(57)【要約】【課題】自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、車輪がロックされた場合に、限られた人間だけが車輪のロックを解除することができる自律走行装置を提供する。【解決手段】自律走行装置（１）は、車輪（３−１）を駆動するための駆動装置（１０）と、装置本体が自律走行する通常モードにおいて、車輪（３−１）を駆動するように駆動装置（１０）を制御する制御装置（２０）と、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、車輪（３）をロックするロック機構部（４０）と、非常モードにおいて、遠隔操作装置（１００）から送信される認証情報（１０２Ａ）と予め設定された設定認証情報（５２Ａ）とが一致する場合、ロック解除信号（８４）をロック解除機構部（６０）に出力する非常モード用制御装置（５０）と、ロック解除信号（８４）に応じて、車輪（３）のロックを解除するロック解除機構部（６０）と、を具備する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を駆動するための駆動装置と、
装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、
自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、
前記非常モードにおいて、遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、
前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除するロック解除機構部と、
を具備することを特徴とする自律走行装置。
【請求項２】
前記ロック機構部は、
前記非常モードにおいて、コイルばねの張力により前記車輪をロックする電磁クラッチ、
を具備し、
前記ロック解除機構部は、前記ロック解除信号に応じて、前記電磁クラッチのコイルの電磁力に対応する力で前記電磁クラッチのコイルばねを引っ張って前記車輪のロックを解除することを特徴とする請求項１に記載の自律走行装置。
【請求項３】
前記ロック解除機構部は、
その一端が前記電磁クラッチのコイルばねに接続されたワイヤと、
前記ロック解除信号に応じて、前記電磁クラッチのコイルの電磁力に対応する力で前記電磁クラッチのコイルばねが引っ張られて前記車輪のロックを解除するように、前記ワイヤを引っ張る電動機構部と、
を具備することを特徴とする請求項２に記載の自律走行装置。
【請求項４】
車輪を駆動するための駆動装置と、
装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、
自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、
前記非常モードにおいて、遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、
前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、
を具備することを特徴とする自律走行装置。
【請求項５】
前記ロック機構部は、
前記車輪に対してブレーキをかけるためのメカニカルブレーキと、
前記非常モードにおいて前記メカニカルブレーキをロックし、操作により前記メカニカルブレーキのロックを解除するためのブレーキ解除レバーと、
前記ブレーキ解除レバーを収納する収納部と、
前記収納部に開閉可能に設けられ、ロックされたドア部と、
を具備し、
前記ロック解除機構部は、前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックの解除を補助するために、前記ドア部のロックを解除することを特徴とする請求項４に記載の自律走行装置。
【請求項６】
前記非常モード用制御装置は、前記遠隔操作装置から認証情報が送信されないまま、設定時間を経過した場合、前記ロック解除信号を前記ロック解除機構部に出力することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の自律走行装置。
【請求項７】
前記非常モード用制御装置は、緊急情報を受信した場合、前記ロック解除信号を前記ロック解除機構部に出力することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の自律走行装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記非常モードにおいて、ロック時制御信号を前記非常モード用制御装置に出力し、
前記非常モード用制御装置は、
前記ロック時制御信号に応じて、前記非常モード用制御装置に電源を供給する非常モード用バッテリー、
を具備することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の自律走行装置。
【請求項９】
前記通常モードにおいて、前記非常モード用バッテリーを充電する充電システム、
を更に具備することを特徴とする請求項８に記載の自律走行装置。
【請求項１０】
前記非常モード用バッテリーは前記非常モード用制御装置に複数設けられていることを特徴とする請求項９に記載の自律走行装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記通常モードにおいて、前記遠隔操作装置に対して定期的に通信信号を送信し、
前記認証情報は、前記遠隔操作装置が前記通信信号を受信できないときに、前記遠隔操作装置から送信されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の自律走行装置。
【請求項１２】
自律走行装置と、
前記自律走行装置と無線通信を行なう遠隔操作装置と、
を具備し、
前記自律走行装置は、
車輪を駆動するための駆動装置と、
装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、
自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、
前記非常モードにおいて、前記遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、
前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除する、または、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、
を具備することを特徴とする自律走行システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪を駆動させて自律走行する自律走行装置、及び、自律走行システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪を駆動させて、装置本体を自律走行させる技術が開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載された自律移動装置は、車輪を駆動する駆動部と、装置本体が自律走行するように駆動部を制御する制動部と、自身の故障時において、車輪をロックする車輪ロック部と、操作者により操作可能な操作部と、操作部に所定以上の力が加わったときに車輪のロックを解除する車輪ロック解除部と、を具備している。すなわち、特許文献１に記載された技術では、自律移動装置が故障したときに車輪をロックし、故障した自律移動装置を回収する際に、操作者が操作部に所定以上の力を加えることにより、車輪のロックが解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１４／０４９８５６号
【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、特許文献１に記載された技術では、誰でも操作部を操作することができる。すなわち、操作者は限られた人間ではない。そのため、特許文献１に記載された技術では、第三者が操作部に所定以上の力を加えても、車輪のロックが解除されてしまう。
【０００６】
また、特許文献１に記載された技術では、第三者が操作部に所定以上の力を加えることにより車輪のロックが解除されてしまうため、第三者により自律移動装置が移動可能である。この場合、故障した自律移動装置が回収される前に盗難される可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、車輪がロックされた場合に、限られた人間だけが車輪のロックを解除することができる自律走行装置、及び、自律走行システム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】
【０００８】
本発明の自律走行装置は、車輪を駆動するための駆動装置と、装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、前記非常モードにおいて、遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除する、または、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、を具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明の自律走行システムは、自律走行装置と、前記自律走行装置と無線通信を行なう遠隔操作装置と、を具備し、前記自律走行装置は、車輪を駆動するための駆動装置と、装置本体が自律走行する通常モードにおいて、前記車輪を駆動するように前記駆動装置を制御する制御装置と、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、前記車輪をロックするロック機構部と、前記非常モードにおいて、前記遠隔操作装置から送信される認証情報と予め設定された設定認証情報とが一致する場合、ロック解除信号を出力する非常モード用制御装置と、前記ロック解除信号に応じて、前記車輪のロックを解除する、または、前記車輪のロックの解除を補助するロック解除機構部と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、自律走行装置は、自律走行中の装置本体が緊急停止する非常モードにおいて、車輪がロックされた場合に、限られた人間だけが車輪のロックを解除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の側面を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の上面を示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示す概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の制御装置２０の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１に適用される自律走行システムにおいて、自律走行装置１と通信を行なう遠隔操作装置１００の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１及び遠隔操作装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ１を説明するための図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ４、Ｓ５を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ７を説明するための図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る自律走行装置１及び遠隔操作装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る自律走行装置１及び遠隔操作装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示す概略図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ４、Ｓ５を説明するための図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ７を説明するための図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の側面図であり、図２は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の上面図である。図１、２に示されるように、自律走行装置１は、装置本体２と、駆動装置１０と、４つの車輪３と、を具備している。本実施形態では、４つの車輪３のうちの、左右の前輪３−１を駆動輪とし、左右の後輪３−２を従動輪としている。
【００１４】
駆動装置１０は、車輪３（この場合、前輪３−１（駆動輪））を駆動する。この駆動装置１０は、左右の電動モータ１１と、左右のトランスミッション１２と、左右の前輪用軸１３−１、左右の後輪用軸１３−２と、左右の前輪用スプロケット１４−１と、左右の後輪用スプロケット１４−２と、左右のベルト１５と、左右の軸受１６とを具備している。
【００１５】
左右の前輪用軸１３−１は、それぞれ、その一端が左右の前輪３−１に接続され、その他端が左右のトランスミッション１２に接続されている。左右のトランスミッション１２は、それぞれ、左右の電動モータ１１に接続されている。左右の電動モータ１１は、後述の制御装置２０（図３を参照）により制御される。
【００１６】
左右の後輪用軸１３−２は、それぞれ、その一端が左右の後輪３−２に接続され、その他端が左右の軸受１６に接続されている。
【００１７】
左側の前輪用スプロケット１４−１、左側の後輪用スプロケット１４−２の中心には、それぞれ、左側の前輪用軸１３−１、左側の後輪用軸１３−２が設けられている。左側の前輪用スプロケット１４−１、左側の後輪用スプロケット１４−２の外周には、左側のベルト１５が設けられ、左側の前輪３−１（駆動輪）と左側の後輪３−２（従動輪）とは左側のベルト１５により連結している。
【００１８】
左側の前輪３−１（駆動輪）は、左側の電動モータ１１の動力を左側のトランスミッション１２を介して受けて、その動力に基づいて、左側の前輪用軸１３−１及び左側の前輪用スプロケット１４−１と共に回転する。左側の後輪３−２（従動輪）は、左側の前輪３−１（駆動輪）の回転運動を左側のベルト１５により受けて、その回転運動に基づいて、左側の後輪用軸１３−２及び左側の後輪用スプロケット１４−２と共に回転する。
【００１９】
右側の前輪用スプロケット１４−１、右側の後輪用スプロケット１４−２の中心には、それぞれ、右側の前輪用軸１３−１、右側の後輪用軸１３−２が設けられている。右側の前輪用スプロケット１４−１、右側の後輪用スプロケット１４−２の外周には、右側のベルト１５が設けられ、右側の前輪３−１（駆動輪）と右側の後輪３−２（従動輪）とは右側のベルト１５により連結している。
【００２０】
右側の前輪３−１（駆動輪）は、右側の電動モータ１１の動力を右側のトランスミッション１２を介して受けて、その動力に基づいて、右側の前輪用軸１３−１及び右側の前輪用スプロケット１４−１と共に回転する。右側の後輪３−２（従動輪）は、右側の前輪３−１（駆動輪）の回転運動を右側のベルト１５により受けて、その回転運動に基づいて、右側の後輪用軸１３−２及び右側の後輪用スプロケット１４−２と共に回転する。
【００２１】
トランスミッション１２は、例えば、クラッチ、ギアボックスを含んでいる。ギアボックスは、その一端が電動モータ１１に接続された軸１２Ａと、その軸１２Ａの外周に設けられた歯車（図示しない）などからなり、動力源（電動モータ１１）の動力をトルクや回転数、回転方向を変えて伝達する。そのため、トランスミッション１２と前輪用軸１３−１と後輪用軸１３−２と前輪用スプロケット１４−１と後輪用スプロケット１４−２とベルト１５とは、動力伝達部材として構成される。
【００２２】
左右の電動モータ１１は、それぞれ左右の動力伝達部材に動力を伝達することにより、４つの車輪３を駆動させて装置本体２の走行や停止を行なう。
【００２３】
ここで、動力伝達部材として、トランスミッション１２を含まなくてもよい。この場合、電動モータ１１と左右の前輪用軸１３−１とを歯車（固定比）で結合し、電動モータ１１の回転数と回転方向を制御する。
【００２４】
図３は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示す概略図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の制御装置２０の構成を示すブロック図である。図５は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１に適用される自律走行システムにおいて、自律走行装置１と通信を行なう遠隔操作装置１００の構成を示すブロック図である。図６は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の構成を示すブロック図である。
【００２５】
図３に示されるように、自律走行装置１の装置本体２は、駆動装置１０に加えて、制御装置２０と、バッテリー３０と、ロック機構部４０と、非常モード用制御装置５０と、ロック解除機構部６０と、を具備している。
【００２６】
制御装置２０は、装置本体２が自律走行する通常モードにおいて、バッテリー３０から電源が供給される。この制御装置２０は、通常モードにおいて、駆動装置１０、ロック機構部４０、非常モード用制御装置５０を制御する。制御装置２０の構成については後述する。
【００２７】
非常モード用制御装置５０は、非常モード用バッテリー５３を具備し、非常モード用バッテリー５３は、制御装置２０からのロック時制御信号８３（図９を参照）により非常モード用制御装置５０に電源を供給する。非常モード用制御装置５０は、自律走行中の装置本体２が緊急停止する非常モードにおいて、非常モード用バッテリー５３から電源が供給される。この非常モード用制御装置５０は、非常モードにおいて、ロック解除機構部６０を制御する。非常モード用制御装置５０の構成については後述する。
【００２８】
ロック機構部４０は、車輪３（この場合、前輪３−１）をロックするための機構部である。ロック機構部４０の構成については後述する。
【００２９】
ロック解除機構部６０は、車輪３（前輪３−１）のロックを解除するための機構部である。ロック解除機構部６０の構成については後述する。
【００３０】
図４に示されるように、制御装置２０は、制御部２１と、記憶部２２とを具備している。制御部２１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部２２には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されていて、制御部２１は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行する。制御部２１は、走行制御部２３と、緊急停止制御部２４と、通信部２５と、を具備している。
【００３１】
走行制御部２３は、通常モードにおいて、車輪３を駆動するように駆動装置１０を制御する。具体的には、走行制御部２３は、駆動装置１０を制御することにより、予め設定された監視ルート（移動方向）に、予め設定された設定速度で、装置本体２を自律走行させる。
【００３２】
緊急停止制御部２４は、非常モードにおいて、車輪３（この場合、前輪３−１）がロックされるようにロック機構部４０を制御する。
【００３３】
この緊急停止制御部２４は、通常モードにおいて、通電時電気信号８１（図８を参照）をロック機構部４０に出力し、非常モードにおいて、通電時電気信号８１をロック機構部４０に出力しない。通常モードにおいて、バッテリー３０から電源が供給されるため、通電時電気信号８１の信号レベルは、ハイレベルである。非常モードにおいて、バッテリー３０から電源が供給されないため、通電時電気信号８１の信号レベルは、ロウレベルである。すなわち、緊急停止制御部２４は、非常モードにおいて、通電時電気信号８１の反転信号である非通電時電気信号８２（図９を参照）をロック機構部４０に出力する。非通電時電気信号８２は、ロック機構部４０が車輪３（前輪３−１）をロックするためのロック信号である。
【００３４】
また、緊急停止制御部２４は、非常モードにおいて、ロック時制御信号８３を非常モード用制御装置５０に出力する。非常モードにおいて、ロック時制御信号８３の信号レベルは、ロウレベルである。
【００３５】
通信部２５は、通常モードにおいて、後述の遠隔操作装置１００（図５を参照）に対して定期的に通信信号を送信して、遠隔操作装置１００と無線通信を行なう。
【００３６】
図３に示されるように、ロック機構部４０は、２つの電磁クラッチ４１を具備している。
【００３７】
２つの電磁クラッチ４１は、緊急停止用のブレーキ（電磁ブレーキ）として使用される。電磁クラッチ４１としては一般的なものが使用され、電磁クラッチ４１は、コイル（図示しない）と、コイルばね（図示しない）と、ハブ（図示しない）と、を具備している。本実施形態では、電磁クラッチ４１としては、無励磁作動の電磁クラッチが使用される。２つの電磁クラッチ４１のハブは、それぞれ、左右の前輪用軸１３−１に設けられている。
【００３８】
通電時電気信号８１が緊急停止制御部２４から電磁クラッチ４１に供給されている場合には（すなわち、通電時には）、電磁クラッチ４１は、コイルの電磁力によりコイルばねが引かれて、車輪３（前輪３−１）をロックしない。
【００３９】
一方、非通電時電気信号８２が緊急停止制御部２４から電磁クラッチ４１に供給されている場合には（すなわち、非通電時には）、電磁クラッチ４１は、コイルばねの張力により車輪３（前輪３−１）をロックする。具体的には、非通電時に、コイルばねの張力により前輪用軸１３−１が電磁クラッチ４１のハブに固定され、前輪用軸１３−１は回転できなくなる。すなわち、前輪３−１はロックされる。
【００４０】
図３に示されるように、ロック解除機構部６０は、２つのワイヤ６１と、電動機構部６２と、支持部材６３と、を具備している。
【００４１】
２つのワイヤ６１は、それぞれ、その一端が２つの電磁クラッチ４１のコイルばねに接続され、その他端が支持部材６３の一端に接続されている。
【００４２】
支持部材６３は、その支点６３Ａを軸に回転可能に設けられている。
【００４３】
電動機構部６２は、駆動軸６２Ａと、駆動部６２Ｂと、を具備している。駆動部６２Ｂは、駆動軸６２Ａを伸縮自在に制御する。電動機構部６２としては、電動アクチュエータが例示される。駆動軸６２Ａは、その先端が支持部材６３の他端に接続されている。駆動軸６２Ａが伸びた場合、ワイヤ６１は、駆動軸６２Ａが伸びる方向とは逆方向に引っ張られる。駆動部６２Ｂは、非常モード用制御装置５０からのロック解除信号８４（図１０を参照）に応じて、電磁クラッチ４１のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ４１のコイルばねが引っ張られて車輪３（前輪３−１）のロックを解除するように、駆動軸６２Ａを伸ばしてワイヤ６１の他端を引っ張る。
【００４４】
遠隔操作装置１００は、自律走行装置１と通信可能な装置である。図５に示されるように、遠隔操作装置１００は、制御部１０１と、記憶部１０２とを具備している。制御部１０１は、ＣＰＵである。記憶部１０２には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されていて、制御部１０１は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行する。
【００４５】
また、記憶部１０２には、認証情報１０２Ａが格納されている。認証情報１０２Ａは、遠隔操作装置１００の操作者を識別するための固有のＩＤを表している。
【００４６】
制御部１０１は、自律走行装置１から通信信号を受け取れなくなった場合に、その旨を操作者に通知する。このとき、制御部１０１は、操作者の操作に応じて、記憶部１０２に格納された認証情報１０２Ａを読み出して、その認証情報１０２Ａを自律走行装置１に送信する。
【００４７】
図６に示されるように、非常モード用制御装置５０は、非常モード用バッテリー５３に加えて、制御部５１と、記憶部５２とを具備している。制御部５１は、ＣＰＵである。記憶部５２には、コンピュータが実行可能なコンピュータプログラムが格納されていて、制御部５１は、そのコンピュータプログラムを読み出して実行する。
【００４８】
また、記憶部５２には、予め設定された設定認証情報５２Ａが格納されている。設定認証情報５２Ａは、遠隔操作装置１００の操作者を識別するための固有のＩＤを表している。
【００４９】
本実施形態では、設定認証情報５２Ａ及び認証情報１０２ＡをＩＤとしているが、設定認証情報５２Ａ及び認証情報１０２Ａは、ＩＤの他に、操作者のパスワードでもよいし、操作者の生体認証を表す情報や、操作者の音声認証を表す情報などが用いられてもよい。または、その組み合わせでもよい。
【００５０】
非常モード用バッテリー５３は、制御装置２０からのロック時制御信号８３（図９を参照）に応じて、非常モード用制御装置５０に電源を供給する。非常モード用制御装置５０の制御部５１は、認証情報判定部５４と、ロック解除制御部５５と、を具備している。
【００５１】
認証情報判定部５４は、遠隔操作装置１００から送信される認証情報１０２Ａと、記憶部５２に格納された設定認証情報５２Ａとが一致するか否かを判定する。
【００５２】
ロック解除制御部５５は、認証情報１０２Ａと設定認証情報５２Ａとが一致する場合、車輪３（前輪３−１）のロックが解除されるようにロック解除機構部６０を制御する。この場合、ロック解除制御部５５は、ロック解除信号８４（図１０を参照）をロック解除機構部６０の電動機構部６２（駆動部６２Ｂ）に出力する。
【００５３】
図７は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１及び遠隔操作装置１００の動作を示すフローチャートである。図８は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ１を説明するための図である。図９は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ４、Ｓ５を説明するための図である。図１０は、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ７を説明するための図である。
【００５４】
まず、通常モードにおいて、自律走行装置１の制御装置２０の走行制御部２３は、装置本体２（自律走行装置１）が自律走行するように、自律走行装置１の駆動装置１０を制御する。また、図８に示されるように、自律走行装置１の制御装置２０の緊急停止制御部２４は、通電時電気信号８１を自律走行装置１のロック機構部４０に出力する。ロック機構部４０の電磁クラッチ４１は、通電時電気信号８１に応じて、コイルの電磁力によりコイルばねが引かれて、自律走行装置１の車輪３（前輪３−１）をロックしない（ステップＳ１）。
【００５５】
また、通常モードにおいて、自律走行装置１の制御装置２０の通信部２５は、遠隔操作装置１００に定期的に通信信号を送信して、遠隔操作装置１００と通信を行なう（ステップＳ２）。
【００５６】
このとき、遠隔操作装置１００の制御部１０１は、自律走行装置１からの通信信号を受信する（ステップＳ１１−Ｎｏ）。
【００５７】
通常モードにおいては（ステップＳ３−Ｎｏ）、ステップＳ１、Ｓ２が繰り返し実行される。
【００５８】
いま、自律走行中の装置本体２（自律走行装置１）が緊急停止したものとする（ステップＳ３−Ｙｅｓ）。このとき、図９に示されるように、自律走行装置１の制御装置２０の緊急停止制御部２４は、自律走行装置１のバッテリー３０から電源が供給されないため、通電時電気信号８１の反転信号である非通電時電気信号８２を自律走行装置１のロック機構部４０に出力する。ロック機構部４０の電磁クラッチ４１は、非通電時電気信号８２に応じて、コイルばねの張力により、車輪３（前輪３−１）をロックする（ステップＳ４）。
【００５９】
自律走行装置１が緊急停止したため、通常モードから非常モードに移行する。非常モードにおいて、図９に示されるように、自律走行装置１の制御装置２０の緊急停止制御部２４は、ロック時制御信号８３を自律走行装置１の非常モード用制御装置５０に出力する。非常モード用制御装置５０の非常モード用バッテリー５３は、ロック時制御信号８３に応じて、非常モード用制御装置５０に電源を供給する（ステップＳ５）。
【００６０】
このとき、遠隔操作装置１００の制御部１０１は、自律走行装置１からの通信信号を受信できないため、その旨を操作者に通知する（ステップＳ１１−Ｙｅｓ）。遠隔操作装置１００が通信信号を受信できないときに、遠隔操作装置１００を操作する操作者は、自律走行装置１が非常モードであることを把握する。例えば、自律走行装置１が非常モードにより停止している場所（現場）に作業者が出向き、操作者が作業者の到着を無線通信により確認する。この場合、遠隔操作装置１００の制御部１０１は、操作者の操作に応じて、記憶部１０２に格納された認証情報１０２Ａを読み出して、その認証情報１０２Ａを自律走行装置１に送信する（ステップＳ１２）。
【００６１】
非常モードにおいて、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の認証情報判定部５４は、遠隔操作装置１００から送信される認証情報１０２Ａと、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の記憶部５２に格納された設定認証情報５２Ａとが一致するか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００６２】
ここで、認証情報１０２Ａと設定認証情報５２Ａとが一致しない場合（ステップＳ６−Ｎｏ）、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の制御部５１は、遠隔操作装置１００から再度送信される認証情報１０２Ａを待つ。
【００６３】
一方、認証情報１０２Ａと設定認証情報５２Ａとが一致する場合（ステップＳ６−Ｙｅｓ）、図１０に示されるように、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０のロック解除制御部５５は、ロック解除信号８４を自律走行装置１のロック解除機構部６０の電動機構部６２に出力する。電動機構部６２の駆動部６２Ｂは、ロック解除信号８４に応じて、電磁クラッチ４１のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ４１のコイルばねが引っ張られて車輪３（前輪３−１）のロックを解除するように、駆動軸６２Ａを伸ばしてワイヤ６１の他端を引っ張る（ステップＳ７）。
【００６４】
以上の説明により、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１では、車輪３（前輪３−１）を駆動するための駆動装置１０と、装置本体２が自律走行する通常モードにおいて、車輪３（前輪３−１）を駆動するように駆動装置１０を制御する制御装置２０と、自律走行中の装置本体２が緊急停止する非常モードにおいて、車輪３（前輪３−１）をロックするロック機構部４０と、非常モードにおいて、遠隔操作装置１００から送信される認証情報１０２Ａと予め設定された設定認証情報５２Ａとが一致する場合（認証一致である場合）にロック解除信号８４を出力する非常モード用制御装置５０と、ロック解除信号８４に応じて、車輪３（前輪３−１）のロックを解除するロック解除機構部６０と、を具備している。このように、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１によれば、非常モードにおいて車輪３（前輪３−１）がロックされた場合に、遠隔操作装置１００から認証情報１０２Ａを送信する操作者（限られた人間）だけが車輪３（前輪３−１）のロックを解除することができる。
【００６５】
また、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１では、ロック機構部４０は、通常モードにおいて、コイルの電磁力によりコイルばねが引かれて車輪３（前輪３−１）をロックせず、非常モードにおいて、コイルばねの張力により車輪３（前輪３−１）をロックする電磁クラッチ４１、を具備し、ロック解除機構部６０は、ロック解除信号８４に応じて、電磁クラッチ４１のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ４１のコイルばねを引っ張って車輪３（前輪３−１）のロックを解除する。このように、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１によれば、ロック機構部４０が電磁クラッチ４１であり、認証一致である場合に、ロック解除機構部６０が電磁クラッチ４１のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ４１のコイルばねを引っ張ることにより、人手を使わずに、車輪３（前輪３−１）のロックを自動的に解除することができる。
【００６６】
また、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１では、ロック解除機構部６０は、その一端が電磁クラッチ４１のコイルばねに接続されたワイヤ６１と、ロック解除信号８４に応じて、電磁クラッチ４１のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ４１のコイルばねが引っ張られて車輪３（前輪３−１）のロックを解除するように、ワイヤ６１を引っ張る電動機構部６２と、を具備している。このように、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１によれば、ロック解除機構部６０が電磁クラッチ４１のコイルの電磁力に対応する力で電磁クラッチ４１のコイルばねを引っ張る際に、ワイヤ６１を用いることが好ましい。
【００６７】
また、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１では、制御装置２０は、非常モードにおいて、ロック時制御信号８３を非常モード用制御装置５０に出力する。非常モード用制御装置５０は、ロック時制御信号８３に応じて、非常モード用制御装置５０に電源を供給する非常モード用バッテリー５３、を具備している。このように、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１によれば、自律走行装置１が通常モードから非常モードに移行する場合、バッテリー３０から電源が制御装置２０に供給されなくなる。この場合、自律走行装置１と遠隔操作装置１００とが通信可能になるように、自律走行装置１が非常モード用制御装置５０を具備し、非常モード用制御装置５０に非常モード用バッテリー５３を設けることが好ましい。
【００６８】
また、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１では、制御装置２０は、通常モードにおいて、遠隔操作装置１００に対して定期的に通信信号を送信し、認証情報１０２Ａは、遠隔操作装置１００が通信信号を受信できないときに、遠隔操作装置１００から送信される。このように、本発明の第１実施形態に係る自律走行装置１によれば、遠隔操作装置１００が通信信号を受信できないときに、遠隔操作装置１００を操作する操作者は、自律走行装置１が非常モードであることを把握することができる。この場合、例えば、自律走行装置１が非常モードにより停止している場所（現場）に作業者が到着したときに、操作者（限られた人間）が作業者の到着を無線通信により確認した上で、遠隔操作装置１００により認証情報１０２Ａを送信すればよい。
【００６９】
［第２実施形態］
図１１は、本発明の第２実施形態に係る自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の構成を示すブロック図である。第２実施形態では、第１実施形態からの変更点を説明する。
【００７０】
図１１に示されるように、非常モード用制御装置５０の制御部５１は、更に、設定時間判定部５６を具備している。
【００７１】
設定時間判定部５６は、非常モードにおいてカウントを開始し、そのカウント値を表す時間が設定時間を経過したか否かを判定する。
【００７２】
図１２は、本発明の第２実施形態に係る自律走行装置１及び遠隔操作装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００７３】
まず、ステップＳ１〜Ｓ５が実行される。
【００７４】
次に、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の設定時間判定部５６は、カウントを開始する。その後、設定時間判定部５６は、そのカウント値を表す時間が設定時間を経過したか否かを判定する（ステップＳ２１）。
【００７５】
ここで、カウント値を表す時間が設定時間を経過していない場合（ステップＳ２１−Ｎｏ）、ステップＳ６が実行される。
【００７６】
一方、遠隔操作装置１００から認証情報１０２Ａが送信されないまま、カウント値を表す時間が設定時間を経過した場合（ステップＳ２１−Ｎｏ、Ｓ６−Ｎｏ、Ｓ２１−Ｙｅｓ）、ステップＳ７が実行される。
【００７７】
以上の説明により、本発明の第２実施形態に係る自律走行装置１では、非常モード用制御装置５０は、遠隔操作装置１００から認証情報１０２Ａが送信されないまま、設定時間を経過した場合、ロック解除信号８４をロック解除機構部６０に出力する。例えば、災害時に、自律走行装置１が非常モードにより停止している場所（現場）に作業者が到着しているにも関わらず、操作者（限られた人間）による作業者の到着の確認連絡がない上に、遠隔操作装置１００からも認証情報１０２Ａが送信されない場合、災害により操作者が遠隔操作装置１００を操作できない可能性がある。この場合、本発明の第２実施形態に係る自律走行装置１によれば、非常モード用制御装置５０は、設定時間を経過したときにロック解除信号８４をロック解除機構部６０に出力することが好ましい。
【００７８】
［第３実施形態］
図１３は、本発明の第３実施形態に係る自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の構成を示すブロック図である。第３実施形態では、第２実施形態からの変更点を説明する。
【００７９】
図１３に示されるように、非常モード用制御装置５０の制御部５１は、更に、緊急情報受信部５７を具備している。
【００８０】
緊急情報受信部５７は、緊急情報を受信する。緊急情報としては、地上デジタル放送において地震や津波などの自然災害が発生したときに放送される緊急警報放送が例示される。この場合、緊急情報受信部５７は、放送波から緊急警報信号としてＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration and Control）情報の緊急警報放送用起動フラグとＰＭＴ（Program Management Table）内の緊急情報記述子とを検出する。ＴＭＣＣ情報の緊急警報放送用起動フラグおよびＰＭＴ内の緊急情報記述子が「１」である場合は緊急警報信号が有効であり、緊急警報放送が確実に行われている。
【００８１】
図１４は、本発明の第３実施形態に係る自律走行装置１及び遠隔操作装置１００の動作を示すフローチャートである。
【００８２】
まず、ステップＳ１〜Ｓ５が実行される。
【００８３】
次に、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の緊急情報受信部５７は、緊急警報放送を監視する（ステップＳ３１）。
【００８４】
ここで、緊急警報放送が行なわれていない場合（ステップＳ３１−Ｎｏ）、ステップＳ２１が実行される。
【００８５】
一方、緊急警報放送が行なわれている場合（ステップＳ３１−Ｎｏ、Ｓ２１−Ｎｏ、Ｓ６−Ｎｏ、Ｓ３１−Ｙｅｓ）、ステップＳ７が実行される。
【００８６】
以上の説明により、本発明の第３実施形態に係る自律走行装置１では、緊急情報を受信した場合、ロック解除信号８４をロック解除機構部６０に出力する。本発明の第３実施形態に係る自律走行装置１によれば、緊急情報としては、地上デジタル放送において地震や津波などの自然災害が発生したときに放送される緊急警報放送を使用することが好ましい。
【００８７】
［第４実施形態］
図１５は、本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示す概略図である。第４実施形態では、第１〜３実施形態からの変更点を説明する。
【００８８】
図１５に示されるように、ロック機構部４０は、第１実施形態における２つの電磁クラッチ４１に代えて、メカニカルブレーキ４２を具備している。ロック機構部４０は、更に、ブレーキ解除レバー４３と、収納部４４と、ドア部４５と、を具備している。ロック機構部４０は、非常モードにおいて、車輪３（前輪３−１）をロックする。
【００８９】
ロック機構部４０は、２つのメカニカルブレーキ４２と、２つのブレーキ解除レバー４３と、２つの収納部４４と、２つのドア部４５と、を具備している。
【００９０】
２つのメカニカルブレーキ４２は、２つの前輪３−１に対してブレーキをかけるために使用される。メカニカルブレーキ４２としては一般的なものが使用され、ディスクブレーキやドラムブレーキなどが例示される。
【００９１】
２つのブレーキ解除レバー４３は、それぞれ、２つのメカニカルブレーキ４２に接続されている。ブレーキ解除レバー４３は、非常モードにおいてメカニカルブレーキ４２をロックする。ブレーキ解除レバー４３は、メカニカルブレーキ４２のロックを解除するときに、操作者または作業者により操作される。
【００９２】
２つの収納部４４は、それぞれ、２つのブレーキ解除レバー４３を収納する。２つの収納部４４には、開口部が設けられている。
【００９３】
２つのドア部４５は、それぞれ、２つの収納部４４の開口部を覆うように、２つの収納部４４に設けられている。ドア部４５は、ロックされている。
【００９４】
図１５に示されるように、ロック解除機構部６０は、例えば、電動機構部６２のみを具備している。ロック解除機構部６０は、非常モード用制御装置５０からのロック解除信号８４（図１７を参照）に応じて、車輪３（前輪３−１）のロックの解除を補助する。具体的には、電動機構部６２において、駆動部６２Ｂは、収納部４４に設けられ、駆動軸６２Ａの先端は、ドア部４５に接触している。駆動部６２Ｂは、ロック解除信号８４に応じて、駆動軸６２Ａを伸ばしてドア部４５のロックを解除する。
【００９５】
図１６は、本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ４、Ｓ５を説明するための図である。図１７は、本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１の動作として、図７のステップＳ７を説明するための図である。
【００９６】
まず、ステップＳ１〜Ｓ３が実行される。
【００９７】
ステップＳ４において、ブレーキ解除レバー４３は、メカニカルブレーキ４２をロックする。
【００９８】
ステップＳ５において、図１６に示されるように、自律走行装置１の制御装置２０の緊急停止制御部２４は、ロック時制御信号８３を自律走行装置１の非常モード用制御装置５０に出力する。非常モード用制御装置５０の非常モード用バッテリー５３は、ロック時制御信号８３に応じて、非常モード用制御装置５０に電源を供給する。
【００９９】
ステップＳ６において、遠隔操作装置１００から送信される認証情報１０２Ａと、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０の記憶部５２に格納された設定認証情報５２Ａとが一致する場合（ステップＳ６−Ｙｅｓ）、図１７に示されるように、自律走行装置１の非常モード用制御装置５０のロック解除制御部５５は、ロック解除信号８４を自律走行装置１のロック解除機構部６０の電動機構部６２に出力する。
【０１００】
ステップＳ７において、電動機構部６２の駆動部６２Ｂは、ロック解除信号８４に応じて、車輪３（前輪３−１）のロックの解除を補助するために、駆動軸６２Ａを伸ばしてドア部４５のロックを解除する。その後、メカニカルブレーキ４２のロックを解除するために、操作者または作業者によりブレーキ解除レバー４３が操作される。
【０１０１】
以上の説明により、本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１では、車輪３（前輪３−１）を駆動する駆動装置１０と、装置本体２が自律走行する通常モードにおいて、車輪３（前輪３−１）を駆動するように駆動装置１０を制御する制御装置２０と、自律走行中の装置本体２が緊急停止する非常モードにおいて、車輪３（前輪３−１）をロックするロック機構部４０と、非常モードにおいて、遠隔操作装置１００から送信される認証情報１０２Ａと予め設定された設定認証情報５２Ａとが一致する場合（認証一致である場合）にロック解除信号８４を出力する非常モード用制御装置５０と、ロック解除信号８４に応じて、車輪３（前輪３−１）のロックの解除を補助するロック解除機構部６０と、を具備している。このように、本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１によれば、非常モードにおいて車輪３（前輪３−１）がロックされた場合に、遠隔操作装置１００から認証情報１０２Ａを送信する操作者（限られた人間）だけが車輪３（前輪３−１）のロックを解除することができる。
【０１０２】
また、本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１では、ロック機構部４０は、車輪３（前輪３−１）に対してブレーキをかけるためのメカニカルブレーキ４２と、非常モードにおいてメカニカルブレーキ４２をロックし、操作によりメカニカルブレーキ４２のロックを解除するためのブレーキ解除レバー４３と、ブレーキ解除レバー４３を収納する収納部４４と、収納部４４に開閉可能に設けられ、ロックされたドア部４５と、を具備し、ロック解除機構部６０は、ロック解除信号８４に応じて、車輪３（前輪３−１）のロックの解除を補助するために、ドア部４５のロックを解除する。このように、本発明の第４実施形態に係る自律走行装置１によれば、ロック機構部４０がメカニカルブレーキ４２とブレーキ解除レバー４３と収納部４４とドア部４５とを含み、認証一致である場合に、ロック解除機構部６０がドア部４５のロックを解除することにより、車輪３（前輪３−１）のロックの解除を補助することができる。
【０１０３】
［第５実施形態］
図１８は、本発明の第５実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示すブロック図である。第５実施形態では、第１〜４実施形態からの変更点を説明する。
【０１０４】
図１８に示されるように、自律走行装置１の装置本体２は、駆動装置１０と、制御装置２０と、バッテリー３０と、ロック機構部４０と、非常モード用制御装置５０と、ロック解除機構部６０に加えて、充電システム７０を具備している。
【０１０５】
充電システム７０は、バッテリー３０と、非常モード用制御装置５０の非常モード用バッテリー５３とに接続されている。充電システム７０としては、太陽電池モジュールが例示される。または、充電システム７０としては、車輪３の回転を利用するシステムが挙げられる。充電システム７０は、通常モードにおいて、装置本体２が自律走行しているときに、バッテリー３０、及び、非常モード用制御装置５０の非常モード用バッテリー５３を充電する。
【０１０６】
本実施形態では、充電システム７０は、装置本体２が自律走行しているときに、バッテリー３０、及び、非常モード用制御装置５０の非常モード用バッテリー５３を充電するが、これに限定されない。非常モードにおいて、非常モード用バッテリー５３が非常モード用制御装置５０に電源を確実に供給すればよいので、充電システム７０は、装置本体２が自律走行しているときに、非常モード用制御装置５０の非常モード用バッテリー５３のみを充電してもよい。
【０１０７】
また、本発明の第５実施形態に係る自律走行装置１では、通常モードにおいて、前記非常モード用バッテリー５３を充電する充電システム７０、を更に具備している。このように、本発明の第５実施形態に係る自律走行装置１によれば、通常モードにおいて充電する構成であれば、非常モード用制御装置５０の非常モード用バッテリー５３の容量などを定期的に検査することなく、非常モードにおいて非常モード用バッテリー５３から電源が非常モード用制御装置５０に供給されないというリスクを低減することができる。
【０１０８】
［第６実施形態］
図１９は、本発明の第６実施形態に係る自律走行装置１において、図２のＡ部分の構成を示すブロック図である。第６実施形態では、第５実施形態からの変更点を説明する。
【０１０９】
図１９に示されるように、非常モード用バッテリー５３は、非常モード用制御装置５０に複数設けられている。例えば、複数の非常モード用バッテリー５３として、非常モード用バッテリー５３−１、５３−２が非常モード用制御装置５０に設けられている。
【０１１０】
また、本発明の第６実施形態に係る自律走行装置１では、非常モード用バッテリー５３は非常モード用制御装置５０に複数設けられている。このように、本発明の第６実施形態に係る自律走行装置１によれば、非常モードにおいて１つの非常モード用バッテリー５３（非常モード用バッテリー５３−１）から電源が非常モード用制御装置５０に供給されない場合でも、他の非常モード用バッテリー５３（非常モード用バッテリー５３−２）から電源が非常モード用制御装置５０に供給されるため、非常に高い信頼性が求められる用途に有効である。
【０１１１】
以上のように、本発明は上述した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る。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を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】
【０１１２】
１  …  自律走行装置
２  …  装置本体
３  …  車輪
３−１  …  車輪（前輪）
３−２  …  車輪（後輪）
１０  …  駆動装置
１１  …  電動モータ
１２  …  トランスミッション
１２Ａ  …  軸
１３−１  …  前輪用軸
１３−２  …  後輪用軸
１４−１  …  前輪用スプロケット
１４−２  …  後輪用スプロケット
１５  …  ベルト
１６  …  軸受
２０  …  制御装置
２１  …  制御部
２２  …  記憶部
２３  …  走行制御部
２４  …  緊急停止制御部
２５  …  通信部
３０  …  バッテリー
４０  …  ロック機構部
４１  …  電磁クラッチ（電磁ブレーキ）
４２  …  メカニカルブレーキ
４３  …  ブレーキ解除レバー
４４  …  収納部
４５  …  ドア部
５０  …  非常モード用制御装置
５１  …  制御部
５２  …  記憶部
５２Ａ  …  設定認証情報
５３  …  非常モード用バッテリー
５３−１  …  非常モード用バッテリー
５３−２  …  非常モード用バッテリー
５４  …  認証情報判定部
５５  …  ロック解除制御部
５６  …  設定時間判定部
５７  …  緊急情報受信部
６０  …  ロック解除機構部
６１  …  ワイヤ
６２  …  電動機構部
６２Ａ  …  駆動軸
６２Ｂ  …  駆動部
６３  …  支持部材
６３Ａ  …  支点
７０  …  充電システム
８１  …  通電時電気信号
８２  …  非通電時電気信号（ロック信号）
８３  …  ロック時制御信号
８４  …  ロック解除信号
１００  …  遠隔操作装置
１０１  …  制御部
１０２  …  記憶部
１０２Ａ  …  認証情報
【図１】
2016132317.tif 000003
【図２】
2016132317.tif 000004
【図３】
2016132317.tif 000005
【図４】
2016132317.tif 000006
【図５】
2016132317.tif 000007
【図６】
2016132317.tif 000008
【図７】
2016132317.tif 000009
【図８】
2016132317.tif 000010
【図９】
2016132317.tif 000011
【図１０】
2016132317.tif 000012
【図１１】
2016132317.tif 000013
【図１２】
2016132317.tif 000014
【図１３】
2016132317.tif 000015
【図１４】
2016132317.tif 000016
【図１５】
2016132317.tif 000017
【図１６】
2016132317.tif 000018
【図１７】
2016132317.tif 000019
【図１８】
2016132317.tif 000020
【図１９】
2016132317.tif 000021