JP7526750B2 - 通路上の移動装置の滞在位置を決定する制御装置、移動装置、プログラム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明によれば、スマートモビリティにおける移動装置（例えば移動ロボット）の位置を制御する技術に関する。
近年、移動ロボットが自律的に走行し、人を補助する技術が普及してきている。
従来、倉庫内における移動ロボットの自律的な走行について、安全を考慮して人との衝突を回避するべく、人から一定以上の距離を維持する技術がある（例えば非特許文献１参照）。この技術によれば、移動ロボットには、カメラと共に、ＬｉＤＡＲ(Light Detection And Ranging)も搭載されている。ＬｉＤＡＲは、対象物に光を照射し、その反射光を光センサで受光することによって、距離を測定するリモートセンシングデバイスである。人の位置を特定し、その位置に応じて、ＲＯＳ(Robot OS)におけるコストマップの値を制御する。
従来、倉庫内における移動ロボットの自律的な走行について、安全を考慮して人との衝突を回避するべく、人から一定以上の距離を維持する技術がある（例えば非特許文献１参照）。この技術によれば、移動ロボットには、カメラと共に、ＬｉＤＡＲ(Light Detection And Ranging)も搭載されている。ＬｉＤＡＲは、対象物に光を照射し、その反射光を光センサで受光することによって、距離を測定するリモートセンシングデバイスである。人の位置を特定し、その位置に応じて、ＲＯＳ(Robot OS)におけるコストマップの値を制御する。
また、移動ロボットに搭載されたカメラによって、ペットの状態を監視する技術もある（例えば特許文献１参照）。この技術によれば、移動ロボットは、ペットの身体に装着された測位装置と通信することによって、ペットの位置を特定する。動作が活発で素早い猫や犬のようなペットであっても、その位置を追跡することができる。ペットの位置を記録・統計処理することによって、ペットの日常動作モデルを構築し、その動作軌跡を予測することができる。
更に、ネットワークセンタで、作業員の運用管理作業を監視する見回りロボットの技術もある（例えば非特許文献２参照）。この技術によれば、見守りロボットは、機器設定や交換、配線などの作業の立ち会いを代行する「立会い支援」や、設備状況などを確認する「遠隔操作・監視」、センサによって異常を検出する定期的な「自動巡回」のような機能を有する。
Human-aware Robot Navigation in Logistics Warehouses 16th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics、[online]、［令和４年２月１４日検索］、インターネット＜URL:https://www.researchgate.net/publication/335065325_Human-aware_Robot_Navigation_in_Logistics_Warehouses＞
ネットワーク運用見回りロボット、「ロボットを活用した新しいサービスを共創する「ロボット工房」を開設」、KDDI総合研究所、[online]、［令和４年２月１４日検索］、インターネット＜URL:https://www.kddi-research.jp/newsrelease/2021/090801.html＞
しかしながら、人を補助するべく滞在する移動ロボットであっても、その位置によっては、逆に人の作業効率を低減される場合もある。例えばサーバルームのように狭い通路が交差する施設内で、移動ロボットが、その作業員の右側に滞在するか又は左側に滞在するかによって、その作業効率も大きく変化する場合がある。作業員には各自、そのサーバルーム内で通路を行き来する動線がある。特に狭い通路の場合、その動線上に移動ロボットが滞在する場合、作業員が移動ロボットを避けながら移動しなければならないような状況にもなる。
これに対し、本願の発明者は、人の動線上に、できる限り移動ロボットが滞在しないようにすることができないか、と考えた。特に、見回りロボットは、作業員の作業効率を低減させないように、その滞在位置が制御されるべき、と考えた。
そこで、本発明は、人の動線を考慮して、通路上の移動装置の滞在位置を決定する制御装置、移動装置、プログラム及び方法を提供することを目的とする。
本発明によれば、ユーザが移動する施設内の通路上で、移動装置の滞在位置を決定する制御装置であって、
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースと、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する候補滞在位置決定手段と、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定するユーザ移動通路特定手段と、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する滞在位置決定手段と
を有することを特徴とする。
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースと、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する候補滞在位置決定手段と、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定するユーザ移動通路特定手段と、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する滞在位置決定手段と
を有することを特徴とする。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
ユーザ移動通路特定手段は、通路の最短距離に代えて、当該移動装置の自律的な走行速度に基づいて最短移動時間となる通路を、ユーザ移動通路として特定する
ことも好ましい。
ユーザ移動通路特定手段は、通路の最短距離に代えて、当該移動装置の自律的な走行速度に基づいて最短移動時間となる通路を、ユーザ移動通路として特定する
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
ユーザデータベースは、時間帯毎に、複数のユーザそれぞれの予定滞在位置を登録しており、
ユーザ移動通路特定手段は、第１の時間帯から第２の時間帯への複数のユーザそれぞれのユーザ移動通路を特定する
ことも好ましい。
ユーザデータベースは、時間帯毎に、複数のユーザそれぞれの予定滞在位置を登録しており、
ユーザ移動通路特定手段は、第１の時間帯から第２の時間帯への複数のユーザそれぞれのユーザ移動通路を特定する
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
時間帯毎に、移動装置の禁止滞在位置が設定された通路条件データベースを更に有し、
候補滞在位置決定手段は、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、移動装置の禁止滞在位置と重なる候補滞在位置を除外する
ことも好ましい。
時間帯毎に、移動装置の禁止滞在位置が設定された通路条件データベースを更に有し、
候補滞在位置決定手段は、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、移動装置の禁止滞在位置と重なる候補滞在位置を除外する
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
候補滞在位置決定手段における所定距離は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザ数に応じて可変される
ことも好ましい。
候補滞在位置決定手段における所定距離は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザ数に応じて可変される
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
ユーザデータベースは、ユーザの予定滞在位置における滞在内容を更に登録しており、
候補滞在位置決定手段における所定距離は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザの滞在内容に応じて可変される
ことも好ましい。
ユーザデータベースは、ユーザの予定滞在位置における滞在内容を更に登録しており、
候補滞在位置決定手段における所定距離は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザの滞在内容に応じて可変される
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
ユーザデータベースは、現時間帯に予定滞在位置が登録されたユーザについて、次時間帯に当該ユーザが登録されていない場合、第２の予定滞在位置を、施設内の出入口とする
ことも好ましい。
ユーザデータベースは、現時間帯に予定滞在位置が登録されたユーザについて、次時間帯に当該ユーザが登録されていない場合、第２の予定滞在位置を、施設内の出入口とする
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
移動装置は、カメラ及び距離センサ、又は、デプスカメラを搭載しており、
移動装置の撮影画像から、人体を物体認識する物体認識手段と、
移動装置と、当該人体との間の接近距離を検出する接近距離検出手段と、
移動装置自体の位置情報と、当該接近距離とから、人体の滞在位置を特定する人体滞在位置特定手段と
を更に有し、
候補滞在位置決定手段は、現時間帯に、人体の滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として更に更新する
ことも好ましい。
移動装置は、カメラ及び距離センサ、又は、デプスカメラを搭載しており、
移動装置の撮影画像から、人体を物体認識する物体認識手段と、
移動装置と、当該人体との間の接近距離を検出する接近距離検出手段と、
移動装置自体の位置情報と、当該接近距離とから、人体の滞在位置を特定する人体滞在位置特定手段と
を更に有し、
候補滞在位置決定手段は、現時間帯に、人体の滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として更に更新する
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
物体認識手段が、当該移動装置に対して人体が正面向きであることを検出し、
接近距離検出手段が、当該人体が当該移動装置へ接近してくるように接近距離の変化を検出した際に、
移動装置は、自律的な移動を停止する
ことも好ましい。
物体認識手段が、当該移動装置に対して人体が正面向きであることを検出し、
接近距離検出手段が、当該人体が当該移動装置へ接近してくるように接近距離の変化を検出した際に、
移動装置は、自律的な移動を停止する
ことも好ましい。
本発明の制御装置における他の実施形態によれば、
移動装置は、施設内におけるユーザの作業を監視するロボットであり、ユーザに対して所定距離に滞在する
ことも好ましい。
移動装置は、施設内におけるユーザの作業を監視するロボットであり、ユーザに対して所定距離に滞在する
ことも好ましい。
本発明によれば、移動装置であって、前述した制御装置を搭載することを特徴とする。
本発明によれば、ユーザが移動する施設内の通路上で、移動装置の滞在位置を決定する制御装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースと、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する候補滞在位置決定手段と、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定するユーザ移動通路特定手段と、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する滞在位置決定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースと、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する候補滞在位置決定手段と、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定するユーザ移動通路特定手段と、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する滞在位置決定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする。
本発明によれば、ユーザが移動する施設内の通路上で、移動装置の滞在位置を決定する装置の制御方法であって、
装置は、
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースを有し、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する第１のステップと、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定する第２のステップと、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する第３のステップと
を実行することを特徴とする。
装置は、
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースを有し、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する第１のステップと、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定する第２のステップと、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する第３のステップと
を実行することを特徴とする。
本発明の制御装置、移動装置、プログラム及び方法によれば、人の動線を考慮して、通路上の移動装置の滞在位置を決定することができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明における制御装置の機能構成図である。
図１によれば、制御装置１は、移動ロボット２（移動装置）と常時通信可能であって、ユーザ（人）が移動する施設内の通路上で、移動ロボット２の滞在位置を決定する。
移動ロボット２は、例えば施設内でユーザの作業を補助及び監視するロボットであり、ユーザに対して所定距離に滞在するように制御される。
移動ロボット２は、例えば施設内でユーザの作業を補助及び監視するロボットであり、ユーザに対して所定距離に滞在するように制御される。
制御装置１は、ユーザデータベース１０１と、通路条件データベース１０２と、候補滞在位置決定部１１と、ユーザ移動通路特定部１２と、滞在位置決定部１３と、移動制御部１４とを有する。これら機能構成部は、制御装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。また、これら機能構成部の処理の流れは、移動ロボットの滞在位置の決定方法としても理解できる。
［ユーザデータベース１０１］
ユーザデータベース１０１は、時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したものである。ユーザ毎に、時間帯を時系列に繋いでいくことによって、各ユーザ移動通路（動線）を特定することができる。
ユーザデータベース１０１は、時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したものである。ユーザ毎に、時間帯を時系列に繋いでいくことによって、各ユーザ移動通路（動線）を特定することができる。
図１によれば、ユーザデータベース１０１は、時間帯毎に、複数のユーザそれぞれの予定滞在位置が登録されている。
例えば時間帯9:00～9:30には、ユーザ001、002及び003は一緒に、ラック7-2で作業する予定となっている。
その後、時間帯9:30～10:00には、ユーザ001、002及び003は一緒に移動して、ラック3-2で作業する予定となっている。
更にその後、時間帯10:00～10:30には、ユーザ003のみ、ラック4-4で作業する予定となっている。
例えば時間帯9:00～9:30には、ユーザ001、002及び003は一緒に、ラック7-2で作業する予定となっている。
その後、時間帯9:30～10:00には、ユーザ001、002及び003は一緒に移動して、ラック3-2で作業する予定となっている。
更にその後、時間帯10:00～10:30には、ユーザ003のみ、ラック4-4で作業する予定となっている。
ここで、ユーザデータベース１０１は、現時間帯に予定滞在位置が登録されたユーザについて、次時間帯に当該ユーザが登録されていない場合、次の予定滞在位置を、施設内の出入口とする。
図１によれば、時間帯9:30～10:00には、ラック3-2で作業したユーザ001及び002は、次時間帯10:00～10:30に予定が登録されていない。この場合、ユーザ001及び002の次時間帯には、施設内の出入口へ移動したものと推定する。そのために、次の予定滞在位置を、施設内の出入口とする。
図１によれば、時間帯9:30～10:00には、ラック3-2で作業したユーザ001及び002は、次時間帯10:00～10:30に予定が登録されていない。この場合、ユーザ001及び002の次時間帯には、施設内の出入口へ移動したものと推定する。そのために、次の予定滞在位置を、施設内の出入口とする。
［通路条件データベース１０２］
通路条件データベース１０２は、施設内の通路図と共に、移動ロボット２の禁止滞在位置が設定されたものである。
通路条件データベース１０２は、施設内の通路図と共に、移動ロボット２の禁止滞在位置が設定されたものである。
図２は、施設内における通路図である。
通路図は、例えば移動ロボットの自律走行に基づくＳＬＡＭ(Simultaneous Localization and Mapping)によって作成されたものであってもよい。ＳＬＡＭとは、移動ロボット自ら走行中に、例えばカメラやＬｉＤＡＲによってセンシングしながら、環境地図を作成すると同時に、自己位置を推定する技術をいう。
通路条件データベース１０２は、移動ロボット２が予め施設内を走行して作成した、通路図を蓄積している。その通路図には、例えばオペレータによって禁止滞在位置が登録されている。
尚、時間帯毎に、禁止滞在位置が変化するものであってもよい。
通路条件データベース１０２は、移動ロボット２が予め施設内を走行して作成した、通路図を蓄積している。その通路図には、例えばオペレータによって禁止滞在位置が登録されている。
尚、時間帯毎に、禁止滞在位置が変化するものであってもよい。
図２によれば、施設内として、例えばサーバルームが表されている。各サーバラックには、ラック番号が付与されている。
サーバルームでは、例えばサーバラックが縦列に設置される。図２によれば、サーバラック４台を縦列一組として、７組が配置されている。通路は、サーバラックの列の間であって、作業員はその狭い通路を塞いで作業することとなる。
サーバルームでは、例えばサーバラックが縦列に設置される。図２によれば、サーバラック４台を縦列一組として、７組が配置されている。通路は、サーバラックの列の間であって、作業員はその狭い通路を塞いで作業することとなる。
また、図２によれば、「禁止滞在位置」が数カ所登録されている。移動ロボット２は、禁止滞在位置を通行することは可能であっても、その位置に停止して滞在することができない。禁止滞在位置は、主に、機材の運搬や作業員の通行に共通して利用されるためである。制御装置１は、禁止滞在位置以外の位置を、移動ロボット２の滞在位置候補としなければならない。
［候補滞在位置決定部１１］
候補滞在位置決定部１１は、現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から「所定距離」離れた複数の場所を、移動ロボットの候補滞在位置として決定する。
第１の予定滞在位置とは、ユーザデータベース１０１の現時間帯に登録された、当該ユーザの位置を意味する。位置は、作業ラック毎に設定されたｘｙ座標であってもよい。
候補滞在位置決定部１１は、現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から「所定距離」離れた複数の場所を、移動ロボットの候補滞在位置として決定する。
第１の予定滞在位置とは、ユーザデータベース１０１の現時間帯に登録された、当該ユーザの位置を意味する。位置は、作業ラック毎に設定されたｘｙ座標であってもよい。
図３は、移動ロボットがユーザとの間の所定距離の設定を表す説明図である。
候補滞在位置決定部１１は、作業員から一定以上の距離が離れた複数の場所を、移動ロボット２の滞在位置候補として決定する。このとき、候補滞在位置決定部１１は、移動ロボットの複数の候補滞在位置の中で、前述した図２の禁止滞在位置と重なる候補滞在位置を除外する。
「所定距離」は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在する「ユーザ数」に応じて可変されるものであってもよい。作業人数が多いほど、作業範囲も広くなり、図３（ａ）のように所定距離は長い方がよい。
また、「所定距離」は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザの「滞在内容」に応じて可変されるものであってもよい。作業ラックの装置に対する単なる設定操作のような滞在内容であれば、図３（ｂ）のように所定距離は近い方がよい。一方で、作業ラックの交換工事やその他の高所作業のような滞在内容であれば、作業範囲も広くなり、図３（ｃ）のように所定距離は長い方がよい。
いずれの場合も、作業員が移動ロボット２に接触することを避けるためである。
また、「所定距離」は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザの「滞在内容」に応じて可変されるものであってもよい。作業ラックの装置に対する単なる設定操作のような滞在内容であれば、図３（ｂ）のように所定距離は近い方がよい。一方で、作業ラックの交換工事やその他の高所作業のような滞在内容であれば、作業範囲も広くなり、図３（ｃ）のように所定距離は長い方がよい。
いずれの場合も、作業員が移動ロボット２に接触することを避けるためである。
［ユーザ移動通路特定部１２］
ユーザ移動通路特定部１２は、現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、「最短距離」となる通路を、ユーザ移動通路として特定する。
ユーザ移動通路特定部１２は、第１の時間帯から第２の時間帯への複数のユーザそれぞれのユーザ移動通路を特定する。
ユーザ移動通路特定部１２は、現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、「最短距離」となる通路を、ユーザ移動通路として特定する。
ユーザ移動通路特定部１２は、第１の時間帯から第２の時間帯への複数のユーザそれぞれのユーザ移動通路を特定する。
始点と終点とが設定されれば、通路図を用いて、最短距離となる通路（ユーザ移動通路）を特定することができる。例えばダイクストラ法、Ａ＊、ボロノイ図のようなグラフベースのアルゴリズムを適用することができる。
ダイクストラ法(Dijkstra's algorithm)とは、グラフ理論における辺の重みが非負数の場合の単一始点最短経路問題を解くための最良優先探索によるアルゴリズムである。辺の重みが全て同一の非負数の場合は、幅優先探索が速く、線形時間で最短路を計算することができる。
Ａ＊(A-star)は、探索の道標となるヒューリスティック関数ｈ(n)を用いたグラフ探索アルゴリズムである。関数ｈは、各頂点nからゴールまでの距離のある妥当な推定値を返す関数である。
ボロノイ図(Voronoi diagram)は、ある距離空間上に配置された複数の母点（複数の始点）に対して、同一距離空間上の他の点（終点）がどの母点に近いかによって領域分けされた図をいう。複数の始点を母点としてボロノイ図を描き、終点からボロノイ領域内の母点へと描画する。母点が最も直線距離が短くなるというボロノイ図の特性を利用したものである。
Ａ＊(A-star)は、探索の道標となるヒューリスティック関数ｈ(n)を用いたグラフ探索アルゴリズムである。関数ｈは、各頂点nからゴールまでの距離のある妥当な推定値を返す関数である。
ボロノイ図(Voronoi diagram)は、ある距離空間上に配置された複数の母点（複数の始点）に対して、同一距離空間上の他の点（終点）がどの母点に近いかによって領域分けされた図をいう。複数の始点を母点としてボロノイ図を描き、終点からボロノイ領域内の母点へと描画する。母点が最も直線距離が短くなるというボロノイ図の特性を利用したものである。
ユーザ移動通路特定部１２は、通路の最短距離に代えて、当該移動ロボットの自律的な走行速度に基づいて「最短移動時間」となる通路を、ユーザ移動通路として特定するものであってもよい。移動ロボット２が巡航速度で常に移動すると想定した場合、距離と移動時間とは比例する。一方で、走行する通路の状況によって、移動ロボット２が常に一定速度で走行するものでは無い場合、最短距離よりも、最短移動時間を優先することも好ましい。
［滞在位置決定部１３］
滞在位置決定部１３は、現時間帯に、移動ロボット２の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する。
各ユーザが通路を行き来する動線（ユーザ移動経路）上に、移動ロボット２が滞在しないようにすることによって、ユーザの作業効率を低減させることがない。
滞在位置決定部１３は、現時間帯に、移動ロボット２の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する。
各ユーザが通路を行き来する動線（ユーザ移動経路）上に、移動ロボット２が滞在しないようにすることによって、ユーザの作業効率を低減させることがない。
［移動制御部１４］
移動制御部１４は、移動ロボット２の滞在位置を制御する。
移動ロボット２は、滞在位置制御部１３によって決定された滞在位置を指定することによって、自律的にその滞在位置まで走行する。このとき、移動制御部１４は、ユーザ移動通路の動線とは、異なる通路を経由するように指示する。移動ロボット２自身は最短経路を進行する必要はなく、ユーザ移動通路を塞がないように移動する。
移動ロボット２は、パスプランニングの技術を用いて、現在の滞在位置から次の滞在位置までの通路を生成する。移動ロボット２は、ＳＬＡＭによって、自己位置を推定しながら、次の滞在位置まで移動する。
移動制御部１４は、移動ロボット２の滞在位置を制御する。
移動ロボット２は、滞在位置制御部１３によって決定された滞在位置を指定することによって、自律的にその滞在位置まで走行する。このとき、移動制御部１４は、ユーザ移動通路の動線とは、異なる通路を経由するように指示する。移動ロボット２自身は最短経路を進行する必要はなく、ユーザ移動通路を塞がないように移動する。
移動ロボット２は、パスプランニングの技術を用いて、現在の滞在位置から次の滞在位置までの通路を生成する。移動ロボット２は、ＳＬＡＭによって、自己位置を推定しながら、次の滞在位置まで移動する。
図４は、施設内におけるユーザ及び移動ロボットの位置を表す第１の通路図である。
例えば時間帯9:00以前と想定する。現時間帯9:00～9:30では、ユーザ001、002及び003は一緒に、ラック7-2で作業する予定となっている。このとき、制御装置１の候補滞在位置決定部１１は、現時間帯の予定滞在位置であるラック7-2から、「所定距離」離れた複数の場所として、候補滞在位置#1及び#2を決定する。ここで、候補滞在位置#1及び#2は、前述した図２のような禁止滞在位置とならないようにする。
図５は、施設内におけるユーザ及び移動ロボットの位置を表す第２の通路図である。
次時間帯9:30～10:00では、ユーザ001、002及び003は一緒に、ラック3-2で作業する予定となっている。このとき、制御装置１のユーザ移動通路特定部１２は、現時間帯の予定滞在位置であるラック7-2から、次時間帯の予定滞在位置であるラック3-2への通路を、ユーザ移動通路として特定する。
そして、滞在位置決定部１３は、現時間帯に、移動ロボットの複数の候補滞在位置#1及び#2の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置#1を決定する。もし、候補滞在位置#2を選択した場合、ユーザ001、002及び003は、次時間帯9:30～10:00にラック3-2へ移動する際に、移動ロボット２と交錯することとなってしまう。
そして、滞在位置決定部１３は、現時間帯に、移動ロボットの複数の候補滞在位置#1及び#2の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置#1を決定する。もし、候補滞在位置#2を選択した場合、ユーザ001、002及び003は、次時間帯9:30～10:00にラック3-2へ移動する際に、移動ロボット２と交錯することとなってしまう。
図６は、施設内におけるユーザ及び移動ロボットの位置を表す第３の通路図である。
現時間帯9:30～10:00では、ユーザ001、002及び003は一緒に、ラック3-2で作業する予定となっている。このとき、制御装置１の候補滞在位置決定部１１は、現時間帯の予定滞在位置であるラック3-2から、「所定距離」離れた複数の場所として、候補滞在位置#3及び#4を決定する。ここで、候補滞在位置#3及び#4は、前述した図２のような禁止滞在位置とならないようにする。
図７は、施設内におけるユーザ及び移動ロボットの位置を表す第４の通路図である。
次時間帯10:00～10:30では、ユーザ003は、ラック4-4で作業する予定となっている。一方で、ユーザ001及び002は、ユーザデータベース１０１に登録されていない。この場合、ユーザ001及び002は、施設内から退出する予定であるとして、出入口へ移動すると想定する。
このとき、ユーザ移動通路特定部１２は、現時間帯の予定滞在位置であるラック3-2から、次時間帯の予定滞在位置であるラック4-4と出入口との両方への通路を、ユーザ移動通路として特定する。
そして、滞在位置決定部１３は、現時間帯に、移動ロボットの複数の候補滞在位置#3及び#4の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置#3を決定する。もし、候補滞在位置#4を選択した場合、ユーザ001、002及び003は、次時間帯10:00～10:30に移動する際に、移動ロボット２と交錯することとなってしまう。
このとき、ユーザ移動通路特定部１２は、現時間帯の予定滞在位置であるラック3-2から、次時間帯の予定滞在位置であるラック4-4と出入口との両方への通路を、ユーザ移動通路として特定する。
そして、滞在位置決定部１３は、現時間帯に、移動ロボットの複数の候補滞在位置#3及び#4の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置#3を決定する。もし、候補滞在位置#4を選択した場合、ユーザ001、002及び003は、次時間帯10:00～10:30に移動する際に、移動ロボット２と交錯することとなってしまう。
図８は、移動ロボットから撮影画像を受信する制御装置の機能構成図である。
図８によれば、制御装置１は、図１と比較して、物体認識部１５と、接近距離検出部１６と、人体滞在位置特定部１７とを更に有する。これら機能構成部も、制御装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムを実行することによって実現される。
移動ロボット２は、カメラ及び距離センサ、又は、デプスカメラのようなハードウェアを搭載しているとする。制御装置１は、移動ロボット２から、撮影画像及び距離情報を受信する。
［物体認識部１５］
物体認識部１５は、移動ロボット２の撮影画像から、人体を物体認識する。具体的には、移動ロボット２における撮影画像から、ＳＳＤ(Single Shot MultiBox Detector)やＹｏｌｏ(You only live once)のような物体認識技術を用いて、人体を認識する。
また、物体認識部１５は、移動ロボット２から見た人体が、正面向きであることを検出することもできる。顔向き推定は、例えばOpenCVのような、顔の検出位置の正規化・顔ランドマークを検出することによって推定することができる。
物体認識部１５は、移動ロボット２の撮影画像から、人体を物体認識する。具体的には、移動ロボット２における撮影画像から、ＳＳＤ(Single Shot MultiBox Detector)やＹｏｌｏ(You only live once)のような物体認識技術を用いて、人体を認識する。
また、物体認識部１５は、移動ロボット２から見た人体が、正面向きであることを検出することもできる。顔向き推定は、例えばOpenCVのような、顔の検出位置の正規化・顔ランドマークを検出することによって推定することができる。
尚、制御装置１は、ユーザの予定滞在位置となるラック付近で人体を認識できない場合、次の予定滞在位置へ移動したものと仮定して、移動ロボット２の滞在位置を変更してもよい。
［接近距離検出部１６］
接近距離検出部１６は、移動ロボット２と、当該人体との間の接近距離を検出する。
移動ロボット２のデプス(Depth)カメラやＬｉＤＡＲによる距離情報を受信した場合、その人体までの距離を検出することができる。また、移動ロボット２の単眼カメラによる撮影画像であっても、俯瞰画像に変換することによって人体までの距離を推定することができる。
尚、撮影画像から複数の人体を認識できた場合、最も近い人体に対する距離を算出する。
接近距離検出部１６は、移動ロボット２と、当該人体との間の接近距離を検出する。
移動ロボット２のデプス(Depth)カメラやＬｉＤＡＲによる距離情報を受信した場合、その人体までの距離を検出することができる。また、移動ロボット２の単眼カメラによる撮影画像であっても、俯瞰画像に変換することによって人体までの距離を推定することができる。
尚、撮影画像から複数の人体を認識できた場合、最も近い人体に対する距離を算出する。
［人体滞在位置特定部１７］
人体滞在位置特定部１７は、移動ロボット２自体の位置情報と、当該接近距離とから、人体の滞在位置を特定する。即ち、移動ロボット２から受信した撮影画像及び距離情報から、その移動ロボット２から見た人体の位置を認識する。
人体滞在位置特定部１７は、移動ロボット２自体の位置情報と、当該接近距離とから、人体の滞在位置を特定する。即ち、移動ロボット２から受信した撮影画像及び距離情報から、その移動ロボット２から見た人体の位置を認識する。
人体滞在位置特定部１７によって人体の位置が明確に特定された場合、前述した候補滞在位置決定部１１は、現時間帯に、人体の滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動ロボットの候補滞在位置として更に更新する。即ち、移動ロボット２は、ユーザ（人体）から所定距離だけ離れた位置を維持するように自律的に動作する。
＜ユーザ自らの移動ロボット２の操作について＞
制御装置１の接近距離検出部１６が、当該人体が当該移動ロボットへ接近してくるように接近距離の変化を検出した際に、移動制御部１４は、移動ロボット２に対して自律的な移動を停止するものであってもよい。
作業中のユーザは、移動ロボット２のユーザインタフェースを操作する際、移動ロボット２へ接近する必要がある。ユーザも、移動ロボット２のユーザインタフェースを操作しながら、作業を進行させることができる。このような、ユーザから意図的な接近に対して、移動ロボット２が所定距離だけ自律的に離れてしまうと、ユーザが移動ロボット２を操作することができなくなってしまう。そのために、移動ロボット２に対して自律的な移動を停止させる。
尚、移動ロボット２は、ユーザインタフェースとしてマイクを搭載している場合、ユーザからマイクへの発話によって、自律的な移動を停止するものであってもよい。
制御装置１の接近距離検出部１６が、当該人体が当該移動ロボットへ接近してくるように接近距離の変化を検出した際に、移動制御部１４は、移動ロボット２に対して自律的な移動を停止するものであってもよい。
作業中のユーザは、移動ロボット２のユーザインタフェースを操作する際、移動ロボット２へ接近する必要がある。ユーザも、移動ロボット２のユーザインタフェースを操作しながら、作業を進行させることができる。このような、ユーザから意図的な接近に対して、移動ロボット２が所定距離だけ自律的に離れてしまうと、ユーザが移動ロボット２を操作することができなくなってしまう。そのために、移動ロボット２に対して自律的な移動を停止させる。
尚、移動ロボット２は、ユーザインタフェースとしてマイクを搭載している場合、ユーザからマイクへの発話によって、自律的な移動を停止するものであってもよい。
＜移動ロボット２の作業補助について＞
制御装置１は、移動ロボット２から受信した動画像を、オペレータに監視させるものであってもよい。これによって、オペレータは、作業者であるユーザの作業を監視し確認することができる。
また、作業終了時、ユーザは、移動ロボット２のユーザインタフェースの操作によって、制御装置１へ作業終了を通知することもできる。これによって、制御装置１のオペレータは、移動ロボット２の作業終了を認識し、移動ロボット２は、自律的に所定の待機場所まで移動することもできる。
制御装置１は、移動ロボット２から受信した動画像を、オペレータに監視させるものであってもよい。これによって、オペレータは、作業者であるユーザの作業を監視し確認することができる。
また、作業終了時、ユーザは、移動ロボット２のユーザインタフェースの操作によって、制御装置１へ作業終了を通知することもできる。これによって、制御装置１のオペレータは、移動ロボット２の作業終了を認識し、移動ロボット２は、自律的に所定の待機場所まで移動することもできる。
図９は、本発明における移動ロボットの機能構成図である。
図９によれば、制御装置１における本発明の機能を、移動ロボット２単体に搭載したものである。これによって、移動ロボット２は、完全に自律的に走行することができ、人の動線に対する通路上の自らの滞在位置を決定することができる。
以上、詳細に説明したように、本発明の制御装置、移動装置、プログラム及び方法によれば、人の動線を考慮して、通路上の移動ロボットの滞在位置を決定することができる。
即ち、施設内を自律走行する移動ロボットが、ユーザに対して安全性を確保すると共に、ユーザの作業効率の低減させないように、当該移動ロボットの滞在位置を制御することができる。
即ち、施設内を自律走行する移動ロボットが、ユーザに対して安全性を確保すると共に、ユーザの作業効率の低減させないように、当該移動ロボットの滞在位置を制御することができる。
尚、これにより、例えば「移動ロボットが、ユーザに対して安全性を確保すると共に、ユーザの作業効率の低減させないように移動することができる」ことから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。
前述した本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
１ 制御装置
１０１ ユーザデータベース
１０２ 通路条件データベース
１１ 候補滞在位置決定部
１２ ユーザ移動通路特定部
１３ 滞在位置決定部
１４ 移動制御部
１５ 物体認識部
１６ 接近距離検出部
１７ 人体滞在位置特定部
２ 移動ロボット、移動装置
１０１ ユーザデータベース
１０２ 通路条件データベース
１１ 候補滞在位置決定部
１２ ユーザ移動通路特定部
１３ 滞在位置決定部
１４ 移動制御部
１５ 物体認識部
１６ 接近距離検出部
１７ 人体滞在位置特定部
２ 移動ロボット、移動装置
Claims (13)
- ユーザが移動する施設内の通路上で、移動装置の滞在位置を決定する制御装置であって、
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースと、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する候補滞在位置決定手段と、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定するユーザ移動通路特定手段と、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する滞在位置決定手段と
を有することを特徴とする制御装置。 - ユーザ移動通路特定手段は、通路の最短距離に代えて、当該移動装置の自律的な走行速度に基づいて最短移動時間となる通路を、ユーザ移動通路として特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 - ユーザデータベースは、時間帯毎に、複数のユーザそれぞれの予定滞在位置を登録しており、
ユーザ移動通路特定手段は、第１の時間帯から第２の時間帯への複数のユーザそれぞれのユーザ移動通路を特定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。 - 時間帯毎に、移動装置の禁止滞在位置が設定された通路条件データベースを更に有し、
候補滞在位置決定手段は、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、移動装置の禁止滞在位置と重なる候補滞在位置を除外する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。 - 候補滞在位置決定手段における所定距離は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザ数に応じて可変される
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。 - ユーザデータベースは、ユーザの予定滞在位置における滞在内容を更に登録しており、
候補滞在位置決定手段における所定距離は、現時間帯に、第１の予定滞在位置に滞在するユーザの滞在内容に応じて可変される
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。 - ユーザデータベースは、現時間帯に予定滞在位置が登録されたユーザについて、次時間帯に当該ユーザが登録されていない場合、第２の予定滞在位置を、施設内の出入口とする
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。 - 移動装置は、カメラ及び距離センサ、又は、デプスカメラを搭載しており、
移動装置の撮影画像から、人体を物体認識する物体認識手段と、
移動装置と、当該人体との間の接近距離を検出する接近距離検出手段と、
移動装置自体の位置情報と、当該接近距離とから、人体の滞在位置を特定する人体滞在位置特定手段と
を更に有し、
候補滞在位置決定手段は、現時間帯に、人体の滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として更に更新する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置。 - 物体認識手段が、当該移動装置に対して人体が正面向きであることを検出し、
接近距離検出手段が、当該人体が当該移動装置へ接近してくるように接近距離の変化を検出した際に、
移動装置は、自律的な移動を停止する
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の制御装置。 - 移動装置は、施設内におけるユーザの作業を監視するロボットであり、ユーザに対して所定距離に滞在する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の制御装置。 - 請求項１から１０のいずれか１項に記載の制御装置を搭載することを特徴とする移動装置。
- ユーザが移動する施設内の通路上で、移動装置の滞在位置を決定する制御装置に搭載されたコンピュータを機能させるプログラムであって、
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースと、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する候補滞在位置決定手段と、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定するユーザ移動通路特定手段と、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する滞在位置決定手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - ユーザが移動する施設内の通路上で、移動装置の滞在位置を決定する装置の制御方法であって、
装置は、
時間帯毎に、ユーザの予定滞在位置を登録したユーザデータベースを有し、
現時間帯に、ユーザにおける第１の予定滞在位置から所定距離離れた複数の場所を、移動装置の候補滞在位置として決定する第１のステップと、
現時間帯に続く次時間帯に、同一ユーザにおける第２の予定滞在位置を取得し、第１の予定滞在位置と第２の予定滞在位置との間で、最短距離となる通路を、ユーザ移動通路として特定する第２のステップと、
現時間帯に、移動装置の複数の候補滞在位置の中で、ユーザ移動通路と重ならない候補滞在位置を決定する第３のステップと
を実行することを特徴とする装置の制御方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2022034150A JP7526750B2 (ja) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 通路上の移動装置の滞在位置を決定する制御装置、移動装置、プログラム及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2022034150A JP7526750B2 (ja) | 2022-03-07 | 2022-03-07 | 通路上の移動装置の滞在位置を決定する制御装置、移動装置、プログラム及び方法 |
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| JP2023129853A JP2023129853A (ja) | 2023-09-20 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2007156578A (ja) | 2005-11-30 | 2007-06-21 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ロボットの待機場所決定方法 |
| JP2014168824A (ja) | 2013-03-01 | 2014-09-18 | Advanced Telecommunication Research Institute International | ロボット制御システムおよびロボット制御方法 |
| JP2018100921A (ja) | 2016-12-21 | 2018-06-28 | Kddi株式会社 | 移動軌跡に応じて地図上の経路を推定するプログラム、装置及び方法 |
| WO2022030216A1 (ja) | 2020-08-06 | 2022-02-10 | オムロン株式会社 | 環境変更提案システムおよび環境変更提案プログラム |
-
2022
- 2022-03-07 JP JP2022034150A patent/JP7526750B2/ja active Active
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