JP2023082440A - 移動体システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の移動体に隊列を組ませて移動させることができる移動体システムを提供する。【解決手段】本開示の移動体システムは、第１移動体と、所定の走査面内を電磁波で走査して反射波により前記第１移動体の位置を検出することで、前記第１移動体が移動した軌跡を特定し、前記軌跡に追従して移動する第２移動体と、前記走査面の法線方向における、前記第１移動体と前記走査面との位置関係に基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体とが移動する際の車間距離を制御する車間距離制御部と、を備える。【選択図】図９

Description

本発明は、隊列を組んで移動する移動体を含む移動体システムに関する。

前方を移動する人または車両などの移動体（以後、先行移動体）を追従して移動する移動ロボット（以後、追従ロボット）において、先行移動体の位置と方向とを精度よく検出するための手法が提案されている。

特許文献１には、先行移動体に設けられた少なくとも２つの反射ターゲットを追従ロボットが測域センサを用いて検出し、検出結果に基づいて追従ロボットから見た先行移動体の相対的な位置および方向を認識する技術が記載されている。この測域センサは、例えば、レーザーなどの電磁波を発射し、周囲にある構成物からの反射波により構成物までの距離と方向とを検出するものであり、電磁波を用いて走査面内を走査するように構成されている。

特許文献１に開示された技術によれば、追従ロボットは先行移動体の通過した経路を正確に把握して、その経路に沿って移動することができる。また、追従ロボットにも反射ターゲットを搭載し、追従ロボットにさらに他の追従ロボットを追従させることで、複数の移動ロボットに隊列を組んだ移動を行わせることができる。

特開２０１９－２２０１４３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された先行移動体の認識方法では、路面に起伏があり、先行移動体および追従ロボットが移動する路面が同一平面ではなくなったとき、先行移動体の反射ターゲットが追従ロボットの測域センサの走査面から上側または下側に外れてしまうことがある。反射ターゲットが走査面から外れてしまうと、追従ロボットが先行移動体を検出できなくなってしまう。

このような課題に鑑み、本開示は、複数の移動体に隊列を組ませて移動させることができる移動体システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本開示の１つの様態による移動体システムは、第１移動体と、所定の走査面内を電磁波で走査して反射波により前記第１移動体の位置を検出することで、前記第１移動体が移動した軌跡を特定し、前記軌跡に追従して移動する第２移動体と、前記走査面の法線方向における、前記第１移動体と前記走査面との位置関係に基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体とが移動する際の車間距離を制御する車間距離制御部と、を備える。

本開示によれば、複数の移動体に隊列を組ませて移動させることができる。

実施の形態１の移動体システムについて説明するための図 第１移動体の機能ブロック図 第２移動体の機能ブロック図 測域センサの走査面と、反射部との位置関係を説明するための図 第２移動体の制御部による追従移動処理を説明するためのフローチャート 走査面内に検出された、反射部の基準形状を説明するための図 検出工程Ｓ２において走査面内に検出された、反射部の検出形状を説明するための図 検出位置および検出方向について説明するための図 記憶工程Ｓ１２時点における第１移動体と第２移動体の位置と、検出工程Ｓ２時点における第１移動体と第２移動体の位置との関係の一例を示す図 第１移動体および第２移動体がいずれも同一の水平面上を移動している状態を示す図 第１移動体が、上り坂に進入した直後の状態を示す図 第１移動体が、上り坂に進入してしばらく経った状態を示す図 実施の形態１における車間距離制御処理のために第１移動体の制御部が有する機能を示すブロック図 実施の形態１における車間距離制御処理について説明するためのフローチャート 実施の形態２に係る移動体システムについて説明するための図 実施の形態２における車間距離制御処理のために第２移動体の制御部が有する機能を示すブロック図 実施の形態２における車間距離制御処理について説明するためのフローチャート 実施の形態２における反射部の側面形状を例示した図 実施の形態２における反射部の断面形状を例示した図 実施の形態２における反射部の断面形状を例示した図 実施の形態２の他の例に係る移動体システムについて説明するための図 実施の形態２の他の例における反射部の形状を説明するための反射部の側面図

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付している。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体として、模式的に示している。

＜実施の形態１＞
まず、本開示の実施の形態１に係る移動体システム１について説明する。図１は、実施の形態１の移動体システム１について説明するための図である。図１に示すように、移動体システム１は、第１移動体１００および第２移動体２００を有する。図２Ａは、第１移動体１００の機能ブロック図であり、図２Ｂは、第２移動体２００の機能ブロック図である。第１移動体１００は、自律的に、もしくは、直接操作または遠隔操作に基づいて移動する移動体である。第２移動体２００は、第１移動体１００が移動した軌跡に追従して移動する移動体である。

図１に示すように、第１移動体１００は、本体１０１と、一対の駆動輪１０２と、一対の従輪１０３と、少なくとも２つの反射部１０４と、傾斜センサ１０５と、を備える。また、図２Ａに示すように、第１移動体１００は、駆動部１０６と、制御部１０７と、記憶部１０８と、を備える。以下の説明において、第１移動体１００および第２移動体２００の前方向とは、第１移動体１００および第２移動体２００が移動する方向である。また、第１移動体１００および第２移動体２００の上下方向とは、第１移動体１００および第２移動体２００が水平な路面に置かれている場合の上下方向である。

本体１０１は、第１移動体１００の各構成を搭載する部位である。例えば第１移動体１００が車椅子である場合、本体１０１は、土台、座面、手すり、ステップ、および背もたれなどにより構成される。

一対の駆動輪１０２は、本体１０１の下部に設置され、駆動部１０６から与えられる駆動力を路面に伝達することで第１移動体１００を移動させる車輪である。一対の駆動輪１０２は、それぞれ独立して駆動できるように構成されている。すなわち、例えば一方の駆動輪１０２を正回転させた状態で、他方の駆動輪１０２を逆回転させることができる。これにより、第１移動体１００は直進および後進だけでなく、右旋回または左旋回などの様々な移動を行うことができる。

一対の従輪１０３は、本体１０１の下部に設置される。

反射部１０４は、本体１０１の背面に本体１０１の上下方向に沿って取り付けられており、第２移動体２００が第１移動体１００の位置を検出するために発する電磁波を効率よく反射する構成である。本実施の形態１では、２つの反射部１０４が本体１０１の背面において、左右対称に取り付けられている。なお、本体１０１の背面とは、第１移動体１００の直進方向とは反対側の面を意味する。言い換えると、本体１０１の背面は、第２移動体２００が第１移動体１００に追従して移動する場合に、本体１０１における第２移動体２００に近い面である。

本実施の形態１では、２つの反射部１０４は、それぞれ円柱形状に形成されている。円柱形状の反射部１０４の側面は、第２移動体２００が発する電磁波を効率よく反射できる反射面となっている。なお、反射部１０４の形状は円柱形状には限られず、いわゆる回転体（ある平面内の直線または曲線を、同平面内の直線を回転の軸として回転させることにより得られる立体図形）であればよいが、側面の形状は電磁波を効率よく反射できる形状であることが望ましい。

傾斜センサ１０５は、第１移動体１００の本体１０１の傾斜角、特にピッチ角（本体１０１の左右方向の中心軸を回転中心とした前後方向への回転角）を検出するセンサである。傾斜センサ１０５の方式としては、電解液式、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)式、または水晶式など、既知の方式を採用することができる。傾斜センサ１０５の検出結果は、制御部１０７に出力される。

駆動部１０６は、例えばモータであり、駆動輪１０２に対して第１移動体１００を移動させるための駆動力を与える。駆動部１０６の動作は、制御部１０７により制御される。

制御部１０７は、第１移動体１００の各構成を制御するコンピュータである。制御部１０７は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、およびＲＡＭ（Random Access Memory）により構成されるプロセッサである。制御部１０７は、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って第１移動体１００の各構成の制御を行う。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム、およびプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。ＲＯＭは、不揮発メモリ等により構成され、制御の際に用いられる各種プログラムや各種データを記憶する。なお、制御部１０７は、本体１０１の内部に搭載されていてもよいし、第１移動体１００の外部に設けられており、通信ネットワーク等を介して、第１移動体１００の各構成を遠隔操作してもよい。

記憶部１０８は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＤＤ（Solid State Drive）などの記憶装置である。記憶部１０８は、制御部１０７において実行される各処理のために必要な情報などを記憶する。

一方、図１に示すように、第２移動体２００は、本体２０１と、一対の駆動輪２０２と、一対の従輪２０３と、測域センサ２０４とを備える。また、図２Ｂに示すように、第２移動体２００は、駆動部２０５と、制御部２０６と、を備える。

本体２０１は、第２移動体２００の各構成を搭載する部位である。例えば第２移動体２００が車椅子である場合、本体２０１は、土台、座面、手すり、ステップ、および背もたれなどにより構成される。

一対の駆動輪２０２は、本体２０１の下部に設置され、駆動部２０５から与えられる駆動力を路面に伝達することで第２移動体２００を移動させる車輪である。駆動輪１０２と同様に、一対の駆動輪２０２は、それぞれ独立して駆動できるように構成されている。

一対の従輪２０３は、本体２０１の下部に設置される。

測域センサ２０４は、レーザー、赤外線、ミリ波などの電磁波を用いて走査面内を走査し、第２移動体２００の周囲に存在する物体からの反射波に基づいて、第２移動体２００から見た、走査面内に存在する物体の距離および方向を検出するセンサである。測域センサ２０４の結果は、制御部２０６に対して出力される。測域センサ２０４の走査面は、第２移動体２００が水平な路面上に位置している場合、ほぼ水平となるように構成されている。

図３は、測域センサ２０４の走査面と、反射部１０４との位置関係を説明するための図である。図３に示す路面は、水平面である。図３に示す例では、測域センサ２０４の走査面は、路面に平行であり、すなわち水平となっている。

また、図３に示すように、第１移動体１００と第２移動体２００の両方が同一の水平面上にある場合、測域センサ２０４の走査面は、第１移動体１００の反射部１０４と上下方向における高さがほぼ同じとなるように構成されている。より詳細には、図３に示すように、反射部１０４は上下方向に沿って所定の長さ（高さ）を有し、測域センサ２０４の走査面は、反射部１０４の上下方向における中心部と同じ高さとなるように構成されている。これにより、第１移動体１００と第２移動体２００の両方が同一の水平面上にある場合、反射部１０４は、測域センサ２０４の走査面内に存在する。従って、測域センサ２０４が発した電磁波は、反射部１０４によってよく反射され、測域センサ２０４は反射部１０４による反射波を受信することができるので、測域センサ２０４は反射部１０４を精度よく検出することができる。測域センサ２０４の例として、例えばレーザーレンジファインダーが挙げられる。

駆動部２０５は、例えばモータであり、駆動輪２０２に対して第２移動体２００を移動させるための駆動力を与える。駆動部２０５の動作は、制御部２０６により制御される。

制御部２０６は、第２移動体２００の各構成を制御するコンピュータである。制御部２０６は、制御部１０７と同様に、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭにより構成されるプロセッサである。制御部２０６は、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開したプログラムに従って第２移動体２００の各構成の制御を行う。ＲＡＭは、ＣＰＵにより実行される各種プログラム、およびプログラムに係るデータを一時的に記憶するワークエリアを形成する。ＲＯＭは、不揮発メモリ等により構成され、制御の際に用いられる各種プログラムや各種データを記憶する。なお、制御部２０６は、本体２０１の内部に搭載されていてもよいし、第２移動体２００の外部に設けられており、通信ネットワーク等を介して、第２移動体２００の各構成を遠隔操作してもよい。

記憶部２０７は、ＨＤＤ、ＳＤＤなどの記憶装置である。記憶部２０７は、制御部２０６において実行される各処理のために必要な情報を記憶する。

［第２移動体２００における追従移動処理］
上述したように、第２移動体２００は、第１移動体１００が移動した軌跡に追従して移動する。この追従移動は、上述したように、第２移動体２００の測域センサ２０４が走査面内に電磁波を発し、第１移動体１００の反射部１０４により反射された反射波を受信することで、第２移動体２００が第１移動体１００の位置を検出することによって行われる。以下では、第２移動体２００における追従移動処理について詳細に説明する。

図４は、第２移動体２００の制御部２０６による追従移動処理を説明するためのフローチャートである。なお、図４では、第１移動体１００と第２移動体２００の両方が同一の水平面上を移動する場合の処理について説明している。

記憶工程Ｓ１において、制御部２０６は、測域センサ２０４の検出結果を用いて、走査面内において第１移動体１００の反射部１０４を検出し、反射面の形状を記憶する。図５Ａは、走査面内に検出された、反射部１０４の基準形状２１を説明するための図である。図５Ａでは、走査面内の反射部１０４を上面視した様子が示されている。２つの反射部１０４の真後ろに測域センサ２０４が位置する場合の様子が示されている。

基準形状２１は、走査面内において、測域センサ２０４から見た反射部１０４の反射面の形状である。基準形状２１は、反射部１０４のうち、後方に位置する測域センサ２０４が発した電磁波を反射した部位の形状である。反射部１０４の走査面における断面形状は円形であるため、基準形状２１は、図５Ａに示すように、ほぼ半円形状となる。基準形状２１は、制御部２０６が、反射面により反射された複数の反射波のそれぞれが示す距離および方向に基づいて、走査面内に反射面の位置に対応する複数の点をプロットし、これらの点を繋ぎ合わせることで、形成される。制御部２０６は、基準形状２１を記憶部２０７に記憶させる。

なお、測域センサ２０４により受信された複数の反射波の中から、反射部１０４による反射波を特定する方法としては、例えば強度が閾値以上である反射波を、反射部１０４からの反射波とする方法が挙げられる。本実施の形態１では、反射部１０４による電磁波の反射効率が、一般的な物質より大きいため、このような方法を採用することができる。この方法を採用する場合、記憶工程Ｓ１において、制御部２０６は、反射部１０４からの反射波の強度を基準強度として記憶してもよい。強度が閾値以上である反射波が離れた場所に多数存在する場合、制御部２０６は、例えば強度が最も大きい反射波群を反射部１０４による反射波として認識すればよい。

また、記憶工程Ｓ１において、制御部２０６は、測域センサ２０４の検出結果を用いて、測域センサ２０４から２つの反射部１０４までの距離および方向を検出し、これに基づいて記憶工程Ｓ１時点における第１移動体１００の位置および方向を算出する。制御部２０６は、記憶工程Ｓ１時点における位置を基準位置、記憶工程Ｓ１時点における方向を基準方向として、記憶部２０７に記憶させる。

さらに、記憶工程Ｓ１において、制御部２０６は、測域センサ２０４から２つの反射部１０４までの距離および方向に基づいて、基準距離２２を算出する。基準距離２２は、基準形状２１と対応付けられて記憶部２０７に記憶される。基準距離２２は、図５Ａに示すように、走査面内における、２つの反射部１０４同士の二次元的な距離である。

なお、記憶工程Ｓ１は、第２移動体２００の追従移動時に行われなくてもよい。この場合、基準形状２１、基準距離２２、および基準位置は、第２移動体２００が追従移動を開始するより前に、停止している第１移動体１００に対して測域センサ２０４が電磁波を発することにより検出され、記憶部１０８に記憶されていてもよい。

次に、検出工程Ｓ２において、制御部２０６は、測域センサ２０４の検出結果を用いて、走査面内における形状（検出形状２３）が基準形状２１と一致する物体を検出する。図５Ｂは、検出工程Ｓ２において制御部２０６が走査面内に検出した検出形状２３を説明するための図である。図５Ｂでは、記憶工程Ｓ１から時間が経過したことにより、第１移動体１００と第２移動体２００との位置関係が図５Ａに示す位置関係から変化した場合の検出形状２３の例が示されている。なお、第１移動体１００と第２移動体２００との位置関係が変化しても、反射部１０４の断面形状が円形であり、また後述するように第１移動体１００と第２移動体２００との車間距離が一定に保たれることから、走査面内に反射部１０４が存在し、電磁波または反射波が障害物に遮断されない限り、制御部２０６は、基準形状２１と一致する形状の検出形状２３を必ず検出することができる。

そして、比較工程Ｓ３において、制御部２０６は、２つの反射部１０４にそれぞれ対応する２つの検出形状２３同士の走査面内における距離である検出距離２４を算出し、基準距離２２との比較を行う。なお、制御部２０６は、基準距離２２と同様に、測域センサ２０４の検出結果を用いて、測域センサ２０４から２つの反射部１０４までの距離および方向を検出し、これに基づいて検出距離２４を算出すればよい。

制御部２０６は、基準距離２２と検出距離２４との差が一定の誤差の範囲内であれば、検出工程Ｓ２において反射部１０４を正しく検出できたと判断する。一方、誤差の範囲外である場合、制御部２０６は、検出工程Ｓ２で検出された２つの検出形状２３が、反射部１０４のものではないと判断し、検出工程Ｓ２を再度行う。ここで、一定の誤差の範囲は、任意に設定が可能であるが、例えば、基準距離２２に対してプラスマイナス２０％以内の範囲である。

なお、比較工程Ｓ３において、制御部２０６は、基準距離２２と検出距離２４との比較に加えて、検出形状２３を検出した際の反射波の強度と、基準強度とをさらに比較してもよい。この場合、その差が一定の誤差の範囲外である場合、検出工程Ｓ２で検出された２つの検出形状２３が、反射部１０４のものではないと判断してもよい。

次に、位置算出工程Ｓ４において、制御部２０６は、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の位置および方向を算出する。本位置算出工程Ｓ４において、制御部２０６は、まず検出工程Ｓ２時点における第２移動体２００の位置に対する、第１移動体１００の位置および方向を算出する。そして、制御部２０６は、記憶工程Ｓ１時点における第１移動体の位置（基準位置）および基準方向に基づいて、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の位置および方向を算出する。

制御部２０６が検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の位置および方向を算出する方法は、以下のとおりである。制御部２０６は、２つの反射部１０４に対応する２つの検出形状２３の中点の位置を、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の位置（検出位置２５）とする。また、制御部２０６は、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の方向（検出方向２６）を、２つの基準形状２１の中点同士を結ぶ線と、２つの検出形状２３の中点同士を結ぶ線とのなす角に基づいて求める。図５Ｃは、検出位置２５および検出方向２６について説明するための図である。検出方向２６は、基準方向に対する、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の方向である。

続いて、制御部２０６は、算出した検出位置２５および検出方向２６と、記憶工程Ｓ１が行われた時点から検出工程Ｓ２が行われた時点までの間における第２移動体２００の移動量および方向の変化量と、に基づいて、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の位置及び方向を算出する。

図６は、記憶工程Ｓ１時点における第１移動体１００と第２移動体２００の位置と、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００と第２移動体２００の位置との関係の一例を示す図である。図６は、移動しながら右方向に曲がる第１移動体１００の軌跡と、第１移動体１００の軌跡に追従して移動する第２移動体２００の軌跡と、を上から見た模式図である。図６では、記憶工程Ｓ１時点における第１移動体１００の位置が１００ａ、第２移動体２００の位置が２００ａと示されており、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の位置が１００ｂ、第２移動体２００の位置が２００ｂと示されている。

制御部２０６は、第２移動体が位置２００ａから位置２００ｂまで移動した間の移動量および方向の変化量を、第２移動体２００の左右の駆動輪２０２の回転数により把握することができる。これにより、検出位置２５および検出方向２６と、移動量および方向の変化量とに基づいて、検出工程Ｓ２時点における第１移動体１００の位置および方向を算出することができる。

次に、位置記憶工程Ｓ５において、制御部２０６は、位置算出工程Ｓ４で算出された、走査面内における第１移動体１００の位置および方向を記憶部２０７に記憶させる。

次に、追従移動工程Ｓ６において、制御部２０６は、記憶部２０７に記憶された第１移動体１００の位置および方向に基づいて、第２移動体２００を第１移動体１００が移動した軌跡に追従するように移動させるように、駆動部２０５を制御する。なお、第１移動体１００が移動した軌跡は、第１移動体１００の位置および方向が記憶部２０７に蓄積されることにより、算出される。

なお、追従移動工程Ｓ６において、制御部２０６は、第１移動体１００と第２移動体２００との車間距離が一定距離になるように、第２移動体２００の移動速度を制御する。なお、制御部２０６は、位置記憶工程Ｓ５において記憶部２０７に記憶された第１移動体１００の位置の時間的変化に基づき、第１移動体１００の移動速度を算出することができる。このため、制御部２０６は、追従移動工程Ｓ６において、算出した第１移動体１００の移動速度と同じ速度となるように、第２移動体２００の移動速度を制御する。これにより、第１移動体１００と第２移動体２００とが同一平面上を移動する限り、第１移動体１００と第２移動体２００との車間距離を一定距離とすることができる。

なお、車間距離は常に一定ではなく、移動速度に合わせて変化させてもよい。例えば、制御部２０６は、第１移動体１００が１ｍ／ｓで移動する場合、車間距離が１ｍとなるようにし、第１移動体１００が１．５ｍ／ｓで移動する場合には、車間距離が１．５ｍとなるように制御してもよい。

以上説明した工程Ｓ２からＳ６を繰り返すことにより、制御部２０６は、第２移動体２００を、第１移動体１００に追従して移動させ続けることができる。また、制御部２０６は、時間の経過に伴う第１移動体１００が移動した軌跡を、記憶部２０７に蓄積することができる。

［傾斜がある路面を移動する場合に生じうる課題］
上述したように、図４にて説明した第２移動体２００による第１移動体１００への追従移動処理は、第１移動体１００および第２移動体２００が、同一の水平面上を移動する場合の処理を説明するものである。例えば上り坂、または下り坂に第１移動体１００のみが進入し、第１移動体１００が移動する路面と第２移動体２００が移動する路面とが同一平面ではなくなった場合、測域センサ２０４の走査面から第１移動体１００の反射部１０４が外れてしまい、測域センサ２０４が反射部１０４を検出できなくなることがある。このような場合、第２移動体２００が第１移動体１００に追従して移動することが困難となるため、対策が要望されている。

図７Ａから図７Ｃを参照して、測域センサ２０４の走査面から第１移動体１００の反射部１０４が外れてしまい、測域センサ２０４が反射部１０４を検出できなくなる状態について説明する。図７Ａは、第１移動体１００および第２移動体２００がいずれも同一の水平面上を移動している状態を示す図である。図７Ｂは、第１移動体１００が、上り坂に進入した直後の状態を示す図である。図７Ｃは、第１移動体１００が、上り坂に進入してしばらく経った状態を示す図である。図７Ａから図７Ｃは、第１移動体１００と第２移動体２００とを横から見た模式図である。図７Ａから図７Ｃにおいて、測域センサ２０４の走査面Ｐｓが破線で示されている。

図７Ａに示すように、第１移動体１００および第２移動体２００がいずれも同一の水平面上を移動している状態では、反射部１０４は必ず測域センサ２０４の走査面Ｐｓ内にある。このため、上述した追従移動時の処理により、第２移動体２００は第１移動体１００の位置を正確に検出し、追従して移動することができる。

図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、第１移動体１００が上り坂に進入し、移動を継続した場合、反射部１０４と走査面Ｐｓの法線方向におけるずれの大きさが次第に大きくなる。図７Ｂに示す、第１移動体１００の傾斜面への進入直後では、まだ反射部１０４は走査面Ｐｓ内から外れていないが、図７Ｃに示す、進入からある程度時間が経過した状態では、反射部１０４が走査面Ｐｓ内から完全に外れてしまっている。図７Ｃに示すように反射部１０４が走査面Ｐｓ内から完全に外れてしまうと、第２移動体２００は第１移動体１００の位置を検出することができなくなるため、第２移動体２００が第１移動体１００に追従して移動することが困難となる。なお、図７Ｂおよび図７Ｃでは、上り坂を例として挙げたが、下り坂の場合でも反射部１０４が走査面Ｐｓ内から外れてしまう場合があることについては同様である。

図７Ｃに示すような、反射部１０４が走査面Ｐｓ内から完全に外れてしまう事態を防止するため、本実施の形態１では、第１移動体１００が以下のような車間距離制御処理を実行する。

［実施の形態１における車間距離制御処理］
以下では、第１移動体１００が上り坂または下り坂に進入することで、第１移動体１００が移動する路面と第２移動体２００が移動する路面とが同一平面ではなくなった場合に第１移動体１００の制御部１０７によって行われる、車間距離制御処理について説明する。本実施の形態１において、車間距離制御処理は制御部１０７により単独で行われ、図４で説明した第２移動体２００の追従移動処理と並行して行われる。

図８は、実施の形態１における車間距離制御処理のために第１移動体１００の制御部１０７が有する機能を示すブロック図である。図９は、実施の形態１における車間距離制御処理について説明するためのフローチャートである。

図８に示すように、制御部１０７は、ずれ量算出部１０９と、車間距離制御部１１０と、を有する。

図９に示すように、制御部１０７は、傾斜計測工程Ｓ１１において、傾斜センサ１０５の検出結果に基づいて、現在の第１移動体１００のピッチ角を計測する。第１移動体１００のピッチ角とは、第１移動体１００の進行方向と水平面とがなす角である。第１移動体１００が水平な路面上を移動している場合、ピッチ角は０である。第１移動体１００が上り坂または下り坂を移動している場合、ピッチ角は０より小さい値、または０より大きい値となる。

次に、記憶工程Ｓ１２において、制御部１０７は、傾斜計測工程Ｓ１１で計測された第１移動体１００のピッチ角を、計測された時刻の情報とともに、記憶部１０８に記憶させる。なお、傾斜計測工程Ｓ１１および記憶工程Ｓ１２において、第１移動体１００が上り坂または下り坂に進入した場合だけでなく、第１移動体１００が水平な路面を移動している場合でも、ピッチ角の計測と記憶とは常に行われる。

次に、制御部１０７は、取得工程Ｓ１３において、記憶部１０８に記憶された第１移動体１００の過去のピッチ角に基づいて、現在の第２移動体２００のピッチ角を取得する。具体的には、制御部１０７は、現在の第１移動体１００と第２移動体２００との車間距離を、現在の第１移動体１００および第２移動体２００の移動速度で除算した時間Ｔ１を算出する。第２移動体２００は第１移動体１００と同じ軌跡を同じ移動速度で移動しているため、現在の第２移動体２００は、時間Ｔ１前の第１移動体１００と同じ位置にいることになる。このため、制御部１０７は、記憶部１０８から時間Ｔ１前の第１移動体１００のピッチ角を読み出すことで、現在の第２移動体２００のピッチ角を取得することができる。

なお、第１移動体１００と第２移動体２００との車間距離を第１移動体１００と第２移動体２００の移動速度に合わせて変化させている場合、現在の移動速度に対応する車間距離を用いて、現在の第２移動体のピッチ角を取得すればよい。例えば、第１移動体１００が１ｍ／ｓで移動しており、移動速度において車間距離が１ｍとなるように第２移動体２００が移動している場合、第１移動体１００の１秒前のピッチ角が現在の第２移動体２００のピッチ角として取得される。

次に、制御部１０７は、ずれ量算出工程Ｓ１４において、ずれ量算出部１０９により、反射部１０４と測域センサ２０４の走査面との走査面の法線方向におけるずれの大きさであるずれ量を算出する。

ずれ量算出部１０９は、以下のようにしてずれ量を算出する。まず、ずれ量算出部１０９は、傾斜計測工程Ｓ１１において計測した、第１移動体１００の現在のピッチ角θ１と、取得工程Ｓ１３で取得した、第２移動体２００の現在のピッチ角θ２との差分θｄを算出する。この差分θｄは、第１移動体１００が移動する路面と、第２移動体２００が移動する路面とのなす角である。

次に、ずれ量算出部１０９は、差分θｄと、車間距離Ｌとを用いて、ずれ量Ｇを以下の式（１）により算出する。
Ｇ＝Ｌ×ｓｉｎθｄ ・・・（１）

なお、式（１）で算出したずれ量Ｇは、現在の第１移動体１００の位置におけるずれ量ではなく、現在と同じ傾斜角の上り坂または下り坂を第１移動体１００が継続して移動した場合に、反射部１０４と測域センサ２０４の走査面との走査面の法線方向におけるずれが最大となったときの値である。

具体例を挙げて説明する。図７Ｂに示すように、第１移動体１００が上り坂に進入した直後においても、ずれ量算出部１０９は、傾斜センサ１０５の出力値に基づき、式（１）を用いて、上り坂の傾斜角に基づくずれ量を算出することができる。しかしながら、図７Ｂに示すように、第１移動体１００が上り坂に進入した直後では、実際には反射部１０４は走査面Ｐｓから外れていない。

反射部１０４の実際のずれ量は、図７Ｃに示すように、第１移動体１００が上り坂を登り続け、第２移動体２００が上り坂に進入する直前の位置に到達したときに最大となる。言い換えると、反射部１０４の実際のずれ量は、第１移動体１００が上り坂に進入後、第１移動体１００および第２移動体２００が車間距離Ｌと同じ距離移動した場合に、最大となる。式（１）で算出されるずれ量Ｇは、この最大値である。すなわち、ずれ量算出工程Ｓ１４では、第１移動体１００が上り坂または下り坂に進入した時点で、反射部１０４が走査面から外れてしまうより前に、その上り坂または下り坂を継続して移動した場合のずれ量の最大値を算出することができる。

次に、判断工程Ｓ１５において、制御部１０７は、ずれ量算出工程Ｓ１４で算出したずれ量Ｇと、所定の閾値δとを比較することにより、反射部１０４が走査面から外れたか否かを判断する。制御部１０７は、ずれ量Ｇが閾値δより大きい場合、処理を車間距離制御工程Ｓ１６に進め、ずれ量Ｇが閾値δ以下である場合、処理を低速モード解除工程Ｓ１７に進める。

なお、閾値δは、反射部１０４の上下方向の長さに基づいて決定される。反射部１０４の上下方向の長さとは、言い換えると、円筒形状を有する反射部１０４の底面から上面までの高さに等しい。従って、一例として、閾値δは反射部１０４の上下方向の長さの１／２程度に設定される。反射部１０４が走査面から外れたことをより確実に検出したい場合、閾値δは反射部１０４の上下方向の長さの１／４程度に設定されてもよい。

車間距離制御工程Ｓ１６において、制御部１０７は、車間距離制御部１１０により、第１移動体１００の移動速度を低下させるように駆動部１０６を制御するとともに、低速モードに切り替える。低速モードでは、第１移動体１００は、通常よりも低速の一定速度で継続して移動する。

車間距離制御部１１０の制御により、第１移動体１００の移動速度が低下することで、第１移動体１００と第２移動体２００の車間距離が小さくなる。これにより、反射部１０４が走査面から外れにくくなり、第２移動体２００が第１移動体１００の位置を検出できなくなる事態を防止できる。車間距離制御工程Ｓ１６が完了すると、制御部１０７は、処理を傾斜計測工程Ｓ１１に戻す。

一方、低速モード解除工程Ｓ１７において、制御部１０７は、低速モードを解除して通常の走行モードに切り替え、処理を終了する。なお、低速モード解除工程Ｓ１７では、既に低速モードが解除されている場合、そのまま処理を終了する。

上述した車間距離制御処理により、第１移動体１００と第２移動体２００とが互いに傾斜角が異なる路面上を移動する場合には車間距離が小さくなるため、反射部１０４が走査面から外れてしまう事態を生じにくくすることができる。また、上述した車間距離制御処理では、ずれ量算出工程Ｓ１４にて説明したように、実際にずれ量が大きくなるより前にずれ量が大きくなることを予測できるため、反射部１０４が実際に走査面から外れてしまう前に、車間距離を制御することができる。

なお、車間距離制御処理の車間距離制御工程Ｓ１６において、第１移動体１００の移動速度を低下させる処理が行われた後、第２移動体２００が第１移動体１００と同じ上り坂または下り坂に進入すると、第１移動体１００のピッチ角と第２移動体２００のピッチ角との差分は０になる。この場合、反射部１０４が走査面から外れなくなるため、判断工程Ｓ１５にてずれ量Ｇが閾値δ以下と判断され、低速モード解除工程Ｓ１７にて第１移動体１００の低速モードが解除される。これにより、必要なく車間距離が小さいまま第１移動体１００および第２移動体２００を移動させることにより、緊急時に衝突の危険性が高まったり、第２移動体２００に人が搭乗している場合に人が不快感を覚える可能性が高まったりなどの不具合をあらかじめ回避することができる。

以上説明したように、実施の形態１では、第１移動体１００の制御部１０７が、第１移動体１００のピッチ角と、追従して移動している第２移動体２００のピッチ角とを把握し、これらの差分と車間距離とに基づいて、反射部１０４と測域センサ２０４の走査面との走査面の法線方向におけるずれの大きさ（ずれ量）の最大値を一定周期で算出している。このため、制御部１０７は、第１移動体１００が上り坂または下り坂に進入した時点でずれ量の最大値がどの程度の値となるかを把握することができるので、実際に反射部１０４が走査面から外れてしまう前に、反射部１０４が走査面から外れてしまうことを予測できる。

そして、制御部１０７は、反射部１０４と走査面のずれ量が閾値以上である場合、第１移動体１００の移動速度を低下させ、第１移動体１００と第２移動体２００との車間距離を小さくするので、車間距離が大きい場合よりもずれの大きさを小さくすることができる。これにより、反射部１０４が走査面から外れにくくすることができ、第２移動体２００が第１移動体１００の位置を検出できなくなる事態を生じにくくすることができる。また、例えば第２移動体２００も第１移動体１００と同じ傾斜角の上り坂または下り坂に進入するなど、ずれ量が小さくなった場合には、第１移動体１００の移動速度および車間距離を元に戻して追従走行を続けることができる。

なお、上述した実施の形態１では、第１移動体１００のピッチ角と移動速度に基づいて、第２移動体２００のピッチ角を推定したが、本開示はこれに限られない。例えば、第１移動体１００および第２移動体２００にそれぞれ通信装置を搭載するとともに、第２移動体２００にも傾斜センサを搭載し、第２移動体２００が自身のピッチ角を計測して、通信装置を介して計測結果を第１移動体１００に送信してもよい。

また、上述した実施の形態１では、第１移動体１００において車間距離制御処理が実行されるまでは、第１移動体１００と第２移動体２００との車間距離が一定に保たれていることを前提としていたが、本開示はこれに限られない。例えば、第２移動体２００が測域センサ２０４を用いて車間距離を計測し、通信装置を介して計測結果を第１移動体１００に送信することで、第１移動体１００が正確な車間距離を取得するようにしてもよい。これにより、反射部１０４と走査面とのずれ量の算出精度を向上させることができる。

また、実施の形態１では、車間距離制御工程Ｓ１６において、第１移動体１００の移動速度を低下させることで車間距離を小さくする方法を説明したが、例えば第１移動体１００が通信装置を介して第２移動体２００に移動速度を上げるように指示を送信することで、車間距離を小さくしてもよい。

また、実施の形態１では、第１移動体１００の制御部１０７がずれ量算出部１０９および車間距離制御部１１０を有し、ずれ量算出部１０９および車間距離制御部１１０による車間距離制御処理を実行していたが、本開示はこれに限られない。例えば第２移動体２００の制御部２０６がずれ量算出部および車間距離制御部を有し、ずれ量が閾値より大きい場合には車間距離を小さくするように通信装置を介して第１移動体１００に減速する指示を送信してもよい。または、車間距離制御部は、車間距離を小さくするために、第１移動体１００の移動速度を低下させる代わりに、第２移動体２００の移動速度を増大させてもよい。

さらに、ずれ量算出部および車間距離制御部が、第１移動体１００および第２移動体２００の外部に設けられていてもよい。この場合、ずれ量算出部および車間距離制御部は、通信装置を用いて第１移動体１００および第２移動体２００から車間距離制御処理に必要な情報を取得し、ずれ量が閾値より大きい場合には通信装置を用いて、車間距離を小さくするように第１移動体１００または第２移動体２００に指示を送信してもよい。このような形態の一例としては、例えばフリートマネジメントを行う外部サーバによる処理が行われる例が挙げられる。

また、３台以上の移動体に隊列走行を行わせる場合、先頭の移動体を実施の形態１における第１移動体１００とし、追従する移動体を第２移動体２００として、第２移動体２００にも反射部を搭載し、後方の第２移動体２００が第１移動体１００または自らの前方の第２移動体２００の位置を検出するようにすればよい。

３台以上の移動体に隊列走行を行わせる場合、隣接する２つの移動体における全てのずれ量が閾値以下となるまで、全ての移動体が移動速度を低下させ、車間距離を所定距離より小さくした状態で隊列移動すればよい。

なお、３台以上の隊列移動中において、先頭の移動体が大きく旋回する場合など、車間距離制御処理以外の要因で各移動体を減速させる必要が生じることがある。このような場合、旋回を終えた移動体が元の速度に戻って移動してしまうと、減速した後の移動体が取り残されてしまい、隊列移動が継続できなくなることがある。このような事態を回避するには、全ての移動体のうち、１台でも移動速度を低下させて低速モードに切り替えた場合、通信装置を介して、他の移動体に低速モードに切り替える指示を送信することで、全ての移動体が低速モードで移動するようにすればよい。

＜実施の形態２＞
次に、本開示の実施の形態２に係る移動体システム１Ａについて説明する。図１０は、実施の形態２に係る移動体システム１Ａについて説明するための図である。図１０に示すように、移動体システム１Ａは、第１移動体１００Ａおよび第２移動体２００Ａを有する。

なお、実施の形態２の説明では、実施の形態１と同等の構成であっても異なる要素を有する構成には、符号にＡを付けて記載する（例えば、第１移動体１００Ａ）。実施の形態１と異なる要素がない構成には実施の形態１と同じ符号を与え、説明を省略することがある。

図１０に示すように、第１移動体１００Ａは、２つの反射部１１１，１１２を有する。反射部１１１，１１２は、第１移動体１００Ａの背面に、上下方向に沿って取り付けられている。反射部１１１，１１２は同じ形状に形成されており、その形状は回転体（ある平面内の直線または曲線を、同平面内の直線を回転の軸として回転させることにより得られる立体図形）である。さらに、反射部１１１，１１２の形状は、回転体における回転軸に垂直な断面積が一定でない形状であり、例えば円錐台形状である。反射部１１１，１１２の上面の半径、下面の半径、および高さはそれぞれ同じである。なお、本明細書では、円錐台の半径が小さい方の底面を上面、半径が大きい方の底面を下面と記載する。

反射部１１１，１１２は、互いに上下逆向きとなるように取り付けられている。図１０に示す例では、反射部１１１は上面が上向きとなるように取り付けられており、反射部１１２は下面が上向きとなるように取り付けられている。

すなわち、２つの反射部１１１，１１２の一方は、下方から上方にかけて、回転体における回転軸に垂直な断面が小さくなるよう取り付けられており、他方は、下方から上方にかけて、回転体における回転軸に垂直な断面積が大きくなるよう取り付けられる。

反射部１１１，１１２の側面は電磁波を効率よく反射できる反射面となっている。

なお、本実施の形態２において、２つの反射部１１１，１１２は、同一形状（円錐台形状）のものを上下逆向きとなるように取り付けているが、本開示はこれに限られない。詳細は後述するが、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａのピッチ角の差分をより精度よく算出するために、２つの反射部の形状は、回転体における回転軸に垂直な断面積が一定でない形状であればよい。

第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａの両方が同一の水平面上にある場合、反射部１１１，１１２の上下方向における中心部の高さと、測域センサ２０４の走査面とが同じ高さとなるように構成されている。これにより、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａの両方が同一の水平面上にある場合、反射部１１１，１１２は、測域センサ２０４の走査面内に存在する。従って、測域センサ２０４が発した電磁波は、反射部１１１，１１２によってよく反射され、測域センサ２０４は反射部１１１，１１２による反射波を受信することができるので、測域センサ２０４は反射部１１１，１１２を精度よく検出することができる。

このような構成により、第２移動体２００Ａは、測域センサ２０４を用いて、実施の形態１で説明した追従移動処理と同様の処理を行い、第１移動体１００Ａが移動した軌跡に追従して移動することができる。

［実施の形態２における車間距離制御処理］
実施の形態２においても、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａとが同一平面上を移動している間は、反射部１１１，１１２が測域センサ２０４の走査面から外れてしまうことはないため、第２移動体２００Ａは実施の形態１と同様の追従移動処理により、精度よく第１移動体１００Ａに追従して移動できる。そして、例えば第１移動体１００Ａが上り坂または下り坂に進入するなどして、第１移動体１００Ａが移動する平面と第２移動体２００Ａが移動する平面とが同一平面ではなくなった場合、反射部１１１，１１２が測域センサ２０４の走査面から外れてしまい、第２移動体２００Ａが第１移動体１００Ａの位置を検出できなくなることがあるのは、実施の形態１と同様である。このような事態を防止するため、実施の形態２においても車間距離制御処理が行われる。以下では、実施の形態２における車間距離制御処理について説明する。

図１１は、実施の形態２における車間距離制御処理のために第２移動体２００Ａの制御部２０６Ａが有する機能を示すブロック図である。図１２は、実施の形態２における車間距離制御処理について説明するためのフローチャートである。実施の形態２における車間距離制御処理は、第２移動体２００Ａの制御部２０６Ａによって、追従移動処理と並行して、実行される。

図１１に示すように、制御部２０６Ａは、ずれ量算出部２０８と、車間距離制御部２０９と、を有する。

図１２に示すように、幅取得工程Ｓ２１において、制御部２０６Ａは、測域センサ２０４の検出結果に基づいて、走査面内における反射部１１１，１１２の幅を取得する。

上述したように、反射部１１１，１１２は、同じ円錐形状を有し、それぞれ上下逆向きに取り付けられている。そして、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａとが同一平面上にある場合、測域センサ２０４の走査面が反射部１１１，１１２の上下方向における中心部と同じ高さになるように配置されている。

反射部１１１，１１２は同じ形状を有するため、反射部１１１，１１２の上下方向の中心部における断面形状は同じ大きさ、同じ形状（円形状）となる。図１３Ａから図１３Ｃは、反射部１１１，１１２の側面形状、および断面形状を例示した図である。図１３Ａから図１３Ｃでは、反射部１１１，１１２は、下面の直径が上面の直径の２倍である円錐台形に形成されている。すなわち、上面の直径をＤとすると、下面の直径は２Ｄである。なお、図１３Ａから図１３Ｃでは、反射部１１１，１１２の上下方向の長さ、すなわち高さはＨであるとする。

図１３Ａは、反射部１１１，１１２の側面図であり、図１３Ｂは、図１３Ａに示す破線ＢＬ１における断面図である。なお、図１３Ａに示す破線ＢＬ１は、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａとが同一平面上にある場合の、測域センサ２０４の走査面に対応する。

第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａとが同一平面上にある場合、幅取得工程Ｓ２１において制御部２０６Ａが取得する、走査面内における反射部１１１，１１２の幅は、同じ幅（図１３Ａおよび図１３Ｂに示す例では、１．５Ｄ）となる。なお、反射部１１１，１１２の幅とは、反射部１１１，１１２の走査面Ｐｓ１における断面形状（円形状）の直径に等しい。

一方、図１３Ｃは、図１３Ａに示す破線ＢＬ２における断面図である。なお、図１３Ａに示す破線ＢＬ２は、第１移動体１００Ａが移動する平面と第２移動体２００Ａが移動する平面とが同一平面ではなくなった場合の、測域センサ２０４の走査面に対応する。

図１３Ｃに示すように、第１移動体１００Ａが移動する平面と第２移動体２００Ａが移動する平面とが同一平面ではなくなった場合、幅取得工程Ｓ２１において制御部２０６Ａが取得する、走査面Ｐｓ２内における反射部１１１，１１２の幅は、同じ幅ではなくなる。図１３Ｃに示す例では、走査面Ｐｓ２内における反射部１１１の幅は、走査面Ｐｓ２内における反射部１１２の幅よりも十分に大きくなっている。

なお、制御部２０６Ａは、幅取得工程Ｓ２１を、追従移動処理の検出工程Ｓ２（図４参照）と同時に行うことができる。これにより、追従移動処理および車間距離制御処理の効率が向上する。なお、実施の形態２では、第１移動体１００Ａが移動する平面と第２移動体２００Ａが移動する平面とが同一平面ではなくなった場合、同一平面であった場合と比較して、測域センサ２０４により検出される反射部１１１，１１２の形状が変化する。しかしながら、反射波により検出される反射部１１１，１１２の形状は円形状の一部であるため、中心の位置は変わらない。このため、実施の形態２における制御部２０６Ａでも、実施の形態１にて説明した追従移動処理を問題なく実行することができる。

図１２の説明に戻る。ずれ量算出工程Ｓ２２において、制御部２０６Ａは、ずれ量算出部２０８により、幅取得工程Ｓ２１で取得した、走査面内における反射部１１１，１１２の幅に基づいて、反射部１１１，１１２の走査面からのずれの大きさ（ずれ量）を算出する。

走査面内における反射部１１１，１１２の幅に基づいて、ずれ量を算出する方法は、例えば以下のとおりである。

図１３Ａに示すように、反射部１１１，１１２の上面の直径をＤ、下面の直径を２Ｄ、全高をＨとしたとき、下面からの高さｘにおける反射部１１１の幅Ｗ１は、以下の式（２）で表すことができる。
Ｗ１＝２Ｄ－（ｘ／Ｈ）Ｄ ・・・（２）

また、下面からの高さｘにおける反射部１１２の幅Ｗ２は、以下の式（３）で表すことができる。
Ｗ２＝Ｄ＋（ｘ／Ｈ）Ｄ ・・・（３）

なお、ずれ量が０である場合のｘはＨ／２であるため、ずれ量Ｇは｜ｘ－Ｈ／２｜と表すことができる。

以上のことから、Ｗ１およびＷ２を用いてずれ量Ｇを表すと、以下の式（４）のようになる。
Ｇ＝｜（３Ｄ－２Ｗ１）Ｈ／２Ｄ｜
＝｜（２Ｗ２－３Ｄ）Ｈ／２Ｄ｜
＝｜（Ｗ２－Ｗ１）Ｈ／２Ｄ｜ ・・・（４）

次に、判断工程Ｓ２３において、制御部２０６Ａは、ずれ量算出工程Ｓ２２で算出したずれ量Ｇと、所定の閾値δとを比較することにより、反射部１１１，１１２が走査面から外れそうであるか否かを判断する。制御部２０６Ａは、ずれ量Ｇが閾値δより大きい場合、処理を車間距離制御工程Ｓ２４に進め、ずれ量Ｇが閾値δ以下である場合、処理を加速モード解除工程Ｓ２５に進める。

なお、閾値δは、反射部１１１，１１２の上下方向の長さ（高さ）に基づいて決定される。閾値δは、例えばＨ／２からＨ／４の間の値に設定されることで、反射部１１１，１１２が走査面から外れてしまう前に、外れてしまいそうであると判断することができる。

車間距離制御工程Ｓ２４において、制御部２０６Ａは、車間距離制御部２０９により、第２移動体２００の移動速度を増大させるように駆動部２０５を制御するとともに、加速モードのフラグをＯＮに変更する。

第２移動体２００Ａの移動速度が増大することで、第１移動体１００と第２移動体２００の車間距離が小さくなる。これにより、反射部１１１，１１２が走査面から外れにくくなり、第２移動体２００Ａが第１移動体１００Ａの位置を検出できなくなる事態を防止できる。車間距離制御工程Ｓ２４が完了すると、制御部２０６Ａは、処理を幅取得工程Ｓ２１に戻す。

一方、加速モード解除工程Ｓ２５において、制御部２０６Ａは、加速モードのフラグがＯＮであった場合、フラグをＯＦＦに変更し、処理を幅取得工程Ｓ２１に戻す。これにより、車間距離が元の距離に戻る。なお、加速モード解除工程Ｓ２５では、既に加速モードのフラグがＯＦＦであった場合、そのまま処理を幅取得工程Ｓ２１に戻す。

なお、加速モード解除工程Ｓ２５において第２移動体２００Ａの加速モードを解除し、車間距離を元の距離に戻す場合に、例えば第１移動体１００Ａおよび第２移動体２００Ａがともに大きく旋回している場合などでは、一度に元の車間距離まで戻してしまうと、第２移動体２００Ａが第１移動体１００Ａの位置を検出できなくなることがある。このため、加速モード解除工程Ｓ２５が完了した後、制御部２０６Ａは処理を幅取得工程Ｓ２１に戻し、車間距離制御処理を繰り返し実行する。これにより、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａの状態に合わせた車間距離に制御することができる。

上述した車間距離制御処理により、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａとが互いに傾斜角が異なる路面上を移動する場合には車間距離が小さくなるため、反射部１１１，１１２が走査面から外れてしまう事態を生じにくくすることができる。

なお、車間距離制御処理において、第１移動体１００Ａの移動速度を低下させる処理が行われた後、第２移動体２００Ａが第１移動体１００Ａと同じ上り坂または下り坂に進入することで、第１移動体１００Ａのピッチ角と第２移動体２００Ａのピッチ角との差分が０になった場合、反射部１１１，１１２が走査面から外れることがなくなるため、加速モード解除工程Ｓ２５にて第２移動体２００Ａの加速モードが解除される。これにより、必要なく車間距離が小さいまま第１移動体１００Ａおよび第２移動体２００Ａを移動させることにより、緊急時に衝突の危険性が高まったり、第２移動体２００Ａに人が搭乗している場合に人が不快感を覚える可能性が高まったりなどの不具合をあらかじめ回避することができる。

以上説明したように、実施の形態２では、第２移動体２００Ａの制御部２０６Ａが、測域センサ２０４の検出結果に基づき、円錐台形に形成された反射部１１１，１１２の幅を取得し、当該幅に基づいて、反射部１１１，１１２の測域センサ２０４の走査面からのずれの大きさを算出する。

そして、制御部２０６Ａは、反射部１１１，１１２と走査面のずれ量が閾値以上である場合、第２移動体２００Ａの移動速度を増大させ、第１移動体１００Ａと第２移動体２００Ａとの車間距離を小さくするので、車間距離が大きい場合よりもずれの大きさを小さくすることができる。これにより、反射部１１１，１１２が走査面から外れにくくすることができ、第２移動体２００Ａが第１移動体１００Ａの位置を検出できなくなる事態を生じにくくすることができる。また、例えば第２移動体２００Ａも第１移動体１００Ａと同じ傾斜角の上り坂または下り坂に進入するなど、ずれ量が小さくなった場合には、第２移動体２００Ａの移動速度および車間距離を元に戻して追従走行を続けることができる。

また、実施の形態２では、車間距離制御工程Ｓ２４において、第２移動体２００Ａの移動速度を増大させることで車間距離を小さくする方法を説明したが、例えば第２移動体２００Ａが通信装置を介して第１移動体１００Ａに移動速度を下げるように指示を送信することで、車間距離を小さくしてもよい。

また、実施の形態２では、第２移動体２００Ａの制御部２０６Ａがずれ量算出部２０８および車間距離制御部２０９を有し、ずれ量算出部２０８および車間距離制御部２０９による車間距離制御処理を実行していたが、本開示はこれに限られない。例えば第１移動体１００Ａの制御部１０７Ａがずれ量算出部および車間距離制御部を有し、ずれ量が閾値より大きい場合には車間距離を小さくするように通信装置を介して第２移動体２００Ａに加速する指示を送信してもよい。または、車間距離制御部は、車間距離を小さくするために、第２移動体２００Ａの移動速度を増大させる代わりに、第１移動体１００Ａの移動速度を低下させてもよい。

さらに、ずれ量算出部および車間距離制御部が、第１移動体１００Ａおよび第２移動体２００Ａの外部に設けられていてもよい。この場合、ずれ量算出部および車間距離制御部は、通信装置を用いて第１移動体１００Ａおよび第２移動体２００Ａから車間距離制御処理に必要な情報を取得し、ずれ量が閾値より大きい場合には通信装置を用いて、車間距離を小さくするように第１移動体１００Ａまたは第２移動体２００Ａに指示を送信してもよい。このような形態の一例としては、例えばフリートマネジメントを行う外部サーバによる処理が行われる例が挙げられる。

また、３台以上の移動体に隊列走行を行わせる場合、先頭の移動体を実施の形態２における第１移動体１００Ａとし、追従する移動体を第２移動体２００Ａとして、第２移動体２００Ａにも反射部を搭載して、後方の第２移動体２００Ａが第１移動体１００Ａまたは前方の第２移動体２００Ａの位置を検出するようにすればよい。

３台以上の移動体に隊列走行を行わせる場合、隣接する２つの移動体における全てのずれ量が閾値以下となるまで、全ての移動体が移動速度を増大させ、車間距離を所定距離より小さくした状態で隊列移動すればよい。

また、全ての移動体同士のずれ量を加算することで隊列における先頭の移動体と最後尾の移動体とのずれ量を算出し、当該ずれ量に基づいて、全ての移動体の車間距離の制御を行うようにしてもよい。さらに、同じ隊列に含まれる全ての移動体同士のずれ量が閾値未満になるまで、車間距離を小さくして隊列移動を継続させるようにしてもよい。この場合、全ての移動体が通信装置を有し、車間距離、移動速度などを互いに送受信するようにしてもよい。

さらに、本開示の実施の形態２の他の例について説明する。図１４は、第２の実施の形態の他の例に係る移動体システム１Ｂについて説明するための図である。図１４に示すように、移動体システム１Ｂは、第１移動体１００Ｂおよび第２移動体２００Ｂを有する。

なお、実施の形態２の他の例の説明では、実施の形態１または実施の形態２と同等の構成であっても異なる要素を有する構成には、符号にＢを付けて記載する（例えば、第１移動体１００Ｂ）。実施の形態１または２と異なる要素がない構成には実施の形態１または２と同じ符号を与え、説明を省略することがある。

図１４に示すように、第２移動体２００Ｂは、複数の測域センサを有する。図１４に示す例では、２つの測域センサ２１０，２１１が設けられている。測域センサ２１０，２１１は、それぞれ走査する高さが異なる、言い換えると、異なる走査面を走査するように構成されている。

また図１４に示すように、第１移動体１００Ｂは、同じ形状の２つの反射部１１３を有する。図１５は、反射部１１３の形状を説明するための反射部１１３の側面図である。図１５に示すように、反射部１１３は、同じ形の２つの円錐台形の下面同士を接合して形成された形状に形成されている。図１５に示す例では、上面の直径はＤ、下面の直径は２Ｄ、反射部１１３全体の高さはＨである。

なお、図１５において、破線ＢＬ３は、第１移動体１００Ｂと第２移動体２００Ｂとが同一平面にある場合の測域センサ２１０の走査面に、破線ＢＬ４は、第１移動体１００Ｂと第２移動体２００Ｂとが同一平面にある場合の測域センサ２１１の走査面に、それぞれ対応している。図１５に示す例では、反射部１１３の下端部からの破線ＢＬ３の高さは、１／４Ｈであり、反射部１１３の下端部からの破線ＢＬ４の高さは、３／４Ｈである。

例えば第１移動体１００Ｂが上り坂または下り坂に進入するなど、第１移動体１００Ｂが移動する路面と第２移動体２００Ｂが移動する路面とが同一平面ではなくなった場合、反射部１１３と走査面との相対的な高さが変わる。図１５に示す破線ＢＬ５は、第１移動体１００Ｂが移動する路面と第２移動体２００Ｂが移動する路面とが同一平面ではなくなった場合の、測域センサ２１０の走査面に対応する。また、図１５に示す破線ＢＬ６は、第１移動体１００Ｂが移動する路面と第２移動体２００Ｂが移動する路面とが同一平面ではなくなった場合の、測域センサ２１１の走査面に対応する。

図１５に示すように、測域センサ２１０が検出する反射部１１３の幅は、破線ＢＬ３に対して走査面が上方向にずれた場合、大きくなり、破線ＢＬ３に対して走査面が下方向にずれた場合、小さくなる。また、測域センサ２１１が検出する反射部１１３の幅は、破線ＢＬ４に対して走査面が上方向にずれた場合、小さくなり、破線ＢＬ４に対して走査面が下方向にずれた場合、大きくなる。

そして、第１移動体１００Ｂが移動する路面と第２移動体２００Ｂが移動する路面とが同一平面ではなくなった場合の、反射部１１３と走査面との走査面の法線方向におけるずれの大きさ（ずれ量Ｇ）は、以下のようにして算出できる。

反射部１１３の下端部からの高さｘ（ｘ＜Ｈ／２）における反射部１１３の幅Ｗ３は、以下の式（５）で表すことができる。
Ｗ３＝Ｄ＋２（ｘ／Ｈ）Ｄ ・・・（５）

また、反射部１１３の上下方向の中心部（下端部からの高さＨ／２）からの高さｘ（ｘ＜Ｈ／２）における反射部１１３の幅Ｗ４は、以下の式（６）で表すことができる。
Ｗ４＝２Ｄ－２（ｘ／Ｈ）Ｄ ・・・（６）

なお、ずれ量が０である場合のｘはＨ／４であるため、ずれ量Ｇは｜ｘ－Ｈ／４｜と表すことができる。

以上のことから、Ｗ３およびＷ４を用いてずれ量Ｇを表すと、以下の式（７）のようになる。
Ｇ＝｜（３Ｄ－２Ｗ３）Ｈ／４Ｄ｜
＝｜（２Ｗ４－３Ｄ）Ｈ／４Ｄ｜
＝｜（Ｗ４－Ｗ３）Ｈ／４Ｄ｜ ・・・（７）

このように算出したずれ量Ｇと所定の閾値とを比較することにより、反射部１１３が測域センサ２１０，２１１の走査面から外れたか否かを判断することができる。なお、ずれ量Ｇが｜Ｈ／４｜以上になると、反射部１１３が測域センサ２１０，２１１の走査面から外れてしまうため、閾値は例えばＨ／４からＨ／８の間の値に設定されればよい。

このようにして、反射部１１３が測域センサ２１０，２１１の走査面から外れそうであると判断された場合、実施の形態２と同様に、第２移動体２００Ｂを加速させる、または第１移動体１００Ｂを減速させることにより、車間距離を制御すればよい。これにより、反射部１１３が測域センサ２１０，２１１の走査面から外れてしまう前に、外れてしまいそうであると判断することができる。

＜変形例＞
以上、図面を参照しながら各種の実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素が任意に組み合わせられてもよい。

上述した各実施の形態では、第１移動体１００および第２移動体２００は一対の駆動輪１０２および一対の従輪１０３を有し、駆動輪１０２が駆動されることで移動していた。しかしながら、例えば第１移動体１００および２００は一対の無限軌道を有し、当該無限軌道が駆動されることで移動してもよい。

上述した各実施の形態では、３台以上の移動体に隊列走行を行わせる場合、第１移動体１００，１００Ａ，１００Ｂを先頭の移動体とし、第２移動体２００，２００Ａ，２００Ｂを追従する移動体とした。しかしながら、本開示では、第１移動体１００，１００Ａ，１００Ｂが先頭の移動体でなくてもよい。第１移動体１００，１００Ａ，１００Ｂが隊列走行する３台以上の移動体のうち、先頭から２台目以降を移動してもよく、この場合、第２移動体２００，２００Ａ，２００Ｂは、第１移動体１００，１００Ａ，１００Ｂに追従して移動すればよい。

本開示によれば、起伏の大きな屋外で隊列移動する移動体システムに有用である。

１，１Ａ，１Ｂ 移動体システム
１００，１００Ａ，１００Ｂ 第１移動体
１０１ 本体
１０２ 駆動輪
１０３ 従輪
１０４ 反射部
１０５ 傾斜センサ
１０６ 駆動部
１０７，１０７Ａ 制御部
１０８ 記憶部
１０９ ずれ量算出部
１１０ 車間距離制御部
１１１，１１２ 反射部
１１３ 反射部
２００，２００Ａ，２００Ｂ 第２移動体
２０１ 本体
２０２ 駆動輪
２０３ 従輪
２０４ 測域センサ
２０５ 駆動部
２０６，２０６Ａ 制御部
２０７ 記憶部
２０８ ずれ量算出部
２０９ 車間距離制御部
２１０，２１１ 測域センサ

Claims (11)

1. 第１移動体と、
   所定の走査面内を電磁波で走査して反射波により前記第１移動体の位置を検出することで、前記第１移動体が移動した軌跡を特定し、前記軌跡に追従して移動する第２移動体と、
   前記走査面の法線方向における、前記第１移動体と前記走査面との位置関係に基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体とが移動する際の車間距離を制御する車間距離制御部と、
   を備える、移動体システム。
2. 水平面に対する前記第１移動体のピッチ角に基づいて、前記走査面の法線方向における、前記第１移動体の前記走査面からのずれの大きさを算出するずれ量算出部をさらに備え、
   前記車間距離制御部は、前記ずれの大きさが閾値未満である場合には前記車間距離を所定距離となるように制御し、前記ずれの大きさが閾値以上である場合には前記車間距離を前記所定距離より小さくなるように制御する、
   請求項１に記載の移動体システム。
3. 前記ずれ量算出部は、前記第１移動体のピッチ角および前記車間距離に基づいて、前記ずれの大きさを算出する、
   請求項２に記載の移動体システム。
4. 前記ずれ量算出部は、前記第１移動体のピッチ角と、前記第２移動体のピッチ角との差分、および前記車間距離に基づいて、前記ずれの大きさを算出する、
   請求項２に記載の移動体システム。
5. 前記第１移動体は、前記電磁波を反射する複数の反射部を有し、
   前記反射波により検出される、前記複数の反射部の前記走査面内における形状の相違に基づいて、前記走査面の法線方向における前記第１移動体の前記走査面からのずれの大きさを算出するずれ量算出部をさらに備え、
   前記車間距離制御部は、前記ずれの大きさが閾値未満である場合には前記車間距離を所定距離となるように制御し、前記ずれの大きさが閾値以上である場合には前記車間距離を前記所定距離より小さくなるように制御する、
   請求項１に記載の移動体システム。
6. 前記反射部は、回転体である、
   請求項５に記載の移動体システム。
7. 前記反射部は、前記回転体の中心軸に垂直な断面積が一定でない、
   請求項６に記載の移動体システム。
8. 前記車間距離制御部は、前記車間距離を前記所定距離より小さくなるように制御するとき、前記第１移動体の移動速度を前記第２移動体の移動速度より小さくなるように制御する、
   請求項２から７のいずれか一項に記載の移動体システム。
9. 前記車間距離制御部は、前記車間距離を前記所定距離より小さくなるように制御するとき、前記第２移動体の移動速度を前記第１移動体の移動速度より大きくなるように制御する、
   請求項２から８のいずれか一項に記載の移動体システム。
10. 前記第１移動体は、隊列を組んで移動する複数の移動体の中の任意の移動体であり、
    前記第２移動体は、前記第１移動体の移動軌跡に追従して走行する移動体である、
    請求項１から９のいずれか一項に記載の移動体システム。
11. 先行して移動する第１移動体と、所定の走査面内を電磁波で走査して反射波により前記第１移動体の位置を検出することで、前記第１移動体が移動した軌跡を特定し、前記軌跡に追従して移動する第２移動体と、を有する移動体システムにおける、いずれかの移動体であって、
    前記走査面の法線方向における、前記第１移動体の前記走査面からのずれの大きさを算出するずれ量算出部と、
    前記ずれの大きさに基づいて、前記第１移動体と前記第２移動体とが移動する際の車間距離を制御する車間距離制御部と、
    を備える、移動体。

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