JP6604546B2 - 移動体 - Google Patents

Description

本発明は、移動体に関し、特に、不安定な挙動をすることなく、ユーザに追従できる移動体に関するものである。

特許文献１には、周囲環境に基づいて、ユーザとの位置関係を決定し、その決定した位置関係に基づいて、ユーザのそばについて自律的に移動する自律移動装置が開示されている。この自律移動装置によれば、ユーザの追尾に加えて、追尾以外の移動形態をとることが可能となるので、ユーザの前方にて、ユーザに追従しつつ移動することができる。かかる追従制御中に、当該移動装置がユーザの位置を見失うと、追従モードがオフ（非作動）に設定されて、追従制御が中止され、当該移動装置は停止する。

特開２００７−３１６９２４号公報

しかしながら、かかる追従制御は、ユーザを見失わない限り作動し続けるので、当該移動装置の周囲に移動できる環境がない場合にも、追従制御は継続される。その結果、当該移動装置は、行き場を失い、ユーザのそばでうろうろ動くなどの不安定な挙動をすることとなり、ユーザに不快感や不信感を与えてしまうという問題点があった。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、不安定な挙動をすることなく、ユーザに追従できる移動体を提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明の移動体は、ユーザに追従する移動体であって、当該移動体を移動させる移動手段と、ユーザを検知するユーザ検知手段と、前記ユーザ検知手段により検知されたユーザの情報に基づいて、前記移動手段を制御して、当該移動体を移動させる移動制御手段と、所定条件が成立した場合に、前記移動制御手段による移動制御を停止する停止手段と、前記停止手段により前記移動制御手段による移動制御が停止された場合に、前記移動手段を制御して、当該移動体をユーザによる手動操作が可能な位置に近づける接近手段とを備えている。

請求項１の移動体によれば、ユーザ検知手段により検知されたユーザの情報に基づいて、移動制御手段により移動手段が制御され、当該移動体がユーザに追従して移動する。ここで、所定条件が成立すると、停止手段によって、移動制御手段による当該移動体の移動制御が停止される。よって、ユーザに追従して移動する追従制御の実行中であっても、所定条件下でこれを停止できるので、例えば行き場を失ってユーザのそばでうろうろ動くなどの不安定な挙動を防止して、ユーザに不快感や不信感を与えることなく、ユーザに追従できる。また、停止手段により移動制御手段による移動制御が停止された場合に、接近手段は、移動手段を制御して、当該移動体をユーザによる手動操作が可能な位置に近づける。よって、ユーザは、その場に居ながら、停止した当該移動体を手動操作できるという効果がある。
請求項２の移動体によれば、ユーザ検知手段により検知されたユーザの情報に基づいて、移動制御手段により移動手段が制御され、当該移動体がユーザに追従して移動する。ここで、所定条件が成立すると、停止手段によって、移動制御手段による当該移動体の移動制御が停止される。よって、ユーザに追従して移動する追従制御の実行中であっても、所定条件下でこれを停止できるので、例えば行き場を失ってユーザのそばでうろうろ動くなどの不安定な挙動を防止して、ユーザに不快感や不信感を与えることなく、ユーザに追従できる。また、停止手段により移動制御手段による移動制御が停止された場合に、方向調整手段は、移動手段を制御して、当該移動体の操作部をユーザ側に向ける。よって、ユーザは、停止した当該移動体への手動操作を容易に行うことができるという効果がある。

請求項３の移動体によれば、請求項１又は２の奏する効果に加え、次の効果を奏する。停止手段は、周辺環境認識手段により障害物が認識された結果、移動制御手段による当該移動体の移動ができない場合に、所定条件の成立と判断して移動制御を停止する。よって、追従制御中の当該移動体が周囲に移動できる環境がない場合に、行き場を失ってユーザのそばでうろうろ動くなどの不安定な挙動を防止できるという効果がある。

請求項４の移動体によれば、請求項１から３のいずれかが奏する効果に加え、次の効果を奏する。停止手段は、入力手段により入力されたユーザの指示が移動制御手段による移動制御を停止させるものである場合に、所定条件の成立と判断して移動制御を停止する。よって、移動制御中であっても、ユーザの指示に応じて当該移動体を停止できるという効果がある。

請求項５の移動体によれば、請求項２から４のいずれかの奏する効果に加え、次の効果を奏する。停止手段により移動制御手段による移動制御が停止された場合に、接近手段は、移動手段を制御して、当該移動体をユーザによる手動操作が可能な位置に近づける。よって、ユーザは、その場に居ながら、停止した当該移動体を手動操作できるという効果がある。

請求項６の移動体によれば、請求項１から５のいずれかの奏する効果に加え、次の効果を奏する。停止手段により移動制御手段による移動制御が停止された場合に、手動制御手段は、操作部による操作に基づいて、移動手段を制御して、当該移動体を移動させる。よって、ユーザは、停止した当該移動体を、手動操作により所望の場所へ移動できるという効果がある。

（ａ）は本発明の一実施形態における、移動体およびユーザの外観図であり、（ｂ）は（ａ）の矢印Ｉｂ方向から見た移動体の正面図である。 移動体の電気的構成を示すブロック図である。 メイン処理のフローチャートである。 （ａ）は移動体の制御モードが「追従モード」である場合の、移動体とユーザとの位置関係を示す図であり、（ｂ）は移動体の制御モードが「被補助モード」に設定された直後における、移動体とユーザとの位置関係を示す図であり、（ｃ）は移動体の制御モードが「被補助モード」に設定された後、移動体がユーザに接近する動きを示す図であり、（ｄ）は移動体の制御モードが「被補助モード」に設定され、移動体がユーザに接近した後、移動体が所定の角度となるように移動体が回転する動きを示す図である。 本実施形態の変形例における、移動体の外観図である。 本実施形態の変形例において、（ａ）は移動体の制御モードが「追従モード」である場合の、移動体とユーザとの位置関係を示す図であり、（ｂ）は移動体の制御モードが「被補助モード」に設定された直後の、移動体とユーザとの動きを示す図であり、（ｃ）は移動体の制御モードが「被補助モード」に設定された後、移動体がユーザに接近する動きを示す図であり、（ｄ）は移動体の制御モードが「被補助モード」に設定され、移動体がユーザに接近した後、移動体が所定の角度となるように移動体が回転する動きを示す図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本実施形態における移動体１の構成を説明する。図１（ａ）は、移動体１およびユーザ２の外観図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の矢印Ｉｂ方向から見た移動体１の正面図である。移動体１は、ユーザ２の前方にて、ユーザ２に対し適切な位置に移動して、ユーザ２に追従できる装置として機能する。なお、移動体１の移動範囲である「ユーザ２の前方」とは、例えばユーザ２の前方であって、ユーザ２を中心とする１８０度の範囲である。或いは、ユーザ２の視界の範囲内としてもよい。

図１（ａ）に示すように、移動体１は、本体部１１と、制御部１２と、ユーザ認識センサ１３と、周辺認識センサ１４と、車輪１５と、表示部１６と、グリップ１７と、ジョイスティック１８とを有する。本体部１１は、略直方体状に形成され、本体部１１内には制御部１２が格納される。

制御部１２は、移動体１の各部を制御するための装置であり、ユーザ認識センサ１３と、周辺認識センサ１４とから取得した情報をもとに、移動体１の移動速度および移動方向を決定し、それに基づく移動指示を駆動部２５（図２参照）を介して、各車輪１５に対して行うものである。

ユーザ認識センサ１３は、ユーザ２の画像を取得するカメラで構成され、本体部１１の側面に設けられる。図１（ａ）における２点鎖線で描いた三角形のエリアが、ユーザ認識センサ１３の検出範囲である。なお、ユーザ認識センサ１３の上下位置は、必ずしも固定ではなく、例えば、表示部１６と本体部１１との間で変更可能に構成して、ユーザ２の身長によらず、ユーザ２全体の画像が適切に取得できるようにしてもよい。

ユーザ認識センサ１３は、ユーザ２の画像を取得すると、これを制御部１２へ送信する。制御部１２は、ユーザ認識センサ１３で取得された画像を解析し、ユーザ２の位置とユーザ２が向いている方向とを算出する。このユーザ２の位置およびユーザ２が向いている方向は、移動体１の中心Ｃを原点（０，０）とした座標系で示す値とされる（以下「移動体座標系」と称す）。なお、ユーザ認識センサ１３の水平方向の位置は、移動体１の中心Ｃからズレているので、制御部１２は、その距離差を補正した上でユーザ２の位置を算出する。また、制御部１２は、ユーザ認識センサ１３で取得された画像を解析してユーザ２の両肩を検出し、その両肩間の距離、即ち肩幅を算出する。

周辺認識センサ１４は、移動体１の周辺画像を取得するものであり、複数のカメラで構成され（本実施形態では１６個のカメラ）、本体部１１の周囲に等間隔に設置される。制御部１２は、周辺認識センサ１４により取得された移動体１の周辺画像から、ユーザ２の進行経路ｕｐ（図４参照）上に存在する障害物を検出し、その位置を算出する。

車輪１５は、全方位への移動が可能な全方位車輪で構成され、移動体１の下部に設置される。これにより、移動体１は、全方位への移動をスムーズに行うことができる。車輪１５は、駆動部２５のモータ（図示せず）によって回転し、移動体１を移動させる。本実施形態では、３つの車輪１５が設けられるが、車輪１５の数は、必ずしも３つに限られず、適宜の数を採用できる。

表示部１６は、ＬＣＤ２６と、タッチパネル２７と、マイクロフォン２８とを有して構成され（図２参照）、移動体１の上部に設けられる。ＬＣＤ２６とタッチパネル２７とは、ユーザ２に対向する面に設けられる。即ち、ユーザ認識センサ１３と同方向に向けて配設される。マイクロフォン２８は、表示部１６の内部に配設される。ＬＣＤ２６への表示によって移動体１の状態や移動経路などをユーザ２に視認可能とし、タッチパネル２７への操作やマイクロフォン２８への音声入力によって、ユーザ２からの指示を移動体１に入力できる。

図１（ｂ）に示すように、グリップ１７は、ユーザ２が把持するための取っ手であり、本体部１１と表示部１６との間に設けられる。グリップ１７には、ジョイスティック１８が配設される。足腰の弱ったユーザ２であれば、杖代わりにグリップ１７を把持しながら、ジョイスティック１８やタッチパネル２７を操作することもできる。

ジョイスティック１８は、ユーザ２によって、移動体１の手動操作を行うための装置であり、グリップ１７の略中央部に配設される。移動体１がユーザ２の手動操作により移動する「被補助モード」である場合に、ユーザ２がジョイスティック１８を操作すると、移動体１はジョイスティック１８の倒された方向へ移動する。また、ジョイスティック１８の倒された量が大きいほど、移動体１の移動速度は速くなる。

次に、図２を参照して、移動体１の電気的構成について説明する。図２は、移動体１の電気的構成を示すブロック図である。制御部１２は、移動体１の各部を制御するための装置であり、図２に示す通り、ＣＰＵ２０、ＲＯＭ２１及びＲＡＭ２２を備え、これらがバスライン２３を介して入出力ポート２４にそれぞれ接続されている。また、入出力ポート２４には、ユーザ認識センサ１３、周辺認識センサ１４、駆動部２５、ＬＣＤ２６、タッチパネル２７、マイクロフォン２８、ジョイスティック１８がそれぞれ接続されている。

ＣＰＵ２０は、バスライン２３により接続された各部を制御する演算装置である。ＲＯＭ２１は、ＣＰＵ２０により実行される制御プログラム（例えば、図３のメイン処理）や固定値データ等を格納した書き換え不能な不揮発性メモリである。

ＲＡＭ２２は、ＣＰＵ２０が制御プログラム実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであり、ユーザ位置情報メモリ２２ａと、移動体位置情報メモリ２２ｂと、ユーザ幅メモリ２２ｃと、ユーザ進行経路メモリ２２ｄと、制御モードメモリ２２ｅと、周辺環境情報メモリ２２ｆとがそれぞれ設けられる。

ユーザ位置情報メモリ２２ａは、移動体１の移動制御で用いられるユーザ２の位置を記憶するメモリであり、Ｘ座標メモリ２２ａ１とＹ座標メモリ２２ａ２と方向メモリ２２ａ３とを有する。Ｘ座標メモリ２２ａ１、Ｙ座標メモリ２２ａ２、方向メモリ２２ａ３の座標系は、いずれも前述した移動体座標系である。電源投入時に、Ｘ座標メモリ２２ａ１、Ｙ座標メモリ２２ａ２、方向メモリ２２ａ３の各値は、それぞれ「０」クリアされる。

ユーザ認識センサ１３によるユーザ２の画像の取得が行われると、制御部１２によってその画像が解析され、ユーザ２の位置およびユーザ２の向いている向きが算出される。Ｘ座標メモリ２２ａ１にはユーザ２の位置のＸ座標が格納され、Ｙ座標メモリ２２ａ２にはユーザ２の位置のＹ座標が格納される。方向メモリ２２ａ３には、ユーザ２が向いている方向（単位：度）が格納される。その後、Ｘ座標メモリ２２ａ１、Ｙ座標メモリ２２ａ２及び方向メモリ２２ａ３の各値は、必要に応じてユーザ２の位置を原点（０，０）とした座標系（以下「ユーザ座標系」と称す）に変換され（図３のＳ６）、移動体１の移動制御に用いられる。

移動体位置情報メモリ２２ｂは、移動体１の移動制御で用いられる移動体１の位置を記憶するメモリであり、Ｘ座標メモリ２２ｂ１とＹ座標メモリ２２ｂ２とを有する。Ｘ座標メモリ２２ｂ１、Ｙ座標メモリ２２ｂ２の座標系は、いずれも前述した移動体座標系である。電源投入時に、Ｘ座標メモリ２２ｂ１、Ｙ座標メモリ２２ｂ２の値は、それぞれ「０」クリアされる。また、後述する図３のメイン処理の開始時（Ｓ１）に、Ｘ座標メモリ２２ｂ１、Ｙ座標メモリ２２ｂ２の値に、それぞれ「０」が格納される。その後、Ｘ座標メモリ２２ｂ１、Ｙ座標メモリ２２ｂ２の値は、必要に応じてユーザ２の位置を原点（０，０）としたユーザ座標系に変換され（図３のＳ６）、移動体１の移動制御に用いられる。

ユーザ幅メモリ２２ｃは、ユーザ２の肩幅を記憶するメモリである。電源投入時に、ユーザ幅メモリ２２ｃの値は「０」クリアされる。ユーザ認識センサ１３によってユーザ２の画像が取得されると、制御部１２によって、その画像が解析され、ユーザ２の両肩が検出される。そして、両肩間の距離が算出され、その値がユーザ幅メモリ２２ｃに格納される。ユーザ幅メモリ２２ｃの値は、ユーザ２の進行経路ｕｐの幅ｗｐとして使用される（図４参照）。

ユーザ進行経路メモリ２２ｄは、ユーザ２の進行経路ｕｐの帯状の領域を示す４つの頂点（Ｕｐｌｕ，Ｕｐｒｕ，Ｕｐｆｌ，Ｕｐｆｒ）の座標（図４参照）を記憶するメモリである。電源投入時に、ユーザ進行経路メモリ２２ｄの４つの頂点の座標には「０」が設定され、ユーザ２の進行経路ｕｐの領域が未だ算出されていないことを示す。ユーザ認識センサ１３より、ユーザ２の位置がユーザ位置情報メモリ２２ａに格納され、ユーザ２の肩幅がユーザ幅メモリ２２ｄに格納された後、制御部１２によって、ユーザ位置情報メモリ２２ａの値とユーザ幅メモリ２２ｃの値とから、ユーザ２の進行経路ｕｐの領域が算出される。その算出されたユーザ２の進行経路ｕｐの帯状の領域を示す４つの頂点の座標（Ｕｐｌｕ，Ｕｐｒｕ，Ｕｐｆｌ，Ｕｐｆｒ）がユーザ進行経路メモリ２２ｄに格納される。

制御モードメモリ２２ｅは、移動体１の制御モードを記憶するためのメモリである。移動体１の制御モードとしては「追従モード」と、「被補助モード」とが設けられている。電源投入時に、制御モードメモリ２２ｅには「被補助モード」が設定される。

「追従モード」は、移動体１がユーザ２の前方にて、ユーザ２に対して適切な位置に移動して、ユーザ２に追従させるモードである。移動体１の周辺画像、即ち、後述の周辺環境情報メモリ２２ｆの値から、移動体１が、移動体１とユーザ２との追従走行が可能と判断された場合や、ユーザ２による「追従モード」への移行指示があった場合に、制御モードメモリ２２ｅに「追従モード」が設定される。

「被補助モード」は、移動体１を停止させた後、ユーザ２の手動操作などによって移動体１を移動させるモードである。ユーザ２の前方に障害物があり、移動体１が前方に移動できないと判断された場合や、ユーザ２による「被補助モード」への移行指示があった場合に、制御モードメモリ２２ｅに「被補助モード」が設定される。

周辺環境情報メモリ２２ｆは、周辺認識センサ１４によって取得された、移動体１の周辺画像を記憶するメモリ領域である。電源投入時に、周辺環境情報メモリ２２ｆの全領域に「無効画像（具体的には「０」）」が設定される。周辺認識センサ１４によって移動体１の周辺画像が取得されると、その周辺画像が周辺環境情報メモリ２２ｆに格納される。

駆動部２５は、移動体１を移動させるための装置であり、車輪１５および車輪１５の駆動源となるモータ（図示せず）などから構成される。制御部１２から移動信号が駆動部２５へ入力されると、入力された信号に基づいてモータが回転し、当該モータの回転が動力となって車輪１５が駆動し、移動体１を動作させる。

次に、図３及び図４を参照して、制御部１２のＣＰＵ２０で実行されるメイン処理について説明する。図３は、メイン処理のフローチャートである。移動体１の前方の状況や、ユーザ２からの指示に基づいて、移動体１の制御モードがメイン処理により設定される。移動体１は、かかる設定された制御モードに基づいて、自身の移動制御を行う。メイン処理は、１００ｍｓ毎のインターバル割り込み処理により繰り返し実行される。

メイン処理では、まず移動体位置情報メモリ２２ｂのＸ座標メモリ２２ｂ１と、Ｙ座標メモリ２２ｂ２とに、それぞれ「０」を設定する（Ｓ１）。次に、ユーザ認識センサ１３からユーザ２の位置を取得し、そのＸ座標をユーザ位置情報メモリ２２ａのＸ座標メモリ２２ａ１に、Ｙ座標をＹ座標メモリ２２ａ２に、ユーザ２が向いている方向を方向メモリ２２ａ３に、それぞれ保存する（Ｓ２）。具体的には、ユーザ認識センサ１３から、ユーザ２を含む画像を取得する。制御部１２は、その画像をエッジ抽出およびパターン認識によってユーザ２を認識し、その位置と、ユーザ２が向いている方向とを取得する。このように取得されたユーザ２の位置を、ユーザ位置情報メモリ２２ａのＸ座標メモリ２２ａ１、Ｙ座標メモリ２２ａ２に、ユーザ２が向いている方向を方向メモリ２２ａ３にそれぞれ保存する。

次に、ユーザ認識センサ１３からユーザ２の肩幅を取得し、ユーザ幅メモリ２２ｃへ保存する（Ｓ３）。具体的には、ユーザ認識センサ１３から、ユーザ２を含む画像を取得する。制御部１２は、その画像をエッジ抽出およびパターン認識によって、ユーザ２の両肩を認識し、その両肩間の距離、即ちユーザ２の肩幅を算出し、その肩幅をユーザ幅メモリ２２ｃへ保存する。なお、肩幅は、ユーザ位置情報メモリ２２ａの方向メモリ２２ａ３の値に応じて、適宜補正した上で、ユーザ幅メモリ２２ｃへ保存するようにしてもよい。

その後、周辺認識センサ１４から移動体１の周辺画像を取得し、周辺環境情報メモリ２２ｆへ保存する（Ｓ４）。また、ユーザ位置情報メモリ２２ａの値とユーザ幅メモリ２２ｃの値とから、ユーザ２の進行経路ｕｐを算出し、ユーザ進行経路メモリ２２ｄへ保存する（Ｓ５）。

ここで、図４（ａ）を参照して、ユーザ２の進行経路ｕｐの算出およびユーザ進行経路メモリ２２ｄへの値の保存（４座標の保存）について説明する。図４（ａ）は、移動体１の制御モードが「追従モード」である場合の、移動体１とユーザ２との位置関係を示す図である。図４（ａ）において、ユーザ２の位置をＰｕ（Ｘｕ，Ｙｕ）と表し、移動体１の位置をＰｍ（Ｘｍ，Ｙｍ）と表す。図４（ａ）は、移動体１がユーザ２の前方にて、ユーザ２に対し適切な位置に移動して、ユーザ２に追従している状態である。

進行経路ｕｐは、経路の始点が位置Ｐｕで、幅ｗｐ、長さｌｐの矩形の領域として算出される。進行経路ｕｐの幅ｗｐは、ユーザ幅メモリ２２ｃに記憶されるユーザ２の肩幅とされる。この幅は、位置Ｐｕを中心に左右それぞれｗｐ／２ずつ設けられる。進行経路ｕｐの方向は、ユーザ２が向いている方向、即ちユーザ位置情報メモリ２２ａの方向メモリ２２ａ３の値の方向とされる。更に、進行経路ｕｐの長さｌｐとしては第１所定値が設定される。

なお、本実施形態において、第１所定値としては例えば２ｍを例示できる。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、第１所定値をユーザ２の歩行速度に応じて変化する値としても良い。具体的には、ユーザ２の歩行速度が速い場合には第１所定値を大きく、歩行速度が遅い場合には第１所定値を小さくしても良い。また、ユーザ２の歩行速度にある係数を乗じた値を第１所定値としても良い。

このように進行経路ｕｐは、位置Ｐｕ（ユーザ位置情報メモリ２２ａのＸ座標メモリ２２ａ１、Ｙ座標メモリ２２ａ２の値）と、幅ｗｐ（ユーザ幅メモリ２２ｃの値）と、ユーザ２が向いている方向（ユーザ位置情報メモリ２２ａの方向メモリ２２ａ３）とによって算出される。これは、ユーザ２が、現在のユーザ２の向いている方向のまま移動した場合の、ユーザ２の進行経路ｕｐである。このように算出された、進行経路ｕｐの帯状の領域の４つの頂点（Ｕｐｌｕ，Ｕｐｒｕ，Ｕｐｆｌ，Ｕｐｆｒ）の座標（４座標）が、ユーザ進行経路メモリ２２ｄに保存される。

図３に戻る。Ｓ５の処理後、ユーザ位置情報メモリ２２ａ、移動体位置情報メモリ２２ｂ、ユーザ進行経路メモリ２２ｄの各値を、それぞれユーザ座標系に変換する（Ｓ６）。ユーザ座標系は、前述の通り、ユーザ２の位置Ｐｕ（Ｘｕ，Ｙｕ）を原点（０，０）とした座標系である。ユーザ座標系に変換するのは、後のＳ１２及びＳ１４の処理で行う移動体１の移動制御を、ユーザ２の位置を中心として行うためである。

Ｓ６の処理後、制御モードメモリ２２ｅの値を確認する（Ｓ７）。制御モードメモリ２２ｅの値が「追従モード」の場合は（Ｓ７：「追従モード」）、移動体１が追従走行が可能かを確認する（Ｓ８）。具体的には、周辺環境情報メモリ２２ｆに保存された移動体１の周辺画像を、エッジ抽出およびパターン認識によって解析し、移動体１前方の障害物を検出し、その位置を算出する。算出された障害物の位置と、移動体位置情報メモリ２２ｂの値との距離を算出し、その距離ｄｏｍ（図４（ｂ）参照）が２０ｃｍ以上の場合、移動体１は、追従走行が可能と判断される。なお、追従走行が可能か否かの境界距離ｄｏｍは、必ずしも２０ｃｍに限られるものではない。よって、例えばユーザ２などの状況から、境界距離ｄｏｍを２０ｃｍ未満や２０ｃｍ以上に設定するようにしても良いし、その都度、個別に設定可能に構成しても良い。

移動体１が追従走行が可能な場合は（Ｓ８：Ｙｅｓ）、ユーザ２からの「被補助モード」への移行指示があるかを確認する（Ｓ９）。具体的には、ユーザ２からの音声によって入力された制御信号が「被補助モード」への移行であるかどうか、またはタッチパネル２７の操作によって「被補助モード」への移行指示が入力されたかどうかを確認する。ユーザ２からの「被補助モード」への移行指示がない場合は（Ｓ９：Ｎｏ）、移動体１の追従走行を行う（Ｓ１４）。この移動体１の追従走行について、図４（ａ）を参照して説明する。

図４（ａ）において、制御モードが「追従モード」である場合、移動体１は、ユーザ２の前方にて、ユーザ２に対し適切な位置に移動して、ユーザ２の追従走行をする。具体的には、移動体１をユーザ２の進行経路ｕｐの外側に位置させながら、ユーザ２に追従走行させる。本実施形態では、例えば、移動体１とユーザ２との距離ｄ１を１．５ｍに、かつ、移動体１とユーザ２との相対角度θ１を６０度に保つように、移動体１の移動制御を行う。ここで、相対角度θ１は、前述のユーザ座標系を基準とした値である。これにより、移動体１は、ユーザ２の移動の妨げとならない位置を保ちながら、ユーザ２に追従した走行を行うので、ユーザ２の移動の邪魔にならない。

なお、距離ｄ１及び相対角度θ１は、必ずしも１．５ｍや６０度に限られるものではない。よって、例えばユーザ２などの状況から、これらの値を、それ以上の値に或いはそれ以下の値に設定するようにしても良いし、その都度、個別の値を設定可能に構成しても良い。

図３に戻る。移動体１が追従走行が不可能な場合（Ｓ８：Ｎｏ）、又はユーザ２からの「被補助モード」への移行指示がある場合は（Ｓ９：Ｙｅｓ）、制御モードメモリ２２ｅに「被補助モード」が設定され（Ｓ１０）、移動体１の追従走行を停止する（Ｓ１１）。具体的には、ユーザ２からの音声によって入力された制御信号が「被補助モード」への移行である場合、またはタッチパネル２７の操作によって「被補助モード」への移行指示が入力された場合は、制御モードメモリ２２ｅに「被補助モード」を設定し、移動体１を停止させる。これにより、移動体１が追従制御中であっても、ユーザ２の指示に応じて移動体１を停止できる。

また、移動体１と、移動体１前方の障害物との距離ｄｏｍが２０ｃｍより小さい場合も、移動体１を停止させる。この移動体１の停止制御について、図４（ｂ）を参照して説明する。

図４（ｂ）は、移動体１の制御モードが「被補助モード」に設定された直後の、移動体１とユーザ２との位置関係を示す図である。図４（ｂ）においては、移動体１と、ユーザ２とが、三方を壁に囲まれた領域を移動している。移動体１とユーザ２との距離ｄ１を１．５ｍに、かつ、移動体１とユーザ２との相対角度θ１を６０度に保つように、移動体１は追従走行を行う。その結果、移動体１が壁（即ち、障害物）に接近し、移動体１と障害物との距離ｄｏｍが２０ｃｍより小さくなった場合、移動体１は、移動体１前方の障害物により追従走行ができなくなったと判断し、制御部１２によって移動体１を停止させる。よって、追従制御中の移動体１が、周囲に移動できる環境がない場合に、行き場を失ってユーザのそばでうろうろ動くなどの不安定な挙動を防止できる。

図３に戻る。Ｓ１１の処理後は、即ち「追従モード」から「被補助モード」に設定された結果、移動体１の追従走行が停止された後は、移動体１をユーザ２に近づける。即ち「被補助モード」に設定された移動体１は、ユーザ２による操作を必要とするので、ユーザ２がその場にいながら移動体１を操作できるように、移動体１をユーザ２に近づける。具体的には、移動体１はユーザ進行経路メモリ２２ｄの値が示す領域の外側に位置しつつ、移動体１とユーザ２との距離が１ｍ、かつ、移動体１とユーザ２との相対角度が４５度となるように、移動体１の移動制御を行う（Ｓ１２）。この移動体１の移動制御について、図４（ｃ）を参照して説明する。

図４（ｃ）は、移動体１の制御モードが「被補助モード」に設定された後、移動体１がユーザ２に接近する動きを示す図である。Ｓ１１の処理により停止した移動体１は、ユーザ２による操作を受け付け可能とするためにユーザ２の近くへ移動する。詳細には、移動体１とユーザ２との距離ｄ２が１ｍ、移動体１とユーザ２との相対角度θ２が４５度となるように移動制御を行う。ここで、相対角度θ２は、前述のユーザ座標系である。即ち、移動体１は、ユーザ２がジョイスティック１８やタッチパネル２７を手動操作が可能な位置（距離：１ｍ、相対角度：４５度）になるように、移動制御を行う。これにより、ユーザ２は、その場に居ながら、停止した移動体１を手動操作できる。

なお、距離ｄ２及び相対角度θ２は、必ずしも１ｍや４５度に限られるものではない。よって、例えばユーザ２などの状況から、これらの値を、それ以上の値に或いはそれ以下の値に設定するようにしても良いし、その都度、個別の値を設定可能に構成しても良い。

図３に戻る。Ｓ１２の処理後、移動体の向きが−３０度になるように、回転移動を行う（Ｓ１３）。この移動体１の回転移動について、図４（ｄ）を参照して説明する。図４（ｄ）は、移動体１の制御モードが「被補助モード」に設定され、移動体１がユーザ２に接近した後、移動体１が所定の角度となるように、移動体１が回転する動きを示す図である。Ｓ１１の処理により、移動体１とユーザ２との距離ｄ２が１ｍ、移動体１とユーザ２との相対角度θ２が４５度となった移動体１は、移動体１の向きθｍが−３０度になるように、その場で回転移動を行う。ここで、移動体１の向きθｍは、前述のユーザ座標系である。即ち、移動体１は、移動体１のジョイスティック１８及びタッチパネル２７がユーザ２に正対する角度（−３０度）になるまで、回転移動を行う。これにより、ユーザ２は、停止した移動体１への手動操作を容易に行うことができる。

なお、向きθｍは、必ずしも−３０度に限られるものではない。よって、例えばユーザ２などの状況から、向きθｍを、それ以上の値に或いはそれ以下の値に設定するようにしても良いし、その都度、個別の値を設定可能に構成しても良い。また、Ｓ１３の処理を、Ｓ１２の処理と共に実行するようにしても良い。即ち、移動体１をユーザ２が操作可能な位置へ近づける場合に、その移動体１の接近移動中に、移動体１の向きを、Ｓ１３の向きθｍに回転するようにしても良い。

図３に戻る。Ｓ７の処理において、制御モードメモリ２２ｅの値が「被補助モード」の場合は（Ｓ７：「被補助モード」）、ユーザ２からの「追従モード」への移行指示があるかを確認する（Ｓ１５）。具体的には、ユーザ２からの音声によって入力された制御信号が「追従モード」への移行であるかどうか、またはタッチパネル２７の操作によって「追従モード」への移行指示が入力されたかどうかを確認する。ユーザ２からの「追従モード」への移行指示がある場合は（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、制御モードメモリ２２ｅに「追従モード」が設定される（Ｓ１６）。

一方、ユーザ２からの「追従モード」への移行指示がない場合は（Ｓ１５：Ｎｏ）、「被補助モード」であるので、ジョイスティック１８の操作に応じた、移動体１の移動制御を行う（Ｓ１７）。具体的には、ジョイスティック１８が倒された方向から移動体１の移動方向が算出され、また、ジョイスティック１８が倒された角度から、移動体１の移動速度が算出される。制御部１２は、移動速度と移動方向とに応じた制御信号を駆動部２５へ出力する。すると、移動体１は、かかる制御信号に基づいて移動動作を行う。これにより、ユーザ２は、停止した移動体１を手動操作により所望の場所へ移動できる。Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１６，Ｓ１７の各処理の終了後は、このメイン処理を一旦終了する。

以上説明した通り、本実施形態の移動体１によれば、移動体１がユーザ２を追従しながら走行中であっても、所定条件下、即ち移動体１が追従走行ができなくなった場合や、ユーザ２の指示があった場合に、移動体１の追従走行を停止できるので、例えば行き場を失った移動体１がユーザ２のそばでうろうろ動くなどの不安定な挙動を防止して、ユーザ２に不快感や不信感を与えることなく、移動体１をユーザ２に追従させることができる。

また「被補助モード」に設定された移動体１は、ユーザ２へ近づき、ジョイスティック１８などの操作部がユーザ２へ向くように移動するので、ユーザ２は、その場に居ながらにして移動体１を操作できる。即ちユーザ２は、「被補助モード」に移行された移動体１の手動操作を、容易に行うことができる。

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。

本実施形態においては、「被補助モード」に設定された移動体１は、ジョイスティック１８の操作に応じて、移動体１の移動方向と移動速度とを算出して、移動制御を行うようにした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、ジョイスティック１８に代えて、タッチパネル２７によって手動操作してもよいし、荷重コントローラによって、ユーザ２の手動操作を行うようにしてもよい。

ここで、図５を参照して、この荷重コントローラについて説明する。図５は、本実施形態の変形例における、移動体３の外観図である。本実施形態の図１と同一の部分には、同一の符号を付して、その説明は省略する。この変形例は、前記した実施形態のグリップ１７とジョイスティック１８とに代えて、荷重コントローラ１９を有し、これによって移動体３の手動操作を行うものである。

図５に示すように、荷重コントローラ１９は、本体部１１と表示部１６との間の、表示部１６の背面側に設けられる。また、荷重コントローラ１９には、ユーザ２が荷重コントローラ１９を把持するための取っ手が設けられている。この取っ手の付け根には、複数の荷重センサが備えられており、これらによって、取っ手が傾いた方向と、取っ手にかかる力の大きさとが検出される。移動体３が「被補助モード」に設定された後、ユーザ２は、荷重コントローラ１９の取っ手を把持し、移動体３を移動させたい方向に傾斜させる。すると、取っ手の傾いた方向に対して移動体３が移動し、また、取っ手にかかる力が大きいほど、移動体３の移動速度が大きくなる。

また、前述した本実施形態の移動体１は、ユーザ２の前方にて、ユーザ２に対し適切な位置に移動して、ユーザ２に追従する装置とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、ユーザ２の後方、または左右いずれかの側方において、ユーザ２に追従する装置として構成してもよい。

ここで、図６を参照して、本実施形態の変形例である移動体３がユーザ２の後方を追従する場合について説明する。なお、図４と同一の部分には、同一の符号を付して、その説明は省略する。

図６（ａ）は、移動体３の制御モードが「追従モード」における、移動体３とユーザ２との位置関係を示す図である。この変形例において、移動体３は、グリップ１７とジョイスティック１８とに代えて、前述の荷重コントローラ１９が表示部１６の背面側に設けられている。移動体３は、荷重コントローラ１９を移動体３の前方に向け、ユーザ２の後方にて、ユーザ２に対し適切な位置に移動して、ユーザ２の後方を追従している状態である。具体的には、移動体３は、移動体３とユーザ２との距離ｄ１を１ｍに、かつ、移動体３とユーザ２との相対角度θ１を−４５度に保つように、ユーザ２の後方にて追従走行を行う。

図６（ｂ）は、移動体３の制御モードが「被補助モード」に設定された直後の、移動体３とユーザ２との位置関係を示す図である。移動体３とユーザ２との距離ｄ１を１ｍに、かつ、移動体３とユーザ２との相対角度θ１を−４５度に保つように、移動体３はユーザ２の後方にて追従走行を行う。その結果、移動体３が壁（即ち、障害物）に接近し、移動体３と障害物との距離ｄｏｍが１．５ｍより小さくなった場合、移動体３は、移動体前方の障害物により追従走行ができなくなったと判断し、制御部１２によって移動体３を停止させる。

図６（ｃ）は、移動体３の制御モードが「被補助モード」に設定された後、移動体３がユーザ２に接近する動きを示す図である。追従走行を停止した移動体３は、移動体３とユーザ２との距離ｄ２が１ｍ、移動体３とユーザ２との相対角度θ２が４５度となるように、ユーザ２に接近する移動制御を行う。即ち、移動体３は、ユーザ２が荷重コントローラ１９を手動操作が可能な位置（距離：１ｍ、相対角度：４５度）になるように、ユーザ２に接近する移動制御を行う。このように、移動体３がユーザ２の後方追従を行う場合においても、移動体３の制御モードが「被補助モード」に設定されると、ユーザ２への接近移動を行う移動体３は、ユーザ２の後方ではなく、ユーザ２の前方右（或いは前方左）の位置に移動する。よって、「被補助モード」に設定された移動体３の手動操作を容易に行うことができる。

図６（ｄ）は、移動体３の制御モードが「被補助モード」に設定され、移動体３がユーザ２に接近した後、移動体３が所定の角度となるように、移動体３が回転する動きを示す図である。移動体３とユーザ２との距離ｄ２が１ｍ、移動体３とユーザ２との相対角度θ２が４５度となった移動体３は、移動体３の向きθｍが１３５度になるようにその場で回転移動を行う。即ち、移動体３は、移動体３の荷重コントローラ１９がユーザ２に正対する角度（１３５度）になるまで、回転移動を行う。なお、図６（ｄ）の回転移動は、図６（ｃ）のユーザ２への接近移動時に同時に行うようにしても良い。

以上説明したように、図６の変形例に示す移動体３は、ユーザ２の後方を追従する場合においても、制御モードが「被補助モード」に設定された時点で、移動体３の移動制御を停止する。その後、移動体３をユーザ２が手動操作できる位置まで移動し（ユーザ２に接近し）、荷重センサ１９をユーザ２に正対する角度に回転移動をする。これにより、移動体３が追従走行ができなくなった場合や、ユーザ２の指示があった場合に、移動体３の追従走行を停止できるので、例えば行き場を失った移動体３が、ユーザ２のそばでうろうろ動くなどの不安定な挙動を防止して、ユーザ２に不快感や不信感を与えることなく、移動体３をユーザ２に追従させることができる。また「被補助モード」に設定された移動体３は、ユーザ２へ近づき、荷重センサ１９がユーザ２へ向くように移動するので、ユーザ２は、その場に居ながらにして移動体３を操作できる。即ちユーザ２は、「被補助モード」に移行された移動体３の手動操作を、容易に行うことができる。

なお、上記変形例において、距離ｄ１，ｄ２，ｄｏｍ及び相対角度θ１，θ２，θｍは、必ずしもこれらの値に限られるものではない。よって、例えばユーザ２などの状況から、これらの値を、それ以上の値に或いはそれ以下の値に設定するようにしても良いし、その都度、個別の値を設定可能に構成しても良い。

更に移動体１，３は、移動体１，３の下部に設置された車輪１５が、駆動部２５のモータによって回転することで移動を行うものとした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、例えば、移動体１，３にプロペラ等を設け、ユーザ２の頭上を飛行しながら、ユーザ２に追従移動するように構成してもよい。また、移動体１，３の下部に空気吹出口を設け、移動体１，３をホバークラフトのように浮遊させながら、ユーザ２に追従移動するように構成してもよい。

１ 移動体
２ ユーザ
１３ ユーザ認識センサ（ユーザ検知手段）
１４ 周辺認識センサ（周辺環境認識手段）
１８ ジョイスティック（操作部）
１９ 荷重コントローラ（操作部）
２０ ＣＰＵ（移動制御手段、停止手段、接近手段、方向調整手段）
２５ 駆動部（移動手段）
２７ タッチパネル（入力手段）
２８ マイクロフォン（入力手段）

Claims (6)

1. ユーザに追従する移動体であって、
   当該移動体を移動させる移動手段と、
   ユーザを検知するユーザ検知手段と、
   前記ユーザ検知手段により検知されたユーザの情報に基づいて、前記移動手段を制御して、当該移動体を移動させる移動制御手段と、
   所定条件が成立した場合に、前記移動制御手段による移動制御を停止する停止手段と、
   前記停止手段により前記移動制御手段による移動制御が停止された場合に、前記移動手段を制御して、当該移動体をユーザによる手動操作が可能な位置に近づける接近手段とを備えていることを特徴とする移動体。
2. ユーザに追従する移動体であって、
   当該移動体を移動させる移動手段と、
   ユーザを検知するユーザ検知手段と、
   前記ユーザ検知手段により検知されたユーザの情報に基づいて、前記移動手段を制御して、当該移動体を移動させる移動制御手段と、
   当該移動体の移動を手動操作するための操作部と、
   所定条件が成立した場合に、前記移動制御手段による移動制御を停止する停止手段と、
   前記停止手段により前記移動制御手段による移動制御が停止された場合に、前記移動手段を制御して、当該移動体の操作部をユーザ側に向ける方向調整手段とを備えていることを特徴とする移動体。
3. 周辺の環境を認識する周辺環境認識手段とを備え、
   前記停止手段は、前記周辺環境認識手段により障害物が認識された結果、前記移動制御手段による当該移動体の移動ができない場合に、前記所定条件の成立と判断して、前記移動制御を停止するものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の移動体。
4. ユーザの指示を入力する入力手段を備え、
   前記停止手段は、前記入力手段により入力されたユーザの指示が前記移動制御手段による移動制御を停止させるものである場合に、前記所定条件の成立と判断して、前記移動制御を停止するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の移動体。
5. 前記停止手段により前記移動制御手段による移動制御が停止された場合に、前記移動手段を制御して、当該移動体をユーザによる手動操作が可能な位置に近づける接近手段を備えていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の移動体。
6. 当該移動体の移動を手動操作するための操作部と、
   前記停止手段により前記移動制御手段による移動制御が停止された場合に、前記操作部による操作に基づいて、前記移動手段を制御して、当該移動体を移動させる手動制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の移動体。

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