JP6537251B2 - 自律走行装置 - Google Patents

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Description

本発明は、監視ルートを走行する自律走行装置に関する。
監視ルート(巡回経路)に装置を走行させて、その監視ルートを監視する技術が開発されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1に記載された技術では、移動ロボットは、自律移動モードにおいて、指示された移動方向(走行方向)に、指示された指示速度(走行速度)で、移動する。その移動ロボットは、走行方向の前方の障害物を検出した場合に、異常信号を監視センタに送信する。監視センタの管制員は、異常信号により異常の存在を認めると、移動ロボットに対して遠隔操作を行なう。このとき、移動ロボットは、遠隔操作モードにおいて、監視センタからの指示に応じて、障害物に接触する前に停止可能な走行速度で移動する。
特開2006−285548号公報
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、障害物が移動体である場合は対応することができない。その理由として、移動ロボットは、障害物を検出した場合に、監視センタからの指示に応じて走行速度を制限するため、監視センタからの指示を待っている間は走行速度を制限しない。そのため、障害物が移動体である場合は、移動ロボットは、監視センタからの指示を待っている間に障害物に接触、あるいは、衝突する可能性がある。
また、特許文献1に記載された技術では、移動ロボットが障害物を検出した場合に、監視センタの管制員が移動ロボットに指示するため、管制員が障害物の検出を見落とした場合は、移動ロボットは、監視センタからの指示を待っている間に障害物に接触、あるいは、衝突する可能性がある。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、障害物の検出に応じて走行速度を制限する際に、障害物が移動体であっても対応することができる自律走行装置を提供することを目的とする。
本発明の第1の観点では、自律走行装置は、装置本体を設定速度で自律走行させる走行制御部と、前記装置本体から前方に広がる領域である監視エリアを監視する監視装置と、前記監視エリアに対して、前記装置本体が前記設定速度で走行するための領域である通常走行エリアと、前記通常走行エリアと前記装置本体との間に設けられ、前記設定速度で走行中の前記装置本体が減速して走行するための領域である減速エリアと、前記減速エリアと前記装置本体との間に設けられ、減速走行中の前記装置本体が停止するための領域である停止エリアと、が設定されたエリア設定部と、前記監視エリアに存在する障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部により前記障害物が検出された場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリアと、前記装置本体から前記監視エリア内の前記障害物までの距離とに基づいて、前記装置本体の走行速度を制限する速度制御部と、前記障害物検出部により検出された前記障害物が移動体であるか否かを判定し、判定結果を出力する判定部と、前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記減速エリアよりも広く、かつ、前記通常走行エリアよりも狭い移動体用減速エリアと、前記停止エリアよりも広く、かつ、前記移動体用減速エリアよりも狭い移動体用停止エリアとに変更するエリア変更部と、を具備することを特徴とする。
本発明の第2の観点では、第1の観点において、自律走行装置は、複数種類の移動体をそれぞれ表す画像が登録された移動体登録部、を更に具備し、前記監視装置は、前記監視エリアの画像を撮影するカメラと、前記装置本体から前記監視エリア内の前記障害物までの距離を計測する測距センサと、を具備し、前記障害物検出部は、前記カメラにより撮影された前記監視エリアの画像に対して、背景画像と異なる前記障害物の画像を検出し、前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの1つの移動体の画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記移動体であることを示す前記判定結果を出力し、前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを表す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとに変更することを特徴とする。
本発明の第3の観点では、第2の観点において、前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとは、前記移動体の種類毎に異なることを特徴とする。
本発明の第4の観点では、第2の観点または第3の観点において、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの少なくとも1つの移動体の画像は、人を表し、前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの、人を表す画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記人であることを示す前記判定結果を出力し、前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記人であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアである対人用減速エリアと前記移動体用停止エリアである対人用停止エリアとに変更することを特徴とする。
本発明の第5の観点では、第4の観点において、前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの、子供を表す画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記子供であることを示す前記判定結果を出力し、前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記子供であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記対人用減速エリアよりも広く、かつ、前記通常走行エリアよりも狭い対子供用減速エリアと、前記対人用停止エリアよりも広く、かつ、前記対人用減速エリアよりも狭い対子供用停止エリアとに変更することを特徴とする。
本発明の第6の観点では、第4の観点において、前記人は正面を向いている人であり、前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの、横向きの人を表す画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記横向きの人であることを示す前記判定結果を出力し、前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記横向きの人であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記対人用減速エリアよりも広く、かつ、前記通常走行エリアよりも狭い対横向き用減速エリアと、前記対人用停止エリアよりも広く、かつ、前記対人用減速エリアよりも狭い対横向き用停止エリアとに変更することを特徴とする。
本発明の第7の観点では、第1の観点において、前記監視装置は、前記装置本体から前記監視エリア内の前記障害物までの距離を計測する測距センサ、を具備し、前記判定部は、前記測距センサにより前回計測された前記距離を第1距離とし、前記測距センサにより今回計測された前記距離を第2距離としたとき、前記第2距離と前記第1距離との差分値を算出し、前記差分値が前記装置本体の走行速度により予想される設定値と異なる場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記移動体であることを示す前記判定結果を出力し、前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを表す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとに変更することを特徴とする。
本発明の第8の観点では、第1の観点において、自律走行装置は、複数種類の移動体をそれぞれ表す画像が登録された移動体登録部、を更に具備し、前記監視装置は、前記監視エリアの画像を撮影するカメラ、を具備し、前記障害物検出部は、前記カメラにより撮影された前記監視エリアの画像に対して、背景画像と異なる前記障害物の画像を検出し、前記判定部は、前記装置本体から前記監視エリアの境界線までの距離を第1距離とし、前記障害物検出部により初めて検出された前記監視エリア内の前記障害物の画像の幅を第1幅とし、前記障害物検出部により今回検出された前記監視エリア内の前記障害物の画像の幅を第2幅とし、前記装置本体から前記障害物検出部により今回検出された前記監視エリア内の前記障害物までの距離を第2距離としたとき、前記第1距離と前記第1幅と前記第2幅とに基づいて前記第2距離を算出し、前記第2距離が前記装置本体の走行速度により予想される設定距離と異なる場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記移動体であることを示す前記判定結果を出力し、前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを表す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとに変更することを特徴とする。
本発明の第9の観点では、第2の観点から第8の観点のいずれかにおいて、識別情報を出力する装置を所持する前記人が前記監視エリアに侵入したときに、前記識別情報を検出する識別情報検出部、を更に具備し、前記移動体登録部には、前記人を表す画像に対応付けて、登録識別情報が更に登録され、前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記識別情報が、前記移動体登録部に登録された前記識別情報に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記人であることを示す前記判定結果を出力することを特徴とする。
本発明の第10の観点では、第1の観点から第9の観点のいずれかにおいて、前記減速エリアは、前記設定速度で走行中の前記装置本体が徐々に減速して走行するように複数の減速エリアに分割されていることを特徴とする。
本発明によれば、障害物の検出に応じて走行速度を制限する際に、障害物が移動体であっても対応することができる。
本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の側面図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の上面図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示し、自律走行装置1が設定速度で走行している状態を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示し、自律走行装置1が減速して走行している状態を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示し、自律走行装置1が停止した状態を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体ではないときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体ではないときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。 本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。 本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が大人200Aであるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が大人200Aであるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が子供200Bであるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が子供200Bであるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。 本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が人200A(正面を向いている人)であるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。 本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が人200A(正面を向いている人)であるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が横向きの人200Cであるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。 本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が横向きの人200Cであるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。 本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。 本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの測距センサ42の出力を示す図である。 本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。 本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。 本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの測距センサ42の出力を示す図である。 本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。 本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。 本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。 本発明の第7実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示す図である。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の側面図であり、図2は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の上面図である。図1、2に示されるように、自律走行装置1は、装置本体2と、駆動装置10と、4つの車輪3と、を具備している。本実施形態では、4つの車輪3のうちの、左右の前輪3−1を駆動輪とし、左右の後輪3−2を従動輪としている。
駆動装置10は、左右の電動モータ11と、左右のトランスミッション12と、左右の前輪用軸13−1、左右の後輪用軸13−2と、左右の前輪用スプロケット14−1と、左右の後輪用スプロケット14−2と、左右のベルト15と、左右の軸受16とを具備している。
左右の前輪用軸13−1は、それぞれ、その一端が左右の前輪3−1に接続され、その他端が左右のトランスミッション12−1に接続されている。左右のトランスミッション12は、それぞれ、左右の電動モータ11に接続されている。左右の電動モータ11は、後述の制御装置20(図3を参照)により制御される。
左右の後輪用軸13−2は、それぞれ、その一端が左右の後輪3−2に接続され、その他端が左右の軸受16に接続されている。
左側の前輪用スプロケット14−1、左側の後輪用スプロケット14−2の中心には、それぞれ、左側の前輪用軸13−1、左側の後輪用軸13−2が設けられている。左側の前輪用スプロケット14−1、左側の後輪用スプロケット14−2の外周には、左側のベルト15が設けられ、左側の前輪3−1(駆動輪)と左側の後輪3−2(従動輪)とは左側のベルト15により連結している。
左側の前輪3−1(駆動輪)は、左側の電動モータ11の動力を左側のトランスミッション12−1を介して受けて、その動力に基づいて、左側の前輪用軸13−1及び左側の前輪用スプロケット14−1と共に回転する。左側の後輪3−2(従動輪)は、左側の前輪3−1(駆動輪)の回転運動を左側のベルト15により受けて、その回転運動に基づいて、左側の後輪用軸13−2及び左側の後輪用スプロケット14−2と共に回転する。
右側の前輪用スプロケット14−1、右側の後輪用スプロケット14−2の中心には、それぞれ、右側の前輪用軸13−1、右側の後輪用軸13−2が設けられている。右側の前輪用スプロケット14−1、右側の後輪用スプロケット14−2の外周には、右側のベルト15が設けられ、右側の前輪3−1(駆動輪)と右側の後輪3−2(従動輪)とは右側のベルト15により連結している。
右側の前輪3−1(駆動輪)は、右側の電動モータ11の動力を右側のトランスミッション12−1を介して受けて、その動力に基づいて、右側の前輪用軸13−1及び右側の前輪用スプロケット14−1と共に回転する。右側の後輪3−2(従動輪)は、右側の前輪3−1(駆動輪)の回転運動を右側のベルト15により受けて、その回転運動に基づいて、右側の後輪用軸13−2及び右側の後輪用スプロケット14−2と共に回転する。
トランスミッション12は、例えば、クラッチ、ギアボックスを含んでいる。ギアボックスは、その一端が電動モータ11に接続された軸12Aと、その軸12Aの外周に設けられた歯車(図示しない)などからなり、動力源(電動モータ11)の動力をトルクや回転数、回転方向を変えて伝達する。そのため、トランスミッション12と前輪用軸13−1と後輪用軸13−2と前輪用スプロケット14−1と後輪用スプロケット14−2とベルト15とは、動力伝達部材として構成される。
左右の電動モータ11は、それぞれ左右の動力伝達部材に動力を伝達することにより、4つの車輪3を駆動させて装置本体2の走行や停止を行なう。
ここで、動力伝達部材として、トランスミッション12を含まなくてもよい。この場合、電動モータ11と左右の前輪用軸13−1とを歯車(固定比)で結合し、電動モータ11の回転数と回転方向を制御する。
図3は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。図4は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示し、自律走行装置1が設定速度で走行している状態を示す図である。図5は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示し、自律走行装置1が減速して走行している状態を示す図である。図6は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示し、自律走行装置1が停止した状態を示す図である。
図3に示されるように、自律走行装置1の装置本体2は、駆動装置10の他に、制御装置20と、記憶装置30と、監視装置40と、を具備している。制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)であり、駆動装置10、記憶装置30、監視装置40を制御する。記憶装置30には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されていて、制御装置20は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行する。
監視装置40は、監視エリアAR100を監視する。監視エリアAR100は、装置本体2から前方に広がる領域である。図3に示されるように、監視装置40は、カメラ41と、測距センサ42と、を具備している。
カメラ41は、後述のクロック信号に応じて、監視エリアAR100の画像を撮影する。
測距センサ42は、後述のクロック信号に応じて、装置本体2から監視エリアAR100(図4を参照)内の障害物100までの距離Lを計測する。
図3に示されるように、記憶装置30は、エリア登録部31と、移動体登録部32と、を具備している。
エリア登録部31には、通常走行エリアAR101を表す情報と、減速エリアAR102を表す情報と、停止エリアAR103を表す情報と、が登録されている。
図4に示されるように、通常走行エリアAR101は、装置本体2から前方に距離L101まで広がる領域である。また、通常走行エリアAR101は、装置本体2が設定速度で走行するための領域でもある。
図4に示されるように、減速エリアAR102は、通常走行エリアAR101と装置本体2との間に設けられている。この減速エリアAR102は、装置本体2から前方に距離L102まで広がる領域である。距離L102は、距離L101よりも短い。また、図5に示されるように、減速エリアAR102は、設定速度で走行中の装置本体2が減速して走行するための領域でもある。
図4に示されるように、停止エリアAR103は、減速エリアAR102と装置本体2との間に設けられている。この停止エリアAR103は、装置本体2から前方に距離L103まで広がる領域である。距離L103は、距離L102よりも短い。また、図6に示されるように、停止エリアAR103は、減速走行中の装置本体2が停止するための領域でもある。
エリア登録部31には、更に、移動体用減速エリアAR202(AR202A、…)を表す情報と、移動体用停止エリアAR203(AR203A、…)を表す情報と、が登録されている。
移動体用減速エリアAR202は、通常走行エリアAR101と装置本体2との間に設けられている(図11を参照)。この移動体用減速エリアAR202は、装置本体2から前方に距離L202まで広がる領域である(図11を参照)。距離L202は、距離L101よりも短く、かつ、距離L102よりも長い。また、移動体用減速エリアAR202は、設定速度で走行中の装置本体2が減速して走行するための領域でもある。すなわち、移動体用減速エリアAR202は、減速エリアAR102よりも広く、かつ、通常走行エリアAR101よりも狭い。
移動体用停止エリアAR203は、移動体用減速エリアAR202と装置本体2との間に設けられている(図11を参照)。この移動体用停止エリアAR203は、装置本体2から前方に距離L203まで広がる領域である(図11を参照)。距離L203は、距離L102よりも短く、かつ、距離L103よりも長い。また、移動体用停止エリアAR203は、減速走行中の装置本体2が停止するための領域でもある。すなわち、移動体用停止エリアAR203は、停止エリアAR103よりも広く、かつ、移動体用減速エリアAR202よりも狭い。
移動体用減速エリアAR202と移動体用停止エリアAR203とは、移動体200(200A、…)の種類毎に異なる。
図3に示されるように、移動体登録部32には、複数種類の移動体200(200A、…)をそれぞれ表す画像が登録されている。
例えば、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの移動体200Aの画像は、人200Aを表す画像である。この人200Aを表す画像に対して、エリア登録部31に登録された移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203は、それぞれ、対人用減速エリアAR202A、対人用停止エリアAR203Aを含んでいる。
対人用減速エリアAR202Aは、装置本体2から前方に距離L202Aまで広がる領域であり、距離L202Aは、例えば、上述の距離L202と同じである(図11を参照)。
対人用停止エリアAR203Aは、装置本体2から前方に距離L203Aまで広がる領域であり、距離L203Aは、例えば、上述の距離L203と同じである(図11を参照)。
図3に示されるように、制御装置20は、走行制御部21と、エリア設定部22と、障害物検出部23と、速度制御部24と、判定部25と、エリア変更部26と、クロック信号出力部27と、を具備している。
クロック信号出力部27は、クロック信号を出力する。
走行制御部21は、後述する障害物100が検出されるまで装置本体2を通常走行させる。具体的には、走行制御部21は、駆動装置10を制御することにより、予め設定された監視ルート(移動方向)に、予め設定された設定速度で、装置本体2を自律走行させる。
エリア設定部22は、監視エリアAR100に対して、通常走行エリアAR101、減速エリアAR102、停止エリアAR103が設定されている。
障害物検出部23は、クロック信号出力部27からのクロック信号に応じて、カメラ41の出力と測距センサ42の出力とを同期データとして入力する。障害物検出部23は、カメラ41により撮影された監視エリアAR100の画像に対して、背景画像と異なる障害物100の画像を検出する。また、障害物検出部23は、測距センサ42により計測された距離Lを検出する。
速度制御部24は、障害物100が検出されたときに装置本体2の走行速度を制御する。具体的には、速度制御部24は、障害物検出部23により障害物100が検出された場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の通常走行エリアAR101、減速エリアAR102、停止エリアAR103と、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lと、に基づいて、装置本体2の走行速度を制限する。すなわち、速度制御部24は、装置本体2が障害物100に近づくにつれて障害物100に衝突しないように、装置本体2の走行速度を制御する。
判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体200であるか否かを判定し、判定結果を出力する。ここで、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの1つの移動体の画像に一致する場合、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体200であることを示す判定結果を出力する。
エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が移動体200であることを示す場合、記憶装置30のエリア登録部31に登録された移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203を読み出して、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、移動体用減速エリアAR202と移動体用停止エリアAR203とに変更する。
この場合、速度制御部24は、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の通常走行エリアAR101、移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203と、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の移動体200までの距離L)と、に基づいて、装置本体2の走行速度を制限する。すなわち、速度制御部24は、装置本体2が移動体200に近づくにつれて移動体200に衝突しないように、装置本体2の走行速度を制御する。
上述のように、移動体としては、人200Aが挙げられる。例えば、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの少なくとも1つの移動体の画像は、人200Aの画像を表している。人200Aの画像としては、自律走行装置1が監視する監視ルートを常に利用する人を特定(判定)する場合は、予め決められた人の画像が用いられてもよいし、顔の輪郭や形状などの特徴点により人として判定できればよい場合は、サンプル画像として、任意に決められた人の画像が用いられてもよい。
図7は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。図8は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体ではないときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。図9は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体ではないときの監視エリア100を示す図である。図10は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。図11は、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。
まず、カメラ41は、クロック信号出力部27からのクロック信号に応じて、監視エリアAR100の画像を撮影する。また、測距センサ42は、クロック信号に応じて、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lを計測する。このとき、障害物検出部23は、クロック信号に応じて、カメラ41の出力と測距センサ42の出力とを同期データ(図8、10を参照)として入力する。図8、10に示されるように、カメラ41の出力は、監視エリアAR100の画像を表している。また、図8、10に示されるように、測距センサ42の出力は、出力電圧と距離との関係を示すデータであり、出力電圧の値がピーク値であるときの距離が距離Lを表している。
図7に示されるように、障害物検出部23は、カメラ41により撮影された監視エリアAR100の画像に対して、背景画像と異なる障害物100の画像を検出する(ステップS11)。また、障害物検出部23は、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離L)を検出する(ステップS12)。
判定部25は、監視エリア100内の障害物100が移動体であるか否かを判定する(ステップS13)。具体的には、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、移動体(人)を表す画像に一致するかを判定する。
例えば、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のいずれも一致しない。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体ではない(ステップS13−No)(図8、9を参照)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体ではないことを示す判定結果を出力する。
この場合、速度制御部24は、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の通常走行エリアAR101、減速エリアAR102、停止エリアAR103と、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離L)と、に基づいて、装置本体2の走行速度を制限する(ステップS14)。すなわち、速度制御部24は、装置本体2が障害物100に近づくにつれて障害物100に衝突しないように、装置本体2の走行速度を制御する。
一方、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、人200Aを表す画像に一致する。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)である(ステップS13−Yes)(図10、11を参照)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が人200Aであることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が人200Aであることを示す場合、記憶装置30のエリア登録部31に登録された移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203として対人用減速エリアAR202A、対人用停止エリアAR203Aを読み出して、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、移動体用減速エリアAR202として対人用減速エリアAR202Aと、移動体用停止エリアAR203として対人用停止エリアAR203Aと、に変更する(ステップS15)。
この場合、速度制御部24は、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の通常走行エリアAR101、対人用減速エリアAR202A、対人用停止エリアAR203Aと、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の移動体200までの距離L)と、に基づいて、装置本体2の走行速度を制限する(ステップS14)。すなわち、速度制御部24は、装置本体2が大人200Aに近づくにつれて大人200Aに衝突しないように、装置本体2の走行速度を制御する。
その後、ステップS14において、人200Aが移動して、障害物検出部23が、障害物100(人200A)の画像を検出しなくなった場合、通常走行要求信号をエリア変更部26に出力する。エリア変更部26は、通常走行要求信号に応じて、記憶装置30のエリア登録部31に登録された減速エリアAR102、停止エリアAR103を読み出して、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の対人用減速エリアAR202Aと対人用停止エリアAR203Aとを、それぞれ、減速エリアAR102と停止エリアAR103とに変更する。すなわち、エリア変更部26は、エリア設定部22の設定を減速エリアAR102、停止エリアAR103に戻す。
以上の説明により、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、走行制御部21は、装置本体2を設定速度で自律走行させ、監視装置40は、監視エリアAR100を監視する。また、エリア設定部22には、監視エリアAR100に対して通常走行エリアAR101、減速エリアAR102、停止エリアAR103が設定されている。障害物検出部23は、監視エリアAR100に存在する障害物100を検出し、速度制御部24は、障害物検出部23により障害物100が検出された場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100と、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lとに基づいて、装置本体2の走行速度を制限する。また、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体200であるか否かを判定し、判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が移動体200であることを示す場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、移動体用減速エリアAR202と移動体用停止エリアAR203とに変更する。このように、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、障害物100が移動体200である場合は、特許文献1のように監視センタからの指示を待つことなく、走行速度を制限する。したがって、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、障害物100の検出に応じて走行速度を制限する際に、障害物100が移動体200であっても対応することができる。
また、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、移動体登録部32には、複数種類の移動体200をそれぞれ表す画像が登録され、監視装置40は、監視エリアAR100の画像を撮影するカメラ41と、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lを計測する測距センサ42と、を具備している。そこで、障害物検出部23は、カメラ41により撮影された監視エリアAR100の画像に対して、背景画像と異なる障害物100の画像を検出する。判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの1つの移動体の画像に一致する場合、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体200であることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が移動体200であることを表す場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、移動体用減速エリアAR202と移動体用停止エリアAR203とに変更する。このように、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1によれば、障害物100が移動体200であるか否かについては、カメラ41と障害物検出部23とにより実現することができ、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lについては、測距センサ42により実現することができる。
また、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、移動体用減速エリアAR202と移動体用停止エリアAR203とは、移動体200の種類毎に異なる。
例えば、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの少なくとも1つの移動体の画像は、人200Aを表している。判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、人200Aを表す画像に一致する場合、障害物検出部23により検出された障害物100が人200Aであることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が人200Aであることを示す場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、対人用減速エリアAR202Aと対人用停止エリアAR203Aとに変更する。障害物100が人200Aである場合、人200Aが装置本体2に接触、あるいは、衝突したときに怪我をする可能性がある。したがって、本発明の第1実施形態に係る自律走行装置1では、障害物100が人200Aである場合は、監視エリアAR100を物体用の監視エリアAR100(通常走行エリアAR101、減速エリアAR102、停止エリアAR103)から人用の監視エリア(通常走行エリアAR101、対人用減速エリアAR202A、対人用停止エリアAR203A)に変更することにより、物体(障害物100)に対する走行速度よりも、人200Aに対する走行速度を厳しく設定することができる。
[第2実施形態]
図12は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。第2実施形態では、第1実施形態からの変更点を説明する。
図12に示されるように、例えば、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの移動体200Bの画像は、子供を表す画像である。この子供200Bを表す画像に対して、エリア登録部31に登録された移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203は、それぞれ、対子供用減速エリアAR202B、対子供用停止エリアAR203Bを含んでいる。
対子供用減速エリアAR202Bは、通常走行エリアAR101と装置本体2との間に設けられている(図18を参照)。この対子供用減速エリアAR202Bは、装置本体2から前方に距離L202Bまで広がる領域である(図18を参照)。距離L202Bは、距離L101よりも短く、かつ、距離L202Aよりも長い。また、対子供用減速エリアAR202Bは、設定速度で走行中の装置本体2が減速して走行するための領域でもある。すなわち、対子供用減速エリアAR202Bは、対人用減速エリアAR202Aよりも広く、かつ、通常走行エリアAR101よりも狭い。
対子供用停止エリアAR203Bは、対子供用減速エリアAR202Bと装置本体2との間に設けられている(図18を参照)。この対子供用停止エリアAR203Bは、装置本体2から前方に距離L203Bまで広がる領域である(図18を参照)。距離L203Bは、距離L202Aよりも短く、かつ、距離L203Aよりも長い。また、対子供用停止エリアAR203Bは、減速走行中の装置本体2が停止するための領域でもある。すなわち、対子供用停止エリアAR203Bは、対人用停止エリアAR203Aよりも広く、かつ、対人用減速エリアAR202Aよりも狭い。
上述のように、人200Aが大人である場合、移動体としては、大人200Aの他に、子供200Bも挙げられる。例えば、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの少なくとも1つの移動体の画像は、子供200Bの画像を表している。また、子供200Bの画像としては、監視ルートを常に利用する人200Aの画像と区別して特定(判定)する場合は、予め決められた子供の画像が用いられてもよいし、大人200Aよりも背が低い子供として判定できればよい場合は、サンプル画像として、任意に決められた子供の画像が用いられてもよい。
図13は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。図14は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が大人200Aであるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。図15は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が大人200Aであるときの監視エリア100を示す図である。図16は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が子供200Bであるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。図17は、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が子供200Bであるときの監視エリア100を示す図である。
図13に示されるように、まず、前述のステップS11〜S13が実行される。
例えば、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、人200Aを表す画像であるが、子供200Bを表す画像ではない。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体ではない(ステップS13−Yes、S21−No)(図14、15を参照)。この場合、前述のステップS15、S14が実行される。
一方、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、子供200Bを表す画像に一致する。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体(人)であり、その人は子供である(ステップS13−Yes、S21−Yes)(図16、17を参照)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が子供200Bであることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が子供200Bであることを示す場合、記憶装置30のエリア登録部31に登録された移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203として対子供用減速エリアAR202B、対子供用停止エリアAR203Bを読み出して、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、対子供用減速エリアAR202Bと対子供用停止エリアAR203Bとに変更する(ステップS22)。
この場合、速度制御部24は、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の通常走行エリアAR101、対子供用減速エリアAR202B、対子供用停止エリアAR203Bと、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の移動体200までの距離L)と、に基づいて、装置本体2の走行速度を制限する(ステップS14)。すなわち、速度制御部24は、装置本体2が子供200Bに近づくにつれて子供200Bに衝突しないように、装置本体2の走行速度を制御する。
以上の説明により、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1では、人200Aは大人である。判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、子供200Bを表す画像に一致する場合、障害物検出部23により検出された障害物100が子供200Bであることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が子供200Bであることを示す場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、対子供用減速エリアAR202Bと対子供用停止エリアAR203Bとに変更する。障害物100が子供200Bである場合、子供200Bは大人200Aよりも注意力がない。そのため、本発明の第2実施形態に係る自律走行装置1では、障害物100が子供200Bである場合は、監視エリアAR100を物体用の監視エリアAR100(通常走行エリアAR101、減速エリアAR102、停止エリアAR103)から子供用の監視エリア(通常走行エリアAR101、対子供用減速エリアAR202B、対子供用停止エリアAR203B)に変更することにより、人200A(大人)に対する走行速度よりも、子供200Bに対する走行速度を厳しく設定することができる。
[第3実施形態]
図18は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。第3実施形態では、第2実施形態からの変更点を説明する。
図18に示されるように、例えば、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの移動体200Cの画像は、横向きの人を表す画像である。この横向きの人200Cを表す画像に対して、エリア登録部31に登録された移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203は、それぞれ、対横向き用減速エリアAR202C、対横向き用停止エリアAR203Cを含んでいる。
対横向き用減速エリアAR202Cは、通常走行エリアAR101と装置本体2との間に設けられている(図23を参照)。この対横向き用減速エリアAR202Cは、装置本体2から前方に距離L202Cまで広がる領域である(図23を参照)。距離L202Cは、距離L101よりも短く、かつ、距離L202Aよりも長い。また、対横向き用減速エリアAR202Cは、設定速度で走行中の装置本体2が減速して走行するための領域でもある。すなわち、対横向き用減速エリアAR202Cは、対人用減速エリアAR202Aよりも広く、かつ、通常走行エリアAR101よりも狭い。
対横向き用停止エリアAR203Cは、対横向き用減速エリアAR202Cと装置本体2との間に設けられている(図23を参照)。この対横向き用停止エリアAR203Cは、装置本体2から前方に距離L203Cまで広がる領域である(図23を参照)。距離L203Cは、距離L202Aよりも短く、かつ、距離L203Aよりも長い。また、対横向き用停止エリアAR203Cは、減速走行中の装置本体2が停止するための領域でもある。すなわち、対横向き用停止エリアAR203Cは、対人用停止エリアAR203Aよりも広く、かつ、対人用減速エリアAR202Aよりも狭い。
上述のように、人200Aが正面を向いている人(特に、顔が正面を向いている人)である場合、移動体としては、正面を向いている人200Aの他に、横向きの人200C(例えば、顔が横を向いている人や、監視エリア100を横切るように移動している人)も挙げられる。例えば、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの少なくとも1つの移動体の画像は、横向きの人200Cの画像を表している。横向きの人200Cの画像としては、自律走行装置1が監視する監視ルートを常に利用する人を特定(判定)する場合や、監視ルートを常に利用する人200Aと同一の人物である場合は、予め決められた人の画像が用いられてもよいし、顔の輪郭や形状などの特徴点により人として判定できればよい場合は、サンプル画像として、任意に決められた人の画像が用いられてもよい。
図19は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。図20は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が人200A(正面を向いている人)であるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。図21は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が人200A(正面を向いている人)であるときの監視エリア100を示す図である。図22は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が横向きの人200Cであるときの同期データ(カメラ41の出力、測距センサ42の出力)を示す図である。図23は、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が横向きの人200Cであるときの監視エリア100を示す図である。
図19に示されるように、まず、前述のステップS11〜S13が実行される。
例えば、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、人200Aを表す画像に一致する。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体として人であり、その人が正面を向いている(ステップS13−Yes、S21−No、S31−No)(図20、21を参照)。この場合、前述のステップS15、S14が実行される。
一方、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、横向きの人200Cを表す画像に一致する。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体として人であるが、正面を向いていない(ステップS13−Yes、S21−No、S31−Yes)(図22、23を参照)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が横向きの人200Cであることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が横向きの人200Cであることを示す場合、記憶装置30のエリア登録部31に登録された移動体用減速エリアAR202、移動体用停止エリアAR203として対横向き用減速エリアAR202C、対横向き用停止エリアAR203Cを読み出して、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、対横向き用減速エリアAR202Cと対横向き用停止エリアAR203Cとに変更する(ステップS32)。
この場合、速度制御部24は、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の通常走行エリアAR101、対横向き用減速エリアAR202C、対横向き用停止エリアAR203Cと、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の移動体200までの距離L)と、に基づいて、装置本体2の走行速度を制限する(ステップS14)。すなわち、速度制御部24は、装置本体2が横向きの人200Cに近づくにつれて横向きの人200Cに衝突しないように、装置本体2の走行速度を制御する。
以上の説明により、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1では、人200Aは正面を向いている人である。判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、横向きの人200Cを表す画像に一致する場合、障害物検出部23により検出された障害物100が横向きの人200Cであることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が横向きの人200Cであることを示す場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、対横向き用減速エリアAR202Cと対横向き用停止エリアAR203Cとに変更する。障害物100が横向きの人200Cである場合、横向きの人200Cは正面を向いている人(人200A)よりも注意力がない。そのため、本発明の第3実施形態に係る自律走行装置1では、障害物100が横向きの人200Cである場合は、監視エリアAR100を物体用の監視エリアAR100(通常走行エリアAR101、減速エリアAR102、停止エリアAR103)から横向きの人用の監視エリア(通常走行エリアAR101、対横向き用減速エリアAR202C、対横向き用停止エリアAR203C)に変更することにより、人200A(正面を向いている人)に対する走行速度よりも、横向きの人200Cに対する走行速度を厳しく設定することができる。
[第4実施形態]
図24は、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。第4実施形態では、第1実施形態からの変更点を説明する。
図24に示されるように、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1において、監視装置40は、前述の測距センサ42を具備している。すなわち、監視装置40は、第1実施形態におけるカメラ41を具備していない。
図25は、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。図26は、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの測距センサ42の出力を示す図である。図27は、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。
まず、測距センサ42は、クロック信号出力部27からのクロック信号に応じて、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lを計測する。このとき、障害物検出部23は、クロック信号に応じて、測距センサ42の出力(図26を参照)を入力する。図26に示されるように、測距センサ42の出力は、出力電圧と距離との関係を示すデータであり、出力電圧の値がピーク値であるときの距離が距離Lを表している。
図25に示されるように、障害物検出部23は、障害物検出部23は、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離L)を検出する(ステップS12)。この場合、第1実施形態におけるステップS11が実行されない。
ここで、測距センサ42により前回計測された距離Lを第1距離L401とする(図26、27を参照)。また、測距センサ42により今回計測された距離Lを第2距離L402とする(図26、27を参照)。この場合、判定部25は、第2距離L402と第1距離L401との差分値L412(図27を参照)を算出する(ステップS41)。
判定部25は、監視エリア100内の障害物100が移動体であるか否かを判定する(ステップS13)。具体的には、判定部25は、差分値L412が、装置本体2の走行速度により予想される設定値と異なるか否かを判定する。
例えば、障害物検出部23により検出された障害物100が監視エリア100内を移動していないため、差分値L412が設定値と同一である。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体ではない(ステップS13−No)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体ではないことを示す判定結果を出力する。その後、前述のステップS14が実行される。
一方、障害物検出部23により検出された障害物100が、監視エリア100内を移動しているため、差分値L412が設定値と異なる(ステップS13−Yes)。例えば、人200Aが装置本体2に向かって歩いているため、算出差分距離L412が設定差分距離L400よりも短い。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)である(ステップS13−Yes)(図26、27を参照)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が人200Aであることを示す判定結果を出力する。その後、前述のステップS15、S14が実行される。
以上の説明により、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1では、監視装置40は、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lを計測する測距センサ42、を具備している。判定部25は、測距センサ42により前回計測された距離Lを第1距離L401とし、測距センサ42により今回計測された距離Lを第2距離L402としたとき、第2距離L402と第1距離L401との差分値L412を算出する。差分値L412が装置本体2の走行速度により予想される設定値と異なる場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体200であることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が移動体200であることを表す場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、移動体用減速エリアAR202と移動体用停止エリアAR203とに変更する。このように、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1によれば、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lについては、測距センサ42により実現することができ、障害物100が移動体200であるか否かについては、測距センサ42と判定部25とにより実現することができる。
[第5実施形態]
図28は、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。第5実施形態では、第1実施形態からの変更点を説明する。
図28に示されるように、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1において、監視装置40は、カメラ41を具備している。すなわち、監視装置40は、第1実施形態における測距センサ42を具備していない。
図29は、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。図30は、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの測距センサ42の出力を示す図である。図31は、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。
まず、カメラ41は、クロック信号出力部27からのクロック信号に応じて、監視エリアAR100の画像を撮影する。このとき、障害物検出部23は、クロック信号に応じて、カメラ41の出力(図30を参照)を入力する。図30に示されるように、カメラ41の出力は、監視エリアAR100の画像を表している。また、カメラ41の出力は、監視エリアAR100の画像に、監視エリアAR100を表す線の画像を合成させたものでもよい。
図29に示されるように、障害物検出部23は、カメラ41により撮影された監視エリアAR100の画像に対して、背景画像と異なる障害物100の画像を検出する(ステップS11)。この場合、第1実施形態におけるステップS11が実行されない。
ここで、装置本体2から監視エリアAR100の境界線ARBまでの距離を第1距離L501とする(図30、31を参照)。また、障害物検出部23により初めて検出された監視エリアAR100内の障害物100の画像の幅を第1幅W501とする(図30、31を参照)。また、障害物検出部23により今回検出された監視エリアAR100内の障害物100の画像の幅を第2幅W502とする(図30、31を参照)。また、装置本体2から障害物検出部23により今回検出された監視エリアAR100内の障害物100までの距離を第2距離L502とする(図30、31を参照)。この場合、判定部25は、第1距離L501と第1幅W501と第2幅W502とに基づいて第2距離L502を算出する(ステップS51)。具体的には、判定部25は、L502=L501×(W501/W502)により、第2距離L502を算出する。
判定部25は、監視エリア100内の障害物100が移動体であるか否かを判定する(ステップS13)。具体的には、判定部25は、第2距離L502が、装置本体2の走行速度により予想される設定距離と異なるか否かを判定する。
例えば、障害物検出部23により検出された障害物100が監視エリア100内を移動していないため、第2距離L502が設定距離と同一である。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体ではない(ステップS13−No)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体ではないことを示す判定結果を出力する。その後、前述のステップS14が実行される。
一方、障害物検出部23により検出された障害物100が、監視エリア100内を移動しているため、第2距離L502が設定距離と異なる(ステップS13−Yes)。例えば、人200Aが装置本体2に向かって歩いているため、第2距離L502が設定距離よりも短い。すなわち、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)である(ステップS13−Yes)(図30、31を参照)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が人200Aであることを示す判定結果を出力する。その後、前述のステップS15、S14が実行される。
以上の説明により、本発明の第5実施形態に係る自律走行装置1では、複数種類の移動体200をそれぞれ表す画像が登録された移動体登録部32、を更に具備し、監視装置40は、監視エリアAR100の画像を撮影するカメラ41、を具備している。障害物検出部23は、カメラ41により撮影された監視エリアAR100の画像に対して、背景画像と異なる障害物100の画像を検出する。判定部25は、装置本体2から監視エリアAR100の境界線ARBまでの距離を第1距離L501とし、障害物検出部23により初めて検出された監視エリアAR100内の障害物100の画像の幅を第1幅W501とし、障害物検出部23により今回検出された監視エリアAR100内の障害物100の画像の幅を第2幅W502とし、装置本体2から障害物検出部23により今回検出された監視エリアAR100内の障害物100までの距離を第2距離L502としたとき、第1距離L501と第1幅W501と第2幅W502とに基づいて第2距離L502を算出する(L502=L501×(W501/W502))。第2距離L502が装置本体2の走行速度により予想される設定距離と異なる場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が移動体200であることを示す判定結果を出力する。エリア変更部26は、判定結果が、障害物100が移動体200であることを表す場合、エリア設定部22に設定された監視エリアAR100内の減速エリアAR102と停止エリアAR103とを、それぞれ、移動体用減速エリアAR202と移動体用停止エリアAR203とに変更する。このように、本発明の第4実施形態に係る自律走行装置1によれば、障害物100が移動体200であるか否かについては、カメラ41と障害物検出部23とにより実現することができ、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lについては、カメラ41と判定部25とにより実現することができる。
[第6実施形態]
図32は、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1の構成を示すブロック図である。第6実施形態では、第1実施形態から第5実施形態のいずれにおいても適用可能であるが、ここでは、第3実施形態からの変更点を説明する。
図32に示されるように、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1において、制御装置20は、更に、識別情報検出部28を具備している。
また、図32に示されるように、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1において、移動体登録部32には、移動体200を表す画像に対応付けて、その移動体200を識別する登録識別情報が更に登録されている。例えば、移動体登録部32には、人200A(大人200A)を表す画像に対応付けて、人200Aを識別する登録識別情報200AIDが登録されている。
図33は、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1の動作を示すフローチャートである。図34は、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1において、監視エリア100内の障害物100が移動体200(人200A)であるときの監視エリア100を示す図である。
まず、カメラ41は、クロック信号出力部27からのクロック信号に応じて、監視エリアAR100の画像を撮影する。また、測距センサ42は、クロック信号に応じて、装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離Lを計測する。
また、障害物100である移動体200(人200A)は、識別情報IDを出力する装置を所持していながら、装置本体2に向かって歩いている(図34を参照)。識別情報IDを出力する装置としては、IC鍵60が挙げられる。識別情報IDは、IC鍵60の電波情報である。例えば、IC鍵60は、住宅やマンションなどで監視ルートを利用する場合、その住民や警備員により所持される。
図33に示されるように、障害物検出部23は、カメラ41により撮影された監視エリアAR100の画像に対して、背景画像と異なる障害物100の画像を検出する。また、識別情報検出部28は、IC鍵60を所持する人200Aが監視エリアAR100に侵入したときに、識別情報IDを検出する(ステップS61)。また、障害物検出部23は、測距センサ42により計測された距離L(装置本体2から監視エリアAR100内の障害物100までの距離L)を検出する(ステップS12)。
判定部25は、監視エリア100内の障害物100が移動体であるか否かを判定する(ステップS13)。具体的には、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100の画像が、移動体登録部32に登録された複数種類の移動体200の画像のうちの、人200Aを表す画像に一致するか否かを判定する。また、判定部25は、識別情報検出部28により検出された識別情報IDが、移動体登録部32に登録された識別情報200AIDに一致するかを判定する。
例えば、識別情報検出部28により検出された識別情報IDが、移動体登録部32に登録された識別情報200AIDに一致する。すなわち、人200Aが所持するIC鍵60から出力された識別情報IDと、移動体登録部32に登録された識別情報200AIDとが一致する(ステップS13−Yes)。この場合、判定部25は、障害物検出部23により検出された障害物100が人200Aであることを示す判定結果を出力する。その後、前述のステップS21以降が実行される。
以上の説明により、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1では、識別情報IDを出力する装置(IC鍵60)を所持する人200Aが監視エリアAR100に侵入したときに、識別情報IDを検出する識別情報検出部28、を更に具備している。移動体登録部32には、人200Aを表す画像に対応付けて、登録識別情報200AIDが更に登録されている。判定部25は、障害物検出部23により検出された識別情報IDが、移動体登録部32に登録された識別情報200AIDに一致する場合、障害物検出部23により検出された障害物100が人200Aであることを示す判定結果を出力する。このように、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1によれば、障害物100が移動体200であるか否かについては、第1実施形態〜第3実施形態、第5実施形態におけるカメラ41及び障害物検出部23、あるいは、識別情報検出部28及び判定部25により実現することができる。また、本発明の第6実施形態に係る自律走行装置1によれば、障害物100が移動体200であるか否かについては、第4実施形態における測距センサ42及び判定部25、あるいは、識別情報検出部28及び判定部25により実現することができる。
[第7実施形態]
図35は、本発明の第7実施形態に係る自律走行装置1における監視エリア100を示す図である。第7実施形態では、第1実施形態から第6実施形態のいずれにおいても適用可能であるが、ここでは、第1実施形態からの変更点を説明する。
本発明の第7実施形態に係る自律走行装置1において、減速エリアAR102は、設定速度で走行中の装置本体2が徐々に減速して走行するように複数の減速エリアAR102−1、AR102−2に分割されている。
減速エリアAR102−1は、通常走行エリアAR101と停止エリアAR103との間に設けられている。この減速エリアAR102−1は、設定速度で走行中の装置本体2が第1の減速速度で走行するための領域である。
減速エリアAR102−2は、減速エリアAR102−1と停止エリアAR103との間に設けられている。この減速エリアAR102−2は、第1の減速速度で走行中の装置本体2が第2の減速速度で走行するための領域である。第2の減速速度は、第1の減速速度よりも遅い。
以上の説明により、本発明の第7実施形態に係る自律走行装置1では、減速エリアAR102を複数の減速エリアAR102−1、AR102−2に分けることにより、減速エリアAR102の速度を可変することができる。
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1 … 自律走行装置
2 … 装置本体
3 … 車輪
3−1 … 前輪
3−2 … 後輪
10 … 駆動装置
11 … 電動モータ
12 … トランスミッション
12A … 軸
13−1 … 前輪用軸
13−2 … 後輪用軸
14−1 … 前輪用スプロケット
14−2 … 後輪用スプロケット
15 … ベルト
16 … 軸受
20 … 制御装置
21 … 走行制御部
22 … エリア設定部
23 … 障害物検出部
24 … 速度制御部
25 … 判定部
26 … エリア変更部
27 … クロック信号出力部
28 … 識別情報検出部
30 … 記憶装置
31 … エリア登録部
32 … 移動体登録部
40 … 監視装置
41 … カメラ
42 … 測距センサ
60 … IC鍵
100 … 障害物
200 … 移動体
200A … 人(大人)(正面を向いている人)
200AID … 登録識別情報
200B … 子供
200C … 横向きの人
AR100 … 監視エリア
AR101 … 通常走行エリア
AR102 … 減速エリア
AR102−1 … 減速エリア
AR102−2 … 減速エリア
AR103 … 停止エリア
AR202 … 移動体用減速エリア
AR202A … 対人用減速エリア
AR202B … 対子供用減速エリア
AR202C … 対横向き用減速エリア
AR203 … 移動体用停止エリア
AR203A … 対人用停止エリア
AR203B … 対子供用停止エリア
AR203C … 対横向き用停止エリア
ARB … 境界線
ID … 識別情報
L … 距離
L101 … 距離
L102 … 距離
L103 … 距離
L201 … 距離
L202 … 距離
L203 … 距離
L401 … 第1距離
L402 … 第2距離
L412 … 差分値
L501 … 第1距離
L502 … 第2距離
W501 … 第1幅
W502 … 第2幅

Claims (10)

  1. 装置本体を設定速度で自律走行させる走行制御部と、
    前記装置本体から前方に広がる領域である監視エリアを監視する監視装置と、
    前記監視エリアに対して、前記装置本体が前記設定速度で走行するための領域である通常走行エリアと、前記通常走行エリアと前記装置本体との間に設けられ、前記設定速度で走行中の前記装置本体が減速して走行するための領域である減速エリアと、前記減速エリアと前記装置本体との間に設けられ、減速走行中の前記装置本体が停止するための領域である停止エリアと、が設定されたエリア設定部と、
    前記監視エリアに存在する障害物を検出する障害物検出部と、
    前記障害物検出部により前記障害物が検出された場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリアと、前記装置本体から前記監視エリア内の前記障害物までの距離とに基づいて、前記装置本体の走行速度を制限する速度制御部と、
    前記障害物検出部により検出された前記障害物が移動体であるか否かを判定し、判定結果を出力する判定部と、
    前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記減速エリアよりも広く、かつ、前記通常走行エリアよりも狭い移動体用減速エリアと、前記停止エリアよりも広く、かつ、前記移動体用減速エリアよりも狭い移動体用停止エリアとに変更するエリア変更部と、を具備することを特徴とする自律走行装置。
  2. 複数種類の移動体をそれぞれ表す画像が登録された移動体登録部、を更に具備し、
    前記監視装置は、
    前記監視エリアの画像を撮影するカメラと、
    前記装置本体から前記監視エリア内の前記障害物までの距離を計測する測距センサと、を具備し、
    前記障害物検出部は、前記カメラにより撮影された前記監視エリアの画像に対して、背景画像と異なる前記障害物の画像を検出し、
    前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの1つの移動体の画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記移動体であることを示す前記判定結果を出力し、
    前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを表す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとに変更することを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。
  3. 前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとは、前記移動体の種類毎に異なることを特徴とする請求項2に記載の自律走行装置。
  4. 前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの少なくとも1つの移動体の画像は、人を表し、
    前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの、人を表す画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記人であることを示す前記判定結果を出力し、
    前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記人であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアである対人用減速エリアと前記移動体用停止エリアである対人用停止エリアとに変更することを特徴とする請求項2または3に記載の自律走行装置。
  5. 前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの、子供を表す画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記子供であることを示す前記判定結果を出力し、
    前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記子供であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記対人用減速エリアよりも広く、かつ、前記通常走行エリアよりも狭い対子供用減速エリアと、前記対人用停止エリアよりも広く、かつ、前記対人用減速エリアよりも狭い対子供用停止エリアとに変更することを特徴とする請求項4に記載の自律走行装置。
  6. 前記人は正面を向いている人であり、
    前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記障害物の画像が、前記移動体登録部に登録された前記複数種類の移動体の画像のうちの、横向きの人を表す画像に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記横向きの人であることを示す前記判定結果を出力し、
    前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記横向きの人であることを示す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記対人用減速エリアよりも広く、かつ、前記通常走行エリアよりも狭い対横向き用減速エリアと、前記対人用停止エリアよりも広く、かつ、前記対人用減速エリアよりも狭い対横向き用停止エリアとに変更することを特徴とする請求項4に記載の自律走行装置。
  7. 識別情報を出力する装置を所持する前記人が前記監視エリアに侵入したときに、前記識別情報を検出する識別情報検出部、を更に具備し、
    前記移動体登録部には、前記人を表す画像に対応付けて、登録識別情報が更に登録され、
    前記判定部は、前記障害物検出部により検出された前記識別情報が、前記移動体登録部に登録された前記登録識別情報に一致する場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記人であることを示す前記判定結果を出力することを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の自律走行装置。
  8. 前記監視装置は、
    前記装置本体から前記監視エリア内の前記障害物までの距離を計測する測距センサ、を具備し、
    前記判定部は、
    前記測距センサにより前回計測された前記距離を第1距離とし、前記測距センサにより今回計測された前記距離を第2距離としたとき、前記第2距離と前記第1距離との差分値を算出し、
    前記差分値が前記装置本体の走行速度により予想される設定値と異なる場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記移動体であることを示す前記判定結果を出力し、
    前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを表す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとに変更することを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。
  9. 複数種類の移動体をそれぞれ表す画像が登録された移動体登録部、を更に具備し、
    前記監視装置は、
    前記監視エリアの画像を撮影するカメラ、を具備し、
    前記障害物検出部は、前記カメラにより撮影された前記監視エリアの画像に対して、背景画像と異なる前記障害物の画像を検出し、
    前記判定部は、
    前記装置本体から前記監視エリアの境界線までの距離を第1距離とし、前記障害物検出部により初めて検出された前記監視エリア内の前記障害物の画像の幅を第1幅とし、前記障害物検出部により今回検出された前記監視エリア内の前記障害物の画像の幅を第2幅とし、前記装置本体から前記障害物検出部により今回検出された前記監視エリア内の前記障害物までの距離を第2距離としたとき、前記第1距離と前記第1幅と前記第2幅とに基づいて前記第2距離を算出し、
    前記第2距離が前記装置本体の走行速度により予想される設定距離と異なる場合、前記障害物検出部により検出された前記障害物が前記移動体であることを示す前記判定結果を出力し、
    前記エリア変更部は、前記判定結果が、前記障害物が前記移動体であることを表す場合、前記エリア設定部に設定された前記監視エリア内の前記減速エリアと前記停止エリアとを、それぞれ、前記移動体用減速エリアと前記移動体用停止エリアとに変更することを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。
  10. 前記減速エリアは、前記設定速度で走行中の前記装置本体が徐々に減速して走行するように複数の減速エリアに分割されていることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の自律走行装置。
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