JP2020057271A

JP2020057271A - 走行制御装置

Info

Publication number: JP2020057271A
Application number: JP2018188378A
Authority: JP
Inventors: 裕樹池田; Hiroki Ikeda; 麻衣江本; Mai EMOTO
Original assignee: IHI Corp; IHI Aerospace Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; IHI Aerospace Co Ltd
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2020-04-09

Abstract

【課題】車両の自律走行中の処理負荷を軽減する。【解決手段】移動体を走行させる走行制御装置であって、すべての通過地点を通る移動経路を前記移動体の走行開始前に生成する移動経路生成部と、前記移動経路生成部よって生成された前記移動経路に沿って前記移動体を走行させる制御部と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、走行制御装置に関する。

下記特許文献１には、障害物に衝突しない移動経路を逐次生成しながら、車両を当該移動経路に沿って自律走行させる走行制御装置が開示されている。

特許第６１０４７１５号公報

しかしながら、上記走行制御装置では、障害物に衝突しない移動経路を逐次生成しながら車両を自律走行させるため、車両の自律走行中の処理負荷は高く、改善の余地がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、車両の自律走行中の処理負荷を軽減する走行制御装置を提供することである。

本発明の一態様は、移動体を走行させる走行制御装置であって、すべての通過地点を通る移動経路を前記移動体の走行開始前に生成する移動経路生成部と、前記移動経路生成部よって生成された前記移動経路に沿って前記移動体を走行させる制御部と、を備えることを特徴とする、走行制御装置である。

本発明の一態様は、上述の走行制御装置であって、前記移動体の周囲の障害物を検知する障害物検知部を備え、前記制御部は、前記移動経路上に障害物が検知された場合には、前記移動体の走行を停止させる。

本発明の一態様は、上述の走行制御装置であって、前記制御部は、前記移動経路生成部よって生成された前記移動経路のうち、前記移動体の現在位置から走行方向の所定長さ分だけを一定周期ごとに抽出する抽出部と、前記抽出部で抽出された前記所定長さ分の移動経路上に前記障害物が検知された場合には前記移動体の走行を停止し、前記所定長さ分の移動経路上に前記障害物が検知されない場合には、当該移動経路に沿って前記移動体を走行させる走行制御部と、を備える。

本発明の一態様は、上述の走行制御装置であって、前記移動体が走行できる走行可能領域が決められている構内を前記移動体が走行する場合に、前記走行可能領域の情報を取得する取得部を備え、前記移動経路生成部は、すべての前記通過地点が前記走行可能領域内に設定されているか否かを判定する。

本発明の一態様は、上述の走行制御装置であって、前記移動経路生成部は、前記移動経路を、曲率が前記移動体の旋回性能の範囲内であって、前記移動体が前記走行可能領域から外れないという条件を満たすように生成する。

以上説明したように、本発明によれば、車両の自律走行中の処理負荷を軽減することができる。

本発明の一実施形態に係る走行制御装置２を備えた走行制御システムＡの概略構成の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る構内地図の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る制御装置７の概略構成の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る非直線部分Ｗｒを説明する図である。本発明の一実施形態に係る非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒの生成方法を説明する図である。本発明の一実施形態に係る移動経路生成部１１が生成する移動経路Ｈを示す図である。本発明の一実施形態に係る制御部１２の概略構成の一例を示す図である。本発明の一実施形態に係る抽出部１３が抽出する所定長さＬａの移動経路を示す図である。本発明の一実施形態に係る移動経路生成処理の流れを示す図である。本発明の一実施形態に係る自律走行処理の流れを示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る走行制御装置を、図面を用いて説明する。

本発明の一実施形態に係る走行制御装置は、移動体Ｍを自律走行させるシステムである。本実施形態では、移動体Ｍが車両である場合について説明するが、これに限定されない。例えば、移動体Ｍは、ロボットであってもよい。また、上記車両とは、一般車両であってもよいし、ダム堤体の施工や盛土工事に用いられる材料等を運搬する工事車両であってもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る走行制御装置２を備えた走行制御システムＡの概略構成の一例を示す図である。図１に示すように、走行制御システムＡは、操作装置１及び走行制御装置２を備える。

操作装置１は、走行制御装置２と無線又は有線で通信する。この操作装置１は、ユーザに操作されることで、移動体Ｍを通過させる複数の地点（以下、「ウェイポイント」という。）を設定することができる。このウェイポイント（通過地点）は、移動体Ｍを辿らせるべき経路に沿って設定されるものであって、例えば、移動体Ｍの進行方向を変えるべき場所や始点、終点等に設定される。

走行制御装置２は、各ウェイポイントを通る移動経路Ｈを生成し、その移動経路Ｈの生成が終了した後に、移動経路Ｈに沿って移動体Ｍを自律走行させる。

以下に、本発明の一実施形態に係る操作装置１の概略構成について、図１を用いて説明する。
操作装置１は、通信部３、表示部４、及び設定部５を備える。

通信部３は、走行制御装置２と有線又は無線通信することで、走行制御装置２と情報を送受する。

表示部４は、移動体Ｍが走行する構内の地図（以下、「構内地図」という。）を表示する。図２は、本発明の一実施形態に係る構内地図の一例を示す図である。この構内においては、移動体Ｍが走行する領域（例えば、走行レーン）が決められているため、例えば、図２のように、移動体Ｍが走行可能な領域である走行可能領域Ｗ１（図２の白色で塗りつぶしてある部分）及び移動体Ｍの走行が不可能な領域である走行不可能領域Ｗ２（図２の斜線で塗りつぶしてある部分）が設けられている。なお、表示部４は、構内地図を、通信部３を介して他装置から取得して表示もよいし、操作装置１の記憶部（不図示）に予め格納されている構内地図を取得して表示してもよい。すなわち、本発明は、表示部４が表示する構内地図の取得方法には、特に限定されない。

設定部５は、ユーザの操作により表示部４の表示されている構内地図に対して、複数のウェイポイントを設定する。例えば、設定部５は、タッチパネルを有し、タッチペンや指などで押下された表示部４の表示画面上のタッチ位置（座標位置）を検出することで、各ウェイポイントを設定する。そして、設定部５は、複数のウェイポイントの情報を、通信部３を介して走行制御装置２に送信する。なお、設定部５は、どのウェイポイントが何番目に設定されたかを示す情報も併せて走行制御装置２に送信する。本実施形態では、この複数のウェイポイントを設定した順番は、移動体Ｍが各ウェイポイントを通る順番を示す。

なお、設定部５は、最初に設定したウェイポイントを自律走行の出発地点である「始点」とし、最後に設定したウェイポイントを自律走行の最終目的地点である「終点」としてもよい。設定部５は、複数のウェイポイントの情報に各ウェイポイントが何番目に設定されたかを示す情報を関連付けた情報（以下、「ウェイポイント情報」という。）を走行制御装置２に送信する。

次に、本発明の一実施形態に係る走行制御装置２の概略構成について説明する。
本発明の一実施形態に係る走行制御装置２は、障害物検知部６及び制御装置７を備える。

障害物検知部６は、移動体Ｍの周囲の障害物を検知することで、移動体Ｍの周囲の２次元又は３次元の環境地図を生成する。例えば、障害物検知部６は、ＣＣＤ等の撮像装置やレーザレンジファインダ等の距離センサを備える。例えば、障害物検知部６は、距離センサを含む場合においては、移動体Ｍの周囲の障害物までの距離を距離センサで計測する。
具体的には、上記距離センサは、計測範囲に対してレーザ光を水平方向及び垂直方向に走査し、そのレーザ光の反射光から当該計測範囲内における複数の計測点の三次元座標値を取得することで、移動体Ｍの周囲の環境地図を生成する。

制御装置７は、操作装置１と通信することで得られたウェイポイント情報に基づいて移動経路Ｈを生成し、その移動経路Ｈの生成が終了した後に、移動経路Ｈに沿って移動体Ｍを自律走行させる。すなわち、制御装置７は、移動体Ｍの自律走行前に、移動体Ｍが走行する移動経路を生成する。なお、移動経路が複数存在する場合には、制御装置７は、移動体Ｍが走行するすべての通過地点を走行する移動経路を生成する。これにより、自律走行中に移動経路の生成を行う必要がなくなり、車両の自律走行中の処理負荷を低減する。なお、制御装置７は、ＣＰＵ又はＭＰＵなどのマイクロプロセッサ、ＭＣＵなどのマイクロコントローラなどにより構成されてよい。

以下に、本発明の一実施形態に係る制御装置７について、図３を用いて説明する。
図３は、本発明の一実施形態に係る制御装置７の概略構成の一例を示す図である。

制御装置７は、通信部８、自己位置取得部９、構内地図取得部１０、移動経路生成部１１、及び制御部１２を備える。

通信部８は、操作装置１の通信部３と有線又は無線通信することで、操作装置１と情報を送受する。

自己位置取得部９は、移動体Ｍの現在位置Ｐの情報（以下、「位置情報」という。）を取得する。例えば、自己位置取得部９は、ＧＰＳ（Global Positioning System）を用いることで、移動体Ｍの位置情報をグローバル座標で取得してもよい。ただし、本発明はこれに限定されず、例えば、自己位置取得部９は、上記障害物検知部６としての距離センサから得られた計測点を用いて、ＩＣＰアルゴリズムを適用したスキャンマッチングを行うことにより、移動体Ｍの位置情報を取得してもよい。また、自己位置取得部９は、走行レーンに埋め込んだＲＦＩＤや磁気センサなどを利用して自己位置を取得してもよい。すなわち、本発明では、自己位置取得部９における位置情報の取得方法には特に限定されず、種々の公知技術を用いて移動体Ｍの位置情報を取得可能である。

構内地図取得部１０は、移動体Ｍが走行する構内の構内地図を取得する。この構内地図は、表示部４に表示されるものと同様のものである。本実施形態では、構内地図取得部１０は、図２に示す構内地図を取得するものとする。なお、構内地図取得部１０は、構内地図を、通信部８を介して操作装置１から取得してもよいし、その他の装置から取得してもよい。すなわち、本発明は、構内地図取得部１０の構内地図の取得方法には、特に限定されない。構内地図取得部１０は、取得した構内地図を移動経路生成部１１に送信する。

移動経路生成部１１は、構内地図を構内地図取得部１０から取得する。また、移動経路生成部１１は、操作装置１から通信部８を介して、ウェイポイント情報を取得する。そして、移動経路生成部１１は、構内地図の走行可能領域Ｗ１内であって、各ウェイポイントを通過する移動経路Ｈを生成する。

以下に、本実施形態に係る移動経路生成部１１の移動経路Ｈの生成方法の一例を説明する。

例えば、移動経路生成部１１は、複数のウェイポイントＰとして、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７の順番に設定された７つのウェイポイントＰ１〜Ｐ７を操作装置１から取得したと仮定する。移動経路生成部１１は、操作装置１から得られた複数のウェイポイントＰ１〜Ｐ７を取得すると、この複数のウェイポイントＰ１〜Ｐ７を、図２に示す構内地図に重ね合わせる。そして、移動経路生成部１１は、操作装置１で設定された順に各ウェイポイントＰ間を直線で結ぶことでウェイラインＷ_Ｌを生成する。

具体的には、移動経路生成部１１は、ウェイポイントＰ１とウェイポイントＰ２とを直線で結び、ウェイポイントＰ２とウェイポイントＰ３とを直線で結び、ウェイポイントＰ３とウェイポイントＰ４とを直線で結び、ウェイポイントＰ４とウェイポイントＰ５とを直線で結び、ウェイポイントＰ５とウェイポイントＰ６とを直線で結び、ウェイポイントＰ６とウェイポイントＰ７とを直線で結ぶことで、ウェイポイントＰ１からウェイポイントＰ７までを１つの直線で結ぶウェイラインＷ_Ｌを生成する。

次に、移動経路生成部１１は、例えば、図４に示すように、このウェイラインＷ_Ｌを「非直線部分Ｗｒ」と「直進部分Ｗｓ」とに分ける。図４では、非直線部分Ｗｒが太線の実線で表されており、直進部分Ｗｓが太線の点線で表されている。
この非直線部分Ｗｒは、ウェイラインＷ_Ｌのうち、右折又は左折するラインであって、Ｌ字型のラインとなる。一方、直進部分Ｗｓとは、ウェイラインＷ_Ｌのうち、直線状のラインである。図４に示す例では、移動経路生成部１１は、ウェイポイントＰ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６で左折する非直線部分ＷｒとウェイポイントＰ５で右折する非直線部分Ｗｒとの合計５つの非直線部分Ｗｒと、６つの直進部分Ｗｓとを抽出することになる。

ウェイラインＷ_Ｌを非直線部分Ｗｒと直進部分Ｗｓとに分けた後、移動経路生成部１１は、まず各非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒを生成し、その移動経路Ｈｒの生成後に、直線部分Ｗｓの移動経路Ｈｓを生成する。移動経路Ｈｒとは、非直線部分Ｗｒの一端から他端に向かうための移動経路である。移動経路Ｈｓとは、直線部分Ｗｓの一端から他端に向かうための移動経路である。
移動経路生成部１１は、すべての非直線部分Ｗｒについて移動経路Ｈｒを生成したら、それらの移動経路Ｈｒの間を直線（移動経路Ｈｓ）でつなげることで、１本の移動経路Ｈを生成する。

例えば、移動経路生成部１１は、各非直線部分Ｗｒにおいて、曲率が移動体Ｍの旋回性能の範囲内であって、移動体Ｍが走行可能領域Ｗ１から外れないという条件（以下、「経路生成条件」という。）を満たすように、各非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒを生成する。なお、本発明では、移動経路生成部１１は、上記経路生成条件を満たすように各非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒを生成すればよく、その経路生成条件を満たすならばその移動経路Ｈｒの生成方法には特に限定されない。

例えば、移動体Ｍの旋回性能の範囲内とは、移動体Ｍが横滑りおよび横転することなく、非直線部分Ｗｒを左折又は右折することができる、例えば、曲率や走行速度等の範囲を意味する。したがって、移動経路生成部１１は、予め移動体Ｍの旋回性能の範囲内を設定しておき、その範囲内になるように各非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒを生成してもよい。

例えば、制御装置７の記憶部（不図示）には、移動体Ｍが横滑りおよび横転することなく走行できる移動経路Ｈｒの曲率の最大値が、移動体Ｍの移動速度ごとに予め設定されている。そして、移動経路生成部１１は、ある移動速度Ｖで走行する移動体Ｍが走行可能領域Ｗ１から外れずに非直線部分Ｗｒを曲がることができる曲率を算出して、その曲率が、移動速度Ｖに対応付けられた曲率の最大値未満である場合には、当該曲率に基づいて移動経路Ｈｒを算出する。なお、移動速度Ｖは、移動経路生成部１１やユーザが任意に設定可能である。

以下に、各非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒの生成方法の一例を具体的に説明する。ただし、本発明の各非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒの生成方法は、以下に説明する方法に限定されるものではない。なお、説明の便宜上、ウェイポイントＰ２を左折する非直線部分Ｗｒについて説明する。

図５に示すように、非直線部分Ｗｒは、２つの端部を有し、そのうちの一端ｅ１からウェイポイントＰ２までの長さＬ１の直線部ｓ１と、ウェイポイントＰ２から他端ｅ２までの長さＬ２の直線部ｓ２とが直交している。この場合において、移動経路生成部１１は、一端ｅ１と他端ｅ２の位置座標に基づいて、一端ｅ１から他端ｅ２までの移動経路Ｈｒの曲率を算出する。なお、移動経路生成部１１は、一端ｅ１と他端ｅ２の位置座標の算出に関しては、例えば、ウェイポイントＰ２からの長さＬ１及び長さＬ２を設定し、ウェイポイントＰ２の位置座標は分かっているので、ウェイポイントＰ２から一端ｅ１と他端ｅ２の位置座標を算出することができる。そして、移動経路生成部１１は、算出した移動経路Ｈｒの曲率に基づいて、移動経路Ｈｒの方位角、及び移動経路Ｈｒ上の位置を求めることにより、移動経路Ｈｒを特定する。なお、移動経路Ｈｒの曲率、移動経路Ｈｒの方位角、及び移動経路Ｈｒ上の位置を算出して移動経路Ｈｒを特定する方法は、特許第５４４２４６８号等に記載されているようによく知られているので、ここでは、これ以上の説明は省略する。

次に、移動経路生成部１１は、特定した移動経路Ｈｒ（以下、「移動経路候補」ともいう。）が経路生成条件を満たすか否かを判定して、経路生成条件を満たすならば、当該移動経路Ｈｒを正式な移動経路として確定する。これにより、非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒが生成されたことになる。一方、移動経路生成部１１は、移動経路候補が経路生成条件を満たさないと判定した場合には、直線部ｓ１の長さＬ１と直線部ｓ２の長さＬ２の少なくともいずれかの長さを調整し、移動経路候補が経路生成条件を満たすまで当該調整を繰り返す。例えば、移動経路生成部１１は、移動経路候補が経路生成条件を満たさないと判定した場合には、他端ｅ２の位置を調整して直線部ｓ２の長さＬ２を徐々に長くしたり短くしながら、移動経路候補が（１）曲率半径が所定値以上大きくならない、且つ、（２）走行可能領域Ｗ１を外れないという経路生成条件を満たす他端ｅ２の位置を探索する（図５（ａ）→図５（ｂ））。そして、移動経路生成部１１は、移動経路候補が経路生成条件を満たすと判定した場合には、当該移動経路候補を正式な移動経路Ｈｒとして確定する。

そして、移動経路生成部１１は、すべての非直線部分Ｗｒについて移動経路Ｈｒを確定（生成）したら、それらの移動経路Ｈｒの間を直線（移動経路Ｈｓ）でつなげることで、図６に示すように、移動経路Ｈを生成する。

制御部１２は、移動経路生成部１１よって生成された移動経路Ｈに沿って移動体Ｍを自律走行させる。例えば、制御部１２は、移動体Ｍを移動経路Ｈに追従させるための移動体ＭのステアリングＳＴの操作量や、移動体Ｍを所定の速度に追従させるための移動体ＭのアクセルＡＣやブレーキＢＲの操作量を設定して、当該操作量に応じてステアリングＳＴや、アクセルＡＣ、ブレーキＢＲを操作することで移動体Ｍの走行を制御する。ただし、制御部１２は、障害物検知部６により走行方向の移動経路Ｈ上に障害物が検知された場合には、移動体Ｍの走行を停止させる。

以下に、本発明の一実施形態に係る制御部１２の概略構成について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る制御部１２の概略構成の一例を示す図である。

図７に示すように、制御部１２は、抽出部１３、障害物判定部１４、走行計画部１５、及び走行制御部１６を備える。

抽出部１３は、例えば図８に示すように、移動経路生成部１１よって生成された移動経路Ｈのうち、移動体Ｍの現在位置から走行方向の所定長さＬａ分だけを一定周期ごとに抽出する。例えば、所定長さＬａとは、障害物検知部６が障害物を認識可能な範囲にもとづいて決定されてもよい。

障害物判定部１４は、抽出部１３で抽出された所定長さＬａ分の移動経路Ｈ上に障害物があるか否かを判定する。例えば、障害物判定部１４は、抽出部１３で抽出された所定長さＬａ分の移動経路Ｈ上に、障害物検知部６により検知された障害物があるか否かを判定する。具体的には、障害物判定部１４は、抽出部１３で抽出された所定長さＬａ分の移動経路Ｈと、障害物検知部６により生成された環境地図とを重ね合わせ、所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉する場合には、当該移動経路Ｈ上に障害物があるとして、走行制御部１６に、移動体Ｍの走行を停止させる指令（以下、「走行停止指令」という。）を送信する。一方、障害物判定部１４は、所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉しない場合には、当該移動経路Ｈ上に障害物がないとして走行停止指令を送信しない。

走行計画部１５は、障害物判定部１４により所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉しないと判定された場合には、当該所定長さＬａ分の移動経路Ｈの曲率に応じた速度を計画して走行制御部１６に送信する。さらに、走行計画部１５は、その所定長さＬａ分の移動経路Ｈの位置データを、例えば、点列データの形で走行制御部１６に送信する。

走行制御部１６は、走行計画部１５から送信された曲率や移動経路Ｈの位置データからステアリングＳＴの操舵角の目標値（以下、「操舵目標値」という。）を算出して、現在のステアリングＳＴの操舵が操舵目標値になるようにステアリングＳＴをフィードバック制御（例えば、ＰＩ制御やＰＩＤ制御）する。
さらに、走行制御部１６は、走行計画部１５から送信された速度を移動体Ｍの移動速度の目標値（以下、「速度目標値」という。）に設定して、移動体Ｍの移動速度が速度目標値になるようにアクセルＡＣ又はブレーキＢＲをフィードバック制御する（例えば、ＰＩ制御やＰＩＤ制御）。ただし、走行制御部１６は、走行停止指令を取得した場合には、移動体Ｍの走行を停止させる。

次に、本発明の一実施形態に係る走行制御装置２の動作の流れについて、説明する。走行制御装置２は、大別して、移動経路Ｈを生成する移動経路生成処理と、移動経路生成処理で生成した移動経路Ｈに基づいて移動体Ｍを自律走行させる自律走行処理の２つの処理がある。
まず、本発明の一実施形態に係る移動経路生成処理の流れについて、図９を用いて説明する。図９は、本発明の一実施形態に係る移動経路生成処理の流れを示す図である。

移動経路生成処理は、移動体Ｍの自律走行が開始される前に実行される。具体的には、制御装置７は、操作装置１と通信することでウェイポイント情報を取得する（ステップＳ１０１）。そして、制御装置７は、取得したウェイポイント情報から複数のウェイポイントＰの情報を抽出して、操作装置１によって設定された順にウェイポイントＰ間を直線でウェイラインを生成する（ステップＳ１０２）。制御装置７は、ウェイラインを生成すると、そのウェイラインの非直線部分Ｗｒを抽出して（ステップＳ１０３）、その非直線部分Ｗｒの移動経路Ｈｒを生成する。具体的には、制御装置７は、抽出した非直線部分の一端から他端に向かう移動経路であって、経路生成条件を満たす移動経路Ｈｒを生成する（ステップＳ１０４）。制御装置７は、すべての非直線部分Ｗｒについて移動経路Ｈｒを生成したら、それらの移動経路Ｈｒの間を直線でつなげることで現在位置又は始点から終点（最終目的地）までの全行程の移動経路Ｈを生成して（ステップＳ１０５）、移動経路生成処理を終了する。

次に、本発明の一実施形態に係る自律走行処理の流れについて、図１０を用いて説明する。図１０は、本発明の一実施形態に係る自律走行処理の流れを示す図である。

制御装置７は、移動経路生成処理が終了した後、自律走行処理を実行することで移動体Ｍを自律走行させる。具体的には、制御装置７は、移動経路生成処理により生成された移動経路Ｈのうち、移動体Ｍの現在位置から走行方向の所定長さＬａ分だけを抽出する（ステップＳ２０１）。そして、制御装置７は、抽出した所定長さＬａ分の移動経路Ｈと、障害物検知部６により生成された環境地図とを重ね合わせ、所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉するか否かを判定する（ステップＳ２０２）。制御装置７は、所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉すると判定した場合には、移動体Ｍの走行を停止させる（ステップＳ２０３）。一方、制御装置７は、所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉しないと判定した場合には、その所定長さＬａ分の移動経路Ｈに沿って移動体Ｍを走行させる（ステップＳ２０４）。そして、制御装置７は、移動体Ｍが終点、すなわち最終目的地に到達した場合、又は、ステップＳ２０３で自律走行を停止した場合には、移動経路生成処理を終了する。一方、制御装置７は、移動体Ｍが最終目的地に到達していない場合には、ステップＳ２０１に戻る。このように、制御装置７は、移動体Ｍの走行によって移動体Ｍの現在位置が変化するため、移動体Ｍが最終目的地に到達していない場合であって、所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉しない限りは、ステップＳ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０４、Ｓ２０５を一定周期ごとに繰り返す。

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含まれる。

（変形例１）上記実施形態において、移動経路生成部１１が複数のウェイポイントＰを構内地図に重ね合わせる場合において、移動経路生成部１１は、複数のウェイポイントＰのすべてが構内地図の走行可能領域Ｗ１内に設定されているか否かを判定してもよい。移動経路生成部１１は、複数のウェイポイントＰのすべてが走行可能領域Ｗ１内に設定されていると判定した場合には、操作装置１で設定された順に各ウェイポイントＰ間を直線で結ぶことでウェイラインＷ_Ｌを生成する。一方、移動経路生成部１１は、複数のウェイポイントＰのうち、いずれかのウェイポイントＰが走行可能領域Ｗ１内に設定されていないと判定した場合には、その旨を操作装置１に通知してもよいし、走行可能領域Ｗ１外に設定されているウェイポイントＰを走行可能領域Ｗ１内になるように当該ウェイポイントＰの位置を補正してもよい。その場合には、例えば、その補正量が最小となる位置にウェイポイントＰの位置を補正してもよい。

（変形例２）上記実施形態において、抽出部１３が移動経路Ｈのうち、移動体Ｍの現在位置から走行方向の所定長さＬａ分だけを抽出したが、抽出部１３は、この所定長さＬａを、移動経路Ｈに応じて変更してもよい。例えば、抽出部１３は、移動体Ｍの移動速度（例えば、速度目標値）が速くなるにつれて所定長さＬａを長く設定する。換言すれば、抽出部１３は、移動体Ｍの移動速度が遅くなるにつれて所定長さＬａを短く設定する。したがって、抽出部１３は、移動体Ｍが左折又は右折する場合には、直進する場合よりも所定長さＬａを短い値に設定して、当該所定長さＬａ分の移動経路を抽出する。これにより、自律走行処理の処理負荷が高くなる右折又は左折時において、単位時間あたりの当該処理負荷を低減することができる。

（変形例３）上記実施形態において、経路生成条件を以下のように設定してもよい。具体的には、経路生成条件は、（１）進行方向変化速度条件、（２）曲率条件、（３）走行範囲条件のすべてを条件として含むように設定されてもよいし、少なくともいずれかを含むように設定されてもよい。なお、（１）及び（２）に関しては、特許第５４４２４６８号に具体的に記載されている。

（１）進行方向変化速度条件は、移動体Ｍの設定進行方向変化速度が、移動経路Ｈｒの曲率と移動体Ｍの移動速度とにより定まる必要進行方向変化速度以上であるという条件である。
ここで、設定進行方向変化速度は、移動体Ｍの性能であるとともに、移動体Ｍに定められている、移動体Ｍの進行方向の時間変化率である。
また、必要進行方向変化速度は、移動経路Ｈｒから反れることなく移動経路Ｈｒ上を基準速度値で走行するために要求される移動体Ｍの進行方向の時間変化率である。すなわち、必要進行方向変化速度は、移動体Ｍが、移動経路Ｈｒから反れることなく当該移動経路Ｈｒにおける曲率が最大となる部分を基準速度値で通過するために要求される移動体Ｍの進行方向の時間変化率である。
また、基準速度値は、例えば、予め定められた移動体Ｍの最低移動速度値である。

（２）曲率条件は、移動経路Ｈｒの曲率が当該移動経路Ｈｒの全範囲にわたって許容上限値以下になるという条件である。
上記許容上限値は、移動体Ｍが許容上限値以下の曲率の箇所をこの最低移動速度値の速度で進行する場合に、移動体Ｍが横滑りおよび横転することなく、当該箇所を進行できるように設定されてもよい。例えば、許容上限値は、移動体Ｍの最小旋回可能半径を示す移動経路の曲率と、移動体Ｍが横滑りを起こさない限界の曲率と、移動体Ｍが横転を起こさない限界の曲率とのうちの最も小さいものに設定されてもよい。

（３）走行範囲条件は、移動体Ｍが走行可能領域Ｗ１から外れないという条件である。すなわち、走行範囲条件は、移動経路Ｈｒが走行可能領域Ｗ１内のみに形成されるという条件である。

（変形例４）上記実施形態の自律走行処理において、制御装置７は、所定長さＬａ分の移動経路Ｈが障害物に干渉すると判定して移動体Ｍの走行を停止させた場合には、自律走行を停止して、移動体Ｍを遠隔操縦する遠隔操縦モードに移行してもよい。この遠隔操縦モードとは、ユーザが操作装置１を用いて移動体Ｍを遠隔操縦するモードであって、制御装置７は、操作装置１と無線通信することで移動体Ｍの動作を制御する。このモードを制御装置７に搭載する場合には、制御装置７は、障害物検知部６で生成した環境地図や障害物検知部６が撮像した移動体Ｍの前方の画像を操作装置１に無線送信する。また、操作装置１は、制御装置７と無線通信することで移動体Ｍを遠隔操縦するハンドルやジョイスティック等の遠隔操作部を備えてもよい。これにより、ユーザは、制御装置７から無線送信された環境地図や移動体Ｍの前方の画像をモニターしながら、上記遠隔操作部を操作することで、移動体Ｍを遠隔操縦することができる。

以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る走行制御装置２は、すべてのウェイポイントを走行させる走行制御装置であって、すべてのウェイポイントを通過する移動経路Ｈを移動体Ｍの走行開始前に生成する移動経路生成部１１と、移動経路生成部よって生成された移動経路に沿って前記移動体を走行させる制御部１２と、を備える。

このような構成によれば、自律走行中に移動経路Ｈの生成を行う必要がなくなり、車両等の移動体Ｍの自律走行中の処理負荷を低減することができる。すなわち、移動経路Ｈの生成という処理負荷が高い処理を走行前に終わらせることができる。
また、従来のように、自律走行中に移動経路Ｈを生成した場合には、障害物を避けようとして移動経路Ｈを再探索するためウェイポイントから外れた移動経路になりやすい。したがって、従来の方法では、走行可能領域が制限されているような構内を移動体Ｍが走行する場合においては、移動体Ｍがその走行可能領域を外れる可能性がある。一方、本実施形態では、すべてのウェイポイントを通過する移動経路Ｈを移動体Ｍの走行開始前に生成するため、ウェイポイントから外れた移動経路を生成することはなく、移動体Ｍが走行可能領域を外れることを抑制することができる。
さらに、従来のように自律走行中に移動経路Ｈを生成した場合において、センサノイズ等の原因で本来存在しない障害物が突然ローカルマップに現れた際には、当該障害物を回避する移動経路Ｈを生成するため、移動経路Ｈが突然ブレる現象が起こりうる。したがって、急なステアリング動作が行われるおそれがあり、危険である。
一方、本実施形態では、障害物の有無に関わらず移動経路Ｈを移動体Ｍの走行開始前に生成する。そのため、センサノイズ等の原因で本来存在しない障害物が突然ローカルマップに現れた場合であっても、移動経路Ｈに変更はない。したがって、急なステアリング動作が行われることがない。

また、上記実施形態に係る走行制御装置２は、移動体Ｍの周囲の障害物を検知する障害物検知部６を備え、制御部１２は、移動経路Ｈ上に障害物が検知された場合には、移動体Ｍの走行を停止してもよい。

このような構成によれば、移動体Ｍが、走行可能領域が制限されているような構内を走行する場合において、移動体Ｍが走行可能領域外を走行することがなくなる。すなわち、従来の自律走行車両は、障害物に衝突しない移動経路を自律走行中に逐次生成しながら、当該移動経路に沿って自律走行している。そのため、障害物を衝突しないように生成した移動経路が走行可能領域に外れてしまっても、その移動経路を走行してしまう。したがって、従来の自律走行車両は、走行可能領域が制限されているような一定の交通ルールが存在する構内での自律走行を行うには適していない。
一方、本実施形態では、障害物に衝突する場合には、障害物に衝突しないような移動経路を再度生成せずに移動体Ｍの走行を停止させる。これにより、移動体Ｍが走行可能領域Ｗ１から外れることがない。そのため、本実施形態に係る走行制御装置２は、走行可能領域Ｗ１が制限されているような一定の交通ルールが存在する構内での移動体Ｍの自律走行に好適である。

また、上記実施形態に係る制御部１２は、移動経路Ｈのうち、移動体Ｍの現在位置から走行方向の所定長さＬａ分だけを一定周期ごとに抽出する抽出部１３と、抽出部１３で抽出された所定長さＬａ分の移動経路Ｈ上に障害物が検知された場合には移動体Ｍの走行を停止し、所定長さＬａ分の移動経路Ｈ上に障害物が検知されない場合には、当該移動経路に沿って移動体Ｍを走行させる走行制御部１６と、を備えてもよい。

このような構成によれば、走行制御装置２は、移動体Ｍの走行中において、一度に移動経路Ｈ全体に対して障害物の有無を判定せずに、一定周期ごとに所定長さＬａ分だけ障害物の有無を検知するため、移動体Ｍの走行中における単位時間あたりの処理負荷を低減することができる。したがって、単位時間あたりに障害物の有無の検知に費やす処理負荷を軽減することでき、障害物の有無の判定処理に遅延が起こることを抑止することができる。例えば、走行が間近に迫っている移動経路に対して障害物の有無の検知が終わっていないという事態が抑制することができる。
さらに、走行制御装置２は、移動体Ｍの自律走行を行うにあたって、移動経路Ｈ全体ではなく、所定長さＬａ分だけの移動経路を追従するためのステアリングの操舵量やアクセルＡＣ又はブレーキＢＲの操作量を算出すればよいため、単位時間あたりの処理負荷を低減することができる。したがって、単位時間あたりに移動体Ｍの自律走行に費やす処理負荷を軽減することでき、自律走行に必要な処理に遅延が起こることを抑止することができる。

また、上記実施形態に係る走行制御装置２は、走行可能領域が決められている構内を移動体Ｍが走行する場合に、走行可能領域の情報を取得する構内地図取得部１０を備えてもよい。そして、移動経路生成部１１は、すべてのウェイポイントが走行可能領域Ｗ１内に設定されているか否かを判定してもよい。

このような構成によれば、走行可能領域から外れた移動経路Ｈを生成することを抑制することができる。

また、上記実施形態に係る移動経路生成部１１は、すべてのウェイポイントを通過する移動経路Ｈを、曲率が移動体Ｍの旋回性能の範囲内であって、移動体Ｍが走行可能領域Ｗ１から外れないという条件を満たすように生成してもよい。

このような構成によれば、走行可能領域Ｗ１から外れることがなく、安全に走行できる移動経路Ｈを生成することができる。

Ａ走行制御システム
１操作装置
２走行制御装置
６障害物検知部
７制御装置
１０構内地図取得部（取得部）
１１移動経路生成部
１２制御部
１３抽出部
１６走行制御部

Claims

移動体を走行させる走行制御装置であって、
すべての通過地点を通る移動経路を前記移動体の走行開始前に生成する移動経路生成部と、
前記移動経路生成部よって生成された前記移動経路に沿って前記移動体を走行させる制御部と、
を備えることを特徴とする、走行制御装置。
前記移動体の周囲の障害物を検知する障害物検知部を備え、
前記制御部は、前記移動経路上に障害物が検知された場合には、前記移動体の走行を停止させることを特徴とする、請求項１に記載の走行制御装置。
前記制御部は、
前記移動経路生成部よって生成された前記移動経路のうち、前記移動体の現在位置から走行方向の所定長さ分だけを一定周期ごとに抽出する抽出部と、
前記抽出部で抽出された前記所定長さ分の移動経路上に前記障害物が検知された場合には前記移動体の走行を停止させ、前記所定長さ分の移動経路上に前記障害物が検知されない場合には、当該移動経路に沿って前記移動体を走行させる走行制御部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の走行制御装置。
前記移動体が走行できる走行可能領域が決められている構内を前記移動体が走行する場合に、前記走行可能領域の情報を取得する取得部を備え、
前記移動経路生成部は、すべての前記通過地点が前記走行可能領域内に設定されているか否かを判定することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の走行制御装置。
前記移動経路生成部は、前記移動経路を、曲率が前記移動体の旋回性能の範囲内であって、前記移動体が前記走行可能領域から外れないという条件を満たすように生成することを特徴とする、請求項４に記載の走行制御装置。