JP2016222213A - 移動体、報知装置及び報知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
移動体が周囲に報知するとき、安全性を保ちつつ、報知に気付き移動体を回避している周囲の人の不快感を低減する報知装置を提供する。
【解決手段】
内外界センサで取得した情報をもとに、移動体の自己位置や、前記移動体と人との距離などのパラメータの値を検出し、報知の度合いの設定情報が記載された報知用地図と前記パラメータの値をもとに報知の度合いを連続的に調整して報知し、前記報知後、前記内外界センサで周囲の人や車両の移動量および移動方向を検出し、前記移動量および移動方向をもとに報知の度合いを段階的に調整して再度報知することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、移動体に係り、特に、周囲者に対して移動体の存在を報知するのに好適な移動体に関する。

従来から、トラックやフォークリフトやロボットなどの移動体にスピーカを搭載し、周囲へ「左に曲がります」や「バックします」などの報知を行う装置が種々提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００６−１９９１０５公報）は、駆動用電動機と内燃機関とが搭載された車両の警報であって、音量が法定基準を満足する第１の警笛と、第１の警笛の音量以下であるという条件および第１の警笛と異なる態様であるという条件のうちの少なくとも一方の条件を満足する第２の警笛とを発生する技術が記載されている。

当文献によれば、駆動用電動機と内燃機関とが搭載された車両（たとえば、ハイブリッド車両）の走行時において、駆動源の作動音が小さい場合（たとえば、駆動用電動機の駆動力で走行する場合）に、第２の警笛は、第１の警笛の音量以下であるか或いは優しい音色であるため、頻繁に第２の警笛が発生しても、車両の周囲の人に対して、不快感を与えることなく、注意を喚起することができる。したがって、ハイブリッド車両の走行時に、周囲の人に対して不快感を与えることなく注意を喚起できる車両の警報装置を提供できる。

特許文献２（特開２０１２−７６５２４公報）は、電動二輪車としての自車の車両区分と同じ車両区分のエンジン二輪車のエンジン音と同等の告知音を、電動モータのモータ回転数または車速に応じて発生させるものであって、エンジン車両における走行時の走行音全体に対するエンジン音の音量データを記憶しておき、電動二輪車の低速走行時に、記憶している疑似エンジン音量の音量データに基づいて音発生制御をする技術が記載されている。

当文献によれば、電動二輪車の低速走行時に、疑似エンジン音量に関係して記憶している音量データに基づいて音発生制御をするので、低速時に同車格のエンジン二輪車と同等の疑似エンジン音を発生させることができる上に、車速の増加に応じて大きくなるタイヤのロードノイズ等に合わせた適性な全走行音量を発生させることができる。また、４輪車に比べて低速時のエンジン音を歩行者などに良好に発音させることができ、かつ車速の上昇に伴って疑似エンジン音が過大にならないようにできる。

特開２００６−１９９１０５号公報 特開２０１２−７６５２４号公報

ここで、周囲の者に報知するには例えば音を使うことができるし、また、光を使うこともできるところ、以下に分かりやすいように音を例に説明する。特許文献１で、音量が法定基準を満足する第１の警笛と、第１の警笛の音量以下であるか優しい音色であるかの第２の警笛が発せられるようになっており、駆動源の作動音が小さい場合や人を検知した場合や発進時に第２の警笛を発生させ、さらに、夜間は第２の警笛を抑制することにより、車両の周囲の人に対して不快感を与えることなく注意を喚起することができる。しかし、警笛手段が２種類しかないため、自己位置や周囲の環境状況の変化に応じて音量を柔軟に調整することができない。

また、特許文献２の電動二輪車の車両接近告知制御装置は、電動二輪車のエンジン音を疑似エンジン音で補うことで周囲に告知する手法をとっており、遠心クラッチが接続されるまでの非走行状態ではモータ回転数の増大に応じて疑似エンジン音を上げ、走行状態では車速が上限値を超えるまで車速に応じた疑似エンジン音を出力することにより、実際のエンジン車の走行音に沿った音量で接近告知音を出力することができる。しかし、自己位置に対応した音量を調整することができず、さらに、その場の状況のみで報知音量が決定されるため、例えば周囲の人々が報知に気付き前記車両などの移動体に対して回避行動などの対応をとっても音量が下がらず、周囲の環境状況が変化しても、周囲の人々に不快感を与えることがある。

以上の説明は音のみならず光等の他の報知物でも基本的には同様である。本発明は、前記課題を解決するものであり、自己位置に対応した報知度合を調整することができ、さらに、環境状況の変化に応じて適切に報知度合を調整することが可能な移動体及び報知装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、周囲環境の情報である周囲環境情報を検出する外界センサと、自己の位置情報を入力する位置情報入力部と、周囲環境情報及び位置情報に応じた報知度合情報を格納する報知用地図と、前記外界センサの出力情報と前記自己の位置情報に応じ前記報知用地図に基づいて報知度合情報を得る報知度合決定部と、前記自己の位置情報と共に前記環境情報の変化に応じて前記報知度合を補正する報知度合補正部と、前記補正して得られた報知度合に応じて報知する報知部を有するように構成した。

本発明によれば、移動体が周囲に報知するとき、安全性を保ちつつ、報知に気付き移動体を回避している周囲の人の不快感を低減することができる。

実施例１の形態による移動体の構成を示すブロック図である。 実施例１の形態による報知用地図の構成図である。 実施例１の形態による連続的報知調整部のフローチャートである。 実施例１の形態による段階的報知調整部のフローチャートである。

以下、図面を用いて実施例を説明する。

本実施例では、自動車やロボットなどの移動体において、本発明の報知装置により、複数のケースが混在する多種多様な走行状況に応じた報知を実施する。
図１は、本実施例による移動体１００の構成を示し、移動体１００は、内外界センサ２００と、報知機としてのスピーカ２０１、報知機としてのライト２０２、さらに、ＣＰＵ１０１と記憶装置１０２を搭載している。

内外界センサ２００は、後述の自己位置推定部３００で実施する自己位置推定手法に必要となるセンサと、後述の連続的報知調整部３０２と後述の段階的報知調整部３０４で実施する報知調整に必要となるセンサで構成される。自己位置推定に必要なセンサとして、デットレコニングを実施するためのロータリエンコーダやジャイロスコープや慣性計測装置（ＩＭＵ：Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）、マップマッチングを実施するためのレーザ距離センサやカメラやレーザレーダ、衛星測位のためのＧＰＳセンサなどを有する。報知調整に必要なセンサとして、周囲の人や車両の移動量と移動方向を検出する移動体検出センサ、周囲の照度を検出する照度センサ、周囲の音を検出する音センサ、雨天を検出する雨センサ、周囲の死角エリアを検出する死角センサ、前記移動体の移動量と移動方向を検出する速度センサなどを有する。移動体検出センサや死角センサとしてレーザ距離センサやカメラがあり、照度センサとしてフォトダイオードやカメラ、音センサとしてマイクロフォン、雨センサとして雨滴センサや雨量計、速度センサとしてロータリエンコーダやジャイロスコープや慣性計測装置がある。前記自己位置推定に必要なセンサと前記報知調整に必要なセンサで重複するセンサは、同じセンサを使うことができる。また、移動体１００が手動で走行する場合は、ジョイスティックコントローラなどの操作器も搭載する。

スピーカ２０１は、音量を変更でき、移動体１００の周囲に音で報知するために用いる。

ライト２０２は、調光でき、移動体１００の周囲に光で報知するために用いる。

自己位置推定部３００は、内外界センサ２００で取得した情報をもとに、移動体１００の自己位置を推定する。内界センサ２００がロータリエンコーダやジャイロセンサ、または慣性計測装置である場合は、デットレコニングにより自己位置を推定する。内外界センサ２００がレーザ距離センサやカメラやレーザレーダの場合は、内外界センサ２００で検出した走行環境の特徴情報と地図とを照合するマップマッチングを利用し、自己位置を推定する。自己位置の精度向上および処理負荷低減のため、様々な内外界センサ２００を搭載し、前記デットレコニングとマップマッチング、さらに屋外の場合は、ＧＰＳなどの衛星測位を時系列で複合的に利用するのが望ましい。デットレコニングやマップマッチングを利用した手法や衛星測位の結果を時系列で複合的に利用する手法として、例えば、拡張カルマンフィルタやパーティクルフィルタがあるが、それ以外の手法を用いても良い。自己位置推定部３００で推定した移動体１００の自己位置は後述の自己位置４００に出力する。

自己位置４００は、前記自己位置推定部３００で出力した移動体１００の自己位置を格納する。移動体１００の自己位置は、任意の地点を原点とするデカルト座標系やカーテシアン座標系や極座標系、または、緯度と経度と標高の座標系で表現された座標情報と、オイラー回転や四元数などで表現された姿勢情報で構成される。前記自己位置を２次元で表現する場合は、処理負荷を低減できるため、迅速な報知ができる。前記自己位置を３次元で表現する場合は、歩道橋などの立体交差のある環境でも前記自己位置を推定できるため、より多様な環境で正確な報知ができる。

報知内容決定部３０１は、前記移動体１００の予定動作や前記内外界センサで取得した周囲の環境情報をもとに、報知内容を決定する。前記移動体１００の移動方向の先に死角エリアがある場合は、「通過するのでご注意ください」など、前記移動体１００が近くにいることが周囲に伝わる内容にする。右折や左折をする場合は、「右に（左に）曲がります」など、移動体１００の移動方向が周囲に伝わる内容にする。

報知用地図４０１は、座標と、それぞれの座標において、移動体１００と周囲の人との距離、死角エリアとの距離、周囲の照度や音量などの走行状況を表す各パラメータの報知音量と前記ライト２０２の照度への寄与度と、各前記パラメータの実測値に応じて報知音量や前記ライト２０２の照度を上げるか下げるかを記載している。

連続的報知調整部３０２は、前記報知用地図４０１のなかで、前記自己位置推定部３００で算出した前記自己位置４００に最も近い最近傍座標を探索し、前記報知用地図４０１の前記最近傍座標における各前記パラメータの設定と、前記内界センサで検出した各前記パラメータの値をもとに、前記スピーカ２０１の音量と前記ライト２０２の照度を調整する。

報知部３０３は、前記報知内容決定部３０１で決定した前記報知内容を、前記連続的報知調整部３０２で調整した音量と照度で、前記スピーカ２０１と前記ライト２０２を用いて報知する。

段階的報知調整部３０４は、前記内外界センサ２００で周囲の人や車両およびその移動速度と移動方向を検出し、前記移動体に最も近い位置に存在する前記人や車両の前記移動速度と移動方向をもとに、前記報知の度合いの最大値を段階的に切りかえ、前記連続的報知調整部３０２に移動する。

図２は、図１の前記報知用地図４０１の構成を表している。

前記報知用地図４０１は、前記座標Ｓ１００と、各前記座標Ｓ１００における各前記パラメータＳ１０１の前記報知音量と前記ライト２０２の照度への寄与度と、各前記パラメータの実測値に応じて報知音量や前記ライト２０２の照度を上げるか下げるかを記載している。
前記パラメータＳ１０１は、前記移動体１００と前記移動体１００の周囲の走行状況を定量化したパラメータであり、例えば、前記移動体１００と人との距離、周囲の照度、雨量、前記移動体１００の移動速度、周囲の音量、前記移動体１００と死角エリアとの距離などがある。

地図情報Ｓ１０２と地図情報Ｓ１０３は、カーテシアン座標系の座標（ｘ１、ｙ１、ｚ１）と（ｘ２、ｙ２、ｚ２）における各前記パラメータの設定を、各パラメータｉ（ｉ＝１、２、・・・）の前記寄与度ｗ＿ｉと、各パラメータｉの実測値に応じて報知音量を上げるか（１）下げるか（０）を０または１で表現したｄ＿ｉと、各パラメータｉの実測値に応じて前記ライト２０２の照度を上げるか（１）下げるか（０）を０または１で表現したｌ＿ｉを用いて、（ｗ＿ｉ：ｄ＿ｉ、ｌ＿ｉ）で表現している。

図３は、図１の前記連続的報知調整部３０３のフローチャートを表している。

処理Ｓ２００は、前記内外界センサ２００より各前記パラメータｉ（ｉ＝１、２、・・・）の実測値ｍ＿ｉを取得する。

処理Ｓ２０１は、前記報知用地図のなかで、前記自己位置推定部３００で算出した前記自己位置４００に最も近い前記最近傍座標を探索する。

処理Ｓ２０２は、前記処理Ｓ２０１で探索した前記報知用地図４０１の前記最近傍座標における各前記パラメータの前記設定をもとに、各前記パラメータの実測値から報知時の推奨音量の最大音量に対する割合（最大値は１）または前記ライト２０２の推奨照度の最大照度に対する割合（最大値は１）への写像を決定する。前記写像は、各前記パラメータの実測値がとり得る区間で有界かつ広義単調減少である単調写像として予め設定されており、連続でも不連続でもよい。例えば、パラメータｉの実測値ｍ＿ｉから前記推奨音量の最大音量に対する割合または前記推奨照度の最大照度に対する割合ａ＿ｉへの写像ｆ＿ｉ：ｍ＿ｉ→ａ＿ｉを、ｆ＿ｉ（ｍ＿ｉ）＝１／（１＋ｅ＾（ｍ＿ｉ−１０））として予め設定できる。ここで、前記報知用地図４０１の前記最近傍座標において、パラメータｉの実測値ｍ＿ｉに応じて報知音量または前記ライト２０２の照度を上げる（前記ｄ＿ｉまたは前記ｌ＿ｉの値が１）設定になっている場合は、写像ｆ＿ｉのｍ＿ｉの項に−１を掛けることで、パラメータｉの実測値ｍ＿ｉがとり得る区間で有界かつ広義単調増加である単調写像ｇ＿ｉを決定する。前記例では、ｇ（ｍ＿ｉ）＝１／（１＋ｅ＾（−（ｍ＿ｉ−１０）））となる。

処理Ｓ２０３は、前記処理Ｓ２０２で決定した各前記パラメータｉの前記写像ｆ＿ｉにより、前記推奨音量の最大音量に対する割合または前記推奨照度の最大照度に対する割合ａ＿ｉを算出する。

処理Ｓ２０４は、前記報知用地図４０１の前記最近傍座標における各前記パラメータｉの前記寄与度ｗ＿ｉと、前記処理Ｓ２０３で算出した前記推奨音量または推奨照度の割合ａ＿ｉと、前記スピーカ２０１の最大音量または前記ライト２０２の最大照度Ｍをもとに、前記移動体１００の走行状況に応じた前記スピーカ２０１の最適音量または前記ライト２０２の最適照度を算出する。例えば、各前記パラメータｉの前記寄与度ｗ＿ｉを重みとみなし、各前記パラメータｉの前記推奨音量の最大音量に対する割合または前記推奨照度の最大照度に対する割合ａ＿ｉ（ｉ＝１、２、・・・）の加重平均Ｅ＝（ｗ＿１×ａ＿１＋ｗ＿１×ａ＿２＋・・・）／（ｗ＿１＋ｗ＿２＋・・・）を算出し、算出した前記加重平均Ｅに前記スピーカ２０１の最大音量または前記ライト２０２の最大照度Ｍを掛けたＥ×Ｍを最適音量または最適照度とする。

図４は、前記段階的報知調整部３０４の詳細を表している。

処理Ｓ３００は、前記内外界センサ２００で前記移動体１００の周囲の人や車両とその移動速度および移動方向を検出する。

処理Ｓ３０１は、処理Ｓ３００を実行した時刻ｔを計測する。

条件分岐Ｓ３０２は、前記処理Ｓ３００で検出した人や車両のうち、前記移動体１００に最も近い人または車両を探索し、前記最近傍の人または車両が初めて検出された場合は、処理Ｓ３０８に移動し、前記最近傍の人または車両が前フレームの前記段階的報知調整部において既に検出されている場合は、条件分岐Ｓ３０３に移動する。

条件分岐Ｓ３０３は、前記最近傍の人または車両が、前記移動体１００の移動先付近に停滞しているか確認し、停滞している場合は条件分岐Ｓ３０６に移動し、停滞していない場合は、条件分岐Ｓ３０４に移動する。

条件分岐Ｓ３０４は、前記最近傍の人または車両の移動方向と前記移動体１００の移動方向が交差しているか確認し、交差している場合は条件分岐Ｓ３０５に移動し、交差していない場合は処理Ｓ３０９に移動する。

条件分岐Ｓ３０５は、前記最近傍の人または車両の移動速度が、前フレームの処理Ｓ３００で検出した前記最近傍の人または車両の移動速度から上昇しているか確認し、上昇している場合は処理Ｓ３０９に移動し、上昇していない場合は条件分岐Ｓ３０６に移動する。

条件分岐Ｓ３０６は、処理Ｓ３０１で計測した時刻ｔと、後述の処理Ｓ３１０で代入した時刻ｔ＿０の差を算出し、前記時刻の差が閾値Ｔより大きいか確認し、大きい場合は処理Ｓ３０７に移動し、大きくない場合は前記段階的報知調整部３０４を終了する。

処理Ｓ３０８は、前記連続的報知調整部３０２で用いる前記スピーカ２０１の最大音量または前記ライト２０２の最大照度（最大報知量）Ｍのレベルを事前に設定したＱ段階に分け、レベル１が前記最大報知量の最小値Ｍ＿ｍｉｎに対応し、前記レベルの上昇に応じて前記最大報知量が上昇し、最大レベルＱが前記最大報知量の最大値Ｍ＿ｍａｘに対応するように前記各レベルと最大報知量を対応づけ、本処理Ｓ３０８では、前記レベルを１に設定する。

処理Ｓ３０９では、前記レベルを１だけ低減する。

処理Ｓ３１０では、時刻ｔ＿０に前記処理Ｓ３０１で計測した時刻ｔを代入し、前記段階的報知調整部３０４を終了する。

以上のような構成により、本実施例の報知装置および移動体は、場所と、その場の状況より報知の度合いを連続的に調整し、さらに、環境の変化をもとに報知の度合いを段階的に調整するため、安全性を保ちつつ、報知に気付き移動体を回避している周囲の人の不快感を低減することができる。

もう少し具体的に実施例を要約すると、内外界センサと、報知機と、を備える報知装置および移動体であって、前記内外界センサで取得した情報をもとに前記移動体の自己位置を推定する自己位置推定装部と、前記移動体の予定動作や前記内外界センサで取得した周囲の環境情報をもとに報知内容を決定する報知内容決定部と、座標と前記座標周辺における報知の度合いの設定情報が記載された報知用地図と、前記内外界センサで取得した情報と前記自己位置と前記報知用地図をもとに報知の度合いを連続的に調整する連続的報知調整部と、前記内外界センサで取得した情報をもとに周囲の変化を検出し前記周囲の変化に応じて前記報知の度合いを段階的に調整する段階的報知調整部と、前記報知内容を前記報知の度合いで前記報知機で報知する報知部と、を有することを特徴とする。これによれば、移動体が周囲に報知するとき、安全性を保ちつつ、報知に気付き移動体を回避している周囲の人の不快感を低減することができる。

また、前記報知用地図は、座標と、前記座標周辺において、前記移動体と周囲の人との距離や、周囲の車両との距離や、前記移動体と死角との距離や、照度や、雨量や、騒音量や、前記移動体の移動速度のそれぞれのパラメータの値の大きさに応じて前記報知の度合いを上げるか下げるかの設定と、前記パラメータの値の前記報知の度合いへの寄与度の設定が記載されていることを特徴とする。これよれば、場所に応じた度合いの報知ができる。

また、前記連続的報知調整部は、前記内外界センサから前記パラメータの値を取得し、取得した前記パラメータ値と、前記自己位置に最も近い前記報知用地図に記載された最近傍座標における前記設定をもとに、報知の前記度合いを調整することを特徴とする。これによれば、その場の周囲の状況に応じた度合いの報知ができる。

また、前記段階的報知調整部は、前記内外界センサで周囲の人や車両およびその移動速度と移動方向を検出し、前記移動体に最も近い位置に存在する前記人や車両の前記移動速度と移動方向をもとに、前記報知の度合いの最大値を段階的に切りかえることを特徴とする。これによれば、周囲の状況の変化に応じた度合いの報知ができる。

１００ 移動体
１０１ ＣＰＵ
１０２ 記憶装置
２００ 内外界センサ
２０１ スピーカ
２０２ ライト
３００ 自己位置推定部
３０１ 報知内容決定部
３０２ 連続的報知調整部
３０３ 報知部
３０４ 段階的報知調整部
４００ 自己位置
４０１ 報知用地図

Claims (9)

1. 周囲環境の情報である周囲環境情報を検出する外界センサと、自己の位置情報を入力する位置情報入力部と、周囲環境情報及び位置情報に応じた報知度合情報を格納する報知用地図と、前記外界センサの出力情報と前記自己の位置情報に応じ前記報知用地図に基づいて報知度合情報を得る報知度合決定部と、前記自己の位置情報と共に前記環境情報の変化に応じて前記報知度合を補正する報知度合補正部と、前記補正して得られた報知度合に応じて報知する報知部を有することを特徴とする移動体。
2. 請求項１において、前記位置情報はセンサ情報に基づいて推定されることを特徴とする移動体。
3. 請求項２において、前記報知度合は連続的に調整されることを特徴とする移動体。
4. 請求項３において、前記報知度合は、センサで取得した情報をもとに段階的に調整されることを特徴とする移動体。
5. 請求項１において、前記報知用地図には、座標に関連付けて、前記座標周辺における周囲の人との距離、周囲の車両との距離、死角との距離、照度、雨量、騒音量及び前記移動体の移動速度のいずれかのパラメータの値の大きさに応じて報知度合を上げるか下げるかの設定と、前記パラメータの値の前記報知の度合いへの寄与度の設定が格納されていることを特徴とする移動体。
6. 請求項４において、前記パラメータの値を取得し、取得した前記パラメータ値と、自己位置に最も近い前記報知用地図に記載された最近傍座標における設定をもとに、報知度合を調整することを特徴とする移動体。
7. 請求項１において、周囲の人や車両およびその移動速度と移動方向を検出し、自己に最も近い位置に存在する前記人や車両の前記移動速度と移動方向をもとに、報知度合の最大値を段階的に切りかえることを特徴とする移動体。
8. 周囲環境の情報である周囲環境情報と自己の位置情報を入力する位置情報入力部と、周囲環境情報及び位置情報に応じた報知度合情報を格納する報知用地図と、前記外界センサの出力情報と前記自己の位置情報に応じ前記報知用地図に基づいて報知度合情報を得る報知度合決定部と、前記自己の位置情報と共に前記環境情報の変化に応じて前記報知度合を補正する報知度合補正部と、前記補正して得られた報知度合に応じて報知する報知部を有することを特徴とする報知装置。
9. 周囲環境の情報である周囲環境情報を外界センサで検出し、自己の位置情報を位置情報入力部から入力し、周囲環境情報及び位置情報に応じた報知度合情報を格納する報知用地図から前記外界センサの出力情報と前記自己の位置情報に基づいて報知度合情報を報知度合決定部で得て、前記自己の位置情報と共に前記環境情報の変化に応じて前記報知度合を報知度合補正部で補正し、前記補正して得られた報知度合に応じて報知部で報知するように出力する報知方法。

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