JP7180449B2 - 自律走行体 - Google Patents

Description

本発明は、自律走行体に関する。

自律走行体としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の自律走行体は、走行体と、障害物を検出するセンサと、制御装置と、を備える。制御装置は、出発点と最終到達点とを結ぶ走行経路に障害物が存在する場合、回避経路を探索する。制御装置は、回避経路が見つかると、回避経路に沿って自律走行体を走行させる。

特開平７－６４６３３号公報

特許文献１では、障害物が検出されると回避経路を探索し、この回避経路に沿って自律走行体を走行させている。回避経路の探索方法によっては、走行体が障害物を回避可能な回避領域が存在するにも関わらず、回避不能と判断されるおそれがある。

本発明の目的は、障害物を回避できる回避領域を探索できる自律走行体を提供することにある。

上記課題を解決する自律走行体は、走行体と、前記走行体の進行方向に位置しており、前記走行体を移動させる目標となる目標点を設定する設定部と、前記走行体に搭載されたセンサと、前記センサの検出結果から前記走行体の進行方向に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定部と、前記障害物判定部により複数の前記障害物が存在していると判断された場合、前記障害物同士を最短離間で結ぶ線分の長さを測定し、前記線分の長さから前記障害物同士の間に前記走行体が通過可能な回避領域が存在するか否かを判定する判定部と、を備え、前記判定部により前記回避領域が存在すると判定された場合、前記設定部は、水平方向のうち前記線分に直交する方向に延びており、かつ、前記線分の中心を通る直線に基づき前記目標点を設定する。

複数の障害物が存在している場合、判定部は、障害物同士の最短距離を結ぶ線分の長さから、障害物同士の間が通過可能か否かを判定する。これにより、障害物同士の間の回避領域を探索することができる。障害物同士の間に回避領域が存在する場合、走行体が回避領域を通過するように目標点が設定される。従って、走行体は、回避領域を走行することで、障害物を回避することができる。

上記自律走行体について、前記設定部は、前記回避領域が存在すると判定された場合、前記目標点を前記直線上に設定してもよい。これによれば、障害物同士の間の回避領域の中心を走行体が通過しやすい。従って、走行体と障害物との接触が抑制される。

上記自律走行体について、前記設定部は、前記走行体の進行方向に拡がる進行方向変更領域内に存在する前記障害物が単数になると、前記走行体の移動とともに前記走行体の走行経路と平行に前記目標点を移動させてもよい。これによれば、走行体が障害物同士の間を通過した場合、走行体は走行経路に沿って走行することになる。従って、走行体が走行経路から過剰に離れることが抑制される。

上記自律走行体について、前記設定部は、前記進行方向変更領域内に前記障害物が存在しなくなると、前記走行経路上に前記目標点を設定してもよい。これによれば、障害物を回避すると、走行体を走行経路に戻すことができる。

上記自律走行体について、前記設定部は、前記走行体の走行経路を挟んだ一方に前記回避領域が位置し、他方に前記目標点が位置する場合、前記走行経路から離れる方向への前記目標点の移動量に制限を課してもよい。これによれば、走行体が走行経路から過剰に離れることが抑制される。

上記自律走行体について、前記設定部は、前記線分の中心から前記走行経路に直交する方向への前記目標点の移動量に上限を設定することで、前記走行経路から離れる方向への前記目標点の移動量に制限を課してもよい。これによれば、走行体と障害物との接触を抑制できる。

本発明によれば、障害物を回避できる回避領域を探索できる。

自律走行体の平面図。 自律走行体のブロック図。 障害物回避処理を示すフローチャート。 回避領域を探索するときの処理を示す概略図。 回避領域を示す概略図。 進行方向変更領域内の障害物が単数になった場合の目標点を示す図。 進行方向変更領域内に障害物が存在しなくなった場合の目標点を示す図。 目標点の移動量を制限する場合の目標点を示す図。

以下、自律走行体の一実施形態について説明する。
図１に示すように、自律走行体１０は、走行体としての車両２０と、車両２０に搭載されたセンサ３１と、車両２０に搭載された制御装置３２と、を備える。車両２０は、車体２１と、複数の車輪２２と、を備える。自律走行体１０は、例えば、荷を搬送する搬送台車である。

本実施形態の車輪２２は、全方向移動車輪である。全方向移動車輪とは、車軸と一体となって回転することに加えて、車軸の軸線方向への移動を許容する車輪である。車輪２２は、４つ設けられている。車輪２２の回転数及び車輪２２の回転方向が制御されることで、車両２０は、車体２１の向きを維持した状態での全方向への移動、車体２１の向きを変更しながらの移動、移動しない状態での車体２１の向きの変更が可能である。なお、上記した「全方向」とは、車両２０が走行する路面上や床面上での移動方向を示す。

図２に示すように、自律走行体１０は、車輪２２を駆動させる駆動機構４１を備える。駆動機構４１は、車輪２２を回転させるためのモータ４２と、モータ４２を駆動させるモータドライバ４３と、を備える。なお、図示は省略するが、モータ４２及びモータドライバ４３は、車輪２２の数と同数設けられる。モータドライバ４３は、制御装置３２からの指令に応じてモータ４２の回転数を制御する。制御装置３２は、モータドライバ４３を介してモータ４２の回転数を制御することで、車両２０の進行方向を制御可能である。

次に、センサ３１及び制御装置３２について詳細に説明する。
センサ３１としては、制御装置３２に障害物を検出させることが可能なものが用いられる。本実施形態のセンサ３１は、レーザーレンジファインダである。レーザーレンジファインダは、レーザーを周辺に照射し、レーザーが当たった部分から反射された反射光を受信することで距離を測定する距離計である。本実施形態では、水平方向への照射角度を変更しながらレーザーを照射する二次元のレーザーレンジファインダが用いられている。

レーザーが当たった部分を照射点とすると、センサ３１は照射点までの距離を照射角度に対応付けて測定する。即ち、センサ３１は、車両２０と照射点との距離を示す相対座標を測定できる。本実施形態において、センサ３１の水平方向へのレーザーの照射可能角度は２７０°である。

図１に示すように、照射可能角度の中央を基準軸Ｂとすると、照射可能角度は基準軸Ｂ±１３５度の範囲である。センサ３１によって測定される相対座標は、基準軸Ｂの延びる方向をＹ軸、Ｙ軸に直交する方向をＸ軸とする直交座標系の座標である。

図２に示すように、制御装置３２は、ＣＰＵ３３と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等からなる記憶部３４と、を備える。記憶部３４には、車両２０を制御するための種々のプログラムが記憶されている。制御装置３２は、各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア、例えば、特定用途向け集積回路：ＡＳＩＣを備えていてもよい。制御装置３２は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ＡＳＩＣ等の１つ以上の専用のハードウェア回路、あるいは、それらの組み合わせを含む回路として構成し得る。プロセッサは、ＣＰＵ、並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭ等のメモリを含む。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。メモリ、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆるものを含む。

図１に示すように、車両２０を走行させる際には、制御装置３２は、走行経路Ｒを生成する。走行経路Ｒは、車両２０の出発点である現在位置から最終到達点までの経路である。なお、車両２０が直進している場合、走行経路Ｒと基準軸Ｂとは同一方向を向く。図１では、走行経路Ｒと基準軸Ｂとが重なり合っている。走行経路Ｒの生成方法としては、走行可能経路をグリッドマップ化して経路生成を行う方法や、ポテンシャル場を用いたポテンシャル法などを用いることができる。

制御装置３２は、車両２０から所定距離離れた走行経路Ｒ上の位置を目標点Ｐ１とし、目標点Ｐ１に向けて走行するように駆動機構４１を制御する。即ち、制御装置３２は、Pure Pursuit法による経路追従を行う。目標点Ｐ１は、車両２０の進行方向に位置している。目標点Ｐ１は、車両２０を移動させる目標となる。制御装置３２は、車両２０の移動に合わせて、目標点Ｐ１を移動させる。制御装置３２は、目標点Ｐ１を設定する設定部として機能する。制御装置３２は、センサ３１の基準軸Ｂが車両２０の進行方向を向くように車両２０を走行させる。また、制御装置３２は、車両２０と障害物とが接触しないように、障害物を回避する回避動作を行う。

以下、制御装置３２が行う障害物回避処理について説明する。障害物回避処理は、車両２０が走行している間、繰り返し行われる。
図３及び図４に示すように、ステップＳ１において、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に障害物が存在するか否かを判定する。制御装置３２は、車両２０の進行方向に存在する障害物を検出する。障害物の検出は、センサ３１の検出結果から行われる。制御装置３２は、センサ３１の照射点のうちＸ座標とＹ座標が探索領域Ａ１内に存在する場合は、その照射点を障害物と識別し、障害物が存在すると判断する。

探索領域Ａ１は、長方形状の領域であり、Ｘ軸方向に延びる２つの長辺ＬＳ１，ＬＳ２のうち一方が車両２０の所定位置Ｐ２を通過し、他方が車両２０よりも進行方向に位置する。探索領域Ａ１は、車両２０から車両２０の進行方向に拡がる領域である。所定位置Ｐ２は、車両２０の任意の位置であり、予め定められた固定位置である。本実施形態では、車体２１のＹ軸方向の中心であり、かつ、車体２１のＸ軸方向の中心である位置を所定位置Ｐ２としている。探索領域Ａ１は、基準軸Ｂを軸として線対称となる領域である。

探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法、即ち、探索領域Ａ１の短辺ＳＳ１，ＳＳ２の寸法は、車両２０の進行方向に対して障害物の探索をどこまで行うかにより定められている。探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法は、例えば、障害物の検出から障害物を回避可能な位置まで車両２０を移動させるのに要する時間等に応じて設定される。

探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法は、車両２０の進行方向に交差する方向に対して障害物の探索をどこまで行うかにより定められている。探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法は、車両２０が走行すると想定される場所によって異なり、部屋のレイアウトや、道路の幅等によって異なる。自律走行体１０の走行する場所が予め定まっている場合、探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法は、場所に応じて予め設定された固定値であってもよい。自律走行体１０の走行する場所が定まっていない場合、制御装置３２は、走行する場所に応じて探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法を変更してもよい。

ステップＳ１において、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に障害物が存在しない場合、処理を終了する。一方で、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に障害物が存在する場合、ステップＳ２の処理を行う。制御装置３２は、障害物判定部として機能している。

ステップＳ２において、制御装置３２は、探索領域Ａ１内の障害物が複数か単数かの判定を行う。制御装置３２は、例えば、レーザーが当たった複数の照射点のうち、所定範囲内のものについては同一の障害物に当たった点群とみなす。そして、制御装置３２は、探索領域Ａ１内に複数の点群が存在していれば、障害物が複数であり、探索領域Ａ１内に単数の点群が存在していれば、障害物が単数であると判定する。制御装置３２は、探索領域Ａ１内の障害物が単数であれば、ステップＳ１１の処理を行う。一方で、制御装置３２は、探索領域Ａ１内の障害物が複数であれば、ステップＳ３の処理を行う。

ステップＳ３において、制御装置３２は、複数の障害物同士の間に回避領域が存在するか否かを判定する。以下の説明において、一例として、図４に示す２つの障害物Ｏ１，Ｏ２が探索領域Ａ１内に存在している場合について説明する。障害物Ｏ１と、障害物Ｏ２とはＸ軸方向及びＹ軸方向のいずれにも離間した障害物である。即ち、障害物Ｏ１，Ｏ２は、車両２０の進行方向に対して斜めに配置された２つの障害物である。

制御装置３２は、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間の回避領域ＡＡを探索する。回避領域ＡＡの探索は、例えば、図４に矢印Ｙ１で示すように基準軸Ｂを中心として、探索領域Ａ１内を時計回りに探索した後に、矢印Ｙ２で示すように反時計回りに探索領域Ａ１内を探索することで行われる。回避領域ＡＡとは、車両２０が障害物Ｏ１，Ｏ２に接触することなく、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間を通過可能な空間である。

図５に示すように、制御装置３２は、障害物Ｏ１，Ｏ２同士を最短距離で結ぶ線分Ｌ１の長さを測定する。なお、障害物Ｏ１，Ｏ２同士を最短距離で結ぶ線分Ｌ１は、障害物Ｏ１に当たる複数の照射点Ｐと、障害物Ｏ２に当たる複数の照射点Ｐとを結ぶ線分のうち最も短い線分である。制御装置３２は、照射点Ｐから線分Ｌ１の長さを測定できる。

ここで、障害物Ｏ１，Ｏ２と車両２０との位置関係によっては、障害物Ｏ１，Ｏ２にレーザーが当たらない部分が生じ得る。従って、制御装置３２によって求められる障害物Ｏ１，Ｏ２同士を最短距離で結ぶ線分Ｌ１の長さと、実際の障害物Ｏ１，Ｏ２同士の最短距離では差が生じるおそれがある。障害物Ｏ１，Ｏ２同士を最短距離で結ぶ線分Ｌ１の長さとは、制御装置３２が認識し得る長さであればよく、実際の障害物Ｏ１，Ｏ２同士の最短距離は求められなくてもよい。

制御装置３２は、線分Ｌ１の長さが閾値以上の空間を回避領域ＡＡと判断する。なお、閾値は、車幅にマージンを加算した値である。車幅とは、車両２０の進行方向に直交する方向の車両２０の寸法である。線分Ｌ１の長さは、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の最短距離を示しているため、線分Ｌ１の長さが閾値以上であれば、車両２０は障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間を通過可能といえる。

図３及び図５に示すように、制御装置３２は、回避領域ＡＡが存在する場合には、ステップＳ４の処理を行う。制御装置３２は、回避領域ＡＡが存在しない場合、別の処理に移行する。別の処理としては、例えば、車両２０を停止させる処理や、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間を通る経路とは別の経路で障害物Ｏ１，Ｏ２を回避する処理等が挙げられる。即ち、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間に回避領域ＡＡが存在しない場合の処理は任意である。制御装置３２は、判定部として機能している。

ステップＳ４において、制御装置３２は、進行方向変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在しているか否かを判定する。なお、以下の説明において、進行方向変更領域Ａ２を変更領域Ａ２と称する。制御装置３２は、変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在している場合、ステップＳ５の処理を行う。

変更領域Ａ２は、障害物Ｏ１，Ｏ２に対して、実際に回避行動を行うか否かの判定を行うための領域である。探索領域Ａ１内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在している場合であっても、変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在していない場合には回避行動は行われず、変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在している場合に回避行動が行われる。

変更領域Ａ２は、探索領域Ａ１内の領域である。変更領域Ａ２は、長方形状の領域であり、Ｘ軸方向に延びる２つの長辺ＬＳ３，ＬＳ４のうち一方が所定位置Ｐ２を通過し、他方が車両２０よりも進行方向に位置する。変更領域Ａ２は、車両２０から車両２０の進行方向に拡がる領域といえる。変更領域Ａ２は、基準軸Ｂを軸として線対称となる領域である。

変更領域Ａ２は、探索領域Ａ１よりも狭い。なお、「狭い」とは、ＸＹ平面での変更領域Ａ２の面積が探索領域Ａ１よりも小さいことをいう。変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法は、探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法より短い。変更領域Ａ２のＸ軸方向の寸法は、探索領域Ａ１のＸ軸方向の寸法より短い。

変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法、即ち、変更領域Ａ２の短辺ＳＳ３，ＳＳ４の寸法により、車両２０が回避行動を開始する際の回避開始距離が定まる。制御装置３２は、変更領域Ａ２に障害物Ｏ１，Ｏ２の少なくとも一部が進入すると回避行動を開始する。

ステップＳ５において、制御装置３２は、障害物Ｏ１，Ｏ２を回避する回避行動を行う。回避行動は、水平方向のうち線分Ｌ１に直交する方向に延びており、かつ、線分Ｌ１の中心Ｃを通る直線Ｌ２上に走行経路Ｒ上に存在していた目標点Ｐ１を移動させることで行われる。変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在している間、目標点Ｐ１は直線Ｌ２上を移動していく。車両２０は、目標点Ｐ１を追従するため、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間である回避領域ＡＡを通過することになる。

図６に示すように、車両２０が障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間を通過し、障害物Ｏ１，Ｏ２のうちの一方の障害物Ｏ２が変更領域Ａ２外になると、変更領域Ａ２内の障害物Ｏ１が単数になる。制御装置３２は、目標点Ｐ１を走行経路ＲからＸ軸方向に所定距離離れた位置に移動させる。制御装置３２は、障害物Ｏ１，Ｏ２の両方が変更領域Ａ２外になるまで、車両２０の移動とともに目標点Ｐ１を走行経路Ｒに対して平行に移動させる。車両２０は、走行経路Ｒに対して平行に進行することになる。

図３に示すように、制御装置３２は、ステップＳ５の処理を終えると、ステップＳ４の処理を行う。即ち、ステップＳ４にて障害物Ｏ１，Ｏ２が存在していると判定されている間は、ステップＳ５にて回避行動が行われることになる。

図３及び図７に示すように、ステップＳ４において、変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在していないと判定されると、制御装置３２は、ステップＳ６の処理を行う。詳細にいえば、変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在している場合、ステップＳ４にて継続して障害物Ｏ１，Ｏ２が存在していると判定され、ステップＳ５の回避行動が継続して行われる。回避行動を終えると、変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在しなくなり、ステップＳ６の処理が行われることになる。

ステップＳ６において、制御装置３２は、走行経路Ｒ上に目標点Ｐ１を移動させる。これにより、車両２０は、走行経路Ｒ上に戻ることになる。走行経路Ｒは、回避行動が行われていないときに車両２０が走行する経路といえる。

ステップＳ１１において、制御装置３２は、単数回避処理を行う。単数回避処理とは、単数の障害物を回避するための処理である。単数回避処理としては、種々の態様が考えられる。例えば、制御装置３２は、車両２０が障害物に接触しないように、変更領域Ａ２に障害物が進入すると、障害物を迂回する処理を行う。

図８に示すように、障害物Ｏ１と障害物Ｏ２との位置関係によっては、直線Ｌ２上に目標点Ｐ１を設定する際に、目標点Ｐ１と、回避領域ＡＡとが走行経路Ｒを挟んで反対に位置する場合がある。例えば、障害物Ｏ１と、障害物Ｏ２とのＸ軸方向に対する離間距離が短い場合、直線Ｌ２のＹ軸方向に対する傾きが大きくなる。すると、目標点Ｐ１と、回避領域ＡＡとが走行経路Ｒを挟んで反対に位置する。即ち、回避行動を行う際に走行経路Ｒから直接回避領域ＡＡに向かうと、障害物Ｏ２に接触するおそれがあるため、走行経路Ｒを挟んで回避領域ＡＡとは反対方向に一度移動してから回避領域ＡＡに向かうように制御を行っている。この際、走行経路Ｒから離れる方向への目標点Ｐ１の移動量が過剰になると、車両２０が走行経路Ｒから過剰に離れることになる。

これに対し、本実施形態において、制御装置３２は、走行経路Ｒを挟んだ一方に回避領域ＡＡが位置し、他方に目標点Ｐ１が位置する場合、走行経路Ｒから離れる方向への目標点Ｐ１の移動量に制限を課す。制御装置３２は、線分Ｌ１の中心Ｃから走行経路Ｒに直交する方向への目標点Ｐ１の移動量Ｍ１に上限を設定することで、目標点Ｐ１の移動量に制限を課している。

本実施形態の作用について説明する。
制御装置３２は、障害物Ｏ１，Ｏ２同士を最短距離で結ぶ線分Ｌ１の長さから障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間を通過できるか否かを判定している。障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間の回避領域ＡＡを探索できるため、回避領域ＡＡを探索することができず、車両２０が停止することが抑制される。また、車両２０が障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間を通過せずに障害物Ｏ１，Ｏ２を迂回する場合に比べて、走行距離が短くなる。

図５に破線Ｌ３で示すように、仮に、障害物Ｏ１，Ｏ２のＸ軸方向に対する寸法、即ち、障害物Ｏ１，Ｏ２のＸ座標のみから障害物Ｏ１，Ｏ２の間が通過可能か否かを判定する場合、回避領域ＡＡの探索を適切に行えない場合がある。障害物Ｏ１，Ｏ２が車両２０の進行方向に対して斜めに配置されている場合、線分Ｌ１の長さに比べて、破線Ｌ３の長さは短くなる。すると、線分Ｌ１を用いた場合には回避領域ＡＡと判断された空間が、破線Ｌ３を用いた場合には回避領域ＡＡと判断されない場合が生じる。本実施形態のように、線分Ｌ１から障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間の回避領域ＡＡを探索することで、回避領域ＡＡの探索を行いやすい。即ち、破線Ｌ３を用いる場合に比べて、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間に回避領域ＡＡが存在していると判断されやすい。

本実施形態の効果について説明する。
（１）制御装置３２は、複数の障害物Ｏ１，Ｏ２同士の最短距離を結ぶ線分Ｌ１の長さから、障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間に回避領域ＡＡが存在するか否かを判定できる。障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間に回避領域ＡＡが存在する場合、車両２０が回避領域ＡＡを通過するように目標点Ｐ１が設定される。従って、車両２０は、回避領域ＡＡを走行することで、障害物Ｏ１，Ｏ２を回避することができる。

（２）制御装置３２は、回避行動を行う際に目標点Ｐ１を直線Ｌ２上に設定している。障害物Ｏ１，Ｏ２同士の間の回避領域ＡＡの中心を車両２０が通過しやすい。車両２０が回避領域ＡＡを通過する際に、車両２０と障害物Ｏ１との離間距離と、車両２０と障害物Ｏ２との離間距離との差が小さくなる。従って、車両２０と障害物Ｏ１，Ｏ２との接触が抑制される。

（３）制御装置３２は、変更領域Ａ２内の障害物Ｏ１が単数になると、走行経路Ｒと平行に目標点Ｐ１を移動させる。車両２０は、回避領域ＡＡを通過した場合、走行経路Ｒに沿って走行することになる。従って、車両２０が走行経路Ｒから過剰に離れることが抑制される。

（４）制御装置３２は、変更領域Ａ２に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在しなくなると、走行経路Ｒに戻る。このため、生成された走行経路Ｒに沿って車両２０を走行させることができる。車両２０は、一度生成された走行経路Ｒを走行することになり、障害物Ｏ１，Ｏ２を回避するために新たな走行経路を生成する場合に比べて、制御装置３２の負荷が軽減される。

（５）制御装置３２は、走行経路Ｒを挟んだ一方に回避領域ＡＡが位置し、他方に目標点Ｐ１が位置する場合、走行経路Ｒから離れる方向への目標点Ｐ１の移動量に制限を課している。従って、目標点Ｐ１が走行経路Ｒから過剰に離れることが抑制され、車両２０が走行経路Ｒから離れにくい。このため、回避行動により車両２０の走行距離が長くなることを抑制できる。

（６）制御装置３２は、線分Ｌ１の中心Ｃから走行経路Ｒに直交する方向への目標点Ｐ１の移動量Ｍ１に上限を設定することで、目標点Ｐ１の移動量に制限を課している。この場合、走行経路Ｒからの移動量に上限を設定する場合に比べて、車両２０と障害物Ｏ２とが接触することを抑制できる。

（７）探索領域Ａ１内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在する場合であっても、障害物Ｏ１，Ｏ２が変更領域Ａ２内に存在しない場合には自律走行体１０は障害物Ｏ１，Ｏ２の回避を行わない。障害物Ｏ１，Ｏ２が変更領域Ａ２内に存在している場合、自律走行体１０は回避領域ＡＡに向かうように回避行動を行う。障害物Ｏ１，Ｏ２を検出した場合でも、探索領域Ａ１よりも狭い変更領域Ａ２内に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在しない限りは回避行動が行われないため、無駄な回避行動を抑制することができる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
○図８に示すように、制御装置３２は、走行経路Ｒを挟んだ一方に回避領域ＡＡが位置し、他方に目標点Ｐ１が位置する場合、線分Ｌ１の中心Ｃから直線Ｌ２の延びる方向への移動量Ｍ２に上限を設定することで、目標点Ｐ１の移動量に制限を課してもよい。制御装置３２は、走行経路Ｒを挟んだ一方に回避領域ＡＡが位置し、他方に目標点Ｐ１が位置する場合、走行経路ＲからＸ軸方向への移動量Ｍ３に上限を設定することで、目標点Ｐ１の移動量に制限を課してもよい。

○制御装置３２は、走行経路Ｒを挟んだ一方に回避領域ＡＡが位置し、他方に目標点Ｐ１が位置する場合に、目標点Ｐ１の移動量に制限を課さなくてもよい。
○障害物は、３つ以上であってもよい。制御装置３２は、３つ以上の障害物を検出した場合、各障害物同士の間に回避領域ＡＡが存在しているか否かを判定する。

○制御装置３２は、回避行動を行う際に、走行経路Ｒを変更してもよい。即ち、回避行動により走行する経路に合わせて走行経路Ｒを生成してもよい。
○制御装置３２は、変更領域Ａ２内の障害物Ｏ１が単数になった場合にも継続して、直線Ｌ２上に目標点Ｐ１を設定してもよい。

○制御装置３２は、目標点Ｐ１を直線Ｌ２からずれた位置に設定してもよい。目標点Ｐ１は、直線Ｌ２よりも障害物Ｏ１寄りに設定されてもよいし、直線Ｌ２よりも障害物Ｏ２寄りに設定されてもよい。目標点Ｐ１を直線Ｌ２よりも障害物Ｏ１寄りに設定すると、目標点Ｐ１を直線Ｌ２上に設定する場合に比べて、走行経路Ｒからの離間距離を短くすることができる。

○車両２０の出発点である現在位置から最終到達点までの走行経路Ｒの一部で、実施形態の制御を実行してもよい。
○制御装置３２は、走行経路の生成を行わなくてもよい。この場合、制御装置３２は、予め定められた走行経路に沿って車両２０を走行させる。

○センサ３１としては、水平方向に加えて、鉛直方向へのレーザーの照射角度を変更可能なレーザーレンジファインダを用いてもよい。この場合、照射点の座標としては、Ｘ座標及びＹ座標に加えて、鉛直方向の座標であるＺ座標を含む三次元座標が得られる。制御装置３２は、Ｚ座標が所定座標以下の照射点を有効なものとし、この照射点のＸ座標及びＹ座標から障害物が存在するか否かを判定する。所定座標とは、走行に際して車両２０や、車両２０に搬送される荷が衝突し得る高さに位置する障害物を検出できるように設定される。

○センサ３１として、ステレオカメラを用いてもよい。ステレオカメラは、複数のカメラによって周辺環境を撮像することで得られた視差画像から周辺環境を制御装置３２に認識させる。視差画像は、同一の特徴点について複数のカメラによって撮像を行った場合に、カメラ間で生じる画素差を示すものである。特徴点は、物体のエッジなど視差が得られる部分である。制御装置３２は、視差画像から特徴点までの距離を測定できる。制御装置３２は、特徴点の集合である点群から障害物を検出することができる。

○センサ３１としては、レーザーレンジファインダや、ステレオカメラと併用して超音波センサを用いてもよい。
○探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法は、車両２０の速度が速いほど長くしてもよい。これによれば、車両２０の速度が速いほど、車両２０の先の位置まで回避領域ＡＡを探索することができる。車両２０の速度が速い場合、障害物Ｏ１，Ｏ２を検出してから障害物Ｏ１，Ｏ２に到達するまでの時間が短い。障害物Ｏ１，Ｏ２及び回避領域ＡＡをいち早く検出することで、適切に回避行動を行うことができる。同様に、変更領域Ａ２のＹ軸方向の寸法についても、車両２０の速度が速いほど長くしてもよい。

○探索領域Ａ１のＹ軸方向の寸法及びＸ軸方向の寸法は、地図情報に応じて可変としてもよい。地図情報は、予め記憶部３４に記憶されていてもよいし、制御装置３２のマッピング機能により取得してもよい。

○探索領域Ａ１の形状は変更してもよい。例えば、長辺ＬＳ１から車両２０の進行方向に向けて円形に拡がる形状であってもよい。同様に、変更領域Ａ２の形状を変更してもよい。

○探索領域Ａ１は設定されていなくてもよい。この場合、制御装置３２は、センサ３１による検出が可能な範囲に障害物Ｏ１，Ｏ２が存在するか否かを判定する。
○変更領域Ａ２は設定されていなくてもよい。この場合、制御装置３２は、障害物Ｏ１，Ｏ２との距離などに応じて回避行動を行うか否かを判定すればよい。

○車輪２２は、全方向移動車輪以外の車輪、即ち、車輪２２の回転軸線方向への移動を許容しない車輪であってもよい。この場合、車輪を２つとし、２つの車輪の回転速度を異ならせることで操舵を行う二輪速度差制御により車両２０の進行方向を変更してもよい。あるいは、車輪毎に個別の操舵機構を設けて、車輪毎に個別の操舵を行うことで進行方向を変更可能としてもよい。

○自律走行体１０は、荷を搬送する搬送台車に限られず、自律掃除機などでもよい。
○走行体としては、車輪で走行する車両に限られず、例えば、多足歩行方式の走行体であってもよい。

Ａ１…探索領域、Ａ２…進行方向変更領域、ＡＡ…回避領域、Ｃ…中心、Ｌ１…線分、Ｌ２…直線、Ｏ１，Ｏ２…障害物、Ｐ１…目標点、Ｒ…走行経路、１０…自律走行体、２０…走行体としての車両、３１…センサ、３２…設定部、障害物判定部及び判定部として機能する制御装置。

Claims (6)

1. 走行体と、
   前記走行体の進行方向に位置しており、前記走行体を移動させる目標となる目標点を設定する設定部と、
   前記走行体に搭載されたセンサと、
   前記センサの検出結果から前記走行体の進行方向に障害物が存在するか否かを判定する障害物判定部と、
   前記障害物判定部により複数の前記障害物が存在していると判断された場合、前記障害物同士を最短離間で結ぶ線分の長さを測定し、前記線分の長さから前記障害物同士の間に前記走行体が通過可能な回避領域が存在するか否かを判定する判定部と、を備え、
   前記判定部により前記回避領域が存在すると判定された場合、前記設定部は、水平方向のうち前記線分に直交する方向に延びており、かつ、前記線分の中心を通る直線に基づき前記目標点を設定する自律走行体。
2. 前記設定部は、前記回避領域が存在すると判定された場合、前記目標点を前記直線上に設定する請求項１に記載の自律走行体。
3. 前記設定部は、
   前記走行体の進行方向に拡がる進行方向変更領域内に前記障害物判定部により検出された複数の前記障害物のうち少なくとも１つが存在する場合に、水平方向のうち前記線分に直交する方向に延びており、かつ、前記線分の中心を通る前記直線に基づき前記目標点を設定し、
   水平方向のうち前記線分に直交する方向に延びており、かつ、前記線分の中心を通る前記直線に基づき設定された前記目標点によって前記走行体が移動し、これに伴い前記障害物判定部により検出された複数の前記障害物同士の間を前記走行体が通過することによって前記進行方向変更領域内に存在する前記障害物が複数から単数になると、前記走行体の移動とともに前記走行体の走行経路と平行に前記目標点を移動させる請求項１又は請求項２に記載の自律走行体。
4. 前記設定部は、前記進行方向変更領域内に前記障害物が存在しなくなると、前記走行経路上に前記目標点を設定する請求項３に記載の自律走行体。
5. 前記設定部は、前記走行体の走行経路を挟んだ一方に前記回避領域が位置し、他方に前記目標点が位置する場合、前記走行経路から離れる方向への前記目標点の移動量に制限を課す請求項１～請求項４のうちいずれか一項に記載の自律走行体。
6. 前記設定部は、前記線分の中心から前記走行経路に直交する方向への前記目標点の移動量に上限を設定することで、前記走行経路から離れる方向への前記目標点の移動量に制限を課す請求項５に記載の自律走行体。

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