(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超信地旋回機能を有する自律走行車両であって、
車両本体の前面および後面に設けられる前後バンパと、
車両本体の側面に設けられ、センシングエッジからなるサイドバンパと、
車両本体の側面に設けられ、前記前後バンパと前記サイドバンパとの間をつなぐようにして設けられるセンシングエッジからなる補助バンパとを備え、
前記前後バンパ、前記サイドバンパおよび前記補助バンパによって、車両本体の全周における接触検知が可能とされていることを特徴とする自律走行車両。
【請求項２】
請求項１に記載の自律走行車両であって、
前記サイドバンパおよび前記補助バンパは、センシングエッジ端部の不検知部長さに対して、水平方向に前記不検知部長さの２倍以上のオーバーラップ域を有していることを特徴とする自律走行車両。
【請求項３】
請求項１または２に記載の自律走行車両であって、
前記補助バンパの長手方向を水平方向に対して斜めに配置し、前記補助バンパによって高さ方向においても前記前後バンパと前記サイドバンパとの間をつないでいることを特徴とする自律走行車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサなどで障害物を検知しながらの自律走行を行う自律走行車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自律走行する自律走行車両が実用化されている。このような自律走行車両では、光学センサなどで障害物を検知することで、事故を回避するように動作を制御している。しかしながら、このようなセンサ検知によってあらゆる障害物との接触を確実に回避できるとは限らない。このため、自律走行車両においては、接触時の衝撃を緩衝するバンパを設けることはもちろん、障害物との接触が生じた時に走行を直ちに停止させることができるように、障害物との接触を検知する接触検知センサが必要とされる。
【０００３】
特許文献１には、車両の前部および後部にバンパを備え、かつ、バンパに障害物が接触した時に、これを検知するバンパスイッチを設けた自律走行車両が開示されている。また、特許文献１の自律走行車両は後輪操舵であり、操舵時の尻振りによる障害物の引っかけを防止するため、後部バンパの車両側面に近い部分にテープスイッチを装備している。
【０００４】
特許文献２には、車両の周囲に二重構造のバンパを備え、内側バンパにテープスイッチを貼付し、テープスイッチと外側バンパとの間に棒状部材を介在させた障害物検出装置が開示されている。特許文献２の障害物検出装置では、バンパに障害物が接触すると棒状部材がテープスイッチを押圧して接触が検出されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１６６９６８号公報
【特許文献２】特開２００１−２２８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の自律走行車両では、バンパは車両の前部および後部にしか備えられておらず、後部バンパの側面以外では車両側面の接触を検知するセンサは設けられていない。これは、特許文献１の自律走行車両が、前後方向の走行しか想定していないためである。すなわち、走行中の車両側面に接触が生じたとしても、接触箇所における速度成分は十分に小さいと考えられるため、車両側面における接触検知センサは不要とされている。
【０００７】
しかしながら、自律走行車両が超信地旋回の機能を有する場合には、特許文献１における接触検知では不十分である。超信地旋回とは、車両の左右両側の車輪を互いに逆方向に回転させ、その場に留まりながら回転することである。このような超信地旋回時には、車両側面に接触が生じたままで旋回を続けることは危険であるため、車両側面においても接触検知センサが必要となる。すなわち、超信地旋回の機能を有する自律走行車両では、車両の全周で接触検知が行えるようにする必要がある。
【０００８】
特許文献２の障害物検出装置は、車両の全周を保護する環状のバンパを有しており、該バンパには車両の全周で接触検知が行えるようテープスイッチが備えられている。しかしながら、このような環状バンパは全周囲で均一の厚みとされているため、車体幅を増大させるといった課題がある。自律走行車両は、狭い通路の走行や障害物の多い箇所での使用が求められることも多く、利便性を高めるには特に車体幅を小さくすることが求められる。特許文献２の環状バンパは、この目的には適していない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、車体幅を小さくでき、かつ、車両のほぼ全周での接触検知と安全保護が可能なバンパを備えた自律走行車両を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明は、超信地旋回機能を有する自律走行車両であって、車両本体の前後方向に設けられる前後バンパと、車両本体の左右方向に設けられ、センシングエッジからなるサイドバンパと、車両本体の左右方向に設けられ、前記前後バンパと前記サイドバンパとの間をつなぐようにして設けられるセンシングエッジからなる補助バンパとを備え、前記前後バンパ、前記サイドバンパおよび前記補助バンパによって、車両本体の全周における接触検知が可能とされていることを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、前後バンパ、サイドバンパおよび補助バンパによって、車両本体の全周保護が図られると共に、車両本体の全周における接触検知が可能となる。前後バンパについては、車両本体の前後方向での安全保護と接触検知が行えればよいため、車両本体の幅寸法とほぼ同寸法とすることができる。また、サイドバンパおよび補助バンパはセンシングエッジによって構成され、センシングエッジは簡易的なバンパであるため、センシングエッジの配置による自律走行車両の車体幅の増大は最小限に抑えられる。これにより、本発明の自律走行車両は、車体幅を小さくでき、かつ、車両のほぼ全周での接触検知と安全保護が可能となる。
【００１２】
また、上記自律走行車両では、前記サイドバンパおよび前記補助バンパは、センシングエッジ端部の不検知部長さに対して、水平方向に前記不検知部長さの２倍以上のオーバーラップ域を有している構成とすることができる。
【００１３】
上記の構成によれば、サイドバンパと補助バンパとを水平方向にオーバーラップさせて配置することで、センシングエッジ端部の不検知部をカバーし、車両の全周での保護が確実なものとなる。
【００１４】
また、上記自律走行車両では、前記補助バンパの長手方向を水平方向に対して斜めに配置し、前記補助バンパによって高さ方向においても前記前後バンパと前記サイドバンパとの間をつないでいる構成とすることができる。
【００１５】
上記の構成によれば、補助バンパを斜めに配置することで、配置高さの異なるサイドバンパと前後バンパとの間をつなぐことができる。これにより、超信地旋回時において高さ方向に対しても検知漏れを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の自律走行車両は、前後バンパ、サイドバンパおよび補助バンパによって、車両本体の全周保護が図られると共に、車両本体の全周における接触検知が可能となる。また、前後バンパは、車両本体の前後方向での安全保護と接触検知を行うものとし、サイドバンパおよび補助バンパは簡易的なバンパであるセンシングエッジとすることで、自律走行車両の車体幅の増大は最小限に抑えられるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る自律走行車両の上面図である。
【図２】実施の形態１に係る自律走行車両の側面図である。
【図３】（ａ）はセンシングエッジの斜視図であり、（ｂ）はセンシングエッジの断面図である。
【図４】実施の形態２に係る自律走行車両の側面図である。
【図５】実施の形態３に係る自律走行車両の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態１に係る自律走行車両について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、実施の形態１に係る自律走行車両１０の上面図である。図２は、自律走行車両１０の側面図である。
【００１９】
自律走行車両１０は、予め設定された経路に沿って移動する四輪の車両であって、内部に設けられた電動モータによって駆動する。自律走行車両１０の進行速度や進行方向は、ＣＰＵ（制御部）によって制御されている。自律走行車両１０の左右の車輪は、それぞれ独立して駆動制御され、回転速度に差を設けることで進行方向を変えることができ、回転方向を互いに逆方向とすることで、位置を変えずに旋回（超信地旋回）することができる。なお、自律走行車両１０は、これに限定されず、車輪の数を変更したり、ベルト等を用いたりしてもよい。
【００２０】
また、自律走行車両１０は、車両前面に取り付けられた光学センサ等により、走行経路中に存在する障害物の位置や距離などを検知し、その検知結果に基づいて減速または停止したり、あるいは障害物の迂回措置を行ったりすることができる。上記光学センサは、例えばＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging）を用いた光学センサであって、検知波であるレーザ光を広範囲に照射し、物体からの反射光（反射波）を受光することで物体の位置や距離などを検知する。また、検知に使用するのはレーザ光に限定されず、赤外線、可視光、超音波、電磁波などを放射して、検知を行ってもよい。
【００２１】
センサによる障害物検知や該検知結果に基づく走行制御は、自律走行車両において公知の技術である。本実施の形態に係る自律走行車両１０においても、そのような公知技術を適用して走行制御を行うことが可能である。
【００２２】
これより、本発明の特徴であるバンパおよび接触検知センサの構造について説明する。自律走行車両１０は、図１および図２に示すように、車両本体１１の前後バンパとしてフロントバンパ１２およびリアバンパ１３を有している。フロントバンパ１２およびリアバンパ１３は、前進または後進時の接触を緩衝するために、衝撃吸収性を持つ弾性体（ゴムスポンジやウレタン等）で形成されている。
【００２３】
自律走行車両１０は、前進時の最大速度が５．０ｋｍ／ｈ程度に設定されており、フロントバンパ１２は、この速度での接触が生じた場合の衝撃吸収性を考慮して車体前後方向に１７０ｍｍ程度の長さを有するように設けられている。また、自律走行車両１０は、後進時の最大速度が２．５ｋｍ／ｈ程度に設定されており、リアバンパ１３は、この速度での接触が生じた場合の衝撃吸収性を考慮して車体前後方向に８０ｍｍ程度の長さを有するように設けられている。
【００２４】
また、フロントバンパ１２およびリアバンパ１３は、車両本体１１との接触側にテープスイッチ１４を有している。すなわち、フロントバンパ１２またはリアバンパ１３と障害物との接触が生じた場合には、テープスイッチ１４が該接触を検知する。テープスイッチ１４によって接触が検知された場合には、その検知信号が制御部に送られ、制御部が自律走行車両１０を停止させる。
【００２５】
上述したように、本実施の形態に係る自律走行車両１０は、超信地旋回の機能を有している。自律走行車両１０が超信地旋回をするときには、車体側面が障害物に接触することもある。このため、自律走行車両１０は、車両本体１１の両側面にサイドバンパ１５（図２中では斜線ハッチングで示す）を有している。また、超信地旋回時に、車体側面が障害物に接触した状態での旋回を続けることは危険であるため、車両側面においても接触検知センサが必要となる。自律走行車両１０は、サイドバンパ１５が車両側面の接触検知センサとしても機能するように、サイドバンパ１５をセンシングエッジとしている。
【００２６】
センシングエッジは、図３に示すように、ゴム等からなるセーフティカバー２０内にテープスイッチ２１を内蔵した汎用的な部材であり、障害物との接触が生じた時の衝撃吸収性と、接触検知機能とを併せ持つ。フロントバンパ１２およびリアバンパ１３と比べると簡易的なバンパであるが、超信地旋回時に生じうる衝突速度は最大でも１．５ｋｍ／ｈ程度であるため、サイドバンパ１５はセンシングエッジとしても十分な衝撃吸収性が得られる。
【００２７】
一方、センシングエッジは、車両本体１１のコーナー部分に沿わせて湾曲させた状態で配置することはできない。これは、センシングエッジを湾曲させると、エッジスイッチ内の電極板が湾曲によって変形し接触してしまうことで、常にオン状態となってしまうためである。このため、サイドバンパ１５は、車両本体１１の側面で湾曲させることなく直線的に配置する必要があるといった制約を受ける。
【００２８】
上記制約と車両本体１１のデザインやタイヤサイズなどとの兼ね合い上、サイドバンパ１５は、車両本体１１の側面全体をカバーするように配置することは困難となる。すなわち、車両本体１１の側面全体で、サイドバンパ１５を湾曲させることなく直線的に配置可能な領域を確保することは、車両本体１１のデザインに大きな制約を加えることとなり、その実現は困難である。したがって、車両本体１１の側面に配置される接触検知センサがサイドバンパ１５のみであれば、フロントバンパ１２とサイドバンパ１５の間、およびリアバンパ１３とサイドバンパ１５の間において不検知部が生じる。
【００２９】
このため、自律走行車両１０では、フロントバンパ１２とサイドバンパ１５との間、およびリアバンパ１３とサイドバンパ１５との間の側面の４箇所に、補助バンパ１６（図２中では斜線ハッチングで示す）を設けている。補助バンパ１６には、サイドバンパ１５と同様にセンシングエッジが使用される。このように、補助バンパ１６を備えることで、図１に示すように、自律走行車両１０の上面視において、車両の全周での接触検知と安全保護が可能なバンパを備えることが可能となる。すなわち、サイドバンパ１５および補助バンパ１６として使用されるセンシングエッジによって接触が検知された場合には、その検知信号が制御部に送られ、制御部が自律走行車両１０を停止させる。
【００３０】
また、補助バンパ１６にはセンシングエッジが使用されるため、サイドバンパ１５と同様に、補助バンパ１６は車両本体１１の側面で湾曲させることなく直線的に配置する必要がある。但し、補助バンパ１６が配置されるのは、フロントバンパ１２とサイドバンパ１５の間、およびリアバンパ１３とサイドバンパ１５の間の短い領域であるため、補助バンパ１６の配置が車両本体１１のデザインに大きな制約を与えることは無い。
【００３１】
また、フロントバンパ１２、リアバンパ１３、サイドバンパ１５および補助バンパ１６を備えた自律走行車両１０は、その車体幅を抑制できるといった利点を有する。フロントバンパ１２およびリアバンパ１３については、車両本体１１の前後方向での安全保護と接触検知が行えればよいため、車両本体１１の幅寸法とほぼ同寸法とされる。すなわち、フロントバンパ１２およびリアバンパ１３によって自律走行車両１０の車体幅が増大することは無い。
【００３２】
自律走行車両１０の側面には、センシングエッジからなるサイドバンパ１５および補助バンパ１６が配置される。センシングエッジは、フロントバンパ１２およびリアバンパ１３に比べて簡易的なバンパであるため、センシングエッジの配置による自律走行車両１０の車体幅の増大は最小限に抑えられる。
【００３３】
〔実施の形態２〕
以下、本発明の実施の形態２に係る自律走行車両について、図面を参照して詳細に説明する。図４は、実施の形態２に係る自律走行車両１０の側面図である。
【００３４】
実施の形態２に係る自律走行車両１０は、特に、サイドバンパ１５と補助バンパ１６とをオーバーラップさせて配置させている点に特徴を有する。サイドバンパ１５および補助バンパ１６に使用されるセンシングエッジは、その長手方向の全体が検知部とされているわけではなく、端部に不検知部が存在する。このため、サイドバンパ１５と補助バンパ１６とを水平方向にオーバーラップさせて配置することで、センシングエッジ端部の不検知部をカバーし、車両の全周での保護が確実なものとなる。
【００３５】
具体的には、センシングエッジ端部の不検知部長さに対して、サイドバンパ１５および補助バンパ１６のオーバーラップ域の長さＬ（図４参照）はその２倍以上とされる。センシングエッジ端部における不検知部長さは２５ｍｍ程度であるため、オーバーラップ域の長さＬは５０ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００３６】
〔実施の形態３〕
以下、本発明の実施の形態３に係る自律走行車両について、図面を参照して詳細に説明する。図５は、実施の形態３に係る自律走行車両１０の側面図である。
【００３７】
実施の形態１に係る自律走行車両１０では、サイドバンパ１５および補助バンパ１６の長手方向が水平方向と平行に配置されている。本実施の形態３に係る自律走行車両１０では、補助バンパ１６の長手方向を水平方向に対して斜めに配置している点に特徴を有する。
【００３８】
自律走行車両１０では、車体のデザインやタイヤサイズとの兼ね合いや車体幅の増幅を防ぐため、サイドバンパ１５はフロントバンパ１２およびリアバンパ１３よりも高い位置に配置される。通常、フロントバンパとリアバンパは、衝突頻度を加味されるため取付高さに規制がある。例えば、頭が３００ｍｍや脚（太もも付近）は１８０ｍｍなどがＪＩＳＢ９７１１に規定されている。しかし、自律走行車両は走破性や耐振動などの理由からタイヤサイズが大きくなることが多く、同じ平面にサイドバンパを配置することは困難となる。また、タイヤと同じラインにサイドバンパを設置することはサイドバンパが丸々タイヤからはみ出すこととなり、車体幅への悪影響もでる。
【００３９】
本実施の形態３に係る自律走行車両１０では、サイドバンパ１５とフロントバンパ１２との間、およびサイドバンパ１５とリアバンパ１３との間で、補助バンパ１６を斜めに配置することで、配置高さの異なるサイドバンパ１５とフロントバンパ１２およびリアバンパ１３との間をつなぐことができる。これにより、超信地旋回時において高さ方向に対しても検知漏れを防ぐことができる。
【００４０】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    自律走行車両
１１    車両本体
１２    フロントバンパ（前後バンパ）
１３    リアバンパ（前後バンパ）
１４    テープスイッチ
１５    サイドバンパ
１６    補助バンパ
【図１】
0006741426.tif 000002
【図２】
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【図３】
0006741426.tif 000004
【図４】
0006741426.tif 000005
【図５】
0006741426.tif 000006