JP2006146491A

JP2006146491A - 移動ロボットおよびその追従方法

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Publication number: JP2006146491A
Application number: JP2004334573A
Authority: JP
Inventors: Tamao Okamoto; 球夫岡本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-11-18
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2006-06-08
Anticipated expiration: 2024-11-18
Also published as: US20060106496A1; JP4316477B2; US7818090B2

Abstract

【課題】安全かつ適切な追従目標物体への追従を実現した追従型移動ロボットを提供する。
【解決手段】速度Ｖ_Ｔで直線の移動経路Ｌ_Ｔを移動する追従目標物体１に追従する移動ロボット２において、移動ロボット２の追従経路Ｌ_Ｒを、追従目標物体１の移動経路Ｌ_Ｔに対して平行かつ垂直方向に一定量ｄrまたは一定量ｄlずらした直線状の経路を追従経路Ｌ_Ｒ１または追従経路Ｌ_Ｒ２として設定し、追従経路Ｌ_Ｒ１または追従経路Ｌ_Ｒ２を移動させるように移動制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動ロボットおよびその追従方法に関するものであり、特に、追従目標物体への追従技術に関するものである。

自動カート、自動走行自動車などに代表される、移動ロボットの追従目標物体への追従技術に関する従来の技術では、先導する追従目標物体との相対距離や相対速度を例えば超音波や、リード線などの有線、無線のデバイスを使って計測し、その相対距離や速度が所定範囲内となるようにロボットを移動させることにより追従を行うものがある（例えば、特許文献１，２，３）。

特許文献１，２，３記載の従来技術を図１２，図１３を用いて説明する。図１２は従来例１の移動ロボットの構成を示した図であり、図１３は従来例１の移動ロボットの追従方法を示した図である。

上記の移動ロボットは、図１２に示すように、追従目標物体１０を追従する移動ロボット１１であり、車輪などの移動機構１１ａと、追従目標物体１０との相対的な位置関係を検出する計測装置１１ｂと、その計測装置１１ｂからの計測値を用いて追従経路を算出する計算機１１ｃと、計算機１１ｃの計算結果に基づいて、移動機構１１ａを制御する制御装置１１ｄから構成されている。

ここで、追従目標物体１０との相対的な位置関係を計測する計測装置１１ｂおよび計測方法としては、特許文献１では、追従目標物体に取り付けられた超音波と電波の送受信装置と超音波および電波の送受信を行うことで追従目標物体との距離の計測を行っている。また、特許文献２では、追従目標物体と繋がれたリード線の方向などにより追従目標物体との距離、および方向の計測を行っている。さらに、特許文献３では、追従目標物体に備えられた携帯型電波発信機が発信する電波の方向を検出することにより追従目標物体の方向の計測を行っている。

以上の従来例１の技術では、いずれも上記のように有線または無線により追従目標物体１０と移動ロボット１１との相対的な位置関係を計測した計測値によって、図１３で示すような追従移動を行う。図１３において、移動ロボット１１は、追従目標物体１０とは直線１２で示された位置関係にあり、移動速度Ｖ_Ｔで移動しているとする。このとき、移動ロボット１１の移動が、追従移動物体１０の方向と同じ方向の追従速度Ｖ_Ｒとなるように、また場合によっては、その距離が一定となるように制御することで追従を行っている。

また、別の従来技術には、自動走行自動車において追従目標の走行経路にしたがって追従を行う車両の制御を行うものがある（例えば、特許文献４）。

特許文献４記載の従来例２を図１４，図１５を用いて説明する。ここで、図１４は従来例２の移動ロボットの構成を示した図であり、図１５は従来例２の移動ロボットの追従方法を示した図である。なお、図１２に示す従来例１と同一の部材については同一の符号を付して、説明は省略する。

図１４に示すように、従来例２における移動ロボット１１は、車輪などの移動機構１１ａと、追従目標物体１０を検出する計測装置１１ｂと、その計測装置１１ｂからの計測値を移動経路１３の情報として保存する経路データベース１１ｅと、その経路データベース１１ｅに保存された追従目標物体１０の経路情報から移動ロボット１１自身の追従経路を算出する計算機１１ｃと、計算機１１ｃの計算結果に基づいて、移動機構１１ａを制御する制御装置１１ｄから構成されている。

以上の従来例２の技術では、いずれも図１５に示すように、移動速度Ｖ_Ｔで移動する追従目標物体１０に移動ロボット１１が追従移動する。図１５の追従目標物体１０が移動経路１３を通ってきた時、移動ロボット１１はその移動経路１３をなぞるように追従速度Ｖ_Ｒで移動するように制御することで追従を行っている。特に、特許文献４では、追従目標物体１０の移動経路１３に対し、現在の移動状態での移動ロボット１１の経路を予測し、そのずれを補正するように移動制御を行うことで高精度の追従を行っている。
特開平６−２７４２２３号公報特開平６−１０５９３８号公報特開２００３−９２７４９号公報特開平１０−１７２０９９号公報

しかしながら、従来の技術を適応する場合、以下のような課題がある。

特許文献１〜４に記載された従来技術では、現在の追従目標物体、またはその経路を目指して追従を行っており、結果として追従目標物体の背後を追従することになる。そのため、追従目標物体が突然停止した場合、ロボットの制動が遅れて衝突するおそれがある。

さらに、追従目標物体が人間である場合、背後の移動ロボットの追従状態を確認するためには、首または体を回して確認をしなければ確認できず、確認による手間がかかり、後ろを向くことによる前方不注意で事故に繋る可能性がある。

上記に挙げた特許文献１〜４に記載された従来技術の課題を、図１６を用いて説明する。ここで、図１６（ａ）は追従目標物体との衝突に関する例、図１６（ｂ）は追従状態の確認に関する例を示している。

例えば、図１６（ａ）のように、通常の追従状態では移動ロボット１１は追従目標物体１０の背後に位置し、追従目標物体１０の方向に移動を行っている。ここで、追従目標物体１０が突然停止した場合、移動ロボット１１の制動力が十分でないと制動が遅れて前にいる追従目標物体１１に衝突するおそれがある。

また、図１６（ｂ）のように、人間の追従目標物体１０が背後に追従する移動ロボット１０を確認しようとする場合、後ろが見えるまで首を回すか、もしくは体を向ける必要がある。このとき、確認に気をとられ人間の進行方向にある障害物５１に衝突し事故に結びつく可能性がある。

本発明は、このような問題点を解決し、安全かつ適切な追従目標物体への追従を実現した移動ロボットおよびその追従方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、ロボットを、予め設定した追従目標物体の位置関係にしたがって、追従目標物体の進行方向に対して平行に追従目標物体の移動経路をずらした経路を移動させ、追従目標物体に追従させることを特徴とする移動ロボットの追従方法である。

また本発明は、移動機構と、追従目標物体を検出する検出装置と、追従目標物体の位置および速度を計測する第１の計測装置と、ロボットの位置および速度を計測する第２の計測装置と、ロボットの追従位置および追従経路を算出する計算機と、前記移動機構を制御する制御装置を具備する移動ロボットにおいて、前記計算機は、前記ロボットの追従経路を、追従目標物体の進行方向に対して平行に追従目標物体の移動経路をずらした位置に設定するように演算することを特徴とする移動ロボットである。

本発明の追従方法によれば、追従目標物体が急に速度を変動させた場合においても衝突することを防ぐとともに、追従目標物体や環境に応じて適切な追従目標物体への追従を行うことができる。

本発明の移動ロボットによれば、追従目標物体が急に速度を変動させた場合においても衝突することを防ぎながら追従することができる。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明を行う。

（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施形態における移動ロボットの追従方法を示す説明図、図２は本発明の第１の実施形態における移動ロボットの構成を示すものである。１は追従目標物体、２は移動ロボットを示す。移動ロボット２は、図２で示すように、ロボット２ａと、ロボット２ａを少なくとも移動するための移動機構２ｂと、追従目標物体１の位置と速度を計測する第１の計測装置２ｃと、ロボット２ａ自身の位置や速度を計測する第２の計測装置２ｄと、計測装置２ｃ，２ｄの計測結果より、追従目標物体１に追従する経路を算出する計算機２ｆと、その計算機２ｆにより算出された経路を移動するように移動機構２ｂの制御を行う制御装置２ｇ、追従目標物体１を検出する検出装置２ｅとを具備する。

ここで、計測装置２ｃおよび計測装置２ｄにより追従目標物体１とロボット２ａ自身の絶対座標上の位置および速度を検出する。計測装置２ｃ，２ｄとして、例えばＧＰＳや外部のセンサを用いることにより、直接絶対座標を検出することができる。また、計測装置２ｄについては、デッドレコニングや、外部のランドマーク３の検出によって内部センサによりロボット２ａ自身の位置を検出しても良い。また計測装置２ｃについては、超音波やカメラなどの無線、リード線など有線のデバイスを用いて追従目標物体１との相対位置を検出し、計測装置２ｄとの計測結果と合わせることによって絶対座標を計測することができる。

次に、本実施形態の移動ロボットの概要について説明する。例えば、図１で示すように、追従目標物体１は、速度Ｖ_Ｔで直線の移動経路Ｌ_Ｔを移動するものとする。この追従目標物体１に対し、本実施形態における移動ロボット２は、速度Ｖ_Ｒで、追従目標物体１の移動経路Ｌ_Ｔに対して平行かつ垂直方向に一定量ずらした直線状の追従経路Ｌ_Ｒを移動するように追従を行うものである。このとき、移動経路Ｌ_Ｔと平行な追従経路Ｌ_Ｒは追従目標物体１の右側でも左側でも良い。また、移動ロボット２は追従目標物体１の前方にあっても、後方にあっても、また、側方にあっても良い。

図１は、移動経路Ｌ_Ｔに平行でかつ追従目標物体１の進行方向に対して右側にずれ量ｄrだけシフトした追従経路Ｌ_Ｒ１に沿って、移動ロボット２が速度Ｖ_Ｒ１で移動する例、および移動経路Ｌ_Ｔに平行でかつ追従目標物体１の進行方向に対して左側にずれ量ｄlだけシフトした追従経路Ｌ_Ｒ２に沿って、移動ロボット２が速度Ｖ_Ｒ２２で移動する例を同時に示したものである。左右への垂直方向のずれ量ｄrやずれ量ｄlについては任意に設定するものとする。

移動ロボット２の追従経路Ｌ_Ｒを算出するためには、追従移動物体１の移動経路Ｌ_Ｔを求める必要がある。そのためには、追従移動物体１の絶対座標系上での位置および速度情報を検知することにより、この位置および速度情報に基づいて移動経路が絶対座標系で算出することができる。

例えば、移動ロボット２の追従経路Ｌ_Ｒにおける直線上の任意の位置ベクトルＰaが、次の（数１）に示す式で表されるとする。
（数１）
Ｐa＝Ｐk＋Ａ＊Ｖg
ここで、Ｐkは追従目標物体１の移動経路Ｌ_Ｔと任意の距離Ｋにある任意の位置ベクトル、Ｖgは追従目標物体１の速度方向の単位ベクトル、Ａは任意の定数とする。したがって、追従目標物体１の位置ベクトルをＰgとするとき位置ベクトルＰkは次の（数２）に示す式を満たすように設定する。
（数２）
｜Ｐk−（Ｐg＋（（Ｐk−Ｐg）・Ｖg）Ｖg）｜＝Ｋ
次に、移動ロボット２の追従経路Ｌ_Ｒを実現するための、移動速度の制御方法について説明する。移動ロボット２の速度として、追従経路Ｌ_Ｒに対して並進方向の速度をＶｒとし、回転方向の速度をωｒとし、さらに移動ロボット２の向きと追従経路の方向とのずれをｄθ、追従経路Ｌ_Ｒとの距離をｄhとする時、次の（数３）に示す式で表される速度となるように移動機構２ｂの制御を行う。
（数３）
Ｖr＝Ｇ1×｜Ｖg｜，ωｒ＝−Ｇ2×ｄθ−Ｇ3×ｄh
ここで、Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3は任意のゲインであり、特にＧ1は状態によりゲインを変化する。

以上のような制御式では、移動ロボット２が追従経路Ｌ_Ｒから離れると、この追従経路Ｌ_Ｒとなる直線上に戻るように移動ロボット２の向きが修正されるので、追従経路Ｌ_Ｒを維持することができる。

なお、このような追従方法に加え、移動ロボット２が追従経路Ｌ_Ｒ上において、追従目標物体１の進行方向においての位置を一定となるような追従を行っても良い。なお、図１においては、追従目標物体１の右側を移動する移動ロボット２が、追従目標物体１に対して距離ｌ_rだけ後方に位置した例、追従目標物体１の左側を移動する移動ロボット２が、追従目標物体１に対して距離ｌ_lだけ後方に位置した例が同時に示されている。

例えば、進行方向に対して距離ｌだけ後ろを追従する移動ロボット２の目標座標Ｐlは、（数１）に示す位置ベクトルＰaの条件式に加えて次の（数４）に示す式を満たすように設定する。
（数４）
（Ｐl−Ｐg）・Ｖg＝ｌ
さらに、上記の速度制御に加えて、例えば次の（数５）に示す式のように移動ロボット２の速度Ｖrを制御しても良い。
（数５）
Ｖr＝Ｇ1×｜Ｖg｜×ｄl
ただし、ここでずれ量ｄlは制御目標位置Ｐlに対する追従目標物体１の進行方向のずれであり、上記の式により、ずれに応じて速度が加速もしくは減速することにより制御目標位置を維持することができる。

ところで、図１に示す追従方法では直線経路の場合について説明したが、実際には、追従目標物体１の位置、速度にしたがって移動ロボット２の追従経路が変化するために、センサ系のバラつきなどにより追従目標物体１の位置、速度のバラつきにより移動ロボット２の追従経路がバラつき、動作が不自然になる場合がある。

図３は追従目標物体の位置、速度のバラつきによる問題点を示す説明図である。移動ロボット２は、追従目標物体１を追従しているが、第１の状態の追従目標物体１から第２の状態、第３の状態、第４の状態の追従目標物体１のように、追従目標物体１の位置，速度がバラついて検出されると、同様に移動ロボット２の追従目標位置がバラつくようになる。その結果、算出される追従経路と追従目標物体１の移動経路とに差が生ずるようになり、安定した追従ができなくなるおそれがある。

図４は本実施形態における追従目標物体の位置、速度がバラついている場合の移動ロボットの移動を示す説明図である。

例えば、図４（a）に示すように第１〜第４の状態での追従目標物体１の位置，速度のバラつきに対し、ローパスフィルタなどにより平滑化処理を行うことで、滑らかな移動経路Ｌ_Ｔを算出し、移動ロボット２はこの移動経路Ｌ_Ｔに対する移動追従経路Ｌ_Ｒを算出する。

このように計測装置２ｃにより計測された追従目標物体１の位置，速度のバラつきを補正する補正装置を具備することにより、この補正装置により位置、速度の離散的なバラつきを平滑化し、移動ロボット２のスムーズな移動が実現可能となる。

また、図４（ｂ）に示すように、計測装置２ｂにより計測された追従目標物体１の位置，速度に対して一定の継続領域１０を設け、追従目標物体１が継続領域１０の範囲内で移動していれば、移動ロボット２は現状の経路Ｌ_Ｒの移動を継続する。例えば、現在追従中の追従目標物体１の経路Ｌ_Ｔに対して、左右に一定幅だけ拡げてなる一定の継続領域１０を設定し、追従目標物体１がこの継続領域１０の範囲内に入っており、追従目標物体１が、位置１−１、位置１−２、位置１−３に示すように移動した場合、位置１−２，位置１−３にある追従目標物体１は、移動方向も一定の範囲内であるため、追従目標物体１に対して移動ロボット２は現状の経路Ｌ_Ｒを継続するように移動する。

このようにすることで離散化のバラつきに対しても、移動ロボット２は不自然な挙動を示すことなく追従移動を行うことができる。

次に、追従目標物体が停止、移動を繰り返すような場合について説明する。

図３，図４に示す追従方法では追従目標物体１の位置，速度にしたがって追従経路が決まるが、追従目標物体１が停止した場合は進行方向が存在しなくなるため、追従目標位置が設定できずに停止する。また、追従目標物体１が離れた時点で停止した場合、移動ロボット２は離れていてもその場で停止する。

追従目標物体１が停止，移動を繰り返さないような場合にはこのような追従動作でも十分である。しかし、再移動時経路が急に変わるような場合には、移動ロボット２が当初において新たな経路に近づくため移動能力が費やされ、さらなる追従遅れが生じる。したがって、このような停止，移動が繰り返されると遅れが徐々に大きくなり、結果として追従目標物体１を見失うおそれがある。

そこで、図５に示すように、追従目標物体１の移動速度が０になった場合、移動ロボット２は停止することなく現状の追従経路Ｌ_Ｒ上の移動を継続する。そして追従目標物体１から一定の距離Ｒの範囲５０まで移動ロボット２の移動を行う。

このように制御することによって、離れた状態で追従目標物体１が停止した場合についても、その場で停止することなく一定の範囲に近づいて停止する。その結果、停止，移動を繰り返しても遅れが積み重なることがなくなり、遅れを最小限にとどめることができるため、追従目標物体１を見失うことがなくなる。

次に、追従目標物体１が突然大きく進行方向を変えた場合における、移動ロボット２の移動制御について説明する。

また、図３，図４に示す追従方法だけでは、追従目標物体１の位置、速度にしたがって一定の位置関係を持って追従経路を算出するために、追従目標物体１が突然大きく進行方向を変えた場合、移動ロボット２も大きく追従目標位置や追従経路を大きく変更しなければならない。そのために、遅れが生じたり、その追従経路を変更する過程で追従目標物体１に衝突するおそれがある。

例えば、図６に示すように、移動ロボット２が追従目標物体１の後方を追従移動している場合において、追従目標物体１がＵターンした際に、Ｕターン直前の移動ロボット２の位置Ａ、移動速度Ｖ_Ｒ１に対して、Ｕターン直後は位置Ｂ、速度Ｖ_Ｒ２が要求される。したがって、この経路移動を実現するには、図６に示す追従経路Ｌ_Ｒのように大回りの経路が必要となり、その大回りの間に遅れが生じたり、追従経路Ｌ_Ｒにおける所定の地点Ｓにおいて追従目標物体１と衝突するおそれがある。

図７は追従目標物体のＵターン時における追従方法を示す説明図であり、Ｌ_Ｒ１は追従目標物体１がＵターンしない場合の追従経路、Ｌ_Ｒ２は追従目標物体１がＵターンが完了した後の追従経路、Ｌ_Ｒ４は追従目標物体１がＵターンしている間の追従経路を示す。

そこで、図７（ａ）に示すように、追従目標物体１がＵターンした後、移動ロボット２の方に向かってくる場合、すなわち、追従目標物体１が位置Ａ、位置Ｂ、位置Ｃと移動するような場合には、移動ロボット２は追従目標物体１に対しては追従移動を行わず停止し、移動ロボット２の向きだけを追従目標物体１に向けるように制御する。そして、図７（ｂ）のように、追従目標物体１が移動ロボット２を通り過ぎてから新たな追従を再開し、追従経路Ｌ_Ｒ４を通って追従経路Ｌ_Ｒ２に経路変更する。

このような追従方法によれば、Ｕターンに伴う、追従経路変更のための追従経路Ｌ_Ｒ４は、図６の追従経路Ｌ_Ｒ３に比べて非常に短くなるため遅れも少なく、すでに追従目標物体１は移動ロボット２を通り過ぎているため衝突のおそれはなくなる。

次に、上記のように移動ロボット２を停止し、方向だけを変更する状態の判定について説明する。移動ロボット２を停止し、方向だけを変更するには、例えば、（数６）に示す判定式を満たす場合に行うものとする。
（数６）
Ｆr・Ｖg＜０
ここで、Ｆrはロボットの向きを示すベクトルである。

以上のような追従方法および構成の移動ロボット２では、通常の追従状態では追従目標物体１が突然停止した場合にも、追従目標物体の経路と追従経路とのずれ量を十分にとることによって追従目標物と衝突することがなくなる。

また、本実施形態の移動ロボット２によれば、図１６（ｂ）のように、移動ロボット２の追従目標が人間である場合において、移動ロボット２は進行方向に対して垂直方向にずれるため、首を大きく回したりもしくは体を向けることなく確認が可能となる。これにより、例えば、確認に気をとられ人間の進行方向にある障害物５１に衝突するような事故を防ぐことができる。

（実施の形態２）
図８は、本発明の第２の実施形態におけるロボットの構成を示す説明図である。
図９〜図１１は、図８に示す移動ロボットにおける、環境等による追従の位置関係を示す説明図である。図９は障害物の検知によって位置関係を変更する例であり、図１０は周囲の混雑度に応じて位置関係を変更する例であり、また、図１１は追従目標物体の速度に応じて位置関係を変更させる例である。

本発明の第２の実施形態の移動ロボットの構成は、図２に示す第１の実施の形態の構成に加えて、追従目標物体１や移動ロボット２の周囲の環境の状態を検出する検出装置２ｈを具備し、この検出装置２ｈからの検出情報に基づいて計算機２ｆにおいて、追従目標物体１の移動経路に対する左右へのずれ量や進行方向の位置関係を変更することができるようにしたものである。

ここで、追従目標物体１や移動ロボット２の周囲の環境の状態を検出する検出装置２ｈとして、例えば、超音波や赤外線などを用い、検出装置２ｈを障害物センサとして機能させるにより障害物の接近状況を検出し、障害物を回避するために追従位置を変更しても良い。また、カメラやレーザーレンジセンサなどにより周囲の混雑度合いを検出し、込み具合によってずれ量を変化させ混雑時に邪魔にならないようにしても良い。

また、検出装置２ｈを、上記の機能とともに追従目標物体１の状態を検出する装置として兼用し、追従目標物体１の速度に応じて位置関係を変化させても良い。また、検出装置２ｈをカメラとする場合には、そのカメラによって追従目標物体１のしぐさを検出し、追従状態のための確認をしようとしている場合は進行方向について前方もしくは側方に位置して視認性を高めるようにしても良い。

図９は移動ロボット２の位置および経路の変更例を示すものであり、特に、障害物５２の検知によって位置関係を変更する場合について示すものである。例えば、第１の状態のように追従目標物体１の斜め後方を追従する移動ロボット２が、追従経路Ｌ_Ｒ１前方に障害物５２を発見したため、第２の状態のように追従目標物体１に隠れるようにずれ量ｄを小さくして障害物５２を回避し、第３の状態のように障害物５２を通り過ぎたところで元のずれ量ｄに戻す。

また、図１０も図９と同様に移動ロボット２の位置および経路の変更例を示すものであり、特に、周囲の混雑度合いにより位置関係を変更する場合を示すものである。例えば、移動ロボット２の周囲には通行人５３等の環境が存在するものとする。ここで、第１の状態のように、混雑していない環境の場合には、追従目標物体１の斜め後方に大きくずれ量ｄをとって追従する移動ロボット２が、第２の状態のように通行人５３によって混雑してくるとずれ量ｄを小さくなるように位置関係を変更させて、通行人５３との接触などが発生確率を減らす。また、第３の状態のように混雑が解消されると元のようにずれ量を大きくとって追従する。

なお、この時の混雑度は、移動ロボット２の周囲一定範囲内の通行人５３等の環境物体の数でも良いし、環境の占める面積の割合などによって定義される。

また、図１１も移動ロボット２の位置および経路の変更例を示したものであり、追従目標物体１の速度により位置関係を変更例である。例えば、第１の状態のように追従目標物体１の速度が小さい場合は、移動ロボット２は、小さいずれ量を維持して追従を行うが、第２の状態のように追従目標物体１の速度が大きくなると、ずれ量等を大きくとるように追従を行い、追従目標物体１の急激な速度変化による衝突の発生確率を減少させる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、環境に合わせて最適な追従位置での追従を行うことができるため、例えば、障害物に対して柔軟に回避を行ったり、周囲の混雑度に合わせてずれ量を調節したり、追従目標物体１の速度に応じてずれ量を調節したり、また、追従目標物体１が人であった場合には、その人の好みや要求に合わせた位置関係での追従を行うことができる。これによって、移動ロボット２の置かれた状況において最適な追従を実現することができる。

本発明によれば、追従目標物体が急に速度を変動させた場合においても衝突することを防ぐことができ、また、追従目標物体や環境に応じて適切な追従目標物体への追従を行うことができるため、家庭，ホテル，ゴルフ場，工場，空港等で自動カートや搬送ロボット、または自動操縦の乗物などにも適応することができる。

本発明の第１の実施形態における移動ロボットの追従方法を示す説明図本発明の第１の実施形態における移動ロボットの構成を示す説明図追従目標物体の位置，速度の検出のバラつきを示す説明図第１の実施形態における移動ロボットの移動制御を示す説明図第１の実施形態における追従目標物体が停止した時の移動ロボットの移動制御を示す説明図追従目標物体がＵターンした場合の問題点を説明するための説明図第１の実施形態における追従目標物体がＵターンした時の移動ロボットの移動制御を示す説明図本発明の第２の実施形態における移動ロボットの構成を示す説明図第２の実施形態における移動ロボットの移動制御を示す説明図第２の実施形態における移動ロボットの移動制御を示す説明図第２の実施形態における移動ロボットの移動制御を示す説明図従来例１の移動ロボットの構成を示す説明図従来例１の移動ロボットの追従方法を示す説明図従来例２の移動ロボットの構成を示す説明図従来例２の移動ロボットの追従方法を示す説明図従来の方法における課題を説明するための図

符号の説明

１追従目標物体
２移動ロボット
２ａロボット
２ｂ移動機構
２ｃ第１の計測装置
２ｄ第２の計測装置
２ｅ，２ｈ検出装置
２ｆ計算機
２ｇ制御装置
３ランドマーク
５０範囲
５１，５２障害物
５３通行人

Claims

ロボットを、予め設定した追従目標物体の位置関係にしたがって、追従目標物体の進行方向に対して平行に追従目標物体の移動経路をずらした経路を移動させ、追従目標物体に追従させることを特徴とする移動ロボットの追従方法。
追従目標物体の進行方向がロボットに接近する方向に変ったことを検出した場合、ロボットの追従を停止させることを特徴とする請求項１記載の移動ロボットの追従方法。
ロボットの追従経路および周辺の状態にしたがって追従目標物体に追従する位置および経路を変化させることを特徴とする請求項１または２記載の移動ロボットの追従方法。
移動機構と、追従目標物体を検出する検出装置と、追従目標物体の位置および速度を計測する第１の計測装置と、ロボットの位置および速度を計測する第２の計測装置と、ロボットの追従位置および追従経路を算出する計算機と、前記移動機構を制御する制御装置を具備する移動ロボットにおいて、前記計算機は、前記ロボットの追従経路を、追従目標物体の進行方向に対して平行に追従目標物体の移動経路をずらした位置に設定するように演算することを特徴とする移動ロボット。
前記計算機は、追従目標物体の進行方向に対して、設定された追従目標物体の位置関係にしたがって平行にずらした直線上にあり、進行方向成分に一定距離にある位置を目標として移動経路を算出し、前記制御装置は、前記計算機の算出結果に基づいて前記移動機構を制御することを特徴とする請求項４記載の移動ロボット。
前記第１の計測装置によって計測された位置および速度のバラつきを補正する補正装置を具備し、前記補正装置は、位置、速度のバラつきを平滑化することを特徴とする請求項４または５記載の移動ロボット。
前記計算機は、計測された追従目標物体の位置が、ロボットの位置に対し予め定めた範囲内にある場合、追従を継続するように経路を算出することを特徴とする請求項４，５または６項記載の移動ロボット。
前記計算機は、追従目標物体の停止に従い、一定の距離に近づくまでの追従位置を算出することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載の移動ロボット。