(57)【要約】【課題】状況に応じた滑らかな速度制御信号を迅速に取得することができる移動速度取得装置を提供する。【解決手段】移動予定の経路における速度制御信号を取得し再計算する移動速度取得装置に、取得した速度制御信号を一定速度の信号成分ごとに分割する分割処理部１１と、分割した速度制御信号成分の波形の立ち上がり部分及び立ち下がり部分に応じて、Ｓ字形状の速度制御信号成分を生成するＳ字信号生成部１２と、Ｓ字形状の速度制御信号成分に対応した加速度に基づいて、曲線形状の速度制御信号成分を生成する曲線信号生成部１３と、Ｓ字形状の速度制御信号成分と曲線形状の速度制御信号成分とに基づいて、移動予定の経路における速度制御信号を再計算する信号再計算部１４とを備えることで、速度が変化する部分の速度制御信号を滑らかな速度変化となる速度制御信号に近似することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動予定の経路における速度制御信号を取得し、取得した前記速度制御信号を再計算する移動速度取得装置であって、
取得した前記速度制御信号を一定速度の速度制御信号成分ごとに分割する分割手段と、
分割した前記速度制御信号成分の速度変化部分における波形の立ち上がり部分及び立ち下がり部分に応じて、Ｓ字形状の速度制御信号成分を生成するＳ字形状信号生成手段と、
前記速度制御信号の速度変化部分の前記Ｓ字形状の速度制御信号成分に対応した加速度に基づいて、曲線形状の速度制御信号成分を生成する曲線形状信号生成手段と、
前記Ｓ字形状の速度制御信号成分と前記曲線形状の速度制御信号成分とに基づいて、前記移動予定の経路における速度制御信号を再計算する再計算手段と、
を備える移動速度取得装置。
【請求項２】
前記Ｓ字形状信号生成手段は、前記Ｓ字形状の速度制御信号成分に対応する加速度の時間変化が所定範囲の値となるように、前記速度制御信号成分の波形のＳ字形状を決定することを特徴とする請求項１に記載の移動速度取得装置。
【請求項３】
前記曲線形状信号生成手段は、
前記速度制御信号の速度変化部分において、一方の前記速度制御信号成分によって決定されたＳ字形状の前記速度制御信号成分に対応する第１の加速度と、他方の前記速度制御信号成分によって決定されたＳ字形状の前記速度制御信号成分に対応する第２の加速度とを加算して合成加速度を算出する加算手段と、
算出した前記合成加速度が０となる時間である遅れ時間を算出し、前記遅れ時間分だけ前記合成加速度の発生のタイミングを早くするタイミング変更手段と、
を備え、
前記タイミングを早くした前記合成加速度に基づいて、前記曲線形状の速度制御信号成分を生成すること、
を特徴とする請求項１〜２の何れか一項に記載の移動速度取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動速度取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、物体の移動速度を取得する装置は、移動機器、例えば自律移動型ロボットや自動走行する車両等に好適に用いられている。このような移動機器は、移動経路における速度制御信号を取得または生成し、その速度制御信号に基づいて移動機器の駆動機構を操作して目的地へ移動する（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の移動速度取得装置は、所定の時間間隔における移動距離と移動方向の変化を複数の関数を用いて移動開始前に計算し、移動機器を適切に制御できるような滑らかな速度制御信号を生成する。
【特許文献１】米国特許６１３４４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の移動速度取得装置にあっては、移動速度の計算処理の負荷が大きいため、移動中に突然障害物が移動経路内に現れた場合等、突然の速度変化に対して計算処理が間に合わずに状況に応じた対応ができない恐れがある。
【０００４】
そこで本発明は、このような技術課題を解決するためになされたものであって、状況に応じた滑らかな速度制御信号を迅速に取得することができる移動速度取得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】
【０００５】
すなわち本発明に係る移動速度取得装置は、移動予定の経路における速度制御信号を取得し、取得した前記速度制御信号を再計算する移動速度取得装置であって、取得した前記速度制御信号を一定速度の速度制御信号成分ごとに分割する分割手段と、分割した前記速度制御信号成分の速度変化部分における波形の立ち上がり部分及び立ち下がり部分に応じて、Ｓ字形状の速度制御信号成分を生成するＳ字形状信号生成手段と、前記速度制御信号の速度変化部分の前記Ｓ字形状の速度制御信号成分に対応した加速度に基づいて、曲線形状の速度制御信号成分を生成する曲線形状信号生成手段と、前記Ｓ字形状の速度制御信号成分と前記曲線形状の速度制御信号成分とに基づいて、前記移動予定の経路における速度制御信号を再計算する再計算手段とを備えて構成される。
【０００６】
この発明によれば、速度制御信号を取得し、取得した速度制御信号の一部に対応するＳ字形状となる波形の速度制御信号成分を算出し、算出したＳ字形状の波形に対応する加速度を用いて、速度が変化する部分の速度制御信号を滑らかな速度変化となる速度制御信号に近似することができる。これにより、取得した速度制御信号を複雑な数式を用いないで、Ｓ字形状の決まった形状となる信号を用いて滑らかな速度制御信号に再計算することができる。よって、取得する速度制御信号が変更された場合、その変更に対応した滑らかな速度制御信号を迅速に再計算することができる。
【０００７】
ここで、移動速度取得装置において、前記Ｓ字形状信号生成手段は、前記Ｓ字形状の速度制御信号成分に対応する加速度の時間変化が所定範囲の値となるように、前記速度制御信号成分の波形のＳ字形状を決定することが好適である。
【０００８】
このように構成することで、Ｓ字形状の波形となる速度制御信号成分に対応する加速度の時間変化を所定範囲の値とすることができる。これにより、移動機器に備わる駆動部分が実際に動作できる範囲を所定範囲とすることで、移動機器の駆動能力に対応したＳ字形状の波形となる速度制御信号を迅速に生成することができる。
【０００９】
さらに、移動速度取得装置において、前記曲線形状信号生成手段は、前記速度制御信号の速度変化部分において、一方の前記速度制御信号成分によって決定されたＳ字形状の前記速度制御信号成分に対応する第１の加速度と、他方の前記速度制御信号成分によって決定されたＳ字形状の前記速度制御信号成分に対応する第２の加速度とを加算して合成加速度を算出する加算手段と、算出した前記合成加速度が０となる時間である遅れ時間を算出し、前記遅れ時間分だけ前記合成加速度の発生のタイミングを早くするタイミング変更手段と、を備え、前記タイミングを早くした前記合成加速度に基づいて、前記曲線形状の速度制御信号成分を生成することが好適である。
【００１０】
このように構成することで、分割した速度制御信号成分同士の接続部において、速度が変化する部分に対応する速度制御信号の加速度の波形を、一方のＳ字形状の波形に対応した加速度と、他方のＳ字形状の波形に対応した加速度とを足し合わせて算出することができる。また、算出した加速度を、算出した加速度が０となる時間である遅れ時間分だけ早くすることで、速度が急激に変化する波形の速度制御信号を遅れ無く滑らかに近似することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、状況に応じた滑らかな速度制御信号を迅速に取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は本発明の実施形態に係る移動速度取得装置を備えるロボットの構成図である。本実施形態に係る移動速度取得装置は、移動機器の道順が示された移動経路情報を取得し、取得した移動経路情報を周辺環境に応じてリアルタイムに更新する装置であって、例えばロボットや車両の自動走行制御などに好適に用いられる装置である。
【００１４】
移動速度取得装置を備えたロボット２は、周辺の環境を認識するためのカメラ３、ロボット２の動作を制御するためのＥＣＵ６、ＥＣＵ６により制御される電動モータ８、電動モータ８により駆動される車輪９、通信を行うための通信部７、地図ＤＢ４及び経路情報ＤＢ５を備えている。ここで、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）とは、電子制御するコンピュータであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。
【００１５】
カメラ３は、ロボット２が進行する方向の画像を取得するＣＣＤカメラと、取得した画像を画像処理することによって、障害物の有無を認識する画像処理部とを有している。この画像処理部は、ＣＣＤカメラで取得した画像からエッジ抽出やパターン認識処理などによって障害物を抽出して認識する機能を有している。また、カメラ3は、取得した情報をＥＣＵ６へ出力する機能を有している。
【００１６】
地図ＤＢ４は、地図情報が格納されたデータベースであり、ＥＣＵ６から参照可能に構成されている。また、経路情報ＤＢ５は、ロボット２が走行する予定の大まかな経路が格納されているデータベースであり、ＥＣＵ６から参照可能に構成されている。経路情報ＤＢ５に格納されている経路情報は、例えば経路上の所定地点での目標速度情報や目標到達時刻情報が付与されている。
【００１７】
通信部７は、外部と通信し、自動走行に必要な情報を入力する機能を有している。例えば通信部７は、ロボット２の現在地点の座標を入力する機能を有している。また、通信部７は、入力した情報をＥＣＵ６へ出力する機能を有している。
【００１８】
ＥＣＵ６は、速度制御信号生成処理部６１、アクチュエータ制御部６２及び移動速度再計算処理部（移動速度取得装置）１を備えている。
【００１９】
速度制御信号生成処理部６１は、所定の時刻における目標速度を示す速度制御信号を経路情報ＤＢ５から入力する機能を有している。また、速度制御信号生成処理部６１は、入力した速度制御信号、カメラ３から入力した障害物に関する情報、通信部７から入力した現在位置情報及び地図ＤＢ４から入力した地図情報を用いて、障害物を避けるために経路情報を変更し、変更した経路情報に対応させて速度制御信号を変更する機能を有している。また、速度制御信号生成処理部６１は、速度制御信号を移動速度再計算処理部１へ出力する機能を有している。
【００２０】
移動速度再計算処理部１は、移動予定の経路における速度制御信号を取得し、取得した速度制御信号を再計算する機能を有しており、分割処理部（分割手段）１１、Ｓ字信号生成部（Ｓ字形状信号生成手段）１２、曲線信号生成部（曲線形状信号生成手段）１３、速度再計算部（再計算手段）１４を備えて構成される。
【００２１】
分割処理部１１は、速度制御信号生成処理部６１から速度制御信号を入力し、所定の速度信号成分に分割する機能を有している。分割処理部１１は、例えば速度制御信号を速度が一定となる信号成分ごとに分割する機能を有している。また、分割処理部１１は、分割した信号成分に関する情報をＳ字信号生成部１２へ出力する機能を有している。
【００２２】
Ｓ字信号生成部１２は、分割処理部１１から分割した信号成分に関する情報を入力し、Ｓ字形状の波形となる信号を生成する機能を有している。また、Ｓ字信号生成部１２は、分割した信号成分に関する情報に基づいて、台形状の波形となる加速度信号を算出し、Ｓ字形状の波形となる速度制御信号を生成する。台形状の波形となる加速度は、波形の立ち上がり部分の加速度の傾き、すなわち、加速度の時間変化（ジャーク）が所定の値以下となるように設定される。所定の値は、例えば車輪９が物理的に動作可能なジャークの最大値が設定される。Ｓ字信号生成部１２は、時間に依存したＳ字形状の波形となる速度制御信号を曲線信号生成部１３及び速度再計算部１４へ出力する機能を有している。
【００２３】
曲線信号生成部１３は、Ｓ字信号生成部１２からＳ字形状の波形を入力し、信号成分が連続することによって形成される速度変化部分に対応した曲線形状の波形となる速度制御信号を生成する機能を有している。曲線信号生成部１３は、例えば、連続する信号成分において、一方のＳ字形状の信号成分に対応する加速度と、他方のＳ字形状の信号成分に対応する加速度とを加算して合成加速度の波形を算出する機能（加算手段）を有している。また、算出した合成加速度が０となる時間である遅れ時間を算出し、遅れ時間分だけ合成加速度の発生のタイミングを早くする機能（タイミング変更手段）を有している。また、曲線信号生成部１３は、算出した曲線形状の波形となる速度制御信号を速度再計算部１４へ出力する機能を有している。
【００２４】
速度再計算部１４は、Ｓ字信号生成部１２及び曲線信号生成部１３からＳ字形状の波形となる速度制御信号及び曲線形状の波形となる速度制御信号をそれぞれ入力し、速度制御信号生成処理部６１から入力した速度制御信号を近似する機能を有している。また、速度再計算部１４は、近似した速度制御信号をアクチュエータ制御部６２へ出力する機能を有している。
【００２５】
アクチュエータ制御部６２は、速度再計算部１４から速度制御信号を入力し、入力した速度制御信号に基づいて電動モータ８へ制御信号を出力する機能を有している。電動モータ８は、アクチュエータ制御部６２から制御信号を入力し、制御信号に基づいて車輪９を駆動させる機能を有している。
【００２６】
このように構成されたロボット2は、与えられた経路情報に沿って走行し、ロボット２の進行方向に障害物がある場合には、障害物を避けるように経路を変更し、変更された経路に対応した速度制御信号を生成後、滑らかな速度制御信号に再計算して、再計算した速度制御信号に基づいて走行する。
【００２７】
次に、本実施形態に係る移動速度取得装置１の動作について、図２〜９を用いて説明する。図２は、本実施形態に係る移動速度取得装置１を備えるロボット２の速度変更時の再計算動作を示すフローチャート、図３〜７は、時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフであり、特に図４〜６は、図３に示す速度制御信号の変化を時間経過の順に示したグラフである。
【００２８】
ロボット２は、目的地に向かって出発したタイミングで図２に示す制御処理を実行し、所定の間隔で繰り返し実行する。以下では、説明理解の容易性を考慮して、図３の速度制御信号ＳＬ１に基づいて走行した場合における速度変更時の再計算処理について説明する。
【００２９】
ロボット２は、目的地に出発するための準備処理として、目的地までの速度制御信号を取得し、取得した信号を滑らかな速度制御信号に変換する。例えば、図３の（ａ）に示す初期速度制御信号ＳＬ１を取得し、ロボット２に備わる分割処理部１１が、初期速度制御信号ＳＬ１を速度Ｖ１の信号成分（区間Ｋ１に対応する信号成分）に分割する。その後、ロボット２に備わるＳ字信号生成部１２が、初期速度制御信号ＳＬ１の速度Ｖ１に基づいて、図３の（ｂ）に示す所定のジャークを満たす加速度Ａ１１、Ａ１２を決定する。Ｓ字信号生成部１２は、図１の車輪９が動作可能な範囲に所定のジャークを設定する。Ｓ字信号生成部１２は、算出した加速度Ａ１１、Ａ１２に基づいて、初期速度制御信号ＳＬ１の立ち上がり部分（ｔ０〜ｔ２）及び立ち下り部分（ｔ４〜ｔ６）に対応するＳ字形状の速度制御信号Ｃ１１、Ｃ１２を生成し、経路再計算部１４が、再計算して図３の（ａ）に示す速度制御信号ＣＬ２を算出する。ロボット２は、算出した速度制御信号ＣＬ２に基づいて目的地に向かって走行を開始する。
【００３０】
ロボット２は速度制御信号ＣＬ２に基づいて目的地に向かって出発すると、図２に示すように、セグメント終了確認処理を実行する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、ＥＣＵ６で実行され、例えば通信部７から取得した位置情報に基づいてロボット２が現在走行している地点を確認し、現在地点がセグメントの最終地点であるか否かを確認する処理である。セグメントは、分割した１つの速度制御信号に対応して再計算された速度制御信号、すなわちＳ字形状を含む速度制御信号において、その信号の始まりから終わりまでを示す区間である。例えば、図３に示す速度制御信号ＳＬ１であれば、セグメントＳｇ１は、速度制御信号ＣＬ２の始まりであるｔ０から速度制御信号ＣＬ２の終わりであるｔ６までの区間である。ＥＣＵ６は、現在地点がセグメントＳｇ１の最終地点、すなわち時刻ｔ６の地点であるか否かを確認する。Ｓ１０の処理において、現在地点がセグメントの最終地点でないと判定した場合には、セグメントの切替箇所確認処理に移行する（Ｓ１２）。
【００３１】
Ｓ１２の処理は、ＥＣＵ６で実行され、セグメント間が連続する場合において、現在地点が一方のセグメントから他方のセグメントへ切り替わる箇所であるか否かを判定する処理である。例えば、図３に示す速度制御信号ＳＬ１の場合は、走行中において一定速度となる区間が１つであるため、その区間に対応するセグメントも１つである。このような場合には、セグメントの切替箇所は存在しないので、Ｓ１０の処理において、速度変換確認処理へ移行する（Ｓ１４）。また、例えば、図７に示す速度制御信号ＳＬ３は、出発当初は図３に示す速度制御信号ＳＬ１を用いて走行していたが、区間Ｋ１走行後の区間を速度Ｖ２で走行するように変更された速度制御信号であり、このように速度変更があった場合には、速度制御信号ＳＬ３は速度が異なる区間Ｋ１、Ｋ２に分割され、区間Ｋ２に対応するセグメントＳｇ２が区間Ｋ１に対応するセグメントＳｇ１に重なって形成される。セグメントＳｇ２の始まりを示す切替箇所をＰ１とすると、Ｓ１２の処理は、現在地点が切替箇所Ｐ１に等しいか否かを判定する処理となる。Ｓ１２の処理において、現在地点が切替箇所に等しくないと判定した場合には、速度変更確認処理へ移行する（Ｓ１４）。
【００３２】
Ｓ１４の処理は、ＥＣＵ６で実行され、入力した速度制御信号が変更されたか否かを判定する処理である。例えば、図４に示す速度制御信号ＳＬ２は、出発当初は図３に示す速度制御信号ＳＬ１を用いて走行していたが、区間Ｋ１内において、速度Ｖ１から速度Ｖ２へ変更された速度制御信号であり、このような場合には、速度変更がされたと判定する。Ｓ１４の処理において、速度制御信号の変更がされたと判定した場合には、速度変更領域の予測処理へ移行する（Ｓ１６）。
【００３３】
Ｓ１６の処理は、ＥＣＵ６で実行され、速度制御信号の速度が変更された場合において、速度変更の大きさを入力する処理である。例えば、図４に示す速度制御信号ＳＬ２の速度Ｖ２を入力する。Ｓ１６の処理が終了すると、妥当性確認処理へ移行する（Ｓ１８）。
【００３４】
Ｓ１８の処理は、ＥＣＵ６で実行され、Ｓ１６の処理で入力した速度変更の大きさが通常想定される大きさであるか否かを判定する処理である。通常想定される大きさは、例えば、ロボット２が備える車輪９や駆動源によって決定される限界速度内の速度である。Ｓ１８の処理において、限界速度内であると判定した場合には、加速度算出処理へ移行する（Ｓ２０）。
【００３５】
Ｓ２０の処理は、分割処理部１１及びＳ字信号生成部１２で実行され、Ｓ字形状の波形となる速度制御信号成分を生成するために、変更された速度制御信号を一定速度の信号成分ごとに分割し、分割した速度制御信号成分のそれぞれを１つの波形と見立て、その波形の立ち上がり部分と立ち下がり部分に応じて速度変化部分の加速度を生成する処理である。例えば、図４に示す速度制御信号ＳＬ２を、速度Ｖ１の速度制御信号と速度Ｖ２の速度制御信号とに分割し、速度Ｖ１の速度制御信号をステップ状の波形信号と見立てて、その波形の立ち上がり部分（ｔ０〜ｔ２）に対応する加速度信号Ａ１１、及び立ち下がり部分（ｔ３１〜ｔ３３）に対応する加速度信号Ａ１２を生成する。この時、ジャークは所定の値以下となるように設定される。所定の値は、例えば車輪９が物理的に動作可能な加速度変化の最大値が設定される。ジャーク値が決定されると、加速度の最大値ａＭＡＸと速度Ｖ１を用いて加速度信号Ａ１１、Ａ１２の台形状の波形を生成することができる。これにより、Ｓ字形状の速度制御信号を算出することができる。同様に、速度Ｖ２の速度制御信号をステップ状の波形信号と見立てて、その波形の立ち上がり部分（ｔ３１〜ｔ３２）に対応する加速度信号Ａ２１、及び立ち下がり部分（ｔ４〜ｔ５）に対応する加速度信号Ａ２２を生成する。なお、これらの加速度信号であるＡ１１、Ａ１２、Ａ２１及びＡ２２にそれぞれ対応するＳ字形状の波形となる速度制御信号は、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ２１及びＣ２２である。Ｓ２０の処理が終了すると、遅れ時間の調整処理へ移行する（Ｓ２２）。
【００３６】
Ｓ２２の処理は、曲線信号生成部１３で実行され、速度変更があった箇所の遅れ時間を算出する処理である。Ｓ２０の処理のように加速度信号を決定した場合、速度変更があった箇所については遅れ時間が発生するため、遅れ時間を算出して調整する。例えば、図５に示すように、速度変更箇所Ｐ２で速度が速度Ｖ１から速度Ｖ２へ変更された場合、この速度変化部分の加速度信号の波形は、加速度信号Ａ２１と加速度信号Ａ１２とを加算した合成加速度信号Ｇ１１の波形となる。合成加速度信号Ｇ１１に対応する曲線形状の速度制御信号がＤ１１である。速度制御信号Ｄ１１は速度変更箇所Ｐ２を基準として遅れ時間ｔｓ分だけ遅れて出力される。この遅れ時間ｔｓは、加速度信号Ａ２１と加速度信号Ａ１２とを加算した時に加速度信号が０となった時間である。Ｓ２２の処理において、遅れ時間ｔｓを算出すると、合成加速度信号算出処理へ移行する（Ｓ２４）。
【００３７】
Ｓ２４の処理は、曲線信号生成部１３で実行され、速度変更があった箇所の合成加速度信号を算出する処理である。曲線信号生成部１３は、例えば図６に示すように、Ｓ２２の処理で求めた合成加速度信号Ｇ１１の波形を遅れ時間ｔｓ分だけ早めたタイミングに変更することで合成加速度信号Ｇ１２を生成する。Ｓ２４の処理が終了すると、曲線信号生成処理へ移行する（Ｓ２６）。
【００３８】
Ｓ２６の処理は、曲線信号生成部１３で実行され、速度変更があった箇所の速度制御信号を算出する処理である。曲線信号生成部１３は、例えば図６に示すように、合成加速度信号Ｇ１２から曲線形状の速度制御信号Ｄ１２を生成する。Ｓ２６の処理が終了すると、図２に示す制御処理が終了する。
【００３９】
一方、Ｓ１０の処理において、現在地点がセグメントの最終地点であると判定した場合には、セグメント変更処理に移行する（Ｓ３０）。
【００４０】
Ｓ３０の処理は、ＥＣＵ６で実行され、最初のセグメントに対応する処理が終了したため、次のセグメントへ移行する処理である。例えば、図７に示す速度制御信号ＳＬ３は、出発当初は図３に示す速度制御信号ＳＬ１を用いて走行していたが、区間Ｋ１走行後の区間を速度Ｖ２で走行するように変更された速度制御信号の例を示しており、このように速度変更があった場合には、速度制御信号ＳＬ３は速度が異なる区間Ｋ１、Ｋ２に分割され、区間Ｋ２に対応するセグメントＳｇ２が区間Ｋ１に対応するセグメントＳｇ１に重なって形成される。このような場合において、セグメントＳｇ１の終了地点ｔ６に到達すると、セグメントＳｇ１での制御を終了し、次回の図２に示す処理制御においては、セグメントＳｇ２における速度制御信号に基づいて制御を実行する。セグメントの切替は、例えばカウンタを用いて行えばよい。Ｓ３０の処理が終了すると、図２に示す制御処理を終了する。また、例えば、図３に示すように、速度制御信号ＳＬ１が走行中に変更されない場合には、速度制御信号ＳＬ１は一定速度となる区間が１つであるため、その区間に対応するセグメントも１つである。このため、Ｓ３０の処理においては特に処理は実行されずに、図２に示す制御処理を終了する。
【００４１】
また、Ｓ１２の処理において、現在地点がセグメント切替箇所と等しいと判定した場合には、加減速処理へ移行する（Ｓ２８）。Ｓ２８の処理は、アクチュエータ制御部６２で実行され、再計算した速度制御信号に基づいて電動モータ８及び車輪９を駆動させる処理である。例えば、図７に示す切替箇所Ｐ１に到達した場合には、曲線形状の速度制御信号Ｄ１３に基づいてロボット２を制御する。Ｓ２８の処理が終了すると、図２に示す制御処理を終了する。
【００４２】
以上のように、図２に示す制御処理を実行することによって、速度制御信号の変更された場合であっても、滑らかな速度制御信号を迅速に生成することができる。また、図２に示す制御処理の説明には、速度制御信号が減速方向に変更される場合を説明したが、速度信号が増加方向に変更される場合においても滑らかな速度制御信号を生成することができる。例えば、図８に示す速度制御信号ＳＬ４は、図３に示す速度制御信号ＳＬ１が、セグメントＳｇ１内において、速度Ｖ３へ増加するように変更された速度制御信号であり、このような場合であっても、図８の（ｂ）に示すように、一定速度Ｖ１、Ｖ３ごとの速度制御信号成分に分割し、その信号の立ち上がり部分及び立ち下がり部分の加速度Ａ１２、Ａ４１を算出し、速度変更領域において得られた加速度Ａ１２とＡ４１とを加算して合成加速度Ｇ１５を算出すると共に、遅れ時間ｔｓを算出し、算出した合成加速度Ｇ１５及び遅れ時間ｔｓに基づいて合成部分の曲線形状の速度制御信号Ｄ１６を生成することができる。また、例えば、図９に示す速度制御信号は、図３に示す制御処理信号ＳＬ１が、セグメントＳｇ１終了後において、速度Ｖ４へ増加するように変更された速度制御信号であり、このような場合であっても、図９の（ｂ）に示すように、一定速度Ｖ１、Ｖ４ごとの速度制御信号成分に分割し、その信号の立ち上がり部分及び立ち下がり部分の加速度Ａ１２、Ａ５１を算出し、速度変更領域において得られた加速度Ａ１２とＡ５１とを加算して合成加速度Ｇ１７を算出すると共に、遅れ時間ｔｓを算出し、算出した加速度信号Ｇ１７及び遅れ時間ｔｓに基づいて合成部分の曲線形状の速度制御信号Ｄ１８を生成することができる。
【００４３】
以上により、本実施形態に係る移動速度取得装置１によれば、速度制御信号を取得し、取得した速度制御信号の一部に対応するＳ字形状となる波形の速度制御信号成分を算出し、算出したＳ字形状の波形に対応する加速度を用いて、速度が変化する部分の速度制御信号を滑らかな速度変化となる速度制御信号に近似することができる。これにより、取得した速度制御信号を複雑な数式を用いないで、Ｓ字形状の決まった形状となる信号を用いて滑らかな速度制御信号に再計算することができる。よって、取得する速度制御信号が変更された場合、その変更に対応した滑らかな速度制御信号を迅速に再計算することができる。
【００４４】
また、本実施形態に係る移動速度取得装置１によれば、Ｓ字形状の波形となる速度制御信号成分に対応する加速度の時間変化を所定範囲の値とすることができる。これにより、移動機器に備わる駆動部分が実際に動作できる範囲を所定範囲とすることで、移動機器の駆動能力に対応したＳ字形状の波形となる速度制御信号を迅速に生成することができる。
【００４５】
さらに、本実施形態に係る移動速度取得装置１によれば、分割した速度制御信号成分同士の接続部において、速度が変化する部分に対応する速度制御信号の加速度の波形を、一方のＳ字形状の波形に対応した加速度と、他方のＳ字形状の波形に対応した加速度とを足し合わせて算出することができる。また、算出した加速度を、算出した加速度が０となる時間である遅れ時間分だけ早くすることで、速度が急激に変化する波形の速度制御信号を遅れ無く滑らかに近似することができる。
【００４６】
なお、上述した各実施形態は本発明に係る移動速度取得装置の一例を示すものである。本発明に係る移動速度取得装置は、これらの実施形態に係る移動速度取得装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、実施形態に係る移動速度取得装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。
【００４７】
例えば、本発明に係る移動速度取得装置において、ロボット２が備える速度信号生成部６１が速度制御信号を生成し、生成した速度制御信号を用いて再計算する例を説明したが、ロボット２が備える通信部７から速度制御信号を取得し、取得した速度制御信号を用いて再計算する場合であっても同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態に係る移動速度取得装置を備えるロボットの構成図である。
【図２】図１のロボットの動作を示すフローチャートである。
【図３】時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフである。
【図４】時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフである。
【図５】時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフである。
【図６】時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフである。
【図７】時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフである。
【図８】時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフである。
【図９】時間に依存した速度制御信号及びその再計算結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１…移動速度取得装置、１１…分割処理部（分割手段）、１２…Ｓ字信号生成部（Ｓ字形状信号生成手段）、１３…曲線信号生成部（曲線形状信号生成手段）、１４…信号再計算部（再計算手段）。
【図１】
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【図２】
2009027816.tif 000004
【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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