JP5807170B2 - 自律走行装置の自律走行制御方法及び装置並びに自律走行制御装置用プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、自律走行装置に向かって移動している人を、自律走行装置に用件がある人か否かを判定し、自律走行装置に用件がある人と判定した場合には、自律走行装置を人に接近させ、人が所望する情報を提供可能とし、自律走行装置に用件がない人と判定した場合には、自律走行装置に人を回避させ、人とすれ違いを行うことのできる自律走行装置の自律走行制御方法及び装置並びに自律走行制御装置用プログラムに関する。
従来、情報提供ロボットの人へのアプローチ方法として、ロボットに向かって移動してくる人は、ロボットに用件がある人と判断し、その人に向かってロボットを移動させる技術が知られている(特許文献1)。
しかしながら、人の移動方向がロボットの存在する方向であったとしても、人がロボットに用件があるとは限らない。その理由として例えば、「前方の障害物を回避しようとして、一時的にロボットの方向に向かって移動することになった」、もしくは、「ロボットの更に後方に、人が目指している目的地があった」などが考えられる。
このように、人がロボットに用件が無いにもかかわらず、ロボットを人に向かって移動させた場合、ロボットが人の行き先を遮ることになってしまう。
そこで、本発明の目的は、自律走行装置に向かって移動している人を、自律走行装置に用件がある人か否かを判定し、自律走行装置に用件がある人と判定した場合には、自律走行装置を人に接近させ、人が所望する情報の提供を可能とし、自律走行装置に用件がない人と判定した場合には、自律走行装置に人を回避させ、人とすれ違いを行うことのできる、自律走行装置の自律走行制御方法及び装置並びに自律走行制御装置用プログラムを提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。
本発明の1つの態様によれば、予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御方法であって、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、自律走行制御部が、前記人を回避する第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御し、
接触意図判定部が、前記自律走行装置が前記第1の経路に従って走行した後に、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定し、
前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、接近経路生成部が、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成し、
前記自律走行制御部が、前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、自律走行制御部が、前記人を回避する第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御し、
接触意図判定部が、前記自律走行装置が前記第1の経路に従って走行した後に、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定し、
前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、接近経路生成部が、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成し、
前記自律走行制御部が、前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
これらの概括的かつ特定の態様は、システム、方法、コンピュータプログラム並びにシステム、方法及びコンピュータプログラムの任意の組み合わせにより実現してもよい。
本発明の前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人がいるとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する第1の経路に従って自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図1は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの構成を示すブロック図であり、
図2は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットが稼働する商業施設における通路の一例を示す図であり、
図3は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの商業施設の一例を示す全体平面図であり、
図4は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの人物位置履歴データベースの一例を示す図であり、
図5は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの人の歩行周期の一例を示す図であり、
図6Aは、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの所定観測時間毎の位置と移動方向と移動速度と目標位置とに関するロボットデータベースの一例を示す図であり、
図6Bは、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの形状に関するロボットデータベースの一例を示す図であり、
図6Cは、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの初期位置と中継位置と目標位置とに関するロボットデータベースの一例を示す図であり、
図7は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットのコンフィギュレーション空間の一例を示す図であり、
図8Aは、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの3次元コンフュギュレーション空間の一例を示す図であり、
図8Bは、図8Aが示す状況において、ロボットの回避経路生成部が生成した、人を回避する経路の一例を示す図であり、
図9は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの人とロボットの接触状況の一例を示す図であり、
図10は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットのロボット回避動作に対する人の軌道変化の一例を示す図であり、
図11は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットのロボット回避動作に対する人の軌道変化の一例を示す図であり、
図12は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットのロボット回避動作に対する人の軌道変化の一例を示す図であり、
図13は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットのロボット回避経路生成の一例を示す図であり、
図14は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの全体処理を示すフローチャート図であり、
図15は、本発明の第2実施形態に係る情報提供ロボットが稼働する商業施設における通路の一例を示す図であり、
図16は、本発明の第2実施形態に係る情報提供ロボットにおけるロボットデータベースの一部として記録されている施設設備データの例を示す図であり、
図17は、本発明の第2実施形態に係る情報提供ロボットの構成を示すブロック図であり、
図18は、本発明の第2実施形態に係る情報提供ロボットの処理を部分的に示すフローチャート図である。
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。
本発明の第1の態様によれば、予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御方法であって、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、自律走行制御部が、前記人を回避する第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御し、
接触意図判定部が、前記自律走行装置が前記第1の経路に従って走行した後に、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定し、
前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、接近経路生成部が、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成し、
前記自律走行制御部が、前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、自律走行制御部が、前記人を回避する第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御し、
接触意図判定部が、前記自律走行装置が前記第1の経路に従って走行した後に、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定し、
前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、接近経路生成部が、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成し、
前記自律走行制御部が、前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
本発明の前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人がいたとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する第1の経路に従って自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
本発明の第2の態様によれば、前記人が前記自律走行装置に接触する可能性があるか否かの判定は、
人移動状態推定部が、前記所定時間分の前記人の位置履歴より前記人の移動方向及び移動速度を推定し、
接触可能性判定部が、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定することによって行われる、
第1の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
人移動状態推定部が、前記所定時間分の前記人の位置履歴より前記人の移動方向及び移動速度を推定し、
接触可能性判定部が、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定することによって行われる、
第1の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人を人物移動状態推定部で推定したとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する第1の経路に従って自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
本発明の第3の態様によれば、前記接触可能性判定部で接触する可能性があると判定された場合、回避経路生成部が、前記第1の経路を生成する、
第2の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第2の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人を人物移動状態推定部で推定したとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する第1の経路を回避経路生成部で生成して、自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
本発明の第4の態様によれば、前記接触意図判定部は、前記自律走行装置が前記第1の経路に従って走行した後に、前記接触可能性判定部での判定に基づき、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する、
第3の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第3の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人を人物移動状態推定部で推定したとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する第1の経路を回避経路生成部で生成して、自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
本発明の第5の態様によれば、前記接触可能性判定部で接触する可能性がないと判定された場合、通常経路生成部が、前記目的地に移動するための第3の経路を生成し、
前記自律走行制御部が、前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
第4の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
前記自律走行制御部が、前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
第4の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
前記態様によれば、人が自律走行装置に接触の意図を持っていないと接触意図判定部で判定された時刻における自律走行装置の位置から、自律走行装置の目的地に移動するための第3の経路を、通常経路生成部で改めて生成することができる。その結果、自律走行装置は、人を回避する前の位置に戻ってから目的地に移動することなく、通常経路生成部により生成された第3の経路に沿って、人を回避した後の位置から、直接、目的地に移動することができ、自律走行装置が目的地に到着するまでの時刻を短縮できる。
本発明の第6の態様によれば、前記接触可能性判定部で前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定されなかった場合、前記自律走行制御部が、前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
第5の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第5の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人を人物移動状態推定部で推定したとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する回避経路を回避経路生成部で生成して、自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
本発明の第7の態様によれば、前記回避経路生成部が生成する前記第1の経路は、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度に基づき前記人が移動する領域を回避して前記人の経路と前記自律走行装置の経路とが交差しないように前記自律走行装置が走行する経路である、
第6の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第6の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
この態様によれば、前記人の移動軌跡を領域と見なして回避することによって、前記自律走行装置と前記人が余裕を持ってすれ違うことができる。つまり、前記自律走行装置の走行に誤差が発生したとしても、前記人とのすれ違い時に接触してしまう可能性を低くすることができる。
本発明の第8の態様によれば、前記回避経路生成部が生成する前記第1の経路は、前記人移動状態推定部より推定される前記第1の経路を生成する時刻における前記人の位置の方向に走行し、かつ、前記人の経路と前記自律走行装置の経路とが交差しないように前記自律走行装置が走行する経路である、
第7の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第7の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
この態様によれば、前記自律走行装置が前記第1の経路を生成する時刻における前記人の位置の方向に回避することによって、前記人が前記自律走行装置に接触意図を持っていた場合には、前記人は前記自律走行装置の方向に進路を変更することで、前記自律走行装置に接触するまでの時間を短縮させることができる。
本発明の第9の態様によれば、前記接近経路生成部により生成された前記第2の経路に従って前記自律走行装置が走行を開始した後、少なくとも、前記人が前記自律走行装置の移動方向の変化に気付くまでの時間、前記自律走行装置は前記第2の経路に従って走行する、
第6〜8のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第6〜8のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
この態様によれば、前記人が前記自律走行装置の移動方向の変化に気付くまでの期間、前記人と前記自律走行装置が接触する可能性が無くなることから、前記自律走行装置が誤って前記第3の経路を生成してしまうことを防止することができる。
本発明の第10の態様によれば、前記回避経路生成部は、前記自律走行装置が前記人を回避した後、前記人が前記自律走行装置に接触するために要する軌道変化の角度が30度〜50度の範囲内の角度に収まるように前記第1の経路を生成する、
第6〜8のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第6〜8のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
この態様によれば、前記人の軌道の変化に要する手間を抑えつつ、前記自律走行装置が前記人の軌道の変化を検出することができる。
本発明の第11の態様によれば、前記人と前記自律走行装置との接触の可能性が有ると前記接触可能性判定部で判定される場合、前記自律走行装置が移動する範囲内に存在する店舗の営業時間の情報に基づいて、前記人の移動方向に前記店舗が存在しない、もしくは、前記人の移動方向に存在する前記店舗は営業時間外であり、前記人の前記自律走行装置への接触意図が前記接触意図判定部で判定できない場合であっても、前記接近経路生成部により、前記人と接触する第2の経路を生成する、
第6〜8のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
第6〜8のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御方法を提供する。
この態様によれば、人の移動方向に店舗が存在しない、もしくは、人の移動方向に存在する店舗は営業時間外であった場合には、人の自律走行装置への接触意図が判定できない場合であっても、接近経路生成部により、人に接近する接近経路を生成することができる。
本発明の第12の態様によれば、予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御装置であって、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、
を備える自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、
を備える自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人を人物移動状態推定部で推定したとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する回避経路を回避経路生成部で生成して、自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
本発明の第13の態様によれば、前記接触意図判定部による前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かの判定は、
所定時刻毎の前記人の位置を取得する人位置取得部と、
前記人位置取得部で取得された前記所定時刻毎の前記人の位置から所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定する人移動状態推定部と、
前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する接触可能性判定部と、によって行なわれる、
第12の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
所定時刻毎の前記人の位置を取得する人位置取得部と、
前記人位置取得部で取得された前記所定時刻毎の前記人の位置から所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定する人移動状態推定部と、
前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する接触可能性判定部と、によって行なわれる、
第12の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
この態様によれば、前記人位置取得部で前記人の位置を時系列に記録していることによって、前記人の移動方向および移動速度を前記人移動状態推定部で正確に推定することができる。
本発明の第14の態様によれば、さらに、
前記接触可能性判定部で接触する可能性がないと判定された場合、前記目的地に移動するための第3の経路を生成する通常経路生成部と、
を備える第13の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
前記接触可能性判定部で接触する可能性がないと判定された場合、前記目的地に移動するための第3の経路を生成する通常経路生成部と、
を備える第13の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
前記態様によれば、人が自律走行装置に接触の意図を持っていないと接触意図判定部で判定された時刻における自律走行装置の位置から、自律走行装置の目的地に移動するための前記第3の経路を、前記通常経路生成部で改めて生成することができる。その結果、自律走行装置は、人を回避する前の位置に戻ってから目的地に移動することなく、前記通常経路生成部により生成された前記第3の経路に沿って、人を回避した後の位置から、直接、目的地に移動することができ、自律走行装置が目的地に到着するまでの時刻を短縮できる。
本発明の第15の態様によれば、前記自律走行制御部は、
前記第1の経路又は前記第2の経路又は前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御するとともに、
前記回避経路生成部は、前記接触可能性判定部で前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定されなかった場合、前記第1の経路を生成し、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を前記自律走行制御部で制御する、
第14の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
前記第1の経路又は前記第2の経路又は前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御するとともに、
前記回避経路生成部は、前記接触可能性判定部で前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定されなかった場合、前記第1の経路を生成し、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を前記自律走行制御部で制御する、
第14の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
前記態様によれば、前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定されなかった場合でも、前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御することにより、前記自律走行装置は、人の目の前に突然飛び出すことがなく、人に経路の変更を行わせることもなく、人にとって煩わしくない動作となり、かつ、人に不安感を与えることがない。
本発明の第16の態様によれば、前記人位置取得部より取得した前記人の位置を時系列に記録される人位置履歴データベースと、
前記自律走行装置が前記第1の位置から前記第2の位置まで走行するための前記走行情報を有する自律走行装置データベースとをさらに備えて、
前記人移動状態推定部は、前記人位置履歴データベースに記録された前記所定時刻毎の前記人の位置から前記所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定し、
前記接触可能性判定部は、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置データベースに記録された前記走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する、
第15の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
前記自律走行装置が前記第1の位置から前記第2の位置まで走行するための前記走行情報を有する自律走行装置データベースとをさらに備えて、
前記人移動状態推定部は、前記人位置履歴データベースに記録された前記所定時刻毎の前記人の位置から前記所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定し、
前記接触可能性判定部は、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置データベースに記録された前記走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する、
第15の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
この態様によれば、前記人の位置を時系列に記録していることによって、前記人の移動方向および移動速度を正確に推定することができる。
本発明の第17の態様によれば、前記回避経路生成部は、前記自律走行装置が前記人を回避した後、前記人が前記自律走行装置に接触するために要する軌道変化の角度が30度〜50度の範囲内の角度に収まるように前記第1の経路を生成する、
第12〜16のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
第12〜16のいずれか1つの態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
この態様によれば、前記人の軌道の変化に要する手間を抑えつつ、前記自律走行装置が前記人の軌道の変化を検出することができる。
本発明の第18の態様によれば、更に、前記自律走行装置データベースには、少なくとも、前記自律走行装置が移動する範囲内に存在する店舗の営業時間が記録されており、
前記人と前記自律走行装置との接触の可能性が有ると前記接触可能性判定部で判定される場合、前記自律走行装置データベースに記録された前記自律走行装置が移動する範囲内に存在する店舗の営業時間の情報に基づいて、前記人の移動方向に前記店舗が存在しない、もしくは、前記人の移動方向に存在する前記店舗は営業時間外であり、前記人の前記自律走行装置への接触意図が前記接触意図判定部で判定できない場合であっても、前記接近経路生成部により、前記人に接近する前記第2の経路を生成する、
第16の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
前記人と前記自律走行装置との接触の可能性が有ると前記接触可能性判定部で判定される場合、前記自律走行装置データベースに記録された前記自律走行装置が移動する範囲内に存在する店舗の営業時間の情報に基づいて、前記人の移動方向に前記店舗が存在しない、もしくは、前記人の移動方向に存在する前記店舗は営業時間外であり、前記人の前記自律走行装置への接触意図が前記接触意図判定部で判定できない場合であっても、前記接近経路生成部により、前記人に接近する前記第2の経路を生成する、
第16の態様に記載の自律走行装置の自律走行制御装置を提供する。
この態様によれば、人の移動方向に店舗が存在しない、もしくは、人の移動方向に存在する店舗は営業時間外であった場合には、人の自律走行装置への接触意図が判定できない場合であっても、接近経路生成部により、人に接近する接近経路(第2の経路)を生成することができる。
本発明の第19の態様によれば、予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御装置用プログラムであって、
コンピュータを、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、
として機能させるための自律走行装置の自律走行制御装置用プログラムを提供する。
コンピュータを、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、
として機能させるための自律走行装置の自律走行制御装置用プログラムを提供する。
前記態様によれば、自律走行装置に向かって移動してくる人を人物移動状態推定部で推定したとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する回避経路を回避経路生成部で生成して、自律走行制御部で回避動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であるか否かを接触意図判定部で判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を接触意図判定部で判定することによって、自律走行装置と人との接触をスムーズに行い、自律走行装置から人に対する情報の提供が可能となる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
<情報提供ロボットの構成の説明>
図1は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの構成を示した図である。
<情報提供ロボットの構成の説明>
図1は、本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボットの構成を示した図である。
本発明の第1実施形態に係る情報提供ロボット204は、自律走行装置の一例として機能し、自律走行制御装置200を備えて、ロボット204に対する人203の行動によりロボット204の走行経路を変更することができるように構成している。自律走行制御装置200は、観測装置101と、人物位置推定部102と、人物移動状態推定部104と、接触可能性判定部106と、接触意図判定部107と、経路生成部108(少なくとも回避経路生成部110と接近経路生成部111)と、走行制御部112と、を備えるように構成されている。さらに、自律走行制御装置200は、人物位置履歴データベース103と、ロボットデータベース105と、を備えるように構成していてもよい。観測装置101と人物位置推定部102とは、人位置取得部100の一例として機能する。
また、図2に、観測装置101の一例としての、画像センサ202を備えた、人203とロボット204とが共存する環境の一例としての通路201を有する商業施設の一区画の例を示す。前記区画内には、少なくとも1つの通路201が存在する。通路201には、前記商業施設の利用者としての、第1の人203Aと、第2の人203Bと、前記商業施設の利用者に情報提供を行うための自律走行装置の一例として機能するロボット204とが存在し、通路201の天井に設置されている画像センサ202により各々の位置が捕捉されている。また、通路201の側面には、第1店舗205Aと、第2の店舗205Bとが存在している。
また、図3に前記商業施設の全体平面図を示す。図3の全体平面図の中には、ロボット204の中継位置として設定可能な第1中継位置701A〜第8中継位置701Hと、第1店舗205A〜第18店舗205Rと、第1椅子702A〜第4椅子702Dとが記載(記録)されている。ロボット204は、第1中継位置701A〜第8中継位置701Hを予め設定された順番に経由して、予め設定しておく目標位置まで移動することとなる。中継位置を、交差点又は曲がり角に、くまなく設定しておく。そのように設定することにより、ロボット204は、ロボット204の初期位置から目標位置へ到達するまで、中継位置を予め設定された順番に経由することによって、全て直進のみで移動することができる。中継位置の予め設定された順番の具体的な例としては、701A→701E→701F→701B→701C→701G→701H→701Dという順番が例示できる。この場合は、第4中継位置701Dが目的位置の一例となる。更に、通路201には、前記商業施設の利用者が休憩するための第1椅子702A〜第4椅子702Dが設置されている。
尚、通路201に出入りする人の数に制限は無く、以後、第1の人203Aと第2の人203B、そして、図2の描画範囲内に存在しない他の人物のうちの任意の人を、人203として代表的に説明する。同様に、第1店舗205A〜第18店舗205Rのうちの任意の店舗を、店舗205とし、第1置中継位置701A〜第8中継位置701Hのうちの任意の中継位置を、中継位置701とし、第1椅子702A〜第4椅子702Dのうちの任意の椅子を、椅子702として、それぞれ代表的に説明する。
<観測装置101の説明>
観測装置101は、所定の観測周期(例えば、100msec)で、観測装置101の観測範囲内に存在する移動体の観測を行う。観測装置101が画像センサ202である場合は、画像センサ202で画像を取得して、取得した画像情報を、観測値として、人物位置推定部102に出力する。
観測装置101は、所定の観測周期(例えば、100msec)で、観測装置101の観測範囲内に存在する移動体の観測を行う。観測装置101が画像センサ202である場合は、画像センサ202で画像を取得して、取得した画像情報を、観測値として、人物位置推定部102に出力する。
<人物位置推定部102の説明>
人物位置推定部102は、観測装置101で取得されて入力された観測値に基づいて、観測装置101の観測範囲内に存在する人203の人物IDと位置とを推定する。観測装置101が画像センサ202である場合は、例えば、人物位置推定部102で、背景差分法を用いて、人物のIDと位置とを推定することができる。推定した移動体の位置は、人物位置推定部102から人物位置履歴データベース103に出力される。
人物位置推定部102は、観測装置101で取得されて入力された観測値に基づいて、観測装置101の観測範囲内に存在する人203の人物IDと位置とを推定する。観測装置101が画像センサ202である場合は、例えば、人物位置推定部102で、背景差分法を用いて、人物のIDと位置とを推定することができる。推定した移動体の位置は、人物位置推定部102から人物位置履歴データベース103に出力される。
背景差分の方法として、まず、画像センサ202で予め取得して用意しておいた、人203の存在していないときの通路201の背景画像と、画像センサ202で取得した現在(画像センサ202による観測時)の画像とを人物位置推定部102で比較する。その後、画素値が異なる領域を、差分領域として人物位置推定部102で取り出す。ただし、画像にはノイズが混じっている可能性があるため、前記差分領域が、前記人に対して十分に小さいと人物位置推定部102で判定できる場合には、前記差分領域は人203ではないと人物位置推定部102で判定しても良い。ここで、差分領域が前記人に対して十分に小さい場合とは、前記差分領域の画素数が、前記移動体と認識可能な最低画素数を基に予め設定した閾値以下である場合が考えられる。尚、検出した人203の位置は、例えば前記差分領域の重心位置とすることができる。
<人物位置履歴データベース103の説明>
人物位置履歴データベース103は人位置履歴データベースの一例として機能する。人物位置履歴データベース103には、少なくとも、人物位置推定部102が推定して求めた人203の人物IDと位置とが、観測装置101が観測を行った時刻と共に、人物ID毎の位置の履歴情報として、記録されている。図4に、人物位置履歴データベース103の例を示す。図4の人物位置履歴データベース103には、人203に割り振られた人物IDと、人203の位置と、人203を観測した時刻と、そして、人203の特徴情報とが記録されている。前記特徴情報とは、観測装置101に画像センサ202を用いている場合には、例えば、検出した人物203の色情報などを用いることができる。図4の例では説明を簡略化するため、「Red」及び「Blue」という一色のみで特徴を表現しているが、実際には検出した人物203の領域に含まれる色の割合(色ヒストグラム)などを特徴情報として記録しておいても良い。また、前記人物IDとは、観測装置101が独自に割り振ったものであり、ロボット204が人203を個別に識別するための内部IDである。例えば、2012年9月2日12時0分0秒100ミリ秒には、位置(850,150)と位置(780,401)とにそれぞれ人203を検出している。そして、位置(850,150)にて検出された人203は、特徴情報として「Red」が抽出されており、人物IDには「PSN_001」が割り振られている。
人物位置履歴データベース103は人位置履歴データベースの一例として機能する。人物位置履歴データベース103には、少なくとも、人物位置推定部102が推定して求めた人203の人物IDと位置とが、観測装置101が観測を行った時刻と共に、人物ID毎の位置の履歴情報として、記録されている。図4に、人物位置履歴データベース103の例を示す。図4の人物位置履歴データベース103には、人203に割り振られた人物IDと、人203の位置と、人203を観測した時刻と、そして、人203の特徴情報とが記録されている。前記特徴情報とは、観測装置101に画像センサ202を用いている場合には、例えば、検出した人物203の色情報などを用いることができる。図4の例では説明を簡略化するため、「Red」及び「Blue」という一色のみで特徴を表現しているが、実際には検出した人物203の領域に含まれる色の割合(色ヒストグラム)などを特徴情報として記録しておいても良い。また、前記人物IDとは、観測装置101が独自に割り振ったものであり、ロボット204が人203を個別に識別するための内部IDである。例えば、2012年9月2日12時0分0秒100ミリ秒には、位置(850,150)と位置(780,401)とにそれぞれ人203を検出している。そして、位置(850,150)にて検出された人203は、特徴情報として「Red」が抽出されており、人物IDには「PSN_001」が割り振られている。
<人物移動状態推定部104の説明>
人物移動状態推定部104は、人移動状態推定部の一例として機能し、人物位置履歴データベース103に記録されている、人物ID毎の位置の履歴(例えば、所定時間分の人の位置履歴)に基づいて、各人物IDの人203の現在(画像センサ202による観測時)の移動方向と移動速度とを推定する。推定した情報は、人物移動状態推定部104から接触可能性判定部106と接触意図判定部107とに出力される。以後、人203の現在位置と移動方向と移動速度とをまとめて、「人203の移動状態」と呼ぶ。尚、人203の現在位置は、人物位置履歴データベース103に記録されている最新の位置とする。
人物移動状態推定部104は、人移動状態推定部の一例として機能し、人物位置履歴データベース103に記録されている、人物ID毎の位置の履歴(例えば、所定時間分の人の位置履歴)に基づいて、各人物IDの人203の現在(画像センサ202による観測時)の移動方向と移動速度とを推定する。推定した情報は、人物移動状態推定部104から接触可能性判定部106と接触意図判定部107とに出力される。以後、人203の現在位置と移動方向と移動速度とをまとめて、「人203の移動状態」と呼ぶ。尚、人203の現在位置は、人物位置履歴データベース103に記録されている最新の位置とする。
尚、移動方向は、最小二乗法の直線近似にて、人物移動状態推定部104で求めることができる。また、近似に使用する位置の履歴の数は、人203の歩行周期に合わせることが望ましい。図5に、実際に、人が、右下の座標位置から左上の座標位置に向けて直進したときの軌跡の例をxy座標で示す。黒い四角は観測周期毎の人の位置を示す。人は右足に重心が掛かっている場合には、体が右に傾き、前記人の位置も少し右に傾く。つまり、右足に重心が掛かっているときの履歴のみを用いた場合、人203は直進しているにも関わらず、右折していると誤った推定を行ってしまう可能性がある。このため、近似に使用する位置の履歴の数は、人203の歩行周期に合わせることにより、誤った推定をすくなくすることができる。また、人物移動状態推定部104において、移動速度は、近似に使用した履歴内の平均速度とすることができる。
<ロボットデータベース105の説明>
ロボットデータベース105は、自律走行装置データベースの一例として機能する。ロボットデータベース105には、少なくとも、ロボット204の現在(画像センサ202による観測時)の、位置と、移動方向と、移動速度と、目標位置との情報(ロボット204の走行情報)が予め記録されている。
ロボットデータベース105は、自律走行装置データベースの一例として機能する。ロボットデータベース105には、少なくとも、ロボット204の現在(画像センサ202による観測時)の、位置と、移動方向と、移動速度と、目標位置との情報(ロボット204の走行情報)が予め記録されている。
図6A〜図6Cに、ロボットデータベース105の例を示す。
図6Aのロボットデータベース105には、所定の観測周期の一例である100ミリ秒毎のロボット204の位置と、移動方向と、移動速度と、目標位置との情報(ロボット204の走行情報)が記録されている。以後、ロボット204の現在位置と移動方向と移動速度とをまとめて、「ロボット204の移動状態」と呼ぶ。このロボット204の移動状態とは、別の言い方をすれば、ロボット204が第1の位置(現在位置)から第2の位置(目標位置までの中継位置、又は、目標位置)までを走行するための走行情報とも言える。尚、ロボット204の現在位置は、ロボットデータベース105に記録されている最新の位置とする。ここで、ロボット204の移動方向と移動速度と目標位置とに関しては、ロボット204に予めプログラムされた移動制御パラメータとなっている。ロボット204の現在位置に関しては、例えば、オドメトリの利用が考えられる。オドメトリとは、ロボット204の車輪の回転角に基づいてロボット204の移動量を測る方法であり、ロボット204の初期位置が既知であれば、オドメトリによって、走行中のロボット204の位置を、後述する走行制御部112の速度指令値変換部113で算出することが可能となる。また、人203と同様に、画像センサ202によってロボット204の位置を検出しても良い。
また、図6Bに、ロボットデータベース105の一部を構成する、ロボット204の形状に関する情報の例を示す。図6Bのロボットデータベース105には、ロボット204の縦幅と、横幅と、ロボット204の原点の情報が記録されている。ここで、ロボット204の位置とは通路201におけるロボット204の原点の位置とする。
また、図6Cに、ロボットデータベース105の一部である、ロボット204の初期位置と、中継位置と、目標位置との情報の例を示す。ロボット204は、初期位置から中継位置701を順にたどり、目標位置へ到達するように移動を行う。
<接触可能性判定部106の説明>
接触可能性判定部106は、人物移動状態推定部104から入力された人203の移動状態と、ロボットデータベース105から取得したロボット204の移動状態(ロボット204が第1の位置から第2の位置までを走行するための走行情報)とに基づいて、人203とロボット204とが接触する可能性があるか否かを判定する。判定した情報は、接触可能性判定部106から経路生成部108に出力される。なお、回避経路を生成したか否かの信号は、回避経路生成部110から接触可能性判定部106に入力される。
接触可能性判定部106は、人物移動状態推定部104から入力された人203の移動状態と、ロボットデータベース105から取得したロボット204の移動状態(ロボット204が第1の位置から第2の位置までを走行するための走行情報)とに基づいて、人203とロボット204とが接触する可能性があるか否かを判定する。判定した情報は、接触可能性判定部106から経路生成部108に出力される。なお、回避経路を生成したか否かの信号は、回避経路生成部110から接触可能性判定部106に入力される。
人203とロボット204との接触の可能性を判定する方法としては、例えば、コンフィギュレーション空間を接触可能性判定部106で作成し、その後、時間軸(t)を含めた空間において、ロボット204を表す軌跡が人203により形成される領域(人203が移動する予定の領域を含む領域)に内包されるか否かを接触可能性判定部106により判定する方法が考えられる。
コンフィギュレーション空間とは、空間(次元)を拡張し、ロボット204を点と見なすことで、経路計画を容易にする方法であり、ロボット204の経路計画によく用いられる。図7にコンフィギュレーション空間の一例を示す。図2が、コンフィギュレーション空間を作成する前の通路201における人203とロボット204との配置であるとすると、図7は、コンフィギュレーション空間作成後の状況を示している。ロボット204は、点601と表現されている。すなわち、ロボット204の大きさの分、周囲の(ロボット204にとっての)障害物である人203と店舗205との領域がそれぞれ拡張されている。拡張された第1の人203Aの領域を拡張領域603Aとし、第2の人203Bの領域を拡張領域603Bとし、第1店舗205Aの領域を拡張領域605Aとする。尚、第2店舗205Bに関しては、+y方向に領域が拡張することがないため、描画を省略してある。また、人203の形状は、例えば、人203の検出位置を中心とした半径30cmの円などと近似しておくことが考えられる。尚、第1実施形態のロボット204は、高さ方向の移動は行わないため、高さ方向の次元は省略している。
点で表現された点ロボット601が、人203の拡張領域603に進入すると、人203とロボット204とが接触することとなる。
図8Aに、(x,y,t)3次元コンフュギュレーション空間の一例を示す。図8Aの例は、人203とロボット204とが、現在(画像センサ202による観測時)の移動速度と移動方向とを保ったまま移動すると仮定している。図8A中の破線部分は、点ロボット601が拡張領域603内に進入している部分、つまり、人203とロボット204とが接触する接触部分1602となっている。これは、接触部分1602が示す時間(t)に、接触部分1602が示す位置(x,y)で、人203とロボット204とが接触することを示している。
例えば、図2に示した状況においては、人203とロボット204とが接触することはないが、図9に示すように、第1の人203Aが方向転換を行った場合には、接触位置801において、第1の人203Aとロボット204との接触の可能性が生じる。
<経路生成部108の説明>
経路生成部108は、通常経路生成部109と、回避経路生成部110と、接近経路生成部111によって構成される。
経路生成部108は、通常経路生成部109と、回避経路生成部110と、接近経路生成部111によって構成される。
<通常経路生成部109の説明>
通常経路生成部109とは、接触可能性判定部106からの接触可能性判定の情報を基に、接触可能性判定部106が、人203とロボット204の接触の可能性が無いと判定している場合に、ロボットデータベース105に記録されている走行情報に基づいて、現在(経路生成の必要性を判断した時)のロボット204の位置と移動方向とからロボット204の目標位置又は中継位置に向かうロボット204の経路(通常経路)(第3の経路)を生成する部である。通常経路生成部109で生成した通常経路は、走行制御部112に出力される。
通常経路生成部109とは、接触可能性判定部106からの接触可能性判定の情報を基に、接触可能性判定部106が、人203とロボット204の接触の可能性が無いと判定している場合に、ロボットデータベース105に記録されている走行情報に基づいて、現在(経路生成の必要性を判断した時)のロボット204の位置と移動方向とからロボット204の目標位置又は中継位置に向かうロボット204の経路(通常経路)(第3の経路)を生成する部である。通常経路生成部109で生成した通常経路は、走行制御部112に出力される。
ロボット204の位置と移動方向とから、ロボット204の目標位置、又は、中継位置(以後、目標位置として説明する。)に向かう経路を、通常経路として、通常経路生成部109で生成する。上述した通り、ロボット204は、直線移動のみで前記目標位置に到達できるため、前記目標位置の方向へロボット204を旋回させ、その後、直進移動を行わせる経路を、通常経路として、通常経路生成部109で生成する。
通常経路生成部109で形成する経路は、人203とロボット204とが共存する環境において、人203に情報提供を行うロボット204のための経路であるため、人203にとって邪魔になりにくい直進移動を基本とした経路生成法を例にして説明を行っている。しかしながら、ロボット204の経路生成法はこれに限る必要はなく、ダイクストラ法、又は、ポテンシャル法などを利用して、ロボット204の経路を通常経路生成部109で生成しても構わない。
<回避経路生成部110の説明>
また、回避経路生成部110とは、接触可能性判定部106からの接触可能性判定の情報と後述する接触意図判定部107からの接触意図判定の情報とを基に、接触可能性判定部106が、人203とロボット204の接触の可能性が有ると判定しており、且つ、後述する接触意図判定部107が、人203がロボット204に接触の意図を持っていると判定できない場合に、ロボットデータベース105に記録されているロボット204の走行情報と、人物移動状態推定部104が出力する人203の移動情報(移動方向と速度と)とに基づいて、ロボット204が人203を回避する経路(回避経路)(第1の経路)を生成する部である。回避経路生成部110で生成した経路は、走行制御部112に出力される。なお、回避経路を生成したか否かの信号は、回避経路生成部110から接触可能性判定部106に入力される。
また、回避経路生成部110とは、接触可能性判定部106からの接触可能性判定の情報と後述する接触意図判定部107からの接触意図判定の情報とを基に、接触可能性判定部106が、人203とロボット204の接触の可能性が有ると判定しており、且つ、後述する接触意図判定部107が、人203がロボット204に接触の意図を持っていると判定できない場合に、ロボットデータベース105に記録されているロボット204の走行情報と、人物移動状態推定部104が出力する人203の移動情報(移動方向と速度と)とに基づいて、ロボット204が人203を回避する経路(回避経路)(第1の経路)を生成する部である。回避経路生成部110で生成した経路は、走行制御部112に出力される。なお、回避経路を生成したか否かの信号は、回避経路生成部110から接触可能性判定部106に入力される。
仮に、人203がロボット204に接触の意図を持っていなかった場合、ロボット204が進行方向を変更しなければ、ロボット204は、人203の目の前に飛び出すことになり、人203に経路の変更を行わせることになってしまう。そのため、人203がロボット204に接触の意図を持っていると接触意図判定部107で判定できない場合には、一旦、ロボット204は、人203を回避する経路を回避経路生成部110で生成し、回避経路生成部110で生成した経路に沿ってロボット204が走行する(ロボット204を走行させるのは、後述する走行制御部112で行う。)。
尚、人203を回避する経路は、ロボット204の進行方向の変更だけでなく、ロボット204の減速により、人203とロボット204との接触を回避するものでも良い。
図8Bは、図8Aが示す状況において、ロボット204の回避経路生成部110が生成した、人203を回避する経路の一例である。点ロボット601が、拡張領域603内に進入しないように、拡張領域603外の臨時中継位置1603を経由して目標位置1601に辿り着く回避経路を回避経路生成部110で生成している。点ロボット601の現在位置から臨時中継位置1603が結ぶ直線と、臨時中継位置1603と目標位置1601が結ぶ直線が、拡張領域603内に進入しなければ、臨時中継位置1603はどの位置に設定しても良い。例えば、臨時中継位置候補をランダムに複数個、回避経路生成部110で生成し、その中で上記条件を満たし、且つ、目標位置1601までの距離が最短となる前記臨時中継位置候補を、臨時中継位置1603として回避経路生成部110で設定しても良い。また、回避経路生成部110において、図8Aが示す(x,y,t)3次元コンフュギュレーション空間内の拡張領域603を障害物と見なし、ダイクストラ法、又は、ポテンシャル法などを利用して、点ロボット601を目標位置1601に到達させる経路を生成しても良い。なお、回避経路生成部110が生成する回避経路は、通常経路での走行情報より規定されるロボット204の走行方向とは異なる方向であって、かつ、人203の経路とロボット204の経路とが交差しないようにロボット204が走行する経路とも言える。また、別の言い方をすれば、回避経路生成部110が生成する回避経路は、人物移動状態推定部104より推定される回避経路を生成する時刻における人203の位置の方向に走行し、かつ、人203の経路とロボット204の経路とが交差しないようにロボット204が走行する経路とも言える。
<人203との接触時間を短縮する回避経路の生成方法>
ここで、人203がロボット204に接触の意図を持っていた場合について検討する。後述する接触意図判定部107が、人203のロボット204への接触意図の有無を判定するまでは、ロボット204は、人203がロボット204に接触意図を持っているか否かは判定できないため、ロボット204は、人203を回避する経路を回避経路生成部110で生成する必要がある。
ここで、人203がロボット204に接触の意図を持っていた場合について検討する。後述する接触意図判定部107が、人203のロボット204への接触意図の有無を判定するまでは、ロボット204は、人203がロボット204に接触意図を持っているか否かは判定できないため、ロボット204は、人203を回避する経路を回避経路生成部110で生成する必要がある。
このとき、人203を大きく回避する経路を回避経路生成部110で生成してしまうと、ロボット204に接触意図を持っていた人203は、ロボット204に追いつくためには、大きな軌道修正が必要になってしまう。
図10に、ロボット204が人203を大きく回避したときの、人203の軌道変化の様子の実測値を示す。人203の軌道の位置901では、人203が、ロボット204に接触するために方向転換を行っている。ロボット204は、人203が方向転換を行ったことによって、人203との接触の可能性が生じたことを、接触可能性判定部106にて判定する。すると、ロボット204の軌道の位置903において、ロボット204が、一旦、人203を大きく回避する経路を回避経路生成部110で生成し、生成した経路に沿ってロボット204が移動を開始する。ロボット204が人203を大きく回避したため、ロボット204との接触意図を持つ人203は、ロボット204に追いつくために、人203の軌道の位置902において、大きな軌道変化を要してしまい、ロボット204に悪い印象を持ってしまう。
以上から、人203を回避しつつ、人203がロボット204に接触意図を持っていた場合には、例えば、速やかに人203と接触可能な回避経路を回避経路生成部110で生成できるようにする。
前記回避経路の生成方法として、例えば、人203の現在位置を目標位置としてロボット204を直線移動させることが考えられる。ここで、人203の現在位置とは、回避経路生成部110が前記回避経路を生成する時刻における人203の位置とする。
図11に、前記回避経路にてロボット204を動作させたときの、人203の軌道変化の実測値を示す。人203の軌道の位置1001では、人203が、ロボット204に接触するために方向転換を行っている。ロボット204は、人203が方向転換を行ったことによって、人203との接触の可能性が生じたことを、接触可能性判定部106にて判定する。すると、ロボット204の軌道の位置1002において、ロボット204は、人203の現在位置である位置1003に移動する回避経路を回避経路生成部110で生成し、生成した経路に沿って移動を開始する。ロボット204との接触意図を持つ人203は、位置1004において、僅かな軌道変化でロボット204と接触することが可能となっている。
尚、人203とロボット204とが対面で移動している場合、つまり、ロボット204が、回避経路を生成する時刻における人203の位置に移動させても人203を回避できない状況であった場合には、例えば、回避経路生成部110の説明で記述したように、人203は等速直線運動をするものと仮定し、時間軸(t)を追加した空間内において、人203の占有する領域に進入しない経路を回避経路生成部110で生成すれば良い。
<人203の軌道変化を短時間に検出する方法>
ここで、画像センサ202の解像度が低く、画像センサ202による人203の位置検出精度が良くない、もしくは、照明条件の変化によって、画像センサ202による人203の位置検出精度の悪化などが起こり得る場合について検討する。前記のように、人203の位置検出精度が良くない場合、図11の人203の軌道の位置1004に示したような、人203の僅かな軌道変化は、画像センサ202により検出できない可能性がある。このような場合、ロボット204は、人203の軌道変化を大きくするような回避経路を回避経路生成部110で生成して採用することが求められる。しかし、上述した通り、ロボット204の前記回避経路に追従するための軌道変化が大きいと、人203はロボット204に悪い印象を持つ。そこで、人203に悪い印象を与えない範囲において、人203の軌道変化を最も大きくする、ロボット204の回避経路を回避経路生成部110で生成する。
ここで、画像センサ202の解像度が低く、画像センサ202による人203の位置検出精度が良くない、もしくは、照明条件の変化によって、画像センサ202による人203の位置検出精度の悪化などが起こり得る場合について検討する。前記のように、人203の位置検出精度が良くない場合、図11の人203の軌道の位置1004に示したような、人203の僅かな軌道変化は、画像センサ202により検出できない可能性がある。このような場合、ロボット204は、人203の軌道変化を大きくするような回避経路を回避経路生成部110で生成して採用することが求められる。しかし、上述した通り、ロボット204の前記回避経路に追従するための軌道変化が大きいと、人203はロボット204に悪い印象を持つ。そこで、人203に悪い印象を与えない範囲において、人203の軌道変化を最も大きくする、ロボット204の回避経路を回避経路生成部110で生成する。
図12に、人203に悪い印象を与えない範囲において、人203の軌道変化が最も大きく表れた実測値を示す。人203の軌道の位置1101では、人203が、ロボット204に接触するために方向転換を行っている。ロボット204は、人203が方向転換を行ったことによって、人203との接触の可能性が生じたことを、接触可能性判定部106にて判定する。すると、ロボット204の軌道の位置1102において、ロボット204は、人203を回避する経路を回避経路生成部110で生成し、生成した経路に沿って移動を開始する。ロボット204との接触意図を持つ人203は、人203の軌道の位置1103において軌道変化を行い、ロボット204と接触を図っている。
ここで、具体的なロボット204の回避経路の生成方法について、図13を用いて説明する。人203の軌道の位置1201において、ロボット204は、方向転換を行ったことによって、人203との接触の可能性が生じたことを、接触可能性判定部106にて判定する。ここで、人203の知覚反応時間を1秒として考える(人203が高齢者の場合を想定し、人203の知覚反応時間を1.5秒などと長く設定しても良い。)。
現在(回避経路生成の必要性を判断した時)の人203の移動状態を1秒保った時点の位置を位置1203とすると、人203は、人203の軌道の位置1203において、ロボット204の回避動作に追従するための軌道変化を行うと推定できる。そのため、前記知覚反応時間と、更に人203が軌道変化したことを検知するために要する時間とを足し合わせた時間だけ、ロボット204は、前記回避経路の走行を維持する必要がある(ただし、他の歩行者又は障害物との接触を回避するための緊急停止は可能とする。)。人203が軌道変化したことを検知するために要する時間は、画像センサ202の性能(人203の検出位置精度及び観測周期など)にもよるが、例えば、少なくとも、人203の一回の歩行周期に要する時間分(例えば1秒など)を確保しておく(理由は、人物移動状態推定部104の説明を参照。)。
ここで、人203は、例えば、30度〜50度までの軌道変化であればロボット204に悪い印象を持たないアンケート結果が得られている(図12における人203の軌道の位置1103での軌道変化の角度が、およそ50度である)。30度未満では、人203が軌道変化しているか否かを検出することが困難であるため、30度以上とする。そこで、人203が、人203の軌道の位置1203において、ロボット204側に30度〜50度の範囲内の所定の角度で旋回して移動すると考える(移動速度は、現在(そのとき)の移動速度を保つと仮定する。)。人203が、以上のような経路をとって移動すると考え、人203と接触可能な軌道変化をロボット204に行わせれば良いこととなる。尚、人203が車椅子利用者など、方向転換に負荷が掛かる場合には、人203が、ロボット204の回避経路に追従するための軌道変化に要する角度を50度未満に設定しておいても良い。人203が車椅子利用者か否かの判定については、例えば、画像センサ202で取得した画像に基づき、人203の高さと幅とから回避経路生成部110で推定することができる。例えば、一般的な人203の幅と奥行とがおよそ60cmと20cmとであるのに対して、車椅子利用者の幅と奥行とはおよそ60cmと90cmと、人203とは異なる。人物位置推定部102で背景差分法などによって抽出された人203の差分画像情報に基づいて、人203の幅と奥行とを求め、一般的な人203か車椅子利用者かを回避経路生成部110で判定することができる。なお、車椅子か否かを識別した上で経路を生成する場合には、人物位置推定部102から人203の差分画像情報が回避経路生成部110に入力される。
<接近経路生成部111の説明>
また、接近経路生成部111とは、接触可能性判定部106からの接触可能性判定の情報と後述する接触意図判定部107からの接触意図判定の情報とを基に、接触可能性判定部106が、人203とロボット204との接触の可能性が有ると判定しており、且つ、後述する接触意図判定部107が、人203がロボット204に接触の意図を持っていると判定している場合に、ロボットデータベース105に記録されているロボット204の走行情報と、人物移動状態推定部104が出力する人203の移動情報(移動方向と速度と)とに基づいて、ロボット204が人203に接近する経路(接近経路)(第2の経路)を生成する部である。接近経路生成部111で生成した経路は、走行制御部112に出力される。
また、接近経路生成部111とは、接触可能性判定部106からの接触可能性判定の情報と後述する接触意図判定部107からの接触意図判定の情報とを基に、接触可能性判定部106が、人203とロボット204との接触の可能性が有ると判定しており、且つ、後述する接触意図判定部107が、人203がロボット204に接触の意図を持っていると判定している場合に、ロボットデータベース105に記録されているロボット204の走行情報と、人物移動状態推定部104が出力する人203の移動情報(移動方向と速度と)とに基づいて、ロボット204が人203に接近する経路(接近経路)(第2の経路)を生成する部である。接近経路生成部111で生成した経路は、走行制御部112に出力される。
ロボット204は、現在(画像センサ202による観測時)の向きを保ったまま、人203に接近する経路(接近経路)を生成する。ただし、ロボット204は、人203に近づくと減速し、ロボット204を停止させる。ロボット204に、人203が操作可能なタッチパネルなどを搭載していた場合、人203がタッチパネルを操作し易い位置(例えば人203とロボット204との距離間隔として1mとる。)でロボット204を停止させるなどとする。
<接触意図判定部107の説明>
接触意図判定部107は、人物移動状態推定部104で推定した情報と、経路生成部108で生成した経路の情報と、経路生成部108で取得した接触可能性判定部106からの接触可能性の判定の情報とが入力されて、それらの情報を基に、ロボット204が前記回避経路にて走行することによって、ロボット204が人203を回避した後、接触可能性判定部106が、再び、ロボット204と人203(前記回避経路にて回避した人203と同一の人物IDである人203)との接触の可能性があると判定している場合に、人203は、ロボット204に接触の意図を持っていると判定する。接触意図判定部107は、判定の情報を経路生成部108(通常経路生成部109と、回避経路生成部110と、接近経路生成部111と)に出力する。
接触意図判定部107は、人物移動状態推定部104で推定した情報と、経路生成部108で生成した経路の情報と、経路生成部108で取得した接触可能性判定部106からの接触可能性の判定の情報とが入力されて、それらの情報を基に、ロボット204が前記回避経路にて走行することによって、ロボット204が人203を回避した後、接触可能性判定部106が、再び、ロボット204と人203(前記回避経路にて回避した人203と同一の人物IDである人203)との接触の可能性があると判定している場合に、人203は、ロボット204に接触の意図を持っていると判定する。接触意図判定部107は、判定の情報を経路生成部108(通常経路生成部109と、回避経路生成部110と、接近経路生成部111と)に出力する。
<走行制御部112の説明>
走行制御部112は、自律走行制御部の一例として機能し、一例として、速度指令値変換部113と車輪制御部114とより構成されて、経路生成部108により生成された経路に基づいてロボット204の走行を制御する。
走行制御部112は、自律走行制御部の一例として機能し、一例として、速度指令値変換部113と車輪制御部114とより構成されて、経路生成部108により生成された経路に基づいてロボット204の走行を制御する。
速度指令値変換部113は、経路生成部108により生成された経路に基づいて、ロボット204の速度指令値を算出する。速度指令値とは、前記ロボット204が2輪で移動するロボットであった場合、各車輪をどの方向(順回転か又は逆回転か)にどの速度で回転させるかを決定する値である。具体的な例としては、各車輪はモータで正逆回転駆動されるとともに、モータの回転角度をエンコーダなどで検出して、検出された回転角度を基に速度指令値変換部113にて各車輪の回転方向及び回転速度を速度指令値として算出する。算出した速度指令値は、速度指令値変換部113から車輪制御部114に出力される。
車輪制御部114は、速度指令値変換部113にて算出した速度指令値(各車輪の回転方向及び回転速度)に基づいて、前記ロボット204の各車輪を回転制御する。
尚、上述したとおり、オドメトリにてロボット204の自己位置を速度指令値変換部113で推定する場合には、オドメトリに基づいて速度指令値変換部113で推定された自己位置を速度指令値変換部113からロボットデータベース105に記録する。
<フローチャートの説明>
以下、図14のフローチャートに対応させながら、各構成要素の動作について説明する。
以下、図14のフローチャートに対応させながら、各構成要素の動作について説明する。
ステップS1301では、観測装置101の一例としての画像センサ202が、所定の観測周期(例えば、100msec)で、画像センサ202の観測範囲である通路201内に存在する人203とロボット204との観測を行い、画像を取得する。取得した画像情報を、観測値として、人物位置推定部102に出力した後、ステップS1302へ進む。
ステップS1302では、人物位置推定部102が、観測装置101で取得された観測値に基づいて、観測装置101の観測範囲内に存在する移動体(人)の位置を人物位置推定部102で推定する。推定した移動体の位置を、人物位置推定部102から人物位置履歴データベース103に出力した後、ステップS1303へ進む。
観測装置101が画像センサ202である場合は、例えば、背景差分法を用いて移動体の位置を人物位置推定部102で推定して、人物位置履歴データベース103に記録することができる。尚、背景差分法の詳細については、上述しているため、ここでの説明は省略する。
ステップS1303では、人物移動状態推定部104が、人物位置履歴データベース103に記録されている、人物ID毎の位置の履歴に基づいて、各人物IDの人203の現在(画像センサ202が最新の画像を取得した時刻)の移動状態(移動方向と移動速度)を推定する。推定した情報は、人物移動状態推定部104から接触可能性判定部106と接触意図判定部107とに出力される。その後、ステップS1304Aへ進む。尚、人203の現在位置は、人物位置履歴データベース103に記録されている最新の位置とする。
ステップS1304Aでは、回避経路生成部110により回避経路を既に生成していたか否かを接触可能性判定部106で判定する。回避経路生成部110により回避経路を既に生成していたと接触可能性判定部106で判定するならば、ステップS1304Bに進む。回避経路生成部110により回避経路を生成していないと接触可能性判定部106で判定する場合には、ステップS1305へ進む。
ステップS1304Bでは、回避経路生成部110により人203を回避するロボット204の回避経路を生成した後、所定の時刻(例えば、1秒程度)が経過したか否かを接触可能性判定部106で判定する。所定の時刻が経過していた場合には、ステップS1305へ進み、所定の時刻が経過していない場合には、ステップS1301に戻る。ここで所定の時刻が経過したか否かを判定する理由は、回避経路生成部110により人203を回避するロボット204の回避経路を生成してロボット204が回避経路に沿って走行したのち、人203がロボット204の回避動作に対して追従動作を行ったか否かを判断する時間を確保するためである。
ステップS1305では、接触可能性判定部106が、人物移動状態推定部104から入力された人203の移動状態と、ロボットデータベース105から取得したロボット204の移動状態とに基づいて、人203とロボット204とが接触する可能性が有るか否かを判定する。人203とロボット204の接触の可能性が有ると接触可能性判定部106で判定する場合には、ステップS1307へ進み、人203とロボット204の接触の可能性が無いと接触可能性判定部106で判定する場合には、ステップS1306へ進む。
ステップS1306では、接触可能性判定部106からの接触可能性判定の情報を基に、接触可能性判定部106が、人203とロボット204の接触の可能性が無いと判定しているので、通常経路生成部109が、現在(画像センサ202観測時)のロボット204の位置と移動方向とから、現在のロボット204の目標位置又は中継位置(以後、単に、目標位置として説明する)に向かう通常経路を生成する。通常経路生成部109で生成した通常経路は、走行制御部112に出力したのち、ステップS1310へ進む。
なお、前記説明では、回避経路を生成してロボット204が回避経路を移動しているとき(ステップS1304A〜ステップS1304B参照)、ステップS1305で接触可能性が無いと判定される場合は、ロボット204は、通常経路を生成して通常経路を移動するようにしている。これに代えて、別の例として、ステップS1305で接触可能性が無いと判定される場合は、ステップS1311で、ステップS1304Bの所定時間よりも長い第2の所定時間(例えば、回避動作が完了するまでの時間と設定しても良い。もしくは、30秒など、予め決まった時間を設定しておいても良い。)が経過したと接触可能性判定部106で判定するまで、回避経路の移動を継続する。そして、第2の所定時間経過後、ステップS1306に進み、ステップS1306で通常経路を生成してロボット204が通常経路を移動するようにしてもよい。このようにすれば、ロボット204は回避経路を第2の所定時間だけ確実に進むことができ、その時間の間、ロボット204は人203に対する回避動作を行うことができる。これにより、センサなどを使用して実際に回避動作を完了したか否かの煩雑な判定処理を行うことなく、回避動作を完了したと想定される時間経過後に、通常経路を生成して通常経路を移動することができ、回避動作が完全に行われていないうちに再び通常経路に戻るといった誤った動作を防止することができ、かつ、処理の簡素化を図ることができる。なお、この変形例は、後述する第2実施形態にも適用可能である。
ステップS1307では、接触意図判定部107は、人物移動状態推定部104で推定した情報と、経路生成部108で生成した経路の情報と、経路生成部108で取得した接触可能性判定部106からの接触可能性の判定の情報とに基づき、人203は、ロボット204に接触の意図を持っているか否かを判定する。具体的には、これらの情報を基に、経路生成部108で回避経路を既に生成していたか否かを接触意図判定部107で判定する。ここで、回避経路を既に生成していたと接触意図判定部107で判定するときには、ロボット204が回避経路にて走行しているにもかかわらず、再び、人203(前記回避経路にて回避した人203と同一の人物IDである人203)とロボット204とが接触する可能性があることになり、人203(前記回避経路にて回避した人203と同一の人物IDである人203)がロボット204に接触の意図を持っていると接触意図判定部107で判定することができる。この場合は、接触意図判定部107から判定の情報を回避経路生成部110に出力したのち、ステップS1309に進む。
ステップS1307で、回避経路を生成していなかったと接触意図判定部107で判定するときには、ロボット204が通常経路にて走行していて、人203とロボット204とが接触する可能性があることになり、人203がロボット204に接触の意図を持っているとは接触意図判定部107で判定することができない。この場合は、回避経路を生成するために、接触意図判定部107から判定の情報を回避経路生成部110に出力したのち、ステップS1308に進む。
ステップS1308では、回避経路生成部110が、接触可能性判定部106が、人203とロボット204の接触の可能性が有ると判定しており、且つ、後述する接触意図判定部107が、人203がロボット204に接触の意図を持っていると判定できない場合に、ロボット204の回避経路を生成する。生成した回避経路は回避経路生成部110から走行制御部112に出力された後、S1310へ進む。
仮に、人203がロボット204に接触の意図を持っていなかった場合、ロボット204が進行方向を変更しなければ、ロボット204は、人203の目の前に飛び出すことになり、人203に経路の変更を行わせることになってしまう。そのため、人203がロボット204に接触の意図を持っているか否か判定できない場合には、一旦、ロボット204は、人203を回避する回避経路を回避経路生成部110で生成し、S1310で回避経路生成部110で生成した経路に沿って走行制御部112での制御の下にロボット204が走行する。
ステップS1309では、接近経路生成部111が、接触可能性判定部106が、人203とロボット204の接触の可能性が有ると判定しており、且つ、後述する接触意図判定部107が、人203がロボット204に接触の意図を持っていると判定している場合に、ロボット204の接触経路を生成する。接近経路生成部111で生成した経路を走行制御部112に出力したのち、ステップS1310へ進む。
ロボット204は、現在(接近経路の必要性を判断した時)の向きを保ったまま、少なくとも、人203がロボット204の移動方向の変化に気付くまでの時間だけ、人203に接近する接近経路を接近経路生成部111で生成する。ただし、ロボット204は、人203に近づくと減速して停止させる。走行制御部112での制御の下に、人203が操作可能なタッチパネルなどを搭載していた場合、人203がタッチパネルを操作し易い位置(例えば人203とロボット204の距離間隔として1mとる)でロボット204を停止させるなどとする。
ステップS1310では、走行制御部112に含まれる、速度指令値変換部113が、経路生成部108により生成された経路に基づいて、ロボット204の速度指令値を算出する。そして、車輪制御部114が、速度指令値変換部113にて算出した速度指令値、すなわち、各車輪の回転方向及び回転速度に基づいて、前記ロボット204の各車輪を制御する。その後、ステップS1301へ進む。
前記第1実施形態によれば、ロボット204に向かって移動してくる人203を人物移動状態推定部104で推定したとしても、人203は必ずしもロボット204に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人203を回避する回避経路を回避経路生成部110で生成して、走行制御部112で回避動作をとる。これによって、ロボット204の回避動作に追従して軌道変更を行う人203が、真にロボット204に接触の意図を持っている人203であるか否かを接触意図判定部107で判定することができる。その結果、ロボット204に接触の意図を持たない人203に対しては、ロボット204が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人203にとって煩わしくない動作となっており、ロボット204に接触の意図を持っている人203に対しても、その後の人203の軌道変更からロボット204に対する接触意図の有無を接触意図判定部107で判定することによって、ロボット204と人203との接触をスムーズに行い、ロボット204から人203に対する情報の提供が可能となる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態にかかる情報提供ロボットの自律走行制御装置200Bとして、人203とロボット204とが共存する環境の情報を考慮して、人203のロボット204に対する接触意図を判定することもできる。そのような例について、以下、説明する。
本発明の第2実施形態にかかる情報提供ロボットの自律走行制御装置200Bとして、人203とロボット204とが共存する環境の情報を考慮して、人203のロボット204に対する接触意図を判定することもできる。そのような例について、以下、説明する。
図15に、店舗の閉店後の時間の一例に相当する19時30分における、図2で示した前記商業施設の一区画の一例を示す。
図15の例では、第1店舗205Aが閉店中のため、シャッター1401が降りている。
第2実施形態にかかる情報提供ロボットの自律走行制御装置200Bの構成を示すブロック図を図17に示す。自律走行制御装置200Bが第1実施形態の自律走行制御装置200と異なる点は、ロボットデータベース105の一部として施設設備データが記録されており、接触意図判定部107がロボットデータベース105の施設設備データを取得することである。
図16に、ロボットデータベース105の一部として記録されている施設設備データの例を示す。図16に示した施設設備データ(施設又は設備の情報)には、前記商業施設内の施設としての店舗データ(店舗の利用時間と位置座標との情報)と、設備としての椅子データ(椅子の利用時間と位置座標との情報)とが記録されている。具体的には、各施設及び設備には、利用時間が定められており、店舗205の場合には、利用時間として営業時間が記録されている。また、椅子702に関しては24時間利用できることが示されている。更に、施設設備データには、各施設又は設備が占有している領域のデータが記録されている。例えば、第1店舗205Aは、座標(0,1000)と(1000,500)の2点を対角点に持つ矩形領域を占有していることを示す。
以上のような状況において、第1の人203Aが軌道変更を行い、ロボット204の方向へ移動してきたとする。図2に示した状況であれば、第1の人203Aは、開店している第1店舗205Aに入店するために軌道の変更を行った可能性があると考えることができたが、図15に示した状況の場合、第1店舗205Aは閉店中であり、且つ、第1の人203Aの移動方向に第1の人203Aが休憩するための椅子702も存在しない。また、第1の人203Aの移動方向に他の人203も存在しないため、第1の人203Aは、ロボット204に接触意図を持っている可能性が高いと判定することができる。このような場合においては、ロボット204は、経路生成部108において、一旦、第1の人203Aを回避する回避経路を生成せずに、第1の人203Aに接近する接近経路を生成しても構わない。
自律走行制御装置200Bにおける、上記動作の具体的な処理方法を説明する。まず、接触意図判定部107は、ロボットデータベース105を参照し、現時刻において利用可能な施設又は設備の情報を抽出する。そして、接触意図判定部107は、抽出した施設又は設備の情報に基づいて、第1の人203Aの移動方向に、抽出された前記施設又は設備が占有する領域が存在する場合、第1の人203Aは、前記施設又は設備を利用する可能性があると判定する。また、接触意図判定部107は、人物移動状態推定部104が出力する人203の移動状態に基づいて、第1の人203Aの移動方向に他の人203が存在する場合に、第1の人203Aは、他の人203に接触する可能性があると判定する。尚、接触意図判定部107において、第1の人203Aの進行方向に店舗(又は、開店中の店舗)205又は他の人203が存在するか否かの判定に関しては、ロボット204と人203との接触可能性判定と同等の手法を用いて実現することができる。接触意図判定部107において第1の人203Aと施設又は設備が接触する可能性があると判定されれば、第1の人203Aは、施設又は設備を利用する可能性があると接触意図判定部107で判定され、同様に、第1の人203Aと他の人203が接触する可能性があると接触意図判定部107で判定されれば、第1の人203Aは、他の人203と接触するために移動を行っている可能性があると接触意図判定部107で判定する。
第1の人203Aが、施設又は設備、又は、他の人203と接触する可能性があると接触意図判定部107で判定された場合には、第1の人203Aは、ロボット204に接触意図を持っていない可能性があるため、ロボット204は、第1の人203Aを、一旦、回避する回避経路を回避経路生成部110で生成する。また、第1の人203Aが、施設又は設備と他の人203に、接触する可能性がないと接触意図判定部107で判定された場合には、第1の人203Aは、ロボット204に接触意図を持っている可能性が高いと接触意図判定部107で判定されると、ロボット204は、人203に接近する接近経路を接近経路生成部111で生成する。
以下、図18のフローチャートに対応させながら、各構成要素の動作について説明する。尚、ステップS1301〜ステップS1304Bまでは、図14と同一であるため、図示を両略している。また、図17において、ステップS1801とステップS1802と以外の各ステップの詳細に関しては、図14で説明した内容と同等であるため、説明を省略する。
ステップS1801では、接触意図判定部107が、ロボットデータベース105を参照し、第1の人203Aの移動方向に、第1の人203Aの利用可能な施設又は設備が存在するか否かを判定している。第1の人203Aの移動方向に、第1の人203Aの利用可能な施設又は設備が存在すると接触意図判定部107で判定する場合、ステップS1307に進む。一方、第1の人203Aの移動方向に、第1の人203Aの利用可能な施設又は設備が存在しないと接触意図判定部107で判定する場合、ステップS1802に進む。
ステップS1802では、接触意図判定部107が、人物移動状態推定部104が出力する人203の移動状態に基づいて、第1の人203Aの移動方向に、他の人203が存在するか否かを判定している。第1の人203Aの移動方向に、他の人203が存在すると接触意図判定部107で判定する場合、ステップS1307に進む。一方、第1の人203Aの移動方向に、他の人203が存在しないと接触意図判定部107で判定する場合、ステップS1309に進む。
この第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加えて、人203の現在(画像センサ202観測時)の移動方向に店舗205が存在しない、もしくは、人203の現在の移動方向に存在する店舗205は営業時間外であった場合には、人203のロボット204への接触意図が判定できない場合であっても、接近経路生成部111により、人203に接近する接近経路を生成することができる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施できる。
例えば、接近経路を接近経路生成部111で生成した後、再度、人203がロボット204に接近しようとしているか否かを接触意図判定部107で判定するようにしてもよい。このようにすれば、人203の意図を接触意図判定部107で再度確認することができて、人203がロボット204に接近する意図が無いにもかかわらず、人203がロボット204に誤って接近しかけたのを検出して、人203がロボット204に接近すると誤った判定を除去することができる。
また、接触可能性判定部106は、接触可能性を判定するとき、人203の経路とロボット204の経路とが交差するか否かにより人203とロボット204とが接触する可能性があるか否かを判定するようにしてもよい。また、このとき、回避経路生成部110は、人203の経路とロボット204の経路とが交差しない経路を、ロボット204が人203を回避する回避経路として生成する。一方、接近経路生成部111は、人203の経路とロボット204の経路とが交差する経路を、ロボット204が人203に接近する接近経路として生成する。
なお、本発明を第1〜第2実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、前記の第1〜第2実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。
前記各自律走行制御装置の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記RAM又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。
例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、前記実施形態又は変形例における自律走行制御装置を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御装置用プログラムであって、
コンピュータを、
所定時刻毎の前記人の位置を取得する人位置取得部と、
前記人位置取得部で取得された前記所定時刻毎の前記人の位置から所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定する人移動状態推定部と、
前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための前記走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する接触可能性判定部と、
前記接触可能性判定部で接触する可能性があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記接触可能性判定部での判定に基づき、前記人が前記自律走行装置に接近するか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近すると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記接触可能性判定部で接触する可能性がないと判定された場合、前記目的地に移動するための第3の経路を生成する通常経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路又は前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御するとともに、前記接触可能性判定部で前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近すると判定されなかった場合、前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、として機能させるための自律走行装置の自律走行制御装置用プログラムである。
コンピュータを、
所定時刻毎の前記人の位置を取得する人位置取得部と、
前記人位置取得部で取得された前記所定時刻毎の前記人の位置から所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定する人移動状態推定部と、
前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための前記走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する接触可能性判定部と、
前記接触可能性判定部で接触する可能性があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記接触可能性判定部での判定に基づき、前記人が前記自律走行装置に接近するか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近すると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記接触可能性判定部で接触する可能性がないと判定された場合、前記目的地に移動するための第3の経路を生成する通常経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路又は前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御するとともに、前記接触可能性判定部で前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近すると判定されなかった場合、前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、として機能させるための自律走行装置の自律走行制御装置用プログラムである。
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体(例えば、CD−ROMなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。
本発明に係る自律走行装置の自律走行制御方法及び装置並びに自律走行制御装置用プログラムは、自律走行装置に向かって移動してくる人を検出したとしても、人は必ずしも自律走行装置に接触の意図を持っているとは限らないことを考慮し、一旦、人を回避する動作をとる。これによって、自律走行装置の回避動作に追従して軌道変更を行う人が、真に自律走行装置に接触の意図を持っている人であると判定することができる。その結果、自律走行装置に接触の意図を持たない人に対しては、自律走行装置が回避動作を取っているため接触の危険性はなく、人にとって煩わしくない動作となっており、自律走行装置に接触の意図を持っている人に対しても、その後の人の軌道変更から自律走行装置に対する接触意図の有無を判定することによって、人との接触をスムーズに行い、情報提供が可能となる。よって、人が自律走行装置に情報提供を求める機会が多く存在すると考えられる大型の商業施設又は観光施設又は病院などでの自律走行装置の自律走行制御方法及び装置並びに自律走行制御装置用プログラムに特に有用である。
本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形又は修正は明白である。そのような変形又は修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
Claims (19)
- 予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御方法であって、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、自律走行制御部が、前記人を回避する第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御し、
接触意図判定部が、前記自律走行装置が前記第1の経路に従って走行した後に、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定し、
前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、接近経路生成部が、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成し、
前記自律走行制御部が、前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する
自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記人が前記自律走行装置に接触する可能性があるか否かの判定は、
人移動状態推定部が、前記所定時間分の前記人の位置履歴より前記人の移動方向及び移動速度を推定し、
接触可能性判定部が、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定することによって行われる、
請求項1に記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記接触可能性判定部で接触する可能性があると判定された場合、回避経路生成部が、前記第1の経路を生成する、
請求項2に記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記接触意図判定部は、前記自律走行装置が前記第1の経路に従って走行した後に、前記接触可能性判定部での判定に基づき、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する、
請求項3に記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記接触可能性判定部で接触する可能性がないと判定された場合、通常経路生成部が、前記目的地に移動するための第3の経路を生成し、
前記自律走行制御部が、前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
請求項4に記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記接触可能性判定部で前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定されなかった場合、前記自律走行制御部が、前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する、
請求項5に記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記回避経路生成部が生成する前記第1の経路は、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度に基づき前記人が移動する領域を回避して前記人の経路と前記自律走行装置の経路とが交差しないように前記自律走行装置が走行する経路である、
請求項6に記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記回避経路生成部が生成する前記第1の経路は、前記人移動状態推定部より推定される前記第1の経路を生成する時刻における前記人の位置の方向に走行し、かつ、前記人の経路と前記自律走行装置の経路とが交差しないように前記自律走行装置が走行する経路である、
請求項7に記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記接近経路生成部により生成された前記第2の経路に従って前記自律走行装置が走行を開始した後、少なくとも、前記人が前記自律走行装置の移動方向の変化に気付くまでの時間、前記自律走行装置は前記第2の経路に従って走行する、
請求項6〜8のいずれか1つに記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記回避経路生成部は、前記自律走行装置が前記人を回避した後、前記人が前記自律走行装置に接触するために要する軌道変化の角度が30度〜50度の範囲内の角度に収まるように前記第1の経路を生成する、
請求項6〜8のいずれか1つに記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 前記人と前記自律走行装置との接触の可能性が有ると前記接触可能性判定部で判定される場合、前記自律走行装置が移動する範囲内に存在する店舗の営業時間の情報に基づいて、前記人の移動方向に前記店舗が存在しない、もしくは、前記人の移動方向に存在する前記店舗は営業時間外であり、前記人の前記自律走行装置への接触意図が前記接触意図判定部で判定できない場合であっても、前記接近経路生成部により、前記人と接触する第2の経路を生成する、
請求項6〜8のいずれか1つに記載の自律走行装置の自律走行制御方法。 - 予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御装置であって、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、
を備える自律走行装置の自律走行制御装置。 - 前記接触意図判定部による前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かの判定は、
所定時刻毎の前記人の位置を取得する人位置取得部と、
前記人位置取得部で取得された前記所定時刻毎の前記人の位置から所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定する人移動状態推定部と、
前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置が第1の位置から第2の位置まで走行するための走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する接触可能性判定部と、によって行なわれる、
請求項12に記載の自律走行装置の自律走行制御装置。 - さらに、
前記接触可能性判定部で接触する可能性がないと判定された場合、前記目的地に移動するための第3の経路を生成する通常経路生成部と、
を備える請求項13に記載の自律走行装置の自律走行制御装置。 - 前記自律走行制御部は、
前記第1の経路又は前記第2の経路又は前記第3の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御するとともに、
前記回避経路生成部は、前記接触可能性判定部で前記自律走行装置と前記人が接触する可能性があると判定され、且つ、前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定されなかった場合、前記第1の経路を生成し、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置の走行を前記自律走行制御部で制御する、
請求項14に記載の自律走行装置の自律走行制御装置。 - 前記人位置取得部より取得した前記人の位置を時系列に記録される人位置履歴データベースと、
前記自律走行装置が前記第1の位置から前記第2の位置まで走行するための前記走行情報を有する自律走行装置データベースとをさらに備えて、
前記人移動状態推定部は、前記人位置履歴データベースに記録された前記所定時刻毎の前記人の位置から前記所定時間分の前記人の位置履歴を取得して前記人の移動方向及び移動速度を推定し、
前記接触可能性判定部は、前記人移動状態推定部で推定された前記人の移動方向及び移動速度と、前記自律走行装置データベースに記録された前記走行情報とより、前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性があるか否かを判定する、
請求項15に記載の自律走行装置の自律走行制御装置。 - 前記回避経路生成部は、前記自律走行装置が前記人を回避した後、前記人が前記自律走行装置に接触するために要する軌道変化の角度が30度〜50度の範囲内の角度に収まるように前記第1の経路を生成する、
請求項12〜16のいずれか1つに記載の自律走行装置の自律走行制御装置。 - 更に、前記自律走行装置データベースには、少なくとも、前記自律走行装置が移動する範囲内に存在する店舗の営業時間が記録されており、
前記人と前記自律走行装置との接触の可能性が有ると前記接触可能性判定部で判定される場合、前記自律走行装置データベースに記録された前記自律走行装置が移動する範囲内に存在する店舗の営業時間の情報に基づいて、前記人の移動方向に前記店舗が存在しない、もしくは、前記人の移動方向に存在する前記店舗は営業時間外であり、前記人の前記自律走行装置への接触意図が前記接触意図判定部で判定できない場合であっても、前記接近経路生成部により、前記人に接近する前記第2の経路を生成する、
請求項16に記載の自律走行装置の自律走行制御装置。 - 予め与えられた目的地に向かい走行する自律走行装置に対する人の行動により前記自律走行装置の走行経路を変更する、自律走行装置の自律走行制御装置用プログラムであって、
コンピュータを、
所定時間分の前記人の位置履歴より前記人と前記自律走行装置とが接触する可能性がある場合、前記人を回避する第1の経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部より生成された前記第1の経路に従って前記自律走行装置が走行した場合、前記人が前記自律走行装置に接近する意図があるか否かを判定する接触意図判定部と、
前記接触意図判定部で前記人が前記自律走行装置に接近する意図があると判定された場合、前記自律走行装置が前記人に接近する第2の経路を生成する接近経路生成部と、
前記第1の経路又は前記第2の経路に従って前記自律走行装置の走行を制御する自律走行制御部と、
として機能させるための自律走行装置の自律走行制御装置用プログラム。
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