JP2016184337A

JP2016184337A - 移動体

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Publication number: JP2016184337A
Application number: JP2015064947A
Authority: JP
Inventors: 豊渡邊; Yutaka Watanabe
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2015-03-26
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2035-03-26
Also published as: JP6402429B2

Abstract

【課題】移動体がユーザの足の動きの妨げになることを抑制し、前進するユーザの邪魔になる状況が抑制された移動体を提供する。【解決手段】ユーザ検知手段により検知されたユーザ１５０の状況に基づいて、前進するユーザの足の動きが、予測手段により予測される。移動体１００の移動目標位置が、目標設定手段により、足の動きについての予測に基づきユーザの前方周囲に設定される領域内で設定される。移動体は、移動制御手段により、設定された移動目標位置に向けて移動する。これにより、移動体を、前進するユーザに対し、当該ユーザの足の動きに応じて順次移動させることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、移動体に関し、特に、前進するユーザの邪魔になる状況が抑制された移動体に関する。

特許文献１には、周囲の障害物を避けつつ、ユーザから離脱しないように移動する移動体が開示されている。また、特許文献２には、ユーザに随伴して自律的に移動する自律移動装置が記載されている。

特開２００９−１５１３８２号公報特開２００７−３３４５００号公報

移動体がユーザと共に移動する場合、移動体がユーザから十分に離れていないと、移動体がユーザの歩行に不快感を与える可能性がある。しかし、移動体とユーザとの距離が必要以上に離れた場合には、移動体がユーザにとって頼りない存在になる可能性がある。また、移動体が周囲の人にとって邪魔になる可能性もある。上記特許文献１，２は、移動体や自律移動装置が歩行するユーザの邪魔になる可能性を何ら考慮していない。

本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、前進するユーザの邪魔になる状況が抑制された移動体を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段および発明の効果

この目的を達成するために、請求項１記載の移動体によれば、ユーザ検知手段により検知されたユーザの状況に基づいて、前進するユーザの足の動きが、予測手段により予測される。移動体の移動目標位置が、目標設定手段により、足の動きについての予測に基づきユーザの前方周囲に設定される領域内で設定される。移動体は、移動制御手段により、設定された移動目標位置に向けて移動する。これにより、移動体を、前進するユーザに対し、当該ユーザの足の動きに応じて順次移動させることができる。よって、移動体がユーザの足の動きの妨げになることを抑制できるので、前進するユーザの邪魔になる状況が抑制される。

請求項２記載の移動体によれば、請求項１が奏する効果に加え、次の効果を奏する。移動目標位置は、ユーザの右足または左足のうち一方の足を基準足とし、当該基準足が踏み出されて前方に移動しているときの、ユーザに対する移動体の、ユーザの前方、または、ユーザの左右方向のうち基準足より当該ユーザの外側に向かう方向のうち、少なくとも一方の相対距離が、基準足が接地しているときに比べて広がるよう設定される。よって、前方に移動する基準足が移動体に接触することを抑制できる。

請求項３記載の移動体によれば、請求項２が奏する効果に加え、次の効果を奏する。移動目標位置は、前方に踏み出される基準足が前方に加速しているときの、ユーザに対する移動体の、ユーザの前方、または、ユーザの左右方向のうち基準足より当該ユーザの外側に向かう方向のうち、少なくとも一方の相対距離が、基準足が接地しているときに比べて広がるよう設定される。よって、基準足が前方に加速して移動する状況において、当該基準足が移動体に接触することを抑制できる。

請求項４記載の移動体によれば、請求項２または３が奏する効果に加え、次の効果を奏する。移動目標位置は、基準足の前方の第１の領域内で設定されるので、移動体を基準足の前方にて移動させることができる。よって、ユーザの前方を横切る状況を抑制でき、それにより、ユーザが移動体と接触する可能性を好適に抑制できる。

請求項５記載の移動体によれば、請求項４が奏する効果に加え、次の効果を奏する。周辺状況検知手段により基準足の前方に物体が検知された場合、移動目標位置が、移動体が基準足とは異なる足の前方の第２領域に向けて移動するよう設定される。よって、基準足の前方に物体が検出された場合には、移動体を、基準足とは異なる足の側へ移動させるので、移動体が物体に衝突することを抑制できる。

請求項６記載の移動体によれば、請求項１が奏する効果に加え、次の効果を奏する。移動目標位置は、ユーザの右足または左足のうち、予測手段により予測される前方に踏み出し中の足の動きに基づいて、当該踏み出し中の足とは反対側の足の前方に向けて移動するよう設定される。よって、移動体は、踏み出しを行わない側の足に移動するので、踏み出し中の足に接触することを抑制できる。

請求項７記載の移動体によれば、請求項５または６が奏する効果に加え、次の効果を奏する。移動目標位置が、移動体の移動軌跡がユーザに対して前方に膨らむよう設定される。よって、移動体がユーザの前方を横切る場合に、前進するユーザに接触することを抑制できる。

請求項８記載の移動体によれば、請求項１が奏する効果に加え、次の効果を奏する。ユーザの右足または左足のうち一方の足の踏み出し中に、移動体が、踏み出した足とは異なる足の前方から、当該踏み出した足の接地位置の前方に向けて移動し、踏み出した足が接地する付近のタイミングにおいて、当該踏み出した足の接地位置の前方に到達するよう、移動目標位置が設定される。よって、移動体は、踏み出さず軸となる足の前を横切り、踏み出した足の接地位置の前方に移動されるので、移動体がユーザの前方を横切る状況において、移動体がユーザの足に接触することを抑制できる。

請求項９記載の移動体によれば、請求項８が奏する効果に加え、次の効果を奏する。ユーザの右足または左足のうち一方の足を基準足とする。周辺状況検知手段により基準足の前方に物体が検知された場合、基準足とは異なる足の踏み出し中に、移動体が、基準足の前方から、基準足とは異なる足の接地位置の前方に向けて移動し、基準足とは異なる足が接地する付近のタイミングにおいて、当該基準足とは異なる足の接地位置の前方に到達するよう、移動目標位置が設定される。よって、基準足の前方に物体が検出された場合には、移動体を、基準足とは異なる足の側へ移動させるので、移動体が物体に接触することを抑制できる。

請求項１０記載の移動体によれば、請求項１から９のいずれかが奏する効果に加え、次の効果を奏する。ユーザ検知手段により検知されたユーザの状況に基づいて、ユーザが前進する際に足を動かすリズムおよび歩幅が算出される。そして、算出されたリズムおよび歩幅に基づいて、ユーザの足の動きが予測される。よって、足の動きの予測を比較的簡易な計算によって行うことができる。

移動体の外観を示す模式図である。移動体の概略的な電気的構成を示すフロック図である。状態検出処理を示すフローチャートである。相対位置制御処理を示すフローチャートである。ユーザが基準足を踏み出している間、ユーザと移動体との相対距離を広げる移動目標位置の例を示す模式図である。ユーザの基準足の前方に物体が検出された場合に算出される移動目標位置の一例を示す模式図である。変形例を説明するための模式図である。変形例を説明するための模式図である。

以下、本発明を実施するための形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の移動体の一実施形態である移動体１００の外観を示す模式図である。移動体１００は、移動するユーザ１５０の前方周囲を自律的に移動することによって、ユーザ１５０の移動をサポートする装置として機能する。詳細は後述するが、本実施形態の移動体１００は、その移動が、移動するユーザ１５０の邪魔とならないよう構成される。

なお、移動体１００の移動範囲である「ユーザ１５０の前方周囲」は、例えば、ユーザ１５０の前方であり、かつ、ユーザ１５０を中心とする１８０度の範囲である。あるいは、ユーザの視界の範囲内としてもよい。また、移動体１００とユーザ１５０との間の距離は、他の物体や他者が入らないよう確保すべき距離（例えば、４０ｃｍ程度）以上、かつ、ユーザ１５０と共に移動するという点で自然な距離（例えば、７０ｃｍ程度）を越えないように設定された距離以下の範囲内とされる。

図１に示すように、移動体１００は、本体部１０１と、車輪１０２と、表示部１０３とを有する。本体部１０１は、略円柱状に構成される。本体部１０１の形状は、略円柱状に限られるものではなく、種々の形状を採用できる。本体部１０１の周辺には、ユーザ１５０または移動体１００の周辺を撮像するための複数の撮像装置（図示せず）が設けられている。

車輪１０２は、全方位への移動が可能な全方位車輪として構成される。よって、移動体１００は、全方位への移動をスムーズに行うことができる。本実施形態では、３つの車輪１０２が設けられているものとするが、車輪１０２の数は３つに限らず、適宜の数を採用できる。

表示部１０３は、液晶表示装置などのディスプレイを有し、ディスプレイへの表示によって情報をユーザ１５０に伝達する。なお、図１に示す例において、表示部１０３のディスプレイは、ユーザ１５０に対向する面に設けられている。表示部１０３のディスプレイは、タッチパネルとして構成され、ユーザ１５０からの指示を移動体１００に入力することができる。

図２は、移動体１００の概略的な電気的構成を示すフロック図である。移動体１００は、センシング部１０と、制御部２０と、駆動部３０と、ヒューマン・マシン・インタフェイス（以下「ＨＭＩ」と称す）部４０とを有する。

センシング部１０は、ユーザ１５０の状態（以下「ユーザ状態」と称す）や、移動体１００およびユーザの周辺の状態（以下「周辺状態」と称す）を検出するものである。センシング部１０のうち、ユーザ状態を検出するものは、本発明におけるユーザ検知手段の一例である。センシング部１０のうち、周辺状態を検出するものは、本発明における周辺状態検知手段の一例である。

センシング部１０は、例えば、本体部１０１の周囲に設けられた複数の撮像装置、ミリ波やレーザなどの各種センサ装置などから構成される。なお、撮像装置としては、例えば、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）カメラや、ＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラなどのカメラ装置を採用できる。撮像装置は、レンジファインダを有するものを採用してもよい。

センシング部１０は、センシング部１０が検出した結果を制御部２０に出力する。より詳細には、センシング部１０は、ユーザ１５０を対象とする撮像画像およびレーダによる検出結果などを、ユーザ状態の検出結果として、制御部２０に出力する。一方、センシング部１０は、移動体１００およびユーザ１５０の周辺を対象とする撮像画像およびレーダによる検出結果などを、周辺状態の検出結果として、制御部２０に出力する。

制御部２０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、およびＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）などから構成され、移動体１００の全体を制御する制御装置として機能する。なお、図３および図４を参照して後述する処理を実現するためのプログラムは、制御部２０のＲＯＭに記憶され、制御部２０のＣＰＵにより実行される。制御部２０は、センシング部１０からの入力に応じた制御信号を生成し、当該制御信号を駆動部３０またはＨＭＩ部４０へ出力する。

駆動部３０は、車輪１０２、および、車輪１０２の駆動源となるモータなどから構成される。駆動部３０には、制御部２０から制御信号が入力される。制御信号が駆動部３０に入力されると、入力された信号に基づきモータが回転し、当該モータの回転が動力となって車輪１０２が駆動する。

ＨＭＩ部４０は、ユーザ１５０に情報を出力したり、ユーザ１５０が指示を入力するためのインタフェイスである。表示部１０３のディスプレイは、ＨＭＩ部４０の一例である。なお、音声を出力するスピーカや、音声を入力するマイクをＨＭＩ部４０として設ける構成としてもよい。ＨＭＩ部４０は、制御部２０から入力された制御信号に応じて、情報を出力する。一方、ユーザ１５０からＨＭＩ部４０に指示が入力された場合、ＨＭＩ部４０は、当該入力に応じた制御信号を制御部２０に出力する。

図３は、上記構成を有する移動体１００の制御部２０のＣＰＵが実行する状態検出処理を示すフローチャートである。本処理は、所定時間毎（例えば、０．１秒毎）に定期的に実行される。本処理は、ユーザおよび周辺の状態を検出する処理であり、センシング部２０からの入力に基づいて、移動体座標系（すなわち、移動体１００を基準とする座標系）で表される各パラメータを、ユーザ座標系（すなわち、ユーザ１５０を基準とする座標系）に変換する処理である。

制御部２０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と称す）は、センシング部２０からの入力に基づいて、移動体座標系におけるパラメータを取得する（Ｓ１０１）。Ｓ１０１にて取得されるパラメータは、ユーザ状態を示すパラメータと、周辺状態を示すパラメータとに大別される。

ユーザ状態を示すパラメータは、例えば、移動体１００に対するユーザ１５０の相対位置（ｘ０，ｙ０）、移動体１００に対するユーザ１５０の相対速度ｖ０、移動体１００に対するユーザ１５０の相対移動方向θ０、移動体１００に対するユーザ１５０の体の向きθＢなどである。

一方、周辺状態を示すパラメータは、例えば、移動体１００に対する他者または物体の相対位置（ｘｉ，ｙｉ）、移動体１００に対する他者または物体の相対速度ｖｉ、移動体１００に対する他者または物体の相対移動方向θｉなどである。なお、変数ｉは、１以上の整数であり、周辺に存在する他者または物体に対し個々に割り当てられる。つまり、変数ｉは、周辺に存在する他者または物体を個々に特定するための値である。

ユーザ１５０、あるいは周辺に存在する他者または物体の相対位置、ユーザ１５０の体の向き、および、ユーザ１５０の右足または左足の位置は、例えば、本体部１０１の周囲に設けられた複数の撮像装置（例えば、カメラ）により撮像された各画像を画像処理に供し、エッジ抽出やパターン認識を行うことにより取得できる。

なお、ユーザであるか否かの認識は、例えば、予めユーザの顔画像を記憶させておき、その顔画像と撮像画像との比較に基づいて行う。また、周辺に存在する物体が、移動する他者であるか、静止している物体であるかの区別もまた、撮像画像に基づいて行う。一方、ユーザ１５０、あるいは周辺に存在する他者または物体の相対速度、相対移動方向は、例えば、今回に取得した各画像および前回に取得した各画像に基づいて取得する。

ＣＰＵは、Ｓ１０１にて取得した、移動体座標系における各パラメータを、ユーザ座標系に変換し（Ｓ１０２）、本処理を終了する。Ｓ１０２の処理の結果、移動体１００を基準とする相対的なパラメータが、ユーザ１５０を基準とする相対的なパラメータに変換される。

図４は、ＣＰＵが実行する相対位置制御処理を示すフローチャートである。なお、ＣＰＵは、本処理を、上記状態検出処理（図３）と並列して実行する。本処理は、所定時間毎（例えば、０．１秒毎）に定期的に実行される。本処理は、ユーザ１５０の足の動きに応じて、ユーザ１５０との相対位置を調整しつつ移動体１００を移動させる処理である。

ＣＰＵは、ユーザ１５０が歩行中であるかを判断する（Ｓ２０１）。具体的に、ＣＰＵは、まず、状態検出処理により取得された、ユーザ１５０に対する移動体１００の速度と、移動体１００の移動速度とから、ユーザ１５０の移動速度を算出する。次に、ＣＰＵは、算出されたユーザ１５０の移動速度が、人間の歩行時における速度範囲内の値であるかを判断する。

そして、ＣＰＵは、ユーザ１５０の移動速度が、人間の歩行時における速度範囲であると判断した場合に、ユーザ１５０が歩行中であると判断する。なお、「人間の歩行時における速度範囲」は、例えば、０［ｋｍ／ｈ］より大きく、かつ、８［ｋｍ／ｈ］以下である。ユーザ１５０に応じて歩行速度にばらつきがあるので、ユーザ１５０に設定させた範囲を利用してもよい。

ＣＰＵは、ユーザ１５０が歩行中でないと判断した場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）、本処理を終了する。一方、ＣＰＵは、ユーザ１５０が歩行中であると判断した場合（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、ユーザ１５０の歩行状態を検知する（Ｓ２０２）。具体的に、ＣＰＵは、センシング部１０のカメラによる撮像画像を解析し、ユーザ１５０の歩行状態、すなわち、ユーザ１５０の右足および左足の各位置を検知する。

あるいは、撮像画像に基づく直接的な足の検知でなく、間接的に足を検知してもよい。例えば、移動体１００に対するユーザ１５０の体の向きθＢの時間変化に応じて、ユーザ１５０の体の揺れ具合またはねじれ具合を検出し、検出された揺れ具合やねじれ具合に基づいて、ユーザ１５０の右足および左足の各位置を検知してもよい。

ＣＰＵは、ユーザ１５０の歩行リズムおよび歩幅を取得する（Ｓ２０３）。歩行リズムは、例えば、単位時間あたりの歩数（すなわち、歩行テンポ）である。Ｓ２０３において、例えば、ＣＰＵは、Ｓ２０２により検知されたユーザ１５０の足の位置のログを取り、そのログに基づいて、歩行リズムおよび歩幅を算出する。

あるいは、移動体２００にフラッシュメモリなどの記憶部を設け、ＣＰＵは、当該記憶部に予め準備されているユーザ１５０の歩行リズムおよび歩幅を読み出してもよい。なお、記憶部に記憶されている歩行リズムおよび歩幅を利用する場合、Ｓ２０２にて検出されるユーザ１５０の歩行状態に応じて補正を行い、補正後の値を用いる構成としてもよい。

ＣＰＵは、Ｓ２０２にて検知されたユーザ１５０の足の位置と、Ｓ２０３にて取得された歩行リズムおよび歩幅とに基づいて、ユーザ１５０の足の動きを予測する（Ｓ２０４）。つまり、ＣＰＵは、足の動きとして、例えば、踏み出す側の足が、どの程度の速さでどのような軌跡で動き、何時どこに接地するかなどを予測する。Ｓ２０４の処理が、本発明における予測手段の一例である。

ＣＰＵは、予測された足の動きに基づいて、移動体１００の、ユーザ１５０との目標相対位置を算出する（Ｓ２０５）。つまり、ＣＰＵは、移動体１００の移動目標位置を算出する。詳細は後述するが、本実施形態では、通常時において、ユーザ１５０が基準足を踏み出している間、ユーザ１５０と移動体１００との相対距離が広がるように、当該基準足の前方に設けられた第１領域内で、移動体１００の移動目標位置が算出される。なお、Ｓ２０５にて算出される移動目標位置は、ユーザ１５０と移動体１００との相対距離を、ユーザ１５０が心理的に安心できる程度にわずかに広げる位置である。

「基準足」は、右足または左足のうち、ユーザ１５０により設定された側の足である。ユーザ１５０は、自身が使い易い側、例えば、利き手側を基準足に設定できる。一方、基準足の前方に物体が検知された場合には、移動体１００が、第１領域から、基準足とは異なる足の前方の第２領域に向けて移動するよう、移動目標位置が設定される。Ｓ２０５の処理が、本発明における目標設定手段の一例である。

ＣＰＵは、移動体１００をＳ２０５にて設定された移動目標位置へ向けて移動させることにより、移動体１００とユーザ１５０との相対位置を調整する（Ｓ２０６）。つまり、ＣＰＵは、移動体１００がＳ２０５にて設定された移動目標位置に向けて移動するよう、駆動部３０に制御信号を出力する。Ｓ２０６の処理が、本発明における移動制御手段の一例である。ＣＰＵは、Ｓ２０６の処理後、処理をＳ２０１に移行する。

図５および図６を参照して、上述した相対位置制御処理のＳ２０５にて算出される移動目標位置について説明する。図５（ａ）は、ユーザ１５０が基準足を踏み出している間、ユーザ１５０と移動体１００との相対距離を広げる移動目標位置の一例を示す模式図である。

ユーザ１５０の周囲には、個の領域１２０が設けられる。「個の領域」は、所謂、心理的なパーソナルスペースであり、相手の進入を好ましく思わない領域であると同時に、相手も侵入したくないと感じる領域である。個の領域１２０の内側には、排除領域１２１が設けられる。排除領域１２１は、移動体１００などの物体や他者が入らないよう確保すべき領域である。なお、本実施形態では、個の領域１２０および排除領域１２１を楕円としたが、円などの適宜の形状を採用できる。

移動体１００は、ユーザ１５０の前方周囲、より詳細には、個の領域１２０の内側、かつ、排除領域１２０ａの外側に設けられる領域１３０内で移動するよう制御される。領域１３０は、ユーザ１５０の前方であり、かつ、ユーザ１５０を中心とする１８０度の範囲に設けられる。領域１３０における前方の境界１３０ａは、ユーザ１５０に対し、ユーザ１５０と共に移動するという点で自然な距離に設定される。

なお、図５（ａ）の例では、領域１３０を、その境界１３０ａが個の領域１２０の内側となるように設けたが、境界１３０ａが個の領域１２０を超えることがなければ、領域１３０を適宜の大きさで設定できる。また、領域１３０の範囲は、ユーザ１５０を中心とする１８０度の範囲に限らず、例えば、ユーザ１５０の視界の範囲内としてもよい。

領域１３０は、ユーザ１５０に対し左右２つの領域１３０Ｌ，１３０Ｒに分割される。本実施形態では、図５（ａ）に示すように、領域１３０Ｌ，１３０Ｒは、領域１３０が左右均等に２分割された各領域とするが、領域１３０Ｌ，１３０Ｒを異なる大きさとしてもよい。また、領域１３０Ｌと領域１３０Ｒとの間が不連続であってもよい。

本実施形態では、移動体１００は、通常時において、ユーザ１５０の右足１５０Ｒおよび左足１５０Ｌのうち、ユーザ１５０が基準足として設定した側の領域１３０Ｌまたは領域１３０Ｒの範囲内で、基準足の動きに応じて移動するよう構成される。例えば、基準足が右足１５０Ｒに設定された場合、移動体１００は、右足１５０Ｒの動きに応じて、領域１３０Ｒの範囲内で移動する。

これにより、移動体１００を、ユーザ１５０が設定した基準足の側で移動させることができる。例えば、ユーザ１５０が、利き手側を基準足に設定した場合には、移動体１００を利き手の側で移動させることができる。この場合、ユーザ１５０は、利き手側に移動体１００が位置することで安心感を得ることができるとともに、利き手で移動体１００を操作できる。また、移動体１００がユーザ１５０の前を横切る状況を抑制できるので、ユーザ１５０が前を横切る移動体１００に対し煩わしさを感じたり、前進するユーザ１５０と接触することなどを抑制できる。

例えば、図５（ａ）に示すように、基準足である右足１５０Ｒが踏み出されて前方に移動しているときに、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が、ユーザ１５０の前方、すなわち、矢印Ａの方向に広くなるよう、移動体１００の移動目標位置１０１が、領域１３０の範囲内で算出される。

これにより、右足１５０Ｒが踏み出されて前方に移動する際には、移動体１００は、ユーザ１５０の前方に対する相対距離が、右足１５０Ｒを踏み出していないとき、例えば、右足１５０Ｒが接地しているときに比べて広くなる。よって、踏み出しによって前方に移動する右足１５０Ｒ、すなわち、踏み出しによって前方に移動する基準足が移動体１００に接触することを抑制できる。そのため、移動体１００が、前進するユーザ１５０の邪魔になる状況を抑制できる。

一方、図５（ｂ）は、ユーザ１５０が基準足を踏み出している間、ユーザ１５０と移動体１００との相対距離を広げる移動目標位置の別例を示す模式図である。図５（ｂ）に示す例では、基準足である右足１５０Ｒが踏み出されて前方に移動しているときに、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が、ユーザ１５０の右方、すなわち、ユーザ１５０の左右方向のうち右足１５０Ｒより外側に向かう方向（矢印Ｂの方向）に広くなるよう、移動体１００の移動目標位置１０１が領域１３０の範囲内で算出される。なお、基準足が左足１５０Ｌである場合には、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が、ユーザ１５０の左方に広くなるよう、移動目標位置１０１が算出される。

これにより、右足１５０Ｒが踏み出されて前方に移動する際には、移動体１００は、ユーザ１５０の右方に対する相対距離が、右足１５０Ｒが踏み出されていない、例えば、右足１５０Ｒが接地しているときに比べて広くなる。よって、踏み出しによって前方に移動する右足１５０Ｒ、すなわち、踏み出しによって前方に移動する基準足が移動体１００に接触することを抑制できる。

なお、上記説明では、基準足が踏み出されて前方に移動しているときに、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が上述の通りに広くなるよう、移動目標位置１０１を算出することを例示した。これに代えて、踏み出された基準足が前方に加速しているときに限って、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が広くなるような移動目標位置１０１を算出する構成であってもよい。

また、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が、前方について広く、かつ、ユーザ１５０の左右方向のうち右足１５０Ｒより外側に向かう方向について広くなるよう、移動目標位置１０１を算出する構成であってもよい。例えば、基準足が右足１５０Ｒである場合、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が右前方に広くなるよう、移動目標位置１０１を算出する構成であってもよい。

図６は、ユーザ１５０の基準足の前方に物体３００が検出された場合に算出される移動目標位置の一例を示す模式図である。図６において、基準足は右足１５０Ｒであるとする。右足１５０Ｒの前方に物体３００が検知された場合、移動体１００が、領域１３０Ｒから、基準足とは異なる足（すなわち、左足１５０Ｌ）の前方の領域１３０Ｌに向けて移動するよう、移動目標位置１０１が算出される。これにより、領域１３０Ｒ内に位置する移動体１００が、領域１３０Ｌ内に移動するので、移動体１００が、右足１５０Ｒの前方に存在する物体３００と接触する可能性が抑制される。なお、前方に検出されたものが物体３００である場合に限らず、人間（つまり、他者）が検出された場合も同様である。

本実施形態では、図６に示すように、移動体１００を領域１３０Ｒから領域１３０Ｌに移動させる際に、その移動軌跡が、ユーザ１５０に対して前方に膨らむ軌跡Ｅとなるような移動目標位置１０１が順次算出される。このように、移動体１００が、右足１３０Ｒの前方の領域１３０Ｒから領域１３０Ｌへと、ユーザ１５０の前を横切る場合において、右足１３０Ｒが移動体１００に接触することを抑制できる。

図６に示す例において、移動体１００が領域１３０Ｌ内の位置１００ａに移動した後は、基準足を一時的に左足１５０Ｌとし、左足１５０Ｌの踏み出しに応じて、上述した右足１５０Ｒの場合と同様に、移動体１００とユーザ１５０との間の相対距離が制御される。そして、ユーザ１５０が物体３００の横を通り過ぎて、物体３００との接触の可能性がなくなった場合に、移動体１００を、領域１３０Ｒから領域１３０Ｌへ移動させた場合と同様に、領域１３０Ｌから領域１３０Ｒへ移動させる。そして、移動体１００が領域１３０Ｒに移動したら、基準足を元の右足１５０Ｒに戻す。

あるいは、移動体１００が領域１３０Ｌ内の位置１００ａに移動した後、左足１５０Ｌの前方に新たな物体が検出されるまでは、基準足を左足１５０Ｌとして、基準足が右足１５０Ｒである場合と同様に移動体１００の移動を制御する構成としてもよい。かかる場合、左足１５０Ｌの前方に新たな物体が検出された場合、移動体１００を、領域１３０Ｒから領域１３０Ｌへ移動させた場合と同様に、領域１３０Ｌから領域１３０Ｒへ移動させる。そして、移動体１００が領域１３０Ｒに移動したら、基準足を元の右足１５０Ｒに戻す。

本実施形態の移動体１００によれば、前進するユーザ１５０の状態がセンシング部１０で検出され、センシング部１０からの入力に基づきユーザ１５０の足の動きが予測される。予測された足の動きに基づいて、移動体１００の移動目標位置が算出され、移動体１００を、算出された移動目標位置へと移動させる。これにより、移動体１００を、前進するユーザに対し、当該ユーザの足の動きに応じて順次移動させることができる。

特に、踏み出された足が前方に移動する際に、移動体１００とユーザ１５０との相対距離が、ユーザ１５０の前方、または、ユーザ１５０の左右方向のうち踏み出された足より外側に向かう方向への相対距離が広くなるような移動目標位置１０１が算出されるので、踏み出しによって前方に移動する足が移動体１００に接触することを抑制できる。これにより、移動体１００が、前進するユーザ１５０の邪魔になる状況が抑制される。

また、本実施形態によれば、ユーザ１５０の足の動きの予測は、センシング部１０からの入力に基づき算出される、ユーザ１５０が前進する際に足を動かすリズムおよび歩幅に基づいて予測される。よって、足の動きの予測を比較的簡易な計算によって行うことができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。

上記実施形態では、通常時において、ユーザ１５０の右足１５０Ｒおよび左足１５０Ｌのうち、ユーザ１５０が基準足として設定された側の領域１３０Ｌまたは領域１３０Ｒの範囲内で、基準足の動きに応じて移動するよう構成した。これに代えて、右足１５０Ｒまたは左足１５０Ｌが踏みされる毎に、踏み出された足の動きに基づいて、踏み出した足の前方の領域に位置する移動体が、踏み出した足とは異なる足の前方に移動するよう、移動目標位置を算出する構成としてもよい。

本変形例によれば、踏み出しを行わない側の足の前方に移動体１００を位置させることができるので、移動体１００が、踏み出しにより前方に移動する足に接触することを抑制できる。本変形例においても、図６に示すように、移動体１００の移動軌跡が、ユーザ１５０に対して前方に膨らむようにしたり、図７に示すように、移動体１００の移動タイミングを考慮することが好ましい。

上記実施形態では、ユーザ１５０の基準足の前方に物体３００が検出された場合、図６に示すように、移動体１００を領域１３０Ｒから領域１３０Ｌに移動させる際に、その移動軌跡が、ユーザ１５０に対して前方に膨らむ軌跡Ｅとなるような移動目標位置１０１を算出した。移動体１００の移動タイミングを考慮することにより、軌跡Ｅより短い軌跡で移動体１００を領域１３０Ｒから領域１３０Ｌに移動させるようにしてもよい。

図７および図８は、本変形例を説明するための模式図である。本変形例では、ユーザ１５０の基準足の前方に物体３００が検出された場合、基準足とは異なる足の踏み出し中に、移動体が、基準足の前方から、基準足とは異なる足の接地位置の前方に向けて移動し、基準足とは異なる足が接地する付近のタイミングにおいて、当該基準足とは異なる足の接地位置の前方に到達するよう、移動目標位置が算出される。

つまり、基準足を右足１５０Ｒすると、基準足（右足１５０Ｒ）の前方に物体３００が検出された場合には、図７に示すように、左足１５０Ｌの踏み出し中に、移動体１００が、右足１５０Ｒの前方から、左足１５０Ｌの接地位置の前方に向けて移動し、左足１５０Ｌが接地する付近のタイミングにおいて、左足１５０Ｌの接地位置の前方の位置１００ａに到達するよう、移動目標位置１０１が算出される。

これにより、基準足の前方に位置する移動体１００が、ユーザ１５０の前を横切り、左足１５０Ｌの前方に移動するので、移動体１００が、物体３００と接触する可能性が抑制される。このとき、移動体１００は、踏み出さず軸となる基準足（右足１５０Ｒ）の前を横切り、踏み出した足（左足１５０Ｌ）の接地位置の前方に移動されるので、移動体１００がユーザの前方を横切る状況において、移動体１００がユーザ１５０の足１５０Ｒ，１５０Ｌに接触することを抑制できる。

また、移動タイミングを考慮して移動体１００を移動させる場合には、移動体１００は、踏み出さず軸となる足の前を横切るので、図８に示すように、移動体１００を、ユーザ１５０に対して前方に膨らむ移動軌跡Ｅ（図６）とする必要はない。よって、移動体１００を、比較的短い移動軌跡Ｆで移動させることができる。これにより、移動体１００がユーザ１５０の前方を横切る時間をその分短くできるので、ユーザ１５０が、移動体１００が前方を横切ったことによって受ける違和感を抑制できる。

なお、物体３００の存在に関係なく、右足１５０Ｒまたは左足１５０Ｌが踏みされる毎に、移動体１００が、踏み出した足とは異なる足の前方から、当該踏み出した足の接地位置の前方に向けて移動し、踏み出した足が接地する付近のタイミングにおいて、当該踏み出した足の接地位置の前方に到達するよう、移動目標位置が算出される構成としてもよい。

上記実施形態では、踏み出しにより前方に基準足が動く場合に、ユーザ１５０の前方、または、ユーザ１５０の左右方向のうち踏み出された足より外側に向かう方向への相対距離が広くなるような移動目標位置１０１を算出する構成とした。これに代えて、移動体１００が、ユーザ１５０の前方、かつ、ユーザ１５０の左右方向のうち踏み出された足より内側に向かう方向への相対距離が広くなるような移動目標位置１０１を算出する構成としてもよい。例えば、基準足が右足１５０Ｒである場合に、ユーザ１５０の左前方向の相対距離が広くなるような移動目標位置１０１を算出してもよい。

上記実施形態では、相対位置制御処理（図４）において、歩行中であることを条件として、Ｓ２０２〜Ｓ２０６の処理が実行される構成としたが、小走り程度の速度をＳ２０２〜Ｓ２０６の処理を実行する条件として含めてもよい。

上記実施形態では、制御部２０は、移動体座標系における各パラメータを、ユーザ座標系に変換し、周辺の状態をユーザ１５０の状態を基準として把握する構成とした。これに代えて、制御部２０は、移動体座標系における各パラメータ（すなわち、センシング部２０からの入力に基づき取得される各パラメータ）から、ユーザ１５０および周辺の各状態を把握する構成としてもよい。

１００移動体
１５０ユーザ

Claims

移動体であって、
ユーザの状況を検知するユーザ検知手段と、
前記ユーザ検知手段により検知された前記ユーザの状況に基づいて、前進する前記ユーザの足の動きを予測する予測手段と、
前記予測手段により予測される足の動きに基づいて、前記移動体の移動目標位置を前記ユーザの前方周囲に設定される領域内で設定する目標設定手段と、
前記移動体を前記目標設定手段により設定された移動目標位置へ向けて移動させる移動制御手段と、
を備えていることを特徴とする移動体。
前記目標設定手段は、前記ユーザの右足または左足のうち一方の足を基準足とし、当該基準足が踏み出されて前方に移動しているときの、前記ユーザに対する前記移動体の、前記ユーザの前方、または、前記ユーザの左右方向のうち前記基準足より当該ユーザの外側に向かう方向のうち、少なくとも一方の相対距離が、前記基準足が接地しているときに比べて広がるよう、前記移動目標位置を設定することを特徴とする請求項１記載の移動体。
前記目標設定手段は、前記前方に踏み出される前記基準足が前方に加速しているときの、前記ユーザに対する前記移動体の、前記ユーザの前方、または、前記ユーザの左右方向のうち前記基準足より当該ユーザの外側に向かう方向のうち、少なくとも一方の相対距離が、前記基準足が接地しているときに比べて広がるよう、前記移動目標位置を設定することを特徴とする請求項２記載の移動体。
前記目標設定手段は、前記基準足の前方の第１の領域内で前記移動目標位置を設定することを特徴する請求項２または３に記載の移動体。
周辺の状況を検知する周辺状況検知手段を備え、
前記目標設定手段は、前記周辺状況検知手段により前記基準足の前方に物体が検知された場合、前記移動体が前記基準足とは異なる足の前方の第２領域に向けて移動するよう、前記移動目標位置を設定することを特徴する請求項４記載の移動体。
前記目標設定手段は、前記ユーザの右足または左足のうち、前記予測手段により予測される前方に踏み出される足の動きに基づいて、当該踏み出される足とは反対側の足の前方に向けて移動するよう、前記移動目標位置を設定することを特徴する請求項１記載の移動体。
前記目標設定手段は、前記移動体の移動軌跡が前記ユーザに対して前方に膨らむよう、前記移動目標位置を設定することを特徴する請求項５または６に記載の移動体。
前記目標設定手段は、前記ユーザの右足または左足のうち一方の足の踏み出し中に、前記移動体が、前記踏み出した足とは異なる足の前方から、当該踏み出した足の接地位置の前方に向けて移動し、前記踏み出した足が接地する付近のタイミングにおいて、当該踏み出した足の接地位置の前方に到達するよう、前記移動目標位置を設定することを特徴とする請求項１記載の移動体。
周辺の状況を検知する周辺状況検知手段を備え、
前記目標設定手段は、前記ユーザの右足または左足のうち一方の足を基準足とし、前記周辺状況検知手段により前記基準足の前方に物体が検知された場合、当該基準足とは異なる足の踏み出し中に、前記移動体が、前記基準足の前方から、当該基準足とは異なる足の接地位置の前方に向けて移動し、前記基準足とは異なる足が接地する付近のタイミングにおいて、当該基準足とは異なる足の接地位置の前方に到達するよう、前記移動目標位置を設定することを特徴とする請求項８記載の移動体。
前記予測手段は、前記ユーザ検知手段により検知された前記ユーザの状況に基づいて、前記ユーザが前進する際に足を動かすリズムおよび歩幅を算出し、算出されたリズムおよび歩幅に基づいて、前記ユーザの足の動きを予測することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の移動体。