跟随目标识别系统和跟随目标识别方法

技术领域

本发明涉及用于识别构造成自主移动的移动对象的跟随目标的跟随目标识别系统和跟随目标识别方法。

背景技术

近年来，在诸如汽车工业领域的若干领域中，诸如自适应巡航控制(ACC)和协作自适应巡航控制(CACC)之类的技术已经作为用于跟随在前车辆的技术而普及。此外，通过改进用于跟随在前车辆的技术，已经开发了用于在高速公路等上进行“车辆编队(vehicleplatooning)”的技术。在车辆编队中，为了使跟随车辆能够跟随前导车辆(即，在跟随车辆前方行进的目标车辆)，跟随车辆被控制成基于前导车辆的当前位置连续跟随前导车辆。

关于在车辆编队期间使跟随车辆能够跟随前导车辆存在若干已知技术。例如，在已知技术中，基于图像中前导车辆的后车牌的位置以及后车牌中字符的尺寸来计算前导车辆的方向和距离，并因此基于前导车辆的方向和距离来控制跟随车辆的行进操作(参见JP2015-087969A)。

例如，在另一种已知技术中，前导车辆经由车辆间通信向跟随车辆发送坐标信息，该坐标信息基于全球定位系统(GPS)指示本车辆的轨迹。然后，在跟随车辆中，基于坐标信息执行本车辆的转向控制(参见日本专利第6222531号)。

顺便提及，本申请的发明人已经发现，使跟随车辆能够跟随前导车辆的上述技术不仅能够广泛地应用于车辆，而且还能够广泛应用于任何跟随目标(例如，机器人、人、动物等)和可自主移动以跟随该跟随目标的任何移动对象(例如，机器人、电动推车、无人机等)。

然而，在JP2015-087969A的已知技术中，基于车牌的图像来计算前导车辆的方向和距离，因此，跟随目标限于设置有车牌的对象。此外，在该已知技术中，如果由周围行进的另一车辆导致前导车辆被遮挡(即，如果跟随车辆不能获取车牌的图像)，则跟随车辆难以计算前导车辆的方向和距离。

在日本专利第6222531号的已知技术中，经由车辆间通信获取前导车辆的坐标信息，因此前导车辆的遮挡不太可能影响坐标信息的获取。然而，在该已知技术中，跟随目标限于具有GPS的对象。另外，在该已知技术中，在无法接收来自GPS卫星的信号的环境中，跟随车辆难以获取前导车辆的坐标信息。

发明内容

鉴于现有技术的这种问题，本发明的主要目的是在移动对象自主地移动以跟随跟随目标的情况下为用户提供增大的灵活性来选择跟随目标。

为了实现这样的目的，本发明的一个实施方式提供了一种跟随目标识别系统1，所述跟随目标识别系统用于识别构造成自主移动的移动对象2、102的跟随目标3、103，所述跟随目标识别系统包括：便携式信息生成终端17、117，所述信息生成终端具有无线通信功能，并且构造成在所述信息生成终端由所述跟随目标携带的状态下生成关于所述跟随目标的移动的跟随目标信息；通信单元11，所述通信单元包括在所述移动对象中，并构造成经由与所述信息生成终端的无线通信而接收从所述信息生成终端发送的所述跟随目标信息；和跟随控制单元16，所述跟随控制单元包括在所述移动对象中并且构造成基于所述跟随目标信息来确定所述跟随目标的位置。

根据该布置，在移动对象自主移动以跟随跟随目标的情况下，便携式信息生成终端由另一个期望的移动对象(即，跟随目标)携带。因此，能够为用户提供增大的灵活性来选择跟随目标。

优选地，所述信息生成终端构造成获取所述跟随目标的速度和角速率，并将所述速度和角速率作为所述跟随目标信息发送给所述通信单元，并且所述跟随控制单元构造成通过基于所述速度和所述角速率估计所述跟随目标的位置来确定所述跟随目标的位置。

根据该布置，构造成自主移动的移动对象可以通过从由跟随目标携带的信息生成终端接收关于跟随目标的速度和角速率的信息(即，跟随目标信息)来容易地确定跟随目标的位置。

优选地，所述信息生成终端构造成获取所述跟随目标的速度和角速率，基于所述速度和所述角速率计算所述跟随目标的位置，并将所述跟随目标的位置作为所述跟随目标信息发送给所述通信单元。

根据该布置，构造成自主移动的移动对象可以通过从跟随目标携带的信息生成终端接收关于跟随目标的位置的信息(即，跟随目标信息)来容易地确定跟随目标的位置。

优选地，所述跟随目标识别系统还包括配对单元12，所述配对单元包括在所述移动对象中，并且构造成执行关于所述信息生成终端与所述通信单元之间的无线通信的配对处理，其中，所述跟随控制单元构造成当所述配对处理完成时，将所述移动对象的位置设定为所述跟随目标的初始位置。

根据该布置，当完成关于移动对象的通信单元与信息生成终端之间的无线通信的配对处理时，移动对象的位置被设定为跟随目标(即，信息生成终端)的初始位置，因此能够容易设定跟随目标的初始位置。

优选地，所述跟随目标识别系统还包括光学测量单元13，所述光学测量单元包括在所述移动对象中，并且构造成检测在所述移动对象的移动方向上存在的一个或多个对象，从而生成关于每个对象的对象检测信息，其中，所述跟随控制单元构造成基于所述对象检测信息来确定所述跟随目标的位置。

根据该布置，通过不仅使用从跟随目标携带的信息生成终端接收的跟随目标信息，而且还使用光学测量单元生成的对象检测信息，能够以更高的精度确定跟随目标的位置。

优选地，在所述对象检测信息包括与所述多个对象有关的信息的情况下，所述跟随控制单元从所述多个对象中选择最接近的对象作为所述跟随目标，基于所述对象检测信息估计所述跟随目标的位置，所述最接近的对象最接近基于所述跟随目标信息估计的所述跟随目标的位置。

根据该布置，即使对象检测信息包括关于多个对象的信息，也能够从多个对象中适当地选择一个跟随目标，应该基于对象检测信息来估计所述一个跟随目标的位置。

优选地，所述跟随控制单元构造成通过计算基于所述跟随目标信息估计的所述跟随目标的第一位置和基于所述对象检测信息估计的所述跟随目标的第二位置的加权平均值来确定所述跟随目标的位置。

根据该布置，能够通过根据跟随目标的位置的重要性，确定来自信息生成终端的跟随目标信息和来自光学测量单元的对象检测信息的各个权重值，来容易地确定跟随目标的位置。

优选地，所述信息生成终端包括惯性测量单元部23，并且所述跟随控制单元构造成基于由所述惯性测量单元部引起的关于所述第一位置的累积误差和由所述光学测量单元引起的关于所述第二位置的固有误差来确定所述加权平均值中的权重值。

根据该布置，能够通过考虑由惯性测量单元部引起的累积误差和由光学测量单元引起的固有误差来更适当地确定加权平均值中的权重值。

优选地，在所述第一位置和所述第二位置之间的距离等于或大于规定阈值的情况下，所述跟随控制单元不管所述加权平均值如何而将所述第一位置确定为所述跟随目标的所置。

根据该布置，在第一位置和第二位置之间的距离等于或大于规定阈值的情况下(即，在光学测量单元可能错误地检测跟随目标的情况下)，能够仅基于第一位置(即，仅基于跟随目标信息)更可靠地确定跟随目标的位置。

优选地，在所述第一位置和所述第二位置之间的距离在变得等于或大于所述规定阈值之后变得小于所述规定阈值的情况下，所述跟随控制单元通过重新计算所述第一位置和所述第二位置的所述加权平均值来确定所述跟随目标的位置，并且在所述跟随控制单元重新计算所述加权平均值的情况下，所述跟随控制单元与最后一次相比减小所述第一位置的权重值。

根据该布置，通过与最后一次相比减小第一位置的权重值，能够减小由惯性测量单元引起的累积误差对确定跟随目标的位置的影响。

优选地，所述跟随目标是人103，并且所述移动对象是所述人使用的推车102。

根据该布置，在推车自主地移动以跟随人(即，推车的用户)的情况下，通过向人提供便携式信息生成终端(更精确地，使人携带便携式信息生成终端)能够容易地将该人设定为跟随目标。

优选地，所述跟随控制单元构造成基于所述跟随目标信息获取绕所述人的中心轴线的角速率，并且在绕所述人的中心轴线的角速率等于或大于规定阈值的情况下，或者在绕所述人的中心轴线的角度的改变量等于或大于另一规定阈值的情况下，所述跟随控制单元确定所述跟随目标已经改变了方向。

根据该布置，能够通过使用绕人的中心轴线的角速率或绕人的中心轴线的角度的改变量来容易地识别跟随目标的方向的变化。

优选地，所述跟随目标识别系统还包括移动控制单元24，所述移动控制单元包括在所述移动对象中并构造成控制所述移动对象的移动操作，其中，所述跟随控制单元构造成基于所述角速率计算方向改变的幅度，并且所述移动控制单元构造成基于所述方向改变的幅度来控制所述移动对象的跟随操作。

根据该布置，能够容易地辨识跟随目标的方向改变的幅度，并因此根据跟随目标的方向(即，根据方向改变的幅度)执行跟随操作。

优选地，在所述跟随目标停止规定时段之后进行方向改变并且所述方向改变的幅度等于或大于第一阈值的情况下，所述移动控制单元控制所述移动对象的移动操作，使得所述移动对象靠近所述跟随目标。

根据该布置，在方向改变的幅度等于或大于第一阈值的情况下(即，在人可能需要推车的情况下)，可以在无人操作的情况下使移动对象(即，推车)靠近跟随目标(即人)。

优选地，在所述方向改变的幅度等于或大于比所述第一阈值大的第二阈值的情况下，所述移动控制单元控制所述移动对象的移动操作，使得所述移动对象朝所述跟随目标的移动停止。

根据该布置，在方向改变的幅度等于或大于比第一阈值大的第二阈值的情况下(即，在人可能需要沿相反方向移动的情况下)，能够通过停止移动对象来防止移动对象(即推车)阻碍人的移动。

优选地，所述跟随目标是前导车辆3，并且所述移动对象是跟随车辆2。

根据该布置，在跟随车辆自主移动以跟随前导车辆的情况下，无论前导车辆的设备如何，都能够通过为期望的前导车辆提供便携式信息生成终端来简单地将前导车辆设定为跟随目标(更确切地说，通过使期望的前导车辆携带便携式信息生成终端)。

此外，为了实现上述目的，本发明的另一实施方式提供一种用于识别构造成自主移动的移动对象2、102的跟随目标3、103的跟随目标识别方法，所述方法包括：由所述跟随目标携带并且具有无线通信功能的便携式信息生成终端17生成关于所述跟随目标的移动的跟随目标信息；所述移动对象经由与所述信息生成终端的无线通信接收从所述信息生成终端发送的所述跟随目标信息；并且所述移动对象基于所述跟随目标信息确定所述跟随目标的位置。

根据该布置，在移动对象自主移动以跟随跟随目标的情况下，便携式信息生成终端由另一个期望的移动对象(即跟随目标)携带。因此，能够为用户提供增大的灵活性来选择跟随目标。

因此，根据本发明的一个实施方式，在移动对象自主地移动以跟随跟随目标的情况下，能够为用户提供增大的灵活性来选择跟随目标。

附图说明

图1是根据第一实施方式的跟随目标识别系统的框图；

图2是示出应用第一实施方式的跟随目标识别系统的移动对象及其跟随目标的说明图；

图3是示出根据第一实施方式的用于连接目标终端和配对单元的方法的示意图；

图4是示出在检测到多个候选跟随目标的情况下跟随目标的选择方法的说明图；

图5是示出根据第一实施方式的跟随目标位置确定处理的流程的流程图；

图6是根据第二实施方式的跟随目标识别系统的框图；

图7是示出应用第二实施方式的跟随目标识别系统的移动对象及其跟随目标的说明图；

图8是示出根据第二实施方式的配对处理中跟随目标的选择方法的说明图；

图9是示出根据第二实施方式在商店拥挤时跟随目标的选择方法的说明图；

图10A和图10B是示出根据第二实施方式用于确定光学测量单元是否错误地辨识跟随目标的方法的说明图；

图11A和图11B是示出根据第二实施方式用于改变光学测量单元的跟随目标的方法的说明图；

图12是示出根据第二实施方式跟随目标位置确定处理的流程的流程图；

图13是示出根据第二实施方式根据用户的姿势变化的跟随操作的第一实施例的说明图；以及

图14是示出根据第二实施方式根据用户的姿势变化的跟随操作的第二实施例的说明图。

具体实施方式

下文中，将参考附图描述跟随目标识别系统和跟随目标识别方法的实施方式。

(第一实施方式)

图1是根据第一实施方式的跟随目标识别系统1的框图。图2是示出应用了跟随目标识别系统1的移动对象及其跟随目标(即，移动对象要跟随的目标)的说明图。

在移动对象自主地移动以跟随该跟随目标的情况下，根据第一实施方式的跟随目标识别系统1使得用户(例如，跟随目标识别系统1的管理员或非管理用户)能够容易地选择另一期望的移动对象作为跟随目标。在第一实施方式中，作为移动对象的跟随车辆2构造成自主移动(即，在道路上自主行进)以跟随作为跟随目标的前导车辆3(参见图2)。

如图1中所示，跟随目标识别系统1包括：无线通信单元(通信单元的实施例)11；配对单元12；光学测量单元13；惯性测量单元(IMU)14；车辆速度传感器15；以及安装在跟随车辆2上的跟随控制单元16。跟随目标识别系统1还包括安装在前导车辆3上的便携式目标终端(信息生成终端的实施例)17。

此外，跟随车辆2包括用于基于与由跟随控制单元16确定的跟随目标(前导车辆3)的位置有关的信息使本车辆能够自主行进的部件(转向装置21；驱动装置22；制动装置23以及行进控制单元(移动控制单元的实施例)24)。用于使本车辆能够自主行进的上述部件中的至少部分部件能够用作跟随目标识别系统1的部件。

接下来，将详细描述设置在跟随车辆2中的装置等。

无线通信单元11由诸如天线和电子电路(未示出)之类的无线模块组成。无线通信单元11构造成通过使用已知的无线通信标准(例如，蓝牙(注册商标))与具有无线通信功能的目标终端17进行通信。无线通信单元11可以构造成通过使用多个无线通信标准来与目标终端17进行通信。

当跟随车辆2开始跟随操作以跟随前导车辆3时，无线通信单元11连续地(或以规定的周期)从目标终端17接收用于确定跟随目标的位置(即，跟随操作期间的当前位置)的信息。以下，将跟随目标的位置称为“跟随目标位置”，并且将用于确定跟随目标位置的信息称为“跟随目标信息”。该跟随目标信息是关于跟随目标的移动的信息，并且包括例如由目标终端17获得的跟随目标的加速度、速度(车辆速度)和角速率。此外，跟随目标信息可以包括关于由目标终端17估计的跟随目标位置的信息。

当无线通信单元11开始与目标终端17(无线通信部31)无线通信时，配对单元12执行用于将目标终端17辨识为特定通信伙伴的配对处理。例如，无线通信单元11被设定为主单元，并且目标终端17(无线通信部31)被设定为从属单元。

在上述配对处理中，例如，配对单元12和目标终端17(配对部32)可以相互交换认证码和识别信息。在某些情况下，配对单元12和目标终端17(配对部32)可以通过使用公用密钥密码系统相互交换秘钥和识别信息。通过配对处理获得的配对信息从配对单元12发送到跟随控制单元16并存储在存储器(未示出)中。配对信息包括例如认证码、通信伙伴的识别信息以及关于配对成功/失败的信息。

光学测量单元13构造成通过使用光检测和测距技术或激光成像检测和测距技术(LIDAR技术)来检测存在于跟随车辆2的移动方向(通常是前进方向)上的一个或多个对象(例如，前导车辆3)。

更具体地，光学测量单元13构造成通过沿跟随车辆2的移动方向发射激光并检测其反射波来检测存在于跟随车辆2附近的一个或多个对象。从而，光学测量单元13构造成顺序地生成关于每个检测到的对象的对象检测信息，该对象检测信息包括关于针对每个对象测量的点组的信息。对象检测信息从光学测量单元13发送到跟随控制单元16。光学测量单元13可以在三维上检测存在于跟随车辆2的移动方向上的一个或多个对象。由光学测量单元13使用LIDAR技术生成的对象检测信息可以包括由光学测量单元13引起的固有误差。

在跟随目标识别系统1中，代替使用LIDAR技术的装置或除使用LIDAR技术的装置之外，摄像头(例如，可以测量到对象的距离的立体摄像头)可以用作光学测量单元13。在摄像头用作光学测量单元13的情况下，可以通过使用已知技术在图像中辨识出对象(候选跟随目标)，从而可以测量到对象的距离。

惯性测量单元(IMU)14包括三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、处理器等，并且构造成顺序地测量跟随车辆2的加速度和角速率。此外，IMU 14可以基于测量的加速度计算跟随车辆2的速度。由IMU 14获取(或测量)的跟随车辆2的信息(以下称为“跟随方信息”)发送至跟随控制单元16。

车辆速度传感器15将根据车轴(车轮)的旋转速度生成的车辆速度信号顺序地发送到跟随控制单元16。跟随控制单元16可以基于该车辆速度信号来计算跟随车辆2的车辆速度。在跟随目标识别系统1中，在由IMU 14获取跟随车辆2的速度的情况下，车辆速度传感器15可以不检测跟随车辆2的速度(即，可以省略车辆速度传感器15)。

跟随控制单元16顺序地从目标终端17获取跟随目标信息，从光学测量单元13获取对象检测信息，并且从IMU 14获取跟随方信息，由此基于上述信息以规定周期确定跟随目标位置。

更具体地，跟随控制单元16基于第一位置和第二位置顺序地确定跟随目标位置。第一位置是基于跟随目标信息计算(估计)的跟随目标位置，并且第二位置是基于对象检测信息计算(估计)的跟随目标位置。例如，可以通过参考最后时刻的第一位置(即，时间序列中最后一步计算出的值)，基于跟随目标(前导车辆3)的包括在跟随目标信息中的速度、加速度和角速率来计算第一位置(当前值)。例如，可以基于从对象检测信息(关于针对每个对象测量的点组的信息)获得的从跟随车辆2到每个对象的距离、每个对象的速度以及每个对象的角度(从跟随车辆2开始的方向)来计算第二位置。跟随控制单元16可以通过使用对象检测信息来计算跟随目标的方向。

跟随控制单元16可以通过计算第一位置和第二位置的加权平均值来确定跟随目标位置。此外，跟随控制单元16可以根据第一位置(跟随目标信息)和第二位置(对象检测信息)的重要性(权重)，基于扩展卡尔曼滤波器适当地设定卡尔曼增益，从而基于第一位置和第二位置来确定跟随目标位置。

此外，跟随控制单元16可以基于由下述IMU部33引起的关于第一位置的累积误差和由光学测量单元13引起的关于第二位置的固有误差来确定加权平均值中的权重值。即，跟随控制单元16可以根据这些误差的大小来设定第一位置和第二位置的每个权重值。

此外，跟随控制单元16构造成将包括所确定的跟随目标位置的信息(以下称为“跟随位置信息”)发送至行进控制单元24。此外，跟随控制单元16可以集中控制无线通信单元(通信单元的实施例)11、配对单元12、光学测量单元13、IMU 14和车辆速度传感器15的操作。

例如，诸如中央处理单元(CPU)之类的处理器(未示出)执行存储在存储器中的规定程序，从而跟随控制单元16执行各种处理。顺便提及，配对单元12可以类似于跟随控制单元16执行各种处理。配对单元12的至少一部分可以与跟随控制单元16一体地形成。

当跟随车辆2自主行进时，转向装置21通过赋予车轮规定的转向角来改变跟随车辆2的行进方向。

驱动装置22构造成借助发动机、电动马达等(未示出)输出跟随车辆2的驱动力。

制动装置23构造成通过利用电动马达的根据再生制动的制动力、盘式制动器(未示出)的制动力等将制动施加到跟随车辆2。

行进控制单元24构造成基于来自跟随控制单元16的跟随位置信息(例如，前导车辆3的当前位置)来集中控制转向装置21、驱动装置22和制动装置23，从而控制跟随车辆2的自主行进(移动操作)。例如，行进控制单元24可以控制跟随车辆2的跟随操作以跟随前导车辆3，使得基于从跟随位置信息获得的跟随车辆2和前导车辆3之间的距离和速度差，维持跟随车辆2和前导车辆3之间的预设车辆间距离。

例如，诸如CPU之类的处理器(未示出)执行存储在存储器中的规定程序，从而行进控制单元24执行各种处理。行进控制单元24可以与跟随控制单元16一体地形成。

顺便提及，跟随目标识别系统1的构造不限于上述构造，因此只要可以至少基于跟随控制单元16确定的前导车辆3的位置来执行跟随车辆2跟随前导车辆3的跟随操作，跟随车辆2就可以通过使用另一种已知构造自主地移动。

接下来，将详细描述放置在前导车辆3上(由其携带)的目标终端17。

目标终端17包括无线通信部31、配对部32、惯性测量单元(IMU)部33和终端控制部34。

无线通信部31具有与上述无线通信单元11相同的功能和构造。无线通信部31构造成通过使用已知的无线通信标准与跟随车辆2(无线通信单元11)进行通信。

配对部32具有与上述的配对单元12相同的功能。当无线通信部31开始与跟随车辆2(无线通信单元11)进行无线通信时，配对部32执行用于将跟随车辆2辨识为特定的通信伙伴的配对处理。通过配对处理获得的配对信息发送到终端控制部34并存储在存储器(未示出)中。配对信息包括例如密钥、通信伙伴的识别信息以及有关配对成功/失败的信息。

IMU部33具有与上述IMU 14相同的功能和构造。IMU部33构造成顺序地测量前导车辆3的加速度和角速率。此外，IMU部33可以基于测得的加速度计算前导车辆3的速度。由IMU部33获取的前导车辆3的跟随目标信息经由无线通信部31发送至跟随车辆2。此外，IMU部33可以基于前导车辆3的加速度、角速率、速度等计算跟随目标位置，并因此将跟随目标位置作为跟随目标信息传送给跟随车辆2。

优选地，目标终端17放置在前导车辆3的要由光学测量单元13检测的被检测部分上或附近。例如，目标终端17可以放置在前导车辆3的后车身上，稍后将参考图4对其进行描述。

图3是示出用于连接目标终端17和配对单元12的方法的示意图。

如图3中所示，跟随车辆2的中央控制台(中央面板)41上设置有终端槽缝42。该终端槽缝42构成配对单元12的一部分。终端槽缝42的内部设置有槽缝侧端子43。

另一方面，目标终端17的一端侧设置有连接端子45。当目标终端17插入到终端槽缝42中时，设置在目标终端17的插入侧(插入方向上的前端侧)的连接端子45与槽缝侧端子43连接。因此，目标终端17借助电线与配对单元12连接(即，目标终端17和配对单元12可以相互通信)。在这种状态下，配对单元12可以执行上述配对处理。

例如，目标终端17可以在用户选择跟随目标之前布置在终端槽缝42中(即，在配对处理完成的状态下)，并且可以在用户选择跟随目标时被从终端槽缝42中取出。用户可以将已经从终端槽缝42中取出的目标终端17放置在期望的跟随目标上。

在目标终端17由终端支架51(参见图2)可装卸地保持的状态下(其中，终端支架51可装卸地附接至前导车辆3的后车身上)，目标终端17放置在前导车辆3上(即，由前导车辆3携带)。另选地，目标终端17可以借助各种其他方法放置在前导车辆3上，只要目标终端17可以固定至前导车辆3即可。例如，目标终端17可以直接粘附至前导车辆3的后车身。另选地，目标终端17可以固定至前导车辆3的后车厢内的适当位置。优选地，在完成跟随车辆2跟随前导车辆3的跟随操作之后，可以从前导车辆3中移除(即，从前导车辆3中收集)目标终端17。

在配对处理中，目标终端17和配对单元12可以不借助上述有线通信而是借助无线通信彼此通信。例如，在目标终端17和配对单元12两者都配备有已知的短距离无线通信功能(例如，iBeacon(注册商标)功能)的情况下，目标终端17和配对单元12可以通过使用这样的功能彼此通信。

在目标终端17装配在车厢内部的适当部分(凹口)中或放置在车厢中的适当部分上的状态下，目标终端17可以经由有线或无线通信与配对单元12通信。优选地，在目标终端17经由无线通信与配对单元12通信的情况下，在配对处理中，目标终端17放置在配对单元12附近。

图4是示出在光学测量单元13检测到多个用于跟随目标的候选(以下称为“候选跟随目标”)的情况下用于选择跟随目标的方法的说明图。

如图4中所示，跟随控制单元16可以将由光学测量单元13进行的三维测量的结果(即，由光学测量单元13检测到的点组)转换成垂直于跟随车辆2的竖直方向(基本上平行于路面)的二维坐标上的点组。

在光学测量单元13的测量过程中，通过沿跟随车辆2的移动方向扫描激光形成规定的测量区域55(实际上是规定的测量空间)。图4示出了在跟随车辆2的移动方向上检测到两个对象(前导车辆3和另一车辆56)的实施例。

跟随控制单元16从光学测量单元13获取的对象检测信息(例如，测量结果)包括主要与前导车辆3和另一车辆56中的每一者的后部(后表面)相对应的点组58、59的数据。跟随控制单元16可以通过使用已知方法对由光学测量单元13测量的点组58、59的数据进行集群来检测作为存在于前进方向上的对象的点组58、59(即，候选跟随目标)。

顺便提及，跟随控制单元16仅通过基于点组58、59检测两个对象不能辨识出两个对象中的哪个是跟随目标(即，前导车辆3)。跟随控制单元16计算基于来自目标终端17的跟随目标信息估计(临时确定)的前导车辆3的位置(即，第一位置)与从每个点组58、59的坐标位置获得的每个对象(例如，每个点组58、59的质心)的位置之间的距离，从而可以将具有较小距离的点组58、59确定为跟随目标。

在图4中所示的实施例中，跟随控制单元16可以基于来自光学测量单元13的对象检测信息，将基于点组58获得的对象的位置估计为跟随目标位置(即，第二位置)。

顺便提及，即使在跟随车辆2的移动方向上存在三个以上对象，跟随控制单元16也可以通过使用与上述方法类似的方法将一个对象(一个点组)确定为前导车辆3。此外，可以由光学测量单元13执行跟随控制单元16进行的点组58、59的上述数据处理的至少一部分。

图5是示出跟随目标识别系统1中的跟随目标位置确定处理的流程的流程图。

首先，用户在将目标终端17放置在前导车辆3上之前进行目标终端17和跟随车辆2的配对单元12的配对处理(ST101)。顺便提及，如以上参考图3所述，可以提前完成该配对处理。

当配对处理完成时，跟随控制单元16基于跟随车辆2的当前位置来设定前导车辆3(目标终端17)的初始位置(ST102)。例如，跟随控制单元16可以将配对处理完成时跟随车辆2的当前位置设定为前导车辆3的初始位置。此时，跟随控制单元16可以例如基于来自IMU14的跟随方信息计算跟随车辆2的当前位置。另选地，跟随控制单元16可以从安装在跟随车辆2上的全球定位系统(GPS)(未示出)获取跟随车辆2的当前位置。在执行步骤ST102之后并且在将目标终端17从跟随车辆2中移除随后放置在前导车辆3上之前的时段内，跟随控制单元16可以基于来自IMU部33的信息(与跟随目标信息相对应的信息)追踪目标终端17(即，跟随控制单元16可以顺序地获取目标终端17的当前位置)。

接下来，用户将目标终端17放置在前导车辆3上(ST103：是)，并因此开始跟随车辆2的跟随前导车辆3的跟随操作(ST104)。

例如，目标终端17可以设置有放置完成按钮61(参见图3)，以在用户将目标终端17放置在跟随目标上之后由用户操作(按下)。当用户操作放置完成按钮61时，可以从目标终端17向跟随车辆2(跟随控制单元16)发送指示完成目标终端17的放置的信号。从而，跟随车辆2可以容易地辨识开始跟随操作的时刻(移动操作的实施例)。代替执行上述步骤ST102，跟随控制单元16可以将用户操作放置完成按钮61时目标终端17的位置设定为前导车辆3的初始位置。另选地，当用户操作放置完成按钮61时，跟随控制单元16可以通过使用由光学测量单元13测量的对象检测信息来设定前导车辆3的初始位置。

接下来，跟随控制单元16基于来自目标终端17的跟随目标信息来计算(估计)跟随目标位置(第一位置)(ST105)。

接下来，跟随控制单元16基于来自光学测量单元13的对象检测信息，确定是否存在候选跟随目标(ST106)以及是否存在多个候选跟随目标(ST107)。在存在候选跟随目标(ST106：是)，并且进一步存在多个候选跟随目标(ST107：是)的情况下，如以上参考图4所述，跟随控制单元16选择那些候选跟随目标之一作为跟随目标(ST108)。

接下来，跟随控制单元16基于来自光学测量单元13的对象检测信息计算(估计)跟随目标位置(第二位置)(ST109)。

然后，跟随控制单元16基于第一位置和第二位置确定跟随目标位置(ST110)。例如，在该步骤ST110中，可以如上所述通过计算第一位置和第二位置的加权平均值来确定跟随目标位置。

在由于光学测量单元13的测量误差而根本没有检测到候选跟随目标的情况下，或者在由于遮挡等原因候选跟随目标中不包括跟随目标的情况下(ST106：否)，跟随控制单元16仅基于第一位置确定跟随目标位置(ST111)。在该步骤ST111中，跟随控制单元16可以将第一位置本身确定为跟随目标位置。另选地，跟随控制单元16可以将基于最后一次的跟随目标位置(先前位置)校正的第一位置确定为跟随目标位置(当前位置)。

顺便提及，在步骤ST106中，在第一位置和第二位置之间的距离等于或大于规定阈值的情况下，跟随控制单元16可以确定由光学测量单元13检测到的候选跟随目标不包括跟随目标(ST106：否)。

在步骤ST104中的跟随操作开始之后，重复执行上述顺序操作(步骤ST105至ST111)，直到跟随操作结束为止(ST112：是)。

随着时间的流逝，基于来自目标终端17(IMU部33)的跟随目标信息而估计的跟随目标位置(第一位置)中积累累积误差。因此，在以步骤ST111的下一序列(即，时间序列的下一个步骤)执行步骤ST110的情况下(即，在第一位置和第二位置之间的距离变得等于或大于规定阈值之后变得小于规定阈值的情况下)，跟随控制单元16可以与最后一次(即，时间序列中的最后一步)相比，减小上述加权平均值中第一位置的权重值。因此，能够减少由IMU部件33引起的累积误差对确定跟随目标位置的影响。

例如，根据第一实施方式的跟随目标识别系统1可以应用于驾驶代理、车辆运输和车辆调度(汽车共享、车辆交付经销商等)。而且，当三个或更多车辆编队时，跟随车辆2可以是跟随该跟随车辆2的另一跟随车辆(未示出)的前导车辆。

根据如上所述的跟随目标识别系统1，在跟随车辆2自主移动以跟随前导车辆3的情况下，便携式目标终端17被放置(被携带)在另一期望的移动对象(即，前导车辆3)上。因此，能够为用户提供增大的灵活性来选择跟随目标。

(第二实施方式)

图6是根据第二实施方式的跟随目标识别系统1的框图。图7是示出应用了根据第二实施方式的跟随目标识别系统1的移动对象及其跟随目标(即，移动对象跟随的目标)的说明图。在根据第二实施方式的附图中，与根据上述第一实施方式的跟随目标识别系统1的部件相同的部件被提供与第一实施方式相同的附图标记。此外，在根据第二实施方式的跟随目标识别系统1中，以下没有特别提及的事项可以与根据上述第一实施方式的跟随目标识别系统1的那些事项相同。

在根据第二实施方式的跟随目标识别系统1中，作为移动对象的购物推车(购物推车的实施例)102构造成自主移动(即，在商店中自主行进)以跟随作为使用购物推车102的跟随目标的用户(人的实施例)103(参见图7)。

如图6中所示，在根据第二实施方式的跟随目标识别系统1中，除了购物推车102没设置有车辆速度传感器15之外，购物推车102具有与根据上述第一实施方式的跟随车辆2类似的构造。购物推车102与根据上述第一实施方式的跟随车辆2一样能够自主移动。

优选地，在根据第二实施方式的跟随目标识别系统1中，摄像头代替使用LIDAR技术的装置用作光学测量单元13。此外，在根据第二实施方式的跟随目标识别系统1中，可以使用由安装在商店中适当位置的多个安全摄像头捕获的信息(商店中的图像等)来代替由安装在购物推车102上的摄像头捕获的信息。

此外，在根据第二实施方式的跟随目标识别系统1中，代替根据上述第一实施方式的目标终端17，将便携式终端(信息生成终端的实施例)117放置在用户103上(由其携带)。尽管在第二实施方式中便携式终端117由用户103携带的智能电话组成，但是便携式终端117不限于智能电话，并且可以是具有类似于智能电话的功能的另一信息终端(例如，智能手表)。

图8是示出配对处理中的跟随目标的选择方法的说明图。

优选地，用户103在开始使用购物推车102时进行便携式终端117与购物推车102的配对单元12的配对处理。例如，用户在使便携式终端117靠近购物推车102的配对单元12的状态下进行配对处理。此时，配对单元12和便携式终端117可以通过无线通信相互交换信息。

另一方面，在配对处理完成之后用户103离开购物推车102的情况下(如图8中所示)，在用户103正在移动的商店中的通道71中不仅存在用户103而且可能存在多个人73、74。在这种情况下，购物推车102可能不能将用户103识别为跟随目标，或者可能将用户103以外的购物者错误地辨识为跟随目标。

考虑到这种情形，在配对处理完成之后，跟随控制单元16将基于来自便携式终端117的跟随目标信息获取的用户103的移动轨迹75与基于来自光学测量单元13的对象检测信息获取的各个对象(即，用户103和人73、74)的移动轨迹76、77、78进行比较。由此，跟随控制单元16可以选择具有移动轨迹的最高匹配率的对象(在图8中，与移动轨迹76相对应的用户103)作为跟随目标。

另选地，跟随控制单元16将基于来自便携式终端117的跟随目标信息获取的用户103的移动开始时刻和移动开始方向与基于来自光学测量单元13的对象检测信息获取的各个对象的移动开始时刻和移动开始方向进行比较。由此，跟随控制单元16可以将具有移动开始时刻和移动开始方向的最高匹配率的对象选择为跟随目标。

图9是示出商店拥挤时跟随目标的选择方法的说明图。图10A和图10B是示出用于确定光学测量单元13是否错误地辨识跟随目标的方法的说明图。图11A和11B是示出用于改变光学测量单元13的跟随目标的方法的说明图。

如图9中所示，在购物推车102开始跟随用户103之后，在用户103正在移动的商店中的通道71中不仅存在用户103而且可能存在多个人(例如，其他购物者)73、74。在这种情况下，如图9中所示，当用户103消失在人73、74(即人群)中或人73、74导致遮挡用户103，光学测量单元13可能检测不到用户103。

考虑到这种情形，如图10A和10B中所示，跟随控制单元16通过参考基于来自便携式终端117的跟随目标信息获取的用户103的位置(即，通过将基于跟随目标信息而获取的用户103的位置视为正确位置)，来确定光学测量单元13是否错误地辨识跟随目标。

跟随控制单元16预设基于来自光学测量单元13的对象检测信息计算的跟随目标位置81(以下称为“光学测量位置81”)周围的容许误差裕度(例如圆形或椭圆形区域)82。如图10A中所示，在基于来自便携式终端117的跟随目标信息计算的跟随目标位置83(以下称为“便携式终端位置83”)在光学测量位置81周围的误差裕度82之外的情况下，跟随控制单元16确定光学测量单元13错误地辨识了跟随目标。

另一方面，如图10B中所示，在便携式终端位置83在光学测量位置81周围的误差裕度82内的情况下，跟随控制单元16确定光学测量单元13正常地辨识了跟随目标。

此外，如图11A和图11B中所示，跟随控制单元16可以通过参考基于来自便携式终端117的跟随目标信息而获取的用户103的位置来改变光学测量单元13的跟随目标。

例如，跟随控制单元16设定跟随目标位置(被错误地辨识为用户103的人91的位置(例如，质心))周围的正常范围(例如，圆形或椭圆形区域)92。如图11A中所示，在基于来自便携式终端117的跟随目标信息计算的跟随目标位置93(以下称为“便携式终端位置93”)在跟随目标位置周围的正常范围92之外的情况下，跟随控制单元16确定光学测量单元13将错误的人91辨识为跟随目标。

在光学测量单元13将错误的人91辨识为跟随目标的情况下，如图11B中所示，跟随控制单元16将光学测量单元13的跟随目标从人91改变为被检测到的除了人91之外的人94和95中包括的最接近的人94(最接近便携式终端位置93的人)。因此，能够防止光学测量单元13将错误的人91(对象)辨识为跟随目标。

图12是示出根据第二实施方式的跟随目标识别系统1中的跟随目标位置确定处理的流程的流程图。

首先，用户进行放置在用户身上(由其携带)的便携式终端117与购物推车102的配对单元12的配对处理(ST201)。

当配对处理完成时，跟随控制单元16将购物推车102的当前位置设定为用户103(便携式终端117)的初始位置(ST202)。

接下来，用户103在便携式终端117上进行跟随开始操作(ST203：是)，从而购物推车102开始跟随用户103的跟随操作(ST204)。顺便提及，用于使用跟随目标识别系统1的应用程序预先安装在便携式终端117中。用户103可以通过使用应用程序来进行各种设定并且给出关于购物推车102的跟随操作的各种指令(例如，跟随开始操作)。

接下来，跟随控制单元16执行步骤ST205至ST208，这些步骤与第一实施方式中的步骤ST105至ST108相似(参见图5)。

接下来，如以上参考图10A和图10B所描述的，跟随控制单元16确定光学测量单元13是否错误地辨识了跟随目标(ST209)。

在光学测量单元13没有错误地辨识跟随目标的情况下(ST209：否)，跟随控制单元16基于来自光学测量单元13的对象检测信息来计算(估计)跟随目标位置(ST210)。

此后，跟随控制单元16基于第一位置和第二位置确定跟随目标位置(ST211)。

另一方面，在步骤ST209中，在光学测量单元13错误地辨识跟随目标的情况下(ST209：是)，跟随控制单元16仅基于第一位置来确定跟随目标位置(ST212)。

在由于光学测量单元13的测量误差而根本没有检测到候选跟随目标的情况下，或者由于遮挡等原因在候选跟随目标中不包括跟随目标的情况下(ST206：否)，跟随控制单元16仅基于第一位置来确定跟随目标位置(ST213)。

在步骤ST204中的跟随操作开始之后，重复执行上述顺序操作(步骤ST205至ST213)，直到跟随操作结束为止(ST214：是)。

图13和图14是分别示出根据用户的姿势变化的跟随操作的第一实施例和第二实施例的说明图。

在购物推车102开始跟随用户103之后，如图13中所示，在商店中面对陈列架121的通道71中，从陈列架121拿起商品122的用户103打算将商品122装载到购物推车102中。在这种情况下，如图13中所示，面对陈列架121的用户103朝从后面跟随用户103的购物推车102改变方向。

此时，在跟随控制单元16确定用户103已经停止了规定时段(即，用户已经进行了从陈列架121选择商品122的操作)的情况下，跟随控制单元16通过基于来自便携式终端117的跟随目标信息(更具体地，绕用户103的身体的中心轴线的角速率)计算用户103的身体角度的改变量，来估计用户103的姿势改变。然后，在用户103的身体角度的改变量等于或大于规定阈值(第一阈值)的情况下，跟随控制单元16确定用户103已经做出了特定的方向改变(即，用户103进行了将商品装载到购物推车中的操作)，并因此指示行进控制单元24使购物推车102靠近用户103。根据该指令，行进控制单元24控制购物推车102的跟随操作来跟随用户103。在这种情况下，例如，身体角度的改变量的阈值被设定为90°。

顺便提及，在来自便携式终端117的跟随目标信息中包括的角速率(更具体地，绕用户103的身体的中心轴线的角速率)大于规定阈值的情况下，跟随控制单元16可以确定用户103已经进行了将商品装载到购物推车中的操作。

而且，如图14中所示，在商店中面向陈列架121的通道71中，用户103可以朝着从后面跟随用户103的购物推车102改变方向以移动到商店中的另一个区域。

在这种情况下，与在图13中所示的上述情况中相同，跟随控制单元16估计用户103的姿势改变。在用户103的身体角度的改变量等于或大于另一规定阈值(第二阈值)的情况下，跟随控制单元16确定用户103进行了特定的方向改变(即，用户103进行了U形转弯)，并指示行进控制单元24停止购物推车102的移动。顺便提及，跟随控制单元16可以指示行进控制单元24移动购物推车102，使得清除用户103在方向改变之后的移动路径(即，使购物推车102横向移动)。移动根据该指令，行进控制单元24控制购物推车102的跟随操作以跟随用户103。在这种情况下，将身体角度的改变量的阈值设定为大于第一阈值(即，针对将商品装载到推车102中的操作设定的阈值)，并且设定为例如180°。

顺便提及，在来自便携式终端117的跟随目标信息中包括的角速率(更具体地，绕用户103的身体的中心轴线的角速率)大于规定阈值的情况下，跟随控制单元图16可以确定用户103已经进行了U形转弯。

上述中对本发明的具体实施方式进行了描述，但是本发明不限于上述实施方式，并且在本发明的范围内可以进行各种变型和变更。例如，构造成自主移动的移动对象不限于上述的跟随车辆2和购物推车102，并且诸如机器人和无人机之类的另外的移动对象可以广泛用作构造成自主移动的移动对象。类似地，跟随目标不限于上述的前导车辆3和人(用户103)，并且诸如机器人和动物(宠物)之类的其他移动对象可以广泛地用作跟随目标。此外，用于使跟随目标携带信息生成终端的方法不限于上述方法，并且可以使用各种其他方法。