(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測距データに基づいて作成した移動経路上を自律して移動する自律移動及び遠隔操縦装置による遠隔操縦移動のいずれの移動も可能な無人移動体の制御方法であって、
前記無人移動体の自律移動中に前記遠隔操縦装置から新規操舵指令及び新規速度指令を得た時点で、この時点における前記新規操舵指令に基づく新規移動経路上で且つ現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度に対応する制動距離内に障害物が有るか否かを判定し、
前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の横に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無を判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで、障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返し、
前記障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させる
ことを特徴とする無人移動体の制御方法。
【請求項２】
前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が無いと判定した場合には、旋回半径の大きな方の障害物回避経路を選択し、
前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の各外側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで、障害物回避経路の各外側への設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返す
請求項１に記載の無人移動体の制御方法。
【請求項３】
前記新規移動経路上に障害物が無いと判定した場合には、該新規移動経路上に速度が制限される凹凸や傾斜などの不整部位を抽出して、この抽出した不整部位の通過許容速度が前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度よりも小さい場合には、前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度の減速を開始させ、
前記不整部位に到達するまでに前記移動速度を前記通過許容速度に減速し得ない場合には、前記新規移動経路の横に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かを判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返し、
前記不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させる
請求項１又は２に記載の無人移動体の制御方法。
【請求項４】
前記不整部位に到達するまでに前記移動速度を前記通過許容速度に減速し得ない場合には、前記新規移動経路の両側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかからないと判定した場合には、旋回半径の大きな方の不整部位回避経路を選択し、
前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかかると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の各外側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の各外側への設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返す
請求項３に記載の無人移動体の制御方法。
【請求項５】
自律移動及び遠隔操縦装置による遠隔操縦移動のいずれの移動も可能な無人移動体であって、
移動領域の測距データを取得する測距部と、
この測距部で取得される測距データに基づいて移動経路を作成して、この移動経路上を自律して移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する制御部を備え、
前記制御部は、前記無人移動体の自律移動中に前記遠隔操縦装置から新規操舵指令及び新規速度指令を得た時点で、この時点における前記新規操舵指令に基づく新規移動経路上で且つ現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度に対応する制動距離内に障害物が有るか否かを判定し、前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の横に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無を判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返して、障害物のない障害物回避経路が設定された時点で該障害物回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力し、前記障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する
ことを特徴とする無人移動体。
【請求項６】
前記制御部において、前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が無いと判定した場合には、旋回半径の大きな方の障害物回避経路を選択し、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の各外側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで、障害物回避経路の各外側への設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返して、障害物のない障害物回避経路が設定された時点で該障害物回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する
請求項５に記載の無人移動体。
【請求項７】
前記制御部において、前記新規移動経路上に障害物が無いと判定した場合には、該新規移動経路上に速度が制限される凹凸や傾斜などの不整部位を抽出して、この抽出した不整部位の通過許容速度が前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度よりも小さい場合には、前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度の減速を開始させるべく制御信号を出力し、前記不整部位に到達するまでに前記移動速度を前記通過許容速度に減速し得ない場合には、前記新規移動経路の横に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かを判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返して、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定された時点で該不整部位回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力し、前記不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する
請求項５又は６に記載の無人移動体。
【請求項８】
前記制御部において、前記新規移動経路上に障害物が無いと判定した場合には、前記新規移動経路の両側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかからないと判定した場合には、旋回半径の大きな方の不整部位回避経路を選択し、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかかると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の各外側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の各外側への設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返して、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定された時点で該不整部位回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する
請求項７に記載の無人移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自律移動可能な無人移動体を遠隔操縦する際に支援用として用いるのに好適な無人移動体の制御方法及び無人移動体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、上記したような自律移動可能な無人移動体としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
この無人移動体は、自律走行手段と遠隔操縦手段とを併せ持ち、自律走行モードと遠隔操縦モードとを切換え可能となっていて、その自律走行モードにおいて走行路上に障害物を発見すると、移動を停止しつつ複数の回避経路を作成すると共に遠隔操縦側にこれらの回避経路を提示するようになっている。
そして、遠隔操縦側又は無人移動体自身でいずれか一つの回避経路を選択して、自律走行モードで障害物を回避するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2007-310698号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上記した無人移動体において、走行路上に障害物を発見した場合には、回避経路に移るまでに一旦停止しなくてはならないことから、連続して高速走行することができないという問題があり、この問題を解決することが従来の課題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記した従来の課題に着目してなされたもので、自律移動可能な無人移動体を遠隔操縦するに際して、一旦停止させたり大幅に減速させたりすることなく、無人移動体に障害物の回避動作や交差点での進路変更を安全に行わせることが可能である無人移動体の制御方法及び無人移動体を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に係る発明は、測距データに基づいて作成した移動経路上を自律して移動する自律移動及び遠隔操縦装置による遠隔操縦移動のいずれの移動も可能な無人移動体の制御方法であって、前記無人移動体の自律移動中に前記遠隔操縦装置から新規操舵指令及び新規速度指令を得た時点で、この時点における前記新規操舵指令に基づく新規移動経路上で且つ現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度に対応する制動距離内に障害物が有るか否かを判定し、前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の横に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無を判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで、障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返し、前記障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させる構成としたことを特徴としており、この無人移動体の制御方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係る無人移動体の制御方法において、前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が無いと判定した場合には、旋回半径の大きな方の障害物回避経路を選択し、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の各外側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで、障害物回避経路の各外側への設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返す構成としている。
【０００８】
さらに、本発明の請求項３に係る無人移動体の制御方法において、前記新規移動経路上に障害物が無いと判定した場合には、該新規移動経路上に速度が制限される凹凸や傾斜などの不整部位を抽出して、この抽出した不整部位の通過許容速度が前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度よりも小さい場合には、前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度の減速を開始させ、前記不整部位に到達するまでに前記移動速度を前記通過許容速度に減速し得ない場合には、前記新規移動経路の横に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かを判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返し、前記不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させる構成としている。
【０００９】
さらにまた、本発明の請求項４に係る無人移動体の制御方法において、前記不整部位に到達するまでに前記移動速度を前記通過許容速度に減速し得ない場合には、前記新規移動経路の両側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかからないと判定した場合には、旋回半径の大きな方の不整部位回避経路を選択し、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかかると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の各外側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の各外側への設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返す構成としている。
【００１０】
一方、本発明の請求項５に係る発明は、自律移動及び遠隔操縦装置による遠隔操縦移動のいずれの移動も可能な無人移動体であって、移動領域の測距データを取得する測距部と、この測距部で取得される測距データに基づいて移動経路を作成して、この移動経路上を自律して移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する制御部を備え、前記制御部は、前記無人移動体の自律移動中に前記遠隔操縦装置から新規操舵指令及び新規速度指令を得た時点で、この時点における前記新規操舵指令に基づく新規移動経路上で且つ現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度に対応する制動距離内に障害物が有るか否かを判定し、前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の横に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無を判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返して、障害物のない障害物回避経路が設定された時点で該障害物回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力し、前記障害物回避経路の設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する構成としたことを特徴としており、この無人移動体の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１１】
また、本発明の請求項６に係る無人移動体は、前記制御部において、前記新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が無いと判定した場合には、旋回半径の大きな方の障害物回避経路を選択し、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の双方に障害物が有ると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における障害物回避経路の各外側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、以降、障害物のない障害物回避経路が設定されるまで、障害物回避経路の各外側への設定及び該障害物回避経路上の障害物の有無判定を繰り返して、障害物のない障害物回避経路が設定された時点で該障害物回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する構成としている。
【００１２】
さらに、本発明の請求項７に係る無人移動体は、前記制御部において、前記新規移動経路上に障害物が無いと判定した場合には、該新規移動経路上に速度が制限される凹凸や傾斜などの不整部位を抽出して、この抽出した不整部位の通過許容速度が前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度よりも小さい場合には、前記現在速度及び前記新規速度のうちの大きい方の移動速度の減速を開始させるべく制御信号を出力し、前記不整部位に到達するまでに前記移動速度を前記通過許容速度に減速し得ない場合には、前記新規移動経路の横に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かを判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返して、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定された時点で該不整部位回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力し、前記不整部位回避経路の設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返し行っている間に、前記新規操舵指令による軌道が前記無人移動体の前記移動速度での最小旋回半径以下又は前記無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する構成としている。
【００１３】
さらにまた、本発明の請求項８に係る無人移動体は、前記制御部において、前記新規移動経路上に障害物が無いと判定した場合には、前記新規移動経路の両側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかからないと判定した場合には、旋回半径の大きな方の不整部位回避経路を選択し、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の双方が不整部位にかかると判定した場合には、前記新規移動経路の両側における不整部位回避経路の各外側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が前記不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、以降、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定されるまで、不整部位回避経路の各外側への設定及び該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かの判定を繰り返して、不整部位にかからない不整部位回避経路が設定された時点で該不整部位回避経路上を移動させるべく駆動操舵系に対して制御信号を出力する構成としている。
【００１４】
本発明に係る無人移動体の制御方法及び無人移動体において、新規移動経路や障害物回避経路や不整部位回避経路は、無人移動体の幅を考慮して設定される。
【００１５】
また、本発明に係る無人移動体の制御方法及び無人移動体において、移動領域の測距データを取得する測距部としては、例えば、水平ラインスキャンタイプの１軸レーザレンジファインダが少なくとも一組あれば事足りるが、断面的な勾配データしか得ることができないデメリットを補うべく、ステレオカメラを使用したり、垂直ラインスキャンタイプなどの水平とは異なる方向のラインスキャンタイプの１軸レーザレンジファインダを少なくとも一組使用したりすることが望ましい。
そして、移動経路を作成するうえで必要な刻々変化する自己位置を求める手段としては、例えば、ＧＰＳや、ＩＭＵ（慣性計測装置）やデッドレコニングを用いることができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る無人移動体の制御方法及び無人移動体において、無人移動体が無人車両である場合、新規移動経路上で抽出される凹凸や傾斜などの不整部位の通過許容速度は、測距部で計測される路面の凹凸情報や傾斜情報と車両の仕様（タイヤサイズ、トレッド、ホイルベース、最低地上高）とにより規定される。
【００１７】
本発明に係る無人移動体の制御方法及び無人移動体において、無人移動体がその移動中に、例えば、遠隔操縦装置から新規操舵指令及び新規速度指令を受信すると、この時点で新規操舵指令に基づいて作成される新規移動経路上で且つ現在速度及び新規速度のうちの大きい方の移動速度に対応する制動距離内に障害物が有るか否かを判定する。
【００１８】
そして、新規移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、新規移動経路の横にさらに新たな障害物回避経路を設定すると共にこの障害物回避経路上の障害物の有無を判定し、より具体的には、新規移動経路の両側に障害物回避経路を設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、これらの障害物回避経路の双方に障害物が無いと判定した場合には、旋回半径の大きな方の障害物回避経路を選択する。
【００１９】
また、これらの障害物回避経路の双方に障害物が有ると判定した場合には、各々の外側に障害物回避経路を新たに設定すると共に該障害物回避経路上の障害物の有無をそれぞれ判定し、これらの処理を障害物のない障害物回避経路を設定することができるまで繰り返し行い、上記処理を繰り返し行っている間に、新規操舵指令による軌道が無人移動体の移動速度での最小旋回半径以下又は無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させる。
【００２０】
つまり、自律移動可能な無人移動体を遠隔操縦するに際して、新たな操舵指令に基づく新規移動経路上に障害物があったとしても、無人移動体が移動を継続しつつ自律して障害物のない障害物回避経路を設定することとなり、すなわち、無人移動体側が操作者による遠隔操縦を支援して動作することとなり、その結果、一旦停止させたり大幅に減速させたりすることなく、無人移動体に障害物の回避動作や交差点での進路変更を安全に行わせ得ることとなる。
【００２１】
一方、本発明に係る無人移動体の制御方法及び無人移動体では、新規移動経路上に障害物が無いと判定した際に、該新規移動経路上にて抽出した凹凸や傾斜などの不整部位の通過許容速度が現在速度及び新規速度のうちの大きい方の移動速度よりも小さい場合には、減速を開始させ、不整部位に到達するまでに移動速度を通過許容速度に減速し得ない場合には、新規移動経路の横に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かを判定し、より具体的には、新規移動経路の両側に不整部位回避経路を設定すると共に該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、これらの不整部位回避経路の双方が不整部位にかからないと判定した場合には、旋回半径の大きな方の不整部位回避経路を選択する。
【００２２】
また、これらの不整部位回避経路の双方が不整部位にかかると判定した場合には、各々の外側に不整部位回避経路を新たに設定すると共に該不整部位回避経路が不整部位にかかるか否かをそれぞれ判定し、これらの処理を不整部位にかからない不整部位回避経路を設定できるまで繰り返し行い、上記処理を繰り返し行っている間に、新規操舵指令による軌道が無人移動体の移動速度での最小旋回半径以下又は無人移動体自身の最小旋回半径以下であると判定された場合には、無人移動体を停止させる。
【００２３】
このように、速度が制限される凹凸や傾斜などの不整部位を無人移動体が移動する場合において、移動経路の状況に応じた適切な速度で移動させ得ることとなり、その結果、整地は勿論のこと、速度調整が不可欠な不整地でも安全に移動させ得ることとなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の請求項１，２に係る無人移動体の制御方法及び請求項５，６に係る無人移動体では、上記した構成としているので、自律移動可能な無人移動体を遠隔操縦するに際して、一旦停止させたり大幅に減速させたりすることなく、無人移動体に障害物の回避動作や交差点での進路変更を安全に行わせることが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
また、本発明の請求項３，４に係る無人移動体の制御方法及び請求項７，８に係る無人移動体では、上記した構成としているので、凹凸や傾斜などの不整部位を常に適切な速度で移動させることができ、その結果、高い安全性を確保することが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例による無人移動体の制御方法の概要を示すシステム構成説明図である。
【図２】図１における無人移動体としての半自律走行車の概略構成説明図である。
【図３】図１における無人移動体の制御機器の接続ブロック図である。
【図４】図１における無人移動体の制御方法の動作フローチャート（前半）である。
【図５】図１における無人移動体の制御方法の動作フローチャート（後半）である。
【図６】図１における無人移動体の制御方法による障害物回避要領説明図（ａ），（ｂ）及び不整部位回避要領説明図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１〜図６は、本発明の一実施例による無人移動体の制御方法を示しており、この無人移動体の制御方法は、図１に示すように、携帯型の遠隔操縦装置Ａで、無人移動体Ｂの移動をコントロールするのに用いられるものとなっている。
【００２７】
この実施例において、無人移動体は、自律して走行可能な半自律走行車Ｂであり、図２及び図３に示すように、車両制御用コンピュータ１０及びこの車両制御用コンピュータ１０とＬＡＮ１１を介して接続される自律走行用コンピュータ３０によって制御されるようになっている。
【００２８】
車両制御用コンピュータ１０の入力側には、アンテナ１２と接続する無線ＬＡＮ１３及び遠隔操縦用カメラ１４が入出力回路１５を介して接続されていると共に、位置情報取得用のＧＰＳ１６と、姿勢制御用のバーチカルジャイロ１７と、移動速度測定用の車速パルス１８がシリアル回線を介して接続されている。
【００２９】
また、車両制御用コンピュータ１０の出力側には、モータドライバ２１を介して操舵用アクチュエータ２２及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３が接続されており、これらのアクチュエータ２２，２３と車輪２４とで駆動ユニット２０を構成している。
【００３０】
車両制御用コンピュータ１０は、ＧＰＳ１６やバーチカルジャイロ１７で取得した各種情報をＬＡＮ１１，無線ＬＡＮ１３及びアンテナ１２を介して遠隔操縦装置Ａに送信する機能を有していると共に、遠隔操縦装置Ａから送信される操作情報に基づいて、モータドライバ２１を介して操舵用アクチュエータ２２及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３を作動、停止させる機能を有している。
【００３１】
一方、自律走行用コンピュータ３０の入力側には、近距離情報取得に適したレーザセンサ（レーザレンジファインダ）３１と、遠距離で且つ広角情報取得に適した自律走行用カメラ３２，３３が接続されており、この自律走行用コンピュータ３０は、ＬＡＮ１１を介して、レーザセンサ３１や自律走行用カメラ３２，３３で取得した測距データを遠隔操縦装置Ａに送信する機能を有している。
【００３２】
遠隔操縦装置Ａは、半自律走行車Ｂの遠隔操縦用カメラ１４で得た画像を映し出すディスプレー４０と、遠隔操作部５０と、車両制御用コンピュータ１０及び自律走行用コンピュータ３０とＬＡＮ１１を介してデータのやり取りをする制御部６０を具備していて、ディスプレー４０は、図示しないＣＰＵやキーボード６１やアンテナ６２とともに制御部６０に組み込まれており、この制御部６０は、操作者Ｐの腰部に装着可能となっている。
【００３３】
一方、遠隔操作部５０は、カーソルスティック５１と、速度指示レバー５２と、制御部６０との間で各種情報の送受信を行う図示しない送受信部を具備しており、速度指示レバー５２は、半自律走行車Ｂの走行速度を入力するものであり、周囲の状況を考慮しながら操作するものとなっている。
【００３４】
また、遠隔操縦装置Ａは、操作者Ｐの頭部に装着されて、制御部６０からの画像データを受信して操作者Ｐの眼前で表示する、いわゆるヘッドマウントディスプレー４１を上記ディスプレー４０とは別に有している。
【００３５】
この場合、半自律走行車Ｂに搭載された上記車両制御用コンピュータ１０は、測距部であるレーザセンサ３１や自律走行用カメラ３２，３３で取得した測距データや遠隔操縦装置Ａからの指令に基づいて移動経路を計画する経路計画手段と、この移動経路に応じた移動速度を計画する速度計画手段と、計画した移動経路内の障害物を検出する障害物検出手段を有しており、これらの計画した移動経路及び移動速度に従って、モータドライバ２１を介して操舵用アクチュエータ２２及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３を作動させるようになっている。
【００３６】
上記車両制御用コンピュータ１０において、例えば、半自律走行車Ｂの走行中に、遠隔操縦装置Ａから新規のステアリング指令（新規操舵指令）及び速度指令を受信した際に、このステアリング指令に基づいて経路計画手段により作成される新規の移動経路上に障害物が有るか否かを障害物検出手段により判定し、新規の移動経路上に障害物が有ると判定した場合には、経路計画手段により新たに障害物回避経路を作成して、半自律走行車Ｂを安全に走行させるべく制御するようになっている。
【００３７】
また、上記車両制御用コンピュータ１０は、新規の移動経路上に障害物が無いと判定した場合には、この新規移動経路上にレーザセンサ３１や自律走行用カメラ３２，３３で凹凸や傾斜などの不整部位を抽出して、この不整部位を安全に通過させるべく速度計画手段により半自律走行車Ｂの走行速度をコントロールするようになっている。
【００３８】
そこで、上記車両制御用コンピュータ１０による制御要領を具体的に説明する。図４及び図５に示すように、半自律走行車Ｂの移動中に、ステップＳ１，Ｓ２において遠隔操縦装置Ａから新規のステアリング指令Rin0及び速度指令Vin0を受信すると、この時点で新規ステアリング指令Rin0に基づいて経路計画手段により作成される新規の移動経路Ｔ上で且つ現在速度Vcurrent及び新規速度Vinのうちの大きい方の移動速度に対応する制動距離内に障害物が有るか否かをステップＳ３において判定する。
【００３９】
次いで、このステップＳ３において新規の移動経路Ｔ上に障害物が有る(Yes)と判定した場合には、図６（ａ）に示すように、ステップＳ４において移動経路Ｔの両側に半自律走行車Ｂの車幅を考慮した障害物回避経路Rin-ΔR, Rin+ΔRを作成すると共にステップＳ５において該障害物回避経路Rin-ΔR, Rin+ΔR上の障害物Ｄの有無をそれぞれ判定する。
【００４０】
そして、これらの障害物回避経路Rin-ΔR, Rin+ΔRのうちのいずれか一方が障害物Ｄに触れないと判定した場合には、ステップＳ６において経路計画手段により一方の障害物回避経路が選択されて新規のステアリング指令Rout=Rinが設定されると共に速度計画手段により速度指令Vout=Vが設定されて、ステップＳ７においてこれらの指令を車両制御速度指令Vout及び車両制御ステアリング指令Routとして出力する。
【００４１】
また、障害物回避経路Rin-ΔR, Rin+ΔRの双方がいずれも障害物Ｄに触れないと判定した場合には、ステップＳ８において経路計画手段により旋回半径の大きな方の障害物回避経路Rin+ΔRが選択されると共に速度計画手段により速度指令Vout=Vが設定されて、ステップＳ７において車両制御速度指令Vout及び車両制御ステアリング指令Routとして出力する。
【００４２】
一方、ステップＳ５において上記障害物回避経路Rin-ΔR, Rin+ΔRの双方が障害物Ｄに接触すると判定した場合には、図６（ｂ）に示すように、ステップＳ９及びステップＳ３を経てステップＳ４において上記障害物回避経路Rin-ΔR, Rin+ΔRの各外側に障害物回避経路Rin-2・ΔR, Rin+2・ΔRを新たに設定すると共にステップＳ５において該障害物回避経路Rin-2・ΔR, Rin+2・ΔR上の障害物Ｄの有無をそれぞれ判定する。
【００４３】
そして、これらの処理を障害物Ｄのない障害物回避経路（Rin=Rin0±ΔR・ｋ；ｋは繰り返し回数）を設定できるまで行い、上記処理を繰り返し行っている間に、ステップＳ９において車両制御ステアリング指令Rinによる軌道が半自律走行車Ｂの速度Vでの最小旋回半径以下と判定されたり半自律走行車Ｂ自身の最小旋回半径以下であると判定されたりした場合(Yes)には、ステップＳ１０において半自律走行車Ｂを停止させて、ステップＳ１１において遠隔操縦装置Ａを介して操作者にこれを通知する。  
【００４４】
つまり、半自律走行車Ｂを遠隔操縦装置Ａにより遠隔操縦するに際して、新たなステアリング指令に基づく新規移動経路上に障害物Ｄがあったとしても、半自律走行車Ｂが移動を継続しつつ自律して障害物Ｄのない障害物回避経路を設定することとなり、すなわち、半自律走行車Ｂの車両制御用コンピュータ１０が操作者Ｐによる遠隔操縦を支援して動作することとなり、その結果、一旦停止させたり大幅に減速させたりすることなく、半自律走行車Ｂに障害物Ｄの回避動作や交差点での進路変更を安全に行わせ得ることとなる。
【００４５】
一方、上記車両制御用コンピュータ１０は、ステップＳ３において新規移動経路Ｔ上に障害物Ｄが無い(No)と判定した場合には、図６（ｃ）に示すように、ステップＳ１２において新規移動経路Ｔ上で凹凸や傾斜などの不整部位Ｅ（XCW，YCW）を抽出するのに続いて、ステップＳ１３においてこの不整部位Ｅの通過許容速度V(Cw)と現在速度Vcurrent及び新規速度Vinのうちの大きい方の移動速度Vとを比較する。
【００４６】
このステップＳ１３において通過許容速度V(Cw)が移動速度Vよりも大きい(No)と判定した場合には、ステップＳ１４において経路計画手段により新規のステアリング指令Rin=Rinが設定されると共に速度計画手段により速度指令Vin=Vが設定されて、ステップＳ７においてこれらの指令を車両制御速度指令Vout及び車両制御ステアリング指令Routとして出力する。
【００４７】
また、ステップＳ１３において通過許容速度V(Cw)が移動速度Vよりも小さい(Yes)と判定した場合には、減速を開始させ、ステップＳ１５において不整部位Ｅに到達するまでに移動速度Vを通過許容速度V(Cw)に減速できるか否かの判定がなされ、移動速度Vを通過許容速度V(Cw)に減速できる(Yes)と判定した場合には、ステップＳ１６において経路計画手段により新規のステアリング指令Rout=Rinが設定されると共に速度計画手段により速度指令Vout=Vが設定されて、ステップＳ７においてこれらの指令を車両制御速度指令Vout及び車両制御ステアリング指令Routとして出力する。
【００４８】
そして、ステップＳ１５において不整部位Ｅに到達するまでに移動速度Vを通過許容速度V(Cw)に減速し得ない(No)と判定した場合には、不整部位Ｅを障害物Ｄとして捉えて、上記したステップＳ４以降の障害物回避処理を繰り返し行って不整部位Ｅにかからない不整部位回避経路Ｕを作成する。
【００４９】
上記処理を繰り返し行っている間に、ステップＳ９において車両制御ステアリング指令Rinによる軌道が半自律走行車Ｂの速度Vでの最小旋回半径以下と判定されたり半自律走行車Ｂ自身の最小旋回半径以下であると判定されたりした場合には、ステップＳ１０において半自律走行車Ｂを停止させて、ステップＳ１１において遠隔操縦装置Ａを介して操作者にこれを通知する。
【００５０】
このように、速度が制限される凹凸や傾斜などの不整部位Ｅを半自律走行車Ｂが移動する場合において、移動経路Ｕの状況に応じた適切な速度で移動させ得ることとなり、その結果、整地は勿論のこと、速度調整が不可欠な不整地でも安全に移動させ得ることとなる。
【００５１】
なお、図４及び図５におけるステップＳ４とステップＳ５との間においても、ステップＳ３，ステップＳ１２，ステップＳ１３，ステップＳ１５の判定処理を行っている。
【００５２】
上記した実施例では、半自律走行車Ｂの走行中に、遠隔操縦装置Ａからの新規ステアリング指令及び速度指令を受信した場合の制御を示したが、半自律走行車Ｂが半自律コマンドによる新規ステアリング指令及び速度指令を得て走行する場合であってもよい。
【００５３】
また、上記した実施例では、無人移動体が半自律走行車Ｂである場合を示したが、これに限定されるものではなく、無人移動体が自律歩行するロボットであったり、自律飛行する航空機であったりしてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１０  車両制御用コンピュータ（制御部）
２１  モータドライバ（駆動操舵系）
２２  操舵用アクチュエータ（駆動操舵系）
２３  ブレーキ／アクセル用アクチュエータ（駆動操舵系）
３１  レーザセンサ（測距部）
３２，３３  自律走行用カメラ（測距部）
Ａ  遠隔操縦装置
Ｂ  半自律走行車（無人移動体）
Ｄ  障害物
Ｅ  不整部位
Ｒ  障害物回避経路
Ｔ  新規移動経路
Ｕ  不整部位回避経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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