JP2009223632A - 自律移動装置、及び、自律移動装置システム - Google Patents

Abstract

【課題】操作者である人間を含めた外界移動体の行動を判定してその行動の判定結果に基づいて移動制御する自律移動装置とそのシステムを提供する。
【解決手段】自立的に移動するための移動手段をその一部に備えた自律移動装置は、外界移動体の位置と速度を検出する移動体検出手段と、検出した前記外界移動体の位置とその速度とを基に当該外界移動体の行動を判定する移動体行動判定手段と、移動体行動判定手段による当該外界移動体の行動の判定結果を基に移動手段を制御する移動制御手段とを備え、外界移動体は人間を含んでおり、移動体行動判定手段は外界移動体の行動判定として、人間が自律移動装置自体を目指して移動中か否かをも判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動手段を備えて自立的に移動することの可能な自律移動装置に関し、特に、当該装置の周辺環境、作業対象、障害物との距離などを測定しながら、目的とする場所に自動的に移動し、必要な操作や作業を行う自律移動装置、及び、自律移動装置システムに関する。

従来、周囲環境を認識しながら、所定の作業を行う自律移動装置、例えば、移動ロボットに関しては、以下の特許文献１にも知られるように、ビル監視システムが既に知られている。この文献には、監視センタが制御装置を介して監視および緊急停止といった指示を出し、もって、移動ロボットを制御する、所謂、ビル監視システムが開示されている。

特開2007-148973号公報

しかしながら、上述した従来技術のように、監視センタの制御装置を介してロボットに「停止」や「減速」といった指示を出すという方式では、特に、緊急時における当該指令の入力が遅れてしまう恐れがあった。

かかる問題点を解決するため、例えば、音声認識によって指示入力を行うことが考えられるが、しかしながら、音声認識による指示入力では、特に、周囲の騒音環境による悪影響を受けやすいという課題があった。

また、特に、装置周辺の障害物を検出しながら自動的に回避して移動する自律移動装置では、操作者が当該自律移動装置に近づいて指示入力操作を行おうとしても、その回避機能によって、近づこうとする操作者から離れてしまい、当該指示入力を行うことが出来ない、又は、遅れてしまうという問題があった。

そこで、本発明では、上記従来技術における課題を解決し、即ち、当該自律移動装置の操作者である人間を含めた外界移動体の行動を判定し、当該外界移動体の行動の判定結果に基づいてその移動動作を制御する自律移動装置及び自律移動装置システムを提供することをその目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明によれば、まず、自立的に移動するための移動手段をその一部に備えた自律移動装置であって、外界移動体の位置と速度を検出する移動体検出手段と、前記移動体検出手段が検出した前記外界移動体の位置とその速度とを基に、当該外界移動体の行動を判定する移動体行動判定手段と；前記移動体行動判定手段による当該外界移動体の行動の判定結果を基に、前記移動手段を制御する移動制御手段とを備えた自律移動装置が提供されており、前記外界移動体とは人間を含め、前記移動体行動判定手段は、前記外界移動体の行動判定として、当該外界移動体が自律移動装置自体を目指して移動中か否かを判定する。

また、本発明によれば、自律移動装置システムであり、前記に記載した自律移動装置を少なくとも１つ含んでおり、かつ、前記自律移動装置は、更に、操作手段と表示手段の少なくとも１つを有しており、そして、前記外界移動体は人間であり、かかる自律移動装置システムにおいて、前記移動体行動判定手段が、前記外界移動体が当該自律移動装置を目指して移動中と判定した場合、前記移動制御手段は、減速、停止、方向転換の３段階で前記移動手段を制御すると共に、前記操作手段または前記表示手段を外界移動体が利用しやすい方向へ方向転換する自律移動装置システムが提供される。

即ち、本発明になる自律移動装置又は自律移動装置システムによれば、外界移動体の当該自律移動装置への近づき方によって、緊急時における、遠隔からの自律移動装置の減速や停止などの指示入力操作を可能とすることにより、特別なツールを必要とせず、かつ、騒音下でも確実に実行することができる。

以上のように、本発明によれば、自律移動装置の操作者である人間を含めた外界移動体の行動を判定し、当該外界移動体の行動の判定結果に基づいてその移動動作を制御する、優れた操作性を備えた自律移動装置及び自律移動装置システムを提供することが可能となるという優れた効果を発揮する。

以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。

まず、添付の図１は、本発明の一実施の形態になる自律移動装置の構成の一例を示す。この図１において、参照符号１は自律移動装置を示しており、その一部には、例えば、車輪等、当該自律移動装置１自体を移動させるための移動手段２を備えている。より詳細には、この移動手段２は、例えば、モータにより駆動される車輪やモータドライバ等から構成され、当該モータドライバによってモータを駆動して車輪を回転させ、もって、自律移動装置１を移動させる。なお、本発明では、移動手段２はこれに限定されることなく、上記の車輪に代えて、例えば、ローラを用いてもよく、又は、モータによって脚形状の部材を駆動することにより、歩行を行うようにしてもよい。

また、上記自律移動装置は、当該自律移動装置１の現在位置を検出するための自己移動検出手段３を備えている。この自己移動検出手段３は、例えば、上記移動手段２の車輪の回転数を計数し、車輪径との積から移動距離を求める、所謂、オドメータを用いることにより、既知の位置からの移動距離によって、当該自律移動装置１の現在位置を求める。または、これに代えて、例えば周囲環境の特徴点をカメラや測距センサによって検出し、当該特徴点を地図上で照らし合わせることによって、現在位置を求める方法も可能である。なお、この場合、定期的に現在位置を検出し、そして、その検出時刻と現在位置とを記録することによれば、以前の検出位置との差分を時刻差で割り、もって、現在速度を求めることも可能である。更には、以前の速度と現在速度の差分を時刻差で割ることにより、加速度を求めることができる。

更に、図中の符号４は、上記自律移動装置１内に設けられた移動体検出手段を示しており、この移動体検出手段は、図示のように、測距センサ５と移動体検出演算部６とから構成されている。測距センサ５は、自律移動装置１と周囲の移動体２０との距離を測定する。より具体的には、例えば、レーザ光の照射により走査を行い、照射したレーザ光が測定対象物（例えば、移動体２０）に当たってその反射光が戻ってくるまでの時間を計測し、もって、その間の距離を算出するレーザ測距センサを採用することができる。なお、本発明では、上記の測距センサ５は、これらに限られるものではなく、上記に代えて、例えば、超音波を発生し、その反射波から周囲物体（例えば、移動体２０）までの距離を検出することが出来る、所謂、超音波測距センサであってもよい。更には、単眼や双眼のカメラによって撮影した物体までの距離を測定する、測距カメラであってもよい。そして、この測距センサ５は、自律移動装置１の外観の例を示す添付の図２において符号１２で示す測距面のように、自律移動装置１の全周囲方向において測距可能にすることが好ましい。

次に、上記自律移動装置１内に設けられた移動体検出演算部６は、上記の測距センサ５で得られた距離情報を基に、当該自律移動装置１の周囲に存在する物体の位置や速度を検出する。具体的には、測距センサ５で得られる自律移動装置１の周囲における各方向での距離データから、その距離が著しく変化する部分を区切って一塊とし、それらを一つの物体とみなす。この一塊とした方向における最小角度値と最大角度値との差分角度、及び、その平均距離から、物体（例えば、移動体２０）の幅を概算することができる。

また、上記した一塊の部分の平均距離と平均方向（最小角度値と最大角度値との平均値）を、その物体までの距離と検出方向とすることによれば、その検出した方向と距離から、当該自律移動装置１から物体までの相対位置を算出することができる。また、自己移動検出手段３で求めた自己位置に、前記相対位置を加えることにより、絶対位置を求めることができる。さらに、定期的に同一物体の絶対位置を求め、その検出時刻と絶対位置を記録し、そして、以前の検出位置と現在の検出位置との差分を時刻差で割ることによれば、当該物体の移動速度を求めることができる。更には、以前の検出速度と現在の検出速度との差分を時刻差で割ることにより、物体の加速度も求めることも可能である。なお、ことき、各時刻で検出された移動体が同一物体であるかどうかは、検出位置が近いか否かで判断するものとする。

また、図１中の符号７は、やはり上記自律移動装置１内に設けられた、移動体行動判定手段である。この移動体行動判定手段７は、上記移動体検出手段４の結果と、そして、必要に応じて自己移動検出手段３の結果を用いることにより、自律移動装置１の周囲に存在する移動物体の行動を判定する。具体的には、移動体が自律移動装置１を目指して移動中か否かを判定する。なお、移動体とは速度０の物体も含む。判定方法は後述する。

図中の符号８は、やはり上記自律移動装置１内に設けられた、経路計画手段である。この経路計画手段８は、自律移動装置１が目的地まで移動するときに通る道や通路の選択や移動速度などを含む、所謂、移動経路計画を立てる。

また、図中の符号９は移動制御手段であり、この移動制御手段９は、上記経路計画手段８で計画した経路情報と、上記移動体行動判定手段７による判定結果を基に、上記移動手段２を制御する。具体的には、移動体行動判定手段７が、外界移動体が自律移動装置１を目指して（自律移動装置１に向かって）移動中と判定した場合は、外界移動体と自律移動装置１との距離が近づくように移動手段２を制御する。それ以外の場合は、経路計画手段８で計画した経路に沿って移動するように、前記移動手段２を制御する。なお、より詳細については後述する。

そして、図中の符号１０は操作手段であり、例えば、押しボタンやタッチパネルなどから構成される。この１０操作手段は、装置の操作者が、当該自律移動装置１に対して目的地を入力し、作業内容を入力し、又は、非常停止指示を与えたりするための手段である。

加えて、図中の符号１１は表示手段であり、自律移動装置１に入力されている目的地や作業内容などをその表示画面上に表示する。

次に、添付の図３を用いながら、上記自律移動装置１の動作、特に、移動体行動判定手段７における判定動作についての具体的な例について、以下に説明する。

なお、この図３において、符号４０は自律移動装置１の現在位置を、そして、４１は自律移動装置１の現在速度を表す。また、符号５１は自律移動装置１の外界に存在する移動体の現在位置を、そして、５２はその現在速度を表す。

自律移動装置１の現在位置４０及びその現在速度４１は、自己移動検出手段３によって検出される。一方、移動体の現在位置５１及びその現在速度５２は、移動体検出手段４によって検出される。移動体行動判定手段７は、まず、移動体の現在位置５１から自律移動装置１の現在位置４０へ向かうベクトルを求める。そして、移動体の現在速度５２のベクトルとの向きの差を求める。その結果、向きの差が予め定めた向きの差θ以下であれば、移動体行動判定手段７は、移動体の速度５２の向きが移動体位置５１から自律移動装置１の位置４０への向きとほぼ等しいと認識する。そして、その場合、移動体行動判定手段７は、移動体が自律移動装置１を目指して移動中と判定（以下、「接近判定」と呼ぶ）する。他方、そうでない場合には、移動体は自律移動装置１を目指して移動中ではないと判定（以下、「非接近判定」と呼ぶ）する。

次に、添付の図４を用いて、上記移動体行動判定手段７による判定の、他の判定動作について、以下に説明する。

この図４において、符号４２は自律移動装置１の時刻ａにおける位置を、そして、４３は時刻ａにおける速度を表す。また、符号４４は自律移動装置１の時刻ｂにおける位置を、そして、４５は時刻ｂにおける速度を表す。更に、符号４６は自律移動装置１の時刻ｃにおける位置を、そして、４７は時刻ｃにおける速度を表す。他方、符号５３は自律移動装置１の外界に存在する移動体の時刻ａにおける位置を、そして、５４は時刻ａにおける現在速度を表す。また、符号５５は同一移動体の時刻ｂにおける位置を、そして、５６は時刻ｂにおける現在速度を表す。加えて、符号５７は同一移動体の時刻ｃにおける位置を、そして、５８は時刻ｃにおける現在速度を表す。

そして、時刻ｂは、時刻ａよりも後の時刻であり、そして、時刻ｃは、時刻ｂよりも後の時刻である。

まず、時刻ａの時点において、上記図３で示した方法と同じ方法により、移動体行動判定手段７は、移動体の速度５４の向きが移動体位置５３から自律移動装置１の位置４２への向きとほぼ等しいと認識する。また、時刻ｂの時点においても、同様に、移動体行動判定手段７は、移動体の速度５６の向きが移動体位置５５から自律移動装置１の位置４4への向きとほぼ等しいと認識する。更に、時刻ｃの時点においても、同様に、移動体行動判定手段７は、移動体の速度５８の向きが移動体位置５７から自律移動装置１の位置４６への向きとほぼ等しいと認識する。このように、予め定めた一定時間の間、常に、移動体の速度の向きが移動体位置から自律移動装置１の位置への向きとほぼ等しいと認識した場合、移動体行動判定手段７は、該移動体に対して接近判定を行う。そうでない場合は、該移動体に対して非接近判定を行う。

さらに、添付の図５を用いて、上記移動体行動判定手段７の判定のさらに他の判定動作について、以下に説明する。

この図５において、符号４８は自律移動装置１の現在位置を、そして、４９は自律移動装置１の現在速度を表す。また、符号６１は自律移動装置１の外界に存在する移動体（以下、移動体ａと称す）の現在位置を、そして、６２はその現在速度を表す。更に、符号６３は自律移動装置１の外界に存在する別の移動体（以下、移動体ｂと称す）の現在位置を、そして、６４はその現在速度を表す。加えて、符号６５は自律移動装置１の外界に存在するさらに別の移動体（以下、移動体ｃと称す）の現在位置を、そして、６６はその現在速度を表す。

上記の移動体行動判定手段７は、自律移動装置１と各移動体とが、各々、現在速度を維持して移動を続けた場合、予め定めた一定時間内で自律移動装置１と各移動体が最も近づいた際の接近距離を求める。そして、移動体行動判定手段７は、その最接近距離が予め定めた一定距離（以下、「距離Ａ」とする）よりも近い場合に、移動体に対して接近判定を行う。また、予め定めた一定距離（以下、「距離Ｂ」とする）以下まで接近する障害物を回避しながら移動する障害物回避機能付き自律移動装置１の場合には、距離Ａは距離Ｂより小さい値とする。以下、自律移動装置１を中心とし、距離Ａを半径とする円を「接近円」と、自律移動装置１を中心とし、距離Ｂを半径とする円を「回避円」と呼ぶ。

例えば、図の移動体ａの場合、自律移動装置１が位置７０に来た時に、移動体ａが位置７１に来て、即ち、最も接近する。その時の距離は、距離Ａ以下である。つまり、図において、位置７１は位置７０を中心とする接近円７４の内側に存在することとなる。この時、移動体行動判定手段７は、移動体ａに対して接近判定を行う。また、障害物回避機能付き自律移動装置１の場合には、位置７１は位置７０を中心とする回避円７５の内側に存在するが、しかし、接近円７４の内側でもあるので、移動体行動判定手段７は、移動体ｂを回避する移動をしなくてよいとの判定（以下、「非回避判定」と呼ぶ。）を加える。

また、図中の移動体ｂの場合には、自律移動装置１が位置７０に来た時に、移動体ｂが位置７２に来て、即ち、最も接近する。その位置７２は、接近円７４の外側に存在するので、移動体行動判定手段７は、移動体ｂに対して非接近判定を行う。障害物回避機能付き自律移動装置１の場合には、当該位置７２は、位置７０を中心とする回避円７５の内側かつ接近円７４の外側に存在するので、移動体行動判定手段７は、移動体ｂを回避する移動をせよとの判定（以下、「回避判定」と呼ぶ）を加える。

さらに、図中の移動体ｃの場合には、自律移動装置１が位置７０に来た時に、移動体ｃが位置７３に来て、即ち、最も接近する。この位置７３は接近円７４の外側に存在するので、移動体行動判定手段７は、移動体ｃに対して非接近判定を行う。障害物回避機能付き自律移動装置１の場合には、位置７３は回避円７５の外側に存在するので、移動体行動判定手段７は、移動体ｃに対して非回避判定を加える。なお、もしも、複数の移動体が同時に検出された場合には、それぞれの移動体に対して、上記の判定を行うこととなる。

なお、上記の実施例では、接近円７４と回避円７５を、半径が一定の円として説明したが、しかしながら、本発明はこれに限定されることなく、例えば、自律移動装置１の移動方向に長い長円（楕円）であってもよい。なお、その場合、距離Ａ及び距離Ｂは自律移動装置１からの方向によって変わることとなる。

また、上記の実施例では、最接近距離の予測を、現在速度を維持した場合を条件として求めたが、しかしながら、これに代えて、現在加速度を維持した場合を条件として求めてもよい。

また、検出移動体の速度が予め定めた値以上のもののみを、判定の対象としても良い。例えば、時速６km以上で移動するもののみ判定対象としてもよい。又は、検出移動体の加速度が予め定めた値以上のもののみを、判定の対象としても良い。例えば、加速度4m/s²以上で移動しているもののみ判定対象としてもよい。

あるいは、自律移動装置１から検出移動体までの距離が、予め定めた値以上に遠い場合には、判定の対象から除外しても良い。

あるいは、移動体検出手段４で検出した検出移動体の幅が、概略人間の幅と等しいもののみを判定対象としても良い。例えば、人間の幅としては、150mm（人の片足の直径）〜500mm（人の胴体の直径）の範囲である。

または、判定対象か否かを記録したＲＦＩＤタグを予め移動体に付与し、他方、自律移動装置１にはＲＦＩＤタグリーダを備えておき、もって、当該ＲＦＩＤタグから判定対象である旨を読み取ることができた移動体のみを、判定の対象としても良い。特に、複数の移動体が自律移動装置１の周囲に存在した場合において、上記移動体検出手段４で検出された移動体と、上記ＲＦＩＤタグリーダで読み取ったタグ情報との間の対応付け方法としては、例えば、移動体検出手段４が検出した特定の移動体の方向のみに、ＲＦＩＤタグリーダの電波を送信したり、又は、移動体検出手段４で検出された移動体までの距離に応じて電波の強度を変更したり、又は、受信タグ情報の電波強度と、移動体検出手段４で検出された各移動体までの距離とを比較することにより、電波強度が強いもの程より近くの移動体であるとして、上記の対応付けを行うことも可能である。

また、上記の自律移動装置１にカメラと画像認識装置を備え付け、当該画像認識装置はカメラ画像から画像内の特定の対象物が判定対象物であるか否かを認識し、移動体検出手段４で検出された移動体と画像で認識した対象物とを、その検出方向と検出距離によって照合することにより同一の移動体であることを認識し、移動体検出手段４で検出された移動体のうち、判定対象物と認識された移動体のみ判定対象としても良い。

あるいは、自律移動装置１に赤外線センサを備え付け、上記移動体検出手段４で検出された移動体の検出方向から、概略人と同じ強さの赤外線が受光できるか否かを調べ、当該移動体検出手段４で検出された移動体のうち、赤外線を受光できた移動体のみを判定対象としても良い。

なお、移動制御手段９は、上記移動体行動判定手段７の判定結果を基に移動手段２を制御する。その際、上記移動体行動判定手段７が接近判定をした移動体がある場合には、当該移動体と自律移動装置１との距離が近づくように、上記移動手段２を制御（以下、「接近移動制御」と呼ぶ。）する。それ以外の場合は、経路計画手段８で計画した経路に沿って移動するよう、移動手段２を制御（以下、「経路移動制御」と呼ぶ。）する。もしも、複数の移動体が同時に検出された場合には、最接近距離が最も短い移動体に対して、上記接近移動制御を行う。

また、障害物回避機能付き自律移動装置１の場合であって、複数の移動体が同時に検出された場合には、接近判定がされた移動体がある時には、回避判定となった全ての移動体を回避しつつ、同時に、接近判定を行って移動体に対しては、その間の距離が近づくように制御する。しかし、もしも接近判定がされる移動体が存在しない場合には、回避判定がなされた全ての移動体を回避しつつ、大局的には、経路計画手段８で計画した経路を移動するように制御する。なお、ここで、接近移動制御とは、自律移動装置１が停止することで、当該移動体の更なる接近を待つ方法によっても、又は、自律移動装置１の現在地から移動体の現在地までを滑らかな曲線で結ぶ軌道上を移動させる方法でも良いが、しかしながら、特に、次に説明する３段階方式が最適であろう。

即ち、この３段階方式によれば、まず、経路計画手段８で計画した経路を移動しながら、予め定めた一定時間（この値を「時間Ｔ」と呼ぶ。）だけ自律移動装置１の移動速度を減速する。その後、当該自律移動装置１を停止する。最後に、自律移動装置１は、移動体（操作者）の存在する方向から操作手段１０が操作しやすく、かつ、表示手段１１が見えやすい方向に、その方向転換を行う。なお、自律移動装置１は、減速中にも移動体行動判定手段７の判定を定期的に行い、そして、もしもその減速中に、接近対象である移動体に対して非接近判定が行われた場合には、時間Ｔより短い一定時間（この値を「時間ｔ」と呼ぶ。）だけ、接近移動制御を継続し、他方、非接近判定が当該時間ｔ以上の間、継続された場合には、経路移動制御に移行することが好ましい。

また、上記の方向転換を行って後、操作者が操作手段１０による操作を終了し、その後、装置の移動を再開する旨の指示がなされた場合には、経路移動制御に移行する。もしくは、方向転換後、接近対象移動体（操作者）が、当該自律移動装置１から予め定めた一定距離以上離れた場合には、経路移動制御に移行する。なお、接近対象移動体（操作者）の速度が予め定めた値以上に著しく高速の場合は、緊急性を要するとして、上記の時間Ｔを短く設定してもよく、また、自律移動装置１の現在位置から接近対象移動体（操作者）の現在位置までの距離が予め定めた値に比較して著しく近い場合には、当該時間Ｔを短く設定してもよい。

次に、添付の図６のフローチャートを用いて、上述した自律移動装置１の動作の流れについて詳細に説明する。

まず、上述した操作手段１０によって入力された作業指示や、予め与えられた作業スケジュールに従って、移動目的地を設定する（Ｓ１０１）。そして、その目的地までに通過する道や通路の選択や移動速度などの移動経路計画を立てる（Ｓ１０２）。なお、この移動経路計画は、上述した経路計画手段７によって実行される。

その後、自律移動装置１は移動を開始し、その測距センサ２が定期的に距離データを取得し（Ｓ１０３）、そして、取得したデータを基に、移動体検出演算部３が、自律移動装置１の周囲における移動体の位置や速度を検出する（Ｓ１０４）。また、同時に、自己移動検出手段５が、自己の位置や速度をも検出する（Ｓ１０５）。

続いて、移動体行動判定手段６は、検出した各移動体について、上述した判定対象条件を満たすか否かを確認する（Ｓ１０６）。すなわち、移動体の幅が概略人間の幅に一致しているか否か、速度が一定以上か否か、更には、自律移動装置１からの距離が一定以下であるか否かを確認する。但し、判定対象条件は、その実施例によっては上記に条件だけに限るものではないが、しかしながら、説明の都合上、ここでは省略する。そして、上記の判定対象条件を満たしている場合には、続いて、本発明の移動体行動判定を行う（Ｓ１０７）。なお、この判定方法としては、上記の図３、図４、図５で説明した方法のいずれを実施してもよい。

そして、上記の移動体行動判定の結果、上記の接近判定が下された移動体があった場合は（Ｓ１０８）、移動制御手段８は、自律移動装置１が減速移動中か否か、そして、減速移動中であれば、更に、減速移動を開始してから一定時間が経過したか否かを調べる（Ｓ１０９）。その結果、未だ減速を開始していなければ（図の「Ｎｏ」）、次のステップに進み、そして、上記接近判定となった移動体の移動速度が一定以上の高速であるか、又は、自律移動装置１から移動体までの距離が一定以下の至近距離であるか否かを調べる（Ｓ１１０）。その結果、上記のいずれでもなければ、移動制御手段８は、目的地までの経路を減速しながら、自律移動装置１を移動する制御を行う（Ｓ１１１）。そして、再び、上記のステップＳ１０３に戻り、測距センサデータの取得から始まる上述のステップを繰り返す。

一方、もしも上記のステップＳ１０９において、既に減速移動制御が開始されており、かつ、減速移動制御が予め定められた一定時間を経過していたと判定された（図の「Ｙｅｓ」）場合には、移動制御手段８は、自律移動装置１を停止する制御を行う（Ｓ１１２）。その後、上述したように、移動体（操作者）に対して、装置の操作手段１０及び表示手段１１が使い易くかつ見易い向きとなるよう、移動制御手段８は方向転換制御を行う（Ｓ１１３）。その後、移動体（操作者）が指示入力操作を終了し又は自律移動装置から離れるまで待ち（Ｓ１１４）、上記のステップＳ１０１に戻る。また、上記のステップＳ１１４で新たな目的地を入力された場合は、経路計画手段８は、Ｓ１０２で新たな目的地へ向かう経路を計画することとなる。

また、もしも上記のステップＳ１１０で移動体（操作者）が高速度で移動し、もしくは、自律移動装置１の至近距離に位置していると判定された（図の「Ｙｅｓ」）場合は、減速移動制御を継続せず、直ちにステップＳ１１２に移り、自律移動装置１を停止する。

更に、上記の判定Ｓ１０８において、全ての移動体が非接近判定となった（図の「Ｎｏ」）場合は、移動制御手段８が、自律移動装置１は減速移動制御中であるか否か、かつ、接近対象の移動体に対する非接近判定が一定時間以内であるか否かを調べる（Ｓ１１５）。その結果、「Ｙｅｓ」の場合には、ステップＳ１１１に進み、減速移動制御を継続する。他方、「Ｎｏ」と判定された場合には、移動制御手段８は、自律移動装置１が目的地までの経路を移動するよう、移動手段２を制御する（Ｓ１１６）。そして、自律移動装置１が目的地に到達したか否かを判定し（Ｓ１１７）、その結果、未だ到達していない（「Ｎｏ」）場合には、上記のステップＳ１０３に戻り、他方、到達したと判定された（「Ｙｅｓ」）場合には、上記の処理を終了する。

一方、障害物回避機能付き自律移動装置１の場合には、上述したステップＳ１１６、Ｓ１１１では、Ｓ１０７で回避判定が出た全ての移動体に対して回避する経路をとりつつ、大局的には、目的地に向かう移動制御を行うこととなる。

更に、本発明になる自律移動装置の他の構成例について、添付の図７を用いながら、以下に詳細に説明する。

図中の符号３０は、自律移動装置１を構成する外部装置を示す。即ち、この他の構成例では、上記図１で説明した構成とは異なり、移動体検出手段４、自己移動検出手段５、移動体行動判定手段６、経路計画手段７、移動制御手段８を、自律移動装置１の外部に設置する。そして、移動制御手段８から出力される制御情報を、例えば、無線通信や光通信などの、所謂、通信手段３１によって自律移動装置１に送信し、自律移動装置１は通信手段３２によってその情報を受信し、移動手段９の制御を行う。高精度な移動体検出手段４は高価なため、多数の自律移動装置１を稼動する場合は、自律移動装置１に内蔵するよりも、環境に固定設置し、出力される制御情報のみを各自律移動装置１に配信したほうが安価な構成となる。各手段の動作や動作の流れは図１で説明した構成と同様である。

本発明の一実施の形態に係る自律移動装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係る自律移動装置の外観の例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る自律移動装置における移動体行動判定手段の一実施例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る自律移動装置みおける移動体行動判定手段の他の実施例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る自律移動装置における移動体行動判定手段の更に他の実施例を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る自律移動装置の動作の流れを示す図である。 本発明の他の一実施の形態に係る自律移動装置システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１…自律移動装置、２…移動手段、３…自己移動検出手段、４…移動体検出手段、７…移動体行動判定手段、８…経路計画手段、９…移動制御手段、１０…操作手段、１１…表示手段、２０移動体。

Claims (16)

1. 自立的に移動するための移動手段をその一部に備えた自律移動装置であって：
   外界移動体の位置と速度を検出する移動体検出手段と；
   前記移動体検出手段が検出した前記外界移動体の位置とその速度とを基に、当該外界移動体の行動を判定する移動体行動判定手段と；
   前記移動体行動判定手段による当該外界移動体の行動の判定結果を基に、前記移動手段を制御する移動制御手段と；
   を備えたことを特徴とする自律移動装置。
2. 前記請求項１に記載した自律移動装置において、前記外界移動体は、人間を含んでいることを特徴とする自律移動装置。
3. 前記請求項２に記載した自律移動装置において、前記移動体行動判定手段は、前記外界移動体の行動判定として、当該外界移動体が自律移動装置自体を目指して移動中か否かを判定することを特徴とする自律移動装置。
4. 前記請求項３に記載した自律移動装置において、前記自律移動装置は、更に、当該自律移動装置への停止や減速を含む指令を入力するための入力手段をその一部に備えており、かつ、前記移動体行動判定手段が、前記外界移動体が自律移動装置を目指して移動中と判定した場合、前記移動制御手段は、前記外界移動体と自律移動装置自体との間の距離が小さくなるように、前記移動手段を制御することを特徴とする自律移動装置。
5. 前記請求項４に記載した自律移動装置において、前記自律移動装置は、更に、当該自律移動装置の位置を検出する自己移動検出手段を備えており、かつ、前記移動体行動判定手段は、前記外界移動体の速度の向きが前記外界移動体の位置から当該自律移動装置の位置への向きとほぼ等しい時、前記外界移動体が当該自律移動装置を目指して移動中と判定することを特徴とする自律移動装置。
6. 前記請求項４に記載した自律移動装置において、前記自律移動装置は、更に、当該自律移動装置の位置を検出する自己移動検出手段を備えており、かつ、前記移動体行動判定手段は、前記外界移動体の速度の向きが前記外界移動体の位置から当該自律移動装置位置への向きとほぼ等しい状態が一定時間継続された時、前記外界移動体が当該自律移動装置を目指して移動中と判定することを特徴とする自律移動装置。
7. 前記請求項４に記載した自律移動装置において、前記自律移動装置は、更に、当該自律移動装置の位置を検出する自己移動検出手段を備えており、かつ、前記移動体行動判定手段は、前記外界移動体と当該自律移動装置が各々現在速度で移動を続けた場合、前記外界移動体と当該自律移動装置とが一定時間以内に最も接近する位置を算出し、そのときの距離が一定値以下であった場合は、前記外界移動体が当該自律移動装置を目指して移動中と判定することを特徴とする自律移動装置。
8. 前記請求項４に記載した自律移動装置において、前記自律移動装置は、更に、当該自律移動装置の位置を検出する自己移動検出手段を備えており、かつ、前記移動体検出手段は、更に、外界移動体の加速度をも検出し、そして、前記移動体行動判定手段は、前記外界移動体と当該自律移動装置が各々現在加速度で移動を続けた場合、前記外界移動体と当該自律移動装置とが一定時間以内に最も接近する位置を算出し、そのときの距離が一定値以下であった場合は、前記外界移動体が当該自律移動装置を目指して移動中と判定することを特徴とする自律移動装置。
9. 前記請求項７又は８に記載した自律移動装置において、前記自律移動装置は、更に、当該自律移動装置の位置と速度と加速度とを検出する自己移動検出手段を備えており、かつ、前記移動体行動判定手段は、距離Ａと距離Ｂとを設け、距離Ａ＜距離Ｂとし、前記外界移動体と当該自律移動装置が最も接近したときの距離が距離Ａ以下であった場合は、前記外界移動体が当該自律移動装置を目指して移動中と判定し、距離Ａより大きく距離Ｂ以下であった場合は、前記外界移動体を回避すべきと判定し、そして、前記移動体行動判定手段が外界移動体を回避すべきと判定した場合は、前記移動制御手段は当該自律移動装置が前記外界移動体を回避するように、前記移動手段を制御することを特徴とする自律移動装置。
10. 前記請求項１に記載した自律移動装置において、前記移動体検出手段の検出範囲は、当該自律移動装置の全周囲方向であることを特徴とする自律移動装置。
11. 前記請求項１に記載した自律移動装置において、前記移動体検出手段はＲＦＩＤタグリーダ、レーザ測距センサ、超音波測距センサ、測距カメラのいずれか一つ以上からなることを特徴とする自律移動装置。
12. 前記請求項１に記載した自律移動装置において、前記移動体検出手段と、前記移動体行動判定手段と、前記移動制御手段と、そして、前記自己移動検出手段とを前記自律移動装置の外部に設け、前記移動制御手段は通信によって前記移動手段を制御することを特徴とする自律移動装置。
13. 自律移動装置システムであり、
    前記請求項１に記載した自律移動装置を少なくとも１つ含んでおり、かつ、前記自律移動装置は、更に、操作手段と表示手段の少なくとも１つを有しており、そして、前記外界移動体は人間であり、かかる自律移動装置システムにおいて、
    前記移動体行動判定手段が、前記外界移動体が当該自律移動装置を目指して移動中と判定した場合、前記移動制御手段は、減速、停止、方向転換の３段階で前記移動手段を制御すると共に、前記操作手段または前記表示手段を外界移動体が利用しやすい方向へ方向転換することを特徴とする自律移動装置システム。
14. 前記請求項１３に記載した自律移動装置システムにおいて、前記移動体検出手段は、前記外界移動体の大きさをも検出し、かつ、前記移動体行動判定手段は一定の大きさの外界移動体についてのみ判定を行うことを特徴とする自律移動装置システム。
15. 前記請求項１３に記載した自律移動装置システムにおいて、前記移動体行動判定手段は一定以上の速度の外界移動体についてのみ判定を行うことを特徴とする自律移動装置システム。
16. 前記請求項１３に記載した自律移動装置システムにおいて、前記移動体行動判定手段は前記自律移動装置から外界移動体までの距離が所定以下の外界移動体についてのみ判定を行うことを特徴とする自律移動装置システム。

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