JP4451858B2 - 無人車両 - Google Patents

Description

本発明は、無人車両に係り、特に巡回警備等を行う車両本体と遠隔操縦システムとを備える無人車両に好適なものである。

従来から、無人車両を動かす方法として、遠隔操縦による方法と、無人車両に備えたカメラや測距センサー等からの情報に基づき自律的に動作させる方法とがあった。

ここで、遠隔操縦のみによる移動では、車両を長時間移動しようとしたときに、操縦者の負担が大きくなってしまう、といった問題があった。一方、自律移動では、例えば障害物への対処において、無駄な動きをしてしまったり、移動障害物に対応できなかったりする、といった問題があった。

これらの問題に対して、遠隔操縦と自律制御とを組み合わせる技術が特開平８−５４９２５号公報（特許文献１）および特開平１１−１４９３１５号公報（特許文献２）に記載されている。

上記特許文献１では、操縦モードが自律走行において、障害物検出モードが遠距離検出の場合には走行モードが自律障害回避となり、障害物検出モードが近距離検出の場合に走行モードが走行停止となるように制御される。また、上記特許文献１では、操縦モードが遠隔操作において、障害物検出モードが遠距離検出の場合には走行モードが遠隔操縦減速走行となり、障害物検出モードが近距離検出の場合に走行モードが走行停止となるように制御される。

一方、上記特許文献２では、自律移動を行っている間に進路上に障害物を検出した場合に、現在の自律移動を縮退させた後、現在の状況データを操縦装置に送り、この状況データに基づいて障害物を回避できる自律軌道（補正軌道）の位置（ポイント）を操縦者が設定するものである。

特開平８−５４９２５号公報 特開平１１−１４９３１５号公報

しかしながら、上述した特許文献１では、操縦モードが自律走行で、障害物検出モードが遠距離検出の場合には、走行モードは一つの基準により設定された自律障害回避に自動的に切り替わってしまうため、操縦者にとっては望ましくない回避経路をとる場合があった。例えば、操縦者が不審者を発見し、無人車両には最短の回避経路で不審者を追跡したい場合でも、無人車両の自律障害回避が安全を重視するようになっている場合には、遠回りとなる経路を走行してしまう、という問題があった。また、操縦モードが自律走行または遠隔操作で、障害物検出モードが近距離検出の場合には、走行が停止するのみであるため、障害物を回避して走行することができない、という問題があった。

また、上述した特許文献２では、状況データに基づいて障害物を回避できる自律軌道の位置を操縦者が設定しなければならず、操縦者の負担が大きい、という問題があった。

本発明の目的は、操縦者の負担を極力抑えつつ、操縦者の意思を反映した障害物の回避が可能となる無人車両を提供することにある。

前述の目的を達成するために、本発明は、車両本体と遠隔操縦システムとを備え、予め与えられた節点を結んだ走行経路に従って自律走行する手段と、操舵角及び車速を遠隔操作する手段とを併せ持ち、自律走行モードと遠隔操縦モードとを切替可能な無人車両において、前記走行経路上の障害物を検出する手段と、前記検出された障害物を含む車両周囲環境情報を前記遠隔操縦システムに提示する手段と、前記提示された障害物を含む車両周囲環境情報を前記遠隔操縦システムで画像として表示する手段と、前記検出された障害物を回避する複数の回避経路を生成する手段と、前記複数の回避経路と前記車両本体の状態とを前記遠隔操縦システムに提示する手段と、これらの回避経路の何れか一つを当該遠隔操縦システムで選択する手段と、前記自律走行モードで前記走行経路上に障害物を検出した場合に、前記車両本体を停止し、前記複数の回避経路を前記遠隔操縦システムに提示して当該複数の回避経路の何れか一つを選択して前記自律走行モードで前記障害物を回避するか或いは遠隔操縦モードに切り替えて操縦者の操作により走行を実行するかを選択する手段とを備えていることにある。

係る本発明のより好ましい具体的な構成例は次の通りである。
（１）遠隔操縦モードに切り替えて操縦者の操作により回避を実行した後に自律走行モードに戻すとき、前記車両本体の位置が走行経路から離れていた場合には、当該車両本体の現在停止位置と走行経路上の１点を結び、現在停止位置での方位と走行経路に接する初期補正走行経路を生成する手段を備えていること。
（２）前記（１）において、前記車両本体の現在停止位置を起点にその方位に接する第１の円弧軌道と、走行経路内に定めた進路方向接線と前記第１の円弧軌道に接する第２の円弧軌道を規定し、前記第１の円弧軌道と前記第２の円弧軌道とを連続して経由することで走行経路に合流させる手段を備えていること。
（３）自律走行モード中に、走行経路上に検出した複数の障害物の間に通過可能な領域を検出し停止した場合には、通過可能な障害物の間の領域に通過目標位置と通過方向を定め、前記車両本体の現在停止位置と通過目標位置とを結び現在停止位置での方位と通過方向に接する障害物回避走行経路を生成する手段を備えていること。
（４）前記（３）において、前記車両本体の現在停止位置を起点にその方位に接する第１の円弧軌道と、通過目標位置を終点として通過目標位置での車両の方位と第１の円弧軌道に接する第２の円弧軌道を規定し、第１の円弧軌道と第２の円弧軌道とを連続して経由することで障害物を回避させる手段を備えていること。
（５）走行経路上に障害物を検出して停止した後、所定時間内に操縦者による回避経路の選択指示または遠隔操縦モードへの移行指示が出されない場合、予め設定された障害物回避経路の評価基準に基づいて最適な回避経路を自動選択して障害物回避走行を開始する手段を備えていること。
（６）複数の障害物回避経路を前記遠隔操縦システムへ提示する際に、それらの回避経路を候補として選んだ理由やその付随情報も当該遠隔操縦システムに掲示する手段を備えていること。

本発明の無人車両によれば、操縦者の負担を極力抑えつつ、操縦者の意思を反映した障害物の回避が可能となる。

以下、本発明の複数の実施形態について図を用いて説明する。各実施形態の図における同一符号は同一物または相当物を示す。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態の無人車両を図１から図９を用いて説明する。

本実施形態の無人車両７０の全体の構成、機能などについて図１から図５を参照しながら説明する。図１は本実施形態の無人車両７０における車両本体１の機能構成を示す図、図２は本実施形態の無人車両７０における遠隔操縦システム２の機能構成を示す図、図３は本実施形態の無人車両７０における周囲環境及び車両状態の認識手段並びに車両の制御手段の配置を示す図、図４は本実施形態の無人車両７０における障害物観測装置３４による障害物の位置検出の説明図、図５は本実施形態における節点によって与えられた走行経路の説明図である。

無人車両７０は、図１から図３に示すように、車両本体１と、遠隔操縦システム２とによって構成されている。

車両本体１は、図１に示すように、通信装置１１、外界センサー１２、内界センサー１３、環境情報記録装置１４、車両状態推定装置１５、制御量演算装置１６、車両制御装置１７、前輪操舵モータ１８、後輪駆動モータ１９などにより構成されている。車両本体１の詳細については、後述する。

一方、遠隔操縦システム２は、図２に示すように、通信装置２１、画像表示装置２２、音声出力装置２３、広域環境記録装置２４、操縦者指令入力装置２５などにより構成されている。

通信装置２１は、広域環境記録装置２４に記録された広域環境情報や、操縦者指令入力装置２５や、直接操縦装置２６などにより入力された各種情報を車両本体１に送信すると共に、車速、現在位置、操舵角などの車両本体１に関する車両状態情報や周囲環境情報などを車両本体１から受信する。画像表示装置２２は、通信装置２１を介して受信した車両状態情報や周囲環境情報などを表示する。音声出力装置２３は、通信装置２１を介して受信した車両状態情報や周囲環境情報などを音声出力する。広域環境記録装置２４は広域環境情報を記録した装置である。操縦者指令入力装置２５は、走行経路と速度と車両モードの設定指令、走行停止指令などの各種情報を入力するための装置である。直接操縦装置２６は車両本体の移動を直接操作するための装置である。

これらの通信装置２１、画像表示装置２２、音声出力装置２３、広域環境記録装置２４、操縦者指令入力装置２５は、図３に示すように、ノートパソコンで構成されている。即ち、画像表示装置２２は液晶などのディスプレイ６１を備えて構成され、音声出力装置２３はスピーカ６４を備えて構成され、操縦者指令入力装置２５はキーボード６２、トラックパッド６３を備えて構成されている。なお、ノートパソコンの代わりとなる機器で、これらの装置が構成されていてもよい。また、直接操縦装置２６は、図３に示すように、スティック式操縦装置で構成されている。

無人車両７０は、自律走行モード、遠隔操縦モード、停止モード、及び、自律障害物回避モードの４つの車両モードを備えている。車両本体１は、これらのモード間を遷移しながら運転が制御されることにより、監視活動を行う。なお、自律走行モードでは、予め記憶した走行経路に沿って走行し、遠隔操縦モードでは、直接、操縦装置２６から与えられる操作量に従って車速、操舵角の制御を行う。

自律走行モードでの通信装置１１は、遠隔操縦システム２からの各種指令、操縦量（目標節点や節点間速度など）を受信して車両制御装置１７へ供給すると共に、環境情報記録装置１４に保存された車両周囲環境情報や、車両状態推定装置１５によって把握した車両状態を遠隔操縦システム２へ送信する。

他方、遠隔操縦モードでの通信装置１１は、外界センサー１２で取得した車両周囲環境情報を遠隔操縦システム２へ供給する。それらの情報に基づいて操縦者が直接操縦装置２６を操作することにより、その操作量が通信装置２１、１１を経由して車両制御装置１７へ伝達される。

図３に示すように、外界センサー１２は、テレビカメラ３１、全地球測位システム（以下、ＧＰＳ：global positioning system）受信機３２、路肩観測装置３３、障害物観測装置３４などを備えて構成され、内界センサー１３は、エンコーダー４１、車両姿勢センサー４２、操舵角検出装置４３などを備えて構成されている。

ここで、路肩観測装置３３は車両本体１の前方の路肩の位置を観測する装置であり、障害物観測装置３４は障害物の位置検出を行う装置である。この障害物観測装置３４による障害物の位置検出は、車両前方の一定範囲内に存在する障害物、例えば図４に示す障害物１１１、１１２、１１３までの相対距離Ｒと相対方位θとを検出することで行なわれる。

車両本体１の環境情報記録装置１４は、制御量演算装置１６が車両本体１の制御量を演算する際に必要とされる経路情報を記録している。ここで、経路は、出発点から到着点に至る複数の節点を結ぶ線分の集合として定義する。経路情報は車両本体１が追従する経路に関する情報であり、節点位置、節点属性、節点間の走行速度、道路幅といった車両本体が走行する環境を定義する各種情報によって構成されている。

この経路情報のうちの主要な構成要素である、走行経路、目標車速、道路幅について順に説明する。

走行経路は、図５に示すように、複数の節点を結ぶ直線として与えられている。自律走行モードにおいて、車両本体１は遠隔操縦システム２によって与えられた走行経路に沿って進行する。図５における破線２１２、２２３、２３４は、この走行経路を示しており、一連の節点３０１、３０２、３０３、３０４を結ぶ線分として与えられている。車両本体１は、出発点３０１から移動を開始され、その位置に応じた目標節点に向けて移動し、目標節点切替線３１２、３１３、３１４を通過後に目標節点を次々と切り替えることで目的地点３０４に到達する。このとき、車両本体１の走行軌跡３１５は実線で示したようになる。なお、各節点には、開始点、一時停止点、通過点、終了点といった属性が付与してあり、車両本体１はこれらの指示に従って行動する。

目標車速は、一連の節点３０１、３０２、３０３、３０４を結ぶ線分毎に設定される。自律走行モードにおいて、車両本体１はこの目標車速により走行される。この制御を行うため、一連の節点３０１、３０２、３０３、３０４を結ぶ線分毎の目標車速を指定する指示車速データを経路情報に含ませている。

道路幅は、車両本体１の車両速度及び車両本体１の路肩への接近量を制限する指標として利用される。

車両状態推定装置１５は、外界センサー１２、内界センサー１３を使用して得たデータから、車両本体１の位置、方位、速度、路肩の位置、障害物の位置を推定するように構成されている。

制御量演算装置１６は、路肩の位置情報や障害物の位置情報などに基づいて、障害物を回避するための回避経路を作成し、その回避経路へ追従する走行制御を行う。即ち、制御量演算装置１６は、路肩検出装置３３、障害物観測装置３４で観測して車両状態推定装置１５で推定した路肩と障害物の位置に基づいて、障害物の間または路肩と障害物との間を通過することが可能な複数の回避経路を作成する。ただし、走行経路からの距離が最も離れた障害物と路肩のエッジとの間の距離がある閾値以上離れていて十分な空間がある場合には、その障害物と路肩との間を通る回避経路は、障害物から所定の距離だけ離れた通過点を通る回避経路とする。

また、制御量演算装置１６は、上述した自律走行モードおよび遠隔操縦モードの各モードにおいて、車両本体１を機能させるための車両速度、操舵角を演算し、その結果に応じて各モータドライバを含む車両制御装置１７により前輪操舵モータ１８、後輪駆動モータ１９を制御する。

さらに、制御量演算装置１６は、遠隔操縦システム２からの指令に従って無人車両７０の走行モードを切り替える。また、制御量演算装置１６は、車両状態推定装置１５から与えられた障害物の位置情報と車両本体１の状態情報とに基づいて走行モードを決定し、車両状態推定装置１５に伝えると同時に、通信装置１１を介して走行モードを表す情報を遠隔操縦システム２へ送る。

以上のように、制御量演算装置１６は、車両本体１の制御において中心的な役割を担うものであり、各走行モードに対応した車両本体１の制御を行うと共に、路肩および障害物回避経路の作成、遠隔操縦システム２との間の通信の制御、モード設定等の各種制御を行う。

車両制御装置１７は、制御量演算装置１６から出力された車速命令値および操舵命令値に対応した速度で後輪駆動モータ１８と前輪操舵モータ１９を回転駆動させる。

次に、本実施形態の無人車両７０における一連の動作について、図６から図８を参照しながら説明する。図６は本実施形態の車両本体１の走行経路への初期補正走行の説明図、図７は本実施形態の車両本体１の障害物回避経路の説明図、図８は本実施形態の車両本体１の障害物回避経路の表示に関する説明図である。

まず、車両状態推定装置１５は、外界センサー１２、内界センサー１３を使用して得たデータから、車両本体１の位置、方位、速度、路肩の位置、障害物の位置を推定し、これらの情報を車両本体１に関する車両状態情報や周囲環境情報として、通信装置１１を介して遠隔操縦システム２へ送信する。遠隔操縦システム２は、これらの車両状態情報や周囲環境情報を画像表示装置２２や音声出力装置２３で表示や音声出力する。

操縦者は、これらの情報に基づいて、操縦者指令入力装置２５により走行モードを選択する。選択された走行モードは、車両本体１に送信される。ただし、自律走行モードが選択された場合には、車両本体１には経路情報も送信される。その後、車両本体１は、新たな走行モードを操縦者が選択した場合や、障害物を検出した場合など、制御量演算装置１６が走行モードを停止モードに遷移させるまで、選択された走行モードに応じた動作を行う。

自律走行モードにおいて、障害物が検出されない場合、車両状態推定装置１５は、測定した車両本体１の現在の車速と車両姿勢センサー４２より得た方位から、車両本体１の移動量を演算し、この演算結果に基づいて車両本体１の現在位置を更新する。なお、現在位置についてはＧＰＳによる補正を行っている。

制御量演算装置１６は、車両本体１の現在位置からみた目標節点の方向と車両本体１の方位との間の偏差量Δθに応じて操舵命令値γを演算する。例えば、簡単にγ＝−Ｋ_θΔθとすることもできる。ここで、Ｋ_θは正の定数である。各制御サイクルにおいて操舵命令値γが求められ、車両制御装置１７に伝えられることで操舵制御が行われ、車両本体１は走行経路に沿って移動することとなる。

遠隔操縦システム２から走行モードを遠隔操縦モードに切り替える指令が車両本体１へ送信されると、この指令は、車両本体１の通信手段１１によって受信され、制御量演算装置１７に送られる。この結果、走行モードが遠隔操縦モードに切り替えられる。この遠隔操縦モードにおいては、原則として直接操縦装置２６から送られてくる命令操縦量に従って車速出力値および操舵量出力値が決定される。

自律走行モードまたは遠隔操縦モードにおいて、遠隔操縦システム２から走行停止の指示が与えられた場合、もしくは、道路から外れて走行禁止領域への車両本体１の進入が車両状態推定装置１５によって検出された場合、制御量演算装置１６は走行モードを停止モードに切り替える。この停止モードが設定されると、制御量演算装置１６は車両制御装置１７に伝える車速命令値を強制的に０とする。また、障害物検出手段３４により車両前方の障害物を検出したときも、車両本体１を減速しつつ予め規定した障害物回避開始位置まで走行した上で停止し、停止モードに移行する。停止モードからは、遠隔操縦モードおよび自律走行モードへの遷移が可能である。

遠隔操縦モードから自律走行モードへの切り替えの指示が遠隔操縦システム２から与えられると、制御量演算装置１６は走行モードを自律走行モードへと変更する。ただし、このモード切り替えが行われた時点での車両本体１の位置が走行経路から離れていれば、車両本体１は現在位置から走行経路へ戻る初期補正走行を行う。

本実施形態の初期補正走行では、図６に示すように、車両本体１の位置３２１（ｘｒ，ｙｒ）を起点に、その方位に接する第１の円弧軌道３３１と、走行経路２１２内に定めた進路方向接線と第１の円弧軌道３３１に接する第２の円弧軌道３３２を規定し、第１の円弧軌道３３１と第２の円弧軌道３３２を連続して経由することで走行経路２１２に合流する。

ここで、初期補正走行経路を一意に決定するには、車両本体１の現在位置と方位、走行経路の方向のほかには、第１の円弧軌道３３１と第２の円弧軌道３３２のそれぞれの半径または半径比、走行経路２１２上の合流地点のうち２つを決定すればよい。本実施形態においては、原則として、第１、第２の円弧軌道３３１、３３２の半径をどちらも最大操舵角度で旋回したときの半径としており、これにより２つの円弧軌道３３１、３３２が決定される。ただし、車両本体１と走行経路２１２との間の距離が離れすぎると、２つの円弧軌道３３１、３３２が接することができなくなり、初期補正走行経路が作成できなくなる。この場合は、２つの円弧軌道３３１、３３２が接するようになるまで操舵角度θｒを小さく、すなわち、円弧軌道３３１、３３２の半径３４１、３４２を大きくする。

一方で、自律走行モード中に障害物を検出したため、障害物回避開始位置にて停止モードに移行した車両本体１は、障害物検出手段３４を用いて障害物の位置を再スキャンする。このとき、障害物が検出されなければ、走行経路に沿った自律移動を再開するが、障害物が検出されれば、車両本体１が通過可能な全ての障害物の回避経路を遠隔操縦システムに提示した上で、自律障害物回避モードへ移行指示を操縦者から受け取るまで待つ。

操縦者からの自律障害物回避モードへの移行指示によりモード遷移した車両本体１は、さらに、障害物回避経路の選択と自律回避走行の開始指示を操縦者に要請する。そして、これを受けた操縦者がある経路を選択し回避走行の開始を指示すると、車両本体１は選択された経路に沿った障害物回避走行を開始し、障害物が存在する領域を抜けた後、目標節点に向かう自律走行モードに復帰する。

ここで制御量演算装置１６は、障害物観測装置３４を使用して検出した車両前方所定範囲内の障害物の位置から、障害物を避けて通る経路を求める。本実施形態における障害物回避経路は、初期補正走行と同様に２つの円弧軌道によって構成する。ただし、初期補正走行の場合は、最終的に走行経路に沿うという条件で経路を形成したが、障害物回避走行の場合は、障害物間の特定の領域に定めた回避点に向かって軌跡を作ることを骨子とする。

この障害物回避経路の導出については、図７に示すように行われる。即ち、回避開始位置４１１（ｘｓ，ｙｓ）を起点とし、車両本体１の回避開始方位４１２に接する第１円弧軌道４４１と、この第１円弧軌道４４１と回避終了方位４２２に接し回避終了位置４２１（ｘａ，ｙａ）を終点とする第２円弧軌道４４２とを規定することにより、第１円弧軌道４４１と第２円弧軌道４４２を連続して経由する経路として障害物回避経路が作成される。ここで、障害物回避後の車両本体１の方位４２２は走行経路と平行となるように設定されている。

障害物４０２の回避終了位置４２１（ｘａ，ｙａ）は、節点３０１の位置を原点とし走行経路の方向とｘ軸方向を一致させた座標系をとると、障害物回避開始位置４１１のｘ座標ｘｓに、車両本体１から一番手前にある障害物４０２までのｘ軸方向の距離ｄを加えた値（ｘｓ＋ｄ）をｘａ、障害物４０２、４０１間のｙ軸方向の間隔Ｗが車両本体１が通過可能な大きさである領域の中点のｙ座標をｙａとして求める。

ここで、図８に示すように通過可能な領域が複数あれば、複数の回避終了位置４２１、４２３、４２４が得られることになり、その結果、前述したような２つの円弧軌道で構成された障害物回避経路も複数得られることになる。

自律障害物回避では、複数の回避経路が得られた場合に、それらの中からある特定の経路を車両本体１が選び、それに沿って障害物を回避することが行われる。例えば、障害物間の間隔Ｗが最大となる領域を常に通る回避経路を選択することが考えられる。

ここで、操縦者が車両本体１を目標地点に出来るだけ早く到着させたいと考えた場合、図８のような障害物４０１〜４０４の位置に対しては、走行経路からあまり離れていない回避位置４２３を通る最短回避経路をとりたい。しかしながら、車両本体１が前方に障害物４０１〜４０４を検出し、自律障害物回避モードに入ると、車両本体１が障害物間距離Ｗが最大となる回避経路を常にとることになっている場合には、回避終了位置４２１のように、かなりの遠回りになってしまうこととなる。一方で、自律障害物回避モードでは、安全性を重視するという意味で、車両本体１と障害物との間の距離が小さくなるような最短経路を常に進むようなことは避けたい。

そこで、本実施形態の無人車両７０では、路肩および障害物の間を通過可能な全ての回避経路４２１、４２２、４２４を画像表示装置２２によって操縦者に提示し、操縦者がそれらの中から最適と判断するものを選択できるようにした。これによって、操縦者の負担を極力抑えつつ、操縦者の意思を反映した障害物の回避が可能となる無人車両を提供することができる。

これまで述べてきた障害物回避走行について、自律走行モードでの障害物の検出から、障害物を回避し、再び自律走行モードに復帰するまでの間の処理例をフローチャートにまとめると図９のようになる。図９は本実施形態の無人車両７０の自律走行モードにおける障害物回避の処理例を示すフローチャートである。

まず、自律走行モード中に（ステップ５０１）、障害物を検出すると（ステップ５０２）、車両本体１は障害物までの相対距離ｄが閾値ｄth以下となるまで減速しつつ走行し（ステップ５０３、５０４）、その後、停止モードへと移行する（ステップ５０５）。

次いで、音声出力装置２３によって操縦者に障害物を検出したことを知らせた後（ステップ５０６）、路肩観測装置３３、障害物観測装置３４で検出した路肩および障害物の位置情報から、車両本体１が通過可能な全ての回避経路を画像表示装置２２に表示する（ステップ５０７、５０８）。

ここで、操縦者から遠隔操縦モードへの移行指示があったかを判断し（ステップ５０９）、移行指示があった場合には遠隔操縦モードへ移行し（ステップ５１０）、操縦者によって再び自律走行モードへの移行指示を受けるまで、遠隔操縦による車両本体１の移動が行われる。

一方、ステップ５０９において、操縦者から自律障害物回避モードへの移行指示があった場合には（ステップ５１１）、車両本体１は回避経路の選択を操縦者に要請し、自律障害物回避モード５１６に移行する。即ち、操縦者による回避経路の選択（ステップ５１２）と自律回避走行開始指示（ステップ５１３）があった時点で、選択された回避経路に沿った障害物回避走行を開始する（ステップ５１４）。そして、回避終了位置に達すると、障害物の存在する領域を抜けるまで低速で直進した後、車両本体１は、経路に追従して走行する自律走行モードに復帰する（ステップ５１５）。

本実施形態によれば、安全性や目的地への到着時刻といった障害物回避経路を作成するにあたって重視すべき事項のうち、最も優先すべきものが刻々と変化する場合に、操縦者による回避経路の選択手段を提供することで、自律障害物回避において、状況に応じた車両本体の柔軟な運用が可能となる。

さらに、遠隔操縦モードから自律移動モードへの切り替えや障害物回避の際に、２つの円弧軌道を経由して走行することで、操舵角度を一定とすることができるので、走行経路に追従するための制御及び走行軌道の予測が容易となる。これにより、遠隔操縦によって走行経路から離れた位置に移動した車両本体１が、本来の走行経路へスムーズに復帰することが可能となる。また、正しい走行経路を操縦者に提示することも容易となり、操縦者は掲示された経路を信頼し、それらの走行経路の中から最良な経路を選択することが可能となる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態の無人車両について図１０を用いて説明する。図１０は本発明の第２実施形態の車両本体１の障害物回避経路の表示に関する説明図である。この第２実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第２実施形態では、第１実施形態における自律障害物回避の表示のように全ての回避経路を遠隔操縦システム２に提示するのではなく、いくつかの評価基準に基づいて回避経路を選抜して遠隔操縦システム２に提示するようにしたものである。このように、回避経路の数を減らすことで、操縦者が回避経路を選択する際の負担を緩和することができる。なお、操縦者に回避経路を提示する際には、図１０のように、その経路が選択された理由などの付随情報４３１を同時に表示することが好ましい。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態の無人車両について説明する。この第３実施形態は、次に述べる点で第１実施形態と相違するものであり、その他の点については第１実施形態と基本的には同一であるので、重複する説明を省略する。

この第３実施形態では、第１実施形態の図９のステップ５０５の停止モードに移行した後、しばらく待っても（所定時間が経過しても）操縦者からの指示がなければ、予め設定した障害物回避経路の評価基準に基づいて、最適な経路を自動的に選択し、図９のステップＳ５１４に移行する。これにより操縦者の負担を緩和することができる。

本発明の第１実施形態の無人車両における車両本体の機能構成を示す図である。 第１実施形態の無人車両における遠隔操縦システムの機能構成を示す図である。 第１実施形態の無人車両における周囲環境及び車両状態の認識手段並びに車両の制御手段の配置を示す図である。 第１実施形態の無人車両における障害物観測装置による障害物の位置検出の説明図である。 第１実施形態における節点によって与えられた走行経路の説明図である。 第１実施形態の車両本体の走行経路への初期補正走行の説明図である。 第１実施形態の車両本体の障害物回避経路の説明図である。 第１実施形態の車両本体の障害物回避経路の表示に関する説明図である。 第１実施形態の無人車両の自律走行モードにおける障害物回避の処理例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の車両本体の障害物回避経路の表示に関する説明図である。

符号の説明

１…車両本体、２…遠隔操縦システム、１１…通信装置（車両本体）、１２…外界センサー、１３…内界センサー、１４…環境情報記録装置、１５…車両状態推定装置、１６…制御量演算装置、１７…車両制御装置、１８…前輪操舵モータ、１９…後輪駆動モータ、２１…通信装置（遠隔操縦システム）、２２…画像表示装置、２３…音声出力装置、２４…広域環境記録装置、２５…操縦者指令入力装置、２６…直接操縦装置、３１…テレビカメラ、３２…ＧＰＳ受信機、３３…路肩観測装置、３４…障害物観測装置、４１…エンコーダー、４２…車両姿勢センサー、４３…操舵角検出装置、５１…前輪操舵モータ、５２…後輪駆動モータ、６１…ディスプレイ、６２…キーボード、６３…トラックパッド、６４…スピーカ。

Claims (7)

1. 車両本体と遠隔操縦システムとを備え、
   予め与えられた節点を結んだ走行経路に従って自律走行する手段と、操舵角及び車速を遠隔操作する手段とを併せ持ち、自律走行モードと遠隔操縦モードとを切替可能な無人車両において、
   前記走行経路上の障害物を検出する手段と、
   前記検出された障害物を含む車両周囲環境情報を前記遠隔操縦システムに提示する手段と、
   前記提示された障害物を含む車両周囲環境情報を前記遠隔操縦システムで画像として表示する手段と、
   前記検出された障害物を回避する複数の回避経路を生成する手段と、
   前記複数の回避経路と前記車両本体の状態とを前記遠隔操縦システムに提示する手段と、
   これらの回避経路の何れか一つを当該遠隔操縦システムで選択する手段と、
   前記自律走行モードで前記走行経路上に障害物を検出した場合に、前記車両本体を停止し、前記複数の回避経路を前記遠隔操縦システムに提示して当該複数の回避経路の何れか一つを選択して前記自律走行モードで前記障害物を回避するか或いは遠隔操縦モードに切り替えて操縦者の操作により走行を実行するかを選択する手段とを備えている
   ことを特徴とする無人車両。
2. 請求項１において、遠隔操縦モードに切り替えて操縦者の操作により回避を実行した後に自律走行モードに戻すとき、前記車両本体の位置が走行経路から離れていた場合には、当該車両本体の現在停止位置と走行経路上の１点を結び、現在停止位置での方位と走行経路に接する初期補正走行経路を生成する手段を備えていることを特徴とする移動車両。
3. 請求項２において、前記車両本体の現在停止位置を起点にその方位に接する第１の円弧軌道と、走行経路内に定めた進路方向接線と前記第１の円弧軌道に接する第２の円弧軌道を規定し、前記第１の円弧軌道と前記第２の円弧軌道とを連続して経由することで走行経路に合流させる手段を備えていることを特徴とする無人車両。
4. 請求項１において、自律走行モード中に、走行経路上に検出した複数の障害物の間に通過可能な領域を検出し停止した場合には、通過可能な障害物の間の領域に通過目標位置と通過方向を定め、前記車両本体の現在停止位置と通過目標位置とを結び現在停止位置での方位と通過方向に接する障害物回避走行経路を生成する手段を備えていることを特徴とする無人車両。
5. 請求項４において、前記車両本体の現在停止位置を起点にその方位に接する第１の円弧軌道と、通過目標位置を終点として通過目標位置での車両の方位と第１の円弧軌道に接する第２の円弧軌道を規定し、第１の円弧軌道と第２の円弧軌道とを連続して経由することで障害物を回避させる手段を備えていることを特徴とする無人車両。
6. 請求項１において、走行経路上に障害物を検出して停止した後、所定時間内に操縦者による回避経路の選択指示または遠隔操縦モードへの移行指示が出されない場合、予め設定された障害物回避経路の評価基準に基づいて最適な回避経路を自動選択して障害物回避走行を開始する手段を備えていることを特徴とする無人車両。
7. 請求項１において、複数の障害物回避経路を前記遠隔操縦システムへ提示する際に、それらの回避経路を候補として選んだ理由やその付随情報も当該遠隔操縦システムに掲示する手段を備えていることを特徴とする無人車両。

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