自动移动体及其控制方法、以及控制系统的制作方法.docx

自动移动体及其控制方法、以及控制系统的制作方法专利名称：自动移动体及其控制方法、以及控制系统的制作方法技术领域：本发明涉及避开移动障碍物的自动移动体及其控制方法、以及控制系统背景技术：近年来，开发出了用作所谓自动移动体的车辆或步行机器人等，其在室内、室外等 被限制的区域等规定的移动区域自动地移动这样的自动移动体在识别移动区域内的自动 移动体自身的位置的同时，预先或实时地生成自动移动体所要移动的移动路径如果在生成移动路径时移动区域中存在障碍物，则按照自动移动体不与障碍物碰 撞的方式生成移动路径在此，障碍物有固定不动的固定障碍物、以及人或其他的机器人等 移动的移动障碍物对于固定障碍物，即使是在只要最初将该障碍物的附近设定为禁止区 域来生成移动路径就依次地生成移动路径的情况下也没有问题，但是对于移动障碍物，由 于具有移动性，因此会产生各种问题例如，如果该移动障碍物具有大的移动速度，则由于 每当生成移动路径时移动障碍物的位置都发生变化，因此移动路径被大幅度地改变，结果 自动移动体不能始终追随路径而有可能与障碍物碰撞尤其是，如果移动障碍物以相对性 地靠近自动移动体的方式移动，则碰撞的危险性变高专利文献1公开了一种自动移动装置，该自动移动装置存储有预定的最高速度、 加速度、减速度并将它们作为行驶控制条件，使用预先在行驶方向上的前方设定的行驶控 制对象区域，仅在行驶控制区域内部检测出障碍物的情况下基于控制条件来设定改变行进 方向上的行驶速度。

在专利文献1所记载的自动移动装置中，由于不会对行驶控制区域外 的障碍物做出反应，因此能够减少对处于通道上的障碍物以外的壁等的反应，从而与不使 用行驶控制区域的情况相比，能够进行更加高速有效的行驶另外，专利文献2公开了一种双足步行机器人，该步行机器人基于机器人和移动 体的相对距离、相对角度来判定是否应该停止机器人的步行，当停止步行时，进行使机器人 移动的停止移动距离位于预定的距离以内的控制在专利文献2所记载的双足步行机器人 中，当步行中的机器人靠近了移动体时，能够使机器人在预定的距离内停止，因此能够避免 机器人和移动体碰撞专利文献1 日本专利文献专利3879860号公报；专利文献2 日本专利文献特开2004-299001号公报发明内容(发明所要解决的问题)但是，在专利文献1所记载的自动移动装置中，当在行驶控制对象区域内部检测 出障碍物时，条件反射地控制移动速度，无法计算出用于避免与障碍物的碰撞的最优的移 动速度另外，在专利文献2所记载的双足步行机器人中，为了避免与障碍物碰撞，停止双 足步行机器人的移动，因此无法在避开障碍物的同时有效地在路径上移动如此，根据现有技术，无法计算出用于避开障碍物的最优移动速度，而无法兼顾障碍物的避开和最优路径计划。

因此，存在无法以用于避免与移动障碍物的碰撞的最优移动 速度在从移动起始点朝向移动终点的路径上有效地移动的问题本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够在避免与移动障 碍物碰撞的情况下在路径上朝向移动终点有效地移动的自动移动体及其控制方法、以及其 控制系统用于解决问题的手段)本发明提供一种自动移动体，从存在于移动区域内的移动起点开始移动，并到达 存在于所述移动区域内的移动终点，所述自动移动体包括生成从所述移动起点到所述移 动终点的所述自动移动体的移动路径的单元；计算存在于所述移动区域内的移动障碍物横 穿所生成的所述自动移动体的所述移动路径的点作为碰撞预测点的单元；计算所述移动障 碍物通过所述碰撞预测点的第一通过时间段的单元；以及计算所述自动移动体通过所述碰 撞预测点的第二通过时间段的单元；其中，当所述第二通过时间段的至少一部分与所述第 一通过时间段重叠时，所述自动移动体调整所述自动移动体的移动速度，以使所述第二通 过时间段与所述第一通过时间段不重叠如此，计算移动障碍物横穿自动移动体的移动路径的点作为碰撞预测点，并调整 自动移动体的速度，以使移动障碍物通过碰撞预测点的时间段与自动移动体通过碰撞预测 点的时间段不重叠，由此自动移动体能够在避开移动障碍物的情况下继续在移动路径上移 动，从而能够兼顾移动障碍物的避开和最优路径计划。

因而，能够在避免与移动障碍物碰撞 的情况下在路径上朝向移动终点有效地移动另外，也可以是，当所述第二通过时间段的至少一部分与所述第一通过时间段重 叠时，所述自动移动体减小所述自动移动体的移动速度，以使所述第二通过时间段与所述 第一通过时间段不重叠如此，减小自动移动体的移动速度，从而能够使自动移动体在移动 障碍物通过了碰撞预测点之后通过碰撞预测点因而，当预测到与移动障碍物碰撞时，不用 急加速就避开障碍物，因此能够更安全地移动另外，也可以是，当所述第二通过时间段的至少一部分与所述第一通过时间段重 叠时，所述自动移动体基于所述碰撞预测点和所述第二通过时间段中最迟的时间点来计算 出所述减小的自动移动体的移动速度如此，根据移动障碍物过完碰撞预测点的时间点来 计算用于自动移动体到达碰撞预测点的移动速度，由此能够容易地计算用于有效地避开移 动障碍物的移动速度另外，也可以是，当所述第二通过时间段的至少一部分与所述第一通过时间段重 叠时，所述自动移动体减小或加大所述自动移动体的移动速度，以使所述第二通过时间段 与所述第一通过时间段不重叠如此，通过减小或加大自动移动体的移动速度，即可以使自 动移动体在移动障碍物通过了碰撞预测点之后通过碰撞预测点，或者也可以使自动移动体 在移动障碍物到达碰撞预测点之前过完碰撞预测点。

因而，即使是在移动障碍物的移动速 度等发生了变化的情况下，也能够更灵活地应对另外，也可以是，当所述第二通过时间段的至少一部分与所述第一通过时间段重 叠时，所述自动移动体基于所述碰撞预测点和所述第二通过时间段中最迟的时间点来计算 所述减小的自动移动体的移动速度，并且所述自动移动体基于所述碰撞预测点、所述移动 障碍物的大小以及所述第二通过时间段中最早的时间点来计算所述加大的自动移动体的移动速度如此，计算减小或加大的移动速度，从而能够容易地计算用于有效地避开移动障 碍物的移动速度另外，也可以是，计算所述移动障碍物通过所述碰撞预测点的第一通过时间段的 单元根据在所述碰撞预测点处的所述移动障碍物的危险度来扩大所述第一通过时间段如 此，基于对移动障碍物的危险度来扩大第一通过时间段 ，从而能够使移动障碍物和自动移 动体当在碰撞预测点处交错时更具有富余地错开通过另外，也可以是，在所述移动障碍物通过了所述碰撞预测点之后，所述自动移动体 将被调整了的所述移动速度变更为预定的移动速度并移动如此，在避开了移动障碍物之 后返回到预定的速度并移动，从而能够在避免与移动障碍物碰撞的情况下更有效地在路径 上移动另外，也可以是，计算所述移动障碍物横穿所述自动移动体的所述移动路径的点 的单元包括基于所述移动障碍物的当前位置信息和移动方向信息来计算所述移动障碍物 的移动预测路径的单元；以及计算所述自动移动体的所述移动路径和算出的所述移动障碍 物的所述移动预测路径的交点作为碰撞预测点的单元。

另外，也可以是，计算所述移动障碍物通过所述碰撞预测点的第一通过时间段的 单元包括基于所述移动障碍物的当前位置信息来计算所述移动障碍物的移动速度的单 元；以及基于所述碰撞预测点、算出的所述移动障碍物的所述移动速度、以及所述移动障碍 物的大小来计算所述移动障碍物通过所述碰撞预测点的第一通过时间段的单元另外，也可以是，计算所述自动移动体通过所述碰撞预测点的第二通过时间段的 单元基于所述碰撞预测点、所述自动移动体的移动速度、以及所述自动移动体的大小来计 算所述自动移动体通过所述碰撞预测点的第二通过时间段本发明提供一种自动移动体的控制方法，所述自动移动体从存在于移动区域内的 移动起点开始移动，并到达存在于所述移动区域内的移动终点，所述自动移动体的控制方 法包括以下步骤生成从所述移动起点到所述移动终点的所述自动移动体的移动路径；计 算存在于所述移动区域内的移动障碍物横穿所生成的所述自动移动体的所述移动路径的 点作为碰撞预测点；计算所述移动障碍物通过所述碰撞预测点的第一通过时间段；以及计 算所述自动移动体通过所述碰撞预测点的第二通过时间段，其中，当所述第二通过时间段 的至少一部分与所述第一通过时间段重叠时，调整所述自动移动体的移动速度，以使所述 第二通过时间段与所述第一通过时间段不重叠。

本发明提供一种自动移动体的控制系统，所述自动移动体从存在于移动区域内的 移动起点开始移动，并到达存在于所述移动区域内的移动终点，所述自动移动体的控制系 统包括生成从所述移动起点到所述移动终点的所述自动移动体的移动路径的单元；计算 存在于所述移动区域内的移动障碍物横穿所生成的所述自动移动体的所述移动路径的点 作为碰撞预测点的单元；计算所述移动障碍物通过所述碰撞预测点的第一通过时间段的 单元；以及计算所述自动移动体通过所述碰撞预测点的第二通过时间段的单元；当所述第 二通过时间段的至少一部分与所述第一通过时间段重叠时，调整所述自动移动体的移动速 度，以使所述第二通过时间段与所述第一通过时间段不重叠发明的效果)根据本发明，其目的在于提供一种能够在避免与移动障碍物碰撞的情况下在路径上朝向移动终点有效地移动的自动移动体及其控制方法、以及其控制系统图1是简要表示本发明的实施方式一涉及的自动移动体控制系统的整体图；图2是简要表示作为本发明的实施方式一涉及的自动移动体的车辆的图；图3是表示本发明的实施方式一涉及的移动障碍物和自动移动体的移动轨迹的 示意图；图4是简要表示本发明的实施方式一涉及的自动移动体的控制处理的流程图；图5是表示本发明的实施方式一涉及的自动移动体的移动速度计算处理的流程 图；图6是表示本发明的实施方式一涉及的移动障碍物和自动移动体的移动路径的 示意图；图7是用于说明本发明的实施方式一涉及的移动障碍物横穿自动移动体的移动 路径的状况的图；图8是用于说明调整本发明的实施方式一涉及的自动移动体的移动速度的状况 的示意图；图9是用于说明调整本发明的实施方式一涉及的自动移动体的移动速度的状况 的示意图。

标号说明)1地面部、10自动移动体、IOa自动移动体主体、11车轮、12脚轮、13驱动部(马 达)、14计数器、15控制部、15a存储区域、16外界传感器、17天线、100自动移动体控制系统具体实施例方式(发明的实施方式一)本实施方式一涉及的自动移动体包括生成从移动起点到移动终点的自动移动体 的移动路径的单元；计算存在于移动区域内的移动障碍物横穿所生成的自动移动体的移动 路径的点作为碰撞预测点的单元；计算移动障碍物通过碰撞预测点的第一通过时间段的单 元；以及计算自动移动体通过碰撞预测点的第二通过时间段的单元当第二通过时间段的 至少一部分与第一通过时间段重叠时，调整自动移动体的移动速度，以使第二通过时间段 与第一通过时间段不重叠如此，计算移动障碍物横穿自动移动体的移动路径的点作为碰撞预测点，并调整 自动移动体的速度，以使移动障碍物通过碰撞预测点的时间段与自动移动体通过碰撞预测 点的时间段不重叠即，自动移动体改变移动速度，以避开移动障碍物横穿路径的时刻，因 此自动移动体能够在以最优的速度恰当地避开移动障碍物的情况下继续在移动路径上移 动，从而能够兼顾移动障碍物的避开和最优路径计划因此，能够在避免与移动障碍物的碰 撞的情况下在路径上朝向移动终点有效地移动。

下面，参照附图来说明本实施方式一涉及的自动移动体图1是简要表示作为自 动移动体的自动移动体10通过来自控制部15的信号在作为移动区域的地板部1上的有限 区域F(被虚线包围的区域)中移动的自动移动体控制系统100的一个实施方式的图在9图1中，在地板部1上的区域F上未标记物体，但存在已知的固定障碍物以及通过外界传感 器检测出的固定障碍物、移动障碍物等，自动移动体10需要避开这些障碍物如图2所示，自动移动体10是具有箱型的自动移动体主体10a、一对相对的车轮 。