JPH0772925A - 障害物回避制御装置 - Google Patents

障害物回避制御装置

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JPH0772925A
JPH0772925A JP5243523A JP24352393A JPH0772925A JP H0772925 A JPH0772925 A JP H0772925A JP 5243523 A JP5243523 A JP 5243523A JP 24352393 A JP24352393 A JP 24352393A JP H0772925 A JPH0772925 A JP H0772925A
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JP
Japan
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collision risk
obstacle
speed
value
moving
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JP5243523A
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English (en)
Inventor
Masahito Tanaka
雅人 田中
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Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Publication date
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  • Steering Controls (AREA)
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  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大きさや形状が多様で不規則に分布している
壁や通路のような静止障害物に対して、自動走行車など
の移動物を的確に制御できる障害物回避制御装置を提供
する。 【構成】 障害物のある領域内にファジィ集合の適合度
を表わす多次元メンバシップ関数を設定し、これを用い
て算出した適合度の値が等しい位置を結んでできる等適
合度線のうち障害物と交わる最大の等適合度線の値を衝
突危険度として出力する衝突危険度判定手段１と、障害
物及び移動物の位置、速度及び進行方向に基づいて現時
点より後の衝突危険度の予測値を算出する状況予測手段
３と、衝突危険度及びその予測値から適切な進行方向及
び速度を算出し、移動物に対する制御指令として出力す
る制御指令出力手段２とを具備する構成において、静止
障害物を離散的な点の集合として検出し、それらの検出
点に対する衝突危険度の予測値に応じて、衝突危険度か
ら制御指令としての進行方向及び速度を算出するための
定数の値を変更する状況対応処理部２７を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通路や壁のような静止
障害物に対して移動ロボットや自動搬送車などの移動物
が衝突する危険度を求め、それに基づいて衝突回避制御
を行う障害物回避制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ファジィ制御を利用して衝突危険度を判
定し、それによって衝突回避を自動化することは、船舶
の衝突回避システムとして提案されている（「オートメ
ーション」第３３巻第６号）。この衝突回避システム
は、二つの船の最接近点（ＣＰＡ）における二船間の距
離（最接近距離ＤＣＰＡ）、及び二つの船がＣＰＡに至
るまでの時間（最接近時間ＴＣＰＡ）という２つの量か
ら、ファジィ推論則に従って衝突危険度を求め、それに
基づいて自動的に衝突回避動作を行うものである。
【０００３】しかし、上記の衝突回避システムは、衝突
回避を行うべき移動物として、船舶のようにほぼ直線的
に進むものを対象としたものであり、本質的に船とは異
なる動きをする移動物、例えばロボットや自動搬送車の
ように、頻繁に且つ急角度で方向を変えるものを対象と
して、壁や机等の障害物に対する衝突回避動作を行うこ
とには適用し難く、実用的でもない。更に、上記の衝突
回避システムで用いられる、衝突危険度を判定して衝突
を回避する手法は、回避すべき障害物としても船舶のよ
うにほぼ直線的に進むものを対象にしたアルゴリズムで
あって、例えば工場内にある自動搬送車が、自動搬送車
の存在に気付かずに歩いている人間を回避するというよ
うな、限られた範囲でランダムに方向や速度を変える移
動障害物の回避には適用できない。
【０００４】また、最接近距離とか最接近時間を求め、
それらを台集合としてメンバシップ関数を与えてファジ
ィ推論を行うというように、仮想空間を用いて衝突危険
度を求め、それを基にして制御指令を求めるため、設計
や製造に直接関与した者以外の第三者（使用者等）にと
っては、どのような状況で、どのような判定が行われる
かが把握しにくい。従って、使用者等が回避制御の手順
を変更したり調整したい場合に取り扱いが難しい。
【０００５】一方、ロボットや自動搬送車については、
ＩＦ−ＴＨＥＮ形式の言語表現的なファジィルールで記
述した走行制御ルールを用いて知能ロボットの走行を制
御する技術が提案されている。その走行制御ルールは、
道路の形態とロボットの動作により、直進用ルール、左
折用ルール、右折用ルールの３つに分けられ（各々複数
個のルール群になる）、状況に応じてこれら３つのルー
ルの使用を切り替えるようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
ファジィルールによる走行制御技術では、ルール切り替
えのアルゴリズムが必要で、容量の大きいメモリも必要
となり、１サイクルごとの演算時間も長くなる。また、
直進用、左折用、右折用ルールの切り替え方式であるの
で、直角タイプの通路での走行制御に限定されており、
実用範囲が狭いという問題点がある。
【０００７】そこで、本発明者は、ロボットや自動搬送
車、或いは飛行機のように頻繁に且つ急角度で方向を変
えることが多い移動物に対しても適用できると共に、複
雑なアルゴリズムを用いることなく、使用者に理解し易
く、調整し易い回避制御動作を実現する障害物回避装置
を開発した（その内容は、特開平４−３５８２０９号と
して公開されている）。これは、障害物のある領域内に
ファジィ集合の適合度を表わす多次元メンバシップ関数
を設定し、この多次元メンバシップ関数を用いて、移動
物の移動速度に応じて変化する適合度を算出し、前記領
域内で適合度の値が等しい位置を結んでできる等適合度
線のうち障害物と交わる等適合度線の最大の適合度によ
り、障害物に対する衝突危険度を表わし、この衝突危険
度に基づいて移動物が障害物を回避するための進行方向
及び速度を算出し、移動物に対する制御指令として出力
するようにしたものである。
【０００８】この障害物回避装置によれば、進行方向や
速度をランダムに変える移動障害物に対して有効であ
り、複数の移動障害物に対しても的確な回避動作を実現
することができる。
【０００９】しかしながら、対象となる障害物が壁面の
ような静止障害物である場合には、静止障害物の位置や
大きさの検出は、超音波センサ等の検出手段により離散
的に行われるので、通路や壁面を構成する静止障害物は
離散的な点の集合として検出される。以下、これらの点
を「障害物検出点」という。
【００１０】上記の障害物回避装置によると、障害物が
安全に通過できる通路であっても、移動物は通路の入口
を回避してしまったり、或いは、通路内に進入しても通
路が曲がっていると旋回能力が不十分なために通路の壁
に衝突してしまうという問題が生じる。その理由は、上
記のような静止障害物の場合には、的確な回避動作を実
現する上で障害物の位置だけでなく大きさも重要であ
り、障害物の大きさは上記の障害物検出点の数で表わさ
れるが、先に提案した障害物回避装置では、障害物が移
動するとしないとにかかわらず、障害物を１つの点とし
て検出し、それが移動する場合には、検出した点の移動
速度を重要視しており、検出点の数という因子（条件）
については考慮していないことによる。
【００１１】従って、本発明の目的は、上記のような静
止障害物に対して、先に提案した障害物回避装置よりも
的確に対応する（例えば、障害物が安全に通過できる通
路であれば、単に回避するのでなく、うまく通過するよ
うに移動制御する）障害物回避制御装置を提供すること
である。
【００１２】本発明のもう１つの目的は、大きさや形状
が多様で不規則に分布している複数の壁や不規則な形状
に形成されている通路のような静止障害物に対しても、
単一の回避制御アルゴリズムにより、自動搬送車や移動
ロボット等の移動物の進行方向と速度を的確に決定して
制御できる障害物回避制御装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、障害物及び移
動物の位置を検出する検出手段を有し、該検出手段で検
出された障害物のある領域内にファジィ集合の適合度を
表わす多次元メンバシップ関数を設定し、該多次元メン
バシップ関数を用いて、前記移動物の移動速度に応じて
変化する適合度を算出し、前記領域内で適合度の値が等
しい位置を結んでできる等適合度線のうち前記障害物と
交わる等適合度線の最大の適合度を、前記障害物に対す
る衝突危険度として出力する衝突危険度判定手段と；前
記検出手段で検出された障害物及び移動物の位置、速度
及び進行方向に基づき所定の状況予測アルゴリズムに従
って現時点より後の衝突危険度の予測値を算出する状況
予測手段と；前記衝突危険度及びその予測値から、前記
移動物が前記障害物を回避するための進行方向及び速度
を算出し、前記移動物に対する制御指令として出力する
制御指令出力手段とを具備する障害物回避制御装置にお
いて、前記検出手段は、障害物が静止障害物である場合
にそれを離散的な点（障害物検出点）の集合として検出
し、前記制御指令出力手段は、前記検出手段で検出され
た離散的な障害物検出点に対する衝突危険度の予測値に
応じて、前記衝突危険度から前記制御指令としての進行
方向及び速度を算出するための定数の値を変更する状況
対応処理部を備えていることを特徴とする。
【００１４】本発明のもう１つの態様では、上記の構成
において、制御指令出力手段は、前記衝突危険度判定手
段から出力された衝突危険度を記憶する衝突危険度記憶
部と、前記移動物の到達しようとする目標位置を入力す
る目標位置入力部と、前記衝突危険度記憶部から送られ
る現時点より前の衝突危険度、前記衝突危険度判定手段
から送られる現時点の衝突危険度、及び前記状況予測手
段から送られる現時点より後の衝突危険度予測値の３つ
の衝突危険度の値から総合評価値を求め、該総合評価
値、前記衝突危険度予測値、前記目標位置の方向及び前
記定数の値から前記移動物の進行方向及び速度を算出す
る制御指令算出処理部とを備えている。
【００１５】
【作用】本発明によれば、多次元メンバシップ関数を用
いて適合度を演算することで、移動物が進入しようとす
る領域内における衝突危険度が求められる。このとき、
検出手段は、当該領域内にある静止障害物を離散的な障
害物検出点の集合として検出し、制御指令出力手段は、
各障害物検出点に対する衝突危険度の予測値に応じて、
前記衝突危険度から制御指令としての進行方向及び速度
を算出するための定数の値を変更する。
【００１６】例えば、変更する際の判断基準として、各
障害物検出点の衝突危険度が予め定めた値以上になるも
のが所定個数以上あるときは、上記定数の値を回避動作
の基準値より大きく変更することで回避を重視し、各障
害物検出点の衝突危険度が予め定めた値以下になるもの
が所定個数より少ないときは、上記定数の値を進行動作
の基準値より小さく変更することで進行を重視する。な
お、上記の衝突危険度に関する判断基準は、状況判断基
準として予め設定され、記憶される。
【００１７】上記の動作により、障害物検出点の数で表
わされる障害物の大きさを考慮した回避又は通過制御を
実現することができる。
【００１８】
【実施例】図１は、実施例の障害物回避装置の構成を示
すブロック図である。
【００１９】この装置の構成は、障害物のある領域内に
おける衝突危険度を求める衝突危険度判定手段１と、こ
れによって求められた衝突危険度の値から静止障害物の
壁面を回避したり通路内を進行したりするための制御指
令を出力する制御指令出力手段２と、制御対象の移動物
及びこれが進行する領域内にある障害物に関する情報か
ら状況を予測する状況予測手段３とに分けられる。
【００２０】衝突危険度判定手段１は、移動物が進行す
る領域内にある障害物に関する情報を得るための手段と
して、障害物の位置・大きさを検出する障害物検出部１
１と、その検出信号を演算処理のためのディジタル信号
に変換する信号変換部１２とを備えると共に、移動物に
関する情報を得るための手段として、当該移動物の位
置、速度及び旋回角度を計測する移動物計測部１３と、
その計測信号を演算処理のための信号に変換する信号変
換部１４とを備える。更に、後述の多次元メンバシップ
関数を記憶した多次元メンバシップ関数記憶部１５と、
前記移動物計測部１３からの計測信号に応じて、前記多
次元メンバシップ関数記憶部１５に格納された多次元メ
ンバシップ関数により適合度を演算し、前記障害物検出
部１１からの検出信号により障害物に交わる等適合度線
の値を算出する演算部１６と、この演算部１６で算出さ
れた最大適合度を当該障害物に対する衝突危険度として
出力する衝突危険度出力部１７とを備える。
【００２１】上記の衝突危険度判定手段１において、障
害物検出部１１は、例えば、光により障害物の位置及び
大きさを検出する画像センサで構成される。このセンサ
からの信号を所定の周期でサンプリングすることによ
り、通路や壁面を構成する静止障害物は、離散的な障害
物検出点の集合として検出される。
【００２２】信号変換部１２は、障害物検出部１１から
送られた障害物に関する信号をディジタル信号に変換す
るＡ／Ｄ変換器で構成される。移動物計測部１３は、例
えば、平面上を移動する走行車に搭載した速度計等の計
測器で構成される。信号変換部１４は、それらの計測器
に組み込まれるか或いは外付けのＡ／Ｄ変換器で構成さ
れる。
【００２３】メンバシップ関数記憶部１５は、後述のよ
うに移動物の速度及び進行方向に応じて変化する変数を
含み且つ障害物のある領域に対して設定される多次元メ
ンバシップ関数を記憶するメモリで構成される。
【００２４】演算部１６及び衝突危険度出力部１７は、
後述の衝突危険度判定動作を実行するようにプログラム
されたＣＰＵで構成される。
【００２５】次に、制御指令出力手段２は、上記衝突危
険度判定手段１の出力部１７から出力された衝突危険度
を記憶する衝突危険度記憶部２１と、移動物の到達目標
位置を入力する目標位置入力部２２と、その入力信号を
演算処理のための信号に変換する信号変換部２３と、後
述のように静止障害物に対して回避したり進行したりす
るための速度及び進行方向（角度）を算出するアルゴリ
ズムを格納した速度・進行方向算出アルゴリズム記憶部
２４と、上記衝突危険度記憶部２１から送られる現時刻
より前の衝突危険度、衝突危険度判定手段１の出力部１
７から送られる現時点の衝突危険度、及び目標位置入力
部２２から入力される目標位置に基づき、速度・進行方
向算出アルゴリズム記憶部２４に格納されたアルゴリズ
ムに従って速度及び進行方向を算出する演算部２５と、
この演算部２５での算出結果から移動物に与える制御指
令を出力する制御指令出力部２６とを備える。その制御
指令は、移動物の移動速度や進行方向を変更若しくは調
整する信号として、当該移動物の駆動機構に供給され
る。
【００２６】更に、制御指令出力手段２は、前述のよう
に静止障害物について検出された離散的な障害物検出点
に対する衝突危険度の予測値に応じて、衝突危険度から
制御指令としての進行方向及び速度を算出するための定
数の値を変更する状況対応処理部２７を備えている。こ
の状況対応処理部２７は、前述のように予め設定される
状況判断基準を格納しておく記憶部２８と、障害物検出
点の衝突危険度などで表される状況に対応した演算処理
を行うためのアルゴリズムを格納しておく対応処理アル
ゴリズム記憶部２９と、そのアルゴリズムに従って演算
処理を行う演算部３０とで構成される。
【００２７】状況予測手段３は、後述のように現時点よ
り後の時刻における衝突危険度（予測値）を算出するア
ルゴリズムを格納した予測アルゴリズム記憶部３１と、
前記衝突危険度判定手段１から送られる障害物及び移動
物に関する情報（位置等の検出値及び計測値）に基づ
き、前記予測アルゴリズム記憶部３１に格納されたアル
ゴリズムに従って衝突危険度の予測値を算出する演算部
３２とを備える。その予測値は、衝突危険度判定手段１
の演算部１６に送られる。
【００２８】なお、図１の障害物回避装置を構成する３
つの手段の各々に含まれる演算部１６，２５，３０，３
２は、ハードウエアとしては１つのＣＰＵで構成され、
そのＣＰＵに各演算部の演算動作を実行するプログラム
が組み込まれる。
【００２９】次に、上記の衝突危険度判定装置１におい
て衝突危険度を求める原理と方法は前述の特開平４−３
５８２０９号公報に記載されているとおりであるから、
以下では、簡単に説明する。
【００３０】まず、移動物が進入しようとする領域に対
応する多次元メンバシップ関数を設定する。これは、以
下のような多次元メンバシップ関数の形状を決定するパ
ラメータを、状況によって異なる値に多様に変化させる
ことにより、動的な多次元メンバシップ関数として得ら
れる。
【００３１】移動物の例としては、図２に示すような平
面上を自動走行する搬送車等の走行車４０を考える。こ
れは、例えば方向転換用の１個の前輪４１と駆動用の２
個の後輪４２，４３とを備えた三輪車型の車両として構
成される。この走行車４０が走行する平面をｘ−ｙ座標
面で表わし、その原点を走行車４０の前輪４１の位置に
置き、走行車４０の前進する方向をｙ軸とする。
【００３２】この場合、走行車４０が進入しようとする
領域（２次元平面）内にある障害物との衝突の危険度
は、図３に示したつり鐘型の「放物線メンバシップ関
数」で規定される適合度で表わすことができる。すなわ
ち、衝突危険度は次のように表わされる。
【００３３】
【数１】 上式で Ｘ＝＋ {ｘ−ｆ(v)sinθ}cosθ＋ {ｙ−ｆ(v)cosθ}sin
θ Ｙ＝− {ｘ−ｆ(v)sinθ}sinθ＋ {ｙ−ｆ(v)cosθ}cos
θ ｄ ：衝突危険度（適合度） ｆ(v) ：最危険距離（危険度が１になる距離） ｆ(v) ＝Ａｖ ：走行車の速度ｖに比例して危険領域を
広くする要素 ｆ(v) ＝Ａｖ2 ：走行車の速度ｖの２乗に比例して危険
領域を広くする要素 Ａ ：比例定数（例えば自動搬送車が乗せる荷物の
種類に応じて調整する場合などに使用するパラメータ） θ ：旋回角度（前輪の操舵角）［右旋回を正とす
る］ ａx,ａy ：危険領域の大きさを調整するパラメータ 上記式(1) により、走行車４０の進行しようとする領域
における衝突危険度ｄを求めると、図４及び図５のよう
になる。これらの図では、上記のような３次元放物線メ
ンバシップ関数を用いることにより、衝突危険度が同じ
線（等適合度線）は、放物線で表わされる。図４は走行
車４０の速度ｖが遅い場合、図５は走行車４０の速度ｖ
が速い場合を示しており、後者の場合は、前者に比べて
同じ衝突危険度ｄの領域が拡大している。これは、速度
が速いとそれだけ危険性が大きいという実際の状況と合
致する。また、走行車４０が左または右に旋回するとき
は、旋回角度θが増大または減少するので、衝突危険度
ｄの領域も左または右に移動する。図６は、走行車４０
が右に旋回した場合を示す。
【００３４】また、図７に示すように、衝突危険度が上
記のような放物線で表わされる領域内に障害物５０があ
る場合、衝突危険度ｄは、この障害物５０と交わる放物
線（適合度線）のうち値が最も大きいものの適合度（図
の場合、ｄ＝0.5 ）で表わされる。
【００３５】ところで、先に提案した障害物回避装置
（特開平４−358209号）では、移動する障害物がある場
合、その障害物に対する衝突危険度は、次のようにして
求められる。
【００３６】まず、移動障害物は所定のサンプリング時
間 dｔ毎に検出されるものとし、各サンプリング時刻で
求められた衝突危険度は、図１の衝突危険度記憶部２１
に格納される。
【００３７】ここで、ある時点（現在時刻）ｔ＝ｔ0 か
ら１回前のサンプリング時刻ｔ-1，現在時刻ｔ0 ，１回
後のサンプリング時刻ｔ1 における衝突危険度を、それ
ぞれｄ-1，ｄ0 ，ｄ1 としたとき、ｔ1 ＝ｔ0 ＋ dｔに
おける衝突危険度予測値ｄ1は、次のようにして求めら
れる。
【００３８】上記の移動障害物は、限られた範囲内でラ
ンダムに進行方向及び速度を変えるが、ここでは一応、
現時点ｔ＝ｔ0 における進行方向に同時点ｔ＝ｔ0 の速
度で等速直線運動をするものと仮定して、ｔ1 ＝ｔ0 ＋
dｔにおける移動障害物の位置を求める。次に、その位
置を中心として、ｔ0 からｔ1 の間の移動距離に比例し
た大きさの楕円形ファジィ領域を求める。この楕円形フ
ァジィ領域の意味は「ｔ＝ｔ1 ＝ｔ0 ＋ dｔにおいて移
動障害物はこの辺りに来るだろう」という、あいまいな
領域を表わすものである。このとき、楕円形ファジィ領
域は次式の３次元メンバシップ関数で与えられる。
【００３９】
【数２】 上式で Ｘ＝＋ (ｘ−ｘp) cosψ＋ (ｙ−ｙp) sinψ Ｙ＝− (ｘ−ｘp) sinψ＋ (ｙ−ｙp) cosψ ｐ：「この辺りに来るだろう」というファジィラベルの
メンバシップ関数に対する適合度 ｘp ：移動障害物が等速直線運動をすると仮定した場合
のｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおける位置のｘ座標 ｙp ：移動障害物が等速直線運動をすると仮定した場合
のｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおける位置のｙ座標 ａpx，ａpy：楕円領域の大きさを決めるパラメータ ｖp ：ｔ＝ｔ0 における移動障害物の速度 ψ ：ｔ＝ｔ0 における移動障害物の進行方向（ｘ軸に
対する角度） この場合、ｔ＝ｔ0 からｔ＝ｔ0 ＋ dｔの間に自分（走
行車）も等速直線運動をすると仮定している。この自分
の等速直線運動については、ｔ＝ｔ0 における速度と、
ｔ＝ｔ0 における進行方向を目標到達点に向かう方向に
ある特定量だけ修正した方向（角度）とを用いる。そし
て、前述のように危険領域を表わす３次元放物線メンバ
シップ関数と、移動障害物の位置を与える３次元楕円メ
ンバシップ関数との重なり合う部分で適合度が最大にな
る時、その最大適合度を衝突危険度の予測値ｄ1 とす
る。
【００４０】次に、上記の３つの衝突危険度、すなわち
ｔ＝ｔ-1における衝突危険度ｄ-1とｔ＝ｔ0 における衝
突危険度ｄ0 とｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおける衝突危険度（予
測値）ｄ1 とから、「総合評価値」Ｄを次式によって求
める。
【００４１】 Ｄ＝ｄ1 ＋ (ｄ0・ｄ1)2 ＋ (ｄ-1・ｄ0・ｄ1)3 ・・・(3) 上式の第２項と第３項は、ｄ-1，ｄ0 ，ｄ1 がそれぞれ
１に近い値になる場合のみ意味のある大きな値となる
が、危険領域を放物線メンバシップ関数によって表わし
ているので、結果的に、障害物が自分の真正面に近い位
置に存在し続ける場合には、第２項と第３項が無視でき
ない値になる。
【００４２】次に、衝突回避の方法は２通りある。１つ
は、ｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおいて衝突危険度の予測値ｄ1 を
与える点（移動障害物の位置）が自分（走行車）の前を
通過しない場合であり、もう１つは、その点が通過する
場合である。前者の場合は、自分は左に向きを変えると
共に速度を上げることによって障害物の前を通過してし
まう方法であり、後者の場合は、自分は右に向きを変え
ると共に速度を下げることによって障害物の後に回り込
むという方法である。
【００４３】以上は、移動物が進入しようとする領域に
前述の式(1) で表わされる「放物線形メンバシップ関
数」を適用した場合であるが、これに限らず、他の形状
の等適合度線を持つメンバシップ関数を用いてもよい。
その例として、「楕円メンバシップ関数」を用いた場合
は、次のようになる。この場合、楕円メンバシップ関数
を求める手法は、基本的に上記の放物線の場合と同様で
あるので、途中の説明は省略して結果を示す。
【００４４】前述のように、走行車４０が走行する平面
をｘ−ｙ座標面で表わし、その原点を走行車の前輪４１
の位置に置き、走行車４０の前進する方向をｙ軸とした
場合において、走行車４０が進入しようとする領域（２
次元平面）内における衝突危険度は、次のような「三角
形型の楕円メンバシップ関数」で規定される適合度で表
わすことができる。すなわち、衝突危険度ｄは次のよう
に表わされる。
【００４５】
【数３】 ただし、 Ｘ＝＋ｘ cosθ＋ｙ sinθ Ｙ＝−ｘ sinθ＋ｙ cosθ 上記の式(4) により、危険領域における衝突危険度を楕
円形状の等適合度線で表わすことができる。
【００４６】次に、移動障害物が複数（ｎ）個ある場合
について説明する。
【００４７】ｉ番目（ｉ＝１，２，・・・・，ｎ）の移動障
害物を対象とした場合、自分（走行車４０）との衝突を
回避するための修正蛇角（前輪の蛇角θの修正）θiN
は、次式で与えられる。
【００４８】 θiN＝ｄi1・(θ±θA)＋ (１−ｄi1)・θ0 ・・・(5) ただし、 θA ＝ＲCT・Ｄi （ＲCT：比例定数） ・・・(6) 上式で、θA は回避角度、θ0 は目標位置の方向角、ｄ
i1はｉ番目の移動障害物に対する時刻ｔ1 （＝ｔ0 ＋ d
ｔ）における衝突危険度（予測値）、Ｄi はｉ番目の移
動障害物に対する衝突危険度の総合評価値であり、複号
±のうち＋は右に回避する場合、−は左に回避する場合
である。
【００４９】なお、現時点の前輪操舵角θは、自車の前
輪中心位置を中心点とし、右旋回側の角度を正（＋）と
して与えられ、目標位置の方向角θO は、前輪中心位置
を中心点とし、右旋回側の角度を正（＋）として与えら
れる。
【００５０】ｎ個の移動障害物を対象としている場合
は、自分が右に回避しなければならない移動障害物のう
ち総合評価値Ｄが最大になるもの（ｊ番目の移動障害物
とする）に対する修正蛇角θjNと、自分が左に回避しな
ければならない移動障害物のうち総合評価値Ｄが最大に
なるもの（ｋ番目の移動障害物とする）に対する修正蛇
角θkNとの、Ｄについての重み平均をとるようにする。
すなわち、ｎ個の移動障害物に対する回避のための修正
蛇角θN は、次式で求められる。
【００５１】 θN ＝（Ｄj・θjN＋Ｄk・θkN）／（Ｄj ＋Ｄk ） ・・・(7) 速度の修正についても、同様に総合評価値Ｄに比例して
減速、加速を行う。ｎ個の障害物を対象とする場合は、
総合評価値Ｄで重み平均をとればよい。実際には、速度
はある一定の速度から余り変化しないようにし、回避は
主に上記の蛇角調整によって実現することができる。
【００５２】以上が、先に提案した障害物回避装置にお
いて衝突危険度を求め、それに基づいて障害物回避制御
を行う方法であり、この方法においては、前述の式(6)
で示すように、回避角度θA はｉ番目の移動障害物に対
する衝突危険度の総合評価値Ｄi に比例するものとし、
その比例定数ＲCTは危険な状況に対応した値に設定され
る。
【００５３】ここで、対象となる障害物が壁面のような
静止障害物である場合を考えると、回避すべき静止障害
物の検出は、超音波センサ等の検出手段により離散的に
行われるので、通路や壁面を構成する静止障害物は、図
８或いは図１０の“５１”で示すような離散的な点の集
合として検出される。以下、これらの点５１を「障害物
検出点」という。
【００５４】ところが、図８或いは図１０に示すような
通路を形成している静止障害物に対して、先に提案した
障害物回避装置によると、図２の走行車のような移動物
がこのような通路の入口に向かうとき、上記比例定数Ｒ
CTを危険な状況に対応した基準値（この場合、回避可能
な値。回避動作の基準値）に設定していると、安全に通
過できる通路であっても、移動物は通路の入口を回避し
てしまう。
【００５５】一方、ＲCTを通路の入口に向かって進行す
るように進路がふらつかない程度の基準値（この場合、
進行可能な値。進行または通過動作の基準値）に設定し
ていると、図９或いは図１１に示すように、移動物は通
路内に進入するが、通路が曲がっていると、旋回能力が
不十分なために通路の壁に衝突してしまうという問題が
生じる。
【００５６】このような問題が生じる理由は、通路や壁
などの静止障害物の場合には、その位置だけでなく大き
さも重要であり、障害物の大きさは障害物検出点５１の
数で表わされるが、先に提案した障害物回避装置では、
障害物が移動するとしないとにかかわらず、障害物を１
つの点として検出し、それが移動する場合には、検出し
た点の移動速度を重要視しており、検出点の数という因
子（条件）については考慮していないことによる。
【００５７】これに対し、本発明は静止障害物に対し
て、先に提案した障害物回避装置よりも的確に対応しよ
うとする（例えば、障害物が安全に通過可能な通路であ
れば、単に回避するのでなく、うまく通過するように移
動制御する）ものである。
【００５８】まず、壁面などの静止障害物について、上
記のようにｎ個の障害物検出点が検出されたとする。こ
のとき各検出点について、次の３つの危険度を求める。
【００５９】ｉ番目の障害物検出点について記述する
と、 ｄi-1 ：現時点のサンプリングに対し１回前のサンプリ
ング時刻における衝突危険度（これは、図１の衝突危険
度記憶部２１に記憶されている。） ｄi0 ：現時点における衝突危険度（これは、衝突危険
度判定手段１により算出されると同時に衝突危険度記憶
部２１に記憶される。） ｄi1 ：特定時間（ dｔ）後の時点における衝突危険度
予測値（これは、状況予測手段３と衝突危険度判定手段
１により算出される。） この衝突危険度予測値ｄi1の算出は、次のように行われ
る。まず、移動物である走行車が特定時間（ dｔ）だけ
現在の速度と進行方向で等速直線運動するものとして、
現時点の障害物検出点の位置に基づき、特定時間（ d
ｔ）後の障害物検出点の（自車に対する）相対位置を状
況予測手段３において算出し、衝突危険度判定手段１に
送る。衝突危険度判定手段１では、上記相対位置におけ
る衝突危険度を、衝突危険度予測値ｄi1として算出す
る。
【００６０】本発明で用いられる静止障害物に対する進
行方向・速度算出アルゴリズムは、次のとおりである。
【００６１】［ＳＴＥＰ１］上記のようにして求めた衝
突危険度から算出される総合評価値に対する回避角度、
回避速度の比例定数ＲCT，ＲCVを、初め所定の基準値に
設定する。その後、これらの値は状況に応じて適宜変更
される。具体的には、回避を重視するときはＲCT，ＲCV
の値を大きく変更し、進行を重視するときはＲCT，ＲCV
の値を小さく変更する。例えば、各障害物検出点の衝突
危険度予測値ｄi1が 0.5以上になるものが２個以上ある
と、その時点でＲCTは基準値の３倍の値に変更される。
また、各障害物検出点の衝突危険度予測値ｄi1が 0.9以
上になるものが２個以上あると、ＲCTは基準値の６倍の
値に変更される。
【００６２】［ＳＴＥＰ２］各障害物検出点の衝突危険
度総合評価値Ｄi を次式で求める。
【００６３】 Ｄi ＝ｄi1＋（ｄi0 ・ｄi1）2 ＋（ｄi-1・ｄi0 ・ｄi1）3 ・・・(8) ［ＳＴＥＰ３］ｘが負（自車の左側）の各障害物検出点
の衝突危険度予測値の最大値ｄR-max，ｘが０以上（自
車の正面または右側）の各障害物検出点の衝突危険度予
測値の最大値ｄL-max ，ｘが負（自車の左側）の各障害
物検出点の衝突危険度総合評価値の合計ＤR ，ｘが０以
上（自車の正面または右側）の各障害物検出点の衝突危
険度総合評価値の合計ＤL を求める。
【００６４】そして、右側に回避すべき場合の修正舵角
θR ，左側に回避すべき場合の修正舵角θL を、それぞ
れ次式で求める。なお、θは現時点の前輪操舵角、θO
は目標位置α（図８〜図１３）の方向角である。
【００６５】 θR ＝ｄR-max・｛θ＋ (ＲCT ・ＤR)/(ＤR ＋ＤL)｝＋(1−ｄR-max)θO ・・・(9) θL ＝ｄL-max・｛θ− (ＲCT ・ＤL)/(ＤR ＋ＤL)｝＋(1−ｄL-max)θO ・・・(10) これらから、修正舵角（修正進行方向）θN を次式で求
める。
【００６６】 θN ＝（θR・ＤR2＋θL・ＤL2）／（ＤR2＋ＤL2） ・・・(11) ［ＳＴＥＰ４］現時点の走行速度をＶ、標準走行速度
（障害物検出点が全く無い場合の走行速度）をＶSFとし
たとき、右側に回避すべき場合の修正速度ＶR ，左側に
回避すべき場合の修正速度ＶL を、それぞれ次式で求め
る。
【００６７】 ＶR ＝ｄR-max・（Ｖ−ＲCV ・ＤR ）＋(1−ｄR-max)ＶSF ・・・(12) ＶL ＝ｄL-max・（Ｖ−ＲCV ・ＤL ）＋(1−ｄL-max)ＶSF ・・・(13) これらから、修正速度ＶN を次式で求める。
【００６８】 ＶN ＝（ＶR・ＤR2＋ＶL・ＶL2）／（ＤR2＋ＤL2） ・・・(14) ［ＳＴＥＰ５］上記のようにして求めた修正舵角（修正
進行方向）θN 及び修正速度ＶN を出力する。これらの
値が、次のステップにおける「現時点の進行方向θ及び
速度Ｖ」となって、以上のアルゴリズムが繰り返され
る。
【００６９】図１２及び図１３は、それぞれ前述の図８
及び図１０に示す通路において、本発明により移動物が
うまく通過して目標位置αに到達するように移動制御し
た動作の例を示す。
【００７０】これらのシミュレーション例から、本発明
によれば、走行車は通路のような静止障害物に対してう
まく通過することにより、最短で目標位置αに到達でき
ることが実証された。
【００７１】以上、図示の実施例について説明したが、
本発明はこれに限らない。例えば、メンバシップ関数
は、実施例のように移動物の進行する領域が２次元平面
の場合は３次元であるが、飛行物のように３次元を移動
する場合には、４次元メンバシップ関数が用いられる。
更に、必要に応じて任意の次元、形状のメンバシップ関
数が用いられる。
【００７２】
【発明の効果】上記のように、本発明によれば、静止障
害物に対して、先に提案した障害物回避装置よりも的確
に対応できる。また、複数個の静止障害物があり、それ
らの大きさや形状が多様で検出点の位置も不規則に分布
している状況や、壁面等により不規則な形状に通路が構
成されている状況においても、単一の回避制御アルゴリ
ズムにより、自動搬送車や移動ロボット等の移動物の進
行方向と速度を的確に決定して制御できる。従って、詳
細な状況識別を行う必要なく静止障害物との衝突をうま
く回避しながら、目標地点に到達するように進路と速度
の制御を行うことができる。
【００７３】以上により、自動走行ロボット等の制御技
術における制約条件が従来よりも緩和され、自律移動ロ
ボツトや自動搬送車の信頼性が向上し、用途も拡大する
という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の障害物回避制御装置の構成を
示すブロック図。
【図２】移動物の例である走行車と座標平面上の位置関
係を示す図。
【図３】本発明で用いられる３次元放物線メンバシップ
関数を示す図。
【図４】図３の走行車の速度が遅い場合の衝突危険度を
平面上に表わした図。
【図５】図３の走行車の速度が速い場合の衝突危険度を
平面上に表わした図。
【図６】図３の走行車が右に旋回した場合の衝突危険度
を平面上に表わした図。
【図７】衝突危険度を表わした領域内に障害物がある場
合を示す図。
【図８】安全に通過できる通路の入口を回避してしまう
場合を示す図。
【図９】途中で曲がっている通路内で壁に衝突してしま
う場合を示す図。
【図１０】壁面で仕切られたＴ字状の通路の入口を回避
してしまう場合を示す図。
【図１１】図１０の通路内で壁に衝突してしまう場合を
示す図。
【図１２】図８の通路をうまく通過して目標位置に到達
した場合を示す図。
【図１３】図１０の通路をうまく通過して目標位置に到
達した場合を示す図。
【符号の説明】
１…衝突危険度判定手段、２…制御指令出力手段、３…
状況予測手段、１１…障害物検出部、１２…信号変換
部、１３…移動物計測部、１４…信号変換部、１５…多
次元メンバシップ関数記憶部、１６…演算部、１７…衝
突危険度出力部、２１…衝突危険度記憶部、２２…目標
位置検出部、２３…信号変換部、２４…回避アルゴリズ
ム記憶部、２５…演算部、２６…制御指令出力部、２７
…状況対応処理部、２８…状況判断基準記憶部、２９…
対応処理アルゴリズム記憶部、３０…演算部、３１…予
測アルゴリズム記憶部、３２…演算部、４０…走行車、
４１…前輪、４２，４３…後輪、５０…障害物、５１…
障害物検出点。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１１月１９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３３】
【数１】 上式で Ｘ＝＋ {ｘ−ｆ(v)sinθ}cosθ＋ {ｙ−ｆ(v)cosθ}sin
θ Ｙ＝− {ｘ−ｆ(v)sinθ}sinθ＋ {ｙ−ｆ(v)cosθ}cos
θ ｄ ：衝突危険度（適合度） ｆ(v) ：最危険距離（危険度が１になる距離） ｆ(v) ＝Ａｖ ：走行車の速度ｖに比例して危険領域を
広くする要素 ｆ(v) ＝Ａｖ2 ：走行車の速度ｖの２乗に比例して危険
領域を広くする要素 Ａ ：比例定数（例えば自動搬送車が乗せる荷物の
種類に応じて調整する場合などに使用するパラメータ） θ ：旋回角度（前輪の操舵角）［右旋回を正とす
る］ａx,ａy 危険領域の大きさを調整するパラメータ 上記式(1) により、走行車４０の進行しようとする領域
における衝突危険度ｄを求めると、図４及び図５のよう
になる。これらの図では、上記のような３次元放物線メ
ンバシップ関数を用いることにより、衝突危険度が同じ
線（等適合度線）は、放物線で表わされる。図４は走行
車４０の速度ｖが遅い場合、図５は走行車４０の速度ｖ
が速い場合を示しており、後者の場合は、前者に比べて
同じ衝突危険度ｄの領域が拡大している。これは、速度
が速いとそれだけ危険性が大きいという実際の状況と合
致する。また、走行車４０が左または右に旋回するとき
は、旋回角度θが増大または減少するので、衝突危険度
ｄの領域も左または右に移動する。図６は、走行車４０
が右に旋回した場合を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】ここで、ある時点（現在時刻）ｔ＝ｔ0 か
ら１回前のサンプリング時刻ｔ-1 ，現在時刻ｔ0 ，１回
後のサンプリング時刻ｔ1 における衝突危険度を、それ
ぞれｄ-1，ｄ0 ，ｄ1 としたとき、ｔ1 ＝ｔ0 ＋ dｔに
おける衝突危険度予測値ｄ1 は、次のようにして求めら
れる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】上記の移動障害物は、限られた範囲内でラ
ンダムに進行方向及び速度を変えるが、ここでは一応、
現時点ｔ＝ｔ0 における進行方向に同時点ｔ＝ｔ0 の速
度で等速直線運動をするものと仮定して、ｔ1 ＝ｔ0 ＋
dｔにおける移動障害物の位置を求める。次に、その位
置を中心として、ｔ0 からｔ1 の間の移動距離に比例し
た大きさの楕円形ファジィ領域を求める。この楕円形フ
ァジィ領域の意味は「ｔ＝ｔ1 ＝ｔ0 ＋ dｔにおいて移
動障害物はこの辺りに来るだろう」という、あいまいな
領域を表わすものである。このとき、楕円形ファジィ領
域は次式の３次元メンバシップ関数で与えられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３９】
【数２】 上式で Ｘ＝＋ (ｘ−ｘp) cosψ＋ (ｙ−ｙp) sinψ Ｙ＝− (ｘ−ｘp) sinψ＋ (ｙ−ｙp) cosψ ｐ：「この辺りに来るだろう」というファジィラベルの
メンバシップ関数に対する適合度ｘp ：移動障害物が等速直線運動をすると仮定した場合
のｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおける位置のｘ座標ｙp ：移動障害物が等速直線運動をすると仮定した場合
のｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおける位置のｙ座標ａpx，ａpy ：楕円領域の大きさを決めるパラメータｖp ：ｔ＝ｔ0 における移動障害物の速度 ψ ：ｔ＝ｔ0 における移動障害物の進行方向（ｘ軸に
対する角度） この場合、ｔ＝ｔ0 からｔ＝ｔ0 ＋ dｔの間に自分（走
行車）も等速直線運動をすると仮定している。この自分
の等速直線運動については、ｔ＝ｔ0 における速度と、
ｔ＝ｔ0 における進行方向を目標到達点に向かう方向に
ある特定量だけ修正した方向（角度）とを用いる。そし
て、前述のように危険領域を表わす３次元放物線メンバ
シップ関数と、移動障害物の位置を与える３次元楕円メ
ンバシップ関数との重なり合う部分で適合度が最大にな
る時、その最大適合度を衝突危険度の予測値ｄ1 とす
る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４０】次に、上記の３つの衝突危険度、すなわち
ｔ＝ｔ-1 における衝突危険度ｄ-1 とｔ＝ｔ0 における衝
突危険度ｄ0 とｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおける衝突危険度（予
測値）ｄ1 とから、「総合評価値」Ｄを次式によって求
める。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４１】 Ｄ＝ｄ1 ＋ (ｄ0・ｄ1)2 ＋ (ｄ-1・ｄ0・ｄ1)3 ・・・(3) 上式の第２項と第３項は、ｄ-1，ｄ0 ，ｄ1 がそれぞれ
１に近い値になる場合のみ意味のある大きな値となる
が、危険領域を放物線メンバシップ関数によって表わし
ているので、結果的に、障害物が自分の真正面に近い位
置に存在し続ける場合には、第２項と第３項が無視でき
ない値になる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４２】次に、衝突回避の方法は２通りある。１つ
は、ｔ＝ｔ0 ＋ dｔにおいて衝突危険度の予測値ｄ1 を
与える点（移動障害物の位置）が自分（走行車）の前を
通過しない場合であり、もう１つは、その点が通過する
場合である。前者の場合は、自分は左に向きを変えると
共に速度を上げることによって障害物の前を通過してし
まう方法であり、後者の場合は、自分は右に向きを変え
ると共に速度を下げることによって障害物の後に回り込
むという方法である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４７】ｉ番目（ｉ＝１，２，・・・・，ｎ）の移動障
害物を対象とした場合、自分（走行車４０）との衝突を
回避するための修正蛇角（前輪の蛇角θの修正）θ
iN は、次式で与えられる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】 θiN＝ｄi1・(θ±θA)＋ (１−ｄi1)・θ0 ・・・(5) ただし、 θA ＝ＲCT・Ｄi （ＲCT：比例定数） ・・・(6) 上式で、θA は回避角度、θ0 は目標位置の方向角、ｄ
i1 はｉ番目の移動障害物に対する時刻ｔ1 （＝ｔ0 ＋ d
ｔ）における衝突危険度（予測値）、Ｄi はｉ番目の移
動障害物に対する衝突危険度の総合評価値であり、複号
±のうち＋は右に回避する場合、−は左に回避する場合
である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４９】なお、現時点の前輪操舵角θは、自車の前
輪中心位置を中心点とし、右旋回側の角度を正（＋）と
して与えられ、目標位置の方向角θO は、前輪中心位置
を中心点とし、右旋回側の角度を正（＋）として与えら
れる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５０】ｎ個の移動障害物を対象としている場合
は、自分が右に回避しなければならない移動障害物のう
ち総合評価値Ｄが最大になるもの（ｊ番目の移動障害物
とする）に対する修正蛇角θjN と、自分が左に回避しな
ければならない移動障害物のうち総合評価値Ｄが最大に
なるもの（ｋ番目の移動障害物とする）に対する修正蛇
角θkN との、Ｄについての重み平均をとるようにする。
すなわち、ｎ個の移動障害物に対する回避のための修正
蛇角θN は、次式で求められる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５１】 θN ＝（Ｄj・θjN＋Ｄk・θkN）／（Ｄj ＋Ｄk ） ・・・(7) 速度の修正についても、同様に総合評価値Ｄに比例して
減速、加速を行う。ｎ個の障害物を対象とする場合は、
総合評価値Ｄで重み平均をとればよい。実際には、速度
はある一定の速度から余り変化しないようにし、回避は
主に上記の蛇角調整によって実現することができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５２】以上が、先に提案した障害物回避装置にお
いて衝突危険度を求め、それに基づいて障害物回避制御
を行う方法であり、この方法においては、前述の式(6)
で示すように、回避角度θA はｉ番目の移動障害物に対
する衝突危険度の総合評価値Ｄi に比例するものとし、
その比例定数ＲCT は危険な状況に対応した値に設定され
る。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５４】ところが、図８或いは図１０に示すような
通路を形成している静止障害物に対して、先に提案した
障害物回避装置によると、図２の走行車のような移動物
がこのような通路の入口に向かうとき、上記比例定数Ｒ
CT を危険な状況に対応した基準値（この場合、回避可能
な値。回避動作の基準値）に設定していると、安全に通
過できる通路であっても、移動物は通路の入口を回避し
てしまう。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５５】一方、ＲCT を通路の入口に向かって進行す
るように進路がふらつかない程度の基準値（この場合、
進行可能な値。進行または通過動作の基準値）に設定し
ていると、図９或いは図１１に示すように、移動物は通
路内に進入するが、通路が曲がっていると、旋回能力が
不十分なために通路の壁に衝突してしまうという問題が
生じる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５９】ｉ番目の障害物検出点について記述する
と、ｄi-1 ：現時点のサンプリングに対し１回前のサンプリ
ング時刻における衝突危険度（これは、図１の衝突危険
度記憶部２１に記憶されている。）ｄi0 ：現時点における衝突危険度（これは、衝突危険
度判定手段１により算出されると同時に衝突危険度記憶
部２１に記憶される。）ｄi1 ：特定時間（ dｔ）後の時点における衝突危険度
予測値（これは、状況予測手段３と衝突危険度判定手段
１により算出される。） この衝突危険度予測値ｄi1 の算出は、次のように行われ
る。まず、移動物である走行車が特定時間（ dｔ）だけ
現在の速度と進行方向で等速直線運動するものとして、
現時点の障害物検出点の位置に基づき、特定時間（ d
ｔ）後の障害物検出点の（自車に対する）相対位置を状
況予測手段３において算出し、衝突危険度判定手段１に
送る。衝突危険度判定手段１では、上記相対位置におけ
る衝突危険度を、衝突危険度予測値ｄi1 として算出す
る。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６１】［ＳＴＥＰ１］上記のようにして求めた衝
突危険度から算出される総合評価値に対する回避角度、
回避速度の比例定数ＲCT，ＲCV を、初め所定の基準値に
設定する。その後、これらの値は状況に応じて適宜変更
される。具体的には、回避を重視するときはＲCT，ＲCV
の値を大きく変更し、進行を重視するときはＲCT，ＲCV
の値を小さく変更する。例えば、各障害物検出点の衝突
危険度予測値ｄi1 が 0.5以上になるものが２個以上ある
と、その時点でＲCT は基準値の３倍の値に変更される。
また、各障害物検出点の衝突危険度予測値ｄi1 が 0.9以
上になるものが２個以上あると、ＲCT は基準値の６倍の
値に変更される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６３】 Ｄi ＝ｄi1＋（ｄi0 ・ｄi1）2 ＋（ｄi-1・ｄi0 ・ｄi1）3 ・・・(8) ［ＳＴＥＰ３］ｘが負（自車の左側）の各障害物検出点
の衝突危険度予測値の最大値ｄR-max ，ｘが０以上（自
車の正面または右側）の各障害物検出点の衝突危険度予
測値の最大値ｄL-max ，ｘが負（自車の左側）の各障害
物検出点の衝突危険度総合評価値の合計ＤR ，ｘが０以
上（自車の正面または右側）の各障害物検出点の衝突危
険度総合評価値の合計ＤL を求める。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６４】そして、右側に回避すべき場合の修正舵角
θR ，左側に回避すべき場合の修正舵角θL を、それぞ
れ次式で求める。なお、θは現時点の前輪操舵角、θO
は目標位置α（図８〜図１３）の方向角である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６５】 θR ＝ｄR-max・｛θ＋ (ＲCT ・ＤR)/(ＤR ＋ＤL)｝＋(1−ｄR-max)θO ・・・(9) θL ＝ｄL-max・｛θ− (ＲCT ・ＤL)/(ＤR ＋ＤL)｝＋(1−ｄL-max)θO ・・・(10) これらから、修正舵角（修正進行方向）θN を次式で求
める。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６６】 θN ＝（θR・ＤR 2＋θL・ＤL 2）／（ＤR 2＋ＤL 2） ・・・(11) ［ＳＴＥＰ４］現時点の走行速度をＶ、標準走行速度
（障害物検出点が全く無い場合の走行速度）をＶSF とし
たとき、右側に回避すべき場合の修正速度ＶR ，左側に
回避すべき場合の修正速度ＶL を、それぞれ次式で求め
る。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６７】 ＶR ＝ｄR-max・（Ｖ−ＲCV ・ＤR ）＋(1−ｄR-max)ＶSF ・・・(12) ＶL ＝ｄL-max・（Ｖ−ＲCV ・ＤL ）＋(1−ｄL-max)ＶSF ・・・(13) これらから、修正速度ＶN を次式で求める。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００６８】 ＶN ＝（ＶR・ＤR 2＋ＶL・ＶL 2）／（ＤR 2＋ＤL 2） ・・・(14) ［ＳＴＥＰ５］上記のようにして求めた修正舵角（修正
進行方向）θN 及び修正速度ＶN を出力する。これらの
値が、次のステップにおける「現時点の進行方向θ及び
速度Ｖ」となって、以上のアルゴリズムが繰り返され
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】障害物及び移動物の位置を検出する検出手
    段を有し、該検出手段で検出された障害物のある領域内
    にファジィ集合の適合度を表わす多次元メンバシップ関
    数を設定し、該多次元メンバシップ関数を用いて、前記
    移動物の移動速度に応じて変化する適合度を算出し、前
    記領域内で適合度の値が等しい位置を結んでできる等適
    合度線のうち前記障害物と交わる等適合度線の最大の適
    合度を前記障害物に対する衝突危険度として出力する衝
    突危険度判定手段と、 前記検出手段で検出された障害物及び移動物の位置、速
    度及び進行方向に基づき所定の状況予測アルゴリズムに
    従って現時点より後の衝突危険度の予測値を算出する状
    況予測手段と、 前記衝突危険度及びその予測値から、前記移動物が前記
    障害物を回避するための進行方向及び速度を算出し、前
    記移動物に対する制御指令として出力する制御指令出力
    手段とを具備する障害物回避制御装置において、 前記検出手段は、障害物が静止障害物である場合にそれ
    を離散的な点の集合として検出し、 前記制御指令出力手段は、前記検出手段で検出された離
    散的な点に対する衝突危険度の予測値に応じて、前記衝
    突危険度から前記制御指令としての進行方向及び速度を
    算出するための定数の値を変更する状況対応処理部を備
    えていることを特徴とする障害物回避制御装置。
  2. 【請求項２】前記制御指令出力手段は、 前記衝突危険度判定手段から出力された衝突危険度を記
    憶する衝突危険度記憶部と、 前記移動物の到達しようとする目標位置を入力する目標
    位置入力部と、 前記衝突危険度記憶部から送られる現時点より前の衝突
    危険度、前記衝突危険度判定手段から送られる現時点の
    衝突危険度、及び前記状況予測手段から送られる現時点
    より後の衝突危険度予測値の３つの衝突危険度の値から
    総合評価値を求め、該総合評価値、前記衝突危険度予測
    値、前記目標位置の方向及び前記定数の値から前記移動
    物の進行方向及び速度を算出する制御指令算出処理部と
    を備えている請求項１記載の障害物回避制御装置。
JP5243523A 1993-09-06 1993-09-06 障害物回避制御装置 Pending JPH0772925A (ja)

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