JP7361812B2 - 制御装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents

制御装置、制御方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、制御装置、制御方法、およびプログラムに関する。
従来、歩道を移動可能な一人乗り用の電動車両の発明が開示されている（特許文献１）。
特開２０２０－１８９５３６号公報
従来の技術では、移動体の周辺の物体の検出に関する処理については十分に考慮されていない場合があった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、より精度よく物体を検出するための支援を行うことができる制御装置、制御方法、およびプログラムを提供することを目的の一つとする。
この発明に係る制御装置、制御方法、およびプログラムは、以下の構成を採用した。
（１）：この発明の一態様に係る移動体に搭載される制御装置は、移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、前記測距装置を支持する前記支持装置と、前記移動体の進行方向に存在する予め規定された物体を検出する検出部と、前記測距装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置とに変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記物体が検出された場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる。
（２）：上記（１）の態様において、前記予め規定された物体は、ポールの支柱またはフェンスの支柱を含み、前記ポールまたは前記フェンスは、前記測距装置が姿勢または位置を変化させずに検出しづらい物体である。
（３）：この発明の一態様に係る移動体に搭載される制御装置は、移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、前記測距装置を支持する前記支持装置と、前記移動体の位置を認識する位置認識部と、前記支持装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置とに変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記位置認識部の認識結果に基づいて前記移動体が予め規定された範囲に到達または近づいたと判定した場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる。
（４）：上記（２）の態様において、前記予め規定された範囲は、前記測距装置が姿勢または位置を変化させずに検出しづらい物体が設けられていると想定される公園、駐車場の入口、または施設の入口を含む範囲である。
（５）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記測距装置は、前記支持状態に依らずに所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射する。
（６）：上記（５）の態様において、前記測距装置が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢に変化することによる前記測距装置が電磁波を照射する方向の角度の変化量は、前記所定の角度よりも小さい。
（７）：上記（１）から（４）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記第１の姿勢および前記第２の姿勢を含む複数の姿勢のそれぞれにおいて、前記測距装置に所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射させる。
（８）：上記（７）の態様において、前記複数の姿勢のそれぞれにおいて、前記測距装置が所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射する場合における前記複数の姿勢のそれぞれの基準とする照射方向は前記所定の角度内に収まり且つ重複しない。
（９）：上記（７）または（８）の態様において、前記制御部は、前記測距装置の姿勢を等間隔で変化させ、変化させた複数の姿勢のそれぞれにおいて、前記測距装置に前記支持装置に依らずに前記所定の角度ごとに電磁波を照射する上下方向の向きを変えて電磁波を照射させる。
（１０）：上記（１）から（９）のいずれかの態様において、前記制御部は、前記測距装置が前記電磁波を照射する処理における検出結果において移動体にとっての障害物が検出された場合、前記移動体に前記障害物を回避させる。
（１１）：本発明の他の態様に係る制御方法は、移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、前記測距装置を支持する前記支持装置と、を備えた移動体のコンピュータが、前記移動体の進行方向に存在する予め規定された物体を検出する処理と、前記測距装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置に変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する処理と、前記物体が検出された場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる処理と、を実行する。
（１２）：本発明の他の態様に係るプログラムは、移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、
前記測距装置を支持する前記支持装置と、を備えた移動体のコンピュータに、前記移動体の進行方向に存在する予め規定された物体を検出する処理と、前記測距装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置に変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する処理と、前記物体が検出された場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる処理と、を実行させる。
（１）－（１２）の態様によれば、より精度よく物体を検出するための支援を行うことができる。
実施形態に係る移動体１および制御装置２００の構成の一例を示す図である。 移動体１を上方から見た透視図である。 ＬＩＤＡＲ１２が光を照射する様子を模式的に示す図である。 ＬＩＤＡＲ１２の配置状態の一例を示す図である。 第１支持部１６－１がマイナスＸ方向にスライドしたときのＬＩＤＡＲ１２の状態の一例を示す図である。 移動体１から見た光の照射領域を概念的に示す図である。 障害物であるロープＲの一例を示す図である。 制御装置２００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 ＬＩＤＡＲ１２の配置状態の一例を示す図である。 変形例２のＬＩＤＡＲ１２が光を照射している状態の一例を示す図である。 変形例３のＬＩＤＡＲ１２が光を照射している状態の一例を示す図である。
以下、図面を参照し、本発明の移動体に搭載される制御装置、制御方法、およびプログラムの実施形態について説明する。移動体は、車道と、車道と異なる所定領域との双方を移動するものである。所定領域とは、例えば歩道である。また、所定領域とは、路側帯や自転車レーン、公開空地などのうち一部または全部であってもよいし、歩道、路側帯、自転車レーン、公開空地などを全て含んでもよい。以下の説明では、所定領域は歩道であるものとする。以下の説明において「歩道」と記載されている部分は、適宜、「所定領域」と読み替えることができる。
以下、移動体の前方向をプラスＸ方向、移動体の後方向をマイナスＸ方向、前後方向に直交する方向における右方向（プラスＸ方向を向いたときの右方向）をプラスＹ方向、前後方向に直交する方向における左方向（プラスＸ方向を向いたときの左方向）をマイナスＹ方向、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向であって鉛直上向き方向をプラスＺ方向、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向であって鉛直下向き方向をマイナスＺ方向と称する場合がある。
＜実施形態＞
図１は、実施形態に係る移動体１および制御装置２００の構成の一例を示す図である。移動体１には、例えば、外部検知デバイス１０と、移動体センサ２０と、操作子３０と、内部カメラ４０と、測位装置５０と、対話装置６０と、移動機構７０と、駆動装置８０と、外部報知装置９０と、記憶装置１００と、制御装置２００とが搭載される。なお、これらの構成のうち本発明の機能を実現するのに必須でない一部の構成が省略されてもよい。
外部検知デバイス１０は、移動体１の進行方向を検知範囲とする各種デバイスである。外部検知デバイス１０は、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）１２を含む。更に、外部検知デバイス１０は、例えば、外部カメラや、レーダー装置、センサフュージョン装置などを含む。外部検知デバイス１０は、検知結果を示す情報（画像、物体の位置等）を制御装置２００に出力する。ＬＩＤＡＲ１２については後述する。
移動体センサ２０は、例えば、速度センサ、加速度センサ、ヨーレート（角速度）センサ、方位センサ、並びに操作子３０に取り付けられた操作量検出センサなどを含む。操作子３０は、例えば、加減速を指示するための操作子（例えばアクセルペダルやブレーキペダル）と、操舵を指示するための操作子（例えばステアリングホイール）とを含む。この場合、移動体センサ２０は、アクセル開度センサやブレーキ踏量センサ、ステアリングトルクセンサ等を含んでよい。移動体１は、操作子３０として、上記以外の態様の操作子（例えば、円環状でない回転操作子、ジョイスティック、ボタン等）を備えてもよい。
内部カメラ４０は、移動体１の乗員の少なくとも頭部を正面から撮像する。内部カメラ４０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を利用したデジタルカメラである。内部カメラ４０は、撮像した画像を制御装置２００に出力する。
測位装置５０は、移動体１の位置を測位する装置である。測位装置５０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信機であり、ＧＮＳＳ衛星から受信した信号に基づいて、移動体１の位置を特定し、位置情報として出力する。なお、移動体１の位置情報は、後述する通信装置が接続しているＷｉ－Ｆｉ基地局の位置から推定されてもよい。
対話装置６０は、例えば、スピーカ、マイク、タッチパネル、通信装置６２などを含む。対話装置６０は、マイクによって収音された乗員の音声を適宜加工し、通信装置６２によってネットワーク経由でサーバ装置に送信し、サーバ装置から返信された情報に基づいてスピーカから音声による情報提供を行う。対話装置６０は、エージェント装置、コンシェルジュ装置、アシスタンス装置などと称される場合もある。サーバ装置は、音声認識機能、自然言語処理機能、意味解釈機能、返信内容決定機能等を有する。また、対話装置６０は、位置情報をサーバ装置に送信し、サーバ装置は、位置情報と乗員により発せられた案内要求（例えば「この辺でおいしいラーメン屋は？」といったもの）に応じて該当する施設の情報を返信するものであってもよい。この場合、対話装置６０によって「この先を左に曲がったところにあります」といった音声案内がなされる。これに限らず、対話装置６０は、乗員による自然な発話を受け付けて適切な返信を返す機能を有している。また、対話装置６０は、装置側から問いかけを行って返信を受け付ける等、簡易な対話を、サーバ装置を介さずに行う機能を有しており、制御装置２００からの要求に応じて乗員に問いかけ等を行ってもよい。
移動機構７０は、道路において移動体１を移動させるための機構である。移動機構７０は、例えば、操舵輪と駆動輪とを含む車輪群である。また、移動機構７０は、多足歩行するための脚部であってもよい。
駆動装置８０は、移動機構７０に力を出力して移動体１を移動させる。例えば、駆動装置８０は、駆動輪を駆動するモータ、モータに供給する電力を蓄えるバッテリ、操舵輪の操舵角を調整する操舵装置、制御装置２００から入力される情報、或いは操作子３０から入力される情報に従って制御されるブレーキ装置などを含む。駆動装置８０は、駆動力出力手段、或いは発電手段として、内燃機関や燃料電池などを備えてもよい。
外部報知装置９０は、例えば移動体１の外板部に設けられ、移動体１の外部に向けて情報を報知するためのランプ、ディスプレイ装置、スピーカなどである。外部報知装置９０は、移動体１が歩道を移動している状態と、車道を移動している状態とで異なる動作を行う。例えば、外部報知装置９０は、移動体１が歩道を移動している場合にランプを発光させ、移動体１が車道を移動している場合にランプを発光させないように制御される。このランプの発光色は、法規で定められた色であると好適である。外部報知装置９０は、移動体１が歩道を移動している場合にランプを緑色で発光させ、移動体１が車道を移動している場合にランプを青色で発光させるというように制御されてもよい。外部報知装置９０がディスプレイ装置である場合、外部報知装置９０は、移動体１が歩道を走行している場合に「歩道走行中である」旨をテキストやグラフィックで表示する。
図２は、移動体１を上方から見た透視図である。図中、ＦＷは操舵輪、ＲＷは駆動輪、ＳＤは操舵装置、ＭＴはモータ、ＢＴはバッテリである。操舵装置ＳＤ、モータＭＴ、バッテリＢＴは駆動装置８０に含まれる。また、ＡＰはアクセルペダル、ＢＰはブレーキペダル、ＷＨはステアリングホイール、ＳＰはスピーカ、ＭＣはマイクである。図示する移動体１は一人乗りの移動体であり、乗員Ｐは運転席ＤＳに着座してシートベルトＳＢを装着している。矢印Ｄ１は移動体１の進行方向（速度ベクトル）である。外部検知デバイス１０は移動体１の前端部付近に、内部カメラ４０は乗員Ｐの前方から乗員Ｐの頭部を撮像可能な位置に設けられている。また、移動体１の前端部付近に、ディスプレイ装置としての外部報知装置９０が設けられている。
図１に戻り、記憶装置１００は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの非一過性の記憶装置である。記憶装置１００には、地図情報１１０、制御装置２００が実行するプログラム１２０などが格納される。図１では記憶装置１００を制御装置２００の枠外に記載しているが、記憶装置１００は制御装置２００に含まれるものであってよい。
［制御装置］
制御装置２００は、例えば、道路認識部２１０と、物体認識部２２０と、位置認識部２３０と、アクチュエータ制御部２４０と、制御部２５０とを備える。道路認識部２１０、物体認識部２２０、位置認識部２３０と、アクチュエータ制御部２４０、および制御部２５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予め記憶装置（不図示）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。
道路認識部２１０は、移動体１が車道を移動しているか、歩道を移動しているかを認識する。道路認識部２１０は、例えば、外部検知デバイス１０の外部カメラが撮像した画像を解析することで、移動体１が車道を移動しているか、歩道を移動しているかを認識する。画像解析の一例として、セマンティックセグメンテーションが挙げられる。道路認識部２１０は、画像のフレーム内の各ピクセルをクラス（車道、歩道、境界、物体など）に分類してラベルを付与し、移動体１の正面に相当する領域に車道のラベルが付与されたピクセルが多い場合に移動体１が車道を移動していることを認識し、画像における移動体１の正面に相当する領域に歩道のラベルが付与されたピクセルが多い場合に移動体１が歩道を移動していることを認識する。これに限らず、道路認識部２１０は、画像における移動体１の正面に相当する領域に車両が認識されている場合に移動体１が車道を移動していることを認識し、画像における移動体１の正面に相当する領域に歩行者が認識されている場合に移動体１が歩道を移動していることを認識してもよい。また、道路認識部２１０は、画像における移動体１の正面に相当する領域にある路面領域の幅が大きい場合に移動体１が車道を移動していることを認識し、画像における移動体１の正面に相当する領域にある路面領域の幅が小さい場合に移動体１が歩道を移動していることを認識してもよい。また、道路認識部２１０は、移動体１の位置情報と地図情報１１０とを照合し、移動体１が車道を移動しているか、歩道を移動しているかを認識してもよい。この場合の地図情報は、位置座標から歩道と車道が区別できる程度の精度を有している必要がある。「所定領域」が歩道だけで無い場合、道路認識部２１０は、路側帯や自転車レーン、公開空地などについても同様の処理を行う。
物体認識部２２０は、外部検知デバイス１０の出力に基づいて、移動体１の周辺に存在する物体を認識する。物体とは、車両や自転車、歩行者などの移動体、道路区画線、段差、ガードレール、路肩、中央分離帯などの走路境界、道路標識や看板などの路上に設置された構造物、走路上に存在する（落ちている）落下物、移動体１の進行方向に存在する物体などの障害物のうち一部または全部を含む。物体認識部２２０は、例えば、外部検知デバイス１０の外部カメラが撮像した画像が入力されると物体の存在、位置、種別などの情報を出力するように学習された学習済モデルに、外部カメラの撮像した画像を入力することで、他の移動体の存在、位置、種別など情報を取得してもよい。他の移動体の種別は、画像におけるサイズや外部検知デバイス１０のレーダー装置が受信する反射波の強度などに基づいて推定することもできる。また、物体認識部２２０は、例えば、レーダー装置がドップラーシフトなどを利用して検出した他の移動体の速度を取得してもよい。また、物体認識部２２０は、後述するようにＬＩＤＡＲ１２により入力された情報に基づいて、障害物を認識してもよい。物体認識部２２０は、制御装置２００に代えて、外部検検知デバイスに含まれてもよい。
位置認識部２３０は、測位装置５０により測位された位置の情報を取得し、取得した位置が予め規定された位置であるか否かを判定する。予め規定された位置の情報は、記憶装置１００に記憶されている。
アクチュエータ制御部２４０の処理の詳細については後述する。
制御部２５０は、例えば、道路認識部２１０の出力に基づく走路の情報と物体認識部２２０の出力に基づく物体の情報を参照して軌道を生成し、生成した軌道を移動体１が自動で走行するように駆動装置８０を制御する。軌道は、移動体１が自動的に（運転者の操作に依らずに）将来走行する軌道である。軌道は、例えば、速度要素を含んでいる。例えば、軌道は、移動体１の到達すべき地点（軌道点）を順に並べたものとして表現される。軌道点は、道なり距離で所定の走行距離（例えば数［ｍ］程度）ごとの移動体１の到達すべき地点であり、それとは別に、所定のサンプリング時間（例えば０コンマ数［ｓｅｃ］程度）ごとの目標速度および目標加速度が、目標軌道の一部として生成される。また、軌道点は、所定のサンプリング時間ごとの、そのサンプリング時刻における移動体１の到達すべき位置であってもよい。この場合、目標速度や目標加速度の情報は軌道点の間隔で表現される。
制御部２５０は、例えば、移動体１が車道を移動する場合、移動体１の周辺に存在する物体との距離を第１距離以上に維持して、移動体１が移動するように、駆動装置８０のモータＭＴや、ブレーキ装置、操作装置を制御する。制御部２５０は、移動体１が歩道を移動する場合、移動体１の前方に存在する物体との距離を第２距離以上に維持して移動体１が移動するように、駆動装置８０のモータＭＴや、ブレーキ装置、操作装置を制御する。第２距離は、例えば、第１距離よりも長い距離である。運転者の操作によって移動体１が移動する場合、制御部２５０は、操作子に対する利用者の操作に基づいて駆動装置８０を制御して操作に応じた態様で移動体１を移動させる。
図３は、ＬＩＤＡＲ１２が光を照射する様子を模式的に示す図である。ＬＩＤＡＲ１２は、光を照射して反射光を検出し、照射から検出までの時間Ｔを測定することで物標の輪郭までの距離を検出する。ＬＩＤＡＲ１２は、光の照射方向を、仰角または俯角（上下方向の照射方向）と、方位角（水平方向の照射方向）との双方について変更可能である。ＬＩＤＡＲ１２は、例えば、上下方向の照射方向を固定して水平方向の照射方向を変えながらスキャンを行い、次いで上下方向の照射方向を変更し、変更した角度で上下方向の照射方向を固定して水平方向の照射方向を変えながらスキャンを行う、という動作を繰り返し行う。
以下、上下方向の照射方向のことを「レイヤ」と称し、レイヤを固定して水平方向の照射方向を変えながら行う一回のスキャンのことを「サイクルスキャン」と称し、水平方向の照射方向のことを「アジマス」と称する。レイヤは、例えばＬ１～Ｌｎまで有限数で設定される（ｎは自然数）。レイヤの変更は、例えば、前回のサイクルで照射した光が今回のサイクルにおける検知に干渉しないように、Ｌ１→Ｌ４→Ｌ２→Ｌ５→Ｌ３…というように角度に関して不連続に行われる。なお、これに限らず、レイヤの変更が角度に関して連続的に行われても構わない。また、アジマス方向が固定され、レイヤを変更しながら光が照射されてもよい。
図３の例では、ＬＩＤＡＲ１２は、Ｌ１からＬ５のそれぞれのレイヤにおいてサイクルスキャンを行い、レイヤごとに規定されたアジマスに対して光が照射される。換言すると、ＬＩＤＡＲ１２は、予め規定された複数の上下方向の向きのそれぞれと予め規定された複数の水平方向の向きのそれぞれとの組み合わせの向きごとに光を照射する。
図４は、ＬＩＤＡＲ１２の配置状態の一例を示す図である。ＬＩＤＡＲ１２は、ハウジング１４内に配置される。ＬＩＤＡＲ１２は、ブッシュ部材１５と、第１支持部１６－１により支持されている。ブッシュ部材１５は、ＬＩＤＡＲ１２とハウジング１４との間に（ＬＩＤＡＲ１２のプラスＺ方向に）設けられている。ブッシュ部材１５は、ＬＩＤＡＲ１２の位置を固定したり、ＬＩＤＡＲ１２に対する振動を緩衝したりする緩衝部材である。ＬＩＤＡＲ１２は、ゴムなどの弾性部材により形成されている。
ＬＩＤＡＲ１２のマイナスＺ方向には、第１支持部１６－１が設けられている。第１支持部１６－１のプラスＸ方向には第２支持部１６－２が設けられ、第１支持部１６－１のマイナスＸ方向には第３支持部１６－３が設けられている。第２支持部１６－２および第３支持部１６－３は移動体１の本体などに固定されている。第１支持部１６－１と第２支持部１６－２との間には、例えば、第１バネ部材１７－１、第１ダンパー１８－１、および第１アクチュエータ１９－１が配置されている。第１支持部１６－１と第３支持部１６－３との間には、例えば、第２バネ部材１７－２、第２ダンパー１８－２、および第２アクチュエータ１９－２が配置されている。
第１アクチュエータ１９－１は、ロッドを有し、不図示のモータの回転によりロッドが基準位置からマイナスＸ方向に延びて第１支持部１６－１をマイナスＸ方向にスライドさせる。第１アクチュエータ１９－１のロッドが基準位置に戻る場合、第１バネ部材１７－１および第１ダンパー１８－１が、第１支持部１６－１がプラスＸ方向に移動するエネルギーを吸収することで、第１支持部１６－１は滑らかに基準位置に戻る。
第２アクチュエータ１９－２は、ロッドを有し、不図示のモータの回転によりロッドが基準位置からプラスＸ方向に延びて第２支持部１６－２をプラスＸ方向にスライドさせる。第２アクチュエータ１９－２のロッドが基準位置に戻る場合、第２バネ部材１７－２および第２ダンパー１８－２が、第１支持部１６－１がマイナスＸ方向に移動するエネルギーを吸収することで、第１支持部１６－１は滑らかに基準位置に戻る。
ＬＩＤＡＲ１２は、例えば、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）１３などのＬＩＤＡＲ１２の姿勢の変化を検出するセンサを備える。制御装置２００のアクチュエータ制御部２４０は、ＩＭＵ１３から取得した情報に基づいて、ＬＩＤＡＲ１２の姿勢（または位置）を検出して、検出結果に基づいてＬＩＤＡＲ１２の姿勢を変化させる。アクチュエータ制御部２４０は、例えば、第１アクチュエータ１９－１または第２アクチュエータ１９－２を制御して第１支持部１６－１の位置をスライドさせることでＬＩＤＡＲ１２の姿勢を変化させる。
図５は、第１支持部１６－１がマイナスＸ方向にスライドしたときのＬＩＤＡＲ１２の状態の一例を示す図である。アクチュエータ制御部２４０が、第１アクチュエータ１９－１のロッドをマイナスＸ方向に延ばすと、第１支持部１６－１が基準位置からマイナスＸ方向にスライドする。ＬＩＤＡＲ１２の重心が前方に移動してＬＩＤＡＲ１２がマイナスＺ方向に傾く。これにより、ＬＩＤＡＲ１２の光の照射方向が、基準位置に対応する照射方向に対してマイナスＺ方向となる。図５に示すように、基準位置の光の照射方向はＬ１－Ｌ５であり、第１支持部１６－１がスライドした後の光の照射方向はＬ１＃－Ｌ５＃である。
上記のように、制御装置２００は、第１の姿勢ＬＩＤＡＲ１２が支持された状態で、ＬＩＤＡＲ１２が光を照射した後、第１の姿勢に対してＬＩＤＡＲ１２の向き（照射方向の向き）を上方向または下方向にずらした第２の姿勢にＬＩＤＡＲ１２を支持させた状態で、ＬＩＤＡＲ１２に光を照射させる。
図６は、移動体１から見た光の照射領域を概念的に示す図である。図６に示すように、照射方向がＬ１－Ｌ５ときの光の照射領域と、照射方向がＬ１＃－Ｌ５＃のときの光の照射領域とは異なる（または一部が重複する）こととなる。すなわち、ＬＩＤＡＲ１２は、第１支持部１６－１による支持状態に依らずに所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射する。
例えば、第１の姿勢においてＬＩＤＡＲ１２が光を照射する方向に対する第２の姿勢においてＬＩＤＡＲ１２が光を照射する方向の角度の変化量は、角度単位の変化量よりも小さい。角度単位とは、ＬＩＤＡＲ１２が、アクチュエータ制御部２４０の制御（第１支持部１６－１の制御）に依らずに上下方向の向きを変えて光を照射する場合における上下後方の角度単位（隣接するレイヤの角度差）である。図６の例では、照射方向Ｌ５＃は、照射方向Ｌ４と照射方向Ｌ５との間に収まるように、ＬＩＤＡＲ１２の姿勢が制御される。
また、姿勢が２段階でなく３段階以上に変化する場合、姿勢の変化は、隣接するレイヤの角度範囲に収まる。また、変化した姿勢ごとにＬＩＤＡＲ１２が光を照射する場合における角度単位は、等間隔または略等間隔であってもよい。図６において、例えば、３段階姿勢が変化する場合、第１の姿勢では光の照射方向がＬ１－Ｌ５、第２の姿勢では光の照射方向がＬ１＃－Ｌ５＃、第３の姿勢では光の照射方向がＬ１＃＃－Ｌ５＃＃（不図示）となるようにＬＩＤＡＲ１２の姿勢が制御される。例えば、照射方向Ｌ５＃および照射方向５＃＃が異なる方向となるように制御され、且つこれらが照射方向Ｌ４と照射方向Ｌ５との間に収まるように制御される。更に、例えば、プラスＺ方向から照射方向Ｌ５、照射方向Ｌ５＃、照射方向Ｌ５＃＃の順になるように光が照射される場合、照射方向Ｌ５と照射方向Ｌ５＃の角度差、照射方向Ｌ５＃と照射方向Ｌ５＃＃との角度差、照射方向Ｌ５＃＃と照射方向Ｌ４との角度差とは等間隔または略等間隔である。姿勢が４段階以上に変化する場合も、同様に姿勢を変化させながら照射を行えばよい。この場合、複数の姿勢のそれぞれにおいて、ＬＩＤＡＲ１２が所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射する場合における複数の姿勢のそれぞれの基準とする照射方向は所定の角度内に収まり且つ重複しない。例えば、照射方向Ｌ５－照射方向Ｌ５＃＃＃（不図示）が基準の照射方向である場合、照射方向Ｌ５＃－照射方向Ｌ５＃＃＃は、照射方向Ｌ５と照射方向Ｌ４との間に収まり且つ重複しない。
例えば、物体認識部２２０は、ＬＩＤＡＲ１２が基準位置の状態において物体を検出する場合、物体の種類や形状によっては、ＬＩＤＡＲ１２の光が物体に当たらず物体を認識することができないことがある。物体認識部２２０は、例えば、図７に示すような２つのポールＰに吊るされたロープＲやチェーンなど上下方向の幅が短く横長の物体（例えばアジマスの方向と平行な物体）や、フェンスなどのように大きい隙間が多数存在する物体などを、ＬＩＤＡＲ１２を用いて検出できない場合がある。
そこで、本実施形態では、上述したようにアクチュエータ制御部２４０が、ＬＩＤＡＲ１２の光の照射向きを複数段階、上下方向に変更させて、ＬＩＤＡＲ１２に光を照射させる。これにより、物体を検出する対象の領域に対して網羅的に光が照射され、物体認識部２２０は、ＬＩＤＡＲ１２の検出結果に基づいて物体を認識することができる。
［フローチャート］
図８は、制御装置２００が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。本処理は、例えば、ＬＩＤＡＲ１２が基準位置において光を照射して、物体認識部２２０がＬＩＤＡＲ１２の検出結果に基づいて物体を検出する処理を実行しているものとする。また、本実施形態では、制御部２５０が、移動体１を制御して自動で走行させているものとする。
まず、アクチュエータ制御部２４０が、所定の条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ１００）。所定の条件を満たしたか否かは、例えば、物体認識部２２０の認識結果に基づいて判定される。所定の条件とは、例えば、移動体１の進行方向であって移動体から所定の距離の位置に、予め規定された物体が存在することである。予め規定された物体とは、例えば、前述した図７に示したポールやフェンスの支柱（金網などが張られた柵の支柱）などのように、ＬＩＤＡＲ１２が認識しづらい物体が設けられていると想定される目印とされる物体である。予め規定された物体の情報は、例えば記憶装置１００に記憶されている。アクチュエータ制御部２４０は、物体認識部２２０が記憶装置１００に記憶された情報を参照して予め規定された物体を認識した場合、所定の条件を満たしたと判定する。また、所定の条件は、所定の領域を移動体１が進行する予定であることであってもよい。所定の領域とは、例えば、２つのポールの間の領域や２つの支柱の間の領域などである。
所定の条件を満たしたか否かは、例えば、位置認識部２３０の認識結果に基づいて判定される。所定の条件は、例えば、移動体１が予め規定された範囲または位置に到達または近づいたことである。予め規定された範囲または位置とは、上記のようにＬＩＤＡＲ１２が認識しづらい物体が設けられていると想定される範囲または位置である。予め規定された範囲または位置とは、例えば、公園の入口や、駐車場の入口、施設の入口などを含む範囲や、これらの位置である。所定の条件は、所定の場所を通過する予定であることであってもよい。所定の場所は、例えば、公園の入口や、駐車場の入口、施設の入口などである。上記の処理において、所定の条件が満たされた場合、移動体１は、停止または減速して以降の処理を行ってもよい。
所定の条件を満たした場合、アクチュエータ制御部２４０は、第１アクチュエータ１９－１または第２アクチュエータ１９－２を制御して、ＬＩＤＡＲ１２の向きをずらし（ステップＳ１０２）、ずらした位置でＬＩＤＡＲ１２に光を照射させる（ステップＳ１０４）。次に、物体認識部２２０が、ＬＩＤＡＲ１２の検出結果に基づいて物体を認識する認識処理を行う（ステップＳ１０６）。各ルーチンにおいてＬＩＤＡＲ１２は異なる領域（一部は重複する領域）に光を照射し、物体認識部２２０は、上記の処理後ごとにＬＩＤＡＲ１２から入力された情報に基づいて、障害物の有無を認識する。
次に、アクチュエータ制御部２４０が、終了条件を満たしたか否かを判定する（ステップＳ１０８）。終了条件とは、例えば、予め設定された複数の位置においてステップＳ１０４、Ｓ１０６の処理が行われたことである。終了条件とは、例えば、第１位置から第Ｎ位置（Ｎは任意の自然数）にＬＩＤＡＲ１２をずらしたことである。例えば、Ｎが３である場合、アクチュエータ制御部２４０は、第１のルーチンにおいて、第１位置にＬＩＤＡＲ１２を位置させて、第１位置において物体を認識する処理を行い、次のルーチンである第２のルーチンにおいて、第２位置にＬＩＤＡＲ１２を位置させて、第２位置において物体を認識する処理を行い、次のルーチンである第３のルーチンにおいて、第３位置にＬＩＤＡＲ１２を位置させて、第３位置において物体を認識する処理を行った場合、終了条件を満たしたと判定する。
終了条件を満たしていない場合、ステップＳ１０２の処理に戻る。終了条件を満たした場合、制御部２５０が、上記の処理のルーチンにおける認識処理において障害物が認識されたか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
障害物が認識された場合、制御部２５０が、障害物を回避するための経路を生成して、生成した経路に沿って移動体１が移動するように移動体１を制御する（ステップＳ１１２）。制御部２５０は、ＬＩＤＡＲ１２が光を照射させる処理を所定回数繰り返し、繰り返しの処理における検出結果において移動体１にとっての障害物が検出された場合、移動体１に障害物を回避させる。障害物が認識されていない場合、制御部２５０が、進行する経路を予定していた経路に決定し、決定した経路に沿って移動体１が移動するように移動体１を制御する（ステップＳ１１４）。
なお、上記の処理の順序または処理の内容は適宜変更されてもよい。例えば、ステップＳ１０２－Ｓ１０８の処理において障害物が認識された場合に、ステップＳ１１２の処理が実行され障害物を回避するように移動体１が制御されてもよい。また、上記の例において、所定の条件が満たされた場合、移動体１は停止したり減速したりして、ステップＳ１０２以降の処理を実行してもよい。
上記のように、アクチュエータ制御部２４０が、ＬＩＤＡＲ１２の位置を変化させることにより、より精度よく物体を検出するための支援を行うことができる。更に、物体認識部２２０が、変化した位置ごとのＬＩＤＡＲ１２の検出結果を用いて物体を認識するため、より精度よく物体を認識することができる。
［変形例１］
上記の説明では、第１支持部１６－１や、ブッシュ部材１５などによりＬＩＤＡＲ１２が支持され、第１支持部１６－１のスライドによってＬＩＤＡＲ１２の位置が変化するものとして説明したが、これに代えて、ＬＩＤＡＲ１２は、他の装置や部材によって支持されたり、位置が変更されたりしてもよい。
図９は、ＬＩＤＡＲ１２の配置状態の一例を示す図である。ＬＩＤＡＲ１２は、例えば、支持部３００に載せられ動かないように支持されてもよい。支持部３００のＸ方向に関する中央のマイナスＺ方向には回転部３１０が設けられている。回転部３１０が不図示のアクチュエータの駆動によって回転すると、支持部３００と共にＬＩＤＡＲ１２が回転する。これにより、ＬＩＤＡＲ１２の光の照射方向が変化する。
上記のように、ＬＩＤＡＲ１２の位置の変化は、回転部３１０の回転によって制御されてもよい。
［変形例２］
上記の説明では、ＬＩＤＡＲ１２が向く角度を変更して光を照射する方向を変化させる例について説明したが、これに代えて、図１０に示すように、ＬＩＤＡＲ１２の上下方向の位置を変えて光を照射する方向を変化させてもよい。例えば、第１の位置においてＬＩＤＡＲ１２がＬ１－Ｌ５方向に光を照射した後、駆動部３２０がＬＩＤＡＲ１２の位置を上方向に変化させ第２の位置に位置させる。ＬＩＤＡＲ１２が第２の位置においてＬ１＃－Ｌ５＃方向に光を照射する。
上記のように、ＬＩＤＡＲ１２が、位置を変えて光を照射することで、より精度よく物体を検出するための支援を行うことができる。
［変形例３］
上記の説明では、ＬＩＤＡＲ１２は、予め規定された複数の上下方向の向きのそれぞれと予め規定された複数の水平方向の向きのそれぞれとの組み合わせの向きごとに光を照射するものとして説明したが、これに代えて、ＬＩＤＡＲ１２は、１つの上下方向の向きにおいて複数の水平方向の向きごとに光を照射するものであってもよい。図１１は、変形例３のＬＩＤＡＲ１２が光を照射している状態の一例を示す図である。図１１に示すように、ＬＩＤＡＲ１２は、第１の位置において、光をＬ１方向に照射した後、第２の位置において、光をＬ１＃方向に照射してもよい。また、ＬＩＤＡＲ１２は、位置を複数回変えて光を照射してもよい。
上記のように、ＬＩＤＡＲ１２が、上下方向の向きを変化させて光を照射することで、より精度よく物体を検出するための支援を行うことができる。
以上説明した実施形態によれば、制御装置２００が、物体が検出された場合または移動体が予め規定された位置に到達または近づいた場合、第１の姿勢または位置にＬＩＤＡＲ１２が支持された状態で、ＬＩＤＡＲ１２が光を照射した後、第１の姿勢または位置に対してＬＩＤＡＲ１２の向きまたは位置を上方向または下方向にずらした第２の姿勢または位置にＬＩＤＡＲ１２を支持させた状態で、ＬＩＤＡＲ１２に光を照射させることにより、より精度よく物体を検出するための支援を行うことができる。
第１の姿勢または位置にＬＩＤＡＲ１２が支持された状態で、ＬＩＤＡＲ１２が光を照射した後、第１の姿勢または位置に対してＬＩＤＡＲ１２の向きまたは位置を上方向または下方向にずらした第２の姿勢または位置にＬＩＤＡＲ１２を支持させた状態で、ＬＩＤＡＲ１２に光を照射させる特定制御は、移動体１が歩道を移動している場合に行われ、車道を移動している場合には行われなくてもよい。例えば、制御装置２００は、歩道と車道のどちらを走っているかの認識結果に基づき、歩道を走行中、または歩道へ進入するときのみ上記の特定制御を行うこととしてもよい。これは車道にはポールやチェーン、フェンスなどのようなＬＩＤＡＲ１２が検出しづらい物体は存在しないからである。これにより、不要な制御が抑制され、処理負荷が軽減されると共に、より移動体１がスムーズに移動することができる。
また、上述した説明では、ＬＩＤＡＲ１２に対して特定制御が行われるものとして説明したが、これに代えて（加えて）、特定制御はミリ波レーダーなどの電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置（例えば、外部検知デバイス１０に含まれるレーダー装置）に対して実施されてもよい。
上記説明した実施形態は、以下のように表現することができる。
移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、
前記測距装置を支持する前記支持装置と、
プログラムを記憶した記憶装置と、
ハードウェアプロセッサと、を備え、
前記ハードウェアプロセッサが前記記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより、
前記移動体の進行方向に存在する予め規定された物体を検出する処理と、
前記測距装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置に変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する処理と、
前記物体が検出された場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる処理と、を実行されるように構成されている、移動体の制御装置。
以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
１０ 外部検知デバイス
２０ 移動体センサ
３０ 操作子
４０ 内部カメラ
５０ 測位装置
６０ 対話装置
７０ 移動機構
８０ 駆動装置
９０ 外部報知装置
１００ 記憶装置
２００ 制御装置
２１０ 道路認識部
２２０ 物体認識部
２３０ 位置認識部
２４０ アクチュエータ制御部
２５０ 制御部

Claims (10)

  1. 移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、
    前記測距装置を支持する前記支持装置と、
    前記移動体の進行方向に存在する予め規定された物体を検出する検出部と、
    前記測距装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置とに変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記物体が検出された場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる、
    移動体に搭載される制御装置。
  2. 前記予め規定された物体は、ポールの支柱またはフェンスの支柱を含み、
    前記ポールまたは前記フェンスは、前記測距装置が姿勢または位置を変化させずに検出しづらい物体である、
    請求項１に記載の移動体に搭載される制御装置。
  3. 前記測距装置は、前記支持状態に依らずに所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射する、
    請求項１または２に記載の移動体に搭載される制御装置。
  4. 前記測距装置が前記第１の姿勢から前記第２の姿勢に変化することによる前記測距装置が電磁波を照射する方向の角度の変化量は、前記所定の角度よりも小さい、
    請求項３に記載の移動体に搭載される制御装置。
  5. 前記制御部は、前記第１の姿勢および前記第２の姿勢を含む複数の姿勢のそれぞれにおいて、前記測距装置に所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射させる、
    請求項１または２に記載の移動体に搭載される制御装置。
  6. 前記複数の姿勢のそれぞれにおいて、前記測距装置が所定の角度ごとに上下方向の向きを変えて電磁波を照射する場合における前記複数の姿勢のそれぞれの基準とする照射方向は前記所定の角度内に収まり且つ重複しない、
    請求項５に記載の移動体に搭載される制御装置。
  7. 前記制御部は、前記測距装置の姿勢を等間隔で変化させ、変化させた複数の姿勢のそれぞれにおいて、前記測距装置に前記支持装置に依らずに前記所定の角度ごとに電磁波を照射する上下方向の向きを変えて電磁波を照射させる、
    請求項５または６に記載の移動体に搭載される制御装置。
  8. 前記制御部は、前記測距装置が前記電磁波を照射する処理における検出結果において移動体にとっての障害物が検出された場合、前記移動体に前記障害物を回避させる、
    請求項１から７のうちいずれか１項に記載の移動体に搭載される制御装置。
  9. 移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、
    前記測距装置を支持する前記支持装置と、を備えた移動体のコンピュータが、
    前記移動体の進行方向に存在する予め規定された物体を検出する処理と、
    前記測距装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置に変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する処理と、
    前記物体が検出された場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる処理と、
    を実行する制御方法。
  10. 移動体に搭載され且つ支持装置に支持され、電磁波を照射して物体に当たって跳ね返ってきた電磁波の検出の結果に基づいて物体を検出する測距装置と、
    前記測距装置を支持する前記支持装置と、を備えた移動体のコンピュータに、
    前記移動体の進行方向に存在する予め規定された物体を検出する処理と、
    前記測距装置の支持状態を少なくとも第１の姿勢または位置と第２の姿勢または位置に変化させるよう、前記支持装置の状態を制御する処理と、
    前記物体が検出された場合、第１の姿勢または位置に前記測距装置が支持された状態で、前記測距装置が前記電磁波を照射した後、前記支持装置を制御して前記第１の姿勢または位置に対して前記測距装置の向きまたは位置を少なくとも上方向または下方向のいずれかに変化させた第２の姿勢または位置に前記測距装置を支持させた状態で、前記測距装置に電磁波を照射させる処理と、
    を実行させるプログラム。
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