(57)【要約】【課題】凹部となる側溝、および歩道と車道の段差等を、走査機構を持たない安価な距離センサで検知する。【解決手段】路面監視装置２において、超音波センサ１１から空中に発する超音波の一部を路面方向にも発する。障害物検知部３０は、路面で反射して帰着した反射波を受信した受信波の形態を、当路面における過去の受信波の形態と比較して欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で路面の凹部の存在を判定する。この判定結果に基づいて、警報部３が運転者に警報を与え、制御部４が路面の凹部への脱落および転落を回避するよう電動カート１を制御する。【選択図】図１
2015132511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動カートに搭載される路面監視装置であって、
探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する距離センサと、
前記距離センサに、前記送信波の送信と前記反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、
前記送受信部の送受信結果に基づいて前記障害物を検知する障害物検知部とを備え、
前記距離センサは、前記送信波の一部を路面方向にも発し、
前記障害物検知部は、前記路面で反射して帰着した反射波を前記距離センサで受信した受信波の形態を、前記路面における過去の受信波の形態と比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定することを特徴とする路面監視装置。
【請求項２】
電動カートに搭載される路面監視装置であって、
探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する、少なくとも２個の距離センサと、
前記距離センサに、前記送信波の送信と前記反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、
前記送受信部の送受信結果に基づいて前記障害物を検知する障害物検知部とを備え、
前記少なくとも２個の距離センサは、前記送信波の一部を路面方向にも発し、
前記障害物検知部は、前記路面で反射して帰着した反射波を前記少なくとも２個の距離センサで受信した受信波の形態同士を比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定することを特徴とする路面監視装置。
【請求項３】
前記少なくとも２個の距離センサの検知方向は、前記電動カートを上から見たときに走行方向と同じ方向に向いていることを特徴とする請求項２記載の路面監視装置。
【請求項４】
前記少なくとも２個の距離センサの検知方向は、前記電動カートを上から見たときに走行方向とその直交方向との間のいずれかの方向、かつ、当走行方向を挟んで互いに相対する方向に向いていることを特徴とする請求項２記載の路面監視装置。
【請求項５】
前記少なくとも２個の距離センサの検知方向は、前記電動カートを上から見たときに、一方が前記電動カートの走行方向とその直交方向との間のいずれかの方向を向き、他方が当走行方向と反対の方向を向いていることを特徴とする請求項２記載の路面監視装置。
【請求項６】
前記距離センサは、超音波式あるいは電波式であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の路面監視装置。
【請求項７】
前記障害物検知部は、比較対象の一方の受信波の振幅が他方の受信波の振幅に対して規定の比率以下になる部分を前記欠落部分として検知することを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の路面監視装置。
【請求項８】
前記障害物検知部は、前記欠落部分が設定時間以上あるいは設定長以上に継続した場合に、前記路面の凹部が存在すると判定することを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の路面監視装置。
【請求項９】
前記障害物検知部は、前記受信波を平滑化し閾値で波形整形した波形が立ち下がるタイミングを検知して、前記受信波の形態に前記欠落部分が発生するタイミングを判定することを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の路面監視装置。
【請求項１０】
前記障害物検知部は、前記距離センサの取り付け高さと、前記受信波の形態に前記欠落部分が発生するタイミングまでの伝播時間に基づいて、前記距離センサから前記路面の凹部までの距離を算出することを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項記載の路面監視装置。
【請求項１１】
探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する距離センサと、
前記距離センサに、前記送信波の送信と前記反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、
前記送受信部の送受信結果に基づいて前記障害物を検知する障害物検知部と、
走行状態を示す情報および前記障害物検知部の検知結果に基づいて、走行を制御する制御部とを備える電動カートであって、
前記距離センサは、前記送信波の一部を路面方向にも発し、
前記障害物検知部は、前記路面で反射して帰着した反射波を前記距離センサで受信した受信波の形態を、前記路面における過去の受信波の形態と比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定し、
前記制御部は、前記障害物検知部が判定した前記路面の凹部への脱落および転落を回避するよう前記電動カートを制御することを特徴とする電動カート。
【請求項１２】
探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する、少なくとも２個の距離センサと、
前記距離センサに、前記送信波の送信と前記反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、
前記送受信部の送受信結果に基づいて前記障害物を検知する障害物検知部と、
走行状態を示す情報および前記障害物検知部の検知結果に基づいて、走行を制御する制御部とを備える電動カートであって、
前記少なくとも２個の距離センサは、前記送信波の一部を路面方向にも発し、
前記障害物検知部は、前記路面で反射して帰着した反射波を前記少なくとも２個の距離センサで受信した受信波の形態同士を比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定し、
前記制御部は、前記路面の凹部への脱落および転落を回避するよう前記電動カートを制御することを特徴とする電動カート。
【請求項１３】
前記制御部は、前記路面の凹部への脱落および転落を回避するよう前記電動カートの走行速度を制御することを特徴とする請求項１１または請求項１２記載の電動カート。
【請求項１４】
前記制御部は、前記路面の凹部への脱落および転落を回避するよう前記電動カートの走行方向を制御することを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちのいずれか１項記載の電動カート。
【請求項１５】
前記障害物検知部が前記路面の凹部を判定したことを運転者に報知する警報部を備えることを特徴とする請求項１１から請求項１４のうちのいずれか１項記載の電動カート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動カート（例えば、ゴルフ場用乗用カート、ハンドル形電動車いす等）が走行する路面を監視する路面監視装置、およびこの路面監視装置の監視結果に応じて走行を制御する電動カートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電動カートは、底面領域が小さく、比較的重心が高いので、低い凸部にタイヤを乗り上げたり、あるいは凹部にタイヤが脱輪したりすると簡単に転倒するという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するため、例えば非特許文献１および特許文献１では、広角走査型のレーザレーダ（距離センサ）を用いて、電動カートの走行方向の障害物と路面の凹凸状態とを検知し、障害物および凸部への衝突ならびに凹部への転落を回避する装置が研究されている。
【０００４】
また、特許文献１では、複数の超音波センサ、１つ以上の首振り機構付き超音波センサ、および３次元レーダレーザを用いて、地面から空中まで障害物の距離情報を走査・計測し、３次元的な障害物を認識する方法が提案されている。
【０００５】
さらに、特許文献２では、超音波センサから地面へ超音波を直接放射し、路面の勾配を検知する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１２８７２２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４４２１１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】佐藤晶則、外３名、「危険回避アシストシステムを有する電動カートの開発」、日本ロボット学会学術講演会予稿集、２９巻、２０１１年９月７日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２のように１つの超音波センサを使用する場合、障害物と路面の凹凸を同時に検知することが困難であるという課題があった。
一方、非特許文献１および特許文献１のように、走査型のレーザレーダ、首振り機構付き超音波センサ等を使用する場合、障害物と路面の凹凸を同時に検知可能であるが、高価であるという課題があった。
【０００９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、凹部となる側溝、および歩道と車道の段差等を、走査機構を持たない安価な距離センサで検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係る路面監視装置は、電動カートに搭載されるものであって、探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する距離センサと、距離センサに、送信波の送信と反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、送受信部の送受信結果に基づいて障害物を検知する障害物検知部とを備え、距離センサは、送信波の一部を路面方向にも発し、障害物検知部は、路面で反射して帰着した反射波を距離センサで受信した受信波の形態を、前記路面における過去の受信波の形態と比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定するものである。
【００１１】
この発明に係る路面監視装置は、電動カートに搭載されるものであって、探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する、少なくとも２個の距離センサと、距離センサに、送信波の送信と反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、送受信部の送受信結果に基づいて障害物を検知する障害物検知部とを備え、少なくとも２個の距離センサは、送信波の一部を路面方向にも発し、障害物検知部は、路面で反射して帰着した反射波を少なくとも２個の距離センサで受信した受信波の形態同士を比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定するものである。
【００１２】
この発明に係る電動カートは、探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する距離センサと、距離センサに、送信波の送信と反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、送受信部の送受信結果に基づいて障害物を検知する障害物検知部と、走行状態を示す情報および障害物検知部の検知結果に基づいて、走行を制御する制御部とを備えるものであって、距離センサは、送信波の一部を路面方向にも発し、障害物検知部は、路面で反射して帰着した反射波を距離センサで受信した受信波の形態を、前記路面における過去の受信波の形態と比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定し、制御部は、路面の凹部への脱落および転落を回避するよう電動カートを制御するものである。
【００１３】
この発明に係る電動カートは、探査用の送信波を空中へ発し、障害物によって反射して帰着する反射波を受信する距離センサと、距離センサに、送信波の送信と反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部と、送受信部の送受信結果に基づいて障害物を検知する障害物検知部と、走行状態を示す情報および障害物検知部の検知結果に基づいて、走行を制御する制御部とを備えるものであって、少なくとも２個の距離センサは、送信波の一部を路面方向にも発し、障害物検知部は、路面で反射して帰着した反射波を少なくとも２個の距離センサで受信した受信波の形態同士を比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で前記路面の凹部の存在を判定し、制御部は、路面の凹部への脱落および転落を回避するよう電動カートを制御するものである。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、距離センサの送信波の一部を路面方向に発し、その受信波の欠落部分を検知して路面の凹部の存在を判定するようにしたので、当凹部となる側溝、および歩道と車道の段差等を、走査機構を持たない安価な距離センサで検知する路面監視装置を提供することができる。
【００１５】
この発明によれば、距離センサの送信波の一部を路面方向に発し、その受信波の欠落部分を検知して路面の凹部の存在を判定して当凹部を回避するようにしたので、当凹部となる側溝、および歩道と車道の段差等を、走査機構を持たない安価な距離センサで検知して回避する電動カートを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に係る路面監視装置を搭載した電動カートの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る電動カートを示す外観斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る電動カートに対する超音波センサの設置例を示す平面図である。
【図４】実施の形態１に係る路面監視装置の路面監視動作を説明する図である。
【図５】図４の超音波センサの受信波形を示すグラフである。
【図６】実施の形態１に係る路面監視装置による距離の算出方法を説明する図である。
【図７】実施の形態１に係る電動カートの路面凹部回避動作を説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１のブロック図および図２の外観斜視図に示すように、この発明の実施の形態１に係る電動カート１は、路面を監視する路面監視装置２と、路面監視装置２の結果を運転者に報知する警報部３と、走行状態情報および路面監視装置２の結果に基づいて走行を制御する制御部４とを備えている。この電動カート１は、ハンドル５、運転席６、前輪７ａ，７ｂ、および後輪８ａ，８ｂ等を備えたゴルフ場用乗用カート、ハンドル形電動車いす等であり、一般的に前輪７ａ，７ｂがハンドル５と連結され操舵輪として機能する。
【００１８】
路面監視装置２は、複数の超音波センサ１１〜１４から構成される距離センサ部１０と、超音波センサ１１〜１４と同数の送受信回路２１〜２４から構成される送受信部２０と、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）等から構成される障害物検知部３０とを備えている。この障害物検知部３０は、マイコンのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）が内部メモリに格納されたプログラムを実行することによって実現される。
なお、図２の構成例では、超音波センサと送受信回路を４個ずつ設けているが、任意の個数でよい。
【００１９】
距離センサ部１０の超音波センサ１１〜１４それぞれは、探査用の超音波を空中および路面へ発し、障害物および路面によって反射して帰着する反射波を受信する。送受信部２０の送受信回路２１〜２４それぞれは、超音波センサ１１〜１４に超音波の送信と反射波の受信を繰り返し行わせる。障害物検知部３０は、送受信回路２１〜２４それぞれの送受信結果に基づいて、障害物の有無および路面の凹部の有無を検知する。
【００２０】
図３は、電動カート１に対する超音波センサ１１〜１４の設置例を示す平面図である。各図に、超音波センサ１１〜１４の検知範囲１１ａ〜１４ａと、路面の凹部１００の一例とを示す。凹部１００は、路面の窪み、溝、歩道から車道に変わる段差などである。
【００２１】
図３（ａ）の設置例では、超音波センサ１１〜１４を車体の４箇所のコーナ部に設置している。電動カート１を上から見たときに、超音波センサ１１，１２の検知方向（即ち、検知感度の高い方向）は斜め前、即ち、電動カート１の走行方向Ａとその直交方向との間のいずれかの方向に向いている。超音波センサ１３，１４の検知方向は斜め後ろ、即ち、電動カート１の走行方向Ａと反対の方向に向いている。
【００２２】
図３（ｂ）の設置例では、超音波センサ１３を車体のフロント部に設置し、超音波センサ１４をリア部に設置している。超音波センサ１１，１２は、図３（ａ）と同様に、車体のフロント部側の２箇所のコーナ部に設置している。超音波センサ１３の検知方向は、電動カート１の走行方向Ａと同じ方向に向いている。超音波センサ１４の検知方向は、電動カート１の走行方向Ａと反対の方向に向いている。
【００２３】
図３（ｃ）の設置例では、車体のフロント部側のコーナ部に設置した超音波センサ１１，１２の検知方向が、電動カート１の走行方向Ａと直交する方向に向いている。超音波センサ１３，１４は、図３（ｂ）と同様に、車体のフロント部とリア部に設置している。
【００２４】
図３（ｄ）の設置例では、車体のフロント部側のコーナ部に設置した超音波センサ１１，１２の検知方向が、電動カート１の走行方向Ａと同じ方向に向いている。超音波センサ１４は、図３（ｂ）および図３（ｃ）と同様に、車体のリア部に設置している。また、図３（ｄ）の設置例では超音波センサ１３を使用しない。
【００２５】
超音波センサ１１〜１４の配置は図３（ａ）〜図３（ｄ）の例に限定されるものではなく、また、超音波センサの設置数は少なくとも１個以上であればよい。
【００２６】
次に、路面監視装置２の動作を説明する。
図４は、路面監視装置２の路面監視動作を説明する図であり、図示しない電動カート１が走行方向Ａへ走行する場合を示す。以下では、電動カート１のフロント部に設置された超音波センサ１１を例に用いて説明する。検知範囲１１ａは垂直断面を表しており、超音波センサ１１から空中へ送信される超音波の一部が路面方向にも発せられていることが分かる。この超音波センサ１１が図４（ａ）〜図４（ｅ）を探査したときの受信波形を、図５（ａ）〜図５（ｅ）に示す。図５の各グラフの縦軸は受信波の振幅、横軸は時間である。
【００２７】
送受信回路２１が超音波センサ１１を駆動し、図４（ａ）の路面に対して超音波を送受信した場合、図５（ａ）のグラフに示すように、路面の凹凸形状に応じた個々の受信波２０１を受信する。２００は送信時の不感帯である。
障害物検知部３０は、個々の受信波２０１を平滑化して受信波２０２（受信波の形態）にする。障害物検知部３０は例えば、個々の受信波２０１のピーク値を検出して保持したピークホールド波形を受信波２０２にしたり、個々の受信波２０１の移動平均を算出して受信波２０２にしたり、個々の受信波２０１をフィルタ処理して受信波２０２にしたりすればよく、平滑化の方法は問わない。
【００２８】
障害物検知部３０には、受信波２０２が路面で反射して超音波センサ１１に帰着した反射波か否かを判別するための閾値ＴＨ１が設定されており、閾値ＴＨ１以上の受信波２０２が発生している区間を路面反射区間ｔａ（単位は時間）と判定する。
【００２９】
電動カート１が図４（ａ）の位置から走行方向Ａへ進み、超音波センサ１１が図４（ｂ）の路面に対して超音波を送受信した場合、受信波２０２の路面反射区間ｔｂは、図５（ｂ）のようになる。
障害物検知部３０は、最新の路面反射区間ｔｂと過去の路面反射区間ｔａが同等であれば、路面は平坦であって凹部１００は存在しないと判定する。
【００３０】
電動カート１が図４（ｂ）の位置から走行方向Ａへ進み、超音波センサ１１が図４（ｃ）の路面に対して超音波を送受信した場合、路面の凹部１００へ向けて送信した超音波の反射波が帰着しないので、受信波２０２には欠落部分２０３が生じる。
障害物検知部３０は、最新の路面反射区間ｔｃと過去の路面反射区間ｔｂ（またはｔａ）を比較して、最新の路面反射区間ｔｃの欠落部分２０３を検知し、欠落部分２０３に路面の凹部１００が存在すると判定する。
【００３１】
欠落部分２０３の検知方法として、例えば、障害物検知部３０が平滑化した受信波２０１を閾値ＴＨ１で波形整形し、整形した波形の立ち上がりを検知して路面反射区間ｔｂ，ｔｃの発生タイミングにし、当整形した波形の立ち下がりを検知して路面反射区間ｔｂ，ｔｃの終了タイミングにする。そして、路面反射区間ｔｂ，ｔｃの終了タイミングを比較して、欠落部分２０３の幅を判定する。
【００３２】
また例えば、障害物検知部３０は、最新の路面反射区間ｔｃの振幅が、過去の路面反射区間ｔｂの振幅に対して規定の比率（例えば、１／２）以下になる部分を、欠落部分２０３として検知し、路面の凹部１００が存在すると判定してもよい。
【００３３】
また例えば、障害物検知部３０は、欠落部分２０３として検知した区間が設定時間以上に継続する場合に、路面の凹部１００が存在すると判定し、短い欠落部分２０３を凹部１００ではないと判定してもよい。あるいは、欠落部分２０３として検知した区間の長さが、設定長以上に継続する場合に、路面の凹部１００が存在すると判定してもよい。
【００３４】
電動カート１が図４（ｃ）の位置から走行方向Ａへ進み、超音波センサ１１が図４（ｄ）の路面に対して超音波を送受信した場合、図４（ｃ）と同様に路面の凹部１００へ向けて送信した超音波の反射波が帰着しないので、受信波２０２には欠落部分２０３が生じる。電動カート１が路面の凹部１００に接近するにつれ、欠落部分が長くなっていき、路面反射区間の発生時間は短くなっていく。
障害物検知部３０は、最新の路面反射区間ｔｄと過去の路面反射区間ｔｃ（またはｔａ，ｔｂ）を比較して、最新の路面反射区間ｔｄの欠落部分２０３を検知し、欠落部分２０３に路面の凹部１００が存在すると判定する。
【００３５】
電動カート１が図４（ｄ）の位置から走行方向Ａへ進み、超音波センサ１１が図４（ｅ）の路面に対して超音波を送受信した場合、受信波２０２の路面反射区間ｔｅは、図５（ｅ）のようになる。また、背の高い障害物１０１（例えば、ポール）で反射した超音波が、受信波２１０として現われる。
このような背の高い障害物１０１を検知するためには、障害物検知部３０に、路面用の閾値ＴＨ１より大きい値の閾値ＴＨ２を設定し、閾値ＴＨ２以上の受信波２１０を判別して背の高い障害物１０１が存在すると判定する。なお、背の高い障害物１０１がポールのような幅の狭い物体である場合、障害物１０１の脇を抜けた超音波の反射波が超音波センサ１１に帰着するので障害物１０１の後方の路面を観測できる。
【００３６】
次に、図６を参照して、超音波センサ１１から路面の凹部１００および背の高い障害物１０１までの距離の算出方法を説明する。
障害物検知部３０は、式（１）により、超音波センサ１１から凹部１００までの距離Ｌｄｒを算出する。また、障害物検知部３０は、式（２）により、超音波センサ１１から背の高い障害物１０１までの距離Ｌｕｒを算出する。
【００３７】
2015132511.tif 000003
【００３８】
ここで、Ｌｄ，Ｌｕは超音波の伝播経路、Ｖｃは超音波の伝播速度、Ｈは路面から超音波センサ１１までの高さ、Ｔｃ，Ｔｄは超音波センサ１１による凹部１００までの超音波の伝播時間（図５（ｃ）、図５（ｄ）参照）、Ｔｅは超音波センサ１１による障害物１０１までの超音波の伝播時間（図５（ｅ）参照）である。
【００３９】
障害物検知部３０は、上記の方法により、電動カート１から路面の凹部１００または背の高い障害物１０１までの距離情報を算出する。また、凹部１００または障害物１０１を検知した超音波センサ１１の設置位置と検知方向に基づいて、電動カート１に対する凹部１００または障害物１０１の方向を算出する。
障害物検知部３０は、路面の凹部１００または背の高い障害物１０１を検知したことを電動カート１の警報部３へ通知すると共に、距離および方向等の情報を制御部４へ通知する。
【００４０】
警報部３は、路面の凹部１００または背の高い障害物１０１を検知したことを障害物検知部３０から通知されると、音または光等により運転者へ警報を与える。
制御部４は、電動カート１に搭載されたアクセル・ブレーキ操作センサ、前進・後進を切り替えるチェンジレバー、および車輪速センサ等から、電動カート１の走行方向および走行速度等を表す走行状態情報を取得する。この制御部４は、凹部１００または障害物１０１までの距離および方向等の情報を障害物検知部３０から通知されると、この情報と走行状態情報とに基づいて電動カート１の走行を制御して凹部１００への脱落および転落、ならびに障害物１０１への衝突を回避する。
【００４１】
具体例として、例えば制御部４が電動カート１の走行駆動モータおよびブレーキ操作モータ等を制御して走行速度を変更し、凹部１００または障害物１０１より手前で電動カート１を停止させる。
また例えば、制御部４が電動カート１のハンドル操作モータ等を制御して、ハンドル５と連結した前輪７ａ，７ｂを操舵し、凹部１００または障害物１０１を避ける。
【００４２】
図７の例では、走行方向Ａへ前進中の電動カート１において超音波センサ１２により路面の凹部１００が検知された場合に、制御部４が通知された情報に基づいて外輪走行軌跡Ｂと内輪走行軌跡Ｃを予測し、電動カート１が予測軌跡を走行するようにハンドル操作モータ等を制御して左旋回させる。
【００４３】
以上より、実施の形態１によれば、電動カート１に搭載された路面監視装置２は、探査用の超音波を空中へ発し、障害物１０１によって反射して帰着する反射波を受信する距離センサ部１０と、距離センサ部１０に、超音波の送信と反射波の受信を繰り返し行わせる送受信部２０と、送受信部２０の送受信結果に基づいて障害物１０１を検知する障害物検知部３０と備え、距離センサ部１０は超音波の一部を路面方向にも発し、障害物検知部３０は路面で反射して帰着した反射波を距離センサ部１０で受信した受信波２０２の形態を、前記路面における過去の受信波２０２の形態と比較して欠落部分２０３を検知し、当欠落部分２０３の検知で前記路面の凹部１００の存在を判定するように構成した。このため、ビーム走査機構の不要な安価な超音波式の距離センサを用いながらも、溝あるいは歩道から車道に変わる段差等の凹部１００を検知することができる。
【００４４】
また、実施の形態１によれば、障害物検知部３０は、最新の受信波２０２が過去の受信波に対して規定の比率（例えば、１／２）以下になる部分を欠落部分２０３として検知するようにしたので、受信波２０２の特徴を抽出してより確実な路面状態の判定ができる。
【００４５】
また、実施の形態１によれば、障害物検知部３０は、欠落部分２０３が設定時間以上または設定長以上に継続した場合に、路面の凹部１００が存在すると判定するようにしたので、受信波２０２の特徴を抽出してより確実な路面状態の判定ができる。
【００４６】
また、実施の形態１によれば、障害物検知部３０は、個々の受信波２０１を平滑化し閾値ＴＨ１で波形整形した波形が立ち下がるタイミングを検知して、受信波２０２の形態に欠落部分２０３が発生するタイミングを判定するようにしたので、簡易な信号処理で路面状態を把握することができる。よって、障害物検知部３０を構成するマイコンの処理負荷が軽い。
【００４７】
また、実施の形態１によれば、障害物検知部３０は、超音波センサ１１〜１４の取り付け高さ（図６に示すＨ）と、受信波２０２の形態に欠落部分２０３が発生するタイミングまでの伝播時間（同図のＬｄ）に基づいて、超音波センサ１１〜１４から路面の凹部１００までの距離（同図のＬｄｒ）を算出するようにしたので、簡易な信号処理で路面状態を把握することができる。よって、障害物検知部３０を構成するマイコンの処理負荷が軽い。
【００４８】
また、実施の形態１によれば、電動カート１は、上述した路面監視装置２と、電動カート１の走行状態情報および障害物検知部３０の検知結果に基づいて走行を制御する制御部４とを備え、制御部４は、障害物検知部３０が判定した凹部１００への脱落および転落を回避するよう電動カート１を制御するように構成した。このため、電動カート１が凹部１００へ脱落および転落するのを未然に防ぐことができる。
【００４９】
また、実施の形態１によれば、制御部４は、路面の凹部１００への脱落および転落を回避するよう電動カート１の走行速度を制御するように構成したので、電動カート１が凹部１００へ脱落および転落するのを未然に防ぐことができる。
【００５０】
また、実施の形態１によれば、制御部４は、路面の凹部１００への脱落および転落を回避するよう電動カート１の走行方向を制御するように構成したので、電動カート１が凹部１００へ脱落および転落するのを未然に防ぐことができる。
【００５１】
また、実施の形態１によれば、電動カート１は、障害物検知部３０が路面の凹部１００を判定したことを運転者に報知する警報部３を備える構成にしたので、運転者に注意を喚起できる。
【００５２】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、１個の超音波センサの受信波の形態を過去の受信波の形態と比較して路面の凹部を判定する構成にしたが、本実施の形態２では、少なくとも２個の超音波センサの受信波の形態同士を比較して路面の凹部を判定する。
なお、実施の形態２の電動カートおよび路面監視装置は、図１〜図３に示す電動カート１および路面監視装置２と図面上では同様の構成であるため、以下では図１〜図３を援用して説明する。
【００５３】
例えば、図３（ｄ）のように、超音波センサ１１，１２の検知方向を、電動カート１を上から見たときに走行方向Ａと概ね同じ方向に向ける。路面監視装置２は、超音波センサ１１，１２の受信波の形態同士を比較することで、超音波を反射しない前方の凹部（不図示）を検知する。路面監視装置２の動作は上記実施の形態１と同様のため説明は省略する。
この設置例の場合には、２個の超音波センサ１１，１２を略同一方向に向けることで、同一条件の路面の観測ができる。凹凸の度合等の条件が同じ路面を観測することにより、受信波の比較精度が上がり、路面の凹部を高精度に検知できる。
【００５４】
また例えば、図３（ａ）と図３（ｂ）のように、超音波センサ１１，１２の検知方向を、電動カート１を上から見たときに走行方向Ａとその直交方向との間のいずれかの方向（図では約４５度の方向）、かつ、当走行方向Ａを挟んで互いに相対する方向に向ける。あるいは図３（ｃ）のように、超音波センサ１１，１２の検知方向を、電動カート１を上から見たときに走行方向Ａとその直交方向との間のいずれかの方向（図では約９０度の直交方向）、かつ、当走行方向Ａを挟んで互いに相対する方向に向ける。路面監視装置２は、超音波センサ１１，１２の受信波の形態同士を比較することで、前方から側方までの広範囲に存在する凹部（不図示）を検知する。
この設置例の場合には、広範囲に、同一条件の路面の観測ができる。
【００５５】
また例えば、図３（ｂ）と図３（ｃ）のように、電動カート１を上から見たとき、超音波センサ１３の検知方向を走行方向Ａと概ね同じ方向に向け、超音波センサ１４の検知方向を走行方向Ａと反対の方向に向ける。路面監視装置２は、超音波センサ１３，１４の受信波の形態同士を比較することで、前方および後方に存在する凹部（不図示）を検知する。
この設置例の場合には、広範囲に、同一条件の路面の観測ができる。
【００５６】
なお、路面の凹部を検知するための超音波センサの組み合わせは、上記例に限定されるものではない。例えば、図３（ａ）において超音波センサ１１，１２を組み合わせて前方の路面を観測するだけでなく、超音波センサ１２，１４を組み合わせて右側方の路面を観測したり、超音波センサ１１，１３を組み合わせて左側方の路面を観測したり、超音波センサ１３，１４を組み合わせて前後方向の路面を観測したりすることも可能である。
また例えば、図３（ｂ）において、超音波センサ１１，１２の組み合わせ、超音波センサ１３，１４の組み合わせだけでなく、超音波センサ１１，１３の組み合わせ、超音波センサ１１，１４の組み合わせ等も可能である。図３（ｃ）、図３（ｄ）についても様々な組み合わせが可能である。
【００５７】
以上より、実施の形態２によれば、電動カート１に搭載された路面監視装置２は、少なくとも２個の超音波センサ１１〜１４を備え、障害物検知部３０は、路面で反射して帰着した反射波を少なくとも２個の超音波センサで受信した受信波の形態同士を比較して、欠落部分を検知し、当欠落部分の検知で路面の凹部の存在を判定するように構成した。このため、ビーム走査機構の不要な安価な超音波式の距離センサを用いながらも、溝あるいは歩道から車道に変わる段差等の凹部を検知することができる。
【００５８】
なお、実施の形態１，２では、距離センサとして超音波センサ１１〜１４を使用したが、超音波式に限定されるものではなく、電波式等であってもよい。超音波式および電波式の距離センサは検知視野が広いため、従来のようなビーム走査機構の不要な安価な路面監視装置２および電動カート１を実現できる。
【００５９】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１  電動カート、２  路面監視装置、３  警報部、４  制御部、５  ハンドル、６  運転席、７ａ，７ｂ  前輪、８ａ，８ｂ  後輪、１０  距離センサ部、１１〜１４  超音波センサ、１１ａ〜１４ａ  検知範囲、２０  送受信部、２１〜２４  送受信回路、３０  障害物検知部、１００  凹部、１０１  障害物。
【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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