JP2018151937A - Control program and mobile object - Google Patents
Control program and mobile object Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018151937A JP2018151937A JP2017048532A JP2017048532A JP2018151937A JP 2018151937 A JP2018151937 A JP 2018151937A JP 2017048532 A JP2017048532 A JP 2017048532A JP 2017048532 A JP2017048532 A JP 2017048532A JP 2018151937 A JP2018151937 A JP 2018151937A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- leader
- movement
- moving
- wheelchair
- moving body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 26
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
Description
本発明は、移動体を制御するためのプログラム、及び移動体に関する。 The present invention relates to a program for controlling a moving body and the moving body.
高齢者や障害者などが乗用するための車椅子として、移動方向や移動速度を自律的に決定して移動することが可能な車椅子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、介護者の動作に応じて自律的に移動する車椅子が開示されている。
As a wheelchair for an elderly person or a disabled person to ride, a wheelchair that can move by autonomously determining a moving direction and a moving speed has been proposed (for example, see Patent Document 1).
本発明者は、介護者などに車椅子を自動的に追随させるためには、車両同士を並走させる場合(例えば、特許文献2参照)とは異なる配慮が必要になることを課題として認識し、より適切な態様で車椅子を介護者などに追随させることを可能とする技術に想到した。 The present inventor recognizes, as an issue, that caregivers and the like need to take care differently from the case of parallel running of vehicles (see, for example, Patent Document 2) in order to automatically follow a wheelchair. The inventors have come up with a technology that enables a caregiver to follow a wheelchair in a more appropriate manner.
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、車椅子などの移動体を先導者に適切に追随させる技術を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the technique which makes a leader follow a moving body, such as a wheelchair, appropriately.
上記課題を解決するために、本発明のある態様の制御プログラムは、移動体を先導者に追随するように移動させるための制御プログラムであって、コンピュータを、先導者の移動方向を取得する移動方向取得部、先導者の向きを取得する向き取得部、移動方向取得部が取得した先導者の移動方向と、向き取得部が取得した先導者の向きに基づいて、複数の種類に分類された先導者の移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定する移動態様推定部、推定された移動態様に応じて異なる判断基準を適用して移動体を制御する方法を決定し、決定された方法にしたがって移動体を制御する制御部、として機能させ、制御部は、先導者が向いている方向に移動していると推定された場合、先導者の向きを基準とした相対座標系における先導者と移動体との間の相対位置が維持されるように、移動体を制御する。 In order to solve the above-described problem, a control program according to an aspect of the present invention is a control program for moving a moving body so as to follow a leader, and the computer acquires a movement direction of the leader. Based on the direction acquisition unit, the direction acquisition unit that acquires the direction of the leader, the movement direction of the leader acquired by the movement direction acquisition unit, and the direction of the leader acquired by the direction acquisition unit, it was classified into a plurality of types A movement mode estimation unit that estimates which movement mode of the leader's movement mode, a method for controlling the moving body by applying different criteria according to the estimated movement mode, and is determined The control unit functions as a control unit that controls the moving body according to the method, and when the control unit is estimated to be moving in the direction in which the leader is facing, in the relative coordinate system based on the direction of the leader. Leader As the relative position between the moving body is maintained, to control the mobile.
本発明の別の態様は、移動体である。この移動体は、移動体を移動させるための駆動系と、移動体を先導者に追随するように移動させるために、駆動系を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、先導者の移動方向を取得する移動方向取得部と、先導者の向きを取得する向き取得部と、移動方向取得部が取得した先導者の移動方向と、向き取得部が取得した先導者の向きに基づいて、複数の種類に分類された先導者の移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定する移動態様推定部と、推定された移動態様に応じて異なる判断基準を適用して移動体を制御する方法を決定し、決定された方法にしたがって駆動系を制御する制御部と、を備える。制御部は、先導者が向いている方向に移動していると推定された場合、先導者の向きを基準とした相対座標系における先導者と移動体との間の相対位置が維持されるように、駆動系を制御する。 Another embodiment of the present invention is a mobile object. The moving body includes a driving system for moving the moving body and a control device for controlling the driving system to move the moving body so as to follow the leader. The control device includes a movement direction acquisition unit that acquires the movement direction of the leader, a direction acquisition unit that acquires the direction of the leader, the movement direction of the leader acquired by the movement direction acquisition unit, and the direction acquisition unit. Based on the direction of the leader, a movement mode estimation unit that estimates which movement mode among the movement modes of the leaders classified into a plurality of types, and different judgment criteria according to the estimated movement mode And a control unit that determines a method for controlling the moving body by applying and controls the drive system in accordance with the determined method. When it is estimated that the controller is moving in the direction in which the leader is facing, the relative position between the leader and the moving body in the relative coordinate system based on the direction of the leader is maintained. Next, the drive system is controlled.
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、車椅子などの移動体を先導者に適切に追随させる技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which makes a leader follow a mobile body, such as a wheelchair, appropriately can be provided.
本発明の実施例は、車椅子などの移動体を、先導者に追随するように自動的に移動させるための技術を提供する。先導者は、典型的には、歩行により移動することが想定されるが、先導する対象の移動体の種類によっては、自転車や車椅子などの移動体で移動してもよい。また、先導者は、ロボットなどの自律的に又は外部からの遠隔制御により移動可能な移動体であってもよく、この場合は、先導者ではなく先導車又は先導体と呼んでもよい。先導者が先導する対象の移動体は、車椅子のほか、荷物などを運搬するための台車やロボットなどであってもよい。実施例では、歩行により移動する人間の先導者が、自律的に移動可能な車椅子を先導する場合について説明する。 An embodiment of the present invention provides a technique for automatically moving a moving body such as a wheelchair to follow a leader. The leader is typically assumed to move by walking, but may be moved by a moving body such as a bicycle or a wheelchair depending on the type of moving body to be led. Further, the leader may be a movable body such as a robot that can move autonomously or by remote control from the outside. In this case, the leader may be called a leading vehicle or a leading conductor instead of the leading person. The target mobile body that is led by the leader may be a wheelchair, a cart or a robot for carrying luggage and the like. In the embodiment, a case where a human leader who moves by walking leads a wheelchair that can move autonomously will be described.
同種の移動体同士が縦走又は並走する場合と異なり、人間である先導者に車椅子を追随させる場合には、移動の特性が人間と移動体との間で異なることに留意して制御する必要がある。例えば、人間は急激に移動方向や移動速度を変えることが比較的容易であるが、車椅子の移動方向や移動速度を急激に変更すると、車椅子に乗車している人間に与える負担が大きい場合がある。また、先導者は、単に先導のために移動するだけでなく、車椅子に乗車している利用者の様子を確認するために車椅子に近づいたり、車椅子を先導する経路とは異なる場所に一時的に移動したりすることもあるので、先導者の行動を短期間では精確に推定できない場合がありうる。実施例では、このような特性を踏まえて、車椅子などの移動体を先導者に適切に追随させる技術を提案する。 Unlike the case where the same type of mobile objects run vertically or in parallel, it is necessary to control the characteristics of movement between humans and mobile objects when a human leader follows a wheelchair. There is. For example, it is relatively easy for a human to change the moving direction and moving speed abruptly, but if the moving direction and moving speed of the wheelchair are changed suddenly, the burden placed on the person riding in the wheelchair may be large. . In addition, the leader not only moves to lead, but also approaches the wheelchair to check the state of the user riding in the wheelchair, or temporarily moves to a place different from the route that leads the wheelchair. In some cases, the behavior of the leader cannot be accurately estimated in a short period of time. In the embodiment, based on such characteristics, a technique for appropriately following a moving body such as a wheelchair to a leader is proposed.
図1は、先導者に車椅子を追随させる様子を模式的に示す。図1(a)に示すように、車椅子の利用者12が乗車した車椅子10は、先導者14の真後ろではなく、先導者14の左側のやや後方に位置するように制御される。これにより、先導者14が利用者12と会話したり、利用者12の様子を確認したりしながら車椅子10を先導することができる。先導者14が所持する携帯端末16は、車椅子10に搭載された制御装置との間で通信し、先導者14の向き、移動方向、移動速度、目的地、行動予定などに関する情報を制御装置へ送信する。制御装置は、携帯端末16から受信した先導者14に関する情報に基づいて、先導者14の向き、移動方向、移動速度を取得又は推定し、それらの情報に基づいて、先導者14を追随するように車椅子10を制御する。なお、制御装置は、車椅子10に内蔵されているため、本図では図示しないが、制御装置の構成については後述する。また、本実施例では、車椅子10として、向きを変えずに前後左右にスライド走行することが可能であるとともに、その場で回転して向きを変えることが可能な車椅子を使用する。
FIG. 1 schematically shows how a leader follows a wheelchair. As shown in FIG. 1A, the
図1(b)に示すように、先導者14が前方に移動すると、制御装置は、先導者14と車椅子10の間の相対位置を保つように、先導者14の左側のやや後方まで車椅子10を移動させる。その後、図1(c)に示すように、先導者14が右前方に移動すると、制御装置は、先導者14の向きを基準とした相対座標系における先導者14との間の相対位置を保つように、先導者14の左側のやや後方まで車椅子10を移動させるとともに、先導者14の向きに合わせて車椅子10の向きを回転させる。車椅子10は先導者14の左後方に位置しているので、右前方に移動する場合には、回転半径が先導者14よりも長くなり、先導者14よりも大回りに移動することになる。
As shown in FIG. 1 (b), when the
このように、実施例においては、先導者14が利用者12の様子を容易に確認することができるようにするために、先導者14の真後ろではなく先導者14の左後方に車椅子10が位置するように車椅子10を制御するが、そのために、先導者14が右へ曲がる場合と左に曲がる場合とで、車椅子10を先導者14に追随するように移動させるときの回転半径が大きく異なることになる。したがって、実施例に係る制御装置は、先導者14の向き及び移動方向に応じて、車椅子10を制御する方法を異ならせる。
Thus, in the embodiment, the
図2は、車椅子10を制御する方法を説明するための模式図である。制御装置は、まず、携帯端末16から受信した情報や、車椅子10に設けられたカメラなどのセンサから取得した情報から、先導者14の向き、移動方向、移動速度、移動距離などのデータを所定の時間間隔で算出し、算出したデータに基づいて先導者14の移動態様を推定する。制御装置は、先導者14の向き及び移動方向を算出すると、まず、今回算出した先導者14の向き及び移動方向に基づいて先導者14の移動態様を推定し、必要であれば、前回以前に算出した先導者14の向き及び移動方向などの情報を更に加味して先導者14の移動態様を推定する。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a method of controlling the
本実施例では、先導者14の移動態様を3つの種類に分類し、いずれの種類の移動態様であるかを推定する。具体的には、(1)先導者14の向きと移動方向が合致している、すなわち、先導者14が向いている方向と同じ方向へ移動している移動態様、(2)先導者14の向きと移動方向が異なる、すなわち、先導者14が向いている方向以外の方向に移動している移動態様、(3)先導者14が車椅子10に向かって近づいている移動態様、の3種類の移動態様のうちのいずれであるかを推定する。図2において、移動態様(1)は外側の円環20に対応し、移動態様(2)は中間の円環22に対応し、移動態様(3)は、内側の円環24に対応する。
In a present Example, the movement aspect of the
制御装置は、先導者14の移動態様を推定すると、推定された移動態様に応じて異なるルールにより、車椅子10の制御方法を決定する。具体的な制御方法は後述するが、まず概要を述べると、移動態様(1)は、先導者14が通常の態様で歩行している場合であるので、移動方向が大きく変化していない場合は、直近の先導者14の移動方向及び移動速度に合わせて、先導者14との間の相対位置が保たれるように車椅子10を先導者14に追随させるとともに、先導者14の向きと同じ向きになるように、必要であれば車椅子10を回転させる。移動方向が大きく変化した場合には、直近の情報だけでなく、より長い期間における先導者14の移動態様に関する情報なども加味して、より慎重に先導者14の行動を推定し、推定結果に基づいて車椅子10の移動態様を決定する。例えば、過去の所定期間の移動態様を参照したり、移動方向の変化量が小さくなって移動方向が安定するまで待ってから推定したりしてもよい。
When the control device estimates the movement mode of the
円環20は、先導者14の移動態様が移動態様(1)である場合に、移動方向が変化する前の移動方向を[0]方向として変化後の移動方向を16分割したものと、車椅子10を制御する方法を決定するためのルールとの対応関係を示す。先導者14の移動態様が移動態様(1)であると推定される場合に、移動方向が[15]、[0]([16])、又は[1]である場合はルール「1A」が適用され、移動方向が[2]又は[14]である場合はルール「1B」が適用され、移動方向が[3]、[4]、又は[13]である場合はルール「1C」が適用され、移動方向がそれ以外である場合はルール「1D」が適用される。ルール「1C」又は「1D」が適用される移動方向の範囲は、左右で非対称となっているが、これは、車椅子10が先導者14の真後ろではなく、左後方に位置するように制御されるからである。
When the movement mode of the
移動態様(2)の場合は、先導者14が通常の態様とは異なる態様で歩行していると推定されるので、直近の情報だけでなく、より長い期間における先導者14の移動態様に関する情報や、車椅子10の周囲の状況に関する情報なども加味して、より慎重に先導者14の行動を推定し、推定結果に基づいて車椅子10の移動態様を決定する。
In the case of the movement mode (2), it is estimated that the
円環22は、先導者14の移動態様が移動態様(2)である場合に、先導者14の向きを[0]方向として先導者14の移動方向を16分割したものと、車椅子10を制御する方法を決定するためのルールとの対応関係を示す。先導者14の移動態様が移動態様(2)であると推定される場合に、移動方向が[1]、[2]又は[15]である場合はルール「2E」が適用され、移動方向がそれ以外である場合はルール「2F」が適用される。ルール「2E」又は「2F」が適用される移動方向の範囲は、左右で非対称となっているが、これも、車椅子10が先導者14の真後ろではなく、左後方に位置するように制御されるからである。なお、移動方向が[0]([16])である場合は、先導者14の向きと移動方向が合致しているので、移動態様(1)であると推定されるはずであり、ルール「1A」が適用される。
When the movement mode of the
移動態様(3)の場合は、先導者14の移動方向が車椅子10に向かう方向でなければ、移動態様(3)ではなく移動態様(1)又は(2)であると推定されるので、移動態様(3)であるか否かを判定する必要がないが、先導者14の移動方向が車椅子10に向かう方向であれば、直近の情報だけでなく、より長い期間における先導者14の移動態様に関する情報や、車椅子10の周囲の状況に関する情報なども加味して、先導者14の移動態様が移動態様(3)であるか否かを判定し、判定結果に基づいて車椅子10の移動態様を決定する。
In the case of the movement mode (3), if the direction of movement of the
円環24は、先導者14の移動態様が移動態様(3)である場合に、移動方向が変化する前の移動方向を[0]方向として変化後の移動方向を16分割したものと、車椅子10を制御する方法を決定するためのルールとの対応関係を示す。先導者14の移動方向が[8]〜[13]である場合はルール「3G」が適用されるが、移動方向がそれ以外である場合は先導者14の移動態様が移動態様(3)であるか否かを判定する必要はない。
When the movement mode of the
先導者14の移動態様が、移動態様(1)と(2)のいずれであるかの判定と、移動態様(3)であるか否かの判定は、独立して実行可能であり、いずれを先に実行してもよいし、両者を並行して実行してもよい。移動態様(3)であるか否かを先に判定する場合に、移動態様(3)であると判定された場合は、移動態様(1)と(2)のいずれであるかの判定は省略し、移動態様(3)であると推定してもよい。
The determination of whether the
以下、先導者14のそれぞれの移動態様における車椅子10の制御方法について具体的に説明する。
Hereinafter, the control method of the
[1A:移動態様(1)・移動方向の変化量(小)]
図3は、ルール「1A」が適用される場合の車椅子の制御方法を説明するための図である。先導者14の向きと移動方向が一致しており、移動方向の変化量が小さい場合、制御装置は、今回算出した先導者14の移動方向及び向きに合わせて、先導者14との間の相対位置が保たれるように車椅子10を先導者14に追随させるとともに、先導者14の向きと同じ向きになるように、必要であれば車椅子10を回転させる。移動方向が[1]である場合は、先導者14よりも曲率半径が大きくなるように車椅子10を移動させ、移動方向が[15]である場合は、先導者14よりも曲率半径が小さくなるように車椅子10を移動させる。
[1A: Movement Mode (1), Change in Movement Direction (Small)]
FIG. 3 is a diagram for explaining a wheelchair control method when the rule “1A” is applied. When the direction of the
[1B:移動態様(1)・移動方向の変化量(中)]
図4は、ルール「1B」が適用される場合の車椅子の制御方法を説明するための図である。先導者14の向きと移動方向が一致しており、移動方向の変化量が中程度である場合、制御装置は、今回算出した先導者14の移動方向及び向きと、前回以前の所定期間に算出した先導者14の移動方向及び向きとに基づいて、先導者14の移動方向及び向きを確定し、先導者14との間の相対位置が保たれるように車椅子10を先導者14に追随させるとともに、先導者14の向きと同じ向きになるように、必要であれば車椅子10を回転させる。移動方向が[2]である場合は、先導者14よりも曲率半径が大きくなるように車椅子10を移動させ、移動方向が[14]である場合は、先導者14よりも曲率半径が小さくなるように車椅子10を移動させる。図4に示すように、移動方向が[14]である場合、すなわち、先導者14が左折している場合は、先導者14の左後方に移動しようとすると車椅子10を後退させなければならない場合がありうるが、前方に移動させていた車椅子10を急に後退させると、乗車している利用者12に負担を与える場合があるので、車椅子10を後退させると判定される場合には、すぐには後退させず、所定期間待機してから、後退させるのが適切であるかを再度判定してもよい。
[1B: Movement Mode (1) / Change in Movement Direction (Medium)]
FIG. 4 is a diagram for explaining a wheelchair control method when the rule “1B” is applied. When the direction of the
[1C:移動態様(1)・移動方向の変化量(やや大)]
図5は、ルール「1C」が適用される場合の車椅子の制御方法を説明するための図である。先導者14の向きと移動方向が一致しており、移動方向の変化量がやや大きい場合、制御装置は、今回算出した先導者14の移動方向及び向きと、前回以前の所定期間に算出した先導者14の移動方向及び向きのみに基づいて先導者14の現在の移動方向及び向きを確定せずに、所定期間は確定を留保し、所定期間分の先導者14の移動方向及び向きを更にルールに適用して、先導者14の移動方向及び向きを推定する。先導者14の移動方向及び向きの傾向が安定していれば、先導者14の移動方向及び向きを確定し、安定していなければ、安定するまで更に待ってから先導者14の移動方向及び向きを確定する。制御装置は、先導者14の移動方向及び移動速度が確定されると、先導者14との間の相対位置が保たれるように車椅子10を先導者14に追随させるとともに、先導者14の向きと同じ向きになるように、必要であれば車椅子10を回転させる。移動方向が[3]又は[4]である場合は、先導者14よりも曲率半径が大きくなるように車椅子10を移動させ、移動方向が[15]である場合は、先導者14よりも曲率半径が小さくなるように車椅子10を移動させる。
[1C: Movement mode (1), change amount in movement direction (slightly large)]
FIG. 5 is a diagram for explaining a wheelchair control method when the rule “1C” is applied. When the direction of the
[1D:移動態様(1)・移動方向の変化量(大)]
図6は、ルール「1D」が適用される場合の車椅子の制御方法を説明するための図である。先導者14の向きと移動方向が一致しており、移動方向の変化量が大きい場合、制御装置は、先導者14の現在位置からの総移動距離が所定値に到達するまで待ってから、それまでの期間に算出した先導者14の移動方向及び向きに基づいて、先導者14の移動方向及び向きを推定する。先導者14の移動方向及び向きの傾向が安定していれば、先導者14の移動方向及び向きを確定し、安定していなければ、安定するまで更に待ってから先導者14の移動方向及び向きを確定する。制御装置は、先導者14の移動方向及び移動速度を確定させると、先導者14との間の相対位置が保たれるように車椅子10を先導者14に追随させるとともに、先導者14の向きと同じ向きになるように、必要であれば車椅子10を回転させる。
[1D: Movement mode (1), change amount in movement direction (large)]
FIG. 6 is a diagram for explaining a wheelchair control method when the rule “1D” is applied. If the direction of the
このように、先導者14の移動態様が移動態様(1)であると推定された場合には、移動方向の変化量が大きいほど、長い期間の先導者14の移動に関する情報に基づいて、車椅子10の移動を制御する。ルールに適用する先導者14の移動に関する情報は、それ以前に取得したものでもよいし、それ以降に取得するものでもよい。これにより、先導者14の移動方向の変化量が小さい場合は、車椅子10を速やかに先導者14に追随させるように制御することができるし、先導者14の移動方向の変化量が大きい場合は、先導者14の移動をより精確に推定して、車椅子10を円滑に先導者14に追随させるように制御することができる。また、移動方向を大きく変えた先導者14に、車椅子10を闇雲に追随させるのではなく、一呼吸おいてから車椅子10を移動させるので、車椅子10の移動方向の急激な変更を避け、車椅子10の利用者の負担を軽減させることができる。
Thus, when it is estimated that the movement mode of the
[2E:移動態様(2)・向きと移動方向の違い(中)]
[2F:移動態様(2)・向きと移動方向の違い(大)]
図7は、ルール「2E」又は「2F」が適用される場合の車椅子の制御方法を説明するための図である。先導者14の向きと移動方向が異なっており、向きと移動方向の違いが中程度又は大きい場合、制御装置は、向きと移動方向の違いが大きいほど、長い期間の先導者14の移動に関する情報に基づいて、先導者14の移動方向及び向きを推定する。先導者14の移動方向及び向きの傾向が安定していれば、先導者14の移動方向及び向きを確定し、安定していなければ、安定するまで更に待ってから先導者14の移動方向及び向きを確定する。制御装置は、先導者14の移動方向及び移動速度が確定されると、先導者14との間の相対位置が保たれるように車椅子10を先導者14に追随させるとともに、先導者14の向きと同じ向きになるように、必要であれば車椅子10を回転させる。移動態様(2)と推定される頻度は、移動態様(1)と推定される頻度よりも低いと考えられるので、移動態様(1)の場合よりも、車椅子10を制御するためのルールの種類を少なくしている。
[2E: Movement mode (2) • Difference between direction and movement direction (middle)]
[2F: Movement mode (2) · Difference between direction and movement direction (large)]
FIG. 7 is a diagram for explaining a wheelchair control method when the rule “2E” or “2F” is applied. When the direction of the
[3G:移動態様(3)]
図8は、ルール「3G」が適用される場合の車椅子の制御方法を説明するための図である。先導者14の移動方向が[8]〜[13]である場合は、ルール「3G」が適用され、先導者14が車椅子10に近づこうとしているのか否かを判定する。先導者14の移動方向がそれ以外である場合は、先導者14が車椅子10に近づいているとは考えられないので、判定を省略する。制御装置は、所定時間が経過するまで待ってから、それまでの期間に算出した先導者14の移動方向及び向きに基づいて、先導者14が車椅子10に近づいているか否かを判定する。先導者14が車椅子10に近づいていると判定した場合は、車椅子10を先導者14に追随させる機能を停止し、車椅子10をその場で停止させる。制御装置は、更に、車椅子10に設けられたカメラにより撮影された先導者14の画像や、先導者14の携帯端末16から送信された情報などに基づいて、先導者14が車椅子10に近づいているか否かを判定してもよい。例えば、先導者14が携帯端末16に、車椅子10にその場で停止すべき旨の指示を送信した場合には、先導者14が車椅子10に近づいていると判定し、車椅子10をその場で停止させてもよい。
[3G: Movement mode (3)]
FIG. 8 is a diagram for explaining a wheelchair control method when the rule “3G” is applied. When the moving direction of the
図9は、実施例に係る車椅子10の構成を概略的に示す。車椅子10は、車椅子10を移動させるための駆動系36と、車椅子10を先導者に追随するように移動させるために、駆動系36を制御する制御装置40と、車椅子10の周囲を撮像するためのカメラ30と、先導者の携帯端末16との通信を制御する通信部32と、車椅子10の速度や加速度など車椅子10の状態を示す情報を検知するためのセンサ34とを備える。
FIG. 9 schematically illustrates the configuration of the
制御装置40は、先導者の移動方向を取得する移動方向取得部42と、先導者の向きを取得する向き取得部44と、移動方向取得部42が取得した先導者の移動方向と、向き取得部44が取得した先導者の向きに基づいて、複数の種類に分類された先導者の移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定する移動態様推定部46と、推定された移動態様に応じて異なる判断基準を適用して車椅子10を制御する方法を決定し、決定された方法にしたがって駆動系36を制御する制御部48と、これらの構成が使用するデータやプログラムなどを格納する記憶部50とを備える。これらの機能は、CPU、メモリ、メモリにロードされたプログラムなどによって実現され、ここではそれらの連携によって実現される構成を描いている。プログラムは、車椅子10に内蔵されていてもよく、また記録媒体に格納された形態で外部から供給されるものであってもよい。したがってこれらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者に理解されるところである。
The
移動方向取得部42は、先導者の携帯端末16から、携帯端末16により搭載されたセンサなどにより取得された先導者の移動方向及び移動速度を取得してもよいし、カメラ30により撮像された画像を解析することにより、先導者の移動方向及び移動速度を取得してもよい。向き取得部44も、同様に、携帯端末16から先導者の向きを取得してもよいし、カメラ30により撮像された画像を解析することにより、先導者の向きを取得してもよい。移動態様推定部46は、上述したように、先導者が向いている方向に移動している移動態様(1)、先導者が向いている方向とは異なる方向に移動している移動態様(2)、及び先導者が車椅子10の方に近づいている移動態様(3)のうちのいずれの移動態様であるかを推定する。制御部48は、推定された移動態様に応じて、上述したルール「1A」〜「3G」を適用して、車椅子10を制御する方法を決定する。
The moving
制御部48は、決定した方法にしたがって車椅子10を移動させるように、駆動系36を制御する。制御部48は、決定した制御方法に基づいて算出された目標位置と、先導者の移動方向及び移動速度から、車椅子10を移動させる経路を算出する。先導者が移動態様(1)でゆっくり移動している間は、制御部48は、先導者の向きを基準とした相対座標系における先導者と車椅子10との間の相対位置が維持されるように、先導者の移動方向及び移動速度に合わせて車椅子10を追随させる。先導者の移動速度又は加速度が所定値以上となった場合は、車椅子10を同じ速度又は加速度で移動させると乗車している利用者12に危険が生じる場合があるので、制御部48は、車椅子10の速度及び加速度が所定の上限値を超えないように制御する。制御部48が車椅子10の制御方法を決定するために所定時間の経過を待機していた場合など、車椅子10と先導者との間の距離が所定値以上となった場合は、その後、先導者の移動速度が車椅子10の速度の上限値よりも遅くなったときに、車椅子10の速度の上限値を超えない範囲の速度で、先導者よりも速い移動速度で車椅子10を制御し、先導者との間の距離を縮めるようにする。
The
制御部48は、過去の所定期間における先導者の移動方向及び移動速度を所定のアルゴリズムにより平滑化し、平滑化した移動方向及び移動速度に基づいて車椅子10を制御してもよい。これにより、車椅子10をより円滑に移動させることができ、利用者に与える負担を低減させることができる。
The
制御部48は、先導者の移動方向の変化量が所定値以上である場合、又は、先導者に追随するために車椅子10を移動させる距離が所定値以上となる場合は、先導者14に対する車椅子10の相対位置を変更してもよい。例えば、先導者が向きを180度回転した場合、車椅子10を先導者の左後方に位置させるためには、車椅子10を先導者を中心として180度回転させることになるが、その場で180度回転させて、以降は先導者の右後方に位置させてもよい。
When the amount of change in the direction of movement of the leader is greater than or equal to a predetermined value, or when the distance to move the
なお、車椅子10は、利用者が車椅子10に移動方向や移動速度などを指示するための操作部を備えてもよい。この場合、制御装置40は、操作部に入力された指示に応じて駆動系36を制御するが、先導者に追随する機能をオンにする指示を操作部又は携帯端末16から取得すると、操作部に入力された指示に応じた制御を停止させ、以降は上述したように先導者を自動的に追随するように車椅子10を制御する。
In addition, the
本発明の実施例によれば、先導者の移動態様に応じた適切な制御方法で車椅子を制御することができる。また、先導者が向いている方向に移動するような、通常の移動態様で移動している場合は、先導者との相対位置を維持しつつ、車椅子を先導者に追随させるので、先導者が車椅子の利用者を確認したり、会話したりしながら車椅子を先導することができる。また、先導者の移動態様と全く同じ態様で車椅子を移動させるのではなく、先導者が急激に移動方向、移動速度、向きなどを変えたとしても、車椅子の移動に即座に反映させず、所定期間おいてから適切な制御方法を決定するので、車椅子の利用者の安全を確保しつつ、適切に車椅子を移動させることができる。 According to the embodiment of the present invention, the wheelchair can be controlled by an appropriate control method according to the movement mode of the leader. In addition, when moving in a normal movement mode such as moving in the direction that the leader is facing, the leader follows the wheelchair while maintaining the relative position with the leader. It is possible to lead the wheelchair while confirming the user of the wheelchair and having a conversation. Also, instead of moving the wheelchair in exactly the same manner as the movement of the leader, even if the leader suddenly changes the movement direction, movement speed, direction, etc., it is not immediately reflected in the movement of the wheelchair, Since an appropriate control method is determined after a period of time, the wheelchair can be appropriately moved while ensuring the safety of the wheelchair user.
本発明の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の制御プログラムは、移動体を先導者に追随するように移動させるための制御プログラムであって、コンピュータを、先導者の移動方向を取得する移動方向取得部、先導者の向きを取得する向き取得部、移動方向取得部が取得した先導者の移動方向と、向き取得部が取得した先導者の向きに基づいて、複数の種類に分類された先導者の移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定する移動態様推定部、推定された移動態様に応じて異なる判断基準を適用して移動体を制御する方法を決定し、決定された方法にしたがって移動体を制御する制御部、として機能させ、制御部は、先導者が向いている方向に移動していると推定された場合、先導者の向きを基準とした相対座標系における先導者と移動体との間の相対位置が維持されるように、移動体を制御する。 The outline of one embodiment of the present invention is as follows. A control program according to an aspect of the present invention is a control program for moving a moving body so as to follow a leader, and a computer is provided with a movement direction acquisition unit that acquires a movement direction of the leader, the direction of the leader Of the direction of the leader acquired by the direction acquisition unit, the direction of movement of the leader acquired by the movement direction acquisition unit, and the direction of the leader acquired by the direction acquisition unit. A moving mode estimation unit that estimates which moving mode is applied, determines a method for controlling the moving body by applying different criteria according to the estimated moving mode, and controls the moving body according to the determined method When the control unit is estimated to be moving in the direction in which the leader is facing, the control unit between the leader and the moving body in the relative coordinate system based on the direction of the leader. Relative position of As will be lifting, it controls the mobile.
この態様によると、先導者の移動態様に応じた適切な制御方法で移動体を制御することができる。また、先導者が向いている方向に移動するような、通常の移動態様で移動している場合は、先導者との相対位置を維持しつつ、移動体を先導者に追随させることができる。 According to this aspect, it is possible to control the moving body by an appropriate control method according to the movement mode of the leader. Moreover, when moving in a normal movement mode such as moving in the direction in which the leader is facing, the moving body can be made to follow the leader while maintaining the relative position with the leader.
制御部は、先導者の移動方向及び向きを判断基準に適用して移動体を制御する方法を決定し、先導者の移動方向又は向きの変化量が大きいほど、長い期間の先導者の移動方向及び向きを判断基準に適用してもよい。この態様によると、先導者の移動態様が通常とは異なる場合に、より慎重に移動体の制御方法を決定することができるので、より適切に移動体を制御することができる。 The control unit determines a method of controlling the moving body by applying the moving direction and direction of the leader to the determination criterion. The larger the change amount of the moving direction or direction of the leader, the longer the moving direction of the leader. And orientation may be applied as criteria. According to this aspect, since the control method of the moving body can be determined more carefully when the leading person's moving aspect is different from the usual, the moving body can be controlled more appropriately.
制御部は、先導者の移動方向又は向きの変化量が所定値よりも大きい場合は、所定時間が経過してから、所定時間の先導者の移動方向及び向きを更に判断基準に適用して移動体を制御する方法を決定してもよい。この態様によっても、先導者の移動態様が通常とは異なる場合に、より慎重に移動体の制御方法を決定することができるので、より適切に移動体を制御することができる。また、先導者の移動方向又は向きが急激に変化した場合であっても、即座に移動体の制御に反映させず、より慎重に移動体の制御方法を決定することができるので、移動体の移動方向又は向きの急激な変化を抑えることができる。 When the amount of change in the direction or direction of movement of the leader is greater than a predetermined value, the control unit further applies the movement direction and direction of the leader during the predetermined time as a criterion for movement after the predetermined time has elapsed. You may decide how to control your body. Also according to this aspect, when the leader's movement mode is different from the normal mode, the method for controlling the mobile body can be determined more carefully, and therefore the mobile body can be controlled more appropriately. Also, even if the direction or direction of movement of the leader changes suddenly, it is not immediately reflected in the control of the mobile body, and the control method of the mobile body can be determined more carefully. A sudden change in the moving direction or direction can be suppressed.
所定値は、移動態様推定部により推定された先導者の移動態様、先導者の移動方向、先導者の向き、先導者の移動方向の変化量、又は先導者の向きの変化量に応じて異なってもよい。この態様によると、先導者の移動態様、移動方向、向きなどに応じて、制御方法の決定を留保する時間を異ならせるので、状況に応じてより適切に移動体を制御することができる。 The predetermined value varies depending on the movement mode of the leader estimated by the movement mode estimation unit, the movement direction of the leader, the direction of the leader, the amount of change in the direction of movement of the leader, or the amount of change in the direction of the leader. May be. According to this aspect, since the time for retaining the determination of the control method is varied according to the movement mode, movement direction, orientation, etc. of the leader, the mobile body can be controlled more appropriately according to the situation.
移動態様推定部は、先導者が向いている方向に移動している移動態様、先導者が向いている方向とは異なる方向に移動している移動態様、及び先導者が移動体の方に近づいている移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定してもよい。この態様によると、先導者の移動態様をより的確に推定することができるので、移動体をより適切に制御することができる。 The movement mode estimation unit includes a movement mode in which the leader is moving, a movement mode in which the leader is moving in a direction different from the direction in which the leader is facing, and the leader approaches the moving body. It may be estimated which of the movement modes is present. According to this aspect, the movement mode of the leader can be estimated more accurately, so that the moving body can be controlled more appropriately.
本発明の別の態様は、移動体である。この移動体は、移動体を移動させるための駆動系と、移動体を先導者に追随するように移動させるために、駆動系を制御する制御装置と、を備える。制御装置は、先導者の移動方向を取得する移動方向取得部と、先導者の向きを取得する向き取得部と、移動方向取得部が取得した先導者の移動方向と、向き取得部が取得した先導者の向きに基づいて、複数の種類に分類された先導者の移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定する移動態様推定部と、推定された移動態様に応じて異なる判断基準を適用して移動体を制御する方法を決定し、決定された方法にしたがって駆動系を制御する制御部と、を備える。制御部は、先導者が向いている方向に移動していると推定された場合、先導者の向きを基準とした相対座標系における先導者と移動体との間の相対位置が維持されるように、駆動系を制御する。 Another embodiment of the present invention is a mobile object. The moving body includes a driving system for moving the moving body and a control device for controlling the driving system to move the moving body so as to follow the leader. The control device includes a movement direction acquisition unit that acquires the movement direction of the leader, a direction acquisition unit that acquires the direction of the leader, the movement direction of the leader acquired by the movement direction acquisition unit, and the direction acquisition unit. Based on the direction of the leader, a movement mode estimation unit that estimates which movement mode among the movement modes of the leaders classified into a plurality of types, and different judgment criteria according to the estimated movement mode And a control unit that determines a method for controlling the moving body by applying and controls the drive system in accordance with the determined method. When it is estimated that the controller is moving in the direction in which the leader is facing, the relative position between the leader and the moving body in the relative coordinate system based on the direction of the leader is maintained. Next, the drive system is controlled.
この態様によると、先導者の移動態様に応じた適切な制御方法で移動体を制御することができる。また、先導者が向いている方向に移動する、通常の移動態様で移動している場合は、先導者との相対位置を維持しつつ、移動体を先導者に追随させることができる。 According to this aspect, it is possible to control the moving body by an appropriate control method according to the movement mode of the leader. Moreover, when moving in a normal movement mode in which the leader moves in the direction in which the leader is facing, the mobile body can follow the leader while maintaining the relative position with the leader.
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素あるいは各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 In the above, this invention was demonstrated based on the Example. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to each of those constituent elements or combinations of processing processes, and such modifications are also within the scope of the present invention. .
実施例では、制御装置は移動体に設けられたが、別の例では、制御装置は先導者の携帯端末などに設けられてもよい。この場合、制御装置は、移動体の制御方法を決定すると、移動体に移動経路などの情報を送信して移動を指示する。移動体は、制御装置から受信した指示にしたがって駆動系を制御する。これによっても、先導者の移動態様に応じた適切な制御方法で移動体を制御することができる。 In the embodiment, the control device is provided in the moving body, but in another example, the control device may be provided in the portable terminal of the leader. In this case, when the control method of the moving body is determined, the control device transmits information such as a moving route to the moving body to instruct movement. The moving body controls the drive system according to the instruction received from the control device. Also by this, a moving body can be controlled with the appropriate control method according to the movement mode of a leader.
10 車椅子、12 利用者、14 先導者、16 携帯端末、36 駆動系、40 制御装置、42 移動方向取得部、44 向き取得部、46 移動態様推定部、48 制御部、50 記憶部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
コンピュータを、
先導者の移動方向を取得する移動方向取得部、
先導者の向きを取得する向き取得部、
前記移動方向取得部が取得した先導者の移動方向と、前記向き取得部が取得した先導者の向きに基づいて、複数の種類に分類された前記先導者の移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定する移動態様推定部、
推定された移動態様に応じて異なる判断基準を適用して前記移動体を制御する方法を決定し、決定された方法にしたがって前記移動体を制御する制御部、
として機能させ、
前記制御部は、先導者が向いている方向に移動していると推定された場合、先導者の向きを基準とした相対座標系における先導者と前記移動体との間の相対位置が維持されるように、前記移動体を制御する
ことを特徴とする制御プログラム。 A control program for moving a moving body to follow a leader,
Computer
A moving direction acquisition unit that acquires the moving direction of the leader,
An orientation acquisition unit for acquiring the orientation of the leader,
Based on the direction of movement of the leader acquired by the movement direction acquisition unit and the direction of the leader acquired by the direction acquisition unit, any movement mode of the movement modes of the leader classified into a plurality of types A movement mode estimator that estimates whether or not
A control unit that determines a method for controlling the moving body by applying different criteria according to the estimated moving mode, and controls the moving body according to the determined method;
Function as
When it is estimated that the control unit is moving in the direction in which the leader is facing, the relative position between the leader and the moving body in the relative coordinate system based on the direction of the leader is maintained. A control program for controlling the moving body as described above.
前記移動体を先導者に追随するように移動させるために、前記駆動系を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
先導者の移動方向を取得する移動方向取得部と、
先導者の向きを取得する向き取得部と、
前記移動方向取得部が取得した先導者の移動方向と、前記向き取得部が取得した先導者の向きに基づいて、複数の種類に分類された前記先導者の移動態様のうちのいずれの移動態様であるかを推定する移動態様推定部と、
推定された移動態様に応じて異なる判断基準を適用して前記移動体を制御する方法を決定し、決定された方法にしたがって前記駆動系を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、先導者が向いている方向に移動していると推定された場合、先導者の向きを基準とした相対座標系における先導者と前記移動体との間の相対位置が維持されるように、前記駆動系を制御する
ことを特徴とする移動体。 A drive system for moving the moving body;
A control device for controlling the drive system in order to move the moving body so as to follow the leader;
With
The control device includes:
A moving direction acquisition unit for acquiring the moving direction of the leader;
A direction acquisition unit for acquiring the direction of the leader;
Based on the direction of movement of the leader acquired by the movement direction acquisition unit and the direction of the leader acquired by the direction acquisition unit, any movement mode of the movement modes of the leader classified into a plurality of types A movement mode estimation unit that estimates whether or not
A control unit that determines a method for controlling the moving body by applying different criteria according to the estimated movement mode, and controls the drive system according to the determined method;
With
When it is estimated that the control unit is moving in the direction in which the leader is facing, the relative position between the leader and the moving body in the relative coordinate system based on the direction of the leader is maintained. A moving body that controls the drive system as described above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017048532A JP2018151937A (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Control program and mobile object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017048532A JP2018151937A (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Control program and mobile object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018151937A true JP2018151937A (en) | 2018-09-27 |
Family
ID=63680922
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017048532A Pending JP2018151937A (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Control program and mobile object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018151937A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020119124A (en) * | 2019-01-22 | 2020-08-06 | 本田技研工業株式会社 | Accompanying mobile body |
JP7437021B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-02-22 | 国立大学法人 鹿児島大学 | Guidance device and guidance control program |
-
2017
- 2017-03-14 JP JP2017048532A patent/JP2018151937A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020119124A (en) * | 2019-01-22 | 2020-08-06 | 本田技研工業株式会社 | Accompanying mobile body |
JP7437021B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-02-22 | 国立大学法人 鹿児島大学 | Guidance device and guidance control program |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2017223823B2 (en) | Mobility device control system | |
US10689021B2 (en) | Automatic load mover | |
JP6421714B2 (en) | Vehicle control device | |
US9992817B2 (en) | Wireless data processing in a connected vehicle | |
JP2018533517A (en) | Mechanism that takes over control of an autonomous vehicle by a human driver using electrodes | |
EP3226096A1 (en) | Method and device for parking a balance vehicle | |
WO2016170808A1 (en) | Moving body control system, control method, and storage medium | |
JP2016062587A (en) | Robot route determination method | |
JP2006263844A (en) | Robot device, moving method of robot device and program | |
JP2009045692A (en) | Communication robot and its operating method | |
KR102519064B1 (en) | Mobile robot device and method for providing a service to a user | |
US20160059860A1 (en) | Moving body control device, moving body control method, and control program | |
JP2018151937A (en) | Control program and mobile object | |
JP2022009179A (en) | System and method for implementing pedestrian avoidance measure for mobile robot | |
JP2007229814A (en) | Autonomous mobile robot | |
US20230315117A1 (en) | Mobile body control device, mobile body control method, and non-transitory computer-readable storage medium | |
WO2020129312A1 (en) | Guidance robot control device, guidance system in which same is used, and guidance robot control method | |
US20210137438A1 (en) | Control system for mobile robots | |
US9346511B2 (en) | Inverted pendulum type vehicle | |
CN112454358B (en) | Mechanical arm motion planning method and system combining psychological safety and motion prediction | |
JP6225869B2 (en) | Inverted two-wheeled mobile system | |
JP7303522B2 (en) | Gait controller | |
CN115014372A (en) | Path planning method and device, storage medium and vehicle | |
US11435754B2 (en) | Autonomous moving apparatus and non-transitory computer readable medium | |
WO2021130880A1 (en) | Remote operation device and remote operation method |