JP2009026200A - Autonomous moving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定の人のそばについて自律的に移動する自律移動装置に関する。 The present invention relates to an autonomous mobile device that moves autonomously around a specific person.
従来から、搬送物を自動的に目的地まで運搬するための自動搬送ロボットが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1記載の自動搬送ロボットでは、搬送物をロボットの収納部に収納してロック部をロックした状態で指定目的位置に移動させ、指定目的位置へのロボットの到達確認と取扱登録者の確認が行われた場合に、ロック部の解除が行われる。これにより、取扱登録者は、ロボットの収納部内に収納してある搬送物を、指定目的位置で確実に取り出すことができる。
上記の自動搬送ロボットによれば、搬送物を自動的に目的地まで運搬することができる。しかしながら、人のそばについて移動しつつ、その人の安全を確保するように移動するということに関してはなんら考慮されていない。 According to said automatic conveyance robot, a conveyed product can be automatically conveyed to the destination. However, no consideration is given to moving around a person so as to ensure the safety of the person.
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、特定の人のそばについて自律的に移動する自律移動装置において、特定の人の安全を確保するように移動することが可能な自律移動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and can be moved so as to ensure the safety of a specific person in an autonomous mobile device that moves autonomously near the specific person. An object is to provide an autonomous mobile device.
上述した目的を達成するために、本発明は、特定の人のそばについて自律的に移動する自律移動装置において、特定の人、及びその周囲の環境を認識する周囲環境認識手段と、特定の人の周囲に存在する移動体の死角エリアを推定する死角エリア推定手段と、特定の人が死角エリアを移動する場合に、移動体に対して注意喚起を行う注意喚起手段と、を備えることを特徴とする。この構成によれば、自律移動装置は、特定の人の周囲に移動体が存在する場合にその移動体の死角エリアを推定し、特定の人が死角エリアを移動する場合にその移動体に対して注意喚起を行う。よって、周囲の移動体に特定の人の存在を認識させることができ、特定の人と移動体の衝突事故を未然に防止することができる。 In order to achieve the above-described object, the present invention provides an autonomous mobile device that autonomously moves around a specific person, an ambient environment recognition unit that recognizes the specific person and the surrounding environment, and the specific person. A blind spot area estimating means for estimating a blind spot area of a moving object existing around the vehicle, and an alerting means for alerting a moving object when a specific person moves in the blind spot area. And According to this configuration, the autonomous mobile device estimates the blind spot area of a moving object when a moving object exists around the specific person, and the moving object with respect to the moving object when the specific person moves in the blind spot area. Call attention. Therefore, the presence of a specific person can be recognized by surrounding mobile bodies, and a collision accident between a specific person and the mobile body can be prevented in advance.
また、本発明の自律移動装置において、死角エリア推定手段は、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を推定し、注意喚起手段は、死角エリア推定手段により推定された境界線まで自律移動装置を移動させることが好ましい。この構成によれば、自律移動装置は、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を推定し、推定された境界線まで自律移動装置を移動させる。よって、自律移動装置が移動体の可視エリアに入るため、移動体の乗員に特定に人が来ることを認識させることができる。 In the autonomous mobile device of the present invention, the blind spot area estimating means estimates the boundary line between the visible area and the blind spot area of the moving object, and the alerting means is up to the boundary line estimated by the blind spot area estimating means. Is preferably moved. According to this configuration, the autonomous mobile device estimates the boundary line between the visible area and the blind spot area of the moving object, and moves the autonomous mobile device to the estimated boundary line. Therefore, since the autonomous mobile device enters the visible area of the moving body, it is possible to make the occupant of the moving body recognize that a person is coming specifically.
また、本発明の自律移動装置において、死角エリア推定手段は、移動体を基準とする可視エリア及び死角エリアのデータを有し、周囲環境認識手段により認識された移動体にデータを適用して、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を推定することが好ましい。この構成によれば、自律移動装置は、移動体を基準とする可視エリア及び死角エリアのデータを有し、周囲環境認識手段により認識された移動体にデータを適用して、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を推定する。よって、自律移動装置は、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を比較的に容易に推定することができる。 Further, in the autonomous mobile device of the present invention, the blind spot area estimation means has data of a visible area and a blind spot area based on the mobile object, and applies the data to the mobile object recognized by the surrounding environment recognition means, It is preferable to estimate the boundary line between the visible area and the blind spot area of the moving object. According to this configuration, the autonomous mobile device has the data of the visible area and the blind spot area based on the mobile object, and applies the data to the mobile object recognized by the surrounding environment recognition unit, so that the visible area of the mobile object And the boundary line of the blind spot area is estimated. Therefore, the autonomous mobile device can estimate the boundary line between the visible area and the blind spot area of the moving body relatively easily.
また、本発明の自律移動装置において、周囲環境認識手段は、移動体の周囲に存在する障害物を認識し、 死角エリア推定手段は、周囲環境認識手段により認識された障害物による移動体の死角エリアを推定するが好ましい。この構成によれば、自律移動装置は、移動体の周囲に存在する障害物を認識し、認識された障害物による移動体の死角エリアを推定する。よって、自律移動装置は、障害物による移動体の死角エリアを考慮して、移動体に対して注意喚起を行うことができる。 Further, in the autonomous mobile device of the present invention, the surrounding environment recognition means recognizes an obstacle existing around the moving body, and the blind spot area estimation means is the blind spot of the moving object due to the obstacle recognized by the surrounding environment recognition means. It is preferable to estimate the area. According to this configuration, the autonomous mobile device recognizes an obstacle existing around the mobile object, and estimates the blind spot area of the mobile object due to the recognized obstacle. Therefore, the autonomous mobile device can call attention to the moving object in consideration of the blind spot area of the moving object due to the obstacle.
本発明によれば、特定の人のそばについて自律的に移動しつつ、この特定の人の安全を確保するように移動することが可能な自律移動装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an autonomous mobile device capable of moving so as to ensure the safety of a specific person while autonomously moving near the specific person.
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted.
(1)自律移動装置の構成
まず、図1を用いて、本発明の実施形態に係る自律移動装置1の構成について説明する。図1は、自律移動装置1の構成を示すブロック図である。自律移動装置1は、この自律移動装置1を使用する特定の人(以下「主人」という)のそばについて、主人に追従するように、又は主人を誘導するように自律的に移動する。また、自律移動装置1は、カメラ10及び通信機12などによって取得される情報から、主人及びその周囲環境を認識する。
(1) Configuration of Autonomous Mobile Device First, the configuration of the autonomous
カメラ10は、主人やその周囲環境の画像を取得する一対のCCDカメラと、取得した画像を画像処理することによって主人及びその周囲の障害物や道路標識など(即ち周囲環境)を認識する画像処理部とを有している。この画像処理部では、一対のCCDカメラで取得した画像からエッジ抽出やパターン認識処理などによって主人やその周囲の移動体、障害物、道路標識などを抽出して認識する。また、左右の取得画像中における主人などの対象物位置の違いを基にして三角測量方式により対象物との距離及び横変位を求め、前フレームで求めた距離に対する変化量から相対速度を求める。カメラ10と後述する電子制御装置(以下「ECU」という)20とは通信回線で接続されており、カメラ10により取得された情報は、この通信回線を介してECU20に伝送される。
The
通信機12は、送信機13及び受信機14を含んで構成され、例えば、自律移動装置1の周囲にある他の自律移動装置、車両、及び交差点に設置されている信号機や道路に設置されているカメラ、レーダなどのインフラストラクチャとの間で情報を送受信するものである。送信機13は、例えば、主人の位置・移動速度などの情報を、他の自律移動装置や周辺を走行する車両などに送信する。一方、受信機14は、例えば、主人が携行する加速度センサやジャイロといったセンシング(検出)装置から送信された主人の移動状態に関する情報、他の自律移動装置から送信された他の歩行者の位置・移動方向・移動速度などの情報、周辺を走行する車両から送信された走行車両の位置・移動方向・移動速度・操作状態などの情報、周辺に停車されている車両から送信された停車車両の位置などの情報、及び、上述したインフラストラクチャから送信された信号機の点灯状態や交通状態などの情報を受信する。なお、通信機12は、例えば半径約100mの範囲で情報の送受信を行うことが可能に設定されている。
The
通信機12とECU20とは、通信回線で接続されることにより、相互に情報の交換が可能となるように構成されている。ECU20で生成された送信情報はこの通信回線を介してECU20から送信機13に伝送される。一方、受信機14によって受信された各種の周囲環境情報は、この通信回線を介してECU20に伝送される。
The
このように、本実施形態では、カメラ10及び通信機12などによって主人及びその周囲の環境が認識される。より詳細には、例えば、主人の位置・移動方向・移動速度、他の歩行者・自転車・自動車などの移動体の位置・移動方向・移動速度・操作状態、停車車両・電柱・落下物などの障害物の位置・形状、及び、信号機の点灯状態や道路標識などの交通状態などの周囲環境が認識される。また、例えば、移動体の種別に関する属性も認識される。ここで、移動体の種別に関する属性としては、例えば、大型車、小型車、二輪車、自転車などの分類が挙げられる。すなわち、カメラ10及び通信機12は特許請求の範囲に記載の周囲環境認識手段として機能する。
Thus, in this embodiment, the master and the surrounding environment are recognized by the
ここで、主人であるか否かの認識は、例えば、主人−自律移動装置1間通信の通信情報に主人であることを示す個人ID情報を乗せることにより、又は、撮像された人物が着ている衣服の形状や模様が予め学習させておいた主人のものと一致するか否かを判断することにより行うことができる。さらに、指紋や虹彩による認証技術などを組み合わせて用いてもよい。
Here, the recognition as to whether or not the person is the master is performed by, for example, putting personal ID information indicating the master on the communication information of the communication between the master and the autonomous
ECU20は、演算を行うマイクロプロセッサ、マイクロプロセッサに各処理を実行させるためのプログラムなどを記憶するROM、演算結果などの各種データを記憶するRAM及び12Vバッテリによってその記憶内容が保持されるバックアップRAMなどにより構成されている。そして、上記構成によって、ECU20の内部には、視野エリア・死角エリア推定部22、及びアクチュエータ制御部26が構築されている。アクチュエータ制御部26は、スピーカ30、バックライト32、電動モータ34、ディスプレイ44などを駆動する。
The
視野エリア・死角エリア推定部22は、カメラ10及び通信機12などが認識した周囲環境に移動体が存在したことが判断された場合に、その移動体の視野エリア及び死角エリアを推定する。視野エリア・死角エリア推定部22は、大型車、小型車、二輪車、自転車などの各々に応じて、その移動体の視野エリア及び死角エリアを推定する。例えば、移動体が自動車である場合には、視野エリアとはフロントガラス及びサイドガラス越しに運転者から見える範囲であり、死角エリアとはフロントピラーなどに隠れて運転者から見えない範囲である。また、路面上の障害物に隠れて移動体から見えない範囲も、死角エリアとして推定される。
The visual field area / dead angle
また、視野エリア・死角エリア推定部22は、移動体の視野エリア及び死角エリアを推定するために、移動体の種別ごとに移動体の視野エリア及び死角エリアのデータを記憶している。ここで、視野エリア及び死角エリアのデータは、移動体の位置及び方向を基準として視野エリア及び死角エリアが設定されたデータである。カメラ10及び通信機12などにより周囲環境に存在する移動体の位置や方向などが認識された際には、視野エリア・死角エリア推定部22は、認識された移動体の位置及び方向に視野エリア及び死角エリアのデータを適用することで、実際の移動体の視野エリア及び死角エリアの座標範囲を演算する。
The visual field area / dead angle
アクチュエータ制御部26は、主人が死角エリアを移動する場合に、移動体に対して注意喚起を行って、主人が移動体と接触することを未然に防止する。アクチュエータ制御部26は、自律移動装置1を移動させたり、バックライトやスピーカなどを駆動することで、移動体に対して注意喚起を行う。例えば、主人が移動体の死角エリアから視野エリアに進入しようとしている場合には、アクチュエータ制御部26は、主人が視野エリアに到達する前に、移動体の視野エリア及び死角エリアの境界線まで自律移動装置1を移動させる。これにより、移動体から見える位置まで自律移動装置を移動させて、移動体に主人の存在を知らせることができる。
The
すなわち、ECU20を構成する視野エリア・死角エリア推定部22は特許請求の範囲に記載の死角エリア推定手段として機能する。また、アクチュエータ制御部26は特許請求の範囲に記載の注意喚起手段として機能する。
That is, the visual field area / blind spot
スピーカ30はECU20に接続されており、アクチュエータ制御部26から出力される制御信号に応じて、警告音や音声情報などを発することによって主人や周囲に注意を促す。バックライト32もECU20に接続されており、アクチュエータ制御部26により駆動され、例えば危険度に応じた色の光を発することによって主人や周囲に注意を促す。また、電動モータ34もECU20に接続されており、アクチュエータ制御部26により駆動され、電動モータ34に取り付けられている車輪36を回転させることによって自律移動装置1を移動させる。さらに、ECU20には、ボタンやタッチパネルといった入力装置42が接続されており、主人が情報を入力してECU20に対して設定することができる。
The
(2)自律移動装置の注意喚起処理
次に、図2を併せて参照して、主人の安全を確保するように移動する自律移動装置1内部の動作の流れについて説明する。図2は、自律移動装置1において行われる処理手順の流れを示すフローチャートである。図2のフローチャートに示される処理は、主としてECU20によって行われるものであり、自律移動装置1の電源がオンされて開始してからオフされるまでの間、所定のタイミングで繰り返し実行される。
(2) Alerting process of autonomous mobile device Next, referring to FIG. 2 together, the flow of the operation inside the autonomous
まず、ステップS1では、ECU20は、カメラ10及び通信機12から主人の周囲に存在する移動体の位置、移動方向、移動速度、種別などの情報を取得する。ECU20は、カメラ10及び通信機12から移動体の情報を取得することで、主人の周囲の移動体を認識する。
First, in step S <b> 1, the
次に、ステップS2では、ECU20は、移動体の視野エリア及び死角エリアを演算する。ECU20は、ステップS1で認識された移動体の位置及び方向に視野エリア及び死角エリアのデータを適用することで、実際の移動体の視野エリア及び死角エリアの座標範囲を演算する。例えば、移動体が歩行者M1である場合には、図3(a)に示されるように、視野エリアA1のみであり死角エリアのない座標範囲が演算される。また、例えば、移動体が自動車M2である場合には、図3(b)に示されるように、視野エリアA1のうち左右のフロントピラーにより隠れるエリアが死角エリアA2,A3となる座標範囲が演算される。
Next, in step S2, the
また、ECU20は、移動体の視野エリアに障害物を発見した場合には、移動体の視点を基準に障害物の後方のエリアを、障害物によりに隠れる死角エリアとして演算する。そして、ECU20は、ステップS2で演算した移動体の視野エリア及び死角エリアの座標範囲に、障害物による死角エリアの座標範囲を結合する。これにより、例えば、移動体が歩行者M1である場合には、図4(a)に示されるように、視野エリアA1のうち障害物G4,G5に隠れるエリアが死角エリアA4,A5となる座標範囲が演算される。また、例えば、移動体が自動車M2である場合には、図4(b)に示されるように、左右のフロントピラーによる死角エリアA2,A3に加えて、障害物G6に隠れるエリアが死角エリアA6となる座標範囲が演算される。
Further, when an obstacle is found in the visual field area of the moving body, the
次に、ステップS3では、ECU20は、視野エリア及び死角エリアの座標範囲を利用して、視野エリアと死角エリアとがなす境界線を検出する。特に、ECU20は、視野エリアと死角エリアとがなす境界線のうち、主人に最も近い位置にある境界線を検出する。
Next, in step S3, the
次に、ステップS4では、ECU20は、主人の移動経路が境界線と交差するか否かを判定する。ここで、ECU20は、主人の移動経路が境界線と交差する場合には、ステップS5の処理に進む。一方、ECU20は、主人の移動経路が境界線と交差しない場合には、ステップS1の処理に戻る。
Next, in step S4, the
次に、ステップS5では、ECU20は、主人が境界線の所定距離手前まで到達すると、電動モータ34及び車輪36を制御して、主人の移動経路と境界線との交差位置まで自律移動装置1を移動させる。そして、ECU20は、主人が交差位置に到着するまで自律移動装置1を待機させる。これにより、移動体は、主人が死角エリアを移動することについて注意喚起される。よって、移動体と主人の衝突事故を未然に防止することができる。なお、自律移動装置1は、周囲に光や音などを発することで、移動体に注意喚起してもよい。
Next, in step S5, when the master reaches a predetermined distance before the boundary line, the
(3)自律移動装置の動作例
図5及び図6を参照して、自律移動装置1の具体的な動作例について説明する。
(3) Operation Example of Autonomous Mobile Device A specific operation example of the autonomous
図5の動作例では、自律移動装置1は、交差点を右折しようとする自動車M2を認識する。そして、自律移動装置1は、一般的な車両の視野エリア及び死角エリアのデータを利用して、自動車M2の視野エリアA1及び死角エリアA2,A3の座標範囲を演算する。次に、自律移動装置1は、視野エリアA1と死角エリアA2の境界線であって主人Pに最も近い境界線B1を検出し、その境界線B1まで移動して主人Pが到着するまで待機する。このような自律移動装置1の動作により、主人Pが視野領域から死角エリアに進入することを自動車M2の運転者に対して注意喚起を行うことができると共に、主人Pにそこが境界線B1であることを知らせることができる。
In the operation example of FIG. 5, the autonomous
図6の動作例では、自律移動装置1は、交差点を右折しようとする自動車M2を認識する。そして、自律移動装置1は、一般的な車両の視野エリア及び死角エリアのデータを利用して、車両の視野エリアA1及び死角エリアA2,A3を推定する。また、自律移動装置1は、インフラストラクチャである交差点に設置された固定カメラCからの情報により、交差点に自転車M3が近づいていることを認識する。そして、自律移動装置1は、一般的な自転車の視野エリア及び死角エリアのデータを利用して、自転車M3の視野エリアA7及び死角エリアA8を演算する。次に、自律移動装置1は、視野エリアA7と死角エリアA8の境界線であって主人Pに最も近い境界線B2を検出し、その境界線B2まで移動して主人Pが到着するまで待機する。このような自律移動装置1の動作により、主人Pが死角エリアA8から視野エリアA7に進入することを自転車M3に対して注意喚起を行うことができると共に、主人Pにそこが境界線B2であることを知らせることができる。
In the operation example of FIG. 6, the autonomous
(4)本実施形態の作用効果
本実施形態の作用効果について説明する。
(4) Effect of this embodiment The effect of this embodiment is demonstrated.
本実施形態に係る自律移動装置1は、主人の周囲に移動体が存在する場合にその移動体の死角エリアを推定し、主人が死角エリアを移動する場合にその移動体に対して注意喚起を行う。よって、周囲の移動体に主人の存在を認識させることができ、主人と移動体の衝突事故を未然に防止することができる。
The autonomous
また、本実施形態に係る自律移動装置1は、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を推定し、推定された境界線まで自律移動装置1を移動させる。よって、自律移動装置1が移動体の可視エリアに入るため、移動体の乗員に特定に人が来ることを認識させることができる。
Moreover, the autonomous
また、本実施形態に係る自律移動装置1は、移動体を基準とする可視エリア及び死角エリアのデータを有し、周囲環境認識手段により認識された移動体にデータを適用して、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を推定する。よって、自律移動装置1は、移動体の可視エリア及び死角エリアの境界線を比較的に容易に推定することができる。
Further, the autonomous
また、本実施形態に係る自律移動装置1は、移動体の周囲に存在する障害物を認識し、認識された障害物による移動体の死角エリアを推定する。よって、自律移動装置1は、障害物による移動体の死角エリアを考慮して、移動体に対して注意喚起を行うことができる。
In addition, the autonomous
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、主人やその周囲環境を認識する手段として、上述したカメラ10や通信機12に加え、レーザレーダやミリ波レーダなどのセンサ類を用いてもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, as means for recognizing the master and the surrounding environment, sensors such as laser radar and millimeter wave radar may be used in addition to the
また、上記実施形態では、自律移動装置1の移動手段及びその駆動力源として車輪36と電動モータ34を用いたが、移動手段及びその駆動力源は、車輪36や電動モータ34に限られることなく、例えばキャタピラや小型のエンジンなどを用いることもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the
1…自律移動装置、10…カメラ、12…通信機、13…送信機、14…受信機、22…視野エリア・死角エリア推定部、26…アクチュエータ制御部、30…スピーカ、32…バックライト、34…電動モータ、36…車輪、42…入力装置、44…ディスプレイ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記特定の人、及びその周囲の環境を認識する周囲環境認識手段と、
前記特定の人の周囲に存在する移動体の死角エリアを推定する死角エリア推定手段と、
前記特定の人が前記死角エリアを移動する場合に、前記移動体に対して注意喚起を行う注意喚起手段と、
を備えることを特徴とする自律移動装置。 In an autonomous mobile device that moves autonomously around a specific person,
Ambient environment recognition means for recognizing the specific person and the surrounding environment;
Blind spot area estimating means for estimating a blind spot area of a moving object existing around the specific person;
When the specific person moves in the blind spot area, attention calling means for calling attention to the moving body;
An autonomous mobile device comprising:
前記注意喚起手段は、死角エリア推定手段により推定された境界線まで自律移動装置を移動させることを特徴とする請求項1に記載の自律移動装置。 The blind spot area estimating means estimates a boundary line of a visible area and a blind spot area of a moving object,
The autonomous mobile device according to claim 1, wherein the alerting means moves the autonomous mobile device to a boundary estimated by the blind spot area estimating means.
前記死角エリア推定手段は、前記周囲環境認識手段により認識された前記障害物による移動体の死角エリアを推定することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の自律移動装置。 The surrounding environment recognition means recognizes an obstacle existing around the moving body,
The autonomous moving apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the blind spot area estimating unit estimates a blind spot area of a moving body due to the obstacle recognized by the surrounding environment recognizing unit.
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