JP2009151382A - 移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】随伴移動対象物から離脱しないようにしながら、障害物との衝突を適切に回避することが可能な移動体を提供すること。
【解決手段】自己が随伴移動している随伴移動対象物の存在及び位置を検知する随伴移動対象物検知手段（２０、４３）と、前記随伴移動対象物検知手段により検知された随伴移動対象物の位置を基準として随伴移動領域を設定する随伴移動領域設定手段（４４）と、を備え、前記随伴移動対象物検知手段により随伴移動対象物の存在が検知されている場合には、周辺に存在する障害物を回避し、且つ前記随伴移動領域設定手段により設定された随伴領域を逸脱しないように移動することを特徴とする移動体（１）。
【選択図】図１

Description

本発明は、周辺に存在する歩行者その他の障害物との衝突を、自動的に回避するように移動可能な移動体に関する。

従来、周辺に存在する歩行者その他の障害物をカメラ等によって検知し、これらの障害物を自動的に回避するように移動可能な移動体についての研究が進められている。係る移動体の具体的態様としては、自動的に動き回ってタスク（例えば、施設内の案内、防犯監視、室内の掃除等）を実行する自律移動型ロボットや、到達すべき目的地までの経路を生成して自動的に走行する全自動走行型の自動車、更には原則として運転者の運転操作により走行するが障害物を検知したときに介入制御を行なって障害物を回避するように移動する半自動走行型の自動車等が挙げられる。

上記の如き自律移動型ロボットについての発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この移動ロボットは、障害物との距離や方位をカメラや超音波センサーにより測定し、当該ロボットが舵角を変えて進行した場合の各軌跡を求め、当該軌跡と障害物が干渉するか否かを判定して進行方向を制御するものとしている。
特開２００７−２１３１１１号公報

しかしながら、上記特許文献１では、自己が随伴移動している随伴移動対象物が存在する場合についての考慮がなされていない。このため、例えば歩行者との会話を行なう機能を有する自律移動型ロボットに適用すると、他の歩行者等の障害物を回避するために、会話を行なっている歩行者から離れてしまう場合が生じる。また、係る回避行動によって他の歩行者が戸惑いを感じる場合が生じる。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、随伴移動対象物から離脱しないようにしながら、障害物との衝突を適切に回避することが可能な移動体を提供することを、主たる目的とする。

上記目的を達成するための本発明の一態様は、
自己が随伴移動している随伴移動対象物の存在及び位置を検知する随伴移動対象物検知手段と、
前記随伴移動対象物検知手段により検知された随伴移動対象物の位置を基準として随伴移動領域を設定する随伴移動領域設定手段と、を備え、
前記随伴移動対象物検知手段により随伴移動対象物の存在が検知されている場合には、周辺に存在する障害物を回避し、且つ前記随伴移動領域設定手段により設定された随伴領域を逸脱しないように移動することを特徴とする、
移動体である。

本発明の一態様によれば、周辺に存在する障害物を回避し、且つ随伴移動領域設定手段により設定された随伴領域を逸脱しないように移動するため、随伴移動対象物から離脱しないようにしながら、障害物との衝突を適切に回避することができる。

本発明の一態様において、
周辺に存在する障害物の位置を検知する障害物位置検知手段と、
前記障害物位置検知手段により検知された障害物の位置を基準として進入不可領域を設定する進入不可領域設定手段と、を備え、
前記随伴移動対象物検知手段により随伴移動対象物の存在が検知されている場合には、
前記進入不可領域設定手段により設定された進入不可領域への進入を回避し、且つ前記随伴移動領域設定手段により設定された随伴領域を逸脱しないように移動することを特徴とするものとしてもよい。

また、自律移動ロボットとして構成される本発明の一態様において、
周囲の歩行者との会話を行なう会話手段を備え、
前記随伴移動対象物検知手段は、前記会話手段が会話を行なっている歩行者を随伴移動対象物として検知する手段であることを特徴とするものとしてもよい。

本発明によれば、随伴移動対象物から離脱しないようにしながら、障害物との衝突を適切に回避することが可能な移動体を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。

以下、本発明の一実施例に係る移動体１について説明する。本実施例に係る移動体１は、所定の目標を達成するための移動経路を生成し、当該移動経路に沿って走行する自律移動型ロボットである。

図１は、本発明の一実施例に係る移動体１の全体構成の一例を示す図である。移動体１は、主要な構成として、走行駆動装置１０と、周辺監視用センサー２０と、会話装置３０と、制御装置４０と、を備える。移動体１は、外観構成として、走行駆動装置１０に連結されたボディ部５と、ボディの上部において水平方向を見渡すように回転可能なヘッド部７と、を備えた人型ロボットであるものとしてよい（図２参照）。この場合、周辺監視用センサー２０や会話装置３０、その他表示装置等をヘッド部７に配置するものとすると、好適である。

走行駆動装置１０は、例えば、左右の駆動輪１１、１２と、補助輪となるキャスタ車輪１３と、を備える三輪構造となっており、駆動輪１１、１２を回転駆動するインホイールモータ１１Ａ、１２Ａと、制御装置４０からの指示により各インホイールモータを駆動制御する駆動回路１４と、駆動エネルギーである電力を供給するバッテリー１５と、を備える。図３は、走行駆動装置１０を底面から見た透視ブロック図である。

走行駆動装置１０は、駆動輪１２、１４を同方向に駆動することで、移動体１を前進又は後進させる。また、駆動輪１２、１４の回転速度を異ならせたり、逆方向に回転させることで、移動体１の進行方向を変えたり、その場で回転させたりする。

なお、走行駆動装置１０は、このような構造に限らず、如何なる構造を備えるものであってもよい。例えば、自動車の如く車輪を４つ備える態様（４輪駆動、４輪操舵、２駆動輪＋２操舵輪等）であってもよいし、車輪に代えてキャタピラやホバークラフト機構等を備えてもよい。

周辺監視用センサー２０は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）カメラ等のカメラデバイス（距離を特定するためのレンジファインダを備えると好適である）、ミリ波、レーザー、超音波等を用いた各種レーダー装置、回避対象となる移動障害物がＩＣタグを保有する場合にその存在を検知するための通信装置、又はこれらの組み合わせからなる。周辺監視用センサー２０は、制御装置４０と有線又は無線による通信を行なうことが可能であり、その撮像画像、レーダー検出結果、通信による受信内容等は、制御装置４０に出力される。

会話装置３０は、周囲の歩行者との会話を行なうための装置であり、例えば、スピーカーやマイク、会話制御装置等からなる。会話制御装置は、音声認識部や出力音声生成部、学習機能部等を有し、歩行者が発した音声を認識し、移動体１の目的に応じて所定の返答を音声として出力するようにプログラミングされている。会話装置３０は、歩行者との会話を行なっている状態にあるか否か等、自己の状態に関する信号を制御装置４０に出力する。また、会話装置３０は、歩行者の発生の中から移動体１の移動すべき目的地を指示する言葉を認識した場合は、制御装置４０にこれを出力するものとしてもよい。

制御装置４０は、例えば、ＣＰＵを中心としてＲＯＭやＲＡＭ等がバスを介して相互に接続されたコンピューターユニットであり、その他、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、フラッシュメモリ等の記憶媒体やＩ／Ｏポート、タイマー、カウンター、自己の位置を検知するためのＧＰＳ（Global Positioning System）受信機、ジャイロセンサー等を備える。ＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラムやデータが格納されている。また、制御装置４０は、ＲＯＭに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することにより機能する主要な機能ブロックとして、障害物検知部４１と、進入不可領域設定部４２と、随伴歩行者検知部４３と、随伴移動領域設定部４４と、移動経路生成部４５と、を備える。

障害物検知部４１は、周辺監視用センサー２０の出力に基づいて、障害物の位置（例えば、移動体に対する相対位置）を検知する。撮像画像やレーダー検出結果に基づく障害物の検知については既に種々の手法が公知となっており、本発明の適用上、如何なる手法を用いてもよいため詳細な説明は省略する。

進入不可領域設定部４２は、障害物検知部４１により検知された障害物の位置に基づいて、進入不可領域を設定する。進入不可領域は、障害物が単独で存在する場合は、例えば当該障害物を中心として所定半径を有する円領域として設定される。また、会話をおこなっている一群の歩行者等、障害物がまとまって存在する場合は、それぞれの障害物について独立した進入不可領域を設定するのではなく、一まとまりの進入不可領域を設定するものとしてもよい。図４は、進入不可領域設定部４２により設定される進入不可領域の例を示す図である。一群の歩行者であるか否かはカメラデバイスの撮像画像解析等により判定することができる。なお、これらの手法に限らず、種々の補正演算等を行なって進入不可領域を設定してよい。

障害物者の位置やこれを基準とする進入不可領域は、例えば、ＲＡＭ上の所定領域に設定された仮想二次元平面上の座標ないし領域として設定される。後述する随伴移動領域も同様である。

随伴歩行者検知部４３は、移動体１が会話を行なっている歩行者の存在及び位置を検知する。具体的には、会話装置３０から入力される状態信号を参照して移動体１が会話を行なっている歩行者が存在するか否かを判断し、周辺監視用センサー２０のカメラデバイスが撮像した画像において会話装置３０の入力音声とリンクした口の動きを検知した人物を移動体１が随伴移動している歩行者と判断する。そして、障害物検知部４１とい同様の手法により当該人物の位置を検知する。

随伴移動領域設定部４４は、随伴歩行者検知部４３により検知された歩行者の位置を基準として随伴移動領域を設定する。具体的には、例えば当該歩行者の位置を中心とした所定半径の円領域を随伴移動領域として設定してもよいし、歩行者のいずれかの方向において広くなるように随伴移動領域を設定してもよい。また、例えば、右側を随伴して欲しいユーザーが随伴移動領域を歩行者の右側において広くなるように設定する等、ユーザーにより設定傾向を入力可能にしてもよい。図５は、随伴移動領域設定部４４により設定される随伴移動領域を示す図である。

移動経路生成部４５は、進入不可領域設定部４２により設定された進入不可領域への進入を回避しつつ所定の目標を達成するための移動経路を生成し、移動経路に沿って移動体１が移動できるように、定期的に駆動回路１４に指示信号を出力する。ここで、所定の目標とは、移動体１の用途に応じて任意に定めてよい。例えば、施設内の案内、防犯監視、室内の掃除等が考えられる。

また、移動経路生成部４５は、随伴歩行者検知部４３により移動体１が会話を行なっている歩行者の存在が検知されている場合には、進入不可領域設定部４２により設定された進入不可領域への進入を回避し、且つ随伴移動領域設定部４４により設定された随伴領域を逸脱しないように移動経路を生成する。

図６は、単に障害物である歩行者を回避するために、進入不可領域への進入を回避しつつ移動する場合（図６（Ａ））と、進入不可領域への進入を回避すると共に、会話を行なっている歩行者の位置を基準として設定された随伴移動領域を逸脱しないように移動する場合（図６（Ｂ））と、の比較図である。図示する如く、図６（Ａ）に示す場合では、障害物である歩行者を回避するために会話を行なっている歩行者から離脱移動してしまう場合がある。また、このような回避行動によって障害物である歩行者が戸惑いを感じる場合が生じる。これに対し、本実施例の移動体１は、進入不可領域設定部４２により設定された進入不可領域への進入を回避し、且つ随伴移動領域設定部４４により設定された随伴領域を逸脱しないように移動するため、これらの不都合を回避することができる。

本実施例の移動体１によれば、会話を行なっている歩行者から離脱しないようにしながら、他の歩行者等の障害物との衝突を適切に回避することができる。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、移動体が随伴移動する対象として移動体が会話を行なっている歩行者を例示したが、介護案内を目的とする移動体における介護対象者等、他の種類の人又は移動物を、随伴移動対象物として扱ってもよい。

従って、本発明の適用は自律移動型ロボットに限らず、人が搭乗する全自動走行車両に適用されてもよいし、原則として人が運転するが歩行者等を検知して自動的に回避走行をする半自動走行車両に適用されてもよい。この場合、会話装置による会話だけでなく、移動体の搭乗者と歩行者が会話をしている場合にも、当該歩行者を随伴移動対象物として扱ってよい。移動体の搭乗者と歩行者が会話をしているか否かは、音声認識等を行なって判定することができる。

本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。

本発明の一実施例に係る移動体１の全体構成の一例を示す図である。 移動体１の外観構成例である。 走行駆動装置１０を底面から見た透視ブロック図である。 進入不可領域設定部４２により設定される進入不可領域を示す図である。 随伴移動領域設定部４４により設定される随伴移動領域を示す図である。 単に障害物である歩行者を回避するために、進入不可領域への進入を回避しつつ移動する場合と、進入不可領域への進入を回避すると共に、会話を行なっている歩行者の位置を基準として設定された随伴移動領域を逸脱しないように移動する場合と、の比較図である。

符号の説明

１ 移動体
５ ボディ部
７ ヘッド部
１０ 走行駆動装置
１１、１２ 駆動輪
１１Ａ、１２Ａ インホイールモータ
１３ キャスタ車輪
１４ 駆動回路
１５ バッテリー
２０ 周辺監視用センサー
３０ 会話装置
４０ 制御装置
４１ 障害物検知部
４２ 進入不可領域設定部
４３ 随伴歩行者検知部
４４ 随伴移動領域設定部
４５ 移動経路生成部

Claims (3)

1. 自己が随伴移動している随伴移動対象物の存在及び位置を検知する随伴移動対象物検知手段と、
   前記随伴移動対象物検知手段により検知された随伴移動対象物の位置を基準として随伴移動領域を設定する随伴移動領域設定手段と、を備え、
   前記随伴移動対象物検知手段により随伴移動対象物の存在が検知されている場合には、周辺に存在する障害物を回避し、且つ前記随伴移動領域設定手段により設定された随伴領域を逸脱しないように移動することを特徴とする、
   移動体。
2. 周辺に存在する障害物の位置を検知する障害物位置検知手段と、
   前記障害物位置検知手段により検知された障害物の位置を基準として進入不可領域を設定する進入不可領域設定手段と、を備え、
   前記随伴移動対象物検知手段により随伴移動対象物の存在が検知されている場合には、
   前記進入不可領域設定手段により設定された進入不可領域への進入を回避し、且つ前記随伴移動領域設定手段により設定された随伴領域を逸脱しないように移動することを特徴とする、
   請求項１に記載の移動体。
3. 自律移動ロボットとして構成される請求項１又は２に記載の移動体であって、
   周囲の歩行者との会話を行なう会話手段を備え、
   前記随伴移動対象物検知手段は、前記会話手段が会話を行なっている歩行者を随伴移動対象物として検知する手段であることを特徴とする、
   移動体。

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