(57)【要約】【課題】搭乗者と車両ルーフとの接触を回避できる自律移動体の乗降システム及びその方法を提供すること。【解決手段】本発明にかかる自律移動体の乗降システム１は、車両１０、自律移動体２０を備える。車両１０は、自律移動体２０を収容可能であり、搭乗者１００と車両ルーフ１１との距離に基づいて、車高制限指令を自律移動体２０に対して送信する車高制限指令送信部１０３を有する。自律移動体２０は、周辺情報に基づいて自己位置を推定し、前記自己位置に基づいて自律的に移動する。自律移動体２０は、搭乗者が搭乗可能な車体２１と、車高制限指令を受信する車高制限指令受信部２０１と、車高制限指令に基づいて、車体の車高を制御する車高制御部２０３と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周辺情報に基づいて自己位置を推定し、前記自己位置に基づいて自律的に移動し、搭乗者が搭乗可能な車体と、当該車体の車高制限指令を受信する車高制限指令受信手段と、前記車高制限指令に基づいて、前記車体の車高を制御する車高制御手段と、を有する自律移動体と、
前記自律移動体を収容可能であり、前記自律移動体に搭乗した前記搭乗者と車両ルーフとの距離に基づいて、前記車高制限指令を前記自律移動体に対して送信する車高制限指令送信手段と、を有する車両と、
を備える自律移動体の乗降システム。
【請求項２】
前記車両は、前記自律移動体に搭乗した前記搭乗者が車両ルーフに接近したことを検知するルーフセンサをさらに備え、
前記車高制限指令送信手段は、前記ルーフセンサが前記車両ルーフに搭乗者が接近したことを検知した場合、前記車高制限指令を前記自律移動体に対して送信する請求項１に記載の自律移動体の乗降システム。
【請求項３】
前記車高制限指令受信手段が前記車高制限指令を受信した場合、前記車高制御手段は、前記車高を降下させる請求項１または２に記載の自律移動体の乗降システム。
【請求項４】
前記自律移動体は、前記車高制限指令受信手段が前記車高制限指令を受信した場合であって、前記車高が降下できない場合、前記自律移動体の自律移動を停止させる車高制限手段をさらに有する請求項３に記載の自律移動体の乗降システム。
【請求項５】
前記自律移動体は、
前記車体を支持し、断面が円形状である駆動回転体と、
前記駆動回転体の駆動を制御する走行制御手段と、をさらに有し、
前記車高制限指令受信手段が前記車高制限指令を受信した場合であって、前記車高が降下できない場合、前記車高制限手段は、前記走行制御手段に対して、前記駆動回転体の駆動を停止するように指示する請求項４に記載の自律移動体の乗降システム。
【請求項６】
前記車高制御手段は、前記自律移動体の自律移動中に、前記車高を制御する請求項１〜５のいずれか一項に記載の自律移動体の乗降システム。
【請求項７】
前記ルーフセンサは、前記車両ルーフに沿ってレーザを照射するレーザレンジセンサである請求項１〜７のいずれか一項に記載の自律移動体の乗降システム。
【請求項８】
搭乗者が搭乗可能な車体を有し、周辺情報に基づいて自己位置を推定し、前記自己位置に基づいて自律的に移動する自律移動体が前記自律移動体を収容可能な車両に乗降する自律移動体の乗降方法であって、
自律移動体に搭乗した前記搭乗者と車両ルーフとの距離に基づいて、車高制限指令を前記自律移動体に対して送信し、
前記自律移動体が前記車高制限指令を受信した場合、前記車高制限指令に基づいて、前記車体の車高を制御する自律移動体の乗降方法。
【請求項９】
前記自律移動体に搭乗した前記搭乗者が車両ルーフに接近したことを検知し、
前記車両ルーフに搭乗者が接近したことを検知した場合、前記車高制限指令を前記自律移動体に対して送信する請求項８に記載の自律移動体の乗降方法
【請求項１０】
前記自律移動体が前記車高制限指令を受信した場合、前記車高を降下させる請求項８または９に記載の自律移動体の乗降方法。
【請求項１１】
前記自律移動体が前記車高制限指令を受信した場合であって、前記車高が降下できない場合、前記自律移動体は自律移動を停止する請求項１０に記載の自律移動体の乗降方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自律移動体の乗降システム及びその方に関し、特に車両に乗降する自律移動体の乗降システム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
周囲の環境に基づいて自律的に移動可能な自律移動型ロボットなどの移動体（以後の説明では自律移動体と記載する。）が知られている（例えば、特許文献１）。自律移動体は介護等に用いられており、福祉車両をはじめとする車両に介護者を乗せた自律移動体を乗り込ませることがある。
【０００３】
自律移動体の福祉車両への入庫及び出庫において、自律移動体が自律的に移動する場合、自律移動体の搭乗者の頭が福祉車両の車両ルーフと接触する可能性がある。このような接触を回避するために、従来の自律移動体は、自律移動体内部に格納された車両マップ情報と自己位置情報とに基づいて、自律移動体の車高を制御している。これにより、搭乗者と車両ルーフとの接触を回避することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７６０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、自律移動体自身が有する車両マップ情報や自己位置情報に基づく車高の制御は、自律移動体の搭乗者の身長（座高）や動作は考慮されていない。そのため、搭乗者の身長が高い場合や搭乗者が頭を動かした場合等には、車高は制御されない。その結果、搭乗者の頭と車両ルーフとが接触する可能性があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明にかかる自律移動体の乗降システムは、周辺情報に基づいて自己位置を推定し、前記自己位置に基づいて自律的に移動し、搭乗者が搭乗可能な車体と、当該車体の車高制限指令を受信する車高制限指令受信手段と、前記車高制限指令に基づいて、前記車体の車高を制御する車高制御手段と、を有する自律移動体と、前記自律移動体を収容可能であり、前記自律移動体に搭乗した前記搭乗者と車両ルーフとの距離に基づいて、前記車高制限指令を前記自律移動体に対して送信する車高制限指令送信手段と、を有する車両と、を備えるものである。これにより、搭乗者と車両ルーフとが接触する前に、自律移動体の車高を下げることができる。
【０００７】
本発明にかかる自律移動体の乗降方法は、搭乗者が搭乗可能な車体を有し、周辺情報に基づいて自己位置を推定し、前記自己位置に基づいて自律的に移動する自律移動体が前記自律移動体を収容可能な車両に乗降する自律移動体乗降方法であって、自律移動体に搭乗した前記搭乗者と車両ルーフとの距離に基づいて、車高制限指令を前記自律移動体に対して送信し、前記自律移動体が前記車高制限指令を受信した場合、前記車高制限指令に基づいて、前記車体の車高を制御するものである。これにより、搭乗者と車両ルーフとの接触を動的に回避することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明により、搭乗者と車両ルーフとの接触を回避できる自律移動体の乗降システム及びその方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態にかかる自律移動体の乗降システムのブロック図である。
【図２】実施の形態にかかる自律移動体の車高制御動作を示す図である。
【図３】実施の形態にかかる自律移動体が車両に乗降する動作を示す図である。
【図４】実施の形態にかかる車高制限指令部の動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態にかかる車高制限部の動作を示すフローチャートである。
【図６】実施の形態にかかる車高、車高制限指令、車高目標値の関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態にかかる自律移動体の乗降システム１のブロック図を図１に示す。自律移動体の乗降システム１は、車両１０、自律移動体２０を備える。
【００１１】
車両１０は、センサ部１０１、車高制限指令部１０２、車高制限指令送信部１０３を有する。センサ部１０１は、車両ルーフ付近の障害物を検知するセンサである。言い換えると、センサ部１０１は、搭乗者の頭と車両ルーフとの接近を検知するものであり、例えばレーザレンジセンサである。
【００１２】
車高制限指令部１０２は、自律移動体２０に対する車高制限指令を出力する。具体的には、センサ部１０１が、搭乗者の頭が車両ルーフに接近していることを検知した場合、車高制限指令を車高制限指令送信部１０３に対して出力する。車高制限指令送信部１０３は、車高制限指令を自律移動体２０に対して送信する。ここで、車高制限指令とは、自律移動体２０の車高制御に関する情報であり、例えば、車高降下命令等である。
【００１３】
自律移動体２０は、車高制限指令受信部２０１、車高制限部２０２、車高制御部２０３、走行制御部２０４、ロボット２０５、センサ部２０６、走行目標値生成部２０７、自己位置推定部２０８、車高目標値生成部２０９を有する。
【００１４】
車高制限指令受信部２０１は、車高制限指令送信部１０３から送信された車高制限指令を受信し、車高制限部２０２に送る。車高制限部２０２は、車高制限指令と、車高目標値生成部２０９が生成した車高目標値と、センサ部２０６が検出した現在車高値とに基づいて、車高目標値を車高制御部２０３に送る。さらに、自律移動体の車高が降下できない場合は、停車指令を走行制御部２０４に送る。
【００１５】
なお、センサ部２０６は、センサ値（例えば、現在車高値、駆動輪角度、駆動輪角速度、周囲情報等）を検出するセンサであり、例えば、ジャイロセンサ、回転角センサ、加速度センサ、姿勢センサ、レーザレンジセンサ等により構成される。車高目標値生成部２０９は、自律移動体２０に予め格納された車両マップ情報及び自己位置推定部２０８から供給された自己位置情報に基づいて、車高目標値を生成する。自己位置推定部２０８は、センサ部２０６が検出した周囲情報（障害物までの距離等）、駆動輪のエンコーダ値等から自己位置を推定し、自己位置情報を車高目標値生成部２０９に送る。
【００１６】
ロボット２０５とは、搭乗者が搭乗する車体と、車体を支持し、走行するための駆動輪と、駆動輪を駆動させるモータとを有する移動体を意味する。走行目標値生成部２０７は、ロボット２０５が走行するための目標値（例えば、走行位置や走行速度等）を生成し、走行目標値を走行制御部に送る。
【００１７】
車高制御部２０３は、車高制限部２０２から供給された車高目標値と、センサ部２０６が検出した現在車高値とに基づいて、車体の車高を制御する。走行制御部２０４は、走行目標値生成部２０７から供給された走行目標値と、センサ部２０６から供給されたセンサ値とに基づいて、制御信号（例えば、目標速度や目標トルク等）を算出し、モータに送る。そして、モータが駆動輪を駆動させることにより自律移動体２０が走行する。
【００１８】
続いて、自律移動体の乗降システム１の動作例について説明する。まず、図２を用いて、自律移動体２０の車高制御動作について説明する。自律移動体２０は、車体２１、駆動輪２２、補助輪２３を有する。自律移動体２０の車高制御部２０３は、通常、車両マップ情報及び自己位置情報に基づいて車体の車高を制御する。そして、車高制限指令を受けた場合は、車高制御部２０３は車体２１を上下動させることにより車高を制御する。この制御動作により、搭乗者の頭の高さ（実車高）を調整できる。具体的には、車高制御部２０３は、車高目標値に基づいて、車高変更機構（例えば、直動サスペンション機構、リクライニング機構、スイングアーム機構、リンク機構等）（図示修略）を介して車高を制御する。図２においては、自律移動体２０は、補助輪２３、２３の間隔の制御により、車体２１の車高を制御している。
【００１９】
次に、図３を用いて自律移動体２０が車両１０に乗降する動作について説明する。なお、図３においては、後輪タイヤ１５よりも前方側の車両１０の車体は図示を省略している。車両１０の車両ルーフ１１にはレーザレンジセンサ（ルーフセンサ）１２が設けられている。レーザレンジセンサ１２は、車両ルーフ１１に沿ってレーザを照射している。当該レーザは車両ルーフ１１と略平行であり、車両ルーフ１１から一定の距離を空けて照射されていることが好ましい。一定の距離とは、レーザレンジセンサ１２が搭乗者１００を検知後、搭乗者１００と車両ルーフ１１とが接触する前に車高制御により接触を回避できる程度の距離であり、例えば、自律移動体２０の速度や車体の降下速度等に応じて決定される。
【００２０】
自律移動体２０は、車両１０に設けられたスロープ１３上を自律的に走行し、車両フロア１４へと移動する。自律移動体２０がスロープ１３を走行する場合、地面１６から搭乗者１００の頭までの高さは徐々に高くなっていく。そのため、搭乗者１００の身長が予想以上に高い場合、スロープ１３から車両フロア１４へ移動する際に、搭乗者１００の頭が車両ルーフ１１に接触する可能性がある。一方、自律移動体２０が車両フロア１４を走行中に、搭乗者１００が頭を上下に動かす場合がある。この場合にも、搭乗者と車両ルーフ１１が接触する可能性がある。
【００２１】
レーザレンジセンサ１２は、上記のように搭乗者１００と車両ルーフ１１とが接触する可能性があることを検知する。言い換えると、レーザレンジセンサ１２は、搭乗者１００と車両ルーフ１１とが接近していることを検知する。具体的には、レーザレンジセンサ１２は、車両ルーフ１１に沿ってレーザを照射し、その反射光を受けた場合、搭乗者１００が車両ルーフ１１に接近したことを検知する。レーザレンジセンサ１２が接近を検知すると、車両１０は自律移動体２０に対して車高制限指令を送信する。
【００２２】
ここで、図４及び図５を用いて自律移動体２０が車両１０に乗降する際の車高制限指令部１０２及び車高制限部２０２の動作について詳細に説明する。まず、図４に示したフローチャートを用いて、車高制限指令部１０２の動作について説明する。車高制限指令部１０２は、レーザレンジセンサ１２（センサ部１０１）からセンサ値を取得する（ステップＳ１０１）。車高制限指令部１０２は、取得したセンサ値が障害物を検知したことを示す値であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。
【００２３】
センサ値が障害物（搭乗者）を検知したことを示す値でない場合、車高制限指令部１０２は、再びセンサ値を取得する（ステップＳ１０１）。この場合、車高制限指令部１０２は、車高制限指令を出力しない。  一方、センサ値が障害物を検知したことを示す値である場合、車高制限指令部１０２は、車高制限指令を車高制限指令送信部１０３に出力する（ステップＳ１０３）。
【００２４】
次に、図５に示したフローチャートを用いて、車高制限部２０２の動作について説明する。車高制限部２０２は、車高目標値生成部２０９から車高目標値を取得する（ステップＳ２０１）。そして、車高制限部２０２は、車高制限指令受信部２０１が車高制限指令送信部１０３から車高制限指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
【００２５】
車高制限指令受信部２０１が車高制限指令を受信していない場合、車高制限部２０２は、車高目標値生成部２０９から取得した車高目標値に基づいて、車高制御部２０３に車高目標値を出力する（ステップＳ２０５）。一方、車高制限指令受信部２０１が車高制限指令を受信した場合、車高制限部２０２は、車高の下げ幅に余裕があるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。下げ幅に余裕がある場合、車高制限部２０２は、取得した車高目標値を下げる（ステップＳ２０４）。そして、車高制限部２０２は、低くした車高目標値を車高制御部２０３に出力する（ステップＳ２０５）。
【００２６】
車高の下げ幅に余裕が無い場合は、車高制限部２０２は走行制御部２０４に停車指令を出力する（ステップＳ２０６）。なお、車高の下げ幅に余裕があるが、車体と床との間に異物が混入したため車高を下げられない場合も、車高制限部２０２は走行制御部２０４に停車指令を出力してもよい。例えば、車高目標値を下げているにも関わらず、センサ部２０６から供給される現在車高値が下がらない場合は、車高制限部２０２は停車指令を出力する。
【００２７】
さらに、図６のタイミングチャートを用いて、自律移動体２０の車高（実車高）、車高制限指令、車高目標値の関係を説明する。図６の上段のグラフは自律移動体２０の実車高の時間変化を示すグラフである。図６の中段のグラフは車高制限指令の出力の有無を示すグラフである。図６の下段のグラフは車高目標値の時間変化を示すグラフである。なお、上段のグラフでは、自律移動体２０の実車高が障害物検知境界以上の高さになると、レーザレンジセンサ１２は搭乗者１００と車両ルーフ１１とが接近したと検知する。時刻ｔ１より前の期間においては、自律移動体２０の実車高は障害物検知境界には達していない。そのため、車高制限指令部１０２は、車高制限指令を出力しない。その結果、自己位置情報及び車両マップ情報に基づいた車高目標値が車高制御部２０３に供給される。
【００２８】
時刻ｔ１からｔ２の期間においては、車高が障害物検知境界を超えている。つまり、レーザレンジセンサ１２が、搭乗者と車両ルーフ１１との接近を検知している。そのため、車高制限指令部１０２は、車高制限指令を出力する。そして、車高制限指令送信部１０３が車高制限指令を自律移動体２０に送信する。その結果、車高制限部２０２は、車高目標値生成部２０９から供給された車高目標値に関わらず、車高制限指令を受けている期間（時刻ｔ１からｔ２）、一定速度で車高を下降させる車高目標値を出力する。
【００２９】
このとき、自律移動体２０は、走行速度を減速したり、走行停止したりすることなく車高を降下させる。そのため、自律移動体２０の乗降動作は滞りなく行われる。ただし、搭乗者の好みに応じて走行速度の増減を行ってもよい。なお、車高目標値を示すグラフの破線部は、車高制限指令による車高制限が無い場合の車高目標値である。加えて、図示はしていないが、車高制限指令が出力されている場合において、車高目標値が横軸と交わる場合（車高を下げられない場合）は、車高制限部２０２から停車指令が出力される。
【００３０】
時刻ｔ２以降の期間においては、上述した時刻ｔ１以前の期間と同様の動作である。つまり、実車高が障害物検知境界を超えていないため、車高制限指令は出力されない。したがって、自己位置情報及び車両マップ情報に基づいた車高目標値が車高制御部２０３に供給される。
【００３１】
このように、本発明にかかる自律移動体の乗降システム１は、車両ルーフ１１と搭乗者１００との距離に基づいて、自律移動体２０の車高を制御する。具体的には、車両マップ情報や自己位置情報のみでは考慮されない搭乗者１００と車両ルーフ１１との接近をセンサ部１０１が検知する。そして、接近が検知された場合、車高制限指令部１０２が車高制限指令を出力する。さらに、車高制限部２０２は、車高制限指令を受けると自律移動体２０の車体を降下させる指令を出力する。したがって、搭乗者１００と車両ルーフ１１との接触を回避することができる。
【００３２】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更及び組み合わせをすることが可能である。例えば、上記の実施の形態においては、搭乗者１００と車両ルーフ１１との接近を検知するセンサ部１０１としてレーザレンジセンサ１２を用いているが、搭乗者１００と車両ルーフ１１との距離に関する情報が検出できれば、これに限られるものではない。また、当該センサ部１０１を車両の天井ではなく側面にも設けることにより、搭乗者の手や腕等が車両の側面に接近していることを検知できる。車両１０の側面への接近の検知結果に基づいて、走行目標値生成部２０７が自律移動体２０の自律移動の道筋を修正することにより、車両１０の天井だけでなく、側面への接触も回避可能となる。
【００３３】
さらに、自律移動体２０に予め搭乗者の身長や座高等を入力しておき、自律移動体２０が車両１０へ乗降する場合に、自律移動体２０が当該身長や座高等に基づいて自律移動体２０の実車高を算出し、車両１０へ送信する構成としてもよい。車両１０は受信した自律移動体２０の実車高と車両フロア１４から車両ルーフ１１までの高さとに基づいて、搭乗者が車両ルーフ１１に頭を接触することなく入庫可能か否かを判定する。そして、入庫不可能な場合（実車高＞車両フロア１４から車両ルーフ１１までの高さの場合）は、車両制限指令を出力する。これにより、センサ部１０１を設けることなく、搭乗者の身長が想定外に高かった場合であっても、搭乗者と車両ルーフ１１との接触を回避することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  自律移動体の乗降システム
１０  車両
１１  車両ルーフ
１２  レーザレンジセンサ
１３  スロープ
１４  車両フロア
１５  タイヤ
１６  地面
２０  自律移動体
１００  搭乗者
１０１  センサ部
１０２  車高制限指令部
１０３  車高制限指令送信部
２０１  車高制限指令受信部
２０２  車高制限部
２０３  車高制御部
２０４  走行制御部
２０５  ロボット
２０６  センサ部
２０７  走行目標値生成部
２０８  自己位置推定部
２０９  車高目標値生成部
【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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