JP2020107238A - 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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう可能性を低減することが可能である。【解決手段】検出部４１は、制御部４０による制御に基づいて、周囲の物体との距離及びその形状を検出する。制御部４０は、検出部４１により検出された追随対象者の足元における特徴を用いて特定された追随対象者の動作に追随して自装置を移動させるよう移動部４６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、車両に搭載された赤外線カメラにより取得されるグレースケール画像を２値化画像に変換し、該２値化画像から対象物である歩行者を認識する車両周辺監視装置であって、歩行者の足裏特徴を記憶する足裏特徴記憶手段と、前記２値化画像中の対象物が、前記足裏特徴を含むかどうかを判定する類似性判定手段と、該類似性判定手段により前記足裏特徴が含まれていると判定されたとき、前記対象物を歩行者であると認識する歩行者認識手段と、を備えることを特徴とする車両周辺監視装置が開示されている。

特開２０１１−４８６５０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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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。

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足元における特徴を用いて特定された追随対象者の動作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、前記移動手段による自装置の移動中において追随対象者の足元を前記検出手段により検出することにより追随対象者の足元における特徴を取得する取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記取得手段により取得された追随対象者の足元における特徴を記憶手段に記憶するよう制御する請求項１記載の自律移動装置である。

請求項３に係る本発明は、予め設定された動作を追随対象者に要求し、要求に応じた追随対象者の足元を前記検出手段により検出することにより追随対象者の足元における特徴を取得する取得手段をさらに備え、前記制御手段は、前記取得手段により取得された追随対象者の足元における特徴を記憶手段に記憶するよう制御する請求項１記載の自律移動装置である。

請求項４に係る本発明は、前記制御手段は、前記検出手段により追随対象者の候補を複数検出した場合、前記検出手段により検出された複数の追随対象者の候補の中から、前記記憶手段に記憶された追随対象者の足元における特徴と一致する特徴の追随対象者が特定されるまで前記移動手段による移動を停止するよう制御する請求項２又は３に記載の自律移動装置である。

請求項５に係る本発明は、前記制御手段は、前記検出手段により追随対象者の候補を複数検出した場合、前記移動手段により追随対象者の候補を追随しながら、前記検出手段により検出された複数の追随対象者の候補の中から、前記記憶手段に記憶された追随対象者の足元における特徴と一致する特徴の追随対象者を特定するよう制御する請求項２又は３に記載の自律移動装置である。

請求項６に係る本発明は、前記制御手段は、追随対象者との距離が予め定められた間隔よりも大きくなった場合に、追随対象者の動作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し、前記検出手段により追随対象者の候補を複数検出した場合、前記移動手段により追随対象者の候補を追随しながら、前記検出手段により検出された複数の追随対象者の候補の中から、前記記憶手段に記憶された追随対象者の足元における特徴と一致する特徴の追随対象者を特定するよう制御する請求項２又は３に記載の自律移動装置である。

請求項７に係る本発明は、前記足元における特徴は、追随対象者の足の動きの特徴である請求項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、前記足元における特徴は、追随対象者の足の形の特徴である請求項１から６のいずれか記載の自律移動装置である。

請求項９に係る本発明は、前記制御手段は、前記検出手段により検出された追随対象者の足の動きを用いて、前記追随対象者が進もうとする進路を予測して、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１０に係る本発明は、前記制御手段は、前記検出手段により検出された追随対象者の足の動きを用いて、前記追随対象者の停止動作を予測して、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１１に係る本発明は、前記制御手段は、追随対象者の足の動きの特徴を記憶する記憶手段に記憶された追随対象者の足の動きの特徴を用いて特定された追随対象者の動作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請求項７記載の自律移動装置である。

請求項１２に係る本発明は、前記制御手段は、追随対象者の足の形の特徴を記憶する記憶手段に記憶された追随対象者の足の形の特徴を用いて特定された追随対象者の動作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請求項８記載の自律移動装置である。

請求項１３に係る本発明は、前記検出手段は、追随対象者の足元を撮像する撮像手段を備え、前記制御手段は、前記撮像手段により撮像された追随対象者の足元における画像から得られる靴の特徴を用いて特定された追随対象者の動作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１４に係る本発明は、前記靴の特徴は、靴の形状又は色である請求項１３記載の自律移動装置である。

請求項１５に係る本発明は、前記靴の特徴は、靴底の減り方である請求項１３記載の自律移動装置である。

請求項１６に係る本発明は、前記靴の特徴は、靴底の模様である請求項１３記載の自律移動装置である。

請求項１７に係る本発明は、前記制御手段は、追随対象者の靴底の模様を記憶する記憶手段に記憶された靴底の模様を用いて特定された追随対象者の動作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請求項１６記載の自律移動装置である。

請求項１８に係る本発明は、前記制御手段は、靴底の模様を予め設定した時間以上、前記撮像手段に撮像させる追随対象者の動きにより、前記移動手段による移動開始又は停止の制御を行う請求項１６又は１７に記載の自律移動装置である。

請求項１９に係る本発明は、前記撮像手段は、周囲の画像を撮像し、前記撮像手段により撮像された画像に障害物が含まれている場合に、周囲に障害がある旨を追随対象者に通知する通知手段をさらに備えた請求項１３から１８のいずれか記載の自律移動装置である。

請求項２０に係る本発明は、自装置を移動させるための移動ステップと、周囲の物体との距離及びその形状を検出する検出ステップと、検出された追随対象者の足元における特徴を用いて特定された追随対象者の動作に追随して自装置を移動させるよう制御する制御ステップと、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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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、記憶手段に予め追随対象者として記憶された者でなくても、追随対象者の動作に追随して移動しながら追随対象者を特定して追随して移動する制御を実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て移動する際に、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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４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、自装置の周囲に追随対象者の候補が複数いる場合であっても、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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５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、自装置の周囲に追随対象者の候補が複数いる場合であっても、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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６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、自装置の周囲に追随対象者の候補が複数いる場合であっても、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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７に係る本発明によれば、追随対象者の足の動きの特徴により、追随対象者を特定して追随して移動する制御を実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８に係る本発明によれば、追随対象者の足の形の特徴により、追随対象者を特定して追随して移動する制御を実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９に係る本発明によれば、追随対象者の操作なく、追随対象者の動作に追随して移動する制御を実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１０に係る本発明によれば、追随対象者の操作なく、追随対象者の動作に追随して停止する制御を実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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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１２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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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１３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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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１４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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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１５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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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１６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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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１７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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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１８に係る本発明によれば、追随対象者を特定して、追随対象者の動作に追随して移動開始又は停止の制御を実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１９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、周囲に障害があることを、追随対象者に認識させ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２０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、自装置からの距離に基づいて追随対象者を特定する場合と比較して、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまう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に係る自律移動装置１０を用いたシステム構成を示す図である。 本発明の一実施形態に係る自律移動装置１０の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る自律移動装置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に係る自律移動装置１０の機能構成を示すブロック図である。 （Ａ）は、自律移動装置１０が後追いモードにて追随対象者１の後ろを走行している様子を示す図であって、（Ｂ）は、（Ａ）で示す自律移動装置１０のカメラ１９が撮像する画像の一例を示す図である。 （Ａ）は、自律移動装置１０が後追いモードを開始する前の追随対象者１の動作を示す図であって、（Ｂ）は、（Ａ）で示す自律移動装置１０のカメラ１９が撮像する画像の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る自律移動装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。 （Ａ）は、自律移動装置１０が先行モードを開始する前の追随対象者１の動作を示す図であって、（Ｂ）は、（Ａ）で示す自律移動装置１０のカメラ１９が撮像する画像の一例を示す図である。 （Ａ）は、自律移動装置１０が先行モードにて追随対象者１の前を走行している様子を示す図であって、（Ｂ）は、（Ａ）で示す自律移動装置１０のカメラ１９が撮像する画像の一例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、自律移動装置１０のカメラ１９が撮像する画像の一例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、自律移動装置１０のカメラ１９が撮像する画像の一例を示す図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、追随対象者の足元における特徴の一例を説明するための図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、追随対象者の足元における特徴の一例を説明するための図である。 追随対象者の足元における特徴の一例を説明する図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、追随対象者の候補を複数検出した場合の自律移動装置１０の動作の一例を説明する図である。 自律移動装置１０のカメラ１９が撮像する画像の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る自律移動装置１０の動作を説明するためのフローチャートである。

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、サーバ１２とから構成されている。

そして、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。

自律移動装置１０は、携帯電話通信網１４との間でデータ等を送受信するように構成されている。また、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、自装置の上部に設けられた操作ボタンが押下されると、自装置の前方かつ自装置との間隔が一番狭い者を追随対象者１として特定する。そして、自律移動装置１０は、追随して移動しながら、追随対象者１の足元における特徴を認識する。ここで、足元における特徴とは、足の動きの特徴や、足の形の特徴や、靴（靴底を含む）の特徴等である。

自律移動装置１０は、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。そして、自律移動装置１０は、後追いモードと先行モードと停止モードとの間で、ユーザによる動作モードの切替え操作が不要に構成されている。

ここで、後追いモードとは、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、追随対象者に先行して走行する動作モードである。

また、自律移動装置１０は、追随対象者１を後追いモードまたは先行モードで追随移動しながら追随対象者１の足元における特徴を取得する通常モード又は追随移動を開始する前に追随対象者１の足元における特徴を学習取得する学習モード、のいずれかの取得モードにより追随対象者１の足元における特徴に関する情報を取得し、自律移動装置１０又はサーバ１２の記憶手段である記憶装置に追随対象者毎に記憶するように構成されている。

ここで、通常モードとは、後追いモードまたは先行モードにより走行しながら、追随対象者の足元における特徴に関する情報を取得する取得モードである。そして、学習モードとは、予め設定された動作を追随対象者に要求し、要求に応じた追随対象者の足元における特徴に関する情報を取得する取得モードである。

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動作する例を用いて説明する。

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、撮像手段としてのカメラ１９、検出手段としてのセンサ２０、ＬＥＤランプ２１、スピーカ２２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。

カメラ１９は、周囲の画像、特に、追随対象者の足元の画像を撮像する。カメラ１９は、装置本体部１６の前面及び後面の２カ所に設けられている。

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。

ＬＥＤランプ２１は、荷台部１７の前面及び後面の２カ所に設けられ、光を発することにより、周囲に障害がある旨を追随対象者に通知する。また、スピーカ２２は、荷台部１７の左右両面の２カ所に設けられ、音声を発することにより、周囲に障害がある旨を追随対象者に通知する。

移動機構１８は、装置本体部１６の下部に設けられており、カメラ１９やセンサ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動作させる。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、走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、カメラ１９、センサ２０、ＬＥＤランプ２１、スピーカ２２を有し、これらが制御バス２５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予め定められた処理を実行して、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、制御部４０と、検出部４１と、取得部４２と、通知部４３と、データ格納部４４と、画像処理部４５と、移動部４６と、データ送受信部４７と、特定部４８を備えている。

データ送受信部４７は、制御部４０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としてのセンサ２０により追随対象者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し、検出部４１としてのカメラ１９により自装置の周囲の画像を撮像する。

なお、本実施形態では、検出部４１として、センサ２０とカメラ１９を用いる場合を例にして説明するが、検出部４１として、センサ２０のみにより、周囲の物体との距離およびその形状を検出するようにしてもよく、検出精度を高めたい等の場合にはカメラ１９を併用することができる。

画像処理部４５は、検出部４１としてのカメラ１９により撮像された画像に対して画像処理を行うことにより追随対象者の足元における特徴を取得する。

特定部４８は、操作ボタンにより自律移動装置１０による追随移動開始の操作を受け付けると、検出部４１により検出された自装置の前方かつ自装置との間隔が一番狭い者を追随対象者１として特定する。

例えば、追随対象者１が自律移動装置１０の前方で操作ボタンを押すと、自律移動装置１０は、追随対象者１を追随対象として特定し、追随移動を開始する。そして、図５（Ａ）に示すように、自律移動装置１０が後追いモードで追随対象者１の後ろにて走行している場合、検出部４１は、追随対象者１の足元との距離や足元における特徴を検出する。具体的には、センサ２０は、追随対象者１の足元との距離を検出し、カメラ１９は、図５（Ｂ）で示すように、追随対象者１の足元における特徴を撮像する。

ここで、足元における特徴とは、追随対象者のがに股、内股、幅のある歩き方、幅のない歩き方等の足の動きの特徴や、Ｏ脚やＸ脚等の足の形の特徴や、靴の形状や靴の色、靴底の減り方、靴底の模様等の靴の特徴である。

移動部４６は、自装置を移動させるための移動手段であり、制御部４０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。

取得部４２は、追随対象者の足元を検出部４１により検出することにより追随対象者の足元における特徴を取得する。

また、取得部４２は、予め設定された動作を追随対象者に要求し、要求に応じた追随対象者の足元を検出部４１により検出することにより追随対象者１の足元における特徴を取得する学習取得手段として機能する。

そして、制御部４０は、取得部４２により取得された追随対象者１の足元における特徴をデータ格納部４４またはサーバ１２の記憶装置に記憶するよう制御する。

また、制御部４０は、特定部４８により特定された追随対象者の足元における特徴を用いて追随対象者の動作に追随して自装置を移動させるよう移動部４６を制御する。具体的には、制御部４０は、特定部４８により特定された追随対象者と自装置との間隔が予め定められた間隔を保持して自装置を移動させるよう移動部４６を制御する。つまり、制御部４０は、特定部４８により特定された追随対象者と自装置との間隔が予め定められた間隔よりも大きくなった場合に、追随対象者の動作に追随して自装置を移動させるよう移動部４６を制御する。

また、制御部４０は、検出部４１により検出された追随対象者の足の動きを用いて、追随対象者が進もうとする進路や追随対象者の停止動作を予測して、移動部４６を制御する。

データ格納部４４は、制御部４０による制御に基づいて、自装置の移動制御を行うための各種データを格納する。また、データ格納部４４は、追随対象者毎に追随対象者の足元における特徴と移動開始終了日時や移動ルート等を記憶する記憶手段として機能する。

そして、制御部４０は、データ格納部４４に格納された追随対象者の足元における特徴またはサーバ１２に格納された追随対象者の足元における特徴を用いて特定された追随対象者の動作に追随して自装置を移動させるよう移動部４６を制御する。

具体的には、制御部４０は、検出部４１により検出された追随対象者の靴底の模様の画像と、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納された靴底の模様に関する情報を用いて特定された追随対象者の動作に追随して自装置を移動させるよう移動部４６を制御する。また、制御部４０は、追随対象者の進行方向を、検出部４１により検出された靴底の模様の画像と、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納された靴底の模様に関する情報に基づいて移動部４６による移動を制御する。

また、制御部４０は、検出部４１により追随対象者の足元における特徴が予め設定された時間以上検出された場合に、追随対象者を特定し、移動部４６による追随移動の開始又は停止の制御を行う。具体的には、カメラ１９により追随対象者の足または靴底の模様の画像が予め設定した時間以上撮像された場合に、移動部４６による追随移動の開始又は停止の制御を行う。

また、通知部４３は、検出部４１により進路に障害物が検出された場合に、周囲に障害がある旨を追随対象者に通知する。具体的には、カメラ１９により撮像された画像に障害物が含まれている場合に、通知部４３であるスピーカ２２から音を発したり、通知部４３であるＬＥＤランプ２１を点滅させる等により、周囲に障害がある旨を追随対象者に通知する。

また、制御部４０は、通常モードによる自装置の追随移動中において追随対象者１の足元における特徴を取得してデータ格納部４４やサーバ１２の記憶装置に追随対象者１の足元における特徴として格納するよう制御する。また、学習モードにより追随対象者１の足元における特徴を学習取得してデータ格納部４４やサーバ１２の記憶装置に追随対象者１の足元における特徴として格納するよう制御する。

また、制御部４０は、検出部４１により追随対象者１の候補を複数検出した場合、検出部４１により検出された複数の追随対象者の候補の中から、データ格納部４４やサーバ１２の記憶装置に記憶された追随対象者１の足元における特徴と一致若しくは類似する特徴の追随対象者が特定されるまで、移動部４６による移動を停止するよう制御する。

また、制御部４０は、検出部４１により追随対象者１の候補を複数検出した場合、移動部４６により追随対象者の候補を追随しながら、検出部４１により検出された複数の追随対象者の候補の中から、データ格納部４４やサーバ１２の記憶装置に記憶された追随対象者１の足元における特徴と一致若しくは類似する特徴の追随対象者を特定するよう制御する。

次に、自律移動装置１０の後追いモードの動作の一例について、図６、図７に基づいて説明する。本実施形態においては、追随対象者の足元における特徴として靴底の模様をカメラ１９により撮像して検出する場合を例にして説明する。

先ず、追随対象者１が操作ボタンを押下してカメラ１９に対して靴底を一定時間向ける。すると、特定部４８により追随対象者１が特定され、検出部４１が追随対象者１の足元における特徴を検出する。そして、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されているように、カメラ１９により靴底の模様の画像が予め設定した時間以上撮像されると、撮像された靴底の模様に関する情報が検出され（ステップＳ１０）、検出された靴底の模様に関する情報がデータ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。

そして、検出された靴底の模様に関する情報が、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されている場合には（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、格納されている靴底の模様に関する情報に基づいて追随対象者１を特定し、後追いモードが開始される。

また、検出された靴底の模様に関する情報が、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されていない場合には（ステップＳ１１においてＮｏ）、検出部４１により周囲に人が少ないか否かを判定する（ステップＳ１２）。

そして、周囲に人が少ないと判定された場合には（ステップＳ１２においてＹｅｓ）、通常モードを開始し（ステップＳ１５）、後追いモードにより追随対象者１を後から追随移動しながら追随対象者１の足元における特徴を取得し、取得された足元における特徴をデータ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納する（ステップＳ１６）。つまり、周囲に人が少ない場所では、自律移動装置１０は、追随対象者１を追随移動しながら追随対象者１の足元における特徴を取得して追随対象者１の認識精度を向上させる。

具体的には、自律移動装置１０は、追随対象者１を後追いモードで移動中に、追随対象者１の足の動き、足の形、靴底の模様の画像等に基づいて追随対象者１の足元における特徴を特定し、例えば靴底の模様の画像により歩く方向であって、真っ直ぐ、左右に曲がる、後ろずさり、振り返り、回転等を推測する。

また、自律移動装置１０は、追随対象者１を後追いモードで移動中に、足の上げ方、足の降ろし方、歩幅、足間の間隔、体重の掛け方等の特徴も取得する。

また、周囲に人が多いと判定された場合には（ステップＳ１２においてＮｏ）、後追いモードを開始する前に学習モードを開始する（ステップＳ１３）。すなわち、自律移動装置１０から予め設定された「歩いて」、「もう少し早く」、「走って」、「止まって」、「右に曲がって」、「左に曲がって」、「バックして」等の動作指示が追随対象者に要求され（ステップＳ１４）、要求に応じた追随対象者１の足元を検出部４１が検出することにより、追随対象者１の足元における特徴に関する情報が取得され、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納される。つまり、周囲に人が多い場所では、追随移動を開始する前に、学習モードにより追随対象者の認識精度を向上させる。

なお、靴の特徴に関する情報がデータ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されている追随対象者１が靴を変更した場合には、靴の変更時に、カメラ１９により予め設定された時間、靴を撮像して、新たな靴の形状や靴の色、靴底の模様等の靴の特徴に関する情報を取得させることにより、すでに取得した追随対象者の足元における特徴に関する情報と結び付けて追随動作を行うことができる。

そして、追随対象者１の足元における特徴に関する情報が取得されたか否かが判定される（ステップＳ１７）。

そして、足元における特徴に関する情報が取得されたと判定された場合には（ステップＳ１７においてＹｅｓ）、後追いモードが開始される。また、足元における特徴に関する情報が取得されていないと判定された場合には（ステップＳ１７においてＮｏ）、ステップＳ１２の動作に戻る。

そして、後追いモード中に、追随対象者１の動作により検出部４１が靴底を一定時間検出することにより後追いモードが解除され、自律移動装置１０は、停止モードに切り替えられて減速して停止する。

次に、自律移動装置１０の先行モードの動作の一例について、図８及び図９に基づいて説明する。

先ず、追随対象者１が操作ボタンを押下してカメラ１９に対して靴底を一定時間向ける。すると、特定部４８により追随対象者１が特定され、検出部４１が追随対象者１の足元における特徴を検出する。そして、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示されているように、カメラ１９により靴底の模様の画像が予め設定した時間以上撮像されると、撮像された靴底の模様に関する情報が検出され（ステップＳ１０）、検出された靴底の模様に関する情報がデータ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されているか否かを判定する（ステップＳ１１）。

そして、検出された靴底の模様に関する情報が、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されている場合には（ステップＳ１１においてＹｅｓ）、格納されている靴底の模様に関する情報に基づいて追随対象者１を特定し、先行モードが開始される。

そして、検出された靴底の模様に関する情報が、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されていない場合の動作について、上述した後追いモードのステップＳ１２〜ステップＳ１７と同様のため説明を省略する。

そして、先行モード中に、追随対象者１の動作により検出部４１が靴底を一定時間検出することにより、先行モードが解除され、自律移動装置１０は、停止モードに切り替えられて減速して停止する。

次に、自律移動装置１０の検出部４１により検出される追随対象者の足元における特徴の変形例について図１０〜図１４に基づいて説明する。

図１０（Ａ）は、外股（がに股）の歩き方をする追随対象者１の足元を撮像した図であり、図１０（Ｂ）は、内股の歩き方をする追随対象者１の足元を撮像した図である。ここで、外股歩きとは、膝より下側が外側を向き、足のつま先を外側に向けて歩く歩き方である。また、内股歩きとは、足のつま先を内側に向けて歩く歩き方である。

図１１（Ａ）は、幅のある歩き方をする追随対象者の足元を撮像した図であり、図１１（Ｂ）は、幅のない歩き方をする追随対象者の足元を撮像した図である。

図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すように、人によって足の出し方や歩き方に癖があり足の動きが異なる。つまり、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示すような追随対象者の足の動きの特徴を検出部４１により検出することにより、追随対象者を特定し、追随対象者の追随移動をすることが可能である。

図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、Ｏ脚である追随対象者の足元を示した図であり、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、Ｘ脚である追随対象者の足元を示した図である。ここで、Ｏ脚とは、直立すると両膝がつかないで開き、脚がＯ字形を示す状態をいい、Ｘ脚とは、直立すると下肢が膝のところで外側に開きＸ字型を示す状態をいう。

図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示すように、人によって足の形に特徴がある場合がある。つまり、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）に示すような追随対象者の足の形の特徴を検出部４１により検出することにより、追随対象者を特定し、追随対象者の追随移動をすることが可能である。

また、図１４は、靴底が減っている靴を示した図である。

図１４に示すように、人によって靴底の減り方が異なる。図１４に示すような追随対象者の靴の特徴を検出部４１により検出することにより、追随対象者を特定し、追随対象者の追随移動をすることが可能である。

つまり、追随対象者を上述したような足元における特徴を検出部４１により検出し、追随対象者を特定することにより、追随対象者以外の人を追随して移動する制御を実行してしまうことが防止される。

次に、検出部４１により追随対象者１の候補が複数検出された場合の自律移動装置１０の動作の一例について、図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）及び図１６に基づいて説明する。

自律移動装置１０では、操作ボタンが押下されると、前方かつ自装置との間隔が一番近くにいる者を追随対象者１として特定する。具体的には、図１５（Ａ）に示すように、操作ボタンが押下された時に、自装置の前方かつ自装置との間隔が一番狭い者を追随対象者１として特定する。

そして、図１５（Ｂ）に示すように、信号待ち等により自律移動装置１０の周囲に複数人が集まり、検出部４１により追随対象者の候補が複数検出されてしまい、追随対象者１の特定が困難となる場合がある。

このような場合に、自律移動装置１０では、図１５（Ｃ）に示すように、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納されている追随対象者の足元における特徴と一致若しくは類似する特徴により追随対象者１を特定して追随対象者１に追随して移動する。

具体的には、例えば図１６に示すように、カメラ１９により撮像された３人の靴底の模様を検出し、撮像された３人の靴底の模様に関する情報の中から、データ格納部４４又はサーバ１２の記憶装置に格納され、予め追随対象者として足元における特徴が取得されている追随対象者１の足元における特徴と一致若しくは類似する特徴の追随対象者１を特定して追随対象者１に追随して移動する。

なお、予め追随対象者として足元における特徴が取得されている追随対象者１の足元における特徴と一致若しくは類似する特徴が複数ある場合には、直近で追随対象者として足元における特徴を取得した者の足元における特徴と一致若しくは類似する者を追随対象者１として特定する。

なお、自律移動装置１０では、追随対象者１が特定されるまで移動を停止し、追随対象者１が特定されてから移動を開始するよう制御する。

また、自律移動装置１０では、追随対象者１が特定される前であっても、自装置と追随対象者の候補との距離が予め定められた間隔よりも大きくなった場合に、追随対象者の候補を追随しながら、追随対象者１を特定するようにしてもよい。このとき、自律移動装置１０では、追随対象者の候補全員が検出可能範囲に存在するように移動するよう制御する。

なお、自律移動装置１０では、追随対象者の候補のうち最初に移動を開始した者が追随対象者の候補から外れた場合には、候補から外れた者を追随せずに、残りの追随対象者の候補を追随しながら、追随対象者１を特定する。このとき、自律移動装置１０では、残りの追随対象者の候補を追随可能な範囲に移動方向や速度を調整する。

次に、自律移動装置１０の動作の変形例について、図１７に基づいて説明する。

自律移動装置１０は、追随対象者１を追随中に、検出部４１により障害物を検出すると（ステップＳ２０）、通知部４３により進路に障害物がある旨を通知する。具体的には、追随対象者１の少し先の道の形状の画像を撮像し、段差等の危険な箇所となる障害物を追随対象者１に通知する。つまり、ＬＥＤランプ２１を点滅させたり、スピーカ２２から音を出したりして追随対象者が障害物を認識できるよう通知する（ステップＳ２１）。

そして、自装置が追随対象者１をこのまま追随可能か否かを判定する（ステップＳ２２）。追随可能であると判定された場合には（ステップＳ２２においてＹｅｓ）、ステップＳ２０の動作に戻って、追随対象者１の追随移動を継続する。

また、追随可能でないと判定された場合には（ステップＳ２２においてＮｏ）、進路を変更して追随可能であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。

そして、進路を変更して追随可能であると判定された場合には（ステップＳ２３においてＹｅｓ）、一時的に並走する等、進路を変更して段差等の障害物となる箇所を避けて追随移動し（ステップＳ２４）、ステップＳ２０の動作に戻って、追随対象者１の追随移動を継続する。

また、進路を変更して追随できないと判定された場合には（ステップＳ２３においてＮｏ）、追随できない旨を通知し（ステップＳ２５）、停止モードに切り替えて停止する。

また、足元における特徴として、靴底の模様の画像を撮像して追随対象者を特定する例について説明したが、これに限らず、足または靴の画像を撮像して、撮像した画像に基づいて足の動きや足の形、靴の形状、靴の色、靴底の減り方等の足元における特徴を検出して追随対象者を特定して追随移動可能である。

また、複数の足元における特徴を用いて、追随対象者を特定してもよい。複数の足元における特徴を用いて追随対象者を特定することにより、追随対象者の認識精度を向上させることが可能である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、荷箱等の荷物を積載して移動する自律移動装置１０について説明したが、これに限らず、人に追随して移動する自律移動可能な装置に適用することができる。

１０ 自律移動装置
１２ サーバ
１６ 装置本体部
１７ 荷台部
１８ 移動機構
１９ カメラ
２０ センサ
２１ ＬＥＤランプ
２２ スピーカ

Claims (20)

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足元における特徴を用いて特定された追随対象者の動作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制御手段と、
   を備えた自律移動装置。
2. 前記移動手段による自装置の移動中において追随対象者の足元を前記検出手段により検出することにより追随対象者の足元における特徴を取得する取得手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記取得手段により取得された追随対象者の足元における特徴を記憶手段に記憶するよう制御する請求項１記載の自律移動装置。
3. 予め設定された動作を追随対象者に要求し、要求に応じた追随対象者の足元を前記検出手段により検出することにより追随対象者の足元における特徴を取得する取得手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記取得手段により取得された追随対象者の足元における特徴を記憶手段に記憶するよう制御する請求項１記載の自律移動装置。
4. 前記制御手段は、前記検出手段により追随対象者の候補を複数検出した場合、前記検出手段により検出された複数の追随対象者の候補の中から、前記記憶手段に記憶された追随対象者の足元における特徴と一致する特徴の追随対象者が特定されるまで、前記移動手段による移動を停止するよう制御する請求項２又は３に記載の自律移動装置。
5. 前記制御手段は、前記検出手段により追随対象者の候補を複数検出した場合、前記移動手段により追随対象者の候補を追随しながら、前記検出手段により検出された複数の追随対象者の候補の中から、前記記憶手段に記憶された追随対象者の足元における特徴と一致する特徴の追随対象者を特定するよう制御する請求項２又は３に記載の自律移動装置。
6. 前記制御手段は、追随対象者との距離が予め定められた間隔よりも大きくなった場合に、追随対象者の動作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し、前記検出手段により追随対象者の候補を複数検出した場合、前記移動手段により追随対象者の候補を追随しながら、前記検出手段により検出された複数の追随対象者の候補の中から、前記記憶手段に記憶された追随対象者の足元における特徴と一致する特徴の追随対象者を特定するよう制御する請求項２又は３に記載の自律移動装置。
7. 前記足元における特徴は、追随対象者の足の動きの特徴である請求項１から６のいずれか記載の自律移動装置。
8. 前記足元における特徴は、追随対象者の足の形の特徴である請求項１から６のいずれか記載の自律移動装置。
9. 前記制御手段は、前記検出手段により検出された追随対象者の足の動きを用いて、前記追随対象者が進もうとする進路を予測して、前記移動手段を制御する請求項１記載の自律移動装置。
10. 前記制御手段は、前記検出手段により検出された追随対象者の足の動きを用いて、前記追随対象者の停止動作を予測して、前記移動手段を制御する請求項１記載の自律移動装置。
11. 前記制御手段は、追随対象者の足の動きの特徴を記憶する記憶手段に記憶された追随対象者の足の動きの特徴を用いて特定された追随対象者の動作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請求項７記載の自律移動装置。
12. 前記制御手段は、追随対象者の足の形の特徴を記憶する記憶手段に記憶された追随対象者の足の形の特徴を用いて特定された追随対象者の動作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請求項８記載の自律移動装置。
13. 前記検出手段は、追随対象者の足元を撮像する撮像手段を備え、
    前記制御手段は、前記撮像手段により撮像された追随対象者の足元における画像から得られる靴の特徴を用いて特定された追随対象者の動作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請求項１から６のいずれか記載の自律移動装置。
14. 前記靴の特徴は、靴の形状又は色である請求項１３記載の自律移動装置。
15. 前記靴の特徴は、靴底の減り方である請求項１３記載の自律移動装置。
16. 前記靴の特徴は、靴底の模様である請求項１３記載の自律移動装置。
17. 前記制御手段は、追随対象者の靴底の模様を記憶する記憶手段に記憶された靴底の模様を用いて特定された追随対象者の動作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請求項１６記載の自律移動装置。
18. 前記制御手段は、靴底の模様を予め設定した時間以上、前記撮像手段に撮像させる追随対象者の動きにより、前記移動手段による移動開始又は停止の制御を行う請求項１６又は１７に記載の自律移動装置。
19. 前記撮像手段は、周囲の画像を撮像し、
    前記撮像手段により撮像された画像に障害物が含まれている場合に、周囲に障害がある旨を追随対象者に通知する通知手段をさらに備えた請求項１３から１８のいずれか記載の自律移動装置。
20. 自装置を移動させるための移動ステップと、
    周囲の物体との距離及びその形状を検出する検出ステップと、
    検出された追随対象者の足元における特徴を用いて特定された追随対象者の動作に追随して自装置を移動させるよう制御する制御ステップと、
    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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