JP2012173030A - 水陸両用車の経路探索装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水陸両用車から陸上までの距離を一辺の長さとする矩形の大エリアと、これを分割した矩形の小エリアとを設定する経路探索エリア設定部37と、小エリアごとに水上経路評価のための情報と水際経路評価のための情報と陸上経路評価のための情報とを取得する情報取得部31と、小エリアごとに水上経路評価のための情報に基づき危険度スコアを決定して第1判定値Tを求める水上経路評価部33と、小エリアごとに水際経路評価のための情報に基づき危険度スコアを決定して第2判定値Tを求める水際経路評価部32と、小エリアごとに陸上経路評価のための情報に基づき危険度スコアを決定して第3判定値Tを求める陸上経路評価部34と、小エリアごとに第1〜第3判定値Tに基づいて危険度評価値を決定する評価切替部35及び経路探索部36とを有する構成とする。
【選択図】図2
Description
なお、上記の特許文献1には一般車両の目的地までの大まかな移動経路をデータベースから入手する手段が開示されているが、これは本願発明のような数m単位での細かな経路探索を行うものでなはい。
距離計測手段によって計測した前記水陸両用車から前記陸上までの距離を一辺の長さとする矩形の大エリアと、この大エリアを分割した複数の矩形の小エリアとを、経路探索エリアとして設定する経路探索エリア設定手段と、
前記小エリアごとに、水上経路評価のための情報と、水際経路評価のための情報と、陸上経路評価のための情報とを取得する情報取得手段と、
前記小エリアごとに、前記水上経路評価のための情報に基づいて危険度スコアを決定し、この危険度スコアに基づいて第1の判定値を求める水上経路評価手段と、
前記小エリアごとに、前記水際経路評価のための情報に基づいて危険度スコアを決定し、この危険度スコアに基づいて第2の判定値を求める水際経路評価手段と、
前記小エリアごとに、前記陸上経路評価のための情報に基づいて危険度スコアを決定し、この危険度スコアに基づいて第3の判定値を求める陸上経路評価手段と、
前記小エリアごとに、前記水上経路評価手段で求めた第1の判定値と、前記水際経路評価手段で求めた第2の判定値と、前記陸上経路評価手段で求めた第3の判定値とに基づいて危険度評価値を決定する経路探索手段と、
を有することを特徴とする。
前記経路探索手段では、前記小エリアごとに決定した前記危険度評価値の総和が最小となる経路を最適経路として決定することを特徴とする。
前記情報取得手段で取得する前記水際経路評価のための情報は、水底情報取得手段によって取得する水底情報と、障害物情報取得手段によって取得する水面上の障害物情報と、水深情報取手段によって取得する水深情報であり、
前記水際経路評価手段では、前記水底情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記障害物情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記水深情報に基づいて決定する危険度スコアとに基づいて前記判定値を求めること、
を特徴とする。
前記情報取得手段で取得する前記水上経路評価のための情報は、水深情報取手段によって取得する水深情報と、水底情報取得手段によって取得する水底情報であり、
前記水上経路評価手段では、前記水深情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記水底情報に基づいて決定する危険度スコアとに基づいて前記判定値を求めること、
を特徴とする。
前記情報取得手段で取得する前記陸上経路評価のための情報は、障害物情報取得手段によって取得する陸上の障害物情報と、路面幅情報取得手段によって取得する路面幅情報であり、
前記陸上経路評価手段では、前記障害物情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記路面幅情報に基づいて決定する危険度スコアとに基づいて前記判定値を求めること、
を特徴とする。
前記情報取得手段では、前記水陸両用車に搭載されている車載センサの計測範囲内の小エリアに関しては、前記車載センサの計測情報を選択することにより、前記車載センサの計測情報に基づいて前記水際経路評価のための情報を取得し、前記車載センサの計測範囲外の小エリアに関しては、前記車載センサの計測範囲外へ投下した飛翔物に搭載されている飛翔物搭載センサの計測情報を選択することにより、前記飛翔物搭載センサの計測情報に基づいて前記水際経路評価のための情報を取得することを特徴とする。
前記水上経路評価手段、前記水際経路評価手段又は前記陸上経路評価手段では、補正情報の有無を確認し、前記補正情報が有る場合には補正用の危険度スコアに基づいて前記判定値を補正することを特徴とする。
図1〜図16に基づき、本発明の実施の形態例1に係る水陸両用車の車両制御装置について説明する。
p7=k1×p11+k2×p12+k13×p13+k4×p14 (1)
p7=k11×t11+k12×t12+k13×t13+k14×t14 (2)
N1=V×min(t1:t9)/2 (3)
P1=average(p1:p9) (4)
N24=k21×N11+k22×N12+k23×N13+k24×N14 (5)
T=K1×A1+K2×B2+K3×C3+K4×D2 (6)
T=K11×E1+K12×F2 (7)
T=K21×C3+K22×G2 (8)
また、評価切替部35で水陸両用車21が水際26に達したと判定され、水際経路評価部32から出力される水際26の各小エリア84に関する判定値Tが選択されて経路探索部36へ出力されると、経路探索部36では、この水際26の各小エリア84に関する判定値Tに対して、図15のフローチャートに示すような危険度評価を行って危険度評価値1,2,3,・・・,N,Xの何れかを決定する。
また、評価切替部35で水陸両用車21が陸上23に達したと判定され、陸上経路評価部34から出力される陸上23の各小エリア84に関する判定値Tが選択されて経路探索部36へ出力されると、経路探索部36では、この陸上23の各小エリア84に関する判定値Tに対して、図15のフローチャートに示すような危険度評価を行って危険度評価値1,2,3,・・・,N,Xを決定する。
ステップS2では、判定値Tと危険度評価閾値T2を比較して、判定値Tが危険度評価閾値T2未満(T<T2)であるか否か判定する。その結果、判定値Tが危険度評価閾値T2未満(T<T2)であると判定した場合(YES)には、ステップS2−1で危険度評価値を“2”に決定する。一方、判定値Tが危険度評価閾値T2以上(T≧T2)であると判定した場合(NO)には、ステップS3へ進む。
ステップS3では、判定値Tと危険度評価閾値T3を比較して、判定値Tが危険度評価閾値T3未満(T<T3)であるか否か判定する。その結果、判定値Tが危険度評価閾値T3未満(T<T3)であると判定した場合(YES)には、ステップS3−1で危険度評価値を“3”に決定する。一方、判定値Tが危険度評価閾値T2以上(T≧T3)であると判定した場合(NO)には、ステップS4(図示省略)へ進む。
以下、同様の処理を実施し、最後にステップSNでは、判定値Tと危険度評価閾値Tmaxを比較して、判定値Tが危険度評価閾値Tmax未満(T<Tmax)であるか否か判定する。その結果、判定値Tが危険度評価閾値Tmax未満(T<Tmax)であると判定した場合(YES)には、ステップSN−1で危険度評価値を“N”に決定する。一方、判定値Tが危険度評価閾値Tmax以上(T≧Tmax)であると判定した場合(NO)には、ステップSN−2で危険度評価値を“X”に決定する。
図17〜図19に基づき、本発明の実施の形態例2に係る水陸両用車の車両制御装置について説明する。本実施の形態例2の経路探索装置は、経路探索に飛翔物搭載センサの計測情報も利用することを特徴としており、その他については上記実施の形態例1と同様である(図1〜図16参照)。
また、情報選択部122では、水深情報取得部43の水深データ補間部98と同様の水深データ補間部126において、飛翔物111の水深計114で計測した各点の水深N10を、水深データ補間部98と同様に処理することにより、各飛翔物111の飛翔物搭載センサ(サイドスキャンソナー113,水深計114)の計測範囲における各小エリア84に関して、四隅の点b1〜b4の水深N21〜N24を求める。
そして、車載センサの計測範囲内における各小エリア84に関しては、車載センサであるサイドスキャンソナー85及び水深計97の計測情報p,t,N10に基づいて得られた各小エリアの最浅水深N1、平均反射強度P1及び四隅の点b1〜b4の水深N21〜N24を水際経路評価部32へ出力する。その結果、水際経路評価部32では、これらの最浅水深N1、平均反射強度P1及び水深N21〜N24を用いて前述のような評価を行う。
一方、飛翔物搭載センサの計測範囲内における各小エリア84に関しては、飛翔物搭載センサであるサイドスキャンソナー113及び水深計114の計測情報p,t,N10に基づいて得られた各小エリア84の最浅水深N1、平均反射強度P1及び四隅の点b1〜b4の水深N21〜N24を、水際経路評価部32へ出力する。その結果、水際経路評価部32では、これらの最浅水深N1、平均反射強度P1及び水深N21〜N24を用いて前述のような評価を行う。
図20に基づき、本発明の実施の形態例3に係る水陸両用車の車両制御装置について説明する。本実施の形態例3の経路探索装置は、判定値を補正することが可能であることを特徴としており、その他については上記実施の形態例1又は実施の形態例2と同様である(図1〜図19参照)。
T=K1×A1+K2×B2+K3×C3+K4×D2+H (6)
また、上記では、大エリア83を正方形としたが、必ずしもこれに限定するものではなく、長方形にしてもよい。即ち、大エリア83は、水陸両用車21から陸上23(目的地)までの距離L1を一辺の長さとする矩形であればよい。小エリア84についても、必ずしも正方形に限定するものではなく、矩形であればよい。
また、上記では、各経路評価部32,33,34において、それぞれ複数の危険度スコアを決定し、これら複数の危険度スコアに係数を掛けたものを加算することによって判定値Tを求めているが、これに限定するものではなく、各経路評価部32,33,34において決定する危険度スコアが1つである場合には、当該危険度スコアをそのまま判定値Tとすればよい(判定値T=危険度スコア)。
22 水上
23 陸上
24 ウォータジェット
25 装軌
26 水際
27 経路探索装置
28 海底
31 情報取得部
32 水際経路評価部
33 水上経路評価部
34 陸上経路評価部
35 評価切替部
36 経路探索部
37 経路探索エリア設定部
41 海底情報取得部
42 障害物情報取得部
43 水深情報取得部
44 路面幅情報取得部
51 海底形状評価部
52 海底硬さ評価部
53 障害物評価部
54 底部傾斜評価部
56 判定値算出部
61 水深評価部
62 海底形状評価部
63 判定値算出部
71 障害物評価部
72 路面幅評価部
73 判定値算出部
81 GPS受信機
82 地図データベース
83 大エリア(経路探索エリア)
84 小エリア(経路探索エリア)
85 サイドスキャンソナー
86 海図データベース
87 反射データ補間部
88 最浅水深算出部
89 平均強度算出部
90 水中
91 最浅水深抽出部
92 底質抽出部
93 カメラ
94 旋回装置
95 障害物検出部
96 超音波
97 水深計
98 水深データ補間部
101 ジャイロ
111 飛翔物
112 通信部
113 サイドスキャンソナー
114 水深計
115 GPS受信機
121 通信部
122 情報選択部
123 反射データ補間部
124 最浅水深算出部
125 平均強度算出部
126 水深データ補間部
Claims (7)
- 水陸両用車が水上から水際を経て陸上へと移動する際に前記水陸両用車の移動経路を探索する経路探索装置であって、
距離計測手段によって計測した前記水陸両用車から前記陸上までの距離を一辺の長さとする矩形の大エリアと、この大エリアを分割した複数の矩形の小エリアとを、経路探索エリアとして設定する経路探索エリア設定手段と、
前記小エリアごとに、水上経路評価のための情報と、水際経路評価のための情報と、陸上経路評価のための情報とを取得する情報取得手段と、
前記小エリアごとに、前記水上経路評価のための情報に基づいて危険度スコアを決定し、この危険度スコアに基づいて第1の判定値を求める水上経路評価手段と、
前記小エリアごとに、前記水際経路評価のための情報に基づいて危険度スコアを決定し、この危険度スコアに基づいて第2の判定値を求める水際経路評価手段と、
前記小エリアごとに、前記陸上経路評価のための情報に基づいて危険度スコアを決定し、この危険度スコアに基づいて第3の判定値を求める陸上経路評価手段と、
前記小エリアごとに、前記水上経路評価手段で求めた第1の判定値と、前記水際経路評価手段で求めた第2の判定値と、前記陸上経路評価手段で求めた第3の判定値とに基づいて危険度評価値を決定する経路探索手段と、
を有することを特徴とする水陸両用車の経路探索装置。 - 請求項1に記載する水陸両用車の経路探索装置において、
前記経路探索手段では、前記小エリアごとに決定した前記危険度評価値の総和が最小となる経路を最適経路として決定することを特徴とする水陸両用車の経路探索装置。 - 請求項1又は2に記載する水陸両用車の経路探索装置において、
前記情報取得手段で取得する前記水際経路評価のための情報は、水底情報取得手段によって取得する水底情報と、障害物情報取得手段によって取得する水面上の障害物情報と、水深情報取手段によって取得する水深情報であり、
前記水際経路評価手段では、前記水底情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記障害物情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記水深情報に基づいて決定する危険度スコアとに基づいて前記判定値を求めること、
を特徴とする水陸両用車の経路探索装置。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載する水陸両用車の経路探索装置において、
前記情報取得手段で取得する前記水上経路評価のための情報は、水深情報取手段によって取得する水深情報と、水底情報取得手段によって取得する水底情報であり、
前記水上経路評価手段では、前記水深情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記水底情報に基づいて決定する危険度スコアとに基づいて前記判定値を求めること、
を特徴とする水陸両用車の経路探索装置。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載する水陸両用車の経路探索装置において、
前記情報取得手段で取得する前記陸上経路評価のための情報は、障害物情報取得手段によって取得する陸上の障害物情報と、路面幅情報取得手段によって取得する路面幅情報であり、
前記陸上経路評価手段では、前記障害物情報に基づいて決定する危険度スコアと、前記路面幅情報に基づいて決定する危険度スコアとに基づいて前記判定値を求めること、
を特徴とする水陸両用車の経路探索装置。 - 請求項1又は2に記載する水陸両用車の経路探索装置において、
前記情報取得手段では、前記水陸両用車に搭載されている車載センサの計測範囲内の小エリアに関しては、前記車載センサの計測情報を選択することにより、前記車載センサの計測情報に基づいて前記水際経路評価のための情報を取得し、前記車載センサの計測範囲外の小エリアに関しては、前記車載センサの計測範囲外へ投下した飛翔物に搭載されている飛翔物搭載センサの計測情報を選択することにより、前記飛翔物搭載センサの計測情報に基づいて前記水際経路評価のための情報を取得することを特徴とする水陸両用車の経路探索装置。 - 請求項1〜6の何れか1項に記載する水陸両用車の経路探索装置において、
前記水上経路評価手段、前記水際経路評価手段又は前記陸上経路評価手段では、補正情報の有無を確認し、前記補正情報が有る場合には補正用の危険度スコアに基づいて前記判定値を補正することを特徴とする水陸両用車の経路探索装置。
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