(57)【要約】【課題】速度を上げて物体を追尾することができる自律移動体を提供する。【解決手段】走行制御部は、機台２０から追尾する物体１１０に向かう方向と、機台２０の位置とを基準に、抽出範囲を設定し、抽出範囲内で、機台２０から追尾する物体１１０に向かう方向に対する横方向での左右の通路壁１００，１０１までの最短距離Ｌｍ１，Ｌｍ２を抽出し、抽出した距離から通路幅Ｗ１を定義し、通路幅Ｗ１が閾値以下の場合に、抽出した左右の通路壁１００，１０１までの最短距離の差分に応じて通路中心側に目標位置Ｐｔを補正し、補正後の目標位置Ｐｔに向かって走行させる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台と、
前記機台に搭載され、追尾する物体の距離と方向と、通路壁を検出する障害物センサと、
前記物体を追尾すべく走行を制御する走行制御部と、
を備え、
前記走行制御部は、前記機台から追尾する物体に向かう方向と、前記機台の位置とを基準に、抽出範囲を設定し、
前記抽出範囲内で、前記方向に対する横方向での左右の通路壁までの最短距離を抽出し、
抽出した距離から通路幅を定義し、
通路幅が閾値以下の場合に、抽出した左右の通路壁までの最短距離の差分に応じて通路中心側に目標位置を補正し、
補正後の目標位置に向かって走行させる
ことを特徴とする自律移動体。
【請求項２】
前記走行制御部は、追尾する物体より機台側に抽出範囲を設定することを特徴とする請求項１に記載の自律移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自律移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示の自律移動装置においては、特許文献１の図４〜図６の処理において、各超音波センサから取り込んだ障害物までの距離データやレーザレンジファインダからの形状認識信号に基づいて、本体を中心とし、各超音波センサが検知できる範囲内での全方位障害物マップを作成する。また、レーザレンジファインダから取り込んだ目標物の形状認識信号により、目標物を捕捉する。特許文献１の図４のＳＴ（ステップ）７，ＳＴ８において、目標物が存在する空間の広がり角度が閾値角度以上の場合には、目標物の中心から近い方の空間境界における角度を算出し、角度が閾値角度の１／２未満であると空間の中心線の方向に進行方向を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図１１（ａ）に示すように、左右の通路壁２０１，２０２に挟まれた走行通路２０３を、障害物センサ２００ａを有する自律移動体２００が物体２０４を追尾しながら走行する時において、追尾する物体２０４に対して進行するため、図１１（ｂ）に示すように、追尾する物体２０４の位置によっては走行通路２０３に対して通路壁２０１側に寄ってしまい安全に走行するには速度を上げることができない。このため、幅が狭い走行通路では通路の中心を走行することが重要となる。
【０００５】
つまり、図１１（ａ）に示すように、自律移動体２００が走行通路２０３の中心を走行する場合に比べ図１１（ｂ）に示すように自律移動体２００が通路壁２０１側に近づくと、通路壁２０１との距離が近いため図１１（ｂ）に示すように自律移動体２００は速度を落とす必要があり、追尾する物体２０４との距離が離れる原因となる。
【０００６】
ここで、図１２に示すように追尾する物体２０４が通路壁２０２に近づくと特許文献１のように、障害物である左右の通路壁２０１，２０２を検知し、左右の通路壁２０１，２０２との角度を検出し、左右の通路壁２０１，２０２の間の空間の広がり角度θ２００の中心Ｏ２００を進行方向とすると、図１３に示すように、自律移動体２００は走行通路２０３の中心に緩やかに移動することから走行通路２０３の中心位置への移動性という観点から改良が望まれている。
【０００７】
本発明の目的は、速度を上げて物体を追尾することができる自律移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための自律移動体は、機台と、前記機台に搭載され、追尾する物体の距離と方向と、通路壁を検出する障害物センサと、前記物体を追尾すべく走行を制御する走行制御部と、を備え、前記走行制御部は、前記機台から追尾する物体に向かう方向と、前記機台の位置とを基準に、抽出範囲を設定し、前記抽出範囲内で、前記方向に対する横方向での左右の通路壁までの最短距離を抽出し、抽出した距離から通路幅を定義し、通路幅が閾値以下の場合に、抽出した左右の通路壁までの最短距離の差分に応じて通路中心側に目標位置を補正し、補正後の目標位置に向かって走行させることを要旨とする。
【０００９】
これによれば、機台から追尾する物体に向かう方向と、機台の位置とを基準に、抽出範囲が設定され、抽出範囲内で、機台から追尾する物体に向かう方向に対する横方向での左右の通路壁までの最短距離が抽出され、抽出した距離から通路幅が定義され、通路幅が閾値以下の場合に、抽出した左右の通路壁までの最短距離の差分に応じて通路中心側に目標位置が補正される。そして、補正後の目標位置に向かって走行される。よって、狭路において通路壁寄りに走行すると速度を上げることができないが通路の中心側に速やかに走行することができ、速度を上げて物体を追尾することができる。
【００１０】
また、自律移動体において、前記走行制御部は、追尾する物体より機台側に抽出範囲を設定するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、速度を上げて物体を追尾することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】自律移動体を示す概略図。
【図２】自律移動体を示す平面図。
【図３】自律移動体及び追尾する物体を示す平面図。
【図４】自律移動体の走行制御を説明するための平面図。
【図５】自律移動体の走行制御を説明するための平面図。
【図６】自律移動体の走行制御を説明するための平面図。
【図７】自律移動体の走行制御を説明するための平面図。
【図８】自律移動体の走行制御を説明するための平面図。
【図９】（ａ），（ｂ）は自律移動体の走行制御を説明するための平面図。
【図１０】別例の自律移動体の走行制御を説明するための平面図。
【図１１】（ａ），（ｂ）は課題を説明するための平面図。
【図１２】課題を説明するための平面図。
【図１３】課題を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１、図２に示すように、自律移動体１０は、例えば、地図情報と自己位置に基づいて移動する。なお、自己位置は、例えば、ＧＰＳにより検出しても、センサを用いて周囲の物体を検出して地図情報と比較して推定してもよい。
【００１４】
自律移動体１０は、機台２０と、機台２０に搭載された障害物センサ３０と、機台２０に搭載された走行制御部４０を備える。機台２０は、複数の車輪２１と、走行させるための駆動機構２２と、を備える。駆動機構２２は、障害物センサ３０により検知された物体を回避しつつ、登録された追尾する物体（人）１１０を追尾するように制御される。機台２０は、例えば、荷を搬送する搬送台車である。
【００１５】
障害物センサ３０として、レーザレンジファインダ（ＬＲＦ）を使用しており、障害物センサ３０は２次元レーザ（２Ｄレーザ）センサである。障害物センサ３０は、本実施形態では機台２０の上面前部に固定されており、細いレーザビームを水平方向に走査することにより水平方向において所定角度の２７０°となる視界を有する。具体的には、障害物センサ３０は、図２に示すように、正面に対し左右に１３５°の検出領域Ａを有する。障害物センサ３０は、障害物の方向（角度）に対応付けて障害物までの距離を検出する。具体的には、全検出角２７０度を１０８０分割して、角度θ１〜θ１０８０に対応付けて距離Ｌ１〜Ｌ１０８０を検出する。例えば、角度θ１に対応する距離Ｌ１、角度θ２に対応する距離Ｌ２、・・・、角度θ１０７９に対応する距離Ｌ１０７９、角度θ１０８０に対応する距離Ｌ１０８０となる。レーザの照射範囲である認識範囲（Ａ）は、扇状をなす。認識範囲（Ａ）内と認識範囲（Ａ）外との境界は、照射可能距離に起因し障害物センサ３０を中心とする円弧状の第１境界Ｂ１と、照射可能角度に起因し障害物センサ３０から放射状に延びる第２境界Ｂ２を有する。
【００１６】
障害物センサ３０は、追尾する物体１１０（図３参照）の距離と方向と、通路壁１００，１０１（図３参照）を検出することができる。
図１に示すように、走行制御部４０は、ＣＰＵ４１と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる記憶部４２と、を備える。記憶部４２には、機台２０を制御するための種々のプログラムが記憶されている。走行制御部４０は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。走行制御部４０は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。
【００１７】
走行制御部４０は、障害物センサ３０の検出結果から機台２０の周辺に存在する物体の検知を行う。そして、走行制御部４０は、物体１１０（図３参照）を追尾すべく走行を制御することができる。
【００１８】
周辺環境を障害物センサ３０で認識して走行する自律移動体１０において、障害物センサ３０にて物体（人を含む）を検知し、その物体を追尾する時においては、通路幅に応じて走行速度を落として走行する。
【００１９】
次に、作用について説明する。
物体を検知するために走行制御部４０が行う処理について説明する。一例として、図３に示すように、左右の通路壁１００，１０１を有する通路１０２を、障害物センサ３０の検出結果に基づき障害物を検出しつつ追尾する物体１１０に対し走行する場合について説明する。
【００２０】
走行制御部４０は、図３に示すように、障害物センサ（レーザレンジファインダ）３０のデータを取得する。レーザレンジファインダは、１０８０点の距離データが取得できる。図３において、障害物センサ（レーザレンジファインダ）３０による距離の測定点をＰで示す。
【００２１】
そして、走行制御部４０は、障害物センサ（レーザレンジファインダ）３０のデータから特徴点の抽出により追尾する物体１１０を検知する。
走行制御部４０は、図４に示すように、機台２０（本実施形態では機台２０に設けられた障害物センサ３０）から追尾する物体１１０（詳しくは物体１１０の中心）に向かう方向と、機台２０の位置とを基準に、所定の抽出範囲６０を設定する。
【００２２】
このとき、走行制御部４０は、追尾する物体１１０より機台２０側に抽出範囲６０を設定する。
走行制御部４０は、図５、図６に示すように、抽出範囲６０内で、機台２０のセンサ３０から追尾する物体１１０の中心に向かう方向に対する横方向での左右の通路壁１００，１０１までの最短距離Ｌｍ１，Ｌｍ２を抽出する。
【００２３】
つまり、追尾する物体１１０と自律移動体（追尾車両）１０との間にある障害物までの距離を算出する。図６に示すように、追尾する物体１１０の中心Ｐｃと自律移動体（追尾車両）１０の障害物センサ３０とを直線で結んだ基準線Ｌｂを基に、自律移動体（追尾車両）１０の左右にある通路壁１００，１０１までの最短距離Ｌｍ１，Ｌｍ２を算出する。
【００２４】
抽出範囲６０は設定したものであり、本実施形態では基準線Ｌｂに直交する直線のうちの追尾する物体（人）１１０の背の中心を通る直線と、障害物センサ３０を通る直線とが対向する２辺となる四角形である。
【００２５】
走行制御部４０は、図７に示すように、抽出した距離Ｌｍ１，Ｌｍ２から、その和（=Ｌｍ１＋Ｌｍ２）により通路幅Ｗ１を定義する。即ち、実際の通路幅Ｗ１０を予測する。
つまり、自律移動体（追尾車両）１０の障害物センサ３０と、追尾する物体１１０の中心（人の中心）Ｐｃとを結ぶ線Ｌｂを基準軸として追尾する物体１１０までの距離内にある測定点Ｐを抽出する。そして、図５に示すように、抽出した測定点Ｐの内、基準点に近い左の測定点Ｐ１及び右の測定点Ｐ２を通路幅判定用測定点とする。図６に示すように、左右の通路幅判定用測定点Ｐ１，Ｐ２の横軸座標から通路幅Ｗ１を算出する。
【００２６】
走行制御部４０は、図７に示すように、通路幅Ｗ１が閾値（所定値）以下の場合に、狭路であると判定する。そして、走行制御部４０は、狭路であると、抽出した左右の通路壁１００，１０１までの最短距離の差分ΔＬｍ（＝Ｌｍ２−Ｌｍ１）に応じて、追尾する物体１１０の中心ＰｃからΔＬｍ／２だけ通路中心側にずらした位置を目標位置Ｐｔとして補正する。
【００２７】
つまり、図６に示すように、通路幅Ｗ１が閾値以下の場合、狭路と判断し、図７に示すように目標位置Ｐｔを追尾する物体（人）１１０の中心ＰｃからΔＬｍ／２だけ通路中心側にずらすことにより補正する。
【００２８】
図７の目標位置の補正について、詳しくは、左右の通路幅判定用測定点Ｐ１，Ｐ２の横軸の最短距離（長さ）Ｌｍ１，Ｌｍ２から両者の差の半分（＝（Ｌｍ２−Ｌｍ１）／２）を補正量する。追尾する物体１１０の座標（例えば図６、図７でのＸ，Ｙ座標）から補正量分を追加して、目標位置を決定する。即ち、差分（＝Ｌｍ２−Ｌｍ１）から補正量として（Ｌｍ２−Ｌｍ１）／２を得て、通路幅Ｗ１の中心軸上に追尾する物体位置の横軸を移動させたものを目標位置とする。
【００２９】
このようにして、図７に示すように、通路１０２の中心を自律移動体（追尾車両）１０が走行できるように補正を行う。
そして、走行制御部４０は、図７に示すように、補正後の目標位置Ｐｔに向かって走行させる。これにより、狭路において通路１０２の中心側に速やかに走行して速度を上げて物体１１０を追尾できる。
【００３０】
以下、詳しく説明する。
図８、図９（ａ）、図９（ｂ）は、図３、図４、図５、図６、図７と異なる状況下での、本実施形態における自律移動体の走行制御を説明するための平面図である。
【００３１】
物体を追尾する自律移動体（追尾車両）１０では、追尾する物体１１０に対して進行するため、追尾する物体１１０の位置によっては通路に対して壁側に寄ってしまい安全に走行するには速度を上げることができない。このため、狭路では通路の中心を走行する。
【００３２】
特許文献１は、進行方向を長手方向とする本体形状であっても、周囲の障害物を適切に避けて目標物を追尾できる自律移動装置であり、障害物が存在しない空間の中心線の方向に進行方向を決定する。
【００３３】
この技術を用いることにより、図１２に示すように、扇状に障害物としての通路壁２０１，２０２を検知して、左右の通路壁２０１，２０２との角度θ２００を測り、空間の中心線の方向に進行方向に決定することができる。
【００３４】
ここで、図１１（ａ）に示すように、物体２０４を追尾する自律移動体（追尾車両）２００では、追尾する物体２０４に対して進行するため、追尾する物体２０４の位置によっては走行通路２０３に対して通路壁２０１側に寄ってしまい、安全に走行するには速度を上げることができない。このため、幅が狭い走行通路２０３では通路の中心を走行する。図１１（ｂ）に示すように、通路壁２０１側に自律移動体２００が近付くと、通路壁２０１との距離が近いため自律移動体２００は速度を落とす必要があり、追尾する物体２０４との距離が離れる原因となる。
【００３５】
本実施形態では、狭路を走行する時は追尾する物体１１０の中心（位置）Ｐｃを目標とするのでなく、図７に示すように、狭路（通路１０２）の中心を走行できるように物体１１０の中心ＰｃからΔＬｍ／２だけ通路中心側に目標位置Ｐｔを補正する。このように、本動作を継続して実施することで、通路に対して中心位置を走行することが可能となる。これにより、通路壁１００に接近して速度を下げることがなく追尾可能となり、追尾する物体１１０との距離が離れることを防止することが可能となる。
【００３６】
特に、図８における通路１０２の中心軸と進行方向とでなす角度θ１１０と、図１２における通路２０３の中心軸と進行方向とでなす角度θ２０１との対比において、図８の角度θ１１０のほうが図１２の角度θ２０１よりも大きく、壁から離れて通路中心側に早く移動できる。つまり、図１３の場合には自律移動体２００は通路中心側に緩やかに移動するのに対し本実施形態では図９（ａ）に示すように自律移動体１０は通路中心側に早く移動することができる。これにより、速度の低下に繋がる壁側からの離脱を早期に行うことができる。
【００３７】
このように、図８の本実施形態においては、追尾する物体１１０の中心Ｐｃと障害物センサ３０を結ぶ線Ｌｂを軸として、軸（Ｌｂ)と直交する方向における検知した左右の通路壁１００，１０１との最短距離Ｌｍ１，Ｌｍ２を算出し、通路中心位置への移動が優先される。そして、図９（ｂ）に示すように、通路壁１００に接近して速度を下げることがなく、追尾可能となり、追尾する物体１１０との距離が離れることを防止することができる。その結果、狭路走行時の追尾走行性能の向上を図ることができる。
【００３８】
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）自律移動体１０の構成として、機台２０と、機台２０に搭載され、追尾する物体１１０の距離と方向と、通路壁１００，１０１を検出する障害物センサ３０と、物体１１０を追尾すべく走行を制御する走行制御部４０と、を備える。走行制御部４０は、機台２０から追尾する物体１１０に向かう方向と、機台２０の位置とを基準に、抽出範囲６０を設定し、抽出範囲６０内で、機台２０から追尾する物体１１０に向かう方向に対する横方向での左右の通路壁１００，１０１までの最短距離Ｌｍ１，Ｌｍ２を抽出し、抽出した距離から通路幅Ｗ１を定義し、通路幅Ｗ１が閾値以下の場合に、抽出した左右の通路壁１００，１０１までの最短距離の差分に応じて通路中心側に目標位置を補正し、補正後の目標位置に向かって走行させる。よって、狭路において通路壁寄りに走行すると速度を上げることができないが通路の中心側に速やかに走行することができ、速度を上げて物体を追尾することができる。
【００３９】
（２）走行制御部４０は、追尾する物体１１０より機台２０側に抽出範囲６０を設定するので、早く通路の中心側に走行することができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
【００４０】
○  障害物センサはレーザレンジファインダ以外でもよく、障害物か追尾する物体（追尾対象）かの区別がつくものであればよい。
○  抽出範囲６０は、図４に示したように、基準線Ｌｂに直交する直線のうちの追尾する物体（人）１１０の背の中心を通る直線と、障害物センサ３０を通る直線とが対向する２辺となる四角形であったが、これに限るものではない。例えば、図１０に符号６１で示すように基準線Ｌｂに直交する直線のうちの追尾する物体（人）１１０の背よりも車両側を通る直線と、障害物センサ３０を通る直線とが対向する２辺となる四角形であってもよい。
【００４１】
○追尾する物体は、人に限られず、車両などでもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０…自律移動体、２０…機台、３０…障害物センサ、４０…走行制御部、６０…抽出範囲、１００，１０１…通路壁、１１０…追尾する物体、Ｌｍ１，Ｌｍ２…最短距離、Ｗ１…通路幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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