JP6677516B2 - Autonomous traveling device - Google Patents

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Description

この発明は、自律走行装置に関し、特に、障害物までの距離を測定する機能および障害物との衝突を回避する機能を有する自律走行装置に関する。   The present invention relates to an autonomous traveling device, and more particularly to an autonomous traveling device having a function of measuring a distance to an obstacle and a function of avoiding a collision with the obstacle.

今日、荷物を搬送する搬送用ロボットや、建物内および建物周辺や所定の敷地内の状況を監視する監視用ロボットなど、自律的に移動する自律走行装置が利用されている。
このような従来の自律走行装置は、走行すべき領域の地図情報と移動経路情報とを予め記憶し、カメラ、距離画像センサ、GPS(Global Positioning System)から取得した情報を利用して、障害物を避けながら、所定の経路を走行する。
2. Description of the Related Art Today, autonomous traveling devices that move autonomously, such as a transport robot that transports luggage and a monitoring robot that monitors conditions in and around a building or a predetermined site, are used.
Such a conventional autonomous traveling device stores map information and travel route information of an area to be traveled in advance, and uses an information acquired from a camera, a range image sensor, and a GPS (Global Positioning System) to detect an obstacle. Drive on a predetermined route while avoiding the road.

また、従来の自律走行装置(以下、単に車両とも呼ぶ)では、自律走行する経路上に障害物を発見した場合、減速しながら走行するか、経路を変更するか、あるいは障害物に衝突する前に停止する処理が行われる。
障害物を検出するために、たとえば、カメラや、レーザーを出射して物体からの反射光を検出する距離センサが用いられる。
距離センサでは、反射光が戻ってくるまでの時間を測定することにより、物体までの距離が検出され、レーザーの出射方向を変化させることにより、物体の存在する位置が検出される。
たとえば、車両の進行方向の前方を中心として、水平方向の左右にそれぞれ90度の角度で距離センサを走査させて、180度程度の角度に開いた扇形領域内に存在する障害物の位置と距離を検出する。
Further, in a conventional autonomous traveling device (hereinafter, also simply referred to as a vehicle), when an obstacle is found on an autonomously traveling route, the vehicle travels while decelerating, changes the route, or collides with the obstacle. Is stopped.
In order to detect an obstacle, for example, a camera or a distance sensor that emits laser light and detects reflected light from an object is used.
The distance sensor detects the distance to the object by measuring the time until the reflected light returns, and detects the position of the object by changing the emission direction of the laser.
For example, the distance sensor scans the left and right sides of the vehicle in the horizontal direction at an angle of 90 degrees with respect to the front in the traveling direction of the vehicle. Is detected.

また、安全走行をするために、距離センサから障害物までの測定距離に対応して、速度制御が行われている。
たとえば、反射光が検出された位置の測点までの距離が10m以上というように比較的長い場合は高速の通常速度で走行し、測点までの距離が3m以内になった場合は減速を開始し、さらに、測点までの距離が1m以内になった場合は停止するというような速度制御が行われる。
Further, in order to drive safely, speed control is performed in accordance with the measured distance from the distance sensor to the obstacle.
For example, when the distance to the measurement point at the position where the reflected light is detected is relatively long, such as 10 m or more, the vehicle travels at a high speed normal speed, and when the distance to the measurement point is within 3 m, deceleration is started. Further, when the distance to the measurement point is within 1 m, speed control such as stopping is performed.

すなわち、障害物を検出する領域内において、距離センサから測点までの距離に対応して速度制御のための重み付けが設定される。たとえば、停止処理が行われるべき測点までの距離が比較的短い領域内には重み付けの値を最も高く設定し、減速処理を行うべき測点までの距離が所定の距離範囲の領域内には重み付けの値をその次に高く設定し、減速を行わない比較的遠い領域内には重み付けの値を最も低く設定するようにして、障害物までの測定距離に基づく速度制御が行われていた。
また、障害物として認識される他の車両(障害物候補物体)について、自己の車両に対する相対速度ベクトルの方向と位置とを求め、相対速度ベクトルと位置とから算出した重み関数を用いて、自車両に対して障害物となる物体の認識判断を高速かつ正確に行う認識装置も提案されている(特許文献1参照)。
That is, in an area where an obstacle is detected, weighting for speed control is set in accordance with the distance from the distance sensor to the measurement point. For example, the weighting value is set highest in an area where the distance to the measurement point where the stop processing is to be performed is relatively short, and the distance to the measurement point where the deceleration processing is to be performed is within a predetermined distance range. The speed control based on the measured distance to the obstacle has been performed by setting the weighting value to the next higher value and setting the weighting value to the lowest value in a relatively far area where deceleration is not performed.
Further, for other vehicles (obstacle candidate objects) recognized as obstacles, the direction and position of the relative speed vector with respect to the own vehicle are obtained, and the weighting function calculated from the relative speed vector and the position is used to determine the position of the vehicle. A recognizing device that performs high-speed and accurate recognizing determination of an object serving as an obstacle to a vehicle has also been proposed (see Patent Document 1).

特開2002−225656号公報JP 2002-225656 A

しかし、従来の自律走行装置における速度制御では、車両から障害物までの距離に基づいて、減速や停止処理が行われているだけで、車両の進行方向に基づいた減速や停止処理が行われていなかった。
たとえば、距離センサの位置を扇のかなめの中心位置とする扇形形状の領域を障害物検出領域とした場合、中心位置から比較的短い所定距離L1の扇形形状領域に車両が入った場合、車両を停止させる処理が行われる。
この扇形形状領域が、たとえば180度に開いた扇形であった場合、車両の進行方向前方の距離L1内に障害物が検出された場合に車両を停止させる。あるいは、車両の進行方向前方ではなく、たとえば進行方向に対し右側方向の扇形端部の距離L1内に障害物が検出された場合も車両を停止させる。
すなわち、進行方向に対して右側方向の扇形形状領域と左側方向の扇形形状領域の中であって距離L1以内の領域に障害物が存在する場合は、車両を停止させる処理が行われていた。
However, in the speed control in the conventional autonomous traveling device, only the deceleration and the stop processing are performed based on the distance from the vehicle to the obstacle, and the deceleration and the stop processing are performed based on the traveling direction of the vehicle. Did not.
For example, if a fan-shaped area where the position of the distance sensor is the center position of the key of the fan is set as the obstacle detection area, if the vehicle enters a fan-shaped area of a predetermined distance L1 relatively short from the center position, the vehicle is moved. The process of stopping is performed.
If the fan-shaped area is, for example, a fan shape opened at 180 degrees, the vehicle is stopped when an obstacle is detected within a distance L1 ahead in the traveling direction of the vehicle. Alternatively, the vehicle is also stopped when an obstacle is detected not within the forward direction of the vehicle but within a distance L1 of a fan-shaped end portion in the right direction with respect to the traveling direction.
That is, when an obstacle exists in a region within the distance L1 between the fan-shaped region in the right direction and the fan-shaped region in the left direction with respect to the traveling direction, a process of stopping the vehicle has been performed.

進行方向の前方のすぐ近くに障害物が検出された場合は、安全走行のために停止させることは意義がある。しかし、進行方向の右側方向であって比較的短い距離L1内であるが、進行方向前方への走行のさまたげにならない位置に障害物が存在することが検出された場合に、安全走行上問題はないのに車両を停止させてしまうのは、迅速な自律走行の観点から、適切な速度制御とは言えない。
また、距離センサのある中心位置から距離L1よりも長い距離L2の扇形形状領域を、車両の減速処理を行う領域として設定していた場合、この扇形形状領域の右側方向端部であって距離L2以内の領域に障害物が検出されたとすると、その障害物の位置が車両の進行方向への走行のさまたげにならない位置であったとしても、車両の減速処理が行われることになり、この減速処理は適切な速度制御とは言えない。すなわち、減速することなく走行を続けることができたのに、減速処理をしてしまうので、障害物の誤検出に相当すると判断することもできる。
If an obstacle is detected immediately in front of the traveling direction, it is meaningful to stop for safe driving. However, if it is detected that an obstacle exists at a position on the right side of the traveling direction and within a relatively short distance L1, but does not interfere with traveling forward in the traveling direction, the problem on safe traveling is raised. Stopping the vehicle when there is no speed control is not appropriate speed control from the viewpoint of rapid autonomous driving.
When a sector-shaped region having a distance L2 longer than the distance L1 from the center position of the distance sensor is set as the region for performing the vehicle deceleration processing, the right-side end of the sector-shaped region and the distance L2 If an obstacle is detected in the area within the range, even if the position of the obstacle does not hinder the traveling of the vehicle in the traveling direction, the vehicle is decelerated, and the deceleration process is performed. Is not an appropriate speed control. That is, although it is possible to continue running without decelerating, deceleration processing is performed, so that it can be determined that this corresponds to erroneous detection of an obstacle.

また、たとえば、現在の進行方向に対してやや右側方向へ進路を変更する場合や、右側旋回をする場合、障害物を検出する扇形形状領域のうち進行方向に対して右側方向の扇形領域の部分に、これから車両が走行していくので、この右側方向の扇形領域に障害物が存在するか否かは、安全走行上重要な情報である。
しかし、車両が右側方向に曲がると、進行方向に対して左側方向の扇形領域の部分は車両から離れていくので、この左側方向の扇形領域に障害物が存在するか否かは、安全走行上重要な情報でないと考えられ、もしこの左側方向の扇形領域に障害物を検出した場合、その障害物の存在をほとんど無視しても、安全走行上問題のない場合もあり得る。
すなわち、車両がこれから走行しようとする将来の進路を考慮せずに、距離センサからの測定距離の情報に基づいて一定距離内に存在する障害物を検出したことによって速度制御を行う場合には、安全走行上減速しなくても走行を続けることが可能なのに、不要な減速処理や停止をしてしまう場合があった。
Further, for example, when the course is changed slightly rightward with respect to the current traveling direction, or when the vehicle turns right, a portion of the sectoral area in the rightward direction with respect to the traveling direction in the sectoral area for detecting an obstacle. Since the vehicle is going to travel from now on, it is important information for safe driving whether or not an obstacle exists in the fan-shaped area in the right direction.
However, when the vehicle turns to the right, the portion of the sector in the left direction with respect to the traveling direction moves away from the vehicle.Therefore, whether there is an obstacle in the sector in the left direction depends on safe driving. It is considered that the information is not important information, and if an obstacle is detected in this fan-shaped area in the left direction, there may be no problem in safe driving even if the existence of the obstacle is almost ignored.
That is, when speed control is performed by detecting an obstacle existing within a certain distance based on information on a measured distance from a distance sensor without considering a future course that the vehicle is about to travel, Although it is possible to continue traveling without deceleration for safe traveling, unnecessary deceleration processing and stoppage may be performed.

そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、自律走行の安全を確保するために、自律走行装置の進行方向を考慮した障害物検出処理を行って、走行のさまたげになる可能性の高い障害物を有効に検出して、できるだけ減速や停止を行うことなく、迅速かつ安全に走行を継続するようにした自律走行装置を提供することを課題とする。   Therefore, the present invention has been made in consideration of the above circumstances, and performs an obstacle detection process in consideration of the traveling direction of the autonomous traveling device in order to secure the safety of the autonomous traveling, thereby performing traveling. It is an object of the present invention to provide an autonomous traveling apparatus that effectively detects an obstacle having a high possibility of interfering and continues traveling quickly and safely without decelerating or stopping as much as possible.

この発明は、車体と、車体を走行させる駆動部材を制御する走行制御部と、進行方向の前方空間を含む所定の障害物判定領域に所定の光を出射して、前記障害物判定領域内に存在する物体によって反射された反射光を受光して、前記物体までの距離を検出する距離検出部と、前記車体の走行によって生じる変位を測定することによって車体の現在の進行方向を検出する慣性測定部と、車体の走行ルートを予め定めた経路情報と、前記障害物判定領域を複数個に分割した各分割領域の位置および大きさを設定した判定領域情報と、車体の進行状態に基づいて設定された各分割領域の障害物を検出する重要度を示す領域重み値とを記憶した記憶部と、制御部とを備え、前記制御部は、前記慣性測定部によって検出された現在の進行方向、あるいは、前記経路情報に定められた走行ルートにおいてこれから走行しようとする進行方向に基づいて、各分割領域に対して、車体のその後の進行方向を考慮した領域重み値を設定することを特徴とする自律走行装置を提供するものである。   The present invention provides a vehicle, a traveling control unit that controls a driving member that causes the vehicle to travel, and a predetermined light emitted to a predetermined obstacle determination area including a front space in a traveling direction, and the predetermined light is emitted into the obstacle determination area. A distance detection unit that receives light reflected by an existing object and detects a distance to the object; and an inertial measurement that detects a current traveling direction of the vehicle body by measuring a displacement caused by traveling of the vehicle body. Section, route information in which the traveling route of the vehicle body is determined in advance, determination area information in which the position and size of each divided area obtained by dividing the obstacle determination area into a plurality are set, and setting is performed based on the traveling state of the vehicle body. A storage unit that stores an area weight value indicating the degree of importance of detecting an obstacle in each divided area, and a control unit, wherein the control unit detects the current traveling direction detected by the inertial measurement unit, Or Autonomous driving, wherein, based on a traveling direction to be traveled in a traveling route defined in the route information, an area weight value is set for each divided area in consideration of a subsequent traveling direction of the vehicle body. An apparatus is provided.

また、前記車体の進行方向が含まれる分割領域Aと、その分割領域Aの近傍のいくつかの分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定することを特徴とする。
また、前記比較的大きな領域重み値が設定された分割領域において、前記距離が検出された物体が存在すると判断された場合、前記領域重み値に対応させて、車体の減速処理または停止処理を行うことを特徴とする。
これによれば、車体の進行方向が含まれる分割領域に、比較的大きな領域重み値が設定されるので、車体の進行方向に物体が存在する場合において、確実に、車体を減速または停止させることができる。
Further, a comparatively large area weight value is set for the divided area A including the traveling direction of the vehicle body and some divided areas near the divided area A.
Further, when it is determined that an object whose distance has been detected exists in the divided region in which the relatively large region weight value is set, a deceleration process or a stop process of the vehicle body is performed in accordance with the region weight value. It is characterized by the following.
According to this, a relatively large area weight value is set in the divided area including the traveling direction of the vehicle body, so that, when an object exists in the traveling direction of the vehicle body, the vehicle body is surely decelerated or stopped. Can be.

また、前記比較的大きな領域重み値が設定された分割領域において、物体が存在しないと判断された場合、前記車体の減速処理および停止処理を行わないことを特徴とする。
また、前記比較的大きな領域重み値が設定された分割領域以外の分割領域において、前記距離が検出された物体が存在すると判断された場合、車体の減速処理および停止処理を行わないことを特徴とする。
これによれば、比較的大きな領域重み値が設定された分割領域以外の分割領域において、物体が存在すると判断された場合、車体の減速処理や停止処理を行わないので、たとえば、車体の進行方向とは異なり、車体に衝突する可能性が少ない位置に物体が存在する場合は、不要な減速や停止を行うことがなく、迅速かつ安全に、走行を継続させることができる。
Further, when it is determined that no object exists in the divided area in which the relatively large area weight value is set, the deceleration processing and the stop processing of the vehicle body are not performed.
Further, in a divided region other than the divided region in which the relatively large region weight value is set, when it is determined that the object whose distance is detected is present, the vehicle deceleration process and the stop process are not performed. I do.
According to this, when it is determined that an object is present in a divided area other than the divided area in which the relatively large area weight value is set, the deceleration processing and the stop processing of the vehicle body are not performed. Unlike the above, when an object exists at a position where there is little possibility of collision with the vehicle body, traveling can be continued quickly and safely without unnecessary deceleration or stop.

また、前記比較的大きな領域重み値が設定される分割領域には、前記車体の進行方向が含まれる分割領域Aと、前記分割領域Aの両どなりの分割領域とが含まれることを特徴とする。
また、前記車体の進行方向が含まれる分割領域に最も大きな領域重み値を設定し、他の分割領域については、前記進行方向から遠ざかるにつれて、より小さな領域重み値を設定することを特徴とする。
Further, the divided areas to which the relatively large area weight values are set include a divided area A including the traveling direction of the vehicle body and both divided areas of the divided area A. .
Further, a largest area weight value is set for a divided area including the traveling direction of the vehicle body, and a smaller area weight value is set for other divided areas as the distance from the traveling direction increases.

また、前記車体が、静止した状態で左方向または右方向に旋回しようとする場合、前記障害物判定領域のうち、その旋回によって車体が進行する方向に存在する複数の分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定し、旋回によって車体が進行する方向と逆の方向に存在する他の分割領域には、比較的小さな領域重み値を設定することを特徴とする。
これによれば、車体が旋回しようとする場合、旋回によって車体が進行する方向に存在する複数の分割領域に比較的大きな領域重み値を設定するので、旋回時の進行方向に存在する物体を確実に検出して、減速等の適切な処理を行うことができる。
また、旋回によって車体が進行する方向と逆の方向に存在する他の分割領域には、比較的小さな領域重み値を設定するので、進行方向と逆の方向に物体が存在しても、不要な減速や停止を行うことがなく、走行を継続することができる。
Further, when the vehicle body is going to turn to the left or right in a stationary state, a relatively large area of the obstacle determination area is divided into a plurality of divided areas existing in a direction in which the vehicle body travels by the turn. An area weight value is set, and a comparatively small area weight value is set for another divided area existing in a direction opposite to a direction in which the vehicle body advances by turning.
According to this, when the vehicle body is going to turn, a relatively large area weight value is set in a plurality of divided regions existing in the direction in which the vehicle body travels by turning, so that the object existing in the traveling direction at the time of turning can be reliably determined. And appropriate processing such as deceleration can be performed.
Also, a relatively small area weight value is set for other divided areas existing in the direction opposite to the direction in which the vehicle body travels by turning, so that even if an object exists in the direction opposite to the traveling direction, unnecessary Traveling can be continued without deceleration or stopping.

また、前記慣性測定部によって、前記車体が、特定の方向に横滑りしたことを検出した場合、前記障害物判定領域のうち、前記横滑りによって車体が進行する方向に存在する複数の分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定し、前記横滑りによって車体が進行する方向と逆の方向に存在する複数の分割領域には、比較的小さな領域重み値を設定することを特徴とする。
これによれば、車体が横滑りした場合、車体が横滑りによって進行する方向に存在する複数の分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定するので、横滑りによって進行する方向に存在する物体を確実に検出して、減速等の適切な処理を行うことができる。
また、横滑りによって進行する方向と逆の方向に存在する複数の分割領域に、比較的小さな領域重み値を設定するので、横滑りの進行方向と逆の方向に物体が存在しても、不要な減速や停止を行うことがない。
Further, when the inertia measuring unit detects that the vehicle body skids in a specific direction, the obstacle determination area compares the obstacle determination area with a plurality of divided areas existing in a direction in which the vehicle body advances due to the skid. A relatively small area weight value is set for a plurality of divided areas existing in a direction opposite to the direction in which the vehicle body advances due to the skid.
According to this, when the vehicle body skids, a relatively large area weight value is set in a plurality of divided regions existing in the direction in which the vehicle body advances due to the skid, so that the object existing in the direction advancing due to the skid is surely detected. Upon detection, appropriate processing such as deceleration can be performed.
In addition, since a relatively small area weight value is set for a plurality of divided areas existing in the direction opposite to the direction in which skidding proceeds, unnecessary deceleration is performed even if an object exists in the direction opposite to the direction in which skidding proceeds. And do not stop.

また、前記光の出射位置を中心として、光を地面に水平な方向に走査させ、前記光が到達可能な水平方向の扇形形状の領域を前記障害物判定領域とした場合、前記各分割領域は、前記障害物判定領域を、所定の中心角を持つ複数個の扇形形状に分割した領域であることを特徴とする。   Further, with the light emission position as a center, the light is scanned in a direction horizontal to the ground, and a horizontal fan-shaped area that can be reached by the light is defined as the obstacle determination area. , Wherein the obstacle determination area is an area divided into a plurality of sector shapes having a predetermined central angle.

また、前記光の出射位置を中心として、光を地面に垂直な方向に走査させ、前記光が到達可能な垂直方向の扇形形状の領域を障害物判定領域とした場合、前記各分割領域は、前記障害物判定領域を、垂直方向に複数個に分割した長方形領域とし、各分割領域の地面からの高さに対応させて領域重み値を異ならせ、地面に最も近い分割領域に、他の分割領域よりも小さい領域重み値を設定することを特徴とする。
これによれば、地面に最も近い分割領域に、他の分割領域よりも小さい領域重み値を設定するので、たとえば、車体の後輪が段差に乗り上げて、車体前方が下方に傾いた場合、地面を障害物として検出することを少なくすることができる。
Further, with the light emission position as a center, the light is scanned in a direction perpendicular to the ground, and a vertical fan-shaped area to which the light can reach is defined as an obstacle determination area. The obstacle determination area is a rectangular area divided into a plurality of pieces in the vertical direction, and the area weight value is changed according to the height of each divided area from the ground. It is characterized in that a region weight value smaller than the region is set.
According to this, a smaller area weight value is set in the divided area closest to the ground than in the other divided areas. For example, when the rear wheel of the vehicle rides on a step and the front of the vehicle leans downward, Detection as an obstacle can be reduced.

また、前記距離検出部は、進行方向の前記障害物判定領域に光を出射する発光部と、光を受光する受光部と、前記障害物判定領域の所定の複数の測点に向けて前記光が照射されるように、光の出射方向を走査させる走査制御部とを備え、前記距離検出部が、前記発光部から光が出射された時刻と、前記物体によって反射された光が前記受光部に受光されたことを確認した時刻との時間差を利用して、前記発光部と前記複数の測点との間の距離を算出し、前記算出された距離から前記物体までの距離を検出することを特徴とする。
また、前記距離検出部は、所定の障害物判定領域内の2次元空間または3次元空間にレーザーを出射し、前記障害物判定領域内の複数の測点における距離を測定するLIDARを用いることを特徴とする。
Further, the distance detection unit includes a light-emitting unit that emits light to the obstacle determination area in a traveling direction, a light-receiving unit that receives light, and the light-emitting unit that emits light toward a plurality of measurement points in the obstacle determination area. And a scanning control unit that scans the light emission direction so that the light is emitted. The distance detection unit determines when the light is emitted from the light emitting unit and the light reflected by the object is the light receiving unit. Calculating a distance between the light emitting unit and the plurality of measurement points by using a time difference from a time when it is confirmed that the object is received, and detecting a distance to the object from the calculated distance. It is characterized by.
Further, the distance detection unit may use a LIDAR that emits a laser to a two-dimensional space or a three-dimensional space in a predetermined obstacle determination area and measures distances at a plurality of measurement points in the obstacle determination area. Features.

この発明によれば、障害物判定領域を複数個の分割領域に分割して、各分割領域に対して、車体のその後の進行方向を考慮した領域重み値を設定しているので、領域重み値を利用した障害物検知を行うことによって、不要な減速や停止を行うことなく、迅速かつ安全に走行を継続させることができる。   According to the present invention, the obstacle determination area is divided into a plurality of divided areas, and the area weight value is set for each of the divided areas in consideration of the subsequent traveling direction of the vehicle body. By performing the obstacle detection using, the traveling can be quickly and safely continued without unnecessary deceleration or stop.

この発明の自律走行装置の一実施例の外観図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is an external view of one Example of the autonomous traveling apparatus of this invention. この発明の自律走行装置の走行に関係する構成の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration related to traveling of the autonomous traveling device of the present invention. この発明の自律走行装置の一実施例の構成ブロック図である。1 is a configuration block diagram of an embodiment of the autonomous traveling device of the present invention. この発明の距離検出部の一実施例の概略説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of one embodiment of a distance detection unit of the present invention. この発明の距離検出部から出射されるレーザーの走査方向の概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of a scanning direction of a laser emitted from a distance detection unit according to the present invention. この発明のレーザーの照射領域を、上方向および後方から見た概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing which looked at the irradiation field of the laser of this invention from the upper direction and the back. この発明の記憶部に記憶される情報の一実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of one embodiment of information stored in a storage unit of the present invention. この発明の記憶部に記憶される情報の一実施例の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of one embodiment of information stored in a storage unit of the present invention. この発明の障害物の判定領域と、分割領域の一実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an embodiment of an obstacle determination area and a divided area according to the present invention. この発明の分割領域の一実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of one embodiment of a divided area according to the present invention. 直進時における領域重み値の設定例と障害物検出の一実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of setting a region weight value when traveling straight ahead and an embodiment of obstacle detection. 右旋回開始時の領域重み値の設定例と障害物検出の一実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of setting a region weight value at the start of a right turn and an example of obstacle detection. 右方向進行開始時の領域重み値の設定例と障害物検出の一実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of setting a region weight value at the start of rightward travel and an example of obstacle detection. 右横滑り検出時の領域重み値の設定例と障害物検出の一実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of setting a region weight value when detecting a right skid and an embodiment of obstacle detection. 右旋回開始時において、測点の検出位置が異なる場合の障害物検出の一実施例の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an example of obstacle detection in a case where detection points of measurement points are different at the start of a right turn. 垂直方向の領域重み値の設定例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of an example of setting a region weight value in a vertical direction.

以下、図面を使用して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。
<自律走行装置の構成>
図1に、この発明の自律走行装置の一実施例の外観図を示す。
図1において、この発明の自律走行装置1は、所定の経路情報に基づいて、障害物を避けながら、自律的に移動する機能を有する車両である。
また、自律走行装置1は、移動機能に加えて、輸送機能、監視機能、掃除機能、誘導機能、通報機能などの種々の機能を備えてもよい。
以下の実施例では、主として、屋外の所定の監視領域や通路を自律走行し、監視領域等の監視や輸送を行うことのできる自律走行装置について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited by the description of the following embodiments.
<Configuration of autonomous traveling device>
FIG. 1 shows an external view of an embodiment of the autonomous traveling apparatus according to the present invention.
In FIG. 1, an autonomous traveling device 1 of the present invention is a vehicle having a function of autonomously moving while avoiding an obstacle based on predetermined route information.
In addition, the autonomous traveling device 1 may include various functions such as a transport function, a monitoring function, a cleaning function, a guidance function, and a notification function in addition to the movement function.
In the following embodiments, an autonomous traveling apparatus that can autonomously travel in a predetermined outdoor monitoring area or passage and monitor and transport the monitoring area and the like will be mainly described.

図1の外観図において、自律走行装置1(以下、車両とも呼ぶ)は、主として、車体10と、4つの車輪(21,22)と、監視ユニット2と、制御ユニット3とを備える。
監視ユニット2は、移動する領域や路面の状態を確認する機能や監視対象を監視する機能を有する部分であり、たとえば、移動する前方空間の状態を確認する距離検出部51、カメラ(撮像部)55、走行している現在位置の情報を取得する位置情報取得部58などから構成される。
制御ユニット3は、この発明の自律走行装置の有する走行機能や監視機能などを実行する部分であり、たとえば後述するような制御部50、画像認識部56、障害物検出部57、通信部54、記憶部70などから構成される。
In the external view of FIG. 1, the autonomous traveling device 1 (hereinafter, also referred to as a vehicle) mainly includes a vehicle body 10, four wheels (21, 22), a monitoring unit 2, and a control unit 3.
The monitoring unit 2 is a part having a function of checking a state of a moving area or a road surface and a function of monitoring a monitoring target. For example, a distance detecting unit 51 for checking a state of a moving front space, a camera (imaging unit) 55, a position information acquisition unit 58 for acquiring information on the current position where the vehicle is traveling.
The control unit 3 is a part that executes a traveling function and a monitoring function of the autonomous traveling apparatus of the present invention, and includes, for example, a control unit 50, an image recognition unit 56, an obstacle detection unit 57, a communication unit 54, It comprises a storage unit 70 and the like.

この発明の自律走行装置1は、カメラ55、距離検出部51および障害物検出部57等を利用して、車体10の進行方向の前方の状態を確認しながら自走する。たとえば、前方に、障害物や段差等が存在することを検出した場合には、障害物に衝突することなどを防止するために、静止、回転、後退、前進等の動作を行って進路を変更し、画像認識により障害物を認識した場合や、接触を検出した場合には、車体の停止動作など、所定の機能を実行する。
ただし、所定の障害物検出領域内に障害物を検出したが、その障害物に衝突することなく走行が可能な場合や障害物が走行のさまたげとならない場合は、減速せずに自律走行を継続させる。
The autonomous traveling device 1 of the present invention uses the camera 55, the distance detection unit 51, the obstacle detection unit 57, and the like to travel while checking the state of the vehicle body 10 in the forward direction in the traveling direction. For example, when it is detected that an obstacle or a step is present ahead, the course is changed by performing operations such as stopping, rotating, retreating, and moving forward in order to prevent collision with the obstacle. Then, when an obstacle is recognized by image recognition or when a contact is detected, a predetermined function such as a stopping operation of the vehicle body is executed.
However, if an obstacle is detected within the specified obstacle detection area, but it is possible to run without colliding with the obstacle or if the obstacle does not hinder running, autonomous driving will continue without deceleration. Let it.

図2に、この発明の自律走行装置の走行に関係する構成の説明図を示す。
図2(a)は、車両1の右側面図であり、右側の前輪21や後輪22を仮想線で示している。また、図2(b)は、図2(a)のB−B線矢視断面図を示し、後述するスプロケット21b,22b,31b,32bを仮想線で示している。車体10の前面13に前輪(21,31)を配置し、後面14に後輪(22,32)を配置する。
車体10の各側面12R,12Lには帯状のカバー18が設置され、車体10の前後方向に沿って延びている。カバー18の下側には、前輪21、31および後輪22、32をそれぞれ回転支持する車軸21a,31aおよび車軸22a、32aが設けられている。各車軸21a,31a,22a,32aは、動力伝達部材によって結合されない場合は、独立して回転可能となっている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a configuration related to traveling of the autonomous traveling device of the present invention.
FIG. 2A is a right side view of the vehicle 1, and the right front wheel 21 and the rear wheel 22 are indicated by phantom lines. FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 2A, and sprockets 21b, 22b, 31b, and 32b described later are indicated by phantom lines. Front wheels (21, 31) are arranged on the front surface 13 of the vehicle body 10, and rear wheels (22, 32) are arranged on the rear surface 14.
A band-shaped cover 18 is provided on each of the side surfaces 12R and 12L of the vehicle body 10, and extends along the front-back direction of the vehicle body 10. Axles 21a, 31a and axles 22a, 32a for rotatably supporting the front wheels 21, 31 and the rear wheels 22, 32 are provided below the cover 18. Each axle 21a, 31a, 22a, 32a is independently rotatable when not coupled by a power transmission member.

左右のそれぞれ一対の前輪(21,31)と後輪(22,32)とには、動力伝達部材であるベルト23,33が設けられている。具体的には、右側の前輪21の車軸21aにはスプロケット21bが設けられ、後輪22の車軸22aにはスプロケット22bが設けられる。また、前輪のスプロケット21bと後輪のスプロケット22bとの間には、例えばスプロケットと歯合する突起を内面側に設けたベルト23が巻架されている。同様に、左側の前輪31の車軸31aにはスプロケット31bが設けられるとともに、後輪32の車軸32aにはスプロケット32bが設けられており、前輪のスプロケット31bと後輪のスプロケット32bとの間には、ベルト23と同様の構造を持つベルト33が巻架されている。   Belts 23 and 33, which are power transmission members, are provided on the pair of left and right front wheels (21, 31) and rear wheels (22, 32). Specifically, a sprocket 21b is provided on the axle 21a of the right front wheel 21, and a sprocket 22b is provided on the axle 22a of the rear wheel 22. Further, between the front wheel sprocket 21b and the rear wheel sprocket 22b, for example, a belt 23 provided on the inner surface side with a projection meshing with the sprocket is wound. Similarly, a sprocket 31b is provided on the axle 31a of the left front wheel 31, and a sprocket 32b is provided on the axle 32a of the rear wheel 32. A sprocket 32b is provided between the front wheel sprocket 31b and the rear wheel sprocket 32b. , A belt 33 having the same structure as the belt 23 is wound.

したがって、左右のそれぞれ一対の前輪と後輪(21と22,31と32)は、ベルト(23,33)によって連結駆動されるので、一方の車輪を駆動すればよい。たとえば、前輪(21,31)を駆動すればよい。一方の車輪を駆動輪とした場合に、他方の車輪は、動力伝達部材であるベルトによってスリップすることなく駆動される従動輪として機能する。
左右それぞれ一対の前輪と後輪とを連結駆動する動力伝達部材としては、スプロケットとこのスプロケットに歯合する突起を設けたベルトを用いるほか、例えば、スプロケットとこのスプロケットに歯合するチェーンを用いてもよい。さらに、スリップが許容できる場合は、摩擦の大きなプーリーとベルトを動力伝達部材として用いてもよい。ただし、駆動輪と従動輪の回転数が同じとなるように動力伝達部材を構成する。
図2では、前輪(21,31)が駆動輪に相当し、後輪(22,32)が従動輪に相当する。
Therefore, the pair of left and right front wheels and rear wheels (21 and 22, 31 and 32) are connected and driven by the belts (23 and 33), so that only one of the wheels needs to be driven. For example, the front wheels (21, 31) may be driven. When one of the wheels is a driving wheel, the other wheel functions as a driven wheel driven without slipping by a belt as a power transmission member.
As a power transmission member for connecting and driving the pair of left and right front wheels and the rear wheel, a sprocket and a belt provided with a projection meshing with the sprocket are used.For example, a sprocket and a chain meshing with the sprocket are used. Is also good. Further, when slippage is allowable, a pulley and a belt having large friction may be used as the power transmission member. However, the power transmission member is configured such that the rotation speeds of the drive wheel and the driven wheel are the same.
In FIG. 2, the front wheels (21, 31) correspond to driving wheels, and the rear wheels (22, 32) correspond to driven wheels.

車体10の底面15の前輪側には、右側の前後輪21,22を駆動するための電動モータ41Rと、左側の前後輪31,32を駆動するための電動モータ41Lの2つのモータが設けられている。右側の電動モータ41Rのモータ軸42Rと右側の前輪21の車軸21aとの間には、動力伝達機構としてギアボックス43Rが設けられている。同様に、左側の電動モータ41Lのモータ軸42Lと左側の前輪31の車軸31aとの間には、動力伝達機構としてギアボックス43Lが設けられている。ここでは、2つの電動モータ41R,41Lは車体の進行方向の中心線に対して左右対称となるように並列配置されており、ギアボックス43R,43Lもそれぞれ電動モータ41R,41Lの左右外側に配設されている。   Two motors, an electric motor 41R for driving the right and left front wheels 21 and 22 and an electric motor 41L for driving the left and right front wheels 31 and 32, are provided on the front wheel side of the bottom surface 15 of the vehicle body 10. ing. A gearbox 43R is provided as a power transmission mechanism between the motor shaft 42R of the right electric motor 41R and the axle 21a of the right front wheel 21. Similarly, a gear box 43L is provided as a power transmission mechanism between the motor shaft 42L of the left electric motor 41L and the axle 31a of the left front wheel 31. Here, the two electric motors 41R and 41L are arranged in parallel so as to be symmetrical with respect to the center line in the traveling direction of the vehicle body. Has been established.

ギアボックス43R,43Lは、複数の歯車や軸などから構成され、電動モータからの動力をトルクや回転数、回転方向を変えて出力軸である車軸に伝達する組立部品であり、動力の伝達と遮断を切替えるクラッチを含んでいてもよい。なお、左右の後輪22,32はそれぞれ軸受44R,44Lによって軸支されており、軸受44R,44Lはそれぞれ車体10の底面15の右側面12R、左側面12Lに近接させて配設されている。   The gear boxes 43R and 43L are composed of a plurality of gears and shafts, and are assembly parts that change the torque, the number of revolutions, and the direction of rotation to transmit the power from the electric motor to the axle that is the output shaft. A clutch for switching the cutoff may be included. The left and right rear wheels 22 and 32 are supported by bearings 44R and 44L, respectively, and the bearings 44R and 44L are disposed close to the right side surface 12R and the left side surface 12L of the bottom surface 15 of the vehicle body 10, respectively. .

以上の構成により、進行方向右側の一対の前後輪21,22と、左側の一対の前後輪31,32とは、独立して駆動することが可能となる。すなわち、右側の電動モータ41Rの動力はモータ軸42Rを介してギアボックス43Rに伝わり、ギアボックス43Rによって回転数、トルクあるいは回転方向が変更されて車軸21aに伝達される。そして、車軸21aの回転によって車輪21が回転するとともに、車軸21aの回転は、スプロケット21b、ベルト23、および、スプロケット22bを介して車軸22aに伝わり、後輪22を回転させることになる。左側の電動モータ41Lからの前輪31および後輪32への動力の伝達については上記した右側の動作と同様である。 With the above configuration, the pair of front and rear wheels 21 and 22 on the right side in the traveling direction and the pair of front and rear wheels 31 and 32 on the left side can be driven independently. That is, the power of the right electric motor 41R is transmitted to the gearbox 43R via the motor shaft 42R, and the rotation speed, torque or rotation direction is changed by the gearbox 43R and transmitted to the axle 21a. The rotation of the axle 21a causes the wheels 21 to rotate, and the rotation of the axle 21a is transmitted to the axle 22a via the sprocket 21b, the belt 23, and the sprocket 22b, thereby rotating the rear wheel 22. The transmission of power from the left electric motor 41L to the front wheel 31 and the rear wheel 32 is the same as the above-described right operation.

2つの電動モータ41R,41Lの回転数が同じである場合、各ギアボックス43R,43Lのギア比(減速比)を同じにすれば、自律走行装置1は前進あるいは後進を行うことになる。自律走行装置1の速度を変更する場合は、各ギアボックス43R,43Lのギア比を同じ値に維持しつつ変化させればよい。
また、進行方向を変える場合は、各ギアボックス43R,43Lのギア比を変更して、右側の前輪21および後輪22の回転数と左側の前輪31および後輪32の回転数とに、回転差を持たせればよい。さらに、各ギアボックス43R,43Lからの出力の回転方向を変えることにより、左右の車輪の回転方向を反対にすることで車体中央部を中心とした定置旋回が可能になる。
When the rotational speeds of the two electric motors 41R and 41L are the same, the autonomous traveling device 1 will move forward or backward if the gear ratios (reduction ratios) of the gearboxes 43R and 43L are the same. When changing the speed of the autonomous traveling device 1, the gear ratio of each of the gear boxes 43R and 43L may be changed while maintaining the same value.
When the traveling direction is changed, the gear ratio of each gear box 43R, 43L is changed to change the rotation speed of the right front wheel 21 and the rear wheel 22 and the rotation speed of the left front wheel 31 and the rear wheel 32. What is necessary is just to make a difference. Further, by changing the rotation direction of the output from each of the gear boxes 43R and 43L, the rotation directions of the left and right wheels are reversed, so that the stationary turning around the center of the vehicle body becomes possible.

自律走行装置1を定置旋回させる場合は、前後の車輪の角度を可変にするステアリング機構が設けられていないため、前後の車輪の間隔(ホイールベース)が大きいほど、車輪にかかる抵抗が大きくなり、旋回のために大きな駆動トルクが必要となる。しかし、各ギアボックス43R,43L内のギア比は可変にしているので、旋回時の車輪の回転数を下げるだけで車輪に大きなトルクを与えることができる。   In the case where the autonomous traveling device 1 is turned at a fixed position, since a steering mechanism for changing the angle of the front and rear wheels is not provided, the larger the distance between the front and rear wheels (wheel base), the greater the resistance applied to the wheels. A large driving torque is required for turning. However, since the gear ratios in the gear boxes 43R and 43L are variable, a large torque can be applied to the wheels only by lowering the rotation speed of the wheels during turning.

例えば、ギアボックス43R内のギア比として、モータ軸42R側のギアの歯数を10、中間ギアの歯数を20、車軸21b側のギアの歯数を40とした場合、車軸21bの回転数はモータ軸42Rの1/4の回転数となるが、4倍のトルクが得られる。そして、更に回転数が小さくなるようなギア比を選択することによって、より大きなトルクを得ることができるため、不整地や砂地などの車輪に係る抵抗が大きな路面であっても旋回が可能となる。   For example, as the gear ratio in the gearbox 43R, when the number of teeth of the gear on the motor shaft 42R side is 10, the number of teeth of the intermediate gear is 20, and the number of teeth of the gear on the axle 21b is 40, the rotation speed of the axle 21b Is 1/4 the number of rotations of the motor shaft 42R, but a torque four times as large is obtained. Further, by selecting a gear ratio that further reduces the number of revolutions, a larger torque can be obtained, so that it is possible to turn even on a road surface with a large resistance to wheels such as uneven terrain and sandy ground. .

また、モータ軸42R,42Lと車軸21a,31aとの間にギアボックス43R,43Lを設けているため、車輪21,31からの振動が直接モータ軸に伝わることがない。さらに、ギアボックス43R,43Lに動力の伝達と切り離し(遮断)を行うクラッチを設けておき、電動モータ41R,41Lの非通電時には、電動モータ41R,41L側と駆動軸となる車軸21a,31aとの間の動力伝達を遮断しておくことが望ましい。これにより、仮に停止時に車体10に力が加わり車輪が回転しても、電動モータ41R,41Lには回転が伝わらないため、電動モータ41R,41Lに逆起電力が発生することはなく、電動モータ41R,41Lの回路を損傷するおそれもない。   Further, since the gearboxes 43R and 43L are provided between the motor shafts 42R and 42L and the axles 21a and 31a, vibrations from the wheels 21 and 31 are not directly transmitted to the motor shafts. Further, a clutch for transmitting and disconnecting (disconnecting) power is provided in the gear boxes 43R and 43L, and when the electric motors 41R and 41L are not energized, the electric motors 41R and 41L and the axles 21a and 31a serving as drive shafts are provided. It is desirable to shut off the power transmission during. Thus, even if a force is applied to the vehicle body 10 at the time of stop and the wheels rotate, the rotation is not transmitted to the electric motors 41R and 41L, so that no back electromotive force is generated in the electric motors 41R and 41L, and the electric motor There is no risk of damaging the circuits 41R and 41L.

このように、左右のそれぞれ前後一対の前輪と後輪を動力伝達部材で連結し、前輪側に配置した2つの電動モータで駆動可能するようにして4輪を駆動しているので、後輪専用の電動モータ、さらに、この電動モータと後輪との間に必要な後輪専用のギアボックスを設ける必要がなく、後輪専用の電動モータやギアボックスのための設置スペースを削減することができる。
上記したように、車体10の底面15の前輪21,31側には2つの電動モータ41R,41Lを進行方向左右に配置し、さらに各電動モータ41R,41Lのそれぞれの左右側方にギアボックス43R,43Lを配置しているが、底面15の後輪22、32側には軸受44R,44Lを配置しているだけであるため、車体10の底面15には、その中央位置から例えば車体の後端までにわたって、広い収容スペース16を確保できる。
As described above, since the left and right pair of front and rear front wheels and the rear wheel are connected by the power transmission member and the four wheels are driven by the two electric motors arranged on the front wheel side, the rear wheels are exclusively used. It is not necessary to provide a gearbox dedicated to the rear wheel required between the electric motor and the electric motor and the rear wheel, and the installation space for the electric motor dedicated to the rear wheel and the gearbox can be reduced. .
As described above, the two electric motors 41R, 41L are disposed on the left and right sides in the traveling direction on the front wheels 21, 31 on the bottom surface 15 of the vehicle body 10, and the gearbox 43R is provided on the left and right sides of each of the electric motors 41R, 41L. , 43L, but only the bearings 44R, 44L are disposed on the rear wheels 22, 32 side of the bottom surface 15, so that the bottom surface 15 of the vehicle body 10 A wide accommodation space 16 can be secured up to the end.

各電動モータ41R,41Lは、例えばリチウムイオン電池などのバッテリ(充電池)40を動力源とし、バッテリ40を収容スペース16に設置する。具体的には、バッテリ40は、例えば直方体の外形をなし、図2(b)に示すように、底面15の略中央位置に載置することが可能である。また、車体10の後面14は例えば上面あるいは底面15に対して開閉可能に構成し、収容スペース16へのバッテリ40の出し入れを容易にすることが望ましい。これにより、長時間走行を実現させるための大容量のバッテリ40を車体10の収容スペース16に搭載可能になり、また、バッテリ40の交換、充電、点検などの作業は、後面14から容易に実施可能になる。さらに、バッテリ40を底面15に配置することができるため、車体10の重心が低く、安定した走行が可能な電動車両を得ることができる。   Each of the electric motors 41R and 41L uses a battery (rechargeable battery) 40 such as a lithium ion battery as a power source, and installs the battery 40 in the housing space 16. Specifically, the battery 40 has a rectangular parallelepiped outer shape, for example, and can be placed at a substantially central position on the bottom surface 15 as shown in FIG. Further, it is desirable that the rear surface 14 of the vehicle body 10 be configured to be openable and closable with respect to, for example, the top surface or the bottom surface 15 so that the battery 40 can be easily inserted into and removed from the storage space 16. As a result, a large-capacity battery 40 for realizing long-time running can be mounted in the housing space 16 of the vehicle body 10, and operations such as replacement, charging, and inspection of the battery 40 can be easily performed from the rear surface 14. Will be possible. Furthermore, since the battery 40 can be disposed on the bottom surface 15, an electric vehicle that has a low center of gravity of the vehicle body 10 and can run stably can be obtained.

図3に、この発明の自律走行装置の一実施例の構成ブロック図を示す。
図3において、この発明の自律走行装置1は、主として、制御部50,距離検出部51,走行制御部52,車輪53,通信部54,カメラ55,画像認識部56,障害物検出部57,位置情報取得部58,充電池59,速度検出部60,監視情報取得部61,慣性測定部62,領域重み算出部63,記憶部70を備える。
また、自律走行装置1は、ネットワーク6を介して、管理サーバ5に接続され、管理サーバ5から送られる指示情報等に基づいて自律走行し、取得した監視情報などを管理サーバ5に送信する。
ネットワーク6としては、現在利用されているあらゆるネットワークを利用することができるが、自律走行装置1は、移動する装置であるので、無線通信が可能なネットワーク(たとえば、無線LAN)を利用することが好ましい。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the autonomous traveling apparatus according to the present invention.
3, the autonomous traveling apparatus 1 of the present invention mainly includes a control unit 50, a distance detection unit 51, a traveling control unit 52, wheels 53, a communication unit 54, a camera 55, an image recognition unit 56, an obstacle detection unit 57, A position information acquisition unit 58, a rechargeable battery 59, a speed detection unit 60, a monitoring information acquisition unit 61, an inertial measurement unit 62, an area weight calculation unit 63, and a storage unit 70 are provided.
In addition, the autonomous traveling device 1 is connected to the management server 5 via the network 6, autonomously travels based on instruction information and the like sent from the management server 5, and transmits acquired monitoring information and the like to the management server 5.
As the network 6, any network currently used can be used, but since the autonomous mobile device 1 is a mobile device, a network capable of wireless communication (for example, a wireless LAN) can be used. preferable.

無線通信のネットワークとしては、公衆に開放されているインターネットなどを利用してもよく、あるいは、接続できる装置が限定される専用回線の無線ネットワークを利用してもよい。また、無線通信路での無線伝送方式としては、各種無線LAN(Local Area Network)(WiFi(登録商標)認証の有無は問わない)、ZigBee(登録商標)、Bluetooth(登録商標) LE(Low Energy)などの規格に準じた方式が挙げられ、無線到達距離や伝送帯域などを考慮して使用すればよいが、例えば携帯電話網などを利用してもよい。   As a network for wireless communication, the Internet or the like open to the public may be used, or a wireless network of a dedicated line in which connectable devices are limited may be used. As a wireless transmission method in a wireless communication path, various wireless LAN (Local Area Network) (whether or not WiFi (registered trademark) authentication is performed), ZigBee (registered trademark), Bluetooth (registered trademark) LE (Low Energy ) May be used in consideration of the wireless reach distance and the transmission band. For example, a mobile phone network may be used.

管理サーバ5は、主として、通信部91,監視制御部92,記憶部93を備える。
通信部91は、ネットワーク6を介して、自律走行装置1と通信する部分であり、無線による通信機能を有することが好ましい。
監視制御部92は、自律走行装置1に対する移動制御、自律走行装置1の情報収集機能および監視機能などを実行させる部分である。
記憶部93は、自律走行装置1に対して移動指示をするための情報、自律走行装置1から送られてきた監視情報(受信監視情報93a)や、監視制御のためのプログラムなどを記憶する部分である。
The management server 5 mainly includes a communication unit 91, a monitoring control unit 92, and a storage unit 93.
The communication unit 91 is a part that communicates with the autonomous traveling device 1 via the network 6, and preferably has a wireless communication function.
The monitoring control unit 92 is a part that executes a movement control for the autonomous traveling device 1, an information collection function and a monitoring function of the autonomous traveling device 1, and the like.
The storage unit 93 stores information for instructing the autonomous traveling device 1 to move, monitoring information (reception monitoring information 93a) sent from the autonomous traveling device 1, a program for monitoring control, and the like. It is.

自律走行装置1の制御部50は、走行制御部52などの各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、CPU,ROM,RAM,I/Oコントローラ,タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。
CPUは、ROM等に予め格納された制御プログラムに基づいて、各種ハードウェアを有機的に動作させて、この発明の走行機能、画像認識機能、障害物検出機能などを実行する。
The control unit 50 of the autonomous traveling device 1 is a part that controls the operation of each component such as the traveling control unit 52, and is realized mainly by a microcomputer including a CPU, a ROM, a RAM, an I / O controller, a timer, and the like. You.
The CPU performs the running function, the image recognition function, the obstacle detection function, and the like of the present invention by organically operating various hardware based on a control program stored in the ROM or the like in advance.

距離検出部51は、車両の現在位置から、進行方向の前方空間を含む所定の空間(たとえば、障害物判定領域)内に存在する物体および路面までの距離を検出する部分である。距離検出部51は、車体の前面のほぼ中央付近に配置される。ここで、車両が屋外を走行する場合、物体とは、たとえば、建物、柱、壁、突起物などを意味する。
距離検出部51は、進行方向の前方空間の障害物判定領域に所定の光を出射した後、前方空間に存在する物体および路面によって反射された反射光を受光して、物体および路面までの距離を検出する。具体的には、距離検出部51は、主として、進行方向の所定の前方空間の障害物判定領域に光を出射する発光部51aと、物体によって反射された光を受光する受光部51bと、光の出射方向を、2次元的あるいは3次元的に変化させる走査制御部51cとから構成される。
The distance detection unit 51 is a unit that detects a distance from a current position of the vehicle to an object existing in a predetermined space (for example, an obstacle determination area) including a space ahead in the traveling direction and a road surface. The distance detection unit 51 is arranged near the center of the front surface of the vehicle body. Here, when the vehicle travels outdoors, the object means, for example, a building, a pillar, a wall, a protrusion, or the like.
The distance detection unit 51 emits predetermined light to an obstacle determination area in the forward space in the traveling direction, and then receives reflected light reflected by an object and a road surface existing in the forward space to determine a distance to the object and the road surface. Is detected. Specifically, the distance detecting unit 51 mainly includes a light emitting unit 51a that emits light to an obstacle determination area in a predetermined forward space in a traveling direction, a light receiving unit 51b that receives light reflected by an object, And a scanning control unit 51c that changes the emission direction of the image two-dimensionally or three-dimensionally.

図4に、この発明の距離検出部51の一実施例の説明図を示す。
ここでは、発光部51aから出射されたレーザー51dが、物体100に反射して、受光距離L0だけ往復して戻ってきたレーザーの一部分が受光部51bに受光されることを示している。
FIG. 4 is an explanatory diagram of one embodiment of the distance detecting section 51 of the present invention.
Here, it is shown that the laser 51d emitted from the light emitting unit 51a is reflected by the object 100, and a part of the laser that has reciprocated by the light receiving distance L0 and returned is received by the light receiving unit 51b.

出射される光としては、レーザー、赤外線、可視光、超音波、電磁波などを用いることができるが、夜間でも測距が充分可能でなければならないため、レーザーを用いることが好ましい。
また、今日、距離検出用センサとして、LIDAR(Light Detection and Ranging、あるいはLaser Imaging Detection and Ranging:ライダー)が用いられているが、これを距離検出部51として用いてもよい。
LIDARは、所定の障害物判定領域内の2次元空間または3次元空間にレーザーを出射し、障害物判定領域内の複数の測点における距離を測定する装置である。
また、LIDARは、発光部51aからレーザーを出射した後、物体によって反射された反射光を受光部51bで検出し、たとえば、出射時刻と受光時刻との時間差から、受光距離L0を算出する。この受光距離L0が、後述する測定距離情報72に相当する。
As the emitted light, laser, infrared light, visible light, ultrasonic wave, electromagnetic wave, or the like can be used, but a laser is preferably used because distance measurement must be sufficiently possible even at night.
Further, LIDAR (Light Detection and Ranging or Laser Imaging Detection and Ranging: lidar) is used as a distance detection sensor today, but this may be used as the distance detection unit 51.
LIDAR is a device that emits a laser to a two-dimensional space or a three-dimensional space in a predetermined obstacle determination area and measures distances at a plurality of measurement points in the obstacle determination area.
In addition, the LIDAR detects the reflected light reflected by the object with the light receiving unit 51b after emitting the laser from the light emitting unit 51a, and calculates the light receiving distance L0 from, for example, the time difference between the emission time and the light receiving time. This light receiving distance L0 corresponds to measured distance information 72 described later.

発光部51aから出射されたレーザーが、距離L0だけ離れた動かない物体に当たったとすると、発光部51aの先端から物体表面までの距離L0の2倍に相当する距離(2L0)だけ進行して、受光部51bに受光される。
レーザーを出射した時刻と受光した時刻とは、レーザーが上記距離(2L0)を進行するのにかかる時間T0だけずれている。すなわち、時間差が生じている。この時間差T0と、光の速度とを利用することによって、上記受光距離L0を算出することができる。
また、この算出された受光距離L0から、物体(障害物)までの距離が検出される。
Assuming that the laser emitted from the light emitting unit 51a hits an immovable object separated by a distance L0, the laser travels a distance (2L0) corresponding to twice the distance L0 from the tip of the light emitting unit 51a to the object surface, The light is received by the light receiving unit 51b.
The time when the laser is emitted and the time when the laser is received are shifted by the time T0 required for the laser to travel the distance (2L0). That is, a time difference occurs. The light receiving distance L0 can be calculated by using the time difference T0 and the speed of light.
Further, the distance to the object (obstacle) is detected from the calculated light receiving distance L0.

図4には、距離検出部51を動かさない場合を示しており、発光部51aから出射されるレーザーは同じ光路を進行する場合を示している。
したがって、物体100の一点に当たって反射してきた反射光を受光した場合、発光部51aの先端と物体の一点との距離のみが算出される。
FIG. 4 shows a case where the distance detection unit 51 is not moved, and shows a case where the laser emitted from the light emitting unit 51a travels on the same optical path.
Therefore, when the light reflected on one point of the object 100 is received, only the distance between the tip of the light emitting unit 51a and one point of the object is calculated.

走査制御部51cは、進行方向の前方空間にある障害物判定領域の所定の複数の測点に向けて光が出射されるように、光の出射方向を走査させる部分であり、距離検出部51の向きを一定時間ごとに少しずつ変化させることによって、出射されるレーザーが進行する光路を少しずつ移動させる。
LIDAR51では、水平方向の所定の2次元空間の範囲内で、レーザーの出射方向を所定の走査ピッチずつ変化させて、物体までの距離を算出する(水平方向の2次元走査)。また、3次元的に距離を算出する場合は、垂直方向に、所定の走査ピッチだけレーザーの出射方向を変化させて、さらに上記の水平方向の2次元走査を行って距離を算出する。
The scanning control unit 51c is a unit that scans the light emission direction so that the light is emitted toward a plurality of predetermined measurement points in the obstacle determination area in the space ahead of the traveling direction. Is gradually changed at regular intervals, thereby gradually moving the optical path along which the emitted laser travels.
The LIDAR 51 calculates the distance to the object (horizontal two-dimensional scanning) by changing the laser emission direction by a predetermined scanning pitch within a predetermined horizontal two-dimensional space. When the distance is calculated three-dimensionally, the emission direction of the laser is changed by a predetermined scanning pitch in the vertical direction, and the above-described two-dimensional scanning in the horizontal direction is performed to calculate the distance.

図5に、距離検出部(LIDAR)51から出射されるレーザーの走査方向の概略説明図を示す。
また、図6に、距離検出部(LIDAR)51から出射されたレーザーの照射領域を、上方から見た図(図6(a))と、後方から見た図(図6(b))を示す。
図5において、1つの点は、所定の距離だけ離れた位置の垂直方向の2次元平面(垂直平面)において、レーザーが当たった位置(以下、測点と呼ぶ)を示している。
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram of the scanning direction of the laser beam emitted from the distance detection unit (LIDAR) 51.
FIG. 6 shows a view of the irradiation area of the laser emitted from the distance detection unit (LIDAR) 51 when viewed from above (FIG. 6A) and a view when viewed from behind (FIG. 6B). Show.
In FIG. 5, one point indicates a position (hereinafter, referred to as a measuring point) where the laser hits on a two-dimensional plane (vertical plane) in the vertical direction at a position separated by a predetermined distance.

たとえば、距離検出部51の発光部51aから出るレーザーの出射方向を、水平方向に所定の走査ピッチだけ右方向に移動するように、距離検出部51の向きを変化させると、レーザーは、水平方向の右方向に走査ピッチだけずれた隣の位置(測点)の垂直平面に当たる。
もし、この垂直平面の位置に物体が存在したとすると、各測点において反射されたレーザーの反射光の一部分が、受光部51bに受光される。
このように順次、水平方向に、所定の走査ピッチずつ、レーザーの照射方向をずらしていくと、所定数の測点に対してレーザーが照射される。レーザーが照射された複数の測点ごとに、反射光の受光の有無を確認して距離を算出する。
For example, if the direction of the distance detection unit 51 is changed so that the emission direction of the laser beam emitted from the light emitting unit 51a of the distance detection unit 51 moves to the right by a predetermined scanning pitch in the horizontal direction, the laser moves in the horizontal direction. Of the next position (measurement point) shifted to the right by the scanning pitch.
If an object exists at the position of this vertical plane, a part of the reflected light of the laser reflected at each measurement point is received by the light receiving unit 51b.
As described above, when the irradiation direction of the laser is sequentially shifted by a predetermined scanning pitch in the horizontal direction, the laser is irradiated to a predetermined number of measurement points. For each of the plurality of measurement points irradiated with the laser, the presence or absence of reception of the reflected light is checked to calculate the distance.

図6(a)には、レーザーの照射方向を、水平方向に走査ピッチずつずらして、図の左右方向(すなわち水平方向)に、レーザーを走査する例の説明図を示している。
たとえば、図6(a)に示すように、最も右側方向に、レーザーが照射された場合、その方向に物体が存在すれば、物体からの反射光を受光することによって、受光距離L0が算出される。
FIG. 6A is an explanatory diagram illustrating an example in which the laser irradiation direction is shifted in the horizontal direction by a scanning pitch and the laser is scanned in the left-right direction (that is, the horizontal direction).
For example, as shown in FIG. 6A, when a laser beam is irradiated in the rightmost direction, if an object exists in that direction, the light receiving distance L0 is calculated by receiving the reflected light from the object. You.

また、図5に示すように、レーザーを走査する方向を垂直方向とした場合、たとえば、レーザーを出射する方向を、垂直方向の上方向に所定の走査ピッチだけずらした場合は、レーザーは、垂直方向の上方向に走査ピッチだけずれた隣の位置(測点)の垂直平面に当たる。
レーザーの出射方向を垂直方向の上方向に1走査ピッチだけずらした後、図6(a)に示すように、水平方向にレーザーの照射方向をずらせば、前回の測点よりも上方向に1走査ピッチだけずれた位置の測点に対して、レーザーが照射される。
このように、水平方向のレーザーの走査と、垂直方向のレーザーの走査を順次行うことによって、所定の3次元空間に対してレーザーが照射され、3次元の測定空間に物体が存在すれば、その物体までの距離が算出される。
As shown in FIG. 5, when the laser scanning direction is the vertical direction, for example, when the laser emitting direction is shifted upward by a predetermined scanning pitch in the vertical direction, the laser The vertical plane of the next position (measurement point) shifted by the scanning pitch in the upward direction in the direction.
After shifting the emission direction of the laser upward by one scanning pitch in the vertical direction, as shown in FIG. The measurement point at a position shifted by the scanning pitch is irradiated with a laser.
As described above, by sequentially performing the horizontal laser scanning and the vertical laser scanning, a predetermined three-dimensional space is irradiated with the laser, and if an object exists in the three-dimensional measurement space, the laser is irradiated. The distance to the object is calculated.

また、複数の測点に向けて出射された光(レーザー)が物体に反射された場合に、物体に反射された反射光が受光部に受光されたことが確認されると、距離が算出された測点の位置に物体の一部分が存在すると判定される。
さらに、物体の一部分が存在すると判定された複数の測点を含む領域内に、その物体が存在し、その複数の測点を含む領域の情報から、物体の形状あるいは人体の姿勢などを特徴づける検知情報を取得する。
検知情報は、何らかの物体を特徴づける情報であるが、距離検出部51によって取得してもよく、あるいは、カメラ55によって撮影された物体の画像データから取得してもよい。
In addition, when light (laser) emitted toward a plurality of measurement points is reflected by an object, if it is confirmed that the light reflected by the object is received by the light receiving unit, the distance is calculated. It is determined that a part of the object exists at the position of the measured point.
Furthermore, the object is present in an area including a plurality of measurement points determined to include a part of the object, and the information of the area including the plurality of measurement points is used to characterize the shape of the object or the posture of the human body. Get detection information.
The detection information is information characterizing some object, but may be obtained by the distance detection unit 51 or may be obtained from image data of the object taken by the camera 55.

なお、2次元走査において、レーザーを走査する方向を、水平方向として説明したが、これに限るものではなく、垂直方向にレーザーを出射する方向を変化させてもよい。
3次元的な測定空間にレーザーを照射する場合は、垂直方向の2次元走査をした後、水平方向に所定の走査ピッチだけずらして、順次、同様の垂直方向の2次元走査を行えばよい。
In the two-dimensional scanning, the direction in which the laser is scanned is described as the horizontal direction. However, the direction is not limited to this, and the direction in which the laser is emitted may be changed in the vertical direction.
When irradiating a laser to a three-dimensional measurement space, the same two-dimensional scanning in the vertical direction may be performed sequentially after shifting two-dimensionally in the vertical direction by a predetermined scanning pitch in the horizontal direction.

図6(b)には、レーザーを水平方向と垂直方向に走査した場合に、3次元空間に照射されるレーザーの測点の概略説明図を示している。
もし、レーザーが出射された1つの測点の方向に、物体が存在しなければ、レーザーはそのまま光路上を進行し、反射光は受光されず、距離は測定できない。
逆に、ある測点に出射されたレーザーに対して反射光が受光された場合は、距離が算出され、算出された距離だけ離れた位置に、物体が存在することが認識される。
図6(b)では、右下部分の6つの測点において、反射光が検出されたことを示しており、この6つの測点を含む領域に、何らかの物体(たとえば、人体、障害物など)が存在することが認識される。
FIG. 6B is a schematic explanatory diagram of the measurement points of the laser irradiated on the three-dimensional space when the laser is scanned in the horizontal direction and the vertical direction.
If there is no object in the direction of one measuring point from which the laser is emitted, the laser proceeds on the optical path as it is, no reflected light is received, and the distance cannot be measured.
Conversely, when reflected light is received with respect to the laser emitted to a certain measurement point, the distance is calculated, and it is recognized that an object exists at a position separated by the calculated distance.
FIG. 6B shows that reflected light has been detected at the six measurement points in the lower right part, and an object (for example, a human body or an obstacle) is included in an area including the six measurement points. Is recognized to exist.

また、複数の測点が含まれる物体の検出領域に対して、距離が測定された測点が所定数以上(たとえば、10点以上)検出された場合には、それらの測点のある領域内に物体が存在すると判断される。
ただし、距離が測定された測点が所定数よりも少ないか、あるいは、距離が測定された1つの測点の周囲にある測点では距離が測定できなかった場合などでは、その測点付近には物体が存在しない可能性が高く、測点における距離測定は誤検出であると判断される。
Further, when a predetermined number or more (for example, 10 or more) of the measurement points whose distances are measured are detected in the detection area of the object including the plurality of measurement points, the area within the measurement point is detected. It is determined that there is an object in.
However, if the number of measuring points whose distance has been measured is smaller than a predetermined number, or if the distance cannot be measured at a measuring point around one measuring point whose distance has been measured, the vicinity of that measuring point will not be measured. Has a high possibility that no object exists, and the distance measurement at the measurement point is determined to be erroneous.

また、距離が測定された測点の数を数える場合、原則として、1つの測点については、1つとカウントするものとし、たとえば、所定の検出領域内において、10個の測点で距離が検出された場合、その領域内の測点数は10とカウントする。
ただし、後述するように、物体の検出を行う判定領域のうち、重み付けが行われた領域内で、N個の測点で距離が検出された場合には、測点数をNとカウントせずに、重み付けを考慮した数とカウントする。
たとえば、重み付けを実際の測点のカウント数の2倍に設定していたとすると、その重み付けされた領域内で距離が検出された測点数が10であったとすると、その領域内の測点数は、10×2=20とカウントする。
When counting the number of measuring points whose distance has been measured, in principle, one measuring point is counted as one. For example, in a predetermined detection area, the distance is detected at ten measuring points. In this case, the number of measurement points in the area is counted as 10.
However, as will be described later, if the distance is detected at N measurement points in the weighted area in the determination area for detecting the object, the number of measurement points is not counted as N. , And the number considering the weight.
For example, if the weight is set to twice the actual number of measurement points, and if the number of measurement points whose distance is detected in the weighted area is 10, then the number of measurement points in that area is: Count as 10 × 2 = 20.

特に、この発明では、物体の検出領域のうち、車両の進行方向が属する一部分の領域(後述する分割領域)の重み付けを、他の領域よりも大きく設定し、車両の走行に大きな影響を与えるおそれのある進行方向に存在する物体の検出を確実に行うようにし、逆に、車両の走行にはほとんど影響を与えないと考えられる重み付けの低い領域に、物体が存在していたとしても、通常走行を継続して行うようにする。   In particular, in the present invention, the weight of a part of the object detection area to which the traveling direction of the vehicle belongs (a divided area to be described later) is set to be larger than that of the other areas, which may have a great effect on the running of the vehicle. Make sure that objects that exist in a certain traveling direction are detected.Conversely, even if an object exists in a low-weighted area that is considered to have little effect on the traveling of the vehicle, normal traveling To be continued.

距離検出部51の受光部51bにレーザー51dが入射されると、そのレーザーの受光強度に対応した電気信号が出力される。
制御部50は、受光部51bから出力される電気信号を確認し、たとえば、所定のしきい値以上の強度を有する電気信号が検出された場合に、レーザーを受光したと判断する。
発光部51aには、従来から用いられているレーザー発光素子が用いられ、受光部51bには、レーザーを検出するレーザー受光素子が用いられる。
When the laser 51d is incident on the light receiving section 51b of the distance detecting section 51, an electric signal corresponding to the received light intensity of the laser is output.
The control unit 50 checks the electric signal output from the light receiving unit 51b, and determines that the laser has been received, for example, when an electric signal having an intensity equal to or higher than a predetermined threshold is detected.
A conventionally used laser light emitting element is used for the light emitting section 51a, and a laser light receiving element for detecting a laser is used for the light receiving section 51b.

また、制御部50は、発光部51aから出射されたレーザーの出射時刻と、受光部51bに反射光が受光されたことを確認された受光時刻との時間差T0を利用して、発光部51aと複数の測点との間の距離である受光距離L0を算出する。
制御部50が、たとえば、タイマーを利用して現在時刻を取得し、レーザーの出射時刻と、レーザーの受光が確認された受光時刻との時間差T0を算出し、この両時刻の時間差T0と、レーザーの速度とを利用して、受光距離L0を算出する。
Further, the control unit 50 uses the time difference T0 between the emission time of the laser emitted from the light emitting unit 51a and the light receiving time at which it has been confirmed that the reflected light has been received by the light receiving unit 51b. A light receiving distance L0 that is a distance between a plurality of measurement points is calculated.
The control unit 50 obtains the current time using, for example, a timer, calculates the time difference T0 between the laser emission time and the light reception time at which the laser light reception is confirmed, and calculates the time difference T0 between the two times and the laser time. Is used to calculate the light receiving distance L0.

走行制御部52は、車体を走行させる駆動部材を制御する部分であり、主として、駆動部材に相当する車輪53の回転を制御して、直線走行および回転動作などをさせることによって、自動的に車両を走行させる。駆動部材には、車輪やキャタピラ(登録商標)などが含まれる。
車輪53は、図1および図2に示したような4つの車輪(21,22,31,32)に相当する。
また、上記したように、車輪のうち、左右の前輪(21,31)を駆動輪とし、左右の後輪(22,32)は回転制御をしない従動輪としてもよい。
また、図示しないエンコーダを、駆動輪(21,31)の左輪と右輪にそれぞれ設け、車輪の回転数や回転方向、回転位置、回転速度によって車両の移動距離等を計測し、走行を制御してもよい。エンコーダは、後述する速度検出部60に相当する。
The traveling control unit 52 is a part that controls a driving member that causes the vehicle body to travel. The traveling control unit 52 mainly controls the rotation of the wheels 53 corresponding to the driving member to perform a straight traveling, a rotating operation, and the like. To run. The driving member includes a wheel, a caterpillar (registered trademark), and the like.
The wheels 53 correspond to four wheels (21, 22, 31, 32) as shown in FIGS.
Further, as described above, of the wheels, the left and right front wheels (21, 31) may be used as drive wheels, and the left and right rear wheels (22, 32) may be driven wheels that do not perform rotation control.
Further, encoders (not shown) are provided for the left and right wheels of the drive wheels (21, 31), respectively, and the traveling distance and the like of the vehicle are measured based on the number of rotations, the rotation direction, the rotation position, and the rotation speed of the wheels, and the traveling is controlled. You may. The encoder corresponds to a speed detection unit 60 described later.

通信部54は、ネットワーク6を介して、管理サーバ5と、データの送受信を行う部分である。上記したように、無線通信によってネットワーク6に接続し、管理サーバ5と通信できる機能を有することが好ましい。
たとえば、異常状態が発生し通知処理を実行する場合、通信部54は、異常状態が発生したこと、異常状態の発生日時および発生位置を含む通知情報を、自律走行装置とは異なる位置に配置された管理サーバ5に送信する。
また、通知情報は、自律走行装置とは異なる位置にいる担当者の所持する端末に送信してもよく、管理サーバおよび端末の少なくともどちらか一方または両方に送信すればよい。
なお、送信先をどこにするかは、予め設定しておく必要があるが、車両の運用形態に対応させて、異常状態の内容などに基づいて、送信先を変更、追加できるようにしてもよい。
The communication unit 54 is a part that transmits and receives data to and from the management server 5 via the network 6. As described above, it is preferable to have a function of connecting to the network 6 by wireless communication and communicating with the management server 5.
For example, when the abnormal state occurs and the notification process is executed, the communication unit 54 places the notification information including the occurrence of the abnormal state, the date and time of occurrence of the abnormal state, and the occurrence position in a position different from the autonomous traveling device. To the management server 5.
Further, the notification information may be transmitted to a terminal owned by a person in charge at a position different from the autonomous traveling device, or may be transmitted to at least one or both of the management server and the terminal.
Although it is necessary to set in advance where the transmission destination is, it may be possible to change or add the transmission destination based on the content of the abnormal state or the like in accordance with the operation mode of the vehicle. .

カメラ55は、主として、車両の走行方向の前方空間を含む所定の空間の画像を撮影する部分であり、撮影する画像は、静止画でも、動画でもよい。撮影された画像は、入力画像データ71として、記憶部70に記憶され、管理サーバ5からの要求に応じて、管理サーバ5に転送される。
また、カメラ55は、1台だけでなく、複数台備えてもよい。たとえば、車体の前方、左方、右方、後方をそれぞれ撮影するように、4台のカメラを固定設置してもよく、また各カメラの撮影方向を変更できるようにしてもよく、ズーム機能を備えてもよい。
また、車両が屋外を走行する場合、天候がよく撮影領域が十分に明るい場合は、カメラで撮影した画像を分析することにより、人体、障害物、路面の状態等を検出する。
The camera 55 mainly captures an image of a predetermined space including a space in front of the vehicle in the traveling direction, and the captured image may be a still image or a moving image. The captured image is stored in the storage unit 70 as input image data 71, and is transferred to the management server 5 in response to a request from the management server 5.
Further, not only one camera 55 but also a plurality of cameras 55 may be provided. For example, four cameras may be fixedly installed so as to shoot the front, left, right, and rear of the vehicle body, respectively, and the shooting direction of each camera may be changed. May be provided.
When the vehicle travels outdoors and the weather is good and the shooting area is sufficiently bright, an image taken by the camera is analyzed to detect a human body, an obstacle, a state of a road surface, and the like.

画像認識部56は、カメラ55によって撮影された画像データ(入力画像データ71)の中に含まれる物体を認識する部分である。たとえば、画像データに含まれる物体を抽出し、抽出された物体が、人体の所定の特徴を持つ物体である場合に、その物体を人体として認識する。さらに認識された人体の部分の画像データ(人体画像)と、記憶部70に予め記憶された人物登録情報とを比較して、人体画像が予め登録された人物に一致可能か否かを判断する。画像認識処理は、既存の画像認識技術を用いればよい。
認識する物体は、人体に限るものではなく、壁、柱、段差、動物、狭い通路のような障害物を認識してもよい。
The image recognition unit 56 is a unit that recognizes an object included in image data (input image data 71) captured by the camera 55. For example, an object included in image data is extracted, and when the extracted object is an object having predetermined characteristics of a human body, the object is recognized as a human body. Further, the image data (human body image) of the recognized human body part is compared with the person registration information stored in advance in the storage unit 70 to determine whether or not the human body image can match a previously registered person. . The image recognition processing may use an existing image recognition technology.
The object to be recognized is not limited to the human body, and may recognize an obstacle such as a wall, a pillar, a step, an animal, or a narrow passage.

障害物検出部57は、主に、距離検出部51から取得した情報を利用して、物体(障害物)を検出する部分である。特に、距離検出部51によって距離が検出された物体の障害物判定領域内での位置と、物体が存在する位置の進行方向に対する方向とが検出される。
たとえば、距離検出部51によって、反射光が受光され距離が算出された測点の位置には障害物が存在することが検出される。
また、上記したように、複数の測点までの距離が算出されるので、距離が算出された測点の位置情報から、障害物の大きさ、位置、形状、障害物までの距離が取得される。
The obstacle detection unit 57 is a unit that mainly detects an object (obstacle) using information acquired from the distance detection unit 51. In particular, the position of the object whose distance has been detected by the distance detection unit 51 in the obstacle determination region and the direction of the position where the object exists with respect to the traveling direction are detected.
For example, the distance detection unit 51 detects that an obstacle exists at the position of the measurement point where the reflected light is received and the distance is calculated.
Further, as described above, since the distances to the plurality of measurement points are calculated, the size, position, shape, and distance to the obstacle are obtained from the position information of the calculated measurement points. You.

さらに、図6(a)に示したレーザーの走査方向のうち、ほぼ中央のレーザーの走査方向を、車両の進行方向とすると、障害物を検出した測点の位置と、レーザーの走査方向との関係から、検出した障害物が、進行方向に対して右側方向にあるのか、左側方向にあるのか、あるいは、ちょうど進行方向上にあるのかを判断することができる。
また、障害物が存在する方向を決める基準として、車両の進行方向をゼロ度とし、障害物が存在する位置の角度を算出することもできる。すなわち、進行方向に対する障害物が存在する方向を検出することができる。
Further, assuming that the scanning direction of the laser at the center of the laser scanning direction shown in FIG. 6A is the traveling direction of the vehicle, the position of the measuring point where the obstacle is detected and the scanning direction of the laser are determined. From the relationship, it can be determined whether the detected obstacle is on the right side, the left side, or just on the traveling direction with respect to the traveling direction.
Further, as a reference for determining the direction in which the obstacle exists, the traveling direction of the vehicle may be set to zero degree, and the angle of the position where the obstacle exists may be calculated. That is, the direction in which the obstacle exists with respect to the traveling direction can be detected.

また、レーザーの走査領域内の異なる位置の測点ごとに、位置、距離、進行方向に対する方向に加えて、その複数の測点どうしの間隔(測点間距離Ws)も算出される。
これらの検出された測点についての情報(たとえば、測点番号、測点までの距離、位置、方向、測点間距離)は、後述するように、障害物情報77として、記憶部70に記憶される。
ただし、障害物情報77は、車両が走行中も常に取得されるので、所定時間ごとに更新される。また、複数の測点の情報から、それらの測点の位置に存在する障害物の情報(大きさ、形状、位置、距離、方向など)が生成される。
Further, for each measurement point at a different position in the laser scanning area, an interval between the plurality of measurement points (inter-point distance Ws) is calculated in addition to the position, the distance, and the direction with respect to the traveling direction.
Information about these detected measuring points (for example, measuring point number, distance to the measuring point, position, direction, distance between the measuring points) is stored in the storage unit 70 as obstacle information 77 as described later. Is done.
However, since the obstacle information 77 is always obtained even while the vehicle is running, it is updated every predetermined time. In addition, information (a size, a shape, a position, a distance, a direction, and the like) of an obstacle existing at the positions of the measurement points is generated from the information of the plurality of measurement points.

上記のように検出された各測点までの距離と、進行方向に対する測点や障害物の方向と、所定の領域内の測点数などを利用することにより、車両の走行方向の変更や速度制御が行われ、進行方向に障害物が発見されても減速する必要がないと判断された場合には、減速せずに走行を継続させる。   By using the distance to each measurement point detected as described above, the direction of the measurement point or obstacle with respect to the traveling direction, the number of measurement points in a predetermined area, and the like, the change of the traveling direction of the vehicle and the speed control are performed. Is performed, and if it is determined that there is no need to decelerate even if an obstacle is found in the traveling direction, the vehicle continues traveling without decelerating.

位置情報取得部58は、車両の現在位置を示す情報(緯度、経度など)を取得する部分であり、たとえば、GPS(Global Position System)を利用して、現在位置情報73を取得してもよい。
取得された現在位置情報73と、記憶部70に予め記憶された経路情報74とを比較しながら、車両の進行すべき方向を決定し、車両を自律走行させる。
車両を自律走行させるためには、上記した距離検出部51、カメラ55、障害物検出部57、位置情報取得部58のすべてから得た情報を用いることが好ましいが、あるいは少なくともいずれか1つから得た情報を利用して自律走行させてもよい。
The position information acquisition unit 58 is a part that acquires information (latitude, longitude, and the like) indicating the current position of the vehicle. For example, the position information acquisition unit 58 may acquire the current position information 73 using a GPS (Global Position System). .
While comparing the acquired current position information 73 with the route information 74 stored in the storage unit 70 in advance, a direction in which the vehicle should travel is determined, and the vehicle is made to travel autonomously.
In order for the vehicle to travel autonomously, it is preferable to use information obtained from all of the above-described distance detection unit 51, camera 55, obstacle detection unit 57, and position information acquisition unit 58, or from at least one of them. Autonomous driving may be performed using the obtained information.

また、位置情報取得部58としては、GPSと同様に、現在利用されている他の衛星測位システムを用いてもよい。たとえば、日本の準天頂衛星システム(Quasi-Zenith Satellite System:QZSS)、ロシアのGLONASS(Global Navigation Satellite System)、EUのガリレオ、中国の北斗、インドのIRNSS(Indian Regional NavigationalSatellite System)などを利用してもよい。   Further, as the position information acquisition unit 58, similarly to the GPS, another satellite positioning system currently used may be used. For example, using the Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) in Japan, GLONASS (Global Navigation Satellite System) in Russia, Galileo in EU, Hokuto in China, IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System) in India, etc. Is also good.

充電池59は、車両1の各機能要素に対して電力を供給する部分であり、主として、走行機能、距離検出機能、画像認識機能、衝突検出機能、通信機能を行うための電力を供給する部分である。
たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ni−Cd電池、鉛電池、各種燃料電池などの充電池が用いられる。
また、図示しない電池残量検出部を備え、充電池の残りの容量(電池残量)を検出し、検出された電池残量に基づいて、所定の充電設備の方へ帰還するべきか否かを判断し、電池残量が所定残量よりも少なくなった場合は、充電設備へ自動的に帰還するようにしてもよい。
The rechargeable battery 59 is a part that supplies electric power to each functional element of the vehicle 1, and mainly supplies electric power for performing a traveling function, a distance detection function, an image recognition function, a collision detection function, and a communication function. It is.
For example, rechargeable batteries such as lithium ion batteries, nickel hydride batteries, Ni-Cd batteries, lead batteries, and various fuel cells are used.
In addition, a battery remaining amount detection unit (not shown) is provided to detect the remaining capacity (battery remaining amount) of the rechargeable battery and determine whether to return to a predetermined charging facility based on the detected remaining battery amount. Is determined, and when the remaining battery level becomes lower than the predetermined remaining level, the control unit may automatically return to the charging facility.

速度検出部60は、車両1の走行中の速度を検出する部分であり、主として、車輪53に取り付けられたエンコーダに相当する。CPUは、速度検出部60から速度情報をリアルタイムで取得し、状況に応じて、走行制御部52を制御して、加速あるいは減速をする。   The speed detector 60 is a part that detects the speed of the vehicle 1 during traveling, and mainly corresponds to an encoder attached to the wheels 53. The CPU acquires speed information from the speed detection unit 60 in real time, and controls the travel control unit 52 to accelerate or decelerate according to the situation.

監視情報取得部61は、所定の監視対象の情報を取得する部分であり、たとえば、車両が所定の領域を自律走行して収集した情報や車両の走行状態の情報を取得して、記憶部70に、送信監視情報75として記憶する。監視情報取得部61に相当するデバイスとして、たとえば、温度計、湿度計、マイク、ガス検知装置などを備えればよい。   The monitoring information acquisition unit 61 is a unit that acquires information on a predetermined monitoring target. For example, the monitoring information acquisition unit 61 acquires information collected by a vehicle autonomously traveling in a predetermined area and information on a traveling state of the vehicle, and stores the information in a storage unit 70. Is stored as transmission monitoring information 75. As a device corresponding to the monitoring information acquisition unit 61, for example, a thermometer, a hygrometer, a microphone, a gas detection device, and the like may be provided.

慣性測定部62は、車両の走行時における3次元空間に対する加速度および角速度を測定する部分であり、主として、車体の走行によって生じる変位を測定することによって、測定された加速度などの情報から、車両の位置、傾き、振動、車体の現在の進行方向などを検出する部分である。
慣性測定部62は、主に、車両の上下方向、左右方向、前後方向の3つの軸に対する加速度と角速度を測定するものであり、たとえば、加速度を測定する加速度センサと、角速度を測定するジャイロセンサと、地磁気の大きさと方向を測定する磁気センサとのいずれか1つ以上のセンサを含む慣性測定装置(IMU:Inertial Measurement Unit)である。
測定された加速度と角速度の大きさと方向とを利用することにより、車両の進行方向を検出することができ、また、車両の走行時に進行方向とは異なる方向に横すべりした場合には、その横すべりした方向を検出することができる。
The inertia measurement unit 62 is a part that measures the acceleration and angular velocity with respect to the three-dimensional space when the vehicle travels. This is a part for detecting the position, the inclination, the vibration, the current traveling direction of the vehicle body, and the like.
The inertia measurement unit 62 mainly measures acceleration and angular velocity with respect to three axes of the vehicle in a vertical direction, a horizontal direction, and a front-rear direction. If, inertial measurement units containing any one or more sensors and a magnetic sensor that measures the magnitude and direction of geomagnetism: a (IMU inertial measurement unit).
By using the magnitude and direction of the measured acceleration and angular velocity, the traveling direction of the vehicle can be detected, and when the vehicle slides in a direction different from the traveling direction during traveling, the vehicle has slipped. The direction can be detected.

領域重み算出部63は、車両1の走行状態や、これから走行しようとする進行方向の情報に基づいて、障害物の検出を行う判定領域の重み付け(領域重み値、または重み値とも呼ぶ)を設定する部分である。
たとえば、障害物の検出を行う全判定領域の中で、車両がこれから走行しようとする進行方向についての所定の幅を持つ一部分の領域について、障害物検出を行う判定基準に、他の領域よりも高い重み(たとえば、2倍の重み付け)を付与する。
設定される重み付けは、後述するように、障害物の判定領域をいくつかの領域に分割した各分割領域に対して付与される。
また、各分割領域に付与される領域重み値は、車両の走行状態によって異なる値が付与され、たとえば、直進時、旋回時、横滑り検出時、あるいは左または右方向への進路変更時などによって、各分割領域に対して予め異なる値が付与される。
The region weight calculation unit 63 sets the weight (also referred to as a region weight value or a weight value) of a determination region for detecting an obstacle based on information on a traveling state of the vehicle 1 and a traveling direction in which the vehicle 1 is going to travel. This is the part to do.
For example, of all the determination areas for detecting an obstacle, a part of an area having a predetermined width in the traveling direction in which the vehicle is about to travel will be used as a criterion for performing obstacle detection. High weight (for example, double weighting) is given.
As will be described later, the set weight is assigned to each divided region obtained by dividing the obstacle determination region into several regions.
Also, the area weight value assigned to each divided area is given a different value depending on the traveling state of the vehicle, for example, when traveling straight, when turning, when detecting side skid, or when changing the course to the left or right, etc. A different value is assigned to each divided area in advance.

車両の走行状態に対応して、各分割領域にどのような領域重み値を付与するかは、予め記憶部70に記憶しておけばよい。領域重み値79の一実施例を、後述する図7および図8に示す。
たとえば、車両がこれから直進走行を行う場合は、直進時の重み付けとして予め設定された領域重み値79を記憶部70から読み出して、各分割領域の現在の重み付けとして設定すればよい。
また、慣性測定部62によって、車両が右方向への横滑りをしたことを検出した場合は、記憶部70に予め記憶されていた右横滑りの重み値79を読み出して、各分割領域の現在の重み付けとして設定すればよい。
この発明では、重み付けの高低は、車両の前面からの距離に基づいて設定するのではなく、車両の進行方向に基づいて設定する。
なお、各分割領域の領域重み値79は、予め固定的に記憶しておいてもよいが、車両の実際の走行速度、加速度、角速度などに基づいて、所定の計算式を利用した適切な重み値を、その都度設定してもよい。
What region weight value is assigned to each divided region in accordance with the running state of the vehicle may be stored in the storage unit 70 in advance. One example of the region weight value 79 is shown in FIGS. 7 and 8 described later.
For example, when the vehicle is going to travel straight ahead, the area weight value 79 set in advance as the weight when traveling straight ahead may be read from the storage unit 70 and set as the current weight of each divided area.
When the inertial measuring unit 62 detects that the vehicle has skid to the right, the weight value 79 of the right skid stored in the storage unit 70 is read in advance, and the current weighting of each divided area is performed. It should just be set as.
According to the present invention, the level of the weight is set not based on the distance from the front of the vehicle, but based on the traveling direction of the vehicle.
Although the area weight value 79 of each divided area may be fixedly stored in advance, an appropriate weight using a predetermined calculation formula based on the actual running speed, acceleration, angular velocity, etc. of the vehicle is used. The value may be set each time.

上記した構成要素に加えて、車両1が走行中に、障害物に衝突したこと、接触したこと、あるいは近づいたことを検出する衝突検出部を備えてもよい。たとえば、感圧スイッチ、マイクロスイッチ、超音波センサ、赤外線測距センサなどからなる接触センサや非接触センサが用いられ、たとえば、車体のバンパーに配置する。
衝突検出部は、1つでもよいが、車体の前方、側面、後方からの衝突を検知するために、車体の前方、側面、後方の所定の位置に、それぞれ複数個設けることが好ましい。
たとえば、複数個の衝突検出部を、バンパーを構成する弾性部材と車体との間に、互いに所定の距離だけ離して取り付けることが好ましい。
走行制御部52が車両の減速処理を実行した後に、衝突検出部によって、障害物との衝突を検出した場合には、車体が破損しないようにするために、走行制御部52が、車体を停止させる処理を実行する。また、CPUが、衝突検出部から出力された信号に基づいて、障害物の存在する位置を認識してもよい。さらに、認識された障害物の位置情報に基づいて、CPUは、車体を停止させるか、あるいは、その障害物を避けて次に走行すべき方向を決定する。
In addition to the above components, the vehicle 1 may include a collision detection unit that detects that the vehicle 1 has collided with, contacted, or approached an obstacle while traveling. For example, a contact sensor or a non-contact sensor including a pressure-sensitive switch, a micro switch, an ultrasonic sensor, and an infrared distance measuring sensor is used, and is disposed, for example, on a bumper of a vehicle body.
Although one collision detection unit may be provided, it is preferable to provide a plurality of collision detection units at predetermined positions in front, side, and rear of the vehicle body in order to detect a collision from the front, side, and rear of the vehicle body.
For example, it is preferable that a plurality of collision detection units be mounted between the elastic member constituting the bumper and the vehicle body at a predetermined distance from each other.
If the collision detection unit detects a collision with an obstacle after the traveling control unit 52 executes the vehicle deceleration process, the traveling control unit 52 stops the vehicle in order to prevent the vehicle body from being damaged. Execute the processing to be performed. Further, the CPU may recognize the position where the obstacle exists based on the signal output from the collision detection unit. Further, based on the recognized position information of the obstacle, the CPU stops the vehicle body or determines a direction in which the vehicle should travel next while avoiding the obstacle.

記憶部70は、自律走行装置1の各機能を実行するために必要な情報やプログラムを記憶する部分であり、ROM,RAM,フラッシュメモリなどの半導体記憶素子,HDD,SSDなどの記憶装置、その他の記憶媒体が用いられる。記憶部70には、たとえば、入力画像データ71,測定距離情報72,現在位置情報73,経路情報74,送信監視情報75,設定速度情報76,障害物情報77,判定領域情報78,領域重み値79などが記憶される。   The storage unit 70 is a unit that stores information and programs necessary for executing each function of the autonomous traveling device 1, and includes semiconductor storage elements such as ROM, RAM, and flash memory, storage devices such as HDD and SSD, and others. Is used. In the storage unit 70, for example, input image data 71, measured distance information 72, current position information 73, route information 74, transmission monitoring information 75, set speed information 76, obstacle information 77, determination area information 78, area weight value 79 and the like are stored.

入力画像データ71は、カメラ55によって撮影された画像データである。カメラが複数台ある場合は、カメラごとに記憶される。画像データとしては、静止画および動画のどちらでもよい。画像データは、不審者の検知、異常状態の検出、車両の進路決定などに利用され、送信監視情報75の1つとして、管理サーバ5に送信される。   The input image data 71 is image data captured by the camera 55. When there are a plurality of cameras, the information is stored for each camera. The image data may be either a still image or a moving image. The image data is used for detection of a suspicious person, detection of an abnormal state, determination of a course of a vehicle, and the like, and is transmitted to the management server 5 as one piece of transmission monitoring information 75.

測定距離情報72は、上記のように距離検出部51から取得した情報によって算出された受光距離L0である。1つの受光距離L0は、所定の距離測定領域内の1つの測点において測定された距離を意味する。
また、この情報72は、所定の距離測定領域内に属する測点ごとに記憶され、各測点の位置情報と対応づけて記憶される。たとえば、測点が水平方向にm個あり、垂直方向にn個ある場合は、合計m×n個の測点にそれぞれ対応した受光距離L0が記憶される。
The measurement distance information 72 is the light receiving distance L0 calculated based on the information acquired from the distance detection unit 51 as described above. One light receiving distance L0 means a distance measured at one measurement point in a predetermined distance measurement area.
The information 72 is stored for each measurement point belonging to a predetermined distance measurement area, and is stored in association with the position information of each measurement point. For example, when there are m measurement points in the horizontal direction and n measurement points in the vertical direction, the light receiving distances L0 respectively corresponding to a total of m × n measurement points are stored.

また、各測点の方向に、レーザーを反射する物体(障害物、路面、柱など)が存在し、その物体からの反射光を受光できた場合は、その物体までの受光距離L0が記憶される。ただし、測点方向に物体が存在しない場合は、反射光が受光されないので、測点距離情報72として、たとえば、受光距離L0の代わりに、測定できなかったことを示す情報を記憶してもよい。   If there is an object (obstacle, road surface, pillar, etc.) that reflects the laser in the direction of each measurement point and the reflected light from the object can be received, the light receiving distance L0 to the object is stored. You. However, when no object is present in the measurement point direction, the reflected light is not received. Therefore, instead of the light reception distance L0, for example, information indicating that measurement could not be performed may be stored as the measurement point distance information 72. .

現在位置情報73は、位置情報取得部58によって取得された車両の現在位置を示す情報である。たとえば、GPSを利用して取得された緯度と経度とからなる情報である。この情報は、たとえば、車両の進路を決定するのに用いられる。   The current position information 73 is information indicating the current position of the vehicle acquired by the position information acquisition unit 58. For example, the information is information including latitude and longitude acquired using GPS. This information is used, for example, to determine the course of the vehicle.

経路情報74は、車体の走行ルートを予め定めた情報であり、走行すべき経路の地図を予め記憶したものである。たとえば、移動する経路や領域が予め固定的に決まっている場合は、当初から固定的な情報として記憶される。ただし、経路変更をする必要がある場合などでは、ネットワーク6を介して、管理サーバ5から送信される情報を、新たな経路情報74として記憶してもよい。   The route information 74 is information in which a traveling route of the vehicle body is determined in advance, and stores a map of a route to be traveled in advance. For example, when a moving route or area is fixedly determined in advance, the information is stored as fixed information from the beginning. However, when it is necessary to change the route, information transmitted from the management server 5 via the network 6 may be stored as new route information 74.

送信監視情報75は、監視情報取得部61が走行中および停止中に取得した種々の監視対象の情報であり、ネットワーク6を介して管理サーバ5に送信される情報である。この情報としては、たとえば、カメラ55によって撮影された入力画像データ71,走行距離,移動経路,環境データ(温度,湿度,放射線,ガス,雨量,音声,紫外線など),地形データ,障害物データ,路面情報,警告情報などが含まれる。   The transmission monitoring information 75 is information of various monitoring targets acquired by the monitoring information acquisition unit 61 during traveling and while stopped, and is information transmitted to the management server 5 via the network 6. This information includes, for example, input image data 71 taken by the camera 55, travel distance, travel route, environmental data (temperature, humidity, radiation, gas, rainfall, voice, ultraviolet rays, etc.), terrain data, obstacle data, It includes road surface information, warning information, and the like.

設定速度情報76は、車両の走行速度に相当し、この情報に基づいて、現在の走行速度が設定される。
たとえば、障害物のない経路を走行する場合は、設定速度情報76に、比較的速い速度が設定され、走行制御部52は、この設定速度情報76に設定された速度で走行するように、車輪53を制御する。
また、障害物や段差を検出したことによって、減速する必要があると判断した場合は、設定速度情報76に、比較的遅い速度が設定される。
The set speed information 76 corresponds to the running speed of the vehicle, and the current running speed is set based on this information.
For example, when traveling on a route without obstacles, a relatively high speed is set in the set speed information 76, and the traveling control unit 52 sets the wheels so that the vehicle travels at the speed set in the set speed information 76. 53 is controlled.
If it is determined that the vehicle needs to be decelerated by detecting an obstacle or a step, a relatively slow speed is set in the set speed information 76.

障害物情報77は、各測点や検出された障害物に関する情報であり、現在位置から障害物までの距離、障害物の形状、位置、方向、大きさ、色、高低差、傾斜角度などからなる情報である。たとえば、距離検出部51によって、障害物の形状、大きさ、障害物までの距離が取得され、障害物情報77の一部分として記憶される。また、カメラ55、画像認識部56、障害物検出部57によっても、障害物を特定するような情報が取得される。   The obstacle information 77 is information on each measurement point and the detected obstacle, and is based on the distance from the current position to the obstacle, the shape, position, direction, size, color, height difference, inclination angle, and the like of the obstacle. Information. For example, the shape and size of the obstacle and the distance to the obstacle are acquired by the distance detection unit 51 and stored as a part of the obstacle information 77. Information for identifying an obstacle is also obtained by the camera 55, the image recognition unit 56, and the obstacle detection unit 57.

図7(a)に、障害物情報77のうち、各測点に関する情報の一実施例を示す。
ここで、測点ごとに、測点番号、測点までの距離、位置、方向、測点間距離Wsなどが記憶される。これらの情報は、自律走行しながら取得されるので、時々刻々変化する。
測点の位置は、たとえば2次元的あるいは3次元的な空間座標で記憶され、方向は進行方向に対する角度で記憶してもよく、進行方向に対して左あるいは右というような情報で記憶してもよい。
また、測点間距離Wsは、距離が測定された測点どうしの距離を意味し、各測点の座標は予めわかっているので、所定の距離演算によって求めることができる。隣接する測点どうしの距離は一定値で比較的短い。
距離が測定された複数の測点について、測点間距離Wsとして比較的短いものばかりが算出されており、その複数の測点が、所定の広がりを持つ領域内に集中している場合は、その領域内に物体が存在すると判断される。
FIG. 7A shows an example of information on each measurement point in the obstacle information 77.
Here, for each measuring point, a measuring point number, a distance to the measuring point, a position, a direction, a distance Ws between the measuring points, and the like are stored. These pieces of information are acquired while traveling autonomously, and thus change every moment.
The position of the measurement point is stored, for example, in two-dimensional or three-dimensional spatial coordinates, and the direction may be stored as an angle with respect to the traveling direction, or as information such as left or right with respect to the traveling direction. Is also good.
The distance Ws between the measurement points means a distance between the measurement points at which the distances are measured. Since the coordinates of each measurement point are known in advance, they can be obtained by a predetermined distance calculation. The distance between adjacent measurement points is constant and relatively short.
For a plurality of measurement points whose distances have been measured, only relatively short measurement point distances Ws have been calculated, and the plurality of measurement points are concentrated in an area having a predetermined spread. It is determined that an object exists in the area.

しかし、距離が測定された複数の測点について、測点間距離Wsに、比較的長いものが多数存在し、その複数の測点が一つの領域内に密集して存在しない場合、すなわち、複数の測点が、所定の距離以上離れて分散して存在している場合は、各測点に物体が存在している可能性は少なく、誤検出の可能性があるか、あるいは草などのように、その上を走行しても問題ない物体が存在していると考えられる。
したがって、後述するように、所定の範囲内に集中して複数の測点が存在する場合は、その範囲内に物体が存在する可能性が高いので、それらの測点が含まれる分割領域の重み付けを高く設定する。
逆に、複数の測点が所定の距離以上離れて分散して存在する場合は、誤検出の可能性が高いと考え、それらの測点が含まれる分割領域の重み付けを低く設定するようにする。
このような重み付けを設定することによっても、物体の検出の精度を向上させ、不要な減速処理を減らすことができる。
However, for a plurality of measurement points whose distances have been measured, there are a number of relatively long measurement point distances Ws, and the plurality of measurement points do not exist densely in one region, If the measurement points are dispersed at a predetermined distance or more, there is little possibility that an object is present at each measurement point, and there is a possibility of erroneous detection, In addition, it is considered that there is an object that does not cause any problem even when traveling on it.
Therefore, as described later, when a plurality of measurement points are concentrated within a predetermined range, there is a high possibility that an object exists within the range, and the weight of the divided region including those measurement points is weighted. Set high.
Conversely, when a plurality of measurement points are dispersed at a predetermined distance or more, it is considered that the possibility of erroneous detection is high, and the weight of the divided region including those measurement points is set to be low. .
By setting such weights, the accuracy of object detection can be improved and unnecessary deceleration processing can be reduced.

判定領域情報78は、障害物などの物体を検出する領域(以下、障害物判定領域、または判定領域と呼ぶ)の情報を意味し、障害物判定領域を複数個に分割した各分割領域の位置および大きさを設定した情報である。主として距離検出部51に相当するLIDARによって物体を検出することのできる領域に関する情報である。
たとえば、上記した図5および図6に示したように、レーザーを2次元的あるいは3次元的に走査することによって、進行方向前方の3次元空間が、障害物を検出する判定領域となる。
The determination area information 78 means information of an area for detecting an object such as an obstacle (hereinafter, referred to as an obstacle determination area or a determination area), and the position of each divided area obtained by dividing the obstacle determination area into a plurality of pieces. And information on the size. The information is mainly about an area where an object can be detected by LIDAR corresponding to the distance detection unit 51.
For example, as shown in FIGS. 5 and 6 described above, by scanning the laser two-dimensionally or three-dimensionally, the three-dimensional space ahead in the traveling direction becomes a determination area for detecting an obstacle.

ただし、出射されるレーザーの性能によって反射光を検出することのできる距離には限界があるので、所定の検知距離Lの範囲内の扇形形状の領域が判定領域となる。
また、光の出射位置、すなわち発光部51aの位置を中心として、光を地面に水平な方向に走査させ、光が到達可能な水平方向の扇形形状の領域を障害物判定領域とした場合、各分割領域は、障害物判定領域を、所定の中心角を持つ複数の扇形形状に分割した領域とする。
また、判定領域としては、進行方向を中央とし進行方向前方の180度以内の扇形形状領域を予め設定してもよいが、定置旋回や方向変更等を考慮して、進行方向よりも後方部分の領域を含めた180度を超える領域を、判定領域としてもよい。
However, there is a limit to the distance over which the reflected light can be detected depending on the performance of the emitted laser, so a fan-shaped area within a predetermined detection distance L is the determination area.
When the light is scanned in the horizontal direction with respect to the ground around the light emission position, that is, the position of the light emitting unit 51a, and a horizontal fan-shaped area in which the light can reach is defined as an obstacle determination area, The divided area is an area obtained by dividing the obstacle determination area into a plurality of sector shapes having a predetermined central angle.
In addition, as the determination area, a fan-shaped area within 180 degrees in front of the traveling direction with the traveling direction as the center may be set in advance, but in consideration of stationary turning, direction change, and the like, a portion behind the traveling direction is considered. A region exceeding 180 degrees including the region may be set as the determination region.

図9に、判定領域の一実施例を示す。
図9(a)は、車両1の前面に配置されるLIDARの位置を中心とした扇形形状で、270度の角度に開いた判定領域78aを示している。
この判定領域78aは、車両1の進行方向に対して、左右にそれぞれ135度の角度だけ開いた扇形形状であり、車両1の真横よりも後方に45度だけ開いた領域も、判定領域としている。
また、図9(a)では、判定領域78aを9つの領域(A1〜A9)に分割している。
1つの分割領域は、それぞれ中心角(検知角とも呼ぶ)が30度の扇形形状領域であり、各扇形の半径に相当する長さが、検知距離Lに相当する。
9つの分割領域のいずれかに物体が存在するとき、その物体までの距離と、位置とが検出される。
FIG. 9 shows an embodiment of the determination area.
FIG. 9A shows a determination area 78a having a fan shape centered on the position of the LIDAR arranged on the front of the vehicle 1 and opened at an angle of 270 degrees.
The determination area 78a has a fan shape opened by an angle of 135 degrees left and right with respect to the traveling direction of the vehicle 1, and an area opened 45 degrees behind the side of the vehicle 1 is also a determination area. .
In FIG. 9A, the determination area 78a is divided into nine areas (A1 to A9).
Each of the divided regions is a sector-shaped region having a central angle (also referred to as a detection angle) of 30 degrees, and a length corresponding to a radius of each sector corresponds to a detection distance L.
When an object exists in any of the nine divided regions, the distance to the object and the position are detected.

また、原則として、従来と同様に、検出された物体までの距離が、所定の停止判断距離よりも短ければ、車両を停止させ、所定の減速判断距離よりも短ければ、車両の速度を減速させる。
ただし、この発明では、車両のこれからの進行方向、現在の走行状態、あるいは検出された物体の位置などに基づいて、判定領域の各分割領域に重み(重要度)を付与し、物体を検知した測点の数に、その測点の属する分割領域の重みを付加して、検知物体の重要度を判定して、車両の速度制御を行う。
たとえば、判定領域内に物体が検知されたとしても、物体が存在すると判定された分割領域が、車両の進行に支障を与えることがなく、重みが低い領域である場合には、たとえ、物体が減速判断距離内にあったとしても減速処理を行わずに、走行を継続させる。
Also, in principle, as in the conventional case, if the distance to the detected object is shorter than a predetermined stop determination distance, the vehicle is stopped, and if shorter than the predetermined deceleration determination distance, the vehicle speed is reduced. .
However, according to the present invention, a weight (importance) is given to each divided region of the determination region based on the traveling direction of the vehicle, the current traveling state, the position of the detected object, and the like, and the object is detected. The weight of the divided area to which the measurement point belongs is added to the number of measurement points, the importance of the detected object is determined, and the speed control of the vehicle is performed.
For example, even if an object is detected in the determination area, if the divided area determined to have the object does not hinder the progress of the vehicle and is a low-weight area, even if the object is Even if it is within the deceleration determination distance, the vehicle continues traveling without performing deceleration processing.

また、たとえば、図9(a)において、判定領域の分割領域A5の方向が車両進行方向であったとときに、分割領域A2に物体を検出した場合、車両が一旦停止して右方向に旋回しようとするときは、車両の右方向にある分割領域A1,A2,A3の重みを、他の分割領域よりも大きくなるように設定し、分割領域A2に存在する物体までの距離が、分割領域A2内の減速判断距離よりも長かったとしても、減速処理を行うようにする。   Further, for example, in FIG. 9A, when an object is detected in the divided region A2 when the direction of the divided region A5 of the determination region is the traveling direction of the vehicle, the vehicle temporarily stops and turns rightward. In this case, the weights of the divided areas A1, A2, and A3 in the right direction of the vehicle are set to be larger than those of the other divided areas, and the distance to the object existing in the divided area A2 is set to the divided area A2. Even if it is longer than the deceleration determination distance in the above, deceleration processing is performed.

図7(b)に、判定領域情報78の一実施例を示す。
ここでは、図9に示した9つの分割領域(A1〜A9)の情報を示している。
1つの分割領域ごとに、その領域を特定するための位置や座標などの情報が予め記憶されている。
たとえば、領域番号がA1である分割領域に対して、その扇形形状を特定するための判定幅W1、検知角α1、距離測定部51の発光部51aの位置を原点とする扇形形状の輪郭を示すXY座標値などが予め記憶される。
判定幅W1は、後述する図10(c)に示すように、扇形形状の横方向の幅の長さに相当し、車両幅W0に、所定のマージン幅maを加算した数値が予め設定される。
他の分割領域(A2〜A9)についても、同様に、その領域を特定する情報が予め設定される。
FIG. 7B shows an embodiment of the determination area information 78.
Here, information on the nine divided areas (A1 to A9) shown in FIG. 9 is shown.
Information such as a position and coordinates for specifying the divided area is stored in advance for each divided area.
For example, for a divided area having an area number of A1, a determination width W1 for specifying the sector shape, a detection angle α1, and an outline of a sector shape whose origin is the position of the light emitting unit 51a of the distance measurement unit 51 are shown. XY coordinate values and the like are stored in advance.
The determination width W1 corresponds to the length of the fan-shaped lateral width as shown in FIG. 10C described later, and a value obtained by adding a predetermined margin width ma to the vehicle width W0 is set in advance. .
Similarly, information for specifying the other divided areas (A2 to A9) is set in advance.

判定領域78aに含まれる各分割領域は、予め同一の大きさと形状に固定設定してもよいが、これに限るものではない。
車両の走行速度、進行方向および停止可能距離などを考慮しながら、リアルタイムに各分割領域の大きさを変更するようにしてもよい。
また、分割領域の数は9つに限るものではなく、判定領域78aの角度も270度に限るものでもない。
ただし、以下の実施例では、説明を容易なものとするために、各分割領域の大きさと形状は、同一とし、分割領域の数も9つとする。
Each divided area included in the determination area 78a may be fixedly set to the same size and shape in advance, but is not limited thereto.
The size of each divided region may be changed in real time while taking into consideration the traveling speed, traveling direction, possible stopping distance, and the like of the vehicle.
Further, the number of divided areas is not limited to nine, and the angle of the determination area 78a is not limited to 270 degrees.
However, in the following embodiments, the size and shape of each divided area are assumed to be the same, and the number of divided areas is also set to 9 for easy explanation.

領域重み値79は、障害物の有無を検出する判定領域に含まれる各分割領域の重み値を意味し、車体の進行状態に基づいて設定された各分割領域の障害物を検出する重要度を示す。各分割領域の領域重み値は、車両の進行状態に対応して、設定される。
制御部50は、慣性測定部62によって検出された現在の進行方向、あるいは、経路情報74に定められた走行ルートにおいてこれから走行しようとする進行方向に基づいて、各分割領域に対して、車体のその後の進行方向を考慮した領域重み値を設定する。
たとえば、後述する図11に示すように、車体の進行方向を含む分割領域A5と、その分割領域A5の近傍のいくつかの分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定する。
The area weight value 79 means a weight value of each divided area included in the determination area for detecting the presence or absence of an obstacle, and indicates a degree of importance of detecting an obstacle of each divided area set based on the traveling state of the vehicle body. Show. The area weight value of each divided area is set according to the traveling state of the vehicle.
Based on the current traveling direction detected by the inertia measuring unit 62 or the traveling direction to be traveled on the traveling route defined in the route information 74, the control unit 50 controls the vehicle body for each divided area based on the traveling direction. An area weight value is set in consideration of the subsequent traveling direction.
For example, as shown in FIG. 11, which will be described later, a relatively large area weight value is set for a divided area A5 including the traveling direction of the vehicle body and some divided areas near the divided area A5.

また、この発明では、各分割領域に設定された領域重み値の大きさに基づいて、物体の存在を判断し、車体のその後の減速処理または停止処理を行う。
主として、比較的大きな領域重み値が設定された分割領域において、距離が検出された物体が存在すると判断された場合、設定された領域重み値に対応させて、車体の減速処理または停止処理を行う。
一方、比較的大きな領域重み値が設定された分割領域において、物体が存在しないと判断された場合は、車体の減速処理および停止処理を行わない。
また、比較的大きな領域重み値が設定された分割領域以外の分割領域において、距離が検出された物体が存在すると判断された場合も、車体の減速処理および停止処理を行わない。
これにより、たとえば、車体の近くに物体が存在しても、その物体が比較的大きな領域重み値が設定されていない分割領域に存在すれば、車体の減速処理等を行わずに走行を継続させることができる。
Further, in the present invention, the presence of an object is determined based on the magnitude of the area weight value set for each divided area, and subsequent deceleration processing or stop processing of the vehicle body is performed.
Mainly, when it is determined that an object whose distance is detected is present in a divided area in which a relatively large area weight value is set, a deceleration process or a stop process of the vehicle body is performed in accordance with the set area weight value. .
On the other hand, when it is determined that no object exists in the divided area in which the relatively large area weight value is set, the deceleration processing and the stop processing of the vehicle body are not performed.
Also, when it is determined that an object whose distance has been detected exists in a divided region other than the divided region in which the relatively large region weight value is set, the deceleration process and the stop process of the vehicle body are not performed.
Thus, for example, even if an object exists near the vehicle body, if the object exists in a divided area where a relatively large area weight is not set, the vehicle continues traveling without performing deceleration processing or the like of the vehicle body. be able to.

上記した比較的大きな領域重み値が設定される分割領域には、特に直進する場合には、車体の進行方向が含まれる分割領域Aと、その分割領域Aの両どなりの分割領域が含まれることが好ましい。
また、車体の進行方向が含まれる分割領域に最も大きな領域重み値を設定し、他の分割領域については、進行方向から遠ざかるにつれて、より小さな領域重み値を設定するようにしてもよい。
これにより、進行方向に物体が存在する場合は、確実に減速処理等を行わせるようにすることができ、車体の進行に支障とならない分割領域に物体が存在する場合は、不要な減速や停止をしないようにして、迅速に走行を継続させることができる。
The above-mentioned divided regions to which relatively large region weight values are set include a divided region A including the traveling direction of the vehicle body and a divided region which is both of the divided regions A when the vehicle is going straight ahead. Is preferred.
Alternatively, the largest region weight value may be set for a divided region including the traveling direction of the vehicle body, and a smaller region weight value may be set for other divided regions as the distance from the traveling direction increases.
Thus, when an object exists in the traveling direction, deceleration processing or the like can be reliably performed. When an object exists in a divided region that does not hinder the advancement of the vehicle body, unnecessary deceleration or stopping is performed. , It is possible to continue running quickly.

図7(c)および図8(a)に、領域重み値の設定値の一実施例を示す。
ここでは、図9(a)に示すように、判定領域78aを9つに分割するものとし、重み値Mnは、分割領域Anごとに、3つのレベルの値(M1,M2,M3)のいずれかが設定されるものとする。
3つの重み値Mnは、M1の重みが最も高く、M3の重みが最も低いものとし、M1>M2>M3とする。
重み値Mnの具体例としては、分割領域内で距離が検出された測点の個数に乗算する倍率を採用すればよく、たとえば、M1として3倍を意味する3、M2として2倍を意味する2、M3として0.5倍を意味する0.5を予め設定してもよい。
FIGS. 7C and 8A show an example of the set value of the area weight value.
Here, as shown in FIG. 9A, it is assumed that the determination region 78a is divided into nine, and the weight value Mn is one of three levels (M1, M2, M3) for each divided region An. Is set.
The three weight values Mn have the highest weight of M1 and the lowest weight of M3, and satisfy M1>M2> M3.
As a specific example of the weight value Mn, a magnification by which the number of measuring points whose distances are detected in the divided area may be employed. For example, M1 means 3 times, and M2 means 2 times. 2, 0.5 which means 0.5 times may be set in advance as M3.

たとえば、ある分割領域A3の重み値がM1であり、この分割領域A3内の測点のうち距離が検出された測点が10個あった場合、その分割領域A3において、重み付けがされた後の測点数は、10×3=30となる。
また、分割領域A6の重み値がM3であり、この分割領域A6内で距離が検出された測点が8個であった場合、その分割領域A6において重み付けされた後の測点数は、8×0.5=4となる。
重み付けされた後の測点数が多いほど物体の存在の可能性が高く、重み付けされた後の測点数が少ないほど、物体の存在の可能性が低いと判定される。
ただし、物体の存在の判定は、実際には、測点数のみならず、車両からの距離、進行方向に対する方向、測点の位置、カメラ画像、超音波センサなども利用して、総合的に判断される。
For example, if the weight value of a certain divided area A3 is M1, and there are ten measuring points whose distances are detected among the measuring points in the divided area A3, the weight after weighting is applied to the divided area A3. The number of measurement points is 10 × 3 = 30.
Further, when the weight value of the divided area A6 is M3 and the number of the measuring points whose distance is detected in the divided area A6 is 8, the number of the measuring points after weighting in the divided area A6 is 8 × 0.5 = 4.
It is determined that the greater the number of measurement points after weighting, the higher the possibility of the presence of the object, and the smaller the number of measurement points after weighting, the lower the possibility of the presence of the object.
However, the presence of an object is actually determined comprehensively using not only the number of measurement points, but also the distance from the vehicle, the direction to the traveling direction, the position of the measurement points, camera images, ultrasonic sensors, etc. Is done.

図7(c)には、車両がこれから前方方向に直進しようとする場合の直進時重み値Mnと、右旋回および左旋回しようとする場合の旋回時重み値Mnの一実施例を示している。
また、図8(a)には、車両がこれから直進方向よりも右ななめ方向に進行しようとする場合と、左ななめ方向に進行しようとする場合と、慣性測定部62によって車両が右横滑りしたことを検出した場合と、車両が左横滑りしたことを検出した場合の重み値Mnの一実施例を示している。
FIG. 7 (c) shows an example of the weight value Mn when the vehicle is going straight ahead and the weight value Mn when the vehicle is going to turn right and left when turning straight ahead. I have.
FIG. 8A shows a case where the vehicle is going to proceed in the right licking direction from the straight traveling direction, a case where the vehicle is going to proceed in the left licking direction, and a case where the vehicle has slipped to the right by the inertia measuring unit 62. FIG. 6 shows an example of the weight value Mn in the case of detecting the vehicle slippage and in the case of detecting that the vehicle has slipped to the left.

図10に、図9(a)に示した判定領域の1つの分割領域の一実施例の説明図を示す。
図10(a)は、車両1の直進時の進行方向にある分割領域A5を示している。
ここで、分割領域A5は、障害物の検知距離がLで、検知角がαである扇形形状の領域である。
また、分割領域A5の検知角αは進行方向を中央として、左右方向にそれぞれα/2だけ開いた角度である。
検知距離Lは、反射光を検知することのできる距離であり、発光部51aから出射されるレーザ光の強度によって定められるが、たとえば、25m程度の長さである。
また、9つの分割領域(A1〜A9)からなる判定領域78aが270度の角度を有するとすると、1つの分割領域の検知角αは30度となる。
FIG. 10 is an explanatory diagram of one embodiment of one divided area of the determination area shown in FIG.
FIG. 10A shows a divided area A5 in the traveling direction of the vehicle 1 when traveling straight.
Here, the divided area A5 is a fan-shaped area where the detection distance of the obstacle is L and the detection angle is α.
Further, the detection angle α of the divided area A5 is an angle opened by α / 2 in the left and right directions with the traveling direction as the center.
The detection distance L is a distance at which the reflected light can be detected, and is determined by the intensity of the laser light emitted from the light emitting unit 51a, and is, for example, about 25 m.
Further, assuming that the determination area 78a including nine divided areas (A1 to A9) has an angle of 270 degrees, the detection angle α of one divided area is 30 degrees.

図10(b)は、1つの分割領域A5を、車両からの距離によって3つに分類した例を示している。車両の前面から最も短い距離L1内の範囲を停止領域a1とし、停止領域a1の外側であって次に短い距離L2(>L1)内の範囲を減速領域a2とし、減速領域a2の外側であって検知距離L(>L2)内の範囲を通常領域a3と呼ぶ。
これらの距離L1,L2は、予め所定値に設定しておくことが好ましいが、車両の走行速度との関係で、その都度設定変更してもよい。たとえば、比較的低速で走行している場合は、距離L1,L2を比較的短く設定してもよい。
FIG. 10B shows an example in which one divided area A5 is classified into three according to the distance from the vehicle. The range within the shortest distance L1 from the front of the vehicle is defined as the stop area a1, the area outside the stop area a1 and within the next short distance L2 (> L1) is defined as the deceleration area a2, and the area outside the deceleration area a2. Therefore, the range within the detection distance L (> L2) is referred to as a normal area a3.
It is preferable that these distances L1 and L2 be set to predetermined values in advance, but the setting may be changed each time in relation to the running speed of the vehicle. For example, when traveling at a relatively low speed, the distances L1 and L2 may be set relatively short.

停止領域a1は、この領域内にもし障害物が検出された場合、車両の停止を行う領域であり、たとえば、L1=1m程度である。
減速領域a2は、この領域内にもし障害物が検出された場合、車両の走行速度を減速させる領域であり、たとえば、L2=5m程度である。
また、どの程度の減速を行わせるかは、凍結路面上での車体の制動距離が最大何mになるかを計算することによって決定し、たとえば、5km/hで走行しているときの停止距離は3m位となるので、その手前の5mの距離から2.5km/h程度に減速を行う。2.5km/hに減速すると停止距離は1m位になる。通常領域a3は、この領域内に障害物を検出した場合でも、通常走行を継続させる領域であり、原則として障害物を検出する直前の走行速度と同じ速度で走行する。
The stop area a1 is an area where the vehicle stops when an obstacle is detected in this area, for example, L1 is about 1 m.
The deceleration area a2 is an area for reducing the traveling speed of the vehicle when an obstacle is detected in this area, and is, for example, about L2 = 5 m.
The amount of deceleration to be performed is determined by calculating the maximum braking distance of the vehicle body on a frozen road surface, for example, the stopping distance when running at 5 km / h. Will be about 3m, so decelerate to about 2.5km / h from a distance of 5m in front of it. When the speed is reduced to 2.5km / h, the stopping distance is about 1m. The normal area a3 is an area in which normal traveling is continued even when an obstacle is detected in this area, and travels at the same speed as the traveling speed immediately before detecting the obstacle in principle.

また、図10(b)に示した3つの領域(a1,a2,a3)は、重み付けをしない場合の固定的な領域を示しているが、分割領域に重み付けをした場合、その重み値Mnに対応させて、各領域の大きさを変更してもよい。
たとえば、分割領域に最も大きな重み値M1を設定した場合、停止領域a1を画定する距離L1および減速領域a2を画定する距離L2をより長い値に変更して、停止領域a1および減速領域a2の大きさを大きくし、通常領域a3の大きさを小さくしてもよい。
これにより、大きな重み値M1を設定した分割領域内に障害物を検出した場合、より安全に、確実に、車両の減速、停止を行わせることができる。
Also, the three areas (a1, a2, a3) shown in FIG. 10B show fixed areas when weighting is not performed. The size of each area may be changed correspondingly.
For example, when the largest weight value M1 is set for the divided area, the distance L1 defining the stop area a1 and the distance L2 defining the deceleration area a2 are changed to longer values, and the sizes of the stop area a1 and the deceleration area a2 are changed. And the size of the normal area a3 may be reduced.
Thus, when an obstacle is detected in the divided area in which the large weight value M1 is set, the vehicle can be more safely and reliably decelerated and stopped.

逆に、分割領域に最も小さな重み値M3を設定した場合、距離L1およびL2をより短い値に変更して、停止領域a1および減速領域a2の大きさを小さくして、通常領域a3の大きさを大きくしてもよい。
これにより、分割領域内に障害物を検出した場合でも、通常領域a3の範囲を大きくすることによって通常速度で走行することができる可能性を大きくすることができ、車両にかなり接近した位置に障害物を検出した場合以外は、不要な減速処理や停止処理をしないようにすることができる。
Conversely, when the smallest weight value M3 is set in the divided area, the distances L1 and L2 are changed to shorter values, the sizes of the stop area a1 and the deceleration area a2 are reduced, and the size of the normal area a3 is reduced. May be increased.
As a result, even when an obstacle is detected in the divided area, it is possible to increase the possibility that the vehicle can run at the normal speed by increasing the range of the normal area a3. Unless an object is detected, unnecessary deceleration processing and stop processing can be prevented.

図10(c)に、分割領域の他の実施例を示す。
図9や図10(a)では、判定領域78aを複数の分割領域に等分割したものを示したが、ここでは、1つの分割領域の大きさを、車両の幅を考慮して決めた実施例を示している。
図10(c)において、車両の幅をW0とし、検知距離をLとし、どちらも予め決められた一定値とする。
また、車両1の左右方向に、所定のマージン幅maを設定し、車両の進行方向に対し垂直な方向の分割領域の幅W1を決定する。
ここで、W1=W0+2maとしている。
分割領域の幅W1が決定されると、検知角αも所定の計算式により決定される。
FIG. 10C shows another embodiment of the divided area.
9 and 10 (a) show the case where the determination area 78a is equally divided into a plurality of divided areas, but here, the size of one divided area is determined in consideration of the width of the vehicle. An example is shown.
In FIG. 10C, the width of the vehicle is set to W0, the detection distance is set to L, and both are set to predetermined constant values.
Further, a predetermined margin width ma is set in the left-right direction of the vehicle 1, and the width W1 of the divided region in a direction perpendicular to the traveling direction of the vehicle is determined.
Here, it is assumed that W1 = W0 + 2ma.
When the width W1 of the divided area is determined, the detection angle α is also determined by a predetermined calculation formula.

また、マージン幅maは、車体幅W0の長さ、進行方向に対して直進しているときに車両が左右方向にゆれる可能性がある場合の予測されるゆれ幅の大きさ、走行する路面の状態によって左右方向へ車輪が滑る可能性がある場合のその予測される滑り幅の大きさ、急停止した場合に車両が左右方向へ移動する可能性がある場合の予測される左右方向への移動距離の大きさ、車両の走行速度、あるいは旋回の仕方などを考慮して、予め設定される。あるいは、実際の走行状況や、路面の状態、天候、路面の傾斜などに基づいて、その都度、マージン幅maを変更するようにしてもよい。
たとえば、車両幅W0を0.8mとした場合、マージン幅maを0.3m程度とし、車体が直進する方向の分割領域A5の幅W1を1.4m程度に設定すればよい。
Further, the margin width ma is the length of the vehicle body width W0, the magnitude of the estimated swing width in the case where the vehicle is likely to swing in the left-right direction while traveling straight in the traveling direction, the magnitude of the traveling road surface. The expected magnitude of the sliding width when the wheel may slip in the left and right direction depending on the condition, and the expected movement in the left and right direction when the vehicle may move in the left and right direction when the vehicle suddenly stops. It is set in advance in consideration of the size of the distance, the traveling speed of the vehicle, the manner of turning, and the like. Alternatively, the margin width ma may be changed each time based on the actual driving situation, road surface condition, weather, road surface inclination, and the like.
For example, when the vehicle width W0 is 0.8 m, the margin width ma may be set to about 0.3 m, and the width W1 of the divided area A5 in the direction in which the vehicle body goes straight may be set to about 1.4 m.

以下に、走行状態に対応して設定した領域重み値の設定例と、障害物検出のいくつかの実施例について説明する。
(実施例1)
ここでは、直進時に分割領域に設定される領域重み値と、障害物検出の一実施例を示す。
図11は、9つの分割領域(A1〜A9)について、図7(c)に示した直進時の重み値Mnを図示したものである。
車両1の直進時の進行方向を、分割領域A5の方向とすると、直進時にこの領域A5の中に、障害物が発見された場合は衝突を回避する必要が最も高いので、領域A5の重み値は最も高いM1としている。
Hereinafter, a description will be given of a setting example of the area weight value set corresponding to the traveling state and some embodiments of the obstacle detection.
(Example 1)
Here, an example of an area weight value set for a divided area when traveling straight and obstacle detection will be described.
FIG. 11 illustrates the weight values Mn at the time of straight traveling shown in FIG. 7C for nine divided regions (A1 to A9).
Assuming that the traveling direction of the vehicle 1 when traveling straight is the direction of the divided area A5, when an obstacle is found in the area A5 when traveling straight, it is most necessary to avoid a collision. Is the highest M1.

また、直進時においては、分割領域A5に隣接する2つの分割領域(A4,A6)の重み値を、領域A5よりも低い値であるM2に設定している。
これは、直進時に、分割領域A4やA6の中に、動いている物体が検出された場合には、車両と衝突する可能性が高いからである。
さらに、領域A5方向への直進時においては、もし、その他の分割領域(A1,A2,A3,A7,A8,A9)に障害物が存在していたとしても衝突する可能性は低いと考えられる。そこで、これらの分割領域(A1,A2,A3,A7,A8,A9)の重み値を、最も低い値M3に設定している。
このような重み値の設定をすることにより、重み値の高い分割領域に障害物が存在する場合、距離が検出された測点の数に高い倍率が乗算されるので、その領域に障害物が存在することが、より確実に検出されることになる。
Also, when traveling straight, the weight value of two divided areas (A4, A6) adjacent to the divided area A5 is set to M2, which is a lower value than the area A5.
This is because, when a moving object is detected in the divided areas A4 and A6 when traveling straight, there is a high possibility that the vehicle will collide with the vehicle.
Further, when the vehicle is traveling straight in the direction of the area A5, it is considered that the possibility of collision is low even if an obstacle exists in the other divided areas (A1, A2, A3, A7, A8, A9). . Therefore, the weight value of these divided areas (A1, A2, A3, A7, A8, A9) is set to the lowest value M3.
By setting such weight values, when an obstacle is present in a divided region having a high weight value, the number of measurement points whose distances have been detected is multiplied by a high magnification. Its presence will be more reliably detected.

たとえば、図9(b)に示すように、車両が領域A5の方向に直進している場合、領域A5とA6の一部分の測点について、距離が検出されたとすると、領域A5とA6の測点の合計数に、それぞれ重み値(M1,M2)が乗算されて測点数が算出される。
領域A5の重み値M1は最も高く、領域A6の重み値M2もその次に高いので、実際の測点数よりも大きな測点数が算出され、算出された測点数が、障害物が存在すると判断される所定の判断測点数よりも大きくなった場合には、より確実に、領域A5とA6の境界付近に、障害物OB1が存在すると判断される。
また、距離検出部51によってこの障害物OB1までの距離L0も算出されているので、この距離L0が、所定の減速判定距離よりも短い場合は、所定の減速処理が行われることになる。
For example, as shown in FIG. 9B, when the vehicle is traveling straight in the direction of the area A5, if the distance is detected for the measurement points of a part of the areas A5 and A6, the measurement points of the areas A5 and A6 Are multiplied by the weight values (M1, M2) to calculate the number of measurement points.
Since the weight value M1 of the area A5 is the highest and the weight value M2 of the area A6 is the next highest, the number of measurement points larger than the actual number of measurement points is calculated, and the calculated number of measurement points is determined to be an obstacle. If the number of measurement points exceeds a predetermined judgment measurement number, it is more reliably determined that the obstacle OB1 exists near the boundary between the areas A5 and A6.
Further, since the distance L0 to the obstacle OB1 is also calculated by the distance detection unit 51, if the distance L0 is shorter than a predetermined deceleration determination distance, a predetermined deceleration process is performed.

一方、図11(b)に示したように、領域A5方向への直進時において、領域重み値がM3に設定された分割領域A8の中に、障害物OB1が検出されたとする。この場合、領域A8の中において、距離が検出された測点が一定数検出されるが、重み値M3が0.5であったとすると、重み値を考慮した測点数は、実際の測点数の半分として算出される。
したがって、領域A8において算出された測点数が、障害物が存在すると判断される判断測点数よりも小さくなった場合、領域A8の実際の測点数が上記判断測点数よりも大きかったとしても、領域A8には、障害物OB1は存在しないと判断される。
すなわち、図11(b)の場合、車両の進行方向に対して、左側方向に障害物OB1が存在しているが、その障害物OB1は車両の走行には支障とならない位置に存在するので、障害物OB1が存在しないと判断することにより、減速や停止をすることなく、通常走行を継続することができる。
On the other hand, as shown in FIG. 11B, it is assumed that an obstacle OB1 is detected in the divided area A8 in which the area weight value is set to M3 when traveling straight in the area A5 direction. In this case, a fixed number of measuring points whose distance has been detected are detected in the area A8. If the weight value M3 is 0.5, the number of measuring points considering the weight value is equal to the actual number of measuring points. Calculated as half.
Therefore, when the number of measurement points calculated in the area A8 is smaller than the number of determination points at which an obstacle is determined to exist, even if the actual number of measurement points in the area A8 is larger than the number of determination points, It is determined that the obstacle OB1 does not exist in A8.
That is, in the case of FIG. 11B, the obstacle OB1 exists in the left direction with respect to the traveling direction of the vehicle. By judging that the obstacle OB1 does not exist, normal traveling can be continued without decelerating or stopping.

(実施例2)
ここでは、右旋回時の領域重み値と、障害物検出の一実施例を示す。
車体が、静止した状態で左方向または右方向に旋回しようとする場合、その旋回する方向に存在する物体に衝突する可能性が高く、旋回方向と逆方向に存在する物体には衝突する可能性が低いと考えられる。
そこで、左方向または右方向に旋回しようとする場合、障害物判定領域のうち、その旋回によって車体が進行する方向に存在する複数の分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定し、旋回によって車体が進行する方向と逆の方向に存在する他の分割領域には、比較的小さな領域重み値を設定するようにする。
(Example 2)
Here, an example of an area weight value during a right turn and obstacle detection will be described.
If the vehicle is stationary and tries to turn to the left or right, it is likely to collide with objects in the direction of the turn, and may collide with objects in the direction opposite to the direction of the turn. Is considered low.
Therefore, when turning to the left or right, a relatively large area weight value is set for a plurality of divided areas existing in the direction in which the vehicle body advances due to the turning in the obstacle determination area, and the turning is performed. A relatively small area weight value is set for the other divided areas existing in the direction opposite to the direction in which the vehicle body travels.

図7(c)の領域重み値79において、右旋回時と左旋回時の重み値Mnを示しているが、右旋回時では、3つの分割領域(A1,A2,A3)の重み値を最も高いM1とし、2つの分割領域(A4,A5)の重み値を次に高いM2とし、その他の分割領域(A6,A7,A8,A9)の重み値を最も低いM3としている。
図12(a)は、車両が右旋回を開始するときに設定される図7(c)に示した領域重み値の設定例を図示したものである。
車両が静止した現在位置で右方向に旋回する場合、現在位置に対して右方向の分割領域に向かって進行する可能性があるので、右方向の3つの分割領域(A1,A2,A3)の重み値を最も高く設定する。
これにより、右旋回を開始した後に、車両の進行に支障を与える可能性の高い位置である3つの分割領域(A1,A2,A3)に存在する障害物を、より確実に検出できるようになる。
The area weight value 79 in FIG. 7C shows the weight value Mn at the time of right turn and at the time of left turn. At the time of right turn, the weight value of the three divided areas (A1, A2, A3) is shown. Is the highest M1, the weight value of the two divided areas (A4, A5) is the next highest M2, and the weight value of the other divided areas (A6, A7, A8, A9) is the lowest M3.
FIG. 12A illustrates a setting example of the region weight values illustrated in FIG. 7C which are set when the vehicle starts turning right.
When the vehicle turns right at the current position where the vehicle is stationary, there is a possibility that the vehicle may proceed toward the right divided region with respect to the current position. Therefore, the right divided region (A1, A2, A3) Set the weight value to the highest.
Thus, after starting the right turn, an obstacle existing in the three divided areas (A1, A2, A3) that are likely to hinder the progress of the vehicle can be detected more reliably. Become.

図12(b)と(c)に、右旋回を開始した後に、障害物を検出した場合の実施例を示す。
図12(b)では、最も低い重み値M3が設定された分割領域A7に、障害物OB1が検出される場合を示している。
ここでは、重み値M3を0.5とすると、その重み付けをすることにより、重み付け後の測点数は、距離が検出された測点の実際の測点数よりも小さい数値として算出される。算出された測点数が所定の判断測点数よりも小さくなった場合には、障害物OB1は存在しないと判断されることになる。
すなわち、右旋回を開始した後において、障害物OB1が分割領域A7に存在しても、その障害物OB1は車両の走行には大きな支障を与えるものではないので、障害物OB1がないと判断することにより、不要な減速や停止をすることなく、右旋回とその後の走行を継続することができる。
FIGS. 12B and 12C show an embodiment in which an obstacle is detected after starting a right turn.
FIG. 12B shows a case where the obstacle OB1 is detected in the divided area A7 in which the lowest weight value M3 is set.
Here, assuming that the weight value M3 is 0.5, by performing the weighting, the number of measurement points after weighting is calculated as a numerical value smaller than the actual number of measurement points at which the distance is detected. If the calculated number of measurement points is smaller than the predetermined number of measurement points, it is determined that the obstacle OB1 does not exist.
That is, even if the obstacle OB1 exists in the divided area A7 after the start of the right turn, it is determined that the obstacle OB1 is not present because the obstacle OB1 does not significantly affect the running of the vehicle. By doing so, it is possible to continue the right turn and the subsequent traveling without unnecessary deceleration or stop.

一方、図12(c)では、最も高い重み値M1が設定された分割領域A2に、障害物OB2が検出される場合を示している。
この場合、障害物OB2は、右旋回と、その後の車両の走行に支障を与える可能性が高いと考えられる。
ここでは、領域A2において距離が検出された測点数が、重み付けにより、実際の測点数よりも大きな数値として算出される。
算出された測点数が、所定の判断測点数よりも大きくなった場合は、より確実に、領域A2の中に、障害物OB2が存在すると判断される。
したがって、障害物OB2までの距離L0を考慮することにより、その後の車両の進行について、減速するか、あるいは停止する処理が行われる。
On the other hand, FIG. 12C shows a case where the obstacle OB2 is detected in the divided area A2 in which the highest weight value M1 is set.
In this case, it is considered that the obstacle OB2 has a high possibility of hindering the right turn and the subsequent traveling of the vehicle.
Here, the number of measurement points at which the distance is detected in the area A2 is calculated as a numerical value larger than the actual number of measurement points by weighting.
When the calculated number of measurement points is larger than a predetermined judgment measurement number, it is more reliably determined that the obstacle OB2 exists in the area A2.
Therefore, by considering the distance L0 to the obstacle OB2, a process of decelerating or stopping the subsequent traveling of the vehicle is performed.

(実施例3)
ここでは、右ななめ方向に進行を開始するときの領域重み値と、障害物検出の一実施例を示す。
図13は、図8(a)に示した右ななめ方向に進行を開始しようとするときの重み値Mnを図示したものである。
図13(a)に示すように、車両1が、9つの分割領域のうち、右ななめ方向の分割領域A4の方向に進行を開始しようとするものとする。
この場合、進行方向にある分割領域A4の重み値を最も高いM1とし、この領域A4の両隣の分割領域(A3,A5)の重み値を次に高いM2に設定する。
これは、進行方向である分割領域A4に障害物があった場合、その障害物を確実に検知し、減速処理や停止処理を行うためであり、分割領域A4とA3の両方にまたがった障害物や、分割領域A4とA5の両方にまたがった障害物も確実に検知するためである。
その他の領域(A1,A2,A6〜A9)については障害物があったとしても、車両の走行には支障とならない可能性が高いので、最も低い重み値M3を付与している。
(Example 3)
Here, an example of the area weight value when starting to proceed in the right licking direction and obstacle detection will be described.
FIG. 13 illustrates the weight value Mn when trying to start traveling in the right licking direction shown in FIG. 8A.
As shown in FIG. 13A, it is assumed that the vehicle 1 starts to proceed in the direction of the division area A4 in the right tanning direction among the nine division areas.
In this case, the weight value of the divided area A4 in the traveling direction is set to the highest M1, and the weight value of the adjacent divided areas (A3, A5) of the area A4 is set to the next highest M2.
This is because, when there is an obstacle in the divided area A4, which is the traveling direction, the obstacle is reliably detected and the deceleration processing and the stop processing are performed. Also, it is for surely detecting an obstacle that straddles both the divided areas A4 and A5.
In the other areas (A1, A2, A6 to A9), even if there is an obstacle, there is a high possibility that the obstacle will not hinder the running of the vehicle, so the lowest weight value M3 is assigned.

図13(b)と(c)に、右ななめ方向に進行を開始した後に、障害物を検出した場合の実施例を示す。
図13(b)では、最も低い重み値M3が設定された分割領域A7に、障害物OB1が検出される場合を示している。
分割領域A7において、距離が検出された測点の数が、重み値M3の重み付けにより、実際の測点数よりも小さい数値として算出される。
算出された測点数が、所定の判断測点数よりも小さくなっている場合は、障害物OB1は存在しないと判断される。
すなわち、右ななめ方向に進行を開始した後、車両の左方向である領域A7に障害物OB1が存在していたとしても、その障害物OB1は、車両の右ななめ方向への走行には支障を与えるものではないと考えられるので、障害物OB1がないと判断することにより、不要な減速や停止することを防止することができ、右ななめ方向への走行を継続することができる。
FIGS. 13B and 13C show an embodiment in which an obstacle is detected after the vehicle starts traveling in the right licking direction.
FIG. 13B shows a case where the obstacle OB1 is detected in the divided area A7 in which the lowest weight value M3 is set.
In the divided area A7, the number of measurement points whose distances have been detected is calculated as a numerical value smaller than the actual number of measurement points by weighting the weight value M3.
If the calculated number of measurement points is smaller than a predetermined judgment measurement number, it is determined that the obstacle OB1 does not exist.
That is, even if the obstacle OB1 exists in the area A7 which is the left direction of the vehicle after the vehicle starts traveling in the right licking direction, the obstacle OB1 does not hinder the traveling of the vehicle in the right licking direction. Since it is not considered to give, it is possible to prevent unnecessary deceleration and stop by judging that there is no obstacle OB1, and it is possible to continue running in the right licking direction.

一方、図13(c)では、高い重み値が設定された分割領域A3とA4の両方にまたがった部分に、障害物OB2が検出される場合を示している。
分割領域A4が進行方向であるので、この障害物OB2は、車両のその後の走行に支障を与える可能性が高いと考えられる。
ここでは、領域A3とA4において、距離が検出された測点の数が、それぞれ重み値M1とM2の重み付けにより、実際の測点数よりも大きな数値として算出される。
算出された測点数が、所定の判断測点数よりも大きくなっている場合は、領域A3とA4の両方に、障害物OB2が存在すると判断される。
したがって、障害物OB2までの距離L0を考慮することにより、車両の減速処理あるいは停止処理が行われる。
図13では、右ななめ方向に進行する場合について説明したが、左ななめ方向に進行する場合も、方向が右から左に変わるだけであり、同様に、左ななめ方向へ進行する場合の重み付けをすることにより、障害物の検出と、速度制御が行われる。
On the other hand, FIG. 13C illustrates a case where the obstacle OB2 is detected in a portion that straddles both the divided regions A3 and A4 for which a high weight value is set.
Since the divided area A4 is in the traveling direction, it is considered that the obstacle OB2 is likely to hinder subsequent traveling of the vehicle.
Here, in the areas A3 and A4, the number of measurement points whose distances have been detected is calculated as a numerical value larger than the actual number of measurement points by weighting the weight values M1 and M2, respectively.
If the calculated number of measurement points is larger than the predetermined determination measurement number, it is determined that the obstacle OB2 exists in both the areas A3 and A4.
Therefore, the vehicle deceleration process or the stop process is performed by considering the distance L0 to the obstacle OB2.
In FIG. 13, the case of proceeding in the right licking direction has been described. However, in the case of proceeding in the left licking direction, the direction only changes from right to left. Thus, obstacle detection and speed control are performed.

(実施例4)
ここでは、右横滑りを検出した場合の領域重み値と、障害物検出の一実施例を示す。
路面が雨でぬれている場合や、凍結している場合、実際に走行しようとする進行方向と異なる方向に滑る場合がある。
すなわち、意図しない方向に滑った場合、その滑った方向に物体が存在すれば、減速や停止を行う必要があるが、滑った方向と逆方向に物体が存在しても、減速等を行う必要はないと考えられる。
そこで、慣性測定部62によって、車体が特定の方向に横滑りしたことを検出した場合、障害物判定領域のうち、横滑りによって車体が進行する方向に存在する複数の分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定し、横滑りによって車体が進行する方向と逆の方向に存在する複数の分割領域には、比較的小さな領域重み値を設定するようにする。
(Example 4)
Here, an example of an area weight value when right skidding is detected and an obstacle detection will be described.
If the road surface is wet with rain or is frozen, it may slip in a direction different from the actual traveling direction.
In other words, when slipping in an unintended direction, if there is an object in the slipping direction, it is necessary to decelerate or stop, but even if there is an object in the direction opposite to the slipping direction, deceleration must be performed. It is thought that there is no.
Therefore, when the inertia measuring unit 62 detects that the vehicle body skids in a specific direction, a relatively large area weight is assigned to a plurality of divided areas existing in the direction in which the vehicle body advances due to skidding in the obstacle determination area. A relatively small area weight value is set for a plurality of divided areas existing in the direction opposite to the direction in which the vehicle body advances due to skidding.

図14は、図8(a)に示した右横滑りをした場合の重み値Mnを図示したものである。
図14(a)に示すように、車両1が、車両の前方方向である分割領域A5の方向を向いたまま、右方向に横滑りをしたとする。
このとき、車両の進行方向は、右方向となるので、車両の右方向の3つの分割領域(A1,A2,A3)の重み値を最も高いM1とし、分割領域A3に隣接する領域A4の重み値を、次に高い重み値M2とし、その他の領域(A5〜A9)の重み値を、最も低い重み値M3に設定している。
このような重み付けをすることにより、右横滑りの方向に存在する障害物を確実に検出できるようにし、右横滑りの方向とは逆の左方向に存在する障害物は、存在しても右横滑りによって衝突することは少ないと考えられるため、検出しないようにする。
FIG. 14 illustrates the weight value Mn in the case of the right skid shown in FIG. 8A.
As shown in FIG. 14A, it is assumed that the vehicle 1 skids to the right while facing the direction of the divided area A5 which is the front direction of the vehicle.
At this time, since the traveling direction of the vehicle is the right direction, the weight value of the three divided regions (A1, A2, A3) in the right direction of the vehicle is set to the highest M1, and the weight of the region A4 adjacent to the divided region A3 is set. The value is set to the next highest weight value M2, and the weight values of the other areas (A5 to A9) are set to the lowest weight value M3.
By performing such weighting, it is possible to reliably detect an obstacle existing in the direction of the right skid, and an obstacle existing in the left direction opposite to the direction of the right skid can be detected by the right skid even if it exists. Collisions are unlikely to occur, so do not detect them.

図14(b)と(c)に、車両が右横滑りをしたことを検出したときに、障害物を検出した場合の実施例を示す。
図14(b)では、最も低い重み値M3が設定された分割領域A7に、障害物OB1が検出された場合を示している。
分割領域A7において、距離が検出された測点の数が、重み値M3の重み付けにより、実際の測点数よりも小さい数値として算出され、算出された測点数が、所定の判断測点数よりも小さくなっている場合は、障害物OB1は存在しないと判断される。
障害物OB1が存在する分割領域A7の方向は、車両が右横滑りした方向とは大きく異なるので、この障害物OB1に衝突することはないと考えられる。
したがって、障害物OB1が存在しないと判断しても車両1に支障を与えることはなく、減速処理や横滑りを停止させるような処理をしなくてもよい。
FIGS. 14B and 14C show an embodiment in which an obstacle is detected when it is detected that the vehicle has skid to the right.
FIG. 14B shows a case where the obstacle OB1 is detected in the divided area A7 in which the lowest weight value M3 is set.
In the divided area A7, the number of measuring points at which the distance is detected is calculated as a numerical value smaller than the actual number of measuring points by weighting the weight value M3, and the calculated number of measuring points is smaller than the predetermined judgment measuring number. If so, it is determined that the obstacle OB1 does not exist.
Since the direction of the divided area A7 where the obstacle OB1 exists is significantly different from the direction in which the vehicle skids to the right, it is considered that the vehicle will not collide with the obstacle OB1.
Therefore, even if it is determined that the obstacle OB1 does not exist, the vehicle 1 is not hindered, and it is not necessary to perform the deceleration process or the process of stopping the skid.

一方、図14(c)では、最も高い重み値M1が設定された分割領域A2に、障害物OB2が検出された場合を示している。
分割領域A2において、距離が検出された測点の数が、重み値M1の重み付けにより、実際の測点数よりも大きな数値として算出される。
算出された測点数が、所定の判断測点数よりも大きくなっている場合は、領域A2に、障害物OB2が存在すると判断される。
したがって、この障害物OB2は、車両の横滑りによって衝突する可能性が高いと考えられるので、障害物OB2までの距離を考慮することにより、車両の横滑りを防止する処理が行われる。横滑り防止としては、たとえば障害物と反対方向に進行するか、あるいは障害物から離れる方向に走行する。
図14では、右方向への横滑りをした場合について説明をしたが、左方向への横滑りをした場合は、横滑りの方向が右から左に変わるだけであり、左横滑りをした場合の重み付けをすることにより、障害物の検出と、速度制御が行われる。
On the other hand, FIG. 14C shows a case where the obstacle OB2 is detected in the divided area A2 in which the highest weight value M1 is set.
In the divided area A2, the number of measuring points whose distances have been detected is calculated as a numerical value larger than the actual number of measuring points by weighting the weight value M1.
If the calculated number of measurement points is larger than a predetermined judgment measurement number, it is determined that the obstacle OB2 exists in the area A2.
Therefore, it is considered that there is a high possibility that the obstacle OB2 will collide due to the skid of the vehicle. Therefore, a process of preventing the skid of the vehicle is performed by considering the distance to the obstacle OB2. To prevent sideslip, for example, the vehicle travels in the direction opposite to the obstacle or travels away from the obstacle.
In FIG. 14, a description has been given of the case of skidding to the right. However, in the case of skidding to the left, only the direction of skidding changes from right to left. Thus, obstacle detection and speed control are performed.

(実施例5)
ここでは、距離を検出した複数の測点の位置によって、領域重み値を変更する実施例を示す。
図15に、右旋回開始時の領域重み値の他の設定例を示す。
右旋回を開始しようとする前に、判定領域全体に対して障害物の検知処理を実行し、検知した複数の障害物の配置や密度を考慮して、領域重み値を再設定する場合について説明する。
図15(a)は、図7(c)および図12(a)に示した右旋回開始時の領域重み値と同じ設定例を示している。
(Example 5)
Here, an embodiment will be described in which the area weight value is changed according to the positions of a plurality of measurement points whose distances have been detected.
FIG. 15 shows another example of setting the area weight value at the start of the right turn.
Before starting a right turn, execute the obstacle detection process for the entire determination area, and reset the area weight value in consideration of the arrangement and density of the detected obstacles. explain.
FIG. 15A shows an example of the same setting as the region weight value at the start of the right turn shown in FIGS. 7C and 12A.

車両が右旋回をしようとした場合、一旦静止し、実際に右旋回をする前に、すべての判定領域78a(分割領域A1〜A9)に対して、2次元および3次元的に、レーザ光を走査して、障害物の検出処理を行う。
このとき、距離が検出された測点の位置を記憶する。
When the vehicle attempts to make a right turn, the vehicle is once stopped, and before actually making a right turn, the laser beam is two-dimensionally and three-dimensionally applied to all the determination regions 78a (divided regions A1 to A9). Light is scanned to perform an obstacle detection process.
At this time, the position of the measurement point at which the distance has been detected is stored.

図15(b)と(c)に、右旋回開始時の障害物検出例を示す。
図15(b)は、分割領域A2とA3の中に、距離が検出された複数の測点どうしの測点間距離が、かなり短く、距離が検出された複数の測点が所定の範囲内に密集して存在する場合を示している。
図15(b)では、説明を容易にするために4つの測点しか示していないが、この4点を囲んだ領域AS内に存在するすべての測点で距離が検出されたとすると、この4点を囲んだ領域AS内に、障害物OB1が存在する可能性が高いと考えられる。
FIGS. 15B and 15C show examples of obstacle detection at the start of a right turn.
FIG. 15B shows that, in the divided areas A2 and A3, the distance between the plurality of measuring points whose distances are detected is considerably short, and the plurality of measuring points whose distances are detected are within a predetermined range. Shows a case where they exist densely.
In FIG. 15B, only four measurement points are shown for ease of explanation. However, if distances are detected at all the measurement points existing in the area AS surrounding the four points, the four points are detected. It is considered that there is a high possibility that the obstacle OB1 exists in the area AS surrounding the point.

そこで、距離が検出された複数の測点のそれぞれに対して、測点間の距離を計算し、計算された測点間距離の分散が大きくなく、その複数の測点がたとえば、10cm程度の一定値の範囲内に含まれている場合は、上記領域AS内に、障害物OB1が存在している可能性が高いと判断し、領域ASが含まれる分割領域A2とA3の重み値M1を、より高い値M11に設定変更する(M11>M1)。
これにより、分割領域A2とA3の重み値がさらに高く設定されるので、この領域(A2,A3)に存在する障害物が、より確実に検出できるようになる。
Therefore, the distance between the measuring points is calculated for each of the plurality of measuring points whose distances are detected, and the variance of the calculated distance between the measuring points is not large. If it is included in the range of the fixed value, it is determined that there is a high possibility that the obstacle OB1 exists in the area AS, and the weight value M1 of the divided areas A2 and A3 including the area AS is determined. Is changed to a higher value M11 (M11> M1).
As a result, the weight values of the divided areas A2 and A3 are set higher, so that obstacles existing in the areas (A2, A3) can be more reliably detected.

一方、図15(c)は、分割領域A2とA3の中に、距離が検出された複数の測点が存在するが、各測点がかなり離れて存在している場合を示している。
図15(c)では、距離を検出した測点として4つの測点を示しているが、これら4つの測点の測点間距離は、いずれもかなり大きく、4つの測点を、図15(b)に示したような所定の領域AS内に含めることができなかったとする。
たとえば、各測点間の距離は、いずれも20cm以上であり、その測点間には、距離が検出された他の測点が存在しないとすると、各測点は、分散した孤立点であるので、4つの測点を含む領域内に、1つの障害物が存在するとは判断することはできず、4つの測点の位置に、それぞれ別々の障害物が存在する可能性がある。
あるいは、4つの測点の周辺において距離が検出された他の測点がない場合は、たとえば草などの障害物とはなり得ない物体が検出された場合や、誤検出をした可能性もあり得る。
したがって、図15(c)のように、分割領域内に、距離が検出された複数の測点が検出された場合において、その複数の測点が、所定の距離以上離れた分散した状態で検出された場合は、重み値は変更しないようにする。
On the other hand, FIG. 15C shows a case in which a plurality of measurement points whose distances are detected exist in the divided areas A2 and A3, but the measurement points are located far apart.
In FIG. 15C, four measuring points are shown as the measuring points at which the distances are detected. However, the distance between the measuring points of these four measuring points is considerably large, and the four measuring points are calculated as shown in FIG. Suppose that it could not be included in the predetermined area AS as shown in b).
For example, if the distance between each measurement point is 20 cm or more, and there is no other measurement point whose distance is detected between the measurement points, each measurement point is a dispersed isolated point. Therefore, it cannot be determined that one obstacle exists in the area including the four measurement points, and different obstacles may exist at the positions of the four measurement points.
Alternatively, if there is no other measurement point whose distance is detected around the four measurement points, for example, an object that cannot be an obstacle, such as grass, may have been detected, or a false detection may have occurred. obtain.
Therefore, as shown in FIG. 15C, when a plurality of measuring points whose distances are detected are detected in the divided area, the plurality of measuring points are detected in a dispersed state separated by a predetermined distance or more. If so, the weight value is not changed.

(実施例6)
図16に、高さ方向の判定領域について、重み付けを行う場合の実施例の説明図を示す。
LIDARを垂直方向に走査させる場合、地面を障害物として誤検出しないようにするために、障害物判定領域を高さ方向(垂直方向)の複数の領域に分割することが好ましい。
そこで、光の出射位置を中心として、光を地面に垂直な方向に走査させ、光が到達可能な垂直方向の扇形形状の領域を障害物判定領域とした場合、各分割領域は、障害物判定領域を、垂直方向に複数個に分割した長方形領域とし、各分割領域の地面からの高さに対応させて領域重み値を異ならせるようにする。
たとえば、地面に最も近い分割領域に、他の分割領域よりも小さい領域重み値を設定する。
(Example 6)
FIG. 16 is an explanatory diagram of an embodiment in a case where weighting is performed on the determination region in the height direction.
When scanning the LIDAR in the vertical direction, it is preferable to divide the obstacle determination area into a plurality of areas in the height direction (vertical direction) so as not to erroneously detect the ground as an obstacle.
Therefore, when the light is scanned in the direction perpendicular to the ground with the light emission position as the center and the vertical fan-shaped area to which the light can reach is set as the obstacle determination area, each divided area is determined as the obstacle determination area. The region is a rectangular region divided into a plurality of regions in the vertical direction, and the region weight value is made different according to the height of each divided region from the ground.
For example, an area weight smaller than the other divided areas is set to the divided area closest to the ground.

距離検出部51のLIDERを3次元的に動作させて障害物の検出を行う場合、発光部51aから出射されたレーザ光を、水平方向に加えて、垂直方向にも走査する。
レーザ光を下方向に走査した場合、レーザ光が地面に反射することによって、車両から数メートル離れた位置の地面の存在を検知する。
車両が走行する路面が、凹凸がなく常に平坦な路面であれば、下方向に走査したときに数メートル離れた位置から先の地面を常に検出することになるので、そのような検出領域に含まれる測点から取得した距離情報は、地面であると認識し、障害物ではないと判断すればよい。
When an obstacle is detected by operating the LIDER of the distance detection unit 51 three-dimensionally, the laser light emitted from the light emitting unit 51a is scanned not only in the horizontal direction but also in the vertical direction.
When the laser light is scanned downward, the presence of the ground at a position several meters away from the vehicle is detected by reflecting the laser light on the ground.
If the road surface on which the vehicle travels is a road surface that is always flat with no unevenness, it will always detect the ground ahead from a position several meters away when scanning downward, so it is included in such a detection area. The distance information acquired from the measurement point to be measured may be recognized as the ground and may be determined as not an obstacle.

しかし、屋外で実際に走行する路面は平坦路は少なく、凹凸や段差があり、上り下りの坂道もある。
したがって、たとえば、車両の前輪のみが突起のある路面に乗り上げた場合、レーザの出射方向は、平坦路に比べて上方に向くことになり、路面が検出されなくなる場合がある。
また、車両の後輪のみが突起のある路面に乗り上げた場合、レーザの出射方向は平坦路に比べて下方に向くことになり、地面に当たるレーザ光が増加し、より多くの測点で、距離が検出されることになる。
すなわち、平坦路の走行時には距離が検出されなかった測点でも、出射方向が下方に向いた場合には、距離が検出されることになり、平坦路の走行時に地面とは認識されることのない測点については、地面を検出しているにもかかわらず、障害物がその測点の位置に存在すると判断される可能性がある。
However, the road surface actually traveling outdoors has few flat roads, has irregularities and steps, and has uphill and downhill slopes.
Therefore, for example, when only the front wheels of the vehicle ride on a road surface having a protrusion, the laser emission direction is directed upward as compared to a flat road, and the road surface may not be detected.
Also, when only the rear wheel of the vehicle rides on a bumpy road surface, the emission direction of the laser will be directed downward compared to a flat road, the laser light hitting the ground will increase, and the distance Will be detected.
That is, even if the measurement point is not detected when traveling on a flat road, if the emission direction is directed downward, the distance will be detected, and it will be recognized as ground when traveling on a flat road. For a missing station, it may be determined that an obstacle exists at the location of the station, even though the ground is detected.

この場合、後輪が一時的に突起のある路面に乗り上げただけなのに、地面を障害物と認識することにより、不要な減速処理をしてしまう場合がある。
そこで、この実施例では、垂直方向の判定領域についても、重み付けを行い、車両の垂直方向への傾きに対応させて、重み付けの設定変更を行って、検出された地面を誤って障害物と判断することを減らし、不要な減速処理をすることを減少させることを目的とする。
In this case, even though the rear wheel has just climbed on the road with the protrusion temporarily, unnecessary deceleration processing may be performed by recognizing the ground as an obstacle.
Therefore, in this embodiment, the determination area in the vertical direction is also weighted, and the weight setting is changed in accordance with the inclination of the vehicle in the vertical direction, and the detected ground is erroneously determined to be an obstacle. And reducing unnecessary deceleration processing.

図16(a)に、平坦な地面を走行している場合において、垂直方向の判定領域の重み付けの一実施例を示す。
車両1の前面上部に、距離検出部51であるLIDARが取り付けられ、発光部51aから、進行方向前方に対して、レーザ光が照射され、図5に示したように、水平方向と垂直方向に、3次元的に、レーザ光が走査されるものとする。
図16(a)は、車両1を横方向から見た断面図であり、レーザ光が垂直方向に走査され、たとえば、垂直方向の走査角θを50度とすると、下方向に出射された場合は、レーザ光が地面に当たり、上方向に出射された場合は、車両よりも上方の3次元空間に向かってレーザ光が照射される。
地面は障害物ではないので、平坦な地面を走行しているときに、地面の位置に対応した測点からの反射光を受光して距離が検出されたとしても、それらの測点については、障害物の検出対象から除外する。
FIG. 16A shows an example of weighting the determination area in the vertical direction when the vehicle is traveling on flat ground.
A LIDAR, which is a distance detection unit 51, is attached to the upper front part of the vehicle 1, and a laser beam is emitted from the light emitting unit 51a to the front in the traveling direction, and as shown in FIG. It is assumed that laser light is scanned three-dimensionally.
FIG. 16A is a cross-sectional view of the vehicle 1 as viewed from the lateral direction. When the laser beam is scanned in the vertical direction, for example, when the scanning angle θ in the vertical direction is 50 degrees, the laser beam is emitted downward. When the laser light hits the ground and is emitted upward, the laser light is irradiated toward the three-dimensional space above the vehicle.
The ground is not an obstacle, so when traveling on flat ground, even if the distance is detected by receiving the reflected light from the measurement point corresponding to the position of the ground, for those measurement points, Exclude from obstacle detection.

そこで、図16(a)では、地面を障害物と検出しないようにするために、垂直方向のレーザ照射範囲内において、地面に平行な長方形形状の3次元空間を、障害物の有無を検出する判定領域とする。
図16(a)に示した判定領域は、高さ方向に分割した3つの分割領域(A11,A12,A13)からなるものとし、それぞれの分割領域の重み値を(W11,W12,W13)とする。
重み値の大小関係は、W11>W12>W13とし、最も高い位置の分割領域の重み値を、最も大きな値とする。
最も高い位置にある分割領域A11は、地面に平行で高さがH1の長方形形状の3次元空間とし、この領域A11内の測点において、距離が検出された場合、重み値W11は最も大きな数値なので、重み付けされた測点数は、実際に距離が検出された測点数よりも大きな数値として算出される。
Therefore, in FIG. 16A, in order to prevent the ground from being detected as an obstacle, the presence or absence of an obstacle is detected in a rectangular three-dimensional space parallel to the ground within the laser irradiation range in the vertical direction. This is a determination area.
The determination area shown in FIG. 16A is composed of three divided areas (A11, A12, A13) divided in the height direction, and weight values of the respective divided areas are (W11, W12, W13). I do.
The magnitude relation of the weight values is W11>W12> W13, and the weight value of the divided region at the highest position is the largest value.
The divided area A11 at the highest position is a rectangular three-dimensional space parallel to the ground and having a height of H1. If a distance is detected at a measurement point in the area A11, the weight value W11 is set to the largest numerical value. Therefore, the weighted number of measurement points is calculated as a numerical value larger than the number of measurement points at which the distance is actually detected.

2番目に高い位置にある分割領域A12は、地面に平行で高さがH2の3次元空間とする。この領域A12内で、距離の検出された測点の数は、W11よりも小さい重み値W12によって重み付けされる。
最も低い位置にある分割領域A13は、地面よりもわずかに上方にあり、地面に平行で高さがH3の3次元空間とする。
この領域A13の重み値W13は最も小さいので、この領域で距離が検出された測点の数は、低い重み値W13で重み付けされて、たとえば、実際の測点数よりも小さな数値として算出される。
最も低い位置の分割領域A13に、最も小さな重み値W13を設定するのは、たとえば、地面を障害物と誤検出したり、草などの障害物となり得ない物体を検知する可能性が高いからであり、重み値を小さくすることにより、誤検出等の可能性を少なくする。
The divided area A12 at the second highest position is a three-dimensional space parallel to the ground and having a height of H2. In this area A12, the number of measuring points whose distance has been detected is weighted by a weight value W12 smaller than W11.
The divided area A13 at the lowest position is slightly higher than the ground, and is a three-dimensional space parallel to the ground and having a height of H3.
Since the weight value W13 of this area A13 is the smallest, the number of measuring points whose distance is detected in this area is weighted by the low weight value W13 and calculated as a numerical value smaller than the actual number of measuring points, for example.
The smallest weight value W13 is set in the lowest divided area A13 because, for example, there is a high possibility that the ground is erroneously detected as an obstacle, or an object that cannot be an obstacle such as grass is detected. Yes, by reducing the weight value, the possibility of erroneous detection or the like is reduced.

垂直方向の走査角θが50度の場合、各分割領域の高さは、たとえば、H1=20cm、H2=30cm、H3=50cm程度とする。
ただし、各分割領域の高さは、この数値に固定するものではなく、たとえば、走行速度、路面状態、草むらや路面の起伏の高さに基づいて、他の数値を固定設定したり、走行状態に対応させて変化させてもよい。
また、各分割領域の進行方向の長さ(紙面の左右方向の長さ)は、たとえば、想定し得る車体の最大傾斜量に基づいて設定すればよい。
When the vertical scanning angle θ is 50 degrees, the height of each divided region is, for example, about H1 = 20 cm, H2 = 30 cm, and H3 = 50 cm.
However, the height of each divided area is not fixed to this numerical value.For example, based on the traveling speed, the road surface condition, the height of grass and the undulation of the road surface, other values are fixedly set or the traveling state May be changed in correspondence with.
Further, the length of each divided region in the traveling direction (the length in the left-right direction of the paper surface) may be set based on, for example, a supposed maximum amount of tilt of the vehicle body.

図16(a)のように、平坦な地面を走行している場合、もし最も低い位置の分割領域A13のみにおいて、距離が検出された測点が存在する場合は、その領域の測点数に対して低い重み付けがされるので、障害物が存在するという判断がされにくくなる。
これにより、地面を障害物として判断することを少なくし、あるいは草などの小物体を障害物として判断されにくくすることができ、不要な減速処理や停止を減少させることができる。
一方、低い位置から比較的高い位置の分割領域まで、多くの測点において距離が検出された場合は、高い位置の測点の数が大きな重み値によって大きな測点数としてカウントされるので、より確実に、判定領域内に、障害物が存在すると判断される。
このように垂直方向について、障害物の判定領域を複数の分割領域に分割し、低い位置の領域には小さな重み付けをし、高い位置の領域には大きな重み付けをすることにより、不要な減速処理や停止をすることを減らすとともに、障害物の検出をより確実に行うようにすることができる。
As shown in FIG. 16A, when the vehicle is traveling on flat ground, if there is a measuring point whose distance is detected only in the lowest divided area A13, the number of measuring points in that area is reduced. Is given a low weight, it is difficult to determine that an obstacle exists.
As a result, it is possible to reduce the determination of the ground as an obstacle, or to make it difficult to determine a small object such as grass as an obstacle, and to reduce unnecessary deceleration processing and stopping.
On the other hand, if the distance is detected at many measurement points from the low position to the relatively high division area, the number of the measurement points at the high position is counted as a large number of measurement points by a large weight value, so that the measurement is more reliable. Then, it is determined that an obstacle exists in the determination area.
As described above, in the vertical direction, the obstacle determination area is divided into a plurality of divided areas, a low weight area is weighted with a small weight, and a high weight area is weighted with a large weight. Stopping can be reduced, and obstacle detection can be performed more reliably.

図16(b),(c),(d)に、車体が下方に傾いたときの垂直方向の重み付けの一実施例の説明図を示す。
図16(b),(c)および(d)では、車体1の後輪が地面の凸面Gに乗り上げた状態を示している。このとき、LIDAR51から出射されるレーザ光の垂直方向の範囲が、図16(a)と同様に走査角θの範囲だとすると、後輪が凸面Gに乗り上げたことにより車体の前面が下方に傾くので、判定領域も下方に傾くことになる。
車体1の前面が下方に傾いたことは、慣性測定部62の加速度センサやジャイロセンサなどにより検出することができ、下方へ傾いた車体の角度も算出することができる。
判定領域が下方に傾いた3次元空間となった場合、判定領域のうち下方に位置する一部分の測点では、地面を検知することになる。
地面を検知した場合、検知した地面の部分を障害物と判断して不要な減速処理等を行ってしまう場合もあるので、車体の傾きによって地面を検知する可能性のある判定領域の部分の測点では距離測定を無効とするか、あるいは、そのような判定領域の部分の重み付けを小さくすることが好ましい。
FIGS. 16 (b), (c), and (d) are explanatory diagrams of an embodiment of weighting in the vertical direction when the vehicle body is tilted downward.
FIGS. 16B, 16C and 16D show a state where the rear wheel of the vehicle body 1 rides on the convex surface G of the ground. At this time, assuming that the vertical range of the laser beam emitted from the LIDAR 51 is within the range of the scanning angle θ as in FIG. , The determination area also leans downward.
The fact that the front surface of the vehicle body 1 is tilted downward can be detected by an acceleration sensor, a gyro sensor, or the like of the inertial measurement unit 62, and the angle of the vehicle body tilted downward can also be calculated.
When the determination area is a three-dimensional space inclined downward, the ground is detected at a portion of the determination area located below in the determination area.
If the ground is detected, the detected ground part may be judged as an obstacle and unnecessary deceleration processing may be performed.Therefore, measurement of the part of the determination area where the ground may be detected due to the inclination of the vehicle body may be performed. At this point, it is preferable to invalidate the distance measurement or to reduce the weight of such a determination region.

図16(b)には、傾いた判定領域に属する分割領域の分割方法を変更する実施例を示す。ここでは、判定領域を3つの分割領域(A21,A22,A23)に分割し、各分割領域の境界を、地面と平行となるように設定する。
たとえば、3つの分割領域(A21,A22,A23)の左端の高さを、それぞれ、図16(a)の3つの分割領域(A11,A12,A13)の高さ(H1,H2,H3)と同一とし、各分割領域の右端の高さは、分割領域の傾きとは関係なく、左端の地面からの高さと同一とする。
この場合、最も高い位置の分割領域A21の右端の高さは短くなるので、分割領域A21の空間は小さくなる。
一方、最も低い位置の分割領域A23の右端の高さは長くなるので、分割領域A23の空間は図16(a)の分割領域A13よりも広くなるが、この領域には地面も含まれている。
そこで、地面を障害物として誤検知することを減小させるために、分割領域A23の重み値W23は、図16(a)の分割領域A13の重み値W13よりも小さな値に設定する(W23<W13)。
FIG. 16B shows an embodiment in which the method of dividing the divided region belonging to the inclined determination region is changed. Here, the determination area is divided into three divided areas (A21, A22, A23), and the boundary of each divided area is set to be parallel to the ground.
For example, the heights of the left ends of the three divided areas (A21, A22, A23) are respectively defined as the heights (H1, H2, H3) of the three divided areas (A11, A12, A13) in FIG. The height of the right end of each divided region is the same as the height of the left end from the ground, regardless of the inclination of the divided region.
In this case, the height of the right end of the highest position of the divided area A21 becomes shorter, so that the space of the divided area A21 becomes smaller.
On the other hand, since the height of the right end of the divided area A23 at the lowest position is longer, the space of the divided area A23 is wider than the divided area A13 of FIG. 16A, but this area also includes the ground. .
Therefore, in order to reduce erroneous detection of the ground as an obstacle, the weight value W23 of the divided area A23 is set to a value smaller than the weight value W13 of the divided area A13 in FIG. W13).

あるいは、図16(b)のように、後輪が凸面Gに乗り上げて傾くことは一時的なものであり、すぐに平坦路の走行に戻ることが多いと考えられるので、分割領域A23の重み値はゼロとして、分割領域A23に含まれる測点での距離測定を無効とし、分割領域A23での障害物検出を行わないようにしてもよい。
上方の2つの分割領域(A21,A22)については、たとえば、図16(a)の分割領域(A11,A12)と同様の重み値(W11,W12)を設定し、この重み値を考慮した障害物の検出を行えばよい。
このように、車体の前面が下方に傾いたときに、判定領域のうち、最も低い位置の分割領域A23の重み値を小さく設定することや、その分割領域A23の障害物検出を一時的に行わないようにすることにより、不要な減速処理や停止をしないようにすることができる。
Alternatively, as shown in FIG. 16B, it is considered that the rear wheel rides on the convex surface G and inclines, and it is considered that the rear wheel often returns immediately to traveling on a flat road. The value may be set to zero, the distance measurement at the measurement point included in the divided area A23 may be invalidated, and the obstacle detection in the divided area A23 may not be performed.
For the upper two divided areas (A21, A22), for example, the same weight values (W11, W12) as those of the divided areas (A11, A12) in FIG. What is necessary is just to detect an object.
As described above, when the front surface of the vehicle body is tilted downward, the weight value of the divided region A23 at the lowest position among the determination regions is set to be small, and the obstacle detection of the divided region A23 is temporarily performed. Unnecessary deceleration processing and stoppage can be prevented.

図16(c)には、傾いた判定領域の3つの分割領域(A11,A12,A13)の大きさおよび形状は、図16(a)と同一とする実施例を示す。ここでは、車体の傾きと同様に、3つの分割領域(A11,A12,A13)も傾くので、最も低い位置にある分割領域A13において、地面が検出されることになる。
上記したように、慣性測定部62によって車体の傾きの角度が算出されると、分割領域の傾き角度もわかるので、分割領域A13において地面が検出される可能性があることも認識される。
そこで、地面による障害物の誤検出を少なくするために、最も低い位置にある分割領域A13の重み値W23を、図16(a)での重み値W13よりも低い値に設定する(W23<W13)。
あるいは、図16(b)で説明したのと同様に、分割領域A13の重み値をゼロとして、分割領域A13の障害物検出を一時的に無効としてもよい。
FIG. 16C shows an embodiment in which the size and shape of the three divided regions (A11, A12, A13) of the inclined determination region are the same as those in FIG. 16A. Here, the three divided areas (A11, A12, A13) also incline similarly to the inclination of the vehicle body, so that the ground is detected in the lowest divided area A13.
As described above, when the angle of inclination of the vehicle body is calculated by the inertial measurement unit 62, the inclination angle of the divided area is also known, so that it is also recognized that the ground may be detected in the divided area A13.
Therefore, in order to reduce erroneous detection of obstacles due to the ground, the weight value W23 of the divided area A13 at the lowest position is set to a value lower than the weight value W13 in FIG. 16A (W23 <W13). ).
Alternatively, as described with reference to FIG. 16B, the weight value of the divided area A13 may be set to zero and the obstacle detection of the divided area A13 may be temporarily disabled.

図16(d)には、傾いた判定領域に属する分割領域の分割方法を変更する他の実施例を示す。
図16(b)では、3つの分割領域(A21,A22,A23)の境界が地面と平行となるように分割領域を設定したが、図16(d)では、判定領域に属する3つの分割領域(A31,A32,A33)の境界を、判定領域の傾きに対応して、傾きを持つように設定する。
また、判定領域が傾くことにより、判定領域の右端が地面と交差する点Pが発生するが、この点Pを基点として、最も低い分割領域A33とその上の分割領域A32との境界を設定する。
FIG. 16D shows another embodiment in which the method of dividing the divided region belonging to the inclined determination region is changed.
In FIG. 16B, the divided areas are set such that the boundaries of the three divided areas (A21, A22, A23) are parallel to the ground. In FIG. 16D, the three divided areas belonging to the determination area are set. The boundary of (A31, A32, A33) is set to have a slope corresponding to the slope of the determination area.
In addition, a point P where the right end of the determination area intersects the ground is generated due to the inclination of the determination area. With this point P as a base point, a boundary between the lowest divided area A33 and the upper divided area A32 is set. .

分割領域A32とA33の境界と、分割領域A31とA32の境界は、図16(a)に示したように、平行となるようにする。これにより、最も低い位置の分割領域A33には、点Pよりも下の部分で、地面を検出する領域が含まれることになる。
慣性測定部62によって車体の傾きが求められると、走査角θの下方の傾きと、判定領域の最下辺と右辺の傾きによって、判定領域と地面との交差する位置が算出されるので、上記点Pの位置が求められる。
The boundary between the divided areas A32 and A33 and the boundary between the divided areas A31 and A32 are set to be parallel as shown in FIG. As a result, the lowermost divided area A33 includes an area below the point P for detecting the ground.
When the inclination of the vehicle body is determined by the inertia measuring unit 62, the position at which the determination area intersects with the ground is calculated based on the inclination below the scanning angle θ and the inclination of the lowermost side and the right side of the determination area. The position of P is determined.

点Pが求められると、分割領域A33が、図16(d)に示すように設定される。
また、上方に位置する分割領域A31とA32との境界は、たとえば、両方の分割領域の高さが同一となるように設定してもよく、あるいは、判定領域の傾き角の大きさに基づいて決定してもよい。
2つの分割領域(A31,A32)の重み値については、たとえば、図16(a)の分割領域(A11,A12)と同様の重み値(W11,W12)を設定すればよい。
一方、最も低い位置の分割領域A33には、点Pよりも下方の領域に地面を検出してしまう部分が含まれているので、この領域A33の重み値W33としては、上記した重み値W13やW23よりも低い数値を設定することが好ましい(W11>W12>W33、W13>W23>W33)。
When the point P is obtained, the divided area A33 is set as shown in FIG.
Further, the boundary between the upper divided regions A31 and A32 may be set, for example, such that both divided regions have the same height, or based on the magnitude of the inclination angle of the determination region. You may decide.
As for the weight values of the two divided regions (A31, A32), for example, the same weight values (W11, W12) as those of the divided regions (A11, A12) in FIG.
On the other hand, the lowest divided area A33 includes a portion below the point P where the ground is detected. Therefore, as the weight value W33 of this area A33, the above-described weight value W13 or It is preferable to set a numerical value lower than W23 (W11>W12> W33, W13>W23> W33).

また、分割領域A33では、点Pよりも下方の領域では、地面が検出されてしまうことになるので、分割領域A33の重み値をゼロとし、分割領域A33の障害物検出を行わないようにしてもよい。すなわち、上方の2つの分割領域A31とA32のみにおいて、障害物検出を行うようにしてもよい。
これにより、地面が検出される分割領域A33における障害物検出が行われないので、地面を障害物として誤検出されることを防止することができ、不要な減速処理や停止を減らすことができる。
In the divided area A33, the ground is detected in an area below the point P. Therefore, the weight value of the divided area A33 is set to zero, and the obstacle detection of the divided area A33 is not performed. Is also good. That is, obstacle detection may be performed only in the upper two divided areas A31 and A32.
Thus, since the obstacle detection is not performed in the divided area A33 where the ground is detected, it is possible to prevent the ground from being erroneously detected as the obstacle, and to reduce unnecessary deceleration processing and stoppage.

なお、図16(b),(c)および(d)の場合について、車両が進行方向にさらに走行し、後輪が凸面Gから降りた後、車両がほぼ平坦な路面を進行するようになった場合は、慣性測定部62によって垂直方向への傾きが検出されなくなるので、障害物を検出する領域を、図16(a)に示したような地面に平行な長方形形状の3つの分割領域(A11,A12,A13)からなる判定領域に戻し、領域重み値も図16(a)に示した重み値に戻せばよい。   16B, 16C, and 16D, the vehicle further travels in the traveling direction, and after the rear wheel descends from the convex surface G, the vehicle travels on a substantially flat road surface. In this case, the inclination in the vertical direction is no longer detected by the inertial measurement unit 62, so that an area for detecting an obstacle is divided into three rectangular divided areas (parallel to the ground) as shown in FIG. A11, A12, and A13) may be returned to the determination area, and the area weight may be returned to the weight shown in FIG.

1 自律走行装置、 2 監視ユニット、 3 制御ユニット、 5 管理サーバ、 6 ネットワーク、 10 車体、 12R 右側面、 12L 左側面、 13 前面、 14 後面、 15 底面、 16 収容スペース、 18 カバー、 21 前輪、 21a 車軸、 21b スプロケット、 22 後輪、 22a 車軸、 22b スプロケット、 23 ベルト、 31 前輪、 31a 車軸、 31b スプロケット、 32 後輪、 32a 車軸、 32b スプロケット、 33 ベルト、 40 バッテリ、 41R 電動モータ、 41L 電動モータ、 42R モータ軸、 42L モータ軸、 43R ギアボックス、 43L ギアボックス、 44R 軸受、 44L 軸受、 50 制御部、 51 距離検出部(LIDAR)、 51a 発光部、 51b 受光部、 51c 走査制御部、 51d レーザー、 52 走行制御部、 53 車輪、 54 通信部、 55 カメラ、 56 画像認識部、 57 障害物検出部、 58 位置情報取得部、 59 充電池、 60 速度検出部、 61 監視情報取得部、 62 慣性測定部、 63 領域重み算出部、 70 記憶部、 71 入力画像データ、 72 測定距離情報、 73 現在位置情報、 74 経路情報、 75 送信監視情報、 76 設定速度情報、 77 障害物情報、 78 判定領域情報、 79 領域重み値、 91 通信部、 92 監視制御部、 93 記憶部、 93a 受信監視情報、 100 物体 Reference Signs List 1 autonomous traveling device, 2 monitoring unit, 3 control unit, 5 management server, 6 network, 10 body, 12R right side, 12L left side, 13 front, 14 rear, 15 bottom, 16 housing space, 18 cover, 21 front wheel, 21a axle, 21b sprocket, 22 rear wheel, 22a axle, 22b sprocket, 23 belt, 31 front wheel, 31a axle, 31b sprocket, 32 rear wheel, 32a axle, 32b sprocket, 33 belt, 40 battery, 41R electric motor, 41L electric motor Motor, 42R motor shaft, 42L motor shaft, 43R gearbox, 43L gearbox, 44R bearing, 44L bearing, 50 control unit, 51 distance detection unit (LIDAR), 51a Light section, 51b light receiving section, 51c scanning control section, 51d laser, 52 running control section, 53 wheels, 54 communication section, 55 camera, 56 image recognition section, 57 obstacle detection section, 58 position information acquisition section, 59 rechargeable battery , 60 speed detection unit, 61 monitoring information acquisition unit, 62 inertia measurement unit, 63 area weight calculation unit, 70 storage unit, 71 input image data, 72 measurement distance information, 73 current position information, 74 route information, 75 transmission monitoring information , 76 Set speed information, 77 Obstacle information, 78 Judgment area information, 79 Area weight value, 91 Communication section, 92 Monitoring control section, 93 Storage section, 93a Reception monitoring information, 100 objects

Claims (13)

車体と、
車体を走行させる駆動部材を制御する走行制御部と、
進行方向の前方空間を含む所定の障害物判定領域に所定の光を出射して、前記障害物判定領域内に存在する物体によって反射された反射光を受光して、前記物体までの距離を検出する距離検出部と、
前記車体の走行によって生じる変位を測定することによって車体の現在の進行方向を検出する慣性測定部と、
車体の走行ルートを予め定めた経路情報と、前記障害物判定領域を複数個に分割した各分割領域の位置および大きさを設定した判定領域情報と、車体の進行状態に基づいて設定された各分割領域の障害物を検出する重要度を示す領域重み値とを記憶した記憶部と、制御部とを備え、
前記制御部は、前記慣性測定部によって検出された現在の進行方向、あるいは、前記経路情報に定められた走行ルートにおいてこれから走行しようとする進行方向に基づいて、前記車体の進行方向が含まれる分割領域に、比較的大きな領域重み値が設定されるように領域重み値を設定することを特徴とする自律走行装置。
The body and
A travel control unit that controls a drive member that drives the vehicle body,
A predetermined light is emitted to a predetermined obstacle determination area including a forward space in the traveling direction, and a light reflected by an object existing in the obstacle determination area is received to detect a distance to the object. A distance detector to perform
An inertial measurement unit that detects a current traveling direction of the vehicle body by measuring a displacement generated by traveling of the vehicle body,
Route information that defines a traveling route of the vehicle body, determination area information that sets the position and size of each divided area obtained by dividing the obstacle determination area into a plurality of pieces, and information that is set based on the traveling state of the vehicle body A storage unit that stores a region weight value indicating the importance of detecting an obstacle in the divided region, and a control unit,
The control unit may be configured to divide the travel direction of the vehicle body based on a current travel direction detected by the inertial measurement unit or a travel direction to be traveled in a travel route determined in the route information. An autonomous traveling apparatus, wherein an area weight value is set so that a relatively large area weight value is set in an area.
さらに、前記車体の進行方向が含まれる分割領域の近傍のいくつかの分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定することを特徴とする請求項1に記載の自律走行装置。 Furthermore, autonomous driving apparatus of claim 1, in several divided region near the divided area including the traveling direction of the vehicle body, and sets a relatively large region weight value. 前記比較的大きな領域重み値が設定された分割領域において、前記距離が検出された物体が存在すると判断された場合、前記領域重み値に対応させて、車体の減速処理または停止処理を行うことを特徴とする請求項1または2に記載の自律走行装置。 When it is determined that the object whose distance has been detected exists in the divided region in which the relatively large region weight value is set, a deceleration process or a stop process of the vehicle body is performed in accordance with the region weight value. The autonomous traveling device according to claim 1 or 2, wherein: 前記比較的大きな領域重み値が設定された分割領域において、物体が存在しないと判断された場合、前記車体の減速処理および停止処理を行わないことを特徴とする請求項1または2に記載の自律走行装置。 Wherein a relatively large area divided area weight value is set, if the object is determined not to exist, autonomy according to claim 1 or 2, characterized in that does not perform the deceleration process and stop process of the vehicle body Traveling device. 前記比較的大きな領域重み値が設定された分割領域以外の分割領域において、
前記距離が検出された物体が存在すると判断された場合、車体の減速処理および停止処理を行わないことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載された自律走行装置。
In a divided region other than the divided region in which the relatively large region weight value is set,
The autonomous traveling apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein when it is determined that an object whose distance has been detected is present, deceleration processing and stop processing of the vehicle body are not performed.
前記比較的大きな領域重み値が設定される分割領域には、
前記車体の進行方向が含まれる分割領域Aと、前記分割領域Aの両どなりの分割領域とが含まれることを特徴とする請求項2から5のいずれかに記載の自律走行装置。
In the divided region in which the relatively large region weight value is set,
The autonomous traveling apparatus according to any one of claims 2 to 5, wherein a divided area A including the traveling direction of the vehicle body and two divided areas of the divided area A are included.
前記車体の進行方向が含まれる分割領域に最も大きな領域重み値を設定し、他の分割領域については、前記進行方向から遠ざかるにつれて、より小さな領域重み値を設定することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の自律走行装置。   2. The system according to claim 1, wherein a largest area weight value is set for a divided area including the traveling direction of the vehicle body, and a smaller area weight value is set for other divided areas as the distance from the traveling direction increases. 6. The autonomous traveling device according to any one of claims 1 to 5, 前記車体が、静止した状態で左方向または右方向に旋回しようとする場合、
前記障害物判定領域のうち、その旋回によって車体が進行する方向に存在する複数の分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定し、旋回によって車体が進行する方向と逆の方向に存在する他の分割領域には、比較的小さな領域重み値を設定することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の自律走行装置。
When the vehicle body is going to turn left or right in a stationary state,
In the obstacle determination area, a relatively large area weight is set for a plurality of divided areas existing in the direction in which the vehicle body advances due to the turn, and the divided areas exist in the direction opposite to the direction in which the vehicle body advances due to the turn. The autonomous traveling apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a relatively small area weight value is set in each of the divided areas.
前記慣性測定部によって、前記車体が、特定の方向に横滑りしたことを検出した場合、
前記障害物判定領域のうち、前記横滑りによって車体が進行する方向に存在する複数の分割領域に、比較的大きな領域重み値を設定し、
前記横滑りによって車体が進行する方向と逆の方向に存在する複数の分割領域には、比較的小さな領域重み値を設定することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の自律走行装置。
When the inertia measuring unit detects that the vehicle body has skid in a specific direction,
Of the obstacle determination areas, a relatively large area weight value is set for a plurality of divided areas existing in a direction in which the vehicle body advances due to the sideslip,
The autonomous traveling apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein a relatively small area weight value is set in a plurality of divided areas existing in a direction opposite to a direction in which the vehicle body advances due to the side slip. .
前記光の出射位置を中心として、光を地面に水平な方向に走査させ、
前記光が到達可能な水平方向の扇形形状の領域を前記障害物判定領域とした場合、
前記各分割領域は、前記障害物判定領域を、所定の中心角を持つ複数個の扇形形状に分割した領域であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の自律走行装置。
With the light emission position as the center, the light is scanned in a direction parallel to the ground,
When the horizontal fan-shaped area that the light can reach is the obstacle determination area,
10. The autonomous traveling apparatus according to claim 1, wherein each of the divided areas is an area obtained by dividing the obstacle determination area into a plurality of sector shapes having a predetermined central angle.
前記光の出射位置を中心として、光を地面に垂直な方向に走査させ、
前記光が到達可能な垂直方向の扇形形状の領域を障害物判定領域とした場合、
前記各分割領域は、前記障害物判定領域を、垂直方向に複数個に分割した長方形領域とし、各分割領域の地面からの高さに対応させて領域重み値を異ならせ、地面に最も近い分割領域に、他の分割領域よりも小さい領域重み値を設定することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の自律走行装置。
With the light emission position as the center, the light is scanned in a direction perpendicular to the ground,
When the vertical fan-shaped area that the light can reach is an obstacle determination area,
Each of the divided areas is a rectangular area in which the obstacle determination area is divided into a plurality of pieces in the vertical direction, and the area weight value is changed in accordance with the height of each divided area from the ground, so that the divided area is closest to the ground. 10. The autonomous traveling apparatus according to claim 1, wherein an area weight value smaller than that of the other divided areas is set in the area.
前記距離検出部は、進行方向の前記障害物判定領域に光を出射する発光部と、光を受光する受光部と、前記障害物判定領域の所定の複数の測点に向けて前記光が照射されるように、光の出射方向を走査させる走査制御部とを備え、
前記距離検出部が、前記発光部から光が出射された時刻と、前記物体によって反射された光が前記受光部に受光されたことを確認した時刻との時間差を利用して、前記発光部と前記複数の測点との間の距離を算出し、前記算出された距離から前記物体までの距離を検出することを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載の自律走行装置。
The distance detection unit includes a light-emitting unit that emits light to the obstacle determination area in the traveling direction, a light-receiving unit that receives light, and the light that is emitted toward a plurality of measurement points in the obstacle determination area. Scanning control unit that scans the light emission direction,
The distance detecting unit uses the time difference between the time at which light is emitted from the light emitting unit and the time at which the light reflected by the object is received by the light receiving unit, and the light emitting unit and The autonomous traveling apparatus according to any one of claims 1 to 11, wherein a distance between the plurality of measurement points is calculated, and a distance to the object is detected from the calculated distance.
前記距離検出部は、所定の障害物判定領域内の2次元空間または3次元空間にレーザーを出射し、前記障害物判定領域内の複数の測点における距離を測定するLIDARを用いることを特徴とする請求項1から12のいずれかに記載の自律走行装置。   The distance detector uses a LIDAR that emits a laser to a two-dimensional space or a three-dimensional space in a predetermined obstacle determination area and measures distances at a plurality of measurement points in the obstacle determination area. The autonomous traveling device according to any one of claims 1 to 12.
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