WO2022059243A1 - 交通制御システム、および、交通制御方法 - Google Patents

交通制御システム、および、交通制御方法 Download PDF

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safety
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traffic control
unit
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祐 石郷岡
敏史 大塚
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Definitions

  • the present invention relates to a traffic control system that controls traffic in a field while wirelessly communicating with a moving body that moves in the field to be monitored, and a traffic control method.
  • control systems that provide autonomous mobile services and autonomous transportation services within a limited area (field) are becoming widespread.
  • transportation systems on the factory premises by vehicle, warehouse management systems using automatic forklifts, AGVs (Automated Guided Vehicles) and AGVs with robot arms, robot taxis and automatic driving buses for specific areas, and automatic driving trucks in mines.
  • AGVs Automated Guided Vehicles
  • robot taxis and automatic driving buses for specific areas
  • automatic driving trucks in mines.
  • mobiles that autonomously recognize, judge, and control (autonomous mobiles), mobiles operated by humans (manned mobiles), and people including workers and outsiders. Coexist and perform each work.
  • Patent Document 1 states, "In a driving condition suitability determination device that determines whether or not a vehicle's driving condition is appropriate in light of traffic rules, the load of creating traffic rules obtained through complicated procedures is reduced.
  • the "travel information suitability determination device 1 acquires location-related rule information in which a specific location on the road and a traffic rule are associated with each other. Then, the acquired location-related rule information and Based on the information from the sensor group 3, it is determined whether or not the traveling condition of the vehicle at the place is appropriate.
  • the traffic rule is applicable to a plurality of traffic features of the place regardless of the place. It is a judged rule obtained by applying it to the general-purpose rule of. "
  • safety can be improved by monitoring the presence or absence of traffic rule violations according to the situation on the vehicle side and stopping the vehicle when the violation occurs.
  • Patent Document 1 can deal with the violation of the rules of the vehicle in the field, but cannot deal with the violation of the rules of the person in the field.
  • the vehicle is configured to monitor rule violations, not only is a high-speed and expensive vehicle controller required to cope with the increase in computational complexity, but the addition of sensors to expand the sensing range also increases vehicle costs. There is a problem of becoming expensive.
  • a sensor installed in the field monitors a moving object and a person
  • a server safety monitoring device
  • the traffic control system of the present invention for solving the above problems includes a moving body, an infrastructure sensor for monitoring the moving body or a pedestrian in a field, and a safety monitoring device that wirelessly communicates with the moving body.
  • the safety monitoring device detects a rule violation detection unit that detects a rule violation of the moving object or the pedestrian in the field based on the output of the infrastructure sensor, and the rule violation.
  • the moving body has a safety action instruction unit that instructs the moving body to execute a safe action or a safe action preparation in accordance with the rule violation, and the moving body is located between the moving body and the safety monitoring device.
  • the wireless communication speed is equal to or higher than a predetermined threshold value
  • the device has a speed control unit that outputs a control command for decelerating the moving body regardless of the instruction of the safety monitoring device.
  • the manufacturing cost of the mobile body can be suppressed, and the risk of collision or the obstruction of traffic can be observed. It is possible to reduce the possibility of becoming.
  • Configuration diagram of the traffic control system according to the second embodiment Field recognized by the traffic control system according to the second embodiment Example of safety action instruction when the rule is violated according to Example 2.
  • the sensor infrastructure sensor 11
  • the server safety monitoring device 12
  • the server senses the result of the infrastructure sensor. Detects a rule violation based on the above, and instructs the violator or surrounding autonomous or manned mobiles to take safe actions according to the content of the violation. Then, when a defect occurs in the wireless communication between the server and the mobile body and the safe action cannot be instructed in real time, the mobile body shall decelerate in advance to a speed at which it can be stopped by its own on-board sensor.
  • FIG. 1A is a configuration diagram showing a situation in which the traffic control system 1 of the first embodiment is arranged at an intersection which is an example of a field to be monitored.
  • the traffic control system 1 of this embodiment is a system including an infrastructure sensor 11, a safety monitoring device 12, and a moving body (autonomous moving body 13, manned moving body 14), and is located near an intersection.
  • a plurality of infrastructure sensors 11 are installed so that the autonomous moving body 13, the manned moving body 14, and the pedestrian 15 can be detected without omission.
  • the safety monitoring device 12 is a server that controls traffic in the vicinity of the intersection based on the output of the infrastructure sensor 11, and more specifically, according to the detection results of the autonomous mobile body 13, the manned mobile body 14, and the pedestrian 15.
  • the safety monitoring device 12 is connected to the adjacent infrastructure sensor 11 by a wired communication network 16, and is connected to a distant infrastructure sensor 11, an autonomous mobile body 13, and a manned mobile body 14 by a wireless communication network 16. Has been done.
  • FIG. 1B is an example of a conceptual diagram of a field (intersection) recognized by the safety monitoring device 12 based on the output of the infrastructure sensor 11 and the traffic rules.
  • one infrastructure sensor 11 detects an autonomous moving body 13 traveling on a non-priority road and a manned moving body 14 traveling on a priority road, and the other infrastructure sensor 11 crosses a pedestrian crossing. Since the pedestrian 15a trying to cross and the pedestrian 15b running toward the pedestrian crossing are detected, in the example of FIG. 1B, the safety monitoring device 12 determines the output of both infrastructure sensors 11 and the traffic rules.
  • FIG. 2 shows a functional block diagram of the traffic control system 1.
  • the infrastructure sensor 11 includes a sensor processing unit 11a
  • the safety monitoring device 12 includes a rule violation detection unit 12a, a safety action instruction unit 12b, and a radio speed monitoring unit 12c.
  • the autonomous moving body 13 includes an automatic driving unit 13a, a radio speed monitoring unit 13b, a speed control unit 13c, an arbitration unit 13d, and an actuator control unit 13e. It includes a monitoring unit 14b, a speed control unit 14c, an arbitration unit 14d, and an actuator control unit 14e.
  • the details of each configuration according to the first embodiment will be described.
  • the infrastructure sensor 11 is a sensor such as a camera or LiDAR that monitors a moving object in the field, and the sensor processing unit 11a generates identification information and position information indicating the type of an object in the sensing range such as the camera or LiDAR. The information is transmitted to the safety monitoring device 12 via the network 16.
  • FIG. 3 is a processing flow of the sensor processing unit 11a.
  • the sensor processing unit 11a estimates the information of the object (identification information and position information) from the information sensed by the camera, LiDAR, or the like.
  • the sensor processing unit 11a adds a time stamp to the information of the object and transmits it to the safety monitoring device 12.
  • the safety monitoring device 12 is a server provided with hardware such as a computing device such as a CPU, a main storage device such as a semiconductor memory, an auxiliary storage device, and a communication device. Then, each function described later is realized by the arithmetic unit executing the program loaded in the main storage device, but the following will be described while omitting such a well-known technique as appropriate.
  • Rule violation detection unit 12a monitors the violation of the safety rule by the moving object or the pedestrian 15 based on the information received from the infrastructure sensor 11, and notifies the safety action instruction unit 12b of the identification information and the content of the violation when the rule is violated.
  • FIG. 4 is a processing flow of the rule violation detection unit 12a. Hereinafter, each step will be described.
  • step S41 the rule violation detection unit 12a receives the object identification information and the position information from the infrastructure sensor 11.
  • step S42 the rule violation detection unit 12a predicts the behavior (position coordinates and orientation) of the object several seconds after the current time (for example, 3 seconds later) based on the received information and the past information.
  • step S43 the rule violation detection unit 12a determines whether or not a rule violation (simultaneous intrusion prohibition violation) that stipulates that the object does not enter the same area occurs in order to avoid collision between objects after a few seconds. do. If a violation occurs, the process proceeds to step S44, and if no violation occurs, the process proceeds to step S47.
  • a rule violation Simultaneous intrusion prohibition violation
  • step S44 the rule violation detection unit 12a determines whether or not a simultaneous intrusion violation occurs within a certain time (for example, 1 second) shorter than the time used for the action prediction in step S42 (for example, 3 seconds). Is determined. If a violation occurs, the process proceeds to step S45, and if no violation occurs, the process proceeds to step S46.
  • a certain time for example, 1 second
  • the time used for the action prediction in step S42 for example, 3 seconds.
  • step S45 the rule violation detection unit 12a transmits "simultaneous intrusion prohibition violation", “violation occurrence prediction time: short”, and “occurrence status” to the safety action instruction unit 12b.
  • step S46 the rule violation detection unit 12a transmits "simultaneous intrusion prohibition violation”, “violation occurrence predicted time: long”, and "occurrence status” to the safety action instruction unit 12b.
  • the "occurrence status" is information consisting of location information, assumed violator information, and assumed victim information.
  • assumed violators the lane in which a vehicle should drive is determined according to the situation, and vehicles and pedestrians who violate it are referred to as “assumed violators” below.
  • the "assumed victim” is a vehicle or pedestrian who complies with the rules and a new collision risk is created by the assumed violator.
  • private land including indoors
  • factories and distribution warehouses even when roads and passages are shared by vehicles, forklifts, etc.
  • operational rules are adopted in which one of them passes each other. For example, if the rules pass by the left side, the vehicle or person who could not comply with it is called the “assumed violator", and the vehicle or person who adhered to it is called the "assumed victim”.
  • step S47 the rule violation detection unit 12a determines whether or not a parking prohibition violation that prohibits parking in a place where parking is likely to obstruct other traffic or work occurs. If a violation occurs, the process proceeds to step S48, and if no violation occurs, the process proceeds to step S4b.
  • step S48 the rule violation detection unit 12a determines whether or not a parking prohibition violation occurs within a certain time (for example, 1 second) shorter than the time used for the action prediction in step S42 (for example, 3 seconds). Is determined. If a violation occurs, the process proceeds to step S49, and if no violation occurs, the process proceeds to S4a.
  • a certain time for example, 1 second
  • the time used for the action prediction in step S42 for example, 3 seconds.
  • step S49 the rule violation detection unit 12a transmits "parking prohibition violation”, “violation occurrence predicted time: short”, and “occurrence status” to the safety action instruction unit 12b.
  • step S4a the rule violation detection unit 12a transmits "parking prohibition violation”, “violation occurrence predicted time: long” and "occurrence status” to the safety action instruction unit 12b.
  • step S4b the rule violation detection unit 12a determines whether or not a work prohibition violation occurs when a person approaches to avoid the possibility of contact when a person approaches. Specifically, it is confirmed whether there is a manned mobile body 14 or a pedestrian 15 within r around the mobile body to be monitored. If a violation occurs, the process proceeds to step S4c, and if no violation occurs, this operation flow ends.
  • step S4c the rule violation detection unit 12a causes a work prohibition violation when approaching a person even within a certain time (for example, 1 second) shorter than the time used for action prediction in step S42 (for example, 3 seconds). Determine whether or not to do so. If a violation occurs, the process proceeds to step S4d, and if no violation occurs, the process proceeds to S4e.
  • a certain time for example, 1 second
  • the time used for action prediction in step S42 for example, 3 seconds.
  • step S4d the rule violation detection unit 12a transmits "work prohibition violation when approaching a person", “violation occurrence predicted time: short”, and “occurrence status” to the safety action instruction unit 12b.
  • step S4e the rule violation detection unit 12a transmits "work prohibition violation when approaching a person”, “violation occurrence predicted time: long”, and "occurrence status" to the safety action instruction unit 12b.
  • FIG. 5 is a processing flow of the safety action instruction unit 12b that has received information from the rule violation detection unit 12a. Hereinafter, each step will be described.
  • step S51 the safety action instruction unit 12b interprets the "violation content”, “violation occurrence predicted time”, and "occurrence status" input from the rule violation detection unit 12a.
  • step S52 the safety action instruction unit 12b determines whether the content of the violation is a "simultaneous intrusion prohibition violation". If it is true, the process proceeds to step S53, and if it is false, the process proceeds to step S56.
  • step S53 the safety action instruction unit 12b determines whether the predicted violation occurrence time is "short". If it is true, the process proceeds to step S54, and if it is false (if it is "long"), the process proceeds to step S55.
  • step S54 the safety action instruction unit 12b determines whether or not the assumed violator can be controlled by the safe action instruction from the occurrence status information, and if the assumed violator can be controlled, the assumed violator is notified. On the other hand, stop is instructed as a safe action to avoid a collision. In addition, if the assumed violator is out of control, the assumed victim is instructed to stop as a safe action to avoid a collision. If the safety action preparation has been instructed in advance in step S55 described later, the execution of the safety action preparation may only be instructed in this step.
  • the safety action instruction unit 12b determines whether or not the assumed violator can be controlled by the safe action instruction from the occurrence status information, and if the assumed violator can be controlled, the assumed violation. Instruct a person to stop orbit in preparation for safe action to avoid a collision. If the assumed violator is out of control, the assumed victim is instructed to avoid the collision as a safe action preparation for avoiding the collision.
  • step S56 the safety action instruction unit 12b determines whether the content of the violation is a "parking prohibition violation". If it is true, the process proceeds to step S57, and if it is false, the process proceeds to step S5a.
  • step S57 the safety action instruction unit 12b determines whether the predicted violation occurrence time is "short". If it is true, the process proceeds to step S58, and if it is false (if it is "long"), the process proceeds to step S59.
  • step S58 the safety action instruction unit 12b determines whether or not the assumed violator can be controlled by the safe action instruction from the occurrence status information, and if the assumed violator can be controlled, the assumed violator is notified. On the other hand, instruct to move as a safe action to avoid parking violations. If the safety action preparation has been instructed in advance in step S59 described later, the execution of the safety action preparation may only be instructed in this step. If the violator is out of control, notify the administrator of the occurrence status information.
  • step S59 the safety action instruction unit 12b determines whether or not the assumed violator can be controlled by the safe action instruction from the occurrence status information, and if the assumed violator can be controlled, the assumed violation. Instruct a person to stop orbit in preparation for safe action to avoid a collision.
  • step S5a the safety action instruction unit 12b determines whether the content of the violation is "work prohibition violation when approaching a person". If it is true, the process proceeds to step S5b, and if it is false, the operation flow is terminated.
  • step S5b the safety action instruction unit 12b determines whether the predicted violation occurrence time is "short". If it is true, the process proceeds to step S5c, and if it is false (if it is "long"), the process proceeds to step S5d.
  • step S5c the safety action instruction unit 12b determines whether or not the assumed violator can be controlled by the safe action instruction from the occurrence status information, and if the assumed violator can be controlled, the assumed violator is notified. On the other hand, as a safe action to avoid a collision, instruct to stop work. If the assumed violator is out of control, the assumed victim is instructed to stop as a safe action to avoid a collision.
  • step S5d the safety action instruction unit 12b determines whether or not the assumed violator can be controlled by the safe action instruction from the occurrence status information, and if the assumed violator can be controlled, the assumed violation. Instruct a person to prohibit action as a safe action preparation to avoid a collision. If the assumed violator is out of control, the assumed victim is instructed to avoid the collision as a safe action preparation for avoiding the collision.
  • the autonomous moving body 13 includes an automatic driving unit 13a, a radio speed monitoring unit 13b, a speed control unit 13c, an arbitration unit 13d, and an actuator control unit 13e
  • the manned moving body 14 includes a manual driving unit 14a.
  • the automatic driving unit 13a generates a vehicle control instruction for guiding to a destination based on a vehicle-mounted peripheral recognition sensor (hereinafter, referred to as “mounted sensor”), and transmits the vehicle control instruction to the arbitration unit 13d.
  • mounted sensor a vehicle-mounted peripheral recognition sensor
  • an emergency stop instruction is generated in order to avoid a collision.
  • Manual operation unit 14a is a steering wheel, an accelerator pedal, a brake pedal, a sensor for detecting the amount of operation thereof, and the like operated by the driver, and the driver steers or applies the manned moving body 14. It is an input unit for controlling deceleration.
  • Wireless Speed Monitoring Unit 13b If the wireless communication network 16 connecting the safety monitoring device 12 with the autonomous mobile body 13 or the manned mobile body 14 is normal, the safety monitoring device 12 will perform the assumed violator or the assumed victim (autonomous movement) according to the flowchart of FIG. By controlling the body 13 and the manned mobile body 14), the safety in the field can be ensured, but if there is an abnormality in the wireless communication network 16, the safety action instruction unit 12b sends an appropriate instruction at an appropriate timing. However, it is possible that the assumed violators and assumed victims cannot take safe actions at appropriate times. Therefore, the autonomous mobile body 13 of this embodiment cooperates with the safety monitoring device 12 to evaluate the current communication quality (wireless communication speed) of the wireless communication network 16, and safety monitoring is performed according to the evaluation result. The safe action mode according to the instruction of the device 12 and the autonomous safe action mode are switched.
  • FIG. 6 is a processing flow of the radio speed monitoring units 12c and 13b when evaluating the network 16. Hereinafter, each step will be described.
  • step S61 the radio speed monitoring unit 13b of the autonomous mobile body 13 attaches a time stamp indicating the current time to the radio speed monitoring unit 12c of the safety monitoring device 12 via the wireless communication network 16. To send.
  • step S62 it is determined whether the radio speed monitoring unit 12c has received the measurement packet from the radio speed monitoring unit 13b. Then, if it is received, the process proceeds to step S63, and if it is not received, the process ends.
  • step S63 the radio speed monitoring unit 12c returns the received measurement packet to the radio speed monitoring unit 13b as it is.
  • step S64 the radio speed monitoring unit 13b of the autonomous mobile body 13 transmits both the time stamp time and the current time of the returned measurement packet to the speed control unit 13c.
  • the wireless speed monitoring unit 13b may retransmit the measurement packet.
  • information indicating that there is an abnormality in the network 16 may be transmitted to the speed control unit 13c.
  • Speed control unit 13c sends a predetermined deceleration command to the arbitration unit 13d in response to the output of the radio speed monitoring unit 13b.
  • FIG. 7 is a processing flow of the speed control unit 13c. Hereinafter, each step will be described.
  • step S71 the speed control unit 13c determines whether or not the difference (wireless communication time) between the input time stamp time and the current time is less than the threshold value. If it is false, the process proceeds to step S72, and if it is true, the process proceeds to step S76.
  • This threshold is defined according to a deadline that can guarantee that collisions can be avoided by pointing to safe behavior after detecting a rule violation. Therefore, when the result is false in step S71, that is, when the wireless communication time is equal to or longer than the threshold value, the wireless communication state in which the collision cannot be avoided even if the safety monitoring device 12 instructs the autonomous mobile body 13 to take a safe action. Means that Even if the wireless speed monitoring unit 13b cannot receive the reply from the wireless speed monitoring unit 12c, the determination in step S71 is false.
  • step S72 the speed control unit 13c determines whether or not there is a field F monitored by the infrastructure sensor 11 within a predetermined effective range L (for example, 500 m) based on the map information. If it is true, the process proceeds to step S73, and if it is false, the process proceeds to step S74.
  • the field F is a place where another moving body or a pedestrian 15 may jump out from the blind spot of the autonomous moving body 13, so that the blind spot needs to be monitored by the infrastructure sensor 11.
  • the field F is a place where the blind spot needs to be monitored.
  • step S73 the speed control unit 13c assumes that another moving body or the pedestrian 15 jumps out from the blind spot in the field F, so that the autonomous moving body 13 can stop at a distance D to the field F.
  • the current position of the autonomous moving body 13 can be obtained by a self-position estimation means such as a method of matching a map with surrounding landmarks, a method of obtaining from GPS or GNSS, or a method of calculating odometry from a starting point.
  • step S74 the speed control unit 13c determines whether or not there is another moving object or pedestrian 15 in the sensing range R recognizable by the on-board sensor. If it is true, the process proceeds to step S75, and if it is false, the process proceeds to step S76.
  • step S75 the speed control unit 13c issues a deceleration instruction to a speed that can be handled by stopping or avoiding with respect to the sensed distance from another moving object or pedestrian 15.
  • step S76 the speed control unit 13c generates a "no speed limit" control command, which means that no speed limit is imposed from the viewpoint of communication speed.
  • a "no speed limit" control command which means that no speed limit is imposed from the viewpoint of communication speed.
  • the arbitration unit 13d is a deceleration value from a vehicle control instruction input from the automatic driving unit 13a, a safety action input from the safety action instruction unit 12b, and a deceleration instruction or an instruction without speed limit input from the speed control unit 13c. Selects the largest instruction and sends the selected control command to the actuator control unit 13e.
  • the reason why the instruction having the largest deceleration value is selected is that the instruction having the maximum deceleration value is usually the instruction corresponding to the most dangerous situation, and therefore the instruction is to ensure safety even in the most dangerous situation.
  • the trajectory of safety action preparation input from the safety action instruction unit 12b is saved once, becomes effective only when instructed, and is added to the options of the arbitration unit 13d.
  • Actuator control unit 13e controls the steering, motor, and brake of the autonomous moving body 13 based on the control command input from the arbitration unit 13d, and realizes desired steering control and acceleration / deceleration control.
  • ⁇ Operation example of autonomous mobile body 13> 8A and 8B show an operation example of the speed control unit 13c of this embodiment.
  • obstacles such as building B, walls, and trees exist at the four corners of the intersection, and the peripheral recognition sensor of the autonomous moving body 13 entering the intersection cannot detect the moving body or pedestrian 15 in the shadow of building B. It shall be.
  • the autonomous control of the autonomous moving body 13 may not be able to avoid the collision. Therefore, an infrastructure sensor 11 is provided with this intersection as the field F to be monitored, and when the infrastructure sensor 11 detects another moving object or pedestrian 15 in the blind spot, the safety monitoring device 12 autonomously moves. By instructing the body 13 to take safe actions such as stopping, it is possible to avoid a collision.
  • step S71 of FIG. 7 if it is determined to be false in step S71 of FIG. 7, that is, if there is an abnormality in the network 16, even if the safety monitoring device 12 instructs a safe action, the autonomous mobile body 13 gives an appropriate instruction. Since reception cannot be performed at the timing, if the autonomous moving body 13 enters the intersection while maintaining a high speed, there is a risk of collision with other moving bodies or pedestrians 15 that have jumped out.
  • the on-board sensor makes an emergency stop within the range of the distance D from the current position to the field F.
  • the speed control unit 13c determines the deceleration so as to decelerate to a possible speed, and generates a deceleration command to be output to the arbitration unit 13d. Therefore, the autonomous mobile body 13 enters the intersection at a low speed that can be stopped in an emergency.
  • FIG. 9 shows an example of a safety action instruction when a rule is violated.
  • FIG. 9A shows the situation of an intersection.
  • FIG. 9B shows the result of behavior prediction.
  • the trajectory T of the behavior prediction indicates the progress of the position information and the direction within a certain time from the current time, and the trajectory T1 at a short time indicated by a black circle (for example, from the current time to 1 second later) and the subsequent trajectory T indicated by a white circle (for example). For example, it is composed of an orbit T2 (from 1 second to 3 seconds later).
  • FIG. 9C shows an example of the judgment status of rule violation detection and the safety action instruction.
  • FIG. 10 shows another example of a safety action instruction when a rule is violated.
  • FIG. 10A shows the situation of an intersection.
  • FIG. 10B shows the result of behavior prediction.
  • FIG. 10C shows an example of the judgment status of rule violation detection and the safe action instruction.
  • avoidance is performed by using the avoidance action previously sent by the safety action instruction unit 12b as a safety action preparation (step S55 of FIG. 5).
  • FIG. 11 shows yet another example of a safety action instruction when a rule is violated.
  • FIG. 11A shows the situation of a straight line.
  • FIG. 11B shows the result of behavior prediction. According to the trajectory of the behavior prediction, the autonomous mobile body 13 may cross the center line.
  • FIG. 11C shows an example of the judgment status of rule violation detection and the safe action instruction. According to the result of the action prediction, since the simultaneous intrusion prohibition violation occurs, the safe action instruction unit 12b generates a trajectory that does not cross the center line (step S55 in FIG. 5).
  • FIG. 12 shows yet another example of a safety action instruction when a rule is violated.
  • FIG. 12A shows the situation of a straight line and a vehicle merging there.
  • FIG. 12B shows the result of behavior prediction. According to the trajectory of the behavior prediction, it is shown that the autonomous moving body 13 passes a straight line in a situation where the pedestrian 15 crosses the road while hiding behind the manned moving body 14 of the stopped vehicle.
  • FIG. 12C shows an example of the judgment status of rule violation detection and the safe action instruction. Since the pedestrian 15 violates the simultaneous intrusion, the safety action instruction unit 12b sends a stop trajectory to the autonomous moving body 13 (step S54 in FIG. 5).
  • FIG. 13 shows yet another example of a safety action instruction when a rule is violated.
  • FIG. 13A shows the situation immediately after the stop in FIG.
  • FIG. 13B shows the result of behavior prediction.
  • the pedestrian 15 has stopped because he / she noticed the autonomous moving body 13.
  • FIG. 13C shows an example of the judgment status of rule violation detection and the safety action instruction. Since the stop position corresponds to the doorway and parking is prohibited, the autonomous moving body 13 generates an avoidance action as a safety action instruction (step S58 in FIG. 5).
  • an autonomous mobile body, a manned mobile body, or a pedestrian is absent, an instruction that does not require deceleration is received, so safety is maintained.
  • the efficiency of mobile services can be improved. This can be treated as absent when autonomous mobiles, manned mobiles and pedestrians are separated from each other by road physical obstacles and cannot come and go, and is judged by the distance on a passable route.
  • an autonomous mobile body or a manned mobile body when parked in a parking prohibited place, it can be moved from the safety monitoring device to a safe place.
  • the autonomous mobile body or the manned mobile body depends on the situation. As a result, safety is improved.
  • the rule violation detection may be carried out collectively in the area monitored by the traffic control system, or may be carried out for each infrastructure sensor.
  • the wireless communication speed estimation is based on the time stamp of the vehicle, but is not limited to this.
  • time synchronization may be performed between the safety monitoring device and the autonomous mobile body or the manned mobile body.
  • behavior prediction is performed from the monitoring information of the infrastructure sensor, but it is not limited to this.
  • the self-position information may be obtained from the autonomous mobile body or the manned mobile body, or the planned movement route generated by the autonomous mobile body may be obtained.
  • simultaneous intrusion prohibition and parking prohibition are monitored, but this is not limited to this.
  • Example 2 of the present invention will be described. It should be noted that the common points with the first embodiment are omitted.
  • FIG. 14A shows a configuration diagram of the traffic control system 2 according to the second embodiment of the present invention.
  • the traffic control system 2 includes an infrastructure sensor 11, a safety monitoring device 12, an automatic moving body 13, a manned moving body 14, and a pedestrian 15.
  • FIG. 14B is a conceptual diagram of a field recognized by the safety monitoring device 12 based on the output of the infrastructure sensor 11 and the safety rule, as in FIG. 1B in the first embodiment.
  • FIG. 15 shows an example of a safety action instruction when the rule is violated according to the second embodiment.
  • FIG. 15A shows the situation of the passage where the left traffic rule is imposed.
  • FIG. 15B shows the result of behavior prediction. According to the behavior prediction trajectory T, the autonomous mobile body 13 may jump out to the right beyond the center of the passage.
  • FIG. 15C shows an example of the judgment status of rule violation detection and the safe action instruction. According to the result of the action prediction, since the simultaneous intrusion prohibition violation occurs, the safe action instruction unit 12b generates a trajectory that does not cross the center line for the autonomous moving body 13 that is the violator.
  • FIG. 16 shows an example of a safety action instruction when the rule is violated according to the second embodiment.
  • FIG. 16A shows a situation in which an autonomous moving body carrying a cargo turns in a passage.
  • FIG. 16B shows the result of behavior prediction. According to the trajectory of the behavior prediction, the autonomous mobile body 13 may turn to the right.
  • FIG. 16C shows an example of the judgment status of rule violation detection and the safety action instruction. According to the result of the action prediction, a work prohibition violation occurs when a person approaches, so the safety action instruction unit 12b sends a stop instruction to the autonomous moving body 13 which is the offender.
  • the rule deviation can be detected and the violation behavior can be stopped by the stop instruction from the safety monitoring device. Can be improved.

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Abstract

自律移動体や有人移動体や歩行者が安全ルール違反を起こした場合であっても、安全性を保証できる交通制御システムを提供する。移動体と、フィールド内の前記移動体または歩行者を監視するインフラセンサと、前記移動体と無線通信する安全監視装置と、を備えた交通制御システムであって、前記安全監視装置は、前記インフラセンサの出力に基づいて、前記フィールド内の前記移動体または前記歩行者のルール違反を検知するルール違反検知部と、前記ルール違反が検知された場合に、前記移動体に対してルール違反に応じた安全行動または安全行動準備の実行を指示する安全行動指示部と、を有し、前記移動体は、前記安全監視装置との間の無線通信速度が所定の閾値以上の場合に、前記安全監視装置の指示によらず、前記移動体を減速させる制御指令を出力する速度制御部を有することを特徴とする交通制御システム。

Description

交通制御システム、および、交通制御方法
　本発明は、監視対象のフィールド内を移動する移動体と無線通信しながら、フィールド内の交通を制御する交通制御システム、および、交通制御方法に関する。
　近年、限定された領域（フィールド）内で自律移動サービスや自律搬送サービスを提供する制御システムが普及しつつある。例えば、車両による工場敷地内搬送システムや、自動フォークリフトやＡＧＶ（Automated Guided Vehicle）やロボットアーム付きＡＧＶによる倉庫管理システム、特定地区向けロボットタクシーや自動運転バス、鉱山における自動運転トラックなどである。これらのサービスが提供されるフィールドでは、自律的に認知・判断・制御を行う移動体（自律移動体）と、人が操作する移動体（有人移動体）と、作業員や外部員を含む人が共存して各々の作業を行う。
　フィールドには安全・効率向上のため、自律移動体と有人移動体と人の間で規定された交通ルールや作業ルール、安全ルールなどが設けられる。自律移動体はそれらのルールに基づいて、最適に移動・作業を行う。しかしながら、有人移動体と人はルールを違反する可能性があり、安全性と効率低下につながる懸念がある。そこで、有人移動体や人がルールに違反した時であっても、安全性・効率低下を防止する技術が求められている。
　例えば、特許文献１の要約書には、「車両の走行状況が適切か否かを交通ルールに照らして判定する走行状況適否判定装置において、複雑な手順を経て得られる交通ルールの作成負荷を軽減する」ための解決手段として、「走行情報適否判定装置１は、道路上の特定の場所と交通ルールとが互いに対応付けられた場所関連ルール情報を取得する。そして、取得した場所関連ルール情報とセンサ群３からの情報とに基づいて、当該場所における車両の走行状況が適切か否かを判定する。当該交通ルールは、当該場所の交通上の特徴を、場所に依らず適用可能な複数個の汎用ルールに当てはめることで得られた判断済みルールである。」との記載がある。
特開２０１７－１８７８５６号公報
　特許文献１によると、状況に応じた交通ルール違反の有無を車両側で監視し、違反時には車両を停止させることで安全性を向上できる。
　しかしながら、特許文献１の技術では、フィールドでの車両のルール違反に対応できるが、フィールドでの人のルール違反に対応できない。また、車両側でルール違反を監視する構成のため、計算量の増大に対応すべく高速で高価な車両コントローラが必要となるだけでなく、センシング範囲拡大のためのセンサ追加によっても、車両コストが高くなる問題がある。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フィールドに設置したセンサ（インフラセンサ）が移動体と人を監視し、サーバ（安全監視装置）がセンシング結果に基づいてルール違反を検知し、違反内容に応じて安全行動を違反者または周囲の移動体に指示することで、移動体の製造コストを抑制しつつ、安全性と効率を向上させることを目的とする。
　上記課題を解決するための本発明の交通制御システムは、移動体と、フィールド内の前記移動体または歩行者を監視するインフラセンサと、前記移動体と無線通信する安全監視装置と、を備えた交通制御システムであって、前記安全監視装置は、前記インフラセンサの出力に基づいて、前記フィールド内の前記移動体または前記歩行者のルール違反を検知するルール違反検知部と、前記ルール違反が検知された場合に、前記移動体に対してルール違反に応じた安全行動または安全行動準備の実行を指示する安全行動指示部と、を有し、前記移動体は、前記安全監視装置との間の無線通信速度が所定の閾値以上の場合に、前記安全監視装置の指示によらず、前記移動体を減速させる制御指令を出力する速度制御部を有するものとした。
　本発明に係る交通制御システムによれば、監視対象のフィールドにおいて自律移動体、有人移動体、人のルール違反が生じても、移動体の製造コストを抑制しつつ、衝突リスクや交通の妨げとなる可能性を低減できる。
実施例１に係る交通制御システムの構成図 実施例１に係る交通制御システムが認識するフィールド 実施例１に係る交通制御システムの機能ブロック図 実施例１に係るセンサ処理部の処理フロー 実施例１に係るルール違反検知部の処理フロー 実施例１に係る安全行動指示部の処理フロー 実施例１に係る無線速度監視部の処理フロー 実施例１に係る速度制御部の処理フロー 実施例１に係る速度制御部の動作例 実施例１に係る速度制御部の動作例 実施例１に係るルール違反時の安全行動指示の例 実施例１に係るルール違反時の安全行動指示の例 実施例１に係るルール違反時の安全行動指示の例 実施例１に係るルール違反時の安全行動指示の例 実施例１に係るルール違反時の安全行動指示の例 実施例２に係る交通制御システムの構成図 実施例２に係る交通制御システムが認識するフィールド 実施例２に係るルール違反時の安全行動指示の例 実施例２に係るルール違反時の安全行動指示の例
　本発明の交通制御システム１は、フィールドに設置したセンサ（インフラセンサ１１）が自律移動体１３と有人移動体１４と歩行者１５を監視し、サーバ（安全監視装置１２）がインフラセンサのセンシング結果に基づいてルール違反を検知し、違反内容に応じて安全行動を違反者または周囲の自律移動体や有人移動体に指示する。そして、サーバと移動体間の無線通信に不良が発生し、リアルタイムに安全行動を指示できない場合には、移動体は自身の搭載センサで停止可能な速度まで予め減速するものとする。以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明する。
　図１Ａは、実施例１の交通制御システム１を、監視対象のフィールドの一例である交差点に配置した状況を示す構成図である。ここに示すように、本実施例の交通制御システム１は、インフラセンサ１１と、安全監視装置１２と、移動体（自律移動体１３、有人移動体１４）からなるシステムであり、交差点近傍の、自律移動体１３、有人移動体１４、歩行者１５を漏れなく検知できるよう、複数のインフラセンサ１１が設置されている。安全監視装置１２は、インフラセンサ１１の出力に基づいて交差点近傍の交通を制御するサーバであり、より具体的には、自律移動体１３、有人移動体１４、歩行者１５の検知結果に応じて、自律移動体１３や有人移動体１４に安全確保に必要な指令を無線通信で送信する装置である。なお、安全監視装置１２は、近接するインフラセンサ１１とは有線通信のネットワーク１６で接続されており、遠方のインフラセンサ１１、自律移動体１３、有人移動体１４とは無線通信のネットワーク１６で接続されている。
　図１Ｂは、インフラセンサ１１の出力と交通規則に基づいて、安全監視装置１２が認識しているフィールド（交差点）の概念図の一例である。図１Ａでは、一方のインフラセンサ１１が、非優先道路を走行中の自律移動体１３と、優先道路を走行中の有人移動体１４を検知しており、他方のインフラセンサ１１が、横断歩道を横断しようとする歩行者１５ａと、横断歩道に向かって走っている歩行者１５ｂを検知しているため、図１Ｂの例では、安全監視装置１２は、双方のインフラセンサ１１の出力と交通規則を考慮して、自律移動体１３が優先道路の手前で一時停止し、有人移動体１４が横断歩道の手前で一時停止している間に、歩行者１５ａ、１５ｂが横断歩道を横断するだろうと予測するとともに、有人移動体１４が交通規則に反して一時停止せずに横断歩道を通過する可能性があることも予測している。
　図２は、交通制御システム１の機能ブロック図を示す。ここに示すように、インフラセンサ１１は、センサ処理部１１ａを備えており、安全監視装置１２は、ルール違反検知部１２ａ、安全行動指示部１２ｂ、無線速度監視部１２ｃを備えている。また、自律移動体１３は、自動運転部１３ａ、無線速度監視部１３ｂ、速度制御部１３ｃ、調停部１３ｄ、アクチュエータ制御部１３ｅを備えており、有人移動体１４は、マニュアル運転部１４ａ、無線速度監視部１４ｂ、速度制御部１４ｃ、調停部１４ｄ、アクチュエータ制御部１４ｅを備えている。以降、実施例１に係る各構成の詳細を説明する。
　＜インフラセンサ１１＞
　インフラセンサ１１は、フィールド内の移動体を監視するカメラやＬｉＤＡＲ等のセンサであり、センサ処理部１１ａは、カメラやＬｉＤＡＲ等のセンシング範囲の物体の種別を示す識別情報と位置情報を生成し、それらの情報をネットワーク１６経由で安全監視装置１２に送信するものである。
　図３はセンサ処理部１１ａの処理フローである。まず、ステップＳ３１では、センサ処理部１１ａは、カメラやＬｉＤＡＲ等がセンシングした情報から物体の情報（識別情報と位置情報）を推定する。次に、ステップＳ３２では、センサ処理部１１ａは、物体の情報にタイムスタンプを付与して安全監視装置１２に送信する。
　＜安全監視装置１２＞
　安全監視装置１２は、具体的には、ＣＰＵ等の演算装置、半導体メモリ等の主記憶装置、補助記憶装置、および、通信装置などのハードウェアを備えたサーバである。そして、主記憶装置にロードされたプログラムを演算装置が実行することで、後述する各機能を実現するが、以下では、このような周知技術を適宜省略しながら説明する。
　＜＜ルール違反検知部１２ａ＞＞
　ルール違反検知部１２ａはインフラセンサ１１から受信した情報に基づいて、移動体や歩行者１５による安全ルールの違反を監視し、ルール違反時には識別情報と違反内容を安全行動指示部１２ｂに通知する。
　図４はルール違反検知部１２ａの処理フローである。以下、各ステップを説明する。
　まず、ステップＳ４１では、ルール違反検知部１２ａは、インフラセンサ１１から物体の識別情報と位置情報を受信する。
　次に、ステップＳ４２では、ルール違反検知部１２ａは、受信した情報と過去情報に基づいて、現在時刻から数秒後（例えば、３秒後）の物体の行動（位置座標と向き）を予測する。
　ステップＳ４３では、ルール違反検知部１２ａは、数秒後の物体の同士の衝突を回避するため、同じ領域に進入しないことを規定したルールの違反（同時侵入禁止違反）が発生するか否かを判定する。違反が発生する場合にはステップＳ４４に進み、発生しない場合にはステップＳ４７に進む。
　ステップＳ４４では、ルール違反検知部１２ａは、ステップＳ４２での行動予測に用いた時間（例えば、３秒）よりも短い一定の時間（例えば、１秒）以内においても同時侵入違反が発生するか否かを判定する。違反が発生する場合には、ステップＳ４５に進み、発生しない場合にはステップＳ４６に進む。
　ステップＳ４５では、ルール違反検知部１２ａは、「同時侵入禁止違反」、「違反発生予測時間：短」、「発生状況」を安全行動指示部１２ｂに送信する。一方、ステップＳ４６では、ルール違反検知部１２ａは、「同時侵入禁止違反」、「違反発生予測時間：長」、「発生状況」を安全行動指示部１２ｂに送信する。
　なお、「発生状況」とは、場所情報、想定違反者情報、想定被害者情報からなる情報である。例えば、道路交通法では、車両が走るべき車線が状況に応じて決められており、それを違反する車両や歩行者を以下では「想定違反者」と呼ぶ。また、「想定被害者」とは、想定違反者によって新たに衝突リスクが生じる、規則を順守している車両や歩行者である。他の例として、工場や物流倉庫などの私有地内（室内含む）において、道路や通路が車両やフォークリフトなどで共有する場合であっても、どちらか一方に寄ってすれ違う運用規則がとられる。例えば、左側によってすれ違う規則であった場合に、これを順守できなかった車両や人を「想定違反者」、順守していた車両や人を「想定被害者」と呼ぶ。
　ステップＳ４７では、ルール違反検知部１２ａは、駐車によって他の交通や作業を阻害する可能性の高い場所への駐車を禁ずる駐車禁止違反が発生するか否かを判定する。もし、違反が発生する場合にはステップＳ４８に進み、発生しない場合にはステップＳ４ｂに進む。
　ステップＳ４８では、ルール違反検知部１２ａは、ステップＳ４２での行動予測に用いた時間（例えば、３秒）よりも短い一定の時間（例えば、１秒）以内においても駐車禁止違反が発生するか否かを判定する。違反が発生する場合には、ステップＳ４９に進み、発生しない場合にはＳ４ａに進む。
　ステップＳ４９では、ルール違反検知部１２ａは、「駐車禁止違反」、「違反発生予測時間：短」、「発生状況」を安全行動指示部１２ｂに送信する。一方、ステップＳ４ａでは、ルール違反検知部１２ａは、「駐車禁止違反」、「違反発生予測時間：長」と「発生状況」を安全行動指示部１２ｂに送信する。
　ステップＳ４ｂでは、ルール違反検知部１２ａは、人接近時に接触する可能性を避けるための人接近時作業禁止違反が発生するか否かを判定する。具体的には、監視対象の移動体の周囲ｒ以内に有人移動体１４または歩行者１５がいるかを確認する。もし、違反が発生する場合にはステップＳ４ｃに進み、発生しない場合には本動作フローを終了する。
　ステップＳ４ｃでは、ルール違反検知部１２ａは、ステップＳ４２での行動予測に用いた時間（例えば、３秒）よりも短い一定の時間（例えば、１秒）以内においても人接近時作業禁止違反が発生するか否かを判定する。違反が発生する場合には、ステップＳ４ｄに進み、発生しない場合にはＳ４ｅに進む。
　ステップＳ４ｄでは、ルール違反検知部１２ａは、「人接近時作業禁止違反」と「違反発生予測時間：短」と「発生状況」を安全行動指示部１２ｂに送信する。一方、ステップＳ４ｅでは、ルール違反検知部１２ａは、「人接近時作業禁止違反」と「違反発生予測時間：長」と「発生状況」を安全行動指示部１２ｂに送信する。
　＜＜安全行動指示部１２ｂ＞＞
　図５は、ルール違反検知部１２ａから情報を受信した安全行動指示部１２ｂの処理フローである。以下、各ステップを説明する。
　まず、ステップＳ５１では、安全行動指示部１２ｂは、ルール違反検知部１２ａから入力された「違反内容」と「違反発生予測時間」と「発生状況」を解釈する。
　次に、ステップＳ５２では、安全行動指示部１２ｂは、違反内容が「同時侵入禁止違反」であるかを判定する。真である場合にはステップＳ５３に進み、偽である場合にはステップＳ５６に進む。
　ステップＳ５３では、安全行動指示部１２ｂは、違反発生予測時間が「短」であるかを判定する。真である場合にはステップＳ５４に進み、偽である場合（「長」である場合）にはステップＳ５５に進む。
　ステップＳ５４では、安全行動指示部１２ｂは、発生状況情報から想定違反者が安全行動指示によって制御可能であるか否かを判定し、想定違反者が制御可能である場合には、想定違反者に対して衝突を回避するための安全行動として停止を指示する。また、想定違反者が制御不可能である場合には、想定被害者に対して衝突を回避するための安全行動として停止を指示する。なお、後述するステップＳ５５で安全行動準備を事前に指示済みであった場合には、本ステップでは安全行動準備の実行を指示するのみであってもよい。
　一方、ステップＳ５５では、安全行動指示部１２ｂは、発生状況情報から想定違反者が安全行動指示によって制御可能であるか否かを判定し、想定違反者が制御可能である場合には、想定違反者に対して衝突を回避するための安全行動準備として停止軌道を指示する。また、想定違反者が制御不可能である場合には、想定被害者に対して衝突を回避するための安全行動準備として回避軌道を指示する。
　ステップＳ５６では、安全行動指示部１２ｂは、違反内容が「駐車禁止違反」であるかを判定する。真である場合にはステップＳ５７に進み、偽である場合にはステップＳ５ａに進む。
　ステップＳ５７では、安全行動指示部１２ｂは、違反発生予測時間が「短」であるかを判定する。真である場合にはステップＳ５８に進み、偽である場合（「長」である場合）にはステップＳ５９に進む。
　ステップＳ５８では、安全行動指示部１２ｂは、発生状況情報から想定違反者が安全行動指示によって制御可能であるか否かを判定し、想定違反者が制御可能である場合には、想定違反者に対して駐車違反を回避するための安全行動として移動を指示する。なお、後述するステップＳ５９で安全行動準備を事前に指示済みであった場合には、本ステップでは安全行動準備の実行を指示するのみであってもよい。想定違反者が制御不可能である場合には、管理者に発生状況情報を通知する。
　一方、ステップＳ５９では、安全行動指示部１２ｂは、発生状況情報から想定違反者が安全行動指示によって制御可能であるか否かを判定し、想定違反者が制御可能である場合には、想定違反者に対して衝突を回避するための安全行動準備として停止軌道を指示する。
　ステップＳ５ａでは、安全行動指示部１２ｂは、違反内容が「人接近時作業禁止違反」であるかを判定する。真である場合にはステップＳ５ｂに進み、偽である場合には本動作フローを終了する。
　ステップＳ５ｂでは、安全行動指示部１２ｂは、違反発生予測時間が「短」であるかを判定する。真である場合にはステップＳ５ｃに進み、偽である場合（「長」である場合）にはステップＳ５ｄに進む。
　ステップＳ５ｃでは、安全行動指示部１２ｂは、発生状況情報から想定違反者が安全行動指示によって制御可能であるか否かを判定し、想定違反者が制御可能である場合には、想定違反者に対して衝突を回避するための安全行動として作業停止を指示する。想定違反者が制御不可能である場合には、想定被害者に対して衝突を回避するための安全行動として停止を指示する。
　一方、ステップＳ５ｄでは、安全行動指示部１２ｂは、発生状況情報から想定違反者が安全行動指示によって制御可能であるか否かを判定し、想定違反者が制御可能である場合には、想定違反者に対して衝突を回避するための安全行動準備として行動禁止を指示する。また、想定違反者が制御不可能である場合には、想定被害者に対して衝突を回避するための安全行動準備として回避軌道を指示する。
　＜自律移動体１３、有人移動体１４＞
　上記したように、自律移動体１３は、自動運転部１３ａ、無線速度監視部１３ｂ、速度制御部１３ｃ、調停部１３ｄ、アクチュエータ制御部１３ｅを備えており、有人移動体１４は、マニュアル運転部１４ａ、無線速度監視部１４ｂ、速度制御部１４ｃ、調停部１４ｄ、アクチュエータ制御部１４ｅを備えている。なお、両移動体は、自動運転部１３ａとマニュアル運転部１４ａ以外の構成が同等であるので、以降では原則として、自律移動体１３の構成について詳細に説明し、有人移動体１４の構成の詳細説明を適宜省略することとする。
　＜＜自動運転部１３ａ＞＞
　自動運転部１３ａは、車両搭載の周辺認識センサ（以下、「搭載センサ」と称する）に基づいて、目的地に誘導するための車両制御指示を生成し、調停部１３ｄに送信する。例えば、自律移動体１３の周辺認識センサ（カメラやＬｉＤＡＲ等）が前方の障害物を検知した場合、衝突を回避するために緊急停止指示を生成する。
　＜＜マニュアル運転部１４ａ＞＞
　マニュアル運転部１４ａは、具体的には、運転手が操作する、ハンドル、アクセルペダル、ブレーキペダル、および、それらの操作量を検出するセンサ等であり、運転手が有人移動体１４の操舵や加減速を制御するための入力部である。
　＜＜無線速度監視部１３ｂ＞＞
　安全監視装置１２と自律移動体１３や有人移動体１４を接続する無線通信のネットワーク１６が正常であれば、安全監視装置１２は、図５のフローチャートに従って、想定違反者や想定被害者（自律移動体１３や有人移動体１４）を制御することで、フィールド内の安全を確保できるが、無線通信のネットワーク１６に異常があれば、安全行動指示部１２ｂが適切なタイミングで適切な指示を送信しても、想定違反者や想定被害者が適切なタイミングで安全行動等を実行できないことも考えられる。そこで、本実施例の自律移動体１３は、安全監視装置１２と協働して、無線通信のネットワーク１６の現在の通信品質（無線通信速度）を評価し、その評価結果に応じて、安全監視装置１２の指示に従う安全行動モードと、自律した安全行動モードを切り替えるようにした。
　図６は、ネットワーク１６を評価する際の、無線速度監視部１２ｃ、１３ｂの処理フローである。以下、各ステップを説明する。
　まず、ステップＳ６１では、自律移動体１３の無線速度監視部１３ｂは、無線通信のネットワーク１６を介して、安全監視装置１２の無線速度監視部１２ｃに、現在時刻を示すタイムスタンプを付与した測定パケットを送信する。
　ステップＳ６２では、無線速度監視部１２ｃが無線速度監視部１３ｂからの測定パケットを受信したかを判定する。そして、受信した場合は、ステップＳ６３に進み、受信しない場合は、処理を終了する。
　ステップＳ６３では、無線速度監視部１２ｃは、受信した測定パケットをそのまま無線速度監視部１３ｂに返信する。
　ステップＳ６４では、自律移動体１３の無線速度監視部１３ｂは、返信された測定パケットのタイムスタンプの時刻と現在時刻の双方を速度制御部１３ｃに送信する。
　なお、ステップＳ６１で、無線速度監視部１３ｂが測定パケットを送信した後、所定時間を経過しても無線速度監視部１２ｃから返信が無い場合、無線速度監視部１３ｂは測定パケットを再送しても良いし、ネットワーク１６に異常があることを示す情報を速度制御部１３ｃに送信しても良い。
　＜＜速度制御部１３ｃ＞＞
　速度制御部１３ｃは、無線速度監視部１３ｂの出力に応じて、調停部１３ｄに所定の減速指令を送るものである。
　図７は速度制御部１３ｃの処理フローである。以下、各ステップを説明する。
　まず、ステップＳ７１では、速度制御部１３ｃは、入力されたタイムスタンプの時刻と現在時刻の差（無線通信時間）が閾値未満であるか否かを判定する。偽である場合にはステップＳ７２に進み、真である場合にはステップＳ７６に進む。この閾値は、ルール違反検知後に安全行動を指示すれば衝突を回避できると保証できるデッドラインに従って定義される。従って、ステップＳ７１で偽となる場合、すなわち、無線通信時間が閾値以上の場合とは、安全監視装置１２が自律移動体１３に安全行動を指示しても衝突を回避できないような無線通信の状態であることを意味する。なお、無線速度監視部１３ｂが無線速度監視部１２ｃの返信を受信できなかった場合も、ステップＳ７１の判断は偽となる。
　次に、ステップＳ７２では、速度制御部１３ｃは、地図情報に基づいて、所定の有効範囲Ｌ（例えば、５００ｍ）以内にインフラセンサ１１が監視するフィールドＦがあるか否かを判定する。真である場合にはステップＳ７３に進み、偽である場合にはステップＳ７４に進む。なお、フィールドＦは、自律移動体１３の死角から他の移動体や歩行者１５が飛び出す可能性のあるため、その死角をインフラセンサ１１で監視する必要がある場所であり、具体的には、インフラセンサ１１に監視された交差点や建物の出入口などである。
　ステップＳ７３では、速度制御部１３ｃは、フィールドＦ内の死角から他の移動体や歩行者１５が飛び出すことを想定し、自律移動体１３がフィールドＦまでの距離Ｄで停止可能な速度となるように減速指示を出す。なお、自律移動体１３の現在位置は、地図と周辺ランドマークを一致させる方法やＧＰＳやＧＮＳＳから得る方法や、出発点からのオドメトリを計算する方法などの自己位置推定手段によって得られる。
　ステップＳ７４では、速度制御部１３ｃは、搭載センサが認識可能なセンシング範囲Ｒに他の移動体や歩行者１５がいるか否かを判定する。真である場合にはステップＳ７５に進み、偽である場合にはステップＳ７６に進む。
　ステップＳ７５では、速度制御部１３ｃは、センシングした他の移動体や歩行者１５との距離に対して、停止や回避で対応可能な速度まで減速指示を出す。
　ステップＳ７６では、速度制御部１３ｃは、通信速度の観点から速度制限を課さないことを意味する「速度制限なし」の制御指令を生成する。このような指示を出すのは、ネットワーク１６に異常がない場合は、自律移動体１３が任意の速度で走行していても、安全監視装置１２の指示に従うことで、インフラセンサ１１が検知した他の移動体や歩行者１５との衝突を回避することができるからである。
　＜＜調停部１３ｄ＞＞
　調停部１３ｄは、自動運転部１３ａから入力される車両制御指示と、安全行動指示部１２ｂから入力される安全行動と、速度制御部１３ｃから入力される減速指示または速度制限なしの指示から減速値が最も大きい指示を選定し、選択した制御指令をアクチュエータ制御部１３ｅに送信する。ここで、減速値が最も大きい指示を選択するのは、通常、減速値が最大の指示が最も危険な状況に対応した指示であるため、その最も危険が状況でも安全を確保するためである。
　なお、安全行動指示部１２ｂから入力される安全行動準備の軌道は一度保存され、指示があった場合に初めて有効となり、調停部１３ｄの選択肢に加わる。
　＜＜アクチュエータ制御部１３ｅ＞＞
　アクチュエータ制御部１３ｅは、調停部１３ｄから入力された制御指令に基づいて、自律移動体１３のステアリング、モータ、ブレーキを制御し、所望の操舵制御、加減速制御を実現する。
　＜自律移動体１３の動作例＞
　図８Ａ、Ｂは、本実施例の速度制御部１３ｃの動作例を示す。ここでは、交差点の四隅にビルＢや壁や樹木などの障害物が存在しており、交差点に進入する自律移動体１３の周辺認識センサではビルＢの影の移動体や歩行者１５を検知できないものとする。このような環境では、死角から他の移動体や歩行者１５が飛び出すと、自律移動体１３の自律制御では衝突を回避できない可能性がある。そこで、この交差点を監視対象のフィールドＦとするインフラセンサ１１が設けられており、インフラセンサ１１が死角にいる他の移動体や歩行者１５を検知した場合には、安全監視装置１２が自律移動体１３に停止等の安全行動を指示することで、衝突を回避できるようになっている。
　しかしながら、図７のステップＳ７１で偽と判定された場合、すなわち、ネットワーク１６に異常がある場合には、安全監視装置１２が安全行動を指示しても、自律移動体１３はその指示を適切なタイミングで受信できないため、自律移動体１３が高速度を維持したまま交差点に進入すると、飛び出して来た他の移動体や歩行者１５と衝突するおそれがある。
　そこで、図８Ａの自律移動体１３は、所定の有効範囲Ｌ以内に死角のある交差点（フィールドＦ）を検知した場合、現在位置からフィールドＦまでの距離Ｄの範囲内で、搭載センサによる緊急停止が可能な速度まで減速するように、速度制御部１３ｃで減速度を決定し、調停部１３ｄに出力する減速指令を生成する。従って、自律移動体１３は、緊急制止可能な程度の低速度で交差点に進入することになる。
　一方、図８Ｂでは、有効範囲Ｌ以内にフィールドＦが存在しないため、現在位置からフィールドＦまでの距離Ｄの範囲内で停止できるような減速指令は生成されていないが、搭載センサのセンシング範囲Ｒ内に歩行者１５がいるため、歩行者１５との衝突を避けるための減速指令が生成される。
　図９はルール違反時の安全行動指示の例を示す。図９（ａ）は交差点の状況を示している。図９（ｂ）は行動予測の結果を示している。行動予測の軌道Ｔは、現在時刻から一定の時間内の位置情報と向きの経過を示し、黒丸で示す近い時間（例えば、現在時刻から１秒後まで）の軌道Ｔ１と、白丸で示すその後（例えば、１秒後から３秒後まで）の軌道Ｔ２で構成される。図９（ｃ）はルール違反検知の判定状況と安全行動指示の例を示している。行動予測の軌道Ｔに基づいて算出した同時侵入禁止領域Ａが重なっているか否かを判定し、重なっている場合には、近い時間に発生するかを軌道Ｔ１に基づいて、その後の時間に発生するかを軌道Ｔ２に基づいて判定する。信号などで車両が優先的に進行可能な場合、歩行者１５はルール違反の想定違反者となるが、安全行動指示による制御対象ではないために想定被害者となる車両（自律移動体１３）に安全行動指示として停止指示が送付される（図５のステップＳ５４）。
　図１０はルール違反時の安全行動指示の他の例を示す。図１０（ａ）は交差点の状況を示している。図１０（ｂ）は行動予測の結果を示している。図１０（ｃ）はルール違反検知の判定状況と安全行動指示の例を示している。図９の例と比べ、対向車がいないため、安全行動指示部１２ｂが安全行動準備として予め送付していた回避動作を用いて、回避する（図５のステップＳ５５）。
　図１１はルール違反時の安全行動指示の更に他の例を示す。図１１（ａ）は直線の状況を示している。図１１（ｂ）は行動予測の結果を示している。行動予想の軌道によると、自律移動体１３が中央線を超過する可能性がある。図１１（ｃ）はルール違反検知の判定状況と安全行動指示の例を示している。行動予測の結果によると、同時侵入禁止違反が発生するため、安全行動指示部１２ｂは中央線を越えない軌道を生成する（図５のステップＳ５５）。
　図１２はルール違反時の安全行動指示の更に他の例を示す。図１２（ａ）は直線とそこに合流する車両の状況を示している。図１２（ｂ）は行動予測の結果を示している。行動予想の軌道によると、停止車両の有人移動体１４に隠れて歩行者１５が道路を横断する状況において、自律移動体１３が直線を通過することを示している。図１２（ｃ）はルール違反検知の判定状況と安全行動指示の例を示している。歩行者１５が同時侵入違反となるため、安全行動指示部１２ｂは、自律移動体１３に停止軌道を送付する（図５のステップＳ５４）。
　図１３はルール違反時の安全行動指示の更に他の例を示す。図１３（ａ）は図１２で停止した直後の状況を示している。図１３（ｂ）は行動予測の結果を示している。自律移動体１３の停止とともに、歩行者１５が自律移動体１３に気づいたため停止している。図１３（ｃ）はルール違反検知の判定状況と安全行動指示の例を示している。停止位置は出入口に該当し、駐車禁止となっているため、自律移動体１３は安全行動指示として回避動作を生成する（図５のステップＳ５８）。
　本実施例によると、違反者が誤判断や誤操作などによってルールを違反しても、安全監視装置からの安全行動指示に従うことで安全性が向上する。
　本実施例によると、見通しが悪く人の場所があっても、自律移動体や有人移動体や歩行者が不在の場合には、減速する必要がない指示を受けるため、安全性を維持したまま、移動サービスの効率が向上できる。これは自律移動体や有人移動体や歩行者が互いに道路物理的な障害物で分離されおり、行き来できない場合には、不在として扱ってよく、通行可能な経路における距離で判断される。
　本実施例によると、自律移動体または有人移動体が駐車禁止の場所に駐車した場合、安全監視装置から安全な場所に移動させることができる。
　本実施例によると、自律移動体と安全監視装置間の無線通信、または有人移動体と安全監視装置の間の無線通信に遅延が発生しても、自律移動体または有人移動体が状況に応じて減速するため、安全性が向上する。
　本実施例によると、事前に安全行動準備として軌道を送付するために、ルール違反時の安全行動指示を迅速に行うことが可能となる。
　本実施例によると、ルール違反検知は交通制御システムが監視する領域において、一括して実施してもよいし、インフラセンサ毎に実施してもよい。
　本実施例によると、無線通信速度推定を車両のタイムスタンプに基づいているが、これに限らない。例えば、安全監視装置と自律移動体または有人移動体の間で、時刻同期を行っていてもよい。
　本実施例によると、行動予測をインフラセンサの監視情報から行っているが、これに限らない。例えば、自律移動体または有人移動体から自己位置情報を入手してもよいし、自律移動体が生成した移動予定経路を入手してもよい。
　本実施例によると、安全ルールとして同時侵入禁止と駐車禁止を監視しているがこれに限らない。例えば、特定の移動体が単独であっても特定の領域に進入することを禁ずる、侵入禁止もある。またこれに限らない。
　次に、本発明の実施例２を説明する。なお、実施例１との共通点は重複説明を省略する。
　図１４Ａは、本発明の実施例２に係る交通制御システム２の構成図を示す。この交通制御システム２は、インフラセンサ１１、安全監視装置１２、自動移動体１３、有人移動体１４、歩行者１５からなる。また、図１４Ｂは、実施例１における図１Ｂと同様に、インフラセンサ１１の出力と安全ルールに基づいて、安全監視装置１２が認識したフィールドの概念図である。
　図１５は実施例２に係るルール違反時の安全行動指示の例を示す。図１５（ａ）は左側通行ルールが課された通路の状況を示している。図１５（ｂ）は行動予測の結果を示している。行動予想の軌道Ｔによると、自律移動体１３が通路の中央を超えて右側に飛び出す可能性がある。図１５（ｃ）はルール違反検知の判定状況と安全行動指示の例を示している。行動予測の結果によると、同時侵入禁止違反が発生するため、安全行動指示部１２ｂは違反者となる自律移動体１３に対して中央線を越えない軌道を生成する。
　図１６は実施例２に係るルール違反時の安全行動指示の例を示す。図１６（ａ）は荷物を運搬中の自律移動体が通路で旋回する状況を示している。図１６（ｂ）は行動予測の結果を示している。行動予想の軌道によると、自律移動体１３は右方向に旋回する可能性がある。図１６（ｃ）はルール違反検知の判定状況と安全行動指示の例を示している。行動予測の結果によると、人接近時作業禁止違反が発生するため、安全行動指示部１２ｂは違反者となる自律移動体１３に対して停止指示を送付する。
　本実施例によると、実施例１のように中央線がない状況であっても、同時侵入禁止違反を検知することができ、安全性を向上できる。
　本実施例によると、周囲に人がいる場合には作業をしていけない場合にも、ルール逸脱を検知して、安全監視装置からの停止指示によって違反行動を停止させることができるため、安全性を向上できる。
１、２…交通制御システム、１１…インフラセンサ、１１ａ…センサ処理部、１２…安全監視装置、１２ａ…ルール違反検知部、１２ｂ…安全行動指示部、１２ｃ…無線速度監視部、１３…自律移動体、１３ａ…自動運転部、１３ｂ…無線速度監視部、１３ｃ…速度制御部、１３ｄ…調停部、１３ｅ…アクチュエータ制御部、１４…有人移動体、１４ａ…マニュアル運転部、１４ｂ…無線速度監視部、１４ｃ…速度制御部、１４ｄ…調停部、１４ｅ…アクチュエータ制御部、１５…歩行者、１６…ネットワーク

Claims (11)

  1. 　移動体と、
    　フィールド内の前記移動体または歩行者を監視するインフラセンサと、
    　前記移動体と無線通信する安全監視装置と、
    　を備えた交通制御システムであって、
    　前記安全監視装置は、
    　前記インフラセンサの出力に基づいて、前記フィールド内の前記移動体または前記歩行者のルール違反を検知するルール違反検知部と、
    　前記ルール違反が検知された場合に、前記移動体に対してルール違反に応じた安全行動または安全行動準備の実行を指示する安全行動指示部と、を有し、
    　前記移動体は、前記安全監視装置との間の無線通信速度が所定の閾値以上の場合に、前記安全監視装置の指示によらず、前記移動体を減速させる制御指令を出力する速度制御部を有することを特徴とする交通制御システム。
  2. 　前記フィールド内に複数の前記移動体が存在する場合、
    　前記安全行動指示部は、ルールに違反した前記移動体、または、ルールを順守する前記移動体に対して、前記安全行動または安全行動準備の実行を指示することを特徴とする請求項１記載の交通制御システム。
  3. 　前記安全行動指示部は、前記移動体が制御可能か否かで指示を与える対象を選定することを特徴とする請求項２記載の交通制御システム。
  4. 　前記速度制御部は、前記無線通信速度が前記閾値未満の場合、進行方向の一定距離内に前記フィールドがなく、かつ、搭載センサが他の移動体を検知しなければ、速度制限なしの制御指令を出力することを特徴とする請求項１記載の交通制御システム。
  5. 　前記速度制御部は、前記無線通信速度が前記閾値未満の場合、進行方向の一定距離内に前記フィールドがなく、かつ、搭載センサが他の移動体を検知すれば、検知した前記他の移動体との距離に基づいて、前記他の移動体との衝突を回避可能な速度まで減速する制御指令を出力することを特徴とする請求項１記載の制御システム。
  6. 　前記移動体は、入力された制御指令のなかから、最も減速度の大きい指令を選択する調停部を有することを特徴とする請求項１記載の交通制御システム。
  7. 　前記ルール違反検知部は、現在時刻から第一時刻までの前記移動体の行動と、前記第一時刻から第二時刻までの前記移動体の行動を予測し、
    　前記安全行動指示部は、
    　前記第一時刻から第二時刻の間に前記ルール違反が発生すると予測された場合は、前記移動体に前記安全行動準備を指示し、
    　前記現在時刻から前記第一時刻の間に前記ルール違反が発生すると予測された場合は、前記安全行動または前記安全行動準備の開始を指示することを特徴とする請求項１記載の交通制御システム。
  8. 　前記ルール違反検知部は、２つの移動体の位置が重なると予測した場合に、同時侵入禁止違反を検知することを特徴とする請求項１記載の交通制御システム。
  9. 　前記ルール違反検知部は、前記移動体の周囲に他の移動体または前記歩行者が存在すると予測した場合に、人接近時作業禁止違反を検知することを特徴とする請求項１記載の交通制御システム。
  10. 　前記ルール違反検知部は、前記移動体の位置が駐車禁止領域と重なると予測した場合に、駐車禁止違反を検知することを特徴とする請求項１記載の交通制御システム。
  11. 　インフラセンサが、フィールド内の移動体または歩行者を監視するステップと、
    　安全監視装置が、前記インフラセンサの出力に基づいて、前記フィールド内の前記移動体または前記歩行者のルール違反を検知するステップと、
    　前記安全監視装置が、前記移動体に対してルール違反に応じた安全行動または安全行動準備を指示するステップと、
    　前記移動体が、前記移動体と前記安全監視装置の無線通信速度を評価するステップと、
    　前記無線通信速度が所定の閾値以上の場合に、前記移動体が、前記指示によらず、前記移動体を減速させる制御指令を生成するステップと、
    　を有することを特徴とする交通制御システム。
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