JP6271212B2 - 自律走行車両 - Google Patents

Description

本発明は、誘導経路などの予め定められた走路上を自律走行するゴルフカートや、農園などで農薬を散布したり収穫物を搬送したりする作業車両などの自律走行車両に係り、特に、障害物を回避するための技術に関する。

従来、この種の装置として、左右一対からなる超音波センサなどの障害物センサを前部に備えた自律走行車両がある（例えば、特許文献１参照）。

この自律走行車両は、走行経路を検出するセンサと操舵角度センサとの検出結果に基づいて制御部が操舵制御を行う。走行経路を走行中に障害物センサが障害物を検出した場合は、障害物までの距離データに基づいて制御部が緊急停止動作を行わせる。但し、旋回方向外側の障害物センサの設定危険距離を内側のものよりも短く設定するようになっている。これにより、自律走行車両が走行経路を旋回する際における走行経路外の障害物による緊急停止を防止している。

特許第２９４４８１４号公報

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、誘導経路などの予め定められた走路上を自律走行するゴルフカートや作業車の走行経路上には、樹木などが配置されることはないので、自律走行車両における障害物は「人」であることが殆どである。ところが、従来の自律走行車両における超音波センサなどの障害物検出では、障害物の種類について判断しないので、経路上に存在するゴルフバッグや収穫物収納箱、あるいは経路の登り坂などを障害物として誤検知して誤停止することがあるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、障害物を判別することにより、人以外の物体による誤停止を防止することができる自律走行車両を提供することを目的とする。

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、第１の発明は、予め定められた走行経路上を自律走行する自律走行車両であって、予め設定された領域内における物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段で検出された物体までの距離を検出する距離検出手段と、前記物体検出手段で検出された物体が人であるか否かを検出する人検出手段と、前記距離検出手段で得られた距離と、前記人検出手段で得られた人であるとの情報とに基づいて、前記物体への衝突を回避する衝突回避手段と、を備え、前記衝突回避手段は、前記物体が人であると判断されても、車両が衝突せずに停止できる停止可能距離以上離れている衝突回避判断距離になるまで車両を停止させず、さらに、前記人検出手段は、人検出可能範囲が設定され、前記物体検出手段は、物体検出可能範囲が設定され、前記人検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離は、前記物体検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離よりも遠い関係であって、前記衝突回避手段は、車両に対して前記人検出可能範囲内にあった物体が、車両と接近して、前記人検出可能範囲の外、かつ、前記物体検出可能範囲内に位置する状態になる前に、前記人検出手段により前記物体が人であると検出されていたか否かの情報を記憶する物体情報記憶手段と、前記物体情報記憶手段からの情報が人であった場合には、車両から前記物体までの距離が前記物体検出可能範囲内であって、前記衝突回避判断距離になったときに車両を停止させる判断を行う衝突回避判断手段と、を備えているものである。

［作用・効果］第１の発明によれば、衝突回避手段は、距離検出手段で得られた距離と、人検出手段からの人であるとの情報とに基づいて衝突を回避する。物体を判別して、物体が人であるとの情報である場合にのみ、物体への衝突回避制御を行い、物体が人以外の場合には衝突回避制御を行わないので、経路上にゴルフバッグや収穫物収納箱が存在する場合や、経路が登り坂であったとしても誤検知して誤停止することを防止できる。また、人検出手段に設定されている人検出可能範囲は、車両側からみると、物体検出手段に設定されている物体検出可能範囲に含まれ、人検出可能範囲の最近点までの距離は、物体検出可能範囲の最近点までの距離よりも遠い関係にある。したがって、人検出可能範囲にて人と判断された物体が車両に近づいて人検出可能範囲から物体検出可能範囲に移動した場合には、物体を人であると判断できなくなる。しかし、物体情報記憶手段には物体が人であるか否かの情報が記憶されているので、この情報が人であった場合には、衝突回避判断手段は、衝突回避判断距離に物体が位置した際に停止させる。したがって、物体が人であると判断されてから衝突回避制御までの時間を長くすることができ、人が車両の前方の人検出可能範囲を通過するだけで衝突の危険がない場合の衝突回避制御を抑制できる。

（削除）

（削除）

また、本発明において、予め定められた走行経路上を自律走行する自律走行車両であって、予め設定された領域内における物体を検出する物体検出手段と、前記物体検出手段で検出された物体までの距離を検出する距離検出手段と、前記物体検出手段で検出された物体が人であるか否かを検出する人検出手段と、前記距離検出手段で得られた距離と、前記人検出手段で得られた人であるとの情報とに基づいて、前記物体への衝突を回避する衝突回避手段と、を備え、前記衝突回避手段は、前記物体が人であると判断されても、車両が衝突せずに停止できる停止可能距離以上離れている衝突回避判断距離になるまで車両を停止させず、さらに、前記人検出手段は、人検出可能範囲が設定され、前記物体検出手段は、物体検出可能範囲が設定され、前記人検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離は、前記物体検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離よりも遠い関係であって、前記衝突回避手段は、車両に対して前記人検出可能範囲内にあった物体が、車両と接近して、車両から前記物体までの距離が前記人検出可能範囲内の予め設定された減速判断距離になったときに、予め定められた速度まで減速する減速手段と、車両と前記物体とがさらに接近して前記物体が前記人検出可能範囲の外、かつ、前記物体検出可能範囲内に位置する状態になる前に、前記人検出手段により前記物体が人であると検出されていたか否かの情報を記憶する物体情報記憶手段と、前記物体情報記憶手段からの情報が人であった場合には、車両から前記物体までの距離が前記物体検出可能範囲内であって、前記衝突回避判断距離になったときに車両を停止させる判断を行う衝突回避判断手段と、を備えているものである。

［作用・効果］第２の発明によれば、衝突回避手段は、距離検出手段で得られた距離と、人検出手段からの人であるとの情報とに基づいて衝突を回避する。物体を判別して、物体が人であるとの情報である場合にのみ、物体への衝突回避制御を行い、物体が人以外の場合には衝突回避制御を行わないので、経路上にゴルフバッグや収穫物収納箱が存在する場合や、経路が登り坂であったとしても誤検知して誤停止することを防止できる。また、人検出手段に設定されている人検出可能範囲は、車両側からみると、物体検出手段に設定されている物体検出可能範囲に含まれ、人検出可能範囲の最近点までの距離は、物体検出可能範囲の最近点までの距離よりも遠い関係にある。したがって、人検出可能範囲にて人と判断された物体が車両に近づいて人検出可能範囲から物体検出可能範囲に移動した場合には、物体を人であると判断できなくなる。しかし、物体情報記憶手段には物体が人であるか否かの情報が記憶されているので、この情報が人であった場合には、衝突回避判断手段は、衝突回避判断距離に物体が位置した際に停止させる。したがって、物体が人であると判断されてから衝突回避制御までの時間を長くすることができ、人が車両の前方の人検出可能範囲を通過するだけで衝突の危険がない場合の衝突回避制御を抑制できる。また、人検知可能範囲内の所定の減速判断距離に人が位置した時点で減速手段により減速を行っているので、停止距離を短くすることができ、衝突回避制御の確度を高めることができる。

また、本発明において、前記衝突回避判断手段は、前記減速手段により減速した後、前記人が前記人検出可能範囲の外、かつ、前記物体検出可能範囲の外となった場合には、減速を解除して元の速度に戻すことが好ましい。

人が人検出可能範囲の外、かつ、物体検出可能範囲の外となった場合には、衝突回避制御が不要であるので、減速した場合であっても減速前の元の速度に戻す。したがって、減速の後に停止することなく通常走行に戻るので、走行の効率を向上させることができる。

また、本発明において、前記物体検出手段と、前記距離検出手段と、前記人検出手段は、一つのステレオカメラからの画像に基づいて検出動作を行うことが好ましい。

一つのステレオカメラからの画像に基づいて、物体の検出と、距離の検出と、人の検出を兼用するので、コストを抑制することができる。

本発明に係る自律走行車両によれば、衝突回避手段は、距離検出手段で得られた距離と、人検出手段からの人であるとの情報とに基づいて衝突を回避する。物体を判別して、物体が人であるとの情報である場合にのみ、物体への衝突回避制御を行い、物体が人以外の場合には衝突回避制御を行わないので、経路上にゴルフバッグや収穫物収納箱が存在する場合や、経路が登り坂であったとしても誤検知して誤停止することを防止できる。また、人検出手段に設定されている人検出可能範囲は、車両側からみると、物体検出手段に設定されている物体検出可能範囲に含まれ、人検出可能範囲の最近点までの距離は、物体検出可能範囲の最近点までの距離よりも遠い関係にある。したがって、人検出可能範囲にて人と判断された物体が車両に近づいて人検出可能範囲から物体検出可能範囲に移動した場合には、物体を人であると判断できなくなる。しかし、物体情報記憶手段には物体が人であるか否かの情報が記憶されているので、この情報が人であった場合には、衝突回避判断手段は、衝突回避判断距離に物体が位置した際に停止させる。したがって、物体が人であると判断されてから衝突回避制御までの時間を長くすることができ、人が車両の前方の人検出可能範囲を通過するだけで衝突の危険がない場合の衝突回避制御を抑制できる。

実施例１に係る車両の概略構成を示す正面図である。 実施例１に係る車両のブロック図である。 実施例１に係る物体検出装置のブロック図である。 実施例１に係る車両の走行制御を示すフローチャートである。 実施例１に係る人検出可能範囲と物体検出可能範囲との説明に供する模式図である。 実施例１に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例１に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例１に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例１に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る対象物検出装置のブロック図である。 実施例２に係る車両の走行制御を示すフローチャートである。 実施例２に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る誤検出時における衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る画像センサの画像を示す模式図である。 実施例２に係る誤検出時における衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る画像センサの画像を示す模式図である。 実施例２に係る誤検出時における衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る画像センサの画像を示す模式図である。 実施例２に係る誤検出時における衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る画像センサの画像を示す模式図である。 実施例２に係る誤検出時における衝突回避の動作説明に供する模式図である。 実施例２に係る画像センサの画像を示す模式図である。

本発明に係る自律走行車両の実施例としてゴルフカートを例にとって以下に説明する。

以下、図面を参照して本発明の実施例１について説明する。
図１は、実施例１に係る車両の概略構成を示す正面図であり、図２は、実施例１に係る車両のブロック図であり、図３は、実施例１に係る物体検出装置のブロック図である。

車両１は、誘導経路などの予め定められた走路上を自律走行するゴルフカートであって、車両本体３と、４個の車輪５とを備えている。この車両１における前後や左右は、車両１が前進する方向（紙面の手前側）を基準とする。車両本体３は、車体外装７と、図示しないシャーシや駆動部を備えている。車体外装７の前部には、一つのステレオカメラ９が取り付けられている。この車両１は、例えば、走行経路に埋設された誘導線から発せられる電磁波に誘導され、障害物との衝突を回避しつつ自律走行することができる。

なお、上述した車両１が本発明における「自律走行車両」に相当する。

車両１は、図２に示すように、物体検出装置１１と、報知部１３と、自動走行制御装置１５と、車速制御部１７と、駆動モータ１９とを備えている。物体検出装置１１は、車両１の前方に位置する物体を検出する。報知部１３は、物体検出装置１１が物体を検出した際に、運転手及び周囲に対して警報を発生する。自動走行制御装置１５は、車両１が誘導線に沿って自動走行するための制御を行う。車速制御部１７は、自動走行制御装置１５からの指示に基づいて、駆動モータ１９を操作して車速の制御を行うとともに、物体検出装置１１からの指示に基づいて、駆動モータ１９を操作して衝突回避制御のための停止の制御を行う。駆動モータ１９は、車速制御部１７の操作に基づいて後側の車輪５（不図示）の回転駆動を制御する。

ここで図３を参照して、上述した物体検出装置１１の詳細について説明する。

物体検出装置１１は、検出部２１と、衝突回避部２３とを備えている。検出部２１は、一つのステレオカメラ９と、物体検出部２５と、距離検出部２７と、人検出部２９とを備えている。

一つのステレオカメラ９は、車両１の左側に取り付けられた左画像センサ９ａと、車両１の右側に取り付けられた右画像センサ９ｂとを備えている。左画像センサ９ａと、右画像センサ９ｂは、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの一般的な可視光センサで構成されており、それぞれ前方の物体を撮影する。左画像センサ９ａと、右画像センサ９ｂは、水平方向に一定の距離をおいて取り付けられており、平行ステレオの位置関係となるように、既知の幾何条件の下で配置されている。また、左画像センサ９ａと、右画像センサ９ｂは、それぞれ撮影された画像の各行の位置が一致するように、予めキャリブレーションが実施されている。

物体検出部２５は、左画像センサ９ａと右画像センサ９ｂからの画像から、車両１の前方に何らかの物体があるか否かを判断する。距離検出部２７は、左画像センサ９ａと右画像センサ９ｂからの画像に基づいて、例えばステレオマッチングにより視差画像を作成し、この視差画像に基づいて、実空間上における車両１から物体までの距離を検出する。距離を検出する手法としては、例えば、従来から広く用いられている平行ステレオ法が挙げられる。つまり、左画像センサ９ａと右画像センサ９ｂとの間の距離と、左画像センサ９ａと右画像センサ９ｂの焦点距離と、視差画像とに基づいて、車両１を基準とした相対的な距離を算出することができる。距離検出部２７で検出された距離は、人検出部２９と、後述する衝突回避判断部３３に与えられる。

なお、上記物体検出部２５は、物体を検出することができる範囲が決まっており、その範囲は、車両１を基準とした相対的なものである。ここでは、その範囲を物体検出可能範囲と称する。

人検出部２９は、左画像センサ９ａと右画像センサ９ｂとのいずれか一方から基準画像を取得し、この基準画像における、物体検出部２５で検出された物体が人であるか否かを判断する。具体的には、基準画像における、物体検出部２５で検出された物体を含む所定の大きさのスキャン領域において、基準画像内を複数の大きさの検出窓をラスタスキャンし、物体が人であるか否かを判断する。人であるか否かの判断は、例えば、輝度勾配・輝度強度を取り出すＨＯＧ特徴量（Histograms of Oriented Gradients）を抽出することにより行うことができる。このＨＯＧ特徴量により、検出した物体のおおまかな形状を表現することができるので、物体が人であるか否かを判断することができる。

なお、上記人検出部２９は、物体が人であることを検出することができる範囲が決まっており、その範囲は、車両１を基準とした相対的なものである。ここでは、その範囲を人検出可能範囲とする。

衝突回避部２３は、物体情報記憶部３１と、衝突回避判断部３３とを備えている。物体情報記憶部３１は、物体検出部２５で検出された物体が人検出部２９で人であると判断された場合に、物体が人であるとの物体情報が書き込まれる。衝突回避判断部３３は、距離検出部２７から得られた物体までの距離情報を記憶するとともに、この距離情報と、物体情報記憶部３１に記憶されている物体情報とに基づいて、通常走行を維持するか、通常走行から衝突回避制御のための停止を行うかの指示を車速制御部１７に対して行う。

なお、上述した物体検出部２５が本発明における「物体検出手段」に相当し、距離検出部２７が本発明における「距離検出手段」に相当し、人検出部２９が本発明における「人検出手段」に相当する。また、衝突回避部２３が本発明における「衝突回避手段」に相当し、物体情報記憶部３１が本発明における「物体情報記憶手段」に相当する。また、ステレオカメラ９と距離検出部２７とが本発明における「距離検出手段」に相当し、ステレオカメラ９と人検出部２９とが本発明における「人検出手段」に相当する。

次に、図４，図５を参照して、上述した車両１の走行動作について説明する。なお、図４は、実施例１に係る車両の走行制御を示すフローチャートであり、図５は、人検出可能範囲と物体検出可能範囲との説明に供する模式図である。

ここで、まず図５を参照して、物体検出部２５と人検出部２９の検出可能な範囲について説明する。人検出部２９は、物体が人であることを検出することができる人検出可能範囲ＨＡが設定されている。物体検出部２５は、物体か否かを検出することができる物体検出可能範囲ＯＡが設定されている。人検出可能範囲ＨＡのうち、車両１に最も近い最近点ＮＰ１までの車両１からの距離をＭｉｎ１とし、物体検出可能範囲ＯＡのうち、車両１に最も近い最近点ＮＰ２までの車両１からの距離をＭｉｎ２とする。距離Ｍｉｎ１が距離Ｍｉｎ２よりも車両１から遠いのは、物体を人であると検出するには、人の全体像が必要であり、車両１に近い位置では人の全体像を撮影できないからである。したがって、図５に示すように、人Ｈが距離Ｍｉｎ１以上の人検出可能範囲ＨＡに位置している場合には、人Ｈを人として検出可能であるが、人Ｈが距離Ｍｉｎ１より車両１に近い位置であって、距離Ｍｉｎ２以上に離れた位置にあると、人Ｈを人として検出することはできず、物体としてしか検出することができない。

また、車両１が通常走行時には速度Ｖ１で走行するものとした場合、車両１が衝突回避制御を行って物体に衝突せずに停止できる車両１からの距離を、ここでは停止可能距離Ｘ１とする。また、車両１が衝突回避制御を行う位置を、ここでは衝突回避判断距離Ｒ１とする。衝突回避判断距離Ｒ１は、安全のために停止可能距離Ｘ１以上に設定されている。

次に、図４を参照して走行制御について説明するが、ここでは既に車両１が通常走行を速度Ｖ１で行っているものとする。また、検出部２１による物体検出、距離検出、人検出は、車両１が走行を開始する時点で所定の周期で行われているものとする。

ステップＳ１〜Ｓ３
ステップＳ１では、検出部２１による物体の検出の有無に応じて処理を分岐する。つまり、物体を検出していない場合には、ステップＳ２にて物体情報記憶部３１に物体情報として物体（人ではない）を書き込み、この処理を経てステップＳ１を繰り返し実行する。ステップＳ１において、物体が検出された場合にはステップＳ３に移行し、距離検出部２７で検出された距離を衝突回避判断部３３に記憶するとともに、報知部１３により、物体が存在することの警告を行う。

ステップＳ４，Ｓ５
ステップＳ４では、人検出部２９が物体を人であると検出したか否かにより処理を分岐する。物体を人であると人検出部２９が検出した場合には、ステップＳ５にて物体情報記憶部３１に物体情報として人を書き込む。その一方、人検出部２９が物体を人として検出していない場合、但し、このときは物体が一度は人として認識されているが、距離Ｍｉｎ１よりも車両１と物体とが近づいた状態である。つまり、物体が人ではあるが今現在は物体を人として認識できない距離にある状態である。この場合には、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６
衝突回避判断部３３は、距離検出部２７からの現時点の距離と衝突回避判断距離Ｒ１とを比較して、距離が衝突回避判断距離Ｒ１に達している場合には、ステップＳ７に移行し、そうでない場合には、ステップＳ１に戻って物体検出を継続する。

ステップＳ７，Ｓ８
衝突回避判断部３３は、物体情報記憶部３１の物体情報が人である場合には、ステップＳ８に移行して車速制御部１７に停止動作を行わせる。一方、物体情報機構部３１の物体情報が人でない場合には、ステップＳ１に戻って物体検出を継続する。

次に、図６〜図９を参照して、具体的な衝突回避の動作について説明する。なお、図６〜図９は、実施例１に係る衝突回避の動作を時間を追って説明する模式図である。

図６（ｔ＝ｔ０の状態）では、速度Ｖ１で通常走行している車両１と人Ｈとの距離、つまり距離検出部２７で検出された距離がｒ０であるとする。距離ｒ０は、距離Ｍｉｎ１より遠い距離であるので、物体として検出された人Ｈを人として検出できる。したがって、この状態では、物体情報記憶部３１に物体情報として人が記憶される。なお、このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５に相当する。

図７（ｔ＝ｔ１の状態）では、図６よりも車両１と人Ｈとの距離が近くなり、距離検出部２７で検出された距離がｒ１となる。距離ｒ１は、距離ｒ０より短く、距離Ｍｉｎ１以上の位置関係である。この状態であっても、物体として検出された人Ｈを人として検出できる。なお、このときの動作も、上述したフローチャートにおいてステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５に相当する。

図８（ｔ＝ｔ２の状態）では、図７よりも車両１と人Ｈとの距離が近くなり、距離検出部２７で検出された距離がｒ２となる。距離ｒ２は、距離ｒ１より短く、距離Ｍｉｎ１より近く、距離Ｍｉｎ２以上の位置関係である。この状態では、人Ｈを物体としか検出することができない。このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６に相当する。

図９（ｔ＝ｔ３の状態）では、図８よりも車両１と人Ｈとの距離が近くなり、距離検出部２７で検出された距離がｒ３となる。距離ｒ３は、距離ｒ２より短く、距離Ｍｉｎ２以上であって、衝突回避判断距離Ｒ１となる位置関係である。この状態では、人Ｈを物体としか検出できないものの、物体情報記憶部３１の物体情報が人であるので、衝突回避判断部３３が衝突回避制御として停止動作をするように車速制御部１７に対して指示を行う。このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８に相当する。

なお、上記において人Ｈが単なる物体であった場合には、上述したフローチャートにおいてステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ１またはステップＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１を繰り返すだけで、衝突回避制御を行うことはない。

本実施例１によると、衝突回避部２３は、距離検出部２７で得られた距離と、人検出部２９からの人であるとの情報とに基づいて衝突を回避する。物体を判別して、物体が人Ｈであるとの情報である場合にのみ、物体への衝突回避制御を行い、物体が人Ｈ以外の場合には衝突回避制御を行わないので、経路上にゴルフバッグや収穫物収納箱が存在する場合や、経路が登り坂であったとしても誤検知して誤停止することを防止できる。

また、人検出部２９に設定されている人検出可能範囲ＨＡは、車両１側からみると、物体検出部２５に設定されている物体検出可能範囲ＯＡに含まれ、人検出可能範囲ＨＡの最近点ＮＰ１までの距離Ｍｉｎ１は、物体検出可能範囲ＯＡの最近点ＮＰ２までの距離Ｍｉｎ２よりも遠い関係にある。したがって、人検出可能範囲ＨＡにて人Ｈと判断された物体が車両１に近づいて人検出可能範囲ＨＡから物体検出可能範囲ＯＡに移動した場合には、物体を人Ｈであると判断できなくなる。しかし、物体情報記部３１には物体が人Ｈであるか否かの情報が記憶されているので、この情報が人Ｈであった場合には、衝突回避判断部３３は、衝突回避判断距離Ｒ１に物体が位置した際に停止させる。したがって、物体が人Ｈであると判断されてから衝突回避制御までの時間を長くすることができ、人Ｈが車両１の前方の人検出可能範囲ＨＡを通過するだけで衝突の危険がない場合の衝突回避制御を抑制できる。

次に、図面を参照して本発明の実施例２について説明する。
図１０は、実施例２に係る対象物検出装置のブロック図である。

本実施例は、車両１の概略構成は上述した実施例１と同じであるので、説明については省略する。なお、図１０のブロック図のうち、上述した実施例１と異なる部分についてのみ以下に説明する。

本実施例は、衝突回避部２３が減速部４１を備えている点において上述した実施例１と相違する。

減速部４１は、距離検出部２７から得られた物体までの距離情報と、人検出部２９からの物体情報とに基づいて、人検出可能範囲内にある物体が、車両１に接近して人検出可能範囲内の減速位置に相対的に近づいた場合には、予め決められた速度まで減速するように衝突回避判断部３３に対して指示を行う。衝突回避判断部３３は、距離検出部２７から得られた物体までの距離情報を記憶するとともに、この距離情報と、物体情報記憶部３１に記憶されている物体情報とに基づいて、通常走行を維持するか、通常走行から停止を行うかの指示と、減速部４１からの減速指示に基づいて、通常走行から所定の速度へ減速することの指示とを車速制御部１７に対して行う。また衝突回避判断部３３は、減速部４１からの減速指示により減速した後、物体が人検出可能範囲の外になり、がつ、物体検出可能範囲の外になった場合には、減速を解除して元の通常走行に戻すように、車速制御部１７を操作する。

なお、上述した減速部４１が本発明における「減速手段」に相当する。

次に、図１１〜１６を参照して、上述した車両１の走行動作について説明する。なお、図１１は、実施例２に係る車両の走行制御を示すフローチャートであり、図１２〜図１６は、衝突回避の動作を時間を追って説明する模式図である。

ここで、まず図１２を参照する。本実施例における車両１は、上述した実施例１（図５）と同様に、物体検出部２５と人検出部２９の検出可能な範囲が設定されている。つまり、実施例２における車両１において、人検出部２９は、物体が人であることを検出することができる人検出可能範囲ＨＡが設定され、物体検出部２５は、物体か否かを検出することができる物体検出可能範囲ＯＡが設定されている。また、人検出可能範囲ＨＡのうち、車両１に最も近い最近点ＮＰ１までの車両１からの距離をＭｉｎ１とすることと、物体検出可能範囲ＯＡのうち、車両１に最も近い最近点ＮＰ２までの車両１からの距離をＭｉｎ２とすることも実施例１と同様である。また、本実施例２では、車両１が通常走行時には速度Ｖ１で走行し、減速時には速度Ｖ１よりも低速の速度Ｖ２で走行するものとした場合、速度Ｖ２にて走行する車両１が物体に衝突せずに停止できる車両１からの距離を停止可能距離Ｘ２とし、車両１が衝突回避制御を行う位置を衝突回避判断距離Ｒ２とする。衝突回避判断距離Ｒ２は、安全のために停止可能距離Ｘ２以上に設定されていることも実施例１と同様である。さらに、本実施例２では、人検出可能範囲ＨＡ内にある物体が相対的に車両１に接近した際に、速度Ｖ１から速度Ｖ２に減速する位置として、人検出可能範囲ＨＡ内に減速判断距離Ｒ３を設定してある。

本実施例における衝突回避判断距離Ｒ２は、実施例１の衝突回避判断距離Ｒ１よりも車両１に近く、本実施例における停止可能距離Ｘ２は、実施例１の停止可能距離Ｘ１よりも車両１に近くなっている。これは、後述するように車両１が衝突回避制御により停止する前に、既に減速を行っているからである。

次に、図１１に基づいて走行制御について説明するが、既に車両１が通常走行を速度Ｖ１で行っており、検出部２１による物体検出、距離検出、人検出が所定の周期で既に行われているものとする。

ステップＴ１〜Ｔ４
ステップＴ１では、検出部２１による物体の検出の有無により分岐する。つまり、物体未検出の場合には、ステップＴ２にて物体情報記憶部３１に物体情報として物体（人ではない）を書き込み、ステップＴ３を経て物体検出までステップＴ１を繰り返し実行する。ステップＴ１において物体をが検出された場合には、ステップＴ４にて、距離検出部２７で検出された距離を衝突回避判断部３３に記憶するとともに、報知部１３により物体が存在することの警告を行う。

ステップＴ５〜Ｔ８
ステップＴ５では、人検出部２９が物体を人であると検出したか否かにより処理を分岐する。人検出部２９が人を検出した場合には、ステップＴ６にて物体情報記憶部３１に物体情報として人を書き込む。さらに、ステップＴ７では、距離検出部２７からの距離に基づき、車両１と人との距離が減速判断距離Ｒ３であるか否かにより分岐する。距離が減速判断距離Ｒ３である場合には、ステップＴ８にて減速部４１が衝突回避判断部３３に対して減速を指示する。一方、距離が減速判断距離Ｒ３でない場合には、現在の速度を維持したままステップＴ１に戻る。ステップＴ５にて、人検出部２９が物体を人として検出していない場合、但し、このときは物体が一度は人として認識されているが、距離Ｍｉｎ１よりも車両１と物体とが近づいた状態である。つまり、物体が人ではあるが、今現在は物体を人として認識できない距離にある状態である。この場合には、ステップＴ９に移行する。

ステップＴ９
衝突回避判断部３３は、距離検出部２７からの距離と衝突回避判断距離Ｒ２とを比較し、距離が衝突回避判断距離Ｒ２に達した場合には、ステップＴ１０に移行し、距離が衝突回避判断距離Ｒ２に達していない場合には、ステップＴ１に戻る。

ステップＴ１０，Ｔ１１
衝突回避判断部３３は、物体情報記憶部３１の物体情報が人である場合には、ステップＴ１１に移行して車速制御部１７に衝突回避制御を行わせて、車両１を停止させる。その一方、物体情報記憶部３１の物体情報が人でない場合には、ステップＴ１に戻って物体検出を行う。

次に、図１２〜図１６を参照して、具体的な衝突回避動作について説明する。

図１２（ｔ＝ｔ０）では、速度Ｖ１で通常走行している車両１と人Ｈとの距離がｒ０であるとする。距離ｒ０は、距離Ｍｉｎ１より遠い距離であるので、物体として検出された人Ｈを人として検出できる。したがって、この状態で物体情報記憶部３１に物体情報として人が記憶され、距離が減速判断距離Ｒ３ではないので、通常走行を維持する。なお、このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４，Ｔ５〜Ｔ７，Ｔ１に相当する。

図１３（ｔ＝ｔ１の状態）では、図１２よりも車両１と人Ｈとの距離が近づき、距離検出部２７で検出された距離がｒ１となる。この距離ｒ１は、減速判断距離Ｒ３に達しているので、減速部４１が衝突回避判断部３３に対して減速を指示する。衝突回避判断部３３は、車速制御部１７を操作して、車両１の速度をＶ１からＶ２に減速させる。なお、このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４〜Ｔ８，Ｔ１に相当する。

図１４（ｔ＝ｔ２）では、図１３よりも車両１と人Ｈとの距離が近くなり、距離検出部２７で検出された距離がｒ２となる。距離ｒ２は、距離ｒ１より短く、距離Ｍｉｎ１以上、距離Ｍｉｎ２以上の位置関係である。この状態では、物体を人Ｈとして検出することができるが、減速判断距離Ｒ３以下であるので減速した速度Ｖ２で走行を維持する。なお、このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４〜Ｔ７、Ｔ１に相当する。

図１５（ｔ＝ｔ３）では、図１４よりも車両１と人Ｈとの距離が近づき、距離がｒ３となる。距離ｒ３は、距離ｒ２より短く、距離Ｍｉｎ１より短く、距離Ｍｉｎ２以上の位置関係である。この状態では、人Ｈを物体としか検出することができない。しかし、距離ｒ３は衝突回避判断距離Ｒ２より長いので、速度Ｖ２を維持する。このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ１に相当する。

図１６（ｔ＝ｔ４）では、図１５よりも車両１と人Ｈの距離が短くなり、距離検出部２７で検出された距離がｒ４となる。距離ｒ４は、距離ｒ３より短く、距離Ｍｉｎ２以上であって、衝突回避判断距離Ｒ２となる位置関係である。この状態では、人Ｈを物体としか検出できないものの、物体情報記憶部３１の物体情報が人であるので、衝突回避判断部３３が衝突回避制御として停止動作をするように車速制御部１７に対して指示を行う。このときの動作は、ステップＴ１，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ９〜Ｔ１１に相当する。

なお、上記において人Ｈが単なる物体であった場合には、上述したフローチャートにおいてステップＴ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１またはステップＴ１、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ９、Ｔ１０、Ｔ１を繰り返すだけで、衝突回避制御を行うことはない。

次に、同じく実施例２に関して、図１７〜図２６を参照して、物体を人として誤検出した場合の動作例について説明する。なお、図１７、図１９，図２１、図２３、図２５は、誤検出時における衝突回避の動作を時間を追って説明する模式図であり、図１８、図２０、図２２、図２４、図２６は、画像センサの画像を示す模式図である。

なお、この例においては、走行経路が車両１からみて左方向に曲がっており、走行経路が曲がった箇所の右側であって、直線の走行経路の延長線上に物体であって人ではない樹木Ｏが存在しているものとする。

図１７（ｔ＝ｔ０）では、速度Ｖ１で通常走行している車両１と樹木Ｏとの距離がｒ０である。このとき車両１から前方を臨むと、図１８のようになる。この距離ｒ０は、人検出可能範囲ＨＡのうち車両１に最も近い最近点ＮＰ１までの距離Ｍｉｎ１及び物体検出可能範囲ＯＡの同じく最近点ＮＰ２までの距離Ｍｉｎ２並びに減速判断距離Ｒ３より遠い位置関係である。したがって、速度Ｖ１による通常走行が維持される。但し、ここでは、樹木Ｏが人として誤検出され、物体情報記憶部３１に物体情報として人が記憶されているものとする。このときの動作は、上述した図１１のフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４〜Ｔ７，Ｔ１に相当する。

図１９（ｔ＝ｔ１）では、図１７よりも車両１と樹木Ｏとの距離が近づき、距離がｒ１になったとする。このとき車両１から前方を臨むと、図２０のようになる。この距離ｒ１は、減速判断距離Ｒ３に達しているので、減速部４１が衝突回避判断部３３に対して減速を指示する。したがって、車両１の速度がＶ１からＶ２に減速される。このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４〜Ｔ８，Ｔ１に相当する。

図２１（ｔ＝ｔ２）では、図１９よりも車両１と樹木Ｏの距離が近くなり、距離がｒ２になったとする。このとき車両１から前方を臨むと、図２２のようになる。距離ｒ２は、距離ｒ１より短く、距離Ｍｉｎ１以上、減速判断距離Ｒ３以下、距離Ｍｉｎ２以上、衝突回避判断距離Ｒ２以上である。また、この状態においても樹木Ｏが人として誤検出されているものとする。したがって、車両１は減速した速度Ｖ２による走行が維持される。このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４〜Ｔ７，Ｔ１に相当する。

図２３（ｔ＝ｔ３）では、図２１よりも車両１と樹木の距離が近くなり、距離がｒ３になったとする。このとき車両１から前方を臨むと、図２４のようになる。距離ｒ３は、距離ｒ２より短く、距離Ｍｉｎ１より短いので、この状態では、樹木Ｏは人である否かの判断はできないが、衝突回避判断距離Ｒ２以上である。したがって、車両１は、速度Ｖ２を維持される。このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ１に相当する。

図２５（ｔ＝ｔ４）では、図２３よりも車両１と樹木の距離が近くなり、距離がｒ４になったとする。さらに、車両１は、走行経路に沿って左方向に姿勢を変えた状態である。このとき車両１から前方を臨むと、図２６のようになる。距離ｒ４は、距離ｒ３より短く、距離Ｍｉｎ２以上であって、衝突回避判断距離Ｒ２以下となる関係になるが、樹木Ｏは、物検出可能範囲ＯＡ外となっているので、距離ｒ４を検出することはできない。したがって、衝突回避判断部３３は、距離検出部２７から距離を受けとることができないので、物検出可能範囲ＯＡ外であることを知ることができ、それに基づいて車速制御部１７に対して速度Ｖ１へ戻すように指示を行う。このときの動作は、上述したフローチャートにおいてステップＴ１〜Ｔ３に相当する。

本実施例によると、上述した実施例１での効果の他に、人検出部２９に設定されている人検出可能範囲ＨＡは、車両１側からみると、物体検出部２５に設定されている物体検出可能範囲ＯＡに含まれ、人検出可能範囲ＨＡの最近点ＮＰ１までの距離Ｍｉｎ１は、物体検出可能範囲ＯＡの最近点ＮＰ２までの距離Ｍｉｎ２よりも遠い関係にある。したがって、人検出可能範囲ＨＡにて人と判断された人Ｈが車両１に近づいて人検出可能範囲ＨＡから物体検出可能範囲ＯＡに移動した場合には、人Ｈを人であると判断できなくなる。しかし、物体情報記憶部３１には人Ｈが人であるか否かの情報が記憶されているので、この情報が人であった場合には、衝突回避判断部３３は、衝突回避判断距離Ｒ２に物体が位置した際に停止させる。したがって、人Ｈが人であると判断されてから衝突回避制御までの時間を長くすることができ、人Ｈが車両１の前方の人検出可能範囲ＨＡを通過するだけで衝突の危険がない場合の衝突回避制御を抑制できる。また、人検知可能範囲ＨＡ内の所定の減速判断距離Ｒ３に人Ｈが位置した時点で減速部４１により減速を行っているので、停止距離を短くすることができ、衝突回避制御の確度を高めることができる。

また、樹木Ｏが人検出可能範囲ＨＡの外、かつ、物体検出可能範囲ＯＡの外となった場合には、衝突回避制御が不要であるので、減速した場合であっても減速前の元の速度Ｖ１に戻す。したがって、減速の後に停止することなく通常走行に戻るので、車両１の走行の効率を向上させることができる。また、樹木Ｏを人Ｈと誤検知しても、ぎりぎりまで衝突回避制御を行わないので、走行効率の低下を抑制できる。

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した各実施例１，２では、自律走行車両としてゴルフカートを例にとったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、自律走行車両としては、工場や果樹園などで走行する無人搬送車も含まれる。

（２）上述した各実施例１，２では、自律走行車両が４輪である場合を例にとって説明したが、本発明はこのような形態に限定されない。例えば、３輪を備えた自律走行車両であっても本発明を適用することができる。

（３）上述した各実施例１，２では、駆動モータ１９により走行する自律走行車両を例にとったが、本発明は駆動モータ１９に限られるものではなく、エンジンによって走行する自律走行車両にも適用できる。

（４）上述した各実施例１，２では、距離検出手段と、人検出手段とを一つのステレオカメラ９で構成したが、本発明はこのような実施形態に限定されない。例えば、距離検出手段として超音波やレーザ光を用いた距離測定装置を用い、人検出手段とは別体で構成するようにしてもよい。

（５）上述した各実施例１，２では、一つのステレオカメラ９を車体外装７の前部に設けているが、本発明はこの位置への取り付けに限定されない。例えば、一つのステレオカメラ９を車体外装７の上部（屋根部）に取り付ける構成としてもよい。

１ … 車両
３ … 車両本体
５ … 車輪
７ … 車体外装
９ … ステレオカメラ
１１ … 物体検出装置
１５ … 自動走行制御装置
１７ … 車速制御部
１９ … 駆動モータ
２１ … 検出部
２３ … 衝突回避部
２５ … 物体検出部
２７ … 距離検出部
２９ … 人検出部
３１ … 物体情報記憶部
３３ … 衝突可否判断部
ＯＡ … 物体検出可能範囲
ＨＡ … 人検出可能範囲
ＮＰ１ … 人検出可能範囲の最近点
ＮＰ２ … 物体検出可能範囲の最近点
Ｍｉｎ１ … 最近点までの距離
Ｍｉｎ２ … 最近点までの距離
Ｘ１ … 停止可能距離
Ｒ１ … 衝突回避判断距離

Claims (4)

1. 予め定められた走行経路上を自律走行する自律走行車両であって、
   予め設定された領域内における物体を検出する物体検出手段と、
   前記物体検出手段で検出された物体までの距離を検出する距離検出手段と、
   前記物体検出手段で検出された物体が人であるか否かを検出する人検出手段と、
   前記距離検出手段で得られた距離と、前記人検出手段で得られた人であるとの情報とに基づいて、前記物体への衝突を回避する衝突回避手段と、
   を備え、
   前記衝突回避手段は、前記物体が人であると判断されても、車両が衝突せずに停止できる停止可能距離以上離れている衝突回避判断距離になるまで車両を停止させず、
   さらに、
   前記人検出手段は、人検出可能範囲が設定され、
   前記物体検出手段は、物体検出可能範囲が設定され、
   前記人検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離は、前記物体検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離よりも遠い関係であって、
   前記衝突回避手段は、
   車両に対して前記人検出可能範囲内にあった物体が、車両と接近して、前記人検出可能範囲の外、かつ、前記物体検出可能範囲内に位置する状態になる前に、前記人検出手段により前記物体が人であると検出されていたか否かの情報を記憶する物体情報記憶手段と、
   前記物体情報記憶手段からの情報が人であった場合には、車両から前記物体までの距離が前記物体検出可能範囲内であって、前記衝突回避判断距離になったときに車両を停止させる判断を行う衝突回避判断手段と、
   を備えている自律走行車両。
2. 予め定められた走行経路上を自律走行する自律走行車両であって、
   予め設定された領域内における物体を検出する物体検出手段と、
   前記物体検出手段で検出された物体までの距離を検出する距離検出手段と、
   前記物体検出手段で検出された物体が人であるか否かを検出する人検出手段と、
   前記距離検出手段で得られた距離と、前記人検出手段で得られた人であるとの情報とに基づいて、前記物体への衝突を回避する衝突回避手段と、
   を備え、
   前記衝突回避手段は、前記物体が人であると判断されても、車両が衝突せずに停止できる停止可能距離以上離れている衝突回避判断距離になるまで車両を停止させず、
   さらに、
   前記人検出手段は、人検出可能範囲が設定され、
   前記物体検出手段は、物体検出可能範囲が設定され、
   前記人検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離は、前記物体検出可能範囲のうち車両に最も近い最近点までの車両からの距離よりも遠い関係であって、
   前記衝突回避手段は、
   車両に対して前記人検出可能範囲内にあった物体が、車両と接近して、車両から前記物体までの距離が前記人検出可能範囲内の予め設定された減速判断距離になったときに、予め定められた速度まで減速する減速手段と、
   車両と前記物体とがさらに接近して前記物体が前記人検出可能範囲の外、かつ、前記物体検出可能範囲内に位置する状態になる前に、前記人検出手段により前記物体が人であると検出されていたか否かの情報を記憶する物体情報記憶手段と、
   前記物体情報記憶手段からの情報が人であった場合には、車両から前記物体までの距離が前記物体検出可能範囲内であって、前記衝突回避判断距離になったときに車両を停止させる判断を行う衝突回避判断手段と、
   を備えている自律走行車両。
3. 請求項２に記載の自律走行車両において、
   前記衝突回避判断手段は、前記減速手段により減速した後、前記人が前記人検出可能範囲の外、かつ、前記物体検出可能範囲の外となった場合には、減速を解除して元の速度に戻す自律走行車両。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の自律走行車両において、
   前記物体検出手段と、前記距離検出手段と、前記人検出手段は、一つのステレオカメラからの画像に基づいて検出動作を行う自律走行車両。

Images