JP7450481B2 - 移動体制御装置、移動体、移動体制御方法、およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、移動体制御装置、移動体、移動体制御方法、およびプログラムに関する。

従来、移動ロボット本体と、移動ロボット本体に配置されて、移動ロボットの移動軌跡を移動平面に記述するマーカー部を備えた記述部と、移動ロボット本体に配置されて、記述部で記述された移動軌跡を検出する検出部と、移動ロボット本体の走行を駆動する走行駆動部と、検出部で検出された移動軌跡に沿って移動ロボット本体が走行するように走行駆動部を駆動制御する駆動制御部とを備える移動ロボットの発明が開示されている（特許文献１）。

また、乗客を輸送する輸送用車両と、輸送用車両に先行し、軌道上の障害物を検知するセンサーを有する第一の障害物検知車両と、輸送用車両に追従し、軌道上の障害物を検知するセンサーを有する第二の障害物検知車両と、輸送用車両と第一の障害物検知車両との間を通信可能につなぐ通信手段を備え、輸送用車両は、第一の障害物検知車両による障害物検知に基づき減速する、軌道輸送システムの発明が開示されている（特許文献２）。

特開２０１８－１４７４７６号公報 特開２０２０－１５４４号公報

従来の技術では、先導する側の移動体を制御することによって、追従者を適切に誘導することができない場合があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、先導する側の移動体を制御することによって、追従者を適切に誘導することができる移動体制御装置、移動体、移動体制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。

この発明に係る移動体制御装置、移動体、移動体制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る移動体制御装置は、移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成する第１軌道生成部と、前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成する第２軌道生成部と、前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御する制御部と、を備え、前記第１軌道生成部は、前記移動体を、前記追従者が接触を回避すべき物体として考慮せずに前記第１軌道を生成するものである。

（２）：この発明の他の態様に係る移動体制御装置は、移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成する第１軌道生成部と、前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成する第２軌道生成部と、前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御する制御部と、を備え、前記第１軌道生成部は、前記移動体の位置を通るように前記第１軌道を生成するものである。

（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記第１軌道生成部は、前記追従者が前記物体との接触を回避しつつ、前記第１軌道の旋回度合いが小さくなるように、前記第１軌道を生成するものである。

（４）：上記（１）から（３）のいずれかの態様において、前記第２軌道生成部は、前記第２軌道が途中で前記第１軌道に合流するように、前記第２軌道を生成するものである。

（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記第１軌道生成部は、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら、予め与えられた目的地に移動できるように前記第１軌道を生成するものである。

（６）：上記（１）から（５）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記移動体と前記追従者との間隔が一定間隔に維持されるように、前記移動体の移動機構を制御して前記移動体の速度を調節するものである。

（７）：本発明の他の態様に係る移動体は、上記（１）から（６）のいずれかの態様の移動体制御装置と、前記移動体制御装置を搭載し、前記移動機構が取り付けられたボディ部と、前記ボディ部に取り付けられ、前記移動体の周辺検知を行う検知デバイスであって、前記認識部に認識のためのデータを提供する検知デバイスと、を備えるものである。

（８）：本発明の他の態様に係る移動体制御方法は、コンピュータが、移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識し、前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成し、前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成し、前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御し、前記第１軌道を生成する際に、前記移動体を、前記追従者が接触を回避すべき物体として考慮せずに前記第１軌道を生成するものである。

（９）：本発明の他の態様に係る移動体制御方法は、コンピュータが、移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識し、前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成し、前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成し、前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御し、前記第１軌道を生成する際に、前記移動体の位置を通るように前記第１軌道を生成するものである。

（１０）：本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータに、移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識させ、前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成させ、前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成させ、前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御させ、前記第１軌道を生成させる際に、前記移動体を、前記追従者が接触を回避すべき物体として考慮せずに前記第１軌道を生成させるものである。

（１１）：本発明の他の態様に係るプログラムは、コンピュータに、移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識させ、前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成させ、前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成させ、前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御させ、前記第１軌道を生成させる際に、前記移動体の位置を通るように前記第１軌道を生成させるものである。

上記（１）～（１１）の態様によれば、移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識する認識部と、前記認識部の認識結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成する第１軌道生成部と、前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成する第２軌道生成部と、前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御する制御部と、を備えることにより、先導する側の移動体を制御することによって、追従者を適切に誘導することができる。

上記（１）、（８）、（１０）の態様によれば、前記移動体を、前記追従者が接触を回避すべき物体として考慮せずに前記第１軌道を生成することにより、追従者が移動体との接触を回避するために第１軌道が左右に湾曲してしまう、という不都合が生じるのを回避することができる。

上記（２）、（９）、（１１）の態様によれば、前記移動体の位置を通るように前記第１軌道を生成することにより、演算負荷を軽減することができ、直感的に分かりやすく追従者Ｆを誘導することができ、更には、移動体１が追従者Ｆのために、より確実に進路を確保することができる。

移動体制御装置１００を搭載したを移動体１の構成を、追従者Ｆと共に示す図である。 移動体制御装置１００の構成の一例を示す図である。 リスク分布予測部１２０により設定されるリスクの概要を示す図である。 仮移動経路Ｋｔｍｐからの乖離を考慮して設定されるリスクの分布の一例を示す図である。 図３および図４に示される場面において第１軌道生成部１３０により生成される第１軌道Ｋ１の一例を示す図である。 図５に示される第１軌道Ｋ１に基づいて第２軌道生成部１４０により生成される第２軌道Ｋ２の一例を示す図である。 第２実施形態の第１軌道生成部１３０Ａにより生成される第１軌道Ｋ１の一例を示す図である。 第２実施形態の移動体制御装置１００Ａにより実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態の移動体制御装置１００または１００Ａのハードウェア構成の一例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の移動体制御装置、移動体、移動体制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。移動体は、例えば任意の形態の自律移動可能なロボットであり、追従者を先導して自律移動することで、追従者を所望の場所まで案内するものである。追従者は、例えば歩行者であるが、自転車に乗った人、車両などであってもよい。一つの例として、追従者は高齢者や被保護者であることが想定される。以下の説明において追従者は歩行者であるものとする。移動体の適用場面としては、例えば、空港、イベント会場、大規模な駅など、周囲に移動する物体（実際は人であることが多いが、追従者および移動体の周囲に存在する物を移動の有無に拘わらず物体と称する）が多く存在し、且つ広い敷地があることで追従者が道に迷いやすいような場面が想定される。これに限らず、移動体は種々の用途に利用されてよい。

＜第１実施形態＞
図１は、移動体制御装置１００を搭載したを移動体１の構成を、追従者Ｆと共に示す図である。移動体１は、例えば、ＨＭＩ１０と、検知デバイス２０と、位置特定装置３０と、移動体制御装置１００とを搭載するボディ部５と、ボディ部５に取り付けられた移動機構４０と、移動機構４０などに取り付けられたセンサ５０とを備える。

ＨＭＩ１０は、追従者Ｆに対して各種情報を提示すると共に、追従者Ｆによる入力操作を受け付ける。ＨＭＩ３０は、各種表示装置、スピーカ、ブザー、タッチパネル、スイッチ、キーなどを含む。例えば、ＨＭＩ１０は、追従者Ｆによる目的地（空港であれば「〇〇番カウンター」といったもの）の入力を受け付ける。

検知デバイス２０は、移動体１の周囲に存在する物体および追従者Ｆを認識するためのデータを生成するデバイスである。検知デバイス２０は、例えば、移動体１の周囲を検知範囲とするカメラやレーダ装置、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、超音波センサなどのセンサ類、およびこれらのセンサ類の出力に基づくセンサフュージョン処理を行って物体を特定する物体認識装置等を含む。

位置特定装置３０は、移動体１の位置を特定する装置である。位置特定装置３０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星から受信した信号に基づいて、自車両Ｍの位置を特定するＧＮＳＳ受信機を含む。位置特定装置３０は、後述するセンサ５０の出力を利用したＩＮＳ（Inertial Navigation System）によって移動体１の位置を特定または補完してもよい。また、位置特定装置３０は、電磁波の受信機能を有し、周辺の電磁波発信源（位置が既知のもの）から到来する電磁波の強度に基づいて移動体１の位置を特定または補完してもよい。

移動機構４０は、ボディ部５を含む移動体１を任意の方向に移動させるための機構である。移動機構４０は、例えば、複数の車輪と、一以上の車輪に取り付けられた駆動モータと、一以上の車輪に取り付けられた操舵装置とを含む。移動機構４０の構成について特段の制約は無く、移動機構４０は二足歩行するための疑似的な足部を含んでもよい。

センサ５０は、移動体１の挙動を検出するためのセンサである。センサ５０は、例えば、車輪の速度を検出するための車輪速センサ、移動体１に作用する加速度を検出する加速度センサ、ボディ部５の水平方向に関する重心近くに取り付けられたヨーレートセンサ、操舵される車輪（操舵輪）の操舵角を検出する操舵角センサ、移動体１の水平方向に関する向きを検出する方位センサ等を含む。

図２は、移動体制御装置１００の構成の一例を示す図である。移動体制御装置１００は、例えば、認識部１１０と、リスク分布予測部１２０と、第１軌道生成部１３０と、第２軌道生成部１４０と、移動制御部１５０と、記憶部１７０とを備える。記憶部１７０以外の構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶部１７０は、ＨＤＤやフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置によって実現される。記憶部１７０には、地図情報１７２が格納されており、更に、前述したプログラムが格納されてもよい。地図情報１７２は、移動体１が稼働する場所のローカル地図を少なくとも含む。

以下に説明する認識部１１０、リスク分布予測部１２０、第１軌道生成部１３０、第２軌道生成部１４０、および移動制御部１５０の処理は、所定周期で到来する制御サイクルごとに繰り返し実行される。従って、追従者Ｆが目的地に到達するまで、ある時点で生成された第１軌道Ｋ１（後述）の通りに移動するという訳では無く、周辺環境の変化や追従者Ｆの予期せぬ動き等によって第１軌道Ｋ１は新しいものに更新されるので、更新された最新の第１軌道Ｋ１に基づいて移動体１の制御内容が更新される。

認識部１１０は、検知デバイス２０から入力された情報に基づいて、移動体１の周囲に存在する物体と、追従者Ｆを認識する。認識部１１０は、物体および追従者Ｆの位置、速度、加速度等の状態を認識する。物体や追従者Ｆの位置は、例えば、まず移動体１から見た相対位置として認識され、その後、追従者Ｆの位置を原点とし、追従者Ｆの周辺の空間を上空から見た二次元平面で表した想定平面Ｓ上の位置に変換され、以降の処理に用いられる。この場合、追従者Ｆの位置を原点とするため、移動体１から見た追従者Ｆの位置を逆算して想定平面Ｓ上における移動体１の位置が認識されることとなる。物体や追従者Ｆ、移動体１の位置は、それらの重心やコーナー等の代表点で表されてもよいし、表現された領域で表されてもよい。以下の説明において、位置は一点を指すものであるものとする。

また、認識部１１０は、地図情報１７２を参照し、追従者Ｆの地図上の位置を認識する。例えば、認識部１１０は、位置特定装置３０によって特定された移動体１の位置に、移動体１から見た追従者Ｆの相対位置を加算して、追従者Ｆの地図上の位置を認識する。

リスク分布予測部１２０は、前述した想定平面Ｓにおいて、追従者Ｆが進入ないし接近すべきでない度合いを示す指標値であるリスクを設定する。リスクは、値が大きいほど追従者Ｆが進入ないし接近すべきでないことを示し、値がゼロに近いほど追従者Ｆが通過するのに好ましいことを示すものとする。但し、この関係は逆でもよい。追従者Ｆが飛翔体に搭乗して飛行可能である場合、リスク分布予測部１２０は、想定平面Ｓではなく三次元空間において同様の処理を行ってよい。

リスク分布予測部１２０は、想定平面Ｓにおけるリスクを、現在時刻ｔ、Δｔ後（時刻ｔ＋Δｔ）、２Δｔ後（時刻ｔ＋２Δｔ）、…というように現時点だけでなく一定の時間間隔で規定される将来の各時点についても設定する。リスク分布予測部１２０は、将来の各時点におけるリスクを、認識部１１０により継続的に認識されている移動物標の位置の変化に基づいて予測する。

図３は、リスク分布予測部１２０により設定されるリスクの概要を示す図である。リスク分布予測部１２０は、追従者Ｆと移動体１を除く物体について、想定平面Ｓ上で、進行方向および速度に基づく楕円ないし円を等高線とするリスクを設定し、壁などの移動不可能領域ＢＤについて一定値のリスクを設定する。図中、ＤＦは追従者Ｆの進行方向であり、ＤＭは移動体１の進行方向である。Ｒ（ＯＢ１）は静止している物体（その場に立っている人）ＯＢ１のリスクであり、Ｒ（ＯＢ２）は移動する物体（歩行者）ＯＢ２のリスクであり、Ｒ（ＯＢ３）は移動する物体（歩行者）ＯＢ３のリスクであり、Ｒ（ＯＢ４）は移動する物体（歩行者）ＯＢ４のリスクである。歩行者は移動し続けているので、将来の各時点について現在時刻とは異なる位置にリスクが設定される。Ｒ（ＯＢ２）＿ｔはある制御サイクルにおける物体ＯＢ２のリスクであり、Ｒ（ＯＢ２）＿ｔ＋Δｔは次の制御サイクルにおける物体ＯＢ２のリスクであり、Ｒ（ＯＢ２）＿ｔ＋Δ２ｔはその次の制御サイクルにおける物体ＯＢ２のリスクである。Ｒ（ＢＤ）は移動不可能領域ＢＤのリスクである。図中、ハッチングの濃さがリスクの値を示しており、ハッチングが濃いほどリスクが大きいことを示している。

リスク分布予測部１２０は、前述した追従者Ｆにより入力された目的地と、追従者Ｆの位置と、地図情報１７２に基づいて仮移動経路を設定し、仮移動経路から遠くなる程、リスクに加算してもよい。図４は、仮移動経路Ｋｔｍｐからの乖離を考慮して設定されるリスクの分布の一例を示す図である。図中、Ｒ（Ｋ）は仮移動経路Ｋｔｍｐからの乖離に基づくリスクである。図４の例では仮移動経路Ｋｔｍｐが直線状に設定されているが、追従者Ｆが移動する場所の構造によっては、追従者Ｆが転向する曲がり角等において、仮移動経路Ｋｔｍｐが折れ線状あるいは曲線状に設定される場合もあり得る。この場合、リスク分布予測部１２０（或いは他の構成要素）は、例えば移動範囲をリンクに分割してリンクごとに詳細な位置を決定するなどの処理を行って、仮移動経路Ｋｔｍｐを生成する。

上記では追従者ＦがＨＭＩ１０に対して入力した目的地に向けて仮移動経路Ｋｔｍｐが設定されるものとしたが、仮移動経路Ｋｔｍｐは、認識部１１０により認識された追従者Ｆの体の向き、顔向き、或いは追従者Ｆにより発せられた音声による指示（「まっすぐ」、「右」といったもの）に基づいて設定されてもよい。

第１軌道生成部１３０は、認識部１１０の認識結果に基づくリスクに基づいて、追従者Ｆが物体との接触を回避しながら移動するための追従者Ｆの目標軌道である第１軌道Ｋ１を生成する。前述したように、移動体１はリスクの対象から除かれているため、第１軌道生成部１３０は、移動体１を、追従者Ｆが接触を回避すべき物体として考慮せずに第１軌道Ｋ１を生成する。第１軌道Ｋ１は、例えば、追従者Ｆが到達すべき地点（軌道点）を移動距離に関して所定距離ごと（例えば数十［ｃｍ］～１［ｍ］程度ごと）に順に並べたものとして表現される。第１軌道Ｋ１には、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が付与される。第１軌道Ｋ１は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における追従者Ｆの到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。追従者Ｆが歩行者である場合、目標加速度はゼロ、すなわち定速移動するものとして第１軌道Ｋ１を生成してもよい。

図５は、図３および図４に示される場面において第１軌道生成部１３０により生成される第１軌道Ｋ１の一例を示す図である。図中、ＫＰ１＿ｔ＋Δｔ、ＫＰ１＿ｔ＋２Δｔ、ＫＰ１＿ｔ＋３Δｔは第１軌道Ｋ１を構成する軌道点である。図示する物体ＯＢ２、ＯＢ３、ＯＢ４の位置は、追従者Ｆに最も接近する時点におけるそれぞれの位置を示している。この第１軌道Ｋ１は、追従者Ｆが目的地に向けて移動する際に、まず、物体ＯＢ２が目前を左から右に横切るのに応じて追従者Ｆが左側に移動し、次いで物体ＯＢ２が目前を右から左に横切るのに応じて追従者Ｆが右側に移動、次いで対向して接近する物体ＯＢ４を追従者Ｆが左に避けて移動するという挙動を規定するものである。このように第１軌道Ｋ１を生成するために、第１軌道生成部１３０は、例えば、将来の各時点において、その時点に対応するリスクが閾値以上とならない位置を順に繋いで第１軌道Ｋ１を生成する。この条件を満たす第１軌道Ｋ１は一つに定まらず、複数パターンの第１軌道候補Ｋ１ｃが想定される。第１軌道生成部１３０は、複数パターンの第１軌道候補Ｋ１ｃそれぞれについてスコアを計算し、スコアが最も高い第１軌道候補Ｋ１ｃを第１軌道Ｋ１として選択してもよい。例えば、第１軌道生成部１３０は、旋回度合い（例えば過去の軌道点から対象軌道点へのベクトルと、対象軌道点から将来の軌道点へのベクトルとのなす角度で評価される）が小さく、且つ通過する地点ごとのリスクの合計が小さい程、スコアが高くなるようにスコアを計算する。

第２軌道生成部１４０は、追従者Ｆが移動体１に追従することで追従者Ｆが第１軌道Ｋ１に沿って移動することとなるように、移動体１の目標軌道である第２軌道Ｋ２を生成する。第２軌道Ｋ２も第１軌道Ｋ１と同様に、目標速度および目標加速度の情報が付加されてよい。第２軌道生成部１４０は、例えば、移動体１の挙動に関する制限（上限速度、上限加速度、上限旋回角など）の範囲内で、その時点における移動体１の位置を起点として速やかに第１軌道Ｋ１に合流できるように生成される。第２軌道生成部１４０は、上記の目的（移動体１の挙動に関する制限の範囲内で、移動体１の位置から速やかに第１軌道Ｋ１に合流する）に加えて、合流する地点までは、第１軌道生成部１３０と同様にリスクを考慮して第２軌道を生成する。但し、第２軌道Ｋ２におけるリスクの許容度合いは、第１軌道Ｋ１よりも緩い（高いリスクまで許容する）ものであってよい。これは、混雑度合いが非常に高い場面において、余り保守的に物体との接近を抑制していると前に進めないことが想定され、そのような場合はむしろ、移動体１が追従者Ｆのために進路を確保するという効果が期待されるからである。

図６は、図５に示される第１軌道Ｋ１に基づいて第２軌道生成部１４０により生成される第２軌道Ｋ２の一例を示す図である。第２軌道生成部１４０は、上記の方策に従って第２軌道Ｋ２を生成する。図６の例では、追従者Ｆと移動体１の進行方向の先にある地点Ｐにおいて、第１軌道Ｋ１と第２軌道Ｋ２が合流し、それより先では第１軌道Ｋ１と第２軌道Ｋ２が一致する。このように第２軌道Ｋ２を生成することで、追従者Ｆを、移動体１に追従することで第１軌道Ｋ１に沿って移動するように誘導することができる。

移動制御部１５０は、第２軌道Ｋ２に沿って移動体１が移動するように、移動機構４０を制御する。移動制御部１５０は、センサ５０の出力により得られる移動体１の位置や挙動が第２軌道Ｋ２に近づくように、駆動モータや操舵装置を制御する。この際に、移動制御部１５０は、移動体１と追従者Ｆとの間隔が目標間隔に近づくように、フィードバック制御によって移動体１の速度を調整してもよい。こうすれば、何らかの理由で追従者Ｆの速度が変動した場合でも、一定の間隔を維持して追従者Ｆを先導することができる。

以上説明した第１実施形態によれば、移動体１の周囲に存在する物体と、移動体１に追従する追従者Ｆとを認識する認識部１１０と、認識部１１０の認識結果に基づいて、追従者Ｆが物体との接触を回避しながら移動するための追従者Ｆの目標軌道である第１軌道Ｋ１を生成する第１軌道生成部１３０と、追従者Ｆが移動体１に追従することで追従者Ｆが第１軌道Ｋ１に沿って移動することとなるように、移動体１の目標軌道である第２軌道Ｋ２を生成する第２軌道生成部１４０と、第２軌道Ｋ２に沿って移動体１が移動するように移動体１の移動機構４０を制御する移動制御部１５０と、を備えることにより、追従者を適切に誘導することができる。

また、第１実施形態によれば、第１軌道生成部１３０が、移動体１を、追従者Ｆが接触を回避すべき物体として考慮せずに第１軌道Ｋ１を生成することで、追従者Ｆが移動体１との接触を回避するために第１軌道Ｋ１が左右に湾曲してしまう、という不都合が生じるのを回避することができる。

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について説明する。第２実施形態の移動体制御装置は、第１軌道生成部の機能が第１実施形態と異なる。従って、この相違点を中心に説明し、第１実施形態と共通する部分については説明を省略する。なお、以下の説明では第２実施形態に係る移動体制御装置を移動体制御装置１００Ａと、第２実施形態に係る第１軌道生成部を第１軌道生成部１３０Ａと称する。

第２実施形態に係る第１軌道生成部１３０Ａは、第１実施形態と同様にリスクに基づいて第１軌道Ｋ１を生成するのであるが、「移動体１の位置を通るように第１軌道Ｋ１を生成するという」制約を追加して第１軌道Ｋ１を生成するものである。図７は、第２実施形態の第１軌道生成部１３０Ａにより生成される第１軌道Ｋ１の一例を示す図である。この第１軌道Ｋ１は、追従者Ｆが目的地に向けて移動する際に、まず、移動体１の位置に向けて右側に移動し、次いで物体ＯＢ２が目前を左から右に横切るのに応じて追従者Ｆが左側に移動し、次いで物体ＯＢ２が目前を右から左に横切るのに応じて追従者Ｆが右側に移動、次いで対向して接近する物体ＯＢ４を追従者Ｆが左に避けて移動するという挙動を規定するものである。

第２軌道生成部１４０および移動制御部１５０の機能については第１実施形態と同様である。第１軌道生成部１３０Ａが上記のように第１軌道Ｋ１を生成する結果、第２軌道生成部１４０は、旋回角の問題等が無ければ（要するに第１軌道Ｋ１に沿って動くとした場合に上限以上の急旋回が生じ無ければ）、最初から第１軌道Ｋ１に一致する第２軌道Ｋ２を生成することができる。このため、第２実施形態によれば、複数パターンの第１軌道候補Ｋ１ｃを想定する際の自由度を下げることができるため、パターン数を低減することができ、演算負荷を軽減することができる。更に、第２実施形態によれば、追従者Ｆにとっても最初から移動体１に追従すればよいため直感的に分かりやすく追従者Ｆを誘導することができる。また、第２実施形態によれば、移動体１の移動する経路と追従者Ｆの移動する経路の重なり度合いが高いため、移動体１が追従者Ｆのために、より確実に進路を確保することができる。なお、自由度を低下させて第１軌道Ｋ１を生成するため、軌道の滑らかさにおいて第１実施形態の方が優位になる場合もあり得る。

第１軌道生成部１３０Ａは、原則的には上記の制約の下で第１軌道Ｋ１を生成するものであるが、例外的に制約を外して第１軌道Ｋ１を生成することがあってもよい。例えば、第１軌道生成部１３０Ａは、移動体１の仮移動経路Ｋｔｍｐからの乖離（最短距離）が所定距離以上である場合、すなわち追従者Ｆの進行方向から移動体１が大きく外れている場合には、制約を外して第１実施形態と同様の手法により第１軌道Ｋ１を生成してもよい。移動体１と仮移動経路Ｋｔｍｐからの乖離（最短距離）が所定距離以上となる場面としては、例えば、追従者Ｆを先導開始した直後の場面、何らかの理由で追従者Ｆが横方向に大きく移動した（例えば売店に立ち寄った等）場面等が想定される。「追従者Ｆの進行方向から移動体１が大きく外れている場合」を判定する手法は上記に限らず、例えば、第１軌道生成部１３０Ａは、追従者Ｆの体の向き、或いは顔向きに沿って仮想的に延伸させた仮想線と移動体１との距離が所定距離以上である場合に、追従者Ｆの進行方向から移動体１が大きく外れていると判定してもよい。

図８は、第２実施形態の移動体制御装置１００Ａにより実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。本フローチャートの処理は、例えば制御サイクルごとに繰り返し実行される。

まず、認識部１１０が移動体１の周囲の物体および追従者Ｆを認識し（ステップＳ２００）、リスク分布予測部１２０が現在および将来の各時点のリスクを計算する（ステップＳ２０２）。次に、第１軌道生成部１３０Ａは、追従者Ｆの進行方向から移動体１が大きく外れているか否かを判定する（ステップＳ２０４）。この判定の具体的手法については前述した通りである。追従者Ｆの進行方向から移動体１が大きく外れていないと判定した場合、第１軌道生成部１３０Ａは、移動体１の位置を通るように第１軌道Ｋ１を生成する（ステップＳ２０６）。追従者Ｆの進行方向から移動体１が大きく外れていると判定した場合、第１軌道生成部１３０Ａは、移動体１の位置を通る制約無しで第１軌道Ｋ１を生成する（ステップＳ２０８）。

次に、第２軌道生成部１４０が、第１軌道Ｋ１に基づいて第２軌道Ｋ２を生成し（ステップＳ２１０）、移動制御部１５０が、第２軌道Ｋ２に沿って移動体１が移動するように移動機構４０を制御する（ステップＳ２１２）。

以上説明した第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏することができる他、演算負荷を軽減することができ、直感的に分かりやすく追従者Ｆを誘導することができ、更には、移動体１が追従者Ｆのために、より確実に進路を確保することができる。

［ハードウェア構成］
図９は、実施形態の移動体制御装置１００または１００Ａのハードウェア構成の一例を示す図である。図示するように、移動体制御装置１００または１００Ａは、通信コントローラ１００－１、ＣＰＵ１００－２、ワーキングメモリとして使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）１００－３、ブートプログラムなどを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）１００－４、フラッシュメモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置１００－５、ドライブ装置１００－６などが、内部バスあるいは専用通信線によって相互に接続された構成となっている。通信コントローラ１００－１は、移動体制御装置１００以外の構成要素との通信を行う。記憶装置１００－５には、ＣＰＵ１００－２が実行するプログラム１００－５ａが格納されている。このプログラムは、ＤＭＡ（Direct Memory Access）コントローラ（不図示）などによってＲＡＭ１００－３に展開されて、ＣＰＵ１００－２によって実行される。これによって、認識部１１０、リスク分布予測部１２０、第１軌道生成部１３０または１３０Ａ、第２軌道生成部１４０、移動制御部１５０のうち一部または全部が実現される。

上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識し、
前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を生成し、
前記追従者が前記移動体に追従することで前記追従者が前記第１軌道に沿って移動することとなるように、前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成し、
前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御する、
ように構成されている、移動体制御装置。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。

１ 移動体
１０ ＨＭＩ
２０ 検知デバイス
３０ 位置特定装置
４０ 移動機構
５０ センサ
１００ 移動体制御装置
１１０ 認識部
１２０ リスク分布予測部
１３０ 第１軌道生成部
１４０ 第２軌道生成部
１５０ 移動制御部
１７０ 記憶部

Claims (10)

1. 移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識する認識部と、 前記認識部の認識結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を、前記追従者の位置を起点として生成する第１軌道生成部と、
   前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成する第２軌道生成部と、
   前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１軌道生成部は、前記移動体を、前記追従者が接触を回避すべき物体として考慮せずに前記第１軌道を生成し、
   前記第２軌道生成部は、前記移動体の位置を起点として、前記移動体の挙動に関する制限の範囲内で速やかに前記第１軌道に合流するように前記第２軌道を生成する、
   移動体制御装置。
2. 移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識する認識部と、 前記認識部の認識結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を、前記追従者の位置を起点として生成する第１軌道生成部と、
   前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成する第２軌道生成部と、
   前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御する制御部と、
   を備え、
   前記第１軌道生成部は、前記物体の周囲に設定され前記追従者が前記物体に接近すべきでない度合いを示す指標値が、将来の各時点において閾値以上とならない位置を順に繋いで、且つ前記移動体の位置を通るように前記第１軌道を生成し、
   前記第２軌道生成部は、前記第１軌道のうち前記移動体の位置よりも進行方向側の部分を前記第２軌道として生成する、
   移動体制御装置。
3. 前記第１軌道生成部は、前記追従者が前記物体との接触を回避しつつ、前記第１軌道の旋回度合いが小さくなるように、前記第１軌道を生成する、
   請求項１または２記載の移動体制御装置。
4. 前記第１軌道生成部は、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら、予め与えられた目的地に移動できるように前記第１軌道を生成する、
   請求項１から３のうちいずれか１項記載の移動体制御装置。
5. 前記制御部は、前記移動体と前記追従者との間隔が一定間隔に維持されるように、前記移動体の移動機構を制御して前記移動体の速度を調節する、
   請求項１から４のうちいずれか１項記載の移動体制御装置。
6. 請求項１から５のうちいずれか１項記載の移動体制御装置と、
   前記移動体制御装置を搭載し、前記移動機構が取り付けられたボディ部と、
   前記ボディ部に取り付けられ、前記移動体の周辺検知を行う検知デバイスであって、前記認識部に認識のためのデータを提供する検知デバイスと、
   を備える移動体。
7. コンピュータが、
   移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識し、
   前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を、前記追従者の位置を起点として生成し、
   前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成し、
   前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御し、
   前記第１軌道を生成する際に、前記移動体を、前記追従者が接触を回避すべき物体として考慮せずに前記第１軌道を生成し、
   前記第２軌道を生成する際に、前記移動体の位置を起点として、前記移動体の挙動に関する制限の範囲内で速やかに前記第１軌道に合流するように前記第２軌道を生成する、
   移動体制御方法。
8. コンピュータが、
   移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識し、
   前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を、前記追従者の位置を起点として生成し、
   前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成し、
   前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御し、
   前記第１軌道を生成する際に、前記物体の周囲に設定され前記追従者が前記物体に接近すべきでない度合いを示す指標値が、将来の各時点において閾値以上とならない位置を順に繋いで、且つ前記移動体の位置を通るように前記第１軌道を生成し、
   前記第２軌道を生成する際に、前記第１軌道のうち前記移動体の位置よりも進行方向側の部分を前記第２軌道として生成する、
   移動体制御方法。
9. コンピュータに、
   移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識させ、
   前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を、前記追従者の位置を起点として生成させ、 前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成させ、
   前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御させ、 前記第１軌道を生成させる際に、前記移動体を、前記追従者が接触を回避すべき物体として考慮せずに前記第１軌道を生成させ、
   前記第２軌道を生成させる際に、前記移動体の位置を起点として、前記移動体の挙動に関する制限の範囲内で速やかに前記第１軌道に合流するように前記第２軌道を生成させる、
   プログラム。
10. コンピュータに、
    移動体の周囲に存在する物体と、前記移動体に追従する追従者とを認識させ、
    前記認識の結果に基づいて、前記追従者が前記物体との接触を回避しながら移動するための前記追従者の目標軌道である第１軌道を、前記追従者の位置を起点として生成させ、 前記第１軌道に基づいて前記移動体の目標軌道である第２軌道を生成させ、
    前記第２軌道に沿って前記移動体が移動するように前記移動体の移動機構を制御させ、 前記第１軌道を生成させる際に、前記物体の周囲に設定され前記追従者が前記物体に接近すべきでない度合いを示す指標値が、将来の各時点において閾値以上とならない位置を順に繋いで、且つ前記移動体の位置を通るように前記第１軌道を生成させ、
    前記第２軌道を生成させる際に、前記第１軌道のうち前記移動体の位置よりも進行方向側の部分を前記第２軌道として生成させる、
    プログラム。

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