JP2014124292A - 移動ルート生成方法および移動ルート生成システム - Google Patents

Abstract

【課題】目的位置に対する進入方向を、自走式介助ロボットに教示可能な移動ルート生成方法および移動ルート生成システムを提供することを課題とする。
【解決手段】移動ルート生成方法は、要介助者Ａの起立動作を支援する際に要介助者Ａの体の一部である被保持部Ｃを保持する保持部６３を備える自走式介助ロボット１の現在位置Ｓから、要介助者Ａの待機位置である目的位置Ｇまでの、移動ルートＲ１を生成する移動ルート生成方法であって、目的位置Ｇと、保持部６３と被保持部Ｃとが正対する方向である進入方向と、をタッチパネル４０を用いて自走式介助ロボット１に教示する教示ステップと、進入方向から目的位置Ｇに進入するように、移動ルートＲ１を生成するルート生成ステップと、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、自走式介助ロボットの移動ルートを生成する移動ルート生成方法および移動ルート生成システムに関する。

介助ロボットは、要介助者の起立動作や着座動作などを支援する際に用いられる。介助ロボットの中には自走式のものがある。自走式介助ロボットは、例えば、リモコンなどにより操作される。自走式介助ロボットは、任意の位置から要介助者の位置まで駆けつけ、要介助者の動作を支援する。

国際公開第９８／０３３１４号パンフレット 特開２００５−２１１４４２号公報

ところで、自走式介助ロボットを用いる場合、適切なアプローチ方向、つまり適切な進入方向から、自走式介助ロボットを要介助者に接近させる必要がある。例えば、要介助者の起立動作を支援する場合、着座状態の要介助者の真正面から、自走式介助ロボットを接近させる必要がある。

この点、特許文献１には、ロボットのジョグ送り方法が開示されている。ロボットは、タッチパネルを備えている。タッチパネルには、ロボットが描画されている。同文献のＦｉｇ．３に開示されているように、タッチパネルに描画されたロボットを指先でタッチすることにより、オペレータは、ロボットの始点からの進行方向を決定することができる。

また、特許文献２には、自立移動型車椅子が開示されている。自立移動型車椅子は、ビデオカメラを備えている。自立移動型車椅子は、ビデオカメラが撮像した画像に基づいて、未知の物体をマップに書き加えることができる。また、画像に基づいて、現在位置と、現在位置からの進行方向と、を決定することができる。

このように、特許文献１、２には、ロボットあるいは車椅子の、現在位置からの進行方向を決定する技術が開示されている。しかしながら、ロボットあるいは車椅子の、目的位置に対する進入方向を決定する技術については開示されていない。

そこで、本発明は、目的位置に対する進入方向を、自走式介助ロボットに教示可能な移動ルート生成方法および移動ルート生成システムを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明の移動ルート生成方法は、要介助者の起立動作を支援する際に該要介助者の体の一部である被保持部を保持する保持部を備える自走式介助ロボットの現在位置から、該要介助者の待機位置である目的位置までの、移動ルートを生成する移動ルート生成方法であって、前記目的位置と、前記保持部と前記被保持部とが正対する方向である進入方向と、をタッチパネルを用いて前記自走式介助ロボットに教示する教示ステップと、該進入方向から該目的位置に進入するように、前記移動ルートを生成するルート生成ステップと、を有することを特徴とする。

本発明の移動ルート生成方法は、教示ステップとルート生成ステップとを有している。教示ステップにおいては、タッチパネルを用いて、自走式介助ロボットに、目的位置と、当該目的位置に対する進入方向と、を教示することができる。ルート生成ステップにおいては、進入方向を遵守した移動ルートを生成することができる。ここで、進入方向は、自走式介助ロボットの保持部と、要介助者の被保持部と、が正対する方向である。このため、本発明の移動ルート生成方法によると、要介助者に対して、適切な方向から、自走式介助ロボットを接近させることができる。

（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記教示ステップの前に、前記自走式介助ロボットの前記現在位置の周囲の障害物を検出する障害物検出ステップを有し、前記ルート生成ステップの後に、生成後の前記移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉するか否かをシミュレートするシミュレートステップを有する構成とする方がよい。

本構成によると、教示ステップの前に、障害物検出ステップが実行される。このため、自走式介助ロボットに目的位置、進入方向を教示する前に、自走式介助ロボットの現在位置の周囲の障害物を、認識することができる。

また、本構成によると、ルート生成ステップの後に、シミュレートステップが実行される。このため、自走式介助ロボットを実際に移動させる前に、自走式介助ロボットが障害物に干渉するか否かを、認識することができる。

（３）好ましくは、上記（２）の構成において、前記シミュレートステップの結果、前記自走式介助ロボットが前記障害物に干渉する場合、前記移動ルートを補正する補正ステップを有し、補正後の該移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉しなくなるまで、該シミュレートステップと該補正ステップとを繰り返す構成とする方がよい。

本構成によると、シミュレートステップの後に、補正ステップが実行される。また、（補正ステップ→シミュレートステップ）の作業は、自走式介助ロボットが障害物に干渉しなくなるまで、繰り返し実行される。このため、自走式介助ロボットを実際に移動させる前に、自走式介助ロボットが障害物に干渉しないように、移動ルートを補正することができる。

（４）上記課題を解決するため、本発明の移動ルート生成システムは、要介助者の起立動作を支援する際に該要介助者の体の一部である被保持部を保持する保持部を備える自走式介助ロボットの現在位置から、該要介助者の待機位置である目的位置までの、移動ルートを生成する移動ルート生成システムであって、前記目的位置と、前記保持部と前記被保持部とが正対する方向である進入方向と、が入力され、表示されるタッチパネルと、該進入方向から該目的位置に進入するように、前記移動ルートを生成し、生成後の該移動ルートを該タッチパネルに表示させる制御部と、を備えることを特徴とする。上記（１）の構成と同様に、本発明の移動ルート生成システムによると、要介助者に対して、適切な方向から、自走式介助ロボットを接近させることができる。

（５）好ましくは、上記（４）の構成において、前記自走式介助ロボットの前記現在位置の周囲の障害物を検出するセンサを備え、前記制御部は、生成後の前記移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉するか否かをシミュレートし、前記タッチパネルは、該障害物と、該自走式介助ロボットの軌道エリアと、を表示する構成とする方がよい。

上記（２）の構成と同様に、本構成によると、自走式介助ロボットの現在位置の周囲の障害物を、認識することができる。また、本構成によると、自走式介助ロボットを実際に移動させる前に、自走式介助ロボットが障害物に干渉するか否かを、認識することができる。

（６）好ましくは、上記（５）の構成において、前記制御部は、前記シミュレートの結果、前記自走式介助ロボットが前記障害物に干渉する場合、前記移動ルートを補正し、補正後の該移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉しなくなるまで、該シミュレートと該補正とを繰り返す構成とする方がよい。

上記（３）の構成と同様に、本構成によると、自走式介助ロボットを実際に移動させる前に、自走式介助ロボットが障害物に干渉しないように、移動ルートを補正することができる。

本発明によると、目的位置に対する進入方向を、自走式介助ロボットに教示可能な移動ルート生成方法および移動ルート生成システムを提供することができる。

本発明の移動ルート生成システムの一実施形態である移動ルート生成システムが組み込まれた自走式介助ロボットの斜視図である。 同自走式介助ロボットのブロック図である。 起立動作支援直前の同自走式介助ロボットの上面図である。 本発明の移動ルート生成方法の一実施形態である移動ルート生成方法のフローチャートである。 同移動ルート生成方法の障害物検出ステップにおけるディスプレイである。 同移動ルート生成方法の教示ステップにおけるディスプレイである。 同移動ルート生成方法のルート生成ステップにおけるディスプレイ（その１）である。 同ルート生成ステップにおけるディスプレイ（その２）である。 同移動ルート生成方法の一回目のシミュレートステップにおけるディスプレイ（その１）のＹ軸＋方向部分の拡大図である。 同シミュレートステップにおけるディスプレイ（その２）である。 同移動ルート生成方法の一回目の補正ステップにおけるディスプレイ（その１）である。 同補正ステップにおけるディスプレイ（その２）である。 同移動ルート生成方法の二回目のシミュレートステップにおけるディスプレイである。 同移動ルート生成方法の二回目の補正ステップにおけるディスプレイ（その１）である。 同補正ステップにおけるディスプレイ（その２）である。 同移動ルート生成方法の三回目のシミュレートステップにおけるディスプレイである。

以下、本発明の移動ルート生成方法および移動ルート生成システムの実施の形態について説明する。

＜自走式介助ロボットの構成＞
本実施形態の移動ルート生成システムは、自走式介助ロボットに組み込まれている。まず、自走式介助ロボットの構成について説明する。図１に、本実施形態の自走式介助ロボットの斜視図を示す。図２に、同自走式介助ロボットのブロック図を示す。図１、図２に示すように、自走式介助ロボット１は、走行部２と、制御部３と、基部４と、左右一対の足部５Ｌ、５Ｒと、腕部６と、複数の撮像装置８０と、を備えている。撮像装置８０は、本発明の「センサ」の概念に含まれる。

基部４は、ディスプレイ４０を備えている。また、基部４には、後述する制御部３が収容されている。ディスプレイ４０は、本発明の「タッチパネル」の概念に含まれる。介助者や要介助者は、ディスプレイ４０を介して、制御部３に指示を入力可能である。

左右一対の足部５Ｌ、５Ｒは、基部４の前縁の左右両端から、前方に突設されている。左右一対の足部５Ｌ、５Ｒは、要介助者の起立動作を支援する際、要介助者の左右両足の左右両外側に配置される。すなわち、左右一対の足部５Ｌ、５Ｒ間には、要介助者収容スペースＷが区画されている。

走行部２は、左右一対の駆動輪２０Ｌと、左右一対の従動輪２１Ｌ、２１Ｒと、一対の走行モータ２２Ｌ、２２Ｒと、を備えている。左右一対の駆動輪２０Ｌは、基部４の後縁の左右両端付近に配置されている。左右一対の駆動輪２０Ｌは、走行モータ２２Ｌ、２２Ｒにより、各々、独立して駆動される。左右一対の従動輪２１Ｌ、２１Ｒは、左右一対の足部５Ｌ、５Ｒの前端付近に配置されている。従動輪２１Ｌ、２１Ｒは、水平面内において、回転可能である。

自走式介助ロボット１は、左右一対の駆動輪２０Ｌを互いに反対方向に回転させることにより、方向転換することができる。また、自走式介助ロボット１は、左右一対の駆動輪２０Ｌを共に同一方向に回転させ、左右一対の従動輪２１Ｌ、２１Ｒを左側または右側に向けることにより、方向転換することができる。

腕部６は、下段部６０と、中段部６１と、上段部６２と、保持部６３と、ハンドル６４と、を備えている。下段部６０は、上下方向に延在する角筒状を呈している。下段部６０は、揺動軸６０１を介して、基部４に対して上下方向（詳しくは、上下前後に展開する面方向）に揺動可能である。中段部６１は、上下方向に延在する角筒状を呈している。中段部６１は、下段部６０に対して、上下方向に往復動可能である。上段部６２は、上端が前側に突出するＬ字状を呈している。上段部６２は、中段部６１に対して、上下方向に往復動可能である。保持部６３は、前側に開口するＣ字状を呈している。保持部６３は、揺動軸６３１を介して、上段部６２に対して上下方向に揺動可能である。要介助者の起立動作を支援する際、保持部６３は、要介助者の胸部を保持する。ハンドル６４は、上段部６２と保持部６３との間に配置されている。要介助者の起立動作を支援する際、ハンドル６４は、要介助者により把持される。

撮像装置８０は、基部４、腕部６、足部５Ｌ、５Ｒに、複数配置されている。撮像装置８０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサである。複数の撮像装置８０により、自走式介助ロボット１の周囲の障害物を検出することができる。

制御部３は、基部４に収容されている。制御部３は、コンピュータ３０と、入出力インターフェイス３１と、を備えている。コンピュータ３０は、演算部３００と、記憶部３０１と、を備えている。記憶部３０１には、要介助者の居住スペースのマップが格納されている。コンピュータ３０は、入出力インターフェイス３１を介して、各撮像装置８０、走行モータ２２Ｌ、２２Ｒ、ディスプレイ４０に接続されている。

演算部３００は、記憶部３０１のマップを、ディスプレイ４０に表示することができる。また、演算部３００は、各撮像装置８０からの信号を基に、自走式介助ロボット１の周囲の障害物の位置、形状を算出することができる。並びに、演算部３００は、算出した障害物を、ディスプレイ４０のマップ上に描画することができる。

本実施形態の移動ルート生成システム７は、上記自走式介助ロボット１に組み込まれている。移動ルート生成システム７は、ディスプレイ４０と、制御部３と、複数の撮像装置８０と、を備えている。

＜自走式介助ロボットの要介助者に対する進入方向＞
次に、本実施形態の自走式介助ロボット１の要介助者に対する適切な進入方向について説明する。図３に、起立動作支援直前の自走式介助ロボットの上面図を示す。なお、要介助者Ａには、ハッチングを施す。図３に示すように、自走式介助ロボット１の保持部６３と、椅子９０に着座している要介助者Ａの胸部Ｃと、は前後方向に正対している。胸部Ｃは、本発明の「被保持部」の概念に含まれる。また、要介助者Ａは、ハンドル６４を把持している。この状態から、要介助者Ａが立ち上がると、保持部６３は、胸部Ｃに密着したまま、要介助者Ａの胸部Ｃの軌跡に沿って、移動する。この際、保持部６３は、要介助者Ａの動作を支援する。

このように、自走式介助ロボット１を用いて要介助者Ａを適切に支援するためには、保持部６３と、着座状態の要介助者Ａの胸部Ｃと、が正対する方向から、自走式介助ロボット１が、要介助者Ａに対して、進入する必要がある。すなわち、当該進入方向を遵守できるような移動ルートを、自走式介助ロボット１に教示する必要がある。

＜移動ルート生成方法＞
次に、本実施形態の移動ルート生成方法について説明する。本実施形態の移動ルート生成方法は、障害物検出ステップと、教示ステップと、ルート生成ステップと、シミュレートステップと、補正ステップと、を有している。図４に、本実施形態の移動ルート生成方法のフローチャートを示す。

［障害物検出ステップ］
図５に、本実施形態の移動ルート生成方法の障害物検出ステップにおけるディスプレイを示す。図５に示すように、本ステップにおいては、記憶部３０１のマップＭを、ディスプレイ４０に表示する（図４のＳ１（ステップ１。以下同様））。マップＭは、要介助者Ａの部屋の上面図（トップビュー）である。マップＭには、ベッド９１が表示されている。

また、本ステップにおいては、自走式介助ロボット１自体を、ディスプレイ４０の重心（図形中心）に描画する。すなわち、ディスプレイ４０には、横方向にＸ軸が、縦方向にＹ軸が、各々設定されている。Ｘ軸とＹ軸とは互いに直交している。ディスプレイ４０の重心は、Ｘ軸およびＹ軸の基準点（０点）に対応している。つまり、自走式介助ロボット１の現在位置Ｓ（０，０）が、ディスプレイ４０の重心にセットされる。

Ｙ軸方向においては、現在位置Ｓ（０，０）から前側が＋側、後側が−側に対応している。また、Ｘ軸方向においては、現在位置Ｓ（０，０）から右側が＋側、左側が−側に対応している。自走式介助ロボット１は、Ｙ軸＋方向が前側に、Ｙ軸−方向が後側に、Ｘ軸＋方向が右側に、Ｘ軸−方向が左側に、各々対応する方向で、マップＭに配置される。

また、本ステップにおいては、マップＭにおける、自走式介助ロボット１の周囲に、障害物Ｂ１、Ｂ２を描画する。具体的には、まず、図１に示す複数の撮像装置８０を用いて、自走式介助ロボット１の周囲を撮像する。次に、撮像データを基に、図２に示す演算部３００が、障害物Ｂ１、Ｂ２の形状、位置（ＸＹ座標）を算出する。それから、演算部３００が、マップＭに、障害物Ｂ１、Ｂ２を描画する。

［教示ステップ］
図６に、本実施形態の移動ルート生成方法の教示ステップにおけるディスプレイを示す。図６に示すように、ディスプレイ４０は、タッチパネルである。本ステップにおいては、介助者（図略）が、ディスプレイ４０をタップすることにより、マップＭに目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）をセットする（図４のＳ２）。また、介助者が、ディスプレイ４０を、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）を始点にドラッグすることにより、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）に対する進入方向をセットする。

すなわち、図６に細線で示すように、要介助者Ａは、Ｙ軸に対して、傾斜した状態で着座している（実際には、要介助者Ａはディスプレイ４０に表示されない）。このため、図３に示すように要介助者Ａを適切に支援するためには、Ｙ軸に対して進入角度θだけ傾斜した方向から、自走式介助ロボット１を、要介助者Ａ（つまり目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ））に、アプローチさせる必要がある。この点に鑑み、本ステップでは、目的位置Ｇのみならず進入方向を、介助者が入力する。

ここで、介助者が入力した目的位置ＧのＹ座標＝Ｙｇが０または−の場合は、次ステップ（ルート生成ステップ）に進むことはできない（図４のＳ３）。この場合は、介助者は、目的位置Ｇを変更し（図４のＳ９）、再度、目的位置Ｇおよび進入方向をディスプレイ４０に入力する（図４のＳ２）。

［ルート生成ステップ］
図７に、本実施形態の移動ルート生成方法のルート生成ステップにおけるディスプレイ（その１）を示す。図８に、同ルート生成ステップにおけるディスプレイ（その２）を示す。

図７に示すように、まず、図２に示す演算部３００は、中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）を算出する（図４のＳ４）。具体的には、演算部３００は、前ステップ（教示ステップ）において介助者が入力した進入方向に沿って、直線である進入線Ｌ１を設定する。また、演算部３００は、進入線Ｌ１に対して、現在位置Ｓ（０，０）から、直線である垂線Ｌ２を引く。演算部３００は、進入線Ｌ１と垂線Ｌ２との接点に、中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）を設定する。

図８に示すように、次に、演算部３００は、現在位置Ｓ（０，０）→中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）→目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）を結ぶ移動ルートＲ１（太実線）を設定する（図４のＳ５）。演算部３００は、移動ルートＲ１を、ディスプレイ４０に描画する。移動ルートＲ１は、垂線Ｌ２、進入線Ｌ１に沿って生成される。このため、移動ルートＲ１は、介助者が入力した進入方向を遵守している。

［シミュレートステップ（一回目）］
図９に、本実施形態の移動ルート生成方法の一回目のシミュレートステップにおけるディスプレイ（その１）のＹ軸＋方向部分の拡大図を示す。図１０に、同シミュレートステップにおけるディスプレイ（その２）を示す。

図９に示すように、まず、図２に示す演算部３００は、移動ルートＲ１に沿って自走式介助ロボット１を動かすシミュレーションを実行する（図４のＳ６）。そして、自走式介助ロボット１の軌道エリアＥ１（太点線）を算出する。

図１０に示すように、次に、演算部３００は、軌道エリアＥ１を、ディスプレイ４０に描画する。ここで、ディスプレイ４０には、マップＭ、障害物Ｂ１、Ｂ２、移動ルートＲ１、軌道エリアＥ１が、重畳的に表示されている。このため、介助者は、ディスプレイ４０から、仮に移動ルートＲ１で自走式介助ロボット１を動かす場合、中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）付近で、図１０にハッチングで示すように、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１に干渉してしまうことを、認識することができる。

演算部３００は、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉しない場合は（図４のＳ７）、ルート生成を完了する（図４のＳ８）。一方、今回のように、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１に干渉する場合は（図４のＳ７）、次ステップ（補正ステップ）に進む。

［補正ステップ（一回目）］
図１１に、本実施形態の移動ルート生成方法の一回目の補正ステップにおけるディスプレイ（その１）を示す。図１２に、同補正ステップにおけるディスプレイ（その２）を示す。

本ステップにおいては、中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）を追加し、中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）の座標を補正することにより、移動ルートＲ１を補正する。すなわち、新しい移動ルートＲ２を生成する。

図２に示す記憶部３０１には、追加される中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）の候補位置が、複数格納されている（図４のＳ１０）。ここで、中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）の候補位置は、現在位置Ｓ（０，０）と目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）とを結ぶ直線上に、複数、設定されている。まず、演算部３００は、複数の候補位置の中から、一つだけ候補位置を選択する（図４のＳ１１）。すなわち、図１１に示すように、演算部３００は、中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）を設定する。続いて、演算部３００は、新たな中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）を算出する（図４のＳ１２）。具体的には、演算部３００は、進入線Ｌ１に対して、中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）から、直線である垂線Ｌ３を引く。演算部３００は、進入線Ｌ１と垂線Ｌ３との接点に、新たな中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）を設定する。

図１２に示すように、続いて、演算部３００は、現在位置Ｓ（０，０）→中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）→中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）→目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）を結ぶ移動ルートＲ２（太実線）を設定する（図４のＳ１３）。演算部３００は、移動ルートＲ２を、ディスプレイ４０に描画する。移動ルートＲ２は、垂線Ｌ３、進入線Ｌ１に沿って生成される。このため、移動ルートＲ２は、介助者が入力した進入方向を遵守している。

［シミュレートステップ（二回目）］
図１３に、本実施形態の移動ルート生成方法の二回目のシミュレートステップにおけるディスプレイを示す。図１３に示すように、演算部３００は、自走式介助ロボット１の軌道エリアＥ２（太点線）を算出する（図４のＳ６）。演算部３００は、軌道エリアＥ２を、ディスプレイ４０に描画する。ここで、ディスプレイ４０には、マップＭ、障害物Ｂ１、Ｂ２、移動ルートＲ２、軌道エリアＥ２が、重畳的に表示されている。このため、介助者は、ディスプレイ４０から、仮に移動ルートＲ２で自走式介助ロボット１を動かす場合、中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）と中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）との間で、図１３にハッチングで示すように、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ２に干渉してしまうことを、認識することができる。

演算部３００は、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉しない場合は（図４のＳ７）、ルート生成を完了する（図４のＳ８）。一方、今回のように、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ２に干渉する場合は（図４のＳ７）、次ステップ（二回目の補正ステップ）に進む。

［補正ステップ（二回目）］
図１４に、本実施形態の移動ルート生成方法の二回目の補正ステップにおけるディスプレイ（その１）を示す。図１５に、同補正ステップにおけるディスプレイ（その２）を示す。

本ステップにおいては、中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）および中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）の座標を補正することにより、移動ルートＲ２を補正する。すなわち、新しい移動ルートＲ３を生成する。

図２に示す記憶部３０１には、追加される中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）の候補位置が、複数格納されている（図４のＳ１０）。まず、演算部３００は、複数の候補位置の中から、一つだけ候補位置を選択することにより、新たな中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）を設定する（図４のＳ１１）。

ここで、補正ステップを繰り返すたびに、候補位置は一つずつ減少する。候補位置が無くなった場合、演算部３００は、ディスプレイ４０に、エラーメッセージを表示する（図４のＳ１４）。

続いて、演算部３００は、新たな中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）を算出する（図４のＳ１２）。具体的には、演算部３００は、進入線Ｌ１に対して、中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）から、直線である垂線Ｌ４を引く。演算部３００は、進入線Ｌ１と垂線Ｌ４との接点に、新たな中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）を設定する。

図１５に示すように、続いて、演算部３００は、現在位置Ｓ（０，０）→中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）→中継位置Ｐｇ（Ｘｐｇ，Ｙｐｇ）→目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）を結ぶ移動ルートＲ３（太実線）を設定する（図４のＳ１３）。演算部３００は、移動ルートＲ３を、ディスプレイ４０に描画する。移動ルートＲ３は、垂線Ｌ４、進入線Ｌ１に沿って生成される。このため、移動ルートＲ３は、介助者が入力した進入方向を遵守している。

［シミュレートステップ（三回目）］
図１６に、本実施形態の移動ルート生成方法の三回目のシミュレートステップにおけるディスプレイを示す。図１６に示すように、演算部３００は、自走式介助ロボット１の軌道エリアＥ３（太点線）を算出する（図４のＳ６）。演算部３００は、軌道エリアＥ３を、ディスプレイ４０に描画する。ここで、ディスプレイ４０には、マップＭ、障害物Ｂ１、Ｂ２、移動ルートＲ３、軌道エリアＥ３が、重畳的に表示されている。このため、介助者は、ディスプレイ４０から、仮に移動ルートＲ３で自走式介助ロボット１を動かす場合、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉しないことを、認識することができる。

演算部３００は、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉しないため（図４のＳ７）、ルート生成を完了する（図４のＳ８）。作成された移動ルートＲ３は、記憶部３０１に格納される。

その後、図２に示す演算部３００は、実際に、自走式介助ロボット１の走行モータ２２Ｌ、２２Ｒに駆動指示を出す。自走式介助ロボット１は、移動ルートＲ３に沿って移動し、図３に示す適切な進入方向から、要介助者Ａの元に到着する。

＜作用効果＞
次に、本実施形態の移動ルート生成方法および移動ルート生成システムの作用効果について説明する。本実施形態の移動ルート生成方法は、教示ステップを有している。図６に示すように、介助者がディスプレイ４０をタップすることにより、マップＭに目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）をセットすることができる（図４のＳ２）。すなわち、介助者は、自走式介助ロボット１に、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）を教示することができる。また、介助者がディスプレイ４０を、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）を始点にドラッグすることにより、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）に対する進入方向をセットすることができる。すなわち、介助者は、自走式介助ロボット１に、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）に対する進入方向を教示することができる。

また、本実施形態の移動ルート生成方法は、ルート生成ステップを有している。このため、図７、図８に示すように、介助者に教示された目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）、進入方向を遵守した移動ルートＲ１を、図２に示す演算部３００が生成することができる（図４のＳ４、Ｓ５）。したがって、図３に示すように、要介助者Ａに対して、適切な方向から、自走式介助ロボット１を接近させることができる。

また、本実施形態の移動ルート生成システム７によると、図６に示すように、介助者は、ディスプレイ４０上のマップＭに触れることにより、自走式介助ロボット１に、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）、進入方向を教示することができる。

また、本実施形態の移動ルート生成方法は、教示ステップの前に、障害物検出ステップを有している。このため、図５に示すように、自走式介助ロボット１に目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）、進入方向を教示する前に、図２に示す演算部３００は、自走式介助ロボット１の現在位置Ｓ（０，０）の周囲の障害物Ｂ１、Ｂ２を、認識することができる（図４のＳ１）。

また、図５に示すように、ディスプレイ４０のマップＭには、障害物Ｂ１、Ｂ２が描画されている。このため、マップＭを見ることにより、介助者は、適切な進入方向を簡単に判断することができる。

また、本実施形態の移動ルート生成方法は、ルート生成ステップの後に、シミュレートステップを有している。このため、図９、図１０に示すように、図２に示す演算部３００は、自走式介助ロボット１を実際に移動させる前に、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉するか否かを、認識することができる（図４のＳ６、Ｓ７）。

また、図１０に示すように、ディスプレイ４０のマップＭには、障害物Ｂ１、Ｂ２、移動ルートＲ１、軌道エリアＥ１が描画されている。このため、マップＭを見ることにより、介助者は、自走式介助ロボット１を実際に移動させる前に、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉するか否かを、認識することができる。

また、本実施形態の移動ルート生成方法は、一回目のシミュレートステップの結果、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉する場合に、補正ステップとシミュレートステップを交互に繰り返し実行している。このため、図１１〜図１６に示すように、自走式介助ロボット１を実際に移動させる前に、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉しないように、移動ルートＲ１、Ｒ２を補正することができる（図４のＳ６〜Ｓ８、Ｓ１０〜Ｓ１４）。すなわち、適切な移動ルートＲ３を生成することができる。また、図２に示す記憶部３０１に格納されている中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）の複数の候補位置のいずれを用いても、適切な移動ルートＲ３を生成できない場合は、（補正ステップ→シミュレートステップ）の繰り返し作業を停止することができる（図４のＳ１４）。

また、図１３、図１６に示すように、ディスプレイ４０のマップＭには、障害物Ｂ１、Ｂ２、移動ルートＲ２、Ｒ３、軌道エリアＥ２、Ｅ３が描画されている。このため、マップＭを見ることにより、介助者は、自走式介助ロボット１を実際に移動させる前に、自走式介助ロボット１が障害物Ｂ１、Ｂ２に干渉するか否かを、認識することができる。

また、適切な移動ルートＲ３を生成できない場合、ディスプレイ４０には、エラーメッセージが表示される（図４のＳ１４）。このため、ディスプレイ４０を見ることにより、介助者は、適切な移動ルートＲ３を生成するための調整作業（例えば、障害物Ｂ１、Ｂ２の撤去、進入方向つまり要介助者Ａの向きの変更、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）つまり要介助者Ａの待機位置の変更など）を実行することができる。

＜その他＞
以上、本発明の移動ルート生成方法および移動ルート生成システムの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

図２に示す記憶部３０１に格納されている中継位置Ｐｓ（Ｘｐｓ，Ｙｐｓ）の候補位置の数、座標は限定しない。例えば、現在位置Ｓ（０，０）のＹ軸−方向、Ｘ軸＋方向、Ｘ軸−方向に、候補位置を設定してもよい。移動ルートＲ１〜Ｒ３の設定方法は特に限定しない。最終的に、自走式介助ロボット１が、適切な進入角度から目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）に到着すればよい。

ディスプレイ４０に対する目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）、進入方向の入力方法は特に限定しない。例えば、タップ、ドラッグ、フリック、ピンチアウト、ピンチインなどの方法を用いてもよい。

上記実施形態においては、障害物Ｂ１、Ｂ２を検出する撮像装置８０として、ＣＣＤイメージセンサを用いた。しかしながら、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサを用いてもよい。また、撮像装置８０の代わりに、誘導型近接スイッチ、静電容量型近接スイッチ、超音波型近接スイッチ、光電型近接スイッチなどを用いてもよい。すなわち、演算部３００が、自走式介助ロボット１の現在位置Ｓ（０，０）の周囲の障害物Ｂ１、Ｂ２の位置、形状（少なくとも自走式介助ロボット１側の形状）のうち、少なくとも位置を認識できればよい。

また、移動ルート生成システムにおいて、図６に示す教示ステップ（図４のＳ２）、図７、図８に示すルート生成ステップ（図４のＳ４、Ｓ５）、図９、図１０に示すシミュレートステップ（図４のＳ６）だけを実行してもよい。こうすると、ディスプレイ４０のマップＭに、移動ルートＲ１、軌道エリアＥ１を描画することができる。このため、ディスプレイ４０を見ることにより、介助者が、自ら、移動ルートＲ１の適否を判断することができる。

上記実施形態においては、図６に示すように、教示ステップにおいて、介助者が、マップＭに目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）をセットした（図４のＳ２）。また、介助者が、目的位置Ｇ（Ｘｇ，Ｙｇ）に対する進入方向をセットした。しかしながら、要介助者Ａ自らが、これらのセット作業を行ってもよい。また、介助者、要介助者Ａ以外の人が、セット作業を行ってもよい。すなわち、セット作業を行う人は特に限定しない。

１：自走式介助ロボット。
２：走行部、２０Ｌ：駆動輪、２１Ｌ、２１Ｒ：従動輪、２２Ｌ、２２Ｒ：走行モータ。
３：制御部、３０：コンピュータ、３００：演算部、３０１：記憶部、３１：入出力インターフェイス。
４：基部、４０：ディスプレイ（タッチパネル）。
５Ｌ、５Ｒ：足部。
６：腕部、６０：下段部、６０１：揺動軸、６１：中段部、６２：上段部、６３：保持部、６３１：揺動軸、６４：ハンドル。
７：移動ルート生成システム。
８０：撮像装置（センサ）。
９０：椅子、９１：ベッド。
Ａ：要介助者、Ｂ１：障害物、Ｂ２：障害物、Ｃ：胸部（被保持部）、Ｅ１〜Ｅ３：軌道エリア、Ｇ：目的位置、Ｌ１：進入線、Ｌ２〜Ｌ４：垂線、Ｍ：マップ、Ｐｇ：中継位置、Ｐｓ：中継位置、Ｒ１〜Ｒ３：移動ルート、Ｓ：現在位置、Ｗ：要介助者収容スペース、θ：進入角度。

Claims (6)

1. 要介助者の起立動作を支援する際に該要介助者の体の一部である被保持部を保持する保持部を備える自走式介助ロボットの現在位置から、該要介助者の待機位置である目的位置までの、移動ルートを生成する移動ルート生成方法であって、
   前記目的位置と、前記保持部と前記被保持部とが正対する方向である進入方向と、をタッチパネルを用いて前記自走式介助ロボットに教示する教示ステップと、
   該進入方向から該目的位置に進入するように、前記移動ルートを生成するルート生成ステップと、
   を有することを特徴とする移動ルート生成方法。
2. 前記教示ステップの前に、前記自走式介助ロボットの前記現在位置の周囲の障害物を検出する障害物検出ステップを有し、
   前記ルート生成ステップの後に、生成後の前記移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉するか否かをシミュレートするシミュレートステップを有する請求項１に記載の移動ルート生成方法。
3. 前記シミュレートステップの結果、前記自走式介助ロボットが前記障害物に干渉する場合、前記移動ルートを補正する補正ステップを有し、
   補正後の該移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉しなくなるまで、該シミュレートステップと該補正ステップとを繰り返す請求項２に記載の移動ルート生成方法。
4. 要介助者の起立動作を支援する際に該要介助者の体の一部である被保持部を保持する保持部を備える自走式介助ロボットの現在位置から、該要介助者の待機位置である目的位置までの、移動ルートを生成する移動ルート生成システムであって、
   前記目的位置と、前記保持部と前記被保持部とが正対する方向である進入方向と、が入力され、表示されるタッチパネルと、
   該進入方向から該目的位置に進入するように、前記移動ルートを生成し、生成後の該移動ルートを該タッチパネルに表示させる制御部と、
   を備えることを特徴とする移動ルート生成システム。
5. 前記自走式介助ロボットの前記現在位置の周囲の障害物を検出するセンサを備え、
   前記制御部は、生成後の前記移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉するか否かをシミュレートし、
   前記タッチパネルは、該障害物と、該自走式介助ロボットの軌道エリアと、を表示する請求項４に記載の移動ルート生成システム。
6. 前記制御部は、前記シミュレートの結果、前記自走式介助ロボットが前記障害物に干渉する場合、前記移動ルートを補正し、
   補正後の該移動ルートに沿って該自走式介助ロボットが移動する場合に、該自走式介助ロボットが該障害物に干渉しなくなるまで、該シミュレートと該補正とを繰り返す請求項５に記載の移動ルート生成システム。

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