JP2022181105A - 移動体、制御装置及びそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】所定の通路のうち、将来的な通行が意図された空間の幅を推定し、その結果に応じて、移動速度の自動調整を可能にすること。【解決手段】移動体１０は、周辺に存在する物体の位置情報及び速度情報を検出する検出装置１４と、検出装置１４の検出結果に基づき、空間内に形成された通路内の移動を制御する制御装置１５とを備える。制御装置１４は、物体の状況から、通路の将来的な通行容易性を事前判断する事前判断部２７と、事前判断部２７での判断結果に応じて、移動体１０の移動速度を自動調整する速度調整部２８とを備える。事前判断部２７では、通路内の所定位置について、移動体１０の通行が意図される空間の幅である通行幅が計測され、通行幅に基づいて、所定位置での移動体１０による通路の通行し易さの指標となる通行容易性指標ＰＩが求められ、速度調整部２８では、通行容易性指標ＰＩに応じて移動体１０の移動速度を自動調整する。【選択図】 図１

Description

特許法第３０条第２項適用申請有り ロボティクス・メカトロニクス講演会２０２０ 令和３年５月２７日～平成３年５月３０日

本発明は、周囲の環境に応じて速度制御を自動的に行うことのできる移動体、制御装置及びそのプログラムに関する。

近時、歩行者空間で利用できる新たな交通手段として、パーソナルモビリティ（ＰＭ）と呼ばれる一人乗りのコンパクトな乗り物が注目されている一方で、その普及に伴って転倒や衝突の事故が増加している。

これまで、歩行者空間においては、歩行者や自転車、ベビーカー等、比較的移動が遅く、重量が小さく、柔軟な経路調整が可能とする移動体のみが通行していた。しかしながら、ＰＭのような操作型機械は、比較的移動が速く、重量が大きく、また運転者の意図した通りに細かく経路を調整することが難しい。例えば、歩行者であれば、他の人とすれ違う際に横を向いたり、経路上の障害物を跨いだりといった移動が可能であるが、ＰＭでは、そのような柔軟な対応が困難である。また、既存の歩行者空間は、ＰＭが移動するために設計されていない。段差や階段、坂道、開き戸といった歩行者が当たり前に通行している場所は、ＰＭの踏破性能によっては通行が困難となる場合がある。例え小さな段差や傾斜であっても、ＰＭ運転者の快適性を損ねる他、事故に繋がる可能性がある。従って、このようなＰＭの歩行者空間への本格的な参入に際しては、周囲の歩行者や環境と上手く親和できなければ、歩行者や器物への衝突、段差や傾斜での転倒・転落といった事故が発生してしまう。

実際に、ＰＭの通行が困難な場所を運転者が判断できず、無理な通行をしたり、自身の能力を超える運転をしてしまう事例が報告されている。特に、歩行者が存在する環境においては、歩行者とのすれ違い地点やすれ違い時におけるＰＭの通行状況を予測し、ＰＭの速度調整等、運転者には更に複雑な判断と運転操作が求められる。このような従前の問題点を軽減するためには、ＰＭ自身が周囲の状況を判断し、運転者の操作や判断のみではＰＭが通行困難な状況が生じ得る際に、運転支援を行うことが有効であると考えられる。

ところで、特許文献１には、前方の障害物を検知して、当該障害物に衝突する可能性があるときに移動を停止する電動車椅子の走行制御方法が開示されている。また、特許文献２には、前方の障害物を検知して、予め設定した道路情報を元に障害物を回避可能なルートを計画し、当該ルートに沿った移動制御を行う自律走行装置が開示されている。

特開２０１１－１７７２０５号公報 特許第５８９１３１４号公報

しかしながら、前記特許文献１の制御手法にあっては、歩行者等の動的障害物を避けながらすれ違うように電動車椅子を移動させる場合、依然、運転者の操作感覚での速度調整に委ねられる。また、前記特許文献２の自律走行装置にあっては、予め地図情報を記憶する必要があり、地図情報の存在しない未知の空間等では、歩行者とのすれ違い等の際の適切な速度調整ができない。

本発明は、このような課題に着目して案出されたものであり、その目的は、周辺に存在する通路において、将来的な通行が意図された空間の幅を推定し、その結果に応じて、移動速度の自動調整を可能にする移動体、制御装置及びそのプログラムを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、主として、周辺に存在する物体の位置情報及び速度情報を検出する検出装置と、当該検出装置の検出結果に基づき、空間内に形成された通路内の移動を制御する制御装置とを含む移動体において、前記制御装置は、前記物体の状況から、前記通路の将来的な通行容易性を事前判断する事前判断部と、当該事前判断部での判断結果に応じて、移動体の移動速度を自動調整する速度調整部とを備え、前記事前判断部では、前記通路内の所定位置について、移動体の通行が意図される空間の幅である通行幅が計測され、当該通行幅に基づいて、前記所定位置での移動体による前記通路の通行し易さの指標となる通行容易性指標が求められ、前記速度調整部では、前記通行容易性指標に応じて移動体の移動速度を自動調整する、という構成を採っている。

本発明によれば、検出装置で周囲の物体の位置情報及び速度情報を検知し、通路内で将来的な通行が意図される通行幅が予測され、当該予測に基づき、将来の所定位置での移動体の通路容易性の判断がなされ、その結果に応じて、移動体の移動速度を自動調整する運転支援が可能になる。この結果、例えば、運転者が、所望の速度で移動体の運転操作を行っている際に、将来的に、移動体の車体幅ぎりぎりの幅となる狭い通路を通過するような場合に、運転者自身の感覚に拠らず、移動体の移動システム上での自動速度調整が可能となる。従って、このような場合に、運転者は、複雑な判断と細かい速度指令が不要となり、移動方向の運転操作に専念できることから、運転者の運転操作ミス等を軽減させ、当該運転者及びその周囲の歩行者等の双方の安全性及び安心性の向上が期待できる。

また、前記事前判断部において、通路内における走行路面の段差の有無を含む状況からも通行容易性を判断することにより、運転者の目視により走行路の段差の認識が行い難い場合でも、当該段差に応じた移動体の速度調整を自動的に行うことができ、この点からも、移動体の運転時の安全性の向上が期待できる。

本実施形態に係る移動体の移動制御に関連する構成のみを概略的に表したブロック図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、道幅計測部での処理を説明するための概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、通行幅計測部において、遠方通行幅を求める際の処理を説明するための概念図である。 通行幅計測部において、近接通行幅を求める際の処理を説明するための概念図である。 通行幅に対する通行容易性指標の関係を表すグラフである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本実施形態に係る移動体の移動制御に関連する構成のみを概略的に表したブロック図が示されている。本実施形態では、移動体１０として、個人又は２人程度の少人数が乗って利用するための個人向けの移動支援ツールであるパーソナルモビリティが適用される。このパーソナルモビリティは、運転者による所定の運転操作に応じ、所望の方向や速度にて空間内に形成された通路を移動可能に構成される。当該パーソナルモビリティとしては、例えば、重心位置を変えることで運転制御する倒立振子型のものの他、レバーやハンドル操作により運転制御する電動車椅子や１～２人乗りの超小型電気自動車が挙げられる。

前記移動体１０は、図１に示されるように、運転者が乗る本体部分の移動を可能に駆動する駆動装置１２と、運転者の操作により、移動体１０の移動方向や移動速度を指令する操作装置１３と、移動体１０の周辺における環境情報を検出するための検出装置１４と、操作装置１３の操作指令及び検出装置１４の検出結果に基づき、駆動装置１２の駆動を制御する制御装置１５とを備えている。

前記駆動装置１２は、移動体１０を移動させるための機構類と、その動力源となるモータ等のアクチュエータとを含んで構成されている。また、操作装置１３は、特に限定されるものではないが、運転者が前記本体部分に乗りながらその移動方向や移動速度を制御装置１５に指令可能なレバー、ボタン類、ハンドル等の入力機器からなる。これら駆動装置１２及び操作装置１３は、全て公知の部材、機構、機器類等からなり、各構成についての詳細な図示説明を省略する。

前記検出装置１４は、ハードウェア及びソフトウェアによって構成され、発光器やカメラ等の所定の機器類、ＣＰＵ等の演算処理装置、メモリやハードディスク等の記憶装置、及びこれら各装置を機能させるプログラムモジュール等から成り立っている。

この検出装置１４は、移動体１０の周辺に存在する物体の位置情報を検出する位置検出部１８と、位置検出部１８での検出結果に基づき、前記物体の速度情報を検出する速度検出部１９とを備えており、所定時間毎に前記位置情報及び前記速度情報を取得可能となっている。ここで、前記物体としては、移動体１０が移動する通路の境界部分を形成する壁面や設置物等、環境中で常時静止した状態にある固定障害物と、人間（歩行者）、動物、ロボット等、環境中で移動する各種の動的障害物とがある。以下においては、固定障害物として壁面を想定し、動的障害物として歩行者を想定し説明するが、本発明において、検出対象となる物体は、これらに限定されるものではない。

前記位置検出部１８では、移動体１０からその周囲へのレーザ光の照射による物体の反射状態に基づいて、当該物体の各表面部分までの距離を計測する二次元レーザ測距センサ（レーザレンジファインダ、以下「ＬＲＦ」と称する）２１と、移動体１０の周辺空間のＲＧＢ画像及び深度画像をカメラで取得し、これら画像データに基づいて人間の存在及び位置を検出するＲＧＢ－Ｄセンサ２２とが用いられる。

前記ＬＲＦ２１では、所定の高さ位置の水平面内における各物体の表面部分までの距離情報が計測され、各物体の構成点群データを取得可能となっている。なお、ＬＲＦ２１は、後述する処理のために、歩行者の脚部に相当する高さ位置の構成点群データを少なくとも取得可能にセットされる。

前記ＲＧＢ－Ｄセンサ２２では、以下の手法により、移動体１０の周辺に存在する歩行者の位置座標が求められる。先ず、ＲＧＢ画像データから人間の骨格を深層学習により推定する画像処理手法であるＯｐｅｎＰｏｓｅを用いて、移動体１０の周辺に存在する歩行者の骨格点が検出される。すなわち、ここでは、各フレームのＲＧＢ画像データのうち、歩行者の各骨格点に相当するピクセルの座標が特定される。本実施形態では、歩行中に最も動きが安定すると考えられる胸部と腰部の点が参照され、両者のうち検出尤度の高い点の深度画像データを参照することにより、歩行者の位置座標が導出される。なお、ＲＧＢ－Ｄセンサ２２のカメラは、ＬＲＦ２１と座標系の原点が同一になるように、ＬＲＦ２１とともに前記本体部分の所定位置に固定される。

以上の構成の位置検出部１８では、移動体１０の周辺に存在する物体の位置座標がＬＲＦ２１により取得される一方、動的障害物である歩行者について、ＲＧＢ－Ｄセンサ２２の検出結果をＬＲＦ２１の検出結果で補完することにより、次の手順で位置座標が特定される。

つまり、前記ＯｐｅｎＰｏｓｅでは、例えば、消火器や路面の水溜まり等を歩行者として検出してしまう誤検出や、深度画像データの誤差が生じ得ることから、それらを補償するために、ＲＧＢ－Ｄセンサ２２で取得した仮の位置座標について、ＬＲＦ２１で取得した物体表面の構成点群（ＬＲＦ点群）の距離データを併用することで、歩行者の位置座標が特定される。

先ず、ＯｐｅｎＰｏｓｅによって歩行者がいる可能性のある水平面内領域が特定できるため、ＯｐｅｎＰｏｓｅと水平方向の原点を共有するＬＲＦ２１の距離データのうち、ＯｐｅｎＰｏｓｅで特定された前記水平面内領域とその近辺の距離データが用いられる。この一連の距離データから、以下の特徴に基づき、歩行者の脚に相当する前記構成点群（以下、「ＬＲＦ点群」と称する）のデータが抽出される。

すなわち、ＯｐｅｎＰｏｓｅで特定された前記水平面内領域のＬＲＦ点群のデータについて、隣り合う点同士の間隔が例えば０．３ｍを超える箇所で分割することで、複数のクラスタに分別された上で、以下（１）～（３）を満たすクラスタが、歩行者の脚に相当する点群として抽出される。
（１）胸部（腰部）骨格の方位を中心として幅８０ｃｍ範囲内にあるクラスタ
（２）（深度値）±（深度値誤差）の奥行範囲内にあるクラスタ
（３）両隣のクラスタより手前にあるクラスタ
また、横幅が３０ｃｍ以内のときは片脚の可能性があるので、もう片方の脚を探す。
以上のようにして、脚とみなせるクラスタのＬＲＦ点群が特定され、脚のクラスタに含まれるＬＲＦ点群の重心座標が歩行者の位置座標として決定される。

前記速度検出部１９では、所定タイミング毎に計測された各フレームにおける歩行者の位置情報に基づいて、次のように歩行者の速度情報が求められる。

前述の手法により各フレームで検出される歩行者は複数となりうるため、各歩行者の速度を計測するためには、フレーム間の歩行者の位置座標を対比することで、歩行者を識別する必要がある。ここでは、先ず、あるフレームの歩行者の位置座標が、１つ前のフレームの座標情報と比較される。１つ前のフレームのある歩行者の位置座標から一定距離範囲内に、現在のフレーム内での位置座標が存在する場合、そのフレーム間の２つの位置座標は、同一の歩行者のものとみなされる。この処理により、ある歩行者における時系列の位置座標データが得られることになり、このデータを用い、カルマンフィルタ等の公知の手法を適用することで、各歩行者の速度情報が求められる。

以上のように、物体の位置情報及び速度情報は、所定の処理タイミング毎に検出され、前記制御装置１５に伝送される。

なお、前記検出装置１４としては、前述の機器類による計測結果を用いた前述の処理に限定されるものではなく、以降の制御処理を可能にする物体の位置情報及び速度情報を検出できる限りにおいて、様々なセンサや装置類を用いた他のアルゴリズムによる処理に代替することもできる。

前記制御装置１５は、前記本体部分に一体的に或いは別体として設けられており、ＣＰＵ等の演算処理装置及びメモリやハードディスク等の記憶装置等からなるコンピュータによって構成されている。当該コンピュータには、以下の各機能を実行させるためのプログラムがインストールされている。

この制御装置１５は、運転者による操作装置１３からの移動体１０の移動速度及び移動方向の指令に対応して、駆動装置１２の駆動を制御する指令制御機能２４と、移動体１０の移動時における安全性を考慮して、操作装置１３で指令された移動体１０の移動速度を自動調整することにより、運転者の運転支援を行う安全運転支援機能２５とを備えている。

前記安全運転支援機能２５は、検出装置１４からの検出結果に基づいて、物体の状況から、移動体１０が将来通行する通路に対する将来的な通行容易性を事前判断する事前判断部２７と、事前判断部２７での判断結果に応じ、移動体１０の自動速度調整を含めた所定の移動速度での走行を可能に駆動装置１２への駆動指令を行う速度調整部２８とにより構成される。

前記事前判断部２７は、所定位置における通路全体の幅となる道幅を計測する道幅計測部３０と、道幅から歩行者の存在と移動状況を考慮して、移動体１０が将来通行する通路内の所定位置について、移動体１０の通行が意図される空間の幅である通行幅を計測する通行幅計測部３１と、通行幅に基づき、前記所定位置での移動体１０による通路の通行し易さを判断する際の指標となる通行容易性指標を求める通行容易性判断部３２とを備えている。

前記道幅計測部３０では、ＬＲＦ２１で取得したＬＲＦ点群データを用いて、次のように、通路内の任意の地点が通路の中央となる通路点に相当するかを探索し、当該通路点から道幅を求めるようになっている。

先ず、図２（Ａ）に示されるように、地面に沿う直交２軸の水平面座標系（ｘｙ座標系）におけるＬＲＦ点群データに対し、移動体１０の前方周辺の所定範囲となる計測対象エリアについて、所定の大きさ（例えば、２０ｃｍ四方）の仮想的なグリッドＧに区分される。なお、グリッドＧのサイズは、予め行った実験結果による所定値とされるが、これに限定されるものではなく、移動体１０の移動速度に応じて可変となるように設定することもできる。

次に、前記計測対象エリア内の壁面のＬＲＦデータであるＬＲＦ点Ｐ_Ｌのうち、各グリッドＧについて、当該各グリッドの中央点Ｃからそれぞれ最も近いＬＲＦ点Ｐ_Ｌまでのベクトルである最近傍壁面ベクトルＮＶが、近似最近傍探索によりそれぞれ求められる。そして、各グリッドＧにおける最近傍壁面ベクトルＮＶと、隣り合う８か所のグリッドＧにおける各最近傍壁面ベクトルＮＶとの組み合わせの中から、図２（Ｂ）に示されるように、相互にほぼ等しい長さで、且つ、ベクトルの向きが反対向き（例えば、２つのベクトルのなす角度が１３５度以上）となる条件を満たす組み合わせが抽出される。そして、当該組み合わせにおけるグリッドＧ_Ａ，Ｇ_Ｂの中間点が、通路点Ｐ_Ｃとして決定される。そして、当該通路点Ｐ_Ｃの決定に際して抽出された各最近傍壁面ベクトルＮＶの端点であるＬＲＦ点Ｐ_Ｌ間の距離が道幅Ｗとされる。

つまり、道幅計測部３０では、検出装置１４で取得した壁面のＬＲＦ点Ｐ_Ｌ群から、通路の位置毎にその中央に相当する通路点Ｐ_Ｃが特定され、通路点Ｐ_Ｃからほぼ等距離で相対する組み合わせのＬＲＦ点Ｐ_Ｌ間の距離が道幅Ｗとして決定される。

以上により、通路点Ｐ_Ｃは、通路内の移動体１０の移動方向に沿って点在するように設定され、各通路点Ｐ_Ｃの位置座標と通路点Ｐ_Ｃ毎に特定された道幅Ｗとが対応して記録され、以降の処理に用いられる。

前記通行幅計測部３１では、移動体１０と歩行者とのすれ違い地点を推定し、当該すれ違い地点でのすれ違い時において、移動体１０が歩行者と避けて通行する通路内空間の幅となる通行幅が求められる。つまり、図３に示されるように、同図破線で示される将来的な歩行者Ｈと移動体１０との通路内でのすれ違い時において、その際の道幅Ｗ_ｐに対し、歩行者Ｈの存在エリアを除くすれ違い可能な空間の通行幅Ｄ_ｐが求められる。

ここでは、前記通行幅Ｄ_ｐとして、歩行者Ｈが移動体１０よりも離れた遠方位置で歩行する遠方歩行時における判断の際に利用される遠方通行幅と、歩行者Ｈが移動体１０に近付いている近接位置で歩行する近接歩行時における判断の際に利用される近接通行幅とが求められる。当該近接通行幅は、検出装置１４の検出結果により、歩行者Ｈが移動体１０に対して所定距離（例えば、２ｍ）以内まで近づいたときに求められ、そうでないときには、前記遠方通行幅が求められる。

なお、図３を用いた以下の説明において、通路内での移動体１０の進行方向をｘ軸方向とし、当該進行方向に直交する方向、すなわち、道幅Ｗに沿う方向をｙ軸方向と称し、当該２軸座標を利用する。また、ｘ軸の原点（ｘ＝０）を現時点における移動体１０の先頭位置とし、ｙ軸の原点（ｙ＝０）を通路点Ｐ_Ｃの位置とし、当該ｙ軸については、原点に対し図３中上方領域を正値、同下方領域を負値とする。

前記遠方通行幅は、歩行者Ｈと移動体１０との通路内でのすれ違い地点（ｘ＝ｘ_ｐ）を推定した上で、当該すれ違い地点でのｙ軸方向の移動体１０及び歩行者Ｈの位置、すなわち、それらの通路点Ｐ_Ｃからの最短距離と、道幅計測部３０で求められるすれ違い地点での道幅Ｗ_ｐとに基づいて算出される。当該算出手順について、以下詳述する。

ここで用いられる道幅Ｗは、壁面の間に形成される通路を想定しており、検出装置１４で歩行者Ｈと認識されたＬＲＦ点群が除去される。具体的には、識別済みの歩行者Ｈの位置座標から一定範囲内（例えば、半径０．３５ｍ）に位置するＬＲＦ点群は、歩行者Ｈの脚の点群の可能性が高いため、これら点群を削除した上で、道幅計測部３０での前述の処理が行われ、各通路点Ｐ_Ｃの位置における道幅Ｗが導出される。

その上で、図３（Ａ）に示されるように、移動体１０が、将来的に通路内で一人の歩行者Ｈとすれ違うような場合、移動体１０のｘ軸方向の位置情報（ｘ＝０）と、歩行者Ｈの同位置情報（ｘ＝ｘ_ｈ）と、移動体１０のｘ軸方向の移動速度情報Ｖ_ｍ及び歩行者の同速度情報Ｖ_ｈとから、演算により、それらのすれ違い時におけるすれ違い開始地点（ｘ＝ｘ_ｐ）が求められる。

次に、すれ違い時における移動体１０と歩行者Ｈが通路中央の通路点Ｐ_Ｃから離れている距離を算出する。すなわち、先ず、現時点での移動体１０（ｘ＝０）及び歩行者Ｈ（ｘ＝ｘ_ｈ）の位置から、最近傍探索により最短距離の通路点Ｐ_Ｃが選択される。これにより、当該通路点Ｐ_Ｃと現時点での移動体１０（ｘ＝０）及び歩行者Ｈ（ｘ＝ｘ_ｈ）との距離が算出され、現時点での移動体１０及び歩行者Ｈのｙ軸方向における位置（ｙ＝ｙ_ｍ、ｙ_ｈ）が特定される。また、ここで選択された通路点Ｐ_Ｃに対応する移動体１０、歩行者Ｈの現時点での位置における道幅Ｗ_０、Ｗ_ｈが特定される。

更に、道幅計測部３０により、すれ違い開始地点（ｘ＝ｘ_ｐ）での通路点Ｐ_Ｃに対応する道幅Ｗ_ｐが特定され、当該地点での移動体１０及び歩行者Ｈの通路点Ｐ_Ｃのｙ軸方向の位置（ｙ＝ｙ_ｐｍ、ｙ_ｐｈ）が、次式により求められる。ここでは、移動体１０や歩行者Ｈは、道幅Ｗと通路点Ｐ_Ｃからの距離の比率を一定に保ちながら移動すると仮定している。

そして、すれ違い開始地点（ｘ＝ｘ_ｐ）での道幅Ｗ_ｐと、当該地点での移動体１０及び歩行者Ｈのｙ軸方向における位置ｙ_ｐｍ、ｙ_ｐｈとから、人間のパーソナルエリアＰＡの幅Ｄ_ｈを考慮して、次式により、移動体１０の遠方通行幅Ｄ_ｐが求められる。なお、このパーソナルエリアＰＡは、人間の位置を中心にして仮想的に設定した円形領域であり、その幅Ｄ_ｈは、人間の肩幅に対して定数倍した直径に相当する（例えば、０．７ｍ）。

また、図３（Ｂ）に示されるように、通路内で移動体１０が複数の歩行者Ｈとすれ違う場合には、次のようにして、移動体１０の遠方通行幅Ｄ_ｐが求められる。

先ず、前述と同様に、移動体１０と歩行者Ｈとの間のすれ違い開始地点（ｘ＝ｘ_ｐ）が演算により求められる。この際、何れかの歩行者Ｈと移動体１０がすれ違う際に、当該歩行者Ｈに対して、ｘ軸方向の位置が所定範囲（例えば、２ｍ）以内に存在する他の歩行者Ｈは、同時にすれ違うとみなして、移動体１０の遠方通行幅Ｄ_ｐが求められる。

そして、前述と同様に、各歩行者Ｈについて、ｙ軸方向における位置座標ｙ_ｐｈ１、ｙ_ｐｈ２が算出され、次式により、移動体１０の遠方通行幅Ｄ_ｐが求められる。

一方、前記近接通行幅は、次のようにして求められる。

移動体１０に対し歩行者Ｈが近接位置で歩行している歩行者近接状況においては、通行幅Ｄ_ｐをより正確に算出するため、前記遠方通行幅を求める際と異なり、道幅計測部３０での前述の処理として、図４に示されるように、検出装置１４で歩行者Ｈと認識されたＬＲＦ点群を削除せずに通路点Ｐ_Ｃが求められ、各通路点Ｐ_Ｃに対応する道幅Ｗが算出される。

その上で、移動体１０から前方の歩行者Ｈまでの空間をカバーする方形状の対象範囲Ａが設定され、当該対象範囲Ａ内における道幅Ｗの最小値Ｗ_ｍｉｎが特定される。当該最小値Ｗ_ｍｉｎは、歩行者Ｈの脚と壁面との間の距離となり、このときの近接通行幅Ｄ_ｐとしては、道幅の最小値Ｗ_ｍｉｎから、歩行者Ｈの肩幅に応じて予め設定される補正値（例えば、０．４５）を減算した値とされる。

なお、検出装置１４で歩行者Ｈの存在が認識されない場合には、道幅計測部３０で求めた対象位置の道幅Ｗが、その位置での通行幅Ｄ_ｐとされ、以降の処理に用いられる。

前記通行容易性判断部３２では、通行幅計測部３１で求めた各通行幅Ｄ_ｐが、移動体１０の車体幅を基準とした所定の下限値Ｄ１、上限値Ｄ２と対比され、その結果に応じて、通行容易性指標ＰＩが、図５に示される予め設定された通行幅Ｄ_ｐとの関係により決定される。

ここで、前記下限値Ｄ１は、移動体１０の車体幅よりもやや広い値（例えば、当該車体幅の１．１倍）が採用され、前記上限値Ｄ２は、同車体幅よりもかなり広い値（例えば、同車体幅の５倍）が採用される。従って、各通行幅Ｄ_ｐが、下限値Ｄ１以下の狭路状態のときには、移動体１０が通路を通過できないとして、通行容易性指標ＰＩ＝０の通行不可状態と判断される。一方、各通行幅Ｄ_ｐが、上限値Ｄ２以上の広路状態のときには、移動体１０が通路を速度制限なく通過可能として、通行容易性指標ＰＩ＝１の通行容易状態と判断される。

更に、各通行幅Ｄ_ｐが、下限値Ｄ１を超え上限値Ｄ２未満のときには、通行困難状態として移動体１０の速度制限が必要と判断され、通行幅Ｄ_ｐに応じて定まる以下の関数により、通行容易性指標ＰＩが算出される。

なお、上式において、ｋ_１、ｋ_２は、移動体１０の車体幅に応じて定まる定数である。

この関数によれば、前記通行困難状態にあるときに、各通行幅Ｄ_ｐが広くなるほど、０から１の間で大きくなる値を採ることになる。

なお、ここでは、前記通行困難状態のときに、前述の関数を用いて通行容易性指標ＰＩを算出したが、本発明はこれに限らず、通行幅Ｄ_ｐの範囲を区切り、当該範囲毎に段階的に数値が変化するように設定しても良い。

前記速度調整部２８では、移動体１０の最大移動速度である設定速度Ｖ_ｍａｘと通行容易性指標ＰＩとから、次式により、道幅Ｗに応じた歩行者Ｈとのすれ違いに適した調整速度Ｖ_ｐが求められる。そして、当該すれ違いの際には、運転者の運転操作による速度指令に関わらず、調整速度Ｖ_ｐを最大許容速度としてすれ違い走行するように、移動体１０の移動速度を決定し、駆動装置１２への駆動指令がなされる。

すなわち、ここでは、先ず、将来的に移動体１０とすれ違う歩行者Ｈが、移動体１０よりも離れた遠方位置で歩行している際に、その所定位置から徐々に移動体１０の最大許容速度を低下させ、最終的には、遠方通行幅Ｄ_ｐに基づく通行容易性指標ＰＩから求めた調整速度Ｖ_ｐに自動調整される。つまり、このときには、当該調整速度Ｖ_ｐよりも、操作装置１３による移動体１０の指令速度が大きい場合に、移動体１０の移動速度が調整速度Ｖ_ｐに自動調整される。その一方で、操作装置１３による移動体１０の指令速度が調整速度Ｖ_ｐ以下の場合には、移動体１０の移動速度は、速度調整がなされずに、操作装置１３による移動体１０の指令速度とされる。

その後、歩行者Ｈが移動体１０に近付く近接位置で歩行する近接歩行時になった際に、近接通行幅Ｄ_ｐに基づく通行容易性指標ＰＩから、上式により調整速度Ｖ_ｐが求められる。そして、遠方通行幅Ｄ_ｐのときと同様に、調整速度Ｖ_ｐに基づき、移動体１０の指令速度との関係により移動速度が決定される。そして、移動体１０が歩行者Ｈとすれ違った後、所定距離分離れたときに、移動速度の自動調整が解除され、運転者の運転操作による指令速度が移動速度として決定される。

なお、前記実施形態の事前判断部２７では、通行幅Ｄ_ｐを考慮して通行容易性を判断しているが、それに加え、通路内における走行路面に形成された段差の有無や高さ等の状況を判定し、これにより、通行容易性を判断することもできる。当該判断に際しては、検出装置１４として、異なる高さ位置に複数のＬＲＦ２１を配置する等、各高さ位置における水平面座標でのＬＲＦ点群のデータを取得可能に設定される。このような各高さ位置におけるＬＲＦの２次元点群データの差分を抽出し、その結果に応じて段差のサイズを推定し、当該サイズと移動体１０の段差走行性能に応じて、通行容易性指標ＰＩ＝０の通行不可状態、若しくは、通行容易性指標ＰＩ＝１の通行容易状態と判断することもできる。この場合、通行幅若しくは段差に応じて求めた通行容易性指標ＰＩの何れかが０のときには、歩行者Ｈとのすれ違い前、若しくは段差の手前で移動体１０を停止させる。また、段差のサイズに応じて、段差を乗り越える際の移動体１０の移動速度を変える速度調整も可能である。このような２次元点群データの処理により、３次元点群データ処理に比べ計算コストを大幅に抑制することができ、よりリアルタイムでの処理が可能になる。

また、本発明は、前記各実施形態で説明したパーソナルモビリティに限定されるものではなく、他の車両の他、ロボットや自動車両等、所定の空間内を移動可能な自律走行型の移動体、若しくは、所定範囲の空間内で動作するロボットアーム等のマニピュレータにも適用することができる。

その他、本発明における装置各部の構成は図示構成例に限定されるものではなく、実質的に同様の作用を奏する限りにおいて、種々の変更が可能である。

１０ 移動体
１４ 検出装置
１５ 制御装置
２７ 事前判断部
２８ 速度調整部
３０ 道幅計測部
３１ 通行幅計測部
３２ 通行容易性判断部
Ｐ_Ｃ 通路点
Ｐ_Ｌ ＬＲＦ点
Ｈ 歩行者

Claims (8)

1. 周辺に存在する物体の位置情報及び速度情報を検出する検出装置と、当該検出装置の検出結果に基づき、空間内に形成された通路内の移動を制御する制御装置とを含む移動体において、
   前記制御装置は、前記物体の状況から、前記通路の将来的な通行容易性を事前判断する事前判断部と、当該事前判断部での判断結果に応じて、移動体の移動速度を自動調整する速度調整部とを備え、
   前記事前判断部では、前記通路内の所定位置について、移動体の通行が意図される空間の幅である通行幅が計測され、当該通行幅に基づいて、前記所定位置での移動体による前記通路の通行し易さの指標となる通行容易性指標が求められ、
   前記速度調整部では、前記通行容易性指標に応じて移動体の移動速度を自動調整することを特徴とする移動体。
2. 前記検出装置では、移動体の周辺の環境中で移動する動的障害物の位置情報及び速度情報が計測され、
   前記事前判断部は、所定位置における前記通路全体の幅となる道幅を計測する道幅計測部と、前記道幅から前記動的障害物の存在とその移動状況を考慮して前記通行幅を計測する通行幅計測部と、前記通行幅から前記通行容易性指標を求める通行容易性判断部とを備えたことを特徴とする請求項１記載の移動体。
3. 前記通行容易性判断部では、前記通行幅が所定の下限値以下のときに通行不可状態とし、前記通行容易性指標の値が０とされ、前記通行幅が所定の上限値以上のときに通行容易状態とし、前記通行容易性指標の値が１とされ、前記通行幅が前記下限値を超え前記上限値未満のときに通行困難状態とし、予め設定された関係に基づき、前記通行幅の大きさに応じた０から１の値とされ、
   前記速度調整部では、前記移動体の設定速度に前記通行容易性指標を乗じることで、前記移動速度が決定されることを特徴とする請求項２記載の移動体。
4. 前記検出装置では、前記通路の境界部分を形成する固定障害物の位置情報も検出され、
   前記道幅計測部では、前記検出装置で取得した前記固定障害物の構成点群から、前記通路の位置毎にその中央に相当する通路点を特定し、当該通路点からほぼ等距離で相対する組み合わせの前記構成点間の距離が前記道幅とされ、
   前記通行幅計測部では、移動体と前記動的障害物のすれ違い地点を推定し、当該すれ違い地点での移動体及び前記動的障害物それぞれ前記通路点からの最短距離を求め、当該各最短距離と前記すれ違い地点での前記道幅とから、移動体と前記動的障害物のすれ違い時における前記通行幅を推定することを特徴とする請求項２記載の移動体。
5. 前記通行幅計測部では、前記動的障害物が移動体よりも離れた遠方位置で歩行する遠方歩行時における判断の際に利用される遠方通行幅と、前記検出装置の検出結果により、前記動的障害物が移動体に対して所定距離以内の近接位置で歩行する近接歩行時における判断の際に利用される近接通行幅とが求められ、前記遠方通行幅を求める際に、前記検出装置で取得した前記動的障害物の構成点群を除去して前記通路点を特定する一方、前記近接通行幅を求める際に、前記動的障害物の構成点群を含めて前記通路点を特定することを特徴とする請求項４記載の移動体。
6. 前記検出装置は、少なくとも２か所の異なる高さ位置で前記通路内の前記物体の存在を検知し、これら各高さ位置にて前記物体の構成点群を取得可能に設けられ、
   前記事前判断部では、異なる高さ位置の前記物体の各構成点群の差分により、前記通路内における走行路の段差の有無を含む状況が判定され、当該段差の状況からも前記通行容易性が判断されることを特徴とする請求項１記載の移動体。
7. 移動体の周辺に存在する物体の位置情報及び速度情報に基づき、前記移動体の移動速度を制御する制御装置において、
   前記物体の状況から、前記通路の将来的な通行容易性を事前判断する事前判断部と、当該事前判断部での判断結果に応じて、前記移動速度を自動調整する速度調整部とを備え、
   前記事前判断部では、前記通路内の所定位置について、移動体の通行が意図される空間の幅である通行幅が計測され、当該通行幅に基づいて、前記所定位置での前記移動体による前記通路の通行し易さの指標となる通行容易性指標が求められ、
   前記速度調整部では、前記通行容易性指標に応じて前記移動速度を自動調整することを特徴とする制御装置。
8. 移動体の周辺に存在する物体の位置情報及び速度情報に基づき、前記移動体の移動速度を制御する制御装置のコンピュータを機能させるプログラムにおいて、
   前記物体の状況から、前記通路の将来的な通行容易性を事前判断する事前判断部と、当該事前判断部での判断結果に応じて、前記移動速度を自動調整する速度調整部として機能させ、
   前記事前判断部では、前記通路内の所定位置について、移動体の通行が意図される空間の幅である通行幅が計測され、当該通行幅に基づいて、前記所定位置での前記移動体による前記通路の通行し易さの指標となる通行容易性指標が求められ、
   前記速度調整部では、前記通行容易性指標に応じて前記移動速度を自動調整することを特徴とする制御装置のプログラム。

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