(57)【要約】      （修正有）【課題】随行対象となる対象者の停止時と移動時とで異なった位置に移動目標を算出する移動体を提供する。【解決手段】移動体１によれば、測距センサの測距データに基づいて、ユーザＨに対する移動体１の移動目標である制御目標Ｔ２が算出され、その制御目標Ｔ２へ移動体１が移動するように制御される。ここで、ユーザＨが移動を停止している場合にはユーザＨの位置と停止している継続時間とに基づいて制御目標Ｔ２を算出し、ユーザＨが移動している場合には、ユーザＨの位置とユーザＨの速度Ｖｕとに基づいて制御目標Ｔ２を算出する。このようにユーザＨの停止時と移動時とで異なる制御目標Ｔ２が設定される。よって、ユーザＨの停止時には移動体１をユーザＨに近い位置に移動させることができ、一方、ユーザＨの移動時には移動体１をユーザＨから離れた位置に移動させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象者に随行して移動する移動体において、
移動手段と、前記対象者を検出する検出手段と、その検出手段による検出結果に基づいて前記対象者に対する当該移動体の移動目標を算出する移動目標算出手段と、その移動目標算出手段により算出された移動目標へ当該移動体が移動するように前記移動手段を制御する移動制御手段とを備えており、
前記移動目標算出手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて前記対象者が停止していると判断した場合と前記対象者が移動していると判断した場合とで前記移動目標を異なる位置に算出するものであることを特徴とする移動体。
【請求項２】
前記検出手段による検出結果に基づいて前記対象者の位置を算出する位置算出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づいて前記対象者の移動速度を算出する速度算出手段と、
その速度算出手段により算出された前記対象者の移動速度に基づいて当該移動体に対する前記対象者の移動の加減速状態を判断する加減速判断手段とを備え、
前記移動目標算出手段は、
前記対象者の移動速度により前記対象者が移動を停止していると判断した場合には、前記対象者の位置に基づいて前記移動目標を算出する停止時目標算出手段と、
前記対象者の移動速度により前記対象者が移動していると判断した場合には、前記対象者の位置と前記対象者の移動の加減速状態とに基づいて前記移動目標を算出する移動時目標算出手段とを備えていることを特徴とする請求項１記載の移動体。
【請求項３】
前記移動時目標算出手段は、前記対象者の移動が加速中である場合には、前記対象者の位置と前記対象者の移動速度とに基づいて前記移動目標を算出するものであることを特徴とする請求項２記載の移動体。
【請求項４】
前記移動時目標算出手段は、前記対象者の移動が加速中である場合には、前記停止時目標算出手段により算出された移動目標に、前記対象者の移動速度に応じたシフト量を加算したものを、前記移動目標として算出するものであることを特徴とする請求項３記載の移動体。
【請求項５】
前記対象者の移動速度に応じたシフト量は、前記対象者の移動速度の増加に応じて線形増加するものであることを特徴とする請求項４記載の移動体。
【請求項６】
前記移動時目標算出手段は、前記対象者の移動が減速中である場合には、前記対象者の位置と前記減速移動の継続時間とに基づいて前記移動目標を算出するものであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の移動体。
【請求項７】
前記移動時目標算出手段は、前記対象者の移動が減速中である場合には、前記停止時目標算出手段により算出された移動目標に、前記減速移動の継続時間に応じたシフト量を加算したものを、前記移動目標として算出するものであることを特徴とする請求項６記載の移動体。
【請求項８】
前記減速移動の継続時間に応じたシフト量は、前記対象者が減速移動する直前のシフト量を、前記減速移動の継続時間に応じて減少させたものであることを特徴とする請求項７記載の移動体。
【請求項９】
前記減速移動の継続時間に応じたシフト量は、前記対象者が減速移動する直前のシフト量を、シグモイド曲線に基づき前記減速移動の継続時間に応じて減少させたものであることを特徴とする請求項７記載の移動体。
【請求項１０】
前記移動制御手段は、当該移動体が前記移動目標にある場合には、前記対象者の移動速度と同速度で当該移動体を移動させるものであることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の移動体。
【請求項１１】
前記移動制御手段は、前記対象者が停止した状態から移動を開始する場合に、当該移動体の移動速度を通常時より増加させるものであることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の移動体。
【請求項１２】
前記移動制御手段は、前記対象者が移動した状態から停止する場合に、当該移動体の移動速度を通常時より減速させるものであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の移動体。
【請求項１３】
前記移動制御手段は、当該移動体が前記移動目標にない場合には、当該移動体の位置と前記移動目標との偏差が大きいほど当該移動体の移動速度を大きくするものであることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の移動体。
【請求項１４】
前記移動制御手段は、当該移動体を前記対象者の右前方または左前方において随行移動させるものであり、前記対象者が踏み出した脚側の前方に当該移動体がある場合には、当該移動体の移動速度を通常時より増加させる速度増加手段を備えていることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の移動体。
【請求項１５】
前記速度増加手段は、前記対象者が停止した状態から一歩目を踏み出す場合に、当該移動体の移動速度を通常時より増加させるものであることを特徴とする請求項１４記載の移動体。
【請求項１６】
前記検出手段による検出結果に基づいて前記対象者の向きを算出する向き算出手段を備え、
前記停止時目標算出手段は、前記対象者の移動速度により前記対象者が移動を停止していると判断した場合には、前記対象者の位置と前記対象者の向きとに基づいて前記移動目標を算出し、
前記移動時目標算出手段は、前記対象者の移動速度により前記対象者が移動していると判断した場合には、前記対象者の位置と前記対象者の移動の加減速状態と前記対象者の向きとに基づいて前記移動目標を算出するものであることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の移動体。
【請求項１７】
前記検出手段は、前記対象者を測距する測距手段を備えており、
前記位置算出手段は、その測距手段により測距された複数の測距データに基づいて前記対象者の位置を算出し、
前記速度算出手段は、その測距手段により測距された複数の測距データに基づいて前記対象者の移動速度を算出するものであることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の移動体。
【請求項１８】
前記移動手段は、非ホロノミック系の移動部を介して当該移動体を移動するものであることを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体に関し、特に、随行対象となる対象者の停止時と移動時とで異なった位置に移動目標を算出する移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、移動する追従対象（対象者）２に対して、斜め前方かつ相対的な所定位置（目標位置）を維持して追従動作を行う移動ロボット１が開示されている。移動ロボット１は、追従対象２の向きをカメラ等によって検出し、その検出された追従対象２の向きに応じて当該移動ロボット１の目標位置を決定する。移動ロボット１は、決定された目標位置に対する移動経路を算出し、移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３４４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１によれば、移動ロボット１の目標位置は、対象者が移動しているか停止しているかに拘わらず同じ位置であった。よって、目標位置が遠くに設定されている場合には、移動ロボット１を操作するために、対象者が停止して移動ロボット１に触れようとしても、移動ロボット１は遠くにあるので操作しづらい。一方、目標位置が近くに設定されている場合には、対象者の停止時における移動ロボット１の操作は容易になるが、歩行中（移動中）の対象者にとっては移動ロボット１の目標位置が近いと、移動ロボット１が歩行の邪魔になってしまう。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、随行対象となる対象者の停止時と移動時とで異なった位置に移動目標を算出する移動体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明の移動体は、対象者に随行して移動するものであり、移動手段と、前記対象者を検出する検出手段と、その検出手段による検出結果に基づいて前記対象者に対する当該移動体の移動目標を算出する移動目標算出手段と、その移動目標算出手段により算出された移動目標へ当該移動体が移動するように前記移動手段を制御する移動制御手段とを備えており、前記移動目標算出手段は、前記検出手段による検出結果に基づいて前記対象者が停止していると判断した場合と前記対象者が移動していると判断した場合とで前記移動目標を異なる位置に算出するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の移動体によれば、対象者に随行して移動するものであり、対象者の検出結果に基づいて、対象者に対する当該移動体の移動目標が算出され、その移動目標へ当該移動体が移動するように移動手段が制御される。ここで、移動目標算出手段は、対象者が停止していると判断した場合と対象者が移動していると判断した場合とで、移動目標を異なる位置に算出する。即ち、対象者の停止時と移動時とで異なる移動目標を設定し、該移動目標へ移動するように当該移動体を移動制御する。よって、対象者の停止時には当該移動体を対象者に近い位置に移動させることができ、一方、対象者の歩行時（移動時）には当該移動体を対象者から離れた位置に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】移動体の外観図である。
【図２】移動体の移動目標を示す図である。
【図３】移動体の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】移動体のフローチャートである。
【図５】（ａ）は、ユーザが加速中またはユーザが加速した速度を維持している場合における、ユーザＨの速度に応じたシフト量を示すグラフであり、（ｂ）は、ユーザが減速中またはユーザの移動が停止している場合における、シフト量の時間変化を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、従来技術の移動体による、シフト量が常にユーザの速度によって算出される場合に、ユーザが旋回中に急停止した場合を示す図であり、（ｂ）は、本実施形態の移動体による、ユーザの加減速や停止状態によってシフト量が算出される場合に、ユーザが旋回中に急停止した場合を示す図である。
【図７】（ａ）は、ユーザが旋回中に急停止した直後における、移動体を示す図であり、（ｂ）は、ユーザが旋回中に急停止した後に、時間が経過した場合の移動体を示す図である。
【図８】（ａ）は、ユーザの歩き出しにおいて、移動体とは遠い側の左脚が踏み出された場合を示す図であり、図８（ｂ）は、ユーザの歩き出しにおいて、移動体とは近い側の右脚が踏み出された場合を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本実施形態における移動体１の構成を説明する。図１は、移動体１の外観図である。移動体１は、ユーザ（対象者）Ｈの右前方にて、ユーザＨに対し適切な位置に移動して、ユーザＨに随行できる装置として機能する。
【００１０】
図１に示す通り、移動体１は、主に外装２と、その外装２の内部に配設され移動体１の各部を制御する制御部１０と、測距センサ１６と、車輪１７とを有する。測距センサ１６は、外装２の側面部に配置され、レーザ光を全方位（３６０度）に対して照射することで、測距センサ１６と物体との距離を検知（測距）する装置である。測距センサ１６は、任意の角度毎に検出された対象物との距離を、その角度に対応付けて制御部１０へ送信する。また、測距センサ１６は上下方向に移動可能に構成され、予め測距センサ１６からのレーザ光がユーザＨの両脚周辺に照射されるよう、測距センサ１６の上下方向の位置が適宜設定される。以下、測距センサ１６から検知される距離および角度のことを「測距データ」と称す。
【００１１】
車輪１７は、外装２の下部における左右一対に対向して設けられる車輪である。左右の車輪１７それぞれにはモータ（図示せず）が接続され、後述する駆動部１８（図３参照）からの制御信号に基づいてモータを駆動させることで、移動体１が移動される。左右のモータを、同じ出力で正転および逆転させることで移動体１の前方移動および後方移動を行い、また、モータを差動させることで、移動体１の移動方向の変更を行う。ここで移動体１は、車輪１７が設けられる左右方向へは直接移動できないので、かかる左右方向への移動には移動方向の変更が必要となる。即ち、移動体１は、非ホロノミックな拘束条件を有する車輪１７及び駆動部１８（移動部）によって移動するものである。
【００１２】
次に、図２を参照して移動体１の移動に対する移動目標Ｔ１及び制御目標Ｔ２について説明する。図２は、移動体１の移動目標Ｔ１及び制御目標Ｔ２を示す図である。移動体１は測距センサ１６から取得される測距データＭＰを、ユーザＨの身体の中心位置Ｐｕを原点（０，０）、ユーザＨの向きＤｕの方向をｙ軸とし、そのｙ軸に直交する方向をｘ軸とした「ユーザ座標系」に基づいて処理することで、移動体１の移動制御が行われる。
【００１３】
移動体１は、図２に示す通り、移動体１は、ユーザＨの右前方に設定される移動目標Ｔ１を随行しながら移動する。本実施形態では、移動体１の移動目標Ｔ１は、ユーザＨの前側「０．６ｍ」かつ右側「０．３ｍ」の位置とされる。
【００１４】
ところで、ユーザＨが旋回した場合やユーザＨが左右方向へ移動した場合、更にはユーザＨの歩行に揺らぎがある場合、移動目標Ｔ１が移動体１の前後方向ではなく、左右方向に位置することになる。上述した通り、移動体１は左右方向へ直接移動できないので、移動体１は旋回することでユーザＨに対して随行して移動する。特に、ユーザＨが真横へ（即ちｘ軸に沿って）移動した場合は、移動体１は最小の旋回半径で急旋回する必要がある。更に、移動体１と移動目標Ｔ１との距離は比較的小さいので、移動体１を移動目標Ｔ１に随行して移動させると、移動体１の旋回半径は小さくなる。ここで、移動体１は、左右の車輪１７を差動させることで旋回するので、小さな旋回半径による急旋回をしようとしても十分に旋回できず、ユーザＨへの随行が遅れたり、移動体１自体がユーザＨの歩行の妨げとなってしまう虞がある。
【００１５】
そこで、図３（ａ）に示すように、かかる移動体１の旋回半径を確保するため、移動目標Ｔ１をｙ軸方向へＹＳだけ移動（シフト）した制御目標Ｔ２が設定され、移動体１は該制御目標Ｔ２を目標として移動制御される。該制御目標Ｔ２を移動目標として移動体１が移動することで、移動体１と移動目標との距離を確保することができる。従って、移動体１が移動目標Ｔ１を移動目標とする場合よりも、移動体１の旋回半径を大きくすることができる。よって、ユーザＨが急激に旋回したとしても、移動体１は大きな旋回半径に沿って緩やか旋回すれば良いので、ユーザＨへの随行遅れを抑制でき、更に移動体１自体がユーザＨの歩行の妨げとなることを抑制できる。
【００１６】
詳細は後述するが、本実施形態においてシフト量ＹＳは、ユーザＨが加速中は、ユーザＨの速度Ｖｕに基づいて設定され、減速中はその継続時間とシフト量ＹＳが小さくなるように設定される。これにより、移動体１は、ユーザＨが加速中あるいは減速中のいずれであっても、適切にユーザＨとの距離を維持した状態でユーザＨとの随行移動ができる。
【００１７】
また、移動体１は、ユーザＨの速度Ｖｕと、移動体１と制御目標Ｔ２との距離偏差Δｄとによって算出される目標速度Ｖｒｄに基づいて、移動制御が行われる。具体的に、目標速度Ｖｒｄは数式１にて算出される。
【００１８】
【数１】
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ここで、Ｋ１は速度ゲインであり、実験によって予め算出される値である。即ち、ユーザＨの速度Ｖｕが大きくなる程、また、移動体１と制御目標Ｔ２との距離偏差Δｄが大きくなる程、目標速度Ｖｒｄは大きくなる。移動体１は、かかる目標速度Ｖｒｄに基づいて移動制御をすることで移動体１が移動され、その結果として検知される移動体１の速度が、速度Ｖｒである。以下、ユーザＨや移動体１の「移動」とは、ユーザＨや移動体１の位置ＰｕやＰｒの移動をいい、ユーザＨや移動体１の向きＤｕや向きＤｒの変更は「移動」に含まれない。
【００１９】
次に、図３を参照して、移動体１の電気的構成について説明する。図３は、移動体１の電気的構成を示すブロック図である。移動体１は制御部１０を有し、その制御部１０はＣＰＵ１１と、フラッシュＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３とを有し、これらはバスライン１４を介して入出力ポート１５にそれぞれ接続されている。入出力ポート１５には、更に、測距センサ１６と、駆動部１８とが接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ１１は、バスライン１４により接続された各部を制御する演算装置である。フラッシュＲＯＭ１２は、ＣＰＵ１１により実行されるプログラムや固定値データ等を格納した書き換え可能な不揮発性の記憶装置であり、制御プログラム１２ａと、速度ゲインデータ１２ｂとが記憶される。ＣＰＵ１１によって制御プログラム１２ａが実行されると、図４のメイン処理が実行される。速度ゲインデータ１２ｂは、上述した速度ゲインＫ１が記憶されるデータ領域である。
【００２１】
ＲＡＭ１３は、ＣＰＵ１１が制御プログラム１２ａの実行時に各種のワークデータやフラグ等を書き換え可能に記憶するためのメモリであり、測距センサ１６から取得された測距データＭＰが記憶される測距データメモリ１３ａと、ユーザＨの位置Ｐｕが記憶されるユーザ位置メモリ１３ｂと、ユーザＨの向きＤｕが記憶されるユーザ向きメモリ１３ｃと、ユーザＨの速度Ｖｕが記憶されるユーザ速度メモリ１３ｄと、ユーザＨの加速度Ａｕが記憶されるユーザ加速度メモリ１３ｅと、移動目標Ｔ１が記憶される目標位置メモリ１３ｆと、制御目標Ｔ２が記憶される制御目標位置メモリ１３ｇと、シフト量ＹＳが記憶されるシフト量メモリ１３ｈと、ユーザＨが減速または急停止する直前のシフト量ＹＳｂが記憶される加速シフト量メモリ１３ｉと、距離偏差Δｄが記憶される距離偏差メモリ１３ｊと、速度ゲインＫ１が記憶される速度ゲインメモリ１３ｋと、移動体１の目標速度Ｖｒｄが記憶される目標速度メモリ１３ｍとがそれぞれ設けられる。
【００２２】
駆動部１８は、移動体１を移動動作させるための装置であり、車輪１７（図１参照）および車輪１７の駆動源となるモータ（図示せず）等から構成される。制御部１０から制御信号が駆動部１８に入力されると、入力された制御信号に基づいてモータが回転し、該モータの回転が動力となって車輪１７が駆動し、移動体１を動作させる。
【００２３】
次に、図４を参照して、移動体１のＣＰＵ１１で実行されるメイン処理を説明する。図４は、移動体１のメイン処理のフローチャートである。メイン処理は移動体１の電源投入直後に実行される。メイン処理は、まず測距センサ１６から取得した測距データＭＰを測距データメモリ１３ａに保存する（Ｓ１）。
【００２４】
Ｓ１の処理の後、測距データメモリ１３ａの測距データＭＰに基づいて、ユーザＨの位置Ｐｕ、向きＤｕ、速度Ｖｕを算出し、それぞれユーザ位置メモリ１３ｂ、ユーザ向きメモリ１３ｃ及びユーザ速度メモリ１３ｄに保存し（Ｓ２）、ユーザ速度メモリ１３ｄのユーザＨの速度Ｖｕに基づいて、ユーザＨの加速度Ａｕを算出し、ユーザ加速度メモリ１３ｅに保存する（Ｓ３）。なお、ユーザ速度メモリ１３ｄと、ユーザ加速度メモリ１３ｅとには、それぞれ速度Ｖｕと加速度Ａｕとの大きさ（絶対値）に加え、速度Ｖｕと加速度Ａｕとの向きがそれぞれ記憶される。
【００２５】
Ｓ３の処理の後、ユーザ位置メモリ１３ｂのユーザＨの位置Ｐｕと、ユーザ向きメモリ１３ｃのユーザＨの向きＤｕとから、移動体１の移動目標Ｔ１を算出し、目標位置メモリ１３ｆに保存する（Ｓ４）。
【００２６】
Ｓ４の処理の後、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持しているかを確認する（Ｓ５）。具体的には、ユーザ加速度メモリ１３ｅのユーザＨの加速度Ａｕの大きさが０より大きく、且つ加速度Ａｕの向きにおけるｙ軸成分が０より大きい場合、またはユーザＨのｙ軸方向へ加速した後に、ユーザ速度メモリ１３ｄの速度Ｖｕの大きさ及び向きが維持されている場合であるかが確認される。
【００２７】
Ｓ５の処理において、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合は（Ｓ５：Ｙｅｓ）、ユーザ速度メモリ１３ｄの速度Ｖｕに基づいてシフト量ＹＳを算出し、シフト量メモリ１３ｈ及び加速シフト量メモリ１３ｉに保存する（Ｓ６）。Ｓ５の処理によるシフト量ＹＳの算出について、図５（ａ）を算出して説明する。
【００２８】
図５（ａ）は、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合における、ユーザＨの速度Ｖｕに応じたシフト量ＹＳを示すグラフである。図５（ａ）に示すように、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合は、シフト量ＹＳはユーザＨの速度Ｖｕに応じて、線形に増加される。具体的に、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合のシフト量ＹＳは、以下の数式２で算出される。
【００２９】
【数２】
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数式２において、ΔＴは所定の時間間隔であり「１秒間」が例示される。数式２で算出されたシフト量ＹＳがシフト量メモリ１３ｈ及び加速シフト量メモリ１３ｉに保存される。ここで、加速シフト量メモリ１３ｉにも数式２で算出されたシフト量ＹＳが保存されるのは、後述の図４のＳ７の処理において、かかるシフト量ＹＳが、ユーザＨが減速または急停止する直前のシフト量ＹＳｂとして用いられるからである。
【００３０】
図４に戻る。Ｓ５の処理において、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合は（Ｓ５：Ｎｏ）、加速シフト量メモリ１３ｉのシフト量ＹＳｂを時間変化させた値を、シフト量ＹＳとしてシフト量メモリ１３ｈに保存する（Ｓ７）。Ｓ７の処理によるシフト量ＹＳの算出について、図５（ｂ）を算出して説明する。
【００３１】
図５（ｂ）は、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合における、シフト量ＹＳの時間変化を示すグラフである。図５（ｂ）に示すように、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合における、シフト量ＹＳは、加速シフト量メモリ１３ｉのシフト量ＹＳｂを初期値とした「シグモイド曲線」に従って、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している状態の継続時間と共に減少される。具体的に、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合におけるシフト量ＹＳは、以下の数式３で算出される。
【００３２】
【数３】
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数式３において、ｔは継続時間であり、α，β，Ｔｍａｘは、実験によって予め算出される値である。即ち、シフト量ＹＳは、ユーザＨが減速または急停止する直前のシフト量ＹＳｂから、継続時間に応じて緩やかに減少していき、最小値は０とされる。なお、図４のＳ７の処理においては、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している状態の継続時間に従って、数式３にてシフト量ＹＳが算出され、その算出結果がシフト量メモリ１３ｈに記憶される。
【００３３】
図４に戻る。Ｓ６，Ｓ７の処理の後、目標位置メモリ１３ｆの移動目標Ｔ１と、シフト量メモリ１３ｈのシフト量ＹＳとから制御目標Ｔ２を算出し、制御目標位置メモリ１３ｇへ保存する（Ｓ８）。具体的には、目標位置メモリ１３ｆの移動目標Ｔ１のｘ軸方向の位置が、制御目標Ｔ２のｘ軸方向の位置とされ、目標位置メモリ１３ｆの移動目標Ｔ１のｘ軸方向の位置に、シフト量メモリ１３ｈのシフト量ＹＳが加算された位置が制御目標Ｔ２のｙ軸方向の位置とされる。かかる制御目標Ｔ２のｘ軸方向およびｙ軸方向の位置が、制御目標位置メモリ１３ｇへ保存される。
【００３４】
即ち、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合、シフト量ＹＳは、ユーザＨが１秒間に進む距離とされる。従って、かかるシフト量ＹＳに基づいて算出される制御目標Ｔ２は、ユーザＨの速度Ｖｕが大きい程、ユーザＨと制御目標Ｔ２との距離を大きくなり、また、移動体１と制御目標Ｔ２との距離も大きくなる。これによって、移動体１をユーザＨから離れた位置に移動できる。
【００３５】
また、早歩きしているユーザＨが旋回する場合その早歩きの速度Ｖｕに応じて移動体１と制御目標Ｔ２との距離が大きくなり、これによって、移動体１の旋回半径も大きくなる。これにより、移動体１を緩やかに旋回させることできるので、かかる旋回に伴う移動体１の挙動を安定させることができる。
【００３６】
一方で、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合のシフト量ＹＳは、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している継続時間に応じて、ユーザＨが減速または急停止する直前のシフト量ＹＳｂから、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している継続時間に応じて減少する。
【００３７】
これによって、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止して暫くの間は、制御目標Ｔ２が急激に移動目標Ｔ１となるのが抑制できるので、移動体１とユーザＨとの距離が急激に小さくなることを抑制できる。その後、シフト量ＹＳは、ユーザＨが減速または急停止する直前のシフト量ＹＳｂから継続時間に応じて減少を続け、最終的には０となる。よって、制御目標Ｔ２が徐々に、減速または急停止する直前の制御目標Ｔ２から、移動目標Ｔ１へと変化されるので、ユーザＨと移動体１とを近づけることができる。
【００３８】
ここで、図６を参照して、従来技術の移動体１００による、シフト量ＹＳが常にユーザＨの速度Ｖｕによって算出される場合と、本実施形態の移動体１による、ユーザＨの加減速や停止状態によってシフト量ＹＳが算出される移動体１とを比較する。図６（ａ）は、従来技術の移動体１００による、シフト量ＹＳが常にユーザＨの速度Ｖｕによって算出される場合に、ユーザＨが旋回中に急停止した場合を示す図であり、図６（ｂ）は、本実施形態の移動体１による、ユーザＨの加減速や停止状態によってシフト量ＹＳが算出される場合に、ユーザＨが旋回中に急停止した場合を示す図である。図６（ａ），図６（ｂ）においては、移動体１，１００が移動した軌跡を破線にて示している。
【００３９】
図６（ａ），図６（ｂ）共に、ユーザＨが左方向へ旋回し、その旋回中に急停止した場合を示す。まず、図６（ａ）において、移動体１００は、ユーザＨの速度Ｖｕに基づいて、シフト量ＹＳと制御目標Ｔ２とが設定され、かかる制御目標Ｔ２に向けて移動される。ここで、ユーザＨが旋回中に急停止した場合は、ユーザＨの速度Ｖｕが０となるので、上記した数式２の通り、かかる場合のシフト量ＹＳは０となる。従って、ユーザＨが急停止した場合の制御目標Ｔ２である制御目標Ｔ２Ｓは、ユーザＨが旋回中の制御目標Ｔ２よりもユーザＨ側に近づく。そうなると、移動体１００は、ユーザＨに近づいた制御目標Ｔ２Ｓに向けて移動するので、基本的にユーザＨの前方を横切るように移動してしまう。かかる移動体１００の動作に対して、ユーザＨは圧迫感や、衝突の虞を覚えてしまう。また、かかる現象は、ユーザＨがＵターン動作や急に方向転換をした時等、ユーザＨの方向転換に伴って速度Ｖｕが瞬間的に大きく低下する場合にも、同様に発生する。
【００４０】
これに対して、本実施形態の移動体１は、図６（ｂ）に示すように、まず、移動体１が旋回移動している間は、従来技術の移動体１００と同様に、ユーザＨの速度Ｖｕに基づいて、シフト量ＹＳと制御目標Ｔ２とが設定され、かかる制御目標Ｔ２に向けて移動される。その後、ユーザＨが旋回中に急停止した場合は、ユーザＨが急停止する直前のシフト量ＹＳｂに基づいて、シフト量ＹＳが設定され、かかるシフト量ＹＳに基づく制御目標Ｔ２Ｓ’が算出される。
【００４１】
つまり、ユーザＨが旋回中に急停止した直後は、シフト量ＹＳが急に０にはならず、制御目標Ｔ２Ｓ’は移動目標Ｔ１よりもｙ軸方向側に設定される。よって、移動体１はまず、ユーザＨの前方側へ移動するので、ユーザＨの前方を横切るように移動することはなく、かかる移動体１の移動によって、ユーザＨが覚える圧迫感や衝突の虞を抑制できる。
【００４２】
更に、図７を参照して、ユーザＨが旋回中に急停止した後における、本実施形態の移動体１の移動動作について説明する。図７（ａ）は、ユーザＨが旋回中に急停止した直後における、本実施形態の移動体１を示す図であり、図７（ｂ）は、ユーザＨが旋回中に急停止した後に、時間が経過した場合の本実施形態の移動体１を示す図である。
【００４３】
図７（ａ）に示すように、本実施形態の移動体１は、ユーザＨが急停止した直後は、ユーザＨが急停止する直前のシフト量ＹＳｂに基づいたシフト量ＹＳによって、制御目標Ｔ２Ｓ’が算出され、移動体１はかかる制御目標Ｔ２Ｓ’に向かって移動制御を行う。その後、シフト量ＹＳは、図５（ｂ）で示したように、ユーザＨが急停止した状態の継続時間に応じて、緩やかに減少していく。即ち、図７（ｂ）に示すように、ユーザＨが急停止した継続時間が長くなる程、シフト量ＹＳは０に近づくので、制御目標Ｔ２は移動目標Ｔ１に近づく。
【００４４】
従って、ユーザＨが急停止した状態の継続した場合の最終的な制御目標Ｔ２Ｔ’は、移動目標Ｔ１と等しくなる。これによって、移動体１をユーザＨに近づけることができ、ユーザＨは移動体１への操作指示等がしやすくなるので、移動体１の使い勝手を向上させることができる。
【００４５】
また、シフト量ＹＳの変化に応じて、移動体１はユーザＨへ接近していくが、かかるシフト量ＹＳは、経過時間に応じて、シグモイド曲線に従って緩やかに減少していくので、移動体１はユーザＨに対して緩やかに接近していく。よって、移動体１が急激にユーザＨへ接近することを抑制できるので、接近してくる移動体１に対してユーザＨが覚える圧迫感を更に抑制できる。
【００４６】
なお、ユーザＨが急停止してから、移動体１が制御目標Ｔ２Ｔ’に達するまでの移動体１の目標速度Ｖｒｄを、数式１で算出される通常時の目標速度Ｖｒｄよりも減速させても良い。更にかかる目標速度Ｖｒｄを、ユーザＨが急停止してからの時間経過に応じて徐々に減速させる構成としても良い。
【００４７】
図４に戻る。Ｓ８の処理の後、制御目標位置メモリ１３ｇの制御目標Ｔ２と、移動体１の位置Ｐｒとの距離偏差Δｄ（図２参照）を算出し、距離偏差メモリ１３ｊへ保存する（Ｓ９）。
【００４８】
Ｓ９の処理の後、測距データメモリ１３ａの測距データＭＰに基づいて、ユーザＨが歩き出しであり、且つ移動体１に近い側の脚が動き出したかを確認する（Ｓ１０）。即ち、測距データメモリ１３ａの測距データＭＰに基づいて、停止しているユーザＨが一歩目を踏み出し、なおかつ、移動体１が、踏み出した脚側に位置しているかが確認される。
【００４９】
Ｓ１０の処理において、ユーザＨが歩き出しであり、且つ移動体１に近い側の脚が動き出した場合は（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１に速度ゲインＫ１の１０％を加算した値を速度ゲインメモリ１３ｋに保存する（Ｓ１１）。一方で、Ｓ１０の処理において、ユーザＨが歩行中または、ユーザＨが歩き出しであり且つ移動体１と遠い側の脚が動き出した場合は（Ｓ１０：Ｎｏ）、速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１を速度ゲインメモリ１３ｋに保存する（Ｓ１２）。
【００５０】
Ｓ１１，Ｓ１２の処理の後、ユーザ速度メモリ１３ｄのユーザの速度Ｖｕと、速度ゲインメモリ１３ｋの速度ゲインＫ１と、距離偏差メモリ１３ｊの距離偏差Δｄとから、移動体１の目標速度Ｖｒｄを算出し、目標速度メモリ１３ｍへ保存する（Ｓ１３）。なお、目標速度Ｖｒｄは上述した数式１によって算出される。Ｓ１３の処理の後、制御目標位置メモリ１３ｇの制御目標Ｔ２と、目標速度メモリ１３ｍの目標速度Ｖｒｄに基づいて、駆動部１８を動作させて、移動体１を移動させる（Ｓ１４）。Ｓ１４の処理の後は、Ｓ１の処理以下を繰り返す。かかるＳ１０〜Ｓ１４の処理について、図８を参照して説明する。
【００５１】
図８（ａ）は、ユーザＨの歩き出しにおいて、移動体１とは遠い側の左脚が踏み出された場合を示す図であり、図８（ｂ）は、ユーザＨの歩き出しにおいて、移動体１とは近い側の右脚が踏み出された場合を示す図である。図８（ａ）においては、移動体１がユーザＨの右前方側に位置した状態で、ユーザＨが左脚を踏み出して歩き出した場合を示している。かかる場合は、踏み出した左脚の位置ＰＬと、ユーザＨの右前方側に位置する移動体１の位置Ｐｒとは十分に離れているので、移動体１が踏み出した左脚の妨げにならない。従って、図４のＳ１２，Ｓ１３の処理によって、速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１に基づいて目標速度Ｖｒｄが算出され、その目標速度Ｖｒｄの大きさがＶ０とされる。
【００５２】
一方で、図８（ｂ）に示すように、移動体１がユーザＨの右前方側に位置した状態で、ユーザＨが右脚を踏み出して歩き出した場合は、右脚を踏み出す側に移動体１が位置することとなる。これによって、ユーザＨの右脚の位置ＰＲと移動体１の位置Ｐｒとが接近し、移動体１はユーザＨの歩行の妨げとなるので、ユーザＨは歩きにくさを感じてしまう。
【００５３】
そこで、図４のＳ１１の処理によって、速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１を１０％加算したものに基づいて算出された結果、速度がＶ０＋Ｖαである目標速度Ｖｒｄが算出される。よって、かかる場合の目標速度Ｖｒｄの大きさは、速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１による速度の大きさＶ０に、加算された速度ゲインＫ１による速度Ｖ０からの速度の増加分Ｖαが加算された「Ｖ０＋Ｖα」とされる。
【００５４】
即ち、ユーザＨが、移動体１に近い側の脚を踏み出して歩き出した場合には、移動体１の目標速度Ｖｒｄが通常時よりも加速される。これにより、ユーザＨが踏み出した脚と移動体１との距離を確保することができる。よって、ユーザＨが踏み出した脚に対する、移動体１の随行性が高められるので、移動体１がユーザＨの歩行の妨げとなることや、移動体１によってユーザＨが歩きにくさを感じることを抑制できる。
【００５５】
以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であることは容易に推察できるものである。
【００５６】
上記実施形態では、ユーザＨの右脚位置ＰＲ及び左脚位置ＰＬを測距センサ１６の測距データに基づいて算出した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、測距センサ１６の代わりにカメラを搭載し、該カメラで取得された画像に基づいて、ユーザＨの位置Ｐｕ、向きＤｕ及び速度Ｖｕを算出する構成としても良い。
【００５７】
上記実施形態では、移動体１は、ユーザＨの右前方を随行しながら移動する構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、移動体１をユーザＨの左前方を随行しながら移動する構成としても良い。
【００５８】
上記実施形態では、移動目標Ｔ１のｙ軸方向の位置にシフト量ＹＳを加算することで、制御目標Ｔ２を算出する構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、移動目標Ｔ１のｙ軸方向にシフト係数を乗算することで、制御目標Ｔ２を算出する構成としても良い。かかる場合、シフト係数は、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合は、シフト係数をユーザＨの速度Ｖｕに応じて線形に増加させ、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合に、シフト係数を継続時間に応じたシグモイド曲線に従って減少させる構成とすれば良い。
【００５９】
上記実施形態では、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合に、シフト量ＹＳが、ユーザＨの速度Ｖｕに応じて線形に増加され、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合に、シフト量ＹＳがシグモイド曲線に従って継続時間に応じて減少される構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、ユーザＨが、加速中もしくはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合、または減速中の場合に、シフト量ＹＳをユーザＨの速度Ｖｕに応じて線形に増加され、ユーザＨの移動が停止している場合に、シフト量ＹＳがシグモイド曲線に従って継続時間に応じて減少される構成としても良い。
【００６０】
上記実施形態では、ユーザＨが加速中またはユーザＨが加速した速度Ｖｕを維持している場合、シフト量ＹＳがユーザＨの速度Ｖｕに応じて線形に増加される構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、シフト量ＹＳが、ユーザＨの速度Ｖｕに応じて二次関数的や三次関数的に増加されても良いし、指数関数的に増加されても良い。また、シフト量ＹＳが、ユーザＨの速度Ｖｕに応じたシグモイド曲線やガウス曲線等の曲線に従って増加されても良い。
【００６１】
上記実施形態では、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止している場合に、シフト量ＹＳが継続時間に応じたシグモイド曲線に従って減少される構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、シフト量ＹＳが継続時間に応じた二次関数や三次関数によって減少される構成としても良いし、シフト量ＹＳが継続時間に応じたガウス曲線等、他の形状の曲線に従って減少される構成としても良い。また、ユーザＨが減速中またはユーザＨの移動が停止してから所定時間後に、シフト量ＹＳをユーザＨが減速または急停止する直前のシフト量ＹＳｂから０に変化させるステップ関数に従う構成としても良い。
【００６２】
上記実施形態では、ユーザＨが歩き出しであり、且つ移動体１に近い側の脚が動き出した場合に、速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１に速度ゲインＫ１の１０％を加算する構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、ユーザＨが歩き出しであり、且つ移動体１に近い側の脚が動き出した場合も、まず速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１に基づいて目標速度Ｖｒｄを算出し、かかる目標速度Ｖｒｄに所定の第１係数を乗算した速度に基づいて、駆動部１８を動作させる構成としても良い。その場合、第１係数は１より大きい値に設定されることが好ましい。
【００６３】
また、ユーザＨが歩き出しであり、且つ移動体１に近い側の脚が動き出した場合に、速度ゲインデータ１２ｂの速度ゲインＫ１に、予め設定された所定の第２係数を乗算する構成としても良い。その場合、第２係数も１より大きい値に設定されることが好ましい。
【００６４】
上記実施形態では、ユーザＨが、移動体１に近い側の脚を踏み出して歩き出した場合には、移動体１の目標速度Ｖｒｄを通常時よりも加速する構成とした。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、右脚または左脚のいずれの脚を踏み出して歩き出した場合でも、移動体１の目標速度Ｖｒｄを通常時よりも加速する構成としても良い。また、ユーザＨの歩き出しのみならず、ユーザＨが移動中であっても移動体１に近い側の脚が踏み出された場合に、移動体１の目標速度Ｖｒｄを通常時よりも加速する構成としても良い。
【００６５】
上記実施形態に挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１                            移動体
１６                          測距センサ（検出手段、測距手段）
１７                          車輪（移動手段、移動部の一部）
１８                          駆動部（移動手段、移動部の一部）
Ｈ                            ユーザ（対象者）
ＭＰ                          測距データ
Ｔ１                          移動目標
Ｔ２                          制御目標（移動目標）
ＹＳ                          シフト量
Ｓ２                          位置算出手段、速度算出手段、向き算出手段
Ｓ４，Ｓ８                    移動目標算出手段
Ｓ５                          移動目標算出手段、加減速判断手段
Ｓ６                          移動目標算出手段、移動時目標算出手段
Ｓ７                          移動目標算出手段、停止時目標算出手段
Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１２〜Ｓ１４  移動制御手段
Ｓ１１                        移動制御手段、速度増加手段
【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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