JP5187758B2 - 無人移動体システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば無人車両等の無人移動体と、この無人移動体を遠隔操作するための遠隔操作装置とを有する無人移動体システムに関する。

従来、この種の従来技術として、「ユーザにロボットを遠隔操縦させることができる方法」とした名称で、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に記載された方法は、ロボットの周辺の領域を表す画像情報を供給する段階と、前記画像情報を用いて、前記ロボットの周辺の領域を表すユーザ知覚画像を供給する段階と、ユーザに画像においてロボットが移動すべき方へ一つ以上の目標を指定させることができる段階と、ロボットを前記目標に向けて移動させることができる段階とを具備したことを内容としたものである。
特表２００３−５３２２１８号公報

上記の構成により、ロボットを直感的に遠隔操作しようとしたものではあるが、画像においてロボットが移動すべき方へ目標を指定させることができる前記段階は、ポイント‐アンド‐クリック選択によるものである。

従って、例えば室内を移動する小型，低速のロボットであれば、数メートル先の方向を指示することによる移動は可能ではあるが、屋外を３０ｋｍ／ｈほどの高速度で移動する無人車両の場合、特に市街地のような場所において右左折を指示する場合では、特許文献１に記載のものでは走行の適切な指示を行うことが困難である。

そこで本発明は、高い移動速度であっても、無人移動体の移動を容易確実に指示できる無人移動体システムの提供を目的としている。

上記目的を達成するための本発明に係る無人移動体システムは、移動領域内の測距データを取得するための測距部、及び移動のための駆動機構を搭載した無人移動体と、その測距部によって取得した測距データに基づく画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づいて、無人移動体を遠隔操作する遠隔操作装置とを有する無人移動体システムにおいて、無人移動体を旋回させようとする旋回位置と、この旋回位置における移動方向に対応付けた単一の操作用アイコンを、表示部の画像の指示位置に重畳設定することによる移動指示を行う移動指示手段を遠隔操作装置に設けたこと、単一の操作用アイコンによって指示した旋回位置と、この旋回位置における移動方向に基づき、自律移動のための移動経路を計画する経路計画手段と、上記計画した移動経路におけるカーブの曲率の大小に応じた無人移動体の移動速度を計画する速度計画手段と、計画した移動経路と移動速度に従って、駆動機構によって無人移動体を移動させる自律移動手段とを無人移動体に設けたことを特徴としている。

本発明によれば、高い移動速度であっても、無人移動体の移動を容易確実に指示することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る無人移動体システムの全体構成を示す説明図、図２は、無人移動体の構成を概略的に示す説明図である。また、図３は、無人移動体に設けた制御回路のブロック図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る無人移動体システムＡは、無人移動体の一例である無人車両Ｂと、遠隔操作装置Ｃとを有して構成されている。
無人車両Ｂは、一般の乗用車両のハンドル／アクセル／ブレーキを、下記の移動体制御用，自律移動用コンピュータ１０，３０によって操作できるように、各種のアクチュエータを付加した構成のものであり、その詳細は次のとおりである。

すなわち、無人車両Ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなる移動体制御用コンピュータ１０と、同じく自律移動用コンピュータ３０とによって制御されるようになっている（図２，３参照）。
なお、以下には、移動体制御用コンピュータ１０を、本実施形態に対応して車両制御用コンピュータ１０という。
車両制御用コンピュータ１０と、自律移動用コンピュータ３０とは、イーサネット（登録商標）１１を介して互いに接続されている。

自律移動用コンピュータ３０は、ＣＰＵ（CentralProcessingUnit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなるものであり、これの入力ポートには、移動領域内の測距データを取得するための測距部３３が接続されている。
測距部３３は、自律移動用カメラ１４，３１、レーザー光センサ（以下、「ＬＲＦ」という。）３２、及び指向駆動部３４を有して構成されている（図３参照）。

ＬＲＦ３２は、レーザ光の投光から受光までの時間を計測するタイムオブフライト方式による測距を行うものであり、本実施形態において示すものは、１つのレーザ光源を用い、光軸を光学的又は機械的に掃引することにより、物体の３次元的な形状を取得するスキャンタイプのものである。

指向駆動部３４は、ＬＲＦ３２を水平面（路面と略平行）において所要の角度範囲で回動させるものであり、後述する接近距離判定手段１０ｇと、測距部指向手段１０ｈの機能を発揮する車両制御用コンピュータ１０によって回動制御されるようになっている。

自律移動用カメラ１４，３１は、自律移動（以下、「自律走行」という。）を行うときに必要な画像データを取得するためのものであり、走行方向に向け、かつ、車幅方向において左右対称に配列されている。
なお、自律移動用カメラ１４，３１についても、指向駆動部３４と同様のものによリ水平面において所要の角度範囲で回動させるようにしてもよい。

車両制御用コンピュータ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェース回路及びメモリ（いずれも図示しない）等からなるものである。
この車両制御用コンピュータ１０の入力ポートには、イーサネット（登録商標）１２を介して無線ＬＡＮ１３が、また、ＧＰＳ（Global Positioning System）１５、バーチカルジャイロ１６、車速パルス１７、及びオドメトリ１８がそれぞれシリアル回線を介して接続されている。なお、符号２０は、無線ＬＡＮ１３に接続されているアンテナを示している。

また、出力ポートには、モータドライバ２１を介して、ステアリング用アクチュエータ２２、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３がそれぞれ接続されている。
なお、図１に示す９…は走行輪であり、これらの走行輪９…とともに、モータドライバ２１、ステアリング用アクチュエータ２２、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３により駆動機構Ｄを構成している。

バーチカルジャイロ１６は、無人車両Ｂの鉛直面内における傾斜姿勢、従ってまた、後述する自律移動用カメラ１４，３１やＬＲＦ３２の光軸姿勢（向き）情報を取得するものである。
オドメトリ１８は、無人車両Ｂの走行輪９…の各回転量に基づいて、自己の位置情報を取得するためのセンサである。
ＧＰＳ１５は、無人車両Ｂの位置情報を取得するためのものである。
車速パルス１７は、無人車両Ｂの移動速度をパルス情報として出力するものであり、例えばホール素子等である。
本実施形態においては、車速パルス１７が、無人車両Ｂの移動速度を測定するための速度測定器である。

車両制御用コンピュータ１０は、イーサネット（登録商標）１１，無線ＬＡＮ１３及びアンテナ２０を通じて、ＧＰＳ１５、バーチカルジャイロ１６で取得した各種の情報を、後述する遠隔操作装置Ｃに向けて送信する機能の他、その遠隔操作装置Ｃから送信される各種の操作情報に基づき、ステアリング用アクチュエータ２２、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３をモータドライバ２１を介して駆動制御する機能を有している。
すなわち、遠隔操作装置Ｃから送信される旋回位置、移動方向に基づき計画された走行経路（移動経路）、走行速度（移動速度）に従って、ステアリング用アクチュエータ２２及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３を駆動する機能を有している。

車両制御用コンピュータ１０は、図示しないメモリに記憶されている所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。図４は、車両制御用コンピュータが有する機能を示すブロック図、図５は、二つの自律移動用カメラにより画像データを取得する原理を示す説明図である。

（１）表示部４０に表示されている操作用アイコンの画面座標点と移動方向を、世界座標系の座標点と移動方向に変換する機能。この機能を「座標変換手段１０ａ」という。
すなわち、表示部４０における２次元画像をローカル座標系の三次元画像を経て、実空間におけるワールド座標系（世界座標系）への変換を行っている。
表示部４０に表示されている操作用アイコンの一例としては、後述する図８に符号４２ａとして示している。

（２）測距部３３により取得した測距データに基づいて、移動領域内における移動可能エリア４１ｂ（後述する図８に示す）を抽出する機能。この機能を「エリア抽出手段１０ｂ」という。
本実施形態においては、ＬＲＦ３２により取得したレーザー光データと、自律移動用カメラ１４，３１により取得した画像データの双方に基づき、移動領域内における移動可能エリアを抽出している。
なお、自律移動用カメラ１４，３１により取得した画像データのみに基づき、また、ＬＲＦ３２により取得したレーザー光データのみに基づいて移動領域内における移動可能エリアを抽出するようにしてもよい。

（３）測距部３３により取得した測距データに基づき、移動可能エリア４１ｂ（図８参照）内の自律移動の妨げとなる障害物を検出する機能。この機能を「障害物検出手段１０ｃ」という。
本実施形態においては、自律移動用カメラ１４，３１で取得した画像データと、ＬＲＦ３２で取得したレーザー光データとに基づき、移動可能エリアＧ内の自律移動の妨げとなる障害物を検出している。

自律移動用カメラ１４，３１による測距データの取得は、次のとおりである。
すなわち、図５に示すように、自律移動用カメラ１４，３１における左画像座標系［ｘｌ，ｙｌ］、右画像座標系［ｘｒ，ｙｒ］、世界座標系［Ｘ，Ｙ，Ｚ］、基線ｂ、焦点距離ｆとしたとき、
世界座標系における障害物Ｐの座標Ｘ，Ｙ，Ｚは、次式により求めることができる。
Ｘ＝ｂ（ｘｌ＋ｘｒ）／２ｄ
Ｙ＝ｂ（ｙｌ＋ｙｒ）／２ｄ
Ｚ＝ｂ・ｆ／ｄ
なお、ただしｄは視差であり、ｄ＝ｘｌ−ｘｒ。

また、右画像において撮像点ｐｒと左画像において撮像点ｐｌの対応をとる方法は、画像を小領域に分割し、その領域に対して他方の画像全面に対応のとれる位置を走査するパタンマッチング法がある。

すなわち、ＬＲＦ３２は、レーザ光の到達範囲が計測エリアとなるために、数十メートルと比較的近い領域の測距データを取得するときに用い、画像データは精度においてレーザ光データに劣るものの、遠距離の計測エリアの画像データを取得するときに用いている。

本実施形態においては、ＬＲＦ３２と自律移動用カメラ１４，３１により、移動可能エリア内の自律移動の妨げとなる障害物を検出しているが、ＬＲＦ３２のレーザースキャンの高さ方向のプロファイルデータに基づいて、一定の高さ以上（超える）領域を障害物と認識させるようにしてもよい。

この場合、取得した測距データ中に離散した測距データがあるか否かを判定する離散測距データ判定手段と、離散した測距データがあると判定したときには、その離散した測距データを除去する離散データ除去手段とを設けるとよい。なお、離散データ除去手段を、離散した測距データをノイズとしてフィルタリングするフィルタリング手段と言い換えることができる。
また、１スキャンラインデータのみでなく、走行方向への複数のスキャンラインデータから奥行き方向の三次元画像を求め、パターンマッチングにより障害物の認識をさせるようにしてもよい。

（４）世界座標系の座標点と移動方向に基づき、抽出した移動可能エリア４１ｂ内における自律移動のための移動経路を計画する機能。この機能を「経路計画手段１０ｄ」という。
「移動経路」は、移動可能エリア４１ｂ内における無人車両Ｂの移動ルートであり、本実施形態においてはポテンシャル法を用いて、クロソイド曲線やスプライン曲線にあてはめて算出している。
また、上記した障害物検出手段１０ｃによって、移動可能エリア４１ｂ内の自律移動の妨げとなる障害物を検出したときには、その障害物を回避するための移動計画、従ってまた、移動経路を作成する。

（５）移動経路に応じた無人移動体Ｂの移動速度を計画する機能。この機能を「速度計画手段１０ｅ」という。
「移動経路に応じた無人移動体Ｂの移動速度」は、例えば移動経路のカーブの曲率の大小に応じて安全に走行できる速度という意味であり、小さなカーブでは大きなカーブよりも走行速度を低下させるようにしている。

（６）計画した移動経路と移動速度に従って、駆動機構Ｄによって無人移動体Ｂを移動させる機能。この機能を「自律移動手段１０ｆ」という。
（７）無人車両Ｂが、旋回位置に所要の距離だけ接近したか否かを判定する機能。この機能を「接近距離判定手段１０ｇ」という。
「所要の距離」は、走行経路上であって旋回位置から遠方にある到達点近傍の測距データを取得しやすくする程度に設定すればよい。

（８）接近距離判定手段１０ｇにより、旋回位置に所定の距離だけ接近したと判定したときには、指向駆動部３４を介して測距部３３を上記の移動方向に指向駆動する機能。この機能を「測距部指向手段１０ｈ」という。
本実施形態においては、ＬＲＦ３２を指向駆動している。

次に、遠隔操作装置について、図６〜９を参照して説明する。図６は、遠隔操作装置の構成を示す説明図、図７は、遠隔操作装置に設けた制御回路のブロック図、図８は、表示部に表示される画像と操作用アイコンの表示例を示す説明図である。
本実施形態において示す遠隔操作装置Ｃは、表示部４０、入力装置５０、及び制御装置６０を有して構成されており、操作者Ｑが装着して使用できる形態になっている。

表示部４０は、ディスプレイ４１、ディスプレイコントローラや制御装置６０との間における画像データの送受を行う送受信部（いずれも図示しない）を筐体４２に配設したものであり、操作者Ｑの頭部に装着するためのベルト４３に取り付けたものである。
ディスプレイ４１には、上記した撮像部である自律移動用カメラ１４，３１によって取得した、図８に示すような画像等が表示されるようになっている。

入力装置５０は、ジョイスティック５１、走行速度指示レバー５２、制御装置６０との間における操作情報等の送受を行う送受信部（図示しない）を筐体５３に配設したものである。
ジョイスティック５１は、無人車両Ｂを旋回させようとする旋回位置と、この旋回位置における移動方向を入力指示するための操作用アイコン４２ａ〜４２ｌをディスプレイ４１上で操作するためのものである。

走行速度指示レバー５２は、無人車両Ｂの現在位置から旋回位置に至るまでの走行速度を入力する移動速度指示部である。
例えば、旋回位置が現在位置から比較的遠方にあるときに入力指示することにより、周囲の環境を確認しながらの低速走行であるとか、できるだけ早く旋回位置に向かおうとするときの高速走行を指示できるようにしている。
なお、走行速度指示レバー５２は必要に応じて設ければよいものであり、また、ディスプレイ４１上に表示させた速度をタッチスライドする等の形態にすることができる。

制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなる装置本体６５と、これの入出力ポートに、無線ＬＡＮ６１、ディスプレイ６２、キーボード６３とを一体的に構成したものである。なお、符号６４で示すものは、アンテナである。

装置本体６５は、所要のプログラムの実行により次の各機能を発揮する。
（９）無人車両Ｂから送信される画像をディスプレイ４１に表示する機能。この機能を「画像表示手段６５ａ」という。
「無人車両Ｂから送信される画像」には、走行に伴って刻々と変化する移動領域の画像とともに、その刻々と変化する画像に対応重畳して操作用アイコンも含まれる。
このとき、ディスプレイ４１に表示される操作用アイコンは、無人車両Ｂがその操作用アイコンに向けて走行接近するのに従って、換言すると、距離に従って次第に大きく表示される。これにより、操作者Ｑに遠近感を得えて、臨場感を高めることができる。

（１０）無人移動体Ｂを旋回させようとする旋回位置と、この旋回位置における移動方向に対応付けた操作用アイコンを、ディスプレイ４１の画像の指示位置に重畳設定することによる移動指示を行う機能。この機能を「移動指示手段６５ｂ」という。

図８は、ディスプレイ４１に表示される画像の一例を示す説明図である。
ディスプレイ４１には、撮像部である自律移動用カメラ１４，３１で取得した市街地等（移動領域）の画像４１ａと、上記した操作用アイコン４２ａ〜４２ｌ等が表示されるようになっている。なお、４１ｂは、移動領域内における走行可能エリアである。

操作用アイコン４２ａ〜４２ｌは、全方位を１２分割するとともに、各方位に対応する移動方向を矢印で表したものである。
例えば操作用アイコン４２ａは、旋回位置で左方向という移動指示内容が対応している。
すなわち、図８においては、旋回位置が走行方向における最初の交差点であり、また、旋回位置における移動方向が「左方向」である。

（１１）ディスプレイ４１に表示されている画像４１ａに、上記した経路計画手段１０ｄにより計画した走行経路（移動経路）４４を重畳表示する機能。この機能を「重畳表示手段６５ｃ」という。

（１２）無人車両Ｂと遠隔操作装置Ｃとの間における通信遅延時間を算出する機能。この機能を「遅延時間算出手段６５ｄ」という。
本実施形態においては、無人車両Ｂと遠隔操作装置Ｃの間において、ｐｉｎｇの要領でデータの往復時間を推定している。
また、無人車両Ｂと遠隔操作装置Ｃ双方にＧＰＳを搭載しておき、そのＧＰＳを用いて双方のコンピュータによって精度の高い時刻同期を行い、受信したデータのタイムスタンプに基づいて遅延時間を推定するようにしてもよい。

（１３）算出した通信遅延時間と無人車両Ｂの移動速度に基づいて、旋回位置における移動方向への移動の可否を判定する機能。この機能を「移動可否判定手段６５ｅ」という。
以下に、さらに具体的に説明する。図９は、無人車両の可能旋回半径を示す説明図である。
図９に示すように、無人車両Ｂは、これの重心位置等の拘束条件等によって、走行速度に応じた可能旋回半径が定まる。
Ｙｄ：通信遅延による実際の無人車両の位置の距離差
Ｒｖ１：移動速度ｖ１での安全な旋回半径
Ｒｖ２：移動速度ｖ２での安全な旋回半径
Ｒｖ３：移動速度ｖ３での安全な旋回半径
Ｒｖ４：移動速度ｖ４での安全な旋回半径
上記の旋回半径を判定基準として、旋回位置における移動方向への移動の可否を判定している。

（１４）この移動可否判定手段６５ｅにより、当該移動方向への移動ができないと判定したときには、操作用アイコンの操作を無効化する機能。この機能を「操作無効化手段６５ｆ」という。
具体的には、上記した操作用アイコン４２ａの操作に基づく無人車両Ｂの走行指示ができないようにするとともに、その旨のメッセージをディスプレイ４１に表示しているが、その他、操作できない操作用アイコンをディスプレイ４１に選択できないように表示すること等が考えられる。

（１５）移動可否判定手段６５ｅにより、当該移動方向への移動ができないと判定したときには、旋回位置における移動方向への移動ができるように移動速度（走行速度）を低下させる機能。この機能を「移動速度低減手段６５ｇ」という。
（１６）遅延時間算出手段６５ｄにより算出した遅延時間に基づいて、操作用アイコンの表示位置を補正する機能。これを「表示位置補正手段６５ｈ」という。

次に、図１０〜１３を参照して、制御フローチャートについて説明する。図１０は、車両制御装置の制御フローチャート、図１１は、遠隔操作装置による遠隔操作のフローチャート、図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、無人車両の走行に伴って変化する表示部に表示される画像の一例を示す説明図、図１３は、無人車両の旋回位置における旋回状態を示す説明図である。

＜車両制御装置の制御フローチャート＞
ステップ１（図中、「Ｓ１」と略記する。以下、同様。）：各部の初期化処理を行ってステップ２に進む。

ステップ２：遠隔操作装置Ｃから送信された操作者Ｑにより指示された旋回位置及び移動方向を受信して、ステップ３に進む。
このとき、無人車両Ｂが旋回位置に至るまでの走行速度を指示している場合には、その走行速度も合わせて受信される。
ステップ３：終了コマンドを受信したか否かを判定し、終了コマンドを受信すればステップ１７に進み、そうでなければステップ４に進む。

ステップ４：受信した旋回位置及び移動方向を、世界座標系の座標点、移動方向に座標変換してステップ５に進む。
ステップ５：自律移動用カメラ１４，３１とＬＲＦ３２によって移動領域を認識し、移動可能エリアを抽出してステップ６に進む。
ステップ６：レーザー光データと画像データとが入力されることにより、障害物認識処理を行い、また、障害物の認識結果に基づいて環境マップ（地図）を作成する。
そして、走行経路（移動経路）を計画するが、移動可能エリア内に障害物が存在する場合には、その障害物を回避するルートを含む移動経路を計画する。

ステップ７：計画した走行経路に応じて、無人車両Ｂの動特性と安全性を考慮した走行速度を計画する。このとき、旋回位置に至るまでの走行速度を指示されているときには、その走行速度を上限としている。

ステップ８：図１２（Ａ）に示すように、ディスプレイ４１の画像上に走行経路４４を例えばラインで表示するとともに、旋回位置に操作用アイコン４２ａを重畳表示して、ステップ９に進む。

ステップ９：計画した走行経路と走行速度により、モータドライバ２１を介して、ステアリング用アクチュエータ２２、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３等を駆動する。
ステップ１０：無人車両Ｂが走行することによって、その無人車両Ｂは図１２（Ｂ）に示すように旋回位置に接近する。
無人車両Ｂの走行とともに、旋回位置に所定の距離だけ接近したか否かを判定し、ここで当該距離だけ接近していればステップ１１に進み、そうでなければステップ１２に進む。

ステップ１１：図１２（Ｃ），図１３に示すように、操作用アイコン４２ａに対応する移動方向に応じて、その移動方向に向けてレーザー光センサ３２を指向させて、ステップ１２に進む。なお、図１３において符号３２ａで示すものは、レーザー光センサ３２の走査エリアである。
ステップ１２：旋回位置に到達したか否かを判定し、その旋回位置に到達していると判定すればステップ１３に進み、到達していなければステップ１６に進む。

ステップ１３：次の旋回位置，走行方向、また、それらと走行速度を受信しているか否かを判定し、受信していると判定されればステップ１５に進み、また、受信していないと判定されればステップ１４に進む。

ステップ１４：走行経路４４上で走行速度を低下して、ステップ１６に進む。また、次の旋回位置、走行方向、また、それらと走行速度の受信がなければ停止する。

ステップ１５：受信した次の旋回位置、走行方向、また、それらと走行速度に基づいて、走行経路と走行速度とを計画し、この計画した走行経路と走行速度を、現に計画している走行経路と走行速度に連続させた走行経路と走行速度を計画する。

ステップ１６：走行速度等の車両関連情報、走行可能エリア、計画した走行経路、及び操作用アイコン４２ａを重畳表示した画像を、遠隔操作装置Ｃに向けて送信する。
ステップ１７：終了処理を行う。

＜遠隔操作のフローチャート＞
ステップ１ａ（図中、「Ｓａ１」と略記する。以下、同様。）：各部の初期化処理を行ってステップ２ａに進む。
ステップ２ａ：遠隔操作装置Ｃから送信された操作者Ｑにより指示された走行速度，移動方向等を含む操作情報及びコマンドを受信して、ステップ３ａに進む。

ステップ３ａ：終了コマンドを受信したか否かを判定し、終了コマンドを受信すればステップ１１ａに進み、そうでなければステップ４ａに進む。
ステップ４ａ：無人車両Ｂから送信された上記車両情報を受信して、ステップ５ａに進む。

ステップ５ａ：自律移動用カメラ１４，３１で取得した画像に、受信した移動速度に応じた遠近位置、及び移動方向位置に操作用アイコンを重畳表示する。
ステップ６ａ：通信遅延時間を算出して、ステップ７ａに進む。

ステップ７ａ：操作者Ｑが指示する操作用アイコンの表示位置を、算出した通信遅延時間に基づき、補正して表示する。
ステップ８ａ：通信遅延時間、現在の走行速度から、指示した旋回位置において、移動方向に急ブレーキ、急なハンドル操作をすることなく旋回できるかどうかを算出する。
ステップ９ａ：安全に旋回することができるか否かを判定し、安全に旋回できないと判定されればステップ２ａに戻り、安全に旋回できると判定されればステップ１０ａに進む。
ステップ１０ａ：旋回位置、移動方向及び移動速度を、無人車両Ｂに向けて送信してステップ２ａに戻る。
ステップ１１ａ：終了処理を行う。

上述した実施形態に係る無人移動体システムによれば、次の効果を得ることができる。
・無人移動体を旋回させようとする旋回位置と、この旋回位置における移動方向に対応付けた操作用アイコンを、表示部の画像の指示位置に重畳設定し、その旋回位置と、この旋回位置における移動方向に基づき、自律移動のための移動経路とともに、移動経路に応じた無人移動体の移動速度を計画し、この計画した移動経路と移動速度に従って、駆動機構を介して無人移動体を移動させているので、高い移動速度であっても、無人移動体の移動を容易確実に指示することができる。
・旋回位置と、この旋回位置における移動方向に対応付けた操作用アイコンを表示部の画像の指示位置に重畳設定するだけでよいので、操作を直感的に行うことができる。
すなわち、市街地のような遮蔽が多く、必ずしも道なりにならない交差点等であっても、円滑な右左折を行うことができる。
交差点等を操作用アイコンによって指し示すだけで、その交差点等まで走行指示を与えることなく自律走行を行えるので、いわば手離し運転をすることができる。

・検出された障害物に対応する障害物データに基づいて、その障害物を回避する移動経路を計画することにより、障害物が存在する場合にも自律走行を円滑に行うことができる。
・算出した遅延時間に基づいて、操作用アイコンの表示位置を補正することにより、操作をより正確に行うことができる。

・移動方向への移動ができないと判定したときには、操作用アイコンの操作を無効化しているので、無人車両を安全に走行させることができる。
・表示部に表示されている画像に、経路計画手段により計画した移動経路を重畳表示させることにより、無人車両Ｂがどのように走行して行くのかを確認することができる。

・旋回位置に所定の距離だけ接近したと判定したときには、指向駆動部を介して測距部を上記の移動方向に指向駆動することにより、走行経路上であって旋回位置から遠方にある到達点近傍の測距データを取得しやすくすることができる。
すなわち、自律走行のための環境認識、遠隔操作とも効率よく行うことができ、また、交差点等の見通せないような場所であっても、走行速度を極端に低下させなくてもよい。

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・本実施形態においては、無人移動体として無人車両を例として説明したが、無人偵察機等に準用することができる。

本発明の一実施形態に係る無人移動体システムの全体構成を示す説明図である。 同上の無人移動体の構成を概略的に示す説明図である。 無人移動体に設けた制御回路のブロック図である。 無人移動体に設けた車両制御用コンピュータが有する機能を示すブロック図である。 無人移動体に設けた二つの自律移動用カメラにより画像データを取得する原理を示す説明図である。 遠隔操作装置の構成を示す説明図である。 遠隔操作装置に設けた制御回路のブロック図である。 ディスプレイに表示される画像と操作用アイコンの表示例を示す説明図である。 無人車両の可能旋回半径を示す説明図である。 車両制御装置の制御フローチャートである。 遠隔操作装置による遠隔操作のフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｃ）は、無人車両の走行に伴って変化する表示部に表示される画像の一例を示す説明図である。 無人車両の旋回位置における旋回状態を示す説明図である。

符号の説明

１０ａ 座標変換手段
１０ｂ エリア抽出手段
１０ｃ 障害物検出手段
１０ｄ 経路計画手段
１０ｅ 速度計画手段
１０ｆ 自律移動手段
１０ｈ 測距部指向手段
１０ｊ 接近距離判定手段
３３ 測距部
３４ 指向駆動部
４１ 表示部（ディスプレイ）
４１ｂ 移動可能エリア（走行可能エリア）
４２ａ〜４２ｌ 操作用アイコン
４４ 移動経路
６５ｂ 移動指示手段
６５ｃ 重畳表示手段
６５ｄ 遅延時間算出手段
６５ｅ 移動可否判定手段
６５ｆ 操作無効化手段
６５ｇ 表示位置補正手段
Ａ 無人移動体システム
Ｂ 無人移動体（無人車両）
Ｃ 遠隔操作装置
Ｄ 駆動機構

Claims (8)

1. 移動領域内の測距データを取得するための測距部、及び移動のための駆動機構を搭載した無人移動体と、その測距部によって取得した測距データに基づく画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づいて、無人移動体を遠隔操作する遠隔操作装置とを有する無人移動体システムにおいて、
   無人移動体を旋回させようとする旋回位置と、この旋回位置における移動方向に対応付けた単一の操作用アイコンを、表示部の画像の指示位置に重畳設定することによる移動指示を行う移動指示手段を遠隔操作装置に設けたこと、
   単一の操作用アイコンによって指示した旋回位置と、この旋回位置における移動方向に基づき、自律移動のための移動経路を計画する経路計画手段と、
   上記計画した移動経路におけるカーブの曲率の大小に応じた無人移動体の移動速度を計画する速度計画手段と、
   計画した移動経路と移動速度に従って、駆動機構によって無人移動体を移動させる自律移動手段とを無人移動体に設けたことを特徴とする無人移動体システム。
2. 無人移動体には、表示部に表示されている操作用アイコンの画面座標点と移動方向を、世界座標系の座標点と移動方向に変換する座標変換手段が設けられており、
   経路計画手段は、世界座標系の座標点と移動方向に基づき、自律移動のための移動経路を計画することを特徴とする請求項１に記載の無人移動体システム。
3. 測距部により取得した測距データに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出するエリア抽出手段が設けられており、
   経路計画手段は、世界座標系の座標点と移動方向に基づき、抽出した移動可能エリア内における自律移動のための移動経路を計画することを特徴とする請求項２に記載の無人移動体システム。
4. 測距部により取得した測距データに基づき、移動可能エリア内の自律移動の妨げとなる障害物を検出する障害物検出手段を設けており、
   経路計画手段は、検出された障害物に対応する障害物データに基づいて、その障害物を回避する移動経路を計画することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無人移動体システム。
5. 無人移動体と遠隔操作装置との間における通信遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、
   算出した遅延時間に基づいて、操作用アイコンの表示位置を補正する表示位置補正手段とを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無人移動体システム。
6. 算出した通信遅延時間と無人移動体の移動速度に基づいて、旋回位置における移動方向への移動の可否を判定する移動可否判定手段と、
   移動可否判定手段により、当該移動方向への移動ができないと判定したときには、操作用アイコンの操作を無効化する操作無効化手段とを有することを特徴とする請求項５に記載の無人移動体システム。
7. 表示部に表示されている画像に、経路計画手段によって計画した移動経路を重畳表示する重畳表示手段を設けていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の無人移動体システム。
8. 移動領域内の測距データを取得するための測距部を、移動方向に指向駆動する指向駆動部が設けられており、
   旋回位置に所定の距離だけ接近したか否かを判定する接近距離判定手段と、
   旋回位置に所定の距離だけ接近したと判定したときには、指向駆動部を介して測距部を上記の移動方向に指向駆動する測距部指向手段とを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の無人移動体システム。

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