JP6774445B2 - 移動体制御システム、移動体及び移動体制御方法 - Google Patents
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Description
を有することを特徴とする。
また、本発明の移動体は、このような移動体制御システムを備えることを特徴とする。
また、本発明の移動体制御方法は、撮像手段による撮像画像に基づいて移動体の走行可能領域を抽出する走行可能領域抽出工程と、前記移動体の出発地から目的地までの経路にわたって当該経路に沿うように前記走行可能領域の中央で前記移動体を誘導するように設定されて折れ線状となる前記移動体の走行経路を、前記撮像画像に基づいて滑らかな仮想線に生成する仮想線生成工程と、前記仮想線に沿って前記移動体が走行するように制御する走行制御工程と、を有することを特徴とする。
以下では、移動体としての電動車椅子を所定の施設内にて現在位置から目的地まで誘導するものを例にとって本実施形態について詳細に説明する。
本実施形態の移動体制御システムは、電動車椅子に搭載される撮像手段による撮像画像に基づいて形成した滑らかな仮想線に沿って電動車椅子を走行させる構成となっている。
概略図である図1に示すように、本実施形態に係る移動体制御システム100は、電動車椅子である移動体102と、移動体102の走行路104の周辺に設置された複数のビーコン送信機106及びAR(Augmented Reality:拡張現実)マーカ107と、サーバ110と、を有している。
また、移動体102は、サーバ110に対して通信可能に接続された移動体制御装置108と、この移動体制御装置108に対して通信可能に接続された端末210(図2参照)と、をさらに備えている。
ARマーカ107は、走行路104を走行する移動体102に搭載される後記する撮像手段208(図3参照)によって、撮像可能なように、走行路104に沿って複数配置されている。
これら移動体制御装置108及びサーバ110については後に詳しく説明する。
図2に示すように、移動体102(電動車椅子)は、両側のそれぞれに駆動輪103a,103a(図中、一方の駆動輪は不図示)を有する車椅子本体103と、各駆動輪103a,103aを独立に駆動するアクチュエータ204と、を有している。また、車椅子本体103には、前記の移動体制御装置108が取り付けられている。
なお、図示しないが、各駆動輪103a,103aには、所定の回転角だけ回転するごとに信号パルス(回転信号パルス)を出力する回転角センサが配置されている。この回転角センサは、移動体制御装置108の後記するオドメトリ情報処理ユニット360(図3参照)と連携する。
移動体制御システム100は、前記のように、端末210と、移動体制御装置108と、サーバ110と、を主に備えて構成されている。
図3に示すように、端末210(移動端末)は、移動体制御装置108と通信する通信器200と、この端末210に対して目的地などの情報を入力する入力手段212と、移動体102の前方の環境を撮像する撮像手段208と、後記する仮想線14(図6(c)参照)などを表示する表示手段214と、移動体102が位置するポイントでの地磁気を測定して出力する地磁気検出手段216と、を備えている。
移動体制御装置108は、通信器300と、処理装置304と、走行可能領域抽出手段370と、仮想線生成手段380と、走行制御手段390と、を主に備えて構成されている。
通信器300は、端末210とサーバ110との間の通信を行う。
処理装置304は、具体的には、入力情報処理ユニット310と、ビーコン処理ユニット320と、ARマーカ処理ユニット340と、地磁気処理ユニット350と、画像処理ユニット330と、オドメトリ情報処理ユニット360と、を主に備えて構成されている。
具体的には、ユーザによって入力手段212の所定のスイッチ(図示省略)がオンになったことを検知した入力情報処理ユニット310は、各スイッチに応じて、後記する走行制御開始要求信号、目的地情報などを識別IDとともにサーバ110に送信する。
ビーコン処理ユニット320は、この測定値と、ビーコン電波の周波数とを含むビーコン受信情報を、通信器300を介してサーバ110へ送信する。
具体的には、走行可能領域抽出手段370は、撮像画像に基づく画像判定によって、床面と壁面との境界線を算出し、この境界線よりも床面側を走行可能領域として設定する。この際、撮像画像内に移動体102の走行を妨げる障害物が映り込んでいる場合には、画像判定によって、障害物を避けるように走行可能領域が設定される。
図3に示すように、サーバ110は、通信器400と、処理装置402と、記憶装置404と、を備えている。本実施形態でのサーバ110としては、例えば、無線ネットワークを介して移動体制御装置108と接続されるクラウドサーバ、移動体102の走行路104を備える施設内のサーバなどが挙げられる。
記憶装置404は、例えば、ハードディスク装置、DVD、CDROMなどのコンピュータ読み取り可能な読み取り装置で構成されている。
この記憶装置404は、地図情報データベース450と、ARマーカ情報データベース451と、ビーコン情報データベース452と、地磁気マップ情報データベース453と、で主に構成されている。
具体的には、移動体制御装置108からの情報データが、移動体102が現在位置で撮像したARマーカ107の撮像画像のデータである場合には、現在位置特定ユニット410は、記憶装置404のARマーカ情報データベース451を参照する。これにより現在位置特定ユニット410は、移動体102の現在位置である撮像画像のARマーカ107(図1参照)の座標を特定する。
そして、経路決定ユニット414で決定された経路は、通信器400を介して移動体制御装置108に送信される。
次に、移動体制御システム100の制御工程を示しながら動作について説明する。
図4は、本実施形態に係る移動体制御システム100が適用される領域を例示する地図である。図5は、本実施形態に係る移動体制御システム100による移動体102(図1参照)の走行制御処理の手順を示すフロー図である。
図4中の「現在位置A」は、移動体102の出発地を意味している。そして、この図4に示す例では、1F(一階)の現在位置Aからエレベータを介して2F(2階)の目的地Bに向かう経路R1からR7を移動体制御システム100が設定する場合を想定している。このような経路R1からR7は、図4中のビーコン、ARマーカ、及び/又は図4中、図示しない地磁気に基づいて以下に説明するように移動体制御システム100が決定する。
なお、本実施形態での「ARマーカ情報」及び「ビーコン情報」に供されるARマーカ及びビーコンのそれぞれは、特許請求の範囲にいう「位置伝達標識」を構成する。
ちなみに、移動体102からの目的地情報は、移動体102のユーザが端末210の入力手段212を介して入力されるものを想定している。このような移動体102からの目的地情報は、前記したように、移動体制御装置108の入力情報処理ユニット310を介してサーバ110に送信される。
そして、サーバ110は、移動体102に対する目的地への走行指令を移動体制御装置108に出力する(ステップS504参照)。
本実施形態の移動体制御システム100においては、移動体制御装置108によって抽出された走行可能領域は、端末210に出力されて表示手段214に表示される。
図6(a)に示すように、端末210の表示手段214には、撮像手段208による実際の撮像画像10に重ねて、走行可能領域11が表示される。図6(a)中、符号17は、障害物である。
また、本実施形態の移動体制御システム100においては、抽出された走行可能領域11の中央部を経路に沿って延びるようにAR(Augmented Reality:拡張現実)線Lが設定される。このAR線Lは、図6(a)中、点線矢印で示している。
表示手段214に走行可能領域11が表示される切っ掛けとしては、ユーザによる入力手段212への表示要求の入力が挙げられる。
次いで、移動体制御装置108の仮想線生成手段380は、AR線Lを滑らか加工することによって仮想線14を形成する(ステップS507参照)。
ここでの「滑らか加工」としては、AR線Lの角部に丸みをつける加工法であれば、特に制限はなく、例えば、スプライン曲線法、ベジェ曲線法などを挙げることができる。中でもベジェ曲線法が好ましい。
図6(c)では、ベジェ曲線法によって形成した滑らかな仮想線14を例示した。
これに対して、仮想線生成手段380は、図6(c)に示す撮像画像10に基づいて分岐路15を画像判定した際に、これまで目的経路Rに基づいて走行した走行軌跡の最後の通過点16をベジェ曲線法の制御点B0に設定する。また、仮想線生成手段380は、例えば分岐路15の侵入口に向かう目的経路Rのうち、角部から離れた任意の点をベジェ曲線法の制御点B2に設定する。そして、仮想線生成手段380は、制御点B0と制御点B2との間で延びる目的経路R上の任意の点をベジェ曲線法の制御点B1に設定する。
ちなみに、制御点をB0、B1、・・・BN−1とするN次のベジェ曲線は、次式で表現される。
そして、移動体制御システム100は、サーバ110によって、移動体102の現在位置を特定する(ステップS509参照)。この移動体102の現在位置の特定は、ステップS501と同様の工程で行うことができる。
次に、本実施形態の奏する作用効果について説明する。
前記実施形態では、所定の施設内で電動車椅子の走行を制御する移動体制御システム100について説明したが、本発明は工場内での電動運搬車を制御する移動体制御システムに適用することもできる。また、本発明は、自動車の走行を屋外エリアで制御する移動体制御システムに適用することもできる。
したがって、本発明における他の目的経路Rとしては、例えば、撮像画像中に画像判定で検出される、路上の白線などに沿う基準線を目的経路Rとするものが挙げられる。この場合、目的経路Rがベジェ曲線法による仮想線の生成のための対象となる。
11 走行可能領域
13 タッチパネルスイッチ
14 仮想線
100 移動体制御システム
102 移動体
106 ビーコン送信機
107 ARマーカ
108 移動体制御装置
110 サーバ
208 撮像手段
210 端末(移動端末)
212 入力手段
214 表示手段
216 地磁気検出手段
370 走行可能領域抽出手段
380 仮想線生成手段
390 走行制御手段
L AR線
R 経路
Claims (8)
- 移動体に搭載される撮像手段と、
前記撮像手段による撮像画像に基づいて前記移動体の走行可能領域を抽出する走行可能領域抽出手段と、
前記移動体の出発地から目的地までの経路にわたって当該経路に沿うように前記走行可能領域の中央で前記移動体を誘導するように設定されて折れ線状となる前記移動体の走行経路を、前記撮像画像に基づいて滑らかな仮想線に生成する仮想線生成手段と、
前記仮想線に沿って前記移動体が走行するように制御する走行制御手段と、
を有することを特徴とする移動体制御システム。 - 前記仮想線を表示する表示手段をさらに有することを特徴とする請求項1に記載の移動体制御システム。
- 前記走行制御手段は、前記移動体の移動領域の複数箇所に配置された位置伝達標識から取得される情報に基づいて、前記移動体の走行を制御することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の移動体制御システム。
- 前記仮想線生成手段は、ベジェ曲線法によって滑らかな仮想線を生成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の移動体制御システム。
- 前記移動体に搭載される地磁気測定手段をさらに有し、
前記走行制御手段は、
前記地磁気測定手段から出力される所定位置での地磁気と、
前記移動体の移動領域とこの移動領域における複数箇所の地磁気とを対応付けるように予め作成された地磁気マップと、
に基づいて、前記移動体の走行を制御することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の移動体制御システム。 - 前記仮想線を表示する表示手段をさらに有し、
前記地磁気測定手段は、前記表示手段とともに前記移動体に搭載される移動端末に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の移動体制御システム。 - 請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の移動体制御システムを備えたことを特徴とする移動体。
- 撮像手段による撮像画像に基づいて移動体の走行可能領域を抽出する走行可能領域抽出工程と、
前記移動体の出発地から目的地までの経路にわたって当該経路に沿うように前記走行可能領域の中央で前記移動体を誘導するように設定されて折れ線状となる前記移動体の走行経路を、前記撮像画像に基づいて滑らかな仮想線に生成する仮想線生成工程と、
前記仮想線に沿って前記移動体が走行するように制御する走行制御工程と、
を有することを特徴とする移動体制御方法。
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