JP2024073862A - 移動体操作システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーが乗り込み可能だが運転席が設けられていない移動体においてユーザーが携帯端末により移動体の移動を操作することができる。【解決手段】ユーザーが乗り込み可能な移動体に対して通信接続された携帯端末を含む移動体操作システムであって、携帯端末の傾き方向及び傾斜角度を検出する傾き検出部と、携帯端末の傾き方向に基づいて移動体の進行方向を設定すると共に、携帯端末の傾斜角度に基づいて移動体の目標速度又は目標加速度を設定する移動設定部と進行方向に基づいて移動体の操舵制御を行うと共に、目標速度又は目標加速度に基づいて移動体の速度制御を行う移動制御部と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、移動体操作システムに関する。

従来、移動体操作システムに関する技術文献として、特開２０２２－０６３０５６号公報が知られている。この公報には、車両の乗員が乗る台状の床板の中央に設けられた棒状の操作部分を傾けることで車両の進行方向及び車両の速度を制御することが示されている。

特開２０２２－０６３０５６号公報

ところで、自動運転や遠隔運転を前提として、ユーザーが乗り込み可能だが運転席が設けられていない移動体が考えられている。このような移動体においては、ユーザーによる操作が必要となったときに操作可能な仕組みとすることが望ましい。

本発明の一態様は、ユーザーが乗り込み可能な移動体に対して通信接続された携帯端末を含む移動体操作システムであって、携帯端末の傾き方向及び傾斜角度を検出する傾き検出部と、携帯端末の傾き方向に基づいて移動体の進行方向を設定すると共に、携帯端末の傾斜角度に基づいて移動体の目標速度又は目標加速度を設定する移動設定部と進行方向に基づいて移動体の操舵制御を行うと共に、目標速度又は目標加速度に基づいて移動体の速度制御を行う移動制御部と、を備える。

本発明の一態様に係る移動体操作システムは、携帯端末が移動体の外に位置する場合には、移動体は通信接続中の携帯端末から遠ざかる方向への進行が禁止されてもよい。

本発明の一態様によれば、ユーザーが乗り込み可能だが運転席が設けられていない移動体においてユーザーが携帯端末により移動体の移動を操作することができる。

一実施形態に係る移動体操作システムの一例を示す図である。 携帯端末及び移動体のＥＣＵの構成の一例を示す図である。 （ａ）携帯端末の傾斜角度の時間変化の一例を示すグラフである。（ｂ）移動体の目標速度変更の一例を示すグラフである。 （ａ）携帯端末における移動体操作処理の一例を示すフローチャートである。（ｂ）移動体のＥＣＵにおける移動体操作処理の一例を示すフローチャートである。 （ａ）携帯端末の傾きによる移動体の操作を説明するための図である。（ｂ）携帯端末のタッチによる移動体の操作を説明するための図である。 緊急時の携帯端末による外部からの移動体の操作を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、一実施形態に係る移動体操作システムの一例を示す図である。図１に示す移動体操作システム１００は、携帯端末１を含んで構成されている。移動体操作システム１００は、携帯端末１により移動体２を操作するためのシステムである。

携帯端末１は、例えばスマートフォンである。携帯端末１は、必ずしも電話機能を有する必要はないが、移動体２と通信接続を行う機能を有する必要がある。携帯端末１は、タブレット型情報端末であってもよく、ノートブック型情報端末であってもよい。携帯端末１は、携帯可能であれば形状は特に限定されない。また、携帯端末１の所有者も特に限定されない。携帯端末１は、移動体２を操作するユーザーの所有物であってもよく、移動体２の所有者の所有物であってもよく、移動体２のメーカー又は管理会社の所有物であってもよい。

移動体２は、ユーザーが乗り込み可能であり地上を走行するモビリティである。移動体２は、車両であってもよく、パーソナルモビリティであってもよい。移動体２は船舶であってもよい。車両には、台座に移動のための車輪が設けられた台座型の車両も含まれる。移動体２は、運転席（運転操作機器）の設けられていないモビリティであってもよい。この場合、移動体２は、通常時において自動運転又は遠隔運転が行われる。移動体２には、緊急停止ボタンが設けられていてもよい。

図１に示すように、移動体２は、ＥＣＵ１０と、カメラ１１と、ＧＰＳ受信部１２と、通信部１３と、ディスプレイ１４と、バッテリ１５と、駆動制御回路１６と、モータ１７とを備えている。ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ[Central Processing Unit]と、ＲＯＭ[Read OnlyMemory]又はＲＡＭ[Random Access Memory]などの記憶部とを有する電子制御ユニットである。

カメラ１１は、移動体２の外部を撮像するカメラである。ＧＰＳ受信部１２は、測位衛星から信号を受信することにより、移動体２の位置を測定する機器である。ＧＰＳ［Global Positioning System］に代えてＧＮＳＳ［GlobalNavigation Satellite System］を採用してもよい。

通信部１３は、携帯端末１と通信を行うための機器である。通信部１３は、インターネットその他の無線ネットワークと接続可能であってもよく、移動体２を管理する管理センターのサーバと通信可能であってもよい。ディスプレイ１４は、車載のディスプレイである。ディスプレイ１４は、例えば移動体２のインストルメントパネルに設けられている。ディスプレイ１４は、車両外部のディスプレイを含んでいてもよい。バッテリ１５は、移動体２の電力を蓄える電池である。駆動制御回路１６は、移動体２のモータ１７の駆動を制御するための回路である。モータ１７は、移動体２を移動させるための電動機である。モータ１７は、一例として、移動体２の車輪の向きを変更するための操舵モータと、移動体２の車輪を回転させるための駆動モータとを含んでいる。

図２は、携帯端末及び移動体のＥＣＵの構成の一例を示す図である。図２に示すように、携帯端末１は、傾き検出部２１、カメラ２２、ＧＰＳ受信部２３、通信接続部２４、衝撃判定部２５、及び移動設定部２６を有している。

傾き検出部２１は、携帯端末１のジャイロセンサや加速度センサにより携帯端末１の傾き方向及び傾斜角度を検出する。カメラ２２は、二次元バーコードを読み取り可能な携帯端末１の撮像部である。ＧＰＳ受信部２３は、上述した移動体２のＧＰＳ受信部１２と同様の技術により携帯端末１の位置情報を測定する測定部である。

通信接続部２４は、移動体２の通信部１３と通信接続を行う部位である。携帯端末１は、例えば移動体２のディスプレイ１４に表示された二次元バーコードをカメラ２２で読み取ることにより、移動体２と通信接続を実行してもよい。二次元バーコードが表示可能なタイミングは制限されていてもよい。例えば移動体２の自動運転機能や遠隔運転機能が非起動状態である場合にのみ、二次元バーコードを表示可能としてもよい。

携帯端末１は、二次元バーコードを読み取って移動体２と通信接続してから一定時間のみ、移動体２の移動を操作可能又は通信接続可能となってもよい。すなわち、携帯端末１からの移動体２の操作には制限時間が設けられていてもよい。

衝撃判定部２５は、移動体２との通信接続中に、携帯端末１の加速度センサにより携帯端末１が衝撃を受けたか否かを判定する部位である。衝撃判定部２５は、例えば一定時間（例えば０．１秒）における携帯端末１の加速度の変化量が所定閾値以上である場合に、携帯端末１が衝撃を受けたと判定する。

衝撃判定部２５は、移動体２との通信接続中に、携帯端末１の加速度センサにより携帯端末１が衝撃を受けたと判定した場合、携帯端末１の移動体２に対する操作を禁止すると共に移動体２を緊急停止させる。これにより、ユーザーが携帯端末１を手から滑らせてしまったときなどのフェールセーフを確保することができる。

衝撃判定部２５は、携帯端末１の移動体２に対する操作を禁止した後、一定時間の間、衝撃を受けない場合には、携帯端末１の移動体２に対する操作を許可してもよい。或いは、衝撃判定部２５は、ユーザーによる携帯端末１への禁止解除の操作により、携帯端末１の移動体２に対する操作を許可してもよい。なお、移動体２の緊急停止は必須ではない。

移動設定部２６は、携帯端末１の傾き方向に基づいて移動体２の進行方向を設定すると共に、携帯端末１の傾斜角度に基づいて移動体２の目標速度を設定する。移動体２の進行方向の設定は、左右方向への目標タイヤ角又は目標ヨーレートとして設定されてもよい。例えば携帯端末１が左右に傾けられることで、進行方向に関するパラメータとして左右方向への目標タイヤ角又は目標ヨーレートが設定される。

移動設定部２６は、通信接続部２４を介して、移動体２の進行方向及び移動体の目標速度を含む移動指示を移動体２に送信する。移動設定部２６は、目標速度に代えて目標加速度を設定してもよい。

なお、移動設定部２６は、設定可能な移動体２の進行方向に制限を設けてもよい。移動設定部２６は、携帯端末１が移動体２の外に位置する場合には、移動体２は通信接続中の携帯端末１から遠ざかる方向への進行を禁止してもよい。すなわち、移動設定部２６は、移動体２が通信接続中の携帯端末１に近づく進行方向のみを設定可能とする。携帯端末１に近づく進行方向には、一定の角度の範囲がマージンとして許容される。

ここで、図３（ａ）は、携帯端末１の傾斜角度の時間変化の一例を示すグラフである。図３（ｂ）は、移動体２の目標速度変更の一例を示すグラフである。図３（ｂ）は、図３（ａ）の携帯端末１の傾斜角度の時間変化に応じて目標速度が変更される状況を示している。傾き方向は変更されない。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、移動設定部２６は、携帯端末１の傾斜角度が閾値以上となった時刻Ｔ１において目標速度を０からＶ１に変更する。移動設定部２６は、携帯端末１の傾斜角度が閾値以上から閾値未満となった時刻Ｔ２において目標速度をＶ１から０に変更する。

このように、移動設定部２６は、携帯端末１が傾斜し始めてから目標速度に反映させるまでの間にマージンを設けてもよい。また、移動設定部２６は、閾値を複数設けることで、目標速度の変更を一段階ではなく複数段階設定してもよい。更に、移動設定部２６は、図３（ｂ）に破線の矢印として示すように、目標速度を０からＶ１に一瞬で切り替えるのではなく、時間差を設けて緩やかに変更させてもよい。

或いは、移動設定部２６は、携帯端末１の傾斜角度に応じて連続的に目標速度を変更させてもよい。移動設定部２６は、傾斜角度と目標速度を予め関連付けたマップデータを用いて、入力された傾斜角度に応じた目標速度を設定してもよい。以上、目標速度の場合を例として説明したが、目標加速度を用いた場合も同様とすることができる。

移動設定部２６は、携帯端末１を持つユーザーが移動体２の外に位置しており、携帯端末１と移動体２との距離が一定距離以上離れている場合には移動体に対する操作（指示）を禁止してもよい。一定距離は特に限定されないが、３ｍであっても５ｍであってもよく、１０ｍであってもよい。

図２に示すように、移動体２のＥＣＵ１０は、移動制御部３０を有している。移動制御部３０は、携帯端末１からの移動指示に含まれる進行方向に基づいて移動体２の操舵制御を行う。移動制御部３０は、モータ１７の操舵モータの制御により移動体２が移動指示の進行方向に進むように操舵制御を実行する。なお、移動体２の進行方向の制限は、携帯端末１の移動設定部２６ではなく、移動体２の移動制御部３０で行われてもよい。

移動制御部３０は、携帯端末１からの移動指示に含まれる目標速度に基づいて移動体２の速度制御を行う。移動制御部３０は、モータ１７の駆動モータの制御により移動体２が移動指示の目標速度となるように速度制御を実行する。

次に、本実施形態に係る移動体操作システム１００の処理方法について図４を参照して説明する。図４（ａ）は、携帯端末１における移動体操作処理の一例を示すフローチャートである。携帯端末１における移動体操作処理は、例えば携帯端末１が移動体２と通信接続され、移動体２の移動の操作を開始した場合に実行される。

図４（ａ）に示すように、携帯端末１は、Ｓ１として、傾き検出部２１により携帯端末１の傾き方向及び傾斜角度を検出する。傾き検出部２１は、携帯端末１のジャイロセンサや加速度センサにより携帯端末１の傾き方向及び傾斜角度を検出する。

Ｓ２として、携帯端末１は、移動設定部２６により移動体２の進行方向及び目標速度を設定する。移動設定部２６は、携帯端末１の傾き方向に基づいて移動体２の進行方向を設定すると共に、携帯端末１の傾斜角度に基づいて移動体２の目標速度を設定する。Ｓ３として、携帯端末１は、通信接続部２４を介して移動体２に移動指示を送信する。その後、携帯端末１は、今回の移動体操作処理を終了してＳ１から処理を繰り返す。

図４（ｂ）は、移動体２のＥＣＵ１０における移動体操作処理の一例を示すフローチャートである。移動体２における移動体操作処理は、通信接続している携帯端末１から移動指示を受信した場合に実行される。

図４（ｂ）に示すように、携帯端末１は、Ｓ１０として、移動制御部３０により移動体２の操舵制御及び速度制御を行う。移動制御部３０は、モータ１７の操舵モータの制御により移動体２が移動指示の進行方向に進むように操舵制御を実行すると共に、モータ１７の駆動モータの制御により移動体２が移動指示の目標速度となるように速度制御を実行する。

以上説明した本実施形態に係る移動体操作システム１００によれば、携帯端末１により移動体２の移動を操作できるので、移動体２の内側だけではなく、外側からでもユーザーが移動体２の移動を操作することができる。このため、移動体操作システム１００では、例えば移動体２が運転席（運転操作機器）の設けられていないモビリティである場合に、ユーザーが移動体２の移動を操作する必要が生じたとき、ユーザーが携帯端末１によって移動体２の移動を操作することが可能になる。

図５（ａ）は、携帯端末１の傾きによる移動体２の操作を説明するための図である。図５（ａ）に示すように、移動体操作システム１００では、携帯端末１の傾きにより移動体２の進行方向及び目標速度を設定することができる。この方法によれば、携帯端末１が小型端末である場合にはユーザーが片手で移動体２の移動を操作可能となる。また、携帯端末１の動かし方と移動体２の進行方向及び速度が一対一対応となるためユーザーにとって操作が直感的で分かりやすい。更に、ユーザーは、操作中に携帯端末１の画面を見る必要がない。このため、ユーザーは、移動体２の外側にいる場合であっても移動体２の周囲の状況確認に集中しながら移動体２の移動を操作することができる。

また、移動体操作システム１００は、携帯端末１と移動体２との通信接続中に、携帯端末１の加速度センサにより携帯端末１が衝撃を受けたと判定した場合、携帯端末１の移動体２に対する操作を禁止とするので、ユーザーが携帯端末１を手から滑らせてしまったときなどのフェールセーフを確保することができる。

また、移動体操作システム１００は、携帯端末１を持つユーザーが移動体２の外に位置しており、携帯端末１と移動体２との距離が一定距離以上離れている場合に携帯端末１からは移動体２に対する操作（指示）を禁止することで、遠隔地からの乗っ取りに対するセキュリティを高めることができる。

また、移動体操作システム１００は、携帯端末１が移動体２の外に位置する場合、移動体２が通信接続中の携帯端末１から遠ざかる方向への進行を禁止することで、ユーザーが確認しやすい方向に移動体２の移動を制限することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。

例えば、携帯端末１のタッチディスプレイのタッチにより移動体２の移動の操作を行ってもよい。図５（ｂ）は、携帯端末１のタッチによる移動体２の操作を説明するための図である。図５（ｂ）に示すように、移動体操作システム１００は、携帯端末１のタッチによる移動体２の操作を可能としてもよい。この方法によれば、携帯端末１のディスプレイ上に表示された移動体２を基準として、移動体２を移動させたい位置をタッチすることで移動体２の移動を操作できるので、携帯端末１の傾きによる操作と比べて、移動体２の前進や後退の操作が容易となる。

その他、フェールセーフとして、移動体操作システム１００は、ユーザーが携帯端末１のタッチディスプレイやボタンをタッチしている間だけ、傾きによる移動体２の移動の操作を可能としてもよい。ユーザーが携帯端末のタッチディスプレイやボタンをタッチしていない場合には、携帯端末１の移動体２に対する操作を停止する。ユーザーが移動体２の移動中に携帯端末のタッチディスプレイやボタンから手を放した場合には移動体２を停止させてもよい。

図６は、緊急時の携帯端末１による外部からの移動体２の操作を説明するための図である。携帯端末１による移動体２の移動の操作は、移動体２を管理する管理センターからの救助要請があった場合にのみ実行可能であってもよい。管理センターは、移動体２の異常を検知した場合に、予め決められたユーザーの携帯端末１に対して救助要請を行うと共に、移動体２に二次元バーコードの表示を行わせる。ユーザーは、携帯端末１のカメラ２２により移動体２の二次元バーコードを読み取ることで、移動体２へ制御要求を行って移動体２の移動を操作可能となる。

１…携帯端末、２…移動体、１１…カメラ、１４…ディスプレイ、２１…傾き検出部、２６…移動設定部、３０…移動制御部、１００…移動体操作システム。

Claims (5)

1. ユーザーが乗り込み可能な移動体に対して通信接続された携帯端末を含む移動体操作システムであって、
   前記携帯端末の傾き方向及び傾斜角度を検出する傾き検出部と、
   前記携帯端末の傾き方向に基づいて前記移動体の進行方向を設定すると共に、前記携帯端末の傾斜角度に基づいて前記移動体の目標速度又は目標加速度を設定する移動設定部と
   前記進行方向に基づいて前記移動体の操舵制御を行うと共に、前記目標速度又は前記目標加速度に基づいて前記移動体の速度制御を行う移動制御部と、を備える移動体操作システム。
2. 前記携帯端末が前記移動体に対する通信接続中に衝撃を受けた場合又はユーザーが前記携帯端末をタッチしていない場合に、前記携帯端末の前記移動体に対する操作を停止する、請求項１に記載の移動体操作システム。
3. 前記携帯端末は、前記移動体のディスプレイに表示された二次元バーコードを前記携帯端末のカメラで読み取ることにより前記移動体と一定時間の間、通信接続可能となる、請求項１又は２に記載の移動体操作システム。
4. 前記携帯端末と前記移動体との距離が前記一定距離以上離れている場合には前記携帯端末の前記移動体に対する操作を禁止する、請求項１又は２に記載の移動体操作システム。
5. 前記携帯端末が前記移動体の外に位置する場合、前記移動体は通信接続中の前記携帯端末から遠ざかる方向への進行が禁止される、請求項１又は２に記載の移動体操作システム。

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