JPH07306718A - 自律移動装置の衝突回避方法 - Google Patents
自律移動装置の衝突回避方法Info
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- JPH07306718A JPH07306718A JP7107592A JP10759295A JPH07306718A JP H07306718 A JPH07306718 A JP H07306718A JP 7107592 A JP7107592 A JP 7107592A JP 10759295 A JP10759295 A JP 10759295A JP H07306718 A JPH07306718 A JP H07306718A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
- G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
-
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0231—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
- G05D1/0238—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using obstacle or wall sensors
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 自律移動装置のために舵取り角領域を用いて
衝突を回避する改善された方法を提供する。 【構成】 自律移動装置の位置から障害物との衝突位置
までの最短距離を衝突間隔として求め、障害物に衝突さ
せないその都度１つの舵取り角を求め、所定の可変の考
察領域の中で自律移動装置と、自律移動装置の回りに引
かれている境界線との間に位置する障害物のみを考慮す
る。
衝突を回避する改善された方法を提供する。 【構成】 自律移動装置の位置から障害物との衝突位置
までの最短距離を衝突間隔として求め、障害物に衝突さ
せないその都度１つの舵取り角を求め、所定の可変の考
察領域の中で自律移動装置と、自律移動装置の回りに引
かれている境界線との間に位置する障害物のみを考慮す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自律移動装置の衝突回
避方法に関する。
避方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】自律移動装置が、障害物が密に置かれて
いる例えば事務所又はアパート等の未知の周囲の中をセ
ンサにより助けられて走行する場合、このような走行
は、 自律移動装置の制御装置及びデータ評価装置にと
っては困難な挑戦である。このような例えばロボット等
の自律移動装置は、自律移動装置の周囲の中で目標に向
かって的確に動くことができ、数時間にわたり障害物を
回避できる場合にのみ有益な仕事を遂行できる。
いる例えば事務所又はアパート等の未知の周囲の中をセ
ンサにより助けられて走行する場合、このような走行
は、 自律移動装置の制御装置及びデータ評価装置にと
っては困難な挑戦である。このような例えばロボット等
の自律移動装置は、自律移動装置の周囲の中で目標に向
かって的確に動くことができ、数時間にわたり障害物を
回避できる場合にのみ有益な仕事を遂行できる。
【０００３】自律移動装置の運動空間は、多くの場合に
未知であり、その上大部分の場合に動的に変化するの
で、自律移動装置の直接の運動に関する大部分の詳細を
局所的に求めると好適である。従って、一連の中間目標
点を供給する計画と、自律移動装置を１つの中間目標か
ら次の中間目標へ動かす課題を有する局所的操作とが区
別される。この課題のために、障害物を回避しそれにも
かかわらず自律移動装置の高い運動性を保証する迅速な
機構が必要である。自律移動装置は、なんらの準備なし
に未知の周囲で事前情報無しに動くことができ、しかも
これを、適切な速度（約５０ｃｍ／秒）で行うことがで
きなければならない。この場合、障害物と障害物との間
の通常の間隔は、自律移動装置の寸法のオーダであるか
又はより小さい。自律移動装置が走行する通路は非常に
狭いことがある。障害物（例えば人間）は、自律移動装
置の速度に類似の速度で動くことがある。これにより、
大部分の時間にわたり自律移動装置は、そのセンサ装置
又はその幾何学寸法及び運動学的制限の極限で動作しな
ければならない。更に１つの困難な点は、超音波センサ
が使用される場合には超音波センサが、近辺領域盲点ゾ
ーンを有しかつ低い超音波発射レートを有する欠点があ
る。
未知であり、その上大部分の場合に動的に変化するの
で、自律移動装置の直接の運動に関する大部分の詳細を
局所的に求めると好適である。従って、一連の中間目標
点を供給する計画と、自律移動装置を１つの中間目標か
ら次の中間目標へ動かす課題を有する局所的操作とが区
別される。この課題のために、障害物を回避しそれにも
かかわらず自律移動装置の高い運動性を保証する迅速な
機構が必要である。自律移動装置は、なんらの準備なし
に未知の周囲で事前情報無しに動くことができ、しかも
これを、適切な速度（約５０ｃｍ／秒）で行うことがで
きなければならない。この場合、障害物と障害物との間
の通常の間隔は、自律移動装置の寸法のオーダであるか
又はより小さい。自律移動装置が走行する通路は非常に
狭いことがある。障害物（例えば人間）は、自律移動装
置の速度に類似の速度で動くことがある。これにより、
大部分の時間にわたり自律移動装置は、そのセンサ装置
又はその幾何学寸法及び運動学的制限の極限で動作しな
ければならない。更に１つの困難な点は、超音波センサ
が使用される場合には超音波センサが、近辺領域盲点ゾ
ーンを有しかつ低い超音波発射レートを有する欠点があ
る。
【０００４】自律移動装置のオリエンテーション分野で
は次の基礎的な文献が知られている。
は次の基礎的な文献が知られている。
【０００５】Ｒ，Ｂａｕｅｒ，Ｗ．Ｆｅｉｔｅｎ，Ｇ．
Ｌａｗｉｔｚｋｙ著”舵取り角特性データマップメモ
リ：障害物が散らばっている未知の周囲の中での安全な
操縦へのアプローチ”，Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓ
ｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｇｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｂｏｔｉｃ
Ｓｙｓｔｅｍｓ，６７〜７０頁，１９９３年７月。
Ｌａｗｉｔｚｋｙ著”舵取り角特性データマップメモ
リ：障害物が散らばっている未知の周囲の中での安全な
操縦へのアプローチ”，Ｐｒｏｃ．Ｉｎｔ．Ｗｏｒｋｓ
ｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｇｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｒｂｏｔｉｃ
Ｓｙｓｔｅｍｓ，６７〜７０頁，１９９３年７月。
【０００６】Ｊ．Ｂｏｒｅｎｓｔｅｉｎ，Ｙ．Ｋｏｒｅ
ｎ著”移動式ロボットが障害物を回避するためのヒスト
グラムインモーション（ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎ）マッピン
グ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃ
ｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，第７巻，Ｎｏ．
４，１９９１年８月。
ｎ著”移動式ロボットが障害物を回避するためのヒスト
グラムインモーション（ｉｎ−ｍｏｔｉｏｎ）マッピン
グ”，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ． ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃ
ｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，第７巻，Ｎｏ．
４，１９９１年８月。
【０００７】自律移動装置の分野で多数の文献が存在す
るにもかかわらず、センサ情報を評価する際と、動的に
変化する周囲に迅速に応動することを保証する際と、自
律移動装置の局所的オリエンテーションに関連して前述
の周囲変化を考慮する際とにいまなお困難が存在する。
るにもかかわらず、センサ情報を評価する際と、動的に
変化する周囲に迅速に応動することを保証する際と、自
律移動装置の局所的オリエンテーションに関連して前述
の周囲変化を考慮する際とにいまなお困難が存在する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、自律
移動装置のために舵取り角領域を用いて衝突を回避する
改善された方法を提供することにある。
移動装置のために舵取り角領域を用いて衝突を回避する
改善された方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ａ） 少な
くとも駆動幾何学寸法及び舵取り幾何学寸法と、自律移
動装置の外寸法とを用いて、少なくとも、自律移動装置
の位置から少なくとも１つの障害物との衝突位置までの
最短距離を衝突間隔として求め、ｂ） ａ）からの幾何
学寸法のデータと衝突間隔とを使用して、自律移動装置
で設定する舵取り角であり、自律移動装置が少なくとも
１つの障害物の右側及び左側の側を通過する際に障害物
に衝突させない舵取り角であり、自律移動装置の位置に
対する第１の許容舵取り角領域を導出できる舵取り角で
あるその都度１つの舵取り角を求め、ｃ） 所定の可変
の観察領域の中で自律移動装置と、自律移動装置の回り
に引かれている境界線との間に位置する障害物のみを考
慮することにより解決される。
くとも駆動幾何学寸法及び舵取り幾何学寸法と、自律移
動装置の外寸法とを用いて、少なくとも、自律移動装置
の位置から少なくとも１つの障害物との衝突位置までの
最短距離を衝突間隔として求め、ｂ） ａ）からの幾何
学寸法のデータと衝突間隔とを使用して、自律移動装置
で設定する舵取り角であり、自律移動装置が少なくとも
１つの障害物の右側及び左側の側を通過する際に障害物
に衝突させない舵取り角であり、自律移動装置の位置に
対する第１の許容舵取り角領域を導出できる舵取り角で
あるその都度１つの舵取り角を求め、ｃ） 所定の可変
の観察領域の中で自律移動装置と、自律移動装置の回り
に引かれている境界線との間に位置する障害物のみを考
慮することにより解決される。
【００１０】本発明の有利な実施例は、その他の請求項
に記載されている。
に記載されている。
【００１１】本発明の方法の１つの利点は、本発明の方
法を使用することにより自律移動装置の制御装置での計
算量を減少できることにある、何故ならば走行路計画の
ための基礎として所定の観察領域を使用することによ
り、この観察領域内にある障害物のみを評価するだけで
よいからである。
法を使用することにより自律移動装置の制御装置での計
算量を減少できることにある、何故ならば走行路計画の
ための基礎として所定の観察領域を使用することによ
り、この観察領域内にある障害物のみを評価するだけで
よいからである。
【００１２】本発明の方法の別の１つの利点は、複数の
観察領域を運動必要性に依存して定め、これらの観察領
域に対してそれぞれ別個に、複数の障害物に対しても許
容舵取り角領域を定めることにある。このようにして、
自律移動装置から異なる間隔に位置する複数の障害物を
別個に評価し、大局的評価計画を、自律移動装置の始動
・目標運動にためにより良好に考慮できる。
観察領域を運動必要性に依存して定め、これらの観察領
域に対してそれぞれ別個に、複数の障害物に対しても許
容舵取り角領域を定めることにある。このようにして、
自律移動装置から異なる間隔に位置する複数の障害物を
別個に評価し、大局的評価計画を、自律移動装置の始動
・目標運動にためにより良好に考慮できる。
【００１３】周囲に複数の障害物が存在する場合、自律
移動装置の観察領域内で舵取り角領域をそれぞれの障害
物に対して別個に定めて記憶し、更に、これらの許容領
域の共通部分を形成し、この既知部分を舵取り角領域マ
ップメモリに記憶し、この舵取り領域マップメモリが、
実際の位置に対して許容舵取り角を走行路計画の基礎と
して指示するようにすると有利である。これにより、走
行路の計画が容易になり、自律移動装置の制御装置がこ
のために必要な計算時間が低減する。
移動装置の観察領域内で舵取り角領域をそれぞれの障害
物に対して別個に定めて記憶し、更に、これらの許容領
域の共通部分を形成し、この既知部分を舵取り角領域マ
ップメモリに記憶し、この舵取り領域マップメモリが、
実際の位置に対して許容舵取り角を走行路計画の基礎と
して指示するようにすると有利である。これにより、走
行路の計画が容易になり、自律移動装置の制御装置がこ
のために必要な計算時間が低減する。
【００１４】静的障害物との衝突を回避するために、本
発明では、自律移動装置の回りに、障害物が侵入しては
ならない安全ゾーンを定める。これにより、自律移動装
置の近辺領域内に障害物が現れても本発明の方法により
高い操縦性が保証される。自律移動装置の確実な操縦性
は、高い速度においても本発明の方法により保証され
る、すなわち、走行速度に依存して観察領域を整合する
ことにより保証される。
発明では、自律移動装置の回りに、障害物が侵入しては
ならない安全ゾーンを定める。これにより、自律移動装
置の近辺領域内に障害物が現れても本発明の方法により
高い操縦性が保証される。自律移動装置の確実な操縦性
は、高い速度においても本発明の方法により保証され
る、すなわち、走行速度に依存して観察領域を整合する
ことにより保証される。
【００１５】走行速度が低い場合には狭い観察領域を選
択し、走行速度が高い場合には広い観察領域を選択する
と好適である。通常、自律移動装置は、狭い個所では低
い速度で動き、広い個所では高い速度で動く。本発明の
方法により、始動点と目標点との間の区間をできるだけ
迅速に走行することが保証される。
択し、走行速度が高い場合には広い観察領域を選択する
と好適である。通常、自律移動装置は、狭い個所では低
い速度で動き、広い個所では高い速度で動く。本発明の
方法により、始動点と目標点との間の区間をできるだけ
迅速に走行することが保証される。
【００１６】本発明の方法により、１つの舵取り角領域
が、異なる観察領域に対して有効である２つの許容観察
領域の共通部分として形成される。このようにして、必
要ならば走行路の長期計画を容易に実現でき、自律移動
装置が最適な速度で走行路を走行することが保証され
る。
が、異なる観察領域に対して有効である２つの許容観察
領域の共通部分として形成される。このようにして、必
要ならば走行路の長期計画を容易に実現でき、自律移動
装置が最適な速度で走行路を走行することが保証され
る。
【００１７】大局的走行路計画を容易に実現できるよう
に、そして自律移動装置が、整合された速度で走行でき
るように、本発明の方法では、１つの観察領域に対して
少なくとも２つの安全ゾーンを定め、これらの安全ゾー
ンに対して別個に、それぞれに対応する舵取り角領域マ
ップメモリを形成する。これにより、走行状態に依存し
て、その都度に有効な舵取り角領域マップメモリに切換
えることができる。
に、そして自律移動装置が、整合された速度で走行でき
るように、本発明の方法では、１つの観察領域に対して
少なくとも２つの安全ゾーンを定め、これらの安全ゾー
ンに対して別個に、それぞれに対応する舵取り角領域マ
ップメモリを形成する。これにより、走行状態に依存し
て、その都度に有効な舵取り角領域マップメモリに切換
えることができる。
【００１８】本発明の方法を周期的に行うことにより、
迅速に周囲の変化に応動できる。
迅速に周囲の変化に応動できる。
【００１９】本発明の方法では、静的でない障害物に対
して後進走行により応動する。
して後進走行により応動する。
【００２０】狭い通路における自律移動装置の操縦性
も、本発明の方法により保証される、すなわち、許容舵
取り角領域が得られない場合に自律移動装置の回りの安
全ゾーンを狭め、これにより許容舵取り角を計算する際
により大きい自由裁量の余地を得ることにより保証され
る。極端な場合には安全ゾーンを、安全ゾーンが自律移
動装置のケーシング寸法と一致するように狭く選択でき
る。
も、本発明の方法により保証される、すなわち、許容舵
取り角領域が得られない場合に自律移動装置の回りの安
全ゾーンを狭め、これにより許容舵取り角を計算する際
により大きい自由裁量の余地を得ることにより保証され
る。極端な場合には安全ゾーンを、安全ゾーンが自律移
動装置のケーシング寸法と一致するように狭く選択でき
る。
【００２１】本発明は、局所的地図としてセル構造周囲
地図を使用する場合に有利に使用できる。このようにし
て、例えば舵取り角領域の計算等の障害物に関する演算
を、数学的にマトリクス演算により行うことができ、こ
れにより制御計算機での計算動作を加速でき、これによ
り応動時間を短縮できる。
地図を使用する場合に有利に使用できる。このようにし
て、例えば舵取り角領域の計算等の障害物に関する演算
を、数学的にマトリクス演算により行うことができ、こ
れにより制御計算機での計算動作を加速でき、これによ
り応動時間を短縮できる。
【００２２】
【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００２３】図１には、自律移動装置ＡＥが障害物Ｈと
一緒に示されている。自律移動装置ＡＥの回りには安全
ゾーンＳＺ１が設けられている。この安全ゾーンＳＺ１
は、障害物までの自律移動装置ＡＥの間隔を計算する際
に自律移動装置ＡＥの輪郭として用いられる。このため
に、安全ゾーンＳＺ１の外側周縁には自律移動装置ＡＥ
の極点ｖｒ，ｖｌ，ｍｌ，ｈｌ及びｍｒが設けられてい
る。自律移動装置ＡＥの運動学を用いて制御装置によ
り、自律移動装置ＡＥが前進走行の際に障害物Ｈに衝突
しない範囲を示す円弧の角度を求めることができる。
一緒に示されている。自律移動装置ＡＥの回りには安全
ゾーンＳＺ１が設けられている。この安全ゾーンＳＺ１
は、障害物までの自律移動装置ＡＥの間隔を計算する際
に自律移動装置ＡＥの輪郭として用いられる。このため
に、安全ゾーンＳＺ１の外側周縁には自律移動装置ＡＥ
の極点ｖｒ，ｖｌ，ｍｌ，ｈｌ及びｍｒが設けられてい
る。自律移動装置ＡＥの運動学を用いて制御装置によ
り、自律移動装置ＡＥが前進走行の際に障害物Ｈに衝突
しない範囲を示す円弧の角度を求めることができる。
【００２４】図１で角度θ1により、自律移動装置ＡＥ
が左前方走行の際に描き、自律移動装置ＡＥが障害物Ｈ
に衝突せずに密に接近してその側を通過する際に描く重
要な円弧ＫＢ１の角度が示されている。この場合、衝突
解析のための重要な計算点は、自律移動装置ＡＥの安全
ゾーンに設けられている点ｖｒである。
が左前方走行の際に描き、自律移動装置ＡＥが障害物Ｈ
に衝突せずに密に接近してその側を通過する際に描く重
要な円弧ＫＢ１の角度が示されている。この場合、衝突
解析のための重要な計算点は、自律移動装置ＡＥの安全
ゾーンに設けられている点ｖｒである。
【００２５】右前方走行における相応する重要な角度は
θ2であり、この角度θ2は、自律移動装置ＡＥが右前方
走行の際に障害物に衝突せずにその側を通過する際に自
律移動装置ＡＥが描く円弧ＫＢ２の重要な角度である。
障害物に衝突せずにその側を通過するとは、安全ゾーン
に設けられている極点ｖｌが、障害物Ｈに衝突せずに障
害物Ｈの中心に密に接近してこの中心の側を通過するこ
とである。
θ2であり、この角度θ2は、自律移動装置ＡＥが右前方
走行の際に障害物に衝突せずにその側を通過する際に自
律移動装置ＡＥが描く円弧ＫＢ２の重要な角度である。
障害物に衝突せずにその側を通過するとは、安全ゾーン
に設けられている極点ｖｌが、障害物Ｈに衝突せずに障
害物Ｈの中心に密に接近してこの中心の側を通過するこ
とである。
【００２６】前進運動のこの解析から、禁止舵取り領域
ＬＷＢＶを表す２つの角度θ1及びθ2が導出される。こ
の禁止舵取り角領域は、自律移動装置ＡＥが障害物に衝
突するすべての舵取り角を含む。３６０゜からこの舵取
り角領域を減算すると、許容舵取り角領域ＬＷＢ１が得
られる。この許容舵取り角領域は、自律移動装置ＡＥが
前進又は後進走行することができ、かつ自律移動装置Ａ
Ｅが周囲の障害物Ｈに衝突しないすべての舵取り角を含
む。図中、簡単化のために障害物は１つのみしか示され
ていない。しかしこの解析は、本発明の方法を制限する
ことなしに複数の障害物に対しても行うことができる。
自律移動装置ＡＥの位置に依存して、この場合には座標
軸線ｘとｙとの交点として示されている瞬時の滞在場所
に関するこの運動解析により、周囲の１つの障害物に対
する許容舵取り角領域内が得られる。
ＬＷＢＶを表す２つの角度θ1及びθ2が導出される。こ
の禁止舵取り角領域は、自律移動装置ＡＥが障害物に衝
突するすべての舵取り角を含む。３６０゜からこの舵取
り角領域を減算すると、許容舵取り角領域ＬＷＢ１が得
られる。この許容舵取り角領域は、自律移動装置ＡＥが
前進又は後進走行することができ、かつ自律移動装置Ａ
Ｅが周囲の障害物Ｈに衝突しないすべての舵取り角を含
む。図中、簡単化のために障害物は１つのみしか示され
ていない。しかしこの解析は、本発明の方法を制限する
ことなしに複数の障害物に対しても行うことができる。
自律移動装置ＡＥの位置に依存して、この場合には座標
軸線ｘとｙとの交点として示されている瞬時の滞在場所
に関するこの運動解析により、周囲の１つの障害物に対
する許容舵取り角領域内が得られる。
【００２７】図２は、複数の障害物Ｈ１〜Ｈ３における
自律移動装置ＡＥの衝突解析を示す。自律移動装置ＡＥ
と、図２では座標軸線ＸとＹとの交点として示されてい
る自律移動装置ＡＥの位置との運動学に依存して、個々
の障害物に対して異なる許容舵取り角領域及び禁止舵取
り角領域が得られる。
自律移動装置ＡＥの衝突解析を示す。自律移動装置ＡＥ
と、図２では座標軸線ＸとＹとの交点として示されてい
る自律移動装置ＡＥの位置との運動学に依存して、個々
の障害物に対して異なる許容舵取り角領域及び禁止舵取
り角領域が得られる。
【００２８】運動解析は、図１に関連して説明したよう
に行われる。障害物Ｈ１に対して禁止舵取り角領域ＬＷ
ＢＶ１が得られる。障害物Ｈ２に対して禁止舵取り角領
域ＬＷＢＶ２が得られ、障害物Ｈ３に対して禁止舵取り
角領域ＬＷＢＶ３が得られる。これから先の走行路の計
画のための基礎として、禁止舵取り角領域が解析のため
に更に処理されるか、又は許容舵取り角領域が解析のた
めに処理されるかは重要でない。
に行われる。障害物Ｈ１に対して禁止舵取り角領域ＬＷ
ＢＶ１が得られる。障害物Ｈ２に対して禁止舵取り角領
域ＬＷＢＶ２が得られ、障害物Ｈ３に対して禁止舵取り
角領域ＬＷＢＶ３が得られる。これから先の走行路の計
画のための基礎として、禁止舵取り角領域が解析のため
に更に処理されるか、又は許容舵取り角領域が解析のた
めに処理されるかは重要でない。
【００２９】個々の求められた禁止舵取り角領域ＬＷＢ
Ｖ１〜ＬＷＢＶ３を除くことにより、舵取り角領域ＬＷ
ＢＦが得られる。図中、前と同様に禁止舵取り角領域は
黒色で示され、許容舵取り角領域が白色で示されてい
る。
Ｖ１〜ＬＷＢＶ３を除くことにより、舵取り角領域ＬＷ
ＢＦが得られる。図中、前と同様に禁止舵取り角領域は
黒色で示され、許容舵取り角領域が白色で示されてい
る。
【００３０】自律移動装置の走行路計画を容易にするた
めに、選択された観察領域及び安全領域に依存してある
特定の障害物のみを考慮し、前記自律移動装置ＡＥのそ
の都度の位置に依存して、異なる舵取り角領域ＬＷＢ１
を記憶することができる。メモリに記載することによ
り、数学的演算により、それぞれの障害物毎に記憶され
ているデータにアクセスできる。例えば複数の障害物に
対して同時に占有度値を高め又は下げることができる。
めに、選択された観察領域及び安全領域に依存してある
特定の障害物のみを考慮し、前記自律移動装置ＡＥのそ
の都度の位置に依存して、異なる舵取り角領域ＬＷＢ１
を記憶することができる。メモリに記載することによ
り、数学的演算により、それぞれの障害物毎に記憶され
ているデータにアクセスできる。例えば複数の障害物に
対して同時に占有度値を高め又は下げることができる。
【００３１】図３は、自律移動装置ＡＥの安全ゾーンの
中に位置する障害物に対する舵取り角領域を求める方法
を示す。前述の観察は、主に静止した周囲を考慮した。
図３は、動的に変化する周囲に関する本発明の方法の一
部を示す。
中に位置する障害物に対する舵取り角領域を求める方法
を示す。前述の観察は、主に静止した周囲を考慮した。
図３は、動的に変化する周囲に関する本発明の方法の一
部を示す。
【００３２】前述のように、安全ゾーンの外部に位置す
る障害物は、本発明の方法により確実に回避できる、す
なわち、衝突間隔を前もって計算し、それぞれの障害物
に対して相応する舵取り角領域を定めることにより確実
に回避できる。しかし、例えば人間のように周囲の障害
物も動くことがあり、又は例えば家具調度品のように周
囲の障害物がずらされることもあるので、障害物が自律
移動装置ＡＥによりその安全ゾーンの中で検出されるこ
ともある。この場合例えば、自律移動装置Ａが直ちに停
止され新たに舵取り角領域ＬＷＢ１が形成されるという
自律移動装置ＡＥの制御ルーチンを設けることが可能で
ある。図３に示されているように、これにより必然的
に、禁止舵取り角領域が非常に大きくなり、許容舵取り
角度領域ＬＷＢ１が非常に小さくなる。角度θ1及びθ2
に対してこの場合にも円弧ＫＢ１及びＫＢ２が得られ
る。許容舵取り角は、自律移動装置ＡＥの後進走行によ
ってにしか守られない。従って、自律移動装置ＡＥの制
御プログラムは、自律移動装置ＡＥが障害物の前で停止
され、後進走行が導入されるように形成されていること
がある。この場合、後進走行は、例えば許容舵取り角領
域ＬＷＢ１の中で大高的な運動計画の範囲内で行うこと
ができる。障害物Ｈが、安全ゾーンＳＺ１から出てか
ら、大高的な走行路計画の範囲内で再び前進走行へ移行
でき、目標に最短距離で導く舵取り角を設定できる。
る障害物は、本発明の方法により確実に回避できる、す
なわち、衝突間隔を前もって計算し、それぞれの障害物
に対して相応する舵取り角領域を定めることにより確実
に回避できる。しかし、例えば人間のように周囲の障害
物も動くことがあり、又は例えば家具調度品のように周
囲の障害物がずらされることもあるので、障害物が自律
移動装置ＡＥによりその安全ゾーンの中で検出されるこ
ともある。この場合例えば、自律移動装置Ａが直ちに停
止され新たに舵取り角領域ＬＷＢ１が形成されるという
自律移動装置ＡＥの制御ルーチンを設けることが可能で
ある。図３に示されているように、これにより必然的
に、禁止舵取り角領域が非常に大きくなり、許容舵取り
角度領域ＬＷＢ１が非常に小さくなる。角度θ1及びθ2
に対してこの場合にも円弧ＫＢ１及びＫＢ２が得られ
る。許容舵取り角は、自律移動装置ＡＥの後進走行によ
ってにしか守られない。従って、自律移動装置ＡＥの制
御プログラムは、自律移動装置ＡＥが障害物の前で停止
され、後進走行が導入されるように形成されていること
がある。この場合、後進走行は、例えば許容舵取り角領
域ＬＷＢ１の中で大高的な運動計画の範囲内で行うこと
ができる。障害物Ｈが、安全ゾーンＳＺ１から出てか
ら、大高的な走行路計画の範囲内で再び前進走行へ移行
でき、目標に最短距離で導く舵取り角を設定できる。
【００３３】図４には、異なる観察領域ＢＢ１及びＢＢ
２を有する自律移動装置ＡＥが示されている。更に、異
なる大きさの安全ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｓｍａｌｌ及び
ｓａｆｅｔｙ＿ｌａｒｇｅが示されている。
２を有する自律移動装置ＡＥが示されている。更に、異
なる大きさの安全ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｓｍａｌｌ及び
ｓａｆｅｔｙ＿ｌａｒｇｅが示されている。
【００３４】図４のａは、安全ゾーンＳＺ１及び観察領
域ＢＢ１を有する自律移動装置ＡＥを示す。有利には、
比較的小さい観察領域を使用する、すなわち、自律移動
装置ＡＥを小型に形成し、低い速度で狭い、通路の場合
である。このために有利には狭い安全ゾーンＳＺ１を選
択し、これにより、走行路計画及び衝突解析において安
全間隔を考慮することにより操縦性が失われないように
する。小さな観察領域ＢＢ１を選択することにより、自
律移動装置ＡＥの近辺領域内の僅かな数の自律移動装置
ＡＥを評価するだけですむ。これにより例えば、自律移
動装置ＡＥの制御装置の中に設けられ運動計画を実行す
る制御計算機の負担が、軽減される。従って例えば周囲
の近辺領域内の障害物に対する評価速度を高めることが
できる。これは、例えばセンサデータの評価がより高い
速度で行うことができることを意味する、何故ならば僅
かな数の障害物を考慮するだけでよいからである。狭い
通路の中で複数の障害物が現れ、これらの障害物が、許
容舵取り角を計算する際に困難を招き、従って大きい計
算量が必要となることもある。
域ＢＢ１を有する自律移動装置ＡＥを示す。有利には、
比較的小さい観察領域を使用する、すなわち、自律移動
装置ＡＥを小型に形成し、低い速度で狭い、通路の場合
である。このために有利には狭い安全ゾーンＳＺ１を選
択し、これにより、走行路計画及び衝突解析において安
全間隔を考慮することにより操縦性が失われないように
する。小さな観察領域ＢＢ１を選択することにより、自
律移動装置ＡＥの近辺領域内の僅かな数の自律移動装置
ＡＥを評価するだけですむ。これにより例えば、自律移
動装置ＡＥの制御装置の中に設けられ運動計画を実行す
る制御計算機の負担が、軽減される。従って例えば周囲
の近辺領域内の障害物に対する評価速度を高めることが
できる。これは、例えばセンサデータの評価がより高い
速度で行うことができることを意味する、何故ならば僅
かな数の障害物を考慮するだけでよいからである。狭い
通路の中で複数の障害物が現れ、これらの障害物が、許
容舵取り角を計算する際に困難を招き、従って大きい計
算量が必要となることもある。
【００３５】図４のｂは、図４のａに示されている２つ
の安全ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｌａｒｇｅ及びｓａｆｅｔ
ｙ＿ｓｍａｌｌを有する安全ゾーンＢＢ１に比して広い
観察領域ＢＢ２を有する自律移動装置ＡＥを示す。
の安全ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｌａｒｇｅ及びｓａｆｅｔ
ｙ＿ｓｍａｌｌを有する安全ゾーンＢＢ１に比して広い
観察領域ＢＢ２を有する自律移動装置ＡＥを示す。
【００３６】この場合例えば、自律移動装置ＡＥが、急
速な前進走行又は急速な後進走行の際にも障害物に衝突
しないことを保証することを目指すとする。これは、自
律移動装置ＡＥの走行速度に依存して、より大きい観察
ゾーンＢＢ２を選択することにより実現できる。すなわ
ちこれにより、制御計算機は、広範囲にわたる走行路計
画を作成できる。この方法は、周囲に僅かな数の障害物
しかなく、従って観察領域ＢＢ２を適切に選択すること
により、例えば評価する障害物の数を常に一定に保持す
ることができる場合にも好適である。これにより例えば
計算機を一様に負荷することができるか、又は計算機の
過負荷を防止できる。自律移動装置ＡＥが急速に前進走
行する際の慣性を補償するために、大きさが異なる安全
ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｓｍａｌｌ及びｓａｆｅｔｙ＿ｌ
ａｒｇｅを選択できる。しかし、広い安全ゾーンに対す
る舵取り角領域と、狭い安全ゾーンに対する舵取り角領
域とを同時に形成することも可能である。観察領域ＢＢ
２と、大きさが異なる安全ゾーンとから得られる舵取り
角領域との差を、走行路計画のために評価することが可
能である。例えば障害物が安全ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｌ
ａｒｇｅの中に入る際に自律移動装置ＡＥの制動動作を
導入できる。
速な前進走行又は急速な後進走行の際にも障害物に衝突
しないことを保証することを目指すとする。これは、自
律移動装置ＡＥの走行速度に依存して、より大きい観察
ゾーンＢＢ２を選択することにより実現できる。すなわ
ちこれにより、制御計算機は、広範囲にわたる走行路計
画を作成できる。この方法は、周囲に僅かな数の障害物
しかなく、従って観察領域ＢＢ２を適切に選択すること
により、例えば評価する障害物の数を常に一定に保持す
ることができる場合にも好適である。これにより例えば
計算機を一様に負荷することができるか、又は計算機の
過負荷を防止できる。自律移動装置ＡＥが急速に前進走
行する際の慣性を補償するために、大きさが異なる安全
ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｓｍａｌｌ及びｓａｆｅｔｙ＿ｌ
ａｒｇｅを選択できる。しかし、広い安全ゾーンに対す
る舵取り角領域と、狭い安全ゾーンに対する舵取り角領
域とを同時に形成することも可能である。観察領域ＢＢ
２と、大きさが異なる安全ゾーンとから得られる舵取り
角領域との差を、走行路計画のために評価することが可
能である。例えば障害物が安全ゾーンｓａｆｅｔｙ＿ｌ
ａｒｇｅの中に入る際に自律移動装置ＡＥの制動動作を
導入できる。
【００３７】図５は、異なる安全ゾーンＳＺ２及びＳＺ
１と、異なる観察領域との組合せから許容舵取り角を求
める方法を示す。
１と、異なる観察領域との組合せから許容舵取り角を求
める方法を示す。
【００３８】この場合例として、３つの組合せＦＮ，Ｆ
Ｍ及びＦＧが観察される。安全間隔と観察領域との組合
せは、これ以外にも勿論可能である。本発明を方法を損
なうことなしに、安全ゾーンと観察領域との異なる組合
せを形成して、自律移動装置ＡＥのための大局的又は局
所的な走行路計画を行うことが可能である。本明細書で
は例として、試験を行うために用いられ好適であると分
かった３つの組合せを説明する。
Ｍ及びＦＧが観察される。安全間隔と観察領域との組合
せは、これ以外にも勿論可能である。本発明を方法を損
なうことなしに、安全ゾーンと観察領域との異なる組合
せを形成して、自律移動装置ＡＥのための大局的又は局
所的な走行路計画を行うことが可能である。本明細書で
は例として、試験を行うために用いられ好適であると分
かった３つの組合せを説明する。
【００３９】ＦＮにより、安全ゾーンが非常に狭く選択
されている近辺領域が示されている、すなわち、安全ゾ
ーンは、例えば１ｃｍの領域内に収まり、考察領域は、
１５ｃｍの領域内に収まる。通常、ＦＮは、自律移動装
置ＡＥが低い速度で狭い通路を走行する場合に使用され
る。組合せＦＭ及びＦＧの場合、例えば４５ｃｍの広が
りを有する一定の観察領域が設けられているが、しかし
ＦＭでの衝突解析には小さい安全ゾーンＳＺが基礎とさ
れ、ＦＧでの衝突解析には大きい安全ゾーンＳＺ２が基
礎とされる。
されている近辺領域が示されている、すなわち、安全ゾ
ーンは、例えば１ｃｍの領域内に収まり、考察領域は、
１５ｃｍの領域内に収まる。通常、ＦＮは、自律移動装
置ＡＥが低い速度で狭い通路を走行する場合に使用され
る。組合せＦＭ及びＦＧの場合、例えば４５ｃｍの広が
りを有する一定の観察領域が設けられているが、しかし
ＦＭでの衝突解析には小さい安全ゾーンＳＺが基礎とさ
れ、ＦＧでの衝突解析には大きい安全ゾーンＳＺ２が基
礎とされる。
【００４０】自律移動装置ＡＥの直接前に障害物Ｈが位
置するので、大局的な走行計画の範囲内で定められた第
１の舵取り角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ１を守ることは不可能
である。従って回避角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２を見つけな
ければならない。図示されているように、ＦＮでは許容
制御角は得られない。同様に図示されているように、Ｆ
Ｇでは、自律移動装置ＡＥが前進走行するのを依然とし
て許容する許容舵取り角は得られない。ＦＭにおいての
み、制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２が許容制御角として得
られる、何故ならば制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２は、白
色の領域内に位置するからである、すなわち、許容舵取
り角領域内に位置するからである。図中、安全ゾーンの
広さを変化させることにより、すなわち図５でＳＺ２か
らＳＺ１へ移行することにより、かつ、観察領域を適切
に選択することにより、すなわち例えば狭い通路の中で
も又は障害物の前でも例えば４５ｃｍの観察領域を選択
することにより、最適な舵取り角を得ることができる。
この場合、最適とは、直接的でない前進走行が、ｄｅｓ
＿ｓｔｅｅｒ１により示されているように得られたが、
しかしなおも自律移動装置ＡＥが目標へ向かって走行す
ることを可能にする舵取り角が得られたことを意味す
る。このような回避操作は、運動制御及び大局的な走行
路計画の範囲内で例えば壁追従法と組合せせることが可
能である。
置するので、大局的な走行計画の範囲内で定められた第
１の舵取り角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ１を守ることは不可能
である。従って回避角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２を見つけな
ければならない。図示されているように、ＦＮでは許容
制御角は得られない。同様に図示されているように、Ｆ
Ｇでは、自律移動装置ＡＥが前進走行するのを依然とし
て許容する許容舵取り角は得られない。ＦＭにおいての
み、制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２が許容制御角として得
られる、何故ならば制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２は、白
色の領域内に位置するからである、すなわち、許容舵取
り角領域内に位置するからである。図中、安全ゾーンの
広さを変化させることにより、すなわち図５でＳＺ２か
らＳＺ１へ移行することにより、かつ、観察領域を適切
に選択することにより、すなわち例えば狭い通路の中で
も又は障害物の前でも例えば４５ｃｍの観察領域を選択
することにより、最適な舵取り角を得ることができる。
この場合、最適とは、直接的でない前進走行が、ｄｅｓ
＿ｓｔｅｅｒ１により示されているように得られたが、
しかしなおも自律移動装置ＡＥが目標へ向かって走行す
ることを可能にする舵取り角が得られたことを意味す
る。このような回避操作は、運動制御及び大局的な走行
路計画の範囲内で例えば壁追従法と組合せせることが可
能である。
【００４１】図６は、自律移動装置ＡＥのための舵取り
角を求める別の１つの例を示す。図６のａには、例えば
大局的走行路計画の範囲内で求められた希望制御角ｄｅ
ｓ−ｓｔｅｅｒと、結果の制御角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒと
が一致し、自律移動装置ＡＥがこの制御角で走行できる
ことが示されている。
角を求める別の１つの例を示す。図６のａには、例えば
大局的走行路計画の範囲内で求められた希望制御角ｄｅ
ｓ−ｓｔｅｅｒと、結果の制御角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒと
が一致し、自律移動装置ＡＥがこの制御角で走行できる
ことが示されている。
【００４２】図６のｂには、例えば結果の制御角ｒｅｓ
＿ｓｔｅｅｒと希望制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒとが双方
ともに許容舵取り角領域内にあるにもかかわらず、結果
の制御角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒは、希望制御角ｄｅｓ＿ｓ
ｔｅｅｒとは異なって選択されていることが示されてい
る。図６のｂが示すように、許容舵取り角領域は非常に
狭い。この状態は、自律移動装置ＡＥが狭い通路の中で
動く際に発生する。更に走行するために最適な回避可能
性を提供するために、結果の制御角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒ
は、許容舵取り角領域の中央に設定される。これによ
り、自律移動装置ＡＥは、検出された２つの障害物の正
確に中間を走行できるか、又は狭い通路の中央を走行で
きる。
＿ｓｔｅｅｒと希望制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒとが双方
ともに許容舵取り角領域内にあるにもかかわらず、結果
の制御角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒは、希望制御角ｄｅｓ＿ｓ
ｔｅｅｒとは異なって選択されていることが示されてい
る。図６のｂが示すように、許容舵取り角領域は非常に
狭い。この状態は、自律移動装置ＡＥが狭い通路の中で
動く際に発生する。更に走行するために最適な回避可能
性を提供するために、結果の制御角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒ
は、許容舵取り角領域の中央に設定される。これによ
り、自律移動装置ＡＥは、検出された２つの障害物の正
確に中間を走行できるか、又は狭い通路の中央を走行で
きる。
【００４３】図６のｃは、有効な舵取り角を求める別の
１つの例を示す。この場合にも、希望の制御角ｄｅｓ＿
ｓｔｅｅｒが示され、結果の舵取り角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅ
ｒが示されている。希望の制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒは
禁止舵取り角領域内に位置するので、許容舵取り角領域
内に位置する制御角を見つけなければならない。このた
めに本発明の方法では、例えば希望の制御角を、実験に
より定められた１つの歩進幅だけ変化させ、これによ
り、許容舵取り角領域内に位置する結果の制御角を見つ
ける。回避方向を定めるために、例えばまず初めに左方
への変化が試され、次いで右方への変化が試される。こ
のようにして、選択された角度変化ｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉ
ｄｔｈ２により、許容舵取り角領域内に位置する結果の
舵取り角を見つけることができるかどうかを調べる。図
６のｃでは、右方へのｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈ２を有
する希望の制御角の変化により、実行可能な結果が得ら
れる。更に、変化歩進幅を、禁止舵取り角領域ゾーンの
大きさに依存して大きくするか又は小さくすることが可
能である。図６のａ〜ｃに示されているストラテジは、
良好な走行路計画により試験されて、正しいことが確認
された。
１つの例を示す。この場合にも、希望の制御角ｄｅｓ＿
ｓｔｅｅｒが示され、結果の舵取り角ｒｅｓ＿ｓｔｅｅ
ｒが示されている。希望の制御角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒは
禁止舵取り角領域内に位置するので、許容舵取り角領域
内に位置する制御角を見つけなければならない。このた
めに本発明の方法では、例えば希望の制御角を、実験に
より定められた１つの歩進幅だけ変化させ、これによ
り、許容舵取り角領域内に位置する結果の制御角を見つ
ける。回避方向を定めるために、例えばまず初めに左方
への変化が試され、次いで右方への変化が試される。こ
のようにして、選択された角度変化ｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉ
ｄｔｈ２により、許容舵取り角領域内に位置する結果の
舵取り角を見つけることができるかどうかを調べる。図
６のｃでは、右方へのｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈ２を有
する希望の制御角の変化により、実行可能な結果が得ら
れる。更に、変化歩進幅を、禁止舵取り角領域ゾーンの
大きさに依存して大きくするか又は小さくすることが可
能である。図６のａ〜ｃに示されているストラテジは、
良好な走行路計画により試験されて、正しいことが確認
された。
【００４４】本発明の方法はとりわけ、自律移動装置の
オリエンテーションのためのセル構造の周囲地図を使用
する場合に使用すると有利である。個々の障害物のため
の舵取り角領域は、自律移動装置が運動する間に大局的
にアクセスできるマップメモリの中にとりわけ簡単に記
憶できる。これにより並進運動を又は占有度値の低減
も、すべての障害物に対して一緒に行うことができる。
オリエンテーションのためのセル構造の周囲地図を使用
する場合に使用すると有利である。個々の障害物のため
の舵取り角領域は、自律移動装置が運動する間に大局的
にアクセスできるマップメモリの中にとりわけ簡単に記
憶できる。これにより並進運動を又は占有度値の低減
も、すべての障害物に対して一緒に行うことができる。
【００４５】通常、例えば次のように行うことができ
る。以下の説明で図５と図６とを参照して説明する。ど
ちらを参照するかは、それぞれの参照番号から分かる。
る。以下の説明で図５と図６とを参照して説明する。ど
ちらを参照するかは、それぞれの参照番号から分かる。
【００４６】有利には、まず初めに常に１つの適切な舵
取り角を領域ＦＧの中で見つけることが試みられる、何
故ならばこのような適切な舵取り角を見つけることによ
り、自律移動装置ＡＥは、障害物に対してより大きい安
全間隔を保持できるからである。このような適切な舵取
り角度が見つかると、自律移動装置ＡＥの速度を比較的
大きく選択できる。
取り角を領域ＦＧの中で見つけることが試みられる、何
故ならばこのような適切な舵取り角を見つけることによ
り、自律移動装置ＡＥは、障害物に対してより大きい安
全間隔を保持できるからである。このような適切な舵取
り角度が見つかると、自律移動装置ＡＥの速度を比較的
大きく選択できる。
【００４７】希望の舵取り角（ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ）が
禁止されている場合、領域ＦＧの中でｄｅｓ＿ｓｔｅｅ
ｒから出発して左方及び右方へ向かって最大サーチ幅
（ｓｅａｒｃｈ＿ｗｉｄｔｈ＝９０゜）に到達するま
で、１つの舵取り角が許容されているかどうかをサーチ
して調べる。次いで、最も近い許容舵取り角で走行が行
われる。図５のｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２では、例えば舵取
り角ａで走行が行われる。
禁止されている場合、領域ＦＧの中でｄｅｓ＿ｓｔｅｅ
ｒから出発して左方及び右方へ向かって最大サーチ幅
（ｓｅａｒｃｈ＿ｗｉｄｔｈ＝９０゜）に到達するま
で、１つの舵取り角が許容されているかどうかをサーチ
して調べる。次いで、最も近い許容舵取り角で走行が行
われる。図５のｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ２では、例えば舵取
り角ａで走行が行われる。
【００４８】ｓｅａｒｃｈ＿ｗｉｄｔｈの中で許容舵取
り角が領域ＦＧの中に見つからない場合、同一のアルゴ
リズムにより領域ＦＭの中で適切な制御角がサーチされ
る。ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ１において例えば領域ＦＧの中
で舵取り角が見つからない場合、領域ＦＮの中で舵取り
角ｂが見つけられる。領域ＦＭからの舵取り角が走行の
ために採用されると、速度が低減される、何故ならば安
全間隔が小さいからである。
り角が領域ＦＧの中に見つからない場合、同一のアルゴ
リズムにより領域ＦＭの中で適切な制御角がサーチされ
る。ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒ１において例えば領域ＦＧの中
で舵取り角が見つからない場合、領域ＦＮの中で舵取り
角ｂが見つけられる。領域ＦＭからの舵取り角が走行の
ために採用されると、速度が低減される、何故ならば安
全間隔が小さいからである。
【００４９】領域ＦＧの中でも領域ＦＭの中でも、舵取
り角が見つからない場合、自律移動装置ＡＥは、例えば
定位置に留まって左右に旋回する。これにより、セル構
造地図の中の誤って使用されている格子セルが消去され
る。
り角が見つからない場合、自律移動装置ＡＥは、例えば
定位置に留まって左右に旋回する。これにより、セル構
造地図の中の誤って使用されている格子セルが消去され
る。
【００５０】希望の舵取り角ｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒが走行
可能である場合、例えば付加的に、左方又は右方へまだ
いくつか舵取り角が走行可能であるかどうかを調べる。
各方向へ少なくともｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈ／２まで
舵取り角が走行可能である場合、図６のａに示されてい
るようにｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒはｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒに等
しく選択される。
可能である場合、例えば付加的に、左方又は右方へまだ
いくつか舵取り角が走行可能であるかどうかを調べる。
各方向へ少なくともｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈ／２まで
舵取り角が走行可能である場合、図６のａに示されてい
るようにｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒはｄｅｓ＿ｓｔｅｅｒに等
しく選択される。
【００５１】左方又は右方へもはや十分に多数の舵取り
角が許容されない場合、ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒは例えば、
ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒが、図６のｂに示されているように
許容舵取り角領域の中央に位置するように選択される。
この手段により、自律移動装置ＡＥは、狭い通路の正確
に中央を走行する。
角が許容されない場合、ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒは例えば、
ｒｅｓ＿ｓｔｅｅｒが、図６のｂに示されているように
許容舵取り角領域の中央に位置するように選択される。
この手段により、自律移動装置ＡＥは、狭い通路の正確
に中央を走行する。
【００５２】希望の舵取り角が禁止領域の中に位置する
場合、両方の方向で許容舵取り角がサーチされる。１つ
の許容舵取り角が見つかると、例えば再び許容扇形の中
央がサーチされる。見つけた許容舵取り角の大きさが、
ｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈより大きい場合、例えば図６
のｃに示されているようにｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈ／
２だけ第１の許容舵取り角から間隔をおいている舵取り
角が選択される。
場合、両方の方向で許容舵取り角がサーチされる。１つ
の許容舵取り角が見つかると、例えば再び許容扇形の中
央がサーチされる。見つけた許容舵取り角の大きさが、
ｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈより大きい場合、例えば図６
のｃに示されているようにｓｅｃｔｏｒ＿ｗｉｄｔｈ／
２だけ第１の許容舵取り角から間隔をおいている舵取り
角が選択される。
【００５３】これにより自律移動装置ＡＥは、十分に自
由な場所が存在する場合には、障害物を回避する際に絶
対的に必要なより僅かに大きく回避する。この動作は有
益である、何故ならばこれにより自律移動装置ＡＥは、
障害物までのスペースをより広くとり、それほど強く制
動する必要がなくなるからである。
由な場所が存在する場合には、障害物を回避する際に絶
対的に必要なより僅かに大きく回避する。この動作は有
益である、何故ならばこれにより自律移動装置ＡＥは、
障害物までのスペースをより広くとり、それほど強く制
動する必要がなくなるからである。
【００５４】舵取り角領域は、速度制御に非常に良好に
利用できる。
利用できる。
【００５５】簡単な速度制御は、各舵取り角領域に１つ
の速度係数を割当ると可能となる。
の速度係数を割当ると可能となる。
【００５６】ｖ＿ｒｅｆ＝ｓｐｅｅｄ＿ｆａｃｔｏｒ＊
ｖ＿ｒｅｆ＿ｍａｘただし、ｖ＿ｒｅｆは、仮想駆動輪
（追従輪）の走行速度である。ｖ＿ｒｅｆ＿ｍａｘは、
所定の最大速度である。舵取り角が、領域ＦＧから採用
されると、この領域のための相応する速度係数が設定さ
れる。この領域のための速度係数は、例えば１．０であ
る、すなわち最大速度である、何故ならばこのために最
大安全ゾーンが使用されるからである。領域ＦＭ及びＦ
Ｎの速度係数は、適切により小さく選択しなければなら
ない。
ｖ＿ｒｅｆ＿ｍａｘただし、ｖ＿ｒｅｆは、仮想駆動輪
（追従輪）の走行速度である。ｖ＿ｒｅｆ＿ｍａｘは、
所定の最大速度である。舵取り角が、領域ＦＧから採用
されると、この領域のための相応する速度係数が設定さ
れる。この領域のための速度係数は、例えば１．０であ
る、すなわち最大速度である、何故ならばこのために最
大安全ゾーンが使用されるからである。領域ＦＭ及びＦ
Ｎの速度係数は、適切により小さく選択しなければなら
ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】自律移動装置を１つの障害物を一緒に示す概念
図である。
図である。
【図２】自律移動装置を複数の障害物とを一緒に示す概
念図である。
念図である。
【図３】自律移動装置を安全ゾーンの中の１つの障害物
と一緒に示す概念図である。
と一緒に示す概念図である。
【図４】異なる観察領域を有する自律移動装置を示す概
念図である。
念図である。
【図５】舵取り角を求める方法を示す概念図である。
【図６】自律移動装置のための舵取り角を求める際の異
なる場合を示す図である。
なる場合を示す図である。
ＡＥ 自律移動装置 ＢＢ１，ＢＢ２ 観察領域 ＦＧ 領域 ＦＭ 領域 Ｈ 障害物 Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 障害物 ＬＷＢ１ 許容領域 ＬＷＢＦ 舵取り角領域 ＬＷＢＶ１〜ＬＷＢＶ３ 禁止舵取り角領域 ＳＺ１，ＳＺ２ 安全ゾーン ｖｒ，ｖｌ，ｍｌ，ｈｌ，ｍｒ 極点
Claims (12)
- 【請求項１】 自律移動装置の衝突回避方法において、 ａ） 少なくとも駆動幾何学寸法及び舵取り幾何学と、
自律移動装置の外寸法とを用いて、少なくとも、前記自
律移動装置の位置から少なくとも１つの障害物との衝突
位置までの最短距離を衝突間隔として求め、 ｂ） ａ）からの前記幾何学的のデータと前記衝突間隔
とを使用して、前記自律移動装置で設定する舵取り角で
あり、自律移動装置が少なくとも１つの障害物の右側及
び左側の側を通過する際に前記障害物に衝突させない舵
取り角であり、自律移動装置の位置に対する第１の許容
舵取り角領域を導出できる舵取り角であるその都度１つ
の舵取り角を求め、 ｃ） 所定の可変の観察領域の中で前記自律移動装置
と、前記自律移動装置の回りに引かれている境界線との
間に位置する障害物のみを考慮することを特徴とする自
律移動装置の衝突回避方法。 - 【請求項２】 少なくとも２つの観察領域を定め、第１
の観察領域を、自律移動装置の寸法に比して小さく、第
２の観察領域を、前記自律移動装置の寸法に類似に定
め、それぞれ少なくとも１つの許容舵取り角領域を求め
ることを特徴とする請求項１に記載の自律移動装置の衝
突回避方法。 - 【請求項３】 ａ） 各障害物毎に１つの許容舵取り角
領域を求め、舵取り角領域マップメモリの中に記憶し、 ｂ） 自律移動装置に許容される舵取り角領域を、舵取
り角領域マップメモリの複数の許容舵取り角領域の共通
部分として形成することを特徴とする請求項１又は請求
項２に記載の自律移動装置の衝突回避方法。 - 【請求項４】 自律移動装置の回りの安全ゾーンの外部
に位置する障害物のみを考慮し、前記安全ゾーンは観察
領域より小さいことを特徴とする請求項１から請求項４
のうちのいずれか１つの請求項に記載の自律移動装置の
衝突回避方法。 - 【請求項５】 観察領域を、自律移動装置の走行速度に
依存して選択することを特徴とする請求項２から請求項
４のうちのいずれか１つの請求項に記載の自律移動装置
の衝突回避方法。 - 【請求項６】 比較的小さい速度に対して少なくとも第
１の観察領域を選択し、比較的大きい速度に対して少な
くとも第２の観察領域を選択することを特徴とする請求
項５に記載の自律移動装置の衝突回避方法。 - 【請求項７】 許容舵取り角領域を、第１の観察領域に
対して許容されている舵取り角領域と、第２の観察領域
に対して許容されている舵取り角領域との共通部分とし
て形成することを特徴とする請求項２から請求項６のう
ちのいずれか１つの請求項に記載の自律移動装置の衝突
回避方法。 - 【請求項８】 少なくとも１つの観察領域に対して少な
くとも２つの安全ゾーンを定め、それぞれに対応する舵
取り角領域を形成することを特徴とする請求項４から請
求項７のうちのいずれか１つの請求項に記載の自律移動
装置の衝突回避方法。 - 【請求項９】 周期的に行うことを特徴とする請求項１
から請求項８のうちのいずれか１つの請求項に記載の自
律移動装置の衝突回避方法。 - 【請求項１０】 １つの安全ゾーンの中に１つの障害物
を検出すると自律移動装置が後方へ走行することを特徴
とする請求項９に記載の自律移動装置の衝突回避方法。 - 【請求項１１】 許容舵取り角領域を求めることが不可
能である場合、安全ゾーンを小さくすることを特徴とす
る請求項２から請求項１１のうちのいずれか１つの請求
項に記載の自律移動装置の衝突回避方法。 - 【請求項１２】 自律移動装置が、セル構造周囲地図に
基づいてオリエンテーションを決め、前記地図の中の障
害物を占有度により表示することを特徴とする請求項１
から請求項１１のうちのいずれか１つの請求項に記載の
自律移動装置の衝突回避方法。
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