(57)【要約】【課題】複数の移動体それそれが、その移動体本体（搭乗者・搭載物）の移動経路の軌道、速度、加速度、姿勢、振動状態等の情報を総合判断してトータルで最適な移動経路・移動条件を能動的に管理運営することを目的とする。さらに、その成果を移動体との接触条件と周辺条件の形状材質あるいはそれを含む地域の構造及び運営施策の改良・補修・新設等に活かし、事故、社会的財産、人材の損失を減少させ、環境と安全を保全することを目的とする。【解決手段】移動体本体内の情報、移動状態の情報を本体及び連携のとれる外部にある計算機により、最適な移動経路、移動姿勢を算出し、移動体各部を能動させて快適、安全、効率を確保すべく移動状態を制御する。さらに複数の移動体相互及び移動経路管理者等でその情報を共有して、移動経路自体を最適化改善、新設する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置・向きの状態及びその速度、加速度、姿勢制御・加減速装置の動作状態、操縦者の状態を感知あるいはその情報を収集・分析・蓄積・伝達する手段を持つ移動体について、その将来通過予定空間に関する移動体との接触条件と周辺条件、気象、他の移動可能体の挙動情報等を通信により授受可能な情報処理装置により共有・収集・分析・蓄積し、通過予定空間の最新の情報を更新し、通過予定空間通過時までの経路情報を連続生成し、その情報を信憑性も含めて移動体の操縦者或いは制御系統に伝達する方法。
【請求項２】
請求項１により、移動体本体或いは移動体搭乗者又は搭載物等の乗り心地、安全性、移動必要時間、使用エネルギー効率、移動体各部の消耗や疲労等に優先順位をつけ、移動体の各機関の動作特性（操縦者の能力・状態）を加味して計算し、移動体の移動経路、移動体（搭乗者、搭載物）の姿勢、及び移動体の各姿勢制御関係機関の動作（操縦者の能力・状態）を現在から通過予定空間通過時までを連続して最適化する方法。或いは操縦者の最適意志決定を支援する方法。
【請求項３】
前請求各項とともに、移動体との接触条件と関与する移動体の各姿勢制御関係機関、または移動体と移動体内部の搭乗者や搭載物との間に関与し動的関係を提供する装置の動作を、能動的に変化させる部分を持つようにする方法。また複数移動体の連携で最適な行動を決定・支援・制御する方法。
【請求項４】
前請求各項により得られたデータを解析し、移動体との接触条件と周辺条件の形状材質あるいはそれを含む地域の構造及び運営施策の改良・補修・新設等に活かす方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動体がそれ自身或いは他者の収集した移動経路に関する情報を活用し、移動体或いはその搭載物（人）等が移動中に求める最良の状態に近づけるための移動経路の選択と、移動中の移動体或いは移動体の外部接触部分の位置、速度、加速度及び姿勢を決定或いは能動させる方法及びその結果を移動体との接触条件の形状材質あるいはそれを含む地域の構造及び運営施策の改良・補修・新設等に活かすことに関する。
【０００２】
【従来の技術】移動体を自動車を例に述べると、その移動状態を制御等する装置はアクティブサスペンション等になる。その場合、今まで路面の状態がサスペンション等に伝わってからその衝撃等が車体或いは搭載物（人）等に伝わるのを和らげる方法がほとんどであった。
【０００３】場合によっては、走行路前方の一部の情報をとらえ、それからサスペンション等を制御する方法はあった。
【０００４】しかし、微視的な視点での設計であり、受動的であるため、あるいは、路面の構造上・設計上・運用上の不規則性などもあり、変化が吸収しきれず、あるいは誤動作・動作不能などの場合が多かった。
【０００５】つまり、車が細かい振動をするような細かい路面の凸凹にはある程度対応できても、路面がうねっているような大きな変化、路面の傾斜の変わり目など本体の上下位置や姿勢自体の制御には対応できなかった。
【０００６】そして、操舵、速度の加減速などが連動してないことも多く、他の移動体の動きとは無関係であり、接触や衝突、泥はね、通過時の風圧などを防いだり、車間距離を一定以上に保つなどのことはできなかったし、路面の表示を読みとるなどの方法の場合、劣化、更新中、誤表示、無表示などでは誤動作、動作不能などに陥った。
【０００７】サスペンションなども、ごく限定された条件以外は能動的に動作させるというものではなく動力（供給源・装置）を持つものはまれだった。
【０００８】これらのことで、安全性の低下、乗り心地の悪さ、荷傷み、速度変動、燃費の低下、部品の消耗や疲労、迷惑運転等の原因になっていた。
【０００９】また個々の運転者が日々感じる不快、不安、不満等は道路管理者や都市計画者及びその工事者などには日常的に伝わる方法論や仕組みがなく、乗り心地、安全性、移動必要時間、使用エネルギー効率、自動車部品の消耗や材料の疲労等で社会的損失を増大させ、その積み重ねによる事故も有り、社会的財産、人材の損失を増大させていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述のように移動体本体（搭乗者・搭載物）の移動経路の軌道、速度、加速度、姿勢、振動状態等はもっぱら移動体本体に付属するセンサー等が外部状態と移動体接触部分の変化を検出しそのフィードバック制御による姿勢、振動状態制御しかできなかった。
【００１１】そこで本発明は、近隣の複数の移動体及びその移動経路全体に関わる情報を総合判断してトータルで最適な移動経路・移動条件を管理運営運用することを目的とする。
【００１２】さらに、その場での対処に止まらず、前項成果を移動体との接触条件と周辺条件の形状材質あるいはそれを含む地域の構造及び運営施策の改良・補修・新設等に活かし、事故や社会的財産・人材の損失を減少させ、環境と安全を保全することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するため本発明の方法においては、各移動体が個々の移動体あるいは中継装置または情報発信のみ行う装置と適時情報を交換・収集・分析できる手段を持つ。
【００１４】その情報の内容は、移動体の主要諸元、本体の運動及び本体と何らかの位置変化または形状変化をする本体付属部分（及び本体搭載物・搭乗者）の運動・変化に影響する定数、気象情報、地形地図情報、イベント情報、多数移動体運行情報等、受益移動体の移動予定経路の最新周辺情報を決定または計算により推定できる情報、操縦者の能力変化の実測値及び将来予測値、搭乗者または搭載物の状態変化及び外乱による変化割合の情報。
【００１５】前項を元に受益移動体または外部に設置し、あるいは双方が連携するなどして最新周辺情報、関係移動体（内部機関・搭乗者・搭載物）の近未来を推定できる計算手段を持つ。
【００１６】実際の移動経路から受けた移動体の影響が前項の計算結果とのずれを修正するため００１４項の各定数及び、移動体の外部接触部分と移動経路状の物質との摩擦、反発、圧力などの定数あるいは関連する物質の物理定数（付属各機関の機能、操縦者の能力、搭乗者・搭載物の状態）を新規登録・変更する場合もある。
【００１７】前各項の情報、条件、計算手段を用い、移動体或いはその搭載物（人）等が移動中に求められる最良の状態に近づけるための移動経路の選択を決定する計算手段を持ち、
【００１８】同時に、前項の経路を取るために移動中の移動体或いは移動体の外部接触部分の位置、速度、加速度及び姿勢を時系列に従い能動させる手段を持つ。
【００１９】また、前述本発明手段の方法の一部または全部を使用してなくても、前述本発明手段の方法で得られた結果により近い形で、他の移動手段が恩恵を受けられるよう、移動体との接触条件と周辺条件の形状材質あるいはそれを含む地域の構造及び運営施策の改良・補修・新設等の決定に活かす手段を持つ。
【００２０】
【発明の実施の形態】利用する対象として自動車Ａ、Ｂが本発明を使用する場合を例に説明する。
【００２１】道路を自動車Ａの直前に通った自動車Ｂは各種センサーから得られる車体本体及びタイヤ、サスペンション等の向き、位置、速度、加速度、回転角、変形等の情報を自動車Ｂ搭載の情報処理装置Ｃｂに収集蓄積する。
【００２２】この場合の情報処理装置Ｃｂは、場合によりそれと連携を取る外部情報処理装置Ｃｇに置き換わり、あるいはその双方の連携により発揮される情報処理能力Ｃｎに置き換わる場合があり、またＣｂもＣｇも地域条件、時間及び関係する自動車の増加により、置き換わりあるいは増加し、Ｃｎも変化する。以降も同様とする。
【００２３】前２項と外部情報を発信するＣｈの情報及び自動車Ｂ（右前輪ＢＦＲ、左前輪ＢＦＬ、右後輪ＢＲＲ、左後輪ＢＲＬの４輪の場合で述べる）の主要諸元からタイヤ接地面が接触した路面に関して、路面の形状、材質、路面状態を推定し、Ｃｎには最新のバーチャル路面関数Ｒが各車輪ごとに右前輪路面ＲＢＦＲ、左前輪路面ＲＢＦＬ、右後輪路面ＲＢＲＲ、左後輪路面ＲＢＲＬとして形成される。
【００２４】他の車輪のバーチャル路面Ｒｎは関数右前輪路面ＲＢＦＲを基準としてベクトル表示できる。
【００２５】自動車Ａは自車の主要諸元と現在の自車の位置・速度・加速度・向き等及びバーチャル路面Ｒ及び以下の方法により得られる理想通過経路ＲＩに沿うように位置・速度・加速度・向き等を取りながら走行する。
【００２６】バーチャル路面関数Ｒが進行方向に直線で、各地点での左右の高低差がないとした場合
理想通過経路ＲＩはバーチャル路面関数ＲＢＦＲ、ＲＢＲＲ、自動車Ａの主要諸元、不測時の余裕計数Ｋ及び自動車Ａの振動等軽減度優先度（走行状態または搭乗者あるいは搭載物への振動の影響軽減の優先度）により計算される理想通過経路ＲＩＦ（前輪）、ＲＩＲ（後輪）を通過する。
【００２７】簡便のためバーチャル路面関数Ｒ＝ＲＢＦＲ＝ＲＢＲＲとする。
【００２８】バーチャル路面関数Ｒにふくまれる正弦波関数の波長がホイールベース間の距離未満で有り、その振幅Ｈｒ、サスペンションの許容振幅Ｈｓ、タイヤの吸収可能振幅Ｈｗ、不測時の余裕計数Ｋの関係は、Ｈｒ＜＝Ｋ（Ｈｓ＋Ｈｗ）で有れば全て吸収し、Ｈｒ＞Ｋ（Ｈｓ＋Ｈｗ）の場合は各車輪のサスペンションの本体固定部分の振動振幅Ｈｃは最大Ｈｃ＝Ｈｒ−Ｋ（Ｈｓ＋Ｈｗ）に低減させる。
【００２９】このときのサスペンション等には、外部制御により能動的に動作させる機構を持ち、タイヤの吸収可能周波数特性の補正も行う場合がある。以下も同じである。
【００３０】００２８項と同様に直進で左右の高低が同じ路面の時、路面の通過点ｐ０を境として傾斜が４Ｋ変わるときは、ｐ０点の手前から距離２Ｘのｐｓ点から距離Ｘのｐ１点まで徐々に後輪部分を下げていきｐ１点で車の傾斜がＫになるようにする。
【００３１】次に前輪部分を後輪部分の２倍の早さで上げていき、ｐ０点を通過するときｐ０点以前の路面の傾斜に２Ｋを加えた値になってｐ０点に達する。
【００３２】その後、ｐ０点から距離Ｘのｐ２点まで後輪部分を前輪部分の２倍の早さで下げていきｐ２点通過時に車体の傾斜を３Ｋにする。その後前輪部分のみを上げていきｐ０点通過後２Ｘのｐｅ点で車の傾斜を４Ｋにする。
【００３３】Ｋの値が負の場合は前３項の車体の動きを逆にする。また傾斜の変化がｐｓ点から距離に比例するのでなく、傾斜の変化率がｐｓ点から距離に比例する方法やその組み合わせを採る場合もある。
【００３４】前４項の場合ｐｓ点以前の車体の傾斜Ｋｓ及びｐｅ点以降の車体の傾斜Ｋｅまで含めて、前後のサスペンション等のストロークに余裕があるときは、それにより車体全体の傾斜をよりフラットにする場合もある。
【００３５】路面の傾斜４Ｋが連続して変化する場合は、その変化点の距離を傾斜の大きさに応じて案分した地点（を基本とする）で両傾斜の平均値になるようにする。
【００３６】次に、車が加速する場合、その加速度α（向きは進行方向）と重力加速Ｇ（向きを上方向とする）の合成ベクトルに車体の水平時の面に垂直な上向きのベクトルの向きが近づくように車体前部を下げ、車体後部を上げるように車体と車輪の位置を制御する。減速の場合は逆とする。
【００３７】カーブやハンドル時は、その遠心力による加速度と重力加速度を合成したものが、車体底面に対して垂直に近づくように左右の地上高を調整するように働く。
【００３８】前二項の場合はタイヤのグリップ力が限界を超える場合は調整する。
【００３９】前各号の予測値及び結果による観測値は００２２項に反映される。また搭乗者が音声画像文字入力等で路面状況を登録する場合もある。
【００４０】このことにより、それ以降この路面を通過する本システム搭載車（車椅子、乳母車、杖などにシステムを組み込みあるいは付属させた場合や情報末端を持つ人なども含む）は路面の状況を共有、使用できる。
【００４１】そのため路面の陥没や突起、水たまりや異物の存在を予見でき、それを吸収した本来の路面よりなめらかなバーチャル路面を走行でき、事前に回避し、あるいはその衝撃や被害を軽減できる。
【００４２】前各号で得られた情報により、路面の保全・補修に活かし、破損、事故を防止し、道路造りの設計数値に活かし、それをふまえた都市計画や、路面利用ソフトに反映させる。
【００４３】互いの行動を制御して、飛び出しや出会い事故、追突、衝突、接触事故を減らす。
【００４４】交通をスムーズにするため信号機、交通情報、交通標識等を能動的に制御し、渋滞予測・通過所要時間・必要エネルギー・搭乗者搭載物への悪影響軽減などの総合判断により迂回路に誘導する。
【００４５】
【発明の効果】移動体を自動車を例に述べると、走行路の微細な路面情報を持ち、かつサスペンション等をそれに合わせて能動的に制御するので、振動や騒音を大幅に減らすことができる。
【００４６】制御する時間的スパンが大幅に長くなり、周期の長い揺れや運転状態に応じた車体の姿勢も制御するので、路面がうねっているような大きな変化、路面の傾斜の変わり目などでも対応し、結果として実際の路面より滑らかな路面を走行した結果が得られる。
【００４７】加減速や急ブレーキ、急なハンドル操作が減らせる。
【００４８】操舵、速度の加減速などが連動して、他の移動体の動きとも連動させられるので、接触や衝突、泥はね、通過時の風圧などを減らせ、車間距離を一定以上に保つなどのこともできる。
【００４９】これらのことで、走行安定性が向上し、燃費が向上、各部品等の消耗や疲労の低下や減少する。
【００５０】それらによる走行の安全度が高まり、環境負荷の低減、経済性の向上が図られ、運転制御性が向上し、乗り心地や積み荷の荷傷みも改善し、平均巡航速度も高くでき、迷惑運転等も減少する。
【００５１】また個々の運転者が日々感じる不快、不安、不満等は道路管理者や都市計画者及びその工事者などに日常的に伝わる。
【００５２】そのことにより、道路及びその周辺の修理、保全管理、改修に順次活かされ、新規設計や新設、工事等にも活かされる。
【００５３】その結果、本請求各項の一部または全部を持たない移動体も、乗り心地、安全性、移動必要時間、使用エネルギー効率を改善させ、自動車部品の消耗や材料の疲労等の社会的損失を減少さる。
【００５４】前各号の積み重ねにより事故も減り、社会的財産、人材の損失、環境破壊を減少させることに寄与する。