JP2012130986A - Moving body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moving body efficiently performing a given task.SOLUTION: The moving body 1 includes: a movement obstacle detecting means 6, 7 detecting a movement obstacle; an approaching determining means 14 determining whether the movement obstacle approaches the moving body 1 within a prescribed clearance; a standard avoiding operation planning means 15 planning the standard avoiding movement C when determining that the movement obstacle approaches the moving body 1 within the predetermined clearance; a working avoiding operation planning means 16 planning a working avoiding operation E serving for both the avoiding operation of the moving body 1 for avoiding the movement obstacle and the working movement that promotes the movement obstacle to avoid on the basis of the standard avoiding operation C; and a control means 13 controlling the moving body 1 on the basis of the working avoiding operation E. The working avoiding operation planning means 16 plans, as the working avoiding operation E, the avoiding operation in which at least one of the speed of the operation change and a variation amount of the operation change in the standard avoiding operation C is increased.

Description

本発明は、ロボット、マニピュレータ、モビリティなどの移動体に関する。   The present invention relates to a moving body such as a robot, a manipulator, and mobility.

従来、このような分野の技術文献として特許2008―137127号公報が知られている。この公報には、自律移動型ロボットと人間との接触が生じると予測される場合に、人間の急所に接触しないようにロボットの動作を制限するロボットの制御方法が記載されている。   Conventionally, Japanese Patent Laid-Open No. 2008-137127 is known as a technical document in such a field. This publication describes a robot control method that restricts the operation of a robot so that it does not come into contact with a human emergency when it is predicted that a contact between an autonomous mobile robot and a human will occur.

特許2008―137127号公報Japanese Patent No. 2008-137127

ところで、従来はロボットを極力人間と接触させないという原則に基づき、また人間の動作を最優先して、ロボットにこれを回避させたり、ロボットの動作を制限するというロボット制御が行われている。上述した従来のロボット制御においても、人間との接触が予測された場合にロボット側が人間に合わせて動作を制限するものであった。   By the way, based on the principle that the robot is not brought into contact with a human being as much as possible, robot control is performed such that the human operation is given top priority and the robot avoids this or restricts the robot operation. Also in the conventional robot control described above, when contact with a human is predicted, the robot side restricts the operation according to the human.

しかしながら、ロボットが一方的に回避又は動作制限される従来の制御では、混雑した状況下において人との接触の可能性が高い状態が継続して発生するため、ロボットが効率良く自らのタスクを実行できないおそれがある。   However, in the conventional control in which the robot is unilaterally avoided or restricted in operation, a state where there is a high possibility of contact with a human in a congested situation continuously occurs, so the robot performs its task efficiently. It may not be possible.

そこで、本発明は、移動体が移動障害物を回避する回避動作と移動障害物に回避を促す働きかけ動作とを兼ねる働きかけ回避動作を計画することで、効率良く与えられたタスクを行うことができる移動体を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can efficiently perform a given task by planning a work avoidance operation that serves as both an avoidance operation in which a moving body avoids a moving obstacle and a work operation that prompts the moving obstacle to avoid. The object is to provide a moving body.

上記課題を解決するため、本発明に係る移動体は、移動体の周辺に存在する移動障害物を検出する移動障害物検出手段と、移動障害物と移動体とが所定間隔以内に接近するか否かを判定する接近判定手段と、接近判定手段が移動障害物と移動体とが所定間隔以内に接近すると判定した場合に、移動体が移動障害物を回避する動作である標準回避動作を計画する標準回避動作計画手段と、標準回避動作計画手段の計画した標準回避動作に基づいて、移動体が移動障害物を回避する回避動作と移動障害物に回避を促す働きかけ動作とを兼ねる働きかけ回避動作を計画する働きかけ回避動作計画手段と、働きかけ回避動作に基づいて移動体を制御する制御手段と、を備え、働きかけ回避動作計画手段は、標準回避動作における動作変化の速度及び動作変化の変化量のうち少なくとも一方を大きくした回避動作を働きかけ回避動作として計画することを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the moving object according to the present invention is a moving obstacle detecting means for detecting a moving obstacle existing around the moving object, and whether the moving obstacle and the moving object approach within a predetermined interval. Plans a standard avoidance action that is an action that the moving object avoids the moving obstacle when the approach determining means determines whether or not the moving obstacle and the moving object approach within a predetermined interval. Based on the standard avoidance action planning means and the standard avoidance action planned by the standard avoidance action planning means, and the avoidance action in which the moving body avoids the moving obstacle and the action avoidance action that prompts the moving obstacle to avoid And a control means for controlling the moving body based on the work avoidance operation. The work avoidance operation plan means includes a speed change and a motion change in the standard avoidance operation. Wherein the planning as avoidance operation encourage the avoidance operation was increased at least one of the amount of change changes.

本発明に係る移動体によれば、人間などの移動障害物が移動体の所定間隔以内に接近した場合に、標準回避動作に代えて働きかけ回避動作を行うことで、自らの回避と同時に移動障害物に回避を促す働きかけを行うことができる。これにより、移動体が一方的に回避動作を行う場合と比べて効率的なすれ違いを行うことができるので、効率良く与えられたタスクを行うことができる。更に、この移動体では、標準回避動作における動作変化の速度や変化量を大きくした働きかけ回避動作により働きかけを行うので、働きかけのためにマニュピレーターやスピーカなどの設備を使用する必要がなく、これらの設備を備えない場合や別の作業に設備を使用中の場合であっても働きかけを実現することができる。   According to the moving body according to the present invention, when a moving obstacle such as a human approaches within a predetermined interval of the moving body, instead of the standard avoidance operation, the obstacle avoidance operation is performed, so that the movement obstacle is simultaneously performed with its own avoidance. Can encourage things to avoid. Thereby, compared with the case where a mobile body performs unilateral avoidance operation | movement, since an efficient passing can be performed, the task given efficiently can be performed. Furthermore, in this moving body, the action is performed by the action avoidance operation with a larger speed and change amount of the operation change in the standard avoidance operation, so it is not necessary to use equipment such as a manipulator or a speaker for the action. Even if the equipment is not provided or the equipment is being used for another work, the work can be realized.

本発明に係る移動体においては、働きかけ回避動作計画手段は、動作初期段階において標準回避動作より動作速度が大きく、かつ、移動障害物接近段階において標準回避動作より動作速度が小さくなるように働きかけ回避動作を計画することが好ましい。
本発明に係る移動体によれば、移動障害物と距離がある動作初期段階において動作速度を大きくして動きを強調することで移動体の存在を移動障害物に気づかせやすくすると共に、移動障害物に最も接近する移動障害物接近段階で動作速度を小さくすることで、安全性の高いすれ違いを行うことができる。
In the moving body according to the present invention, the action avoidance operation planning means avoids the action so that the operation speed is higher than the standard avoidance operation in the initial stage of operation and lower than the standard avoidance operation in the moving obstacle approach stage. It is preferable to plan the operation.
According to the moving body according to the present invention, it is possible to make the moving obstacle easily noticeable by increasing the operation speed and emphasize the movement in the initial operation stage where the moving obstacle is at a distance from the moving obstacle. By reducing the operation speed at the moving obstacle approaching stage that is closest to the object, a highly safe passing can be performed.

本発明に係る移動体においては、標準回避動作計画手段は、移動障害物に期待する期待回避動作を計画すると共に、期待回避動作に基づいて標準回避動作を計画することが好ましい。
本発明に係る移動体によれば、移動体と移動障害物とが接近した場合には移動障害物も回避動作を通常行うことから、移動障害物に期待する期待回避動作を計画すると共に、この期待回避動作を考慮した回避量となるように標準回避動作を計画することで、移動障害物と移動体との効率の良いすれ違いを達成することができる。
In the mobile body according to the present invention, it is preferable that the standard avoidance operation planning means plans an expected avoidance operation expected for the moving obstacle and also plans a standard avoidance operation based on the expected avoidance operation.
According to the moving body according to the present invention, when the moving body and the moving obstacle approach each other, the moving obstacle normally performs the avoiding operation. By planning the standard avoidance operation so as to obtain an avoidance amount considering the expected avoidance operation, an efficient passing between the moving obstacle and the moving object can be achieved.

本発明に係る移動体においては、移動障害物検出手段の検出結果と標準回避動作計画手段の計画した期待回避動作とに基づいて、移動障害物の回避動作量が移動体の期待する期待回避動作量に至ったか否かを判定する回避動作量判定手段を更に備え、制御手段は、回避動作量判定手段が移動障害物の回避動作量は期待回避動作量に至ったと判定したか、至ることが明らかであると予測した場合に、標準回避動作に基づいて移動体を制御することが好ましい。
本発明に係る移動体によれば、移動障害物の回避動作量が期待回避動作量に至った又は至ることが明らかであると予測した場合に更なる働きかけを行う必要がないことから、働きかけ回避動作に基づく制御から標準回避動作に基づく制御に移行することで、効率の良いすれ違いを行うことができる。
In the moving body according to the present invention, the expected avoidance operation in which the avoidance operation amount of the moving obstacle is expected by the moving object based on the detection result of the moving obstacle detection unit and the expected avoidance operation planned by the standard avoidance operation planning unit. The control unit further includes an avoidance operation amount determination unit that determines whether or not the amount has reached the amount, and the control unit determines whether the avoidance operation amount determination unit has determined that the avoidance operation amount of the moving obstacle has reached the expected avoidance operation amount. When it is predicted to be clear, it is preferable to control the moving body based on the standard avoidance operation.
According to the moving body according to the present invention, when it is predicted that the avoidance operation amount of the moving obstacle has reached or is expected to reach the expected avoidance operation amount, it is not necessary to perform further action, so avoiding the action. By shifting from the control based on the operation to the control based on the standard avoidance operation, an efficient passing can be performed.

本発明に係る移動体においては、働きかけ回避動作計画手段は、移動障害物に期待する回避の方向が移動体の背面側になるように移動体の向きを維持した状態で動作を行う働きかけ回避動作を計画することが好ましい。
本発明に係る移動体によれば、移動体を回避する際に移動障害物は移動体の進行方向と通常考えられる正面側ではなく背面側に回ろうとすることから、移動障害物に期待する回避の方向が移動体の背面側になるように、移動体の向きを維持した状態で移動することで、移動障害物の回避方向を誘導する働きかけを行うことができる。
In the mobile body according to the present invention, the work avoidance operation planning unit performs the work avoidance operation in a state where the orientation of the mobile body is maintained so that the avoidance direction expected of the moving obstacle is on the back side of the mobile body. It is preferable to plan.
According to the moving body according to the present invention, when the moving object is avoided, the moving obstacle tries to turn to the back side instead of the front side which is normally considered as the traveling direction of the moving object. By moving in a state where the orientation of the moving body is maintained such that the direction of the moving object is on the back side of the moving body, it is possible to work to guide the avoiding direction of the moving obstacle.

本発明によれば、効率良く与えられたタスクを行うことができる。   According to the present invention, a given task can be performed efficiently.

本発明に係るロボットの第1の実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the robot which concerns on this invention. ロボットと移動障害物との動作干渉を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the operation | movement interference with a robot and a moving obstruction. ロボットによる標準回避動作を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the standard avoidance operation | movement by a robot. 標準回避動作におけるロボットの移動速度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the moving speed of the robot in standard avoidance operation | movement. ロボットによる働きかけ回避動作を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the action avoidance operation | movement by a robot. 働きかけ回避動作におけるロボットの移動速度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the moving speed of the robot in an approach avoiding operation. 働きかけ回避動作におけるロボットの移動速度の時間変化の他の例を示すグラフである。It is a graph which shows the other example of the time change of the moving speed of the robot in action avoiding operation | movement. ロボットによる働きかけ回避動作の他の例を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the other example of the work avoidance operation | movement by a robot. 働きかけ回避動作におけるロボットの移動速度の時間変化を示すグラフである。It is a graph which shows the time change of the moving speed of the robot in an approach avoiding operation. 働きかけ回避動作におけるロボットの移動速度の時間変化の他の例を示すグラフである。It is a graph which shows the other example of the time change of the moving speed of the robot in action avoiding operation | movement. ロボットによる働きかけ回避動作の他の例を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the other example of the work avoidance operation | movement by a robot. ロボットによる働きかけ回避動作の他の例を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the other example of the work avoidance operation | movement by a robot. ロボットによる働きかけ回避動作の他の例を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the other example of the work avoidance operation | movement by a robot. 第1の実施形態に係る制御装置の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the control apparatus which concerns on 1st Embodiment. 本発明に係るロボットの第2の実施形態の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the robot which concerns on this invention. 第2の実施形態のロボットによる働きかけ回避動作を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the action avoidance operation | movement by the robot of 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る制御装置の制御手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control procedure of the control apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態のロボットによる働きかけ回避動作を説明するための概略平面図である。It is a schematic plan view for demonstrating the action avoidance operation | movement by the robot of 3rd Embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or an equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

[第1の実施形態]
第1の実施形態では、自律移動型のロボット1を本発明に係る移動体として説明する。ロボット1の用途や形態は特に限定されない。例えばロボット1は、清掃用ロボットや運搬用のロボットカーであってもよい。また、ロボット1の移動方法も限定されず、車輪であっても二足歩行などであってもよい。
[First Embodiment]
In the first embodiment, the autonomous mobile robot 1 will be described as a mobile body according to the present invention. The use and form of the robot 1 are not particularly limited. For example, the robot 1 may be a cleaning robot or a transport robot car. Further, the moving method of the robot 1 is not limited, and may be a wheel or bipedal walking.

ロボット1は、与えられた動作目標を達成するため、周囲に存在する人間や建物などの障害物とロボット1の動作が干渉すると判断した場合に、これらの障害物に対する回避動作を行う。ここで、障害物のうち、人間、動物、自動車、及び他のロボットなどの移動可能な障害物を移動障害物と呼ぶ。以後、移動障害物として人間を例にして説明する。   In order to achieve a given operation target, the robot 1 performs an avoidance operation on these obstacles when it is determined that an obstacle such as a human being or a building around the robot 1 and the operation of the robot 1 interfere with each other. Here, of the obstacles, movable obstacles such as humans, animals, automobiles, and other robots are referred to as moving obstacles. Hereinafter, a human will be described as an example of a moving obstacle.

このロボット1は、移動障害物である人間と動作が干渉すると判断した場合に、自らの回避動作と人間に回避動作を促す働きかけ動作とを兼ねる働きかけ回避動作を行うことで、人間同士で行われる譲り合いを伴うすれ違いを人間とロボットとの間で実現するものである。   When the robot 1 determines that the movement interferes with a human being who is a moving obstacle, the robot 1 performs the work avoidance action that serves as both the self avoidance action and the action action that prompts the human to avoid the movement. This is a way to realize passing between people and robots.

図2は、ロボット1と人間Mとの動作干渉を説明するための概略平面図である。図2に示す矢印Vはロボット1の移動速度及び移動方向、Aはロボット1の動作目標軌道を表している。同様に、矢印VMは人間Mの移動速度及び移動方向、Bは人間Mの動作目標軌道を表している。   FIG. 2 is a schematic plan view for explaining the operation interference between the robot 1 and the human M. An arrow V shown in FIG. 2 represents the moving speed and moving direction of the robot 1, and A represents the movement target trajectory of the robot 1. Similarly, the arrow VM represents the moving speed and direction of the human M, and B represents the motion target trajectory of the human M.

ロボット1は、各種センサによる人間Mの検出結果から人間Mの動作目標軌道Bを予測することで、ロボット1と人間Mとが所定の安全マージン以内に接近するか否かを判定する。図2に示すように、ロボット1は、ロボット1の動作目標軌道Aと人間Mの動作目標軌道Bとが近距離で交差する場合などロボット1と人間Mとが所定の安全マージン以内に接近すると判定した場合、ロボット1と人間Mの動作が干渉すると判断する。   The robot 1 predicts the motion target trajectory B of the human M from the detection results of the human M by various sensors, thereby determining whether the robot 1 and the human M approach within a predetermined safety margin. As shown in FIG. 2, when the robot 1 and the human M approach each other within a predetermined safety margin, such as when the movement target trajectory A of the robot 1 and the movement target trajectory B of the human M intersect at a short distance, as shown in FIG. If it is determined, it is determined that the operation of the robot 1 and the human M interferes.

ロボット1は、人間Mとロボット1の動作が干渉すると判断した場合、人間Mを回避するための標準回避動作Cを計画する。標準回避動作Cは、例えば人間Mを回避するために必要最小限の回避動作である。   When the robot 1 determines that the human M and the operation of the robot 1 interfere with each other, the robot 1 plans a standard avoidance operation C for avoiding the human M. The standard avoidance operation C is a minimum avoidance operation necessary to avoid the human M, for example.

ここで、図3は、ロボット1による標準回避動作Cを説明するための概略平面図である。図3に示すDは、ロボット1が人間Mに期待する期待回避動作を表している。また、図3に示すt1〜t3は、ロボット1及び人間Mの回避動作の段階を表している。t1は回避動作が開始された動作初期段階、t2はロボット1と人間Mとが最も接近する移動障害物接近段階、t3は回避動作が終了した動作終了段階を表している。図4は、図3の標準回避動作Cにおけるロボット1の移動速度の時間変化を示すグラフである。   Here, FIG. 3 is a schematic plan view for explaining the standard avoidance operation C by the robot 1. D shown in FIG. 3 represents an expected avoidance operation that the robot 1 expects from the human M. Also, t1 to t3 shown in FIG. 3 represent stages of avoidance operations of the robot 1 and the human M. t1 represents the initial stage of the operation when the avoidance operation is started, t2 represents the moving obstacle approach phase where the robot 1 and the human M are closest, and t3 represents the operation end phase where the avoidance operation is completed. FIG. 4 is a graph showing a change with time of the moving speed of the robot 1 in the standard avoidance operation C of FIG.

図3に示されるように、ロボット1は、できるだけ滑らかな動き方、かつ、人間にとって自然で違和感や不安感を感じない動き方となるように標準回避動作Cを計画する。具体的には、ロボット1は、現在の移動状況や動作目標から、速度、加速度、軌道の変化、消費エネルギー効率や所要時間などをコストに設定して最適化計算を行うことで、できるだけ滑らかに動くように標準回避動作Cを計画する。   As shown in FIG. 3, the robot 1 plans the standard avoidance operation C so that the robot 1 moves as smoothly as possible and moves in a manner that is natural and uncomfortable for humans. Specifically, the robot 1 performs the optimization calculation by setting the speed, acceleration, change of trajectory, energy consumption efficiency, required time, etc. as the cost based on the current movement state and the operation target, so that it is as smooth as possible. Plan standard avoidance action C to move.

また、ロボット1は、記憶している過去の人間の回避動作データを利用して標準回避動作Cを計画する。ロボット1は、過去の人間の回避動作データから、人間の回避動作の軌道の形状、速度、加速度、相対距離などのパラメータを抽出し、これらのパラメータを参考にして、人間にとって自然で違和感や不安感を感じないように標準回避動作Cを計画する。   Further, the robot 1 plans the standard avoidance operation C using the stored past human avoidance operation data. The robot 1 extracts parameters such as the trajectory shape, speed, acceleration, and relative distance of the human avoidance motion from the past human avoidance motion data. The standard avoidance operation C is planned so as not to feel a feeling.

更に、ロボット1は、人間Mとの衝突の可能性や衝突時の安全性、人間Mのパーソナルスペースなども考慮して標準回避動作Cを計画することもできる。標準回避動作Cは、ロボット1の周辺に他の障害物などが存在しない場合、基本的に等速運動や直線運動のような簡単な軌道から構成される。標準回避動作Cの内容は、ロボット1の移動機構などのハードウェア構成によっても異なる。   Further, the robot 1 can plan the standard avoidance operation C in consideration of the possibility of collision with the human M, safety at the time of collision, personal space of the human M, and the like. The standard avoidance operation C basically includes a simple trajectory such as a constant velocity motion or a linear motion when no other obstacle exists around the robot 1. The content of the standard avoidance operation C varies depending on the hardware configuration such as the moving mechanism of the robot 1.

図5は、ロボット1により働きかけ回避動作を説明するための概略平面図である。ロボット1は、標準回避動作Cを計画した後、ロボット1の回避動作と人間Mに期待回避動作Dを促す働きかけ動作とを兼ねる働きかけ回避動作Eを計画する。ロボット1は、標準回避動作Cにおける動作変化の速度及び変化量の少なくとも一方を大きくした回避動作を働きかけ回避動作Eとして計画する。   FIG. 5 is a schematic plan view for explaining an action avoiding operation by the robot 1. After planning the standard avoidance action C, the robot 1 plans the avoidance action E that combines the avoidance action of the robot 1 and the action that prompts the human M to expect the avoidance action D. The robot 1 plans the avoidance operation E as an avoidance operation E by increasing at least one of the speed and the amount of change of the operation change in the standard avoidance operation C.

図5のロボット1は、標準回避動作Cにおける動作変化の軌道変化量及び速度変化量を大きくした働きかけ回避動作Eを計画している。ロボット1は、動作初期段階t1における軌道変化量及び速度変化量を大きくした働きかけ回避動作Eを計画している。その他にも、ロボット1は、進路変更時の変化速度や変化量、進路変更時の移動速度を大きくした回避動作を働きかけ回避動作Eとして計画することができる。また、ロボット1は、進路の変更を複数の段階に分けて行う働きかけ回避動作Eを計画することもできる。   The robot 1 in FIG. 5 plans a work avoidance operation E in which the trajectory change amount and the speed change amount of the operation change in the standard avoidance operation C are increased. The robot 1 plans an action avoiding operation E in which the amount of change in trajectory and the amount of change in speed at the initial operation stage t1 are increased. In addition to this, the robot 1 can plan the avoidance operation E as an avoidance operation E by increasing the change speed and change amount when changing the course, and the moving speed when changing the course. The robot 1 can also plan an action avoiding operation E in which the course is changed in a plurality of stages.

このように、ロボット1は、回避動作の変化を人間が想定するよりも急な動きや大きな動きとすることで、ロボット1の存在を人間Mに気づかせると共に、強調した動きの変化をロボット1の意図として人間Mに明確に伝えることで、回避の方向を人間Mに対して働きかけることができる。そして、ロボット1の働きかけにより人間Mをロボット1の期待する期待回避動作に誘導することができる。   In this way, the robot 1 makes the human M aware of the presence of the robot 1 by making the change in the avoidance motion abrupt or larger than that assumed by the human, and the robot 1 recognizes the change in the emphasized motion. By clearly communicating the intention to the person M, the direction of avoidance can be acted on the person M. Then, the action of the robot 1 can guide the human M to the expected avoidance operation expected by the robot 1.

また、図6は、図5の働き掛け回避動作Eにおけるロボット1の移動速度の時間変化を示すグラフである。図6に示されるように、ロボット1は、動作初期段階t1の付近で標準回避動作Cより移動速度を大きく、かつ、移動障害物接近段階t2の付近で標準回避動作Cより移動速度が小さくなるように働きかけ回避動作Eを計画する。   FIG. 6 is a graph showing the change over time of the moving speed of the robot 1 in the work avoidance operation E shown in FIG. As shown in FIG. 6, the robot 1 has a higher moving speed than the standard avoidance action C in the vicinity of the movement initial stage t1, and a lower moving speed than the standard avoidance action C in the vicinity of the moving obstacle approach stage t2. In this way, the avoidance operation E is planned.

また、ロボット1は、動作終了段階t3における状態(到着位置、移動速度、到着時間)が標準回避動作Cと一致するように働きかけ回避動作Eを計画する。ロボット1は、動作初期段階t1に行う加速によって標準回避動作Cの場合より先に進んだ移動分が、その後の減速によって遅らせられるように働きかけ回避動作Eの加減速のパラメータを設定する。   Further, the robot 1 plans the avoidance operation E so that the state (arrival position, movement speed, arrival time) at the operation end stage t3 matches the standard avoidance operation C. The robot 1 sets the acceleration / deceleration parameters of the avoidance operation E so that the movement advanced ahead of the standard avoidance operation C by the acceleration performed in the operation initial stage t1 is delayed by the subsequent deceleration.

図7は、働き掛け回避動作Eにおけるロボット1の移動速度の時間変化の他の例を示すグラフである。図7に示されるように、ロボット1は、必ずしも動作初期段階t1及び移動障害物接近段階t2の両方で標準回避動作Cから移動速度を変更する必要はなく、動作初期段階t1の付近のみ移動速度を変更した働きかけ回避動作Eを計画しても良い。また、ロボット1は、移動障害物接近段階t2の付近でのみ移動速度を変更した働きかけ回避動作Eを計画しても良い。   FIG. 7 is a graph showing another example of the change over time of the moving speed of the robot 1 in the work avoidance operation E. As shown in FIG. 7, it is not always necessary for the robot 1 to change the movement speed from the standard avoidance action C in both the operation initial stage t1 and the moving obstacle approach stage t2, and the movement speed only in the vicinity of the operation initial stage t1. It is also possible to plan a work avoidance operation E that is changed. Further, the robot 1 may plan the action avoiding operation E in which the moving speed is changed only in the vicinity of the moving obstacle approaching stage t2.

図8は、働きかけ回避動作Eの他の例を説明するための概略平面図である。図8に示されるように、ロボット1は、人間Mと動作が干渉する場合であっても、必ずしも元の動作目標軌道から外れる必要はなく、速度の変更のみで人間Mを回避するような標準回避動作Cや働き掛け回避動作Eを計画することもできる。   FIG. 8 is a schematic plan view for explaining another example of the work avoidance operation E. As shown in FIG. 8, the robot 1 does not necessarily need to deviate from the original motion target trajectory even when the motion interferes with the human M, and a standard that avoids the human M only by changing the speed. The avoidance operation C and the work avoidance operation E can be planned.

ここで、図8の場合における標準回避動作C及び働きかけ回避動作Eの違いを説明する。図9は、図8の場合における標準回避動作C及び働きかけ回避動作Eのロボット1の移動速度の時間変化を示すグラフである。   Here, the difference between the standard avoidance operation C and the action avoidance operation E in the case of FIG. 8 will be described. FIG. 9 is a graph showing temporal changes in the moving speed of the robot 1 in the standard avoidance operation C and the work avoidance operation E in the case of FIG.

図9に示されるように、ロボット1は、まず人間Mを回避するために必要な速度変化を行う標準回避動作Cを計画する。ロボット1は、人間Mにとって違和感のない滑らかな動作となるように標準回避動作Cを計画する。   As shown in FIG. 9, the robot 1 first plans a standard avoidance operation C that performs a speed change necessary to avoid the human M. The robot 1 plans the standard avoidance operation C so that the human M can perform a smooth operation without any sense of incongruity.

その後、ロボット1は、標準回避動作Cにおける速度変化を動作初期段階t1で大きく行うようにした働き掛け回避動作Eを計画する。働き掛け回避動作Eでは、動作初期段階t1の付近でロボット1の移動速度が最大となるように計画される。なお、図9に示す働き掛け回避動作Eでは、標準回避動作Cにおけるロボット1の最大移動速度を維持するように働き掛け回避動作Eが計画される。このように、ロボット1は、動作初期段階t1における速度変化を大きくして急に加速する働き掛け回避動作Eを計画することにより、人間Mに対するロボット1の動きを強調させ、人間Mにロボット1の存在を気づかせることができる。   Thereafter, the robot 1 plans a work avoidance operation E in which the speed change in the standard avoidance operation C is greatly performed at the operation initial stage t1. In the work avoiding operation E, the movement speed of the robot 1 is planned to be maximized in the vicinity of the operation initial stage t1. In the work avoidance operation E shown in FIG. 9, the work avoidance operation E is planned so as to maintain the maximum moving speed of the robot 1 in the standard avoidance operation C. As described above, the robot 1 plans the action avoiding operation E in which the speed change in the initial operation stage t1 is increased and accelerates suddenly, thereby emphasizing the movement of the robot 1 with respect to the human M and causing the human M to You can notice the existence.

ここで、図10は、図8の働き掛け回避動作Eにおけるロボット1の移動速度の時間変化の他の例を示すグラフである。図10では、標準回避動作Cにおけるロボット1の最高移動速度を維持することなく、図9の場合よりも急な加速を行っている。   Here, FIG. 10 is a graph showing another example of the time change of the moving speed of the robot 1 in the action avoiding operation E of FIG. In FIG. 10, acceleration is performed more rapidly than in the case of FIG. 9 without maintaining the maximum movement speed of the robot 1 in the standard avoidance operation C.

図10に示されるように、ロボット1は、周囲の環境状況やロボット1の性能から安全性を確保できる場合には、動作初期段階t1における速度変化の変化量すなわち加速度を更に大きくした働き掛け回避動作Eを計画することができる。これにより、ロボット1は、より人間Mが気づきやすく、働きかけの効果の強い働き掛け回避動作Eを計画することができる。   As shown in FIG. 10, when the robot 1 can ensure safety from the surrounding environmental conditions and the performance of the robot 1, the work avoidance operation in which the change amount of the speed change at the initial operation stage t 1, that is, the acceleration is further increased. E can be planned. Thereby, the robot 1 can plan the action avoiding operation E that is more easily noticed by the human M and has a strong action effect.

図11〜図13は、働きかけ回避動作Eの更に他の例を説明するための概略平面図である。図11〜図13に示されるように、ロボット1は、上述した他にも様々なパターンの働き掛け回避動作Eを計画することができる。   FIGS. 11 to 13 are schematic plan views for explaining still another example of the work avoidance operation E. FIG. As shown in FIGS. 11 to 13, the robot 1 can plan the action avoiding operation E of various patterns in addition to the above.

例えば、図11に示されるように、ロボット1は、標準回避動作Cと比べて人間Mに対する避け幅(左右方向のオフセット)を図5の場合より大きくした働き掛け回避動作Eを計画することもできる。このように避け幅を大きくした場合、ロボット1の進路変更を強調して人間Mに伝える働きかけを行うことができる。また、ロボット1は、進路を変更するタイミングを標準回避動作Cより早くした場合、人間Mにロボット1の意図を早めに伝えることが可能になる。その結果、人間Mは必要最小限の回避動作量で回避を行うことができるので、譲り合いにおける人間Mの負担を少なくすることができる。   For example, as shown in FIG. 11, the robot 1 can also plan a work avoidance operation E in which the avoidance width (horizontal offset) for the human M is larger than that in the case of FIG. . When the avoidance width is increased in this way, it is possible to emphasize the change in the course of the robot 1 and convey it to the human M. Further, when the robot 1 changes the course earlier than the standard avoidance operation C, the robot 1 can be informed of the intention of the robot 1 to the human M earlier. As a result, since the human M can perform the avoidance with the minimum necessary amount of avoidance operation, the burden on the human M in the transfer can be reduced.

また、図12に示されるように、ロボット1は、標準回避動作Cと比べて進路変更のタイミングを遅くした働き掛け回避動作Eを計画することもできる。換言すると、図12のロボット1は、図5よりも動作終了段階t3側において軌道変化量を大きくした働き掛け回避動作Eを計画している。このようにして進路変更のタイミングを遅くした場合、人間Mに促す期待回避動作Dの回避動作量を大きくすることができる。その結果、ロボット1は、自らの回避動作量を少なくすることができるので、与えられた動作目標を効率良く行うことが可能になる。   In addition, as shown in FIG. 12, the robot 1 can also plan a work avoidance operation E in which the course change timing is delayed compared to the standard avoidance operation C. In other words, the robot 1 in FIG. 12 plans the action avoiding operation E in which the amount of trajectory change is larger on the operation end stage t3 side than in FIG. Thus, when the course change timing is delayed, the avoidance operation amount of the expected avoidance operation D urged by the human M can be increased. As a result, the robot 1 can reduce its own avoidance motion amount, so that the given motion target can be efficiently performed.

また、図13に示されるように、ロボット1は、標準回避動作Cの軌道に対して蛇行した働き掛け回避動作Eを計画することもできる。換言すると、図13のロボット1は、軌道変化量を標準回避動作Cより大きくした箇所と逆向きの軌道変化量を加えた箇所とを交互に有する働き掛け回避動作Eを計画している。このようにしてロボット1が蛇行を行うと、人間Mはロボット1の意図を読むことができずに警戒するため、人間Mに促す期待回避動作Dの回避動作量を大きくすることができる。   Further, as shown in FIG. 13, the robot 1 can also plan an action avoiding operation E meandering with respect to the trajectory of the standard avoiding operation C. In other words, the robot 1 in FIG. 13 plans an action avoiding operation E having alternately locations where the trajectory change amount is larger than the standard avoidance operation C and locations where the trajectory change amount in the reverse direction is added. When the robot 1 meanders in this way, the human M is wary without being able to read the intention of the robot 1, so that the avoidance operation amount of the expected avoidance operation D urged by the human M can be increased.

次に、ロボット1の構成について説明する。   Next, the configuration of the robot 1 will be described.

図1に示されるように、ロボット1は、ロボット全体を統括的に制御する制御装置2を備えている。制御装置2は、例えばECU[Electric Control Unit]等のマイクロコンピュータのハードウェアおよびソフトウェアを利用して構成されている。制御装置2は、通信部3、位置検出部4、マップ情報記憶部5、レーダセンサ6、及びカメラ7と接続されている。   As shown in FIG. 1, the robot 1 includes a control device 2 that performs overall control of the entire robot. The control device 2 is configured by using microcomputer hardware and software such as an ECU [Electric Control Unit]. The control device 2 is connected to the communication unit 3, the position detection unit 4, the map information storage unit 5, the radar sensor 6, and the camera 7.

通信部3は、ロボット制御用の外部端末との間で無線通信を行う。通信部3は、無線通信により外部端末に入力されたタスク(動作目標)を受信する。通信部3は、受信したタスク情報を制御装置2に送信する。   The communication unit 3 performs wireless communication with an external terminal for robot control. The communication unit 3 receives a task (operation target) input to an external terminal by wireless communication. The communication unit 3 transmits the received task information to the control device 2.

位置検出部4は、ロボット1の現在地を検出する。位置検出部4は、GPS[Global Positioning System]や無線LAN[Local Area Network]を利用して位置検出を行う。位置検出においては、レーダセンサやカメラなどの外界センサにより取得した周辺障害物やランドマークの自律移動ロボットの相対位置情報をマップの情報と照合することで現在地を求めてもよい。または、SLAM[Simultaneously Localization and Mapping]のように外界センサによる地図作成と現在地の推定を同時に行う方法を用いてもよい。   The position detection unit 4 detects the current location of the robot 1. The position detection unit 4 performs position detection using a GPS [Global Positioning System] or a wireless LAN [Local Area Network]. In position detection, the current location may be obtained by comparing the relative position information of the peripheral obstacles and landmarks acquired by an external sensor such as a radar sensor or camera with the map information. Alternatively, a method of simultaneously creating a map by an external sensor and estimating the current location, such as SLAM [Simultaneously Localization and Mapping], may be used.

マップ情報記憶部5には、広範囲のマップ情報が記憶されている。位置検出部4は、マップ情報記憶部5のマップ情報に基づいて現在地の認識を行う。位置検出部4は、ロボット1の現在地情報及び現在地周辺のマップ情報を制御装置2に送信する。   The map information storage unit 5 stores a wide range of map information. The position detection unit 4 recognizes the current location based on the map information in the map information storage unit 5. The position detection unit 4 transmits the current location information of the robot 1 and map information around the current location to the control device 2.

レーダセンサ6は、出射した電波の反射波によりロボット周囲の障害物を検出する。障害物としては、建物などの固定障害物、人間、動物、自動車、及び他のロボットなどの移動障害物が挙げられる。レーダセンサ6は、検出した障害物の位置情報を制御装置2に送信する。   The radar sensor 6 detects obstacles around the robot based on the reflected wave of the emitted radio wave. Obstacles include fixed obstacles such as buildings, and moving obstacles such as humans, animals, cars, and other robots. The radar sensor 6 transmits the detected position information of the obstacle to the control device 2.

カメラ7は、ロボット1の周囲の画像を撮像する。カメラ7は、撮像したロボット周囲の画像情報を制御装置2に送信する。レーダセンサ6及びカメラ7は、特許請求の範囲に記載の移動障害物検出手段として機能する。なお、本発明でいうレーダセンサは電波だけでなく、光、電磁波、音波など、同様の手段を用いて障害物との距離を計測できるものであれば何を用いてもよい。   The camera 7 captures an image around the robot 1. The camera 7 transmits image information around the captured robot to the control device 2. The radar sensor 6 and the camera 7 function as a moving obstacle detection unit described in the claims. The radar sensor in the present invention may be any radar sensor that can measure the distance to an obstacle using similar means such as light, electromagnetic waves, and sound waves, as well as radio waves.

制御装置2は、ロボット動作目標生成部10、人間動作予測部11、動作計画部12、及び移動制御部13を備えている。   The control device 2 includes a robot motion target generation unit 10, a human motion prediction unit 11, a motion plan unit 12, and a movement control unit 13.

ロボット動作目標生成部10は、ロボット1の動作目標を生成する。ロボット動作目標生成部10は、通信部3のタスク情報と位置検出部4の現在地情報及びマップ情報とに基づいて動作目標を生成する。   The robot operation target generator 10 generates an operation target for the robot 1. The robot operation target generation unit 10 generates an operation target based on the task information of the communication unit 3 and the current location information and map information of the position detection unit 4.

具体的には、ロボット動作目標生成部10は、タスクとして目的地が与えられた場合、与えられた目的地に向かって効率良く到達するようにロボット移動用アクチュエータ(車輪など)の制御目標値を生成する。このような目標値としては、経路(位置の配列)や進路(位置と時間もしくは速度の配列)、加減速パターン(加速度の配列)などが挙げられる。なお、動作目標には、特定の場所に居続けることや移動を伴わない作業(足下の床清掃など)もある。   Specifically, when a destination is given as a task, the robot motion target generation unit 10 sets a control target value of a robot moving actuator (wheel or the like) so as to reach the given destination efficiently. Generate. Examples of such target values include a route (arrangement of positions), a course (arrangement of positions and time or velocity), an acceleration / deceleration pattern (arrangement of acceleration), and the like. In addition, the operation target includes a work that does not involve moving or staying in a specific place (such as cleaning the floor under the feet).

人間動作予測部11は、ロボット1の周囲に存在する人間Mの動作を予測する。人間動作予測部11は、まずレーダセンサ6の障害物の位置情報とカメラ7のロボット周囲の画像情報とに基づいて、ロボット1の周囲に人間Mを検出したか否かを判定する。人間Mの位置情報の検出はレーダセンサ6の障害物の位置情報とカメラのロボット周囲の画像情報のどちらか一方のみを用いて行ってもよい。もしくは、人間Mの持つGPSのデータを通信によって取得してもよい。   The human motion prediction unit 11 predicts the motion of the human M existing around the robot 1. The human motion prediction unit 11 first determines whether or not the human M is detected around the robot 1 based on the position information of the obstacle of the radar sensor 6 and the image information around the robot of the camera 7. The position information of the person M may be detected using only one of the position information of the obstacle of the radar sensor 6 and the image information around the camera robot. Or you may acquire the GPS data which the person M has by communication.

人間動作予測部11は、人間Mを検出したと判定した場合、人間Mの位置情報の履歴から、その進行方向及び移動速度を認識する。人間動作予測部11は、人間Mが進行方向と移動速度を維持した場合の将来の動作を予測する。この将来の動作には、所定方向に進み続ける動作の他、減速して立ち止まる動作、向きを変える動作、及びその場に居続ける動作などが含まれる。また、将来の動作には動作目標軌道の予測も含まれる。なお、人間動作予測部11は、対象となる人間Mの外観やその周囲の状況(障害物との位置関係や混雑状況など)を認識することで、より高い精度で人間Mの動作を予測することができる。   When it is determined that the human M has been detected, the human motion prediction unit 11 recognizes the traveling direction and the moving speed from the history of the position information of the human M. The human motion prediction unit 11 predicts a future motion when the human M maintains the traveling direction and the moving speed. This future operation includes an operation of continuing to advance in a predetermined direction, an operation of decelerating and stopping, an operation of changing the direction, and an operation of staying on the spot. Future motions include prediction of motion target trajectories. Note that the human motion prediction unit 11 predicts the motion of the human M with higher accuracy by recognizing the appearance of the target human M and the surrounding circumstances (positional relationship with an obstacle, congestion, etc.). be able to.

動作計画部12は、ロボット1の動作の計画を行う。動作計画部12は、動作干渉判断部14、譲り合い動作計画部15、及び働きかけ回避動作計画部16から構成されている。   The motion planning unit 12 plans the motion of the robot 1. The operation planning unit 12 includes an operation interference determination unit 14, a transfer operation planning unit 15, and a work avoidance operation planning unit 16.

動作干渉判断部14は、ロボット動作目標生成部10が生成した動作目標と人間動作予測部11の予測した周囲の人間Mの動作とに基づいて、人間Mとロボット1の動作が干渉するか否かを判断する。動作干渉判断部14における動作の干渉には、人間Mとロボット1との接触だけではなく、人間Mとロボット1とが安全マージンを確保できないほどに接近する状態も含まれる。安全マージンは、ロボット1の外観形状や用途などに応じて予め設定されている。   The motion interference determination unit 14 determines whether the motion of the human M and the robot 1 interferes based on the motion target generated by the robot motion target generation unit 10 and the motion of the surrounding human M predicted by the human motion prediction unit 11. Determine whether. The motion interference in the motion interference determination unit 14 includes not only the contact between the human M and the robot 1 but also a state where the human M and the robot 1 are so close that a safety margin cannot be secured. The safety margin is set in advance according to the external shape and application of the robot 1.

動作干渉判断部14は、人間とロボット1とが安全マージン以内に接近すると判定した場合、動作が干渉すると判断する。動作干渉判断部14は、特許請求の範囲に記載の接近判定手段として機能する。また、ロボット1の安全マージンは、特許請求の範囲に記載の所定間隔に相当する。   The motion interference determination unit 14 determines that the motion interferes when it is determined that the human and the robot 1 approach within the safety margin. The motion interference determination unit 14 functions as an approach determination unit described in the claims. The safety margin of the robot 1 corresponds to the predetermined interval described in the claims.

譲り合い動作計画部15は、動作干渉判断部14が周囲の人間Mとロボット1の動作が干渉すると判定した場合、譲り合い動作を計画する。この譲り合い動作は、ロボット1の標準回避動作Cと人間Mに期待する期待回避動作Dとを含む動作である(図5参照)。標準回避動作Cは、人間Mとの動作干渉を回避することを目的としたロボット1の動作である。期待回避動作Dは、人間Mがロボット1との必要以上の接近を回避するために行うと期待できる回避動作である。譲り合い動作計画部15は、例えば過去の統計データなどを利用して期待回避動作Dを計画する。   The transfer operation planning unit 15 plans a transfer operation when the operation interference determination unit 14 determines that the surrounding human M and the operation of the robot 1 interfere with each other. This transfer operation is an operation including the standard avoidance operation C of the robot 1 and the expected avoidance operation D expected from the human M (see FIG. 5). The standard avoidance operation C is an operation of the robot 1 for the purpose of avoiding operation interference with the human M. The expected avoidance operation D is an avoidance operation that can be expected to be performed by the human M in order to avoid unnecessary approach with the robot 1. The transfer operation planning unit 15 plans the expected avoidance operation D using, for example, past statistical data.

譲り合い動作計画部15は、計画した期待回避動作Dとロボット動作目標生成部10が生成した動作目標とに基づいて、安全マージンを確保しながら必要最小限の動作で最も効率良く回避できる標準回避動作Cを計画する。また、譲り合い動作計画部15は、ロボット1の標準回避動作Cを計画した後に、計画した標準回避動作Cに基づいて人間Mの期待回避動作Dを計画することもできる。譲り合い動作計画部15は、特許請求の範囲に記載の標準回避動作計画手段として機能する。   Based on the planned expected avoidance operation D and the operation target generated by the robot operation target generation unit 10, the transfer operation planning unit 15 can avoid the standard avoidance operation most efficiently with the minimum necessary operation while ensuring a safety margin. Plan C. Further, after planning the standard avoidance operation C of the robot 1, the transfer operation planning unit 15 can also plan the expected avoidance operation D of the human M based on the planned standard avoidance operation C. The transfer operation planning unit 15 functions as a standard avoidance operation planning unit described in the claims.

働きかけ回避動作計画部16は、譲り合い動作計画部15の計画した標準回避動作C及び期待回避動作Dに基づいて、人間Mを回避する回避動作と人間Mに期待回避動作Dを促す働きかけ動作とを兼ねる働きかけ回避動作Eを計画する。働きかけ回避動作計画部16は、標準回避動作Cにおける動作変化の速度や変化量を大きくした回避動作を働きかけ回避動作Eとして計画する。   Based on the standard avoidance operation C and the expected avoidance operation D planned by the transfer operation planning unit 15, the action avoidance operation planning unit 16 performs an avoidance operation for avoiding the person M and an action operation for encouraging the person M to expect the avoidance operation D. Plan a work avoidance action E that doubles as well. The action avoidance operation planning unit 16 plans an avoidance operation in which the speed and change amount of the operation change in the standard avoidance operation C are increased as the action avoidance operation E.

上述したように、働きかけ回避動作計画部16は、様々なパターンの働きかけ回避動作Eを計画することができる(図5〜図13参照)。働きかけ回避動作計画部16は、ロボット1のハードウェア構成や周囲の環境状況、現在の動作目標などに基づいて、最も適切なパターンの働きかけ回避動作Eを計画する。働きかけ回避動作計画部16は、特許請求の範囲に記載の働きかけ回避動作手段として機能する。   As described above, the action avoidance operation planning unit 16 can plan the action avoidance operation E of various patterns (see FIGS. 5 to 13). The action avoidance operation planning unit 16 plans the action avoidance operation E having the most appropriate pattern based on the hardware configuration of the robot 1, the surrounding environment, the current operation target, and the like. The action avoidance operation planning unit 16 functions as an action avoidance operation unit described in the claims.

移動制御部13は、ロボット1の移動機構の制御を行う。移動制御部13は、譲り合い動作計画部15が計画した回避動作に基づいて移動機構を制御することで、ロボット1の標準回避動作Cや働き掛け回避動作Eを実行する。また、移動制御部13は、ロボット動作目標生成部10の生成した動作目標に沿って移動機構を制御することで、動作目標を達成させる。移動制御部13は、特許請求の範囲に記載の制御手段として機能する。   The movement control unit 13 controls the movement mechanism of the robot 1. The movement control unit 13 executes the standard avoidance operation C and the work avoidance operation E of the robot 1 by controlling the movement mechanism based on the avoidance operation planned by the transfer operation planning unit 15. In addition, the movement control unit 13 controls the movement mechanism along the operation target generated by the robot operation target generation unit 10 to achieve the operation target. The movement control unit 13 functions as a control unit described in the claims.

次に、上述した制御装置2における制御手順を説明する。   Next, a control procedure in the control device 2 described above will be described.

図2に示されるように、制御装置2では、まずロボット動作目標生成部10がロボット1の動作目標を生成する動作目標生成処理を行う(S1)。ロボット動作目標生成部10は、通信部3のタスク情報と位置検出部4の現在地情報及びマップ情報とに基づいて動作目標を生成する。   As shown in FIG. 2, in the control device 2, first, the robot operation target generation unit 10 performs an operation target generation process for generating an operation target of the robot 1 (S <b> 1). The robot operation target generation unit 10 generates an operation target based on the task information of the communication unit 3 and the current location information and map information of the position detection unit 4.

次に、人間動作予測部11は、レーダセンサ6の障害物の位置情報とカメラ7のロボット周囲の画像情報とに基づいて、ロボット1の周囲の人間Mを検出したか否かを判定する(S2)。人間動作予測部11は、ロボット1の周囲の人間Mを検出しないと判定した場合、ステップS5に移行する。なお、本発明の動作の対象は人間Mに限定されることなく、ロボット、自動車など自律移動する移動障害物全般に対して本発明を適用することができる。   Next, the human motion prediction unit 11 determines whether or not the human M around the robot 1 has been detected based on the position information of the obstacle of the radar sensor 6 and the image information around the robot of the camera 7 ( S2). When the human motion prediction unit 11 determines that the human M around the robot 1 is not detected, the human motion prediction unit 11 proceeds to step S5. The target of the operation of the present invention is not limited to the human M, and the present invention can be applied to all moving obstacles such as robots and automobiles that move autonomously.

人間動作予測部11は、ロボット1の周囲の人間Mを検出したと判定した場合、検出した周囲の人間Mの動作を予測する動作予測処理を行う(S3)。人間動作予測部11は、レーダセンサ6の障害物の位置情報とカメラ7のロボット周囲の画像情報とに基づいて、周囲の人間Mの進行方向及び移動速度を認識する。人間動作予測部11は、進行方向と移動速度を維持した場合の人間Mの将来の動作を予測する。   When it is determined that the human M around the robot 1 has been detected, the human motion prediction unit 11 performs a motion prediction process for predicting the motion of the detected human M around the robot 1 (S3). The human motion prediction unit 11 recognizes the traveling direction and moving speed of the surrounding human M based on the position information of the obstacle of the radar sensor 6 and the image information around the robot of the camera 7. The human motion prediction unit 11 predicts the future motion of the human M when the traveling direction and the moving speed are maintained.

動作干渉判断部14は、ロボット動作目標生成部10が生成した動作目標と人間動作予測部11の予測した周囲の人間Mの動作とに基づいて、周囲の人間Mとロボット1の動作が干渉するか否かを判断する(S4)。動作干渉判断部14は、動作の干渉がないと判断した場合、ステップS5に移行する。   The motion interference determination unit 14 interferes with the motion of the surrounding human M and the robot 1 based on the motion target generated by the robot motion target generation unit 10 and the motion of the surrounding human M predicted by the human motion prediction unit 11. Whether or not (S4). If the operation interference determination unit 14 determines that there is no operation interference, the operation interference determination unit 14 proceeds to step S5.

ステップS5において、移動制御部13は、ロボット動作目標生成部10の生成した動作目標に沿ってロボット1の移動機構を制御する通常時ロボット制御処理を行う。   In step S <b> 5, the movement control unit 13 performs a normal time robot control process for controlling the moving mechanism of the robot 1 along the operation target generated by the robot operation target generation unit 10.

一方、ステップS4において動作干渉判断部14が動作の干渉があると判断した場合、譲り合い動作計画部15は、譲り合い動作を計画する譲り合い動作計画処理を行う(S6)。譲り合い動作計画部15は、譲り合い動作としてロボット1の標準回避動作Cと人間Mに期待する期待回避動作Dとを計画する。   On the other hand, when the operation interference determination unit 14 determines that there is an operation interference in step S4, the transfer operation planning unit 15 performs a transfer operation planning process for planning a transfer operation (S6). The transfer operation planning unit 15 plans the standard avoidance operation C of the robot 1 and the expected avoidance operation D expected of the human M as the transfer operation.

その後、働きかけ回避動作計画部16は、譲り合い動作計画部15の計画した標準回避動作C及び期待回避動作Dに基づいて、働き掛け回避動作Eを計画する働きかけ回避動作計画処理を行う(S7)。   Thereafter, the work avoidance operation planning unit 16 performs a work avoidance operation planning process for planning the work avoidance operation E based on the standard avoidance operation C and the expected avoidance operation D planned by the transfer operation planning unit 15 (S7).

ステップS8において、移動制御部13は、人間Mとロボット1との譲り合い動作を実現するための干渉時ロボット制御処理を行う。干渉時ロボット制御処理では、移動制御部13が働きかけ回避動作Eに基づいてロボット1の移動機構を制御することで、ロボット1の回避動作と人間Mに回避を促す働きかけ動作とが同時に実行される。干渉時ロボット制御処理では、譲り合い動作の終了後に動作目標に沿ったロボット1の制御が行われる。   In step S <b> 8, the movement control unit 13 performs an on-interference robot control process for realizing a transfer operation between the human M and the robot 1. In the robot control process at the time of interference, the movement control unit 13 controls the movement mechanism of the robot 1 based on the action avoiding action E, so that the avoidance action of the robot 1 and the action action that prompts the human M to avoid are executed simultaneously. . In the robot control process at the time of interference, the robot 1 is controlled along the operation target after the transfer operation is completed.

その後、制御装置2は、動作目標が達成されてロボット1の動作が完了したか否かを判定する(S9)。制御装置2は、ロボット1の動作が完了していないと判定した場合、ステップS1から処理を繰り返す。制御装置2は、ロボット1の動作が完了したと判定した場合、制御を終了する。   Thereafter, the control device 2 determines whether or not the operation target is achieved and the operation of the robot 1 is completed (S9). When it is determined that the operation of the robot 1 is not completed, the control device 2 repeats the process from step S1. When it is determined that the operation of the robot 1 is completed, the control device 2 ends the control.

続いて、上述したロボット1の作用効果について説明する。   Then, the effect of the robot 1 mentioned above is demonstrated.

第1の実施形態に係るロボット1によれば、人間などの移動障害物がロボット1の所定間隔以内に接近した場合に、標準回避動作Cに代えて働きかけ回避動作Eを行うことで、自らの回避と同時に移動障害物に回避を促す働きかけを行うことができる。これにより、ロボット1が一方的に回避動作を行う場合と比べて効率的なすれ違いを行うことができるので、効率良く与えられたタスクを行うことができる。   According to the robot 1 according to the first embodiment, when a moving obstacle such as a human approaches within a predetermined interval of the robot 1, by performing the work avoidance operation E instead of the standard avoidance operation C, the robot 1 At the same time as avoidance, it is possible to encourage the moving obstacles to avoid. Thereby, compared with the case where the robot 1 unilaterally performs the avoidance operation, it is possible to perform an efficient passing, so that a given task can be performed efficiently.

また、このロボット1によれば、期待回避動作Dを行うように人間Mに働きかけを行うことで、人間M側がロボット1の意図を理解して期待回避動作Dを行う可能性を高めることができる。そして、ロボット1が期待回避動作Dと対応する働きかけ回避動作Eを行うことで、人間同士で行われる譲り合いを伴うすれ違いを人間Mとロボット1との間で実現することができる。従って、このロボット1によれば、混雑した環境下であっても、周囲の人間との譲り合いにより自らのタスクを達成することができ、人間とロボットとの共存を実現することができる。   Further, according to the robot 1, by acting on the human M to perform the expected avoidance operation D, it is possible to increase the possibility that the human M side understands the intention of the robot 1 and performs the expected avoidance operation D. . Then, when the robot 1 performs the work avoidance operation E corresponding to the expected avoidance operation D, it is possible to realize passing between the human M and the robot 1 with concession performed between humans. Therefore, according to this robot 1, even in a crowded environment, it is possible to achieve its own tasks by giving up with surrounding people, and coexistence between the human and the robot can be realized.

更に、このロボット1では、標準回避動作Cにおける動作変化の速度や変化量を大きくした働きかけ回避動作Eにより働きかけを行うので、働きかけのためにマニュピレーターやスピーカなどの設備を使用する必要がなく、これらの設備を備えない場合や別の作業に設備を使用中の場合であっても働きかけを実現することができる。   Further, in this robot 1, since the action is performed by the action avoiding action E in which the speed and change amount of the action change in the standard avoidance action C is increased, it is not necessary to use equipment such as a manipulator or a speaker for the action. Even when the equipment is not provided or when the equipment is being used for another work, the work can be realized.

従って、このロボット1は、働きかけのためにマニュピレーター、スピーカ、ライト、ディスプレイなどの設備を備える必要がないので、ハードウェア構成のコスト低下を図ることができる。また、マニュピレーターなどの設備を備えない既存のロボットであっても、設備を追加することなく、本発明の機能を付け加えることが可能になる。そして、マニュピレーターなどの設備を用いることなく働きかけを行うことができるので、荷物の運搬などの別の作業を行いながらも周囲の人間と協調した譲り合いを実現できる。このことはタスク処理の更なる効率化も実現する。   Therefore, the robot 1 does not need to be provided with facilities such as a manipulator, a speaker, a light, and a display for working, so that the cost of the hardware configuration can be reduced. Further, even with an existing robot that does not include equipment such as a manipulator, the function of the present invention can be added without adding equipment. In addition, since it is possible to work without using equipment such as a manipulator, it is possible to realize a transfer that is coordinated with surrounding people while carrying out other operations such as transporting luggage. This also realizes further efficiency improvement of task processing.

また、このロボット1によれば、動作初期段階t1の付近において標準回避動作Cより動作速度が大きく、かつ、移動障害物接近段階t2において標準回避動作Cより動作速度が小さい働きかけ回避動作Eを計画するので、移動障害物と距離がある動作初期段階t1において動きを強調することでロボット1の存在を移動障害物に気づかせやすくすると共に、移動障害物接近段階t2で動作速度を小さくすることで、移動障害物に対して安全性の高いすれ違いを行うことができる。また、動作初期段階t1における加速と移動障害物接近段階t2における減速とを適切に選択することで、動作終了段階t3における運動状態を標準回避動作Cと同じ状態にすることができる。   Further, according to the robot 1, the action avoiding operation E is planned in which the operation speed is higher than the standard avoidance operation C in the vicinity of the initial operation stage t1 and lower than the standard avoidance operation C in the moving obstacle approach stage t2. Therefore, by emphasizing the movement at the movement initial stage t1 where there is a distance from the moving obstacle, the movement obstacle can be easily noticed and the movement speed is reduced at the movement obstacle approach stage t2. Highly safe passing can be performed against moving obstacles. Further, by appropriately selecting the acceleration at the operation initial stage t1 and the deceleration at the moving obstacle approach stage t2, the motion state at the operation end stage t3 can be made the same as the standard avoidance action C.

更に、このロボット1によれば、ロボット1と移動障害物とが接近した場合には移動障害物も回避動作を通常行うことから、移動障害物に期待する期待回避動作Dを計画すると共に、この期待回避動作Dを考慮した回避量となるように標準回避動作Cを計画することで、移動障害物とロボット1との効率の良いすれ違いを達成することができる。   Further, according to this robot 1, when the robot 1 and the moving obstacle approach each other, the moving obstacle also normally performs an avoiding operation. Therefore, the expected avoiding operation D expected for the moving obstacle is planned, and this By planning the standard avoidance operation C so as to have an avoidance amount considering the expected avoidance operation D, an efficient passing between the moving obstacle and the robot 1 can be achieved.

[第2の実施形態]
図15に示されるように、第2の実施形態に係るロボット21は、第1の実施形態に係るロボット1と比べて、人間Mの回避動作量がロボット21の期待する期待回避動作量に至った又は至ることが明らかであると予測したか否かを判定する回避動作量判定部24を備える点と、回避動作量判定部24の判定結果によりロボット21の制御を働きかけ回避動作Eに基づく制御から標準回避動作Cに基づく制御に移行する点と、が主に相違する。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 15, in the robot 21 according to the second embodiment, the avoidance motion amount of the human M reaches the expected avoidance motion amount expected by the robot 21 compared to the robot 1 according to the first embodiment. Control based on the avoidance operation E, in which the robot 21 is controlled based on the determination result of the avoidance operation amount determination unit 24 and the avoidance operation amount determination unit 24 that determines whether or not it is predicted that it will be clear. The main difference is that the control shifts to the control based on the standard avoidance operation C.

図16は、第2の実施形態に係るロボット21の働きかけ回避動作Eを説明するための概略平面図である。図16に示すt4は、回避動作が終了した動作終了段階t3の後、通常動作に復帰した通常動作復帰段階を表している。また、図16に示すQはロボット21の最初の進路変更における回避動作量を表しており、QMはロボット21が人間Mに期待する期待回避動作量を表している。   FIG. 16 is a schematic plan view for explaining the action avoiding operation E of the robot 21 according to the second embodiment. T4 shown in FIG. 16 represents a normal operation return stage in which the normal operation is restored after the operation end stage t3 in which the avoidance operation is finished. Further, Q shown in FIG. 16 represents the avoidance operation amount in the first course change of the robot 21, and QM represents the expected avoidance operation amount that the robot 21 expects from the human M.

図16に示されるように、ロボット21は、進路変更を複数の段階に分けて行う軌道の働きかけ回避動作Eを計画する。ロボット21は、働きかけ回避動作Eのうち最初の進路変更により人間Mに期待回避動作Dを促す働きかけを実施する。   As shown in FIG. 16, the robot 21 plans a trajectory action avoiding operation E in which a course change is performed in a plurality of stages. The robot 21 performs an action for prompting the human M to perform the expected avoidance action D by the first course change in the action avoidance action E.

具体的には、ロボット21は、最初の進路変更における回避動作量Qの大きさによって、期待する期待回避動作量QMの大きさを人間Mに伝達する。回避動作量Qは、例えば働きかけ回避動作Eを開始する前のロボット21の進路と最初の進路変更完了直後のロボット21の進路との最短距離として表すことができる。期待回避動作量QMは、例えばロボット21の計画する期待回避動作Dを十分に満足する回避動作量に相当する。また、期待回避動作量QMとして、期待回避動作Dを満足する回避動作量より小さい値を選択しても良い。   Specifically, the robot 21 transmits the expected expected avoidance motion amount QM to the human M based on the avoidance motion amount Q in the first course change. The avoidance motion amount Q can be expressed, for example, as the shortest distance between the route of the robot 21 before the start of the avoidance avoidance operation E and the route of the robot 21 immediately after the completion of the first route change. The expected avoidance motion amount QM corresponds to an avoidance motion amount that sufficiently satisfies the expected avoidance motion D planned by the robot 21, for example. Further, as the expected avoidance operation amount QM, a value smaller than the avoidance operation amount that satisfies the expected avoidance operation D may be selected.

ロボット21は、人間Mに期待する期待回避動作量が大きいときは回避動作量Qを小さく取るように働きかけ回避動作Eを計画する。また、ロボット21は、人間Mに期待する期待回避動作量QMが小さいときは回避動作量Qを大きく取るように働きかけ回避動作Eを計画する。   When the expected avoidance motion amount expected for the human M is large, the robot 21 works to make the avoidance motion amount Q small and plans the avoidance motion E. In addition, when the expected avoidance motion amount QM expected from the human M is small, the robot 21 plans the avoidance motion E so as to increase the avoidance motion amount Q.

また、ロボット21の回避動作量判定部24では、ロボット1と人間Mの動作が干渉すると判断した場合、人間Mの回避動作量を検出する。人間Mの回避動作量は、例えば回避動作前の人間Mの進路と現在の人間Mの進路との最短距離として検出することができる。   The avoidance operation amount determination unit 24 of the robot 21 detects the avoidance operation amount of the human M when it is determined that the robot 1 and the operation of the human M interfere with each other. The avoidance movement amount of the human M can be detected as, for example, the shortest distance between the path of the human M before the avoidance movement and the current path of the human M.

回避動作量判定部24は、検出した人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至った又は至ることが明らかであると予測したか否かを判定する。回避動作量判定部24は、例えば人間Mの速度や加速度の変化から人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至ること明らかであると予測する。回避動作量判定部24は、人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至った又は至ることが明らかであると予測したと判定した場合には更なる働きかけは必要ないことから、働きかけ回避動作Eに基づく制御を止め、標準回避動作Cに基づく制御に移行させる。   The avoidance motion amount determination unit 24 determines whether or not it is predicted that the detected avoidance motion amount of the person M has reached or is expected to reach the expected avoidance motion amount QM. The avoidance motion amount determination unit 24 predicts that it is clear that the avoidance motion amount of the human M reaches the expected avoidance motion amount QM from changes in the speed and acceleration of the human M, for example. If the avoidance motion amount determination unit 24 determines that it is predicted that the avoidance motion amount of the human M has reached or is expected to reach the expected avoidance motion amount QM, no further action is required. The control based on the operation E is stopped, and the control is shifted to the control based on the standard avoidance operation C.

次に、上述したロボット21の制御装置22ににおける制御手順を説明する。   Next, a control procedure in the control device 22 of the robot 21 described above will be described.

図17に示されるように、制御装置22では、まずロボット動作目標生成部10がロボット1の動作目標を生成する動作目標生成処理を行う(S11)。ロボット動作目標生成部10は、通信部3のタスク情報と位置検出部4の現在地情報及びマップ情報とに基づいて動作目標を生成する。   As shown in FIG. 17, in the control device 22, the robot operation target generation unit 10 first performs an operation target generation process for generating an operation target of the robot 1 (S11). The robot operation target generation unit 10 generates an operation target based on the task information of the communication unit 3 and the current location information and map information of the position detection unit 4.

次に、人間動作予測部11は、レーダセンサ6の障害物の位置情報とカメラ7のロボット周囲の画像情報とに基づいて、ロボット1の周囲の人間Mを検出したか否かを判定する(S12)。人間動作予測部11は、ロボット1の周囲の人間Mを検出しないと判定した場合、ステップS15に移行する。   Next, the human motion prediction unit 11 determines whether or not the human M around the robot 1 has been detected based on the position information of the obstacle of the radar sensor 6 and the image information around the robot of the camera 7 ( S12). When the human motion prediction unit 11 determines that the human M around the robot 1 is not detected, the human motion prediction unit 11 proceeds to step S15.

人間動作予測部11は、ロボット1の周囲の人間Mを検出したと判定した場合、検出した周囲の人間Mの動作を予測する動作予測処理を行う(S13)。人間動作予測部11は、レーダセンサ6の障害物の位置情報とカメラ7のロボット周囲の画像情報とに基づいて、周囲の人間Mの進行方向及び移動速度を認識する。人間動作予測部11は、進行方向と移動速度を維持した場合の人間Mの将来の動作を予測する。   When it is determined that the human M around the robot 1 has been detected, the human motion predicting unit 11 performs a motion prediction process for predicting the detected motion of the surrounding human M (S13). The human motion prediction unit 11 recognizes the traveling direction and moving speed of the surrounding human M based on the position information of the obstacle of the radar sensor 6 and the image information around the robot of the camera 7. The human motion prediction unit 11 predicts the future motion of the human M when the traveling direction and the moving speed are maintained.

動作干渉判断部14は、ロボット動作目標生成部10が生成した動作目標と人間動作予測部11の予測した周囲の人間Mの動作とに基づいて、周囲の人間Mとロボット1の動作が干渉するか否かを判断する(S14)。動作干渉判断部14は、動作の干渉がないと判断した場合、ステップS15に移行する。   The motion interference determination unit 14 interferes with the motion of the surrounding human M and the robot 1 based on the motion target generated by the robot motion target generation unit 10 and the motion of the surrounding human M predicted by the human motion prediction unit 11. Whether or not (S14). If the operation interference determination unit 14 determines that there is no operation interference, the operation interference determination unit 14 proceeds to step S15.

ステップS15において、移動制御部13は、ロボット動作目標生成部10の生成した動作目標に沿ってロボット1の移動機構を制御する通常時ロボット制御処理を行う。   In step S <b> 15, the movement control unit 13 performs a normal time robot control process for controlling the movement mechanism of the robot 1 along the operation target generated by the robot operation target generation unit 10.

一方、ステップS14において動作干渉判断部14が動作の干渉があると判断した場合、譲り合い動作計画部15は、譲り合い動作を計画する譲り合い動作計画処理を行う(S16)。譲り合い動作計画部15は、譲り合い動作としてロボット1の標準回避動作Cと人間Mに期待する期待回避動作Dとを計画する。その後、働きかけ回避動作計画部16は、譲り合い動作計画部15の計画した標準回避動作C及び期待回避動作Dに基づいて、働き掛け回避動作Eを計画する働きかけ回避動作計画処理を行う(S17)。   On the other hand, when the operation interference determination unit 14 determines that there is an operation interference in step S14, the transfer operation planning unit 15 performs a transfer operation planning process for planning the transfer operation (S16). The transfer operation planning unit 15 plans the standard avoidance operation C of the robot 1 and the expected avoidance operation D expected of the human M as the transfer operation. Thereafter, the work avoidance operation planning unit 16 performs a work avoidance operation planning process for planning the work avoidance operation E based on the standard avoidance operation C and the expected avoidance operation D planned by the transfer operation planning unit 15 (S17).

ステップS18において、移動制御部13は、働き掛け回避動作Eに基づいてロボット21の移動制御を行う働きかけ回避動作制御処理を行う。制御装置22は、移動制御部13が働きかけ回避動作制御処理を開始した場合、ロボット21の働き掛け回避動作Eが未完了であるか否かを判定する(S19)。制御装置22は、働き掛け回避動作Eが完了したと判定した場合、ステップS11から処理を繰り返す。   In step S <b> 18, the movement control unit 13 performs a work avoidance operation control process for performing movement control of the robot 21 based on the work avoidance operation E. When the movement control unit 13 starts the work avoidance operation control process, the control device 22 determines whether or not the work avoidance operation E of the robot 21 is incomplete (S19). When it is determined that the work avoidance operation E has been completed, the control device 22 repeats the processing from step S11.

制御装置22が働き掛け回避動作Eが未完了であると判定した場合、回避動作量判定部24において人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至った又は至ることが明らかであると予測したか否かを判定する(S20)。回避動作量判定部24は、人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至っておらず予測もしていないと判定した場合、ステップS18に戻り、働きかけ回避動作制御処理を継続する。   When the control device 22 determines that the work avoidance operation E is incomplete, the avoidance operation amount determination unit 24 predicted that the avoidance operation amount of the human M has reached or reached the expected avoidance operation amount QM. It is determined whether or not (S20). When the avoidance motion amount determination unit 24 determines that the avoidance motion amount of the human M has not reached the expected avoidance motion amount QM and has not predicted it, the avoidance motion amount determination unit 24 returns to step S18 and continues the work avoidance motion control process.

回避動作量判定部24が人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至った又は至ることが明らかであると予測したと判定した場合、移動制御部13は、標準回避動作Cに基づいてロボット21の移動機構を制御する標準回避動作制御処理を行う(S21)。標準回避動作制御処理では、移動制御部13が標準回避動作Cに基づいてロボット1の移動機構を制御することで、ロボット21の回避のみを目的とした効率的な回避動作が実現される。標準回避動作制御処理では、回避動作の終了後に動作目標に沿ったロボット21の制御が行われる。   When it is determined that the avoidance motion amount determination unit 24 has predicted that the avoidance motion amount of the human M has reached or is expected to reach the expected avoidance motion amount QM, the movement control unit 13 determines that the avoidance motion amount determination unit 24 is based on the standard avoidance operation amount C. A standard avoidance operation control process for controlling the moving mechanism of the robot 21 is performed (S21). In the standard avoidance operation control process, the movement control unit 13 controls the movement mechanism of the robot 1 based on the standard avoidance operation C, thereby realizing an efficient avoidance operation only for the avoidance of the robot 21. In the standard avoidance operation control process, the robot 21 is controlled in accordance with the operation target after the avoidance operation is completed.

その後、制御装置22は、動作目標が達成されてロボット1の動作が完了したか否かを判定する(S19)。制御装置2は、ロボット1の動作が完了していないと判定した場合、ステップS11から処理を繰り返す。制御装置22は、ロボット1の動作が完了したと判定した場合、制御を終了する。   Thereafter, the control device 22 determines whether or not the operation target is achieved and the operation of the robot 1 is completed (S19). When it is determined that the operation of the robot 1 is not completed, the control device 2 repeats the process from step S11. When it is determined that the operation of the robot 1 has been completed, the control device 22 ends the control.

以上説明した第2の実施形態に係るロボット21によれば、人間Mなどの移動障害物の回避動作量がロボット21の期待する期待回避動作量QMに至った又は至ることが明らかであると予測した場合に更なる働きかけを行う必要がないことから、働きかけ回避動作から標準回避動作に基づく制御に移行することで、効率の良いすれ違いを行うことができる。   According to the robot 21 according to the second embodiment described above, it is predicted that the avoidance operation amount of the moving obstacle such as the human M reaches or reaches the expected avoidance operation amount QM expected by the robot 21. In this case, it is not necessary to perform further action. Therefore, by shifting from the action avoidance operation to the control based on the standard avoidance operation, an efficient passing can be performed.

また、このロボット21によれば、進路変更を複数の段階に分けて行う軌道の働きかけ回避動作Eを計画することで、最初の進路変更の回避動作量Qの大きさにより人間Mに働きかける期待回避動作量QMの大きさを調節することができる。   Also, according to this robot 21, by planning a trajectory action avoiding operation E in which a course change is performed in a plurality of stages, anticipation avoidance that works on the human M according to the magnitude of the avoidance operation amount Q of the first course change. The magnitude of the operation amount QM can be adjusted.

なお、ロボット21においては、最初の進路変更を行っても人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至っておらず至るとの予測もできない場合に、更なる働きかけを行うための新たな進路変更の段階を追加する態様であっても良い。これにより、人間Mに対する働きかけの程度や長さを適切に調節することができる。   In the robot 21, if it is impossible to predict that the avoidance operation amount of the human M has not reached the expected avoidance operation amount QM even after the first change of route, a new route for further action is provided. It may be an aspect in which a stage of change is added. Thereby, the degree and length of the action with respect to the human M can be adjusted appropriately.

[第3の実施形態]
図18に示されるように、第3の実施形態に係るロボット31は、第1の実施形態に係るロボット1と比べて、ロボット31の向き(正面方向)が明確である点と、ロボット31の向きにより人間Mに対する働きかけを行う点と、が主に相違する。
[Third Embodiment]
As shown in FIG. 18, the robot 31 according to the third embodiment has a clearer direction (front direction) of the robot 31 than the robot 1 according to the first embodiment. The main difference is that the human M is acted on depending on the orientation.

具体的には、第3の実施形態に係るロボット31は、顔の部位を備えるなど、人間から見て正面の方向が明確な外観を有している。また、このロボット31は、自らの正面方向と進行方向とをずらすことが可能な移動機構を有している。このような移動機構としては、例えばオムニホイールや二足歩行機構などがある。   Specifically, the robot 31 according to the third embodiment has an appearance with a clear front direction when viewed from a human, such as having a facial part. The robot 31 has a moving mechanism that can shift the front direction and the traveling direction of the robot 31. Examples of such a moving mechanism include an omni wheel and a biped walking mechanism.

このような構成のロボット31は、標準回避動作Cの動作変化のうち向きの変化量を大きくした働きかけ回避動作Eを計画する。ロボット31は、人間Mに期待する回避の方向がロボット31の背面側となるようにロボット31の向きを大きく変化させ、この向きを維持した状態で動作を行う働きかけ回避動作Eを計画する。   The robot 31 having such a configuration plans a work avoidance operation E in which the amount of change in the direction among the operation changes of the standard avoidance operation C is increased. The robot 31 changes the orientation of the robot 31 so that the avoidance direction expected of the human M is on the back side of the robot 31, and plans a work avoidance operation E in which the operation is performed while maintaining this orientation.

このロボット31によれば、人間Mなどの移動障害物はロボット31を回避する際にロボット31の進行方向と通常考えられる正面側ではなく背面側に回ろうとすることから、移動障害物に期待する回避の方向がロボット31の背面側になるように、ロボット31の向きを維持した状態で移動することで、移動障害物の回避方向を誘導する働きかけを行うことができる。これにより、標準回避動作Cの軌道を変更することなく、最も効率的な回避を行いながら人間Mに対する働きかけを行うことができるので、効率的なすれ違いを達成することができ、与えられたタスクを効率良く行うことができる。   According to the robot 31, a moving obstacle such as the human M tries to turn to the back side instead of the front side which is normally considered as the traveling direction of the robot 31 when avoiding the robot 31. By moving the robot 31 while maintaining the orientation of the robot 31 so that the direction of avoidance is on the back side of the robot 31, an action for guiding the avoidance direction of the moving obstacle can be performed. As a result, it is possible to work on the human M while performing the most efficient avoidance without changing the trajectory of the standard avoidance action C. Therefore, an efficient passing can be achieved, and a given task can be performed. It can be done efficiently.

なお、ロボット31は、第2の実施形態に係るロボット21のように、人間Mが十分な回避を行ったと判断した場合には働きかけを止めてもよい。すなわち、ロボット31は、人間Mの回避動作量が期待回避動作量QMに至った又は至ることが明らかであると予測した場合には、働きかけを止めて正面方向と進行方向とが一致するように向きを戻す態様であってもよい。   Note that the robot 31 may stop working when it is determined that the human M has sufficiently avoided, like the robot 21 according to the second embodiment. That is, when the robot 31 predicts that the human M's avoidance motion amount has reached or is expected to reach the expected avoidance motion amount QM, the robot 31 stops working and matches the front direction and the traveling direction. The mode which returns direction may be sufficient.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the embodiment described above.

例えば、本発明に係る移動体は、ロボットに限られず、マニピュレータ、自動車、パーソナルモビリティなどで有ってもよい。また、移動体は、必ずしも地上を移動するものに限られず、空中や水中を移動するものであってもよい。   For example, the moving body according to the present invention is not limited to a robot, and may be a manipulator, an automobile, personal mobility, or the like. Further, the moving body is not necessarily limited to the one that moves on the ground, and may be one that moves in the air or underwater.

また、上述した実施形態においては、人間を相手に動作する場合を説明したが、本発明は人間以外の相手に対しても好適に適用できる。すなわち、特許請求の範囲に記載の移動障害物には、人間の他、犬などの動物や自動車などのモビリティ、他のロボットなどが含まれる。   Further, in the above-described embodiment, the case of operating with a human being is described, but the present invention can be suitably applied to a partner other than a human being. That is, the moving obstacles described in the claims include humans, animals such as dogs, mobility such as automobiles, and other robots.

1、21…ロボット(移動体) 2、22…制御装置 6…レーダセンサ(移動障害物検出手段) 7…カメラ(移動障害物検出手段)、 10…ロボット動作目標生成部 11…人間動作予測部 14…動作干渉判断部(接近判定手段) 15…譲り合い動作計画部(標準回避動作計画手段) 16…働きかけ回避動作計画部(働きかけ回避動作計画手段) 24…回避動作量判定部(回避動作判定手段) A…動作目標軌道 B…動作目標軌道 C…標準回避動作 D…期待回避動作 E…働き掛け回避動作 M…人間 Q…回避動作量 QM…期待回避動作量 t1…動作初期段階 t2…移動障害物接近段階 t3…動作終了段階 t4…通常動作復帰段階




DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 21 ... Robot (moving body) 2, 22 ... Control apparatus 6 ... Radar sensor (moving obstacle detection means) 7 ... Camera (moving obstacle detection means) 10 ... Robot motion target generation part 11 ... Human motion prediction part DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Operation | movement interference judgment part (approach determination means) 15 ... Transfer operation plan part (standard avoidance action plan means) 16 ... Action avoidance action plan part (work avoidance action plan means) 24 ... Avoidance action amount determination part (avoidance action determination means) A ... Target motion trajectory B ... Target motion trajectory C ... Standard avoidance motion D ... Expected avoidance motion E ... Work avoidance motion M ... Human Q ... Avoidance motion amount QM ... Expected avoidance motion amount t1 ... Operation initial stage t2 ... Movement obstacle Approaching stage t3 ... Operation end stage t4 ... Normal operation return stage




Claims (5)

移動体の周辺に存在する移動障害物を検出する移動障害物検出手段と、
前記移動障害物と前記移動体とが所定間隔以内に接近するか否かを判定する接近判定手段と、
前記接近判定手段が前記移動障害物と前記移動体とが所定間隔以内に接近すると判定した場合に、前記移動体が前記移動障害物を回避する動作である標準回避動作を計画する標準回避動作計画手段と、
前記標準回避動作計画手段の計画した前記標準回避動作に基づいて、前記移動体が前記移動障害物を回避する回避動作と前記移動障害物に回避を促す働きかけ動作とを兼ねる働きかけ回避動作を計画する働きかけ回避動作計画手段と、
前記働きかけ回避動作に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、
を備え、
前記働きかけ回避動作計画手段は、前記標準回避動作における動作変化の速度及び前記動作変化の変化量のうち少なくとも一方を大きくした回避動作を前記働きかけ回避動作として計画することを特徴とする移動体。
A moving obstacle detecting means for detecting a moving obstacle existing around the moving body;
An approach determining means for determining whether or not the moving obstacle and the moving body approach within a predetermined interval;
A standard avoidance operation plan for planning a standard avoidance operation in which the moving object avoids the moving obstacle when the approach determining means determines that the moving obstacle and the moving object approach within a predetermined interval. Means,
Based on the standard avoidance operation planned by the standard avoidance operation planning means, the avoidance operation in which the moving body avoids the moving obstacle and the action operation that prompts the moving obstacle to avoid is planned. A work avoidance action planning means;
Control means for controlling the moving body based on the work avoidance operation;
With
The moving object avoiding action planning unit plans an avoiding action in which at least one of a speed of an action change in the standard avoiding action and a change amount of the action change is increased as the action avoiding action.
前記働きかけ回避動作計画手段は、動作初期段階において前記標準回避動作より動作速度が大きく、かつ、移動障害物接近段階において前記標準回避動作より動作速度が小さくなるように前記働きかけ回避動作を計画することを特徴とする請求項1に記載の移動体。   The action avoidance operation planning means plans the action avoidance operation so that the operation speed is higher than the standard avoidance operation in the initial stage of operation, and the operation speed is lower than that of the standard avoidance operation in the moving obstacle approach stage. The moving body according to claim 1. 前記標準回避動作計画手段は、前記移動障害物に期待する期待回避動作を計画すると共に、前記期待回避動作に基づいて前記標準回避動作を計画することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の移動体。   3. The standard avoidance operation planning unit plans an expected avoidance operation expected for the moving obstacle and plans the standard avoidance operation based on the expected avoidance operation. The moving body described. 前記移動障害物検出手段の検出結果と前記標準回避動作計画手段の計画した前記期待回避動作とに基づいて、前記移動障害物の回避動作量が前記移動障害物に期待する期待回避動作量に至ったか否かを判定する回避動作量判定手段を更に備え、
前記制御手段は、前記回避動作量判定手段が前記移動障害物の回避動作量は前記期待回避動作量に至ったと判定した場合、前記標準回避動作に基づいて前記移動体を制御することを特徴とする請求項3に記載の移動体。
Based on the detection result of the moving obstacle detection means and the expected avoidance action planned by the standard avoidance action planning means, the avoidance action amount of the moving obstacle reaches the expected avoidance action amount expected for the moving obstacle. An avoidance operation amount determination means for determining whether or not
The control unit controls the moving body based on the standard avoidance operation when the avoidance operation amount determination unit determines that the avoidance operation amount of the moving obstacle has reached the expected avoidance operation amount. The moving body according to claim 3.
前記働きかけ回避動作計画手段は、前記移動障害物に期待する回避の方向が前記移動体の背面側となるように前記移動体の向きを維持した状態で動作を行う前記働きかけ回避動作を計画することを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の移動体。   The action avoidance operation planning means plans the action avoidance operation for performing an operation while maintaining the orientation of the moving body so that the avoidance direction expected for the moving obstacle is on the back side of the moving body. The moving body according to claim 3 or 4, characterized by the above.
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