CN117991771A - 移动机器人的控制系统、控制方法、以及计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种移动机器人的控制系统、控制方法、以及计算机可读介质。本公开所涉及的移动机器人的控制系统为，在顶视观察时具有长边方向以及短边方向的移动机器人的控制系统，其具备：区域设定部，其对由第一区域和第二区域所规定的虚拟保险杠区域进行设定，其中，所述第一区域为，由沿着长边方向而被配置的多个圆形所规定的区域，所述第二区域为，使第一区域根据所述移动机器人的移动速度而移动后得到的区域；控制部，其在于虚拟保险杠区域内进入了周边物体的情况下，以减速或者停止的方式进行控制。也可以使用通过有教师学习等而被生成的机器学习模型来实施控制。

Description

移动机器人的控制系统、控制方法、以及计算机可读介质

技术领域

本公开涉及一种移动机器人的控制系统、控制方法、以及程序。

背景技术

专利文献1(日本专利第6640779号公报)中所公开的自主移动装置具有对直到处于周边的障碍物为止的距离进行测量的距离传感器。在网格地图的每个网格中，对表示不存在障碍物的不存在准确度进行管理。此外，自主移动体具有被设置在保险杠(bumper)上的接触传感器。

发明内容

发明所要解决的课题

在这样的自主移动装置中，希望以不与处于周边的障碍物(也称为周边物体)接触的方式进行移动。然而，在身处移动机器人的周边的周边物体为其他移动机器人或人类等的情况下，其位置会动态地发生变化。因此，希望设置在接近了周边物体的情况下，移动机器人停止或者减速的功能(虚拟保险杠功能)。因此，希望以较低的计算成本来实现这样的虚拟保险杠功能。

本公开是为了解决这样的问题而完成的发明，提供一种能够以较低的计算成本来实现虚拟保险杠功能的移动机器人的控制系统、控制方法、以及程序。

用于解决课题的方法

本实施方式所涉及的移动机器人的控制系统为，在顶视观察时具有长边方向以及短边方向的移动机器人的控制系统，其具备：传感器，其被设置为用于对从所述移动机器人到周边物体为止的距离进行测量；区域设定部，其对由第一区域和第二区域所规定的虚拟保险杠区域进行设定，其中，所述第一区域为，由沿着所述长边方向而被配置的多个圆形所规定的区域，所述第二区域为，使所述第一区域根据所述移动机器人的移动速度而移动后得到的区域；控制部，其在于所述虚拟保险杠区域内存在有所述周边物体的情况下，以减速或者停止的方式进行控制。

在上述的移动机器人的控制系统中，也可以采用如下方式，即，还具备路径设定部，所述路径设定部对所述移动机器人进行移动的移动路径进行设定，所述第二区域为，使所述第一区域沿着所述移动路径而移动了与所述移动速度相应的距离后得到的区域。

本实施方式所涉及的控制方法为，在顶视观察时具有长边方向以及短边方向的移动机器人的控制方法，其具备：使用传感器的检测结果，从而对从所述移动机器人到周边物体为止的距离进行测量的步骤；对由第一区域和第二区域所规定的虚拟保险杠区域进行设定的步骤，其中，所述第一区域为，由沿着所述长边方向而被配置的多个圆形所规定的区域，所述第二区域为，使所述第一区域根据所述移动机器人的移动速度而移动后得到的区域；在于所述虚拟保险杠区域内存在有所述周边物体的情况下，以减速或者停止的方式进行控制的步骤。

在上述的控制方法中，也可以采用如下方式，即，还具备对所述移动机器人进行移动的移动路径进行设定的步骤，所述第二区域为，使所述第一区域沿着所述移动路径而移动了与所述移动速度相应的距离后得到的区域。

本实施方式所涉及的程序为，使计算机执行对在顶视观察时具有长边方向以及短边方向的移动机器人进行控制的控制方法的程序，其中，所述控制方法具备：使用传感器的检测结果，从而对从所述移动机器人到周边物体为止的距离进行测量的步骤；对由第一区域和第二区域所规定的虚拟保险杠区域进行设定的步骤，其中，所述第一区域为，由沿着所述长边方向而被配置的多个圆形所规定的区域，所述第二区域为，使所述第一区域根据所述移动机器人的移动速度而移动后得到的区域；在于所述虚拟保险杠区域内存在有所述周边物体的情况下，以减速或者停止方式进行控制的步骤。

在上述的程序中，也可以采用如下方式，即，所述控制方法还具备对所述移动机器人进行移动的移动路径进行设定的步骤，所述第二区域为，使所述第一区域沿着所述移动路径而移动了与所述移动速度相应的距离后得到的区域。

发明效果

根据本公开，能够提供一种以较低的计算成本来实现虚拟保险杠功能的移动机器人的控制系统、控制方法、以及程序。

本公开的上述和其他目的、特征和优点将从下文给出的详细描述和附图中得到更充分的理解，所述详细描述和附图仅作为说明的方式而给出，因此不应被认为是对本公开的限制。

附图说明

图1为表示本实施方式所涉及的移动机器人的一个示例的概要图。

图2为表示本实施方式所涉及的移动机器人的控制系统的控制框图。

图3为用于对移动机器人的虚拟保险杠区域进行说明的顶视图。

图4为示意性地表示直线前进时的移动机器人的虚拟保险杠区域的顶视图。

图5为示意性地表示左转时的移动机器人的虚拟保险杠区域的顶视图。

图6为示意性地表示回旋时的移动机器人的虚拟保险杠区域的顶视图。

图7为表示移动机器人的控制方法的流程图。

图8为示意性地表示模拟时间较短的情况下的虚拟保险杠区域的顶视图。

图9为示意性地表示成为基准的模拟时间下的情况下的虚拟保险杠区域的顶视图。

图10为示意性地表示模拟时间较长的情况下的虚拟保险杠区域的顶视图。

具体实施方式

虽然下文通过发明的实施方式来对本发明进行说明，但权利要求书所涉及的发明并未限定于以下的实施方式。此外，在实施方式中所说明的结构的全部内容并不一定是作为用于解决课题的方法而必须的。

图1为，表示移动机器人20的结构的立体图。图1所示的移动机器人20为移动机器人20的一个方式，也可以为其他形态。另外，在图1中，x方向为移动机器人20的前进方向以及后退方向，y方向为移动机器人20的左右方向，z方向为移动机器人20的高度方向。

例如，移动机器人20为将搬运物的搬运作为任务来执行的搬运机器人。移动机器人20在医院、康复中心、护理设施、高龄人员入住设施等医疗福利设施内，为了搬运搬运物而进行自主行驶。此外，本实施方式所涉及的系统也能够利用在购物中心等商业设施等中。

用户将搬运物收纳到移动机器人20内，并委托搬运。移动机器人20以自主移动的方式对搬运物进行搬运，直至被设定的目的地为止。也就是说，移动机器人20执行货物的搬运任务(以下，也简称为任务)。在以下的说明中，将搭载搬运物的场所设为搬运出发地，将投递搬运物的场所设为搬运目的地。例如，用户使用平板电脑或智能手机等的通信终端来输入搬运目的地等。也就是说，用户也可以使用用户终端来进行搬运委托。

移动机器人20通过自主移动控制，从而自主移动至搬运目的地或经由地为止。此外，虽然在以下的说明中，设为多台移动机器人20分别进行移动控制的情况来进行说明，但也可以设置有对多台移动机器人20进行控制的上位管理装置。

例如，设为如下情况，即，移动机器人20在具有多个诊疗科的综合医院内进行移动。移动机器人20在多个诊疗科之间对备用品、消耗品、医疗器械等进行搬运。例如，移动机器人将搬运物从某个诊疗科的护士站送到别的诊疗科的护士站。或者，移动机器人20将搬运物从备用品或医疗器械的保管库送到诊疗科的护士站。此外，移动机器人20将在药剂科中被调剂好的药品送给预定使用的诊疗科或患者。

作为搬运物的示例，可列举出药剂、文档夹等消耗品、被检体、检查器具、医疗器具、医院餐食、文具等的备用品等。作为医疗设备，可列举出血压计、输血泵、注射泵、脚踏泵、护士呼叫器、下床传感器、足泵、低压连续吸入器心电监护仪、药物输液控制器、肠道营养泵、人工呼吸机、袖带压力计、触摸传感器、抽吸器、喷雾器、脉搏血氧仪、血压计、人工复苏器、无菌装置、回声装置等。此外，也可以对医院餐食、检查餐等餐食进行搬运。进一步地，移动机器人20也可以对使用完毕的设备、用餐完毕的餐具等进行搬运。在搬运目的地处于不同楼层的情况下，移动机器人20也可以利用升降电梯等来进行移动。

移动机器人20具备主体部290和台车部260。在台车部260之上搭载有主体部290。主体部290和台车部260分别具有长方体状的筐体，在该筐体内部搭载有各个结构要素。例如，在台车部260的内部收纳有驱动部26。

在主体部290中，设置有成为收纳空间的收纳库291、和对收纳库291进行密封的门292。在收纳库291中设置有多层架子，并且针对每一层而对空闲状况进行管理。例如，通过在各层上配置重量传感器等各种传感器，从而能够对空闲状况进行更新。移动机器人20通过自主移动而将被收纳在收纳库291中的搬运物搬运至目的地为止。主体部290也可以将未图示的控制盒等搭载在筐体内。此外，门292也能够利用电子钥匙等来上锁。当到达搬运目的地时，用户利用电子钥匙来对门292进行解锁。或者，在到达搬运目的地的情况下，门292也可以自动地进行开锁。

如图1所示那样，在移动机器人20的外部装饰上，作为距离传感器组24而设置有前后距离传感器241以及左右距离传感器242。移动机器人20通过前后距离传感器241来对移动机器人20的前后方向的周边物体的距离进行计测。此外，移动机器人20通过左右距离传感器242从而对移动机器人20的左右方向的周边物体的距离进行计测。

例如，前后距离传感器241分别被配置在主体部290的筐体的前表面以及后表面上。左右距离传感器242分别被配置在主体部290的筐体的左侧面以及右侧面上。前后距离传感器241以及左右距离传感器242为，例如超声波距离传感器或激光测距仪。对到周边物体为止的距离进行检测。在由前后距离传感器241或左右距离传感器242检测出的到周边物体为止的距离成为距离阈值以下的情况下，移动机器人20会减速或者停止。

将在周边物体接近了移动机器人的情况下移动机器人20会减速或者停止的区域设为虚拟保险杠区域。也就是说，当通过周边物体与移动机器人20之间的相对移动从而有周边物体进入了虚拟保险杠区域时，移动机器人20会停止或者减速。虚拟保险杠区域成为在顶视观察时包括移动机器人20和其周边在内的区域。

在驱动部26中，设置有驱动轮261以及脚轮262。驱动轮261为，用于使移动机器人20向前后左右移动的车轮。脚轮262为，在不被施加驱动力的条件下，追随于驱动轮261而滚转的从动轮。驱动部26具有未图示的驱动电机，并对驱动轮261进行驱动。

例如，驱动部26在筐体内对分别与行驶面接地的两个驱动轮261和两个脚轮262进行支承。两个驱动轮261以彼此旋转轴芯相一致的方式被配置。各个驱动轮261通过未图示的电机而被独立地旋转驱动。驱动轮261根据来自图2的驱动控制部212的控制指令值而进行旋转。脚轮262为从动轮，并被设置为从驱动部26向铅直方向延伸的回旋轴与车轮的旋转轴分离并对车轮进行轴支承，并且以仿照驱动部26的移动方向的方式进行追随。

对于移动机器人20而言，例如如果两个驱动轮261向相同方向以相同的转速进行旋转，则会直线前进，如果向相反方向以相同的转速而旋转，则会围绕穿过两个驱动轮261的大致中央的铅直轴而进行回旋。此外，通过使两个驱动轮261以相同方向和不同转速进行旋转，从而能够在向左右转弯的同时前进。例如，通过使左侧的驱动轮261的转速高于右侧的驱动轮261的转速，从而能够进行右转弯。相反地，通过使右侧的驱动轮261的转速高于左侧的驱动轮261的转速，从而能够进行左转弯。即，移动机器人20通过分别被控制了两个驱动轮261的旋转方向、转速，从而能够向任意的方向进行平移、回旋、左右转弯等。

此外，在移动机器人20中，在主体部290的上表面上设置有显示部27、操作界面281。在显示部27上，显示有操作界面281。通过用户对被显示在显示部27上的操作界面281进行触摸操作，从而能够使操作接受部28接受来自用户的指示输入。此外，紧急停止按钮282被设置在显示部27的上表面上。紧急停止按钮282以及操作界面281作为操作接受部28而发挥功能。

显示部27为例如液晶面板，并利用插图来显示人物的面部，或者以文本或图标的形式来呈现与移动机器人20有关的信息。如果在显示部27上显示出人物的面部，则能够给周围的观察者带来显示部27好似模拟的面部的印象。也能够将被搭载在移动机器人20上的显示部27等作为用户终端来使用。

在主体部290的前表面上，设置有摄像机25。在此，两个摄像机25作为立体摄像机而发挥功能。也就是说，具有相同的视角的两个摄像机25以彼此在水平方向上分离的方式被配置。将由各个摄像机25所拍摄到的图像作为图像数据而输出。基于两个摄像机25的图像数据，从而能够对直到被拍摄物体为止的距离或被拍摄物体的大小进行计算。运算处理部21通过对摄像机25的图像进行解析，从而能够在移动方向前方检测到人或障碍物等。在人或障碍物等处于行进方向前方的情况下，移动机器人20在回避它们的同时，沿着路径而进行移动。此外，摄像机25的图像数据被发送至上位管理装置等。

移动机器人20通过对摄像机25所输出的图像数据、或前后距离传感器241以及左右距离传感器242所输出的检测信号进行解析，从而对周边物体进行识别，或者对本机的位置进行辨认。摄像机25对移动机器人20的行进方向前方进行拍摄。如附图所示那样，移动机器人20将被设置有摄像机25的一侧设为本机的前方。即，在通常的移动时，如箭头标记所示那样，本机的前方成为行进方向。

在顶视观察(XY俯视观察)时，移动机器人20成为具有长边方向和短边方向的形状。例如，在顶视观察时，移动机器人20成为长方形形状。具体而言，在图1中，X方向成为长边方向，Y方向成为短边方向。因此，以由车轮的旋转形成的移动方向为基准，前后方向成为移动机器人20的长边方向，左右方向成为短边方向。

在移动机器人20的主体部290中，配置有移动机器人20的控制系统。使用图2，对移动机器人20的控制系统进行说明。图2为，表示移动机器人20的控制系统1的控制框图。控制系统1具备上位管理装置10和移动机器人20。另外，虽然控制系统1具有多台移动机器人20，但在图2中，为了简化，而仅示出了一台移动机器人20。多台移动机器人20成为相同的结构。

移动机器人20具有运算处理部21、存储部22、通信部23、接近传感器(例如，距离传感器组24)、摄像机25、驱动部26、显示部27、操作接受部28。另外，虽然在图2中仅示出了移动机器人20所具备的代表性的处理模块，但在移动机器人20中也包含很多未图示的其他处理模块。

通信部23为，用于与其他移动机器人或上位管理装置10进行通信的通信接口。通信部23例如使用无线信号，从而与上位管理装置10等进行通信。在该情况下，上位管理装置10被设置为，能够通过无线LAN等而与移动机器人20进行通信。移动机器人20与上位管理装置10进行各种数据的收发。然后，移动机器人20可以基于来自上位管理装置10的各种数据而进行移动。也就是说，也可以由上位管理装置10来实施后文所述的处理的一部分。此外，移动机器人20也能够直接或者经由上位管理装置10等而与其他移动机器人进行通信。

上位管理装置10为具有处理器与存储器等的计算机，并且作为收集来自多台移动机器人20的数据的服务器装置而发挥功能。例如，能够作为计算机的中央运算处理装置(CPU：Central Processing Unit)等的可执行程序的装置而进行安装。并且，各种功能也能够通过程序来实现。上位管理装置10基于来自移动机器人20的数据，从而实施用于进行移动机器人20的控制的处理。因此，也可以由上位管理装置10来实施后文所述的处理的一部分。

距离传感器组24为，例如接近传感器，输出表示与存在于移动机器人20的周围的物体或者人之间的距离的接近物距离信息。距离传感器组24具有激光雷达等测距传感器。能够通过扫描光信号的出射方向，从而对直到周边物体为止的距离进行测量。此外，也可以根据由测距传感器等检测出的点组数据来对周边物体进行识别。摄像机25例如对用于掌握移动机器人20的周围的状况的图像进行拍摄。此外，摄像机25例如也能够对被设置在设施的天花板等上的位置标志进行拍摄。也可以使用该位置标志而使移动机器人20掌握本机的位置。

驱动部26对被设置安装在移动机器人20上的驱动轮261(参照图1)进行驱动。另外，驱动部26也可以具有对驱动轮或其驱动电机的转数进行检测的编码器等。也可以根据编码器的输出来推断本机位置(当前位置)。移动机器人20也可以对自我的当前位置进行检测，并发送给其他移动机器人等。移动机器人20通过路程计等来对楼层地图121中的自我位置进行推断。

显示部27以及操作接受部28通过触摸面板显示器而被实现。显示部27对成为操作接受部28的用户界面画面进行显示。此外，也可以在显示部27上显示表示移动机器人20的目的地或移动机器人20的状态的信息。操作接受部28接受来自用户的操作。操作接受部28除了包含被显示在显示部27上的用户界面画面之外，还包含被设置在移动机器人20上的各种开关。

运算处理部21实施在移动机器人20的控制中所使用的运算。运算处理部21例如能够作为计算机的中央运算处理装置(CPU：Central Processing Unit)等的可执行程序的装置来进行安装。并且，各种功能也能够通过程序来实现。运算处理部21具有移动命令提取部211、驱动控制部212、路线计划部215、虚拟保险杠设定部218、物体检测部219。另外，虽然在图2中仅示出了运算处理部21所具有的代表性的处理模块，但也包含有未图示的处理模块。

路线计划部215实施移动机器人20的路线计划。当有用户输入了搬运委托时，路线计划部215会基于搬运委托信息，从而实施用于将该搬运物搬运至搬运目的地(目的地)为止的路线计划。路线计划部215搜索从当前位置起直到搬运目的地为止的路径。例如，参照后文叙述的楼层地图221来搜索从当前位置起直到搬运目的地为止的路径。当然，当在目的地的近前存在经由地的情况下，路线计划部215会对从当前位置起到经由地为止的路径、和从经由地起到目的地为止的路径进行搜索。例如，在同时搬运搬运目的地不同的多个搬运物的情况下，最先投递的搬运物的搬运目的地作为经由地而被设定。

然后，路线计划部215对沿着路径的通过点进行设定。出发地为，移动机器人20的当前位置、或稍前的搬运任务的搬运目的地、搬运物的接收目的地等。目的地为，搬运物的搬运目的地、待机场所、充电场所等。路线计划部215在楼层地图221上设定通过点。

路线计划部215也可以根据设施的拥挤状況来实施路线计划。例如，如果通过监视摄像机等而检测出了设施的拥挤状況，则路线计划部215会以避开拥挤的区域的方式来搜索路径。由此，能够有效地移动。此外，上位管理装置10也可以执行路线计划部215的处理的至少一部分。

移动命令提取部211从控制信号中提取移动命令。例如，移动命令包含与下一个通过点有关的信息。例如，控制信号也可以包含与通过点的坐标或通过点的通过顺序有关的信息。然后，移动命令提取部211提取这些信息以作为移动命令。

进一步地，移动命令也可以包含表示能够进行向下一个通过点的移动的情况的信息。当通道宽度较窄时，存在有移动机器人20无法交错而过的情况。此外，存在有暂时无法在通道中通行的情况。在这样的情况下，控制信号包含在应该停止的场所的近前的通过点处使移动机器人20停止的命令。然后，在其他移动机器人20通过之后或变为可通行之后，上位管理装置等输出让移动机器人20知晓已变为能够移动的情况的控制信号。由此，暂时停止的移动机器人20重新开始移动。

驱动控制部212以基于由移动命令提取部211所给予的移动命令而使移动机器人20移动的方式来对驱动部26进行控制。例如，驱动部26具有根据来自驱动控制部212的控制指令值而进行旋转的驱动轮261。移动命令提取部211提取移动命令，以使移动机器人20朝向从上位管理装置10接收到的通过点进行移动。然后，驱动部26对驱动轮261进行旋转驱动。移动机器人20朝向下一个通过点进行自主移动。通过采用这样的方式，从而依次从通过点通过，进而到达搬运目的地。此外，移动机器人20也可以对本机位置进行推断，从而向上位管理装置10发送表示已从通过点通过的情况的信号。由此，上位管理装置10能够对各个移动机器人20的当前位置或搬运状况进行管理。

虚拟保险杠设定部218针对移动机器人20而对虚拟保险杠区域进行设定。正如上文所述那样，虚拟保险杠区域为，包含移动机器人20和其周边在内的区域。在后文所述的机器人控制参数222中，设定有用于对虚拟保险杠进行设定的距离阈值。因此，虚拟保险杠设定部218将距移动机器人20的外形为预定距离以内的区域设定作为虚拟保险杠区域。虚拟保险杠设定部218在XY平面(水平面)上，对虚拟保险杠区域进行设定。

进一步地，虚拟保险杠设定部218也能够以可变的方式对虚拟保险杠区域进行设定。例如，虚拟保险杠设定部218也可以根据移动机器人20的移动速度、移动方向、地图上的位置等来改变虚拟保险杠区域的大小或形状。

物体检测部219对在虚拟保险杠区域内存在有周边物体的情况进行检测。物体检测部219能够根据距离传感器的检测结果来对周边物体的有无进行检测。物体检测部219在检测到了在虚拟保险杠区域内存在有周边物体的情况下，向驱动控制部212输出检测信号。

在存储部22中，存储有楼层地图221、机器人控制参数222、和搬运物信息226。图2所示的是，被存储在存储部22中的信息的一部分，也包含有图2所示的楼层地图221、机器人控制参数222、和搬运物信息226以外的信息。

楼层地图221为，移动机器人20进行移动的设施的地图信息。该楼层地图221既可以为被预先创建的图，也可以为由从移动机器人20处得到的信息而生成的图，而且，还可以为在被预先创建的基本地图中添加了由从移动机器人20处得到的信息而生成的地图修正信息的图。楼层地图221也可以不是设施整体的地图信息，而是局部地包含预定移动的区域的地图信息。楼层地图221包含与设施的墙壁、门、台阶、升降电梯等相关的信息。

机器人控制参数222为，用于使移动机器人20进行动作的参数。在机器人控制参数222中，例如包含有与周边物体之间的距离阈值。例如，在机器人控制参数222中，包含有表示虚拟保险杠区域的形状或大小等的信息。在将虚拟保险杠区域设为可变的情况下，机器人控制参数222包含与多个设定相关的信息。进一步地，在机器人控制参数222中，包含有移动机器人20的速度上限值。

搬运物信息226包含搬运物的内容(类别)、搬运出发地、搬运目的地等信息。搬运物信息也可以包含表示搬运中、搬运前(搭载前)、搬运完毕等的状态的信息。对于搬运物信息226而言，针对每个搬运物而与这些信息建立有对应关系。

驱动控制部212根据来自物体检测部219的检测信号，从而使移动机器人20减速或者停止。也就是说，驱动控制部212参照机器人控制参数222，并根据从距离传感器组24得到的距离信息所表示的距离低于了距离阈值的情况，从而使动作停止或者减速。在周边物体相对接近移动机器人20并进入到虚拟保险杠区域内的情况下，移动机器人20减速或者停止。通过采用这样的方式，从而在移动机器人20的周边存在有其他移动机器人或人等的情况下，能够防止接触。

驱动控制部212以按照速度上限值以下的速度进行行驶的方式来对驱动部26进行控制。驱动控制部212以使移动机器人20不以速度上限值以上的速度进行移动的方式对驱动轮的转速进行限制。

虚拟保险杠设定部218成为对虚拟保险杠区域进行设定的区域设定部。作为测距传感器的距离传感器组24对直到周边物体为止的距离进行检测。对于物体检测部219而言，物体检测部219基于距离传感器组24的检测结果，从而对在虚拟保险杠区域内是否存在有周边物体进行判定。如果物体检测部219检测出在虚拟保险杠区域内存在有周边物体，则驱动控制部212对驱动部26进行控制，以使移动机器人20减速或者停止。

虚拟保险杠设定部218在移动机器人20的周围对虚拟保险杠区域进行设定。在顶视观察时，虚拟保险杠区域成为由多个圆形的集合形成的区域。使用图3来对虚拟保险杠区域进行说明。图3为，示意性地表示在移动机器人20中被设定的虚拟保险杠区域的顶视图。如图3所示那样，在移动机器人20中，区域A1～区域A3被设定作为虚拟保险杠区域。也就是说，多个圆形的区域的集合成为虚拟保险杠区域A。虚拟保险杠区域A为，内包了移动机器人20的整体的区域。另外，移动机器人20成为X方向为长边方向、Y方向为短边方向的长方形。

区域A1～区域A3在顶视观察时成为相同尺寸的圆形。区域A1～区域A3为相同直径的圆形，且中心的位置不同。区域A1～A3沿着移动机器人20的长边方向而被配置。

例如，在顶视观察时，区域A2与移动机器人20的中心相一致。区域A1为，将区域A2向-X方向挪动的圆形。区域A2的一部分与区域A1的一部分重叠。区域A3为，将区域A2向+X方向挪动的圆形。区域A2的一部分与区域A3的一部分重叠。

在X方向上，区域A1的中心与区域A2的中心的距离等于区域A3的中心与区域A2的中心的距离。也就是说，在X方向上，三个圆形的区域A1～A3以等间隔的方式被配置。在Y方向上，区域A1～区域A2的中心的位置相同。区域A1的直径大于移动机器人20的短边方向的尺寸，且小于长边方向的尺寸。

并且，虚拟保险杠设定部218根据移动速度而使多个圆形区域即区域A1～A3移动。虚拟保险杠设定部218将使区域A1～A3向移动机器人20的行进方向移动的区域设为虚拟保险杠区域。使用图4来对虚拟保险杠区域A的一个示例进行说明。图4为，示意性地表示直线前进时的虚拟保险杠区域A的顶视图。

在图4中，移动机器人20沿着路径P1前进。具体而言，移动机器人20正在向+X方向直线前进。虚拟保险杠设定部218将使区域A1～A3向+X方向前进后得到的区域A4～A6设定作为虚拟保险杠区域A。使区域A1根据移动机器人20的移动速度而移动后得到的区域成为区域A4。使区域A2根据移动机器人20的移动速度而移动后得到的区域成为区域A5。使区域A3根据移动机器人20的移动速度而移动后得到的区域成为区域A6。区域A3的一部分与区域A4的一部分重叠。区域A1～A6成为相同尺寸的圆形。并且，区域A1～A6的集合成为虚拟保险杠区域A。也就是说，当物体检测部219在区域A1～A6中的任意一个内检测出了周边物体的情况下，移动机器人20会减速或者停止。

区域A4为，使区域A1沿着路径P1移动后得到的区域。区域A5为，使区域A2沿着路径P1移动后得到的区域。区域A6为，使区域A3沿着路径P1移动后得到的区域。例如，区域A1与区域A4之间的移动距离等于区域A2与区域A5之间的移动距离。区域A1与区域A4之间的移动距离等于区域A3与区域A6之间的移动距离。

这些移动距离能够根据移动机器人20进行移动的速度来设定。也就是说，移动速度越快，则移动距离越大。区域A1～A3的移动距离根据移动速度而变化。图10为，表示与图9相比较移动速度为高速的情况下的虚拟保险杠区域A的图。在移动速度较快的情况下，区域A4～A6会移动至移动距离更长的位置处。由此，能够更适当地对虚拟保险杠区域进行设定。

如果将由区域A1～A3所规定的区域设为第一区域、将由区域A4～A6所规定的区域设为第二区域，则使第一区域根据移动速度而移动后得到的区域就成为第二区域。第二区域成为将第一区域沿着路径P1而移动后得到的区域。虚拟保险杠区域A由第一区域以及第二区域构成。

图5为，示意性地表示移动机器人20正在左转时的虚拟保险杠区域A的顶视图。移动机器人20正在沿着路径P2进行移动。具体而言，移动机器人20正在向左转弯的同时前进。右侧的驱动轮的转速快于左侧的驱动轮的转速。因此，移动机器人20正在向斜左前方前进。

虚拟保险杠设定部218将使区域A1～A3向移动方向前进后得到的区域A4～A6设定作为虚拟保险杠区域A。使区域A1根据移动机器人20的移动速度而移动后得到的区域成为区域A4。使区域A2根据移动机器人20的移动速度而移动后得到的区域成为区域A5。使区域A3根据移动机器人20的移动速度而移动后得到的区域成为区域A6。区域A1～A6的集合成为虚拟保险杠区域A。也就是说，当物体检测部219在区域A1～A6中的任意一个内检测出了周边物体的情况下，移动机器人20都会减速或者停止。

区域A4为，使区域A1沿着路径P2移动后得到的区域。区域A5为，使区域A2沿着路径P2移动后得到的区域。区域A6为，使区域A3沿着路径P2移动后得到的区域。区域A4～区域A6的中心被配置在路径P2上。如果将由区域A1～A3所规定的区域设为第一区域、将由区域A4～A6所规定的区域设为第二区域，则使第一区域根据移动速度而移动后得到的区域就成为第二区域。这些移动距离能够根据移动机器人20移动的速度来设定。第二区域成为将第一区域沿着路径P2移动后得到的区域。

图6为，示意性地表示移动机器人20正在原地回旋时的虚拟保险杠区域A的顶视图。移动机器人20正在沿着路径P3进行回旋。移动机器人20的回旋中心与区域A2的中心相一致。

区域A4成为使区域A1沿着路径P3移动后得到的区域。区域A1与区域A4处于以移动机器人20的回旋中心为中心的圆上。区域A6成为使区域A3沿着路径P3移动后得到的区域。区域A3与区域A6处于以移动机器人20的回旋中心为中心的圆上。由于区域A2的中心与原地回旋的中心相一致，因此区域A5与区域A2成为相同位置。也就是说，在移动机器人20进行原地回旋的情况下，区域A5的中心与区域A2的中心相一致。在移动机器人20的回旋中心与区域A2的中心相一致的情况下，区域A2可以不移动。区域A1、区域A2、区域A3、区域A4、区域A6的集合成为虚拟保险杠区域A。

以此方式，将由多个圆形构成的区域设定作为虚拟保险杠区域A。通过采用这样的方式，从而能够削减用于实现虚拟保险杠功能的计算成本。也就是说，能够通过决定各个圆形的中心，从而很容易地设定虚拟保险杠区域。通过对区域进行圆形近似，从而能够以较低的计算成本来实现虚拟保险杠。物体检测部219计算出从圆形区域的中心到障碍物为止的距离，并对到障碍物为止的距离是否为半径以下进行判定。也就是说，物体检测部219对距各个圆形的中心的距离是否为阈值以下进行判定。因此，能够通过简便的处理来实现虚拟保险杠功能。

与此相对，在根据移动机器人20的形状来设定虚拟保险杠区域的情况下，计算成本变高。例如，当在顶视观察时移动机器人20为具有长边方向以及短边方向的长方形的情况下，需要对虚拟保险杠区域的外形进行计算。在顶视观察时，在长方形形状的移动机器人20中，用于实现虚拟保险杠功能的计算成本变高。此外，如果移动机器人20的形状更加复杂，则计算成本会变得更高。

进一步地，使由多个圆形构成的区域A1～A3移动后得到的区域A4～A6成为虚拟保险杠区域。通过采用这样的方式，从而在移动机器人20的进行方向前方存在有周边物体的情况下，移动机器人20会减速或者停止。因此，能够使虚拟保险杠功能适当地动作。另外，使之移动的圆形的区域的数量并不限于3个。圆形的区域的数量能够根据移动机器人20的纵横比等来决定。虚拟保险杠设定部218也可以使两个圆形的区域移动从而设定虚拟保险杠区域，也可以使四个以上的圆形的区域移动从而设定虚拟保险杠区域。

使用图7来对本实施方式所涉及的移动机器人的控制方法进行说明。图7为，表示移动机器人20的控制方法的流程图。

首先，路线计划部215对直到目的地为止的路径进行搜索(S101)。路线计划部215参照楼层地图221来对路径进行搜索。目的地既可以为搬运物的搬运目的地或经由地，也可以为其近前的通过点。

接下来，移动机器人20对移动机器人20的位置进行检测(S102)。例如，移动机器人20能够使用路程计来对当前的自身位置进行检测。或者，移动机器人20也可以基于各个传感器的检测结果，从而对自身位置进行检测。

虚拟保险杠设定部218基于当前的自身位置，从而对虚拟保险杠区域A进行设定(S103)。如图4、图5等所示那样，虚拟保险杠设定部218针对自身位置来设定区域A1～A3。进一步地，虚拟保险杠设定部218对将区域A1～A3沿着路径移动后得到的区域A4～A6进行计算。通过采用这用这样的方式，从而虚拟保险杠设定部218对包含区域A1～A6在内的虚拟保险杠区域A进行设定。

距离传感器组24对直到周边物体为止的距离进行测量(S104)。然后，物体检测部219对在虚拟保险杠区域A中是否存在有周边物体进行判定(S105)。当在虚拟保险杠区域A中存在有周边物体的情况下(S105的是)，移动机器人20停止或者减速(S106)。当在虚拟保险杠区域A中没有周边物体的情况下(S105的否)，则转移至步骤S107。也就是说，移动机器人20在原样维持速度的情况下进行行驶。

然后，移动机器人20对是否到达了目的地进行判定(S107)。在没有到达目的地的情况下(S107的否)，返回至步骤S102，重复进行处理。也就是说，移动机器人20对最新的位置进行检测，并再次执行上述的处理。在到达了目的地的情况下(S107的是)，处理结束。也就是说，重复进行从步骤S102起的循环处理，直到到达目的地为止。

通过采用这样的方式，从而能够以较低的计算成本来实现虚拟保险杠功能。此外，本实施方式所涉及的控制方法并不限于图7所示的处理顺序。此外，每当移动机器人20的位置被更新时，虚拟保险杠区域A便被更新。因此，由于能够设定适当的虚拟保险杠区域，因此移动机器人20能够有效且适当地进行移动。

沿着路径来移动区域A1～A3的移动距离能够通过根据移动速度以及模拟时间来设定。模拟时间能够根据图7所示的循环处理所需要的时间来决定。例如，移动机器人20对自身位置进行检测的时间间隔成为模拟时间。并且，虚拟保险杠设定部218对模拟时间经过后的移动位置进行模拟。

图8～图10为，示意性地表示改变了模拟时间dt的情况下的虚拟保险杠区域A的顶视图。以图9的模拟时间为基准(中间)来改变模拟时间。图8为，表示模拟时间短于图9的情况下的虚拟保险杠区域A的图。图10为，表示模拟时间dt长于图9的情况下的虚拟保险杠区域A的图。另外，移动机器人20正在沿着路径P1直线前进。

虚拟保险杠设定部218通过以模拟时间dt和移动速度v的乘积而使区域A1～区域A3移动，从而对区域A4～A6进行设定。虚拟保险杠设定部218将区域A1～A3向移动方向前方模拟距离(dt*v)。如图8所示那样，在模拟时间dt较短的情况下，移动距离变短。如图10所示那样，在模拟时间dt较长的情况下，移动距离变长。

通过采用这样的方式，从而虚拟保险杠设定部218能够使区域A4～A6移动至模拟时间后的移动目的地。也就是说，移动机器人20能够预测下一个移动目的地的位置。因此，虚拟保险杠设定部218能够适当地设定虚拟保险杠区域A。此外，由于停止时移动速度成为0，因此设定如图3那样的虚拟保险杠区域。或者，停止时，也可以不设定虚拟保险杠区域。

本实施方式所涉及的控制方法既可以在上位管理装置10中实施，也可以在边缘设备(移动机器人20)中实施。此外，移动机器人20以及上位管理装置10也可以协同工作来执行控制方法。也就是说，本实施方式所涉及的控制系统也可以被搭载在移动机器人20内。或者，控制系统的至少一部分或全部也可以被搭载在移动机器人20以外的装置中，例如被搭载在上位管理装置10中。

对移动机器人20进行控制的控制系统既可以被搭载在移动机器人中，也可以被搭载在移动机器人以外的装置中。此外，用于对到物体为止的距离进行测量的传感器并不限于被搭载在移动机器人上的距离传感器。例如，传感器也可以被设置在移动机器人20进行移动的环境中。例如，也可以将被设置在壁面或者天花板等上的摄像机或激光雷达等作为传感器来使用。例如，如果监视摄像机等对移动机器人和物体进行拍摄，则可基于该拍摄图像从而对到移动机器人和物体为止的距离进行计算。另外，传感器也可以为RGB摄像机、深度摄像机、立体摄像机等各种摄像机。并且，运算处理部21或上位管理装置10能够通过对拍摄图像进行分析，从而对从移动机器人到周边物体为止的距离进行检测。运算处理部21或上位管理装置10能够基于传感器的检测结果，从而对从移动机器人20到周边物体为止的距离进行测量。

上位管理装置10并不限于在物理上单一的装置，也可以被分散配置在多个装置中。也就是说，上位管理装置10也可以具备多个存储器或多个处理器。也可以使用通过有教师学习等而生成的机器学习模型来实施控制。例如，也可以在路径搜索或物体检测等处理中使用机器学习模型。

此外，上文叙述的上位管理装置10或者移动机器人20等中的处理的一部分或全部能够作为计算机程序来实现。这样的程序能够使用各种各样的类型的非暂时性的计算机可读介质来存储并提供给计算机。非暂时性的计算机可读介质包含各种各样类型的具有实体的存储介质。非暂时性的计算机可读介质的示例包含磁记录介质(例如软盘、磁带、硬盘驱动器)、光磁存储介质(例如光磁盘)、CD-ROM(read only memory：只读存储器)、CD-R(compact disc recordable：可刻录光盘)、CD-R/W(compact disc rewritable：可重写光盘)、半导体存储器(例如，掩模ROM、PROM(programmable ROM：可编程只读存储器)、EPROM(erasable PROM：可擦可编程只读存储器)、闪存、RAM(random access memory：随机存取存储器)等)。此外，程序也可以通过各种各样类型的暂时性的计算机可读介质而被提供给计算机。暂时性的计算机可读介质的示例包含电信号、光信号、以及电磁波。暂时性的计算机可读介质能够经由电线以及光缆等有线通信线路、或者无线通信线路，从而将程序提供给计算机。

另外，本发明并不限于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围内进行适当变更。例如，虽然在上述的实施方式中对搬运机器人在医院内进行自主移动的系统进行了说明，但上述系统也能够在酒店、餐厅、写字楼、活动会场或者综合设施中将预定的物品作为货物来进行搬运。

从如此描述的本公开中，显而易见的是，本公开的实施例可以以多种方式进行改变。这样的改变不应被认为是脱离了本公开的精神和范围，并且对于本领域技术人员来说显而易见的所有这样的改变都旨在被包含在所附的权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种移动机器人的控制系统，其为在顶视观察时具有长边方向以及短边方向的移动机器人的控制系统，其具备：

传感器，其被设置为用于对从所述移动机器人到周边物体为止的距离进行测量；

区域设定部，其对由第一区域和第二区域所规定的虚拟保险杠区域进行设定，其中，所述第一区域为，由沿着所述长边方向而被配置的多个圆形所规定的区域，所述第二区域为，使所述第一区域根据所述移动机器人的移动速度而移动后得到的区域；

控制部，其在于所述虚拟保险杠区域内存在有所述周边物体的情况下，以减速或者停止的方式进行控制。

2.如权利要求1所述的移动机器人的控制系统，其中，

还具备路径设定部，所述路径设定部对所述移动机器人进行移动的移动路径进行设定，

所述第二区域为，使所述第一区域沿着所述移动路径而移动了与所述移动速度相应的距离后得到的区域。

3.一种移动机器人的控制方法，其为在顶视观察时具有长边方向以及短边方向的移动机器人的控制方法，所述移动机器人的控制方法具备：

基于传感器的检测结果，从而对从所述移动机器人到周边物体为止的距离进行测量的步骤；

对由第一区域和第二区域所规定的虚拟保险杠区域进行设定的步骤，其中，所述第一区域为，由沿着所述长边方向而被配置的多个圆形所规定的区域，所述第二区域为，使所述第一区域根据所述移动机器人的移动速度而移动后得到的区域；

在于所述虚拟保险杠区域内存在有所述周边物体的情况下，以减速或者停止方式进行控制的步骤。

4.如权利要求3所述的移动机器人的控制方法，其中，

还具备对所述移动机器人进行移动的移动路径进行设定的步骤，

所述第二区域为，使所述第一区域沿着所述移动路径而移动了与所述移动速度相应的距离后得到的区域。

5.一种计算机可读介质，其为存储了使计算机执行对在顶视观察时具有长边方向以及短边方向的移动机器人进行控制的控制方法的程序的计算机可读介质，其中，

所述控制方法具备：

基于传感器的检测结果，从而对从所述移动机器人到周边物体为止的距离进行测量的步骤；

对由第一区域和第二区域所规定的虚拟保险杠区域进行设定的步骤，其中，所述第一区域为，由沿着所述长边方向而被配置的多个圆形所规定的区域，所述第二区域为，使所述第一区域根据所述移动机器人的移动速度而移动后得到的区域；

在于所述虚拟保险杠区域内存在有所述周边物体的情况下，以减速或者停止的方式进行控制的步骤。

6.如权利要求5所述的计算机可读介质，其中，

所述控制方法还具备对所述移动机器人进行移动的移动路径进行设定的步骤，

所述第二区域为，使所述第一区域沿着所述移动路径而移动了与所述移动速度相应的距离后得到的区域。