JP7149531B2 - 先導装置および先導方法 - Google Patents

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Description

本開示は、追従者を目的地まで先導する先導装置および先導方法に関するものである。
ユーザを先導して目的地まで案内する装置が知られている。例えば特許文献1には、施設を訪問した訪問者の位置を特定し、訪問者との距離が離れた場合には、訪問者が追いつくのを待つ等の処理を行うことで確実な先導を行う案内ロボットシステムが開示されている。
特開2005-66745号公報
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、経路が曲がっていたり、案内ロボットと訪問者との間に他者が入りこんだりした場合には、案内ロボットが追従者を認識できなくなってしまう。このような場合、その度に案内ロボットが停止することになり、円滑な案内動作を行うことが困難である。また、訪問者が先導する案内ロボットを見失った場合には、先導動作を再開することが困難である。
本開示は、追従者を目的地まで円滑に先導することができる先導装置および先導方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の先導装置は、被先導物を先導する先導装置であって、目的地まで前記先導装置を移動させる移動部と、前記被先導物の位置を示す被先導物位置情報を所定時間毎に取得する被先導物位置取得部と、最新の被先導物位置情報を記憶する記憶部と、前記移動部が第1位置を前記目的地として前記先導装置を移動させている間、前記最新の被先導物位置情報に基づいて前記被先導物が前記先導装置に追従しているか否かを判定し、前記被先導物が前記先導装置に追従していないと判定した場合に、最新の前記被先導物の位置を前記目的地として再設定し、当該目的地まで前記移動部に前記先導装置を移動させる制御部と、を有し、前記制御部は、前記被先導物位置取得部が前記被先導物位置情報を取得できなくなってからの時間が第1時間以上継続している場合、前記被先導物が前記先導装置を追従していないと判定する。
本開示の先導方法は、被先導物を先導する先導装置の先導方法であって、移動部が第1位置を目的地として前記先導装置を移動させている間、最新の被先導物位置情報に基づいて前記被先導物が前記先導装置に追従しているか否かを判定し、前記被先導物位置情報を取得できなくなってからの時間が第1時間以上継続している場合、前記被先導物が前記先導装置に追従していないと判定し、最新の前記被先導物の位置を前記目的地として再設定し、当該目的地まで前記移動部に前記先導装置を移動させる。
本発明によれば、追従者を目的地まで円滑に先導することができる。
本実施の形態における先導装置の構成を表す図 先導装置の先導開始動作について説明するためのフローチャート 先導装置の先導中動作について説明するためのフローチャート 先導装置の探索動作について説明するためのフローチャート
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
<装置構成>
図1は、本発明の実施の形態における先導装置100の構成を表す図である。先導装置100は、先導装置100に先導されて移動する追従者を、目的の位置(以降、第1位置と記載する)まで先導して移動する装置である。なお、追従者とは、先導装置100を認識して追従する人間を意味し、本発明の被先導物の一例である。なお、本発明の被先導物の例としては、追従者(人間)の他、例えば車輪や無限軌道、n足歩行装置(nは正の整数)等によって移動する移動装置や、追従者または移動装置等が有する通信端末装置(特に、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末等の無線通信が可能な装置)等が挙げられる。また、追従者としては、先導装置100を認識して追従するものであれば、人間の代わりに動物であってもよい。
先導装置100は、通知取得部101と、記憶部102と、追従者位置取得部103と、環境情報取得部104と、移動部105と、電源装置106と、制御部110と、を備える。制御部110は、経路生成部111と、自己位置取得部112と、を含む。
通知取得部101は、追従者からの通知を取得する。追従者からの通知の例としては、詳しくは後述するが、追従者が先導装置100に追従していることを示す追従通知、または当該追従者が先導装置100に追従していないことを示す非追従通知、追従者が第1位置に到着したことを通知する到着通知等が挙げられる。通知取得部101は、例えば、Wi-Fi(登録商標)等の無線LAN(Local Area Network)、または、4G/LTEまたは5G等の移動体通信方式に準拠した通信デバイス等により構成される。通信デバイスである通知取得部101は、追従者が有する通信端末装置から送信された追従通知または非追従通知を受信することができるように構成されている。また、通知取得部101は、例えば、タッチパネル、キーボード、マウス、トラックボール等の入力デバイスであって、追従者による入力操作に基づいて追従通知または非追従通知を取得することができるもので構成されていてもよい。
記憶部102は、先導装置100の制御に用いられる各種情報、および/またはプログラムを記憶する。記憶部102は、例えばコンピュータの内部メモリや、外付けHDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ等を含むメモリカード等である。記憶部102に記憶される情報の例としては、例えば、先導装置100が用いられる施設等の地図情報や、目的地を示す目的地情報、目的地までの移動経路を示す経路情報、追従者の位置を示す追従者位置情報等が挙げられる。
追従者位置取得部103は、所定時間毎に、追従者の位置を検出し、追従者位置情報を取得する。所定時間については本発明では特に限定しないが、先導動作の精度を向上させるためには、ごく短い間隔で追従者位置情報が生成されることが望ましい。追従者位置取得部103としては、従来公知の構成の検知器を適宜用いることができる。追従者位置取得部103の例として、あらかじめ記憶させていた追従者の形状を、平面をスキャンする赤外線レーザ等により認識するレーザスキャナが挙げられる。追従者位置取得部103は、取得した追従者の位置情報を、例えば後述の自己位置取得部112が取得する先導装置100の位置情報に基づいて生成すればよい。
追従者位置取得部103の他の例として、例えば、超音波や赤外線を送信し、追従者による反射超音波や反射赤外線を受信して、その方向および距離を算出することで追従者の位置を検出するようにしてもよい。また、追従者位置取得部103の他の例として、カメラ等の撮像装置を用いて、追従者を含む周囲の画像を撮像し、画像を解析することで追従者を認識するようにしてもよい。さらに、追従者が自らの位置をあらかじめ認識している場合には、図示しない無線通信デバイスにより追従者が有する通信端末装置から追従者の位置情報を受信することで、追従者位置取得部103が追従者の位置情報を取得するようにしてもよい。さらに、これらの方法を組み合わせることで、追従者の距離・方向を精度良く得ることもできる。
環境情報取得部104は、先導装置100の周囲に存在するランドマーク(目印となる物体等)に関するランドマーク情報や、追従者を案内する上で障害となる障害物に関する障害物情報を取得する。環境情報取得部104は、上記説明した追従者位置取得部103と同様、レーザスキャナ、超音波や赤外線の反射、撮像装置等を用いて、ランドマーク情報や障害物情報を取得する。環境情報取得部104によって取得された障害物情報は、先導装置100が追従者を案内する際に、障害物を回避するために用いられる。
移動部105は、例えば動力部および車輪等であり、先導装置100を移動させる。なお、移動部105は車輪に限定されず、無限軌道やn足歩行装置(nは正の整数)等であってもよい
電源装置106は、先導装置100の各構成に給電を行う。電源装置106は、例えばリチウムイオン電池等の二次電池等である。
制御部110は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を備えて構成される。制御部110において、CPUは、ROMに記憶されているシステムプログラム等の各種処理プログラムを読み出してRAMに展開し、展開したプログラムに従って先導装置100の各部の動作を集中制御する。なお、制御部110のROMまたはRAMは上記説明した記憶部102と共通であってもよいし、独立していてもよい。
経路生成部111は、記憶部102に記憶された地図情報および追従者の目的地を示す目的地情報等に基づいて、目的地まで追従者を案内するための経路を示す経路情報を生成する。
自己位置取得部112は、先導装置100の位置を示す自己位置情報を取得する。自己位置取得部112は、例えばオドメトリや、環境情報取得部104で検知したランドマーク情報と、あらかじめ記憶部102に記憶されている地図情報に含まれるランドマーク情報とを照合することによって、先導装置100の位置認識を行い、自己位置情報を取得する。なお、オドメトリとは、車輪の回転量を計測することで移動速度、旋回速度を算出し、これを積分することで自己位置を推定するものである。
<動作の説明>
以下では、上記構成を有する先導装置100の動作について詳細に説明する。
(動作1:先導開始動作)
まず、先導装置100が目的地である第1位置への先導を開始する先導開始動作について説明する。図2は、先導装置100の先導開始動作について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップS201において、制御部110は、目的地を示す目的地情報を取得したか否かを判定する。目的地を示す目的地情報は、例えば追従者によって指定された目的地であり、例えば追従者が有する無線通信端末を介して、または入力デバイスを介した追従者の入力操作によって、先導装置100に取得される。なお、以下説明する先導装置100の動作において、追従者が指定した第1位置が最初の目的地として設定されたとする。なお、目的地情報は、追従者が入力したものでなくてもよく、例えばあらかじめ設定され、先導装置100と無線通信可能なサーバ装置等に記憶されているものであってもよい。
ステップS201で目的地情報を取得したと判定された場合(ステップS201:YES)、制御部110は、処理をステップS202に進める。そうでない場合(ステップS201:NO)、制御部110は、ステップS201の処理を繰り返す。
ステップS202において、制御部110は、追従者位置取得部103を介して追従者位置情報を取得する。なお、制御部110は、取得した追従者位置情報を記憶部102に記憶させる。追従者位置情報は、本発明の被先導物位置情報の一例である。
ステップS203において、制御部110の経路生成部111は、目的地情報、追従者位置および、記憶部102に記憶された地図情報を用いて、先導経路を示す経路情報を生成し、生成した先導経路に基づいて先導を開始する。
(動作2:先導中動作)
上記先導開始動作が完了すると、先導装置100は、第1位置への移動を行いながら、追従者が追従しているか否かを確認する先導中動作へ移行する。図3は、先導装置100の先導中動作について説明するためのフローチャートである。先導装置100は、図3に示す先導中動作を、第1位置への案内が完了するまでの間、実行する。
ステップS301において、制御部110は、追従者位置取得部103により、追従者位置情報を取得できたか否かを判定する。追従者位置情報を取得できないとは、追従者位置取得部103が追従者をロストしたり、追従者が有する通信端末装置が送信した追従者位置情報を先導装置100が受信できなかったりした場合に生じうる事態である。ステップS301において追従者位置情報を取得できたと判定された場合(ステップS301:YES)、制御部110は処理をステップS305に進め、そうでない場合(ステップS301:NO)、制御部110は処理をステップS302に進める。
ステップS302において、制御部110は、追従者位置情報を取得できなくなってからの時間(以降、ロスト時間と記載する)を計測し、当該ロスト時間が所定の第1時間T1以上になったか否かを判定する。第1時間T1は、先導装置100が追従者を見失ったと判断できる時間であり、例えば8秒程度に設定される。第1時間T1は、例えば追従者位置取得部103が追従者をロストしたと判断する距離と、人の歩く速度の平均値と、に基づいて設定されればよい。
ステップS302において、ロスト時間が第1時間T1以上であると判定された場合(ステップS302:YES)、制御部110は、処理をステップS309に進め、そうでない場合(ステップS302:NO)、処理をステップS303に進める。
ステップS303において、制御部110は、追従者から追従状態ではないことを示す非追従通知を受信したか否かを判定する。追従状態とは、追従者が先導装置100に追従している状態であり、具体的には、例えば追従者が先導装置100の2m以内に存在する状態である(2m以内は一例であり、他の範囲であってもよい)。非追従通知とは、上述したように、例えば追従者が有する通信端末装置から通知取得部101が取得しうる通知であり、追従者が追従状態ではないことを示す通知である。制御部110は、当該非追従通知が受信されたと判定した場合(ステップS303:YES)、後述の探索動作へと移行し、そうでない場合(ステップS303:NO)、処理をステップS304に進める。
ステップS304において、制御部110は、第1位置に到着したか否かを判定する。この判定は、記憶部102に記憶されている目的地情報(第1位置を示す情報)と自己位置取得部112が取得した先導装置100の位置情報とに基づいて行われる。もしくは、通知取得部101を介して、追従者が第1位置に到着したとの通知を取得した場合に、目的地に到着したと判定すればよい。
制御部110は、第1位置に到着したと判定した場合(ステップS304:YES)、先導中動作を終了させる。一方、制御部110は、まだ第1位置に到着していないと判定した場合(ステップS304:NO)、処理をステップS301に戻す。
ステップS301で追従者位置情報を取得できたと判定された場合、制御部110は、ステップS305において、記憶部102に記憶されている追従者位置情報を、新たに取得した最新の追従者位置情報で上書きする。すなわち、記憶部102には、常に最新の追従者位置情報が記憶されていることになる。そして、制御部110は、自己位置取得部112が取得した先導装置100の現在位置と、最新の追従者位置情報に含まれる追従者の現在位置との距離dを計算する。当該距離dの算出方法としては、既知の距離算出方法が用いられればよい。
ステップS306において、制御部110は、先導装置100が移動停止中であるか否かを判定する。なお、先導装置100が移動停止状態となるのは、後段のステップS309においてである。制御部110は、先導装置100が移動停止中であると判定した場合(ステップS306:YES)、処理をステップS311に進め、そうでない場合(ステップS306:NO)、処理をステップS307に進める。
ステップS307において、制御部110は、距離dが所定の第1距離D1以上であるか否かを判定する。所定の第1距離D1は、追従者が先導装置100に追従していると言える距離の閾値であり、先導装置100が追従者を認識することを考慮した距離である。具体的には、第1距離D1は、例えば4m程度に設定される。制御部110は、距離dが第1距離D1以上であると判定した場合(ステップS307:YES)、処理をステップS308に進め、そうでない場合(ステップS307:NO)、処理をステップS303に進める。
ステップS308において、制御部110は、距離dが第1距離D1以上になってからの時間(以降、遠距離時間と記載する)が所定の第2時間T2以上になったか否かを判定する。第2時間T2は、先導装置100が追従者を見失ったと判断できる時間であり、上記説明した第1時間T1と同じでもよいし、異なってもよい。第2時間T2を第1時間T1と異ならせる場合は、例えば第1時間T1の半分程度とすればよい。制御部110は、遠距離時間が第2時間T2以上であると判定した場合(ステップS308:YES)処理をステップS309に進め、そうでない場合(ステップS308:NO)、処理をステップS303に進める。
ステップS309において、制御部110は、移動部105に先導装置100の移動を停止させる。これにより、先導装置100が見失った追従者との距離がそれ以上離れないようになる。なお、先導装置100は、停止の際、その場に停止しても良いし、記憶部102に記憶された地図情報を用いて、近辺に停止しても良い。後者の場合、例えば目的地付近の通路の側方に寄って停止するなど、通行の妨げにならない場所を選択することが好ましい。
ステップS310において、制御部110は、先導装置100が停止してからの時間(以降、停止時間と記載する)が所定の第3時間T3以上経過したか否かを判定する。所定の第3時間T3は、それ以上停止していても追従者と合流できる可能性が低いと判断できる時間である。第3時間T3の長さについては限定されないが、例えば追従者が先導装置100に追いつくための時間として4秒程度に設定されてもよいし、追従者が追いつくことを待たずに0秒に設定されてもよい。
制御部110は、停止時間が第3時間T3以上であると判定した場合(ステップS310:YES)、後述する探索動作に移行し、そうでない場合(ステップS310:NO)、処理をステップS303に進める。
ステップS306で先導装置100の移動が停止していると判定された場合、ステップS311において、制御部110は、停止時間が第3時間T3以上であるか否かを判定する。停止時間および第3時間T3については、上記ステップS310で説明した通りである。
制御部110は、停止時間が第3時間T3以上であると判定した場合(ステップS311:YES)、探索動作に移行し、そうでない場合(ステップS311:NO)、処理をステップS312に進める。
ステップS312において、制御部110は、距離dが所定の第2距離D2未満であるか否かを判定する。所定の第2距離D2は、追従者が先導装置を確実に認識したことが想定できる距離であり、例えば1m程度に設定される。制御部110は、距離dが第2距離D2未満であると判定した場合(ステップS312:YES)、処理をステップS313に進め、そうでない場合(ステップS312:NO)、処理をステップS303に進める。
ステップS313において、制御部110は、先導装置100が停止している間に追従者が合流したと判断し、第1位置への先導を再開して、ステップS301に戻る。
以上のような先導中動作により、先導装置100は、目的地への案内中、追従者が離れずに追従していることを随時確認することができる。また、追従者を見失った場合には、その場に停止して追従者の方から近づいてくるのを待つことができる。そして、追従者を見失ってから第3時間以上経過した場合、または追従者から非追従通知を取得した場合には、以下説明する探索動作へ移行することができる。
(探索動作)
次に、先導中動作の一部(ステップS303、S310、S311)から移行する探索動作について説明する。図4は、探索動作について説明するためのフローチャートである。
ステップS401において、制御部110は、記憶部102に記憶されている最新の追従者位置情報に基づき、当該追従者位置情報に含まれる最新の追従者の位置を目的地として再設定する。そして、制御部110は、再設定した目的地までの経路を示す経路情報を生成し、当該経路情報を用いて、移動部105に移動を開始させる。なお、移動中、制御部110は、追従者位置情報を随時取得する。
ステップS402において、制御部110は、追従者位置取得部103により、追従者位置情報を取得できたか否かを判定する。ステップS402において追従者の位置を取得できたと判定された場合(ステップS402:YES)、制御部110は処理をステップS403に進め、そうでない場合(ステップS402:NO)、制御部110はステップS402の処理を繰り返す。
ステップS403において、制御部110は、ステップS402で取得した最新の追従者位置情報と、記憶部102に記憶されている追従者位置情報(以降、旧追従者位置情報)とを比較し、最新の追従者位置情報と旧追従者位置情報とで追従者の位置が同じか否かを判定する。ステップS403において追従者の位置が同じであると判定された場合(ステップS403:YES)、制御部110は処理をステップS405に進め、そうでない場合(ステップS403:NO)、制御部110は処理をステップS404に進める。
ステップS404において、制御部110は、最新の追従者位置情報が示す最新の追従者の位置を新たな目的地として再設定し、再設定した目的地までの経路を示す経路情報に基づいて移動を開始する。移動中、制御部110は、追従者位置情報を随時取得する。
ステップS405において、制御部110は、追従者から追従状態であることを示す追従通知を受信したか否かを判定する。追従通知とは、上述したように、例えば追従者が有する通信端末装置から通知取得部101が取得しうる通知であり、追従者が追従状態であることを示す通知である。
制御部110は、追従通知が受信されたと判定した場合(ステップS405:YES)、上述の先導中動作を再開(図2に示すステップS301に戻る)し、そうでない場合(ステップS405:NO)、処理をステップS406に進める。
ステップS406において、制御部110は、最新の追従者位置情報に含まれる最新の追従者の位置と、自己位置取得部112が取得した先導装置100の現在位置と、の距離dを算出し、距離dが所定の第3距離D3未満であるか否かを判定する。所定の第3距離D3は、追従者が先導装置100に手の届く程度の距離であり、例えば0.5m程度に設定される。制御部110は、距離dが第3距離D3未満であると判定した場合(ステップS406:YES)、上述の先導中動作を再開(図2に示すステップS301に戻る)し、そうでない場合(ステップS406:NO)、ステップS402の処理に戻る。
このような探索動作により、先導装置100は追従者を探索し、追従者が先導装置100に追従している状態とした後、図2に示す先導中動作を再開することができる。これにより、追従者を第1位置まで先導することができる。
本開示の先導装置は、空港、駅、ショッピングモール、病院、ビル等の施設において、追従者を先導する用途に適用できる。
100 先導装置
101 通知取得部
102 記憶部
103 追従者位置取得部
104 環境情報取得部
105 移動部
106 電源装置
110 制御部
111 経路生成部
112 自己位置取得部

Claims (9)

  1. 被先導物を先導する先導装置であって、
    目的地まで前記先導装置を移動させる移動部と、
    前記被先導物の位置を示す被先導物位置情報を所定時間毎に取得する被先導物位置取得部と、
    最新の被先導物位置情報を記憶する記憶部と、
    前記移動部が第1位置を前記目的地として前記先導装置を移動させている間、前記最新の被先導物位置情報に基づいて前記被先導物が前記先導装置に追従しているか否かを判定し、前記被先導物が前記先導装置に追従していないと判定した場合に、最新の前記被先導物の位置を前記目的地として再設定し、当該目的地まで前記移動部に前記先導装置を移動させる制御部と、
    を有し、
    前記制御部は、前記被先導物位置取得部が前記被先導物位置情報を取得できなくなってからの時間が第1時間以上継続している場合、前記被先導物が前記先導装置を追従していないと判定する、
    先導装置。
  2. 前記被先導物から、前記被先導物が前記先導装置を追従していることを示す追従通知、または前記被先導物が前記先導装置を追従していないことを示す非追従通知を取得する通知取得部をさらに有し、
    前記制御部は、前記被先導物位置取得部が前記被先導位置情報を取得できなくなってからの時間が前記第1時間未満であり、かつ、前記通知取得部が前記非追従通知を取得した場合に、前記被先導物が前記先導装置に追従していないと判定する、
    請求項に記載の先導装置。
  3. 現在の前記先導装置の位置を示す自己位置情報を取得する自己位置取得部をさらに有し、
    前記制御部は、前記被先導物位置取得部が前記被先導位置情報を取得でき、かつ、現在の前記先導装置の位置と前記最新の被先導物の位置との距離が第1距離以上である状態が第2時間以上継続している場合に、前記被先導物が前記先導装置に追従していないと判定する、
    請求項に記載の先導装置。
  4. 前記制御部は、前記被先導物が前記先導装置に追従していないと判定した場合に、前記移動部による前記先導装置の移動を停止させ、前記移動を停止させてから第3時間以上経過した場合、または、前記移動を停止させてから前記第3時間未満、かつ、現在の前記先導装置の位置と前記最新の被先導物の位置との距離が第2距離以上である場合に、前記最新の被先導物の位置を前記目的地として再設定し、当該目的地まで前記移動部に前記先導装置を移動させる、
    請求項に記載の先導装置。
  5. 前記制御部は、前記最新の被先導物の位置まで前記移動部に前記先導装置を移動させている間に新たな前記被先導物位置情報を取得できた場合に、前記新たな被先導物位置情報が示す前記被先導物の位置を前記目的地として再設定し、当該目的地まで前記移動部に前記先導装置を移動させる、
    請求項に記載の先導装置。
  6. 前記制御部は、前記被先導物が前記先導装置に追従していると判定した場合に、前記第
    1位置を前記目的地として再設定し、当該目的地まで前記移動部に前記先導装置を移動させる、
    請求項に記載の先導装置。
  7. 前記制御部は、前記追従通知を取得した場合に、前記被先導物が前記先導装置に追従していると判定する、
    請求項に記載の先導装置。
  8. 前記制御部は、前記追従通知を取得しておらず、かつ、現在の前記先導装置の位置と前記最新の被先導物の位置との距離が第3距離未満となった場合に、前記被先導物が前記先導装置に追従していると判定する、
    請求項に記載の先導装置。
  9. 被先導物を先導する先導装置の先導方法であって、
    移動部が第1位置を目的地として前記先導装置を移動させている間、最新の被先導物位置情報に基づいて前記被先導物が前記先導装置に追従しているか否かを判定し、
    前記被先導物位置情報を取得できなくなってからの時間が第1時間以上継続している場合、前記被先導物が前記先導装置に追従していないと判定し、最新の前記被先導物の位置を前記目的地として再設定し、
    当該目的地まで前記移動部に前記先導装置を移動させる、
    先導方法。
JP2019072924A 2019-04-05 2019-04-05 先導装置および先導方法 Active JP7149531B2 (ja)

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