JP5506423B2

JP5506423B2 - 無人車両の半自律走行システム

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Publication number: JP5506423B2
Application number: JP2010010924A
Authority: JP
Inventors: 俊則生川
Original assignee: IHI Corp; IHI Aerospace Co Ltd
Current assignee: IHI Corp; IHI Aerospace Co Ltd
Priority date: 2010-01-21
Filing date: 2010-01-21
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-01-21
Also published as: JP2011150516A

Description

本発明は、自律走行と遠隔操縦とを混成して走行させる無人車両の半自律走行システムに関する。

この種の従来技術として、「無人車両」とした名称において特許文献１に開示されたものがある。
特許文献１に記載された無人車両は、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、検出した前記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車両本体の状態とを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回避を実行するかを選択する手段とを備えた構成のものである。

特開２００７‐３１０６９８号公報

上記の構成により、操縦者の負担を抑えつつ操縦者の意思を反映した障害物の回避を行えるように意図したものではあるが、上記生成したいずれの回避経路による自律走行モードにおいて障害物を回避できないと判断した場合等には、操縦者が自ら遠隔操縦を行う遠隔操縦モードに切り替える（オーバーライド）方式である。

しかしながら、特許文献１に開示されている自律走行モードは、これの内容が固定されていたために、走行環境の違いや通信環境に変化が生じた場合には、それらの変化に対応した自律走行を適切に行うことができないという問題がある。

そこで本発明は、走行環境の違いや通信環境に変化が生じたときにも、その変化に適応して無人車両を容易に走行させられる無人車両の半自律走行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は、走行領域内の測距データを取得するための測距部を有し、この測距部により取得した測距データに基づき自律走行可能な無人車両と、この無人車両と無線通信回線を介して接続され、その無人車両の遠隔操縦を行うための遠隔操縦装置とを有する無人車両の半自律走行システムにおいて、測距部により取得した測距データに基づき、走行領域内の走行環境を評価する走行環境評価手段と、無人車両と遠隔操縦装置とを接続する無線通信回線の通信環境を評価する通信環境評価手段と、走行環境と通信環境の各評価結果に基づいて、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する混成割合決定手段と、決定された混成割合の自律走行機能と遠隔操縦に従って、無人車両を走行させる混成走行手段と、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を走行環境と通信環境の各評価に対応づけたデータベースを有しており、混成割合決定手段は、データベースに記憶されている走行環境と通信環境の各評価を参照して、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定することを特徴としている。

本発明によれば、走行環境の違いや通信環境に変化が生じたときにも、その変化に適応させて無人車両の走行を容易に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る無人車両の半自律走行システムの概略構成を示す説明図である。同上の無人車両の半自律走行システムの一部をなす無人車両の制御回路のブロック図である。データベースのデータ構造を示す説明図である。無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との一例に係る混成割合を示す説明図である。（Ａ）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、（Ｂ）は、混成割合決定用コンピュータが有する機能を示すブロック図、（Ｃ）は、自律走行用コンピュータが有する機能を示すブロック図である。同上の無人車両の半自律走行システムの一部をなす遠隔操縦装置の構成とともに、その遠隔操縦装置に設けた遠隔操縦用コンピュータが有する機能を示すブロック図である。同上の無人車両の半自律走行システムの一部をなす無人車両の制御フローチャートである。

以下に、本発明を実施するための形態について、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車両の半自律走行システム全体の概略構成を示す説明図、図２は、その無人車両の半自律走行システムの一部をなす無人車両の制御回路のブロック図である。
なお、図１に示す無人車両Ｂには、それぞれ後述する測距部３１、遠隔操縦用カメラ１３、ステアリング用アクチュエータ１８及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９の各配置状態のみを示している。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る無人車両の半自律走行システムＡは、自律走行可能な無人車両（ＵＧＶ(Unmanned Ground Vehicle)）Ｂと、遠隔操縦装置Ｃとを無線通信回線を介して接続可能な構成になっている。

無人車両Ｂは、一般車両に設けられているハンドル／アクセル／ブレーキを、図２に示す車両制御用コンピュータ１０、自律走行用コンピュータ３０及び混成割合決定用コンピュータ５０によって操縦制御するための各種のアクチュエータを付加した構成のものであり、それらの詳細は次のとおりである。

上記した車両制御用コンピュータ１０、自律走行用コンピュータ３０及び混成割合決定用コンピュータ５０は、それぞれＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなるものであり、互いにイーサネット（登録商標）１１を介して接続されている。

自律走行用コンピュータ３０の入力ポートには、走行領域内の測距データを取得するための測距部３１が接続されている。
測距部３１は、自律走行用カメラ３２と、レーザセンサ（以下、「ＬＲＦ」という。）３３を有して構成されている（図２参照）。

ＬＲＦ３３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。
自律走行用カメラ３２は、自律走行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、走行方向に向けて配置されている。

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）１１を介して無線ＬＡＮ１２と遠隔操縦用カメラ１３が、また、ＧＰＳ（Global Positioning System）１４、バーチカルジャイロ１５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１６は、無線ＬＡＮ１２に接続されているアンテナを示している。
遠隔操縦用カメラ１３は、走行領域内の画像を取得するためのものである。

また、出力ポートには、モータドライバ１７を介して、ステアリング用アクチュエータ１８、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９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１７、ステアリング用アクチュエータ１８、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９により駆動機構を構成している。

バーチカルジャイロ１５は、無人車両Ｂの鉛直面内における傾斜姿勢、従ってまた、自律走行用カメラ３２、ＬＲＦ３３及び遠隔操縦用カメラ１３の光軸姿勢（向き）情報を取得するものである。
ＧＰＳ１４は、無人車両Ｂの測位情報を取得するためのものである。

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ＬＡＮ１２及びアンテナ１６を通じて、ＧＰＳ１４、バーチカルジャイロ１５で取得した各種の情報を遠隔操縦装置Ｃに向けて送信する機能の他、その遠隔操縦装置Ｃから送信される操縦用コマンド（指令入力）に基づき、ステアリング用アクチュエータ１８、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９をモータドライバ１７を介して駆動制御する機能を有している。
すなわち、遠隔操縦装置Ｃから送信される無人車両Ｂに対する複数の操縦コマンドに基づいて、ステアリング用アクチュエータ１８及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９を駆動する機能を有している。

混成割合決定用コンピュータ５０の内部に設けられている記憶部には、データベース５１とともに所要のプログラム等が記憶されている。
図３は、データベースのデータ構造を示す説明図、図４は、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との一例に係る混成割合を示す説明図である。

図３に示すように、データベース５１は、無人車両Ｂの走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を走行環境と通信環境の各評価に対応づけたものであり、本実施形態においては、通信環境を「通信環境条件（Ｆ_Ｃ）」で、また、走行環境を「走行環境条件（Ｆ_Ｅ）」で表している。なお、図３においては、混成割合を「自律レベル」と表記している。

「通信環境条件（Ｆ_Ｃ）」は、通信環境を評価する基準となるものであり、本実施形態においては、所定の低帯域から広帯域にかけて複数の段階に区分している。
「走行環境条件（Ｆ_Ｅ）」は、走行環境を評価する基準となるものであり、本実施形態においては、所定の高難易度から低難易度までを複数の段階に区分している。
「混成割合」は、自律走行機能と遠隔操縦とが無人車両Ｂの走行に貢献する度合いのことである。

図４に示すように、本実施形態においては、混成割合（自律レベル）をレベル１〜１０の１０段階に区分しており、それら各レベルの内容は次のとおりである。なお、図４においては、自律レベルを単に「レベル」と記載している。

自律レベル１：混成割合決定用コンピュータ５０の支援なしに全てを人間（操縦者）が決定し実行する。
自律レベル２：混成割合決定用コンピュータ５０は全ての選択肢を提示し人間（操縦者）はその内の一つを選択して実行する。
自律レベル３：混成割合決定用コンピュータ５０は可能な選択肢を全て人間（操縦者）に提示するとともに、その中の一つを選んで提案する。それを実行するか否かは人間（操縦者）が決定する。

自律レベル４：混成割合決定用コンピュータ５０は可能な選択肢の中から一つを選び、それを人間（操縦者）に提示する。それを実行するか否かは人間（操縦者）が決定する。
自律レベル５：混成割合決定用コンピュータ５０は一つの案を人間（操縦者）に提示する。人間（操縦者）が了承すればコンピュータがそれを実行する。
自律レベル６：混成割合決定用コンピュータ５０は一つの案を人間（操縦者）に提示する。人間（操縦者）が一定時間以内に実行中止を指令しない限り、混成割合決定用コンピュータ５０はその案を実行する。

自律レベル７：混成割合決定用コンピュータ５０が全てを行い、何を実行したかを人間（操縦者）に報告する。
自律レベル８：混成割合決定用コンピュータ５０が全てを決定し、かつ、実行する。人間（操縦者）に問われれば、何を実行したかを人間（操縦者）に報告（告知）する。
自律レベル９：混成割合決定用コンピュータ５０が全てを決定し、かつ、実行する。何を実行したかを人間（操縦者）に報告（告知）するのは、その必要性を混成割合決定用コンピュータ５０が認めたときのみ。
自律レベル１０：混成割合決定用コンピュータ５０が全てを決定し、かつ、実行する。

すなわち、上記自律レベル１〜１０の内容を要約すると、操縦者による操縦のみによって無人車両Ｂを走行させる自律レベルから、車両制御用コンピュータ１０が有する自動走行機能によってのみ、無人車両Ｂを走行させる自律レベルまでを任意の段階に区分しているのである。従って、上記例示した区分に限るものではないことは勿論である。

上述した車両制御用コンピュータ１０と混成割合決定用コンピュータ５０は、それぞれ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５（Ａ）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、（Ｂ）は、混成割合決定用コンピュータが有する機能を示すブロック図、（Ｃ）は、自律走行用コンピュータが有する機能を示すブロック図である。

＜車両制御用コンピュータ１０が有する機能＞
（１）遠隔操縦装置Ｃから送信されたウェイポイント設定又は遠隔操縦による指令入力を受信する機能。この機能を「受信手段１０ａ」という。
（２）受信したウェイポイント設定又は遠隔操縦による指令入力を入力処理する機能。この機能を「指令入力処理手段１０ｂ」という。

（３）測距部３１により取得した測距データに基づき、走行領域内の走行環境を評価する機能。この機能を「走行環境評価手段１０ｃ」という。
本実施形態においては、走行のし易さを示す走行環境条件（Ｆ_Ｅ）を、次のａ）〜ｄ）に示すようにして算出している。

ａ）路面ラフネス（粗さ、凸凹）
測距部３１により取得した測距データ、すなわち、ＬＲＦ３３によって走行路面のプロファイルを計測することにより、自律走行のための走行環境データを収集している。そのプロファイルデータ（走行環境データ）を活用し、走行路面のラフネス（粗さ、凸凹）を判定する。評価式の例としては、例えばパワースペクトル密度を用いる方法がある。
Ｓ_Ｒ（Ω）＝Ａ／（Ω^２＋α^２）
Ω：路面周波数（単位長さ当たりの凹凸数 c/m）
A：走行路面の平坦性を示す平滑度パラメータ（cm²/(m/c)）
α：発散しないために分布形状を考慮した実測より決定されるパラメータ
なお、ＩＳＯ８６０８においては、「Ω」が１／（２π）のときのスペクトル密度の値により走行路面の状態を５等級に区分している。

ｂ）道幅、傾斜
走行路の道幅（ｗ）が狭い場合と広い場合で走行のし易さ、出せる最高速度が変化する。また、傾斜（左右のヨー方向（ｙ）と前後のピッチ方向（ｐ））も走り易さの指標となる。
ｃ）曲率
直線路かカーブ路か、カーブ路の場合、曲率の大きさ（ｒ）。
ｄ）障害物
無人車両Ｂの走行方向の障害物の位置と大きさにより決定される、回避経路の走行し易さａ）〜ｃ）によって決まる指標。
この場合、測距部３１により取得した移動領域内の測距データに基づき、自律走行の妨げとなる障害物を検出する機能（障害物検出手段）を設ける。

上記ａ）〜ｄ）の全てを考慮して走行環境条件の指標を算出する。
Ｆ_Ｅ＝Ｆ（ｓ）＋Ｆ（ｗ，ｙ，ｐ）＋Ｆ（ｒ）
Ｆ_Ｅ：走行環境条件評価指標（ただし、障害物がある場合は回避経路に対する評価指標とする）
Ｆ（ｓ）：路面ラフネスでの評価指標
Ｆ（ｗ，ｙ，ｐ）：道幅、路面の車体ヨー方向傾斜、車体ピッチ方向傾斜から決定する評価指標
Ｆ（ｒ）：走行方向の道の曲率から決定される評価指標
なお、上記ａ）〜ｄ）の全てを考慮して走行環境条件の指標を算出することに限らず、ａ）〜ｄ）のいずれか又はそれらの組み合わせとしてもよいことは勿論である。

（４）無人車両Ｂと遠隔操縦装置Ｃとを接続する無線通信回線の通信環境を評価する機能。この機能を「通信環境評価手段１０ｄ」という。
本実施形態においては、通信のし易さを示す通信環境条件（Ｆ_ｃ）を、次のａ）〜ｃ）に示すようにして算出している。
ａ）電界強度を用いる方法（電波レベルでの検知）
無線機（無線ＬＡＮ等）で通信相手側からの受信電界強度を測定し、その感度に応じて通信環境条件を複数段階に分類する。
ｂ）パケットエラーレート（ＰＥＲ）を用いる方法（通信プロトコルレベルでの検知）
無線機（無線ＬＡＮ等）でＵＤＰ／ＴＣＰのパケットロス率から通信状態を推定し、通信環境条件を複数段階に分類する。

ｃ）コマンド送受信状態を用いる方法（通信アプリケーションレベルでの検知）
無人車両Ｂと遠隔操縦装置Ｃとの間において一定周期での通信を行う。
すなわち、遠隔操縦装置Ｃ側から送信する操縦コマンドに特別なＩＤ（識別情報）を付与して無人車両Ｂに送信する。
無人車両Ｂからは受信した操縦コマンドに対しての応答として、無人車両Ｂの状態データ等とともに受信したＩＤ（識別情報）を返送する。
遠隔操縦装置Ｃでは特定のＩＤ（識別情報）を送信してから受信するまでの経過時間を計測し、通信遅延時間を算出する。その結果から通信環境条件を複数段階に分類する。

最終的な通信環境条件の決定は、上記ａ）〜ｃ）のいずれかを選択してもよく、また、ａ）〜ｃ）に示す事項を任意に組み合せるようにしてもよい。具体的には、平均をとる／最も悪いものをとる等であり、一例を示すと次のとおりである。
例：Ｆ_Ｃ＝Ｍｉｎ（Ｆ_ｅｆ，Ｆ_ｐｅｒ，Ｆ_ｃｅ）
Ｆ_ｃ：通信環境条件評価指標
Ｆ_ｅｆ：電界強度による通信環境条件
Ｆ_ｐｅｒ：パケットエラーレートによる通信環境条件
Ｆ_ｃｅ：コマンド送受信状態による通信環境条件

本実施形態においては、上述した通信環境条件（Ｆ_ｃ）と走行環境条件（Ｆ_Ｅ）の２つのパラメータから混成割合（自律レベル）を決定するが、これらは継ぎ目なくシームレスなものではなく、ある程度カテゴライズして区分／分類できるものである。そこで、混成割合（自律レベル）を切り替えるための上述したデータベース５１を設定し、多段階のモード切り替え方式としている。
なお、「モード」は、上記した多段階の自律レベルと同義である。

＜走行速度・走行経路と走行環境条件の関係について＞
行いたいミッション（目的）に応じて走行速度、走行経路は異なる。すなわち、指定された走行速度、走行経路で無人車両Ｂを走行させることを前提条件とするが、途中の走行環境条件や通信環境条件は動的に変化するので、これに応じた混成割合（自律レベル）を自動的に切り替えるようにしている。しかしながら、走行速度に関しては下記の特性がある。

・走行速度と走行環境条件との関係
走行速度：低高
環境条件：難易度高難易度低

走行環境条件が複雑で難易度（障害物が多い、路面の凸凹が大きい等）が高い場合、走行速度は低下せざるを得ず、一方、道幅が広い舗装路のような走行環境条件が易しい場合、走行速度を上げられる。
このことにより、最高速度の条件については走行環境条件と連動して決められるものとする。例えば、走行経路として不整地の凹凸道を、高速で走行するようなミッションは指定されないことを前提とする。ただし、難易度の易しい走行経路を走行環境条件としては可能な最高速度に対して、偵察・監視のために走行速度を低下させて走行するミッションは可能である。

（５）走行領域内における自律走行のための一又は二以上の走行経路を生成する機能。この機能を「走行経路生成手段１０ｅ」という。
「走行経路」は、走行可能エリア内における無人車両Ｂの走行ルートであり、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によって、走行可能エリア内の自律走行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経路を作成する。

（６）生成した各走行経路に応じた走行速度を計画する機能。この機能を「走行速度計画手段１０ｆ」という。
「走行経路に応じた走行速度」は、例えば走行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。

（７）後述する混成割合変更判定手段によって、混成割合を変更すると判定したときには、変更先の混成割合を含む混成割合変更情報を遠隔操縦装置に向けて送信する機能。この機能を「送信手段１０ｇ」という。
本実施形態において示す「混成割合変更情報」は、混成割合を変更する旨及び変更先の混成割合であるが、これに限るものではなく、例えば変更先の混成割合のみであってもよい。
「混成割合を変更する旨」には、変更先の混成割合を告知するメッセージを含むものである。
例えば、変更前における自律レベルが「１」であり、変更後の自律レベルが「３」だとすると、「自律レベル１から３に変更」等のメッセージである。
このように、自律レベルが変更になることを告知することにより、操縦者が変更後の自律レベルを認識することができ、また、その自律レベルに応じた無人車両Ｂの操縦を円滑に行うことができる。

＜混成割合決定用コンピュータ５０が有する機能＞
（１）走行環境と通信環境の各評価結果に基づいて、無人車両Ｂの走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する機能。この機能を「混成割合決定手段５０ａ」という。
本実施形態においては、走行環境条件と通信環境条件の各算出結果に基づいて、無人車両Ｂの走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定している。
具体的には、上述したデータベース５１に記憶されている走行環境条件と通信環境条件に対応づけた混成割合を参照して、無人車両Ｂの走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定している。

（２）混成割合を変更するか否かを判定する機能。この機能を「混成割合変更判定手段５０ｂ」という。
本実施形態においては、混成割合が異なる自律レベルに移行するか否かを判定基準としている。

＜自律走行用コンピュータ３０が有する機能＞
（１）無人車両Ｂの走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合に応じて、無人車両Ｂを走行させる機能。この機能を「混成走行手段３０ａ」という。
以下には、混成割合のうち、図４に示すレベル１，２及びレベル１０の具体例を示す。
＜レベル１＞
ステアリングホイール及びアクセルの遠隔操縦の手動入力処理を行い、遠隔操縦装置Ｃから送信される指令入力に従って、無人車両Ｂを走行させる。

＜レベル２＞
自律走行用コンピュータ３０により環境認識、走行経路計画を行い、走行経路の選択肢を遠隔操縦装置Ｃのカメラ画像上に矢印を重畳表示したり、算出した経路を走行できるようにステアリングホイール（ハンドル）旋回量の目標の表示を行う。
また、ステアリングホイール（ハンドル）、アクセルの遠隔操縦の手動入力処理を行うとともに、遠隔操縦装置Ｃから送信される指令入力に従って、無人車両Ｂを走行させる。

＜レベル１０＞
自律走行用コンピュータ３０により環境認識、走行経路の計画を行い、無人車両Ｂのステアリングホイール（ハンドル）、アクセルの制御量を算出するとともに、遠隔操縦装置Ｃから送信される指令入力に従って、無人車両Ｂを走行させる。

次に、遠隔操縦装置Ｃについて、上記した図１とともに図６，７を参照して説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る無人車両の半自律走行システムの一部をなす遠隔操縦装置の構成とともに、その遠隔操縦装置に設けた遠隔操縦用コンピュータが有する機能を示すブロック図、図７は、本発明の一実施形態に係る無人車両の半自律走行システムの一部をなす無人車両の制御フローチャートである。

遠隔操縦装置Ｃは、装置本体７０と、これと別体にした無線通信用アンテナ７１とを有している。
装置本体７０は、遠隔操縦用コンピュータ７２に、無線ＬＡＮ７３、表示部（以下、「ディスプレイ」という。）７４、アクセル／ブレーキレバー７５、ジョイスティック７６を備えた操縦部７７を接続した構成のものである。
操縦部７７からは、アクセル／ブレーキレバー７５やジョイスティック７６の操縦操作に従った操縦コマンドが出力されるようになっており、その詳細は次のとおりである。

アクセル／ブレーキレバー７５は無人車両Ｂの走行速度を増減するためのものであり、そのアクセル／ブレーキレバー７５を前方に傾動操作することにより、無人車両Ｂの走行速度が増加し、また、後方に傾動操作することにより当該無人車両Ｂの走行速度が減少するように設定している。

ジョイスティック７６は、無人車両Ｂを左右に旋回操作するためのものであり、そのジョイスティック７６を左方に傾動操作することにより無人車両Ｂを左方向に旋回させ、また、右方に傾動操作することにより右方向に旋回させられるようにしている。

遠隔操縦用コンピュータ７２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路等からなるものであり、所要のプログラムの実行により次の各機能を発揮する。
（１）無人車両Ｂから送信された混成割合変更情報を受信する機能。この機能を「受信手段７２ａ」という。
「混成割合変更情報」については、上述したとおりである。
（２）受信した混成割合変更情報を画像８０に重畳表示する機能。この機能を「重畳表示手段７２ｂ」という。
具体的には、二以上の走行経路候補等を画像８０に重畳表示している。

（３）ディスプレイ７４に表示された二以上の走行経路候補の中から、一の走行経路を選択する機能。この機能を「走行経路選択手段７２ｃ」という。
本実施形態においては、ジョイスティック７６の傾動操作によって選択できるようにしている。

（４）操縦部７７の操作に従って、無人車両Ｂの走行速度を増減するための車速指令情報を生成する機能。これを「車速指令情報生成手段７２ｄ」という。
具体的には、アクセル／ブレーキレバー７５の倒れ角度に従った車速とする内容の車速指令情報を生成している。
上記車速指令情報によって、無人車両Ｂに配設したブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９が駆動制御される。

（５）上記選択された走行経路や車速指令情報を無人車両Ｂに向けて送信する機能。この機能を「送信手段７２ｅ」という。

次に、図７を参照して、制御フローチャートについて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る無人車両の半自律走行システムの一部をなす無人車両の制御フローチャートである。

ステップ１（図７において、「Ｓ１」と略記する。以下、同様。）：走行経路、速度指令入力（ウェイポイント設定又は遠隔操縦による指令入力）の入力処理を行う。
ステップ２：走行環境を評価する。すなわち、上述したようにして走行環境条件（Ｆ_Ｅ）を算出する。
ステップ３：通信環境を評価する。すなわち、上述したようにして通信環境条件（Ｆ_Ｃ）を算出する。
ステップ４：自律レベルのデータベース５１を参照する。
ステップ５：モード（自律レベル）を切り替えるか否かを判定し、モードを切り替えると判定されればステップ６に進み、そうでなければステップ１に戻る。
ステップ６：モード切り替えとなる旨及び切り替え先のモードを遠隔操縦装置Ｃのディスプレイ７４に表示して、図示しない操縦者に告知する。
ステップ７：切り替えられたモード先の処理系統に分岐させる。

＜自律レベル１のとき＞
ステップ８：無人車両Ｂのハンドル、アクセルを遠隔操縦装置Ｃによって手動により遠隔操縦する。
ステップ９：指令入力により、無人車両Ｂのハンドル・アクセルを制御して走行する。

＜自律レベル２のとき＞
ステップ１０：自律走行用コンピュータ３０により走行環境の認識とともに走行経路を計画し、走行経路の選択肢を遠隔操縦装置Ｃのカメラ画像上に矢印を重畳表示したり、選択された走行経路を走行できるようにハンドル旋回量の目標をディスプレイ７４に表示させたりする。
ステップ１１：無人車両Ｂのハンドル、アクセルを遠隔操縦装置Ｃによって手動により遠隔操縦する。
ステップ１２：指令入力により無人車両Ｂのハンドル・アクセルを制御して走行する。

＜自律レベル１０のとき＞
ステップ１３：自律走行用コンピュータ３０により環境認識、走行経路計画を行い車両のハンドル、アクセルの制御量を算出する。
ステップ１４：指令入力により無人車両Ｂのハンドル・アクセルを制御して走行する。

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。
（１）上述した実施形態においては、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を走行環境と通信環境の各評価に対応づけたデータベースを有しており、混成割合決定手段が、データベースに記憶されている走行環境と通信環境の各評価を参照して、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する例について説明したが、次のようにしてもよい。
ａ）無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を走行環境の評価に対応づけたデータベースを有しており、混成割合決定手段が、データベースに記憶されている走行環境の評価を参照して、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する。

ｂ）無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を通信環境の評価に対応づけたデータベースを有しており、混成割合決定手段が、データベースに記憶されている通信環境の評価を参照して、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する。

（２）上述した実施形態においては、測距部により取得した測距データに基づき、走行領域内の走行環境を評価する走行環境評価手段と、無人車両と遠隔操縦装置とを接続する無線通信回線の通信環境を評価する通信環境評価手段と、走行環境と通信環境の各評価結果に基づいて、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する混成割合決定手段と、決定された混成割合の自律走行機能と遠隔操縦に従って、無人車両を走行させる混成走行手段とを有する構成のものを例として説明したが、次のような構成にしてもよい。

ａ）測距部により取得した測距データに基づき、走行領域内の走行環境を評価する走行環境評価手段と、その走行環境の評価結果に基づいて、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する混成割合決定手段と、決定された混成割合の自律走行機能と遠隔操縦に従って、無人車両を走行させる混成走行手段とを有する構成。

ｂ）無人車両と遠隔操縦装置とを接続する無線通信回線の通信環境を評価する通信環境評価手段と、通信環境の評価結果に基づいて、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する混成割合決定手段と、決定された混成割合の自律走行機能と遠隔操縦に従って、無人車両を走行させる混成走行手段とを有する構成。

１０ｃ走行環境評価手段
１０ｄ通信環境評価手段
１０ｅ走行経路生成手段
１０ｆ走行速度計画手段
１０ｇ送信手段
３０ａ混成走行手段
３１測距部
５０ａ混成割合決定手段
５０ｂ混成割合変更判定手段
５１データベース
７２ｂ表示手段
７２ｃ走行経路選択手段
７４ディスプレイ
Ｂ無人車両
Ｃ遠隔操縦装置

Claims

走行領域内の測距データを取得するための測距部を有し、この測距部により取得した測距データに基づき自律走行可能な無人車両と、この無人車両と無線通信回線を介して接続され、その無人車両の遠隔操縦を行うための遠隔操縦装置とを有する無人車両の半自律走行システムにおいて、
測距部により取得した測距データに基づき、走行領域内の走行環境を評価する走行環境評価手段と、
無人車両と遠隔操縦装置とを接続する無線通信回線の通信環境を評価する通信環境評価手段と、
走行環境と通信環境の各評価結果に基づいて、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定する混成割合決定手段と、
決定された混成割合の自律走行機能と遠隔操縦に従って、無人車両を走行させる混成走行手段と、
無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を走行環境と通信環境の各評価に対応づけたデータベースを有しており、
混成割合決定手段は、データベースに記憶されている走行環境と通信環境の各評価を参照して、無人車両の走行を担う自律走行機能と遠隔操縦との混成割合を決定することを特徴とする無人車両の半自律走行システム。
混成割合を変更するか否かを判定する混成割合変更判定手段が設けられており、
混成割合を変更すると判定したときには、変更先の混成割合を含む混成割合変更情報を遠隔操縦装置に向けて送信する送信手段を無人車両に設ける一方、その無人車両から送信された混成割合変更情報を受信する受信手段と、受信した混成割合変更情報をディスプレイに表示する表示手段とを遠隔操縦装置に配設していることを特徴とする請求項１に記載の無人車両の半自律走行システム。
混成割合変更情報は、混成割合を変更する旨のメッセージを含むことを特徴とする請求項２に記載の無人車両の半自律走行システム。
無人車両に、走行領域内における自律走行のための一又は二以上の走行経路を生成する走行経路生成手段と、生成した各走行経路に応じた走行速度を計画する走行速度計画手段とを設けるとともに、送信手段が、生成された一又は二以上の上記走行経路候補を遠隔操縦装置に向けて送信する一方、
遠隔操縦装置においては、受信手段が、無人車両から送信された一又は二以上の走行経路候補を受信し、かつ、表示手段が、受信した一又は二以上の走行経路候補をディスプレイに選択可能に表示するとともに、ディスプレイに表示された二以上の走行経路候補の中から、一の走行経路を選択する走行経路選択手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無人車両の半自律走行システム。
表示手段は、選択された走行経路に沿って走行させるためのハンドル旋回量の目標をディスプレイに表示することを特徴とする請求項４に記載の無人車両の半自律走行システム。