JP2017097537A - 案内用ロボット - Google Patents

Abstract

【課題】被案内者が目的地の設定を簡易な操作で行うことが可能な案内用ロボットを提供する。【解決手段】目的地決定部５２ｂは、タッチパネルディスプレイ２０に、複数の目的地候補を示す目的地候補画像を表示し、被案内者がタッチパネルディスプレイ２０の表示面における複数の目的地候補のうちのいずれかの表示位置をタッチしたときのタッチ位置の情報を取得し、取得したタッチ位置の情報からタッチ位置に対応する目的地候補を目的地として設定する。【選択図】図５

Description

本発明は、被案内者を目的地まで案内する案内用ロボットに関する。

従来、被案内者をロボットによって目的地まで案内する技術として、例えば、特許文献１に記載された技術がある。この技術は、被案内者がタッチパネルを介して案内先を入力し、ロボットは入力された案内先に従って案内を行うものである。

特開２００３−３４０７６４号公報

しかしながら、上記特許文献１の従来技術は、タッチパネル（モニタ）に、具体的にどのような入力画面を表示するのかについては記載がない。そのため、例えばソフトウェアキーボードによって案内先（目的地）の名称を入力するような入力画面などの被案内者に複雑な入力操作（手間のかかる操作）を要求する入力画面が表示される場合に、案内先の設定時間が長くなるといった問題が生じる恐れがある。
そこで、本発明は、このような従来の技術の有する未解決の課題に着目してなされたものであって、被案内者が目的地の設定を簡易な操作で行うことが可能な案内用ロボットを提供することを課題としている。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る案内用ロボットは、アクチュエータから付与される駆動力によって任意の方向に移動可能な移動体と、前記移動体に取り付けられ、画像を表示する表示部と前記被案内者が前記表示部の表示面をタッチしたときのタッチ位置を検出するタッチ位置検出部とを備えた表示入力部と、前記表示部に、前記被案内者の案内先となる複数の目的地候補の情報を示す画像である目的地候補画像を表示する目的地候補画像表示部と、前記表示部に前記目的地候補画像が表示されているときの前記タッチ位置の情報に基づき、前記複数の目的地候補のうちからタッチ位置に対応する目的地候補を選択し、選択した目的地候補を目的地として設定する目的地設定部と、前記移動体が移動するエリアの地図情報が格納された地図情報格納部と、前記移動体の現在位置を推定する自己位置推定部と、前記地図情報に基づき、前記自己位置推定部で推定した現在位置から前記目的地設定部で設定した目的地までの前記移動体の移動経路を生成する経路生成部と、前記自己位置推定部で推定した現在位置と前記経路生成部で生成した移動経路とに基づき、前記移動体の目標進行方向を決定する目標進行方向決定部と、前記目標進行方向決定部で決定した目標進行方向に基づき、前記アクチュエータを駆動制御して前記移動体の移動を制御する移動制御部と、を備える。

本発明によれば、複数の目的地候補の情報を示す目的地候補画像を表示部に表示し、目的地候補画像の表示中に表示部の表示面を被案内者がタッチすることで、タッチ位置に対応する目的地候補を選択し、選択した目的地候補を目的地として設定することが可能となる。これによって、複数の目的地候補が表示されている表示面における所望の目的地候補の表示位置をタッチするといった簡易な操作で目的地の設定を行うようにすることが可能となり、例えば目的地の名称を入力するといった比較的複雑な操作を要する場合と比較して目的地の設定にかかる時間を低減することが可能となる。その結果、案内用ロボットが１人の被案内者によって占有される時間を短縮することが可能となり、案内用ロボットの稼動効率を向上することが可能となる。また、環境側に変更があっても目的地を選択するスイッチ等を追加することなくソフトウェアの変更によって簡易に対応することが可能となる。

本実施形態に係る案内用ロボットを示す斜視図である。 図１の底面図である。 走行制御装置を示すブロック図である。 走行制御部の機能ブロック図である。 目的地案内部の機能ブロック図である。 目的地決定部の具体的構成を示すブロック図である。 演算処理装置で実行される目的地決定処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 演算処理装置で実行される歩行支援処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 （ａ）は、メニュー画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、表示形態候補画像の一例を示す図である。 （ａ）は、５０音順の表示形態に対応する第１目的地候補画像の一例を示す図であり、（ｂ）は、番号順の表示形態に対応する第２目的地候補画像の一例を示す図であり、（ｃ）は、番号入力用画像の一例を示す図である。

次に、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、寸法の関係や比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（構成）
本実施形態に係る案内用ロボット１は、図１〜図２に示すように、車輪による走行によって任意の方向に移動する移動体２を有する。この移動体２は、底面から見て前端部が尖った流線形状に形成され、且つ例えば案内用ロボット１に案内される被案内者の膝程度の高さを有する基台３を備えている。この基台３は、その上面に荷台部４を備え、荷台部４の両側端部及び後端部に沿って荷台部４上に載せた荷物の落下を防止するための落下防止柵１３が形成されている。加えて、基台３は、その後端部側の幅が被案内者の肩幅以下になるよう形成されている。
なお、図１〜図２に示すように、移動体２の上下方向に延びる軸をＺ軸とし、移動体２の前後方向に延びる軸をＹ軸とし、移動体２の左右方向に延びる軸をＸ軸とする。

基台３の底面には、前端側にキャスター５が旋回自在に配置され、後方端側の左右位置に駆動輪（車輪）６Ｌ及び６Ｒが回転自在に支持されている。これら駆動輪６Ｌ及び６Ｒの夫々は、車軸７Ｌ及び７Ｒの内側にプーリ８Ｌ及び８Ｒが固定されている。
そして、これらプーリ８Ｌ及び８Ｒと、各駆動輪６Ｌ及び６Ｒの前方側に配置した第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒの回転軸に固定したプーリ１０Ｌ及び１０Ｒとの間に無端のタイミングベルト１１Ｌ及び１１Ｒが巻回されて、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒの回転軸の回転速度と同一回転速度で駆動輪６Ｌ及び６Ｒが回転駆動される。ここで、各第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒには、ギアヘッド１２Ｌ及び１２Ｒが設けられている。

このとき、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒの回転軸の回転速度を等しくすると、回転軸の回転方向に応じて基台３が前後方向に移動し、左側の駆動輪６Ｌの回転速度を右側の駆動輪６Ｒの回転速度より遅い回転速度（又は速い回転速度）で駆動すると基台３が左旋回（又は右旋回）する。
また、左側の駆動輪６Ｌ（又は右側の駆動輪６Ｒ）を停止させた状態で、右側の駆動輪６Ｒ（又は左側の駆動輪６Ｌ）を正回転駆動すると信地左（又は右）旋回状態となる。
さらに、左側の駆動輪６Ｌ（又は右側の駆動輪６Ｒ）を逆回転駆動し、右側の駆動輪６Ｒ（又は左側の駆動輪６Ｌ）を正回転駆動する超信地左（又は右）旋回状態となる。

このように、左右の駆動輪６Ｌ及び６Ｒの回転速度を制御することにより、基台３を任意の方向に走行させることができる。
基台３には、その上面における前端側から上方側に延長する支持腕１５が固定されている。この支持腕１５の上端部には、基台３と平行かつ後方に基台３の後端部の近傍位置まで延長する水平腕１６が形成されている。
この水平腕１６の上面における後端側には、被案内者が把持すると共に前後進速度を入力する操作入力部１７が配置されている。操作入力部１７は、被案内者が一方の手指で把持することが可能なグリップ１８と、このグリップ１８を連結支持して、グリップ１８に加えられた互いに交差する二軸方向の力をそれぞれ検出する力センサ１９とを備える。本実施形態では、二軸の一方を、図１及び図２に示す移動体２の前後方向に延びるＹ軸とし、二軸の他方を、図１に示す支持腕１５に沿った方向（グリップ１８を力センサ１９に向かって押し下げる方向）に延びる軸（以下、「Ｚ'軸」と称す）とした場合について説明する。

即ち、力センサ１９は、グリップ１８に加えられたＹ軸方向の力Ｆｙ及びＺ'軸方向の力Ｆｚ'を検出するように構成されている。
なお、力センサ１９は、Ｙ軸及びＺ'軸方向の力を検出する構成に限らず、図２に示す移動体２の左右方向に延びるＸ軸回りのモーメントＭｘと、Ｚ'軸方向の力Ｆｚ'とを検出する構成としてもよい。
また、水平腕１６の上面における中央部には、被案内者が目的地の選択や経路の確認等をするための表示入力装置であるタッチパネルディスプレイ２０が配置されている。

タッチパネルディスプレイ２０は、液晶ディスプレイの表示パネル部に、タッチ位置を検出するタッチパネルを組み込んだ表示装置である。
タッチパネルディスプレイ２０は、タッチパネルの位置検出方式に応じて、静電容量方式、超音波方式、抵抗膜方式、光学方式等の種類がある。
タッチパネルディスプレイ２０は、後述する演算処理装置３１からの指令に応じて各種画像の表示を行うと共に、被案内者が表示パネル部の表示面（タッチ面）をタッチすることによってタッチパネルを介して検出されたタッチ位置情報を後述するタッチ位置入力Ｉ／Ｆ６６を介して演算処理装置３１に入力する。

これにより、被案内者は、例えば、タッチパネルディスプレイ２０の表示パネル部に表示されたボタンや文字等の画像の表示位置をタッチすることで各種指示入力を行うことが可能となる。
基台３の先端側の側面には、例えば３００度の角度範囲に渡って帯状の開口部２１が形成されている。そして、この開口部２１の先端部に対応する内側には、スキャナ式レンジセンサから構成される第１障害物検出センサ２２が設けられている。この第１障害物検出センサ２２は、水平方向に後方側の９０度の角度範囲を除く２７０度の角度範囲でレーザ光を使用して、下方（床上）にある障害物（以下、下方障害物という）までの距離を計測するものである。

また、水平腕１６の前端側には、位置測位センサ２３が設けられている。この位置測位センサ２３は、天井に設置されたマーカ（以下、「天井マーカ」という）を読み取るためのセンサである。本実施形態では、交差点、エレベータホール、階段の手前等の施設の要所には天井に予め天井マーカを設置してあり、位置測位センサ２３は、前方上方に向けたカメラによって天井マーカを読み取るようになっている。
また、支持腕１５の上端側における裏面側には、スキャナ式レンジセンサから構成される第２障害物検出センサ２４が設けられている。この第２障害物検出センサ２４は、例えば上方側の１２０度の角度範囲を除く２４０度の角度範囲で斜め下側の障害物までの距離を計測するものである。
さらに、案内用ロボット１の中央部付近である支持腕１５の下端部の前面側には、距離画像センサから構成される上方障害物センサ２５が設けられている。この上方障害物センサ２５は、赤外線レーザによって前方且つ上方の空間に特定のパターンを投影し、それをカメラで撮影して対象物の位置と距離とを測定する、所謂デプスカメラである。上方障害物センサ２５は、案内用ロボット１の前方且つ上方にある障害物（以下、上方障害物という）を検出する。

第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒは、図３に示すように、走行制御装置３０によって、駆動制御される。
この走行制御装置３０は、図３に示すように、移動体２に内蔵するバッテリによって駆動される、例えばマイクロコントローラ等の演算処理装置３１を備えている。演算処理装置３１は、走行制御部５１と、目的地案内部５２と、センサ信号入力Ｉ／Ｆ５３と、速度指令値出力Ｉ／Ｆ５４と、回転角度位置入力Ｉ／Ｆ５５と、画像出力Ｉ／Ｆ５６と、タッチ位置入力Ｉ／Ｆ５７と、音声出力Ｉ／Ｆ５８と、を備える。
センサ信号入力Ｉ／Ｆ５３には、操作入力部１７の力センサ１９と、各第１及び第２障害物検出センサ２２及び２４と、位置測位センサ２３と、上方障害物センサ２５とが接続されている。そして、センサ信号入力Ｉ／Ｆ５３は、力センサ１９から出力されるＹ，Ｚ'軸の２軸方向に付与される力Ｆｙ及びＦｚ'を読込む。また、センサ信号入力Ｉ／Ｆ５３は、第１及び第２障害物検出センサ２２及び２４から出力される障害物位置情報と、位置測位センサ２３から出力される天井マーカ位置情報と、上方障害物センサ２５から出力される障害物位置情報とを読込む。センサ信号入力Ｉ／Ｆ５３は、読込んだ各種情報を走行制御部５１へ出力する。

速度指令値出力Ｉ／Ｆ５４は、走行制御部５１で生成した速度指令値を、第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力する。ここで、第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒは、移動体２に内蔵するバッテリから電力が供給され、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒを駆動するためのものである。
回転角度位置入力Ｉ／Ｆ５５は、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒの回転角度位置を検出する第１及び第２ロータリエンコーダ６２Ｌ及び６２Ｒから出力される回転角度位置情報を読込み、走行制御部５１及び目的地案内部５２へ出力する。

画像出力Ｉ／Ｆ５６は、目的地案内部５２で生成した目的地を決定するための各種画像（以下、「目的地決定用画像」と記載する場合がある）や、被案内者の現在位置周辺の地図、現在位置及び目的地までの経路情報等からなるナビゲーション画像などの画像情報をタッチパネルディスプレイ２０に出力する。
タッチ位置入力Ｉ／Ｆ５７は、タッチパネルディスプレイ２０からのタッチ位置の位置情報（座標情報）を読込み、目的地案内部５２へ出力する。
音声出力Ｉ／Ｆ５８は、走行制御部５１及び目的地案内部５２で生成した音声案内情報をスピーカ６７へ出力する。ここで、音声案内情報とは、被案内者が進むべき方向（目標進行方向）や、被案内者の現在位置の場所情報、障害物の接近を知らせる情報などを含むものである。

（走行制御部５１の構成）
以下、図４に基づき、走行制御部５１について具体的に説明する。
走行制御部５１は、図４に示すように、走行方向算出部５１ａと、障害物検出部５１ｂと、走行方向補正部５１ｃと、モータ駆動制御部５１ｄとを備える。
この走行制御部５１は、被案内者による操作入力部１７の操作入力に基づいて第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒに対する速度指令値を生成し、これを第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力することで移動体２を走行制御するものである。また、走行制御部５１は、移動体２の移動過程において、常時、周囲の障害物の有無を検出し、障害物を検出すると被案内者に障害物が接近していることを音声や警報で知らせると共に、移動体２の移動方向を、障害物を回避する方向に修正する障害物回避機能を有する。

先ず、走行方向算出部５１ａは、操作入力部１７の力センサ１９から出力される移動体２のＹ軸方向の力Ｆｙ及びＺ'軸方向の力Ｆｚ'を、操作入力情報として読込む。加えて、目的地案内部５２が出力する案内用ロボット１の現在位置の情報である自己位置情報及び走行経路情報を入力する。
次に、走行方向算出部５１ａは、Ｚ'軸方向の力Ｆｚ'と予め設定した閾値とを比較することで、被案内者がグリップ１８を押下したか否かを検出する。このとき、被案内者がグリップ１８を押下していない（Ｆｚ'≦閾値）場合にはそのまま待機し、被案内者がグリップ１８を押下すると（Ｆｚ'＞閾値）、Ｙ軸方向の力Ｆｙに基づいて、移動体２の前後進方向の進行速度である前後進速度Ｖ0［ｍ／ｓ］及び旋回速度ω0［ｒａｄ／ｓ］を算出する。

ここで、前後進速度Ｖ0は、移動体２の仮想質量をＭとしたとき、例えば下式（１）に従って算出する。
Ｖ0＝∫（Ｆｙ／Ｍ）ｄｔ …………（１）
更に、走行方向算出部５１ａは、自己位置情報と走行経路情報とに基づき、進行方向（旋回角度θ）を決定し、この旋回角度θと、実験等によって求めた旋回角度と旋回半径との関係とに基づき、旋回半径ｒを算出する。即ち、実験によって、安全性や快適性等を考慮して決定した旋回角度と旋回半径との関係（例えば、マップデータ）から、旋回半径ｒを算出（決定）する。

そして、前後進速度Ｖ0と、旋回半径ｒとから、下式（２）に従って旋回速度ω0を算出する。
ω0＝ｒ／Ｖ0 …………（２）
そして、走行方向算出部５１ａは、算出した前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0をＲＡＭ等に記憶すると共に、これらを障害物検出部５１ｂ及び走行方向補正部５１ｃに出力する。
なお、前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0には、安全性を確保するためにそれぞれ上限速度Ｖmax及びωmaxが設定されており、算出後の前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0が上限速度Ｖmax及びωmaxを超えないように制限される。例えば、算出後の前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0が上限速度Ｖmax及びωmaxを超える場合、これら算出値を上限速度Ｖmax及びωmaxに変更する。

障害物検出部５１ｂは、障害物位置情報として、第１及び第２障害物検出センサ２２及び２４で測定したスキャン角度及び距離検出値を読込み、下方障害物の位置及び下方障害物までの距離を算出する。また、障害物検出部５１ｂは、障害物位置情報として、上方障害物センサ２５で撮影した画像データを読込み、上方障害物の位置及び上方障害物までの距離を算出する。ここで、障害物が複数存在する場合には、各障害物について位置及び障害物までの距離を算出する。
そして、障害物検出部５１ｂは、走行方向算出部５１ａで記憶した前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0と、検出した障害物の位置及び距離とに基づいて、移動体２が下方障害物又は上方障害物に接触する可能性があるか否かを判定する。この判定結果は、走行方向補正部５１ｃに出力される。

また、障害物検出部５１ｂは、移動体２が障害物に接触する可能性があると判定すると、当該障害物への接触回避を目的として、被案内者に障害物が接近していることを知らせるための音声案内情報を生成し、その音声案内情報をもとにスピーカ６７から音声を出力する。
また、障害物検出部５１ｂは、障害物の検出位置の情報である障害物検出位置情報を目的地案内部５２に出力する。
走行方向補正部５１ｃは、障害物検出部５１ｂで障害物に接触する可能性があると判定したとき、当該障害物を回避する方向に前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0を補正し、補正後の前後進速度Ｖ及び旋回速度ωをモータ駆動制御部５１ｄに出力する。

また、走行方向補正部５１ｃは、障害物検出部５１ｂで障害物に接触する可能性はないと判定した場合には、前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0をそのまま前後進速度Ｖ及び旋回速度ωとしてモータ駆動制御部５１ｄに出力する。
モータ駆動制御部５１ｄは、前後進速度Ｖ及び旋回速度ωに基づいて、下式（３）及び（４）に従って、駆動輪６Ｌ及び６Ｒの車輪周速度ＶＬ〔ｍ／ｓ〕及びＶＲ〔ｍ／ｓ〕を算出する。
ＶＬ＝Ｖ＋Ｌｗ・ω／２ …………（３）
ＶＲ＝Ｖ−Ｌｗ・ω／２ …………（４）

ここで、Ｌｗは、左右の駆動輪６Ｌ及び６Ｒの車輪間距離〔ｍ〕である。そして、モータ駆動制御部５１ｄは、上記（３）及び（４）をもとに算出した駆動輪６Ｌ及び６Ｒの車輪周速度ＶＬ及びＶＲに基づいて、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒの速度指令値ＶＭＬ及びＶＭＲを算出し、これらを速度指令値出力Ｉ／Ｆ５４を介して第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力する。
なお、ここでは、走行制御部５１の障害物回避制御として、障害物との接触を回避する方向に移動体２の走行方向を修正する制御を行う場合について説明したが、障害物を検出したとき、移動体２の走行を停止することで障害物との接触を回避するようにしてもよい。

（目的地案内部５２の構成）
次に、図５に基づき、目的地案内部５２について具体的に説明する。
目的地案内部５２は、図５に示すように、メニュー画像表示部５２ａと、目的地決定部５２ｂと、画像格納部５２ｃと、自己位置推定部５２ｄと、自己位置補正部５２ｅと、ルート生成部５２ｆと、マップ格納部５２ｇと、ナビゲーション画像表示部５２ｈと、音声出力部５２ｉとを備える。この目的地案内部５２は、主に、被案内者が目的地を決定するための処理や、被案内者を目的地へと案内するための情報の伝達を画像表示や音声出力によって行う制御を実行するものである。

メニュー画像表示部５２ａは、図示しない始動スイッチがオン状態となったことに応じて、画像格納部５２ｃからメニュー画像データを読み出し、読み出したメニュー画像データに基づきタッチパネルディスプレイ２０にメニュー画像を表示する。
ここで、メニュー画像は、例えば、目的地設定ボタン画像、地図設定ボタン画像、音声設定ボタン画像等の各種設定メニューを選択するための設定ボタン画像を含んで構成された画像である。
メニュー画像表示部５２ａは、被案内者がタッチパネルディスプレイ２０に表示された設定ボタン画像のいずれかの表示位置をタッチすることで、そのタッチ位置情報に基づきタッチされた設定ボタン画像に対応する設定メニューの選択情報を、各設定メニューの設定処理を行う構成部に出力する。

本実施形態において、メニュー画像表示部５２ａは、目的地設定ボタン画像がタッチされたと判定した場合に、目的地設定メニューが選択されたことを示す選択情報Ｍ１を目的地決定部５２ｂに出力する。
また、メニュー画像表示部５２ａは、地図設定ボタン画像がタッチされたと判定した場合に、地図設定メニューが選択されたことを示す選択情報Ｍ２をナビゲーション画像表示部５２ｈに出力し、音声設定ボタン画像がタッチされた場合に、音声設定メニューが選択されたことを示す選択情報Ｍ３を音声出力部５２ｉに出力する。

目的地決定部５２ｂは、メニュー画像表示部５２ａからの選択情報Ｍ１の入力に応じて、目的地決定用画像の表示処理及び目的地設定処理（以下、これらの処理を合わせて「目的地決定処理」と記載する場合がある）を実行して被案内者の案内先である目的地を決定（設定）する。
ここで、目的地決定用画像は、被案内者がタッチパネルディスプレイ２０をタッチ操作して目的地を決定するための画像であり、例えば、案内用ロボット１が移動可能なエリア内に存在する複数の目的地候補の情報を示す目的地候補画像、目的地候補画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示する際の複数の表示形態候補の情報を示す表示形態候補画像等を含む。

画像格納部５２ｃは、ＲＯＭ等のメモリから構成され、メニュー画像を表示するためのメニュー画像データ、表示形態候補画像を表示するための表示形態候補画像データ、複数の表示形態候補にそれぞれ対応する目的地候補画像を表示するための複数の目的地候補画像データ等の画像データが格納されている。
自己位置推定部５２ｄは、第１及び第２ロータリエンコーダ６２Ｌ及び６２Ｒが出力する回転角度位置情報（回転情報）を入力し、その回転角度位置情報に基づいて、移動体２の移動方向とスタート地点からの移動距離とを算出する。すなわち、移動方向と移動距離とは、スタート地点から積算した左右の駆動輪６Ｌ，６Ｒの回転量に基づいて算出する。なお、スタート地点は予め決められた位置であり、マップ格納部５２ｇに格納したフロア形状図にその情報を含ませておく。なお、スタート地点は、予め決められた位置に限らず、エリア内の任意の位置としてもよい。この場合、例えば、原点位置を予め決定しておき、原点位置からの移動方向及び移動距離の情報を保持しておくものとする。

自己位置推定部５２ｄは、算出した移動方向及び移動距離を、自己位置補正部５２ｅに出力する。
自己位置補正部５２ｅは、自己位置推定部５２ｄで推定した自己位置情報と、第１障害物検出センサ２２が出力する障害物位置情報と、位置測位センサ２３が出力する天井マーカ位置情報とを読込み、公知のパーティクルフィルタを用いて、自己位置推定部５２ｄで推定した自己位置を補正する。
この自己位置補正部５２ｅは、案内用ロボット１の移動中、常時、第１障害物検出センサ２２からスキャン角度及び距離検出値を読込み、案内用ロボット１の周囲に何らかの物体を検出したとき、その検出パターンを記憶する。同時に、案内用ロボット１の周囲にパーティクルをランダムに配置し、それぞれのパーティクルからその物体がどのように検出されるか、検出パターンを算出する。

そして、第１障害物検出センサ２２の検出パターンに最も近い検出パターンが得られたパーティクルを選定し、選定したパーティクルの位置と自己位置推定部５２ｄで推定した自己位置との差を位置誤差として、自己位置推定部５２ｄで推定した自己位置を補正する。また、天井マーカ位置情報が得られた場合は、天井マーカ位置情報から施設の要所における正確な位置情報が解るので、天井のマーカ位置と自己位置推定部５２ｄで推定した自己位置との差を位置誤差として、自己位置推定部５２ｄで推定した自己位置を補正する。
移動体２の走行距離が長くなると、自己位置推定部５２ｄで算出する積算値は誤差を含むようになるが、自己位置補正部５２ｅによりパーティクルフィルタを用いて自己位置を補正することで、上記誤差を解消することができる。更に、上記パーティクルフィルタを用いた補正処理でも解消できない誤差は、位置測位センサ２３が読み取った天井マーカの位置情報を用いて補正することで解消することができる。また、天井マーカは、初期位置、現在地、方位、現在階の認識に用いることができる。

自己位置補正部５２ｅは、補正後の自己位置情報をルート生成部５２ｆと、走行方向算出部５１ａとにそれぞれ出力する。
ルート生成部５２ｆは、目的地決定部５２ｂが出力する目的地情報と、自己位置補正部５２ｅが出力する自己位置情報とを入力し、マップ格納部５２ｇに格納したフロア形状図を用いて案内用ロボット１の走行経路情報を生成する。
ルート生成部５２ｆは、生成した走行経路情報を、走行制御部５１の走行方向算出部５１ａに出力する。

マップ格納部５２ｇは、ＲＯＭ等のメモリから構成され、案内用ロボット１が移動可能なエリアのマップ情報が格納されている。なお、マップ情報に含まれるフロア形状図は、複数のブロックに区分されており、これら各ブロックには通し番号が付されている。
ルート生成部５２ｆは、更に、生成した走行経路情報に含まれる各ブロックの情報のうち、予め設定した被案内者に知らせるべき情報について音声案内情報を生成し、音声出力部５２ｉに出力する。具体的に、ルート生成部５２ｆは、自己位置補正部５２ｅから入力される移動体２の現在位置に基づき、現在位置のブロック番号に対応する音声案内情報がある場合に、この音声案内情報を、音声出力部５２ｉに出力する。

本実施形態において、ルート生成部５２ｆは、音声設定メニューにおいて設定された情報に基づき、音声案内情報を生成する。例えば、言語設定が日本語であれば日本語の音声案内情報を生成し、英語であれば英語の音声案内情報を生成する。
ナビゲーション画像表示部５２ｈは、メニュー画像表示部５２ａが出力する選択情報Ｍ２と、目的地決定部５２ｂが出力する目的地情報と、自己位置補正部５２ｅが出力する自己位置情報と、ルート生成部５２ｆが出力する走行経路情報と、障害物検出部５１ｂが出力する障害物検出位置情報とを入力する。
そして、ナビゲーション画像表示部５２ｈは、選択情報Ｍ２の入力に応じて、地図設定画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示し、地図設定画像を表示しているときのタッチ位置の情報に基づき、ナビゲーション画像の表示形態（以下、「ナビ表示形態」と記載する場合がある）等を設定する。地図設定画像は、図示省略するが、例えば、２Ｄ表示、３Ｄ表示などの複数のナビ表示形態候補のうちからタッチ入力によっていずれかのナビ表示形態を選択することなどが可能な画像である。

ナビゲーション画像表示部５２ｈは、案内が開始されると、入力された目的地情報、自己位置情報及び走行経路情報と、マップ格納部５２ｇに格納された地図情報とに基づき、地図設定メニューで設定したナビ表示形態に対応するナビゲーション画像を生成する。そして、生成したナビゲーション画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示する。
ここで、ナビゲーション画像は、案内用ロボット１の現在位置周辺の地図画像と、現在位置のマーカ画像と、目的地までの経路を示す画像と、経路上に存在する障害物の画像とを含むものである。また、ナビゲーション画像は、案内用ロボット１の移動に応じて、表示内容が更新されるようになっている。また、ナビゲーション画像の地図画像中には、目的地までの途中に存在するランドマーク（目印）となる施設のブロックと、該ブロックに対して例えば施設名を示す画像が重ねて又は注釈で表示される。

音声出力部５２ｉは、メニュー画像表示部５２ａが出力する選択情報Ｍ３と、ルート生成部５２ｆが出力する音声案内情報とを入力する。そして、音声出力部５２ｉは、選択情報Ｍ３の入力に応じて、音声設定画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示し、音声設定画像を表示しているときのタッチ位置の情報に基づき、音声の出力形態等を設定する。
ここで、音声設定画像は、日本語、英語、ドイツ語、フランス語、スペイン語、中国語、韓国語等の言語種類、男性の声、女性の声等の音声種類、音声ボリューム等を、タッチパネルディスプレイ２０を介したタッチ入力によって設定するための画像である。
音声出力部５２ｉは、案内が開始されると、ルート生成部５２ｆから入力された音声案内情報に基づき、スピーカ６７から音声を出力する。

（目的地決定部５２ｂ）
次に、図６に基づき、目的地決定部５２ｂについて具体的に説明する。
目的地決定部５２ｂは、図６に示すように、表示形態候補画像表示部５２１と、目的地候補画像表示部５２２とを備えている。
表示形態候補画像表示部５２１は、選択情報Ｍ１が入力されたことに応じて、画像格納部５２ｃから表示形態候補画像データを読み出し、読み出した表示形態候補画像データに基づき表示形態候補画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示する。
表示形態候補としては、例えば、５０音順、アルファベット順、番号順、新しい順、古い順、人気の高い順、人気の低い順、近い順、遠い順、種類順、小さい文字、中くらいの文字、大きい文字、これらのうちいずれか２以上の組合せなどがあり、これらのうちから案内するエリアの種類等に応じていくつかの表示形態候補が予め設定されている。

例えば、総合病院がエリアとして設定されており、「内科」、「外科」、「耳鼻咽喉科」、「眼科」、「産婦人科」などの診療科施設が目的地候補に設定されているとする。なお、診療科として大枠の５種類を例示したが、実際は、各診療科の下に身体の部位別等で複数の診療科が存在する。例えば、内科や外科などの下に、循環器科、呼吸器科、アレルギー科、心臓血管外科、脳神経外科などの診療科があり、それぞれの施設（部屋）が目的地として設定される。
この場合、これらの施設を５０音順で表示する表示形態や、これらの施設に通し番号を設定しておき、その番号の小さい順又は大きい順に表示する表示形態などを表示形態候補として表示する。

また、例えば、大型ショッピングモールなどがエリアとして設定されており、エリア内にある様々な店舗施設が目的地として設定されているとする。この場合、例えば、飲食店、服飾店、雑貨店、ブランド店等の施設の種類順に表示する表示形態、店舗の設立順で新しい順又は古い順に表示する表示形態、現在位置から近い順又は遠い順に表示する表示形態などを表示形態候補として表示する。また、例えば、種類順で表示する場合は、種類順を選択後に、更に、５０音順、番号順などの表示形態が選択できる表示形態候補画像を表示するように構成してもよい。

また、表示形態候補画像表示部５２１は、表示形態候補画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示しているときに、タッチパネルディスプレイ２０からタッチ位置入力Ｉ／Ｆ５７を介して入力されるタッチ位置情報に基づき、複数の表示形態候補のうち選択された表示形態候補を示す表示形態情報ＤＦを目的地候補画像表示部５２２に出力する。
目的地候補画像表示部５２２は、表示形態候補画像表示部５２１からの表示形態情報ＤＦの入力に応じて、画像格納部５２ｃから表示形態情報ＤＦに対応する目的地候補画像データを読み出し、読み出した目的地候補画像データに基づき目的地候補画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示する。また、目的地候補画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示しているときに、タッチパネルディスプレイ２０からタッチ位置入力Ｉ／Ｆ５７を介して入力されるタッチ位置情報に基づき、複数の目的地候補のうちから選択された目的地候補を示す目的地情報ＯＤをルート生成部５２ｆに出力する。

（目的地決定処理）
次に、図７に基づき、演算処理装置３１で実行される目的地決定処理の処理手順について説明する。
演算処理装置３１において、目的地決定処理が開始されると、図７に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
ステップＳ１００では、目的地決定部５２ｂの表示形態候補画像表示部５２１において、目的地設定メニューが選択されたことを示す選択情報Ｍ１が入力されたか否かを判定する。そして、入力されたと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、選択情報Ｍ１が入力されるまで判定処理を繰り返す。

ステップＳ１０２に移行した場合は、表示形態候補画像表示部５２１において、画像格納部５２ｃから表示形態候補画像データを読み出し、読み出した表示形態候補画像データに基づき表示形態候補画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示する。その後、ステップＳ１０４に移行する。
ステップＳ１０４では、表示形態候補画像表示部５２１において、表示形態候補画像が表示されているときのタッチパネルディスプレイ２０からのタッチ位置の情報に基づき、表示形態候補が選択されたか否かを判定する。そして、選択されたと判定した場合（Ｙｅｓ）は、選択された表示形態候補を目的地候補画像の表示形態として設定し、設定した表示形態を示す表示形態情報ＤＦを目的地決定部５２ｂの目的地候補画像表示部５２２に出力して、ステップＳ１０６に移行する。一方、選択されていないと判定した場合（Ｎｏ）は、選択されるまで判定処理を繰り返す。

なお、判定処理を繰り返すことに加えて、例えば「戻るボタン」を表示するように構成し、表示形態の選択前に「戻るボタン」がタッチされた場合に、メニュー画像の表示画面に戻るようにしてもよい。
ステップＳ１０６に移行した場合は、目的地候補画像表示部５２２において、表示形態情報ＤＦの入力に応じて、画像格納部５２ｃから表示形態情報ＤＦに対応する目的地候補画像データを読み出し、読み出した目的地候補画像データに基づき、表示形態情報ＤＦの示す表示形態の目的地候補画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示する。その後、ステップＳ１０８に移行する。

ここで、本実施形態の目的地候補画像表示部５２２は、表示形態情報ＤＦの示す表示形態に対応する表示順番で配列された複数の目的地候補に対応する施設名の文字画像を含む目的地候補画像を表示する。そして、施設名毎にその表示位置をタッチすることで目的地を選択することが可能に構成されている。また、タッチ位置に対応する施設名の文字画像を強調表示し、選択していることが解るように表示処理する。なお、強調表示の形態としては、枠線で囲む、太字にする、文字の色を変更する、反転表示する等の形態がある。
また、目的地となる施設数が多くて、一画面に表示しきれない場合は、スクロールバー等によってスクロール表示するように構成されている。

ステップＳ１０８では、目的地候補画像表示部５２２において、タッチパネルディスプレイ２０からのタッチ位置の情報に基づき、目的地候補が選択されたか否かを判定する。そして、選択されたと判定した場合（Ｙｅｓ）は、選択された目的地候補を目的地として設定して、ステップＳ１１０に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、選択されるまで判定処理を繰り返す。
なお、判定処理を繰り返すことに加えて、例えば「戻るボタン」を表示するように構成し、目的地の選択前に「戻るボタン」がタッチされた場合に、表示形態候補画像の表示画面に戻るようにしてもよい。
ステップＳ１１０に移行した場合は、目的地候補画像表示部５２２において、ステップＳ１０８で設定した目的地を示す目的地情報ＯＤをルート生成部５２ｆに出力して、一連の処理を終了する。

（歩行支援処理）
次に、図８に基づき、演算処理装置３１で実行される歩行支援処理の処理手順について説明する。
演算処理装置３１において、歩行支援処理が実行されると、図８に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２００では、ルート生成部５２ｆにおいて、目的地決定部５２ｂからの目的地情報ＯＤが入力されたか否かを判定する。そして、入力されたと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０２に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、目的地情報ＯＤが入力されるまで判定処理を繰り返す。

ステップＳ２０２に移行した場合は、ルート生成部５２ｆにおいて、目的地決定部５２ｂからの目的地情報ＯＤと、自己位置補正部５２ｅからの自己位置情報と、マップ格納部５２ｇに格納されたフロア形状図とに基づき、走行経路情報を生成する。加えて、生成した走行経路情報と、音声設定メニューで設定された音声設定情報とに基づき、音声案内情報を生成する。そして、生成した走行経路情報を走行方向算出部５１ａ及びナビゲーション画像表示部５２ｈに出力し、生成した音声案内情報を音声出力部５２ｉに出力して、ステップＳ２０４に移行する。

ここで、ルート生成部５２ｆは、例えば、ダイクストラ法を用いて走行経路情報を生成する。
また、ルート生成部５２ｆは、自己位置補正部５２ｅからの自己位置情報に基づき、案内用ロボット１が、走行経路上の音声案内が用意されているブロックに移動したときに、その都度、移動したブロックに対応する音声案内情報を音声出力部５２ｉに出力するようになっている。
ステップＳ２０４に移行した場合は、走行方向算出部５１ａにおいて、自己位置情報と、走行経路情報とに基づき、案内用ロボット１の進行方向（旋回角度θ）を決定して、ステップＳ２０６に移行する。なお、直進の場合は、旋回角度θが０度となる。

ステップＳ２０６では、走行方向算出部５１ａにおいて、操作入力部１７を介した操作入力情報（力Ｆｘ、力Ｆｚ'）に基づき、上式（１）に従って、案内用ロボット１の前後進速度Ｖ0を算出して、ステップＳ２０８に移行する。
ステップＳ２０８では、走行方向算出部５１ａにおいて、ステップＳ２０４で決定した旋回角度θと、ステップＳ２０６で算出した前後進速度Ｖ0と、予め設定した旋回半径ｒとに基づき、上式（２）に従って、案内用ロボット１の旋回速度ω0を算出する。その後、ステップＳ２１０に移行する。

ステップＳ２１０では、モータ駆動制御部５１ｄにおいて、前後進速度Ｖ及び旋回速度ωに基づき、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒの速度指令値を算出する。そして、この速度指令値を、速度指令値出力Ｉ／Ｆ６２を介して第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力して、ステップＳ２１２に移行する。
ステップＳ２１２では、第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒにおいて、速度指令値に基づき、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒを駆動制御する。これにより、案内用ロボット１が、走行経路に沿って直進走行又は旋回走行を行う。その後、ステップＳ２１４に移行する。
ステップＳ２１４では、走行方向算出部５１ａにおいて、自己位置情報と走行経路情報とに基づき、案内用ロボット１が目的地に到達したか否かを判定する。そして、到達したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、歩行支援処理を終了する。一方、到達していないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２０４に移行する。

以上のように、案内用ロボット１は、自己位置（現在位置）及び走行経路に基づき進行方向を決定し、被案内者の入力した力Ｆｙに基づき前後進速度Ｖ0を算出し、予め設定した旋回半径ｒと、前後進速度Ｖ0とに基づき旋回速度ω0を算出する。そして、算出した前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0に基づき、案内用ロボット１の走行制御を行う。
即ち、本実施形態の案内用ロボット１は、被案内者は前後進速度Ｖ0を指示するための操作を行うのみで、目的地までの進行方向（旋回角度θ）及び旋回速度ω0の決定は、案内用ロボット１が自律的に行うものである。

（動作）
次に、図９及び図１０に基づき、本実施形態の動作について説明する。
被案内者が移動体２の後方に立ち、図示しない始動スイッチをオン状態とすると、移動体２に内蔵するバッテリの電力が走行制御装置３０及び第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに供給され、移動体２が走行可能状態となる。このとき、目的地が設定されていないため移動体２は停止状態を維持する。また、目的地案内部５２は、電力の供給に応じて、図９（ａ）に示すように、タッチパネルディスプレイ２０にメニュー画像ＭＰを表示する。

メニュー画像ＭＰは、図９（ａ）に示すように、画面上部に表示された「設定メニュー」のタイトルを示す第１タイトル画像ＴＰ１と、第１タイトル画像ＴＰ１の下部に表示された「目的地設定」の文字が描かれた目的地設定ボタン画像Ｂ１とを含んで構成される。更に、メニュー画像ＭＰは、目的地設定ボタン画像Ｂ１の下部に表示された「地図設定」の文字が描かれた地図設定ボタン画像Ｂ２と、地図設定ボタン画像Ｂ２の下部に表示された「音声設定」の文字が描かれた音声設定ボタン画像Ｂ３とを含んで構成される。なお更に、メニュー画像ＭＰは、画面右上隅に表示された「スタッフ呼出」の文字が描かれたスタッフ呼出ボタン画像ＳＣを含んで構成される。

被案内者は、メニュー画像ＭＰに表示された各設定ボタン画像Ｂ１〜Ｂ３の表示位置をタッチすることで所望の設定メニューを選択し、各設定メニュー画面に従って各設定を行うことが可能となっている。
なお、操作方法が良く解らない場合などの困ったことがあった場合は、スタッフ呼出ボタン画像ＳＣの表示位置をタッチすることで、無線でスタッフまで連絡が届き、案内用ロボット１のところまでスタッフを呼び出すことが可能となっている。
メニュー画像が表示された状態で、被案内者が目的地を設定するためにタッチパネルディスプレイ２０に表示された各設定ボタン画像Ｂ１〜Ｂ３のうち目的地設定ボタン画像Ｂ１の表示位置をタッチしたとする。これにより、タッチ位置の情報が目的地案内部５２に入力される。

目的地案内部５２は、タッチ位置の情報から目的地設定ボタン画像Ｂ１がタッチされたことを判定し、図９（ｂ）に示すように、表示形態候補画像ＦＰをタッチパネルディスプレイ２０に表示する。
表示形態候補画像ＦＰは、図９（ｂ）に示すように、画面上部に表示された「目的地設定」のタイトルを示す第２タイトル画像ＴＰ２と、第２タイトル画像ＴＰ２の下部に表示された「５０音順」の文字が描かれた５０音順選択ボタン画像Ｂ４と、５０音順選択ボタン画像Ｂ４の下部に表示された「番号順」の文字が描かれた番号順選択ボタン画像Ｂ５と、番号順選択ボタン画像Ｂ５の下部に表示された「番号入力」の文字が描かれた番号入力選択ボタン画像Ｂ６とを含んで構成される。更に、表示形態候補画像ＦＰは、画面右上隅に表示されたスタッフ呼出ボタン画像ＳＣと、画面左下隅に表示された「戻る」の文字が描かれた戻るボタン画像ＲＢとを含んで構成される。

被案内者は、他の設定項目の設定を行いたい場合に戻るボタン画像ＲＢの表示位置をタッチすることでメニュー画像ＭＰの表示画面に戻ることが可能となっている。
そして、被案内者が、５０音順選択ボタン画像Ｂ４の表示位置をタッチすることで、目的地案内部５２は、そのタッチ位置の情報から５０音順選択ボタン画像Ｂ４がタッチされたことを判定する。そして、図１０（ａ）に示すように、タッチパネルディスプレイ２０に、５０音順の表示形態に対応する第１目的地候補画像ＯＰ１を表示する。
第１目的地候補画像ＯＰ１は、図１０（ａ）に示すように、画面上部に表示された「目的地設定（５０音順）」のタイトルを示す第３タイトル画像ＴＰ３と、第３タイトル画像ＴＰ３の下部に表示された案内用ロボット１が案内するエリア内に存在する複数の目的地候補の施設名を示す文字画像が５０音順に配列された５０音順画像ＦＴとを含んで構成される。更に、第１目的地候補画像ＯＰ１は、５０音順画像ＦＴの下部に表示された「案内開始」の文字が描かれた案内開始ボタン画像ＩＢと、画面右上隅に表示されたスタッフ呼出ボタン画像ＳＣと、画面左下隅に表示された戻るボタン画像ＲＢとを含んで構成される。

ここでは、案内用ロボット１が案内するエリアを総合病院とし、総合病院内に存在する各診療科の施設が目的地候補として設定されていることとする。診療科の施設としては、例えば、「心臓血管外科」、「脳神経外科」、「アレルギーリウマチ科」、「皮膚科」、「泌尿器科」などの施設があるとする。
従って、５０音順画像ＦＴは、図１０（ａ）に示すように、「アレルギーリウマチ科」、「心臓血管外科」、「脳神経外科」、「皮膚科」、「泌尿器科」・・・といったように施設名を示す文字画像が５０音順で上から順番に表示された画像となる。

また、ここでは、目的地候補となる診療施設数が多くて一画面内に全てを表示することができないこととする。そして、この対策として本実施形態では、５０音順画像ＦＴの施設名の表示欄の右端にスクロールバーＳＢを表示し、スクロールバーＳＢのタッチ操作によって施設名をスクロール表示可能な構成としている。被案内者は、表示欄に表示された複数の施設名のうちから目的とする施設名が見つからない場合は、スクロールバーＳＢをタッチ操作して表示欄の下側に移動させることで、他の施設名を表示欄内にスクロールして表示させることが可能となっている。

そして、被案内者は、表示欄内に目的の施設名を見つけた場合、その施設名の表示位置をタッチすることで、ここでは施設名の文字画像が枠線ＦＬで囲まれて強調表示され、この強調表示された状態で被案内者が案内開始ボタン画像ＩＢの表示位置をタッチすることで強調表示された施設名の施設が選択され目的地として設定される。これにより、目的地が確定する。
このように、案内開始ボタン画像ＩＢの表示位置をタッチするまでは、目的地が確定しないようになっているので、間違った施設名をタッチしてしまった場合に何度でもやり直すことが可能となっている。
また、現在の表示形態を変更したい場合は戻るボタン画像ＲＢの表示位置をタッチすることで表示形態候補画像ＦＰの表示画面に戻ることが可能となっている。

一方、被案内者が、表示形態候補画像ＦＰの表示画面で、番号順選択ボタン画像Ｂ５の表示位置をタッチした場合、目的地案内部５２は、図１０（ｂ）に示すように、番号順の表示形態に対応する第２目的地候補画像ＯＰ２をタッチパネルディスプレイ２０に表示する。
ここで、第２目的地候補画像ＯＰ２は、図１０（ｂ）に示すように、画面上部に表示された「目的地設定（番号順）」のタイトルを示す第４タイトル画像ＴＰ４と、第４タイトル画像ＴＰ４の下部に表示された案内用ロボット１が案内するエリア内に存在する複数の目的地候補の施設名を示す文字画像が番号順に配列された番号順画像ＮＴとを含んで構成される。更に、第２目的地候補画像ＯＰ２は、番号順画像ＮＴの下部に表示された案内開始ボタン画像ＩＢと、画面右上隅に表示されたスタッフ呼出ボタン画像ＳＣと、画面左下隅に表示された戻るボタン画像ＲＢとを含んで構成される。

ここでは、「皮膚科」、「心臓血管外科」、「脳神経外科」、「アレルギーリウマチ科」、「泌尿器科」に対して、例えば、通し番号として１０、１１、１２、１３、１４がそれぞれ設定されていることとする。また、昇順で番号順に表示する表示形態であるとする。
従って、番号順画像ＮＴは、図１０（ｂ）に示すように、・・・「１０：皮膚科」、「１１：心臓血管外科」、「１２：脳神経外科」、「１３：アレルギーリウマチ科」、「１４：泌尿器科」・・・といったように通し番号及び施設名を示す文字画像が番号順で上から順番に表示された画像となる。

また、５０音順画像ＦＴと同様に、施設数が多いことから、番号順画像ＮＴの施設名の表示欄の右端にスクロールバーＳＢを表示し、スクロールバーＳＢのタッチ操作によって施設名をスクロール表示可能な構成としている。
そして、被案内者は、表示欄内に目的の施設名を見つけた場合、その施設名の表示位置をタッチすることで、タッチした施設名の文字画像が強調表示され、この強調表示された状態で案内開始ボタン画像ＩＢの表示位置をタッチすることで強調表示された施設名の施設が選択され目的地として設定される。これにより、目的地が確定する。

また、被案内者が、表示形態候補画像ＤＰの表示画面で、番号入力選択ボタン画像Ｂ６の表示位置をタッチした場合、目的地案内部５２は、図１０（ｃ）に示すように、番号入力用画像ＮＩＰをタッチパネルディスプレイ２０に表示する。
番号入力用画像ＮＩＰは、図１０（ｃ）に示すように、画面上部に表示された「目的地設定（番号入力）」のタイトルを示す第５タイトル画像ＴＰ５と、第５タイトル画像ＴＰ５の下部に表示された番号入力欄画像ＮＩと、番号入力欄画像ＮＩの右隣に表示された施設名表示欄画像ＤＩと、番号入力欄画像ＮＩ及び施設名表示欄画像ＤＩの下部に表示された１〜９までの９つの数字ボタン画像から構成される番号ボタン画像ＮＢと、番号ボタン画像ＮＢの右隣に表示された「削除」の文字が描かれた削除ボタン画像ＤＢとを含んで構成される。加えて、番号入力用画像ＮＩＰは、番号ボタン画像ＮＢの下部に表示された案内開始ボタン画像ＩＢと、画面右上隅に表示されたスタッフ呼出ボタン画像ＳＣと、画面左下隅に表示された戻るボタン画像ＲＢとを含んで構成される。

被案内者は、番号ボタン画像ＮＢの各数字ボタン画像の表示位置をタッチすることで、番号入力欄画像ＮＩ上に目的の施設に対応する番号（ここでは２桁）を入力する。これにより、施設名表示欄画像ＤＩ上に入力した番号に対応する施設名の文字画像が表示される。この状態で、案内開始ボタン画像ＩＢの表示位置をタッチすることで目的地が確定する。
即ち、本実施形態では、被案内者が目的地の番号を把握している場合などに、目的地に対応する番号を直接入力して目的地を設定できるようになっている。

ここでも、案内開始ボタン画像ＩＢをタッチするまでは、目的地が確定しないようになっているので、間違った番号を入力してしまった場合は、削除ボタン画像ＤＢの表示位置をタッチして入力数字を削除して何度でも入力し直すことが可能となっている。
目的地が確定すると、目的地案内部５２は、先ず、地図情報に含まれるフロア形状図に基づいて現在位置（スタート地点）から目的地までの走行経路を生成する。
目的地案内部５２は、生成した走行経路情報を、走行制御部５１に出力する。また、目的地案内部５２は、生成した走行経路情報に含まれるブロックのうち、音声案内をすべき場所情報について音声案内情報を生成する。この音声案内情報による音声の出力は、案内用ロボット１が、音声案内を要するブロックに移動したときに行われる。

また、目的地案内部５２は、自己位置情報（現在位置情報）、走行経路情報及び障害物検出位置情報に基づきナビゲーション画像を生成し、生成したナビゲーション画像をタッチパネルディスプレイ２０に表示する。ナビゲーション画像には、自己位置の周辺の地図画像、案内用ロボット１の現在位置を示すマーカ画像、走行経路を示す画像及び周辺のランドマークとなる施設の画像（施設名も表示）等が含まれている。目的地案内部５２は、案内用ロボット１の移動に応じてナビゲーション画像を更新し、常に最新の自己位置に対応するナビゲーション画像を表示するようになっている。
被案内者は、ナビゲーション画像を見てランドマークとなる施設名などを確認しながら歩行することで、正しい経路を進んでいるかを容易に確認することが可能となる。

一方、走行制御部５１は、目的地案内部５２からの走行経路情報と自己位置情報（現在位置情報）とに基づき、走行方向を決定する。ここでは、直進移動をすることとして、走行制御部５１は、進行方向として旋回角度θを０度に決定する。
その後、被案内者が操作入力部１７のグリップ１８を把持しながらＹ軸方向へ押すと、走行制御部５１は、その操作入力情報（Ｆｙ及びＦｚ'）を入力する。すると、走行制御部５１は、入力した操作入力情報に基づいて前後進速度Ｖ0を算出する。更に、走行制御部５１は、前後進速度Ｖ0及び予め設定した旋回半径ｒとから旋回速度ω0を算出する。ここでは、直進移動するため、旋回速度ω0が０〔ｍ／ｓ〕となる。

なお、力センサ１９を、Ｘ軸回りのモーメントＭｘを検出可能な構成とした場合は、操作入力情報（Ｆｙ及びＦｚ'）だけでなく操作入力情報（Ｍｘ及びＦｚ'）に基づいて前後進速度Ｖ0を算出することが可能である。
そして、算出した前後進速度Ｖ0と旋回速度ω0とから前後進速度Ｖと旋回速度ωとが決定され、これらに基づいて第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒを駆動するための速度指令値を第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力する。
これにより、案内用ロボット１は、走行制御部５１が決定した進行方向に向かって直進走行する。その後、案内用ロボット１が左折又は右折すべき位置に到達すると、走行制御部５１は、目的地へと向かう方向へと移動すべく、新たな進行方向を決定する。ここでは、例えばＴ字路を右折することとして、走行制御部５１は、右旋回方向に９０度旋回する旋回角度θを決定する。引き続き、走行制御部５１は、被案内者によるグリップ１８の操作入力情報に基づいて前後進速度Ｖ0を算出し、この前後進速度Ｖ0と旋回半径ｒとから旋回速度ω0を算出する。そして、算出した前後進速度Ｖ0と旋回速度ω0とから前後進速度Ｖと旋回速度ωが決定され、これらに基づいて第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒを駆動するための速度指令値を第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力する。これにより、案内用ロボット１は、９０度右旋回して、目的の方向へと向く。

以降も上記同様に目的地に向かうための直進動作、旋回動作のための前後進速度Ｖと旋回速度ωを決定し、これらに基づいて第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒを駆動するための速度指令値を第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力する。これにより、案内用ロボット１を目的地へと向かって移動させる。
また、案内用ロボット１の移動途中で音声案内すべきブロックへと到達すると、目的地案内部５２によって、現在、歩行中のブロックの場所情報等を音声で案内する。
その後、案内用ロボット１が、目的地へと到達すると、案内用ロボット１が停止すると共に、目的地案内部５２によって、目的地に到達したことを知らせる音声案内が行われる。

なお、上記走行途中に、第１，第２障害物検出センサ２２，２４及び上方障害物センサ２５の何れかで何らかの物体を検出した場合、それがフロア形状図に存在しない物体であれば、目的地案内部５２は、検出した物体を障害物と見なして被案内者に障害物の接近を音声で知らせると共に、ナビゲーション画像上にマーカ表示して知らせる。
また、走行制御部５１は、操作入力情報に基づいて算出した前後進速度Ｖ0及び旋回速度ω0を、障害物を回避する方向に補正し、それを最終的な前後進速度Ｖ及び旋回速度ωとして算出する。そして、算出した前後進速度Ｖ及び旋回速度ωに基づいて第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒを駆動するための速度指令値を算出し、これを第１及び第２モータドライバ６１Ｌ及び６１Ｒに出力する。これにより、移動体２は、現在の走行方向を、障害物を回避する方向に変更して走行する。

また、案内の途中で操作入力部１７のグリップ１８へのＺ'軸方向の力Ｆｚ'が無くなる（Ｆｚ'≦閾値）と、走行制御部５１は、被案内者がグリップ１８から手を放したと判断し、移動体２を停止する。これにより、案内用ロボット１が常に被案内者の手の届く範囲にいるようにすることができる。
ここで、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒがアクチュエータに対応し、走行制御部５１が移動制御部に対応し、タッチパネルディスプレイ２０が表示入力部に対応している。

また、表示形態候補画像表示部５２１が表示形態候補画像表示部及び表示形態設定部に対応し、目的地候補画像表示部５２２が目的地候補画像表示部及び目的地設定部に対応している。
また、走行方向算出部５１ａが目標進行方向決定部に対応し、自己位置推定部５２ｄ及び自己位置補正部５２ｅが自己位置推定部に対応し、ルート生成部５２ｆが経路生成部に対応し、マップ格納部５２ｇが地図情報格納部に対応している。

（実施形態の効果）
（１）本実施形態に係る案内用ロボット１は、移動体２が、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒから付与される駆動力によって任意の方向に移動可能に構成されている。タッチパネルディスプレイ２０が、移動体２に取り付けられ、画像を表示する表示部と被案内者が表示部の表示面をタッチしたときのタッチ位置の情報を入力するタッチパネルとを備える。目的地候補画像表示部５２２が、表示パネルに、被案内者の案内先となる複数の目的地候補の情報を示す画像である目的地候補画像を表示する。目的地候補画像表示部５２２が、表示部に目的地候補画像が表示されているときのタッチ位置の情報に基づき、複数の目的地候補のうちからタッチ位置に対応する目的地候補を選択し、選択した目的地候補を目的地として設定する。マップ格納部５２ｇが、移動体２が移動するエリアの地図情報を格納する。自己位置推定部５２ｄ及び自己位置補正部５２ｅが、移動体２の現在位置を推定する。ルート生成部５２ｆが、地図情報に基づき、自己位置推定部５２ｄ及び自己位置補正部５２ｅで推定した現在位置から目的地候補画像表示部５２２で設定した目的地までの移動体２の移動経路を生成する。走行方向算出部５１ａが、自己位置推定部５２ｄ及び自己位置補正部５２ｅで推定した現在位置とルート生成部５２ｆで生成した移動経路とに基づき、移動体２の目標進行方向を決定する。走行制御部５１が、走行方向算出部５１ａで決定した目標進行方向に基づき、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒを駆動制御して移動体２の移動を制御する。

この構成であれば、複数の目的地候補の情報を示す目的地候補画像をタッチパネルディスプレイ２０の表示部に表示し、目的地候補画像の表示中に表示パネルの表示面を被案内者がタッチすることで、タッチ位置に対応する目的地候補を選択し、選択した目的地候補を目的地として設定することが可能となる。また、環境側に変更があっても目的地を選択するスイッチ等を追加することなくソフトウェアの変更によって簡易に対応することが可能となる。
これによって、複数の目的地候補が表示されている表示面における所望の目的地候補の表示位置をタッチするといった簡易な操作で目的地の設定を行うことが可能となり、例えば目的地の名称を入力するといった比較的複雑な操作を要する場合と比較して目的地の設定にかかる時間を低減することが可能となる。その結果、案内用ロボットが１人の被案内者によって占有される時間を短縮することが可能となり、案内用ロボットの稼動効率を向上することが可能となる。

（２）本実施形態に係る案内用ロボット１は、表示形態候補画像表示部５２１が、タッチパネルディスプレイ２０に、目的地候補画像を表示する際の複数の表示形態候補の情報を示す表示形態候補画像を表示する。表示形態候補画像表示部５２１が、表示形態候補画像が表示されているときのタッチ位置の情報に基づき、複数の表示形態候補のうちからタッチ位置に対応する表示形態候補を表示形態として設定する。目的地候補画像表示部５２２が、表示形態候補画像表示部５２１で設定した表示形態で目的地候補画像を表示する。
この構成であれば、複数の目的地候補を表示する際に、その表示形態を複数の表示形態のうちから選択し、選択した表示形態で目的地候補画像を表示させることが可能となる。
これによって、被案内者が、目的地候補を見つけやすい好みの表示形態で目的地候補画像を表示させることが可能となり、目的地の設定にかかる時間をより低減することが可能となる。その結果、案内用ロボットが１人の被案内者によって占有される時間をより短縮することが可能となり、案内用ロボットの稼動効率をより向上することが可能となる。

（３）本実施形態に係る案内用ロボット１は、移動体２が、駆動輪６Ｌ及び６Ｒを備え、第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒから付与される駆動力によって駆動輪６Ｌ及び６Ｒを回転駆動して任意の方向に走行可能な車輪型の移動体として構成されている。
この構成であれば、案内用ロボット１が車輪移動型ロボットとして構成されるので、脚型ロボット等と比較して簡易に旋回制御や速度制御等の移動制御を行うことが可能となる。

（４）本実施形態に係る案内用ロボット１は、移動体２が移動するエリアが屋内であり、複数の目的地候補がエリア内に存在する複数の屋内施設である。
この構成であれば、案内用ロボット１を、屋内施設を案内するロボットとして構成することが可能となる。これによって、雨の降っている環境下等の屋外に特有の環境下での活動を考慮しなくて済むので、案内用ロボット１を比較的安価に製造することが可能となる。

（５）本実施形態に係る案内用ロボット１は、ナビゲーション画像表示部５２ｈが、地図情報と自己位置推定部５２ｄ及び自己位置補正部５２ｅで推定した現在位置とルート生成部５２ｆで生成した移動経路とに基づき、表示部に現在位置の周辺の地図、現在位置及び移動経路の情報を示すナビゲーション画像を表示する。
この構成であれば、被案内者は、タッチパネルディスプレイ２０の表示パネルに表示されたナビゲーション画像を見ながら案内を受けることが可能となる。
これによって、被案内者は、正しい経路を進んでいることを常に確認することが可能となり、安心して案内を受けることが可能となる。

（６）本実施形態に係る案内用ロボット１は、障害物検出部５１ｂが、移動体２の周囲の障害物を検出する。走行制御部５１が、障害物検出部５１ｂで障害物を検出したとき、障害物を回避する方向に、移動体２の移動方向を補正する第１及び第２電動モータ９Ｌ及び９Ｒの駆動制御を行う。
この構成であれば、移動体２の周囲に障害物を検出した場合に、移動体２の移動方向を、障害物を回避する方向に補正する制御を行うことが可能となる。
これによって、障害物との接触を回避しながら移動体２の移動を継続することが可能となる。

（変形例）
（１）上記実施形態において、目的地候補の文字画像の表示位置をタッチすることで、目的地候補の文字画像を強調表示して選択していることが解るように構成したが、例えば、強調表示に加えて、選択された目的地候補の概要等を音声案内又は文字表示する構成としてもよい。例えば、施設名からどのような施設なのか解りづらい場合や似たような名称のものが複数ある場合などに、概要を音声案内又は文字表示することで被案内者が間違った目的地を設定することを低減することが可能となる。

（２）上記実施形態において、目的地候補となる施設名を漢字表示可能なものは漢字で表示する構成としたが、この構成に限らず、「カタカナ」や「ひらがな」のみで表示したり、ルビを表示したりするなど他の構成としてもよい。なお、目的地候補画像内に切り換えボタン画像を表示し、被案内者が切り換えボタン画像の表示位置をタッチすることで、表示を任意に切り換えることができる構成としてもよい。即ち、漢字が読めない場合などに「カタカナ」や「ひらがな」などの表示に切り換えられるようにすることで、目的地の設定時間の短縮や被案内者が間違った目的地を設定することを低減することが可能となる。

（３）上記実施形態においては、障害物センサとして第１障害物検出センサ２２，２３，２４を適用した場合について説明したが、超音波式センサ等の他の測距センサを適用することもできる。また、スキャナ式レンジセンサに代えて、１方向にレーザ光を出射する測距センサをＺ軸方向に回動させて走査するようにしてもよい。
（４）上記実施形態においては、移動体２として、前側にキャスター５を設置し、後輪側に駆動輪６Ｌ及び６Ｒを設ける場合について説明したが、前側の左右位置に駆動輪を配置し、後輪側にキャスターを配置するようにしてもよい。

（５）上記実施形態においては、移動体２を２輪駆動する場合について説明したが、自動車のように前後に２輪ずつ配置し、前後の一方を転舵輪とすることにより、走行方向を制御するようにしてもよい。この場合でも転舵輪の転舵量及び転舵角に基づいて走行軌跡を算出することができる。
（６）上記実施形態においては、ダイクストラ法を用いて走行経路を探索する構成としたが、この構成に限らない。例えば、ポテンシャル法、深さ優先探索、幅優先探索などの他のアルゴリズムを用いて経路を探索してもよい。

１…案内用ロボット、２…移動体、３…基台、４…荷台部、５…キャスター、６Ｌ，６Ｒ…駆動輪、９Ｌ，９Ｒ…第１，第２電動モータ、１１Ｌ，１１Ｒ…タイミングベルト、１２Ｌ，１２Ｒ…ギアヘッド、１５…支持腕、１６…水平腕、１７…操作入力部、１８…グリップ、１９…力センサ、２０…タッチパネルディスプレイ、２２，２４…第１，第２障害物検出センサ、２３…位置測位センサ、２５…上方障害物センサ、３０…走行制御装置、５１…走行制御部、５１ａ…走行方向算出部、５１ｂ…障害物検出部、５１ｃ…走行方向補正部、５１ｄ…モータ駆動制御部、５２…目的地案内部、５２ａ…メニュー画像表示部、５２ｂ…目的地決定部、５２ｃ…画像格納部、５２ｄ…自己位置推定部、５２ｅ…自己位置補正部、５２ｆ…ルート生成部、５２ｇ…マップ格納部、５２ｈ…ナビゲーション画像表示部、５２ｉ…音声出力部、５３…センサ信号入力Ｉ／Ｆ、５４…速度指令値出力Ｉ／Ｆ、５５…回転速度位置入力Ｉ／Ｆ、５６…画像出力Ｉ／Ｆ、５７…タッチ位置入力Ｉ／Ｆ、５８…音声出力Ｉ／Ｆ、６１Ｌ，６１Ｒ…第１，第２モータドライバ、６２Ｌ，６２Ｒ…第１，第２ロータリエンコーダ、６７…スピーカ、５２１…表示形態候補画像表示部、５２２…目的地候補画像表示部

Claims (6)

1. アクチュエータから付与される駆動力によって任意の方向に移動可能な移動体と、
   前記移動体に取り付けられ、画像を表示する表示部と被案内者が前記表示部の表示面をタッチしたときのタッチ位置を検出するタッチ位置検出部とを備えた表示入力装置と、
   前記表示部に、前記被案内者の案内先となる複数の目的地候補の情報を示す画像である目的地候補画像を表示する目的地候補画像表示部と、
   前記表示部に前記目的地候補画像が表示されているときの前記タッチ位置の情報に基づき、前記複数の目的地候補のうちからタッチ位置に対応する目的地候補を選択し、選択した目的地候補を目的地として設定する目的地設定部と、
   前記移動体が移動するエリアの地図情報が格納された地図情報格納部と、
   前記移動体の現在位置を推定する自己位置推定部と、
   前記地図情報に基づき、前記自己位置推定部で推定した現在位置から前記目的地設定部で設定した目的地までの前記移動体の移動経路を生成する経路生成部と、
   前記自己位置推定部で推定した現在位置と前記経路生成部で生成した移動経路とに基づき、前記移動体の目標進行方向を決定する目標進行方向決定部と、
   前記目標進行方向決定部で決定した目標進行方向に基づき、前記アクチュエータを駆動制御して前記移動体の移動を制御する移動制御部と、を備えることを特徴とする案内用ロボット。
2. 前記表示部に、前記目的地候補画像を表示する際の複数の表示形態候補の情報を示す表示形態候補画像を表示する表示形態候補画像表示部と、
   前記表示形態候補画像が表示されているときの前記タッチ位置の情報に基づき、前記複数の表示形態候補のうちからタッチ位置に対応する表示形態候補を表示形態として設定する表示形態設定部と、を備え、
   前記目的地候補画像表示部は、前記表示形態設定部で設定した表示形態で前記目的地候補画像を表示する請求項１に記載の案内用ロボット。
3. 前記移動体は、車輪を備え、前記アクチュエータから付与される駆動力によって前記車輪を回転駆動して任意の方向に走行可能な車輪型の移動体である請求項１又は２に記載の案内用ロボット。
4. 前記移動体が移動するエリアは屋内であり、前記複数の目的地候補は前記エリア内に存在する複数の屋内施設である請求項１から３のいずれか１項に記載の案内用ロボット。
5. 前記地図情報と前記自己位置推定部で推定した現在位置と前記経路生成部で生成した移動経路とに基づき、前記表示部に前記現在位置の周辺の地図、前記現在位置及び前記移動経路の情報を示すナビゲーション画像を表示するナビゲーション画像表示部を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の案内用ロボット。
6. 前記移動体の周囲の障害物を検出する障害物検出部を備え、
   前記移動制御部は、前記障害物検出部で障害物を検出したとき、前記障害物を回避する方向に、前記移動体の移動方向を補正する前記アクチュエータの駆動制御を行う請求項１から５のいずれか１項に記載の案内用ロボット。

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