(57)【要約】【課題】盗難のおそれがなく、ユーザが後を振り返って確認する必要のない自走式運搬装置を提供する。【解決手段】自走式運搬装置１００は、ユーザの前方において、ユーザの動きをユーザと非接触の状態で検出し、その検出出力に基づいて、ユーザの前方をユーザの歩行に従って走行する。【選択図】図１
2014164315.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬対象を収納する収納部と、
電気アクチュエータにより、前記収納部と一体に走行する走行部とを備えた自走式運搬装置であって、
ユーザの前方において、ユーザの動きをユーザと非接触の状態で検出する検出部と、
前記検出部の検出出力に基づいて、当該自走式運搬装置が、ユーザの前方をユーザの歩行に従って走行するように前記走行部を制御する制御部とを具備することを特徴とする自走式運搬装置。
【請求項２】
前記検出部は、ユーザの歩行、停止、歩行速度、および歩行方向を検出し、前記制御部は、前記検出部の検出出力に基づき、当該自走式運搬装置が、ユーザの前方においてユーザの進む方向にユーザと所定距離を保って走行し、かつユーザの停止に伴って当該自走式運搬装置が停止するように前記走行部を制御することを特徴とする請求項１に記載の自走式運搬装置。
【請求項３】
前記検出部は、ユーザが所持する機器から発せられる無線信号をユーザの前方において受信し、その受信信号に基づいてユーザの動きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の自走式運搬装置。
【請求項４】
前記検出部は、ユーザが所持する前記機器から発せられる光無線信号を受光するラインセンサを含み、ラインセンサの出力信号からユーザの動きを検出することを特徴とする請求項３に記載の自走式運搬装置。
【請求項５】
前記検出部は、ユーザに前方においてユーザの足下を撮像する撮像部を含み、撮像部にて得られた画像に基づいてユーザの動きを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の自走式運搬装置。
【請求項６】
運搬対象を収納する収納部、および電気アクチュエータにより前記収納部と一体に走行する走行部を備えた自走式運搬装置と、
ユーザが携帯する携帯機器とを含み、
前記携帯機器は、ユーザの前方に位置する前記自走式運搬装置に無線信号を送信する送信部を有し、
前記自走式運搬装置は、前記送信部からの信号を受信してユーザの動きを検出する検出部と、前記前記検出部の検出出力に基づいて、前記自走式運搬装置が、ユーザの前方をユーザの歩行に従って走行するように前記走行部を制御する制御部とを有することを特徴とする自走式運搬システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品を収納して自走する自走式運搬装置およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
歩行するユーザの後を追尾して移動するユーザ追尾型移動ロボット装置が知られている。例えば特許文献１には、この種のロボット装置として、荷物の運搬車やカート等として機能する物入れ用収納部を備えたものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１６６８２２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の装置のようにユーザの後を追従するものでは、前方を向いて歩行するユーザの視界に装置が入らない。このため、公共の場で装置を使用する場合に装置が盗難にあう可能性があり、また、ユーザは装置の追従の有無を確認するために頻繁に振り返る必要があり、歩行に支障を来す。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る自走式運搬装置は、運搬対象を収納する収納部と、電気アクチュエータにより、収納部と一体に走行する走行部とを備えるとともに、ユーザの前方において、ユーザの動きをユーザと非接触の状態で検出する検出部と、検出部の検出出力に基づいて、当該自走式運搬装置が、ユーザの前方をユーザの歩行に従って走行するように走行部を制御する制御部とを具備することを特徴とする。
本発明に係る自走式運搬システムは、運搬対象を収納する収納部、および電気アクチュエータにより収納部と一体に走行する走行部を備えた自走式運搬装置と、ユーザが携帯する携帯機器とを含み、携帯機器は、ユーザの前方に位置する自走式運搬装置に無線信号を送信する送信部を有し、自走式運搬装置は、送信部からの信号を受信してユーザの動きを検出する検出部と、検出部の検出出力に基づいて、自走式運搬装置が、ユーザの前方をユーザの歩行に従って走行するように走行部を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、歩行するユーザの視界に装置が常に入るので、盗難のおそれがなく、後を振り返っての確認も不要となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態における自走式運搬システムを示す図。
【図２】図１の上方から見た図。
【図３】自走式運搬システムを構成するスーツケースを示す図で、（ａ）が上面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が側面図、（ｄ）が後面図である。
【図４】スーツケースに備えられた機構の制御ブロック図。
【図５】ユーザが装着するリモコンの概略図。
【図６】ラインセンサの受光状態のバリエーションを示す図。
【図７】スーツケース側のＣＰＵによる自走制御の処理手順を示すメインのフローチャート。
【図８】図７の安全処理の詳細を示すフローチャート。
【図９】図７の走行処理の詳細を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図面を参照して、本発明の一実施形態を説明する。
図１、図２において、本実施形態における自走式運搬システムは、自走式運搬装置としての自走式スーツケース（以下、単にスーツケース）１００と、ユーザが携帯するリモコン２００とから成る。スーツケース１００は、電気アクチュエータによって駆動される車輪１２１を有し、歩行するユーザの前方をユーザの進む方向に自走する。かかる自走式のスーツケース１００を使用することで、ユーザの肉体的負担を大幅に軽減することができる。
【０００９】
図３に示すように、スーツケース１００は、衣服等の荷物（運搬対象）を収納するための荷物収納部１１０と、その下部（車輪１２１が接地する状態における下部）に配置されるメカ収容部１２０とを一体化して成る。図３（ｄ）に示すように、荷物収納部１１０の後面１１０Ａ（ユーザと対向する面）には、ラインセンサ１１１と、赤外線受光部１１２とが設けられている。ラインセンサ１１１は、ユーザから見て左右方向に画素を並べて成る光電変換素子であり、リモコン２００の投光部２０１とともにユーザの動きを検出する機構を構成する（詳細は後述する）。
【００１０】
図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、メカ収容部１２０の前面１２０Ａには障害物・勾配センサ１２２が、同底面１２０Ｂには段差・勾配センサ１２３がそれぞれ設けられている。障害物・勾配センサ１２２は、スーツケース１００の前方に位置する物体までの距離を計測するものであり、例えば周知の赤外線測距センサや、超音波測距センサを用いることができる。また、この障害物・勾配センサ１２２は、坂道（上り坂）をも検出することができる。段差・勾配センサ１２３は、底面１２０Ｂの最前部と、これに対向する面（多くは地面、床面）との距離を計測するもので、上記障害物・勾配センサ１２２と同様の構成のものを用いることができる。また、この段差・勾配センサ１２３は、坂道（下り坂）をも検出することができる。
【００１１】
メカ収容部１２０内には、車輪１２１を駆動するための駆動機構１２４と、駆動機構１２４を制御するための制御回路基板１２５と、バッテリが挿脱されるバッテリ室（不図示）等が設けられている。駆動機構１２４は、車輪１２１（前輪、後輪のいずれか）を回転駆動するための走行モータ、車輪１２１の操舵用のアクチュエータ、動力伝達機構等から成る。これらのモータやアクチュエータ、および基板１２５上の回路部品は、バッテリ室内のバッテリにより給電され、作動する。上記各センサ１１１、１２２、１２３は、不図示の配線部材を介して制御回路基板１２５に接続され、バッテリより給電を受けて作動する。
【００１２】
図４はメカ収容部１２０に収容された機構の制御系を示している。各センサ１１１、１２２、１２３の検出出力は、上記配線部材を介して基板１２５上のＣＰＵ１２６に入力される。赤外線受光部１１２は、リモコン２００から送信される赤外光を受光し、受光信号をＣＰＵ１２６に入力する。ＣＰＵ１２６は、各センサ１１１、１２２、１２３および赤外線受光部１１２からの信号に基づき、駆動機構１２４の走行モータや操舵用アクチュエータを制御し、スーツケース１００の走行制御、すなわち走行開始、停止、速度変更、操舵（左旋、右旋）を行う。
【００１３】
図５はリモコン２００の概略構成を示している。リモコン２００は、図１に示すようにユーザのベルトに装着可能とされる。あるいは、リモコン２００が予め取り付けられたベルトをユーザが着用する形態でもよい。リモコン２００は、ユーザの前方にあるスーツケース１００に向けて投光するための２つの投光部２０１、２０２と、電源ボタン２０３とを有する。投光部２０１、２０２は、リモコン２００に装着された不図示の電池により給電を受け、作動する。
【００１４】
投光部２０１は、光源および投光レンズを有し、照射された光は、スーツケース１００側のラインセンサ１１１に受光される。照射光の左右方向の照射角α（図２）は、ラインセンサ１１１の長さ応じて調整し、また上下方向にはより集光性を高め、照射光の強度を増す。例えば、投光レンズとしてトロイダルレンズを用いるなどしてこれらの特性を実現できる。
【００１５】
他方の投光部２０２は、スーツケース１００側の赤外線受光部１１２に対応する赤外線投光部であり、電源ボタン２０３の操作に応じて投光を行う。その照射赤外光は、電源オンまたはオフ（スーツケース１００の自走制御の開始または終了）を指示するための信号として機能する。
【００１６】
図６（ａ）〜（ｅ）は、ラインセンサ１１１における受光状態をそれぞれ示している。受光される光は、上述したように投光部２０１からの射出光（光無線信号）であり、Ｅｄｌ、Ｅｄｒは、その射出光の左右のエッジをそれぞれ示している。斜線部分は、非受光部分を示す。ここで、ラインセンサ１１１は、スーツケース１００の幅のほぼ全域をカバーするよう設けられる。図では、スーツケース１００の開閉を考慮してラインセンサ１１１を左右に分割してあるが、実用上は１本のラインセンサでよい。
【００１７】
図 ６（ａ）では、照射光の左右のエッジＥｄｌ、Ｅｄｒともラインセンサ１１１内に収まるとともに、左右エッジ間の間隔が基準値を維持しており、これを第１の状態（通常状態）と呼ぶ。第１の状態は、ユーザ（正確にはリモコン２００）がスーツケース１００の後面１１０Ａと正対し、かつユーザとスーツケース１００との距離が適正距離を維持しているときに実現される。適正距離は、リモコン２００の投光部２０１から照射される光の左右方向の照射角αによって決まる。
【００１８】
図６（ｂ）では、左右エッジＥｄｌ、Ｅｄｒがいずれもラインセンサ１１１の外側に出ており、これを第２の状態と呼ぶ。第２の状態は、ユーザとスーツケース１００との距離が上記適正距離よりも長くなったときに起こり得る。
【００１９】
図６（ｃ）では、照射光の左右のエッジＥｄｌ、Ｅｄｒともラインセンサ１１１内に収まっているが、左右エッジの間隔が上記基準値より短くなっており、これを第３の状態と呼ぶ。第３の状態は、ユーザとスーツケース１００との距離が適正距離よりも短くなったときに起こり得る。
【００２０】
図６（ｄ）では、左側のエッジＥｄｌのみが外側に出た例を示し、これを第４の状態と呼ぶ。第４の状態は、リモコン２００からの照射光の光軸の角度が左側に変化した、つまりユーザが若干左側を向いたときに起こり得る。
【００２１】
図６（ｅ）では、右側のエッジＥｄｒのみが外側に出た例を示し、これを第５の状態と呼ぶ。第５の状態は、リモコン２００からの照射光の光軸の角度が右側に変化した、つまりユーザが若干右側を向いたときに起こり得る。
【００２２】
図６（ｆ）では、投光部２０１からの照射光がラインセンサ１１１から完全に逸れている状態を示している。
【００２３】
図７〜図９は、スーツケース１００の自走制御を実現するためのフローチャートである。このプログラムは、予めスーツケース１００側のメモリ１２７に記憶されている。電源オフ状態でユーザがリモコン２００の電源ボタン２０３を操作し、赤外線投光部２０２から照射された赤外光を受光部１１２が受光すると、ＣＰＵ１２６がこのプログラムを読み出して実行する。また、電源ボタン２０３の操作に応答して、リモコン２００の投光部２０１が投光を開始する。
【００２４】
ＣＰＵ１２６は、ステップＳ１で所定の電源オン処理を行う。これにより、走行モータや操舵用アクチュエータが作動可能な状態となる。
【００２５】
次に、ＣＰＵ１２６は、ステップＳ２で安全処理を行う。
図８は安全処理の詳細を示している。ステップＳ２１では、段差・勾配センサ１２３により段差が検出されているか否か、すなわち段差・勾配センサ１２３の出力距離が所定以上か否かを判定する。段差もしくは坂道（下り坂）が検出されている場合は、ステップＳ２１が肯定されてステップＳ２２に進み、落下防止のためにスーツケース１００を停止させる（停止している場合は停止状態を維持）。スーツケース１００の停止は、駆動機構１２４を構成する走行用モータを停止させることで行う。なお、必要に応じてブレーキ装置を設け、これを作動させてもよい。
なお、万が一、スーツケース１００が坂道（下り坂）を転がってしまった場合は、車輪１２１を停止・逆回転させてユーザに近づくように逆走させてもよい。
【００２６】
ステップＳ２１が否定されるとステップＳ２３に進み、スーツケース１００の前方に障害物が存在するか否か、すなわち障害物・勾配センサ１２２の出力距離が所定値以下か否かを判定する。障害物もしくは坂道（上り坂）が検出されている場合は、ステップＳ２３が肯定されてステップＳ２２に進み、衝突防止のためにスーツケース１００を停止させ（停止している場合は停止状態を維持）、その後、リターンする。ステップＳ２３が否定された場合はそのままリターンする。
【００２７】
図７において、安全処理の後はステップＳ３において、安全性が確保されているか否かを判定する。上記ステップＳ２１、Ｓ２３のいずれもが否定されている場合は、安全性確保と判断してステップＳ４の走行処理に進む。一方、ステップＳＳ２１、Ｓ２３のいずれかが肯定されている場合（このときスーツケース１００は停止中である）は、安全性が確保されていないと判断し、ステップＳ４をスキップしてステップＳ５に進む。
【００２８】
図９は走行処理（ステップＳ４）の詳細を示す。ステップＳ４０１〜Ｓ４０５は、ラインセンサ１１１の受光状態を確認するステップである。図６（ａ）に示す第１の状態（通常状態）であることが確認された場合は、スーツケース１００はユーザと適正距離を保って走行中あるいは停止中であり、ステップＳ４０１が肯定される。この場合は、現在の状態を維持してリターンする。
【００２９】
ステップＳ４０１が否定されるとステップＳ４０２に進み、ＣＰＵ１２６は第２の状態（図６（ｂ））か否かを確認する。第２の状態となるのは、ユーザとスーツケース１００との距離が上記適正距離よりも長い場合であり、例えばユーザがスーツケース１００から適正距離よりも離れた位置で電源オン操作を行った場合、あるいはスーツケース走行中にユーザが歩行速度を落としたか、立ち止まったような場合に起こり得る。ＣＰＵ１２６は、第２の状態が確認されると、ユーザとスーツケース１００との距離がそれ以上開かないように、つまり両者の距離が適正距離となるように、ステップＳ４０６でスーツケース１００を停止させる（停止している場合は停止状態を維持）。その後、リターンする。
【００３０】
ステップＳ４０２が否定されるとステップＳ４０３に進み、ＣＰＵ１２６は第３の状態（図６（ｃ））か否かを確認する。第３の状態となるのは、ユーザとスーツケース１００との距離が上記適正距離よりも短くなった場合であり、スーツケース１００の走行中にユーザが歩行速度を上げたか、または停止しているスーツケース１００にユーザが近づいた場合に起こり得る。ＣＰＵ１２６は、図３の状態が確認されると、ステップＳ４０７でスーツケース１００が現在停止中か走行中かを判定し、停止中の場合はステップＳ４０８でスーツケース１００の走行を開始する。走行中の場合は、ユーザとスーツケース１００との距離がそれ以上詰まらないように、つまり両者の距離が適正距離となるように、ステップＳ４０９でスーツケース１００の走行速度をアップする。その後、リターンする。
【００３１】
ステップＳ４０３が否定されるとステップＳ４０４に進み、ＣＰＵ１２６は第４の状態（図６（ｄ））か否かを確認する。ユーザが左に曲がろうとして左に向きを変えると、ステップＳ４０４が肯定され、ＣＰＵ１２６はステップＳ４１０でスーツケース１００を左旋させ、リターンする。
【００３２】
ステップＳ４０４が否定されるとステップＳ４０５に進み、ＣＰＵ１２６は第５の状態（図６（ｅ））か否かを確認する。ユーザが右に曲がろうとして右に向きを変えると、ステップＳ４０５が肯定され、ＣＰＵ１２６はステップＳ４１１でスーツケース１００を右旋させ、リターンする。
【００３３】
ステップＳ４０５が否定されると、ステップＳ４１２でスーツケース１００を停止させてリターンする。例えばユーザが左右いずれかの方向に大きく向きを変えると、第６の状態（図６（ｆ））になることがあり、このときステップＳ４０５が否定されることになる。
【００３４】
走行処理の後、ＣＰＵ１２６は、図７のステップＳ５で電源オフ信号の受信の有無を確認する。ユーザがリモコン２００の電源ボタン２０３を操作し、赤外線投光部２０２から照射された赤外光を受光部１１２が受光すると、ＣＰＵ１２６は電源オフ信号の受信と判断し、ステップＳ６でスーツケース１００を停止する。その後、ステップＳ７で所定の電源オフ処理を行って処理を終了させる。ステップＳ５が否定されるとステップＳ２に戻る。なお、電源ボタン２０３の操作に応答して、リモコン２００の投光部２０１は投光を停止する。
【００３５】
図７〜図９の制御によれば、スーツケース１００は、ユーザの前方において、ユーザと実質的に適正距離を保ちつつ走行し、ユーザの停止に伴ってスーツケース１００も停止する。また、ユーザが左右に方向転換すると、スーツケース１００もそれに従って左右に方向転換する。方向転換に関しては、ユーザが歩き方を工夫することで、スムーズに（途中停止することなく）スーツケース１００の方向を所望の方向に変えることができる。
【００３６】
このように、スーツケース１００がユーザの前方をユーザの歩行に従って走行するようにすることで、スーツケース１００は常にユーザの視界に入り、盗難のおそれがなく、また後を振り返って確認も不要となる。
【００３７】
なお、リモコン２００をベルトに装着する例を示したが、例えば帽子やその他の服飾品に装着するようにしてもよい。あるいは、ユーザがリモコン２００を手に持ち、スーツケース１００が自走している間はリモコン２００を常にスーツケース１００に向けておくという使い方でもよい。
【００３８】
また、投光部２０１とラインセンサ１１１とでユーザの動きを検出したが、別の方法で検出してもよい。例えば、スーツケース１００にユーザの足下を撮像する電子カメラを設け、撮像された画像（動画）をＣＰＵ１２６が解析してユーザの動きを判断してもよい。例えば靴の動きを解析することで、ユーザが向かおうとしている方向を検知でき、また画像中の靴の大きさによりユーザとスーツケース１００との距離を推定でき、上述と同様の走行制御を行うことができる。さらに、予め決めた足の動かし方をした場合に、それを検知したＣＰＵ１２６が走行を開始あるいは停止するようにもできる。この場合、ユーザ側の機器（例えば、リモコン２００）は不要となる。なお、予めユーザの履く靴の画像をメモリ１２７に登録しておき、それと同等の靴の動きを検知するようにすれば、ユーザ以外の人物の動きをユーザの動きと誤認することはない。
【００３９】
また、走行部の構成も上記のものに限定されず、例えば履帯式の走行部であってもよい。さらに、スーツケース以外の運搬装置（例えば、ショッピングカートや台車等）にも本発明を同様に適用できる。
なお、ユーザ側の機器がナビゲーション機能を備えているものであれば、ユーザが予め行き先を指定しておくことによって、スーツケース１００をその行き先へ向けて自走させることもできる。この場合、スーツケースは１００は上述したナビゲーション機能と連動する受信機および駆動制御機構を備えておく必要があろう。すなわち、ユーザが指定した行き先を目指して地図（空港案内図など）に従ってスーツケース１００を駆動制御（右折・左折など）させるのである。これは、公知のナビゲーション技術を応用すればよい。
【符号の説明】
【００４０】
１００  自走式スーツケース
１１０  荷物収納部
１１１  ラインセンサ
１１２  赤外線受光部
１２０  メカ収容部
１２１  車輪
１２２  障害物・勾配センサ
１２３  段差・勾配センサ
１２４  駆動機構
１２６  ＣＰＵ
２００  リモコン
２０１  投光部
２０２  赤外線投光部
【図１】
2014164315.tif 000003
【図２】
2014164315.tif 000004
【図３】
2014164315.tif 000005
【図４】
2014164315.tif 000006
【図５】
2014164315.tif 000007
【図６】
2014164315.tif 000008
【図７】
2014164315.tif 000009
【図８】
2014164315.tif 000010
【図９】
2014164315.tif 000011