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公開番号2025148711
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024048968
出願日2024-03-26
発明の名称障害物の検出方法
出願人株式会社熊谷組
代理人個人
主分類G05D 1/622 20240101AFI20251001BHJP(制御;調整)
要約【課題】移動体の移動において不要な停止を回避しつつ容易に障害物の検出を可能とする移動体の障害物検出方法を提供する。
【解決手段】移動体の移動の障害となる障害物として検出する障害物の検出方法であって、移動体を上方から平面視したときの移動体に対し、一方が移動体の前後方向、他方が左右方向と平行な座標軸からなる直交座標系を設定するステップと、各辺が前記座標軸のいずれかと平行な方形の監視範囲を、平面視した静止状態にある移動体を囲むように前記直交座標系上に設定するステップと、前記移動体が移動しているときは、方形を維持しつつ、前記監視範囲を形成する辺のうち移動方向側にある辺を、移動速度の大きさに応じて、該辺に直交する座標軸に沿って移動させるステップと、を含む態様とした。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
床面を静止状態から全方位に移動可能とされた移動体から、該移動体を基準として周囲にある物体までの距離を測定し、測定した距離が移動体の周囲に設定された監視範囲内にあるかどうかを判別し、測定した距離が監視範囲内に含まれる場合に、移動体の移動の障害となる障害物として検出する障害物の検出方法であって、
移動体を上方から平面視したときの移動体に対し、一方の座標軸が移動体の前後方向、他方の座標軸が左右方向と平行な直交座標系を設定するステップと、
平面視した移動体を囲むように、各辺が前記座標軸のいずれかと平行な方形の監視範囲を前記直交座標系上に設定するステップと、
前記移動体が移動しているときに、方形を維持しつつ、前記監視範囲を形成する辺のうち移動方向側にある辺を、移動速度の大きさに応じて、該辺に直交する座標軸に沿って移動方向に移動させるステップと、
を含むことを特徴とする障害物の検出方法。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
ステアリング機構を備え、ステアリング動作によって床面を移動可能とされた移動体から、該移動体を基準として周囲にある物体までの距離を測定し、測定した距離が移動体の周囲に設定された監視範囲内にあるかどうかを判別し、測定した距離が監視範囲内に含まれる場合に、移動体の移動の障害となる障害物として検出する障害物の検出方法であって、
移動体を上方から平面視したときの移動体に対し、一方の座標軸が移動体の前後方向、他方の座標軸が左右方向と平行な直交座標系を設定するステップと、
平面視した移動体を囲むように、各辺が前記座標軸のいずれかと平行な方形の監視範囲を前記直交座標系上に設定するステップと、
前記移動体が移動しているときは、方形を維持しつつ、移動体の前側若しくは後側のうち移動方向側の辺を移動速度の大きさに応じて該辺に直交する座標軸に沿って移動させるとともに移動体の右側若しくは左側の辺のうち移動方向側の辺をステアリング機構の操舵角の大きさに応じて該辺に直交する座標軸に沿って操舵方向に移動させるステップと、
を含むことを特徴とする障害物の検出方法。
【請求項３】
移動体を上方から平面視したときの移動体の中心に前記直交座標系の原点を設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の障害物の検出方法。
【請求項４】
前記監視範囲内に測定した距離が含まれたときに、前記監視範囲を一方の座標軸で分割したときの２つの区画のうちのいずれか、若しくは、他方の座標軸で分割したときの２つの区画のうちのいずれかに含まれているかを判別するステップと、
４つの各区画において測定した距離が含まれた回数を計数するステップと、
４つの各区画で係数された回数が所定回に達した時に移動体の移動の停止を促すステップと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の障害物の検出方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体が床面を移動するときの障害となる障害物を自動的に検出するための障害物の検出方法に関する。
続きを表示（約 3,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されるような全方位に移動可能な移動体が知られている。このような移動体には、自機の周囲３６０°の障害物までの距離を測定できる距離センサ（例えばＬｉＤＡＲなど）が搭載されており、自律的な走行を可能にしている。
このような自律走行可能な移動体は、自律走行中に人を含む予期せぬ障害物に接触しないようにするための仕組みを備えていることが求められている。例えば、図１６（ａ）の破線で示す範囲（監視範囲）Ｒ内において、距離センサが障害物を検出した時には、緊急停止する仕組みの採用が考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２４-１９９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、移動体が低速で移動する場合であれば障害物の監視範囲Ｒを図１６（ａ）の広さに設定しても十分安全を確保できるものの、高速で移動する場合には、この範囲では狭く、障害物を検出してから停止行動をとっても停止が間に合わずに接触する、といった事態が想定される。そこで、障害物の監視範囲Ｒを、図１６（ｂ）に示す一点鎖線に示すように広げることで、高速で移動したとしても停止できるようにするといった対応が考えられる。しかし、単純に監視範囲Ｒを単純に広げてしまうと、今度は接触の危険性がない障害物を検出した際も緊急停止してしまい、効率良く移動体が移動できないということになってしまう。
また、距離センサによる障害物の検出は、ノイズの影響を受けることが知られており、複数回の障害物の検出によって緊急停止する仕組みを備えているものも知られているが、このような対策は障害物が検知範囲に入ってからも暫くは停止できないことを意味することにもなり得る。
そこで、本発明では、上記種々の問題に鑑み、簡易な方法で、移動体の移動において不要な停止を回避しつつ容易に障害物の検出を可能とする移動体の障害物検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための障害物の検出方法の態様として、床面を静止状態から全方位に移動可能とされた移動体から、該移動体を基準として周囲にある物体までの距離を測定し、測定した距離が移動体の周囲に設定された監視範囲内にあるかどうかを判別し、測定した距離が監視範囲内に含まれる場合に、移動体の移動の障害となる障害物として検出する障害物の検出方法であって、移動体を上方から平面視したときの移動体に対し、一方の座標軸が移動体の前後方向、他方の座標軸が左右方向と平行な直交座標系を設定するステップと、平面視した移動体を囲むように、各辺が前記座標軸のいずれかと平行な方形の監視範囲を前記直交座標系上に設定するステップと、前記移動体が移動しているときに、方形を維持しつつ、前記監視範囲を形成する辺のうち移動方向側にある辺を、移動速度の大きさに応じて、該辺に直交する座標軸に沿って移動方向に移動させるステップと、を含む態様とした。
本態様によれば、簡易な実装で障害物の誤検出を防ぎつつ必要なときに緊急停止することができるようになった。
また、上記課題を解決するための障害物の検出方法の他の態様として、ステアリング機構を備え、ステアリング動作によって床面を移動可能とされた移動体から、該移動体を基準として周囲にある物体までの距離を測定し、測定した距離が移動体の周囲に設定された監視範囲内にあるかどうかを判別し、測定した距離が監視範囲内に含まれる場合に、移動体の移動の障害となる障害物として検出する障害物の検出方法であって、移動体を上方から平面視したときの移動体に対し、一方の座標軸が移動体の前後方向、他方の座標軸が左右方向と平行な直交座標系を設定するステップと、平面視した移動体を囲むように、各辺が前記座標軸のいずれかと平行な方形の監視範囲を前記直交座標系上に設定するステップと、前記移動体が移動しているときは、方形を維持しつつ、移動体の前側若しくは後側のうち移動方向側の辺を移動速度の大きさに応じて該辺に直交する座標軸に沿って移動させるとともに移動体の右側若しくは左側の辺のうち移動方向側の辺をステアリング機構の操舵角の大きさに応じて該辺に直交する座標軸に沿って操舵方向に移動させるステップと、を含む態様とした。
本態様によれば、簡易な実装で障害物の誤検出を防ぎつつ必要なときに緊急停止することができるようになった。
また、上記課題を解決するための障害物の検出方法の他の態様として、移動体を上方から平面視したときの移動体の中心に前記直交座標系の原点を設定する態様とした。
本態様によれば、障害物を検出するための処理を容易にすることができる。
また、上記課題を解決するための障害物の検出方法の他の態様として、前記監視範囲内に測定した距離が含まれたときに、前記監視範囲を一方の座標軸で分割したときの２つの区画のうちのいずれか、若しくは、他方の座標軸で分割したときの２つの区画のうちのいずれかに含まれているかを判別するステップと、４つの各区画において測定した距離が含まれた回数を計数するステップと、４つの各区画で係数された回数が所定回に達した時に移動体の移動の停止を促すステップと、を含む態様とした。
本態様によれば、この拡張させた範囲内で複数回の検知を行うことで、衝突前に緊急停止ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
本実施形態に係る移動体の障害物検出方法が適用された移動体の概略構成を示す平面図である。
本実施形態に係る移動体の移動特性を示した図である。
制御装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
制御装置の構成を示すブロック図である。
障害物の検出処理に係る座標系の設定を示す図である。
移動体に対して監視範囲を設定した概念図である。
移動方向による監視範囲の変化例を示す図である。
移動速度による監視範囲の変化例を示す図である。
障害物の検出位置を特定するための処理を示す概念図である。
障害物検出処理手段における処理の一例を示すフローチャートである。
図１０に示すフローチャートにおける処理を補足する図である。
図１０に示すフローチャートにおける処理を補足する図である。
図１０に示すフローチャートにおける処理を補足する図である。
移動体における移動手段の他の形態を示す図である。
図９に示すフローチャートにおける変更部分を示す図である。
従来の監視範囲を示す図である。
【０００７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態に係る障害物の検出方法は、例えば、自律的に床面ＦＬ上を移動可能に構成された移動体１が、壁や床に置かれたものなどの障害物との衝突を回避するために、障害物を検出するための処理を備えた方法である。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る障害物の検出方法が適用された移動体１の概略構成を示す平面図である。
図１に示すように、移動体１は、移動対象面である床面ＦＬのひび割れや傷などの状態の検査をするための検査装置として構成されている。移動体１は、例えば、基体１０と、移動手段２０と、障害物を検出するためのセンサ３０と、床面ＦＬを撮影するための撮像装置４０と、制御装置５０とを備えている。
【００１０】
基体１０は、収容空間を有する６面体の箱型とされ、収容空間にはバッテリー１２、制御装置５０、操作パネル５７などが収容される。基体１０は、上面が開閉できる構造とされ、これを開けることでバッテリー１２や制御装置５０、操作パネル５７などにアクセス可能とされている。
（【００１１】以降は省略されています）

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