JP2022078728A - 自律走行体 - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の外縁を有する障害物との干渉を回避することができる自律走行体の提供にある。【解決手段】障害物の位置を検出可能なレーザーセンサと、レーザーセンサにより検出された障害物を回避する制御を行う制御装置と、を備えた自律走行体である。予め設定される設定障害物においてレーザーセンサと同じ高さに位置する特定高さ形状と、設定障害物においてレーザーセンサと異なる高さに位置する外縁の形状と、を関連付ける形状関連付け部と、レーザーセンサにより検出された障害物の検出形状と特定高さ形状との一致を判別する形状判別部と、を備え、形状判別部が検出形状と特定高さ形状と一致すると判別したとき、形状関連付け部は、検出形状と外縁の形状とを関連付け、制御装置は、外縁との干渉を回避するように制御する。【選択図】 図5
Description
この発明は、自律走行体に関する。
自律走行体に関する従来技術として、例えば、特許文献1に開示された自律走行体が知られている。特許文献1に開示された自律走行体は、車両と、車両に搭載されたセンサとしてのレーザーレンジファインダと、車両に搭載された制御装置と、を備える。制御装置は、探索領域内に障害物が存在するか否かを判定する。制御装置は、探索領域内に回避可能領域が存在するか否かを判定する。制御装置は、進行方向変更領域内に障害物が存在しているか否かを判断する。制御装置は、進行方向変更領域内に障害物が存在している場合、車両に回避行動を行わせる。レーザーレンジファインダは、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である。
この種の自律走行体では、例えば、図10(a)に示すように、円柱状の本体部51と、二次元レーザーレンジファインダを用いたレーザーセンサ52と、レーザーセンサ52を支持するレーザーセンサ支持部53と、を備えた自律走行体50が考えられる。図10(b)に示すように、レーザーセンサ52の探索領域Eを、例えば、270°(左右135°)にしようとすると、レーザーセンサ支持部53の外縁の形状は、探索領域Eの一部が欠けないように、レーザーセンサ52が設けられていない高さの本体部51の外縁の形状と異なるようにする必要がある。この場合、レーザーセンサ支持部53の外縁の形状は、平面視では略三角形である。レーザーセンサ52が設けられていない高さにある本体部51の外縁の形状は、平面視では円形である。そして、平面視では、レーザーセンサ支持部53は、本体部51の外縁の内側に含まれる。
図10(a)、図10(b)に示す自律走行体50では、例えば、複数の自律走行体50が同じ領域を走行する場合、自律走行体50のレーザーセンサ52は、障害物の一部としてレーザーセンサ支持部53を互いに検出することはできる。しかしながら、レーザーセンサ支持部53の外縁よりも外側にはみ出している円形の本体部51の外縁は、レーザーセンサ52により検出できず、自律走行体が障害物と干渉するおそれがある。なお、本体部51の外縁の形状を障害物の一部と検出するためには、レーザーセンサ52を高さを変えて増設すればよいが、レーザーセンサ52の増設は、製造コストの増大や制御の複雑化を招くことになる。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の外縁を有する障害物との干渉を回避することができる自律走行体の提供にある。
上記の課題を解決するために、本発明は、障害物の位置を検出可能なレーザーセンサと、前記レーザーセンサにより検出された前記障害物を回避する制御を行う制御装置と、を備えた自律走行体であって、予め設定される設定障害物において前記レーザーセンサと同じ高さに位置する特定高さ形状と、前記設定障害物において前記レーザーセンサと異なる高さに位置する外縁の形状と、を関連付ける形状関連付け部と、前記レーザーセンサにより検出された前記障害物の検出形状と前記特定高さ形状との一致を判別する形状判別部と、を備え、前記形状判別部が前記検出形状と前記特定高さ形状と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付け、前記制御装置は、前記外縁との干渉を回避するように制御することを特徴とする。
本発明では、自律走行体が走行する場合、レーザーセンサは障害物を検出し、自律走行体はレーザーセンサにより検出された障害物を回避する。形状判別部が、レーザーセンサにより検出された検出形状と特定高さ形状とが一致すると判別したとき、形状関連付け部は、検出形状と予め設定されている外縁の形状とを関連付ける。その結果、制御装置は、予め設定されている外縁の形状を、検出された障害物の外縁の形状として認識でき、自律走行体は外縁との干渉を回避するように走行することができる。したがって、レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の障害物の外縁との干渉を回避することができる。
また、上記の自律走行体において、前記レーザーセンサは、前記検出形状における輝度を検出可能であり、前記レーザーセンサにより検出された前記検出形状における高輝度部位と前記設定障害物において前記特定高さ形状に予め設定された高輝度要素との一致を判別する高輝度判別部を備え、前記高輝度判別部が前記高輝度部位と前記高輝度要素と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付ける構成としてもよい。
この場合、制御装置は、レーザーセンサにより検出された検出形状が特定高さ形状と一致すると判別するとき、レーザーセンサにより検出された検出形状における高輝度部位と高輝度要素とが一致するか判別する。特定高さ形状による判別に加え、高輝度要素の判別により、制御装置は他の自律走行体の向きが確実に特定される。
この場合、制御装置は、レーザーセンサにより検出された検出形状が特定高さ形状と一致すると判別するとき、レーザーセンサにより検出された検出形状における高輝度部位と高輝度要素とが一致するか判別する。特定高さ形状による判別に加え、高輝度要素の判別により、制御装置は他の自律走行体の向きが確実に特定される。
また、上記の自律走行体において、前記レーザーセンサが設けられ、前記特定高さ形状に対応するセンサ支持部を備え、前記センサ支持部に前記高輝度要素となり得る反射板が設けられている構成としてもよい。
この場合、本発明に係る複数の自律走行体が同じ場所で稼働される条件では、一の自律走行体から見た他の自律走行体が設定障害物と位置付けられる。このため、他の自律走行体のセンサ支持部に設けられている反射板が特定高さ形状に予め設定された高輝度要素を構成することになる。
この場合、本発明に係る複数の自律走行体が同じ場所で稼働される条件では、一の自律走行体から見た他の自律走行体が設定障害物と位置付けられる。このため、他の自律走行体のセンサ支持部に設けられている反射板が特定高さ形状に予め設定された高輝度要素を構成することになる。
また、上記の自律走行体において、前記センサ支持部は、前記反射板を設置することが可能な複数の設置面を備え、前記設置面に応じて前記反射板の設置パターンが設定されている構成としてもよい。
この場合、センサ支持部の設置面に応じて反射板の設置パターンが設定されているので、検出形状における高輝度部位と高輝度要素とが一致するかの判別がより正確となる。
この場合、センサ支持部の設置面に応じて反射板の設置パターンが設定されているので、検出形状における高輝度部位と高輝度要素とが一致するかの判別がより正確となる。
本発明によれば、レーザーセンサを増設することなく、レーザーセンサが検出した障害物の形状と異なる形状の外縁を有する障害物との干渉を回避することができる自律走行体を提供できる。
(第1の実施形態)
以下、本発明の実施形態に係る自律走行体について図面を参照して説明する。本実施形態の自律走行体は、荷を無人で搬送する荷搬送用の自律走行体である。
以下、本発明の実施形態に係る自律走行体について図面を参照して説明する。本実施形態の自律走行体は、荷を無人で搬送する荷搬送用の自律走行体である。
図1に示すように、自律走行体10は、複数の駆動輪12有する走行体本体11を備えている。図2(a)に示すように、走行体本体11は、下部本体部13と、下部本体部13の上部に設けられる中間本体部14と、中間本体部14の上部に備えられる上部本体部15と、を有する。下部本体部13および上部本体部15は互いに同径の円筒形である。下部本体部13の外周面13Aおよび上部本体部15の外周面15Aは平面視では円形である。図2(b)に示すように、中間本体部14は五角柱であり、中間本体部14の詳細については後述する。上部本体部15の上面は荷台16となっている。
下部本体部13には複数の駆動輪12が備えられている。駆動輪12は全方向移動車輪である。全方向移動車輪とは、車軸(図示せず)と一体回転するほか、車軸の軸線A方向への移動を可能とする車輪であり、例えば、オムニホイールである。本実施形態では、走行体本体11には4つの駆動輪12が設けられている。なお、4つの駆動輪12を区別する場合には、第1の駆動輪12A、第2の駆動輪12B、第3の駆動輪12C、第4の駆動輪12Dと表記する。第1の駆動輪12A、第2の駆動輪12Bは走行体本体11における正面側の駆動輪であり、第3の駆動輪12C、第4の駆動輪12Dは走行体本体11における後面側の駆動輪である。
自律走行体10は、駆動輪12の回転数および回転方向が制御されることにより、走行体本体11の向きを維持した状態での全方向への移動が可能である。また、自律走行体10は、走行体本体11の向きを変更しながらの移動が可能であるほか、移動しない状態での走行体本体11の向きの変更が可能であり、例えば、全く移動のない旋回である超信地旋回が可能である。なお、ここでいう「全方向」とは、走行体本体11が走行する路面上や床面上での移動方向を示す。
図3に示すように、自律走行体10は、駆動輪12を駆動させる走行駆動装置17を備える。走行駆動装置17は、駆動輪12を回転させるための駆動モータ18と、駆動モータ18を駆動するモータドライバ19と、を備えている。駆動モータ18およびモータドライバ19は、駆動輪12毎に設けられる。このため、駆動モータ18およびモータドライバ19の数は駆動輪12の数と同じである。モータドライバ19は、制御装置20からの指令に応じて駆動モータ18の回転数を制御する。
走行体本体11には制御装置20が搭載されている。制御装置20は、モータドライバ19を介して駆動モータ18の回転数を制御することで、走行体本体11の進行方向を制御可能である。図3に示すように、制御装置20は、CPU21と、RAMおよびROM等からなる記憶部22と、を備えている。制御装置20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20は、コンピュータプログラムにしたがって動作する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。
記憶部22は、処理をCPU21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。記憶部22には、走行体本体11を制御するための種々のプログラムが記憶されているほか、走行体本体11の移動を行なう移動空間に関する環境地図が記憶されている。環境地図は、走行体本体11が移動空間を移動しながら作成する地図である。走行体本体11の自己位置推定と環境地図の構築を同時に行なう技術は、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)と称される。記憶部22、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。
走行体本体11にはレーザーセンサ23が搭載されている。レーザーセンサ23としては、制御装置20に障害物を検出させることが可能なものが用いられる。本実施形態のレーザーセンサ23は、レーザーレンジファインダ(LRF)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。レーザーセンサ23の障害物を探索する探索領域Eは、レーザーセンサ23を中心とする円のうち270°(左右135°)の範囲である。探索領域Eを270°の範囲とすることにより、自律走行体10の前方および左右の側方における障害物の探索が可能となっている。
レーザーセンサ23は中間本体部14の前部に設けられている。したがって、中間本体部14はセンサ支持部に相当する。ここで、中間本体部14の詳細について説明する。図2(b)に示すように、中間本体部14は、右前側面25、左前側面26、右側面27、左側面28および後面29を有している。右前側面25、左前側面26は、自律走行体10の前後方向に対して傾斜する面である。右側面27、左側面28は、自律走行体10の前後方向と平行な面であり、後面29は自律走行体10の前後方向に対して直交する面である。中間本体部14が右前側面25および左前側面26を有することにより、レーザーセンサ23の探索領域Eと中間本体部14とは干渉しない。
本実施形態では、図2(b)に示すように、中間本体部14における右前側面25、左前側面26、右側面27、左側面28および後面29には、後述する設定障害物の高輝度要素になり得る反射板30が設けられている。反射板30は光を強く反射する反射機能を有する板部材である。反射板30は、例えば、他の自律走行体10のレーザーセンサ23により検出される場合、検出形状における高輝度部位を形成する。本実施形態では、右前側面25および左前側面26に反射板30(30A)が設けられている。右側面27および左側面28には2枚の反射板30Bが設けられている。後面29には1枚の反射板30(30C)が設けられている。したがって、中間本体部14における右前側面25、左前側面26、右側面27、左側面28および後面29は、反射板30の設置面に相当する。そして、中間本体部14の各設置面に応じて反射板30の設置パターンが設定されている。中間本体部14の各設置面に応じて反射板30の設置パターンが設定されている理由は、他の自律走行体10のレーザーセンサ23が、中間本体部14における右前側面25、左前側面26、右側面27、左側面28および後面29のうちの2つの面を検出したとき誤認識しないためである。
ところで、本実施形態の制御装置20は、レーザーセンサ23により検出された障害物の検出形状と特定高さ形状との一致の有無を判別する形状判別部としての機能を備える。本実施形態では、複数の自律走行体10を特定のエリアで稼働させる。このため、他の自律走行体10を設定障害物として予め設定しておく。他の自律走行体10における特定高さ形状は、レーザーセンサ23と同じ高さに位置する中間本体部14の形状に基づいて設定される。記憶部22には、予め特定高さ形状が記憶されている。
中間本体部14の形状に基づいて設定される特定高さ形状F1、F2、F3、F4、F5、F6を図4に例示する。特定高さ形状F1は、中間本体部14におけるレーザーセンサ23、右前側面25および左前側面26から特定される形状であり、自律走行体10を矢印Y1の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F1に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G1が設定されており、外縁G1は記憶部22に記憶されている。特定高さ形状F2は、中間本体部14におけるレーザーセンサ23、右前側面25および右側面27から特定される形状であり、自律走行体10を矢印Y2の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F2に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G2が設定されており、外縁G2は記憶部22に記憶されている。
特定高さ形状F3は、中間本体部14におけるレーザーセンサ23、左前側面26および左側面28から特定される形状であり、自律走行体10を矢印Y3の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F3に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G3が設定されており、外縁G3は記憶部22に記憶されている。特定高さ形状F4は、中間本体部14における右側面27および後面29から特定される形状であり、自律走行体10を矢印Y4の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F4に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G4が設定されており、外縁G4は記憶部22に記憶されている。
特定高さ形状F5は、中間本体部14における左側面28および後面29から特定される形状であり、自律走行体10を矢印Y5の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F5に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G5が設定されており、外縁G5は記憶部22に記憶されている。特定高さ形状F6は、中間本体部14における後面29から特定される形状であり、自律走行体10を矢印Y6の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F6に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G6が設定されており、外縁G6は記憶部22に記憶されている。
特定高さ形状F1~F6には、反射板30A、30B、30Cにそれぞれ対応する高輝度要素H1、H2、H3が設定され、高輝度要素H1、H2、H3は対応する特定高さ形状F1~F6とともに記憶部22に記憶されている。特定高さ形状F1~F6のそれぞれに反射板30A、30B、30Cの設置パターンが設定されている。例えば、特定高さ形状F2では、右前側面25に設置された反射板30Aおよび右側面27に設置された2個の反射板30Bを組み合わせた設置パターンが設定されている。反射板30A、30B、30Cの設置パターンが設定されることにより、検出形状の判別がより正確となる。
制御装置20は、レーザーセンサ23により検出された検出形状が特定高さ形状F1~F6であるとき、検出された検出形状と外縁G1~G6の形状と、を関連付ける形状関連付け部としての機能を備える。したがって、レーザーセンサ23が他の自律走行体10の中間本体部14を検出すると、制御装置20は、障害物としての外縁は下部本体部13の外周面13Aの一部であると認識でき、他の自律走行体10の外周面13Aとの干渉を回避するように、自律走行体10を制御する。
また、制御装置20は、レーザーセンサ23により検出された検出形状が特定高さ形状F1~F6と一致すると判別するとき、レーザーセンサ23により検出された検出形状における高輝度部位と高輝度要素H1~H3とが一致するか判別する。制御装置20は、特定高さ形状F1~F6による判別に加え、高輝度要素H1~H3の判別により、制御装置20は他の自律走行体10の向きが確実に特定される。したがって、制御装置20は、高輝度判別部に相当する。因みに、特定高さ形状F1~F6による判別のみでは、例えば、検出形状が特定高さ形状F4を検出しても、制御装置20は、特定高さ形状F5との区別ができず、障害物としての他の自律走行体10の向きを誤検出するおそれがある。
自律走行体10が障害物を検出する手順を図5のフロー図に示す。図5に示すように、まず、レーザーセンサ23を作動させる(ステップS01)。次に、制御装置20は、障害物を検出したか判別する(ステップS02)。ステップS02において制御装置20はレーザーセンサ23によって障害物を検出したと判別すると、レーザーセンサ23が検出した検出形状は特定高さ形状と一致するか判別する(ステップS03)。ステップS02において制御装置20が障害物を検出していないと判別するとステップS01へ戻る。
ステップS03においてレーザーセンサ23が検出した検出形状は特定高さ形状F1~F6と一致すると判別すると、制御装置20は検出形状における高輝度部位と高輝度要素H1~H3と一致するか判別する(ステップS04)。ステップS03において検出形状における高輝度部位と高輝度要素と一致すると判別すると、制御装置20は検出形状と外縁の形状とを関連づける(ステップS05)。これにより、制御装置20は検出形状と関連付けた外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。そして、制御装置20は、検出形状と関連付けた外縁と干渉しないように回避する(ステップS06)。これにより、自律走行体10は外縁との干渉を回避することができる。
なお、ステップS03においてレーザーセンサ23が検出した検出形状は特定高さ形状F1~F6と一致しないと判別すると、レーザーセンサ23が検出した検出形状を障害物の外縁として回避する(ステップS07)。また、ステップS04において検出形状における高輝度部位と高輝度要素と一致しないと判別されると、ステップS07へ進む。このように、検出形状が特定高さ形状と一致するとともに、検出形状における高輝度部位と高輝度要素と一致するとき、制御装置20は、検出形状を障害物の外縁と認識せず、特定高さ形状と対応する外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。
次に、本実施形態の自律走行体10により障害物の検出について説明する。図6に示すように、例えば、直進走行中の自律走行体10Xが停止中の他の自律走行体10Yに接近する場合について説明する。なお、図6では、複数の自律走行体10が同じ場所で稼働される条件であり、2台の自律走行体10を、走行中の一の自律走行体10Xと、一の自律走行体10Xから見た他の自律走行体10Yとに区別する。一の自律走行体10Xから見た他の自律走行体10Yが設定障害物と位置付けられる。他の自律走行体10Yの反射板30A、30B、30Cが特定高さ形状F1~F6に予め設定された高輝度要素を構成することになる。また、図6では、説明の便宜上、自律走行体10X、10Yのそれぞれの上部本体部15を省略している。
自律走行体10Xの走行中において自律走行体10Xのレーザーセンサ23は、レーザーを走査して障害物を検出する。図6に示すように、自律走行体10Xが停止中の自律走行体10Yに接近すると、自律走行体10Xのレーザーセンサ23は、自律走行体10Yが備えるレーザーセンサ23と、中間本体部14の右前側面25および右側面27に基づく形状を検出する。自律走行体10Xのレーザーセンサ23は、レーザーセンサ23の高さと異なる位置となる自律走行体10Yにおける下部本体部13Yの外周面13Aは検出しない。
自律走行体10Xの制御装置20は、自律走行体10Xのレーザーセンサ23Xが検出した検出形状と特定高さ形状F1~F6と一致するか否かを判別する。この場合、検出形状は、特定高さ形状F2と一致するので、自律走行体10Xの制御装置20は、レーザーセンサ23が検出した検出形状は特定高さ形状F2と一致すると判別する。
次に、自律走行体10Xの制御装置20は、検出形状における高輝度部位と高輝度要素H1~H3と一致するか判別する。この場合、レーザーセンサ23が検出した検出形状における高輝度部位は、特定高さ形状F2に予め設定された高輝度要素H1、H2と一致するので、自律走行体10Xの制御装置20は、検出形状における高輝度部位が高輝度要素H1、H2と一致すると判別する。次に、自律走行体10Xの制御装置20は、検出形状とレーザーセンサ23と異なる高さに位置する外縁G2の形状とを関連付ける。
検出形状と外縁G2とを関連付けることで、自律走行体10Xの制御装置20は、自律走行体10Yの外周面13Aの一部である外縁G2を障害物の外縁として認識し、自律走行体10Xが外縁G2と干渉しないように、走行駆動装置17を制御する。このため、自律走行体10Xは、自律走行体10Yにおける下部本体部13の外周面13Aとの干渉を回避するように走行する。
本実施形態の自律走行体10は以下の効果を奏する。
(1)自律走行体10が走行する場合、レーザーセンサ23は障害物を検出し、自律走行体10はレーザーセンサ23により検出された障害物を回避する。形状判別部としての制御装置20が、レーザーセンサ23により検出された検出形状と特定高さ形状F1~F6と一致すると判別したとき、形状関連付け部としての制御装置20は、検出形状と予め設定されている外縁G1~G6の形状とを関連付ける。その結果、制御装置20は、予め設定されている外縁G1~G6の形状を、検出された障害物の外縁の形状として認識でき、自律走行体10は外縁G1~G6との干渉を回避するように走行することができる。したがって、レーザーセンサ23を増設することなく、レーザーセンサ23が検出した障害物の形状と異なる形状の障害物の外縁G1~G6との干渉を回避することができる。
(1)自律走行体10が走行する場合、レーザーセンサ23は障害物を検出し、自律走行体10はレーザーセンサ23により検出された障害物を回避する。形状判別部としての制御装置20が、レーザーセンサ23により検出された検出形状と特定高さ形状F1~F6と一致すると判別したとき、形状関連付け部としての制御装置20は、検出形状と予め設定されている外縁G1~G6の形状とを関連付ける。その結果、制御装置20は、予め設定されている外縁G1~G6の形状を、検出された障害物の外縁の形状として認識でき、自律走行体10は外縁G1~G6との干渉を回避するように走行することができる。したがって、レーザーセンサ23を増設することなく、レーザーセンサ23が検出した障害物の形状と異なる形状の障害物の外縁G1~G6との干渉を回避することができる。
(2)自律走行体10は、検出形状における輝度を検出するレーザーセンサ23と、レーザーセンサ23により検出された検出形状における高輝度部位と設定障害物において特定高さ形状F1~F6に予め設定された高輝度要素H1~H3との一致を判別する制御装置20と、を備える。制御装置20が高輝度部位と高輝度要素H1~H3と一致すると判別したとき、制御装置20は、検出形状と外縁G1~G6の形状とを関連付ける。このため、制御装置20は、レーザーセンサ23により検出された検出形状が特定高さ形状F1~F6と一致すると判別するとき、レーザーセンサ23により検出された検出形状における高輝度部位と高輝度要素H1~H3とが一致するか判別する。特定高さ形状F1~F6による判別に加え、高輝度要素H1~H3の判別により、制御装置20は障害物の向きを確実に特定することができる。その結果、レーザーセンサ23を増設することなく、レーザーセンサ23が検出した障害物の検出形状(特定高さの形状)と異なる形状の外縁G1~G6を有する障害物との干渉を回避することができる。
(3)レーザーセンサ23が設けられ、特定高さ形状F1~F6に対応する中間本体部14を備え、中間本体部14に反射板30が設けられているので、複数の自律走行体10が同じ場所で稼働される条件では、中間本体部14に設けられている反射板30は、特定高さ形状F1~F6に予め設定された高輝度要素H1~H3を構成することができる。
(4)中間本体部14は、反射板30を設置することが可能な複数の設置面としての右前側面25、左前側面26、右側面27、左側面28および後面29を備え、右前側面25、左前側面26、右側面27、左側面28および後面29に応じて反射板30の設置パターンが設定されている。このため、右前側面25、左前側面26、右側面27、左側面28および後面29に応じて反射板30の設置パターンが設定されているので、検出形状における高輝度部位と高輝度要素H1~H3とが一致するかの判別がより正確となる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態は自律走行体の中間本体部の構成が第1の実施形態と相違する。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態は自律走行体の中間本体部の構成が第1の実施形態と相違する。本実施形態では、第1の実施形態と同じ構成については第1の実施形態の説明を援用し、共通の符号を用いる。
図7に示すように、本実施形態の自律走行体40は、平面視では略三角形の中間本体部41を有する。図8(a)に示すように、中間本体部41は下部本体部13と上部本体部15との間に位置する。本実施形態では、複数の自律走行体40を特定のエリアで稼働させる。このため、他の自律走行体40を設定障害物として予め設定しておく。他の自律走行体40における特定高さ形状は、レーザーセンサ23と同じ高さに位置する中間本体部41の形状に基づいて設定される。記憶部22には、予め特定高さ形状が記憶されている。
中間本体部41の形状に基づいて設定される特定高さ形状F11、F12、F13、F14を図8(b)に例示する。特定高さ形状F11は、中間本体部14におけるレーザーセンサ23、右側面42および左側面43から特定される形状であり、自律走行体10を矢印Y11の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F11に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G11が設定されており、外縁G1は記憶部22に記憶されている。特定高さ形状F12は、中間本体部41におけるレーザーセンサ23および右側面42から特定される形状であり、自律走行体40を矢印Y12の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F12に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G12が設定されており、外縁G12は記憶部22に記憶されている。
特定高さ形状F13は、中間本体部41におけるレーザーセンサ23、左側面43から特定される形状であり、自律走行体40を矢印Y13の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F13に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G13が設定されており、外縁G13は記憶部22に記憶されている。特定高さ形状F14は、中間本体部41における後面44から特定される形状であり、自律走行体40を矢印Y14の方向から見た形状である。そして、特定高さ形状F14に対応する下部本体部13の外周面13Aの一部である外縁G14が設定されており、外縁G14は記憶部22に記憶されている。
制御装置20は、レーザーセンサ23により検出された検出形状が特定高さ形状F11~F14であるとき、検出された検出形状と外縁G11~G14の形状と、を関連付ける形状関連付け部としての機能を備える。したがって、レーザーセンサ23が他の自律走行体40の中間本体部41を検出すると、制御装置20は、障害物としての外縁は下部本体部13の外周面13Aの一部であると認識でき、他の自律走行体40の外周面13Aとの干渉を回避するように、自律走行体40を制御する。
自律走行体40が障害物を検出する手順を図9のフロー図に示す。図9に示すように、まず、レーザーセンサ23を作動させる(ステップS101)。次に、制御装置20は、障害物を検出したか判別する(ステップS102)。ステップS102において制御装置20はレーザーセンサ23によって障害物を検出したと判別すると、レーザーセンサ23が検出した検出形状は特定高さ形状F11~F14と一致するか判別する(ステップS103)。ステップS102において制御装置20が障害物を検出していないと判別するとステップS101へ戻る。
ステップS03においてレーザーセンサ23が検出した検出形状は特定高さ形状F11~F14と一致すると判別すると、制御装置20は検出形状と外縁の形状とを関連づける(ステップS104)。これにより、制御装置20は検出形状と関連付けた外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。そして、制御装置20は、検出形状と関連付けた外縁と干渉しないように回避する(ステップS105)。これにより、自律走行体40は検出形状と関連付けた外縁との干渉を回避することができる。
なお、ステップS103においてレーザーセンサ23が検出した検出形状は特定高さ形状F11~F14と一致しないと判別すると、レーザーセンサ23が検出した検出形状を障害物の外縁として回避する(ステップS106)。このように、検出形状が特定高さ形状と一致するとき、制御装置20は、検出形状を障害物の外縁と認識せず、特定高さ形状と対応する外縁の形状を障害物の外縁の形状として認識する。
本実施形態によれば、自律走行体40が走行する場合、レーザーセンサ23は障害物を検出し、自律走行体40はレーザーセンサ23により検出された障害物を回避する。形状判別部としての制御装置20が、レーザーセンサ23により検出された検出形状と特定高さ形状F11~F14と一致すると判別したとき、形状関連付け部としての制御装置20は、検出形状と予め設定されている外縁G11~G14の形状とを関連付ける。その結果、制御装置20は、予め設定されている外縁G11~G14の形状を、検出された障害物の外縁の形状として認識でき、自律走行体40は外縁G11~G14との干渉を回避するように走行することができる。したがって、レーザーセンサ23を増設することなく、レーザーセンサ23が検出した障害物の形状と異なる形状の障害物の外縁G11~G14との干渉を回避することができる。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。
○ 上記の第1の実施形態では、設定障害物としての他の自律走行体10(10Y)の中間本体部14の形状に基づく特定高さ形状F1~F6を例示したが、設定障害物の特定高さ形状は他の自律走行体10に限定されない。特定高さ形状は、自律走行体10と異なる対象物として柱、柵、壁といった構造物に基づいて特定されてもよい。この場合、特定高さ形状に対応する外縁の形状が設定され、制御装置20は検出形状が特定高さ形状と一致すると判別したとき、特定高さ形状に対応する外縁を障害物の外縁として認識し、自律走行体が障害物の外縁と干渉しないように制御する。
○ 上記の実施形態では、レーザーセンサ支持体として平面視で五角形又は三角形の中間本体部を例示したが、レーザーセンサ支持体の平面視の形状は五角形又は三角形に限らず、自由である。
○ 上記の実施形態では、レーザーセンサの探索領域を270°(左右135°)としたがこれに限定されない。レーザーセンサの探索領域は180~300°(左右90~150°)の範囲にあればよい。
○ 上記の第1の実施形態では、レーザーセンサ支持体としての中間本体部の各面に反射板を設置したが、必ずしも中間本体部の全ての面に反射板を設置しなくてもよい。例えば、中間本体部における右前側面、左前側面および後面に反射板を設置し、右側面および左側面に反射板を設置しないようにしてもよい。この場合も検出形状における高輝度部位と高輝度要素との一致を判別することができる。
○ 上記の実施形態では、レーザーセンサ支持体として平面視で五角形又は三角形の中間本体部を例示したが、レーザーセンサ支持体の平面視の形状は五角形又は三角形に限らず、自由である。
○ 上記の実施形態では、レーザーセンサの探索領域を270°(左右135°)としたがこれに限定されない。レーザーセンサの探索領域は180~300°(左右90~150°)の範囲にあればよい。
○ 上記の第1の実施形態では、レーザーセンサ支持体としての中間本体部の各面に反射板を設置したが、必ずしも中間本体部の全ての面に反射板を設置しなくてもよい。例えば、中間本体部における右前側面、左前側面および後面に反射板を設置し、右側面および左側面に反射板を設置しないようにしてもよい。この場合も検出形状における高輝度部位と高輝度要素との一致を判別することができる。
10(10X、10Y)、40、50 自律走行体
12 駆動輪
13 下部本体部
13A 外周面
14、41 中間本体部(レーザーセンサ支持体)
15 上部本体部
17 走行駆動装置
20 制御装置
23、52 レーザーセンサ
30(30A、30B、30C) 反射板
53 レーザーセンサ支持体
E 探索範囲
F1、F2、F3、F4、F5、F6、F11、F12、F13、F14 特定高さ形状
G1、G2、G3、G4、G5、G6、G11、G12、G13、G14 外縁
H1、H2、H3 高輝度要素
12 駆動輪
13 下部本体部
13A 外周面
14、41 中間本体部(レーザーセンサ支持体)
15 上部本体部
17 走行駆動装置
20 制御装置
23、52 レーザーセンサ
30(30A、30B、30C) 反射板
53 レーザーセンサ支持体
E 探索範囲
F1、F2、F3、F4、F5、F6、F11、F12、F13、F14 特定高さ形状
G1、G2、G3、G4、G5、G6、G11、G12、G13、G14 外縁
H1、H2、H3 高輝度要素
Claims (4)
- 障害物の位置を検出可能なレーザーセンサと、
前記レーザーセンサにより検出された前記障害物を回避する制御を行う制御装置と、を備えた自律走行体であって、
予め設定される設定障害物において前記レーザーセンサと同じ高さに位置する特定高さ形状と、前記設定障害物において前記レーザーセンサと異なる高さに位置する外縁の形状と、を関連付ける形状関連付け部と、
前記レーザーセンサにより検出された前記障害物の検出形状と前記特定高さ形状との一致を判別する形状判別部と、を備え、
前記形状判別部が前記検出形状と前記特定高さ形状と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付け、
前記制御装置は、前記外縁との干渉を回避するように制御することを特徴とする自律走行体。 - 前記レーザーセンサは、前記検出形状における輝度を検出可能であり、
前記レーザーセンサにより検出された前記検出形状における高輝度部位と前記設定障害物において前記特定高さ形状に予め設定された高輝度要素との一致を判別する高輝度判別部を備え、
前記高輝度判別部が前記高輝度部位と前記高輝度要素と一致すると判別したとき、前記形状関連付け部は、前記検出形状と前記外縁の形状とを関連付けることを特徴とする請求項1記載の自律走行体。 - 前記レーザーセンサが設けられ、前記特定高さ形状に対応するセンサ支持部を備え、
前記センサ支持部に前記高輝度要素となり得る反射板が設けられていることを特徴とする請求項2記載の自律走行体。 - 前記センサ支持部は、前記反射板を設置することが可能な複数の設置面を備え、
前記設置面に応じて前記反射板の設置パターンが設定されていることを特徴とする請求項3記載の自律走行体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020189606A JP2022078728A (ja) | 2020-11-13 | 2020-11-13 | 自律走行体 |
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JP (1) | JP2022078728A (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019053798A1 (ja) * | 2017-09-13 | 2019-03-21 | 株式会社Doog | 自律走行ロボットシステム |
-
2020
- 2020-11-13 JP JP2020189606A patent/JP2022078728A/ja active Pending
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WO2019053798A1 (ja) * | 2017-09-13 | 2019-03-21 | 株式会社Doog | 自律走行ロボットシステム |
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