JP7014508B2 - 自律走行装置及び自律走行制御方法と制御プログラム - Google Patents

自律走行装置及び自律走行制御方法と制御プログラム Download PDF

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Description

本発明は、自律走行装置及び自律走行制御方法と制御プログラムに関する。
近年、自律走行車両等の移動体の進行方向の周辺情報（測距情報など）を取得し、この周辺情報に基づいて移動体の周囲に存在する障害物を検出して自律走行を可能にする自律走行装置の技術が知られている。
自律走行装置としての自律走行車両においては、非接触センサ（LIDAR）を用いた障害物検知による安全な走行を実現するようにしたものが知られている。しかしながら、車両周辺には非接触センサの死角となる領域が存在する。この死角領域に障害物が存在する場合、自律走行車両がその障害物に気づかずに走行すると、障害物に衝突してしまう虞があるという問題があった。
従来技術として、例えば、車両からの死角に対して安全運転支援制御を行う運転支援装置が提案されている。この運転支援装置は、車両の周辺環境を認識する周辺環境認識手段と、その認識した周辺環境に基づいて車両からの死角を検出する死角検出手段と、死角検出手段での検出結果に基づいて第１条件を満たした場合に死角に対する安全運転支援制御を稼動させる制御稼動手段と、安全運転支援制御を稼動した後に、死角検出手段での検出結果に基づいて第１条件とは異なる第２条件を満たさない場合に安全運転支援制御を停止させる制御停止手段を備えることを特徴としている（特許文献１を参照）。
このように構成された運転支援装置によれば、死角に対する安全運転支援制御の稼動条件と停止条件を異なる条件とすることにより、複数の死角が存在する場合でも安全運転支援制御の稼動／停止を繰り返し行うことを抑制でき、運転者の不快感を軽減できる。
特開２０１１－１９４９７９号公報
しかしながら、上述した特許文献１の運転支援装置では、車両の進行方向における死角を検出して次に発生する現象に対応するようにしているが、停止状態の自律走行車両においては、走行開始時に車両進行方向の周辺に非接触センサの死角となる領域が存在する場合がある。この死角領域に障害物が存在する場合、自律走行車両がその障害物に気づかずに通常走行を行うと、障害物に衝突することにより自律走行車両自体や障害物に対して大きなダメージを与えてしまう虞があるという問題が生じる。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、自律走行装置の走行開始時に、死角領域に障害物があった場合でも、自律走行装置自体や障害物に対しても大きなダメージを与えることなく衝突安全性を確保することができる自律走行装置及び自律走行制御方法と制御プログラムを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するための本発明に係る自律走行装置及び自律走行制御方法と制御プログラムは、次の通りである。
本発明は、周辺情報を取得する検出手段を備えて前記周辺情報に基づき自律走行を行う自律走行装置であって、前記検出手段により取得された周辺情報を処理する情報処理部と、前記周辺情報に基づき前記自律走行装置の運転を制御する制御部と、前記検出手段として進行方向の周辺情報を取得する進行方向情報検出手段（障害物センサ）と、前記進行方向情報検出手段により検出されない周辺の非検出領域（死角領域）を判定する非検出領域判定手段と、を備え、前記制御部は、走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域（死角領域）を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度で走行させることを特徴とするものである。
本発明において、「予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度」は、人に対する衝突安全速度以下とすることが好ましい。「人に対する衝突安全速度」は、各メーカーのリスクアセスメントに基づいて定められる。例えば、「人に対する衝撃度（ニュートン等）」の基準値は各メーカーの判断により決まり、その基準値に対して装置重量やバンパーの緩衝性等により衝突安全速度が決定する。本発明に係る自律走行装置では2.5（km/h）程度が好ましい。
また、本発明において、「予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度」は、装置本体に対する衝突安全速度以下とすることが好ましい。「装置本体に対する衝突安全速度」とは、例えば、衝突検知センサが衝突を検知してから停止する際にバンパー等の緩衝部材が完全に収縮する場合の速度を示す。
また、本発明は、周辺情報を取得する検出手段を備えて前記周辺情報に基づき自律走行を行う自律走行装置に用いられる自律走行制御方法であって、進行方向の周辺情報を取得する工程と、取得された周辺情報を処理する工程と、前記周辺情報に基づき前記自律走行装置の運転を制御する工程と、周辺情報が取得されない周辺の非検出領域を判定する工程と、を備え、走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度で走行させることを特徴とするものである。
また、本発明は、周辺情報を取得する検出手段と取得された周辺情報を処理する情報処理部と運転を制御する制御部とを備えて前記周辺情報に基づき自律走行を行う自律走行装置を動作させる制御プログラムであって、前記検出手段を、進行方向の周辺情報を取得するように機能させ、前記情報処理部を、前記検出手段により検出されない周辺の非検出領域を判定するように機能させ、前記制御部を、走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度で走行するように機能させることを特徴とするものである。
本発明の自律走行装置によれば、周辺情報を取得する検出手段を備えて前記周辺情報に基づき自律走行を行う自律走行装置であって、前記検出手段により取得された周辺情報を処理する情報処理部と、前記周辺情報に基づき前記自律走行装置の運転を制御する制御部と、前記検出手段として進行方向の周辺情報を取得する進行方向情報検出手段と、前記進行方向情報検出手段により検出されない周辺の非検出領域を判定する非検出領域判定手段と、を備え、前記制御部は、走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された安全な速度で走行させることで、自律走行装置の走行開始時に、死角領域に障害物があった場合でも、自律走行装置自体や障害物に対しても大きなダメージを与えることなく衝突安全性を確保することができる自律走行装置を実現できる。
また、本発明の自律走行制御方法によれば、周辺情報を取得する検出手段を備えて前記周辺情報に基づき自律走行を行う自律走行装置に用いられる自律走行制御方法において、進行方向の周辺情報を取得する工程と、取得された周辺情報を処理する工程と、前記周辺情報に基づき前記自律走行装置の運転を制御する工程と、周辺情報が取得されない周辺の非検出領域を判定する工程と、を備え、走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された安全な速度で走行させることで、自律走行装置の走行開始時に、死角領域に障害物があった場合でも、自律走行装置自体や障害物に対しても大きなダメージを与えることなく衝突安全性を確保することができる自律走行制御方法を実現できる。
また、本発明の制御プログラムによれば、周辺情報を取得する検出手段と取得された周辺情報を処理する情報処理部と運転を制御する制御部とを備えて前記周辺情報に基づき自律走行を行う自律走行装置を動作させる制御プログラムにおいて、前記検出手段を、進行方向の周辺情報を取得するように機能させ、前記情報処理部を、前記検出手段により検出されない周辺の非検出領域を判定するように機能させ、前記制御部を、走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された安全な速度で走行するように機能させることで、自律走行装置の走行開始時に、死角領域に障害物があった場合でも、自律走行装置自体や障害物に対しても大きなダメージを与えることなく衝突安全性を確保することができる制御プログラムを実現できる。
本発明の第１実施形態に係る自律走行車両の全体の構成を示す説明図である。 前記自律走行車両の運転を制御する自律走行制御システムの電気的構成を示すブロック図である。 前記自律走行車両を構成する情報処理部の構成を示すブロック図である。 前記自律走行車両の平面視における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す説明図である。 前記自律走行車両を構成するバンパーの構成を示す説明図である。 前記自律走行車両の走行制御を行う処理工程を示すフローチャートである。 前記自律走行車両の走行速度の制御状態を示すタイミングチャートである。 本発明の第２実施形態に係る自律走行車両の平坦な路面における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す側面視による説明図である。 本発明の第３実施形態に係る自律走行車両の下り傾斜面における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す側面視による説明図である。 前記自律走行車両の下り傾斜面における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域の変形例を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る自律走行車両の走行状態が上り傾斜面から下り傾斜面に変化する場合の周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域の状態を示す側面視による説明図である。 本発明の第５実施形態に係る自律走行車両の旋回時における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す説明図である。
（第１実施形態）
以下、本発明の自律走行装置を実施するための形態について図面を参照して説明する。
図１は発明を実施する形態の一例であって、本発明の第１実施形態に係る自律走行車両の全体の構成を示す説明図、図２は前記自律走行車両の電気的構成を示すブロック図、図３は前記自律走行車両を構成する情報処理部の構成を示すブロック図、図４は前記自律走行車両の平面視における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す説明図、図５は前記自律走行車両を構成するバンパーの構成を示す説明図である。
第１実施形態に係る自律走行車両１は、図１に示すように、検出手段として進行方向の周辺情報を取得する周辺情報取得センサ（進行方向情報検出手段）２を備え、前記周辺情報に基づき自律走行を行う自律走行車両として、本発明に係る特徴的な構成を備える自律走行装置が採用されたものである。
ここで、自律走行車両とは、人間の判断を介することなく、機械またはプログラムにより自律的に走行する装置であり、例えば、工場内で対象物を運ぶ自律型産業用運搬車両などが知られている。
第１実施形態に係る自律走行車両１は、周辺情報取得センサ２と、車体（装置本体）３と、走行するためのタイヤ５と、緩衝部材として機能するバンパー７と、を備えて構成されている。
自律走行車両１は、周辺情報に基づき自律走行を行うように制御される自律走行車両であって、図２に示すように、周辺情報取得センサ２により取得された周辺情報を処理する情報処理部１１と、前記周辺情報に基づき自律走行車両１の走行を制御する制御部１２と、周辺情報取得センサ２により取得された周辺情報を記憶する記憶部１３と、を備えている。
周辺情報取得センサ２には、レーザ式センサが用いられている。
レーザ式センサは、発光部よりレーザを照射し、対象物の表面において反射された反射光を受光部にて検知することで、発光から受光までの時間に基づき対象物までの距離を測距する。
周辺情報取得センサ２は、図１に示すように、自律走行車両１の車体３の前方に配置されている。すなわち、周辺情報取得センサ２により自律走行車両１の進行方向の周辺情報を取得することができる。符号２ａは検出領域を示す。
さらに、第１実施形態では、図３に示すように、検出手段として自律走行車両１の姿勢を検出する傾斜センサ２１が設けられている。傾斜センサ２１は、自律走行車両１の姿勢の状態、例えば、上向き、下向き、右側へ傾斜、左側へ傾斜などの傾斜情報を検出する。これにより、自律走行車両１に対する周辺情報をより正確に認識することができる。
周辺情報取得センサ２および傾斜センサ２１により取得した情報は、情報処理部１１において処理される。
情報処理部１１は、図３に示すように、認識処理部１１１と、障害物判定部１１２と、移動経路決定部１１３とを備えている。
認識処理部１１１は、周辺情報の位置を認識する。
障害物判定部１１２は、周辺情報を認識して自律走行車両１の前方に障害物があるか否かを判定する。
移動経路決定部１１３は、認識処理部１１１による周辺情報の認識と障害物判定部１１２による障害物の有無を判定により自律走行車両１の移動する経路を決定する。
さらに、第１実施形態では、情報処理部１１は、死角領域判定手段（非検出領域判定手段）１１４を備えている。
死角領域判定手段１１４は、周辺情報取得センサ２により取得された周辺情報に基づき、周辺情報取得センサ２により検出されない車体３の周辺の死角領域（非検出領域）を判定する。
第１実施形態では、図４に示すように、周辺情報取得センサ２による水平方向における検出領域は、自律走行車両１の進行方向に向かい水平方向で所定の角度θ１の範囲を水平方向検出領域２ａｈとしている。ここでは、水平方向の角度θ１は６０°に設定されている。そして、周辺情報取得センサ２による水平方向における死角領域は、自律走行車両１の進行方向側の車体幅方向に亘る車両端部の前方の領域から水平方向検出領域２ａｈを除く領域（死角領域Ｄ１ａＬ，Ｄ１ａＲ）としている。
死角領域Ｄ１ａＬ（左側領域），Ｄ１ａＲ（右側領域）は、図４に示すように、車体幅方向の端部の幅（バンパー７の幅）をＷ１とし、その両端部の前方への延長線と周辺情報取得センサ２の水平方向検出領域２ａｈとの交点をそれぞれＰ１Ｌ，Ｐ１Ｒとして、死角領域Ｄ１ａＬ，Ｄ１ａＲの車体幅方向の寸法をそれぞれＷ１Ｌ，Ｗ１Ｒとし、死角領域Ｄ１ａＬ，Ｄ１ａＲの車体前方方向の距離をそれぞれＬ１Ｌ，Ｌ１Ｒとしている。
また、第１実施形態では、バンパー７には、接触することで被検体を検知する接触検知センサとして機能する感圧スイッチ１５が設けられている。
すなわち、第１実施形態では、検出手段として、周辺情報取得センサ２、傾斜センサ２１に加えて、さらに感圧スイッチ１５を備えている。
そして、第１実施形態では、制御部１２は、感圧スイッチ１５が作動することでバンパー７に被検体が衝突したことを判定して、自律走行車両１の走行動作を停止するように制御することを特徴としている。
ここで、バンパー７の構成について図面を参照して説明する。
バンパー７は、図５に示すように、主に、外面基材７ａ、弾性部材７ｂ、感圧スイッチ１５を備える。
外面基材７ａは、自律走行車両１の最外面に設けられる車体幅方向に長い矩形状の部材で構成されている。そして、外面基材７ａは、例えば、ポリカーボネート、ＨＩＰＳ、ＡＢＳ，ＰＳなどの材料で成形された剛性を有するものである。自律走行車両１が障害物に衝突する場合は、この外面基材７ａが最初に障害物に接触することになる。
弾性部材７ｂは、弾性を有する材料で構成され、外面基材７ａの内側に設けられ、外面基材７ａに接触し、車体３と外面基材７ａとの間に配置される。例えば、図５に示すように、外面基材７ａの車体３側の内面に貼り付けられる。外面基材７ａに障害物が衝突した場合、車体側方向に外面基材７ａが押されると、押された部分の弾性部材７ｂが収縮する。
弾性部材７ｂとしては、弾性を有する材料で形成されるものであればよく、例えば、ウレタン、シリコーン、ＮＢＲ、ＥＰＤＭのような材料が用いられる。
また、弾性部材７ｂは、衝突したときの衝撃を吸収するために、所定の厚さを有するが、その厚さ（Ｗ）は、衝突したときにどの程度の押圧力を吸収して、どの程度収縮したときに車体を停止させるのかを予め設定することによって、適切な数値が決定される。
例えば、弾性部材７ｂの厚さ（Ｗ）を１５（ｃｍ）に設定した場合、重量が１５０（ｋｇ）の自律走行車両が、時速５（ｋｍ）で走行中に、障害物に衝突した場合、弾性部材７ｂが衝撃を吸収して、弾性部材７ｂの厚さ（Ｗ）がほぼゼロになる直前に、自律走行車両１を停止させることができる。
そして、バンパー７は、図示しない取付基材によって車体１０に固着されている。
取付基材は、剛性を有し、例えば、ステンレス、鉄、ＳＵＳ、アルミのような材料で成形したものを用いることが好ましい。
接触検知センサとして機能する感圧スイッチ１５は、弾性部材７ｂと車体３との間に取り付けられる。また、弾性部材７ｂが収縮を開始し、感圧スイッチ１５に所定値以上の押圧力が与えられたときに、衝突があったことを検出し、感圧スイッチ１５から所定の感圧信号（衝突検出信号）を出力する。この感圧信号は、制御部１２に伝達され、この感圧信号を利用して、例えば、車体３の走行速度の減速処理が行われる。
また、感圧スイッチ１５によって物体（障害物）との衝突が検出された場合、弾性部材７ｂが完全に収縮する前に、制御部１２によって自律走行車両１を停止させる処理を実行する。
なお、車体３の後方にも、前方のバンパー７と同様に、外面基材７ａ、弾性部材７ｂ、複数個の感圧スイッチ１５から構成されるバンパーを設けてもよい。
次に、第１実施形態の自律走行車両１の運転を制御する処理工程の概略をフローチャートに沿って説明する。
図６は第１実施形態の自律走行車両１の走行制御を行う処理工程を示すフローチャートである。
図６に示すように、自律走行車両１の運転が開始されると、周辺情報取得センサ２および傾斜センサ２１により周辺情報や傾斜情報が取得される（ステップＳ１０１）。
周辺情報取得センサ２により取得された周辺情報や自律走行車両１の位置情報は情報処理部１１に送られて自律走行に必要な情報処理が行われ（ステップＳ１０３）、記憶部１３に記憶される（ステップＳ１０５）。
そして、制御部１２において周辺情報に基づき自律走行車両１の走行制御が開始される（ステップＳ１０７）。
そして、自律走行車両１が停止状態から走行開始されるのか否かが判定される（ステップＳ１０９）。ステップＳ１０９において、自律走行車両１が停止状態から走行開始されると判定された場合は、始動開始走行制御が実行される（ステップＳ１１１）。
ここで、始動開始走行制御について説明する。
第１実施形態において、始動開始走行制御は、自律走行車両１が停止状態から走行するとき、車体周辺の死角領域を走行する場合には、設定された通常の走行速度よりも低速に設定された安全な速度で走行を行い、自律走行車両１が死角領域外を走行する場合には、通常の走行速度で運転するように制御するものである。
ここでは、自律走行車両１の通常運転における走行速度は５（ｋｍ／ｈ）程度に設定されている。また、死角領域を走行するときの走行速度は、バンパー７の衝突時の緩衝能力に対応して安全な速度として２．５（ｋｍ／ｈ）程度に設定されている。
なお、自律走行車両１の走行速度は、これに限定されるものではなく、使用状況に応じて設定が可能であることはいうまでもない。
ステップＳ１１１で始動開始走行制御が開始されて、自律走行車両１が車体周辺の死角領域内を走行しているか否かが判定される（ステップＳ１１３）。
ステップＳ１１３において、自律走行車両１が死角領域内を走行していると判定された場合は、通常の走行速度よりも低速の安全速度で走行するように制御される（ステップＳ１１５）。
一方、ステップＳ１１３において、自律走行車両１が死角領域内を走行していないと判定された場合は、始動開始走行制御を終了して（ステップＳ１１７）、通常の走行速度で走行するように制御される（ステップＳ１１９）。
そして、走行制御を継続するか否かが判定される（ステップＳ１２１）。
ステップＳ１２１において、走行制御を継続すると判定された場合は、ステップＳ１１９に戻り、通常速度による走行制御が継続実行される。
一方、走行制御を継続しないと判定された場合は、走行制御は終了する（ステップＳ１２３）。
このようにして、自律走行車両１が停止状態から走行開始する際に、周辺情報取得センサ２により検出されない車体周辺の死角領域を走行するときには、低速で安全な速度で走行するように制御される。そして、死角領域を通過した後は、速やかに通常の速度で走行することができる。
次に、自律走行車両１の走行速度の制御についてタイミングチャートに基づき説明する。
図７は第１実施形態の自律走行車両の走行速度の制御状態を示すタイミングチャートである。
自律走行車両１は、図７に示すように、自律走行車両１の走行が開始されると、走行開始地点（Ｏ地点）から所定距離のＡ地点（死角領域内）に至る間は衝突安全速度以下の所定速度まで加速して、Ａ地点から周辺情報取得センサ２の死角領域外のＢ地点に至る間は衝突安全速度以下の所定速度で走行するように制御される。そして、Ｂ地点から所定距離のＣ地点に至る間は通常速度まで加速して、Ｃ地点以降は通常速度で走行するように制御される。
このように、自律走行車両１は、始動開始時から周辺情報取得センサ２の死角領域を通過するまでは衝突安全速度以下の速度で走行し、死角領域外を走行するときは通常速度で走行するように制御される。
以上のように構成したので、第１実施形態によれば、自律走行車両１において、車体３の進行方向の周辺情報を取得する周辺情報取得センサ２と、周辺情報取得センサ２により取得された周辺情報を処理する情報処理部１１と、周辺情報に基づき自律走行車両１の運転を制御する制御部１２と、周辺情報取得センサ２により検出されない車体周辺の死角領域を判定する死角領域判定手段１１４と、を備え、走行開始時に自律走行車両１が平面視における周辺情報取得センサ２の死角領域Ｄ１ａＬ，Ｄ１ａＲを走行するときは、制御部１２による始動開始走行制御により予め設定された通常の速度よりも遅く設定された安全な速度で走行させることで、死角領域Ｄ１ａＬ，Ｄ１ａＲに障害物があっても、自律走行車両自体や障害物に対しても大きなダメージを与えることなく衝突安全性を確保することができる。
また、第１実施形態では、車体３の前側に緩衝部材としてバンパー７を設けたことで、衝突時の安全性を高めている。
さらに、第１実施形態では、バンパー７に接触検知センサ１５を設けたことで、死角領域Ｄ１ａＬ，Ｄ１ａＲ内でバンパー７に被検体が衝突した場合でも、接触検知センサ１５が作動することで、瞬時に自律走行車両１の走行動作を停止することができる。これにより、自律走行車両自体や障害物に対して最小限のダメージで衝突安全性を確保することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図面を参照して説明する。
図８は本発明の第２実施形態に係る自律走行車両の平坦な路面における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す側面視による説明図である。
なお、第２実施形態における自律走行車両について、第１実施形態の自律走行車両の構成と同様な構成のものは同一の符号を付することで説明を省略する。
第２実施形態に係る自律走行車両２０１は、図８に示すように、第１実施形態と同様に、周辺情報取得センサ２と、車体３と、走行するためのタイヤ５と、緩衝部材として機能するバンパー７と、を備えて構成されている。
第２実施形態は、自律走行車両２０１の平坦な路面における周辺情報取得センサ２による死角領域を示すものである。
自律走行車両２０１においては、図８に示すように、周辺情報取得センサ２による垂直方向における検出領域は、自律走行車両２０１の進行方向に向かい垂直方向で所定の角度θ２の範囲を垂直方向検出領域２ａＶとしている。ここでは、垂直方向の角度θ２は５０°に設定されている。そして、周辺情報取得センサ２による垂直方向における死角領域Ｄ２ａは、自律走行車両２０１の前方の領域から垂直方向検出領域２ａＶを除く領域としている。
すなわち、死角領域Ｄ２ａは、図８に示すように、平坦な路面と周辺情報取得センサ２の垂直方向検出領域２ａＶとの交点をＰ２として、死角領域Ｄ２ａの車体側の高さをＨ２とし、死角領域Ｄ２ａの車体前方方向の距離をＬ２としている。ここでは、死角領域Ｄ２ａの高さＨ２は５０（ｃｍ）程度に設定されている。
第２実施形態では、自律走行車両２０１が死角領域Ｄ２ａの車体前方方向の距離Ｌ２の領域内を走行する場合に、第１実施形態と同様に、制御部１２による始動開始走行制御によって設定された通常の走行速度よりも低速に設定された安全な速度で走行を行うようにしている。
以上のように構成したので、第２実施形態によれば、自律走行車両２０１において、走行開始時に自律走行車両１が側面視における周辺情報取得センサ２の死角領域Ｄ２ａを走行するときは、制御部１２による始動開始走行制御により予め設定された通常の速度よりも遅く設定された安全な速度で走行させることで、死角領域Ｄ２ａに障害物があっても、自律走行車両自体や障害物に対しても大きなダメージを与えることなく衝突安全性を確保することができる。
また、第２実施形態では、第１実施形態と同様に、車体３の前側に緩衝部材としてバンパー７を設けたことで、衝突時の安全性を高めている。
さらに、第２実施形態においても、バンパー７に接触検知センサ１５を設けたことで、死角領域Ｄ２ａ内でバンパー７に被検体が衝突した場合でも、接触検知センサ１５が作動することで、瞬時に自律走行車両２０１の走行動作を停止することができる。これにより、自律走行車両自体や障害物に対して最小限のダメージで衝突安全性を確保することができる。
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図面を参照して説明する。
図９は本発明の第３実施形態に係る自律走行車両の下り傾斜面における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す側面視による説明図である。
なお、第３実施形態における自律走行車両について、第１実施形態の自律走行車両の構成と同様な構成のものは同一の符号を付することで説明を省略する。
第３実施形態に係る自律走行車両３０１は、図９に示すように、第１実施形態と同様に、周辺情報取得センサ２と、車体３と、走行するためのタイヤ５と、緩衝部材として機能するバンパー７と、を備えて構成されている。
第３実施形態は、自律走行車両３０１の前方に下り傾斜面のある路面における周辺情報取得センサ２による死角領域を示すものである。
自律走行車両３０１においては、図９に示すように、周辺情報取得センサ２による垂直方向における検出領域は、自律走行車両３０１の進行方向に向かい垂直方向で所定の角度θ２の範囲を垂直方向検出領域２ａＶとしている。ここでは、垂直方向の角度θ２は５０°に設定されている。そして、周辺情報取得センサ２による垂直方向における死角領域Ｄ３ａは、自律走行車両３０１の前方の領域から垂直方向検出領域２ａＶを除き、下り傾斜面による空間を含む領域としている。
具体的には、死角領域Ｄ３ａは、図９に示すように、自律走行車両３０１の前側端部から下り傾斜面と周辺情報取得センサ２の垂直方向検出領域２ａＶとの交点Ｐ３までの距離をＬ３として、自律走行車両３０１の前方から交点Ｐ３までの距離Ｌ３の領域から周辺情報取得センサ２の垂直方向検出領域２ａＶを除いた領域としている
すなわち、死角領域Ｄ３ａは、平坦な路面に相当する仮想線と周辺情報取得センサ２の垂直方向検出領域２ａＶとの交点をＰ２、死角領域Ｄ２ａの車体側の高さの寸法をＨ２として、車体前方方向の距離をＬ２とした死角領域Ｄ２ａと同等の領域を含み、さらに遠い距離Ｌ３までの下り傾斜面による空間を含んでいる。
したがって、第３実施形態では、自律走行車両３０１の前方に下り傾斜面がある場合は、平坦な路面と比較して周辺情報取得センサ２により路面が検出される距離が遠くなるため、制御部１２の始動開始走行制御による安全な速度での走行時間が長くなるように設定されている。
なお、図１０に示すように、自律走行車両３０１の前方の傾斜面が周辺情報取得センサ２の検出する角度θ２を超える急傾斜面の場合には、周辺情報取得センサ２により路面が検出されない場合がある。自律走行車両３０１が傾斜面に進入して周辺情報取得センサ２により路面が検出されるまで安全な速度で走行して、路面が検出された時点から制御部１２による始動開始走行制御により走行を制御するようにしてもよい。
以上のように構成したので、第３実施形態によれば、自律走行車両３０１において、走行開始時に自律走行車両１の前方に下り傾斜面の死角領域Ｄ３ａが存在する場合でも、制御部１２による始動開始走行制御により予め設定された通常の速度よりも遅く設定された安全な速度で走行させることで、死角領域Ｄ３ａに障害物があっても、自律走行車両自体や障害物に対しても大きなダメージを与えることなく衝突安全性を確保することができる。
また、第３実施形態においても、第１実施形態と同様に、車体３の前側に緩衝部材としてバンパー７を設けたことで、衝突時の安全性を高めている。
さらに、第３実施形態においても、バンパー７に接触検知センサ１５を設けたことで、死角領域Ｄ２ａ内でバンパー７に被検体が衝突した場合でも、接触検知センサ１５が作動することで、瞬時に自律走行車両３０１の走行動作を停止することができる。これにより、自律走行車両自体や障害物に対して最小限のダメージで衝突安全性を確保することができる。
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について図面を参照して説明する。
図１１は本発明の第４実施形態に係る自律走行車両が走行する路面の傾斜状態が変化する場合の周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域の状態を示す側面視による説明図である。
なお、第４実施形態における自律走行車両について、第１実施形態の自律走行車両の構成と同様な構成のものは同一の符号を付することで説明を省略する。
第４実施形態に係る自律走行車両４０１は、図１１に示すように、第１実施形態と同様に、車体３には周辺情報取得センサ２が搭載されて、自律走行車両４０１が始動開始時に走行する路面の傾斜状態に応じて自律走行車両１の前方の周辺情報を取得して、自律走行車両１の前方の死角領域を判定して自律走行を行うことを特徴としている。
第４実施形態では、自律走行車両４０１は、図１１に示すように、走行する路面が上り傾斜面Ｒ１から下り傾斜面Ｒ２に変化した後に平坦な路面Ｒ３を走行するように想定されている
自律走行車両４０１の始動開始時の路面は、上り傾斜面Ｒ１となっており、始動開始時の周辺情報取得センサ２により検出される路面の位置は、先の平坦な路面Ｒ３と周辺情報取得センサ２の垂直方向検出領域２ａＶとの交点（地点Ｐ５１）となる。
すなわち、自律走行車両１の上り傾斜面Ｒ１における前方の死角領域は、車体３の前端部から地点Ｐ５１までの範囲となる。
そして、自律走行車両４０１が始動して上り傾斜面Ｒ１の後に下り傾斜面Ｒ２を走行する時の周辺情報取得センサ２により検出される路面の位置は、先の平坦な路面Ｒ３と周辺情報取得センサ２の垂直方向検出領域２ａＶとの交点（地点Ｐ５２）となる。
すなわち、自律走行車両１の下り傾斜面Ｒ２における前方の死角領域は、車体３の前端部から地点Ｐ５２までの範囲となる。
このとき、自律走行車両１の情報取得センサ２は下方に傾斜しているため、周辺情報取得センサ２により検出される地点Ｐ５２は、地点Ｐ５１よりも自律走行車両１から近い距離となる。
第４実施形態では、自律走行車両１の走行する路面の傾斜状態によって周辺情報取得センサ２により検出される路面の位置（地点Ｐ５２）が、自律走行車両１が始動開始時に周辺情報取得センサ２により検出される路面の位置（地点Ｐ５１）よりも自律走行車両１に近い位置に変位した場合には、周辺情報取得センサ２による垂直方向における死角領域が前後方向に短く変位するため、情報処理部１１において、短く変位した地点Ｐ５２までの非検出領域を新たな非検出領域と判定するようにしている。
以上のように構成したので、第４実施形態によれば、自律走行車両４０１の走行する路面の傾斜状態によって、周辺情報取得センサ２による垂直方向における死角領域が前後方向に短く変位した場合は、情報処理部１１により、短く変位した死角領域を新たな死角領域とすることで、衝突安全速度以下で運転する距離を短くして、効率よく走行速度を制御することができる。
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について図面を参照して説明する。
図１２は本発明の第５実施形態に係る自律走行車両の旋回時における周辺情報取得センサによる検出領域および死角領域を示す側面視による説明図である。
なお、第５実施形態における自律走行車両について、第１実施形態の自律走行車両の構成と同様な構成のものは同一の符号を付することで説明を省略する。
第５実施形態に係る自律走行車両５０１は、図１２に示すように、第１実施形態と同様に、車体３には周辺情報取得センサ２が搭載されて、自律走行車両５０１が始動開始時に旋回動作が行なわれる場合に、旋回動作に応じて自律走行車両５０１の前方の周辺情報を取得して、自律走行車両５０１の前方の死角領域を判定して自律走行を行うことを特徴としている。
第５実施形態では、図１２に示すように、自律走行車両５０１が右回り（矢印方向）に旋回動作する時には、周辺情報取得センサ２の車体３の前方左側の死角領域Ｄ１ａＬは、周辺情報取得センサ２の水平検出領域２ａｈが通過した後を追うように右方向前方に旋回して変位していくため、車体３の旋回動作が行なわれるに連れて死角領域Ｄ１ａＬは水平検出領域２ａｈに含まれる状態となる。
一方、周辺情報取得センサ２の車体３の前方右側の死角領域Ｄ１ａＲは、周辺情報取得センサ２の水平検出領域２ａｈの右側に位置するため、車体３の旋回動作が行なわれるに連れて車体３の前方右側の水平検出領域２ａｈに含まれない位置に変位する。これにより、車体３の前方右側には新たな死角領域Ｄ１ａＲ－１が存在することになる。
第５実施形態では、自律走行車両５０１が旋回動作を開始して、周辺情報取得センサ２による水平方向における死角領域が変位した場合は、自律走行車両５０１の旋回方向前方の周辺情報取得センサ２による水平方向における水平検出領域２ａｈに含まれない死角領域Ｄ１ａＲ－１が存在するため、情報処理部１１において、水平検出領域２ａｈに含まれない死角領域Ｄ１ａＲ－１を新たな死角領域として判定するようにしている。
また、自律走行車両５０１が図示しない左回りに旋回動作する時には、周辺情報取得センサ２の車体３の前方右側の死角領域Ｄ１ａＲは、車体３の旋回動作が行なわれるに連れて水平検出領域２ａｈに含まれる状態となり、周辺情報取得センサ２の車体３の前方左側の死角領域Ｄ１ａＬは、車体３の旋回動作が行なわれるに連れて車体３の前方左側の水平検出領域２ａｈに含まれない位置に変位する。車体３の前方左側には新たな死角領域が存在するため、情報処理部１１において、水平検出領域２ａｈに含まれない死角領域を新たな死角領域として判定する。
以上のように構成したので、第５実施形態によれば、自律走行車両５０１が始動開始時に旋回動作を行なう場合は、周辺情報取得センサ２による水平方向における死角領域が変位した場合は、自律走行装置５０１の旋回方向前方の周辺情報取得センサ２による水平方向における検出領域２ａｈに含まれない死角領域を、情報処理部１１において新たな死角領域と判定することで、より安全な自律走行車両５０１の走行制御を行うことができる。
なお、上述した実施形態においては、自律走行車両の周辺情報を検出する検出手段として、位置情報を取得するレーザを用いたセンサや、画像情報を取得するＣＣＤを用いたセンサを採用しているが、本発明は、検出手段をこれらに限定するものではなく、他の例として、超音波を発信し、対象物の表面において反射された音波を受信部にて検知することで対象物までの距離を測距する超音波センサ等を用いるものであってもよい。
また、上述した実施形態では、自律走行車両の前方に設けた周辺情報取得センサ２の死角領域を走行する場合について説明しているが、自律走行車両の後方に周辺情報取得センサ２を設けたときの当該周辺情報取得センサ２の死角領域を走行する場合においても同様に対応することができる。
また、上述した実施形態では、自律走行装置を警備用巡回ロボットとして機能する自律走行車両に適用した場合を例にとって説明したが、他の自律走行装置に適用可能なことは勿論である。例えば、自動搬送装置や、無人巡回車両、無人宅配ロボット、無人運転農機といった装置に適用しても良い。
以上のように、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
また、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１，２０１，３０１ 自律走行車両
２ 周辺情報取得センサ（進行方向情報検出手段）
２ａ 検出領域
２ａＶ 垂直方向検出領域
２ａｈ 水平方向検出領域
７ バンパー（緩衝部材）
１１ 情報処理部
１２ 制御部
１３ 記憶部
１５ 接触検知センサ
２１ 傾斜センサ
１１４ 死角領域判定手段（非検出領域判定手段）
Ｄ１ａＬ，Ｄ１ａＲ，Ｄ２ａ，Ｄ３ａ 死角領域（非検出領域）

Claims (8)

  1. 障害物及び路面の情報を検出する検出手段と、
    前記検出手段により検出された前記情報に基づき走行を制御する走行制御部と、
    前記検出手段により検出されない周辺の非検出領域を判定する非検出領域判定手段と、
    を備えた自律走行装置であって、
    前記検出手段は、前記自律走行装置の進行方向を水平方向における検出方向とし、前記自律走行装置の進行方向に向かい垂直の方向における所定の角度の範囲を垂直方向検出領域として、前記情報を取得し、
    前記非検出領域判定手段は、前記自律走行装置の前側端部から路面と前記垂直方向検出領域との交点までの領域を前記非検出領域と判定し、
    前記走行制御部は、
    走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度で走行する制御を行うことを特徴とする自律走行装置。
  2. 前記予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度は、人に対する衝突安全速度以下であることを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
  3. 前記予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度は、装置本体に対する衝突安全速度以下であることを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
  4. 前記自律走行装置の前記非検出領域側の端部に接触することで被検体を検出可能な端部検出手段を有し、
    前記走行制御部は、前記端部検出手段により前記被検体を検知したときは、当該自律走行装置を停止する制御を行うことを特徴とする請求項１から３のうちの何れか一項に記載の自律走行装置。
  5. 前記非検出領域判定手段、前記自律走行装置の走行する路面の傾斜状態によって、前記検出手段による垂直方向における非検出領域が前後方向に短く変位した場合は、短く変位した領域を新たな非検出領域とすることを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
  6. 前記走行制御部は、前記自律走行装置の前方の路面の傾斜角度が、前記検出手段による垂直方向における検出角度を超える傾斜角度の場合は、前記検出手段により前記路面が検出されるまでは、前記予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度で走行するように制御することを特徴とする請求項１から５のうちの何れか一項に記載の自律走行装置。
  7. 障害物及び路面の情報を検出する検出工程と、
    前記検出工程により検出された前記情報に基づき走行を制御する走行制御工程と、
    前記検出手段により検出されない周辺の非検出領域を判定する非検出領域判定工程と、
    を含む自律走行装置の自律走行制御方法であって、
    前記検出工程は、前記自律走行装置の進行方向を水平方向における検出方向とし、前記自律走行装置の進行方向に向かい垂直の方向における所定の角度の範囲を垂直方向検出領域として、前記情報を取得し、
    前記非検出領域判定工程は、前記自律走行装置の前側端部から路面と前記垂直方向検出領域との交点までの領域を前記非検出領域と判定し、
    前記制御工程は、
    走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度で走行する制御を行うことを特徴とする自律走行制御方法。
  8. 障害物及び路面の情報を検出する検出ステップと、
    前記検出ステップにより検出された前記情報に基づき走行を制御する走行制御ステップと、
    前記検出ステップにより検出されない周辺の非検出領域を判定する非検出領域判定ステップと、
    を自律走行装置において実現される制御プログラムであって、
    前記検出ステップは、前記自律走行装置の進行方向を水平方向における検出方向とし、前記自律走行装置の進行方向に向かい垂直の方向における所定の角度の範囲を垂直方向検出領域として、前記情報を取得し、
    前記非検出領域判定ステップは、前記自律走行装置の前側端部から路面と前記垂直方向検出領域との交点までの領域を前記非検出領域と判定し、
    前記制御ステップは、
    走行開始時に当該自律走行装置が前記非検出領域を走行するときは、予め設定された通常の速度よりも遅く設定された速度で走行する制御を行うことを特徴とする制御プログラム。
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