JP2014002514A - Mobile body control device - Google Patents
Mobile body control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014002514A JP2014002514A JP2012136786A JP2012136786A JP2014002514A JP 2014002514 A JP2014002514 A JP 2014002514A JP 2012136786 A JP2012136786 A JP 2012136786A JP 2012136786 A JP2012136786 A JP 2012136786A JP 2014002514 A JP2014002514 A JP 2014002514A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pedestrian
- avoidance
- moving body
- leg
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
【課題】移動体制御装置において、歩行者が方向転換しやすい状態で移動体が歩行者を回避する動作を開始することで、歩行者がバランスを失って転倒したりする危険性を低減する移動体制御装置を提供する。
【解決手段】歩行状態取得部1400で取得された歩行者21の左右の脚22L,22Rの歩行状態に基づき移動体1の周囲の歩行者の歩行時の左右の脚の相対位置関係を求める第1算出部1312と、相対位置関係から歩行者の方向転換容易度を算出する第2算出部1313と、方向転換容易度に基づいて移動体が歩行者を回避する制御の開始の決定を行う回避開始決定部1315と、移動体が歩行者を回避する回避経路を生成する回避経路生成部1316と、回避経路にしたがって移動体の移動制御を行う移動制御部133とを備える。
【選択図】図3In a moving body control device, a movement that reduces the risk that a pedestrian loses balance and falls by starting an operation in which the moving body avoids the pedestrian in a state in which the pedestrian easily changes direction. A body control device is provided.
SOLUTION: Based on the walking state of left and right legs 22L, 22R of a pedestrian 21 acquired by a walking state acquisition unit 1400, a relative positional relationship between the left and right legs during walking of a pedestrian around the mobile body 1 is obtained. 1 calculation unit 1312, second calculation unit 1313 that calculates the pedestrian's direction change ease from the relative positional relationship, and avoidance of determining that the moving body avoids the pedestrian based on the direction change ease A start determination unit 1315, an avoidance route generation unit 1316 that generates an avoidance route in which the moving body avoids a pedestrian, and a movement control unit 133 that performs movement control of the moving body according to the avoidance route.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、移動体制御装置に関する。特に、人物との衝突を回避するために、移動体の回避動作の制御を行うための移動体制御装置に関する。 The present invention relates to a moving body control apparatus. In particular, the present invention relates to a moving body control device for controlling the avoidance operation of a moving body in order to avoid a collision with a person.
従来、人などの障害物の位置、進行方向、又は、移動速度に基づいて、障害物の予測経路および通過時間を算出し、移動体が障害物の通過時間に衝突しないように回避制御することが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a predicted path and passage time of an obstacle is calculated based on the position, traveling direction, or moving speed of an obstacle such as a person, and avoidance control is performed so that the moving object does not collide with the passage time of the obstacle. Is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来技術によって移動体が人などの障害物を回避し、衝突する危険性を低減できたとしても、移動体の回避動作後の人の行動については考慮されていない。 However, even if the moving body can avoid obstacles such as a person and reduce the risk of collision by the conventional technique, the behavior of the person after the avoiding operation of the moving body is not considered.
そこで、本発明は、上述した従来の課題を解決するものであり、歩行者が方向転換しやすい状態で移動体が歩行者を回避する動作を開始することで、歩行者がバランスを失って転倒したりする危険性を低減させることを目的とする。 Therefore, the present invention solves the above-described conventional problems, and the pedestrian loses balance and falls by starting an operation in which the moving body avoids the pedestrian while the pedestrian easily changes direction. The purpose is to reduce the risk of dripping.
上記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。 In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.
本発明の1つの態様によれば、移動体の制御を行う移動体制御装置であって、
前記移動体の周囲の歩行者の左右の脚の歩行状態を取得する歩行状態取得部と、
前記歩行状態取得部で取得された前記歩行者の前記左右の脚の歩行状態に基づいて、前記歩行者の歩行時の左右の脚の相対位置関係を求める第1算出部と、
前記第1算出部で算出された前記相対位置関係に基づいて、前記歩行者の左右それぞれの方向への方向転換の容易度を算出する第2算出部と、
前記第2算出部で算出された前記方向転換容易度に基づいて、前記移動体が前記歩行者を回避する制御の決定を行う回避開始決定部と、
前記回避開始決定部で回避制御が決定されたとき、前記移動体が前記歩行者を回避する回避経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部で生成された前記回避経路にしたがって前記移動体の移動制御を行う移動制御部とを有する、移動体制御装置を提供する。
According to one aspect of the present invention, there is provided a mobile body control device that controls a mobile body,
A walking state acquisition unit that acquires a walking state of left and right legs of a pedestrian around the moving body;
A first calculation unit for obtaining a relative positional relationship between the left and right legs during walking of the pedestrian based on the walking state of the left and right legs of the pedestrian acquired by the walking state acquisition unit;
Based on the relative positional relationship calculated by the first calculation unit, a second calculation unit that calculates the ease of change of direction of the pedestrian in the left and right directions;
An avoidance start determination unit that determines a control for the moving body to avoid the pedestrian based on the degree of ease of direction change calculated by the second calculation unit;
When avoidance control is determined by the avoidance start determination unit, an avoidance route generation unit that generates an avoidance route for the moving body to avoid the pedestrian, and
There is provided a moving body control device including a movement control unit that performs movement control of the moving body according to the avoidance path generated by the avoidance path generation unit.
この構成によると、移動体制御装置は、歩行者の脚の動きに合わせて、歩行者が方向転換しやすい状態で、歩行者を回避するように動作制御することができる。その結果、歩行者が移動体の回避動作に反応するときに、歩行バランスを失ったり、その結果転倒したりする危険性を低減できる移動体制御装置を実現できる。 According to this configuration, the moving body control device can control the operation so as to avoid the pedestrian in a state in which the pedestrian easily changes direction in accordance with the movement of the leg of the pedestrian. As a result, when the pedestrian reacts to the avoidance operation of the moving body, it is possible to realize a moving body control device that can reduce the risk of losing walking balance and falling as a result.
なお、本発明は、このような移動体制御装置として実現できるだけでなく、移動体制御装置に含まれる特徴的な手段をステップとする移動制御方法として実現したり、そのような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、システム、方法及びコンピュータプログラムの任意の組み合わせにより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)等の記録媒体及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのはいうまでもない。 The present invention can be realized not only as such a moving body control device, but also as a movement control method using steps included in the characteristic means included in the moving body control device. It can be realized as a program to be executed by a computer, or can be realized by any combination of a system, a method, and a computer program. Needless to say, such a program can be distributed via a recording medium such as a CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory) and a transmission medium such as the Internet.
さらに、本発明は、このような移動体制御装置の機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路(LSI)として実現したり、このような移動体制御装置を含む移動体制御装置システムとして実現したりできる。 Furthermore, the present invention is realized as a semiconductor integrated circuit (LSI) that realizes part or all of the functions of such a mobile control device, or as a mobile control device system including such a mobile control device. I can do it.
移動体制御装置において、歩行者が方向転換しやすい状態で移動体が歩行者を回避する動作を開始することで、歩行者がバランスを失って転倒したりする危険性を低減する移動体制御装置を提供できる。 In the moving body control device, the moving body control device reduces the risk of the pedestrian losing balance and falling down by starting the operation of the moving body avoiding the pedestrian in a state in which the pedestrian easily changes direction. Can provide.
以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
以下、図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する前に、本発明の種々の態様について説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described before detailed description of embodiments of the present invention with reference to the drawings.
本発明の第1態様によれば、移動体の制御を行う移動体制御装置であって、
前記移動体の周囲の歩行者の左右の脚の歩行状態を取得する歩行状態取得部と、
前記歩行状態取得部で取得された前記歩行者の前記左右の脚の歩行状態に基づいて、前記歩行者の歩行時の左右の脚の相対位置関係を求める第1算出部と、
前記第1算出部で算出された前記相対位置関係に基づいて、前記歩行者の左右それぞれの方向への方向転換の容易度を算出する第2算出部と、
前記第2算出部で算出された前記方向転換容易度に基づいて、前記移動体が前記歩行者を回避する制御の決定を行う回避開始決定部と、
前記回避開始決定部で回避制御が決定されたとき、前記移動体が前記歩行者を回避する回避経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部で生成された前記回避経路にしたがって前記移動体の移動制御を行う移動制御部とを有する、移動体制御装置を提供する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a moving body control device that controls a moving body,
A walking state acquisition unit that acquires a walking state of left and right legs of a pedestrian around the moving body;
A first calculation unit for obtaining a relative positional relationship between the left and right legs during walking of the pedestrian based on the walking state of the left and right legs of the pedestrian acquired by the walking state acquisition unit;
Based on the relative positional relationship calculated by the first calculation unit, a second calculation unit that calculates the ease of change of direction of the pedestrian in the left and right directions;
An avoidance start determination unit that determines a control for the moving body to avoid the pedestrian based on the degree of ease of direction change calculated by the second calculation unit;
When avoidance control is determined by the avoidance start determination unit, an avoidance route generation unit that generates an avoidance route for the moving body to avoid the pedestrian, and
There is provided a moving body control device including a movement control unit that performs movement control of the moving body according to the avoidance path generated by the avoidance path generation unit.
この構成によると、移動体制御装置は、歩行者の脚の動きに合わせて、歩行者が方向転換しやすい状態で、歩行者を回避するように動作制御することができる。その結果、歩行者が移動体の回避動作に反応するときに、歩行バランスを失ったり、その結果転倒したりする危険性を低減できる移動体制御装置を実現できる。 According to this configuration, the moving body control device can control the operation so as to avoid the pedestrian in a state in which the pedestrian easily changes direction in accordance with the movement of the leg of the pedestrian. As a result, when the pedestrian reacts to the avoidance operation of the moving body, it is possible to realize a moving body control device that can reduce the risk of losing walking balance and falling as a result.
本発明の第2態様によれば、前記第1算出部は、前記歩行者の左右の脚の動きの周期性に基づいて、歩行時の前記左右の脚の相対位置関係を求める、第1の態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to the second aspect of the present invention, the first calculation unit obtains a relative positional relationship between the left and right legs during walking based on a periodicity of movement of the left and right legs of the pedestrian. A moving body control device according to an aspect is provided.
前記第2態様によれば、歩行者の歩行履歴の周期性を用いることにより、さまざまな歩幅や歩く速さの歩行者に関して、同一の尺度の左右の脚の相対位置関係により方向転換容易度を算出することができる。 According to the second aspect, by using the periodicity of the walking history of the pedestrian, it is possible to change the degree of ease of direction change with respect to the pedestrian having various steps and walking speeds by the relative positional relationship between the left and right legs of the same scale. Can be calculated.
本発明の第3態様によれば、前記第1算出部は、前記移動体の前記歩行状態取得部で取得した前記移動体から前記歩行者の左右の脚までの距離の変化に基づいて、歩行時の前記左右の脚の相対位置関係を求める、第1の態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to the third aspect of the present invention, the first calculation unit is configured to walk based on a change in distance from the moving body to the left and right legs of the pedestrian acquired by the walking state acquisition unit of the moving body. The moving body control device according to the first aspect is provided for obtaining a relative positional relationship between the left and right legs at the time.
前記第3態様によれば、移動体の外部に固定センサーを設けることなく、移動体に設けられた1つのセンサーのみで脚の相対位置関係を求めることができる。 According to the third aspect, the relative positional relationship of the legs can be obtained with only one sensor provided on the moving body without providing a fixed sensor outside the moving body.
本発明の第4態様によれば、前記第1算出部は、前記移動体の前記歩行状態取得部で取得した前記歩行者の左右の脚のそれぞれの速度に基づいて、歩行時の前記左右の脚の相対位置関係を求める、第1の態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to the fourth aspect of the present invention, the first calculation unit is configured to calculate the left and right of the pedestrian on the basis of the respective speeds of the left and right legs of the pedestrian acquired by the walking state acquisition unit of the mobile body. The moving body control device according to the first aspect for obtaining a relative positional relationship between legs is provided.
前記第4態様によれば、移動体の外部に固定センサーを設けることなく、移動体に設けられた1つのセンサーのみで脚の相対位置関係を求めることができる。 According to the fourth aspect, the relative positional relationship of the legs can be obtained with only one sensor provided on the moving body without providing a fixed sensor outside the moving body.
本発明の第5態様によれば、前記第2算出部は、前記歩行者の左右の脚の動きの周期の中で、前記歩行者の一方の脚が接地する第1時刻から、前記第1時刻後に進行する他方の脚が、前記接地中の一方の脚に最も接近して、前記左右の脚の相対位置関係が最も小さくなる第2時刻までの間の時刻に、前記一方の脚の側への方向転換容易度が最大となるように方向転換容易度を算出する、第2〜4のいずれか1つの態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, the second calculation unit starts from the first time at which one leg of the pedestrian contacts the ground in a cycle of movement of the left and right legs of the pedestrian. At the time until the second time at which the other leg that advances after the time is closest to the one leg that is in contact with the ground and the relative positional relationship between the left and right legs becomes the smallest is the side of the one leg. The moving body control device according to any one of the second to fourth aspects, which calculates the degree of change of direction so that the degree of change of direction to the maximum is maximized.
前記第5態様によれば、前記設置中の脚に歩行者の体重が乗っている状態の時間に、次もう一方の脚に体重が乗ったときに、歩行者に前記設置中の脚側の方向転換容易度が最大になり、そちら側への方向転換を促すことができる。 According to the fifth aspect, when the weight of the pedestrian is on the other leg during the time when the weight of the pedestrian is on the next leg, The degree of ease of direction change is maximized, and it is possible to encourage the direction change to that side.
本発明の第6態様によれば、前記歩行状態取得部からの情報に基づき、前記移動体が前記歩行者を回避する回避必要度を算出する第3算出部を有し、
前記回避開始決定部は、前記第3算出部で算出した前記回避必要度と前記第2算出部で算出した前記方向転換容易度とに基づいて、前記移動体が前記歩行者を回避する制御の決定を行う、第1〜5のいずれか1つの態様に記載の移動体制御装置を提供する。
According to the 6th aspect of this invention, it has the 3rd calculation part which calculates the avoidance degree from which the said mobile body avoids the said pedestrian based on the information from the said walking state acquisition part,
The avoidance start determination unit is configured to control the moving body to avoid the pedestrian based on the degree of avoidance calculated by the third calculation unit and the degree of ease of turning calculated by the second calculation unit. The moving body control device according to any one of the first to fifth aspects is provided.
前記第6態様によれば、歩行者の方向転換容易度が高くても、回避の必要度が低ければ歩行者に方向転換を促すことがなく、逆に、歩行者の方向転換容易度が低くても、回避の必要度が高ければ歩行者に方向転換を促すことができる。 According to the sixth aspect, even if the pedestrian has a high degree of change of direction, if the degree of avoidance is low, the pedestrian is not prompted to change direction, and conversely, the pedestrian has a low degree of easy change of direction. However, if the necessity of avoidance is high, it is possible to prompt the pedestrian to change direction.
本発明の第7態様によれば、前記回避開始決定部は、前記方向転換容易度が、前記回避必要度が大きくなるほど小さく設定された閾値以上の場合に、回避制御の決定を行う、第1〜6のいずれか1つの態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to the seventh aspect of the present invention, the avoidance start determining unit determines avoidance control when the degree of ease of turning is equal to or greater than a threshold value set to be smaller as the degree of avoidance increases. The moving body control apparatus as described in any one aspect of -6 is provided.
前記第7態様によれば、歩行者の方向転換容易度が高くても、回避の必要度が低ければ歩行者に方向転換を促すことがなく、逆に、歩行者の方向転換容易度が低くても、回避の必要度が高ければ歩行者に方向転換を促すことができる。 According to the seventh aspect, even if the pedestrian has a high degree of change of direction, if the degree of avoidance is low, the pedestrian will not be prompted to change direction. However, if the necessity of avoidance is high, it is possible to prompt the pedestrian to change direction.
本発明の第8態様によれば、前記回避経路生成部は、左右方向のうち、前記歩行者の方向転換容易度の大きい方向に回避する回避経路を生成する、第1〜7のいずれか1つの態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to the 8th aspect of this invention, the said avoidance path | route production | generation part produces | generates the avoidance path | route which avoids in the direction where the said pedestrian's direction change ease is large among the left-right directions. A moving body control device according to one aspect is provided.
前記第8態様によれば、歩行者と移動体とが正対している場合など、角度的には左右のどちらに回避経路を生成するか決定できない場合であっても、方向転換容易度を用いることにより回避経路を生成できる。 According to the eighth aspect, even when the pedestrian and the moving object are facing each other, even if it is not possible to determine whether the avoidance route is generated on the left or right in terms of angle, the direction change ease is used. Thus, an avoidance route can be generated.
本発明の第9態様によれば、前記第2算出部は、前記歩行者の前記左右の脚の相対位置関係の左右非対称度を算出し、速さの遅い側の脚、あるいは、歩幅の小さい側の脚への方向転換容易度を、その脚とは異なる脚への方向転換容易度よりも小さく算出する、第1〜8のいずれか1つの態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to the ninth aspect of the present invention, the second calculation unit calculates a degree of left-right asymmetry of the relative positional relationship between the left and right legs of the pedestrian, and has a slow leg or a small step length. The moving body control device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the degree of ease of changing direction to a leg on the side is calculated to be smaller than the degree of ease of changing direction to a leg different from the leg.
前記第9態様によれば、左右どちらかの脚が相対的に不自由な歩行者の場合でも、適切に歩行者が回避しやすい側の方向転換容易度を大きくする方向転換容易度を求めることができる。 According to the ninth aspect, even if the left or right leg is a relatively inconvenient pedestrian, the direction change easiness for appropriately increasing the direction change ease on the side that is easily avoided by the pedestrian is obtained. Can do.
本発明の第10態様によれば、前記移動体の前記歩行状態取得部は、前記障害物との距離を検出するセンサと、前記センサの検出情報を基に、前記センサが検出した障害物が歩行者かどうかを判定する歩行者判定部とを備える、第1〜9のいずれか1つの態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to the tenth aspect of the present invention, the walking state acquisition unit of the moving body has a sensor that detects a distance from the obstacle and an obstacle detected by the sensor based on detection information of the sensor. A moving body control device according to any one of the first to ninth aspects, including a pedestrian determination unit that determines whether or not a pedestrian is present.
本発明の第11態様によれば、前記センサは測距センサである、第10の態様に記載の移動体制御装置を提供する。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the moving body control device according to the tenth aspect, wherein the sensor is a distance measuring sensor.
以下、本発明の実施形態について、それぞれ図面を参照しながらより詳細に説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、及び、ステップの順序などは、一例である。したがって、これらにより、本発明を限定する趣旨ではない。
本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Note that each of the embodiments described below shows a preferred specific example of the present invention. Numerical values, shapes, constituent elements, arrangement positions and connection forms of constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are examples. Therefore, these are not intended to limit the present invention.
The invention is limited only by the claims. Therefore, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept of the present invention are not necessarily required to achieve the object of the present invention, but are more preferable. It will be described as constituting a form.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を実施する好適な移動体の一例として、病院又は介護施設など歩行上の弱者がいる施設における、薬剤又は食事などの物品搬送を行うロボットを想定している。ロボットと歩行者とは、施設内を共存してそれぞれ独立して移動する。このような施設の通路の左右には、別の通路が接続されていたり、部屋の出入り口があったりして、通路に出てくる歩行者とロボットとが衝突する危険性がある。したがって、ロボットは、できる限り通路の中央を移動することが望ましく、ロボットに正対する歩行者がいる場合には、適切な距離まで歩行者に近づいてからロボットが回避動作を行う。しかし、ロボットが、歩行者の位置、進行方向、又は、移動速度に応じて回避動作を行うだけでは、ロボットの回避動作後の歩行者の行動については考慮されていない。このため、ロボットの回避動作に反応した歩行者がバランスを失ってふらついたり、転倒したりする恐れがある。
(First embodiment)
As an example of a suitable moving body that implements the first embodiment of the present invention, a robot that transports articles such as medicines or meals in a facility where a weak person on walking such as a hospital or a nursing facility is assumed. Robots and pedestrians move independently in the facility. There is a risk that pedestrians and robots that collide with the robot collide with each other because there are separate passages connected to the right and left sides of the passage of such facilities and there are entrances and exits of the room. Therefore, it is desirable for the robot to move in the center of the passage as much as possible. When there is a pedestrian facing the robot, the robot performs an avoidance operation after approaching the pedestrian to an appropriate distance. However, the behavior of the pedestrian after the avoidance operation of the robot is not taken into account when the robot simply performs the avoidance operation according to the position, traveling direction, or movement speed of the pedestrian. For this reason, a pedestrian who has responded to the avoidance operation of the robot may lose balance and may sway or fall.
第1実施形態では、歩行者が方向転換しやすい状態で、ロボットが歩行者を回避する動作を開始することで、歩行者がバランスを失って転倒したりする危険性を低減させることを目的とする。 In 1st Embodiment, it aims at reducing the risk that a pedestrian will lose balance and fall by starting the operation | movement which a robot avoids a pedestrian in the state in which a pedestrian is easy to change direction. To do.
図1に、第1実施形態における移動体制御装置を搭載したロボットの概略図を示す。図1において、1は移動体の一例であるロボット、11はロボット1の円筒形のボディ(本体部)、12はボディ11の正面の上部に配置されてロボット1の周囲の障害物を検出するセンサである。13は移動体制御装置の一例として機能しかつボディ11内に配置されてロボット1の制御を行う制御部、14はボディ11の下部に配置されて制御部13の制御の下に左右一対の駆動輪15をそれぞれ独立して正逆回転駆動する左右のモータである。センサ12は、ロボット1の周囲の障害物の検出を行う。センサ12の出力結果情報は、制御部13の歩行者判定部1311に出力する。
FIG. 1 shows a schematic diagram of a robot equipped with a mobile control device in the first embodiment. In FIG. 1, 1 is a robot which is an example of a moving body, 11 is a cylindrical body (main body) of the
図2に、ロボット1の構成を示す。制御部13は、センサ12の入力から歩行者回避経路を生成する歩行者回避部131と、ロボット1の移動経路を記憶している経路DB(データベース)132と、ロボット1の移動制御を行う移動制御部133とを備えて構成している。
FIG. 2 shows the configuration of the
図3に、第1実施形態における歩行者回避部131の構成を示す。歩行者回避部131は、歩行者判定部1311と、第1算出部の一例として機能する脚運び算出部1312と、第2算出部の一例として機能する方向転換容易度算出部1313と、回避必要度算出部1314と、回避開始決定部1315と、回避経路生成部1316とで構成されている。
In FIG. 3, the structure of the
歩行者判定部1311は、センサ12の検出情報を基に、センサ12が検出した障害物が歩行者かどうかを判定する。具体的には、歩行者判定部1311は、センサ12が検出した障害物に対して、図7に示すように、角度方向に近接した2つの障害物までの距離が周期的に交互に近くなる場合に、これらの2つの障害物を1人の歩行者21と判定する。さらに、歩行者判定部1311は、センサ12が検出した障害物が歩行者21であるときの、ロボット1の周囲の歩行者21の左右の脚21L,21R(図5参照)の歩行状態(脚運びの情報)を取得する。歩行者判定部1311は、歩行者21か否かの判定結果情報と歩行状態情報とを脚運び算出部1312と回避必要度算出部1314とに出力する。よって、センサ12と歩行者判定部1311とは、歩行状態取得部1400の一例として機能する。歩行状態取得部での取得情報は、制御部13の脚運び算出部1312に出力する。
The
脚運び算出部1312は、歩行者判定部1311から入力される情報を基に、歩行者21の脚運びを算出する。詳しくは、脚運び算出部1312は、センサ12で取得された歩行者21の左右の脚21L,21Rの歩行状態に基づいて、歩行者21の歩行時の左右の脚21L,21Rの相対位置関係を算出する。ここでの歩行者21の左右の脚21L,21Rの歩行状態とは、歩行者21の左右の脚21L,21Rの動きの周期性、ロボット1から歩行者21の左右の脚21L,21Rまでの距離の変化、又は、歩行者21の左右の脚21L,21Rのそれぞれの速さ(速度)を意味している。脚運び算出部1312は、一例として、図8の181と182のグラフに示した脚運びと速さとの関係をテーブル形式で内蔵記憶部に記憶する。そして、脚運び算出部1312は、歩行者判定部1311から入力される情報(両脚21L,21Rの速さ)を基に、歩行者21の両脚21L,21Rの速さの履歴情報と、図8の181と182のグラフに示した脚運びと速さとの関係を記憶したテーブル(図17参照)とのパターンマッチングを行うことにより、歩行者検出時の脚運びを算出する。脚運び算出部1312は、算出結果情報を方向転換容易度算出部1313に出力する。なお、図8の181のグラフは、図7の172のグラフの「歩行の1周期」分をそのまま切り出したものであり、181のグラフに対応する時刻の脚運びが182のグラフという意味である。
The leg
方向転換容易度算出部1313は、脚運び算出部1312から入力される情報を基に、歩行者の左右それぞれの方向への方向転換の容易度(方向転換容易度)を算出する。詳しくは、方向転換容易度算出部1313は、脚運び算出部1312で算出された相対位置関係に基づいて、歩行者21の左右それぞれの方向への方向転換の容易度を算出する。方向転換容易度算出部1313は、算出結果情報を回避開始決定部1315に出力する。
The direction change
回避必要度算出部1314は、歩行者判定部1311から入力される情報(センサ12が検出した障害物までの距離)に基づき、内蔵する記憶部に記憶された、たとえば図13に示すグラフを参照して、センサ12が検出した障害物までの距離に応じて、歩行者を回避する回避必要度を算出する。回避必要度算出部1314は、たとえば、障害物までの距離と回避必要度との関係の一例を示す図13のグラフが、内蔵する記憶部に記憶されている。回避必要度算出部1314は、回避必要度算出時に参照して、センサ12が検出した障害物までの距離に応じて、障害物を回避する必要性の高さを表す回避必要度を算出する。回避必要度算出部1314は、算出結果情報を回避開始決定部1315に出力する。
The avoidance necessity
回避開始決定部1315は、方向転換容易度算出部1313で算出された前記方向転換容易度と回避必要度算出部1314で算出された回避必要度とに基づいて、ロボット1が歩行者21を回避する制御の決定を行う。詳しくは、回避開始決定部1315は、方向転換容易度算出部1313と回避必要度算出部1314とから入力される情報を基に、障害物が歩行者である場合には、方向転換容易度算出部1313が算出した方向転換容易度と、回避必要度算出部1314が算出した回避必要度とに基づいて、回避制御を開始するかどうかを決定する。回避開始決定部1315は、例えば、回避開始決定における回避必要度と方向転換容易度との条件の一例を示す図14に示すグラフが、内蔵する記憶部に記憶されている。回避開始決定部1315は、このグラフを参照して、回避必要度と方向転換容易度とが太線の斜め線以上(太線の斜め線より右側でかつ斜線で示す領域R1)であれば、回避制御の開始を決定する。回避開始決定部1315は、太線の斜め線未満(太線の斜め線より左側の領域R2)であれば、回避制御を開始しないと決定する。回避開始決定部1315は、回避開始決定情報を回避経路生成部1316に出力する。
The avoidance start
回避経路生成部1316は、回避開始決定部1315からの回避開始決定情報に基づき、回避開始決定部1315で回避制御が決定されたとき、ロボット1が歩行者21を回避する回避経路を生成する。詳しくは、回避経路生成部1316は、回避開始決定部1315から入力される回避開始決定に関する情報を基に、回避開始決定部1315の回避制御開始の決定により、方向転換容易度算出部1313が算出した方向転換容易度の大きい方向と同一方向へ歩行者を回避する回避経路を生成する。方向転換容易度算出部1313が算出した方向転換容易度の大きい方向の情報は、回避開始決定部1315から回避経路生成部1316に入力される。回避経路生成部1316は、回避経路に関する情報を移動制御部133に出力する。
The avoidance
移動制御部133は、経路DB132に記憶されている情報と回避経路生成部1316で生成された回避経路に関する情報とを基に、回避経路生成部1316が回避経路を生成した場合はその回避経路に従って、又は、回避経路を生成していない場合は、経路DB132が記憶している障害物のない場合の経路に従って、ロボット1の移動制御を行う。
When the avoidance
経路DB(データベース)132は、ロボット1の移動経路を記憶している。具体的には、経路DB132は、少なくとも、移動経路の例として、障害物の無い場合の経路を記憶している。
The route DB (database) 132 stores the movement route of the
左右のモータ14は、移動制御部133からの制御情報を基に、正逆回転駆動して、左右一対の駆動輪15をそれぞれ駆動して、ロボット1を移動制御させる。
The left and
本移動体制御装置の一例としての制御部13は、すべての構成要素がロボット1に搭載されていても良いし、一部あるいは全部の構成要素が、ロボット1とは異なるサーバなどに搭載され、サーバからロボット1を遠隔で制御しても構わない。たとえば、図4に、ロボット1とは別にサーバ16を設け、ロボット1に、移動制御部133と接続される移動体通信部17を設ける。この場合、サーバ16にも、移動体通信部17と通信可能でかつサーバ通信部18を設ける。このように構成することで、歩行者回避部131をサーバ側に搭載して、必要に応じて、移動体通信部17とサーバ通信部18との間で通信で情報交換を行い、歩行者回避部131の情報を移動制御部133で使用することができるようにしてもよい。
The
センサ12は、たとえば、測距センサの一例として機能するレーザレンジファインダを使用することができる。センサ12は、床面20F(図5参照)を移動するロボット1の進行方向の床面20Fの近傍の水平面の左右の所定の画角を検出範囲としている。センサ12は、ロボット1から検出範囲内の障害物までの距離を測定することにより、障害物を検出する。障害物の有無は、例えば、障害物が無いときの通路20の状態をセンサ12の内蔵記憶部に予め記憶しておき、センサ12で時々刻々検出した情報と、センサ12の内蔵記憶部に記憶された情報とをパターンマッチングなどにより比較することにより行うことができる。センサ12での検出結果情報は、制御部13の歩行者判定部1311に出力する。センサ12は、障害物の部位までの距離が測れるものであれば、レーザレンジファインダに限るものではなく、赤外線測距センサなど他の計測手段(部)又はセンサであっても構わない。また、測距部位は、歩行者21が水平面沿いの床面20Fを移動しているとき、歩行者21の左右の手又は左右の肩の高さの水平面など、障害物が歩行者21である場合に、歩行時の歩行者21の身体の左右の動きの差異がわかる部位を測定すれば構わない。ここでの歩行者21とは、両脚22L,22Rを交互に前に出しながら床面20Fを進行している人物のことを言う。センサ12から歩行者判定部1311に出力される出力情報には、歩行者21の両脚21L,21Rの速さの情報も含まれる。
As the
図5に、通路20でロボット1が、歩行者21と対向して歩行者21に接近するように、例えば一定速度で移動している場合の、ロボット1から歩行者21を見た図を示す。なお、図5は、ロボット1から検出範囲を仮想的に見た図であって、センサ12の検出状態を示すものではない。また、図6に、図5と同じ場面において、歩行者21とロボット1とを上から見た平面図を示す。図5及び図6において、センサ12は、床面20Fの近傍の高さHにおける測距を行い、ロボット1から歩行者21の右脚21R及び左脚21Lのそれぞれの最もロボット1に近い部位までの距離DR及びDLをそれぞれ測定する。一例として、図5及び図6では、距離DR、DLは、それぞれ、センサ12からの、右脚22Rの太い実線部分の中で最も短い距離とし、左脚22Lの太い破線部分の中で最も短い距離とする。高さHは、足全体を見るため、一例として、20cmとする。
FIG. 5 shows a view of the
センサ12が測定した距離DR、DLを時系列に模式的に表したグラフを図7の171(上側のグラフ)に示す。図7の171のグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸はロボット1から歩行者21の脚22R,22Lまでの距離であり、ロボット1から歩行者21までの距離の変化を示している。太い実線は、ロボット1から歩行者21の右脚22Rまでの距離(DR)の変化を表す曲線である。太い破線は、ロボット1から歩行者21の左脚22Lまでの距離(DL)の変化を表す曲線である。図7に示すように、距離DR、DLは、交互に入れ替わりながら小さくなる。歩行者21の脚22R又は22Lが床面20Fに接地している間には、接地している脚は前進しないが、その間もロボット1は歩行者21に向かって移動しているため、ロボット1と歩行者21との距離は小さくなる。距離DR、DLの変化の1周期が、歩行者21の歩行の1周期である。
A graph 171 (upper graph) in FIG. 7 schematically shows the distances DR and DL measured by the
図7の172(下側のグラフ)に、図7の171のグラフの距離の変化からロボット1の速度を減算して算出した歩行者21の脚22R,22Lの速さの模式図を示す。図7の172のグラフにおいて、横軸は時間であり、縦軸は歩行者21の脚22R,22Lの速さである。図8の181と182のグラフに示した脚運びと速さとの関係の情報が、脚運び算出部1312の内蔵記憶部に記憶されている。
172 (lower graph) in FIG. 7 shows a schematic diagram of the speed of the
図7の172のグラフにおける歩行の1周期分を、図8の181のグラフに示す。図8の181のグラフの横軸は脚運びの時間であり、縦軸は脚22R,22Lの速さである。図8の181のグラフに対応した脚運びの説明図を、図8の182のグラフに示す。ここでの「脚運び」とは、周期的な歩行者21の左右の脚22L,22Rの相互位置関係の位相のことを言う。図8の182のグラフにおいて、左から時間順に、右脚22Rが着地する瞬間(一例として、0度とする。)、左脚22Lが浮上する瞬間(60度)、左脚22Lが右脚22Rに並んだ瞬間(120度)、左脚22Lが着地する瞬間(180度)、右脚22Rが浮上する瞬間(240度)、右脚22Rが左脚22Lに並んだ瞬間(300度)、右脚22Rが着地する瞬間(360度)を表している。右端(360度)は左端(0度)と同じとなり、左脚22Lの1歩分と右脚22Rの1歩分との合計2歩分で1周期の脚運びとする。歩行は、左右の脚22L,22Rの脚運びの繰り返しで行われる。
One cycle of walking in the
図8の182のグラフの脚運びに対応する左右の脚22L,22Rにかかる荷重の割合の原理値を図8の183のグラフに模式的に示す。図8の183のグラフの横軸は脚運びの時間であり、縦軸は脚22R,22Lの荷重の割合である。
The principle value of the ratio of the load applied to the left and
図8の183のグラフの脚運びに対応する左右の方向への方向転換容易度を図8の184のグラフに模式的に示す。図8の184のグラフの横軸は脚運びの時間であり、縦軸は方向転換容易度である。図8の184のグラフに示した脚運びと方向転換容易度との関係の情報は、方向転換容易度算出部1313の内蔵記憶部に予め記憶されている。方向転換容易度は、歩行者21の左右それぞれの方向への方向転換の容易さを表す度合である。方向転換容易度は、0が最小であり、1が最大であると定義する。方向転換容易度が0であるということは、脚運びの状態の中で最も方向転換に適していない状態であるということを示す。方向転換容易度が1であるということは、脚運びの状態の中で最も方向転換に適している状態であるということを示す。このような方向転換容易度は、ロボット1が回避動作を行うかどうかを回避開始決定部1315で決定するために用いる。
The
図8の184のグラフにおいて、方向転換容易度が最大となる状態を検証するために実験を行った。実験の概要を図9に示す。 In the graph of 184 in FIG. 8, an experiment was conducted to verify a state in which the degree of ease of direction change is maximized. An outline of the experiment is shown in FIG.
図9において、ロボット1の画像がディスプレイ30の画面30aに表示され、画面30a内のロボット1が被験者32に対向するようにしている。被験者32は、画面30aの中央を通る中央線33沿いに、ロボット1の画像31が表示されたディスプレイ30に向かって歩行する。画面30aから出発位置の被験者32までの距離は8mとし、中央線33から右回避線34Rまでは1mとし、中央線33から左回避線34Lまでは1mとしている。
In FIG. 9, an image of the
被験者32の歩行中に、ディスプレイ30は、被験者32に予想できないように、方向とタイミングとを変化させて方向転換することにより被験者32に対する回避動作するロボット1の画像31を表示する。本実験では、方向として左右の2つについて、及び、タイミングとして、被験者32の歩行の1周期を均等に6つに分割したタイミングt1〜t6について調べた。なお、タイミングt1は、図8の182のグラフの0度〜60度の範囲である。タイミングt2は、図8の182のグラフの60度〜120度の範囲である。タイミングt3は、図8の182のグラフの120度〜180度の範囲である。タイミングt4は、図8の182のグラフの180度〜240度の範囲である。タイミングt5は、図8の182のグラフの240度〜300度の範囲である。タイミングt6は、図8の182のグラフの300度〜360度の範囲である。
While the subject 32 is walking, the
被験者32は、ディスプレイ30の画面30a上の回避動作するロボット1を見て、ロボット1を避ける方向に方向転換し、左右のいずれかの回避線34L,34Rまで回避する。
The subject 32 looks at the avoiding
被験者32の動作を、ディスプレイ30の上に固定されたカメラ35で撮影し、ロボット1の画像31を回避動作に変化させてから、被験者32が左右のいずれかの回避線34L,34Rを完全に越えるまでの時間(回避所要時間)を計測した。
The motion of the subject 32 is photographed by the
実験結果の一例を図10A及び図10Bに示す。図10A及び図10Bにおいて、上側のグラフ及び下側のグラフのそれぞれの横軸は脚運びに対応したタイミングt1〜t6である。それぞれの上側のグラフの縦軸は回避所要時間である。また、それぞれの下側のグラフの縦軸は方向転換容易度であり、図8の184のグラフに示した方向転換容易度を横軸のタイミングt1〜t6に対応させて示す。図10Aは、被験者32が右方向へ回避した場合を示し、図10Bは、被験者32が左方向へ回避した場合を示している。
An example of the experimental results is shown in FIGS. 10A and 10B. 10A and 10B, the horizontal axes of the upper graph and the lower graph are timings t1 to t6 corresponding to leg travel. The vertical axis of each upper graph is the time required for avoidance. Further, the vertical axis of each lower graph represents the degree of change of direction, and the degree of change of direction shown in the
回避所要時間が最も短い脚運びのタイミングが、方向転換容易度が最大の状態であると言える。この実験から、右方向への方向転換容易度は、脚運びが、右脚21Rの着地後(図8の182のグラフの0度)から、次に進行する左脚21Lが右脚21Rに並ぶ(図8の182のグラフの120度)までのタイミングt1〜t2にかけて最大となると言える。同様に、左方向への方向転換容易度は、左脚21Lの着地(図8の182のグラフの180度)後から、次に進行する右脚21Rが左脚21Lに並ぶ(図8の182のグラフの300度)までのタイミングt4〜t5にかけて最大となると言える。
It can be said that the leg travel timing with the shortest avoidance time is the maximum degree of ease of turning. From this experiment, the degree of ease of changing the direction to the right indicates that the left leg 21L is next to the
方向転換容易度について、たとえば片脚を骨折していて不自由であるなど、左右の脚運びが不均等な場合の例を図11に示す。図11では、左脚が不自由な例である。図11の1111のグラフの横軸は脚運びの時間であり、縦軸は脚22R,22Lの速さである。図11の1112のグラフは、図11の1111のグラフに対応した脚運びの説明図である。図11の1113のグラフは、図11の1112のグラフの脚運びに対応する左右の脚22L,22Rにかかる荷重の割合の原理値を模式的に示している。図11の1113のグラフの横軸は脚運びの時間であり、縦軸は脚22R,22Lの荷重の割合である。図11の1114のグラフは、図11の1113のグラフの脚運びに対応する左右の方向への方向転換容易度を模式的に示している。図11の1114のグラフの横軸は脚運びの時間であり、縦軸は方向転換容易度である。ここで、T1は、不自由な左脚21Lの脚運びにかかる時間であり、T2は、健常な左脚21Rの脚運びにかかる時間である。
For example, FIG. 11 shows an example in which the left and right legs are unevenly distributed, for example, when one leg is broken and it is inconvenient. In FIG. 11, the left leg is an inconvenient example. The abscissa of the 1111 graph in FIG. 11 is the leg travel time, and the ordinate is the speed of the
図11の1111のグラフに示すように、左脚21Lの進む速さが遅く、また、1113のグラフに示すように左脚21Lに体重がかかる時間が短い。この場合の方向転換容易度は、右の脚21R及び左の脚21Lの最大速さをそれぞれ、VR、VLとすると、不自由でない側の右脚21Rを軸足とする左方向への方向転換容易度の最大値を1とし、右方向への方向転換容易度の最大値は、左右の脚21L,21Rの最大速さの比VL/VRとして、方向転換容易度算出部1313で算出する。この比VL/VRを、歩行者21の左右の脚21L,21Rの相対位置関係を左右非対称度とも言う。よって、ここでは、方向転換容易度算出部1313は、歩行者21の左右の脚21L,21Rの相対位置関係の左右非対称度VL/VRを算出し、速さの遅い側の脚、あるいは、歩幅の小さい側の脚への方向転換容易度を、その脚とは異なる脚への方向転換容易度よりも小さく算出している。
As shown in the
以上のように構成された第1実施形態に係る移動体制御装置の一例である制御部13のロボット移動制御動作を、図12A及び図12Bのフローチャートを用いて説明する。なお、本制御部13は、ロボット1の移動開始前に起動され、ロボット1が所定の目的地に到達することによる移動終了、あるいは、図示しない終了スイッチに入力された、操作者のロボット1の移動終了の入力により、ロボット移動制御動作を終了する。
The robot movement control operation of the
(ステップS101)
センサ12は、ロボット1の周囲の障害物の検出を行う。センサ12での検出結果情報は歩行者判定部1311に出力する。このとき、センサ12からの出力情報には、歩行者21の両脚21L,21Rの速さの情報も含まれる。
(Step S101)
The
(ステップS102)
次いで、歩行者判定部1311は、センサ12での検出結果情報に基づき、センサ12が障害物を検出した場合には、(ステップS103)に進む。歩行者判定部1311は、センサ12での検出結果情報に基づき、センサ12が障害物を検出しない場合には、(ステップS111)に進む。
(Step S102)
Next, when the
(ステップS103)
歩行者判定部1311は、センサ12の検出情報を基に、センサ12が検出した障害物が、歩行者21であるかどうかの判定を行う。判定は、図7に示すように、角度方向に近接した2つの障害物までの距離が周期的に交互に近くなる場合に、これらの2つの障害物を1人の歩行者21と判定する。
(Step S103)
The
(ステップS104)
次いで、歩行者判定部1311が、センサ12の検出情報を基に、センサ12が検出した障害物が歩行者21であると判定した場合には、制御フローは、(ステップS105)と(ステップS107)とに進む。(ステップS105)と(ステップS107)とは、同時的に実行してもよいし、時間的に前後して実行してもよい。歩行者判定部1311が歩行者でないと判定した場合は、(ステップS108)に進む。
(Step S104)
Next, when the
(ステップS105)
脚運び算出部1312は、歩行者判定部1311から入力されかつセンサ12の検出情報に含まれていた情報(両脚の速さの情報)を基に、歩行者21の両脚21L,21Rの速さの履歴情報と、内蔵記憶部に記憶しかつ図8の181と182のグラフに示した脚の速度と脚運びとの関係を記憶したテーブル(図17参照)とのパターンマッチングを行うことにより、歩行者検出時の脚運びを算出する。
(Step S105)
The leg
(ステップS106)
次いで、方向転換容易度算出部1313は、脚運び算出部1312から入力される情報を基に、内蔵記憶部に記憶されかつ図8の184のグラフに示した脚運びと方向転換容易度との関係を記憶したテーブルを参照することにより、脚運び算出部1312が算出した脚運びに対応した左右方向それぞれの方向転換容易度を算出する。
(Step S106)
Next, the direction change
(ステップS107)
回避必要度算出部1314は、歩行者判定部1311から入力されかつセンサ12が検出した障害物までの距離に基づき、内蔵する記憶部に記憶された、たとえば図13に示すグラフを参照して、センサ12が検出した障害物までの距離に応じて、障害物を回避する必要性の高さを表す回避必要度を算出する。回避必要度算出部1314において、障害物が歩行者21である場合には、障害物までの距離は両脚21L,21Rまでの距離の平均値を用いる。
(Step S107)
Based on the distance to the obstacle input from the
回避必要度は、0が最小であり、1が最大であると定義する。回避必要度が0であるということは回避する必要がないということを示し、回避必要度が1であるということは直ちに回避する必要があるということを示し、ロボット1が回避動作を行うかどうかを回避開始決定部1315で決定するために用いる。
The degree of avoidance is defined as 0 being minimum and 1 being maximum. If the degree of avoidance is 0, it indicates that there is no need to avoid; if the degree of avoidance is 1, it indicates that it is necessary to avoid immediately, and whether or not the
(ステップS108)
回避開始決定部1315は、障害物が歩行者21である場合には、方向転換容易度算出部1313が算出した方向転換容易度と、回避必要度算出部1314が算出した回避必要度とに基づいて、回避制御を開始するかどうかを決定する。回避開始決定部1315は、例えば、内蔵する記憶部に記憶された図14に示すグラフを参照して、回避必要度と方向転換容易度とが太線の斜め線以上(太線の斜め線より右側でかつ斜線で示す領域R1)であれば、回避制御の開始を決定する。回避開始決定部1315は、太線の斜め線未満(太線の斜め線より左側の領域R2)であれば、回避制御を開始しないと決定する。ただし、回避必要度が0であれば、方向転換容易度の大きさにかかわらず、回避制御を開始しないと回避開始決定部1315で決定する。一例として、網掛け部分(領域R1)とそれ以外の部分(領域R2)との境界は、方向転換容易度が回避必要度に対して単調に減少するように設定する。一例として、回避開始決定部1315は、回避必要度が0であれば、方向転換容易度の数値にかかわらず、回避制御開始を決定しない。また、一例として、回避開始決定部1315は、回避必要度が0.4未満であれば、緊急度が小さいとして、方向転換容易度が1未満では回避制御開始を決定しないが、方向転換容易度が1である場合にのみ回避制御開始を決定する。また、一例として、回避開始決定部1315は、回避必要度が0.8以上であれば、緊急度が大きいとして、方向転換容易度が0であっても、回避制御開始を決定する。
(Step S108)
When the obstacle is the
回避開始決定部1315は、障害物が歩行者以外の場合は、壁又は物品などの障害物として、回避必要度算出部1314が算出した回避必要度が所定の閾値以上となった場合に、回避制御開始の決定を行う。言い換えれば、回避開始決定部1315は、障害物までの距離が所定距離より近くなった場合に、回避制御開始の決定を行う。
When the obstacle is not a pedestrian, the avoidance
(ステップS109)
次いで、回避開始決定部1315が回避制御開始を決定した場合には、(ステップS110)に進む。回避開始決定部1315が回避制御開始を決定しない場合には、(ステップS111)に進む。
(Step S109)
Next, when the avoidance
(ステップS110)
回避経路生成部1316は、回避開始決定部1315からの回避開始決定情報に基づき、回避開始決定部1315の回避制御開始の決定により、方向転換容易度算出部1313が算出した方向転換容易度の大きい方向と同一方向へ歩行者21を回避する回避経路を生成する。ここで同一方向とは、歩行者21にとっての左右という相対的な方向とロボット1にとっての左右という相対的な方向が同一という意味であり、絶対的な方角又は座標の同一ではない。ロボット1が同一方向へ回避経路を生成するのは、ロボット1に対向する歩行者21がロボット1を回避動作する方向の方向転換容易度が大きいからである。一例として、ロボット1が、ロボット1から見て右方向に移動するとき、歩行者21は、歩行者21から見て右方向に回避する回避経路を回避経路生成部1316で生成することになる。
(Step S110)
Based on the avoidance start determination information from the avoidance
(ステップS111)
移動制御部133は、経路DB132に記憶されている情報と回避経路生成部1316で生成された回避経路に関する情報とを基に、回避経路生成部1316が回避経路を生成した場合にはその回避経路に従って、又は、回避経路を生成していない場合には、経路DB132が記憶している障害物の無い場合の経路に従って、ロボット1の移動制御を行う。
(Step S111)
When the avoidance
(ステップS112)
次いで、制御部13は、ロボット1が所定の目的地に到達することによる移動終了、あるいは、図示しない終了スイッチに入力された、操作者のロボット1の移動終了の入力がある場合には、一連のロボット移動制御動作を終了する。そうでない場合には、制御部13によるロボット移動制御動作は(ステップS101)に進む。
(Step S112)
Next, when there is an end of movement due to the
以上説明したように、第1実施形態によれば、歩行者21が方向転換しやすい状態でロボット1が歩行者21を回避する動作を開始することで、歩行者21がバランスを失って転倒したりする危険性を低減する制御部13を提供できる。例えば、従来の技術では、図15に示すように、歩行者21が右脚21Rを踏み出して重心を右脚21Rに載せたとき、ロボット1が右方向に回避のため移動を開始すると、ロボット1を回避しようとして、歩行者21は右方向に移動しようとして、バランスを失って転倒したりする危険性があった。これに対して、前記第1実施形態によれば、図16に示すように、歩行者21が右脚21Rを踏み出す前に、ロボット1が右方向に回避のため移動を開始するため、歩行者21は容易に右方向に移動して、ロボット1を回避することができ、歩行者21がバランスを失って転倒したりする危険性を低減させることができる。
As described above, according to the first embodiment, when the
なお、本発明を第1実施形態及び変形例に基づいて説明してきたが、本発明は、前記の第1実施形態及び変形例に限定されないのはもちろんである。以下のような場合も本発明に含まれる。 Although the present invention has been described based on the first embodiment and modifications, it is needless to say that the present invention is not limited to the first embodiment and modifications. The following cases are also included in the present invention.
前記各制御装置の一部又は全部は、具体的には、マイクロプロセッサ、ROM、RAM、ハードディスクユニット、ディスプレイユニット、キーボード、マウスなどから構成されるコンピュータシステムである。前記RAM又はハードディスクユニットには、コンピュータプログラムが記憶されている。前記マイクロプロセッサが、前記コンピュータプログラムにしたがって動作することにより、各部は、その機能を達成する。ここでコンピュータプログラムは、所定の機能を達成するために、コンピュータに対する指令を示す命令コードが複数個組み合わされて構成されたものである。 Specifically, a part or all of each control device is a computer system including a microprocessor, a ROM, a RAM, a hard disk unit, a display unit, a keyboard, a mouse, and the like. A computer program is stored in the RAM or hard disk unit. Each unit achieves its function by the microprocessor operating according to the computer program. Here, the computer program is configured by combining a plurality of instruction codes indicating instructions for the computer in order to achieve a predetermined function.
例えば、ハードディスク又は半導体メモリ等の記録媒体に記録されたソフトウェア・プログラムをCPU等のプログラム実行部が読み出して実行することによって、各構成要素が実現され得る。なお、前記実施形態又は変形例における制御装置を構成する要素の一部又は全部を実現するソフトウェアは、以下のようなプログラムである。つまり、このプログラムは、コンピュータに、
センサの検出情報を基に、前記センサが検出した障害物が歩行者かどうかを判定する歩行者判定部と、
前記歩行状態取得部で取得された前記歩行者の前記左右の脚の歩行状態に基づいて、前記歩行者の歩行時の左右の脚の相対位置関係を求める第1算出部と、
前記第1算出部で算出された前記相対位置関係に基づいて、前記歩行者の左右それぞれの方向への方向転換の容易度を算出する第2算出部と、
前記第2算出部で算出された前記方向転換容易度に基づいて、前記移動体が前記歩行者を回避する制御の決定を行う回避開始決定部と、
前記回避開始決定部で回避制御が決定されたとき、前記移動体が前記歩行者を回避する回避経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部で生成された前記回避経路にしたがって前記移動体の移動制御を行う移動制御部と、
として機能させるためのロボットの制御プログラムである。
For example, each component can be realized by a program execution unit such as a CPU reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory. In addition, the software which implement | achieves a part or all of the element which comprises the control apparatus in the said embodiment or modification is the following programs. In other words, this program is
Based on the detection information of the sensor, a pedestrian determination unit that determines whether the obstacle detected by the sensor is a pedestrian,
A first calculation unit for obtaining a relative positional relationship between the left and right legs during walking of the pedestrian based on the walking state of the left and right legs of the pedestrian acquired by the walking state acquisition unit;
Based on the relative positional relationship calculated by the first calculation unit, a second calculation unit that calculates the ease of change of direction of the pedestrian in the left and right directions;
An avoidance start determination unit that determines a control for the moving body to avoid the pedestrian based on the degree of ease of direction change calculated by the second calculation unit;
When avoidance control is determined by the avoidance start determination unit, an avoidance route generation unit that generates an avoidance route for the moving body to avoid the pedestrian, and
A movement control unit that performs movement control of the moving body according to the avoidance path generated by the avoidance path generation unit;
This is a robot control program for functioning as
また、このプログラムは、サーバなどからダウンロードされることによって実行されてもよく、所定の記録媒体(例えば、CD−ROMなどの光ディスク、磁気ディスク、又は、半導体メモリなど)に記録されたプログラムが読み出されることによって実行されてもよい。 The program may be executed by being downloaded from a server or the like, and a program recorded on a predetermined recording medium (for example, an optical disk such as a CD-ROM, a magnetic disk, or a semiconductor memory) is read out. May be executed.
また、このプログラムを実行するコンピュータは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、あるいは分散処理を行ってもよい。 Further, the computer that executes this program may be singular or plural. That is, centralized processing may be performed, or distributed processing may be performed.
なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。 In addition, it can be made to show the effect which each has by combining arbitrary embodiment or modification of the said various embodiment or modification suitably.
本発明に係る移動体制御装置は、歩行者が方向転換しやすい状態で移動体が歩行者を回避する動作を開始することで、歩行者がバランスを失って転倒したりする危険性を低減する機能を有し、移動体制御装置として有用である。 The moving body control device according to the present invention reduces the risk that the pedestrian loses balance and falls when the moving body starts an operation of avoiding the pedestrian in a state in which the pedestrian easily changes direction. It has a function and is useful as a mobile control device.
1 ロボット
11 ボディ
12 センサ
13 制御部
14 モータ
15 駆動輪
20 通路
21 歩行者
22R,22L 歩行者の右脚、左脚
32 被験者
131 歩行者回避部
132 経路DB
133 移動制御部
1311 歩行者判定部
1312 脚運び算出部
1313 方向転換容易度算出部
1314 回避必要度算出部
1315 回避開始決定部
1316 回避経路生成部
16 サーバ
17 移動体通信部
18 サーバ通信部
171 時間と歩行者の左右の脚までの距離の関係のグラフ
172 時間と歩行者の左右の脚の速さの関係のグラフ
181 172のグラフのうち歩行周期1周期分のグラフ
182 181のグラフに対応する脚運びのグラフ
183 181のグラフに対応する左右の脚の荷重割合のグラフ
184 181のグラフに対応する左右方向への方向転換容易度のグラフ
1111 脚運びが左右不均等な場合の歩行周期1周期分の左右の脚の速さのグラフ
1112 1111のグラフに対応する脚運びのグラフ
1113 1111のグラフに対応する左右の脚の荷重割合のグラフ
1114 1111のグラフに対応する左右方向への方向転換容易度のグラフ
1400 歩行状態取得部
DESCRIPTION OF
133
Claims (11)
前記移動体の周囲の歩行者の左右の脚の歩行状態を取得する歩行状態取得部と、
前記歩行状態取得部で取得された前記歩行者の前記左右の脚の歩行状態に基づいて、前記歩行者の歩行時の左右の脚の相対位置関係を求める第1算出部と、
前記第1算出部で算出された前記相対位置関係に基づいて、前記歩行者の左右それぞれの方向への方向転換の容易度を算出する第2算出部と、
前記第2算出部で算出された前記方向転換容易度に基づいて、前記移動体が前記歩行者を回避する制御の決定を行う回避開始決定部と、
前記回避開始決定部で回避制御が決定されたとき、前記移動体が前記歩行者を回避する回避経路を生成する回避経路生成部と、
前記回避経路生成部で生成された前記回避経路にしたがって前記移動体の移動制御を行う移動制御部とを有する、移動体制御装置。 A moving body control device that controls a moving body,
A walking state acquisition unit that acquires a walking state of left and right legs of a pedestrian around the moving body;
A first calculation unit for obtaining a relative positional relationship between the left and right legs during walking of the pedestrian based on the walking state of the left and right legs of the pedestrian acquired by the walking state acquisition unit;
Based on the relative positional relationship calculated by the first calculation unit, a second calculation unit that calculates the ease of change of direction of the pedestrian in the left and right directions;
An avoidance start determination unit that determines a control for the moving body to avoid the pedestrian based on the degree of ease of direction change calculated by the second calculation unit;
When avoidance control is determined by the avoidance start determination unit, an avoidance route generation unit that generates an avoidance route for the moving body to avoid the pedestrian, and
A moving body control apparatus comprising: a movement control unit that performs movement control of the moving body according to the avoidance path generated by the avoidance path generation unit.
前記回避開始決定部は、前記第3算出部で算出した前記回避必要度と前記第2算出部で算出した前記方向転換容易度とに基づいて、前記移動体が前記歩行者を回避する制御の決定を行う、請求項1〜5のいずれか1つに記載の移動体制御装置。 Based on information from the walking state acquisition unit, the mobile body has a third calculation unit that calculates the degree of avoidance that avoids the pedestrian,
The avoidance start determination unit is configured to control the moving body to avoid the pedestrian based on the degree of avoidance calculated by the third calculation unit and the degree of ease of turning calculated by the second calculation unit. The moving body control device according to claim 1, wherein the determination is performed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012136786A JP2014002514A (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Mobile body control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012136786A JP2014002514A (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Mobile body control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014002514A true JP2014002514A (en) | 2014-01-09 |
Family
ID=50035646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012136786A Pending JP2014002514A (en) | 2012-06-18 | 2012-06-18 | Mobile body control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014002514A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014068975A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | パナソニック株式会社 | Autonomous traveling device traveling-information generation device, method, and program, and autonomous traveling device |
| JP5917747B1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-05-18 | シャープ株式会社 | Autonomous work vehicle |
| JP2020055490A (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 関西電力株式会社 | Travel control device, travel control method, and automatic traveling vehicle |
| US11969876B2 (en) | 2019-03-19 | 2024-04-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robot and control method of robot |
-
2012
- 2012-06-18 JP JP2012136786A patent/JP2014002514A/en active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014068975A1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-05-08 | パナソニック株式会社 | Autonomous traveling device traveling-information generation device, method, and program, and autonomous traveling device |
| JP5597322B1 (en) * | 2012-11-05 | 2014-10-01 | パナソニック株式会社 | RUNNING INFORMATION GENERATION DEVICE, METHOD, AND PROGRAM FOR AUTONOMOUS TRAVEL DEVICE |
| US9235216B2 (en) | 2012-11-05 | 2016-01-12 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Running information generating apparatus of autonomous running apparatus, running information generating method, running information generating program, and autonomous running apparatus |
| JP5917747B1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-05-18 | シャープ株式会社 | Autonomous work vehicle |
| WO2016174786A1 (en) * | 2015-04-28 | 2016-11-03 | シャープ株式会社 | Autonomous work vehicle |
| JP2020055490A (en) * | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 関西電力株式会社 | Travel control device, travel control method, and automatic traveling vehicle |
| US11969876B2 (en) | 2019-03-19 | 2024-04-30 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Robot and control method of robot |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11921508B2 (en) | Systems and methods for ground plane estimation | |
| US11027415B1 (en) | Generalized coordinate surrogates for integrated estimation and control | |
| US9789607B1 (en) | Achieving a target gait in a legged robot based on steering commands | |
| JP6309637B2 (en) | Autonomous mobile robot | |
| KR102018832B1 (en) | Automatic driving cart | |
| JP7266032B2 (en) | VR Walking Mechanism and Walking Method in Virtual Reality Scene | |
| EP2083340B1 (en) | Inverted type movable body and control method thereof | |
| RU2397690C1 (en) | Vacuum cleaner with possibility of automatic movement and position control and method of vacuum cleaner control | |
| JP6605232B2 (en) | Travel route setting system | |
| KR20190096364A (en) | Robot cleaning device to change the operating speed based on the environment | |
| JP2013225253A (en) | Autonomous mobile device, autonomous mobile method, and program for autonomous mobile device | |
| CN119816794A (en) | Automatically switches the robot to an operating mode optimized for a specific terrain | |
| JP6892393B2 (en) | A foot contact position follower, a method of controlling its movement, a computer-executable program, and a computer-readable non-temporary information recording medium containing it. | |
| EP4300249A2 (en) | Robotic vacuum cleaner and control method therefor | |
| JP2014002514A (en) | Mobile body control device | |
| CN106020198B (en) | Somatosensory vehicle carrying method and somatosensory vehicle | |
| JP4665173B2 (en) | BODY STATE JUDGING SYSTEM, EXERCISE STATE JUDGING SYSTEM, AND MOBILE CAR WITH THESE SYSTEMS | |
| CN106184520A (en) | A kind of balance car rotating direction control method and balance car | |
| WO2013001658A1 (en) | Inverted pendulum type moving body equipped with velocity planning device | |
| CN111686420A (en) | Balance training device and computer readable medium | |
| CN112237513A (en) | Vehicle control method, device, electronic device and storage medium | |
| CN109358623A (en) | A kind of recognition methods, chip and the clean robot of the offset of robot motion's carpet | |
| KR102013353B1 (en) | Method And Device for Judging Dangerous Situation of Walking Assistant Apparatus | |
| CN106444747B (en) | Balance car carrying method and balance car | |
| JP2022118737A (en) | Autonomous mobile system, autonomous mobile method, and autonomous mobile program |