JP7435348B2

JP7435348B2 - 制御装置、車両、プログラム及び制御方法

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Publication number: JP7435348B2
Application number: JP2020132048A
Authority: JP
Inventors: アキラロジャーカイル; 優太児玉; コレンティンマリエシーモスウ; 俊介谷森; 里桜皆川; ベンジャミンダニー
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-08-03
Filing date: 2020-08-03
Publication date: 2024-02-21
Anticipated expiration: 2040-08-03
Also published as: US20220032834A1; JP2022028561A; CN114066703A

Description

本開示は、制御装置、車両、プログラム及び制御方法に関する。

従来、荷物の積み下ろしを行うアームを搭載した貨物車両が知られている（例えば特許文献１）。

特開2003-048476号公報

物流を効率化するために、車両間で荷物を移動させて積み替えることが考えられる。しかし上記特許文献１では、車両間での安全な荷物移動が考慮されていない。

かかる事情に鑑みてなされた本開示の目的は、車両間で安全に荷物を積み替えることができる制御装置、車両、プログラム及び制御方法を提供することにある。

本開示の一実施形態に係る制御装置は、
第１の車両及び第２の車両と通信可能に接続された制御装置であって、制御部を含み、前記制御部は、
前記第２の車両に格納された荷物の積み替え先として、前記第１の車両を識別することと、
前記第２の車両と前記第１の車両との目標相対関係を読み出すことと、
前記目標相対関係に基づいて、前記第２の車両を制御することと、
前記目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、前記第１の車両又は前記第２の車両の運搬装置を用いて、前記荷物を前記第２の車両から前記第１の車両に運搬することと、
を実行する。

本開示の一実施形態に係るプログラムは、
第１の車両及び第２の車両と通信可能に接続された制御装置としてのコンピュータに、
前記第２の車両に格納された荷物の積み替え先として、前記第１の車両を識別することと、
前記第２の車両と前記第１の車両との目標相対関係を読み出すことと、
前記目標相対関係に基づいて、前記第２の車両を制御することと、
前記目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、前記第１の車両又は前記第２の車両の運搬装置を用いて、前記荷物を前記第２の車両から前記第１の車両に運搬することと、
を実行させる。

本開示の一実施形態に係る制御方法は、
第１の車両及び第２の車両と通信可能に接続された制御装置による制御方法であって、
前記第２の車両に格納された荷物の積み替え先として、前記第１の車両を識別することと、
前記第２の車両と前記第１の車両との目標相対関係を読み出すことと、
前記目標相対関係に基づいて、前記第２の車両を制御することと、
前記目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、前記第１の車両又は前記第２の車両の運搬装置を用いて、前記荷物を前記第２の車両から前記第１の車両に運搬することと、
を含む。

本開示の一実施形態による制御装置、車両、プログラム及び制御方法によれば、車両間で安全に荷物を積み替えることができる。

情報処理システムの概略図である。第１の車両の構成を示すブロック図である。第２の車両の構成を示すブロック図である。制御装置の構成を示すブロック図である。目標相対関係ＤＢ(database)のデータ構造を示す図である。運搬を示す図である。制御装置の動作を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態の情報処理システムＳの概略図である。情報処理システムＳは、ネットワークＮＷを介して互いに通信可能に接続された第１の車両１と第２の車両２と制御装置３とを含む。図１では説明の簡便のため、第１の車両１と第２の車両２と制御装置３とは１つずつ図示される。しかし、第１の車両１と第２の車両２と制御装置３とのそれぞれの数はこれに限られない。例えば、本実施形態の制御装置３が実行する処理は、分散配置された複数の制御装置によって実行されてよい。ネットワークＮＷは、例えば移動体通信網とインターネットとを含む。

本実施形態の制御装置３が実行する処理の概要が説明される。制御装置３は、第２の車両２に格納された荷物の積み替え先として、第１の車両１を識別し、第２の車両２と第１の車両１との目標相対関係を読み出す。制御装置３は更に、目標相対関係に基づいて、第２の車両２を制御し、目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、運搬装置２５を用いて、荷物を第２の車両２から第１の車両１に運搬する。この構成により制御装置３は、差分が許容範囲内であることを確認してから荷物を運搬するので、車両間で安全に荷物を積み替えることができる。

第１の車両１及び第２の車両２は、例えば、ガソリン車、ディーゼル車、ＨＶ、ＰＨＶ、ＥＶ、又はＦＣＶなどの任意の種類の自動車を含む。「ＨＶ」は、Hybrid Vehicleの略語である。「ＰＨＶ」は、Plug-in Hybrid Vehicleの略語である。「ＥＶ」は、Electric Vehicleの略語である。「ＦＣＶ」は、Fuel Cell Vehicleの略語である。第１の車両１及び第２の車両２は、任意のレベルでその運転が自動化されてよい。自動化のレベルは、例えば、ＳＡＥのレベル分けにおけるレベル１からレベル５のいずれかである。「ＳＡＥ」は、Society of Automotive Engineersの略語である。第１の車両１及び第２の車両２は、ＭａａＳ専用車両でもよい。「ＭａａＳ」は、Mobility as a Serviceの略語である。代替例として、第１の車両１及び第２の車両２は、運転手によって運転されてよい。

図２を参照して第１の車両１の内部構成が詳細に説明される。

第１の車両１は、制御部１１と通信部１２と記憶部１３と位置情報取得部１４とを含む。第１の車両１の各構成要素は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク又は専用線を介して、互いに通信可能に接続される。

制御部１１は例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）を含む１つ以上の汎用プロセッサを含む。制御部１１は、特定の処理に特化した１つ以上の専用プロセッサを含んでよい。制御部１１は、プロセッサを含む代わりに、１つ以上の専用回路を含んでもよい。専用回路は例えば、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であってよい。制御部１１は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んでもよい。

通信部１２は、ネットワークＮＷに接続するための、１つ以上の有線又は無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格に対応する通信モジュールを含む。通信部１２は、４Ｇ（4th Generation）、又は５Ｇ（5th Generation）を含む１つ以上の移動体通信規格に対応するモジュールを含んでよい。通信部１２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＡｉｒＤｒｏｐ（登録商標）、ＩｒＤＡ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）、又はＲＦＩＤを含む１つ以上の近距離通信の規格又は仕様に対応する通信モジュール等を含んでよい。通信部１２は、ネットワークＮＷを介して任意の情報を送信及び受信する。任意の情報は、例えばＧＰＳ（Global Positioning System）を利用して得られた位置情報を含む。通信部１２は車々間通信を行って、他の車両と任意の情報を送信及び受信可能である。例えば通信部１２は車々間通信により他の車両を認証することができる。

記憶部１３は、例えば半導体メモリ、磁気メモリ、又は光メモリであるが、これらに限られない。記憶部１３は、例えば主記憶装置、補助記憶装置、又はキャッシュメモリとして機能してもよい。記憶部１３は、制御部１１によって分析又は処理された結果の情報を記憶してよい。記憶部１３は、第１の車両１の動作又は制御に関する各種情報等を記憶してよい。記憶部１３は、システムプログラム、アプリケーションプログラム、及び組み込みソフトウェア等を記憶してよい。

位置情報取得部１４は例えばアンテナ等の受信機を含む。位置情報取得部１４は、例えばＧＰＳを利用して、第１の車両１の位置情報を取得する。

図３を参照して第２の車両２の内部構成が詳細に説明される。

第２の車両２は、制御部２１と通信部２２と記憶部２３と位置情報取得部２４と運搬装置２５とを含む。本実施形態では運搬装置２５は第２の車両２に含まれるが、代替例として運搬装置２５は第１の車両１又は第２の車両２の少なくとも一方に含まれてもよい。第２の車両２の各構成要素は、例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワーク又は専用線を介して、互いに通信可能に接続される。

本実施形態における制御部２１と通信部２２と記憶部２３と位置情報取得部２４とのハードウェア構成は、第１の車両１の制御部１１と通信部１２と記憶部１３と位置情報取得部１４とのハードウェア構成と同一である。よってここでの説明は省略する。

運搬装置２５は、１以上の任意の荷物を運搬する装置である。運搬装置２５は例えば図１に示すようなロボットアームであってよい。この場合に運搬装置２５は、荷物を持ち上げて移動させる。代替例として運搬装置２５は、コンベヤであってよい。この場合に運搬装置２５は、コンベヤを駆動して、コンベヤ上に置かれた荷物を移動させる。

運搬装置２５は図１に示すように第２の車両２の車内のドア付近に設けられる。しかし代替例として、運搬装置２５は、第２の車両２の荷台、荷室、トランク、外側表面、又は専用口等に設けられてよい。

制御装置３は、事業者による配車サービスの提供を支援するサーバであってよい。制御装置３は、例えば、配車事業者専用の施設に、又はデータセンタを含む共用の施設に設置されてよい。制御装置３は、第１の車両１と第２の車両２との動作を制御する。代替例として、制御装置３は第２の車両２に搭載されてよい。

図４を参照して制御装置３の内部構成が詳細に説明される。

制御装置３は、制御部３１と通信部３２と記憶部３３とを含む。制御装置３の各構成要素は、例えば専用線を介して互いに通信可能に接続される。

本実施形態の制御装置３の制御部３１と通信部３２と記憶部３３とのハードウェア構成は、第１の車両１の制御部１１と通信部１２と記憶部１３とのハードウェア構成と同一であってよい。よってここでの説明は省略する。

記憶部３３は、図５に示す目標相対関係ＤＢを含む。目標相対関係ＤＢでは、識別子でであるＩＤに関連付けて、目標相対関係の内容を示す情報が記憶される。目標相対関係の内容は後述する。代替例として、目標相対関係ＤＢは、制御装置３の外部の記憶装置に記憶されて、制御装置３からアクセスされてよい。

以下、本実施形態の情報処理システムＳで実行される処理が詳細に説明される。ここでは一例として、第２の車両２が、ユーザから預かった荷物を運搬する場面が説明される。

制御装置３は、運用上の任意の理由から、第２の車両２が運搬している荷物を第１の車両１へ積み替える必要があると判定する。制御装置３は、荷物の積み替え先として、第１の車両１を識別する。

制御装置３は図５に示す目標相対関係ＤＢから、第１の車両１と第２の車両２との目標相対関係を読み出す。目標相対関係は、荷物の安全な積み替えを行うのに望ましい、車両ＩＤ旅館の相対的な関係である。図５に例示される目標相対関係は、第１の車両１と第２の車両２との車間距離が０メートルであることと、第１の車両１と第２の車両２との相対速度が０ｋｍ／ｈであることである。代替例として目標相対関係は例えば、次の条件のうち少なくとも１つであってよい。
・条件１：車両間の距離が所定値（例えば２メートル）以内であること
・条件２：車両間の相対速度が所定値以内（例えば１０ｋｍ／ｈ以内、又は、０ｋｍ／ｈ）であること（このとき第１の車両１及び第２の車両２の両方は停車中であってよいし、それらの少なくとも一方は走行中であってよい）
・条件３：それぞれの車両のドアが開いた状態で互いに向かい合うこと
・条件４：車両同士が縦列又は並列等に連結されたこと

制御装置３は、目標相対関係に基づいて、第２の車両２を制御する。例えば制御装置３は、目標相対関係が満たされるように、第２の車両２を第１の車両１の近傍に移動させる。制御装置３は、位置情報取得部１４及び位置情報取得部２４のそれぞれから取得した位置情報により、第１の車両１及び第２の車両２の位置を判定可能である。このとき第２の車両２は、例えば車々間通信により、第１の車両１を識別する。代替例として第２の車両２は、周囲の画像を撮像して、撮像画像を解析することによって、第１の車両１を識別してよい。

制御装置３は、第１の車両１と第２の車両２との実相対関係を定期的又は不定期的に判定する。実相対関係は、第１の車両１と第２の車両２との実際の相対関係を示す。

制御装置３は定期的又は不定期的に、目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるか否かを判定する。例えば差分は、目標相対関係に含まれる上記の条件の少なくともいくつか（例えば条件１乃至４のいずれか１つ、条件１乃至４のいずれか２つ、条件１乃至４のいずれか３つ、条件１乃至４の全て）が全て満たされるときに、許容範囲内である。

制御装置３は、差分が許容範囲内であると判定すると、図６に示すように第２の車両２の運搬装置２５を用いて、第２の車両２に格納された荷物Ｌ０１を矢印Ａ６１の方向に第１の車両１へ運搬する。図６においては、上記の条件のうち条件１乃至３が満たされている。

追加例として制御装置３は、運搬を行う前に、第１の車両１及び第２の車両２が存在する道路の混雑状況に応じて、荷物Ｌ０１を運搬する位置を調整してよい。具体的には制御装置３は、道路の混雑情報（例えば事故、渋滞又は規制についての情報）を提供するサーバから、第１の車両１及び第２の車両２が走行又は停車する道路の混雑情報を取得する。制御装置３は、第１の車両１及び第２の車両２が走行又は停車する道路が混雑していることを検出すると、第１の車両１及び第２の車両２を別の道路に移動させて、移動先で荷物Ｌ０１を運搬させてよい。

運搬された荷物Ｌ０１は、第１の車両１に格納される。第１の車両１は、第１の車両１に荷物Ｌ０１が格納されたことを検出すると、制御装置３からの命令にしたがって走行する。

図７を参照して、制御装置３の制御部３１による制御方法が説明される。

ステップＳ１にて制御装置３は、第２の車両２に格納された荷物の積み替え先として、第１の車両１を識別する。

ステップＳ２にて制御装置３は、第２の車両２と第１の車両１との目標相対関係を記憶部３３から読み出す。

ステップＳ３にて制御装置３は、目標相対関係に基づいて、第２の車両２を制御する。例えば制御装置３は、目標相対関係が満たされるように第２の車両２を移動させる。

ステップＳ４にて制御装置３は、目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるか否かを判定する。

ステップＳ４にてＮｏのとき制御装置３は、ステップＳ４を再度実行する。

ステップＳ４にてＹｅｓのとき、ステップＳ５にて制御装置３は、第２の車両２の運搬装置２５（例えばロボットアーム又はコンベヤ）を用いて、荷物を第２の車両２から第１の車両１に運搬する。制御装置３は、第１の車両及び前記第２の車両が存在する道路の混雑状況に応じて、荷物を運搬する位置を調整してよい。

以上述べたように本実施形態によれば、制御装置３は、第２の車両２に格納された荷物の積み替え先として、第１の車両１を識別し、第２の車両２と第１の車両１との目標相対関係を読み出す。制御装置３は更に、目標相対関係に基づいて、第２の車両２を制御し、目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、運搬装置２５を用いて、荷物を第２の車両２から第１の車両１に運搬する。この構成により制御装置３は、差分が許容範囲内であることを確認してから荷物を運搬するので、車両間で安全に荷物を積み替えることができる。

また本実施形態によれば、目標相対関係は、第１の車両１と第２の車両２との間の距離が所定値以内であることという第１の条件を含み、少なくとも第１の条件が満たされるとき差分は許容範囲内である。また、目標相対関係は、第１の車両１と第２の車両２との相対速度が所定値以内であることという第２の条件を含み、少なくとも第２の条件が満たされるとき差分は許容範囲内である。また、目標相対関係は、第１の車両１のドアと第２の車両２のドアとが開いた状態で互いに向かいあうことという第３の条件を含み、少なくとも第３の条件が満たされるとき差分は許容範囲内である。更に目標相対関係は、第１の車両１と第２の車両２とが連結されたことという第４の条件を含み、少なくとも第４の条件が満たされるとき差分は許容範囲内である。この構成により制御装置３は、荷物の積み替えの際の安全性を一層向上させることができる。

また本実施形態によれば、運搬装置２５はロボットアーム又はコンベヤを含み、制御部３１は、ロボットアーム又は前記コンベヤを制御して荷物を運搬する。この構成により制御装置３は、運搬を円滑に行うことができる。

また本実施形態によれば、制御部３１は、第１の車両１及び第２の車両２が存在する道路の混雑状況に応じて、荷物を運搬する位置を調整する、この構成により制御装置３は、混雑している道路での運搬を低減することができるので、もって道路交通を阻害することを低減することができる。

本開示が諸図面及び実施例に基づき説明されるが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形及び改変を行ってもよいことに注意されたい。その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。例えば、各手段又は各ステップに含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段又はステップを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、上記の実施形態において、制御装置３の機能又は処理の全部又は一部を実行するプログラムは、コンピュータで読取り可能な記録媒体に記録しておくことができる。コンピュータで読取り可能な記録媒体は、非一時的なコンピュータ読取可能な媒体を含み、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、又は半導体メモリである。プログラムの流通は、例えば、プログラムを記録したＤＶＤ（Digital Versatile Disc）又はＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）などの可搬型記録媒体を販売、譲渡、又は貸与することによって行う。またプログラムの流通は、プログラムを任意のサーバのストレージに格納しておき、任意のサーバから他のコンピュータにプログラムを送信することにより行ってもよい。またプログラムはプログラムプロダクトとして提供されてもよい。本開示は、プロセッサが実行可能なプログラムとしても実現可能である。

Ｓ情報処理システム
ＮＷネットワーク
１第１の車両
１１制御部
１２通信部
１３記憶部
１４位置情報取得部
２第２の車両
２１制御部
２２通信部
２３記憶部
２４位置情報取得部
２５運搬装置
３制御装置
３１制御部
３２通信部
３３記憶部

Claims

走行中の第１の車両及び走行中の第２の車両と通信可能に接続された制御装置であって、制御部を含み、前記制御部は、
前記第２の車両によって撮像された画像を解析することによって、前記第２の車両に格納された荷物の積み替え先として、前記第１の車両を識別することと、
前記第２の車両と前記第１の車両との目標相対関係を読み出すことと、
前記目標相対関係に基づいて、前記第２の車両を制御することと、
前記目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、前記第１の車両又は前記第２の車両の運搬装置を用いて、前記荷物を前記第２の車両から前記第１の車両に運搬することと、
を実行し、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両との相対速度が所定値以内であることという第２の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両との間の距離が所定値以内であることという第１の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両のドアと前記第２の車両のドアとが開いた状態で互いに向かいあうことという第３の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両とが並列に連結されたことという第４の条件を含み、前記第１の条件乃至前記第４の条件が満たされるとき前記差分は許容範囲内である、制御装置。
請求項１に記載の制御装置において、
前記運搬装置はロボットアーム又はコンベヤを含み、前記制御部は、前記ロボットアーム又は前記コンベヤを制御して前記荷物を運搬する、制御装置。
請求項１又は２に記載の制御装置において、
前記制御部は、前記第１の車両及び前記第２の車両が存在する道路の混雑状況に応じて、前記荷物を運搬する位置を調整する、制御装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置が搭載された車両。
走行中の第１の車両及び走行中の第２の車両と通信可能に接続された制御装置としてのコンピュータに、
前記第２の車両によって撮像された画像を解析することによって、前記第２の車両に格納された荷物の積み替え先として、前記第１の車両を識別することと、
前記第２の車両と前記第１の車両との目標相対関係を読み出すことと、
前記目標相対関係に基づいて、前記第２の車両を制御することと、
前記目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、前記第１の車両又は前記第２の車両の運搬装置を用いて、前記荷物を前記第２の車両から前記第１の車両に運搬することと、
を実行させ、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両との相対速度が所定値以内であることという第２の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両との間の距離が所定値以内であることという第１の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両のドアと前記第２の車両のドアとが開いた状態で互いに向かいあうことという第３の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両とが並列に連結されたことという第４の条件を含み、前記第１の条件乃至前記第４の条件が満たされるとき前記差分は許容範囲内である、プログラム。
請求項５に記載のプログラムにおいて、
前記運搬装置はロボットアーム又はコンベヤを含み、
前記ロボットアーム又は前記コンベヤを制御して前記荷物を運搬することを前記コンピュータに更に実行させる、プログラム。
走行中の第１の車両及び走行中の第２の車両と通信可能に接続された制御装置による制御方法であって、
前記第２の車両によって撮像された画像を解析することによって、前記第２の車両に格納された荷物の積み替え先として、前記第１の車両を識別することと、
前記第２の車両と前記第１の車両との目標相対関係を読み出すことと、
前記目標相対関係に基づいて、前記第２の車両を制御することと、
前記目標相対関係と実相対関係との差分が許容範囲内であるとき、前記第１の車両又は前記第２の車両の運搬装置を用いて、前記荷物を前記第２の車両から前記第１の車両に運搬することと、
を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両との相対速度が所定値以内であることという第２の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両との間の距離が所定値以内であることという第１の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両のドアと前記第２の車両のドアとが開いた状態で互いに向かいあうことという第３の条件を含み、
前記目標相対関係は、前記第１の車両と前記第２の車両とが並列に連結されたことという第４の条件を含み、前記第１の条件乃至前記第４の条件が満たされるとき前記差分は許容範囲内である、制御方法。
請求項７に記載の制御方法において、
前記運搬装置はロボットアーム又はコンベヤを含み、
前記ロボットアーム又は前記コンベヤを制御して前記荷物を運搬することを更に含む、制御方法。