JP2017123046A - 自律走行車両 - Google Patents

Abstract

【課題】自律走行車両の前方の音と、周囲の音とを、自律走行車両の状態に応じて適切に集音可能な状態にマイクロフォンを取り付けることを目的とする自律走行車両に関する。【解決手段】先端ユニット（４０）に監視カメラ（５０）を設けた昇降装置（３）を車両本体（５）に備えた自律走行車両（１）において、車両周囲の音を集音可能な集音部（１０）を有し、前記集音部（１０）は、昇降装置（３）が収納時のときは車両前方の音を集音し、昇降装置（３）が上昇時のときは車両周囲の音を集音することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は自律走行車両に関する。

従来から、警備対象施設内を自律走行移動し、警備対象施設内の侵入者や火災などの異常を検知したときは外部へ警報を発するとともに、異常物体の方向を向いて侵入者の撮影、消火等の措置を行なう移動型警備ロボットが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、防犯警戒のために、例えば監視カメラや集音体を複数設け、監視するシステムは知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開平５−２２５４７０号公報 特開２０１３−１３１１５３号公報

自律走行車両を用いて警備監視を行う場合、監視カメラの映像による監視に加えて、自律走行車両の周辺の音を集音することが有効である。しかし、走行中の場合、主に問題となるのは前方の音であるが、前方を中心に集音を行ってしまうと、周囲の音が拾えないという問題があった。

また、監視用に周囲の音を拾うべくマイクを設置すると、自律走行車両が走行中に集音する場合、前方を中心に集音したのと比較して前方の音が相対的に低くなってしまうという問題があった。

上述した課題に鑑み、本発明は、自律走行車両の前方の音と、周囲の音とを、自律走行車両の状態に応じて適切に集音可能な状態にマイクを取り付けることを目的とする自律走行車両に関するものである。

上述した課題を解決するために、本発明の自律走行車両は、
昇降装置を車両本体に備えた自律走行車両において、
前記昇降装置は、先端部が起伏可能に構成されており、
前記昇降装置にマイクロフォンを設けことを特徴とする。

本発明の自律走行車両は、
先端部にカメラを設けた昇降装置を車両本体に備えた自律走行車両において、
車両周囲の音を集音可能なマイクロフォンを有し、
前記マイクロフォンは、前記昇降装置が収納時のときは車両前方の音を集音し、前記昇降装置が上昇時のときは車両周囲の音を集音することを特徴とする。

本発明によれば、先端部にカメラを設けた昇降装置を車両本体に備えた自律走行車両において、昇降装置にマイクロフォンを設けることとなる。これにより、例えば昇降装置が収納中は前方の音を、上昇中はマイクロフォンの位置が高くなることから周囲の音を集音しやすくなる。

本発明によれば、先端ユニットに監視カメラを設けた昇降装置を車両本体に備えた自律走行車両において、車両周囲の音を集音可能なマイクロフォンを有し、マイクロフォンは、昇降装置が収納時のときは車両前方の音を集音し、昇降装置が上昇時のときは車両周囲の音を集音することとなる。これにより、例えば、昇降装置が収納時、すなわち自律走行車両が走行中は前方の音を集音し、昇降装置が上昇時、すなわち自律走行車両が停止中は周囲の音を集音するといったことが実現できる。

第１実施形態における自律走行車両全体を説明するための図である。 第１実施形態における自律走行車両の機能構成を説明するための図である。 第１実施形態における集音部（マイク）の取付状態を説明するための図である。 第１実施形態における集音部（マイク）の取付状態を説明するための図である。 第１実施形態における集音部（マイク）の取付状態を説明するための図である。 第１実施形態における自律走行車両全体を説明するための図である。 第１実施形態における集音部（マイク）の取付状態を説明するための図である。 第２実施形態における自律走行車両全体を説明するための図である。 第３実施形態における自律走行車両全体を説明するための図である。 第４実施形態における自律走行車両全体を説明するための図である。 第４実施形態における動作について説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明は自律走行車両が警備システムに適用されるものとして説明するが、例えば警備以外の用途であっても良いし、利用者による操作入力によって移動がされても良いことは勿論である。

［１．第１実施形態］
［１．１ 全体構成］
本実施形態における自律走行車両１について、図１を用いて説明する。自律走行車両１は、車両本体５と、先端ユニット４０が設けられた昇降装置３とを備えて構成されている。

昇降装置３は、全方位が撮影可能な監視カメラ５０が設けられた先端ユニット４０が先端部に設けられている。先端ユニット４０には、赤外線カメラ（不図示）等の他の装置が設けられても良い。

先端ユニット４０は、昇降装置３に設けられており、昇降装置３によって、水平状態を維持したまま上昇／下降を行う。すなわち、ブーム部２０の先端部が起伏可能に構成されている。

昇降装置３は、基台２６と、ブーム部２０とを含んで構成されている。基台２６には、アクチュエータ等の駆動装置（不図示）が内蔵されており、リンク機構等の昇降機構（不図示）を介してブーム部２０の起伏動作が行われる。なお、ブーム部２０は伸縮可能に構成されても良いし、基台２６に回動部を設けることにより、ブーム部２０が回旋可能に構成されても良い。

ブーム部２０は、ブーム２２と、ブーム２４とから構成されている。基台２６側にあるブーム２２と、先端ユニット４０側にあるブーム２４とは順次重ねた入れ子構造になっている。すなわち、ブーム部２０の起伏動作によって、先端ユニット４０を上昇／下降させることができる。

ここで、ブーム部２０の最大起伏角度としては、本実施形態においては略４５度として説明するが、例えば他の角度（５０度、６０度）等であっても良いことは勿論である。

また、ブーム部２０は、周囲の音を集音可能な集音部１０と、音が出力可能なスピーカ１５が備えられている。ここで、本実施形態においては、集音部１０及びスピーカ１５は、ブーム２２に設けられている。

また、ブーム２２及びブーム２４は樹脂等の外装筐体で覆われた構造となっている。詳細は後述するが、外装筐体の中に集音部１０、スピーカ１５が設けられており、直接接していない構造となっている。

ここで、本実施形態における昇降装置３は、自律走行車両１が停止時にしか上昇／下降の動作をしない構成として説明する。すなわち、昇降装置３が収納状態の場合（ブーム部２０の起伏角度が略０度の場合）は、自律走行車両１は走行可能な状態である。また、昇降装置３の上昇時（ブーム部２０の起伏角度が収納状態以外）の場合には、昇降装置３は停止時状態となっている。

なお、自律走行車両１が転倒しない速度であれば、上昇時であっても走行しても良い。例えば、通常は５ｋｍ／ｈで動く自律走行車両１が、昇降装置３が上昇時には１ｋｍ／ｈで動作するといったものでも良い。

車両本体５には、駆動部３２が設けられている。駆動部３２としては、例えば電気モータや、エンジンといった、タイヤ３４に駆動力を伝えることが可能な装置であれば良い。駆動部３２及びタイヤ３４により、自律走行車両１の前後左右移動や、旋回動作といったことが可能となる。

車両本体５には、カメラや測距装置等が設けられている。例えば、周囲の状況を判断するため、前後左右にカメラが設けられている。図１では、一例として、自律走行車両１の前方を映す前方カメラ５２が図示されている。

［１．２ 機能構成］
つづいて、自律走行車両１の機能構成について、図２を用いて説明する。図２に示すように、自律走行車両１は、制御部１００と、撮影部２００と、駆動制御部３００と、ブーム制御部４００と、記憶部５００と、音入力部６００と、音出力部７００と、ノイズキャンセル部８００とを備えて構成されている。なお、本実施形態を説明するためには、音出力部７００、ノイズキャンセル部８００は備えていなくても良い。

制御部１００は、自律走行車両１の全体を制御するための機能部である。制御部１００は、記憶部５００に記憶されている各種プログラムを読み出して実行することにより各種機能を実現しており、例えばＣＰＵ（Central Process Unit）等により構成されている。

撮影部２００は、自律走行車両１の周りの状況を撮影するための機能部である。例えば、いわゆるＣＣＤ（Charge-Coupled Device）カメラや、赤外線カメラ等により構成されている。

ここで、撮影部としては、撮影箇所を任意に切り替えることが可能な周辺撮影部２１０（例えば、図１の監視カメラ５０）と、自律走行車両１の外側に配置され、決まった位置を撮影する外側撮影部２２０（例えば、図１の前方カメラ５２）とを備えて構成されている。

駆動制御部３００は、自律走行車両１の移動動作、旋回動作を実現する駆動装置（例えば、エンジン、モータ）を制御する機能部である。例えば、図１の駆動部３２を制御することにより、機能を実現する。

ブーム制御部４００は、ブームの起伏動作、伸縮動作を制御するための機能部である。ブーム制御部４００により、昇降装置３の昇降動作が可能となる。例えば、図１の基台２６に含まれたアクチュエータ等の駆動装置を制御することにより、当該機能を実現する。

記憶部５００は、自律走行車両１の動作に必要な各種プログラムや、各種データが記憶されている機能部である。記憶部５００は、例えば、半導体メモリや、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等により構成されている。

音入力部６００は、自律走行車両１の周囲の音を集音するための機能部である。例えばマイクロフォン（マイク）等により構成されている。ここで、集音の仕方としては、通常はマイクが向いている方向の音が集音される（指向性がある）が、例えばマイクを上方に向けることにより、全方向の音を集音することも可能である。

音出力部７００は、自律走行車両１の周囲に音を発するための機能部である。例えば、警告音を出力したり、オペレータの音声を出力することにより、自律走行車両１から警告を与えたりすることが可能である。

ノイズキャンセル部８００は、音入力部６００により入力された音から、環境音等を除去することが可能な機能部である。

［１．３ 集音部（マイクロフォン）の取付構造］
つづいて、集音部１０の取付構造について、図を用いて説明する。

図３は、昇降装置３の一部として、ブーム部２０を模式的に拡大した図である。ブーム部２０の起伏動作により先端ユニット４０が上昇する。

すなわち、ブーム部２０が起き上がると、ブーム２２の中に移動可能に設けられたブーム２４が先端方向に移動することにより、ブーム部２０全体が伸張する。

ここで、集音部１０は、ブーム部２０の先端側に設けられている。そして、集音部１０には、マイク１２が設けられている。マイク１２は、ブーム部２０の起伏角度が略０度（水平状態）のとき、前方に向くような状態となるように取り付けられている。

取付方法の一例についてについて、図４及び図５を用いて説明する。図４は、集音部１０の概念斜視図であり、ブーム２２の内部を模式的に示した図である。また、図５は集音部１０を横から見た模式図である。

ブーム２２の外側にあるフレーム２００２及びフレーム２００４を架け渡すように、取付部材１２０４が固定されている。

取付部材１２０４の中央付近に、更にマイク１２を取り付けるために取付部材１２０２が固定されている。取付部材１２０２は、先端が斜面状に形成されており、当該斜面が水平方向に対して、ブーム部２０の最大起伏角度とほぼ同じ角度となっている。

例えば、ブーム部２０の最大起伏角度が４５度の場合、取付部材１２０２の先端に形成された斜面の角度も４５度となる。この斜面の位置に、マイク１２が取付られている。これにより、マイク１２の取付角度θ１も、ブーム部２０の最大起伏角度（後述する図６の最大起伏角度θ２）と略同一となる。

これにより、昇降装置３が収納状態、すなわちブーム部２０が水平状態の場合は、マイク１２は、４５度前方に傾いて設けられている状態となる。また、昇降装置が上昇し、ブーム部２０の起伏角度が最大角度のときに、マイク１２は略水平状態となる。

このように、昇降装置３が収納状態で、ブーム部２０の起伏が無い場合には、マイク１２は前方を向くことになり、前方の音を集音しやすくなるといった効果がある。とくに、昇降装置３が収納状態の場合、自律走行車両１は走行状態であることが多い。この場合、前方方向の音を効率集音できるといった効果が期待できる。

また、マイク１２や、取付部材、フレームは外装筐体２１００で覆われている。この外装筐体２１００は、例えば樹脂により構成されている。ここで、外装筐体２１００と、マイク１２とは直接接触せずに離れている構造となっている。これにより、外装筐体２１００と、マイク１２とが直接接触していないことから、音響振動によるビビリ音を防止している。なお、上述したスピーカ１５と外装筐体２１００も同様に直接触れずに離れている構造となっている。

また、マイク１２、スピーカ１５の上方に複数の穴を開ける構造にしてもよい。このような構造とした場合は、音の通りがよくなり、集音しやすい（スピーカ１５であれば音が聞こえやすい）といった効果が期待できる。

つづいて、昇降装置３が上昇した場合の状態について図６を用いて説明する。図６は、ブーム部２０が最大起伏角度θ２まで上昇した場合の図である。

このときの集音部１０の状態を模式的に示した図が図７である。床面水平ライン（ＦＬ）に対して、起伏角度θが最大起伏角度θ２になっていることから、マイク１２は略水平の状態となっている。

この場合、マイク１２が上方に向くことにより、指向性がなく、自律走行車両１の全方位の音を均一に集音することが可能となる。すなわち、昇降装置３が上昇し、監視カメラ５０が有効な場合、通常は周囲を監視するモードとなっている。また、このとき自律走行車両１は停止している。

このような状態では、自律走行車両１の周囲全体の音を集音する必要があるが、マイク１２が上を向くことで均一に集音される状態となる。すなわち、自律走行車両１の周囲の音を集音可能となる。

このように、本実施形態によれば、自律走行車両１が走行中の場合は、昇降装置３は収納状態となっている。このとき、本実施形態のマイクの取付位置によれば、自律走行車両１の前方の音を集音しやすい構成となっている。

また、自律走行車両１が停止中であり、周囲を監視するために昇降装置が上昇している場合には、自律走行車両１の周囲の音を集音しやすいマイクの取付位置となっている。

また、走行時中の昇降装置３が収納状態では、マイクの取付角度が斜めとなっているために、雨水や粉塵がマイク表面に溜まらず、集音を妨げないといった効果が期待できる。また、昇降装置３が上昇している場合は、マイクが上向きのために雨水が溜まることがあるが、昇降することでマイク角度が変わり、雨水等を落とすことができる。

なお、マイク１２の取付位置としては、本実施形態では昇降装置３の先端部近傍に設けられることとして説明するが、当該位置以外でも実現することは可能である。例えば、先端部近傍ではなく、昇降装置３の中央であったり、昇降装置３の車両本体側に近い位置にあっても良い。すなわち、昇降装置３が上昇した場合に、所定の高さがあれば、マイク１２からの集音が期待できるためである。

また、昇降装置３の上面ではなく、側面に設けてもよい。例えば、右側面や左側面に設けても良い。この場合、マイクの取付角度を上述した実施形態通りにすれば、同様の効果を期待できる。

［２．第２実施形態］
つづいて第２実施形態について説明する。第２実施形態は、集音部１０と、スピーカ１５との位置について特定するための実施形態である。

本実施形態を、図８を用いて説明する。集音部１０をブーム２２の先端近傍に設け、スピーカ１５をブーム２２の下端近傍に設ける構成とする。このとき、集音部１０と、スピーカ１５とは、Ｌ（ｍｍ）離れた構成とする。ここで、Ｌとしては、所定間隔以上あれば良いが、少なくとも略３００ｍｍ以上離した間隔であることが好ましい。

集音部１０（マイク１２）と、スピーカ１５を同一のブーム２２に設けることにより、常に一定の距離Ｌを確保することができる。これにより、例えばブーム部２０の全体が伸びたとしても、距離Ｌに変化はないこととなる。

例えば、ノイズキャンセル部８００により、集音された音からノイズキャンセルを行う場合、マイク１２の位置が重要となる。すなわち、マイク１２の位置が変わると、ノイズキャンセルの効果も変化するためである。

このため、スピーカ１５と常に同じ距離であることにより、効果的なノイズキャンセルを行うことが可能となるといった効果を期待できる。

［３．第３実施形態］
つづいて第３実施形態について説明する。第３実施形態は、集音部１０を、ブーム２４に設けた場合の実施形態について説明する。

図９は、本実施形態における自律走行車両１ａを示した図である。本実施形態では、集音部１０は、ブーム２４の先端に設けられている。これにより、ブーム部２０が伸びた状態では、集音部１０（マイク１２）はより高い位置となる。これにより、集音する範囲がブーム２２に設けた場合より広範囲となる。

［４．第４実施形態］
つづいて第４実施形態について説明する。第４実施形態は、マイクを複数設けた場合の実施形態について説明する。

図１０は、本実施形態における自律走行車両１ｂを示した図である。本実施形態では、集音部として、マイク１４を複数設けている。すなわち、監視カメラ５０を備えた先端ユニット４０の前方に前方マイク１４ａを設け、先端ユニット４０の上方に上方マイク１４ｂを設けている。

そして、図１１に示すように、起伏角度が略０度の場合は、前方マイク１４ａをＯＮ、上方マイク１４ｂをＯＦＦとする（Ｓ１０２；Ｙｅｓ→Ｓ１０４）。また、昇降装置３が上昇すると、ブーム部２０の起伏角度が０度では無くなる。この場合は、前方マイク１４ａをＯＦＦとし、上方マイクをＯＮとする。

このように、本実施形態によれば、マイクを複数設けることで、昇降装置３が上昇していない、すなわち自律走行車両１が走行中は前方の音を集音し、昇降装置３が上昇している、すなわち自律走行車両１が停止中は周囲の音を集音することが可能となる。

［５．第５実施形態］
つづいて第５実施形態ついて説明する。第５実施形態としては、例えば、集音部１０に、撥水効果の高い部材を用いたり、ワイパー機能を用いたりする場合について説明する。すなわち、マイク１２の前面に、撥水効果の高い部材を用いたり、ワイパー機能を用いたりすることとなる。

例えば、昇降装置３が上昇している場合（ブーム部２０の起伏角度が最大角度となっている場合）、集音部１０はおおよそ床面水平状態となっている。

このとき、天候が雨や雪の場合、集音部１０の上に水が溜まってしまうと、集音効果が低下することとなる。そこで、集音部１０については、撥水効果が高い部材を用いたり、ワイパー機構を設けたりすることにより、水が溜まってしまうことを防ぐことが可能となる。

また、外装筐体に傾斜をつけたり、山型（凸型）の形状にしたりしても良い。この場合であっても、マイク１２が上述した実施形態の角度で設けられている場合には、同様の効果が実現可能である。

［６．第６実施形態］
つづいて第６実施形態について説明する。第６実施形態は、マイク１２が取付部材に揺動可能に取り付けられている場合について説明する。

すなわち、昇降装置３が下降状態（起伏角度が略０度）の場合、マイク１２は最大起伏角度となるような取付角度で取り付けられている。

ここで、昇降装置３が上昇すると、マイク１２のロック機構が解除され、マイク１２は床面水平状態を維持するように動作する。すなわち、取付部材に固定されていないことから、ブーム部２０の起伏角度にかかわらず、常に床面水平状態となるように構成されることになる。

［８．変形例］
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も特許請求の範囲に含まれる。

上述した実施形態では、ブーム部は２段のブームから構成されていることとして説明しているが、他の構成であっても良い。例えば、ブームは１つであっても良いし、更に多段で構成されていても良い。

また、マイクは外装筐体で覆われていることとして説明したが、外装筐体で覆われていなくても良い。例えば、ブームに外付けしても同様の効果を有することとなる。

１、１ａ、１ｂ 自律走行車両
３ 昇降装置
１０ 集音部
１２、１４、１４ａ、１４ｂ マイク
１５ スピーカ
２０ ブーム部
２２、２４ ブーム
２６ 基台
５ 車両本体
３２ 駆動部
３４ タイヤ
４０ 先端ユニット
５０ 監視カメラ
５２ 前方カメラ
１００ 制御部
２００ 撮影部
２１０ 周辺撮影部
２２０ 外側撮影部
３００ 駆動制御部
４００ ブーム制御部
５００ 記憶部
６００ 音入力部
７００ 音出力部
８００ ノイズキャンセル部

Claims (13)

1. 昇降装置を車両本体に備えた自律走行車両において、
   前記昇降装置は、先端部が起伏可能に構成されており、
   前記昇降装置にマイクロフォンを設けことを特徴とする自律走行車両。
2. 前記マイクロフォンは、前記自律走行車両が走行時には進行方向前方を向くように取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の自律走行車両。
3. 前記マイクロフォンは、前記昇降装置が収納時のときは車両前方を向いており、前記昇降装置が上昇時のときは車両上方を向いているように前記昇降装置上に取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律走行車両。
4. 前記マイクロフォンは、前記昇降装置が上昇したときに、略水平となるような取付角度で、前記昇降装置上に取り付けられていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の自律走行車両。
5. 前記昇降装置には、スピーカが設けられており、
   前記マイクロフォンと、前記スピーカとの取付位置は、前記昇降装置が上昇時、収納時に関わらず距離が一定になる位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の自律走行車両。
6. 前記マイクロフォンと、前記スピーカとは、少なくとも３００ｍｍ以上離れていることを特徴とする請求項５に記載の自律走行車両。
7. 前記マイクロフォンは、外装筐体で覆われており、
   前記マイクロフォンと、前記外装筐体とは離れて取り付けられていることを特徴とする請求項１から６の何れか一項に記載の自律走行車両。
8. 前記マイクロフォンの前面には、撥水効果のある部材又はワイパー機構を更に備えることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の自律走行車両。
9. 前記昇降装置はブームで構成されており、
   前記マイクロフォンは前記ブームの起伏角度が最大角度のときに、略水平状態になるように前記ブームに取り付けられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の自律走行車両。
10. 先端部にカメラを設けた昇降装置を車両本体に備えた自律走行車両において、
    車両周囲の音を集音可能なマイクロフォンを有し、
    前記マイクロフォンは、前記昇降装置が収納時のときは車両前方の音を集音し、前記昇降装置が上昇時のときは車両周囲の音を集音することを特徴とする自律走行車両。
11. 前記マイクロフォンは、前方の音を集音する第１のマイクロフォンと、周囲の音を集音する第２のマイクロフォンとが設けられており、
    前記昇降装置が収納時のときは第１のマイクロフォンを、前記昇降装置が上昇時のときは第２のマイクロフォンを用いて集音することを特徴とする請求項１０に記載の自律走行車両。
12. 前記マイクロフォンは、前記昇降装置の先端部近傍に取付られており、
    前記昇降装置が収納時のときは車両前方を向いており、前記昇降装置が上昇時のときは車両上方を向いているように前記昇降装置上に取り付けられている、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の自律走行車両。
13. 前記昇降装置が収納時は前記自律走行車両は走行状態であり、前記昇降装置が上昇時は前記自律走行車両は停止状態であることを特徴とする請求項１から１２の何れか一項に記載の自律走行車両。

Images