JP2020086995A - 自律移動装置およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】追随対象者の動作に追随して移動する際に、追随対象者が進行方向を前後反転した場合でも、追随対象者の進行方向の前後反転に合わせて常に同じ方法で自装置の進行方向を前後反転する場合と比較して、進行方向の前後反転の際に他の移動物と接触する可能性を低減する。【解決手段】検出部４１は、周囲の物体との距離及びその形状を検出する。移動部４４は、自装置を移動させる。制御部４５は、検出部４１により検出された追随対象者の動きに追随して自装置を移動させるよう移動部４４を制御する際に、追随対象者が走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう移動部４４を制御する。【選択図】図４

Description

本発明は、自律移動装置およびプログラムに関する。

特許文献１には、高速での追従走行が可能でかつ先導車の走行軌跡に対して追従精度の高い縦列での隊列走行を実現することを目的とした自動追従走行システムが開示されている。

特許文献２には、移動方向前方に存在する物体との相対位置関係に基づいて、複数の移動モードの中から択一的に１つの移動モードを選択して、選択した移動モードにより移動制御を行う自律移動装置が開示されている。

特開２０００−１１３３９９号公報 特許第４８１１１２８号公報

本発明の目的は、追随対象者の動作に追随して移動する際に、追随対象者が進行方向を前後反転した場合でも、追随対象者の進行方向の前後反転に合わせて常に同じ方法で自装置の進行方向を前後反転する場合と比較して、進行方向の前後反転の際に他の移動物と接触する可能性を低減することが可能な自律移動装置およびプログラムを提供することである。

［自律移動装置］
請求項１に係る本発明は、自装置を移動させるための移動手段と、
周囲の物体との距離及びその形状を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された追随対象者の動きに追随して自装置を移動させるよう前記移動手段を制御する際に、前記追随対象者が走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する制御手段とを備えた自律移動装置である。

請求項２に係る本発明は、前記制御手段が、前記追随対象者が走行可能領域からはみ出して進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出すことを許容して進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１記載の自律移動装置である。

請求項３に係る本発明は、前記制御手段が、前記追随対象者が走行可能領域からはみ出して進行方向を前後反転した場合であっても、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１記載の自律移動装置である。

請求項４に係る本発明は、前記制御手段が、進行方向を少なくとも２回以上前後反転させて切り返し動作を行うことにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１から３のいずれか記載の自律移動装置である。

請求項５に係る本発明は、前記制御手段が、進行方向を前後反転させることにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１から３のいずれか記載の自律移動装置である。

請求項６に係る本発明は、前記制御手段が、追随対象者の後を走行する後追いモードと、追随対象者の前を走行する先行モードとの間で動作モードを切り換えることにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１から３のいずれか記載の自律移動装置である。

請求項７に係る本発明は、前記制御手段が、追随対象者の動作に追随すると、自装置の最小回転半径内に走行禁止領域が含まれる場合、進行方向を前後反転する際に自装置が走行可能領域からはみ出すものと判定する請求項１から６のいずれか記載の自律移動装置である。

請求項８に係る本発明は、周囲の画像を撮像する撮像手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記撮像手段により撮影された画像から、走行可能領域及び走行禁止領域を判定する請求項１から７のいずれか記載の自律移動装置である。

請求項９に係る本発明は、前記制御手段が、前記撮像手段により撮影された画像から歩道と特定できた領域を走行可能領域と判定し、車道と特定できた領域を走行禁止領域と判定する請求項８記載の自律移動装置である。

請求項１０に係る本発明は、前記制御手段が、前記撮像手段により撮影された画像に歩道が含まれない場合、道路の端から予め設定された距離までの領域を走行可能領域と判定し、予め設定され距離以上の領域を走行禁止領域と判定する請求項８記載の自律移動装置である。

［プログラム］
請求項１１に係る本発明は、周囲の物体との距離及びその形状を検出するにより検出された追随対象者の動きに追随して自装置を移動させるよう移動手段を制御するステップと、
前記追随対象者が走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御するステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。

請求項１に係る本発明によれば、追随対象者の動作に追随して移動する際に、追随対象者が進行方向を前後反転した場合でも、追随対象者の進行方向の前後反転に合わせて常に同じ方法で自装置の進行方向を前後反転する場合と比較して、進行方向の前後反転の際に他の移動物と接触する可能性を低減することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項２に係る本発明によれば、追随対象者が道路を横断して移動する場合には、追随対象者に追随して走行することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項３に係る本発明によれば、追随対象者の動作に追随したことにより自装置が走行可能領域からはみ出してしまうことを防ぐことが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項４に係る本発明によれば、走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項５に係る本発明によれば、走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項６に係る本発明によれば、走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項７に係る本発明によれば、進行方向変換時に自装置が走行可能領域からはみ出すか否かを判定することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項８に係る本発明によれば、予め設定することなく走行可能領域と走行禁止領域を判定することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項９に係る本発明によれば、予め設定することなく走行可能領域と走行禁止領域を判定することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項１０に係る本発明によれば、歩道が無い道路を走行する際においても、予め設定することなく走行可能領域と走行禁止領域を判定することが可能な自律移動装置を提供することができる。

請求項１１に係る本発明によれば、追随対象者の動作に追随して移動する際に、追随対象者が進行方向を前後反転した場合でも、追随対象者の進行方向の前後反転に合わせて常に同じ方法で自装置の進行方向を前後反転する場合と比較して、進行方向の前後反転の際に他の移動物と接触する可能性を低減することが可能なプログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態の自律移動装置１０を用いたシステムの構成を示す図である。 本発明の一実施形態の自律移動装置１０の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態の自律移動装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の自律移動装置１０の機能構成を示すブロック図である。 後追モードと先行モードにより移動する自律移動装置１０の様子を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例１を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例１を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例１を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例１を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例２を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例２を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例２を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例２を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例２を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例２を説明するための図である。 自律移動装置１０が切り返し動作を行う場合の実行例を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例３を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例３を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例３を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例３を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例４を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例４を説明するための図である。 追随対象者１が歩道上において進行方向を前後反転した場合の自律移動装置１０の動作例４を説明するための図である。 追随対象者が進行方向を前後反転した場合に、自律移動装置１０が動作モードを変更して追随動作を継続するか動作モードを変更せずに追随動作を継続するのかを判定する際の処理を説明するためのフローチャートである。 追随対象者１が進行方向を９０°以上変更する場合の様子を説明するための図である。 最初の動作モードが後追モードの場合に、追随対象者１が進行方向を９０°以上変更した場合の自律移動装置１０の動作を説明するための図である。 最初の動作モードが後追モードの場合に、追随対象者１が進行方向を９０°以上変更した場合の自律移動装置１０の動作を説明するための図である。 最初の動作モードが先行モードの場合に、追随対象者１が進行方向を９０°以上変更した場合の自律移動装置１０の動作を説明するための図である。 最初の動作モードが先行モードの場合に、追随対象者１が進行方向を９０°以上変更した場合の自律移動装置１０の動作を説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の自律移動装置１０を用いたシステムの構成を示す図である。

本発明の一実施形態の自律移動装置１０を用いたシステムは、図１に示されるように、自律移動装置１０と、この自律移動装置１０を遠隔操作するための遠隔操作センターに設置されたサーバ１２とから構成されている。

そして、自律移動装置１０は、自装置を移動させるための移動手段を有し、この移動手段により、追随する対象とする人である追随対象者１の動作に追随して自律的に移動することができるような構成となっている。ここで、追随とは、追随対象として認識した追随対象者１の動きに応じて、追随対象者１に先行して又は後追いして自律移動することを意味する。

具体的には、自律移動装置１０は、追随対象者１の手、足等の動きを検出し、追随対象者１の後ろから後追いして移動する後追いモード、追随対象者１の前に先行して移動する先行モード、移動を停止する停止モードのいずれかの動作モードにより動作することが可能に構成されている。

ここで、後追モードとは、先行する追随対象者の後を追随するよう走行する動作モードである。そして、先行モードとは、自律移動装置１０が追随対象者に先行して走行する動作モードである。

そして、自律移動装置１０には、後追モードボタン、先行モードボタン、停止ボタンが設けられており、ユーザはこれらのボタンを操作することにより自律移動装置１０の動作モードを切り替えることができるようになっている。

なお、本実施形態では、自律移動装置１０は、荷台部を備え、この荷台部に荷箱等の荷物を積載して、荷物を集荷、配達する配達員等の追随対象者１に先行して又は後追いして移動又は停止する例を用いて説明する。

また、自律移動装置１０とサーバ１２とは、例えば携帯電話通信網１４、インターネット１５を経由して相互に接続されている。そして、自律移動装置１０は、遠隔操作センターのサーバ１２からの指示に基づいて、遠隔操作されることが可能なように構成されている。例えば、自律移動装置１０が追随対象者１を見失ってしまい動作停止状態となった場合には、サーバ１２に停止連絡を送信し、サーバ１２からの移動指示に基づいて近くの集配センターまで移動して回収されるようになっている。

次に、自律移動装置１０の構成を説明する。図２は、自律移動装置１０の外観を示す斜視図である。

自律移動装置１０は、装置本体部１６、荷台部１７、装置本体部１６を移動させるための移動機構１８、タッチパネル１９、検出手段としてのセンサ２０、カメラ２１を備えている。

荷台部１７は、装置本体部１６の上部に設けられており、荷箱等の荷物を積載する。

センサ２０は、装置本体部１６と荷台部１７の間に設けられており、自装置の周囲３６０度に位置する物体との距離及びその形状を検出する。具体的には、センサ２０は、レーザ光により物体との距離を検出するレーザレンジファインダ（レーザ距離センサ）等により構成され、ＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）と呼ばれる技術により自装置の周囲に位置する物体との距離及びその形状を検出する。

カメラ２１は、装置本体部１６の前面及び後面の２ヶ所に設けれ、周囲の画像、特に、追随対象者の足元周辺の画像を撮像する。

移動機構１８は、装置本体部１６の下部に設けられており、センサ２０により検出された追随対象者１の動作に追随して自装置を移動させる。移動機構１８としては、具体的には、車輪や、車輪を駆動する駆動源としてのモータや、操舵輪の舵角やブレーキ等を制御するためのアクチュエータ、油圧ポンプ等により構成されている。

図３は、自律移動装置１０のハードウェア構成を示すブロック図である。

自律移動装置１０は、図３に示されるように、ＣＰＵ３１、メモリ３２、記憶装置３３、無線通信部３４、移動機構１８、タッチパネル１９、センサ２０、カメラ２１を有し、これらが制御バス３５を介して接続されている。

ＣＰＵ３１は、メモリ３２または記憶装置３３に格納された制御プログラムに基づいて所定の処理を実行して、自律移動装置１０の動作を制御する。無線通信部３４は、携帯電話通信網１４との間で無線回線を介してデータの送受信を行っている。なお、本実施形態では、ＣＰＵ３１は、メモリ３２または記憶装置３３内に格納された制御プログラムを読み出して実行するものとして説明するが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ３１に提供することも可能である。

図４は、上記の制御プログラムが実行されることにより実現される自律移動装置１０の機能構成を示すブロック図である。

本実施形態の自律移動装置１０は、図４に示されるように、検出部４１と、撮像部４２と、データ記憶部４３と、移動部４４と、制御部４５と、データ送受信部４６とを備えている。

データ送受信部４６は、制御部４５による制御に基づいて、サーバ１２との間でデータの送受信を行う。

検出部４１は、周囲の物体との距離及びその形状を検出する。具体的には、検出部４１は、追随対象者１の足元を含む、周囲の地面付近の物体との距離及び形状を検出する。

移動部４４は、自装置を移動させるための移動手段であり、制御部４５による制御に基づいて、検出部４１により検出された追随対象者１の動作に追随して自装置を移動させる。

制御部４５は、検出部４１により追随対象者として認識した人間の動作に追随して自装置を移動させるよう移動部４４を制御する。具体的には、制御部４５は、上述したような後追モードまたは先行モードにより追随対象者の動作に追随して自装置が移動するよう移動部４４を制御する。

制御部４５は、検出部４１により追随対象者として認識した人間と自装置との距離及一定に保ちつつ、追随対象者との距離や方向に基づいて追随対象者の移動に追随して走行するように、移動部４４における操舵輪の向きを制御したり駆動輪の回転速度を制御したりする。

ここで、後追モードと先行モードにより移動する自律移動装置１０の様子について図５を参照して説明する。

図５（Ａ）は、自律移動装置１０が後追モードにて追随対象者１の後において走行している様子を説明する図である。また、図５（Ｂ）は、自律移動装置１０が先行モードにて追随対象者１の前を先行して走行している様子を説明する図である。

図５（Ａ）に示す後追モードでは、自律移動装置１０は、追随対象者１の後を予め設定された距離を維持しつつ追尾して走行する。そして、図５（Ｂ）に示す先行モードでは、自律移動装置１０は、追随対象者１の前を予め設定された距離を維持しつつ先行して走行する。

なお、本実施形態における自律移動装置１０には前後は存在せず、２つのカメラ２１がそれぞれ前後に設けられており、センサ２０が周囲３６０°の範囲における物体との距離を検出するような構成であるため、左右のいずれを先頭した場合でも同様に走行することが可能な構造となっている。

撮像部４２は、周囲の画像を撮像する。そして、制御部４５は、撮像部４２により撮影された画像から、走行可能領域及び走行禁止領域を判定する。

ここで、走行可能領域とは、自律移動装置１０の走行が可能な領域として定義された領域である。例えば、車道と歩道が白線や段差等により区切られていたり、車道と歩道とが異なる色に塗り分けられていたりするような場合には、歩道が走行可能領域として定義される。そして、走行禁止領域とは、自律移動装置１０の走行が、原則として禁止と定義された領域である。

また、制御部４５は、人工知能（ＡＩ：ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）としてコンピュータを機能させる部分（以下、ＡＩ）を含んでいてもよく、ＡＩが、撮像部４２により撮影された画像から、走行可能領域及び走行禁止領域を判定してもよい。

例えば、制御部４５は、予め撮像した複数の画像から車道を示す領域を走行可能領域と、歩道を示す領域を走行禁止領域と定義づけされたデータを教師データとして入力して、ＡＩに機械学習をさせて学習済みモデルを作成する。ＡＩはこの学習済みモデルを用いて新たに撮像部４２により撮影された画像から、走行可能領域及び走行禁止領域を判定する。また、自律移動装置１０が存在している領域（例えば、自装置の現在位置が含まれる領域）及びそれ以外の領域（自装置の周辺領域、又はこれから進む方向の領域など）を区別して定義づけされたデータを教師データとして用いて、ＡＩに機械学習をさせて学習済みモデルを作成する。この学習済みモデルを用いることで、ＡＩは、自律移動装置１０が存在している領域及びそれ以外の領域（自装置の周辺領域、又はこれから進む方向の領域など）が、走行可能領域であるのか走行禁止領域であるのかを判定する。なお、学習済みモデルの生成は制御部４５で行わないで、外部で行ってもよい。そして、生成された学習済みモデルをデータ記憶部４３または外部サーバやクラウド上に記憶しておき、ＡＩは記憶されている学習済みモデルを読み出して、新たに撮像部４２により撮影された画像から、走行可能領域及び走行禁止領域を判定する。

しかし、追随対象者が道路を横断して反対側移動する際に、追随対象者が車道に出たような場合には、自律移動装置１０は車道を走行することができるように設定されている。

制御部４５は、検出部４１により検出された追随対象者の動きに追随して自装置を移動させるよう移動部４４を制御する際に、追随対象者が走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう移動部４４を制御する。

なお、制御部４５は、追随対象者が走行可能領域からはみ出して進行方向を前後反転した場合であっても、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう移動部４４を制御するようにしても良い。

ここで、制御部４５は、撮像部４２により撮影された画像から歩道と特定できた領域を走行可能領域と判定し、車道と特定できた領域を走行禁止領域と判定する。

なお、制御部４５は、撮像部４２により撮影された画像に歩道が含まれない場合、道路の端から予め設定された距離、例えば１ｍまでの領域を走行可能領域と判定し、予め設定され距離以上の領域を走行禁止領域と判定するようにしても良い。

つまり、制御部４５は、車道と歩道とが明確に区切られていないような道路においては、道路の端から予め設定された距離内の領域、例えば道路の端部から１ｍ以内の領域を走行可能領域と判定する。

そして、制御部４５は、追随対象者が走行可能領域からはみ出して進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出すことを許容して進行方向を前後反転するよう移動部４４を制御する。

なお、自律移動装置１０が進行方向を前後反転する際に、制御部４５は、進行方向を少なくとも２回以上前後反転させて切り返し動作を行うことにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう移動部４４を制御する。ここで、進行方向を少なくとも２回以上前後反転させるとは、前進を一旦停止後に後進してから、後進の停止後に再び前進を行う動作を少なくとも行うことを意味する。そして、進行方向を反転させて進んでいる間は、操舵輪の舵角を変更しながら進むような制御が行われ、この動作は自動車等の運転におけるいわゆる「切り返し動作」と同様な動作となる。なお、切り返し動作を行う場合には、上記の動作に加えて、さらに前進を停止後に後進してから、後進の停止後に再び前進を行うような動作が行われる場合もある。

なお、この切り返し動作の際に行われる進行方向の前後反転とは、自律移動装置１０が追随対象者の動作に追随して行う進行方向の前後反転とは異なる意味である。追随対象者の動作に追随して行う進行方向の前後反転とは、広い意味での自装置の進行方向の反転を意味し、例えば、北方向に進んでいた場合に南方向に進むような進行方向の反転を意味している。

一方、切り返し動作の際に行われる進行方向の前後反転とは、狭い意味での進行方向の反転を意味し、例えば、前進を行っていた場合に後進を行うような進行方向の反転を意味している。このような狭い意味での進行方向の反転が行われた場合でも、装置の進行方向自体が反転したことにはならない。自律移動装置１０の前後が決まっているような場合に、操舵輪の舵角を変化させながら後進するというような、いわゆる切り返し動作が行われる場合には、何度か切り返し動作が行われた後に、広い意味での進行方向の反転が完了することになるからである。

なお、いわゆる鉄道車両のように先頭と後尾を切り替えるような運用が可能であれば、装置の先頭と後尾を切り替えるだけで、広い意味での進行方向の反転も完了することになる。このような進行方向の反転が行われる場合には、上記のような切り返し動作を必要とすることなく進行方向の反転が実現されることになる。

なお、自律移動装置１０が進行方向を前後反転する際に、制御部４５は、進行方向を前後反転させることにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう移動部４４を制御するようにしても良い。

さらに、自律移動装置１０が進行方向を前後反転する際に、制御部４５は、追随対象者の後を走行する後追いモードと、追随対象者の前を走行する先行モードとの間で動作モードを切り換えることにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう移動部４４を制御するようにしても良い。

なお、制御部４５は、追随対象者の動作に追随すると、自装置の最小回転半径内に走行禁止領域が含まれる場合、進行方向を前後反転する際に自装置が走行可能領域からはみ出すものと判定する。

ここで、最小回転半径（最小旋回半径）とは、操舵輪の舵角を最大にした状態で走行した際に描かれる軌跡の半径を意味する。

なお、制御部４５は、最小回転半径を用いた判定だけでなく、データ記憶部４３に記憶された自装置の外形形状のデータを用いて、操舵輪の舵角を最大にした状態で走行した場合の走行軌跡と自装置の外形形状とから、操舵輪の舵角を最大にした状態で方向変換した場合に自装置の外形が走行可能領域からはみ出すか否かの判定を行うようなことも可能である。

次に、本実施形態の自律移動装置１０の動作について図面を参照して詳細に説明する。

先ず、本発明を適用した場合の本実施形態の自律移動装置１０の動作について説明する前に、自律移動装置１０が走行可能領域にはみ出す場合でも追随対象者をそのまま追随した場合の様子を図６〜図９を参照して説明する。

この図６〜図９は、動作モードを後追モードに設定した自律移動装置１０を走行させた状態で歩道を歩行中の追随対象者１が、歩道上においてＵターンして進行方向を前後反転した場合の様子を説明するための図である。

先ず、自律移動装置１０が歩道上を後追モードにて追随対象者１の後を追随している様子を図６に示す。そして、歩道上を歩行していた追随対象者１がＵターンをすることにより方向変換した場合を図７に示す。

このように追随対象者１が方向変換したことにより、自律移動装置１０は追随対象者１の後を追随するために方向変換を行うとする様子を図８に示す。

ここで、図８では歩道の幅が自律移動装置１０の最小回転半径と比較して狭いため、自律移動装置１０が操舵輪の舵角を制御して方向変換しようとした場合、図９に示すように自律移動装置１０は車道にはみ出すことになる。

その結果、もし自律移動装置１０が車道にはみ出したタイミングで車道上に自動車等が走行してきた場合、図９に示すように、この自動車等と自律移動装置１０とが接触または衝突する可能がある。

そのため、本実施形態の自律移動装置１０では、追随対象者の動作に追随して移動する際に、追随対象者が進行方向を前後反転した場合でも、上記で説明したような動作を行うことにより、進行方向の前後反転の際に他の移動物と接触する可能性を低減するようにしている。

次に、追随対象者１が歩道上で方向変換した場合における本実施形態の自律移動装置１０の動作例を図１０〜図１５を参照して説明する。この図１０〜図１５では、自律移動装置１０が歩道上で切り返し動作を行うことにより方向変換を実行する場合を用いて説明する。

先ず、歩道上を歩行していた追随対象者１がＵターンをすることにより方向変換した場合を図１０に示す。このように追随対象者１が方向変換したことにより、自律移動装置１０は追随対象者１の後を追随するために方向変換を行うとする。

しかし、自律移動装置１０では、図１１に示すように、自装置の最小回転半径と歩道の幅とを比較することにより、通常の方向変換を実行した場合に走行禁止領域である車道に、自装置の外形がはみ出してしまうという判定が行われる。

そのため、自律移動装置１０は、図１２〜図１４に示すように、歩道上において前進、後退、前進と進行方向を２回反転させて切り返し動作を行うことにより、自装置が走行可能領域である歩道からはみ出さないようにして進行方向を前後反転する。

その結果、図１５に示すように、自律移動装置１０は、歩道からはみ出すことなく方向変換を実行して追随対象者１の後を追随した走行を継続することができる。

なお、自律移動装置１０が、歩道上において切り返し動作を実行して方向変換する様子を真上から見た様子を図１６に示す。図１６では、自律移動装置１０の形状を長方形により示すとともに、前後が分かるように同じ部位に黒丸を表示して示している。また、自律移動装置１０の時間経過に伴う位置変化を示すため、自律移動装置を符号１０ａ〜１０ｄにより順次示して説明する。

先ず、歩道上を左から右方向に自律移動装置１０ａが走行してきた状態で操舵輪を右方向に切って歩道からをはみ出さない位置で停止する（自律移動装置１０ｂの位置）。すると、停止した自律移動装置１０ｂが、操舵輪を右方向に切るとともに進行方向を逆にして後退して歩道からはみ出さない位置で停止する（自律移動装置１０ｃの位置）。最後に、停止した自律移動装置１０ｃは、操舵輪を右方向に切って再度進行方向を逆にして前進して、歩道上の右から左方向への進行方向となる方向変換を終了する（自律移動装置１０ｄの位置）。

次に、追随対象者１が歩道上で方向変換した場合における本実施形態の自律移動装置１０の別の動作例を図１７〜図２０を参照して説明する。この図１７〜図２０では、自律移動装置１０が進行方向を前後入れ換えることにより方向変換を実行する場合を用いて説明する。

先ず、自律移動装置１０が歩道上を後追モードにて追随対象者１の後を追随している様子を図１７に示す。そして、歩道上を歩行していた追随対象者１がＵターンをすることにより方向変換した場合を図１８に示す。このように追随対象者１が方向変換したことにより、自律移動装置１０は追随対象者１の後を追随するために方向変換を行うとする。

しかし、自律移動装置１０では、図１９に示すように、自装置の最小回転半径と歩道の幅とを比較することにより、通常の方向変換を実行した場合に走行禁止領域である車道に、自装置の外形がはみ出してしまうという判定が行われる。

そのため、自律移動装置１０は、図２０に示すように、進行方向を前後入れ換えることにより方向変換を実行して、追随対象者１の後を走行する後追モードにより追随動作を継続する。

自律移動装置１０では、この図２０に示したように進行方向の入れ換えにより方向変換を行うことにより、切り返し動作等を必要とせず、歩道からはみ出すことなく方向を変換することができる。

次に、追随対象者１が歩道上で方向変換した場合における本実施形態の自律移動装置１０の別の動作例を図２１〜図２３を参照して説明する。この図２１〜図２３では、自律移動装置１０が動作モードを変更することにより方向変換を実行する場合を用いて説明する。

先ず、自律移動装置１０が歩道上を後追モードにて追随対象者１の後を追随している様子を図２１に示す。そして、歩道上を歩行していた追随対象者１がＵターンをすることにより方向変換した場合を図２２に示す。

すると、自律移動装置１０は、図２３に示すように動作モードを後追モードから先行モードに変更して、追随対象者１の前を走行することにより追随動作を継続する。

このように動作モードを変更して方向変換を行うことにより、自律移動装置１０は、切り返し動作等を必要とせず、歩道からはみ出すことなく方向を変換することができる。

次に、このように追随対象者が進行方向を変更した場合に、自律移動装置１０が動作モードを後追モードと先行モードとの間で切り替えて追随動作を継続する際の処理について説明する。

図２１〜図２３に示した動作例では、歩道上を歩行中の追随対象者１がＵターンして１８０°の方向変換した場合であったため、動作モードを変更して追随動作を継続する場合について説明した。

しかし、追随対象者が歩道上を歩行している場合以外の場合には、様々な角度で進行方向を前後反転する場合が想定される。そのため、本実施形態の自律移動装置１０は、図２４のフローチャートにより示した制御により動作モードを変更して追随動作を継続するか動作モードを変更せずに追随動作を継続するのかを判定する。

このような自律移動装置１０の動作を図２４のフローチャートを参照して説明する。

自律移動装置１０は、追随動作を行っている際には定期的に追随対象者の進行方向や移動速度を取得している（ステップＳ１０１）。そして、追随対象者が進行方向を９０°以上変更した場合（ステップＳ１０２）、自律移動装置１０は走行を停止し（ステップＳ１０３）、追随対象者の進行方向、移動速度を予測する（ステップＳ１０４）。

そして、自律移動装置１０では、現在の動作モードをそのまま維持した場合と、動作モードを変更した場合における、追随対象者に追いつくまでの自装置の移動距離を算出する（ステップＳ１０５）。

そして、動作モードを変更した場合の移動距離の方が、動作モードを維持した場合の移動距離よりも短い場合（ステップＳ１０６においてｙｅｓ）、自律移動装置１０では、動作モードを変更して走行を開始して追随対象者の動作に追随した動作を再開する（ステップＳ１０７）。

なお、動作モードを変更した場合の移動距離が、動作モードを維持した場合の移動距離以上の場合（ステップＳ１０６においてｎｏ）、自律移動装置１０では、動作モードを変更することなく維持して走行を開始して追随対象者の動作に追随した動作を再開する（ステップＳ１０８）。

次に、図２４のフローチャートにより説明した動作モードを変更するか否かを判定する際の処理を具体的な場合を例示して説明する。

先ず、追随対象者１が進行方向を９０°以上変更する場合の様子について図２５を参照して説明する。図２５では、追随対象者１の後を自律移動装置１０が走行する後追モードの場合が示されている。ここで、追随対象者１が進行方向から左右９０°の範囲内において進行方向を変更した場合、自律移動装置１０はそのままの動作モードを維持して追随対象者１を追随する動作を継続する。

図２５では、追随対象者１が左右９０°の点線で示された範囲までの方向内で方向変換をした場合には、自律移動装置１０はそのままの動作モードを維持して追随対象者１を追随する動作を継続する。

次に、追随対象者１が現在の進行方向から９０°以上の方向変換をした場合の自律移動装置１０の動作について、図２６〜図２９を参照して説明する。

先ず、最初の動作モードが後追モードの場合の動作例を図２６、図２７を参照して説明する。

図２６では、自律移動装置１０の前方を歩行していた追随対象者１が右方向１２０°の方向変換を行った場合が示されている。

この図２６に示すような方向変換を追随対象者１が行った場合、自律移動装置１０は、図２７に示すように、動作モードを後追モードのまま維持して追随対象者１を追尾した場合の距離と、動作モードを先行モードに切り替えて追随対象者１の前に出て走行する場合の距離とをそれぞれ算出する。そして、自律移動装置１０は、距離が短い方を選択して追随動作を継続する。

つまり、動作モードを後追モードのまま維持して追随対象者１を追尾した場合の距離の方が短ければ、動作モードを後追モードのまま維持して追随動作を継続する。そして、動作モードを後追モードから先行モードに切り替えて追随対象者１の前に出て走行する場合の距離の方が短ければ、動作モードを先行モードに切り替えて追随動作を継続する。

次に、最初の動作モードが先行モードの場合の動作例を図２８、図２９を参照して説明する。

図２８では、自律移動装置１０の後方を歩行していた追随対象者１が右方向１２０°の方向変換を行った場合が示されている。

この図２８に示すような方向変換を追随対象者１が行った場合、自律移動装置１０は、図２９に示すように、動作モードを先行モードのまま維持して追随対象者１の前に出て走行する場合の距離と、動作モードを後追モードに切り替えて追随対象者１の後を追尾して走行する場合の距離とをそれぞれ算出する。そして、自律移動装置１０は、距離が短い方を選択して追随動作を継続する。

つまり、動作モードを先行モードのまま維持して追随対象者１の前を走行する場合の距離の方が短ければ、動作モードを先行モードのまま維持して追随動作を継続する。そして、動作モードを先行モードから後追モードに切り替えて追随対象者１の後を走行する場合の距離の方が短ければ、動作モードを後追モードに切り替えて追随動作を継続する。

なお、上記で説明した本実施形態では、制御部４５が自律移動装置１０内に存在するものとして説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、外部のサーバやクラウド上に制御部４５が設けられた構成であってもよい。

１ 追随対象者
１０ 自律移動装置
１２ サーバ
１４ 携帯電話通信網
１５ インターネット
１６ 装置本体部
１７ 荷台部
１８ 移動機構
１９ タッチパネル
２０ センサ
２１ カメラ
３１ ＣＰＵ
３２ メモリ
３３ 記憶装置
３４ 無線通信部
３５ 制御バス
４１ 検出部
４２ 撮像部
４３ データ記憶部
４４ 移動部
４５ 制御部
４６ データ送受信部

Claims (11)

1. 自装置を移動させるための移動手段と、
   周囲の物体との距離及びその形状を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された追随対象者の動きに追随して自装置を移動させるよう前記移動手段を制御する際に、前記追随対象者が走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する制御手段と、
   を備えた自律移動装置。
2. 前記制御手段は、前記追随対象者が走行可能領域からはみ出して進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出すことを許容して進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１記載の自律移動装置。
3. 前記制御手段は、前記追随対象者が走行可能領域からはみ出して進行方向を前後反転した場合であっても、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１記載の自律移動装置。
4. 前記制御手段は、進行方向を少なくとも２回以上前後反転させて切り返し動作を行うことにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１から３のいずれか記載の自律移動装置。
5. 前記制御手段は、進行方向を前後反転させることにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１から３のいずれか記載の自律移動装置。
6. 前記制御手段は、追随対象者の後を走行する後追いモードと、追随対象者の前を走行する先行モードとの間で動作モードを切り換えることにより、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御する請求項１から３のいずれか記載の自律移動装置。
7. 前記制御手段は、追随対象者の動作に追随すると、自装置の最小回転半径内に走行禁止領域が含まれる場合、進行方向を前後反転する際に自装置が走行可能領域からはみ出すものと判定する請求項１から６のいずれか記載の自律移動装置。
8. 周囲の画像を撮像する撮像手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記撮像手段により撮影された画像から、走行可能領域及び走行禁止領域を判定する請求項１から７のいずれか記載の自律移動装置。
9. 前記制御手段は、前記撮像手段により撮影された画像から歩道と特定できた領域を走行可能領域と判定し、車道と特定できた領域を走行禁止領域と判定する請求項８記載の自律移動装置。
10. 前記制御手段は、前記撮像手段により撮影された画像に歩道が含まれない場合、道路の端から予め設定された距離までの領域を走行可能領域と判定し、予め設定され距離以上の領域を走行禁止領域と判定する請求項８記載の自律移動装置。
11. 周囲の物体との距離及びその形状を検出するにより検出された追随対象者の動きに追随して自装置を移動させるよう移動手段を制御するステップと、
    前記追随対象者が走行可能領域からはみ出さずに進行方向を前後反転した場合には、自装置が走行可能領域からはみ出さないようにして進行方向を前後反転するよう前記移動手段を制御するステップと、
    をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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