Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
TARGET ROUTE SETTING SUPPORT SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/075051
Kind Code:
A1
Abstract:
A target route setting support system for supporting the user's setting of a target route for a robot (R) which autonomously moves according to the target route comprises a transit portion·start/end point recognizing means (110) for recognizing nodes specified by the user via a remote control (300) or a link connecting the nodes as a specified transit portion, recognizing a destination position as an end point, and recognizing a departure position as a start point, a candidate route creating means (120) for creating a movement candidate route which connects the end point and the start point so as to at least partially cover the specified transit portion, and a judgment means (130) for judging the level or the presence or absence of the possibility of contact between the robot (R) and an object according to information on the position and extent of the object when the robot (R) is moved along the movement candidate route and outputting the result of the judgment via an output unit. The system capable of moving the robot via the points desired by the user as much as possible under the restriction that the robot avoids contacting with the object can be provided.

Inventors:
MATSUNAGA SHINICHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/002986
Publication Date:
June 18, 2009
Filing Date:
October 22, 2008
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
HONDA MOTOR CO LTD (JP)
MATSUNAGA SHINICHI (JP)
International Classes:
G05D1/02; B25J5/00; B25J9/22; B25J13/00
Domestic Patent References:
WO2003090978A12003-11-06
WO2003090979A12003-11-06
Foreign References:
JP2007257274A2007-10-04
JPS61240306A1986-10-25
JPH09230933A1997-09-05
JP2003187399A2003-07-04
JPH032909A1991-01-09
JPH07262497A1995-10-13
JPH06168026A1994-06-14
JP2006259963A2006-09-28
Other References:
See also references of EP 2237127A4
Attorney, Agent or Firm:
SATO, Tatsuhiko et al. (1-1 Yoyogi 2-chome, Shibuya-k, Tokyo 53, JP)
Download PDF:
Claims:
 目標経路にしたがって自律的に移動するロボットのための当該目標経路をユーザが設定することを支援するための目標経路設定支援システムであって、
 前記ロボットの移動領域内におけて予め設定された複数のノードの位置を記憶する第1記憶手段と、
 前記ロボットの移動領域内における物体の位置および広がりに関する情報を記憶する第2記憶手段と、
 前記移動領域における前記ロボットの現在位置または出発位置を始点として認識する始点認識手段と、
 前記移動領域内において前記ユーザが入力装置を介して指定した前記ロボットの目的位置を終点として認識する終点認識手段と、
 前記第1記憶手段に記憶された複数のノードから、前記ユーザにより入力装置を介して指定されたノードまたはノード同士を結ぶリンクを指定経由部として認識する経由部認識手段と、
 前記経由部認識手段によって認識された指定経由部を少なくとも部分的に包含するように、前記終点認識手段によって認識された終点と前記始点認識手段によって認識された始点とを結ぶ移動候補経路を作成する候補経路作成手段と、
 前記候補経路作成手段によって作成された移動候補経路に沿って前記ロボットを移動させる場合に、前記第2記憶手段に記憶された前記物体の位置および広がりに関する情報に照らして、該ロボットと該物体との接触可能性の高低または有無を判定し、該判定結果を出力装置を介して出力する判定手段とを備え、
 前記接触可能性が低いまたは無いと判定されることを要件として、前記候補経路作成手段によって作成された移動候補経路を前記目標経路として設定することを許容することを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項1の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定手段は、前記候補経路作成手段によって作成された移動候補経路と、前記第2記憶手段に記憶された前記物体の位置における該物体の広がりから規定される物体領域とが交差するときに前記接触可能性が高いと判定することを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項2記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定手段は、前記接触可能性が高いと判定したときに、前記移動候補経路と前記物体領域との交差位置を提示することを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項2記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定手段によって前記接触可能性が高いと判定されたときに、前記移動候補経路に代えて、該移動候補経路と前記物体領域との交差位置を回避し、かつ経由部認識手段によって認識された指定経由部を可能な限り多く包含するように、前記終点認識手段によって認識された終点と前記始点認識手段によって認識された始点とを結ぶ推奨移動経路を作成する推奨経路作成手段を備えることを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項1記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記ロボットの広がりが記憶された第3記憶手段を備え、
 前記判定手段は、前記第3記憶手段に記憶された前記ロボットの広がりに応じた広がりを有する判定領域を前記移動候補経路に沿って設定し、該判定領域と前記第2記憶手段に記憶された前記物体の位置における該物体の広がりから規定される物体領域とが重なり合うときに前記接触可能性があると判定することを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項5記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定手段は、前記接触可能性があると判定した場合において、前記候補経路作成手段によって作成された移動候補経路と前記物体領域とが交差するときに前記接触可能性が高いと判定し、交差しないときに前記接触可能性は低いと判定することを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項5記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定手段は、前記接触可能性があると判定したときに、前記判定領域と前記物体領域とが重なり合う位置を提示することを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項5記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定手段は、前記接触可能性があると判定したときに、前記移動候補経路に代えて、前記判定領域と前記物体領域とが重なり合う位置を回避し、かつ経由部認識手段によって認識された指定経由部を可能な限り多く包含するように、前記終点認識手段によって認識された終点と前記始点認識手段によって認識された始点とを結ぶ推奨移動経路を作成する推奨経路作成手段を備えることを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項5記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定領域は、前記移動候補経路に沿った第1所定幅を有する領域であって、該第1所定幅は、前記ロボットの移動速度の変化パターンに応じて可変に設定されることを特徴とする目標経路設定支援システム。
 請求項5記載の目標経路設定支援システムにおいて、
 前記判定領域は、前記移動候補経路に対して直行する向きに第2所定幅を有する領域であって、該第2所定幅は前記ロボットの横方向への振れ幅に応じて可変に設定されることを特徴とする目標経路設定支援システム。
 
Description:
目標経路設定支援システム

 本発明は、目標経路にしたがって自律的 移動するロボットのための当該目標経路を ーザが設定することを支援するための目標 路設定支援システムに関する。

 従来、この種の目標経路設定支援システ としては、自律移動ロボットの経路点とな ノードとノード間を接続したリンクと記憶 た地図管理手段と、ロボットの出発位置で る始点と目標位置である終点とを入力する 力手段、入力手段により始点と終点が与え れた時、地図管理手段に記憶されたノード リンクとの探索から目標経路を生成する経 生成手段とを備えるものが知られている(日 本国 特開2006-259963号公報参照)。

 かかる従来の目標経路設定支援システム よれば、ノードやリンクにはこれに関連す 障害物等の物体の情報が含まれており、物 を回避して始点から終点へ移動する目標経 が自動的に設定される。

 しかしながら、従来の目標経路設定支援 ステムでは、物体を回避した目標経路が自 的に設定されてしまい、ユーザが希望する イントを目標経路において通過させること 困難であった。

 一方で、ユーザが希望するポイントを通 させるような目標経路として設定されると 実際にロボットを目標経路に沿って移動さ た際に、ロボットと物体との接触の可能性 高まる場合がある。

 本発明は、以上の点に鑑み、ロボットが 体との接触を回避する限りにおいて、ユー が希望するポイントを可能が限り経由させ がらロボットを移動させることができるシ テムを提供することを目的とする。

 第1発明の目標経路設定支援システムは、 目標経路にしたがって自律的に移動するロボ ットのための当該目標経路をユーザが設定す ることを支援するための目標経路設定支援シ ステムであって、前記ロボットの移動領域内 におけて予め設定された複数のノードの位置 を記憶する第1記憶手段と、前記ロボットの 動領域内における物体の位置および広がり 関する情報を記憶する第2記憶手段と、前記 動領域における前記ロボットの現在位置ま は出発位置を始点として認識する始点認識 段と、前記移動領域内において前記ユーザ 入力装置を介して指定した前記ロボットの 的位置を終点として認識する終点認識手段 、前記第1記憶手段に記憶された複数のノー ドから、前記ユーザにより入力装置を介して 指定されたノードまたはノード同士を結ぶリ ンクを指定経由部として認識する経由部認識 手段と、前記経由部認識手段によって認識さ れた指定経由部を少なくとも部分的に包含す るように、前記終点認識手段によって認識さ れた終点と前記始点認識手段によって認識さ れた始点とを結ぶ移動候補経路を作成する候 補経路作成手段と、前記候補経路作成手段に よって作成された移動候補経路に沿って前記 ロボットを移動させる場合に、前記第2記憶 段に記憶された前記物体の位置および広が に関する情報に照らして、該ロボットと該 体との接触可能性の高低または有無を判定 、該判定結果を出力装置を介して出力する 定手段とを備え、前記接触可能性が低いま は無いと判定されることを要件として、前 候補経路作成手段によって作成された移動 補経路を前記目標経路として設定すること 許容することを特徴とする。

 第1発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路が作成される。そして、当該 移動候補経路に対して、物体とロボットとの 接触可能性の高低または有無が判定され、そ の判定結果が出力装置を介して出力されるた め、ユーザは当該移動候補経路に沿ってロボ ットを移動させる場合に物体との接触可能性 の高低または有無を知ることができる。さら に、当該システムにより接触可能性が低いま たは無いと判定される場合にのみ、ユーザに より移動候補経路を目標経路として設定する ことが許容される。したがって、ロボットが 物体との接触を回避する限りにおいて、ユー ザが希望するポイントを可能が限り経由させ ながら目標経路に沿ってロボットを移動させ ることができる。

 第2発明の目標経路設定支援システムは、 前記第1発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定手段は、前記候補経路作成 段によって作成された移動候補経路と、前 第2記憶手段に記憶された前記物体の位置に ける該物体の広がりから規定される物体領 とが交差するときに前記接触可能性が高い 判定することを特徴とする。

 第2発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路に対して、移動候補経路と障 害部領域とが交差している場合には、物体と の接触可能性が高いと判定する。そして、当 該システムにより接触可能性が高いと判定さ れた場合には、ユーザにより移動候補経路を 目標経路として設定することが許容されない 。したがって、ロボットと物体との接触を回 避することができる。

 第3発明の目標経路設定支援システムは、 前記第1発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定手段は、前記接触可能性が いと判定したときに、前記移動候補経路と 記物体領域との交差位置を提示することを 徴とする。

 第3発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路に対して、物体との接触可能 性が高いと判定される場合、その判定結果と して移動候補経路と物体領域との交差位置が 提示される。そのため、ユーザは当該移動候 補経路に沿ってロボットを移動させる場合に 物体と接触可能性が高い位置を知ることがで きる。そして、当該システムにより接触可能 性が高いと判定される場合には、ユーザによ り移動候補経路を目標経路として設定するこ とが許容されないため、指定経由部の指定変 更等を促すことができる。したがって、ロボ ットと物体との接触を回避することができる 。

 第4発明の目標経路設定支援システムは、 前記第2発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定手段によって前記接触可能 が高いと判定されたときに、前記移動候補 路に代えて、該移動候補経路と前記物体領 との交差位置を回避し、かつ経由部認識手 によって認識された指定経由部を可能な限 多く包含するように、前記終点認識手段に って認識された終点と前記始点認識手段に って認識された始点とを結ぶ推奨移動経路 作成する推奨経路作成手段を備えることを 徴とする。

 第4発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路に対して物体との接触可能性 が高いと判定された場合に、移動候補経路と 物体領域との交差位置を回避し、かつユーザ によって指定された指定経由部を可能な限り 多く包含するように推奨移動経路が作成され る。そして、ユーザは、推奨移動経路を目標 経路として設定し、目標経路に沿ってロボッ トを移動させることができる。したがって、 ロボットが物体との接触を回避する限りにお いて、ユーザが希望するポイントを可能が限 り経由させながら目標経路に沿ってロボット を移動させることができる。

 第5発明の目標経路設定支援システムは、 前記第1発明の目標経路設定支援システムに いて、前記ロボットの広がりが記憶された 3記憶手段を備え、前記判定手段は、前記第3 記憶手段に記憶された前記ロボットの広がり に応じた広がりを有する判定領域を前記移動 候補経路に沿って設定し、該判定領域と前記 第2記憶手段に記憶された前記物体の位置に ける該物体の広がりから規定される物体領 とが重なり合うときに前記接触可能性があ と判定することを特徴とする。

 第5発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路に対して、ロボットの広がり に応じた広がりを有する判定領域を設定し、 該判定領域と障害部領域と重なり合う場合に 、物体との接触可能性があると判定する。そ して、当該システムにより接触可能性が低い または無いと判定される場合にのみ、ユーザ により移動候補経路を目標経路として設定す ることが許容される。従って、ロボットが物 体との接触を回避する限りにおいて、ユーザ が希望するポイントを可能が限り経由させな がら目標経路に沿ってロボットを移動させる ことができる。

 第6発明の目標経路設定支援システムは、 前記第5発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定手段は、前記接触可能性が ると判定した場合において、前記候補経路 成手段によって作成された移動候補経路と 記物体領域とが交差するときに前記接触可 性が高いと判定し、交差しないときに前記 触可能性は低いと判定することを特徴とす 。

 第6発明の目標経路設定支援システムによ れば、移動候補経路と物体領域とが交差して いるときには、該移動候補経路に沿ってロボ ットを移動させた場合に該ロボットと物体と の接触可能性が高いと判定する。一方、判定 領域と物体領域とが重なり合うが、移動候補 経路と物体領域とが交差していないときには 、接触可能性は低いと判定する。そして、当 該システムにより接触可能性が低いまたは無 いと判定される場合にのみ、ユーザにより移 動候補経路を目標経路として設定することが 許容される。したがって、ロボットが物体と の接触を回避する限りにおいて、ユーザが希 望するポイントを可能が限り経由させながら 目標経路に沿ってロボットを移動させること ができる。

 第7発明の目標経路設定支援システムは、 前記第5発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定手段は、前記接触可能性が ると判定したときに、前記判定領域と前記 体領域とが重なり合う位置を提示すること 特徴とする。

 第7発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路に対して物体との接触可能性 があると判定される場合、その判定結果とし て判定領域と物体領域とが重なり合う位置が 提示される。そのため、ユーザは当該移動候 補経路に沿ってロボットを移動させる場合に 物体と接触可能性がある位置を知ることがで きる。そして、当該システムにより接触可能 性があると判定される場合には、ユーザによ り移動候補経路を目標経路として設定するこ とが許容されない。したがって、ロボットと 物体との接触を回避することができる。

 第8発明の目標経路設定支援システムは、 前記第5発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定手段は、前記接触可能性が ると判定したときに、前記移動候補経路に えて、前記判定領域と前記物体領域とが重 り合う位置を回避し、かつ経由部認識手段 よって認識された指定経由部を可能な限り く包含するように、前記終点認識手段によ て認識された終点と前記始点認識手段によ て認識された始点とを結ぶ推奨移動経路を 成する推奨経路作成手段を備えることを特 とする。

 第8発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路に対して物体との接触可能性 があると判定される場合に、判定領域と物体 領域とが重なり合う位置を回避し、かつユー ザによって指定された指定経由部を可能な限 り多く包含するように推奨移動経路が作成さ れる。そして、ユーザは、推奨移動経路を目 標経路として設定し、目標経路に沿ってロボ ットを移動させることができる。したがって 、ロボットが物体との接触を回避する限りに おいて、ユーザが希望するポイントを可能が 限り経由させながら目標経路に沿ってロボッ トを移動させることができる。

 第9発明の目標経路設定支援システムは、 前記第5発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定領域は、前記移動候補経路 沿った第1所定幅を有する領域であって、該 1所定幅は、前記ロボットの移動速度の変化 パターンに応じて可変に設定されることを特 徴とする。

 第9発明の目標経路設定支援システムによ れば、ユーザが指定した指定経由部を包含す る移動候補経路に対して、移動候補経路に沿 った第1所定幅を有する領域を判定領域とし 設定し、該判定領域と障害部領域と重なり う場合に物体との接触可能性があると判定 る。ここで、第1所定幅は、ロボットの移動 度の変化パターンに応じて可変に設定され ため、ロボットの移動実態に即した接触可 性の判定が可能となる。そして、当該シス ムにより接触可能性が低いまたは無いと判 される場合にのみ、ユーザにより移動候補 路を目標経路として設定することが許容さ る。したがって、ロボットが物体との接触 回避する限りにおいて、ユーザが希望する イントを可能が限り経由させながら目標経 に沿ってロボットを移動させることができ 。

 第10発明の目標経路設定支援システムは 前記第5発明の目標経路設定支援システムに いて、前記判定領域は、前記移動候補経路 対して直行する向きに第2所定幅を有する領 域であって、該第2所定幅は前記ロボットの 方向への振れ幅に応じて可変に設定される とを特徴とする。

 第10発明の目標経路設定支援システムに れば、ユーザが指定した指定経由部を包含 る移動候補経路に対して、移動候補経路に して直行する向きに第2所定幅を有する領域 判定領域として設定し、該判定領域と障害 領域と重なり合う場合に物体との接触可能 があると判定する。ここで、第2所定幅は、 ロボットの横方向への振れ幅に応じて可変に 設定されるため、ロボットの移動実態に即し た接触可能性の判定が可能となる。そして、 当該システムにより接触可能性が低いまたは 無いと判定される場合にのみ、ユーザにより 移動候補経路を目標経路として設定すること が許容される。したがって、ロボットが物体 との接触を回避する限りにおいて、ユーザが 希望するポイントを可能が限り経由させなが ら目標経路に沿ってロボットを移動させるこ とができる。

本実施形態の目標経路設定支援システ の構成説明図。 ロボットの構成説明図。 ロボットのコントローラおよびサポー サーバの構成説明図。 コントローラおよびサポートサーバに ける処理を示すブロック図。 コントローラにおける判定処理を示す ローチャート。 判定領域の設定処理の内容を示す説明 。 判定処理の内容を示す説明図。 判定処理の内容を示す説明図。

 次に、本発明の目標経路設定支援システ の実施形態について、図1~図8を参照して説 する。

 図1に示すように、本実施形態の目標経路 設定支援システムはロボットRおよびサポー サーバ200により構成されている。

 図2に示すように、ロボットRは、基体10と 、基体10の上部に設けられた頭部11と、基体10 の上部左右両側から延設された左右の腕部12 、腕部12の先端部に設けられた手部14と、基 体10の下部から下方に延設された左右の脚部1 3と、脚部13の先端部に取り付けられている足 部15とを備えている。ロボットRは、再表03/090 978号公報や、再表03/090979号公報に開示されて いるように、アクチュエータ1000(図2参照)か 伝達される力によって、人間の肩関節、肘 節、手根関節、股関節、膝関節、足関節等 複数の関節に相当する複数の関節部分にお て腕部12や脚部13を屈伸運動させることがで る。ロボットRは、左右の脚部13(または足部 15)のそれぞれの離床および着床の繰り返しを 伴う動きによって自律的に移動することがで きる。基体10の鉛直方向に対する傾斜角度が 節されることによって、頭部11の高さが調 されうる。頭部11には、左右に並んでロボッ トRの前方に向けられた一対の頭カメラ(CCDカ ラ)C1が搭載されている。基体10には前側下 に腰カメラ(赤外線カメラ)C2が搭載されてい 。なお、移動装置は複数の脚部13の動作に って自律的に移動するロボットRのほか、車 式移動ロボット(自動車)等、移動機能を有 るあらゆる装置であってもよい。

 ロボットRは、ハードウェアとしてのECUま たはコンピュータ(CPU,ROM,RAM,I/O等により構成 れている。)により構成されているコントロ ラ100と、通信機器102とを備えている。コン ュータのメモリには制御プログラム(ソフト ウェア)が格納されている。制御プログラム CDやDVD等のソフトウェア記録媒体を通じてコ ンピュータにインストールされてもよいが、 ロボットRからサーバに要求信号が送信され ことに応じて当該サーバによってネットワ クや人工衛星を介して当該コンピュータに ウンロードされてもよい。

 図3に示に示すように、内部状態センサ111 および外部状態センサ112からの出力信号等に 基づき、アクチュエータ1000の動作を制御す ことにより、腕部12や脚部13の動作を制御す 。内部状態センサ111はロボットRの内部状態 または挙動状態を測定するためのセンサであ る。基体10の加速度に応じた信号を出力する ャイロセンサ、各関節の関節角度に応じた 号を出力するロータリエンコーダ、脚部13 作用する床反力に応じた信号を出力する力 ンサ等、ロボットRに搭載されている種々の ンサが内部状態センサ111に該当する。外部 態センサ112は物体の挙動状態等、ロボットR の外部状態または環境を測定するためのセン サである。頭カメラC1および腰カメラC2等が 部状態センサ112に該当する。アクチュエー 1000は電動モータ等の駆動源のほか、駆動源 出力軸と腕部12や脚部13を構成するリンクと の間に設けられた減速機や、弾性部材等の柔 軟要素により構成されている。

 コントローラ100は、ユーザ端末としての モコン(本発明の入力装置および出力装置に 相当する)300との間で無線通信又は有線通信 能に構成されている。リモコン300は、キー ードやタッチパネルなどの入力デバイスと 液晶ディスプレイなどのモニタを備えたパ ソナルコンピュータからなる端末である。 モコン300は、ユーザがこれを操作すること より、ロボットRの目的位置、指定経由部と てのノードやリンク、ロボットRの出発位置 が現在位置でない場合には出発位置をロボッ トRの移動領域内に設定可能となっている。 のように、リモコン300は、ロボットRの起動 停止・原点復帰などをユーザが指示してロ ットRを遠隔操作するためのユーザインター フェースとして用いられると共に、頭カメラ C1等の映像の表示などロボット自体の作動状 の監視に用いることもできる。

 コントローラ100は、コントローラ100は、 由部・始終点認識手段110と候補経路作成手 120と判定手段130とを備える。

 経由部・始終点認識手段110は、ユーザに り入力装置を介して指定されたノードまた ノード同士を結ぶリンクを指定経由部とし 認識する。また、経由部・始終点認識手段1 10は、移動経路に沿ってロボットRが到達すべ き目的位置が指定された場合には該目的位置 を終点として認識する。同様にして、ロボッ トRの出発位置が指定された場合には、該出 位置を始点として認識する。ロボットRの出 位置が指定されない場合には、ロボットRの 現在位置を始点として認識する。

 なお、経由部・始終点認識手段110は、ユ ザによって目的位置が指定されない場合に 、ユーザによって最後に指定された指定経 部または出発位置(現在位置)から最も離れ いる指定経由部を目的位置として認識して よい。

 候補経路作成手段120は、経由部・始終点 識手段110によって認識された指定経由部を なくとも部分的に包含するように、終点と 点とを結ぶ移動候補経路を作成する。ここ 、移動候補経路は、経由部・始終点認識手 110によって指定経由部として認識された当 ノードまたは当該リンクが終点と始点とを ぶ経路のすべてである場合には該経路を移 候補経路とする。一方、当該ノードと当該 ンクとが終点と始点とを結ぶ経路の一部で る場合には、当該ノードと当該リンクに含 れるノードとのすべてを包含し、出発位置 目的位置とを結ぶ経路のうちで最短のもの 移動候補経路とする。

 なお、コントローラ100は、ロボットRの移 動領域内におけるノードやリンクに関する情 報を記憶した地図データベースを有していな いが、後述するサポートサーバ200の第1記憶 段211に記憶されたノードに関する情報を適 取得し、取得した情報を基に、経由部・始 点認識手段110は指定経由部、始点や終点を 識し、候補経路作成手段120は経由部を含み 点と終点とを結ぶ移動候補経路を作成する

 判定手段130は、候補経路作成手段120によ て作成された移動候補経路に対応した判定 域を設定し、該判定領域に基づいて、ロボ トRを移動させた場合に移動領域内に存在す るいずれかの物体とロボットRとの接触可能 の有無を判定する。さらに、判定手段130は 候補経路作成手段120によって作成された移 候補経路と移動領域内に存在するいずれか 物体とロボットRとの接触可能性の高低を判 する。

 なお、判定手段130は、物体に関する情報 記憶した記憶手段を有していないが、後述 るサポートサーバ200の第2記憶手段212に記憶 された物体に関する情報を適宜取得し、ロボ ットRと物体との接触可能性を判定する。

 サポートサーバ(CPU,ROM,RAM,I/O等により構成 されている。)200は基地局(図示略)および通信 網を介してロボットRとの通信機能を有して る。

 サポートサーバ200は、地図データベース2 10と、タスクデータベース220とを備えている 地図データベース210は、ロボットRの移動領 域において予め設定されたノード、物体など の配置を記述した地図データが格納される。

 具体的に、地図データベース210は、第1記 憶手段211と第2記憶手段212と第3記憶手段213と 備える。第1記憶手段211には、ロボットRの 動領域内における経由地候補として予め設 された複数のノードの位置が記憶されてい 。第2記憶手段212には、ロボットRの移動領域 内における物体の位置および広がりに関する 情報が記憶されている。ここで、物体には、 障害物としての固定物のほか、変圧器の設置 場所や発熱体の周辺などロボットRの活動に 適な区域等が含まれる。第3記憶手段213には ロボットRの前後方向、左右方向および上下 方向の広がりが記憶されている。

 一方、タスクデータベース220には複数の スクのそれぞれの内容を表わすタスク情報 格納される。格納されているタスク情報に 、第3記憶手段に記憶されているロボットR 広がりをタスクの内容に対応して補正する 正量も含まれている。

 次に、図4を参照して、前記構成の目標経 路設定支援システムにおける処理を説明する 。

 まず、ユーザが、リモコン300に表示され 地図(ロボットRの移動領域内)において、ロ ットRの目的位置と指定経由部としてのノー ドやリンクとを指定すると(図4/STEP301)、その イミングで、ロボットRのコントローラ100の 経由部・始終点認識手段110は、指定された目 的位置を終点TPとして、指定されたノードNS リンクRSを指定経由部として認識する。また 、内部状態センサ111としてのGPS受信機(図示 )により人工衛星から受信されたGPS信号や、 部状態センサ111としてのジャイロセンサや 速度センサの出力信号に基づいて推定され ロボットRの現在位置(緯度、経度)である出 位置を始点PPとして認識する(図4/STEP110)。尚 、ユーザがロボットRの出発位置を個別に入 した場合には、現在位置に代えて当該出発 置を始点PPとして用いるものとする。

 例えば、図7(a)に示すように、ユーザによ って、ロボットRの目的位置(TP)と、指定経由 として2つのノードNS1,NS2および1つのリンクR Sが指定されると(図4/STEP301)、経由部・始終点 認識手段110は、目的位置としての終点TPと、 定経由部としての2つのノードNS1,NS2および1 のリンクRSと、出発位置(現在位置)としての 始点PPとを認識する(図4/STEP110)。

 また、例えば図8(a)に示すように、終点TP 始点PPが同じでも、指定経由部として異な 2つのノードNS1´,NS2´が指定された場合には この2つのノードNS1´,NS2´が指定経由部とし 認識される。

 STEP110の処理に続いて、コントローラ100の 候補経路作成手段120は、経由部・始終点認識 手段110によって認識された指定経由部を少な くとも部分的に包含するように、終点と始点 を結ぶ移動候補経路を作成する(図4/STEP120)。 こで、移動候補経路は、まず、ユーザによ て指定経由部として指定されたノードおよ リンクを含むことを条件に、該条件を満た かつ終点と始点とを結ぶ最短経路として作 される。そのため、ユーザによって指定経 部として指定されたノードやリンクが、物 (図7(a)~12中の斜線部参照)と重なっているか かに関わらず、ここでは移動候補経路が作 される。

 例えば、図7(a)に示すように、指定経由部 として2つのノードNS1,NS2および1つリンクRSが 定された場合には、図7(b)に示すように、こ れらの指定された指定経由部を通過し、かつ 、終点TPと始点PPとを結ぶ最短経路が移動候 経路Lとして作成される(図4/STEP120)。なお、 の場合に、移動候補経路Lは、指定されたリ クRSの部分が物体と重なっている。

 一方、図8(a)に示すように、指定経由部と して2つノードNS1´,NS2´が指定された場合には 、図8(b)に示すように、これらの指定された 定経由部を通過し、かつ、目的位置TPと出発 位置PPとを結ぶ最短経路が移動候補経路L´と て作成される(図4/STEP120)。

 なお、経由部・始終点認識手段110による 定経由部および始点・終点の認識処理(図4/S TEP110)と、候補経路作成手段120による移動候 経路の作成処理(図4/STEP120)とを実行するため に、ロボットRのコントローラ100は、サポー サーバ200の第1記憶手段211から適宜、ロボッ Rの移動領域内におけるノードに関する情報 の提供を受ける(図4/STEP201)。

 そして、候補経路作成手段120により移動 補経路が作成されると(図4/STEP120)、作成さ た移動候補経路がリモコン300に送信され、 モコン300の図示しないディスプレイに図7(b) たは図8(b)に示すような移動候補経路が表示 される(図4/STEP302)。

 STEP120の処理に続いて、コントローラ100の 判定手段130が、移動候補経路に対応した判定 領域を設定する(図4/STEP130)。ここで設定され 判定領域は、移動候補経路に沿った第1所定 幅と、移動候補経路に対して直行する向きの 第2所定幅とによって規定される領域である 第1所定幅は、移動候補経路のロボットRの移 動速度の変化パターンに応じて決定され、移 動候補経路上の個々の点においてその進行方 向に延設される領域である。第2所定領域は ロボットRの横方向への振れ幅に応じて決定 れて移動経路に対して左右方向に延設され 領域である。

 具体的に判定領域は、図6(a)に示すように ロボットRが移動候補経路L1に沿って直線を移 動する場合の判定領域A1は、位置P1のロボッ Rの移動速度に応じて決定される第1所定幅m1 位置P1の前方に延設した領域であり、かつ ロボットRの横方向への振れ幅に応じて決定 れる第2所定幅n1を位置P1において移動候補 路L1に対して左右方向に延設された領域であ るとして規定される。

 一方、図6(b)に示すように移動候補経路L2 沿って台車Dに近づくタスクを実行する場合 の判定領域A2は、位置P2のロボットRの移動速 に応じて決定される第1所定幅m2を位置P1の 方に延設した領域であり、かつ、ロボットR 横方向への振れ幅に応じて決定される第2所 定幅n2を位置P2において移動経路に対して左 方向に延設された領域であるとして規定さ る。

 ここで、図6(a)の場合には、ロボットRが 線を走行する場合であり、位置P1における移 動速度は、図6(b)の場合のように減速して台 Dに接近する場合に比して大きい。そのため 位置P1における第1所定幅m1は、位置P2おける 第1所定幅m2より大きくなっている。また、図 6(a)の場合には、ロボットRが直線を走行する 合であり、ロボットRの手部14の振れ幅は、 6(b)の場合のように減速して台車Dに接近す 場合に比して大きい。そのため、位置P1にお ける第2所定幅n1は、位置P2おける第2所定幅n2 り大きくなっている。

 このように、移動候補経路に沿った第1所 定幅を有する領域を判定領域とすることで、 ロボットRの前方領域における物体との接触 能性を簡易に判定することができる。さら 、ロボットRは移動速度に応じて制動距離が なってくるところ、第1所定幅をロボットR 移動速度の変化パターンに応じて可変とす ことで、ロボットの移動実態に即した接触 能性の判定が可能となる。

 また、移動候補経路に対して直行する向 に第2所定幅を有する領域を判定領域とする ことで、ロボットRの側方における物体との 触の可能性を簡易に判定することができる さらに、ロボットRは、例えばタスク(対象物 への接近、台車の運搬、荷物の配達、道案内 、質疑応答など)に応じて、ロボットの側方 おける振れ幅が異なるところ、第2所定幅を ボットの触れ幅に応じて可変とすることで ロボットの状態に即した接触可能性の判定 可能となる。

 なお、判定手段130による判定領域の設定 理(図4/STEP130)を実行するために、ロボットR コントローラ100は、サポートサーバ200の第3 記憶手段213からロボットRの前後方向、左右 向および上下方向の広がりに関する情報の 供を受け(図4/STEP202)、サポートサーバ200のタ スクデータベース220からロボットRが実行中 たは実行を予定しているタスクに関連する スク情報の提供を受ける(図4/STEP203)。

 STEP130の処理により判定領域が設定される と、判定手段130は、STEP120の処理で作成され 移動候補経路に沿ってロボットRを移動させ 場合に移動領域内に存在するいずれかの物 とロボットRとの接触可能性を判定する(図4/ STEP135)。

 具体的に判定処理では、図5に示すフロー チャートに従って、判定領域内に存在するい ずれかの物体とロボットRとの接触可能性の 無および高低を判定する。

 まず、判定手段130は、サポートサーバ200 第2記憶手段212から、ロボットRの移動領域 における物体の位置および広がりに関する 報を取得する(図5/STEP136(図4/STEP204))。

 STEP136の処理に続いて、判定手段130は、移 動領域内の物体を抽出し(図5/STEP137)、抽出し 物体の位置および広がりから規定される物 領域とSTEP120で作成された移動候補経路とが 交差する物体が存在するか否かを判定する( 5/STEP138)。

 STEP138の判定の結果、判定手段130は、物体 領域と移動候補経路が交差する物体が存在し ない場合には(図5/STEP138でNO)、STEP130で設定し 判定領域と物体領域とが重なり合う障害物 存在するか否かを判定する(図5/STEP139)。

 STEP139の判定の結果、判定手段130は、判定 領域と物体領域とが重なり合う障害物が存在 しない場合には(図5/STEP139でNO)、当該移動候 経路に沿ってロボットRを移動させた場合の 触可能性はないと判定する(図5/STEP140)。そ て、接触可能性はないとの判定結果をリモ ン300に送信する(STEP147)。

 一方、STEP138の判定の結果、判定手段130は 、物体領域と移動候補経路が交差する物体が 存在する場合には(図5/STEP138でYES)、当該交差 る物体をコントローラ100の図示しないメモ に一時的に保存し(図5/STEP1141)、当該移動候 経路に沿ってロボットRを移動させた場合の 接触可能性は高いと判定する(図5/STEP142)。

 例えば、図7(b)に示すように、移動候補経 路Lに対して物体O1が抽出された場合、該物体 O1の物体領域と移動候補経路Lとが指定された リンクRSで交差している(図5/STEP138でYES)。そ ため、判定手段130は、物体O1をメモリ保存し (図5/STEP141)、移動候補経路Lの接触可能性が高 いと判定する(図5/STEP142)。

 STEP142の処理に次いで、判定手段130は、STE P110で認識した指定経由部を修正する(図5/STEP1 45)。具体的に、判定手段130は、接触可能性が 高い(または低い(STEP144に続く処理の場合))物 をメモリから読み出し、該物体の物体領域 移動候補経路との交差部分(または該物体の 物体領域と判定領域との重なり合う部分(STEP1 44に続く処理の場合))に対応するノードまた リンクを特定する。そして、特定したノー またはリンクを指定経由部から削除し、こ ら回避したノードを新たな指定経由部とす 。

 STEP145の処理に次いで、判定手段130は、修 正した指定経由部に基づいて候補経路作成手 段120に推奨移動経路を作成させる(図5/STEP146)

 例えば、図7(b)に示すように移動候補経路 Lに対して物体O1が指定されたリンクRSで交差 ている場合に、判定手段130は、図7(c)に示す ように、該リンクRSに代えて、その両端のノ ドを新たな指定経由部NR1,NR2とする(図5/STEP14 5)。そして、候補経路作成手段120により、指 経由部NS1,NS2,NR1,NR2を通る推奨移動経路RLが 成される(図5/STEP146)。ここで、推奨移動経路 RLは、指定経由部NS1,NS2を経由する最短経路( 中の破線部)ではなく、敢えて新たな指定経 地NR2を経由するように作成される。そのた 、ユーザが希望するポイントを可能が限り 由させることができる。

 そして、STEP147の処理に次いで、判定手段 130は、接触可能性が高い(または低い(STEP144に 続く処理の場合))との判定結果と、コントロ ラ100のメモリに保存されている接触可能性 ある物体の情報および推奨移動経路とをリ コン300に出力する(図5/STEP147)。

 一方、STEP139の判定の結果、判定手段130は 、判定領域と物体領域とが重なり合う障害物 が存在する場合には(図5/STEP139でYES)、判定領 と重なり合う障害物をコントローラ100のメ リに一時的に保存し(図5/STEP143)、当該移動 補経路に沿ってロボットRを移動させた場合 接触可能性は低いと判定する(図5/STEP144)。

 例えば、図8(b)に示すように、移動候補経 路L´に対して物体O2が抽出された場合、該物 O2の物体領域と移動候補経路L´とは交差し いないが、移動候補経路L´の判定領域A´と 体O2の物体領域とが重なり合っている。その ため、判定手段130は、物体O2をメモリ保存し( 図5/STEP143)、移動候補経路L´の接触可能性は いと判定する(図5/STEP144)。

 STEP144の処理に次いで、判定手段130は、上 述したように、STEP110で認識した指定経由部 修正する(図5/STEP145)。この場合、判定手段130 は、接触可能性が低い物体をメモリから読み 出し、該物体の物体領域と判定領域との重な り合う部分に対応するノードまたはリンクを 特定する。そして、特定したノードまたはリ ンクを指定経由部から削除し、これら回避し たノードを新たな指定経由部とする。さらに 、STEP145の処理に次いで、判定手段130は、上 したように、修正した指定経由部に基づい 候補経路作成手段120に推奨移動経路を作成 せる(図5/STEP146)。

 例えば、図8(b)に示すように、移動候補経 路L´に対して物体O2が判定領域A´とリンクRO´ で重なり合っている場合に、判定手段130は、 図8(c)に示すように、リンクRO´に代えて、そ 両端のノードを新たな指定経由部NR1´,NR2´ する(図5/STEP145)。そして、候補経路作成手段 120により、指定経由部NS1´,NS2´,NR1´,NR2´を通 推奨移動経路RL´が作成される(図5/STEP146)。 こで、推奨移動経路RL´は、指定経由部NS1´, NS2´を経由する他の経路(例えば図中の破線部 )ではなく、敢えて新たな指定経由地NR1´を経 由するように作成される。そのため、ユーザ が希望するポイントを可能が限り経由させる ことができる。

 この場合、STEP147の処理に次いで、判定手 段130は、接触可能性が低いとの判定結果と、 コントローラ100のメモリに保存されている接 触可能性のある物体の情報および推奨移動経 路とをリモコン300に出力する(図5/STEP147)。

 そして、判定手段130は、以上STEP136~147の 連の処理を実行するにより判定処理(図4/STEP1 35)を終了する。

 リモコン300は、判定結果等がコントロー 100から受信すると、その図示しないディス レイに移動候補経路に対する判定結果等を 示する(図4/STEP303)。

 具体的には、移動候補経路に沿ってロボ トRを移動させた場合に接触可能性が高い場 合との判断結果を受信した場合には、当該移 動候補経路を目標経路として設定することを 中止すべき旨の警告が表示される。一方、移 動候補経路に沿ってロボットRを移動させた 合に接触可能性が低い場合との判断結果を 信した場合には、当該移動候補経路を目標 路として設定することは可能であるが注意 要する旨の注意喚起表示がなされる。また 移動候補経路に沿ってロボットRを移動させ 場合に接触可能性がない場合には、接触可 性がない旨の表示がなされる。

 また、判定結果の表示と合わせて、接触 能性が高いまたは低いとの判断結果を受信 た場合には、コントローラ100から送信され 接触可能性のある物体をリモコン300のディ プレイに表示する。

 例えば、図7(b)に示すように移動候補経路 Lに対して物体O1が指定されたリンクRSで交差 ている場合には、物体O1が強調表示される これにより、移動候補経路Lと物体O1との交 位置をユーザに認識させることができる。

 また、図8(b)に示すように移動候補経路L´ に対して物体O2が判定領域A´とリンクRO´で重 なり合っている場合には、物体O2が強調表示 れる。これにより、判定領域A´と物体O2と 重なり合う位置をユーザに認識させること できる。

 さらに、接触可能性が高いまたは低いと 判断結果を受信した場合には、コントロー 100から送信された推奨移動経路をリモコン3 00のディスプレイに表示する。

 例えば、図7(b)に示すように移動候補経路 Lに対して物体O1が指定されたリンクRSで交差 ている場合には、図7(c)に示す推奨移動経路 RLが表示される。また、図8(b)に示すように移 動候補経路L´に対して物体O2が判定領域A´と ンクRO´で重なり合っている場合には、図8(c )に示す推奨移動経路RL´が表示される。

 判定結果等がリモコン300のディスプレイ 表示されと(図4/STEP303)、ユーザは、移動候 経路または推奨移動経路を選択して、これ 目標経路として指定する(図4/STEP304)。

 STEP304により目標経路が指定されると、コ ントローラ100は、これを目標経路として設定 する(図4/STEP150)。なお、コントローラ100は、 動候補経路を目標経路とする場合には、接 可能性が低いまたは無いと判定されること 要件とする。これにより、ユーザが不意に 触可能性の高い移動候補経路を目標経路と て設定しようとした場合であっても、これ 確実に防止することができる。

 そして、設定された目標経路にしたがっ ロボットRが自立的に移動するための制御処 理が実行され、ロボットが物体との接触を回 避する限りにおいて、ユーザが希望するポイ ントを可能が限り経由させながらロボットを 移動させることができる。

 なお、本実施形態では、移動候補経路に 応した判定領域を設定したが、これに限定 れるものではなく、判定領域を物体領域を 張するように設定してもよい。物体領域を 張する手法としては、公知の種々の手法を いることができ、例えば、ロボットRの広が りと物体の広がりとのミンコフスキー和を判 定領域としてもよい。

 また、本実施形態において、目標経路設 支援システムは、ロボットRのコントローラ 100とサポートサーバ200とリモコン300とにより 構成されたが、これらのうちの一部または全 部が、コントローラ100とサポートサーバ200と リモコン300とのいずれかに搭載されてもよい 。例えば、リモコン300をコントローラ100が備 えてもよく、サポートサーバ200が備えてもよ い。同様に、コントローラ100をサポートサー バ200が備えてもよく、サポートサーバ200をコ ントローラ100が備えてもよい。