(57)【要約】      （修正有）【課題】移動体の遠隔操作を高い移動速度においても安全に行えるようにする。【解決手段】移動領域の画像を取得する撮像部１４及びその移動領域内を移動するための移動機構Ｄを搭載した移動体と、その撮像部１４によって取得した画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づき、移動体の操縦情報を入力するための操縦部を備えた遠隔操縦装置とを、無線通信回線を介して接続可能な遠隔操縦システムであって、操縦情報に基づいて、移動体のダイナミクスを考慮した移動の限界を示す限界移動条件を生成する限界移動条件生成手段１０Ｂと、操縦情報が限界移動条件を満たすか否かを判定する移動条件判定手段１０Ｃと、操縦情報が限界移動条件を満たさないと判定したときには、移動機構Ｄにより限界移動条件に従って移動させる移動手段１０Ｄとを有している。【選択図】図３
2011085999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動領域の画像を取得する撮像部及びその移動領域内を移動するための移動機構を搭載した移動体と、その撮像部によって取得した画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づき、移動体に対する移動指示データを含む操縦情報を入力するための操縦部を備えた遠隔操縦装置とを、無線通信回線を介して接続可能な遠隔操縦システムであって、
移動体のダイナミクスを考慮した移動の限界を示す限界移動条件を生成する限界移動条件生成手段と、
操縦情報に含まれる移動指示データが限界移動条件を満たすか否かを判定する移動条件判定手段と、
上記移動指示データが限界移動条件を満たさないと判定したときには、移動機構により限界移動条件に従って移動させる移動手段とを有することを特徴とする遠隔操縦システム。
【請求項２】
移動領域の画像を取得する撮像部、移動速度を取得するための速度センサ及びその移動領域内を移動するための移動機構を搭載した移動体と、その撮像部によって取得した画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づき、移動体に対する旋回指示角度と移動指示速度を含む操縦情報を入力するための操縦部を備えた遠隔操縦装置とを、無線通信回線を介して接続可能な遠隔操縦システムであって、
上記操縦情報に含まれる移動体の旋回指示角度に基づいて、旋回曲率を算出する旋回曲率算出手段と、
操縦情報に含まれる移動体の旋回指示角度、移動指示速度及び速度センサで取得した移動体の移動速度に基づいて、その移動体のダイナミクスを考慮した限界旋回曲率を算出する限界旋回曲率算出手段と、
旋回曲率と移動体の加速度とから、限界移動速度を算出する限界移動速度算出手段と、
移動指示速度が限界移動速度を超えているか否かを判定する移動速度判定手段と、
移動指示速度が限界移動速度を超えていると判定したときには、移動機構によって限界移動速度での移動を行わせる移動手段とを有することを特徴とする遠隔操縦システム。
【請求項３】
移動速度判定手段により、移動指示速度が限界移動速度を超えていないと判定したときには、
移動手段は、移動機構により操縦情報に含まれる移動指示速度に従って移動させることを特徴とする請求項２に記載の遠隔操縦システム。
【請求項４】
算出した旋回曲率に基づいて、移動経路を生成する移動経路生成手段と、
生成された移動経路に対応する移動経路曲線を表示部に表示されている画像に重畳表示する重畳表示手段とを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の遠隔操縦システム。
【請求項５】
上記移動体と遠隔操縦装置との間における通信遅延時間を推定する遅延時間推定手段と、
移動領域の画像を取得した時刻から所要時間経過後までの移動体の移動予定経路、移動速度及び推定遅延時間に基づいて、移動体が遠隔操縦装置によって操縦制御される時刻における移動体位置を推定する移動体位置推定手段とを有しており、
重畳表示手段は、推定した移動体位置に対応する旋回操作基準点を、表示部に表示されている画像に重畳表示することを特徴とする請求項４に記載の遠隔操縦システム。
【請求項６】
現在の移動速度における停止距離を算出する停止距離算出手段と、
現在の移動速度におけるステアリング可能な角度範囲を算出するステアリング角度範囲算出手段とを有するとともに、
重畳表示手段は、算出した停止距離とステアリング角度範囲に基づき、抽出された移動可能エリアの一部に、現在の移動速度における停止可能範囲を重畳表示することを特徴とする請求項４又は５に記載の遠隔操縦システム。
【請求項７】
移動経路上の障害物を検知するための障害物検知センサが設けられており、
障害物検知センサによって障害物を検知する障害物検知手段と、
障害物を検知したとき、移動手段は、移動機構による移動を停止することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の遠隔操縦システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無人車両等の移動体を高い移動速度で遠隔操縦するための遠隔操縦システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の遠隔操縦システムとして、「移動体の遠隔操作支援方法及びシステム」とした名称で特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に記載された移動体の遠隔操作支援方法及びシステムは、周囲の画像情報を取得する撮像装置と、障害物までの距離を検出する距離検出センサとが搭載され、遠隔操作部の遠隔操作により移動する移動体の遠隔操作を支援する方法において、前記遠隔操作部にて、前記距離検出センサにより取得した障害物情報より２次元の障害物マップを生成する障害物マップ生成プロセスと、前記撮像装置により取得した画像情報に前記障害物マップから抽出した移動体の移動可能領域情報を重畳処理する重畳処理プロセスとを備え、前記画像情報と前記重畳処理された前記移動可能領域情報とを前記遠隔操作部の同一の画面上に表示することを特徴としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６‐１１３８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の移動体の遠隔操作支援方法及びシステムにおいては、高い移動速度になるに従って移動体のダイナミクスを無視できなくなり、ステアリング角度（タイヤ切れ角度）と移動体の進行方向とが異なるとともに、移動体の安定性にも配慮が必要となる。
【０００５】
また、操縦者が自動車に乗って運転する場合には、自らが体感する加速度、振動や進行方向によって、アクセルやステアリングのフィードバック制御を自然に行っているが、遠隔操縦においては、上記加速度等を体感することができないために、オーバースピードやステアリングの切り過ぎを起こし、従ってまた、横転や横滑りを生じさせやすくなるために安全に操縦することが困難になるという問題がある。特に、移動体と操縦者の間に通信遅延がある場合、その影響が顕著に現れる。
【０００６】
そこで本発明は、たとえ通信遅延が生じているときであっても、高い移動速度における移動体の遠隔操作を安全に行える遠隔操縦システムの提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る遠隔操縦システムは、移動領域の画像を取得する撮像部及びその移動領域内を移動するための移動機構を搭載した移動体と、その撮像部によって取得した画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づき、移動体に対する移動指示データを含む操縦情報を入力するための操縦部を備えた遠隔操縦装置とを、無線通信回線を介して接続可能な遠隔操縦システムであって、移動体のダイナミクスを考慮した移動の限界を示す限界移動条件を生成する限界移動条件生成手段と、操縦情報に含まれる移動指示データが限界移動条件を満たすか否かを判定する移動条件判定手段と、上記移動指示データが限界移動条件を満たさないと判定したときには、移動機構により限界移動条件に従って移動させる移動手段とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、操縦情報に基づいて、移動体のダイナミクスを考慮した移動の限界を示す限界移動条件を生成して、操縦情報が限界移動条件を満たすか否かを判定し、操縦情報が限界移動条件を満たさないと判定したときには、移動機構により限界移動条件に従って移動させているので、移動体の遠隔操縦を高い移動速度においても安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る遠隔操縦システムの全体構成を示す説明図である。
【図２】同上の遠隔操縦システムの一部をなす移動体の概略構成を示す説明図である。
【図３】同上の移動体に設けた制御回路のブロック図である。
【図４】（Ａ）は、現在の移動速度における停止距離を算出するときの説明図、（Ｂ）は、移動経路の最大曲率で許容できる移動速度を算出するときの説明図である。
【図５】遠隔操縦装置の外観構成を示す説明図である。
【図６】遠隔操縦装置に設けた制御回路のブロック図である。
【図７】表示部に表示される画像を示す説明図である。
【図８】無人車両側と遠隔操縦装置側の各制御フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る遠隔操縦システムの全体構成を示す説明図、図２は、その遠隔操縦システムの一部をなす移動体の概略構成を示す説明図、図３は、その移動体に設けた制御回路のブロック図である。
【００１１】
本発明の一実施形態に係る遠隔操縦システムＡは、図１に示すように、移動体の一例である無人車両Ｂと、遠隔操縦装置Ｃとを無線通信回線を介して接続可能に構成したものである。
【００１２】
無人車両Ｂは、一般の乗用車両のハンドル／アクセル／ブレーキを、下記の車両制御用コンピュータ１０によって操作できるように、各種のアクチュエータを付加した構成のものであり、その詳細は次のとおりである。
【００１３】
すなわち、無人車両Ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなる車両制御用コンピュータ１０（図３参照）によって制御されるようになっている。
【００１４】
車両制御用コンピュータ１０には、イーサネット（登録商標）１１を介して無線ＬＡＮ１２，アンテナ１３と撮像部の一例であるオンボードカメラ１４とが、また、ＧＰＳ（Global Positioning System）１５、バーチカルジャイロ（ＩＭＵ：慣性姿勢計測装置）１６がそれぞれ接続されている。
【００１５】
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１７を介して、ステアリング用アクチュエータ１８、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９が、また、車速パルス２０がそれぞれ接続されている。
本実施形態においては、モータドライバ１７、ステアリング用アクチュエータ１８及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９により、移動領域内を移動するための移動機構Ｄを構成している。
【００１６】
バーチカルジャイロ１６は、無人車両Ｂの姿勢（向き）情報を取得するものであり、例えば姿勢角（ロール、ピッチ角度と角速度）、ヨー角度と角速度、及びＸ，Ｙ，Ｚ３軸の加速度を出力するものである。
本実施形態においては、バーチカルジャイロ１６が、加速度を取得するための加速度センサである。
【００１７】
オンボードカメラ１４は、無人車両Ｂの移動方向に向けて配設されており、移動領域の画像を取得するものである。
ＧＰＳ１５は、無人車両Ｂの位置情報を取得するためのものである。
【００１８】
車速パルス２０は、無人車両Ｂの移動速度をパルス情報として出力するものであり、例えばホール素子等を用いたものである。本実施形態においては、車速パルス２０が、移動速度を取得するための速度センサである。
【００１９】
車両制御用コンピュータ１０は、上記したオンボードカメラ１４、ＧＰＳ１５、車速パルス２０、バーチカルジャイロ１６で取得した各種の情報を、イーサネット（登録商標）１１，無線ＬＡＮ１２及びアンテナ１３を通じて、後述する遠隔操縦装置Ｃに向けて送信する機能の他、その遠隔操縦装置Ｃから送信される操縦情報等に基づき、ステアリング用アクチュエータ１８、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９をモータドライバ１７を介して駆動制御する機能を有している。
本実施形態においては、オンボードカメラ１４、ＧＰＳ１５、車速パルス２０、バーチカルジャイロ１６が、無人車両Ｂの移動状態を取得する移動状態取得部である。
遠隔操縦装置Ｃから送信される操縦情報には、ステアリング指示角度、移動指示速度（後述する）を含んでいる。
【００２０】
上記した車両制御用コンピュータ１０は、図示しないメモリに記憶されている所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。
・操縦情報に含まれる無人車両Ｂに対するステアリング指示角度に基づいて、旋回曲率を算出する機能。この機能を「旋回曲率算出手段１０Ａ」という。
【００２１】
・無人車両Ｂのダイナミクス（動的特性）を考慮した移動の限界を示す限界移動条件を生成する機能。この機能を「限界移動条件生成手段１０Ｂ」という。
本実施形態においては、「限界移動条件」が限界移動速度と限界旋回曲率であり、次の限界旋回曲率算出手段と限界移動速度算出手段の二つに区分している。
【００２２】
・操縦情報に含まれる移動指示データ、具体的には、無人車両Ｂのステアリング指示角度、移動指示速度及び車速パルス２０で取得した無人車両Ｂの移動速度（走行速度）に基づいて、その無人車両Ｂのダイナミクスを考慮した限界となる旋回曲率を算出する機能。この機能を「限界旋回曲率算出手段１０Ｂ１」という。
【００２３】
図４（Ａ）は、現在の移動速度における停止距離を算出するときの説明図、（Ｂ）は、移動経路の最大曲率で許容できる移動速度を算出するときの説明図である。
具体的には、前後輪の横すべり角をαｆ，ｒ、コーナリングフォースをＦｆ,ｒ、タイヤスティフネス値をＣｋ、タイヤ角をδとすると、
【００２４】
Ff,r=Ck・αf,r
横方向の力の釣り合いから、
Ff・cosδ+Fr=m・V^2・κ±m・Gy                        （式１）
【００２５】
モーメント
Ff・Lf・cosδ=Fr・Lrを線形化すると、
δ=Lκ+αf-αr                                  （式２）
【００２６】
以上により、タイヤ角δが小さい範囲においては、
δ=[κ{Ck・(Lr +Lf ) ^2+m・V^2 ・(Lr -Lf)}±m・Gy・(Lr-Lf)]/Ck・(Lr + Lf)}   
（式３）
以上により、タイヤ角δは旋回曲率κと走行速度Ｖにより一意に定まる。
ハンドル角度は、移動体の特性によりタイヤ角δから一意に定まる。
【００２７】
・旋回曲率と無人車両Ｂの加速度とから、限界移動速度を算出する機能。この機能を「限界移動速度算出手段１０Ｂ２」という。
本実施形態における「限界移動速度」は、横滑り限界速度と横転限界速度とのことであり、次式で示すとおりである。
横滑り限界速度：mGy+mV^2κ=±μmGzより
Vslip^2=（-Gy±μGz）/κmax                        （式４）
横転限界速度：h（mGy+mV^2κ）=±μdmGzより
Vroll^2=（-Gy±dGz/h）/κmax                       （式５）
符号は斜面の傾きを示している。
【００２８】
・操縦情報が限界移動条件を満たすか否かを判定する機能。この機能を「移動条件判定手段１０Ｃ」という。
本実施形態においては、移動指示速度が限界移動速度を超えているか否かを判定している。この機能を「移動速度判定手段」という。具体的には、上記した横滑り限界速度と横転限界速度のうち、いずれか遅い速度を超えているか否かを判定するようにしている。
【００２９】
・移動指示速度が限界移動速度を超えていると判定したときには、移動機構Ｄによって限界移動速度で移動させる機能。この機能を「移動手段１０Ｄ」という。
本実施形態においては、操縦情報が限界移動条件を満たさないと判定したときには、移動機構により限界移動条件に従って移動させる移動手段に相当している。
また、移動速度判定手段１０Ｃにより、移動指示速度が限界移動速度を超えていないと判定したときには、移動機構Ｄにより操縦情報に含まれる移動速度に従って移動させるようにしている。
【００３０】
・現在の移動速度における停止距離を算出する機能。この機能を「停止距離算出手段１０Ｅ」という。
ここで、停止距離＝空走距離＋制動距離＝Ｖ・Ｔ１＋Ｖ＾２／（２Ｇμ）
Ｔ１：反応時間（制御システムの遅延）
Ｇ：９．８ｍ／ｓ＾２μ：路面の摩擦係数
Ｖ：速度
【００３１】
次に、遠隔操縦装置について、図５〜７を参照して説明する。図５は、遠隔操縦装置の外観構成を示す説明図、図６は、遠隔操縦装置に設けた制御回路のブロック図、図７は、表示部に表示される画像を示す説明図である。
【００３２】
遠隔操縦装置Ｃは、装置本体３０と、これと別体にした無線通信用アンテナ４０とを有している。
装置本体３０は、図６に示す遠隔操縦用コンピュータ３１に、無線ＬＡＮ３２、表示部（以下、「ディスプレイ」という。）３３、操縦部３６を接続した構成のものである。
【００３３】
操縦部３６は、アクセル／ブレーキレバー３４、ジョイスティック３５を有して構成されており、それらアクセル／ブレーキレバー３４やジョイスティック３５の操縦操作に従った操縦情報が出力されるようになっている。
【００３４】
アクセル／ブレーキレバー３４は、無人車両Ｂの移動速度を増減するためのものであり、そのアクセル／ブレーキレバー３４を前方に傾動操作することにより、無人車両Ｂの移動速度が増加し、また、後方に傾動操作することにより当該無人車両Ｂの移動速度が減少するように設定している。
【００３５】
ジョイスティック３５は、無人車両Ｂを左右に旋回操作するためのものであり、そのジョイスティック３５を左方に傾動操作することにより無人車両Ｂを左方向に旋回させ、また、右方に傾動操作することにより右方向に旋回させられるようにしている。
【００３６】
遠隔操縦用コンピュータ３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路等からなるものであり、所要のプログラムの実行により次の各機能を発揮する。
・無人車両（移動体）Ｂと遠隔操縦装置Ｃとの間における通信遅延時間を推定する機能。この機能を「遅延時間推定手段３１ａ」という。
本実施形態においては、無人車両Ｂと遠隔操縦装置Ｃの間において、ｐｉｎｇの要領でデータの往復時間を推定している。
また、無人車両Ｂと遠隔操縦装置Ｃ双方にＧＰＳを搭載しておき、そのＧＰＳを用いて双方のコンピュータによって精度の高い時刻同期を行い、受信したデータのタイムスタンプに基づいて遅延時間を推定するようにしてもよい。
【００３７】
・移動領域の画像を取得した時刻から所要時間経過後までの無人車両Ｂの走行予定経路（移動予定経路）、及び推定遅延時間に基づいて、その無人車両Ｂが遠隔操縦装置Ｃによって操縦制御される時刻における車両位置（移動体位置）を推定する機能。この機能を「移動体位置推定手段」という。本実施形態においては、「車両位置推定手段３１ｂ」と称する。
【００３８】
「走行予定経路」は、ステアリング指示角度、移動指示速度、移動速度やヨーレートに基づいて、時刻の関数若しくは離散的な時刻に対しての位置情報として表現したものであり、オンボードカメラ１４で取得した画像が撮像された時刻から所要時間内のもの、具体的には数秒後までのものである。
上記の位置情報の座標系は、オンボードカメラ１４で取得した画像を撮像した位置を基準とするとともに、路面上に無人車両Ｂの車両重心を投影した点を原点とし、鉛直上向きをＺ方向とした座標系を用いる。以下、この座標系を「車体座標系」と呼称する。
【００３９】
・算出した旋回曲率に基づいて、図７に示すような移動経路曲線α１を生成する機能。これを「移動経路曲線生成手段」という。図６においては、「走行経路曲線生成手段３１ｃ」と記している。
【００４０】
・推定した車両位置に対応する旋回操作基準点γ及び操縦部３６から送信される移動経路曲線α１、停止可能範囲（緊急停止範囲）φ１、移動可能範囲φ２等を、ディスプレイ３３に表示されている画像３８（図５参照）に重畳表示する機能。この機能を「重畳表示手段３１ｄ」という。
なお、画像３８において、符号ａで示すものは道路、Ｂは無人車両である。
【００４１】
本実施形態に示す旋回操作基準点γは「○」で示しているが、他のマークで表示してもよく、また、上記推定した車両位置に対応する大きさに表示してもよいことは勿論である。
【００４２】
移動経路曲線α１は、画像３８上において旋回方向とその度合いを示すマークであり、それは、ジョイスティック３５の左右の倒れ角に応じて生成されるようになっている。
また、本実施形態においては、無人車両Ｂの幅に対応する幅ゲージβ１〜β３を、推定した車両位置に対応する大きさにして画像に重畳表示している。これにより、高い移動速度における無人車両Ｂの操縦を、より容易に行うことができる。
【００４３】
「旋回操作基準点γ」は、通信の遅延時間を考慮するためのマークである。その旋回操作基準点γは、遅延時間の発生下において、遠隔操縦装置Ｃからの操縦情報が無人車両Ｂに到達する時刻を推定し、その時刻における実際の車両位置を示している。
【００４４】
旋回操作基準点γは、通信遅延時間が一定とした場合、車両速度が停止若しくは徐行の場合、遅延の影響は無視できるため、画像３８の道路ａの近傍側に自動的に移動する。
「道路ａの近傍側に」とは、図７においては、画像３８の下縁部３８ａの近くの位置にという意味と同義である。
【００４５】
一方、高速走行時には、通信遅延時間の影響を考慮すると、画像３８を受信した後に制御指示を行う時刻においては、実際の車両位置は遠隔操縦装置Ｃに表示される画像３８上の遠方に移動している。
「画像上の遠方に」とは、画像３８の下縁部３８ａから上方に離れた位置にという意味と同義である。
以上のようにして、旋回操作基準点γを画像３８上においてそれに対応する位置に自動的に移動するのである。
また、移動経路指示曲線α１は、その基準点γより遠方のみの経路を指示できる。
さらに、下縁部３８ａの中央付近から旋回操作基準点γまでの曲線は、既に走行が終わっているであろう経路を示す。
【００４６】
移動可能領域φ２は、下記のステアリング角度指示情報生成手段３１ｆによって算出した、図７に示すステアリング可能角度範囲で区画形成される略扇形のものであり、また、緊急停止領域φ１は、その移動可能領域φ２のうち、停止距離算出手段１０Ｅで算出した停止距離によって区画される領域である。
それら二つの領域φ１，φ２は、図７においては説明のために互いに異なる斜線で示しているが、実際には、背景を透過する互いに異なる色彩等を付して表示している。これにより、二つの領域φ１，φ２を視認しやすい。
【００４７】
・操縦部３６の操作に従って、無人車両Ｂの走行速度を増減させるための移動速度指示情報を生成する機能。これを「移動速度指示情報生成手段３１ｅ」という。
具体的には、アクセル／ブレーキレバー３４の倒れ角度に従った移動速度とする内容の移動速度指示情報を生成している。
この移動速度指示情報によって、無人車両Ｂに配設したブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９が駆動制御される。
【００４８】
・操縦部３６の操作に従って、無人車両Ｂのステアリング角度を指示するためのステアリング角度指示情報を生成する機能。これを「ステアリング角度指示情報生成手段３１ｆ」という。
具体的には、ジョイスティック３５の倒れ角度に従ったステアリング角度とする内容のステアリング角度指示情報を生成している。
このステアリング角度指示情報によって、無人車両Ｂに配設したステアリング用アクチュエータ１８が駆動制御される。
【００４９】
次に、図８を参照して、制御フローチャートについて説明する。図８は、無人車両側と遠隔操縦装置側の各制御フローチャートである。なお、図８において、左側が車両制御用コンピュータ、また、右側が遠隔操縦用コンピュータによる処理をそれぞれ示している。
【００５０】
ステップ１（図中、「ｓ１」と略記する。以下、同様。）：車両制御用コンピュータ１０から、オンボードカメラ１４で取得した画像、移動速度、バーチカルジャイロ１６で得た加速度等を用いたオンボードカメラ１４の光軸姿勢（向き）情報を、遠隔操縦装置Ｃに向けて送信する。
【００５１】
オンボードカメラ１４で取得した画像は、レンズ歪み等を除去してピンホールカメラモデルとなるようにキャリブレーションを行ったものとする。また、当該画像には、それが撮像された時刻をタイムスタンプ（Ｔｉｍｇ）として添付している。
【００５２】
ステップ２：無人車両Ｂから送信された上記各種の情報を受信してステップ３に進む。
ステップ３：無人車両Ｂから送信された上記各種の情報に基づいて、車両制御コンピュータ１０から遠隔操縦装置Ｃまでの通信遅延時間を推定して、ステップ４に進む。
なお、このステップにおける処理は、本フローとは独立させて行ってもよいものであり、このステップの時点で通信遅延時間の推定値が得られていればよい。
【００５３】
ステップ４：走行経路と、ステップ３において推定した通信遅延時間に基づいて、実際に無人車両Ｂが制御される時刻における車両位置を推定する。簡単には、通信の往路復路の通信遅延時間と処理時間Ｔｐを考慮し、トータルの遅延時間Ｔａを、
Ｔａ＝２×Ｔｄ＋Ｔｐ                        …（式６）
とし、無人車両Ｂが走行しているであろう位置（ｄＸ，ｄＹ）Ｔを推定する。
【００５４】
ステップ５：ステップ４において得た車両移動推定値を、ディスプレイ３３の画像３８上に重畳表示する。
この画像上の点が、旋回操作基準点となる。３次元空間上の点（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と画像上の位置（ｕ，ｖ）の関係は、ピンホールカメラモデルを用いると、次式により得られる。
【００５５】
【数１】
2011085999.tif 000003
【００５６】
ここで、ｆｘ，ｆｙはそれぞれの方向の焦点距離、ｃｘ，ｃｙはレンズ中心であり、これらはキャリブレーションデータとして既知であるとする。また、ｓは任意のスケールを表す係数である。
ｒｍｎ（ｍ＝１．２．３，ｎ＝１．２．３）は、オンボードカメラ１４の光軸姿勢の回転成分、、ｔｍ（ｍ＝１．２．３）はそのオンボードカメラ１４の光軸姿勢の並進成分であり、ジャイロ情報とオンボードカメラ１４のアライメント情報より生成される。
【００５７】
ここで、上記式７の（Ｘ，Ｙ，Ｚ，１）Ｔに（ｄＸ，ｄＹ，０，１）Ｔを代入することにより、（ｕ，ｖ）Ｔが得られる。
ここで、Ｚ＝０は、前方の路面は水平面であることを仮定している。
また、時刻Ｔａにおける車両位置の画像上の位置が、旋回操作基準点となる。
【００５８】
ステップ６：遠隔操縦装置Ｃのディスプレイ３３に、オンボードカメラ１４からの画像３８を重畳表示し、その上にステップ５において得られた旋回操作基準点γと、走行経路曲線α１とをオーバーレイ表示する。
【００５９】
ステップ７：ジョイスティック３５の入力に応じ、画像３８上の走行経路α１の再描画を行って、ステップ８に進む。
ステップ８：入力された走行経路情報（開始位置／曲率等）と移動指示速度、それを生成するために用いた画像のタイムスタンプＴｉｍｇを無人車両Ｂに向けて送信する。
【００６０】
ステップ９：ステップ８において送信されたステアリング角度指示情報、移動速度指示情報を含む操縦情報を無人車両Ｃにおいて受信して、ステップ１０に進む。
ステップ１０：ステアリング角度指示情報に基づいて、ステアリング指示角度を旋回曲率κに変換する。
【００６１】
ステップ１１Ａ：ステアリング指示角度δ、加速度及び現在の移動速度に基づいて、無人車両Ｂのダイナミクスを考慮した旋回曲率κを算出する。
ステップ１１Ｂ：旋回曲率κと加速度とから、横滑り限界速度と横転限界速度とを算出する。
【００６２】
ステップ１２Ａ：無人車両Ｂの停止距離を算出する。
ステップ１２Ｂ：移動指示速度が限界速度よりも大きいか否かを判定し、移動指示速度が限界速度よりも大きいと判定したときにはステップ１３Ｂに進み、そうでなければステップ１４Ｂに進む。
【００６３】
ステップ１３Ａ：旋回曲率κに相当する移動経路、停止距離を遠隔操縦装置Ｃに送信する。
ステップ１３Ｂ：移動指示速度を限界速度に設定して、ステップ１４Ｂに進む。
【００６４】
ステップ１４Ａ：ステアリング用アクチュエータ１８に旋回曲率κに相当するステアリング角度を指示する。
ステップ１４Ｂ：ブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９に、移動指示速度を指示する。
【００６５】
ステップ１５：移動機構Ｄを介して無人車両Ｂを移動する。
ステップ１６：加速度と移動速度とを計測して、ステップ９に戻る。
【００６６】
以上の構成からなる無線操縦システムによれば、次の効果を得ることができる。
・たとえ通信遅延が生じているときであっても、高い移動速度における移動体の遠隔操作を安全に行うことができる。
・現在の移動速度におけるステアリング可能な角度範囲を算出し、算出した停止距離とステアリング角度範囲に基づき、現在の移動速度における停止可能範囲を重畳表示しているので、操縦者は、表示部上で停止可能範囲を視認できるために安心して無人車両の操縦をすることができる。
【００６７】
なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・車両に既にドライブ/ブレーキバイワイヤ機構があり、かつ、ＥＣＵからの制御が可能な場合、ステアリング用アクチュエータ１８やブレーキ／アクセル用アクチュエータ１９に代えて、それらを用いた構成にしてもよい。
【００６８】
・上述した実施形態においては、旋回操作基準点や移動体の幅に対応する幅ゲージを画像に重畳表示した例について説明したが、必ずしも表示する必要はない。
【００６９】
上述した実施形態に限るものではなく、次のような構成にしてもよい。
・移動経路上の障害物を検知するための障害物検知センサとともに、その障害物検知センサによって障害物を検知する障害物検知手段とを設けるとともに、障害物を検知したとき、移動手段によって、移動機構による移動を停止させる。
これにより、無人車両の周囲に存在する人の安全を確保することができる。
【００７０】
・本実施形態においては、移動体として無人車両を例として説明したが、無人偵察機等に準用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０Ｂ                      限界移動条件生成手段
１０Ｃ                      移動条件判定手段
１０Ｄ                      移動手段
１４                        撮像部（オンボードカメラ）
１５                        ＧＰＳ（移動状態取得部）
１６                        バーチカルジャイロ（移動状態取得部）
２０                        車速パルス（移動状態取得部）
３３                        表示部
３６                        操縦部
Ｂ                          移動体（無人車両）
Ｃ                          遠隔操縦装置
Ｄ                          移動機構
【図１】
2011085999.tif 000004
【図２】
2011085999.tif 000005
【図３】
2011085999.tif 000006
【図４】
2011085999.tif 000007
【図５】
2011085999.tif 000008
【図６】
2011085999.tif 000009
【図７】
2011085999.tif 000010
【図８】
2011085999.tif 000011