JP2008158690A - 移動体検知装置、警備ロボット、移動体検知方法および移動体検知プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】装置自体が移動している際に移動体を検知することができる移動体検知装置、警備ロボット、移動体検知方法および移動体検知プログラムを提供する。
【解決手段】移動可能な警備ロボット１００において、レーザレンジセンサ１０１は、移動中に、障害物までの座標を検知し、走行情報計測部１０７は、当該警備ロボット１００が走行した方向および距離を示す走行情報を計測し、座標算出部１０５は、座標記憶部１１０に記憶された警備ロボット１００が移動する移動領域における前回検知された障害物の座標と、走行情報計測部１０７によって計測された走行情報とから、今回検知されるべき障害物の座標を算出し、移動体判定部１０６は、レーザレンジセンサ１０１によって検知された座標と、座標算出部１０５によって算出された座標との差分から移動体を判定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体検知装置、警備ロボット、移動体検知方法および移動体検知プログラムに関する。

従来、超音波や電磁波を送出し、送出した超音波や電磁波の反射波を受信した場合に得られる方位と距離の情報から周辺に存在する障害物を検知する装置が一般に知られている。このような装置では、障害物が存在すれば反射波が反射されるため、障害物が人体であるか否かを判断することができないという問題があった。

このような問題を解決するものとして、２次元温度分布を検出し、予め定められた人体温度範囲を検出し、検出された形状から人体を検知する人体検知装置が開示されている（特許文献１参照）。

特開平１１−５２０６４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された技術では、人体検知装置が車両等に搭載された場合において、車両等が走行している際に人体を検知すると、検知される熱源が見かけ上移動するため、正確に人体を検知することができないという問題があった。かかる装置を用いて人体を検知しようとすると、人体検知装置を搭載している車両自体を停止させて人体を検知する必要があった。なお、上述した超音波や電磁波によって障害物を検知する装置においても、装置自体が移動すると、同様に障害物を正確に検知できないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、装置自体が移動している際に移動体を検知することができる移動体検知装置、警備ロボット、移動体検知方法および移動体検知プログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、移動可能な移動体検知装置において、前記移動体検知装置が移動する移動領域において検知された障害物の前記移動領域における前記障害物の座標である第１検知座標を記憶する記憶手段と、移動中に、前記障害物までの距離および方向を検知する障害物検知手段と、前記障害物検知手段によって検知された前記障害物までの距離および方向から、前記移動領域における前記障害物の座標である第２検知座標を算出する検知座標算出手段と、前記記憶手段に記憶されている前記第１検知座標に対応する前記障害物を検知してから前記第２検知座標に対応する前記障害物を前記障害物検知手段によって検知するまでに、当該移動体検知装置が走行した距離および方向を示す走行情報を計測する走行情報計測手段と、前記記憶手段に記憶された前記第１検知座標と、前記走行情報計測手段によって計測された前記走行情報とから、今回検知されるべき障害物の座標である算出座標を算出する算出座標算出手段と、前記検知座標算出手段によって算出された前記第２検知座標と、前記算出座標算出手段によって算出された前記算出座標との差分から、前記障害物が移動体であるか否かを判定する移動体判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の移動体検知装置において、前記算出座標算出手段によって算出された前記算出座標を算出点として示す第１画像情報を生成し、前記検知座標算出手段によって算出された前記第２検知座標を検知点として示す第２画像情報を生成する画像情報生成手段、をさらに備え、前記移動体判定手段は、前記画像情報生成手段によって生成された前記第１画像情報と前記第２画像情報とを重ね合わせ、重ね合わせた前記算出点と前記検知点とが所定の閾値以上離れている場合に、前記障害物が移動体であると判定すること、を特徴とする。

また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の移動体検知装置において、前記第１画像情報を平行移動または回転移動の少なくともいずれか一方を行うことにより、前記第２画像情報の検知点と、前記第１画像情報の算出点が最も重なるよう補正する補正手段、をさらに備え、前記移動体判定手段は、前記補正手段によって補正された前記第１画像情報と、前記第２画像情報とを重ね合わせ、重ね合わせた前記算出点と前記検知点が所定の閾値以上離れている場合に、前記障害物が移動体であると判定すること、を特徴とする。

また、請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の移動体検知装置において、当該移動体検知装置の移動可能領域を示す地図情報を記憶する地図情報記憶手段、をさらに備え、前記移動体判定手段は、前記補正手段によって補正された前記第１画像情報と、前記第２画像情報とを重ね合わせ、重ね合わせた画像情報から、前記地図情報記憶手段に記憶された前記地図情報に含まれない前記算出点および前記検知点を除外した上で、前記算出点と前記検知点が所定の閾値以上離れている場合に、前記障害物が移動体であると判定すること、を特徴とする。

また、請求項５にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の移動体検知装置において、停止中に、検知領域での赤外線を検知する赤外線検知手段と、前記赤外線検知手段によって所定量の赤外線が検知された場合に、前記所定量の赤外線が検知された領域に人体が存在すると判定する人体判定手段と、をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項６にかかる発明は、請求項１〜４のいずれか一つに記載の移動体検知装置において、停止中に、検知領域での赤外線を検知する赤外線検知手段と、前記移動体判定手段によって前記障害物が移動体であると判定された場合で、かつ、前記移動体の位置で前記赤外線検知手段によって前記所定量の赤外線が検知された場合に、前記障害物が人体であると判定する人体判定手段と、をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項７にかかる発明は、移動可能な警備ロボットにおいて、請求項１〜６のいずれか一つに記載の移動体検知装置を備え、前記移動領域での移動が許可されている人物の認証情報を記憶する認証情報記憶手段と、外部から入力された前記認証情報と、前記認証情報記憶手段に記憶された前記認証情報とを照合することにより、前記人物を認証する認証手段と、前記移動体判定手段によって移動体と判定された場合、または、前記人体判定手段によって人体と判定された場合に、判定された当該移動体または当該人体に対して前記認証手段による認証を要求する認証要求手段と、前記認証要求手段によって要求された認証がされなかった場合に、不審者と判定する不審者判定手段と、前記不審者判定手段によって前記人体が不審者と判定された場合に、前記人体が不審者である旨を報知する報知手段と、をさらに備えることを特徴とする。

また、請求項８にかかる発明は、移動可能な移動体検知装置で実行される移動体検知方法において、移動中に、障害物までの距離および方向を検知する障害物検知ステップと、前記障害物検知ステップによって検知された前記障害物までの距離および方向から、前記移動領域における前記障害物の座標である第２検知座標を算出する検知座標算出ステップと、前記移動体検知装置が移動する移動領域において検知された障害物の前記移動領域における前記障害物の座標である第１検知座標を記憶する記憶手段に記憶されている前記第１検知座標に対応する前記障害物を検知してから前記第２検知座標に対応する前記障害物を前記障害物検知ステップによって検知するまでに、当該移動体検知装置が走行した距離および方向を示す走行情報を計測する走行情報計測ステップと、前記記憶手段に記憶された前記第１検知座標と、前記走行情報計測ステップによって計測された前記走行情報とから、今回検知されるべき障害物の座標である算出座標を算出する算出座標算出ステップと、前記検知座標算出ステップによって算出された前記第２検知座標と、前記算出座標算出ステップによって算出された前記算出座標との差分から、前記障害物が移動体であるか否かを判定する移動体判定ステップと、を有することを特徴とする。

また、請求項９にかかる発明は、請求項８に記載された移動体検知方法をコンピュータに実行させること、を特徴とする。

本発明によれば、移動可能な装置が移動している場合に、検知のための停止を行うことなく移動体を検知することができるため、広範囲の領域を短時間で効率よく検知することができるという効果を奏する。

また、本発明によれば、時系列に検知された検知情報と、オドメトリ情報（走行分のタイヤの回転数等）で移動体を判定することができるため、地図情報のような事前に作成すべき情報を登録することなく、移動体を検知することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかる移動体検知装置、警備ロボット、移動体検知方法および移動体検知プログラムの最良な実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第１の実施の形態にかかる警備ロボットは、移動体検知装置を搭載し、警備ロボット自体が移動しながら警備領域内を移動している対象物を検知して人体と判定する。人体と判定された場合には、認証操作を要求し、認証されない場合は不審者と判定して他者への報知を行う。

まず、本発明が適用される警備ロボットの構成例について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる警備ロボットの構成を示すブロック図である。

本実施の形態にかかる警備ロボット１００は、レーザレンジセンサ（Laser Range Sensor）１０１と、検知情報取得部１０２と、タイマ部１０３と、画像情報生成部１０４と、座標算出部１０５と、移動体判定部１０６と、走行情報計測部１０７と、駆動制御部１０８と、駆動部１０９と、座標記憶部１１０と、認証情報データベース１１１と、ＩＣ（Integrated Circuit）カードリーダ部１１２と、認証情報取得部１１３と、認証部１１４と、スピーカ１１５と、音声制御部１１６と、通信部１１７とを備えている。

レーザレンジセンサ１０１は、警備ロボット１００が警備領域を走行中に、警備領域に存在する障害物を検知する。レーザレンジセンサ１０１は、所定の角度ごとにレーザや赤外ＬＥＤ等を照射し、障害物からの反射波によって障害物の方向と距離を計測する。なお、レーザレンジセンサ１０１は、走行方向を中心に所定の角度（例えば９０度や１８０度、３６０度等の適当な角度）について、所定の角度ごとにレーザ等を照射して検知する。検知情報取得部１０２は、レーザレンジセンサ１０１が計測した障害物の方向および距離を取得する。タイマ部１０３は、レーザレンジセンサ１０１が前回障害物を検知してからの経過時間を計測する。また、タイマ部１０３は、認証操作を要求する旨のメッセージ出力後の経過時間を計測する。

駆動部１０９は、警備ロボット１００が自立走行するための駆動機構である。駆動部１０９は、直線移動および回転移動が可能な駆動車輪と、駆動車輪を回転させるためのモータ等を備えている。駆動部１０９は、速度３０ｃｍ／ｓ〜１ｍ／ｓ程度で走行することを想定している。駆動制御部１０８は、駆動部１０９に対する移動方向や移動速度、停止等を制御する。

走行情報計測部１０７は、警備ロボット１００が移動した場合に、駆動部１０９が備える駆動車輪の回転数や回転角度（オドメトリ）等から走行情報を計測する。ここで、走行情報とは、左車輪移動量ｄｌと右車輪移動量ｄｒである。また、ジャイロを使用している場合は、角度変化量ｄθが含まれる。

座標算出部１０５は、後述する座標記憶部１１０に記憶された前回検知した障害物の座標と、走行情報計測部１０７によって計測された走行情報とから、今回検知されるべき障害物の座標（以下、算出座標という）を算出する。また、座標算出部１０５は、検知情報取得部１０２によって取得された方向および距離から、検知された障害物の座標（以下、検知座標という）を算出する。座標記憶部１１０は、座標算出部１０５によって算出された検知座標を時系列に記憶する。

画像情報生成部１０４は、座標算出部１０５によって算出された座標を示す点（以下、算出点という）を描画した画像情報を生成する。ここで、画像情報生成部１０４が生成する画像情報は、算出座標を描画した画像情報（以下、算出画像情報という）と、検知座標を示す点（以下、検知点という）を描画した画像情報(以下、検知画像情報という)である。

移動体判定部１０６は、画像情報生成部１０４によって生成された算出画像情報と検知画像情報から、警備領域内の移動体の有無を判定する。また、移動体判定部１０６では、移動体が存在すると判定した場合には、移動体の位置を求める。移動体判定部１０６は、算出画像情報を平行移動または回転移動して、駆動車輪のスリップ等で生じた算出画像情報と検知画像情報とのずれを補正する。

認証情報データベース１１１は、不審者か否かを判定するための識別情報を格納する。図２は、認証情報データベースのデータ構成を示す説明図である。図２に示すようなＩＣカード識別情報が格納されている。なお、認証情報データベース１１１に格納されている認証情報を警備ロボット１００に備えず、通信部１１７を介して警備装置や監視センタから受信してもよい。

ＩＣカードリーダ部１１２は、ＩＣカードの識別情報を読取る。認証情報取得部１１３は、ＩＣカードリーダ部１１２によって読取られた識別情報を取得する。

認証部１１４は、認証情報取得部１１３によって取得された識別情報と、認証情報データベース１１１に格納された認証情報とを照合し、一致するか否かを判定する。認証情報取得部１１３によって取得された識別情報と、認証情報データベース１１１に格納された認証情報が一致した場合は、ＩＣカードを所持する者が認証される。なお、ＩＣカード識別情報に代えて、指紋情報、静脈情報のような生体認証情報を取得し、それらを照合することによって不審者か否かを判定してもよい。

スピーカ１１５は、音声情報を出力する。音声制御部１１６は、スピーカ１１５に対して音声情報を出力するように制御する。通信部１１７は、認証部１１４によって警備領域内に存在する移動体が不審者であると判断された場合に、図示しない警備装置や監視センタに不審者が存在する旨を通報する。また、通信部１１７は、警備装置や監視センタと無線でデータを送受信する。

次に、以上のように構成されている警備ロボット１００による人体判定・警備処理について説明する。図３−１、図３−２は、検知情報取得部、タイマ部、画像生成部、座標算出部、移動体判定部、走行情報計測部、認証部が行う人体判定・警備処理手順を示すフローチャートである。なお、警備ロボット１００は、駆動部１０９を駆動することによって、警備領域内を走行している。

タイマ部１０３は、所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ３０１）。所定時間が経過していないと判定した場合は（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、ステップＳ３０１に戻り、所定時間が経過するまで処理を繰り返す。所定時間が経過したと判定した場合は（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、検知情報取得部１０２がレーザレンジセンサ１０１によって所定の角度ごとに検知した検知情報を取得する（ステップＳ３０２）。ここで、レーザレンジセンサ１０１の検知情報とは、障害物までの方向と距離である。なお、レーザレンジセンサ１０１の検知時間は、１回につき１／１０００秒単位のオーダであるため、警備ロボット１００が３０ｃｍ／ｓ〜１ｍ／ｓ程度の速度で移動している場合、障害物までの方向と距離をほぼ正確に検知することができる。

座標算出部１０５は、検知情報から障害物を検知した座標（検知座標）を算出する（ステップＳ３０３）。画像情報生成部１０４は、検知座標を示す検知点を描画した画像情報を生成する（ステップＳ３０４）。図４は、検知点を描画した画像情報の一例を示す説明図である。レーザレンジセンサ１０１で障害物を検知した警備ロボット１００の位置を基準座標として、障害物を検知した座標を示したものである。

走行情報計測部１０７は、前回の検知情報を検知した時刻と今回の検知情報を検知した時刻の間に移動した警備ロボット１００の走行情報を取得する（ステップＳ３０５）。座標算出部１０５は、座標記憶部１１０に記憶された前回の検知座標および走行情報計測部１０７によって計測された走行情報から、今回検知されると推定される障害物の算出座標を算出する（ステップＳ３０６）。

ここで、具体的に、今回検知されるべき座標を算出する方法について説明する。図５は、警備領域における移動前および移動後の警備ロボットの位置の一例を示す説明図である。警備ロボット１００の車輪間隔ｄｈは、警備ロボット１００の仕様によって決まる。走行情報計測部１０７によって計測された走行情報は、左車輪移動量ｄｌ、右車輪移動量ｄｒ、角度変化量ｄθである。図５に示すように、警備ロボット１００がａの位置からｂの位置に移動することによって、ｘ座標はｄｘ、ｙ座標はｄｙ変化している。

これらの条件から、移動前の障害物の座標をｓｒｃ（ｓｒｃは(ｘ，ｙ)座標の集合とする）、移動後の障害物の座標をｓｒｃ’とすると、以下のようにしてｓｒｃ’を求めることができる。

ｄθ＝（ｄｌ−ｄｒ）／ｄｈ
なお、ｄθは、ジャイロが搭載されている場合には、ジャイロ指示値の変化量とする。
ｄｘ＝（（ｄｌ＋ｄｒ）／２）×ｓｉｎ（ｄθ）
ｄｘ＝（（ｄｌ＋ｄｒ）／２）×ｃｏｓ（ｄθ）
ｓｒｃ’．ｘ＝ｓｒｃ．ｘ×ｃｏｓ（ｄθ）−ｓｒｃ．ｙ×ｓｉｎ（ｄθ）−ｄｘ
ｓｒｃ’．ｙ＝ｓｒｃ．ｘ×ｓｉｎ（ｄθ）＋ｓｒｃ．ｙ×ｃｏｓ（ｄθ）−ｄｙ

図６は、移動前の障害物の座標を示す説明図である。図７は、移動後の障害物の座標を示す説明図である。図６に示す移動前の障害物の座標と、上述した計算式を用いて、検知されるべき移動後の障害物の座標を算出した結果が図７である。このように、警備ロボット１００が走行している場合であっても、走行情報を考慮して移動後の障害物の座標を算出することにより、レーザレンジセンサ１０１によって検知される障害物の座標を算出することができる。

図３−１のフローチャートに戻り、画像情報生成部１０４は、座標算出部１０５によって算出された検知されるべき障害物の座標を示す算出点を描画した画像情報を生成する（ステップＳ３０７）。移動体判定部１０６は、今回検知した検知画像情報と、検知すべき座標を算出した算出画像情報を重ね合わせて補正する（ステップＳ３０８）。図８は、補正する前の検知画像情報と算出画像情報を重ね合わせた画像情報の一例を示す説明図である。図８に示すように、走行情報を加味して障害物の座標を算出した場合であっても、静止している障害物の座標に多少の誤差を生じる場合がある。すなわち、駆動部１０９に備える起動車輪にスリップ等が生じるため、正確な走行情報が得られず、誤差が生じる場合である。このような走行情報の誤差を補正するため、検知画像情報と算出画像情報とのマッチングを行い、検知点と算出点が最も重なるように算出画像情報を平行に移動したり、回転移動したりして補正する。図９は、補正した後の検知画像情報と算出画像情報を重ね合わせた画像情報の一例を示す説明図である。通常静止している障害物を検知した座標が、移動している障害物を検知した座標より多く検知されると考えられるため、検知点と算出点が最も重なるように補正すれば、図９に示すように移動している障害物を検知点は、算出点と重ならずにずれて描画される。

移動体判定部１０６は、所定の距離以上離れた検知点と算出点があるか否かを判断する（ステップＳ３０９）。所定の距離以上離れた検知点と算出点がないと判断した場合は（ステップＳ３０９：Ｎｏ）、ステップＳ３２０に進む。所定の距離以上離れた検知点と算出点があると判断した場合は（ステップＳ３０９：Ｙｅｓ）、移動体判定部１０６は移動体が存在し、移動体が人であると判定する（ステップＳ３１０）。なお、ここでは移動体が存在するか否かの判断を検知点と算出点が所定距離以上か否かで判断したが、それに代えて画像処理のノイズ除去手段である膨張処理を行なった上で、障害物を示す画像にずれが生じているか否かにより移動体が存在するか否かを判断してもよい。これにより、同一のセンサが同一の障害物を検知する場合であっても多少生じてしまうゆらぎ（検知誤差）を、画像情報に膨張処理することによって除去し、誤差による誤検知を削減することができる。

駆動制御部１０８は、駆動部１０９に対して人体と判定した位置に移動するよう制御する（ステップＳ３１１）。音声制御部１１６は、スピーカ１１５から認証操作を促す旨のメッセージを出力するよう制御する（ステップＳ３１２）。認証情報取得部１１３は、ＩＣカードリーダ部１１２に挿入されたＩＣカードから認証情報を取得したか否かを判断する（ステップＳ３１３）。認証情報を取得していないと判断した場合は（ステップＳ３１３：Ｎｏ）、タイマ部１０３が所定時間経過したか否かを判断する（ステップＳ３１４）。所定時間経過していないと判断した場合は（ステップＳ３１４：Ｎｏ）、ステップＳ３１３に戻る。

所定時間経過したと判断した場合は（ステップＳ３１４：Ｙｅｓ）、移動体判定部１０６は移動体を不審者であると判定する（ステップＳ３１５）。音声制御部１１６は、スピーカ１１５から不審者である旨のメッセージを出力するよう制御する（ステップＳ３１６）。なお、不審者である旨のメッセージの出力に代えて、またはメッセージ出力とともにライトの点灯や、警備装置や監視センタへの通報を行ってもよい。

ステップＳ３１３において、認証情報を取得したと判断した場合は（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、認証部１１４は認証情報データベース１１１から認証情報を取得する（ステップＳ３１７）。認証部１１４は、ＩＣカードリーダ部１１２から取得した認証情報と、認証情報データベース１１１から取得した認証情報とを照合して一致したか否かを判断する（ステップＳ３１８）。これにより、検知された人物が警備領域内の立入りを認められるか否かを判断することができる。

ＩＣカードリーダ部１１２から取得した認証情報と、認証情報データベース１１１から取得した認証情報が一致していないと判断した場合は（ステップＳ３１８：Ｎｏ）、ステップＳ３１３に戻る。ＩＣカードリーダ部１１２から取得した認証情報と、認証情報データベース１１１から取得した認証情報が一致したと判断した場合は（ステップＳ３１８：Ｙｅｓ）、移動体判定部１０６は移動体を不審者でないと判定する（ステップＳ３１９）。移動体判定部１０６は、座標記憶部１１０に検知された座標を記憶し（ステップＳ３２０）、ステップＳ３０１に戻る。

このように、警戒するため警備ロボットが警備領域を移動している場合に、検知のための停止を行うことなく移動体を検知することができるため、広範囲の警備領域を短時間で効率よく検知することができる。また、警備ロボットが常に移動している場合のみならず、停止している場合や、停止や移動を繰り返すような場合であっても、同様の処理で移動体を検知することができる。また、予め地図情報を登録することなく、警備ロボットによる移動体を検知することができるため、事前準備が必要なく容易に警備ロボットを導入することができる。

なお、上述した実施の形態では、警備中の無人となったオフィスビルやショッピング施設を警備する警備ロボットを例として説明したが、本発明は、この他にも病院や展示会場等で訪問者を検知して、訪問先の道順を案内する案内ロボット等のほか、移動しながら他の移動体を検知する様々な装置に適用することができる。

なお、本実施の形態では、所定時間ごとにレーザレンジセンサ１０１によって障害物を検知する例を説明したが、所定時間に代えて、駆動部１０９によって走行した距離が所定の距離となったときごとに、レーザレンジセンサ１０１によって障害物を検知するようにしてもよい。

本実施の形態の警備ロボット１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの制御装置と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＣＤ（Compact Disk）ドライブ装置等の外部記憶装置、入出力装置等を備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成となっている。

なお、認証情報データベース１１１は、ＨＤＤ、光ディスク、メモリカードなどの一般的に利用されているあらゆる記憶媒体により構成することができる。

また、本実施の形態の警備ロボット１００で実行される移動体検知プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態の警備ロボット１００で実行される移動体検知プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、本実施の形態の移動体検知プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

本実施の形態の警備ロボット１００で実行される移動体検知プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（FD）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。

本実施の形態の警備ロボット１００で実行される移動体検知プログラムは、上述した各部（検知情報取得部、走行情報計測部、座標算出部、画像情報生成部、移動体判定部、認証情報取得部、認証部等）を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ（プロセッサ）が上記記憶媒体から移動体検知プログラムを読み出して実行することにより上記各部が主記憶装置上にロードされ、検知情報取得部、走行情報計測部、座標算出部、画像情報生成部、移動体判定部、認証情報取得部、認証部等が主記憶装置上に生成されるようになっている。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第２の実施の形態にかかる警備ロボットは、上述した第１の実施の形態の機能、構成に加えて、予め警備ロボットが移動する警備領域の地図情報を登録して、移動体が移動可能な領域についてのみ移動体が存在するか否かを判定する。

本発明が適用される警備ロボットの構成例について、第１の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。図１０は、第２の実施の形態にかかる警備ロボットの構成を示すブロック図である。

本実施の形態の警備ロボット２００は、レーザレンジセンサ１０１と、検知情報取得部１０２と、タイマ部１０３と、画像情報生成部１０４と、座標算出部１０５と、移動体判定部２０６と、走行情報計測部１０７と、駆動制御部１０８と、駆動部１０９と、座標記憶部１１０と、認証情報データベース１１１と、ＩＣカードリーダ部１１２と、認証情報取得部１１３と、認証部１１４と、スピーカ１１５と、音声制御部１１６と、通信部１１７と、地図情報記憶部２１８とを備えている。

ここで、レーザレンジセンサ１０１と、検知情報取得部１０２と、タイマ部１０３と、画像情報生成部１０４と、座標算出部１０５と、走行情報計測部１０７と、駆動制御部１０８と、駆動部１０９と、座標記憶部１１０と、認証情報データベース１１１と、ＩＣカードリーダ部１１２と、認証情報取得部１１３と、認証部１１４と、スピーカ１１５と、音声制御部１１６と、通信部１１７との構成、機能は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

地図情報記憶部２１８は、警備ロボット２００の警備領域での壁や柱等の座標を地図情報として記憶する。図１１は、地図情報記憶部に記憶された地図情報の一例を示す説明図である。図１１に示すような地図情報を、座標または画像情報として予め記憶しておく。

移動体判定部２０６は、第１の実施の形態の構成、機能に加え、検知画像情報と算出画像情報とを重ね合わせた画像情報から、地図情報記憶部２１８に記憶された地図情報を用いて不要な座標を削除する。

次に、以上のように構成されている警備ロボット２００による人体判定・警備処理について説明する。図１２は、検知情報取得部、タイマ部、画像生成部、座標算出部、移動体判定部、走行情報計測部、認証部が行う人体判定・警備処理手順を示すフローチャートである。なお、警備ロボット２００は、駆動部１０９を駆動することによって、警備領域内を走行している。

本実施の形態にかかる人体検知処理の手順は、図３−１、図３−２に示すフローチャートとほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明する。ステップＳ１２０１〜ステップＳ１２０８は、図３−１での説明を参照し、ここでの説明を省略する。

ステップＳ１２０９において、移動体判定部２０６は、地図情報記憶部２１８から地図情報を取得する（ステップＳ１２０９）。移動体判定部２０６は、ステップＳ１２０８において補正された画像情報（以下、補正画像情報という）から地図情報を用いて、壁や柱等の障害物を示す検知点および算出点を削除する（ステップＳ１２１０）。具体的には、地図情報と走行情報から、警備ロボット２００が最後に検知情報を取得した位置から検知される壁や柱等の障害物の座標を算出し、算出された座標に対応する検知点および算出点を補正画像情報から削除する。図１３は、地図情報によって不要な検知点および算出点を削除した画像情報の一例を示す説明図である。図１３に示すように、壁や柱等を示す検知点および算出点は、移動体か否かを判定する対象から除外される。以下の処理は、図３−２のフローチャートと同様であるので、図３−２のフローチャートとその説明を参照し、ここでの説明を省略する。

このように、移動体か否かの判定対象である検知点および算出点のうち、不要な検知点および算出点を予め記憶された地図情報を用いて除外することにより、判定対象が絞られるため、移動体判定の高速化が図られるとともに、誤報の発生を削減することができる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。第３の実施の形態にかかる警備ロボットは、上述した第１の実施の形態の機能、構成に加えて、移動体であると判定された場合に、さらに赤外線センサで人体か否かを判定する。

本発明が適用される警備ロボットの構成例について、第１の実施の形態と異なる部分を説明する。他の部分については第１の実施の形態と同様であるので、上述した説明を参照し、ここでの説明を省略する。図１４は、第３の実施の形態にかかる警備ロボットの構成を示すブロック図である。

本実施の形態の警備ロボット３００は、レーザレンジセンサ１０１と、検知情報取得部３０２と、タイマ部１０３と、画像情報生成部１０４と、座標算出部１０５と、移動体判定部１０６と、走行情報計測部１０７と、駆動制御部１０８と、駆動部１０９と、座標記憶部１１０と、認証情報データベース１１１と、ＩＣカードリーダ部１１２と、認証情報取得部１１３と、認証部１１４と、スピーカ１１５と、音声制御部１１６と、通信部１１７と、赤外線センサ３１９と、人体判定部３２０とを備えている。

ここで、レーザレンジセンサ１０１と、タイマ部１０３と、画像情報生成部１０４と、座標算出部１０５と、移動体判定部１０６と、走行情報計測部１０７と、駆動制御部１０８と、駆動部１０９と、座標記憶部１１０と、認証情報データベース１１１と、ＩＣカードリーダ部１１２と、認証情報取得部１１３と、認証部１１４と、スピーカ１１５と、音声制御部１１６と、通信部１１７の構成、機能は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。

赤外線センサ３１９は、物体から放出される赤外線エネルギーを検知し、所定の熱量を発する方向を取得する。例えば、焦電型赤外線センサ等を用いる。検知情報取得部３０２は、第１の実施の形態の構成、機能に加え、赤外線センサ３１９によって検知された所定の熱量を発する方向を取得する。

人体判定部３２０は、移動体判定部１０６によって判定された移動体の位置に対して、さらに赤外線センサ３１９によって移動体の方向から所定の熱量を発せられているか否かを判断し、移動体が人体であるか否かを判定する。

次に、以上のように構成されている警備ロボット３００による人体検知処理について説明する。図１５は、検知情報取得部、タイマ部、画像生成部、座標算出部、移動体判定部、走行情報計測部、認証部が行う人体判定・警備処理手順を示すフローチャートである。なお、警備ロボット３００は、停止と記載されている以外は、駆動部１０９により警備領域内を移動している。

本実施の形態にかかる人体検知処理の手順は、図３−１、図３−２に示すフローチャートとほぼ同様であるので、異なる部分のみ説明する。図１５のフローチャートの以前の処理は、図３−１のフローチャートと同様であるので、図３−１のフローチャートとその説明を参照し、ここでの説明を省略する。また、ステップＳ１５０５〜ステップＳ１５１４は、図３−２での説明を参照し、ここでの説明を省略する。

ステップＳ１５０１において、移動体判定部１０６は、所定の距離以上離れた検知点と算出点があるか否かを判断する（ステップＳ１５０１）。所定の距離以上離れた検知点と算出点がないと判断した場合は（ステップＳ１５０１：Ｎｏ）、ステップＳ１５１４に進む。

所定の距離以上離れた検知点と算出点があると判断した場合は（ステップＳ１５０１：Ｙｅｓ）、駆動制御部１０８が駆動部１０９を停止するように制御し、検知情報取得部３０２によって赤外線センサ３１９が検知した検知情報を取得する（ステップＳ１５０２）。人体判定部３２０は、赤外線センサ３１９の検知情報から、移動体の方向において人体を検知したか否かを判断する（ステップＳ１５０３）。移動体の方向において人体を検知したと判断した場合は（ステップＳ１５０３：Ｙｅｓ）、移動体が人であると判定する（ステップＳ１５０４）。移動体の方向において人体を検知していないと判断した場合は（ステップＳ１５０３：Ｎｏ）、移動体は人ではないと判定し、ステップＳ１５１４に進む。ステップＳ１５０５以降の処理は、図３−２を参照する。

このように、移動体と判定された方向に対して、さらに移動体が赤外線センサで人体か否かを判定することにより、人体の検知精度を向上させることができるため、警備領域内に不審者が侵入しているという誤報の発生を削減することができる。

なお、上述した実施の形態では、赤外線センサによって人体検知を行なったが、赤外線センサに代えて、警備ロボット３００に監視カメラを搭載し、監視カメラが撮像した画像情報から人の形状や肌の色を判断して人体を検知してもよい。

また、上述した実施の形態では、移動体が存在すると判定された場合に、さらに赤外線センサで人体を検知したが、移動体判定を行わない場合であっても、所定時間ごとに赤外線センサで人体を検出するようにしてもよい。

以上、本発明を第１〜第３の実施の形態を用いて説明してきたが、上述した実施の形態に多様な変更または改良を加えることができる。なお、上述した第１〜第３の実施の形態において説明した構成や機能は、自由に組み合わせることができる。

第１の実施の形態にかかる警備ロボットの構成を示すブロック図である。 認証情報データベースのデータ構成を示す説明図である。 検知情報取得部、タイマ部、画像生成部、座標算出部、移動体判定部、走行情報計測部、認証部が行う人体判定・警備処理手順を示すフローチャートである。 検知情報取得部、タイマ部、画像生成部、座標算出部、移動体判定部、走行情報計測部、認証部が行う人体判定・警備処理手順を示すフローチャートである。 検知点を描画した画像情報の一例を示す説明図である。 警備領域における移動前および移動後の警備ロボットの位置の一例を示す説明図である。 移動前の障害物の座標を示す説明図である。 移動後の障害物の座標を示す説明図である。 補正する前の検知画像情報と算出画像情報を重ね合わせた画像情報の一例を示す説明図である。 補正した後の検知画像情報と算出画像情報を重ね合わせた画像情報の一例を示す説明図である。 第２の実施の形態にかかる警備ロボットの構成を示すブロック図である。 地図情報記憶部に記憶された地図情報の一例を示す説明図である。 検知情報取得部、タイマ部、画像生成部、座標算出部、移動体判定部、走行情報計測部、認証部が行う人体判定・警備処理手順を示すフローチャートである。 地図情報によって不要な検知点および算出点を削除した画像情報の一例を示す説明図である。 第３の実施の形態にかかる警備ロボットの構成を示すブロック図である。 検知情報取得部、タイマ部、画像生成部、座標算出部、移動体判定部、走行情報計測部、認証部が行う人体判定・警備処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ ２００ ３００ 警備ロボット
１０１ レーザレンジセンサ
１０２ ３０２ 検知情報取得部
１０３ タイマ部
１０４ 画像情報生成部
１０５ 座標算出部
１０６ ２０６ 移動体判定部
１０７ 走行情報計測部
１０８ 駆動制御部
１０９ 駆動部
１１０ 座標記憶部
１１１ 認証情報データベース
１１２ ＩＣカードリーダ部
１１３ 認証情報取得部
１１４ 認証部
１１５ スピーカ
１１６ 音声制御部
１１７ 通信部
２１８ 地図情報記憶部
３１９ 赤外線センサ
３２０ 人体判定部

Claims (9)

1. 移動可能な移動体検知装置において、
   前記移動体検知装置が移動する移動領域において検知された障害物の前記移動領域における前記障害物の座標である第１検知座標を記憶する記憶手段と、
   移動中に、前記障害物までの距離および方向を検知する障害物検知手段と、
   前記障害物検知手段によって検知された前記障害物までの距離および方向から、前記移動領域における前記障害物の座標である第２検知座標を算出する検知座標算出手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記第１検知座標に対応する前記障害物を検知してから前記第２検知座標に対応する前記障害物を前記障害物検知手段によって検知するまでに、当該移動体検知装置が走行した距離および方向を示す走行情報を計測する走行情報計測手段と、
   前記記憶手段に記憶された前記第１検知座標と、前記走行情報計測手段によって計測された前記走行情報とから、今回検知されるべき障害物の座標である算出座標を算出する算出座標算出手段と、
   前記検知座標算出手段によって算出された前記第２検知座標と、前記算出座標算出手段によって算出された前記算出座標との差分から、前記障害物が移動体であるか否かを判定する移動体判定手段と、
   を備えることを特徴とする移動体検知装置。
2. 前記算出座標算出手段によって算出された前記算出座標を算出点として示す第１画像情報を生成し、前記検知座標算出手段によって算出された前記第２検知座標を検知点として示す第２画像情報を生成する画像情報生成手段、をさらに備え、
   前記移動体判定手段は、前記画像情報生成手段によって生成された前記第１画像情報と前記第２画像情報とを重ね合わせ、重ね合わせた前記算出点と前記検知点とが所定の閾値以上離れている場合に、前記障害物が移動体であると判定すること、を特徴とする請求項１に記載の移動体検知装置。
3. 前記第１画像情報を平行移動または回転移動の少なくともいずれか一方を行うことにより、前記第２画像情報の検知点と、前記第１画像情報の算出点が最も重なるよう補正する補正手段、をさらに備え、
   前記移動体判定手段は、前記補正手段によって補正された前記第１画像情報と、前記第２画像情報とを重ね合わせ、重ね合わせた前記算出点と前記検知点が所定の閾値以上離れている場合に、前記障害物が移動体であると判定すること、を特徴とする請求項２に記載の移動体検知装置。
4. 当該移動体検知装置の移動可能領域を示す地図情報を記憶する地図情報記憶手段、をさらに備え、
   前記移動体判定手段は、前記補正手段によって補正された前記第１画像情報と、前記第２画像情報とを重ね合わせ、重ね合わせた画像情報から、前記地図情報記憶手段に記憶された前記地図情報に含まれない前記算出点および前記検知点を除外した上で、前記算出点と前記検知点が所定の閾値以上離れている場合に、前記障害物が移動体であると判定すること、を特徴とする請求項３に記載の移動体検知装置。
5. 停止中に、検知領域での赤外線を検知する赤外線検知手段と、
   前記赤外線検知手段によって所定量の赤外線が検知された場合に、前記所定量の赤外線が検知された領域に人体が存在すると判定する人体判定手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の移動体検知装置。
6. 停止中に、検知領域での赤外線を検知する赤外線検知手段と、
   前記移動体判定手段によって前記障害物が移動体であると判定された場合で、かつ、前記移動体の位置で前記赤外線検知手段によって前記所定量の赤外線が検知された場合に、前記障害物が人体であると判定する人体判定手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の移動体検知装置。
7. 移動可能な警備ロボットにおいて、
   請求項１〜６のいずれか一つに記載の移動体検知装置を備え、
   前記移動領域での移動が許可されている人物の認証情報を記憶する認証情報記憶手段と、
   外部から入力された前記認証情報と、前記認証情報記憶手段に記憶された前記認証情報とを照合することにより、前記人物を認証する認証手段と、
   前記移動体判定手段によって移動体と判定された場合、または、前記人体判定手段によって人体と判定された場合に、判定された当該移動体または当該人体に対して前記認証手段による認証を要求する認証要求手段と、
   前記認証要求手段によって要求された認証がされなかった場合に、不審者と判定する不審者判定手段と、
   前記不審者判定手段によって前記人体が不審者と判定された場合に、前記人体が不審者である旨を報知する報知手段と、をさらに備えることを特徴とする警備ロボット。
8. 移動可能な移動体検知装置で実行される移動体検知方法において、
   移動中に、障害物までの距離および方向を検知する障害物検知ステップと、
   前記障害物検知ステップによって検知された前記障害物までの距離および方向から、前記移動領域における前記障害物の座標である第２検知座標を算出する検知座標算出ステップと、
   前記移動体検知装置が移動する移動領域において検知された障害物の前記移動領域における前記障害物の座標である第１検知座標を記憶する記憶手段に記憶されている前記第１検知座標に対応する前記障害物を検知してから前記第２検知座標に対応する前記障害物を前記障害物検知ステップによって検知するまでに、当該移動体検知装置が走行した距離および方向を示す走行情報を計測する走行情報計測ステップと、
   前記記憶手段に記憶された前記第１検知座標と、前記走行情報計測ステップによって計測された前記走行情報とから、今回検知されるべき障害物の座標である算出座標を算出する算出座標算出ステップと、
   前記検知座標算出ステップによって算出された前記第２検知座標と、前記算出座標算出ステップによって算出された前記算出座標との差分から、前記障害物が移動体であるか否かを判定する移動体判定ステップと、
   を有することを特徴とする移動体検知方法。
9. 請求項８に記載された移動体検知方法をコンピュータに実行させること、を特徴とする移動体検知プログラム。

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