(57)【要約】【課題】追従対象と併走した状態で、追従対象に追従して移動する自律移動装置において、追従対象の進路変更にスムーズに対応できる自律移動装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】追従対象２００が進路を変更しようとする予兆を検知した場合に、追従対象２００の変更後の進路である第１進路を推定する追従対象進路推定部５３と、第１進路に沿って追従対象２００が移動すると仮定した場合に、追従対象２００と併走した状態で移動させるための自律移動装置１００の第２進路を決定する進路決定部５１と、予兆を検知した時点での自律移動装置１００の位置および第１進路に基づいて、追従対象２００が変更後の進路に沿って移動を開始するまで自律移動装置１００を位置で停止させるか否かを決定する動作決定部５４と、を有する。【選択図】図４
2020201570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
追従対象と併走した状態で、前記追従対象に追従して移動する自律移動装置であって、
前記追従対象が進路を変更しようとする予兆を検知した場合に、前記追従対象の変更後の進路である第１進路を推定する追従対象進路推定部と、
前記第１進路に沿って前記追従対象が移動すると仮定した場合に、前記追従対象と併走した状態で移動させるための前記自律移動装置の第２進路を決定する進路決定部と、
前記予兆を検知した時点での前記自律移動装置の位置および前記第１進路に基づいて、前記追従対象が変更後の進路に沿って移動を開始するまで前記自律移動装置を前記位置で停止させるか否かを決定する動作決定部と、
を有する、自律移動装置。
【請求項２】
前記動作決定部は、前記位置と前記第１進路との距離の最小値が第１距離以上である場合に、前記追従対象が変更後の進路に沿って移動を開始するまで前記自律移動装置を前記位置で停止させるように決定する、
請求項１に記載の自律移動装置。
【請求項３】
前記動作決定部は、前記位置と前記第１進路との距離の最小値が第１距離未満である場合に、前記自律移動装置を、前記予兆を検知する前の前記自律移動装置の進路と前記第２進路との交点まで移動させるように決定する、
請求項１または２に記載の自律移動装置。
【請求項４】
前記自律移動装置が前記第２進路に沿って移動すると仮定した場合に移動の妨げとなる障害物が存在するか否かを判定する障害物検知部、をさらに有し、
前記進路決定部は、前記障害物が存在すると判定した場合に、前記障害物が移動の妨げとならないように前記第２進路を修正した修正第２進路を決定し、
前記動作決定部は、前記自律移動装置を、前記予兆を検知する前の前記自律移動装置の進路と前記修正第２進路との交点まで移動させるように決定する、
請求項１から３のいずれか一項に記載の自律移動装置。
【請求項５】
追従対象と併走した状態で、前記追従対象に追従して移動する自律移動装置の制御方法であって、
前記追従対象が進路を変更しようとする予兆を検知した場合に、前記追従対象の変更後の進路である第１進路を推定し、
前記第１進路に沿って前記追従対象が移動すると仮定した場合に、前記追従対象と併走した状態で移動させるための前記自律移動装置の第２進路を決定し、
前記予兆を検知した時点での前記自律移動装置の位置および前記第１進路に基づいて、前記追従対象が変更後の進路に沿って移動を開始するまで前記自律移動装置を前記位置で停止させるか否かを決定する、
制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、追従対象と併走した状態で、追従対象に追従して移動する自律移動装置およびその追従方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
測域センサもしくはカメラ等の撮影素子などを用いて追従対象を検出し、追従対象の後方を追従して自律的に移動する自律移動装置の制御技術が一般的に知られている。このような自律移動装置に利用者を搭乗させた状態で、追従対象が目的地まで移動することで、利用者を歩かせることなく、目的地まで移動させることができる。
【０００３】
しかしながら、このような技術では、自律移動装置の利用者と追従対象の先導者とが移動中にコミュニケーションを取るためには、追従対象が後を向く必要が生じる。このため、安全性の面で課題があった。
【０００４】
このような課題を解決する技術として、追従対象と併走するように自律移動装置を追従制御する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１には、カメラや通信機などによって認識された周囲環境に基づいて、追従対象と移動装置との位置関係を決定して、併走モードを含む複数の追従モードの中からいずれかを選択して追従制御することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−３１６９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された技術では、自律移動装置が併走モードで追従制御している際に、追従対象が自律移動装置側に進路を変えようとした場合、追従対象の進路が自律移動装置によって阻害されることがある。このような場合、追従対象がスムーズに進路を変えることが困難となる。また、追従対象が障害物の横を通過するようなルートで移動する場合、自律移動装置の進路が障害物に阻害され、追従制御の継続が困難となることがあった。
【０００８】
本開示は、追従対象と併走した状態で、追従対象に追従して移動する自律移動装置において、追従対象の進路変更にスムーズに対応できる自律移動装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の自律移動装置は、追従対象と併走した状態で、前記追従対象に追従して移動する自律移動装置であって、前記追従対象が進路を変更しようとする予兆を検知した場合に、前記追従対象の変更後の進路である第１進路を推定する追従対象進路推定部と、前記第１進路に沿って前記追従対象が移動すると仮定した場合に、前記追従対象と併走した状態で移動させるための前記自律移動装置の第２進路を決定する進路決定部と、前記予兆を検知した時点での前記自律移動装置の位置および前記第１進路に基づいて、前記追従対象が変更後の進路に沿って移動を開始するまで前記自律移動装置を前記位置で停止させるか否かを決定する動作決定部と、を有する。
【００１０】
本発明の一態様の自律移動装置の制御方法は、追従対象と併走した状態で、前記追従対象に追従して移動する自律移動装置の制御方法であって、前記追従対象が進路を変更しようとする予兆を検知した場合に、前記追従対象の変更後の進路である第１進路を推定し、前記第１進路に沿って前記追従対象が移動すると仮定した場合に、前記追従対象と併走した状態で移動させるための前記自律移動装置の第２進路を決定し、前記予兆を検知した時点での前記自律移動装置の位置および前記第１進路に基づいて、前記追従対象が変更後の進路に沿って移動を開始するまで前記自律移動装置を前記位置で停止させるか否かを決定する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、追従対象と併走した状態で、追従対象に追従して移動する自律移動装置において、追従対象の進路変更にスムーズに対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】自律移動装置について説明するための図
【図２】情報処理部の機能構成について説明するためのブロック図
【図３】制御部の機能構成について説明するためのブロック図
【図４】自律移動装置の制御方法を示すフローチャート
【図５Ａ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満である場合に実行される第１動作について説明するための図
【図５Ｂ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満である場合に実行される第１動作について説明するための図
【図５Ｃ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満である場合に実行される第１動作について説明するための図
【図５Ｄ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満である場合に実行される第１動作について説明するための図
【図６Ａ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合に行われる第２動作について説明するための図
【図６Ｂ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合に行われる第２動作について説明するための図
【図６Ｃ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合に行われる第２動作について説明するための図
【図６Ｄ】仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合に行われる第２動作について説明するための図
【図７Ａ】仮進路上に障害物が存在する場合に行われる第３動作について説明するための図
【図７Ｂ】仮進路上に障害物が存在する場合に行われる第３動作について説明するための図
【図７Ｃ】仮進路上に障害物が存在する場合に行われる第３動作について説明するための図
【図７Ｄ】仮進路上に障害物が存在する場合に行われる第３動作について説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、異なる図面において、同じ構成要素には同じ符号を付している。また、各図面は理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体として、模式的に示している。
【００１４】
＜自律移動装置１００＞
最初に、本開示の実施形態１にかかる自律移動装置１００の構成について説明する。図１は、自律移動装置１００について説明するための図である。
【００１５】
自律移動装置１００は、移動体である追従対象２００に追従するように自律的に移動する装置である。図１では、自律移動装置１００および追従対象２００がともに紙面上方向に向かって移動している様子が示されている（図１に示す破線は自律移動装置１００および追従対象２００の進路を示している）。自律移動装置１００の具体例は、例えば自律走行可能な車椅子であり、利用者が搭乗することが想定されている。追従対象２００の具体例は、例えば上記利用者とは異なる人、または自律移動装置１００とは異なる移動体（車両など）である。
【００１６】
本実施の形態では、図１に示すように、自律移動装置１００が追従対象２００の左側を併走して追従するものとして説明を行う。しかしながら、本発明はこれに限定されず、自律移動装置１００は追従対象２００の右側を併走してもよい。また、自律移動装置１００は、追従対象２００の左側または右側を併走して追従する併走追従モードの他、例えば追従対象２００の後を追従する追従モードを有していてもよい。
【００１７】
本発明における併走とは、自律移動装置１００の進路と追従対象２００の進路とが平行であって、かつ追従対象２００の進行方向に対して垂直な方向における自律移動装置１００の進路と追従対象２００の進路との距離が所定の距離Ｄｓｅｔに維持された状態で、自律移動装置１００が追従対象２００とともに移動することを意味する。すなわち、本発明における併走は、自律移動装置１００が追従対象２００の左右の真横に位置した状態を維持することに限定されず、追従対象２００の真横から進行方向の前後にずれた位置を維持することを含む。
【００１８】
所定の距離Ｄｓｅｔは、例えば互いに手が届く距離より近い距離、もしくは互いに声が届く距離より近い距離、かつ互いが移動の妨げとならない距離より遠い距離に設定されればよい。
【００１９】
図１の説明に戻る。図１に示すように、自律移動装置１００は、本体１と、一対の駆動輪２および一対の従輪３と、情報処理部４と、制御部５と、障害物センサ６と、追従対象センサ７と、進路変更検知センサ８と、を備えている。
【００２０】
一対の駆動輪２と一対の従輪３とは、本体１の側面等に設けられる。駆動輪２には図示しない駆動装置が接続されており、制御部５の制御に基づいて駆動することで自律移動装置１００を移動させる。図示しない駆動装置は、例えばモータまたは内燃機関などである。従輪３は、自律移動装置１００が転倒しないようにバランスを取るための車輪であり、自律移動装置１００のバランスが取れるのであればなくてもよい。
【００２１】
情報処理部４は、障害物センサ６からの情報に基づいて、自律移動装置１００の周囲に存在する障害物の有無、存在する場合の障害物の位置を検知する。また、情報処理部４は、追従対象センサ７および進路変更検知センサ８からの情報に基づいて、自律移動装置１００から見た追従対象２００の位置、移動速度、および向きを検知する。情報処理部４の機能構成についての詳細は後述する。
【００２２】
制御部５は、情報処理部４から得られた情報に基づいて自律移動装置１００の動作を制御する。制御部５の機能構成および各機能構成の実行する処理についての詳細は後述する。
【００２３】
障害物センサ６は、自律移動装置１００の周囲に存在する障害物に関する情報を取得する。障害物センサ６が取得する情報は、例えば、障害物の画像情報、または、自律移動装置１００から障害物の表面までの距離である。障害物センサ６は、例えば図１に示すように本体１の前面などに配置される。障害物センサ６は、例えば、レーザーレンジファインダなどの測距センサ、または、ステレオカメラやＴＯＦ（Time-of-Flight）カメラなどの画像センサで構成される。なお、自律移動装置１００から障害物の表面までの距離とは、自律移動装置１００の中心から障害物の表面までの距離であってもよいし、搭乗する利用者を含む自律移動装置１００の表面から障害物の表面までの距離であってもよい。
【００２４】
追従対象センサ７は、自律移動装置１００の本体１の例えば側面に配置されて、追従対象２００に関する情報を取得する。追従対象センサ７が取得する情報は、例えば、追従対象２００の画像情報、および／または、自律移動装置１００から追従対象２００までの距離（以下、追従対象距離）に関する情報である。
【００２５】
追従対象センサ７は、障害物センサ６と同様に、レーザーレンジファインダなどの測距センサ、または、ステレオカメラやＴＯＦカメラなどの画像センサで構成される。もしくは、追従対象センサ７は、追従対象２００にあらかじめ取り付けられたビーコンなどの位置通知機器から無線送信される電波などを受信することで追従対象距離を計測してもよい。なお、追従対象センサ７の配置位置は本体１の側面に限定されず、例えば任意に配置位置やセンサの配置角度を変更できるようにしておき、追従対象２００の位置に応じてセンサ配置位置および／または角度を適宜変化させるようにしてもよい。
【００２６】
図１に示す例では、障害物センサ６と追従対象センサ７は互いに独立して設けられていたが、障害物センサ６と追従対象センサ７を兼ねる１つのセンサが設けられてもよい。ただし、本実施の形態において、自律移動装置１００の進行方向（前方）と、追従対象２００が存在する方向（横方向）とは異なっている。そのため、障害物センサ６と追従対象センサ７が独立していることが好ましい。
【００２７】
進路変更検知センサ８は、自律移動装置１００の本体１の例えば側面に配置されて、追従対象２００が進路を変更しようとする動作を検知するための情報を取得する。進路変更検知センサ８は、障害物センサ６、または追従対象センサ７と同様に、レーザーレンジファインダなどの測距センサや、ステレオカメラやＴＯＦカメラなどの画像センサなどで構成される。なお、図１に示す例では追従対象センサ７と進路変更検知センサ８とは互いに独立して設けられていたが、追従対象センサ７と進路変更検知センサ８を兼ねる１つのセンサが設けられてもよい。
【００２８】
進路変更検知センサ８が取得した情報は、後述する情報処理部４の進路変更判定部４５によって、追従対象２００が進路を変更しようとしているか否かを判断するために用いられる。
【００２９】
なお、図１では、追従対象センサ７および進路変更検知センサ８は、本体１の右側にのみ設けられているが、本発明はこれに限定されない。追従対象センサ７および進路変更検知センサ８は、本体１の左側のみ、または両側に設けられていてもよい。
【００３０】
＜情報処理部４＞
図２は、情報処理部４の機能構成について説明するためのブロック図である。図２に示すように、情報処理部４は、追従対象検知部４１と、障害物検知部４２と、追従対象位置検知部４３と、障害物位置検知部４４と、進路変更判定部４５と、自己位置検知部４６と、を備えている。
【００３１】
追従対象検知部４１は、追従対象センサ７が取得した情報に基づいて、自律移動装置１００の周囲に追従対象２００が存在するか否かを判断する。
【００３２】
なお、１つのセンサが障害物センサ６と追従対象センサ７を兼ねる場合、当該センサから得られる情報は、障害物に関する情報と、追従対象２００に関する情報とが混在した情報である。このため、このような場合、追従対象検知部４１は、あらかじめ図示しない記憶部などに記憶された追従対象２００の形状などを示す特徴情報に基づいて、障害物と追従対象２００とを区別すればよい。
【００３３】
障害物検知部４２は、障害物センサ６が取得した情報に基づいて、自律移動装置１００の進路上を含む周囲に障害物が存在するか否かを判断する。
【００３４】
追従対象位置検知部４３は、追従対象センサ７が取得した情報に基づいて、自律移動装置１００から見た追従対象２００の位置、すなわち、自律移動装置１００から追従対象２００までの距離、自律移動装置１００から見て追従対象２００が存在する方向、および追従対象２００の移動速度、追従対象２００の向きなどの情報が含まれる。
【００３５】
追従対象２００の移動速度（相対速度）は、例えば図示しない車輪速センサなどに基づいて算出した自律移動装置１００の移動速度に基づいて算出されればよい。また、追従対象２００の向きは、例えば追従対象２００の前後や左右を認識できる画像に基づいて特定されればよい。追従対象２００の前後や左右を認識できる画像とは、追従対象２００が人である場合には顔や肩の位置などが認識できる画像、追従対象２００が車両などである場合には車輪や着座部の位置などが認識できる画像である。
【００３６】
障害物位置検知部４４は、障害物センサ６が取得した情報に基づいて、自律移動装置１００から見た障害物の位置、自律移動装置１００から見た障害物が存在する方向、および自律移動装置１００から障害物の表面までの距離を特定する。自律移動装置１００の周囲に障害物が複数存在する場合、障害物位置検知部４４は、例えば自律移動装置１００から見て所定範囲内に存在する全ての障害物の位置を特定する。
【００３７】
進路変更判定部４５は、進路変更検知センサ８が取得した情報に基づいて、追従対象２００が進路を変更しようとしているか否かを判定する。換言すれば、進路変更判定部４５は、追従対象２００に進路変更の予兆が検知されたか否かを判定する。具体的には、進路変更判定部４５は、あらかじめ、自律移動装置１００から見た、進路を変更する前後の追従対象２００の画像を図示しない記憶部などに記憶しておき、進路変更検知センサ８が取得した画像と記憶部の画像とを照合させることで、進路変更の予兆が検知されたか否かを判定すればよい。また、過去に取得された、進路を変更する前後の追従対象２００の画像を教師データとして用いて学習モデルをあらかじめ作成しておき、進路変更判定部４５はこの学習モデルを用いて、追従対象２００が進路変更の予兆が検知されたか否かを判定するようにしてもよい。
【００３８】
さらに、進路変更判定部４５は、進路変更検知センサ８が取得した情報に基づいて、進路変更後の追従対象２００の進行方向を特定する。進路変更後の追従対象２００の進行方向を特定方法としては、進路変更検知センサ８が取得した情報（画像情報）に基づいて追従対象２００の向きを検出し、検出した向きに基づいて進行方向を特定する方法などが採用されうる。
【００３９】
自己位置検知部４６は、自律移動装置１００自身の現在位置を検知する。自己位置検知部４６は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）等を用いて自己位置を検知してもよいし、各種センサから得られたデータに基づいて自己位置を推定してもよい。
【００４０】
情報処理部４は、コンピュータによりプログラムが実行されることでソフトウェア的に実現されてもよいし、専用の回路などによってハードウェア的に実現されてもよい。情報処理部４をプログラムにより実現するコンピュータは、例示的に、プロセッサ、出力装置、メモリ、ストレージ、および、電源回路を備えてよい。これらの構成要素は、バスに接続されて相互に通信が可能である。プロセッサは、演算能力を備えた回路又はデバイスの一例である。プロセッサには、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、および、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）の少なくとも１つが用いられてよい。
【００４１】
情報処理部４の機能ブロック、すなわち追従対象検知部４１と、障害物検知部４２と、追従対象位置検知部４３と、障害物位置検知部４４と、進路変更判定部４５と、自己位置検知部４６とは、すべて１つのコンピュータによってプログラムが実行されることにより実現されてもよい。また、それぞれが独立したハードウェアによって実現されてもよいし、独立したコンピュータによってプログラムが実行されることにより実現されてもよい。
【００４２】
＜制御部５＞
図３は、制御部５の機能構成について説明するためのブロック図である。制御部５は、進路決定部５１と、駆動制御部５２と、追従対象進路推定部５３と、動作決定部５４と、を備える。
【００４３】
進路決定部５１は、後述の追従対象進路推定部５３が推定した、追従対象２００の推定進路と、情報処理部４で得られた追従対象２００の位置、および障害物の位置に関する情報に基づいて、自律移動装置１００の進路を決定する。
【００４４】
駆動制御部５２は、駆動輪２を適切に制御して自律移動装置１００を移動させる。
【００４５】
追従対象進路推定部５３は、進路変更判定部４５によって追従対象２００が進路を変更しようとしていると判定された場合に、変更後の進路に関する情報、および追従対象２００の位置情報を情報処理部４から取得し、追従対象２００の変更後の進路を推定する。より具体的には、追従対象進路推定部５３は、追従対象２００の向きを検出し、例えば追従対象２００の向きが現在の推定進路からθだけ変わったことが検出された場合、追従対象２００の現在の推定進路から、現在の追従対象の位置を中心にθだけ回転した方向に向かう進路を、追従対象２００の変更後の進路と推定する。
【００４６】
動作決定部５４は、進路決定部５１が決定した自律移動装置１００の進路と、追従対象進路推定部５３が推定した進路と、に基づいて、追従対象２００が進路を変更しようとしている際の自律移動装置１００の動作を決定する。自律移動装置１００の動作の決定方法の詳細については後述する。
【００４７】
制御部５は、情報処理部４と同様に、コンピュータによりプログラムが実行されることでソフトウェア的に実現されてもよいし、専用の回路などによってハードウェア的に実現されてもよい。制御部５をプログラムにより実現するコンピュータは、例示的に、プロセッサ、出力装置、メモリ、ストレージ、および、電源回路を備えてよい。これらの構成要素は、バスに接続されて相互に通信が可能である。
【００４８】
進路決定部５１と、駆動制御部５２と、追従対象進路推定部５３と、動作決定部５４とは、すべて１つのコンピュータによってプログラムを実行されることにより実現されてもよい。また、それぞれが独立したハードウェアによって実現されてもよいし、独立したコンピュータによってプログラムが実行されることにより実現されてもよい。
【００４９】
図１に示す例では、情報処理部４と制御部５とが異なる構成であるとして説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、例えば制御部５による制御と情報処理部４による判断とが、同一のコンピュータによって行われてもよい。
【００５０】
＜自律移動装置１００の制御＞
次に、図４を用いて、自律移動装置１００の制御方法について説明する。図４は、自律移動装置１００の制御方法を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ１１において、制御部５は、移動する追従対象２００の進行方向および位置に基づいて、追従対象２００に併走するように自律移動装置１００を追従移動させる。なお、追従対象２００に併走するように自律移動装置１００を追従移動させるため、制御部５は、以下のような処理を実行する。
【００５２】
すなわち、制御部５は、追従対象２００の現在位置と速度、所定の微少時間後の追従対象２００の位置を推定し、推定された位置から追従対象２００の進行方向に対して垂直な方向に所定距離Ｄだけ離れた位置を目標位置として設定する。そして、制御部５は、微少時間後に、自律移動装置１００がその目標位置に到達できるように駆動制御部５２を制御する。そして、制御部５は、当該制御を随時繰り返す。追従対象２００の移動速度、進行方向および位置は、上述した情報処理部４の追従対象検知部４１の検知結果に基づいて得られ、追従対象２００の進路は、追従対象進路推定部５３の推定処理によって得られる。以下の説明において、自律移動装置１００が追従対象２００に併走して追従移動する状態を、併走追従状態と記載する。
【００５３】
ステップＳ１２において、制御部５は、進路変更判定部４５に、追従対象２００の進路変更の予兆を検知したか否かを判定させる。追従対象２００の進路変更の予兆を検知したと判定された場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御部５は処理をステップＳ１３に進める。一方、そうでない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部５は処理をステップＳ１１に戻す。すなわち、追従対象２００が進路変更の予兆を検知しない限り、制御部５は、自律移動装置１００の追従対象２００への併走追従状態を維持する。
【００５４】
ステップＳ１３において、制御部５の追従対象進路推定部５３は、追従対象検知部４１および追従対象位置検知部４３の検知結果に基づいて、進路変更後の追従対象２００の変更後の進路を推定する。以下の説明において、ステップＳ１３にて推定された、追従対象２００の進路変更後の進路を推定進路と記載する。推定進路は、本発明の第１進路の一例である。
【００５５】
ステップＳ１４において、制御部５の進路決定部５１は、追従対象２００の推定進路と、情報処理部４で得られた追従対象２００の位置、および障害物の位置に関する情報に基づいて、自律移動装置１００の仮進路を決定する。自律移動装置１００の仮進路とは、ステップＳ１３にて推定した推定進路に沿って進路変更後の追従対象２００が移動すると仮定したとき、進路変更後の追従対象２００に対して併走追従状態を維持するための新たな進路である。仮進路は、例えば、追従対象２００の推定進路の進行方向と平行な方向に向かう進路であって、当該推定進路の進行方向に対して垂直な方向に所定の距離Ｄｓｅｔだけ離れた進路に決定される。仮進路は、本発明の第２進路の一例である。
【００５６】
ステップＳ１５において、制御部５の動作決定部５４は、現在位置から所定の閾値距離Ｄ１以内に、自律移動装置１００の仮進路上のある１点との距離が所定の閾値距離Ｄ２未満となる障害物があるか否かを判定する。所定の閾値距離Ｄ１、Ｄ２はあらかじめ設定された距離であり、Ｄ１＞Ｄ２である。特に閾値距離Ｄ２は、自律移動装置１００に搭乗する人が障害物に接触しないような距離（例えば５０ｃｍ程度）である。仮進路上に障害物が存在すると判定した場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、制御部５は、処理をステップＳ１１３に進め、そうでない場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、処理をステップＳ１６に進める。なお、以下の説明において、自律移動装置１００の仮進路上のある１点との距離が所定の閾値距離Ｄ２未満となる障害物が存在することを、単に仮進路上に障害物が存在する、と記載する。
【００５７】
ステップＳ１６において、制御部５の動作決定部５４は、追従対象２００の推定進路上のある１点と自律移動装置１００の現在位置とが最も近くなる距離（以下、最近傍距離Ｄｍｉｎ）を算出して、この最近傍距離Ｄｍｉｎが所定の閾値距離Ｄ３以上であるか否かを判別する。所定の閾値距離Ｄ３はあらかじめ設定された距離であり、所定の距離Ｄｓｅｔ未満の距離である。閾値距離Ｄ３は、本発明の第１距離の一例である。最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、制御部５は、処理をステップＳ１８に進め、そうでない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、処理をステップＳ１７に進める。
【００５８】
以上のように、ステップＳ１５で仮進路上のある１点との距離が閾値距離Ｄ２未満となる障害物が存在しないと判定され、かつステップＳ１６において最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満であると判定された場合、処理はステップＳ１７に進められる。最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満である場合とは、自律移動装置１００が進路変更後の追従対象２００の移動の妨げとなる場合である。
【００５９】
このような場合、ステップＳ１７において、制御部５の動作決定部５４は、自律移動装置１００の現在の進路と、ステップＳ１４で決定した仮進路との交点Ｉ１まで、自律移動装置１００を移動させる（後述の第１動作）要に決定する。これにより、自律移動装置１００が進路変更後の追従対象２００の移動の妨げとなる事態を回避することができる。
【００６０】
一方、ステップＳ１５で仮進路上のある１点との距離が閾値距離Ｄ２未満となる障害物が存在しないと判定され、かつステップＳ１６において最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上であると判定された場合、処理はステップＳ１８に進められる。なお、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合、自律移動装置１００が進路変更後の追従対象２００の移動の妨げとはならない。
【００６１】
このような場合、ステップＳ１８において、制御部５の動作決定部５４は、追従対象２００が変更後の進路に沿って移動を開始するまで、自律移動装置１００をその場で停止させるように決定する。なお、その場とは、追従対象２００の進路変更の予兆を検知した時点での自律移動装置１００の位置を意味する。
【００６２】
ステップＳ１９において、制御部５の動作決定部５４は、追従対象２００を監視し、推定進路通りに移動を開始したか否かを判定する。追従対象２００が推定進路通りに移動を開始したと判定した場合（ステップＳ１９：ＹＥＳ）、制御部５は、処理をステップＳ１１０に進め、そうでない場合（ステップＳ１９：ＮＯ）、処理をステップＳ１１２に進める。
【００６３】
ステップＳ１１０において、制御部５の動作決定部５４は、追従対象２００の進路変更後の進行方向に合わせて自律移動装置１００をその場で旋回させるように駆動制御部５２を制御する。これにより、自律移動装置１００の進行方向と追従対象２００の進行方向とが一致する。なお、自律移動装置１００の旋回動作は、例えば一対の駆動輪２を同じ速度で互いに逆回転させることにより行われればよい。
【００６４】
ステップＳ１１１において、制御部５の動作決定部５４は、自律移動装置１００の今後の進路を仮進路に決定し、自律移動装置１００を追従対象２００への併走追従状態へと再度移行させる。
【００６５】
ステップＳ１１２において、制御部５の動作決定部５４は、自律移動装置１００の追従対象２００への併走追従状態を維持することが可能か否かを判定する。併走追従状態の維持が可能であると判定した場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、制御部５は、処理をステップＳ１１に戻し、そうでない場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、処理を終了させる。
【００６６】
ステップＳ１１３は、ステップＳ１５にて仮進路上に障害物が存在すると判定された場合に実行されるステップである。ステップＳ１１３において、制御部５の動作決定部５４は、ステップＳ１４にて決定した仮進路を修正し、障害物と閾値距離Ｄ２以上離れた位置を通過する修正仮進路を決定する。
【００６７】
ステップＳ１１４において、制御部５の動作決定部５４は、自律移動装置１００の現在の進路と、ステップＳ１１３で決定した修正仮進路との交点Ｉ２まで、自律移動装置１００を移動させる。これにより、自律移動装置１００の移動が障害物に阻害される事態が回避される。
【００６８】
ステップＳ１１５において、制御部５の動作決定部５４は、自律移動装置１００の追従対象２００への併走追従状態を維持することが可能か否かを判定する。併走追従状態の維持が可能であると判定した場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、の動作決定部５４は、処理をステップＳ１３に戻し、そうでない場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、処理を終了させる。
【００６９】
以上のような制御により、自律移動装置１００の追従対象２００への併走追従状態において追従対象２００が進路を変更しようとした場合、障害物の有無にかかわらず、追従対象２００の変更後の進路に合わせて自律移動装置１００の進路を確定させることができる。
【００７０】
以下では、図４にて説明した制御によって自律移動装置１００が実際にどのような動作を行うかについて、具体例を挙げて説明する。
【００７１】
＜第１動作：障害物なし、かつ最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満の場合＞
まず、自律移動装置１００の仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満である場合、すなわち、図４のフローチャートにおいてステップＳ１７の処理において実行される動作（第１動作）について説明する。
【００７２】
図５Ａ〜図５Ｄは、仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満である場合に実行される第１動作について説明するための図である。なお、図５Ａ〜図５Ｄ、後述の図６Ａ〜図６Ｄ、および図７Ａ〜図７Ｄにおいて、自律移動装置１００および追従対象２００の向きを示すため、それぞれ前側に□を付して示している。
【００７３】
図５Ａには、直進する追従対象２００に併走して追従する自律移動装置１００が示されている。図５Ａに示す例では、自律移動装置１００は、追従対象２００の左側、かつ距離Ｄｓｅｔだけ離れた位置を追従対象２００に追従して移動している。図５Ａにおいて、追従対象２００の現在の推定進路Ｃ２００＿ｐおよび自律移動装置１００の進路Ｃ１００＿ｐが破線の矢印で示されている。
【００７４】
図５Ｂには、進路Ｃ２００＿ｐに沿って移動していた追従対象２００が、進路を変更しようとしている様子が示されている（図４のステップＳ１３の処理）。図５Ｂでは、追従対象２００の向きが推定進路Ｃ２００＿ｐに対してθ１だけ変更されている。このような場合、自律移動装置１００は、追従対象２００の推定進路Ｃ２００＿ｐから、追従対象２００の現在位置を中心にθ１だけ回転した方向に向かう、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ１を推定する。
【００７５】
そして、自律移動装置１００は、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ１と、自律移動装置１００の現在位置との距離の最小値（最近傍距離）Ｄｍｉｎを算出する。図５Ｂに示す例では、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３未満であり、追従対象２００が変更後の進路Ｃ２００＿ｎ１に沿って移動する際に、自律移動装置１００が移動の妨げとなってしまっている。
【００７６】
このような場合、自律移動装置１００は、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ１に基づいて、推定進路Ｃ２００＿ｎ１から距離Ｄｓｅｔだけ離れた位置を維持する、自律移動装置１００の新たな進路（仮進路）Ｃ１００＿ｎ１を決定する（図４のステップＳ１４の処理）。そして、図５Ｃに示すように、自律移動装置１００は、現在の進路Ｃ１００＿ｐと仮進路Ｃ１００＿ｎ１との交点Ｉ１まで移動する（図４のステップＳ１７の処理）。図５Ｃに示す矢印Ａ１は、自律移動装置１００の交点Ｉ１までの移動を示す矢印である。図５Ｃに示すように、交点Ｉ１の位置は、追従対象２００の進路変更を検知した時点の自律移動装置１００の位置から、当初の進路Ｃ１００＿ｐに沿って若干後退した位置である。これにより、自律移動装置１００が進路変更後の追従対象２００の移動の妨げとなる事態を回避することができる。
【００７７】
その後、図５Ｄに示すように、自律移動装置１００は、追従対象２００と同じ向きを向くように旋回動作を行う（図４のステップＳ１１０の処理）。この後、追従対象２００が変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ１に沿って移動を開始した場合、自律移動装置１００も、仮進路Ｃ１００＿ｎ１に沿って移動を開始する（図４のステップＳ１１１の処理）。このような第１動作により、併走追従状態において、追従対象２００が自律移動装置１００の方に進路を変更しようとした場合でも、追従対象２００の進路変更後の移動の妨げとなることなく、併走追従状態を維持することができる。
【００７８】
＜第２動作：障害物なし、かつ最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上の場合＞
次に、自律移動装置１００の仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合、すなわち、図４のフローチャートにおいて、Ｓ１８の処理が実行される場合に行われる第２動作について説明する。
【００７９】
図６Ａ〜図６Ｄは、仮進路上に障害物がなく、かつ、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上である場合に行われる第２動作について説明するための図である。
【００８０】
図６Ａには、図５Ａと同様に、直進する追従対象２００に併走して追従する自律移動装置１００が示されている。
【００８１】
図６Ｂには、進路Ｃ２００＿ｐに沿って移動していた追従対象２００が、進路を変更しようとしている様子が示されている（図４のステップＳ１３の処理）。図６Ｂでは、追従対象２００の向きが推定進路Ｃ２００＿ｐに対してθ２だけ変更されている。自律移動装置１００は、追従対象２００の推定進路Ｃ２００＿ｐから、追従対象２００の現在位置を中心にθ２だけ回転した方向に向かう、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ２を推定する。
【００８２】
そして、自律移動装置１００は、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ２と、自律移動装置１００の現在位置との距離の最小値（最近傍距離）Ｄｍｉｎを算出する。図６Ｂに示す例では、最近傍距離Ｄｍｉｎが閾値距離Ｄ３以上であり、追従対象２００が変更後の進路Ｃ２００＿ｎ２に沿って移動する際に、自律移動装置１００が移動の妨げとはならない。
【００８３】
このような場合、自律移動装置１００は、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ２に基づいて、推定進路Ｃ２００＿ｎ１から距離Ｄｓｅｔだけ離れた位置を維持する、自律移動装置１００の新たな進路（仮進路）Ｃ１００＿ｎ２を決定する（図４のステップＳ１４の処理）。そして、自律移動装置１００は、現在の位置で停止する（図４のステップＳ１８の処理）。
【００８４】
その後、図６Ｄに示すように、自律移動装置１００は、追従対象２００と同じ向きを向くように旋回動作を行う（図４のステップＳ１１０の処理）。この後、追従対象２００が変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ２に沿って移動を開始したとすると、自律移動装置１００は、仮進路Ｃ１００＿ｎ２に向かって移動を開始する（図４のステップＳ１１１の処理）。図６Ｄに示す矢印Ａ２は、進路変更後に仮進路Ｃ１００＿ｎ２に向かう移動の例を示す矢印である。このような第２動作により、併走追従状態において、自律移動装置１００が移動の妨げとならない方向に追従対象２００が進路を変更した場合、追従対象２００の進路変更に合わせて、自律移動装置１００もスムーズに進路変更させることができる。
【００８５】
なお、上述の説明では、第２動作の例として、図６Ａ〜図６Ｄに示すように、追従対象２００が、自律移動装置１００の存在する方向に進路を変更する場合について示した。しかしながら、追従対象２００が自律移動装置１００とは反対方向に進路を変更した場合も、自律移動装置１００は、第２動作を実行すればよい。
【００８６】
＜第３動作：仮進路上に障害物がある場合＞
次に、自律移動装置１００の仮進路上に障害物がある場合、すなわち、図４のフローチャートにおいて、Ｓ１１３の処理が実行される場合に行われる第３動作について説明する。
【００８７】
図７Ａ〜図７Ｄは、仮進路上に障害物３００が存在する場合に行われる第３動作について説明するための図である。
【００８８】
図７Ａには、図５Ａおよび図６Ａと同様に、直進する追従対象２００に併走して追従する自律移動装置１００が示されている。
【００８９】
図７Ｂには、進路Ｃ２００＿ｐに沿って移動していた追従対象２００が、進路を変更しようとしている様子が示されている（図４のステップＳ１３の処理）。図７Ｂでは、追従対象２００の向きが推定進路Ｃ２００＿ｐに対してθ３だけ変更されている。自律移動装置１００は、追従対象２００の推定進路Ｃ２００＿ｐから、追従対象２００の現在位置を中心にθ３だけ回転した方向に向かう、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ３を推定する。
【００９０】
そして、自律移動装置１００は、追従対象２００の変更後の推定進路Ｃ２００＿ｎ３に基づいて、推定進路Ｃ２００＿ｎ１から距離Ｄｓｅｔだけ離れた位置を維持する、自律移動装置１００の新たな進路（仮進路）Ｃ１００＿ｎ３を決定する（図４のステップＳ１４の処理）。そして、自律移動装置１００は、現在位置から閾値距離Ｄ１以内に、仮進路Ｃ１００＿ｎ３上に障害物３００が存在することを検知する（図４のステップＳ１５：ＹＥＳ）。このような場合、自律移動装置１００が仮進路上を実際に移動することはできないため、自律移動装置１００の存在が追従対象２００の進路変更後の移動の妨げとなるか否かにかかわらず、仮進路を修正する必要が生じる。
【００９１】
このため、図７Ｃに示すように、自律移動装置１００は、仮進路Ｃ１００＿ｎ３に基づいて、検知された障害物３００から閾値距離Ｄ２以上離れた位置を通過する修正仮進路Ｃ１００＿ｎ３＿ｒを決定する（図４のステップＳ１１３の処理）。そして、自律移動装置１００は、現在の進路Ｃ１００＿ｐと修正仮進路Ｃ１００＿ｎ３＿ｒとの交点Ｉ２まで移動する（図４のステップＳ１１４の処理）。図７Ｃに示すように、交点Ｉ２の位置は、追従対象２００の進路変更を検知した時点の自律移動装置１００の位置から、当初の進路Ｃ１００＿ｐに沿って若干前進した位置である。これにより、進路変更後に自律移動装置１００が障害物３００と接触する事態を回避することができる。
【００９２】
なお、自律移動装置１００が障害物３００を避けて前進する動作は、追従対象２００にとっては予想できない動作である可能性がある。このため、前進動作を行う前に、自律移動装置１００は、図示しない報知手段（スピーカーから出力される音声、またはランプの点灯、点滅など）によって、前進することを追従対象２００に対して報知するようにしてもよい。
【００９３】
そして、図７Ｄに示すように、自律移動装置１００は、交点Ｉ２まで移動する。図７Ｄに示す矢印Ａ３は、自律移動装置１００の交点Ｉ２までの移動を示す矢印である。自律移動装置１００が交点Ｉ２まで移動するのを見た追従対象２００は、自らの進路を修正する必要に気づくはずである。このため、その後、自律移動装置１００は、追従対象２００の変更後の進路を再度推定し、再推定後の追従対象２００の推定進路と自律移動装置１００との最近傍距離Ｄｍｉｎの大きさに基づいて、上述した第１動作あるいは第２動作へと移行する。
【００９４】
＜作用・効果＞
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る自律移動装置１００は、追従対象２００と併走した状態で、追従対象２００に追従して移動する自律移動装置１００であって、追従対象２００が進路を変更しようとする予兆を検知した場合に、追従対象２００の変更後の進路である第１進路を推定する追従対象進路推定部５３と、第１進路に沿って追従対象２００が移動すると仮定した場合に、追従対象２００と併走した状態で移動させるための自律移動装置１００の第２進路を決定する進路決定部５１と、予兆を検知した時点での自律移動装置１００の位置および第１進路に基づいて、追従対象２００が変更後の進路に沿って移動を開始するまで自律移動装置１００を位置で停止させるか否かを決定する動作決定部５４と、を有する。
【００９５】
このような構成により、併走追従状態において、追従対象２００が進路を変更しようとした場合に、追従対象２００に合わせてスムーズに自らの進路を変更することができ、併走追従状態を維持することができる。これにより、自律移動装置１００の利便性が向上する。
【００９６】
また、本発明の実施の形態に係る自律移動装置１００によれば、動作決定部５４は、予兆を検知した時点での自律移動装置１００の位置と第１進路との距離の最小値Ｄｍｉｎが第１距離Ｄ３以上である場合に、追従対象２００が変更後の進路に沿って移動を開始するまで自律移動装置１００を、予兆を検知した時点での自律移動装置１００の位置で停止させるように決定する。
【００９７】
このような構成により、自律移動装置１００は、追従対象２００が進路を変更しようとした場合に、追従対象２００に合わせてスムーズに自らの進路を変更することができ、併走追従状態を維持することができる。
【００９８】
また、本発明の実施の形態に係る自律移動装置１００によれば、動作決定部５４は、予兆を検出した時点での自律移動装置１００の位置と第１進路との距離の最小値Ｄｍｉｎが第１距離Ｄ３未満である場合に、自律移動装置１００を、予兆を検知する前の自律移動装置の進路と第２進路との交点まで移動させるように決定する。
【００９９】
このような構成により、自律移動装置１００は、自律移動装置１００が移動の妨げとなるような進路に進路変更しようとした場合に、追従対象２００の移動の妨げとならない位置まで自律移動装置１００を移動させることができる。これにより、追従対象２００および自律移動装置１００のスムーズな進路変更が可能となる。
【０１００】
以上説明した自律移動装置１００は、例えば介護現場や商業施設などの施設において、利用者が自律移動装置１００に搭乗した状態で、施設スタッフまたは家族などと横に並んだまま移動する事ができる。これにより、利用者（被介護者）と施設スタッフまたは家族など（介護者）とのコミュニケーションを増加させたり、利用者が心理的な寄り添い感を多く感じるようになったりなどの効果が得られ、利用者の満足を高めることが期待できる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、追従対象に併走した状態で、追従して自律移動する自律移動装置に有用である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  本体
２  駆動輪
３  従輪
４  情報処理部
５  制御部
６  障害物センサ
７  追従対象センサ
８  進路変更検知センサ
４１  追従対象検知部
４２  障害物検知部
４３  追従対象位置検知部
４４  障害物位置検知部
４５  進路変更判定部
４６  自己位置検知部
５１  進路決定部
５２  駆動制御部
５３  追従対象進路推定部
５４  動作決定部
１００  自律移動装置
２００  追従対象
３００  障害物
【図１】
2020201570.tif 000003
【図２】
2020201570.tif 000004
【図３】
2020201570.tif 000005
【図４】
2020201570.tif 000006
【図５Ａ】
2020201570.tif 000007
【図５Ｂ】
2020201570.tif 000008
【図５Ｃ】
2020201570.tif 000009
【図５Ｄ】
2020201570.tif 000010
【図６Ａ】
2020201570.tif 000011
【図６Ｂ】
2020201570.tif 000012
【図６Ｃ】
2020201570.tif 000013
【図６Ｄ】
2020201570.tif 000014
【図７Ａ】
2020201570.tif 000015
【図７Ｂ】
2020201570.tif 000016
【図７Ｃ】
2020201570.tif 000017
【図７Ｄ】
2020201570.tif 000018