JP2008257532A - Moving device, its control method, control program, and supervisory system - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a moving device or the like to avoid contact with an object while preventing, as much as possible, a moving efficiency from decreasing. <P>SOLUTION: A non-prohibited area of a robot 1, a current image of the robot 1, a current image of an object (x), and a discontinuous or continuous future image of the object corresponding to the behavioral state of the object (x) are recognized respectively as a passage area TA, a reference element Q<SB>0</SB>, a first element Q<SB>1</SB>, and a second element Q<SB>2</SB>on a determination plane. Based on the recognition result, a determination is made as to whether or not there is a first element Q<SB>1</SB>which is likely to be in contact with the reference element Q<SB>0</SB>in the passage area TA. When the first element Q<SB>1</SB>is determined to exist, part of a course R<SB>k</SB>is replaced by a local course r<SB>k+1</SB>and thus changed. An action plan corresponding to a new course R<SB>k+1</SB>after the change is set. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、行動計画にしたがって自律的に移動する装置、当該移動装置を制御する方法、当該移動装置に搭載されているコンピュータにその制御機能を付与するプログラム、および当該移動装置を監督するシステムに関する。   The present invention relates to a device that moves autonomously according to an action plan, a method for controlling the mobile device, a program that gives a control function to a computer mounted on the mobile device, and a system that supervises the mobile device. .

ロボットがその高機能化にともなって荷物を運搬したり、あるいは人間を目的地まで誘導したりする等の業務または作業を遂行する機会が増えており、ロボットが人間との接触を回避しながら移動する必要性が高まっている。そこで、ロボットの周囲にある複数の物体（障害物）の移動速度を考慮に入れることにより、当該物体との接触を回避しながらロボットを移動させる技術が提案されている（たとえば、非特許文献１参照）。この技術によれば、ロボットが物体との接触を回避しながら目的地にたどり着くための最適な経路計画生成のため、各物体の動きを予測し、この予測に基づいて接触が起きないような経路を計画するというサイクルが短時間で繰り返される。
日本ロボット学会誌 第１２巻 第７号 第１０２９頁〜第１０３７頁 １９９４ 「平面を移動する複数の移動障害物とその速度を考慮した移動ロボットのプランニングとナビゲーション」 As robots become more sophisticated, opportunities to carry out tasks or tasks such as carrying luggage or guiding people to their destinations are increasing, and robots move while avoiding human contact. The need to do is increasing. Therefore, a technique has been proposed in which the robot is moved while avoiding contact with the object by taking into consideration the moving speed of a plurality of objects (obstacles) around the robot (for example, Non-Patent Document 1). reference). According to this technology, in order to generate an optimal route plan for the robot to reach the destination while avoiding contact with the object, the motion of each object is predicted, and a route where contact does not occur based on this prediction The cycle of planning is repeated in a short time.
Journal of the Robotics Society of Japan Vol. 12, No. 7, pp. 1029-1037 1994 “Planning and Navigation of Mobile Robot Considering Multiple Moving Obstacles Moving on a Plane and Their Speeds”

しかし、ロボットが物体と接触することが予測されるたびに経路が大きく変更されると、ロボットがその目的位置にたどり着くために必要以上の遠回りを強いられる場合がある。たとえば、ロボットがその前方（進行方向）に存在する人間等の移動可能な物体との接触を回避するために方向転換している間にこの物体が他の場所に移動することにより、その方向転換が無駄に終わる可能性がある。さらに、ロボットがこのような状況変化に対応せずにそのまま変更後の経路に沿って移動するのでは、結局は遠回りとなってロボットの移動効率が低下する可能性がある。   However, if the path is greatly changed each time it is predicted that the robot will come into contact with the object, the robot may be forced to make a round trip more than necessary in order to reach the target position. For example, when a robot is turning to avoid contact with a movable object such as a human being in front (traveling direction) of the robot, the direction of the robot is changed. May end in vain. Furthermore, if the robot moves along the changed route as it is without responding to such a change in the situation, it may eventually become a detour and the movement efficiency of the robot may be reduced.

そこで、本発明は、移動効率が低下する事態を可能な限り回避しながらも物体との接触を回避するように移動しうる移動装置等を提供することを解決課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a moving device and the like that can move so as to avoid contact with an object while avoiding a situation in which movement efficiency is lowered as much as possible.

前記課題を解決するための第１発明の移動装置は、行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置であって、前記移動装置の現在像、物体の現在像、および該物体の挙動状態に応じた該物体の断続的または連続的な未来像を判定面における基準要素、第１要素および第２要素のそれぞれとして認識する状況認識部と、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素との接触可能性がある該第１要素の有無を判定する第１処理部と、該第１処理部により当該接触可能性がある該第１要素が存在すると判定されたことを要件として、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素が目的位置に至るまでの経路の一部である局所的経路を、該基準要素と該第２要素との接触を回避しうるように変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定する第２処理部とを備えていることを特徴とする。   A mobile device according to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is a mobile device that behaves autonomously according to an action plan, depending on a current image of the mobile device, a current image of the object, and a behavior state of the object. A situation recognition unit for recognizing an intermittent or continuous future image of the object as a reference element, a first element, and a second element on the determination surface, and a reference element based on a recognition result by the situation recognition unit; The first processing unit that determines the presence or absence of the first element that has the possibility of contact, and the fact that the first processing unit determines that the first element that has the possibility of contact exists. Based on the recognition result by the recognition unit, the local route that is a part of the route until the reference element reaches the target position is changed so as to avoid contact between the reference element and the second element. Before the new route after the change Characterized in that a second processing unit for setting a plan of action.

第１発明の移動装置によれば、移動装置の現在像、物体の現在像、およびこの物体の挙動状態に応じた物体の断続的または連続的な未来像のそれぞれが判定面における「基準要素」「第１要素」および「第２要素」のそれぞれとして認識される。ここで「判定面」は２次元モデル空間であり、たとえば移動装置が接している床面を表す仮想的な平面または曲面として定義される。「要素」は判定面における点、線分、領域、閉曲線（領域の輪郭）等、判定面において位置、速度および加速度、ならびに形状およびサイズ等の挙動状態が特定されうる存在として定義される。物体の断続的または連続的な未来像は物体の現在像よりも空間的な広がりが大きいことに応じて、第２要素は判定面において第１要素よりも空間的な広がりが大きい要素として認識される。すなわち、第１要素は判定面において第２要素よりも空間的な広がりが小さい要素として認識される。   According to the moving device of the first aspect of the present invention, the current image of the moving device, the current image of the object, and the intermittent or continuous future image of the object according to the behavior state of the object are each a “reference element” on the determination surface. Recognized as “first element” and “second element”, respectively. Here, the “determination surface” is a two-dimensional model space, and is defined as a virtual plane or curved surface representing a floor surface with which the moving device is in contact, for example. An “element” is defined as an entity whose behavior state such as position, velocity and acceleration, shape, size, and the like can be specified on the determination surface, such as a point, a line segment, a region, and a closed curve (region outline) on the determination surface. Depending on the fact that the intermittent or continuous future image of the object has a larger spatial extent than the current image of the object, the second element is recognized as an element having a larger spatial extent than the first element in the judgment plane. The That is, the first element is recognized as an element having a smaller spatial extent than the second element on the determination surface.

また、判定面における基準要素との接触可能性がある第１要素の有無が判定される。そして、基準要素との接触可能性がある第１要素が存在すると判定された場合、判定面において基準要素が第２要素との接触を回避しながら移動しうる経路のうちの一部である局所的経路が変更され、この変更後の局所的経路を含む新たな経路に応じて新たな行動計画が設定される。これにより、基準要素として認識された移動装置および第１要素として認識された物体のそれぞれのサイズや形状等の外形特性、位置、速度や加速度等の挙動状態に基づき、接触可能性がある当該物体との接触を移動装置が回避する必要性が高い状況で新たな行動計画が設定されうる。しかも、経路の全部が変更される場合よりも経路の変更度合が低くて済む。このため、経路変更に要する情報処理の負荷が過剰に重くなる事態が回避される。また、移動装置がその目的位置まで必要以上に遠回りする等、移動効率が著しく低下するような経路がただちに設定される事態が回避されうる。   Moreover, the presence or absence of the 1st element with a possibility of contact with the reference | standard element in a determination surface is determined. Then, when it is determined that there is a first element that may contact the reference element, a local area that is a part of the path on which the reference element can move while avoiding contact with the second element on the determination surface The target route is changed, and a new action plan is set according to the new route including the changed local route. Accordingly, the object that may be contacted based on the external characteristics such as the size and shape of the moving device recognized as the reference element and the object recognized as the first element, the behavioral state such as the position, speed, and acceleration. A new action plan can be set in a situation where it is highly necessary for the mobile device to avoid contact with the mobile device. In addition, the degree of change of the route may be lower than when the entire route is changed. For this reason, the situation where the load of information processing required for the route change becomes excessively heavy is avoided. In addition, it is possible to avoid a situation in which a route in which the movement efficiency is remarkably lowered, such as the mobile device detouring more than necessary to the target position, is set immediately.

したがって、移動装置が、移動効率が低下する事態を可能な限り回避しながらも物体との接触を回避するように移動または行動することができる。   Therefore, the moving device can move or act so as to avoid contact with the object while avoiding a situation where the moving efficiency is lowered as much as possible.

なお、本発明の構成要素が情報を「認識する」とは、メモリ等の記憶装置から情報を読み取ること、データベースから情報を検索すること、通信機能を利用して情報を受信すること、検索等した基礎情報から必要な情報を測定、判定、推定、算定、設定、予測等すること、測定等した情報をメモリに格納すること等、情報を必要とされている処理のために準備するためのあらゆる情報処理を包含する概念である。   Note that the “recognition” of information by the constituent elements of the present invention means reading information from a storage device such as a memory, searching for information from a database, receiving information using a communication function, searching, etc. To prepare necessary information for processing such as measuring, judging, estimating, calculating, setting, predicting necessary information from the basic information, storing the measured information in memory, etc. It is a concept that encompasses all information processing.

また、第２発明の移動装置は、第１発明の移動装置において、前記状況認識部が前記物体の自律的な可動物体および静止物体の別を認識し、前記第２処理部が前記局所的経路の変更の妨げとなる前記第２要素に、該状況認識部によって自律的な可動物体であると認識された第２要素が含まれていると認識したことを要件として前記移動装置が一時的に停止または減速する第１種の行動計画を前記行動計画として設定する一方、前記局所的経路の変更の妨げとなり前記第２要素に、該状況認識部によって静止物体であると認識された前記第２要素のみが含まれていると認識したことを要件として前記経路を全体的に変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定することを特徴とする。   The mobile device according to a second aspect of the present invention is the mobile device according to the first aspect, wherein the situation recognition unit recognizes whether the object is an autonomous movable object or a stationary object, and the second processing unit is the local route. The mobile device temporarily recognizes that it has been recognized that the second element that is an obstacle to the change is a second element that is recognized as an autonomous movable object by the situation recognition unit. While the first type of action plan that stops or decelerates is set as the action plan, the second element that is a hindrance to the change of the local route and is recognized as a stationary object by the situation recognizing unit in the second element The route is entirely changed on the condition that it is recognized that only elements are included, and the action plan according to the new route after the change is set.

第２発明の移動装置によれば、移動装置の経路の一部が変更されてもなおもこの移動装置と接触する可能性がある物体に、自律的に可動な物体が含まれていることに応じて移動装置が一時停止（その場での足踏みをも含む。）または減速する。これにより、たとえば物体が他の場所に移動し、これにより移動装置と物体との接触可能性が消える等の状況変化を待つことができる。また、このような状況変化に応じて移動装置にその経路を変更させることなく、または一部の経路のみを変更させることによって移動を再開または継続させることができる。   According to the mobile device of the second aspect of the invention, an object that may still come into contact with the mobile device even if part of the route of the mobile device is changed includes an autonomously movable object. In response, the moving device pauses (including stepping on the spot) or decelerates. Thereby, for example, an object moves to another place, and thereby, it is possible to wait for a situation change such as the possibility of contact between the moving device and the object disappearing. Further, the movement can be resumed or continued without causing the mobile device to change the route according to such a change in the situation or by changing only a part of the route.

一方、移動装置の経路の一部が変更されてもなおもこの移動装置と接触する可能性がある物体に、静止物体しか含まれていないことに応じて当該経路が全体的に変更される。これにより、移動装置にあてもない状況変化を待たせるような事態が回避され、迅速に新たな経路に沿って移動させることができる。   On the other hand, even if a part of the route of the mobile device is changed, the route is changed as a whole in response to the fact that only objects that are still in contact with the mobile device are included. As a result, it is possible to avoid a situation in which a situation change that does not exist in the mobile device is awaited, and to quickly move along a new route.

さらに、第３発明の移動装置は、第２発明の移動装置において、前記局所的経路の変更の妨げとなる前記第２要素に、該状況処理認識部によって自律的な可動物体であると認識された第２要素が含まれていると認識した回数または時間が第１閾値を超えたことを要件として、前記移動装置の存在を該物体に通知するように搭載機器の動作を制御する第２種の行動計画を前記動作計画として設定することを特徴とする。   Furthermore, in the mobile device of the second invention, the mobile device of the third invention is recognized by the situation processing recognition unit as an autonomous movable object in the second element that hinders the change of the local route. A second type of controlling the operation of the mounted device so as to notify the object of the presence of the mobile device, on the condition that the number of times or the time recognized that the second element is included exceeds the first threshold. The action plan is set as the action plan.

第３発明の移動装置によれば、物体が他の場所に移動する等、移動装置と当該物体との接触可能性が消えるような状況変化が期待される一方、なかなかそのような状況変化が起きない状態で、搭載機器の動作によって当該物体に移動装置の存在を知らせることができる。たとえば物体が人間等の動物である場合には、その視覚または聴覚によって認識しうるような移動装置の行動や音声出力によって移動装置の存在に気付かせ、当該物体の移動や挙動変化を誘起しうる。また、物体が通信機能を有する他の移動装置である場合には、通信によって当該他の移動装置に移動装置の存在を気付かせ、当該他の移動装置の移動や挙動変化を誘起しうる。   According to the mobile device of the third aspect of the invention, a situation change is expected such that the possibility of contact between the mobile device and the object disappears, such as an object moving to another place, but such a situation change occurs. In such a state, the presence of the moving device can be notified to the object by the operation of the mounted device. For example, when an object is an animal such as a human, the presence of the moving device can be noticed by the behavior or voice output of the moving device that can be recognized by visual or auditory sense, and the movement or behavior change of the object can be induced. . When the object is another mobile device having a communication function, the other mobile device can be made aware of the presence of the mobile device through communication, and the movement or behavior change of the other mobile device can be induced.

また、第４発明の移動装置は、第３発明の移動装置において、前記局所的経路の変更の妨げとなる前記第２要素に、該状況処理認識部によって自律的な可動物体であると認識された第２要素が含まれていると認識した回数または時間が第２閾値を超えたことを要件として、前記経路を全体的に変更し、当該変更後の該経路に応じた前記行動計画を設定することを特徴とする。   In the mobile device of the fourth invention, the situation processing recognition unit recognizes the mobile device of the third invention as an autonomous movable object by the second element that hinders the change of the local route. On the condition that the number or time of recognition that the second element is included exceeds the second threshold, the route is changed as a whole, and the action plan corresponding to the changed route is set. It is characterized by doing.

第４発明の移動装置によれば、搭載機器の動作によっても経路の大幅な変更を伴わずに移動しうるような状況変化がなおも期待できないような場合、ただちに経路を大幅に変更してその目的位置までの迅速な移動が図られる。   According to the mobile device of the fourth aspect of the present invention, when it is still impossible to expect a situation change that can move without significant change of the route due to the operation of the on-board equipment, Rapid movement to the target position is achieved.

さらに、第５発明の移動装置は、第１〜第４発明のうちいずれか１つの移動装置において、前記状況認識部が固定物体および静止物体のそれぞれの占有領域を除く領域を前記判定面における通行エリアとして認識し、前記第２処理部が該状況認識部による認識結果に基づき、該通行エリアの範囲内で前記経路を設定することを特徴とする。   Furthermore, the mobile device according to a fifth aspect of the present invention is the mobile device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the situation recognizing unit passes a region on the determination plane except for the occupied regions of the fixed object and the stationary object. It recognizes as an area, The said 2nd process part sets the said route within the range of this traffic area based on the recognition result by this situation recognition part, It is characterized by the above-mentioned.

第５発明の移動装置によれば、建築物の柱や壁等の固定物体の占有領域、またはこのような固体物体に加え、机や棚等の静止物体のそれぞれの占有領域を除く領域が判定面における基準要素の通行エリアとして認識される。これにより、固定物体および静止物体とは異なる物体が、固体物体および静止物体から明確に区分されるので、第１要素及び第２要素の認識精度の向上が図られる。そして、局所的経路の変更または先の経路の全体的な変更を伴う新たな経路の設定の要否判定の精度向上が図られ、かつ、物体との確実な接触回避の観点からより適切な経路が設定されうる。   According to the moving device of the fifth aspect of the present invention, an area occupied by a fixed object such as a pillar or wall of a building, or an area excluding each occupied area of a stationary object such as a desk or a shelf in addition to such a solid object is determined. It is recognized as the traffic area of the reference element on the surface. Thereby, an object different from the fixed object and the stationary object is clearly separated from the solid object and the stationary object, so that the recognition accuracy of the first element and the second element can be improved. Further, it is possible to improve the accuracy of the necessity determination of the setting of a new route accompanied by a change of a local route or an overall change of a previous route, and a more appropriate route from the viewpoint of reliable contact with an object Can be set.

前記課題を解決するための第６発明の方法は、行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置を制御する方法であって、前記移動装置の現在像、物体の現在像、および該物体の挙動状態に応じた該物体の断続的または連続的な未来像を判定面における基準要素、第１要素および第２要素のそれぞれとして認識する状況認識処理と、該状況認識における認識結果に基づき、該基準要素との接触可能性がある該第１要素の有無を判定する第１処理と、該第１処理において当該接触可能性がある該第１要素が存在すると判定されたことを要件として、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素が目的位置に至るまでの経路の一部である局所的経路を、該基準要素と該第２要素との接触を回避しうるように変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定する第２処理とを実行することを特徴とする。   A method of the sixth invention for solving the above-described problem is a method for controlling a mobile device that autonomously behaves according to an action plan, wherein the current image of the mobile device, the current image of the object, and the behavior of the object A situation recognition process for recognizing an intermittent or continuous future image of the object according to the state as a reference element, a first element, and a second element on the determination surface, and the reference based on the recognition result in the situation recognition The first process for determining the presence or absence of the first element that may be in contact with an element, and the fact that it is determined in the first process that the first element that has the possibility of contact exists. Based on the recognition result by the recognition unit, the local route that is a part of the route until the reference element reaches the target position is changed so as to avoid contact between the reference element and the second element. New route after change And executes a second process of setting the action plan in response.

第６発明の制御方法によれば、移動効率が低下する事態を可能な限り回避しながらも物体との接触を回避するように移動装置を移動または行動させることができる。   According to the control method of the sixth aspect of the invention, the moving device can be moved or acted so as to avoid contact with an object while avoiding a situation where the moving efficiency is lowered as much as possible.

前記課題を解決するための第７発明のプログラムは、行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置に搭載されたコンピュータを、該移動装置を制御するシステムとして機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、前記移動装置の現在像、物体の現在像、および該物体の挙動状態に応じた該物体の断続的または連続的な未来像を判定面における基準要素、第１要素および第２要素のそれぞれとして認識する状況認識部と、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素との接触可能性がある該第１要素の有無を判定する第１処理部と、該第１処理部により当該接触可能性がある該第１要素が存在すると判定されたことを要件として、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素が目的位置に至るまでの経路の一部である局所的経路を、該基準要素と該第２要素との接触を回避しうるように変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定する第２処理部として機能させることを特徴とする。   A program of a seventh invention for solving the above-mentioned problem is a program for causing a computer mounted on a mobile device that autonomously behaves according to an action plan to function as a system for controlling the mobile device, The computer is used to obtain a current image of the mobile device, a current image of the object, and an intermittent or continuous future image of the object according to the behavior state of the object. A situation recognition unit that recognizes each of them, a first processing unit that determines the presence or absence of the first element that has a possibility of contact with the reference element based on a recognition result by the situation recognition unit, and a first processing unit On the condition that the first element with the possibility of contact exists is determined to be present, based on the recognition result by the situation recognition unit, one path of the reference element to the target position is determined. The local route is changed so as to avoid contact between the reference element and the second element, and functions as a second processing unit that sets the action plan according to the new route after the change. It is characterized by that.

第７発明のプログラムによれば、移動装置に搭載されているコンピュータを、移動効率が低下する事態を可能な限り回避しながらも物体との接触を回避するように当該移動装置を移動または行動させるシステムとして機能させることができる。   According to the program of the seventh invention, the computer mounted on the mobile device is moved or acted so as to avoid contact with an object while avoiding a situation where the movement efficiency is lowered as much as possible. Can function as a system.

前記課題を解決するための第８発明の監督システムは、行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置を監督するシステムであって、第１発明の移動装置を実現するため、第７発明のプログラムのうち少なくとも一部を前記コンピュータに対して配信または放送することを特徴とする。   A supervisory system of an eighth invention for solving the above-mentioned problem is a system for supervising a mobile device that behaves autonomously according to an action plan, the program of the seventh invention for realizing the mobile device of the first invention. At least a part of which is distributed or broadcasted to the computer.

第８発明の監督システムによれば、移動効率が低下する事態を可能な限り回避しながらも物体との接触を回避するように移動または行動する移動装置を、当該移動装置に搭載されているコンピュータへのプログラムの任意の時点での配信等によって実現することができる。   According to the supervisory system of the eighth aspect of the invention, a computer in which a moving device that moves or acts so as to avoid contact with an object while avoiding a situation in which moving efficiency decreases as much as possible is mounted on the moving device. It can be realized by distributing the program to any time.

本発明の移動装置等の実施形態について図面を用いて説明する。   Embodiments of the moving device and the like of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１〜図２は本発明の移動装置の構成説明図であり、図３〜図１０は本発明の移動装置の機能説明図である。   1 to 2 are explanatory diagrams of the configuration of the mobile device of the present invention, and FIGS. 3 to 10 are functional explanatory diagrams of the mobile device of the present invention.

まず、本発明の移動装置の一実施形態であるロボットの構成について図１〜図２を用いて説明する。   First, the configuration of a robot that is an embodiment of the moving apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS.

ロボット１は基体（胴体部）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体１２と、基体１０の下部から下方に延設された左右の脚体１３とを備えている。ロボット１は、再表０３／０９０９７８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（図示略）から伝達される力によって、人間の肩関節、肘関節、手根関節、股関節、膝関節、足関節等の複数の関節に相当する複数の関節部分において腕体１２や脚体１３を屈伸運動させることができる。ロボット１は、左右の脚体１３のそれぞれの離床および着床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は相互に回動可能な上部および下部により構成されている。頭部１１には、左右に並んでロボット１の前方に向けられた一対のＣＣＤカメラ２１が内蔵されている。頭部１１がアクチュエータによって基体１０に対して回動、傾動等されることでＣＣＤカメラ２１の撮像範囲が調節されうる。   The robot 1 includes a base body (body portion) 10, a head 11 provided at the top of the base body 10, left and right arm bodies 12 extending from both the left and right sides of the base body 10, and a lower portion of the base body 10. The left and right legs 13 are provided. The robot 1 has a human shoulder joint, an elbow joint, a wrist, and the like by force transmitted from an actuator (not shown) as disclosed in Table 03/090978 and Table 03/090979. The arm body 12 and the leg body 13 can be bent and extended at a plurality of joint portions corresponding to a plurality of joints such as a joint, a hip joint, a knee joint, and an ankle joint. The robot 1 can move autonomously by the movement of the left and right legs 13 with each leaving and landing. The base 10 is composed of an upper part and a lower part that are rotatable relative to each other. The head 11 incorporates a pair of CCD cameras 21 that are arranged side by side and are directed to the front of the robot 1. The imaging range of the CCD camera 21 can be adjusted by rotating or tilting the head 11 with respect to the base 10 by an actuator.

ロボット１はその歩行または走行動作を制御する制御システム１００を備えている。制御システム１００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等により構成されている。）と、ソフトウェアとしての本発明の「制御プログラム」とにより構成されている。制御プログラムはコンピュータのメモリに予め格納されていてもよいが、ロボット１から本発明の「監督システム」を構成するサーバに要求信号が送信されたことに応じて当該サーバによって制御プログラムがネットワークや人工衛星を介して当該コンピュータに配信または放送された上でそのメモリに格納されてもよい。   The robot 1 includes a control system 100 that controls its walking or running motion. The control system 100 includes an ECU or a computer (configured by a CPU, ROM, RAM, I / O, etc.) as hardware and a “control program” of the present invention as software. The control program may be stored in advance in the memory of the computer. However, when the request signal is transmitted from the robot 1 to the server constituting the “supervision system” of the present invention, the control program is transmitted to the network or artificial It may be distributed or broadcast to the computer via a satellite and stored in the memory.

制御システム１００は状況認識部１０２と、環境データベース１０４と、第１処理部１１０と、第２処理部１２０とを備えている。   The control system 100 includes a situation recognition unit 102, an environment database 104, a first processing unit 110, and a second processing unit 120.

状況認識部１０２はロボット１の現在位置に基づく環境データベース１０４への照会によりロボット１の周囲にある固定物体の占有領域を除く、ロボット１の通行可能領域を判定面における通行エリアＴＡとして認識する。また、状況認識部１０２はロボット１、その位置および速度（向きおよび長さにより定義される速度ベクトルを意味する。以下同じ。）のそれぞれを、判定面における基準要素Ｑ₀、基準位置Ｏおよび基準速度ｖ₀のそれぞれとして認識する。また、状況認識部１０２は人間等の物体、その位置および速度のそれぞれを判定面における第１要素Ｑ₁、物***置ｐおよび物体速度ｖのそれぞれとして認識する。さらに、状況認識部１０２は基準位置Ｏに対する物***置ｐの相対位置、および基準速度ｖ₀に対する物体速度ｖの相対速度に応じて断続的または連続的に拡張された第１要素Ｑ₁を第２要素Ｑ₂として認識する。 The situation recognition unit 102 recognizes the accessible area of the robot 1 as the passage area TA on the determination surface, excluding the area occupied by the fixed object around the robot 1 by referring to the environment database 104 based on the current position of the robot 1. In addition, the situation recognition unit 102 designates the robot 1, its position and velocity (meaning a velocity vector defined by the direction and length; the same applies hereinafter) as the reference element Q ₀ , the reference position O and the reference on the determination surface. Recognized as each of the speeds v ₀ . In addition, the situation recognition unit 102 recognizes an object such as a human and the position and speed thereof as the first element Q ₁ , the object position p, and the object speed v on the determination surface. Further, the situation recognizing unit 102 applies the first element Q ₁ that is intermittently or continuously expanded according to the relative position of the object position p to the reference position O and the relative speed of the object speed v to the reference speed v ₀ to the second. recognized as an element Q _2.

環境データベース１０４は、ロボット１の現在位置に基づいてロボット１の通行可能領域、ひいては通行エリアＴＡを特定するための基礎情報を記憶かつ管理する。なお、環境データベース１０４がロボット１から独立したデータベースサーバにより構成され、ロボット１と当該サーバとの無線または有線通信によって環境データベース１０４の情報が検索されてもよい。   The environment database 104 stores and manages basic information for specifying the area where the robot 1 can pass, and thus the passage area TA, based on the current position of the robot 1. Note that the environment database 104 may be configured by a database server independent of the robot 1, and information in the environment database 104 may be retrieved by wireless or wired communication between the robot 1 and the server.

第１処理部１１０は状況認識部１０２により認識された基準要素Ｑ₀と第１要素Ｑ₁との接触可能性の有無を判定する。 The first processing unit 110 determines whether there is a possibility of contact between the reference element Q ₀ recognized by the situation recognition unit 102 and the first element Q ₁ .

第２処理部１２０は状況処理部１０２による認識結果に基づき、ロボット１の経路を判定面における基準要素Ｑ₀の経路Ｒ_kとして設定する。第１処理部１１０により接触可能性があると判定されたことを要件として、状況認識部１０２により認識された基準要素Ｑ₀および第２要素Ｑ₂が接触を回避するための基準要素Ｑ₀の経路Ｒ_kの一部（後述する「局所的経路」）または全部を変更し、当該変更後の新たな経路Ｒ_k+1に応じた行動計画を設定する。 The second processing unit 120 sets the route of the robot 1 as the route R _k of the reference element Q _{0 on} the determination surface based on the recognition result by the situation processing unit 102. On the condition that it is determined that there is a possibility contacted by the first processing unit 110, the reference element Q ₀ and the second element Q ₂ to which is recognized by the situation recognition unit 102 of the reference element Q ₀ to avoid contact A part of the route R _k (“local route” to be described later) or the whole is changed, and an action plan corresponding to the new route R _{k + 1} after the change is set.

続いて、前記構成のロボットの機能について図３〜図１０を用いて説明する。   Subsequently, functions of the robot having the above-described configuration will be described with reference to FIGS.

状況認識部１０２が「状況認識処理」を実行する（図３／Ｓ１００）。   The situation recognition unit 102 executes “situation recognition processing” (FIG. 3 / S100).

状況処理部１０２はロボット１の通行可能領域を判定面における通行エリアＴＡとして認識する（図３／Ｓ１０２）。具体的には、状況処理部１０２はロボット１の現在位置に基づき、ロボット１の周囲にある固定物体および静止物体のそれぞれの形状およびサイズ（外形特性）、ならびに配置または位置を環境データベース１０４への照会によって認識する。ロボット１の現在位置はそのＧＰＳ機能により得られる緯度および経度を表す信号や、ジャイロスコープから逐次出力されるロボット１の加速度を表す信号に基づいて測定される。   The situation processing unit 102 recognizes the accessible area of the robot 1 as the passage area TA on the determination surface (S102 in FIG. 3). Specifically, based on the current position of the robot 1, the situation processing unit 102 stores the shape and size (outer shape characteristics) and the arrangement or position of fixed and stationary objects around the robot 1 in the environment database 104. Recognize by inquiry. The current position of the robot 1 is measured based on a signal representing latitude and longitude obtained by the GPS function and a signal representing acceleration of the robot 1 sequentially output from the gyroscope.

これにより、たとえば図５および図６に示されているようにロボット１が壁（固定物体）Ｙ１に囲まれ、中心部にあるＬ字形状の柱（固定物体）Ｙ２が存在し、柱Ｙ２の周囲に机や棚などの静止物体Ｙ３，Ｙ４が置かれている室内に存在している場合、図７に示されている当該固定物体および当該静止物体に対応する斜線部分を除くエリアが通行エリアＴＡとして認識される。ロボット１の広がりを考慮に入れ、ミンコフスキー和（後述）やミンコフスキー差などの手法によって固定物体および静止物体がその実際の占有領域よりも広い領域として認識された上で、通行エリアＴＡが認識される。   As a result, for example, as shown in FIGS. 5 and 6, the robot 1 is surrounded by the wall (fixed object) Y1, there is an L-shaped column (fixed object) Y2 in the center, and the column Y2 When there is a room where stationary objects Y3 and Y4 such as desks and shelves are placed around, the area excluding the fixed object and the hatched portion corresponding to the stationary object shown in FIG. Recognized as TA. Taking into account the spread of the robot 1, the fixed area and the stationary object are recognized as an area wider than the actual occupied area by a technique such as Minkowski sum (described later) or Minkowski difference, and then the traffic area TA is recognized. .

状況認識部１０２はロボット１、その位置および速度のそれぞれを、判定面における基準要素Ｑ₀、基準位置Ｏおよび基準速度ｖ₀のそれぞれとして認識する（図３／Ｓ１０４）。たとえば、ロボット１ならびにその位置および速度のそれぞれが図６に示されている判定面における点または微小な領域としての基準要素Ｑ₀、基準位置ｐ₀および基準速度ｖ₀として認識される。後述するようにＣＣＤカメラ２１を通じて得られた画像に基づき測定された物体ｘの位置は、ロボット１を基準とする相対位置に該当するので、ロボット１の位置測定は省略される。なお、物体ｘの測定位置が緯度および経度により表されている等、当該相対位置に該当しない場合、ロボット１の位置は当該相対位置の測定のために測定される。ロボット１の速度はロボット１の時系列的な測定位置、ジャイロスコープから出力される信号、または脚体１３の各関節角度および逆動力学モデル等に基づいて測定されうる。 The situation recognition unit 102 recognizes the robot 1, its position and speed as the reference element Q ₀ , the reference position O and the reference speed v ₀ on the determination plane (S104 in FIG. 3). For example, the robot 1 and its position and speed are recognized as a reference element Q ₀ , a reference position p ₀ and a reference speed v ₀ as a point or a minute area on the determination surface shown in FIG. As will be described later, since the position of the object x measured based on the image obtained through the CCD camera 21 corresponds to the relative position with respect to the robot 1, the position measurement of the robot 1 is omitted. When the measurement position of the object x does not correspond to the relative position, for example, expressed by latitude and longitude, the position of the robot 1 is measured for measurement of the relative position. The speed of the robot 1 can be measured based on the time series measurement position of the robot 1, a signal output from the gyroscope, each joint angle of the leg 13, an inverse dynamic model, or the like.

また、状況認識部１０２は人間等の物体ｘ、その位置および速度のそれぞれを判定面における第１要素Ｑ₁、物***置ｐおよび物体速度ｖのそれぞれとして認識する（図３／Ｓ１０６）。たとえば、図５および図６に示されているようにロボット１の周囲（ＣＣＤカメラ２１の撮像範囲）に物体ｘ₁およびｘ₂が存在する場合、各物体ｘ₁およびｘ₂ならびにその位置および速度ベクトルのそれぞれが、図７に示されているように判定面における第１要素（領域）Ｑ₁₁およびＱ₁₂、物***置ｐ₁およびｐ₂ならびに物体速度ｖ₁およびｖ₂として認識される。物体ｘの位置はＣＣＤカメラ２１を通じて得られた画像の解析に基づいて測定される。ＣＣＤカメラ２１を通じて得られた画像に基づいて測定された位置は、ロボット１を基準とした相対位置に該当する。なお、物体ｘの形状およびサイズは、人間、犬（小形動物）等、当該物体ｘの種類が認識された後、当該認識結果に基づくデータベース（図示略）の検索によって認識されてもよい。このデータベースには、物体ｘの種類と、当該種類ごとの物体ｘの標準的な形状およびサイズがデータとして管理されている。また、物体ｘの位置はこの物体ｘが有する通信装置等から送信された緯度および経度を表す信号に基づいて測定されてもよい。さらに、物体ｘの速度はこの物体ｘの位置の時間変化として測定されうる。判定面は緯度および経度により任意の点が特定されるモデル上の平面または曲面としてあらかじめ定義されていてもよいが、ＣＣＤカメラ２１を通じて得られる画像に基づいて認識されるロボット１の周辺における床面の傾斜角度や、段差や凹凸の有無等の形状に基づいて逐次定義されてもよい。 In addition, the situation recognition unit 102 recognizes the object x such as a human and the position and velocity thereof as the first element Q ₁ , the object position p, and the object velocity v on the determination surface (S106 in FIG. 3). For example, as shown in FIGS. 5 and 6, when the objects x ₁ and x ₂ exist around the robot 1 (the imaging range of the CCD camera 21), the objects x ₁ and x ₂ and their positions and velocities are detected. Each of the vectors is recognized as first elements (regions) Q ₁₁ and Q ₁₂ , object positions p ₁ and p _2, and object velocities v ₁ and v ₂ on the determination plane as shown in FIG. The position of the object x is measured based on the analysis of the image obtained through the CCD camera 21. A position measured based on an image obtained through the CCD camera 21 corresponds to a relative position with respect to the robot 1. The shape and size of the object x may be recognized by searching a database (not shown) based on the recognition result after the type of the object x such as a human or a dog (small animal) is recognized. In this database, the type of the object x and the standard shape and size of the object x for each type are managed as data. The position of the object x may be measured based on a signal representing latitude and longitude transmitted from a communication device or the like included in the object x. Furthermore, the velocity of the object x can be measured as a time change of the position of the object x. The determination surface may be defined in advance as a plane or curved surface on a model in which an arbitrary point is specified by latitude and longitude, but the floor surface around the robot 1 recognized based on an image obtained through the CCD camera 21 May be sequentially defined on the basis of the inclination angle or the shape such as the presence or absence of a step or unevenness.

ロボット１の外形特性（形状およびサイズ）に応じて拡張された、判定面における物体ｘの外形特性に応じた領域が、第１要素Ｑ₁として認識される。より具体的には、ロボット１および物体ｘのそれぞれの外形特性に応じた、判定面における外形特性を有する２つの領域のミンコフスキー和が第１領域Ｑ₁として認識される。たとえば、図８（ａ）に示されている判定面においてロボット１および物体ｘのそれぞれが円形状のロボット領域ｑ₀および矩形状の物体領域ｑとして定義される場合、図８（ｂ）に示されているように角が丸い矩形状の領域として表現される当該２つの領域のミンコフスキー和ｑ₀＋ｑが第１要素Ｑ₁として認識される。ロボット領域ｑ₀の中心が物体領域ｑの輪郭をなぞるようにロボット領域ｑ₀を物体領域ｑの周囲で移動させた場合、ロボット領域ｑ₀のうち物体領域ｑからはみ出した部分が描く環状の領域と、物体領域ｑとの和がミンコフスキー和に該当する。ロボット領域ｑ₀の形状およびサイズはロボット１のサイズ（または形状およびサイズ）に応じてメモリに予め格納されており、当該メモリから読み出されることにより認識される。物体領域ｑはＣＣＤカメラ２１を通じて得られた画像に基づいて認識される物体ｘのサイズ（または形状およびサイズ）に応じた広がりを有する領域として認識される。なお、物体領域ｑがそのまま第１要素Ｑ₁として認識されてもよく、ミンコフスキー和とは異なる方法によりロボット領域ｑ₀のサイズ等の外形特性に応じて拡張された物体領域ｑが第１要素Ｑ₁として認識されてもよい。 Was extended in accordance with the contour characteristics of the robot 1 (shape and size), the area corresponding to the contour characteristics of the object x on the discriminant plane is recognized as a first element Q _1. More specifically, the Minkowski sum of the two regions having the external characteristics on the determination surface according to the external characteristics of the robot 1 and the object x is recognized as the first region Q ₁ . For example, when the robot 1 and the object x are respectively defined as a circular robot region q ₀ and a rectangular object region q on the determination plane shown in FIG. As shown, the Minkowski sum q ₀ + q of the two areas expressed as rectangular areas with rounded corners is recognized as the first element Q ₁ . When the robot region q ₀ is moved around the object region q so that the center of the robot region q ₀ follows the contour of the object region q, a ring-shaped region drawn by a portion of the robot region q ₀ that protrudes from the object region q And the object region q corresponds to the Minkowski sum. The shape and size of the robot region q ₀ are stored in advance in a memory in accordance with the size (or shape and size) of the robot 1 and are recognized by being read from the memory. The object region q is recognized as a region having a spread corresponding to the size (or shape and size) of the object x recognized based on the image obtained through the CCD camera 21. The object region q may be recognized as the first element Q ₁ as it is, and the object region q expanded according to the external characteristics such as the size of the robot region q ₀ by a method different from the Minkowski sum is the first element Q 1. _It may be recognized as ₁ .

さらに、状況認識部１０２は基準位置Ｏおよび物***置ｐ、ならびに基準速度ｖ₀および物体速度ｖに応じて拡張された第１要素Ｑ₁を第２要素Ｑ₂として認識する（図３／Ｓ１０８）。図５および図６に示されている状況では、図７に示されているような第２要素Ｑ₂₁およびＱ₂₂が認識される。 Furthermore, the situation recognition unit 102 recognizes the first element Q ₁ expanded according to the reference position O and the object position p, and the reference speed v ₀ and the object speed v as the second element Q ₂ (FIG. 3 / S108). . In the situation shown in FIGS. 5 and 6, the second elements Q ₂₁ and Q ₂₂ as shown in FIG. 7 are recognized.

たとえば図９（ａ）左側に示されている第１要素Ｑ₁が基準速度ｖ₀に対する物体速度ｖの相対速度（ベクトル）ｖ−ｖ₀に応じた方向に連続的に引き伸ばされた結果として、図９（ａ）右側に示されているほぼまっすぐな帯状の第２要素Ｑ₂が認識される。第１要素Ｑ₁の引き伸ばし量は、第１要素の速度ｖ−ｖ₀と、相対位置Ｏ−ｐと、相対速度ｖ−ｖ₀とに基づき、次式（１）にしたがって設定される。 For example, as a result of the first element Q ₁ shown on the left side of FIG. 9A being continuously stretched in the direction corresponding to the relative speed (vector) v−v ₀ of the object speed v with respect to the reference speed v ₀ , A substantially straight belt-like second element Q ₂ shown on the right side of FIG. 9A is recognized. Stretching amount of the first element Q ₁ is a velocity v-v ₀ of the first element, the relative position O-p, based on the relative velocity v-v _0, is set according to the following equation (1).

（引き伸ばし量）＝｜Ｏ−ｐ｜・｜ｖ｜／｜ｖ−ｖ₀｜‥（１）
また、図９（ｂ）左側に示されている第１要素Ｑ₁が相対速度ｖ−ｖ₀にしたがって旋回するように連続的に引き伸ばされた結果として、図９（ｂ）右側に示されている屈曲した帯状の第２要素Ｑ₂が認識される。なお、図９（ｃ）左側に示されている第１要素Ｑ₁が相対速度ｖ−ｖ₀に応じた方向に断続的に引き伸ばされた結果として、図９（ｃ）右側に示されている分離した要素からなる第２要素Ｑ₂が認識されてもよい。第１要素Ｑ₁の引き伸ばし部分は、物体の挙動状態（位置および速度）に応じて予測される当該物体の未来像に相当する。 (Stretching amount) = | O−p | · | v | / | v−v ₀ | (1)
Further, as a result of the first element Q ₁ shown on the left side of FIG. 9B being continuously stretched so as to turn according to the relative speed v−v ₀ , it is shown on the right side of FIG. 9B. A bent belt-like second element Q ₂ is recognized. Note that, as a result of intermittently extending the first element Q ₁ shown on the left side of FIG. 9C in the direction corresponding to the relative velocity v−v ₀ , it is shown on the right side of FIG. 9C. The second element Q ₂ composed of the separated elements may be recognized. The stretched portion of the first element Q ₁ corresponds to a future image of the object predicted according to the behavior state (position and speed) of the object.

さらに、状況認識部１０２は物体ｘが人間等の動物やロボットのような自律的な可動物体であるか、そうではない静止物体であるかの別を判定する。たとえば形状パターンマッチング等による物体ｘの種類判定に基づいて当該物体ｘの可動物体および静止物体の別が判定されてもよい。   Further, the situation recognition unit 102 determines whether the object x is an autonomous movable object such as an animal such as a human being or a robot, or a stationary object that is not. For example, the distinction between the movable object and the stationary object of the object x may be determined based on the type determination of the object x by shape pattern matching or the like.

続いて、第１処理部１１０が状況認識部１０２により認識された判定面における基準要素Ｑ₀と第１要素Ｑ₁との接触可能性の有無、すなわち、ロボット１と各物体との接触可能性の有無を判定する「第１処理」を実行する（図３／Ｓ１１０）。 Subsequently, presence or absence of contact possibility between the reference element Q ₀ and the first element Q ₁ on the determination surface recognized by the situation recognition unit 102 by the first processing unit 110, that is, contact possibility between the robot 1 and each object. The “first process” for determining whether or not there is is executed (FIG. 3 / S110).

第１処理部１１０は、第１接触条件および第２接触条件の両方を満たす第１要素Ｑ₁の有無を判定する（図３／Ｓ１１２）。「第１接触条件」はロボット１の行動計画に応じた、判定面における基準位置Ｏから目標位置ｐ_dまで延びる基準要素Ｑ₀の経路Ｒ_Kとの位置関係に関する条件である。「第２接触条件」は判定面における基準要素Ｑ₀からの移動コストに関する条件である。たとえば第２接触条件を満たす第１要素Ｑ₁の有無が判定され、このような第１要素が存在すると判定された場合に当該第１要素Ｑ₁のうちさらに第２接触条件を満たす第１要素Ｑ₁の有無が判定される。第１および第２接触条件の両方を満たす第１要素Ｑ₁が存在する場合、基準要素Ｑ₀との接触可能性がある第１要素Ｑ₁が存在すると判定される。なお、第１および第２接触条件のうち一方のみを満たす第１要素Ｑ₁が存在する場合も、基準要素Ｑ₀との接触可能性がある第１要素Ｑ₁が存在すると判定されてもよい。 The first processing unit 110 determines whether or not there is the first element Q ₁ that satisfies both the first contact condition and the second contact condition (FIG. 3 / S112). "First contact condition" is a condition relating to the position relationship between the route R _K reference element Q ₀ which extends according to the action plan of the robot 1, from the reference position O on the discriminant plane to the target position p _d. The “second contact condition” is a condition related to the movement cost from the reference element Q _{0 on the} determination surface. For example, when the presence or absence of the first element Q ₁ satisfying the second contact condition is determined and it is determined that such a first element exists, the first element satisfying the second contact condition among the first elements Q ₁ is further determined. the presence or absence of Q ₁ is determined. If there is a first element Q ₁ that satisfies both the first and second contact conditions, it is determined that there is a first element Q ₁ that is likely to contact the reference element Q ₀ . Note that even when there is a first element Q ₁ that satisfies only one of the first and second contact conditions, it may be determined that there is a first element Q ₁ that is likely to contact the reference element Q _0. .

たとえば「経路Ｒ_Kと第１要素Ｑ₁との交点または接点が存在すること」が第１接触条件として採用され、「移動コストが規定範囲｛０，ε₊（＞０）｝にあること」が第２接触条件として採用され、かつ、ロボット１の最新の行動計画に応じた図６に示されている経路Ｒ_kが設定されている場合を考察する。 For example, “the existence of an intersection or a contact point between the path _RK and the first element Q ₁ ” is adopted as the first contact condition, and “the movement cost is within a specified range {0, ε ₊ (> 0)}”. Is adopted as the second contact condition, and the route R _k shown in FIG. 6 corresponding to the latest action plan of the robot 1 is set.

移動コストは、判定面において基準要素Ｑ₀が第１要素Ｑ₁に接触するまでの所要時間および移動距離のうち一方または両方の関数として第２処理部１２０により評価される。図７に示されている基準要素Ｑ₀と第１要素Ｑ₁₁およびＱ₁₂のそれぞれとの直線距離もしくは経路Ｒ_kに沿った距離ｄ、基準要素Ｑ₀および第１要素Ｑ₁₁およびＱ₁₂のそれぞれが速度を維持したままで接触するまでの所要時間ｔ＝（ｄ／｜ｖ₀−ｖ｜））、または当該距離ｄおよび所要時間ｔのうち一方もしくは両方の増加関数が移動コストとして評価される。この場合、２つの第１要素Ｑ₁₁〜Ｑ₁₂のうち、基準要素Ｑに近い第１要素Ｑ₁₁〜Ｑ₁₂の両方が第２接触条件を満たしていると判定されうる。 The movement cost is evaluated by the second processing unit 120 as a function of one or both of the time required for the reference element Q ₀ to contact the first element Q ₁ and the movement distance on the determination surface. The linear distance between the reference element Q ₀ and each of the first elements Q ₁₁ and Q ₁₂ shown in FIG. 7 or the distance d along the path R _k , the reference element Q ₀ and the first elements Q ₁₁ and Q ₁₂ The required time t = (d / | v ₀ −v |)) until each contact is made while maintaining the speed, or an increase function of one or both of the distance d and the required time t is evaluated as the movement cost. The In this case, one of the two first elements Q ₁₁ to Q _12, both the first element Q ₁₁ to Q ₁₂ close to the reference element Q may be determined to satisfy the second contact condition.

また、第２接触条件を満たしている２つの第１要素Ｑ₁₁およびＱ₁₂のうち、経路Ｒ_Kと交わっている第１要素Ｑ₁₁が第１接触条件を満たしていると判定される。なお「第１要素Ｑ₁までの最短距離、またはその経路Ｒ_Kの一部もしくは全部に沿った累積または積分が所定値以下であること」や「基準位置Ｏにおける経路Ｒ_Kの接線（基準要素Ｑ₀の移動方向に延びている。）と第１要素Ｑ₁との交点または接点が存在すること」等の条件が第１接触条件として採用されてもよい。 Also, among the first elements Q ₁₁ and Q ₁₂ of the two which satisfies the second contact condition, the first element Q ₁₁ is also intersected with the path R _K is determined to satisfy the first contact condition. Note tangent (reference element of the "first shortest distance to the element Q ₁ or the path R that accumulated or integral part or along the whole of the _K is equal to or less than a predetermined value," and "route at the reference position O R _K extends in the moving direction of the Q _0.) the condition that "such first intersection or contact between elements Q ₁ is present may be employed as the first contact condition.

そして、第１処理部１１０によって基準要素Ｑ₀との接触可能性がある第１要素Ｑ₁が存在すると判定された場合（図３／Ｓ１１２‥ＹＥＳ）、第２処理部１２０がすべての第２要素Ｑ₂との接触を回避しうるような基準要素Ｑ₀の経路を設定し、かつ、当該経路に応じたロボット１の新たな行動計画を設定する「第２処理」を実行する（図４／Ｓ１２０）。 When it is determined by the first processing unit 110 that the first element Q ₁ that has a possibility of contact with the reference element Q ₀ exists (FIG. 3 / S112... YES), the second processing unit 120 makes all the second elements A “second process” for setting a route for the reference element Q ₀ that can avoid contact with the element Q ₂ and setting a new action plan for the robot 1 corresponding to the route is executed (FIG. 4). / S120).

第２処理部１２０は局所的経路ｒ_k+1の設定を試行し、当該局所的経路ｒ_k+1の設定の成否を判定する（図４／Ｓ１２１）。たとえば図１０（ａ）に示されているように第２領域Ｑ₂₁に交わっている現在経路Ｒ_kにおいて、当該第２領域Ｑ₂₁の前後それぞれに２つの点ｐ_k1およびｐ_k2を設定する。そして、第２処理部１２０は当該２つの点ｐ_k1およびｐ_k2を結び、すべての第２領域Ｑ₂₁〜Ｑ₂₂との交点および接点がない局所的経路ｒ_k+1の設定を試行する。 The second processing unit 120 attempts to set the topical route r _{k + 1,} and determines the success or failure of the topical route r _{k + 1} configuration (Fig. 4 / S121). For example, in the current path R _k intersects the second region Q ₂₁ as shown in FIG. 10 (a), sets the two points p _k1 and p _k2, respectively before and after the second region Q _21. Then, the second processing unit 120 tries to set a local route r _{k + 1} that connects the two points p _k1 and p _k2 and has no intersections or contacts with all the second regions Q _{21 to} Q ₂₂ .

第２処理部１２０は局所的経路ｒ_k+1の設定が成功したと判定した場合（図４／Ｓ１２１‥ＹＥＳ）、この局所的経路ｒ_k+1を含む新たな経路Ｒ_k+1を設定し、当該経路Ｒ_k+1に応じた新たな行動計画を設定する（図４／Ｓ１２２）。たとえば図１０（ｂ）に一点鎖線で示されているような局所的経路ｒ_k+1が設定された場合、現在経路Ｒ_kのうち、局所的経路ｒ_k+1と始点および終点を共通にする破線部分ｒ_kが当該局所的経路ｒ_k+1に置換されることで、図１０（ｃ）に示されているような新たな経路Ｒ_k+1が設定される。 When the second processing unit 120 determines that the setting of the local route r _{k + 1} is successful (FIG. 4 / S121... YES), the second processing unit 120 sets a new route R _{k + 1} including the local route r _{k + 1.} Then, a new action plan corresponding to the route R _{k + 1} is set (FIG. 4 / S122). For example, when the local route r _{k + 1} as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 10B is set, the local route r _{k + 1} and the start point and the end point are shared among the current route R _k. By replacing the broken line portion r _k with the local route r _{k + 1} , a new route R _{k + 1} as shown in FIG. 10C is set.

一方、第２処理部１２０は局所的経路ｒ_k+1の設定が失敗したと判定した場合（図４／Ｓ１２１‥ＮＯ）、局所的経路ｒ_k+1の設定の妨げとなった第２要素Ｑ₂のうち、状況認識部１０２によって可動物体であると判定された第２要素Ｑ₂の有無を判定する（図４／Ｓ１２３）。 On the other hand, if the second processing unit 120 determines that the setting of the local route r _{k + 1} has failed (FIG. 4 / S121... NO), the second element that hinders the setting of the local route r _{k + 1.} of Q _2, determines second presence element Q ₂ to which is determined to be a moving object by situation recognition unit 102 (FIG. 4 / S123).

そして、第２処理部１２０はこのような第２要素Ｑ₂が存在すると判定した場合（図４／Ｓ１２３‥ＹＥＳ）、当該判定が繰り返されている時間（または回数）ｔが第１閾値ｔ₁以下であるか否かを判定する（図４／Ｓ１２４）。 When the second processing unit 120 determines that such a second element Q ₂ exists (FIG. 4 / S123... YES), the time (or number of times) t during which the determination is repeated is the first threshold t _1. It is determined whether or not the following is true (FIG. 4 / S124).

第２処理部１２０は当該時間ｔが第１閾値ｔ₁以下であると判定した場合（図４／Ｓ１２４‥ＹＥＳ）、ロボット１を一時停止または減速させる「第１種の行動計画」を設定する（図４／Ｓ１２５）。ロボット１は第１種の行動計画にしたがって一時的に停止（その場で足踏みすることも含まれる。）または減速する。 When the second processing unit 120 determines that the time t is equal to or less than the first threshold t ₁ (FIG. 4 / S124... YES), the second processing unit 120 sets a “first type action plan” for temporarily stopping or decelerating the robot 1. (FIG. 4 / S125). The robot 1 temporarily stops (including stepping on the spot) or decelerates according to the first type of action plan.

一方、第２処理部１２０は当該時間ｔが第１閾値ｔ₁を超えていると判定した場合（図４／Ｓ１２４‥ＮＯ）、さらに当該時間ｔが第２閾値ｔ₂（＞ｔ₁）以下であるか否かを判定する（図４／Ｓ１２６）。そして、第２処理部１２０は当該時間ｔが第２閾値ｔ₂以下であると判定した場合（図４／Ｓ１２６‥ＹＥＳ）、ロボット１の存在を物体ｘに通知するように搭載機器の動作を制御する「第２種の行動計画」を設定する（図４／Ｓ１２７）。ロボット１は第２種の行動計画にしたがって、人間やロボット等の可動物体の他の場所への移動を誘起するように、当該ロボット１の搭載機器の動作を制御する。たとえば、ロボット１を駆動するアクチュエータの動作制御により頭部１１や腕部１２等の身体部分を通常とは異なる態様で動かす。また、ロボット１に音声出力機器が搭載されている場合、この音声出力機器に音声を出力させる。さらに、ロボット１に表示灯（方向指示器）や光照射機器が搭載されている場合、当該機器の点灯や光照射の形態が調節される。 On the other hand, when the second processing unit 120 determines that the time t exceeds the first threshold t ₁ (FIG. 4 / S124... NO), the time t is equal to or less than the second threshold t ₂ (> t ₁ ). It is determined whether or not (FIG. 4 / S126). When the second processing unit 120 determines that the time t is equal to or less than the second threshold t ₂ (FIG. 4 / S126... YES), the second processing unit 120 operates the mounted device so as to notify the object x of the presence of the robot 1. The “second type action plan” to be controlled is set (FIG. 4 / S127). The robot 1 controls the operation of the equipment mounted on the robot 1 according to the second type of action plan so as to induce movement of a movable object such as a human or a robot to another place. For example, body parts such as the head 11 and the arm 12 are moved in a manner different from the normal by controlling the operation of an actuator that drives the robot 1. If the robot 1 is equipped with a voice output device, the voice output device is caused to output a voice. Furthermore, when an indicator lamp (direction indicator) or a light irradiation device is mounted on the robot 1, the lighting or light irradiation mode of the device is adjusted.

第２処理部１２０は前記のような第２要素Ｑ₂が存在すると判定した場合（図４／Ｓ１２３‥ＮＯ）、または当該時間ｔが第２閾値ｔ₂を超えていると判定した場合（図４／Ｓ１２６‥ＮＯ）、現在経路Ｒ_kを全体的に変更して新たな経路Ｒ_k+1を設定する（図４／Ｓ１２８）。これにより、図７に破線で示されているような経路が新たな経路Ｒ_k+1として設定される。 When the second processing unit 120 determines that the second element Q ₂ as described above exists (FIG. 4 / S123... NO), or determines that the time t exceeds the second threshold t ₂ (FIG. 4). 4 / S126... NO), the current route R _k is entirely changed to set a new route R _{k + 1} (FIG. 4 / S128). Thereby, a route as indicated by a broken line in FIG. 7 is set as a new route R _{k + 1} .

さらに、第２処理部１２０は判定面において基準要素Ｑ₀の基準位置Ｏおよび目的位置ｐ_dの距離｜Ｏ−ｐ_d｜が閾値δ以下になったか否か、すなわち、ロボット１がその目的位置に到達したか否かを判定する（図４／Ｓ１２９）。なお、第１処理部１１０による判定結果が否定的（図３／Ｓ１１２‥ＮＯ）であった場合も当該判定が実行される（図４／Ｓ１２９）。そして、当該判定結果が否定的であった場合（図４／Ｓ１２９‥ＮＯ）、前述の状況認識処理、第１処理等が再び実行される。一方、当該判定結果が肯定的であった場合（図２／Ｓ１２９‥ＹＥＳ）、前述の一連の処理が終了する。 Further, the second processing unit 120 determines whether or not the distance | O−p _d | between the reference position O of the reference element Q ₀ and the target position p _d is equal to or less than the threshold value δ on the determination surface, that is, the robot 1 has its target position. Is determined (S129 in FIG. 4). The determination is also executed when the determination result by the first processing unit 110 is negative (FIG. 3 / S112... NO) (FIG. 4 / S129). And when the said determination result is negative (FIG. 4 / S129 ... NO), the above-mentioned situation recognition process, a 1st process, etc. are performed again. On the other hand, when the determination result is affirmative (FIG. 2 / S129... YES), the above-described series of processing ends.

前記機能を発揮するロボット１によれば、建築物の柱や壁等の固定物体の占有領域、またはこのような固体物体に加え、机や棚等の静止物体のそれぞれの占有領域を除く領域が判定面における基準要素Ｑ₀の通行エリアＴＡとして認識される（図３／Ｓ１０２参照）。これにより、固定物体および静止物体とは異なる物体が、固体物体および静止物体から明確に区分されるので、第１要素Ｑ₁及び第２要素Ｑ₂の認識精度の向上が図られる。そして、局所的経路ｒ_k+1の変更または先の経路Ｒ_kの全体的な変更を伴う新たな経路Ｒ_k+1の設定の要否判定の精度向上が図られ、かつ、物体ｘとの確実な接触回避の観点からより適切な経路Ｒ_k+1が設定されうる。また、ロボット１のＣＣＤカメラ２１等の搭載センサによっては直接的に認識されない領域をも含む通行可能領域にわたってロボット１の経路および行動計画が設定されうる。 According to the robot 1 that performs the above function, there are areas occupied by fixed objects such as building pillars and walls, or areas other than such solid objects and areas occupied by stationary objects such as desks and shelves. It is recognized as the traffic area TA of the reference element Q _{0 on} the determination surface (see FIG. 3 / S102). Thereby, an object different from the fixed object and the stationary object is clearly separated from the solid object and the stationary object, so that the recognition accuracy of the first element Q ₁ and the second element Q ₂ can be improved. Then, it is possible to improve the accuracy of determining whether or not it is necessary to set a new route R _{k + 1} that involves a change in the local route r _{k + 1} or an overall change in the previous route R _k , and the object x A more appropriate route R _{k + 1} can be set from the viewpoint of reliable contact avoidance. Further, the route and action plan of the robot 1 can be set over a passable area including an area that is not directly recognized by the mounted sensor such as the CCD camera 21 of the robot 1.

また、基準要素Ｑ₀との接触可能性がある第１要素Ｑ₁が存在すると判定されたこと、すなわち、ロボット１の行動計画に応じた基準要素Ｑ₀の経路Ｒ_kとの位置関係に関する「第１接触条件」と、基準要素Ｑ₀からの移動コストに関する「第２接触条件」との両方を満たす第１要素Ｑ₁が存在することが行動計画の変更要件とされている（図３／Ｓ１１２参照）。これにより、人間等の物体ｘの挙動変化を誘発するような挙動変化の頻度を低く抑制しながら、当該物体ｘとの接触を回避して移動するようにロボット１を行動させることができる。また、ロボット１との位置関係や距離に鑑みて、当該ロボット１との接触可能性が現状では低い物体ｘに対応する第１要素Ｑ₁については、基準要素Ｑ₀との接触可能性の判定に応じた行動計画の変更処理（第２処理）等の実行が省略され、その分だけ情報処理の負荷が軽減されうる。そして、物体ｘの挙動変化がロボット１の挙動変化に応じて誘発される可能性を低下させることができる。 In addition, it is determined that there is a first element Q ₁ that has a possibility of contact with the reference element Q ₀ , that is, the positional relationship between the reference element Q _{0 and} the route R _k according to the action plan of the robot 1. The action plan change requirement is that there is a first element Q ₁ that satisfies both the “first contact condition” and the “second contact condition” relating to the cost of movement from the reference element Q ₀ (FIG. 3 / (See S112). This makes it possible to cause the robot 1 to act so as to move while avoiding contact with the object x while suppressing the frequency of the behavior change that induces the behavior change of the object x such as a human being low. Further, in view of the positional relationship and distance with the robot 1, for the first element Q ₁ corresponding to the object x whose contact possibility with the robot 1 is currently low, the contact possibility with the reference element Q ₀ is determined. The execution of the action plan change process (second process) according to the process is omitted, and the information processing load can be reduced accordingly. And possibility that the behavior change of the object x will be induced according to the behavior change of the robot 1 can be reduced.

さらに、判定面において基準要素Ｑ₀が第２要素Ｑ₂との接触を回避しながら移動しうる経路Ｒ_kのうちの一部が変更され、この変更後の局所的経路ｒ_K;1を含む新たな経路Ｒ_k+1に応じて新たな行動計画が設定される（図３／Ｓ１１０，図４／Ｓ１２０，図１０（ａ）〜（ｃ）参照）。これにより、基準要素Ｑ₀として認識されたロボット１および第１要素Ｑ₁として認識された物体ｘのそれぞれの形状やサイズ等の外形特性、位置、速度や加速度等の挙動状態に基づき、接触可能性がある当該物体ｘとの接触をロボット１が回避する必要性が高い状況で新たな経路Ｒ_k+1および行動計画が設定されうる。しかも、経路Ｒ_kの全部が変更される場合よりも経路Ｒ_kの変更度合が低くて済む。このため、経路変更に要する情報処理の負荷が過剰に重くなる事態が回避される。また、ロボット１がその目的位置ｐ_dまで必要以上に遠回りする経路（図６破線参照）がただちに設定される等、ロボット１の移動効率が著しく低下する事態が回避されうる。したがって、ロボット１が、移動効率が低下する事態を可能な限り回避しながらも物体ｘとの接触を回避するように移動または行動することができる。 Further, a part of the route R _k on which the reference element Q ₀ can move while avoiding contact with the second element Q ₂ on the determination surface is changed, and includes the changed local route r _{K; 1} . A new action plan is set according to the new route R _{k + 1} (see FIG. 3 / S110, FIG. 4 / S120, and FIGS. 10A to 10C). Accordingly, the robot 1 recognized as the reference element Q ₀ and the object x recognized as the first element Q ₁ can be contacted based on the external characteristics such as the shape and size, the behavioral state such as the position, speed, and acceleration. A new route R _{k + 1} and action plan can be set in a situation where it is highly necessary for the robot 1 to avoid contact with the object x. Moreover, it is low change degree of route R _k than if all of the route R _k is changed. For this reason, the situation where the load of information processing required for the route change becomes excessively heavy is avoided. Also, like the robot 1 route to detour unnecessarily to its target position p _d (see Fig. 6 dotted line) is immediately set, transfer efficiency of the robot 1 it can be avoided a situation that significantly reduced. Therefore, the robot 1 can move or act so as to avoid contact with the object x while avoiding a situation where the movement efficiency is lowered as much as possible.

また、局所的経路ｒ_k+1の変更の妨げとなる第２要素Ｑ₂に、自律的な可動物体であると認識された第２要素Ｑ₂が含まれていると判定された場合、ロボット１が一時的に停止等する第１種の行動計画が設定される（図４／Ｓ１２３‥ＹＥＳ，Ｓ１２５参照）。これにより、ロボット１の経路の一部が変更されてもなおもこの移動装置と接触する可能性がある物体ｘに、人間やロボット等、自律的に可動な物体が含まれていることに応じて、ロボット１が第１閾値ｔ₁以下の時間にわたって第１閾値ｔ₁以下の時間わたってその場で足踏み等する。そして、たとえば物体ｘが他の場所に移動し、これによりロボット１と物体ｘとの接触可能性が消える等の状況変化を待つことができる。また、このような状況変化によってロボット１にその経路Ｒ_kを変更させることなく、または経路Ｒ_kの一部のみを変更させることによって移動を再開または継続させることができる。 Also, the second element Q ₂ to which hinder topical route r _{k + 1} changes, if autonomous second element Q ₂ to which is recognized as a movable object is determined to be included, the robot A first type of action plan in which 1 temporarily stops is set (see FIG. 4 / S123... YES, S125). Thereby, even if a part of the path of the robot 1 is changed, the object x that may still come into contact with the moving device includes an autonomously movable object such as a human or a robot. Te is stepping like in situ robot 1 is over the first threshold value t ₁ the following times over a first threshold value t ₁ following time. Then, for example, it is possible to wait for a change in the situation such that the object x moves to another place, and thereby the contact possibility between the robot 1 and the object x disappears. Further, the movement can be resumed or continued without causing the robot 1 to change the route R _{k due} to such a situation change or by changing only a part of the route R _k .

さらに、局所的経路ｒ_k+1の変更の妨げとなる第２要素Ｑ₂に、状況処理認識部１０２によって人間等の自律的な可動物体であると認識された第２要素Ｑ₂が含まれていると判定した時間が第１閾値ｔ₁を超えたことを要件として、物体ｘにロボット１の存在を通知するように搭載機器の動作を制御する第２種の動作計画が設定される（図４／Ｓ１２７参照）。このため、物体ｘが他の場所に移動し、これにより経路Ｒ_kの大幅な変更をしなくても移動を継続できるようになる状況変化が期待される一方、なかなかそのような状況変化が起きない状態で、搭載機器の動作によってロボット１の存在を物体ｘに知らせることができる。たとえば物体ｘが人間等の動物である場合には、その視覚または聴覚によって認識しうるようなロボット１の行動や音声出力によって当該物体ｘの移動や挙動変化を誘起しうる。また、物体ｘが通信機能を有する移動装置（ロボットも含まれる。）である場合には、通信によってこの移動装置にロボット１の存在を認識させることができる。 Furthermore, the second element Q ₂ to which hinder topical route r _{k + 1} changes, the second element Q ₂ to which is recognized autonomous a movable object such as a person is included in some circumstances process the recognition unit 102 As a requirement that the time determined to have exceeded the first threshold t ₁ , a second type of operation plan for controlling the operation of the mounted device is set so as to notify the object x of the presence of the robot 1 ( (See FIG. 4 / S127). For this reason, while the object x moves to another place, it is expected that the situation changes so that the movement can be continued without making a significant change in the route R _k. On the other hand, such a situation change occurs. In the absence, the presence of the robot 1 can be notified to the object x by the operation of the mounted device. For example, when the object x is an animal such as a human, the movement or behavior change of the object x can be induced by the action of the robot 1 or the sound output that can be recognized by its visual or auditory sense. Further, when the object x is a mobile device (including a robot) having a communication function, the mobile device can recognize the presence of the robot 1 by communication.

その一方、局所的経路ｒ_k+1の変更の妨げとなる第２要素Ｑ₂に、自律的な可動物体であると認識された第２要素Ｑ₂が含まれていると認識された時間ｔが第２閾値ｔ₂を超えたことを要件として、経路Ｒ_k+1が全体的に変更され、当該変更後の新たな経路Ｒ_k+1に応じた行動計画が設定される（図４／Ｓ１２６‥ＮＯ，Ｓ１２８参照）。これにより、前記のように搭載機器の動作によっても経路の大幅な変更を伴わずに移動しうるような状況変化がなおも期待できないような場合、ただちに経路を大幅に変更してその目的位置までの迅速な移動が図られる。 Meanwhile, the second element Q ₂ to which hinder topical route r _{k + 1} changes, autonomous second element Q ₂ is Including a recognized time t, which is recognized as a moving object Is required to exceed the second threshold t ₂ , the route R _{k + 1} is changed as a whole, and an action plan corresponding to the new route R _{k + 1} after the change is set (FIG. 4 / (See S126, NO, S128). As a result, if it is still not possible to expect a change in the situation that can move without significant change of the route due to the operation of the on-board equipment as described above, immediately change the route to the target position. Can be moved quickly.

また、局所的経路ｒ_k+1の変更の妨げとなる第２要素Ｑ₂に、静止物体であると認識された第２要素Ｑ₂のみが含まれている場合、経路Ｒ_kが全体的に変更され、当該変更後の新たな経路Ｒ_k+1に応じた行動計画が設定される（図４／Ｓ１２３‥ＮＯ，Ｓ１２８参照）。これにより、ロボット１にあてもない状況変化を待たせるような事態が回避され、迅速に新たな経路に沿って移動させることができる。 Further, when only the second element Q ₂ recognized as a stationary object is included in the second element Q ₂ that hinders the change of the local path r _{k + 1} , the path R _k is totally displayed. The action plan corresponding to the new route R _{k + 1} after the change is set (see FIG. 4 / S123... NO, S128). As a result, a situation in which a situation change that does not exist in the robot 1 is awaited can be avoided, and the robot 1 can be quickly moved along a new route.

第１要素Ｑ₁は判定面において第２要素Ｑ₂よりも空間的な広がりが小さい要素として認識され、基準要素Ｑ₀との接触可能性がある第１要素Ｑ₁の存在が新たな行動計画の設定要件とされている（図２／Ｓ１１０，Ｓ１２０、図７〜９参照）。このため、第２要素Ｑ₂等の第１要素Ｑ₁よりも広い要素のうち、基準要素Ｑ₀との接触可能性がある要素の存在が新たな行動計画の設定要件とされている場合より、行動計画の変更の頻度およびこれにともなうロボット１の移動方向等の変更頻度が低く抑制される。また、ＣＣＤカメラ２１等による物体ｘの外形特性の認識精度が低いために判定面において必要以上に広い領域として認識された要素のうち、基準要素Ｑ₀との接触可能性がある要素の存在が新たな行動計画の設定要件とされている場合よりも、行動計画の変更の頻度およびこれにともなうロボット１の移動方向等の変更頻度が低く抑制される。すなわち、当該認識精度の低さが補償され、必要以上にロボット１の行動計画が変更される事態が回避される。 The first element Q ₁ is recognized as an element whose spatial extent is smaller than that of the second element Q ₂ on the determination surface, and the existence of the first element Q ₁ that may contact the reference element Q ₀ is a new action plan. (See FIG. 2 / S110, S120, FIGS. 7 to 9). For this reason, compared with the case where the presence of an element that may be in contact with the reference element Q ₀ among the elements wider than the first element Q ₁ such as the second element Q ₂ is set as a new action plan setting requirement. The frequency of change of the action plan and the change frequency of the movement direction of the robot 1 associated therewith are suppressed to be low. In addition, since the recognition accuracy of the external characteristic of the object x by the CCD camera 21 or the like is low, there is an element that may be in contact with the reference element Q ₀ among elements recognized as a larger area than necessary on the determination surface. The change frequency of the action plan and the change frequency of the movement direction of the robot 1 associated therewith are suppressed to be lower than when the new action plan is set as a requirement. That is, the low recognition accuracy is compensated, and a situation where the action plan of the robot 1 is changed more than necessary is avoided.

さらに、第２要素Ｑ₂は判定面において第１要素Ｑ₁よりも空間的な広がりが大きい要素として認識され、基準要素Ｑ₀と第２要素Ｑ₂との接触が回避されるように新たな経路Ｒ_k+1および行動計画が設定される（図４／Ｓ１２０、図１０（ａ）〜（ｃ）参照）。すなわち、基準要素Ｑ₀に対する第１要素Ｑ₁の相対速度等に応じて断続的または連続的に拡張された当該第１要素Ｑ₁が第２要素Ｑ₂として認識されている。このため、基準要素Ｑ₀が第１要素Ｑ₁等の第２要素Ｑ₂よりも狭い要素との接触を回避しうるような経路が設定される場合よりも、ロボット１と物体ｘとの接触のより確実な観点から適当な経路および行動計画が設定される。 Further, the second element Q ₂ is recognized as an element having a larger spatial extent than the first element Q ₁ on the determination surface, and a new one is avoided so as to avoid contact between the reference element Q ₀ and the second element Q _2. A route R _{k + 1} and an action plan are set (see FIG. 4 / S120, FIGS. 10A to 10C). That is, the reference element Q intermittently or continuously extended the first element Q ₁ in response to a first relative speed of the element Q ₁ and the like for ₀ is recognized as the second element Q _2. For this reason, the contact between the robot 1 and the object x is greater than when a path is set such that the reference element Q ₀ can avoid contact with an element narrower than the second element Q ₂ such as the first element Q _1. An appropriate route and action plan are set from a more reliable viewpoint.

したがって、ロボット１が、人間等の物体ｘの挙動変化を誘発する頻度を低く抑制しながら、当該物体ｘとの接触を回避して移動するように行動することができる。   Therefore, the robot 1 can act to move while avoiding contact with the object x while suppressing the frequency of inducing the behavior change of the object x such as a human being low.

また、ロボット１および物体ｘのそれぞれの外形特性に応じた２つの領域ｑ₀およびｑのミンコフスキー和ｑ₀＋ｑが第１要素Ｑ₁として認識される。これにより、ロボット１および物体ｘのそれぞれのサイズおよび形状が判定面における第１要素Ｑ₁のサイズおよび形状にまとめて反映されうる。このため、判定面における基準要素Ｑ₀の点または微小領域としての簡易的な取り扱い、ひいては基準要素Ｑ₀と第１要素Ｑ₁との接触可能性の有無の判定等の容易化が図られながらも、当該判定精度の向上または維持が図られうる。 Further, the Minkowski sum q ₀ + q of the two regions q ₀ and q corresponding to the external characteristics of the robot 1 and the object x is recognized as the first element Q ₁ . Thus, each of the size and shape of the robot 1 and the object x can be collectively reflected in the first element to Q ₁ size and shape on the discriminant plane. This facilitates easy handling of the reference element Q _{0 as} a point or a minute area on the determination surface, and determination of the possibility of contact between the reference element Q ₀ and the first element Q _1. In addition, the determination accuracy can be improved or maintained.

なお、前記制御方法がロボット１のように左右一対の脚体の動作によって移動するロボットのほか、３つ以上の脚体の動作によって移動するロボットや、車輪式移動ロボット（自動車）等、移動機能を有するあらゆる装置に適用されてもよい。   In addition to the robot that moves by the movement of a pair of left and right legs like the robot 1, the control method is a movement function such as a robot that moves by the action of three or more legs, a wheeled mobile robot (automobile), etc. It may be applied to any device having

また、移動コストに関する規定範囲の下限値として０ではなく正値が採用された場合、移動コストが当該下限値未満である場合には第２接触条件が満たされず、新たな行動計画は設定されない（図３／Ｓ１１２‥ＮＯ参照）。これにより、物体ｘがロボット１の近くにあるため、ロボット１の挙動を変化させると物体ｘの挙動変化を誘発し、かえって両者の接触可能性が高くなる可能性がある状態で、ロボット１の行動計画が変更される事態が回避されうる。   In addition, when a positive value is adopted instead of 0 as the lower limit value of the specified range related to the movement cost, the second contact condition is not satisfied and the new action plan is not set when the movement cost is less than the lower limit value ( (Refer to NO in FIG. 3 / S112). As a result, since the object x is near the robot 1, changing the behavior of the robot 1 induces a change in the behavior of the object x. The situation where the action plan is changed can be avoided.

さらに、基準要素Ｑ₀ひいてはロボット１の速度の方向および大きさのうち一方または両方の変化率が閾値以下となるように行動計画が設定されてもよい。この場合、行動計画の変更によるロボット１の過剰な速度変化およびこれにともなう挙動変化が抑制されうる。これにより、物体ｘの予期せぬ挙動変化を誘発し、ロボット１と物体ｘとの接触可能性をかえって高めるような事態が回避されうる。また、ロボット１にその能力を超えた速度変化またはこれにともなう挙動変化を強いる事態が回避されうる。 Further, the action plan may be set so that the rate of change of one or both of the reference element Q _{0 and} thus the speed direction and magnitude of the robot 1 is equal to or less than a threshold value. In this case, an excessive speed change of the robot 1 due to a change of the action plan and a behavior change accompanying the change can be suppressed. As a result, an unexpected behavior change of the object x is induced, and a situation in which the possibility of contact between the robot 1 and the object x is increased can be avoided. In addition, it is possible to avoid a situation in which the robot 1 is forced to change its speed exceeding its ability or change its behavior.

また、基準要素Ｑ₀ひいてはロボット１の速度の大きさが向きよりも優先的に変更されるように行動計画が設定されてもよい。この場合、ロボット１の速度の方向（移動方向）の変化が物体の挙動変化を誘発しやすい傾向があることに鑑みて、ロボット１の速度の大きさ（速さ）が向きよりも優先的に変更される。これにより、物体ｘの挙動変化を誘発するようなロボット１の挙動変化の頻度が低く抑えられうる。 Further, the action plan may be set so that the reference element Q _{0 and} thus the speed of the robot 1 is changed with priority over the direction. In this case, considering that the change in the speed direction (movement direction) of the robot 1 tends to induce a change in the behavior of the object, the magnitude (speed) of the speed of the robot 1 has priority over the direction. Be changed. Thereby, the frequency of the behavior change of the robot 1 which induces the behavior change of the object x can be suppressed low.

さらに、頭部１１、腕部１２、脚部１３、および基体１０の上部および下部が相対的に回動可能である場合には当該上部等、人間の身体部分に対応する可動部分を動かす駆動機器がロボット１に搭載され、第２処理部１２０が当該駆動機器の動作を制御する計画を新たな行動計画として設定してもよい。この場合、頭の正面（顔）の向きを変える、腕の向きを変える、胴体の上部を下部に対してひねる等の人間の身体部分に対応しているロボット１の可動部分の動きという人間にとって馴染みやすい行動様式によって、物体ｘとしての当該人間に違和感を覚えさせることなく明確にロボット１の移動方向を認識させることができる。これにより、物体ｘの方向転換等、ロボット１との接触可能性が低くなるように行動させ、ロボット１は当該物体との接触を確実に回避しうるように移動することができる。また、ロボット１に方向指示器、光照射装置、または音声出力装置等を設け、方向指示器の点灯、光照射装置によるビームの照射、音声出力装置による音声の出力によって、移動方向を予告するような行動計画が設定されてもよい。   Further, when the head 11, the arm 12, the leg 13, and the upper and lower portions of the base body 10 are relatively rotatable, a driving device that moves a movable part corresponding to a human body part such as the upper part. May be mounted on the robot 1 and the second processing unit 120 may set a plan for controlling the operation of the drive device as a new action plan. In this case, for the human being, the movement of the movable part of the robot 1 corresponding to the human body part, such as changing the direction of the front (face) of the head, changing the direction of the arm, or twisting the upper part of the torso with respect to the lower part. With the familiar behavior style, the moving direction of the robot 1 can be clearly recognized without causing the person as the object x to feel uncomfortable. Thereby, the robot 1 can be moved such that the possibility of contact with the robot 1 becomes low, such as the direction change of the object x, and the robot 1 can move so as to reliably avoid contact with the object. Further, the robot 1 is provided with a direction indicator, a light irradiation device, a voice output device, or the like, and the moving direction is notified in advance by turning on the direction indicator, irradiating a beam with the light irradiation device, and outputting a voice with the voice output device. A different action plan may be set.

本発明の移動装置の構成説明図Configuration diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の構成説明図Configuration diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention 本発明の移動装置の機能説明図Functional explanatory diagram of the mobile device of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

１‥ロボット（移動装置）、１００‥制御システム、１０２‥状況認識部、１０４‥環境データベース、１１０‥第１処理部、１２０‥第２処理部、ｘ‥物体、ＴＡ‥通行エリア、Ｑ₀‥基準要素、Ｑ₁‥第１要素、Ｑ₂‥第２要素 1 ‥ robot (mobile apparatus), 100 ‥ control system, 102 ‥ situation recognition unit, 104 ‥ environment database, 110 the first processing unit ‥, 120 ‥ second processing unit, x ‥ object, TA ‥ traffic area, Q ₀ ‥ Reference element, Q ₁ ...... first element, Q ₂ ...... second element

Claims (8)

行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置であって、
前記移動装置の現在像、物体の現在像、および該物体の挙動状態に応じた該物体の断続的または連続的な未来像を判定面における基準要素、第１要素および第２要素のそれぞれとして認識する状況認識部と、
該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素との接触可能性がある該第１要素の有無を判定する第１処理部と、
該第１処理部により当該接触可能性がある該第１要素が存在すると判定されたことを要件として、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素が目的位置に至るまでの経路の一部である局所的経路を、該基準要素と該第２要素との接触を回避しうるように変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定する第２処理部とを備えていることを特徴とする移動装置。 A mobile device that acts autonomously according to an action plan,
Recognizing the current image of the moving device, the current image of the object, and the intermittent or continuous future image of the object according to the behavior state of the object as the reference element, the first element, and the second element, respectively, on the determination surface A situation recognition unit to
A first processing unit that determines the presence or absence of the first element that is likely to contact the reference element based on a recognition result by the situation recognition unit;
On the condition that the first element having the possibility of contact is determined by the first processing unit, one path of the reference element to the target position is determined based on the recognition result by the situation recognition unit. A second processing unit that changes a local route that is a part so as to avoid contact between the reference element and the second element, and sets the action plan according to the new route after the change; A moving device comprising: 請求項１記載の移動装置において、前記状況認識部が前記物体の自律的な可動物体および静止物体の別を認識し、
前記第２処理部が前記局所的経路の変更の妨げとなる前記第２要素に、該状況認識部によって自律的な可動物体であると認識された第２要素が含まれていると認識したことを要件として前記移動装置が一時的に停止または減速する第１種の行動計画を前記行動計画として設定する一方、前記局所的経路の変更の妨げとなり前記第２要素に、該状況認識部によって静止物体であると認識された前記第２要素のみが含まれていると認識したことを要件として前記経路を全体的に変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定することを特徴とする移動装置。 The mobile device according to claim 1, wherein the situation recognition unit recognizes an autonomous movable object and a stationary object of the object,
The second processing unit has recognized that the second element that has been recognized as an autonomous movable object by the situation recognition unit is included in the second element that hinders the change of the local route. The first type of action plan in which the mobile device temporarily stops or decelerates is set as the action plan, while the change of the local route is hindered by the situation recognition unit. Changing the route as a whole on the condition that only the second element recognized as an object is included, and setting the action plan according to the new route after the change A moving device characterized by the above. 請求項２記載の移動装置において、前記局所的経路の変更の妨げとなる前記第２要素に、該状況処理認識部によって自律的な可動物体であると認識された第２要素が含まれていると認識した回数または時間が第１閾値を超えたことを要件として、前記移動装置の存在を該物体に通知するように搭載機器の動作を制御する第２種の行動計画を前記動作計画として設定することを特徴とする移動装置。   The mobile device according to claim 2, wherein the second element that hinders the change of the local route includes a second element that is recognized as an autonomous movable object by the situation processing recognition unit. The second type action plan for controlling the operation of the mounted device is set as the action plan so as to notify the object of the existence of the moving device, on the condition that the number of times or time recognized as the first threshold is exceeded. A mobile device characterized by: 請求項３記載の移動装置において、前記局所的経路の変更の妨げとなる前記第２要素に、該状況処理認識部によって自律的な可動物体であると認識された第２要素が含まれていると認識した回数または時間が第２閾値を超えたことを要件として、前記経路を全体的に変更し、当該変更後の該経路に応じた前記行動計画を設定することを特徴とする移動装置。   The mobile device according to claim 3, wherein the second element that hinders the change of the local route includes a second element that is recognized as an autonomous movable object by the situation processing recognition unit. The moving apparatus is characterized in that the route is changed as a whole and the action plan corresponding to the changed route is set on the condition that the number of times or the time recognized as a time exceeds a second threshold. 請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の移動装置において、前記状況認識部が固定物体および静止物体のそれぞれの占有領域を除く領域を前記判定面における通行エリアとして認識し、
前記第２処理部が該状況認識部による認識結果に基づき、該通行エリアの範囲内で前記経路を設定することを特徴とする移動装置。 The mobile device according to any one of claims 1 to 4, wherein the situation recognition unit recognizes an area excluding each occupied area of a fixed object and a stationary object as a traffic area on the determination surface,
The mobile device, wherein the second processing unit sets the route within the range of the traffic area based on a recognition result by the situation recognition unit. 行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置を制御する方法であって、
前記移動装置の現在像、物体の現在像、および該物体の挙動状態に応じた該物体の断続的または連続的な未来像を判定面における基準要素、第１要素および第２要素のそれぞれとして認識する状況認識処理と、
該状況認識における認識結果に基づき、該基準要素との接触可能性がある該第１要素の有無を判定する第１処理と、
該第１処理において当該接触可能性がある該第１要素が存在すると判定されたことを要件として、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素が目的位置に至るまでの経路の一部である局所的経路を、該基準要素と該第２要素との接触を回避しうるように変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定する第２処理とを実行することを特徴とする方法。 A method of controlling a mobile device that behaves autonomously according to an action plan,
Recognizing the current image of the moving device, the current image of the object, and the intermittent or continuous future image of the object according to the behavior state of the object as the reference element, the first element, and the second element, respectively, on the determination surface Situation recognition processing to
A first process for determining the presence or absence of the first element having a possibility of contact with the reference element based on a recognition result in the situation recognition;
A part of the route until the reference element reaches the target position based on the recognition result by the situation recognition unit on the condition that it is determined that the first element having the possibility of contact exists in the first process A local route is changed so as to avoid contact between the reference element and the second element, and a second process for setting the action plan according to the new route after the change is executed A method characterized by that. 行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置に搭載されたコンピュータを、該移動装置を制御するシステムとして機能させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
前記移動装置の現在像、物体の現在像、および該物体の挙動状態に応じた該物体の断続的または連続的な未来像を判定面における基準要素、第１要素および第２要素のそれぞれとして認識する状況認識部と、
該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素との接触可能性がある該第１要素の有無を判定する第１処理部と、
該第１処理部により当該接触可能性がある該第１要素が存在すると判定されたことを要件として、該状況認識部による認識結果に基づき、該基準要素が目的位置に至るまでの経路の一部である局所的経路を、該基準要素と該第２要素との接触を回避しうるように変更し、当該変更後の新たな経路に応じた前記行動計画を設定する第２処理部として機能させることを特徴とするプログラム。 A program for causing a computer mounted on a mobile device that behaves autonomously according to an action plan to function as a system for controlling the mobile device,
The computer,
Recognizing the current image of the moving device, the current image of the object, and the intermittent or continuous future image of the object according to the behavior state of the object as the reference element, the first element, and the second element, respectively, on the determination surface A situation recognition unit to
A first processing unit that determines the presence or absence of the first element that is likely to contact the reference element based on a recognition result by the situation recognition unit;
On the condition that the first element having the possibility of contact is determined by the first processing unit, one path of the reference element to the target position is determined based on the recognition result by the situation recognition unit. Function as a second processing unit that changes a local route that is a part to avoid contact between the reference element and the second element, and sets the action plan according to the new route after the change A program characterized by letting 行動計画にしたがって自律的に行動する移動装置を監督するシステムであって、
請求項１記載の移動装置を実現するため、請求項７記載のプログラムのうち少なくとも一部を前記コンピュータに対して配信または放送することを特徴とする監督システム。 A system for supervising mobile devices that act autonomously according to an action plan,
A supervisory system for delivering or broadcasting at least a part of the program according to claim 7 to the computer in order to realize the mobile device according to claim 1.

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