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JP7536697B2 - Unmanned Vehicles - Google Patents
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Description

本発明は、追従対象に追従して移動する無人移動体に関する。 The present invention relates to an unmanned moving body that moves by following a target.

追従対象(追従対象者である作業者や追従対象物である他の無人移動体等)に追従して自動的に移動するロボット等の無人移動体が知られている。例えば特許文献1に、この種の無人移動体の具体的構成が記載されている。 Unmanned mobile objects such as robots that move automatically by following a target (such as a worker who is the target to be followed or another unmanned mobile object that is the target to be followed). For example, Patent Document 1 describes a specific configuration of this type of unmanned mobile object.

特許文献1に記載の無人移動体には、リード型入力デバイスが設けられている。リード型入力デバイスは、紐やチェーン等のリードにより作業者と無人移動体とを物理的に連結するデバイスである。作業者は、リード型入力デバイスのリードを所定回数引っ張る等の特定のアクションを取ることにより、無人移動体を操作することができる。 The unmanned mobile body described in Patent Document 1 is provided with a lead-type input device. The lead-type input device is a device that physically connects the operator and the unmanned mobile body with a lead such as a string or chain. The operator can operate the unmanned mobile body by taking a specific action, such as pulling the lead of the lead-type input device a predetermined number of times.

特許文献1において、無人移動体は、作業者に引かれているリードの方向及びリードの長さ(又はリードにかかる力)をもとに作業者の位置を算出し、算出された位置に移動することにより作業者に追従する。リードを利用して作業者の位置を算出することにより、例えば無人移動体の周囲に多数の人物がいる場合にも、追従対象者である作業者を誤認識することが避けられる。 In Patent Document 1, the unmanned mobile body calculates the position of the worker based on the direction of the lead being pulled by the worker and the length of the lead (or the force applied to the lead), and follows the worker by moving to the calculated position. By calculating the worker's position using the lead, it is possible to avoid misidentifying the worker who is the target of following, even when there are many people around the unmanned mobile body, for example.

国際公開第2017/56334号パンフレットInternational Publication No. 2017/56334

特許文献1において、リードの方向や長さ、リードにかかる力を検出するためには、作業者によってリードが引かれてぴんと張った状態になければならない。この状態でなければ、リードの方向や長さを精度良く検出することができず、また、リードにかかる力を検出することができないため、作業者の位置を算出することが難しい。 In Patent Document 1, in order to detect the direction and length of the lead and the force acting on the lead, the lead must be pulled taut by the worker. If this is not the case, the direction and length of the lead cannot be detected with high accuracy, and since the force acting on the lead cannot be detected, it is difficult to calculate the position of the worker.

なお、特許文献1には、「リード31が引かれている、引かれていないに関わらず、θ(すなわちリードの方向)もL(すなわちリードの長さ)も検知できる構成のリード型入力デバイスだとなお良い。」との記載がある。しかし、その具体的構成は不明である。リードが引かれていない状態でリードの方向や長さ、リードにかかる力を検出する構成を特許文献1の内容から把握することは難しい。 Patent Document 1 states that "It would be even better if the lead-type input device was configured to detect both θ (i.e., the lead direction) and L (i.e., the lead length) regardless of whether the lead 31 is pulled or not." However, the specific configuration is unclear. It is difficult to understand from the contents of Patent Document 1 the configuration for detecting the lead direction, length, and force acting on the lead when the lead is not pulled.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、追従対象によってリードが引かれているか否かに拘わらず追従対象の位置を算出することができる無人移動体を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide an unmanned mobile body that can calculate the position of a target to be tracked regardless of whether the target is pulling a lead.

本発明の一実施形態に係る無人移動体は、追従対象に追従して移動する装置であり、本体部と、一端が本体部に取り付けられ他端が追従対象に取り付けられたリードと、本体部に設けられ、リードを画角に収めるカメラ部と、カメラ部により撮影された撮影画像の中から、追従対象に取り付けられたリードの他端を検出するリード検出部と、リード検出部により検出されたリードの他端に基づいて追従対象の位置を算出する位置算出部と、を備え、位置算出部により算出された追従対象の位置に移動する。 An unmanned mobile body according to one embodiment of the present invention is a device that moves by following a target to be followed, and includes a main body, a lead having one end attached to the main body and the other end attached to the target to be followed, a camera provided on the main body for capturing the lead within the field of view, a lead detection unit that detects the other end of the lead attached to the target to be followed from an image captured by the camera unit, and a position calculation unit that calculates the position of the target to be followed based on the other end of the lead detected by the lead detection unit, and moves to the position of the target to be followed calculated by the position calculation unit.

本発明の一実施形態に係る無人移動体は、追従対象を見失ったか否かを判定する追従対象判定部と、撮影画像に写るリードの延伸方向を検出するリード方向検出部と、追従対象判定部により追従対象を見失ったと判定されると、リード方向検出部により検出された延伸方向に基づいて追従対象の移動先を推定する移動先推定部と、を更に備え、移動先推定部により推定された移動先をカメラ部の画角に収める構成としてもよい。 The unmanned moving body according to one embodiment of the present invention further includes a tracking target determination unit that determines whether the tracking target has been lost, a lead direction detection unit that detects the extension direction of the lead shown in the captured image, and a destination estimation unit that, when the tracking target determination unit determines that the tracking target has been lost, estimates the destination of the tracking target based on the extension direction detected by the lead direction detection unit, and may be configured to fit the destination estimated by the destination estimation unit within the angle of view of the camera unit.

カメラ部による撮影画像は例えばカラー画像である。この場合、リード方向検出部は、リードの色に基づいて撮影画像に対する閾値を設定し、設定された閾値に基づいて撮影画像を二値化し、二値化された撮影画像に基づいてリードの延伸方向を検出する。 The image captured by the camera unit is, for example, a color image. In this case, the lead direction detection unit sets a threshold value for the captured image based on the color of the lead, binarizes the captured image based on the set threshold value, and detects the extension direction of the lead based on the binarized captured image.

本発明の一実施形態において、画角に収めた移動先に追従対象が写らない場合、位置算出部は、リード方向検出部により検出された延伸方向に基づく仮位置を追従対象の位置として算出してもよい。 In one embodiment of the present invention, if the target to be tracked is not captured at the destination within the angle of view, the position calculation unit may calculate a tentative position based on the extension direction detected by the lead direction detection unit as the position of the target to be tracked.

本発明の一実施形態において、リード方向検出部は、撮影画像に写るリードが弛んでいるか否かを判定し、リードが弛んでいると判定した場合には、リードの一端と他端とを結ぶ線分の延伸方向をリードの延伸方向として検出してもよい。 In one embodiment of the present invention, the lead direction detection unit determines whether or not the lead shown in the captured image is loose, and if it determines that the lead is loose, may detect the extension direction of the line segment connecting one end of the lead to the other end as the extension direction of the lead.

本発明の一実施形態において、リードは、例えば伸縮性をもつ。 In one embodiment of the present invention, the lead is, for example, elastic.

本発明の一実施形態に係る無人移動体は、追従対象の動きに伴う外力に応じてリードの繰り出し及び巻き取りを行うリード収容部、を更に備える構成としてもよい。 The unmanned mobile body according to one embodiment of the present invention may further include a reed storage section that reels out and winds up the reed in response to an external force associated with the movement of the object to be tracked.

本発明の一実施形態に係る無人移動体は、追従対象からリードが取り外されたか否かを判定する取外し判定部、を更に備え、取外し判定部によりリードが追従対象から取り外されたと判定されると、追従対象に対する追従を停止する構成としてもよい。 The unmanned moving body according to one embodiment of the present invention may further include a detachment determination unit that determines whether the lead has been detached from the target to be followed, and may be configured to stop following the target to be followed when the detachment determination unit determines that the lead has been detached from the target to be followed.

本発明の一実施形態に係る無人移動体は、追従対象が階段を移動するか否かを判定する階段判定部と、階段判定部により追従対象が階段を移動すると判定されると、階段の形態を判定する形態判定部と、形態判定部により判定された階段の形態に応じて、位置算出部により算出される階段上の追従対象の位置を補正する位置補正部と、を更に備える構成としてもよい。 The unmanned moving body according to one embodiment of the present invention may further include a stair determination unit that determines whether the target to be tracked moves up stairs, a shape determination unit that determines the shape of the stairs when the stair determination unit determines that the target to be tracked moves up stairs, and a position correction unit that corrects the position of the target to be tracked on the stairs calculated by the position calculation unit according to the shape of the stairs determined by the shape determination unit.

本発明の一実施形態において、階段判定部は、リード方向検出部により検出されるリードの延伸方向が階段を指す方向か否かによって、追従対象が階段を移動するか否かを判定してもよい。 In one embodiment of the present invention, the staircase determination unit may determine whether the target to be tracked is moving up stairs based on whether the extension direction of the lead detected by the lead direction detection unit is a direction pointing toward the stairs.

本発明の一実施形態によれば、追従対象によってリードが引かれているか否かに拘わらず追従対象の位置を算出することができる無人移動体が提供される。 According to one embodiment of the present invention, an unmanned mobile object is provided that can calculate the position of a target to be tracked regardless of whether the target is pulling a lead.

本発明の一実施形態に係る無人移動体を模式的に示す図である。1 is a diagram showing a schematic diagram of an unmanned moving body according to an embodiment of the present invention; 本発明の一実施形態に係る無人移動体のリード部の内部構造を模式的に示す図である。2 is a diagram showing a schematic diagram of an internal structure of a lead portion of an unmanned moving body according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態に係る無人移動体の胴体部に内蔵された構成要素を示すブロック図である。1 is a block diagram showing components built into the fuselage of an unmanned vehicle according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態において制御装置が実行する追従移動処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a following movement process executed by the control device in one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態において制御装置が実行する追従対象者特定処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a process of identifying a person to be followed that is executed by a control device according to an embodiment of the present invention. 図5のステップS204で生成される二値画像の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a binary image generated in step S204 of FIG. 5 . 図4のステップS102~S107の説明を補足する図である。5 is a diagram supplementing the explanation of steps S102 to S107 in FIG. 4. 図4のステップS109で作業者の仮位置を算出する方法の一例を説明するための図である。5 is a diagram for explaining an example of a method for calculating a virtual position of a worker in step S109 in FIG. 4; 本発明の一実施形態において制御装置が実行する階段移動処理を示すフローチャートである。5 is a flowchart showing a staircase movement process executed by the control device in one embodiment of the present invention.

以下、本発明の一実施形態に係る無人移動体について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、無人移動体として多足歩行ロボットを例に取るが、本発明に係る無人移動体はこれに限らない。無人移動体は、追従対象に追従して移動することが可能なものであればよく、例えばキャタピラや車輪を備える台車型の無人移動体やドローン等の無人飛行体であってもよい。なお、無人移動体は、巡視に必要な撮像装置(カメラ)、又は資材を運搬するための荷台や台車を備えてもよい。 Below, an unmanned mobile body according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a multi-legged robot is taken as an example of an unmanned mobile body, but the unmanned mobile body according to the present invention is not limited to this. The unmanned mobile body may be anything that is capable of moving by following a target to be followed, and may be, for example, a cart-type unmanned mobile body equipped with caterpillar tracks or wheels, or an unmanned flying object such as a drone. The unmanned mobile body may also be equipped with an imaging device (camera) required for patrol, or a loading platform or cart for transporting materials.

本実施形態では、建設現場や土木現場のような地面や床面、壁面、天井、資材等の配置が日々変わる場所で、追従対象に無人移動体を追従させて移動させることを想定している。しかし、無人移動体の追従移動場所はこれに限らない。農地、テーマパーク、商業施設、倉庫、災害現場等の別の場所で追従対象に無人移動体を追従させて移動させてもよい。 In this embodiment, it is assumed that the unmanned mobile body will move by following a target to be tracked in locations such as construction sites and civil engineering sites where the layout of the ground, floors, walls, ceilings, materials, etc. changes daily. However, the locations where the unmanned mobile body moves to be tracked are not limited to this. The unmanned mobile body may also be moved by following a target to be tracked in other locations such as farmland, theme parks, commercial facilities, warehouses, disaster sites, etc.

図1は、本発明の一実施形態に係る無人移動体1を模式的に示す図である。無人移動体1は、4足歩行可能なロボットであり、図1に示されるように、本体部10、カメラ部20、固定具30、リード部40及び電源ボタン50を備える。なお、無人移動体1の構成要素を図示する図1並びに後述の図2及び図3においては、本実施形態の説明に必要な主たる構成要素を図示する。例えば、無人移動体1に必須な構成要素であるバッテリや駆動機構など、一部の構成要素については、その図示を適宜省略する。 Figure 1 is a schematic diagram of an unmanned mobile body 1 according to one embodiment of the present invention. The unmanned mobile body 1 is a robot capable of walking on four legs, and as shown in Figure 1, comprises a main body unit 10, a camera unit 20, a fixture 30, a lead unit 40, and a power button 50. Note that Figure 1, which illustrates the components of the unmanned mobile body 1, and Figures 2 and 3 described below, illustrate the main components necessary for explaining this embodiment. For example, illustrations of some components, such as the battery and drive mechanism, which are essential components of the unmanned mobile body 1, are omitted as appropriate.

概説すると、無人移動体1は、カメラ部20による撮影画像内に写るリード41(詳しくは後述)に基づいて追従対象である作業者2の位置を算出し、算出された位置へ移動することによって作業者2に追従する構成となっている。このような構成であることにより、リード41が引かれているか否かに拘わらず作業者2の位置を算出することができる。 In general terms, the unmanned mobile body 1 is configured to calculate the position of the worker 2 to be followed based on the lead 41 (described in detail later) that appears in the image captured by the camera unit 20, and to follow the worker 2 by moving to the calculated position. With this configuration, the position of the worker 2 can be calculated regardless of whether the lead 41 is being pulled or not.

なお、追従対象は、人に限らない。別の実施形態では、他の無人移動体が追従対象であってもよい。また、追従対象に追従する無人移動体は1台に限らず複数台あってもよい。一例として、無人移動体1を作業者2に追従させて移動させ、更に、他の無人移動体を無人移動体1に追従させて移動させてもよい。 Note that the target to be followed is not limited to a person. In another embodiment, the target to be followed may be another unmanned mobile body. Furthermore, the number of unmanned mobile bodies following the target to be followed is not limited to one, and may be multiple. As an example, unmanned mobile body 1 may be moved by following worker 2, and further, another unmanned mobile body may be moved by following unmanned mobile body 1.

後述するSLAM(Simultaneous Localization and Mapping)処理では、ワールド座標系(X,Y,Z)とローカル座標系(x、y、z)が定義される。原点が不動のワールド座標系では、鉛直方向をZ軸方向とし、Z軸方向と直交しかつ互いに直交する2つの水平方向をそれぞれX軸方向、Y軸方向とする。 In the SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) process described later, a world coordinate system (X, Y, Z) and a local coordinate system (x, y, z) are defined. In the world coordinate system, whose origin is fixed, the vertical direction is defined as the Z-axis direction, and the two horizontal directions that are perpendicular to the Z-axis direction and perpendicular to each other are defined as the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.

これに対し、無人移動体1を基点とするローカル座標系は、無人移動体1の移動に伴って原点が移動する。ローカル座標系では、鉛直方向をz軸方向とし、z軸方向と直交しかつ互いに直交する2つの水平方向をそれぞれx軸方向、y軸方向とする。互いに直交するこれら3軸方向は右手系をなす。説明の便宜上、x軸方向正側を前側とも呼び、x軸方向負側を後側とも呼び、y軸方向正側を左側とも呼び、y軸方向負側を右側とも呼び、z軸方向正側を上側とも呼び、z軸方向負側を下側とも呼ぶ。 In contrast, the local coordinate system with the unmanned mobile body 1 as its base point has an origin that moves as the unmanned mobile body 1 moves. In the local coordinate system, the vertical direction is the z-axis direction, and the two horizontal directions that are perpendicular to the z-axis direction and perpendicular to each other are the x-axis direction and the y-axis direction, respectively. These three mutually perpendicular axial directions form a right-handed system. For ease of explanation, the positive x-axis direction is also referred to as the front side, the negative x-axis direction is also referred to as the rear side, the positive y-axis direction is also referred to as the left side, the negative y-axis side is also referred to as the right side, the positive z-axis side is also referred to as the upper side, and the negative z-axis side is also referred to as the lower side.

なお、ローカル座標系における方向の呼称は、構成要素の相対的な位置関係を説明するために便宜的に用いる呼称であり、絶対的な方向を示すものではない。例えば無人移動体1の姿勢が傾いた場合、x軸方向及びy軸方向は、水平面に対してその姿勢に応じた傾きをもつ方向となり、z軸方向は、鉛直面に対してその姿勢に応じた傾きをもつ方向となる。 Note that the names of directions in the local coordinate system are used for convenience to explain the relative positional relationships of components, and do not indicate absolute directions. For example, if the attitude of the unmanned mobile body 1 is tilted, the x-axis and y-axis directions will be inclined relative to the horizontal plane according to that attitude, and the z-axis direction will be inclined relative to the vertical plane according to that attitude.

本体部10は、胴体部11及び4本の脚部12を備える。脚部12は、胴体部11の側面に2本ずつ設けられる。各脚部12は、x軸方向において間隔を空けて設けられている。本体部10は、4本の脚部12を個別に駆動可能に構成されており、各脚部12の個別の駆動に伴って各方向に自在に移動することができる。 The main body 10 comprises a trunk 11 and four legs 12. Two legs 12 are provided on each side of the trunk 11. The legs 12 are provided at intervals in the x-axis direction. The main body 10 is configured so that the four legs 12 can be driven individually, and can move freely in each direction by driving each leg 12 individually.

なお、胴体部11の形状や脚部12の数、関節数、取付位置等は、図1に示されるものに限らない。本体部10の態様には自由度があり、各種の設計変更が可能である。 The shape of the torso 11, the number of legs 12, the number of joints, the attachment positions, etc. are not limited to those shown in FIG. 1. There is a degree of freedom in the configuration of the main body 10, and various design changes are possible.

カメラ部20及び固定具30は、胴体部11の前部に設けられる。 The camera unit 20 and the fixture 30 are provided at the front of the body unit 11.

カメラ部20は、RGB-D画像を取得するステレオカメラである。カメラ部20は、RGBのカラー画像を撮影すると同時に、一対のカメラ間の距離(基線長)、カメラの焦点距離及び視差に基づいて画角内の各物体までの距離情報(3次元点群データ)を取得する。 The camera unit 20 is a stereo camera that captures RGB-D images. The camera unit 20 captures RGB color images and simultaneously captures distance information (three-dimensional point cloud data) to each object within the field of view based on the distance (baseline length) between the pair of cameras, the focal length of the cameras, and the parallax.

カメラ部20のイメージセンサは、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサである。このイメージセンサは、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等の他のイメージャであってもよい。また、本実施形態において、イメージセンサのカラーフィルタは、RGB原色系フィルタであるが、CMYG補色系フィルタ等の他のカラーフィルタであってもよい。 The image sensor of the camera unit 20 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. This image sensor may be another imager, such as a CCD (Charge Coupled Device) image sensor. In addition, in this embodiment, the color filter of the image sensor is an RGB primary color filter, but may be another color filter, such as a CMYG complementary color filter.

本実施形態では、カメラ部20を用いて距離情報を取得するが、スキャナ式レーザ距離センサ等の別の手段で距離情報を取得する構成も本発明の範疇である。 In this embodiment, distance information is acquired using the camera unit 20, but the scope of the present invention also includes configurations in which distance information is acquired using other means, such as a scanner-type laser distance sensor.

固定具30は、カメラ部20の下方であって、カメラ部20の画角に収まる位置に設けられる。より詳細には、固定具30は、カメラ部20の基線の中点から垂直下方向に延びる線上に位置するように、胴体部11の前部に設けられる。これにより、固定具30は、常時、撮影画像内の定点位置(本実施形態では下部中央)に写る。 The fixture 30 is provided below the camera unit 20 in a position that fits within the angle of view of the camera unit 20. More specifically, the fixture 30 is provided at the front of the body unit 11 so as to be located on a line that extends vertically downward from the midpoint of the baseline of the camera unit 20. As a result, the fixture 30 is always captured at a fixed position (the bottom center in this embodiment) in the captured image.

固定具30は、例えば、胴体部11の前部に据え付けられた棒状部材を有する。この棒状部材の先端には球体状部材が形成される。この球体状部材に引っ掛かるように、リード部40が有するリード41の一端(以下「リード端41a」と記す。)が括り付けられる。 The fixing device 30 has, for example, a rod-shaped member attached to the front of the body 11. A spherical member is formed at the tip of this rod-shaped member. One end of the lead 41 of the lead portion 40 (hereinafter referred to as "lead end 41a") is fastened so as to be hooked onto this spherical member.

なお、固定具30の形状や取付位置、向き等は、図1に示されるものに限らない。一例として、固定具30は、胴体部11の上面に据え付けられてもよい。また、図1の例では、固定具30は、棒状部材の長手方向がx軸方向に向く姿勢で据え付けられているが、棒状部材の長手方向が他の方向(例えばz軸方向)に向く姿勢で据え付けられてもよい。また、カラビナやスナップフック等の着脱が容易な固定具がリード端41aに取り付けられてもよい。この場合、固定具30は、リード端41aに取り付けられた固定具を装着可能な取付金具であってもよい。すなわち、固定具30の態様には自由度があり、各種の設計変更が可能である。 The shape, mounting position, orientation, etc. of the fixing device 30 are not limited to those shown in FIG. 1. As an example, the fixing device 30 may be installed on the upper surface of the body 11. In the example of FIG. 1, the fixing device 30 is installed in a position in which the longitudinal direction of the rod-shaped member faces the x-axis direction, but the fixing device 30 may be installed in a position in which the longitudinal direction of the rod-shaped member faces another direction (for example, the z-axis direction). A fixing device that is easy to attach and detach, such as a carabiner or snap hook, may be attached to the lead end 41a. In this case, the fixing device 30 may be a mounting bracket that can be attached to the fixing device attached to the lead end 41a. In other words, there is a degree of freedom in the form of the fixing device 30, and various design changes are possible.

図2は、リード部40の内部構造を模式的に示す図である。図2に示されるように、リード部40は、リード41及びリード収容部42を備える。 Figure 2 is a diagram showing a schematic internal structure of the lead portion 40. As shown in Figure 2, the lead portion 40 includes a lead 41 and a lead housing portion 42.

リード41は、伸縮性をもつ素材で作製された紐であり、例えばゴム紐である。リード41の全長は、例えば5m~20mである。なお、リード41の全長は5mより短くてもよく、また、20mより長くてもよい。また、リード41は、例えば平紐であり、適度に幅(例えば10mm以上)があって撚れにくい。また、リード41には、夜光塗料や蛍光塗料、蓄光塗料等が塗布されてもよい。これにより、現場が薄暗かったり暗部となったりする場合にも、カメラ部20によりリード41を撮影することができる。 The reed 41 is a string made of an elastic material, such as a rubber string. The total length of the reed 41 is, for example, 5 m to 20 m. The total length of the reed 41 may be shorter than 5 m or longer than 20 m. The reed 41 is, for example, a flat string, has a suitable width (for example, 10 mm or more) and is less likely to twist. The reed 41 may also be coated with luminous paint, fluorescent paint, phosphorescent paint, or the like. This allows the reed 41 to be photographed by the camera unit 20 even when the site is dimly lit or in a dark area.

リード収容部42は、リード41を繰り出し及び巻き取り可能に収容する装置であり、例えば愛玩動物の散歩時に使用されるリードを収容する装置と同様の構造を持つ。 The lead storage section 42 is a device that stores the lead 41 so that it can be reeled out and wound up, and has a structure similar to that of a device that stores a lead used when walking a pet, for example.

リード収容部42は、筐体43を備える。筐体43の外装面には、カラビナ等の金具を取り付けるための取付部44が形成される。例えば取付部44に取り付けられた金具が作業者2のベルトループやハーネスに取り付けられることにより、リード収容部42が作業者2の腰に固定された状態となる。 The lead storage unit 42 includes a housing 43. An attachment unit 44 is formed on the exterior surface of the housing 43 for attaching a metal fitting such as a carabiner. For example, the metal fitting attached to the attachment unit 44 is attached to a belt loop or harness of the worker 2, thereby fixing the lead storage unit 42 to the waist of the worker 2.

リード41は、筐体43内部に設けられたリール45に巻き付けられている。リール45には内歯車46が形成される。内歯車46の内側には内歯車46と噛み合う外歯車47が設けられる。外歯車47は、巻きばね等の付勢部材48により正方向(図2では時計回り方向であり、言い換えるとリード41を巻き取る方向)に付勢される。 The lead 41 is wound around a reel 45 provided inside the housing 43. An internal gear 46 is formed on the reel 45. An external gear 47 that meshes with the internal gear 46 is provided inside the internal gear 46. The external gear 47 is biased in the positive direction (clockwise in FIG. 2, in other words, in the direction in which the lead 41 is wound) by a biasing member 48 such as a coil spring.

リード41には、作業者2の動きに伴う外力が加わる。この外力が付勢部材48による付勢力よりも強いと、この付勢力に抗して外歯車47及び内歯車46が逆方向(図2では反時計回り方向であり、言い換えるとリード41を繰り出す方向)に回転する。これにより、リール45に巻き付けられたリード41が筐体43の開口部49から繰り出される。 An external force caused by the movement of the worker 2 is applied to the lead 41. If this external force is stronger than the biasing force of the biasing member 48, the external gear 47 and the internal gear 46 rotate in the opposite direction (counterclockwise in FIG. 2, in other words, in the direction in which the lead 41 is unwound) against this biasing force. As a result, the lead 41 wound around the reel 45 is unwound from the opening 49 of the housing 43.

リード41を繰り出すことによって蓄えられた付勢力に対して上記外力が弱いと、外歯車47及び内歯車46が正方向に回転する。これにより、リード41が開口部49を介して筐体43内に入り、リール45に巻き取られる。 When the external force is weaker than the force stored by unwinding the reed 41, the external gear 47 and the internal gear 46 rotate in the forward direction. This causes the reed 41 to enter the housing 43 through the opening 49 and be wound onto the reel 45.

このように、リード41は、一端(リード端41a)が固定具30を介して本体部10に取り付けられ他端がリード収容部42を介して作業者2に取り付けられる。また、リード収容部42は、追従対象の動きに伴う外力に応じてリード41の繰り出し及び巻き取りを行う。 In this way, one end (lead end 41a) of the lead 41 is attached to the main body 10 via the fixing device 30, and the other end is attached to the worker 2 via the lead storage section 42. In addition, the lead storage section 42 reels out and winds up the lead 41 in response to an external force that accompanies the movement of the object to be followed.

なお、リード部40は、リード収容部42を備えない構成としてもよい。この場合、リード41の他端が、直接、作業者2のベルトループやハーネスに取り付けられる。また、リード41の他端には、カラビナやスナップフック等の着脱が容易な固定具が取り付けられてもよい。この場合、この固定具により、リード41の他端が作業者2のベルトループやハーネスに取り付けられる。 The lead portion 40 may be configured without the lead storage portion 42. In this case, the other end of the lead 41 is directly attached to a belt loop or harness of the worker 2. A fastener that is easy to attach and detach, such as a carabiner or snap hook, may be attached to the other end of the lead 41. In this case, the other end of the lead 41 is attached to a belt loop or harness of the worker 2 by this fastener.

図3は、胴体部11に内蔵された構成要素を示すブロック図である。胴体部11には、カメラ部20に加えて、IMU(Inertial Measurement Unit)50及び制御装置100が設けられる。 Figure 3 is a block diagram showing the components built into the torso 11. In addition to the camera unit 20, the torso 11 is provided with an IMU (Inertial Measurement Unit) 50 and a control device 100.

IMU50は、例えば9軸センサ(3軸加速度、3軸ジャイロ及び3軸コンパス)を備えるセンサモジュールである。IMU50は、無人移動体1の自己位置を推定するために必要な各種情報(例えば加速度、角速度、角度等)を逐次採取する。なお、自己位置は、GPS(Global Positioning System)、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)ビーコン、Wi-Fi(登録商標)、地磁気センサ、気圧センサ、超音波センサ等を用いて推定してもよい。 The IMU 50 is a sensor module equipped with, for example, a nine-axis sensor (three-axis acceleration, three-axis gyro, and three-axis compass). The IMU 50 sequentially collects various information (for example, acceleration, angular velocity, angle, etc.) required to estimate the self-position of the unmanned mobile body 1. The self-position may be estimated using a GPS (Global Positioning System), a BLE (Bluetooth (registered trademark) Low Energy) beacon, Wi-Fi (registered trademark), a geomagnetic sensor, a barometric pressure sensor, an ultrasonic sensor, etc.

制御装置100は、無人移動体1を制御する装置である。制御装置100は、例えばマイクロコンピュータであり、ハードウェア構成としては、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、周辺回路と通信するためのインタフェース、これらのポートを結ぶバスライン等を備える。 The control device 100 is a device that controls the unmanned vehicle 1. The control device 100 is, for example, a microcomputer, and includes, as its hardware configuration, a CPU (Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), an interface for communicating with peripheral circuits, and a bus line connecting these ports.

図3に示されるように、制御装置100は、機能構成として、駆動指示部102、駆動制御部104、自己位置推定部106、リード検出部108、位置算出部110、記録部112、移動先推定部114、リード方向検出部116、追従対象距離判定部118、取外し判定部120、追従対象判定部122、階段判定部124、形態判定部126、位置補正部128及び踊り場判定部130を備える。 As shown in FIG. 3, the control device 100 has, as its functional configuration, a drive instruction unit 102, a drive control unit 104, a self-position estimation unit 106, a lead detection unit 108, a position calculation unit 110, a recording unit 112, a movement destination estimation unit 114, a lead direction detection unit 116, a follow-up target distance determination unit 118, a removal determination unit 120, a follow-up target determination unit 122, a staircase determination unit 124, a form determination unit 126, a position correction unit 128, and a landing determination unit 130.

駆動指示部102は、撮影画像内に写るリード41に基づいて算出(検出)された作業者2の位置へ無人移動体1を移動させるための指示信号を生成し、生成された指示信号を駆動制御部104に送信する。 The drive instruction unit 102 generates an instruction signal for moving the unmanned mobile body 1 to the position of the worker 2 calculated (detected) based on the lead 41 shown in the captured image, and transmits the generated instruction signal to the drive control unit 104.

駆動制御部104は、駆動指示部102より受信した指示信号に従って胴体部11及び各脚部12を駆動制御する。これにより、無人移動体1が歩行動作を行い、作業者2を検出した位置へ移動する。なお、無人移動体1は、追従移動時、作業者2を正面に捉える姿勢に逐次駆動制御されてもよく、また、次の移動先(詳しくは後述)に向く姿勢に逐次駆動制御されてもよい。 The drive control unit 104 drives and controls the torso unit 11 and each leg unit 12 according to the instruction signal received from the drive instruction unit 102. This causes the unmanned mobile body 1 to walk and move to the position where the worker 2 is detected. Note that, during following movement, the unmanned mobile body 1 may be sequentially driven and controlled to a posture that captures the worker 2 in front, or may be sequentially driven and controlled to a posture that faces the next destination (described in detail later).

自己位置推定部106は、カメラ部20より取得される3次元点群データに基づいてSLAM処理、すなわち無人移動体1の自己位置の推定と環境地図の作成を同時に行う。本実施形態では、SLAM処理の精度を向上させるため、IMU50より採取される加速度、角速度、角度等の各種情報を用いたオドメトリ(Odometry)手法による自己位置の推定結果も併用する。 The self-position estimation unit 106 performs SLAM processing, i.e., estimating the self-position of the unmanned mobile body 1 and creating an environmental map at the same time, based on the three-dimensional point cloud data acquired by the camera unit 20. In this embodiment, in order to improve the accuracy of the SLAM processing, the self-position estimation result by the odometry method using various information such as acceleration, angular velocity, and angle collected by the IMU 50 is also used.

図4は、本発明の一実施形態において制御装置100が実行する追従移動処理を示すフローチャートである。図5は、本発明の一実施形態において制御装置100が実行する追従対象者特定処理を示すフローチャートである。 Figure 4 is a flowchart showing the following movement processing executed by the control device 100 in one embodiment of the present invention. Figure 5 is a flowchart showing the following target person identification processing executed by the control device 100 in one embodiment of the present invention.

例えば、作業者2に対する追従移動の開始を指示する開始指示操作が行われると、追従移動処理及び追従対象者特定処理が並行して実行開始される。また、作業者2に対する追従移動の停止を指示する停止指示操作が行われると、追従移動処理及び追従対象者特定処理は終了する。作業者2は、リモートコントローラや本体部10に設けられた不図示の操作ボタンを用いて開始指示操作や停止指示操作を行うことができる。 For example, when a start instruction operation is performed to instruct the worker 2 to start following movement, the following movement process and the following target person identification process are started to be executed in parallel. Also, when a stop instruction operation is performed to instruct the worker 2 to stop following movement, the following movement process and the following target person identification process are terminated. The worker 2 can perform the start instruction operation and the stop instruction operation using an operation button (not shown) provided on the remote controller or the main body unit 10.

開始指示操作が行われると、追従移動処理が開始される。図4に示されるように、追従移動処理では、まず、自己位置推定部106によるSLAM処理の実行が開始される(ステップS101)。追従移動処理の実行中、常時、SLAM処理が実行されて、無人移動体1の自己位置の推定と環境地図の作成が行われる。 When a start instruction operation is performed, the following movement process is started. As shown in FIG. 4, in the following movement process, first, the self-position estimation unit 106 starts executing SLAM processing (step S101). During the following movement process, SLAM processing is executed continuously to estimate the self-position of the unmanned mobile body 1 and create an environmental map.

SLAM処理の実行が開始されると、自己位置推定部106は、SLAM処理で作成される環境地図の原点(すなわちワールド座標系の原点)と、無人移動体1を基点とするローカル座標系の原点を定義する。一例として、最初に取得された距離画像フレームの原点(カメラ部20とのXYZの各軸方向の距離がゼロとなる点、すなわちカメラ部20の位置)がワールド座標系の原点及びローカル座標系の原点として定義される。 When the execution of the SLAM process is started, the self-position estimation unit 106 defines the origin of the environmental map created by the SLAM process (i.e., the origin of the world coordinate system) and the origin of a local coordinate system with the unmanned mobile body 1 as the base point. As an example, the origin of the first acquired distance image frame (the point where the distances in each of the X, Y and Z axial directions with the camera unit 20 are zero, i.e., the position of the camera unit 20) is defined as the origin of the world coordinate system and the origin of the local coordinate system.

ワールド座標系の原点は不動である。追従移動処理の実行中、ワールド座標系の原点は、最初に取得された距離画像フレームの原点から動かない。これに対し、ローカル座標系の原点は移動する。追従移動処理の実行中、ローカル座標系の原点は、最新の距離画像フレームの原点に更新される。すなわち、無人移動体1の移動に伴ってローカル座標系の原点も移動する。 The origin of the world coordinate system is fixed. During the tracking movement process, the origin of the world coordinate system does not move from the origin of the first acquired distance image frame. In contrast, the origin of the local coordinate system moves. During the tracking movement process, the origin of the local coordinate system is updated to the origin of the latest distance image frame. In other words, the origin of the local coordinate system moves as the unmanned mobile body 1 moves.

開始指示操作が行われると、追従対象者特定処理も開始される。図5に示されるように、追従対象者特定処理では、まず、リード検出部108により初期値が設定される(ステップS201)。具体的には、リード検出部108は、撮影画像内に写る特定の線(具体的にはリード41)を検出するため、撮影画像内におけるリード端41aの位置を設定するとともに検出対象の線の色に基づいて撮影画像に対する閾値を設定する。 When the start instruction operation is performed, the process of identifying the person to be followed also starts. As shown in FIG. 5, in the process of identifying the person to be followed, first, an initial value is set by the lead detection unit 108 (step S201). Specifically, in order to detect a specific line (specifically, the lead 41) that appears in the captured image, the lead detection unit 108 sets the position of the lead end 41a in the captured image and sets a threshold value for the captured image based on the color of the line to be detected.

ここで、リード端41aが括り付けられた固定具30は、常時、撮影画像内の定点位置(下部中央)に写る。そのため、リード端41aも常時、撮影画像内の定点位置に写る。そこで、本実施形態では、リード端41aが括り付けられた固定具30の先端の位置がリード端41aの位置として設定される。なお、固定具30の先端の位置は、カメラ部20と固定具30との位置関係から既知である。 The fixture 30 to which the lead end 41a is fastened is always captured at a fixed position (bottom center) in the captured image. Therefore, the lead end 41a is also always captured at a fixed position in the captured image. Therefore, in this embodiment, the position of the tip of the fixture 30 to which the lead end 41a is fastened is set as the position of the lead end 41a. The position of the tip of the fixture 30 is known from the positional relationship between the camera unit 20 and the fixture 30.

リード検出部108は、例えば、YCbCr色空間において、検出対象の線の色(すなわちリード41の色であり、例えば赤)に対応するプロットを中心とした所定領域(例えば赤とみなせるYCbCr色空間内の領域)を定義する。リード検出部108は、この領域を定義するCr成分の値を、線を検出するための閾値として設定する。 The lead detection unit 108 defines, for example, in the YCbCr color space, a predetermined area (e.g., an area in the YCbCr color space that can be regarded as red) centered on a plot corresponding to the color of the line to be detected (i.e., the color of the lead 41, e.g., red) The lead detection unit 108 sets the value of the Cr component that defines this area as a threshold value for detecting the line.

リード検出部108は、カメラ部20によるRGB-D画像からRGB画像を取得する(ステップS202)。リード検出部108は、取得されたRGB画像をYCbCr画像に変換する(ステップS203)。リード検出部108は、YCbCr画像を上記閾値に基づいて二値化する(ステップS204)。 The lead detection unit 108 acquires an RGB image from the RGB-D image captured by the camera unit 20 (step S202). The lead detection unit 108 converts the acquired RGB image into a YCbCr image (step S203). The lead detection unit 108 binarizes the YCbCr image based on the threshold value (step S204).

図6に、ステップS204で生成される二値画像の一例を示す。図6の例では、Cr成分の値が閾値内(上記所定領域に入る値)の画素は、その画素値が白の値(例えば1)に変換される。また、Cr成分の値が閾値外(上記所定領域に入らない値)の画素は、その画素値が黒の値(例えば0)に変換される。 Figure 6 shows an example of a binary image generated in step S204. In the example of Figure 6, pixels whose Cr component values are within the threshold (values that fall within the above-mentioned specified range) have their pixel values converted to a white value (e.g., 1). Also, pixels whose Cr component values are outside the threshold (values that do not fall within the above-mentioned specified range) have their pixel values converted to a black value (e.g., 0).

なお、撮影画像内に写るリード41の色は光源によって変わることがある。そのため、二値化処理に用いる閾値は、例えば撮影画像内に写るリード端41aの色に応じて動的に変化させてもよい。 The color of the lead 41 shown in the captured image may change depending on the light source. Therefore, the threshold value used in the binarization process may be dynamically changed depending on, for example, the color of the lead end 41a shown in the captured image.

リード検出部108は、ステップS204で生成される二値画像から、ステップS201で設定されたリード端41aの位置を始端位置Lとし終端位置Lまで延伸する線L(図6参照)をハフ変換で検出する(ステップS205)。すなわち、リード検出部108は、撮影画像の中からリード41の他端(終端位置L)を含む線Lを検出する。 The lead detection unit 108 detects a line L (see FIG. 6) extending from the position of the lead end 41a set in step S201 as a start end position L S to a terminal end position L E from the binary image generated in step S204 by using a Hough transform (step S205). That is, the lead detection unit 108 detects a line L including the other end (terminal position L E ) of the lead 41 from within the captured image.

線Lの終端位置Lは、開口部49から筐体43の外部に繰り出されたリード41のうちの最も開口部49寄りの部分となる。そうすると、線Lの終端位置Lには、リード収容部42を腰に取り付けた作業者2がいるはずである。そこで、位置算出部110は、終端位置Lに人が写るか否かを判定する(ステップS206)。例示的には、位置算出部110は、カメラ部20により取得される距離情報に基づいて終端位置Lに写る物体の形状や大きさの推定を行い、パターンマッチングにより物体が人であるか否かを判定する。 The end position LE of the line L is the portion of the lead 41 that is drawn out from the opening 49 to the outside of the housing 43 that is closest to the opening 49. In this case, the worker 2 with the lead housing 42 attached to his/her waist should be present at the end position LE of the line L. The position calculation unit 110 then determines whether or not a person is present at the end position LE (step S206). For example, the position calculation unit 110 estimates the shape and size of an object that is present at the end position LE based on the distance information acquired by the camera unit 20, and determines whether or not the object is a person by pattern matching.

終端位置Lに写る物体が人(すなわち作業者2)であると判定されると(ステップS206:YES)、位置算出部110は、作業者2の位置を算出して記録部112に記録する(ステップS207)。例示的には、位置算出部110は、終端位置Lに写る作業者2の足と歩行面(地面や床面)との交点を作業者2の位置として算出し記録する。 When it is determined that the object shown in the terminal position LE is a person (i.e., the worker 2) (step S206: YES), the position calculation unit 110 calculates the position of the worker 2 and records it in the recording unit 112 (step S207). For example, the position calculation unit 110 calculates and records the intersection of the foot of the worker 2 shown in the terminal position LE and the walking surface (ground or floor surface) as the position of the worker 2.

このように、位置算出部110は、リード検出部108により検出されたリード41の他端(終端位置L)に基づいて作業者2の位置を算出し記録する。なお、ワールド座標系のX座標値及びY座標値で作業者2の位置が記録される。便宜上、記録部112に記録される作業者2の位置を「歩行記録位置」と記す。 In this way, the position calculation unit 110 calculates and records the position of the worker 2 based on the other end (terminal position L E ) of the lead 41 detected by the lead detection unit 108. The position of the worker 2 is recorded using X and Y coordinate values in the world coordinate system. For convenience, the position of the worker 2 recorded in the recording unit 112 is referred to as a "walking recorded position."

終端位置Lに写る物体が人でないと判定される(又は終端位置Lに物体が検出されない)場合(ステップS206:NO)、歩行記録位置の算出及び記録が行われることなく、追従対象者特定処理はステップS208に進む。 If it is determined that the object at the terminal position LE is not a human (or no object is detected at the terminal position LE ) (step S206: NO), the walking record position is not calculated and recorded, and the process of identifying the person to be followed proceeds to step S208.

詳しくは後述するが、無人移動体1が作業者2を見失った場合、移動先推定部114が撮影画像内に写るリード41の延伸方向に基づいて作業者2の移動先を推定する。そこで、追従対象者特定処理では、リード方向検出部116によりリード41の延伸方向が検出される。 As will be described in more detail later, if the unmanned mobile body 1 loses sight of the worker 2, the destination estimation unit 114 estimates the destination of the worker 2 based on the extension direction of the lead 41 shown in the captured image. Therefore, in the process of identifying the person to be followed, the extension direction of the lead 41 is detected by the lead direction detection unit 116.

ここで、リード41は、伸縮性をもち、また、作業者2の動きに伴う外力に応じてリード収容部42に繰り出し及び巻き取り可能に収容される。そのため、リード41は、基本的に、無人移動体1の追従移動中ぴんと張った状態にある。そのため、ハフ変換により検出される線Lは、通常、直線となる。この場合、リード方向検出部116は、線Lの延伸方向をリード41の延伸方向として検出する。 Here, the lead 41 is elastic and is stored in the lead storage section 42 so that it can be reeled out and wound up in response to external forces associated with the movement of the worker 2. Therefore, the lead 41 is basically in a taut state while the unmanned mobile body 1 is moving in a following manner. Therefore, the line L detected by the Hough transform is usually a straight line. In this case, the lead direction detection section 116 detects the extension direction of the line L as the extension direction of the lead 41.

これに対し、例えば無人移動体1と作業者2との距離差が急速に縮まる等の状況では、リード収容部42によるリード41の巻き取り速度が追い付かないため、リード41が重力方向に弛むことがある。この場合、ハフ変換により検出される線Lは、直線として検出されず曲線となる。この場合、リード方向検出部116は、リード41の延伸方向を検出することができない。 In contrast, in a situation where the distance between the unmanned vehicle 1 and the worker 2 is rapidly reduced, for example, the reed storage unit 42 cannot keep up with the winding speed of the reed 41, and the reed 41 may slacken in the direction of gravity. In this case, the line L detected by the Hough transform is not detected as a straight line but as a curve. In this case, the reed direction detection unit 116 cannot detect the extension direction of the reed 41.

そこで、リード方向検出部116は、撮影画像に写るリード41が弛んでいるか否かを判定する(ステップS208)。例示的には、ハフ変換により検出される線Lが直線の場合、リード41が弛んでいないと判定する。ハフ変換により検出される線Lが直線でない場合、リード41が弛んでいると判定する。 Then, the lead direction detection unit 116 judges whether or not the lead 41 shown in the captured image is loose (step S208). For example, if the line L detected by the Hough transform is a straight line, it is judged that the lead 41 is not loose. If the line L detected by the Hough transform is not a straight line, it is judged that the lead 41 is loose.

リード41が弛んでいると判定されると(ステップS208:YES)、リード方向検出部116は、始端位置Lと終端位置Lとを結ぶ線部の延伸方向をリード41の延伸方向として検出する(ステップS209)。すなわち、リード方向検出部116は、リード41の一端と他端とを結ぶ線分の延伸方向をリード41の延伸方向として検出する。 If it is determined that the lead 41 is loose (step S208: YES), the lead direction detection unit 116 detects the extension direction of the line segment connecting the start position L S and the end position L E as the extension direction of the lead 41 (step S209).

リード41が弛んでないと判定されると(ステップS208:NO)、リード方向検出部116は、直線である線Lの延伸方向をリード41の延伸方向として検出する(ステップS210)。 If it is determined that the lead 41 is not loose (step S208: NO), the lead direction detection unit 116 detects the extension direction of the straight line L as the extension direction of the lead 41 (step S210).

リード方向検出部116は、ステップS209又はステップS210で検出されたリード41の延伸方向を、XYZの3次元ベクトルデータとして、ステップS207で記録された歩行記録位置と関連付けて記録部112に記録する(ステップS211)。なお、歩行記録位置の算出及び記録が行われていない場合、ステップS211の処理は行われない。次いで、追従対象者特定処理は、ステップS202に戻り、ステップS202以降の処理が実行される。 The lead direction detection unit 116 records the extension direction of the lead 41 detected in step S209 or step S210 as three-dimensional XYZ vector data in the recording unit 112 in association with the walking record position recorded in step S207 (step S211). Note that if the walking record position has not been calculated and recorded, the process of step S211 is not performed. Next, the following target person identification process returns to step S202, and the processes from step S202 onwards are executed.

図4の追従移動処理の説明に戻る。追従対象距離判定部118は、カメラ部20により取得される距離情報に基づいて、図5のステップS206で作業者2と判定された物体と無人移動体1との距離が所定距離(例えば50cm)以上離れているか否かを判定する(ステップS102)。 Returning to the explanation of the following movement process in FIG. 4, the following target distance determination unit 118 determines whether the distance between the object determined to be the worker 2 in step S206 in FIG. 5 and the unmanned mobile unit 1 is greater than or equal to a predetermined distance (e.g., 50 cm) based on the distance information acquired by the camera unit 20 (step S102).

作業者2との距離が50cm以上離れていると判定されると(ステップS102:YES)、駆動指示部102は、次の歩行記録位置を無人移動体1の次の移動先として指定し、指定された移動先へ移動するための指示信号を生成する(ステップS103)。この指示信号に従って駆動制御部104が胴体部11及び各脚部12を駆動制御することにより、無人移動体1が次の移動先に向けて移動する(ステップS104)。ここで、「次の歩行記録位置」は、無人移動体1の移動先として未だ指定されていない歩行記録位置のうち、時系列上で最も前に記録部112に記録された歩行記録位置である。 When it is determined that the distance from the operator 2 is 50 cm or more (step S102: YES), the drive instruction unit 102 designates the next walking record position as the next destination of the unmanned mobile body 1 and generates an instruction signal to move to the designated destination (step S103). In accordance with this instruction signal, the drive control unit 104 controls the drive of the torso unit 11 and each leg unit 12, causing the unmanned mobile body 1 to move toward the next destination (step S104). Here, the "next walking record position" is the walking record position that is recorded in the recording unit 112 earliest in the time series among the walking record positions that have not yet been designated as the destination of the unmanned mobile body 1.

追従対象距離判定部118は、追従移動処理の実行中、常時、無人移動体1と作業者2との距離を検出する。追従対象距離判定部118により検出される距離が常時50cm以上に保たれるように、駆動指示部102は、駆動制御部104への指示信号に含まれる速度指示情報を調整する。この速度指示情報により、作業者2との距離が50cm以上に保たれるように、無人移動体1の移動速度が制御される。 The following target distance determination unit 118 constantly detects the distance between the unmanned mobile body 1 and the worker 2 while the following movement process is being executed. The drive instruction unit 102 adjusts the speed instruction information included in the instruction signal to the drive control unit 104 so that the distance detected by the following target distance determination unit 118 is always kept at 50 cm or more. This speed instruction information controls the movement speed of the unmanned mobile body 1 so that the distance to the worker 2 is kept at 50 cm or more.

附言するに、無人移動体1の移動速度は、作業者2の移動速度に合わせて変化するだけでなく、追従対象距離判定部118により検出される距離によっても変化する。一例として、作業者2との距離が遠いほど無人移動体1の移動速度が増加し、作業者2との距離が近いほど無人移動体1の移動速度が低下する。また、無人移動体1が作業者2を見失った場合も無人移動体1の移動速度が増加する。作業者2を見失った場合、無人移動体1が最高速度で移動するようにしてもよい。 In addition, the movement speed of the unmanned mobile body 1 not only changes according to the movement speed of the worker 2, but also changes according to the distance detected by the following target distance determination unit 118. As an example, the movement speed of the unmanned mobile body 1 increases as the distance to the worker 2 increases, and decreases as the distance to the worker 2 decreases. In addition, the movement speed of the unmanned mobile body 1 increases when the unmanned mobile body 1 loses sight of the worker 2. When the unmanned mobile body 1 loses sight of the worker 2, it may be configured to move at its maximum speed.

作業者2との距離が50cm未満と判定されると(ステップS102:NO)、駆動指示部102は、停止指示操作が行われたか否かを判定する(ステップS112)。停止指示操作が行われたと判定されると(ステップS112:YES)、追従移動処理は終了する。停止指示操作が行われていないと判定されると(ステップS112:NO)、追従移動処理はステップS103に進む。 When it is determined that the distance to the worker 2 is less than 50 cm (step S102: NO), the drive instruction unit 102 determines whether or not a stop instruction operation has been performed (step S112). When it is determined that a stop instruction operation has been performed (step S112: YES), the following movement process ends. When it is determined that a stop instruction operation has not been performed (step S112: NO), the following movement process proceeds to step S103.

なお、無人移動体1や作業者2の移動状況によっては、両者の距離が一時的にかなり近くなる可能性もある。両者の衝突を避けるため、無人移動体1は、作業者2との距離が30cm以下になった時点で強制的に停止してもよい。 Depending on the movement conditions of the unmanned mobile body 1 and the worker 2, the distance between them may temporarily become quite close. In order to avoid a collision between the two, the unmanned mobile body 1 may be forced to stop when the distance between it and the worker 2 becomes 30 cm or less.

また、取外し判定部120は、追従移動処理の実行中、常時、作業者2からリード41(より正確にはリード部40)が取り外されたか否かを判定する。作業者2からリード部40が取り外されると、付勢部材48による付勢力よりリード41がリール45に巻き取られる。リード41がリール45に巻き取られることにより、リード収容部42が胴体部11の目の前にぶら下がった状態となり、無人移動体1とリード収容部42との距離が例えば30cm以下となる。 The detachment determination unit 120 also constantly determines whether the lead 41 (more precisely, the lead portion 40) has been detached from the worker 2 while the following movement process is being performed. When the lead portion 40 is detached from the worker 2, the lead 41 is wound onto the reel 45 by the biasing force of the biasing member 48. By winding the lead 41 onto the reel 45, the lead storage portion 42 is suspended in front of the body portion 11, and the distance between the unmanned mobile body 1 and the lead storage portion 42 becomes, for example, 30 cm or less.

そこで、リード検出部108により検出される線Lの終端位置Lと無人移動体1との距離が30cm以下でかつ位置算出部110によるパターンマッチングで作業者2が検出されない場合、取外し判定部120は、作業者2からリード41が取り外されたと判定する。この場合、無人移動体1は、作業者2に対する追従を停止する。 Therefore, when the distance between the end position LE of the line L detected by the lead detection unit 108 and the unmanned mobile body 1 is 30 cm or less and the worker 2 is not detected by pattern matching by the position calculation unit 110, the detachment determination unit 120 determines that the lead 41 has been detached from the worker 2. In this case, the unmanned mobile body 1 stops following the worker 2.

ステップS103で指定された移動先への移動中、追従対象判定部122は、作業者2を見失ったか否かを判定する(ステップS105)。例示的には、追従対象判定部122は、更に次の歩行記録位置が記録部112に記録されていないか否かによって、作業者2を見失ったか否かを判定する。 During the movement to the destination designated in step S103, the follow-up target determination unit 122 determines whether or not the worker 2 has been lost (step S105). For example, the follow-up target determination unit 122 determines whether or not the worker 2 has been lost based on whether or not the next walking record position has been recorded in the recording unit 112.

作業者2を見失っておらず(ステップS105:NO)かつ作業者2との距離が50cm以上離れていると判定されると(ステップS102:YES)、駆動指示部102は、記録部112に記録された更に次の歩行記録位置を更に次の移動先として指定し、この移動先へ移動するための指示信号を生成する(ステップS103)。これにより、無人移動体1は、前回のステップS103で指定された移動先に到達後、今回のステップS103で指定された移動先に向けて移動する(ステップS104)。ステップS102~S105が繰り返し実行されることにより、無人移動体1は、作業者2に追従するように、歩行記録位置を順に経由して移動する。 If it is determined that the operator 2 has not been lost (step S105: NO) and that the distance between the operator 2 and the operator 2 is 50 cm or more (step S102: YES), the drive instruction unit 102 designates the next walking record position recorded in the recording unit 112 as the next destination, and generates an instruction signal to move to this destination (step S103). As a result, the unmanned mobile body 1 moves toward the destination designated in the current step S103 after reaching the destination designated in the previous step S103 (step S104). By repeatedly executing steps S102 to S105, the unmanned mobile body 1 moves through the walking record positions in order to follow the operator 2.

作業者2を見失ったと判定される場合(ステップS105:YES)、記録部112には、次の歩行記録位置(次の移動先)までしか作業者2の位置が記録されていない状態にある。 If it is determined that the worker 2 has been lost (step S105: YES), the recording unit 112 records the position of the worker 2 only up to the next walking record position (next destination).

そこで、無人移動体1が次の移動先に到達すると、移動先推定部114は、到達した移動先に対応する歩行記録位置と関連付けて記録部112に記録されたリード41の延伸方向に基づいて作業者2の移動先を推定する(ステップS106)。駆動制御部104は、推定された移動先をカメラ部20の画角に収めるように、駆動指示部102による指示信号に従って無人移動体1を旋回させる(ステップS107)。旋回のための指示信号には、例えば無人移動体1の姿勢角(ヨー角、ロール角、ピッチ角)を制御するための制御情報が含まれる。 When the unmanned mobile body 1 reaches its next destination, the destination estimation unit 114 estimates the destination of the worker 2 based on the extension direction of the lead 41 recorded in the recording unit 112 in association with the walking record position corresponding to the reached destination (step S106). The drive control unit 104 rotates the unmanned mobile body 1 according to the instruction signal from the drive instruction unit 102 so that the estimated destination is within the angle of view of the camera unit 20 (step S107). The instruction signal for rotation includes control information for controlling the attitude angle (yaw angle, roll angle, pitch angle) of the unmanned mobile body 1, for example.

ここで、図7に、ステップS102~S107の説明を補足する図を示す。図7中、符号P~Pは歩行記録位置を示す。これらの歩行記録位置は、歩行記録位置P、P、P、Pの順に記録部112に記録されている。従って、図7のA図では、歩行記録位置Pが無人移動体1の次の移動先となる。 Here, Fig. 7 shows a diagram supplementing the explanation of steps S102 to S107. In Fig. 7, symbols P1 to P4 indicate walking record positions. These walking record positions are recorded in the recording unit 112 in the order of walking record positions P1 , P2 , P3 , and P4 . Therefore, in Fig. 7A, walking record position P1 is the next movement destination of the unmanned mobile body 1.

ステップS102~S105を繰り返し実行することにより、無人移動体1は、作業者2に追従するように、歩行記録位置P、P、Pを順に経由して移動する。ここで、作業者2は、無人移動体1にとって死角となる曲がり角の先にいる。そのため、記録部112には、歩行記録位置Pの次の歩行記録位置が記録されていない。そのため、歩行記録位置Pへの移動中、追従対象判定部122は、作業者2を見失ったと判定する(ステップS105:YES)。 By repeatedly executing steps S102 to S105, the unmanned mobile body 1 moves through walking record positions P1 , P2 , and P3 in order to follow the worker 2. Here, the worker 2 is ahead of a corner that is a blind spot for the unmanned mobile body 1. Therefore, the recording unit 112 has not recorded a walking record position next to walking record position P4. Therefore, during the movement to walking record position P4 , the following target determination unit 122 determines that the worker 2 has been lost (step S105: YES).

無人移動体1が歩行記録位置Pに到達すると(図7のB図参照)、移動先推定部114は、歩行記録位置Pと関連付けて記録されたリード41の延伸方向に基づいて作業者2の移動先を推定する(ステップS106)。ここでは、図6の線Lと同様に、右斜め前方へ向かう方向がリード41の延伸方向として記録部112に記録されているものとする。この場合、ステップS107において、駆動制御部104は、ステップS106で推定された移動先をカメラ部20の画角に収めるように、駆動指示部102による指示信号に従って無人移動体1を旋回させる(図7のC図参照)。 When the unmanned mobile body 1 reaches the walking record position P4 (see FIG. 7B), the destination estimation unit 114 estimates the destination of the worker 2 based on the extension direction of the lead 41 recorded in association with the walking record position P4 (step S106). Here, it is assumed that the direction diagonally forward to the right is recorded in the recording unit 112 as the extension direction of the lead 41, similar to the line L in FIG. 6. In this case, in step S107, the drive control unit 104 rotates the unmanned mobile body 1 according to the instruction signal from the drive instruction unit 102 so that the destination estimated in step S106 is within the angle of view of the camera unit 20 (see FIG. 7C).

無人移動体1の旋回後、図7のC図に示されるように、作業者2がカメラ部20の画角に収まる位置にいると、追従移動処理と並行して実行中の追従対象者特定処理により、この位置が歩行記録位置として記録部112に記録されることとなる。 After the unmanned mobile body 1 turns, as shown in Figure 7C, when the worker 2 is in a position that fits within the angle of view of the camera unit 20, this position is recorded in the recording unit 112 as a walking record position by the following target person identification process that is being executed in parallel with the following movement process.

追従対象判定部122は、次の歩行記録位置の記録の有無により、ステップS106で推定された移動先に作業者2がいるか否かを判定する(ステップS108)。作業者2がいる場合、上述したように、追従対象者特定処理により歩行記録位置が記録される。この結果、YES判定となる。この場合、追従移動処理がステップS102に戻り、ステップS102以降の処理が実行される。作業者2がいない場合、言い換えると、画角に収めた移動先に作業者2が写らない場合(ステップS108:NO)、追従移動処理は、ステップS109に進む。 The follow-up target determination unit 122 determines whether or not the worker 2 is present at the destination estimated in step S106 based on whether or not the next walking record position has been recorded (step S108). If the worker 2 is present, the walking record position is recorded by the follow-up target person identification process as described above. This results in a YES determination. In this case, the follow-up movement process returns to step S102, and the processes from step S102 onwards are executed. If the worker 2 is not present, in other words, if the worker 2 is not captured at the destination captured within the angle of view (step S108: NO), the follow-up movement process proceeds to step S109.

ステップS109において、位置算出部110は、この時点で追従対象者特定処理により検出されたリード41の延伸方向に基づく作業者2の仮位置を、歩行記録位置として算出して記録部112に記録する。 In step S109, the position calculation unit 110 calculates the tentative position of the worker 2 based on the extension direction of the lead 41 detected at this time by the tracking target person identification process as a walking record position and records it in the recording unit 112.

図8を用いて、作業者2の仮位置を算出する方法の一例を説明する。図8の例では、無人移動体1にとって死角となる曲がり角の先に作業者2がいる。撮影画像には、リード41のうち曲がり角の先にある部分は写らない。すなわち、撮影画像には、壁の角部AAに当たる部分までしかリード41が写らない。そのため、追従対象者特定処理のステップS205では、リード41のうち、壁の角部AAに当たる部分が線Lの終端位置Lとして検出される。 An example of a method for calculating the tentative position of the worker 2 will be described with reference to Fig. 8. In the example of Fig. 8, the worker 2 is around a corner that is a blind spot for the unmanned mobile body 1. The captured image does not show the part of the lead 41 that is around the corner. In other words, the captured image shows only the part of the lead 41 that corresponds to the corner AA of the wall. Therefore, in step S205 of the processing for identifying the person to be followed, the part of the lead 41 that corresponds to the corner AA of the wall is detected as the end position LE of the line L.

位置算出部110は、壁の角部AA(言い換えると終端位置L)に対して所定の角度方向(例えば図8に示されるように壁面BBに対して135度をなす方向)に延びる線上の位置であって、無人移動体1の回避距離、横幅及び所定のマージンを加算した距離Dだけ角部AAから離れた位置を仮位置Pとして算出する。なお、無人移動体1は、カメラ部20やスキャナ式レーザ距離センサ等で取得される距離情報を参照しながら、壁等の物体に衝突しないように物体から少なくとも所定間隔を空けて移動する。この所定間隔が「回避距離」である。 The position calculation unit 110 calculates a tentative position P0 as a position on a line extending in a predetermined angular direction (for example, a direction forming 135 degrees with respect to wall surface BB as shown in FIG. 8 ) with respect to corner AA of the wall (in other words, terminal position L E ) , and which is a distance D away from corner AA, which is the sum of the avoidance distance, width, and a predetermined margin of the unmanned mobile body 1. Note that the unmanned mobile body 1 moves with at least a predetermined distance from objects such as walls so as not to collide with them, while referring to distance information acquired by the camera unit 20, a scanner-type laser distance sensor, etc. This predetermined distance is the "avoidance distance."

歩行記録位置として算出された仮位置は、次の歩行記録位置にあたる。そこで、駆動指示部102は、仮位置を無人移動体1の次の移動先として指定し、仮位置へ移動するための指示信号を生成する(ステップS110)。この指示信号に従って駆動制御部104が胴体部11及び各脚部12を駆動制御することにより、無人移動体1が仮位置に向けて移動する(ステップS111)。無人移動体1が仮位置に到達すると、追従移動処理がステップS106に戻り、ステップS106以降の処理が実行される。 The provisional position calculated as the walking record position corresponds to the next walking record position. Therefore, the drive instruction unit 102 designates the provisional position as the next movement destination of the unmanned mobile body 1, and generates an instruction signal for moving to the provisional position (step S110). In accordance with this instruction signal, the drive control unit 104 controls the drive of the body unit 11 and each leg unit 12, so that the unmanned mobile body 1 moves toward the provisional position (step S111). When the unmanned mobile body 1 reaches the provisional position, the following movement process returns to step S106, and the processes from step S106 onwards are executed.

無人移動体1は、各脚部12の個別の駆動により階段の昇降が可能である。図9は、無人移動体1が作業者2に追従して階段を移動する際に制御装置100が実行する階段移動処理を示すフローチャートである。 The unmanned mobile body 1 can ascend and descend stairs by individually driving each leg 12. Figure 9 is a flowchart showing the stair movement process executed by the control device 100 when the unmanned mobile body 1 moves up and down stairs following the worker 2.

階段移動処理も追従移動処理及び追従対象者特定処理と並行して実行される。すなわち、開始指示操作が行われると階段移動処理も開始され、停止指示操作が行われると階段移動処理も終了する。 The staircase movement process is also executed in parallel with the following movement process and the following target person identification process. That is, when a start instruction operation is performed, the staircase movement process is also started, and when a stop instruction operation is performed, the staircase movement process is also ended.

階段判定部124は、無人移動体1の近傍に階段があるか否かを判定する(ステップS301)。例示的には、撮影画像内に階段が写るか否かによって、無人移動体1の近傍に階段があるか否かを判定する。撮影画像内に写る物体が階段か否かは、例えば、SLAM処理により推定される自己位置及び作成される環境地図をもとに判定することができる。 The staircase determination unit 124 determines whether or not there are stairs in the vicinity of the unmanned mobile body 1 (step S301). For example, whether or not there are stairs in the vicinity of the unmanned mobile body 1 is determined based on whether or not stairs are captured in the captured image. Whether or not an object captured in the captured image is a staircase can be determined based on, for example, the self-position estimated by SLAM processing and the created environmental map.

無人移動体1の近傍に階段があると判定されると(ステップS301:YES)、階段判定部124は、作業者2がこの階段を移動するか(昇降するか)否かを判定する(ステップS302)。例示的には、この判定処理時点でリード方向検出部116により検出されるリード41の延伸方向が階段を指す方向か否かによって、作業者2が階段を移動するか否かを判定する。また、図4のステップS103で無人移動体1の次の移動先として指定された歩行記録位置が階段に位置するか否かによって、作業者2が階段を移動するか否かが判定されてもよい。 When it is determined that there are stairs near the unmanned mobile body 1 (step S301: YES), the staircase determination unit 124 determines whether the worker 2 will move up or down the stairs (step S302). For example, it determines whether the worker 2 will move up the stairs depending on whether the extension direction of the lead 41 detected by the lead direction detection unit 116 at the time of this determination process is a direction pointing to the stairs. In addition, it may be determined whether the worker 2 will move up the stairs depending on whether the walking record position specified as the next destination of the unmanned mobile body 1 in step S103 of FIG. 4 is located on the stairs.

作業者2が階段を移動すると判定されると(ステップS302:YES)、駆動制御部104は、無人移動体1を階段と正対させるように、駆動指示部102より受信される指示信号に従って胴体部11及び各脚部12を駆動制御する(ステップS303)。無人移動体1は、駆動制御部104による駆動制御により旋回や平行移動を行って姿勢や向きを変えて、階段と正対する。 When it is determined that the worker 2 is moving up the stairs (step S302: YES), the drive control unit 104 controls the drive of the torso unit 11 and each leg unit 12 according to the instruction signal received from the drive instruction unit 102 so that the unmanned mobile body 1 faces the stairs (step S303). The unmanned mobile body 1 changes its posture and direction by rotating and moving in parallel through the drive control by the drive control unit 104, and faces the stairs.

踏み板面の奥行寸法が板面幅方向において一定の階段(直階段、かね折れ階段、折り返し階段等)を「通常階段」と記す。また、踏み板面の奥行寸法が板面幅方向において一定でない階段(螺旋階段等)を「非通常階段」と記す。例えば螺旋階段は、螺旋の内周側ほど踏み板面の奥行が狭く螺旋の外周側ほど踏み板面の奥行が広い。そのため、無人移動体1が螺旋の内周側を歩行しようとすると、階段の段差を踏み外す虞がある。 Stairs in which the depth dimension of the tread surface is constant in the width direction of the board surface (straight stairs, folded stairs, return stairs, etc.) are referred to as "normal stairs". Stairs in which the depth dimension of the tread surface is not constant in the width direction of the board surface (spiral stairs, etc.) are referred to as "non-normal stairs". For example, in a spiral staircase, the depth of the tread surface is narrower on the inner side of the spiral and wider on the outer side of the spiral. Therefore, if the unmanned mobile unit 1 tries to walk on the inner side of the spiral, there is a risk of it stepping off the step of the stairs.

そこで、形態判定部126は、階段の形態を判定する(ステップS304)。より詳細には、形態判定部126は、SLAM処理により作成される環境地図上の階段の形状に基づき、無人移動体1が正対する階段が非通常階段か否かを判定する。 Then, the form determination unit 126 determines the form of the stairs (step S304). More specifically, the form determination unit 126 determines whether the stairs facing the unmanned mobile body 1 are non-normal stairs or not, based on the shape of the stairs on the environmental map created by the SLAM process.

無人移動体1が正対する階段が通常階段であると判定されると(ステップS304:NO)、無人移動体1は、図5のステップS207で算出され記録された通常階段上の各歩行記録位置を順に経由して通常階段を移動する(ステップS305)。 When it is determined that the staircase that the unmanned mobile body 1 faces is a normal staircase (step S304: NO), the unmanned mobile body 1 moves up the normal staircase by passing through each walking record position on the normal staircase calculated and recorded in step S207 of Figure 5 in order (step S305).

これに対し、無人移動体1が正対する階段が非通常階段である場合(ステップS304:YES)、位置補正部128は、図5のステップS207で算出され記録された非通常階段上の各歩行記録位置を補正する(ステップS306)。例示的には、位置補正部128は、非通常階段上の各歩行記録位置を、踏み板面上で奥行が広い位置に変更する。例えば螺旋階段の場合、螺旋の外周寄りの位置に変更される。より詳細には、物体(外周側の壁部等)に衝突しないように、螺旋の最外周から、無人移動体1の回避距離、横幅及び所定のマージンを考慮した距離だけ螺旋の内周に寄った位置に変更される。これにより、無人移動体1は、補正後の各歩行記録位置を順に経由して非通常階段を移動する(ステップS307)。 On the other hand, if the staircase facing the unmanned mobile body 1 is a non-normal staircase (step S304: YES), the position correction unit 128 corrects each walking record position on the non-normal staircase calculated and recorded in step S207 of FIG. 5 (step S306). For example, the position correction unit 128 changes each walking record position on the non-normal staircase to a position with a larger depth on the tread surface. For example, in the case of a spiral staircase, the position is changed to a position closer to the outer periphery of the spiral. More specifically, the position is changed from the outermost periphery of the spiral to a position closer to the inner periphery of the spiral by a distance that takes into account the avoidance distance, width, and a specified margin of the unmanned mobile body 1, so as not to collide with an object (such as a wall on the outer periphery). As a result, the unmanned mobile body 1 moves through each corrected walking record position in order on the non-normal staircase (step S307).

階段判定部124は、SLAM処理により推定される自己位置及び作成される環境地図をもとに無人移動体1が階段を移動し終えたか否かを判定する(ステップS308)。無人移動体1が階段を移動中と判定されると(ステップS308:NO)、ステップS304~S308の処理が繰り返し実行される。 The staircase determination unit 124 determines whether the unmanned mobile body 1 has finished moving up the stairs based on the self-position estimated by the SLAM process and the created environmental map (step S308). If it is determined that the unmanned mobile body 1 is moving up the stairs (step S308: NO), the processes of steps S304 to S308 are repeatedly executed.

無人移動体1が階段を移動し終えたと判定されると(ステップS308:YES)、追従対象判定部122は、図4のステップS105と同様に、作業者2を見失ったか否かを判定する(ステップS309)。作業者2を見失っていないと判定されると(ステップS309:NO)、階段移動処理はステップS301に戻る。無人移動体1の近傍に階段があると判定されるまで、ステップS301の処理が繰り返し実行される。 When it is determined that the unmanned mobile body 1 has finished moving up the stairs (step S308: YES), the tracking target determination unit 122 determines whether or not the worker 2 has been lost, similar to step S105 in FIG. 4 (step S309). When it is determined that the worker 2 has not been lost (step S309: NO), the stair movement process returns to step S301. The process of step S301 is repeatedly executed until it is determined that there are stairs in the vicinity of the unmanned mobile body 1.

作業者2を見失ったと判定されると(ステップS309:YES)、移動先推定部114は、図4のステップS106と同様に、作業者2の移動先を推定する(ステップS310)。駆動制御部104は、図4のステップS107と同様に、推定された移動先をカメラ部20の画角に収めるように、無人移動体1を旋回させる(ステップS311)。 When it is determined that the worker 2 has been lost (step S309: YES), the destination estimation unit 114 estimates the destination of the worker 2 (step S310), similar to step S106 in FIG. 4. The drive control unit 104 rotates the unmanned mobile unit 1 so that the estimated destination is within the angle of view of the camera unit 20 (step S311), similar to step S107 in FIG. 4.

無人移動体1が階段を移動し終えた時点で作業者2を見失う状況に鑑みると、無人移動体1の現在位置が踊り場である可能性がある。そこで、踊り場判定部130は、無人移動体1の現在位置が踊り場であるか否かを判定する(ステップS312)。 In light of the situation where the unmanned mobile body 1 loses sight of the worker 2 when it finishes moving up the stairs, there is a possibility that the current position of the unmanned mobile body 1 is a landing. Therefore, the landing determination unit 130 determines whether the current position of the unmanned mobile body 1 is a landing (step S312).

例示的には、踊り場判定部130は、この判定処理時点でリード方向検出部116により検出されるリード41のZ軸方向における延伸方向が所定の条件を満たすか否かを判定する。例えば、リード41のZ軸方向における延伸方向が水平面に対して上方へ所定角度以上をなす方向又は下方へ所定角度以上をなす方向になるとき、所定の条件が満たされる。なお、リード41のZ軸方向における延伸方向が水平面に対して上方へ所定角度以上をなす方向となる場合、作業者2が階段を上っているものと推定される。リード41のZ軸方向における延伸方向が水平面に対して下方へ所定角度以上をなす方向となる場合、作業者2が階段を下っているものと推定される。 For example, the landing determination unit 130 determines whether the extension direction of the lead 41 in the Z-axis direction detected by the lead direction detection unit 116 at the time of this determination process satisfies a predetermined condition. For example, the predetermined condition is satisfied when the extension direction of the lead 41 in the Z-axis direction is a direction that forms an angle of a predetermined degree or more upward with respect to the horizontal plane, or a direction that forms an angle of a predetermined degree or more downward with respect to the horizontal plane. If the extension direction of the lead 41 in the Z-axis direction is a direction that forms an angle of a predetermined degree or more upward with respect to the horizontal plane, it is presumed that the worker 2 is ascending the stairs. If the extension direction of the lead 41 in the Z-axis direction is a direction that forms an angle of a predetermined degree or more downward with respect to the horizontal plane, it is presumed that the worker 2 is descending the stairs.

リード41のZ軸方向における延伸方向が所定の条件を満たす場合、踊り場判定部130は、今移動してきた階段とその次の階段との間の踊り場が無人移動体1の現在位置であると判定する(ステップS312:YES)。この場合、駆動制御部104は、無人移動体1を次に移動する階段と正対させるように、ステップS303と同様に、旋回や平行移動を行って無人移動体1の姿勢や向きを変える(ステップS313)。次いで、階段移動処理がステップS304に戻り、ステップS304以降の処理が実行される。 If the extension direction of the lead 41 in the Z-axis direction meets a predetermined condition, the landing determination unit 130 determines that the landing between the staircase that the unmanned mobile body 1 has just traveled and the next staircase is the current position of the unmanned mobile body 1 (step S312: YES). In this case, the drive control unit 104 changes the posture and direction of the unmanned mobile body 1 by rotating or translating it, as in step S303, so that the unmanned mobile body 1 faces the next staircase to be traveled (step S313). Next, the staircase travel process returns to step S304, and the processes from step S304 onwards are executed.

リード41のZ軸方向における延伸方向が所定の条件を満たさないと判定される場合(ステップS312:NO)、無人移動体1の現在位置が踊り場でなく、階段移動後の階層であるものと推定される。この場合、階段移動処理はステップS301に戻る。無人移動体1の近傍に階段があると判定されるまで、ステップS301の処理が繰り返し実行される。 If it is determined that the extension direction of the lead 41 in the Z-axis direction does not satisfy the predetermined condition (step S312: NO), it is presumed that the current position of the unmanned mobile body 1 is not a landing, but a floor after stair movement. In this case, the stair movement process returns to step S301. The process of step S301 is repeatedly executed until it is determined that there are stairs near the unmanned mobile body 1.

以上のように、本実施形態に係る無人移動体1によれば、撮影画像内に写るリード41の他端に基づいて作業者2の位置が算出される。これにより、リード41が引かれているか否か、リード41がぴんと張っているか否か、に拘わらず、作業者2の位置を精度良く算出することができる。 As described above, according to the unmanned mobile body 1 of this embodiment, the position of the worker 2 is calculated based on the other end of the lead 41 that appears in the captured image. This makes it possible to accurately calculate the position of the worker 2 regardless of whether the lead 41 is pulled or not, or whether the lead 41 is taut or not.

本実施形態に係る無人移動体1によれば、撮影画像内に多数の人物が写る場合にも、リード41によって作業者2を特定することができる。そのため、作業者2の誤認識が避けられる。 According to the unmanned mobile body 1 of this embodiment, even if a large number of people are captured in a captured image, the worker 2 can be identified by the lead 41. This prevents erroneous recognition of the worker 2.

本実施形態に係る無人移動体1によれば、精度良く位置が算出された作業者2に追従して移動するため、コントローラを用いた移動操作が不要である。作業者2は、移動操作に気を取られることがなく、建設現場や土木現場を高い注意力をもって移動することができる。 The unmanned mobile body 1 according to this embodiment moves by following the worker 2 whose position has been calculated with high accuracy, so there is no need to operate the movement using a controller. The worker 2 can move around the construction site or civil engineering site with a high level of attention without being distracted by the movement operation.

本実施形態に係る無人移動体1によれば、作業者2を見失った場合にも、リード41の延伸方向に基づいて作業者2の移動先を高い精度で推定することができる。そのため、作業者2を見失った場合にも、継続して、作業者2に追従して移動することができる。 According to the unmanned mobile body 1 of this embodiment, even if the worker 2 is lost, the destination of the worker 2 can be estimated with high accuracy based on the extension direction of the lead 41. Therefore, even if the worker 2 is lost, the unmanned mobile body 1 can continue to move by following the worker 2.

以上が本発明の例示的な実施形態の説明である。本発明の実施形態は、上記に説明したものに限定されず、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば明細書中に例示的に明示される実施形態等又は自明な実施形態等を適宜組み合わせた内容も本発明の実施形態に含まれる。 The above is an explanation of exemplary embodiments of the present invention. The embodiments of the present invention are not limited to those described above, and various modifications are possible within the scope of the technical concept of the present invention. For example, the embodiments of the present invention also include appropriate combinations of embodiments explicitly shown as examples in the specification or obvious embodiments.

1 :無人移動体
10 :本体部
11 :胴体部
12 :脚部
20 :カメラ部
30 :固定具
40 :リード部
41 :リード
42 :リード収容部
43 :筐体
44 :取付部
45 :リール
46 :内歯車
47 :外歯車
48 :付勢部材
50 :電源ボタン
100 :制御装置
102 :駆動指示部
104 :駆動制御部
106 :自己位置推定部
108 :リード検出部
110 :位置算出部
112 :記録部
114 :移動先推定部
116 :リード方向検出部
118 :追従対象距離判定部
120 :取外し判定部
122 :追従対象判定部
124 :階段判定部
126 :形態判定部
128 :位置補正部
130 :踊り場判定部
1: Unmanned mobile body 10: Main body 11: Torso 12: Legs 20: Camera 30: Fixing device 40: Lead 41: Lead 42: Lead storage 43: Housing 44: Attachment 45: Reel 46: Internal gear 47: External gear 48: Pressing member 50: Power button 100: Control device 102: Drive instruction unit 104: Drive control unit 106: Self-position estimation unit 108: Lead detection unit 110: Position calculation unit 112: Recording unit 114: Movement destination estimation unit 116: Lead direction detection unit 118: Target distance determination unit 120: Removal determination unit 122: Target determination unit 124: Staircase determination unit 126: Form determination unit 128: Position correction unit 130: Landing determination unit

Claims (10)

追従対象に追従して移動する無人移動体において、
本体部と、
一端が前記本体部に取り付けられ他端が前記追従対象に取り付けられたリードと、
前記本体部に設けられ、前記リードを画角に収めるカメラ部と、
前記カメラ部により撮影された撮影画像の中から、前記追従対象に取り付けられた前記リードの他端を検出するリード検出部と、
前記リード検出部により検出された前記リードの他端に基づいて前記追従対象の位置を算出する位置算出部と、を備え、
前記位置算出部により算出された前記追従対象の位置に移動する、
無人移動体。
In an unmanned moving body that moves by following a target,
A main body portion,
A lead having one end attached to the main body and the other end attached to the target to be followed;
a camera unit provided on the main body unit and configured to capture the lead within an angle of view;
a lead detection unit that detects the other end of the lead attached to the tracking target from within the captured image taken by the camera unit;
a position calculation unit that calculates a position of the tracking target based on the other end of the lead detected by the lead detection unit,
The target object is moved to the position calculated by the position calculation unit.
Unmanned mobile vehicle.
前記追従対象を見失ったか否かを判定する追従対象判定部と、
前記撮影画像に写る前記リードの延伸方向を検出するリード方向検出部と、
前記追従対象判定部により前記追従対象を見失ったと判定されると、前記リード方向検出部により検出された延伸方向に基づいて前記追従対象の移動先を推定する移動先推定部と、を更に備え、
前記移動先推定部により推定された移動先を前記カメラ部の画角に収める、
請求項1に記載の無人移動体。
a tracking target determination unit that determines whether the tracking target has been lost;
a lead direction detection unit for detecting an extension direction of the lead shown in the captured image;
a destination estimation unit that estimates a destination of the target to be tracked based on the extension direction detected by the lead direction detection unit when the target to be tracked is determined to have been lost by the target to be tracked.
The destination estimated by the destination estimation unit is placed within an angle of view of the camera unit.
The unmanned vehicle according to claim 1.
前記カメラ部による撮影画像はカラー画像であり、
前記リード方向検出部は、前記リードの色に基づいて前記撮影画像に対する閾値を設定し、設定された閾値に基づいて前記撮影画像を二値化し、二値化された撮影画像に基づいて前記リードの延伸方向を検出する、
請求項2に記載の無人移動体。
The image captured by the camera unit is a color image,
the lead direction detection unit sets a threshold value for the photographed image based on a color of the lead, binarizes the photographed image based on the set threshold value, and detects an extension direction of the lead based on the binarized photographed image.
The unmanned vehicle according to claim 2.
前記画角に収めた前記移動先に前記追従対象が写らない場合、前記位置算出部は、前記リード方向検出部により検出された延伸方向に基づく仮位置を前記追従対象の位置として算出する、
請求項2又は請求項3に記載の無人移動体。
When the target object is not captured in the movement destination included in the angle of view, the position calculation unit calculates a tentative position based on the extension direction detected by the lead direction detection unit as the position of the target object.
4. An unmanned moving body according to claim 2 or 3.
前記リード方向検出部は、前記撮影画像に写る前記リードが弛んでいるか否かを判定し、前記リードが弛んでいると判定した場合には、前記リードの前記一端と前記他端とを結ぶ線分の延伸方向を前記リードの延伸方向として検出する、
請求項2から請求項4の何れか一項に記載の無人移動体。
the lead direction detection unit determines whether the lead shown in the captured image is loose, and when it is determined that the lead is loose, detects an extension direction of a line segment connecting the one end and the other end of the lead as an extension direction of the lead.
An unmanned moving body according to any one of claims 2 to 4.
前記リードは、伸縮性をもつ、
請求項1から請求項5の何れか一項に記載の無人移動体。
The lead is elastic.
An unmanned moving body according to any one of claims 1 to 5.
前記追従対象の動きに伴う外力に応じて前記リードの繰り出し及び巻き取りを行うリード収容部、を更に備える、
請求項1から請求項6の何れか一項に記載の無人移動体。
a lead housing section that reels out and reels in the lead in response to an external force caused by the movement of the object to be followed;
An unmanned moving body according to any one of claims 1 to 6.
前記追従対象から前記リードが取り外されたか否かを判定する取外し判定部、を更に備え、
前記取外し判定部により前記リードが前記追従対象から取り外されたと判定されると、前記追従対象に対する追従を停止する、
請求項1から請求項7の何れか一項に記載の無人移動体。
a detachment determination unit that determines whether the lead has been detached from the tracking target,
when the detachment determination unit determines that the lead has been detached from the tracking target, the tracking of the tracking target is stopped.
An unmanned moving body according to any one of claims 1 to 7.
前記追従対象が階段を移動するか否かを判定する階段判定部と、
前記階段判定部により前記追従対象が前記階段を移動すると判定されると、前記階段の形態を判定する形態判定部と、
前記形態判定部により判定された前記階段の形態に応じて、前記位置算出部により算出される前記階段上の前記追従対象の位置を補正する位置補正部と、を更に備える、
請求項1から請求項8の何れか一項に記載の無人移動体。
a staircase determination unit that determines whether the target to be tracked moves on a staircase;
a shape determination unit that determines a shape of the stairs when the staircase determination unit determines that the target to be tracked moves on the stairs;
a position correction unit that corrects the position of the target on the stairs calculated by the position calculation unit in accordance with the shape of the stairs determined by the shape determination unit,
An unmanned moving body according to any one of claims 1 to 8.
前記階段判定部は、前記リード方向検出部により検出される前記リードの延伸方向が前記階段を指す方向か否かによって、前記追従対象が前記階段を移動するか否かを判定する、
請求項2を引用する請求項9に記載の無人移動体。
the staircase determination unit determines whether the target to be tracked moves on the staircase depending on whether an extension direction of the lead detected by the lead direction detection unit is a direction pointing to the staircase.
An unmanned vehicle according to claim 9 which recites claim 2.
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