JP5636936B2

JP5636936B2 - 移動車両の制御システム

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Publication number: JP5636936B2
Application number: JP2010278784A
Authority: JP
Inventors: 松川　善彦; 善彦松川; 後藤　誠; 誠後藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2014-12-10
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: JP2012128616A

Description

本発明は、自律制御またはパワーアシスト制御により移動する移動車両の制御システムに関する。

自律制御により移動する移動車両や、パワーアシスト制御により人の操作によって移動するパワーアシスト式の移動車両（電動車いす、シニアカーなど）がある。近年、これら移動車両は、病院、工場、商業施設などの建物で使われつつある。

また、近年、電池を内蔵せず近距離での無線交信が可能なパッシブ型の電子タグが、種々の情報を記憶させる比較的安価な手段として広く普及しつつある。そこで、このような電子タグから情報を取得することで、移動車両が危険領域を認識できるようにして危険領域へ侵入を防止することが提案されている。

図１３は、自律制御を行う移動車両２の制御システム１のブロック図であり、図１４は、移動車両２の制御システム１における通路への電子タグ配置の概念図である。

図１３、図１４に示すように制御システム１は、通路Ｒに配設した複数の電子タグ３と、電子タグ３の情報を読み取る電子タグリーダ４と走行制御部５とを有する移動車両２と、を備える。走行制御部５は、電子タグリーダ４によって読み取られた電子タグ３の情報に基づいて移動や停止などの動作を制御する。さらに、移動車両２は、駆動車輪６と、スキャン型距離センサ７と、障害物検知センサ８とを備える。

図１４は、分岐した通路Ｒの分岐部Ｐ０の周辺における電子タグ３の配置例を示している。各領域Ｒ１〜Ｒ５において、領域Ｒ１〜Ｒ４にある電子タグ３は動作確認用の情報を記録し、領域Ｒ５にある電子タグ３は危険領域検出用の情報を記録している。これは、地点Ｐ３の方向に危険領域を設定し、移動車両２が危険領域へ進もうとすると、領域Ｒ５にある電子タグ３を検出し停止する制御を行うためである。よって、この制御システム１を用いることで、移動車両２が危険領域へ侵入しようとしても移動を停止させ、階段や段差へ近づくことを防ぐ。よって安全な移動車両２の自律制御を可能としている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−１８６０９７号公報

ここで、移動車両が使用される病院、工場、商業施設などの建物は、複数階の建物の場合もあり、下り階段、下りエスカレータ等の下り段差が存在する場合がある。そのため、例えば、自己位置を失った状態での自律制御、または、操作者の誤操作により、移動車両が下り階段へ進入し、転げ落ちてしまう可能性がある。もしも、下り階段から転げ落ちると、移動車両が故障する可能性がある。従って、下り階段や下りのエスカレータなどが存在するの場所では、移動車両に特に安全な制御が求められる。

特許文献１にある従来技術を用いると、危険領域で移動車両２を停止させることができる。しかしながら、停止後の移動車両２が脱出を行う際には、電子タグ３の機能を停止させる必要がある。そして、移動車両２が脱出する際に、移動車両２が誤動作する可能性がある。また、電子タグの検出範囲は一定の広さを持つため、危険領域の近傍を通過するだけで移動車両が停止してしまうという課題もある。

本発明は、移動車両を階段や段差へ近づけすぎることなく、危険領域であっても安全に進行方向を切り替えて走行することのできる移動車両の制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の移動車両の制御システムは、外部環境情報を検出する外部環境センサと受光した光より識別番号を検出する識別番号検出部とを有する移動車両と、前記識別番号を含む光を下り段差に照光する照光部と、前記外部環境情報を用いて前記移動車両の周囲の下り段差が位置する方向を算出する方向算出部と、前記移動車両の移動を制御すると共に、前記識別番号検出部で検出された識別番号が所定の番号である場合に前記方向算出部で算出された下り段差の存在する方向を進行禁止範囲として設定する制御部と、前記照光部が照光する領域のエリア情報を有するエリア情報保持部と、を備え、前記外部環境センサは、外部環境情報として前記移動車両が存在する通路の形状を検出し、前記方向算出部は、前記識別番号検出部が検出した識別番号を基に取得したエリア情報と前記外部環境センサで得た外部環境情報とを比較して、前記移動車両の位置を算出し、前記エリア情報より前記下り段差が存在する方向を算出することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明の別形態の移動車両の制御システムは、外部環境情報を検出する外部環境センサと受光した光より識別番号を検出する識別番号検出部とを有する移動車両と、前記識別番号を含む光を下り段差に照光する照光部と、前記外部環境情報を用いて前記移動車両の周囲の下り段差が位置する方向を算出する方向算出部と、前記移動車両の移動を制御すると共に、前記識別番号検出部で検出された識別番号が所定の番号である場合に前記方向算出部で算出された下り段差の存在する方向を進行禁止範囲として設定する制御部と、を備え、前記外部環境センサは、外部環境情報として前記照光部からの光の光度を検出し、前記方向算出部は、前記外部環境センサで検出される光度の変化を利用して前記下り段差が存在する方向を算出することを特徴とする。

本発明によれば、移動車両を下り段差へ近づけすぎることなく、危険領域内であっても安全に移動車両の進行方向を切り替え、目標地点へ素早く移動することができる。

本発明の実施の形態１における制御システムのブロック図本実施の形態１における移動車両の側面図（ａ）本実施の形態１における照光部のブロック図、（ｂ）本実施の形態１における照光部の配置の概念図本実施の形態１における移動車両が存在する通路の平面図本実施の形態１における制御部が行う下り段差へ近づかないための制御を示すフローチャート本実施の形態１における移動車両が存在する通路の平面図本実施の形態１における移動車両が存在する通路の平面図本実施の形態１における階段の踊場の平面図本発明の実施の形態２における移動車両の制御システムのブロック図本実施の形態２における移動車両が存在する通路の平面図本発明の実施の形態３における移動車両の制御システムのブロック図本実施の形態３における移動車両が存在する通路の平面図従来の移動車両の制御システムのブロック図従来の移動車両の制御システムにおける電子タグ配置の概念図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。以下の説明では、下り階段や下りエスカレータなどを下り段差と呼び、下り段差の入り口に進入する前段階の場所を危険領域と呼ぶことにする（例えば、図３参照）。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１における移動車両１１の制御システム１２は、下り階段や下りエスカレータ等を含む下り段差を照らす識別番号を含んだ光を検出すると、下り段差を探して、その下り段差へ近づかないように移動車両１１を制御する。移動車両１１としては、例えば、病院、工場、商業施設などの建物内で動作する自律移動ロボットや人が乗って操作する電動車いすなどを想定している。このような移動車両を動作させる場合、自己位置を失った状態の自律制御または操作者の誤操作により、移動車両が下り段差へ進入し、下り階段より転げ落ちてしまう可能性がある。もしも、下り段差より転げ落ちる時に階段の下に人がいると、移動車両と人が衝突して重大な事故に繋がる可能性がある。従って、下り階段や下りのエスカレータなどその下に人が存在する可能性がある場所は特に安全な制御が求められる。そのために、本実施の形態１の制御システム１２は、下り段差の方向を知ることで、移動車両１１を下り段差へ近づけず、たとえ危険領域であっても安全に移動車両の進行方向を切り替えるように制御する。

図１は、本発明の実施の形態１における制御システム１２のブロック図である。図１に示すように制御システム１２は、移動車両１１と、制御部１４と、照光部１３と、方向算出部１５とを備える。

そして、移動車両１１は、周辺の外部環境情報を検出する第一外部環境センサ１７、および、照光部１３から照射される光に含まれた識別番号を検出する識別番号検出部１８を有する。

制御部１４は、移動車両１１の移動を制御する。照光部１３は、下り段差の入り口を含む危険領域を照らし、識別番号を含んだ光を照光する。方向算出部１５は、第一外部環境センサ１７で検出した外部環境情報を用いて移動車両１１の周辺にある下り段差の方向を算出する。

そして、制御システム１２は、識別番号検出部１８で検出された識別番号が所定の番号である場合に、方向算出部１５で下り段差の方向を算出し、制御部１４において、方向算出部１５で算出された方向を進行禁止範囲とする。そして、この方向（進行禁止範囲）を回避するように、移動車両１１の移動の制御を行う。

このような構成とすることにより、移動車両１１が危険領域へ侵入した際、方向算出部１５で算出された下り段差の方向へ進まないように、制御部１４で移動車両１１の移動を制御する。これによって、後退させなくとも移動車両１１を安全に危険領域より退避させることができるので、危険領域で安全に移動車両１１の進行方向を切り替えて、目標地点へ素早く移動することもできる。

また、第一外部環境センサ１７及び方向算出部１５を常に動作させず、識別番号検出部１８で所定の番号（下り段差前の危険領域にある照光部１３から照射される識別番号）が検出された時のみ動作させることで、消費電力の浪費を抑えている。本実施の形態１の移動車両１１のように、エネルギーが有限である場合には有効である。

なお、移動車両１１の制御システム１２は、上り段差（上り階段など）を検出するための障害物検出手段を更に有し、上り段差に対しては、走行する床面から鉛直上向きに張り出した物体として検出し回避制御を行う。

次に、制御システム１２について具体的に説明する。

図２は、本実施の形態１における移動車両１１の側面図である。図２に示すように、移動車両１１は、上述した制御部１４、方向算出部１５、第一外部環境センサ１７、識別番号検出部１８を備える。そして、この移動車両１１は、この他に、移動作業を行うために駆動車輪２１と、周辺の通路形状を検出するための第二外部環境センサ２２と、走行する地図情報が予め記録されている地図情報記録部２３と、自己位置認識部２４と、移動経路生成部２５と、入出力部２６と、移動車両１１に電気エネルギーを供給するバッテリー２８とを備える。

図２に示すように、第一外部環境センサ１７は、移動車両１１の前方斜め下方を向き、外部環境情報として床面、階段面、壁などを含む障害物までの距離を検出する距離センサである。方向算出部１５は、第一外部環境センサ１７で検出された障害物までの距離に基づいて移動車両１１の周辺の下り段差の方向を算出する。第一外部環境センサ１７の取り付け角度は、識別番号検出部１８の高さ、照光部１３の照射領域、天井の高さなどから決める。例えば、天井高２．７ｍ、識別番号検出部１８の高さ１．３ｍ、照光部１３の照射角度４５°の場合、移動車両前方からの俯角は約３７°前後にするのが望ましい（図３（ｂ）参照）。

第一外部環境センサ１７は、スキャン型距離センサであり、放射状にレーザ光２９ａを走査させて、外部環境情報として周囲の構造物や床面までの距離を測定する。床面Ｒ等にレーザ光２９ａが反射する場合、第一外部環境センサ１７は走査角度毎に所定の距離を検出するが、下り段差にレーザ光２９ａが反射している場合、第一外部環境センサ１７は所定の距離よりも長い距離を検出する。第一外部環境センサ１７の測定結果を用いて、移動車両１１は、周辺に下り段差があるか否か、またその範囲を検出する。スキャン型距離センサの検出範囲は、放射状に１８０°、奥行きで１０ｍ以下が望ましい。

このような構成とすることにより、実際の外部環境から直接下り段差を検出するので、正確に下り段差を検出できる。

移動車両１１は、タッチパネルなどの入出力部２６より目的地が入力されると、地図情報記録部２３に記録された地図情報を参照して目的地までの移動経路を移動経路生成部２５によって生成し、その移動経路に沿って移動する。

駆動車輪２１は、車体の略中央の左右に同軸に対向配置され、駆動車輪２１と同軸に設けられた駆動用モータによって回転駆動される。駆動用モータにはその回転数を計測するエンコーダが付属されている。なお、制御部１４は、エンコーダからの回転数情報によって移動車両１１の移動距離や姿勢を把握することができる。また、自在キャスタ２７は、移動車両１１の車体を支えて安定性を保つために、駆動車輪２１の前後に設けられている。

左右の駆動車輪２１が同じ速度で同一方向に回転すると、移動車両１１は前進動作または後退動作を行う。また、左右の駆動車輪２１が互いに逆方向に回転すると、移動車両１１はその場で旋廻動作を行う。また、左右の駆動車輪２１の速度を変えて同一方向に回転すると、移動車両１１は進行方向を変える。

第二外部環境センサ２２は、スキャン型距離センサであり、放射状にレーザ光２９ｂを走査させて、壁、障害物等までの距離を測定する。

そして、第二外部環境センサ２２は移動車両１１の車体下部に水平方向を向けて設置される。第二外部環境センサ２２は、水平方向に放射状にレーザ光２９ｂを走査することで、障害物又は壁との水平距離を測定する。そして、移動車両１１において、周辺の通路形状を認識する。

第二外部環境センサ２２により測定された周辺の通路形状を含む外部環境情報と、地図情報記録部２３に記録された地図情報とを自己位置認識部２４で照合することにより、移動車両１１は自己位置を認識する。そして、移動車両１１は、自己位置を認識しながら目的地へ移動する。ただし、第二外部環境センサ２２による通路形状と地図情報との照合による自己位置認識も完全ではなく、自己位置を誤って計算してしまうことがある。例えば、走行する通路と交差する通路と階段への入り口が並ぶ場合、形状は同形であるため間違えることがある。その為、照光部１３からの識別情報を検出することで、確実に下り段差前の危険領域であることを認識する必要がある。

識別番号検出部１８は、照光部１３が照らす光を受光し、光に含まれる識別番号を検出する。識別番号検出部１８は、受光素子の一例として、フォトダイオードまたはフォトトランジスタを備える。そして、識別番号検出部１８は、受光した照光部１３の光を復調して識別番号を検出する。

識別番号検出部１８で検出された識別番号が、予め記憶しておいた危険領域を示す識別番号であると、移動車両１１は、第一外部環境センサ１７を作動させる。なお、前述したように、危険領域とは下り段差の入り口を含む上段の床面の領域を意味し、照光部１３の光が照射される範囲である。

方向算出部１５は、第一外部環境センサ１７で検出した外部環境情報を用いて移動車両１１の周辺にある下り段差の方向を算出する。具体的には、外部環境情報の１つである測定距離が、床面Ｒまでの距離を示す所定の距離よりも長いと、方向算出部１５は下り段差があると判断する。そして、下り段差があると判断された方向の範囲を、下り段差の方向、すなわち進行禁止範囲とする。

図３（ａ）は、本実施の形態１における照光部１３のブロック図であり、図３（ｂ）は、本実施の形態１における照光部１３の配置の概念図である。照光部１３は、複数のＬＥＤ３１と、ＬＥＤ３１の駆動を行うＬＥＤ駆動部３２と、固有の識別番号を設定した識別番号設定部３３と、変調部３４とを有する。そして、変調部３４は、識別番号設定部３３に設定された識別番号を２値系列に変換し、この２値系列に応じてＬＥＤ３１が点灯するようにＬＥＤ駆動部３２を作動させる。照光部１３は天井あるいは壁面上部に取り付け、前述した危険領域全体を照らすことができるように設置するのが望ましい。図３（ｂ）は、照光部１３の設置位置、危険領域との位置関係を図示するものである。

このような構成とすることにより、制御システム１２は、移動車両１１が危険領域へ侵入した場合、方向算出部１５で算出された下り段差の方向（進行禁止範囲）へ進まないように移動車両１１を制御部１４によって制御することができる。よって、移動車両１１を危険領域で進行方向を切り替えて、移動車両１１を目標地点へ安全により速く移動することができる。

上述のように構成された制御システム１２において、移動車両１１が、下り段差へ近づかず、危険領域で安全に進行方向を切り替える動作について以下に説明する。

図４は、本実施の形態１における制御システム１２が存在する通路４１の平面図である。図５は、本実施の形態１における制御部１４が行う下り段差へ近づかないための制御を示すフローチャートである。

移動車両１１は、施設内の通路４１を自律移動して、目標地点である点Ｇへ移動する。移動車両１１が矢印Ａの方向へ移動している場合、このまま矢印Ａの方向へ移動すると、下り段差でもある下り段差４２へ侵入してしまう。

なお、このとき、移動車両１１の制御部１４は、目標地点Ｇへ移動するための自律移動制御と下り段差４２へ近づけないための制御を並行して行っている。

下り段差４２へ近づかないために、制御部１４は、識別番号検出部１８で検出した識別番号と危険領域４３を示す番号を記録したリストとを比較する（ステップＳ０１）。そして、ステップＳ０１で比較した結果、取得された識別番号が危険領域４３を示す番号であるか否かを判定する（ステップＳ０２）。

ステップＳ０２において、識別番号検出部１８で読み取った識別番号が危険領域４３を示す番号でなければ、ステップＳ０１に戻って、繰り返しステップＳ０１を行う。なお、ステップＳ０２において、識別番号検出部１８で読み取った識別番号が危険領域４３を示す番号でないことは、識別番号が異なる、又は、読み取られた識別番号がないことを意味する。

図４に示すように、移動車両１１の前方が危険領域４３の中に入ると、識別番号検出部１８は、照光部１３より発光する光を受光する。この時、制御部１４は、識別番号検出部１８で読み取った識別番号が危険領域を示す番号であると、第一外部環境センサ１７を作動し、外部環境情報を検出し始める（ステップＳ０３）。

第一外部環境センサ１７は、下り段差４２を検出するためのものであり、移動車両１１が危険領域４３に入るまでは動作していない。そして、移動車両１１が危険領域４３に入ると、ステップＳ０３に示すように、第一外部環境センサ１７を作動させ、外部環境情報となる床面等までの距離と方向を検出する。第一外部環境センサ１７は、レーザ距離計のような距離センサが首を振るように回動して移動車両１１の前方を走査する。走査軌跡４４は、レーザ光２９ａが床面等に当り反射する箇所を示す。

下り段差を検出すると、制御部１４は、方向算出部１５で外部環境情報より、下り段差４２の範囲を算出する（ステップＳ０４）。そして、制御部１４は、下り段差の範囲を進行禁止範囲と設定する（ステップＳ０５）。

進行禁止範囲とは、制御部１４で、移動車両１１の移動を行う際、決して移動させてはならない範囲である。よって、図４に示すように、進行禁止範囲が矢印Ｂと矢印Ｃとの間の領域に決まると、制御部１４は、矢印Ｂと矢印Ｃとの間の領域を避けるように移動車両１１を移動させる。ただし、矢印Ｂと矢印Ｃとの間の領域以外の方向へは移動可能であるため、移動車両１１は、目標地点Ｇへの最短コースを選び、矢印Ｄの方向へ移動する。この時、矢印Ｄの方向は下り段差４２へ向かう方向でないので、安全に下り段差４２より退避することができる。

図６は、本実施の形態１における移動車両１１が存在する通路の平面図である。図６に示すように、移動車両１１の進行方向に下り段差４２がない場合であっても、移動車両１１は、識別番号検出部１８で取得した番号が危険領域４３を示す番号であると、第一外部環境センサ１７を作動させる。そして、下り段差４２の方向（矢印Ｂ）を進行禁止範囲として設定する。

この時、移動車両１１の進行方向である矢印Ａは、進行禁止範囲である矢印Ｂと矢印Ｃとの間の領域に入らない。そのため、移動車両１１は、進行方向を変えることなく進行方向Ａの方向へ移動する。

なお、識別番号検出部１８で危険領域を示す番号を検出しているに係わらず、方向算出部１５で、下り段差４２を検知できないことがある。方向算出部１５で下り段差の範囲を算出できない場合、安全のために制御部１４は移動車両１１を停止させる。

このような構成とすることにより、移動車両１１が下り段差の存在する領域にいるのに下り段差４２を検出できないのは、第一外部環境センサ１７または方向算出部１５等が故障していると判断することができる。移動車両１１が下り段差の存在する領域にいるのに下り段差４２を検出できない場合は、移動車両１１を停止させる。よって、第一外部環境センサ１７または方向算出部１５等が故障したことが原因で、移動車両１１が下り段差へ近づくことを防止することができる。

また、移動車両１１はバッテリー２８を有し、バッテリー２８を電力源とし、識別番号検出部１８で検出された識別番号が所定の番号であると、第一外部環境センサ１７を作動させる。このような構成とすることにより、危険領域に侵入した時だけ第一外部環境センサ１７を作動させるので、安全でありながらバッテリーの消費電力を抑えることができる。

なお、制御部１４は、ステップＳ０１〜ステップＳ０５を繰り返して進行禁止範囲を決定しているが、バッテリー２８の消費を抑えるために、一度、進行禁止範囲が決まると、危険領域を退避するまでの数秒間、ステップＳ０１〜ステップＳ０５の制御を止めてもよい。

続いて、方向算出部１５で下り段差４２を検知できない場合の制御について、説明する。図７は、本実施の形態１における移動車両１１が存在する通路４１を示す図である。

下り段差４２と通路４１との境目には、下り段差４２への降口４５以外に塀４６がある。本実施の形態１での塀４６は、路面から人に胸の高さまで伸びているものを想定している。移動車両１１が矢印Ｅの方向へ移動している場合、移動車両１１は、識別番号検出部１８で危険領域４３を示す識別番号を検出しても、塀４６が邪魔をして方向算出部１５で下り段差４２を検知できない。

このような状況において、制御部１４は、第一外部環境センサ１７または方向算出部１５等が正常動作であるのに関係なく、移動車両１１を常に停止させてしまう。このような制御を防ぐため、自己位置認識部２４で、移動車両１１が塀４６の面に対して概ね垂直方向にあると判断している場合、方向算出部１５で下り段差４２を検知しなければ、進行禁止範囲を設定しないようにしてもよい。具体的には、塀４６を第一外部環境センサ１７及び第二外部環境センサ２２で検出した結果を比較した場合、検出された高さが異なれば、検出した物体が塀４６又は柵などと判断できるので、この場合は進行禁止範囲を設定しないようにする。または、第一外部環境センサ１７又は第二外部環境センサ２２で検出した水平距離が、照光部１３の照射半径（図３（ｂ）の場合５８ｍ）より短かければ、塀４６や柵などと判断し、この場合は進行禁止範囲を設定しないようにする。また、移動車両１１の進行方向に応じて、方向算出部１５で下り段差４２を検出できない場合、進行禁止範囲を設定しないようにしてもよい。

図８は、本発明の実施の形態１における階段の踊場５１の平面図である。

使用中、バッテリー２８に蓄えた電気エネルギーが切れて、移動車両１１が通路５２で停止することがある。その場合、人が押して、一時的に移動車両１１を通路５２から階段の踊場５１へ移動することが考えられる。

例えば、階段の踊場５１を充電場所としてバッテリー２８に充電を行った後、移動車両１１を再起動させると、移動車両１１は、危険領域５３より退避する。この時、移動車両１１は、第一外部環境センサ１７で、前方に下り段差４２があるか否かを確認して、下り段差４２のない方向へ移動することができる。よって、移動車両１１は、危険領域５３である階段の踊場５１で再起動が行われたとしても、安全に危険領域５３より退避することができる。

なお、上述した移動車両１１は、自律移動装置として説明したが、自律移動装置に限らず人が操作レバーに応じて移動する電動車椅子や、パワーアシスト制御により人の動きに合わせて移動するパワーアシスト式の電動ワゴンであってもよい。この場合、自律移動を行なう必要がないため、地図情報記録部２３と自己位置認識部２４と移動経路生成部２５は必要なく、人がその役割を担う。

その場合、操作レバー等から検出される指示方向に従って、制御部１４は、移動車両１１の移動方向を決定する。しかし、方向算出部１５より進行禁止範囲が設定されると、指示方向が進行禁止範囲に入る場合、移動車両１１は指示方向へは移動できず停止する。よって、手動操作の移動車両１１であっても、下り段差４２へ近づかないようにすることができる。

なお、上述した移動車両１１は、移動車両１１に、制御部１４と、方向算出部１５とを搭載しているが、制御部１４と方向算出部１５を移動車両１１の外部に設置してもよい。その場合、制御部１４および方向算出部１５と移動車両１１とは無線通信により接続され、第一外部環境センサ１７、識別番号検出部１８で得られた情報を制御部１４と方向算出部１５へ送信する。そして、制御部１４と方向算出部１５は受信したその情報を分析して、移動車両１１を遠隔で操作するようにしてもよい。

また、第一外部環境センサ１７、第二外部環境センサ２２は、レーザ光による距離センサでなくとも超音波センサ、ステレオカメラなど距離が計測できるものであってもよい。

また、上述の移動車両１１は、車体の略中央の左右に同軸に対向配置された同軸２輪型であったが、これに限らず、動輪の車軸が中央から前後に変位していたり、多足の歩行ロボット型でもかまわない。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２について、実施の形態１と異なる点について図面を参照しながら説明する。

図９は、本実施の形態２における移動車両６１の制御システム６２のブロック図である。図９に示すように、制御システム６２は、照光部１３が照らす領域である危険領域４３のエリア情報を有するエリア情報保持部６３を備える。そして、方向算出部６５は、識別番号検出部１８で検出した識別番号を基に、エリア情報保持部６３に問い合わせ、危険領域４３のエリア情報を取得する。さらに、方向算出部６５は、エリア情報と第二外部環境センサ２２で得た外部環境情報とを比較して、移動車両６１の位置姿勢を算出し、エリア情報より移動車両６１の周辺にある下り段差４２の方向を算出する構成からなる。

このような構成により、移動車両６１の位置を検出するのに識別番号に紐付いたエリア情報を用いることで、下り段差４２に人が立っている場合であっても、下り段差４２の位置を正確に検出し、安全に移動車両６１の制御を行うことができる。

なお、第二外部環境センサ２２は、水平方向に放射状にレーザ光２９ｂを走査することで、障害物又は壁との水平距離を測定し、周辺の通路形状を認識するためのものである。

移動車両６１が自律移動装置である場合、通常、第二外部環境センサ２２により測定された周辺の通路形状を含む外部環境情報と、地図情報記録部２３に記録された地図情報とを自己位置認識部２４で照合することにより、移動車両６１は自己位置を認識する。そして、移動車両６１は、自己位置を認識しながら目的地点Ｇへ移動する。

ただし、地図情報記録部２３にある多数の地図情報と、第二外部環境センサ２２で得た外部環境情報とをパターンマッチングして自己位置を求める際、第二外部環境センサ２２で得た外部環境情報が障害物等の影響で不正確であると、正確な自己位置を求めることができない場合がある。つまり、自己位置を失うことがある。

自己位置を失っても下り段差４２へ近づかないようにするために、制御部１４は、識別番号検出部１８で検出した識別番号と危険領域４３を示す番号とを比較する。そして、検出された識別番号が危険領域４３を示す番号であるか否かを判定する。

識別番号検出部１８で読み取った識別番号が危険領域を示す番号であると、識別番号に紐付いたエリア情報をエリア情報保持部６３より取得する。照光部１３ごとに識別番号が付与されており、エリア情報保持部６３は、少なくとも照光部１３が照らす範囲の通路形状、下り段差４２の位置情報、その照光部１３の識別番号等をエリア情報として記録している。

制御部１４は、このようにして移動車両６１周辺のエリア情報を取得し、方向算出部６５で、エリア情報と第二外部環境センサ２２で得た外部環境情報とを比較させる。そして、方向算出部６５で、移動車両６１の位置を導き出し、エリア情報より移動車両６１の周辺にある下り段差４２の方向を算出する。そして、制御部１４は、方向算出部６５で算出された方向を進行禁止範囲として移動車両６１の制御を行う。

ここで、エリア情報と第二外部環境センサ２２で得た外部環境情報がうまくマッチングできない場合、移動車両６１は、その場で停止する。その後、マッチングが成功するまで静止し、マッチングが成功すれば、方向算出部６５で算出された方向を進行禁止範囲として移動車両６１の制御を行ってもよい。

本実施の形態２における制御システム６２は、移動車両６１の位置を検出するのに識別番号に紐付いたエリア情報を用いることで、障害物等の影響で正確な外部環境情報が得られない場合であっても、下り段差４２の位置を正確に検出できる。

図１０は、本実施の形態２における移動車両６１が存在する通路の平面図である。図１０に示す通路４１では、下り段差４２に、人６７、６８が立って話をしている。このような時、実施の形態１に示す第一外部環境センサ１７を用いて下り段差４２を検出すると、レーザ光が下面に届く前に人６７、６８に当り、下り段差４２を検出できないことがある。

一方、制御システム６２は、移動車両６１の位置を検出するのに識別番号に紐付いたエリア情報を用いる。そのため、人６７、６８が下り段差４２に立っていたとしても、正確なエリア情報を取得することができる。そして、大まかな移動車両６１周辺の通路形状があれば、移動車両６１の位置を算出することができ、そこから下り段差４２の位置を正確に認識することができる。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３について、実施の形態１、２と異なる点について図面を参照しながら説明する。

図１１は、本発明の実施の形態３における移動車両７１の制御システム７２のブロック図である。図１１に示すように、制御システム７２の第三外部環境センサ７３は、照射光の光度を検出する光度検出器であり、光度を外部環境情報として検出する。また、方向算出部７５は、第三外部環境センサ７３で検出される光度の変化を利用して、移動車両７１の周辺にある下り段差４２の方向を算出する。

このような構成とすることにより、照光部１３の光によって下り段差４２の方向を算出するので、路面に障害物等が置いてあったとしても、下り段差４２の位置を検出することができ、安全に移動車両７１の制御を行うことができる。

図１２は、本実施の形態３における移動車両７１が存在する通路の平面図である。移動車両７１は、施設内の通路４１を自律移動して目標地点である点Ｇへ移動しようとしている。移動車両７１は、矢印Ａの方向へ移動しており、このまま矢印Ａの方向へ移動すると下り段差４２へ侵入してしまう。

下り段差４２へ近づきすぎないために、制御部１４は、識別番号検出部１８で検出した識別番号と危険領域を示す番号とを比較し、検出された識別番号が危険領域４３を示す番号であるか否かを判定する。

識別番号検出部１８で読み取った識別番号が危険領域を示す番号であると、第三外部環境センサ７３を作動させ、外部環境情報の１つである光度ＣＤ１を検出する。一度、光度ＣＤ１を検出した後、少しだけ時間を開けて、再度、第三外部環境センサ７３で光度ＣＤ２を検出する。この時、移動車両７１は矢印Ａの方向へＸｃｍ移動している。

そして、光度ＣＤ１と光度ＣＤ２との光度差と、光度ＣＤ１を検出してから光度ＣＤ２を検出するまでの移動距離Ｘｃｍを用いて、方向算出部７５は移動車両７１の周辺にある下り段差４２の方向を算出する。

実際には、方向算出部７５で光度の変化から下り段差４２は検出できず、照光部１３が存在する領域しか検出できない。危険領域４３を示す箇所には、照光部１３が天井に設定されているので、照光部１３を下り段差４２のある位置としている。

図１２において、移動車両７１は、第三外部環境センサ７３で検出した光度ＣＤ１と光度ＣＤ２を用いて、方向算出部７５で、移動車両７１の周辺にある下り段差４２の方向を算出する。

そして、算出された下り段差４２の方向より、制御部１４は、下り段差４２の方向を進行禁止範囲（矢印Ｂと矢印Ｃとの間の領域）として設定する。移動車両７１は、目標地点Ｇへの最短コースを選び、矢印Ｄの方向へ移動する。この時、矢印Ｄの方向は下り段差４２へ向かう方向でないので、安全に下り段差４２から退避できる。

本発明は、移動車両を下り段差へ近づけすぎることなく、危険領域で安全に移動車両の進行方向を切り替えることができる。そのため、複数階建ての病院、工場、商業施設などで移動車両の制御システムとして用いるのに有用である。

１１，６１，７１移動車両
１２，６２，７２制御システム
１３照光部
１４制御部
１５，６５，７５方向算出部
１７第一外部環境センサ
１８識別番号検出部
２１駆動車輪
２２第二外部環境センサ
２３地図情報記録部
２４自己位置認識部
２５移動経路生成部
２６入出力部
２７自在キャスタ
２８バッテリー
２９ａ，２９ｂレーザ光
３１ＬＥＤ
３２ＬＥＤ駆動部
３３識別番号設定部
３４変調部
４１，５２通路
４２下り段差
４３，５３危険領域
４４走査軌跡
４５降口
４６塀
５１階段の踊場
６３エリア情報保持部
６７，６８人
７３第三外部環境センサ

Claims

外部環境情報を検出する外部環境センサと受光した光より識別番号を検出する識別番号検出部とを有する移動車両と、
前記識別番号を含む光を下り段差に照光する照光部と、
前記外部環境情報を用いて前記移動車両の周囲の下り段差が位置する方向を算出する方向算出部と、
前記移動車両の移動を制御すると共に、前記識別番号検出部で検出された識別番号が所定の番号である場合に前記方向算出部で算出された下り段差の存在する方向を進行禁止範囲として設定する制御部と、
前記照光部が照光する領域のエリア情報を有するエリア情報保持部と、を備え、
前記外部環境センサは、外部環境情報として前記移動車両が存在する通路の形状を検出し、
前記方向算出部は、前記識別番号検出部が検出した識別番号を基に取得したエリア情報と前記外部環境センサで得た外部環境情報とを比較して、前記移動車両の位置を算出し、前記エリア情報より前記下り段差が存在する方向を算出する
移動車両の制御システム。
外部環境情報を検出する外部環境センサと受光した光より識別番号を検出する識別番号検出部とを有する移動車両と、
前記識別番号を含む光を下り段差に照光する照光部と、
前記外部環境情報を用いて前記移動車両の周囲の下り段差が位置する方向を算出する方向算出部と、
前記移動車両の移動を制御すると共に、前記識別番号検出部で検出された識別番号が所定の番号である場合に前記方向算出部で算出された下り段差の存在する方向を進行禁止範囲として設定する制御部と、を備え、
前記外部環境センサは、外部環境情報として前記照光部からの光の光度を検出し、
前記方向算出部は、前記外部環境センサで検出される光度の変化を利用して前記下り段差が存在する方向を算出する
移動車両の制御システム
前記照光部は、前記移動車両が存在する通路の天井に配置された
請求項１または２に記載の移動車両の制御システム。
前記外部環境センサは、外部環境情報として前記移動車両の斜め下方に位置する対象物までの距離を算出し、
前記方向算出部は、前記外部環境センサで検出された距離に基づいて前記下り段差の存在する方向を算出する
請求項１〜３いずれか１項に記載の移動車両の制御システム。
前記制御部は、前記方向算出部で下り段差が存在する方向を算出できない場合、前記移動車両を停止させる
請求項１〜４いずれか１項に記載の移動車両の制御システム。