JP5084756B2 - Autonomous mobile wheelchair - Google Patents

Autonomous mobile wheelchair Download PDF

Info

Publication number
JP5084756B2
JP5084756B2 JP2009019767A JP2009019767A JP5084756B2 JP 5084756 B2 JP5084756 B2 JP 5084756B2 JP 2009019767 A JP2009019767 A JP 2009019767A JP 2009019767 A JP2009019767 A JP 2009019767A JP 5084756 B2 JP5084756 B2 JP 5084756B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
caregiver
autonomous mobile
wheelchair
information
face
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009019767A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010172548A (en
Inventor
義徳 久野
貴訓 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saitama University NUC
Original Assignee
Saitama University NUC
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saitama University NUC filed Critical Saitama University NUC
Priority to JP2009019767A priority Critical patent/JP5084756B2/en
Publication of JP2010172548A publication Critical patent/JP2010172548A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5084756B2 publication Critical patent/JP5084756B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Description

本発明は、高齢者や障害者等が利用する車椅子であって、利用者を乗せた状態で移動方向や移動速度を自律的に決定して移動できる車椅子に関する。   The present invention relates to a wheelchair that is used by an elderly person, a disabled person, and the like, and that can move by autonomously determining a moving direction and a moving speed while the user is on the wheelchair.

下記特許文献1には、人間に追随して移動するロボットが開示されている。このロボットは、カメラを具備し、そのカメラの画像から追随対象者の位置や、移動方向に現れた障害物を認識して移動方向や移動速度を決定している。
本発明の発明者は、先に、自律移動する車椅子において、追随対象者(介護者)の位置や走行方向の障害物だけでなく、介護者の顔の向きや介護者が注視する方向を識別して移動方向や移動速度を自律的に制御する、極めて知的な車椅子を提案している(下記特許文献2)。
Patent Document 1 below discloses a robot that moves following a human. This robot is equipped with a camera, and recognizes the position of the tracking target person and an obstacle appearing in the moving direction from the image of the camera, and determines the moving direction and moving speed.
The inventor of the present invention first identifies not only the position of the person to be followed (caregiver) and the obstacle in the running direction but also the direction of the caregiver's face and the direction in which the caregiver is gazing in the wheelchair that moves autonomously. And the very intelligent wheelchair which autonomously controls a moving direction and a moving speed is proposed (the following patent document 2).

特開2008−234400号公報JP 2008-234400 A 特願2008−27708Japanese Patent Application No. 2008-27708

少子高齢化が進む我が国では、車椅子を利用する人の数が、今後とも増加し続けると予想される。それに対応して、車椅子利用者が社会との関わりを保ち続けられるように、例えば、美術館や図書館等の施設を健常者と同じように利用したり、或いは、各種イベントに臆せずに参加したりできる環境を整える必要がある。
一方で、少子高齢化は、車椅子利用者の介護、支援に回る側の人数を減らしている。
そのため、車椅子には、健常者と行き交う場所で、介護者に負担を掛けずに、また、周りの人にも迷惑を掛けずに、円滑に移動できる、より知的な自律機能や、使い勝手の良い機構・構造が求められる。
In Japan, where the birthrate is declining and the population is aging, the number of people using wheelchairs is expected to continue to increase. Correspondingly, in order to keep wheelchair users engaged in society, for example, facilities such as museums and libraries can be used in the same way as normal people, or participate in various events without hesitation. It is necessary to prepare an environment where
On the other hand, the declining birthrate and aging population are reducing the number of wheelchair users on the side of care and support.
For this reason, the wheelchair is a place where people can go and go with healthy people, and it can move smoothly without burdening caregivers and without disturbing other people. A good mechanism and structure are required.

本発明は、こうした事情を考慮して創案したものであり、周囲の状況に応じた知的な自律行動が可能であり、また、センサ機構をコンパクト化できる自律移動車椅子を提供することを目的としている。   The present invention was devised in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an autonomous mobile wheelchair capable of intelligent autonomous behavior according to the surrounding situation and capable of downsizing the sensor mechanism. Yes.

本発明は、介護者の動作に応じて自律的に移動する車椅子であって、周囲の状況を表す情報を提供するセンサ手段と、前記センサ手段の情報を基に介護者の位置を検出する介護者位置検出手段と、前記センサ手段の情報を基に周囲の人や障害物を検出する周囲状況検出手段と、前記センサ手段から提供される介護者までの距離及び方向の情報に基づいて介護者の胴体を輪切りにした輪郭形状を検出する介護者胴体検出手段と、前記介護者位置検出手段周囲状況検出手段及び介護者胴体検出手段の検出結果に基づいて車椅子の移動経路を決定する移動経路判別手段と、を備え、前記介護者胴体検出手段が、検出した略楕円形の前記輪郭形状から介護者の身体の向きを識別し、前記移動経路判別手段が、前記介護者胴体検出手段により検出された介護者の向きに関する情報を加味して前記移動経路を決定することを特徴とする。
この自律移動車椅子は、周囲の状況に応じて移動経路を決めることができ、また、介護者の胴体の輪郭形状から介護者の向きを知ることができ、介護者の向きを知ることで、介護者の横に付いたりする場合でも適切な経路を決定することができる。
The present invention is a wheelchair that moves autonomously according to a caregiver's operation, and includes sensor means that provides information representing the surrounding situation, and caregiver that detects the position of the caregiver based on the information of the sensor means. A caregiver based on information on the distance and direction from the sensor means to the caregiver provided from the sensor means , an ambient condition detection means for detecting surrounding people and obstacles based on the information of the sensor means, A carer's torso detecting means for detecting a contour shape obtained by cutting the torso of the body, and a moving path for determining a moving path of the wheelchair based on the detection results of the caregiver position detecting means , the surrounding state detecting means and the caregiver torso detecting means Discriminating means , wherein the caregiver torso detecting means discriminates the orientation of the caregiver's body from the detected substantially elliptical contour shape, and the movement path discriminating means is detected by the caregiver torso detecting means. Is In consideration of information about the caregiver orientation and determines the movement path.
This autonomous mobile wheelchair can determine the movement route according to the surrounding situation, can know the caregiver's orientation from the contour shape of the carer's torso, and know the caregiver's orientation, An appropriate route can be determined even when the user is next to the person.

また、本発明の自律移動車椅子は、前記センサ手段が、全方位カメラと距離センサとの組合わせから成り、前記全方位カメラに写る被写体に対して、当該被写体までの距離及び方向の情報を対応付けた画像情報を提供することを特徴とする。
この自律移動車椅子は、全方位カメラと距離センサとを組合わせたコンパクトなセンサの情報に基づいて車椅子の移動経路を決めることができる。
In the autonomous mobile wheelchair according to the present invention, the sensor means includes a combination of an omnidirectional camera and a distance sensor, and corresponds to information on the distance and direction to the subject with respect to the subject reflected in the omnidirectional camera. The attached image information is provided.
This autonomous mobile wheelchair can determine the travel route of the wheelchair based on information from a compact sensor that combines an omnidirectional camera and a distance sensor.

また、本発明の自律移動車椅子は、前記移動経路判別手段が、前記介護者に追随する経路と前記介護者を誘導する経路とを織り交ぜながら前記移動経路を決定することができる。
周囲の状況に応じて、介護者の位置から離れないように経路を選択する“追随”と、車椅子自身が目的地に向かう最適な経路を選択し、介護者がそれに従う“誘導”とを適応的に切り替えることができる。
Further, in the autonomous mobile wheelchair according to the present invention, the movement route determination means can determine the movement route while interlacing the route following the caregiver and the route guiding the caregiver.
Depending on the surrounding situation, "following" that selects the route so as not to leave the caregiver's position, and the wheelchair itself selects the optimal route to the destination, and the caregiver follows the "guidance" Can be switched automatically.

また、本発明の自律移動車椅子は、さらに、前記センサ手段の情報を基に前記介護者の顔の向きを検出する介護者顔向き検出手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記介護者顔向き検出手段の検出結果を加味して前記移動経路を決定することができる。
介護者の顔の向きを知ることで、より高精度に介護者の進行方向が推定でき、また、介護者の顔の向きから注目方向の物体を検出することで、それを目的地の目印として移動方向を決定することができる。
The autonomous mobile wheelchair according to the present invention further includes a caregiver face direction detecting unit that detects a face direction of the caregiver based on information of the sensor unit, and the moving path determination unit includes the caregiver face. The moving path can be determined in consideration of the detection result of the direction detecting means.
By knowing the direction of the caregiver's face, the direction of the caregiver's progress can be estimated with higher accuracy, and by detecting the object in the direction of interest from the direction of the caregiver's face, it can be used as a landmark The moving direction can be determined.

また、本発明の自律移動車椅子は、さらに、前記センサ手段の情報を基に前記搭乗者の顔の向きを検出する搭乗者顔向き検出手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記搭乗者顔向き検出手段の検出結果を加味して前記移動経路を決定することができる。
搭乗者の顔の向きから注目方向の物体を検出することで、それを目的地の目印として移動方向を決定することができる。また、介護者を見失った場合、搭乗者の顔の向きの方向を探して介護者を再検出することができる。
The autonomous mobile wheelchair according to the present invention further includes a passenger face direction detecting unit that detects a face direction of the passenger based on information of the sensor unit, and the moving path determination unit includes the passenger face. The moving path can be determined in consideration of the detection result of the direction detecting means.
By detecting the object in the direction of interest from the direction of the passenger's face, the moving direction can be determined using this as a landmark of the destination. When the caregiver is lost, the caregiver can be redetected by searching for the direction of the face of the passenger.

また、本発明の自律移動車椅子は、さらに、前記センサ手段の情報を基に車椅子の方向を向いている正面顔を検出する正面顔検出手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記正面顔検出手段の検出結果を加味して前記移動経路を決定することができる。
介護者を見失い、介護者と一時的に離れてしまった状況では、車椅子の方を見ている人が介護者である場合が多いため、正面顔を探すことで介護者を再検出することができる。
The autonomous mobile wheelchair according to the present invention further includes a front face detection means for detecting a front face facing the direction of the wheelchair based on information of the sensor means, and the movement path determination means includes the front face detection. The movement route can be determined in consideration of the detection result of the means.
In situations where the caregiver is lost and temporarily separated from the caregiver, the person looking at the wheelchair is often a caregiver, so the caregiver can be re-detected by looking for the front face. it can.

また、本発明の自律移動車椅子は、さらに、ズームカメラを具備し、前記介護者顔向き検出手段、搭乗者顔向き検出手段または正面顔検出手段が、前記ズームカメラの画像を用いて、前記介護者の顔向き、前記搭乗者の顔向き、または、前記正面顔を確認するようにしても良い。
顔画像の撮影のためにズームカメラを向ける方向は、センサ手段の情報から的確に推定することができる。例えば、ズームカメラの顔画像から、介護者と搭乗者とが向き合って会話している状況などを検出することができ、その場合に、介護者の横に付く状態を維持して、会話し易くすることができる。
The autonomous mobile wheelchair according to the present invention further includes a zoom camera, and the caregiver face direction detection means, the passenger face direction detection means or the front face detection means uses the image of the zoom camera to perform the care. The face direction of the passenger, the face direction of the passenger, or the front face may be confirmed.
The direction in which the zoom camera is directed to capture the face image can be accurately estimated from the information of the sensor means. For example, the situation where the caregiver and the passenger are conversing with each other can be detected from the face image of the zoom camera. In that case, the state where the caregiver is attached is maintained and the conversation is easy. can do.

また、本発明の自律移動車椅子は、さらに、移動体の動きを追跡する移動体追跡手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記移動体追跡手段の追跡結果を加味して前記移動経路を決定することができる。
移動する物体の動きを追跡し、追跡の履歴に基づいて、その物体の動きを予測することで、その物体との衝突を円滑に回避できる。
The autonomous mobile wheelchair according to the present invention further includes a moving body tracking unit that tracks the movement of the moving body, and the moving path determination unit determines the moving path in consideration of the tracking result of the moving body tracking unit. can do.
By tracking the movement of a moving object and predicting the movement of the object based on the tracking history, it is possible to smoothly avoid a collision with the object.

また、本発明の自律移動車椅子は、さらに、前記移動経路判別手段が決定した車椅子の進行方向を提示する情報提示手段を備えるようにしてもよい。
車椅子の進行方向を示すことで、周囲の人たちは、車椅子の進行を妨げないように行動することができる。
The autonomous mobile wheelchair according to the present invention may further include information presenting means for presenting the traveling direction of the wheelchair determined by the travel route determining means.
By indicating the direction of travel of the wheelchair, surrounding people can act so as not to interfere with the progress of the wheelchair.

本発明の自律移動車椅子は、コンパクトなセンサ機構を用いて、周囲の状況に応じた知的な自律行動が可能である。   The autonomous mobile wheelchair of the present invention is capable of intelligent autonomous behavior according to the surrounding situation using a compact sensor mechanism.

本発明の第1の実施形態における自律移動車椅子を模式的に示す図The figure which shows typically the autonomous mobile wheelchair in the 1st Embodiment of this invention. 本発明で用いるセンサ機構を示す図The figure which shows the sensor mechanism used by this invention 本発明の第1の実施形態における自律移動車椅子のハード構成を示すブロック図The block diagram which shows the hardware constitutions of the autonomous mobile wheelchair in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における自律移動車椅子の機能を示すブロック図The block diagram which shows the function of the autonomous mobile wheelchair in the 1st Embodiment of this invention. レーザ画像を示す図Diagram showing laser image 移動経路選択のパターンを示す図Diagram showing movement route selection pattern 移動経路選択の動作を示すフロー図Flow chart showing movement route selection operation 本発明の第2の実施形態における自律移動車椅子の機能を示すブロック図The block diagram which shows the function of the autonomous mobile wheelchair in the 2nd Embodiment of this invention. 介護者胴体検出手段の検出動作を説明する図The figure explaining the detection operation | movement of a caregiver trunk detection means 介護者が曲がるときの移動経路選択を示す図The figure which shows the movement route selection when the caregiver bends 本発明の第3の実施形態における自律移動車椅子の機能を示すブロック図The block diagram which shows the function of the autonomous mobile wheelchair in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における自律移動車椅子を模式的に示す図The figure which shows typically the autonomous mobile wheelchair in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における自律移動車椅子のハード構成を示すブロック図The block diagram which shows the hardware constitutions of the autonomous mobile wheelchair in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態における自律移動車椅子の機能を示すブロック図The block diagram which shows the function of the autonomous mobile wheelchair in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における自律移動車椅子の機能を示すブロック図The block diagram which shows the function of the autonomous mobile wheelchair in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における自律移動車椅子を模式的に示す図The figure which shows typically the autonomous mobile wheelchair in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態における自律移動車椅子の他の例を模式的に示す図The figure which shows typically the other example of the autonomous mobile wheelchair in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態における自律移動車椅子の機能を示すブロック図The block diagram which shows the function of the autonomous mobile wheelchair in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態における自律移動車椅子を模式的に示す図The figure which shows typically the autonomous mobile wheelchair in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第6の実施形態における自律移動車椅子のハード構成を示すブロック図The block diagram which shows the hardware constitutions of the autonomous mobile wheelchair in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態における自律移動車椅子の機能を示すブロック図The block diagram which shows the function of the autonomous mobile wheelchair in the 7th Embodiment of this invention 本発明の第7の実施形態における自律移動車椅子のハード構成を示すブロック図The block diagram which shows the hardware constitutions of the autonomous mobile wheelchair in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第7の実施形態における自律移動車椅子を模式的に示す図The figure which shows typically the autonomous mobile wheelchair in the 7th Embodiment of this invention.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の自律移動車椅子における第1の実施形態を示している。図1では、自律移動車椅子10に搭乗者30が乗り、その横あるいは後に介護者40が従っている状態を示している。
自律移動車椅子10は、車椅子本体の後部に立てた支柱にレーザ側域センサと全方位カメラとを組合わせたセンサ機構14を有している。
このセンサ機構14は、図2に示すように、レーザを放射状に照射して、物体からの反射により周囲の物体までの距離を計測するレーザ側域センサ15と、円筒状または半球状のミラーに写る全方位の被写体を撮影する全方位カメラ16とから成り、レーザ側域センサ15の上に全方位カメラ16を載せてコンパクトに構成されている。全方位カメラ16とレーザ側域センサ15との位置関係を予め校正しておくことで全方位カメラ16の画像情報とレーザ側域センサ15の距離情報とを対応付けることが可能であり、センサ機構14からは、全方位の被写体画像とともに、その被写体までの距離及び方向の情報が提供される。
また、自律移動車椅子10は、後ろ側の空間にパソコンを搭載している。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a first embodiment of the autonomous mobile wheelchair of the present invention. FIG. 1 shows a state in which an occupant 30 rides on the autonomous mobile wheelchair 10 and a caregiver 40 follows the side or behind it.
The autonomous mobile wheelchair 10 has a sensor mechanism 14 in which a laser side area sensor and an omnidirectional camera are combined with a support column standing at the rear of the wheelchair body.
As shown in FIG. 2, the sensor mechanism 14 irradiates a laser beam radially, measures a distance to a surrounding object by reflection from the object, and a cylindrical or hemispherical mirror. The omnidirectional camera 16 shoots an omnidirectional subject, and the omnidirectional camera 16 is mounted on the laser side area sensor 15 so as to be compact. By calibrating the positional relationship between the omnidirectional camera 16 and the laser side area sensor 15 in advance, the image information of the omnidirectional camera 16 and the distance information of the laser side area sensor 15 can be associated with each other. Provides information on the distance and direction to the subject as well as the omnidirectional subject image.
In addition, the autonomous mobile wheelchair 10 is equipped with a personal computer in the rear space.

図3は、この自律移動車椅子10のハード構成を示している。駆動系として、車椅子の移動や車椅子の向きを変えるために車輪を回転する車輪モータ13と、車輪モータ13を制御するモータ制御ボード12とを備え、センサ系として、全方位カメラ16及びレーザ側域センサ15から成るセンサ機構14を備え、制御系として、自律移動車椅子10を制御し、また、画像情報の解析処理などの演算処理を行うCPU17と、制御プログラムや各種データが記憶されるメモリ11とを備えている。
なお、自律移動車椅子10は、この他に、運転操作用のジョイスティックや電源なども有しているが、本発明と直接関係しないこれらの構成は、ここでは省略している。
また、センサ機構14から得られる画像情報の解析は、DSP(digital signal processor)を用いて行っても良い。
FIG. 3 shows a hardware configuration of the autonomous mobile wheelchair 10. The drive system includes a wheel motor 13 that rotates wheels to move the wheelchair and change the direction of the wheelchair, and a motor control board 12 that controls the wheel motor 13. The sensor system includes an omnidirectional camera 16 and a laser side region. A CPU 17 that includes a sensor mechanism 14 including a sensor 15 and controls the autonomous mobile wheelchair 10 as a control system and performs arithmetic processing such as image information analysis processing, and a memory 11 that stores control programs and various data It has.
In addition, the autonomous mobile wheelchair 10 also has a joystick for driving operation, a power source, and the like, but these configurations not directly related to the present invention are omitted here.
The analysis of the image information obtained from the sensor mechanism 14 may be performed using a DSP (digital signal processor).

この自律移動車椅子10は、自律的な動きを行うために、図4に示すように、センサ機構14の検出情報に基づいて介護者40の位置を検出する介護者位置検出手段22と、センサ機構14の検出情報に基づいて周囲の人や障害物を検出する周囲状況検出手段21と、介護者位置検出手段22及び周囲状況検出手段21の検出結果に基づいて車椅子の移動経路を決定する移動経路判別手段23と、決定された移動経路に車椅子を動かす移動制御手段25とを備えている。   As shown in FIG. 4, the autonomous mobile wheelchair 10 includes a caregiver position detection unit 22 that detects the position of the caregiver 40 based on detection information of the sensor mechanism 14, and a sensor mechanism. 14, a surrounding state detection unit 21 that detects surrounding people and obstacles based on the detection information 14, and a movement route that determines the movement route of the wheelchair based on the detection results of the caregiver position detection unit 22 and the surrounding state detection unit 21. The discriminating means 23 and movement control means 25 for moving the wheelchair along the determined movement path are provided.

介護者位置検出手段22は、センサ機構14の情報を画像解析して、介護者40までの距離及び方向を検出するCPU17の処理により実現される。介護者位置検出手段22は、センサ機構14の情報から最も近い距離にいる人物を介護者40として検出し、以後、その人物を介護者40として追跡する。   The caregiver position detection unit 22 is realized by processing of the CPU 17 that analyzes the information of the sensor mechanism 14 and detects the distance and direction to the caregiver 40. The caregiver position detection unit 22 detects the person who is closest to the information of the sensor mechanism 14 as the caregiver 40, and thereafter tracks the person as the caregiver 40.

また、周囲状況検出手段21は、センサ機構14の情報を画像解析して、周囲の人物や障害物、壁等の距離及び方向を検出するCPU17の処理により実現される。周囲状況検出手段21は、図5に示すように、レーザ測域センサにより得られる人物や障害物、壁までの距離情報を2次元地図上に描画(本発明では、これを“レーザ画像”と呼ぶ)して周囲状況を表すことが可能である。   The surrounding state detection means 21 is realized by the processing of the CPU 17 that analyzes the information of the sensor mechanism 14 and detects the distance and direction of surrounding persons, obstacles, walls, and the like. As shown in FIG. 5, the surrounding state detection means 21 draws information on the distance to a person, an obstacle, and a wall obtained by a laser range sensor on a two-dimensional map (in the present invention, this is referred to as a “laser image”). It is possible to express the surrounding situation.

また、移動経路判別手段23は、介護者位置検出手段22及び周囲状況検出手段21の検出結果に基づいて車椅子の移動経路を選択するCPU17の処理により実現される。
また、移動制御手段25は、メモリ11に格納された制御プログラムに従ってモータ制御処理を行うCPU17により実現される。
Moreover, the movement path | route discrimination | determination means 23 is implement | achieved by the process of CPU17 which selects the movement path | route of a wheelchair based on the detection result of the caregiver position detection means 22 and the surrounding condition detection means 21. FIG.
Further, the movement control means 25 is realized by the CPU 17 that performs motor control processing in accordance with a control program stored in the memory 11.

次に、移動経路判別手段23の経路選択処理について説明する。図6は、図6(a)に示すように、歩いて来る人60の方向に介護者40及び車椅子10が進むときに、移動経路判別手段23が選択する経路について示している。また、図7は、このときの移動経路判別手段23の処理手順を示すフロー図である。
移動経路判別手段23は、介護者位置検出手段22及び周囲状況検出手段21の情報から、介護者40の位置を認識し、また、前方から人60が来ることを認識すると、まず、進むべき目的地が明確か否かを判断する(ステップ1)。目的地が明確でないときは、介護者の進行方向で一定距離離れた場所を目的地とする(ステップ2)。なお、目的地を認識する方法については後述する。
Next, the route selection process of the movement route discrimination means 23 will be described. FIG. 6 shows a route that the moving route determination means 23 selects when the caregiver 40 and the wheelchair 10 move in the direction of the person 60 who walks, as shown in FIG. FIG. 7 is a flowchart showing the processing procedure of the movement path determination means 23 at this time.
The movement route discrimination means 23 recognizes the position of the caregiver 40 from the information of the caregiver position detection means 22 and the surrounding situation detection means 21, and recognizes that the person 60 comes from the front, It is determined whether or not the ground is clear (step 1). When the destination is not clear, a place away from the caregiver in the traveling direction is set as the destination (step 2). A method for recognizing the destination will be described later.

目的地が設定されると、周囲状況検出手段21の情報から、介護者の側に介護者と車椅子とが進入できるスペースが存在するかを識別し(ステップ3)、スペースが存在する場合は、介護者の側へ移動する進路が目的地の方向と大きく異なるかを判断し(ステップ4)、異ならなければ、図6(b)に示すように、人60を回避するために介護者の側に移動する(ステップ5)。
一方、ステップ4において、目的地の方向と大きく異なる場合は、車椅子の側に介護者と車椅子とが進入できるスペースがあるかを識別し(ステップ6)、スペースが存在する場合は、車椅子の側へ移動する進路が目的地の方向と大きく異なるかを判断し(ステップ7)、異ならなければ、図6(c)に示すように、人60を回避するため、車椅子の側に移動する(ステップ8)。このとき、車椅子は、介護者が追随し易い経路を選択して介護者を誘導する。介護者の追随が遅かったり、距離が離れてしまった場合には、速度を落としたり、介護者と合流できる方向へ進路を修正したりする。
When the destination is set, it is identified from the information of the surrounding situation detection means 21 whether there is a space where the caregiver and the wheelchair can enter on the caregiver side (step 3). It is determined whether the course of movement to the caregiver's side is significantly different from the direction of the destination (step 4). If not, the caregiver's side is avoided to avoid the person 60 as shown in FIG. (Step 5).
On the other hand, if the direction of the destination is significantly different in step 4, identify whether there is a space where the caregiver and the wheelchair can enter on the side of the wheelchair (step 6). It is determined whether or not the direction of travel to the destination is significantly different from the direction of the destination (step 7), and if not, as shown in FIG. 6 (c), move to the side of the wheelchair to avoid the person 60 (step 8). At this time, the wheelchair selects a route that the caregiver can easily follow and guides the caregiver. When the follow-up of the caregiver is slow or the distance is long, the speed is reduced or the course is corrected in a direction where the caregiver can join.

また、ステップ7において、目的地の方向と大きく異なる場合は、介護者と車椅子とが分かれたら進入できるスペースがあるかを識別し(ステップ9)、スペースが存在する場合は、分かれて進む進路が目的地の方向と大きく異なるかを判断し(ステップ10)、異ならなければ、図6(d)に示すように、人60を回避するため、介護者と分かれて移動する(ステップ11)。
また、ステップ10において、目的地の方向と大きく異なる場合は、図6(e)に示すように、介護者の後ろを追随する。
このように、移動経路判別手段23は、介護者位置検出手段22及び周囲状況検出手段21の情報に基づいて、介護者に“追随する行動”と、介護者に付いて来るように促す“誘導する行動”とを、周囲の状況に応じて適応的に切り替えることができる。
In step 7, if the direction of the destination is significantly different, if the caregiver and the wheelchair are separated, it is identified whether there is a space that can be entered (step 9). It is determined whether the direction is significantly different from the direction of the destination (step 10). If not, as shown in FIG. 6 (d), the person moves separately from the caregiver to avoid the person 60 (step 11).
If the direction of the destination is significantly different from the direction of the destination in step 10, the caregiver is followed as shown in FIG.
In this way, the movement route discrimination means 23 prompts the caregiver to follow the “following action” and the caregiver based on the information of the caregiver position detection means 22 and the surrounding situation detection means 21. Can be adaptively switched according to the surrounding situation.

なお、“追随”は、介護者の位置から離れない経路を主として選択する動作であり、この場合、車椅子自身が周囲の状況から見て最適とする経路は、従として考慮される。一方、“誘導”は、車椅子自身が周囲の状況に鑑みて、目的地に向かうのに最も適切な経路を主として選択する動作であり、この場合、介護者の位置から離れない経路は従として考慮される。
そのため、“追随”と“誘導”とは、介護者と車椅子との位置関係によって一義的に決まる訳では無く、例えば、車椅子が介護者の横にいるときでも、車椅子が介護者より先に動いて介護者を誘導する場合もあれば、車椅子が介護者の動きに従って追随する場合もある。また、介護者の少し後ろを進んでいる車椅子が誘導する場合も有り得る。
“Following” is an operation of mainly selecting a route that does not leave the position of the caregiver. In this case, the route that the wheelchair itself is optimal in view of the surrounding situation is considered as a slave. On the other hand, “guidance” is an operation in which the wheelchair itself selects mainly the most appropriate route to go to the destination in consideration of the surrounding situation. In this case, the route that does not leave the caregiver's position is considered as a subordinate. Is done.
Therefore, “follow” and “guidance” are not uniquely determined by the positional relationship between the caregiver and the wheelchair. For example, even when the wheelchair is next to the caregiver, the wheelchair moves before the caregiver. In some cases, the caregiver may be guided, and the wheelchair may follow the caregiver's movement. There may also be cases where a wheelchair traveling slightly behind the caregiver guides.

(第2の実施形態)
第2の実施形態の自律移動車椅子は、図8に示すように、第1の実施形態の構成(図4)に加えて、介護者位置検出手段22が追跡している介護者40の胴体の輪郭形状を検出する介護者胴体検出手段24を備えている。
この自律移動車椅子のハード構成は、第1の実施形態(図3)と同じであり、介護者胴体検出手段24は、センサ機構14の情報を画像解析して、介護者の胴体の輪郭形状を検出するCPU17の処理により実現される。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 8, the autonomous mobile wheelchair according to the second embodiment includes the body of the caregiver 40 tracked by the caregiver position detection means 22 in addition to the configuration of the first embodiment (FIG. 4). A caregiver torso detecting means 24 for detecting the contour shape is provided.
The hardware configuration of the autonomous mobile wheelchair is the same as that of the first embodiment (FIG. 3), and the caregiver torso detection unit 24 analyzes the information of the sensor mechanism 14 to determine the contour shape of the carer's torso. This is realized by processing of the CPU 17 to detect.

介護者胴体検出手段24は、図9に示すように、レーザ測域センサ15の情報から、直立した介護者40の胴体を水平にスキャンしたレーザ画像を得る。人物の胴体は略楕円形の輪郭を有しているが、レーザ画像で得られるのは楕円形の輪郭の一部だけである。そのため、介護者胴体検出手段24は、例えば、予めメモリ11に格納された人物の輪郭形状モデルとレーザ画像とのパターンマッチングを行い、楕円形の向きを特定する。そして、楕円形の短軸方向を身体の前後方向として識別し、長軸方向を身体の横方向として識別する。   As shown in FIG. 9, the caregiver body detection unit 24 obtains a laser image obtained by horizontally scanning the body of the upright caregiver 40 from the information of the laser range sensor 15. The human torso has a substantially elliptical outline, but only a part of the elliptical outline can be obtained with a laser image. Therefore, for example, the caregiver torso detecting unit 24 performs pattern matching between the contour shape model of the person stored in the memory 11 in advance and the laser image, and specifies the direction of the ellipse. Then, the elliptical minor axis direction is identified as the front-rear direction of the body, and the major axis direction is identified as the lateral direction of the body.

この介護者胴体検出手段24が提供する身体の向きに関する情報から、車椅子が介護者の横に付けたりする場合に、介護者に対する車椅子の相対位置を正確に知ることができる。介護者胴体検出手段24の情報が無くても、介護者の横に付けることは可能であるが、介護者胴体検出手段24の情報を用いることで、その正確性が増し、介護者の横に付いた状態で追随または誘導を行う際に、適切な経路を決定することができる。   The relative position of the wheelchair relative to the caregiver can be accurately known from the information regarding the body orientation provided by the caregiver torso detection means 24 when the wheelchair is placed next to the caregiver. Even if there is no information on the caregiver torso detection means 24, it is possible to put it on the side of the caregiver, but by using the information on the caregiver torso detection means 24, the accuracy is increased, and it is next to the caregiver. When following or guiding in the attached state, an appropriate route can be determined.

移動経路判別手段23は、例えば、図10に示すように、車椅子10が介護者40と並んで進んでいるとき、介護者40の位置の情報を介護者位置検出手段22から得ると共に、介護者40の身体の向きに関する情報を介護者胴体検出手段24から得る。そして、介護者40が、進みながら身体の向きを車椅子10の側に変えた場合は、車椅子の方向に曲がろうとしていると判断して、介護者40と同じ方向に曲がるように経路を選択する(図10(b))。
こうした経路の選択により、曲がろうとする介護者40の進路を車椅子が妨げる状態(図10(a))が回避できる。
For example, as illustrated in FIG. 10, the movement path determination unit 23 obtains information on the position of the caregiver 40 from the caregiver position detection unit 22 and moves the caregiver when the wheelchair 10 is moving side by side with the caregiver 40. Information on 40 body orientations is obtained from the caregiver torso detection means 24. And when caregiver 40 changes the direction of the body to the side of wheelchair 10 while progressing, it judges that he is going to turn in the direction of a wheelchair, and selects a path | route so that it may turn in the same direction as caregiver 40 (FIG. 10B).
By selecting such a route, it is possible to avoid a state where the wheelchair obstructs the course of the caregiver 40 who is about to turn (FIG. 10A).

このとき、車椅子が介護者の位置の情報だけに基づいて経路を決定していると、図10(a)の衝突を避けるために、介護者は、車椅子を追い越すように素早く左に曲がる必要があるが、身体の向きの情報を使う場合は、車椅子の方が、介護者の意図する方向に曲がることができるため、このような問題が解決できる。介護者40の身体の向きは、介護者40の進路を識別する上で確かな情報となる。
このように、介護者胴体検出手段24が与える介護者40の身体の向きの情報は、車椅子が“追随”と“誘導”とを適応的に切り替える際の極めて有効な情報となる。
At this time, if the wheelchair determines the route based only on the information on the position of the caregiver, the caregiver needs to quickly turn left to pass the wheelchair to avoid the collision in FIG. However, when using information on the body orientation, such a problem can be solved because the wheelchair can turn in the direction intended by the caregiver. The direction of the body of the caregiver 40 is reliable information for identifying the course of the caregiver 40.
Thus, the information on the body orientation of the caregiver 40 provided by the caregiver torso detection means 24 is extremely effective information when the wheelchair adaptively switches between “following” and “guidance”.

(第3の実施形態)
第3の実施形態の自律移動車椅子は、図11に示すように、第2の実施形態の構成(図8)に加えて、介護者位置検出手段22が追跡している介護者40の顔向きを検出する介護者顔向き検出手段26を備えている。
この自律移動車椅子のハード構成は、第1の実施形態(図3)と同じであり、介護者顔向き検出手段26は、センサ機構14の情報を画像解析して、介護者の顔向きを検出するCPU17の処理により実現される。
顔画像から顔向きを検出する方法は、従来から広く知られており、特許文献2にも詳述されている。
(Third embodiment)
As shown in FIG. 11, the autonomous mobile wheelchair of the third embodiment is directed to the face of the caregiver 40 being tracked by the caregiver position detection means 22 in addition to the configuration of the second embodiment (FIG. 8). Is provided with a caregiver face direction detecting means 26 for detecting the above.
The hardware configuration of this autonomous mobile wheelchair is the same as that of the first embodiment (FIG. 3), and the caregiver face direction detection means 26 analyzes the information of the sensor mechanism 14 and detects the face direction of the caregiver. This is realized by the processing of the CPU 17.
A method for detecting a face orientation from a face image has been widely known in the past, and is also described in detail in Patent Document 2.

介護者顔向き検出手段26は、公知の方法で介護者の顔向きを検出すると、その顔向きが、介護者胴体検出手段24から得られる介護者40の身体の向きと矛盾しないかを識別する。こうすることで、介護者の顔向きを高精度に得ることができる。
また、移動経路判別手段23は、介護者位置検出手段22が検出した介護者の位置、及び介護者胴体検出手段24が検出した介護者の身体の向きと共に、介護者顔向き検出手段26が検出した介護者の顔向きを勘案して介護者の進行方向を推定する。そのため、介護者の進行方向を高精度に推定することができる。
また、移動経路判別手段23は、介護者顔向き検出手段26が検出した介護者の顔向きと、周囲状況検出手段21が検出した周囲状況とから、介護者が注目する物体を識別し、それを目的地の目印として移動経路を選択する。
When the caregiver face direction detection unit 26 detects the caregiver's face direction by a known method, the caregiver face direction detection unit 26 identifies whether the face direction is consistent with the body direction of the caregiver 40 obtained from the caregiver body detection unit 24. . By doing so, the caregiver's face orientation can be obtained with high accuracy.
Further, the movement route determination means 23 is detected by the caregiver face direction detection means 26 together with the position of the caregiver detected by the caregiver position detection means 22 and the orientation of the caregiver body detected by the caregiver body detection means 24. Taking into account the caregiver's face orientation, the traveling direction of the caregiver is estimated. Therefore, the traveling direction of the caregiver can be estimated with high accuracy.
Further, the movement route discrimination means 23 identifies an object that the caregiver is interested in from the caregiver face direction detected by the caregiver face orientation detection means 26 and the surrounding situation detected by the surrounding situation detection means 21. Select a travel route using as a landmark for the destination.

なお、図12に示すように、介護者の顔向き検出用にパンチルトズームカメラ50を別途設けても良い。図13は、この場合の自律移動車椅子のハード構成を示している。
パンチルトズームカメラ50は、介護者顔向き検出手段26が検出した介護者の顔の方向にズームして介護者の顔を鮮明に映し出す。介護者顔向き検出手段26は、パンチルトズームカメラ50に写る介護者の顔画像から、介護者の顔の向きを高精度に検出することができる。
As shown in FIG. 12, a pan / tilt / zoom camera 50 may be separately provided for detecting the face direction of the caregiver. FIG. 13 shows a hardware configuration of the autonomous mobile wheelchair in this case.
The pan / tilt zoom camera 50 zooms in the direction of the caregiver's face detected by the caregiver's face orientation detection means 26 and projects the caregiver's face clearly. The caregiver face direction detection means 26 can detect the direction of the caregiver's face with high accuracy from the face image of the caregiver shown in the pan / tilt / zoom camera 50.

(第4の実施形態)
第4の実施形態の自律移動車椅子は、図14に示すように、第3の実施形態の構成(図11)に加えて、車椅子の方向に顔の正面を向けている正面顔を検出する正面顔検出手段27を備えている。
この自律移動車椅子のハード構成は、第1の実施形態(図3)と同じであり、正面顔検出手段27は、センサ機構14の情報を画像解析して、正面顔を検出するCPU17の処理により実現される。
顔画像から正面顔を検出する方法は、公知であり、特許文献2にも詳述されている。
車椅子が介護者と一時的に離れて目的地に向かう場合は、途中で介護者が人影などの障害物に隠れ、介護者位置検出手段22が、介護者を見失う事態が考えられる。
そうした場合、介護者は、車椅子の方を向いている可能性が高い。そのため、介護者を見失った介護者位置検出手段22は、正面顔検出手段27が検出した正面顔を介護者と看做して、追跡を再開する。
なお、この場合も、図12のように、別途設けたパンチルトズームカメラ50で、正面顔検出手段27が検出した正面顔を鮮明に写し出し、その顔から介護者であるか否かを確認するようにしても良い。
(Fourth embodiment)
As shown in FIG. 14, the autonomous mobile wheelchair according to the fourth embodiment detects a front face that faces the front of the face in the direction of the wheelchair in addition to the configuration of the third embodiment (FIG. 11). Face detecting means 27 is provided.
The hardware configuration of this autonomous mobile wheelchair is the same as that of the first embodiment (FIG. 3), and the front face detection means 27 performs image analysis of the information of the sensor mechanism 14 and the processing of the CPU 17 that detects the front face. Realized.
A method for detecting a front face from a face image is known and is described in detail in Patent Document 2.
When the wheelchair temporarily leaves the caregiver and heads for the destination, the caregiver may be hidden behind an obstacle such as a figure on the way, and the caregiver position detection means 22 may lose sight of the caregiver.
In such cases, the caregiver is likely facing the wheelchair. Therefore, the caregiver position detection means 22 that has lost sight of the caregiver considers the front face detected by the front face detection means 27 as a caregiver and resumes tracking.
Also in this case, as shown in FIG. 12, the pan / tilt / zoom camera 50 provided separately projects the front face detected by the front face detection means 27 clearly and confirms whether or not he / she is a caregiver. Anyway.

(第5の実施形態)
第5の実施形態の自律移動車椅子は、図15に示すように、第4の実施形態の構成(図14)に加えて、搭乗者30の顔向きを検出する搭乗者顔向き検出手段28を備えている。
この自律移動車椅子のハード構成は、第1の実施形態(図3)と同じであるが、センサ機構14は、図16に示すように、搭乗者30の顔が見える車椅子の前側に設置されている。
車椅子が介護者と一時的に離れて目的地に向かう途中で介護者位置検出手段22が介護者を見失った場合でも、搭乗者が介護者の方を見ている可能性が高い。
そのため、介護者を見失った介護者位置検出手段22は、搭乗者顔向き検出手段28が検出した搭乗者の顔向きと、正面顔検出手段27が検出した正面顔の方向とを比較し、搭乗者の顔の向く方向に、正面顔検出手段27が正面顔を検出している場合、その正面顔を介護者と看做して、追跡を再開する。
また、搭乗者が顔を向けている方向に移動先の目的地がある可能性が高いため、移動経路判別手段23は、搭乗者顔向き検出手段28が検出した搭乗者の顔向きと、周囲状況検出手段21が検出した周囲状況とから、搭乗者が注目する物体を識別し、それを目的地の目印として移動経路を選択する。
(Fifth embodiment)
As shown in FIG. 15, the autonomous mobile wheelchair of the fifth embodiment includes passenger face orientation detection means 28 that detects the face orientation of the passenger 30 in addition to the configuration of the fourth embodiment (FIG. 14). I have.
The hardware configuration of this autonomous mobile wheelchair is the same as that of the first embodiment (FIG. 3), but the sensor mechanism 14 is installed on the front side of the wheelchair where the face of the passenger 30 can be seen as shown in FIG. Yes.
Even if the caregiver position detection means 22 loses sight of the caregiver while the wheelchair is temporarily away from the caregiver and heading for the destination, the passenger is highly likely to see the caregiver.
Therefore, the caregiver position detection means 22 that has lost sight of the caregiver compares the face direction of the passenger detected by the passenger face direction detection means 28 with the direction of the front face detected by the front face detection means 27, and boarding When the front face detection means 27 detects the front face in the direction of the person's face, the front face is regarded as a caregiver and tracking is resumed.
In addition, since there is a high possibility that the destination is the destination in the direction in which the passenger faces his face, the movement path determination unit 23 determines whether the passenger's face direction detected by the passenger face direction detection unit 28 and the surroundings From the surrounding situation detected by the situation detection means 21, an object to be noticed by the occupant is identified, and the movement route is selected using it as a landmark of the destination.

また、移動経路判別手段23は、搭乗者顔向き検出手段28が検出した搭乗者の顔向きと、介護者顔向き検出手段26が検出した介護者の顔向きとが向き合っている場合に、介護者と搭乗者とが会話していると判断し、介護者胴体検出手段24から介護者40の身体の向きに関する情報を得て、会話がし易いように、介護者に並走する経路を選択する。
なお、この場合も、図17に示すように、搭乗者の顔が写る位置にパンチルトズームカメラ51を別途設け、搭乗者顔向き検出手段28が検出した搭乗者の顔の位置にパンチルトズームカメラ51をズームして搭乗者の顔を鮮明に映し出し、搭乗者顔向き検出手段28が、このパンチルトズームカメラ51に写る搭乗者の顔画像から、搭乗者の顔の向きを高精度に検出するようにしても良い。
In addition, the movement path determination unit 23 provides care for the passenger's face direction detected by the passenger face direction detection unit 28 and the caregiver's face direction detected by the caregiver face direction detection unit 26. It is determined that the carer and the passenger are talking, information on the body direction of the carer 40 is obtained from the carer body detection means 24, and a route for running parallel to the carer is selected so that the user can easily talk. To do.
Also in this case, as shown in FIG. 17, a pan / tilt zoom camera 51 is separately provided at a position where the passenger's face is reflected, and the pan / tilt zoom camera 51 is positioned at the position of the passenger's face detected by the passenger's face orientation detection means 28. The passenger's face direction detection means 28 detects the orientation of the passenger's face with high accuracy from the face image of the passenger reflected in the pan / tilt zoom camera 51. May be.

(第6の実施形態)
第6の実施形態の自律移動車椅子は、図18に示すように、第5の実施形態の構成(図15)に加えて、移動する物体を追跡する移動体追跡手段29を備えている。
この自律移動車椅子のハード構成は、第1の実施形態(図3)と同じであり、移動体追跡手段29は、センサ機構14の情報を解析して、移動体を検出・追跡するCPU17の処理により実現される。
移動体追跡手段29は、検出した移動体の移動履歴をメモリ11に蓄積し、その履歴に基づいて、カルマンフィルタなどの予測手段を用いて、移動体の今後の動きを予測する。
移動経路判別手段23は、移動体追跡手段29が予測した移動体の動きを考慮して、その移動体と衝突しないように車椅子の移動経路を選択する。このように、移動体の動きを予測することで、計画的、且つ、滑らかな回避動作を行うことができる。
なお、図19に示すように、車椅子の前方が観察し易い位置に移動体追跡用のレーザ側域センサ42を別に設置し、センサ機構14の情報から識別した移動体の追跡を、レーザ側域センサ42で専門に行うようにしても良い。図20は、この場合の自律移動車椅子のハード構成を示している。
(Sixth embodiment)
As shown in FIG. 18, the autonomous mobile wheelchair according to the sixth embodiment includes a moving body tracking unit 29 that tracks a moving object in addition to the configuration of the fifth embodiment (FIG. 15).
The hardware configuration of this autonomous mobile wheelchair is the same as that of the first embodiment (FIG. 3), and the mobile body tracking means 29 analyzes the information of the sensor mechanism 14 to detect and track the mobile body. It is realized by.
The moving body tracking unit 29 accumulates the movement history of the detected moving body in the memory 11 and predicts the future movement of the moving body using prediction means such as a Kalman filter based on the history.
The movement path determination unit 23 selects the movement path of the wheelchair so as not to collide with the moving body in consideration of the movement of the moving body predicted by the moving body tracking unit 29. Thus, by predicting the movement of the moving body, a planned and smooth avoidance operation can be performed.
In addition, as shown in FIG. 19, the laser side area sensor 42 for tracking a moving body is separately installed at a position where the front of the wheelchair can be easily observed, and tracking of the moving body identified from the information of the sensor mechanism 14 is performed. The sensor 42 may be used for specialization. FIG. 20 shows a hardware configuration of the autonomous mobile wheelchair in this case.

(第7の実施形態)
第7の実施形態の自律移動車椅子は、図21に示すように、第6の実施形態の構成(図18)に加えて、車椅子の移動方向を提示する移動方向提示手段31を備えている。
この自律移動車椅子は、図22に示すように、ハード構成としてレーザポインタやプロジェクタなどの情報提示装置43を備えており、移動方向提示手段31は、移動経路判別手段23が選択した進行方向を、情報提示装置43に表示するCPU17の処理により実現される。
(Seventh embodiment)
As shown in FIG. 21, the autonomous mobile wheelchair of the seventh embodiment includes a movement direction presentation means 31 that presents the movement direction of the wheelchair in addition to the configuration of the sixth embodiment (FIG. 18).
As shown in FIG. 22, this autonomous mobile wheelchair includes an information presentation device 43 such as a laser pointer or a projector as a hardware configuration, and the movement direction presentation unit 31 determines the traveling direction selected by the movement route determination unit 23. This is realized by the processing of the CPU 17 displayed on the information presentation device 43.

移動方向提示手段31は、例えば、図23に示すように、車椅子の先端に取り付けられた情報提示装置43のレーザポインタを用いて、路面に車椅子の進行方向を矢印などで表示する。
そのため、周囲の人たちは、車椅子の進行を妨げないように行動することができ、車椅子は、目的地に向かってスムーズに移動することができる。
For example, as shown in FIG. 23, the moving direction presentation means 31 displays the traveling direction of the wheelchair on the road surface with an arrow or the like using the laser pointer of the information presentation device 43 attached to the tip of the wheelchair.
Therefore, the surrounding people can act so as not to disturb the progress of the wheelchair, and the wheelchair can move smoothly toward the destination.

本発明は、病院、家庭、美術館等の展示施設、映画館、劇場など、各所で使用される車椅子に対して、広く利用することができる。   The present invention can be widely used for wheelchairs used in various places such as hospitals, homes, exhibition facilities such as museums, movie theaters, and theaters.

10 自律移動車椅子
11 メモリ
12 モータ制御ボード
13 車輪モータ
14 センサ機構
15 レーザ側域センサ
16 全方位カメラ
17 CPU
21 周囲状況検出手段
22 介護者位置検出手段
23 移動経路判別手段
24 介護者胴体検出手段
25 移動制御手段
26 介護者顔向き検出手段
27 正面顔検出手段
28 搭乗者顔向き検出手段
29 移動体追跡手段
30 搭乗者
31 移動方向提示手段
40 介護者
42 移動体追跡用レーザ側域センサ
43 情報提示装置
50 パンチルトズームカメラ
51 パンチルトズームカメラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Autonomous mobile wheelchair 11 Memory 12 Motor control board 13 Wheel motor 14 Sensor mechanism 15 Laser side area sensor 16 Omnidirectional camera 17 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21 Ambient condition detection means 22 Caregiver position detection means 23 Movement path discrimination means 24 Caregiver trunk detection means 25 Movement control means 26 Caregiver face direction detection means 27 Front face detection means 28 Passenger face direction detection means 29 Mobile body tracking means DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Passenger 31 Movement direction presentation means 40 Caregiver 42 Laser side area sensor for tracking a moving body 43 Information presentation apparatus 50 Pan tilt zoom camera 51 Pan tilt zoom camera

Claims (9)

介護者の動作に応じて自律的に移動する車椅子であって、
周囲の状況を表す情報を提供するセンサ手段と、
前記センサ手段の情報を基に介護者の位置を検出する介護者位置検出手段と、
前記センサ手段の情報を基に周囲の人や障害物を検出する周囲状況検出手段と、
前記センサ手段から提供される介護者までの距離及び方向の情報に基づいて介護者の胴体を輪切りにした輪郭形状を検出する介護者胴体検出手段と、
前記介護者位置検出手段周囲状況検出手段及び介護者胴体検出手段の検出結果に基づいて車椅子の移動経路を決定する移動経路判別手段と、
を備え
前記介護者胴体検出手段が、検出した略楕円形の前記輪郭形状から介護者の身体の向きを識別し、
前記移動経路判別手段が、前記介護者胴体検出手段により検出された介護者の向きに関する情報を加味して前記移動経路を決定することを特徴とする自律移動車椅子。
A wheelchair that moves autonomously according to the caregiver's movement,
Sensor means for providing information representing the surrounding situation;
Caregiver position detecting means for detecting the position of the caregiver based on information of the sensor means;
Ambient condition detection means for detecting surrounding people and obstacles based on the information of the sensor means,
A caregiver torso detection means for detecting a contour shape obtained by cutting the caregiver's torso based on information on the distance and direction from the sensor means to the caregiver;
A movement path determination means for determining a movement path of the wheelchair based on the detection results of the caregiver position detection means , the surrounding situation detection means and the caregiver torso detection means ;
Equipped with a,
The caregiver torso detection means identifies the orientation of the caregiver's body from the detected substantially elliptical contour shape,
The autonomous mobile wheelchair characterized in that the movement route determination means determines the movement route in consideration of information on the direction of the caregiver detected by the caregiver torso detection means .
請求項1に記載の自律移動車椅子であって、
前記センサ手段が、全方位カメラと距離センサとの組合わせから成り、前記全方位カメラに写る被写体に対して、当該被写体までの距離及び方向の情報を対応付けた画像情報を提供することを特徴とする自律移動車椅子。
The autonomous mobile wheelchair according to claim 1,
The sensor means comprises a combination of an omnidirectional camera and a distance sensor, and provides image information in which information on the distance and direction to the subject is associated with a subject captured by the omnidirectional camera. An autonomous mobile wheelchair.
請求項1または2に記載の自律移動車椅子であって、前記移動経路判別手段が、前記介護者に追随する経路と前記介護者を誘導する経路とを織り交ぜながら前記移動経路を決定することを特徴とする自律移動車椅子。   3. The autonomous mobile wheelchair according to claim 1, wherein the movement route determination unit determines the movement route while interweaving a route that follows the caregiver and a route that guides the caregiver. Features an autonomous mobile wheelchair. 請求項1からに記載の自律移動車椅子であって、さらに、前記センサ手段の情報を基に前記介護者の顔の向きを検出する介護者顔向き検出手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記介護者顔向き検出手段の検出結果を加味して前記移動経路を決定することを特徴とする自律移動車椅子。 A autonomous mobile wheelchair according to claims 1 to 3, further comprising a caregiver orientation detecting means for detecting the orientation of the face of the caregiver information on the basis of said sensor means, said movement path determining means The autonomous mobile wheelchair is characterized in that the moving route is determined in consideration of the detection result of the caregiver face direction detecting means. 請求項1からのいずれかに記載の自律移動車椅子であって、さらに、前記センサ手段の情報を基に前記搭乗者の顔の向きを検出する搭乗者顔向き検出手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記搭乗者顔向き検出手段の検出結果を加味して前記移動経路を決定することを特徴とする自律移動車椅子。 A autonomous mobile wheelchair according to any one of claims 1 to 4, further comprising a passenger orientation detecting means for detecting the orientation of the face of the occupant on the basis of the information of said sensor means, the moving path An autonomous mobile wheelchair characterized in that the determining means determines the moving route in consideration of the detection result of the passenger face direction detecting means. 請求項1からのいずれかに記載の自律移動車椅子であって、さらに、前記センサ手段の情報を基に車椅子の方向を向いている正面顔を検出する正面顔検出手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記正面顔検出手段の検出結果を加味して前記移動経路を決定することを特徴とする自律移動車椅子。 The autonomous mobile wheelchair according to any one of claims 1 to 5 , further comprising a front face detecting means for detecting a front face facing the direction of the wheelchair based on information of the sensor means, and the movement path An autonomous mobile wheelchair characterized in that the determining means determines the moving route in consideration of the detection result of the front face detecting means. 請求項からのいずれかに記載の自律移動車椅子であって、さらに、ズームカメラを具備し、前記介護者顔向き検出手段、搭乗者顔向き検出手段または正面顔検出手段が、前記ズームカメラの画像を用いて、前記介護者の顔向き、前記搭乗者の顔向き、または、前記正面顔を確認することを特徴とする自律移動車椅子。 The autonomous mobile wheelchair according to any one of claims 4 to 6 , further comprising a zoom camera, wherein the caregiver face direction detecting means, the passenger face direction detecting means or the front face detecting means is the zoom camera. An autonomous mobile wheelchair characterized by confirming the face direction of the caregiver, the face direction of the occupant, or the front face using the image. 請求項1からのいずれかに記載の自律移動車椅子であって、さらに、移動体の動きを追跡する移動体追跡手段を備え、前記移動経路判別手段が、前記移動体追跡手段の追跡結果を加味して前記移動経路を決定することを特徴とする自律移動車椅子。 The autonomous mobile wheelchair according to any one of claims 1 to 7 , further comprising a moving body tracking unit that tracks the movement of the moving body, wherein the moving path determination unit displays the tracking result of the moving body tracking unit. An autonomous mobile wheelchair characterized by determining the travel route in consideration. 請求項1からのいずれかに記載の自律移動車椅子であって、さらに、前記移動経路判別手段が決定した車椅子の進行方向を提示する情報提示手段を備えることを特徴とする自律移動車椅子。 9. The autonomous mobile wheelchair according to any one of claims 1 to 8 , further comprising information presenting means for presenting the traveling direction of the wheelchair determined by the travel route determining means.
JP2009019767A 2009-01-30 2009-01-30 Autonomous mobile wheelchair Expired - Fee Related JP5084756B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009019767A JP5084756B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Autonomous mobile wheelchair

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009019767A JP5084756B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Autonomous mobile wheelchair

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010172548A JP2010172548A (en) 2010-08-12
JP5084756B2 true JP5084756B2 (en) 2012-11-28

Family

ID=42704054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009019767A Expired - Fee Related JP5084756B2 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Autonomous mobile wheelchair

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5084756B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10379541B2 (en) 2014-09-08 2019-08-13 Nidec Corporation Mobile unit control device and mobile unit

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101372544B1 (en) * 2012-12-20 2014-03-14 건국대학교 산학협력단 System for controlling wheelchair using user's gesture and situation recognition
JP6258875B2 (en) * 2013-02-07 2018-01-10 富士機械製造株式会社 Moving body
JP2016013213A (en) * 2014-07-01 2016-01-28 株式会社豊田自動織機 Electric vehicle
US11380187B2 (en) 2017-06-23 2022-07-05 Nec Corporation Information processing apparatus, control method, and program
JP6680810B2 (en) * 2018-01-17 2020-04-15 本田技研工業株式会社 Wheelchair user support map system
US11896536B2 (en) * 2020-11-06 2024-02-13 Toyota Motor North America, Inc. Wheelchair systems and methods to follow a companion

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1147196A (en) * 1997-08-06 1999-02-23 Fuji Heavy Ind Ltd Device for controlling travel of motor-driven wheelchair
JP4940698B2 (en) * 2006-02-27 2012-05-30 トヨタ自動車株式会社 Autonomous mobile robot
JP2007265343A (en) * 2006-03-30 2007-10-11 Tottori Univ Follow-up device of mobile object and electric wheelchair having the same
JP4849244B2 (en) * 2006-12-15 2012-01-11 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 Mobile robot and moving speed estimation method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10379541B2 (en) 2014-09-08 2019-08-13 Nidec Corporation Mobile unit control device and mobile unit

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010172548A (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5084756B2 (en) Autonomous mobile wheelchair
US20220057226A1 (en) Navigation methods and apparatus for the visually impaired
EP3510986B1 (en) Mobility device and mobility system
EP2571660B1 (en) Mobile human interface robot
US9079307B2 (en) Autonomous locomotion apparatus, autonomous locomotion method, and program for autonomous locomotion apparatus
US7554282B2 (en) Method of controlling movement of robot, mobile robot, and computer program product
JP3906743B2 (en) Guide robot
US20080040040A1 (en) Obstacle avoidance method and obstacle-avoidable mobile apparatus
JP5768273B2 (en) A robot that predicts a pedestrian's trajectory and determines its avoidance behavior
Yanco Shared user-computer control of a robotic wheelchair system
US20210294414A1 (en) Information processing apparatus, information processing method, and program
KR20140051615A (en) Apparatus and method for supporting parking on area without parking line
JP2006185438A (en) Robot control device
Kayukawa et al. Guiding blind pedestrians in public spaces by understanding walking behavior of nearby pedestrians
KR20190083727A (en) Guide robot and operating method thereof
JP2010083205A (en) Device for supporting recognition of collision warning vehicle
JP2018181338A (en) Method for operating a self-travelling vehicle
JP4315872B2 (en) Mobile robot controller
JP6609588B2 (en) Autonomous mobility system and autonomous mobility control method
JP2007286740A (en) Autonomous movable body
Zhang et al. A control system of driver assistance and human following for smart wheelchair
Tomari et al. Enhancing wheelchair manoeuvrability for severe impairment users
JP4328136B2 (en) Interest level estimation device
JP2009157735A (en) Mobile object and vehicle alarm device
JP5219535B2 (en) Autonomous mobile wheelchair

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20101122

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120524

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120612

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120810

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120828

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120904

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5084756

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150914

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees