JP2018124980A - 自走式移動体及び移動体の移動制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】任意のランドマーク物体を用いて、任意の形状の進行禁止領域を設定可能にする。【解決手段】自走式移動体２００は、カメラセンサ２１０で取得した物体の撮像画像の画像情報と、記憶部２３０のランドマーク特徴保存部２３１に登録されたランドマーク候補物体の画像情報とを照合する。そして、自走式移動体２００の演算処理部２５０は、ランドマーク物体１０が少なくとも２つ確認されたときに、ランドマーク物体１０間を結ぶ禁止領域ＮＲを設定し、自走式移動体２００が禁止領域ＮＲに進入しないように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、自走式移動体及び移動体の移動制御方法に関するものである。

自走式移動体（例えば、移動ロボット）の進入禁止領域を設定する技術として、赤外線を出射する赤外線エミッタを進入不可領域に設置し、移動体に赤外線受光部（例えば、カメラ）を取り付けて進入不可能領域を計測する方法が知られている。例えば、移動体に進入して欲しくないエリアや通過を禁止したい場所がある場合に、その入り口付近に赤外線エミッタが設置される。

また、移動体（走行手段）があらかじめ定められたエリア内で移動する場合に、障害物を回避する技術が知られている。例えば、特許文献１には、走行手段の走行する領域の物体を画像から認識し、走行手段動作時の危険を回避する技術が開示されている。

特開平７−１７５５２０号公報

しかしながら、上記赤外線エミッタは、コンセントがない場所への設置を可能にする観点から電池駆動式のものも多く、定期的に電池を交換する必要があり面倒である。また、電池の消耗に伴い、進入禁止領域が狭くなる場合があり、電池が切れていることに気付かないと進入不可領域に移動ロボットが進入する可能性がある。

また、進入禁止領域を設定する場所に応じた数の赤外線エミッタを準備する必要がある。さらに、赤外線エミッタの設置場所が住宅である場合には、設置部屋の外観を損ねたり、生活の邪魔になったりする場合がある。

また、障害物を回避する技術は、あくまで障害物を個別に認識するための手法であり、自発的に自走式移動体の移動範囲を定義づけするようなものではない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、自走式移動体の進行禁止領域を任意に設定できるようにすることにある。

上記課題を解決するために、本発明の第１態様に係る自走式移動体は、複数のランドマーク候補物体の物体情報が登録された登録手段と、移動過程において、前記自走式掃除機の周囲にある物体の物体情報を取得する物体情報取得手段と、前記物体情報取得手段で取得された物体情報と、前記登録手段に登録されたランドマーク候補物体の物体情報とを照合する照合手段と、前記照合手段による照合結果に基づいて、ランドマークの対象とするランドマーク物体の位置を特定する位置特定手段と、前記自走式移動体の移動を制御する移動制御手段とを備えを備えている。

そして、前記移動制御手段は、少なくとも２つの前記ランドマーク物体及びその位置が特定されたときに、該ランドマーク物体間を結ぶ禁止領域を設定し、当該自走式移動体が禁止領域に進入しないように制御するように構成されている。

ここで、物体情報とは、物体同士を区別するための情報である。例えば、物体の形状、色彩等の特徴部分に関する情報である。

この態様によると、登録手段に登録されたランドマーク候補物体の物体情報を用いてランドマーク物体を特定できるようにし、ランドマーク物体間を結ぶ禁止領域を設定するようにしたので、任意のランドマークを用いて、任意の形状の進行禁止領域を設定することができる。具体的には、直線状に並べられたランドマーク物体間を結ぶ通過禁止領域に加えて、例えば、通過禁止領域を組み合わせて閉じた領域を形成した場合、その閉じた領域を進入禁止領域とすることができる。本開示において、進行禁止領域とは、上記の通過禁止領域及び進入禁止領域を含む概念である。

本発明の第２態様では、第１態様記載の自走式移動体において、前記登録手段には、前記複数のランドマーク候補物体同士を対応づけるランドマークグループが登録されており、前記移動制御手段は、前記照合手段により確認されたランドマーク物体のうち、同一の前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定する一方で、異なる前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定しないように構成されている。

この態様によると、ランドマークグループを設定することにより、どのランドマーク同士が連携するかを設定することができるため、２か所以上の進行禁止領域を設定することができる。

本発明の第３態様では、第１態様記載の自走式移動体において、前記登録手段には、前記物体情報として、複数のランドマーク候補物体の画像が登録されており、前記物体情報取得手段は、前記物体情報として物体の画像を取得する撮像手段であり、前記照合手段は、前記物体情報取得手段で取得された画像情報と、前記登録手段に登録されたランドマーク候補物体の画像情報とを照合し、ランドマークの対象となるランドマーク物体を特定するように構成されている。

この態様によると、撮像手段により撮像された画像情報に基づいてランドマーク物体を特定するため、ランドマーク候補物体として任意の物体を用いることができる。

本発明の第４態様では、第１態様記載の自走式移動体において、前記移動制御手段は、前記各ランドマーク物体の周囲に進入禁止領域を設定し、当該自走式移動体が進入禁止領域に進入しないように制御するように構成されている。

この態様によると、各ランドマーク物体の周囲にも進入禁止領域を設定することにより、自走式移動体がランドマーク物体に衝突することを、より確実に回避することができる。

本発明の第５態様では、第１態様記載の自走式移動体において、前記物体情報取得手段は、所定の撮影方向の画像情報を取得する画像取得手段であり、前記登録手段は、前記画像取得手段で取得された前記撮影方向の物体画像の特徴情報を背景画像から分離し、前記ランドマーク候補物体の物体情報として取得する機能をさらに備えている。

この態様によると、第１態様と同様に、任意のランドマークを用いて、任意の形状の進行禁止領域を設定することができる。

本発明の第６態様は、移動過程において周囲にある物体の物体情報を取得する物体情報取得手段と、複数のランドマーク候補物体の物体情報が登録された登録手段とを備える自走式移動体の移動制御方法に関する。前記移動制御方法は、前記物体情報取得手段で取得された物体情報と、前記登録手段に登録されたランドマーク候補物体の物体情報とを照合し、該照合結果に基づいてランドマークの対象とするランドマーク物体の位置を特定する位置特定ステップと、前記位置特定ステップにおいて少なくとも２つの前記ランドマーク物体及びその位置が特定されたときに、該ランドマーク物体間を結ぶ禁止領域を設定する禁止領域設定ステップと、前記禁止領域に進入しないように前記自走式移動体の移動を制御する移動制御ステップとを備えている。

この態様によると、第１態様と同様に、任意のランドマークを用いて、任意の形状の進行禁止領域を設定することができる。

本発明の第７態様では、第５態様または第６態様に記載の自走式移動体において、前記画像取得手段は、前記撮影方向の画像を所定時間連続的に取得するように構成され、前記登録手段は、前記画像取得手段に取得された物体画像の局所特徴のうち、経時的な変化を伴う局所特徴を前記ランドマーク物体の特徴情報として登録する。

これにより、背景画像の局所特徴とランドマーク物体の局所特徴とを分離することができ、ランドマーク物体の認識精度を高めることができる。

本発明の第８態様では、第７態様記載の自走式移動体において、人体の画像特徴が登録された人体特徴データベースを有し、前記登録手段は、前記経時的な変化を伴う局所特徴のうち前記人体の局所特徴と認識された部分は、前記ランドマーク物体の特徴情報として登録しない。

これにより、ランドマーク物体の局所特徴を抽出することができ、ランドマーク物体の認識精度を高めることができる。

本発明の第９態様では、第５態様または第６態様に記載の自走式移動体において、前記登録手段には、前記撮影方向に前記ランドマーク物体がない状態で前記画像取得手段により取得された背景画像が登録されており、前記登録手段は、前記画像取得手段で取得された画像情報から前記登録手段に登録された背景画像の画像情報を分離させる。

これにより、ランドマーク物体の局所特徴を抽出することができ、ランドマーク物体の認識精度を高めることができる。

本発明の第１０態様では、請求項９記載の自走式移動体において、前記登録手段で抽出された前記撮影方向の物体が非対称であった場合に、前記画像取得手段に該物体の画像情報を周方向の異なる角度から複数取得させ、該取得された複数の画像情報に基づいてランドマーク物体の特徴情報を登録する。

これにより、非対称なランドマーク物体についても、その認識精度を高めることができる。

本発明の第１１態様に係る自走式移動体は、端末装置と双方向通信可能に構成され、所定の撮影方向の画像情報を取得する画像取得手段と、前記画像取得手段から取得された前記撮影方向の風景画像を前記端末装置に送信するとともに、前記端末装置から前記風景画像の中からランドマーク物体を示すランドマーク領域情報を受ける通信部と、前記ランドマーク領域情報に基づいて前記ランドマーク物体の画像特徴を登録する登録手段と、移動過程において、前記画像取得手段で撮影された画像の特徴情報と、前記登録手段に登録された前記ランドマーク物体の特徴情報とを照合する照合手段と、前記照合手段による照合結果に基づいて、前記ランドマーク物体を認識するランドマーク認識手段と、前記ランドマーク物体が認識されたときに、該ランドマーク物体の周囲に所定の広さの禁止領域を設定し、該禁止領域に進入しないように前記自走式移動体の移動を制御する移動制御部とを備えている。

これにより、風景画像の中から、ランドマーク物体を選択することができるため、多様な物体をランドマーク物体として登録することができ、利便性が向上する。

本発明の第１２態様に係る自走式移動体の移動制御方法は、移動過程において周囲にある物体の物体情報を取得する物体情報取得手段と、複数のランドマーク候補物体の物体情報が登録された登録手段とを備え、前記物体情報取得手段で取得された物体情報と、前記登録手段に登録されたランドマーク候補物体の物体情報とを照合し、該照合結果に基づいてランドマークの対象とするランドマーク物体の位置を特定する位置特定ステップと、前記位置特定ステップにおいて少なくとも２つの前記ランドマーク物体及びその位置が特定されたときに、該ランドマーク物体間を結ぶ禁止領域を設定する禁止領域設定ステップと、前記禁止領域に進入しないように前記自走式移動体の移動を制御する移動制御ステップとを備えている。

この態様によると、第１態様と同様に、任意のランドマークを用いて、任意の形状の進行禁止領域を設定することができる。

本発明の第１３態様では、請求項１２記載の自走式移動体の移動制御方法において、前記登録手段には、前記複数のランドマーク候補物体同士を対応づけるランドマークグループが登録されており、前記禁止領域設定ステップでは、同一の前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定する一方で、異なる前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定しない。

この態様によると、第２態様と同様に、どのランドマーク同士が連携するかを設定することができるため、２か所以上の進行禁止領域を設定することができる。

本発明の第１４態様では、第１２態様記載の自走式移動体の移動制御方法において、前記禁止領域設定ステップにおいて、前記位置特定ステップで特定された前記ランドマーク物体が、その特定された位置にないことが確認された場合、前記禁止領域の設定を解除するようにしている。

この態様によると、ユーザー等が自走式移動体の移動中にランドマーク物体を移動させたり、取り除いたりした場合でも、新しいランドマーク物体の配置状況に応じた自走式移動体の移動制御を実現することができる。

本発明の第１５態様では、第１２態様記載の自走式移動体の移動制御方法において、前記登録手段には、前記複数のランドマーク候補物体同士を対応づけるランドマークグループが登録されており、前記位置特定ステップにおいて特定された前記ランドマーク物体に、同一の前記ランドマークグループに属する他のランドマーク候補物体がある場合に、該他のランドマーク候補物体を探索する探索ステップをさらに備えている。

この態様によると、同一のランドマークグループに属するランドマーク物体を探索するので、同一のランドマークグループに属する複数のランドマーク物体によって禁止領域が設定されている場合に、誤って禁止領域に進入するのを防ぐことができる。

本発明によれば、任意のランドマーク物体を用いて、任意の形状の進入禁止領域を設定することができる。

自走式移動体の登録動作に関連する構成を示すブロック図である。 自走式移動体の登録動作の一例を示すフローチャートである。 回動登録について説明するための図である。 回動登録について説明するための図である。 回動登録について説明するための図である。 回動登録について説明するための図である。 回動登録について説明するための図である。 回動登録について説明するための図である。 回動登録について説明するための図である。 図３Ｃおよび図３Ｄの領域Ｒ９を拡大して重ねた図である。 自走式移動体の登録動作に関連する構成の他の例を示すブロック図である。 自走式移動体の登録動作に関連する構成の他の例を示すブロック図である。 その他の登録方法（１）を説明するための図である。 自走式移動体の登録動作に関連する構成の他の例を示すブロック図である。 自走式移動体の登録動作の一例を示すフローチャートである。 その他の登録方法（２）を説明するための図である。 自走式移動体の走行動作に関連する構成を示すブロック図である。 自走式移動体の走行（清掃）動作の一例を示すフローチャートである。 禁止領域について説明するための図である。 探索動作について説明するための図である。 禁止領域について説明するための図である。 禁止領域について説明するための図である。 自走式移動体の構成の他の例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

本実施形態に係る自走式移動体２００は、（１）ユーザーによって任意に設定されたランドマーク物体１０の特徴情報を抽出し、後述するランドマーク特徴保存部２３１に登録する機能を有する。さらに、自走式移動体２００は、（２）任意に設定されたランドマーク物体１０を認識するとともに、ランドマーク物体１０の認識結果に基づいて自走式移動体２００の進行禁止領域ＮＲを設定し、進行禁止領域ＮＲを回避するように走行制御する機能を有する。

自走式移動体２００が自走式掃除機の場合、移動しながら掃除をする機能をさらに備え、その掃除の過程において、上記（２）の機能を発揮するように構成されている。

なお、移動しながら掃除をする機能については、従来技術（例えば、特許文献１参照）と同様の構成およびその制御で実現することが可能であり、ここでは、図示及びその詳細な説明を省略する。

以下の説明では、上記（１），（２）の機能について順に説明する。

＜（１）ランドマーク物体の登録＞
−自走式移動体の構成−
図１は本実施形態に係る自走式移動体２００の構成のうち、特に、ランドマーク物体１０を登録動作に関連するブロック構成を示している。

図１に示すように、自走式移動体２００は、画像取得手段としてのカメラセンサ２１０と、カメラセンサ２１０で取得された画像を一時保存する画像保存部２６０と、画像保存部２６０に一時保存された画像の特徴を抽出する特徴抽出部２２０と、人体特徴保存部２７０と、特徴削減部２８０と、照合手段としての特徴照合部２４０と、ランドマーク特徴保存部２３１と、自走式移動体２００の全体動作を制御する演算処理部２５０とを備えている。

カメラセンサ２１０は、所定の撮影方向の画像情報が取得できるように構成されており、自走式移動体２００の周囲に配置された物体Ｐの画像情報を取得するように構成されている。例えば、カメラセンサ２１０は、あらかじめ所定の方向を向けて固定設置されることにより、所定の撮影方向を撮影するように構成されていてもよいし、自走式移動体２００にカメラセンサ２１０の駆動機構（図示省略）を設けて撮影方向の調整ができるようにし、ユーザーによるリモコン等の操作や自機に搭載された物体検知センサ（図示省略）の検出情報を受けて所定の撮影方向の画像情報を取得できるように構成されていてもよい。すなわち、カメラセンサ２１０が進行方向に対して、どの方向の画像情報を取得するかは、特に限定されない。例えば、カメラセンサ２１０を自走式移動体の前側に設置し、カメラセンサ２１０によって自走式移動体２００の前方にある物体を撮影するようにしてもよい。また、複数のカメラセンサ２１０を設置して、自走式移動体２００の周方向全体を撮影可能にし、撮影に使用するカメラセンサ２１０を選択して所定の撮影方向の画像情報を取得するようにしてもよい。撮影態様も特に限定されず、動画像を取得してもよいし、所定の期間毎に静止画像を取得するようにしてもよい。

画像保存部２６０は、カメラセンサ２１０で撮影された撮影画像を一時的に保存する機能を有する。画像保存部２６０は、フレーム保存部２６１と、人体画像保存部２６２とを含んでいる。

フレーム保存部２６１は、カメラセンサ２１０で撮影された画像（画像フレーム）を保存する。例えば、カメラセンサ２１０が時間的に連続して複数の画像を取得した場合にそれらの複数の画像を保存したり、カメラセンサ２１０が動画像を撮影した場合にはその動画像の所定時間毎の画像フレームを保存したりする。

人体画像保存部２６２は、カメラセンサ２１０で撮影された画像（画像フレーム）に人体（例えば、図３Ｃの手８０参照）が写り込んだ場合に、その人体が撮影された領域である人体領域（例えば、図３Ｃの人体領域８１参照）を切り出して保存する。人体領域の切り出しは、例えば、カメラセンサ２１０に人体が写り込んでいない状態、すなわち、例えばランドマーク物体１０のみがカメラセンサ２１０の前に置かれた状態（例えば、図３Ｂ参照）での画像をカメラセンサ２１０に取得させ、その画像（例えば図３Ｂ）と人体領域を含む画像（例えば図３Ｃ）との差分情報に基づいて切り出すことができる。また、人体のサンプル画像を、自機内部の人体画像データベース２７１（図１では人体画像ＤＢ２７１と記載する）にあらかじめ登録しておき、その登録情報との比較結果に基づいて人体領域を切り出すようにしてもよい。

特徴抽出部２２０は、フレーム保存部２６１に保存された各画像から画像特徴を抽出するフレーム特徴抽出部２２１と、人体画像保存部２６２に切り出し保存されている人体領域の画像特徴を抽出する人体特徴抽出部２２２とを含んでいる。人体特徴抽出部２２２で抽出された画像特徴は、人体特徴保存部２７０に保存される。

なお、特徴抽出部２２０で抽出される画像特徴は、互いに異なる特徴を有する画像同士が識別できるような特徴情報が抽出されていればよく、その形態及び種別等は特に限定されない。例えば、画像特徴として、撮影された物体Ｐの形状や色を把握しその特徴を抽出してもよいし、撮影画像全体の中で色彩や明暗、コントラストの変化が大きい場所に着目し、その変化の特徴を画像特徴として抽出するようにしてもよい。また、後述する局所特徴ＣＰを画像特徴として抽出するようにしてもよい。

特徴削減部２８０では、フレーム特徴抽出部２２１で抽出された画像特徴から、人体特徴保存部２７０に保存されたデータを用いて人体領域の画像特徴が削減される。

特徴照合部２４０では、後述する「Ａ．回動登録」および「Ｃ．マルチショット登録」が実行される場合に、連続した画像フレーム間における画像特徴の一致を照合することにより、画像特徴の移動を計算する。そして、その画像特徴の移動に基づいて、フレーム特徴抽出部２２１で抽出された画像特徴から、背景が撮影された領域である背景領域の画像特徴が削減される。特徴照合部２４０による背景領域の具体的な削減動作については、後述する「ランドマーク物体の登録動作」において具体的に説明する。そして、特徴照合部２４０は、背景領域の画像特徴の削減後の画像特徴をランドマーク物体１０の画像特徴としてランドマーク特徴保存部２３１に保存する。ここで、特徴照合部２４０は、顕著な移動が見られた画像特徴のみをランドマーク物体１０の特徴とみなし、ランドマーク特徴保存部２３１に登録するようにしてもよい。そうすることで、ランドマーク物体１０の認識精度を高めることができ、自走式移動体２００の移動制御に係る性能を高めることができる。なお、後述する「Ｂ．１ショット登録」の場合、特徴照合部２４０での処理は行われず、特徴削減部２８０で削減処理が行われた画像特徴がランドマーク物体１０の画像特徴としてランドマーク特徴保存部２３１に直接登録される。

−ランドマーク物体の登録動作−
次に、自走式移動体２００へのランドマーク物体１０の登録動作について、図２のフローチャートに基づいて具体的に説明する。なお、自走式移動体２００の制御主体は、特に明記しない場合、演算処理部２５０であるものとする。

まず、ステップＳ１において、自走式移動体２００では、カメラセンサ２１０を介して、ランドマーク物体１０を置いていない状態での背景画像を取得する。例えば、ユーザーがリモコン等（図示省略）を用いて自走式移動体２００にランドマーク物体１０の登録開始を指示する操作をすると、自走式移動体２００は、カメラセンサ２１０によりランドマーク物体１０の設置前の背景画像を撮影する。図３Ａは、背景画像を撮影した例を示している。なお、図３Ａから図３Ｇおよび図４では、局所特徴ＣＰの一例を丸印で示しており、局所特徴ＣＰのうち、ランドマーク物体１０の局所特徴に符号ＣＰ１を付している。また、人体領域８１の局所特徴ＣＰ８の一例を三角印で示している。ただし、各図面は、理解を容易にするための例示であり、実際には、撮影画像内に多数の局所特徴ＣＰが存在する。

続いて、ステップＳ２では、図３Ｂに示すように、ユーザーによってカメラセンサ２１０の撮影方向にランドマーク物体１０が置かれ、その状態でステップＳ１と同様の撮影が実施される。例えば、ステップＳ１の撮影後に、ユーザーがランドマーク物体１０をカメラセンサ２１０の前に置き、そのことを自走式移動体２００に通知すると、自走式移動体２００は、カメラセンサ２１０によりランドマーク物体１０が写り込んだ状態での背景画像を撮影する。このステップＳ１からステップＳ２の間、自走式移動体２００は静止状態を維持しているのが好ましい。

その後、自走式移動体２００では、ステップＳ１の撮影画像（図３Ａ参照、以下撮影画像Ｇ１という）を用いて、ステップＳ２の撮影画像（図３Ｂ参照、以下撮影画像Ｇ２という）からランドマーク物体１０を抽出する作業を行う。例えば、撮影画像Ｇ１と撮影画像Ｇ２との背景差分をとることでランドマーク物体１０が抽出できる。

ステップＳ３では、撮影画像Ｇ１，Ｇ２からランドマーク物体１０の抽出ができたかどうかが判断され、ランドマーク物体１０が抽出できた場合（Ｓ３でＹｅｓ）、フローは次のステップＳ４の処理に移行する。一方で、ランドマーク物体１０が抽出できなかった場合（Ｓ３でＮｏ）、自走式移動体２００では、エラー処理が実行される（Ｓ５）。具体的には、例えば、音声や表示等によりユーザーにエラーを報知するとともに、フローをステップＳ１に戻したり、ランドマーク物体１０の置き直しをユーザーにうながしたりする。

ステップＳ４では、上記処理で抽出されたランドマーク物体１０の画像特徴としての局所特徴（以下、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１という）を抽出する処理を実行する。ここで、局所特徴ＣＰとは、例えば、画像内に見られるパターンや際立つ構造を指し、局所特徴の例としてエッジや勾配等がある。なお、個別の局所特徴ＣＰをどのような形で抽出し、どのように物体と対応付けするか等の基本的な動作については、一般的な従来技術を適用することが可能であり、ここではその詳細な説明を省略する。

ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の抽出が終わると、次のステップＳ６では、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数が十分であるか、すなわち、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数があらかじめ定められた閾値以上あるかどうかが判断される。そして、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数が十分大きい場合、すなわち、所定の閾値以上の場合（Ｓ６でＹｅｓ）には、ランドマーク物体１０を回動させながらランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の変化に基づいて算出されたランドマーク物体１０の特徴を登録する「Ａ．回動登録」に係る処理を実行する。一方で、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数が十分ではない場合、すなわち、所定の閾値未満の場合（Ｓ６でＮｏ）、フローはステップＳ８に進み、撮影画像から人体領域および背景領域を削除したランドマーク物体１０の画像をランドマーク物体１０の画像特徴として登録する「Ｂ．１ショット登録」または「Ｃ．マルチショット登録」に係る処理を実行する。

（Ａ．回動登録）
次に、回動登録について具体的に説明する。図２では、ステップＳ７１〜Ｓ７５が回動登録のフローを示している。ここでは、ユーザーが手でランドマーク物体１０を回動させる場合について説明する。

ステップＳ７１では、自走式移動体２００はカメラセンサ２１０による連続画像の撮影を開始し、その撮影期間にユーザーはステップＳ６で配置したランドマーク物体を回動させる。図３Ｃから図３Ｇは、回動登録中に撮影された画像の一例を示している。

ステップＳ７２では、ステップＳ７１で撮影された各画像におけるランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１を抽出するとともに、撮影時間が前後する画像間での各局所特徴ＣＰ１の移動量、移動方向、出現／消滅等の変動情報を抽出する。例えば、図３Ｃから図３Ｇおよび図４では、太線で撮影時間が前後する画像間でのランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の移動の一例を示している。

ステップＳ７３では、ステップＳ７２で抽出されたランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数が十分かどうかの判定が行われる。このときの判定に用いるランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数は、例えば、ステップＳ７１で撮影された全画像の局所特徴ＣＰ１の総和に基づいて設定されてもよいし、別の基準を設けてもよい。具体的に、例えば、ステップＳ６で用いた基準値にステップＳ７１での撮影枚数を掛け算した数を基準値として用いることができる。また、例えば、ステップＳ７１で撮影された各画像の局所特徴ＣＰ１の数が所定の平均値を超えているかどうかを基準にしてもよい。

以下において、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の抽出方法を具体的に説明する。

まず、人体領域８１の局所特徴ＣＰ８の削減について説明する。

例えば、図３Ｂのように、ユーザーがランドマーク物体１０を置いた後に、一度手を離して、手８０が写り込んでいない状態を撮影できた場合には、図３Ｂと図３Ｃの画像の変化から手８０の写り込みを検知することができる。この場合、前述のとおり人体画像保存部２６２により手８０が撮影された領域である人体領域８１が切り出され、人体特徴抽出部２２２により人体領域８１内の局所特徴ＣＰ８が抽出される。そして、その人体領域８１の局所特徴ＣＰ８が人体特徴保存部２７０に保存される。回動登録中は、図３Ｃから図３Ｇに示すように、手８０が写り込むとともに、その手８０の局所特徴ＣＰ８が移動をする。そこで、特徴削減部２８０により、人体特徴保存部２７０に保存されたデータを参照して人体領域８１の局所特徴ＣＰ８が削減される。なお、人体画像データベース２７１にあらかじめ人体領域８１のサンプルデータ（例えば、手を含む人体の画像データや局所特徴データ）を登録しておき、そのサンプルデータを加味して特徴削減部２８０による人体領域８１の局所特徴ＣＰ８の削減を行うようにしてもよい。これにより、人体領域８１の画像特徴ＣＰ８の削減の精度を高めることができる。また、手８０が写り込んでいない状態のランドマーク物体１０が撮影できなかった場合等に、人体画像データベース２７１のサンプルデータに基づいて人体領域８１の画像特徴ＣＰ８の削減するようにしてもよい。また、人体画像データベース２７１にサンプルデータを持つことにより、カメラセンサ２１０による撮影画像に手８０が含まれていることを判別しやすくなる。さらに、手８０を判別することができれば、ランドマーク物体１０の大きさを把握することができ、ランドマーク物体１０とカメラセンサ２１０（自走式移動体２００）との距離推定精度を高めることができるメリットがある。

次に、背景領域ＢＧの局所特徴ＣＰＢの削減について説明する。

回動登録では、ランドマーク物体１０が回動しているので、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１が回動方向に向かって移動する一方で、背景領域ＢＧの局所特徴ＣＰＢはランドマーク物体の登録動作中に移動しない。そこで、ステップＳ７２で抽出された局所特徴ＣＰのうち、連続撮影動作中で移動のなかった局所特徴ＣＰを、背景領域ＢＧの局所特徴ＣＰＢとみなして削減する処理を行う。

そして、ステップＳ７３でランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数が十分であった場合（Ｓ７３でＹｅｓ）、フローは次のステップＳ７４の処理に移行する。一方で、ランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１の数が十分でなかった場合（Ｓ７３でＮｏ）、自走式移動体２００では、エラー処理が実行される（Ｓ７５）。例えば、ランドマーク物体１０が、カメラセンサ２１０と対向する正面（初期設置状態）には局所特徴ＣＰ１を有する一方で、側面や背面に局所特徴ＣＰ１がない場合等に、局所特徴ＣＰ１の数が十分でないと判断される。ステップＳ７５では、エラー処理として、例えば、音声や表示等によりユーザーにエラーを報知するとともに、フローをステップＳ１やＳ６に戻したり、ランドマーク物体１０の置き直しをユーザーにうながしたりする。

ステップＳ７４では、抽出されたランドマーク物体１０の局所特徴ＣＰ１をランドマーク物体１０の画像特徴としてランドマーク特徴保存部２３１に保存し、ランドマーク物体１０の登録動作を終了する。なお、ステップＳ７４において、ステップＳ７２における各局所特徴ＣＰの変動情報を加味して登録する局所特徴ＣＰ１を選別するようにしてもよい。例えば、撮影時間が前後する画像間で顕著な移動（所定移動量以上の移動）が見られた局所特徴ＣＰ１のみをランドマーク物体１０の画像特徴とみなして、ランドマーク特徴保存部２３１に保存するようにしてもよい。

（Ｂ．１ショット登録）
ステップＳ８では、自走式移動体２００は、ステップＳ２において抽出されたランドマーク物体１０の形状が非対称か否かが判断する。そして、ランドマーク物体１０の形状が非対称でなかった場合（Ｓ８でＮｏ）、フローはステップＳ８１に進み、自走式移動体２００は、ステップＳ２において抽出されたランドマーク物体１０の画像をランドマーク物体１０の特徴としてランドマーク特徴保存部２３１に保存する１ショット登録を実行する。このような処理にしているのは、ランドマーク物体１０の形状が対称性を有するため、自走式移動体２００の移動中に、ステップＳ２での撮影方向と異なる方向からカメラセンサ２１０がランドマーク物体１０を撮影した場合でも、ランドマーク物体１０と認識できる可能性が高いためである。ランドマーク特徴保存部２３１への保存が終了すると、登録動作終了となる。

（Ｃ．マルチショット登録）
一方で、ステップＳ８において、ランドマーク物体１０の形状が非対称であった場合（Ｓ８でＹｅｓ）、自走式移動体２００は、マルチショット登録を実行する。図２では、ステップＳ９１〜Ｓ９４が回動登録のフローを示している。

ステップＳ９１では、自走式移動体２００は、カメラセンサ２１０を介して、ランドマーク物体１０を異なる角度から複数回撮影する。例えば、「ユーザーが手でランドマーク物体１０を所定の角度（例えば、４５°）回動させた後に手を離し、自走式移動体２００に対して撮影操作をすることにより、その操作を受けた自走式移動体２００が静止画像を撮影する」という動作を複数回繰り返す。

ステップＳ９２では、自走式移動体２００は、ステップＳ９１で撮影された複数の静止画像に写り込んだランドマーク物体１０の数が十分か否かを判断する。例えば、ステップＳ９１において８枚の静止画像が撮影されていた場合には、その８枚の静止画像のすべてにランドマーク物体１０が認識できるように写り込んでいるかどうかを判断する。そして、複数の静止画像に写り込んだランドマーク物体１０の数が十分であると判断された場合（Ｓ９２でＹｅｓ）、自走式移動体２００は、ステップＳ２において抽出されたランドマーク物体１０の画像とステップＳ９２で撮影された複数の静止画像とをあわせてランドマーク物体１０の特徴としてランドマーク特徴保存部２３１に保存し、マルチショット登録動作を終了する（Ｓ９３）。一方で、複数の静止画像に写り込んだランドマーク物体１０の数が十分でない場合（Ｓ９２でＮｏ）、フローはステップＳ９４に進み、エラー処理が実行される。エラー処理は、ステップＳ７５と同様に、ユーザーにエラーを報知するとともに、フローをステップＳ１やＳ６に戻したり、ランドマーク物体１０の置き直しをユーザーにうながしたりする。

なお、「Ｂ．１ショット登録」、「Ｃ．マルチショット登録」において、ユーザーが手を離して、カメラセンサ２１０の撮影領域外に移動した場合には、カメラセンサ２１０に手（人体）が写り込まない。その場合、図５に示すように、簡略化されたブロック構成でランドマーク物体１０の登録動作を実行することができる。図５において、図１と共通のブロックには、同一の符号を付しており、実質的な機能は同じであるため、ここではその詳細な説明を省略する。図５では、図１から人体領域の削減に関連するブロックである、人体画像保存部２６２、人体特徴抽出部２２２、人体特徴保存部２７０および人体画像データベースが省かれている。一方で、「Ｂ．１ショット登録」、「Ｃ．マルチショット登録」において、人体（例えば手）が写り込んでいる場合には、「Ａ．回動登録」で説明したように、撮影された画像または人体画像データベース２７１のサンプルデータを用いて、ランドマーク特徴保存部２３１に保存する際に、ランドマーク物体１０の画像特徴から人体領域の画像特徴を削除するようにすればよい。

また、「Ａ．回動登録」において、例えば、自動的に回転する回転台（図示省略）の上でランドマーク物体１０を回転させることができる場合、手が写り込まないようにすることができる。その場合においても、図５に示すように、簡略化されたブロック構成でランドマーク物体１０の登録動作を実行することができる。

−その他の登録方法（１）−
図６は、その他の登録方法（１）に係る自走式移動体２００の構成のうち、特に、ランドマーク物体１０を登録動作に関連するブロック構成を示している。

図６において、自走式移動体２００は、カメラセンサ２１０と、ランドマーク特徴保存部２３１と、演算処理部２５０と、後述する端末装置３００の通信部３１０と双方向の無線通信が可能に構成された通信部２９０とを備えている。なお、カメラセンサ２１０、ランドマーク特徴保存部２３１の機能および動作は、図１の場合と同様であり、ここではその詳細な説明を省略する。また、演算処理部２５０の機能は、図１の場合と同様であり、具体的な動作は、以下の「ランドマーク物体の登録方法」において具体的に説明する。

端末装置３００は、自走式移動体２００の通信部２９０と双方向の無線通信が可能に構成された通信部３１０と、風景ランドマーク領域指定部３２０とを備えている。風景ランドマーク領域指定部３２０は、表示手段３２１と、領域指定手段３２２と、領域切出手段３２３とを備えている。風景ランドマーク領域指定部３２０の動作は、以下の「ランドマーク物体の登録方法」で具体的に説明する。

次に、図６の構成を用いたランドマーク物体の登録方法について具体的に説明する。

まず、カメラセンサ２１０で撮影された任意風景(図７のＲ８）の画像が、演算処理部２５０の制御を受けて、自走式移動体２００および端末装置３００双方の通信部２９０，３１０を介してランドマーク領域指定部３２０に送信される。

次に、ランドマーク領域指定部３２０では、表示手段３２１が、カメラセンサ２１０から送られてきた風景画像を表示する。領域指定手段３２２は、カメラセンサ２１０から送られてきた風景画像の中からランドマーク物体１０として登録可能な物体Ｐを抽出するとともに、その周囲を囲んだ風景ランドマーク領域（図７の端末装置３００内の破線領域参照）を表示手段３２１の風景画像に重ねて表示させる。その後、領域切出手段３２３が、風景ランドマーク領域のうち、ユーザーによって選択された風景ランドマーク領域（図７の端末装置３００内の太破線領域参照）を切り出して、通信部３１０に渡す。

通信部３１０は、領域切出手段３２３から受けた風景ランドマーク領域を自走式移動体２００の通信部２９０に送信する。そして、演算処理部２５０が、通信部３１０から受けた風景ランドマーク領域の画像特徴をランドマーク物体１０の画像特徴として、ランドマーク特徴保存部２３１に保存する。

−その他の登録方法（２）−
図８は、その他の登録方法（２）に係る自走式移動体２００の構成のうち、特に、ランドマーク物体１０の登録動作に関連するブロック構成を示している。なお、カメラセンサ２１０で撮影された結果に基づいて、ランドマーク特徴保存部２３１にランドマーク物体１０の画像特徴を保存する構成および動作は、これまでの説明と共通しており、以下の説明では、図８の構成においてこれまでの説明と異なる点を中心に説明する。

自走式移動体２００は、移動計測部２１１、経路計算部２１２、近接距離センサ２１３、距離計算部２１４および画像取得制御部２１５をさらに備えている。なお、図８は、後述する登録動作において人体が写り込まないことを前提としており、図５のブロック構成をベースにしている。ただし、人体が写り込む可能性がある場合には、図１のブロック構成をベースにしてもよい。

移動計測部２１１は、自機がどのような移動経路をたどっているかを測定する。経路計算部２１２は、移動計測部２１１で測定された移動経路情報に基づいて、どのような経路を進んでいくかの経路計算をする機能を有する。具体的な経路計算については、以下の「ランドマーク物体の登録動作」で具体的に説明する。

近接距離センサ２１３は、進行方向（撮影方向）の障害物や物体Ｐ（ランドマーク物体１０を含む）との距離情報を取得する。距離計算部２１４は、近接距離センサ２１３で取得された距離情報に基づいて、自機と障害物や物体Ｐ（ランドマーク物体１０を含む）との距離を計算により推定する。

画像取得制御部２１５は、経路計算部２１２および距離計算部２１４の計算結果に基づいて、自走式移動体２００が撮影方向にある物体Ｐを撮影するのに適した位置に移動したと判断したときに、カメラセンサ２１０による撮影を指示する。

次に、図８の構成を用いたランドマーク物体１０の登録方法について具体的に説明する。

図９のステップＳ１１０では、ユーザーがカメラセンサ２１０の撮影方向にランドマーク物体１０を設置し、自走式移動体２００にランドマーク物体１０の登録を指示する操作をすると、自走式移動体２００は、登録画像を取得するための最適な距離まで移動する。例えば、ランドマーク物体１０から３０ｃｍ離れた距離が最適だと仮定すると、距離計算部２１４で計算される距離情報および経路計算部２１２で計算される移動距離情報に基づいて、ランドマーク物体１０から３０ｃｍ離れた位置まで前後移動を実施する。なお、図１０には自走式移動体２００の動作例を示しており、図１０内のカッコ書きの数字は、図９内のカッコ書きの数字と対応している。

自走式移動体２００は、登録画像を取得するための最適な距離まで移動すると、カメラセンサ２１０でランドマーク物体１０の画像を取得する（Ｓ１２０）。

ステップＳ１２０での撮影が終わると、ステップＳ１３０において、自走式移動体２００は、次の撮影位置に向けて移動する。任意のランドマーク物体１０を登録する場合、ランドマーク物体１０の全周から撮影した画像がある方が望ましいため、次の撮影位置は、別の撮影角度でランドマーク物体１０を撮影できる位置となる。この移動経路は、経路計算部２１２によって計算される。

経路計算部２１２で計算された次の撮影位置（例えば、３０°回転した位置）まで移動した後、自走式移動体２００は、ステップＳ１１０と同様に、登録画像を取得するための最適な距離になるように前後移動を実施する（Ｓ１４０）。そして、登録画像を取得するための最適な距離まで移動した後、カメラセンサ２１０でランドマーク物体１０の画像を取得する（Ｓ１５０）。

その後、ステップＳ１６０の全周の撮影が終了したか否かの条件分岐を経由して、全周の撮影画像が得られるまで、ステップＳ１３０〜Ｓ１５０の動作を繰り返して実施する。そして、全周の撮影画像の取得が完了すると（Ｓ１６０でＮｏ）、画像保存部２６０、特徴抽出部２２０および特徴照合部２４０での処理を受けて、取得された画像からランドマーク物体１０の画像特徴が抽出され、ランドマーク特徴保存部２３１に登録される。

＜（２）自走式移動体の走行＞
図１１は本実施形態に係る自走式移動体２００の構成のうち、特に、自走式移動体２００の走行動作に関連するブロック構成を示している。なお、図１１において、図１と兼用して使用することが可能なブロックに関しては、同じ符号を付している。

図１１に示すように、自走式移動体２００は、物体情報取得手段としてのカメラセンサ２１０と、特徴抽出部２２０と、登録手段としての記憶部２３０と、照合手段としての特徴照合部２４０と、演算処理部２５０とを備えている。自走式移動体２００が自走式掃除機の場合、自走式移動体２００は、演算処理部２５０の制御を受けて、移動しながら掃除を実行するための掃除実行部をさらに備えている。換言すると、自走式移動体２００の移動を制御する機能は、演算処理部２５０が有している。なお、掃除実行部は、従来技術（例えば、特許文献１参照）と同じように、演算処理部からの制御を受けて、移動しながら掃除ができるように構成されていればよく、ここでは、図示及びその詳細な説明を省略する。

特徴抽出部２２０は、カメラセンサ２１０で撮像された物体（以下、撮像物体Ｐという）の画像の特徴である画像特徴を抽出する。抽出する画像特徴の形態及び種別は特に限定されない。例えば、撮像物体Ｐの画像特徴として、撮像物体Ｐの形状や色の特徴を抽出してもよいし、画像全体の中で色彩や明暗、コントラストの変化が大きい場所に着目してその変化の特徴を抽出するようにしてもよい。

記憶部２３０は、ランドマーク候補物体の画像特徴が登録されたランドマーク特徴保存部２３１と、進行禁止領域ＮＲを構成するランドマーク物体同士を対応づけるランドマークグループＲＧが登録されたランドマーク対応関係保存部２３２とを含んでいる。

ランドマーク候補物体とは、自走式移動体２００の移動を定義するための目印となるランドマーク物体１０の候補となる物体であり、ユーザーやメーカー等によってランドマーク特徴保存部２３１にあらかじめ登録されていてもよい。また、例えば、ランドマーク候補物体の画像特徴は、自走式移動体２００の移動前に、前述の「（１）ランドマーク物体の登録」で登録されたものを使用するようにしてもよい。また、無線又は有線のネットワークを介して自走式移動体２００の外部からランドマーク特徴保存部２３１に直接、上記画像特徴を登録するようにしてもよい。換言すると、ユーザーは任意のランドマーク物体を登録できる。例えば、ぬいぐるみや置物等をランドマーク物体１０としてもよいし、ごみ箱や植木等をランドマーク物体１０としてもよい。このように、専用のランドマーク物体を用意する必要がないため、利便性が高く、設置場所の景観を損ねることがない。また、ランドマーク物体のためにコンセントにつないで電源を取ったり、ランドマーク物体の電池等を交換したりする必要がない。

特徴照合部２４０は、特徴抽出部２２０で抽出された撮像物体Ｐの画像特徴と、ランドマーク特徴保存部２３１に保存されているランドマーク候補物体の画像特徴とを照合し、撮像物体Ｐの中にランドマーク物体１０が含まれているか否かを判定する。

演算処理部２５０は、位置特定手段としての３次元座標計算部２５１と、禁止領域計算部２５２と、回避動作計算部２５３とを含んでいる。また、自走式移動体２００が自走式掃除機である場合には、演算処理部２５０は、掃除実行部（図示省略）を制御して、掃除を実行させる。さらに、演算処理部２５０は、後述する図１２のフローにおいて、同一のランドマークグループＲＧに属する他のランドマーク物体１０を探索する探索動作を制御する。

３次元座標計算部２５１は、特徴照合部２４０においてランドマーク物体１０の存在が確認されたときに、自機の移動軌跡、撮像物体Ｐの画像特徴が撮像空間内においてどこに配置されているか、カメラセンサ２１０で撮像された他の物体との配置関係等に基づいて、移動空間内におけるランドマーク物体１０の３次元座標を推定する。

禁止領域計算部２５２では、存在が確認されたランドマーク物体１０の周りに設定する進行禁止領域ＮＲを計算し、設定する。例えば、単一のランドマーク物体１０の存在が確認されたとき、そのランドマーク物体１０の周りに所定の広さの進入禁止領域を設定する。進入禁止領域の広さ、形状はメーカー側で製造時にあらかじめ設定されていてもよいし、ユーザーが後から設定できるようにしてもよい。例えば、ランドマーク物体１０の周りに数十ｃｍの円形状の進入禁止領域を設定する。また、例えば、複数のランドマーク物体１０の存在が確認されたとき、ランドマーク対応関係保存部２３２を参照して、同一のランドマークグループＲＧに属するランドマーク物体１０間を結んだ直線状の領域を通過禁止領域として設定する。図１３には、進行禁止領域ＮＲ（進入禁止領域及び通過禁止領域）が設定された状態を模式的に示している。ここで、通過禁止領域とは、所定の幅を有する帯状の領域（図１３の実線参照）であってもよいし、幅を有さない線状の領域（図１３の二点鎖線参照）であってもよい。通過禁止領域の態様についても、進入禁止領域の場合と同様に、あらかじめ設定されていてもよいし、後から設定できるようにしてもよい。なお、本開示では、線状の通過禁止領域を通る（またがる）動きについても、禁止領域に進入するという表現を使用するものとする。

回避動作計算部２５３では、禁止領域計算部２５２で計算された進行禁止領域ＮＲ及
び演算処理部２５０で設定される自走式移動体２００の移動軌跡に基づいて、自走式移動体２００の進行禁止領域への衝突（進入）を予見し、適切な回避動作を実施させる。自走式移動体２００の移動軌跡は、あらかじめ演算処理部２５０のプログラムに設定されていてもよいし、演算処理部２５０が移動過程における周辺状況、例えば自走式掃除機であればゴミの散乱状況等、に応じて適宜設定するようにしてもよい。また、適切な回避動作とは、例えば、進行禁止領域ＮＲから離れるような動作であってもよいし、進行禁止領域ＮＲに沿って移動するような動作であってもよい。

−自走式移動体の動作−
次に、図１２を参照しながら、自走式移動体２００としての自走式掃除機の動作について詳細に説明する。なお、自走式掃除機の制御主体は、特に明記しない場合、演算処理部２５０であるものとする。また、自走式掃除機にも自走式移動体と同じ２００の符号を付して説明するものとする。

ステップＳ１０において、清掃動作が開始されると、自走式掃除機２００は、例えば、あらかじめ登録された移動軌跡に基づいて移動しながら掃除を行う。掃除期間中、特徴照合部２４０は、カメラセンサ２１０で撮像された撮像物体Ｐの中にランドマーク物体１０が含まれているか否かを確認している（ステップＳ２０）。

仮に、ランドマーク物体１０（図１２では登録物体と表記する）が発見されることなく（ステップＳ２０でＮｏ）、清掃が完了した場合（ステップＳ１１でＹｅｓ）、フローはステップＳ１２に進み、自走式掃除機２００は、ホーム位置に帰還する帰還動作を実行し、処理が終了する。このとき、ランドマーク物体１０が発見されなければ禁止領域も設定されないため、ステップＳ２３，Ｓ２４はステップＳ２０と同様に「Ｎｏ」判定である。

一方で、自走式掃除機２００が移動している途中で、ランドマーク物体１０が発見された場合（ステップＳ２０でＹｅｓ）、３次元座標計算部２５１によりランドマーク物体の３次元座標が推定され、禁止領域計算部２５２がランドマーク物体の周りに所定の広さの進入禁止領域を設定する。さらに、ステップＳ２１において、ランドマーク対応関係保存部２３２を参照して、発見したランドマーク物体１０（以下、第１登録物体１０ａという）と同一のランドマークグループＲＧ（以下、第１グループＲＧ１という）に属するランドマーク物体があるか否かを確認する。

第１グループＲＧ１に他のランドマーク物体１０（第１登録物体以外）が登録されていない場合（ステップＳ２１でＮｏ）、フローはステップＳ１０に戻り、自走式掃除機２００は、移動軌跡に基づいた掃除に戻る。このとき、自走式掃除機２００が上記で設定した進行禁止領域ＮＲに近接した場合（ステップＳ２３でＹｅｓ）、適切な回避動作を行いながら、掃除を継続する（ステップＳ２４）。

一方で、第１グループＲＧ１に他のランドマーク物体１０（以下、第２登録物体１０ｂという）が登録されている場合（ステップＳ２１でＹｅｓ）、自走式掃除機２００は、第２登録物体１０ｂの探索動作を実行する。

図１４は、探索動作を実行する自走式掃除機２００の移動軌跡の一例を模式的に示した図である。なお、図１４において、一点鎖線は、自走式掃除機２００のカメラセンサ２１０で撮像できる範囲を示しており、二点鎖線は、自走式掃除機２００の移動軌跡を示している。

探索動作において、自走式掃除機２００は、第１登録物体１０ａの周囲に第２登録物体１０ｂがあるか否かを確認する。具体的には、例えば、図１４に示すように、第１登録物体１０ａから所定の距離だけ離れた場所を所定の方向に向かって周回移動しながら、カメラセンサ２１０によって撮像された撮像物体を確認する。ここで、カメラセンサ２１０が自走式掃除機２００の全方位を撮像できる場合、図１４に二点鎖線で示すように、周方向に沿ってまっすぐに進みながら周囲に第２登録物体１０ｂがないかを確認する。一方で、カメラセンサ２１０が自走式掃除機２００の前方のみしか撮像できない場合には、撮像範囲を確保するために蛇行しながら周囲に第２登録物体１０ｂがないかを確認すればよい。自走式掃除機２００が周回する移動半径は、任意に設定することが可能であるが、自走式掃除機２００が第１登録物体１０ａの存在を確認しつつ第２登録物体１０ｂを探せるようにする観点から、カメラセンサ２１０の撮像可能距離に応じて設定されるのが好ましい。また、第２登録物体１０ｂを探しやすくする観点から、第２登録物体１０ｂの設置可能範囲を所定の範囲内（例えば、図１４の破線内領域）に制限するようにしてもよい。

そして、第２登録物体１０ｂが発見されると、禁止領域計算部２５２は、第２登録物体１０ｂの周り及び第１登録物体１０ａと第２登録物体１０ｂとの間に、進行禁止領域ＮＲを設定する（図１４の実線参照）。

第２登録物体１０ｂの探索動作が完了すると、フローはステップＳ２０に戻り、第１グループＲＧ１に属する他のランドマーク物体１０（第１及び第２登録物体１０ａ，１０ｂ以外）があるか否かを確認する。以下、同様にして、他のランドマーク物体がなくなるまでステップＳ２０からＳ２２の動作を繰り返し、他のランドマーク物体１０がなくなれば、フローはステップＳ１０に戻り、自走式掃除機２００は、移動軌跡に基づいた掃除に戻る。図１５では、同一のランドマークグループＲＧに６個のランドマーク物体１０が登録されていて、これらを矩形状の領域（以下、矩形領域という）を区画するように配置した例を示している。例えば、自走式掃除機２００を矩形領域の外側に配置した場合（図１５の実線参照）、矩形領域の内側が進行禁止領域ＮＲとなる。一方で、自走式掃除機を矩形領域の内側に配置した場合（図１５の二点鎖線参照）、矩形領域の外側全体が進行禁止領域ＮＲとなる。

その後の清掃動作において、第１グループＲＧ１と異なるランドマークグループＲＧ（以下、第２グループＲＧ２という）に属するランドマーク物体１０が発見された場合には、上記のステップＳ２０からステップＳ２２の動作が行われ、第２グループＲＧ２に属するランドマーク物体１０の探索動作が完了すると、自走式掃除機２００は、移動軌跡に基づいた掃除に戻るという動作を繰り返す。図１６では、第１グループＲＧ１に４個のランドマーク物体１０が登録されていて、これらを衝突を回避したい物体Ｋ（例えば、花瓶等）の周囲に矩形状の領域（以下、矩形領域という）を区画するように配置した例を示している。また、第２グループには、５個のランドマーク物体１０が登録されていて、これらを自走式掃除機２００による衝突を回避したい壁Ｗ沿いに直線状に配置した例を示している。

以上のように、本実施形態によると、あらかじめランドマーク特徴保存部２３１に登録されたランドマーク候補物体との撮像物体Ｐとの照合結果に基づいてランドマーク物体１０及びその位置を特定するので、任意の物体をランドマーク物体１０として使用することができる。また、複数の任意の物体（ランドマーク物体１０）を用いて、任意の形状の進行禁止領域ＮＲを設定することができる。

−その他の実施形態−
前記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

図１７は自走式移動体の他の構成例を示すブロック図である。

図１７に示す自走式移動体３００においても、任意に設定されたランドマーク物体１０を認識する機能と、ランドマーク物体の認識結果に基づいて自走式移動体３００の進行禁止領域ＮＲを設定し、進行禁止領域ＮＲを回避するように走行制御する機能を有する点で共通する。以下の説明では、図１１との相違点を中心に説明する。

具体的に、自走式移動体３００は、物体情報取得手段としての赤外光受光装置３１０と、赤外チャネル識別部３２０と、登録手段としての記憶部３３０と、照合手段としての赤外チャネル照合部３４０と、演算処理部３５０とを備えている。本変形例では、赤外線発光装置Ｐをランドマーク物体１０として配置する。なお、赤外光発光装置Ｐは、自走式移動体３００が互いの装置を区別することができるように構成されているのが好ましい。例えば、赤外光発光装置Ｐから出射する赤外線の周波数を変えることで実現できる。

赤外光受光装置３１０は、ランドマーク物体（赤外光発光装置Ｐ）１０から出射された赤外光を受光する。例えば、ランドマーク物体１０から全方位に向かって赤外光を出射することにより、赤外光受光装置３１０はどの方角からランドマーク物体１０に接近した場合でもランドマーク物体１０を認識することができる。

赤外チャネル識別部３２０では、赤外光受光装置３１０で受光された赤外線の周波数の強度を解析し、周波数チャネルを識別する。

記憶部３３０は、ランドマーク候補物体の周波数チャネルが登録されたランドマーク特徴保存部３３１と、進行禁止領域ＮＲを構成するランドマーク物体１０同士を対応づけるランドマークグループＲＧが登録されたランドマーク対応関係保存部３３２とを含んでいる。ランドマーク対応関係保存部３３２は、図１１のランドマーク対応関係保存部２３２と同様の構成である。

赤外チャネル照合部３４０では、赤外チャネル識別部３２０で識別された周波数チャネルと、ランドマーク特徴保存部３３１に登録された周波数チャネルとを照合し、受光した赤外光を出射しているランドマーク物体１０を特定する。

演算処理部３５０は、位置特定手段としての３次元座標計算部３５１と、禁止領域計算部３５２と、回避動作計算部３５３とを含んでいる。

３次元座標計算部３５１は、赤外チャネル照合部３４０においてランドマーク物体１０の存在が確認されたときに、受光した赤外光の方向及び強度に基づいてランドマーク物体１０の３次元座標を推定する。禁止領域計算部３５２では、存在が確認されたランドマーク物体１０の周りに設定する進行禁止領域ＮＲを計算し、設定する。具体的な進行禁止領域ＮＲの設定方法及び回避動作計算部３５３における回避動作の制御は、図１１の禁止領域計算部２５２及び回避動作計算部２５３と同様である。

自走式移動体３００の動作は、図１２と同様のフローに基づいて実施され、上記実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、図１７のような構成においても、ランドマーク物体として、複数の赤外光発光装置を用いることで、任意の形状の進行禁止領域を設定することができる。

なお、通過禁止領域は、直線状の領域に限定されず、複数のランドマーク物体１０間を結んで構成されていればよい。例えば、通過禁止領域が複数のランドマーク物体１０間を円弧状に結んだ領域であってもよい。

また、自走式移動体は、自走式掃除機に限定されず、自走式の搬送装置や自走式の移動ロボット等においても、本発明の適用が可能であり、同様の効果が得られる。

以上説明したように、本発明は、任意のランドマーク物体を用いて、任意の形状の進入禁止領域を設定することができるという実用性の高い効果が得られることから、きわめて有用で産業上の利用可能性は高い。

２００ 自走式移動体
２１０ カメラセンサ（物体情報取得手段）
２３０ 記憶部（登録手段）
２４０ 特徴照合部（照合手段）
２５０ 演算処理部（移動制御手段）
２５１ ３次元座標計算部（位置特定手段）

Claims (15)

1. 自走式移動体であって、
   複数のランドマーク候補物体の物体情報が登録された登録手段と、
   移動過程において、前記自走式移動体の周囲にある物体の物体情報を取得する物体情報取得手段と、
   前記物体情報取得手段で取得された物体情報と、前記登録手段に登録されたランドマーク候補物体の物体情報とを照合する照合手段と、
   前記照合手段による照合結果に基づいて、ランドマークの対象とするランドマーク物体の位置を特定する位置特定手段と、
   前記自走式移動体の移動を制御する移動制御手段とを備え、
   前記移動制御手段は、少なくとも２つの前記ランドマーク物体及びその位置が特定されたときに、該ランドマーク物体間を結ぶ禁止領域を設定し、当該自走式移動体が禁止領域に進入しないように制御する
   ことを特徴とする自走式移動体。
2. 請求項１記載の自走式移動体において、
   前記登録手段には、前記複数のランドマーク候補物体同士を対応づけるランドマークグループが登録されており、
   前記移動制御手段は、前記照合手段により確認されたランドマーク物体のうち、同一の前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定する一方で、異なる前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定しない
   ことを特徴とする自走式移動体。
3. 請求項１記載の自走式移動体において、
   前記登録手段には、前記物体情報として、複数のランドマーク候補物体の画像が登録されており、
   前記物体情報取得手段は、前記物体情報として物体の画像を取得する撮像手段であり、
   前記照合手段は、前記物体情報取得手段で取得された画像情報と、前記登録手段に登録されたランドマーク候補物体の画像情報とを照合し、ランドマークの対象となるランドマーク物体を特定する
   ことを特徴とする自走式移動体。
4. 請求項１記載の自走式移動体において、
   前記移動制御手段は、前記各ランドマーク物体の周囲に、各ランドマーク物体を中心とした所定広さの進入禁止領域を設定し、当該自走式移動体が進入禁止領域に進入しないように制御する
   ことを特徴とする自走式移動体。
5. 請求項１記載の自走式移動体において、
   前記物体情報取得手段は、所定の撮影方向の画像情報を取得する画像取得手段であり、
   前記登録手段は、前記画像取得手段で取得された前記撮影方向の物体画像の特徴情報を背景画像から分離し、前記ランドマーク候補物体の物体情報として取得する機能をさらに備えている
   ことを特徴とする自走式移動体。
6. 自走式移動体であって、
   所定の撮影方向の画像情報を取得する画像取得手段と、
   前記画像取得手段から取得された前記撮影方向の物体画像の特徴情報を背景画像と分離して抽出し、ランドマーク物体の特徴情報として登録する登録手段と、
   移動過程において、前記画像取得手段で撮影された画像の特徴情報と、前記登録手段に登録された前記ランドマーク物体の特徴情報とを照合する照合手段と、
   前記照合手段による照合結果に基づいて、前記ランドマーク物体を認識するランドマーク認識手段と、
   前記ランドマーク物体が認識されたときに、該ランドマーク物体の周囲に所定の広さの禁止領域を設定し、該禁止領域に進入しないように前記自走式移動体の移動を制御する移動制御部とを備えている
   ことを特徴とする自走式移動体。
7. 請求項５または６に記載の自走式移動体において、
   前記画像取得手段は、前記撮影方向の画像を所定時間連続的に取得するように構成され、
   前記登録手段は、前記画像取得手段に取得された物体画像の局所特徴のうち、経時的な変化を伴う局所特徴を前記ランドマーク物体の特徴情報として登録する
   ことを特徴とする自走式移動体。
8. 請求項７に記載の自走式移動体において、
   人体の画像特徴が登録された人体特徴データベースを有し、
   前記登録手段は、前記経時的な変化を伴う局所特徴のうち前記人体の局所特徴と認識された部分は、前記ランドマーク物体の特徴情報として登録しない
   ことを特徴とする自走式移動体。
9. 請求項５または６に記載の自走式移動体において、
   前記登録手段には、前記撮影方向に前記ランドマーク物体がない状態で前記画像取得手段により取得された背景画像が登録されており、
   前記登録手段は、前記画像取得手段で取得された画像情報から前記登録手段に登録された背景画像の画像情報を分離させる
   ことを特徴とする自走式移動体。
10. 請求項９記載の自走式移動体において、
    前記登録手段で抽出された前記撮影方向の物体が非対称であった場合に、前記画像取得手段に該物体の画像情報を周方向の異なる角度から複数取得させ、該取得された複数の画像情報に基づいてランドマーク物体の特徴情報を登録する
    ことを特徴とする自走式移動体。
11. 端末装置と双方向通信可能に構成された自走式移動体であって、
    所定の撮影方向の画像情報を取得する画像取得手段と、
    前記画像取得手段から取得された前記撮影方向の風景画像を前記端末装置に送信するとともに、前記端末装置から前記風景画像の中からランドマーク物体を示すランドマーク領域情報を受ける通信部と、
    前記ランドマーク領域情報に基づいて前記ランドマーク物体の画像特徴を登録する登録手段と、
    移動過程において、前記画像取得手段で撮影された画像の特徴情報と、前記登録手段に登録された前記ランドマーク物体の特徴情報とを照合する照合手段と、
    前記照合手段による照合結果に基づいて、前記ランドマーク物体を認識するランドマーク認識手段と、
    前記ランドマーク物体が認識されたときに、該ランドマーク物体の周囲に所定の広さの禁止領域を設定し、該禁止領域に進入しないように前記自走式移動体の移動を制御する移動制御部とを備えている
    ことを特徴とする自走式移動体。
12. 移動過程において周囲にある物体の物体情報を取得する物体情報取得手段と、複数のランドマーク候補物体の物体情報が登録された登録手段とを備える自走式移動体の移動制御方法であって、
    前記物体情報取得手段で取得された物体情報と、前記登録手段に登録されたランドマーク候補物体の物体情報とを照合し、該照合結果に基づいてランドマークの対象とするランドマーク物体の位置を特定する位置特定ステップと、
    前記位置特定ステップにおいて少なくとも２つの前記ランドマーク物体及びその位置が特定されたときに、該ランドマーク物体間を結ぶ禁止領域を設定する禁止領域設定ステップと、
    前記禁止領域に進入しないように前記自走式移動体の移動を制御する移動制御ステップとを備えている
    ことを特徴とする自走式移動体の移動制御方法。
13. 請求項１２記載の自走式移動体の移動制御方法において、
    前記登録手段には、前記複数のランドマーク候補物体同士を対応づけるランドマークグループが登録されており、
    前記禁止領域設定ステップでは、同一の前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定する一方で、異なる前記ランドマークグループに属するランドマーク物体間には前記禁止領域を設定しない
    ことを特徴とする自走式移動体の移動制御方法。
14. 請求項１２記載の自走式移動体の移動制御方法において、
    前記禁止領域設定ステップにおいて、前記位置特定ステップで特定された前記ランドマーク物体が、その特定された位置にないことが確認された場合、前記禁止領域の設定を解除する
    ことを特徴とする自走式移動体の移動制御方法。
15. 請求項１２記載の自走式移動体の移動制御方法において、
    前記登録手段には、前記複数のランドマーク候補物体同士を対応づけるランドマークグループが登録されており、
    前記位置特定ステップにおいて特定された前記ランドマーク物体に、同一の前記ランドマークグループに属する他のランドマーク候補物体がある場合に、該他のランドマーク候補物体を探索する探索ステップをさらに備えている
    ことを特徴とする自走式移動体の移動制御方法。