方を変化させるような制御指示を与えればよいから、移動先の座標の指定が容易になり、移動ロボット３が移動する移動ルートの設計が容易な地図を生成することができる。

ステップＳ１１の補正処理が終了すると、ノイズ除去部７５が、全体地図ＭＰ１において、部分地図生成工程（ステップＳ２）で地図生成のために移動ロボット３が移動した移動ルート（上述の巡回ルート）上に位置する物体を除去するノイズ除去工程を行う（ステップＳ１２）。部分地図には、移動ロボット３が通過する前、又は、移動ロボット３が通過した後に移動ルート上に一時的に存在する人又は物体が表示される可能性があるが、移動ルートは移動ロボット３が通行した実績のあるルートである。したがって、ノイズ除去部７５が、全体地図ＭＰ１において移動ルート（上述の巡回ルート）上に位置する物体を除去することで、制御システム２は、移動ルートを移動ロボット３が移動可能な経路として使用できる。なお、ノイズ除去部７５は、複数の部分地図において、移動ルート上に位置する物体を除去するノイズ除去工程を行ってもよく、ノイズ除去後の部分地図を合成して全体地図ＭＰ１を生成してもよい。

なお、図２０のフローチャートでは、地図生成システム７は、代表地図から直線要素を検出し、直線要素を検出できなかった場合に直線移動領域を検出しているが、検出の順番は逆でもよい。すなわち、地図生成システム７は、代表地図から直線移動領域を検出し、直線移動領域を検出できなかった場合に直線要素を検出してもよい。また、地図生成システム７は、代表地図から直線要素を検出する処理と、代表地図から直線移動領域を検出する処理とを両方ともに行い、直線要素又は直線移動領域に基づいて全体地図ＭＰ１の向きを補正すればよい。なお、代表地図から直線要素と直線移動領域の両方が検出された場合、直線移動領域に比べて直線要素の方が方向を特定しやすいので、補正部７４は、直線要素に基づいて全体地図ＭＰ１の向きを補正することが好ましい。

（４）変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、地図生成システム７と同様の機能は、地図生成方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る地図生成方法は、移動ロボット３が移動する移動領域Ａ１の全体地図ＭＰ１を生成する方法である。地図生成方法は、地図生成工程と、地図合成工程と、選択工程と、補正工程と、を含む。部分地図生成工程では、移動領域Ａ１内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図を生成する。地図合成工程では、複数の部分地図を合成して全体地図ＭＰ１を生成する。選択工程では、複数の部分地図から、方向を特定するための方向要素が存在する代表地図を選択する。補正工程では、代表地図に存在する方向要素に基づいて、地図合成工程で生成された全体地図ＭＰ１の向きを補正する。一態様に係る（コンピュータ）プログラムは、コンピュータシステムに、上記の地図生成方法を実行させるためのプログラムである。

以下、上記の実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

本開示における地図生成システム７又は地図生成方法の実行主体は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における地図生成システム７又は地図生成方法の実行主体としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路（ＩＣ）又は大規模集積回路（ＬＳＩ）を含む１又は複数の電子回路で構成される。ここでいうＩＣ又はＬＳＩ等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムＬＳＩ、ＶＬＳＩ（Very Large Scale Integration）、又はＵＬＳＩ（Ultra Large Scale Integration）と呼ばれる集積回路を含む。さらに、ＬＳＩの製造後にプログラムされる、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の接合関係の再構成若しくはＬＳＩ内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、１つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、１つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、１以上のプロセッサ及び１以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む１又は複数の電子回路で構成される。

また、地図生成システム７における複数の機能が、１つの筐体内に集約されていることは地図生成システム７に必須の構成ではなく、地図生成システム７の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、地図生成システム７の少なくとも一部の機能がクラウド（クラウドコンピューティング）等によって実現されてもよい。

また、上記のロボットシステム１では、制御システム２と、作成支援システム４と、操作用端末５，６とが、別々のコンピュータシステムで実現されているが、制御システム２が操作用端末５，６の機能を備えていてもよいし、作成支援システム４が操作用端末５，６の機能を備えていてもよい。また、操作用端末５，６と制御システム２と作成支援システム４とが一つのコンピュータシステムで実現されていてもよい。すなわち、上記のロボットシステム１では、制御システム２と、作成支援システム４と、操作用端末５，６とが、複数の装置に分散されているが、制御システム２、作成支援システム４、及び操作用端末５，６の少なくとも一部の機能が、１つの筐体内に集約されていてもよい。

上記実施形態では地図生成システム７が移動ロボット３に備えられているが、地図生成システム７が移動ロボット３に備えられていることは必須ではなく、地図生成システム７は、移動ロボット３の外部に設けられていてもよい。

上記実施形態で説明したロボットシステム１では移動ロボット３の台数が１台であるが、ロボットシステム１は、複数台の移動ロボット３を備えていてもよい。なお、ロボットシステム１が複数台の移動ロボット３を備える場合でも、複数台の移動ロボット３のうちの１台が地図生成システム７を備えていればよく、１台の移動ロボット３が備える地図生成システム７が移動領域Ａ１の全体地図を生成すればよい。また、全体地図を生成するために用いられる複数の部分地図は１台の移動ロボット３が生成してもよいし，複数台の移動ロボット３が分担して生成してもよい。そして、そのうちの１台の移動ロボット３が備える地図合成部７２が、複数台の移動ロボット３で生成された複数の部分地図を合成して全体地図を生成してもよい。また、複数の移動ロボット３と通信可能なサーバが地図合成部７２を備え、サーバが備える地図合成部７２が、複数台の移動ロボット３で生成された複数の部分地図を合成して全体地図を生成してもよい。

また、移動ロボット３はＡＧＶに限定されず、運転が自動化されたトラック、又は、フォークリフトのようなマテリアルハンドリング機器等でもよい。

また、移動ロボット３が対象物を搬送する搬送ロボットである場合、移動ロボット３が搬送する対象物は、物品、又は、物品を載せるためのパレット或いは台車等である。移動ロボット３が工場内で用いられる場合、移動ロボット３が搬送する対象物の物品は、製造装置に供給する部品又は材料、製造装置によって製造された完成品又は半完成品を含んでもよいし、製造装置に部品を供給する部品供給装置を含んでもよい。

（まとめ）
以上説明したように、第１の態様の地図生成方法は、移動ロボット（３）が移動する移動領域（Ａ１）の全体地図（ＭＰ１）を生成する地図生成方法である。地図生成方法は、部分地図生成工程と、地図合成工程と、選択工程と、補正工程と、を含む。部分地図生成工程では、移動領域（Ａ１）内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を生成する。地図合成工程では、複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を合成して全体地図（ＭＰ１）を生成する。選択工程では、複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）から、方向を特定するための方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）が存在する代表地図を選択する。補正工程では、代表地図に存在する方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）に基づいて地図合成工程で生成された全体地図（ＭＰ１）の向きを補正する。

この態様によれば、補正工程では、代表地図に存在する方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）に基づいて全体地図（ＭＰ１）の向きを補正しており、例えば全体地図（ＭＰ１）に設定される２つの直交軸の一方が、方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）の向きと平行になるように全体地図（ＭＰ１）の向きを補正できる。これにより、全体地図（ＭＰ１）に存在する方向要素に沿って移動ロボット（３）を移動させる場合、全体地図（ＭＰ１）に設定される直交軸に沿って移動ロボット（３）を移動させればよい。したがって、第１の態様の地図生成方法によれば、移動ロボット（３）が移動する移動ルートの設計が容易な全体地図（ＭＰ１）を生成することができる。

第２の態様の地図生成方法では、第１の態様において、方向要素は、代表地図に存在する長さが第１閾値以上の直線要素（ＤＥ１）を含む。

この態様によれば、代表地図に存在する直線要素（ＤＥ１）に基づいて、全体地図（ＭＰ１）の向きを補正することができる。

第３の態様の地図生成方法では、第１又は２の態様において、方向要素は、代表地図に存在する直線移動領域（ＤＥ２）を含む。直線移動領域（ＤＥ２）の向きは、移動ロボット（３）が直線移動可能で領域であって、長さが第２閾値以上である。

この態様によれば、代表地図に存在する直線移動領域（ＤＥ２）の向きに基づいて、全体地図（ＭＰ１）の向きを補正することができる。

第４の態様の地図生成方法では、第３の態様において、補正工程では、代表地図から、長さが第２閾値以上である複数本の線分（ＬＮ１）を等間隔に平行配置したときに、線分（ＬＮ１）の本数が最大となる領域を直線移動領域（ＤＥ２）として検出する。

この態様によれば、代表地図に存在する直線移動領域（ＤＥ２）の向きに基づいて、全体地図（ＭＰ１）の向きを補正することができる。

第５の態様の地図生成方法では、第１～４のいずれかの態様において、部分地図生成工程では、複数の部分領域のうち作成対象の部分領域を移動ロボット（３）が移動する間に、移動ロボット（３）が備える測域センサ（３３）が測定範囲内に存在する対象物の位置を測定することによって、作成対象の部分領域に対応する部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を生成する。

この態様によれば、移動ロボット（３）が部分領域を移動する間に測域センサ（３３）が測定した測定結果に基づいて部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を生成することができる。

第６の態様の地図生成方法は、第１～５のいずれかの態様において、部分地図生成工程では、移動ロボット（３）が制御指示に基づく一連の動作を行うごとに、一連の動作を行う間に移動した部分領域の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を生成する。

この態様によれば、制御指示に基づく一連の動作が終わったタイミング、言い換えると制御指示が切り替わるタイミングで、部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を生成することができる。

第７の態様の地図生成方法は、第５又は６の態様において、ノイズ除去工程を含む。ノイズ除去工程では、複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）及び全体地図（ＭＰ１）の少なくとも一方において、部分地図生成工程で地図生成のために移動ロボット（３）が移動した移動ルート上に位置する物体を除去する。

この態様によれば、移動ルート上に物体が存在しない全体地図（ＭＰ１）を生成することができる。

第８の態様の地図生成方法では、第５～７のいずれかの態様において、選択工程では、部分地図生成工程において、地図生成のために移動ロボット（３）が直線移動した移動距離が最も長い部分領域の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を代表地図として選択する。

この態様によれば、直線要素又は直線移動領域が存在する可能性が高い部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を代表地図として選択することができる。

第９の態様の地図生成方法では、第５～７のいずれかの態様において、選択工程では、部分地図生成工程において、地図生成のために移動ロボット（３）が直線移動した移動距離が第３閾値以上である２以上の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を代表地図として順番に選択する。補正工程では、代表地図として選択された２以上の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）に存在する方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）に基づいて地図合成工程で生成された全体地図（ＭＰ１）の向きを補正する。

この態様によれば、移動距離が第３閾値以上である２以上の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）から方向要素を検出するので、複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）の全てから方向要素を検出する場合に比べて、方向要素を検出する処理を低減できる。

第１０の態様のプログラムは、コンピュータシステムに、第１～９のいずれかの態様の地図生成方法を、実行させるためのプログラムである。

この態様によれば、移動ロボット（３）が移動する移動ルートの設計が容易な全体地図（ＭＰ１）を生成することができる。

第１１の態様の地図生成システムは、移動ロボット（３）の移動する移動領域（Ａ１）の全体地図（ＭＰ１）を生成する。地図生成システムは、部分地図生成部（７１）と、地図合成部（７２）と、選択部（７３）と、補正部（７４）と、を含む。部分地図生成部（７１）は、移動領域（Ａ１）内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を生成する。地図合成部（７２）は、複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）を合成して全体地図（ＭＰ１）を生成する。選択部（７３）は、複数の部分地図（ＭＰ２１～ＭＰ２８）から、方向を特定するための方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）が存在する代表地図を選択する。補正部（７４）は、代表地図に存在する方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）に基づいて地図合成部（７２）で生成された全体地図（ＭＰ１）の向きを補正する。

この態様によれば、補正部（７４）は、代表地図に存在する方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）に基づいて全体地図（ＭＰ１）の向きを補正しており、例えば全体地図（ＭＰ１）に設定される２つの直交軸の少なくとも一方が、方向要素（ＤＥ１，ＤＥ２）の向きと平行になるように全体地図（ＭＰ１）の向きを補正できる。これにより、全体地図（ＭＰ１）に存在する方向要素に沿って移動ロボット（３）を移動させる場合、全体地図（ＭＰ１）に設定される直交軸に沿って移動ロボット（３）を移動させればよい。したがって、第１１の態様の地図生成システム（７）によれば、移動ロボット（３）が移動する移動ルートの設計が容易な全体地図（ＭＰ１）を生成することができる。

第１２の態様の移動ロボット（３）は、移動体（３０）と、移動体（３０）の移動を制御する移動制御部（３７）と、移動体（３０）の周囲に存在する対象物を検出する測域センサ（３３）と、第１１の態様の地図生成システム（７）と、を備える。

この態様によれば、移動ロボット（３）が移動する移動ルートの設計が容易な全体地図（ＭＰ１）を生成することができる。

上記態様に限らず、上記実施形態に係る地図生成システム（７）の種々の構成（変形例を含む）は、地図生成方法、（コンピュータ）プログラム、又はプログラムを記録した非一時的記録媒体等で具現化可能である。

第２～第９の態様に係る構成については、地図生成方法に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。

３ 移動ロボット
７ 地図生成システム
３０ 移動体
３３ 測域センサ
３７ 移動制御部
７１ 部分地図生成部
７２ 地図合成部
７３ 選択部
７４ 補正部
Ａ１ 移動領域
ＤＥ１ 直線要素（方向要素）
ＤＥ２ 直線移動領域（方向要素）
ＬＮ１ 線分
ＭＰ１ 全体地図
ＭＰ２１～ＭＰ２８ 部分地図

Claims (12)

1. 移動ロボットが移動する移動領域の全体地図を生成する地図生成方法であって、
   前記移動領域内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図を生成する部分地図生成工程と、
   前記複数の部分地図を合成して前記全体地図を生成する地図合成工程と、
   前記複数の部分地図から、方向を特定するための方向要素が存在する代表地図を選択する選択工程と、
   前記代表地図に存在する前記方向要素に基づいて前記地図合成工程で生成された前記全体地図の向きを補正する補正工程と、を含む、
   地図生成方法。
2. 前記方向要素は、前記代表地図に存在する長さが第１閾値以上の直線要素を含む、
   請求項１に記載の地図生成方法。
3. 前記方向要素は、前記代表地図に存在する直線移動領域を含み、
   前記直線移動領域は、前記移動ロボットが直線移動可能で領域であって、長さが第２閾値以上である、
   請求項１又は２に記載の地図生成方法。
4. 前記補正工程では、前記代表地図から、長さが前記第２閾値以上である複数本の線分を等間隔に平行配置したときに前記線分の本数が最大となる領域を前記直線移動領域として検出する、
   請求項３に記載の地図生成方法。
5. 前記部分地図生成工程では、前記複数の部分領域のうち作成対象の部分領域を前記移動ロボットが移動する間に、前記移動ロボットが備える測域センサが測定範囲内に存在する対象物の位置を測定することによって、前記作成対象の部分領域に対応する部分地図を生成する、
   請求項１～４のいずれか１項に記載の地図生成方法。
6. 前記部分地図生成工程では、前記移動ロボットが１つ又は複数の制御指示に基づく一連の動作を行うごとに、前記一連の動作を行う間に移動した部分領域の部分地図を生成する、
   請求項１～５のいずれか１項に記載の地図生成方法。
7. 前記複数の部分地図及び前記全体地図の少なくとも一方において、前記部分地図生成工程で地図生成のために前記移動ロボットが移動した移動ルート上に位置する物体を除去するノイズ除去工程を含む、
   請求項５又は６に記載の地図生成方法。
8. 前記選択工程では、
   前記部分地図生成工程において、地図生成のために前記移動ロボットが直線移動した移動距離が最も長い部分領域の部分地図を前記代表地図として選択する、
   請求項５～７のいずれか１項に記載の地図生成方法。
9. 前記選択工程では、前記部分地図生成工程において、地図生成のために前記移動ロボットが直線移動した移動距離が第３閾値以上である２以上の部分地図を前記代表地図として順番に選択し、
   前記補正工程では、前記代表地図として選択された前記２以上の部分地図に存在する前記方向要素に基づいて前記地図合成工程で生成された前記全体地図の向きを補正する、
   請求項５～７のいずれか１項に記載の地図生成方法。
10. コンピュータシステムに、
    請求項１～９のいずれかに記載の地図生成方法を、実行させるための
    プログラム。
11. 移動ロボットが移動する移動領域の全体地図を生成する地図生成システムであって、
    前記移動領域内の複数の部分領域にそれぞれ対応する複数の部分地図を生成する部分地図生成部と、
    前記複数の部分地図を合成して前記全体地図を生成する地図合成部と、
    前記複数の部分地図から、方向を特定するための方向要素が存在する代表地図を選択する選択部と、
    前記代表地図に存在する前記方向要素に基づいて前記地図合成部で生成された前記全体地図の向きを補正する補正部と、を含む、
    地図生成システム。
12. 移動体と、
    前記移動体の移動を制御する移動制御部と、
    前記移動体の周囲に存在する対象物を検出する測域センサと、
    請求項１１に記載の地図生成システムと、を備える、
    移動ロボット。

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