JP5187757B2 - 無人移動体システム - Google Patents

Description

本発明は、例えば無人車両等の無人移動体と、この無人移動体を遠隔操縦するための遠隔操縦装置とを有する無人移動体システムに関する。

従来、この種の従来技術として、「ユーザにロボットを遠隔操縦させることができる方法」とした名称で、特許文献１に開示されているものがある。
特許文献１に記載された方法は、ロボットの周辺の領域を表す画像情報を供給する段階と、前記画像情報を用いて、前記ロボットの周辺の領域を表すユーザ知覚画像を供給する段階と、ユーザに画像においてロボットが移動すべき方へ一つ以上の目標を指定させることができる段階と、ロボットを前記目標に向けて移動させることができる段階とを具備したことを内容としたものである。
特表２００３−５３２２１８号公報

上記の構成により、ロボットを直感的に遠隔操作しようとしたものではあるが、画像においてロボットが移動すべき方へ目標を指定させることができる前記段階は、ポイント‐アンド‐クリック選択によるものであり、従ってまた、遠隔操作時の通信や画像圧縮することによる遅延時間が生じるために、高い移動速度における直感による遠隔操作を行えないという問題がある。

そこで本発明は、高い移動速度の場合には自律して移動し、また、低い移動速度のときには遠隔操作をすることができる無人移動体システムの提供を目的としている。

上記課題を解決するための本発明は、移動領域内の測距データを取得するための測距部、移動速度を測定するための速度測定器、及び移動のための駆動機構を搭載した無人移動体と、その測距部によって取得した測距データに基づく画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づいて無人移動体を遠隔操縦するための、少なくとも移動方向と移動速度を含む操縦情報を送出する遠隔操縦装置とを有する無人移動体システムであって、測距部により取得した測距データに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出するエリア抽出手段と、遠隔操縦装置から送出された操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づいて、移動可能エリア内における自律移動のための移動計画を作成する移動計画作成手段と、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否を判定する第一の判定手段と、当該移動が可能であると判定したときには、作成した移動計画に従って、駆動機構によって無人移動体を移動させる自律移動手段と、速度測定器によって検出した移動速度が既定値よりも下がったか否かを判定する移動速度判定手段と、移動速度が既定値よりも下がったと判定したときには、自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替えるモード切替手段とを有している。

本発明によれば、高い移動速度の場合には自律して移動し、また、低い移動速度のときには遠隔操作をすることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る無人移動体システムの全体構成を示す説明図、図２は、無人移動体の構成を示す説明図である。また、図３は、無人移動体に設けた制御回路のブロック図である。

本発明の一実施形態に係る無人移動体システムＡは、図１に示すように、無人移動体の一例である無人車両Ｂと、遠隔操縦装置Ｃとを有している。
無人車両Ｂは、一般の乗用車両のハンドル／アクセル／ブレーキを、下記の移動体制御用，自律移動用コンピュータ１０，３０によって操縦できるように、各種のアクチュエータを付加した構成のものであり、その詳細は次のとおりである。

すなわち、無人車両Ｂは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなる移動体制御用コンピュータ１０と、同じく自律移動用コンピュータ３０とによって制御されるようになっている（図２，３参照）。
なお、以下には、移動体制御用コンピュータ１０を、本実施形態に対応して車両制御用コンピュータ１０という。
車両制御用コンピュータ１０と、自律移動用コンピュータ３０とは、イーサネット（登録商標）１１を介して互いに接続されている。

自律移動用コンピュータ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなるものであり、これの入力ポートには、移動領域内の測距データを取得するための測距部３３が接続されている。
測距部３３は、自律移動用カメラ１４，３１と、レーザー光センサ（以下、「ＬＲＦ」という。）３２とを有して構成されている。

ＬＲＦ３２は、レーザ光の投光から受光までの時間を計測するタイムオブフライト方式により測距を行うものであり、本実施形態において示すものは、１つのレーザ光源を用い、光軸を光学的又は機械的に掃引することにより、物体の３次元的な形状を取得するスキャンタイプのものである。
自律移動用カメラ１４，３１は、自律走行（自律移動）を行うときに必要な画像データを取得するためのものであり、走行方向に向け、かつ、車幅方向において左右対称に配列されている。
すなわち、自律移動用カメラ１４，３１は、所謂ステレオカメラである。

車両制御用コンピュータ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、インターフェース回路及びメモリ（いずれも図示しない）等からなるものである。
車両制御用コンピュータ１０の入力ポートには、イーサネット（登録商標）１２を介して無線ＬＡＮ１３が、また、ＧＰＳ（Global Positioning System）１５、バーチカルジャイロ１６、車速パルス１７、及びオドメトリ１８がそれぞれシリアル回線を介して接続されている。なお、符号２０は、無線ＬＡＮ１３に接続されているアンテナを示している。

また、出力ポートには、モータドライバ２１を介して、ステアリング用アクチュエータ２２、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３がそれぞれ接続されている。
なお、９…は走行輪であり、これらの走行輪９…とともに、モータドライバ２１、ステアリング用アクチュエータ２２、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３により駆動機構Ｄを構成している。

バーチカルジャイロ１６は、無人車両Ｂの鉛直面内における傾斜姿勢、従ってまた、後述する自律移動用カメラ１４，３１の光軸姿勢（向き）情報を取得するとともに、ヨー角速度、及びＸ，Ｙ，Ｚ３軸の加速度等を出力するようになっている。

オドメトリ１８は、無人車両Ｂの走行輪９…の各回転量に基づいて、自己の位置情報を取得するためのセンサである。
ＧＰＳ１５は、無人車両Ｂの位置情報を取得するためのものである。
車速パルス１７は、無人車両Ｂの移動速度をパルス情報として出力するものであり、例えばホール素子等である。
本実施形態においては、車速パルス１７が、無人車両Ｂの移動速度を測定するための速度測定器である。

車両制御用コンピュータ１０は、イーサネット（登録商標）１１，無線ＬＡＮ１３及びアンテナ２０を通じて、ＧＰＳ１５、バーチカルジャイロ１６で取得した各種の情報を、後述する遠隔操縦装置Ｃに向けて送信する機能の他、その遠隔操縦装置Ｃから送信される操縦情報に基づき、ステアリング用アクチュエータ２２、ブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３をモータドライバ２１を介して駆動制御する機能を有している。
すなわち、遠隔操縦装置Ｃから送信される走行経路（移動経路）、後述する操縦情報に従って、ステアリング用アクチュエータ２２及びブレーキ／アクセル用アクチュエータ２３を駆動する機能を有している。

車両制御用コンピュータ１０は、図示しないメモリに記憶されている所要のプログラムの実行により、次の各機能を発揮する。図４は、車両制御用コンピュータが有する機能を示すブロック図、図５は、二つの自律移動用カメラにより画像データを取得する原理を示す説明図である。

（１）測距部３３により取得した測距データに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出する機能。この機能を「エリア抽出手段１０ａ」という。
本実施形態においては、ＬＲＦ３２により取得したレーザー光データと、自律移動用カメラ１４，３１により取得した画像データの双方に基づき、移動領域内における移動可能エリアを抽出している。
なお、自律移動用カメラ１４，３１により取得した画像データのみに基づき、また、ＬＲＦ３２により取得したレーザー光データのみに基づいて移動領域内における移動可能エリアを抽出するようにしてもよい。

（２）遠隔操縦装置Ｃから送出された操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づいて、自律移動のための移動計画を作成する機能。これを「移動計画作成手段１０ｂ」という。
「移動計画」は、移動可能エリア内における無人車両Ｂの移動ルートであり、所謂ポテンシャル法によるものである。
本実施形態においては、後述する障害物検出手段１０ｇによって後述する図８（Ａ）に示す移動可能エリアＧ内の自律移動の妨げとなる障害物Ｈを検出したときには、その障害物Ｈを回避するための移動計画、従ってまた、移動ルートＲを作成する。

（３）操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否を判定する機能。これを「第一の判定手段１０ｃ」という。
「操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否」は、上記作成した移動ルートＲが、移動可能エリアＧ内のものであるか否かによるものである。

（４）第一の判定手段１０ｃにより、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動が可能であると判定したときには、作成した移動計画に従って、駆動機構Ｄを介して無人移動体を移動させる機能。これを「自律移動手段１０ｄ」という。
本実施形態においては、操縦情報に含まれる移動方向への移動が不可能であると判定したときには、駆動機構Ｄによって無人車両（無人移動体）Ｂの移動速度を低下させている。

また、低下させる無人車両Ｂの移動速度は、遠隔操縦装置Ｃによって、無人車両Ｂを良好に操縦できる程度のものである。

（５）第一の判定手段１０ｃにより、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づき、移動可能エリア内における移動が不可能であると判定したときには、その操縦情報に含まれる移動方向への移動の可否を判定する機能。これを「第二の判定手段１０ｅ」という。

（６）測距部により取得した測距データに基づき、移動可能エリア内の自律移動の妨げとなる障害物を検出する機能。これを「障害物検出手段１０ｇ」という。
本実施形態においては、自律移動用カメラ１４，３１で取得した画像データと、ＬＲＦ３２で取得したレーザー光データとに基づき、移動可能エリア内の自律移動の妨げとなる障害物を検出している。

自律移動用カメラ１４，３１による測距データの取得は、次のとおりである。
すなわち、図５に示すように、自律移動用カメラ１４，３１における左画像座標系［ｘｌ，ｙｌ］、右画像座標系［ｘｒ，ｙｒ］、世界座標系［Ｘ，Ｙ，Ｚ］、基線ｂ、焦点距離ｆとしたとき、
世界座標系における障害物Ｐの座標Ｘ，Ｙ，Ｚは、次式により求めることができる。
Ｘ＝ｂ（ｘｌ＋ｘｒ）／２ｄ
Ｙ＝ｂ（ｙｌ＋ｙｒ）／２ｄ
Ｚ＝ｂ・ｆ／ｄ
なお、ただしｄは視差であり、ｄ＝ｘｌ−ｘｒ。

また、右画像において撮像点ｐｒと左画像において撮像点ｐｌの対応をとる方法は、画像を小領域に分割し、その領域に対して他方の画像全面に対応のとれる位置を走査するパタンマッチング法がある。

すなわち、ＬＲＦ３２は、レーザ光の到達範囲が計測エリアとなるために、数十メートルと比較的近い領域の測距データを取得するときに用い、画像データは精度においてレーザ光データに劣るものの、遠距離の計測エリアの画像データを取得するときに用いている。

本実施形態においては、ＬＲＦ３２と自律移動用カメラ１４，３１により、移動可能エリア内の自律移動の妨げとなる障害物を検出しているが、ＬＲＦ３２のレーザースキャンの高さ方向のプロファイルデータに基づいて、一定の高さ以上（超える）領域を障害物と認識させるようにしてもよい。

この場合、取得した測距データ中に離散した測距データがあるか否かを判定する離散測距データ判定手段と、離散した測距データがあると判定したときには、その離散した測距データを除去する離散データ除去手段とを設けるとよい。なお、離散データ除去手段を、離散した測距データをノイズとしてフィルタリングするフィルタリング手段と言い換えることができる。
また、１スキャンラインデータのみでなく、走行方向への複数のスキャンラインデータから奥行き方向の三次元画像を求め、パターンマッチングにより障害物の認識をさせるようにしてもよい。

（７）速度測定器により測定した無人移動体の移動速度が、既定値以下になったか否かを判定する機能。これを「移動速度判定手段１０ｈ」という。

（８）移動速度が既定値よりも下がったと判定したときには、自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替える機能。これを「モード切替手段１０ｉ」という。
「既定値」は、操縦者が移動可能エリア内を安全に移動できる程度の移動速度である。
「遠隔操縦モード」とは、遠隔操縦装置Ｃから送出された操縦情報に基づく遠隔操縦を可能とした状態をいう。
「自律移動モード」とは、作成した移動計画に従って、駆動機構Ｄによって無人車両Ｂを移動させる状態をいう。

次に、遠隔操縦装置について、図６〜９を参照して説明する。図６は、遠隔操縦装置の構成を示す説明図、図７は、遠隔操縦装置に設けた制御回路のブロック図、図８（Ａ），（Ｂ）は、無人車両の移動速度の高低に従って、ディスプレイに表示される操縦用基準マークの表示例を示す説明図である。また、図９（Ａ）は、自律移動時の移動ルートを示す説明図、（Ｂ）は、表示位置を補正した表示例を示す説明図である。
本実施形態において示す遠隔操縦装置Ｃは、表示部４０、入力装置５０、及び制御装置６０を有して構成されており、操縦者Ｑが装着して使用できる形態になっている。

表示部４０は、ディスプレイ４１、ディスプレイコントローラや制御装置６０との間における画像データの送受を行う送受信部（いずれも図示しない）を筐体４２に配設したものであり、操縦者Ｑの頭部に装着するためのベルト４３に取り付けたものである。
ディスプレイ４１には、上記した撮像部である自律移動用カメラ１４，３１によって取得した画像等が表示されるようになっている。

入力装置５０は、操縦情報を入力するためのジョイスティック５１、アクセル／ブレーキレバー５２、制御装置６０との間における操縦情報等の送受を行う送受信部（いずれも図示しない）を筐体５３に配設したものであり、それらジョイスティック５１やアクセル／ブレーキレバー５２の操作に従った操縦情報が出力されるようになっている。
「操縦情報」は、少なくとも指令移動方向、指令移動速度及び無人車両Ｂの加減速データを含むものである。

ジョイスティック５１は、これの傾動操作によって、無人車両Ｂを左右に旋回操作するためのものである。
アクセル／ブレーキレバー５２は、無人車両Ｂの移動速度（以下、「走行速度」という。）を増減するためのものである。

制御装置６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やインターフェース回路（いずれも図示しない）等からなる装置本体６５と、これの入出力ポートに、無線ＬＡＮ６１、ディスプレイ６２、キーボード６３とを一体的に構成したものである。なお、符号６４で示すものは、アンテナである。

装置本体６５は、所要のプログラムの実行により次の各機能を発揮する。
（９）車速パルス（速度測定器）１７によって検出した移動速度に対応して、操縦を行うときの基準となる操縦用基準マークＭを、ディスプレイ４１に表示されている画像に重畳表示する機能。これを「重畳表示手段６５ａ」という。

本実施形態においては、図８（Ａ）に示すように、無人車両Ｂが例えば４０ｋｍ／ｈで移動しているときには、操縦用基準マークＭを（ア）又は（イ）で示す上側位置に表示し、また、同図（Ｂ）に示すように、例えば５ｋｍ／ｈで移動しているときには、操縦用基準マークＭを（ウ）又は（エ）で示す下側位置に表示する。
なお、４１ａで示すものは、無人車両Ｂの状態情報であり、例えば無人車両Ｂの前後左右の傾斜状態や走行速度等である。

図１０は、操縦用基準マークＭの表示位置を決定するときの説明図である。
画像を取得した時刻をＴｉｍｇ、通信遅延時間をＴａ（ｓｅｃ）、操縦者が指示するための反応時間（操縦者毎に設定）をＴｐ（ｓｅｃ）、Ｔｉｍｇにおける走行速度をＶｉｍ
ｇ（ｋｍ／ｈ）、方向指示のために操縦用基準マークＭを表示・移動する（ｘｄ，ｙｄ）
からの距離（半径）ｒｃ（ｍ）とすると、ｒｃは、次式１で表すことができる。
ｒｃ＝Ｖｉｍｇ×（１０００／３６００）×Ｔｐ （式１）
すなわち、操縦用基準マークＭを、現速度で走行した場合の指定時間Ｔｐ後の無人車両の座標位置に表示している。

また、本実施形態においては、上下表示位置に応じて、操縦用基準マークＭの大きさを異ならせて表示させている。具体的には、下側位置に表示されるに従って大きく表示し、上側位置に表示されるに従って小さく表示する。これにより、ディスプレイ４１上において容易に遠近感を与えることができる。

さらに、本実施形態においては、移動可能エリアＧを識別するための識別情報を画像に重畳表示している。
「識別情報」の具体的としては、移動可能エリアＧに他のエリアＨａ，Ｈｂ，Ｈｃとは異なる色彩を付する等である。

さらにまた、上述した障害物検出手段１０ｇによって、移動可能エリアＧ内に障害物Ｈを検出した場合には、その障害物Ｈを容易に識別するための識別マークＩを重畳表示している。これにより、障害物Ｈを見落とすことを防止できる。

（１０）無人車両Ｂと遠隔操縦装置Ｃとの間における通信遅延時間を算出する機能。これを「遅延時間算出手段６５ｂ」という。
本実施形態においては、無人車両Ｂと遠隔操縦装置Ｃの間において、ｐｉｎｇの要領でデータの往復時間を推定している。
また、無人車両Ｂと遠隔操縦装置Ｃ双方にＧＰＳを搭載しておき、そのＧＰＳを用いて双方のコンピュータによって精度の高い時刻同期を行い、受信したデータのタイムスタンプに基づいて遅延時間を推定するようにしてもよい。

（１１）遅延時間算出手段６５ｂにより算出した遅延時間に基づいて、操縦用基準マークＭの表示位置を補正する機能。これを「表示位置補正手段６５ｃ」という。
すなわち、図９（Ｂ）に（オ）で示す操縦用基準マークＭは、遅延時間に基づく補正をしないものであり、また、（カ）で示す操縦用基準マークＭは、遅延時間に基づく補正をしたものである。このように補正を行うことにより、遅延時間による操縦ミスを低減することができる。

次に、図１１，１２を参照して、制御フローチャートについて説明する。図１１は、車両制御装置の制御フローチャート、図１２は、図１１に示すステップ４の詳細を示すフローチャート、図１３は、遠隔操縦装置による遠隔操縦のフローチャートである。
＜車両制御装置の制御フローチャート＞
ステップ１（図中、「Ｓ１」と略記する。以下、同様。）：各部の初期化処理を行ってステップ２に進む。

ステップ２：遠隔操縦装置Ｃから送信された操縦者Ｑによる指令移動速度・移動方向等を含む操縦情報及びコマンドを受信して、ステップ３に進む。
ステップ３：終了コマンドを受信したか否かを判定し、終了コマンドを受信すればステップ１３に進んで、そうでなければステップ４に進む。

ステップ４：自律移動用カメラ１４，３１とＬＲＦ３２によって移動領域を認識し、移動可能エリアを抽出して、図１２に示すステップ４ａ，４ｂに進む。
具体的には、ステップ４ａ，４ｂにおいてレーザー光データと画像データとが入力されると、それぞれステップ４ｃ，４ｄに進む。

ステップ４ｃ，４ｄにおいて障害物認識処理を行ってステップ５ｅに進む。
ステップ４ｅ：障害物の認識結果に基づいて環境マップ（地図）を作成し、ステップ５ｆに進む。
本実施形態においては、判定に係る移動障害物に対応する障害物データを含む地図を作成する機能、すなわち地図作成手段を有している。

ステップ４ｆ：移動計画を作成して、メインフローのステップ５に戻る。
このとき、移動可能エリア内に障害物が存在する場合には、その障害物を回避するルートを含む移動計画を作成する。

ステップ５：指令移動速度と指令移動方向に基づき作成した移動計画により、走行可能か否かを判定し、走行不可能であると判定されればステップ６に進み、そうでなければステップ１１に進む。このステップ５が、第一の判定手段に相当する。

ステップ６：指令移動方向への移動が可能か否かを判定し、不可能であればステップ８に進み、可能であればステップ７に進む。このステップ６が、第二の判定手段に相当する。

ステップ７：移動速度を低下する。その移動速度の低下に従って、ディスプレイ４１に表示されている操縦用基準マークＭの表示位置が、ディスプレイ４１の上側から下側に向けて下降表示して、ステップ１２に進む。
ステップ８：移動速度を低下して、ステップ９に進む。

ステップ９：移動速度が既定値以下になったか否かを判定し、移動速度が既定値以下になったと判定すればステップ１０に進み、そうでなれればステップ８に戻る。
ステップ１０：自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替えてステップ１２に進む。
ステップ１１：指令移動速度、指令移動方向に自律して走行するように、アクセル／ブレーキ、ステアリングをアクチュエータによって駆動して、ステップ１２に進む。
ステップ１２：移動速度（車速）等の車両情報及び移動可能エリアの認識結果を、遠隔操縦装置Ｃに向けて送信して、ステップ２に戻る。

＜遠隔操縦のフローチャート＞
ステップ１（図中、「Ｓａ１」と略記する。以下、同様。）：各部の初期化処理を行ってステップ２に進む。
ステップ２：遠隔操縦装置Ｃから送信された操縦者Ｑによる指令速度，指令方向等を含む操縦情報及びコマンドを受信して、ステップ３に進む。
ステップ３：終了コマンドを受信したか否かを判定し、終了コマンドを受信すればステップ１０に進み、そうでなければステップ４に進む。
ステップ４：無人車両Ｂから送信された上記車両情報を受信して、ステップ５に進む。
ステップ５：通信遅延時間を算出して、ステップ６に進む。

ステップ６：カメラで撮像した画像に、算出した通信遅延時間による無人車両Ｂの移動量を補正した上で、受信した走行速度に応じた遠近位置、及び指令方向位置に操縦用基準マークＭを重畳表示する。

ステップ７：カメラで撮像した画像に、受信した移動可能エリアの認識結果を重畳表示する。
ステップ８：受信した車両情報（速度等）を重畳表示して、ステップ９に進む。
ステップ９：移動速度・移動方向等を含む操縦情報及びコマンドを送信して、ステップ２に戻る。
ステップ１０：終了処理を行う。

図１４を参照して、上述した遠隔操縦と自律走行との切り替えの一例について、説明する。図１４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、遠隔操縦と自律走行との切り替えの一例を示す概念図である。
同図（Ａ）に示すように、走行中に、操縦用基準マークＭを移動可能エリアＧ外の移動領域Ｈｃ内の位置（キ）に指定する。
指定を行った後は、自律走行モードにおいて、移動可能エリアＧ外に無人車両Ｂが移動しないように減速される。

無人車両Ｂが減速すると、ディスプレイ４１に表示されている操縦用基準マークＭは、（Ｂ）に示すように、次第に、そのディスプレイ４１の下側に向けて移動する。
そして、（Ｃ）に示すように、既定の速度以下になると遠隔操縦モードに切り替わり、移動可能エリアＧ以外の移動領域Ｈａ〜Ｈｃにおいても移動することができるようになる。この低速走行の場合には、通信遅延時間があったとしても、遠隔操縦に支障はない。

上述した実施形態に係る無人移動体によれば、次の効果を得ることができる。
・画像データと、レーザ光データとに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出するとともに、遠隔操縦装置から送出された操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づいて、自律移動のための移動計画を作成し、また、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否を判定し、その移動が可能であると判定したときには、作成した移動計画に従って、駆動機構を介して無人移動体を移動させているので、高い移動速度の場合には自律して移動し、また、低い移動速度のときには遠隔操作をすることができる。

・操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づき、移動可能エリア内における移動が不可能であると判定したときには、その操縦情報に含まれる移動方向への移動の可否を判定し、上記移動速度での移動が不可能であると判定したときには、自律移動手段は、駆動機構によって無人移動体の移動速度を低下させる一方、速度測定器により測定した無人移動体の移動速度が、既定値以下になったか否かを判定し、無人移動体の移動速度が既定値以下になったと判定したときには、遠隔操縦装置から送出された操縦情報に基づく遠隔操縦を可能とすることにより、遠隔操縦を容易に行うことができる。

・操縦情報に含まれる移動方向への移動が可能であると判定したときには、操縦情報に含まれる移動速度による移動の可否を判定し、操縦情報に含まれる移動速度による移動が不可能であると判定したときには、駆動機構によって無人移動体の移動速度を低下させ、かつ、当該移動方向に移動させることにより、自律走行を確実に行うことができる。

・遠隔操縦を行うときの基準となる操縦用基準マークを、速度測定器によって検出した移動速度に対応させて、表示部に表示されている画像に重畳表示することにより、移動速度に応じた遠近感を得ることができる。

・無人移動体と遠隔操縦装置との間における通信遅延時間を算出し、算出した遅延時間に基づいて、操縦用基準マークの表示位置を補正することにより、遠隔操縦をより容易に行うことができる。

・測距部により取得した測距データに基づき、移動可能エリア内の自律移動の妨げとなる障害物を検出し、検出された障害物に対応する障害物データに基づいて、その障害物を回避する移動計画を作成することにより、障害物が存在する場合にも自律走行を円滑に行うことができる。

・移動可能エリアを識別するための識別情報を画像に重畳表示することにより、遠隔操縦のときに移動可能エリアを識別しやすく、操縦を容易に行うことができる。
・速度測定器によって検出した移動速度が規定値よりも下がったか否かを判定し、移動速度が規定値よりも下がったと判定したときには、自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替えることにより、自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替えを遠隔に行うことができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・本実施形態においては、無人移動体として無人車両を例として説明したが、無人偵察機等に準用することができる。

本発明の一実施形態に係る無人移動体システムの全体構成を示す説明図である。 無人移動体の構成を示す説明図である。 無人移動体に設けた制御回路のブロック図である。 遠隔操縦装置の構成を示す説明図である。 二つの自律移動用カメラにより画像データを取得する原理を示す説明図である。 遠隔操縦装置の構成を示す説明図である。 遠隔操縦装置に設けた制御回路のブロック図である。 （Ａ），（Ｂ）は、無人車両の移動速度の高低に従って、ディスプレイに表示される操縦用基準マークの表示例を示す説明図である。 （Ａ）は、自律移動時の移動ルートを示す説明図、（Ｂ）は、表示位置を補正した表示例を示す説明図である。 操縦用基準マークの表示位置を決定するときの説明図である。 車両制御装置の制御フローチャートである。 図１１に示すステップ４の詳細を示すフローチャートである。 遠隔操縦装置による遠隔操縦のフローチャートである。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、遠隔操縦と自律走行との切り替えの一例を示す概念図である。

符号の説明

１０ａ エリア抽出手段
１０ｂ 移動計画作成手段
１０ｃ 第一の判定手段
１０ｄ 自律移動手段
１０ｅ 第二の判定手段
１０ｇ 障害物検出手段
１０ｈ 移動速度判定手段
１０ｉ モード切替手段
１７ 速度測定器（車速パルス）
３３ 測距部（自律移動用カメラ１４，３１、レーザー光センサ３２）
４０ 表示部
６５ａ 重畳表示手段
６５ｂ 遅延時間算出手段
６５ｃ 表示位置補正手段
Ｂ 無人移動体（無人車両）
Ｃ 遠隔操縦装置
Ｄ 駆動機構
Ｇ 移動可能エリア

Claims (10)

1. 移動領域内の測距データを取得するための測距部、移動速度を測定するための速度測定器、及び移動のための駆動機構を搭載した無人移動体と、その測距部によって取得した測距データに基づく画像を表示する表示部、及びその表示部に表示された画像に基づいて無人移動体を遠隔操縦するための、少なくとも移動方向と移動速度を含む操縦情報を送出する遠隔操縦装置とを有する無人移動体システムであって、
   測距部により取得した測距データに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出するエリア抽出手段と、
   遠隔操縦装置から送出された操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づいて、移動可能エリア内における自律移動のための移動計画を作成する移動計画作成手段と、
   操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づく移動可能エリア内における移動の可否を判定する第一の判定手段と、
   当該移動が可能であると判定したときには、作成した移動計画に従って、駆動機構によって無人移動体を移動させる自律移動手段と、
   速度測定器によって検出した移動速度が既定値よりも下がったか否かを判定する移動速度判定手段と、
   移動速度が既定値よりも下がったと判定したときには、自律移動モードから遠隔操縦モードに切り替えるモード切替手段とを有することを特徴とする無人移動体システム。
2. 測距部は、移動領域のレーザー光データを取得するレーザー光センサであり、
   エリア抽出手段は、レーザー光センサにより取得したレーザー光データに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出することを特徴とする請求項１に記載の無人移動体システム。
3. 測距部は、移動領域の画像データを取得するカメラであり、
   エリア抽出手段は、カメラにより取得した画像データに基づいて、移動領域内における移動可能エリアを抽出することを特徴とする請求項１に記載の無人移動体システム。
4. 測距部は、移動領域のレーザー光データを取得するレーザー光センサと、その移動領域の画像データを取得するカメラとを有していることを特徴とする請求項１に記載の無人移動体システム。
5. 第一の判定手段により、操縦情報に含まれる移動方向と移動速度に基づき、移動可能エリア内における移動が不可能であると判定したときには、その操縦情報に含まれる移動方向への移動の可否を判定する第二の判定手段を無人移動体に設けているとともに、
   第二の判定手段により、上記移動方向への移動が不可能であると判定したときには、移動速度を自律移動手段によって低下させ、かつ、移動速度判定手段により、無人移動体の移動速度が既定値以下になったと判定したときには、遠隔操縦装置から送出された操縦情報に基づく遠隔操縦を可能とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無人移動体システム。
6. 第二の判定手段により、操縦情報に含まれる移動方向への移動が可能であると判定したときには、
   自律移動手段は、駆動機構によって無人移動体の移動速度を低下させ、かつ、当該移動方向に移動させることを特徴とする請求項５に記載の無人移動体システム。
7. 遠隔操縦を行うときの基準となる操縦用基準マークを、速度測定器によって検出した移動速度に対応させて、表示部に表示されている画像に重畳表示する重畳表示手段を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の無人移動体システム。
8. 上記無人移動体と遠隔操縦装置との間における通信遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、
   算出した遅延時間に基づいて、操縦用基準マークの表示位置を補正する表示位置補正手段とを有することを特徴とする請求項７に記載の無人移動体システム。
9. 測距部により取得した移動領域内の測距データに基づき、移動可能エリア内の自律移動の妨げとなる障害物を検出する障害物検出手段を設けており、
   移動計画作成手段は、検出された障害物に対応する障害物データに基づいて、その障害物を回避する移動計画を作成することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の無人移動体システム。
10. 重畳表示手段は、移動可能エリアを識別するための識別情報を画像に重畳表示することを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の無人移動体システム。

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