JP2022171172A - 車両測位システムおよび車両遠隔操作システム - Google Patents

Abstract

【課題】 実用性の高い車両測位システムおよび車両遠隔操作システム【解決手段】 走行する車両の位置を測定する車両測位システムにおいて、カメラＣａ１～Ｃａ５の撮像によって得られた車両の画像情報に基づく車両の位置である画像情報依拠車両位置（１２０）と、情報受信装置（１１２）が受信した車両挙動情報に基づく車両の位置である挙動情報依拠車両位置（１２２）とに基づいて、車両の位置を特定する（１２４）。カメラ測位とデッドレコニング測位とを併用することにより、ＧＰＳ測位に依らずとも、精度のよい測位が可能となる。また、その車両測位システムを含んで車両遠隔操作システムを構成し、車両測位システムによって測定されたその車両の位置に基づいて、その車両に、その走行ルートを走行するための動作指令を送信する（１２８，１３０，１１２）。【選択図】 図６

Description

本発明は、車両の位置を測定する車両測位システム、および、その車両測位システムを含んで構成されて車両を遠隔操作するための車両遠隔操作システムに関する。

車両の自動走行には、その車両の位置を測定する車両測位システムが用いられ、その車両測位システムとして、例えば、下記特許文献に記載されているように、ＧＰＳ（Global Positioning System）測位と、デッドレコニング（Dead Reckoning）測位とを組み合わせた車両測位システムが存在する。

特開２００２－２１３９７９号公報

ＧＰＳ測位は、そもそも、屋外を走行する車両に対しては適用できるものの、屋内を走行する車両に対しては適用できない。このように、車両測位システムは、多分に改良の余地を残しており、改良を施すことにより、車両測位システムの実用性を向上させることができる。そのような実情に鑑み、本発明は、実用性の高い車両測位システムを提供することを課題とする。また、その実用性の高い車両測位システムによって測定された車両の位置を利用することで、車両の遠隔操作の実用性を向上させることが可能であり、本発明は、実用性の高い車両遠隔操作システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の車両測位システムは、
走行する車両の位置を測定する車両測位システムであって、
走行ルートを走行する車両を撮像可能なカメラと、
車両に設けられてその車両の挙動を検知するためのセンサを介して取得された車両挙動情報を受信する情報受信装置と、
前記カメラの撮像によって得られた車両の画像情報に基づく車両の位置である画像情報依拠車両位置と、情報受信装置が受信した車両挙動情報に基づく車両の位置である挙動情報依拠車両位置とに基づいて、車両の位置を特定する車両位置特定装置と
を備える。
また、本発明の車両遠隔操作システムは、
車両を遠隔操作するための車両遠隔操作システムであって、
前記本発明の車両測位システムと、
車両の走行ルートを認定するとともに、前記車両測位システムによって測定されたその車両の位置に基づいて、その車両に、その走行ルートを走行するための動作指令を送信する指令送信装置と
を備える。

「カメラの撮像によって得られた車両の画像情報に基づく車両の位置」を取得することを、「カメラ測位」と呼ぶことができ、「車両挙動情報に基づく車両の位置」を取得することは、端的には、「デッドレコニング測位」と考えることができる。本発明の車両測位システムは、ＧＰＳ測位を採用していなくても、カメラ測位を採用するため、デッドレコニング測位と相俟って、精度のよい測位が可能となる。特に、屋内，地下等、ＧＰＳ測位ができない場所を走行する車両の測位に有効である。また、本発明の車両遠隔操作システムによれば、本発明の車両測位システムによって特定された車両の位置に基づいて、精度よく車両を遠隔操作することができる。

発明の態様

本発明の車両測位システム（以下、単に、「測位システム」という場合がある）における「カメラ」は、車両を外部から撮像可能なカメラであり、固定的に設置されたものであってもよく、ロール，パン，チルト等が可能に設置されたものであってもよい。また、固定焦点型のカメラでも、焦点距離が可変なカメラ、いわゆる、ズームカメラであってもよい。カメラによって撮像された画像情報に基づいて車両の位置を把握することに鑑みれば、固定焦点型であって、固定的に設置されたものであることが望ましい。なお、画像情報に基づいて車両の位置を取得する手法については、特に限定されず、既に公知な一般的な手法を採用可能である。

「車両挙動情報」は、例えば、車速，前後加速度，横加速度，ヨーレート等が含まれる。それらの情報に基づく車両の位置の取得は、いわゆる「デッドレコニング測位」であり、「自律航法測位」，「慣性航法測位」等と呼ぶこともできる。車両挙動情報に基づいて車両の位置を取得する手法は、特に限定されず、既に公知な一般的な手法を採用可能である。

「車両位置特定装置」は、コンピュータを主要構成要素とするものであってよく、車両に設けられていても、また、車両の外部や走行ルートの外部に、固定的に設けられてもよい。複数の車両の測位を行うことに鑑みれば、それら複数の車両の各々に設けずに、共通のものとして、車両の外部に１つだけ設けられることが望ましい。

本発明の測位システムは、先に説明したように、ＧＰＳ測位を利用していないため、ＧＰＳ測位が不能である場所を走行する車両の位置を取得することに大きな意義がある。したがって、本発明の測位システムは、例えば、屋内を走行する車両、詳しく言えば、走行ルートの少なくとも一部が屋内となる車両の位置を測定するシステムに好適である。

画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置とに基づいて車両の位置を特定する場合、それらの２つの位置の少なくとも一方の信頼度を加味することが望ましい。詳しく説明すれば、カメラ測位に関して言えば、例えば、車両がカメラから遠く離れている場合には、近い場合に比較して、画像情報依拠車両位置の信頼度は低くなる。また、走行ルートが暗い場合には、明るい場合に比較して、画像情報依拠車両位置の信頼度は低くなる。一方で、デッドレコニング測位に関して言えば、例えば、滑りやすい路面（路面μが低い路面）を車両が走行している場合には、滑り難い路面を車両が走行している場合と比較して、挙動情報依拠車両位置の信頼度は、低くなる。そのようなことに鑑みて、画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置との少なくとも一方の信頼度を加味することが望ましいのである。以上のことを考慮し、例えば、走行ルートをいくつかの領域に分け、それら領域ごとに、信頼度を設定するようにすればよい。

具体的には、例えば、画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置とを、信頼度に基づく重み付けを行って、足し合わせることによって、簡便に、信頼度を加味した車両の位置の特定が可能となる。極端に言えば、例えば、重み付けを、画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置との一方を１００％と、他方を０％とすることによって、画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置との一方だけを、選択的に車両の位置として特定することも可能である。また、画像情報依拠車両位置の信頼度が高い場合に、挙動情報依拠車両位置を、画像情報依拠車両位置に合わせてリセットするようにしてもよい。

本発明の車両遠隔操作システム（以下、単に、「遠隔操作システム」という場合がある）の対象となる車両は、遠隔操作可能な車両である。具体的には、車両の駆動システム，制動システム，車輪転舵システムが、外部からの動作指令によって作動可能な車両である。言い換えれば、外部からの信号に基づいて自動走行が可能な車両である。本発明の車両遠隔操作システムは、例えば、車両を生産する工場における完成間際の車両の移送や、生産工場，倉庫等における生産品，部品，商品等の搬送車両の運行に適用することができる。

「指令送信装置」は、コンピュータを主要構成要素とするものであってよく、測位システムの車両位置特定装置とともにユニット化されていてもよい。

実施例の車両測位システム，車両遠隔操作システムが対象とする車両の構成を示す模式図である。 図１に示す車両の前輪を車体に配設するための車輪配設モジュールを示す斜視図である。 図１に示す車両が走行する建屋内の走行ルートを示す模式図である。 デッドレコニング測位を説明するための図式である。 デッドレコニング測位によって得られた車両の位置と、カメラ測位によって得られた車両の位置との差異を説明するためのチャートである。 実施例の車両遠隔操作システムの機能ブロック図である。 実施例の車両遠隔操作システムにおいて実行される車両遠隔操作プログラムのフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態として、本発明の実施例である車両測位システムおよび車両遠隔操作システムを、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の形態で実施することができる。

［Ａ］実施例の車両測位システムおよび車両遠隔操作システムの対象となる車両
図１に示すように、実施例の車両測位システムおよび車両遠隔操作システムの対象となる車両は、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲおよび左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを有し、駆動システム，ブレーキシステム（制動システム），ステアリングシステム（車輪転舵システム）を備えている。車両１０は、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲが駆動輪、かつ、転舵輪とされており、駆動システムは、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの各々を駆動し、車輪転舵システムは、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの各々を転舵する。ブレーキシステムは、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲおよび左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの各々にブレーキ力を付与する。なお、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲを区別する必要がない場合には、それらを前輪１０Ｆと、左右の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲを区別する必要がない場合には、それらを後輪１０Ｒと、それぞれ総称し、前輪１０Ｆ，後輪１０Ｒを区別する必要がない場合には、単に、車輪１０と総称することがあることとする。

左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの各々は、車輪配設モジュール２０を介して、車体に保持されており、左右の車輪配設モジュール２０の各々に、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの対応するものを回転駆動するための車輪駆動装置２２が組み込まれている。車輪駆動装置２２の各々は、１つの車輪１０だけに駆動トルクを付与する装置であり、後に説明するように、駆動源としての電動モータ（以下、「駆動モータ」という場合がある）を有している。左右の車輪駆動装置２２と、それら車輪駆動装置２２をそれぞれ制御する左右の車輪駆動電子制御ユニット（以下、「駆動ＥＣＵ」と略す場合があり、図では、「Ａ－ＥＣＵ」と表されている）２４と、運転者によって操作されるアクセル操作部材であるアクセルペダル２６とを含んで駆動システムが構成されている。ちなみに、駆動ＥＣＵ２４は、コンピュータを主要構成要素とし、駆動モータのドライバ（駆動回路）等を含んで構成されている。当該車両が運転者によって運転される場合には、駆動ＥＣＵ２４は、アクセル操作量センサ２８によって検出されたアクセルペダル２６の踏込量であるアクセル操作量ε_Aに基づいて、各車輪駆動装置２２が左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲにそれぞれ付与する駆動トルクを制御する。

左右の車輪配設モジュール２０の各々には、左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲの対応するものを転舵するための車輪転舵装置３０が組み込まれている。車輪転舵装置３０は、１つの車輪１０だけを他の車輪１０とは独立して転舵する装置、すなわち、単輪独立転舵装置であり、後に説明するように、駆動源としての電動モータ（以下、「転舵モータ」という場合がある）を有している。また、車両には、運転者によって操作されるステアリング操作部材としてのステアリングホイール３４と、そのステアリングホイール３４に操作反力を付与するための電動モータである反力モータ３６とを有するステアリング操作装置３８が設けられている。各車輪転舵装置３０は、車輪転舵電子制御ユニット（以下、「転舵ＥＣＵ」と略す場合があり、図では「Ｓ－ＥＣＵ」と表されている）４０によって制御され、各転舵ＥＣＵ４０は、コンピュータを主要構成要素とし、転舵モータのドライバ（駆動回路）等を含んで構成されている。ステアリング操作装置３８の反力モータ３６の制御、つまり、操作反力の制御は、ステアリング操作電子制御ユニット（以下、「操作ＥＣＵ」と略す場合があり、図では「Ｏ－ＥＣＵ」と表されている）４２によって行われ、操作ＥＣＵ４２は、コンピュータを主要構成要素とし、反力モータ３６のドライバ（駆動回路）等を含んで構成されている。

本車両では、上述した左右の車輪転舵装置３０，２つの転舵ＥＣＵ４０，ステアリング操作装置３８，操作ＥＣＵ４２を含んでステアリングシステムが構成されており、そのステアリングシステムは、いわゆるステアバイワイヤ型のステアリングシステムとされている。当該車両が運転者によって運転される場合には、操作ＥＣＵ４２は、ステアリング操作装置３８に設けられたステアリングセンサ４４を介して、ステアリングホイール３４の操作量（操作角）（以下、「ステアリング操作量」という場合がある）δを検出し、各転舵ＥＣＵ４０は、そのステアリング操作量δに基づいて車輪１０の目標転舵量（転舵角）を決定し、車輪１０の実際の転舵量がその目標転舵量となるように、転舵モータへの供給電流を制御する。また、操作ＥＣＵ４２は、車輪の転舵負荷（例えば、転舵モータへの供給電流の大きさ）に応じた操作反力をステアリングホイール３４に付与すべく、反力モータ３６への供給電流を決定する。

ブレーキシステムは、ブレーキ操作部材であるブレーキペダル４６と、そのブレーキペダルが連結されたマスタシリンダ４８と、マスタシリンダ４８と繋がるブレーキアクチュエータ５０と、各車輪１０に設けられてブレーキアクチュエータ５０からの作動液によって車輪１０に車輪制動力を付与する車輪制動器５２とを含んで構成されている。つまり、ブレーキシステムは、一般的な構造のいわゆるブレーキバイワイヤ型の液圧式ブレーキシステムとされている。当該ブレーキシステムの制御は、ブレーキアクチュエータのブレーキ電子制御ユニット（以下、「ブレーキＥＣＵ」と略す場合があり、図では、「Ｂ－ＥＣＵ」と表されている）５４によって行われる。ブレーキＥＣＵ５４は、コンピュータを主要構成要素とし、ブレーキアクチュエータ５０が有する電動ポンプ，電磁弁等のドライバ（駆動回路）等を含んで構成されている。当該車両が運転者によって運転される場合には、ブレーキＥＣＵ５４は、ブレーキ操作量センサ５６によって検出されたブレーキペダル４６の操作量（以下「ブレーキ操作量」という場合がある）ε_Bに基づいて、車両全体に必要なブレーキ力（各車輪１０に付与する車輪制動力の合計）を決定し、そのブレーキ力が実現されるような圧力の作動液が各車輪制動器５２に供給されるように、ブレーキアクチュエータ５０を制御する。

本車両には、後輪１０Ｒの各々の回転速度である車輪速ｖ_Wを検出するための車輪速センサ５８が設けられており、ブレーキＥＣＵ５４は、後輪１０Ｒの車輪速ｖ_Wに基づいて、当該車両の車速（車両走行速度）Ｖを決定する。また、当該車両のヨーレートγを検出するためのヨーレートセンサ６０も、設けられている。さらに、上述した各ＥＣＵ２４，４０，４２，５４や、各センサ２８，４４，５６，５８，６０は、制御におけるそれらの間の通信のため、ＣＡＮ（car area network or controllable area network）６２に繋げられている。

後に詳しく説明するが、本車両は、遠隔操作によって運行可能とされている。そのため、本車両には、遠隔操作による動作指令を受信するための通信機６４と、運転者による運転で走行する運転モードと遠隔操作によって走行する遠隔操作モードとを切り換えるためのモード切換スイッチ６６とが設けられており、それら通信機６４，モード切換スイッチ（図では、「ＳＷ」と表されている）６６も、ＣＡＮ６２に繋げられている。

左右の前輪１０ＦＬ，１０ＦＲを車体に取付けるための上記車輪配設モジュール（以下、単に、「モジュール」と略す場合がある）２０は、図２に示すようなものである。この図を参照しつつ詳しく説明すれば、モジュール２０は、タイヤ１０ａが装着されたホイール１０ｂを車体に配設するためのモジュールである。ホイール１０ｂ自体を車輪と考えることができるが、本実施例においては、便宜的に、タイヤ１０ａが装着されたホイール１０ｂを車輪１０と呼ぶこととする。

本モジュール２０に配設されている上述の車輪駆動装置２２は、ハウジング２２ａと、ハウジング２２ａに内蔵された駆動源としての上記駆動モータおよびその駆動モータの回転を減速する減速機（ともに図示を省略する）と、ホイール１０ｂが取り付けられるアクスルハブ（図では隠れて見えない）とを有している。車輪駆動装置２２は、ホイール１０ｂのリムの内側に配置されるものであり、いわゆるインホイールモータユニットと呼ばれるものである。車輪駆動装置２２は、よく知られた構造のものであるため、その構造についての説明は省略する。

本モジュール２０は、マクファーソン型サスペンション装置（「マクファーソンストラット型」とも呼ばれる）を含んで構成されている。このサスペンション装置において、車輪駆動装置２２のハウジング２２ａは、車輪を回転可能に保持するキャリアとして、さらに言えば、ハウジング２２ａは、車輪転舵装置３０におけるステアリングナックルとして機能し、車体に対する上下動が許容される。したがって、サスペンション装置は、サスペンションアームであるロアアーム７０と、車輪駆動装置２２のハウジング２２ａと、ショックアブソーバ７２と、サスペンションスプリング７４とを含んで構成されている。

サスペンション装置自体は一般的な構造のものであるため、簡単に説明すれば、ロアアーム７０は、いわゆるＬアームと呼ばれる形状のものであり、基端部が車両前後方向において２つの部分に分かれており、その基端部において、第１ブッシュ７６，第２ブッシュ７８を介して、アーム回動軸線ＬＬのまわりに回動可能に、車体のサイドメンバー（図示を省略）に支持されている。車輪駆動装置２２のハウジング２２ａは、それの下部において、ロアアーム７０の先端部に、第１ジョイントであるアーム連結用ボールジョイント８０（以下、「第１ジョイント８０」という場合がある）を介して、回動可能に連結されている。

ショックアブソーバ７２は、下端部が、車輪駆動装置２２のハウジング２２ａに固定的に支持され、上端部が、アッパサポート８２を介して、車体のタイヤハウジングの上部に支持されている。サスペンションスプリング７４の上端部も、アッパサポート８２を介して車体のタイヤハウジングの上部に支持されており、サスペンションスプリング７４の下端部は、ショックアブソーバ７２にフランジ状に設けられたロアサポート７２ａによって支持されている。つまり、サスペンションスプリング７４とショックアブソーバ７２とは、ロアアーム７０と車体との間に、互いに並列的に配設されているのである。

本モジュール２０は、車輪制動器５２を有しており、その車輪制動器５２は、ホイール１０ｂとともにアクスルハブに取り付けられて車輪１０とともに回転するディスクロータ８４と、そのディスクロータ８４を跨ぐようにして車輪駆動装置２２のハウジング２２ａに保持されたブレーキキャリパ８６とを含んで構成されたディスクブレーキ装置である。詳しい説明は省略するが、このブレーキキャリパ８６は、摩擦部材としてのブレーキパッドと、液圧式のシリンダとを有し、車輪制動器５２は、ブレーキアクチュエータ５０から液圧シリンダに供給される作動液の圧力に依存してブレーキパッドをディスクロータ８４に押し付けることで、車輪１０の回転を止めるための車輪制動力を発生させるように構成されている。

車輪転舵装置３０は、左右１対の前輪１０Ｆのうちの一方のみを他方とは独立して転舵するための単輪独立転舵装置であり、概ね、先に説明したようにステアリングナックルとして機能する車輪駆動装置２２のハウジング２２ａ（以下、車輪転舵装置３０の構成要素として扱う場合には、「ステアリングナックル２２ａ」という場合がある。）と、ロアアーム７０の基端部に近い位置においてロアアーム７０に配設された転舵アクチュエータ８８と、その転舵アクチュエータ８８とステアリングナックル２２ａとを連結するタイロッド９０とを含んで構成されている。

転舵アクチュエータ８８は、駆動源としての電動モータである転舵モータ８８ａと、転舵モータ８８ａの回転を減速する減速機８８ｂと、減速機８８ｂを介した転舵モータ８８ａの回転によって回動させられてピットマンアームとして機能するアクチュエータアーム８８ｃとを含んで構成されている。タイロッド９０の基端部は、第２ジョイントであるロッド基端部連結用ボールジョイント９２（以下、「第２ジョイント９２」という場合がある）を介して、アクチュエータアーム８８ｃに連結され、タイロッド９０の先端部は、第３ジョイントであるロッド先端部ボールジョイント９４（以下、「第３ジョイント９４」という場合がある）を介して、ステアリングナックル２２ａが有するナックルアーム２２ｂに連結されている。

本車輪転舵装置３０においては、上記アッパサポート８２の中心と、第１ジョイント８０の中心とを結ぶ線が、キングピン軸線ＫＰとなる。転舵モータ８８ａを動作させることで、図に太矢印で示すように、転舵アクチュエータ８８が有するアクチュエータアーム８８ｃは、アクチュエータ軸線ＡＬまわりに回動する。その回動がタイロッド９０によって伝達されて、ステアリングナックル２２ａは、キングピン軸線ＫＰまわりに回動させられる。つまり、図に太矢印で示すように、車輪１０が転舵されるのである。このような構造から、本車輪転舵装置３０では、アクチュエータアーム８８ｃ，タイロッド９０，ナックルアーム２２ｂ等を含んで、転舵モータ８８ａの回転動作を車輪１０の転舵動作に変換する動作変換機構９６を備えているのである。

なお、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの車体への支持、つまり、車体の後輪１０ＲＬ，１０ＲＲに対する懸架は、図示を省略するが、トレーリングアーム式のサスペンション装置によって行われている。詳しい説明は省略するが、後輪１０ＲＬ，１０ＲＲの各々に対して設けられている車輪制動器５２は、上記モジュール２０に配設されている車輪制動器５２と同様に、ディスクロータ８４と、ブレーキキャリパ８６とを含んで構成されている。

［Ｂ］車両が走行する事業所
上記車両は、事業所内を、詳しく言えば、当該車両を生産する工場の建屋内を、遠隔操作によって走行する。工場建屋内は、図３に模式的に示すように、いくつかの設備・施設が配置されており、例えば、図における右下の設備において殆ど完成した車両Ｃを右上の最終検査設備にまで移動させるべく、その車両Ｃは、走行開始位置ＰＳから走行終了位置ＲＦまでの走行ルートＲを、遠隔操作によって走行させられる。

建屋内には、図における左右方向に延びる４つの通路である通路Ｐｘ１～Ｐｘ４、上下方向に延びる３つの通路である通路Ｐｙ１～Ｐｙ３が設けられている。走行ルートＲは、通路Ｐｘ１，通路Ｐｙ１，通路Ｐｘ３，通路Ｐｙ２，通路Ｐｘ４を、その順に巡るルートである。

走行ルートＲを走行する車両Ｃの位置を検出するために、建屋の壁面には、５つのカメラであるカメラＣａ１～Ｃａ５が設置されている。カメラＣａ１～Ｃａ５は、いずれも、固定焦点型のカメラであり、パン，チルト，ロール不能に固定されている。カメラＣａ１～Ｃａ５は、それぞれ、走行ルートＲとなる通路Ｐｘ１，通路Ｐｙ１，通路Ｐｘ３，通路Ｐｙ２，通路Ｐｘ４を走行する車両Ｃを、概ね正面から撮像するように配置されている。ちなみに、カメラＣａ１～Ｃａ５は、互いに区別する必要がない場合には、カメラＣａと総称することとする。

なお、以下の説明において、図に示すように、車両Ｃの建屋内の位置（詳しくは、重心の位置である）は、図における左下の基準点（建屋の角）ＲＰを基準とした左右方向に延びる軸（以下、「ｘ軸」という場合がある）、上下方向に延びる軸（以下、「ｙ軸」という場合がある）で規定される平面座標（ｘ，ｙ）でもって表すこととし、車両Ｃの向きは、当該車両Ｃの前後軸線Ｌｘとｘ軸とのなす角θをもって、ヨー角θと表すこととする。なお、「車両Ｃの位置」とは、上述の座標（ｘ，ｙ）とヨー角θとの両方を含む概念として扱うことがあることとし、そのような扱いをする場合に、車両Ｃの位置を、Ｃ（ｘ，ｙ，θ）と表すことがあることとする。

先に説明したように、車両Ｃは、遠隔操作される。その遠隔操作を行うための実施例の車両遠隔操作システムの中心的構成要素である車両遠隔操作装置１００が、建屋の外に設置されている。車両Ｃの遠隔操作のためには、その車両Ｃの建屋内の位置を特定する必要があり、その位置の測定を実行するための実施例の車両測位システムは、車両遠隔操作システムに含まれている。車両測位システム，車両遠隔操作システムについては、後に詳しく説明する。

［Ｃ］車両の測位
車両Ｃの位置を測定するために、例えば、ＧＰＳ測位を利用することが一般的である。ところが、建屋内では、ＧＰＳ測位を利用することができない。そこで、実施例の車両測位システムでは、カメラＣａの撮像によって得られた車両Ｃの画像情報に基づいて、その車両Ｃの位置を取得する。いわゆるカメラ測位を行うのである。このカメラ測位の具体的な手法については、既に公知な一般的な手法を採用することができるため、ここでの詳しい説明は省略するが、簡単に言えば、撮像するカメラＣａの位置，撮像される車両Ｃの形状データは記憶されており、カメラＣによって撮像された車両Ｃの画像データを基に、撮像エリア内の車両Ｃの位置，大きさ，形状に基づいて、その車両Ｃの位置（以下、「車両位置」と言う場合がある）Ｃ（ｘ，ｙ，θ）を取得する。ちなみに、カメラ測位によって取得された車両位置を、以下、「画像情報依拠車両位置」という場合があることとする。

カメラ測位によっては、正確な車両位置を取得できないことも予測される。例えば、カメラＣａと車両Ｃとの距離が離れている場合，車両Ｃに直射日光等の強い光が当たる場合，煙，水蒸気等が車両ＣとカメラＣａとの間に介在する場合等には、画像情報依拠車両位置の精度が低下することもあり得る。

そこで、本車両測位システムでは、車両Ｃから送信されてくる車両挙動情報に基づいて、その車両Ｃの位置を取得する。いわゆるデッドレコニング測位を行うのである。車両挙動情報は、車両に設けられてその車両の挙動を検知するためのセンサが取得した情報であり、具体的には、車輪速センサ５８を介して検出された車輪速ｖ_Wに基づいてブレーキＥＣＵ５４によって決定された車速（車両走行速度）Ｖ、および、ヨーレートセンサ６０によって取得されたヨーレートγである。

デッドレコニング測位は、ある時間ｔの経過ごとに車両位置が演算される。そのデッドレコニング測位に関して、図４を参照しつつ簡単に説明すれば、上記基準点ＲＰを原点とするｘｙ座標における車両位置を、Ｃ（ｘ，ｙ，θ）と、前回の測位演算における車両位置をＣ（ｘ₀，ｙ₀，θ₀）と、車両ＣのホイールベースをホイールベースＬと、車両Ｃの重心と後輪１０Ｒの車軸線との間の距離を重心後車軸間距離Ｌｒと、前輪１０Ｆの転舵角を前輪転舵角δｔと、車両Ｃのスリップ角をスリップ角βと、それぞれ定義でき、そのような定義の下、車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）は、（１）～（３）式のように演算することができる。ちなみに、スリップ角βは、（４）式のように演算される。このようにして、デッドレコニング測位は、車両挙動情報に基づいて行われるため、このデッドレコニング測位によって取得された車両位置を、以下、「挙動情報依拠車両位置」という場合があることとする。

カメラ測位と同様に、デッドレコニング測位によっては、正確な車両位置を取得できないことも予測される。例えば、建屋の床面が滑りやすい（路面μが低い）床面である場合，車両Ｃからの車両挙動情報の送信に障害があるような場合等には、挙動情報依拠車両位置の精度が低下することもあり得る。

例えば、ある走行ルートを車両Ｃが走行している場合に、図５に示すように、ＸＹ座標において、画像情報依拠車両位置（実線）と挙動情報依拠車両位置（破線）とが変化しているとする。地点Ｐ１から地点Ｐ２までは、画像情報依拠車両位置（実線）と挙動情報依拠車両位置（破線）とが略一致しているが、地点Ｐ２において、何らかの影響で、画像情報依拠車両位置が挙動情報依拠車両位置に対してズレ（差異，乖離）が生じ、地点Ｐ２よりさきでは、ズレが生じたままとなっている。

上述のような画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置とのズレを考慮し、本車両測位システムでは、画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置との両方に基づいて、車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）を特定するようにされている。詳しく言えば、画像情報依拠車両位置と挙動情報依拠車両位置とを、それらに重み付けをして和することで、車両位置を特定している。具体的に言えば、画像情報依拠車両位置を、Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）とし、挙動情報依拠車両位置を、Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）とし、かつ、重み付け係数を、Ｋとすれば、次式に従って、車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）を特定している。
Ｃ（ｘ，ｙ，θ）＝Ｋ・Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）＋（１－Ｋ）・Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）
Ｘ座標位置ｘ，Ｙ座標位置ｙ，ヨー角θについて個別に示せば、以下のような式となる。
ｘ＝Ｋ・ｘ_G＋（１－Ｋ）・ｘ_M
ｙ＝Ｋ・ｙ_G＋（１－Ｋ）・ｙ_M
θ＝Ｋ・θ_G＋（１－Ｋ）・θ_M

重み付け係数は、画像情報依拠車両位置，挙動情報依拠車両位置の少なくとも一方の精度、言い換えれば、信頼度を加味して適切に決定すればよいが、本実施例の車両測位システムでは、画像情報依拠車両位置の信頼度を加味して、重み付け係数Ｋが決定される。詳しく言えば、車両Ｃを撮像しているカメラＣａ１～Ｃａ５のいずれかと、車両Ｃとの距離Ｄに基づき、重み付け係数Ｋが決定される。具体的には、画像情報依拠車両位置に基づいて求められる距離Ｄが、第１閾距離Ｄ1未満である場合には、重み付け係数Ｋが、０．８に、距離Ｄが、第１閾距離Ｄ1以上第２閾距離Ｄ2（＞Ｄ1）未満である場合には、重み付け係数Ｋが、０．５に、距離Ｄが、第２閾距離Ｄ2以上の場合には、重み付け係数Ｋが、０．２にそれぞれ決定される。距離Ｄが大きくなる程画像情報依拠車両位置の信頼度が低下するという特性に配慮して、精度よく車両位置Ｃが特定されることになる。

なお、画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）と、挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）との差、詳しくは、Ｘ座標位置ｘ_G，ｘ_M，Ｙ座標位置ｙ_G，ｙ_M ，ヨー角θ_G，θ_Mのいずれかにおける差が閾値を超えている場合に、当該車両Ｃの位置が特定できないと認定するようにしてもよい。

［Ｄ］車両の遠隔操作
実施例の車両遠隔操作システムは、上述のようにして車両測位システムによって測定された車両位置に基づいて、車両Ｃの遠隔操作を行う。詳しく言えば、車両遠隔操作システムを構成する車両遠隔操作装置１００には、車両Ｃの諸元，車両Ｃが走行する走行ルートＲについてのデータが格納されており、車両遠隔操作装置１００は、それらのデータに基づいて、車両Ｃが走行開始位置ＰＳから走行を開始した時間の経過に応じて位置すべき車両位置である目標車両位置Ｃ（ｘ^*，ｙ^*，θ^*）が決定される。

車両遠隔操作装置１００は、上記のようにして特定された実際の車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）に基づいて、車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）がその目標車両位置Ｃ（ｘ^*，ｙ^*，θ^*）となるように、車両Ｃに付与すべき駆動力若しくはブレーキ力、実現されるべき前輪１０Ｆの転舵角を決定する。それら駆動力，ブレーキ力，転舵角についての情報は、走行ルートＲを走行するための動作指令として、車両Ｃに送信される。

それら駆動力，ブレーキ力，転舵角についての情報を受信した車両Ｃにおいて、当該車両Ｃのモード切換スイッチ６６が遠隔操作モードとされていることを条件として、駆動ＥＣＵ２４若しくはブレーキＥＣＵ５４，転舵ＥＣＵ４０は、それらの情報に基づいて、駆動力若しくはブレーキ力を車両Ｃに付与し、当該車両Ｃの前輪１０Ｆを転舵するための制御を実行する。

なお、先に説明したように、画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）と挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）との差が上記閾値を超えている場合には、車両Ｃの遠隔操作を停止するようにしてもよい。

［Ｅ］車両遠隔操作システムおよび車両測位システムの機能構成
実施例の車両遠隔操作システムは、図６に機能構成を示すように、先に説明した車両遠隔操作装置１００と、上述のカメラＣａ１～Ｃａ５とを含んで構成されている。遠隔操作装置１００は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含んで構成されるコンピュータ１１０と、車両Ｃの通信機６４との間で、情報を送受信する送受信機１１２とを有している。ちなみに、送受信機１１２は、車両挙動情報、具体的には、車両Ｃの車速Ｖ，ヨーレートγに関する情報を、車両Ｃの通信機６４から受信する情報受信装置として機能する。

便宜的にではあるが、コンピュータ１１０は、プログラムの実行によって機能する機能部として、画像情報依拠車両位置取得部１２０，挙動情報依拠車両位置取得部１２２，車両位置特定部１２４，車両諸元走行ルートデータ格納部１２６，目標車両位置決定部１２８，動作指令決定部１３０を有している。

各機能部について説明すれば、画像情報依拠車両位置取得部１２０は、カメラＣａ１～Ｃａ５の撮像によって得られた車両Ｃの画像情報に基づく車両Ｃの位置、すなわち、上述したカメラ測位によって得られた車両位置である画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）を取得する機能部であり、挙動情報依拠車両位置取得部１２２は、送受信機１１２によって受信した車両挙動情報に基づく車両Ｃの位置、すなわち、上述のデッドレコニング測位によってえられた車両位置である挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）を取得する機能部である。

車両位置特定部１２４は、先に説明したように、画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）と挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）とを、重み付け係数Ｋによる重み付けを行って和することで、車両Ｃの位置を特定する機能部である。車両位置特定部１２４は、先に説明したように、画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）に基づいて、カメラＣａ１～Ｃａ５と車両Ｃとの距離Ｄを求め、その距離Ｄに基づいて、重み付け係数Ｋを決定する。なお、車両位置特定部１２４は、先に説明したように、画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）と挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）との差が閾値を超えている場合には、当該コンピュータ１１０のディスプレイを介し、その旨を通報するとともに、以後の車両Ｃの遠隔操作を停止する。

車両諸元走行ルートデータ格納部１２６は、メモリを主体に構成され、車両Ｃの形状等の諸元や、走行ルートＲに関するデータを格納している。目標車両位置決定部１２８は、先に説明したように、車両諸元走行ルートデータ格納部１２６に格納されているデータに基づいて、走行ルートを認定し、車両Ｃが位置すべき位置である目標車両位置Ｃ（ｘ^*，ｙ^*，θ^*）を決定する。

動作指令決定部１３０は、先に説明したように、車両位置特定部１２４によって特定された車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）と、目標車両位置決定部１２８によって決定された目標車両位置Ｃ（ｘ^*，ｙ^*，θ^*）とに基づいて、車両Ｃに付与すべき駆動力若しくはブレーキ力、実現されるべき前輪１０Ｆの転舵角を決定し、それらに基づいて、車両Ｃに対する動作指令を決定する。この動作指令は、送受信機１１２を介して、車両Ｃに送信される。

上記各機能部の機能に鑑みれば、本車両遠隔操作システムにおいて、画像情報依拠車両位置取得部１２０，挙動情報依拠車両位置取得部１２２，車両位置特定部１２４によって、車両位置特定装置が構成されていると考えることができ、その車両位置特定装置と、カメラＣａ１～Ｃａ５と、送受信機１１２とによって、実施例の車両測位システムが構成されていると考えることができる。また、目標車両位置決定部１２８，動作指令決定部１３０，送受信機１１２によって、走行ルートＲを認定するとともに車両測位システムによって測定された車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）に基づいて車両Ｃに動作指令を送信する指令送信装置が構成されていると考えることができる。

［Ｆ］車両の測位，車両の遠隔操作に関する処理の流れ
実施例の車両測位システムによる車両の測位，実施例の車両遠隔操作システムによる車両の遠隔操作に関する処理は、図７にフローチャートを示す車両遠隔操作プログラムを、車両遠隔操作装置１００のコンピュータ１１０が繰り返し実行することによって、行われる。以下、そのプログラムに沿って、車両の測位，車両の遠隔操作に関する処理の流れを、簡単に説明する。

車両遠隔操作プログラムに従う処理では、まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」と略す。他のステップも同様である）において、カメラＣａ１～Ｃａ５のいずれかから、そのいずれかが撮像した車両Ｃの画像データ（「カメラ撮像データ」という場合がある）が取得される。続くＳ２において、そのカメラ画像データに基づいて、画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）が決定される。

次のＳ３において、送受信機１１２を介して、車両Ｃの車速Ｖ，ヨーレートγが車両挙動情報として取得され、続くＳ４において、その車両挙動情報に基づいて、先に説明したような手法に従って、挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）が決定される。そしてＳ５において、決定された画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）と決定された挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）との差である位置差が、閾値を超えているか否かが判定される。

位置差が閾値を超えていない場合には、Ｓ６において、上述の重み付け係数Ｋが、上述のように決定される。続いてＳ７において、決定された重み付け係数Ｋと、先に決定されている画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G），挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）とに基づいて、先に説明したようにして、車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）が特定される。

続くＳ８において、格納されている走行ルートＲのデータを基に、先に説明した目標車両位置Ｃ（ｘ^*，ｙ^*，θ^*）が決定され、Ｓ９において、その目標車両位置Ｃ（ｘ^*，ｙ^*，θ^*）と特定されている車両位置Ｃ（ｘ，ｙ，θ）とに基づいて、車両Ｃに付与する駆動力若しくはブレーキ力，実現されるべき前輪転舵角δｔに関する動作指令が決定され、その決定された動作指令が、車両Ｃに送信される。

なお、Ｓ５において画像情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）と挙動情報依拠車両位置Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）との位置差が閾値を超えていると判定された場合には、Ｓ１０において、その旨が通報され、Ｓ１１において、車両Ｃの遠隔操作が停止させられる。

１０：車輪 ２０：車輪配設モジュール ２２：車輪駆動装置 ３０：車輪転舵装置 ５２：車輪制動器 ５８：車輪速センサ ６０：ヨーレートセンサ ６４：通信機 ６６：モード切換スイッチ １００：車両遠隔操作装置 １１０：コンピュータ １１２：送受信機 １２０：画像情報依拠車両位置取得部 １２２：挙動情報依拠車両位置取得部 １２４：車両位置特定部 １２６：車両諸元走行ルートデータ格納部 １２８：目標車両位置決定部 １３０：動作指令決定部 Ｃ：車両 Ｒ：走行ルート Ｃａ１～Ｃａ５：カメラ （ｘ，ｙ）：平面座標 θ：ヨー角 Ｃ（ｘ，ｙ，θ）：車両位置 Ｃ（ｘ_G，ｙ_G，θ_G）：画像情報依拠車両位置 Ｃ（ｘ_M，ｙ_M，θ_M）：挙動情報依拠車両位置 Ｖ：車速（車両走行速度） γ：ヨーレート Ｋ：重み付け係数

Claims (5)

1. 走行する車両の位置を測定する車両測位システムであって、
   走行ルートを走行する車両を撮像可能なカメラと、
   車両に設けられてその車両の挙動を検知するためのセンサを介して取得された車両挙動情報を受信する情報受信装置と、
   前記カメラの撮像によって得られた車両の画像情報に基づく車両の位置である画像情報依拠車両位置と、情報受信装置が受信した車両挙動情報に基づく車両の位置である挙動情報依拠車両位置とに基づいて、車両の位置を特定する車両位置特定装置と
   を備えた車両測位システム。
2. 前記車両位置特定装置が、前記画像情報依拠車両位置と前記挙動情報依拠車両位置との少なくとも一方の信頼度を加味して、車両の位置を特定するように構成された請求項１に記載の車両測位システム。
3. 前記車両位置特定装置が、前記画像情報依拠車両位置と前記挙動情報依拠車両位置とに前記信頼度に基づく重み付けを行うことによって、車両の位置を特定するように構成された請求項２に記載の車両測位システム。
4. 当該車両測位システムが、屋内を走行する車両の位置を測定するためのシステムである請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の車両測位システム。
5. 車両を遠隔操作するための車両遠隔操作システムであって、
   請求項１ないし請求項４のいずれか１つに記載の車両測位システムと、
   車両の走行ルートを認定するとともに、前記車両測位システムによって測定されたその車両の位置に基づいて、その車両に、その走行ルートを走行するための動作指令を送信する指令送信装置と
   を備えた車両遠隔操作システム。

Images