WO2025220190A1 - 模擬障害物運搬装置 - Google Patents

模擬障害物運搬装置

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WO2025220190A1
WO2025220190A1 PCT/JP2024/015450 JP2024015450W WO2025220190A1 WO 2025220190 A1 WO2025220190 A1 WO 2025220190A1 JP 2024015450 W JP2024015450 W JP 2024015450W WO 2025220190 A1 WO2025220190 A1 WO 2025220190A1
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WO
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control unit
power
unit
power source
power supply
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Application number
PCT/JP2024/015450
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English (en)
French (fr)
Inventor
大輝 中野
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Astemo Ltd
Original Assignee
Astemo Ltd
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
    • G01M7/08—Shock-testing

Definitions

  • the present invention relates to a simulated obstacle transport device used in automobile performance testing.
  • performance tests are conducted by simulating specific collision conditions to evaluate the degree of collision avoidance and damage reduction. These performance tests are conducted using the vehicle being evaluated and a simulated obstacle transport device (hereinafter abbreviated as the transport device) (see, for example, Patent Document 1).
  • the transport device travels while loaded with simulated obstacles (for example, dummies that simulate various obstacles such as people and bicycles) used in vehicle performance tests, reproducing the movement of various obstacles.
  • transport devices including the transport device disclosed in Patent Document 1
  • the transport vehicle's control system must be shut down, the battery replaced, and the control system restarted.
  • the transport device cannot be used for automobile performance testing until the control system has finished starting up, and it takes time before performance testing can resume.
  • the transport device uses location information obtained from GNSS (Global Navigation Satellite System) to calculate its own driving route, and it takes time (for example, several minutes to several tens of minutes) to obtain location information from GNSS and become ready for autonomous driving, resulting in a long period of time during which the transport device cannot be used for performance testing, i.e., downtime.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the object of the present invention is to provide a simulated obstacle transport device that can reduce downtime and improve the efficiency of automobile performance testing.
  • the present invention provides a simulated obstacle transport device for use in automobile performance testing, comprising a vehicle body, a traveling unit that drives the vehicle body, a first power source that supplies power to the traveling unit, a position information identification unit that identifies the position information of the vehicle body, a control unit that controls the traveling unit based on the position information, and a second power source that supplies power to the control unit and is different from the first power source.
  • the present invention reduces downtime of the simulated obstacle transport device and improves the efficiency of automobile performance testing.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an external configuration of a simulated obstacle carrying device according to a first embodiment of the present invention.
  • 1 is a plan view showing the external configuration of a simulated obstacle transporting device according to a first embodiment of the present invention;
  • 1 is a bottom view of a vehicle body and a traveling device of a simulated obstacle transporting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the height relationship between the overall height of the obstacle-transporting simulator according to the first embodiment of the present invention and the minimum ground clearance of the vehicle being tested.
  • 1 is a schematic diagram showing an operation form of a simulated obstacle carrying device according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a schematic diagram showing an operation form of a simulated obstacle carrying device according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a schematic diagram showing an operation form of a simulated obstacle carrying device according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a schematic diagram showing an operation form of a simulated obstacle carrying device according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a schematic diagram showing a performance test of an automobile using an obstacle transportation simulator according to a first embodiment of the present invention
  • 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive system of a simulated obstacle transporting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a memory of the obstacle transporting device according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram of a power supply selection unit of the obstacle carrying apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • 5 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure performed by a control unit when switching from one of two second power sources to the other in the first embodiment of the present invention.
  • 10 is a graph showing the transition of the power supply voltage of the control unit when the power supply is switched in the example of FIG. 9 .
  • FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of a drive system of a simulated obstacle transporting device according to a second embodiment of the present invention.
  • 10 is a schematic diagram of a memory of a simulated obstacle carrying device according to a second embodiment of the present invention. 10 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure performed by a control unit when two second power supplies are replaced in the second embodiment of the present invention.
  • First Embodiment - Simulated obstacle transport device - Fig. 1 is a perspective view showing the external configuration of a simulated obstacle transporting device according to a first embodiment of the present invention
  • Fig. 2A is a plan view thereof
  • Fig. 2B is a bottom view thereof
  • Fig. 3 is a diagram showing the height relationship between the overall height of the simulated obstacle transporting device shown in Fig. 1 and the minimum ground clearance of the vehicle being tested
  • Figs. 4A to 4D are schematic diagrams showing the operational form of the simulated obstacle transporting device.
  • the right, left, top, and bottom of Fig. 2A correspond to the front, rear, left, and right of the simulated obstacle transporting device 1 (hereinafter abbreviated as transporting device 1) of this embodiment.
  • the transport device 1 shown in Figure 1 etc. is a device used for performance testing of automobile (test vehicle) A. Specifically, it is a device that runs and stops with a simulated obstacle B, which is a dummy obstacle used in the performance testing of automobile A, loaded on it, simulating a static or dynamic obstacle.
  • the body of the simulated obstacle B is generally made of a soft material such as a balloon, and is designed to prevent damage to the simulated obstacle B or automobile A even if automobile A collides with the simulated obstacle B during a performance test.
  • the AD Autonomous Driving
  • ADAS Advanced Driver-Assistance Systems
  • the transport device 1 is configured to be low-profile and thin so that it is not easily recognized as an obstacle by the external recognition sensor of automobile A being tested, and so that it avoids contact with the body of automobile A when automobile A collides with the simulated obstacle B and allows automobile A to climb over it.
  • the overall height of the transport device 1 from the ground surface is lower than the minimum ground clearance H of the vehicle A, and is kept to, for example, approximately 100 mm.
  • the transport device 1 includes components such as a running unit (running device) 2, a vehicle body 3, connection units 4 and 5, a control unit 6 (Figure 6), first power sources (batteries) 7a and 7b (Figure 6), and second power sources (batteries) 8a and 8b ( Figure 6).
  • the running unit 2 is a device that allows the vehicle body 3 to propel itself under its own power and is attached to the vehicle body 3.
  • the transport device 1 is equipped with multiple (three in this embodiment) running units 2 (drive wheels 2L, 2R and steering wheels 2F). These drive wheels 2L, 2R and steering wheels 2F each include one wheel 25.
  • the transport device 1 of this embodiment is configured to brake solely using regeneration from the drive motors 2a, 2b ( Figure 6) of the drive wheels 2L, 2R, achieving compactness by omitting mechanical brakes.
  • the transport device 1 omits a suspension mechanism, assuming travel on paved surfaces such as test courses, thereby achieving further compactness.
  • mechanical brakes and suspension mechanisms can also be installed if necessary.
  • the steering wheel 2F is a driven wheel (which may also be a drive wheel) that controls the traveling direction of the transport device 1, and is located in the front center of the vehicle body 3.
  • the drive wheel 2L is located on the rear left side of the left vehicle body 3, and the drive wheel 2R is located on the rear right side of the vehicle body 3.
  • the drive wheels 2L and 2R are located at the rear corners of the main body 3a of the vehicle body 3, and the steering wheel 2F is located near the front inner wall of the main body 3a of the vehicle body 3. In this way, the wheelbase and tread are maximized within the limited space inside the main body 3a of the vehicle body 3, improving straight-line stability.
  • the transport device 1 is driven to travel by the drive wheels 2L and 2R, which are the rear wheels, and steered by the steering wheel 2F, which is the front wheel.
  • the transport device 1 is a tricycle that runs on a total of three wheels 25: a steering wheel 2F and drive wheels 2L and 2R. Since the three wheels 25, spaced apart at three locations, are always in contact with the ground, no height adjustment mechanism for the wheels 25 is required.
  • a control equipment mounting area X for mounting relatively heavy control equipment is located in the triangular area S surrounded by the drive wheels 2L, 2R and the steering wheel 2F.
  • left and right battery mounting areas Y for mounting batteries (first power sources 7a, 7b and second power sources 8a, 8b) and left and right areas Z for mounting other electronic devices are located on either side of the control equipment mounting area X and the steering wheel 2F.
  • the control unit 6 ( Figure 6) is mounted in the control equipment mounting area X and located in the center of the vehicle body 3.
  • the first power sources 7a, 7b are driving batteries that supply power to the drive motors 2a, 2b ( Figure 6) of the drive wheels 2L, 2R of the traveling unit 2 and provide propulsion power to the transport device 1.
  • the second power sources 8a, 8b are mainly control batteries that supply power to the control unit 6 and the like, and are separate batteries from the first power sources 7a, 7b.
  • the second power sources 8a and 8b also serve as the power source for the servo motor 2c ( Figure 6) used to steer the steering wheel 2F.
  • the power sources for the drive wheels 2L and 2R that provide propulsive force to the vehicle body 3 are separate from the power sources for other devices such as the control system.
  • first power sources 7a, 7b are provided, and power is supplied individually to the drive motor 2a of the drive wheel 2L from the first power source 7a, and to the drive motor 2b of the drive wheel 2R from the first power source 7b.
  • Multiple second power sources 8a, 8b are also provided.
  • the first power sources 7a, 7b are arranged in positions facing each other across the control unit 6, and the second power sources 8a, 8b are also arranged in positions facing each other across the control unit 6.
  • the first power source 7a and the second power source 8b are arranged in positions facing each other across the control unit 6.
  • the first power source 7b and the second power source 8a are also arranged in positions facing each other across the control unit 6.
  • first power sources 7a and 7b for driving are arranged on either side of the control unit 6 on the rear side (closer to the driving unit 2) of each of the left and right battery mounting areas Y, and second power sources 8a and 8b are arranged on either side of the control unit 6, in front of the first power sources 7a and 7b. Due to this evenly distributed arrangement of the batteries, the center of gravity of the transport device 1 is located approximately in the center of the vehicle body 3.
  • the vehicle body 3 is the housing of the transport device 1, has connection parts 4 and 5 for connecting the simulated obstacle B, and covers the running part 2, control part 6, first power sources 7a and 7b, second power sources 8a and 7b, etc.
  • the vehicle body 3 is composed of a main body part 3a (core block) and a slope part 3b (cover).
  • the vehicle body 3 can be composed as an assembly of the main body part 3a and the slope part 3b, with the main body part 3a and the slope part 3b being separate structures, or the main body part 3a and the slope part 3b can be composed as a single unit.
  • the main body 3a has a thin, rectangular box-like shape in a plan view (square in the illustrated example), with front, rear, left, and right sides and a top, and is open at the bottom.
  • the top (ceiling) surface of the main body 3a is a horizontal plane, but this is not necessarily the case.
  • the main body 3a is made of metal and has sufficient strength to withstand the load of being run over by the automobile A.
  • appropriate ribs are provided inside the main body 3a (the volumetric space enclosed by the front, rear, left, and right sides and the top) to improve the strength of the main body 3a.
  • an opening 3d is provided on the top surface of the main body 3a to access the battery mounting area Y, and this opening 3d is covered by an opening/closing cover 3c.
  • Figure 2A shows the state in which the opening/closing cover 3c is removed, allowing access to the battery mounting area Y from above through the opening 3d. Designed so that the opening/closing cover 3c can be opened to replace the battery without having to turn the transport device 1 upside down.
  • the sloped surface 3b is located on the outer periphery of the main body 3a and surrounds the entire periphery of the main body 3a.
  • sloped surface 3b is detachably attached to the front, rear, left, and right sides of the main body 3a.
  • the upward surface of the sloped surface 3b is an inclined surface that slopes downward from the horizontal center of the vehicle body 3 outward, and descends from the top surface of the main body 3a toward the ground surface.
  • the inclination angle of this inclined surface is set so that when automobile A interferes with simulated obstacle B, the wheels of automobile A can smoothly climb onto the transport device 1.
  • the sloped surface 3b is a replaceable part and is made of lightweight resin.
  • Figure 2B shows an example of a structure in which the sloped surface 3b has been hollowed out to reduce weight.
  • the connection part 4 is a mechanism for fixing the simulated obstacle B to the vehicle body 3, and is provided on the upper part of the vehicle body 3, for example, in the center of the top surface.
  • the configuration of the connection part 4 is appropriately adopted depending on the mechanism for attaching and detaching the simulated obstacle B to the transport device 1.
  • the connection part 4 illustrated in Figure 1 is a mechanism similar to a clamp that holds down the base plate of a pole (pipe, etc.).
  • the simulated obstacle B is fixed to the transport device 1 by attaching it to a pole supported by the connection part 4 or by fastening the simulated obstacle to the pole.
  • the connection part 4 can be configured with threaded holes into which bolts that fix the simulated obstacle B are screwed, and the configuration of the connection part 4 can be modified in various ways.
  • connection part 5 uses a magnet and attracts an iron plate attached to the bottom of the simulated obstacle B to fix the simulated obstacle B.
  • Both connection parts 4 and 5 do not necessarily have to be provided, and either one may be omitted.
  • the layout of the connection parts 4 and 5 can also be modified as appropriate.
  • a simulated obstacle B is attached to the top of the vehicle body 3 of the transport device 1 via these connections 4 and 5, and when the transport device 1 travels in this state, the movement of the obstacle simulated by the simulated obstacle B is reproduced by the transport device 1.
  • the simulated obstacle B is selected in a shape appropriate for the purpose of the performance test and attached to the transporter 1.
  • Figure 4A shows an example in which a simulated obstacle B simulating a pedestrian B1 is mounted on the transporter 1.
  • Figure 4B shows an example in which a bicycle B2 is mounted on the transporter 1
  • Figure 4C shows a motorcycle B3
  • Figure 4D shows an example in which a car B4 is mounted on the transporter 1.
  • the transporter 1 travels in accordance with, for example, radio signals in response to remote control operation by the operator, radio signals remotely controlled by the control device, or a predefined program, and reproduces the specified movement of the mounted simulated obstacle B.
  • Figure 5 is a schematic diagram showing a performance test of automobile A using a transport device 1.
  • the transport device 1 loaded with a simulated obstacle B stops or runs under the test conditions specified in the performance test.
  • the test subject automobile A runs relative to the simulated obstacle B loaded on the transport device 1, it recognizes the simulated obstacle B as a real obstacle using its obstacle recognition function and activates collision avoidance functions as necessary. If a collision with the simulated obstacle B cannot be avoided, the body of automobile A will collide with the simulated obstacle B as shown in Figure 5.
  • Participants in the performance test observe the collision between automobile A and simulated obstacle B from a location at an appropriate distance from automobile A and the transport device 1.
  • transport device 1 During such performance tests of automobile A, when automobile A collides with simulated obstacle B, transport device 1 often gets stuck under the body of automobile A or is run over by the wheels of automobile A. Due to this usage environment, it is necessary to ensure that the running part 2 and other parts are not damaged even if run over by automobile A, so that transport device 1 can be used repeatedly for performance tests.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the schematic configuration of the drive system of the transport device 1.
  • the transport device 1 includes switches 9a and 9b, a power source selection unit 10, and a control system 20.
  • the drive system actually includes various circuit components with functions such as rectification, surge prevention, backflow prevention, and voltage conversion.
  • the switches 9a and 9b respectively open and close the electrical circuit connecting the first power sources 7a and 7b and the traveling unit 2. Specifically, the switch 9a opens and closes the electrical circuit connecting the first power source 7a and the drive motor 2a of the left drive wheel 2L. The switch 9b opens and closes the electrical circuit connecting the other first power source 7b and the drive motor 2b of the right drive wheel 2R. These switches 9a and 9b operate in response to control signals from the control unit 6.
  • the control system 20 includes sensors 21 mounted on the transporting device 1 for travel control.
  • the sensors 21 include a position information identification unit (GNSS sensor) that identifies the position information of the vehicle body 3, an inertial measurement unit (IMU) that detects the three-dimensional inertial motion of the vehicle body 3, etc.
  • the control unit 6 is an on-board computer equipped with a processing device such as a CPU, and outputs control signals to the travel unit 2 (drive motors 2a, 2b, servo motor 2c) based on information measured by these sensors 21, i.e., position information and acceleration information, to control the travel operation of the transporting device 1.
  • Various memory devices are mounted on or connected to the control unit 6. As shown in Figure 7, these memory devices include a non-volatile main memory device 6a that retains data even when not powered, a volatile memory 6b that retains data only when powered, and a battery level meter 6c, which is an IC that measures the remaining charge of the power source used by the control unit 6.
  • the control unit 6 calculates various data necessary for controlling the driving operation of the transport device 1 (e.g., autonomous navigation control) and outputs control signals to the drive motors 2a, 2b and servo motor 2c based on data such as test conditions input by communicating with a specified terminal (e.g., PC) via wired or wireless connection.
  • a specified terminal e.g., PC
  • the various data input to or calculated by the control unit 6 include test condition data, sensor data, and intermediate parameters of the navigation control software.
  • the test condition data includes specified values for the transport device 1's travel route, speed (acceleration), and automatic travel start conditions.
  • the sensor data includes positioning data of the vehicle body 3 obtained by the GNSS sensor and acceleration data obtained by the IMU.
  • the travel route included in the test condition data is set by the operator in the transport device 1's local coordinate system and converted to coordinate values in the global coordinate system based on the GNSS sensor's positioning data.
  • the intermediate parameters of the navigation control software include, for example, offset values for the steering angle and speed command value. These intermediate parameters are learned by the control unit 6 from travel data from the most recent autonomous travel, and are used to improve the travel accuracy of the transport device 1. At least a portion of this data is calculated and stored in volatile memory 6b, which is suitable for high-speed processing. The data stored in volatile memory 6b is lost if power to the control unit 6 is interrupted. Lost data is reset or recalcul
  • Power supply selection section - Fig. 8 is a block diagram of the power source selection unit 10. As shown in Fig. 8, a plurality of second power sources 8a, 8b are connected in parallel to the control unit 6. The power source selection unit 10 selectively connects these plurality of second power sources 8a, 8b to the control unit 6, and is configured to include an input switching unit 11 and an uninterruptible power supply (UPS) unit 12.
  • UPS uninterruptible power supply
  • the input switching unit 11 switches the battery used as the main power source for the control unit 6, and selectively connects to the second power sources 8a and 8b.
  • the uninterruptible power supply unit 12 prevents the power supply voltage V of the control unit 6 from falling below the control system power-off threshold V2 ( Figure 10) due to a momentary power outage during battery switching, i.e., a momentary voltage drop during switching operation of the input switching unit 11.
  • the control system power-off threshold V2 is a set value, and if the power supply voltage V falls below the control system power-off threshold V2, data stored in the volatile memory 6b may be lost.
  • the uninterruptible power supply unit 12 incorporates an auxiliary power supply (battery) 13, an auxiliary power supply control unit 14, and a power supply switching unit 15.
  • the auxiliary power supply 13 is an auxiliary battery with a smaller capacity than the second power supplies 8a and 8b.
  • the auxiliary power supply control unit 14 is a switch that has a charger/discharger 16 and switches between charging and discharging the auxiliary power supply 13, switching between a charging mode in which the auxiliary power supply 13 is connected to a main power supply (either second power supply 8a or 8b) and charged with power supplied from the main power supply, and a discharging mode in which the auxiliary power supply 13 is connected to a load device (control system 20 or servo motor 2c) and power is supplied from the auxiliary power supply 13 to the load device.
  • the power source switching unit 15 is a switch that switches the power source supplied to the load equipment between the main power source (either the second power source 8a or 8b) or the auxiliary power source 13.
  • Fig. 9 is a flowchart showing an example of the processing procedure by the control unit 6 when switching the power supply from one of the second power supplies 8a and 8b to the other
  • Fig. 10 is a graph showing the transition of the power supply voltage V of the control unit 6 at that time. In this example, an example of switching the power supply from the second power supply 8a to the second power supply 8b will be described.
  • control unit 6 has a memory unit (main memory unit 6a and volatile memory 6b) that stores the driving route and position information for driving the vehicle body 3.
  • main memory unit 6a and volatile memory 6b stores the driving route and position information for driving the vehicle body 3.
  • the data stored in the main memory unit 6a is retained even when the control unit 6 is powered off, and may remain in the main memory unit 6a when the control unit 6 is started up.
  • the control unit 6 first initializes (clears the memory) the driving route and position information stored in the memory unit (main memory unit 6a) when started up by power supplied from the second power source 8a (step S902).
  • the second power sources 8a, 8b and the auxiliary power source 13 are all fully charged at time t1.
  • the control unit 6 inputs test conditions and GNSS positioning data via communication with a specified terminal (such as a PC) (step S903), and calculates various data such as the driving path (global coordinate system) required for controlling the driving operation of the transport device 1 (e.g., autonomous navigation control) based on the input data, and controls the driving operation of the transport device 1 for testing the vehicle A.
  • a specified terminal such as a PC
  • the control unit 6 learns intermediate parameters of the navigation control software from the driving data.
  • the control unit 6 also determines whether the power supply voltage V (the voltage of the second power supply 8a) has dropped below a preset power supply replacement threshold V1 (step S904).
  • the control unit 6 If, for example, at time t2, the power supply voltage V drops to the power supply replacement threshold V1 during operation, the control unit 6 notifies the operator that a power supply replacement is necessary (step S905).
  • the notification to the operator is sent via wireless communication to a control PC (not shown) operated by the operator.
  • the control unit 6 outputs a control signal to the power supply selection unit 10, which switches the auxiliary power supply 13 to discharge mode using the charger/discharger 16 (step S906), and switches the power supply in use from the second power supply 8a to the auxiliary power supply 13 (step S907).
  • the auxiliary power supply control unit 14 and the power supply in use switching unit 15 switch from the state shown in FIG.
  • the connection between the main power supply (second power supply 8a) and the load equipment (such as the control system 20 or servo motor 2c) is cut off, and the auxiliary power supply 13 is connected to the load equipment.
  • the power source switches to the auxiliary power source 13 (times t2 to t3), the power source voltage V of the control unit 6 drops momentarily as shown in Figure 10, but the power source replacement threshold V1 is set higher than the control system power interruption threshold V2 by more than the magnitude of the momentary voltage drop, so the power source voltage V of the control unit 6 does not fall below the control system power interruption threshold V2.
  • the auxiliary power source 13 is connected to the second power source 8a until time t2, and is fully charged at times t2 and t3.
  • the control unit 6 continues to monitor the power supply voltage V during this time, and upon confirming that the power supply voltage V has exceeded the power supply replacement threshold V1 at time t3 after the power supply has been switched (step S908), the control unit 6 outputs a control signal to the power supply selection unit 10 at time t4 to switch the power supply from the auxiliary power supply 13 to the second power supply 8b (step S909), and switches the auxiliary power supply 13 to charging mode using the charger/discharger 16 (step S910). Specifically, when the auxiliary power supply control unit 14 and the power supply switching unit 15 switch to the states shown in FIG.
  • the auxiliary power supply 13 is disconnected from the load equipment, and the main power supply (second power supply 8b) is connected to the load equipment (times t4 to t5).
  • the operator replaces the second power supply 8a while the control unit 6 is operating with the second power supply 8b.
  • control unit 6 repeats the processing of steps S904 to S910 until an operation to turn off the power supply to the control unit 6 (shutdown) is performed, and when the operation to turn off the power supply is performed, the flow of step S9 ends (step S911).
  • the power consumption of the traveling unit 2 is greater than the power consumption of the control system 20 (for example, approximately 10 times greater). If the transport device 1 only has one battery, the power consumption for traveling would be consumed, and the control unit 6 would be turned off and the data stored in the volatile memory 6b would be lost each time the battery is replaced. Therefore, after a battery replacement, initial tasks such as inputting data such as test conditions into the transport device 1 and recalculating data required for positioning the vehicle body 3 and testing would be required again, resulting in a long time before the test could be resumed. Furthermore, the transport device 1 must be configured thin, which places significant size constraints on the device. Therefore, it is difficult to use a large battery, which naturally increases the frequency of battery replacement. While it is possible to use a small-sized, high-capacity battery, such a battery would be custom-made and expensive.
  • the second power supplies 8a, 8b that supply power to the control unit 6 are provided separately from the first power supplies 7a, 7b for driving.
  • the first power supplies 7a, 7b for driving can be replaced while the control unit 6 is operating, there is no need to repeatedly perform the initial tasks required for conducting an automated driving test, such as positioning the vehicle body 3 and setting test conditions, thereby improving overall test efficiency.
  • the frequency of replacement of the second power supplies 8a, 8b is also lower than that of the first power supplies 7a, 7b. In this way, downtime of the transport device 1 can be reduced, improving the efficiency of performance testing of automobile A. Additionally, commercially available products can be used for the first power sources 7a and 7b and the second power sources 8a and 8b, which helps prevent increases in the manufacturing costs of the transport device 1.
  • the transport device 1 recognizes the position of the vehicle body 3 in the global coordinate system using GNSS, the data for the specified travel route is given in the local coordinate system of the transport device 1.
  • the travel route specified using values in the local coordinate system is converted into the global coordinate system of GNSS before use. Therefore, if past data for the position of the vehicle body 3 is stored, for example, in the main memory device 6a when the control unit 6 is started, and this past position data differs from the actual current position, the travel route will be set in the global coordinate system based on the incorrect current position, which could cause the transport device 1 to travel in an unintended direction.
  • control unit 6 initializes the travel route, vehicle body position information, and other data stored in the main memory device 6a when it starts up, so the transport device 1 is unable to travel automatically until the operator has reset the travel conditions and determined the current position of the vehicle body 3. This prevents the transport device 1 from traveling unintentionally based on erroneous data, and allows the desired test to be carried out.
  • the vehicle is equipped with switches 9a and 9b that open and close the electrical circuit connecting the first power sources 7a and 7b for driving and the driving unit 2.
  • switches 9a and 9b that open and close the electrical circuit connecting the first power sources 7a and 7b for driving and the driving unit 2.
  • drive motors 2a, 2b are provided for each of the left and right drive wheels 2L, 2R, and switches 9a, 9b are provided in the electrical circuits of the drive motors 2a, 2b, respectively.
  • the battery (first power source 7a) of the left drive motor 2a will consume more power.
  • the switches 9a, 9b can prevent surges and sparks from occurring during this process.
  • Multiple second power supplies 8a, 8b are connected in parallel to the control unit 6, and the power supply selection unit 10 selectively connects one of the multiple second power supplies 8a, 8b to the control unit 6.
  • the control power supplies redundant in this way, if it becomes necessary to replace one of the second power supplies 8a, 8b serving as control power supplies, power can be supplied to the control unit 6 from the other of the second power supplies 8a, 8b, thereby preventing a loss of power to the control unit 6. This allows the control power supply to be replaced without shutting down the control system 20, allowing continuous operation of the control system 20.
  • the power source selection unit 10 is equipped with an uninterruptible power source unit 12, and power source switching between the second power sources 8a and 8b is performed with the auxiliary power source 13 connected to the control unit 6, making it possible to avoid momentary power outages when switching between the second power sources 8a and 8b.
  • control unit 6 is disposed in the center of the vehicle body 3, and the first power source 7a and the second power source 8b, and the first power source 7b and the second power source 8a, are disposed in positions facing each other with the control unit 6 in between.
  • the center of gravity of the transport device 1 can be positioned in the center of the vehicle body 3, improving the weight balance of the vehicle body 3 and improving driving stability.
  • first power sources 7a, 7b and multiple second power sources 8a, 8b are provided, with the first power sources 7a, 7b positioned opposite each other across the control unit 6, and the second power sources 8a, 8b also positioned opposite each other across the control unit 6.
  • the first power sources 7a, 7b and the second power sources 8a, 8b are arranged on either side of the control unit 6, but if weight balance can be achieved to obtain the above effect (5), the first power sources 7a, 7b may be arranged in the battery mounting area Y on the left side of the vehicle body 3, and the second power sources 8a, 8b may be arranged in the battery mounting area Y on the right side.
  • Fig. 11 is a block diagram showing the schematic configuration of a drive system of a simulated obstacle transporting device according to a second embodiment of the present invention
  • Fig. 12 is a schematic diagram of a memory of a simulated obstacle transporting device according to the second embodiment of the present invention.
  • Figs. 11 and 12 correspond to Figs. 6 and 7, respectively.
  • the battery remaining gauge 6c is omitted from Fig. 12.
  • Fig. 13 is a flowchart showing an example of a processing procedure by the control unit when replacing the second power supply in the second embodiment of the present invention.
  • this embodiment differs from the first embodiment in that there is only one control power supply and the power supply selection unit 10 is omitted.
  • Figure 11 illustrates a configuration in which the second power supply 8b and the power supply selection unit 10 are omitted from the configuration of the first embodiment.
  • the transport device 1 has only one control power supply (second power supply 8a).
  • the control unit 6 stores the data sets required for autonomous driving (e.g., test conditions, sensor data, and intermediate parameters of the navigation control software) stored in volatile memory 6b in non-volatile main memory 6a, as shown in FIG. 12, and has the function of reading the data sets stored in non-volatile main memory 6a into volatile memory 6b after replacing the second power supply 8a upon restart.
  • step S1301 determines whether the power supply voltage V (the voltage of the second power supply 8a) has dropped below the power supply replacement threshold V1 (step S1301).
  • the processing of step S1301 is the same as step S904 in Figure 9.
  • the control unit 6 writes various data stored in the volatile memory 6b to the main memory device 6a (step S1302), notifies the operator that a power supply replacement is necessary (step S1303), and executes the power OFF (shutdown) processing (step S1304).
  • step S1303 is the same as step S905 in Figure 9.
  • control unit 6 starts up in response to the operator's operation to start up the control system 20 (step S1305), reads the various data stored in the main memory device 6a in step S1302 before shutdown into the volatile memory 6b (step S1306), and ends the flow in Figure 13.
  • the control unit 6 repeatedly executes the above process.
  • the second embodiment is similar to the first embodiment, and can achieve the same basic effects as the first embodiment.
  • the loss of data stored in the volatile memory 6b is avoided by maintaining the control unit 6 in a continuous operating state by providing multiple second power sources 8a, 8b, whereas in this embodiment, the loss of data stored in the volatile memory 6b is avoided by saving the data in the volatile memory 6b to the main storage device 6a when the voltage of the second power source 8a is reduced.
  • there is only one control power source (second power source 8a) so replacing the control power source requires a shutdown of the control unit 6, but as in the first embodiment, the loss of data stored in the volatile memory 6b can be avoided.
  • the fact that only one second power source 8a is sufficient is an advantage in terms of reducing the number of parts and manufacturing costs of the transport device 1.
  • step S904 if the voltage of the second power supply 8a drops below the power supply replacement threshold V1 in the flow of FIG. 9 (step S904), when the operator is notified (step S905), the data in the volatile memory 6b is written to the main storage device 6a (step S1302), as in the second embodiment.
  • step S1302 if the voltage of the second power supply 8b is insufficient for some reason in the flow of FIG.
  • 1... Simulated obstacle transport device 2... Travel unit, 3... Vehicle body, 6... Control unit, 6a... Main memory (storage unit), 6b... Volatile memory (storage unit), 7a, 7b... First power supply, 8a, 8b... Second power supply, 9a, 9b... Switch, 10... Power supply selection unit, 21... Sensors (position information identification unit), A... Vehicle, B... Simulated obstacle

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Abstract

自動車の性能試験に用いる模擬障害物運搬装置であって、車体と、前記車体を走行させる走行部と、前記走行部に給電する第１の電源と、前記車体の位置情報を特定する位置情報特定部と、前記位置情報を基に前記走行部を制御する制御部と、前記制御部に給電し前記第１の電源とは異なる第２の電源とを備える模擬障害物運搬装置を提供する。前記制御部は、前記車体を走行させる走行経路及び前記位置情報を記憶する記憶部を有し、前記第２の電源からの給電により起動する際、前記記憶部に記憶された前記走行経路及び位置情報を初期化する。

Description

模擬障害物運搬装置
　本発明は、自動車の性能試験に用いる模擬障害物運搬装置に関する。
　自動車の障害物の認識性能や回避性能を客観的に評価するために、所定の衝突条件を模擬して性能試験を行い、衝突の回避や被害低減の度合いを評価することが行われる。この性能試験は、評価対象である自動車と、模擬障害物運搬装置（以下、運搬装置と略記する）とを使用して行われる（例えば特許文献１）。運搬装置は、自動車の性能試験に用いる模擬障害物（例えば人や自転車といった各種障害物を模擬したダミー）を積載した状態で走行し、各種障害物の動きを再現する。運搬装置を用いた再現性の高い性能試験を行うことにより、自動車の衝突安全性が精度良く評価される。
特表２０１９－５２０５８５号公報
　特許文献１に開示された運搬装置を含め、運搬装置は一般にバッテリーで駆動されるため、バッテリー残量が一定量を下回ると運搬車両の制御システムをシャットダウンし、バッテリーを交換して制御システムを再起動しなくてはならならい。そのため、制御システムの起動が完了するまで自動車の性能試験に運搬装置を使用することができず、性能試験の再開までに時間を要する。例えば、運搬装置は、自己の走行経路を演算するためにＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systemで取得される位置情報を用いるところ、ＧＮＳＳで位置情報を取得して自動走行ができる状態になるのにも時間がかかり（例えば数分～数十分）、運搬装置を性能試験に用いることができない時間、つまりダウンタイムが長くなる。
　本発明の目的は、ダウンタイムを抑制し自動車の性能試験の効率を向上させることができる模擬障害物運搬装置を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、自動車の性能試験に用いる模擬障害物運搬装置であって、車体と、前記車体を走行させる走行部と、前記走行部に給電する第１の電源と、前記車体の位置情報を特定する位置情報特定部と、前記位置情報を基に前記走行部を制御する制御部と、前記制御部に給電し前記第１の電源とは異なる第２の電源とを備える模擬障害物運搬装置を提供する。
　本発明によれば、模擬障害物運搬装置のダウンタイムを抑制し自動車の性能試験の効率を向上させることができる。
本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の外観構成を表す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の外観構成を平面図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の車体と走行装置との下面図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の全高と試験対象の自動車の最低地上高との高さ関係を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の運用形態を表す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の運用形態を表す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の運用形態を表す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の運用形態を表す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置を用いた自動車の性能試験の様子を表す模式図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の駆動システムの概略構成を表すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置のメモリの模式図である。 本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の電源選択部のブロック図である。 本発明の第１実施形態において２つの第２の電源の一方から他方に電源を切り替える際の制御部による処理手順の一例を表すフローチャートである。 図９の例において電源切り換えの際の制御部の電源電圧の推移を表すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る模擬障害物運搬装置の駆動システムの概略構成を表すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る模擬障害物運搬装置のメモリの模式図である。 本発明の第２実施形態において２つの第２の電源を交換する際の制御部による処理手順の一例を表すフローチャートである。
　以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
　＜第１実施形態＞
　－模擬障害物運搬装置－
　図１は本発明の第１実施形態に係る模擬障害物運搬装置の外観構成を表す斜視図、図２Ａはその平面図、図２Ｂは下面図である。また、図３は図１に示した模擬障害物運搬装置の全高と試験対象の自動車の最低地上高との高さ関係を示す図、図４Ａ－図４Ｄは模擬障害物運搬装置の運用形態を表す模式図である。図２Ａの右・左・上・下を、本実施形態の模擬障害物運搬装置１（以下、運搬装置１と略記する）の前・後・左・右とする。
　図１等に示した運搬装置１は、自動車（テスト車両）Ａの性能試験に用いる装置であり、具体的には自動車Ａの性能試験に用いるダミー障害物である模擬障害物Ｂを積載して走行及び停止し、静的又は動的な障害物を模擬する装置である。模擬障害物Ｂの本体は、一般に風船等の柔らかいもので構成され、性能試験で自動車Ａが模擬障害物Ｂに衝突しても模擬障害物Ｂや自動車Ａが互いに損傷し難いように配慮されている。性能試験では、例えば自動車ＡのＡＤ（Autonomous Driving）やＡＤＡＳ（Advanced Driver-Assistance Systems）の機能がテストされる。運搬装置１は、試験対象の自動車Ａの外界認識センサにより障害物として認識され難いように、また、模擬障害物Ｂに自動車Ａが衝突した際に自動車Ａのボディとの接触を避けると共に自動車Ａが乗り上げられるように、低背で薄型に構成されている。図３に示したように、運搬装置１の地表面からの全高は、自動車Ａの最低地上高Ｈよりも低く、例えば１００ｍｍ程度に抑えられる。
　構成要素としては、運搬装置１は、走行部（走行装置）２、車体３、接続部４，５、制御部６（図６）、第１の電源（バッテリー）７ａ，７ｂ（図６）、及び第２の電源（バッテリー）８ａ，８ｂ（図６）等を備えている。
　走行部２は、車体３を自力走行させる装置であり、車体３に取り付けられている。図２Ｂに示すように、運搬装置１には複数（本実施形態においては３つ）の走行部２（駆動輪２Ｌ，２Ｒ及び操舵輪２Ｆ）が搭載されている。これら駆動輪２Ｌ，２Ｒ及び操舵輪２Ｆは、それぞれ車輪２５を１つずつ含んで構成されている。なお、本実施形態の運搬装置１は、駆動輪２Ｌ，２Ｒの駆動モーター２ａ，２ｂ（図６）の回生のみで制動するように構成され、機械式のブレーキを省略することで小型化を図っている。また、運搬装置１は、テストコース等の舗装された路面の走行を想定してサスペンション機構を省略し、更なる小型化を図っている。但し、必要に応じて機械式のブレーキやサスペンション機構を搭載することも可能である。
　操舵輪２Ｆは、運搬装置１の走行方向を操作する従動輪であり（駆動輪であっても良い）、車体３の前部中央に配置されている。駆動輪２Ｌは左側の車体３の後部左側、駆動輪２Ｒは車体３の後部右側に配置されている。具体的には、駆動輪２Ｌ，２Ｒは車体３の本体部３ａ内の後側のコーナー部、操舵輪２Ｆは車体３の本体部３ａ内の前側内壁付近に配置されている。このようにして、車体３の本体部３ａの内部の限られたスペースで最大限ホイールベースとトレッドを確保し、直進安定性の向上を図っている。本実施形態では、後輪である駆動輪２Ｌ，２Ｒで運搬装置１が走行駆動され、前輪である操舵輪２Ｆで操舵される。但し、駆動輪２Ｌ，２Ｒに操舵機構を付加したり、操舵輪２Ｆに走行駆動機構を付加したりすることは可能である。また、運搬装置１は操舵輪２Ｆ及び駆動輪２Ｌ，２Ｒのそれぞれの計３つの車輪２５で走行する３輪車であり、３か所に間隔をあけて配置した３つの車輪２５が常時接地するため、車輪２５の高さ調整機構が不要である。
　また、運搬装置１の直進安定性をより高めるため、駆動輪２Ｌ，２Ｒ及び操舵輪２Ｆで囲われる三角形のエリアＳに、比較的重量の大きい制御機器を搭載するための制御機器搭載エリアＸが配置されている。また、左右の駆動輪２Ｌ，２Ｒの前側には、バッテリー（第１の電源７ａ，７ｂ及び第２の電源８ａ，８ｂ）を搭載するための左右のバッテリー搭載エリアＹやその他の電子機器を搭載するための左右のエリアＺが、制御機器搭載エリアＸや操舵輪２Ｆを挟むようにしてそれぞれ配置されている。本実施形態において、制御部６（図６）は、制御機器搭載エリアＸに搭載されて車体３の中央に配置されている。第１の電源７ａ，７ｂは、走行部２の駆動輪２Ｌ，２Ｒの駆動モーター２ａ，２ｂ（図６）に給電し運搬装置１に推進力を与える走行用のバッテリーである。第２の電源８ａ，８ｂは、制御部６等に給電する主に制御用のバッテリーであり、第１の電源７ａ，７ｂとは別個のバッテリーである。本実施形態において、第２の電源８ａ，８ｂは、操舵輪２Ｆの操舵用のサーボモーター２ｃ（図６）の電源も兼ねる。このように、車体３に推進力を与える駆動輪２Ｌ，２Ｒの電源と、制御系等のその他の機器の電源とが別個になっている。
　また、第１の電源７ａ，７ｂは複数（本実施形態では２つ）設けられており、駆動輪２Ｌの駆動モーター２ａには第１の電源７ａから、駆動輪２Ｒの駆動モーター２ｂには第１の電源７ｂから、個別に電力が供給される。第２の電源８ａ，８ｂも、複数（本実施形態では２つ）備えられている。第１の電源７ａ，７ｂは、制御部６を挟んで互いに対面する位置に配置されており、第２の電源８ａ，８ｂも、制御部６を挟んで互いに対面する位置に配置されている。また、第１の電源７ａ及び第２の電源８ｂは、制御部６を挟んで互いに対面する位置に配置されている。第１の電源７ｂ及び第２の電源８ａも、制御部６を挟んで互いに対面する位置に配置されている。図２Ｂの例では、左右のバッテリー搭載エリアＹのそれぞれ走行部２に近い側（後側）において制御部６を挟むようにして走行用の第１の電源７ａ，７ｂが配置され、第２の電源８ａ，８ｂは第１の電源７ａ，７ｂの前側の位置において制御部６を挟んで左右に配置されている。このようなバッテリーの分散均等配置により、運搬装置１の重心は車体３のほぼ中心に位置している。
　車体３は、運搬装置１の筐体であり、模擬障害物Ｂを接続する接続部４，５を有し走行部２や制御部６、第１の電源７ａ，７ｂ、第２の電源８ａ，７ｂ等を覆う。本実施形態において、車体３は、本体部３ａ（コアブロック）及び斜面部３ｂ（カバー）を含んで構成されている。車体３は、本体部３ａと斜面部３ｂを別々の構造物として本体部３ａ及び斜面部３ｂの組立体として構成することもできるし、本体部３ａ及び斜面部３ｂを一体成型した構成とすることもできる。
　本体部３ａは、本実施形態では平面視で四角形（図の例では正方形状）の薄い箱型の形状であり、前後左右の側面と上面を持ち、下方は開放されている。本実施形態において、本体部３ａの上面（天面）は水平な平面であるが、必ずしもこの限りではない。本体部３ａは、金属製であり自動車Ａに踏まれても荷重に耐え得る高強度を有する。図２Ｂでは図示省略してあるが、本体部３ａの強度を向上させるために、本体部３ａの内部（前後左右の側面と上面とで囲われた容積空間）には、適宜リブが設けられている。また、本体部３ａの上面には、バッテリー搭載エリアＹにアクセスする開口３ｄが設けられており、この開口３ｄが開閉蓋３ｃで覆われている。図２Ａでは開閉蓋３ｃを外し、開口３ｄを介してバッテリー搭載エリアＹに上面側からアクセス可能な状態を表している。運搬装置１を裏返しにしなくても、開閉蓋３ｃを開けてバッテリー交換をすることができるように配慮されている。
　斜面部３ｂは、本体部３ａの外周部に位置し、本体部３ａの全周を囲っている。本実施形態においては、本体部３ａの前後左右にそれぞれ斜面部３ｂが脱着可能に取り付けられている。斜面部３ｂの上向きの面は、車体３の水平方向の中心から外側に向かって下方に傾斜する傾斜面であり、本体部３ａの上面から地表面に向かって下っている。この傾斜面は、模擬障害物Ｂに自動車Ａが干渉する際、自動車Ａの車輪が運搬装置１にスムーズに乗り上げられるように、傾斜角度等が設定される。斜面部３ｂは交換部品であり、樹脂で軽量に製作されている。図２Ｂでは、軽量化のために斜面部３ｂを肉抜きした構造を例示している。
　接続部４は、模擬障害物Ｂを車体３に固定する機構であり、車体３の上部、例えば上面の中央部に設けられている。接続部４の構成は、運搬装置１に対する模擬障害物Ｂの脱着機構に応じたものが適宜採用される。図１に例示した接続部４は、ポール（パイプ等）のベースプレート等を押さえる押さえのような機構である。接続部４に支持されたポールに模擬障害物Ｂを装着したり、模擬障害物をポールに括り付けたりして、運搬装置１に模擬障害物Ｂが固定される。その他、模擬障害物Ｂを固定するボルトをねじ込むネジ穴で接続部４を構成することもでき、接続部４の構成は種々設計変更可能である。また、接続部５は、マグネットを利用したものであり、模擬障害物Ｂの底部に設けた鉄板を吸着して模擬障害物Ｂを固定する。接続部４，５は必ずしも両方設けられている必要はなく、いずれかを省略しても良い。また、接続部４，５のレイアウトも適宜変更可能である。これら接続部４，５を介して運搬装置１の車体３の上部に模擬障害物Ｂを装着しこの状態で運搬装置１が走行することにより、模擬障害物Ｂが模した障害物の動きが運搬装置１により再現される。
　模擬障害物Ｂは、性能試験の目的に応じた形状のものが選択されて運搬装置１に取り付けられる。図４Ａは運搬装置１に歩行者Ｂ１を模した模擬障害物Ｂを運搬装置１に搭載した例を表している。また、図４Ｂは自転車Ｂ２、図４ＣはオートバイＢ３、図４Ｄは自動車Ｂ４を運搬装置１に搭載した例をそれぞれ表している。運搬装置１は、例えば、オペレータのリモコン操作に応じた無線信号、管制制御装置による遠隔制御による無線信号、又は予め規定されたプログラムに応じて走行し、積載した模擬障害物Ｂの所定の動きを再現する。
　図５は運搬装置１を用いた自動車Ａの性能試験の様子を表す模式図である。性能試験において、模擬障害物Ｂを積載した運搬装置１は、性能試験で規定された試験条件で停止又は走行する。試験対象の自動車Ａは、運搬装置１に積載された模擬障害物Ｂと相対して走行しつつ、模擬障害物Ｂをその障害物認識機能により真の障害物として認識し、必要に応じて衝突回避機能等を働かせる。模擬障害物Ｂとの衝突が回避しきれない場合、図５に示したように模擬障害物Ｂに自動車Ａのボディが衝突する。性能試験の参加者は、自動車Ａや運搬装置１から適切な距離が確保された場所から自動車Ａと模擬障害物Ｂとの衝突の状況等を観察する。
　こうした自動車Ａの性能実験において、運搬装置１は、自動車Ａと模擬障害物Ｂが衝突した際、自動車Ａのボディの下に潜り込んだり自動車Ａの車輪に踏み付けられたりする場合も多い。このような使用環境であることから、自動車Ａに踏まれても走行部２等が損傷しないようにして、運搬装置１を繰り返し性能試験に使用できるようにする必要がある。
　－駆動システム－
　図６は運搬装置１の駆動システムの概略構成を表すブロック図である。図６に示すように、運搬装置１は、開閉器９ａ，９ｂ、電源選択部１０、制御システム２０を備えている。繁雑防止のために図６では省略しているが、図に示した要素の他にも、駆動システムには、整流、サージ防止、逆流防止、電圧変換等の機能を有する各種回路部品が実際には含まれる。
　開閉器９ａ，９ｂは、第１の電源７ａ，７ｂ及び走行部２を接続する電路をそれぞれ開閉するものである。具体的には、開閉器９ａは、一方の第１の電源７ａと左の駆動輪２Ｌの駆動モーター２ａとを繋ぐ電路を開通及び遮断する。開閉器９ｂは、他方の第１の電源７ｂと右の駆動輪２Ｒの駆動モーター２ｂとを繋ぐ電路を開通及び遮断する。これら開閉器９ａ，９ｂは制御部６からの制御信号により動作する。
　－制御部－
　制御システム２０は、制御部６の他、走行制御のために運搬装置１に搭載されたセンサ類２１を含む。センサ類２１には、車体３の位置情報を特定する位置情報特定部（ＧＮＳＳセンサ）、車体３の３次元の慣性運動を検出する慣性計測装置（ＩＭＵ：Inertial Measurement Unit）等が含まれる。制御部６は、ＣＰＵ等の処理装置を備えた車載コンピュータであり、これらセンサ類２１で計測される情報、つまり位置情報や加速度情報を基に走行部２（駆動モーター２ａ，２ｂ、サーボモーター２ｃ）に制御信号を出力し、運搬装置１の走行動作を制御する。
　制御部６には、各種記憶装置が搭載又は接続されている。記憶装置には、図７に示すように、通電されていない状態でもデータが保持される非揮発性の主記憶装置６ａ、通電されている状態でのみデータが保持される揮発性メモリ６ｂ、制御部６の使用電源の蓄電残量を測定するＩＣである電池残量計６ｃが含まれる。自動車Ａの性能試験をする際、制御部６は、所定の端末（ＰＣ等）と有線又は無線で通信することにより入力された試験条件等のデータを基に、運搬装置１の走行動作の制御（例えば自律航法制御）に必要な各種データを演算したり制御信号を駆動モーター２ａ，２ｂやサーボモーター２ｃに出力したりする。
　制御部６に入力される又は制御部６で演算される各種データには、試験条件データ、センサデータ、航法制御ソフトウェアの中間パラメータ等が含まれる。試験条件データには、運搬装置１の走行経路、速度（加速度）、自動走行開始条件等の指定値が含まれる。センサデータには、ＧＮＳＳセンサによる車体３の測位データや、ＩＭＵによる加速度データが含まれる。試験条件データに含まれる走行経路は、オペレータにより運搬装置１のローカル座標系で設定され、ＧＮＳＳセンサの測位データを基にグローバル座標系の座標値に変換される。航法制御ソフトウェアの中間パラメータには、例えば舵角や速度指令値のオフセット値が含まれる。この中間パラメータは、例えば直前の自律走行時の走行データから制御部６が学習したパラメータであり、運搬装置１の走行精度を向上させるために使用される。これらデータの少なくとも一部は、高速処理に適した揮発性メモリ６ｂで演算され揮発性メモリ６ｂに保持される。揮発性メモリ６ｂに保持されたデータは、制御部６への通電が途切れると失われる。消失したデータは、必要な場合には再設定や再計算する。
　－電源選択部－
　図８は電源選択部１０のブロック図である。図８に示すように、制御部６には複数の第２の電源８ａ，８ｂが並列に接続されている。電源選択部１０は、これら複数の第２の電源８ａ，８ｂを制御部６に選択的に接続するものであり、入力切替部１１、無停電電源（ＵＰＳ）部１２を含んで構成されている。
　入力切替部１１は、制御部６の主電源として使用するバッテリーを切り替えるものであり、第２の電源８ａ，８ｂに択一的に接続する。
　無停電電源部１２は、バッテリー切替時の瞬停、つまり入力切替部１１の切り換え動作時の瞬間的な電圧降下により制御部６の電源電圧Ｖが制御システム電源断閾値Ｖ２（図１０）を下回らないようにするものである。制御システム電源断閾値Ｖ２は設定地であり、電源電圧Ｖが制御システム電源断閾値Ｖ２を下回ると、揮発性メモリ６ｂに保持されたデータが消失し得る。無停電電源部１２は、補助電源（バッテリー）１３、補助電源制御部１４、使用電源切替部１５を内蔵している。補助電源１３は、第２の電源８ａ，８ｂよりも小容量の補助的なバッテリーである。補助電源制御部１４は、充放電器１６を有し補助電源１３の充放電を切り替える切替器であり、補助電源１３を主電源（第２の電源８ａ，８ｂのいずれか）に接続し主電源から供給される電力で補助電源１３を充電する充電モードと、補助電源１３を負荷機器（制御システム２０やサーボモーター２ｃ）に接続し補助電源１３から負荷機器に給電する放電モードとを切り替える。
　使用電源切替部１５は、負荷機器に給電する電源を、主電源（第２の電源８ａ，８ｂのいずれか）か補助電源１３のいずれかに切り替える切替器である。
　－制御電源切替手順－
　図９は第２の電源８ａ，８ｂの一方から他方に電源を切り替える際の制御部６による処理手順の一例を表すフローチャート、図１０はその際の制御部６の電源電圧Ｖの推移を表すグラフである。本例においては、第２の電源８ａから第２の電源８ｂに電源を切り替える例を説明する。
　制御部６は、図７で説明したように車体３を走行させる走行経路や位置情報を記憶する記憶部（主記憶装置６ａや揮発性メモリ６ｂ）を有している。このうち主記憶装置６ａに記憶されたデータは制御部６が電源オフの状態でも保持され、制御部６が起動した際にも主記憶装置６ａに残っている場合がある。時刻ｔ１に電源が入ると（ステップＳ９０１）、制御部６はまず、第２の電源８ａからの給電により起動する際、記憶部（主記憶装置６ａ）に記憶された走行経路及び位置情報を初期化（メモリクリア）する（ステップＳ９０２）。本例において、時刻ｔ１の時点では、第２の電源８ａ，８ｂ及び補助電源１３はいずれも満充電の状態であるとする。
　続いて、制御部６は、所定の端末（ＰＣ等）との通信により入力される試験条件やＧＮＳＳの測位データ等を入力し（ステップＳ９０３）、入力したデータを基に運搬装置１の走行動作の制御（例えば自律航法制御）に必要な走行経路（グローバル座標系）等の各種データを演算し、自動車Ａの試験に供されて運搬装置１の走行動作を制御する。試験に伴って走行を繰り返す間、制御部６は、走行データから航法制御ソフトウェアの中間パラメータを学習したりする。また、この間、制御部６は、電源電圧Ｖ（第２の電源８ａの電圧）が、予め設定された電源交換閾値Ｖ１以下に降圧したかを判定する（ステップＳ９０４）。
　稼働に伴って例えば時刻ｔ２に電源電圧Ｖが電源交換閾値Ｖ１まで降下した場合、制御部６は、電源交換が必要な旨をオペレータに通知する（ステップＳ９０５）。オペレータへの通知は、無線通信によりオペレータが操作する制御用ＰＣ（不図示）に送信される。同時に、制御部６は、電源選択部１０に制御信号を出力し、充放電器１６により補助電源１３を放電モードに切り替え（ステップＳ９０６）、使用電源を第２の電源８ａから補助電源１３に切り替える（ステップＳ９０７）。具体的には、補助電源制御部１４及び使用電源切替部１５が図７に示す状態から切り替わることにより、主電源（第２の電源８ａ）と負荷機器（制御システム２０やサーボモーター２ｃ等）との接続が遮断されると同時に、補助電源１３が負荷機器に接続される。使用電源が補助電源１３に切り換わる際（時刻ｔ２～ｔ３）、図１０に示すように瞬間的に制御部６の電源電圧Ｖが降下するが、電源交換閾値Ｖ１は制御システム電源断閾値Ｖ２よりも瞬間的な電圧降下幅以上に高く設定されており、制御部６の電源電圧Ｖが制御システム電源断閾値Ｖ２を下回ることはない。補助電源１３は時刻ｔ２まで第２の電源８ａに接続されており時刻ｔ２，ｔ３の時点では満充電状態である。
　制御部６はこの間も電源電圧Ｖを監視しており、使用電源が切り換わって時刻ｔ３に電源電圧Ｖが電源交換閾値Ｖ１を上回ったことを確認したら（ステップＳ９０８）、制御部６は、時刻ｔ４に電源選択部１０に制御信号を出力し、使用電源を補助電源１３から第２の電源８ｂに切り替え（ステップＳ９０９）、充放電器１６により補助電源１３を充電モードに切り替える（ステップＳ９１０）。具体的には、補助電源制御部１４及び使用電源切替部１５が図７に示す状態に切り替わることにより、補助電源１３と負荷機器との接続が遮断されると同時に、主電源（第２の電源８ｂ）が負荷機器に接続される（時刻ｔ４～ｔ５）。オペレータは、制御部６が第２の電源８ｂで稼働している間に、第２の電源８ａを交換する。
　また、制御部６は、制御部６の電源をＯＦＦにする（シャットダウンする）操作があるまでステップＳ９０４～Ｓ９１０の処理を繰り返し、電源をＯＦＦにする操作がされたらステップＳ９のフローを終了する（ステップＳ９１１）。
　－効果－
　（１）運搬装置１では、走行部２（駆動輪２Ｌ，２Ｒの駆動モーター２ａ，２ｂ）の消費電力が制御システム２０の消費電力よりも大きく（例えば１０倍程度）、仮に運搬装置１にバッテリーが１つしかない場合、走行で電力を消費してバッテリー交換をする度に制御部６の電源が切れ、揮発性メモリ６ｂに記憶されたデータが消失する。そのため、バッテリー交換後には、再び試験条件等のデータの運搬装置１への入力、車体３の測位や試験に必要なデータの再計算等の初期作業が必要になり、試験再開には時間がかかる。また、運搬装置１は薄型に構成しなければならずサイズの制約が大きい。そのため、大型のバッテリーを使用することが困難でバッテリー交換頻度も自ずと高くなる。また、サイズを抑えた大容量のバッテリーを用いることは考えられるが、そのようなバッテリーは特注品となり高額である。
　それに対し、本実施形態においては、制御部６に給電する第２の電源８ａ，８ｂを走行用の第１の電源７ａ，７ｂと別個に備えるので、第２の電源８ａ，８ｂと第１の電源７ａ，７ｂとをそれぞれ個別に交換することができる。これにより、走行で電力を消費して第１の電源７ａ又は７ｂを交換する際も第２の電源８ａ又は８ｂによる制御部６の通電状態を維持し揮発性メモリ６ｂのデータを保持することができる。制御部６が稼働した状態で走行用の第１の電源７ａ，７ｂを交換することができるので、車体３の測位や試験条件の設定等の自動走行試験の実施に必要な初期作業を繰り返し実施する必要がなくなり、試験の効率を全体として向上させることができる。また、制御用電源の電力消費は走行用電源に比べて少ないため、第２の電源８ａ，８ｂの交換頻度も第１の電源７ａ，７ｂの交換頻度に比べて低い。このように、運搬装置１のダウンタイムを抑制し自動車Ａの性能試験の効率を向上させることができる。また、第１の電源７ａ，７ｂや第２の電源８ａ，８ｂには市販品を用いることができ、運搬装置１の製作コストの増加を抑制することもできる。
　（２）運搬装置１はＧＮＳＳによりグローバル座標系で車体３の位置を認識する一方、指定される走行経路のデータは運搬装置１のローカル座標系で与えられる。ローカル座標系の値で指定された走行経路はＧＮＳＳのグローバル座標系に変換して用いられるため、制御部６の起動時に車体３の位置の過去のデータが例えば主記憶装置６ａに保持されている場合、その過去の位置データが現実の現在位置と異なる場合、誤った現在位置を基準にグローバル座標系で走行経路が設定されてしまい、運搬装置１が意図しない方向に走行する可能性がある。
　それに対し、本実施形態において、制御部６は起動する際に主記憶装置６ａに記憶された走行経路や車体位置情報等を初期化するため、オペレータによる走行条件の再設定と車体３の現在位置の測位が完了するまで、運搬装置１は自動走行できない状態になる。これにより、誤ったデータに基づく運搬装置１の意図しない走行を防止し、所望の試験を実施することができる。
　（３）走行用の第１の電源７ａ，７ｂ及び走行部２を接続する電路を開閉する開閉器９ａ，９ｂを備えているので、第１の電源７ａ，７ｂの交換時、開閉器９ａ，９ｂの接点を開くことでサージ及びスパークを防止することができる。
　特に、本実施形態においては、左右の駆動輪２Ｌ，２Ｒ毎に駆動モーター２ａ，２ｂが備わっており、駆動モーター２ａ，２ｂの電路にそれぞれ開閉器９ａ，９ｂが設けられている。例えば、左回りの走行に比べて右回りの走行の頻度が高い場合、左の駆動モーター２ａのバッテリー（第１の電源７ａ）の電力消費が大きい。このように第１の電源７ａ，７ｂの蓄電残量には偏りが生じ得るところ、第１の電源７ａ，７ｂを個別に交換することができ、また開閉器９ａ，９ｂによりその際のサージやスパークを防止することができる。
　（４）制御部６に複数の第２の電源８ａ，８ｂが並列に接続されており、電源選択部１０により複数の第２の電源８ａ，８ｂのいずれかが制御部６に選択的に接続される。このように制御用電源を冗長化することで、制御用電源としての第２の電源８ａ，８ｂの一方を交換する必要が生じた場合に、第２の電源８ａ，８ｂの他方から制御部６に電力を供給できるので、制御部６の電源喪失を回避することができる。これにより、制御システム２０をシャットダウンさせずに制御用電源の交換作業を行うことができ、制御システム２０の連続稼働が可能となる。
　特に、本実施形態においては、電源選択部１０に無停電電源部１２が備わっており、第２の電源８ａ，８ｂの電源切替が制御部６に補助電源１３が接続した状態で行われるので、第２の電源８ａ，８ｂの電源切替時の瞬停を回避することができる。
　（５）また、制御部６が車体３の中央に配置され、第１の電源７ａ及び第２の電源８ｂは、また第１の電源７ｂ及び第２の電源８ａは、制御部６を挟んで互いに対面する位置に配置されている。このように、薄型でスペースに余裕がない車体３にあって、比較的重量のあるバッテリーを分散して均等に配置することで、運搬装置１の重心が車体３の中心に位置するように構成することができ、車体３の重量バランスを良化して走行安定性を向上させることができる。
　（６）また、第１の電源７ａ，７ｂ及び第２の電源８ａ，８ｂはそれぞれ複数備えられており、第１の電源７ａ，７ｂは制御部６を挟んで対面する位置に配置されて、同じく第２の電源８ａ，８ｂも制御部６を挟んで対面する位置に配置されている。このように各々の電源を給電対象の負荷機器の近くに配置することで、電気配線のレイアウトをシンプルにすることができる。
　なお、本実施形態においては、第１の電源７ａ，７ｂ及び第２の電源８ａ，８ｂがそれぞれ制御部６を挟むようにして配置される例を説明したが、上記効果（５）を得る上で重量のバランスが取れる場合には、例えば第１の電源７ａ，７ｂを車体３の左側のバッテリー搭載エリアＹに配置し、第２の電源８ａ，８ｂを右側のバッテリー搭載エリアＹに配置する構成であっても良い。
　＜第２実施形態＞
　図１１は本発明の第２実施形態に係る模擬障害物運搬装置の駆動システムの概略構成を表すブロック図、図１２は本発明の第２実施形態に係る模擬障害物運搬装置のメモリの模式図である。図１１及び図１２は図６及び図７にそれぞれ対応している。但し、図１２において電池残量計６ｃは図示省略してある。また、図１３は本発明の第２実施形態において第２の電源を交換する際の制御部による処理手順の一例を表すフローチャートである。
　本実施形態は、図１１に示したように、制御用電源が１つのみであり電源選択部１０が省略されている点で第１実施形態と異なる。図１１においては、第１実施形態の構成において第２の電源８ｂと電源選択部１０を省略した構成を例示している。
　本実施形態の運搬装置１には制御用電源が１つ（第２の電源８ａ）しかないため、第２の電源８ａの交換時に揮発性メモリ６ｂの保持するデータの喪失を回避するために、制御部６は、図１２に示したように揮発性メモリ６ｂが保持する自動走行に必要なデータセット（例えば、試験条件、センサデータ、航法制御ソフトウェアの中間パラメータ）を非揮発性の主記憶装置６ａに保存し、再起動時に第２の電源８ａの交換後に非揮発性の主記憶装置６ａに保存されたデータセットを揮発性メモリ６ｂに読み出す機能を有する。
　図１３を用いて制御用電源の交換時の制御部６の処理手順の具体例を説明する。運搬装置１の稼働中、制御部６は、電源電圧Ｖ（第２の電源８ａの電圧）が電源交換閾値Ｖ１以下に降圧したかを判定する（ステップＳ１３０１）。ステップＳ１３０１の処理は図９のステップＳ９０４と同様である。その後、電源電圧Ｖが電源交換閾値Ｖ１まで降下した場合、制御部６は、揮発性メモリ６ｂに保持されている各種データを主記憶装置６ａに書き込み（ステップＳ１３０２）、電源交換が必要な旨をオペレータに通知して（ステップＳ１３０３）、電源ＯＦＦ（シャットダウン）の処理を実行する（ステップＳ１３０４）。ステップＳ１３０３の処理は図９のステップＳ９０５と同様である。その後、通知を受けたオペレータにより第２の電源８ａの交換作業が行われる。第２の電源８ａの交換後、オペレータによる制御システム２０の起動の操作に伴い、制御部６は起動し（ステップＳ１３０５）、シャットダウン前にステップＳ１３０２で主記憶装置６ａに保存した各種データを揮発性メモリ６ｂに読み出し（ステップＳ１３０６）、図１３のフローを終了する。制御部６は、以上の処理を繰り返し実行する。
　その他の点について、第２実施形態は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の基本的効果を得ることができる。
　第１実施形態においては、複数の第２の電源８ａ，８ｂを備えることで制御部６の連続稼働状態を維持することで揮発性メモリ６ｂの保持するデータの喪失を回避するのに対し、本実施形態においては、第２の電源８ａの降圧時に揮発性メモリ６ｂのデータを主記憶装置６ａに保存することで揮発性メモリ６ｂの保持するデータの喪失を回避する。本実施形態においては制御用電源が１つ（第２の電源８ａ）しかないため、制御用電源の交換時には制御部６のシャットダウンを伴うが、第１実施形態と同じく揮発性メモリ６ｂの保持するデータの喪失を回避できる。また、第２の電源８ａが１つで足りることは、運搬装置１の部品点数や製作コストの抑制の観点でメリットである。
　－付言－
　本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例を含み得る。例えば上記した実施形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば構成の一部を他の構成に置き換えることが可能である。また、実施形態の構成の一部について、削除したり他の構成を付加したりすることも可能である。
　例えば、第１実施形態と第２実施形態を組み合わせ、図９のフローにおいて第２電源８ａが電源交換閾値Ｖ１以下に降圧した場合（ステップＳ９０４）、オペレータに通知する際に（ステップＳ９０５）第２の実施形態と同様に揮発性メモリ６ｂのデータを主記憶装置６ａに書き込むようにする（ステップＳ１３０２）。これにより、仮に何らかの要因で図９のフローにおいて第２の電源８ｂの電圧が不十分な場合（又は第２の電源８ｂが取り付けられていない場合）に、ステップＳ９０９で使用電源が第２の電源８ａに切り換わった際に電源電圧が制御システム電源断閾値Ｖ２を下回って揮発性メモリ６ｂのデータが失われても、主記憶装置６ａからデータを読み出し、初期作業に時間を費やすことなく揮発性メモリ６ｂのデータを復元することができる。
１…模擬障害物運搬装置、２…走行部、３…車体、６…制御部、６ａ…主記憶装置（記憶部）、６ｂ…揮発性メモリ（記憶部）、７ａ，７ｂ…第１の電源、８ａ，８ｂ…第２の電源、９ａ，９ｂ…開閉器、１０…電源選択部、２１…センサ類（位置情報特定部）、Ａ…自動車、Ｂ…模擬障害物

Claims (6)

  1. 　自動車の性能試験に用いる模擬障害物運搬装置であって、
    　車体と、
    　前記車体を走行させる走行部と、
    　前記走行部に給電する第１の電源と、
    　前記車体の位置情報を特定する位置情報特定部と、
    　前記位置情報を基に前記走行部を制御する制御部と、
    　前記制御部に給電し前記第１の電源とは異なる第２の電源と
    を備えることを特徴とする模擬障害物運搬装置。
  2. 　請求項１に記載の模擬障害物運搬装置において、
    　前記制御部は、
    　前記車体を走行させる走行経路及び前記位置情報を記憶する記憶部を有し、
    　前記第２の電源からの給電により起動する際、前記記憶部に記憶された前記走行経路及び位置情報を初期化する
    ことを特徴とする模擬障害物運搬装置。
  3. 　請求項１に記載の模擬障害物運搬装置において、
    　前記第１の電源及び前記走行部を接続する電路を開閉する開閉器を備えていることを特徴とする模擬障害物運搬装置。
  4. 　請求項１に記載の模擬障害物運搬装置において、
    　前記制御部に複数の前記第２の電源が並列に接続されており、
    　複数の前記第２の電源を前記制御部に選択的に接続する電源選択部を備えている
    ことを特徴とする模擬障害物運搬装置。
  5. 　請求項１に記載の模擬障害物運搬装置において、
    　前記制御部は、前記車体の中央に配置され、
    　前記第１の電源及び前記第２の電源は、前記制御部を挟んで対面する位置に配置されている
    ことを特徴とする模擬障害物運搬装置。
  6. 　請求項１に記載の模擬障害物運搬装置において、
    　前記第１の電源及び第２の電源は、それぞれ複数備えられており、
    　複数の前記第１の電源は、前記制御部を挟んで対面する位置に配置されており、
    　複数の前記第２の電源は、前記制御部を挟んで対面する位置に配置されている
    ことを特徴とする模擬障害物運搬装置。
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