(57)【要約】【課題】移動体の制御を安価にすることができ目標位置まで自動で移動することを目的とする。【解決手段】移動体１００に備えられ信号光を投光及び検知可能な投光機２０と、投光機２０が投光する信号光と同じ方向へ超音波を送信すると共に送信した超音波を検知する２つの超音波センサ３０と、移動体１００の目標位置２００に備えられ投光機２０の投光する信号光を反射する反射板５０から構成する走行制御システム１０であって、移動体１００は、投光機２０で移動体１００の進行方向を検知した後、２つの超音波センサ３０で移動体１００の目標位置２００に対する移動体１００の傾きを補正しながら目標位置２００まで移動することを特徴とする走行制御システム１０。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体に備えられ信号光を投光及び検知可能な投光機と、
該投光機が投光する信号光と同じ方向へ超音波を送信及び検知可能な２つの超音波センサと、
前記移動体の目標位置に備えられ前記投光機の投光する信号光を反射する反射板から構成される走行制御システムであって、
前記移動体は、前記投光機で前記移動体の進行方向を検知した後、前記２つの超音波センサで前記移動体の目標位置に対する前記移動体の傾きを補正しながら前記目標位置まで移動することを特徴とする走行制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行する移動体の進行方向を制御することのできる走行制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、走行する移動体の進行方向を制御する走行制御システムとして、例えば、特許文献１に示す制御装置がある。この制御装置は、車両の進行方向に対して前面に設けられる前面エリアと、車両の側面から車幅方向に所定幅エリアを持つ側面エリアとが含まれる監視エリア内に、車両の進行方向の障害となり得る障害物が存在すると検出手段により検出し、監視エリア内の障害物がその監視エリアから除外されるように車両の旋回が旋回制御手段により制御されることで、車両を障害物に接触させないように走行している。また、車両を目標位置まで誘導する装置として、例えば、特許文献２に示す駐車支援装置がある。この駐車支援装置は、車両周辺の障害物を検知する障害物検出手段により障害物を検知し、
車両周辺の障害物を撮像する撮像手段によって得られた情報を、駐車初期位置まで誘導経路を設定する誘導経路設定手段により設定した後、駐車初期位置案内画像を表示する表示手段に表示すると共に駐車初期位置への案内を行う案内手段で案内している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２３５０７３号
【特許文献２】特開２００９−１９０４６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記に示す制御装置は、走行する車両を制御するためには車両の前方エリアと側方エリアに障害物の有無を検出する検出手段を設ける必要があるためコストが高くなると考えられる。また、上記に示す駐車支援装置は、駐車初期位置を表示する表示手段と案内手段が設ける車両であっても、乗員が操作を誤ってしまうことがある。
【０００５】
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであって、移動体の制御を安価にすることができ目標位置まで自動で移動することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
移動体に備えられ信号光を投光及び検知可能な投光機と、投光機が投光する信号光と同じ方向へ超音波を送信及び検知可能な２つの超音波センサと、移動体の目標位置に備えられ投光機の投光する信号光を反射する反射板から構成する走行制御システムであって、移動体は、投光機で移動体の進行方向を検知した後、２つの超音波センサで移動体の目標位置に対する移動体の傾きを補正しながら目標位置まで移動することを技術的特徴とする走行制御システム。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１記載の走行制御システムによれば、車両の側方エリアの障害物を検出する検出手段や、車両周辺の障害物を撮像する撮像手段を設けることがないためコストを低減することができ、移動体が自動で目標位置まで移動するため乗員にストレスなどの負担をかけることはない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】投光機及び超音波センサを備える移動体を示す。
【図２】移動体の目標位置となるリフトアップ装置の分解斜視図を示す。
【図３】反射板を備えるリフトアップ装置に備える昇降機構を示す図である。
【図４】移動体が目標位置まで移動する手順を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
本発明は、走行する移動体１００の進行方向を制御する走行制御システム１０であって、移動体１００に備えられ信号光Ｓを投光及び検知可能な投光機２０と、この投光機２０が信号光Ｓを投光する方向と同じ方向を向いて設置され超音波Ｔを送信及び検知可能な超音波センサ３０と、超音波センサ３０で検知した超音波を演算するＥＣＵ４０と、目標位置２００に備えられ投光機２０の信号光Ｓを反射する反射板５０とで構成される。
【００１０】
本発明における移動体１００は、車両室内外で使用可能な電動車椅子１００ａであって、図１に示すように、車体を構成し乗員を支持するフレーム１１０と、電動車椅子１００ａに着座する乗員に対して側方のフレーム１１０前後にブラケット１２０ａを介して備える車輪１２０と、車輪１２０を駆動する駆動機構１３０と、駆動機構１３０により駆動する車輪１２０を制御し電動車椅子１００ａの進行方向を操作する操作機構１４０と、操作機構１４０の進行方向を検知する信号光Ｓを目標位置２００ｂに投光する投光機２０と、投光機２０と同じ方向へ超音波Ｔを送信可能に設置する超音波センサ３０と、超音波センサ３０で検知した超音波Ｔを演算し電動車椅子１００ａの自動操縦を可能に制御するＥＣＵ４０を備える。
【００１１】
駆動機構１３０（図示しない）は、車輪１２０を駆動する機構であって、車輪１２０を駆動するための動力となるモータ１３１と、モータ１３１の動力を車輪１２０に伝達する動力伝達軸１３２ａ及びギヤ部１３２ｂを有する動力伝達機構１３２とで構成されている。
【００１２】
操作機構１４０（図示しない）は、駆動機構１３０により駆動する車輪１２０の向きを制御し電動車椅子１００ａの進行方向を操作する機構であって、乗員が操作しやすい位置に設ける。この操作機構１４０は、レバーを倒しこむことで駆動機構１３０を制御するジョイスティック又は左右に回転することで駆動機構１３０を制御するハンドルと、電動車椅子１００ａの自動操縦を支持するスイッチから構成される。
【００１３】
投光機２０は、自動操縦を行う電動車椅子１００ａの進行方向を決定する機器であって、本実施例では、後進する電動車椅子１００ａの進行方向を検知するため、電動車椅子１００ａに着座する乗員に対して後部に備えるフレーム１１０の略中央位置に後方へ信号光Ｓを投光する方向で設置する。この投光機２０は、後述する反射板５０に信号光Ｓを投光可能な高さに設け、信号光Ｓを投光する投光部２０ａと、反射板５０により反射された投光部２０ａの信号光Ｓを検知する受光部２０ｂを別体又は一体に備える。また、投光機２０は、反射板５０により反射された信号光Ｓを検知すると、電動車椅子１００ａの旋回動作を停止し反射板５０に信号光を投光し続ける。信号光Ｓを反射板５０に投光し続ける投光機２０は、電動車椅子１００ａが所定の位置で停止すると信号光Ｓの投光を止める。ここで、投光機２０が投光する信号光Ｓは、指向性の高い可視光線や赤外光を投光するが、反射板５０によって反射される際に遮光されることがある。そのため、投光機２０は、反射される光の光量の変化を受光部２０ｂで検知し出力信号を得ることのできる回帰反射型の光電センサを使用する。
【００１４】
超音波センサ３０は、電動車椅子１００ａと目標位置との距離を計測するセンサであって、電動車椅子１００ａに着座する乗員に対しての後部に備えるフレーム１１０の略両端に後方（投光機２０が信号光を投光する方向）へ超音波Ｔを送信可能に設置する。ここで、超音波センサ３０は、着座する乗員から見て後部に備えるフレーム１１０の左側に設ける超音波センサ３０Ｌと、着座する乗員から見て後部に備えるフレーム１１０の右側に設ける超音波センサ３０Ｒとで構成をしており、それぞれ周波数の異なった超音波Ｔを送信及び検知する。この超音波センサ３０は、超音波Ｔを送信する送信部３０ａと、物体により反射した超音波Ｔを検知する受信部３０ｂを別体又は一体に備える。これは、各送信部３０ａから超音波Ｔを送信した際に対となる受信部３０ｂで検知するためであり、超音波センサ３０Ｌが送信した超音波Ｔを超音波センサ３０Ｒの受信部３０ｂで検知したり、超音波センサ３０Ｒが送信した超音波Ｔを超音波センサ３０Ｌの受信部３０ｂで検知することはない。２つの超音波センサ３０は、電動車椅子１００ａから目標位置２００までの距離を計測した後、後述するＥＣＵ４０に計測した距離情報を伝達する。この時、ＥＣＵ４０に計測した距離情報を伝達した超音波センサ３０は、繰り返し目標位置２００までの距離を計測しＥＣＵ４０に伝達するものとする。ここで、２つの超音波センサ３０は、互いに目標位置２００までの距離がほぼ等しい値を計測した場合、電動車椅子１００ａの後方が目標位置２００に対して平行になっていると判断できる。また、２つの超音波センサ３０で計測した距離が異なる値を示した場合、目標位置２００に対して電動車椅子１００ａの右側と左側とで距離が異なることから、電動車椅子１００ａの後方が目標位置２００に対して傾いた状態にあると判断できる。
【００１５】
ＥＣＵ４０（図示しない）は、電動車椅子１００ａを自動で操縦可能にする電子部品である。このＥＣＵ４０は、２つの超音波センサ３０で計測した距離情報を互いに比較して、所定の距離以上に差が生じた場合に、２つの超音波センサ３０で計測する距離が互いに等しくなるよう駆動機構１３０を駆動し車輪１２０を回転する。ここで、ＥＣＵ４０は、２つの超音波センサ３０間の距離と２つの超音波センサ３０で検知した目標位置２００までの距離から、電動車椅子１００ａが目標位置２００に備える反射板５０に対してどの程度傾いた状態であるかを演算可能であるため車輪１２０を回転する駆動機構１３０を適切に制御することが可能である。
【００１６】
次に、反射板５０について説明する。
反射板５０は、投光機２０から投光される信号光Ｓを反射する反射板５０であって、移動体に有する投光機２０が投光する信号光Ｓを反射可能な目標位置２００に設ける。この反射板５０は、投光機２０の投光する信号光Ｓを偏光して反射する加工が施されており、投光される信号光Ｓの一部を入射角と同じ方向へ反射する回帰反射板である。本実施例では、反射板５０を後述する電動車椅子１００ａの目標位置２００となるリフトアップ装置２００ａの昇降機構２４０に有する後方ブラケット２４４に設ける。
【００１７】
次に、本発明における移動体１００ａの目標位置２００となる、リフトアップ装置２００ａについて図面を用いて説明する。
リフトアップ装置２００ａは、車両室内に備えられ移動体１００（電動車椅子１００ａ）と連結及び切り離し可能な構造をしており、電動車椅子１００ａを車両室内外に移動する装置であって、図２に示すように、車両フロアに固定されるフロア固定部２１０と、フロア固定部２１０に前後移動可能に備えられるスライド機構２２０と、スライド機構２２０により移動した電動車椅子１００ａを車両の進行方向とドア開口部とで回転する回転機構２３０と、回転機構２３０によりドア開口部を向く電動車椅子１００ａを車両室内と車両室外路面付近とで移動する昇降機構２４０と、昇降機構２４０により路面付近まで移動した電動車椅子１００ａを更に車両室外方向へ移動する外スライド機構２５０を備えている。
【００１８】
昇降機構２４０は、電動車椅子１００ａを車両室内外に移動させる機構であって、図３に示すように、ブロック状の基部２４１と、この基部２４１を架け渡るようにリンクアーム２４２を備える。ここで、基部２４１は、前方基部２４１ａと後方基部２４１ｂから構成されており、左右の前方基部２４１ａは前方ブラケット２４３で結合されており、左右の後方基部２４１ｂは後方ブラケット２４４で結合されている。また、後方ブラケット２４４は、電動車椅子１００ａに備える投光機２０が投光する信号光Ｓを反射可能な位置に反射板５０を設ける。
【００１９】
次に、本発明の走行制御システム１０が作動し、移動体１００（電動車椅子１００ａ）が目標位置２００（リフトアップ装置２００ａ）まで自動で走行する手順について説明する（図４に示す）。ここで、リフトアップ装置２００ａの外スライド機構２５０は、車両室外の下降位置まで移動してあるものとする。
【００２０】
電動車椅子１００ａは、乗員が操作機構１４０のジョイスティックを操作することでリフトアップ装置２００ａの正面位置まで移動した後、操作機構１４０のスイッチを押すことで自動操縦を開始する。
自動操縦を開始した電動車椅子１００ａは、駆動機構１３０が左右の車輪１２０を異なる方向へ回転することで、その場で時計回り又は反時計回りに旋回動作を行う。この時、旋回する電動車椅子１００ａは、投光機２０の投光部２０ａから信号光Ｓを投光して反射板５０がどの方向にあるのかを探索する。ここで、投光機２０は、反射板５０で反射された信号光Ｓを受光部２０ｂで検知すると、電動車椅子１００ａの旋回動作を停止し反射板５０に信号光Ｓを投光し続ける。（図４ａ）
【００２１】
投光機２０が反射板５０を検知した電動車椅子１００ａは、２つの超音波センサ３０から超音波Ｔを送信及び検知することでリフトアップ装置２００ａまでの距離を計測し、２つの超音波センサ３０で計測した距離情報をＥＣＵ４０に伝達する。ここで、距離情報を取得したＥＣＵ４０は、２つの超音波センサ３０の距離情報を比較することで電動車椅子１００ａがリフトアップ装置２００ａに対してどれだけ傾いた状態にあるかを把握する。（図４ｂ）
【００２２】
リフトアップ装置２００ａに対してどれだけ傾いた状態にあるかを把握した電動車椅子１００ａは、投光機２０の信号光Ｓと２つの超音波センサ３０の距離情報から電動車椅子１００ａをリフトアップ装置２００ａと連結可能にする演算をＥＣＵ５０で行い、車輪１２０を回転する駆動機構１３０を適切に制御することで電動車椅子１００ａのリフトアップ装置２００ａに対する傾きを補正する。（図４ｃ）
【００２３】
乗員に対して電動車椅子２００ａの後部の面が目標位置２００である反射板５０に対して平行な位置まで制御された電動車椅子２００ａは、２つの超音波センサ３０が計測する目標位置２００までの距離を保つようにＥＣＵ４０で駆動機構１３０を制御することで電動車椅子１００ａをリフトアップ装置２００ａまで移動する。（図４ｄ）
【００２４】
上記の実施例では、電動車椅子１００ａは、乗員が操作機構１４０を操作してリフトアップ装置２００ａの正面まで移動した後、走行制御システム１０を駆動して電動車椅子１００ａをリフトアップ装置２００ａに連結する動作を説明したが、本発明はこれに限らず、自動操縦中の電動車椅子１００ａがリフトアップ装置２００ａに自動で接近する発明の一連の動作中にも適用することが可能である。また、上記実施例では、２つの超音波センサ３０は、異なる周波数を送信及び検知するものを使用したが、本発明はこれに限らず、同じ周波数の超音波で位相をズラして送信及び検知するものや、反射する超音波が干渉しあわない状態であれば同じ周波数で超音波を送信及び検知するものを使用しても実現することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  走行制御システム
２０  投光機
３０  超音波センサ
３０Ｌ  超音波センサ
３０Ｒ  超音波センサ
４０  ＥＣＵ
５０  反射板
１００ａ  電動車椅子
１１０  フレーム
２００  目標位置
２００ａ  リフトアップ装置
２４０  昇降機構
２４４  後方ブラケット
Ｓ  信号光
Ｔ  超音波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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