JP2018155597A - 障害物検出装置、走行装置、障害物検出システムおよび障害物検出方法 - Google Patents

障害物検出装置、走行装置、障害物検出システムおよび障害物検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】周辺情報を検出する場合に、簡単な構成で誤検知を防止して安定したセンシングを実現できる障害物検出装置、走行装置、障害物検出システムおよび障害物検出方法を提供する。【解決手段】障害物を検出する複数の障害物検出部と、障害物検出部の検出を制御する制御部（５０）とを備える障害物検出装置（１００）を搭載した走行装置（１）であって、障害物検出部として超音波センサ（３０）とＬＩＤＡＲセンサ（３１）とを備え、ＬＩＤＡＲセンサ（３１）は、超音波センサ（３０）の検出範囲の障害物を検出するとともに、超音波センサ（３０）による検出範囲よりも遠い範囲の障害物を検出可能に構成され、制御部（５０）は、超音波センサ（３０）またはＬＩＤＡＲセンサ（３１）の何れか一方の検出範囲において検出不能となった場合に、他方の検出不能の範囲を補完するように検出を制御することを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、障害物検出装置、走行装置、障害物検出システムおよび障害物検出方法に係り、特に、装置周辺の障害物を検出する障害物検出部を備える障害物検出装置、走行装置、障害物検出システムおよび障害物検出方法に関する。
従来の監視デバイスを搭載した走行装置では、車両周辺の情報を検出する情報検出部を備える自律走行車両が知られている。
自律走行車両（例えば、自走ロボット）においては、搭載された複数の検出素子（情報検出部）を駆動することで、車両周囲の障害物までの距離を測定するものが知られている。
検出素子として超音波センサは、自走ロボットに搭載された複数の素子を駆動することで、周囲の障害物までの距離を測定する。しかしながら、超音波センサから音波が出ている部分に物（枯葉、雪、石や車体の凸凹等）が置かれたり、何か（泥、砂や雪等）が付着したりすると、走行上は何も問題がないにも関わらず誤検知により停止判断される場合がある。
従来技術として、例えば、車両の開閉体を開閉させる車両の開閉制御システムにおいて、開閉体を開閉駆動する駆動部と、車両周辺の障害物検知を行う超音波センサと、超音波センサの検知結果に基づいて駆動部を駆動させて開閉体を開閉制御する制御部と、を備え、超音波センサが受信しないマスク期間を設けて、超音波センサが誤検出することを防止するようにした構成が開示されている（特許文献１を参照）。
この構成によれば、超音波センサが受信しないマスク期間を設けることで、一定期間の検出をキャンセルして必要な時期に確実に検出を行なうことができる。
特開２００９−２３５８２０号公報
しかしながら、上述した特許文献１における技術では、超音波センサに対してマスク期間を設けることで、１つの超音波センサで計画的に検出時期を設定することができるが、センサの検出部の前に何かが置かれたり、走行中に何か（泥、砂や雪等）が付着したりした場合には、検出不可能となるという問題があった。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、周辺情報を検出する場合に、簡単な構成で、誤検知を防止して、安定したセンシングを実現できる障害物検出装置、走行装置、障害物検出システムおよび障害物検出方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための本発明に係る障害物検出装置、走行装置、障害物検出システムおよび障害物検出方法は、次の通りである。
本発明は、走行装置に搭載され、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部とを備える障害物検出装置であって、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部とを備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記制御部により、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することを特徴とするものである。
また、本発明は、走行装置に搭載され、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部と、走行状態または周辺の情報を検出する情報検出部と、を備える障害物検出装置であって、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部と、を備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記制御部により、前記情報検出部の検出結果に応じて、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果を優先させるように制御することを特徴とするものである。
また、本発明は、障害物検出装置を搭載した走行装置であって、前記障害物検出装置として、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部とを備え、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部とを備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記制御部により、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することを特徴とするものである。
また、本発明は、外部サーバと、装置周辺の障害物を検出する障害物検出部を備える障害物検出装置を搭載した走行装置とを用いる障害物検出システムにおいて、前記障害物検出装置を、外部サーバからの指示により検出を行なうように制御し、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部と、を備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記外部サーバには、前記障害物検出部の検出を制御する制御部を備え、前記制御部により、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することを特徴とするものである。
また、本発明は、走行装置に搭載され、前記走行装置周辺の障害物を検出する障害物検出装置おける障害物検出方法であって、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出工程と、前記第１の障害物検出工程と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出工程と、を備え、前記第１の障害物検出工程による検出範囲と前記第２の障害物検出工程による検出範囲を、前記第１の障害物検出工程による検出範囲の一部と前記第２の障害物検出工程による検出範囲の一部とが重なるように配置する工程と、前記第１の障害物検出工程と前記第２の障害物検出工程の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出工程の検出条件を変更するように制御する工程と、を備えることを特徴とするものである。
本発明の障害物検出装置によれば、走行装置に搭載され、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部とを備える障害物検出装置であって、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部とを備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記制御部により、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することで、例えば、障害物検出部の前に障害物が置かれたり、障害物検出部に何らかの付着物が付着することにより正確に検出することができなくなった場合でも、障害物や付着物による誤検知を避けつつ、効率のよいセンシングを実現することができる。これにより、誤検知が発生したら検出操作を中止するしかなかったものが、複数の障害物検出部を組み合わせて使うことにより柔軟な対処が可能になる。
また、本発明の障害物検出装置によれば、走行装置に搭載され、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部と、走行状態または周辺の情報を検出する情報検出部と、を備える障害物検出装置であって、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部と、を備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記制御部により、前記情報検出部の検出結果に応じて、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果を優先させるように制御することで、例えば、障害物検出部の前に障害物が置かれたり、障害物検出部に何らかの付着物が付着することにより正確に検出することができなくなった場合でも、障害物や付着物による誤検知を避けつつ、効率のよいセンシングを実現することができる。これにより、誤検知が発生したら検出操作を中止するしかなかったものが、複数の障害物検出部を組み合わせて使うことにより柔軟な対処が可能になる。
また、本発明の走行装置によれば、前記障害物検出装置として、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部とを備え、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部とを備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記制御部により、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することで、例えば、障害物検出部の前に障害物が置かれたり、障害物検出部に何らかの付着物により正確に検出することができなくなった場合でも、障害物や付着物による誤検知を避けつつ、効率のよいセンシングを実現することができる。これにより、誤検知が発生したら走行を停止するしかなかったものが、複数の障害物検出部を組み合わせて使うことにより走行を停止することなく検出操作が可能になる。
また、本発明の障害物検出システムによれば、外部サーバと、装置周辺の障害物を検出する障害物検出部を備える障害物検出装置を搭載した走行装置とを用いる障害物検出システムにおいて、前記障害物検出装置を、外部サーバからの指示により検出を行なうように制御し、前記障害物検出部の構成として、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部と、を備え、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とを、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置し、前記外部サーバには、前記障害物検出部の検出を制御する制御部を備え、前記制御部により、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することで、例えば、障害物検出部の前に障害物が置かれたり、障害物検出部に何らかの付着物により正確に検出することができなくなった場合でも、障害物や付着物による誤検知を避けつつ、効率のよいセンシングを実現することができる。これにより、誤検知が発生したら走行を停止するしかなかったものが、複数の障害物検出部を組み合わせて使うことにより走行を停止することなく検出操作が可能になる。
また、本発明の障害物検出方法は、走行装置に搭載され、前記走行装置周辺の障害物を検出する障害物検出装置おける障害物検出方法であって、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出工程と、前記第１の障害物検出工程と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出工程と、を備え、前記第１の障害物検出工程による検出範囲と前記第２の障害物検出工程による検出範囲を、前記第１の障害物検出工程による検出範囲の一部と前記第２の障害物検出工程による検出範囲の一部とが重なるように配置する工程と、前記第１の障害物検出工程と前記第２の障害物検出工程の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出工程の検出条件を変更するように制御する工程と、を備えることで、例えば、障害物検出部の前に障害物が置かれたり、障害物検出部に何らかの付着物が付着することにより正確に検出することができなくなった場合でも、障害物や付着物の誤検知を避けつつ、効率のよいセンシングを実現することができる。これにより、誤検知が発生したら走行を停止するしかなかったものが、複数の障害物検出部を組み合わせて使うことにより走行を停止することなく検出操作が可能になる。
第１実施形態に係る走行装置の全体の構成を示す側面視による説明図である。 前記走行装置における超音波センサの設置状態を示す説明図である。 前記走行装置における超音波センサによる検出領域を示す説明図である。 前記走行装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）第１実施形態の障害物検出装置を構成する超音波センサによる障害物の検出状態を示す説明図、（ｂ）は前記超音波センサの検出範囲と近距離の障害物の位置関係を示す説明図である。 （ａ）前記超音波センサによるセンサに付着した付着物の検出状態を示す説明図、（ｂ）は前記超音波センサの検出範囲と付着物の位置関係を示す説明図である。 前記障害物検出装置を構成する超音波センサに付着物がある場合の検出状態を示す説明図である。 前記障害物検出装置を構成するＬＩＤＡＲセンサに付着物がある場合の検出状態を示す説明図である。 第２実施形態に係る走行装置における超音波センサとＬＩＤＡＲセンサによる障害物の検出状態一例を示す説明図である。 第３実施形態に係る走行装置の電気的構成を示すブロック図である。 第４実施形態に係る走行装置の電気的構成を示すブロック図である。
（第１実施形態）
以下、本発明の障害物検出装置を搭載した走行装置を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、第１実施形態に係る走行装置の全体の構成を示す側面視による説明図、図２は前記走行装置における超音波センサの設置状態を示す説明図、図３は前記走行装置における超音波センサによる検出領域を示す説明図である。
第１実施形態に係る走行装置１は、装置周辺の障害物を検出する複数の障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部とを備える障害物検出装置を搭載した自律走行車両として機能する走行装置であって、図１に示すように、車台２に車輪３を配置し、車台２上に昇降装置１０を搭載し、車体前面２Ｆの左右両側に車両前方を照射する照射灯２０を備えて監視走行を行なう。
ここで、自律走行車両とは、人間の判断を介することなく、機械またはプログラムにより自律的に走行する装置であり、例えば、工場内で対象物を運ぶ自律型産業用運搬車両や警備用車両などが知られている。
まず、第1実施形態の走行装置１の概略構成について図面を参照して説明する。
走行装置１は、図１に示すように、矩形状の車台２に４輪の車輪３を備え、車台長手方向（前後方向）に配置された２輪の車輪３は、共通の動力源である電動モータ（図示省略）により駆動される。
走行装置１は、左右の車輪３が独立して駆動制御可能であり、左右の車輪３の回転差で進行方向を変えることができる。また、左右の車輪３の回転方向を互いに逆方向とすることでその場で旋回するいわゆるスキッドステア方式により定置旋回が可能となる。
昇降装置１０は、図１に示すように、昇降部１１を昇降させる昇降機構１２と、昇降機構１２を駆動する駆動部１７とを備えている。
昇降部１１には、カメラを備えた監視デバイス１１１が設けられている。
駆動部１７は、走行装置１の車台２上部に配置される基部１８に固定されている。
基部１８は、昇降機構１２が下降した状態で、その上部に略平行に配置するように構成されている。
昇降装置１０は、基部１８を含めたユニット構造として一体的に構成して、車台２に着脱可能に取付けるようにしてもよい。
昇降機構１２は、昇降部１１に連結されるブーム１３を備えて構成されている。
ブーム１３は、駆動部１７により昇降部１１を上下方向に昇降するように上下方向に回動可能に構成されている。また、ブーム１３は、第１ブーム部材１３１と第２ブーム部材１３２とを備えて、第１ブーム部材１３１を上下方向に回動可能として、第２ブーム部材１３２を第１ブーム部材１３１より伸縮可能に構成されている。
なお、ブーム１３は、基部１８上で水平方向に旋回可能に構成してもよい。
車台２の前側と後側には、車体幅方向に亘りバンパー５，６が設けられている。
バンパー５の上方には、照射灯２０が車台２の内側に凹んだ位置に配置されている。
照射灯２０の構成として、第１の照射灯としてヘッドライト（前照灯）２１と、特定の発光操作により威嚇照射するための第２の照射灯としてスポットライト（ビームライト）２２とを備えている。
そして、車台２には、車両前方、車両左右側方、車両後方をそれぞれ監視する障害物検出部が配置されている。
第１実施形態では、第１の障害物検出部として複数の超音波センサ３０が設けられている。超音波センサ３０は、図１〜図３に示すように、走行装置１の車台２の車体前面２Ｆの車幅方向の左右両側には超音波センサ３０Ｆ１，３０Ｆ２が配置され、車台２の後部の車幅方向の左右両側には超音波センサ３０Ｂ１，３０Ｂ２が配置され、さらに、車台２の左右両側の略中央部には超音波センサ３０Ｌ，３０Ｒが配置されている。すなわち、超音波センサ３０Ｆ１，３０Ｆ２，３０Ｂ１，３０Ｂ２，３０Ｌ，３０Ｒにより走行装置１の外周の周辺の障害物を取得することができる。符号３０ａは超音波センサ３０の検出範囲（第１の検出範囲）を示す。
このように、走行装置１は、複数の超音波センサ３０を備えることで、走行ルート上の障害物、不審物、不審者などを検出するようにされている。
第１実施形態では、第１の障害物検出部として超音波センサ３０を用いているが、レーザ式センサを用いてもよい。レーザ式センサは、発光部よりレーザを照射し、障害物の表面において反射された反射光を受光部にて検知することで、発光から受光までの時間に基づき障害物までの距離を測距する。
また、車台２の車体前面２Ｆの中央部付近に、第２の障害物検出部としてＬＩＤＡＲ（Laser Imaging Detection and Ranging）センサ３１が設けられている。ＬＩＤＡＲセンサ（ライダセンサ）３１は、レーザ照射により遠距離にある障害物を検出して障害物までの距離やその障害物を分析するものである。
第１実施形態では、ＬＩＤＡＲセンサ３１は、図３に示すように、少なくとも超音波センサ３０の検出範囲３０ａのうちの一部の範囲の障害物を検出するとともに、超音波センサ３０による検出範囲よりも遠い検出範囲（第２の検出範囲）３１ａの障害物を検出可能に構成されている。
次に、第１実施形態の走行装置１の電気的構成について、ブロック図を参照して説明する。
図４は第１実施形態に係る走行装置の電気的構成を示すブロック図である。
第１実施形態に係る走行装置１は、図４に示すように、障害物検出装置１００の構成として、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により取得された障害物情報を処理する情報処理部４０と、前記障害物情報に基づき走行装置１の走行を制御する制御部５０と、超音波センサ３０により取得された障害物情報を記憶する記憶部６０とを備えている。
情報処理部４０は、認識処理部４１と、障害物判定部４２とを備えている。
認識処理部４１は、周辺の障害物の位置を認識する。障害物判定部４２は、障害物を認識して走行装置１の周辺に障害物（被検出体）があるか否かを判定する。
制御部５０は、運転状態判定部５１と、センサ状態判定部５２と、優先センサ判定部５３と、を備えることを特徴としている。
運転状態判定部５１は、走行装置１が直進走行状態か、バック走行状態か、旋回状態かを判定する。センサ状態判定部５２は、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により検出された検出情報に基づき、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出状態、例えば、検出部に汚れが付着したか否かを判定する。優先センサ判定部５３は、センサ状態判定部５２の判定結果に基づき、超音波センサ３０またはＬＩＤＡＲセンサ３１の何れの検出結果を優先させるかを判定する。
第１実施形態では、制御部５０において、超音波センサ３０またはＬＩＤＡＲセンサ３１の何れか一方の障害物検出部の検出範囲において検出不能の範囲が生じた場合に、他方の障害物検出部により前記検出不能の範囲を補完するように検出を制御することを特徴としている。
記憶部６０は、走行装置１の超音波センサ３０を予め設定された検出範囲３０ａやＬＩＤＡＲセンサ３１の予め設定された検出範囲３１ａが記憶されている。
ここで、超音波センサ３０による検出処理について図面を参照して説明する。
図５（ａ）は第１実施形態の障害物検出装置を構成する超音波センサによる障害物の検出状態を示す説明図、（ｂ）は前記超音波センサの検出範囲と近距離の障害物の位置関係を示す説明図、図６（ａ）は前記超音波センサによるセンサに付着した付着物の検出状態を示す説明図、（ｂ）は前記超音波センサの検出範囲と付着物の位置関係を示す説明図である。
超音波センサ３０により障害物８１が近くにある場合は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、発信した音波が障害物８１に反射して検出される。すなわち、障害物８１の距離に応じて反射した音波が検出される。発信された音波および反射した音波は、図５（ａ）に示すように、縦軸を振幅、横軸を時間で表される。
一方、超音波センサ３０に付着物８２がある場合は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、発信した音波が出ていかないため、誤って反射波なしと判定されてしまうことがある。そうすると、例えば、付着物８２の向こうに障害物８３があるにも関わらず、障害物なしとして判定されることになる。もしくは、音波を出した瞬間に付着物８２で反射した音波が返ってくるため、至近距離に障害物があると誤判定されることもある。
上述したことは、ＬＩＤＡＲセンサ３１においても同様な状態となる。
そこで、第１実施形態の走行装置１によれば、障害物検出部として２種類の超音波センサ３０とＬＩＤＡＲセンサ３１を配置して、それぞれの検出範囲を補完するように制御することで、一方のセンサが検出不能となった場合でも、他方のセンサにより検出を行なうことができる。
以下に、第１実施形態の走行装置１による検知操作について図面を参照して説明する。
図７は第１実施形態の障害物検出装置を構成する超音波センサに付着物がある場合の検出状態を示す説明図、図８は前記障害物検出装置を構成するＬＩＤＡＲセンサに付着物がある場合の検出状態を示す説明図である。
第１実施形態の走行装置１において、図７に示すように、超音波センサ３０のうちの超音波センサ３０Ｆ２の検出範囲３０ａに障害物８５が存在している。また、障害物８５はＬＩＤＡＲセンサ３１の検出範囲３１ａに存在している。
このとき、超音波センサ３０Ｆ２に付着物がある場合は、障害物８５の検出が不能となる。センサ状態判定部５２により超音波センサ３０Ｆ２に付着物があると判定された場合は、優先センサ判定部５３により障害物８５を検出しているＬＩＤＡＲセンサ３１による検出操作を優先するようにする。
そして、情報処理部４０において、障害物判定部４２によりＬＩＤＡＲセンサ３１による検出結果に基づいて、障害物の有無が判定される。
このようにして、超音波センサ３０Ｆ２が検出不能となった場合でも、ＬＩＤＡＲセンサ３１により超音波センサ３０Ｆ２の検出範囲を補完することができる。
一方、第１実施形態の走行装置１において、図８に示すように、ＬＩＤＡＲセンサ３１に付着物があって、障害物８５が存在する領域が検出不能となっている場合は、優先センサ判定部５３により障害物８５を検出している超音波センサ３０Ｆ２による検出操作を優先するようにする。
そして、情報処理部４０において、障害物判定部４２により超音波センサ３０Ｆ２による検出結果に基づいて、障害物の有無が判定される。
このようにして、ＬＩＤＡＲセンサ３１の一部の検出領域が検出不能となった場合でも、超音波センサ３０Ｆ２によりＬＩＤＡＲセンサ３１の検出できない領域を補完することができる。
例えば、ＬＩＤＡＲセンサ３１に半透明の付着物がついたり、水滴がついたりすると、検出範囲の１〜２ｍ付近にノイズが発生し、検知判定処理がうまく機能しないことがある。このようなノイズが発生したエリアに対して、超音波センサ３０の検出結果を考慮することで、確実に障害物を検知することができる。
以上のように構成したので、第１実施形態の走行装置１によれば、検知操作を行なう際に、障害物検出装置１００により超音波センサ３０やＬＩＤＡＲセンサ３１のように検出処理の異なる複数のセンサを組み合わせることで、障害物を検出したセンサが障害物を検出できないセンサの検知範囲を補完するように制御することで、その検出結果を活用することによって、付着物の誤検知を避けつつ、効率のよいセンシングを実現することができる。これにより、誤った判定による走行装置１の減速・停止や、障害物に反応しないといった危険状態を回避することができる。
なお、変形例として、第１実施形態の走行装置１において、超音波センサ３０またはＬＩＤＡＲセンサ３１が検知不能となった場合に、「センサに付着物あり」を報知するアラートを出すようにしてもよい。
また、第１実施形態の走行装置１において、超音波センサ３０とＬＩＤＡＲセンサ３１の検出結果と比較して、ＬＩＤＡＲセンサ３１による検出に異常が無い場合に、超音波センサ３０が何らかを検出している場合にも、ＬＩＤＡＲセンサ３１に付着物が有るかもしれないためアラートを出すようにしてもよい。
また、第１実施形態の優先センサ判定部５３の機能に加えて、例えば、進行方向の超音波センサ３０を優先させて駆動させるように制御を切り替えるようにしてもよい。これにより、音波を出す期間が短くなるので、応答性が速くなり、移動速度が速くなっても検知もれが起こりにくくなる。
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図面を参照して説明する。
図９は第２実施形態に係る走行装置における超音波センサとＬＩＤＡＲセンサによる障害物の検出状態一例を示す説明図である。
なお、第２実施形態における走行装置は、第１実施形態の走行装置と同じ構成を備えるものであり、障害物検出装置による制御が異なるものであるため、同様な構成のものは同一の符号を付することで説明を省略する。
第２実施形態における走行装置２０１は、図９に示すように、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出範囲に存在する障害物８６が、鏡面のある物体やガラスなどの透明なものである場合には、ＬＩＤＡＲセンサ３１の検出結果を用いることなく、超音波センサ３０の検出結果に基づいて障害物の有無を判定するようにしたことを特徴とするものである。
ＬＩＤＡＲセンサ３１は、鏡面のある物体やガラスなどの透明なものは検知することができないため、ＬＩＤＡＲセンサ３１の検出範囲に障害物８６が存在しても検出されない場合は、超音波センサ３０の検出結果を優先させて障害物の有無の判定を行う。
以上のように構成したので、第２実施形態によれば、走行装置２０１において、障害物８６が超音波センサ３０Ｆ２に検出されているにも関わらず、ＬＩＤＡＲセンサ３１の検出範囲３１ａに存在していることが検出されない場合、ＬＩＤＡＲセンサ３１に異常がないと判断されたときは、超音波センサ３０Ｆ２による検出操作を優先して行なうようすることで、障害物を検出したセンサが障害物を検出できないセンサの検知操作を補完して、効率のよいセンシングを実現することができる。
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図面を参照して説明する。
図１０は第３実施形態に係る走行装置の電気的構成を示すブロック図である。
なお、第３実施形態における走行装置については、基本的な構成は第１実施形態の走行装置１と同様な構成を備えるものとすることで説明を省略する。
第３実施形態に係る走行装置３０１は、図１０に示すように、第１実施形態の走行装置１の構成に加えて、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出操作開始時に、超音波センサ３０またはＬＩＤＡＲセンサ３１により人を検出した場合は、その後超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により人の検出が確認されない場合に、人が離れたことを判定することを特徴とするものとする。
走行装置３０１は、図１０に示すように、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により取得された障害物情報を処理する情報処理部３４０と、前記障害物情報に基づき走行装置３０１の走行を制御する制御部３５０と、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により取得された障害物情報を記憶する記憶部６０とを備えている。
情報処理部３４０は、認識処理部４１、障害物判定部４２に加えて、さらに、人判定部４３を備えることを特徴としている。人判定部４３は、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により検出された障害物の情報に基づき、障害物が人であるか否かを判定する。
制御部３５０は、運転状態判定部５１、センサ状態判定部５２、優先センサ判定部５３に加えて、さらに、移動動作制御部５４を備えることを特徴としている。
移動動作制御部５４は、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により検出された情報に基づき、人判定部４３により超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域内に人が存在すると判定された場合に走行装置３０１の移動動作を停止する。
以上のように構成したので、第３実施形態によれば、走行装置３０１において、情報処理部３４０の構成として、人判定部４３を備え、制御部３５０の構成として、移動動作制御部５４を備えることで、走行装置３０１の運転が開始される際に、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域内に人を検出した場合は、走行装置３０１付近に人がいることを判定して、人が検出領域から外れるまでは走行装置３０１の運転を停止することで、人に安全な走行装置３０１を実現できる。
また、制御部３５０は、人が存在する側の超音波センサ３０の検出領域から外れるまでは、人が存在する側の超音波センサ３０にマスクを掛けて検出を無効にするようにしてもよい。
このように構成することで、まだ人が走行装置３０１から十分離れていない場合に、障害物として誤検知することを防止することができる。
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図面を参照して説明する。
図１１は第４実施形態に係る走行装置の電気的構成を示すブロック図である。
なお、第４実施形態における走行装置については、基本的な構成は第１実施形態の走行装置１と同様な構成を備えるものとすることで説明を省略する。
第４実施形態に係る走行装置４０１は、図１１に示すように、第１実施形態の走行装置１の構成に加えて、走行状態または周辺の情報を検出する情報検出部としての環境条件入力部７０を備えて、走行装置４０１が配置される環境条件に応じて超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域を調整可能とすることを特徴とするものである。
環境条件入力部７０は、走行装置４０１に通信可能に接続されるサーバや端末装置から環境条件が入力可能に構成されている。環境条件として、例えば、天候が、雨、霧、雪等の条件が想定される。
走行装置４０１は、図１１に示すように、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により取得された障害物情報を処理する情報処理部４０と、前記障害物情報に基づき走行装置４０１の走行を制御する制御部４５０と、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１により取得された障害物情報を記憶する記憶部６０とを備えている。
制御部４５０は、運転状態判定部５１、センサ状態判定部５２、優先センサ判定部５３に加えて、さらに、検出領域調整部５５を備えることを特徴としている。
検出領域調整部５５は、環境条件入力部７０により取得した環境条件に基づき、その環境条件に応じて超音波センサ３０の検出領域を調整する。
例えば、天候が雨や霧、雪の場合は、ＬＩＤＡＲセンサ３１が影響を受けるため、検出領域調整部５５は、超音波センサ３０の検出領域を長い検出領域に調整する。このとき、超音波センサ３０の検出領域は、ＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域よりも長く調整してもよい。
また、天候が良好の場合は、視界が良好となるため、検出領域調整部５５は、ＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域を長い検出領域に調整するようにしてもよい。
以上のように構成したので、第４実施形態によれば、走行装置４０１において、環境条件入力部７０を備え、制御部４５０の構成として、検出領域調整部５５を備えることで、環境条件に応じて超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域を調整することができるので、確実にセンシングを行なうことができる。
なお、変形例として、路面状況を検出する情報検出部としてＣＣＤカメラを用いて、その撮像情報より路面状況を判定して、第４実施形態の走行装置４０１が走行する経路（路面）の状況に応じて、作動する超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域の設定を変更するようにしてもよい。
例えば、経路が狭い場合は、超音波センサ３０の検出領域を狭く設定して、周辺からの反射による影響を少なくする。また、例えば、経路の両側に壁があり、その壁側には人が侵入しないことが分かっている場合は、側面の検出はマスクするようにしてもよい。
または、ＬＩＤＡＲセンサ３１の検知判定処理を、検出不能となっている超音波センサ３０の検出範囲を含む領域だけ検知判定の基準値を下げるようにしてもよい。例えば、障害物の検知判定サイズを小さくして、検知しやすくする等により、走行の安全性を補うようにしてもよい。
その他の変形例として、第４実施形態の走行装置４０１の走行速度に応じて、超音波センサ３０およびＬＩＤＡＲセンサ３１の検出領域の設定を変更するようにしてもよい。
例えば、走行装置４０１の走行速度を上げるにしたがって、移動方向に付いている超音波センサ３０による検知距離を長くするようにしてもよい。また、移動方向以外の超音波センサ３０の駆動を止めたり、検知距離を短くしたりするようにしてもよい。
また、ＬＩＤＡＲセンサ３１の情報だけで走行する場合は、減速して走行するようにしてもよい。
なお、上述した実施形態では、走行装置が自律走行可能に構成されているが、例えば、外部サーバに制御部を備えて、外部サーバの指示により走行運転を行なうように構成したものであってもよい。
また、上述した実施形態では、走行装置を警備用巡回ロボットとして機能する自律走行車両に適用した場合を例にとって説明したが、他の走行装置に適用可能なことは勿論である。例えば、自動搬送装置や、巡回車両、宅配ロボット、無人運転農機といった装置に適用しても良い。
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１，２０１，３０１，４０１ 走行装置
３０,３０Ｂ１，３０Ｂ２,３０Ｆ１，３０Ｆ２，
３０Ｌ，３０Ｒ 超音波センサ（第１の障害物検出部）
３０ａ 検出範囲（第１の検出範囲）
３１ ＬＩＤＡＲセンサ（第２の障害物検出部）
３１ａ 検出範囲（第２の検出範囲）
４０，３４０ 障害物処理部
４１ 認識処理部
４２ 障害物判定部
４３ 人判定部
５０，３５０，４５０ 制御部
５１ 運転状態判定部
５２ センサ状態判定部
５３ 優先センサ判定部
５４ 移動動作制御部
５５ 検出領域調整部
６０ 記憶部
７０ 環境条件入力部（情報検出部）
８１ 障害物
８２ 付着物
８３，８５，８６ 障害物
１００ 障害物検出装置

Claims (16)

  1. 走行装置に搭載され、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部とを備える障害物検出装置であって、
    前記障害物検出部は、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部と、を備え、
    前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とは、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置され、
    前記制御部は、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することを特徴とする障害物検出装置。
  2. 前記第１の障害物検出部を超音波式センサとし、
    前記第２の障害物検出部を光学式センサとすることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
  3. 前記制御部は、前記第１の障害物検出部および前記第２の障害物検出部の検出結果に基づき、障害物が鏡面を有する部材または透明な部材であると判定した場合は、前記第１の障害物検出部による検出結果を優先させることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
  4. 前記制御部は、前記第１の障害物検出部が検出不能の範囲において、前記第２の障害物検出部の検出結果に基づき障害物の有無を判定する基準値を、予め設定された値よりも低く設定することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
  5. 前記制御部は、前記第２の障害物検出部による検出処理において、近距離でノイズが発生する場合は、前記第１の障害物検出部による検出結果を優先することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
  6. 前記第１の障害物検出部は、前記走行装置の周囲に複数配置され、
    前記制御部は、前記走行装置の走行時に前記第２の障害物検出部により障害物を検出した場合は、その次に駆動する障害物検出部を、前記障害物が検知された検出領域に隣接する検出領域を有する第１の障害物検出部とすることを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
  7. 前記第１の障害物検出部は、前記走行装置の周囲に複数配置され、
    前記制御部は、前記第１の障害物検出部により検出されない範囲に存在する障害物の情報を前記第２の障害物検出部により取得して、前記障害物が存在する方向を検出する第１の障害物検出部を特定して、前記第１の障害物検出部の検出範囲に前記障害物が侵入する手前から駆動することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
  8. 前記第１の障害物検出部は、前記走行装置の周囲に複数配置され、
    前記制御部は、前記走行装置の走行時に前記第２の障害物検出部により前記第１の障害物検出部の検出範囲より先の障害物を検出している場合は、進行方向側を検出する第１の障害物検出部を優先して駆動させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の障害物検出装置。
  9. 前記制御部は、前記第２の障害物検出部による障害物の検出結果が前記第１の障害物検出部による検出結果よりも安定しない場合は、前記第１の障害物検出部による検出結果を優先させることを特徴とする障害物検出装置。
  10. 走行装置に搭載され、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部と、走行状態または周辺の情報を検出する情報検出部と、を備える障害物検出装置であって、
    前記障害物検出部は、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部と、を備え、
    前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とは、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置され、
    前記制御部は、前記情報検出部の検出結果に応じて、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果を優先させるように制御することを特徴とする障害物検出装置。
  11. 前記情報検出部は、前記走行装置が走行する走行経路の路面状況を検出するものであって、
    前記第１の障害物検出部を超音波式センサとし、
    前記第２の障害物検出部を光学式センサとし、
    前記制御部は、前記情報検出部により検出された路面状況が予め設定された路面状況よりも粗い路面に場合は、前記第２の障害物検出部の検出結果を優先させるように制御することを特徴とする請求項１０に記載の障害物検出装置。
  12. 前記情報検出部は、前記走行装置の走行速度を検出するものであって、
    前記第１の障害物検出部を超音波式センサとし、
    前記第２の障害物検出部を光学式センサとし、
    前記制御部は、前記走行装置の走行速度が所定の速度よりも速い速度の場合は、前記第２の障害物検出部による検出を優先させるように制御することを特徴とする請求項１０に記載の障害物検出装置。
  13. 前記情報検出部は、天候情報を検出するものであって、
    前記第１の障害物検出部を超音波式センサとし、
    前記第２の障害物検出部を光学式センサとし、
    前記制御部は、天候情報を入手して、視界が不良な天候の場合は、前記第１の障害物検出部による検知距離を長くするように調整して、前記第１の障害物検出部を優先して検出を行なうことを特徴とする請求項１０に記載の障害物検出装置。
  14. 走行装置に搭載され、障害物を検出する障害物検出部と、前記障害物検出部の検出を制御する制御部とを備える障害物検出装置を搭載した走行装置であって、
    前記障害物検出装置として、請求項１から１３のうちの何れか一項に記載の障害物検出装置を用いることを特徴とする走行装置。
  15. 外部サーバと、装置周辺の障害物を検出する障害物検出部を備える障害物検出装置を搭載した走行装置とを用いる障害物検出システムにおいて、
    前記障害物検出装置は、外部サーバからの指示により検出を行なうように制御され、
    前記障害物検出部は、所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出部と、前記第１の障害物検出部と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出部と、を備え、
    前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部とは、前記第１の障害物検出部の検出範囲の一部と前記第２の障害物検出部の検出範囲の一部とが重なるように配置され、
    前記外部サーバは、前記障害物検出部の検出を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記第１の障害物検出部と前記第２の障害物検出部の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出部の検出条件を変更するように制御することを特徴とする障害物検出システム。
  16. 走行装置に搭載され、前記走行装置周辺の障害物を検出する障害物検出装置おける障害物検出方法であって、
    所定の範囲の障害物を検出する第１の障害物検出工程と、前記第１の障害物検出工程と異なる検出処理により所定の範囲の障害物を検出する第２の障害物検出工程と、を備え、
    前記第１の障害物検出工程による検出範囲と前記第２の障害物検出工程による検出範囲を、前記第１の障害物検出工程による検出範囲の一部と前記第２の障害物検出工程による検出範囲の一部とが重なるように配置する工程と、
    前記第１の障害物検出工程と前記第２の障害物検出工程の何れか一方の検出結果に応じて、他方の障害物検出工程の検出条件を変更するように制御する工程と、
    を備えることを特徴とする障害物検出方法。
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