自律走行ロボット、自律走行ロボットを用いた追走システム、及び追走方法
【課題】本発明は、被追走体を見失う事象が曲がり角以外の環境において生じる場合であっても、被追走体への追走を継続して行うことができるようにする。
【解決手段】本発明は、被追走体検出部３７により、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段３４ａと、見失ったと判定したときには、見失った後の被追走体位置を推定する被追走体位置推定手段７０ｂと、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段７０ａと、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標とした走行経路を生成する走行経路生成手段１００ａと、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段１１０ａとを有している。
【解決手段】本発明は、被追走体検出部３７により、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段３４ａと、見失ったと判定したときには、見失った後の被追走体位置を推定する被追走体位置推定手段７０ｂと、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段７０ａと、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標とした走行経路を生成する走行経路生成手段１００ａと、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段１１０ａとを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行ロボット、自律走行ロボットを用いた追走システム、及び追走方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の自律走行ロボットとして、搬送ロボットとした名称で特許文献１に記載された構成のものがある。
特許文献１に記載されている従来の自律走行ロボットは、被追走体である誘導者を認識して所定距離を保って追尾する機能を有するものであり、前記誘導者及び周囲の障害物等を検知する検知手段と、走行手段と、前記走行手段を制御する走行制御部を具備し、前記走行制御部は、前記検知手段で誘導者を認識して追従する。
そして、検知部が誘導者を認識できなくなった場合、認識できなくなった場所の近傍に曲がり角の存在を認識すると、当該曲がり角を曲がるように走行手段を制御する構成のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４‐１２６８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の自律走行ロボットでは、この自律走行ロボットが誘導者を見失う事象が、曲がり角を曲がるという限定した環境に限られるものである。
すなわち、誘導者が曲がり角を曲がること以外において、誘導者を見失う事象が生じる場合、自律走行ロボットが誘導者を見失い、かつ、その近傍に曲がり角が存在するときには、当該自律走行ロボットは、誘導者を見失ったことに気づくことなく、従ってまた、誘導者の移動方向とは関わりなく、その曲がり角を曲がってしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、被追走体を見失う事象が曲がり角以外の環境において生じる場合であっても、被追走体への追走を継続して行うことができる自律走行ロボット、自律走行ロボットを用いた追走システム、及び追走方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の構成は、次のとおりである。
請求項１に記載した自律走行ロボットは、被追走体を検出するための被追走体検出部と、移動するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走する自律走行ロボットにおいて、被追走体検出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、被追走体を見失う前の位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、走行経路を生成する走行経路生成手段と、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により走行させる走行手段とを有することを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の自律走行ロボットは、請求項１に記載した被追走体を見失ったときの自己と遮視物の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線と、被追走体を見失う前の被追走体位置と、その被追走体を見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線とを生成する判別用直線生成手段が設けられており、遮視判定手段は、生成した第一，第二の遮視判別用直線どうしが交差するか否かを判定している。
【０００８】
請求項３に記載の追走システムは、請求項３に記載した被追走体と、この被追走体を検出するための被追走体検出部及び移動するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走するものであり、被追走体検出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の相対的な被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、走行経路を生成する走行経路生成手段と、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段とを自律走行ロボットに設けたことを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の追走方法は、被追走体に、自律走行ロボットを自律して追走させる追走方法において、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定ステップと、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定ステップと、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の相対的な被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定ステップと、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、走行経路を生成する走行経路生成ステップと、走行機構により生成した上記走行経路に沿って移動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜４に記載した各発明によれば、被追走体を見失ったか否かを判定し、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定し、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の相対的な被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する。
また、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として走行経路を生成し、走行機構により生成した上記走行経路に沿って移動させているので、被追走体を見失う事象が曲がり角以外の環境において生じる場合であっても、被追走体への追走を継続して行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、被追走体を見失ったときの自己と遮視物の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線と、被追走体を見失う前の被追走体位置と、その被追走体を見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線とを生成し、遮視判定手段が、生成した第一，第二の遮視判別用直線どうしが交差するか否かを判定しているので、被追走体が遮視物に遮られたことを容易確実に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットを用いた追走システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】同上の自律走行ロボットの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す追走システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）は、同上の自律走行ロボットが遮視物を検出する動作を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図である。
【図５】遮視物に被追走者が遮られたことを検出するアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【図６】同上の自律走行ロボットの動作を示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、他例に係る遮視物に被追走者が遮られた様子を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が他例に係る遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットを用いた追走システムの概略構成を示す説明図、図２は、自律走行ロボットの概略構成を示すブロック図である。また、図３は、図１に示す追走システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットを用いた追走システムＡは、被追走体Ｂと、自律走行ロボットＣとを有して構成されている。
本実施形態における被追走体Ｂは例えば人（以下、「被追走者」という。）であり、コントローラ１０と、腕に装着した反射マーカ１２とを装備している。
【００１５】
コントローラ１０は、図３に示すように、自律走行ロボットＣから送信されるメッセージを聞くためのイヤホン１１、コントローラ兼通信部１３及び無線ＬＡＮ１４を有して構成されており、詳細を後述する自律走行ロボットＣとの間において所要の通信を行うものである。
【００１６】
自律走行ロボットＣは、図１に示すように、円筒形の本体３０の上部に略半球形の頭部３１を搭載しているとともに、その本体３０の下部に４つの走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）を配設した外観構成になっている。
なお、走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）は、図示しないモータ等を含む走行機構３６により、所謂スキッドステア方式によってそれぞれ独立して回転駆動されるようになっている。
【００１７】
本体３０の外殻には、この内部に区画形成した荷持収容部（図示しない）の開閉扉３０ａと、この開閉扉３０ａの上側位置に互いに所要の角度間隔で配列された複数のスピーカ３０ｂとが設けられている。
【００１８】
頭部３１は、これの頭頂部３１ａが全方位的に、また、移動方向α前側に横長方形領域３１ｂがそれぞれ透明に区画形成されており、それらのうちの頭頂部３１ａの内側にＰＴＺカメラ３７、また、横長方形領域３１ｂの内側に三次元レーザスキャナ３５がそれぞれ内設されている。
【００１９】
頭部３１内には、ロボット位置・速度計測部４０、走行路検出部５０、被追走体位置・速度計測部６０、ミッション環境評価部７０、被追走体通信部８０、行動制御部Ｄ、及び外部通報部９０が配設されている。
【００２０】
ロボット位置・速度計測部４０は、図３に示すように、デットレコニング４１、ロボットＧＰＳ(Global Positioning System)４２、及びロボット速度演算部４３を有して構成されている。
デットレコニング４１は、走行情報に基づいて基準位置からの相対移動ベクトルを出力して、自己位置を推定するためのもであり、本実施形態においては例えばオドメトリを採用している。
【００２１】
ロボットＧＰＳ４２は、自律走行ロボットＣの自己位置を計測するためのものである。
ロボット速度演算部４３は、所要のプログラムの実行により、
デットレコニング４１からの出力情報と、ロボットＧＰＳ４２からの位置情報に基づいて、自律走行ロボットＣの移動速度を算出する機能を有している。この機能を「移動速度演算手段４３ａ」という。
また、後述する被追走者Ｂを見失ったときの自己の位置を取得する機能。この機能を「ロボット位置取得手段４３ｂ」という。
【００２２】
走行路検出部５０は、上記した三次元レーザスキャナ３５と、障害物検知・地図作成部５１とを有して構成されている。
本実施形態においては、三次元レーザスキャナ３５が、測距領域の測距データを取得するための測距部である。
【００２３】
障害物検知・地図作成部５１は、所要のプログラムの実行により、次の機能を発揮する。
・測距部である三次元レーザスキャナ３５により取得した測距データに基づいて、遮視物の位置を取得する機能。この機能を「遮視物位置取得手段５１ａ」という。
【００２４】
・三次元レーザスキャナ３５により取得した測距データに基づいて、走行の可否を判断することにより、障害物（遮視物）を含む環境地図を作成する機能。この機能を「地図作成手段５１ａ」という。
例えば所定の高さを基準として、測距領域における移動可能領域、移動不可能領域及び障害物（遮視物）を含む環境地図を作成している。
【００２５】
被追走体位置・速度計測部６０は、上記したＰＴＺカメラ３７と、被追走体位置認識部３４とを有して構成されている。
ＰＴＺカメラ３７は、パンチルトズームレンズ一体型カメラのことであり、被追走者Ｂを撮影するためのものである。
【００２６】
被追走体位置認識部３４は、所要のプログラムの実行により、次の機能を有している。
・被追走体検出部であるＰＴＺカメラ３７によって、被追走者Ｂを見失ったか否かを判定する機能。この機能を「見失判定手段３４ａ」という。
・被追走体検出部であるＰＴＺカメラ３７により、被追走者Ｂを見失うまでの、その被追走者Ｂの位置を取得する機能を有している。この機能を「被追走体位置取得手段３４ｂ」という。
【００２７】
具体的には、撮影した被追走者Ｂの画像に含まれる反射マーカ１２に基づいて、被追走者Ｂの位置（座標）を認識取得している。
なお、反射マーカとしては、発光マーカでもよく、また、反射マーカをＬＲＦによって検出するようにしてもよい。
【００２８】
ミッション環境評価部７０は、追走を実行する環境を評価し、その評価結果に基づいて、被追走者Ｂ及び周囲の人への告知情報を選択して報知する機能を有している。
【００２９】
・被追走者Ｂを見失う前の自己位置、被追走者Ｂを見失った後の被追走体推定位置及び被追走者Ｂの位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走者Ｂが遮視物１３０（図４（Ａ），（Ｂ）参照）に遮られたか否かを判定する機能。この機能を「遮視判定手段７０ａ」という。
本実施形態においては、下記の判別用直線生成手段７０ｂによって生成した第一，第二の遮視判別用直線Ｌ１，Ｌ２どうしが交差するか否かを判定している。
【００３０】
・被追走者Ｂを見失ったと判定したときには、その被追走者Ｂを見失った後の自己位置を推定する機能。この機能を「被追走者位置推定手段７０ｂ」という。
【００３１】
・被追走者Ｂを見失ったときの自己と遮視物１３０の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線Ｌ１と、被追走者Ｂを見失う前の被追走体位置と、その被追走者Ｂを見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線Ｌ２とを生成する機能。この機能を「判別用直線生成手段７０ｃ」という。
【００３２】
・評価結果に基づいて、予め設定した複数の告知情報を選択する機能。この機能を「告知情報選択手段７０ｄ」という。
「告知情報」としては、第一の遮視判別用直線Ｌ１と第二の遮視判別用直線Ｌ２とが交差しないと判定した場合、すなわち、評価結果に対応した例えば「見失いました」や「停止します」等である。
【００３３】
・選択された告知情報を、被追走者Ｂ及び周囲の人に報知する機能。この機能を「告知情報報知手段７０ｅ」という。
具体的は、外部通報部９０に配設したスピーカ３０ｂや被追走者Ｂのイヤホン１１を介して告知情報を報知している。
【００３４】
行動制御部Ｄは、経路生成部１００、車体制御部１１０、及び車体駆動部１２０を有して構成されている。
経路生成部１００は、所要のプログラムの実行により、次の機能を発揮する。
・被追走者Ｂが遮視物１３０に遮られると判定したときには、被追走者Ｂを見失った後の被追走者Ｂの推定座標位置を目標として走行経路を生成する機能。この機能を「走行経路生成手段１００ａ」という。
本実施形態においては、上述した環境地図に基づき、ホテンシャル法や最急降下法等により走行経路を生成している。
【００３５】
以下に、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する詳細な原理について、図４，５を参照して説明する。
【００３６】
図４（Ａ）は、自律走行ロボットが遮視物を検出する動作を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図、図５は、遮視物に被追走者が遮られたことを検出するアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【００３７】
ステップ１（図中、「Ｓ１」と略記する。以下同様。）：三次元レーザスキャナ３５の測距値の位相方向に関する微分値の大きな箇所を遮視物である建物１３０の角１３０ｂと認識する（図４（Ａ）参照）。
なお、図中「ｂ」はレーザ光軸、また、「β」は位相方向を示している。また、本実施形態においては、建物１３０の角１３０ｂを遮視物として説明するが、当該「角」に限るものではない。
【００３８】
ステップ２：位相と測距値とにより、建物１３０の角１３０ｂの座標Ｅ（ｔ+Δｔ）（図４（Ｂ）参照）を算出してステップ３に進む。
ステップ３：デッドレコニング４１により、自律走行ロボットＣの位置の座標Ｐ（ｔ+Δｔ）を取得してステップ４に進む。
【００３９】
なお、デッドレコニング４１に代えて、ＧＰＳ、環境地図を用いた自己位置推定によって自己位置の座標Ｐ（ｔ+Δｔ）を計測するようにしてもよい。
【００４０】
ステップ４：図４（Ｂ）に示すライン（遮視判別用直線）Ｌ１を生成する。そのライン（遮視判別用直線）Ｌ１は、自律走行ロボットＣの位置座標と、建物１３０の角１３０ｂの位置座標とを通る直線である。
【００４１】
ステップ５：自律走行ロボットＣから被追走者Ｂを見失う直前の、その被追走者Ｂの移動速度を算出する。
被追走者Ｂの移動速度Ｖ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）−Ｒ（ｔ−Δｔ）
Ｒ（ｔ）は、被追走者Ｂを見失う直前の位置座標。
Ｒ（ｔ−Δｔ）は、被追走者Ｂを見失う前の一つ前の位置座標。
速度の算出は、過去複数点の平均等を使ってもよい。すなわち、見失う直前の速度が確からしく算出できればよい。
【００４２】
ステップ６：見失った時刻における被追走者Ｂの位置Ｒ（ｔ＋Δｔ）を推定する。
Ｒ（ｔ＋Δｔ）＝Ｒ（ｔ）＋Ｖ（ｔ）×Δｔ
なお、Δｔは、演算周期である。
【００４３】
ステップ７：図４（Ｂ）に示すラインＬ２を生成する。
すなわち、見失う直前の被追走者Ｂの位置座標Ｒ（ｔ）と、見失ったときの時刻における被追走者Ｂの推定位置Ｒ（ｔ＋Δｔ）を結ぶライン（被追走者移動直線）Ｌ２を生成する。
【００４４】
ステップ８：ラインＬ１とラインＬ２との交点の有無を判定する。
ステップ９：交点が存在すると判定した場合にはステップ１０に進み、そうでなければステップ１２に進む。
【００４５】
ステップ１０：被追走者Ｂを見失った旨を報知して、ステップ１１に進む。
ステップ１１：走行機構３６によって停止制御する。
ステップ１２：移動目標点をＲ（ｔ＋Δｔ）に設定する。
【００４６】
車体制御部１１０は、生成した走行経路に沿い、走行機構３６によって移動させる機能。この機能を「走行手段１１０ａ」という。
具体的には、上記した走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）のそれぞれ回転数を決定する機能を有している。
車体駆動部１２０は、上記した走行機構３６によって、走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）を、それぞれ決定した回転数だけ回転駆動する機能を有するものである。
【００４７】
次に、自律走行ロボットの動作について、図６を参照して説明する。図６は、自律走行ロボットの動作を示すフローチャートである。
ロボット位置・速度計測部４０のＰＴＺカメラ３７によって撮影した被追走者Ｂの画像から反射マーカ１２を抽出し、反射マーカ１２の抽出結果と環境地図内の障害物情報により、被追走者Ｂが位置する座標と移動速度を取得するとともに、三次元レーザスキャナ３５による測距領域の幾何形状を計測し、例えば高さに基づく移動の可否を判定して、環境地図を作成する。また、ロボットＧＰＳ４２によって自律走行ロボットＣの座標を計測し、それらのデータがミッション環境評価部７０に適宜出力される。
【００４８】
ステップ１（図中、「Ｓａ１」と略記する。以下同様。）：時刻情報を更新して、ステップ２に進む。
ステップ２：ミッション環境評価部７０において、ミッション環境評価を行う。
具体的には、被追走者Ｂの位置が検出できなかった場合、建物１２０に遮られたか又はその他の要因で被追走者を見失ったか否かを判定する。
なお、他の要因で被追走者を見失ったと判定した場合には、図５のステップ１０に示すように、評価結果に対応した告知情報を報知する。
【００４９】
ステップ３：建物１２０に遮られたと判定した場合、図５のステップ１２において説明したように、移動目標点を設定する。
ステップ４：上述した環境地図に基づいて、ホテンシャル場を生成する。
ステップ５：最急降下法により、走行経路を生成する。
【００５０】
ステップ６：制動距離を算出する。
具体的には、自律走行ロボットＣの制動距離＋被追走者Ｂの位置及び自律走行ロボットＣの位置計測誤差により、制動距離を算出する。これにより、最適な速度設定を行うことができる。
ステップ７：各走行輪の回転数の設定等の車両制御の演算を行う。
ステップ８：走行機構３６によって移動する。
【００５１】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・本実施形態においては、遮視物として建物を例として説明するが、これに限るものではなく、次のような状況においても適用することができることは勿論である。図７（Ａ）は、他例に係る遮視物に被追走者が遮られた様子を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が他例に係る遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図７（Ａ）に示すように、他例に係る遮視物である自動車１３０の近傍で被追走者Ｂを見失った場合、その自動車１３０に遮られたか否かを判定する。
すなわち、上述したように、三次元レーザスキャナ３５の測距値の位相方向に関する微分値の大きな箇所を自動車１３０の角１３０ａと認識し、レーザの位相と測距値とにより、自動車１３０の角１３０ａの座標を算出する。
そして、デッドレコニング４１により、自律走行ロボットＣの位置の座標を取得し、上記したライン（遮視判別用直線）Ｌ１を生成する。
また、自律走行ロボットＣから被追走者Ｂを見失う前の、その被追走者Ｂの移動速度を算出し、見失った時刻における被追走者Ｂの位置を推定して、ラインＬ２を生成する。
そして、ラインＬ１とラインＬ２との交点の有無を判定することにより、自動車１３０に遮られたか否かを判定するのである。
【００５３】
・上述した実施形態においては、被追走体として人を例として説明したが、これに限るものではなく、車両や他のロボット等をも含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
３４ａ 見失判定手段
３４ｂ 被追走体位置取得手段
３５ 測距部（三次元レーザスキャナ）
３６ 走行機構
３７ 被追走体検出部（ＰＴＺカメラ）
４３ａ 移動速度演算手段
４３ｂ ロボット位置取得手段
７０ａ 遮視判定手段
７０ｂ 被追走体位置推定手段
７０ｃ 判別用直線生成手段
１００ａ 走行経路生成手段
１１０ａ 走行手段
１３０ 障害物（遮視物）
Ａ 追走システム
Ｂ 被追走体（被追走者）
Ｃ 自律走行ロボット
Ｌ１ 第一の遮視判別用直線
Ｌ２ 第二の遮視判別用直線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律走行ロボット、自律走行ロボットを用いた追走システム、及び追走方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の自律走行ロボットとして、搬送ロボットとした名称で特許文献１に記載された構成のものがある。
特許文献１に記載されている従来の自律走行ロボットは、被追走体である誘導者を認識して所定距離を保って追尾する機能を有するものであり、前記誘導者及び周囲の障害物等を検知する検知手段と、走行手段と、前記走行手段を制御する走行制御部を具備し、前記走行制御部は、前記検知手段で誘導者を認識して追従する。
そして、検知部が誘導者を認識できなくなった場合、認識できなくなった場所の近傍に曲がり角の存在を認識すると、当該曲がり角を曲がるように走行手段を制御する構成のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４‐１２６８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の自律走行ロボットでは、この自律走行ロボットが誘導者を見失う事象が、曲がり角を曲がるという限定した環境に限られるものである。
すなわち、誘導者が曲がり角を曲がること以外において、誘導者を見失う事象が生じる場合、自律走行ロボットが誘導者を見失い、かつ、その近傍に曲がり角が存在するときには、当該自律走行ロボットは、誘導者を見失ったことに気づくことなく、従ってまた、誘導者の移動方向とは関わりなく、その曲がり角を曲がってしまうという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、被追走体を見失う事象が曲がり角以外の環境において生じる場合であっても、被追走体への追走を継続して行うことができる自律走行ロボット、自律走行ロボットを用いた追走システム、及び追走方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の構成は、次のとおりである。
請求項１に記載した自律走行ロボットは、被追走体を検出するための被追走体検出部と、移動するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走する自律走行ロボットにおいて、被追走体検出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、被追走体を見失う前の位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、走行経路を生成する走行経路生成手段と、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により走行させる走行手段とを有することを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の自律走行ロボットは、請求項１に記載した被追走体を見失ったときの自己と遮視物の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線と、被追走体を見失う前の被追走体位置と、その被追走体を見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線とを生成する判別用直線生成手段が設けられており、遮視判定手段は、生成した第一，第二の遮視判別用直線どうしが交差するか否かを判定している。
【０００８】
請求項３に記載の追走システムは、請求項３に記載した被追走体と、この被追走体を検出するための被追走体検出部及び移動するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走するものであり、被追走体検出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の相対的な被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、走行経路を生成する走行経路生成手段と、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段とを自律走行ロボットに設けたことを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の追走方法は、被追走体に、自律走行ロボットを自律して追走させる追走方法において、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定ステップと、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定ステップと、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の相対的な被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定ステップと、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、走行経路を生成する走行経路生成ステップと、走行機構により生成した上記走行経路に沿って移動させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１〜４に記載した各発明によれば、被追走体を見失ったか否かを判定し、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定し、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の相対的な被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する。
また、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として走行経路を生成し、走行機構により生成した上記走行経路に沿って移動させているので、被追走体を見失う事象が曲がり角以外の環境において生じる場合であっても、被追走体への追走を継続して行うことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、被追走体を見失ったときの自己と遮視物の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線と、被追走体を見失う前の被追走体位置と、その被追走体を見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線とを生成し、遮視判定手段が、生成した第一，第二の遮視判別用直線どうしが交差するか否かを判定しているので、被追走体が遮視物に遮られたことを容易確実に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットを用いた追走システムの概略構成を示す説明図である。
【図２】同上の自律走行ロボットの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す追走システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）は、同上の自律走行ロボットが遮視物を検出する動作を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図である。
【図５】遮視物に被追走者が遮られたことを検出するアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【図６】同上の自律走行ロボットの動作を示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、他例に係る遮視物に被追走者が遮られた様子を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が他例に係る遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットを用いた追走システムの概略構成を示す説明図、図２は、自律走行ロボットの概略構成を示すブロック図である。また、図３は、図１に示す追走システムの詳細な構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る自律走行ロボットを用いた追走システムＡは、被追走体Ｂと、自律走行ロボットＣとを有して構成されている。
本実施形態における被追走体Ｂは例えば人（以下、「被追走者」という。）であり、コントローラ１０と、腕に装着した反射マーカ１２とを装備している。
【００１５】
コントローラ１０は、図３に示すように、自律走行ロボットＣから送信されるメッセージを聞くためのイヤホン１１、コントローラ兼通信部１３及び無線ＬＡＮ１４を有して構成されており、詳細を後述する自律走行ロボットＣとの間において所要の通信を行うものである。
【００１６】
自律走行ロボットＣは、図１に示すように、円筒形の本体３０の上部に略半球形の頭部３１を搭載しているとともに、その本体３０の下部に４つの走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）を配設した外観構成になっている。
なお、走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）は、図示しないモータ等を含む走行機構３６により、所謂スキッドステア方式によってそれぞれ独立して回転駆動されるようになっている。
【００１７】
本体３０の外殻には、この内部に区画形成した荷持収容部（図示しない）の開閉扉３０ａと、この開閉扉３０ａの上側位置に互いに所要の角度間隔で配列された複数のスピーカ３０ｂとが設けられている。
【００１８】
頭部３１は、これの頭頂部３１ａが全方位的に、また、移動方向α前側に横長方形領域３１ｂがそれぞれ透明に区画形成されており、それらのうちの頭頂部３１ａの内側にＰＴＺカメラ３７、また、横長方形領域３１ｂの内側に三次元レーザスキャナ３５がそれぞれ内設されている。
【００１９】
頭部３１内には、ロボット位置・速度計測部４０、走行路検出部５０、被追走体位置・速度計測部６０、ミッション環境評価部７０、被追走体通信部８０、行動制御部Ｄ、及び外部通報部９０が配設されている。
【００２０】
ロボット位置・速度計測部４０は、図３に示すように、デットレコニング４１、ロボットＧＰＳ(Global Positioning System)４２、及びロボット速度演算部４３を有して構成されている。
デットレコニング４１は、走行情報に基づいて基準位置からの相対移動ベクトルを出力して、自己位置を推定するためのもであり、本実施形態においては例えばオドメトリを採用している。
【００２１】
ロボットＧＰＳ４２は、自律走行ロボットＣの自己位置を計測するためのものである。
ロボット速度演算部４３は、所要のプログラムの実行により、
デットレコニング４１からの出力情報と、ロボットＧＰＳ４２からの位置情報に基づいて、自律走行ロボットＣの移動速度を算出する機能を有している。この機能を「移動速度演算手段４３ａ」という。
また、後述する被追走者Ｂを見失ったときの自己の位置を取得する機能。この機能を「ロボット位置取得手段４３ｂ」という。
【００２２】
走行路検出部５０は、上記した三次元レーザスキャナ３５と、障害物検知・地図作成部５１とを有して構成されている。
本実施形態においては、三次元レーザスキャナ３５が、測距領域の測距データを取得するための測距部である。
【００２３】
障害物検知・地図作成部５１は、所要のプログラムの実行により、次の機能を発揮する。
・測距部である三次元レーザスキャナ３５により取得した測距データに基づいて、遮視物の位置を取得する機能。この機能を「遮視物位置取得手段５１ａ」という。
【００２４】
・三次元レーザスキャナ３５により取得した測距データに基づいて、走行の可否を判断することにより、障害物（遮視物）を含む環境地図を作成する機能。この機能を「地図作成手段５１ａ」という。
例えば所定の高さを基準として、測距領域における移動可能領域、移動不可能領域及び障害物（遮視物）を含む環境地図を作成している。
【００２５】
被追走体位置・速度計測部６０は、上記したＰＴＺカメラ３７と、被追走体位置認識部３４とを有して構成されている。
ＰＴＺカメラ３７は、パンチルトズームレンズ一体型カメラのことであり、被追走者Ｂを撮影するためのものである。
【００２６】
被追走体位置認識部３４は、所要のプログラムの実行により、次の機能を有している。
・被追走体検出部であるＰＴＺカメラ３７によって、被追走者Ｂを見失ったか否かを判定する機能。この機能を「見失判定手段３４ａ」という。
・被追走体検出部であるＰＴＺカメラ３７により、被追走者Ｂを見失うまでの、その被追走者Ｂの位置を取得する機能を有している。この機能を「被追走体位置取得手段３４ｂ」という。
【００２７】
具体的には、撮影した被追走者Ｂの画像に含まれる反射マーカ１２に基づいて、被追走者Ｂの位置（座標）を認識取得している。
なお、反射マーカとしては、発光マーカでもよく、また、反射マーカをＬＲＦによって検出するようにしてもよい。
【００２８】
ミッション環境評価部７０は、追走を実行する環境を評価し、その評価結果に基づいて、被追走者Ｂ及び周囲の人への告知情報を選択して報知する機能を有している。
【００２９】
・被追走者Ｂを見失う前の自己位置、被追走者Ｂを見失った後の被追走体推定位置及び被追走者Ｂの位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走者Ｂが遮視物１３０（図４（Ａ），（Ｂ）参照）に遮られたか否かを判定する機能。この機能を「遮視判定手段７０ａ」という。
本実施形態においては、下記の判別用直線生成手段７０ｂによって生成した第一，第二の遮視判別用直線Ｌ１，Ｌ２どうしが交差するか否かを判定している。
【００３０】
・被追走者Ｂを見失ったと判定したときには、その被追走者Ｂを見失った後の自己位置を推定する機能。この機能を「被追走者位置推定手段７０ｂ」という。
【００３１】
・被追走者Ｂを見失ったときの自己と遮視物１３０の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線Ｌ１と、被追走者Ｂを見失う前の被追走体位置と、その被追走者Ｂを見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線Ｌ２とを生成する機能。この機能を「判別用直線生成手段７０ｃ」という。
【００３２】
・評価結果に基づいて、予め設定した複数の告知情報を選択する機能。この機能を「告知情報選択手段７０ｄ」という。
「告知情報」としては、第一の遮視判別用直線Ｌ１と第二の遮視判別用直線Ｌ２とが交差しないと判定した場合、すなわち、評価結果に対応した例えば「見失いました」や「停止します」等である。
【００３３】
・選択された告知情報を、被追走者Ｂ及び周囲の人に報知する機能。この機能を「告知情報報知手段７０ｅ」という。
具体的は、外部通報部９０に配設したスピーカ３０ｂや被追走者Ｂのイヤホン１１を介して告知情報を報知している。
【００３４】
行動制御部Ｄは、経路生成部１００、車体制御部１１０、及び車体駆動部１２０を有して構成されている。
経路生成部１００は、所要のプログラムの実行により、次の機能を発揮する。
・被追走者Ｂが遮視物１３０に遮られると判定したときには、被追走者Ｂを見失った後の被追走者Ｂの推定座標位置を目標として走行経路を生成する機能。この機能を「走行経路生成手段１００ａ」という。
本実施形態においては、上述した環境地図に基づき、ホテンシャル法や最急降下法等により走行経路を生成している。
【００３５】
以下に、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する詳細な原理について、図４，５を参照して説明する。
【００３６】
図４（Ａ）は、自律走行ロボットが遮視物を検出する動作を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図、図５は、遮視物に被追走者が遮られたことを検出するアルゴリズムを説明するためのフローチャートである。
【００３７】
ステップ１（図中、「Ｓ１」と略記する。以下同様。）：三次元レーザスキャナ３５の測距値の位相方向に関する微分値の大きな箇所を遮視物である建物１３０の角１３０ｂと認識する（図４（Ａ）参照）。
なお、図中「ｂ」はレーザ光軸、また、「β」は位相方向を示している。また、本実施形態においては、建物１３０の角１３０ｂを遮視物として説明するが、当該「角」に限るものではない。
【００３８】
ステップ２：位相と測距値とにより、建物１３０の角１３０ｂの座標Ｅ（ｔ+Δｔ）（図４（Ｂ）参照）を算出してステップ３に進む。
ステップ３：デッドレコニング４１により、自律走行ロボットＣの位置の座標Ｐ（ｔ+Δｔ）を取得してステップ４に進む。
【００３９】
なお、デッドレコニング４１に代えて、ＧＰＳ、環境地図を用いた自己位置推定によって自己位置の座標Ｐ（ｔ+Δｔ）を計測するようにしてもよい。
【００４０】
ステップ４：図４（Ｂ）に示すライン（遮視判別用直線）Ｌ１を生成する。そのライン（遮視判別用直線）Ｌ１は、自律走行ロボットＣの位置座標と、建物１３０の角１３０ｂの位置座標とを通る直線である。
【００４１】
ステップ５：自律走行ロボットＣから被追走者Ｂを見失う直前の、その被追走者Ｂの移動速度を算出する。
被追走者Ｂの移動速度Ｖ（ｔ）＝Ｒ（ｔ）−Ｒ（ｔ−Δｔ）
Ｒ（ｔ）は、被追走者Ｂを見失う直前の位置座標。
Ｒ（ｔ−Δｔ）は、被追走者Ｂを見失う前の一つ前の位置座標。
速度の算出は、過去複数点の平均等を使ってもよい。すなわち、見失う直前の速度が確からしく算出できればよい。
【００４２】
ステップ６：見失った時刻における被追走者Ｂの位置Ｒ（ｔ＋Δｔ）を推定する。
Ｒ（ｔ＋Δｔ）＝Ｒ（ｔ）＋Ｖ（ｔ）×Δｔ
なお、Δｔは、演算周期である。
【００４３】
ステップ７：図４（Ｂ）に示すラインＬ２を生成する。
すなわち、見失う直前の被追走者Ｂの位置座標Ｒ（ｔ）と、見失ったときの時刻における被追走者Ｂの推定位置Ｒ（ｔ＋Δｔ）を結ぶライン（被追走者移動直線）Ｌ２を生成する。
【００４４】
ステップ８：ラインＬ１とラインＬ２との交点の有無を判定する。
ステップ９：交点が存在すると判定した場合にはステップ１０に進み、そうでなければステップ１２に進む。
【００４５】
ステップ１０：被追走者Ｂを見失った旨を報知して、ステップ１１に進む。
ステップ１１：走行機構３６によって停止制御する。
ステップ１２：移動目標点をＲ（ｔ＋Δｔ）に設定する。
【００４６】
車体制御部１１０は、生成した走行経路に沿い、走行機構３６によって移動させる機能。この機能を「走行手段１１０ａ」という。
具体的には、上記した走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）のそれぞれ回転数を決定する機能を有している。
車体駆動部１２０は、上記した走行機構３６によって、走行輪３２ａ（３２ａ）、３２ｂ（３２ｂ）を、それぞれ決定した回転数だけ回転駆動する機能を有するものである。
【００４７】
次に、自律走行ロボットの動作について、図６を参照して説明する。図６は、自律走行ロボットの動作を示すフローチャートである。
ロボット位置・速度計測部４０のＰＴＺカメラ３７によって撮影した被追走者Ｂの画像から反射マーカ１２を抽出し、反射マーカ１２の抽出結果と環境地図内の障害物情報により、被追走者Ｂが位置する座標と移動速度を取得するとともに、三次元レーザスキャナ３５による測距領域の幾何形状を計測し、例えば高さに基づく移動の可否を判定して、環境地図を作成する。また、ロボットＧＰＳ４２によって自律走行ロボットＣの座標を計測し、それらのデータがミッション環境評価部７０に適宜出力される。
【００４８】
ステップ１（図中、「Ｓａ１」と略記する。以下同様。）：時刻情報を更新して、ステップ２に進む。
ステップ２：ミッション環境評価部７０において、ミッション環境評価を行う。
具体的には、被追走者Ｂの位置が検出できなかった場合、建物１２０に遮られたか又はその他の要因で被追走者を見失ったか否かを判定する。
なお、他の要因で被追走者を見失ったと判定した場合には、図５のステップ１０に示すように、評価結果に対応した告知情報を報知する。
【００４９】
ステップ３：建物１２０に遮られたと判定した場合、図５のステップ１２において説明したように、移動目標点を設定する。
ステップ４：上述した環境地図に基づいて、ホテンシャル場を生成する。
ステップ５：最急降下法により、走行経路を生成する。
【００５０】
ステップ６：制動距離を算出する。
具体的には、自律走行ロボットＣの制動距離＋被追走者Ｂの位置及び自律走行ロボットＣの位置計測誤差により、制動距離を算出する。これにより、最適な速度設定を行うことができる。
ステップ７：各走行輪の回転数の設定等の車両制御の演算を行う。
ステップ８：走行機構３６によって移動する。
【００５１】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・本実施形態においては、遮視物として建物を例として説明するが、これに限るものではなく、次のような状況においても適用することができることは勿論である。図７（Ａ）は、他例に係る遮視物に被追走者が遮られた様子を示す説明図、（Ｂ）は、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が他例に係る遮視物に遮られたか否かを判定する原理を示す説明図である。なお、上述した実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図７（Ａ）に示すように、他例に係る遮視物である自動車１３０の近傍で被追走者Ｂを見失った場合、その自動車１３０に遮られたか否かを判定する。
すなわち、上述したように、三次元レーザスキャナ３５の測距値の位相方向に関する微分値の大きな箇所を自動車１３０の角１３０ａと認識し、レーザの位相と測距値とにより、自動車１３０の角１３０ａの座標を算出する。
そして、デッドレコニング４１により、自律走行ロボットＣの位置の座標を取得し、上記したライン（遮視判別用直線）Ｌ１を生成する。
また、自律走行ロボットＣから被追走者Ｂを見失う前の、その被追走者Ｂの移動速度を算出し、見失った時刻における被追走者Ｂの位置を推定して、ラインＬ２を生成する。
そして、ラインＬ１とラインＬ２との交点の有無を判定することにより、自動車１３０に遮られたか否かを判定するのである。
【００５３】
・上述した実施形態においては、被追走体として人を例として説明したが、これに限るものではなく、車両や他のロボット等をも含むものである。
【符号の説明】
【００５４】
３４ａ 見失判定手段
３４ｂ 被追走体位置取得手段
３５ 測距部（三次元レーザスキャナ）
３６ 走行機構
３７ 被追走体検出部（ＰＴＺカメラ）
４３ａ 移動速度演算手段
４３ｂ ロボット位置取得手段
７０ａ 遮視判定手段
７０ｂ 被追走体位置推定手段
７０ｃ 判別用直線生成手段
１００ａ 走行経路生成手段
１１０ａ 走行手段
１３０ 障害物（遮視物）
Ａ 追走システム
Ｂ 被追走体（被追走者）
Ｃ 自律走行ロボット
Ｌ１ 第一の遮視判別用直線
Ｌ２ 第二の遮視判別用直線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被追走体を検出するための被追走体検出部と、走行するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走する自律走行ロボットにおいて、
被追走体見出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、
被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、
被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、
被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標とした走行経路を生成する走行経路生成手段と、
生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段とを有していることを特徴とする自律走行ロボット。
【請求項２】
被追走体を見失ったときの自己と遮視物の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線と、被追走体を見失う前の被追走体位置と、その被追走体を見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線とを生成する判別用直線生成手段が設けられており、
遮視判定手段は、生成した第一，第二の遮視判別用直線どうしが交差するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の自律走行ロボット。
【請求項３】
被追走体と、この被追走体を検出するための被追走体検出部及び移動するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走する自律走行ロボットにおいて、
被追走体検出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標とした走行経路を生成する走行経路生成手段と、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段とを自律走行ロボットに設けたことを特徴とする自律走行ロボットを用いた追走システム。
【請求項４】
被追走体に、自律走行ロボットを自律して追走させる追走方法において、
被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定ステップと、
被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定ステップと、
被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定ステップと、
被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、遮視物側に回り込むための走行経路を生成する走行経路生成ステップと、
走行機構により生成した上記走行経路に沿って移動させることを特徴とする追走方法。
【請求項１】
被追走体を検出するための被追走体検出部と、走行するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走する自律走行ロボットにおいて、
被追走体見出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、
被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、
被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、
被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標とした走行経路を生成する走行経路生成手段と、
生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段とを有していることを特徴とする自律走行ロボット。
【請求項２】
被追走体を見失ったときの自己と遮視物の両位置を結ぶ第一の遮視判別用直線と、被追走体を見失う前の被追走体位置と、その被追走体を見失った後の被追走体推定位置を結ぶ第二の遮視判別用直線とを生成する判別用直線生成手段が設けられており、
遮視判定手段は、生成した第一，第二の遮視判別用直線どうしが交差するか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の自律走行ロボット。
【請求項３】
被追走体と、この被追走体を検出するための被追走体検出部及び移動するための走行機構とを有し、被追走体の移動に自律して追走する自律走行ロボットにおいて、
被追走体検出部によって、被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定手段と、被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定手段と、被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定手段と、被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標とした走行経路を生成する走行経路生成手段と、生成した上記走行経路に沿い、走行機構により移動させる走行手段とを自律走行ロボットに設けたことを特徴とする自律走行ロボットを用いた追走システム。
【請求項４】
被追走体に、自律走行ロボットを自律して追走させる追走方法において、
被追走体を見失ったか否かを判定する見失判定ステップと、
被追走体を見失ったと判定したときには、その被追走体を見失った後の被追走体位置を推定する位置推定ステップと、
被追走体を見失う前の被追走体位置、被追走体を見失った後の被追走体推定位置及び遮視物の位置の相対的な位置関係に基づいて、その被追走体が遮視物に遮られたか否かを判定する遮視判定ステップと、
被追走体が遮視物に遮られたと判定したときには、その被追走体の被追走体推定位置を目標として、遮視物側に回り込むための走行経路を生成する走行経路生成ステップと、
走行機構により生成した上記走行経路に沿って移動させることを特徴とする追走方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２７７２３６（Ｐ２０１０−２７７２３６Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２７６３３（Ｐ２００９−１２７６３３）
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（５００３０２５５２）株式会社ＩＨＩエアロスペース (298)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２７日（２００９．５．２７）
【出願人】（５００３０２５５２）株式会社ＩＨＩエアロスペース (298)
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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