(57)【要約】【課題】自律走行装置の旋回動作をする場合に、GNSSデータの測定値の補正をするために複雑な計算を行うことなく、正確な自律走行を継続させる。【解決手段】車体と、車体を走行させる駆動部材を制御する走行制御部と、記憶部とを備え、駆動部材は、車体の左右に取り付けられた駆動輪であり、記憶部に、所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶し、旋回動作をさせる場合に、旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、走行制御部が左右の駆動輪をそれぞれ制御する。【選択図】図１０
2018018419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
車体を走行させる駆動部材を制御する走行制御部と、
記憶部とを備え、
前記駆動部材は、車体の左右に取り付けられた駆動輪であり、
前記記憶部に、所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶し、
車体の旋回動作をさせる場合に、前記旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、前記走行制御部が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御することを特徴とする自律走行装置。
【請求項２】
前記走行制御部が、左駆動輪を回転させる電動モータと、右駆動輪を回転させる電動モータとを備え、前記旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数は、左右の駆動輪をそれぞれ回転させる電動モータの回転数であることを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項３】
前記旋回補正情報は、旋回速度に関する情報と、旋回の移動パターンと、旋回の角度を示す蛇角と、旋回の曲率半径と、前記左右の駆動輪をそれぞれ回転させる電動モータの回転数とを含むことを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項４】
GNSS衛星から出射された電波を受信するGNSSアンテナと、
前記GNSSアンテナが受信した電波からGNSSアンテナの位置を示すGNSS測定値を取得する位置情報取得部と、
前記GNSSアンテナの実際の位置を求めるGNSS実位置計算部とをさらに備え、
前記記憶部に、GNSS測定値を補正するためのGNSS差分情報を予め記憶し、
前記GNSS実位置計算部が、前記位置情報取得部によって取得されたGNSS測定値と、前記記憶部に記憶されたGNSS差分情報とを利用して、前記GNSSアンテナの実際の位置を計算することを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項５】
前記GNSS差分情報は、GNSSアンテナの実際の位置と、時刻と、時刻ごとに取得されたGNSS測定値と、時刻ごとに取得された前記GNSS測定値と前記GNSSアンテナの実際の位置との差分とからなることを特徴とする請求項４に記載の自律走行装置。
【請求項６】
前記記憶部に、前記車体が定置回転するときの支点となる車体中心と、GNSSアンテナが取り付けられた位置との距離を設定したGNSSアンテナ取付情報を予め記憶し、
前記計算されたGNSSアンテナの実際の位置と、GNSSアンテナ取付情報とを利用して
前記車体中心の位置を求めることを特徴とする請求項４に記載の自律走行装置。
【請求項７】
自律走行装置と、管理サーバとからなる走行制御システムであって、
前記自律走行装置が、車体と、車体の左右に取り付けられた駆動輪を制御する走行制御部と、前記管理サーバと通信する通信部とを備え、
前記管理サーバが、前記自律走行装置と通信する通信部と、前記車体の所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶した記憶部とを備え、
前記車体の旋回動作をさせる場合に、前記管理サーバの通信部が、前記記憶部に記憶された旋回補正情報を前記自律走行装置に送信し、
前記自律走行装置が、受信した前記旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、前記走行制御部が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御することを特徴とする走行制御システム。
【請求項８】
自律走行装置と、管理サーバとからなる走行制御システムの走行制御方法であって、
前記自律走行装置が、車体と、車体の左右に取り付けられた駆動輪を制御する走行制御部と、前記管理サーバと通信する通信部とを備え、
前記管理サーバが、前記自律走行装置と通信する通信部と、前記車体の所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶した記憶部とを備え、
前記車体の旋回動作をさせる場合に、前記管理サーバの通信部が、前記記憶部に記憶された旋回補正情報を前記自律走行装置に送信し、
前記自律走行装置の通信部が受信した旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、前記走行制御部が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御することを特徴とする走行制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自律走行装置に関し、特に、走行経路を補正する機能を有する自律走行装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、荷物を搬送する搬送用ロボットや、建物内および建物周辺や所定の敷地内の状況を監視する監視用ロボットなど、自律的に移動する自律走行装置が利用されている。
このような従来の自律走行装置は、走行すべき領域の地図情報と移動経路情報とを予め記憶し、カメラ、距離画像センサ、GNSS(Global Navigation Satellite System)などから取得した情報を利用して、障害物を避けながら、所定の経路を走行する。
【０００３】
また、従来の自律走行装置（以下、単に車両とも呼ぶ）では、自律走行する経路上に障害物を発見した場合、減速しながら走行するか、経路を変更するか、あるいは障害物に衝突する前に停止する処理が行われる。
障害物を検出するために、たとえば、カメラや、レーザーを出射して物体からの反射光を検出する距離センサが用いられる。
また、GNSSから取得した現在位置の緯度経度情報と、走行すべき移動経路情報とを比較して、本来走行すべき経路からずれている場合は、経路を補正して進行する。
【０００４】
しかし、GNSSから取得される位置情報は、測位する位置によっては無線電波の干渉や、建物等による受信障害が発生すると、精度誤差が生じ正確な位置を計測することができない。
そこで、GNSS衛星受信用のアンテナを複数搭載したり、複数の周波数帯（L1,L2,L5）の衛星を受信することで受信機側の精度を向上することも行われてきたが高価であった。
さらに、エンコーダやジャイロセンサなどの複数の測定装置を車両に搭載して、これらのセンサ等から得られる情報を利用し、所定の複雑な演算をして誤差を補正することが行われている。
【０００５】
また、GNSS衛星からの電波を受信するために、車両にはGNSSアンテナが搭載されるが、GNSSアンテナが配置される位置が車両の回転中心と異なる場合、GNSSアンテナと車両の回転中心との間のレバーアームによって、車両がターンする毎に、機首方位誤差が発生し、正確な自律走行ができない場合がある。
特許文献１では、この機首方位誤差を推定し除去するために、車両に搭載されたレートジャイロやホイール速度センサのような機首方位レートセンサから情報を入力し、カルマンフィルタを利用した所定の誤差計算を行うことによって、レバーアームによって生じる機首方位誤差を認識し、その誤差を実質的に除去しようとする装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１３２５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来から用いられているGNSSから取得した位置情報のみを利用して車両の位置制御をしようとすると、精度の高い位置の測位が難しいため、正確な自律走行を維持することは困難である。特に、旋回動作をする場合に、走行経路の誤差が生じやすい。
また、経路の誤差を補正するためには、ジャイロセンサやホイール速度センサのような測定装置を多数搭載する必要があり、車両重量が重くなり、車両のコストも高くなる。さらに、経路の誤差を推定し位置の補正量を算出するためにカルマンフィルタを利用した複雑な誤差計算をする必要があり、その計算にかなりの時間がかかり、迅速な経路補正ができない場合があった。
【０００８】
そこで、この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであり、所望の旋回動作をできるだけ誤差なく正確に行わせ、GNSSから取得した位置に基づいた経路誤差を補正するために、経路補正のための特別な装置を設けることなく、また複雑な計算をすることなく、所定の経路に沿って正確な自律走行を維持することを可能とする自律走行装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、車体と、車体を走行させる駆動部材を制御する走行制御部と、記憶部とを備え、前記駆動部材は、車体の左右に取り付けられた駆動輪であり、前記記憶部に、所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶し、車体の旋回動作をさせる場合に、前記旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、前記走行制御部が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御することを特徴とする自律走行装置を提供するものである。
【００１０】
また、前記走行制御部が、左駆動輪を回転させる電動モータと、右駆動輪を回転させる電動モータとを備え、前記旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数は、左右の駆動輪をそれぞれ回転させる電動モータの回転数であることを特徴とする。
さらに、前記旋回補正情報は、旋回速度に関する情報と、旋回の移動パターンと、旋回の角度を示す蛇角と、旋回の曲率半径と、前記左右の駆動輪をそれぞれ回転させる電動モータの回転数とを含むことを特徴とする。
これによれば、車体の旋回動作をさせる場合に、記憶部に予め記憶された旋回補正情報の左右の電動モータの回転数を利用して、前記走行制御部が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御するので、正確な旋回動作をさせるための複雑な計算をすることなく、所定の経路に従って、正確な自律走行を維持させることができる。
【００１１】
また、GNSS衛星から出射された電波を受信するGNSSアンテナと、前記GNSSアンテナが受信した電波からGNSSアンテナの位置を示すGNSS測定値を取得する位置情報取得部と、前記GNSSアンテナの実際の位置を求めるGNSS実位置計算部とをさらに備え、前記記憶部に、GNSS測定値を補正するためのGNSS差分情報を予め記憶し、前記GNSS実位置計算部が、前記位置情報取得部によって取得されたGNSS測定値と、前記記憶部に記憶されたGNSS差分情報とを利用して、前記GNSSアンテナの実際の位置を計算することを特徴とする。
これによれば、位置情報取得部によって取得されたGNSS測定値と、記憶部に予め記憶されたGNSS差分情報とを利用して、GNSSアンテナの実際の位置を計算するので、複雑な計算をすることなく、GNSSアンテナの実際の位置を、容易かつ迅速に求めることができる。
【００１２】
また、前記GNSS差分情報は、GNSSアンテナの実際の位置と、時刻と、時刻ごとに取得されたGNSS測定値と、時刻ごとに取得された前記GNSS測定値と前記GNSSアンテナの実際の位置との差分とからなることを特徴とする。
また、前記記憶部に、前記車体が定置回転するときの支点となる車体中心と、GNSSアンテナが取り付けられた位置との距離を設定したGNSSアンテナ取付情報を予め記憶し、前記計算されたGNSSアンテナの実際の位置と、GNSSアンテナ取付情報とを利用して前記車体中心の位置を求めることを特徴とする。
これによれば、計算されたGNSSアンテナの実際の位置と、予め記憶部に記憶されたGNSSアンテナ取付情報とを利用して前記車体中心の位置を求めるので、車体中心の位置を容易かつ迅速に求めることができる。
【００１３】
また、進行方向の前方空間を含む所定の障害物判定領域に所定の光を出射して、前記障害物判定領域内に存在する物体によって反射された反射光を受光して、前記物体までの距離を検出する距離検出部をさらに備え、前記距離検出部は、所定の障害物判定領域内の２次元空間または３次元空間にレーザーを出射し、前記障害物判定領域内の複数の測点における距離を測定するＬＩＤＡＲを用いることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明は、自律走行装置と、管理サーバとからなる走行制御システムであって、前記自律走行装置が、車体と、車体の左右に取り付けられた駆動輪を制御する走行制御部と、前記管理サーバと通信する通信部とを備え、前記管理サーバが、前記自律走行装置と通信する通信部と、前記車体の所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶した記憶部とを備え、前記車体の旋回動作をさせる場合に、前記管理サーバの通信部が、前記記憶部に記憶された旋回補正情報を前記自律走行装置に送信し、前記自律走行装置が、受信した前記旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、前記走行制御部が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御することを特徴とする走行制御システムを提供するものである。
【００１５】
また、この発明は、自律走行装置と、管理サーバとからなる走行制御システムの走行制御方法であって、前記自律走行装置が、車体と、車体の左右に取り付けられた駆動輪を制御する走行制御部と、前記管理サーバと通信する通信部とを備え、前記管理サーバが、前記自律走行装置と通信する通信部と、前記車体の所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶した記憶部とを備え、前記車体の旋回動作をさせる場合に、前記管理サーバの通信部が、前記記憶部に記憶された旋回補正情報を前記自律走行装置に送信し、前記自律走行装置の通信部が受信した旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、前記走行制御部が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御することを特徴とする走行制御方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、記憶部に、所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶し、車体の旋回動作をさせる場合に、予め記憶された旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、走行制御部が左右の駆動輪をそれぞれ制御するので、正確な旋回動作をさせるための複雑な計算をすることなく、所定の経路に従って、正確な自律走行を維持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の自律走行装置の一実施例の外観図である。
【図２】この発明の自律走行装置の走行に関係する構成の説明図である。
【図３】この発明の自律走行装置の一実施例の構成ブロック図である。
【図４】この発明の距離検出部の一実施例の概略説明図である。
【図５】この発明の距離検出部から出射されるレーザーの走査方向の概略説明図である。
【図６】この発明のレーザーの照射領域を、上方向および後方から見た概略説明図である。
【図７】この発明の自律走行装置の車体中心と、GNSSアンテナの取り付け位置との関係の一実施例の説明図である。
【図８】この発明の自律走行装置を旋回した場合における、自律走行装置の車体中心とGNSSアンテナの取り付け位置との関係の一実施例の説明図である。
【図９】左旋回する場合の車体の位置と曲率半径との関係の一実施例の説明図である。
【図１０】旋回補正情報の一実施例の説明図である。
【図１１】中速モードの旋回補正情報の一実施例の説明図である。
【図１２】GNSSアンテナによって取得されるGNSSデータの補正についての一実施例の説明図である。
【図１３】GNSSアンテナの実際の位置とGNSSデータの測定値とから求める差分についての一実施例の説明図である。
【図１４】旋回補正情報を用いた旋回動作の一実施例のフローチャートである。
【図１５】GNSS差分情報を用いた誤差補正処理の一実施例のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を使用して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の実施例の記載によって、この発明が限定されるものではない。
＜自律走行装置の構成＞
図１に、この発明の自律走行装置の一実施例の外観図を示す。
図１において、この発明の自律走行装置１は、所定の経路情報に基づいて、障害物を避けながら、自律的に移動する機能を有する車両である。
また、自律走行装置１は、移動機能に加えて、輸送機能、監視機能、掃除機能、誘導機能、通報機能などの種々の機能を備えてもよい。
以下の実施例では、主として、屋外の所定の監視領域や通路を自律走行し、監視領域等の監視や輸送を行うことのできる自律走行装置について説明する。
【００１９】
図１の外観図において、自律走行装置１（以下、車両とも呼ぶ）は、主として、車体１０と、４つの車輪（２１，２２）と、監視ユニット２と、制御ユニット３とを備える。
監視ユニット２は、移動する領域や路面の状態を確認する機能や監視対象を監視する機能を有する部分であり、たとえば、移動する前方空間の状態を確認する距離検出部５１、カメラ（撮像部）５５、走行している現在位置の情報を取得する位置情報取得部５８などから構成される。
制御ユニット３は、この発明の自律走行装置の有する走行機能や監視機能などを実行する部分であり、たとえば後述するような制御部５０、画像認識部５６、障害物検出部５７、通信部５４、記憶部７０などから構成される。
【００２０】
この発明の自律走行装置１は、カメラ５５、距離検出部５１および障害物検出部５７等を利用して、車体１０の進行方向の前方の状態を確認しながら自走する。たとえば、前方に、障害物や段差等が存在することを検出した場合には、障害物に衝突することなどを防止するために、静止、回転、後退、前進等の動作を行って進路を変更し、画像認識により障害物を認識した場合や、接触を検出した場合には、車体の停止動作など、所定の機能を実行する。
【００２１】
図２に、この発明の自律走行装置の走行に関係する構成の説明図を示す。
図２（ａ）は、車両１の右側面図であり、右側の前輪２１や後輪２２を仮想線で示している。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図を示し、後述するスプロケット２１ｂ，２２ｂ，３１ｂ，３２ｂを仮想線で示している。車体１０の前面１３に前輪（２１，３１）を配置し、後面１４に後輪（２２，３２）を配置する。
車体１０の各側面１２Ｒ，１２Ｌには帯状のカバー１８が設置され、車体１０の前後方向に沿って延びている。カバー１８の下側には、前輪２１、３１および後輪２２、３２をそれぞれ回転支持する車軸２１ａ，３１ａおよび車軸２２ａ、３２ａが設けられている。各車軸２１ａ，３１ａ，２２ａ，３２ａは、動力伝達部材によって結合されない場合は、独立して回転可能となっている。
【００２２】
左右のそれぞれ一対の前輪（２１，３１）と後輪（２２，３２）とには、動力伝達部材であるベルト２３，３３が設けられている。具体的には、右側の前輪２１の車軸２１ａにはスプロケット２１ｂが設けられ、後輪２２の車軸２２ａにはスプロケット２２ｂが設けられる。また、前輪のスプロケット２１ｂと後輪のスプロケット２２ｂとの間には、例えばスプロケットと歯合する突起を内面側に設けたベルト２３が巻架されている。同様に、左側の前輪３１の車軸３１ａにはスプロケット３１ｂが設けられるとともに、後輪３２の車軸３２ａにはスプロケット３２ｂが設けられており、前輪のスプロケット３１ｂと後輪のスプロケット３２ｂとの間には、ベルト２３と同様の構造を持つベルト３３が巻架されている。
【００２３】
したがって、左右のそれぞれ一対の前輪と後輪（２１と２２，３１と３２）は、ベルト（２３，３３）によって連結駆動されるので、一方の車輪を駆動すればよい。たとえば、前輪（２１，３１）を駆動すればよい。一方の車輪を駆動輪とした場合に、他方の車輪は、動力伝達部材であるベルトによってスリップすることなく駆動される従動輪として機能する。
左右それぞれ一対の前輪と後輪とを連結駆動する動力伝達部材としては、スプロケットとこのスプロケットに歯合する突起を設けたベルトを用いるほか、例えば、スプロケットとこのスプロケットに歯合するチェーンを用いてもよい。さらに、スリップが許容できる場合は、摩擦の大きなプーリーとベルトを動力伝達部材として用いてもよい。ただし、駆動輪と従動輪の回転数が同じとなるように動力伝達部材を構成する。
図２では、前輪（２１，３１）が駆動輪に相当し、後輪（２２，３２）が従動輪に相当する。
【００２４】
車体１０の底面１５の前輪側には、右側の前後輪２１，２２を駆動するための電動モータ４１Ｒと、左側の前後輪３１，３２を駆動するための電動モータ４１Ｌの２つのモータが設けられている。右側の電動モータ４１Ｒのモータ軸４２Ｒと右側の前輪２１の車軸２１ａとの間には、動力伝達機構としてギアボックス４３Ｒが設けられている。同様に、左側の電動モータ４１Ｌのモータ軸４２Ｌと左側の前輪３１の車軸３１ａとの間には、動力伝達機構としてギアボックス４３Ｌが設けられている。ここでは、２つの電動モータ４１Ｒ，４１Ｌは車体の進行方向の中心線に対して左右対称となるように並列配置されており、ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌもそれぞれ電動モータ４１Ｒ，４１Ｌの左右外側に配設されている。
【００２５】
ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌは、複数の歯車や軸などから構成され、電動モータからの動力をトルクや回転数、回転方向を変えて出力軸である車軸に伝達する組立部品であり、動力の伝達と遮断を切替えるクラッチを含んでいてもよい。なお、左右の後輪２２，３２はそれぞれ軸受４４Ｒ，４４Ｌによって軸支されており、軸受４４Ｒ，４４Ｌはそれぞれ車体１０の底面１５の右側面１２Ｒ、左側面１２Ｌに近接させて配設されている。
【００２６】
以上の構成により、進行方向右側の一対の前後輪２１，２２と、左側の一対の前後輪３１，３２とは、独立して駆動することが可能となる。すなわち、右側の電動モータ４１Ｒの動力はモータ軸４２Ｒを介してギアボックス４３Ｒに伝わり、ギアボックス４３Ｒによって回転数、トルクあるいは回転方向が変更されて車軸２１ａに伝達される。そして、車軸２１ａの回転によって車輪２１が回転するとともに、車軸２１ａの回転は、スプロケット２１ｂ、ベルト２３、および、スプロケット２２ｂを介して後軸２２ｂに伝わり、後輪２２を回転させることになる。左側の電動モータ４１Ｌからの前輪３１および後輪３２への動力の伝達については上記した右側の動作と同様である。
【００２７】
２つの電動モータ４１Ｒ，４１Ｌの回転数が同じである場合、各ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌのギア比（減速比）を同じにすれば、自律走行装置１は前進あるいは後進を行うことになる。自律走行装置１の速度を変更する場合は、各ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌのギア比を同じ値に維持しつつ変化させればよい。
また、進行方向を変える場合は、各ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌのギア比を変更して、右側の前輪２１および後輪２２の回転数と左側の前輪３１および後輪３２の回転数とに、回転差を持たせればよい。さらに、各ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌからの出力の回転方向を変えることにより、左右の車輪の回転方向を反対にすることで車体中央部を中心とした定置旋回が可能になる。
【００２８】
自律走行装置１を定置旋回させる場合は、前後の車輪の角度を可変にするステアリング機構が設けられていないため、前後の車輪の間隔（ホイールベース）が大きいほど、車輪にかかる抵抗が大きくなり、旋回のために大きな駆動トルクが必要となる。しかし、各ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌ内のギア比は可変にしているので、旋回時の車輪の回転数を下げるだけで車輪に大きなトルクを与えることができる。
【００２９】
例えば、ギアボックス４３Ｒ内のギア比として、モータ軸４２Ｒ側のギアの歯数を１０、中間ギアの歯数を２０、車軸２１ｂ側のギアの歯数を４０とした場合、車軸２１ｂの回転数はモータ軸４２Ｒの１／４の回転数となるが、４倍のトルクが得られる。そして、更に回転数が小さくなるようなギア比を選択することによって、より大きなトルクを得ることができるため、不整地や砂地などの車輪に係る抵抗が大きな路面であっても旋回が可能となる。
【００３０】
また、モータ軸４２Ｒ，４２Ｌと車軸２１ａ，３１ａとの間にギアボックス４３Ｒ，４３Ｌを設けているため、車輪２１，３１からの振動が直接モータ軸に伝わることがない。さらに、ギアボックス４３Ｒ，４３Ｌに動力の伝達と切り離し（遮断）を行うクラッチを設けておき、電動モータ４１Ｒ，４１Ｌの非通電時には、電動モータ４１Ｒ，４１Ｌ側と駆動軸となる車軸２１ａ，３１ａとの間の動力伝達を遮断しておくことが望ましい。これにより、仮に停止時に車体１０に力が加わり車輪が回転しても、電動モータ４１Ｒ，４１Ｌには回転が伝わらないため、電動モータ４１Ｒ，４１Ｌに逆起電力が発生することはなく、電動モータ４１Ｒ，４１Ｌの回路を損傷するおそれもない。
【００３１】
このように、左右のそれぞれ前後一対の前輪と後輪を動力伝達部材で連結し、前輪側に配置した２つの電動モータで駆動可能するようにして４輪を駆動しているので、後輪専用の電動モータ、さらに、この電動モータと後輪との間に必要な後輪専用のギアボックスを設ける必要がなく、後輪専用の電動モータやギアボックスのための設置スペースを削減することができる。
上記したように、車体１０の底面１５の前輪２１，３１側には２つの電動モータ４１Ｒ，４１Ｌを進行方向左右に配置し、さらに各電動モータ４１Ｒ，４１Ｌのそれぞれの左右側方にギアボックス４３Ｒ，４３Ｌを配置しているが、底面１５の後輪２２、３２側には軸受４４Ｒ，４４Ｌを配置しているだけであるため、車体１０の底面１５には、その中央位置から例えば車体の後端までにわたって、広い収容スペース１６を確保できる。
【００３２】
各電動モータ４１Ｒ，４１Ｌは、例えばリチウムイオン電池などのバッテリ（充電池）４０を動力源とし、バッテリ４０を収容スペース１６に設置する。具体的には、バッテリ４０は、例えば直方体の外形をなし、図２（ｂ）に示すように、底面１５の略中央位置に載置することが可能である。また、車体１０の後面１４は例えば上面あるいは底面１５に対して開閉可能に構成し、収容スペース１６へのバッテリ４０の出し入れを容易にすることが望ましい。これにより、長時間走行を実現させるための大容量のバッテリ４０を車体１０の収容スペース１６に搭載可能になり、また、バッテリ４０の交換、充電、点検などの作業は、後面１４から容易に実施可能になる。さらに、バッテリ４０を底面１５に配置することができるため、車体１０の重心が低く、安定した走行が可能な電動車両を得ることができる。
【００３３】
図３に、この発明の自律走行装置の一実施例の構成ブロック図を示す。
図３において、この発明の自律走行装置１は、主として、制御部５０，距離検出部５１，走行制御部５２，車輪５３，通信部５４，カメラ５５，画像認識部５６，障害物検出部５７，位置情報取得部５８，充電池５９，入力部６０，回転数計算部６１，GNSS実位置計算部６２，記憶部７０を備える。
【００３４】
また、自律走行装置１は、ネットワーク６を介して、管理サーバ５に接続され、管理サーバ５から送られる指示情報等に基づいて自律走行し、取得した監視情報などを管理サーバ５に送信する。
ネットワーク６としては、現在利用されているあらゆるネットワークを利用することができるが、自律走行装置１は、移動する装置であるので、無線通信が可能なネットワーク（たとえば、無線ＬＡＮ）を利用することが好ましい。
【００３５】
無線通信のネットワークとしては、公衆に開放されているインターネットなどを利用してもよく、あるいは、接続できる装置が限定される専用回線の無線ネットワークを利用してもよい。また、無線通信路での無線伝送方式としては、各種無線ＬＡＮ（Local Area Network）（ＷｉＦｉ（登録商標）認証の有無は問わない）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）  ＬＥ（Low Energy）などの規格に準じた方式が挙げられ、無線到達距離や伝送帯域などを考慮して使用すればよいが、例えば携帯電話網などを利用してもよい。
【００３６】
管理サーバ５は、主として、通信部９１，監視制御部９２，記憶部９３を備える。
通信部９１は、ネットワーク６を介して、自律走行装置１と通信する部分であり、無線による通信機能を有することが好ましい。
監視制御部９２は、自律走行装置１に対する移動制御、自律走行装置１の情報収集機能および監視機能などを実行させる部分である。
【００３７】
記憶部９３は、自律走行装置１に対して移動指示をするための情報、自律走行装置１から送られてきた監視情報（受信監視情報９３ａ）や、監視制御のためのプログラムなどを記憶する部分である。
また、記憶部９３には、後述するような車体の所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む旋回補正情報を予め記憶してもよい。旋回補正情報を予め記憶している場合は、管理サーバ５の管理担当者が車体の所定の旋回動作をさせる操作をした場合に、管理サーバの通信部９１が、記憶部９３に記憶された旋回補正情報を自律走行装置１に送信し、自律走行装置１が、受信した旋回補正情報の左右の駆動輪の回転数を利用して、走行制御部５２が前記左右の駆動輪をそれぞれ制御するようにすればよい。
【００３８】
自律走行装置１の制御部５０は、走行制御部５２などの各構成要素の動作を制御する部分であり、主として、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｉ／Ｏコントローラ，タイマー等からなるマイクロコンピュータによって実現される。
ＣＰＵは、ＲＯＭ等に予め格納された制御プログラムに基づいて、各種ハードウェアを有機的に動作させて、この発明の走行機能、画像認識機能、障害物検出機能などを実行する。
【００３９】
距離検出部５１は、車両の現在位置から、進行方向の前方空間を含む所定の空間（たとえば、障害物判定領域）内に存在する物体および路面までの距離を検出する部分である。距離検出部５１は、車体の前面のほぼ中央付近に配置される。ここで、車両が屋外を走行する場合、物体とは、たとえば、建物、柱、壁、突起物などを意味する。
距離検出部５１は、進行方向の前方空間の障害物判定領域に所定の光を出射した後、前方空間に存在する物体および路面によって反射された反射光を受光して、物体および路面までの距離を検出する。具体的には、距離検出部５１は、主として、進行方向の所定の前方空間の障害物判定領域に光を出射する発光部５１ａと、物体によって反射された光を受光する受光部５１ｂと、光の出射方向を、２次元的あるいは３次元的に変化させる走査制御部５１ｃとから構成される。
【００４０】
図４に、この発明の距離検出部５１の一実施例の説明図を示す。
ここでは、発光部５１ａから出射されたレーザー５１ｄが、物体１００に反射して、受光距離Ｌ０だけ往復して戻ってきたレーザーの一部分が受光部５１ｂに受光されることを示している。
【００４１】
出射される光としては、レーザー、赤外線、可視光、超音波、電磁波などを用いることができるが、夜間でも測距が充分可能でなければならないため、レーザーを用いることが好ましい。
また、今日、距離検出用センサとして、ＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、あるいはLaser Imaging Detection and Ranging：ライダー）が用いられているが、これを距離検出部５１として用いてもよい。
ＬＩＤＡＲは、所定の障害物判定領域内の２次元空間または３次元空間にレーザーを出射し、障害物判定領域内の複数の測点における距離を測定する装置である。
また、ＬＩＤＡＲは、発光部５１ａからレーザーを出射した後、物体によって反射された反射光を受光部５１ｂで検出し、たとえば、出射時刻と受光時刻との時間差から、受光距離Ｌ０を算出する。この受光距離Ｌ０が、後述する測定距離情報７２に相当する。
【００４２】
発光部５１ａから出射されたレーザーが、距離Ｌ０だけ離れた動かない物体に当たったとすると、発光部５１ａの先端から物体表面までの距離Ｌ０の２倍に相当する距離（２Ｌ０）だけ進行して、受光部５１ｂに受光される。
レーザーを出射した時刻と受光した時刻とは、レーザーが上記距離（２Ｌ０）を進行するのにかかる時間Ｔ０だけずれている。すなわち、時間差が生じている。この時間差Ｔ０と、光の速度とを利用することによって、上記受光距離Ｌ０を算出することができる。
また、この算出された受光距離Ｌ０から、物体（障害物）までの距離が検出される。
【００４３】
図４には、距離検出部５１を動かさない場合を示しており、発光部５１ａから出射されるレーザーは同じ光路を進行する場合を示している。
したがって、物体１００の一点に当たって反射してきた反射光を受光した場合、発光部５１ａの先端と物体の一点との距離のみが算出される。
【００４４】
走査制御部５１ｃは、進行方向の前方空間にある障害物判定領域の所定の複数の測点に向けて光が出射されるように、光の出射方向を走査させる部分であり、距離検出部５１の向きを一定時間ごとに少しずつ変化させることによって、出射されるレーザーが進行する光路を少しずつ移動させる。
ＬＩＤＡＲ５１では、水平方向の所定の２次元空間の範囲内で、レーザーの出射方向を所定の走査ピッチずつ変化させて、物体までの距離を算出する（水平方向の２次元走査）。また、３次元的に距離を算出する場合は、垂直方向に、所定の走査ピッチだけレーザーの出射方向を変化させて、さらに上記の水平方向の２次元走査を行って距離を算出する。
【００４５】
図５に、距離検出部（ＬＩＤＡＲ）５１から出射されるレーザーの走査方向の概略説明図を示す。
また、図６に、距離検出部（ＬＩＤＡＲ）５１から出射されたレーザーの照射領域を、上方から見た図（図６（ａ））と、後方から見た図（図６（ｂ））を示す。
図５において、１つの点は、所定の距離だけ離れた位置の垂直方向の２次元平面（垂直平面）において、レーザーが当たった位置（以下、測点と呼ぶ）を示している。
【００４６】
たとえば、距離検出部５１の発光部５１ａから出るレーザーの出射方向を、水平方向に所定の走査ピッチだけ右方向に移動するように、距離検出部５１の向きを変化させると、レーザーは、水平方向の右方向に走査ピッチだけずれた隣の位置（測点）の垂直平面に当たる。
もし、この垂直平面の位置に物体が存在したとすると、各測点において反射されたレーザーの反射光の一部分が、受光部５１ｂに受光される。
このように順次、水平方向に、所定の走査ピッチずつ、レーザーの照射方向をずらしていくと、所定数の測点に対してレーザーが照射される。レーザーが照射された複数の測点ごとに、反射光の受光の有無を確認して距離を算出する。
【００４７】
図６（ａ）には、レーザーの照射方向を、水平方向に走査ピッチずつずらして、図の左右方向（すなわち水平方向）に、レーザーを走査する例の説明図を示している。
たとえば、図６（ａ）に示すように、最も右側方向に、レーザーが照射された場合、その方向に物体が存在すれば、物体からの反射光を受光することによって、受光距離Ｌ０が算出される。
【００４８】
また、図５に示すように、レーザーを走査する方向を垂直方向とした場合、たとえば、レーザーを出射する方向を、垂直方向の上方向に所定の走査ピッチだけずらした場合は、レーザーは、垂直方向の上方向に走査ピッチだけずれた隣の位置（測点）の垂直平面に当たる。
レーザーの出射方向を垂直方向の上方向に１走査ピッチだけずらした後、図６（ａ）に示すように、水平方向にレーザーの照射方向をずらせば、前回の測点よりも上方向に１走査ピッチだけずれた位置の測点に対して、レーザーが照射される。
このように、水平方向のレーザーの走査と、垂直方向のレーザーの走査を順次行うことによって、所定の３次元空間に対してレーザーが照射され、３次元の測定空間に物体が存在すれば、その物体までの距離が算出される。
【００４９】
また、複数の測点に向けて出射された光（レーザー）が物体に反射された場合に、物体に反射された反射光が受光部に受光されたことが確認されると、距離が算出された測点の位置に物体の一部分が存在すると判定される。
さらに、物体の一部分が存在すると判定された複数の測点を含む領域内に、その物体が存在し、その複数の測点を含む領域の情報から、物体の形状あるいは人体の姿勢などを特徴づける検知情報を取得する。
検知情報は、何らかの物体を特徴づける情報であるが、距離検出部５１によって取得してもよく、あるいは、カメラ５５によって撮影された物体の画像データから取得してもよい。
【００５０】
なお、２次元走査において、レーザーを走査する方向を、水平方向として説明したが、これに限るものではなく、垂直方向にレーザーを出射する方向を変化させてもよい。
３次元的な測定空間にレーザーを照射する場合は、垂直方向の２次元走査をした後、水平方向に所定の走査ピッチだけずらして、順次、同様の垂直方向の２次元走査を行えばよい。
【００５１】
図６（ｂ）には、レーザーを水平方向と垂直方向に走査した場合に、３次元空間に照射されるレーザーの測点の概略説明図を示している。
もし、レーザーが出射された１つの測点の方向に、物体が存在しなければ、レーザーはそのまま光路上を進行し、反射光は受光されず、距離は測定できない。
逆に、ある測点に出射されたレーザーに対して反射光が受光された場合は、距離が算出され、算出された距離だけ離れた位置に、物体が存在することが認識される。
図６（ｂ）では、右下部分の６つの測点において、反射光が検出されたことを示しており、この６つの測点を含む領域に、何らかの物体（たとえば、人体、障害物など）が存在することが認識される。
【００５２】
また、複数の測点が含まれる物体の検出領域に対して、距離が測定された測点が所定数以上（たとえば、１０点以上）検出された場合には、それらの測点のある領域内に物体が存在すると判断される。
ただし、距離が測定された測点が所定数よりも少ないか、あるいは、距離が測定された１つの測点の周囲にある測点では距離が測定できなかった場合などでは、その測点付近には物体が存在しない可能性が高く、測点における距離測定は誤検出であると判断される。
【００５３】
また、距離が測定された測点の数を数える場合、原則として、１つの測点については、１つとカウントするものとし、たとえば、所定の検出領域内において、１０個の測点で距離が検出された場合、その領域内の測点数は１０とカウントする。
【００５４】
距離検出部５１の受光部５１ｂにレーザー５１ｄが入射されると、そのレーザーの受光強度に対応した電気信号が出力される。
制御部５０は、受光部５１ｂから出力される電気信号を確認し、たとえば、所定のしきい値以上の強度を有する電気信号が検出された場合に、レーザーを受光したと判断する。
発光部５１ａには、従来から用いられているレーザー発光素子が用いられ、受光部５１ｂには、レーザーを検出するレーザー受光素子が用いられる。
【００５５】
また、制御部５０は、発光部５１ａから出射されたレーザーの出射時刻と、受光部５１ｂに反射光が受光されたことを確認された受光時刻との時間差Ｔ０を利用して、発光部５１ａと複数の測点との間の距離である受光距離Ｌ０を算出する。
制御部５０が、たとえば、タイマーを利用して現在時刻を取得し、レーザーの出射時刻と、レーザーの受光が確認された受光時刻との時間差Ｔ０を算出し、この両時刻の時間差Ｔ０と、レーザーの速度とを利用して、受光距離Ｌ０を算出する。
【００５６】
走行制御部５２は、車体を走行させる駆動部材を制御する部分である。主として、駆動部材に相当する車輪５３の回転を制御して、直線走行および回転動作などをさせることによって、自動的に車両を走行させる。
駆動部材には、車輪やキャタピラ（登録商標）などが含まれ、たとえば、車体の左右に取り付けられた駆動輪が駆動部材に相当する。
走行制御部５２は、上記した電動モータを備え、駆動部材が左右の駆動輪からなる場合、左駆動輪を回転させる電動モータと、右駆動輪を回転させる電動モータとを備える。
車輪５３は、図１および図２に示したような４つの車輪（２１，２２，３１，３２）に相当する。
上記したように、車輪のうち、左右の前輪（２１，３１）を駆動輪とし、左右の後輪（２２，３２）は回転制御をしない従動輪としてもよい。
また、図示しないエンコーダを、駆動輪（２１，３１）の左輪と右輪にそれぞれ設け、車輪の回転数や回転方向、回転位置、回転速度によって車両の移動距離等を計測し、走行を制御してもよい。エンコーダは、速度検出部に相当する。
【００５７】
通信部５４は、ネットワーク６を介して、管理サーバ５と、データの送受信を行う部分である。上記したように、無線通信によってネットワーク６に接続し、管理サーバ５と通信できる機能を有することが好ましい。
たとえば、異常状態が発生し通知処理を実行する場合、通信部５４は、異常状態が発生したこと、異常状態の発生日時および発生位置を含む通知情報を、自律走行装置とは異なる位置に配置された管理サーバ５に送信する。
また、通知情報は、自律走行装置とは異なる位置にいる担当者の所持する端末に送信してもよく、管理サーバおよび端末の少なくともどちらか一方または両方に送信すればよい。
なお、送信先をどこにするかは、予め設定しておく必要があるが、車両の運用形態に対応させて、異常状態の内容などに基づいて、送信先を変更、追加できるようにしてもよい。
【００５８】
カメラ５５は、主として、車両の走行方向の前方空間を含む所定の空間の画像を撮影する部分であり、撮影する画像は、静止画でも、動画でもよい。撮影された画像は、入力画像データ７１として、記憶部７０に記憶され、管理サーバ５からの要求に応じて、管理サーバ５に転送される。
また、カメラ５５は、１台だけでなく、複数台備えてもよい。たとえば、車体の前方、左方、右方、後方をそれぞれ撮影するように、４台のカメラを固定設置してもよく、また各カメラの撮影方向を変更できるようにしてもよく、ズーム機能を備えてもよい。
また、車両が屋外を走行する場合、天候がよく撮影領域が十分に明るい場合は、カメラで撮影した画像を分析することにより、人体、障害物、路面の状態等を検出する。
【００５９】
画像認識部５６は、カメラ５５によって撮影された画像データ（入力画像データ７１）の中に含まれる物体を認識する部分である。たとえば、画像データに含まれる物体を抽出し、抽出された物体が、人体の所定の特徴を持つ物体である場合に、その物体を人体として認識する。さらに認識された人体の部分の画像データ（人体画像）と、記憶部７０に予め記憶された人物登録情報とを比較して、人体画像が予め登録された人物に一致可能か否かを判断する。画像認識処理は、既存の画像認識技術を用いればよい。
認識する物体は、人体に限るものではなく、壁、柱、段差、動物、狭い通路のような障害物を認識してもよい。
【００６０】
障害物検出部５７は、主に、距離検出部５１から取得した情報を利用して、物体（障害物）を検出する部分である。特に、距離検出部５１によって距離が検出された物体の障害物判定領域内での位置と、物体が存在する位置の進行方向に対する方向とが検出される。
たとえば、距離検出部５１によって、反射光が受光され距離が算出された測点の位置には障害物が存在することが検出される。
また、上記したように、複数の測点までの距離が算出されるので、距離が算出された測点の位置情報から、障害物の大きさ、位置、形状、障害物までの距離が取得される。
【００６１】
さらに、図６（ａ）に示したレーザーの走査方向のうち、ほぼ中央のレーザーの走査方向を、車両の進行方向とすると、障害物を検出した測点の位置と、レーザーの走査方向との関係から、検出した障害物が、進行方向に対して右側方向にあるのか、左側方向にあるのか、あるいは、ちょうど進行方向上にあるのかを判断することができる。
また、障害物が存在する方向を決める基準として、車両の進行方向をゼロ度とし、障害物が存在する位置の角度を算出することもできる。すなわち、進行方向に対する障害物が存在する方向を検出することができる。
【００６２】
位置情報取得部５８は、車両の現在位置を示す情報（緯度、経度など）を取得する部分であり、たとえば、GNSSに含まれる GPS（Global Position System）を利用して、現在位置情報７３を取得する。現在位置情報７３は、原則として、車両に取り付けられたGNSSアンテナの位置である。
GNSS衛星から出射されたGNSS電波を受信するためのGNSSアンテナが、車両に取り付けられる。位置情報取得部５８は、GNSSアンテナが受信したGNSS電波から、GNSSアンテナの位置を示すGNSSデータの測定値を取得する。
【００６３】
自律走行を維持するためにはGNSSデータの測定値（GNSS測定値とも呼ぶ）は、理想的にはGNSSアンテナの実際の位置を数センチメートルの精度で示すことが必要となるが、単独測位の場合は10メートルから50メートル程度の精度しかでない。また、測定時刻や測定位置によっても、電波干渉や受信障害により誤差を生む。そこで、リアルタイムキネマティック技術のような相対測位で高精度の座標を測位する方法が用いられてきているが、自律走行ではさらに後述するようなGNSSデータの補正を行うことが好ましい。
【００６４】
GNSSアンテナが取り付けられる位置は特に限定するものではないが、旋回時などに生じる走行誤差を少なくするためには、できるだけ車体の回転中心の近くに、GNSSアンテナを取り付けることが好ましい。以下の実施例では、図７に示すように、自律走行装置の直進時の進行方向に対して、車体の左後方の位置に、GNSSアンテナを取り付けるものとして説明する。車体が定置旋回するときの支点となる車体の回転中心を、車体中心と呼ぶ。
【００６５】
図７に、この発明の自律走行装置の車体中心と、GNSSアンテナの取り付け位置との関係の一実施例の説明図を示す。
図７（a）において、自律走行装置１は、４つのタイヤ（左タイヤLT1,LT2、右タイヤRT1,RT2）を備え、図面の上方向が、直進時の進行方向とする。また、車体中心Pは、車体が定置旋回するときの回転中心を意味する。定置旋回する場合、理想的には、この車体中心Pが移動せずに、左回転あるいは右回転をする。
また、図７（a）では、GNSSアンテナを取り付けた位置を車体中心Pとは異なる位置とし、GNSSアンテナの取付位置Ｇを、自律走行装置１の車体の左後方としている。  
【００６６】
車体中心Pの位置は、個々の車両によって固定されており、GNSSアンテナが固定設置されるものとすると、GNSSアンテナの位置も固定されているので、車体中心PとGNSSアンテナの間の距離（GNSS距離GL)も固定値である。
GNSSアンテナが電波を受信することによって取得するGNSS測定値は、厳密には、GNSSアンテナの取付位置を示しており、車体中心Pの位置ではない。そこで、車体中心Pの位置を求めるためには、車体中心PとGNSSアンテナの間の距離GLと車両の移動方向とを考慮して、GNSSアンテナの取付位置を示すGNSS測定値から、計算する必要がある。
【００６７】
図７（b）において、車体中心Pの位置とGNSSアンテナの取付位置Gとの一実施例の説明図を示す。図７（b）では、図７（a）の直進時の進行方向をY軸とし、車体の右方向をX軸とする。また、GNSSアンテナの取付位置Gを、XY座標の原点（０，０）とした場合、車体中心Pの座標が、（＋１，＋１）で示されることを示している。
仮に、自律走行装置がY軸方向に直進していたとすると、GNSSアンテナの取付位置Gと車体中心Pとが図７（b）の位置関係を保ったまま直進するので、GNSSアンテナの取付位置座標から、車体中心Pの座標を求めることができる。たとえば、直進走行しているときに取得されたGNSS測定値から、GNSSアンテナの取付位置Gの座標が（Xa，Yb）であると測定された場合、車体中心Pの座標は、（Xa＋１，Yb＋１）として求めることができる。
【００６８】
図８に、この発明の自律走行装置を旋回させた場合における、自律走行装置の車体中心とGNSSアンテナの取り付け位置との関係の一実施例の説明図を示す。
図８（a）は、図７（b）と同一の図面を示しており、この状態を、旋回する前の初期位置とする。また、XY座標のY軸は、図８（a）の直進時の進行方向に固定し、X軸は図８（a）の場合の車体の右方向に固定する。
図８（a）の状態では、GNSSアンテナの取付位置Gは、車体中心Pの左下方向にあり、上記したように、GNSS測定値であるGNSSアンテナの取付位置Gの座標が（０，０）であるとした場合は、車体中心Pの座標は、（＋１，＋１）として求めることができる。
【００６９】
図８（b）は、図８（a）の初期位置に対して、９０度だけ右方向に旋回した場合を示している。GNSSアンテナの取付位置Gと車体中心Pとの位置関係は変わらないが、車体は９０度だけ右方向に回転したために、GNSSアンテナの取付位置Gは、車体中心Pの左上方向にくる。この場合、GNSS測定値であるGNSSアンテナの取付位置Gの座標が（０，０）であるとした場合は、車体中心Pの座標は、（＋１，−１）として求めることができる。
【００７０】
図８（c）は、図８（a）の初期位置に対して、１８０度だけ右方向に旋回した場合を示している。GNSSアンテナの取付位置Gと車体中心Pとの位置関係は変わらないが、車体は１８０度だけ右方向に回転したために、GNSSアンテナの取付位置Gは、車体中心Pの右上方向にくる。この場合、GNSS測定値であるGNSSアンテナの取付位置Gの座標が（０，０）であるとした場合は、車体中心Pの座標は、（−１，−１）として求めることができる。
【００７１】
図８（d）は、図８（a）の初期位置に対して、９０度だけ左方向に旋回した場合を示している。GNSSアンテナの取付位置Gと車体中心Pとの位置関係は変わらないが、車体は９０度だけ左方向に回転したために、GNSSアンテナの取付位置Gは、車体中心Pの右下方向にくる。この場合、GNSS測定値であるGNSSアンテナの取付位置Gの座標が（０，０）であるとした場合は、車体中心Pの座標は、（−１，＋１）として求めることができる。
【００７２】
取得された現在位置情報７３と、記憶部７０に予め記憶された経路情報７４とを比較しながら、車両の進行すべき方向を決定し、車両を自律走行させる。
車両を自律走行させるためには、上記した距離検出部５１、カメラ５５、障害物検出部５７、位置情報取得部５８のすべてから得た情報を用いることが好ましいが、あるいは少なくともいずれか１つから得た情報を利用して自律走行させてもよい。
【００７３】
また、位置情報取得部５８としては、GPS衛星と同様に、現在利用されている他の衛星測位システムを用いてもよい。たとえば、日本の準天頂衛星システム（Quasi-Zenith Satellite System：QZSS）、ロシアのＧＬＯＮＡＳＳ（Global Navigation Satellite System）、ＥＵのガリレオ、中国の北斗、インドのＩＲＮＳＳ（Indian Regional Navigational Satellite System）などを利用してもよい。
【００７４】
充電池５９は、車両１の各機能要素に対して電力を供給する部分であり、主として、走行機能、距離検出機能、画像認識機能、通信機能などを行うための電力を供給する部分である。
たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、Ｎｉ−Ｃｄ電池、鉛電池、各種燃料電池などの充電池が用いられる。
また、図示しない電池残量検出部を備え、充電池の残りの容量（電池残量）を検出し、検出された電池残量に基づいて、所定の充電設備の方へ帰還するべきか否かを判断し、電池残量が所定残量よりも少なくなった場合は、充電設備へ自動的に帰還するようにしてもよい。
【００７５】
入力部６０は、作業者が、設定情報の入力や、機能の選択入力などを行う部分であり、たとえば、キーボード、スイッチ、タッチパネル、リモコンなどが用いられる。
またこの発明では、後述するように、入力部６０は、作業者がこれから車両を走行させようとする場合に、旋回速度モードの選択入力や、車両の移動パターンと蛇角などを入力するのに用いられる。
なお、これらの入力情報は、管理サーバや作業者の所持している携帯端末から、無線通信によって自律走行装置に送信してもよい。
【００７６】
回転数計算部６１は、入力部６０によって入力された情報と、記憶部７０に予め記憶された旋回補正情報７６の設定値を利用して、上記したような左右の駆動輪を駆動させる左右の電動モータの回転数（以下、モータ回転数と呼ぶ）を計算する部分である。
後述するように、旋回動作を行う場合、所定の計算式によって、左右の駆動輪ごとに、電動モータの回転数が計算される。また、入力情報と設定値とタイヤの円周長さとによって、電動モータの回転数が決まるので、各入力情報に対応するモータ回転数を予め計算しておき、記憶部７０に、計算後のモータ回転数の数値を記憶してもよい。
【００７７】
GNSS実位置計算部６２は、GNSSアンテナの実際の位置を求める部分である。より詳しくは、後述するように、位置情報取得部５８によって取得されたGNSS測定値と、記憶部７０に記憶されたGNSS差分情報とを利用して、GNSSアンテナが取り付けられた実際の位置の正確な位置情報を計算する部分である。
上記したように、位置情報取得部５８によって取得されるGNSSデータの測定値は、誤差を含む場合があるので、GNSSアンテナが取り付けられた位置の正確な位置を示していない場合がある。そこで、所定の計算によって求められたGNSS差分情報を予め記憶部に記憶しておき、測定されたGNSSデータの測定値と記憶されたGNSS差分情報とを利用して、GNSSアンテナの実際の位置を計算する。GNSSアンテナの実際の位置を計算する方法の実施例は、後述する。
【００７８】
また、上記した構成要素に加えて、車両の走行時における３次元空間に対する加速度および角速度を測定する慣性測定部を備えてもよい。
慣性測定部は、主として、車体の走行によって生じる変位を測定することによって、測定された加速度などの情報から、車両の位置、傾き、振動、車体の現在の進行方向などを検出する部分であり、たとえば、車両の上下方向、左右方向、前後方向の３つの軸に対する加速度と角速度を測定する。慣性測定部としては、たとえば、加速度を測定する加速度センサと、角速度を測定するジャイロセンサと、地磁気の大きさと方向を測定する磁気センサとのいずれか１つ以上のセンサを組み合わせて用いればよい。
測定された加速度と角速度の大きさと方向とを利用することにより、車両の進行方向を検出することができ、また、車両の走行時に進行方向とは異なる方向に横すべりした場合には、その横すべりした方向を検出することもできる。
【００７９】
また、車両１の走行中の速度を検出する速度検出部を備えてもよい。速度検出部は、車輪５３に取り付けられたエンコーダに相当し、速度検出部から出力される速度情報を、ＣＰＵがリアルタイムで取得し、状況に応じて、走行制御部５２を制御して、加速あるいは減速をする。
また、所定の監視対象の情報を取得する監視情報取得部を備えてもよい。たとえば、車両が所定の領域を自律走行して収集した情報や車両の走行状態の情報を取得して、記憶部７０に、送信監視情報７５として記憶する。監視情報取得部に相当するデバイスとして、たとえば、温度計、湿度計、マイク、ガス検知装置などを備えればよい。
【００８０】
さらに、車両１が走行中に、障害物に衝突したこと、接触したこと、あるいは近づいたことを検出する衝突検出部を備えてもよい。たとえば、感圧スイッチ、マイクロスイッチ、超音波センサ、赤外線測距センサなどからなる接触センサや非接触センサが用いられ、たとえば、車体のバンパーに配置する。
衝突検出部は、１つでもよいが、車体の前方、側面、後方からの衝突を検知するために、車体の前方、側面、後方の所定の位置に、それぞれ複数個設けることが好ましい。
【００８１】
記憶部７０は、自律走行装置１の各機能を実行するために必要な情報やプログラムを記憶する部分であり、ＲＯＭ，ＲＡＭ，フラッシュメモリなどの半導体記憶素子，ＨＤＤ，ＳＳＤなどの記憶装置、その他の記憶媒体が用いられる。
記憶部７０には、たとえば、入力画像データ７１、測定距離情報７２、現在位置情報７３，経路情報７４、送信監視情報７５、旋回補正情報７６、GNSS差分情報７７、GNSSアンテナ取付情報７８などが記憶される。
【００８２】
入力画像データ７１は、カメラ５５によって撮影された画像データである。カメラが複数台ある場合は、カメラごとに記憶される。画像データとしては、静止画および動画のどちらでもよい。画像データは、不審者の検知、異常状態の検出、車両の進路決定などに利用され、送信監視情報７５の１つとして、管理サーバ５に送信される。
【００８３】
測定距離情報７２は、上記のように距離検出部５１から取得した情報によって算出された受光距離Ｌ０である。１つの受光距離Ｌ０は、所定の距離測定領域内の１つの測点において測定された距離を意味する。
また、この情報７２は、所定の距離測定領域内に属する測点ごとに記憶され、各測点の位置情報と対応づけて記憶される。たとえば、測点が水平方向にｍ個あり、垂直方向にｎ個ある場合は、合計ｍ×ｎ個の測点にそれぞれ対応した受光距離Ｌ０が記憶される。
【００８４】
また、各測点の方向に、レーザーを反射する物体（障害物、路面、柱など）が存在し、その物体からの反射光を受光できた場合は、その物体までの受光距離Ｌ０が記憶される。ただし、測点方向に物体が存在しない場合は、反射光が受光されないので、測点距離情報７２として、たとえば、受光距離Ｌ０の代わりに、測定できなかったことを示す情報を記憶してもよい。
【００８５】
現在位置情報７３は、位置情報取得部５８によって取得された車両の現在位置を示す情報である。たとえば、GNSSを利用して取得された緯度と経度とからなる情報である。この情報は、たとえば、車両の進路を決定するのに用いられる。
【００８６】
経路情報７４は、車体の走行ルートを予め定めた情報であり、走行すべき経路の地図を予め記憶したものである。たとえば、移動する経路や領域が予め固定的に決まっている場合は、当初から固定的な情報として記憶される。ただし、経路変更をする必要がある場合などでは、ネットワーク６を介して、管理サーバ５から送信される情報を、新たな経路情報７４として記憶してもよい。
【００８７】
送信監視情報７５は、走行中および停止中に取得された種々の監視対象の情報であり、ネットワーク６を介して管理サーバ５に送信される情報である。この情報としては、たとえば、カメラ５５によって撮影された入力画像データ７１，走行距離，移動経路，環境データ（温度，湿度，放射線，ガス，雨量，音声，紫外線など），地形データ，障害物データ，路面情報，警告情報などが含まれる。
【００８８】
旋回補正情報７６は、旋回動作をする時に利用される情報であり、所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む情報を、予め記憶したものである。左右の駆動輪の回転数は、自律走行装置が左方向または右方向に旋回するときに、左右の駆動輪をそれぞれ回転させる電動モータの回転数に相当する。
左右の駆動輪の回転数を異ならせることによって、旋回や定置旋回を行うが、走行速度や旋回方向などの条件に基づいて設定した電動モータの回転数を、予め記憶部７０に記憶しておく。
作業者によって要求された車体の旋回動作をさせる場合に、旋回補正情報７６の左右の駆動輪の回転数を利用して、走行制御部５２が、左右の駆動輪をそれぞれ制御する。旋回補正情報７６の詳細は後述する。
【００８９】
GNSS差分情報７７は、GNSS測定値を補正するための情報であり、GNSSアンテナの実際の位置と、時刻と、所定の時刻ごとに取得されたGNSS測定値と、時刻ごとに取得されたGNSS測定値とGNSSアンテナの実際の位置との差分を、予め記憶したものである。GNSSデータの測定値（GNSS測定値）のみでは高い精度を求めることは難しいので、所定の時刻に測定されたGNSSデータの測定値から、GNSSアンテナの実際の位置を求めるのに、GNSS差分情報７７を用いる。GNSS差分情報７７の詳細は後述する。
【００９０】
GNSSアンテナ取付情報７８は、自律走行装置に取り付けられたGNSSアンテナに関する情報であり、主として、車体が定置旋回するときの支点となる車体中心と、GNSSアンテナが取り付けられた位置との距離（GNSS距離GLと呼ぶ）を予め設定記憶した情報である。後述するように、計算されたGNSSアンテナの実際の位置と、このGNSSアンテナ取付情報７８とを利用して、車体中心の位置を求める。
【００９１】
＜旋回補正情報の説明＞
旋回補正情報７６は、上記したように、所定の旋回動作に対応して設定された左右の駆動輪の回転数を含む情報であるが、たとえば、後述する図１０に示すように、旋回速度に関する情報と、旋回の移動パターンと、旋回の角度を示す蛇角と、旋回の曲率半径と、左右の駆動輪をそれぞれ回転させる電動モータの回転数とを含む。
【００９２】
自律走行装置を、円軌道を描いて所定の曲率半径の円周上を旋回させる場合、左側の車輪と右側の車輪との間には内輪差があるため、移動距離が異なり、左右の車輪を回転駆動させるそれぞれの電動モータの回転数が異なる。
左右の駆動輪をそれぞれ独立した電動モータで駆動する場合は、左右の電動モータの回転数が同じであれば、車両は直進し、旋回させることはできないので、旋回させるためには左右の電動モータの回転数を異ならせる必要がある。
たとえば、左方向への旋回の場合は、旋回の半径が小さい左側の車輪よりも、旋回の半径が大きい右側の車輪の移動距離が長いため、右側の車輪を回転駆動させる電動モータの回転数を、左側の車輪を回転駆動させる電動モータの回転数よりも大きくする必要がある。
【００９３】
自律走行装置が円軌道上を旋回する場合、左右の電動モータの回転数は、旋回の速度と、旋回の曲率半径と、旋回の角度（以下、蛇角と呼ぶ）とによって、ほぼ決定することができる。
旋回の速度は、作業者が旋回前に入力すればよい。ただし、自律走行装置が走行する走行経路が予め設定されている場合は、走行経路上の旋回位置がある場所や、その旋回位置での旋回角度は、事前に分かっているので、その旋回位置の速度を予め設定しておいてもよい。
また、速度の値を直接入力するのではなく、いくつかの旋回速度のモードを予め設定記憶しておき、実際の旋回をさせる前に、いずれかの旋回速度モードを入力するようにしてもよい。たとえば、高速モード（たとえば、時速１０ｋｍ）、中速モード（たとえば、時速５ｋｍ）、低速モード（たとえば、時速１ｋｍ）のような３つの旋回速度モードを予め設定しておき、作業者が、いずれかのモードを選択入力すればよい。
【００９４】
旋回の曲率半径は、旋回で走行する円軌道の中心（旋回中心）から左車輪（左タイヤ）までの距離、または旋回中心から右車輪（右タイヤ）までの距離に相当する。旋回時における左タイヤが移動する円軌道と、右タイヤが移動する円軌道とは異なるため、左タイヤの旋回の曲率半径と、右タイヤの旋回の曲率半径とは異なり、旋回する方向によっても異なる。
また、旋回の角速度は左右の旋回の曲率半径の差に比例するので、旋回速度モードに対応する旋回の曲率半径は、角速度と自律走行装置の車体条件に基づいて、ほぼ決定することができる。
たとえば、後述するように、旋回速度モードが高速モードの場合、車体中心の旋回の曲率半径を１０メートルに設定したとすると、左旋回をする場合は、左タイヤの旋回の曲率半径を９．５メートルに設定し、右タイヤの旋回の曲率半径を１０．５メートルに設定する。逆に、右旋回をする場合は、左タイヤの旋回の曲率半径を１０．５メートルに設定し、右タイヤの旋回の曲率半径を９．５メートルに設定する。
【００９５】
旋回の角度（蛇角）は、旋回の初期位置からの移動距離に相当し、移動する円軌道の中心（旋回中心）と、旋回の車両の初期位置とを結んだ線分の移動角度により特定できる。たとえば、蛇角が９０度の場合、円軌道１周のうち、１／４だけ移動することを意味する。また、蛇角が６０度の場合、１／６周だけ移動することを意味する。
【００９６】
図９に、左旋回する場合の車体の位置と曲率半径との関係の一実施例の説明図を示す。
図９において、旋回中心を、旋回する円軌道の中心として、左方向に旋回する場合を示している。Aが旋回開始時の車体の位置を示し、Bが３０度だけ旋回した車体の位置を示し、Cが６０度だけ旋回した車体の位置を示し、Dが９０度だけ旋回した車体の位置を示している。旋回中心を、XY座標の原点（０、０）とし、旋回開始時の車体の位置の方向をX軸方向とし、９０度だけ旋回した車体の位置の方向をY軸方向とする。
また、左右のタイヤの位置が、車体中心Pから、それぞれ左右方向に０．５メートル離れた位置にあるものとする。
【００９７】
図９の車体の部分は説明のためにやや拡張して記載しているが、旋回中心から車体中心Pまでの距離を１０メートルとし、旋回開始時の車体中心の位置座標をP(10,0)とし、GNSSアンテナの位置座標をG（9.6、−１）とする。
また、車体は、旋回中心（０、０）を中心とする円軌道上を左旋回するが、車体中心の曲率半径REは１０メートルであり、９０度だけ旋回した後の車体中心の位置座標は、P(0,10)となり、GNSSアンテナの位置座標は、G（１、9.6）となる。
図９に示すように、左旋回する場合は、左側タイヤの軌跡は、右側タイヤの軌跡よりも短く、左側タイヤの曲率半径は、右側タイヤの曲率半径よりも短くなる。
ここでは、車体中心Pから左右のタイヤの位置までの距離を、０．５メートルとすると、左側タイヤの曲率半径REは9.5メートルとなり、右側タイヤの曲率半径REは10.5メートルとなる。したがって、左旋回する場合は、左側タイヤの移動距離は右側タイヤの移動距離よりも短いので、左側タイヤを駆動する左側の電動モータの回転数を、右側タイヤを駆動する右側の電動モータの回転数よりも小さくする必要がある。
【００９８】
電動モータの回転数は、旋回の曲率半径と、タイヤの円周の長さと、蛇角（旋回する角度）とにより、次の計算式により求めることができる。
K＝２πRE*LE/TL
ここで、電動モータの回転数をK、旋回時のタイヤの曲率半径をRE、蛇角に相当する移動量をLE、タイヤの円周の長さをTLとする。
また、移動量LEは、円周に対する蛇角の割合（蛇角/360度）とする。たとえば、３０度だけ左旋回する場合は、蛇角が３０度であり、移動量LEは、30/360＝1/12となる。
旋回時のタイヤの曲率半径RE、蛇角に相当する移動量LE、タイヤの円周の長さTLのいずれも、予め設定記憶される情報である。電動モータの回転数は、上記した計算式により計算することができるが、曲率半径RE、移動量LE、および円周の長さTLは、予め設定記憶される数値なので、電動モータの回転数も、曲率半径RE、移動量LE、および円周の長さTLから一意に決まるため、記憶部７０に、数値として予め記憶してもよい。
【００９９】
図１０に、旋回補正情報の一実施例の説明図を示す。
図１０において、旋回補正情報７６は、旋回の移動パターンごとに記憶された複数個の補正値からなり、各補正値は、主として、入力情報と、設定値と、モータ回転数とからなる。図１０には、高速モードにおける旋回補正情報７６の実施例を示している。
入力情報は、作業者によって入力される情報であり、移動パターンと蛇角とからなる。作業者は、自律走行装置を旋回させようとする場合、旋回速度モードと移動パターンと蛇角とを入力する。
旋回速度モードとして、高速モードが入力された場合は、図１０の高速モードにおける旋回補正情報７６が読み出される。
移動パターンは、旋回の方向を意味し、「左旋回」または「右旋回」のいずれかである。蛇角は、旋回の角度を意味し、作業者は、旋回させようとする角度の値を入力する。図９と図１０では、３０度と、６０度と、９０度のみを示しているが、これに限るものではなく、たとえば、４２度や１５８度というような任意の角度を入力してもよい。
【０１００】
設定値は、曲率半径REと、蛇角に相当する移動量LEからなり、曲率半径REは、走行速度に対応させて予め設定される。
図１０では、高速モードにおける曲率半径REと、蛇角に相当する移動量LEを示している。曲率半径REは、左右のタイヤで異なるので、異なる数値が設定される。
モータ回転数Kは、上記した計算式により求められ、予め記憶しておく。
また、図１０では、蛇角の実施例として、３つの角度（３０度、６０度、９０度）に対する設定値とモータ回転数しか記載していないが、この他の角度に対応した設定値とモータ回転数を予め設定して記憶してもよい。
【０１０１】
図１０において、補正値H01の移動パターンが直進の場合は、旋回ではないので、曲率半径REと移動量LEは、設定する必要はなく、モータ回転数も左右で異なることはないので、設定記憶しなくてもよい。ただし、図示していないが、高速モードにおける直進の速度を予め設定記憶してもよい。
【０１０２】
また、たとえば、補正値H02では、移動パターンとして「左旋回」が入力され、蛇角として「３０度」が入力された場合の設定値と、モータ回転数Kを示している。これは、図９のBの位置に相当し、左タイヤの曲率半径REは9.5メートルであり、右タイヤの曲率半径REは10.5メートルであり、移動量LEは、円周の１／１２であると設定されている。この場合、タイヤの円周をTLで表したとすれば、左タイヤを駆動する電動モータの回転数Kは、次式で計算できる。
K＝２πRE*LE/TL＝２＊３．１４＊９．５／（１２＊TL）
また、右タイヤを駆動する電動モータの回転数Kは、次式で計算できる。
K＝２πRE*LE/TL＝２＊３．１４＊１０．５／（１２＊TL）
タイヤの円周TLの値が予め設定されている場合は、そのTLの値を、上記計算式に代入することにより、モータ回転数Kが計算されるので、数値化されたモータ回転数Kを、旋回補正情報７６として、予め記憶してもよい。
【０１０３】
他の蛇角についても、同様に、設定値とモータ回転数Kを、旋回補正情報７６として、予め記憶すればよい。
ただし、右旋回の場合は、車両の旋回方向が左旋回の車両の旋回方向と逆になるので、曲率半径の大きさは、左タイヤのほうが、右タイヤよりも大きくなる。
図１０では、補正値H05から補正値H07の右旋回の場合は、左タイヤの曲率半径REは10.5メートルであり、右タイヤの曲率半径REは9.5メートルとする。
【０１０４】
図１１に、中速モードの旋回補正情報の一実施例の説明図を示す。
補正値H12から補正値H14は、左旋回の場合を示し、補正値H15から補正値H17は、右旋回の場合を示している。
ここで、中速モードの場合は、高速モードの場合と異なり、小回りが可能なので、曲率半径REを、高速モードの曲率半径よりも小さく設定している。
図１１では、左旋回の場合は、左タイヤの曲率半径REは6.5メートルであり、右タイヤの曲率半径REは7.5メートルとしている。右旋回の場合は、左タイヤの曲率半径REは7.5メートルであり、右タイヤの曲率半径REは6.5メートルとしている。
図示しないが、同様に低速モードの場合も、曲率半径REを設定し、設定値と、設定値から計算されたモータ回転数Kを、旋回補正情報７６として、予め記憶すればよい。
【０１０５】
図１０や図１１のような旋回補正情報７６を予め設定し、記憶部７０に記憶しておくことにより、自律走行装置に所定の旋回をさせる場合、作業者が、その旋回に対応する移動パターンと蛇角と速度モードとを入力するだけで、旋回のためのモータ回転数Kが記憶部７０の旋回補正情報７６から読み出され、読み出されたモータ回転数Kですぐに旋回動作に入ることができ、旋回時の位置補正のために、複雑な計算をすることなく、正確な自律走行を維持することができる。
【０１０６】
また、図１１では、定置旋回モードの旋回補正情報の一実施例の説明図も示している。
定置旋回モードの移動パターンは、右定置旋回と左定置旋回の２種類がある。
定置旋回モードでは、車体中心Pを回転の中心として、上下左右方向に移動せずに車両が回転するので、蛇角は入力する必要がない。
また、曲率半径REは、左右差がないので、たとえば、左タイヤの曲率半径REを0.5メートルとし、右タイヤの曲率半径REを0.5メートルと設定すればよい。
移動量LEも左右差がないので、たとえば、右定置旋回する場合は、左タイヤの移動量LEを１とし、右タイヤの移動量LEを−１と設定すればよい。ここで、移動量LEの−１は、逆方向に回転することを意味する。
【０１０７】
また、左定置旋回する場合は、左タイヤの移動量LEを−１とし、右タイヤの移動量LEを１と設定すればよい。
モータ回転数Kは、設定値を利用して、図１１に示すように同様の計算式により求めることができる。
車両を定置旋回させる場合は、作業者が、定置旋回モードの移動パターンを入力することにより、対応する旋回補正情報から、モータ回転数Kが読み出され、そのモータ回転数Kを利用して、定置旋回するように左右の車輪の制御が行われる。
定置旋回の場合も、位置補正のために複雑な計算をすることがなく、正確な定置旋回動作を維持することができる。
【０１０８】
＜GNSSデータの補正＞
図１２に、GNSSアンテナによって取得されるGNSSデータの補正についての一実施例の説明図を示す。
図１２（a）は、GNSSアンテナの実際の位置と、取得されたGNSSデータとの関係の説明図である。
図１２（a）では、自律走行装置１の進行方向をＹ軸とし、右方向をＸ軸としている。
また、自律走行装置１を所定の位置で停止しているものとし、その停止状態での車体中心の位置をＰとし、GNSSアンテナの位置をＧＢとする。
GNSSアンテナの位置ＧＢの実際の位置座標を（Xb、Yb）とする。
【０１０９】
もし、GNSSアンテナが受信した電波により、正確なGNSSアンテナの位置のGNSSデータが測定されたとした場合、その測定座標は、GB（Xb、Yb）となる。
しかし、GNSSアンテナが同じ位置にあったとしても、測定をする時刻によって、測定に利用される衛星の位置関係は異なるので、いつも同一な（Xb、Yb）が測定されることはなく、GNSSアンテナの実際の位置GBを求めるには、GNSSデータの測定値から補正を行う必要がある。
図１２（a）の閉ループ曲線は、２４時間のあいだに、異なる時刻ごとに測定されたGNSSデータの測定値の位置座標の一実施例を示している。GNSSアンテナが同じ位置にあり、測定をする時刻も同一ならば、測定に利用される衛星の位置関係は同じなので、いつもほぼ同じGNSSデータの測定値が得られる。したがって、GNSSデータの測定値は、２４時間のあいだに閉ループ曲線を１周する。
【０１１０】
図１２（a）において、GB0（Xb+20、Yb）は、ある時刻T0において、取得されたGNSSデータの測定値であるとする。この場合、理想的には、GNSSアンテナの実際の位置であるGB（Xb、Yb）が取得されるべきであったが、時刻T0では、Y軸方向には精度誤差はなく、X軸方向に、差分（Xs=20)だけ、精度誤差が発生していたことを示している。
自律走行装置を停止したまま、２４時間が経過し、また同じ時刻T0に測定を行ったとすると、同様に、同じ測定誤差を含むGNSSデータの測定値が取得されると考えられる。すなわち、GNSSアンテナのある位置と、測定時刻とが同一ならば、同じ精度誤差（差分）が取得されるといえる。
【０１１１】
また、GNSSアンテナのある実際の位置GB（Xb、Yb）が同じで、別のある時刻TgにおけるGNSSデータの測定値が、GBg（Xg、Yg）であったとした場合、GNSSアンテナの実際の位置とGNSSデータの測定値との精度誤差（差分）をGs（Xs、Ys）で表したとすると、X軸方向の差分Xsは、Xs＝Xg−Xbであり、Y軸方向の差分Ysは、Ys＝Yg−Ybとなる。
ある時刻Tgごとに、GNSSアンテナの実際の位置と、GNSSデータの精度誤差（差分）とを対応づけて予め記憶しておくことにより、その時刻Tgに測定されたGNSSデータの測定値と、記憶されていた精度誤差とから、GNSSアンテナの実際の位置を特定することができる。
また、GNSSアンテナの実際の位置と車体中心との位置とが異なる場合は、GNSSアンテナの実際の位置と車体中心とは、図７や図８に示した関係にあるので、特定されたGNSSアンテナの実際の位置から、車体中心の位置を決定することができる。
【０１１２】
図１２（b）に、GNSSアンテナの実際の位置と、GNSSデータの測定値と、差分との関係の一実施例の説明図を示す。
図１２（b）では、図１２（a）で説明した内容の座標データを示している。
GNSSアンテナの実際の位置をGB（Xb、Yb）とし、GNSSデータの測定値をGBg（Xg、Yg）とし、その差分をGs（Xs、Ys）とした場合、X軸方向差分は、Xs＝Xg−Xbで計算され、Y軸方向差分は、Ys＝Yg−Ybで計算されることを示している。また、その右側には、時刻T0において取得されたGNSSデータの測定値GB0（Xb+20、Yb）と、差分Gs0（20、0）について、X軸方向差分は、Xs＝Xg−Xb=20となり、Y軸方向差分は、Ys＝Yg−Yb＝0となることを示している。
【０１１３】
図１３に、GNSSアンテナの実際の位置とGNSSデータの測定値とから求める差分についての一実施例の説明図を示す。
上記したように、GNSSアンテナの実際の位置とGNSSデータの測定値との測定誤差が、差分であり、車両を特定の位置（B地点とする）に停止させた場合に、所定の時刻にGNSSデータの測定値を取得することによって、時刻ごとの差分が計算される。
図１３（a）では、時刻ごとの差分の計算についての一実施例を示している。
図１３（a）において、車両をB地点に停止させ、その状態でのGNSSアンテナの実際の位置座標が、GB（Xb、Yb）であったとする。
【０１１４】
また、２４時間のうち、所定の時刻（T0,T1,………Tn)に、GNSSデータの測定値GBg（Xg、Yg）を取得する。GNSSデータの測定値は、一定時間ごとに、たとえば１分間隔、２０分間隔というように、所定の時間間隔で、行えばよい。
測定されなかった時刻のGNSSデータの測定値は、その時刻の前後に取得されたGNSSデータの測定値の平均値を用いてもよく、あるいは、すべてのGNSSデータの測定値の平均値を用いてもよい。
図１３（a）の時刻T0において、GNSSデータの測定値GBgが、（X0g、Y0g）であったとすると、時刻T0の差分GBs（X0s、Y0s）は、GBg−GBから計算される。すなわち、X0s＝X0g−Xb、Y0s＝Y0g−Ybにより、計算される。
同様に、他の時刻についても、GNSSアンテナの実際の位置とGNSSデータの測定値とから、差分GBs（Xns、Yns）が計算される（Xns＝Xng−Xb、Yns＝Yng−Yb）。
【０１１５】
図１３（a）は、車両を１つの特定の位置であるB地点に停止させて測定したGNSSデータの測定値と差分とを示したが、走行経路がすでに決まっている場合は、予めその走行経路を走行しながら、一定時間ごとにGNSSデータの測定値を取得し、実際の経路位置に対応するGNSSアンテナの実際の位置と、取得されたGNSSデータの測定値とを対応づけて、差分を計算し、記憶部７０に記憶しておけばよい。
【０１１６】
図１３（b）に、GNSSアンテナの実際の位置と時刻ごとに、計算した差分を記憶したGNSS差分情報の一実施例の説明図を示す。
GNSS差分情報７７は、実際の走行をする前に、所定の走行経路をテスト走行することにより、予め記憶部７０に記憶しておく。
１つのGNSS差分情報は、GNSSアンテナの実際の位置と、測定時刻（Ｔ０、Ｔ１、………、Ｔｋ）と、GNSSアンテナの実際の位置とGNSSデータの測定値との差分と、GNSSデータの測定値とからなる。
たとえば、GNSSアンテナの実際の位置（Ｇｋ）において、時刻Ｔ０において取得したGNSSデータの測定値が、Gkg（X0g、Y0g）であった場合、その時刻Ｔ０における差分は、Gks（X0s、Y0s）であることを示している。
【０１１７】
所定の走行経路を実際に走行している場合、ある時刻TにおいてGNSSデータの測定値を取得し、予め記憶されたGNSS差分情報７７を利用して、取得したGNSSデータの測定値と、GNSSデータの測定値に対応するその時刻Tの差分とから、GNSSアンテナの実際の位置を求めることができる。
さらに、GNSSアンテナの実際の位置と車体中心とは、図７や図８に示した関係にあるので、特定されたGNSSアンテナの実際の位置から、車体中心の位置を決定することができる。
【０１１８】
＜実施の形態１＞
旋回補正情報７６を用いて、旋回動作を行わせる実施例について説明する。
作業者が、自律走行装置を旋回させようとする場合、その旋回に関する情報を入力することによって、旋回補正情報から入力情報に対応したモータ回転数を取得して、要求された旋回動作を行わせる。
ここでは、自律走行装置に取り付けるタイヤが異なる場合があるので、実際の走行前に、取り付けられたタイヤの円周を予め計測し、記憶部７０に記憶するものとする。
【０１１９】
図１４に、旋回補正情報を用いた旋回動作の一実施例のフローチャートを示す。
図１４のステップS1において、記憶部７０に記憶しているタイヤの円周TLを取得する。
ステップS2において、旋回速度モードが入力されるのを待ち、作業者によって旋回速度モードが入力された場合、入力された旋回速度モードを一時記憶する。
たとえば、高速モード、中速モード、定置旋回などのモードの情報が入力される。
ステップS3において、移動パターンが入力されるのを待ち、作業者によって移動パターンが入力された場合、入力された移動パターンを一時記憶する。ここでは、左旋回、または右旋回のどちらかの情報が入力される。
ステップS4において、蛇角が入力されるのを待ち、作業者によって蛇角が入力された場合、入力された蛇角を一時記憶する。ここでは、旋回の角度が入力される。
【０１２０】
ステップS5において、記憶部７０から、入力された旋回速度モードに対応する旋回補正情報７６を読み出す。
ステップS6において、旋回補正情報７６に基づいて、入力された旋回速度モード、移動パターン、および蛇角に対応する設定値（曲率半径RE、移動量LE）を取得する。
【０１２１】
ステップS7において、左タイヤの曲率半径REと、移動量LEと、タイヤの円周TLとを用いて、左タイヤのモータ回転数Kを、上記した計算式  K＝２πRE*LE/TLで計算する。また、右タイヤの曲率半径REと、移動量LEと、タイヤの円周TLとを用いて、右タイヤのモータ回転数Kを、上記した計算式  K＝２πRE*LE/TLで計算する。
ステップS8において、走行制御部５２が、左タイヤのモータ回転数Kに基づいて、左車輪を駆動制御し、右タイヤのモータ回転数Kに基づいて、右車輪を駆動制御する。
これにより、作業者が要求した旋回動作が、予め設定されていた旋回補正情報７６に基づいて、正確に実行される。
【０１２２】
なお、使用するタイヤの円周TLが常に決まっており、変更されることがない場合は、
そのタイヤの円周TLを用いて、旋回補正情報７６のモータ回転数Kを予め計算しておき、計算されたモータ回転数Kの数値を、旋回補正情報７６に含めて記憶部７０に記憶しておいてもよい。
この場合は、ステップS6とステップS7の処理を省略し、ステップS5で読み出した旋回補正情報７６に含まれるモータ回転数Kの数値を用いて、左車輪と右車輪を駆動制御すればよい。
【０１２３】
＜実施の形態２＞
GNSS差分情報７７を用いて、取得されたGNSSデータの測定値を補正し、GNSSアンテナの実際の位置と、車体中心の位置を求める実施例について説明する。
ここでは、現在時刻に対応して記憶された差分情報を利用して、GNSSアンテナの実際の位置を求め、GNSSアンテナの搭載位置と車体中心の位置との距離から、車体中心の位置を求める。
所定の走行経路をテスト走行することによって、GNSSデータの測定値を取得し、GNSSアンテナの実際の位置と所定の時刻に対応したGNSSデータの差分を計算によって求め、GNSS差分情報７７として記憶部７０に記憶しておくものとする。
【０１２４】
図１５に、GNSS差分情報を用いた誤差補正処理の一実施例のフローチャートを示す。
ステップS21において、現在時刻Tkを取得する。
ステップS22において、GNSSアンテナに受信された電波から、GNSSデータの測定値Gkg( Xkg , Ykg )を取得する。
ステップS23において、記憶部７０に記憶されたGNSS差分情報７７を利用して、現在時刻TkとGNSSデータの測定値Gkgとに対応づけて記憶されている差分Gks( Xks , Yks )を読み出す。
【０１２５】
ステップS24において、GNSSデータの測定値Gkgと差分Gksから、GNSSアンテナの実際の位置Gk（ Xk , Yk )を計算する。Gk＝Gkg−Gksにより、Xk と Ykを求める。
Xkは、Xk＝Xkg−Xksにより求められ、Ykは、Yk＝Ykg−Yksにより求められる。
これにより、現在時刻Tkにおいて、自律走行装置に搭載されたGNSSアンテナがある実際の位置が求められる。
【０１２６】
ステップS25において、記憶されているGNSSアンテナと車体中心との距離（GNSS距離GL）を利用して、計算で求められたGNSSアンテナの実際の位置Gkから、車体中心Pの位置を計算で求める。ここで、車体中心Pがある方向は、たとえば、車体情報と受信されたGNSSデータ、走行情報（旋回補正情報）により、求めることができる。
したがって、その方向に、GNSSアンテナの実際の位置GkからGNSS距離GLだけ離れた位置に、車体中心Pがある。
このように、GNSSアンテナによって取得されるGNSSデータの測定値に誤差があっても、記憶部７０に予め記憶されているGNSS差分情報７７を利用して、容易に迅速に、GNSSアンテナの実際の位置と、車体中心Pを求めることができる。
【０１２７】
＜実施の形態３＞
実施の形態１では、速度モードに対応した所定の設定値から、計算でモータ回転数を求め、これらの設定値とモータ回転数などからなる旋回補正情報７６を予め記憶していた。ただし、旋回補正情報７６を設定方法はこれに限るものではない。
たとえば、所定の速度モードに対応した実際の旋回動作をテスト的に行わせて、実際に測定した設定値とモータ回転数を、旋回補正情報７６として記憶してもよい。
テスト的な旋回動作を行う場合、一定時間ごとに、車両の速度と、車両の位置と、蛇角を計測し、さらに左右の車輪に取り付けたエンコーダから取得されるカウント値を、対応付けて記憶する。一定時間が経過する間に、エンコーダのカウント値が増加するが、このエンコーダのカウント値の増加分が、一定時間のモータ回転数に相当するので、このモータ回転数も対応付けて記憶する。また、テスト旋回の車両の軌跡から、曲率半径と、移動量を求めることができるので、これらの情報も対応付けて記憶する。
このようにして記憶した旋回補正情報７６を利用することにより、所定の旋回動作を再現することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１  自律走行装置、  ２  監視ユニット、  ３  制御ユニット、  ５  管理サーバ、
６  ネットワーク、  １０  車体、  １２Ｒ  右側面、  １２Ｌ  左側面、
１３  前面、１４  後面、  １５  底面、  １６  収容スペース、  １８  カバー、
２１  前輪、２１ａ  車軸、  ２１ｂ  スプロケット、  ２２  後輪、
２２ａ  車軸、  ２２ｂ  スプロケット、  ２３  ベルト、  ３１  前輪、
３１ａ  車軸、  ３１ｂ  スプロケット、  ３２  後輪、  ３２ａ  車軸、
３２ｂ  スプロケット、  ３３  ベルト、  ４０バッテリ、  ４１Ｒ  電動モータ、
４１Ｌ  電動モータ、  ４２Ｒ  モータ軸、  ４２Ｌ  モータ軸、
４３Ｒ  ギアボックス、  ４３Ｌ  ギアボックス、  ４４Ｒ  軸受、４４Ｌ  軸受、
５０  制御部、  ５１  距離検出部（ＬＩＤＡＲ）、  ５１ａ  発光部、
５１ｂ  受光部、  ５１ｃ  走査制御部、  ５１ｄ  レーザー、  ５２  走行制御部、
５３  車輪、  ５４  通信部、  ５５  カメラ、  ５６  画像認識部、
５７  障害物検出部、  ５８  位置情報取得部、  ５９  充電池、
６０  入力部、  ６１  回転数計算部、  ６２  GNSS実位置計算部、
７０  記憶部、  ７１  入力画像データ、  ７２  測定距離情報、
７３  現在位置情報、  ７４  経路情報、  ７５  送信監視情報、
７６  旋回補正情報、  ７７  GNSS差分情報、  ７８  GNSSアンテナ取付情報、
９１  通信部、  ９２  監視制御部、  ９３  記憶部、９３ａ  受信監視情報、
１００  物体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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