(57)【要約】【課題】障害物に遭遇しても、目標を見失わないようにすることができる自律移動ロボットを提供する。【解決手段】自律移動ロボットは、視界を変更可能な撮像部２の撮像画像を用いて目標を捕捉するターゲット捕捉部３と、目標の撮像画像を用いて目標の移動先を予測するターゲット移動予測部４と、障害物の撮像画像を用いて障害物の移動先を予測する障害物移動予測部５と、ターゲット移動予測部４の予測結果と障害物移動予測部５の予測結果とから、目標が障害物に遮蔽されるか否かを判定する遮蔽判定部６と、目標の少なくとも一部が障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る目標の面積が多くなるように撮像部２の視界を変更するターゲット追跡部７とを備える。【選択図】図８
2018147337.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視界を変更可能な撮像手段の撮像画像を用いて目標を捕捉するターゲット捕捉手段と、
前記目標の撮像画像を用いて前記目標の移動先を予測するターゲット移動予測手段と、
障害物の撮像画像を用いて当該障害物の移動先を予測する障害物移動予測手段と、
前記ターゲット移動予測手段の予測結果と前記障害物移動予測手段の予測結果とから、前記目標が前記障害物に遮蔽されるか否かを判定する遮蔽判定手段と、
前記目標の少なくとも一部が前記障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る前記目標の面積が多くなるように前記撮像手段の視界を変更するターゲット追跡手段と
を備えたことを特徴とする自律移動ロボット。
【請求項２】
ターゲット移動予測手段は、前記目標の移動方向を予測し、
ターゲット追跡手段は、前記目標の移動方向に当該自律移動ロボットが移動すると前記目標が前記障害物に遮蔽される可能性が低減するか否か判定する第１判定手段と、前記第１判定手段が可能性が低減すると判定したときに当該自律移動ロボットを前記目標の移動方向に移動させる移動手段とを含む
請求項１記載の自律移動ロボット。
【請求項３】
障害物移動予測手段は、前記障害物の移動方向を予測し、
ターゲット追跡手段は、前記障害物が前記障害物の移動方向に移動すると前記障害物による前記目標の遮蔽が回避されるか否か判定する第２判定手段と、前記第２判定手段が前記目標の遮蔽が回避されると判定したときに当該自律移動ロボットを停止させる駆動停止手段とを含む
請求項１または請求項２記載の自律移動ロボット。
【請求項４】
前記撮像手段の視界よりも広い視界を有する第２撮像手段を備え、
ターゲット捕捉手段は、前記目標を見失ったときに、前記第２撮像手段の撮像画像を用いて目標を捕捉する
請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の自律移動ロボット。
【請求項５】
ターゲット捕捉手段は、前記目標を見失ったときに、前記障害物の移動方向と逆方向に当該自律移動ロボットを移動させる逆方向移動手段を含む
請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の自律移動ロボット。
【請求項６】
視界を変更可能な撮像手段の撮像画像を用いて自律移動ロボットの目標を捕捉し、
前記目標の撮像画像を用いて前記目標の移動先を予測し、
障害物の撮像画像を用いて当該障害物の移動先を予測し、
前記目標の移動先の予測結果と前記障害物の移動先の予測結果とから、前記目標が前記障害物に遮蔽されるか否かを判定し、
前記目標の少なくとも一部が前記障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る前記目標の面積が多くなるように前記撮像手段の視界を変更する
ことを特徴とする自律移動ロボットの制御方法。
【請求項７】
前記目標の移動方向を予測し、
前記目標の移動方向に前記自律移動ロボットが移動すると前記目標が前記障害物に遮蔽される可能性が低減するか否か判定し、
前記可能性が低減すると判定されたときに前記該自律移動ロボットを前記目標の移動方向に移動させる
請求項６記載の自律移動ロボットの制御方法。
【請求項８】
前記障害物の移動方向を予測し、
前記障害物が前記障害物の移動方向に移動すると前記障害物による前記目標の遮蔽が回避されるか否か判定し、
前記目標の遮蔽が回避されると判定されたときに当該自律移動ロボットを停止させる
請求項６または請求項７記載の自律移動ロボットの制御方法。
【請求項９】
ターゲット捕捉手段は、前記目標を見失ったときに、前記撮像手段の視界よりも広い視界を有する第２撮像手段の撮像画像を用いて目標を捕捉する
請求項６から請求項８のうちのいずれか１項に記載の自律移動ロボットの制御方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
視界を変更可能な撮像手段の撮像画像を用いて自律移動ロボットの目標を捕捉する処理と、
前記目標の撮像画像を用いて前記目標の移動先を予測する処理と、
障害物の撮像画像を用いて当該障害物の移動先を予測する処理と、
前記目標の移動先の予測結果と前記障害物の移動先の予測結果とから、前記目標が前記障害物に遮蔽されるか否かを判定する処理と、
前記目標の少なくとも一部が前記障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る前記目標の面積が多くなるように前記撮像手段の視界を変更する処理と
を実行させるための自律移動ロボットの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、障害物等を避けつつ目標（target）に接近できる自律移動ロボット、自律移動ロボットの制御方法および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自律的に移動するロボットが様々な分野で利用されつつある。ロボットは、自律移動するときに、安全を確保するために、人や物に衝突しないように移動することが望ましい。人および物が行き交う環境では、移動する障害物（移動障害物）が発生する。そのような環境では、ロボットは移動障害物も避けつつ目標物に接近できることが好ましい。
【０００３】
障害物を回避するために、ロボットに、超音波センサ、赤外線センサ、レーザレーダなどのセンサを設け、ロボットが、センサを用いて障害物を検知することが考えられる（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたロボットは、障害物を検知すると、障害物を回避する動作を行う。また、障害物を検知したときに、自身の動線から障害物が外れるまで停止するロボットがある。すなわち、ロボットは、デッドロック状態に入る。そして、ロボットは、障害物が動線から外れたことを検知すると、移動を再開する。
【０００４】
ロボットの目標が非移動物であれば、ロボットがデッドロック状態に陥っても、さほど問題は生じない。しかし、目標が人などの移動物（以下、移動目標物という。）である場合には、ロボットは、デッドロック状態であるときに、目標を見失う可能性がある。
【０００５】
移動目標物および移動障害物を観測して自身の進行方向を制御しながら移動目標物を目指して動くロボットがある（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載されたロボットは、移動障害物および移動目標物の位置と移動速度を定期的に観測する。そして、ロボットは、過去の観測データに基づいて、移動障害物および移動目標物の所定時間後の位置を予測する。ロボットは、予測の結果に基づいて自身が移動障害物と衝突するか否か判定する。衝突すると判定した場合には、ロボットは、進行方向を変更する。その後、ロボットは、再び、移動目標物を目指して移動する。
【０００６】
非特許文献１には、移動障害物の将来の位置を予測し、ロボットの予測移動軌跡上に移動障害物が位置すると判定された場合に、ロボットの視界から移動障害物が外れるように、軌道を修正するロボットが記載されている。
【０００７】
なお、特許文献３には、顔照合機能を備えたロボットが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１６６８２２号公報
【特許文献２】特開平５−２９７９４４号公報
【特許文献３】特開２００８−５１１００４号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】堀井  千夏、他２名、「視覚を持ったロボットによる追跡と衝突回避」、信学技報（Technical Report of IEICE ） PRU95-25 、１９９５年５月、p. 33-40
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
センサを内蔵し、移動障害物および移動目標物の位置を観測するロボットは、移動障害物との衝突を回避しつつ、移動目標物に接近することができる。また、移動障害物との衝突を回避するときに、移動障害物が移動目標物を遮ったとしても、衝突を回避するための動作が終了したときに、移動目標物がロボットの視界内にある限り、ロボットは、移動目標物に接近することができる。
【００１１】
しかし、衝突を回避するための動作を行っているときに、移動目標物がロボットの視界から外れた場合には、移動障害物が移動目標物を遮っていなくても、ロボットは、移動目標物に接近することが困難になる。
【００１２】
本発明は、障害物に遭遇しても、目標を見失わないようにすることができる自律移動ロボット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】
【００１３】
本発明による自律移動ロボットは、視界を変更可能な撮像手段の撮像画像を用いて目標を捕捉するターゲット捕捉手段と、目標の撮像画像を用いて目標の移動先を予測するターゲット移動予測手段と、障害物の撮像画像を用いて障害物の移動先を予測する障害物移動予測手段と、ターゲット移動予測手段の予測結果と障害物移動予測手段の予測結果とから、目標が障害物に遮蔽されるか否かを判定する遮蔽判定手段と、目標の少なくとも一部が障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る目標の面積が多くなるように撮像手段の視界を変更するターゲット追跡手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明による自律移動ロボットの制御方法は、視界を変更可能な撮像手段の撮像画像を用いて自律移動ロボットの目標を捕捉し、目標の撮像画像を用いて目標の移動先を予測し、障害物の撮像画像を用いて障害物の移動先を予測し、目標の移動先の予測結果と障害物の移動先の予測結果とから、目標が障害物に遮蔽されるか否かを判定し、目標の少なくとも一部が障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る目標の面積が多くなるように撮像手段の視界を変更することを特徴とする。
【００１５】
本発明による自律移動ロボットの制御プログラムは、コンピュータに、視界を変更可能な撮像手段の撮像画像を用いて自律移動ロボットの目標を捕捉する処理と、目標の撮像画像を用いて目標の移動先を予測する処理と、障害物の撮像画像を用いて障害物の移動先を予測する処理と、目標の移動先の予測結果と障害物の移動先の予測結果とから、目標が障害物に遮蔽されるか否かを判定する処理と、目標の少なくとも一部が障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る目標の面積が多くなるように撮像手段の視界を変更する処理とを実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、障害物に遭遇しても、目標を見失わないようにすることができる自律移動ロボットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による自律移動ロボットの第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】ロボットの軌跡の一例を示す説明図である。
【図３】カメラによって撮影された画像の一例を示す説明図である。
【図４】全方位カメラによって撮影された画像の一例を示す説明図である。
【図５】第１の実施形態のロボットの目標特定動作および障害物回避動作を示すフローチャートである。
【図６】第２の実施形態におけるカメラによって撮影された画像の一例を示す説明図である。
【図７】第２の実施形態のロボットの目標特定動作および障害物回避動作を示すフローチャートである。
【図８】自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。
【図９】他の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。
【図１０】さらに他の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。
【図１１】別の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。
【図１２】さらに別の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施形態１．
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
図１は、本発明による自律移動ロボット（以下、ロボットという。）の第１の実施形態を示すブロック図である。図１に示すロボット１０は、アーム１１の先端に取り付けられたカメラ（ターゲット検知用カメラ）１２、ターゲット照合部１３、ターゲット移動予測部１４、カメラ１２の視界よりも視界が広い全方位カメラ１５，１６、周囲物体移動予測部１７、移動制御部１８、モータ２１，２３、および移動体２２，２４を含む。移動体２２，２４は、例えば、キャタピラー（登録商標）などの無限軌道やタイヤである。
【００２０】
なお、図１には、２機で全方位（３６０゜の範囲）をカバーする全方位カメラ１５，１６が例示されているが、１機で全方位をカバーできる全方位カメラが用いられてもよい。
【００２１】
アーム１１は、駆動部（図示せず）によって駆動され、長手方向に伸縮可能である。カメラ１２は、アーム１１の先端において、駆動部（図示せず）によって回転するように駆動される。
【００２２】
ターゲット照合部１３は、カメラ１２で撮影された画像から、ロボット１０が向かうべき目標を特定する。すなわち、ターゲット照合部１３は、ロボット１０の目標を捕捉する。なお、本実施形態では、ロボット１０の目標は、移動する可能性がある人物であるとする。
【００２３】
ターゲット移動予測部１４は、目標の将来の位置（現在の時刻から一定時間経過後における位置）を予測する。なお、ターゲット移動予測部１４は、予測した位置が画面からはみ出す場合、どの程度はみ出すのかを把握する。
【００２４】
周囲物体移動予測部１７は、全方位カメラ１５，１６で撮影された画像に基づいて、目標の将来の位置と、１つまたは複数の障害物の将来の位置とを予測する。また、周囲物体移動予測部１７は、全方位カメラ１５，１６の画面における対象物の位置とカメラ１２の画像における対象物の位置とを比較し、位置ずれがあることを検出したら、全方位カメラ１５，１６の画面またはカメラ１２の画像において位置に関する校正を行う。なお、周囲物体は、目標と障害物との双方を含む。
【００２５】
また、全方位カメラ１５，１６は、目標の位置と障害物の将来の位置とを予測するために使用されるが、目標の位置を予測するための全方位カメラと、障害物の位置を予測するための全方位カメラとが別に設けられていてもよい。
【００２６】
移動制御部１８は、移動体２２，２４を移動させるために、モータ２１，２３を駆動する。また、移動制御部１８は、ターゲット移動予測部１４の予測結果と周囲物体移動予測部１７の予測結果とに基づいて、一定時間経過後に、目標（具体的には、人物の顔）が障害物によって遮られるか否かを、すなわち、目標が障害物の背後に隠れるか否かを判定する。
【００２７】
一定時間経過後において目標が障害物によって遮られないと判定された場合には、ロボット１０は、目標の将来の位置に向かって前進する。
【００２８】
一定時間経過後において目標が障害物によって遮られると判定された場合には、移動制御部１８は、遮蔽の回避策を見い出すための処理を行う。すなわち、移動制御部１８は、一定時間経過後に目標が障害物によって遮られると判定したときに、カメラ１２を動かすことによって、目標がカメラ１２の視界内に維持されるか否か判定する。また、移動制御部１８は、一定時間経過後に目標が障害物によって遮られると判定したときに、目標の移動ベクトルと、障害物の大きさおよび移動距離とに基づいて、目標を捕捉し続けられる経路があるか否か判定する。また、移動制御部１８は、一定時間経過後に目標が障害物によって遮られると判定したときに、目標の移動ベクトルと、障害物の大きさおよび移動距離とに基づいて、ロボット１０が待機すべきか否か判定する。
【００２９】
そして、遮蔽の回避策を見い出せない場合には、実際に目標が障害物によって遮られるまで、ロボット１０は、障害物を回避しつつ、目標の将来の位置に向かって移動する。
【００３０】
なお、実際に目標が障害物によって遮られた後の制御は、第２の実施形態において説明される。
【００３１】
また、ターゲット照合部１３におけるカメラ１２からの画像データを入力するインタフェース部を除く部分、ターゲット移動予測部１４、周囲物体移動予測部１７における全方位カメラ１５，１６からの画像データを入力するインタフェース部を除く部分、および、移動制御部１８におけるモータ２１，２３を駆動する駆動回路を除く部分は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部に記憶されたプログラムに従って処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit ）で実現可能である。
【００３２】
次に、図２〜図５を参照してロボット１０の動作を説明する。
【００３３】
図２は、ロボット１０の軌跡の一例を示す説明図である。図２に示す例では、目標５１は、矢印６１が示す方向に移動すると予測される。また、障害物７１，７２，７３があるとする。障害物７１，７２は、移動障害物であるとする。障害物７１，７２は、矢印８１，８２が示す方向に移動すると予測される。図２には、ロボット１０の移動の候補ルート３１も示されている。
【００３４】
図３は、カメラ１２によって撮影された画像の一例を示す説明図である。本実施形態では、ロボット１０のターゲット移動予測部１４は、１秒経過ごとに、その時点から１秒後の目標５１の位置を予測する。周囲物体移動予測部１７は、１秒経過ごとに、その時点から１秒後の障害物７１，７２の位置を予測する。なお、１秒は一例であって、他の時間が用いられてもよい。
【００３５】
図３に示す例では、カメラ１２の視界内に、目標５１と障害物７１とが入っている。目標５１と障害物７１との１秒後の予測位置が、破線で示されている。図３に示す例では、１秒後の予測位置における目標５１ａと障害物７１ａとは重なる。従って、目標５１ａは、カメラ１２で捉えられなくなる。
【００３６】
図３には、目標５１の移動ベクトルＶｔ、障害物７１の移動ベクトルＶｏ１、および、移動ベクトルＶｔを移動ベクトルＶｏ１に正射影したベクトルである正射影ベクトルＶｏｈも示されている。
【００３７】
図３には、１秒後に、障害物７１がカメラ１２の視界から外れることが示されている。このことは、１秒後には、障害物７１がカメラ１２で捉えられなくなることが予測されることを意味する。
【００３８】
なお、図３に示す例では、１秒後に、目標５１は、障害物７１で遮られているものの、カメラ１２の視界内にある。しかし、１秒後に、目標５１がカメラ１２の視界から外れると予測される場合には、ロボット１０は、目標５１を補足するために、移動したりカメラ１２の向きを変えたりする動作を行うことが求められる。
【００３９】
図４は、全方位カメラ１５，１６によって撮影された画像の一例を示す説明図である。図４に示す例では、全方位カメラ１５，１６の画面内に、目標５１と障害物７１とが入っている。目標５１と障害物７１との１秒後の予測位置が、破線で示されている。また、全方位カメラ１５，１６の画面内に、障害物７２が入っている。障害物７２の１秒後の予測位置が、破線で示されている。１秒後の予測位置に向かう障害物７２ａの移動ベクトルＶｏ２であり、障害物７２ａは目標５１ａとは重ならない。なお、全方位カメラ１５，１６の画面内には、障害物７３も存在する。
【００４０】
図４には、カメラ１２の画像からの目標マッピング５１ｂが示されてる。目標マッピング５１ｂは、カメラ１２の画像における目標５１を、当該画像における位置に相当する画面内（全方位カメラ１５，１６の画面内）での位置に反映された像である。
【００４１】
目標マッピング５１ｂは、カメラ１２の画像と全方位カメラ１５，１６の画面との位置ずれを校正するために使用される。カメラ１２の画像には現在存在しない障害物等が１秒後に画像に現れる可能性を考慮して、全方位カメラ１５，１６の画面がカメラ１２の画像に反映されることが好ましい。そのような反映がなされるときに、位置ずれが生じていたのでは正確に反映されないので、位置ずれを解消することが求められる。
【００４２】
図５は、ロボット１０の目標特定動作および障害物回避動作を示すフローチャートである。
【００４３】
ターゲット照合部１３には、あらかじめ、目標５１の顔画像が登録される、ターゲット照合部１３は、顔の特徴点の検出を行って、目、鼻、口端等の顔の特徴点位置を求める。ターゲット照合部１３は、特徴点位置を用いて顔の大きさ等を正規化する。そして、ターゲット照合部１３は、目標５１の顔画像の特徴に関するデータを記憶する。
【００４４】
図５に示すように、ターゲット照合部１３は、カメラ１２で撮影された画像から目標５１を特定する（ステップＳ１）。例えば、ターゲット照合部１３は、画像の端から順に矩形領域を探索することにより、顔と合致する矩形領域を抽出する。そして、ターゲット照合部１３は、矩形領域が顔か非顔かを識別するために、最少分類誤りに基づく一般化学習ベクトル量子化法を用いて、顔を検出する。
【００４５】
次いで、ターゲット照合部１３は、顔矩形領域から瞳中心、鼻翼、口端等の特徴点の位置を探索する。そして、顔の中から目鼻の凹凸や傾き等の様々な特徴を抽出した後、これら特徴の中から、個人を識別するために最適な特徴を選択する。その後、各顔の特徴と、記憶されている目標５１の顔画像の特徴とを照合することによって、カメラ１２で撮影された画像中の目標５１を特定する。
【００４６】
なお、上記の顔照合を実現するツールとして、日本電気（株）が提供する"NeoFace" （登録商標）を利用することができる。
【００４７】
また、ステップＳ１の処理が実行されるときに、ターゲット照合部１３は、画面内において目標５１を特定できなかった場合には、カメラ１２を駆動する駆動部に対して、カメラ１２を回転させる指令を与える。
【００４８】
目標５１が特定された後、ターゲット移動予測部１４は、例えば、目標５１の過去の位置および移動速度に基づいて、目標５１の１秒後の移動先を予測する（ステップＳ２）。
【００４９】
また、周囲物体移動予測部１７は、全方位カメラ１５，１６の画面に基づいて、目標５１と障害物７１，７２，７３の１秒後の移動先を予測する（ステップＳ３）。周囲物体移動予測部１７は、例えば、全方位カメラ１５，１６の過去の映像から得られる目標５１および障害物７１，７２，７３の過去の位置および移動速度に基づいて、それらの１秒後の移動先を予測する。
【００５０】
周囲物体移動予測部１７は、全方位カメラ１５，１６の画面における対象物の位置とカメラ１２の画像における対象物の位置とを比較し、位置ずれがあることを検出したら、全方位カメラ１５，１６の画面において位置に関する校正を行う（ステップＳ４，Ｓ５）。なお、図４に示された例では、対象物は、目標５１である。
【００５１】
移動制御部１８は、目標５１の１秒後の移動先と障害物７１，７２，７３の１秒後の移動先とが重なるか否か判定する（ステップＳ６）。図３に示す例では、目標５１と障害物７１とが重なる。重ならないと判定された場合には、目標５１の方向の視界に障害物７１，７２，７３が入らないと考えられるので、ロボット１０は前進を続ける。具体的には、目標５１の移動予測先に向かって１秒間ほど移動する（ステップＳ１３）。なお、ロボット１０は、その間に、障害物７１，７２，７３と衝突しそうになった場合には、衝突回避動作を行う。衝突回避動作として、例えば、減速や軌道修正がある。
【００５２】
図３に示された例では、障害物７１が目標５１と重なる。重なると判定された場合には、移動制御部１８は、目標５１の顔部分のうちの所定割合の面積以上が障害物７１によって遮られるか否か判定する（ステップＳ７）。所定割合は、目標５１が多少動けば（遮られる面積が小さくなれば）、目標５１であると特定可能な程度の割合であるが、ロボット１０に搭載されている顔認識機能の性能に応じた適切な値に設定される。ここでは、所定割合を一例として５０％とする。
【００５３】
障害物７１によって遮られる顔部分の面積が５０％未満である場合には、ターゲット移動予測部１４は、アーム１１を駆動する駆動部とカメラ１２を駆動する駆動部とに対して、カメラ１２の画面に現れる目標５１の顔部分の面積（障害物７１によって遮られない部分の面積）が最大になるように、アーム１１を長手方向に移動させるとともにカメラ１２を回転させる指令を与える。双方の駆動部は、指令に応じて、アーム１１とカメラ１２とを駆動する（ステップＳ８）。その後、ステップＳ１３に移行する。
【００５４】
障害物７１によって遮られる顔部分の面積が５０％以上である場合には、移動制御部１８は、目標５１の移動ベクトルＶｔ、障害物７１の移動ベクトルＶｏ１、および、正射影ベクトルＶｏｈを求める。そして、ターゲット移動予測部１４は、正射影ベクトルＶｏｈを参照して、目標５１の移動ベクトルＶｔが示す方向と同じ方向にロボット１０が移動すれば衝突を回避できる（ロボット１０の予測される移動先と障害物７１の予測される移動先とが重ならない。）か否か判定する（ステップＳ９）。
【００５５】
ロボット１０の予測される移動先と障害物７１の予測される移動先とが重ならないと判定された場合には、ロボット１０は、障害物７１を回避しつつ、目標５１の移動ベクトルＶｔが示す方向と同じ方向に１秒間ほど移動する（ステップＳ１０）。すなわち、移動制御部１８は、目標５１の移動ベクトルＶｔが示す方向と同じ方向に移動体２２，２４が動くようにモータ２１，２３を駆動する。なお、ロボット１０は、その間に、障害物７１，７２，７３と衝突しそうになった場合には、衝突回避動作を行う。また、ステップＳ１０の処理を行うときに、移動制御部１８は、移動ベクトルＶｔの後退方向の成分を無視する。そして、ステップＳ１に戻る。
【００５６】
ロボット１０の予測される移動先と障害物７１の予測される移動先とが重なると判定された場合には、移動制御部１８は、障害物７１の１秒間の移動距離と障害物７１の移動方向の長さＬ１とを比較する（ステップＳ１１）。
【００５７】
移動距離が障害物７１の移動方向の長さＬ１以上である場合には、ロボット１０は１秒間その場で待機する（ステップＳ１２）。換言すれば、ロボット１０は、障害物７１が通過するのを待つ。具体的には、移動制御部１８は、モータ２１，２３の駆動を停止する。その後、ステップＳ１３に移行する。
【００５８】
移動距離が障害物７１の移動方向の長さＬ１未満である場合には、ステップＳ１３に移行する。すなわち、ロボット１０は、目標５１の移動予測先に向かって１秒間ほど移動する。なお、ロボット１０は、その間に、障害物７１，７２，７３と衝突しそうになった場合には、衝突回避動作を行う。
【００５９】
なお、ステップＳ１１の判定方法である下記の（１）式は、（２）式のように表現することもできる。
【００６０】
（障害物の移動距離）≧（障害物の移動方向の長さ）      （１）
【００６１】
｜障害物の移動ベクトル−正射影ベクトル｜≧（障害物の移動方向の長さ）  （２）
【００６２】
なお、１秒後に目標５１が障害物７１で遮られると次の１秒後の移動ベクトルを予測することができないが、次の１秒後の移動ベクトルは、最初の１秒後の移動ベクトルと同じであると仮定される。
【００６３】
以上のように、本実施形態では、移動制御部１８は、目標５１の動きと障害物７１，７２，７３の動きとを予測し、できるだけ目標５１が視界から外れないようにするための制御を行う（ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１０等参照）。よって、目標５１を見失う可能性が低減する。
【００６４】
第２の実施形態．
図６は、第２の実施形態におけるカメラ１２によって撮影された画像の一例を示す説明図である。図６には、目標５１が、完全に障害物７１によって遮られた様子が示されている。なお、第２の実施形態のロボット１０の構成は、第１の実施形態の構成と同じである。
【００６５】
図７は、第２の実施形態のロボット１０の目標特定動作および障害物回避動作を示すフローチャートである。
【００６６】
図７に示すように、ターゲット照合部１３がカメラ１２で撮影された画像から目標５１を特定するが（ステップＳ１）、その後、ロボット１０が目標を見失った場合に（ステップＳ２１）、ステップＳ２２〜２６の処理が実行される。ステップＳ１およびステップＳ２〜Ｓ１３の処理は、第１の実施形態における処理と同じである。
【００６７】
なお、ステップＳ２２〜２６の処理は、上述したように、移動制御部１８が遮蔽の回避策を見い出せない場合であって、実際に目標５１が障害物７１によって遮られた後の制御として有効である。
【００６８】
ステップＳ２２において、ターゲット照合部１３は、アーム１１を駆動する駆動部とカメラ１２を駆動する駆動部とに対して、アーム１１を長手方向に最大長になるように移動させるとともにカメラ１２を円を描くように回転させる指令を与える。双方の駆動部は、指令に応じて、アーム１１とカメラ１２とを駆動する。
【００６９】
アーム１１とカメラ１２とが駆動されているときに、ターゲット照合部１３は、カメラ１２で撮影された画像から目標５１を特定する。目標５１を特定できた場合、すなわち、目標５１を見つけることができた場合（ステップＳ２３）、ステップＳ２に戻る。このとき、ターゲット照合部１３は、アーム１１を駆動する駆動部に対して、画像に目標５１が存在するという条件下で、アーム１１を可能な限り短縮させるように指令する。
【００７０】
ターゲット照合部１３は、目標５１を見つけることができなかった場合には、カメラ１２に代えて全方位カメラ１５，１６で目標５１を見つけるようにする。具体的には、アーム１１を駆動する駆動部に対して、アーム１１を最短にするように指令するとともに、全方位カメラ１５，１６の画面から目標５１を特定する処理を行う（ステップＳ２４）。目標５１を特定する処理は、対象とする画像は異なるものの、ステップＳ１の処理と同じである。
【００７１】
目標５１を特定できた場合、すなわち、目標５１を見つけることができた場合（ステップＳ２５）、全方位カメラ１５，１６の画面の目標５１から移動先を予測するようステップＳ２に戻る。なお、同時に、ターゲット照合部１３は、可能であれば見つけられた目標５１が視界に入るように、アーム１１を駆動する駆動部とカメラ１２を駆動する駆動部とに対して、動作指令を与える。
【００７２】
全方位カメラ１５，１６の画面からも目標５１が見つけられなかった場合には、ターゲット照合部１３は、カメラ１２の画面から目標５１を見つける状態に戻り、移動制御部１８は、１秒ほど、障害物７１，７２，７３を回避しつつ、障害物７１の移動ベクトルＶｏ１の向きと反対の方向にロボット１０が進むようにモータ２１，２３を駆動する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ１に戻る。
【００７３】
以上のように、第２の実施形態では、目標５１が障害物７１によって遮られたときに、まず、カメラ１２の機能を用いて目標５１を探索する。目標５１が見つからなかった場合には、全方位カメラ１５，１６を用いて目標５１を探索する。それでも目標５１が見つからなかった場合には、ロボット１０は、障害物７１の移動方向とは逆（正反対の方向）に移動して目標５１の探索を試みる。
【００７４】
よって、第２の実施形態では、目標５１を見失う可能性が低減するという第１の実施形態の効果に加えて、目標５１を見失なったときに目標５１を再発見できる可能性が高まるという効果を得ることができる。
【００７５】
なお、上記の各実施形態のロボット１０は、一例として、テーマパーク、ショッピングモールその他の多数の人や物が行き交う状況において、特定の人（迷子や要人など）や、特定の人を含む物に接近するという用途に効果的に適用されるが、本発明によるロボット１０の用途はそれに限られない。
【００７６】
図８は、自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。図８に示すように、自律移動ロボット１は、視界を変更可能な撮像部２（例えば、カメラ１２）の撮像画像を用いて目標を捕捉するターゲット捕捉部３（実施形態では、ターゲット照合部１３で実現される。）と、目標の撮像画像を用いて目標の移動先を予測するターゲット移動予測部４（実施形態では、ターゲット移動予測部１４で実現される。）と、障害物の撮像画像を用いて障害物の移動先を予測する障害物移動予測部５（実施形態では、周囲物体移動予測部１７で実現される。）と、ターゲット移動予測部４の予測結果と障害物移動予測部５の予測結果とから、目標が障害物に遮蔽されるか否かを判定する遮蔽判定部６（実施形態では、移動制御部１８で実現される。）と、目標の少なくとも一部が障害物に遮蔽されると判定されたときに、視界に入る目標の面積が多くなるように撮像部２の視界を変更するターゲット追跡部７（実施形態では、ターゲット移動予測部１４で実現される。）とを備える。
【００７７】
図９は、他の態様の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。図９に示す自律移動ロボット１は、ターゲット移動予測部４が、目標の移動方向を予測し、ターゲット追跡部７が、目標の移動方向に自律移動ロボットが移動すると目標が障害物に遮蔽される可能性が低減するか否か判定する第１判定部７Ａと、第１判定部７Ａが可能性が低減すると判定したときに自律移動ロボットを目標の移動方向に移動させる移動部７Ｂとを含むように構成されている。
【００７８】
図１０は、さらに他の態様の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。図１０に示す自律移動ロボット１は、障害物移動予測部５が、障害物の移動方向を予測し、ターゲット追跡部７が、障害物が障害物の移動方向に移動すると障害物による目標の遮蔽が回避されるか否か判定する第２判定部７Ｃと、第２判定部７Ｃが目標の遮蔽が回避されると判定したときに自律移動ロボットを停止させる駆動停止部７Ｄとを含むように構成されている。
【００７９】
図１１は、別の態様の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。図１１に示す自律移動ロボット１は、撮像部の視界よりも広い視界を有する第２撮像部８（例えば、全方位カメラ１５，１６）を備え、ターゲット捕捉部３が、目標を見失ったときに、第２撮像部８の撮像画像を用いて目標を捕捉するように構成されている。
【００８０】
図１２は、さらに別の態様の自律移動ロボットの主要部を示すブロック図である。図１２に示す自律移動ロボット１は、ターゲット捕捉部３が、目標を見失ったときに、障害物の移動方向と逆方向に自律移動ロボットを移動させる逆方向移動部９（実施形態では、移動制御部１８で実現される。）を含むように構成されている。
【符号の説明】
【００８１】
１      自律移動ロボット
２      撮像部
３      ターゲット捕捉部
４      ターゲット移動予測部
５      障害物移動予測部
６      遮蔽判定部
７      ターゲット追跡部
７Ａ    第１判定部
７Ｂ    移動部
７Ｃ    第２判定部
７Ｄ    駆動停止部
８      第２撮像部
９      逆方向移動部
１０    ロボット（自律移動ロボット）
１１    アーム
１２    カメラ（ターゲット検知用カメラ）
１３    ターゲット照合部
１４    ターゲット移動予測部
１５，１６  全方位カメラ
１７    周囲物体移動予測部
１８    移動制御部
２１，２３  モータ
２２，２４  移動体
３１    候補ルート
５１    目標
７１，７２，７３  障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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