CN104718507A - 自主行走装置的行走信息生成装置、方法及程序、以及自主行走装置 - Google Patents

自主行走装置的行走信息生成装置、方法及程序、以及自主行走装置 Download PDF

Info

Publication number
CN104718507A
CN104718507A CN201380053609.9A CN201380053609A CN104718507A CN 104718507 A CN104718507 A CN 104718507A CN 201380053609 A CN201380053609 A CN 201380053609A CN 104718507 A CN104718507 A CN 104718507A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mobile person
information
walking
automatic walking
walking apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380053609.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104718507B (zh
Inventor
谷川彻
小泽顺
山上胜义
内藤荣一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of CN104718507A publication Critical patent/CN104718507A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104718507B publication Critical patent/CN104718507B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0276Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle
    • G05D1/028Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using signals provided by a source external to the vehicle using a RF signal
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/01Mobile robot
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S901/00Robots
    • Y10S901/46Sensing device
    • Y10S901/47Optical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Alarm Systems (AREA)
  • Medical Treatment And Welfare Office Work (AREA)

Abstract

课题在于使移动者可靠地识别自主行走装置的存在,并且使自主行走装置更安全地行走。由位置取得部每规定时刻取得建筑物内的移动者的位置,根据按照时间序列记录了移动者的位置的位置历史DB,由移动信息计算部计算移动者的移动方向和速度,将自主行走装置的行走信息记录到自主行走装置DB,根据移动者的位置、移动方向、速度、以及行走信息,由接近时刻计算部计算自主行走装置与移动者接近到规定距离以内的接近时刻,根据移动者的位置、移动方向、以及障碍物DB中记录的障碍物的位置,由注视位置取得部取得移动者的注视位置,根据移动者的位置、移动方向、以及注视位置,由注视区域计算部计算移动者的注视区域,根据障碍物的位置、接近时刻、以及注视区域,由行走信息生成部生成使自主行走装置在接近时刻的规定时刻以前行走到注视区域的行走信息。

Description

自主行走装置的行走信息生成装置、方法及程序、以及自主行走装置
技术领域
本发明涉及能够在人往来的空间中基于对人的类别进行识别的结果进行路径规划的自主行走装置的行走信息生成装置、自主行走装置、自主行走装置的行走信息生成方法、自主行走装置的行走信息生成程序。
背景技术
以往,作为自主行走装置的行走控制方法,已知如下技术:基于人对于自主行走装置正面相对的程度而判断人是否发觉自主行走装置,基于该判断结果切换自主行走装置的动作(参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利公开公报特开2004-280451号
发明内容
发明要解决的课题
但是,在上述现有技术中,在识别人时,并未对人的类别进行判别,例如是依靠步行的移动者还是依靠轮椅的移动者等,因此无法进行考虑了因移动者类别而异的注视位置特性的、自主行走装置的行走。
对此,本发明的目的在于提供一种为了使自主行走装置更安全地行走,基于与移动者的类别相对应的注视特性而进行自主行走装置的行走控制,由此可使移动者更可靠地识别自主行走装置的存在的、自主行走装置的行走信息生成装置、自主行走装置、自主行走装置的行走信息生成方法、自主行走装置的行走信息生成程序。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的,根据本发明的一种方式,提供一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:
位置取得部,每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的移动者的位置;
移动者识别部,识别由所述位置取得部取得的所述移动者的类别;
位置历史数据库,按照时间序列记录所述移动者的位置以及类别;
移动信息计算部,根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
自主行走装置数据库,记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
环境数据库,将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起进行记录;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
上述的概括性并且特定的方式可以利用系统、方法、计算机程序,以及系统、方法及计算机程序的任意组合而实现。
发明效果
根据本发明的上述方式,能够在行走信息生成装置中生成如下行走信息:能够使移动者更可靠地识别自主行走装置的存在,能够根据移动者的类别使自主行走装置适当行走。
附图说明
通过关于附图的与优选实施方式相关的如下记述,本发明的上述及其它目的和特征会变得清楚。
图1是表示普通步行者与轮椅利用者的注视点位置的不同的说明图。
图2是表示轮椅利用者与普通步行者的注视区域的不同的说明图。
图3是表示第一实施方式所涉及的自主行走装置的行走路径的变更的说明图。
图4A是表示第一实施方式所涉及的自主行走装置的行走信息生成装置的功能构成的方框图。
图4B是表示第一实施方式所涉及的自主行走装置的行走信息生成装置的观测装置的功能构成的方框图。
图5是表示第一实施方式所涉及的自主行走装置存在的环境图。
图6是表示标签中记录的信息的一例的图。
图7是表示位置历史数据库的一例的图。
图8A是表示第一实施方式所涉及的环境数据库的障碍物信息的一例的图。
图8B是表示第一实施方式所涉及的环境数据库的注视位置信息1的一例的图。
图8C是表示第一实施方式所涉及的环境数据库的注视位置信息2的一例的图。
图8D是表示第一实施方式所涉及的环境数据库的注视位置信息3的一例的图。
图8E是表示第一实施方式所涉及的环境数据库的注视位置信息4的一例的图。
图9A是表示自主行走装置数据库的形状信息的一例的图。
图9B是表示自主行走装置数据库的标签位置信息的一例的图。
图9C是表示自主行走装置数据库的速度信息的一例的图。
图9D是表示自主行走装置数据库的移动路径信息的一例的图。
图10A是表示轮椅利用者的注视位置的一例的说明图。
图10B是表示轮椅利用者的注视位置的另一例的说明图。
图11是表示第二实施方式所涉及的轮椅利用者的注视区域的一例的说明图。
图12是表示轮椅利用者的包括时间轴的注视区域的一例的图。
图13A是表示配置空间的一例的配置制成前的图。
图13B是表示配置空间的一例的配置制成后的图。
图14是表示第一实施方式所涉及的行走信息生成装置中的行走信息生成的大概流程的流程图。
图15是表示第一实施方式所涉及的行走信息生成装置的整体处理的流程图。
图16是表示包括时间轴的配置空间的一例的图。
图17A是表示使用迪杰斯特拉法的行走路径生成的图。
图17B是表示使用迪杰斯特拉法的行走路径生成的图。
图17C是表示使用迪杰斯特拉法的行走路径生成的图。
图17D是表示使用迪杰斯特拉法的行走路径生成的图。
图17E是表示使用迪杰斯特拉法的行走路径生成的图。
图17F是表示使用迪杰斯特拉法的行走路径生成的图。
图18A是在由路径生成部利用A*算法进行路径生成的例子中表示注视区域的图。
图18B是在由路径生成部利用A*算法进行路径生成的例子中表示所生成的最短路径的图。
图18C是在由路径生成部利用A*算法进行路径生成的例子中用于说明考虑了自主行走装置进入注视区域内时的危险性的加权的图。
图18D是在由路径生成部利用A*算法进行路径生成的例子中表示加入了危险性的路径的图。
图19是表示轮椅利用者的注视区域的特性的说明图。
图20是表示第二实施方式所涉及的自主行走装置的行走信息生成装置的功能构成的方框图。
图21是表示第二实施方式中的患者信息存储部的一例的图。
图22A是表示第二实施方式所涉及的环境数据库的一例的图。
图22B是第二实施方式所涉及的环境数据库的一例的说明图。
图23是表示第二实施方式所涉及的轮椅利用者的注视区域的特性的说明图。
图24是表示第三实施方式所涉及的自主行走装置的行走信息生成装置的功能构成的方框图。
图25是表示第三实施方式中患者信息存储部的一例的图。
图26是表示第三实施方式中与注视区域的大小相应的自主行走装置的行走路径变化的一例的说明图。
图27是表示第一实施方式的变形例所涉及的自主行走装置的行走信息生成装置的功能构成的方框图。
具体实施方式
(作为本发明的基础的知识)
例如,已知依靠轮椅的移动者与普通的依靠步行的移动者(以后也称为“普通步行者”)相比,具有注视脚下的障碍物的比例较多、进行左右确认的富余较少的特性(非专利文献1:木村一裕、清水浩志郎,“步行空間における車いす利用者の注視特性と步行者流動(步行空间中的轮椅利用者的注视特性和步行者流动)”,土木計画学研究·論文集(土木规划学研究·论文集),No.12,1995)。图1中示出上述论文中记载的、轮椅利用者与普通步行者的注视位置的差异图。可以看出,图1下侧的(b)所示的普通步行者在整体上无遗漏地确认周围的状况。与此相对,图1上侧的(a)所示的轮椅利用者为了确认行进方向和路面而进行注视的比例较多。
图2中示出在医院等建筑物内走廊上存在有椅子或衣帽柜等障碍物的情况下的、普通步行者与轮椅利用者所注视的区域的差异。如图2左侧的(a)所示,即使走廊(地板)11上存在有椅子或衣帽柜等障碍物12,普通步行者10所注视的区域也是整个走廊。另一方面,轮椅利用者13在走廊11的一侧存在有椅子等障碍物12的情况下,并不注视整个走廊,而是注视该障碍物12。因此,轮椅利用者13与普通步行者10相比,对于走廊11的一侧的障碍物12,所注视的区域容易受到影响。
因此,在与自主行走装置14对面的人是轮椅利用者13的情况下,例如,即使轮椅利用者13对于自主行走装置14正面相对的程度较高,轮椅利用者13也有可能由于正在注视走廊11的障碍物12等理由而并未发觉自主行走装置14。
对此,在轮椅利用者13正在注视障碍物12的情况下,通过将自主行走装置14的行走路径设定为轮椅利用者13正在注视的区域的附近,能够使轮椅利用者13发觉自主行走装置14的存在。图3示出在轮椅利用者13正在走廊11中移动时,走廊11上不存在障碍物12的情况和存在障碍物12的情况、以及各情况下的自主行走装置14的路径。如图3所示,在走廊11上存在障碍物12的情况下,自主行走装置14向轮椅利用者13所注视的区域的方向行走,由此能够使轮椅利用者13发觉自主行走装置14的存在。
例如,对于推着婴儿车的移动者或者面向高龄者的电动四轮车,也可以说存在同样的倾向。另外,在医院内,例如,正在内科就诊的患者注视内科的引导板的倾向较大。
以下基于附图详细说明本发明所涉及的实施方式。
以下,在参考附图详细说明本发明的实施方式之前,对本发明的各种方式进行说明。
根据本发明的第1方式,提供一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:位置取得部,每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的依靠轮椅的移动者的位置;
移动者识别部,识别由所述位置取得部取得的所述移动者的类别;
位置历史数据库,按照时间序列记录由所述位置取得部和所述移动者识别部分别取得的所述移动者的位置以及类别;
移动信息计算部,根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
自主行走装置数据库,记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
环境数据库,将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起进行记录;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
根据上述方式,能够由行走信息生成装置生成能够使移动者更可靠地识别自主行走装置的存在,能够根据移动者的类别使自主行走装置适当行走的行走信息。
根据本发明的第2方式,提供一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:位置取得部,每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的依靠轮椅的移动者的位置;
位置历史数据库,按照时间序列记录由所述位置取得部取得的所述移动者的位置;
移动信息计算部,根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
自主行走装置数据库,记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
障碍物数据库,记录所述建筑物内的障碍物的位置;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及所述障碍物的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述障碍物的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
根据上述方式,能够由行走信息生成装置生成能够使移动者(例如轮椅利用者)更可靠地识别自主行走装置的存在,即使在存在移动者的情况下也能够使自主行走装置适当行走的行走信息。由此,根据这种构成,在与自主行走装置相向的移动者是轮椅利用者的情况下,通过使自主行走装置行走到轮椅利用者注视的比例较高的对脚下障碍物进行注视的区域内,能够生成能够使轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第3方式,能够提供在第2方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,所述注视位置取得部基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述障碍物的位置,取得所述移动者的注视位置;
所述注视区域计算部基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域。
根据所述方式,能够预测当前时刻(注视位置取得部为了取得移动者的注视位置而利用的、移动体的位置信息被位置取得部取得的时刻)以后的、从移动者观察的相对的注视位置。由此,根据这种构成,通过使自主行走装置预先移动到将来成为所述移动者的注视位置的区域内,自主行走装置能够生成能够使所述移动者留有余地地识别所述自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第4方式,提供在第2方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,所述注视区域计算部还参考所述移动者的高度来计算所述注视区域。
根据所述方式,通过还考虑移动者(例如轮椅利用者)的高度,能够更加正确地预测从所述移动者观察的相对的注视位置。由此,根据这种构成,能够生成能够使所述移动者更可靠地识别自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第5方式,提供在第4方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,所述移动者的高度,基于所述移动者所持的ID标签中记录的身高信息、年龄信息、或者坐高信息中的任一者进行推定。
根据所述方式,通过对每个移动者设定移动者的高度,能够更加正确地预测从所述移动者观察的相对的注视位置。由此,根据这种构成,能够生成能够使所述移动者更可靠地识别自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第6方式,提供在第1~5中任一方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,所述行走信息生成部基于所述自主行走装置与所述移动者的位置关系、或/及所述自主行走装置与所述障碍物的位置关系,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
根据所述方式,能够通过考虑移动者的移动状态以及静止障碍物的位置信息(换言之,自主行走装置与移动者(例如轮椅利用者)的位置关系、以及所述自主行走装置与障碍物的位置关系),在所述自主行走装置与所述移动者的距离不够远的情况下,为了确保所述移动者的安全,使所述自主行走装置直接朝所述移动者的注视区域前进,在所述自主行走装置与所述移动者的距离足够远的情况下,为了确保所述自主行走装置的安全,谨慎地(例如降低行走速度)朝所述移动者的注视区域前进。由此,根据这种构成,能够生成优先考虑所述移动者的安全性,并同时根据移动者的移动状态以及静止障碍物的位置信息(所述自主行走装置、所述移动者、以及所述障碍物的位置关系)不同也考虑了所述自主行走装置的安全以进行行走的路径。此外,所谓不够远的情况,作为一例,是指若不使自主行走装置直接(例如,考虑了自主行走装置的行走误差、移动者用于发觉自主行走装置的时间等的、1至数秒左右之后)朝注视区域前进,则在所述规定时间内无法使所述自主行走装置进入所述注视区域内的状况等。
根据本发明的第7方式,提供在第1~6中任一方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,由所述行走信息生成部生成的所述行走信息被记录到所述自主行走装置数据库。
根据本发明的第8方式,提供在第1~7中任一方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,在所述建筑物是医院,所述移动者是患者时,所述患者持有用于在所述医院内识别所述患者的标识符,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:患者信息存储部,对于所述标识符,存储所述医院内的所述患者就诊的诊疗科室的信息,
在所述环境数据库中,还存储有与由所述患者信息存储部存储的诊疗科室有关的公告信息、以及与所述医院内的所述公告信息的公告位置有关的信息,
所述位置取得部检测所述移动者持有的所述标识符的信息,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:患者确认空间确定部,基于与由所述位置取得部检测出的所述标识符对应的所述患者的诊疗科室的信息、以及针对所述诊疗科室的由所述环境数据库存储的所述公告信息的医院内的公告位置,确定所述移动者确认的信息的公告位置,
在所述注视区域计算部中,利用由所述患者确认空间确定部确定的信息的公告位置,计算所述移动者注视的注视区域。
根据所述方式,基于移动者例如轮椅利用者持有的标识符所对应的诊疗科室的信息,能够取得对于所述轮椅利用者而言具有关联(即,倾向于进行注视)的公告信息。由此,根据这种构成,通过增加被认为是所述轮椅利用者的注视区域的区域,能够生成能够提高使所述自主行走装置在所述规定时刻以内进入所述注视区域内的可能性的路径。
根据本发明的第9方式,提供在第8方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,所述标识符是确定所述移动者就诊的诊疗科室的标识符,
在所述环境数据库中,存储有与针对所述诊疗科室的公告信息的、所述移动者的所述医院内的通道中的公告位置有关的信息,
在所述注视区域计算部中,基于所述移动者确认的公告信息的空间位置的信息,扩大所述移动者的注视区域。
根据所述方式,基于移动者例如轮椅利用者很可能面向的、移动者确认的公告信息(例如诊疗科室等的信息)和该公告信息(例如引导板)的位置,能够由注视区域计算部修正轮椅利用者的注视区域,能够更正确地作成轮椅利用者的注视区域。由此,能够生成能够使自主行走装置更可靠地向轮椅利用者的注视区域的方向行走,能够使轮椅利用者更可靠地发觉自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第10方式,提供在第1~9中任一方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,在所述注视区域计算部中,在存在多个所述注视位置的情况下,将在存在多个的注视位置之间进行连结的线段、或者区域作为注视位置。
根据所述方式,在所述移动者存在多个注视位置的情况下,考虑视线在所述注视位置之间进行移动的可能性较大,能够将所述注视位置之间也包含在注视位置中。由此,根据这种构成,能够更正确地制成移动者的注视区域。由此,能够生成能够使自主行走装置更可靠地向移动者的注视区域的方向行走,能够使移动者更可靠地发觉自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第11方式,提供在第1~7中任一方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,在所述建筑物是医院,所述移动者是患者时,所述患者持有用于在所述医院内识别所述患者的标识符,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:患者信息存储部,对于所述标识符,存储与所述医院内的所述患者利用的轮椅有关的信息,
由所述位置取得部检测所述移动者持有的所述标识符的信息,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:回避距离确定部,根据与由所述位置取得部检测出的所述标识符对应的所述患者的轮椅有关的信息,确定所述移动者对所述障碍物的回避距离,
在所述行走信息生成部中,基于由所述注视区域计算部计算出的注视区域、以及由所述回避距离确定部确定的所述回避距离,生成所述行走信息。
根据所述方式,能够利用所述标识符确定轮椅利用者的依靠轮椅的移动历史,或者基于对所述轮椅附加的标签信息确定轮椅的性能,确定能够容易地进行回避的距离。由此,能够基于轮椅利用者的轮椅的特性信息,由路径生成部生成更合适的自主行走装置的回避路径。其结果是,能够生成使自主行走装置更可靠地向轮椅利用者的注视区域的方向行走,能够使轮椅利用者更可靠地发觉自主行走装置的存在的路径。此外,这里的依靠轮椅的移动历史是用于推定轮椅的回避特性的,不是推定轮椅利用者的习惯的。
根据本发明的第12方式,提供在第11方式所述的自主行走装置的行走信息生成装置中,在所述患者信息存储部中,所述患者利用所述轮椅的期间越长,则所述回避距离确定部中的回避距离越短。
根据所述方式,基于移动者的一例即轮椅利用者的轮椅利用期间,推定所述轮椅利用者对轮椅的习惯程度,由此能够确定所述轮椅利用者容易地回避障碍物所需的回避距离。由此,能够基于轮椅利用者对轮椅的习惯程度,由路径生成部生成更合适的自主行走装置的回避路径。其结果是,能够生成使自主行走装置更可靠地向轮椅利用者的注视区域的方向行走,能够使轮椅利用者更可靠地发觉自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第13方式,提供一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:移动信息计算部,根据位置历史数据库内的信息,计算移动者的移动方向以及移动速度,所述位置历史数据库按照时间序列记录对建筑物内的所述移动者的位置每规定时刻、或者与时间关联地进行取得并且对所述移动者的类别进行识别而取得的所述移动者的位置及类别;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息的自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及从将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起进行记录的环境数据库取得的所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
根据上述方式,能够由行走信息生成装置生成能够使移动者更可靠地识别自主行走装置的存在,能够根据移动者的类别使自主行走装置适当行走的行走信息。
此外,根据本发明的其它方式,提供一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:移动信息计算部,根据位置历史数据库内的信息,计算所述移动者的移动方向以及移动速度,所述位置历史数据库按照时间序列记录每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的依靠轮椅的移动者的位置所得的所述移动者的位置;
接近时刻计算部,根据所述移动者的位置、所述移动者的移动方向及移动速度、以及记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息的自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及记录所述建筑物内的障碍物的位置的障碍物数据库中记录的所述障碍物的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述障碍物的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在所述接近时刻的规定时刻以前行走到所述注视区域内的行走信息。
根据所述第13方式或第13方式后的其它方式,能够由行走信息生成装置生成能够使移动者例如轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在,即使在存在轮椅利用者的情况下也能够使自主行走装置适当行走的行走信息。由此,根据这种构成,在与自主行走装置相向的人是轮椅利用者的情况下,通过使自主行走装置行走到轮椅利用者注视的比例较高的对脚下障碍物进行注视的区域内,能够生成能够使轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在的路径。
根据本发明的第14方式,提供一种自主行走装置,具备:第1~13中任一种方式所述的所述自主行走装置的行走信息生成装置;
行走信息取得部,取得所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息;以及
驱动装置控制部,基于由所述行走信息取得部取得的所述行走信息进行行走的控制。
根据所述方式,能够使移动者例如轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在,即使在存在轮椅利用者的情况下也能够使自主行走装置适当行走。由此,根据这种构成,在与自主行走装置相向的人是轮椅利用者的情况下,通过使自主行走装置行走到轮椅利用者注视的比例较高的对脚下障碍物进行注视的区域内,能够使轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在。
根据本发明的第15方式,提供一种自主行走装置的行走信息生成方法,包括如下步骤:由位置取得部每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的移动者的位置;
由移动者识别部识别由所述位置取得部取得的所述移动者的类别;
在位置历史数据库中按照时间序列记录由所述位置取得部和所述移动者识别部分别取得的所述移动者的位置以及类别;
由移动信息计算部根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
在自主行走装置数据库中记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
由接近时刻计算部根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
在环境数据库中将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起进行记录;
由注视位置取得部基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
由注视区域计算部基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
由行走信息生成部基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
根据上述方式,能够由行走信息生成装置生成能够使移动者更可靠地识别自主行走装置的存在,能够根据移动者的类别使自主行走装置适当行走的行走信息。
此外,根据本发明的其它方式,提供一种自主行走装置的行走信息生成方法,包括如下步骤:由位置取得部每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的依靠轮椅的移动者的位置;
在位置历史数据库中按照时间序列记录由所述位置取得部取得的所述移动者的位置;
由移动信息计算部根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
由接近时刻计算部根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算的所述移动者的移动方向及移动速度、以及记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息的自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
由注视位置取得部基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及记录所述建筑物内的障碍物的位置的障碍物数据库内的所述障碍物的位置,取得所述移动者的注视位置;
由注视区域计算部基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
由行走信息生成部基于所述障碍物的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
根据所述方式,能够由行走信息生成装置生成能够使移动者例如轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在,即使在存在轮椅利用者的情况下也能够使自主行走装置适当行走的行走信息。由此,根据这种构成,在与自主行走装置相向的人是轮椅利用者的情况下,通过使自主行走装置行走到轮椅利用者注视的比例较高的对脚下障碍物进行注视的区域内,能够使轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在。
根据本发明的第16方式,提供一种用于使计算机执行第15方式所述的行走信息生成方法的行走信息生成程序。
根据本发明的其它方式,提供一种用于使计算机执行第15方式后的其它方式所述的行走信息生成方法的行走信息生成程序。
根据所述第15方式或第15方式后的其它方式,能够由行走信息生成装置生成能够使移动者例如轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在,即使在存在轮椅利用者的情况下也能够使自主行走装置适当行走的行走信息。由此,根据这种构成,在与自主行走装置相向的人是轮椅利用者的情况下,通过使自主行走装置行走到轮椅利用者注视的比例较高的对脚下障碍物进行注视的区域内,能够使轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在。
以下参考附图说明本发明的实施方式。
此外,以下说明的实施方式均表示本发明的一具体例。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、结构要素、结构要素的配置位置及连接方式、步骤、步骤的顺序等为一例,并不旨在限定本发明。另外,以下的实施方式的结构要素中,对于表示最上位概念的独立权利要求中未记载的结构要素,作为任意结构要素进行说明。
此外,在第一实施方式中,作为移动者的类别,以轮椅利用者为例进行说明,在第二实施方式中,作为移动者的类别,以医院患者为例进行说明,在第三实施方式中,作为移动者的类别,以包含轮椅生手为例进行说明。
(第一实施方式)
图4A中示出第一实施方式的自主行走装置204中搭载的行走信息生成装置100的功能结构。
如图4A所示,自主行走装置204的行走信息生成装置100至少具有:观测装置101、位置历史数据库102、自主行走装置数据库103、环境数据库104、移动方向计算部106、接近时刻计算部107、注视位置取得部108、注视区域计算部109、以及路径生成部110。自主行走装置204的行走信息生成装置100还能够具有观测信息处理部105、速度指令值变换部111、以及车轮控制部112。作为自主行走装置204,例如例示图26所示的靠两个车轮115移动的机器人等。
以下说明行走信息生成装置100具有的各结构要素。
<结构>
<观测装置101>
观测装置101是位置取得部的一例。观测装置101进行观测范围内存在的移动体的观测。具体而言,按照时间序列(每规定时刻、或者与特定时间关联地)取得移动体的位置。观测装置101的观测范围,例如在观测装置101是标签阅读器的情况下,是能够进行电波的收发的范围,也可以是整个建筑物内。另外,观测装置101以规定的观测周期(例如100毫秒)进行观测。此外,观测装置101也作为移动者识别部(移动者识别信息取得部)的一例发挥作用,该移动者识别部识别由位置取得部取得的移动者的类别。即,该实施方式中,由观测装置101兼用作位置取得部和类别识别信息取得部。
在此,在本说明书中,建筑物一般指轮椅利用者较多往来的建筑物即医院、养老院、公共福利设施、购物中心、或机场等。另外,在本说明书中,设移动体是自主行走装置204以及移动者(具体而言,普通步行者或车辆操作者(轮椅利用者203等))中的任一者。移动者包括操作车辆(手推车或轮椅或电动四轮车)的车辆操作者和步行者(普通步行者)。另外,车辆操作者意味着轮椅利用者、推着婴儿车等车辆(手推车)的移动者、乘坐面向高龄者的电动四轮车的高龄者、推着购物中心的购物车或机场等的行李车等车辆(手推车)的移动者等一边操作某种车辆一边移动(步行或行走)的人。因此,本说明书中的移动者的类别至少意味着普通步行者或是车辆操作者的区别。此外,在详细区分的情况下,作为移动者的类别,可以将车辆操作者区分为轮椅利用者203、推着婴儿车等车辆(手推车)的移动者、乘坐面向高龄者的电动四轮车的高龄者、推着购物中心的购物车或机场等的行李车等车辆(手推车)的移动者等。
在观测装置101是标签阅读器的情况下,检测在与所述标签阅读器连接的天线的UWB(Ultra Wide Band,超宽频带)标签检知范围内存在的标签,由标签阅读器取得所述标签中记录的标签信息。另外,在观测装置101是图像传感器的情况下,由图像传感器取得图像。在由图像传感器取得图像时,例如由观测信息处理部105内的图像识别处理部进行图像识别,例如,也作为识别车辆操作者与步行者的移动者识别部的一例发挥作用。例如,步行者具有在纵向上细长的特征,与此相对,车辆操作者具有前后存在宽度且高度低的特征,或者具有人与车辆之间高度存在阶差的特征。基于这些特征用图像识别处理识别两者即可。另外,在观测装置101是距离图像传感器的情况下,由距离图像传感器取得距离图像。取得的距离图像的图像识别处理与上述的图像识别处理同样。
另外,图5示出作为观测装置101的具体结构的一例具备标签阅读器202的、作为医院内的具体例子的通道201。通道201两侧被墙壁201w、201x所夹。通道201的天花板上分散配置有标签阅读器202的天线202A,进行通道201中存在的人(依靠轮椅的移动者)203持有的标签205A的检测、以及自主行走装置204持有的标签205R的检测。以后,将通道201中存在的标签205A和标签205R中的任意标签作为标签205代表性地进行说明。此外,标签205中登记有对标签205固有分配的ID信息(以后记为标签ID或TAG_ID)、以及持有标签205的移动体203、204的类别信息。图6示出标签205中记录的标签信息的一例。在图6的例子中,表示持有TAG_ID=TAG_001的标签205的是自主行走装置(ROBOT)(这里指参考符号204)。表示持有TAG_ID=TAG_002的标签205的是轮椅利用者(WHEEL_CHAIR)(这里指参考符号203)。表示持有TAG_ID=TAG_003的标签205的是普通步行者(HEALTHY_PERSON)。另外,通道201中配置有作为相对于移动体的一例障碍物的、椅子206A和椅子206B。以后,将通道201中配置的椅子206A和椅子206B中的任意椅子作为椅子206代表性地进行说明。此外,在该实施方式中,假定包括车辆操作者与步行者的移动者分别单独地具有标签。标签中还包含有识别人的识别信息(至少识别移动者的类别的移动者识别信息)。在此,移动者的类别至少是表示是车辆操作者或是步行者的信息。
<观测信息处理部105>
观测信息处理部105进行由观测装置101取得的观测信息的处理,求出在观测装置101的观测范围内存在的移动体的ID、类别、以及时间序列的位置,将求出的信息分别存储到位置历史数据库102和自主行走装置数据库103。
对作为观测装置101使用标签阅读器的情况下的处理进行说明。假定使作为所述标签阅读器的观测对象的所述移动体中具有所述标签阅读器能够检测的标签,假定在所述标签中,作为标签信息,至少记录有对所述标签固有分配的ID(以后称为标签ID)和所述移动体的类别。通过检测所述标签,能够取得所述移动体的ID和类别(将所述移动体的ID认为是标签ID)。另外,所述移动体的位置能够通过三点定位来求出。根据到获取所述标签对所述天线输出的提问波输出的应答波为止的时间差,能够求出所述标签与各天线相距的距离。若所述标签阅读器的各天线的配置位置已知,则只要至少能够通过三个以上天线检测所述标签,就能够在观测装置101中唯一确定所述标签的位置。作为一例,将观测信息处理部105求出的移动体的ID、类别、以及时间序列的位置,与标签阅读器202检测出标签205的时刻一起,记录到位置历史数据库102。
接着,使用图4B,对作为观测装置101使用距离图像传感器的情况下的处理进行说明。首先,作为预处理,使用背景差分法等,从由距离图像传感器101a取得的距离图像中,由观测装置101的图像处理部101b仅提取所述移动体的区域(差分区域)。在所述距离图像传感器101a设置于墙壁201w或201x,能够检测所述移动体的脚下的情况下,可以将根据所述差分区域推定的所述移动体的脚下作为所述移动体的位置,在所述距离图像传感器101a设置于天花板,不能检测所述移动体的脚下的情况下,可以将所述差分区域的重心位置作为所述移动体的位置。关于所述移动体的类别,基于轮椅利用者203的高度(身高)比普通步行者的高度(身高)低并且幅宽较大的知识、以及如后所述在所述自主行走装置数据库103中记录的所述自主行走装置204的形状信息,根据所述差分区域的高度和幅宽,利用观测装置101的类别判定部101c,能够求出所述移动体的类别是轮椅利用者203、普通步行者、还是自主行走装置204。关于所述移动体的ID,根据距离图像(在由立体摄像机制成距离图像的情况下,也包含单眼照相机的图像)难以推定所述移动体的ID(个人)。因此,本处理中输出的所述移动体的ID采用仅在所述自主行走装置204中有效的内部ID。例如,若对首次检测出的所述移动体分配了内部ID(001),在跟踪所述移动体期间内对所述移动体始终分配ID(001)。此外,在所述移动体的跟踪中,能够使用光流等技术实现。
<位置历史数据库102>
位置历史数据库102中,与观测装置101进行观测的时刻一起,记录有观测信息处理部105求出的移动体的ID、类别、以及位置。也就是说,位置历史数据库102中,经由观测信息处理部105按照时间序列记录有利用观测装置101取得的移动者的位置。
图7示出位置历史数据库102的一例。在时刻14时23分15秒400,移动体ID为TAG_001的自主行走装置204在坐标(0,150)处存在,并且移动体ID为TAG_002的轮椅利用者203在坐标(1000,200)处存在。此外,该例中,作为移动体ID,使用了标签ID。另外,为了简化说明,图5中作为移动者仅有轮椅利用者203出场,而在存在持有标签的普通步行者的情况下,所述普通步行者的移动体ID和类别以及位置被记录到位置历史数据库102。
<环境数据库104>
环境数据库104是障碍物数据库的一例。环境数据库104中记录有:作为所述自主行走装置204行走的环境的一例的建筑物内的墙壁201w、201x、或者椅子206等所述环境内的静止障碍物的位置信息、以及所述静止障碍物中轮椅利用者203容易进行注视的位置信息。在此,静止障碍物包括有可能成为障碍物的静止障碍物(包括有可能成为障碍物的引导板)、以及不可能成为障碍物的引导板(例如,从天花板垂下的引导板、走廊的地板上显示的公告标识等)。
图8A及图8B示出环境数据库104的一例。图8A中,作为通道201中存在的障碍物信息,记录有各障碍物的顶点的坐标。此外,所述障碍物的表记方法不限于此。例如,若障碍物为圆柱形,则可以记录中心坐标、半径、高度的信息。另外,在图8B中,记录有轮椅利用者203容易对所述障碍物进行注视的注视位置、以及与进行注视时的条件有关的信息。在图8B所示的例子中,仅限于在满足全部条件的情况下,注视位置取得部108判断为轮椅利用者203容易注视所述注视位置。此外,一般而言,轮椅利用者203倾向于容易注视脚下的障碍物,因此假设将轮椅利用者203的位置及前进方向(或者朝向)、以及与所述障碍物的位置的关系作为条件,预先决定好注视位置。在此,作为一例,设定有两种条件。第一个条件(“条件1”)是与轮椅利用者203的前进方向(或者朝向)有关的条件。第二个条件(“条件2”)是与轮椅利用者203与障碍物之间的距离有关的条件。在此,在轮椅利用者203处,假设+x方向是在以x方向为0度的位置时相对于0度从-90度到+90度的范围的方向。相反,假设-x方向是在以与+x方向相差180度的位置即-x方向为0度的位置时相对于0度从-90度到+90度的范围的方向。
<自主行走装置数据库103>
自主行走装置数据库103中,预先记录有上述自主行走装置204的形状信息,并且记录有所述自主行走装置204存在的位置和移动方向、移动速度、以及目标位置、从所述自主行走装置204存在的位置到目标位置的路径信息。此外,自主行走装置204的存在位置由观测装置101取得,或者利用测程法(Odometry)取得。关于自主行走装置204的移动速度,与轮椅利用者同样,能够基于自主行走装置204的过去的位置历史由移动方向计算部106进行推定。关于目标位置,在使自主行走装置204动作之前,由路径生成部110对自主行走装置数据库103进行设定。从上述位置到目标位置的路径信息由路径生成部110生成。
此外,假设路径信息中也包含自主行走装置204在路径上行走时的速度信息和加速度信息,能够利用接近时刻计算部107计算到目标位置或位于路径上的任意位置的到达预定时刻。
另外,所述自主行走装置204的位置基于观测装置101的观测信息、或者所述自主行走装置204中搭载的传感器的观测信息进行更新。作为基于所述自主行走装置204中搭载的传感器的观测信息求出所述自主行走装置204的位置的方法,例如考虑测程法或测距传感器等的利用。测程法是基于所述自主行走装置204的车轮115的转动角测量所述自主行走装置204的移动量的方法,若已知所述自主行走装置204的初始位置,则通过测程法,能够由位置取得部计算行走中的所述自主行走装置204的位置。车轮115的转动角利用安装在发动机上的旋转编码器取得,该发动机是车轮的驱动装置114的一例。如上所述,使用测程法为一例,根据测距传感器或天花板照相机、或者基于自主行走装置204的路径信息的预测等,能够计算行走中的自主行走装置204的位置。在图4A的方框图中,尤其是,能够在不设置自主行走装置用的位置运算部的情况下,由观测信息处理部105基于观测装置101的观测信息,计算自主行走装置204的位置。
另外,在利用测距传感器的情况下,基于测距传感器取得的量程数据、以及环境数据库104中记录的静止障碍物的位置信息,由观测信息处理部105进行地图重合,由此能够由观测信息处理部105求出所述自主行走装置204的位置(具体而言,所述测距传感器最后取得量程数据的时刻的位置)。此外,关于基于观测装置101的观测信息求出所述自主行走装置204的当前位置(观测装置101最后进行观测的时刻的位置)的方法,与在观测信息处理部105中描述的内容相同,因此省略说明。另外,也可以通过组合上述方法,从而高精度地求出所述自主行走装置204的当前位置(观测装置101最后进行观测的时刻的位置)。另外,所述自主行走装置204的移动方向和移动速度能够基于所述自主行走装置204的位置历史用移动方向计算部106求出。以后,将所述自主行走装置204的当前位置(观测装置101最后进行观测的时刻的位置)和移动方向、移动速度、以及目标位置及路径信息合在一起,称为所述“自主行走装置204的移动状态”。
图9A~图9D示出自主行走装置数据库103的一例。图9A中,作为自主行走装置204的形状信息,记录有纵向尺寸、横向尺寸、以及高度尺寸。此外,假设是自主行走装置204朝向+X方向时的形状信息。图9B中,记录有标签205R在自主行走装置204上的安装位置(标签位置)。图9C中,记录有自主行走装置204的速度信息。速度信息中包含最大速度、最大加(减)速度、最大回转速度、回转加(减)速度的信息。直行时,以最大加速度提高速度,直到达到最大速度为止,回转时,以最大回转加速度提高回转速度,直到达到最大回转速度为止。图9D中,记录有自主行走装置204的移动路径信息。移动路径信息中包含初始位置、单个或多个中继位置、以及目标位置。假设在中继位置之间(也包括从初始位置到中继位置,从中继位置到目标位置)进行直线移动,到达中继位置的(x,y)坐标后进行回转动作,朝向作为目标的方向θ。此外,假设θ=0度是+X坐标的方向。图5所示的状况是从中继位置2朝向目标位置的途中。
<移动方向计算部106>
移动方向计算部106是移动信息计算部的一例。移动方向计算部106基于位置历史数据库102中记录的所述移动体的位置历史,至少计算所述轮椅利用者203的位置(具体而言,是观测装置101最后进行观测的时刻的所述轮椅利用者203的位置)、移动方向、以及移动速度。以后,将上述轮椅利用者203的上述位置、移动方向、以及移动速度合在一起称为上述“轮椅利用者203的移动状态”。
根据图7,标签阅读器202的上次观测中的各移动体的位置是,在时刻14时23分15秒600,移动体ID为TAG_001的自主行走装置204在坐标(20,150)处存在,在相同时刻,移动体ID为TAG_002的轮椅利用者203在坐标(980,200)处存在,移动方向计算部106从位置历史数据库102取得上述位置(坐标)。另外,基于位置历史数据库102中记录的所述移动体的位置历史,由移动方向计算部106进行所述移动体的移动方向和移动速度的计算。根据图7,假设当前为14时23分15秒600的时刻,则在该时刻,移动体ID为TAG_001的自主行走装置204在+X坐标方向上以秒速1m的速度移动,移动体ID为TAG_002的轮椅利用者203在-X坐标方向上以秒速1m的速度移动。在此,移动速度例如能够采用所使用的历史的观测信息中的平均速度。另外,移动方向例如能够使用最小二乘法等由移动方向计算部106求出。此外,在图7所示的位置历史数据库102的例子中,历史的数量为3个,但为了计算所述移动体的移动速度和移动方向而使用的历史的数量至少为2个以上即可。
<接近时刻计算部107>
接近时刻计算部107对于类别为轮椅利用者203的所述移动体,基于从移动方向计算部106取得的所述自主行走装置204的移动状态和所述轮椅利用者203的移动状态,判断从当前时刻(观测装置101最后进行观测的时刻)起,在规定时间以内,所述自主行走装置204与所述轮椅利用者203的移动体是否接近到规定距离以内。在由接近时刻计算部107判断为在所述规定距离以内接近的情况下,由接近时刻计算部107计算所述自主行走装置204与所述移动体之间的距离变为所述规定距离的接近时刻。此外,认为所述移动体(在此是轮椅利用者203)维持从移动方向计算部106输出的所述轮椅利用者203的移动状态(进行匀速直线运动)。另外,关于自主行走装置204的移动状态,假设通过参考自主行走装置数据库103,由接近时刻计算部107取得自主行走装置204的所述移动状态的信息。
作为由接近时刻计算部107判断是否接近到规定距离以内的方法,例如考虑如下方法:由接近时刻计算部107制成配置空间,随后,在包含时间轴的空间中,根据自主行走装置204的轨迹是否包含在由轮椅利用者203形成的区域内,由接近时刻计算部107进行判断。此外,关于配置空间的详细情况在后面进行描述。
<注视位置取得部108>
注视位置取得部108仅在从接近时刻计算部107输出了所述接近时刻的情况下,基于从移动方向计算部106取得的所述轮椅利用者203的移动状态(位置、移动方向、移动速度)、以及环境数据库104中记录的所述静止障碍物的位置信息,取得轮椅利用者203倾向于注视的注视位置。注视位置是被预测为从当前时刻(作为观测装置101的一例具体结构的标签阅读器202最后进行观测的时刻)起所述规定时间内的、轮椅利用者203进行注视的比例较多的位置。注视位置取得部108在未从接近时刻计算部107输出所述接近时刻的情况下,不取得注视位置。此外,作为移动状态,考虑轮椅利用者203正在停止的情况等,因此移动速度不是必需的。
图10A的(a)~(e)中示出与时刻一起发生变化的注视位置的情形。若考虑轮椅利用者203维持移动方向计算部106计算出的移动速度和移动方向,进行匀速直线运动,则从图10A的(a)所示的当前时刻(14时23分15秒600)起到图10A的(c)所示的时刻14时23分19秒400为止,轮椅利用者203容易注视的注视位置(的坐标)是椅子206A的坐标(600,300,0)和椅子206B的坐标(350,50,0)这两处(参考图10A的(a)、图10A的(b))。图10A的(c)所示的时刻14时23分19秒400以后,轮椅利用者203通过椅子206A的注视位置,因此注视位置变为仅椅子206B的坐标(350,50,0)(参考图10A的(c)、图10A的(d))。进而,图10A的(e)所示的时刻14时23分21秒900以后,轮椅利用者203通过椅子206B的注视位置,因此注视位置变为无(参考图10A的(e))。另外,在图10B的(a)~(c)中,用俯视图、侧视图、以及后视图示出在时刻14时23分15秒600时轮椅利用者203注视着椅子206B的注视位置1001的状况。此外,在图10B中,从图的容易观看的观点考虑,省略了椅子206A、以及椅子206A的注视位置。
此外,上述注视位置不必限于点,也可以是线段或区域。例如,在上述注视位置存在2处以上的情况下,轮椅利用者203交替确认上述注视位置的可能性较高。此时,若考虑视线在用直线连接上述注视位置之间而得的线段上移动,则能够将上述线段整体视为注视位置。另外,例如,在记载有目的地的引导板(参考图22B及图23的符号800)等的情况下,认为轮椅利用者203进行注视的不仅仅是1点,而是上述引导板整体,能够将上述引导板的整体区域视为注视位置。图8C示出上述注视位置是线段的例子,图8D示出上述注视位置是区域的例子。图8C中,例如,将连结了椅子206A的注视位置(600,300,0)与椅子206B的注视位置(350,50,0)的线段记录为注视位置。另外,图8D中示出,例如,面向去外科进行诊断的患者的引导板1存在于区域{坐标(200,300,100)与坐标(300,300,150)}中。此外,假设这两点的坐标表示长方形的对角点的两点。此外,假设标签205A中记录有轮椅利用者203接受诊断的诊断科的信息。此外,图8E示出由点和区域形成的注视位置的例子。图8E中,例如,示出由椅子206A的注视位置(600,300,0)与引导板1的注视位置(200,300,100)形成的注视位置。在此,上述注视位置是连结作为椅子206A的注视位置的1点与引导板1的8个顶点而形成的立体区域。
<注视区域计算部109>
注视区域计算部109从注视位置取得部108获取类别为轮椅利用者203的所述移动体的注视位置后,基于从移动方向计算部106取得的所述轮椅利用者203的移动状态(位置、移动方向、移动速度)、以及所述注视位置,计算所述移动体倾向于注视的注视区域。注视区域是被预测为从当前时刻起规定时间内的、轮椅利用者203进行注视的比例较多的区域。此外,作为移动状态,考虑轮椅利用者203正在停止的情况等,因此移动速度不是必需的。
注视区域采用以轮椅利用者203的眼睛的位置(例如眼球的位置)或身高为顶点,以注视位置为底面中心的圆锥区域。在此,普通人的中心视野为20度,因此上述圆锥的角度作为一例采用20度。另外,关于轮椅利用者203的眼睛的位置,作为一例,设定坐在轮椅上时的普通人的视线的高度(例如眼球的位置)(例如120cm等)或者头顶的高度位置。另外,标签205A中,作为一例,可以作为患者信息记录有轮椅利用者203的身高,基于由标签阅读器202检测出的标签的信息中的上述身高,由注视区域计算部109推定轮椅利用者203的视线的高度。同样,标签205A中,可以作为患者信息记录有轮椅利用者203的年龄,基于由标签阅读器202取得的上述年龄的信息,由注视区域计算部109推定轮椅利用者203的视线的高度。此外,可以基于上述年龄,由注视区域计算部109使轮椅利用者203的上述圆锥的角度可变。例如,在视野变窄的年龄(例如60岁以上)的情况下,可以使上述圆锥的角度为比上述20度窄的18度。另外,同样,标签205A中,可以作为患者信息记录有轮椅利用者203的坐高信息,基于用标签阅读器202取得的上述坐高信息,由注视区域计算部109推定轮椅利用者203的视线的高度。
图11的(a)~(c)中,用俯视图、侧视图、以及后视图示出轮椅利用者203的注视区域的例子。图11中示出注视区域1101,对于该注视区域1101,认为轮椅利用者203即使在注视着椅子206B的注视位置的状况下也能够容易地认知椅子206B以外的物体。此外,在图11中,从图的容易观看的观点考虑,省略了椅子206A、以及椅子206A的注视区域。
另外,图12中示出包括从当前时刻起上述规定时间内的时间轴在内的4维(x,y,z,t)配置空间(不过,图中省略了z轴的记载)中的、轮椅利用者203的注视区域的例子。其中,x、y、z方向是建筑物的3维空间的坐标轴,t是时间。符号703A表示时刻14时23分15秒600时的轮椅利用者碰撞区域703。符号206B_A表示同一时刻的椅子206B,1101A表示同一时刻的注视区域1101。另外,符号703B表示时刻14时23分18秒600时的轮椅利用者碰撞区域703。符号206B_B表示同一时刻的椅子206B。符号1101B表示同一时刻的注视区域1101。此外,注视区域1101A~1101D表示作为顶视图观察时的区域。它们并非表示z轴方向的高度为0cm时的注视区域,此外,将自主行走装置204视作点701,因此,假设基于自主行走装置204的形状,在x、y、z方向上进行了扩展。
<路径生成部110>
路径生成部110作为行走信息生成部的一例发挥作用,从环境数据库104获取障碍物的位置信息,从接近时刻计算部107获取接近时刻,从注视区域计算部109获取类别为轮椅利用者203的所述移动体的注视区域后,生成在比所述接近时刻早的时刻将所述自主行走装置204的一部分或整体包含在所述注视区域中的路径信息。由路径生成部110生成的路径信息是行走信息的一例,记录在自主行走装置数据库103中。另外,路径生成部110假设维持由移动方向计算部106计算并从移动方向计算部106输入的移动方向,自主行走装置204进行匀速直线运动,制成包括时间轴的3维配置空间(参考图12)。
可以考虑,在图12的上述4维(x,y,z,t)空间内,由点701表示的自主行走装置204不侵入扩展区域702(参考图13B)内,并且侵入注视区域1101内至少1度,而向目标位置(1000,150)移动。在第一实施方式中,为了使说明简单,考虑自主行走装置204是平行移动的机器人。在自主行走装置204如果是伴随有转动移动的机器人的情况下,进行路径搜索的空间是包括转动轴在内的5维(x,y,z,t,θ)空间。此外,在同一空间内存在轮椅利用者203以外的移动者(例如健康步行者)的情况下,与轮椅利用者203或障碍物206同样,在上述配置空间中制成立柱,该立柱作为自主行走装置204无法行走的空间。
另外,作为具体的路径生成方法,例如,考虑使用迪杰斯特拉(Dijkstra)法等,关于迪杰斯特拉法的详细情况在后面进行描述。
<行走控制部113>
行走控制部113作为一例由速度指令值变换部111和车轮控制部112构成。
速度指令值变换部111作为行走信息取得部的一例发挥作用。速度指令值变换部111取得自主行走装置数据库103中记录的路径信息(中包含的速度信息),基于取得的路径信息,计算所述自主行走装置204的速度指令值。在所述自主行走装置204是靠两轮移动的机器人的情况下,由速度指令值变换部111计算通过发动机等驱动装置114使各车轮115(参考图26)向哪一方向(顺时针转动还是逆时针转动)以什么速度转动。
车轮控制部112作为驱动装置控制部的一例发挥作用。车轮控制部112基于由速度指令值变换部111计算出的各车轮的转动方向以及转动速度,控制驱动装置114以驱动所述自主行走装置204的各车轮115。
<动作>
接着,关于以上述方式构成的行走信息生成装置100的各结构要素的动作,首先基于图14说明大体的流程,然后基于图15说明具体的动作。
<步骤S1>
首先,在图14的步骤S1中,利用作为位置取得部的一例的观测装置101,每规定时刻取得轮椅利用者203的位置。
<步骤S2>
接着,在步骤S2中,利用观测信息处理部105,将由观测装置101取得的轮椅利用者203的位置记录到位置历史数据库102中。
<步骤S3>
接着,在步骤S3中,基于位置历史数据库102中记录的信息,由作为移动信息计算部的一例的移动方向计算部106计算轮椅利用者203的移动方向和移动速度。
<步骤S4>
接着,在步骤S4中,根据自主行走装置数据库103中记录的行走信息、位置历史数据库102中记录的轮椅利用者203的位置、以及由移动方向计算部106计算出的轮椅利用者203的移动方向和移动速度,由接近时刻计算部107计算自主行走装置204与轮椅利用者203在所述规定距离以内接近的时刻。
<步骤S5>
接着,在步骤S5中,根据作为障碍物数据库的一例的环境数据库104、位置历史数据库102中记录的轮椅利用者203的位置、以及由移动方向计算部106计算出的轮椅利用者203的移动方向和移动速度,由注视位置取得部108取得轮椅利用者203的注视位置,基于取得的注视位置、所述依靠轮椅的移动者的位置和移动方向,由注视区域计算部109计算注视区域。
<步骤S6>
接着,在步骤S6中,基于来自环境数据库104的障碍物的位置信息、来自接近时刻计算部107的接近时刻、以及来自注视区域计算部109的类别为轮椅利用者203的所述移动体的注视区域,由路径生成部110生成路径,该路径是在接近时刻之前的时刻自主行走装置204在注视区域内行走的行走信息。
<步骤S7>
接着,在步骤S7中,利用路径生成部110,将由路径生成部110生成的行走信息记录到自主行走装置数据库103中。
<步骤S8>
接着,在步骤S8中,利用行走控制部113,控制自主行走装置204基于自主行走装置数据库103中记录的行走信息行走。
以上是行走信息生成装置100中的行走信息生成动作的概要。
接着,图15是详细表示第一实施方式的行走信息生成装置100的行走信息生成处理动作的流程图。
<步骤S401>(与前面的步骤S1对应)
首先,使用作为观测装置101的一例的标签阅读器202,进行作为观测范围的一例的通道201内存在的标签205的检测。在此,假定检测出自主行走装置204持有的标签205R和轮椅利用者203持有的标签205A。
<步骤S402>(与前面的步骤S1对应)
接着,由观测装置101(具体而言是标签阅读器202)判断是否检测出了在标签阅读器202的观测范围内存在的移动体。由于标签阅读器202检测出自主行走装置204持有的标签205R和轮椅利用者203持有的标签205A,所以行走信息生成处理进入步骤S403。在假定标签阅读器202未检测出标签205的情况下,行走信息生成处理进入步骤S411。
<步骤S403>(与前面的步骤S1对应)
接着,观测信息处理部105根据标签阅读器202检测出的标签205中记录的标签信息,决定持有标签205的所述移动体的ID和类别。另外,根据天线202A检测出标签205所需的时间,能够求出天线202A与标签205的距离,因此在3个以上天线202A检测出了标签205的情况下,基于3点测量的原理,能够由观测信息处理部105计算标签205的位置,在观测信息处理部105中,将所述位置作为持有标签205的所述移动体的位置。
<步骤S404>(与前面的步骤S2对应)
接着,将观测信息处理部105求出的所述移动体的ID、类别、以及位置,与标签阅读器202检测出标签205的时刻一起,记录到位置历史数据库102。作为一例,在图7的位置历史数据库102中,在时刻14时23分15秒400,移动体ID为TAG_001的自主行走装置204在坐标(0,150)处存在,移动体ID为TAG_002的轮椅利用者203在坐标(1000,200)处存在。
<步骤S405>(与前面的步骤S3对应)
接着,移动方向计算部106基于来自位置历史数据库102的信息,进行标签阅读器202的上次观测中的、至少类别为轮椅利用者203的所述移动体的位置的取得、移动方向和移动速度的计算。
作为一例,根据图7,标签阅读器202的上次观测中的各移动体的位置是,在时刻14时23分15秒600,移动体ID为TAG_001的自主行走装置204在坐标(20,150)处存在,并且移动体ID为TAG_002的轮椅利用者203在坐标(980,200)处存在,移动方向计算部106从位置历史数据库102取得上述位置(坐标)。另外,基于位置历史数据库102中记录的所述移动体的位置历史,由移动方向计算部106进行所述移动体的移动方向和移动速度的计算。根据图7,假设当前为14时23分15秒600,则在该时刻,移动体ID为TAG_001的自主行走装置204在+X坐标方向上以秒速1m的速度移动,移动体ID为TAG_002的轮椅利用者203在-X坐标方向上以秒速1m的速度移动。在此,移动速度例如能够采用所使用的历史观测信息中的平均速度。另外,移动方向例如能够使用最小二乘法等求出。此外,在图7所示的位置历史数据库102的例子中,历史的数量为3个,但为了计算所述移动体的移动速度和移动方向而使用的历史的数量至少为2个以上即可。
<步骤S406>(与前面的步骤S4对应)
接着,接近时刻计算部107基于自主行走装置数据库103中记录的行走信息、以及轮椅利用者203的位置、移动方向和移动速度,判断从当前时刻(标签阅读器202最后进行观测的时刻)起,在规定时间以内,自主行走装置204与轮椅利用者203是否接近到规定距离以内。在由接近时刻计算部107判断出自主行走装置204与轮椅利用者203接近到规定距离以内的情况下,由接近时刻计算部107计算自主行走装置204与轮椅利用者203在规定距离接近时的接近时刻。此时,考虑假设自主行走装置204按照自主行走装置数据库103中记录的路径信息移动,轮椅利用者203维持移动方向计算部106计算出的移动速度和移动方向,进行匀速直线运动。此外,在该步骤S406中,参考自主行走装置数据库103中记录的行走信息,关于该行走信息,在自主行走装置204开始行走的时刻(换言之,检测出轮椅利用者203之前的时刻),由路径生成部110生成从当前位置到目标位置的行走路径并记录到自主行走装置数据库103中。也就是说,即使在未检测出轮椅利用者203的期间,路径也已由路径生成部110生成。这是由于,在由于路面状况或风的影响而使自主行走装置204无法按照速度指令值行走的情况下,希望能够进行行走路径的重新调整。假设在自主行走装置204的行走不易发生误差的环境下使自主行走装置204工作的情况下,生成未检测出轮椅利用者203的期间的路径的动作执行一次也是可以的。
如前文中所述,作为由接近时刻计算部107判断是否接近到规定距离以内的方法,例如考虑如下方法:由接近时刻计算部107制成配置空间,随后,在包含时间轴的空间中,根据自主行走装置204的轨迹是否包含在由轮椅利用者203形成的区域内,由接近时刻计算部107进行判断。
所谓配置空间,是指对空间(维度)进行扩展,将自主行走装置204视为点,由此使路径规划变得容易的方法,在机器人的路径规划中经常使用。图13A以及图13B中示出配置空间的一例。图13A示出制成配置空间之前的通道201中的障碍物和所述自主行走装置204的配置,图13B示出配置空间制成后的状况。将自主行走装置204表示为点701,以自主行走装置204的大小的量,对周围的障碍物进行扩展(扩展区域702)。在此,将由轮椅利用者203形成的扩展区域702称为轮椅利用者碰撞区域703(也包括轮椅利用者203存在的区域)。这意味着,如果点701侵入轮椅利用者碰撞区域703,则自主行走装置204与轮椅利用者203发生碰撞。
在此,在自主行走装置204与轮椅利用者203接近并擦肩而过的情况下,假设在轮椅利用者203未发觉自主行走装置204的存在而进行突然转向的情况下,自主行走装置204与轮椅利用者203有发生碰撞的危险。
因此,有必要设定富余距离,即使轮椅利用者203进行突然转向,自主行走装置204也能够通过采取紧急停止等行动从而事先防止碰撞。对此,在接近时刻计算部107中,将该富余距离设定为所述规定距离。在第一实施方式中,作为一例,使所述规定距离为从轮椅利用者203起前后方向以及左右方向各自50cm的距离。将考虑了该规定距离的、由轮椅利用者203形成的所述扩展区域称为轮椅利用者危险区域704(轮椅利用者危险区域704包括轮椅利用者203碰撞区域703)。另外,作为所述规定时间,例如,能够在接近时刻计算部107中设定为自主行走装置204到达下一个中继位置、或者目标位置的时刻等。假设在下一个中继位置近在眼前的情况下,可以在接近时刻计算部107中设定为到达下下个中继位置、或者目标位置的时刻等。此外,在第一实施方式中,作为一例,将到达下一个目标位置的时刻作为规定时刻,由接近时刻计算部107判断在到达14时23分25秒400的时刻之前,自主行走装置204与轮椅利用者203是否接近到规定距离以内。另外,所谓当前时刻,是标签阅读器202最后进行观测的时刻,如果根据图7的位置历史数据库102的例子,则将时刻14时23分15秒600作为当前时刻。
接着,在图16中追加时间轴t,表示在(x,y,t)的三维空间中的、自主行走装置204的点701与轮椅利用者危险区域704的移动图。此外,在图16中,从图的容易观看的观点考虑,省略了由椅子206形成的扩展区域702。在所述三维空间中,在表示自主行走装置204的点701的即使部分轨迹包含在轮椅利用者危险区域704所表示的立体中的情况下,也由接近时刻计算部107判断为自主行走装置204与轮椅利用者203在所述规定距离以内接近。在由接近时刻计算部107判断为自主行走装置204与轮椅利用者203在所述规定距离以内接近的情况下,行走信息生成处理进入步骤S407。在由接近时刻计算部107判断为自主行走装置204与轮椅利用者203不在所述规定距离以内接近的情况下,行走信息生成处理进入步骤S411。作为考虑了时间轴t的、自主行走装置204的一例即机器人的移动体回避技术,例如已知非专利文献2(坪内孝司,“平面を移動する複数の移動障害物とその速度を考虑した移動ロボツトのプランニングとナビゲ一シヨン(考虑了在平面移动的多个移动障碍物及其速度的移动机器人的规划和导航)”,本ロボツト学会誌(日本机器人学会杂志),1994年)中公开的技术。
<步骤S407>(与前面的步骤S4对应)
接着,在由接近时刻计算部107判断出自主行走装置204与轮椅利用者203在所述规定距离以内接近的情况下,由接近时刻计算部107计算自主行走装置204与轮椅利用者203首次在所述规定距离靠近的时刻。这可以由接近时刻计算部107求出图16所示的所述三维空间中的、自主行走装置204的点701的轨迹与轮椅利用者危险区域704的接触点。在存在多个接触点的情况下,将在时刻t最早的位置处接触的时刻作为自主行走装置204与轮椅利用者203首次在所述规定距离靠近的时刻。此外,在图16所示的例子中,示出在时刻14时23分19秒950,自主行走装置204与轮椅利用者203首次在所述规定距离靠近。
<步骤S408>(与前面的步骤S5对应)
接着,注视位置取得部108仅在从接近时刻计算部107输出了所述接近时刻的情况下,基于从移动方向计算部106输出的轮椅利用者203的移动状态(位置、移动方向、移动速度)、以及环境数据库104中记录的障碍物信息,取得从当前时刻起所述规定时间内的、被预测为轮椅利用者203进行注视的比例较多的注视位置,行走信息生成处理进入步骤S409。如前文所述,图8A及图8B示出环境数据库104的一例。注视位置取得部108在未从接近时刻计算部107输出所述接近时刻的情况下,不取得注视位置,行走信息生成处理进入步骤S411。
<步骤S409>(与前面的步骤S5对应)
接着,注视区域计算部109基于来自移动方向计算部106的轮椅利用者203的移动状态和来自注视位置取得部108的所述注视位置,计算从当前时刻起所述规定时间内的、被预测为轮椅利用者203进行注视的比例较多的注视区域。
<步骤S410>(与前面的步骤S6、S7对应)
接着,路径生成部110基于来自环境数据库104的障碍物的位置信息等、来自接近时刻计算部107的接近时刻、以及来自注视区域计算部109的类别为轮椅利用者203的所述移动体的注视区域,生成在比所述接近时刻早的时刻且在所述规定时间内至少将自主行走装置204的一部分包含在所述注视区域内的路径信息,并记录到自主行走装置数据库103。
如前面所述,作为具体的路径生成方法,例如,考虑使用迪杰斯特拉(Dijkstra)法。所谓迪杰斯特拉法,是用于解决加权图上的最短路径搜索问题的一种方法。图17A~图17F中示出使用迪杰斯特拉法的最短路径搜索的例子。图17A中示出要解的加权图。所述图配置有6个节点,在能够在节点之间移动的情况下,用弧线在节点之间进行连接。弧线上表示的数值是权重。假设这次由路径生成部110求出从节点1向节点6前进时的最短路径。首先,由路径生成部110搜索从节点1出发能够以最小权重移动的节点。由此可知,能够以权重3移动到节点3(图17B)。接着,搜索从节点1出发能够以最小权重移动的其它节点。由此可知,能够以权重4移动到节点2(图17C)。同样,搜索从节点1出发能够以最小权重移动的又一其它节点。由此可知,能够以权重6移动到节点6(图17D)。接着,基于从节点1出发能够以最小权重移动的节点3,搜索从节点3出发能够以最小权重移动的节点。由此可知,能够以权重4移动到节点5(图17E)。通过反复进行这些处理,搜索从节点1向节点6前进时的最短路径(换言之,权重最小的路径)。这样,从节点1经由节点2向节点6前进的路径具有4+6=10的最小权重。由此,最终能够生成用于从节点1到达节点6的、具有最小权重的路径(图17F)。
作为在第一实施方式中适用该迪杰斯特拉法的具体方法,首先,由路径生成部110进行节点的设定。由路径生成部110将所述四维空间划分为网格(将网格的交点作为节点,将节点之间作为弧线)。此外,基于自主行走装置数据库103中记录的自主行走装置204的速度信息,由路径生成部110决定网格的间隔。例如,若自主行走装置204的速度较慢,则将网格划分得使时间轴的间隔较宽,使x、y轴的间隔较窄。如果在对时间轴以1秒为间隔、对x、y轴以200cm为间隔来划分网格的情况下,为了在节点之间进行移动,自主行走装置204必须以200cm/s以上的速度移动。作为一例,第一实施方式中的自主行走装置204的最大速度是100cm/s,因此无法使用迪杰斯特拉法找出路径的解。此外,节点的设定方法不需要限定于此,例如,也可以利用维诺图(Voronoi Diagram)等。所谓维诺图,是指对存在多个的点组的相邻两点进行连结的线段的、垂直平分线的一部分所构成的图,能够将所述线段作为弧线,将所述线段的交点作为节点。
接着,由路径生成部110进行用于使自主行走装置204进入注视区域1101内的中继位置的设定。关于中继位置的(x,y)坐标,作为一例,考虑轮椅利用者203的安全性,由路径生成部110设置远离轮椅利用者203的、注视区域110内的位置。
关于中继位置的z坐标,采用高度为自主行走装置204的点701的高度的、注视区域110内的位置(在第一实施方式的情况下,作为一例,采用100cm)。
关于中继位置的时刻t,作为一例,基于自主行走装置数据库103中记录的自主行走装置204的速度信息,由路径生成部110设定为自主行走装置204能够到达所设定的(x,y,z)坐标的、注视区域110内的时刻。
接着,由路径生成部110进行初始节点的设定。初始节点的位置是当前时刻的自主行走装置204的点701的位置(20,150,100)。
接着,由路径生成部110进行目标节点的设定。目标节点的位置采用所述目标位置(100,150,100)。
此外,新生成的路径经由注视区域1101,因此可以由路径生成部110留有富余地设定目标节点的时刻t。作为一例,考虑将自主行走装置204向目标位置直线移动的情况下所花费的时间的5秒以后作为目标节点的时刻t等。路径生成部110中所述初始节点、中继节点、以及目标节点的设定结束后,首先,由路径生成部110利用迪杰斯特拉法求出从所述初始节点移动到所述中继节点的路径。在由路径生成部110求出了所述路径的情况下,接着,由路径生成部110利用迪杰斯特拉法求出从所述中继节点移动到所述目标节点的路径。据此,能够由路径生成部110求出从所述初始节点移动到所述目标节点的路径,即能够将当前时刻的自主行走装置204经由注视区域1101移动到目标位置的路径。
此外,迪杰斯特拉法是搜索全部可能性并求出最短路径的方法,因此所述中继节点和所述目标节点分别不限于一个,可以设置有多个。在该情况下,也由路径生成部110从经过所述中继节点到达所述目标节点的多个路径候选中选择最短的路径。
在此,在自主行走装置204无法上下运动的情况下,无法使自主行走装置204的点701向z轴方向移动。这意味着无法利用迪杰斯特拉法进行与z轴方向的移动相伴的节点间移动。即,在自主行走装置204的点701的高度以外的z位置处设定了所述中继位置或所述目标位置的情况下,无法找到路径的解。
在注视区域1101存在于点701的高度的情况下,有可能找到路径的解,但在注视区域1101不存在于点701的高度的情况下,不会找到路径的解。在此情况下,例如,也考虑通过由路径生成部110参考环境数据库104中记录的障碍物信息,从而由路径生成部110确认自主行走装置204的上空不存在障碍物,以此为前提,在自主行走装置204的高度的范围内,由路径生成部110允许点701的z轴方向的移动。据此,即使在点701的高度以外的z位置处设定了所述中继位置或所述目标位置的情况下,也有可能由路径生成部110找到路径的解。
此外,在由路径生成部110进行多维空间中的自主行走装置204的路径生成时产生计算量的问题的情况下,例如,能够使用RRT(Rapidly-exploring Random Trees,快速扩展随机树)等路径生成方法。这是从初始节点起在随机的位置处生成节点的方法,仅依次生成必要数量的节点,因此能够抑制计算量的增加。非专利文献3(Steven M.Lavalle,James J.Kuffner:Randomized Kinodynamic Planning.Robotics andAutomation,1999.Proceedings.1999IEEE International Conference on,pp473-479)中公开有该方法。此外,路径生成方法不限于此,作为其它路径生成方法,例如也可以利用概率路径图法、或者A*算法。
在此,使用图18A~图18D说明由路径生成部110利用A*算法进行路径生成的例子。图18A中示出:轮椅利用者203注视静止障碍物(静止障碍物的图示省略)而产生的注视区域2601、自主行走装置204的当前位置(观测装置101最后进行观测的时刻的位置)2602A、自主行走装置204的目标位置2602B、以及轮椅利用者203的当前位置(观测装置101最后进行观测的时刻的位置)2603。若使用上述迪杰斯特拉法生成自主行走装置204一度进入注视区域2601并且自主行走装置204朝目标位置2602B前进的路径,则生成图18B所示的最短路径(为了简化说明,省略了时间轴。即,假设轮椅利用者2603正在停止)。使用A*算法能够对各弧线定义在弧线上移动时的权重。例如,在变为陡坡道而对行走增加负担、周围设置有贵重物品而必须谨慎慢行等对行走具有某种限制的情况下,能够对弧线提供权重。由此,能够由路径生成部110不仅仅是生成最短路径,而是生成与周围的状况相应的最佳路径。图18C中示出作为权重添加了自主行走装置204进入注视区域2601时的危险性时的情形。例如,对于在与轮椅利用者2603相距较近的位置处进入注视区域2601的弧线,轮椅利用者2603有可能因为自主行走装置204的突然出现而吃惊,因此将权重设定得较大。另外,对于在与轮椅利用者2603相距较远的位置处进入注视区域2601的弧线,轮椅利用者2603因为自主行走装置204的出现而吃惊的可能性较低,因此将权重设定得较低。如果由路径生成部110加入这种权重而生成路径,则能够由路径生成部110生成18D所示的、虽然行走距离上稍微变长但对于轮椅利用者203更加安全的自主行走装置204的行走路径。在前面的说明中,从轮椅利用者203的危险性的观点设定了权重,但也可以从自主行走装置204与障碍物的接触的危险性的观点设定权重。另外,也可以加入轮椅利用者203的危险性、以及自主行走装置204与障碍物的接触的可能性两者而设定权重。例如,在即使自主行走装置204一边减速一边进入注视区域2601,也在自主行走装置204与轮椅利用者203之间确保了轮椅利用者203能够留有余地地识别自主行走装置204的存在的程度的足够距离的情况下,也能够生成自主行走装置204为了减轻与所述静止障碍物的接触的可能性而一边减速一边进入注视区域2601的路径。另外,作为其它例子,在自主行走装置204与移动体(轮椅利用者203)的距离较近(位置关系较近)的情况下,通过对自主行走装置204移动的弧线(节点间)附加权重,能够在所生成的路径中不易选择所述弧线。更具体而言,例如,将在实际距离上加上所述权重而得的数值作为假想距离,由路径生成部110选择所述假想距离最短的路径而生成路径。此外,假设权重是越靠近移动体则越重等、基于预先设定的指标决定的值。
由此,路径生成部110基于障碍物的位置信息等(更具体而言,自主行走装置204与移动者(轮椅利用者203)的位置关系、或/和自主行走装置204与障碍物的位置关系)信息、由接近时刻计算部107计算出的接近时刻、以及由注视区域计算部109计算出的注视区域,生成使自主行走装置204在与接近时刻相比的规定时刻前行走至注视区域内的路径信息,并记录到自主行走装置数据库103。
<步骤S411>
在步骤S411中,自主行走装置204生成用于向预先设定的目标位置前进的路径。具体的路径生成方法与步骤S401中说明的相同。
<步骤S412>(与前面的步骤S8对应)
由路径生成部110利用以上方法生成的新路径从路径生成部110记录到自主行走装置数据库103的移动路径信息中,以后,自主行走装置204基于所述新路径的信息进行行走。此外,在未找到路径的解的情况下,为了确保轮椅利用者203的安全性,在自主行走装置204与轮椅利用者203在所述规定距离以内接近的状况下,可以使自主行走装置204的行走暂时停止。随后,行走信息生成处理返回步骤S401。此外,在行走信息生成处理从步骤S402、步骤S406、或步骤S408进入了步骤S412的情况下,自主行走装置204基于未检测出轮椅利用者203的期间内生成了的路径信息行走。
<效果>
根据本发明的第一实施方式,即使在存在依靠轮椅的移动者(轮椅利用者203)的情况下,也能够由行走信息生成装置100生成行走信息,该行走信息使自主行走装置行走至对轮椅利用者注视的比例较高的脚下障碍物进行注视的区域内。由此,能够使轮椅利用者更可靠地识别自主行走装置的存在。
这样,例如,即使在作为建筑物的一例的医院内导入作为自主行走装置204的具体例的药剂自动搬运用机器人等,导入药剂自动搬运用机器人在有住院患者等的走廊中自主工作的系统的情况下,也能够适用第一实施方式。另一方面,在医院等内,住院患者等由于惧怕跌倒,所以注意脚下的障碍物,倾向于视线较低。因此,与普通的健康者相比,住院患者等往往视野较窄。尤其是,如图19中所说明,健康者17的注视区域较宽(参考图19的左图),与此相对,轮椅利用者203的注视区域往往以脚下为中心而不注视远方,比健康者17的注视区域更狭窄(参考图19的右图)。在这种状况下,在作为自主行走装置204的具体例的、自主移动的机器人等在医院内移动的情况下,有必要设想存在有利用轮椅的患者而规划路径。在这种情况下,根据第一实施方式,自主行走装置204向轮椅利用者203注视的脚下侧的区域的方向行走,由此能够使轮椅利用者203发觉自主行走装置204的存在,而不会因为自主行走装置204的出现而吃惊。据此,能够使轮椅利用者203更可靠地识别自主行走装置204的存在,即使在存在有依靠轮椅的移动者(轮椅利用者203)的情况下,也能够使轮椅利用者203更可靠地识别自主行走装置204的存在。
(第二实施方式)
在第一实施方式的行走信息生成装置100中,根据轮椅利用者203的位置,在具有存在于走廊等处的障碍物的状况下,考虑所述轮椅利用者203的注视区域而决定机器人移动的方向。与此相对,在第二实施方式的行走信息生成装置100B中,简言之,利用患者具有的标签确定诊疗科室等,确定患者想确认的提示牌位置,利用该提示牌的位置扩大注视区域。
首先,在说明第二实施方式的行走信息生成装置100B的特征之前,对作为前提的医院内的患者的行动状况进行说明。在医院内依靠轮椅移动的患者往往以接受治疗为目的来到医院,往往一边确认医院内的公告物一边移动。另外,患者在医院内往往携带挂号证或病历移动,因此通过在其中嵌入标签,还能够确定患者接受诊断、处置、检查、手术、或功能训练、或者进行精算或取药等的诊疗科室等(诊疗科室、处置室、临床检查室、手术室、功能训练室、精算窗口、药房等医院内的设施)的信息。以下,为了简化说明,对患者在诊疗科室就诊的情况进行说明,去往诊疗科室以外的其它场所接受处置等的情况也是同样的。通过确定患者在哪个诊疗科室就诊,也能够在某种程度上确定所述患者注视的公告物。
对此,在第二实施方式中,如图20所示,相对于第一实施方式,还具备患者信息存储部1401以及患者确认空间确定部1402,在注视区域计算部109中,基于患者信息存储部1401的信息等,根据由患者确认空间确定部1402确定的患者有可能确认的公告物的空间位置信息(例如公告位置),计算轮椅利用者203的注视区域。
患者信息存储部1401中存储有患者持有的标签的信息与患者的对应关系。
患者确认空间确定部1402根据由观测装置101观测到的标签的信息、以及由患者信息存储部1401存储的标签与患者的信息的对应关系,确定患者要确认的公告信息,进一步根据环境数据库104中存储的医院内的公告信息的空间的位置信息,确定患者要确认的空间。
在注视区域计算部109中,基于由患者确认空间确定部1402确定的患者有可能确认的公告物的空间位置信息,计算轮椅利用者203的注视区域。
以下对上述行走信息生成装置100B的动作简单地进行描述。基本上与第一实施方式进行同样的动作,因此对新追加的部分进行说明。
在患者信息存储部1401中,如图21所示,对于标签ID,存储有持有所述标签的患者ID、该患者就诊的诊疗科室、以及该诊疗科室中的治疗内容。这些信息是在医院内对患者交付标签时,对在患者的病历等中记载的内容与标签ID的对应关系进行登记而得的信息。
接着,在观测装置101中观测患者持有的标签的ID,在患者确认空间确定部1402中,在检测出规定的标签ID时,确定持有所述标签ID的患者的诊疗科室以及诊断内容。
另外,在环境数据库104中,在图8A~图8E所示数据的内容中,还如图22A及图22B所示,存储有与患者的注视点有关的信息,具体而言,存储有对于各诊疗科室的相关公告物公告在医院内的哪个位置处的空间位置信息。例如,在图22A及图22B中,关于整形外科的诊疗科室,对应有公告在门上的“整形外科”、或者公告在医院的走廊中的“X射线室”的显示。此外,对于各公告物,存储有相对于整个医院在各层中的基准位置,还登记有患者根据该基准位置确认的代表坐标位置。另外,还登记有与公告物的显示大小有关的信息。根据这些信息,能够由注视区域计算部109计算各公告物在医院内公告在哪里。此外,还能够由注视区域计算部109推定正在依靠轮椅移动的患者是否确认该公告物的信息。若患者确认公告物,则由注视区域计算部109考虑公告物的位置信息而修正注视区域。
在此,例如如图23所示,即使在轮椅利用者203的注视区域如图23的左图(a)所示进行了设定的情况下,在根据轮椅利用者203的患者持有的标签能够确定患者是接受整形外科的治疗的患者的情况下,在面向走廊的房门上有“整形外科”的公告物的情况下,患者也很可能向该方向移动视线。对此,在这种轮椅利用者203中,由注视区域计算部109将注视区域修正为如图23的右图(b)所示。
根据第二实施方式,基于轮椅利用者203很可能前往的诊疗科室等的信息及其引导板的位置,能够由注视区域计算部109修正轮椅利用者203的注视区域,能够更正确地制成轮椅利用者203的注视区域。由此,能够使自主行走装置14更可靠地向轮椅利用者13的注视区域的方向行走,能够使轮椅利用者13更可靠地发觉自主行走装置14的存在。
(第三实施方式)
在第一实施方式的行走信息生成装置100中,认为轮椅利用者203的轮椅操作能力相同而进行了构成。但是,在轮椅利用者203中,长期利用轮椅的患者能够以较少的距离、小幅转动对障碍物等进行回避操作。另一方面,对于轮椅利用的新手(轮椅新手)而言,回避障碍物需要较多的距离。
对此,在图24所示的第三实施方式的行走信息生成装置100C中,利用标签确定与患者的轮椅移动历史有关的特性,确定习惯程度或轮椅性能(回避性能等),确定能够容易地进行回避的距离。
也就是说,行走信息生成装置100C还具备患者信息存储部1401和回避距离确定部1403。
患者信息存储部1401中预先存储轮椅利用者203利用的轮椅的利用历史或与轮椅型号有关的信息。
回避距离确定部1403使用由患者信息存储部1401确定的、患者利用的轮椅的信息,确定轮椅利用者203能够容易地进行回避的距离。
另外,在路径生成部110中,使用由回避距离确定部1403确定的距离,生成自主行走装置204的回避路径。
以下对上述行走信息生成装置100C的动作简单地进行描述。基本上与第一实施方式进行同样的动作,因此对新追加的部分进行说明。
在患者信息存储部1401中,如图25所示,对于患者ID,还存储有与轮椅使用历史以及轮椅型号有关的信息。根据轮椅利用者的轮椅利用历史期间不同,在自主行走装置204接近时用于对自主行走装置204容易地进行回避的距离不同,认为利用期间长的轮椅利用者203对轮椅的操作较为习惯。
对此,如图26的右图(b)所示,在轮椅利用者203较为熟练,用于容易地进行回避的距离较短的情况下,选择自主行走装置204侵入轮椅利用者203的注视区域而使轮椅利用者203发觉移动体的存在的路径。另一方面,对于轮椅的操作不熟练的患者,如图26的左图(a)所示,用于进行回避的距离较长,若移动体侵入注视区域,则必须立即采取回避行动。对此,在这种情况下,自主行走装置204选择避开注视区域的路径。若使用第一实施方式中说明的A*算法进行说明,则在不熟练的轮椅患者(轮椅新手)的情况下,对进入所述注视区域的弧线附加较大的权重。其结果是,自主行走装置204采取如下动作:即使行走距离大幅增加也大幅回避所述轮椅患者,或者停止到所述轮椅患者通过为止,等等。
根据第三实施方式,能够利用标签确定轮椅利用者203的与轮椅历史有关的特性,确定习惯程度或轮椅性能,确定能够容易地进行回避的距离。由此,能够基于轮椅利用者203对轮椅的习惯程度等,由路径生成部生成更合适的自主行走装置204的回避路径。其结果是,能够使自主行走装置204更可靠地向轮椅利用者203的注视区域的方向行走,能够使轮椅利用者203更可靠地发觉自主行走装置204的存在。
此外,基于第一~第三实施方式以及变形例说明了本发明,但本发明当然不限于所述第一~第三实施方式以及变形例。以下情况也包含在本发明中。
所述各行走信息生成装置的一部分或全部具体而言是由微处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示单元、键盘、鼠标等构成的计算机系统。所述RAM或硬盘单元中存储有计算机程序。所述微处理器按照所述计算机程序工作,由此使各部分实现其功能。在此,计算机程序是为了实现规定功能,组合多个表示对计算机的指令的命令代码而构成的。
例如,各构成要素可以通过如下方式实现:CPU等程序执行部读出并执行硬盘或半导体存储器等记录介质中记录的软件程序。此外,实现构成所述实施方式或变形例中的行走信息生成装置的部分或全部要素的软件是如下的程序。即,该程序是使计算机作为如下部件发挥作用的自主行走装置的行走信息生成程序:
位置取得部,每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的移动者的位置;
移动者识别部,识别由所述位置取得部取得的所述移动者的类别;
位置历史数据库,按照时间序列记录由所述位置取得部和所述移动者识别部分别取得的所述移动者的位置以及类别;
移动信息计算部,根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
自主行走装置数据库,记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
环境数据库,将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起进行记录;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
作为替代,所述程序是使计算机作为如下部件发挥作用的自主行走装置的行走信息生成程序:
位置历史数据库,按照时间序列记录由每规定时刻取得建筑物内的依靠轮椅的移动者的位置的位置取得部取得的所述移动者的位置;
移动信息计算部,根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
自主行走装置数据库,记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
障碍物数据库,记录所述建筑物内的障碍物的位置;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置、移动方向、以及所述障碍物数据库内的所述障碍物的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置、移动方向、以及所述注视位置,计算所述轮椅利用者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述障碍物的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
另外,该程序既可以通过从服务器等下载而执行,也可以通过读出规定记录介质(例如CD-ROM等光盘、磁盘、或者半导体存储器等)中记录的程序而执行。
另外,执行该程序的计算机既可以为单个,也可以为多个。也就是说,既可以进行集中处理,或者也可以进行分散处理。
另外,也可以不作为行走信息生成装置内的构成要素而具备各个数据库,而是如图27中作为第一实施方式的变形例所例示的那样,在行走信息生成装置内不具有数据库,根据需要经由通信线路170与行走信息生成装置以外的各个数据库进行信息存取。这不限于第一实施方式,其它实施方式中也是同样。
此外,通过适当组合上述各种实施方式或变形例中的任意实施方式或变形例,能够实现它们各自具有的效果。
产业上的可利用性
本发明所涉及的自主行走装置的行走信息生成装置、自主行走装置、自主行走装置的行走信息生成方法、自主行走装置的行走信息生成程序能够使移动者(轮椅利用者等车辆操作者或步行者等)可以更可靠地识别自主行走装置的存在,作为在一般而言轮椅利用者等车辆操作者较多往来的建筑物即医院、养老院、公共福利设施、购物中心、或机场等进行自主行走的自主行走装置的行走信息生成装置、自主行走装置、自主行走装置的行走信息生成方法、自主行走装置的行走信息生成程序等是有用的。
参考附图并与实施方式相关联地充分记载了本发明,对于本领域技术人员而言各种变形或修正是显而易见的。这种变形或修正只要不位于由附属的权利要求书规定的本发明的范围之外,就应当理解为包含在本发明的范围中。

Claims (16)

1.一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:
位置取得部,每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的移动者的位置;
移动者识别部,识别由所述位置取得部取得的所述移动者的类别;
位置历史数据库,按照时间序列记录由所述位置取得部和所述移动者识别部分别取得的所述移动者的位置以及类别;
移动信息计算部,根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
自主行走装置数据库,记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
环境数据库,将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起进行记录;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在相对于由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
2.一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:
位置取得部,每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的依靠轮椅的移动者的位置;
位置历史数据库,按照时间序列记录由所述位置取得部取得的所述移动者的位置;
移动信息计算部,根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
自主行走装置数据库,记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
障碍物数据库,记录所述建筑物内的障碍物的位置;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及所述障碍物的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述障碍物的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在相对于由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
3.根据权利要求2所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
所述注视位置取得部基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述障碍物的位置,取得所述移动者的注视位置;
所述注视区域计算部基于所述移动者的位置、所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域。
4.根据权利要求2所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
所述注视区域计算部还参考所述移动者的高度来计算所述注视区域。
5.根据权利要求4所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
所述移动者的高度,基于所述移动者所持的ID标签中记录的身高信息、年龄信息、或者坐高信息中的任一者进行推定。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
所述行走信息生成部基于所述自主行走装置与所述移动者的位置关系、或/及所述自主行走装置与所述障碍物的位置关系,生成使所述自主行走装置在相对于由所述接近时刻计算部计算出的所述接近时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
由所述行走信息生成部生成的所述行走信息被记录到所述自主行走装置数据库。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
在所述建筑物是医院、所述移动者是患者时,所述患者持有用于在所述医院内识别所述患者的标识符,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:患者信息存储部,对于所述标识符,存储所述医院内的所述患者就诊的诊疗科室的信息,
在所述环境数据库中,还存储有与由所述患者信息存储部存储的诊疗科室有关的公告信息、以及与所述医院内的所述公告信息的公告位置有关的信息,
所述位置取得部检测所述移动者持有的所述标识符的信息,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:患者确认空间确定部,基于与由所述位置取得部检测出的所述标识符对应的所述患者的诊疗科室的信息、以及针对所述诊疗科室的由所述环境数据库存储的所述公告信息的医院内的公告位置,确定所述移动者确认的信息的公告位置,
在所述注视区域计算部中,利用由所述患者确认空间确定部确定的信息的公告位置,计算所述移动者注视的注视区域。
9.根据权利要求8所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
所述标识符是确定所述移动者就诊的诊疗科室的标识符,
在所述环境数据库中,存储有与针对所述诊疗科室的公告信息的、所述移动者的所述医院内的通道中的公告位置有关的信息,
在所述注视区域计算部中,基于所述移动者确认的公告信息的空间位置的信息,扩大所述移动者的注视区域。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
在所述注视区域计算部中,在存在多个所述注视位置的情况下,将在存在多个的注视位置之间进行连结的线段、或者区域作为注视位置。
11.根据权利要求1~7中任一项所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
在所述建筑物是医院、所述移动者是患者时,所述患者持有用于在所述医院内识别所述患者的标识符,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:患者信息存储部,对于所述标识符,存储与所述医院内的所述患者利用的轮椅有关的信息,
由所述位置取得部检测所述移动者持有的所述标识符的信息,
所述自主行走装置的行走信息生成装置还具备:回避距离确定部,根据与由所述位置取得部检测出的所述标识符对应的所述患者的轮椅有关的信息,确定所述移动者对所述障碍物的回避距离,
在所述行走信息生成部中,基于由所述注视区域计算部计算出的注视区域、以及由所述回避距离确定部确定的所述回避距离,生成所述行走信息。
12.根据权利要求11所述的自主行走装置的行走信息生成装置,
在所述患者信息存储部中,所述患者利用所述轮椅的期间越长,则所述回避距离确定部中的回避距离越短。
13.一种自主行走装置的行走信息生成装置,具备:
移动信息计算部,根据位置历史数据库内的信息,计算移动者的移动方向以及移动速度,所述位置历史数据库按照时间序列记录对建筑物内的所述移动者的位置每规定时刻、或者与时间关联地进行取得并且对所述移动者的类别进行识别而取得的所述移动者的位置及类别;
接近时刻计算部,根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息的自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
注视位置取得部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及从将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起进行记录的环境数据库取得的所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
注视区域计算部,基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
行走信息生成部,基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在相对于由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
14.一种自主行走装置,具备:
权利要求1~13中任一项所述的所述自主行走装置的行走信息生成装置;
行走信息取得部,取得所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息;以及
驱动装置控制部,基于由所述行走信息取得部取得的所述行走信息进行行走的控制。
15.一种自主行走装置的行走信息生成方法,包括如下步骤:
由位置取得部每规定时刻、或者与时间关联地取得建筑物内的移动者的位置,
由移动者识别部识别由所述位置取得部取得的所述移动者的类别,
在位置历史数据库中按照时间序列记录由所述位置取得部和所述移动者识别部分别取得的所述移动者的位置以及类别;
由移动信息计算部根据所述位置历史数据库内的信息计算所述移动者的移动方向以及移动速度;
在自主行走装置数据库中记录用于使按照预先确定的路径在所述建筑物内行走的自主行走装置从第一位置行走到第二位置的行走信息;
由接近时刻计算部根据由所述位置取得部取得的所述移动者的位置、由所述移动信息计算部计算出的所述移动者的移动方向及移动速度、以及所述自主行走装置数据库中记录的所述行走信息,计算所述自主行走装置与所述移动者接近到规定距离以内的接近时刻;
将所述建筑物内存在的静止物体的位置与倾向于注视所述静止物体的移动者的信息一起记录到环境数据库中;
由注视位置取得部基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述静止物体的位置,取得所述移动者的注视位置;
由注视区域计算部基于所述移动者的位置及类别、所述移动者的移动方向、以及所述注视位置,计算所述移动者的注视区域;以及
由行走信息生成部基于所述静止物体的位置、所述接近时刻、以及所述注视区域,生成使所述自主行走装置在相对于由所述接近时刻计算部计算出的所述接近的时刻的规定时刻以前,行走到由所述注视区域计算部计算出的所述注视区域内的行走信息。
16.一种行走信息生成程序,用于使计算机执行权利要求15所述的行走信息生成方法。
CN201380053609.9A 2012-11-05 2013-10-30 自主行走装置的行走信息生成装置、方法以及自主行走装置 Expired - Fee Related CN104718507B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-243498 2012-11-05
JP2012243498 2012-11-05
PCT/JP2013/006431 WO2014068975A1 (ja) 2012-11-05 2013-10-30 自律走行装置の走行情報生成装置、方法、及びプログラム、並びに自律走行装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104718507A true CN104718507A (zh) 2015-06-17
CN104718507B CN104718507B (zh) 2017-03-29

Family

ID=50626923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380053609.9A Expired - Fee Related CN104718507B (zh) 2012-11-05 2013-10-30 自主行走装置的行走信息生成装置、方法以及自主行走装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9235216B2 (zh)
JP (1) JP5597322B1 (zh)
CN (1) CN104718507B (zh)
WO (1) WO2014068975A1 (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105739503A (zh) * 2016-04-13 2016-07-06 上海物景智能科技有限公司 一种行走机器人拐弯调头的方法及控制设备
CN109074074A (zh) * 2016-04-26 2018-12-21 洋马株式会社 作业车辆控制系统
CN109213177A (zh) * 2018-11-09 2019-01-15 苏州瑞得恩光能科技有限公司 机器人导航系统及导航方法
CN109426696A (zh) * 2017-08-29 2019-03-05 丰田自动车株式会社 自动驾驶评价装置以及自动驾驶评价方法
CN109635868A (zh) * 2018-12-10 2019-04-16 百度在线网络技术(北京)有限公司 障碍物类别的确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN111511334A (zh) * 2017-12-22 2020-08-07 松下电器产业株式会社 移动车辆
CN114237265A (zh) * 2022-02-25 2022-03-25 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 最优日常巡检路线的规划方法、系统、计算机及存储介质

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104718507B (zh) * 2012-11-05 2017-03-29 松下知识产权经营株式会社 自主行走装置的行走信息生成装置、方法以及自主行走装置
CN105371864A (zh) * 2014-08-27 2016-03-02 深圳市赛格导航科技股份有限公司 一种通过上报gps信息取得车辆里程的方法及系统
JP6689046B2 (ja) * 2015-09-01 2020-04-28 株式会社データ変換研究所 物体検出システム
JP2017111790A (ja) * 2015-12-10 2017-06-22 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America 移動制御方法、自律移動ロボット及びプログラム
JP6964273B2 (ja) * 2017-06-06 2021-11-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 台車制御システム
IL255050B (en) 2017-10-16 2022-03-01 Israel Aerospace Ind Ltd Control of autonomous vehicles
JP6680810B2 (ja) * 2018-01-17 2020-04-15 本田技研工業株式会社 車椅子利用者支援マップシステム
JP7042209B2 (ja) * 2018-12-25 2022-03-25 株式会社日立製作所 軌道生成装置、軌道生成方法、及びロボットシステム
JP7162564B2 (ja) * 2019-04-16 2022-10-28 清水建設株式会社 情報表示システムおよび情報表示方法
JP7372048B2 (ja) * 2019-04-19 2023-10-31 キヤノンメディカルシステムズ株式会社 誘導装置及び誘導システム
JP7460356B2 (ja) * 2019-11-13 2024-04-02 ファナック株式会社 移動経路生成装置
TWI822096B (zh) * 2022-06-08 2023-11-11 和碩聯合科技股份有限公司 用於控制電動助行裝置的控制系統以及控制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1423228A (zh) * 2002-10-17 2003-06-11 南开大学 识别人眼注视方向的装置和方法及其应用
WO2004081683A1 (ja) * 2003-03-14 2004-09-23 Matsushita Electric Works, Ltd. 自律移動ロボット
JP2007229814A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Toyota Motor Corp 自律移動型ロボット
CN101119680A (zh) * 2005-02-18 2008-02-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 医疗设备的自动控制
CN101344919A (zh) * 2008-08-05 2009-01-14 华南理工大学 视线跟踪方法及应用该方法的残疾人辅助系统
CN101436037A (zh) * 2008-11-28 2009-05-20 深圳先进技术研究院 一种餐厅服务机器人系统

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7221668B2 (en) * 2000-12-22 2007-05-22 Terahop Networks, Inc. Communications within population of wireless transceivers based on common designation
JP4082190B2 (ja) 2002-11-26 2008-04-30 松下電工株式会社 人の存在位置検出装置とその検出方法及び同検出装置を用いた自律移動装置
JP4699426B2 (ja) 2006-08-08 2011-06-08 パナソニック株式会社 障害物回避方法と障害物回避移動装置
JP4682217B2 (ja) 2007-03-07 2011-05-11 パナソニック株式会社 行動制御装置、方法、プログラム
JP2008260107A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Yaskawa Electric Corp 移動ロボットシステム
JP5077077B2 (ja) * 2008-05-30 2012-11-21 富士通株式会社 移動説明装置、および、移動説明プログラム
JP5392028B2 (ja) * 2009-11-26 2014-01-22 富士通株式会社 自律移動ロボット
DE112011105449T5 (de) * 2011-07-15 2014-04-17 Hitachi, Ltd. Autonome Vorrichtung, die sich bewegen kann, und Verfahren zu ihrer Steuerung
WO2013069195A1 (ja) * 2011-11-09 2013-05-16 パナソニック株式会社 自律移動装置、自律移動方法、及び自律移動装置用のプログラム
JP2013225253A (ja) * 2012-04-23 2013-10-31 Panasonic Corp 自律移動装置、自律移動方法及び自律移動装置用のプログラム
JP2014002514A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Panasonic Corp 移動体制御装置
CN104718507B (zh) * 2012-11-05 2017-03-29 松下知识产权经营株式会社 自主行走装置的行走信息生成装置、方法以及自主行走装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1423228A (zh) * 2002-10-17 2003-06-11 南开大学 识别人眼注视方向的装置和方法及其应用
WO2004081683A1 (ja) * 2003-03-14 2004-09-23 Matsushita Electric Works, Ltd. 自律移動ロボット
CN101119680A (zh) * 2005-02-18 2008-02-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 医疗设备的自动控制
JP2007229814A (ja) * 2006-02-27 2007-09-13 Toyota Motor Corp 自律移動型ロボット
CN101344919A (zh) * 2008-08-05 2009-01-14 华南理工大学 视线跟踪方法及应用该方法的残疾人辅助系统
CN101436037A (zh) * 2008-11-28 2009-05-20 深圳先进技术研究院 一种餐厅服务机器人系统

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105739503A (zh) * 2016-04-13 2016-07-06 上海物景智能科技有限公司 一种行走机器人拐弯调头的方法及控制设备
CN105739503B (zh) * 2016-04-13 2018-06-01 上海物景智能科技有限公司 一种行走机器人拐弯调头的方法及控制设备
CN109074074A (zh) * 2016-04-26 2018-12-21 洋马株式会社 作业车辆控制系统
CN109426696A (zh) * 2017-08-29 2019-03-05 丰田自动车株式会社 自动驾驶评价装置以及自动驾驶评价方法
CN109426696B (zh) * 2017-08-29 2023-07-11 丰田自动车株式会社 自动驾驶评价装置以及自动驾驶评价方法
CN111511334A (zh) * 2017-12-22 2020-08-07 松下电器产业株式会社 移动车辆
CN111511334B (zh) * 2017-12-22 2022-06-24 松下电器产业株式会社 移动车辆
CN109213177A (zh) * 2018-11-09 2019-01-15 苏州瑞得恩光能科技有限公司 机器人导航系统及导航方法
CN109213177B (zh) * 2018-11-09 2022-01-11 苏州瑞得恩光能科技有限公司 机器人导航系统及导航方法
CN109635868A (zh) * 2018-12-10 2019-04-16 百度在线网络技术(北京)有限公司 障碍物类别的确定方法、装置、电子设备及存储介质
CN114237265A (zh) * 2022-02-25 2022-03-25 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 最优日常巡检路线的规划方法、系统、计算机及存储介质
CN114237265B (zh) * 2022-02-25 2022-07-12 深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司 最优日常巡检路线的规划方法、系统、计算机及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2014068975A1 (ja) 2016-09-08
JP5597322B1 (ja) 2014-10-01
WO2014068975A1 (ja) 2014-05-08
CN104718507B (zh) 2017-03-29
US20150234383A1 (en) 2015-08-20
US9235216B2 (en) 2016-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104718507A (zh) 自主行走装置的行走信息生成装置、方法及程序、以及自主行走装置
US11535451B2 (en) Autonomous robotic system for automatically monitoring the state of shelves in shops
Martin-Martin et al. Jrdb: A dataset and benchmark of egocentric robot visual perception of humans in built environments
US11684526B2 (en) Patient support apparatuses with navigation and guidance systems
US11468983B2 (en) Time-dependent navigation of telepresence robots
US11681293B2 (en) System and method for distributed utility service execution
CN208255717U (zh) 物流机器人
CN103459099B (zh) 与一个可移动的远程机器人相互交流
Ess et al. Moving obstacle detection in highly dynamic scenes
Biswas et al. The 1,000-km challenge: Insights and quantitative and qualitative results
CN106200633A (zh) 使用物理特征定位和制图
Andersen et al. Autonomous personal mobility scooter for multi-class mobility-on-demand service
EP4168342A1 (en) Method and a system for conveying a robot in an elevator
Kostavelis et al. Robot’s workspace enhancement with dynamic human presence for socially-aware navigation
US11567497B1 (en) Systems and methods for perceiving a field around a device
JP2016218933A (ja) 走行経路設定システム
KR102163462B1 (ko) 경로 탐사 로봇 및 그를 이용한 매핑 방법
Stefanczyk et al. 3D camera and lidar utilization for mobile robot navigation
Biswas Vector Map-Based, Non-Markov Localization for Long-Term Deployment of Autonomous Mobile Robots.
JP2019197241A (ja) 通行人追従型の移動ロボットの誘導
Pierard et al. Design of a reliable processing pipeline for the non-intrusive measurement of feet trajectories with lasers
JP2024510722A (ja) 床領域上の格納装置を取り扱う移動式格納システム
JP7521511B2 (ja) ロボット制御システム、ロボット制御方法、及びプログラム
US20240160210A1 (en) Place enrollment in a robotic cart coordination system
US20240160212A1 (en) Object enrollment in a robotic cart coordination system

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170329