WO2021033354A1 - 自律走行車両の衝突回避装置、衝突回避方法、衝突回避プログラム - Google Patents

自律走行車両の衝突回避装置、衝突回避方法、衝突回避プログラム Download PDF

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WO2021033354A1
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一馬 三嶋
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    • G01S2013/9327—Sensor installation details
    • G01S2013/93271—Sensor installation details in the front of the vehicles

Definitions

  • the present invention relates to a collision avoidance device for an autonomous traveling vehicle, a collision avoidance method, and a collision avoidance program.
  • the conventionally used laser radar can detect an object existing in a two-dimensional plane, for example, but it may be difficult to detect an object existing in a three-dimensional space.
  • a millimeter-wave radar for example, an object in a three-dimensional space can be detected.
  • the millimeter wave radar if there is another object with a relatively small reflected power of the reflected wave in front of an object with a relatively large reflected power of the reflected wave, such as a metal wall, the reflected power will be high.
  • the reflected wave of a relatively large object may overlap with the reflected wave of another object having a relatively small reflected power, and it may be difficult to separate the two. Therefore, it may be difficult to detect other objects.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to avoid a collision with an object that is difficult to detect with a radar sensor.
  • One aspect of the present invention is a collision avoidance device for an autonomous vehicle having a radar sensor that transmits a radar wave and receives a reflected wave from the object, and the signal received by the radar sensor of the object.
  • a processing unit that acquires information on the position and information on the reflected power of the reflected wave, and traveling in an area around the object where the autonomous traveling vehicle cannot travel when the reflected power is equal to or higher than a predetermined value.
  • It is a collision avoidance device for an autonomous traveling vehicle including a generation unit that generates information about a non-travelable area and an output unit that outputs information about the non-travelable area.
  • a non-travelable area is set around the object. Therefore, for example, when an object having a large reflection power is detected, even if there is another object (hereinafter, also simply referred to as another object) that cannot be detected by the radar sensor due to the small reflection power around the object. , The non-travelable area is generated so that other objects exist in the non-travelable area. Then, when the autonomous traveling vehicle (hereinafter, also simply referred to as a vehicle) travels while avoiding the non-travelable area, the vehicle can avoid other objects having a small reflection power.
  • the predetermined value is, for example, a reflection power that cannot detect another object or a reflection power that may not be able to detect another object when another object exists around the detected object.
  • the radar sensor for example, a millimeter wave radar can be used.
  • the radar system is not particularly limited, but may be, for example, an FMCW system or a pulse system.
  • the radar sensor receives, for example, reflected waves from an object such as an obstacle that exists around the vehicle.
  • the radar sensor can include a plurality of receiving antennas.
  • a radar sensor having a plurality of receiving antennas can detect the position of an object in three-dimensional space.
  • the processing unit acquires information on the position of the object and information on the reflected power of the reflected wave based on the signal received by the radar sensor.
  • the information regarding the position of the object may be regarded as information regarding the position of each of a plurality of points (point groups) constituting the object.
  • the information on the reflected power may be information on the reflected power corresponding to each position.
  • the reflected power of the reflected wave from the object is proportional to the radar cross section (RCS: Radar cross-section) of the object. That is, the larger the RCS, the larger the reflected power. If another object with a small reflected power exists around an object with a large reflected power, the reflected wave of the other object with a small reflected power is buried in the reflected wave of the object with a large reflected power and is reflected. It can be difficult to detect other objects with low power. Therefore, when an object having a reflected power of a predetermined value or more is detected, the generation unit sets a non-travelable area around the object.
  • the non-travelable area may be an area where it is difficult to detect another object even if another object having a reflection power smaller than that of the object exists around the object.
  • Information on the non-travelable area includes, for example, coordinate information indicating the non-travelable area in three-dimensional space, information on a function or calculation formula indicating the non-travelable area, link data on a link, node data on a node point, and the like. Can include. Further, the information regarding the non-travelable area can include, for example, information that a virtual object exists at the outer edge of the non-travelable area.
  • the output unit can output information about the non-travelable area to, for example, a travel control unit that controls the travel of the vehicle.
  • a travel control unit that controls the travel of the vehicle.
  • the vehicle can be controlled so that the vehicle does not enter the non-travelable area. Therefore, for example, the vehicle can avoid other objects having a small reflection power existing in the non-travelable area.
  • the generation unit may generate information on the non-travelable area so that the larger the reflected power, the longer the distance from the object to the outer edge of the non-travelable area.
  • it is difficult to detect other objects by setting the non-travelable area so that the greater the reflected power of the reflected wave from the object, the longer the distance from the object to the outer edge of the non-travelable area. It is possible to set a non-travelable area according to the size of the area. That is, the larger the reflected power of the reflected wave from the object, the larger the non-travelable area, so that it is possible to prevent the vehicle from colliding with another object that is difficult to detect.
  • the distance from the object to the outer edge of the non-travelable area may be continuously changed according to the reflected power, or may be changed stepwise according to the reflected power. Further, the relationship between the distance from the object to the outer edge of the non-travelable area and the reflected power is not limited to the proportional relationship, and any correlation may be sufficient.
  • the generation unit is based on a signal having the smallest reflected power acquired by the processing unit among the signals received by the plurality of radar sensors. Information about the non-travelable area may be generated.
  • the plurality of radar sensors having different directivity directions may be, for example, a plurality of radar sensors having different irradiation directions or a plurality of radar sensors having different directions in which the gain is maximized. Even if the same object is detected by the radar waves transmitted from such a plurality of radar sensors, the angle of the radar wave incident on the object from the transmitting antenna differs for each radar sensor, so that each radar wave is supported.
  • the reflected power may be different. That is, the reflected power of the reflected wave from the same position may differ depending on the radar sensor.
  • the reflected power of the reflected wave from the object is small, the area where other objects cannot be detected becomes small, so that the non-travelable area becomes small.
  • the non-travelable area can be made as small as possible.
  • An object existing outside the non-travelable area set in this way can be detected by a radar sensor that outputs a signal having the smallest reflected power.
  • One aspect of the present invention is a collision avoidance method for an autonomous vehicle having a radar sensor that transmits a radar wave and receives a reflected wave from an object, from a signal received by the radar sensor by a computer. Acquiring information on the position of the object and the reflected power of the reflected wave, and when the reflected power is equal to or more than a predetermined value, in an area around the object where the autonomous traveling vehicle cannot travel. It is a collision avoidance method of an autonomous traveling vehicle that generates information about a certain non-travelable area and outputs information about the non-travelable area.
  • One aspect of the present invention is a collision avoidance program for an autonomous vehicle having a radar sensor that transmits a radar wave and receives a reflected wave from an object, from a signal received by the radar sensor to a computer. Acquiring information on the position of the object and the reflected power of the reflected wave, and when the reflected power is equal to or more than a predetermined value, in an area around the object where the autonomous traveling vehicle cannot travel. It is a collision avoidance program of an autonomous traveling vehicle that generates information about a certain non-travelable area and outputs information about the non-travelable area.
  • the present invention may be regarded as a control device for an autonomous traveling vehicle having at least a part of the above configuration. Further, the present invention can be regarded as a control method including at least a part of the above processing, a program for realizing such a method, or a recording medium in which the program is recorded non-temporarily. It should be noted that each of the above configurations and processes can be combined with each other as much as possible to construct the present invention.
  • the collision avoidance device for an autonomous vehicle is a device that uses a radar sensor to prevent an automatic guided vehicle from colliding with an object such as an obstacle.
  • the collision avoidance device of an autonomous vehicle acquires reflected power based on a signal from a radar sensor, and when the acquired reflected power is equal to or more than a predetermined value, an area that restricts the vehicle from traveling around the object (non-travelable area). ) Is set. For example, if there is another object with a relatively small reflection power in front of a metal wall with a relatively large reflection power, it may be difficult to detect the other object with a relatively small reflection power.
  • the collision avoidance device for an autonomous traveling vehicle sets a non-travelable area including the position of another object around a metal wall. Since the vehicle is controlled so as not to enter the non-travelable area, it is possible to prevent the vehicle from colliding with another object having a relatively small reflection power.
  • FIG. 1 is a block diagram schematically showing a schematic configuration of the vehicle 1 of the embodiment.
  • the vehicle 1 of the present embodiment has a radar sensor 11, a control unit 12, a travel control unit 13, and a drive unit 14 as main configurations.
  • the vehicle 1 is a vehicle that can travel autonomously, and is, for example, an automatic guided vehicle.
  • the vehicle 1 is an example of an autonomous traveling vehicle.
  • the radar sensor 11 is, for example, a radar sensor using a millimeter wave radar.
  • the FMCW radar can be exemplified as the radar detection method, but the detection method is not limited to this, and other detection methods (for example, pulse radar) can also be adopted.
  • the control unit 12 detects the distance from the vehicle 1 to the object and the direction of the object by processing the signal output from the radar sensor 11.
  • the control unit 12 may calculate the position (for example, three-dimensional coordinates) of the object based on the distance to the object and the direction of the object. Further, the control unit 12 outputs information about the object to the travel control unit 13, and the travel control unit 13 controls the drive unit 14 so as to avoid the object.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the radar sensor 11.
  • the radar sensor 11 includes a synthesizer 101, a transmitting antenna 102, a receiving antenna 103, and a mixer 104.
  • the synthesizer 101 generates a chirp signal.
  • a chirp signal is a signal whose frequency increases or decreases over time.
  • the transmitting antenna 102 transmits a radar wave (radio wave) according to the chirp signal.
  • the irradiation direction of the radar wave may be set so as to direct the radar wave in the straight direction of the vehicle 1, for example.
  • the receiving antenna 103 receives the reflected wave reflected by the object from the radar wave transmitted from the transmitting antenna 102. There may be a plurality of receiving antennas 103.
  • a plurality of receiving antennas 103 are arranged in a horizontal direction and a plurality of receiving antennas 103 are arranged in a vertical direction. May be good.
  • the mixer 104 combines the chirp signal generated by the synthesizer 101 with the reflected wave signal received by the receiving antenna 103 to generate an intermediate frequency signal.
  • the intermediate frequency signal is output to the control unit 12.
  • Information that enables the calculation of the distance to the object, the direction of the object, and the reflected power of the reflected wave from the object may be output from the radar sensor 11 to the control unit 12. Further, the radar sensor 11 may have a filter for removing unnecessary signal components from the output of the mixer 104 and an A / D converter.
  • the control unit 12 is a computer that performs object detection processing, and includes, for example, a processor and a memory.
  • the processor is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), or the like.
  • the memory is, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable ROM), hard disk drive (HDD, Hard Disk Drive), removable media, or the like.
  • a memory is a computer-readable recording medium.
  • Various programs and the like are stored in the memory.
  • the processor executes the program stored in the memory, and each component and the like are controlled through the execution of this program. As a result, the control unit 12 realizes a function that meets a predetermined purpose.
  • the control unit 12 may be composed of a plurality of computers.
  • the control unit 12 performs object detection processing using the output signal from the radar sensor 11.
  • the object detection process includes calculation of the distance from the vehicle 1 to the object and the direction of the object.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the functional configuration of the control unit 12.
  • the control unit 12 includes a transmission / reception unit 201, a processing unit 202, a determination unit 203, a generation unit 204, and an output unit 205 as functional components.
  • the transmission / reception unit 201, the processing unit 202, the determination unit 203, the generation unit 204, and the output unit 205 are functional components provided by, for example, a processor executing various programs stored in a memory.
  • the transmission / reception unit 201 controls the transmission / reception of radar waves by the radar sensor 11.
  • the transmission / reception unit 201 outputs a chirp signal from the synthesizer 101, and acquires an intermediate frequency signal from the mixer 104.
  • the processing unit 202 performs object detection processing based on an intermediate frequency signal or the like.
  • the processing unit 202 calculates the distance to the object and the direction of the object based on the signal from the transmission / reception unit 201. Further, the processing unit 202 calculates the reflected power of the reflected wave based on the signal from the transmitting / receiving unit 201.
  • the reflected power may be, for example, received power or received intensity. Known techniques can be used for these calculations.
  • the determination unit 203 determines whether or not there is a non-travelable area based on the reflected power of the reflected wave.
  • the non-travelable area may be an area where the travel of the vehicle 1 is restricted. Further, the non-travelable area may be an area where it is difficult to determine whether or not an object exists. For example, the determination unit 203 determines whether or not the reflected power of the reflected wave when the object is detected is equal to or greater than a predetermined value, and if it is equal to or greater than the predetermined value, it is determined that there is a non-travelable area.
  • the predetermined value is a threshold value of the reflected power in which an area where it is difficult to determine whether or not an object exists can exist.
  • the predetermined value may be obtained by an experiment, a simulation, or the like. It should be noted that the predetermined value may have a certain margin and may be smaller than the reflected power at which other objects cannot be detected.
  • the generation unit 204 generates information about the non-travelable area.
  • the information regarding the non-travelable area includes, for example, information regarding coordinates indicating the outer edge of the non-travelable area.
  • the generation unit 204 obtains a non-travelable area corresponding to the object based on the reflected power and the information stored in the memory. When determining the non-travelable area, for example, the peak value of the reflected power is used.
  • the non-travelable area can be obtained based on the non-travelable distance from the position (point) where the object is detected.
  • the non-travelable distance is the maximum distance from the object in which the vehicle 1 is restricted from traveling, and corresponds to the distance from the object to the outer edge of the non-travelable area.
  • Information on the non-travelable distance corresponding to the reflected power may be obtained by experiment or simulation and stored in the memory.
  • the non-travelable distance is set in consideration of the separation resolution of the radar and the detection error. That is, since the area where it is difficult to detect other objects changes depending on the separation resolution and detection error of the radar, the travel impossible distance is included so that the area where it is difficult to detect other objects is included in the non-travelable area. Is set.
  • the separation resolution and detection error of the radar sensor 11 may be obtained, for example, based on the specifications of the radar sensor 11.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a non-travelable distance and a non-travelable area according to the present embodiment.
  • FIG. 4 illustrates a case where the metal wall 40 exists in front of the vehicle 1 and the metal rod 50 exists in the vicinity of the metal wall 40 between the vehicle 1 and the metal wall 40.
  • the straight-ahead direction of the vehicle 1 is orthogonal to the wall surface of the metal wall 40. Therefore, the directivity direction of the radar wave and the wall surface of the metal wall 40 are orthogonal to each other.
  • the metal wall 40 corresponds to an object having a relatively large reflected power of the reflected wave
  • the metal rod 50 corresponds to another object having a relatively small reflected power of the reflected wave.
  • the broken line 60 in FIG. 4 indicates the outer edge of the area (monitoring area A1) for detecting an object by radar waves.
  • the arrow 61 in FIG. 4 indicates the non-travelable distance corresponding to each position 62 of the metal wall 40.
  • the radar sensor 11 receives reflected waves from each position 62 of the metal wall 40, respectively. Therefore, the metal wall 40 is detected as a point cloud.
  • the alternate long and short dash line 63 in FIG. 4 indicates the outer edge of the non-travelable area corresponding to each position 62 of the metal wall 40.
  • the metal wall 40 has a relatively large radar cross section (RCS) and easily reflects radar waves, so that the reflected power of the reflected waves received by the radar sensor 11 is relatively large.
  • the metal rod 50 has a smaller RCS than the metal wall 40, the reflected power of the reflected wave received is small.
  • the radar sensor 11 if an object having a large RCS exists in the monitoring area A1, the RCS near the object having a large RCS may not be able to detect another object having a small RCS. That is, the reflected wave of an object having a large RCS may be embedded with the reflected wave of another object having a small RCS, making it impossible to separate the two.
  • the determination unit 203 determines that there is a non-travelable area around the metal wall 40.
  • the generation unit 204 sets a non-travelable area around the metal wall 40 and generates information about the non-travelable area.
  • the reflected power is the largest in the front surface of the vehicle 1, and the angle of incidence of the radar wave on the metal wall 40 decreases as the distance from the front surface increases to the left and right, so that the reflected power increases. It gets smaller.
  • the non-travelable distance corresponding to each position 62 of the metal wall 40 is the longest in the front of the vehicle 1, and becomes shorter as the distance from the front to the left and right is increased.
  • the separation resolution may be a frequency band
  • the detection error it depends on the reflected power, the separation resolution, and the detection error.
  • the non-travelable distance may be set. However, since the separation resolution and the detection error are obtained in advance, if the relationship between the reflected power and the non-travelable distance in consideration of these is obtained in advance, the non-travelable distance can be obtained according to the reflected power. Then, the area up to the non-travelable distance centered on each position 62 is set as the non-travelable area corresponding to each position 62. In this case, a plurality of non-travelable areas are set for the metal wall 40.
  • the alternate long and short dash line B1 of FIG. 4 may be set as the outer edge of the non-travelable area A2 of the metal wall 40 as a whole.
  • the alternate long and short dash line B1 is a tangent to the outer edge 63 of the non-travelable area corresponding to each position 62 of the metal wall 40.
  • the alternate long and short dash line B1 does not have to be a straight line.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a case where a non-travelable area is not set.
  • the traveling direction of the vehicle 1 is oblique to the metal wall 40
  • the reflected power of the reflected wave from the metal wall 40 is higher than that when the traveling direction of the vehicle 1 is orthogonal to the wall surface of the metal wall 40. It becomes smaller. Therefore, it may be possible to separate the reflected wave from the metal wall 40 and the reflected wave from the metal rod 50.
  • the metal rod 50 existing in front of the metal wall 40 can be detected by the processing unit 202.
  • the determination unit 203 determines that the non-travelable area does not exist. Therefore, the generation unit 204 does not generate information about the non-travelable area.
  • the output unit 205 outputs information regarding the non-travelable area to the travel control unit 13.
  • the output information includes, for example, the coordinates of the outer edge of the non-travelable area.
  • the output unit 205 outputs information about the detected object to the travel control unit 13. This information may include, for example, information regarding the distance from the vehicle 1 to the object and the direction of the object calculated by the processing unit 202.
  • the travel control unit 13 is a computer that controls the travel of the vehicle 1, and includes, for example, a processor and a memory. Since the processor and the memory are the same as those of the control unit 12, the description thereof will be omitted.
  • the control unit 12 and the travel control unit 13 may be configured by one computer.
  • the travel control unit 13 generates a control command for controlling the autonomous travel of the vehicle 1 based on the operation plan input by the user and the information output from the output unit 205.
  • the operation plan may be stored in the memory in advance.
  • the travel control unit 13 travels along a predetermined travelable area according to the operation plan so that an obstacle does not enter the predetermined area centered on the vehicle 1 and the vehicle 1 enters the non-travelable area.
  • a control command is generated to drive the vehicle 1 so as not to enter.
  • the generated control command is transmitted to the drive unit 14.
  • a method for generating a control command for autonomously traveling the vehicle 1 a known method can be adopted.
  • the drive unit 14 drives the vehicle 1 based on the control command generated by the travel control unit 13.
  • the drive unit 14 is configured to include, for example, a motor, an inverter, a brake, a steering mechanism, and the like for driving the wheels included in the vehicle 1, and by driving these devices in accordance with a control command, the vehicle 1 autonomously travels. Is realized.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control flow by the control unit 12 according to the present embodiment. This flowchart is repeatedly executed by the control unit 12 at predetermined time intervals. It is assumed that the operation plan is stored in the memory in advance, and that the vehicle 1 is operating according to this operation plan.
  • step S101 the transmission / reception unit 201 transmits / receives radar waves.
  • step S102 the processing unit 202 performs object detection processing. That is, the processing unit 202 calculates the position (distance and direction) and the reflected power of the object based on the output from the radar sensor 11.
  • step S103 the processing unit 202 determines whether or not the object is detected by the object detection process. If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S104, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S108.
  • step S108 the output unit 205 outputs information indicating that the object has not been detected to the travel control unit 13.
  • step S104 the determination unit 203 determines whether or not the reflected power of the reflected wave from the detected object is equal to or greater than a predetermined value. That is, the determination unit 203 determines whether or not there is a non-travelable area. If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, and if a negative determination is made, the process proceeds to step S107.
  • step S105 the generation unit 204 generates information regarding the non-travelable area.
  • the generation unit 204 acquires the non-travelable distance from the position where the reflected power is detected, based on the reflected power and the information stored in the memory (information on the non-travelable distance corresponding to the reflected power, etc.). .. Then, the non-travelable area corresponding to each position is obtained by obtaining the non-travelable distance from each position where the reflected power is equal to or more than a predetermined value.
  • the non-travelable area corresponding to the entire object may be calculated based on the non-travelable distance corresponding to each position.
  • step S106 the output unit 205 outputs information regarding the non-travelable area to the travel control unit 13. Further, in step S107, the output unit 205 outputs information about the object to the travel control unit 13.
  • the travel control unit 13 that has received the signal from the control unit 12 controls the travel of the vehicle 1 based on the signal.
  • the travel control unit 13 acquires information about an object, that is, when information about an object is output in step S107, the moving direction of the vehicle 1 is changed so as to avoid the object, or contact with the object.
  • the vehicle 1 is decelerated or stopped so as to avoid the problem.
  • the information on the non-travelable area that is, when the information on the non-travelable area is output in step S106
  • the moving direction of the vehicle 1 is changed so that the vehicle 1 does not enter the non-travelable area. Or, the vehicle 1 is decelerated or stopped.
  • the vehicle 1 travels along the travelable area, the vehicle 1 is assumed to have a narrower travelable area at the place where the travelable area and the non-travelable area overlap. You may run it. Further, when the object is not detected, that is, when the information indicating that the object is not detected is output in step S108, the vehicle 1 is controlled according to the operation plan.
  • FIG. 7 is a block diagram schematically showing a schematic configuration of the vehicle 1 of the modified example.
  • a plurality of radar sensors 11 having different directivity directions of radar waves are provided.
  • the configuration peculiar to this modification will be described, and the description of the configuration common to the above-described embodiment will be omitted.
  • the reflected power of the reflected wave is increased by the radar wave incident on the wall surface from an oblique direction. Relatively small.
  • the metal rod 50 existing in the immediate vicinity of the metal wall 40 can be detected. Therefore, it is not necessary to include the position of the metal rod 50 in the non-travelable area, and the travel control unit 13 may drive the vehicle 1 so as to avoid the detected metal rod 50.
  • the reflected power of the reflected wave from the same object may be different for each radar sensor 11, and therefore, the non-travelable area set for the same object may be different for each radar sensor 11.
  • the signal having the smallest reflected power of the reflected wave is selected, and the object is supported based on the selected signal. Set the non-driving area.
  • step S101 the transmission / reception unit 201 transmits / receives radar waves to each radar sensor 11.
  • step S102 the processing unit 202 calculates the position (distance and direction) and reflected power of the object based on the output from each radar sensor 11.
  • step S103 the processing unit 202 determines whether or not the object is detected by the object detection process. In this case, when an object is detected by any of the radar sensors 11, a positive determination may be made.
  • step S104 the determination unit 203 determines whether or not all the reflected powers of the reflected waves from the objects detected by the radar sensors 11 are equal to or higher than a predetermined value. Further, in step S105, the generation unit 204 selects the signal having the smallest reflected power of the reflected wave among the signals output from each radar sensor 11, and travels corresponding to the object based on the selected signal. Generate information about disabled areas.
  • step S106 the output unit 205 outputs information regarding the non-travelable area to the travel control unit 13. Further, in step S107, the output unit 205 outputs information about the object to the travel control unit 13. In step S108, the output unit 205 outputs information indicating that the object has not been detected to the travel control unit 13.
  • the non-travelable area becomes as small as possible.
  • a reflected wave having a reflected wave power of a predetermined value or more and a reflected wave having a reflected wave power of less than a predetermined value are detected for the same object, it is not necessary to set the non-travelable area.
  • the non-travelable area can be made as small as possible, the area where the vehicle 1 can travel can be made as wide as possible while suppressing contact with an object. In addition, it is possible to suppress unnecessary deceleration or stop of the vehicle 1.
  • an automatic guided vehicle has been illustrated, but it may be applied to an autonomous vehicle that is not intended for transportation.
  • the vehicle 1 has the control unit 12, but at least a part of the control unit 12 may be arranged outside the vehicle 1.
  • the non-travelable distance is lengthened according to the reflected power of the reflected wave from the object, but instead, the non-travelable distance when the reflected power is equal to or more than a predetermined value may be set to a constant value. Good. In this case, for example, the non-travelable distance may be set assuming that the reflected power is the largest.
  • the generation unit 204 generates information on the non-travelable area according to the reflected power of the reflected wave from the object, and this information includes the outer edge of the non-travelable area (for example, FIG. 4).
  • Information indicating that a virtual object exists can be included in the alternate long and short dash line B1).
  • the travel control unit 13 generates a control command so as to avoid a virtual object.
  • a collision avoidance device for an autonomous vehicle having a radar sensor 11 that transmits radar waves and receives reflected waves from an object.
  • a processing unit 202 that acquires information on the position of the object and information on the reflected power of the reflected wave from the signal received by the radar sensor 11.
  • the generation unit 204 that generates information about the non-travelable area that is the area around the object and the non-travelable area of the autonomous traveling vehicle,
  • An output unit 205 that outputs information about the non-travelable area, and A collision avoidance device for autonomous vehicles equipped with.

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Abstract

レーダセンサで検知することが困難な物体との衝突を避ける。レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサを有する自律走行車両の衝突回避装置であって、レーダセンサが受信した信号から、物体の位置に関する情報及び反射波の反射パワーに関する情報を取得する処理部と、反射パワーが所定値以上の場合に、物体の周りのエリアであって自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成する生成部と、走行不可エリアに関する情報を出力する出力部と、を備える。

Description

自律走行車両の衝突回避装置、衝突回避方法、衝突回避プログラム
　本発明は、自律走行車両の衝突回避装置、衝突回避方法、衝突回避プログラムに関する。
　工場や倉庫内で前方の障害物をレーザレーダにより検知しつつ、走行ルートを走行する無人搬送車が知られている。レーザレーダにより検知した障害物の中から、走行ルートにおけるルート幅内に存在する障害物のみを抽出し、抽出した障害物に基づいて無人搬送車を減速させたり、停止させたりする技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０９－０２６８２６号公報
　従来用いられたレーザレーダでは、例えば、二次元平面内に存在する物体を検知可能であるが、三次元空間内に存在する物体の検知が困難な場合があった。これに対して、例えばミリ波レーダを用いることにより、三次元空間内の物体も検知可能となる。しかし、ミリ波レーダでは、例えば、金属壁のように反射波の反射パワーが比較的大きな物体の前方に、反射波の反射パワーが比較的小さな他の物体が存在していると、反射パワーが比較的大きな物体の反射波に、反射パワーが比較的小さな他の物体の反射波が重なってしまい、両者を分離することが困難になり得る。このため、他の物体の検知が困難になり得る。例えば、アンテナ数を増やすことによってミリ波レーダの分離分解能を高めることが考えられるが、アンテナ数を増やすために、レーダシステムの規模が大きくなったり、既存のシステムが使えなくなったりすると、コストが高くなり得る。
　本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、レーダセンサで検知することが困難な物体との衝突を避けることにある。
　本発明の態様の一つは、レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサを有する自律走行車両の衝突回避装置であって、前記レーダセンサが受信した信号から、前記物体の位置に関する情報及び前記反射波の反射パワーに関する情報を取得する処理部と、前記反射パワーが所定値以上の場合に、前記物体の周りのエリアであって前記自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成する生成部と、前記走行不可エリアに関する情報を出力する出力部と、を備える自律走行車両の衝突回避装置である。
　この構成によれば、物体からの反射波の反射パワーが所定値以上の場合に、物体の周りに走行不可エリアが設定される。そのため、例えば、反射パワーが大きな物体が検知された場合に、その周りに反射パワーが小さいためにレーダセンサで検知できない他の物体（以下、単に他の物体ともいう。）が存在していても、他の物体が、走行不可エリア内に存在するように走行不可エリアが生成される。そして、自律走行車両（以下、単に車両ともいう。）が走行不可エリアを回避して走行することにより、反射パワーが小さな他の物体を車両が回避できる。なお、所定値とは、例えば、検知された物体の周りに他の物体が存在する場合に、他の物体を検知できない反射パワーまたは他の物体を検知できない虞のある反射パワーである。
　レーダセンサは、例えばミリ波レーダを利用することができる。レーダの方式は特に限定しないが、例えば、ＦＭＣＷ方式またはパルス方式であってもよい。レーダセンサは、例えば、車両の周りに存在する障害物などの物体からの反射波を受信する。レーダセンサは複数の受信アンテナを備えることができる。複数の受信アンテナを備えるレーダセンサは、三次元空間内の物体の位置を検知可能である。処理部は、レーダセンサが受信した信号に基づいて、物体の位置に関する情報及び反射波の反射パワーに関する情報を取得する。なお、物体の位置に関する情報は、物体を構成する複数の点（点群）の夫々の位置に関する情報として捉えてもよい。そして、反射パワーに関する情報は、夫々の位置に対応する反射パワーに関する情報としてもよい。
　物体からの反射波の反射パワーは、レーダ方程式から、物体のレーダ反射断面積（ＲＣＳ: Radar cross-section）と比例関係にある。すなわち、ＲＣＳが大きいほど、反射パワーは大きくなる。そして、反射パワーが大きな物体の周りに反射パワーが小さな他の物体が存在していると、反射パワーが小さな他の物体の反射波が、反射パワーが大きな物体の反射波に埋もれてしまい、反射パワーが小さな他の物体を検知することが困難になり得る。そこで、生成部は、反射パワーが所定値以上の物体が検知された場合に、その物体の周りに走行不可エリアを設定する。走行不可エリアは、その物体の周りにその物体よりも反射パワーが小さな他の物体が存在していたとしても、他の物体を検知することが困難なエリアとしてもよい。
　走行不可エリアに関する情報には、例えば、走行不可エリアを三次元空間上で示す座標情報や、走行不可エリアを示す関数または算出式に関する情報、リンクに関するリンクデータ、または、ノード点に関するノードデータなどを含むことができる。また、走行不可エリアに関する情報には、例えば、走行不可エリアの外縁に仮想の物体が存在しているとの情報を含むことができる。
　出力部は、走行不可エリアに関する情報を、例えば車両の走行を制御する走行制御部に出力することができる。これにより、走行不可エリアに車両が進入しないように車両を制御できる。したがって、例えば、走行不可エリアに存在する反射パワーが小さな他の物体を車両が避けることができる。
　また、前記生成部は、前記反射パワーが大きいほど、前記物体から前記走行不可エリアの外縁までの距離が長くなるように、前記走行不可エリアに関する情報を生成してもよい。
　物体からの反射波の反射パワーが大きいほど、反射パワーが小さな他の物体を検知することが困難になるエリアが広くなり得る。これに対して、物体からの反射波の反射パワーが大きいほど、物体から走行不可エリアの外縁までの距離が長くなるように走行不可エリアを設定することで、他の物体を検知することが困難なエリアの大きさに応じて、走行不可エリアを設定することができる。すなわち、物体からの反射波の反射パワーが大きいほど、走行不可エリアが大きくなるため、検知が困難な他の物体に車両が衝突することを抑制できる。なお、物体から走行不可エリアの外縁までの距離は、反射パワーに応じて連続的に変化させてもよく、反射パワーに応じて段階的に変化させてもよい。また、物体から走行不可エリアの外縁までの距離と、反射パワーとの関係は、比例関係に限らず何らかの相関があればよい。
　また、指向方向が異なる複数のレーダセンサを有し、前記生成部は、前記複数のレーダセンサが夫々受信した信号の中で、前記処理部によって取得される反射パワーが最も小さい信号に基づいて、前記走行不可エリアに関する情報を生成してもよい。
　指向方向が異なる複数のレーダセンサは、例えば、照射方向が異なる複数のレーダセンサまたは利得が最大となる方向が異なる複数のレーダセンサとしてもよい。このような複数のレーダセンサから送信されるレーダ波によって、同じ物体を検知した場合であっても、送信アンテナから物体に入射するレーダ波の角度がレーダセンサごとに異なるため、各レーダ波に対応する反射パワーが異なる場合がある。すなわち、同じ位置からの反射波の反射パワーが、レーダセンサによって異なる場合がある。ここで、物体からの反射波の反射パワーが小さければ、他の物体を検知できないエリアが小さくなるため、走行不可エリアが小さくなる。そして、反射パワーが最も小さい信号に基づいて走行不可エリアを設定すれば、走行不可エリアを可及的に小さくすることができる。このようにして設定された走行不可エリアの外部に存在する物体は、反射パワーが最も小さい信号を出力したレーダセンサによって検知可能である。
　本発明の態様の一つは、レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサを有する自律走行車両の衝突回避方法であって、コンピュータが、前記レーダセンサが受信した信号から、前記物体の位置に関する情報及び前記反射波の反射パワーに関する情報を取得することと、前記反射パワーが所定値以上の場合に、前記物体の周りのエリアであって前記自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成することと、前記走行不可エリアに関する情報を出力することと、を実行する自律走行車両の衝突回避方法である。
　本発明の態様の一つは、レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサを有する自律走行車両の衝突回避プログラムであって、コンピュータに、前記レーダセンサが受信した信号から、前記物体の位置に関する情報及び前記反射波の反射パワーに関する情報を取得することと、前記反射パワーが所定値以上の場合に、前記物体の周りのエリアであって前記自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成することと、前記走行不可エリアに関する情報を出力することと、を実行させる自律走行車両の衝突回避プログラムである。
　本発明は、上記構成の少なくとも一部を有する自律走行車両の制御装置として捉えてもよい。また、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む制御方法、または、かかる方法を実現するためのプログラムやそのプログラムを非一時的に記録した記録媒体として捉えることもできる。なお、上記構成および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。
　本発明によれば、レーダセンサで検知することが困難な物体との衝突を避けることができる。
実施形態の車両の概略構成を模式的に示すブロック図である。 レーダセンサの概略構成図である。 制御部の機能構成の一例を示す図である。 実施形態に係る走行不可距離及び走行不可エリアを説明するための図である。 走行不可エリアが設定されない場合を説明するための図である。 実施形態に係る制御部による制御フローを示したフローチャートである。 変形例の車両の概略構成を模式的に示すブロック図である。
　＜適用例＞
　本発明に係る自律走行車両の衝突回避装置の適用例の一つについて説明する。自律走行車両の衝突回避装置は、レーダセンサを利用して、例えば、無人搬送車が障害物などの物体に衝突することを回避する装置である。
　自律走行車両の衝突回避装置は、レーダセンサからの信号に基づいて反射パワーを取得し、取得した反射パワーが所定値以上の場合に、物体の周りに車両の走行を制限するエリア（走行不可エリア）を設定する。例えば、反射パワーが比較的大きな金属壁の手前に、反射パワーが比較的小さな他の物体が存在している場合には、反射パワーが比較的小さな他の物体の検知が困難になり得るが、本発明に係る自律走行車両の衝突回避装置は、金属壁の周りに他の物体の位置を含む走行不可エリアを設定する。車両は、走行不可エリアに進入しないように制御されるため、反射パワーが比較的小さな他の物体に車両が衝突することを回避できる。
　＜実施形態＞
　（車両の構成）
　図１は、実施形態の車両１の概略構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態の車両１は、主な構成として、レーダセンサ１１、制御部１２、走行制御部１３、駆動部１４を有している。車両１は、自律的に走行可能な車両であり、例えば、無人搬送車である。車両１は、自律走行車両の一例である。
　レーダセンサ１１は、例えば、ミリ波レーダを用いたレーダセンサである。本実施形態では、レーダの検知方式としてＦＭＣＷレーダを例示できるが、検知方式はこれに限らず他の検知方式（例えば、パルスレーダ）を採用することもできる。制御部１２は、車両１の周辺に障害物等の物体が存在する場合に、レーダセンサ１１から出力される信号を処理することにより、車両１から物体までの距離及び物体の方角を検知する。制御部１２は、物体までの距離及び物体の方角に基づいて、その物体の位置（例えば、三次元座標）を算出してもよい。また、制御部１２は、走行制御部１３に対して物体に関する情報を出力し、走行制御部１３は、物体を避けるように駆動部１４を制御する。
　（レーダセンサの構成）
　図２は、レーダセンサ１１の概略構成図である。レーダセンサ１１は、シンセサイザ１０１、送信アンテナ１０２、受信アンテナ１０３、ミキサ１０４を有している。シンセサイザ１０１は、チャープ信号を生成する。チャープ信号は、時間と共に周波数が増加または減少する信号である。送信アンテナ１０２は、チャープ信号にしたがってレーダ波（電波）を送信する。レーダ波は、例えば、車両１の直進方向に指向するように、その照射方向が設定されていてもよい。受信アンテナ１０３は、送信アンテナ１０２から送信されたレーダ波が物体で反射した反射波を受信する。なお、受信アンテナ１０３は複数存在してもよい。本実施形態では、三次元的に物体の位置を検知するために、例えば、水平方向に複数の受信アンテナ１０３をずらして配置し、且つ、垂直方向に複数の受信アンテナ１０３をずらして配置してもよい。ミキサ１０４は、シンセサイザ１０１により生成されるチャープ信号と、受信アンテナ１０３により受信された反射波の信号とを組み合わせて、中間周波数信号を生成する。中間周波数信号は、制御部１２に出力される。なお、レーダセンサ１１から制御部１２へは、例えば、物体までの距離、物体の方角、及び、物体からの反射波の反射パワーが算出可能となる情報が出力されればよい。また、レーダセンサ１１は、ミキサ１０４の出力から不要な信号成分を除去するフィルタや、Ａ／Ｄ変換器を有していてもよい。
　（制御部の構成）
　次に、制御部１２について説明する。制御部１２は、物体の検知処理を行うコンピュータであり、例えば、プロセッサ及びメモリを含んで構成される。プロセッサは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）等である。メモリは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ、Hard Disk Drive）、リムーバブルメディア等である。メモリは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体である。メモリには、各種プログラム等が格納される。メモリに格納されたプログラムをプロセッサが実行し、このプログラムの実行を通じて各構成部等が制御される。これにより、所定の目的に合致した機能を制御部１２が実現する。制御部１２は複数のコンピュータによって構成されていてもよい。
　制御部１２は、レーダセンサ１１からの出力信号を用いて、物体の検知処理を行う。物体の検知処理には、車両１から物体までの距離及び物体の方角の算出を含む。図３は、制御部１２の機能構成の一例を示す図である。制御部１２は、機能構成要素として、送受信部２０１、処理部２０２、判定部２０３、生成部２０４、出力部２０５を含む。送受信部２０１、処理部２０２、判定部２０３、生成部２０４、出力部２０５は、例えば、プロセッサが、メモリに記憶された各種プログラムを実行することで提供される機能構成要素である。
　送受信部２０１は、レーダセンサ１１によるレーダ波の送受信を制御する。送受信部２０１は、シンセサイザ１０１からチャープ信号を出力させ、ミキサ１０４から中間周波数信号を取得する。処理部２０２は、中間周波数信号等に基づいて、物体の検知処理を行う。処理部２０２は、送受信部２０１からの信号に基づいて、物体までの距離及び物体の方角を算出する。また、処理部２０２は、送受信部２０１からの信号に基づいて、反射波の反射パワーを算出する。反射パワーは、例えば、受信電力または受信強度としてもよい。これらの算出には、公知の技術を用いることができる。
　判定部２０３は、反射波の反射パワーに基づいて、走行不可エリアが存在するか否か判定する。走行不可エリアは、車両１の走行が制限されるエリアとしてもよい。また、走行不可エリアは、物体が存在するか否か判定することが困難なエリアとしてもよい。例えば、判定部２０３は、物体を検知したときの反射波の反射パワーが所定値以上であるか否か判定し、所定値以上である場合には、走行不可エリアが存在すると判定する。所定値は、物体が存在するか否か判定することが困難なエリアが存在し得る反射パワーの閾値であり、例えば、検知された物体の周りに他の物体が存在する場合に、他の物体を検知できない反射パワーである。所定値は、実験またはシミュレーション等によって得てもよい。なお、所定値にはある程度の余裕を持たせて、他の物体を検知できない反射パワーより小さくしてもよい。
　生成部２０４は、走行不可エリアに関する情報を生成する。走行不可エリアに関する情報には、例えば、走行不可エリアの外縁を示す座標に関する情報が含まれる。生成部２０４は、反射パワーと、メモリに格納されている情報とに基づいて、その物体に対応する走行不可エリアを求める。走行不可エリアを求めるときには、例えば、反射パワーのピーク値を用いる。なお、走行不可エリアは、物体が検知された位置（点）からの走行不可距離に基づいて求めることができる。走行不可距離は、車両１の走行が制限される物体からの最大距離であり、物体から走行不可エリアの外縁までの距離に相当する。反射パワーに対応する走行不可距離に関する情報は、実験またはシミュレーションにより求めてメモリに格納しておいてもよい。なお、走行不可距離は、レーダの分離分解能及び検知誤差を考慮して設定される。すなわち、レーダの分離分解能及び検知誤差によって他の物体を検知することが困難なエリアが変化するため、他の物体を検知することが困難なエリアが走行不可エリアに含まれるように、走行不可距離が設定される。レーダセンサ１１の分離分解能及び検知誤差は、例えば、レーダセンサ１１の仕様に基づいて得てもよい。
　ここで、図４は、本実施形態に係る走行不可距離及び走行不可エリアを説明するための図である。図４は、車両１の正面に金属壁４０が存在し、車両１と金属壁４０との間の金属壁４０付近に金属棒５０が存在している場合を例示している。図４に示した例では、車両１の直進方向が金属壁４０の壁面と直交している。そのため、レーダ波の指向方向と金属壁４０の壁面とが直交している。この場合、金属壁４０は、反射波の反射パワーが比較的大きな物体に相当し、金属棒５０は、反射波の反射パワーが比較的小さな他の物体に相当する。図４における破線６０は、レーダ波によって物体を検知するエリア（監視エリアＡ１）の外縁を示している。また、図４における矢印６１は、金属壁４０の各位置６２に対応する走行不可距離を示している。レーダセンサ１１は、金属壁４０の各位置６２から夫々反射波を受信している。そのため、金属壁４０は、点群として検知される。また、図４における一点鎖線６３は、金属壁４０の各位置６２に対応する走行不可エリアの外縁を示している。
　図４において、金属壁４０はレーダ反射断面積（ＲＣＳ）が比較的大きく、レーダ波を反射し易いために、レーダセンサ１１が受信する反射波の反射パワーは比較的大きい。一方、金属棒５０は、金属壁４０に比べるとＲＣＳが小さいために、受信する反射波の反射パワーは小さい。レーダセンサ１１では、監視エリアＡ１内にＲＣＳが大きな物体が存在すると、このＲＣＳが大きな物体の近くにあるＲＣＳが小さな他の物体を検知できなくなり得る。すなわち、ＲＣＳが大きな物体の反射波に、ＲＣＳが小さな他の物体の反射波が埋め込まれて両者を分離できなくなり得る。そのため、金属壁４０の手前に存在する金属棒５０を検知できない虞がある。このような場合には、金属壁４０からの反射波の反射パワーが所定値以上となるため、判定部２０３において、金属壁４０の周りに走行不可エリアが存在すると判定される。
　そして、生成部２０４は、金属壁４０の周りに走行不可エリアを設定し、走行不可エリアに関する情報を生成する。ここで、図４に示した金属壁４０では、車両１の正面において反射パワーが最も大きくなり、正面から左右に離れるほど、レーダ波の金属壁４０への入射角度が小さくなるため、反射パワーが小さくなっていく。金属壁４０からの反射波の反射パワーが小さくなるにしたがって、他の物体からの反射波を検知しやすくなる。そのため、金属壁４０の各位置６２に対応する走行不可距離は、車両１の正面において最も長くなり、正面から左右に離れるほど短くなっている。金属壁４０の各位置６２に対応する走行不可距離は、反射パワー、分離分解能（周波数帯域としてもよい。）、検知誤差と関連性を有することから、反射パワー、分離分解能、検知誤差に応じて走行不可距離を設定してもよい。ただし、分離分解能及び検知誤差は予め求められるため、これらを考慮した反射パワーと走行不可距離との関係を予め求めておけば、反射パワーに応じて走行不可距離を求めることができる。そして、各位置６２を中心とした走行不可距離までのエリアを、各位置６２に対応する走行不可エリアとして設定する。この場合、金属壁４０に対して複数の走行不可エリアが設定される。一方、図４の二点鎖線Ｂ１を金属壁４０全体としての走行不可エリアＡ２の外縁として設定してもよい。二点鎖線Ｂ１は、金属壁４０の各位置６２に対応する走行不可エリアの外縁６３の接線である。なお、二点鎖線Ｂ１は直線である必要はない。
　一方、図５は、走行不可エリアが設定されない場合を説明するための図である。金属壁４０に対して車両１の進行方向が斜めになっている場合は、車両１の進行方向が金属壁４０の壁面と直交する場合と比較すると、金属壁４０からの反射波の反射パワーが小さくなる。そのため、金属壁４０からの反射波と金属棒５０からの反射波との分離が可能となり得る。そうすると、金属壁４０の手前に存在する金属棒５０を処理部２０２によって検知できる。このような場合には、反射パワーが所定値未満となるため、判定部２０３において、走行不可エリアが存在しないと判定される。したがって、生成部２０４による走行不可エリアに関する情報の生成も行われない。
　次に、出力部２０５は、走行不可エリアに関する情報を走行制御部１３に出力する。出力される情報には、例えば、走行不可エリアの外縁の座標等である。また、出力部２０５は、検出した物体に関する情報を走行制御部１３に出力する。この情報には、例えば、処理部２０２によって算出された車両１から物体までの距離及び物体の方角に関する情報が含まれていてもよい。
　（走行制御部の構成）
　走行制御部１３は、車両１の走行を制御するコンピュータであり、例えば、プロセッサ及びメモリを含んで構成される。なお、プロセッサ及びメモリは、制御部１２と同じであるため説明を省略する。なお、制御部１２と走行制御部１３とは一つのコンピュータによって構成されていてもよい。
　走行制御部１３は、ユーザによって入力された運行計画、及び、出力部２０５から出力された情報に基づいて、車両１の自律的な走行を制御するための制御指令を生成する。運行計画は、予めメモリに記憶されていてもよい。例えば、走行制御部１３は、運行計画にしたがった所定の走行可能エリアに沿って走行し、車両１を中心とする所定の領域内に障害物が進入しないように且つ車両１が走行不可エリアに進入しないように車両１を走行させるべく制御指令を生成する。生成された制御指令は、駆動部１４へ送信される。車両１を自律走行させるための制御指令の生成方法については、公知の方法を採用することができる。
　（駆動部の構成）
　駆動部１４は、走行制御部１３が生成した制御指令に基づいて、車両１を走行させる。駆動部１４は、例えば、車両１が備える車輪を駆動するためのモータやインバータ、ブレーキ、ステアリング機構等を含んで構成され、制御指令に従ってこれらの機器が駆動されることで、車両１の自律走行が実現される。
　（制御部１２の動作）
　図６は、本実施形態に係る制御部１２による制御フローを示したフローチャートである。本フローチャートは、制御部１２によって所定時間毎に繰り返し実行される。なお、運行計画は予めメモリに記憶されているものとし、この運行計画にしたがって車両１が動作しているものとする。
　ステップＳ１０１では、送受信部２０１が、レーダ波の送受信を行う。次に、ステップＳ１０２では、処理部２０２が、物体の検知処理を行う。すなわち、処理部２０２は、レーダセンサ１１からの出力に基づいて物体の位置（距離及び方角）及び反射パワーを算出する。ステップＳ１０３では、処理部２０２が、物体の検知処理によって物体を検知したか否か判定する。ステップＳ１０３で肯定判定された場合には、ステップＳ１０４へ進み、否定判定された場合にはステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８では、出力部２０５が、物体が検知されなかったことを示す情報を走行制御部１３へ出力する。
　ステップＳ１０４では、判定部２０３が、検知された物体からの反射波の反射パワーが所定値以上であるか否か判定する。すなわち、判定部２０３は、走行不可エリアが存在するか否か判定する。ステップＳ１０４で肯定判定された場合にはステップＳ１０５へ進み、否定判定された場合にはステップＳ１０７へ進む。
　ステップＳ１０５では、生成部２０４が、走行不可エリアに関する情報を生成する。生成部２０４は、反射パワーと、メモリに格納されている情報（反射パワーに対応する走行不可距離に関する情報等）とに基づいて、その反射パワーが検知された位置からの走行不可距離を取得する。そして、反射パワーが所定値以上の各位置からの走行不可距離を夫々求めることにより、各位置に対応した走行不可エリアを求める。なお、各位置に対応した走行不可距離に基づいて、物体全体に対応する走行不可エリアを算出してもよい。
　ステップＳ１０６では、出力部２０５が、走行不可エリアに関する情報を走行制御部１３に出力する。また、ステップＳ１０７では、出力部２０５が、物体に関する情報を走行制御部１３へ出力する。
　制御部１２からの信号を受け取った走行制御部１３は、その信号に基づいて車両１の走行を制御する。走行制御部１３が物体に関する情報を取得した場合、すなわち、ステップＳ１０７において物体に関する情報が出力された場合には、その物体を避けるように車両１の移動方向を変更したり、その物体との接触をさけるように車両１を減速または停止させたりする。また、走行不可エリアに関する情報を取得した場合、すなわち、ステップＳ１０６において走行不可エリアに関する情報が出力された場合には、走行不可エリアに車両１が進入しないように、車両１の移動方向を変更したり、車両１を減速または停止させたりする。なお、例えば、車両１が走行可能エリアに沿って走行する場合には、走行可能エリアと走行不可エリアとが重なっている場所は、その分、走行可能エリアが狭くなっているものとして車両１を走行させてもよい。また、物体が検知されていない場合、すなわち、ステップＳ１０８において物体が検知されなかったことを示す情報が出力された場合には、運行計画にしたがって車両１を制御する。
　（実施形態の利点）
　以上述べた構成によれば、レーダセンサ１１によって物体を検知することにより、水平方向のみならず垂直方向に存在する物体を検知することができる。したがって、例えば、三次元空間に存在する障害物に衝突することを避けることができる。また、物体が検知された場合に、物体からの反射波の反射パワーに基づいて走行不可エリアを設定するため、反射パワーの大きな物体の近くに存在する反射パワーの小さな他の物体であって、検知が困難な物体に車両１が衝突することを回避できる。また、既存のハード構成を用いることが可能であり、コストの削減が可能である。
　＜変形例＞
　図７は、変形例の車両１の概略構成を模式的に示すブロック図である。本変形例では、レーダ波の指向方向が異なるレーダセンサ１１を複数備える。以下では、本変形例に特有の構成を説明し、上記の実施形態と共通する構成については説明を省略する。
　図４及び図５で説明したように、金属壁４０のようなレーダ波を反射しやすい物体であっても、壁面に対してレーダ波が斜め方向から入射することにより、反射波の反射パワーが比較的小さくなる。この場合、金属壁４０のすぐ近くに存在する金属棒５０を検知することができる。したがって、金属棒５０の位置を走行不可エリアに含ませる必要はなく、走行制御部１３は、検知された金属棒５０を避けるように車両１を走行させればよい。
　レーダ波の指向方向が異なるレーダセンサ１１を複数備える場合には、同じ物体に対して、入射角度が異なる複数のレーダ波が入射し得る。そのため、同じ物体からの反射波の反射パワーが、レーダセンサ１１毎に異なる場合があり、したがって、同じ物体に対して設定される走行不可エリアが、レーダセンサ１１によって異なる場合がある。本実施形態では、同じ物体（点）を検知した夫々のレーダセンサ１１からの信号の中で、反射波の反射パワーが最も小さい信号を選択し、その選択した信号に基づいて、その物体に対応した走行不可エリアを設定する。
　この場合の処理を図６に基づいて説明すると、ステップＳ１０１では、送受信部２０１が、各レーダセンサ１１についてレーダ波の送受信を行う。次に、ステップＳ１０２では、処理部２０２が、各レーダセンサ１１からの出力に基づいて物体の位置（距離及び方角）及び反射パワーを算出する。ステップＳ１０３では、処理部２０２が、物体の検知処理によって物体を検知したか否か判定する。この場合、いずれかのレーダセンサ１１において物体が検知された場合に、肯定判定してもよい。
　また、ステップＳ１０４では、判定部２０３が、各レーダセンサ１１によって検知された物体からの反射波の反射パワーが、全て所定値以上であるか否か判定する。また、ステップＳ１０５では、生成部２０４が、各レーダセンサ１１から出力された信号のうち、反射波の反射パワーが最も小さい信号を選択し、その選択した信号に基づいて、その物体に対応した走行不可エリアに関する情報を生成する。
　ステップＳ１０６では、出力部２０５が、走行不可エリアに関する情報を走行制御部１３に出力する。また、ステップＳ１０７では、出力部２０５が、物体に関する情報を走行制御部１３へ出力する。ステップＳ１０８では、出力部２０５が、物体が検知されなかったことを示す情報を走行制御部１３へ出力する。
　このようにして、反射波の反射パワーが最も小さい信号に基づいて走行不可エリアを設定することにより、走行不可エリアが可及的に小さくなる。なお、同じ物体に対して、例えば、反射波パワーが所定値以上の反射波と、所定値未満の反射波とが検知された場合には、走行不可エリアを設定しなくてもよい。
　以上のように、走行不可エリアを可及的に小さくすることができるため、物体への接触を抑制しつつ、車両１が走行可能なエリアを可及的に広くすることができる。また、不要な車両１の減速や停止が起こることを抑制できる。
　＜その他＞
　上記実施形態は、本発明の構成例を例示的に説明するものに過ぎない。本発明は上記の具体的な形態には限定されることはなく、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。
　例えば、上記実施形態では、無人搬送車について例示したが、搬送を目的としない自律走行車両に適用してもよい。また、上記実施形態では、車両１が制御部１２を有しているが、制御部１２の少なくとも一部が車両１の外部に配置されていてもよい。
　また、上記実施形態では、物体からの反射波の反射パワーに応じて走行不可距離を長くしているが、これに代えて、反射パワーが所定値以上の場合の走行不可距離を一定値としてもよい。この場合、例えば、反射パワーが最も大きい場合を想定して走行不可距離を設定してもよい。
　また、上記実施形態では、生成部２０４が、物体からの反射波の反射パワーに応じて走行不可エリアに関する情報を生成しているが、この情報には、走行不可エリアの外縁（例えば、図４の二点鎖線Ｂ１）に仮想の物体が存在していることを示す情報を含むことができる。この場合、走行制御部１３は、仮想の物体を避けるように制御指令を生成する。
　＜付記１＞
　（１）レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサ１１を有する自律走行車両の衝突回避装置であって、
　前記レーダセンサ１１が受信した信号から、前記物体の位置に関する情報及び前記反射波の反射パワーに関する情報を取得する処理部２０２と、
　前記反射パワーが所定値以上の場合に、前記物体の周りのエリアであって前記自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成する生成部２０４と、
　前記走行不可エリアに関する情報を出力する出力部２０５と、
　を備える自律走行車両の衝突回避装置。
１　車両
１１　レーダセンサ
１２　制御部
１３　走行制御部
１４　駆動部
１０２　送信アンテナ
１０３　受信アンテナ
２０１　送受信部
２０２　処理部
２０３　判定部
２０４　生成部
２０５　出力部

Claims (5)

  1. 　レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサを有する自律走行車両の衝突回避装置であって、
    　前記レーダセンサが受信した信号から、前記物体の位置に関する情報及び前記反射波の反射パワーに関する情報を取得する処理部と、
    　前記反射パワーが所定値以上の場合に、前記物体の周りのエリアであって前記自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成する生成部と、
    　前記走行不可エリアに関する情報を出力する出力部と、
    　を備える自律走行車両の衝突回避装置。
  2. 　前記生成部は、前記反射パワーが大きいほど、前記物体から前記走行不可エリアの外縁までの距離が長くなるように、前記走行不可エリアに関する情報を生成する、
    　請求項１に記載の自律走行車両の衝突回避装置。
  3. 　指向方向が異なる複数のレーダセンサを有し、
    　前記生成部は、前記複数のレーダセンサが夫々受信した信号の中で、前記処理部によって取得される反射パワーが最も小さい信号に基づいて、前記走行不可エリアに関する情報を生成する、
    　請求項１または２に記載の自律走行車両の衝突回避装置。
  4. 　レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサを有する自律走行車両の衝突回避方法であって、
    　コンピュータが、
    　前記レーダセンサが受信した信号から、前記物体の位置に関する情報及び前記反射波の反射パワーに関する情報を取得することと、
    　前記反射パワーが所定値以上の場合に、前記物体の周りのエリアであって前記自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成することと、
    　前記走行不可エリアに関する情報を出力することと、
    　を実行する自律走行車両の衝突回避方法。
  5. 　レーダ波を送信し、物体からの反射波を受信するレーダセンサを有する自律走行車両の衝突回避プログラムであって、
    　コンピュータに、
    　前記レーダセンサが受信した信号から、前記物体の位置に関する情報及び前記反射波の反射パワーに関する情報を取得することと、
    　前記反射パワーが所定値以上の場合に、前記物体の周りのエリアであって前記自律走行車両が走行できないエリアである走行不可エリアに関する情報を生成することと、
    　前記走行不可エリアに関する情報を出力することと、
    　を実行させる自律走行車両の衝突回避プログラム。
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