(57)【要約】【課題】オペレータが移動中のロボットを視認できるようにしながら、オペレータにより自らを追尾させる能力を有する、動力式自律ロボットを準備する。【解決手段】車輪（３）に、または無限軌道に、または足状部上に組付けられた本体（２）と、位置特定用デバイス（４）と、位置特定用デバイス（４）と通信状態にありロボットの一方の側の運転ゾーン内のオペレータの相対的位置検出用モジュールを含む運転用モジュール（１００）とを含む動力式自律ロボット（１）において、前記検出用モジュールが、ロボットのもう一方の側に位置する前進ゾーン（３０）内でロボットを前進および／または回転および／または横方向並進運動させるために、オペレータの指令位置を決定するように適応されている。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪（３）に、または無限軌道に、または足状部上に組付けられた本体（２）と、位置特定用デバイス（４）と、位置特定用デバイス（４）と通信状態にありロボットの一方の側の運転ゾーン内のオペレータの相対的位置検出用モジュール（１０３）を含む運転用モジュール（１００）とを含む動力式自律ロボット（１）において、前記検出用モジュールが、ロボットの停止に対応する基準位置との関係におけるオペレータの相対的位置を決定するように適応されており、前記相対的位置は、ロボットのもう一方の側に位置する前進ゾーン（３０）内でロボットを前進および／または回転および／または横方向並進運動させるために、誘導用モジュール（１０５）にそれ自体伝送される移動指令を生成する目的で指令用モジュール（１０４）によって使用される、ロボット（１）。
【請求項２】
オペレータの相対的位置が、ロボットの停止に対応する基準位置との関係における長手方向の隔たりおよび横方向の隔たりを測定することによって決定される、請求項１に記載のロボット（１）。
【請求項３】
オペレータの相対的位置が、ロボットの停止に対応する基準位置との関係における角度の隔たり（α）および半径の隔たり（ｒ）を測定することによって決定される、請求項１に記載のロボット（１）。
【請求項４】
位置特定用デバイス（４）が唯一のセンサを含む、請求項１または２に記載のロボット（１）。
【請求項５】
位置特定用デバイス（４）が、レーザ、ライダ、ソナー、レーダ、カメラ、温度カメラ、赤外線測距デバイス、無線測定デバイス、ＧＰＳというリストから選択される一要素を含む、請求項１〜４のいずれか１つに記載のロボット（１）。
【請求項６】
マイクロプロセッサ（１０１）と実施用命令（１０２）とを具備した運転用モジュール（１００）と通信することのできる位置特定用デバイス（４）を含む、請求項１〜５のいずれか１つに記載の自律ロボット（１）のための運転用システムにおいて、前記運転用モジュールが、オペレータの相対的位置の検知用モジュール（１０３）と、移動指令用モジュール（１０４）と、誘導用モジュール（１０５）とを含むものであって、
運転用システムが、ロボットのもう一方の側に位置する前進ゾーン（３０）内でロボットを前進および／または回転および／または横方向並進運動させるために、ロボット（１）の一方の側の運転用ゾーン（２０）内に位置するオペレータ（１０）による運転を可能にするように構成されている運転用システム。
【請求項７】
オペレータ（１０）による請求項１〜５のいずれか１つに記載の動力式自律ロボット（１）の運転方法において、
−  オペレータの相対的位置の検知用モジュール（１０３）が、ロボットの停止に対応する基準位置との関係における長手方向の隔たりおよび横方向の隔たりを測定することによって、オペレータの相対的位置を決定するステップと；
−  移動指令用モジュール（１０４）が、オペレータの相対的位置データを受信し移動指令を決定するステップと；
−  誘導用モジュール（１０５）が移動指令を受信し、この移動指令に従ってロボットの移動を確実に行うステップと；
を含む方法。
【請求項８】
オペレータ（１０）による請求項１〜５のいずれか１つに記載の動力式自律ロボット（１）の運転方法において、
−  オペレータの相対的位置の検知用モジュール（１０３）が、ロボットの停止に対応する基準位置との関係における角度の隔たり（α）および半径の隔たり（ｒ）を測定することによって、オペレータの相対的位置を決定するステップと；
−  移動指令用モジュール（１０４）が、オペレータの相対的位置データを受信し移動指令を決定するステップと；
−  誘導用モジュール（１０５）が移動指令を受信し、この移動指令に従ってロボットの移動を確実に行うステップと；
を含む方法。
【請求項９】
ロボットの角度方向が、角度の隔たりまたは横方向の隔たりに応じて指令用モジュール（１０４）によって決定され、こうして、この隔たりが大きくなればなるほどカーブがきつくなるようになっている、請求項７または８に記載の動力式自律ロボット（１）の運転方法。
【請求項１０】
ロボットの移動速度が半径の隔たり（ｒ）または長手方向の隔たりに応じて指令用モジュール（１０４）によって決定され、こうして、この隔たりが大きくなればなるほど速度が速くなるようになっている、請求項７または８に記載の動力式自律ロボット（１）の運転方法。
【請求項１１】
オペレータの相対的位置の検知用モジュール（１０３）が、ロボットの移動の停止指令に対応するオペレータの運動または合図を検出するように想定されている、請求項７〜１０のいずれか１つに記載の動力式自律ロボット（１）の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力式ロボットに関する。本発明はより詳細には、ロボットの一端部にオペレータが存在することによって「プッシュ」モードで運動する能力を有するロボットに関する。
【背景技術】
【０００２】
動力式自律ロボットは今日周知であり、物流、農業、工業生産などの多くの分野で利用されている。これらのロボットを自律的に移動させるために、これらのロボットは、位置特定および誘導用手段を含んでいなければならない。今日、ロボットが受容可能な安全性条件の下で移動できるようにする位置特定機能の実施を可能にする場所にセンサおよび／またはカメラが配設された、多くの実施形態が存在する。
【０００３】
移動を管理するためには、自律ロボットを、実施すべき精確な経路に応じてプログラミングすることができる。このモードは、反復的に実施されなければならない経路にうまく適応している。他のケース、例えばオペレータが独自の経路を実施したい場合、ロボットは、オペレータの検出を可能にするセンサ、およびロボットがオペレータに追従して移動できるようにする誘導用手段を有する。このモードは、英語の「フォローミー」（私を追尾して下さい）という用語で周知である。他の解決例が以下で提示される。
【０００４】
米国特許出願公開第２００６１４０４５０号明細書は、人間の追尾用デバイスおよび方法について記載している。このデバイスは、方法を実行するためのプログラムを記憶する記憶媒体、および装置を含む移動体電子システムを含む。人間の追跡用装置は、人間の上半身の場所を検出するモジュール；人間の脚の位置を検出するモジュール；追尾物体を選択するモジュール；追尾速度およびこの速度を計算するための配向計算機を含む。デバイスは一人の人間を追尾することができる。
【０００５】
中国特許出願公開第１０５００５２４７号明細書は、無線通信を用いてオペレータが遠隔制御することのできるパレットリフトについて記載している。さらに、このパレットリフトは、自動的にオペレータを追尾することができる。
【０００６】
台湾特許出願公開第２０１５４０４４７号明細書は、ロボットの前に居る人間の骨格の姿勢を検出し人体の身振りによる制御に応じて移動するためのセンサについて記載している。ロボットは、移動する個人を追尾する。
【０００７】
韓国特許第１０１０１４５３１号明細書は、動力式ロボットによる人間の追尾方法について記載している。センサは、個人の脚を検出しこの個人の移動を追尾するように想定されている。
【０００８】
特開２００８―１４９３９９号公報は、同時に移動する人を追尾するために適切な速度で移動する動力式ロボットについて記載している。ロボットは、個人と同時に個人の傍を移動する。
【０００９】
特開２００３―２８０７３９号公報は、人物を追尾する能力を有する動力式ロボットについて記載している。
【００１０】
これらの解決法は、動力式自律ロボットが比較的高い信頼性でオペレータを追尾できるようにする。しかしながら、これらの解決法では、オペレータがロボットに走行させたい通路上でオペレータがロボットに先行していることが前提となっている。ところが、ロボットの前を移動することによって、オペレータは、自らの後ろで起こっていること、すなわちロボットがオペレータを追尾しているか否か、ロボットがオペレータのたどったルートから外れていないか、さらにはロボットが窮地に陥っていないか、またはロボットが偶発的事象に遭遇していないか、について全く分からない。この状況は、ロボットが行う追尾の質および信頼性に関して極めて多くの不確実さをもたらす。
【００１１】
他のケースでは、オペレータが、移動方向を変更せざるを得なくなる状況に陥る場合もある。ところが、「フォロワー」ロボットの場合では、このときオペレータは、追尾モードを再開するべく反対側に身を置くためにロボットを迂回せざるを得ない。このケースでは、ロボットの両側にオペレータの認識手段を想定することが強く求められる。最後に、一部のケースにおいて、前進を阻止されたオペレータは、ロボットを迂回してもう一方の側に身を置くことができない。その場合、例えばロボットを牽引するかまたは持ち上げて１８０度回転させることによって、状況を管理できるようにするための応急処置手段を想定しなければならない。
【００１２】
Ｙｏｕｔｕｂｅドキュメント「Ｒｏｂｏｔ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ  Ｅｆｆｉｂｏｔ  ｄｅ  Ｅｆｆｉｄｅｎｃｅ  ａｕ  Ｓｉｖａｌ  ２０１６（Ｓｉｖａｌ  ２０１６におけるＥｆｆｉｄｅｎｃｅのアシスタントロボットＥｆｆｉｂｏｔ）」は、追尾モードでオペレータの後ろだけでなく、ロボットを遠隔誘導するためのリモコンによって、オペレータの前も移動する能力を有するロボットを描いている。この運転モードは直観的なものではなく、リモコンはオペレータにとって邪魔になる可能性がある。
【００１３】
Ｙｏｕｔｕｂｅビデオ「Ｆｉｎｉ  ｌｅｓ  ｂｏｔｔｅｓ，ａｖｅｃ  Ｅｆｆｉｂｏｔ？（Ｅｆｆｉｂｏｔでブーツにさよなら？）」は、オペレータを追尾しながら移動する能力を有するロボットを描いている。
【００１４】
これら２つのビデオにおいては、例えばオペレータの脚をロボットが検出できるようにする位置特定用システムによってオペレータを追尾する能力を有するロボットが描かれている。しかしながら、その位置特定ゾーンはロボットの前方に限定され、後方はハードウェアによって塞がれている。プッシュモードでは、移動命令（ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）をロボットに伝送するために、リモコンが必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
これらのさまざまな欠点を軽減するため、本発明は、さまざまな技術的手段を準備する。
【００１６】
まず、本発明の第１の目的は、オペレータが移動中のロボットを視認できるようにしながら、オペレータにより自らを追尾させる能力を有する動力式自律ロボットを準備することからなる。
【００１７】
本発明の別の目的は、製造コストの低い動力式自律ロボットを準備することからなる。
【００１８】
本発明の別の目的は、実施がシンプルで信頼性の高い動力式自律ロボットを準備することからなる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このため、本発明は、車輪に、または無限軌道に、または足状部上に組付けられた本体と、位置特定用デバイスと、位置特定用デバイスと通信状態にありロボットの一方の側の運転ゾーン内のオペレータの相対的位置検出用モジュールを含む運転用モジュールとを含む動力式自律ロボットにおいて、前記検出用モジュールが、ロボットの停止に対応する基準位置との関係におけるオペレータの相対的位置を決定するように適応されており、前記相対的位置は、ロボットのもう一方の側に位置する前進ゾーン内でロボットを前進および／または回転および／または横方向並進運動させるために誘導用モジュールにそれ自体伝送される移動指令（ｃｏｎｓｉｇｎｅ）を生成する目的で指令用モジュールによって使用される、ロボットを想定している。
【００２０】
このようなデバイスは、操縦者がリモコンを使用せずに仮想的にロボットを押すような形でロボットを構成することを可能にする。本明細書において、このモードは、ロボットがユーザを追尾する「フォローミー」モードに対する類比により「プッシュミー」と呼称される。変形形態では、使用上の最大限の融通性を得るため、２つの運転モードがロボットに備わっていることが有利である。
【００２１】
このようなデバイスによって、オペレータは、ロボット自体およびその環境に対する完全な視認性を保ちながら、ロボットの移動を制御することができる。こうしてオペレータは、想定外のあらゆる状況に直面した場合または偶発的事象に直面した場合に直ちに反応することができる。オペレータは、容易にかつ直ちにロボットと相互作用して、ルートの途中で、リアルタイムで、かつリモコンにより邪魔されずに、運転を修正するかまたは適応させることができる。「フォローミー」運転モードが備わったロボットの一変形形態の場合、操縦者は、例えばブドウの木の畝間または温室内などのようなある種の労働現場では時として不可能なことであるロボットを迂回する必要なく１つの運転モードから別の運転モードに移行することができる。
【００２２】
有利には、オペレータの相対的位置は、ロボットの停止に対応する基準位置との関係における長手方向の隔たりおよび横方向の隔たりを測定することによって決定される。
【００２３】
変形形態では、オペレータの相対的位置は、ロボットの停止に対応する基準位置との関係における角度の隔たり（α）および半径の隔たり（ｒ）を測定することによって決定される。
【００２４】
有利には、位置特定用デバイスは唯一のセンサを含む。この技術的特徴により、少ない配線でかつ高い信頼性で、シンプルな配設を得ることができる。このような配設は、コストを制限し、ロボットの製造を簡略化することを可能にする。この同じセンサが、ロボットの経路に沿って存在する障害物を検出するのに役立ち得る。
【００２５】
有利な一実施形態によると、位置特定用デバイスは、運転すべきロボットとの関係におけるオペレータの相対的位置を決定することのできるモジュールを含む。このようなモジュールは、例えば、レーザ、ライダ、ソナー、レーダ、カメラ、温度カメラ、赤外線測距デバイス、無線（例えば超広帯域ＵＷＢによる）測定デバイス、ＧＰＳというリストから選択される一要素であり得る。
【００２６】
位置特定用デバイスは好ましくは、少なくとも３００°、より好ましくは３３０°、より一層好ましくは実質的に３６０°の角度範囲にわたりロータリービーム（ｆａｉｓｃｅａｕ  ｒｏｔａｔｉｆ）を発出するように適応されている。この特徴は、構造およびシステムの実施を大幅にシンプルにするような、唯一のセンサを用いてロボットにとっての完全なまたはほぼ完全な視認性を提供するという利点を有する。さらに、２つのモード（フォローミーまたは「プッシュミー」）を有する運転用システムを伴うロボットの場合には、位置特定用デバイスは、シンプルで信頼性の高い構成で、２つのモードを容易に管理することを可能にする。
【００２７】
位置特定用デバイスは、多様な環境において、そして困難な条件下、さらには極限の条件下においてさえ使用を可能にする。実際、例えばレーザは、暗がりに包まれた部屋の中でも強い日差しのある屋外でも同様に使用することができる。最後に、３６０度にわたる位置特定には、より大きな安全性を保証するロボットの完全な視認性を提供するという利点がある。
【００２８】
別の有利な実施形態によると、位置特定用デバイスは、衝突のない移動を確実に行うことのできる環境的要素を検出するように構成されている。
【００２９】
本発明は同様に、マイクロプロセッサと実施用命令とを具備した運転用モジュールと通信することのできる位置特定用デバイスを含む、前述のような自律ロボットのための運転用システムであって、前記運転用モジュールが、オペレータの相対的位置の検知用モジュールと、移動指令用モジュールと、誘導用モジュールとを含んでおり、運転用システムが、ロボットのもう一方の側に位置する前進ゾーン内でロボットを前進および／または回転および／または横方向並進運動させるために、ロボットの一方の側の運転用ゾーン内に位置するオペレータによる運転を可能にするように構成されている、運転用システムをも想定している。
【００３０】
このようなシステムは、「プッシュミー」運転モードの恩恵を受けるための、多数の動力式自律ロボットに装備することができる。
【００３１】
本発明は同様に、オペレータによる前述のような動力式自律ロボットの運転方法において、
−  オペレータの相対的位置の検知用モジュールが、ロボットの停止に対応する基準位置との関係における長手方向の隔たりおよび横方向の隔たりを測定することによって、オペレータの相対的位置を決定するステップと；
−  移動指令用モジュールが、オペレータの相対的位置データを受信し移動指令を決定するステップと；
−  誘導用モジュールが移動指令を受信し、この移動指令に従ってロボットの移動を確実に行うステップと；
を含む方法をも想定している。
【００３２】
有利には、ロボットの角度方向は、角度の隔たりまたは横方向の隔たりに応じて指令用モジュールによって決定され、こうして、この隔たりが大きくなればなるほどカーブがきつくなるようになっている。
【００３３】
同様に有利には、ロボットの移動速度は半径の隔たり（ｒ）または長手方向の隔たりに応じて指令用モジュールによって決定され、こうして、この隔たりが大きくなればなるほど速度が速くなるようになっている。
【００３４】
「プッシュミー」モードでは、「フォローミー」モードとは異なり、ユーザは実際に能動的であり、ロボットを運転する。ユーザは、ロボットを運転し障害物の間そして自ら望む通路へと導くためにロボットとの関係における自らの相対的位置を決断する。ユーザは、ロボットおよびその環境を連続的に見ていることから、リアルタイムであらゆる状況または事象に対して反応することができる。したがって、この運転モードは、非常に確実、非常に信頼性が高く、直観的なものであり、無数の現場で高い適応能力を提供する。
【００３５】
さらに有利な実施形態によると、オペレータの相対的位置の検知用モジュールは、ロボットの移動の停止指令に対応するオペレータの運動または合図を検出するように想定されている。この特徴によりユーザは、最大限の反応性と安全性を得るために、ロボットに触れることなく非常に迅速に反応することができる。変形形態では、オペレータの後退は、停止を制御するのに役立ち得る。さらに変形形態では、停止ボタンを、ロボットまたは遠隔制御に設けることができる。
【００３６】
実施の全ての詳細は、非限定的例を目的としてのみ提示される図１〜図６により補完されて、以下の説明の中で示される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】本発明に係る運転用システムを伴う自律ロボットの一例の概略的表現である。
【図１Ｂ】操縦者と運転ゾーンとの間に位置する自律ロボットの一例の概略的表現である。
【図２】本発明に係る動力式自律ロボットのカーブを伴う移動例である。
【図３】本発明に係る動力式自律ロボットのカーブを伴う移動例である。
【図４】本発明に係る動力式自律ロボットのカーブを伴う移動例である。
【図５】本発明に係る運転方法の主要ステップを例示する機能的フローチャートを示す。
【図６】本発明に係る動力式自律ロボット用の運転用モジュールの一例を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
目的は、ロボットに先行しながらロボットに触れることなくかつジョイスティックやリモコンを使用することなくロボットを操作することにある。ロボットは、その緊急停止システムがトリガされた場合に突然不動化する可能性がある。その場合、ロボットを追尾する人がロボットにぶつかってはならない。ロボットは、その緊急停止システムがトリガされた場合に突然不動化する可能性がある。このとき、ロボットを追尾する人がロボットにぶつからないように想定する必要がある。その上、ロボットは、その人の脚がロボットにぶつかる危険性なく一歩を出すことができるように充分離れていなければならない。
【００３９】
図１Ａは、車輪３上に組付けられた本体２を含むロボット１の一実施例を例示する。この例において、本体２は、矩形形状を有し、実質的に平担であり、重心を床の近くに維持しオペレータによる荷積みおよび荷下ろし作業を容易にするようになっている。変形形態では、本体は、想定されている用途および求められる美的品質に応じて、広範な形状および断面形状に沿って構想されてよい。従来、ロボットは、少なくとも１つの電動モータまたは内燃機関、および自律的に移動を管理することのできる手段を含む。
【００４０】
図１Ａの実施例において、ロボットは、本体２の上に配設された積荷載荷用テーブル５を含む。この位置によりロボットが輸送すべき積荷を操作する上で多大な利便性を得ることができる。図１は同様に、テーブル５が本体２から間隔取りされていることも示している。この例では、テーブルの嵩上げは、本体２の上部とテーブルの下部の間に配設された分離用スペーサ６によって確実に行われる。
【００４１】
図１Ａに示されているように、この実施例のロボットは、テーブルの表面全体を充分に支持するような形で分布した６つのスペーサ、つまり各端部に２つのスペーサおよび本体の中央ゾーンに向かう２つのスペーサを含む。ロボットは、それがいかなる方向であっても、少なくとも１つの方向で前進するように構想されており、ロボットは回転し曲線または直線の軌跡をたどることができる。角度的方向転換は、車輪（２つまたは４つの操舵輪）の枢動によって、またはロボットの各々の側の車輪間の相対的角速度変動によって確実に行われる。
【００４２】
このために、ロボットには有利には、車輪の軸の中に設置された４つの電動モータが装備されている。ロボットには同様に、２つまたは４つの駆動輪を伴う唯一のモータが具備されていてよい。本体２は、１つ以上のバッテリと、ロボットの管理および誘導を確実に行うために必要とされる電子要素とを収納することができる。
【００４３】
本体の上部との関係におけるテーブル５の嵩上げによって、好ましくは唯一である位置特定用デバイス４が内部に配設されている、障害物が実質的に不在の視認ゾーン７を形成することができる。
【００４４】
例示された例において、分離用スペーサ６は、主平面が位置特定用デバイス４のビームの軸に対して実質的に平行になるように配向された実質的に薄い小プレートで構成されている。ひきつづき図１および図２の実施例において、位置特定用デバイス４は、３６０°という角度範囲にわたる環境的物体を位置特定できるように適応されたレーダレーザ（またはＬＩＤＡＲ（ライダ））を含んでいる。スペーサは、環境の視認を妨げないよう充分薄くかつ間隔取りされている。
【００４５】
変形形態では、１つ以上のカメラ、１つ以上の誘導センサ、またはその他などのような他のタイプのセンサを使用することができる。複数のタイプのセンサを用いたハイブリッド型の解決法も同様に使用可能である。
【００４６】
「プッシュミー」モードでの運転例
図１Ｂ、図２、図３および図４に例示されている本発明の運転用システムおよび方法の実施例においては、積荷担持用テーブル無しのロボット１の例が、例示目的で使用されている。位置特定用デバイス４は、有利には、例えば物体、壁、間仕切りまたは障害物などの該ロボットを取巻く要素と、ロボットの操縦者１０とを同時に検出できるようにする、３６０度にわたる能動的レーザスキャナ（またはＬＩＤＡＲ（ライダ））である。操縦者は、ロボット１の一方の側に位置する運転ゾーン２０内で動くことができる。ロボットが移動することのできる前進ゾーン３０は、運転ゾーン２０の反対側にある。
【００４７】
図１Ｂの例は、実質的に直線方向に沿って「プッシュミー」モードで移動するロボットの例を例示する。
【００４８】
図２の例は、カーブを右に切り始めながら「プッシュミー」モードで移動するロボットの例を例示する。
【００４９】
図３の例は、カーブを左に切り始めながら「プッシュミー」モードで移動するロボットの例を例示する。
【００５０】
図４の例は、指令位置の別の測定方法によってカーブを左に切り始めながら「プッシュミー」モードで移動するロボットの例を例示する。
【００５１】
運転用システム
図６は、運転用モジュール１００と有線または無線リンクによって通信することのできる、先に説明した通りの位置特定用デバイス４（図１Ａ、図１Ｂ、図２、図３および図４に図示）を含む自律ロボット向けの運転用システムの例を概略的に例示する。運転用モジュールはその実施を目的として、少なくとも１つのマイクロプロセッサ１０１と、さまざまなモジュールのマイクロプロセッサを実施するための命令１０２とを含む。運転用モジュールは同様に、オペレータの相対的位置の検知用モジュール１０３および移動指令用モジュール１０４をも想定している。前進ゾーンに沿ってロボットの誘導を確実に行う誘導用モジュール１０５も同様に想定されている。運転用モジュールは有利にも、操縦者の相対的位置のデータモジュール１０６およびロボットの移動指令データモジュール１０７などのメモリモジュールを含む。障害物検出用モジュールも同様に想定することができる。
【００５２】
運転用システムは、反対側に位置する前進ゾーン３０内でロボットを前進させるために、ロボット１の一方の側の運転ゾーン２０内に位置するオペレータ１０による運転を可能にするように構成されている。したがって、運転用システムは、ロボットとの接触無くかつロボットを遠隔制御するためのリモコンも無しでロボットを運転する操縦者よりもロボットが先行することから、「プッシュミー」タイプのものである。
【００５３】
運転方法
図５は、本発明に係る動力式自律ロボットの運転方法の主要なステップを示す機能的フローチャートを提示している。
【００５４】
ステップ５０において、運転用モジュール１００は、プッシュモードでの運転を開始または続行するためのコマンドを受信する。例えば、ユーザは、ロボット上の制御ボタンまたは遠隔レバーを押す。ステップ５１において、位置特定用デバイス４は、オペレータの相対的位置の検知用モジュール１０３に対し、運転ゾーン２０内に存在するロボットの操縦者の位置データを送る。ステップ５２において、同モジュール１０３は、例えば長手方向の隔たりおよび横方向の隔たりを決定すること（図１Ｂ、図２および図３参照）によって、または角度の隔たりαおよび半径の隔たり「ｒ」を測定すること（図４参照）によって、ロボットとの関係におけるオペレータの指令位置を決定する。
【００５５】
ステップ５３において、移動指令用モジュール１０４は、操縦者の相対的位置を基準位置と比較する。この基準位置において、操縦者は、運転ゾーン内でロボットの停止に対応する長手方向および横方向の隔たりまたは角度の隔たりαおよび半径「ｒ」のところにいる。操縦者の相対的位置が基準位置と離隔している場合、移動指令用モジュール１０４は、ロボットを移動させるための指令を設定する。ステップ５４は、ロボットの速度そして場合によってはカーブを決定するために有利に使用される基準の例を例示する。これらの基準によると、速度は、基準位置との隔たりに応じて決定される：すなわち、
・  隔たり＝０である場合：恒常速度；
・  隔たり＞０である場合：増速；
・  隔たり＜０である場合：減速。
【００５６】
カーブ角度の方向は、オペレータの相対的位置に応じて指令用モジュール１０４により決定され、こうして、オペレータ１０が基準位置（例えばロボットの長手方向軸Ａ−Ａまたは角度α）の第１の側にいる場合、カーブの方向は時計回り方向であり、オペレータが基準位置の第２の側にいる場合、カーブの方向は反時計回り方向であるようになっている。
【００５７】
任意には、ロボットを急停止させるために、オペレータの相対的位置の検知用モジュール１０３は、ロボットの移動の停止指令に対応するオペレータの運動または合図を検出するように想定されている（ステップ５５）。この指令は同様にユーザの後退または専用に設けられたボタンを介した制御にも対応し得る。
【００５８】
計算の定義および関数：
−  Ｌａ  ｌｏｎｇｕｅｕｒ＿ｐａｓ：歩行の際の歩幅（８０ｃｍ）；
−  Ｆｃｔ＿ｌｏｎｇｕｅｕｒ＿ｐａｓ（ｖｉｔｅｓｓｅ）：人の移動速度に応じて歩幅を返す関数。速度が歩行速度である場合には、そのとき戻ってくる値は８０ｃｍとなるだろう（ｌｏｎｇｕｅｕｒ＿ｐａｓ）。速度がランニング速度である場合には、歩幅ははるかに大きくなる。
−  Ｅｃａｒｔ：歩幅が全ての人について同じでないことを考慮に入れるための、ロボットを長手方向に人から離れさせるためのメートル単位の距離；
−  Ｆｃｔ＿ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ａｒｒｅｔ＿ｐｉｅｔｏｎ（ｖｉｔｅｓｓｅ）：歩行者の歩行速度に応じた、歩行者の理論的停止距離を返す関数；
−  Ｆｃｔ＿ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ａｒｒｅｔ＿ｐｉｅｔｏｎ（ｖｉｔｅｓｓｅ）＝ｖｉｔｅｓｓｅ*ｔｅｍｐｓ＿ｄｅ＿ｒｅａｃｔｉｏｎ＋ｖｉｔｅｓｓｅ＾２／（２*ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ＿ｔｈｅｏｒｉｑｕｅ＿ｐｉｅｔｏｎ）；
−  Ｆｃｔ＿ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ａｒｒｅｔ＿ｕｒｇｅｎｃｅ＿ｒｏｂｏｔ（ｖｉｔｅｓｓｅ）：緊急制動時のロボットの移動速度に応じて、ロボットの理論的停止距離を返す関数；
−  Ｆｃｔ＿ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ａｒｒｅｔ＿ｕｒｇｅｎｃｅ＿ｒｏｂｏｔ（ｖｉｔｅｓｓｅ）＝ｖｉｔｅｓｓｅ*ｔｅｍｐｓ＿ｄｅ＿ｌａｔｅｎｃｅ＋ｖｉｔｅｓｓｅ＾２／（２*ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ＿ｕｒｇｅｎｃｅ＿ｒｏｂｏｔ）；
−  指令距離：歩行者とロボットとの間の長手方向の隔たりについて所望される距離；
−  Ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｃｏｎｓｉｇｎｅ＝ｍａｘ（ｍａｘ（Ｌｏｎｇｕｅｕｒ＿ｐａｓ，Ｆｃｔ＿ｌｏｎｇｕｅｕｒ＿ｐａｓ（ｖｉｔｅｓｓｅ＿ｒｏｂｏｔ））＋ｅｃａｒｔ，ｍａｘ（０，Ｆｃｔ＿ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ａｒｒｅｔ＿ｐｉｅｔｏｎ（ｖｉｔｅｓｓｅ＿ｒｏｂｏｔ）−
ｆｃｔ＿ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ａｒｒｅｔ＿ｕｒｇｅｎｃｅ＿ｒｏｂｏｔ（ｖｉｔｅｓｓｅ＿ｒｏｂｏｔ）））
−  車両の配向指令：次に来る障害物を回避することによりこの指令が修正され得ることから、これは、モータに送られる指図（ｏｒｄｒｅ）ではなく指令である；
−  操舵系を有する車両の場合：指令＝旋回半径（または車輪の曲率（ｃｏｕｒｂｕｒｅ）または旋回角度(ａｎｇｌｅ  ｄｅ  ｂｒａｑｕａｇｅ)）；
−  人が右にずれている場合、車輪を左へ旋回。
−  人が左にずれている場合、車輪を右へ旋回。
−  人がほぼロボットの軸±ｃｍ単位のデルタ値内にいる場合には、そのときロボットの車輪はまっすぐである。この特性により、人が厳密にまっすぐに歩かない場合でも、または人の検出用モジュールが横方向検出において精確でない場合でも、ロボットは直線的に前進することができる。
−  固定系を有する車両（車タイプ）である場合：指令＝回転速度（または曲率）。
車両は、人がつねにロボットの長手方向軸内にいるような形で回転する。人がほぼロボットの軸±ｃｍ単位のデルタ値内にいる場合には、そのときロボットは回転しない。この点により、人が厳密にまっすぐに歩かない場合でも、または人の検出用モジュールが横方向検出において精確でない場合でも、ロボットは直線的に前進することができる。
−  車両の速度指令：次に来る障害物回避によりこの指令が修正され得るだろうことから、これは、モータに送られる指図ではなく指令である。
−  指令＝前進直線速度；
−  ロボットは、指令距離上で長手方向の隔たりを抑制するために加速または減速するが、後退はできない。
【００５９】
反応性ある障害物の回避：
ロボットが障害物にぶつからないかを見るため、以上で定義された指令を用いて、将来のロボットの位置を予測する：
−  ロボットは所与の形状（概して矩形）を有する。
−  予測する＝１００ｍｓ後にロボットがいるであろう位置を定義し、次に２００ｍｓ後にロボットがいるであろう位置を定義するなど、ロボットがその求められた指令速度に達するまでこの定義を行ない、次に停止するまで減速しながらロボットの位置を予測し続ける。
−  このステップは、指令が１０ｋｍ／時で移動する場合、ロボットが１０ｋｍ／時まで加速し得ること、およびその後安全に減速し不動状態になるようロボットの前に充分な自由距離が存在することを確認するように想定されている。
−  予測された各々の位置について、予測されたロボットの中に障害物が存在しないことを確認し、存在する場合には衝突ありとみなす。
−  衝突ありの場合、求められた速度を修正することなく障害物を回避するためにロボットの配向を変更できるか否かを評価する。新たな配向について、検索ウィンドウを定義する。このウィンドウは、求められた配向指令に中心を置いている。ロボットにまっすぐ進むことが求められる場合には、そのときウィンドウは、左側最大配向から右側最大配向まで広がる。ロボットに回転することが求められる場合には、そのときウィンドウは、より狭くなり、ロボットに回転することが求められるだけ一層狭くなる。
−  このステップは、操縦者が自らのロボットに対して左へ最大限回転することを求める場合、ロボットの前に障害物があったとしても、ロボットがとりわけ右に行こうとすることがないように想定されるものである。この場合、ロボットが減速する方が好ましい。
−  ウィンドウ内部の各枠について、試験対象の枠の配向および指令速度を用いてロボットの軌道が予測される。
−  「ＯＫ」であって、所望の指令に最も近い枠が選択される。
−  ウィンドウのいずれの枠も「ＯＫ」でない場合には、そのとき、わずかに低い速度について同じことを再度行う。
【符号の説明】
【００６０】
１  ロボット
２  ロボットの本体
３  車輪
４  位置特定用デバイス
５  積荷積載用テーブルまたは積荷担持用テーブル
６  分離用スペーサ
７  視認ゾーン
１０  オペレータまたは操縦者
２０  運転ゾーン
３０  前進ゾーン
１００  運転用モジュール
１０１  マイクロプロセッサ
１０２  命令
１０３  オペレータの相対的位置の検知用モジュール
１０４  移動指令用モジュール
１０５  誘導用モジュール
１０６  相対的位置データ
１０７  移動指令データ
１０８  データバス
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６１４０４５０号明細書
【特許文献２】中国特許出願公開第１０５００５２４７号明細書
【特許文献３】台湾特許出願公開第２０１５４０４４７号明細書
【特許文献４】韓国特許第１０１０１４５３１号明細書
【特許文献５】特開２００８―１４９３９９号公報
【特許文献６】特開２００３―２８０７３９号公報
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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