JP2009202866A - Moving body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、病院、ホテル、デパート、劇場や老人ホームの廊下など多くの人が介在する環境で自律走行する移動体に関し、移動体の動作状態や行き先を周囲の人に分かりやすく提示するための装置に関する。 The present invention relates to a mobile body that autonomously travels in an environment where many people are present, such as a hospital, a hotel, a department store, a theater, a corridor of a nursing home, etc. Relates to a device for
近年、施設内の廊下など人間と共存する環境下で走行して、案内や清掃などのサービスを提供する移動体が開発されてきている。移動体は予め設定記憶された目的地に向けて直進や旋回など動作を切替えながら走行するが、該移動体とすれ違ったり、並んで歩いたりする周囲の人間にとっては、該移動体が、今後どのような動作をするかの予測がつかず、不意の針路変更で歩行を邪魔されたり、さらには接触又は衝突したりする危険性がある。
移動体の周囲の人間が、その動作を予測し、接触又は衝突の回避等の行動を取りやすくするためには、移動体がこれからたどるであろう軌道を知ることが必要である。
移動体の動作予告として一般的には、移動体に点滅式ランプに代表されるような方向指示器を備え、周囲の人間に針路変更を予告することが行われている。しかし、ランプの点滅だけでは周囲の人間に提示できる情報量に限りがあるという一般的な課題があった。
2. Description of the Related Art In recent years, mobile bodies have been developed that run in environments where people coexist, such as corridors in facilities, and provide services such as guidance and cleaning. The moving body travels while switching its operation, such as going straight or turning, toward the destination that is set and stored in advance. For the human beings who pass by or walk side by side, the moving body will be There is a risk that the user may not be able to predict whether the movement will be performed, and may be disturbed by sudden change of course, or may be contacted or collided.
In order for humans around the moving body to predict the movement and to easily take actions such as avoiding contact or collision, it is necessary to know the trajectory that the moving body will follow.
In general, a moving object is provided with a direction indicator such as a flashing lamp, and a surrounding person is notified of a course change. However, there is a general problem that there is a limit to the amount of information that can be presented to surrounding people only by blinking the lamp.
これに対し、特開平８−２２１１２６号公報（参考文献１）では、ディスプレイを移動体の外周面に複数備え、該ディスプレイに「現在位置」等の位置情報、「移動中」等の動作状況、あるいは「右に曲がります」等の動作予告を文字により表示させる方式が提案されている。これによれば、ランプの点滅だけの場合と比較して周囲の人間に提示できる情報量を増やすことができる。 On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-221126 (Reference 1), a plurality of displays are provided on the outer peripheral surface of a moving body. Alternatively, a method of displaying an operation notice such as “turn to the right” in characters has been proposed. According to this, it is possible to increase the amount of information that can be presented to surrounding people as compared to the case where only the lamp blinks.
しかしながら参考文献１に示す従来例でも、移動体の詳細な軌道を提示するには不充分であった。すなわち、「右に曲がります」又は「左に曲がります」等の表示だけでは、依然として具体的にどれだけ曲がるのかを知ることができず、また仮に「右に３０°曲がります」等と表示しても、それが移動体の軌道をどのように変化させるのか、周囲の人間には把握しづらいという問題点があった。 However, even the conventional example shown in Reference 1 is insufficient to present a detailed trajectory of the moving body. In other words, it is not possible to know exactly how much it will turn by just displaying “turn right” or “turn left”, and it will be displayed as “turn right 30 °”. However, there is a problem that it is difficult for the human beings to grasp how it changes the trajectory of the moving body.
これに対し特許文献１では、所定時間後に前記移動体が通過する領域を予測し、照射手段により路面上に照射またはスキャンして提示する方式が提案されている。以下図に基づいて説明する。
図１０は、特許文献１の従来例を示すブロック図である。図１０において、１は移動体、２は前記移動体１の動作を制御するコントローラ、３は前記移動体１の走行経路を照射する照射装置、１０１は前記移動体１の前後進を操作する前後進レバー、１０２は前記移動体１の操作ハンドル角度を検出するハンドル角度検出器、１０３は前記移動体１の走行速度を検出する速度検出器、１０４は前記移動体１の傾きを検出する傾斜検出器である。１０５は前記コントローラ２に搭載され、前記前後進レバー１０１、ハンドル角度検出器１０２、速度検出器１０３、および傾斜検出器１０４の検出結果から前記移動体１の所定時間後の移動領域を予測する予測部である。照射装置３は傾斜駆動装置１０６、水平駆動装置１０７、および径変化装置１０８から構成される。傾斜駆動装置１０６は、照射装置３から照射される光の走行路面に対する傾斜角を変化させる。水平駆動装置１０７は、照射装置３から照射される光の水平角を変化させる。径変化装置１０８は、照射装置３から照射される光線の径を変化させる。
On the other hand, Patent Document 1 proposes a method of predicting a region through which the moving body passes after a predetermined time, and irradiating or scanning the road surface with an irradiation unit. This will be described below with reference to the drawings.
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional example of Patent Document 1. In FIG. In FIG. 10, 1 is a moving body, 2 is a controller that controls the operation of the moving body 1, 3 is an irradiation device that irradiates the travel route of the moving body 1, and 101 is before and after operating the forward and backward movement of the moving body 1. The advance lever, 102 is a handle angle detector that detects the operation handle angle of the moving body 1, 103 is a speed detector that detects the traveling speed of the moving body 1, and 104 is tilt detection that detects the tilt of the moving body 1. It is a vessel. 105 is mounted on the controller 2 and is a prediction that predicts a moving area of the moving body 1 after a predetermined time from detection results of the forward / reverse lever 101, the handle angle detector 102, the speed detector 103, and the inclination detector 104. Part. The irradiation device 3 includes an inclination driving device 106, a horizontal driving device 107, and a diameter changing device 108. The tilt driving device 106 changes the tilt angle of the light irradiated from the irradiation device 3 with respect to the traveling road surface. The horizontal driving device 107 changes the horizontal angle of the light emitted from the irradiation device 3. The diameter changing device 108 changes the diameter of the light beam emitted from the irradiation device 3.
上記構成により、走行中にレバー・ハンドル操作や車両状態を検出して、所定時間後の移動領域または位置を予測し、照射装置の傾斜・水平角度と径を制御して路面に照射する。これにより、周辺の人間に対し移動体の予測移動領域または位置を提示できるとしている。 With the above configuration, a lever / handle operation or vehicle state is detected during traveling, a moving region or position after a predetermined time is predicted, and the road surface is irradiated by controlling the inclination / horizontal angle and diameter of the irradiation device. Thereby, it is supposed that the predicted moving area or position of the moving body can be presented to surrounding humans.
また、特許文献２では、記憶された予定経路に基づいて、移動体の位置が変化する方向、移動速度、移動距離を提示する方法が提案されている。これによれば、移動体は路面に情報を提示する画像投影装置を備え、移動体の進行方向、移動速度、移動距離を示す情報を路面に投影することで、周囲の人間に移動内容を提示できるとしている。
しかしながら、特許文献１に示す従来例では、走行中の移動体の移動速度、移動方向、および操舵角度により移動体の移動領域を予測しているため、軌道の曲率が変化する直前でなければ、移動体の予測移動領域または位置を提示することができないという問題点があった。図１１は特許文献１に示す従来例における移動領域の推定を示す図である。施設内を走行する移動体において一般的な、直線と円弧を組み合わせた軌道を例としている。図１１（ａ）のように直線軌道の走行時にはハンドルが中立点にあるため、移動体の推定移動領域を示す照射範囲は走行経路と一致している。ところが、図１１（ｂ）のように円弧軌道に入る直前においては、ハンドル操作は未だ行われていないため、照射範囲は依然として移動体の前方に留まり、これから曲がろうとする走行経路とは大きくずれてしまう。一方、図１１（ｃ）のように円弧軌道に入ればハンドル操作が行われるため、照射範囲と軌道は一致する。上記のように、従来例では軌道の曲率が変化する前後において、移動領域の推定精度が低下するという問題点があった。実際の移動体の移動経路はクロソイド曲線を描くと考えられるが、前述の問題がある。この照射位置のずれは、周囲の人間に誤った情報となるので、移動体との接触又は衝突の回避が誤った行動となる可能性をもっている。
また、特許文献２の従来例では、画像投影装置は移動体に固定されているため照射できる領域が限られており、直近の進行方向は提示することはできるが、移動体の走行経路全体を提示することはできない。また、移動体の進行方向や移動速度が頻繁に変化するような経路を提示するには情報量が不十分という問題点がある。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、どのような軌道であってもあらかじめ精度良く移動経路を推定して、移動体の通過する領域を周囲の人間にわかりやすく提示することができる移動体を提供することを目的とする。
However, in the conventional example shown in Patent Document 1, since the moving area of the moving object is predicted based on the moving speed, moving direction, and steering angle of the moving object, it is not immediately before the curvature of the trajectory changes. There is a problem that the predicted moving area or position of the moving object cannot be presented. FIG. 11 is a diagram showing the estimation of the moving area in the conventional example shown in Patent Document 1. In FIG. An example is a trajectory that combines a straight line and an arc, which is common in a moving body traveling in a facility. As shown in FIG. 11A, since the steering wheel is at a neutral point when traveling on a straight track, the irradiation range indicating the estimated moving area of the moving object coincides with the traveling route. However, immediately before entering the circular orbit as shown in FIG. 11 (b), the steering operation has not yet been performed, so the irradiation range still remains in front of the moving body, and greatly deviates from the travel route to bend from now on. End up. On the other hand, as shown in FIG. 11C, since the steering wheel operation is performed when entering the circular arc trajectory, the irradiation range matches the trajectory. As described above, the conventional example has a problem in that the estimation accuracy of the moving region is lowered before and after the curvature of the trajectory changes. Although the actual moving path of the moving body is considered to draw a clothoid curve, there is the above-mentioned problem. Since the deviation of the irradiation position becomes erroneous information for the surrounding human beings, there is a possibility that avoiding contact with or collision with the moving body may be an erroneous action.
Further, in the conventional example of Patent Document 2, since the image projection apparatus is fixed to the moving body, the area that can be irradiated is limited, and the latest traveling direction can be presented, but the entire travel route of the moving body is shown. It cannot be presented. In addition, there is a problem that the amount of information is insufficient to present a route in which the traveling direction and moving speed of the moving body frequently change.
The present invention has been made in view of such problems, and accurately estimates the movement path in advance for any trajectory and presents the area through which the moving body passes to the surrounding human beings in an easily understandable manner. An object of the present invention is to provide a mobile object that can be used.
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、走行路上の所定領域を照射又は走査する照射装置を備えた移動体において、前記移動体の予定経路を算出する予定経路算出部と、走行路面に照射する照射光に対して画像を投影する画像投影装置と、を備えることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記移動体は、走行前に予め前記予定経路の画像を投影し、その後に走行を開始することを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、移動体の走行経路とともに、移動体の幅に基づき移動体の通過する領域を投影することを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、投影する画像の縦方向のひずみを補正することを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、照射装置から照射先までの距離に合わせて投影する画像の大きさを調整することを特徴とするものである。
In order to solve the above problem, the present invention is configured as follows.
According to the first aspect of the present invention, there is provided a moving body including an irradiation device that irradiates or scans a predetermined area on a traveling road, a planned path calculation unit that calculates a planned path of the moving body, and irradiation light that irradiates the traveling road surface. And an image projecting device for projecting an image.
The invention according to claim 2 is characterized in that the moving body projects an image of the scheduled route in advance before traveling, and then starts traveling.
The invention according to claim 3 is characterized in that a region through which the moving body passes is projected based on the width of the moving body together with the travel route of the moving body.
According to a fourth aspect of the present invention, the vertical distortion of an image to be projected is corrected.
The invention according to claim 5 is characterized in that the size of the projected image is adjusted in accordance with the distance from the irradiation device to the irradiation destination.
請求項１に記載の発明によると、画像投影装置により移動体の走行経路を投影することができるので、周囲の人はより明確に移動体の走行する経路を知ることができる。
請求項２に記載の発明によると、移動体の走行前にこれから走行する経路全体を投影することができるので、周囲の人達は、予め移動体の走行する経路を知ることができる。
請求項３に記載の発明によると、移動体の大きさに基づき、移動体の通過する領域を投影することによって、周囲の人は移動体と接触する領域を容易に知ることができる。
請求項４に記載の発明によると、照射装置の光軸が傾いたときに生じる、画像の縦方向のひずみを補正することができるので、常に一定の形状の画像を投影することができる。
請求項５に記載の発明によると、照射距離に合わせて投影する画像の大きさを調整することができるので、走行路面に対して所定の大きさの画像を投影することができる。
すなわち、停止時、走行時に関わらず、これから走行する経路全体を事前に精度よく提示することができるという効果が得られる。また、画像を床面上に走査しながら投影することで、広い範囲において移動体の走行経路を提示することができる。
According to the first aspect of the present invention, since the travel route of the moving body can be projected by the image projection device, the surrounding people can know the travel route of the moving body more clearly.
According to the second aspect of the present invention, since the entire route to be traveled can be projected before the mobile object travels, the surrounding people can know the travel route of the mobile object in advance.
According to the third aspect of the present invention, by projecting the area through which the moving body passes based on the size of the moving body, surrounding people can easily know the area in contact with the moving body.
According to the fourth aspect of the present invention, since it is possible to correct the distortion in the vertical direction of the image that occurs when the optical axis of the irradiation apparatus is tilted, it is possible to always project an image having a fixed shape.
According to the fifth aspect of the present invention, since the size of the image to be projected can be adjusted in accordance with the irradiation distance, an image having a predetermined size can be projected on the traveling road surface.
That is, there is an effect that the entire route to be traveled can be accurately presented in advance regardless of whether the vehicle is stopped or traveling. Further, by projecting the image while scanning on the floor surface, it is possible to present the travel route of the moving body over a wide range.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の第１の実施の形態を示す移動体のブロック図である。図１において、１は移動体、２は前記移動体１の動作を制御するコントローラ、３は前記移動体１の走行経路を照射する照射装置、４は前記移動体１に操作者により目的地を指示するための目的地指定手段である。５は前記移動体１の予定経路を算出する予定経路算出部である。照射装置３は、傾斜駆動装置６、水平駆動装置７、画像投影装置８から構成される。傾斜駆動装置６は、照射装置３から照射される光の走行路面に対する傾斜角を変化させる。水平駆動装置７は、照射装置３から照射される光の水平角を変化させる。画像投影装置８は走行路面に照射する照射光に対して画像を投影する。 FIG. 1 is a block diagram of a moving body showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a moving body, 2 is a controller that controls the operation of the moving body 1, 3 is an irradiation device that irradiates the travel route of the moving body 1, and 4 is a destination set on the moving body 1 by an operator. This is destination designation means for instructing. Reference numeral 5 denotes a planned route calculation unit for calculating a planned route of the mobile body 1. The irradiation device 3 includes an inclination driving device 6, a horizontal driving device 7, and an image projection device 8. The tilt driving device 6 changes the tilt angle of the light irradiated from the irradiation device 3 with respect to the traveling road surface. The horizontal driving device 7 changes the horizontal angle of the light emitted from the irradiation device 3. The image projection device 8 projects an image with respect to the irradiation light with which the traveling road surface is irradiated.
図２は、本発明の第１の実施例によって得られる作用の説明図である。図の（ａ）乃至（ｃ）は全て走行開始前であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に時系列で変化する。移動体１は、目的地指定手段４において指定された目的地までの予定経路を予定経路算出部５で算出し、図のように予定経路上に投影装置８によって投影する画像(投影画像)を走査させ、予定経路を提示する。本方式によれば、予定経路の軌道の曲率が変化する前後であっても、移動領域(移動体の通過する領域)の推定の後に、精度を低下させることなく提示させることができる。また、走行前に予定経路の画像を投影することにより、周囲の人は、移動体が走行する前に予め走行経路を把握することができる。また、移動体の大きさに基づき、移動体の通過する領域を画像投影装置８により投影することにより、周囲の人は、移動体が走行する前に、移動体と接触又は衝突する可能性を容易に把握することができ、必要に応じた回避行動をとることができる。 FIG. 2 is an explanatory view of the action obtained by the first embodiment of the present invention. (A) thru | or (c) of a figure are all before a driving | running | working start, and change in a time series in order of (a), (b), (c). The moving body 1 calculates a planned route to the destination designated by the destination designation means 4 by the planned route calculation unit 5 and projects an image (projected image) projected by the projection device 8 onto the planned route as shown in the figure. Scan and present planned route. According to this method, even before and after the curvature of the planned path trajectory changes, it is possible to present it without degrading accuracy after estimation of the moving area (area through which the moving body passes). In addition, by projecting an image of the planned route before traveling, the surrounding people can grasp the traveling route in advance before the moving body travels. Further, by projecting the region through which the moving body passes based on the size of the moving body by the image projecting device 8, the surrounding people can contact or collide with the moving body before the moving body travels. It can be easily grasped, and avoidance actions can be taken as necessary.
図３は、照射装置３の構成図である。図３において、６は傾斜駆動装置、７は水平駆動装置、８は画像投影装置である。傾斜駆動装置６において、６aは減速機、６bはモータ、６cはエンコーダである。モータ６bは、予定経路算出部５の指令により駆動する(図ではモータ駆動部を省略している)。減速機６aの出力側の回転軸は、画像投影装置８の光軸と直交している。水平駆動装置７において、７aは減速機、７bはモータ、７cはエンコーダ、７dは軸である。モータ７bは、予定経路算出部５の指令により駆動する(図ではモータ駆動部を省略している)。減速機７aの出力側の回転軸は走行路面の法線方向と一致し、画像投影装置８の光軸と交差している。画像投影装置８において、８ａは液晶パネル、８ｂはランプ、８ｃはレンズ、８ｄはピント調整装置、８ｅは液晶画像制御部となっている。液晶パネル８ａは、液晶画像制御部８ｅより入力された画像を表示しており、その背後にあるランプ８ｂにより画像は投影され、投影された画像は、レンズ８ｃによって拡大される。また、レンズ８ｃは、ピント調節装置８ｄに固定され、投影方向に移動可能となっており、投影する画像のピントを調節できる(図ではピント調整装置の駆動部を省略している)。 FIG. 3 is a configuration diagram of the irradiation apparatus 3. In FIG. 3, 6 is an inclination drive device, 7 is a horizontal drive device, and 8 is an image projection device. In the tilt drive device 6, 6a is a reduction gear, 6b is a motor, and 6c is an encoder. The motor 6b is driven by a command from the planned path calculation unit 5 (the motor drive unit is omitted in the figure). The rotation axis on the output side of the speed reducer 6 a is orthogonal to the optical axis of the image projection device 8. In the horizontal drive device 7, 7a is a reduction gear, 7b is a motor, 7c is an encoder, and 7d is a shaft. The motor 7b is driven by a command from the planned path calculation unit 5 (the motor drive unit is omitted in the figure). The rotational axis on the output side of the speed reducer 7a coincides with the normal direction of the traveling road surface and intersects the optical axis of the image projection device 8. In the image projection device 8, 8a is a liquid crystal panel, 8b is a lamp, 8c is a lens, 8d is a focus adjustment device, and 8e is a liquid crystal image control unit. The liquid crystal panel 8a displays an image input from the liquid crystal image control unit 8e. The image is projected by the lamp 8b behind the liquid crystal image control unit 8e, and the projected image is enlarged by the lens 8c. The lens 8c is fixed to the focus adjustment device 8d and is movable in the projection direction, and can adjust the focus of the image to be projected (in the drawing, the drive unit of the focus adjustment device is omitted).
図４は、画像投影装置８によって投影される画像の大きさの補正の説明図である。（a）に示すように、画像投影装置により画像を走行路面上に投影するとき、画像投影装置８の光軸の傾斜角度φの大きさに応じて、走行路面上に投影画像の大きさは変化する。そこで、常に一定の大きさの投影画像となるよう、液晶画像制御部８ｅにおいて、（ｂ）に示すように投影する画像の大きさの補正を行う。このとき、投影画像の基準の大きさは、φ＝0となる、床面に垂直に投影した投影画像であり、常にこの大きさの画像が投影される。まず、投影画像の幅は、画像投影装置８から、光軸と床面の交点までの距離に比例する。そこで、元の画像の幅をＷとすると画像の幅を式（１）に示すように縮小する。また、投影画像の高さは、光軸の傾斜角度φの大きさに応じて変化する。画像投影装置８の視野角の大きさをφl、元の画像の長さをｈとするとき、投影画像の光軸から手前方向の長さｈ’lower、奥方向の長さをｈ’upperは、それぞれ式（２）、式（３）によって求められる。さらに、投影距離に応じてピント調節装置を制御し、レンズ８ｃを前後に動かしてピントを調節する。 FIG. 4 is an explanatory diagram of correction of the size of an image projected by the image projection device 8. As shown in (a), when an image is projected on the traveling road surface by the image projecting device, the size of the projected image on the traveling road surface depends on the magnitude of the inclination angle φ of the optical axis of the image projecting device 8. Change. Therefore, the liquid crystal image control unit 8e corrects the size of the projected image as shown in (b) so that the projected image always has a constant size. At this time, the reference size of the projection image is a projection image projected perpendicularly to the floor surface where φ = 0, and an image of this size is always projected. First, the width of the projection image is proportional to the distance from the image projection device 8 to the intersection of the optical axis and the floor surface. Therefore, if the width of the original image is W, the width of the image is reduced as shown in Expression (1). In addition, the height of the projected image changes in accordance with the magnitude of the optical axis tilt angle φ. When the size of the viewing angle of the image projection device 8 is φ l and the length of the original image is h, the length h ′ lower in the front direction from the optical axis of the projection image and the length in the back direction are h ′ upper Are obtained by equations (2) and (3), respectively. Further, the focus adjustment device is controlled according to the projection distance, and the lens 8c is moved back and forth to adjust the focus.
図５は画像投影装置８によって投影される画像の縦方向のひずみの補正の説明図である。本発明は、(ａ)のように画像投影装置８の光軸が走行路面の法線方向に対して角度をなして投影しているため、（ｂ）のような長方形の画像を投影すると、（ｃ）のような手前から奥に広がる台形の形状となってしまう。これを補正するため、光軸の傾斜角度に応じて、投影する画像の形状を補正する。例えば、（ｂ）の画像を（ｄ）に示す形状に補正することで、走行路面に投影される画像は、（ｅ）に示すような長方形のものとなる。 FIG. 5 is an explanatory diagram of correction of distortion in the vertical direction of an image projected by the image projection device 8. In the present invention, as shown in (a), since the optical axis of the image projection device 8 projects at an angle with respect to the normal direction of the traveling road surface, when a rectangular image as shown in (b) is projected, It becomes a trapezoidal shape spreading from the front to the back as in (c). In order to correct this, the shape of the projected image is corrected according to the tilt angle of the optical axis. For example, by correcting the image of (b) to the shape shown in (d), the image projected on the traveling road surface is a rectangle as shown in (e).
図６は、移動体の移動先と照射装置の各駆動装置の回転角の関係を示す説明図である。図６において、移動先Ｐｔは、移動体１の水平駆動装置７の回転軸と走行路面との交点を原点とし、水平駆動装置７の回転角＝０°のときの照射装置３の光軸の方向をＹ軸とするＸ‐Ｙ座標系で表現される。移動先Ｐｔ（Ｘｔ，Ｙｔ）を照射するための傾斜駆動装置６の傾斜角φｔは、照射装置３の走行路面からの高さｈより、式（４）によって算出される。また、回転駆動装置７の回転角θｔ（左回りを正とする）は，式（５）、式（６）によって算出される。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the destination of the moving body and the rotation angle of each driving device of the irradiation device. In FIG. 6, the movement destination P t is the optical axis of the irradiation device 3 when the rotation angle of the horizontal driving device 7 is 0 ° with the intersection point of the rotating shaft of the horizontal driving device 7 of the moving body 1 and the traveling road surface as the origin. It is expressed in an XY coordinate system with the direction of Y as the Y axis. The inclination angle φ t of the inclination driving device 6 for irradiating the movement destination P t (X t , Y t ) is calculated from the height h from the traveling road surface of the irradiation device 3 by the equation (4). Further, the rotation angle θ t of the rotation drive device 7 (the counterclockwise direction is positive) is calculated by the equations (5) and (6).
図７は、移動体の通過する領域を投影する方法の説明図である。照射装置３によって走行経路を走査しながら、画像投影装置８によって移動体の通過する領域を投影する。
画像投影装置８によって投影する画像の作成方法を説明する。まず、予定経路算出部において移動体の走行経路全体を算出し、走行経路を移動体の幅Ｗほどオフセットして移動体の通過する領域を算出し、現在地から目的地までの移動体の通過する領域全体を示す経路全体画像を作成する。作成する経路全体画像は、画像投影装置が照射できる範囲のものとする。座標Ptに対して画像投影装置８が投影する画像は、経路全体画像において、照射装置３が照射する移動位置Ptを中心とし、水平駆動装置７の回転角θほど回転させた、所定の四角形の範囲の画像を抽出したものである。経路上の各点について投影する画像を算出する。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a method for projecting a region through which a moving body passes. While the traveling path is scanned by the irradiation device 3, the area through which the moving body passes is projected by the image projection device 8.
A method for creating an image projected by the image projection apparatus 8 will be described. First, the planned route calculation unit calculates the entire travel route of the moving body, offsets the travel route by the width W of the moving body, calculates a region through which the moving body passes, and passes the moving body from the current location to the destination. An entire path image showing the entire area is created. The entire path image to be created is in a range that can be irradiated by the image projection apparatus. The image projected by the image projection device 8 with respect to the coordinate P t is a predetermined image that is rotated about the rotation angle θ of the horizontal driving device 7 around the movement position P t irradiated by the irradiation device 3 in the entire path image. An image of a rectangular area is extracted. An image to be projected for each point on the route is calculated.
図８は、移動体の走行経路を投影するフローチャートであり、静止時に移動体の走行経路を投影する場合のフローチャートである。
まず、予定経路算出部５において、所定の時間後Ｔeまでの移動体の走行経路を算出し、時間間隔Δｔごとに移動体の通る座標Pt（Xt，Yt）を算出する（ステップ１）。
次に、各座標を照射するための傾斜駆動装置６と水平駆動装置７のそれぞれの回転角指令値θ、φを算出する（ステップ２）。
画像投影装置８によって投影する画像を各座標ごとに算出する（ステップ３）。
傾斜角φに基づいて、投影する画像の形状および大きさを算出する。また、ピントを合わせるためのピント調節装置への指令値を算出する（ステップ４）。
照射装置３が移動体１の予定経路を走査するように、算出した回転角指令値θ、φを傾斜駆動装置６と水平駆動装置７に与えて駆動させ、画像投影装置８によって照射する座標に対応する画像を投影することで走行路面上に移動体の通過する領域を表示する（ステップ５）。ステップ５において、傾斜駆動装置６と水平駆動装置７の角速度は、次の回転角指令値までの回転角を所定の時間（例えば時間間隔Δt）で割ることで算出できる。
FIG. 8 is a flowchart for projecting the travel route of the mobile object, and is a flowchart for projecting the travel route of the mobile object when stationary.
First, in the scheduled route calculation section 5 calculates a travel route of the moving body to a predetermined time after T e, the coordinates P t (X t, Y t ) through which a moving body every time interval Δt is calculated (step 1).
Next, the rotation angle command values θ and φ of the tilt driving device 6 and the horizontal driving device 7 for irradiating each coordinate are calculated (step 2).
An image projected by the image projection device 8 is calculated for each coordinate (step 3).
Based on the inclination angle φ, the shape and size of the projected image are calculated. Also, a command value to the focus adjusting device for focusing is calculated (step 4).
The calculated rotation angle command values θ and φ are supplied to and driven by the tilt driving device 6 and the horizontal driving device 7 so that the irradiation device 3 scans the scheduled path of the moving body 1, and the coordinates projected by the image projection device 8 are set. An area through which the moving body passes is displayed on the traveling road surface by projecting a corresponding image (step 5). In step 5, the angular velocities of the tilt driving device 6 and the horizontal driving device 7 can be calculated by dividing the rotation angle up to the next rotation angle command value by a predetermined time (for example, time interval Δt).
本発明において、移動体１の走行する予定経路は事前にわかっているため、走行中に走行経路を照射する場合においても、走行しながら照射先をリアルタイムに算出することなく走行前に前もって算出することができる。ただし、移動体は予定経路を予定された速度で走行するものとする。
図９は、移動体の走行経路を投影するフローチャートであり、走行時に移動体の予定経路を投影する場合のフローチャートである。
これは、走行前に予定経路と、所定時間移動後での予定経路を照射するための照射装置３で照射する。
まず、走行前に、図８と同様にステップ１からステップ４において、照射装置３の回転角指令値θ、φを算出する。走行時に移動体の走行経路を投影する場合は、移動体の走行に伴い、座標系が時間ごとに変化するため、ステップ１において移動体の通過点を算出したあとに、座標変換処理を行う（ステップ１２）。ｔ＝ｔ１の移動体１の座標をPｖ１（Xｖ１，Yｖ１）、ｔ＝０との姿勢の変化（左回りを正とする角度）をαｖ１、また、ｔ＝0の移動体の座標を原点としてステップ１で求めたｔ＝ｔ１の照射装置３による照射座標をPｓ１（Xｓ１，Yｓ１）とする。ｔ＝ｔ１における移動体１の座標Pｖ１（Xｖ１，Yｖ１）を原点とする座標系において、照射装置３の照射する座標Pt（Xt，Yt）は、式（７）、式（８）の座標変換によって算出される。
In the present invention, since the planned route on which the moving body 1 travels is known in advance, even when irradiating the travel route during traveling, the irradiation destination is calculated in advance without traveling in real time while traveling. be able to. However, it is assumed that the moving body travels on the planned route at the planned speed.
FIG. 9 is a flowchart for projecting the travel route of the mobile body, and is a flowchart for projecting the planned route of the mobile body during travel.
The irradiation is performed by the irradiation device 3 for irradiating the planned route before traveling and the planned route after moving for a predetermined time.
First, before traveling, the rotation angle command values θ and φ of the irradiation device 3 are calculated in steps 1 to 4 as in FIG. When projecting the travel route of the moving object during traveling, the coordinate system changes with time as the moving object travels, and therefore, after the passing point of the moving object is calculated in step 1, coordinate conversion processing is performed ( Step 12). The coordinates of the moving body 1 at t = t 1 are P v1 (X v1 , Y v1 ), the posture change from t = 0 (an angle with the counterclockwise direction being positive) is α v1 , and the moving body at t = 0 Let P s1 (X s1 , Y s1 ) be the irradiation coordinates by the irradiation device 3 at t = t 1 obtained in step 1 with the coordinates of. In the coordinate system having the origin of the coordinates P v1 (X v1 , Y v1 ) of the moving body 1 at t = t 1, the coordinates P t (X t , Y t ) irradiated by the irradiation device 3 are expressed by the following equation (7), It is calculated by coordinate transformation of equation (8).
求めた値より式（４）、式（５）、式（６）を用いて、照射装置３の回転角指令値θ、φを算出できる。このように走行前に事前に演算することが本発明の特徴である。続いて走行を開始したら、ステップ６で移動体の現在位置を求め、ステップ７において走行路面上に移動体の通過する領域を表示する。移動体１は、現在位置を計測し、走行時に生じるずれを補正しながら照射装置によって提示された経路上を走行する。 The rotation angle command values θ and φ of the irradiation device 3 can be calculated from the obtained values using the equations (4), (5), and (6). Thus, it is a feature of the present invention to calculate in advance before traveling. Subsequently, when traveling is started, the current position of the moving body is obtained in step 6, and in step 7, the region through which the moving body passes is displayed on the traveling road surface. The moving body 1 travels on the route presented by the irradiation device while measuring the current position and correcting the deviation that occurs during traveling.
また、画像投影装置８は文字を投影できるので、走行路面に走行経路を提示しながら同時に文字情報も提示することができる。例えば、バッテリ残量やアラーム発生などを表示することで、周囲から移動体の走行領域と動作状態を把握することができる。また、走行経路を走査しながら移動先の名称などを投影することで、移動体の動作をより詳しく知ることができる。移動体の動作状態や移動先の名称などの情報は、コントローラ２より画像投影装置８に与えられ、文字情報を含めた画像が液晶画像制御部８eにおいて生成される。 Further, since the image projecting device 8 can project characters, it is possible to present character information at the same time while presenting the travel route on the travel road surface. For example, by displaying the battery remaining amount, alarm occurrence, etc., it is possible to grasp the traveling area and the operating state of the moving body from the surroundings. Further, by projecting the name of the destination while scanning the travel route, it is possible to know the operation of the moving body in more detail. Information such as the operating state of the moving object and the name of the moving destination is given from the controller 2 to the image projection device 8, and an image including character information is generated in the liquid crystal image control unit 8e.
走行経路を予め提示することが安全対策となっており、多くの人間が介在する施設内においてサービス用途として利用できる。 Presenting the travel route in advance is a safety measure and can be used as a service application in a facility where many people are present.
１ 移動体
２ コントローラ
３ 照射装置
４ 目的地指定手段
５ 予定経路算出部
６ 傾斜駆動手段
７ 水平駆動装置
８ 画像投影装置
１０１ 前後進レバー
１０２ ハンドル角度検出器
１０３ 速度検出器
１０４ 傾斜検出器
１０５ 予測部
１０６ 傾斜駆動装置
１０７ 水平駆動装置
１０８ 径変化装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mobile body 2 Controller 3 Irradiation apparatus 4 Destination designation | designated means 5 Planned route calculation part 6 Inclination drive means 7 Horizontal drive apparatus 8 Image projection apparatus 101 Forward / reverse lever 102 Handle angle detector 103 Speed detector 104 Inclination detector 105 Prediction part 106 Inclination Drive Device 107 Horizontal Drive Device 108 Diameter Change Device
Claims (5)
前記移動体の予定経路を算出する予定経路算出部と、
走行路面に照射する照射光に対して画像を投影する画像投影装置と、を
備えることを特徴とする移動体。 In a moving body equipped with an irradiation device that irradiates or scans a predetermined area on a traveling path,
A planned route calculation unit for calculating a planned route of the mobile body;
A moving body comprising: an image projection device that projects an image with respect to irradiation light that irradiates a traveling road surface.
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