JP2017068731A - 移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】物体認識部を備えた移動体において安全性と機能性を両立させる。【解決手段】本発明に係る移動体１は、駆動部１２と、駆動部１２での駆動を制御する制御部（駆動制御部１１及び速度指示部１０ｃで例示）と、物体認識部１３と、物体認識部１３での認識結果に応じて認識された物体との衝突を避けるために移動体１を停止させる必要があるか否かを判定する停止判定部１０ｂと、上記認識処理の結果に基づき上記衝突を避けるために移動体１を減速させる必要があるか否かを、停止判定部１０ｂより短い処理時間で判定する減速判定部１０ａと、を備える。上記制御部は、減速判定部１０ａでの判定を実行させ、減速必要ありと判定された場合、駆動部１２に減速の指示を行うと共に、停止判定部１０ｂでの判定を実行させ、停止必要ありと判定された場合、駆動部１２に停止の指示を行い、停止必要なしと判定された場合、移動体１の減速状態を維持する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、移動体に関し、より詳細には、物体認識部を備えた移動体に関する。

従来から、人や物を運ぶための移動体は様々な種類が流通している。また、移動体には自律走行型の移動体も提案されており、これにより、運搬目的だけでなく、周囲の監視（警備）のためにも用いることができる。そして、運搬目的、監視目的に拘わらず、また自律走行型か否かに拘わらず、移動体には物体認識部が搭載されているものがある。物体認識部は、他の移動体や障害物との衝突を避けるために設けられており、障害物検知用のアクティブセンサや、前方等の周囲を撮影するカメラを利用して撮影画像から障害物を認識するものなどが挙げられる。アクティブセンサとしては、反射波を利用した電波レーダやレーザレンジファインダなどが挙げられる。

特許文献１には、自律移動可能な半自律走行車を遠隔操縦するに際して、一旦停止させたり大幅に減速させたりすることなく、障害物の回避動作や交差点での進路変更を安全に行わせることを目的とした無人移動体が開示されている。この無人移動体では、障害物回避経路の設定及びその障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返し、障害物回避経路を設定し得ない場合には、無人移動体を停止させている。

特許文献２には、障害物が存在するエリアを走行する場合でも移動体を円滑に走行させることを目的とした衝突安全装置が開示されている。この衝突安全装置は、障害物と衝突の可能性のある部位に衝突吸収構造を有する移動体に搭載される装置であって、移動体の周辺の障害物を検出し、障害物が検出された場合に減速制御を行う。そして、その減速制御を行うときの速度の制御値は、少なくとも移動体の障害物との衝突部位の衝撃吸収性能に応じて設定されている。

特許文献３には、障害物が検出されて衝突回避のための運転支援により駆動力が抑制された場合において、安全性を確保しつつ、ドライバーの意思を反映した形で抑制された駆動力を復帰させることを目的とした運転支援装置が開示されている。この運転支援装置は、車外の障害物を検出し、その障害物までの距離を含む障害物情報を取得する障害物検出部と、上記障害物検出部により取得された障害物情報に基づいて、介入により駆動力を抑制する駆動力抑制制御を行う衝突回避制御部と、その駆動力抑制制御により抑制された駆動力を復帰させる駆動力復帰制御を行う駆動力復帰制御部と、を備え、上記駆動力復帰制御部は、上記駆動力復帰制御により上記駆動力を復帰させる複数の復帰モードを有し、自車の周囲に障害物が存在する可能性に応じて、上記複数の復帰モードの中から選択した１つの復帰モードにより上記駆動力を復帰させている。

特開２０１１−１５０５１２号公報 特開２０１１−９３６号公報 特開２０１５−４７９５４号公報

ところで、特に自律走行型の移動体には、できる限り速度を下げて人に危害を加えるような速度で衝突しないといった安全性と、停止した状態で動けなくなるという事象をなるべく発生させないといった機能性を、両立させることが求められている。なお、人により運転する移動体でも、人が関与することなく機能性と安全性を両立させるような技術が求められている。

しかしながら、特許文献１〜３に記載の技術をはじめとする従来技術では、回避経路をとったり、人が関与したりすることなく、このような安全性と機能性を両立させることは難しい。

本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、物体認識部を備えた移動体において、安全性と機能性を両立させることにある。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、駆動部と、該駆動部での駆動を制御する制御部と、物体を認識する認識処理を行う物体認識部と、を備えた移動体であって、前記認識処理の結果に基づき、認識された物体との衝突を避けるために前記移動体を停止させる必要があるか否かを判定する停止判定部と、前記認識処理の結果に基づき、認識された物体との衝突を避けるために前記移動体を減速させる必要があるか否かを、前記停止判定部より短い処理時間で判定する減速判定部と、を備え、前記制御部は、前記減速判定部での判定を実行させ、前記減速判定部で減速させる必要があると判定された場合、前記駆動部に減速の指示を行うと共に、前記停止判定部での判定を実行させ、前記停止判定部で停止させる必要があると判定された場合、前記駆動部に停止の指示を行い、前記停止判定部で停止させる必要がないと判定された場合、前記移動体の減速状態を維持することを特徴としたものである。

本発明の第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記停止判定部は、前記認識処理の結果のデータにノイズ除去処理を施したデータに基づき判定を行い、前記減速判定部は、前記認識処理の結果のデータ又は前記認識処理の結果のデータに前記ノイズ除去処理より簡易なノイズ除去処理を施したデータに基づき判定を行うことを特徴としたものである。

本発明の第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記停止判定部は、前記認識処理の結果のデータから地面を除外する補正を行ったデータに基づき判定を行い、前記減速判定部は、前記補正を行わないデータに基づき判定を行うことを特徴としたものである。

本発明の第４の技術手段は、第１の技術手段において、前記減速判定部は、前記認識処理の結果のデータから地面を除外する補正を行ったデータに基づき判定を行い、前記停止判定部は、前記認識処理の結果のデータから地面を除外し、さらに該地面の勾配量を推定して該地面の高さを補正したデータに基づき判定を行うことを特徴としたものである。

本発明の第５の技術手段は、第１の技術手段において、前記減速判定部は、前記認識処理の結果のデータに間引き処理を施したデータに基づき、若しくは認識解像度を下げて前記認識処理を実行したデータに基づき、判定を行い、前記停止判定部は、前記間引き処理若しくは前記認識解像度を下げる処理を行わずに前記認識処理を施した結果のデータに基づき、判定を行うことを特徴としたものである。

本発明の第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記移動体の予定走行経路を含む地図情報を記憶した記憶部と、当該移動体の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、を備え、前記制御部は、前記位置情報取得部で取得された現在の位置に基づき、前記予定走行経路に沿った自律走行を行うように前記駆動部を制御することを特徴としたものである。

本発明によれば、物体認識部を備えた移動体において、まず物体認識結果に基づき減速の必要性を判定して必要であれば減速し、その後、物体認識結果に基づき停止の必要性を判定するようにしているため、安全性と機能性を両立させることができる。

本発明の第１の実施形態に係る移動体の一構成例を示すブロック図である。 図１Ａの移動体の一例を示す外観図である。 図１Ａの移動体における処理の一例を説明するためのフロー図である。 本発明の第２の実施形態に係る移動体における処理の一例を説明するためのフロー図である。 本発明の第３の実施形態に係る移動体における処理の一例を説明するためのフロー図である。 図４の処理例における地面検出処理の一例を説明するための模式図である。 図４の処理例における地面検出処理の一例を説明するための模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る移動体における処理の一例を説明するための模式図である。 本発明の第４の実施形態に係る移動体における処理の他の例を説明するための模式図である。 本発明に関連する移動体における処理の一例を説明するためのフロー図である。

本発明に係る移動体は、工場や公共施設の施設内、或いはそれらの施設や駐車場等の敷地内で移動させる移動体や、公道を走行する自動車や自動二輪車等の移動体などである。特に敷地内や施設内で自動的に移動させる移動体には、自律走行型の制御機構を有しているものがある。自動車等の運転者による運転を基本とする移動体も自律走行型の制御を搭載することで、自律走行、或いは運転者の運転補助としての自律走行が可能になる。また、本発明に係る移動体は、人や物を運搬する運搬目的だけでなく、移動しながら周囲を監視するためにも用いることができ、その場合の移動体は監視ロボットとも呼べる。以下、図面を参照しながら、本発明の様々な実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について、図１Ａ〜図２を参照しながら説明する。まず、図１Ａのブロック図、図１Ｂの外観図を参照しながら、本実施形態に係る移動体の一構成例について説明する。

移動体１は、移動を行うための移動機構を備えたマシンであり、移動装置とも呼べる。図１Ａ，図１Ｂの例では、この移動機構は、駆動制御部１１と、駆動制御部１１により制御される車輪１２ａを含む駆動部１２で構成される。駆動部１２は、例えば図示しない複数の車輪１２ａを回転駆動するためのエンジン及び／又はモータなどを備えている。無論、例示するような車輪１２ａに限らず、例えば履帯（キャタピラー（登録商標））などを駆動させてもよい。

その他、移動体１にはバッテリ（充電池）が設けられる。充電池は、車両の各機能要素に対して電力を供給する部分であり、例えば走行機能、物体認識機能（物体距離検出機能の他、路面判定機能を設けてもよい）、位置情報取得機能、通信機能などの機能を実現する部位に電力を供給する部分である。充電池としては、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、鉛電池、燃料電池、空気電池が用いられる。

さらに、移動体１は、物体認識部１３、記憶部１４、及び位置情報取得部１５を備えると共に、減速判定部１０ａ、停止判定部１０ｂ、及び速度指示部１０ｃを備える。図１Ａでは移動体１を制御する主制御部１０に各部１０ａ〜１０ｃを備えた例を挙げているが、これに限ったものではない。なお、記憶部１４及び位置情報取得部１５は必須の構成ではない。また、速度指示部１０ｃ及び駆動制御部１１は、駆動部１２での駆動を制御する制御部の一例である。

なお、主制御部１０は、駆動制御部１１の制御及び記憶部１４への読み書きを行うが、物体認識部１３での認識や位置情報取得部１５での取得などの制御も行うように構成することもできる。例えばこの主制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、作業領域としてのＲＡＭ（Random Access Memory）、及び記憶装置などの制御デバイスで構成され、その一部又は全部を集積回路／ＩＣチップセットとして搭載することもできる。この記憶装置には、制御プログラム（各部１０ａ〜１０ｃでの後述の処理を実行するためのプログラムを含む）をはじめ、各種設定内容などが記憶される。この記憶装置としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）など様々な装置が適用できる。

物体認識部１３は、複数の固定された物体や他の移動体など、様々な物体を認識する認識処理を行う部位である。物体認識部１３は、基本的に物体の移動体１に対する位置（移動体１から物体までの距離と方向）が認識できればよい。無論、物体認識部１３には検出可能範囲が存在するが、全角度で検出可能なような構成を採用してもよいし、検出可能範囲内で計測空間領域を定め、その計測空間領域内で物体を認識させてもよい。

物体認識部１３としては、静止画又は動画を撮影するためのカメラなどを利用することができる。また、カメラは２台以上設けることで、視差情報も得ることができる。カメラは、パッシブ型の障害物検知用のセンサの一例であると言える。なお、静止画を撮影するカメラでは撮影間隔を短くすることで移動体１の移動に対応できる。また、物体認識部１３としては、移動体１に対する障害物の位置を検出するための障害物検知用のアクティブセンサ（以下、アクティブセンサ）を利用することもできる。また、物体の速度は、物体認識部１３が移動体１の移動速度及び進行方向を考慮して算出することができる。

上記アクティブセンサは、他の移動体や障害物との衝突を避けるためにそれらを事前に検知するためのセンサであり、光や赤外線や他の電磁波や超音波などを能動的に発信し、その発信波の反射波を受信して障害物の位置を検知するセンサである。アクティブセンサとしては、例えば、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging又はLaser Imaging Detection and Ranging）、レーザレンジファインダ、電波レーダ（ミリ波レーダ等）、超音波センサなど、様々な種類のセンサが適用できる。また、アクティブセンサは、必要に応じて、モータによって左右に動かすメカニカルスキャン方式、或いは、複数のチャンネルを使って受信を行い、受信チャンネル間に発生する位相差を利用して検知角度を算出する電子スキャン方式を採用して、障害物の検知を行えばよい。なお、レーザレンジファインダは光飛行時間測距方式（ＴＯＦ：Time of Flight）を採用した測距センサであり、走査軸を１軸、２軸もたせることで、それぞれ２次元平面の計測、３次元的な計測が可能となる。また、ＬＩＤＡＲはレーザレンジファインダの一種であるとも言える。このように、物体認識部１３としてアクティブセンサを利用する場合、センシングのために放射されるものとしては、レーザー、赤外線、可視光、超音波、電磁波などを用いることができる。但し、耐天候性の高さと測距精度が高いことから、レーザーを用いることが好ましい。

また、物体認識部１３は図１Ｂで例示したように移動体１の本体１６の前方に設けられることが好ましいが、他の部分に設けられていても少なくとも進行方向の物体が認識できればよい。但し、物体認識部１３はその感度が良くなるような位置にその検知面（送受信部やアンテナ等）が設けられていればよい。また、複数の物体認識部１３を別々の位置に設けること、及び／又は、複数種類の物体認識部１３を設けることで、物体の位置をより精確に認識させることができる。

移動体１は、移動体１で想定される走行速度や走行範囲（例えば公道なのか、どの程度の広さの敷地内や室内なのかなどによる範囲）に応じて、それに合った性能（耐天候性なども含む）や種類の物体認識部１３を適宜選択して搭載しておけばよい。無論、物体認識部１３はそのコストにより性能が変わるものであるため、コストも考慮して搭載するものを選べばよい。

記憶部１４は、移動体１の予定走行経路を含む地図情報（マップデータ）１４ａを記憶する部位である。この地図情報１４ａには、複数の固定された物体の位置を示す物体情報も含まれている。また、地図情報１４ａには、通行可能な領域（道路や駐車場内の非駐車領域など）の位置を示す情報も含まれている。移動体１が監視ロボットである場合には、この地図情報１４ａは環境地図を示す情報であると言える。ここで、固定された物体には、建物等の不動産だけでなく、線路、植木や街路樹、壁や柱など、他の構造物を含めておけばよい。上記固定された物体は、一般的に地物と呼ばれる概念のうち、実際に存在するものであって且つ通行可能な領域（道路等）を除いたものと言える。

位置情報取得部１５は、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを用い、移動体１の位置を示す位置情報を取得する。例えば位置情報取得部１５は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するアンテナや受信したＧＰＳ信号を解析して位置情報（緯度、経度）を求める解析部などで構成される。アンテナは、図１Ｂで例示する位置情報取得部１５の位置のように移動体１の本体１６の適所に配置しておけばよい。但し、例示する配置に限らず、その感度が良くなるような位置にアンテナが設けられていればよい。なお、位置情報取得部１５は、ＤＧＰＳ（Differential GPS）の機能又はＲＴＫ−ＧＰＳ（Real Time Kinematic GPS）の機能を設けることや、無線通信部及び無線通信基地局との位置関係から位置を補正する機能を設けることで、その精度を上げることもできる。また、位置情報としては、敷地内や屋内などごく限られた範囲でのみ移動体を走らせる際には、単に直交座標や極座標などを採用することもできる。

位置情報取得部１５としてＧＰＳ測位情報を取得する部位を例示して説明しているが、ＧＰＳと同様の他の衛星測位システム（地域航法衛星システム）を適用することもできる。他の衛星測位システムとしては、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、ＥＵのガリレオ、中国の北斗などの、ＧＰＳ以外の全地球航法衛星システム（Global Navigation Satellite System：GNSS）をはじめ、日本の準天頂衛星システム（Quasi-Zenith Satellite System：QZSS）、インドのＩＲＮＳＳ（Indian Regional Navigational Satellite System）などが挙げられる。

上述の無線通信部等における無線通信のネットワークとしては、公衆に開放されているインターネットなどを利用してもよく、或いは、接続できる装置が限定される専用回線の無線ネットワークを利用してもよい。無線通信路での無線伝送方式としては、各種無線ＬＡＮ（Local Area Network）（ＷｉＦｉ（登録商標）認証の有無は問わない）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ＬＥ（Low Energy）などの規格に準じた方式が挙げられ、無線到達距離や伝送帯域などを考慮して使用すればよいが、例えば携帯電話網などを利用してもよい。また、上述のような無線通信のネットワークは、走行経路を管理するためのサーバ装置などからの経路情報（走行経路の指定する情報）などの送受信にも使用することができる。

地図情報１４ａに関して補足する。例えば駐車場や敷地内などの或る特定領域内の監視用に移動体１を用いる場合には、予定走行経路が決まっている。よって、移動体１が、記憶部１４に地図情報１４ａの一部として移動体１の予定走行経路を記憶し、位置情報取得部１５で取得された現在位置（地図上の現在位置）に基づき、上記予定走行経路に沿った自律走行を行うように制御すればよい。なお、この制御は、主制御部１０から駆動制御部１１に指示し、駆動制御部１１に駆動部１２に対して行うことになる。

自律走行に関して補足する。移動体１は、地磁気を計測する磁気センサなどを備え、その磁気センサが向いている方向を検知することで移動体１の進行方向を検知して、検知結果を主制御部１０に出力して進行方向の修正に利用するように構成することもできる。

次に、本実施形態の主たる特徴である減速判定部１０ａ、停止判定部１０ｂ、及び速度指示部１０ｃについて説明する。なお、減速判定部１０ａと停止判定部１０ｂとを別々のチップや別々の基板で構成することもでき、そのような構成により移動体１の設計、変更が行い易くなる。

減速判定部１０ａは、上記認識処理の結果に基づき、認識された物体との衝突を避けるために移動体１を減速させる必要があるか否かを判定する。一方で、停止判定部１０ｂは、上記認識処理の結果に基づき、認識された物体との衝突を避けるために移動体１を停止させる必要があるか否かを判定する。基本的に、減速判定部１０ａと停止判定部１０ｂとで使用するデータは、物体認識部１３で認識処理された共通のデータ又はそれに何らかの処理を施したデータであり、同じ時刻に取得したデータとなる。

減速判定部１０ａと停止判定部１０ｂはいずれも、物体認識部１３での認識結果に基づき、例えば認識された物体の大きさや速度や位置などに基づき、物体との衝突の危険度を判定する。但し、両者ではその判定の閾値が異なり、停止判定部１０ｂでの判定の方が減速判定部１０ａでの判定に比べ、閾値として危険度の高い値を用いることになる。

そして、上記制御部は、減速判定部１０ａにより減速が必要であると判定された場合に、移動体１の目標速度を下げるように制御し、一方で、停止判定部１０ｂにより停止が必要であると判定された場合に、移動体１を停止させる（目標速度をゼロにする）ように制御する。なお、ここで目標速度を下げるような制御は、現在の速度より所定速度下げる制御であっても、現在の速度より低い所定速度に下げる制御であってもよい。

以下、このような目標速度を設定する制御は上記制御部における速度指示部１０ｃが担うものとして説明する。速度指示部１０ｃが駆動制御部１１に目標速度を指示し、駆動制御部１１が速度指示部１０ｃから指示された目標速度になるように駆動部１２を駆動する制御を行えばよい。例えば、目標速度に一定期間で到達するように制御するか、或いは一定の加速度で目標速度に到達するまで制御するなどすればよい。

しかし、上述のような制御だけでは、機能性と安全性とを両立させることはできない。例えば、物体認識部１３の計測空間領域を手前側の停止判定用の部分領域と奥側の減速判定用の部分領域に分けるなどにより、できる限り停止させないことによる機能性は高まるが、減速判定部１０ａと停止判定部１０ｂとで同じアルゴリズムを用いてしまうと、できる限り速度を下げるといった安全性の面では劣ってしまう。

よって、本実施形態における減速判定部１０ａは、停止判定部１０ｂより短い処理時間で判定を行うものとする。つまり、減速判定部１０ａでの判定に要する処理時間が停止判定部１０ｂでの判定に要する処理時間より短いように、減速判定部１０ａ及び停止判定部１０ｂでの処理が規定されている。

これらの判定処理としては、簡単に触れたが、例えば、（ａ）認識された物体の大きさが所定の大きさ以上である場合に減速／停止が必要であると判定する処理や、（ｂ）認識された物体の大きさが所定速度以上の変化量で増加する場合に減速／停止が必要であると判定する処理や、（ｃ）物体認識部１３の検出可能範囲のうち中央付近の所定の検出範囲の位置で物体が検出された場合に減速／停止が必要であると判定する処理などが挙げられる。なお、上記（ａ）に関し、距離が得られない物体認識部１３を採用した場合には、想定される他の移動体の大きさを考慮して上記所定の大きさを決めておけばよい。無論、上記（ａ）〜（ｃ）について、上述したように減速の判定と停止の判定では閾値を異ならせる。また、停止判定部１０ｂでのみ、過去のデータを参照し、横で検知された物体に対しては動いていないと判断したら停止させず、そのまま走行した際に衝突する可能性が極めて高いという場合にのみ停止させるなど、複雑な処理を行うようにしてもよい。また、例えば、減速判定部１０ａでは上記（ａ）〜（ｃ）のいずれか１つのみ実行し、停止判定部１０ｂでは２つ以上実行することでも、処理時間を異ならせることができる。

そして、本実施形態における上記制御部は、まず減速判定部１０ａでの判定を実行させ、減速判定部１０ａで減速させる必要があると判定された場合、速度指示部１０ｃが駆動部１２に減速の指示を行うと共に、停止判定部１０ｂでの判定を実行させる。なお、減速判定部１０ａで減速させる必要がないと判定された場合、現在の速度を維持するか、或いは予定走行経路に合った速度にするなどの制御を行えばよい。

上記制御部は、停止判定部１０ｂで停止させる必要があると判定された場合、速度指示部１０ｃが駆動部１２に停止の指示を行い、停止判定部１０ｂで停止させる必要がないと判定された場合、移動体１の減速状態を維持する。なお、速度の維持の際には、速度指示部１０ｃが同じ目標速度を指示してもよいが、指示自体を行わなくてもよい。

このような処理の一例について、図２を併せて参照しながら説明する。図２は、移動体１における処理の一例を説明するためのフロー図である。

上記制御部は、まず安全確認処理として減速判定部１０ａに判定を実行させ（ステップＳ１）、その結果が安全であることを示しているか否か（減速が必要ないか否か）を確認し（ステップＳ２）、ＹＥＳの場合、速度指示部１０ｃが高速走行の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ３）、処理を終了する。なお、高速走行の指示を出力した場合に、既に高速走行していた場合には速度が維持されることになる。

一方、ステップＳ２でＮＯの場合、速度指示部１０ｃが減速（徐行）走行の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ４）、次いで上記制御部は、停止確認処理として停止判定部１０ｂに判定を実行させ（ステップＳ５）、その結果が停止すべきであることを示しているか否かを確認し（ステップＳ６）、ＹＥＳの場合、速度指示部１０ｃが停止（速度ゼロ）の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ７）、処理を終了する。ステップＳ６でＮＯの場合にはそのまま処理を終了する。以上のような処理を例えば所定間隔毎に実行することで、停止や減速した状態であっても、次の処理時に高速走行（や減速走行）を行うこともできる。

以上のように、本実施形態では、安全確認処理の判定結果を即時出力し、その後停止確認処理によって停止が必要な場合のみ停止させることで、なるべく早く減速走行に入れるようにしている。そして、先に減速走行に移行しておくことにより、急に停止が必要であると判定されてからの制動距離も抑えることができる。例えば、安全確認処理が簡単な処理で３ｍｓ、停止確認処理が複雑な処理で１０ｍｓかかるとすると、高速走行出力までに３ｍｓ、減速出力までに３ｍｓ、停止出力までに１３ｍｓで済む。

以上、本実施形態に係る移動体によれば、まず物体認識結果に基づき減速の必要性を判定して必要であれば減速し、その後、物体認識結果に基づき停止の必要性を判定するようにしているため、安全性と機能性を両立させることができる。具体的には、減速し易くすることで、万が一衝突した際に危害を及ぼすリスクを低減することができ、停止し難くすることで、移動体１が例えば細い道を走行している際に側面の壁を検出して停止してしまいその場から動けなくなってしまうことを抑制することもできる。さらに、停止してしまった際に必要な、人による復旧作業量を抑制することや、移動体１の例としての警備ロボットでは想定した警備を行えなくなってしまうことへのセキュリティリスクを低減することもできる。さらに、移動体１が自律型であれば停止しなければ決められた地点に戻ってくるように制御できるため、停止したままバッテリが上がってしまうことが抑制できるため、人がその地点まで出向いてバッテリの交換や移動体１の移動を行う必要がなくなり、その作業量を抑制することができる。

また、以上では、移動体１が自律走行装置である例を挙げて説明したが、人による運転に対応していてもよい。その場合、移動体１に、運転者による運転操作を受け付ける操作部と、位置情報取得部１５で取得された現在位置に基づき、地図情報１４ａが示す地図上でのナビゲーションを行うナビゲーション部と、を備えておけばよい。上記操作部は、ハンドルやアクセル、ブレーキなどで構成される。

上記ナビゲーション部は、地図情報１４ａが示す地図を表示させ、例えば運転者や同乗者が事前に登録した目的地に向かうように（つまり、地図情報１４ａに登録させた目的地への予定走行経路に沿うように）、音声及びルート表示により案内すればよい。よって、上記ナビゲーション部は、画像表示部及び／又は音声出力部を備える。なお、これら操作部等をもたせた場合にも、自律走行機能をもたせてもよく、その場合、自律走行を運転者の運転で補う、若しくは運転者の運転の不備を自律走行で補うようにすればよい。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について、図３を併せて参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る移動体における処理の一例を説明するためのフロー図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態との重複箇所の説明を基本的に省略するが、第１の実施形態で説明した様々な応用例が適用できる。

本実施形態において、停止判定部１０ｂは、物体認識部１３での認識処理の結果のデータ（以下、生データという）にノイズ除去処理を施したデータに基づき判定を行い、減速判定部１０ａは、上記生データ又は上記生データに上記ノイズ除去処理より簡易なノイズ除去処理を施したデータに基づき判定を行う。なお、ノイズ除去処理は、実際には物体認識部１３が行うようにしてもよく、その場合、減速判定部１０ａでは中間データを使用して判定を行い、停止判定部１０ｂでは最終データを使用して判定を行えばよい。なお、ここでいう中間データとは物体認識部１３で物体の検出した結果のデータを指し、例えば、物体認識部１３としてＬＩＤＡＲ等の測距装置を採用する場合には測距データ、カメラを採用する場合には撮影データを指す。

このような処理の一例について、図３を参照して説明する。まず、上記制御部は、安全確認処理として、減速判定部１０ａに生データから物体（障害物）を判定する障害物判定処理を行わせ（ステップＳ１１）、その結果が障害物ありを示しているか否か（減速が必要か否か）を確認し（ステップＳ１２）、ＮＯの場合、ステップＳ３と同様に速度指示部１０ｃが高速走行の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ１３）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１２でＹＥＳの場合、ステップＳ４と同様に速度指示部１０ｃが減速（徐行）走行の指示を駆動制御部１１に出力する（ステップＳ１４）。次いで上記制御部は、停止確認処理として、停止判定部１０ｂに生データに対してノイズ除去処理を施すよう指示し、ノイズ除去処理を実行させ（ステップＳ１５）、ノイズ除去処理後のデータで障害物の有無を判定させる（ステップＳ１６）。そして、上記制御部は、その結果が障害物あり（つまり停止すべきであること）を示しているか否かを確認し（ステップＳ１７）、ＹＥＳの場合、ステップＳ７と同様に速度指示部１０ｃが停止（速度ゼロ）の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ１８）、処理を終了する。ステップＳ１７でＮＯの場合にはそのまま処理を終了する。以上のような処理を例えば所定間隔毎に実行することで、停止や減速した状態であっても、次の処理時に高速走行（や減速走行）を行うこともできる。

本実施形態では、上述のように、まず距離情報等でなる生データに含まれるノイズ成分（例えば降雨時の雨粒や降雪時の雪など）は除去せず（又は除去のレベルを下げてほとんど除去せず）に、且つ物体があると判定するための閾値も緩く設定して障害物判定処理を行うことにより、疑わしい状況であれば減速させることができる。これにより、障害物判定処理での誤ったノイズ除去等により実際に存在する物体を見逃すリスクを低減し、衝突しても危害を及ぼさない速度への減速を行うことができる。そして、停止判定部１０ｂにより、減速判定部１０ａに比べてノイズ除去処理を施す或いはノイズ除去レベルを上げたノイズ除去処理を施して確実に停止すべき障害物があるかを判定するため、不要なノイズによって誤停止してしまうことを抑制することができる。

なお、雨粒や雪等は、３Ｄ−ＬＩＤＡＲ等の指向性の強い物体認識部１３を用いることで検知可能であり、それをノイズとして除去する手法としては上記（ａ）で説明したような物体の大きさでフィルタリングするなど、様々なものが挙げられる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について、図４〜図５Ｂを併せて参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る移動体における処理の一例を説明するためのフロー図で、図５Ａ，図５Ｂは、図４の処理例における地面検出処理の一例を説明するための模式図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態との重複箇所の説明を基本的に省略するが、例えば第１の実施形態で説明した様々な応用例が適用できる。

本実施形態において、停止判定部１０ｂは、物体認識部１３での認識結果のデータ（生データ）から地面を除外する補正を行ったデータに基づき判定を行い、減速判定部１０ａは、上記生データに対して上記補正を行わないデータに基づき判定を行う。なお、上記補正もノイズ除去処理と同様に、実際には物体認識部１３が行うようにしてもよく、その場合、減速判定部１０ａでは中間データを使用して判定を行い、停止判定部１０ｂでは最終データを使用して判定を行えばよい。なお、停止判定部１０ｂ（及び減速判定部１０ａ）では、さらに第２の実施形態で説明したようなノイズ除去処理を事前に施しておいてもよい。

このような処理の一例について、図４を参照して説明する。まず、上記制御部は、図３のステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を実行する（ステップＳ２１〜Ｓ２４）。ステップＳ２４）に次いで、上記制御部は、停止確認処理として、停止判定部１０ｂに生データから地面を検出（推定）し必要に応じて物体の高さを補正するなどの地面除外処理を指示し、それを実行させる（ステップＳ２５）。その後、上記制御部は、地面除外処理後のデータに対し、ステップＳ１６〜Ｓ１８と同様の処理を行う（ステップＳ２６〜Ｓ２８）。

地面除外処理の一例について、物体認識部１３としての３Ｄ−ＬＩＤＡＲでの検知例を挙げて、図５Ａ，図５Ｂを参照しながら説明する。例えば、図５Ａで実際の障害物Ｄが存在する場合を例示するように、地面Ｇに窪みＧｕが存在した場合や地面Ｇの傾斜の変化があった場合など、３Ｄ−ＬＩＤＡＲでは地面Ｇを物体として検知してしまう。その障害物Ｄが存在する面での検知結果を図５Ｂで例示する。図５Ｂでは、角度βが１０度以上の領域で一様な物体を検知してしまっているのが分かる。

地面か否かの判定は、データの高さ成分を参照して水平方向や斜め方向に一様な高さがあるか否かにより、具体的には計測空間領域内の下側に一様に物体が検知されたか否かで行えばよい。好ましくは移動体１に加速度センサ等などを設けておき、下向きの加速度が検出されている間で且つそのような下側の一様な障害物が存在した場合に、それを地面であると判定し、その下側の部分を除外する補正を行えばよい。無論、地面除外処理はこの例に限らず、様々な例が挙げられ、必要に応じて各種センサを移動体１に搭載しておけばよい。

本実施形態では、上述のように、まず距離情報等でなる生データから地面を除去せずに、且つ物体があると判定するための閾値も緩く設定して障害物判定処理を行うことにより、疑わしい状況であれば減速させることができる。これにより、障害物判定処理での誤った地面検出処理等により実際に存在する物体を見逃すリスクを低減し、衝突しても危害を及ぼさない速度への減速を行うことができる。そして、停止判定部１０ｂにより、減速判定部１０ａに比べて地面検出処理を施して確実に停止すべき障害物があるかを判定するため、不要な地面のデータによって誤停止してしまうことを抑制することができる。

また、地面に関する別の処理例として、減速判定部１０ａでも、物体認識部１３での認識処理の結果の生データから地面を除外する補正を行ったデータに基づき判定を行うようにしてもよい。

その場合、停止判定部１０ｂは、上記生データから地面を除外し、さらにその地面の勾配量を推定してその地面の高さを補正したデータに基づき判定を行えばよい。地面の勾配量を推定すること（推定路面直線を求めること）で、斜面上に存在する障害物によって例えば地面の傾斜を見誤って算出してしまうといった事態を防ぐことができる。推定した勾配量の分だけ地面の高さを補正すれば、存在していた障害物の検知が可能となる。

この処理例では、上述のように、まず距離情報等でなる生データから地面を除去し、且つ物体があると判定するための閾値も緩く設定して障害物判定処理を行うことにより、ちょっとした段差や凸凹が存在した場合や疑わしい状況であった場合に、減速させることができる。これにより、勾配量の推定を伴う障害物判定処理での誤った地面補正処理により、例えば前方に転がった石などの高さが安定しないような環境でも実在する物体を見逃すリスクを低減し、衝突しても危害を及ぼさない速度への減速を行うことができる。そして、停止判定部１０ｂにより、減速判定部１０ａに比べて精確な地面検出処理を施して確実に停止すべき障害物があるかを判定するため、斜面上の物体によって停止しないような事態を避けることができる。但し、勾配量が大きすぎる、高さが一様に変化していないなどの場面では、停止判定部１０ｂにおいて勾配量（傾斜量）の算出が正しくできないことがあるが、その場合、停止判定部１０ｂは停止させるべきではないと判定し、減速状態を維持させればよい。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態について、図６Ａ，図６Ｂを併せて参照しながら説明する。図６Ａ，図６Ｂは、本実施形態に係る移動体における処理の例を説明するための模式図である。なお、本実施形態では、第１の実施形態との重複箇所の説明を基本的に省略するが、例えば第１の実施形態で説明した様々な応用例が適用できる。

本実施形態において、減速判定部１０ａは、上記認識処理の結果のデータ（生データ）に間引き処理を施したデータに基づき、若しくは認識解像度を下げて上記認識処理を実行したデータに基づき、判定を行う。一方で、停止判定部１０ｂは、上記間引き処理若しくは上記認識解像度を下げる処理を行わずに上記認識処理を施した結果のデータに基づき、判定を行う。

なお、上記間引き処理や認識解像度を下げる処理もノイズ除去処理と同様に、実際には物体認識部１３が行うようにしてもよく、その場合、減速判定部１０ａでは中間データを使用して判定を行い、停止判定部１０ｂでは最終データを使用して判定を行えばよい。なお、停止判定部１０ｂ（及び減速判定部１０ａ）では、さらに第２の実施形態で説明したようなノイズ除去処理及び／又は第３の実施形態で説明した地面除外処理や勾配量推定処理を行ってもよい。

物体認識部１３として３Ｄ−ＬＩＤＡＲを採用した場合を例に挙げると、図６Ａに示すように、ある進行方向に垂直な断面での測点に対し、例えば間引きデータ６２として示した測点のデータを間引き、残りを有効データ６１とする。物体認識部１３として２Ｄ−ＬＩＤＡＲ１３ａを採用した場合を例に挙げると、図６Ｂに示すように、ある進行方向に水平な断面での測線に対し、例えば間引きデータ６４として示した測線のデータを間引き、残りを有効データ６３とする。間引き処理について説明したが、認識解像度を下げて認識処理することは、間引き処理と同様に必要なデータのみを抽出してそのデータに基づき認識処理することを意味する。

本実施形態では、上述のように、まず距離情報等でなる生データの情報量を減らし、且つ物体があると判定するための閾値も緩く設定して障害物判定処理を行うことにより、疑わしい状況であれば減速させることができる。これにより、障害物判定処理で実際に衝突し難いような小さな物体まで考慮するリスクを低減し、衝突しても危害を及ぼさない速度への減速を行うことができる。そして、停止判定部１０ｂにより、減速判定部１０ａに比べ情報量の多いデータから確実に停止すべき障害物があるかを判定するため、確実に必要な場合に停止させることができる。

（その他）
上述した各実施形態では安全確認処理後、安全でない場合に直ぐに減速させたが、実際には他の処理例も考えられる。図７を参照しながら、このような処理例を説明する。図７は、本発明に関連する移動体における処理の一例を説明するためのフロー図である。

この処理例に対応するように構成した上記制御部は、まずステップＳ１〜Ｓ３と同様に、安全確認処理として減速判定部１０ａに判定を実行させ（ステップＳ３１）、その結果が安全であることを示しているか否かを確認し（ステップＳ３２）、ＹＥＳの場合、速度指示部１０ｃが高速走行の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ３３）、処理を終了する。

一方、ステップＳ３２でＮＯの場合、上記制御部は、ステップＳ５と同様に停止確認処理として停止判定部１０ｂに判定を実行させ（ステップＳ３４）、その結果が停止すべきであることを示しているか否かを確認し（ステップＳ３５）、ＹＥＳの場合、速度指示部１０ｃが停止（速度ゼロ）の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ３７）、処理を終了する。ステップＳ３５でＮＯの場合、上記制御部では、速度指示部１０ｃが減速（徐行）走行の指示を駆動制御部１１に出力し（ステップＳ３６）、処理を終了する。以上のような処理を例えば所定間隔毎に実行することで、停止や減速した状態であっても、次の処理時に高速走行（や減速走行）を行うこともできる。

この処理例では、例えば安全確認処理が簡単な処理で３ｍｓ、停止確認処理が複雑な処理で１０ｍｓかかるとすると、高速走行出力まで３ｍｓ、減速出力まで１３ｍｓ、停止出力まで１３ｍｓ、必要となり、第１の実施形態での例より減速出力までの時間が遅くなっているのが分かる。但し、この処理例は、減速判定部１０ａと停止判定部１０ｂとを別々のチップや別々の基板で構成した場合に移動体１の設計、変更が容易であるといった利点は残る。

１…移動体、１０…主制御部、１０ａ…減速判定部、１０ｂ…停止判定部、１０ｃ…速度指示部、１１…駆動制御部、１２…駆動部、１２ａ…車輪、１３…物体認識部、１４…記憶部、１４ａ…地図情報、１５…位置情報取得部、１６…本体、６１，６３…有効データ、６２，６４…間引きデータ。

Claims (6)

1. 駆動部と、該駆動部での駆動を制御する制御部と、物体を認識する認識処理を行う物体認識部と、を備えた移動体であって、
   前記認識処理の結果に基づき、認識された物体との衝突を避けるために前記移動体を停止させる必要があるか否かを判定する停止判定部と、前記認識処理の結果に基づき、認識された物体との衝突を避けるために前記移動体を減速させる必要があるか否かを、前記停止判定部より短い処理時間で判定する減速判定部と、を備え、
   前記制御部は、前記減速判定部での判定を実行させ、前記減速判定部で減速させる必要があると判定された場合、前記駆動部に減速の指示を行うと共に、前記停止判定部での判定を実行させ、前記停止判定部で停止させる必要があると判定された場合、前記駆動部に停止の指示を行い、前記停止判定部で停止させる必要がないと判定された場合、前記移動体の減速状態を維持することを特徴とする移動体。
2. 前記停止判定部は、前記認識処理の結果のデータにノイズ除去処理を施したデータに基づき判定を行い、
   前記減速判定部は、前記認識処理の結果のデータ又は前記認識処理の結果のデータに前記ノイズ除去処理より簡易なノイズ除去処理を施したデータに基づき判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
3. 前記停止判定部は、前記認識処理の結果のデータから地面を除外する補正を行ったデータに基づき判定を行い、
   前記減速判定部は、前記補正を行わないデータに基づき判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
4. 前記減速判定部は、前記認識処理の結果のデータから地面を除外する補正を行ったデータに基づき判定を行い、
   前記停止判定部は、前記認識処理の結果のデータから地面を除外し、さらに該地面の勾配量を推定して該地面の高さを補正したデータに基づき判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
5. 前記減速判定部は、前記認識処理の結果のデータに間引き処理を施したデータに基づき、若しくは認識解像度を下げて前記認識処理を実行したデータに基づき、判定を行い、
   前記停止判定部は、前記間引き処理若しくは前記認識解像度を下げる処理を行わずに前記認識処理を施した結果のデータに基づき、判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の移動体。
6. 前記移動体の予定走行経路を含む地図情報を記憶した記憶部と、当該移動体の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得部と、を備え、
   前記制御部は、前記位置情報取得部で取得された現在の位置に基づき、前記予定走行経路に沿った自律走行を行うように前記駆動部を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の移動体。
   

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