(57)【要約】  移動経路と、移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置との関係に基づいて、移動機器が第１物体に１次衝突し、第１物体がさらに第２物体に２次衝突する可能性を評価する２次衝突可能性方向評価部（１０８）および２次衝突可能性距離評価部（１０９）と、危険属性組合せ情報保持部（１１１）に保持されている環境内に存在する物体同士が衝突した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、上記２次衝突発生時の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部（１１２）と、２次衝突可能性方向評価部（１０８）および２次衝突可能性距離評価部（１０９）による評価結果と、危険属性組合せ評価部（１１２）により決定された被害度合いとに基づいて、移動機器に対する移動経路の危険性を評価する経路評価部（１１３）とを備える。
2010004744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価装置であって、
移動機器の移動経路を示す情報である移動経路情報を保持する経路保持部と、
前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置を示す位置情報を保持する物体位置属性保持部と、
前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を保持する危険属性組合せ情報保持部と、
前記経路保持部に保持されている移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、前記物体位置属性保持部に保持されている位置情報で示される前記複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触することにより移動させられる可能性がある第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性評価部と、
前記危険属性組合せ情報保持部に保持されている前記被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部と、
前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する経路評価部と
を備える経路危険性評価装置。
【請求項２】
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部における評価を示す評価値と、前記危険属性組合せ評価部により決定された前記被害度合いを示す値とを乗算した乗算値が大きいほど、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性が高いと評価する
請求項１記載の経路危険性評価装置。
【請求項３】
前記２次衝突可能性評価部は、前記移動経路における前記移動機器の移動方向と前記第１物体の位置および前記第２物体の位置を結ぶ直線とがなす角度が０度に近づくほど大きくなる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性方向評価部を含む
請求項１または２に記載の経路危険性評価装置。
【請求項４】
前記２次衝突可能性方向評価部は、前記移動経路を平行移動させることで得られる、前記第１物体の中心位置を通る直線が前記第２物体の外接円と交差する場合に最大となる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項３記載の経路危険性評価装置。
【請求項５】
前記２次衝突可能性方向評価部は、前記移動経路を平行移動させることで得られる、前記第１物体の中心位置を通る直線上を前記第１物体の外接円が通過すると仮定したときに、前記第１物体の外接円と前記第２物体の外接円とが接触する場合に最大となる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項３記載の経路危険性評価装置。
【請求項６】
前記２次衝突可能性評価部は、前記第１物体と前記第２物体との間の距離が小さいほど大きくなる２次衝突可能性距離評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性距離評価部を含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項７】
前記２次衝突可能性距離評価部は、前記第１物体と前記第２物体との間の距離が小さく、かつ前記第２物体の大きさが大きいほど大きくなる２次衝突可能性距離評価値を算出することにより、
前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項６記載の経路危険性評価装置。
【請求項８】
さらに、前記移動経路と前記第１物体との間の距離が小さいほど大きくなる１次衝突可能性評価値を算出することにより、前記移動機器が前記第１物体に接触または接近する可能性を示す評価する１次衝突可能性評価部を備え、
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いと、前記１次衝突可能性評価部による評価結果とに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項９】
さらに、
前記移動機器と前記環境内に存在する物体とが接触または接近した際の被害度合いを示す情報を保持する１次衝突危険属性情報保持部と、
前記１次衝突危険属性情報保持部に保持されている前記被害度合いを示す情報を参照することにより、前記移動機器と前記第１物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部とを備え、
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いと、前記１次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項８記載の経路危険性評価装置。
【請求項１０】
前記経路保持部は、前記移動機器における複数箇所の移動経路を示す情報である移動経路情報を保持し、
前記２衝突可能性評価部は、前記移動機器における前記複数箇所の各々について、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価し、
前記経路評価部は、前記移動機器の各箇所に対する前記移動経路の危険性を評価し、前記複数箇所について、各箇所における評価結果を集計することにより、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１１】
さらに、前記経路評価部による評価結果に従い、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性が高いほど前記移動経路における前記移動機器の移動速度を遅い速度に決定する行動計画部を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１２】
前記第１物体は、前記移動機器により操作が施される対象の物体とは異なる物体であり、
前記経路危険性評価装置は、さらに、前記経路評価部により評価された前記移動経路の危険性が所定の危険性を超えるか否かを判断し、超える場合には、前記移動経路を通らないような前記移動機器の移動経路を生成し、前記経路保持部に保持する経路生成部を備える
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１３】
前記第１物体は、前記移動機器により操作が施される対象の物体であり、
前記経路危険性評価装置は、さらに、前記第１物体が複数存在する場合には、複数の第１物体までの移動経路のうち、前記経路評価部によって最も危険性が低いと判断される移動経路を、前記移動機器の移動経路と決定する行動計画部を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１４】
前記危険属性組合せ情報保持部は、前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害金額を保持し、
前記危険属性組合せ評価部は、前記危険属性組合せ情報保持部に保持されている前記被害金額に基づいて、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害金額を、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いとして決定する
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１５】
前記第１物体は、前記移動機器により運搬させられる物体である
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１６】
移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価方法であって、
経路保持部に保持されている移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、物体位置属性保持部に保持されている位置情報で示される前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する可能性評価ステップと、
危険属性組合せ情報保持部に保持されている前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する決定ステップと、
前記可能性評価ステップでの評価結果と、前記決定ステップで決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する危険性評価ステップと
を含む経路危険性評価方法。
【請求項１７】
移動機器の移動経路の危険性を評価するコンピュータ実行可能なプログラムであって、
経路保持部に保持されている移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、物体位置属性保持部に保持されている位置情報で示される前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する可能性評価ステップと、
危険属性組合せ情報保持部に保持されている前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する決定ステップと、
前記可能性評価ステップでの評価結果と、前記決定ステップで決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する危険性評価ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット等の移動機器の移動経路の危険性に基づいて、移動機器の移動行動を計画する経路危険性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体を把持して移動するロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。ロボットが物体を把持する際、ロボットと把持対象物体との正確な相対位置の把握が必要になるが、位置測定精度が得られず把持が失敗する場合がある。把持に失敗した場合には、例えば、ロボットと衝突した把持対象物体が、ロボットに弾かれて別の場所に移動することがある。そこで、把持対象物体が弾かれて別の場所に移動しないようにするために、特許文献２に示される方法が提案されている。この方法では、把持対象物体付近までロボットを高速で移動させる。また、把持対象物体まで所定距離に近付いた後に、ロボットを低速で把持対象物体に接近させる。また、他の方法として、位置センサーをロボットに追加する方法（例えば、特許文献３参照）も提案されている。このような方法を用いれば、ロボットが把持対象物体と接触することはあっても、ぶつかる際の速度が遅い。このため、把持対象物体が弾かれて別の場所に移動することは少なくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３０４９０号公報
【特許文献２】実開昭６１−１０５５９４号公報
【特許文献３】特開平９−７０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の工場等で使用される産業用ロボットでは、上記のような対策を施すことにより、ロボットと衝突した把持対象物体が、別の場所に弾かれることを回避できる。【０００５】
しかし、家庭環境のような複雑な環境下で使用されるロボットでは、上記の対策では、ロボットと把持対象物体を含む物体との衝突を回避できない場合が考えられる。【０００６】
第一は、家庭環境で使用されるロボットは産業用ロボットに比べ物体の位置認識の精度が低いために、ロボットと物体との衝突が発生する場合である。家庭環境では、人間とロボットとが共存するため、位置センサーを設置できる位置が、人のじゃまにならない範囲内に制限される。また、把持対象物体、把持対象物体の周囲にある物体とも様々な種類の物体が考えられる。そのため、把持対象物体の位置を誤認識しやすく、ロボットと物体との衝突が発生しやすい。【０００７】
第二は、ロボットの制御が産業用ロボットに比べて正確にできずに、ロボットと物体との衝突が発生する場合である。例えば、家庭環境では工場に比べてロボットが動作する床形状が多様であるため、ロボットが不安定な姿勢をとることがある。また、家庭環境では工場等に比べて定期的なメンテナンスを行いにくい。さらにまた、ロボットを冷却するために装備されたモータ等の振動によって、ロボット自体が振動する場合がある。そのため、ロボットの制御が不正確になりやすく、ロボットと物体との衝突が発生しやすい。【０００８】
第三は、タスクの実行時間に対する制限が厳しいために、ロボットと物体との衝突が発生する場合である。家庭環境で使用されるロボットは、人間の邪魔にならないように、ある程度高速で移動することが求められる。そのため、衝突を回避することよりも、高速で移動することを優先した行動を計画した場合に、ロボットと物体との衝突が発生しやすい。【０００９】
以上のように、家庭環境のような複雑な環境下では、ロボットと把持対象物体との衝突回避は困難である。また、把持対象物体に限らず、ロボットは物体と衝突する場合がある。そのため、ロボットまたはその一部が、ある第１物体と衝突し、その衝撃に起因して第１物体またはその一部が移動する場合がある。さらに、移動した第１物体またはその一部が、周辺の第２物体に接触または接近する場合がある。その際、第１物体と第２物体の種類の組合せによっては、第１物体と第２物体とが接触または接近することによって被害が発生するという課題がある。【００１０】
この課題の第一の例は、ロボットが移動する際に発生する。つまり、ロボットが移動している際に、その経路上に存在する第１物体と衝突する場合がある。そして、衝突した第１物体が移動し、さらにその周辺にある第２物体に接触または接近して被害が発生する。【００１１】
この課題の第二の例は、ロボットが物体を把持する際に発生する。つまり、ロボットが把持対象物体を把持する際に、ロボットが把持対象物体を把持できずに、弾いてしまう場合がある。そして、弾かれた把持対象物体がその周辺の物体に接触または接近して被害が発生する。【００１２】
この課題の第三の例は、ロボットが物体を運搬する際に発生する。つまり、ロボットが物体を運搬する際に、運搬される第１物体が、第１物体を運搬する経路付近の第２物体に接触または接近する場合がある。その際にも、第１物体と第２物体の種類の組合せによっては、接触または接近によって被害が発生する。【００１３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ロボットの移動に起因し物体が移動し、移動した物体がその周辺の物体に接触または接近することで引き起こす被害またはそのリスクを低減することができる経路危険性評価装置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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る経路危険性評価装置は、移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価装置であって、移動機器の移動経路を示す情報である移動経路情報を保持する経路保持部と、前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置を示す位置情報を保持する物体位置属性保持部と、前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を保持する危険属性組合せ情報保持部と、前記経路保持部に保持されている移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、前記物体位置属性保持部に保持されている位置情報で示される前記複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる可能性がある第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性評価部と、前記危険属性組合せ情報保持部に保持されている前記被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部と、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する経路評価部とを備える。【００１５】
この構成によると、移動機器と第１物体とが接触または接近して第１物体が移動することにより、第１物体と第２物体とが接触または接近する２次衝突の可能性と、２次衝突が発生した際の被害度合いとの両者から、移動機器に対する移動経路の危険性を評価することができる。これにより、移動機器の移動経路として、２次衝突による被害リスクが高いような移動経路を選択することがなくなり、２次衝突による被害リスクを低減することができる。【００１６】
なお、本発明は、このような特徴的な処理部を備える経路危険性評価装置として実現することができるだけでなく、経路危険性評価装置に含まれる特徴的な処理部をステップとする経路危険性評価方法として実現したり、経路危険性評価方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等のコンピュータ読取可能な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ロボットの移動に起因し物体が移動し、移動した物体がその周辺の物体に接触または接近することで引き起こす被害またはそのリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１における物体位置属性保持部が保持する物体位置属性情報の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における物体の配置の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における経路保持部が保持する経路の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１における把持対象物体および周辺物体を結ぶ直線と、ロボットの経路とがなす角の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１における危険属性組合せ情報保持部が保持する危険属性組合せの一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、周辺物体の大きさを考慮した場合の２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値の算出方法について説明するための図である。
【図９】図９は、周辺物体の大きさを考慮した場合の２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値の算出方法について説明するための図である。
【図１０】図１０は、把持対象物体および周辺物体の大きさを考慮した場合の２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値の算出方法について説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２におけるロボットシステムの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３におけるロボットアームの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態４における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施の形態４における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態５におけるロボットの初期経路を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態５におけるロボットの改良経路を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態５における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、実施の形態６における同一のタスクを実行可能な複数の経路の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態６における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、実施の形態７における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態７における１次衝突危険属性情報保持部が保持する１次衝突危険属性情報の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態７における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、実施の形態８における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、実施の形態８における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、指示された物体を把持するロボットの行動を計画する行動計画装置について説明する。行動計画装置は、ロボットが把持対象物体を把持する場合における、ロボットを把持対象物体に近づける際の移動速度を決定する。
【００２０】
＜２次衝突について＞
ロボットが把持対象物体に接近する際、ロボットが把持対象物体を把持できずに、把持対象物体と衝突して、把持対象物体を弾いてしまう場合がある（以下、「１次衝突」と呼ぶ）。その原因は、取得した物体の位置の不正確さや、ロボットの制御の不正確さ、あるいは高速移動に対する要求に従ったロボットの高速移動等によるものである。また、ロボットに弾かれた物体が、その周辺物体に、さらに接触または接近（以下、「２次衝突」と呼ぶ）する場合がある。その際、ロボットと直接接触した第１物体と、第１物体と接触した第２物体との組合せによっては被害が発生する。
【００２１】
例えば、ニンニクがロボットに弾かれケーキに衝突する場合、ケーキにニンニクの匂いが付着して被害が発生する。また、磁石がロボットに弾かれフレキシブルディスクに接近する場合には、磁石の磁力によってフレキシブルディスクのデータが破損して被害が発生する。
【００２２】
＜行動計画装置について＞
図１は、指示された物体を把持するロボットの行動を計画する行動計画装置１００の構成を示すブロック図である。
【００２３】
行動計画装置１００は、ロボット位置取得部１０１、始点位置保持部１０２、物体位置属性取得部１０３、物体位置属性保持部１０４、把持対象情報取得部１０５、経路生成部１０６、経路保持部１０７、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９、危険属性組合せ情報保持部１１１、危険属性組合せ評価部１１２、経路評価部１１３、評価保持部１１４、行動計画部１１５および計画保持部１１６を含む。行動計画装置１００は、コンピュータのＣＰＵ上で、行動計画装置１００を構成する各処理部の機能を実現するためのプログラムを実行することにより実現される。
【００２４】
以下、それぞれの構成要素について説明する。
【００２５】
ロボット位置取得部１０１は、ロボットの位置を取得し、取得したロボット位置をロボットの移動経路の始点として始点位置保持部１０２に格納する処理部である。ロボットの位置は、具体的には例えば、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）により取得したり、ロボットが移動する環境またはロボットに設置されたカメラから得られた画像を画像処理することによって取得したりする。なお、以降の説明では特に断りなく、ロボットの移動する環境のことを「環境」と呼び、ロボットの移動する環境またはロボットに設置されたカメラのことを「カメラ」と呼ぶ。
【００２６】
始点位置保持部１０２は、ロボット位置取得部１０１が取得したロボットの移動経路の始点であるロボットの位置を格納する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成される。
【００２７】
物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の位置および属性情報を取得する処理部である。ここで、属性情報とは例えば、「ケーキ」、「ニンニク」、「磁石」、「フレキシブルディスク」といった物体の種類を示す情報である。
【００２８】
物体の位置および属性情報の取得には、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを使用する。すなわち、予め、環境内の各物体に属性情報を書き込んだＲＦＩＤタグを付与しておき、公知のＲＦＩＤ無線技術によって物体の位置および属性情報を取得する。また、例えば、画像処理を用いる。すなわち、カメラから得られた画像情報に対して公知の画像処理技術を施すことで位置および属性情報を取得する。
【００２９】
物体位置属性保持部１０４は、物体位置属性取得部１０３が取得した各物体の位置および属性情報を保持する記憶装置である。図２は、物体位置属性保持部１０４が保持する物体位置属性情報の一例を示す図である。物体位置属性保持部１０４は、物体位置を示す情報と、物体の属性情報との組からなる物体位置属性情報を０個以上保持する。図２の例では、３次元位置（５０，１５，０）にケーキがあり、（４０，３５，０）にニンニクがあり、（３０，４５，０）に磁石があることが示されている。図３は、この例で示される物体位置に物体の属性情報で示される物体であるケーキ４０２、ニンニク４０３および磁石４０４が配置された場合の、物体の位置関係を示す図である。図３には、ケーキ４０２、ニンニク４０３、磁石４０４に加え、３次元位置（１０，３５，０）にロボット４０１が存在している例が示されている。
【００３０】
把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の位置および種別を取得する処理部である。具体的には、例えば、把持対象情報取得部１０５は図示しない音声入力装置によって、ユーザが発声した把持対象物体の種類の音声を取得する。把持対象情報取得部１０５は、取得した音声を公知の音声解析処理によって音声解析することにより把持対象物体の種別を取得する。把持対象情報取得部１０５は、取得した種別と同名の種別の把持対象物体の位置を物体位置属性保持部１０４より取得する。把持対象情報取得部１０５は、取得した把持対象物体の位置を、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および経路評価部１１３に出力し、取得した属性情報を危険属性組合せ評価部１１２に出力する。
【００３１】
把持対象物体の指定の方法は、この例に限らず、図示しない表示装置に物体位置属性保持部１０４が保持する物体の位置および属性情報を表示し、ユーザの選択によって、そのうちの一つを把持対象物体として決定しても構わない。また、ユーザの行動やその他の外部から取得した情報から、把持対象物体を決定しても構わない。例えば、行動計画装置は、図示しない天気予報を取得する処理部から予報を取得し、予報が雨である時または日に、ユーザが靴を履いた場合に、傘を把持対象物体として決定しても構わない。
【００３２】
経路生成部１０６は、始点位置保持部１０２が保持するロボットの移動経路の始点であるロボット位置にあるロボットを、把持対象情報取得部１０５が取得した把持対象物体のある位置に移動させる経路を生成する処理部である。具体的には例えば、ロボット位置を始点とし、把持対象物体のある位置を終点とする有向線分を経路とする。
【００３３】
経路保持部１０７は、経路生成部１０６が生成した経路を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【００３４】
図４は、経路保持部１０７が保持する経路の一例を示す図である。この例では、始点位置保持部１０２が保持するロボットの移動経路の始点であるロボット位置が（１０，３５，０）であり、把持対象物体の位置が（４０，３０，０）である場合の経路が示されている。これは、図３の位置関係に、物体（ケーキ４０２、ニンニク４０３および磁石４０４）とロボット４０１とが存在している状況において、ロボットがニンニクを把持するために移動する際の経路を示している。
【００３５】
２次衝突可能性方向評価部１０８は、環境内に存在する物体のうち指定された物体が、把持対象物体に対してどれだけぶつかりやすい方向にあるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価のことを「２次衝突可能性方向評価」と呼び、その際に算出される評価値を「２次衝突可能性方向評価値」と呼ぶ。この２次衝突可能性方向評価は、２次衝突の可能性を見積もる評価のうちの一つである。なお、物体の指定は、把持対象物体以外の物体から任意の物体を１つずつ選択するようにしてもよい。
【００３６】
２次衝突可能性方向評価による２次衝突の可能性の見積もりの視点は、把持対象物体および周辺物体を結ぶ直線と、ロボットの経路とがなす角度に関する。把持対象物体には、転がりそうな方向と転がりにくい方向とがある。例えば、図３に示すように、位置（１０，３５，０）にロボット４０１があり、位置（４０，３５，０）にニンニク４０３がある状況で、ロボット４０１がＸ軸方向４０５に移動したとする。この時、ニンニク４０３はＸ軸方向正の方向４０７に転がりやすく、Ｘ軸方向負の方向４０６には転がりにくい。すなわち、ニンニク４０３は、ロボット４０１の移動経路と同じ方向には転がりやすく、逆の方向には転がりにくい。これは、ロボットによって塞がれている方向に、ロボット自体を押しのけて把持対象物体が移動することは少ないという常識と合致する。正確には、ロボットの移動経路と同じ方向に壁があるとか、床がでこぼこしているなどの条件によっては、ロボットの経路と同じ方向に転がりやすいと言えない場合もある。しかし、ここでは簡単化のために床や壁の条件を考慮する条件判定については無視するものとする。そうすると、把持対象物体および周辺物体を結ぶ直線と、ロボットの経路とがなす角度が小さい場合に衝突の可能性が高く、当該なす角度が大きい場合に衝突の可能性が低いと見積もることができる。図３の例では、位置（５０，１５，０）にあるケーキ４０２は把持対象物体であるニンニク４０３と２次衝突の可能性が高く、位置（３０，４５，０）にある磁石４０４は衝突の可能性が低い。
【００３７】
一例として、ここでは、把持対象物体の位置および指定された物体の位置を結ぶベクトルと、ロボットの経路とがなす角をθとし、（１＋ｃｏｓθ）／２を２次衝突可能性方向評価値とする。このような評価を行った場合、２次衝突可能性方向評価値の最大値は１であり、最小値は０となる。指定された物体が把持対象物体に対して２次衝突をしやすい方向にあるほど（なす角θが０度に近づくほど）、２次衝突可能性方向評価値の値は最大値１に近い値となる。また、２次衝突をしにくい方向にあるほど（なす角θが１８０度に近づくほど）、２次衝突可能性方向評価値の値は最小値である０に近い値となる。なお、なす角θは０度から１８０度の間の値をとるものとする。
【００３８】
図５は、把持対象物体の位置および環境内の物体の位置を結ぶベクトルと、ロボットの経路とがなす角を示す一例である。図中αは、把持対象物体をニンニクとして、環境内の物体をケーキとした場合の上記なす角を示し、図中βは、同じく把持対象物体をニンニクとして、環境内の物体を磁石とした場合の上記なす角を示す。
【００３９】
まず、２次衝突可能性方向評価部１０８は、経路保持部１０７より、ロボットの経路を取得する。すなわち、ロボットの経路の始点と終点とを取得する。２次衝突可能性方向評価部１０８は、指定された物体の位置を、物体位置属性保持部１０４より取得する。２次衝突可能性方向評価部１０８は、先述の２次衝突可能性方向評価値を算出し、算出結果を経路評価部１１３に出力する。
【００４０】
２次衝突可能性距離評価部１０９は、指定された物体が、把持対象物体に対してどれだけぶつかり易い距離にあるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価を「２次衝突可能性距離評価」と呼び、その際に算出される評価値を「２次衝突可能性距離評価値」と呼ぶ。
【００４１】
２次衝突可能性距離評価は、２次衝突の可能性を見積もる評価のうちの一つである。
【００４２】
２次衝突可能性距離評価による見積もりの視点は、把持対象物体と周辺物体との距離に関する。把持対象物体がロボットと衝突して移動した場合、床との摩擦によって把持対象物体はいずれ停止する。よって、把持対象物体と近い距離にある周辺物体ほど、把持対象物体と衝突しやすい。また、仮に床に摩擦がなく、把持対象物体がどこまでも滑りやすい状態であったとしても、周辺物体が把持対象物体から離れるほど、周辺物体が把持対象物体の転がる方向にある可能性は少なく、２次衝突は起こりにくい。
【００４３】
正確には、これらの見積もりが成り立たない場合もある。たとえば、把持対象物体が大豆を入れた袋であるような場合、袋がロボットと衝突し、大豆が全方向に転がっていくような事も起こりうる。大豆の数が十分に多く、かつ、床に摩擦がなければ、距離や方向の重要度は少ない。本来ならば、そのような場合にあてはまるか否かの判定処理を行うことも考えられるが、実施の形態１ではこのような判定処理は省略する。
【００４４】
ここでは、把持対象物体の位置と指定された物体の位置との距離をｒとし、オイラー数ｅの−ｒ乗（ｅ-r）を２次衝突可能性距離評価値とする。このような評価を行った場合、距離が０の時、２次衝突可能性距離評価値は最大値１となり、距離が無限大のとき、２次衝突可能性距離評価値は最小値０となる。すなわち、指定された物体が、把持対象物体と衝突しやすい近距離にあるほど最大値である１に近い値となり、衝突しにくい遠距離にあるほど、最小値である０に近い値となる。なお、オイラー数はネイピア数とも呼ばれ、具体的な値は２．７１８２８…である。ここでの２次衝突可能性距離評価の式は、距離が離れるほど値が小さくなる式であれば、他の式であっても構わない。また、摩擦によるエネルギー損失を考慮した物理モデルに従った式であっても構わない。
【００４５】
２次衝突可能性距離評価部１０９は、指定された物体の位置を物体位置属性保持部１０４より取得する。２次衝突可能性距離評価部１０９は、把持対象情報取得部１０５より把持対象物体の位置を取得する。２次衝突可能性距離評価部１０９は、２物体間の距離を算出し、距離から２次衝突可能性距離評価値を算出し、算出結果を経路評価部１１３に出力する。
【００４６】
危険属性組合せ情報保持部１１１は、どのような属性情報の物体と、どのような属性情報の物体とが２次衝突した場合に被害が発生する可能性があるかを示した情報である。図６は、危険属性組合せ情報の一例を示す図である。例えば、２次衝突した場合に被害が発生する物体の組合せは、ニンニクとケーキとの組合せであったり、磁石とフレキシブルディスクとの組合せであったりする。
【００４７】
危険属性組合せ評価部１１２は、指定された物体が、把持対象物体と２次衝突した場合に被害が発生する可能性がある物体であるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価を「危険属性組合せ評価」と呼び、その際に算出される評価値を「危険属性組合せ評価値」と呼ぶ。
【００４８】
危険属性組合せ評価は、２次衝突が発生した場合の被害度合いを見積もるための評価である。把持対象物体と周辺物体とが２次衝突したとしても必ず被害が発生するとは限らない。例えば、汚れていないスプーンとフォークとが２次衝突しても被害は発生しない。また、被害が発生する場合でも、その被害度合いは異なる。例えば、磁石とフレキシブルディスクとが衝突した場合には、フレキシブルディスクに格納されたデータの価値が被害の額になり、これは時として甚大な被害となる。逆に、被害が小さい場合としては、磁石といちごがぶつかった場合が考えられる。いちごを洗う人の手間、あるいは、ロボットがいちごを洗う時間およびエネルギーが被害となるが被害度合いとしては小さい。
【００４９】
このように、被害度合いは様々であるが、実施の形態１では、被害度合いを２段階で評価する。すなわち、被害度合いが無視できる程小さい場合と、無視できない大きさの場合との２つに分ける。被害度合いが小さい場合には２次衝突回避を行わないロボットの行動計画を行う。被害度合いが小さいか、大きいかの判断は、把持対象物体と周辺物体の組合せが、被害をもたらすような組合せであるかを判定することで行われる。
【００５０】
危険属性組合せ評価部１１２は、指定された物体に対して危険属性組合せ評価を行う。
【００５１】
まず、危険属性組合せ評価部１１２は、把持対象物体の属性情報と指定された物体の属性情報を取得する。危険属性組合せ評価部１１２は、取得した２つの属性情報の組合せが、危険属性組合せ情報保持部１１１が保持する危険属性組合せに含まれるか否かを判定する。危険属性組合せ評価部１１２は、判定結果を経路評価部１１３に出力する。危険属性組合せ評価部１１２は、２つの属性情報の組合せが危険属性組合せに含まれる場合には判定結果を「１」とし、含まれない場合を判定結果を「０」とする。なお、図６に示す危険属性組合せ情報に、金額の欄を設け、２つの属性情報の物体が衝突した際の被害金額を含むようにしても良い。この場合には、危険属性組合せ評価部１１２は、２つの属性情報の組合せが危険属性組合せに含まれる場合には、その被害金額を判定結果とし、含まれない場合は「０」を判定結果としても良い。
【００５２】
経路評価部１１３は、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合に２次衝突による被害リスクを評価する処理部である。
【００５３】
実施の形態１では、ロボットと把持対象物体との衝突である１次衝突そのものを回避するのではなく、被害リスクが高い場合の１次衝突を回避するロボット行動計画装置を提供する。ここで、「被害リスク」とは、２次衝突が発生する可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの組合せに対する評価である。具体的には例えば、２次衝突が発生する可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの積とする。すなわち、２次衝突の可能性が高く、２次衝突が発生した場合の被害度合いが大きいと予想される場合に、１次衝突を回避する行動を計画する行動計画装置を提供する。
【００５４】
＜２次衝突の可能性の考え方＞
では、２次衝突の可能性について説明する。ロボットと把持対象物体が１次衝突したとしても、常に２次衝突が発生するとは限らない。把持対象物体と周辺の物体が２次衝突するか否かの大まかな予想はシミュレーションによって取得することができる。
【００５５】
シミュレーションの際のパラメータとしては、把持対象物体に関するものと、把持対象物体の周辺の物体に関するものと、環境に関するものとに加え、ロボットの行動計画に関するものとがある。把持対象物体に関するパラメータには、把持対象物体の大きさ、形状、質量、摩擦係数、位置が考えられる。周辺の物体に関するパラメータには、周辺の物体の大きさ、形状、質量、摩擦係数、位置が考えられる。環境に関するパラメータとしては、床の形状、摩擦係数、風力、気圧などが考えられる。ロボットの行動計画に関するものとしては、ロボットがどのような位置をどのような速度で移動するかについてのパラメータなどが考えられる。
【００５６】
ただし、これら全てのパラメータを用いて精密なシミュレーションを行うには、時間がかかるし、時間をかけたとしても正確な予想が困難な場合がある。まず、時間については、シミュレーションの計算そのものや、パラメータの値の取得に時間がかかる。また、正確さについては、一部のパラメータに僅かな誤差があったり、物理モデルが実際の物理現象と僅かに異なることによって、実際には２次衝突が発生するのに、しないと判定したり、その逆が発生することがある。
【００５７】
仮に、この対策として、値が未知のパラメータや値に不正確さがあるパラメータに対して、そのパラメータの値を様々に想定して統計的シミュレーションを行うのであれば膨大な時間がかかる。
【００５８】
また、そのように統計的シミュレーションを行っても、衝突する可能性も、衝突しない可能性も同じようにあるという予想になることがあり、時間をかけたわりには正確な予想とならない場合がある。
【００５９】
そこで、実施の形態１では、精密なシミュレーションを行う代わりに、把持対象物体の周辺物体それぞれに対して、２次衝突が発生するか否かの大まかな可能性を比較的簡単に取得しやすいデータを用いて見積もる。具体的には、２次衝突可能性方向評価部１０８によって評価する２次衝突可能性方向評価と、２次衝突可能性距離評価部１０９によって評価する２次衝突可能性距離評価とによって２次衝突の可能性の見積もりを行う。
【００６０】
次に、評価の方針について説明する。経路評価部１１３は、把持対象物体とロボット以外の環境内にある物体を２次衝突の相手の候補として、各候補に対して２次衝突により被害リスクの評価を行い、その合計をロボットの経路の評価とする。
【００６１】
各候補に対する被害リスクは、２次衝突の可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの積として算出される。２次衝突の可能性は、２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９よりそれぞれ取得された２次衝突可能性方向評価および２次衝突可能性距離評価に基づき評価される。ここでは、２次衝突可能性方向評価と２次衝突可能性距離評価の積を２次衝突の可能性の評価値とする。
【００６２】
２次衝突が発生した場合の被害度合いは、危険属性組合せ評価部１１２より取得した危険属性組合せ評価を用いる。
【００６３】
次に、経路評価部１１３が経路評価を行う処理を説明する。まず、経路評価部１１３は、把持対象情報取得部１０５より、把持対象物体の位置を取得する。経路評価部１１３は、物体位置属性保持部１０４に保持されている属性情報に対応する（把持対象物体以外の）各物体を指定し、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の処理を行う。
（Ａ）２次衝突可能性方向評価部１０８より、２次衝突可能性方向評価を取得する。
（Ｂ）２次衝突可能性距離評価部１０９より、２次衝突可能性距離評価を取得する。
（Ｃ）危険属性組合せ評価部１１２より、危険属性組合せ評価を取得する。
（Ｄ）（２次衝突可能性方向評価）×（２次衝突可能性距離評価）×（危険属性組合せ評価）を指定された物体の被害リスクの評価とする。
【００６４】
経路評価部１１３は、上記の（Ｄ）で算出された各物体が把持対象物体と２次衝突した際の被害リスクの合計値を算出し、算出された合計値を経路評価値として評価保持部１１４に格納する。経路評価は小さいほど、被害リスクが少なく良い評価であり、大きいほど、被害リスクが大きく悪い評価である。
【００６５】
評価保持部１１４は、経路評価部１１３が評価した経路の評価を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【００６６】
行動計画部１１５は、評価保持部１１４が保持している経路の被害リスクである経路評価に基づき、被害リスクが高い場合には、２次衝突を回避する行動を計画する処理部である。具体的には、経路評価が所定の値よりも大きければ低速移動する行動を計画し、小さければ高速移動する行動を計画する。なお、所定の値は初めから適切に設定できない場合や、途中で状況にそぐわなくなる場合がある。そこで、所定の値は、一般に知られる学習アルゴリズムを用いて学習し、更新していく構成としても構わない。
【００６７】
計画保持部１１６は、行動計画部１１５が行った行動計画を示す情報を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。具体的には、計画保持部１１６は、経路を移動する速度を保持する。
【００６８】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００が行う行動計画処理の流れを図７に示す。
【００６９】
ロボット位置取得部１０１は、ロボット位置を取得し、始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０１）。具体的には、図３に示す位置にロボット４０１が存在する場合、ロボット位置取得部１０１は、ロボット４０１の位置である（１０，３５，０）を始点位置保持部１０２に格納する。
【００７０】
物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。
【００７１】
具体的には、図３に示す位置に各物体が存在する場合に、「磁石」、「ニンニク」、「ケーキ」の物体位置属性情報を物体位置属性保持部１０４に格納する。この場合、物体位置属性保持部１０４に格納される物体位置属性情報は、図２に示す情報となる。
【００７２】
把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の位置を取得し、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および経路評価部１１３に出力する。また、把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の属性情報を危険属性組合せ評価部１１２に出力する（ステップＳ７０３）。
【００７３】
具体的には、例えば、図３に示す「ニンニク」が把持対象物体として取得された場合、把持対象情報取得部１０５は、その位置である（４０，３５，０）を２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および経路評価部１１３に出力する。また、把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の属性情報「ニンニク」を危険属性組合せ評価部１１２に出力する。
【００７４】
経路評価部１１３は、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ７０４）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ７０４でＹＥＳ）、経路評価部１１３は、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。なお、ロボットと把持対象物体自身は２次衝突候補物体とはしない。具体的には、図３の場合では、例えば、「磁石」、「ケーキ」が２次衝突候補物体とされる。
【００７５】
２次衝突可能性方向評価部１０８が、２次衝突候補物体に指定された物体の２次衝突可能性方向評価値を算出し、経路評価部１１３に出力する（ステップＳ７０６）。
【００７６】
具体的には、図３の場合で、「ケーキ」が２次衝突候補物体である場合、「ニンニク」と「ケーキ」の位置を結ぶベクトルは（５０−４０，１５−３５，０）すなわちベクトル（１０，−２０，０）となる。また、把持対象物体である「ニンニク」の位置（４０，３５，０）とロボットの位置（１０，３５，０）を結ぶ移動経路はベクトル（３０，０，０）となる。よってそれらのベクトルの内積は、次式１で計算される。
【００７７】
式１：（１０）×（３０）＋（−２０）×（０）＋（０）×（０）＝３００
また、それぞれのベクトルの長さは、式２、式３となる。
【００７８】
【数１】
2010004744.tif 000003
式３：｛（３０）２＋（０）２＋（０）２｝１／２＝３０
２つのベクトルの内積は、それぞれのベクトルの長さの積に、ベクトルがなす角の余弦を掛けた値に等しいことより、式４が成り立つ。
【００７９】
【数２】
2010004744.tif 000004
よって、２次衝突可能性方向評価値（１＋ｃｏｓθ）／２は、
【００８０】
【数３】
2010004744.tif 000005
となる。
【００８１】
２次衝突可能性距離評価部１０９が、２次衝突候補物体に指定された物体の２次衝突可能性距離評価値を算出し、経路評価部１１３に出力する（ステップＳ７０７）。
【００８２】
具体的には、図３の場合において、「ケーキ」が２次衝突候補物体である場合、「ケーキ」の位置（５０，１５，０）と「ニンニク」の位置（４０，３５，０）の距離は（５０−４０）を２乗した数と（１５−３５）を２乗した数の和との平方根、すなわち｛（５０−４０）2＋（１５−３５）2｝1/2となる。すなわち、
【００８３】
【数４】
2010004744.tif 000006
となる。よって、２次衝突可能性距離評価値はｅを
【００８４】
【数５】
2010004744.tif 000007
乗した値、すなわち
【００８５】
【数６】
2010004744.tif 000008
となる。
【００８６】
危険属性組合せ評価部１１２が、２次衝突候補物体の危険属性組合せ評価値を算出し、経路評価部１１３に出力する（ステップＳ７０９）。
【００８７】
具体的には、図３の場合で、「ケーキ」が２次衝突候補物体のとき、「ニンニク」と「ケーキ」は、図６の危険属性組合せに含まれることより、危険属性組合せ評価値は１となる。
【００８８】
「磁石」が２次衝突候補物体のとき、「ニンニク」と「磁石」は、図６の危険属性組合せに含まれないことより、危険属性組合せ評価値は０となる。
【００８９】
経路評価部１１３が、２次衝突可能性方向評価処理（ステップＳ７０６）で算出された２次衝突可能性方向評価値と、２次衝突可能性距離評価処理（ステップＳ７０７）で算出された２次衝突可能性距離評価値と、危険属性組合せ取得処理（ステップＳ７０９）で算出された危険属性組合せ評価値とに基づいて、２次衝突候補物体の評価値を算出する。すなわち２次衝突が発生した場合の被害リスクを算出する（ステップＳ７１０）。
【００９０】
具体的には、図３の場合で、「ケーキ」が２次衝突候補物体のとき、評価値は式５により算出される。
【００９１】
【数７】
2010004744.tif 000009
【００９２】
評価算出処理（ステップＳ７１０）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ７０４）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【００９３】
２次衝突候補物体として未取得の物体がなくなった場合には（ステップＳ７０４でＮＯ）、経路評価部１１３が、評価算出処理（ステップＳ７１０）で算出された各候補の評価を基に経路評価値を算出する。算出した経路評価値は、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ７１１）。
【００９４】
具体的には、図３の場合では、経路評価部１１３は、「ケーキ」が２次衝突候補物体のときの評価値
【００９５】
【数８】
2010004744.tif 000010
と、同様に算出した「磁石」が２次衝突候補物体のときの評価値０との和を算出することにより、経路評価値を求める。ここでは、経路評価値は、
【００９６】
【数９】
2010004744.tif 000011
となる。
【００９７】
行動計画部１１５は、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。
【００９８】
具体的には、図３の場合では、経路評価値
【００９９】
【数１０】
2010004744.tif 000012
が所定の値より大きい場合には、ロボット４０１の移動速度として低速を示す情報を格納し、所定の値以下の場合は高速を示す情報を格納する。
【０１００】
＜変形例１＞
実施の形態１において、ロボット位置取得部１０１は、ＧＰＳや画像処理を用いてロボット位置を取得する場合を示したが他の方法であっても構わない。例えば、ロボットの初期位置と、ロボットを初期位置から行動計画を開始する時点までに移動させた距離および方向とに基づいて、ロボットの位置を決定する構成としても構わない。
【０１０１】
＜変形例２＞
実施の形態１では、属性情報が物体の種別を示す情報である場合を示したが、「匂いが強い」、「磁力を発する」といった性質に関する情報であっても構わない。
【０１０２】
例えば、危険属性組合せ情報保持部１１１が「匂いが強い、ケーキ」の危険属性組合せを保持する場合が考えられる。その場合、「ニンニク」、「しょうが」、「わさび」の属性情報が「匂いが強い」であれば、それらが「ケーキ」に対して危険であることが、一つの危険属性組合せで表現できる。
【０１０３】
また、危険属性組合せにおける属性情報は、物体に付与される属性情報よりも上位の概念であっても構わない。
【０１０４】
例えば、危険属性組合せ情報保持部１１１が「匂いが強い、食品」の危険属性組合せを保持する場合が考えられる。その場合、「ケーキ」、「いちご」の上位の属性情報が「食品」であるので、それらが「匂いの強い」ものに対して危険であることが、一つの危険属性組合せで表現できる。
【０１０５】
＜変形例３＞
実施の形態１では、属性情報が物体の種別を示す情報である場合を示したが、「“磁気”に弱い」、「“匂い”の強いものに弱い」といった情報であっても構わない。
【０１０６】
＜変形例４＞
実施の形態１では、簡単のため、把持対象物体の大きさについて考慮しなかったため、物体を把持する際、把持対象物体の位置まで移動する経路を計画した。しかし、実際には、物体には大きさがあるので、その大きさを考慮して、把持対象物体の若干手前で移動を停止する計画を立てるようにしても良い。
【０１０７】
＜変形例５＞
実施の形態１では、ロボットと把持対象物体との間の経路を考える際、２物体間に障害物がある場合や、２物体が同一平面上にない場合について言及しなかった。
【０１０８】
ロボットと把持対象物体との間に壁などの障害物がある場合には、障害物を避ける複数の有向線分をそれぞれ経路としても構わない。その場合、経路評価部１１３は、それぞれの経路に対して評価を行い、評価保持部１１４は、それぞれの評価に対する評価を保持する。行動計画部１１５は、それぞれの経路に対して行動計画を行う。計画保持部１１６は、それぞれの行動計画を保持する。なお、障害物を含む環境における経路の生成には公知の技術を用いる。
【０１０９】
＜変形例６＞
実施の形態１における経路評価部１１３は、環境内にある物体を２次衝突の候補として、それぞれの候補に対して被害リスクを算出し、その合計値を経路評価値とした。しかし、被害リスクの最大値を経路評価値としても構わない。
【０１１０】
また、実施の形態１では、２次衝突可能性方向評価値、２次衝突可能性距離評価値、危険属性組合せ評価値を順に算出したが、それらの値が、予め定めた所定の値以下である場合に、それ以降の評価値の計算を省略する構成としても構わない。このような構成を用いれば、計算時間を短縮することができる。
【０１１１】
また、環境内に物体が多い場合は、危険属性組合せ評価値を先に計算し、物体が少ない場合には、危険属性組合せ評価値を最後に計算する構成としても構わない。このような構成を用いれば、やはり、計算時間を短縮することができる。
【０１１２】
また、ロボットと把持対象物体が同一平面上に存在しない場合にも、変形例５と同様に複数の有向線分からなる経路を生成し、経路ごとに、評価および行動計画を行う構成としてもよい。
【０１１３】
なお、２次衝突可能性距離評価部１０９が把持対象物体と周辺物体の距離を算出する際にも、上記の方法で複数の経路を形成し、複数の経路の合計距離を用いる構成としても構わない。
【０１１４】
＜変形例７＞
実施の形態１における２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、物体の大きさを考慮することなく、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をそれぞれ算出する構成とした。しかし、物体の大きさを考慮した式を用いて２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値を算出する構成であっても構わない。なぜならば、把持対象物体から同じ距離に２つの物体が存在する場合、大きさが大きい物体ほど、２次衝突を起こす可能性が高いからである。なお、物体の大きさは、物体位置属性保持部１０４に記憶されているようにしてもよい。
【０１１５】
例えば、図８に示すように把持対象物体１８０１から半径ｒの距離に半径ｓの周辺物体１８０２がある場合について説明する。このとき、半径ｒの把持対象物体１８０１の円周長は２×π×ｒである。把持対象物体１８０１の円周のうち、周辺物体１８０２は約２×ｓの長さを占める。よって、平面の摩擦係数を無視した場合、ｓ／（π×ｒ）の確率で２次衝突が発生する。そこで、ｓ／（π×ｒ）を２次衝突可能性距離評価値としても構わない。また、ｓ＞＝ｒなる関係を満たすときは、センサーが取得した値の上では、周辺物体１８０２と把持対象物体１８０１とが接触または重複している。そのため、２次衝突可能性方向評価値の大小に関わらず、２次衝突の起こる確率を１とする構成としても構わない。すなわち、ｓ＞＝ｒのときは、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をともに１とする構成とする。
【０１１６】
なお、周辺物体の底面が円形でない場合には、周辺物体の外接円の半径Ｓ１を半径ｓの代わりに用いる。また、この外接円の半径は、画像処理によって取得してもかまわないし、予め物体に付与したタグに記載しておき、行動計画時にタグリーダで読み取る構成としても構わない。
【０１１７】
このような構成を用いれば、２次衝突が発生する可能性をより正確に予想することができる。
【０１１８】
＜変形例８＞
実施の形態１における２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、周辺物体の大きさを考慮することなく、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をそれぞれ算出する構成とした。しかし、２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、周辺物体の大きさを考慮した式を用いて２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値を算出する構成であっても構わない。なぜならば、把持対象物体から同じ距離に２つの物体が存在する場合、大きさが大きい物体ほど、２次衝突を起こす可能性が高いからである。なお、物体の大きさは、物体位置属性保持部１０４に記憶されているようにしてもよい。
【０１１９】
例えば、図９に示すように把持対象物体１８０１から半径ｒの距離に半径ｓの周辺物体１８０２があり、ロボットの移動経路１８０３が同図に示すように定められている場合について説明する。このとき、移動経路１８０３を平行移動させることで得られる、把持対象物体１８０１の中心位置を通る直線１８０４上に周辺物体１８０２が存在する場合には、把持対象物体１８０１と周辺物体１８０２との２次衝突が起こりやすい。ここで、把持対象物体１８０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線と、直線１８０４とのなす角をθとする。また、把持対象物体１８０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線と、把持対象物体１８０１を通る周辺物体１８０２の外接円の接線とのなす角をηとする。つまり、把持対象物体１８０１を通る周辺物体１８０２の外接円の接線は、把持対象物体１８０１が周辺物体１８０２に衝突するか否かの境界線を示し、ηは境界角度を示す。なお、ηは以下の式に従い算出される。
【０１２０】
η＝ａｒｃｓｉｎ｛ｓ／ｒ｝
【０１２１】
このとき、上記した２次衝突が起こりやすい場合とは、−η＜｜θ｜＜ηなる関係を満たす場合と考えることができる。つまり、−η＜｜θ｜＜ηなる関係を満たす場合には、２次衝突可能性方向評価値を１とする。
【０１２２】
また、ｓ＞＝ｒなる関係を満たすときは、センサーが取得した値の上では、周辺物体１８０２と把持対象物体１８０１とが接触または重複しているので、２次衝突の起こる確率を１とする構成としても構わない。すなわち、ｓ＞＝ｒのときは、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をともに１とする構成とする。
【０１２３】
＜変形例９＞
実施の形態１における２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、把持対象物体の大きさおよび周辺物体の大きさを考慮することなく、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をそれぞれ算出する構成とした。しかし、２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、両物体の大きさを考慮した式を用いて２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値を算出する構成であっても構わない。なぜならば、把持対象物体から同じ距離に２つの物体が存在する場合には、大きさが大きい物体ほど２次衝突を起こす可能性が高く、さらに、把持対象物体の大きさが大きいほど２次衝突を起こす可能性が高いからである。なお、物体の大きさは、物体位置属性保持部１０４に記憶されているようにしてもよい。
【０１２４】
例えば、図１０に示すように、把持対象物体１９０１の外接円の半径がｔ、周辺物体１８０２の外接円の半径がｓ、把持対象物体１９０１の中心と周辺物体１８０２の中心との距離がｒである場合について説明する。また、ロボットの移動経路１８０３が同図に示すように定められているものとする。このとき、把持対象物体１９０１と周辺物体１８０２とに共通する接線が、把持対象物体１９０１が周辺物体１８０２に衝突するか否かの境界線を示す。また、当該接線と把持対象物体１９０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線とがなす角ζが境界角度を示す。なお、ζは以下の式に従い算出される。
【０１２５】
ζ＝ａｒｃｓｉｎ｛（ｓ＋ｔ）／ｒ｝
【０１２６】
また、把持対象物体１９０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線と、移動経路１８０３を平行移動させることで得られる、把持対象物体１９０１の中心位置を通る直線１８０４とのなす角をθとする。
【０１２７】
つまり、−ζ＜θ＜ζなる関係を満たす場合には、把持対象物体１９０１と周辺物体１８０２とが衝突すると考えられるため、２次衝突可能性方向評価値を１とする。
【０１２８】
また、ｔ＋ｓ＞ｒなる関係を満たすときは、センサーが取得した値の上では２次衝突が発生している。よって、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をともに１とする。
【０１２９】
＜実施の形態１の効果＞
以上説明したように、実施の形態１によると、家庭内で移動するロボットにおいて、移動ロボットが接触または接近した物体による一次被害に加えて、当該物体がさらにその周辺物体と接触した場合に二次被害が発生するか否かも判断することができる。これにより、移動ロボットの行動計画を行うことができる。これに伴い、二次被害を低減することができる。
【０１３０】
特に、実施の形態１では、経路と物体間の位置関係や、物体の種類に基づき２次衝突による被害リスクが高い場合に、被害リスクを回避するロボットの行動計画を行う。被害リスクが小さい場合には、ロボットを高速で移動させることができるため、タスク遂行時間を減少させることができる。また、ロボットを高速移動させることにより、ロボットに対して電力を供給する時間が減るためエネルギーコストを減少させることができる。また、２次衝突による被害リスクが低い場合には、ロボットが常時低速移動することを避けて、ロボットを高速移動させることができるので、ロボットの動作を観察する人間に不要ないらいら感を与えることがない。ロボットの動作を観察する人間が、いらいら感を感じた場合には、人間自らが物体を移動させる。こうすることにより、ロボットが物体を運ぶ途中までに使用したエネルギーコストが無駄になるが、いらいら感を回避できるため、その効果は大きい。
【０１３１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１の行動計画装置１００に基づき行動を行うロボットシステム８０５について説明する。
【０１３２】
図１１は、ロボットシステム８０５を示す図である。ロボットシステム８０５はユーザの調理作業の支援を行うロボットシステムである。ロボットシステム８０５は、作業台８０３と、作業台８０３上を移動するロボット８００と、ユーザがロボット８００に緊急停止や作業の変更の指示を行う際に使用する行動変更指示装置８０２とからなる。
【０１３３】
ロボット８００は、作業台８０３の上を移動し、ユーザに指示された物体を把持し、ユーザのいるところまで把持した物体を運搬するロボットである。
【０１３４】
ロボット８００は、行動計画装置１００、移動装置８０１とからなる。行動計画装置１００は、実施の形態１で説明した行動を計画する。すなわち、ユーザに指示された物体を把持するための作業台８０３上の移動行動を計画する。行動計画装置１００は、ロボット８００の内部に備えられている。
【０１３５】
移動装置８０１は、行動計画装置１００が計画した行動計画に従い、ロボット８００を移動させる装置である。
【０１３６】
行動計画装置１００の一部である物体位置属性取得部１０３は、作業台８０３上の物体位置属性情報を取得する処理部である。その一部は、環境に固定されており、移動装置８０１によって移動することはない。
【０１３７】
このような構成において、行動計画装置１００は、実施の形態１と同様の行動計画を立て、ロボット８００は、その行動計画に従い、行動を行う。なお、行動変更指示装置８０２をユーザが操作することにより、ロボット８００を緊急停止させたり、把持対象物体を変更させたりすることも可能である。
【０１３８】
＜効果＞
実施の形態２によると、２次衝突の被害リスクがある場合にロボットを低速で移動させることができる。よって、ロボットが把持対象物体にたどり着くまでの時間は、高速で移動する場合よりも余計にかかる。このため、ロボットが２次衝突をしそうな危険な経路を移動している場合であっても、そのことにユーザが気付き、行動変更指示装置８０２によって、ロボットを停止させることができる。
【０１３９】
特に、ユーザが高齢者である場合、危険状態を短時間で判断することは困難なため、判断するまでの時間を長くとることができる効果は大きい。
【０１４０】
また、ユーザが調理作業をしていて行動変更指示装置８０２をすぐに操作できない場合がある。その際にも、ロボットが把持対象物体に対して、どれくらいの位置まで近付いているかを見れば、緊急停止を指示するまでにどれくらいの時間的な余裕があるかがわかる。よって、例えば、手が汚れている場合に、手を洗ってから行動変更指示装置８０２に備えられた緊急停止ボタンを押すか、そのままの状態で緊急停止ボタンを押すかを選択することができ、その効果は大きい。
【０１４１】
（実施の形態３）
実施の形態３では、ロボットアームの行動計画を行う行動計画装置１００ａについて説明する。
【０１４２】
図１２は、ロボットアーム９０１を示す図である。ロボットアーム９０１は、行動計画装置１００ａが計画した行動に基づき、ロボットアーム９０１の関節を制御してロボットアームを移動させる。多関節のロボットアーム９０１の場合、アームの各関節はそれぞれ、別々の位置に移動する。行動計画装置１００ａは、各関節等をロボットアーム９０１の代表点として、代表点ごとに被害リスクを算出し、その合計を被害リスクの総量として用いる。
【０１４３】
図１３は、実施の形態３に係る行動計画装置１００ａの構成を示すブロック図である。
【０１４４】
以下、行動計画装置１００ａと実施の形態１の行動計画装置１００との差について説明する。行動計画装置１００ａでは、行動計画装置１００におけるロボット位置取得部１０１、始点位置保持部１０２、経路生成部１０６、経路保持部１０７および経路評価部１１３の代わりに、それぞれ、ロボット位置取得部１０１ａ、始点位置保持部１０２ａ、経路生成部１０６ａ、経路保持部１０７ａおよび経路評価部１１３ａを用いる。その他の構成は、行動計画装置１００と同じである。なお、物体位置属性取得部１０３の一部は、ロボットアーム９０１の環境に固定されているものとする。
【０１４５】
ロボット位置取得部１０１ａは、ロボットアームの各代表点の位置を取得し、取得した代表点の位置を始点位置保持部１０２ａに格納する処理部である。取得の方法は、実施の形態１のロボット位置取得部１０１によるロボット位置取得方法と同様である。ロボットアーム９０１の代表点は、ロボットアーム９０１の先端と、各関節の位置とする。
【０１４６】
始点位置保持部１０２ａは、ロボット位置取得部１０１ａが取得したロボットアーム９０１の各代表点の位置を格納する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１４７】
経路生成部１０６ａは、ロボットアーム９０１の先端の代表点を、把持対象物体の位置に移動する経路を生成する処理部である。具体的には例えば、ロボットアーム９０１の先端の代表点を始点とし、把持対象物体のある位置を終点とする有向直線を経路とする。さらに、経路生成部１０６ａは、ロボットアーム９０１の先端の代表点以外の代表点の経路を生成する。経路の生成には、多関節ロボットアームの移動に関する公知の方法を用いる。
【０１４８】
経路保持部１０７ａは、経路生成部１０６ａが生成した各代表点の経路の組を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１４９】
経路評価部１１３ａは、経路保持部１０７ａが保持する経路の組によって、ロボットアーム９０１が移動した場合の被害リスクを算出する。経路評価部１１３では、一つの経路に対して、１つの評価値を算出したのに対して、経路評価部１１３ａでは、経路の組に対して、１つの評価値を算出する点が異なる。つまり、経路評価部１１３ａでは、各代表点の経路に対して、経路評価部１１３と同一の方法で経路評価値（被害リスク）を算出し、その合計を経路の組に対する評価値とする。経路評価部１１３ａは算出した経路評価値を評価保持部１１４に格納する。
【０１５０】
なお、ここではアームの先端と、各関節とを代表点としたが、他の位置を代表点としても構わない。また、各関節の中間点を代表点に追加したり、所定間隔ごとに代表点を設けたりすることで評価の精度を向上させる構成としても構わない。その際、所定間隔は、周辺物体の幅よりも小さくしておけば、周辺物体との衝突を見落とすことが少ない。
【０１５１】
このような構成において、行動計画装置１００ａは、実施の形態１と同様の行動計画を立て、ロボットアーム９０１は、その行動計画に従い、行動を行う。
【０１５２】
＜効果＞
実施の形態３の構成を用いれば、複数関節を有するロボットにおいても、２次衝突による被害を回避する行動計画を行うことができる。
【０１５３】
（実施の形態４）
実施の形態１では、ロボットと把持対象物体との１次衝突に基づき、２次衝突が発生することを想定してロボットの行動計画を立案する行動計画装置について説明した。しかしながら、ロボットは、把持対象物体以外にも、ロボットの移動経路上の物体と１次衝突する場合がある。その理由は、把持対象物体との衝突と同じく、家庭環境内でのロボットの位置認識精度が低いためであったり、ロボットの位置制御精度が低いためであったり、タスクの実行時間に対する制限が厳しいためである。
【０１５４】
実施の形態４では、そのような把持対象物体以外の物体との１次衝突をも考慮してロボットの行動計画を立案する行動計画装置１００ｂについて説明する。
【０１５５】
＜移動行動における２次衝突による被害回避の考え方＞
実施の形態１では、把持対象物体とロボットが１次衝突し、２次衝突が発生する場合の行動計画について述べた。ロボットが移動する場合には、移動経路上に存在する物体とロボットが１次衝突する可能性がある。さらに、ロボットの位置認識や制御に不正確さがある場合には、ロボットが移動経路上に存在していないと認識している物体とも１次衝突する。そこで、実施の形態４における行動計画装置１００ｂは、環境内の物体をロボットとの１次衝突の候補とし、ロボットの移動経路からの距離が近い（とロボットが認識している）物体ほど、ロボットとの１次衝突が発生しやすいと評価する。また、距離が遠い物体ほど、ロボットとの１次衝突が発生しにくいと評価する。そして、各候補に対して、さらに、環境内のその他の物体を２次衝突の候補として、２次衝突が発生しやすいか否かと、発生した場合の被害度合いの大きさとを評価する。
【０１５６】
すなわち、行動計画装置１００ｂは、１次衝突の候補とした物体と２次衝突の候補とした物体とが２次衝突を起こす被害リスクを、１次衝突の可能性と、２次衝突の可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの積として定義して算出する。これにより、算出された被害リスクが所定の値よりも大きい場合に、２次衝突を回避する行動を計画する。
【０１５７】
＜行動計画装置について＞
図１４は、実施の形態４に係る行動計画装置１００ｂの構成を示すブロック図である。
【０１５８】
以下、行動計画装置１００ｂと実施の形態１の行動計画装置１００との差について説明する。行動計画装置１００ｂでは、行動計画装置１００における経路生成部１０６、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９、危険属性組合せ評価部１１２および経路評価部１１３の代わりに、それぞれ、経路生成部１０６ｂ、２次衝突可能性方向評価部１０８ｂ、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂ、危険属性組合せ評価部１１２ｂおよび経路評価部１１３ｂを用いる。さらに、行動計画装置１００ｂは、１次衝突可能性評価部１１０１を含む。
【０１５９】
経路生成部１０６ｂは、外部よりロボットの移動先を取得し、経路を生成する処理部である。経路生成部１０６ｂは、例えば図示しない入力装置を備え、ユーザが入力した３次元座標を移動先として取得する。経路生成部１０６ｂは、始点位置保持部１０２が保持するロボットの移動経路の始点であるロボット位置を始点とし、取得した移動先を終点とする有向線分を経路とする。
【０１６０】
２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、指定された２次衝突候補物体が、指定された１次衝突候補物体に対してどれだけぶつかりやすい方向にあるかを評価する処理部である。２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、２次衝突可能性方向評価部１０８における把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いる点が異なる。
【０１６１】
２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、指定された２次衝突候補物体が、指定された１次衝突候補物体に対してどれだけぶつかりやすい距離にあるかを評価する処理部である。２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、２次衝突可能性距離評価部１０９における把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いる点が異なる。
【０１６２】
危険属性組合せ評価部１１２ｂは、指定された２次衝突候補物体が、指定された１次衝突候補物体に対して危険な物体であるかを評価する処理部である。危険属性組合せ評価部１１２ｂは、危険属性組合せ評価部１１２における把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いる点が異なる。
【０１６３】
１次衝突可能性評価部１１０１は、指定された１次衝突候補物体が、ロボットの移動経路に対してどれだけぶつかりやすい位置にあるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価のことを「１次衝突可能性評価」と呼び、その際に算出される評価値を「１次衝突可能性評価値」と呼ぶ。この１次衝突可能性評価は、上記＜移動行動における２次衝突による被害回避の考え方＞で述べた１次衝突の発生のしやすさの評価である。
【０１６４】
１次衝突可能性評価部１１０１は、ロボットの移動経路と指定された物体との距離をｒ３とし、オイラー数ｅの−ｒ３乗（ｅ-r3）を１次衝突可能性評価値とする。このような評価を行った場合、距離が０の時、１次衝突可能性評価値は最大値１となり、距離が無限大のとき、１次衝突可能性評価値は最小値０となる。すなわち、１次衝突可能性評価値は、指定された物体が、経路と衝突しやすい近距離にあるほど最大値である１に近い値となり、衝突しにくい遠距離にあるほど、最小値である０に近い値となる。ここでの１次衝突可能性評価の式は、距離が離れるほど値が小さくなる式であれば、他の式であっても構わない。また、センサーの誤差の出現特性を考慮したモデルに従った式であっても構わない。
【０１６５】
経路評価部１１３ｂは、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合の２次衝突による被害リスクを評価する処理部である。経路評価部１１３ｂは、上記＜移動行動における２次衝突による被害回避の考え方＞で述べた考え方に従って被害リスクの評価を行う。
【０１６６】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００ｂが行う行動計画処理の流れを図１５に示す。
【０１６７】
ロボット位置取得部１０１は、ロボット位置を取得し、始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０１）。また、物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。ロボット位置取得処理（ステップＳ７０１）および物体位置属性情報取得処理（ステップＳ７０２）は、実施の形態１に示したものと同様である。
【０１６８】
経路評価部１１３ｂは、評価格納用変数の値を０とする（ステップＳ１２００）。
【０１６９】
経路評価部１１３ｂは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する物体のうち、１次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０１）。１次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０１でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｂは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択する。１次衝突可能性評価部１１０１は、選択された１次衝突候補物体に対する１次衝突可能性評価値を算出する（ステップＳ１２０２）。
【０１７０】
経路評価部１１３ｂは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する、１次衝突候補物体以外の物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０３）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０３でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｂは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。
【０１７１】
２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性方向評価値を算出する（ステップＳ１２０４）。
【０１７２】
また、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性距離評価値を算出する（ステップＳ１２０５）。
【０１７３】
さらに、危険属性組合せ評価部１１２ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突した場合に被害が発生する可能性を示す危険属性組合せ評価値を算出する（ステップＳ１２０６）。
【０１７４】
２次衝突可能性方向評価処理（ステップＳ１２０４）、２次衝突可能性距離評価処理（ステップＳ１２０５）および危険属性組合せ取得処理（ステップＳ１２０６）は、実施の形態１に示した２次衝突可能性方向評価処理（ステップＳ７０６）、２次衝突可能性距離評価処理（ステップＳ７０７）および危険属性組合せ取得処理（ステップＳ７０９）とそれぞれ同様である。ただし、把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いている点が異なる。
【０１７５】
経路評価部１１３ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との組合せに対する被害リスクを算出し、算出結果と評価格納用変数の値との加算結果を、評価格納用変数に格納する（ステップＳ１２０７）。なお、被害リスクは、（２次衝突可能性方向評価値）×（２次衝突可能性距離評価値）×（１次衝突可能性評価値）×（危険属性組合せ評価値）とする。
【０１７６】
評価算出処理（ステップＳ１２０７）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０３）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【０１７７】
また、２次衝突候補物体がなくなった場合には（ステップＳ１２０３でＮＯ）、１次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０１）に戻り、残りの１次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。なお、１次衝突候補物体が代わる度に、他の全ての物体を２次衝突候補物体として未取得の状態に戻す。
【０１７８】
１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との全ての組合せについて被害リスクが算出された後（ステップＳ１２０１でＮＯ）、経路評価部１１３ｂは、評価格納用変数に格納されている値を経路評価値とし、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ１２０８）。
【０１７９】
行動計画部１１５は、実施の形態１と同様に、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。
【０１８０】
＜変形例１＞
実施の形態４では、ロボットの移動経路上の第１物体と、その周辺の第２物体とが２次衝突する被害リスクを算出することによる経路の危険性の評価方法を説明した。さらに、実施の形態４では、被害リスクに基づいて、第１物体付近でのロボットの移動速度を計画する行動計画について説明した。
【０１８１】
しかし、被害リスクの評価に基づいて行う処理はこの限りではなく、どのような処理であっても構わない。例えば、算出された被害リスクが所定のしきい値よりも大きい場合には、図示しない音声出力装置によって、第１物体の名称を音声として出力し、ユーザに第１物体を移動するよう通知する構成であっても良い。
【０１８２】
通常であれば、清掃を行うロボットが室内を清掃する際、予め人間が室内の多くの物体を待避させておかなければならない。しかし、上記の構成であれば、待避させておく物体の数を減らすことができる。このため、清掃時の人間の負荷を減らすことができるという効果を奏する。また、冷蔵庫内の物体をロボットが把持する場合についても、同様の処理を行い退避させておくべき物体をユーザに通知することにより、同様の効果が得られる。
【０１８３】
＜効果＞
実施の形態４の構成では、ロボットの移動経路上の物体とロボットが衝突することによって発生する１次衝突に対しても、被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０１８４】
（実施の形態５）
実施の形態４では、２次衝突の被害リスクが高い場合に低速で移動する行動を計画する行動計画装置１００ｂを示した。しかし、低速で移動するだけでは２次衝突を回避できない場合がある。実施の形態５では、２次衝突の被害リスクが高い場合に、別の移動経路を計画する行動計画装置１００ｃについて説明する。
【０１８５】
＜別経路計画の考え方＞
実施の形態５における行動計画装置１００ｃは、ロボットが移動先に移動する経路を複数の経路の集まりとして計画する。図１６は、位置（１０，３５，０）にあるロボット４０１が、位置（４０，３５，０）の移動先１３０４に移動する際、ロボット４０１の移動経路を、３つの経路（経路１３０１、１３０２および１３０３）からなる経路群として計画した場合の一例を示す例である。
【０１８６】
行動計画装置１００ｃは、設計したそれぞれの経路に対して被害リスクを算出し、被害リスクが高い経路があった場合、その部分を通らない新たな別の経路を計画する。
【０１８７】
例えば、図１６における経路１３０２の被害リスクが所定の値よりも大きかったとする。このとき、行動計画装置１００ｃは、図１７に示すように新たな別経路を計画する。つまり、行動計画装置１００ｃは、例えば、図１６における経路１３０２の位置に障害物１３０８があるものと想定し、従来からある障害物がある環境での経路生成方法を用いて別経路を生成する。すなわち、壁のような障害物１３０８がある場合の経路生成を行い、生成された経路を別経路とする。図１７に示す例では、経路１３０１、１３０５、１３０６、１３０７および１３０３が別経路として生成されている。
【０１８８】
行動計画装置１００ｃは、新しく生成した別経路に対しても、２次衝突の被害リスクが高い経路があるかを評価し、ある場合には、さらに、その部分を除外した別経路を生成する。
【０１８９】
＜行動計画装置について＞
図１８は、実施の形態５に係る行動計画装置１００ｃの構成を示すブロック図である。
【０１９０】
以下、行動計画装置１００ｃと実施の形態４の行動計画装置１００ｂとの差について説明する。行動計画装置１００ｃでは、行動計画装置１００ｂにおける経路生成部１０６ｂ、経路保持部１０７、評価保持部１１４、行動計画部１１５および計画保持部１１６の代わりに、それぞれ、経路生成部１０６ｃ、経路保持部１０７ｃ、評価保持部１１４ｃ、行動計画部１１５ｃおよび計画保持部１１６ｃを用いる。さらに、行動計画装置１００ｃは、除外領域保持部１５０１を用いる。
【０１９１】
除外領域保持部１５０１は、経路を生成する際に除外する領域を保持する記憶装置であり、ＨＤＤ等により構成される。初期状態では、除外領域保持部１５０１には何も記憶されていない。
【０１９２】
経路生成部１０６ｃは、外部よりロボットの移動先を取得し、経路を生成する処理部である。経路生成部１０６ｃは、例えば図示しない入力装置を備え、ユーザが入力した３次元座標を移動先として取得する。実施の形態４の経路生成部１０６ｂは、一つの経路を生成したが、経路生成部１０６ｃは、複数の有向線分からなる経路群を生成する。経路生成部１０６ｃが経路を生成する際には、除外領域保持部１５０１が保持する領域には障害物があるとみなして経路生成を行う。
【０１９３】
経路保持部１０７ｃは、経路生成部１０６ｃが生成した複数の経路を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１９４】
評価保持部１１４ｃは、経路評価部１１３が各経路に対して被害リスクとして算出した評価を経路評価値として保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。実施の形態４での評価保持部１１４が１つの評価を保持したのに対して、評価保持部１１４ｃは、経路保持部１０７ｃが保持する各経路に対する評価を保持する。
【０１９５】
行動計画部１１５ｃは、評価保持部１１４ｃに保持されている経路評価値のうち、所定値以上の経路評価値があるかを判定する。所定の値以上の経路評価値がある場合には、行動計画部１１５ｃは、その経路評価値に対応する経路を経路保持部１０７ｃから取得する。また、行動計画部１１５ｃは、取得した経路の始点と終点を直径とする円（または球、円柱）の領域を除外領域として除外領域保持部１５０１に追加する。除外領域が追加されると、新たな経路が生成され、経路評価部１１３によって、再度、経路評価が行われる。所定の値以上の経路評価値がない場合には、行動計画部１１５ｃは、経路保持部１０７ｃが保持する経路群を計画保持部１１６ｃに出力する。
【０１９６】
計画保持部１１６ｃは、行動計画部１１５ｃが計画した行動計画を示す情報を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１９７】
このような構成において、行動計画装置１００ｃは、ロボットの移動経路を変更しながら、実施の形態４と同様の行動計画を立て、ロボットは、その行動計画に従い、行動を行う。
【０１９８】
＜変形例１＞
実施の形態５における経路生成部１０６ｃは、ロボットの位置から移動先までをはじめから複数の経路として経路設計したが一つの直線の経路とすることができる部分であれば、複数の経路としなくても構わない。例えば、一つの直線として被害リスクを算出し、被害リスクが所定の値よりも低ければその直線を経路とし、被害リスクが所定の値よりも高ければ、経路を細分化して、どの部分の経路の被害リスクが高いかを見つけ出し、その部分を除外して改良経路を設計しても構わない。このような、構成を用いれば、被害リスクを算出する計算負荷を減らすことができる。
【０１９９】
＜変形例２＞
実施の形態５における行動計画部１１５ｃは、経路の評価が悪かった場合、経路の始点と終点を直径とする円（または球）の領域を除外領域としたが、他の形状であっても構わない。つまり、被害リスクが高い経路が多い場合に、除外する領域を大きめに取れば、改良経路を何度も作り直すことを防ぐことができることが考えられる。
【０２００】
逆に、被害リスクが高い経路が少ない場合に、除外する領域を小さめに取れば、改良経路は、それほど遠回りをしない経路を作りだすことができると考えられる。
【０２０１】
また、除外する領域の面積を、経路の評価値に基づき決定しても構わない。例えば、経路の評価値が大きい場合（すなわち、被害リスクが大きい場合）、除外する領域の面積を大きくし、経路の評価値が小さい場合（すなわち、被害リスクが小さい場合）、除外する領域の面積を小さくする構成としても構わない。このような構成を用いれば、被害リスクが小さい場合は、常に大きな領域を除外するのに比べて、できるだけ短い距離の移動経路を見つけることができる。逆に、被害リスクが大きい場合は、常に小さな領域を除外するのに比べて、少ない回数で、被害リスクが小さい経路を見つけることができる。
【０２０２】
＜変形例３＞
実施の形態５では、実施の形態４に示した行動計画装置１００ｂに対して、別経路を計画するようにしたが、実施の形態１に示した行動計画装置１００に対して、別経路を計画するようにしてもよい。つまり、１次衝突可能性評価部１１０１が設けられておらず、２次衝突可能性方向評価部１０８ｂ、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂおよび危険属性組合せ評価部１１２ｂの代わりに、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および危険属性組合せ評価部１１２を用いた構成であってもよい。
【０２０３】
＜効果＞
実施の形態５の構成では、ロボットの移動経路を変更することで被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０２０４】
（実施の形態６）
実施の形態４では、２次衝突の被害リスクが高い場合に低速で移動する行動を計画する行動計画装置１００ｂを示した。しかし、ロボットがタスクを実行する際に、複数の移動経路が想定される場合がある。実施の形態６では、複数の行動計画のうち、２次衝突の被害リスクが低い行動を選択する行動計画装置１００ｄについて説明する。
【０２０５】
図１９は、複数経路が想定される場合の一例を示す図である。ロボットがニンニクを把持する際に、ニンニク１６０３および１６０４が環境内に複数あれば、どちらを取りにいく計画も立てることができる。つまり、ニンニク１６０３を取りに行く経路１６０１とニンニク１６０４を取りに行く経路１６０２とがある場合に、実施の形態６の行動計画装置は、それぞれの経路１６０１および１６０２に対して被害リスクを算出し、被害リスクが小さい移動経路を選択する。
【０２０６】
図２０は、実施の形態６に係る行動計画装置１００ｄの構成を示すブロック図である。
【０２０７】
以下、行動計画装置１００ｄと実施の形態４の行動計画装置１００ｂとの差について説明する。行動計画装置１００ｄでは、経路生成部１０６ｂ、経路保持部１０７、評価保持部１１４、行動計画部１１５および計画保持部１１６の代わりに、それぞれ、経路生成部１０６ｄ、経路保持部１０７ｃ、評価保持部１１４ｃ、行動計画部１１５ｄおよび計画保持部１１６ｄを用いる。
【０２０８】
経路生成部１０６ｄは、指定された物体の位置までのロボットの移動行動を計画する。例えば、「ニンニク」を指定された場合、経路生成部１０６ｄは、環境内にある「ニンニク」の位置を、物体位置属性保持部１０４より取得する。物体位置属性保持部１０４に、指定された物体が複数、登録されている場合には、経路生成部１０６ｄは、それぞれの物体に対する経路を計画し、経路保持部１０７ｃに保持する。
【０２０９】
経路保持部１０７ｃは、実施の形態５と同様、経路生成部１０６ｄが生成した複数の経路を保持する。
【０２１０】
評価保持部１１４ｃは、実施の形態５と同様、それぞれの経路に対して経路評価部１１３が被害リスクとして算出した評価を保持する。
【０２１１】
行動計画部１１５ｄは、評価保持部１１４ｃが保持する評価のうち、最も評価が小さいもの、すなわち被害リスクが最も少ないものを選択し、選択した経路を計画保持部１１６ｄに保持する。
【０２１２】
計画保持部１１６ｄは、行動計画部１１５ｄが生成した経路、つまりロボットの行動計画を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０２１３】
＜変形例１＞
実施の形態６では、同じ名称の物体が複数あり、複数の移動経路がある場合に、その中から被害リスクが小さい経路を選択する場合について説明したが、これに限られる必要はない。例えば、１つの物体に把持ポイントが複数ある場合に、それぞれの把持ポイントに対する経路のうち、最も被害リスクが小さいものを選択する構成であっても構わない。
【０２１４】
また、ここでは、経路生成部１０６ｄで予め複数の経路を生成する場合を説明したが、まず１つめの経路を計画し、その評価が予め定めた所定の値よりも大きい場合に、さらに次の経路を計画する構成としても構わない。
【０２１５】
＜変形例２＞
実施の形態６における行動計画部１１５ｄは、被害リスクが最も少ない経路を選択する構成としたが、さらに別の要素を考慮して経路選択を行う構成としても構わない。例えば、移動経路長が長い経路はエネルギーや時間といったコストを余計に消費するので、被害リスクと経路長とを組み合わせて、経路評価を行う構成としても構わない。
【０２１６】
＜効果＞
実施の形態６の構成では、ロボットが指定された目的を達成するための移動経路が複数ある場合に、より２次衝突の被害リスクが少ない経路を選択することができる。よって、ロボットによる目的達成の際に生じる被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０２１７】
（実施の形態７）
実施の形態４では、２次衝突による被害リスクに基づき、ロボットに対する移動経路の危険性を評価した。しかし、実際にロボットがある移動経路を移動する際には、１次衝突による被害リスクも存在する。
【０２１８】
例えばガラス製の繊細な花瓶等では、ロボットとの１次衝突によって破損する恐れがあり、破損による被害リスクが存在する。
【０２１９】
実施の形態７では、１次衝突による被害リスクおよび２次衝突による被害リスクを考慮して移動経路の危険性を評価して、ロボットの行動計画を行う行動計画装置について説明する。
【０２２０】
１次衝突による被害リスクは、ロボットおよび環境中の物体の位置関係と、環境中の物体の属性情報とに基づいて評価される。すなわち、１次衝突による被害リスクは、１次衝突可能性評価の評価結果と１次衝突危険属性評価の評価結果とから評価される。ここで、１次衝突可能性評価とは、環境中の物体が、ロボットの移動経路に対して衝突を起こしやすい位置に存在するかの評価である。また、１次衝突危険属性評価とは、ロボットと環境中の物体との衝突が起きた際に、その物体が被害リスクを発生しやすい属性情報であるかの評価である。
【０２２１】
＜行動計画装置について＞
図２１は、実施の形態７に係る行動計画装置１００ｅの構成を示すブロック図である。
【０２２２】
以下、行動計画装置１００ｅと実施の形態４に係る行動計画装置１００ｂとの違いについて説明する。つまり、行動計画装置１００ｅは、行動計画装置１００ｂにおける経路評価部１１３ｂの代わりに、経路評価部１１３ｅを用いる。さらに、行動計画装置１００ｅは、行動計画装置１００ｂにはない１次衝突危険属性情報保持部２１０１および１次衝突危険属性評価部２１０２を備えている。
【０２２３】
１次衝突危険属性情報保持部２１０１は、ロボットとどのような属性情報の物体とが１次衝突した場合に被害が発生する可能性があるかを示した情報である、１次衝突危険属性情報を記憶している。図２２は、１次衝突危険属性情報の一例を示す図である。ガラス細工およびプラモデルのような物体は、ロボットと接触することで（２次衝突が起きなくても）壊れやすい。また、植木鉢、飲み物入りカップおよび小麦粉のような物体は、ロボットと接触することで内容物が拡散する恐れがある。
【０２２４】
１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体が、ロボットと１次衝突した場合に被害が発生する可能性がある物体であるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価を「１次衝突危険属性評価」と呼び、その際に算出される評価値を「１次衝突危険属性評価値」と呼ぶ。
【０２２５】
１次衝突危険属性評価は、１次衝突が発生した場合の被害度合いを見積もるための評価である。ロボットと、環境中の物体とが１次衝突したとしても必ず被害が発生するとは限らない。例えば、ロボットとクリップとが１次衝突しても被害はほとんど発生しない。また、被害が発生する場合でも、その被害度合いは異なる。例えば、ロボットとガラス細工とが衝突し、ガラス細工が破損した場合には、ガラス細工の価格と、粉々になったガラス細工を掃除する時間および工数とが被害の額となり、これは時として甚大な被害となる。逆に、被害が小さい場合としては、ロボットとスプーンとがぶつかった場合が考えられる。スプーンを洗う人の手間、またはロボットがスプーンを洗う時間とエネルギーとから被害となるが被害度合いとしては小さい。このように、被害度合いは様々であるが、実施の形態７では、被害度合いを２段階で評価する。すなわち、１次衝突危険属性評価部２１０２は、被害度合いを、無視できる程に小さい場合と、無視できない程に大きい場合との２つに分類する。行動計画部１１５は、被害度合いが小さい場合には１次衝突回避を行わないロボットの行動計画を行う。なお、１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体の属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１に記憶されている場合には、当該指定された物体との１次衝突時の被害度合いが大きいと判断する。また、１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体の属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１に記憶されていない場合には、当該指定された物体との１次衝突時の被害度合いが小さいと判断する。
【０２２６】
以下、１次衝突危険属性評価部２１０２による１次衝突危険属性評価について、さらに詳細に説明する。１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体の属性情報を物体位置属性保持部１０４より取得する。１次衝突危険属性評価部２１０２は、取得した属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１が保持する属性情報に含まれるか否かを判定する。１次衝突危険属性評価部２１０２は、判定結果を、１次衝突危険属性評価値として、経路評価部１１３ｅに出力する。ここで、判定結果は、１次衝突危険属性情報に含まれる場合を「１」とし、含まれない場合を「０」とする。なお、１次衝突危険属性情報保持部２１０１は、図２２に示す１次衝突危険属性情報の各々に対して、対応する属性情報の物体がロボットと衝突した際の被害金額を記憶していても良い。この場合、指定された物体の属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１が保持する属性情報に含まれている場合には、その属性情報の被害金額を１次衝突危険属性評価値とし、含まれていない場合は「０」を１次衝突危険属性評価値とする。
【０２２７】
経路評価部１１３ｅは、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合の被害リスクを評価する処理部である。経路評価部１１３ｅは、１次衝突および２次衝突の被害リスクに基づき、経路の被害リスクの評価を行う。
【０２２８】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００ｅが行う行動計画処理の流れを図２３に示す。
【０２２９】
ロボット位置取得部１０１は、ロボット位置を取得し、始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０１）。また、物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。ロボット位置取得処理（ステップＳ７０１）および物体位置属性情報取得処理（ステップＳ７０２）は、実施の形態１に示したものと同様である。
【０２３０】
経路評価部１１３ｅは、評価格納用変数の値を０とする（ステップＳ１２００）。
【０２３１】
経路評価部１１３ｅは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する物体のうち、１次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０１）。１次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０１でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｅは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択する。１次衝突可能性評価部１１０１は、選択された１次衝突候補物体に対する１次衝突可能性評価値を算出する（ステップＳ１２０２）。１次衝突危険属性評価部２１０２は、選択された１次衝突候補物体の１次衝突危険属性評価値を算出する（ステップＳ２３０２）。
【０２３２】
経路評価部１１３ｅは、１次衝突経路評価値を算出する。ここで、１次衝突経路評価値は、移動物体と選択された物体とが１次衝突する際の被害リスクを示す値であり、ここでは１次衝突可能性評価値と、１次衝突危険属性評価値との積とする。経路評価部１１３ｅは、算出した１次衝突経路評価値と評価格納用変数の値とを加算し、加算結果を評価格納用変数に格納する。（ステップＳ２３０３）。
【０２３３】
経路評価部１１３ｅは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する、１次衝突候補物体以外の物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０３）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０３でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｅは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。
【０２３４】
２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性方向評価値を算出する（ステップＳ１２０４）。
【０２３５】
また、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性距離評価値を算出する（ステップＳ１２０５）。
【０２３６】
さらに、危険属性組合せ評価部１１２ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突した場合に被害が発生する可能性を示す危険属性組合せ評価値を算出する（ステップＳ１２０６）。
【０２３７】
経路評価部１１３ｅは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との組合せに対する２次衝突経路評価値を算出し、算出した２次衝突経路評価値と評価格納用変数の値とを加算し、加算結果を評価格納用変数に格納する（ステップＳ２３０４）。なお、２次衝突経路評価値は、（２次衝突可能性方向評価値）×（２次衝突可能性距離評価値）×（危険属性組合せ評価値）とする。
【０２３８】
２次衝突経路評価値算出処理（ステップＳ２３０４）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０３）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【０２３９】
また、２次衝突候補物体がなくなった場合には（ステップＳ１２０３でＮＯ）、１次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０１）に戻り、残りの１次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。なお、１次衝突候補物体が代わる度に、他の全ての物体を２次衝突候補物体として未取得の状態に戻す。
【０２４０】
１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との全ての組合せについて被害リスクが算出された後（ステップＳ１２０１でＮＯ）、経路評価部１１３ｅは、評価格納用変数に格納されている値を経路評価値とし、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ１２０８）。
【０２４１】
行動計画部１１５は、実施の形態１と同様に、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。
【０２４２】
＜効果＞
実施の形態７の構成では、ロボットが移動経路上を移動することによって発生する１次衝突および２次衝突に対して、被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０２４３】
（実施の形態８）
実施の形態１では、ロボットが把持対象物体と１次衝突し、把持対象物体がさらに周辺物体と２次衝突することを想定した行動計画装置について説明した。
【０２４４】
実施の形態８では、ロボットが把持対象物体を把持したあと、その把持対象物体を運搬する際に、運搬している把持対象物体（以下、「運搬対象物体」という。）が運搬経路周辺の物体と衝突することを想定した行動計画装置について説明する。具体的には、例えば図５において、ロボットが位置（４０，３５，０）でニンニクを把持しＸ軸方向に移動し、位置（７０、３５，０）までニンニクを運搬するような場合が想定される。
【０２４５】
＜運搬物とその周辺物体との２次衝突について＞
ロボットが運搬対象物体を運搬している際、ロボットが運搬対象物体を落としたり、弾き飛ばしてしまう場合がある。その原因は、運搬対象物体を落とさないように握るのに必要な力の推定の不正確さや、地面の凹凸やロボット自体の動力に起因する振動、スリップによる転倒等によるものである。ロボットが落とした運搬対象物体、ロボットが弾き飛ばした運搬対象物体が、その周辺物体に、２次衝突する場合がある。その際、ロボットにより運搬される第１物体と、第１物体と接触した第２物体との組合せによっては被害が発生する。
【０２４６】
＜行動計画装置について＞
図２４は、実施の形態８に係る行動計画装置１００ｆの構成を示すブロック図である。以下、行動計画装置１００ｆと実施の形態１の行動計画装置１００との違いについて説明する。つまり、行動計画装置１００ｆは、行動計画装置１００における把持対象情報取得部１０５、経路評価部１１３、経路生成部１０６の代わりに、それぞれ、把持対象情報取得部１０５ｆ、経路評価部１１３ｆ、実施の形態４に記載の経路生成部１０６ｂを用いる。
【０２４７】
また、行動計画装置１００ｆは、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９、ロボット位置取得部１０１は用いず、運搬時２次衝突可能性評価部２１０３を用いる。
【０２４８】
把持対象情報取得部１０５ｆは、運搬対象となる把持対象物体の位置および種別を取得する処理部である。把持対象情報取得部１０５ｆは、実施の形態１における把持対象情報取得部１０５と同様な処理を行うことにより、把持対象物体の位置および種別を取得する。さらに、把持対象情報取得部１０５ｆは、取得した把持対象物体の位置を始点位置保持部１０２に格納する。このように、ロボットが把持対象物体を把持する位置を始点とすることにより、把持対象物体の運搬経路における危険性を評価することができる。具体的には、例えば、図５において、ロボットが位置（４０，３５，０）でニンニクを把持し運搬する場合には、始点の座標は、（４０，３５，０）となる。なお、ロボットが把持対象物体の位置に移動するまでの危険性の評価については、実施の形態１に記載されている。このため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０２４９】
運搬時２次衝突可能性評価部２１０３は、指定された環境中の物体が、運搬対象物体の移動経路に対してどれだけぶつかりやすい位置にあるかを評価する。以降の説明ではこの評価のことを「運搬時２次衝突可能性評価」と呼び、その際に算出される評価値を「運搬時２次衝突可能性評価値」と呼ぶ。運搬時２次衝突可能性評価値の算出方法は、実施の形態４における１次衝突可能性評価値の算出方法と同様である。具体的には、例えば、図５において、ロボットが、位置（４０，３５，０）から位置（７０、３５，０）までニンニクを運搬するような場合、ケーキの１次衝突可能性評価値は、位置（４０、３５、０）と位置（７０、３５，０）とを結ぶ線分からケーキの位置（５０、１５、０）までの距離であり、その距離の値は「２０」となる。このため、１次衝突可能性評価値と同じ算出方法によると、運搬時２次衝突可能性評価値は、オイラー数ｅの−２０乗（ｅ-20）となる。
【０２５０】
経路評価部１１３ｆは、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合に運搬対象物体と環境中の物体との接触または接近による被害リスクを評価する処理部である。被害リスクは、運搬対象物体と環境中の物体とが接触または接近しやすい位置関係にあるかの評価と、運搬対象物体に対して環境中の物体が危険な物体であるかの評価とに基づいて評価される。
【０２５１】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００ｆが行う行動計画処理の流れを図２５に示す。
【０２５２】
物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。
【０２５３】
把持対象情報取得部１０５ｆは、把持対象物体の位置を取得し、運搬時２次衝突可能性評価部２１０３および経路評価部１１３ｆに出力する。また、把持対象情報取得部１０５ｆは、把持対象物体の属性情報を危険属性組合せ評価部１１２に出力する。さらにまた、把持対象情報取得部１０５ｆは、把持対象物体の位置を始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０３ｆ）。具体的には、例えば、図５において、ロボットが位置（４０，３５，０）でニンニクを把持し運搬する場合、始点位置の座標は、（４０，３５，０）となる。
【０２５４】
経路生成部１０６ｂは、外部よりロボットの移動先を取得し、経路を生成し、生成した経路を経路保持部１０７に格納する（ステップＳ２５０１）。具体的には、例えば、図５において、ロボットがニンニクを位置（７０，３５，０）まで運搬することが指定された場合、位置（４０，３５，０）を始点とし、位置（７０，３５，０）を終点とする有向線分が経路となる。
【０２５５】
経路評価部１１３ｆは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する、運搬対象物体以外の物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０３）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０３でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｆは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。
【０２５６】
運搬時２次衝突可能性評価部２１０３は、指定された２次衝突候補物体の、運搬対象物体の移動経路に対する運搬時２次衝突可能性評価値を算出する（ステップＳ１２０２ｆ）。ここでは運搬対象物体の移動経路は、ロボットの移動経路で近似することとする。
【０２５７】
危険属性組合せ評価部１１２が、２次衝突候補物体の危険属性組合せ評価値を算出し、経路評価部１１３ｆに出力する（ステップＳ７０９）。
【０２５８】
経路評価部１１３ｆが、運搬時２次衝突可能性評価処理（ステップＳ１２０２ｆ）で算出された運搬時２次衝突可能性評価値と、危険属性組合せ取得処理（ステップＳ７０９）で算出された危険属性組合せ評価値とに基づいて、２次衝突候補物体の評価値を算出する。すなわち２次衝突が発生した場合の被害リスクを算出する（ステップＳ７１０）。具体的な算出方法は、実施の形態１と同様である。つまり、運搬時２次衝突可能性評価値と危険属性組合せ評価値との積が、２次衝突が発生した場合の被害リスクとされる。
【０２５９】
評価算出処理（ステップＳ７１０）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０３）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【０２６０】
２次衝突候補物体として未取得の物体がなくなった場合には（ステップＳ７０４でＮＯ）、経路評価部１１３ｆが、評価算出処理（ステップＳ７１０）で算出された各候補の評価を基に経路評価値を算出する。算出した経路評価値は、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ７１１）。具体的な算出方法は、実施の形態１の場合と同様である。
【０２６１】
行動計画部１１５は、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。具体的な算出方法は、実施の形態１の場合と同様である。
【０２６２】
＜実施の形態８の効果＞
以上説明したように、実施の形態８によると、家庭内で移動するロボットにおいて、移動ロボットに接触して運搬されている物体が、さらにその運搬経路の周辺にある物体と接触した場合に二次被害が発生するか否かを判断することができる。これにより、移動ロボットの行動計画を行うことができる。これに伴い、二次被害を低減することができる。
【０２６３】
以上、本発明の経路危険性評価装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０２６４】
なお、上述の実施の形態では、移動機器の一例としてロボットを挙げたが、自律走行車などの移動経路を移動する移動機器であれば、本発明を適用可能である。
【０２６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２６６】
本発明は、家庭環境のように物体が多数存在し２次衝突が生じるような場所で、２次衝突によるリスクを考慮したロボットなどの移動機器の行動計画を立案することができるため、移動機器の行動計画を立案する行動計画装置等に適用できる。
【符号の説明】
【０２６７】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ  行動計画装置
１０１、１０１ａ  ロボット位置取得部
１０２、１０２ａ  始点位置保持部
１０３  物体位置属性取得部
１０４  物体位置属性保持部
１０５、１０５ｆ  把持対象情報取得部
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ  経路生成部
１０７、１０７ａ、１０７ｃ  経路保持部
１０８、１０８ｂ  ２次衝突可能性方向評価部
１０９、１０９ｂ  ２次衝突可能性距離評価部
１１１  危険属性組合せ情報保持部
１１２、１１２ｂ  危険属性組合せ評価部
１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｅ、１１３ｆ  経路評価部
１１４、１１４ｃ  評価保持部
１１５、１１５ｃ、１１５ｄ  行動計画部
１１６、１１６ｃ、１１６ｄ  計画保持部
４０１、８００  ロボット
８０１  移動装置
８０２  行動変更指示装置
８０３  作業台
８０５  ロボットシステム
９０１  ロボットアーム
１１０１  １次衝突可能性評価部
１５０１  除外領域保持部
２１０１  １次衝突危険属性情報保持部
２１０２  １次衝突危険属性評価部
２１０３  運搬時２次衝突可能性評価部
【図１】
2010004744.tif 000013
【図２】
2010004744.tif 000014
【図３】
2010004744.tif 000015
【図４】
2010004744.tif 000016
【図５】
2010004744.tif 000017
【図６】
2010004744.tif 000018
【図７】
2010004744.tif 000019
【図８】
2010004744.tif 000020
【図９】
2010004744.tif 000021
【図１０】
2010004744.tif 000022
【図１１】
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【図１２】
2010004744.tif 000024
【図１３】
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【図１４】
2010004744.tif 000026
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月24日(2009.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット等の移動機器の移動経路の危険性に基づいて、移動機器の移動行動を計画する経路危険性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体を把持して移動するロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。ロボットが物体を把持する際、ロボットと把持対象物体との正確な相対位置の把握が必要になるが、位置測定精度が得られず把持が失敗する場合がある。把持に失敗した場合には、例えば、ロボットと衝突した把持対象物体が、ロボットに弾かれて別の場所に移動することがある。そこで、把持対象物体が弾かれて別の場所に移動しないようにするために、特許文献２に示される方法が提案されている。この方法では、把持対象物体付近までロボットを高速で移動させる。また、把持対象物体まで所定距離に近付いた後に、ロボットを低速で把持対象物体に接近させる。また、他の方法として、位置センサーをロボットに追加する方法（例えば、特許文献３参照）も提案されている。このような方法を用いれば、ロボットが把持対象物体と接触することはあっても、ぶつかる際の速度が遅い。このため、把持対象物体が弾かれて別の場所に移動することは少なくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９３０４９０号公報
【特許文献２】実開昭６１−１０５５９４号公報
【特許文献３】特開平９−７０７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の工場等で使用される産業用ロボットでは、上記のような対策を施すことにより、ロボットと衝突した把持対象物体が、別の場所に弾かれることを回避できる。
【０００５】
しかし、家庭環境のような複雑な環境下で使用されるロボットでは、上記の対策では、ロボットと把持対象物体を含む物体との衝突を回避できない場合が考えられる。
【０００６】
第一は、家庭環境で使用されるロボットは産業用ロボットに比べ物体の位置認識の精度が低いために、ロボットと物体との衝突が発生する場合である。家庭環境では、人間とロボットとが共存するため、位置センサーを設置できる位置が、人のじゃまにならない範囲内に制限される。また、把持対象物体、把持対象物体の周囲にある物体とも様々な種類の物体が考えられる。そのため、把持対象物体の位置を誤認識しやすく、ロボットと物体との衝突が発生しやすい。
【０００７】
第二は、ロボットの制御が産業用ロボットに比べて正確にできずに、ロボットと物体との衝突が発生する場合である。例えば、家庭環境では工場に比べてロボットが動作する床形状が多様であるため、ロボットが不安定な姿勢をとることがある。また、家庭環境では工場等に比べて定期的なメンテナンスを行いにくい。さらにまた、ロボットを冷却するために装備されたモータ等の振動によって、ロボット自体が振動する場合がある。そのため、ロボットの制御が不正確になりやすく、ロボットと物体との衝突が発生しやすい。
【０００８】
第三は、タスクの実行時間に対する制限が厳しいために、ロボットと物体との衝突が発生する場合である。家庭環境で使用されるロボットは、人間の邪魔にならないように、ある程度高速で移動することが求められる。そのため、衝突を回避することよりも、高速で移動することを優先した行動を計画した場合に、ロボットと物体との衝突が発生しやすい。
【０００９】
以上のように、家庭環境のような複雑な環境下では、ロボットと把持対象物体との衝突回避は困難である。また、把持対象物体に限らず、ロボットは物体と衝突する場合がある。そのため、ロボットまたはその一部が、ある第１物体と衝突し、その衝撃に起因して第１物体またはその一部が移動する場合がある。さらに、移動した第１物体またはその一部が、周辺の第２物体に接触または接近する場合がある。その際、第１物体と第２物体の種類の組合せによっては、第１物体と第２物体とが接触または接近することによって被害が発生するという課題がある。
【００１０】
この課題の第一の例は、ロボットが移動する際に発生する。つまり、ロボットが移動している際に、その経路上に存在する第１物体と衝突する場合がある。そして、衝突した第１物体が移動し、さらにその周辺にある第２物体に接触または接近して被害が発生する。
【００１１】
この課題の第二の例は、ロボットが物体を把持する際に発生する。つまり、ロボットが把持対象物体を把持する際に、ロボットが把持対象物体を把持できずに、弾いてしまう場合がある。そして、弾かれた把持対象物体がその周辺の物体に接触または接近して被害が発生する。
【００１２】
この課題の第三の例は、ロボットが物体を運搬する際に発生する。つまり、ロボットが物体を運搬する際に、運搬される第１物体が、第１物体を運搬する経路付近の第２物体に接触または接近する場合がある。その際にも、第１物体と第２物体の種類の組合せによっては、接触または接近によって被害が発生する。
【００１３】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、ロボットの移動に起因し物体が移動し、移動した物体がその周辺の物体に接触または接近することで引き起こす被害またはそのリスクを低減することができる経路危険性評価装置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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る経路危険性評価装置は、移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価装置であって、移動機器の移動経路を示す情報である移動経路情報を保持する経路保持部と、前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置を示す位置情報を保持する物体位置属性保持部と、前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を保持する危険属性組合せ情報保持部と、前記経路保持部に保持されている移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、前記物体位置属性保持部に保持されている位置情報で示される前記複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる可能性がある第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性評価部と、前記危険属性組合せ情報保持部に保持されている前記被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部と、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する経路評価部とを備える。
【００１５】
この構成によると、移動機器と第１物体とが接触または接近して第１物体が移動することにより、第１物体と第２物体とが接触または接近する２次衝突の可能性と、２次衝突が発生した際の被害度合いとの両者から、移動機器に対する移動経路の危険性を評価することができる。これにより、移動機器の移動経路として、２次衝突による被害リスクが高いような移動経路を選択することがなくなり、２次衝突による被害リスクを低減することができる。
【００１６】
なお、本発明は、このような特徴的な処理部を備える経路危険性評価装置として実現することができるだけでなく、経路危険性評価装置に含まれる特徴的な処理部をステップとする経路危険性評価方法として実現したり、経路危険性評価方法に含まれる特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc-Read Only Memory）等のコンピュータ読取可能な記録媒体やインターネット等の通信ネットワークを介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、ロボットの移動に起因し物体が移動し、移動した物体がその周辺の物体に接触または接近することで引き起こす被害またはそのリスクを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、実施の形態１における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１における物体位置属性保持部が保持する物体位置属性情報の一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態１における物体の配置の一例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１における経路保持部が保持する経路の一例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１における把持対象物体および周辺物体を結ぶ直線と、ロボットの経路とがなす角の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１における危険属性組合せ情報保持部が保持する危険属性組合せの一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、周辺物体の大きさを考慮した場合の２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値の算出方法について説明するための図である。
【図９】図９は、周辺物体の大きさを考慮した場合の２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値の算出方法について説明するための図である。
【図１０】図１０は、把持対象物体および周辺物体の大きさを考慮した場合の２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値の算出方法について説明するための図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２におけるロボットシステムの構成を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３におけるロボットアームの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態３における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態４における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、実施の形態４における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態５におけるロボットの初期経路を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態５におけるロボットの改良経路を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態５における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、実施の形態６における同一のタスクを実行可能な複数の経路の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態６における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、実施の形態７における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態７における１次衝突危険属性情報保持部が保持する１次衝突危険属性情報の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態７における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、実施の形態８における行動計画装置の構成を示すブロック図である。
【図２５】図２５は、実施の形態８における行動計画装置が実行する処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、指示された物体を把持するロボットの行動を計画する行動計画装置について説明する。行動計画装置は、ロボットが把持対象物体を把持する場合における、ロボットを把持対象物体に近づける際の移動速度を決定する。
【００２０】
＜２次衝突について＞
ロボットが把持対象物体に接近する際、ロボットが把持対象物体を把持できずに、把持対象物体と衝突して、把持対象物体を弾いてしまう場合がある（以下、「１次衝突」と呼ぶ）。その原因は、取得した物体の位置の不正確さや、ロボットの制御の不正確さ、あるいは高速移動に対する要求に従ったロボットの高速移動等によるものである。また、ロボットに弾かれた物体が、その周辺物体に、さらに接触または接近（以下、「２次衝突」と呼ぶ）する場合がある。その際、ロボットと直接接触した第１物体と、第１物体と接触した第２物体との組合せによっては被害が発生する。
【００２１】
例えば、ニンニクがロボットに弾かれケーキに衝突する場合、ケーキにニンニクの匂いが付着して被害が発生する。また、磁石がロボットに弾かれフレキシブルディスクに接近する場合には、磁石の磁力によってフレキシブルディスクのデータが破損して被害が発生する。
【００２２】
＜行動計画装置について＞
図１は、指示された物体を把持するロボットの行動を計画する行動計画装置１００の構成を示すブロック図である。
【００２３】
行動計画装置１００は、ロボット位置取得部１０１、始点位置保持部１０２、物体位置属性取得部１０３、物体位置属性保持部１０４、把持対象情報取得部１０５、経路生成部１０６、経路保持部１０７、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９、危険属性組合せ情報保持部１１１、危険属性組合せ評価部１１２、経路評価部１１３、評価保持部１１４、行動計画部１１５および計画保持部１１６を含む。行動計画装置１００は、コンピュータのＣＰＵ上で、行動計画装置１００を構成する各処理部の機能を実現するためのプログラムを実行することにより実現される。
【００２４】
以下、それぞれの構成要素について説明する。
【００２５】
ロボット位置取得部１０１は、ロボットの位置を取得し、取得したロボット位置をロボットの移動経路の始点として始点位置保持部１０２に格納する処理部である。ロボットの位置は、具体的には例えば、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）により取得したり、ロボットが移動する環境またはロボットに設置されたカメラから得られた画像を画像処理することによって取得したりする。なお、以降の説明では特に断りなく、ロボットの移動する環境のことを「環境」と呼び、ロボットの移動する環境またはロボットに設置されたカメラのことを「カメラ」と呼ぶ。
【００２６】
始点位置保持部１０２は、ロボット位置取得部１０１が取得したロボットの移動経路の始点であるロボットの位置を格納する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成される。
【００２７】
物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の位置および属性情報を取得する処理部である。ここで、属性情報とは例えば、「ケーキ」、「ニンニク」、「磁石」、「フレキシブルディスク」といった物体の種類を示す情報である。
【００２８】
物体の位置および属性情報の取得には、例えばＲＦＩＤ（Radio Frequency IDentification）タグを使用する。すなわち、予め、環境内の各物体に属性情報を書き込んだＲＦＩＤタグを付与しておき、公知のＲＦＩＤ無線技術によって物体の位置および属性情報を取得する。また、例えば、画像処理を用いる。すなわち、カメラから得られた画像情報に対して公知の画像処理技術を施すことで位置および属性情報を取得する。
【００２９】
物体位置属性保持部１０４は、物体位置属性取得部１０３が取得した各物体の位置および属性情報を保持する記憶装置である。図２は、物体位置属性保持部１０４が保持する物体位置属性情報の一例を示す図である。物体位置属性保持部１０４は、物体位置を示す情報と、物体の属性情報との組からなる物体位置属性情報を０個以上保持する。図２の例では、３次元位置（５０，１５，０）にケーキがあり、（４０，３５，０）にニンニクがあり、（３０，４５，０）に磁石があることが示されている。図３は、この例で示される物体位置に物体の属性情報で示される物体であるケーキ４０２、ニンニク４０３および磁石４０４が配置された場合の、物体の位置関係を示す図である。図３には、ケーキ４０２、ニンニク４０３、磁石４０４に加え、３次元位置（１０，３５，０）にロボット４０１が存在している例が示されている。
【００３０】
把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の位置および種別を取得する処理部である。具体的には、例えば、把持対象情報取得部１０５は図示しない音声入力装置によって、ユーザが発声した把持対象物体の種類の音声を取得する。把持対象情報取得部１０５は、取得した音声を公知の音声解析処理によって音声解析することにより把持対象物体の種別を取得する。把持対象情報取得部１０５は、取得した種別と同名の種別の把持対象物体の位置を物体位置属性保持部１０４より取得する。把持対象情報取得部１０５は、取得した把持対象物体の位置を、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および経路評価部１１３に出力し、取得した属性情報を危険属性組合せ評価部１１２に出力する。
【００３１】
把持対象物体の指定の方法は、この例に限らず、図示しない表示装置に物体位置属性保持部１０４が保持する物体の位置および属性情報を表示し、ユーザの選択によって、そのうちの一つを把持対象物体として決定しても構わない。また、ユーザの行動やその他の外部から取得した情報から、把持対象物体を決定しても構わない。例えば、行動計画装置は、図示しない天気予報を取得する処理部から予報を取得し、予報が雨である時または日に、ユーザが靴を履いた場合に、傘を把持対象物体として決定しても構わない。
【００３２】
経路生成部１０６は、始点位置保持部１０２が保持するロボットの移動経路の始点であるロボット位置にあるロボットを、把持対象情報取得部１０５が取得した把持対象物体のある位置に移動させる経路を生成する処理部である。具体的には例えば、ロボット位置を始点とし、把持対象物体のある位置を終点とする有向線分を経路とする。
【００３３】
経路保持部１０７は、経路生成部１０６が生成した経路を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【００３４】
図４は、経路保持部１０７が保持する経路の一例を示す図である。この例では、始点位置保持部１０２が保持するロボットの移動経路の始点であるロボット位置が（１０，３５，０）であり、把持対象物体の位置が（４０，３０，０）である場合の経路が示されている。これは、図３の位置関係に、物体（ケーキ４０２、ニンニク４０３および磁石４０４）とロボット４０１とが存在している状況において、ロボットがニンニクを把持するために移動する際の経路を示している。
【００３５】
２次衝突可能性方向評価部１０８は、環境内に存在する物体のうち指定された物体が、把持対象物体に対してどれだけぶつかりやすい方向にあるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価のことを「２次衝突可能性方向評価」と呼び、その際に算出される評価値を「２次衝突可能性方向評価値」と呼ぶ。この２次衝突可能性方向評価は、２次衝突の可能性を見積もる評価のうちの一つである。なお、物体の指定は、把持対象物体以外の物体から任意の物体を１つずつ選択するようにしてもよい。
【００３６】
２次衝突可能性方向評価による２次衝突の可能性の見積もりの視点は、把持対象物体および周辺物体を結ぶ直線と、ロボットの経路とがなす角度に関する。把持対象物体には、転がりそうな方向と転がりにくい方向とがある。例えば、図３に示すように、位置（１０，３５，０）にロボット４０１があり、位置（４０，３５，０）にニンニク４０３がある状況で、ロボット４０１がＸ軸方向４０５に移動したとする。この時、ニンニク４０３はＸ軸方向正の方向４０７に転がりやすく、Ｘ軸方向負の方向４０６には転がりにくい。すなわち、ニンニク４０３は、ロボット４０１の移動経路と同じ方向には転がりやすく、逆の方向には転がりにくい。これは、ロボットによって塞がれている方向に、ロボット自体を押しのけて把持対象物体が移動することは少ないという常識と合致する。正確には、ロボットの移動経路と同じ方向に壁があるとか、床がでこぼこしているなどの条件によっては、ロボットの経路と同じ方向に転がりやすいと言えない場合もある。しかし、ここでは簡単化のために床や壁の条件を考慮する条件判定については無視するものとする。そうすると、把持対象物体および周辺物体を結ぶ直線と、ロボットの経路とがなす角度が小さい場合に衝突の可能性が高く、当該なす角度が大きい場合に衝突の可能性が低いと見積もることができる。図３の例では、位置（５０，１５，０）にあるケーキ４０２は把持対象物体であるニンニク４０３と２次衝突の可能性が高く、位置（３０，４５，０）にある磁石４０４は衝突の可能性が低い。
【００３７】
一例として、ここでは、把持対象物体の位置および指定された物体の位置を結ぶベクトルと、ロボットの経路とがなす角をθとし、（１＋ｃｏｓθ）／２を２次衝突可能性方向評価値とする。このような評価を行った場合、２次衝突可能性方向評価値の最大値は１であり、最小値は０となる。指定された物体が把持対象物体に対して２次衝突をしやすい方向にあるほど（なす角θが０度に近づくほど）、２次衝突可能性方向評価値の値は最大値１に近い値となる。また、２次衝突をしにくい方向にあるほど（なす角θが１８０度に近づくほど）、２次衝突可能性方向評価値の値は最小値である０に近い値となる。なお、なす角θは０度から１８０度の間の値をとるものとする。
【００３８】
図５は、把持対象物体の位置および環境内の物体の位置を結ぶベクトルと、ロボットの経路とがなす角を示す一例である。図中αは、把持対象物体をニンニクとして、環境内の物体をケーキとした場合の上記なす角を示し、図中βは、同じく把持対象物体をニンニクとして、環境内の物体を磁石とした場合の上記なす角を示す。
【００３９】
まず、２次衝突可能性方向評価部１０８は、経路保持部１０７より、ロボットの経路を取得する。すなわち、ロボットの経路の始点と終点とを取得する。２次衝突可能性方向評価部１０８は、指定された物体の位置を、物体位置属性保持部１０４より取得する。２次衝突可能性方向評価部１０８は、先述の２次衝突可能性方向評価値を算出し、算出結果を経路評価部１１３に出力する。
【００４０】
２次衝突可能性距離評価部１０９は、指定された物体が、把持対象物体に対してどれだけぶつかり易い距離にあるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価を「２次衝突可能性距離評価」と呼び、その際に算出される評価値を「２次衝突可能性距離評価値」と呼ぶ。
【００４１】
２次衝突可能性距離評価は、２次衝突の可能性を見積もる評価のうちの一つである。
【００４２】
２次衝突可能性距離評価による見積もりの視点は、把持対象物体と周辺物体との距離に関する。把持対象物体がロボットと衝突して移動した場合、床との摩擦によって把持対象物体はいずれ停止する。よって、把持対象物体と近い距離にある周辺物体ほど、把持対象物体と衝突しやすい。また、仮に床に摩擦がなく、把持対象物体がどこまでも滑りやすい状態であったとしても、周辺物体が把持対象物体から離れるほど、周辺物体が把持対象物体の転がる方向にある可能性は少なく、２次衝突は起こりにくい。
【００４３】
正確には、これらの見積もりが成り立たない場合もある。たとえば、把持対象物体が大豆を入れた袋であるような場合、袋がロボットと衝突し、大豆が全方向に転がっていくような事も起こりうる。大豆の数が十分に多く、かつ、床に摩擦がなければ、距離や方向の重要度は少ない。本来ならば、そのような場合にあてはまるか否かの判定処理を行うことも考えられるが、実施の形態１ではこのような判定処理は省略する。
【００４４】
ここでは、把持対象物体の位置と指定された物体の位置との距離をｒとし、オイラー数ｅの−ｒ乗（ｅ-r）を２次衝突可能性距離評価値とする。このような評価を行った場合、距離が０の時、２次衝突可能性距離評価値は最大値１となり、距離が無限大のとき、２次衝突可能性距離評価値は最小値０となる。すなわち、指定された物体が、把持対象物体と衝突しやすい近距離にあるほど最大値である１に近い値となり、衝突しにくい遠距離にあるほど、最小値である０に近い値となる。なお、オイラー数はネイピア数とも呼ばれ、具体的な値は２．７１８２８…である。ここでの２次衝突可能性距離評価の式は、距離が離れるほど値が小さくなる式であれば、他の式であっても構わない。また、摩擦によるエネルギー損失を考慮した物理モデルに従った式であっても構わない。
【００４５】
２次衝突可能性距離評価部１０９は、指定された物体の位置を物体位置属性保持部１０４より取得する。２次衝突可能性距離評価部１０９は、把持対象情報取得部１０５より把持対象物体の位置を取得する。２次衝突可能性距離評価部１０９は、２物体間の距離を算出し、距離から２次衝突可能性距離評価値を算出し、算出結果を経路評価部１１３に出力する。
【００４６】
危険属性組合せ情報保持部１１１は、どのような属性情報の物体と、どのような属性情報の物体とが２次衝突した場合に被害が発生する可能性があるかを示した情報である。図６は、危険属性組合せ情報の一例を示す図である。例えば、２次衝突した場合に被害が発生する物体の組合せは、ニンニクとケーキとの組合せであったり、磁石とフレキシブルディスクとの組合せであったりする。
【００４７】
危険属性組合せ評価部１１２は、指定された物体が、把持対象物体と２次衝突した場合に被害が発生する可能性がある物体であるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価を「危険属性組合せ評価」と呼び、その際に算出される評価値を「危険属性組合せ評価値」と呼ぶ。
【００４８】
危険属性組合せ評価は、２次衝突が発生した場合の被害度合いを見積もるための評価である。把持対象物体と周辺物体とが２次衝突したとしても必ず被害が発生するとは限らない。例えば、汚れていないスプーンとフォークとが２次衝突しても被害は発生しない。また、被害が発生する場合でも、その被害度合いは異なる。例えば、磁石とフレキシブルディスクとが衝突した場合には、フレキシブルディスクに格納されたデータの価値が被害の額になり、これは時として甚大な被害となる。逆に、被害が小さい場合としては、磁石といちごがぶつかった場合が考えられる。いちごを洗う人の手間、あるいは、ロボットがいちごを洗う時間およびエネルギーが被害となるが被害度合いとしては小さい。
【００４９】
このように、被害度合いは様々であるが、実施の形態１では、被害度合いを２段階で評価する。すなわち、被害度合いが無視できる程小さい場合と、無視できない大きさの場合との２つに分ける。被害度合いが小さい場合には２次衝突回避を行わないロボットの行動計画を行う。被害度合いが小さいか、大きいかの判断は、把持対象物体と周辺物体の組合せが、被害をもたらすような組合せであるかを判定することで行われる。
【００５０】
危険属性組合せ評価部１１２は、指定された物体に対して危険属性組合せ評価を行う。
【００５１】
まず、危険属性組合せ評価部１１２は、把持対象物体の属性情報と指定された物体の属性情報を取得する。危険属性組合せ評価部１１２は、取得した２つの属性情報の組合せが、危険属性組合せ情報保持部１１１が保持する危険属性組合せに含まれるか否かを判定する。危険属性組合せ評価部１１２は、判定結果を経路評価部１１３に出力する。危険属性組合せ評価部１１２は、２つの属性情報の組合せが危険属性組合せに含まれる場合には判定結果を「１」とし、含まれない場合を判定結果を「０」とする。なお、図６に示す危険属性組合せ情報に、金額の欄を設け、２つの属性情報の物体が衝突した際の被害金額を含むようにしても良い。この場合には、危険属性組合せ評価部１１２は、２つの属性情報の組合せが危険属性組合せに含まれる場合には、その被害金額を判定結果とし、含まれない場合は「０」を判定結果としても良い。
【００５２】
経路評価部１１３は、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合に２次衝突による被害リスクを評価する処理部である。
【００５３】
実施の形態１では、ロボットと把持対象物体との衝突である１次衝突そのものを回避するのではなく、被害リスクが高い場合の１次衝突を回避するロボット行動計画装置を提供する。ここで、「被害リスク」とは、２次衝突が発生する可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの組合せに対する評価である。具体的には例えば、２次衝突が発生する可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの積とする。すなわち、２次衝突の可能性が高く、２次衝突が発生した場合の被害度合いが大きいと予想される場合に、１次衝突を回避する行動を計画する行動計画装置を提供する。
【００５４】
＜２次衝突の可能性の考え方＞
では、２次衝突の可能性について説明する。ロボットと把持対象物体が１次衝突したとしても、常に２次衝突が発生するとは限らない。把持対象物体と周辺の物体が２次衝突するか否かの大まかな予想はシミュレーションによって取得することができる。
【００５５】
シミュレーションの際のパラメータとしては、把持対象物体に関するものと、把持対象物体の周辺の物体に関するものと、環境に関するものとに加え、ロボットの行動計画に関するものとがある。把持対象物体に関するパラメータには、把持対象物体の大きさ、形状、質量、摩擦係数、位置が考えられる。周辺の物体に関するパラメータには、周辺の物体の大きさ、形状、質量、摩擦係数、位置が考えられる。環境に関するパラメータとしては、床の形状、摩擦係数、風力、気圧などが考えられる。ロボットの行動計画に関するものとしては、ロボットがどのような位置をどのような速度で移動するかについてのパラメータなどが考えられる。
【００５６】
ただし、これら全てのパラメータを用いて精密なシミュレーションを行うには、時間がかかるし、時間をかけたとしても正確な予想が困難な場合がある。まず、時間については、シミュレーションの計算そのものや、パラメータの値の取得に時間がかかる。また、正確さについては、一部のパラメータに僅かな誤差があったり、物理モデルが実際の物理現象と僅かに異なることによって、実際には２次衝突が発生するのに、しないと判定したり、その逆が発生することがある。
【００５７】
仮に、この対策として、値が未知のパラメータや値に不正確さがあるパラメータに対して、そのパラメータの値を様々に想定して統計的シミュレーションを行うのであれば膨大な時間がかかる。
【００５８】
また、そのように統計的シミュレーションを行っても、衝突する可能性も、衝突しない可能性も同じようにあるという予想になることがあり、時間をかけたわりには正確な予想とならない場合がある。
【００５９】
そこで、実施の形態１では、精密なシミュレーションを行う代わりに、把持対象物体の周辺物体それぞれに対して、２次衝突が発生するか否かの大まかな可能性を比較的簡単に取得しやすいデータを用いて見積もる。具体的には、２次衝突可能性方向評価部１０８によって評価する２次衝突可能性方向評価と、２次衝突可能性距離評価部１０９によって評価する２次衝突可能性距離評価とによって２次衝突の可能性の見積もりを行う。
【００６０】
次に、評価の方針について説明する。経路評価部１１３は、把持対象物体とロボット以外の環境内にある物体を２次衝突の相手の候補として、各候補に対して２次衝突により被害リスクの評価を行い、その合計をロボットの経路の評価とする。
【００６１】
各候補に対する被害リスクは、２次衝突の可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの積として算出される。２次衝突の可能性は、２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９よりそれぞれ取得された２次衝突可能性方向評価および２次衝突可能性距離評価に基づき評価される。ここでは、２次衝突可能性方向評価と２次衝突可能性距離評価の積を２次衝突の可能性の評価値とする。
【００６２】
２次衝突が発生した場合の被害度合いは、危険属性組合せ評価部１１２より取得した危険属性組合せ評価を用いる。
【００６３】
次に、経路評価部１１３が経路評価を行う処理を説明する。まず、経路評価部１１３は、把持対象情報取得部１０５より、把持対象物体の位置を取得する。経路評価部１１３は、物体位置属性保持部１０４に保持されている属性情報に対応する（把持対象物体以外の）各物体を指定し、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の処理を行う。
（Ａ）２次衝突可能性方向評価部１０８より、２次衝突可能性方向評価を取得する。
（Ｂ）２次衝突可能性距離評価部１０９より、２次衝突可能性距離評価を取得する。
（Ｃ）危険属性組合せ評価部１１２より、危険属性組合せ評価を取得する。
（Ｄ）（２次衝突可能性方向評価）×（２次衝突可能性距離評価）×（危険属性組合せ評価）を指定された物体の被害リスクの評価とする。
【００６４】
経路評価部１１３は、上記の（Ｄ）で算出された各物体が把持対象物体と２次衝突した際の被害リスクの合計値を算出し、算出された合計値を経路評価値として評価保持部１１４に格納する。経路評価は小さいほど、被害リスクが少なく良い評価であり、大きいほど、被害リスクが大きく悪い評価である。
【００６５】
評価保持部１１４は、経路評価部１１３が評価した経路の評価を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【００６６】
行動計画部１１５は、評価保持部１１４が保持している経路の被害リスクである経路評価に基づき、被害リスクが高い場合には、２次衝突を回避する行動を計画する処理部である。具体的には、経路評価が所定の値よりも大きければ低速移動する行動を計画し、小さければ高速移動する行動を計画する。なお、所定の値は初めから適切に設定できない場合や、途中で状況にそぐわなくなる場合がある。そこで、所定の値は、一般に知られる学習アルゴリズムを用いて学習し、更新していく構成としても構わない。
【００６７】
計画保持部１１６は、行動計画部１１５が行った行動計画を示す情報を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。具体的には、計画保持部１１６は、経路を移動する速度を保持する。
【００６８】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００が行う行動計画処理の流れを図７に示す。
【００６９】
ロボット位置取得部１０１は、ロボット位置を取得し、始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０１）。具体的には、図３に示す位置にロボット４０１が存在する場合、ロボット位置取得部１０１は、ロボット４０１の位置である（１０，３５，０）を始点位置保持部１０２に格納する。
【００７０】
物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。
【００７１】
具体的には、図３に示す位置に各物体が存在する場合に、「磁石」、「ニンニク」、「ケーキ」の物体位置属性情報を物体位置属性保持部１０４に格納する。この場合、物体位置属性保持部１０４に格納される物体位置属性情報は、図２に示す情報となる。
【００７２】
把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の位置を取得し、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および経路評価部１１３に出力する。また、把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の属性情報を危険属性組合せ評価部１１２に出力する（ステップＳ７０３）。
【００７３】
具体的には、例えば、図３に示す「ニンニク」が把持対象物体として取得された場合、把持対象情報取得部１０５は、その位置である（４０，３５，０）を２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および経路評価部１１３に出力する。また、把持対象情報取得部１０５は、把持対象物体の属性情報「ニンニク」を危険属性組合せ評価部１１２に出力する。
【００７４】
経路評価部１１３は、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ７０４）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ７０４でＹＥＳ）、経路評価部１１３は、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。なお、ロボットと把持対象物体自身は２次衝突候補物体とはしない。具体的には、図３の場合では、例えば、「磁石」、「ケーキ」が２次衝突候補物体とされる。
【００７５】
２次衝突可能性方向評価部１０８が、２次衝突候補物体に指定された物体の２次衝突可能性方向評価値を算出し、経路評価部１１３に出力する（ステップＳ７０６）。
【００７６】
具体的には、図３の場合で、「ケーキ」が２次衝突候補物体である場合、「ニンニク」と「ケーキ」の位置を結ぶベクトルは（５０−４０，１５−３５，０）すなわちベクトル（１０，−２０，０）となる。また、把持対象物体である「ニンニク」の位置（４０，３５，０）とロボットの位置（１０，３５，０）を結ぶ移動経路はベクトル（３０，０，０）となる。よってそれらのベクトルの内積は、次式１で計算される。
【００７７】
式１：（１０）×（３０）＋（−２０）×（０）＋（０）×（０）＝３００
また、それぞれのベクトルの長さは、式２、式３となる。
【００７８】
【数１】
2010004744.tif 000038
式３：｛（３０）２＋（０）２＋（０）２｝１／２＝３０
２つのベクトルの内積は、それぞれのベクトルの長さの積に、ベクトルがなす角の余弦を掛けた値に等しいことより、式４が成り立つ。
【００７９】
【数２】
2010004744.tif 000039
よって、２次衝突可能性方向評価値（１＋ｃｏｓθ）／２は、
【００８０】
【数３】
2010004744.tif 000040
となる。
【００８１】
２次衝突可能性距離評価部１０９が、２次衝突候補物体に指定された物体の２次衝突可能性距離評価値を算出し、経路評価部１１３に出力する（ステップＳ７０７）。
【００８２】
具体的には、図３の場合において、「ケーキ」が２次衝突候補物体である場合、「ケーキ」の位置（５０，１５，０）と「ニンニク」の位置（４０，３５，０）の距離は（５０−４０）を２乗した数と（１５−３５）を２乗した数の和との平方根、すなわち｛（５０−４０）2＋（１５−３５）2｝1/2となる。すなわち、
【００８３】
【数４】
2010004744.tif 000041
となる。よって、２次衝突可能性距離評価値はｅを
【００８４】
【数５】
2010004744.tif 000042
乗した値、すなわち
【００８５】
【数６】
2010004744.tif 000043
となる。
【００８６】
危険属性組合せ評価部１１２が、２次衝突候補物体の危険属性組合せ評価値を算出し、経路評価部１１３に出力する（ステップＳ７０９）。
【００８７】
具体的には、図３の場合で、「ケーキ」が２次衝突候補物体のとき、「ニンニク」と「ケーキ」は、図６の危険属性組合せに含まれることより、危険属性組合せ評価値は１となる。
【００８８】
「磁石」が２次衝突候補物体のとき、「ニンニク」と「磁石」は、図６の危険属性組合せに含まれないことより、危険属性組合せ評価値は０となる。
【００８９】
経路評価部１１３が、２次衝突可能性方向評価処理（ステップＳ７０６）で算出された２次衝突可能性方向評価値と、２次衝突可能性距離評価処理（ステップＳ７０７）で算出された２次衝突可能性距離評価値と、危険属性組合せ取得処理（ステップＳ７０９）で算出された危険属性組合せ評価値とに基づいて、２次衝突候補物体の評価値を算出する。すなわち２次衝突が発生した場合の被害リスクを算出する（ステップＳ７１０）。
【００９０】
具体的には、図３の場合で、「ケーキ」が２次衝突候補物体のとき、評価値は式５により算出される。
【００９１】
【数７】
2010004744.tif 000044
【００９２】
評価算出処理（ステップＳ７１０）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ７０４）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【００９３】
２次衝突候補物体として未取得の物体がなくなった場合には（ステップＳ７０４でＮＯ）、経路評価部１１３が、評価算出処理（ステップＳ７１０）で算出された各候補の評価を基に経路評価値を算出する。算出した経路評価値は、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ７１１）。
【００９４】
具体的には、図３の場合では、経路評価部１１３は、「ケーキ」が２次衝突候補物体のときの評価値
【００９５】
【数８】
2010004744.tif 000045
と、同様に算出した「磁石」が２次衝突候補物体のときの評価値０との和を算出することにより、経路評価値を求める。ここでは、経路評価値は、
【００９６】
【数９】
2010004744.tif 000046
となる。
【００９７】
行動計画部１１５は、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。
【００９８】
具体的には、図３の場合では、経路評価値
【００９９】
【数１０】
2010004744.tif 000047
が所定の値より大きい場合には、ロボット４０１の移動速度として低速を示す情報を格納し、所定の値以下の場合は高速を示す情報を格納する。
【０１００】
＜変形例１＞
実施の形態１において、ロボット位置取得部１０１は、ＧＰＳや画像処理を用いてロボット位置を取得する場合を示したが他の方法であっても構わない。例えば、ロボットの初期位置と、ロボットを初期位置から行動計画を開始する時点までに移動させた距離および方向とに基づいて、ロボットの位置を決定する構成としても構わない。
【０１０１】
＜変形例２＞
実施の形態１では、属性情報が物体の種別を示す情報である場合を示したが、「匂いが強い」、「磁力を発する」といった性質に関する情報であっても構わない。
【０１０２】
例えば、危険属性組合せ情報保持部１１１が「匂いが強い、ケーキ」の危険属性組合せを保持する場合が考えられる。その場合、「ニンニク」、「しょうが」、「わさび」の属性情報が「匂いが強い」であれば、それらが「ケーキ」に対して危険であることが、一つの危険属性組合せで表現できる。
【０１０３】
また、危険属性組合せにおける属性情報は、物体に付与される属性情報よりも上位の概念であっても構わない。
【０１０４】
例えば、危険属性組合せ情報保持部１１１が「匂いが強い、食品」の危険属性組合せを保持する場合が考えられる。その場合、「ケーキ」、「いちご」の上位の属性情報が「食品」であるので、それらが「匂いの強い」ものに対して危険であることが、一つの危険属性組合せで表現できる。
【０１０５】
＜変形例３＞
実施の形態１では、属性情報が物体の種別を示す情報である場合を示したが、「“磁気”に弱い」、「“匂い”の強いものに弱い」といった情報であっても構わない。
【０１０６】
＜変形例４＞
実施の形態１では、簡単のため、把持対象物体の大きさについて考慮しなかったため、物体を把持する際、把持対象物体の位置まで移動する経路を計画した。しかし、実際には、物体には大きさがあるので、その大きさを考慮して、把持対象物体の若干手前で移動を停止する計画を立てるようにしても良い。
【０１０７】
＜変形例５＞
実施の形態１では、ロボットと把持対象物体との間の経路を考える際、２物体間に障害物がある場合や、２物体が同一平面上にない場合について言及しなかった。
【０１０８】
ロボットと把持対象物体との間に壁などの障害物がある場合には、障害物を避ける複数の有向線分をそれぞれ経路としても構わない。その場合、経路評価部１１３は、それぞれの経路に対して評価を行い、評価保持部１１４は、それぞれの評価に対する評価を保持する。行動計画部１１５は、それぞれの経路に対して行動計画を行う。計画保持部１１６は、それぞれの行動計画を保持する。なお、障害物を含む環境における経路の生成には公知の技術を用いる。
【０１０９】
＜変形例６＞
実施の形態１における経路評価部１１３は、環境内にある物体を２次衝突の候補として、それぞれの候補に対して被害リスクを算出し、その合計値を経路評価値とした。しかし、被害リスクの最大値を経路評価値としても構わない。
【０１１０】
また、実施の形態１では、２次衝突可能性方向評価値、２次衝突可能性距離評価値、危険属性組合せ評価値を順に算出したが、それらの値が、予め定めた所定の値以下である場合に、それ以降の評価値の計算を省略する構成としても構わない。このような構成を用いれば、計算時間を短縮することができる。
【０１１１】
また、環境内に物体が多い場合は、危険属性組合せ評価値を先に計算し、物体が少ない場合には、危険属性組合せ評価値を最後に計算する構成としても構わない。このような構成を用いれば、やはり、計算時間を短縮することができる。
【０１１２】
また、ロボットと把持対象物体が同一平面上に存在しない場合にも、変形例５と同様に複数の有向線分からなる経路を生成し、経路ごとに、評価および行動計画を行う構成としてもよい。
【０１１３】
なお、２次衝突可能性距離評価部１０９が把持対象物体と周辺物体の距離を算出する際にも、上記の方法で複数の経路を形成し、複数の経路の合計距離を用いる構成としても構わない。
【０１１４】
＜変形例７＞
実施の形態１における２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、物体の大きさを考慮することなく、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をそれぞれ算出する構成とした。しかし、物体の大きさを考慮した式を用いて２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値を算出する構成であっても構わない。なぜならば、把持対象物体から同じ距離に２つの物体が存在する場合、大きさが大きい物体ほど、２次衝突を起こす可能性が高いからである。なお、物体の大きさは、物体位置属性保持部１０４に記憶されているようにしてもよい。
【０１１５】
例えば、図８に示すように把持対象物体１８０１から半径ｒの距離に半径ｓの周辺物体１８０２がある場合について説明する。このとき、半径ｒの把持対象物体１８０１の円周長は２×π×ｒである。把持対象物体１８０１の円周のうち、周辺物体１８０２は約２×ｓの長さを占める。よって、平面の摩擦係数を無視した場合、ｓ／（π×ｒ）の確率で２次衝突が発生する。そこで、ｓ／（π×ｒ）を２次衝突可能性距離評価値としても構わない。また、ｓ＞＝ｒなる関係を満たすときは、センサーが取得した値の上では、周辺物体１８０２と把持対象物体１８０１とが接触または重複している。そのため、２次衝突可能性方向評価値の大小に関わらず、２次衝突の起こる確率を１とする構成としても構わない。すなわち、ｓ＞＝ｒのときは、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をともに１とする構成とする。
【０１１６】
なお、周辺物体の底面が円形でない場合には、周辺物体の外接円の半径Ｓ１を半径ｓの代わりに用いる。また、この外接円の半径は、画像処理によって取得してもかまわないし、予め物体に付与したタグに記載しておき、行動計画時にタグリーダで読み取る構成としても構わない。
【０１１７】
このような構成を用いれば、２次衝突が発生する可能性をより正確に予想することができる。
【０１１８】
＜変形例８＞
実施の形態１における２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、周辺物体の大きさを考慮することなく、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をそれぞれ算出する構成とした。しかし、２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、周辺物体の大きさを考慮した式を用いて２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値を算出する構成であっても構わない。なぜならば、把持対象物体から同じ距離に２つの物体が存在する場合、大きさが大きい物体ほど、２次衝突を起こす可能性が高いからである。なお、物体の大きさは、物体位置属性保持部１０４に記憶されているようにしてもよい。
【０１１９】
例えば、図９に示すように把持対象物体１８０１から半径ｒの距離に半径ｓの周辺物体１８０２があり、ロボットの移動経路１８０３が同図に示すように定められている場合について説明する。このとき、移動経路１８０３を平行移動させることで得られる、把持対象物体１８０１の中心位置を通る直線１８０４上に周辺物体１８０２が存在する場合には、把持対象物体１８０１と周辺物体１８０２との２次衝突が起こりやすい。ここで、把持対象物体１８０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線と、直線１８０４とのなす角をθとする。また、把持対象物体１８０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線と、把持対象物体１８０１を通る周辺物体１８０２の外接円の接線とのなす角をηとする。つまり、把持対象物体１８０１を通る周辺物体１８０２の外接円の接線は、把持対象物体１８０１が周辺物体１８０２に衝突するか否かの境界線を示し、ηは境界角度を示す。なお、ηは以下の式に従い算出される。
【０１２０】
η＝ａｒｃｓｉｎ｛ｓ／ｒ｝
【０１２１】
このとき、上記した２次衝突が起こりやすい場合とは、−η＜｜θ｜＜ηなる関係を満たす場合と考えることができる。つまり、−η＜｜θ｜＜ηなる関係を満たす場合には、２次衝突可能性方向評価値を１とする。
【０１２２】
また、ｓ＞＝ｒなる関係を満たすときは、センサーが取得した値の上では、周辺物体１８０２と把持対象物体１８０１とが接触または重複しているので、２次衝突の起こる確率を１とする構成としても構わない。すなわち、ｓ＞＝ｒのときは、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をともに１とする構成とする。
【０１２３】
＜変形例９＞
実施の形態１における２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、把持対象物体の大きさおよび周辺物体の大きさを考慮することなく、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をそれぞれ算出する構成とした。しかし、２次衝突可能性方向評価部１０８および２次衝突可能性距離評価部１０９は、両物体の大きさを考慮した式を用いて２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値を算出する構成であっても構わない。なぜならば、把持対象物体から同じ距離に２つの物体が存在する場合には、大きさが大きい物体ほど２次衝突を起こす可能性が高く、さらに、把持対象物体の大きさが大きいほど２次衝突を起こす可能性が高いからである。なお、物体の大きさは、物体位置属性保持部１０４に記憶されているようにしてもよい。
【０１２４】
例えば、図１０に示すように、把持対象物体１９０１の外接円の半径がｔ、周辺物体１８０２の外接円の半径がｓ、把持対象物体１９０１の中心と周辺物体１８０２の中心との距離がｒである場合について説明する。また、ロボットの移動経路１８０３が同図に示すように定められているものとする。このとき、把持対象物体１９０１と周辺物体１８０２とに共通する接線が、把持対象物体１９０１が周辺物体１８０２に衝突するか否かの境界線を示す。また、当該接線と把持対象物体１９０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線とがなす角ζが境界角度を示す。なお、ζは以下の式に従い算出される。
【０１２５】
ζ＝ａｒｃｓｉｎ｛（ｓ＋ｔ）／ｒ｝
【０１２６】
また、把持対象物体１９０１および周辺物体１８０２の中心間を結ぶ直線と、移動経路１８０３を平行移動させることで得られる、把持対象物体１９０１の中心位置を通る直線１８０４とのなす角をθとする。
【０１２７】
つまり、−ζ＜θ＜ζなる関係を満たす場合には、把持対象物体１９０１と周辺物体１８０２とが衝突すると考えられるため、２次衝突可能性方向評価値を１とする。
【０１２８】
また、ｔ＋ｓ＞ｒなる関係を満たすときは、センサーが取得した値の上では２次衝突が発生している。よって、２次衝突可能性方向評価値および２次衝突可能性距離評価値をともに１とする。
【０１２９】
＜実施の形態１の効果＞
以上説明したように、実施の形態１によると、家庭内で移動するロボットにおいて、移動ロボットが接触または接近した物体による一次被害に加えて、当該物体がさらにその周辺物体と接触した場合に二次被害が発生するか否かも判断することができる。これにより、移動ロボットの行動計画を行うことができる。これに伴い、二次被害を低減することができる。
【０１３０】
特に、実施の形態１では、経路と物体間の位置関係や、物体の種類に基づき２次衝突による被害リスクが高い場合に、被害リスクを回避するロボットの行動計画を行う。被害リスクが小さい場合には、ロボットを高速で移動させることができるため、タスク遂行時間を減少させることができる。また、ロボットを高速移動させることにより、ロボットに対して電力を供給する時間が減るためエネルギーコストを減少させることができる。また、２次衝突による被害リスクが低い場合には、ロボットが常時低速移動することを避けて、ロボットを高速移動させることができるので、ロボットの動作を観察する人間に不要ないらいら感を与えることがない。ロボットの動作を観察する人間が、いらいら感を感じた場合には、人間自らが物体を移動させる。こうすることにより、ロボットが物体を運ぶ途中までに使用したエネルギーコストが無駄になるが、いらいら感を回避できるため、その効果は大きい。
【０１３１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、実施の形態１の行動計画装置１００に基づき行動を行うロボットシステム８０５について説明する。
【０１３２】
図１１は、ロボットシステム８０５を示す図である。ロボットシステム８０５はユーザの調理作業の支援を行うロボットシステムである。ロボットシステム８０５は、作業台８０３と、作業台８０３上を移動するロボット８００と、ユーザがロボット８００に緊急停止や作業の変更の指示を行う際に使用する行動変更指示装置８０２とからなる。
【０１３３】
ロボット８００は、作業台８０３の上を移動し、ユーザに指示された物体を把持し、ユーザのいるところまで把持した物体を運搬するロボットである。
【０１３４】
ロボット８００は、行動計画装置１００、移動装置８０１とからなる。行動計画装置１００は、実施の形態１で説明した行動を計画する。すなわち、ユーザに指示された物体を把持するための作業台８０３上の移動行動を計画する。行動計画装置１００は、ロボット８００の内部に備えられている。
【０１３５】
移動装置８０１は、行動計画装置１００が計画した行動計画に従い、ロボット８００を移動させる装置である。
【０１３６】
行動計画装置１００の一部である物体位置属性取得部１０３は、作業台８０３上の物体位置属性情報を取得する処理部である。その一部は、環境に固定されており、移動装置８０１によって移動することはない。
【０１３７】
このような構成において、行動計画装置１００は、実施の形態１と同様の行動計画を立て、ロボット８００は、その行動計画に従い、行動を行う。なお、行動変更指示装置８０２をユーザが操作することにより、ロボット８００を緊急停止させたり、把持対象物体を変更させたりすることも可能である。
【０１３８】
＜効果＞
実施の形態２によると、２次衝突の被害リスクがある場合にロボットを低速で移動させることができる。よって、ロボットが把持対象物体にたどり着くまでの時間は、高速で移動する場合よりも余計にかかる。このため、ロボットが２次衝突をしそうな危険な経路を移動している場合であっても、そのことにユーザが気付き、行動変更指示装置８０２によって、ロボットを停止させることができる。
【０１３９】
特に、ユーザが高齢者である場合、危険状態を短時間で判断することは困難なため、判断するまでの時間を長くとることができる効果は大きい。
【０１４０】
また、ユーザが調理作業をしていて行動変更指示装置８０２をすぐに操作できない場合がある。その際にも、ロボットが把持対象物体に対して、どれくらいの位置まで近付いているかを見れば、緊急停止を指示するまでにどれくらいの時間的な余裕があるかがわかる。よって、例えば、手が汚れている場合に、手を洗ってから行動変更指示装置８０２に備えられた緊急停止ボタンを押すか、そのままの状態で緊急停止ボタンを押すかを選択することができ、その効果は大きい。
【０１４１】
（実施の形態３）
実施の形態３では、ロボットアームの行動計画を行う行動計画装置１００ａについて説明する。
【０１４２】
図１２は、ロボットアーム９０１を示す図である。ロボットアーム９０１は、行動計画装置１００ａが計画した行動に基づき、ロボットアーム９０１の関節を制御してロボットアームを移動させる。多関節のロボットアーム９０１の場合、アームの各関節はそれぞれ、別々の位置に移動する。行動計画装置１００ａは、各関節等をロボットアーム９０１の代表点として、代表点ごとに被害リスクを算出し、その合計を被害リスクの総量として用いる。
【０１４３】
図１３は、実施の形態３に係る行動計画装置１００ａの構成を示すブロック図である。
【０１４４】
以下、行動計画装置１００ａと実施の形態１の行動計画装置１００との差について説明する。行動計画装置１００ａでは、行動計画装置１００におけるロボット位置取得部１０１、始点位置保持部１０２、経路生成部１０６、経路保持部１０７および経路評価部１１３の代わりに、それぞれ、ロボット位置取得部１０１ａ、始点位置保持部１０２ａ、経路生成部１０６ａ、経路保持部１０７ａおよび経路評価部１１３ａを用いる。その他の構成は、行動計画装置１００と同じである。なお、物体位置属性取得部１０３の一部は、ロボットアーム９０１の環境に固定されているものとする。
【０１４５】
ロボット位置取得部１０１ａは、ロボットアームの各代表点の位置を取得し、取得した代表点の位置を始点位置保持部１０２ａに格納する処理部である。取得の方法は、実施の形態１のロボット位置取得部１０１によるロボット位置取得方法と同様である。ロボットアーム９０１の代表点は、ロボットアーム９０１の先端と、各関節の位置とする。
【０１４６】
始点位置保持部１０２ａは、ロボット位置取得部１０１ａが取得したロボットアーム９０１の各代表点の位置を格納する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１４７】
経路生成部１０６ａは、ロボットアーム９０１の先端の代表点を、把持対象物体の位置に移動する経路を生成する処理部である。具体的には例えば、ロボットアーム９０１の先端の代表点を始点とし、把持対象物体のある位置を終点とする有向直線を経路とする。さらに、経路生成部１０６ａは、ロボットアーム９０１の先端の代表点以外の代表点の経路を生成する。経路の生成には、多関節ロボットアームの移動に関する公知の方法を用いる。
【０１４８】
経路保持部１０７ａは、経路生成部１０６ａが生成した各代表点の経路の組を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１４９】
経路評価部１１３ａは、経路保持部１０７ａが保持する経路の組によって、ロボットアーム９０１が移動した場合の被害リスクを算出する。経路評価部１１３では、一つの経路に対して、１つの評価値を算出したのに対して、経路評価部１１３ａでは、経路の組に対して、１つの評価値を算出する点が異なる。つまり、経路評価部１１３ａでは、各代表点の経路に対して、経路評価部１１３と同一の方法で経路評価値（被害リスク）を算出し、その合計を経路の組に対する評価値とする。経路評価部１１３ａは算出した経路評価値を評価保持部１１４に格納する。
【０１５０】
なお、ここではアームの先端と、各関節とを代表点としたが、他の位置を代表点としても構わない。また、各関節の中間点を代表点に追加したり、所定間隔ごとに代表点を設けたりすることで評価の精度を向上させる構成としても構わない。その際、所定間隔は、周辺物体の幅よりも小さくしておけば、周辺物体との衝突を見落とすことが少ない。
【０１５１】
このような構成において、行動計画装置１００ａは、実施の形態１と同様の行動計画を立て、ロボットアーム９０１は、その行動計画に従い、行動を行う。
【０１５２】
＜効果＞
実施の形態３の構成を用いれば、複数関節を有するロボットにおいても、２次衝突による被害を回避する行動計画を行うことができる。
【０１５３】
（実施の形態４）
実施の形態１では、ロボットと把持対象物体との１次衝突に基づき、２次衝突が発生することを想定してロボットの行動計画を立案する行動計画装置について説明した。しかしながら、ロボットは、把持対象物体以外にも、ロボットの移動経路上の物体と１次衝突する場合がある。その理由は、把持対象物体との衝突と同じく、家庭環境内でのロボットの位置認識精度が低いためであったり、ロボットの位置制御精度が低いためであったり、タスクの実行時間に対する制限が厳しいためである。
【０１５４】
実施の形態４では、そのような把持対象物体以外の物体との１次衝突をも考慮してロボットの行動計画を立案する行動計画装置１００ｂについて説明する。
【０１５５】
＜移動行動における２次衝突による被害回避の考え方＞
実施の形態１では、把持対象物体とロボットが１次衝突し、２次衝突が発生する場合の行動計画について述べた。ロボットが移動する場合には、移動経路上に存在する物体とロボットが１次衝突する可能性がある。さらに、ロボットの位置認識や制御に不正確さがある場合には、ロボットが移動経路上に存在していないと認識している物体とも１次衝突する。そこで、実施の形態４における行動計画装置１００ｂは、環境内の物体をロボットとの１次衝突の候補とし、ロボットの移動経路からの距離が近い（とロボットが認識している）物体ほど、ロボットとの１次衝突が発生しやすいと評価する。また、距離が遠い物体ほど、ロボットとの１次衝突が発生しにくいと評価する。そして、各候補に対して、さらに、環境内のその他の物体を２次衝突の候補として、２次衝突が発生しやすいか否かと、発生した場合の被害度合いの大きさとを評価する。
【０１５６】
すなわち、行動計画装置１００ｂは、１次衝突の候補とした物体と２次衝突の候補とした物体とが２次衝突を起こす被害リスクを、１次衝突の可能性と、２次衝突の可能性と、２次衝突が発生した場合の被害度合いとの積として定義して算出する。これにより、算出された被害リスクが所定の値よりも大きい場合に、２次衝突を回避する行動を計画する。
【０１５７】
＜行動計画装置について＞
図１４は、実施の形態４に係る行動計画装置１００ｂの構成を示すブロック図である。
【０１５８】
以下、行動計画装置１００ｂと実施の形態１の行動計画装置１００との差について説明する。行動計画装置１００ｂでは、行動計画装置１００における経路生成部１０６、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９、危険属性組合せ評価部１１２および経路評価部１１３の代わりに、それぞれ、経路生成部１０６ｂ、２次衝突可能性方向評価部１０８ｂ、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂ、危険属性組合せ評価部１１２ｂおよび経路評価部１１３ｂを用いる。さらに、行動計画装置１００ｂは、１次衝突可能性評価部１１０１を含む。
【０１５９】
経路生成部１０６ｂは、外部よりロボットの移動先を取得し、経路を生成する処理部である。経路生成部１０６ｂは、例えば図示しない入力装置を備え、ユーザが入力した３次元座標を移動先として取得する。経路生成部１０６ｂは、始点位置保持部１０２が保持するロボットの移動経路の始点であるロボット位置を始点とし、取得した移動先を終点とする有向線分を経路とする。
【０１６０】
２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、指定された２次衝突候補物体が、指定された１次衝突候補物体に対してどれだけぶつかりやすい方向にあるかを評価する処理部である。２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、２次衝突可能性方向評価部１０８における把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いる点が異なる。
【０１６１】
２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、指定された２次衝突候補物体が、指定された１次衝突候補物体に対してどれだけぶつかりやすい距離にあるかを評価する処理部である。２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、２次衝突可能性距離評価部１０９における把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いる点が異なる。
【０１６２】
危険属性組合せ評価部１１２ｂは、指定された２次衝突候補物体が、指定された１次衝突候補物体に対して危険な物体であるかを評価する処理部である。危険属性組合せ評価部１１２ｂは、危険属性組合せ評価部１１２における把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いる点が異なる。
【０１６３】
１次衝突可能性評価部１１０１は、指定された１次衝突候補物体が、ロボットの移動経路に対してどれだけぶつかりやすい位置にあるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価のことを「１次衝突可能性評価」と呼び、その際に算出される評価値を「１次衝突可能性評価値」と呼ぶ。この１次衝突可能性評価は、上記＜移動行動における２次衝突による被害回避の考え方＞で述べた１次衝突の発生のしやすさの評価である。
【０１６４】
１次衝突可能性評価部１１０１は、ロボットの移動経路と指定された物体との距離をｒ３とし、オイラー数ｅの−ｒ３乗（ｅ-r3）を１次衝突可能性評価値とする。このような評価を行った場合、距離が０の時、１次衝突可能性評価値は最大値１となり、距離が無限大のとき、１次衝突可能性評価値は最小値０となる。すなわち、１次衝突可能性評価値は、指定された物体が、経路と衝突しやすい近距離にあるほど最大値である１に近い値となり、衝突しにくい遠距離にあるほど、最小値である０に近い値となる。ここでの１次衝突可能性評価の式は、距離が離れるほど値が小さくなる式であれば、他の式であっても構わない。また、センサーの誤差の出現特性を考慮したモデルに従った式であっても構わない。
【０１６５】
経路評価部１１３ｂは、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合の２次衝突による被害リスクを評価する処理部である。経路評価部１１３ｂは、上記＜移動行動における２次衝突による被害回避の考え方＞で述べた考え方に従って被害リスクの評価を行う。
【０１６６】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００ｂが行う行動計画処理の流れを図１５に示す。
【０１６７】
ロボット位置取得部１０１は、ロボット位置を取得し、始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０１）。また、物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。ロボット位置取得処理（ステップＳ７０１）および物体位置属性情報取得処理（ステップＳ７０２）は、実施の形態１に示したものと同様である。
【０１６８】
経路評価部１１３ｂは、評価格納用変数の値を０とする（ステップＳ１２００）。
【０１６９】
経路評価部１１３ｂは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する物体のうち、１次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０１）。１次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０１でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｂは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択する。１次衝突可能性評価部１１０１は、選択された１次衝突候補物体に対する１次衝突可能性評価値を算出する（ステップＳ１２０２）。
【０１７０】
経路評価部１１３ｂは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する、１次衝突候補物体以外の物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０３）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０３でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｂは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。
【０１７１】
２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性方向評価値を算出する（ステップＳ１２０４）。
【０１７２】
また、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性距離評価値を算出する（ステップＳ１２０５）。
【０１７３】
さらに、危険属性組合せ評価部１１２ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突した場合に被害が発生する可能性を示す危険属性組合せ評価値を算出する（ステップＳ１２０６）。
【０１７４】
２次衝突可能性方向評価処理（ステップＳ１２０４）、２次衝突可能性距離評価処理（ステップＳ１２０５）および危険属性組合せ取得処理（ステップＳ１２０６）は、実施の形態１に示した２次衝突可能性方向評価処理（ステップＳ７０６）、２次衝突可能性距離評価処理（ステップＳ７０７）および危険属性組合せ取得処理（ステップＳ７０９）とそれぞれ同様である。ただし、把持対象物体の代わりに１次衝突候補物体を用いている点が異なる。
【０１７５】
経路評価部１１３ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との組合せに対する被害リスクを算出し、算出結果と評価格納用変数の値との加算結果を、評価格納用変数に格納する（ステップＳ１２０７）。なお、被害リスクは、（２次衝突可能性方向評価値）×（２次衝突可能性距離評価値）×（１次衝突可能性評価値）×（危険属性組合せ評価値）とする。
【０１７６】
評価算出処理（ステップＳ１２０７）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０３）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【０１７７】
また、２次衝突候補物体がなくなった場合には（ステップＳ１２０３でＮＯ）、１次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０１）に戻り、残りの１次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。なお、１次衝突候補物体が代わる度に、他の全ての物体を２次衝突候補物体として未取得の状態に戻す。
【０１７８】
１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との全ての組合せについて被害リスクが算出された後（ステップＳ１２０１でＮＯ）、経路評価部１１３ｂは、評価格納用変数に格納されている値を経路評価値とし、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ１２０８）。
【０１７９】
行動計画部１１５は、実施の形態１と同様に、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。
【０１８０】
＜変形例１＞
実施の形態４では、ロボットの移動経路上の第１物体と、その周辺の第２物体とが２次衝突する被害リスクを算出することによる経路の危険性の評価方法を説明した。さらに、実施の形態４では、被害リスクに基づいて、第１物体付近でのロボットの移動速度を計画する行動計画について説明した。
【０１８１】
しかし、被害リスクの評価に基づいて行う処理はこの限りではなく、どのような処理であっても構わない。例えば、算出された被害リスクが所定のしきい値よりも大きい場合には、図示しない音声出力装置によって、第１物体の名称を音声として出力し、ユーザに第１物体を移動するよう通知する構成であっても良い。
【０１８２】
通常であれば、清掃を行うロボットが室内を清掃する際、予め人間が室内の多くの物体を待避させておかなければならない。しかし、上記の構成であれば、待避させておく物体の数を減らすことができる。このため、清掃時の人間の負荷を減らすことができるという効果を奏する。また、冷蔵庫内の物体をロボットが把持する場合についても、同様の処理を行い退避させておくべき物体をユーザに通知することにより、同様の効果が得られる。
【０１８３】
＜効果＞
実施の形態４の構成では、ロボットの移動経路上の物体とロボットが衝突することによって発生する１次衝突に対しても、被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０１８４】
（実施の形態５）
実施の形態４では、２次衝突の被害リスクが高い場合に低速で移動する行動を計画する行動計画装置１００ｂを示した。しかし、低速で移動するだけでは２次衝突を回避できない場合がある。実施の形態５では、２次衝突の被害リスクが高い場合に、別の移動経路を計画する行動計画装置１００ｃについて説明する。
【０１８５】
＜別経路計画の考え方＞
実施の形態５における行動計画装置１００ｃは、ロボットが移動先に移動する経路を複数の経路の集まりとして計画する。図１６は、位置（１０，３５，０）にあるロボット４０１が、位置（４０，３５，０）の移動先１３０４に移動する際、ロボット４０１の移動経路を、３つの経路（経路１３０１、１３０２および１３０３）からなる経路群として計画した場合の一例を示す例である。
【０１８６】
行動計画装置１００ｃは、設計したそれぞれの経路に対して被害リスクを算出し、被害リスクが高い経路があった場合、その部分を通らない新たな別の経路を計画する。
【０１８７】
例えば、図１６における経路１３０２の被害リスクが所定の値よりも大きかったとする。このとき、行動計画装置１００ｃは、図１７に示すように新たな別経路を計画する。つまり、行動計画装置１００ｃは、例えば、図１６における経路１３０２の位置に障害物１３０８があるものと想定し、従来からある障害物がある環境での経路生成方法を用いて別経路を生成する。すなわち、壁のような障害物１３０８がある場合の経路生成を行い、生成された経路を別経路とする。図１７に示す例では、経路１３０１、１３０５、１３０６、１３０７および１３０３が別経路として生成されている。
【０１８８】
行動計画装置１００ｃは、新しく生成した別経路に対しても、２次衝突の被害リスクが高い経路があるかを評価し、ある場合には、さらに、その部分を除外した別経路を生成する。
【０１８９】
＜行動計画装置について＞
図１８は、実施の形態５に係る行動計画装置１００ｃの構成を示すブロック図である。
【０１９０】
以下、行動計画装置１００ｃと実施の形態４の行動計画装置１００ｂとの差について説明する。行動計画装置１００ｃでは、行動計画装置１００ｂにおける経路生成部１０６ｂ、経路保持部１０７、評価保持部１１４、行動計画部１１５および計画保持部１１６の代わりに、それぞれ、経路生成部１０６ｃ、経路保持部１０７ｃ、評価保持部１１４ｃ、行動計画部１１５ｃおよび計画保持部１１６ｃを用いる。さらに、行動計画装置１００ｃは、除外領域保持部１５０１を用いる。
【０１９１】
除外領域保持部１５０１は、経路を生成する際に除外する領域を保持する記憶装置であり、ＨＤＤ等により構成される。初期状態では、除外領域保持部１５０１には何も記憶されていない。
【０１９２】
経路生成部１０６ｃは、外部よりロボットの移動先を取得し、経路を生成する処理部である。経路生成部１０６ｃは、例えば図示しない入力装置を備え、ユーザが入力した３次元座標を移動先として取得する。実施の形態４の経路生成部１０６ｂは、一つの経路を生成したが、経路生成部１０６ｃは、複数の有向線分からなる経路群を生成する。経路生成部１０６ｃが経路を生成する際には、除外領域保持部１５０１が保持する領域には障害物があるとみなして経路生成を行う。
【０１９３】
経路保持部１０７ｃは、経路生成部１０６ｃが生成した複数の経路を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１９４】
評価保持部１１４ｃは、経路評価部１１３が各経路に対して被害リスクとして算出した評価を経路評価値として保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。実施の形態４での評価保持部１１４が１つの評価を保持したのに対して、評価保持部１１４ｃは、経路保持部１０７ｃが保持する各経路に対する評価を保持する。
【０１９５】
行動計画部１１５ｃは、評価保持部１１４ｃに保持されている経路評価値のうち、所定値以上の経路評価値があるかを判定する。所定の値以上の経路評価値がある場合には、行動計画部１１５ｃは、その経路評価値に対応する経路を経路保持部１０７ｃから取得する。また、行動計画部１１５ｃは、取得した経路の始点と終点を直径とする円（または球、円柱）の領域を除外領域として除外領域保持部１５０１に追加する。除外領域が追加されると、新たな経路が生成され、経路評価部１１３によって、再度、経路評価が行われる。所定の値以上の経路評価値がない場合には、行動計画部１１５ｃは、経路保持部１０７ｃが保持する経路群を計画保持部１１６ｃに出力する。
【０１９６】
計画保持部１１６ｃは、行動計画部１１５ｃが計画した行動計画を示す情報を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０１９７】
このような構成において、行動計画装置１００ｃは、ロボットの移動経路を変更しながら、実施の形態４と同様の行動計画を立て、ロボットは、その行動計画に従い、行動を行う。
【０１９８】
＜変形例１＞
実施の形態５における経路生成部１０６ｃは、ロボットの位置から移動先までをはじめから複数の経路として経路設計したが一つの直線の経路とすることができる部分であれば、複数の経路としなくても構わない。例えば、一つの直線として被害リスクを算出し、被害リスクが所定の値よりも低ければその直線を経路とし、被害リスクが所定の値よりも高ければ、経路を細分化して、どの部分の経路の被害リスクが高いかを見つけ出し、その部分を除外して改良経路を設計しても構わない。このような、構成を用いれば、被害リスクを算出する計算負荷を減らすことができる。
【０１９９】
＜変形例２＞
実施の形態５における行動計画部１１５ｃは、経路の評価が悪かった場合、経路の始点と終点を直径とする円（または球）の領域を除外領域としたが、他の形状であっても構わない。つまり、被害リスクが高い経路が多い場合に、除外する領域を大きめに取れば、改良経路を何度も作り直すことを防ぐことができることが考えられる。
【０２００】
逆に、被害リスクが高い経路が少ない場合に、除外する領域を小さめに取れば、改良経路は、それほど遠回りをしない経路を作りだすことができると考えられる。
【０２０１】
また、除外する領域の面積を、経路の評価値に基づき決定しても構わない。例えば、経路の評価値が大きい場合（すなわち、被害リスクが大きい場合）、除外する領域の面積を大きくし、経路の評価値が小さい場合（すなわち、被害リスクが小さい場合）、除外する領域の面積を小さくする構成としても構わない。このような構成を用いれば、被害リスクが小さい場合は、常に大きな領域を除外するのに比べて、できるだけ短い距離の移動経路を見つけることができる。逆に、被害リスクが大きい場合は、常に小さな領域を除外するのに比べて、少ない回数で、被害リスクが小さい経路を見つけることができる。
【０２０２】
＜変形例３＞
実施の形態５では、実施の形態４に示した行動計画装置１００ｂに対して、別経路を計画するようにしたが、実施の形態１に示した行動計画装置１００に対して、別経路を計画するようにしてもよい。つまり、１次衝突可能性評価部１１０１が設けられておらず、２次衝突可能性方向評価部１０８ｂ、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂおよび危険属性組合せ評価部１１２ｂの代わりに、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９および危険属性組合せ評価部１１２を用いた構成であってもよい。
【０２０３】
＜効果＞
実施の形態５の構成では、ロボットの移動経路を変更することで被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０２０４】
（実施の形態６）
実施の形態４では、２次衝突の被害リスクが高い場合に低速で移動する行動を計画する行動計画装置１００ｂを示した。しかし、ロボットがタスクを実行する際に、複数の移動経路が想定される場合がある。実施の形態６では、複数の行動計画のうち、２次衝突の被害リスクが低い行動を選択する行動計画装置１００ｄについて説明する。
【０２０５】
図１９は、複数経路が想定される場合の一例を示す図である。ロボットがニンニクを把持する際に、ニンニク１６０３および１６０４が環境内に複数あれば、どちらを取りにいく計画も立てることができる。つまり、ニンニク１６０３を取りに行く経路１６０１とニンニク１６０４を取りに行く経路１６０２とがある場合に、実施の形態６の行動計画装置は、それぞれの経路１６０１および１６０２に対して被害リスクを算出し、被害リスクが小さい移動経路を選択する。
【０２０６】
図２０は、実施の形態６に係る行動計画装置１００ｄの構成を示すブロック図である。
【０２０７】
以下、行動計画装置１００ｄと実施の形態４の行動計画装置１００ｂとの差について説明する。行動計画装置１００ｄでは、経路生成部１０６ｂ、経路保持部１０７、評価保持部１１４、行動計画部１１５および計画保持部１１６の代わりに、それぞれ、経路生成部１０６ｄ、経路保持部１０７ｃ、評価保持部１１４ｃ、行動計画部１１５ｄおよび計画保持部１１６ｄを用いる。
【０２０８】
経路生成部１０６ｄは、指定された物体の位置までのロボットの移動行動を計画する。例えば、「ニンニク」を指定された場合、経路生成部１０６ｄは、環境内にある「ニンニク」の位置を、物体位置属性保持部１０４より取得する。物体位置属性保持部１０４に、指定された物体が複数、登録されている場合には、経路生成部１０６ｄは、それぞれの物体に対する経路を計画し、経路保持部１０７ｃに保持する。
【０２０９】
経路保持部１０７ｃは、実施の形態５と同様、経路生成部１０６ｄが生成した複数の経路を保持する。
【０２１０】
評価保持部１１４ｃは、実施の形態５と同様、それぞれの経路に対して経路評価部１１３が被害リスクとして算出した評価を保持する。
【０２１１】
行動計画部１１５ｄは、評価保持部１１４ｃが保持する評価のうち、最も評価が小さいもの、すなわち被害リスクが最も少ないものを選択し、選択した経路を計画保持部１１６ｄに保持する。
【０２１２】
計画保持部１１６ｄは、行動計画部１１５ｄが生成した経路、つまりロボットの行動計画を保持する記憶装置であり、例えば、ＨＤＤ等により構成される。
【０２１３】
＜変形例１＞
実施の形態６では、同じ名称の物体が複数あり、複数の移動経路がある場合に、その中から被害リスクが小さい経路を選択する場合について説明したが、これに限られる必要はない。例えば、１つの物体に把持ポイントが複数ある場合に、それぞれの把持ポイントに対する経路のうち、最も被害リスクが小さいものを選択する構成であっても構わない。
【０２１４】
また、ここでは、経路生成部１０６ｄで予め複数の経路を生成する場合を説明したが、まず１つめの経路を計画し、その評価が予め定めた所定の値よりも大きい場合に、さらに次の経路を計画する構成としても構わない。
【０２１５】
＜変形例２＞
実施の形態６における行動計画部１１５ｄは、被害リスクが最も少ない経路を選択する構成としたが、さらに別の要素を考慮して経路選択を行う構成としても構わない。例えば、移動経路長が長い経路はエネルギーや時間といったコストを余計に消費するので、被害リスクと経路長とを組み合わせて、経路評価を行う構成としても構わない。
【０２１６】
＜効果＞
実施の形態６の構成では、ロボットが指定された目的を達成するための移動経路が複数ある場合に、より２次衝突の被害リスクが少ない経路を選択することができる。よって、ロボットによる目的達成の際に生じる被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０２１７】
（実施の形態７）
実施の形態４では、２次衝突による被害リスクに基づき、ロボットに対する移動経路の危険性を評価した。しかし、実際にロボットがある移動経路を移動する際には、１次衝突による被害リスクも存在する。
【０２１８】
例えばガラス製の繊細な花瓶等では、ロボットとの１次衝突によって破損する恐れがあり、破損による被害リスクが存在する。
【０２１９】
実施の形態７では、１次衝突による被害リスクおよび２次衝突による被害リスクを考慮して移動経路の危険性を評価して、ロボットの行動計画を行う行動計画装置について説明する。
【０２２０】
１次衝突による被害リスクは、ロボットおよび環境中の物体の位置関係と、環境中の物体の属性情報とに基づいて評価される。すなわち、１次衝突による被害リスクは、１次衝突可能性評価の評価結果と１次衝突危険属性評価の評価結果とから評価される。ここで、１次衝突可能性評価とは、環境中の物体が、ロボットの移動経路に対して衝突を起こしやすい位置に存在するかの評価である。また、１次衝突危険属性評価とは、ロボットと環境中の物体との衝突が起きた際に、その物体が被害リスクを発生しやすい属性情報であるかの評価である。
【０２２１】
＜行動計画装置について＞
図２１は、実施の形態７に係る行動計画装置１００ｅの構成を示すブロック図である。
【０２２２】
以下、行動計画装置１００ｅと実施の形態４に係る行動計画装置１００ｂとの違いについて説明する。つまり、行動計画装置１００ｅは、行動計画装置１００ｂにおける経路評価部１１３ｂの代わりに、経路評価部１１３ｅを用いる。さらに、行動計画装置１００ｅは、行動計画装置１００ｂにはない１次衝突危険属性情報保持部２１０１および１次衝突危険属性評価部２１０２を備えている。
【０２２３】
１次衝突危険属性情報保持部２１０１は、ロボットとどのような属性情報の物体とが１次衝突した場合に被害が発生する可能性があるかを示した情報である、１次衝突危険属性情報を記憶している。図２２は、１次衝突危険属性情報の一例を示す図である。ガラス細工およびプラモデルのような物体は、ロボットと接触することで（２次衝突が起きなくても）壊れやすい。また、植木鉢、飲み物入りカップおよび小麦粉のような物体は、ロボットと接触することで内容物が拡散する恐れがある。
【０２２４】
１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体が、ロボットと１次衝突した場合に被害が発生する可能性がある物体であるかを評価する処理部である。以降の説明ではこの評価を「１次衝突危険属性評価」と呼び、その際に算出される評価値を「１次衝突危険属性評価値」と呼ぶ。
【０２２５】
１次衝突危険属性評価は、１次衝突が発生した場合の被害度合いを見積もるための評価である。ロボットと、環境中の物体とが１次衝突したとしても必ず被害が発生するとは限らない。例えば、ロボットとクリップとが１次衝突しても被害はほとんど発生しない。また、被害が発生する場合でも、その被害度合いは異なる。例えば、ロボットとガラス細工とが衝突し、ガラス細工が破損した場合には、ガラス細工の価格と、粉々になったガラス細工を掃除する時間および工数とが被害の額となり、これは時として甚大な被害となる。逆に、被害が小さい場合としては、ロボットとスプーンとがぶつかった場合が考えられる。スプーンを洗う人の手間、またはロボットがスプーンを洗う時間とエネルギーとから被害となるが被害度合いとしては小さい。このように、被害度合いは様々であるが、実施の形態７では、被害度合いを２段階で評価する。すなわち、１次衝突危険属性評価部２１０２は、被害度合いを、無視できる程に小さい場合と、無視できない程に大きい場合との２つに分類する。行動計画部１１５は、被害度合いが小さい場合には１次衝突回避を行わないロボットの行動計画を行う。なお、１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体の属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１に記憶されている場合には、当該指定された物体との１次衝突時の被害度合いが大きいと判断する。また、１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体の属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１に記憶されていない場合には、当該指定された物体との１次衝突時の被害度合いが小さいと判断する。
【０２２６】
以下、１次衝突危険属性評価部２１０２による１次衝突危険属性評価について、さらに詳細に説明する。１次衝突危険属性評価部２１０２は、指定された物体の属性情報を物体位置属性保持部１０４より取得する。１次衝突危険属性評価部２１０２は、取得した属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１が保持する属性情報に含まれるか否かを判定する。１次衝突危険属性評価部２１０２は、判定結果を、１次衝突危険属性評価値として、経路評価部１１３ｅに出力する。ここで、判定結果は、１次衝突危険属性情報に含まれる場合を「１」とし、含まれない場合を「０」とする。なお、１次衝突危険属性情報保持部２１０１は、図２２に示す１次衝突危険属性情報の各々に対して、対応する属性情報の物体がロボットと衝突した際の被害金額を記憶していても良い。この場合、指定された物体の属性情報が、１次衝突危険属性情報保持部２１０１が保持する属性情報に含まれている場合には、その属性情報の被害金額を１次衝突危険属性評価値とし、含まれていない場合は「０」を１次衝突危険属性評価値とする。
【０２２７】
経路評価部１１３ｅは、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合の被害リスクを評価する処理部である。経路評価部１１３ｅは、１次衝突および２次衝突の被害リスクに基づき、経路の被害リスクの評価を行う。
【０２２８】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００ｅが行う行動計画処理の流れを図２３に示す。
【０２２９】
ロボット位置取得部１０１は、ロボット位置を取得し、始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０１）。また、物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。ロボット位置取得処理（ステップＳ７０１）および物体位置属性情報取得処理（ステップＳ７０２）は、実施の形態１に示したものと同様である。
【０２３０】
経路評価部１１３ｅは、評価格納用変数の値を０とする（ステップＳ１２００）。
【０２３１】
経路評価部１１３ｅは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する物体のうち、１次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０１）。１次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０１でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｅは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択する。１次衝突可能性評価部１１０１は、選択された１次衝突候補物体に対する１次衝突可能性評価値を算出する（ステップＳ１２０２）。１次衝突危険属性評価部２１０２は、選択された１次衝突候補物体の１次衝突危険属性評価値を算出する（ステップＳ２３０２）。
【０２３２】
経路評価部１１３ｅは、１次衝突経路評価値を算出する。ここで、１次衝突経路評価値は、移動物体と選択された物体とが１次衝突する際の被害リスクを示す値であり、ここでは１次衝突可能性評価値と、１次衝突危険属性評価値との積とする。経路評価部１１３ｅは、算出した１次衝突経路評価値と評価格納用変数の値とを加算し、加算結果を評価格納用変数に格納する。（ステップＳ２３０３）。
【０２３３】
経路評価部１１３ｅは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する、１次衝突候補物体以外の物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０３）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０３でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｅは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。
【０２３４】
２次衝突可能性方向評価部１０８ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性方向評価値を算出する（ステップＳ１２０４）。
【０２３５】
また、２次衝突可能性距離評価部１０９ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突する可能性を示す２次衝突可能性距離評価値を算出する（ステップＳ１２０５）。
【０２３６】
さらに、危険属性組合せ評価部１１２ｂは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体とが２次衝突した場合に被害が発生する可能性を示す危険属性組合せ評価値を算出する（ステップＳ１２０６）。
【０２３７】
経路評価部１１３ｅは、１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との組合せに対する２次衝突経路評価値を算出し、算出した２次衝突経路評価値と評価格納用変数の値とを加算し、加算結果を評価格納用変数に格納する（ステップＳ２３０４）。なお、２次衝突経路評価値は、（２次衝突可能性方向評価値）×（２次衝突可能性距離評価値）×（危険属性組合せ評価値）とする。
【０２３８】
２次衝突経路評価値算出処理（ステップＳ２３０４）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０３）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【０２３９】
また、２次衝突候補物体がなくなった場合には（ステップＳ１２０３でＮＯ）、１次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０１）に戻り、残りの１次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。なお、１次衝突候補物体が代わる度に、他の全ての物体を２次衝突候補物体として未取得の状態に戻す。
【０２４０】
１次衝突候補物体と２次衝突候補物体との全ての組合せについて被害リスクが算出された後（ステップＳ１２０１でＮＯ）、経路評価部１１３ｅは、評価格納用変数に格納されている値を経路評価値とし、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ１２０８）。
【０２４１】
行動計画部１１５は、実施の形態１と同様に、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。
【０２４２】
＜効果＞
実施の形態７の構成では、ロボットが移動経路上を移動することによって発生する１次衝突および２次衝突に対して、被害リスクを低減することができ、その効果は大きい。
【０２４３】
（実施の形態８）
実施の形態１では、ロボットが把持対象物体と１次衝突し、把持対象物体がさらに周辺物体と２次衝突することを想定した行動計画装置について説明した。
【０２４４】
実施の形態８では、ロボットが把持対象物体を把持したあと、その把持対象物体を運搬する際に、運搬している把持対象物体（以下、「運搬対象物体」という。）が運搬経路周辺の物体と衝突することを想定した行動計画装置について説明する。具体的には、例えば図５において、ロボットが位置（４０，３５，０）でニンニクを把持しＸ軸方向に移動し、位置（７０、３５，０）までニンニクを運搬するような場合が想定される。
【０２４５】
＜運搬物とその周辺物体との２次衝突について＞
ロボットが運搬対象物体を運搬している際、ロボットが運搬対象物体を落としたり、弾き飛ばしてしまう場合がある。その原因は、運搬対象物体を落とさないように握るのに必要な力の推定の不正確さや、地面の凹凸やロボット自体の動力に起因する振動、スリップによる転倒等によるものである。ロボットが落とした運搬対象物体、ロボットが弾き飛ばした運搬対象物体が、その周辺物体に、２次衝突する場合がある。その際、ロボットにより運搬される第１物体と、第１物体と接触した第２物体との組合せによっては被害が発生する。
【０２４６】
＜行動計画装置について＞
図２４は、実施の形態８に係る行動計画装置１００ｆの構成を示すブロック図である。以下、行動計画装置１００ｆと実施の形態１の行動計画装置１００との違いについて説明する。つまり、行動計画装置１００ｆは、行動計画装置１００における把持対象情報取得部１０５、経路評価部１１３、経路生成部１０６の代わりに、それぞれ、把持対象情報取得部１０５ｆ、経路評価部１１３ｆ、実施の形態４に記載の経路生成部１０６ｂを用いる。
【０２４７】
また、行動計画装置１００ｆは、２次衝突可能性方向評価部１０８、２次衝突可能性距離評価部１０９、ロボット位置取得部１０１は用いず、運搬時２次衝突可能性評価部２１０３を用いる。
【０２４８】
把持対象情報取得部１０５ｆは、運搬対象となる把持対象物体の位置および種別を取得する処理部である。把持対象情報取得部１０５ｆは、実施の形態１における把持対象情報取得部１０５と同様な処理を行うことにより、把持対象物体の位置および種別を取得する。さらに、把持対象情報取得部１０５ｆは、取得した把持対象物体の位置を始点位置保持部１０２に格納する。このように、ロボットが把持対象物体を把持する位置を始点とすることにより、把持対象物体の運搬経路における危険性を評価することができる。具体的には、例えば、図５において、ロボットが位置（４０，３５，０）でニンニクを把持し運搬する場合には、始点の座標は、（４０，３５，０）となる。なお、ロボットが把持対象物体の位置に移動するまでの危険性の評価については、実施の形態１に記載されている。このため、その詳細な説明はここでは繰り返さない。
【０２４９】
運搬時２次衝突可能性評価部２１０３は、指定された環境中の物体が、運搬対象物体の移動経路に対してどれだけぶつかりやすい位置にあるかを評価する。以降の説明ではこの評価のことを「運搬時２次衝突可能性評価」と呼び、その際に算出される評価値を「運搬時２次衝突可能性評価値」と呼ぶ。運搬時２次衝突可能性評価値の算出方法は、実施の形態４における１次衝突可能性評価値の算出方法と同様である。具体的には、例えば、図５において、ロボットが、位置（４０，３５，０）から位置（７０，３５，０）までニンニクを運搬するような場合、ケーキの１次衝突可能性評価値は、位置（４０，３５，０）と位置（７０，３５，０）とを結ぶ線分からケーキの位置（５０，１５，０）までの距離であり、その距離の値は「２０」となる。このため、１次衝突可能性評価値と同じ算出方法によると、運搬時２次衝突可能性評価値は、オイラー数ｅの−２０乗（ｅ-20）となる。
【０２５０】
経路評価部１１３ｆは、経路保持部１０７が保持する経路をロボットが移動した場合に運搬対象物体と環境中の物体との接触または接近による被害リスクを評価する処理部である。被害リスクは、運搬対象物体と環境中の物体とが接触または接近しやすい位置関係にあるかの評価と、運搬対象物体に対して環境中の物体が危険な物体であるかの評価とに基づいて評価される。
【０２５１】
＜処理の流れ＞
行動計画装置１００ｆが行う行動計画処理の流れを図２５に示す。
【０２５２】
物体位置属性取得部１０３は、環境内に存在する物体の物体位置属性情報を取得し、物体位置属性保持部１０４に格納する（ステップＳ７０２）。
【０２５３】
把持対象情報取得部１０５ｆは、把持対象物体の位置を取得し、運搬時２次衝突可能性評価部２１０３および経路評価部１１３ｆに出力する。また、把持対象情報取得部１０５ｆは、把持対象物体の属性情報を危険属性組合せ評価部１１２に出力する。さらにまた、把持対象情報取得部１０５ｆは、把持対象物体の位置を始点位置保持部１０２に格納する（ステップＳ７０３ｆ）。具体的には、例えば、図５において、ロボットが位置（４０，３５，０）でニンニクを把持し運搬する場合、始点位置の座標は、（４０，３５，０）となる。
【０２５４】
経路生成部１０６ｂは、外部よりロボットの移動先を取得し、経路を生成し、生成した経路を経路保持部１０７に格納する（ステップＳ２５０１）。具体的には、例えば、図５において、ロボットがニンニクを位置（７０，３５，０）まで運搬することが指定された場合、位置（４０，３５，０）を始点とし、位置（７０，３５，０）を終点とする有向線分が経路となる。
【０２５５】
経路評価部１１３ｆは、物体位置属性保持部１０４が保持する属性情報に対応する、運搬対象物体以外の物体のうち、２次衝突候補物体として取得していない物体があるか否かを判断する（ステップＳ１２０３）。２次衝突候補物体として未取得の物体がある場合には（ステップＳ１２０３でＹＥＳ）、経路評価部１１３ｆは、未取得の物体のうちの１つを任意に選択し、選択された物体を２次衝突候補物体とする。
【０２５６】
運搬時２次衝突可能性評価部２１０３は、指定された２次衝突候補物体の、運搬対象物体の移動経路に対する運搬時２次衝突可能性評価値を算出する（ステップＳ１２０２ｆ）。ここでは運搬対象物体の移動経路は、ロボットの移動経路で近似することとする。
【０２５７】
危険属性組合せ評価部１１２が、２次衝突候補物体の危険属性組合せ評価値を算出し、経路評価部１１３ｆに出力する（ステップＳ７０９）。
【０２５８】
経路評価部１１３ｆが、運搬時２次衝突可能性評価処理（ステップＳ１２０２ｆ）で算出された運搬時２次衝突可能性評価値と、危険属性組合せ取得処理（ステップＳ７０９）で算出された危険属性組合せ評価値とに基づいて、２次衝突候補物体の評価値を算出する。すなわち２次衝突が発生した場合の被害リスクを算出する（ステップＳ７１０）。具体的な算出方法は、実施の形態１と同様である。つまり、運搬時２次衝突可能性評価値と危険属性組合せ評価値との積が、２次衝突が発生した場合の被害リスクとされる。
【０２５９】
評価算出処理（ステップＳ７１０）の後、２次衝突候補物体判定処理（ステップＳ１２０３）に戻り、残りの２次衝突候補物体に対しても同様の処理が繰り返される。
【０２６０】
２次衝突候補物体として未取得の物体がなくなった場合には（ステップＳ７０４でＮＯ）、経路評価部１１３ｆが、評価算出処理（ステップＳ７１０）で算出された各候補の評価を基に経路評価値を算出する。算出した経路評価値は、評価保持部１１４に格納する（ステップＳ７１１）。具体的な算出方法は、実施の形態１の場合と同様である。
【０２６１】
行動計画部１１５は、評価保持部１１４より経路評価値を取得し、取得した経路評価値に基づいて、行動計画を実施し、計画された行動を示す情報を計画保持部１１６に格納する（ステップＳ７１２）。具体的な算出方法は、実施の形態１の場合と同様である。
【０２６２】
＜実施の形態８の効果＞
以上説明したように、実施の形態８によると、家庭内で移動するロボットにおいて、移動ロボットに接触して運搬されている物体が、さらにその運搬経路の周辺にある物体と接触した場合に二次被害が発生するか否かを判断することができる。これにより、移動ロボットの行動計画を行うことができる。これに伴い、二次被害を低減することができる。
【０２６３】
以上、本発明の経路危険性評価装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
【０２６４】
なお、上述の実施の形態では、移動機器の一例としてロボットを挙げたが、自律走行車などの移動経路を移動する移動機器であれば、本発明を適用可能である。
【０２６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０２６６】
本発明は、家庭環境のように物体が多数存在し２次衝突が生じるような場所で、２次衝突によるリスクを考慮したロボットなどの移動機器の行動計画を立案することができるため、移動機器の行動計画を立案する行動計画装置等に適用できる。
【符号の説明】
【０２６７】
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ、１００ｅ、１００ｆ  行動計画装置
１０１、１０１ａ  ロボット位置取得部
１０２、１０２ａ  始点位置保持部
１０３  物体位置属性取得部
１０４  物体位置属性保持部
１０５、１０５ｆ  把持対象情報取得部
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄ  経路生成部
１０７、１０７ａ、１０７ｃ  経路保持部
１０８、１０８ｂ  ２次衝突可能性方向評価部
１０９、１０９ｂ  ２次衝突可能性距離評価部
１１１  危険属性組合せ情報保持部
１１２、１１２ｂ  危険属性組合せ評価部
１１３、１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｅ、１１３ｆ  経路評価部
１１４、１１４ｃ  評価保持部
１１５、１１５ｃ、１１５ｄ  行動計画部
１１６、１１６ｃ、１１６ｄ  計画保持部
４０１、８００  ロボット
８０１  移動装置
８０２  行動変更指示装置
８０３  作業台
８０５  ロボットシステム
９０１  ロボットアーム
１１０１  １次衝突可能性評価部
１５０１  除外領域保持部
２１０１  １次衝突危険属性情報保持部
２１０２  １次衝突危険属性評価部
２１０３  運搬時２次衝突可能性評価部
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価装置であって、
移動機器の移動経路を示す情報である移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置を示す位置情報で示される前記複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触することにより移動させられる可能性がある第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性評価部と、
物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部と、
前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する経路評価部と
を備える経路危険性評価装置。
【請求項２】
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部における評価を示す評価値と、前記危険属性組合せ評価部により決定された前記被害度合いを示す値とを乗算した乗算値が大きいほど、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性が高いと評価する
請求項１記載の経路危険性評価装置。
【請求項３】
前記２次衝突可能性評価部は、前記移動経路における前記移動機器の移動方向と前記第１物体の位置および前記第２物体の位置を結ぶ直線とがなす角度が０度に近づくほど大きくなる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性方向評価部を含む
請求項１または２に記載の経路危険性評価装置。
【請求項４】
前記２次衝突可能性方向評価部は、前記移動経路を平行移動させることで得られる、前記第１物体の中心位置を通る直線が前記第２物体の外接円と交差する場合に最大となる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項３記載の経路危険性評価装置。
【請求項５】
前記２次衝突可能性方向評価部は、前記移動経路を平行移動させることで得られる、前記第１物体の中心位置を通る直線上を前記第１物体の外接円が通過すると仮定したときに、前記第１物体の外接円と前記第２物体の外接円とが接触する場合に最大となる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項３記載の経路危険性評価装置。
【請求項６】
前記２次衝突可能性評価部は、前記第１物体と前記第２物体との間の距離が小さいほど大きくなる２次衝突可能性距離評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性距離評価部を含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項７】
前記２次衝突可能性距離評価部は、前記第１物体と前記第２物体との間の距離が小さく、かつ前記第２物体の大きさが大きいほど大きくなる２次衝突可能性距離評価値を算出することにより、
前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項６記載の経路危険性評価装置。
【請求項８】
さらに、前記移動経路と前記第１物体との間の距離が小さいほど大きくなる１次衝突可能性評価値を算出することにより、前記移動機器が前記第１物体に接触または接近する可能性を示す評価する１次衝突可能性評価部を備え、
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いと、前記１次衝突可能性評価部による評価結果とに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項９】
さらに、前記移動機器と前記環境内に存在する物体とが接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記移動機器と前記第１物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部とを備え、
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いと、前記１次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項８記載の経路危険性評価装置。
【請求項１０】
前記移動経路情報は、前記移動機器における複数箇所の移動経路を示す情報であり、
前記２次衝突可能性評価部は、前記移動機器における前記複数箇所の各々について、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価し、
前記経路評価部は、前記移動機器の各箇所に対する前記移動経路の危険性を評価し、前記複数箇所について、各箇所における評価結果を集計することにより、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１１】
さらに、前記経路評価部による評価結果に従い、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性が高いほど前記移動経路における前記移動機器の移動速度を遅い速度に決定する行動計画部を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１２】
前記第１物体は、前記移動機器により操作が施される対象の物体とは異なる物体であり、
前記経路危険性評価装置は、さらに、前記経路評価部により評価された前記移動経路の危険性が所定の危険性を超えるか否かを判断し、超える場合には、前記移動経路を通らないような前記移動機器の移動経路を生成する経路生成部を備える
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１３】
前記第１物体は、前記移動機器により操作が施される対象の物体であり、
前記経路危険性評価装置は、さらに、前記第１物体が複数存在する場合には、複数の第１物体までの移動経路のうち、前記経路評価部によって最も危険性が低いと判断される移動経路を、前記移動機器の移動経路と決定する行動計画部を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１４】
前記危険属性組合せ評価部は、前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害金額に基づいて、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害金額を、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いとして決定する
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１５】
前記第１物体は、前記移動機器により運搬させられる物体である
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１６】
コンピュータにより、移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価方法であって、
移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、位置情報で示される前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する可能性評価ステップと、
前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する決定ステップと、
前記可能性評価ステップでの評価結果と、前記決定ステップで決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する危険性評価ステップと
を含む経路危険性評価方法。
【請求項１７】
移動機器の移動経路の危険性を評価するコンピュータ実行可能なプログラムであって、
移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、位置情報で示される前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する可能性評価ステップと、
前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する決定ステップと、
前記可能性評価ステップでの評価結果と、前記決定ステップで決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する危険性評価ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2010004744.tif 000048
【図２】
2010004744.tif 000049
【図３】
2010004744.tif 000050
【図４】
2010004744.tif 000051
【図５】
2010004744.tif 000052
【図６】
2010004744.tif 000053
【図７】
2010004744.tif 000054
【図８】
2010004744.tif 000055
【図９】
2010004744.tif 000056
【図１０】
2010004744.tif 000057
【図１１】
2010004744.tif 000058
【図１２】
2010004744.tif 000059
【図１３】
2010004744.tif 000060
【図１４】
2010004744.tif 000061
【図１５】
2010004744.tif 000062
【図１６】
2010004744.tif 000063
【図１７】
2010004744.tif 000064
【図１８】
2010004744.tif 000065
【図１９】
2010004744.tif 000066
【図２０】
2010004744.tif 000067
【図２１】
2010004744.tif 000068
【図２２】
2010004744.tif 000069
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2010004744.tif 000072
【手続補正書】
【提出日】平成22年2月15日(2010.2.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価装置であって、
移動機器の移動経路を示す情報である移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置を示す位置情報で示される前記複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触することにより移動させられる可能性がある第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性評価部と、
物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部と、
前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する経路評価部と
を備える経路危険性評価装置。
【請求項２】
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部における評価を示す評価値と、前記危険属性組合せ評価部により決定された前記被害度合いを示す値とを乗算した乗算値が大きいほど、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性が高いと評価する
請求項１記載の経路危険性評価装置。
【請求項３】
前記２次衝突可能性評価部は、前記移動経路における前記移動機器の移動方向と前記第１物体の位置および前記第２物体の位置を結ぶ直線とがなす角度が０度に近づくほど大きくなる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性方向評価部を含む
請求項１または２に記載の経路危険性評価装置。
【請求項４】
前記２次衝突可能性方向評価部は、前記移動経路を平行移動させることで得られる、前記第１物体の中心位置を通る直線が前記第２物体の外接円と交差する場合に最大となる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項３記載の経路危険性評価装置。
【請求項５】
前記２次衝突可能性方向評価部は、前記移動経路を平行移動させることで得られる、前記第１物体の中心位置を通る直線上を前記第１物体の外接円が通過すると仮定したときに、前記第１物体の外接円と前記第２物体の外接円とが接触する場合に最大となる２次衝突可能性方向評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項３記載の経路危険性評価装置。
【請求項６】
前記２次衝突可能性評価部は、前記第１物体と前記第２物体との間の距離が小さいほど大きくなる２次衝突可能性距離評価値を算出することにより、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性距離評価部を含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項７】
前記２次衝突可能性距離評価部は、前記第１物体と前記第２物体との間の距離が小さく、かつ前記第２物体の大きさが大きいほど大きくなる２次衝突可能性距離評価値を算出することにより、
前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価する
請求項６記載の経路危険性評価装置。
【請求項８】
さらに、前記移動経路と前記第１物体との間の距離が小さいほど大きくなる１次衝突可能性評価値を算出することにより、前記移動機器が前記第１物体に接触または接近する可能性を示す評価する１次衝突可能性評価部を備え、
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いと、前記１次衝突可能性評価部による評価結果とに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項９】
さらに、前記移動機器と前記環境内に存在する物体とが接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記移動機器と前記第１物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部とを備え、
前記経路評価部は、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いと、前記１次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項８記載の経路危険性評価装置。
【請求項１０】
前記移動経路情報は、前記移動機器における複数箇所の移動経路を示す情報であり、
前記２次衝突可能性評価部は、前記移動機器における前記複数箇所の各々について、前記第１物体が前記第２物体に接触または接近する可能性を評価し、
前記経路評価部は、前記移動機器の各箇所に対する前記移動経路の危険性を評価し、前記複数箇所について、各箇所における評価結果を集計することにより、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する
請求項１〜９のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１１】
さらに、前記経路評価部による評価結果に従い、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性が高いほど前記移動経路における前記移動機器の移動速度を遅い速度に決定する行動計画部を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１２】
前記第１物体は、前記移動機器により操作が施される対象の物体とは異なる物体であり、
前記経路危険性評価装置は、さらに、前記経路評価部により評価された前記移動経路の危険性が所定の危険性を超えるか否かを判断し、超える場合には、前記移動経路を通らないような前記移動機器の移動経路を生成する経路生成部を備える
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１３】
前記第１物体は、前記移動機器により操作が施される対象の物体であり、
前記経路危険性評価装置は、さらに、前記第１物体が複数存在する場合には、複数の第１物体までの移動経路のうち、前記経路評価部によって最も危険性が低いと判断される移動経路を、前記移動機器の移動経路と決定する行動計画部を備える
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１４】
前記危険属性組合せ評価部は、被害度合いを示す情報として前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害金額の情報を参照し、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害金額を、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いとして決定する
請求項１〜１３のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１５】
前記第１物体は、前記移動機器により運搬させられる物体である
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の経路危険性評価装置。
【請求項１６】
コンピュータにより、移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価方法であって、
移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、位置情報で示される前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する可能性評価ステップと、
前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する決定ステップと、
前記可能性評価ステップでの評価結果と、前記決定ステップで決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する危険性評価ステップと
を含む経路危険性評価方法。
【請求項１７】
移動機器の移動経路の危険性を評価するコンピュータ実行可能なプログラムであって、
移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、位置情報で示される前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触または接近することにより移動させられる第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する可能性評価ステップと、
前記環境内に存在する物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する決定ステップと、
前記可能性評価ステップでの評価結果と、前記決定ステップで決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する危険性評価ステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る経路危険性評価装置は、移動機器の移動経路の危険性を評価する経路危険性評価装置であって、移動機器の移動経路を示す情報である移動経路情報で示される前記移動機器の移動経路と、前記移動機器が移動する環境内に存在する複数の物体の位置を示す位置情報で示される前記複数の物体の位置との関係に基づいて、前記移動機器と接触することにより移動させられる可能性がある第１物体が、さらに第２物体に接触または接近する可能性を評価する２次衝突可能性評価部と、物体同士が接触または接近した際の被害度合いを示す情報を参照することにより、前記第１物体と前記第２物体とが接触または接近した際の被害度合いを決定する危険属性組合せ評価部と、前記２次衝突可能性評価部による評価結果と、前記危険属性組合せ評価部により決定された被害度合いとに基づいて、前記移動機器に対する前記移動経路の危険性を評価する経路評価部とを備える。
【国際調査報告】
2010004744.tif 000073
2010004744.tif 000074