JP2024030601A - ナビゲートシステム、ナビゲート方法、ナビゲートプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】電力エネルギーの消費を抑制するナビゲートシステムの提供。【解決手段】バッテリからの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置をナビゲートするナビゲートシステムのプロセッサは、相互連結形態を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗に基づき、当該隊列形態を最適化することと、各自律走行装置を、最適化された隊列形態にナビゲートすることとを、実行するように構成される。【選択図】図9
Description
本開示は、複数の自律走行装置をナビゲートするナビゲート技術に、関する。
特許文献1に開示されるナビゲート技術は、バッテリからの電力供給により自律走行する各自律走行装置間を連結して、それら装置トータルでの電力エネルギーの最小化を図っている。
特許文献1に開示されるナビゲート技術では、トータルでの電力エルネギーを最小化するように、電気接続する各自律走行装置の走行順序が調整されている。しかし、トータルでの電力エネルギーには、走行順序よりも寧ろ、他の走行要因が左右するとの知見が得られた。
本開示の課題は、電力エネルギーの消費を抑制するナビゲートシステムを、提供することにある。本開示のまた別の課題は、電力エネルギーの消費を抑制するナビゲート方法を、提供することにある。本開示のさらに別の課題は、電力エネルギーの消費を抑制するナビゲートプログラムを、提供することにある。
以下、課題を解決するための本開示の技術的手段について、説明する。尚、特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
本開示の第一態様は、
プロセッサ(131)を有し、バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするナビゲートシステムであって、
プロセッサは、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各自律走行装置を、最適化された隊列形態にナビゲートすることとを、実行するように構成される。
プロセッサ(131)を有し、バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするナビゲートシステムであって、
プロセッサは、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各自律走行装置を、最適化された隊列形態にナビゲートすることとを、実行するように構成される。
本開示の第二態様は、
バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするために、プロセッサ(131)により実行されるナビゲート方法であって、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各自律走行装置を、最適化された隊列形態にナビゲートすることとを、含む。
バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするために、プロセッサ(131)により実行されるナビゲート方法であって、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各自律走行装置を、最適化された隊列形態にナビゲートすることとを、含む。
本開示の第三態様は、
バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするために記憶媒体(130)に記憶され、プロセッサ(131)に実行させる命令を含むナビゲートプログラムであって、
命令は、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化させることと、
各自律走行装置を、最適化された隊列形態にナビゲートさせることとを、含む。
バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするために記憶媒体(130)に記憶され、プロセッサ(131)に実行させる命令を含むナビゲートプログラムであって、
命令は、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化させることと、
各自律走行装置を、最適化された隊列形態にナビゲートさせることとを、含む。
これら第一~第三態様によると、相互連結形態を含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗に基づき、当該隊列形態が最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーを左右する、勾配抵抗の視点で消費電力が低減され得る相互連結形態を与えて、各自律走行装置をナビゲートすることができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費を抑制することが、可能となる。
以下、本開示の実施形態を図面に基づき複数説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことで、重複する説明を省略する場合がある。また、各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。さらに、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。
(第一実施形態)
図1に示す第一実施形態のナビゲートシステム10は、自律走行する複数の自律走行装置1を、ナビゲートする。ナビゲートシステム10がナビゲートの対象とする各自律走行装置1は、当該ナビゲートに従って前後左右の任意方向に自律走行可能である。ここで自律走行装置1は、道路を自律走行して荷物を配送先へ搬送する、配送車両であってもよい。自律走行装置1は、倉庫内外を自律走行して荷物を運搬する、物流車両であってもよい。自律走行装置1は、災害地を自律走行して物資を運搬又は情報を収集する、災害支援ロボットであってもよい。自律走行装置1は、これら以外の種別であっても、勿論よい。
図1に示す第一実施形態のナビゲートシステム10は、自律走行する複数の自律走行装置1を、ナビゲートする。ナビゲートシステム10がナビゲートの対象とする各自律走行装置1は、当該ナビゲートに従って前後左右の任意方向に自律走行可能である。ここで自律走行装置1は、道路を自律走行して荷物を配送先へ搬送する、配送車両であってもよい。自律走行装置1は、倉庫内外を自律走行して荷物を運搬する、物流車両であってもよい。自律走行装置1は、災害地を自律走行して物資を運搬又は情報を収集する、災害支援ロボットであってもよい。自律走行装置1は、これら以外の種別であっても、勿論よい。
図2~4に示すように各自律走行装置1は、ボディ2、駆動系3、センサ系4、通信系5、地図データベース6、情報提示系7、及び制御系8を含んで構成されている。但し、自律走行装置1同士は、完全又は実質同一の構成であってよいし、構成要素2~8の機能を含む限りにおいて相違の構成であってもよい。
ボディ2は、例えば金属等により、中空状に形成されている。ボディ2は、自律走行装置1の他の構成要素を、内部に又は内部から外部に跨って保持している。ボディ2は、駆動系3において後述の車輪30と共同して、自律走行装置1の外観形状を形成している。
駆動系3は、車輪30、バッテリ32、電動アクチュエータ34、連結ユニット36,37、及び調整ユニット38を備えている。複数の車輪30は、それぞれ独立して回転可能に構成されている。図2,3に示すように複数車輪30のうち、ボディ2の左右に一つずつを対として一対設けられる駆動輪300は、それぞれ個別の電動アクチュエータ34により独立して駆動される。特に本実施形態では、これら各駆動輪300間での回転速度差(即ち、単位時間当たりの回転数差)に応じて、自律走行装置1の駆動状態が直進駆動と旋回駆動とのいずれかに切り替わる。
具体的には、左右二つの駆動輪300間での回転速度差が零値、又は零値と擬制可能な範囲では、自律走行装置1が直進駆動される。一方、左右の駆動輪300間での回転速度差が増大する範囲では、自律走行装置1の旋回駆動される旋回半径が、当該回転速度差の増大に応じて縮小する。ここで旋回半径とは、ボディ2の鉛直中心線と旋回駆動の旋回中心との平面視における距離を意味することから、旋回半径が実質0に縮小される旋回駆動が特に、点旋回駆動となる。
図2,4に示すように複数車輪30には、駆動輪300に従動して回転する少なくとも一つの従動輪301が含まれている。ここで特に本実施形態では、各駆動輪300の前方にそれぞれ一つずつ、即ち左右二つの従動輪301が位置している。
図2~4に示すバッテリ32は、例えばリチウムイオン電池等の蓄電池を主体に、構成されている。バッテリ32は、放電によって自律走行装置1の電装品へ供給する電力を、外部からの充電によって蓄える。バッテリ32は、駆動輪300を回生制動可能な電動アクチュエータ34に生じる回生電力を、回収して蓄えてもよい。バッテリ32は、電動アクチュエータ34、センサ系4、通信系5、地図データベース6、情報提示系7、及び制御系8に対し、例えばワイヤハーネス等を介して電力供給可能に接続されている。
図2,3に示す一対の電動アクチュエータ34は、それぞれ電動モータ及びモータ駆動回路を主体に構成されている。各電動アクチュエータ34は、バッテリ32からの電力供給により、それぞれ対応する駆動輪300を独立して回転駆動することで、自律走行装置1を自律走行させる。各電動アクチュエータ34は、それぞれ対応する駆動輪300に回生制動を与えて回生電力を生成する回生機能を有している。各電動アクチュエータ34には、それぞれ対応する駆動輪300を機械的に制動する電動のブレーキユニット340が、図3に示すように設けられている。各電動アクチュエータ34には、それぞれ対応する駆動輪300を機械的にロックする電動のロックユニットが、設けられていてもよい。
図2~4に示すように縦連結ユニット36は、走行路の縦方向Lo(後述の図32,33参照)に並ぶ隊列形態の自律走行装置1同士を連結するために、ボディ2の前後にそれぞれ保持されている。横連結ユニット37は、走行路の横方向La(後述の図32,33参照)に並ぶ装置1h,1s同士を連結するために、ボディ2の左右にそれぞれ保持されている。これらの各連結ユニット36,37はそれぞれ、相補関係にあるユニット同士の機械的な連結及びその解除を電気的に制御可能な、例えば電動の連結器等を主体に構成されている。
図2,4に示すように調整ユニット38は、車輪30のうち各従動輪301の、走行路に対する接触及び離間を切り替え調整するために、ボディ2の左右にそれぞれ保持されている。各調整ユニット38は、それぞれ対応する従動輪301のボディ2に対する機械的な姿勢を電気的に制御することで、当該対応従動輪301の走行路に対する接触及び離間を切り替え調整可能な、例えば電動の姿勢可変機構等を主体に構成されている。
ここで図5に示すように各調整ユニット38は、それぞれ対応する従動輪301をボディ2における横方向Laの水平線まわりに揺動させることで、当該対応従動輪301の走行路に対する接触及び離間を切り替え調整してもよい。図6に示すように各調整ユニット38は、それぞれ対応する従動輪301をボディ2における縦方向Loの水平線まわりに揺動させることで、当該対応従動輪301の走行路に対する接触及び離間を切り替え調整してもよい。
図2~4に示すセンサ系4は、自律走行装置1のナビゲート及び自律走行に利用可能なセンシング情報を、自律走行装置1における内界並びに外界のセンシングにより取得する。具体的にセンサ系4は、内界センサ40、及び外界センサ41を少なくとも一つずつ備えている。内界センサ40は、自律走行装置1の内部環境となる内界から、センシング情報としての内界情報を取得する。内界センサ40は、自律走行装置1の内界において特定の運動物理量を検知することで、内界情報を取得する運動検知タイプであってもよい。運動検知タイプの内界センサ40は、例えば速度センサ、加速度センサ、及びヨーレートセンサ等のうち、少なくとも一種類である。
外界センサ41は、自律走行装置1の周辺環境となる外界から、センシング情報としての外界情報を取得する。外界センサ41は、自律走行装置1の外界に存在する物体を検知することで、外界情報を取得する物体検知タイプであってもよい。物体検知タイプの外界センサ41は、例えばカメラ、LiDAR(Light Detection and Ranging / Laser Imaging Detection and Ranging)、レーダ、及びソナー等のうち、少なくとも一種類である。外界センサ41は、自律走行装置1の外界に存在するGNSS(Global Navigation Satellite System)の人工衛星から測位信号を受信することで、外界情報を取得する測位タイプであってもよい。測位タイプの外界センサ41は、例えばGNSS受信機等である。
図3,4に示す通信系5は、自律走行装置1のナビゲート及び自律走行に関連する通信情報を、自律走行装置1の外界との間における無線通信により送受信する。通信系5は、自律走行装置1の外界に存在するV2Xシステムとの間において通信情報を送受信する、V2Xタイプであってもよい。V2Xタイプの通信系5は、例えばDSRC(Dedicated Short Range Communications)通信機、及びセルラV2X(C-V2X)通信機等のうち、少なくとも一種類である。通信系5は、自律走行装置1の外界に存在する移動端末との間において通信情報を送受信する端末通信タイプであってもよい。端末通信タイプの通信系5は、例えばブルートゥース(Bluetooth:登録商標)機器、Wi-Fi(登録商標)機器、及び赤外線通信機器等のうち、少なくとも一種類である。
地図データベース6は、自律走行装置1のナビゲート及び自律走行に利用可能な地図情報を、ナビゲートシステム10から通信系5を通じて取得し、記憶する。地図データベース6は、例えば半導体メモリ、磁気媒体、及び光学媒体等のうち、地図情報を記憶可能な少なくとも一種類の非遷移的実体的記憶媒体(non-transitory tangible storage medium)を主体に、構成されている。
地図データベース6に記憶される地図情報は、自律走行装置1の走行環境を表す情報として、二次元又は三次元にデータ化されている。地図情報は、例えば道路自体の位置、形状、及び路面状態等のうち、少なくとも一種類を表した道路情報を含んでいてもよい。地図情報は、例えば道路に付属する標識及び区画線の位置並びに形状等のうち、少なくとも一種類を表した標示情報を含んでいてもよい。地図情報は、例えば道路に面する建造物及び信号機の位置並びに形状等のうち、少なくとも一種類を表した構造物情報を含んでいてもよい。
情報提示系7は、自律走行装置1の外界へ向けた報知情報を、自律走行装置1のナビゲート及び自律走行に関して提示する。情報提示系7は、自律走行装置1の外界に存在する人間の視覚を刺激することで、報知情報を提示してもよい。視覚刺激タイプの情報提示系7は、例えばモニタユニット、及び発光ユニット等のうち、少なくとも一種類である。情報提示系7は、自律走行装置1の外界に存在する人間の聴覚を刺激することで、報知情報を提示してもよい。聴覚刺激タイプの情報提示系7は、例えばスピーカ、ブザー、及びバイブレーションユニット等のうち、少なくとも一種類である。
図2~4に示す制御系8は、少なくとも一つの専用コンピュータを主体に構成されている。制御系8を構成する専用コンピュータは、メモリ80及びプロセッサ81を、少なくとも一つずつ有している。メモリ80は、コンピュータにより読み取り可能なプログラム及びデータ等を非一時的に記憶する、例えば半導体メモリ、磁気媒体、及び光学媒体等のうち、少なくとも一種類の非遷移的実体的記憶媒体(non-transitory tangible storage medium)である。プロセッサ81は、例えばCPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、RISC(Reduced Instruction Set Computer)-CPU等のうち、少なくとも一種類をコアとして含んでいる。
制御系8は、例えばLAN(Local Area Network)回線、ワイヤハーネス、及び内部バス等のうち少なくとも一種類を介して、バッテリ32、電動アクチュエータ34、連結ユニット36,37、調整ユニット38、センサ系4、通信系5、地図データベース6、及び情報提示系7に接続されている。制御系8は、メモリ80に記憶された制御プログラムの複数命令をプロセッサ81により実行することで、ナビゲートシステム10からのナビゲートに従う自律走行を自律走行装置1により実現するように、各接続対象を制御する。
図1に示すナビゲートシステム10は、複数の自律走行装置1を遠隔管理によりナビゲートする、リモートセンタにおいて構築されている。図7に示すようにナビゲートシステム10は、地図データベース100及び通信系110と共に処理装置120を備えた、例えばクラウドサーバ、及びエッジサーバ等のうち、少なくとも一種類である。
地図データベース100は、各自律走行装置1をナビゲートするために利用される地図情報を、最新情報に随時更新して記憶する。ナビゲートシステム10における地図データベース100の構成は、自律走行装置1における地図データベース6の構成に準ずるが、ナビゲート対象とする全自律走行装置1の自律走行エリア(以下、ナビゲートエリアという)をカバー可能な、後者よりも大容量の地図情報を記憶する。
通信系110は、各自律走行装置1の通信系5と間において通信可能なV2Xシステムの少なくとも一部を担う、通信機器を主体に構成されている。処理装置120は、有線通信回線及び無線通信回線のうち少なくとも一種類を介して、地図データベース100及び通信系110に接続される。各自律走行装置1のナビゲートエリアに関して、地図データベース100の地図情報以外にも、例えば交通情報、道路情報、気象情報、及びシーン情報等のうち、通信系110を通じて取得される少なくとも一種類の環境情報が、処理装置120には随時与えられる。各自律走行装置1の将来走行に関して、例えば目的地情報、走行ルート情報、及びスケジュール情報等を含んで、通信系110を通じて取得される目標走行情報は、処理装置120に随時与えられる、又は処理装置120により計画される。
処理装置120は、少なくとも一つの専用コンピュータを含んで構成されている。処理装置120を構成する専用コンピュータは、メモリ130及びプロセッサ131を、少なくとも一つずつ有している。処理装置120におけるメモリ130及びプロセッサ131の構成は、自律走行装置1における制御系8のメモリ80及びプロセッサ81の構成に準ずるが、それら後者のメモリ80及びプロセッサ81よりも高機能な構成となっている。
ナビゲートシステム10において処理装置120は、メモリ130に記憶された処理プログラムの複数命令を、プロセッサ131により実行する。これにより処理装置120は、バッテリ32からの電力供給により自律走行する複数(本実施形態では一対となる二台)の自律走行装置1を隊列形態にナビゲートするための、ナビゲート処理を遂行する。このような処理装置120では、ナビゲーション処理を遂行するための機能ブロックが、複数構築される。こうして構築される機能ブロックには、図8に示すように、計画ブロック150、最適化ブロック160、及びナビゲートブロック170が含まれている。
これらのブロック150,160,170の共同により処理装置120が各自律走行装置1の隊列形態での走行(以下、隊列走行ともいう)をナビゲートするナビゲート方法は、図9に示すナビゲートフローに従って実行される。本ナビゲートフローは、ナビゲートシステム10の起動中に、一対の自律走行装置1による隊列走行要求が発生すると、実行される。尚、本ナビゲートフローにおける各「S」は、ナビゲートプログラムに含まれた複数命令により実行される複数ステップを、それぞれ意味している。
S100において計画ブロック150は、各自律走行装置1を隊列走行させる走行ルートに関する情報として、ルート情報を取得する。ルート情報は、各自律走行装置1を隊列走行により到達させる、例えば目的地情報及び経由地情報を含んでいるとよい。ルート情報は、目的地情報又は経由値情報に従って各自律走行装置1を隊列走行により辿らせる、パス情報を含んでいるとよい。ルート情報は、パス情報に従う走行地点毎又は走行区間毎に、例えば走行路の平面視形状、走行路の勾配角、及び走行路の路面摩擦係数等を表した、走行路情報を含んでいるとよい。ルート情報は、パス情報に従う走行地点毎に、例えば風向、及び風速等を表した、環境情報を含んでいるとよい。
S101において計画ブロック150は、ルート情報に基づく隊列走行対象の自律走行装置1を選定するために、当該選定の候補となる自律走行装置1から装置情報を取得する。選定候補は、ルート情報のうちパス情報に従う隊列走行に参画可能な走行位置において、実行中のタスクがない少なくとも二台の自律走行装置1に、設定されるとよい。装置情報は、選定候補の自律走行装置1におけるバッテリ32の状態として、例えば充電状態、及び劣化状態等を表した、バッテリ情報を含んでいるとよい。装置情報は、選定候補の自律走行装置1における各電動アクチュエータ34の状態として、例えば劣化状態、及び制動による回生特性等を表した、アクチュエータ情報を含んでいるとよい。装置情報は、選定候補の自律走行装置1における外観形状を表した、形状情報を含んでいるとよい。装置情報は、選定候補の自律走行装置1における運動物理量として、例えば走行速度等を表した、運動情報を含んでいるとよい。
続くS102において計画ブロック150は、ルート情報に基づいて隊列走行対象とする一対の自律走行装置1を、選定候補の各自律走行装置1から取得した装置情報に基づき選定する。このとき選定候補が三台以上の場合、隊列走行対象の各自律走行装置1は、バッテリ32の劣化が少ない選定候補から順に、選定されてもよい。選定候補が三台以上の場合、隊列走行対象の各自律走行装置1は、電動アクチュエータ34の劣化が少ない選定候補から順に、選定されてもよい。選定候補が三台以上の場合、隊列走行対象の各自律走行装置1は、単独走行時の空気抵抗が少ない外観形状の選定候補から順に、選定されてもよい。
続くS103において最適化ブロック160は、隊列走行させる各自律走行装置1のうち少なくとも一つの、将来走行において変化する走行抵抗Rrに基づき、当該隊列走行の隊列形態を最適化する。具体的に隊列形態の最適化は、少なくとも一つの自律走行装置1に関して監視される走行抵抗Rrとしての、図10~13に示す空気抵抗Rraと風抵抗Rrwとに基づき遂行される。
ここで空気抵抗Rraは、自律走行装置1に生じる走行速度Vrに依存した、走行抵抗Rrである。空気抵抗Rraは、例えば図10~13の如く、自律走行装置1の走行方向投影面積Arと走行速度Vrとのそれぞれに比例する抵抗値として、演算されるとよい。ここで走行方向投影面積Arは、自律走行装置1の外観形状を走行方向の後側から前側へ向かって投影した、投影面積に定義される。走行方向投影面積Arは、S101により取得の装置情報のうち、形状情報に基づき認識される。走行速度Vrは、S101により取得の装置情報のうち、運動情報に基づき認識される。
一方で風抵抗Rrwは、自律走行装置1に作用する風速Vwに依存した、走行抵抗Rrである。風抵抗Rrwは、例えば図10~13の如く、自律走行装置1の風方向投影面積Awと風速Vwとのそれぞれに比例する抵抗値として、演算されるとよい。ここで風方向投影面積Awは、自律走行装置1の外観形状を風向の逆方向へ投影した、投影面積に定義される。そこで特に、走行方向と相反した図12の追い風状態Wt(後に詳述)における風抵抗Rrwは、自律走行装置1にとって推進力となる負の抵抗として定義される。風方向投影面積Awは、S101により取得の装置情報のうち、形状情報に基づき認識される。風向及び風速Vwは、S100により取得のルート情報のうち、環境情報に基づき認識される。
S103における最適化では、図14~16,18に示すように自律走行装置1同士が走行路の縦方向Loに各並ぶ隊列形態としての縦列形態Poと、自律走行装置1同士が走行路の横方向Laに図17,19に示すように各自律走行装置1が並ぶ隊列形態としての並列形態Paとのうち、一方が走行地点毎又は走行区間毎に選択される。即ち、将来走行が進行する都度、選択的に最適化される隊列形態としては、各自律走行装置1の並び方向が縦方向Loとなる縦列形態Poと、各自律走行装置1の並び方向が横方向Laとなる並列形態Paとが、想定される。
S103における最適化では、縦列形態Poの仮定において先頭走行させる自律走行装置1が先頭装置1hと定義されると共に、縦列形態Poの仮定において当該先頭装置1hに後続走行させる自律走行装置1が後続装置1sと定義される。そこでS103における最適化ブロック160は、隊列走行対象の各自律走行装置1において設定距離以上に縦方向Loの距離を空けた単独走行形態Ps(後述の図22参照)では作用すると想定される走行抵抗Rr同士を、比較する。これにより最適化ブロック160は、隊列走行対象の各自律走行装置1をそれぞれでの走行抵抗Rrの比較結果に基づき、先頭装置1hと後続装置1sとに振り分ける。このとき先頭装置1hには、走行抵抗Rrのうち、例えば空気抵抗Rraが小さい一方の自律走行装置1が、割り当てられてもよい。
さらにS103における最適化ブロック160は、後続装置1sに関する単独走行形態Psでの走行抵抗Rrとして想定された、空気抵抗Rraと風抵抗Rrwとの相関に応じて、隊列形態を最適化する。このとき、空気抵抗Rra及び風抵抗Rrwに着目する後続装置1sに対して先行走行させる先頭装置1hは、S101により取得の装置情報のうち形状情報に基づく外観形状に応じて空気抵抗Rraの小さくなる一方に、設定されてもよい。先行走行の先頭装置1hは、S101により取得の装置情報のうちバッテリ情報に基づくバッテリ32の充電状態に応じて充電空き容量の多くなる一方に、設定されてもよい。尚、第一実施形態のS103では、各装置1h,1sにおいて走行路の縦方向Loに沿う走行方向の前後関係が、最適化される隊列形態の種類に拘わらず、単独走行形態Psの場合と同じノーマル関係に維持される。
後続装置1sに関して、図10の無風状態Wnでは実質0の風抵抗Rrwに対して空気抵抗Rraが作用する場合の、S103において最適化ブロック160は、それら風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に拘わらず隊列形態を、図14に示す縦列形態Poに最適化する。ここで無風状態Wnとは、S100により取得のルート情報のうち環境情報に基づく風速Vwが、零又は零と擬制可能な風判断閾値(例えば1.4m/s等)未満の状態に、定義されるとよい。これにより、風抵抗Rrwが零又は零と擬制可能な無風状態Wnでは、隊列形態として縦列形態Poが選択されることで、各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化されるといえる。
後続装置1sに関して、図11の向かい風状態Wfで風抵抗Rrwと共に空気抵抗Rraが作用する場合の、S103において最適化ブロック160は、それら風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に拘わらず隊列形態を、図15に示す縦列形態Poに最適化する。ここで向かい風状態Wfとは、例えばS100により取得の環境情報に基づく風速Vwが、零超過又は風判断閾値超過の状態であって、同環境情報に基づく風向が図20に示すように走行方向を基準とした左右の向かい風判断角度α(例えば10度等)内となる状態に、定義されるとよい。換言すれば向かい風状態Wfとは、縦方向Lo成分又は当該成分と擬制可能な風を後続装置1sが前方から受ける状態に、想定されるとよい。これにより風抵抗Rrwの作用方向が、走行方向の逆方向又は当該逆方向と擬制可能となる向かい風状態Wfでは、隊列形態として縦列形態Poが選択されることで、各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化されるといえる。
後続装置1sに関して、図12の追い風状態Wtで作用する風抵抗Rrwの絶対値よりも空気抵抗Rraが大きい場合の、S103において最適化ブロック160は、図16に示す縦列形態Poに隊列形態を最適化する。ここで追い風状態Wtとは、S100により取得の環境情報に基づく風速Vwが、零超過又は風判断閾値超過の状態であって、同環境情報に基づく風向が図20に示すように走行方向とは逆方向を基準とした左右の追い風判断角度β(例えば10度等)内となる状態に、定義されるとよい。換言すれば追い風状態Wtとは、縦方向Lo成分又は当該成分と擬制可能な風を後続装置1sが受ける状態に、想定されるとよい。これにより、空気抵抗Rraよりも絶対値の小さな風抵抗Rrwの作用方向が、走行方向の逆方向又は当該逆方向と擬制可能となる追い風状態Wtでは、隊列形態として縦列形態Poが選択されることで、各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化されるといえる。
後続装置1sに関して、追い風状態Wtで作用する風抵抗Rrwの絶対値よりも空気抵抗Rraが小さい場合の、S103において最適化ブロック160は、図17に示す並列形態Paに隊列形態を最適化する。ここで追い風状態Wtとは、上述と同様に定義されるとよい。これにより、空気抵抗Rraよりも絶対値の大きな風抵抗Rrwの作用方向が、走行方向の逆方向又は当該逆方向と擬制可能となる追い風状態Wtでは、隊列形態として並列形態Paが選択されることで、各装置1h,1sの並び方向が横方向Laに最適化されるといえる。
空気抵抗Rraが追い風状態Wtでの風抵抗Rrwと実質等しくなる場合に隊列形態は、図16に準ずる縦列形態Poに最適化されてもよい。空気抵抗Rraが追い風状態Wtでの風抵抗Rrwと実質等しくなる場合の隊列形態は、図17に準ずる並列形態Paに最適化されてもよい。
後続装置1sに関して、図13の横風状態Wcで作用する風抵抗Rrwよりも空気抵抗Rraが大きい場合の、S103において最適化ブロック160は、図18に示す縦列形態Poに隊列形態を最適化する。ここで横風状態Wcとは、S100により取得の環境情報に基づく風速Vwが、零超過又は風判断閾値超過の状態であって、同環境情報に基づく風向が図20の向かい風判断角度α外且つ同図の追い風判断角度β外となる状態に、定義されるとよい。換言すれば横風状態Wcとは、向かい風判断角度α外且つ追い風判断角度β外において少なくとも横方向La成分の風を後続装置1sが受ける状態に、想定されるとよい。これにより、空気抵抗Rraよりも小さな風抵抗Rrwの横方向La成分が増大する横風状態Wcでは、隊列形態として縦列形態Poが選択されることで、各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化されるといえる。
後続装置1sに関して、横風状態Wcで作用する風抵抗Rrwよりも空気抵抗Rraが小さい場合の、S103において最適化ブロック160は、図19に示す並列形態Paに隊列形態を最適化する。ここで横風状態Wcとは、上述と同様に定義されるとよい。これにより、空気抵抗Rraよりも大きな風抵抗Rrwの横方向La成分が増大する横風状態Wcでは、隊列形態として並列形態Paが選択されることで、各装置1h,1sの並び方向が横方向Laに最適化されるといえる。このとき特に隊列形態は、S100により取得の環境情報に基づく風向の横方向La成分に沿って、先頭装置1h及び後続装置1sの各々における縦方向Loの代表点(例えば中心点等)が図19の如く、この順で並ぶ並列形態Paに最適化されるとよい。尚、風向の横方向La成分に沿って、先頭装置1h及び後続装置1sの各々における縦方向Loの代表点が、この逆順で並ぶ並列形態Paに最適化されてもよい。
空気抵抗Rraが横風状態Wcでの風抵抗Rrwと実質等しくなる場合に隊列形態は、図18に準ずる縦列形態Poに最適化されてもよい。空気抵抗Rraが横風状態Wcでの風抵抗Rrwと実質等しくなる場合の隊列形態は、図19に準ずる並列形態Paに最適化されてもよい。
但し、図17,19の場合でも、各装置1h,1sの走行する走行路の横方向Laの幅が、並列形態Paに必要な横方向Laの幅よりも狭い場合に、S103における最適化ブロック160は、隊列形態の並列形態Paへの最適化を制限する。このとき隊列形態としては、図21に示すように縦列形態Poが選択されてもよいし、図22に示すように隊列走行自体の解除により各装置1h,1s間において設定距離以上に縦方向Loの距離を空ける単独走行形態Psが選択されてもよい。尚、図21,22は共に、図17の場合に対応する例を示している。
ここで視点を換えると、横方向Laにおいて走行路の幅が並列形態Paの必要幅超過となる図17,19の場合には、並列形態Paへの最適化が実現されるといえる。また、図14~16,18の場合には、各装置1h,1s間において上記の設定距離未満に縦方向Loの距離を縮めた、縦列形態Poへの最適化が実現されるといえる。さらに例えば、図23に示すように向かい風状態Wfで縦列形態Poの装置1h,1sが右折(同図の例)又は左折する場合には、横風状態Wcでの空気抵抗Rraと風抵抗Rrwとの大小関係に応じた、並列形態Pa(同図の例)又は縦列形態Poが実現される。
図9に示すように、S103に続くS104において最適化ブロック160は、各装置1h,1sの将来走行する走行路が登坂路となる走行区間としての、登坂区間が存在するか否かを、S100により取得のルート情報のうち走行路情報に基づき判定する。このとき、図24に示すように走行路の勾配角度が登坂限界角度θcを超過する、登坂区間が存在する場合には、肯定判定が下される一方、それ以外の場合には否定判定が下される。
ここで登坂限界角度θcの超過状態は、各装置1h,1sのうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗Rgに基づき、判断される。そこで、少なくとも一つの装置1h,1sに関して、勾配抵抗Rgが登坂路に対する駆動輪300のグリップ力Fgよりも大きい走行区間は、登坂限界角度θcの超過状態となる登坂区間であるとして、S104では肯定判定が下される。
図9に示すように、S104において肯定判定が下された場合には、ナビゲートフローがS105へ移行する。S105において最適化ブロック160は、図25に示すように登坂路から従動輪301を離間させた相互連結形態Pcに、登坂区間での隊列形態を最適化する。このときの相互連結形態Pcでは、登坂限界角度θc超過の登坂区間に対応した走行地点又は走行区間に関して、S103により最適化された隊列形態(図25は縦列形態Poの例)が、維持される。
そこでこのときの相互連結形態Pcは、連結ユニット36,37のうちS103での最適化形態に対応した一方により、各装置1h,1s同士を登坂限界角度θc超過の登坂路上にて連結する隊列形態として、選択される。それと共に相互連結形態Pcは、装置1h,1sの全従動輪301のうちS103での最適化形態に対応した複数輪が、それぞれ対応する調整ユニット38により登坂限界角度θc超過の登坂路から離間して宙に浮いた隊列形態としても、選択される。
ここで、登坂路に対して縦列形態Poを維持する相互連結形態Pcでは、図24~27に示すように登坂路からの離間対象が、後続装置1sの両側従動輪301に限定される。その結果、各重量Xの装置1h,1sに関して、図26の如く相互連結形態Pcとなる直前の縦列形態Poでは各駆動輪300から登坂路への作用荷重がX/4となるのに対し、図27の如く縦列形態Poを維持した相互連結形態Pcでは当該作用荷重がX/3となる。これにより直前の連結解除形態から、登坂限界角度θc超過の登坂路への進入に伴って縦列形態Poのまま移行する相互連結形態Pcでは、各駆動輪300でのグリップ力Fgが当該直前よりも増大する。これは、登坂限界角度θcの増大により登坂性能が向上することも、意味する。
一方、登坂路に対して並列形態Paを維持する相互連結形態Pcでは、図28,29に示すように登坂路からの離間対象が、後続装置1sにおいて先頭装置1h寄りの片側従動輪301と、先頭装置1hにおいて後続装置1s寄りの片側従動輪301とに、限定される。但し、このとき登坂路からの離間対象は、視点を変えると、双方装置1h,1sの従動輪301に選定される。その結果、各重量Xの装置1h,1sに関して、図28の如く相互連結形態Pcとなる直前の並列形態Paでは各駆動輪300への作用荷重がX/4となるのに対し、図29の如く並列形態Paを維持した相互連結形態Pcでは当該作用荷重がX/3となる。これにより直前の連結解除形態から、登坂限界角度θc超過の登坂路への進入に伴って並列形態Paのまま移行する相互連結形態Pcでは、各駆動輪300でのグリップ力Fgが当該直前よりも増大する。これは、登坂限界角度θcの増大により登坂性能が向上することも、意味する。
図9に示すようにS105が終了すると、ナビゲートフローはS106へ移行する。また、S104において否定判定が下された場合にも、ナビゲートフローがS106へ移行する。S106において最適化ブロック160は、各装置1h,1sの将来走行する走行路が降坂路となる走行区間としての、降坂区間が存在するか否かを、S100により取得のルート情報のうち走行路情報に基づき判定する。このとき、図30に示すように走行路の勾配角度が降坂限界角度θdを超過する、降坂区間が存在する場合には、肯定判定が下される一方、それ以外の場合には否定判定が下される。
ここで降坂限界角度θdの超過状態は、各装置1h,1sのうち少なくとも一つの、降坂路での将来走行において重力作用により変化する推進力Ftに基づき、判断される。そこで、少なくとも一つの装置1h,1sに関して、推進力Ftが降坂路に対する駆動輪300のグリップ力Fgよりも大きい走行区間は、降坂限界角度θdが超過状態となる降坂区間であるとして、S106では肯定判定が下される。
図9に示すように、S106において肯定判定が下された場合には、ナビゲートフローがS107へ移行する。S107において最適化ブロック160は、図31に示すように降坂路から従動輪301を離間させた相互連結形態Pcに、降坂区間での隊列形態を最適化する。このときの相互連結形態Pcでは、降坂限界角度θd超過の降坂区間に対応した走行地点又は走行区間に関して、S103により最適化された隊列形態(図31は縦列形態Poの例)が、維持される。
そこでこのときの相互連結形態Pcは、連結ユニット36,37のうちS103での最適化形態に対応した一方により、各装置1h,1s同士を降坂限界角度θd超過の降坂路上にて連結する隊列形態として、選択される。それと共に相互連結形態Pcは、装置1h,1sの全従動輪301のうちS103での最適化形態に対応した複数輪が、それぞれ対応する調整ユニット38により降坂限界角度θd超過の降坂路から離間して宙に浮いた隊列形態としても、選択される。
ここで、降坂路に対して縦列形態Poを維持する相互連結形態Pcでは、図31,26,27に示すように降坂路からの離間対象が、後続装置1sの両側従動輪301に限定される。一方、降坂路に対して並列形態Paを維持する相互連結形態Pcでは、図28,29に示すように降坂路からの離間対象が、後続装置1sにおいて先頭装置1h寄りの片側従動輪301と、先頭装置1hにおいて後続装置1s寄りの片側従動輪301とに、限定される。但し、このとき降坂路からの離間対象は、視点を変えると、双方装置1h,1sの従動輪301に選定される。尚、いずれの形態Po,Paを維持する相互連結形態Pcについても、S107における降坂路の場合には、S105における登坂路の場合に準ずる原理により、各駆動輪300でのグリップ力Fgが直前よりも増大する。
図9に示すように、S107に続くS108において最適化ブロック160は、各装置1h,1sの電動アクチュエータ34において、降坂限界角度θd超過となる降坂区間での回生制動から生じる回生電力を、S101により取得の装置情報のうちアクチュエータ情報に基づき推定する。
S108に対して並行して、又は前若しくは後(図9の例)に実行されるS109において最適化ブロック160は、各装置1h,1sのうちバッテリ32における充電の空き容量が多い一方を、図32,33に例示の如く回収装置1cに選定する。このとき各装置1h,1sのバッテリ32における空き容量は、S101により取得の装置情報のうちバッテリ情報と、S100により取得のルート情報のうちパス情報とに、基づき降坂区間に対して推定される。
図9に示すように、S108,S109の実行後に移行するS110において最適化ブロック160は、各装置1h,1sに生じる回生電力の合計に対して、回収装置1cのバッテリ32における空き容量が不足するか否かを、判定する。その結果、否定判定が下された場合、即ち各装置1h,1sに生じる回生電力の合計を、回収装置1cのバッテリ32における空き容量が超過する場合には、ナビゲートフローがS111へ移行する。
S111において最適化ブロック160は、S107により最適化された相互連結形態Pcにつき、各装置1h,1sにおいて生じる回生電力を、図32,33の如く回収装置1cのバッテリ32に回収させる相互連結形態Pcとして、選択を更新する。
図9に示すようにS111が終了すると、ナビゲートフローはS112へ移行する。また、S106において否定判定が下された場合にも、ナビゲートフローがS112へ移行する。さらに、S110において肯定判定が下された場合にも、ナビゲートフローがS112へ移行する。S112においてナビゲートブロック170は、S100により取得のルート情報のうちパス情報に従って、S103,S105,S107,S111のうち経由ステップにより走行地点毎又は走行区間毎に選択された隊列形態に、各装置1h,1sをナビゲートする。このときナビゲートブロック170は、S101に準じて取得される各装置1h,1sの装置情報に基づくことで、それら各装置1h,1sのナビゲート状態を監視してもよい。尚、S110の終了により、ナビゲートフローの今回実行も終了する。
(作用効果)
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
以上説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
第一実施形態によると、相互連結形態Pcを含んだ隊列形態に走行させる各自律走行装置1のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗Rgに基づき、当該隊列形態が最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーを左右する、勾配抵抗Rgの視点で消費電力が低減され得る隊列形態を与えて、各自律走行装置1をナビゲートすることができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費を抑制することが、可能となる。
第一実施形態では、各自律走行装置1においてバッテリ32からの電力供給により駆動される車輪30及びそれに従動する車輪30が、それぞれ駆動輪300及び従動輪301と定義される。そこで第一実施形態によると、少なくとも一つの自律走行装置1における従動輪301が登坂路から離間した相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、少なくとも一つの自律走行装置1において走行路からは従動輪301の浮いた相互連結形態Pcにより、各自律走行装置1では駆動輪300のグリップ力Fgを高めて当該消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費を的確に抑制することが、可能となる。
第一実施形態によると、少なくとも一つの自律走行装置1において登坂路に対するグリップ力Fgよりも勾配抵抗Rgが大きい場合には、少なくとも一つの自律走行装置1における従動輪301が登坂路から離間した相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、グリップ力Fgよりも大きい勾配抵抗Rgに起因して各自律走行装置1の消費電力が増大するシーンには、それら装置1のうち少なくとも一つにおいて従動輪301を走行路から浮かせ得る。故に各自律走行装置1では、駆動輪300のグリップ力Fgを高めて当該消費電力を低減することができるので、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
第一実施形態によると、降坂路での将来走行において重力作用により変化する推進力Ftが、駆動輪300の降坂路に対するグリップ力Fgよりも大きい場合には、少なくとも一つの自律走行装置1における従動輪301が降坂路から離間した相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、降坂路において各自律走行装置1をそれぞれ制動するブレーキユニット340の状態に拘わらず、駆動輪300では高め得るグリップ力Fgの、推進力Ftとの差分に応じて、それら自律走行装置1の減速機能を確保することが可能となる。
第一実施形態によると、降坂路での各自律走行装置1に生じる回生電力を、それら装置1のうち一方のバッテリ32に回収させる相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、各自律走行装置1に回生電力の生じ得るシーンには、相互連結形態Pcにより一方のバッテリ32をシェアして、当該回生電力を効率的に回収することができる。故に降坂路では、トータルでの電力エネルギーの消費分を回生により補完して、トータルでの電力エネルギーの消費を見かけ上で抑制することが可能となる。
第一実施形態によると、自律走行装置1に生じる走行速度Vrに依存した空気抵抗Rraと、自律走行装置1に作用する風速Vwに依存した風抵抗Rrwとに基づき、相互連結形態Pcにおける各自律走行装置1の並び方向が最適化される。これによれば、少なくとも一つの自律走行装置1における従動輪301を走行路から離間させた相互連結形態Pcに対して、トータルでの電力エネルギーを左右する空気抵抗Rra及び風抵抗Rrwの視点から、消費電力の低減され得る並び方向も与えて、各自律走行装置1をナビゲートすることができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費を的確に抑制することが、可能となる。
第一実施形態では、縦方向Loの並び方向において、先頭走行させる自律走行装置1及びそれに後続走行させる自律走行装置1が、それぞれ先頭装置1h及び後続装置1sと定義される。そこで第一実施形態によると、後続装置1sに関して空気抵抗Rraが無風状態Wnで作用する場合には、相互連結形態Pcにおける各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーが空気抵抗Rraに限定して左右される無風状態Wnでは、各装置1h,1sが縦方向Loに並んだ相互連結形態Pcにより、後続装置1s側での当該空気抵抗Rraを可及的に軽減して消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
第一実施形態によると、後続装置1sに関して空気抵抗Rraが向かい風状態Wfで作用する場合には、相互連結形態Pcにおける各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーが空気抵抗Rra及び風抵抗Rrwの両方に左右される向かい風状態Wfでは、各装置1h,1sが縦方向Loに並んだ相互連結形態Pcにより、後続装置1s側での当該両抵抗Rra,Rrwを可及的に軽減して消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
第一実施形態によると、後続装置1sに関して空気抵抗Rraが追い風状態Wtでの風抵抗Rrw(絶対値)よりも大きい場合には、相互連結形態Pcにおける各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーが風抵抗Rrwよりも空気抵抗Rraに大きく左右される追い風状態Wtでは、各装置1h,1sが縦方向Loに並んだ相互連結形態Pcにより、後続装置1s側での当該空気抵抗Rraを可及的に軽減して消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
第一実施形態によると、後続装置1sに関して空気抵抗Rraが横風状態Wcでの風抵抗Rrwよりも大きい場合には、相互連結形態Pcにおける各装置1h,1sの並び方向が縦方向Loに最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーが風抵抗Rrwよりも空気抵抗Rraに大きく左右される横風状態Wcでは、各装置1h,1sが縦方向Loに並んだ相互連結形態Pcにより、後続装置1s側での当該空気抵抗Rraを可及的に軽減して消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
第一実施形態によると、後続装置1sに関して空気抵抗Rraが追い風状態Wtでの風抵抗Rrw(絶対値)よりも小さい場合には、相互連結形態Pcにおける各装置1h,1sの並び方向が横方向Laに最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーが空気抵抗Rraよりも風抵抗Rrwに大きく左右される追い風状態Wtでは、各装置1h,1sが横方向Laに並んだ相互連結形態Pcにより、後続装置1s側での当該風抵抗Rrwを推進力に逆利用して消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
第一実施形態によると、後続装置1sに関して空気抵抗Rraが横風状態Wcでの風抵抗Rrwよりも小さい場合には、相互連結形態Pcにおける各装置1h,1sの並び方向が横方向Laに最適化される。これによれば、トータルでの電力エネルギーが空気抵抗Rraよりも風抵抗Rrwに大きく左右される横風状態Wcでは、各装置1h,1sが横方向Laに並んだ相互連結形態Pcにより、後続装置1s側での当該風抵抗Rrwを可及的に軽減して消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
(第二実施形態)
第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第二実施形態のナビゲートフローでは、図34に示すように、第一実施形態のS103に代わるS2103と、第一実施形態のS105に代わるS2105と、第一実施形態のS107に代わるS2107とが、実行される。
具体的にS2103において最適化ブロック160は、縦列形態Poの先頭装置1hにおいて走行路の縦方向Loに沿う走行方向の前後関係を、並列形態Pa及び単独走行形態Psの場合とは反対のリバース関係に切り替える。これにより図35に示すように縦列形態Poでは、ボディ2の前後が入れ替えられるリバース関係の先頭装置1hにおいて各駆動輪300の後方には、それぞれ左右の従動輪301が位置する。尚、ここまで説明した点以外についてS2103は、第一実施形態のS103と同様に実行される。即ち並列形態Pa及び単独走行形態Psでは、第一実施形態と同様なノーマル関係の先頭装置1hにおいて各駆動輪300の前方に、それぞれ左右の従動輪301が位置することとなる。
S2105において最適化ブロック160は、図36に示すように登坂路に対して縦列形態Poを維持する相互連結形態Pcを、登坂路からの離間対象が双方装置1h,1sの各々の両側従動輪301に拡大される隊列形態に、最適化する。その結果、各重量Xの装置1h,1sに関して、図35の如く相互連結形態Pcとなる直前の縦列形態Poでは各駆動輪300から登坂路への作用荷重がX/4となるのに対し、図36の如く縦列形態Poを維持した相互連結形態Pcでは当該作用荷重がX/2となる。これにより直前の連結解除形態から、登坂限界角度θc超過の登坂路への進入に伴って縦列形態Poのまま移行する相互連結形態Pcでは、各駆動輪300でのグリップ力Fgが当該直前よりも増大する。これは、登坂限界角度θcの増大により登坂性能が向上することも、意味する。
同様に、S2107において最適化ブロック160は、降坂路に対して縦列形態Poを維持する相互連結形態Pcも、図36に示すように降坂路からの離間対象が双方装置1h,1sの各々の両側従動輪301に拡大される隊列形態に、最適化する。尚、S2105,S2107は、ここまで説明した点以外については、それぞれ第一実施形態のS105,S107と同様に実行される。即ち、並列形態Paを維持する相互連結形態Pcでは、登坂路及び降坂路からの離間対象も双方装置1h,1sの各々の両側従動輪301に選定されることとなる。
以上説明した第二実施形態によると、双方の自律走行装置1における従動輪301が登坂路から離間した相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、双方の自律走行装置1において走行路からは従動輪301の浮いた相互連結形態Pcにより、各自律走行装置1では駆動輪300のグリップ力Fgを高めて当該消費電力を低減することができる。故に、トータルでの電力エネルギーの消費を的確に抑制することが、可能となる。
第二実施形態によると、少なくとも一つの自律走行装置1において登坂路に対するグリップ力Fgよりも勾配抵抗Rgが大きい場合には、双方の自律走行装置1における従動輪301が登坂路から離間した相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、グリップ力Fgよりも大きい勾配抵抗Rgに起因して各自律走行装置1の消費電力が増大するシーンには、それら装置1の双方において従動輪301を走行路から浮かせ得る。故に各自律走行装置1では、駆動輪300のグリップ力Fgを高めて当該消費電力を低減することができるので、トータルでの電力エネルギーの消費抑制に対する的確性を、高めることが可能となる。
第二実施形態によると、降坂路での将来走行において重力作用により変化する推進力Ftが、駆動輪300の降坂路に対するグリップ力Fgよりも大きい場合には、双方の自律走行装置1における従動輪301が降坂路から離間した相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、降坂路において各自律走行装置1をそれぞれ制動するブレーキユニット340の状態に拘わらず、駆動輪300では高め得るグリップ力Fgの、推進力Ftとの差分に応じて、それら自律走行装置1の減速機能を確保することが可能となる。
(第三実施形態)
第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第三実施形態のナビゲートフローでは、図37に示すように、第一実施形態のS109,S110に代わるS3110と、第一実施形態のS111に代わるS3111とが、実行される。具体的にS3110において最適化ブロック160は、隊列走行対象となる自律走行装置1としての各装置1h,1sに生じる回生電力の合計に対して、それら各装置1h,1sのバッテリ32における空き容量の合計が、不足するか否かを判定する。このとき各装置1h,1sのバッテリ32における空き容量は、S101により取得の装置情報のうちバッテリ情報と、S100により取得のルート情報のうちパス情報とに、基づき降坂区間に対して推定される。
S3110の結果、否定判定が下された場合、即ち各装置1h,1sに生じる回生電力の合計を、それら装置1h,1sの各バッテリ32における空き容量の合計が超過する場合には、ナビゲートフローがS3111へ移行する。S3111において最適化ブロック160は、S107により最適化された相互連結形態Pcにつき、各装置1h,1sにおいて生じる回生電力を、それら各装置1h,1sのバッテリ32のうち空き容量が存在する少なくとも一つに回収させる相互連結形態Pcとして、選択を更新する。
こうしてS3111が終了すると、ナビゲートフローはS112へ移行する。また、S3110において肯定判定が下された場合にも、ナビゲートフローがS112へ移行する。さらに第一実施形態と同様に、S106において否定判定が下された場合にも、ナビゲートフローがS112へ移行する。但し、第三実施形態のS112では、S103,S105,S107,S3111のうち経由ステップにより走行地点毎又は走行区間毎に選択された隊列形態に、各装置1h,1sがナビゲートされることになる。
以上説明した第三実施形態によると、降坂路での各自律走行装置1に生じる回生電力を、それら装置1のうち少なくとも一つのバッテリ32に回収させる相互連結形態Pcに、隊列形態が最適化される。これによれば、各自律走行装置1に回生電力の生じ得るシーンには相互連結形態Pcにより、少なくとも一つのバッテリ32をシェアして、当該回生電力を効率的に回収することができる。故に降坂路では、トータルでの電力エネルギーの消費分を回生により補完して、トータルでの電力エネルギーの消費を見かけ上で抑制することが可能となる。
(他の実施形態)
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
以上、複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
変形例において、ナビゲートシステム10の制御系8及び/又は自律走行装置1の処理装置120を構成する専用コンピュータは、デジタル回路及びアナログ回路のうち、少なくとも一方をプロセッサとして有していてもよい。ここでデジタル回路とは、例えばASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、SOC(System on a Chip)、PGA(Programmable Gate Array)、及びCPLD(Complex Programmable Logic Device)等のうち、少なくとも一種類である。またこうしたデジタル回路は、プログラムを記憶したメモリを、有していてもよい。
変形例では、横連結ユニット37が設けられていなくてもよい。この変形例のS105,S107,S2105,S2107において相互連結形態Pcとなる直前の並列形態Paからは、縦列形態Poへと切り替えられた相互連結形態Pcが、実現されるとよい。
変形例では、縦連結ユニット36が設けられていなくてもよい。この変形例のS105,S107,S2105,S2107において相互連結形態Pcとなる直前の縦列形態Poからは、並列形態Paへと切り替えられた相互連結形態Pcが、実現されるとよい。
変形例の無風状態Wnでは、並列形態Paが選択されてもよい。変形例の無風状態Wnでは、各装置1h,1sの単独走行形態Psが選択されてもよい。変形例の向かい風状態Wfでは、並列形態Paが選択されてもよい。変形例の向かい風状態Wfでは、各装置1h,1sの単独走行形態Psが選択されてもよい。
変形例の追い風状態Wtでは、風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に拘わらず、隊列形態の最適化が縦列形態Poに制限されてもよい。変形例の追い風状態Wtでは、風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に拘わらず、隊列形態の最適化が並列形態Paに制限されてもよい。変形例の追い風状態Wtでは、風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に応じた縦列形態Po及び並列形態Paのうち少なくとも一方に代えて、各装置1h,1sの単独走行形態Psが選択されてもよい。
変形例の横風状態Wcでは、風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に拘わらず、隊列形態の最適化が縦列形態Poに制限されてもよい。変形例の横風状態Wcでは、風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に拘わらず、隊列形態の最適化が並列形態Paに制限されてもよい。変形例の横風状態Wcでは、風抵抗Rrwと空気抵抗Rraとの大小関係に応じた縦列形態Po及び並列形態Paのうち少なくとも一方に代えて、各装置1h,1sの単独走行形態Psが選択されてもよい。
変形例では、三台以上の自律走行装置1の隊列形態が最適化されてもよい。変形例の自律走行装置1は、回転速度差に応じて旋回可能な二輪駆動型以外にも、操舵に応じて旋回可能な、例えば二輪駆動型又は四輪駆動型等であってもよい。さらにこの変形例では、少なくとも一つの従動輪301が含まれていてもよい。
変化例のS104では、各装置1h,1sのいずれにおいても勾配抵抗Rgがグリップ力Fgより大きい場合に肯定判定が下される一方、それ以外の場合に否定判定が下されてもよい。変形例のS106では、各装置1h,1sのいずれにおいても推進力Ftがグリップ力Fgより大きい場合に肯定判定が下される一方、それ以外の場合に否定判定が下されてもよい。
変形例において第二実施形態は、第三実施形態と組み合わされてもよい。ここまで説明の他に上述の実施形態及び変形例は、自律走行装置1に搭載可能に構成されて処理装置120の機能を制御系8により代替するナビゲートシステムとして、処理回路(例えば処理ECU等)又は半導体回路(例えば半導体チップ等)の形態で実施されてもよい。
(付言)
本明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。
本明細書には、以下に列挙する複数の技術的思想と、それらの複数の組み合わせが開示されている。
(技術的思想1)
プロセッサ(131)を有し、バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするナビゲートシステムであって、
前記プロセッサは、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各前記自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各前記自律走行装置を、最適化された前記隊列形態にナビゲートすることとを、実行するように構成されるナビゲートシステム。
プロセッサ(131)を有し、バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするナビゲートシステムであって、
前記プロセッサは、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各前記自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各前記自律走行装置を、最適化された前記隊列形態にナビゲートすることとを、実行するように構成されるナビゲートシステム。
尚、この技術的思想1及び後述の技術的思想2~9は、方法及びプログラムの形態で実現されてもよい。
(技術的思想2)
前記自律走行装置において前記バッテリからの電力供給により駆動される車輪を、駆動輪(300)と定義し、
前記自律走行装置において前記駆動輪に従動する車輪を、従動輪(301)と定義すると、
前記隊列形態の最適化は、
前記登坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想1に記載のナビゲートシステム。
前記自律走行装置において前記バッテリからの電力供給により駆動される車輪を、駆動輪(300)と定義し、
前記自律走行装置において前記駆動輪に従動する車輪を、従動輪(301)と定義すると、
前記隊列形態の最適化は、
前記登坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想1に記載のナビゲートシステム。
(技術的思想3)
前記隊列形態の最適化は、
前記登坂路に対する前記駆動輪のグリップ力(Fg)よりも前記勾配抵抗が大きい場合に、前記登坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想2に記載のナビゲートシステム。
前記隊列形態の最適化は、
前記登坂路に対する前記駆動輪のグリップ力(Fg)よりも前記勾配抵抗が大きい場合に、前記登坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想2に記載のナビゲートシステム。
(技術的思想4)
前記隊列形態の最適化は、
前記自律走行装置のブレーキユニット(340)により制動可能な降坂路での将来走行において重力作用により変化する推進力(Ft)が、前記降坂路に対する前記駆動輪のグリップ力(Fg)よりも大きい場合に、前記降坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想3に記載のナビゲートシステム。
前記隊列形態の最適化は、
前記自律走行装置のブレーキユニット(340)により制動可能な降坂路での将来走行において重力作用により変化する推進力(Ft)が、前記降坂路に対する前記駆動輪のグリップ力(Fg)よりも大きい場合に、前記降坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想3に記載のナビゲートシステム。
(技術的思想5)
前記隊列形態の最適化は、
前記降坂路において各前記自律走行装置に生じる回生電力を少なくとも一つの前記自律走行装置の前記バッテリに回収させる前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想4に記載のナビゲートシステム。
前記隊列形態の最適化は、
前記降坂路において各前記自律走行装置に生じる回生電力を少なくとも一つの前記自律走行装置の前記バッテリに回収させる前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む技術的思想4に記載のナビゲートシステム。
(技術的思想6)
前記隊列形態の最適化は、
前記自律走行装置に生じる走行速度に依存した空気抵抗(Rra)と、前記自律走行装置に作用する風速に依存した風抵抗(Rrw)とに基づき、前記相互連結形態における前記自律走行装置の並び方向を最適化することを、含む技術的思想1~5のいずれか一項に記載のナビゲートシステム。
前記隊列形態の最適化は、
前記自律走行装置に生じる走行速度に依存した空気抵抗(Rra)と、前記自律走行装置に作用する風速に依存した風抵抗(Rrw)とに基づき、前記相互連結形態における前記自律走行装置の並び方向を最適化することを、含む技術的思想1~5のいずれか一項に記載のナビゲートシステム。
(技術的思想7)
前記隊列形態の最適化は、
縦方向(Lo)の前記並び方向においては、先頭走行させる前記自律走行装置に後続走行させる前記自律走行装置を、後続装置(1s)と定義すると、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が向かい風状態で作用する場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が無風状態で作用する場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を前記縦方向に最適化することを、含む技術的思想6に記載のナビゲートシステム。
前記隊列形態の最適化は、
縦方向(Lo)の前記並び方向においては、先頭走行させる前記自律走行装置に後続走行させる前記自律走行装置を、後続装置(1s)と定義すると、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が向かい風状態で作用する場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が無風状態で作用する場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を前記縦方向に最適化することを、含む技術的思想6に記載のナビゲートシステム。
(技術的思想8)
前記隊列形態の最適化は、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が横風状態での前記風抵抗よりも大きい場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が追い風状態での前記風抵抗よりも大きい場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を前記縦方向に最適化することを、含む技術的思想7に記載のナビゲートシステム。
前記隊列形態の最適化は、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が横風状態での前記風抵抗よりも大きい場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が追い風状態での前記風抵抗よりも大きい場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を前記縦方向に最適化することを、含む技術的思想7に記載のナビゲートシステム。
(技術的思想9)
前記隊列形態の最適化は、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が横風状態での前記風抵抗よりも小さい場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が追い風状態での前記風抵抗よりも小さい場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を横方向(La)に最適化することを、含む技術的思想7又は8に記載のナビゲートシステム。
前記隊列形態の最適化は、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が横風状態での前記風抵抗よりも小さい場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が追い風状態での前記風抵抗よりも小さい場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を横方向(La)に最適化することを、含む技術的思想7又は8に記載のナビゲートシステム。
1:自律走行装置、1s:後続装置、1c:回収装置、32:バッテリ、130:メモリ、131:プロセッサ、300:駆動輪、301:従動輪、340:ブレーキユニット、Fg:グリップ力、Ft:推進力、La:横方向、Lo:縦方向、Pc:相互連結形態、Rg:勾配抵抗、Rra:空気抵抗、Rrw:風抵抗
Claims (11)
- プロセッサ(131)を有し、バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするナビゲートシステムであって、
前記プロセッサは、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各前記自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各前記自律走行装置を、最適化された前記隊列形態にナビゲートすることとを、実行するように構成されるナビゲートシステム。 - 前記自律走行装置において前記バッテリからの電力供給により駆動される車輪を、駆動輪(300)と定義し、
前記自律走行装置において前記駆動輪に従動する車輪を、従動輪(301)と定義すると、
前記隊列形態の最適化は、
前記登坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む請求項1に記載のナビゲートシステム。 - 前記隊列形態の最適化は、
前記登坂路に対する前記駆動輪のグリップ力(Fg)よりも前記勾配抵抗が大きい場合に、前記登坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む請求項2に記載のナビゲートシステム。 - 前記隊列形態の最適化は、
前記自律走行装置のブレーキユニット(340)により制動可能な降坂路での将来走行において重力作用により変化する推進力(Ft)が、前記降坂路に対する前記駆動輪のグリップ力(Fg)よりも大きい場合に、前記降坂路から前記従動輪の離間した前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む請求項3に記載のナビゲートシステム。 - 前記隊列形態の最適化は、
前記降坂路において各前記自律走行装置に生じる回生電力を少なくとも一つの前記自律走行装置の前記バッテリに回収させる前記相互連結形態に、前記隊列形態を最適化することを、含む請求項4に記載のナビゲートシステム。 - 前記隊列形態の最適化は、
前記自律走行装置に生じる走行速度に依存した空気抵抗(Rra)と、前記自律走行装置に作用する風速に依存した風抵抗(Rrw)とに基づき、前記相互連結形態における前記自律走行装置の並び方向を最適化することを、含む請求項1~5のいずれか一項に記載のナビゲートシステム。 - 前記隊列形態の最適化は、
縦方向(Lo)の前記並び方向においては、先頭走行させる前記自律走行装置に後続走行させる前記自律走行装置を、後続装置(1s)と定義すると、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が向かい風状態で作用する場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が無風状態で作用する場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を前記縦方向に最適化することを、含む請求項6に記載のナビゲートシステム。 - 前記隊列形態の最適化は、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が横風状態での前記風抵抗よりも大きい場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が追い風状態での前記風抵抗よりも大きい場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を前記縦方向に最適化することを、含む請求項7に記載のナビゲートシステム。 - 前記隊列形態の最適化は、
前記後続装置に関して前記空気抵抗が横風状態での前記風抵抗よりも小さい場合と、前記後続装置に関して前記空気抵抗が追い風状態での前記風抵抗よりも小さい場合とのうち、少なくとも一方において前記相互連結形態における前記並び方向を横方向(La)に最適化することを、含む請求項7に記載のナビゲートシステム。 - バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするために、プロセッサ(131)により実行されるナビゲート方法であって、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各前記自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化することと、
各前記自律走行装置を、最適化された前記隊列形態にナビゲートすることとを、含むナビゲート方法。 - バッテリ(32)からの電力供給により自律走行する複数の自律走行装置(1)をナビゲートするために記憶媒体(130)に記憶され、プロセッサ(131)に実行させる命令を含むナビゲートプログラムであって、
前記命令は、
相互連結形態(Pc)を含んだ隊列形態に走行させる各前記自律走行装置のうち少なくとも一つの、登坂路での将来走行において変化する勾配抵抗(Rg)に基づき、当該隊列形態を最適化させることと、
各前記自律走行装置を、最適化された前記隊列形態にナビゲートさせることとを、含むナビゲートプログラム。
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