JP4738472B2 - 障害物回避機能を有する移動制御装置 - Google Patents
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Claims (11)
- 移動体と、
この移動体に設けられ、移動体進行方位を検出する検出手段と、
前記移動体に設けられ、障害物の位置およびこの障害物までの実計測距離を計測し、この検出手段が検出した前記移動体進行方位に対する前記障害物の方位角を出力する計測手段と、
この計測手段が出力した前記障害物の方位角の大きさに応じて、前記実計測距離を変化させて疑似距離を生成する疑似距離生成手段と、
この疑似距離生成手段が生成した前記疑似距離に基づき、前記移動体が前記障害物を回避するよう前記移動体の動作を制御し、前記移動体の並進速度出力方向を含む移動指令値を計算する制御手段と、を備え、
前記疑似距離生成手段は、
前記疑似距離および前記移動体自身の大きさに応じて前記移動体が取ることのできる並進速度出力許容方向の方位角と前記疑似距離との関係を定める速度方位ポテンシャル情報を記憶する記憶手段と、
前記移動体が出力する予定の並進移動速度の方向が回避対象障害物方向と前記並進速度出力許容方向との間に存在する場合、前記移動体の速度の出力の方向を、前記並進移動速度の出力が許容される方向にまで変更する並進速度出力指令値補正処理手段と、を備え、
前記疑似距離生成手段は、
前記移動体の周囲に存在する物体のうち、前記疑似距離が最短の計測点を有する物体の位置を回避対象の障害物位置として決定し、この障害物位置の前記疑似距離を入力とし、前記速度方位ポテンシャル情報の前記関係により前記並進速度出力許容方向を求め、この並進速度出力許容方向に前記並進速度出力方向が向くように前記並進速度出力方向を補正し、補正後の並進速度出力方向を含む補正移動指令値を出力する
ことを特徴とする障害物回避機能を有する移動制御装置。 - 前記疑似距離生成手段は、前記角度が大きくなるほど前記疑似距離を真値よりも長くすることを特徴とする請求項1記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。
- 前記疑似距離生成手段は、
前記疑似距離が大きくなるほど前記移動体が取ることのできる並進速度出力許容方向の方位角が0に近づき、前記疑似距離が小さくなるほど前記並進速度出力許容方向の方位角がπ/2に近づくようなポテンシャル形状を有する速度方位ポテンシャル情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。 - 前記疑似距離生成手段は、
前記疑似距離が第1閾値rmax以上である場合、前記移動体が取ることのできる並進速度出力許容方向の方位角が0となり、前記疑似距離が前記第1閾値rmax以下である場合、前記疑似距離の減少に伴い前記並進速度出力許容方向の方位角がπ/2に近づき、前記疑似距離が第2閾値rmin以下である場合、前記並進速度出力許容方向の方位角がπ/2となるようなポテンシャル形状を有する速度方位ポテンシャル情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。 - 前記記憶手段は、
前記移動体の移動速度が速いほど、前記移動体の移動速度が遅いときの疑似距離に比べて遠い擬似距離である段階から許容方位角を制限することを開始し、この移動速度が遅いときの疑似距離に比べて遠い擬似距離である段階でこの許容方位角が飽和状態に到達するよう、前記移動体の移動速度に応じて値が変化するようなポテンシャル形状を有する出力方位ポテンシャル情報を記憶することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。 - 前記並進速度出力指令値補正処理手段により変更された補正並進移動速度出力指令方向に対し、前記移動体が現状の姿勢で速度を出力することが不可能である場合、この移動体が速度を出力可能になるまで前記移動体自身の姿勢を転回するよう出力予定旋回移動速度を変更して旋回速度を発生させる旋回速度出力指令値補正処理手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。
- 前記並進移動速度を出力する方向が前記回避対象障害物方向と前記並進速度出力許容方向との間もしくは前記並進速度出力許容方向の近傍に存在する場合において、前記並進移動速度を出力する方向が前記回避対象障害物方向へ近づく旋回速度出力指令値の出力を許可しない旋回速度出力指令値補正処理手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。
- 前記疑似距離生成手段は、
速度量ポテンシャルにより制限された状態で前記移動体が出力可能な並進速度の最大値を、前記障害物が無い状態で前記移動体が出力可能な並進速度の最大値で除した値を表す比率と、前記疑似距離との関係を定める速度量ポテンシャル情報を記憶する記憶手段と、
前記移動体の出力予定の並進移動速度量がその出力時に得られる並進速度最大値よりも大きい場合、並進速度出力指令値を並進速度最大値にまで変更する並進速度出力指令値補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。 - 前記疑似距離生成手段は、
前記疑似距離が大きくなるほど、速度量ポテンシャルにより制限された状態で前記移動体が出力可能な並進速度の最大値を、前記障害物が無い状態で前記移動体が出力可能な並進速度の最大値で除した値を表す比率が1に近づき、前記疑似距離が小さくなるほどこの比率が0に近づくようなポテンシャル形状を有する速度量ポテンシャル情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。 - 前記疑似距離生成手段は、
前記疑似距離が第3閾値rv max以上である場合、速度量ポテンシャルにより制限された状態で前記移動体が出力可能な並進速度の最大値を、前記障害物が無い状態で前記移動体が出力可能な並進速度の最大値で除した値を表す比率が1となり、前記疑似距離が前記第3閾値rv max以下である場合、前記疑似距離の減少に伴い前記比率は0に近づき、前記疑似距離が第4閾値rv min以下である場合、前記比率が0となるようなポテンシャル形状を有する速度量ポテンシャル情報を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の障害物回避機能を有する移動制御装置。 - 移動空間に関する外部環境情報を保存し更新可能な記録手段と、
この記録手段に記録された前記外部環境情報をもとに目的地点までの経路を生成可能な経路生成手段と、
この経路生成手段により生成された前記経路を辿るよう、前記移動体の並進速度出力方向を含む移動指令値を生成する移動速度出力生成手段と、
疑似距離を生成し、この移動速度出力生成手段が生成した前記移動指令値に対して、速度出力補正を行う請求項1乃至10のいずれかに記載の疑似距離生成手段と、を備え、
この速度出力補正は、
前記移動体の周囲に存在する物体のうち、前記疑似距離が最短の計測点を有する物体の位置を回避対象の障害物位置として決定し、この障害物位置の前記疑似距離を入力とし、速度方位ポテンシャル情報の関係により、前記移動体が取ることのできる並進速度出力許容方向を求め、この並進速度出力許容方向に前記並進速度出力方向が向くように前記並進速度出力方向を補正し、補正後の並進速度出力方向を含む補正移動指令値を出力するものであることを特徴とする障害物回避機能を有する移動制御装置。
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