JP2020042469A - 自律走行体 - Google Patents

Abstract

【課題】探索領域内に障害物が存在する場合でも無駄な回避行動を抑制することができる自律走行体を提供する。【解決手段】自律走行体１０は、車両２０と、車両２０に搭載されたセンサ３１と、車両２０に搭載された制御装置３２と、を備える。制御装置３２は、探索領域Ａ１内に障害物が存在するか否かを判定する。制御装置３２は、探索領域Ａ１内に回避可能領域ＡＡが存在するか否かを判定する。制御装置３２は、進行方向変更領域Ａ２内に障害物が存在しているか否かを判断する。制御装置３２は、進行方向変更領域Ａ２内に障害物が存在している場合、車両２０に回避行動を行わせる。【選択図】図４

Description

本発明は、自律走行体に関する。

自律走行体としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の自律走行体は、障害物を検出するセンサと、制御装置と、を備える。制御装置は、出発点と最終到達点とを結ぶ走行経路に障害物が存在する場合、回避経路を探索する。制御装置は、回避経路が見つかると、回避経路に沿って自律走行体を走行させる。

特開平７−６４６３３号公報

特許文献１では、障害物が検出されると回避経路を探索し、この回避経路に沿って自律走行体を走行させている。すると、検出された障害物が実際に走行の支障となるか否か、言い換えれば、回避する必要があるか否かに関わらず自律走行体は回避経路を走行することになる。走行経路によっては、検出した障害物を回避しなくても自律走行体の走行が可能な場合があり、障害物の検出を契機として自律走行体に回避経路を走行させると、最終到達点への到達が遅くなる。

本発明の目的は、無駄な回避行動を抑制することができる自律走行体を提供することにある。

上記課題を解決する自律走行体は、走行体と、前記走行体に搭載されたセンサと、前記センサの検出結果から前記走行体の進行する経路の方向に拡がる探索領域内に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定部と、前記障害物判定部により前記探索領域内に前記障害物が存在すると判定された場合、前記障害物から、水平方向のうち進行方向に交差する方向に、前記走行体を回避させることが可能な回避可能領域が存在するか否かを探索する探索部と、前記探索領域内の領域であり、かつ、前記探索領域よりも狭い領域である進行方向変更領域内に前記障害物が存在している場合、前記走行体の進行方向を前記回避可能領域に向かうように変更することで前記走行体に回避行動を行わせる進行方向変更部と、を備える。

これによれば、探索領域内に障害物が存在する場合であっても、障害物が進行方向変更領域内に存在しない場合には自律走行体は障害物の回避を行わない。障害物が進行方向変更領域内に存在している場合、自律走行体は回避可能領域に向かうように回避行動を行う。障害物を検出した場合でも、探索領域よりも狭い進行方向変更領域内に障害物が存在しない限りは回避行動が行われないため、無駄な回避行動を抑制することができる。なお、進行する経路の方向とは設定された経路における走行体の進行する方向を指す。

上記自律走行体について、前記走行体が前記回避行動を行わない場合に走行する走行経路を生成する経路生成部を備え、前記探索部は、前記走行経路の向きに合わせて前記探索領域の向きを変更してもよい。これによれば、回避行動により走行体の進行方向が変更された場合であっても、探索領域の向きは走行経路の向きに合わせられる。したがって、回避可能領域の探索を適切に行うことができる。

上記自律走行体について、前記進行方向変更部は、前記走行体の進行方向を前記回避可能領域に向かうように変更する際に前記走行経路から外れるように前記走行体を制御し、前記走行体が前記回避可能領域を通過した後に前記走行経路に戻るように前記走行体を制御してもよい。これによれば、走行体は、回避行動を行った後には走行経路に戻るため、生成された走行経路に沿って走行体を走行させることができる。

上記自律走行体について、前記進行方向変更部は、前記走行体の進行方向の反対方向に拡がる判定領域と前記走行経路との間に前記障害物が存在しなくなった場合に前記走行体が前記回避可能領域を通過したと判定してもよい。これによれば、回避可能領域を通過したことの判定を行える。そして、回避可能領域を通過したと判定したあとに走行体を走行経路に戻すことで、走行体と障害物との接触を抑止することができる。

上記自律走行体について、前記回避可能領域までの距離を算出する算出部を備え、前記進行方向変更部は、複数の前記回避可能領域が探索された場合、前記走行体に最も近い前記回避可能領域に向かうように前記走行体を制御してもよい。これによれば、走行体の走行距離を短くすることができる。

本発明によれば、無駄な回避行動を抑制することができる。

自律走行体の平面図。 自律走行体のブロック図。 障害物回避処理を示すフローチャート。 回避可能領域を探索するときの処理を示す概略図。 障害物が１つの場合の回避可能領域を示す概略図。 障害物が複数の場合の回避可能領域を示す概略図。 回避行動を行う際の車両の動きを示す図。 回避行動を行った後の車両の動きを示す図。 車両の進行方向と探索領域の向きとを一致させた場合の自律走行体を示す図。

以下、自律走行体の一実施形態について説明する。
図１に示すように、自律走行体１０は、走行体としての車両２０と、車両２０に搭載されたセンサ３１と、車両２０に搭載された制御装置３２と、を備える。車両２０は、車体２１と、複数の車輪２２と、を備える。自律走行体１０は、荷を搬送する搬送台車である。

本実施形態の車輪２２は、全方向移動車輪である。全方向移動車輪とは、車軸と一体となって回転することに加えて、車軸の軸線方向への移動を許容する車輪である。車輪２２は、４つ設けられている。車輪２２の回転数、及び、回転方向が制御されることで、車両２０は、車体２１の向きを維持した状態での全方向への移動、車体２１の向きを変更しながらの移動、移動しない状態での車体２１の向きの変更が可能である。なお、上記した「全方向」とは、車両２０が走行する路面上や床面上での移動方向を示す。

図２に示すように、自律走行体１０は、車輪２２を駆動させる駆動機構４１を備える。駆動機構４１は、車輪２２を回転させるためのモータ４２と、モータ４２を駆動させるモータドライバ４３と、を備える。なお、図示は省略するが、モータ４２、及び、モータドライバ４３は、車輪２２の数と同数設けられる。モータドライバ４３は、制御装置３２からの指令に応じてモータ４２の回転数を制御する。制御装置３２は、モータドライバ４３を介してモータ４２の回転数を制御することで、車両２０の進行方向を制御可能である。

次に、センサ３１、及び、制御装置３２について詳細に説明する。
センサ３１としては、制御装置３２に障害物を検出させることが可能なものが用いられる。本実施形態のセンサ３１は、レーザーレンジファインダである。レーザーレンジファインダは、レーザーを周辺に照射し、レーザーが当たった部分から反射された反射光を受信することで距離を測定する距離計である。本実施形態では、水平方向への照射角度を変更しながらレーザーを照射する二次元のレーザーレンジファインダが用いられている。

レーザーが当たった部分を照射点とすると、センサ３１は照射点までの距離を照射角度に対応付けて測定する。即ち、センサ３１は、車両２０と照射点との距離を示す相対座標を測定できる。本実施形態において、センサ３１の水平方向へのレーザーの照射可能角度は２７０°である。

図１に示すように、照射可能角度の中央を基準軸Ｂとすると、照射可能角度は基準軸Ｂ±１３５度の範囲である。センサ３１によって測定される相対座標は、基準軸Ｂの延びる方向をＹ軸、Ｙ軸に直交する方向をＸ軸とする直交座標系の座標である。

図２に示すように、制御装置３２は、ＣＰＵ３３と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる記憶部３４と、を備える。記憶部３４には、車両２０を制御するための種々のプログラムが記憶されている。制御装置３２は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。制御装置３２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。

図１に示すように、車両２０を走行させる際には、制御装置３２は、走行経路Ｒを生成する。走行経路Ｒは、車両２０の出発点である現在位置から最終到達点までの経路である。なお、車両２０が直進している場合、走行経路Ｒと基準軸Ｂとは同一方向を向く。図１では、走行経路Ｒと基準軸Ｂとが重なり合っている。走行経路Ｒの生成方法としては、走行可能経路をグリッドマップ化して経路生成を行う方法や、ポテンシャル場を用いたポテンシャル法などを用いることができる。制御装置３２は、経路生成部として機能している。

制御装置３２は、車両２０から所定距離離れた走行経路Ｒ上の位置を目標点Ｐ１とし、目標点Ｐ１に向けて走行するように駆動機構４１を制御する。制御装置３２は、センサ３１の基準軸Ｂが車両２０の進行方向を向くように車両２０を走行させる。また、制御装置３２は、車両２０と障害物とが接触しないように、車両２０と障害物との距離を所定値以上に保つ障害物回避処理を行う。

以下、制御装置３２が行う障害物回避処理について作用とともに説明する。障害物回避処理は、車両２０が走行している間、繰り返し行われる。
図３、及び、図４に示すように、ステップＳ１において、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に障害物が存在するか否かを判定する。まず、制御装置３２は、車両２０の進行方向に存在する障害物を検出する。障害物の検出は、センサ３１の検出結果から行われる。制御装置３２は、センサ３１の照射点のうちＸ座標とＹ座標が探索領域Ａ１内に存在する場合は、その照射点を障害物と識別し、障害物が存在すると判断する。

探索領域Ａ１は、長方形状の領域であり、Ｘ軸方向に延びる２つの長辺ＬＳ１，ＬＳ２のうち一方が車両２０の所定位置Ｐ２を通過し、他方が車両２０よりも進行方向に位置する。探索領域Ａ１は、車両２０から車両２０の進行する経路の方向に拡がる領域である。ここで、車両２０の進行する経路の方向とは設定された走行経路Ｒにおける車両２０の進行する方向を指す。所定位置Ｐ２は、車両２０の任意の位置であり、予め定められた固定位置である。本実施形態では、車体２１のＹ軸方向の中心であり、かつ、車体のＸ軸方向の中心である位置を所定位置Ｐ２としている。探索領域Ａ１は、基準軸Ｂを軸として線対称となる領域である。

探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法は、車両２０の進行する経路の方向に対して障害物の探索をどこまで行うかにより定められている。本実施形態では、所定位置Ｐ２から目標点Ｐ１までのＹ軸方向の距離を探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法、即ち、探索領域Ａ１の短辺ＳＳ１，ＳＳ２の寸法としている。探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法は、例えば、障害物の検出から障害物を回避可能な位置まで車両２０を移動させるのに要する時間等に応じて設定される。なお、障害物の回避に関して目標点Ｐ１については必ずしも長辺ＬＳ２上に設ける必要はなく、車両２０の回避時の俊敏性と目標追従性を考慮して適宜位置をずらして設定させてもよい。

探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法は、車両２０の進行する経路の方向に交差する方向に対して障害物の探索をどこまで行うかにより定められている。探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法は、車両２０が走行すると想定される場所によって異なり、部屋のレイアウトや、道路の幅等によって異なる。自律走行体１０の走行する場所が予め定まっている場合、探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法は、場所に応じて予め設定された固定値であってもよい。自律走行体１０の走行する場所が定まっていない場合、制御装置３２は、走行する場所に応じて探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法を変更してもよい。

ステップＳ１において、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に障害物が存在しない場合、処理を終了する。一方で、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に障害物が存在する場合、ステップＳ２の処理を行う。制御装置３２は、障害物判定部として機能している。

ステップＳ２において、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に回避可能領域ＡＡが存在するか否かを判定する。まず、制御装置３２は、探索領域Ａ１内の回避可能領域ＡＡを探索する。回避可能領域ＡＡの探索は、例えば、図４に矢印Ｙ１で示すように基準軸Ｂを中心として、探索領域Ａ１内を時計回りに探索した後に、矢印Ｙ２で示すように反時計回りに探索領域Ａ１内を探索することで行われる。回避可能領域ＡＡとは、車両２０が障害物とＸ軸方向に並んだときに、障害物との距離を所定値以上に保った状態で、Ｙ軸方向に進行可能な空間を示す。即ち、障害物との距離を所定値以上に保った状態で障害物の横を通過することができる空間である。なお、所定値とは、センサ３１の検出精度や、障害物が移動体である可能性を考慮した上で、障害物と車両２０との接触を抑止できるように設定されている。

制御装置３２は、探索領域Ａ１内で、障害物からＸ軸方向への寸法が閾値以上の空間を回避可能領域ＡＡと判断する。なお、閾値とは、車両２０と障害物との距離を所定値以上に保った状態で車両２０が走行可能な寸法に基づき設定されている。図５に示す例では、探索領域Ａ１内に１つの障害物Ｏ１が存在する。障害物Ｏ１と探索領域Ａ１の短辺ＳＳ１との間の空間、及び、障害物Ｏ１と探索領域Ａ１の短辺ＳＳ２との間の空間のそれぞれは、Ｘ軸方向への寸法が閾値以上である回避可能領域ＡＡとなる。

一方、図６に示す例では、障害物Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４がＸ軸方向に３つ並んでいる。Ｘ軸方向に並ぶ障害物Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４のそれぞれを順に第１障害物Ｏ２→第２障害物Ｏ３→第３障害物Ｏ４とする。第１障害物Ｏ２と第２障害物Ｏ３との間のＸ軸方向の寸法は、閾値未満である。第２障害物Ｏ３と第３障害物Ｏ４との間の寸法は閾値未満である。なお、第２障害物Ｏ３と第３障害物Ｏ４とは、Ｙ座標が異なっているが、回避可能領域ＡＡの判定はＸ軸方向の寸法のみで行われる。

第１障害物Ｏ２と短辺ＳＳ１との間の空間は、Ｘ軸方向の寸法が閾値以上である回避可能領域ＡＡとなる。第３障害物Ｏ４から短辺ＳＳ２に向かう方向には、閾値以上の空間が存在するが、第３障害物Ｏ４と短辺ＳＳ２との間の空間は、Ｘ軸方向の寸法が閾値未満である。回避可能領域ＡＡは、探索領域Ａ１内の空間であるため、第３障害物Ｏ４と短辺ＳＳ２との間の空間は回避可能領域ＡＡとはならない。したがって、図６に示す例では、回避可能領域ＡＡは１つのみとなる。

障害物が１つの場合に戻り、図３に示すように、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に回避可能領域ＡＡが存在しない場合、ステップＳ１０の処理を行う。一方で、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に回避可能領域ＡＡが存在する場合、ステップＳ３の処理を行う。制御装置３２は、探索部として機能している。

図３、及び、図５に示すように、ステップＳ３において、制御装置３２は、回避行動を行う場合に用いる１つの回避可能領域ＡＡを選択する。以下、回避行動を行う場合に用いる回避可能領域ＡＡを回避領域ＳＡと称する。探索領域Ａ１内に複数の回避可能領域ＡＡが存在する場合、制御装置３２は、センサ３１から回避可能領域ＡＡのＸ軸方向の中央Ｃまでの距離を算出する。制御装置３２は、センサ３１から中央Ｃまでの距離が最も短い回避可能領域ＡＡ、即ち、車両２０から最も近い回避可能領域ＡＡを回避領域ＳＡとして選択する。

一方、図６に示す例のように、制御装置３２は、回避可能領域ＡＡが１つの場合、当該回避可能領域ＡＡを回避領域ＳＡとして選択する。
制御装置３２は、次にステップＳ４の処理を行う。制御装置３２は、算出部として機能している。

ステップＳ４において、制御装置３２は、進行方向変更領域Ａ２内に障害物が存在しているか否かを判断する。なお、以下の説明において、進行方向変更領域Ａ２を変更領域Ａ２と称する。制御装置３２は、変更領域Ａ２内に障害物が存在している場合、ステップＳ５の処理を行う。

図３、及び、図７に示すように、ステップＳ５において、制御装置３２は、回避領域ＳＡに向けて移動するように車両２０を制御する。変更領域Ａ２内に障害物が存在する場合、障害物を回避するように車両２０は走行することになる。変更領域Ａ２は、検出した障害物に対して、実際に回避行動を行うか否かの判定を行うための領域といえる。探索領域Ａ１内に障害物が存在している場合であっても、変更領域Ａ２内に障害物が存在しない場合には回避行動は行われず、変更領域Ａ２内に障害物が存在している場合に回避行動が行われる。なお、図６の例のように、制御装置３２が複数の障害物Ｏ２〜Ｏ４を検出している場合、少なくともいずれかの障害物Ｏ２〜Ｏ４が変更領域Ａ２内に存在している場合に回避行動は行われる。制御装置３２は、進行方向変更部として機能している。

変更領域Ａ２は、探索領域Ａ１内の領域である。変更領域Ａ２は、長方形状の領域であり、Ｘ軸方向に延びる２つの長辺ＬＳ３，ＬＳ４のうち一方が所定位置Ｐ２を通過し、他方が車両２０よりも進行方向に位置する。変更領域Ａ２は、車両２０から車両２０の進行する走行経路Ｒの方向に拡がる領域といえる。変更領域Ａ２は、基準軸Ｂを軸として線対称となる領域である。

変更領域Ａ２は、探索領域Ａ１よりも狭い。なお、「狭い」とは、ＸＹ平面での変更領域Ａ２の面積が探索領域Ａ１よりも小さいことをいう。変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法は、探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法より短い。変更領域Ａ２のＸ軸方向の寸法は、探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法より短い。

変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法、即ち、変更領域Ａ２の短辺ＳＳ３，ＳＳ４の寸法により、車両２０が回避行動を開始する際の回避開始距離が定まる。制御装置３２は、車両２０と障害物とのＹ軸方向の離間距離が変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法未満になったことを契機として回避行動を開始する。

変更領域Ａ２のＸ軸方向の寸法により、回避行動を行う際の回避距離が定まる。回避距離とは、車両２０と障害物とのＸ軸方向の間隔である。変更領域Ａ２のＸ軸方向の寸法は、車両２０のＸ軸方向の最長の寸法よりも長い寸法であり、車両２０のＸ軸方向の寸法と変更領域Ａ２のＸ軸方向の寸法の差分から回避距離が定まる。

図７、及び、図８に示すように、回避行動は、走行経路Ｒ上から回避領域ＳＡに向けて、車両２０を走行経路Ｒに対して斜めに走行させることで行われる。回避行動を行うと、車両２０のＸ座標は、走行経路ＲのＸ座標から遠ざかっていくことになり、車両２０は走行経路Ｒから外れることになる。走行経路Ｒは、回避行動を行わない場合に車両２０が走行する経路といえる。

回避行動を行う際には、車両２０の進行方向と走行経路Ｒの延びる方向とが一致しなくなり、車両２０の進行方向は走行経路Ｒの延びる方向に対して傾くことになる。制御装置３２は、走行経路Ｒの向きに合わせて、探索領域Ａ１の向きを変更する。即ち、回避行動により車両２０の進行方向と走行経路Ｒの向きとが変わった場合であっても、走行経路Ｒの向きが変わらない場合には探索領域Ａ１の向きも変わらないことになる。制御装置３２は、車両２０の進行方向に関わらず、走行経路Ｒと長辺ＬＳ１とが直交するように探索領域Ａ１の向きを維持する。詳細にいえば、制御装置３２は、車両２０が走行経路Ｒから外れている場合、車両２０の所定位置Ｐ２から走行経路Ｒに向けて垂線を引き、この垂線と走行経路Ｒとが交わる箇所を走行経路Ｒ上での車両２０の位置とする。制御装置３２は、走行経路Ｒ上での車両２０の位置に車両２０が位置していると仮定して探索領域Ａ１を設定することで、走行経路Ｒの向きに合わせて探索領域Ａ１の向きを変更する。

図９に示すように、仮に、車両２０の進行方向に合わせて探索領域Ａ１の向きを変更する場合、回避可能領域ＡＡの検出精度が低下するおそれがある。図９に示すように、障害物Ｏ５と壁Ｗとの間に空間があり、この空間のＸ軸方向の寸法ｄ１は閾値以上とする。制御装置３２は、探索領域Ａ１を長方形に保つため、レーザーが壁Ｗに照射されると、壁Ｗに照射された照射点から垂線ＨＬを下ろし、垂線ＨＬと短辺ＳＳ１との間の領域を探索領域Ａ１とする。障害物Ｏ５と壁Ｗとの間の空間の寸法ｄ１は、閾値以上にも関わらず、制御装置３２によって検出される寸法ｄ２は閾値未満となり得る。これに対して、本実施形態のように走行経路Ｒの向きに合わせて探索領域Ａ１の向きを変更することで、制御装置３２によって検出される空間の寸法と実際の空間の寸法との差を抑制できる。

図３に示すように、制御装置３２は、ステップＳ５の処理を終えると、ステップＳ４の処理を行う。即ち、ステップＳ４にて障害物が存在していると判定されている間は、ステップＳ５にて回避行動が行われることになる。

図３、及び、図８に示すように、ステップＳ４において、変更領域Ａ２内に障害物が存在していないと判定されると、制御装置３２は、ステップＳ６の処理を行う。詳細にいえば、変更領域Ａ２内に障害物が存在している場合、ステップＳ４にて継続して障害物が存在していると判定され、ステップＳ５の回避行動が継続して行われる。回避行動を終えると、変更領域Ａ２内に障害物が存在しなくなり、ステップＳ６の処理が行われることになる。

ステップＳ６において、制御装置３２は、走行経路Ｒに車両２０を戻し、処理を終了する。詳細にいえば、ステップＳ５で回避行動が行われている場合には、制御装置３２は、走行経路Ｒ上に車両２０が戻るように駆動機構４１を制御する。これにより、車両２０のＸ座標は、走行経路ＲのＸ座標に近付いていき、車両２０は走行経路Ｒに戻る。また、回避行動が行われていない場合には、車両２０が走行経路Ｒ上を走行している状態を維持する。

ステップＳ１０において、制御装置３２は、変更領域Ａ２内に障害物が存在するか否かを判定する。制御装置３２は、変更領域Ａ２内に障害物が存在する場合、ステップＳ１１の処理を行う。一方で、制御装置３２は、変更領域Ａ２内に障害物が存在しない場合、処理を終了する。制御装置３２は、ステップＳ１１において、車両２０を停止させる。即ち、制御装置３２は、変更領域Ａ２内に障害物が存在し、かつ、回避可能領域ＡＡが探索領域Ａ１内に存在しない場合、車両２０を停止させる。

実施形態の効果について説明する。
（１）探索領域Ａ１内に障害物が存在する場合であっても、障害物が変更領域Ａ２内に存在しない場合には自律走行体１０は障害物の回避を行わない。障害物が変更領域Ａ２内に存在している場合、自律走行体１０は回避可能領域ＡＡに向かうように回避行動を行う。障害物を検出した場合でも、探索領域Ａ１よりも狭い変更領域Ａ２内に障害物が存在しない限りは回避行動が行われないため、無駄な回避行動を抑制することができる。

（２）変更領域Ａ２のＸ軸方向の寸法により回避距離は定まり、変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法により回避開始距離は定まる。変更領域Ａ２のＸ軸方向の寸法、及び、変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法を個別に設定することで、回避距離と回避開始距離とを独立して制御することができる。

（３）制御装置３２は、走行経路Ｒの向きに合わせて探索領域Ａ１の向きを変更する。回避行動により進行方向の向きが変更された場合でも、探索領域Ａ１の向きは走行経路Ｒに合わせられるため、回避可能領域ＡＡの検出精度が向上する。したがって、適切に回避行動を行うことができる。

（４）制御装置３２は、回避行動を終えた後には走行経路Ｒに戻る。このため、生成された走行経路Ｒに沿って車両２０を走行させることができる。車両２０は、一度生成された走行経路Ｒを走行することになり、障害物を回避するために新たな走行経路を生成する場合に比べて、制御装置３２の負荷が軽減される。

（５）制御装置３２は、車両２０に回避行動を行わせる場合、最も近い回避可能領域ＡＡを通過させる。このため、走行距離を短くすることができ、走行の効率化を図ることができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○制御装置３２は、探索領域Ａ１内に複数の回避可能領域ＡＡが存在する場合、いずれの回避可能領域ＡＡを回避領域ＳＡとしてもよい。例えば、制御装置３２は、複数の回避可能領域ＡＡのうち車両２０から最も遠い回避可能領域ＡＡを回避領域ＳＡとして選択してもよい。

○探索領域Ａ１内に複数の回避可能領域ＡＡが存在する場合、制御装置３２は、回避可能領域ＡＡのＸ軸方向の端までの距離から最も近い回避可能領域ＡＡを判断してもよい。即ち、複数の回避可能領域ＡＡで、センサ３１からの距離を算出する基準位置が同一であれば、中央Ｃ以外の箇所までの距離から最も近い回避可能領域ＡＡを判断してもよい。

○制御装置３２は、回避行動を行う際に、走行経路Ｒを変更してもよい。即ち、回避行動により走行する経路に合わせて走行経路Ｒを生成してもよい。
○走行経路Ｒは、車両２０の出発点である現在位置から最終到達点までの経路として説明したが、走行経路Ｒの一部で本件発明を実施してもよい。

○制御装置３２は、走行経路の生成を行わなくてもよい。この場合、制御装置３２は、予め定められた走行経路に沿って車両２０を走行させる。
○図１に示すように、制御装置３２は、車両２０の進行方向の反対方向に拡がる判定領域Ａ３と走行経路Ｒとの間に障害物が存在しない場合に、車両２０が回避領域ＳＡを通過したと判定してもよい。これによれば、回避領域ＳＡを通過したことの判定を行える。そして、回避領域ＳＡを通過したと判定したあとに車両２０を走行経路Ｒに戻すことで、車両２０と障害物との接触を抑止することができる。即ち、判定領域Ａ３は、回避行動を行った後に車両２０を走行経路Ｒに戻す際のマージンとして機能することになる。

○センサ３１としては、水平方向に加えて、鉛直方向へのレーザーの照射角度を変更可能なレーザーレンジファインダを用いてもよい。この場合、照射点の座標としては、Ｘ座標及びＹ座標に加えて、鉛直方向の座標であるＺ座標を含む三次元座標が得られる。制御装置３２は、Ｚ座標が所定座標以下の照射点を有効なものとし、この照射点のＸ座標及びＹ座標から照射点のクラスタ化を行う。所定座標とは、走行に際して車両２０や、車両２０に搬送される荷が衝突し得る高さに位置する障害物を検出できるように設定される。

○センサ３１として、ステレオカメラを用いてもよい。ステレオカメラは、複数のカメラによって周辺環境を撮像することで得られた視差画像から周辺環境を制御装置３２に認識させる。視差画像は、同一の特徴点について複数のカメラによって撮像を行った場合に、カメラ間で生じる画素差を示すものである。特徴点は、物体のエッジなど視差が得られる部分である。制御装置３２は、視差画像から特徴点までの距離を測定できる。制御装置３２は、特徴点の集合である点群から障害物を検出することができる。

○センサ３１としては、超音波を照射することで距離を測定する超音波センサを用いてもよい。
○探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法は、車両２０の速度が速いほど長くしてもよい。これによれば、車両２０の速度が速いほど、車両２０の先の位置まで回避可能領域ＡＡを探索することができる。車両２０の速度が速い場合、障害物を検出してから障害物に到達するまでの時間が短い。障害物及び回避可能領域ＡＡをいち早く検出することで、適切に回避行動を行うことができる。同様に、変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法についても、車両２０の速度が速いほど長くしてもよい。

○探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法、及び、Ｘ軸方向の寸法は、地図情報に応じて可変としてもよい。地図情報は、予め記憶部３４に記憶されていてもよいし、制御装置３２のマッピング機能により取得してもよい。

○回避可能領域ＡＡを判定するための閾値は、車両２０の速度が速いほど大きくしてもよい。
○探索領域Ａ１の形状は変更してもよい。例えば、長辺ＬＳ１から車両２０の進行方向に向けて円形に拡がる形状であってもよい。同様に、変更領域Ａ２の形状を変更してもよい。

○ステップＳ１１の処理は、変更してもよい。即ち、変更領域Ａ２内に障害物が存在し、かつ、回避可能領域ＡＡが探索領域Ａ１内に存在しない場合に制御装置３２が行う処理は、適宜変更してもよい。例えば、走行経路Ｒとは別の走行経路を生成し、この走行経路に沿って車両２０を走行させてもよい。

○車輪２２は、全方向移動車輪以外の車輪、即ち、車輪２２の回転軸線方向への移動を許容しない車輪であってもよい。この場合、車輪を２つとし、２つの車輪の回転速度を異ならせることで操舵を行う二輪速度差制御により車両２０の進行方向を変更してもよい。あるいは、車輪毎に個別の操舵機構を設けて、車輪毎に個別の操舵を行うことで進行方向を変更可能としてもよい。

○自律走行体１０は、荷を搬送する搬送台車に限られず、自律掃除機などでもよい。
○走行体としては、車輪で走行する車両に限られず、例えば、多足歩行方式の走行体であってもよい。

Ａ１…探索領域、Ａ２…進行方向変更領域、ＡＡ…回避可能領域、Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３，Ｏ４…障害物、Ｒ…走行経路、１０…自律走行体、２０…車両（走行体）、３１…センサ、３２…制御装置（障害物判定部、探索部、進行方向変更部、経路生成部、及び、算出部）。

Claims (5)

1. 走行体と、
   前記走行体に搭載されたセンサと、
   前記センサの検出結果から前記走行体の進行する経路の方向に拡がる探索領域内に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定部と、
   前記障害物判定部により前記探索領域内に前記障害物が存在すると判定された場合、前記障害物から、水平方向のうち進行方向に交差する方向に、前記走行体を回避させることが可能な回避可能領域が存在するか否かを探索する探索部と、
   前記探索領域内の領域であり、かつ、前記探索領域よりも狭い領域である進行方向変更領域内に前記障害物が存在している場合、前記走行体の進行方向を前記回避可能領域に向かうように変更することで前記走行体に回避行動を行わせる進行方向変更部と、を備える自律走行体。
2. 前記走行体が前記回避行動を行わない場合に走行する走行経路を生成する経路生成部を備え、
   前記探索部は、前記走行経路の向きに合わせて前記探索領域の向きを変更する請求項１に記載の自律走行体。
3. 前記進行方向変更部は、前記走行体の進行方向を前記回避可能領域に向かうように変更する際に前記走行経路から外れるように前記走行体を制御し、前記走行体が前記回避可能領域を通過した後に前記走行経路に戻るように前記走行体を制御する請求項２に記載の自律走行体。
4. 前記進行方向変更部は、前記走行体の進行方向の反対方向に拡がる判定領域と前記走行経路との間に前記障害物が存在しなくなった場合に前記走行体が前記回避可能領域を通過したと判定する請求項３に記載の自律走行体。
5. 前記回避可能領域までの距離を算出する算出部を備え、
   前記進行方向変更部は、複数の前記回避可能領域が探索された場合、前記走行体に最も近い前記回避可能領域に向かうように前記走行体を制御する請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の自律走行体。