JP2022097065A - 走行制御システム、制御方法、及び制御装置 - Google Patents

走行制御システム、制御方法、及び制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】無人走行体の走行をサポートするために用いられる無人飛行体の消費電力を抑えつつ、無人走行体の走行を適切に制御することが可能な走行制御システム、制御装置、及び制御方法を提供する。【解決手段】走行制御システムSは、センシング領域を上空からセンシングさせるために、走行ルート上にあるUGV1からUAV2を所定のタイミングで飛び立たせ、UGV1から飛び立ったUAV2がセンシング領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいてUGV1の走行を制御する。【選択図】図7

Description

定められたルートを走行する無人走行体と、空中を飛行する無人飛行体とを制御する制御システムの技術分野に関する。
従来、無人走行体が定められたルートを走行して荷物を配送する無人配送技術が検討されている。また、走行する無人走行体の上空を飛行する無人飛行体が無人走行体から離れた場所をセンシングして、周囲の状況を確認するシステムが提案されている。例えば、特許文献1には、無人飛行体をコンバインよりも先行する位置に飛行させ、カメラによって圃場の植立穀稈を撮影し、この撮影情報から植立穀稈の倒伏状態を検出する収穫作業システムが開示されている。
特開2020-18255号公報
しかしながら、無人飛行体は無人走行体よりバッテリー容量が少ないことが多く、無人走行体の上空を長時間飛行させることは難しい。そのため、従来技術のように無人走行体の走行をサポートするために無人飛行体を用いる場合、当該無人飛行体の消費電力面で課題があった。
そこで、本発明は、無人走行体の走行をサポートするために用いられる無人飛行体の消費電力を抑えつつ、無人走行体の走行を適切に制御することが可能な走行制御システム、制御方法、及び制御装置を提供することを課題の一つとする。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、無人走行体の走行をサポートするために用いられる無人飛行体の消費電力を抑えつつ、無人走行体の走行を適切に制御することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の走行制御システムにおいて、前記第1制御部は、前記ルートと前記他のルートとの分岐地点に前記無人走行体が接近したタイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする。これにより、分岐地点以降に走行予定のルートの安全性をタイミングよく確認することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の走行制御システムにおいて、前記第1制御部は、前記無人走行体が前記ルートを走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していないルートに接近したタイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする。これにより、無人走行体が実際にルートを走行可能であるかをタイミングよく確認することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の走行制御システムにおいて、前記ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定する第1判定部を更に備え、前記第1制御部は、前記判定基準を満たさないと判定された場合に、前記タイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする。これにより、必要以上に無人飛行体を飛行させるのを抑えることができるので、当該無人飛行体の消費電力を低減することができる。
請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の走行制御システムにおいて、前記第1制御部は、前記ルート上の前記無人走行体の進行方向において障害物が検知されたタイミングで 前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする。これにより、障害物により無人走行体の走行が妨げられるかをタイミングよく確認することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至5の何れか一項に記載の走行制御システムにおいて、前記センシングデータに基づいて前記無人走行体が前記ルートを走行可能であるかを判定する第2判定部を更に備え、前記第2制御部は、前記第2判定部による判定結果にしたがって、前記無人走行体の走行を制御することを特徴とする。これにより、無人走行体の走行を適切に制御することができる。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の走行制御システムにおいて、前記第2判定部により前記無人走行体が前記ルートを走行可能でないと判定された場合に、前記センシングデータに基づいて、前記無人走行体が走行可能な前記他のルートを探索する探索部と、前記第2制御部は、前記探索部により探索された前記他のルートにしたがって、前記無人走行体の走行を制御することを特徴とする。これにより、無人走行体が走行するルートを迅速に変更させることができ、走行してきたルートを引き返す時間を低減することができる。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の走行制御システムにおいて、前記無人走行体が走行可能な前記他のルートが複数存在する場合、前記探索部は、前記複数の前記他のルートのうち前記無人走行体の目的地までの最適ルートを決定し、前記第2制御部は、前記探索部により決定された最適ルートにしたがって、前記無人走行体の走行を制御することを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至8の何れか一項に記載の走行制御システムにおいて、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体を前記無人走行体に帰着させる第3制御部を更に備えることを特徴とする。これにより、必要以上に無人飛行体を飛行させるのを抑えることができるので、当該無人飛行体の消費電力を低減することができる。
請求項10に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、を備える走行制御システムにおいて1以上のコンピュータにより実行される制御方法であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせるステップと、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
請求項11に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体とを備える走行制御システムにおいて前記無人走行体及び前記無人走行体を制御する制御装置であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、無人走行体の走行をサポートするために用いられる無人飛行体の消費電力を抑えつつ、無人走行体の走行を適切に制御することができる。
走行制御システムSの概要構成例を示す図である。 地図上において走行ルート及び別ルートの一例を示す図である。 UGV1の概要構成例を示す図である。 UAV2の概要構成例を示す図である。 管理サーバ3の概要構成例を示す図である。 制御部33における機能ブロック例を示す図である。 実施例1においてUGV1、UAV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。 実施例2においてUGV1、UAV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。 実施例3においてUGV1、UAV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
1.走行制御システムSの構成
先ず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る走行制御システムSの構成について説明する。図1は、走行制御システムSの概要構成例を示す図である。図1に示すように、走行制御システムSは、無人地上機(以下、UGV(Unmanned Ground Vehicle)と称する)1、UGV1に搭載される無人航空機(以下、「UAV(Unmanned Aerial Vehicle)」と称する)2、及び管理サーバ3(制御装置の一例)を含んで構成される。UGV1及びUAV2は、それぞれ、管理サーバ3との間で通信ネットワークNWを介して互いに通信可能になっている。通信ネットワークNWは、例えば、インターネット、移動体通信ネットワーク及びその無線基地局等から構成される。
UGV1は、所定の目的のために定められたルート(以下、「走行ルート」という)を無人で走行する無人走行体の一例である。ここで、走行ルートは、例えば、UGV1が通行可能な道幅を有する道路により構成されるとよい。道路の例として、車道、山道、林道などが挙げられるが、特に限定されるものではなく、整備されていない道であってもよい。また、走行ルートには、道路以外にも、例えば公共の広場などUGV1が通行可能な土地(例えば、道路間を繋ぐ土地)が含まれてもよい。所定の目的の例として、荷物の配送を行う目的や、現地調査を行う目的などが挙げられる。荷物(物品)は、例えばEC(Electronic commerce)サイトで注文された注文品(商品)であってもよいし、宅配物であってもよいし、或いは、救援物資等であってもよい。走行とは道路上を移動することをいい、飛行とは区別される。移動とは時系列で現在位置が変化することをいう。UGV1は、複数の車輪を有する車両であってもよいし、車輪を有しないロボット(例えば、2足歩行ロボット)等であってもよい。
一方、UAV2は、UGV1の走行をサポートするために用いられ、無人で空中を飛行する無人飛行体の一例であり、ドローン、またはマルチコプタとも呼ばれる。UAV2は、地上からオペレータによる遠隔操縦に従って飛行、または自律的に飛行することが可能になっている。UAV2の飛行には、UAV2のホバリングが含まれてもよい。UAV2は、GCS(Ground Control Station)により管理される。GCSは、例えば、アプリケーションとしてオペレータにより操作される操縦端末に搭載されてもよいし、管理サーバ3などのサーバにより構成されてもよい。なお、UAV2の自律的な飛行は、UAV2が飛行制御を行うことによる自律飛行に限定されるものではなく、UAV2の自律的な飛行には、例えば走行制御システムS全体として飛行制御を行うことによる自律飛行も含まれてもよい。
また、UAV2は、所定のタイミングでUGV1から飛び立ち、UGV1の走行ルートまたは当該走行ルートに接続される他のルート(以下、「別ルート」という)の少なくとも一部分を含む領域(以下、「センシング領域」という)を上空からセンシングする。別ルートは、走行ルートと同様、UGV1が通行可能な道幅を有する道路等により構成されるとよい。なお、所定のタイミングとは、予め定められた時間を意味するものではなく、予め定められた事象の発生タイミングを意味する(詳細は後述)。
図2は、地図上において走行ルート及び別ルートの一例を示す図である。図2の例では、走行ルートR0と別ルートR1とは分岐地点Pで接続されている。図2の例において、センシング領域とは、走行ルートR0の全体を含む領域であってもよいし、走行ルートR0の一部分を含む領域であってもよい。或いは、センシング領域とは、別ルートR1の全体を含む領域であってもよいし、別ルートR1の一部分を含む領域であってもよい。或いは、センシング領域とは、走行ルートR0の全体及び別ルートR1の全体を含む領域であってもよいし、走行ルートR0の一部分及び別ルートR1の一部分を含む領域であってもよい。なお、図2の例では、1つの別ルートR1を示しているが、複数の別ルートが存在する走行ルートもある。また、図2の例では、1つの分岐地点Pを示しているが、複数の分岐地点が存在する走行ルートもある。
1-1.UGV1の構成及び機能
次に、図3を参照して、UGV1の構成及び機能について説明する。図3は、UGV1の概要構成例を示す図である。図3に示すように、UGV1は、駆動部11、無線通信部12、センサ部13、測位部14、及び制御部15等を備える。なお、図示しないが、UGV1の各部へ電力を供給するバッテリを備える。さらに、UGV1は、UAV2を搭載可能になっている。例えば、UGV1の屋根に設けられた離着陸ポートに着陸することでUAV2が搭載される。また、離着陸ポートには、開閉可能な開口部が設けられてもよい。この場合、UAV2は、離着陸ポートの開口部からUGV1の内部に収納可能である。また、UGV1は、配送対象となる物品を収納可能であってもよい。この場合、UGV1には物品を収納する収納部及び物品を搬出する機構が備えられる。
駆動部11は、モータ及び回転軸等を備える。駆動部11は、制御部15から出力された制御信号に従って駆動するモータ及び回転軸等により複数の車輪を回転させる。無線通信部12は、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3との間で行われる通信の制御を担う。また、無線通信部12は、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信機能を備えてもよい。
センサ部13は、UGV1の走行制御のために必要な各種センサを備える。各種センサには、例えば、光学センサが含まれる。センサ部13により検出された検出データは、制御部15へ出力される。光学センサは、例えばカメラにより構成され、UGV1の周囲をセンシングするために用いられる。かかるセンシングにより、走行ルート上のUGV1の進行方向(例えば、UGV1から数m~十m先)において、UGV1の通行の障害となる障害物を検知することができる。障害物の例として、道路上に停車している車両や、道路上に堆積している土砂等が挙げられる。また、かかるセンシングにより、走行ルート上のUGV1の進行方向(例えば、UGV1から数m~十m先)において、当該走行ルートと別ルートとの分岐地点を検知することもできる。なお、光学センサには、LiDAR(Light Detection and Ranging、あるいはLaser Imaging Detection and Ranging)が含まれてもよい。
測位部14は、電波受信機等を備える。測位部14は、例えば、GNSS(Global Navigation Satellite System)の衛星から発信された電波を電波受信機により受信し、当該電波に基づいてUGV1の現在位置(緯度及び経度)を検出する。なお、UGV1の現在位置は、GNSSの衛星から発信された電波に加えて、SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)処理により特定されてもよい。また、UGV1の現在位置は、光学センサにより撮像された画像に基づいて補正されてもよい。測位部14により検出された現在位置を示す位置情報は、制御部15へ出力される。
制御部15は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、及び不揮発性メモリ等を備える。制御部15は、例えばROMまたは不揮発性メモリに記憶されたプログラム(プログラムコード群)に従って、各種制御を実行する。具体的には、制御部15は、目的地(例えば、物品の配送先)へUGV1を走行させる走行制御を行う。この走行制御においては、センサ部13から取得された検出データ(例えば、画像データ)、測位部14から取得された位置情報、及び走行制御情報が用いられて、車輪の回転数の制御、UGV1の位置及び進行方向の制御が行われる。
ここで、走行制御情報は、例えばUGV1の走行開始前に管理サーバ3から取得される。走行制御情報は、走行ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令を含む。かかる走行制御情報は、走行ルートの位置情報を含んでもよい。制御部15は、走行制御情報にしたがって、走行ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる。そして、制御部15は、センサ部13により障害物が検知された場合、障害物検知情報を無線通信部12により管理サーバ3へ送信させる。かかる障害物検知情報は、例えば、障害物の位置情報及び画像データを含むとよい。また、センサ部13により走行ルートと別ルートとの分岐地点が検知された場合、分岐地点接近情報を無線通信部12により管理サーバ3へ送信させる。分岐地点接近情報は、例えば、走行ルートと別ルートとの分岐地点の位置情報を含むとよい。
また、走行制御情報は、例えばUGV1の走行開始後に管理サーバ3から取得される場合もある。この場合、走行制御情報は、別ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令、及び当該別ルートの位置情報を含む。この場合、制御部15は、走行制御情報にしたがって、別ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる。或いは、走行制御情報は、UGV1を出発地または経由地へ向けて帰還させる制御指令を含む場合もある。この場合、制御部15は、走行制御情報にしたがって、出発地または経由地へ向けてUGV1を帰還させる。なお、制御部15は、UGV1の位置情報及び走行体IDを、無線通信部12により管理サーバ3へ逐次送信させる。走行体IDは、UGV1を識別するための識別情報である。
1-2.UAV2の構成及び機能
次に、図4を参照して、UAV2の構成及び機能について説明する。図4は、UAV2の概要構成例を示す図である。図4に示すように、UAV2は、駆動部21、無線通信部22、センサ部23、測位部24、及び制御部25等を備える。なお、図示しないが、UAV2は、水平回転翼であるロータ(プロペラ)、及びUAV2の各部へ電力を供給するバッテリを備える。
駆動部21は、モータ及び回転軸等を備える。駆動部21は、制御部25から出力された制御信号に従って駆動するモータ及び回転軸等により複数のロータを回転させる。無線通信部22は、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3との間で行われる通信の制御を担う。また、無線通信部22は、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信機能を備えてもよい。
センサ部23は、UAV2の飛行制御のために必要な各種センサを備える。各種センサには、例えば、光学センサ、3軸角速度センサ、3軸加速度センサ、及び地磁気センサ等が含まれる。センサ部23により検出された検出データは、制御部25へ出力される。光学センサは、例えばカメラにより構成され、センシング領域を上空からセンシングするためにも用いられる。ここで、上空からセンシングするとは、センシング可能な範囲(例えばカメラの画角に収まる範囲)内を撮像することにより道路を含む地表の状態(状況)を視察(観測)することをいう。かかるセンシングは、センシング領域において1回以上行われる。なお、光学センサには、LiDARが含まれてもよい。また、センシングの精度を高めるためには、時系列で連続的に行われるとよく、当該センシングの時間間隔は、一定間隔であってもよいし、不定間隔であってもよい。
測位部24は、電波受信機及び高度センサ等を備える。測位部24は、例えば、GNSSの衛星から発信された電波を電波受信機により受信し、当該電波に基づいてUAV2の水平方向の現在位置(緯度及び経度)を検出する。UAV2の現在位置は、飛行中のUAV2の飛行位置である。なお、UAV2の水平方向の現在位置は、光学センサにより撮像された画像や上記無線基地局から発信された電波に基づいて補正されてもよい。測位部24により検出された現在位置を示す位置情報は、制御部25へ出力される。さらに、測位部24は、気圧センサ等の高度センサによりUAV2の垂直方向の現在位置(高度)を検出してもよい。この場合、位置情報には、UAV2の高度を示す高度情報が含まれる。
制御部25は、プロセッサであるCPU、ROM、RAM、及び不揮発性メモリ等を備える。制御部25は、例えばROMまたは不揮発性メモリに記憶されたプログラム(プログラムコード群)に従って、各種制御を実行する。具体的には、制御部25は、UAV2を飛行させる飛行制御を行う。かかる飛行制御においては、センサ部23から取得された検出データ(例えば、画像データ)、測位部24から取得された位置情報、及び飛行制御情報が用いられて、ロータの回転数の制御、UAV2の位置、姿勢及び進行方向の制御が行われる。
ここで、飛行制御情報は、例えばUGV1の走行開始後に例えば管理サーバ3から取得される。飛行制御情報は、センシング領域を上空からセンシングさせるために、UGV1からUAV2を飛び立たせる制御指令を含む。かかる飛行制御情報は、センシング領域の位置情報を含んでもよい。制御部25は、飛行制御情報にしたがって、UAV2を飛び立たせ(つまり、UGV1からUAV2を離陸させ)、センシング領域を上空からセンサ部23にセンシングさせる。そして、制御部25は、センシング領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータを、無線通信部22により管理サーバ3(またはGCSを介して管理サーバ3)へ送信させる。
また、飛行制御情報は、例えばセンシング領域のセンシング終了後に管理サーバ3から取得される場合もある。この場合、飛行制御情報は、UGV1から飛び立ったUAV2をUGV1に帰着させる制御指令を含む。この場合、制御部25は、飛行制御情報にしたがって、UAV2をUGV1に帰着(つまり、UGV1上に着陸)させる。例えば、制御部25は、UAV2をUGV1まで飛行させる(つまり、UGV1まで戻る)ことで帰着させる。或いは、制御部25は、次の定められた合流地点までUAV2を飛行させることで帰着させてもよい。或いは、制御部25は、UAV2をホバリング(つまり、その場で待機)させUGV1が閾値内に近づいたら帰着させてもよい。なお、制御部25は、UAV2の位置情報、UAV2のバッテリ残量情報、及び飛行体IDを、無線通信部22により管理サーバ3(またはGCSを介して管理サーバ3)へ逐次送信させる。この飛行体IDは、UAV2を識別可能な識別情報である。
1-3.管理サーバ3の構成及び機能
次に、図5及び図6を参照して、管理サーバ3の構成及び機能について説明する。図5は、管理サーバ3の概要構成例を示す図である。図5に示すように、管理サーバ3は、通信部31、記憶部32、及び制御部33等を備える。図6は、制御部33における機能ブロック例を示す図である。
通信部31は、通信ネットワークNWを介して、UGV1及びUAV2のそれぞれとの間で行われる通信の制御を担う。UGV1から送信された障害物検知情報、分岐地点接近情報、UGV1の位置情報及び走行体IDは、通信部31により受信される。管理サーバ3は、UGV1の位置情報によりUGV1の現在位置を認識することができる。また、UAV2から送信されたセンシングデータ、UAV2の位置情報、UAV2のバッテリ残量情報及び飛行体IDは、通信部31により受信される。管理サーバ3は、UAV2の位置情報によりUAV2の現在位置を認識することができる。
記憶部32は、例えば、ハードディスクドライブ等を備える。記憶部32には、地図情報が記憶される。地図情報は、センシング領域を含む所定地域の地図を表す。地図情報には、所定地域内の敷地や階段等の位置情報のほか、所定地域内の道路の位置情報が含まれる。また、記憶部32には、地図情報の更新日が当該地図情報に対応付けられて記憶される。或いは、記憶部32には、地図情報のバージョンナンバーが当該地図情報に対応付けられて記憶されてもよい。バージョンナンバーとは、地図情報の更新毎に変わる番号であり、地図情報の新しさを示すものである。
さらに、地図情報において過去にUGV等の走行体により走行された道路及び走行日時を示す走行履歴情報が当該地図情報に対応つけられて記憶されてもよい。また、記憶部32には、UGV1の幅(進行方向と直交する方向の幅)を示す幅情報、または当該幅を特定可能なタイプ情報がUGV1の走行体IDに対応付けられて記憶されてもよい。タイプ情報の例として、UGV1の型式などが挙げられる。幅情報やタイプ情報は、特に道幅の狭い道路をUGV1が通行可能であるかどうかを判定するために使用されるとよい。
制御部33は、プロセッサであるCPU、ROM、RAM、及び不揮発性メモリ等を備える。制御部33は、例えばROMまたは不揮発性メモリに記憶されたプログラム(プログラムコード群)に従って、図6に示すように、UGV制御部33a(第2制御部及び第2判定部の一例)、ルート探索部33b(探索部の一例)、UAV制御部33c(第1制御部、第1判定部、及び第3制御部の一例)等として機能する。
UGV制御部33aは、UGV1を走行させる制御指令を含む走行制御情報をUGV1へ送信することによりUGV1の走行を制御する。すなわち、UGV制御部33aは、定められた走行ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる。ここで、走行ルートは、UGV1の走行目的に応じて管理者等により定められてもよいが、ルート探索部33bにより探索されることで定められて(決定されて)もよい。例えば、ルート探索部33bは、記憶部32に記憶された地図情報に示される道路等に基づいて、UGV1の出発地から目的地までのルートであって、UGV1が通行可能な道幅を有する道路からなるルートを探索し、探索されたルートを走行ルートとして決定する。かかる走行ルートの決定にあたり、UGV1の幅情報またはタイプ情報により特定されるUGV1の幅以上の道幅を有する道路が選定されるとよい。また、複数のルートが探索された場合(つまり、UGV1が走行可能なルートが複数存在する場合)、ルート探索部33bは、複数のルートのうちUGV1の目的地までの最適ルート(例えば、最も距離が短いルート、または最も所要時間が短いルート)を走行ルートとして決定するとよい。なお、探索された複数のルートのうち、走行ルートとして決定されたルート以外のルートを予備ルートとして記憶してもよい。
UAV制御部33cは、UGV1からUAV2を飛び立たせる制御指令を含む飛行制御情報をUAV2へ送信することによりUAV2の飛行を制御する。すなわち、UAV制御部33cは、センシング領域を上空からセンシングさせるために、走行ルート上にあるUGV1からUAV2を所定のタイミングで飛び立たせる。例えば、UAV制御部33cは、走行ルートと別ルートとの分岐地点にUGV1が接近したタイミングでUGV1からUAV2を飛び立たせる。これにより、走行ルートを含むセンシング領域をUAV2にセンシングさせることで、分岐地点以降に走行予定の走行ルートの安全性をタイミングよく確認することができる。ここで、当該分岐地点にUGV1が接近したかどうかは、UGV1からの分岐地点接近情報が通信部31により受信されたかどうかにより判定されるとよい。或いは、通信部31により連続して受信されるUGV1の位置情報と、記憶部32に記憶された地図情報とに基づいて、当該地図情報に示される当該分岐地点にUGV1が接近したか(例えば、UGV1から分岐地点までの距離が数m~数十mになったか)どうかが判定されてもよい。
別の例として、UAV制御部33cは、UGV1が走行ルート(既知の走行ルート)を走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していない走行ルート(未走行ルート)に接近したタイミングでUGV1からUAV2を飛び立たせる。ここで、UGV1が他の走行体が走行していない走行ルートに接近したかどうかは、例えば、通信部31により連続して受信されるUGV1の位置情報と、記憶部32に記憶された走行履歴情報及び地図情報とに基づいて、当該地図情報に示される未走行ルートの開始地点にUGV1が接近したか(例えば、UGV1から開始地点までの距離が数m~数十mになったか)どうかにより判定される。他の走行体が走行していない走行ルートとは、例えば、当該走行ルート中の一部分のルートである。他の走行体とは、UGVでなくてもよく、例えば人が運転する車両であってもよい。また、所定期間とは、例えば直近2週間~1ヶ月程度の短い期間であるとよい。他の走行体により最近走行されていない走行ルートをUGV1が初めて走行する場合、工事中の場所や階段の位置などの情報が、当該走行ルートの探索に用いられた地図情報に反映されておらず、実際には当該走行ルートをUGV1が走行できない可能性がある。そのため、走行ルートを含むセンシング領域をUAV2にセンシングさせることで、UGV1が実際に走行ルートを走行可能であるかをタイミングよく確認することができる。
ただし、走行ルートの探索に用いられた地図情報が新しければUAV2によるセンシングが必要ないこともありうる。そのため、UAV制御部33cは、走行ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定し、当該判定基準を満たさないと判定した場合に限り、上記所定のタイミング(例えば、分岐地点に接近したタイミング、または他の走行体が走行していない走行ルートに接近したタイミング)でUGV1からUAV2を飛び立たせてもよい。これにより、必要以上にUAV2を飛行させるのを抑えることができるので、当該UAV2の消費電力を低減することができる。
なお、地図情報の新しさの判定基準として、例えば更新日(例えば、現時点から過去1ヶ月以内の日)が設定される。この場合、UAV制御部33cは、走行ルートの探索に用いられた地図情報の更新日が、地図情報の新しさの判定基準として設定された更新日と同日または後日であれば、走行ルートの探索に用いられた地図情報の更新日が新しさの判定基準を満たすと判定される。或いは、地図情報の新しさの判定基準として、例えばバージョンナンバーが設定されてもよい。この場合、UAV制御部33cは、走行ルートの探索に用いられた地図情報のバージョンナンバーが、地図情報の新しさの判定基準として設定されたバージョンナンバーより新しければ、走行ルートの探索に用いられた地図情報の更新日が新しさの判定基準を満たすと判定される。
更に別の例として、UAV制御部33cは、走行ルート上のUGV1の進行方向において障害物が検知されたタイミングでUGV1からUAV2を飛び立たせてもよい。これにより、走行ルートを含むセンシング領域をUAV2にセンシングさせることで、例えば走行ルートにおいて道幅が狭い箇所に障害物がある場合に、当該障害物によりUGV1の走行が妨げられるかをタイミングよく確認することができる。ここで、UGV1の進行方向において障害物が検知されたかどうかは、UGV1からの障害物検知情報が通信部31により受信されたかどうかにより判定されるとよい。
そして、UGV1から飛び立ったUAV2がセンシング領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータが通信部31により受信されると、UGV制御部33aは、当該センシングデータに基づいてUGV1の走行を制御する。すなわち、UGV制御部33aは、センシングデータに基づいてUGV1が走行ルート(つまり、現在位置から先の走行ルート)を走行可能であるかを判定(例えば、画像解析により判定)し、その判定結果にしたがって、UGV1の走行を制御する。例えば、センシングデータに含まれる画像に表れる走行ルートにおいてUGV1が通行困難(通行不可でもよい)の箇所がある場合、走行ルートを走行可能でないと判定される。
ここで、UGV1が通行困難の箇所とは、例えば、走行ルートにおいて道幅が閾値以下である箇所である。かかる閾値は、UGV1の幅情報またはタイプ情報により特定されるUGV1の幅に設定されるとよい。道幅が閾値以下である箇所は、車両等の障害物により道幅が一時的に狭くなっている箇所(例えば、車両が道路の路肩等の端に駐車している箇所)であってもよい。或いは、UGV1が通行困難の箇所とは、走行ルートにおいて土砂崩れがある箇所、走行ルートにおいて工事が行われている箇所、走行ルートにおいて通行止めのフェンスがある箇所、または走行ルートにおいて階段がある箇所がなどであってもよい。
UGV制御部33aによりUGV1が走行ルートを走行可能でないと判定された場合、ルート探索部33bは、上記受信されたセンシングデータに基づいて、UGV1が走行可能な別ルート(つまり、分岐地点から先の別レート)を探索し、探索された別ルートを決定する。これにより、UGV1が走行する走行ルートを迅速に変更させることができ、走行してきた走行ルートを引き返す時間を低減することができる。なお、別ルートは、例えば、走行開始時に既に探索及び記憶された予備ルートから探索されるとよい。これにより、より迅速に別ルートを決定することができる。
また、ルート探索部33bは、上記受信されたセンシングデータに基づいて、走行ルートとの分岐地点から目的地までのルートであって、UGV1が通行可能な道幅を有する道路からなるルートを探索し、探索されたルートを別ルートとして決定してもよい。かかる別ルートの決定にあたり、UGV1の幅情報またはタイプ情報により特定されるUGV1の幅以上の道幅を有する道路が選定されるとよい。また、複数の別ルート(候補)が探索された場合(つまり、UGV1が走行可能なルートが複数存在する場合)、ルート探索部33bは、複数の別ルート(候補)のうちUGV1の目的地までの最適ルート(例えば、最も距離が短いルート、または最も所要時間が短いルート)を別ルートとして決定するとよい。
そして、UGV制御部33aは、ルート探索部33bにより探索された別ルートにしたがって、UGV1の走行を制御する。これにより、UGV1が走行してきた道路を引き返す時間を削減することができる。例えば、UGV制御部33aは、別ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令を含む走行制御情報をUGV1へ送信することによりUGV1の走行を制御する。一方、UGV制御部33aは、UGV1が走行ルートを走行可能であると判定した場合、走行ルートを維持して走行(つまり、予定通りの走行ルートを走行)させる制御指令を含む走行制御情報をUGV1へ送信することによりUGV1の走行を制御してもよい。
なお、UGV1から飛び立ったUAV2がセンシング領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータが通信部31により受信されると、UAV制御部33cは、UAV2をUGV1に帰着させる制御指令を含む飛行制御情報をUAV2へ送信することによりUAV2をUGV1に帰着させる。これにより、必要以上にUAV2を飛行させるのを抑えることができるので、当該UAV2の消費電力を低減することができる。UGV1に帰着させる制御指令により帰着方法が指定されてもよい。帰着方法の例として、上述したように、(i)UAV2をUGV1まで戻るように飛行させること、(ii)UAV2を次の定められた合流地点まで飛行させること、(iii)UAV2をその場でホバリングさせること、などが挙げられる。
ここで、UAV制御部33cは、例えば、UGV1とUAV2との間の距離と、UAV2のバッテリ残量情報に示されるバッテリ残量とに基づいて、帰着方法(i)~(iii)のうち何れかの帰着方法を決定するとよい。例えば、UGV1とUAV2との間の距離が長く(例えば、当該距離が閾値以上である)、且つ、バッテリ残量が少ない(例えば、当該バッテリ残量が閾値以下である)場合、(iii)UAV2をその場でホバリングさせるという帰着方法が決定されるとよい。或いは、UGV1とUAV2との間の距離が短い場合、またはバッテリ残量が多い場合、(i)UAV2をUGV1まで戻るように飛行させる、または(ii)UAV2を次の定められた合流地点まで飛行させるという帰着方法が決定されるとよい。
2.走行制御システムSの動作
次に、走行制御システムSの動作について、実施例1~実施例3に分けて説明する。以下の動作例においては、荷物の配送する場合を例にとって説明する。なお、走行制御システムSの動作において、管理サーバ3は、荷物を配送するUGV1の走行体IDと、センシング領域のセンシングを行うUAV2の飛行体IDとを対応付けて管理している。そして、UGV1は、走行中、自己の位置情報及び走行体IDを管理サーバ3へ逐次送信するものとし、UAV2は、飛行中、自己の位置情報及び飛行体IDを管理サーバ3へ逐次送信するものとする。
(実施例1)
先ず、図7を参照して、走行制御システムSの動作の実施例1について説明する。実施例1は、走行ルートと別ルートとの分岐地点にUGV1が接近したタイミングでUGV1からUAV2を飛び立たせて、センシング領域を上空からセンシングさせる例である。図7は、実施例1においてUGV1、UAV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。
図7において、管理サーバ3は、例えば、記憶部32に記憶された地図情報を用いて、UGV1の出発地から目的地(例えば、荷物の配送先)までの走行ルートを決定する(ステップS1)。すなわち、上述したように、ルート探索部33bにより探索された走行ルートが決定されるとよい。次いで、管理サーバ3は、決定された走行ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令(走行開始指令)及び分岐地点の検知実施指令を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する(ステップS2)。
UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、当該走行制御情報にしたがって、走行ルートに沿って走行を開始する(ステップS3)。次いで、UGV1は、センサ部13により走行ルートと別ルートとの分岐地点が検知されたか否かを判定する(ステップS4)。例えばUGV1が当該分岐地点に接近することにより当該分岐地点が検知されたと判定された場合(ステップS4:YES)、UGV1は、分岐地点接近情報を、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3へ送信する(ステップS5)。一方、走行ルートと別ルートとの分岐地点が検知されていないと判定された場合(ステップS4:NO)、処理はステップS20へ進む。
管理サーバ3は、UGV1からの分岐地点接近情報を受信すると、センシング領域を上空からセンシングさせるために、UGV1からUAV2を飛び立たせる制御指令(センシング及び飛行開始指令)を含む飛行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUAV2へ送信する(ステップS6)。UAV2は、管理サーバ3からの飛行制御情報を受信すると、UGV1から飛び立ち、センシング領域へ飛行する(ステップS7)。つまり、走行ルートと別ルートとの分岐地点にUGV1が接近したタイミングでUGV1からUAV2が飛び立つ。次いで、UAV2は、センシング領域を上空からセンシングする(ステップS8)ことにより得られたセンシングデータを、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3へ送信する(ステップS9)。かかるセンシングデータは、管理サーバ3へ時系列で連続的に送信されてもよい。
管理サーバ3は、UAV2からのセンシングデータを所定量受信すると、UAV2をUGV1に帰着させる制御指令(帰着指令)を含む飛行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUAV2へ送信する(ステップS10)。ここで、管理サーバ3は、上述したように、UGV1とUAV2との間の距離と、UAV2のバッテリ残量情報に示されるバッテリ残量とに基づいて、帰着方法(i)~(iii)のうち何れかの帰着方法を決定し、当該決定した帰着方法で帰着させる制御指令を含む飛行制御情報をUAV2へ送信するとよい。なお、UAV2をUGV1に帰着させる制御指令を含む飛行制御情報は、ステップS14における別ルートの探索後に送信されてもよい。UAV2は、管理サーバ3からの飛行制御情報を受信すると、UGV1に帰着する(ステップS11)。
次いで、管理サーバ3は、受信されたセンシングデータに基づいてUGV1が走行ルートを走行可能であるか否かを判定する(ステップS12)。UGV1が走行ルートを走行可能であると判定された場合(ステップS12:YES)、管理サーバ3は、走行ルートを維持して走行させる制御指令(走行維持指令)を含む走行制御情報をUGV1へ送信する(ステップS13)。なお、UGV1が走行ルートを走行可能であると判定された場合、走行維持指令を含む走行制御情報はUGV1へ送信されなくてもよい。
一方、UGV1が走行ルートを走行可能でないと判定された場合(ステップS12:NO)、管理サーバ3は、受信されたセンシングデータに基づいて、UGV1が走行可能な別ルートを探索する(ステップS14)。ここで、管理サーバ3は、UGV1の位置情報に基づきUGV1の現在位置を認識しているので、UGV1が分岐地点に到達する直前(例えば、数m前)まで複数の別ルート(候補)を探索してもよい。つまり、UGV1が分岐地点に到達する直前まで来ると探索が終了し、その終了時点までに探索された別ルート候補の中から後述のステップS17で別ルートが決定される。なお、別ルートを探索するためのセンシングデータは、ステップS12で走行可能であるか否かを判定するために用いられたセンシングデータの後に取得されたセンシングデータであってもよい。
次いで、管理サーバ3は、ステップS14の探索結果、UGV1が走行可能な別ルートがあるか否かを判定する(ステップS15)。UGV1が走行可能な別ルートがないと判定された場合(ステップS15:NO)、管理サーバ3は、UGV1を帰還させる制御指令(帰還指令)を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する(ステップS16)。或いは、UGV1が複数の荷物を積載している場合、管理サーバ3は、UGV1を次の配送先へ走行させる制御指令を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信してもよい。UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、例えば出発地へ帰還する。或いは、UGV1は、次の配送先へ向けて走行を開始する。
一方、UGV1が走行可能な別ルートがあると判定された場合(ステップS15:YES)、管理サーバ3は、当該別ルートを決定する(ステップS17)。ここで、別ルートは、例えば、走行開始時に既に探索及び記憶された予備ルートから決定されてもよい。なお、管理サーバ3は、複数の別ルート(候補)がある場合、複数の別ルート(候補)のうちUGV1の目的地までの最適ルートが別ルートとして決定される。例えば、UGV1が分岐地点に到達する直前までに探索できた別ルート(候補)の中で走行可能な最適ルートが決定される。次いで、管理サーバ3は、ステップS17で決定された別ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令(ルート変更指令)を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する(ステップS18)。
UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、当該走行制御情報にしたがって、別ルートに沿って走行を開始する(ステップS19)。これにより、UGV1が走行してきた道路を引き返す時間を低減することができる。なお、UGV1は、分岐地点に到達するまでに管理サーバ3からの走行制御情報が受信されない場合、当該分岐地点で一時停車し、当該走行制御情報が受信されるまで待機してもよい。次いで、UGV1は、目的地に到着したか否かを判定する(ステップS20)。目的地に到着していないと判定された場合(ステップS20:NO)、処理はステップS4に戻る。一方、目的地に到着したと判定された場合(ステップS20:YES)、UGV1は、目的地において走行を停止して荷物を搬出する(ステップS21)。
なお、上記ステップS2において、管理サーバ3は、走行ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定してもよい。この場合において、当該判定基準を満たさないと判定された場合、管理サーバ3は、目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令(走行開始指令)及び分岐地点の検知実施指令を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する。これにより、上記処理が行われる。一方、当該判定基準を満たすと判定された場合、管理サーバ3は、目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令を含むけれども、分岐地点の検知実施指令を含まない走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する。これにより、UGV1は、走行ルートに沿って走行を開始した後、上記分岐地点の検知を行うことなく、目的地まで走行することになる。
(実施例2)
次に、図8を参照して、走行制御システムSの動作の実施例2について説明する。実施例2は、走行ルート上のUGV1の進行方向において障害物が検知されたタイミングでUGV1からUAV2を飛び立たせて、センシング領域を上空からセンシングさせる例である。図8は、実施例2においてUGV1、UAV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。
図8において、管理サーバ3は、実施例1と同様、記憶部32に記憶された地図情報を用いて、UGV1の出発地から目的地までの走行ルートを決定する(ステップS31)。次いで、管理サーバ3は、走行ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令(走行開始指令)及び障害物の検知実施指令を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する(ステップS32)。
UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、当該走行制御情報にしたがって、走行ルートに沿って走行を開始する(ステップS33)。次いで、UGV1は、走行ルート上のUGV1の進行方向において障害物が検知されたか否かを判定する(ステップS34)。障害物が検知されたと判定された場合(ステップS34:YES)、UGV1は、障害物検知情報を、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3へ送信する(ステップS35)。一方、障害物が検知されていないと判定された場合(ステップS34:NO)、処理はステップS50へ進む。
管理サーバ3は、UGV1からの障害物検知情報を受信すると、走行ルートにおいて障害物が存在しているセンシング領域を上空からセンシングさせるために、UGV1からUAV2を飛び立たせる制御指令(センシング及び飛行開始指令)を含む飛行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUAV2へ送信する(ステップS36)。UAV2は、管理サーバ3からの飛行制御情報を受信すると、UGV1から飛び立ち、センシング領域へ飛行する(ステップS37)。つまり、走行ルート上のUGV1の進行方向において障害物が検知されたタイミングでUGV1からUAV2が飛び立つ。なお、図8に示すステップS38~S41の処理は、図7に示すステップS8~S11の処理と同様である。
次いで、管理サーバ3は、受信されたセンシングデータに基づいてUGV1が走行ルートを走行可能であるか否かを判定する(ステップS42)。UGV1が走行ルートを走行可能であると判定された場合(ステップS42:YES)、管理サーバ3は、走行ルートを維持して走行させる制御指令(走行維持指令)を含む走行制御情報をUGV1へ送信する(ステップS43)。一方、UGV1が走行ルートを走行可能でないと判定された場合(ステップS42:NO)、管理サーバ3は、受信されたセンシングデータに基づいて、UGV1が走行可能な別ルートを探索する(ステップS44)。例えば、管理サーバ3は、出発地点から障害物のある地点までの走行ルートにおいて分岐起点を探索し、探索された分岐地点からの別ルートを探索する。
次いで、管理サーバ3は、ステップS44の探索結果、UGV1が走行可能な別ルートがあるか否かを判定する(ステップS45)。UGV1が走行可能な別ルートがないと判定された場合(ステップS45:NO)、管理サーバ3は、UGV1を帰還させる制御指令(帰還指令)を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する(ステップS46)。UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、例えば出発地へ帰還する。一方、UGV1が走行可能な別ルートがあると判定された場合(ステップS45:YES)、管理サーバ3は、当該別ルートを決定する(ステップS47)。ここで、別ルートは、例えば、走行開始時に既に探索及び記憶された予備ルートから決定されるとよい。なお、管理サーバ3は、複数の別ルート(候補)がある場合、複数の別ルート(候補)のうちUGV1の目的地までの最適ルートが別ルートとして決定される。
次いで、管理サーバ3は、ステップS47で決定された別ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令(ルート変更指令)を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する(ステップS48)。UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、当該走行制御情報にしたがって、別ルートに沿って走行を開始する(ステップS49)。例えば、UGV1は、走行してきたルートを分岐地点まで引き返して別ルートを走行することになる。なお、図8に示すステップS50~S51の処理は、図7に示すステップS20~S21の処理と同様である。
(実施例3)
次に、図9を参照して、走行制御システムSの動作の実施例3について説明する。実施例3は、UAV2が走行ルート(既知の走行ルート)を走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していない走行ルート(未走行ルート)をUGV1に接近したタイミングでUGV1からUAV2を飛び立たせて、センシング領域を上空からセンシングさせる例である。図9は、実施例3においてUGV1、UAV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。
図9において、管理サーバ3は、実施例1と同様、記憶部32に記憶された地図情報を用いて、UGV1の出発地から目的地までの走行ルートを決定する(ステップS61)。次いで、管理サーバ3は、記憶部32に記憶された走行履歴情報に基づいて、ステップS61で決定された走行ルートに、現時点から過去に遡って所定期間内にUGV1を含む走行体が走行していないルート(未走行ルート)が含まれるか否かを判定する(ステップS62)。
走行ルートに、現時点から過去に遡って所定期間内にUGV1を含む走行体が走行していないルートが含まれると判定された場合(ステップS62:YES)、当該未走行ルートの開始地点が記憶され、処理はステップS63へ進む。一方、走行ルートに、現時点から過去に遡って所定期間内にUGV1を含む走行体が走行していないルートが含まれない(つまり、走行ルートは、最近、走行体により走行されている)と判定された場合(ステップS62:NO)、処理はステップS85へ進む。
ステップS63では、管理サーバ3は、走行ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定する。地図情報の新しさの判定基準を満たさない(つまり、地図情報が古い)と判定された場合(ステップS63:NO)、管理サーバ3は、走行ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令(走行開始指令)及び分岐地点の検知実施指令を含む走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する(ステップS64)。一方、地図情報の新しさの判定基準を満たすと判定された場合(ステップS63:YES)、処理はステップS85へ進む。
UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、当該走行制御情報にしたがって、走行ルートに沿って走行を開始し(ステップS65)、走行中に走行ルートと別ルートとの分岐地点が検知されたか否かを判定する(ステップS66)。UGV1が当該分岐地点に接近することにより当該分岐地点が検知されたと判定された場合(ステップS66:YES)、UGV1は、分岐地点接近情報を、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3へ送信する(ステップS67)。一方、走行ルートと別ルートとの分岐地点が検知されていないと判定された場合(ステップS66:NO)、処理はステップS83へ進む。
管理サーバ3は、UGV1からの分岐地点接近情報を受信すると、処理をステップS69に進める。また、管理サーバ3は、走行中のUGV1が、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していない走行ルート(未走行ルート)に接近したか否かを判定する(ステップS68)。例えば、走行ルートの探索に用いられた地図情報において未走行ルートの開始地点にUGV1が接近すると、UGV1が未走行ルートに接近したと判定され(ステップS68:YES)、処理はステップS69へ進む。一方、UGV1が未走行ルートに接近していないと判定された場合(ステップS68:NO)、ステップS68の処理が繰り返される。この間に、UGV1からの分岐地点接近情報が受信されると、割り込み処理により、処理はステップS69へ進む。
ステップS69では、管理サーバ3は、センシング領域を上空からセンシングさせるために、UGV1からUAV2を飛び立たせる制御指令(センシング及び飛行開始指令)を含む飛行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUAV2へ送信する。なお、図9に示すステップS70~S84の処理は、図7に示すステップS7~S21の処理と同様である。
一方、ステップS85では、管理サーバ3は、目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令(走行開始指令)を含むけれども、分岐地点の検知実施指令を含まない走行制御情報を、通信ネットワークNWを介してUGV1へ送信する。UGV1は、管理サーバ3からの走行制御情報を受信すると、当該走行制御情報にしたがって、走行ルートに沿って走行を開始し、目的地に到着した場合、目的地において走行を停止して荷物を搬出する。なお、ステップS64またはステップS85で送信される走行制御情報には、障害物の検知実施指令が含まれてもよい。この場合、実施例2と同様、UGV1は、走行ルート上のUGV1の進行方向において障害物が検知されたか否かを判定し、障害物が検知されたと判定した場合、障害物検知情報を、通信ネットワークNWを介して管理サーバ3へ送信することになる。
以上説明したように、上記実施形態によれば、走行制御システムSは、センシング領域を上空からセンシングさせるために、走行ルート上にあるUGV1からUAV2を所定のタイミングで飛び立たせ、UGV1から飛び立ったUAV2がセンシング領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいてUGV1の走行を制御するように構成したので、UGV1の走行をサポートするために用いられるUAV2の消費電力を抑えつつ、UGV1の走行を適切に制御することができる。
なお、上記実施形態は本発明の一実施形態であり、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態から種々構成等に変更を加えてもよく、その場合も本発明の技術的範囲に含まれる。上記実施形態においては、UGV制御部33a、ルート探索部33b、及びUAV制御部33cが管理サーバ3の制御部33に備えられる場合の例を示したが、これらの構成要素の全部または一部の機能はUGV1の制御部15またはUAV2の制御部25に備えられてもよい。例えば、UGV1の制御部15は、センシング領域を上空からセンシングさせるために上述した飛行制御情報を近距離無線通信機能により(または通信ネットワークNWを介して)によりUAV2へ送信することで、UGV1からUAV2を所定のタイミング(例えば、分岐地点に接近したタイミング、または進行方向において障害物が検知されたタイミング)で飛び立たせてもよい。
或いは、UGV1の制御部15は、分岐地点接近情報を近距離無線通信機能により(または通信ネットワークNWを介して)UAV2へ送信してもよい。この場合、UAV2の制御部25は、UGV1からの分岐地点接近情報を受信したときに(つまり、分岐地点にUGV1が接近したタイミングで)、UGV1からUAV2を飛び立たせる。また、UGV1の制御部15は、障害物検知情報を近距離無線通信機能により(または通信ネットワークNWを介して)UAV2へ送信してもよい。この場合、UAV2の制御部25は、UGV1からの障害物検知情報を受信したときに(つまり、障害物が検知されたタイミングで)、UGV1からUAV2を飛び立たせる。
また、UAV2の制御部25は、センシング領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいてUGV1の走行を制御してもよい。すなわち、UAV2の制御部25は、センシングデータに基づいてUGV1が走行ルートを走行可能であるかを判定し、走行可能でないと判定した場合、センシングデータに基づいて、上述した方法と同じようにUGV1が走行可能な別ルートを探索し、探索された別ルートを決定する。この場合の上記と同様に、複数の別ルート(候補)のうち最適ルートが別ルートして決定されてもよい。そして、UAV2の制御部25は、決定した別ルートに沿って目的地へ向けてUGV1を走行させる制御指令を含む走行制御情報を近距離無線通信機能により(または通信ネットワークNWを介して)UGV1へ送信することによりUGV1の走行を制御する。
或いは、UAV2は、センシング領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータを、近距離無線通信機能により(または通信ネットワークNWを介して)UGV1へ送信してもよい。この場合、UGV1の制御部15は、UAV2からのセンシングデータに基づいてUGV1の走行を制御する。すなわち、UGV1の制御部15は、センシングデータに基づいてUGV1が走行ルートを走行可能であるかを判定し、走行可能でないと判定した場合、センシングデータに基づいて、上述した方法と同じようにUGV1が走行可能な別ルートを探索し、探索された別ルートを決定してUGV1の走行を制御する。この場合の上記と同様に、複数の別ルート(候補)のうち最適ルートが別ルートして決定されてもよい。また、UGV1の制御部15は、UAV2をUGV1に帰着させる制御指令を含む飛行制御情報を近距離無線通信機能により(または通信ネットワークNWを介して)UAV2へ送信することによりUAV2をUGV1に帰着させてもよい。
1 UGV
2 UAV
3 管理サーバ
11,21 駆動部
12,22 無線通信部
13,23 センサ部
14,24 測位部
15,25 制御部
31 通信部
32 記憶部
33 制御部
33a UGV制御部
33b ルート探索部
33c UAV制御部
S 走行制御システム
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記無人走行体が前記定められたルートに沿って走行を開始した後に、前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、無人走行体の走行をサポートするために用いられる無人飛行体の消費電力を抑えつつ、無人走行体の走行を適切に制御することができる。
請求項3に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記無人走行体が前記ルートを走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していないルートに接近したタイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、無人走行体が実際にルートを走行可能であるかをタイミングよく確認することができる。
請求項4に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、前記ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定する第1判定部と、前記判定基準を満たさないと判定された場合に、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、必要以上に無人飛行体を飛行させるのを抑えることができるので、当該無人飛行体の消費電力を低減することができる。
請求項6に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体が前記ルートを走行可能であるかを判定する第2判定部と、前記第2判定部による判定結果にしたがって、前記センシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。これにより、無人走行体の走行を適切に制御することができる。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の走行制御システムにおいて、前記第2判定部により前記無人走行体が前記ルートを走行可能でないと判定された場合に、前記センシングデータに基づいて、前記無人走行体が走行可能な前記他のルートを探索する探索部を更に備え、前記第2制御部は、前記探索部により探索された前記他のルートにしたがって、前記無人走行体の走行を制御することを特徴とする。これにより、無人走行体が走行するルートを迅速に変更させることができ、走行してきたルートを引き返す時間を低減することができる。
請求項10に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、を備える走行制御システムにおいて1以上のコンピュータにより実行される制御方法であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記無人走行体が前記定められたルートに沿って走行を開始した後に、前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせるステップと、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御するステップと、を含むことを特徴とする。請求項11に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、を備える走行制御システムにおいて1以上のコンピュータにより実行される制御方法であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記無人走行体が前記ルートを走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していないルートに接近したタイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせるステップと、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御するステップと、を含むことを特徴とする。請求項12に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、を備える走行制御システムにおいて1以上のコンピュータにより実行される制御方法であって、前記ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定するステップと、前記判定基準を満たさないと判定された場合に、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせるステップと、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御するステップと、を含むことを特徴とする。請求項13に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、を備える走行制御システムにおいて1以上のコンピュータにより実行される制御方法であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせるステップと、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体が前記ルートを走行可能であるかを判定するステップと、前記判定の結果にしたがって、前記センシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御するステップと、を含むことを特徴とする。
請求項14に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体とを備える走行制御システムにおいて前記無人走行体及び前記無人走行体を制御する制御装置であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記無人走行体が前記定められたルートに沿って走行を開始した後に、前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。請求項15に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体とを備える走行制御システムにおいて前記無人走行体及び前記無人飛行体を制御する制御装置であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記無人走行体が前記ルートを走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していないルートに接近したタイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。請求項16に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体とを備える走行制御システムにおいて前記無人走行体及び前記無人飛行体を制御する制御装置であって、前記ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定する第1判定部と、前記判定基準を満たさないと判定された場合に、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。請求項17に記載の発明は、定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体とを備える走行制御システムにおいて前記無人走行体及び前記無人飛行体を制御する制御装置であって、前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体が前記ルートを走行可能であるかを判定する第2判定部と、前記第2判定部による判定結果にしたがって、前記センシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、を備えることを特徴とする。
次いで、管理サーバ3は、受信されたセンシングデータに基づいてUGV1が走行ルートを走行可能であるか否かを判定する(ステップS42)。UGV1が走行ルートを走行可能であると判定された場合(ステップS42:YES)、管理サーバ3は、走行ルートを維持して走行させる制御指令(走行維持指令)を含む走行制御情報をUGV1へ送信する(ステップS43)。一方、UGV1が走行ルートを走行可能でないと判定された場合(ステップS42:NO)、管理サーバ3は、受信されたセンシングデータに基づいて、UGV1が走行可能な別ルートを探索する(ステップS44)。例えば、管理サーバ3は、出発地点から障害物のある地点までの走行ルートにおいて分岐地点を探索し、探索された分岐地点からの別ルートを探索する。
(実施例3)
次に、図9を参照して、走行制御システムSの動作の実施例3について説明する。実施例3は、UGV1が走行ルート(既知の走行ルート)を走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していない走行ルート(未走行ルート)をUGV1に接近したタイミングでUGV1からUAV2を飛び立たせて、センシング領域を上空からセンシングさせる例である。図9は、実施例3においてUGV1、UAV2、及び管理サーバ3の間で実行される処理の一例を示すシーケンス図である。

Claims (11)

  1. 定められたルートを走行する無人走行体と、
    前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、
    前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、
    前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部 と、
    を備えることを特徴とする走行制御システム。
  2. 前記第1制御部は、前記ルートと前記他のルートとの分岐地点に前記無人走行体が接近したタイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする請求項1に記載の走行制御システム。
  3. 前記第1制御部は、前記無人走行体が前記ルートを走行中に、現時点から過去に遡って所定期間内に他の走行体が走行していないルートに接近したタイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする請求項1に記載の走行制御システム。
  4. 前記ルートの探索に用いられた地図情報が、地図情報の新しさの判定基準を満たすか否かを判定する第1判定部を更に備え、
    前記第1制御部は、前記判定基準を満たさないと判定された場合に、前記タイミングで前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の走行制御システム。
  5. 前記第1制御部は、前記ルート上の前記無人走行体の進行方向において障害物が検知されたタイミングで 前記無人走行体から前記無人飛行体を飛び立たせることを特徴とする請求項1に記載の走行制御システム。
  6. 前記センシングデータに基づいて前記無人走行体が前記ルートを走行可能であるかを判定する第2判定部を更に備え、
    前記第2制御部は、前記第2判定部による判定結果にしたがって、前記無人走行体の走行を制御することを特徴とする請求項1乃至5の何れか一項に記載の走行制御システム。
  7. 前記第2判定部により前記無人走行体が前記ルートを走行可能でないと判定された場合に、前記センシングデータに基づいて、前記無人走行体が走行可能な前記他のルートを探索する探索部と、
    前記第2制御部は、前記探索部により探索された前記他のルートにしたがって、前記無人走行体の走行を制御することを特徴とする請求項6に記載の走行制御システム。
  8. 前記無人走行体が走行可能な前記他のルートが複数存在する場合、前記探索部は、前記複数の前記他のルートのうち前記無人走行体の目的地までの最適ルートを決定し、
    前記第2制御部は、前記探索部により決定された最適ルートにしたがって、前記無人走行体の走行を制御することを特徴とする請求項7に記載の走行制御システム。
  9. 前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体を前記無人走行体に帰着させる第3制御部を更に備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の走行制御システム。
  10. 定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体と、を備える走行制御システムにおいて1以上のコンピュータにより実行される制御方法であって、
    前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせるステップと、
    前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御するステップと、
    を含むことを特徴とする制御方法。
  11. 定められたルートを走行する無人走行体と、前記無人走行体に搭載される無人飛行体とを備える走行制御システムにおいて前記無人走行体及び前記無人走行体を制御する制御装置であって、
    前記ルートまたは前記ルートに接続される他のルートの少なくとも一部分を含む領域を上空からセンシングさせるために、前記ルート上にある前記無人走行体から前記無人飛行体を所定のタイミングで飛び立たせる第1制御部と、
    前記無人走行体から飛び立った前記無人飛行体が前記領域をセンシングすることにより得られたセンシングデータに基づいて前記無人走行体の走行を制御する第2制御部と、
    を備えることを特徴とする制御装置。
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